JPH0267575A - 接触帯電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子写真感光体と帯電用導電部材を備えた接
触帯電装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、電子写真感光体で用いる光導電材料として、セレ
ン、硫化カドミウム、酸化亜鉛などの無機光導電性材料
が知られている。これらの光導電性材料は、数多くの利
点、例えば暗所で適当な電位に帯電できること、暗所で
電荷の逸散できるなどの利点をもっている反面、各種の
欠点を有している。

例えば、セレン系感光体では、温度、湿度、ごみ。

圧力などの要因で容易に結晶化が進み、特に雰囲気温度
が４０℃を超えると結晶化が著しくなり、帯電性の低下
や画像に白い斑点が発生するといった欠点がある。硫化
力ドミウン系感光体は、多湿の環境下で安定した感度が
得られない点や酸化亜鉛系感光体ではローズベンガルに
代表される増感色素による増感効果を必要としているが
、この様な増感色素がコロナ帯電による帯電劣化や露光
光による光退色を生じるため長期に亘って安定した画像
を与えることができない欠点を有している。

一方、ポリビニルカルバゾールをはじめとする各種の有
機光導電性ポリマーが提案されて来たが、これらのポリ
マーは、前述の無機系光導電材料に較べ成膜性、軽量性
などの点で優れているにもかかわらず今日までその実用
化が困難であったのは、未だ十分な成膜性が得られてお
らず、また感度、耐久性および環境変化による安定性の
点で無機系光導電材料に較べ劣っているためであった。

また、低分子の有機光導電体も提案されている。

この様な低分子の有機光導電体は、使用するバインダー
を適当に選択する事によって、有機光導電性ポリマーの
分野で問題となっていた成膜性の欠点を解消できる様に
なったが、感度の点で十分なものとは言えない。

このようなことから、近年感光層を電荷発生層と電荷輸
送層に機能分離させた積層構造体が知られている。この
積層構造を感光層とした電子写真感光体は、可視光に対
する感度、電荷保持力１表面強度などの点で改善できる
様になった。この様な電子写真感光体は、例えば米国特
許第３，８３７，８５１号、同第３，８７１，８８２号
公報などに開示されている。

このような有機光導電体を含有する感光層を導電性支持
体上に設けた電子写真感光体を用いた電子写真プロセス
における帯電プロセスは、従来よりほとんど金属ワイヤ
ーに高電圧（ＤＣ５〜８ＫＶ程度）を印加し、発生する
コロナにより帯電を行っている。しかしながら、この方
式ではコロナ発生時にオゾンやＮＯｘ等のコロナ生成物
を多量に発生し、このコロナ生成物により感光体表面を
変質させ画像ボケが劣化を進行させたり、ワイヤーの汚
れがすぐに画像品質に影響し、画像白抜けや、黒スジを
生じる等の問題があった。有機光導電体を含有する感光
体はコロナ生成物による変質、劣化が他の感光体に比較
して起り易いという欠点を有している。すなわち、有機
感光体は他の無機系感光体、たとえばアモルファスシリ
コンやＳｅ感光体に比べ化学的安定性が低（、コロナ生
成物にさらされると化学反応（主に酸化反応）を起こし
劣化しやすい。これにより画像ボケ、画像流れ。

感度の低下の原因となっている。

また、オゾン及びＮＯｘ等コロナ生成物は感光体のみな
らず帯電器シールド板に付着し、コピー動作中のみなら
ず夜間等休止中にこの付着物が揮発遊離し、感光体に付
着するため、休止後のコピーにおいて休止中の帯電器に
相対する部分に画像ボケを生ずることが知られている。

一方、コロナ放電を利用しない帯電法として、特開昭５
６−１０４３５１号公報、特開昭５７−１７８２６７号
公報、特開昭５８−４０５６６号公報、特開昭５８−１
３９１５６号公報、特開昭５８−１５０９７５号公報な
どに提案されているように直接帯電させる方法が研究さ
れている。

具体的には感光体表面に１〜２ＫＶ程度の直流電圧を外
部より印加しうる導電性弾性ローラ等の帯電部材を接触
させることにより感光体表面に電荷を直接注入して感光
体表面を所定の電位に帯電させるものである。

有機光導電体を含有する感光層を有する感光体を使用す
る場合、帯電効率が高（、コロナ生成物の発生量が極め
て少ない直接帯電を行うことは、画像ボケ等の画像欠陥
の発生を抑え、また感光体の耐刷寿命を延ばすという点
から非常に有効である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような直接帯電方法は、多数の提案
があるにもかかわらず市場実績は全くない。

これは帯電の不均一性、直接電圧を印加することによる
感光体の放電絶縁破壊による白ポチなどの画像欠陥が発
生しゃしことが原因である。

すなわち、本発明の目的は接触帯電による感光体の放電
絶縁破壊のない接触帯電装置を提供することにある。

また、本発明の目的は、画像欠陥のない優れた画像を得
ることのできる接触帯電装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、これらの点に関し検討を行った結果、帯電
用導電部材に接触配置される電子写真感光体の感光体中
に含有される粒子の最大粒径を一定値以下に制御するこ
とにより、前述の問題点を解決できることを見い出し、
本発明に致った。

すなわち、本発明は導電性支持体上に有機光導電体を含
有する感光層を有する電子写真感光体であって、該感光
体中に含有される粒子の最大粒径が１μｍ以下である電
子写真感光体と、該電子写真感光体に接触配置された帯
電用導電部材とを有することを特徴とする接触帯電装置
である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明者らの知見によれば、接触帯電による感光体の放
電絶縁破壊は感光体中に含有されている最大粒径が１μ
ｍを超える粒子、即ち、感光層に分散されているアゾ顔
料やフタロシアニン顔料などの電荷発生材料の凝集物、
或は四フッ化エチレン樹脂粉体やフッ化ビニリデン樹脂
粉体などの固体潤滑剤の凝集物、或は固形不純物さらに
は下引層などの中間層中にある支持体切削による切り粉
などの固形不純物などが核となって起こっている。

本発明では、直接帯電における放電絶縁破壊の原因とな
っている１μｍを超えた粒子を感光体中に含有させず、
各層を構成している膜中に含有されている粒子径を最大
１μｍに抑えることにより、直接帯電で問題であった絶
縁破壊を防ぐことができる。このように粒子径を制御す
る方法としては、感光層などの層形成用塗工液を濾過、
遠心分離などの手段を用いて凝集物や不純物を取り除い
たり、塗工液の有機溶剤を適宜選択し、乾燥過程での凝
集を防止したりすることが挙げられる。

本発明における最大粒径はその粒子の長軸方向の長さで
あり、顕微鏡により観察することができる。

第１図は、本発明の接触帯電装置の断面模式図を示し、
帯電用導電部材ｌが感光体２に接触配置しており、電源
３からの電圧は帯電用導電部材１に印加され、帯電用導
電部材１から感光体２上に直接帯電されるものである。

本発明において有機光導電体を含有する電子写真感光体
は以下のように構成される。

感光層は導電性支持体の上に設けられる。導電性支持体
としては、基体自体が導電性をもつもの、例えばアルミ
ニウム、アルミニウム合金、ステンレスなどを用いるこ
とができ、その他にアルミニウム、アルミニウム合金、
酸化インジウム、酸化錫などを真空蒸着法によって被膜
形成された層を有するプラスチック、導電性粒子を適当
なバインダーとともに前記支持体プラスチックの上に被
覆した支持体、導電性粒子をプラスチックや紙に含浸し
た支持体や導電性ポリマーを有するプラスチックなどを
用いることができる。

導電性支持体と感光層の中間に、バリヤー機能と接着機
能をもつ下引層を設けることもできる。

下引層はカゼイン、ポリビニルアルコール、ニトロセル
ロース、ポリアミド、ポリウレタン、ゼラチン。

酸化アルミニウムなどによって形成できる。下引層の膜
厚は５μｍ以下、好ましくは０，５〜３μｍが適当であ
る。バリヤー層はその機能を発揮するためには、１０７
Ωｃｍ以上であることが望ましい。

本発明における有機導電体を含有する感光層は、機能分
離された電荷発生材料と電荷輸送材料とが混合された単
層型感光体、あるいは電荷発生材料を含む電荷発生層と
電荷輸送材料を含む電荷輸送層を積層した積層型感光体
などの形態をとる。

電荷発生材料としては、アゾ顔料、フタロシアニン顔料
、キノン顔料、キノシアニン顔料、ペリレン顔料、イン
ジゴ顔料、ビスベンゾイミダゾール顔料、キナクリドン
顔料などの有機光導電体が用いられる。

電荷輸送材料としては、ピラゾリン系、ヒドラゾン系、
スチルベン系、トリフェニルアミン系、ベンジジン系、
オキサゾール系、インドール系、カルバゾール系化合物
などの有機光導電体が用いられる。

単層型感光体の場合は上記の電荷発生材料と電荷輸送材
料を適当な結着樹脂に溶解または分散し、塗布により導
電性支持体上に層を形成する。

一方、積層型としては、導電性支持体上に１）電荷発生
層、電荷輸送層の順に積層するもの、或は２）電荷輸送
層、電荷発生層の順に積層するものがある。

ｌ）の場合には電荷発生層の形成法として、結着樹脂と
溶剤中に電荷発生材料を分散して塗布する方法や蒸着、
スパッタリング等の方法がある。膜厚は５μｍ以下、特
には０．０１〜３μｍが好ましい。

電荷輸送層は上述の電荷輸送材料を成膜性のある結着樹
脂中に溶解して電荷発生層上に積層する。膜厚は５〜４
０μｍ１特には８〜３５μｍが好ましい。

一方、電荷輸送層上に電荷発生層を積層する２）の場合
は、どちらの層も上述の有機光導電体を結着樹脂と共に
塗布することにより層を形成することができる。この時
、電荷発生層中にも電荷輸送材料を含有させることが好
ましい。

前述の結着樹脂の例としては、フェノキシ樹脂。

ポリアクリルアミド、ポリビニルブチラール、ボリアリ
レート、ポリスルホン、ポリアミド、アクリル樹脂、ア
クリロニトリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂
、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポ
リエステル、アルキド樹脂、ポリカーボネート、ポリウ
レタンあるいはこれらの樹脂の繰返し単位のうち２つ以
上を含む共重合体などを挙げることができる。

また、感光層中には四フッ化エチレン樹脂粉体。

フッ化ビニリデン樹脂粉体、フッ化カーボン粉体などの
固体潤滑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの添加剤を
含有することができる。

また、感光層の上に必要に応じて膜厚０．０５〜２０μ
ｍの保護層を設けてもよい。この保護層中には前述のよ
うな添加剤を含有させてもよい。

本発明の帯電用導電部材は、感光体表面に接触配置され
、外部からの電圧を感光体に直接、均一に印加し、感光
体表面を所定の電位に帯電させるものである。このよう
な帯電用導電部材としては、アルミニウム、鉄、銅など
の金属、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェ
ンなどの導電性高分子材料、カーボンブラック、金属な
どの導電性粒子をポリカーボネート、ポリビニル、ポリ
エチレンなどの絶縁樹脂に分散して導電処理したゴムや
人口繊維、または絶縁樹脂の表面を導電性物質によって
コートしたもの、などを用いることができる。また、こ
れらの形状としてはローラーブラシ（磁気ブラシも含む
）、ブレード、ベルトなどいずれの形状をとっても良い
。

帯電用導電部材の抵抗は良好で均一な帯電と絶縁破壊防
止の点から、好ましくは１０’〜１０１２Ωｃ　ｍ　。

特には１０”〜１０１０Ωｃｍの範囲が良い。

帯電用導電部材の設置に関しては、特定の方法に限定さ
れるものでなく、固定式または感光体と同方向あるいは
逆方向で回転する、などの移動式を用いることができる
。さらに、帯電用導電部材に感光体上のトナークリーニ
ング機能をもたせることも可能である。

帯電用導電部材への印加電圧は、直流・交流いずれを用
いることができ、また直流＋交流の形で印加することも
できる。その印加方法に関しては、各々の電子写真装置
の使用にもよるが、瞬時に電圧を印加する方式、感光体
の保護などの目的では段階的に印加電圧を上げていく方
式、直流→交流または交流→直流の順序で電圧を印加す
る方式などを用いることができる。

このような帯電用導電部材を感光体上に接触配置するた
めの一興体例を第２図に示す。

第２図は帯電用導電部材ユニットの一興体例を示す模式
図であり、支持体４上には帯電用導電部材ｌを両側から
支持するための支持部材５が設けられており、帯電用導
電部材ｌは支点６を介して加圧スプリング７によって感
光体に圧接できるようになっている。また、帯電用導電
部材ｌは給電ブラシ８によって芯金９を介して電圧供給
される。

このよなユニットを用いることにより、感光体に対する
圧接力を適宜調整することができる。

以下、実施例により本発明を説明する。

実施例１．　２および比較例１〜３ 感光体Ｎ００１の作成 キャノン製複写機ＮＰ−３５２５用アルミニウムシリン
ダー上にポリアミド（アルコキシメチル化ナイロン）の
メタノール溶液（４重量％）をメンブランフィルタ−で
濾過した後浸漬塗工し、乾燥して塗工量１．Ｏｇ／ｒｄ
の下引層とした。

次に下記構造式 のビスアゾ顔料を１０部（重量部、以下同様）、ポリビ
ニルブチラール樹脂（商品名：エスレツクＢＸＬ。

種水化学■製）８部およびシクロへキサノン６０部をｌ
φガラスピーズを用いたサンドミル装置で２０時間分散
した。この分散液にメチルエチルケトン７０〜１２０（
適宜）部を加えて、１０．ＯＯＯＲＰＭで３０分間遠心
分離して凝集物を除去し、下引き層上に塗布した。膜厚
は０，１２μｍであった。

次に下記構造式 のヒドラゾン化合物７部、ポリスチレン樹脂（商品名：
ダイヤシックＨＦ−５５；三菱モンサント化成製）１０
部をモノクロルベンゼン５０部に溶解した。この液をメ
ンブランフィルタ−で濾過した後、上記電荷発生層上に
塗布した。乾燥後の膜厚は１７μｍであった。

なお、この感光体作成工程において、各層形成後それぞ
れ顕微鏡で１０視野観察を行った。その結果、いずれの
層中においても１μｍを超えた粒子径の凝集物や固体不
純物は存在せず、粒子の最大粒径は電荷発生層における
電荷発生材料の凝集物０．８μｍであった。

感光体Ｎｏ、２の作成 感光体Ｎｏ、　ｌのビスアゾ顔料の代わりに下記構造式
のビスアゾ顔料を用い、ポリビニルブチラール樹脂の代
わりにポリカーボネート樹脂（重重平均分子ｆｉ　５，
０００）を用いることを除いては感光体Ｎｏ。

１と同様にして感光体を作成した。

なお、この感光体作成工程において、各層形成後それぞ
れ顕微鏡でｌＯ視野観察を行ったところ、粒子の最大粒
径は電荷発生層における電荷発生材料の凝集物０．９μ
ｍであった。

感光体Ｎｏ、３の作成 感光体Ｎｏ、ｌと同様の材料を用いてメンブランフィル
タ−による濾過及び遠心分離の工程を除いた他は同様の
方法で感光体Ｎ０２３を作成した。

各層形成後それぞれ顕微鏡観察したところ電荷発生層に
おいて最大粒径１．１μｍの固体不純物が認められた。

感光体Ｎ００４の作成 感光体Ｎｏ、２と同様の材料を用いて比較例１と同様の
方法で感光体Ｎｏ、４を作成した。各層形成後それぞれ
顕微鏡観察したところ電荷発生層において最大粒径１．
３μｍの電荷発生材料の凝集物が認められた。

以上の感光体を第３図に示す構成の複写機（改造ＮＰ−
３５２５：キヤノン製）に備え付けた。この構成では、
感光体２の回りには、帯電用導電部材ｌ。

画像露光１０．現像器１１．転写紙の給紙ローラーと給
紙ガイド１２．転写帯電器Ｂ１分離帯電器１４゜定着器
（不図示）に転写紙を送る搬送部１５．クリーナー１６
．前露光光源１７が配置されている。特に、クリーナー
１６はシリコンゴム製ブレードによるブレードクリーニ
ングであり、ブレード圧２０ｇ／ｃｍ。

当接角２５°、ブレード侵入量１．０ｍｍである。

また、帯電用導電部材に印加する電圧はＤＣ−７００Ｖ
＋ＡＣピーク差１，５００Ｖ　（１，０００Ｈｚ）であ
り、その帯電用導電部材は、中心鉄芯径５　ｍ　ｍの回
りにカーボン分散のウレタンゴム（抵抗値１０６Ω・ｃ
ｍ）を被覆して外径３０　ｍ　ｍのローラー形状となっ
ている。

以上の複写機を用いて、３５°Ｃ９湿度９０％の環境下
で印字耐久を行い、画像ボケ・流れ、感度低下。

絶縁破壊数を評価した。結果を第１表に示す。また、比
較例３として感光体Ｎｏ、１を用い帯電用導電部材によ
る直接帯電の代わりに、コロナ帯電器によるコロナ帯電
を用いた場合の評価結果も同時に示す。

第　　　１　　　表 例　　感光体Ｎα　オゾン濃度　画像ボケ・流れ　感度
の低下　絶縁破壊数実施例１　　１　　　２ｐｐｍ　　
　　ナシ　　　　１ＯｖＯ実施例２　　２　　　２ｐｐ
ｍ　　　　ナシ　　　　２０Ｖ　　　　Ｏ比較例１　３
　　２ｐｐｍ　　　ナシ　　　　１５Ｖ　　　　８比較
例２　　４　　　２ｐｐｍ　　　　ナシ　　　　３０Ｖ
　　　　１７比較例３　　１　　　４０ｐｐｍ　　３０
００枚で発生　１８０Ｖ　　　　　０以上の結果から、
最大粒子径が１μｍを超えた粒子を含むものは直接帯電
によって絶縁破壊を起こしている。これに対して、最大
粒子径が１μｍ以下のものは１ケ所も絶縁破壊を起こし
ていない。又、コロナ帯電に比べて直接帯電はオゾン濃
度が減少し、画像ボケ・流れ、および感度の低下が防止
されている。

実施例３，４および比較例４，５ 前述のローラー形状帯電用導電性をウレタンゴム中にカ
ーボンを分散し抵抗を１０’Ω・ｃｍとした板状のブレ
ードに代え、これを感光体の回転に対して順方向に接す
るように前述の複写機に設定して実施例１と同様に印字
耐久を行った。その結果を第２表に示す。

第　　　２　　　表 例　　感光体　オゾン濃度　画像ボケ・流れ　感度低下
　絶縁破壊数実施例３　　１　　０．９ｐｐｍ　　　　
ナシ　　　　ＩＯＶ　　　　Ｏ実施例４　　２　　０．
９ｐｐｍ　　　　ナシ　　　　１５Ｖ　　　　Ｏ比較例
４　　３　　０．９ｐｐｍ　　　　ナシ　　　　ＩＯＶ
　　　　７比較例５　　４　　０．９ｐｐｍ　　　　ナ
シ　　　　２０Ｖ　　　　１５第２表から明らかなよう
に、最大粒子径が１μｍを超える粒子を含むものはいず
れも絶縁破壊を起こしているが、１μｍ以下のものは１
ケ所も絶縁破壊を起こさず、１％枚のコピーによっても
良好な画像を得られた。

実施例５ 帯電用導電部材として第４図に示すようなブラシ鉄芯１
８の回りにカーボンを分散したポリエステルをコーティ
ングしであるブラシ（抵抗１０６Ω・ａｍ）にかえた。

また、感光体を以下の方法により作成し、実施例１と同
様に評価した。ＮＰ３５２５用アルミシリアルミシリン
ダー上のアンモニア水溶液（カゼイン１１．２％、アン
モニア水１ｇ、水２２２ｍ　ｌ　）をメンブランフィル
タ−で濾過した後浸漬塗工で乾燥後の膜厚が１．０μｍ
となる様に塗布し乾燥した。

次いで下記構造式 のスチルベン型化合物５ｇとポリメチルメタクリレート
樹脂（数平均分子量１００，０００）５ｇをベンゼン７
０ｍ１に溶解しこれをメンブランフィルタ−で濾過した
後下引層の上に乾燥後の膜厚が２０μｍとなる様に浸漬
塗工で塗布し、乾燥して電荷輸送層を形成した。

次に、下記構造式 ％式％ ｃｐ＝カプラー骨格 のアゾ顔料５ｇをエタノール９５ｍｊ＋にポリメチルメ
タクリレート樹脂２ｇを溶かした液に加え、サンドミル
で２時間分散した。この分散液５００ｒｐｍで遠心分離
し先に形成した電荷輸送層の上に乾燥後の膜厚が５μｍ
となるように浸漬塗工で塗布し、乾燥して電荷発生層を
形成し、感光体Ｎｏ、５とした。

なお、各層形成後それぞれ顕微鏡で観察を行ったところ
、感光体中に含まれる粒子の最大粒径は電荷発生層にお
ける電荷発生材料の凝集物０．６μｍであった。印字耐
久を行ったところ、１％枚の連続コピーによって画像ボ
ケ・流れは認められず、また感度の低下によって画像濃
度がうすくなる等の問題はなく良好な画像が得られた。

また絶縁破壊は認められなかった。

〔発明の効果〕

以上説明したように帯電によるオゾンやＮＯｘおよびイ
オン生成物等の影響を受けやすい有機光導電体を含有す
る感光層は直接帯電を行うことにより、画像ボケ・流れ
及び感度低下を防ぐことができる。また、電子写真感光
体中の粒子の最大粒径が１．ｃｚｍ以下にすることによ
って、これまで直接帯電で問題であった絶縁破壊を防ぐ
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は接触帯電装置の断面模式図、第２図は帯電用導
電部材ユニットの模式図、第３図は実施例で用いた複写
機の断面図、第４図はブラシ形状帯電用導電部材の断面
模式図を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電性支持体上に有機光導電体を含有する感光層
   を有する電子写真感光体であって、該感光体中に含有さ
   れる粒子の最大粒径が１μｍ以下である電子写真感光体
   と、 該電子写真感光体に接触配置された帯電用導電部材とを
   有することを特徴とする接触帯電装置。