JP3363514B2 - 電子写真感光体及び電子写真装置 - Google Patents

電子写真感光体及び電子写真装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、レー
ザビームプリンタ、CRTプリンタ、電子写真式製版シ
ステムなどの電子写真装置で接触帯電を用いたものに用
いることのできる電子写真感光体に関するものである。
また、本発明は、上記電子写真感光体を有する電子写真
装置である。
【0002】
【従来の技術】本発明の電子写真感光体は接触帯電方式
の電子写真装置に装着することを目的としている。
【0003】図1に接触帯電方式の電子写真装置の一例
を示した。本例は転写式複写機もしくはプリンタであ
る。
【0004】1は本発明の対象となっている電子写真感
光体でドラム型のものである。この電子写真感光体1は
矢印Aの時計方向に所定の周速度(プロセススピード)
をもって回転駆動される。
【0005】2は帯電手段としての接触帯電部材である
帯電ローラである。この帯電ローラ2は該帯電ローラに
圧設した感光体1の回転に従動して回転し、バイアス電
源2AからAC電圧を重畳されたDC電圧が印加され
る。この帯電ローラ2により感光体1の周面が所定の極
性・電位にかつ一様に接触帯電方式で帯電処理される。
その感光体1の帯電処理面に不図示の露光手段(原稿像
の結像露光手段、レーザービームスキャナなど)により
目的画像情報の露光3がなされて感光体1面に目的画像
情報に対応した静電潜像が形成されていく。
【0006】その形成静電潜像は現像器4の荷電粒子
(トナー)5で正規現像または反転現像により可転写粒
子像(トナー像)5aとして顕画化される。
【0007】次いでそのトナー像は感光体1と該感光体
に圧設している転写手段としての転写ローラ7とのニッ
プ部(転写部)に給紙カセット9から給紙ローラ10お
よびレジストローラ11により所定のタイミングで一枚
づつ給送された用紙6に転写5bされる。転写ローラ7
にはバイアス電源7Aからトナー5の保有電荷とは逆極
性のバイアス電圧が印加されている。
【0008】トナー像転写を受けた用紙6は感光体1面
から分離されて不図示の定着手段へ搬送されてトナー像
の定着処理を受ける。
【0009】トナー像転写後の感光体1面はクリーナー
(クリーニング装置)8により転写残りトナーなどの付
着汚染の除去を受けて洗浄面化されて繰返して作像に供
される。
【0010】感光体1を帯電処理する帯電装置として上
記例のもののように感光体1に対して電圧を印加する帯
電材料としての帯電ローラ2を接触させることで行う接
触帯電装置は、帯電装置として従来一般に利用されてい
るコロナ放電装置との対比において、電源の低電圧化が
図れる、オゾンの発生を見ても極々微量であるなどの長
所を有している。接触帯電の帯電メカニズム、手法およ
び装置はすでに知られており、また各種提案されてい
る。
【0011】例えば直流電圧を帯電部材に印加したとき
の被帯電体の帯電開始電圧の2倍以上のピーク間電圧を
有する振動電界(交互電界、交流電界など時間とともに
電圧値が周期的に変化する電界または電圧)を帯電部材
と被帯電体との間に形成する方式は帯電ムラのない均一
な帯電処理をすることができ有効である。振動電界の波
形としては正弦波・矩形波・三角波など適宜使用可能で
ある。また直流電源を周期的にオン−オフすることによ
って形成された矩形波であってもよい。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
接触帯電方式を用いた電子写真装置は、感光体1面をク
リーニングするクリーナー8において除去しきれずにク
リーナーをすり抜けて通過する微量の残留トナーが、感
光体1とこれに接触している接触帯電部材としての帯電
ローラ2との圧接ニップ部に持ち運ばれて感光体面にこ
すりつけられ長期の間には遂に該感光体表面に強固に付
着蓄積して一種のクリーニング不良(以下トナー融着と
称する)となり、出力画像に欠陥(ベタ白上の黒斑点な
いしはベタ黒上の白斑点)を生じる現象が見られた。
【0013】この現象は、連続のプリントモードで発生
し、間欠のプリントモードでは発生しない。これは、間
欠のプリントモードでは連続のプリントモードより多く
のクリーニングプロセスが入ることに起因すると考えら
れる。
【0014】またこの現象は高画像を実現すべくトナー
5の粒径を小さくした場合に特に目立つ。
【0015】さらに接触帯電部材に振動電圧成分を含む
バイアス電圧を印加して帯電を実行する構成の場合は接
触帯電部材が印加振動電圧成分に応じて感光体1面をた
たくごとく振動するので上記のトナー融着現象が助長さ
れやすい。
【0016】この発明の目的は、上述した問題点に鑑
み、接触帯電方式の電子写真装置においてトナー融着に
基づく出力画像上の欠陥の発生を防止することのできる
電子写真用感光体および電子写真装置を提供することに
ある。
【0017】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、交
流電圧が重畳された直流電圧が印加される帯電ローラを
接触帯電部材として用いた接触帯電方式による帯電、露
光、現像、転写およびクリーニングの工程を経て画像形
成を行う電子写真装置に用い、かつ導電性支持体上に感
光層を有する電子写真感光体において、該感光体の表面
がバインダー樹脂および電荷輸送物質を含有し、該表
面層のガラス転移点が95℃以上であることを特徴とす
る電子写真感光体である。
【0018】また、本発明は、交流電圧が重畳された直
流電圧が印加される帯電ローラを接触帯電部材として用
いた接触帯電方式による帯電、露光、現像、転写および
クリーニングの工程を経て画像形成を行い、かつ導電性
支持体上に感光層を有する電子写真感光体を有する電子
写真装置において、該感光体の表面層がバインダー樹脂
および電荷輸送物質を含有し、該表面層のガラス転移点
が95℃以上であることを特徴とする電子写真装置であ
る。
【0019】このような表面層を構成する手段として
は、表面層が電荷輸送層の場合は電荷輸送物質やバイン
ダー樹脂を適宜選択することにより、さらにそれらの比
率を調整することにより達成される。また、保護層を設
けてもよい。
【0020】一例として、保護層を設けないタイプの詳
しい構成を以下に示す。
【0021】導電性支持体としては、アルミニウム、ス
テンレス等の金属、紙、プラスチックなどの円筒状シリ
ンダーまたはフィルム等が用いられる。
【0022】これらの支持体の上には、バリヤー機能と
接着機能を持つ下引層を設けることができる。
【0023】下引層の材料としては、ポリビニルアルコ
ール、ポリ−N−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオ
キシド、エチルセルロース、メチルセルロース、エチレ
ン−アクリル酸コポリマー、カゼイン、ポリアミド、共
重合ナイロン、ニカワ、ゼラチンなどが知られている。
これらはそれぞれに適した溶剤に溶解されて支持体上に
塗布、乾燥して形成される。その膜厚は、0.2〜2μ
m程度である。
【0024】さらに支持体と下引層との間に、支持体の
むらや欠陥の被覆および画像入力がレーザーの場合には
散乱による干渉縞防止を目的とした導電層を設けること
が好ましい。これはカーボンブラック、金属粒子、金属
酸化物などの導電製粉体をバインダー樹脂中に分散し、
塗布、乾燥して形成することができる。導電層の膜厚
は、5〜40μm、好ましくは、10〜30μm程度で
ある。
【0025】本発明の電子写真感光体の感光層は電荷発
生物質と電荷輸送物質とが混合された単層型、あるいは
電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む
電荷輸送層を積層した機能分離型などの形態をとる。特
に、機能分離型の感光層が好ましく、以下、機能分離型
の感光層について説明する。
【0026】電荷発生層に用いる電荷発生物質として
は、セレン−テルル、ピリリウム、チオピリリウム系染
料、フタロシアニン系顔料、アントアントロン顔料、ジ
ベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、トリスア
ゾ顔料、ジスアゾ顔料、アゾ顔料、インジゴ顔料、キナ
クリドン系顔料、非対称キノシアニン、キノシアニンあ
るいは特開昭54−14365号広報に記載のアモルフ
ァスシリコンなどが挙げられる。
【0027】電荷発生層に用いるバインダー樹脂として
は、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアセター
ル、アルキド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルニトリ
ル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ケト
ン樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ブチラール樹脂、ポ
リエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フ
ェノール樹脂など公知のものが用いられる。
【0028】電荷発生層は、一般に電荷発生物質とバイ
ンダ樹脂とを混合分散し、塗布、乾燥して形成する。
【0029】電荷発生層の膜厚は0.01〜15μm、
好ましくは0.05〜5μmである。
【0030】電荷輸送層に用いる電荷輸送物質として
は、トリフェニルメタン誘導体、トリフェニルアミン誘
導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ヒ
ドラゾン誘導体、エナミン誘導体、ブタジエン誘導体な
どが知られている。
【0031】また、電荷輸送層に用いるバインダー樹脂
としてはポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリア
ミド樹脂、ポリアクリルアミド樹脂など公知のものが用
いられ、特にポリカーボネート樹脂が好ましい。
【0032】電荷輸送層は、電荷輸送物質とバインダー
樹脂とをそれぞれに適した溶剤に溶解させて支持体上に
塗布、乾燥して形成される。その膜厚は、5〜50μ
m、好ましくは8〜30μmである。
【0033】本発明における表面層とは、この場合電荷
輸送層となる。また、このような感光層の上にさらに保
護層を設けても良く、その場合は保護層が表面層とな
る。これら表面層の物性と接触帯電におけるトナー融着
の関係を調べたところ、以下のような知見を得た。
【0034】すなわち、該電子写真感光体の表面層のガ
ラス転移点が高いものほどトナー融着を起こしにくく、
具体的にはガラス転移点が95℃以上であればトナー融
着に起因する画像品質の低下を防止することが可能にな
る。
【0035】この感光体の表面層のガラス転移点の違い
によりトナー融着に差がでる理由は、良く分かっていな
いが、該表面層の熱的な安定度に起因するものと考えら
れる。
【0036】
【実施例】以下に、本発明に最適な実施例と比較例とを
挙げて説明する。
【0037】実施例および比較例で示されているガラス
転移点は以下の条件で熱機械分析により測定した。
【0038】実施例および比較例の表面層(電荷輸送
層)については、熱機械分析により2段の軟化点を示
す。各サンプルの針の変位の微分曲線をとり、1段目の
軟化点の微分曲線のピークトップ位置をガラス転移点と
した。 分析装置 :セイコー電子工業製 TMA10 荷 重 :5g 昇温レート:10℃/min 針 径 :1mm サンプル :膜厚20μmのシート状に形成した表面層
を3枚重ねてサンプルとした。
【0039】<実施例1>下記表1に示す組成の溶液を
用いて浸漬コーティング法により導電性支持体である3
0Φアルミニウム製パイプ表面に導電層を形成させ、1
40℃で30分間乾燥させた。導電層の膜厚は18μm
であった。
【0040】
【表1】
【0041】次にこの導電層上に、ポリアミド樹脂(商
品名:アミランCM−8000、東レ製)の5%メタノ
ール溶液を用いて浸漬コーティング法により中間層を塗
工して、90℃で10分間乾燥させた。中間層の膜厚は
1μmであった。
【0042】さらにこの中間層上に、下記化合物を10
重量部、ポリビニルブチラール樹脂
【0043】
【化1】 (商品名:エスレックBL−S、積水化学製)4重量
部、及びシクロヘキサノン200重量部を1Φガラスビ
ーズを用いたサンドミル装置で50時間分散し、これに
テトラヒドロフラン300〜400(適宜)重量部を加
えた溶液を用いて浸漬コーティング法により電荷発生層
を塗工して、80℃で10分間乾燥させた。電荷発生層
の膜厚は0.15μmであった。
【0044】最後に電荷発生層上に、トリアリールアミ
ン系電荷輸送物質である下記化合物
【0045】
【化2】 を10重量部と平均分子量2万のビスフェノールZ型ポ
リカーボネート樹脂を10重量部とジクロロメタンを3
0重量部とモノクロロベンゼンを90重量部よりなる組
成の溶液を用いて浸漬コーティング法により電荷輸送層
を塗工して、120℃で60分間乾燥させた。電荷輸送
層の膜厚は22μmであった。この感光体の表面層であ
る電荷輸送層のガラス転移点は、100.9℃であっ
た。
【0046】<実施例2>電荷輸送物質として下記化合
物を用いた以外は実施例1と同様にして電子写真
【0047】
【化3】 感光体を作製した。電荷輸送層の膜厚は20μmであっ
た。この感光体の表面層である電荷輸送層のガラス転移
点は、123.9℃であった。
【0048】<実施例3>電荷輸送層のバインダー樹脂
として平均分子量2万のビスフェノールA型ポリカーボ
ネート樹脂を用いた以外は実施例1と同様にして電子写
真感光体を作製した。電荷輸送層の膜厚は21μmであ
った。電荷輸送層のガラス転移点は、104.2℃であ
った。
【0049】<比較例1>電荷輸送物質として下記化合
物を用いた以外は実施例1と同様にして電子写真
【0050】
【化4】 感光体を作製した。電荷輸送層の膜厚は21μmであっ
た。電荷輸送層のガラス転移点は、91.3℃であっ
た。ガラス転移点は実施例1と同様にして測定した。
【0051】<比較例2>電荷輸送物質として下記化合
物を用いた以外は実施例1と同様にして電子写真
【0052】
【化5】 感光体を作製した。電荷輸送層の膜厚は20μmであっ
た。電荷輸送層のガラス転移点は、73.1℃であっ
た。ガラス転移点は実施例1と同様にして測定した。
【0053】<比較例3>電荷輸送物質の重量部を13
とした以外は実施例1と同様にして電子写真感光体を作
製した。電荷輸送層の膜厚は20μmであった。電荷輸
送層のガラス転移点は、88.0℃であった。ガラス転
移点は実施例1と同様にして測定した。
【0054】実施例1〜3及び比較例1〜3の電子写真
感光体の耐トナー融着性を調べるためにキャノン製の接
触帯電方式のレーザビームプリンタLBP−LXの中に
入れて連続プリントモードでプリントアウトを行った。
結果を表2に示す。
【0055】実施例ではトナー融着が発生していないの
に対し、比較例では2000枚から6000枚の間でト
ナー融着を起こしていることが分かる。
【0056】
【表2】
【0057】
【発明の効果】本発明による電子写真感光体は接触帯電
方式の電子写真装置に用いれば、トナー融着に起因する
画像品質の低下を防止することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子写真装置の一例の概略構成図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸 淳一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 平野 秀敏 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 穴山 秀樹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−27611(JP,A) 特開 昭63−149669(JP,A) 特開 平5−35167(JP,A) 特開 平6−11878(JP,A) 特開 平5−107796(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 5/00 - 5/16

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電圧が重畳された直流電圧が印加さ
    れる帯電ローラを接触帯電部材として用いた接触帯電方
    式による帯電、露光、現像、転写およびクリーニングの
    工程を経て画像形成を行う電子写真装置に用い、かつ導
    電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体におい
    て、該感光体の表面層がバインダー樹脂および電荷輸送
    物質を含有し、該表面層のガラス転移点が95℃以上で
    あることを特徴とする電子写真感光体。
  2. 【請求項2】 前記表面層が電荷輸送層である請求項1
    に記載の電子写真感光体。
  3. 【請求項3】 交流電圧が重畳された直流電圧が印加さ
    れる帯電ローラを接触帯電部材として用いた接触帯電方
    式による帯電、露光、現像、転写およびクリーニングの
    工程を経て画像形成を行い、かつ導電性支持体上に感光
    層を有する電子写真感光体を有する電子写真装置におい
    て、該感光体の表面層がバインダー樹脂および電荷輸送
    物質を含有し、該表面層のガラス転移点が95℃以上で
    あることを特徴とする電子写真装置。
  4. 【請求項4】 前記表面層が電荷輸送層である請求項3
    に記載の電子写真装置。
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