JP3710272B2 - 電子写真装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置及びプロセスカートリッジに関し、詳しくは、注入帯電用の電子写真装置及びプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真感光体に、帯電、露光、現像、転写、定着及びクリーニング等のプロセスを行う電子写真方法において、帯電プロセスは、従来より殆ど金属ワイヤーに５〜８ｋＶもの高い直流電圧（ＤＣ電圧）を印加することにより発生するコロナを用いていた。しかし、この方法では、コロナ発生時に生成するオゾンやＮＯＸ等のコロナ生成物が感光体表面を変質させ、画像ボケや電子写真特性の劣化を進行させたり、ワイヤーの汚れが、画像に白抜けや黒スジを生じさせる等の問題があった。
【０００３】
特に、感光層が有機光導電体を主体として構成される電子写真感光体は、他のセレン感光体やアモルファス感光体に比べて化学的安定性が低く、コロナ生成物にさらされると化学反応（主に酸化反応）が起こり、劣化し易い傾向にある。従って、コロナ帯電を繰り返し行った場合に、前述の劣化による画像ボケや感度の低下、残留電位の増加によるコピー濃度薄等が起こり、耐久寿命が短くなる傾向にあった。
【０００４】
また、コロナ帯電は、感光体に向かう電流が全体の５〜３０％に過ぎず、殆どがシールド板に流れ、帯電手段としては効率の悪いものであった。
【０００５】
このような問題点を補うために、コロナ放電器を利用しない、接触帯電方法が特開昭５７−１７８２６７号公報、特開昭５６−１０４３５１号公報、特開昭５８−１３９１５６号公報及び特開昭５８−１５０９７５号公報等に提案されている。具体的には、感光体表面に接触させた導電性弾性ローラ等の帯電用部材に、１−２ｋＶ程度の直流電圧を外部より印加することにより、感光体表面を所定の所定の電位に帯電させるものである。
【０００６】
しかしながら、接触帯電はコロナ帯電に比べ、帯電の不均一性、及び感光体の放電絶縁破壊の発生といった点では不利である。帯電の不均一性とは、感光体の移動方向に対して直角な方向に、長さ２００ｍｍ、幅０．５ｍｍ以下程度のスジ状の帯電ムラを生じてしまうもので、正現像方式の場合には白スジ（ベタ黒またはハーフトーン画像に白いスジが現れる現象）、反転現像方式の場合には黒スジといった画像欠陥となる。
【０００７】
このような問題点を解決して帯電の均一性を向上させるために、ＤＣ電圧に交流電圧（ＡＣ電圧）を重畳した電圧を帯電部材に印加する方法が提案されている（特開昭６３−１４９６６８号公報）。
【０００８】
しかしながら、画像欠陥を防ぐために、重畳するＡＣ電圧を上げていくと、脈流電圧の最大印加電圧が大きくなるため、感光体内部の僅かな欠陥部位において放電絶縁破壊が起こり易くなる。特に、絶縁耐圧の低い有機光導電体を用いた感光体の場合には、この傾向が著しい。絶縁破壊が生じると、接触部分の長手方向にわたって感光体の表面電位が低下してしまう。
【０００９】
更に、接触帯電は、感光体と帯電用部材との接触部近傍の微小空隙における放電によって行われる。つまり、空気中の分子をイオン化し、このイオンが感光体表面に流れることによって行われる。
【００１０】
このように、強電界中をイオンが動くため、感光体に与えるダメージがより大きくなる。その結果、感光体の削れ量が多くなり、耐久性は低下する。
【００１１】
加えて、コロナ帯電に比べれば、桁違いに少ないものの、それでもオゾンやＮＯＸ等が発生することには変わりがないので、使用条件によっては画像ボケが発生する可能性もある。
【００１２】
これらの問題に対しては、導電性粒子を分散した樹脂層等の中抵抗層を表面層として有する感光体を接触帯電することにより、実質的に放電することなく、該表面層に電荷を直接注入する帯電（注入帯電）が、特開平７−５７４８号公報等に記載されている。この方法によって、放電に起因して生じていた帯電ムラがなくなり、感光体に与えるダメージが減少し、耐久性が向上した。更に、オゾンやＮＯＸ等の発生が殆どなく、画像ボケ等の発生もなくなり、上記問題点が大きく改善される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、注入帯電プロセスにおいても、重畳するＡＣ電圧が実質的に放電しない範囲内で大き過ぎたり、表面層の抵抗が高過ぎると、画像にカブリが生じてしまうことがあった。この問題は、放電を利用した通常の接触帯電では起こり得ない、注入帯電特有の技術課題である。
【００１４】
本発明の目的は、安定して、良好な注入帯電を行うことができる電子写真装置及びプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１５】
また、本発明の目的は、安定して、良好な注入帯電を行うための設計ラチチュードの広い電子写真装置及びプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、支持体、該支持体上に形成された感光層及び該感光層上に形成された１×１０１０Ω・ｃｍ以上１×１０１５Ω・ｃｍ以下の体積抵抗値を有する表面層を有する電子写真感光体と、該電子写真感光体に接触配置され、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧が印加されることにより、実質的に放電することなく、該電子写真感光体を該直流電圧の８０％以上の電位に帯電する帯電部材と、現像手段と、転写手段とを有する電子写真装置において、
該支持体の感光層側の表面が酸化膜であり、支持体が５．５〜６．０ｅＶの仕事関数を有することを特徴とする電子写真装置である。
【００１７】
また、本発明は、支持体、該支持体上に形成された感光層及び該感光層上に形成された１×１０１０Ω・ｃｍ以上１×１０１５Ω・ｃｍ以下の体積抵抗値を有する表面層を有する電子写真感光体と、該電子写真感光体に接触配置され、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧が印加されることにより、実質的に放電することなく、該電子写真感光体を該直流電圧の８０％以上の電位に帯電する帯電部材とを一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、
該支持体の感光層側の表面が酸化膜であり、支持体が５．５〜６．０ｅＶの仕事関数を有することを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる電子写真感光体の層構成の例を図１に示す。図中、２は感光体、２ａは表面層２ｂは感光層、２ｃは支持体、２ｄは酸化膜を示す。
【００１９】
上述のように、本発明における電子写真感光体の表面層の体積抵抗値は、１×１０１０〜１×１０１５Ω・ｃｍであるが、好ましくは、１×１０１１〜１×１０１４Ω・ｃｍであり、特に好ましくは１×１０１１〜５×１０１２Ω・ｃｍである。体積抵抗値が、１×１０１０Ω・ｃｍ未満では高湿環境で帯電電荷が十分に保持されにくくなるため、画像流れを生じ易く、１×１０１５Ω・ｃｍを超えると帯電部材からの帯電電荷を十分に注入することが、できにくくなる。
【００２０】
表面層の体積抵抗値は、表面に白金を蒸着させたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に表面層を形成し、これに体積抵抗測定装置（ヒューレットパッカード社製４１４０ＢｐＡＭＡＴＥＲ）を用いて、２３℃、６５％の環境で１００ＶのＤＣ電圧を印加することによって測定する。
【００２１】
表面層は、金属蒸着膜等の無機の層あるいは導電性粒子を結着樹脂中に分散した導電性粒子分散樹脂層等によって構成され、蒸着層は蒸着、導電性粒子分散樹脂層はディッピング塗工法、スプレー塗工法、ロール塗工法及びビーム塗工法にて塗工することによって形成される。また、絶縁性の樹脂に光透過性の高いイオン導電性を持つ樹脂を混合もしくは共重合させて構成するもの、または中抵抗で光導電性のある樹脂単体で構成するものでもよい。導電性粒子分散樹脂層の場合、導電性粒子の添加量は結着樹脂に対して２〜２５０重量％であることが好ましく、特には２〜１９０重量％であることが好ましい。２重量％より少ない場合には、所望の体積抵抗値が得にくくなり、また、２５０重量％より多い場合には、層の強度が低下し、層が削りとられ易くなり、感光体の寿命が短くなる傾向になり、また、抵抗が低くなってしまい、潜像電位が流れることによる画像不良を生じ易くなる。
【００２２】
表面層の結着樹脂は、その下の層の樹脂と同じにすることも可能であるが、この場合には、表面層の塗工時に電荷輸送層の塗工面を乱してしまう可能性があるため、塗工方法を特に選択する必要がある。
【００２３】
表面層に用いられる導電性粒子としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、アンチモンやタンタルをドープした酸化スズ及び酸化ジルコニウム等が挙げられる。これらは、一種類もしくは二種類以上を混合して用いる。二種類以上を混合した場合には、固溶体または融着の形を採ってもよい。
【００２４】
また、表面層用の樹脂としては、市販のポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アルキド樹脂及び塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。更に、強度分布及び分散性を向上させるためには、アクリロイル基を１分子中に２個以上持った光硬化型アクリル系モノマー中に導電性粒子を分散し、これを感光体の感光層上に塗布、光硬化させることによって形成した表面層を用いることで、膜強度及び導電性粒子の分散性を共に飛躍的に向上させることができる。
【００２５】
また、本発明においては、表面層が滑材粒子を含有することが好ましい。その理由は、帯電時に感光体と帯電部材の摩擦が低減されるために帯電ニップが拡大し、帯電特性が向上するためである。特に滑材粒子として臨界表面張力の低いフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂またはポリオレフィン系樹脂を用いるのがより好ましい。更に好ましくは四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）が用いられる。この場合、滑材粒子の添加量は、結着樹脂に対して２〜５０重量％であることが好ましく、特には５〜４０重量％であることが好ましい。２重量％より少ない場合には、滑材粒子の量が十分ではないために、帯電特性の向上が十分でなく、また５０重量％より多い場合には、画像の分解能、感光体の感度が大きく低下してしまうことがある。
【００２６】
本発明における表面層の膜厚は０．１〜１０μｍであることが好ましく、特には１〜７μｍであることが好ましい。
【００２７】
本発明における支持体は、導電性を有していれば、いずれのものでも良いが、感光層側の表面が酸化膜であることが必要である。また、この支持体は、５．０〜６．５ｅＶの仕事関数を有していることが好ましく、特には、５．５〜６．０ｅＶの仕事関数を有していることが好ましい。仕事関数が５．０ｅＶよりも小さいと、カブリが生じ易くなり、６．５ｅＶよりも大きいと、十分な表面電位を得にくくなる。
【００２８】
支持体の仕事関数は、低エネルギー光電子計測装置（理研計器製、表面分析装置ＡＣ−１型）を用いて、大気中において紫外線により励起された光電子を測定することにより、支持体を酸化膜側から分析することによって得た。
【００２９】
このような支持体を得るためには、支持体を陽極酸化処理または化成処理することが好ましい。
【００３０】
支持体は、金属製であり、特にはアルミニウムであることが好ましく、例えば、純アルミニウム、及びＡｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系及びＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系等のアルミニウム合金が挙げられる。アルミニウム合金は、例えば、ＪＩＳ Ａ１０５０、ＪＩＳ Ａ１０７０、ＪＩＳ Ａ１０８０、ＪＩＳ Ａ３００３及びＪＩＳ Ａ６０６３等に規定されている。
【００３１】
陽極酸化処理は、シュウ酸、硫酸、クロム酸、ホウ酸水溶液を電解液として使用し、該電解液の種類に応じて、例えば印加電圧１０〜１５０Ｖ、電流密度０．１〜５００Ａ／ｍ２の条件で所望時間陽極酸化することにより行うことができる。
【００３２】
陽極酸化処理した支持体のアルマイト層には、感光層を直接形成することもできるが、アルマイト層が多孔質であり、汚染され易く、耐蝕性等が十分でないため、アルマイト層を封孔処理した後に感光層を形成することが好ましい。
【００３３】
アルマイト層の封孔処理は、従来慣用の方法、例えば前記アルマイト加工層を水蒸気処理、沸騰水処理、酢酸ニッケル及び酢酸コバルトを含有する溶液による酢酸ニッケル処理、重クロム酸カリ等の重クロム酸塩溶液による重クロム酸塩処理、ケイ酸ソーダ溶液によるケイ酸ソーダ処理、オレイン酸、ステアリン酸等の浸漬、塗布による油脂処理、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等の樹脂の浸漬、塗布による樹脂含浸処理等で行うことができる。上記処理のうち、水和反応により効率的に微細孔を閉塞することができる酢酸ニッケル処理が好ましい。
【００３４】
陽極酸化処理が電気的な処理であるのに対し、化成処理は、化学的な処理である。
【００３５】
より詳しくは、電気エネルギーを用いずに、処理液中に支持体を浸漬すること等により、支持体上に処理液の成分をも含んだ酸化膜を形成する方法である。
【００３６】
例えば、クロム酸、フッ素化合物、リン酸及び酸化剤等を含有する酸性水溶液を処理液として用いるクロメート処理や、沸騰した水や水蒸気を用いるベーマイト処理等が挙げられる。
【００３７】
なお、支持体の仕事関数を前記の好ましい範囲にする方法は、特に制限されるものではなく、電解液や処理液の成分、電流密度、処理温度、処理時間、酸化膜の厚さ及び封孔処理の条件等を適宜調整することにより行うことができる。
【００３８】
本発明における感光層は、単層または積層構造を有する。単層構造の場合、キャリアの生成及び移動は同一層内で行われる。積層構造の場合、キャリアを生成する電荷発生層とキャリアが移動する電荷輸送層が積層される。
【００３９】
単層感光体においては、厚さは５〜１００μｍであることが好ましく、特には１０〜６０μｍであることが好ましい。電荷発生材料や電荷輸送材料の含有量は、層全重量に対し、２０〜８０重量％であることが好ましく、特には３０〜７０重量％がより好ましい。積層感光体においては、電荷発生層の厚さは５μｍ以下であることが好ましく、特には０．０１〜１μｍであることが好ましい。電荷発生材料の含有量は、電荷発生層全重量に対し、１０〜１００重量％であることが好ましく、特には４０〜１００重量％であることが好ましい。電荷輸送層の厚さは５〜１００μｍであることが好ましく、特には５〜６０μｍであることが好ましい。電荷輸送材料の含有量は、電荷輸送層全重量に対し、２０〜８０重量％であることが好ましく、特には３０〜７０重量％であることが好ましい。
【００４０】
本発明において用いられる電荷発生材料としては、フタロシアニン顔料、アゾ顔料、インジゴ顔料、多環キノン顔料、ペリレン顔料、キナクリドン顔料、アズレニウム塩顔料、ピリリウム染料、チオピリリウム染料、スクアリリウム染料、シアニン染料、キサンテン色素、キノンイミン色素、トリフェニルメタン色素、スチリル色素、セレン、セレン−テルル、アモルファスシリコン、硫化カドミウム及び酸化亜鉛等が挙げられる。
【００４１】
電荷輸送材料としては、ヒドラゾン系化合物、ピラゾリン系化合物、スチリル系化合物、オキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、トリアリールメタン系化合物及びポリアリールアルカン系化合物等が挙げられる。
【００４２】
これらの層を形成するために用いられる結着剤樹脂は、特に限定されるものではないが、アセタール樹脂、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリフェニレンオキシド、エポキシ樹脂、ポリウレタン及びアルキド樹脂等が挙げられる。
【００４３】
また、感光層には、酸化防止剤、紫外線吸収剤及び潤滑剤等の種々の添加剤を含有させることができる。
【００４４】
本発明における帯電部材の形状としては、磁性粒子をスリーブ上に穂立ちさせた磁気ブラシの他、ファーブラシ、ローラー、平板等用いる電子写真装置に合わせて選択可能である。
【００４５】
磁気ブラシはＺｎ−Ｃｕフェライト等、各種フェライト粒子を帯電部材として用い、これを支持するための非磁性の導電スリーブ、これに内包されるマグネットロールによって構成される。
【００４６】
また、ファーブラシの材質としては、カーボン、硫化銅、金属及び金属酸化物により導電処理されたポリマー等が用いられる。ポリマーの材質としてレーヨン、アクリル、ポリプロピレン、ＰＥＴ及びポリエチレン等が用いられる。これらの導電処理されたファーを金属や他の導電処理された芯金に巻き付けた張り付けたりすることで帯電部材とする。
【００４７】
帯電部材は、１×１００〜１×１０１２Ωの抵抗値を有することが好ましく、特には、１×１０２〜１×１０１０Ωの抵抗値を有することが好ましい。
【００４８】
帯電部材の抵抗測定は、実際使用されるのと同じ条件で、感光体の代わりにアルミニウムシリンダーを当接させ、１００ＶのＤＣ電圧を印加したときに流れる電流値から求めた。
【００４９】
以上のような帯電部材と感光体を用いることによって、帯電開始電圧Ｖｔｈが小さく、感光体の帯電電位を帯電部材に印加する電圧のＤＣ成分の殆ど９０％以上までに帯電させることが可能になった。例えば、本発明における帯電部材に絶対値で１００〜２０００Ｖの直流電圧を印加した時、本発明における表面層を有する電子写真感光体の帯電電位を印加電圧の８０％以上、更には９０％以上にすることができる。これに対し、従来の放電を利用した帯電によって得られる感光体の帯電電位は、印加電圧が６４０Ｖ以下では殆ど０Ｖであり、６４０Ｖを超えると印加電圧から６４０Ｖを引いた値の帯電電位程度しか得られなかった。
【００５０】
本発明の電子写真感光体を用いた電子写真装置の具体例を図１に示す。この装置は、電子写真感光体２の周囲に磁気ブラシ帯電部材１、露光光４、現像手段５、転写手段６及びクリーニング手段７が配置されている。
【００５１】
画像形成の方法は、まず、電子写真感光体２上に接触配置されている帯電部材１に電源３から電圧を印加し、感光体２の表面を所定の電位に帯電し、露光光４によって感光体２表面に、静電潜像を形成する。次に、現像手段５中のトナーを感光体２に付着させることにより感光体２上の静電潜像を現像（可視像化）する。更に、感光体２上に形成されたトナー像を供給された紙等の転写材８上に転写手段６によって転写し、クリーニング手段７によって、転写材に転写されずに感光体２上に残った残トナーを回収する。なお、感光体上に残留電荷が残るような場合には、クリーニング後前露光手段によって感光体２に光を当て除電したほうがよい。一方、トナー像が形成された転写材は搬送部（図示せず）によって定着手段９に送られ、トナー像が定着される。露光光４の光源は、ハロゲン光、蛍光灯及びレーザー光等を用いることができる。また、必要に応じて他の補助プロセスを加えてもよい。
【００５２】
また、本発明においては、感光体２及び帯電部材１を一体に支持し、電子写真装置に着脱自在のプロセスカートリッジ１０にすることができる。プロセスカートリッジ１０は現像手段５及びクリーニング手段７をも有することができる。
【００５３】
更に、本発明においては、クリーニング手段７を有さず、帯電部材１や現像手段５により実質的なクリーニングを行う、所謂クリーナーレスの装置にすることもできる。
【００５４】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【００５５】
【実施例】
実施例１
以下のようにして、３０ｍｍ×２６０．５ｍｍのアルミニウムシリンダー（ＪＩＳ Ａ３００３アルミニウムの合金）上に厚さ８μｍの酸化膜を形成した。
【００５６】
まず、脱脂処理、２重量％水酸化ナトリウムの溶液によるエッチング処理、中和処理及び純水による処理を行うことにより、上記アルミニウムシリンダーを洗浄した。
【００５７】
次に、１０重量％硫酸溶液を用い、シリンダー表面に陽極酸化膜を形成した（電流密度１．５Ａ／ｄｍ２）。
【００５８】
水洗後、１重量％酢酸ニッケル溶液に８０℃で１５分間浸漬して封孔処理を行った。
【００５９】
得られた支持体を純水で洗浄後、乾燥した。
【００６０】
この支持体の仕事関数（Ｗｆ）は、５．６２ｅＶであった。
【００６１】
下記式で示され、ＣｕＫαのＸ線回折におけるブラッグ角２θ±０．２°の９．０°、１４．２°、２３．９°及び２７．１°に強いピークを有するオキシチタニウムフタロシアニン４部（重量部、以下同様）、
【００６２】
【外１】
ポリビニルブチラール樹脂（商品名エスレックＢＸ−１、積水化学（株）製）２部及びシクロヘキサノン８０部をφ１ｍｍガラスビーズを用いたサンドミル装置で４時間分散した。この分散液に酢酸エチル１００部を加えて、上記支持体上に塗布して、膜厚０．２５μｍの電荷発生層を形成した。
【００６３】
次いで、下記式で示されるスチリル化合物１０部
【００６４】
【外２】
及びビスフェノールＺ型ポリカーボネート（商品名Ｚ−２００、三菱ガス化学（株）製）１０部をクロロベンゼン１００部に溶解した。この溶液を前記電荷発生層上に塗布し、１０５℃、１時間熱風乾燥して、膜厚２０μｍの電荷輸送層を形成した。
【００６５】
次に、下記式で示されるアクリル系モノマー２５部、
【００６６】
【外３】
【００６７】
下記式で示される化合物によって表面処理された（処理量は酸化スズの重量に対し７％）アンチモンドープ酸化スズ粒子（数平均粒径０．２μｍ）５０部、
【００６８】
【外４】
ポリテトラフルオロエチレン粒子（数平均粒径０．１８μｍ）２０部、光重合開始剤として２−メチルチオキサントン１５部及びエタノール１５０部をサンドミルにて６６時間分散した。
【００６９】
この分散液を前記電荷輸送層上に塗布し、高圧水銀灯にて１５０Ｗ／ｃｍ２の光強度で、６０秒間光硬化を行い、その後１２０℃、２時間熱風乾燥して、膜厚３μｍの表面層を形成した。なお、表面層の体積抵抗値は、４．５×１０１２であった。
【００７０】
帯電部材として、数平均粒径２５μｍのＺｎ−Ｃｕフェライト粒子と平均粒径１０μｍのＺｎ−Ｃｕフェライト粒子を重量比１：０．０５で混合してそれぞれの平均粒径の位置にピークを有する数平均粒径２５μｍのフェライト粒子を中抵抗樹脂層でコートした磁性粒子を用意した。なお、中抵抗樹脂層は、導電性酸化チタン粒子及び４フッ化エチレン樹脂粒子をポリカーボネート樹脂に分散した溶液を用いて形成した。
【００７１】
接触帯電部材は、上記被覆磁性粒子及びこれを支持するための非磁性の導電スリーブ、これに内包されるマグネットロールから構成され、上記被覆磁性粒子をスリーブ上に厚さ１ｍｍでコートして感光体との間に幅約５ｍｍの帯電ニップを形成させるようにした。該被覆磁性粒子保持スリーブと感光体との間隙は約５００μｍとした。また、マグネットロールは固定、スリーブ表面が感光体表面の周速に対して２倍の速さで逆方向に摺擦するように回転させ、感光体と磁気ブラシが均一に接触するようにした。帯電部材の抵抗は、５×１０５（Ω）であった。
【００７２】
得られた電子写真感光体を、帯電部材を上記のものに改造したレーザービームプリンタ（商品名ＬＢＰ−ＮＸ、キヤノン（株）製）を用いて評価した。また、一次帯電の印加電圧のＤＣ電圧を−７００Ｖ、ＡＣ電圧のピーク間電位（Ｖｐｐ）を１００Ｖ（＜２Ｖｔｈ＝２×５８０）、周波数を１ｋＨｚとした。
【００７３】
評価項目は、初期における一次帯電直後の感光体の表面電位（Ｖｄ）、初期及び１，０００枚の画像出し後の画像の目視による観察とした。なお、画像は、Ａ４の１ドット２スペースの横線のハーフトーン画像で、１枚ごとの間欠モード（間隔１秒）とした。
【００７４】
結果を表１に示す。
【００７５】
実施例２及び３
アクリル系モノマーの量をそれぞれ２０部及び１７部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成し、評価した。
【００７６】
結果を表１に示す。
【００７７】
比較例５〜７
アクリル系モノマーの量をそれぞれ４０部、３０部及び１０部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成し、評価した。
【００７８】
結果を表３に示す。
【００７９】
実施例４〜６
酸化スズの表面処理量を４％にし、アクリル系モノマーの量を３０部、２５部及び２０部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成し、評価した。
【００８０】
結果を表１に示す。
【００８１】
比較例８〜１０
アクリル系モノマーの量をそれぞれ４０部、３５部及び１５部とした以外は実施例４と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【００８２】
結果を表３に示す。
【００８３】
実施例７及び８
アルマイト層の膜厚をそれぞれ３μｍ及び１０μｍ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成し、評価した。
【００８４】
結果を表１に示す。
【００８５】
比較例１１
陽極酸化処理を行わなかった以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【００８６】
結果を表３に示す。
【００８７】
実施例９〜１１
酢酸ニッケルによる封孔処理を行わなかった以外は、実施例１、７及び８と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【００８８】
結果を表１に示す。
【００８９】
比較例１
電流密度を０．１Ａ／ｄｍ２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成し、評価した。
【００９０】
結果を表２に示す。
【００９１】
比較例２
硫酸溶液の濃度を１重量％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成し、評価した。
【００９２】
結果を表２に示す。
【００９３】
実施例１２
陽極酸化処理及び封孔処理の代りに以下の処理を行った以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【００９４】
リン酸５重量％、クロム酸１重量％及びフッ酸０．５重量％を含有する純水に、アルミニウムシリンダーを６０℃で５分間浸漬した。
【００９５】
結果を表１に示す。
【００９６】
実施例１３及び１４
アクリル系モノマーの量をそれぞれ２０部及び１７部とした以外は実施例１２と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【００９７】
結果を表１に示す。
【００９８】
比較例１２〜１４
アクリル系モノマーの量をそれぞれ４０部、３０部及び１０部とした以外は実施例１２と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【００９９】
結果を表３に示す。
【０１００】
実施例１５〜１７
酸化スズの表面処理量を４％にし、アクリル系モノマーの量を３０部、２５部及び２０部とした以外は実施例１２と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【０１０１】
結果を表１に示す。
【０１０２】
比較例１５〜１７
アクリル系モノマーの量をそれぞれ４０部、３５部及び１５部とした以外は実施例１５と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【０１０３】
結果を表３に示す。
【０１０４】
比較例３
処理温度を２５℃とした以外は、実施例１２と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【０１０５】
結果を表２に示す。
【０１０６】
比較例４
浸漬時間を１分とした以外は、実施例１２と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【０１０７】
結果を表２に示す。
【０１０８】
【表１】
【０１０９】
【表２】
【０１１０】
【表３】
【０１１１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、設計ラチチュードが広く、安定して、良好な注入帯電を行うことができる電子写真装置及びプロセスカートリッジを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に用いられる電子写真感光体の層構成の例を示す図である。
【図２】 本発明のプロセスカートリッジを有する電子写真装置の概略構成を示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置及びプロセスカートリッジに関し、詳しくは、注入帯電用の電子写真装置及びプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真感光体に、帯電、露光、現像、転写、定着及びクリーニング等のプロセスを行う電子写真方法において、帯電プロセスは、従来より殆ど金属ワイヤーに５〜８ｋＶもの高い直流電圧（ＤＣ電圧）を印加することにより発生するコロナを用いていた。しかし、この方法では、コロナ発生時に生成するオゾンやＮＯＸ等のコロナ生成物が感光体表面を変質させ、画像ボケや電子写真特性の劣化を進行させたり、ワイヤーの汚れが、画像に白抜けや黒スジを生じさせる等の問題があった。
【０００３】
特に、感光層が有機光導電体を主体として構成される電子写真感光体は、他のセレン感光体やアモルファス感光体に比べて化学的安定性が低く、コロナ生成物にさらされると化学反応（主に酸化反応）が起こり、劣化し易い傾向にある。従って、コロナ帯電を繰り返し行った場合に、前述の劣化による画像ボケや感度の低下、残留電位の増加によるコピー濃度薄等が起こり、耐久寿命が短くなる傾向にあった。
【０００４】
また、コロナ帯電は、感光体に向かう電流が全体の５〜３０％に過ぎず、殆どがシールド板に流れ、帯電手段としては効率の悪いものであった。
【０００５】
このような問題点を補うために、コロナ放電器を利用しない、接触帯電方法が特開昭５７−１７８２６７号公報、特開昭５６−１０４３５１号公報、特開昭５８−１３９１５６号公報及び特開昭５８−１５０９７５号公報等に提案されている。具体的には、感光体表面に接触させた導電性弾性ローラ等の帯電用部材に、１−２ｋＶ程度の直流電圧を外部より印加することにより、感光体表面を所定の所定の電位に帯電させるものである。
【０００６】
しかしながら、接触帯電はコロナ帯電に比べ、帯電の不均一性、及び感光体の放電絶縁破壊の発生といった点では不利である。帯電の不均一性とは、感光体の移動方向に対して直角な方向に、長さ２００ｍｍ、幅０．５ｍｍ以下程度のスジ状の帯電ムラを生じてしまうもので、正現像方式の場合には白スジ（ベタ黒またはハーフトーン画像に白いスジが現れる現象）、反転現像方式の場合には黒スジといった画像欠陥となる。
【０００７】
このような問題点を解決して帯電の均一性を向上させるために、ＤＣ電圧に交流電圧（ＡＣ電圧）を重畳した電圧を帯電部材に印加する方法が提案されている（特開昭６３−１４９６６８号公報）。
【０００８】
しかしながら、画像欠陥を防ぐために、重畳するＡＣ電圧を上げていくと、脈流電圧の最大印加電圧が大きくなるため、感光体内部の僅かな欠陥部位において放電絶縁破壊が起こり易くなる。特に、絶縁耐圧の低い有機光導電体を用いた感光体の場合には、この傾向が著しい。絶縁破壊が生じると、接触部分の長手方向にわたって感光体の表面電位が低下してしまう。
【０００９】
更に、接触帯電は、感光体と帯電用部材との接触部近傍の微小空隙における放電によって行われる。つまり、空気中の分子をイオン化し、このイオンが感光体表面に流れることによって行われる。
【００１０】
このように、強電界中をイオンが動くため、感光体に与えるダメージがより大きくなる。その結果、感光体の削れ量が多くなり、耐久性は低下する。
【００１１】
加えて、コロナ帯電に比べれば、桁違いに少ないものの、それでもオゾンやＮＯＸ等が発生することには変わりがないので、使用条件によっては画像ボケが発生する可能性もある。
【００１２】
これらの問題に対しては、導電性粒子を分散した樹脂層等の中抵抗層を表面層として有する感光体を接触帯電することにより、実質的に放電することなく、該表面層に電荷を直接注入する帯電（注入帯電）が、特開平７−５７４８号公報等に記載されている。この方法によって、放電に起因して生じていた帯電ムラがなくなり、感光体に与えるダメージが減少し、耐久性が向上した。更に、オゾンやＮＯＸ等の発生が殆どなく、画像ボケ等の発生もなくなり、上記問題点が大きく改善される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、注入帯電プロセスにおいても、重畳するＡＣ電圧が実質的に放電しない範囲内で大き過ぎたり、表面層の抵抗が高過ぎると、画像にカブリが生じてしまうことがあった。この問題は、放電を利用した通常の接触帯電では起こり得ない、注入帯電特有の技術課題である。
【００１４】
本発明の目的は、安定して、良好な注入帯電を行うことができる電子写真装置及びプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１５】
また、本発明の目的は、安定して、良好な注入帯電を行うための設計ラチチュードの広い電子写真装置及びプロセスカートリッジを提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、支持体、該支持体上に形成された感光層及び該感光層上に形成された１×１０１０Ω・ｃｍ以上１×１０１５Ω・ｃｍ以下の体積抵抗値を有する表面層を有する電子写真感光体と、該電子写真感光体に接触配置され、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧が印加されることにより、実質的に放電することなく、該電子写真感光体を該直流電圧の８０％以上の電位に帯電する帯電部材と、現像手段と、転写手段とを有する電子写真装置において、
該支持体の感光層側の表面が酸化膜であり、支持体が５．５〜６．０ｅＶの仕事関数を有することを特徴とする電子写真装置である。
【００１７】
また、本発明は、支持体、該支持体上に形成された感光層及び該感光層上に形成された１×１０１０Ω・ｃｍ以上１×１０１５Ω・ｃｍ以下の体積抵抗値を有する表面層を有する電子写真感光体と、該電子写真感光体に接触配置され、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧が印加されることにより、実質的に放電することなく、該電子写真感光体を該直流電圧の８０％以上の電位に帯電する帯電部材とを一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、
該支持体の感光層側の表面が酸化膜であり、支持体が５．５〜６．０ｅＶの仕事関数を有することを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる電子写真感光体の層構成の例を図１に示す。図中、２は感光体、２ａは表面層２ｂは感光層、２ｃは支持体、２ｄは酸化膜を示す。
【００１９】
上述のように、本発明における電子写真感光体の表面層の体積抵抗値は、１×１０１０〜１×１０１５Ω・ｃｍであるが、好ましくは、１×１０１１〜１×１０１４Ω・ｃｍであり、特に好ましくは１×１０１１〜５×１０１２Ω・ｃｍである。体積抵抗値が、１×１０１０Ω・ｃｍ未満では高湿環境で帯電電荷が十分に保持されにくくなるため、画像流れを生じ易く、１×１０１５Ω・ｃｍを超えると帯電部材からの帯電電荷を十分に注入することが、できにくくなる。
【００２０】
表面層の体積抵抗値は、表面に白金を蒸着させたポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に表面層を形成し、これに体積抵抗測定装置（ヒューレットパッカード社製４１４０ＢｐＡＭＡＴＥＲ）を用いて、２３℃、６５％の環境で１００ＶのＤＣ電圧を印加することによって測定する。
【００２１】
表面層は、金属蒸着膜等の無機の層あるいは導電性粒子を結着樹脂中に分散した導電性粒子分散樹脂層等によって構成され、蒸着層は蒸着、導電性粒子分散樹脂層はディッピング塗工法、スプレー塗工法、ロール塗工法及びビーム塗工法にて塗工することによって形成される。また、絶縁性の樹脂に光透過性の高いイオン導電性を持つ樹脂を混合もしくは共重合させて構成するもの、または中抵抗で光導電性のある樹脂単体で構成するものでもよい。導電性粒子分散樹脂層の場合、導電性粒子の添加量は結着樹脂に対して２〜２５０重量％であることが好ましく、特には２〜１９０重量％であることが好ましい。２重量％より少ない場合には、所望の体積抵抗値が得にくくなり、また、２５０重量％より多い場合には、層の強度が低下し、層が削りとられ易くなり、感光体の寿命が短くなる傾向になり、また、抵抗が低くなってしまい、潜像電位が流れることによる画像不良を生じ易くなる。
【００２２】
表面層の結着樹脂は、その下の層の樹脂と同じにすることも可能であるが、この場合には、表面層の塗工時に電荷輸送層の塗工面を乱してしまう可能性があるため、塗工方法を特に選択する必要がある。
【００２３】
表面層に用いられる導電性粒子としては、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、アンチモンやタンタルをドープした酸化スズ及び酸化ジルコニウム等が挙げられる。これらは、一種類もしくは二種類以上を混合して用いる。二種類以上を混合した場合には、固溶体または融着の形を採ってもよい。
【００２４】
また、表面層用の樹脂としては、市販のポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アルキド樹脂及び塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。更に、強度分布及び分散性を向上させるためには、アクリロイル基を１分子中に２個以上持った光硬化型アクリル系モノマー中に導電性粒子を分散し、これを感光体の感光層上に塗布、光硬化させることによって形成した表面層を用いることで、膜強度及び導電性粒子の分散性を共に飛躍的に向上させることができる。
【００２５】
また、本発明においては、表面層が滑材粒子を含有することが好ましい。その理由は、帯電時に感光体と帯電部材の摩擦が低減されるために帯電ニップが拡大し、帯電特性が向上するためである。特に滑材粒子として臨界表面張力の低いフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂またはポリオレフィン系樹脂を用いるのがより好ましい。更に好ましくは四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）が用いられる。この場合、滑材粒子の添加量は、結着樹脂に対して２〜５０重量％であることが好ましく、特には５〜４０重量％であることが好ましい。２重量％より少ない場合には、滑材粒子の量が十分ではないために、帯電特性の向上が十分でなく、また５０重量％より多い場合には、画像の分解能、感光体の感度が大きく低下してしまうことがある。
【００２６】
本発明における表面層の膜厚は０．１〜１０μｍであることが好ましく、特には１〜７μｍであることが好ましい。
【００２７】
本発明における支持体は、導電性を有していれば、いずれのものでも良いが、感光層側の表面が酸化膜であることが必要である。また、この支持体は、５．０〜６．５ｅＶの仕事関数を有していることが好ましく、特には、５．５〜６．０ｅＶの仕事関数を有していることが好ましい。仕事関数が５．０ｅＶよりも小さいと、カブリが生じ易くなり、６．５ｅＶよりも大きいと、十分な表面電位を得にくくなる。
【００２８】
支持体の仕事関数は、低エネルギー光電子計測装置（理研計器製、表面分析装置ＡＣ−１型）を用いて、大気中において紫外線により励起された光電子を測定することにより、支持体を酸化膜側から分析することによって得た。
【００２９】
このような支持体を得るためには、支持体を陽極酸化処理または化成処理することが好ましい。
【００３０】
支持体は、金属製であり、特にはアルミニウムであることが好ましく、例えば、純アルミニウム、及びＡｌ−Ｍｎ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系及びＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ系等のアルミニウム合金が挙げられる。アルミニウム合金は、例えば、ＪＩＳ Ａ１０５０、ＪＩＳ Ａ１０７０、ＪＩＳ Ａ１０８０、ＪＩＳ Ａ３００３及びＪＩＳ Ａ６０６３等に規定されている。
【００３１】
陽極酸化処理は、シュウ酸、硫酸、クロム酸、ホウ酸水溶液を電解液として使用し、該電解液の種類に応じて、例えば印加電圧１０〜１５０Ｖ、電流密度０．１〜５００Ａ／ｍ２の条件で所望時間陽極酸化することにより行うことができる。
【００３２】
陽極酸化処理した支持体のアルマイト層には、感光層を直接形成することもできるが、アルマイト層が多孔質であり、汚染され易く、耐蝕性等が十分でないため、アルマイト層を封孔処理した後に感光層を形成することが好ましい。
【００３３】
アルマイト層の封孔処理は、従来慣用の方法、例えば前記アルマイト加工層を水蒸気処理、沸騰水処理、酢酸ニッケル及び酢酸コバルトを含有する溶液による酢酸ニッケル処理、重クロム酸カリ等の重クロム酸塩溶液による重クロム酸塩処理、ケイ酸ソーダ溶液によるケイ酸ソーダ処理、オレイン酸、ステアリン酸等の浸漬、塗布による油脂処理、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等の樹脂の浸漬、塗布による樹脂含浸処理等で行うことができる。上記処理のうち、水和反応により効率的に微細孔を閉塞することができる酢酸ニッケル処理が好ましい。
【００３４】
陽極酸化処理が電気的な処理であるのに対し、化成処理は、化学的な処理である。
【００３５】
より詳しくは、電気エネルギーを用いずに、処理液中に支持体を浸漬すること等により、支持体上に処理液の成分をも含んだ酸化膜を形成する方法である。
【００３６】
例えば、クロム酸、フッ素化合物、リン酸及び酸化剤等を含有する酸性水溶液を処理液として用いるクロメート処理や、沸騰した水や水蒸気を用いるベーマイト処理等が挙げられる。
【００３７】
なお、支持体の仕事関数を前記の好ましい範囲にする方法は、特に制限されるものではなく、電解液や処理液の成分、電流密度、処理温度、処理時間、酸化膜の厚さ及び封孔処理の条件等を適宜調整することにより行うことができる。
【００３８】
本発明における感光層は、単層または積層構造を有する。単層構造の場合、キャリアの生成及び移動は同一層内で行われる。積層構造の場合、キャリアを生成する電荷発生層とキャリアが移動する電荷輸送層が積層される。
【００３９】
単層感光体においては、厚さは５〜１００μｍであることが好ましく、特には１０〜６０μｍであることが好ましい。電荷発生材料や電荷輸送材料の含有量は、層全重量に対し、２０〜８０重量％であることが好ましく、特には３０〜７０重量％がより好ましい。積層感光体においては、電荷発生層の厚さは５μｍ以下であることが好ましく、特には０．０１〜１μｍであることが好ましい。電荷発生材料の含有量は、電荷発生層全重量に対し、１０〜１００重量％であることが好ましく、特には４０〜１００重量％であることが好ましい。電荷輸送層の厚さは５〜１００μｍであることが好ましく、特には５〜６０μｍであることが好ましい。電荷輸送材料の含有量は、電荷輸送層全重量に対し、２０〜８０重量％であることが好ましく、特には３０〜７０重量％であることが好ましい。
【００４０】
本発明において用いられる電荷発生材料としては、フタロシアニン顔料、アゾ顔料、インジゴ顔料、多環キノン顔料、ペリレン顔料、キナクリドン顔料、アズレニウム塩顔料、ピリリウム染料、チオピリリウム染料、スクアリリウム染料、シアニン染料、キサンテン色素、キノンイミン色素、トリフェニルメタン色素、スチリル色素、セレン、セレン−テルル、アモルファスシリコン、硫化カドミウム及び酸化亜鉛等が挙げられる。
【００４１】
電荷輸送材料としては、ヒドラゾン系化合物、ピラゾリン系化合物、スチリル系化合物、オキサゾール系化合物、チアゾール系化合物、トリアリールメタン系化合物及びポリアリールアルカン系化合物等が挙げられる。
【００４２】
これらの層を形成するために用いられる結着剤樹脂は、特に限定されるものではないが、アセタール樹脂、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリフェニレンオキシド、エポキシ樹脂、ポリウレタン及びアルキド樹脂等が挙げられる。
【００４３】
また、感光層には、酸化防止剤、紫外線吸収剤及び潤滑剤等の種々の添加剤を含有させることができる。
【００４４】
本発明における帯電部材の形状としては、磁性粒子をスリーブ上に穂立ちさせた磁気ブラシの他、ファーブラシ、ローラー、平板等用いる電子写真装置に合わせて選択可能である。
【００４５】
磁気ブラシはＺｎ−Ｃｕフェライト等、各種フェライト粒子を帯電部材として用い、これを支持するための非磁性の導電スリーブ、これに内包されるマグネットロールによって構成される。
【００４６】
また、ファーブラシの材質としては、カーボン、硫化銅、金属及び金属酸化物により導電処理されたポリマー等が用いられる。ポリマーの材質としてレーヨン、アクリル、ポリプロピレン、ＰＥＴ及びポリエチレン等が用いられる。これらの導電処理されたファーを金属や他の導電処理された芯金に巻き付けた張り付けたりすることで帯電部材とする。
【００４７】
帯電部材は、１×１００〜１×１０１２Ωの抵抗値を有することが好ましく、特には、１×１０２〜１×１０１０Ωの抵抗値を有することが好ましい。
【００４８】
帯電部材の抵抗測定は、実際使用されるのと同じ条件で、感光体の代わりにアルミニウムシリンダーを当接させ、１００ＶのＤＣ電圧を印加したときに流れる電流値から求めた。
【００４９】
以上のような帯電部材と感光体を用いることによって、帯電開始電圧Ｖｔｈが小さく、感光体の帯電電位を帯電部材に印加する電圧のＤＣ成分の殆ど９０％以上までに帯電させることが可能になった。例えば、本発明における帯電部材に絶対値で１００〜２０００Ｖの直流電圧を印加した時、本発明における表面層を有する電子写真感光体の帯電電位を印加電圧の８０％以上、更には９０％以上にすることができる。これに対し、従来の放電を利用した帯電によって得られる感光体の帯電電位は、印加電圧が６４０Ｖ以下では殆ど０Ｖであり、６４０Ｖを超えると印加電圧から６４０Ｖを引いた値の帯電電位程度しか得られなかった。
【００５０】
本発明の電子写真感光体を用いた電子写真装置の具体例を図１に示す。この装置は、電子写真感光体２の周囲に磁気ブラシ帯電部材１、露光光４、現像手段５、転写手段６及びクリーニング手段７が配置されている。
【００５１】
画像形成の方法は、まず、電子写真感光体２上に接触配置されている帯電部材１に電源３から電圧を印加し、感光体２の表面を所定の電位に帯電し、露光光４によって感光体２表面に、静電潜像を形成する。次に、現像手段５中のトナーを感光体２に付着させることにより感光体２上の静電潜像を現像（可視像化）する。更に、感光体２上に形成されたトナー像を供給された紙等の転写材８上に転写手段６によって転写し、クリーニング手段７によって、転写材に転写されずに感光体２上に残った残トナーを回収する。なお、感光体上に残留電荷が残るような場合には、クリーニング後前露光手段によって感光体２に光を当て除電したほうがよい。一方、トナー像が形成された転写材は搬送部（図示せず）によって定着手段９に送られ、トナー像が定着される。露光光４の光源は、ハロゲン光、蛍光灯及びレーザー光等を用いることができる。また、必要に応じて他の補助プロセスを加えてもよい。
【００５２】
また、本発明においては、感光体２及び帯電部材１を一体に支持し、電子写真装置に着脱自在のプロセスカートリッジ１０にすることができる。プロセスカートリッジ１０は現像手段５及びクリーニング手段７をも有することができる。
【００５３】
更に、本発明においては、クリーニング手段７を有さず、帯電部材１や現像手段５により実質的なクリーニングを行う、所謂クリーナーレスの装置にすることもできる。
【００５４】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【００５５】
【実施例】
実施例１
以下のようにして、３０ｍｍ×２６０．５ｍｍのアルミニウムシリンダー（ＪＩＳ Ａ３００３アルミニウムの合金）上に厚さ８μｍの酸化膜を形成した。
【００５６】
まず、脱脂処理、２重量％水酸化ナトリウムの溶液によるエッチング処理、中和処理及び純水による処理を行うことにより、上記アルミニウムシリンダーを洗浄した。
【００５７】
次に、１０重量％硫酸溶液を用い、シリンダー表面に陽極酸化膜を形成した（電流密度１．５Ａ／ｄｍ２）。
【００５８】
水洗後、１重量％酢酸ニッケル溶液に８０℃で１５分間浸漬して封孔処理を行った。
【００５９】
得られた支持体を純水で洗浄後、乾燥した。
【００６０】
この支持体の仕事関数（Ｗｆ）は、５．６２ｅＶであった。
【００６１】
下記式で示され、ＣｕＫαのＸ線回折におけるブラッグ角２θ±０．２°の９．０°、１４．２°、２３．９°及び２７．１°に強いピークを有するオキシチタニウムフタロシアニン４部（重量部、以下同様）、
【００６２】
【外１】
【００６３】
次いで、下記式で示されるスチリル化合物１０部
【００６４】
【外２】
【００６５】
次に、下記式で示されるアクリル系モノマー２５部、
【００６６】
【外３】
下記式で示される化合物によって表面処理された（処理量は酸化スズの重量に対し７％）アンチモンドープ酸化スズ粒子（数平均粒径０．２μｍ）５０部、
【００６８】
【外４】
【００６９】
この分散液を前記電荷輸送層上に塗布し、高圧水銀灯にて１５０Ｗ／ｃｍ２の光強度で、６０秒間光硬化を行い、その後１２０℃、２時間熱風乾燥して、膜厚３μｍの表面層を形成した。なお、表面層の体積抵抗値は、４．５×１０１２であった。
【００７０】
帯電部材として、数平均粒径２５μｍのＺｎ−Ｃｕフェライト粒子と平均粒径１０μｍのＺｎ−Ｃｕフェライト粒子を重量比１：０．０５で混合してそれぞれの平均粒径の位置にピークを有する数平均粒径２５μｍのフェライト粒子を中抵抗樹脂層でコートした磁性粒子を用意した。なお、中抵抗樹脂層は、導電性酸化チタン粒子及び４フッ化エチレン樹脂粒子をポリカーボネート樹脂に分散した溶液を用いて形成した。
【００７１】
接触帯電部材は、上記被覆磁性粒子及びこれを支持するための非磁性の導電スリーブ、これに内包されるマグネットロールから構成され、上記被覆磁性粒子をスリーブ上に厚さ１ｍｍでコートして感光体との間に幅約５ｍｍの帯電ニップを形成させるようにした。該被覆磁性粒子保持スリーブと感光体との間隙は約５００μｍとした。また、マグネットロールは固定、スリーブ表面が感光体表面の周速に対して２倍の速さで逆方向に摺擦するように回転させ、感光体と磁気ブラシが均一に接触するようにした。帯電部材の抵抗は、５×１０５（Ω）であった。
【００７２】
得られた電子写真感光体を、帯電部材を上記のものに改造したレーザービームプリンタ（商品名ＬＢＰ−ＮＸ、キヤノン（株）製）を用いて評価した。また、一次帯電の印加電圧のＤＣ電圧を−７００Ｖ、ＡＣ電圧のピーク間電位（Ｖｐｐ）を１００Ｖ（＜２Ｖｔｈ＝２×５８０）、周波数を１ｋＨｚとした。
【００７３】
評価項目は、初期における一次帯電直後の感光体の表面電位（Ｖｄ）、初期及び１，０００枚の画像出し後の画像の目視による観察とした。なお、画像は、Ａ４の１ドット２スペースの横線のハーフトーン画像で、１枚ごとの間欠モード（間隔１秒）とした。
【００７４】
結果を表１に示す。
【００７５】
実施例２及び３
アクリル系モノマーの量をそれぞれ２０部及び１７部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成し、評価した。
【００７６】
結果を表１に示す。
【００７７】
比較例５〜７
アクリル系モノマーの量をそれぞれ４０部、３０部及び１０部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成し、評価した。
【００７８】
結果を表３に示す。
【００７９】
実施例４〜６
酸化スズの表面処理量を４％にし、アクリル系モノマーの量を３０部、２５部及び２０部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成し、評価した。
【００８０】
結果を表１に示す。
【００８１】
比較例８〜１０
アクリル系モノマーの量をそれぞれ４０部、３５部及び１５部とした以外は実施例４と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【００８２】
結果を表３に示す。
【００８３】
実施例７及び８
アルマイト層の膜厚をそれぞれ３μｍ及び１０μｍ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成し、評価した。
【００８４】
結果を表１に示す。
【００８５】
比較例１１
陽極酸化処理を行わなかった以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【００８６】
結果を表３に示す。
【００８７】
実施例９〜１１
酢酸ニッケルによる封孔処理を行わなかった以外は、実施例１、７及び８と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【００８８】
結果を表１に示す。
【００８９】
比較例１
電流密度を０．１Ａ／ｄｍ２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成し、評価した。
【００９０】
結果を表２に示す。
【００９１】
比較例２
硫酸溶液の濃度を１重量％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成し、評価した。
【００９２】
結果を表２に示す。
【００９３】
実施例１２
陽極酸化処理及び封孔処理の代りに以下の処理を行った以外は実施例１と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【００９４】
リン酸５重量％、クロム酸１重量％及びフッ酸０．５重量％を含有する純水に、アルミニウムシリンダーを６０℃で５分間浸漬した。
【００９５】
結果を表１に示す。
【００９６】
実施例１３及び１４
アクリル系モノマーの量をそれぞれ２０部及び１７部とした以外は実施例１２と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【００９７】
結果を表１に示す。
【００９８】
比較例１２〜１４
アクリル系モノマーの量をそれぞれ４０部、３０部及び１０部とした以外は実施例１２と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【００９９】
結果を表３に示す。
【０１００】
実施例１５〜１７
酸化スズの表面処理量を４％にし、アクリル系モノマーの量を３０部、２５部及び２０部とした以外は実施例１２と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【０１０１】
結果を表１に示す。
【０１０２】
比較例１５〜１７
アクリル系モノマーの量をそれぞれ４０部、３５部及び１５部とした以外は実施例１５と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【０１０３】
結果を表３に示す。
【０１０４】
比較例３
処理温度を２５℃とした以外は、実施例１２と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【０１０５】
結果を表２に示す。
【０１０６】
比較例４
浸漬時間を１分とした以外は、実施例１２と同様にして電子写真感光体を作成し、評価した。
【０１０７】
結果を表２に示す。
【０１０８】
【表１】
【表２】
【表３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、設計ラチチュードが広く、安定して、良好な注入帯電を行うことができる電子写真装置及びプロセスカートリッジを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に用いられる電子写真感光体の層構成の例を示す図である。
【図２】 本発明のプロセスカートリッジを有する電子写真装置の概略構成を示す図である。
Claims (9)
- 支持体、該支持体上に形成された感光層及び該感光層上に形成された１×１０１０Ω・ｃｍ以上１×１０１５Ω・ｃｍ以下の体積抵抗値を有する表面層を有する電子写真感光体と、該電子写真感光体に接触配置され、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧が印加されることにより、実質的に放電することなく、該電子写真感光体を該直流電圧の８０％以上の電位に帯電する帯電部材と、現像手段と、転写手段とを有する電子写真装置において、
該支持体の感光層側の表面が酸化膜であり、支持体が５．５〜６．０ｅＶの仕事関数を有することを特徴とする電子写真装置。 - 前記支持体がアルミニウムである請求項１に記載の電子写真装置。
- 前記表面層が有する体積抵抗値が１×１０１１Ω・ｃｍ以上１×１０１４Ω・ｃｍ以下である請求項１または２に記載の電子写真装置。
- 前記表面層が有する体積抵抗値が１×１０１１Ω・ｃｍ以上５×１０１２Ω・ｃｍ以下である請求項３に記載の電子写真装置。
- 支持体、該支持体上に形成された感光層及び該感光層上に形成された１×１０１０Ω・ｃｍ以上１×１０１５Ω・ｃｍ以下の体積抵抗値を有する表面層を有する電子写真感光体と、該電子写真感光体に接触配置され、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧が印加されることにより、実質的に放電することなく、該電子写真感光体を該直流電圧の８０％以上の電位に帯電する帯電部材とを一体に支持し、電子写真装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジにおいて、
該支持体の感光層側の表面が酸化膜であり、支持体が５．５〜６．０ｅＶの仕事関数を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 前記支持体がアルミニウムである請求項５に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記表面層が有する体積抵抗値が１×１０１１Ω・ｃｍ以上１×１０１４Ω・ｃｍ以下である請求項５または６に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記表面層が有する体積抵抗値が１×１０１１Ω・ｃｍ以上５×１０１２Ω・ｃｍ以下である請求項７に記載のプロセスカートリッジ。
- 更に、現像手段及びクリーニング手段の少なくとも一方を有する請求項５〜８のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
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