JPH03197953A - 電子写真装置及び電子写真方法 - 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］ 本発明は電子写真方法に関し、詳しくはデジタル露光方
式であり、かつ耐久性・耐湿性に優れた有機感光体を用
いた電子写真方法に関するものである。

［従来の技術］ 光導電性物質よりなる感光体に暗所で均一な表面電荷を
与えた後に画像露光してその表面に静電潜像を形成させ
、この静電潜像をトナーにより現像して画像を得るとい
う電子写真法は広（知られている。

このような電子写真法において使用される電子写真感光
体においては、これまでにセレン、硫化カドミウム、硫
化亜鉛などの無機光電導体を感光成分として利用した電
子写真感光体が公知である。

一方、特定の有機化合物が光導電性を示すことが発見さ
れてきた。たとえばポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポ
リビニルアントラセンなどの有接光導電性ポリマー　カ
ルバゾール、アントラセン、ピラゾリン類、オキサジア
ゾール類、ヒドラゾン類、ボリアリールアルカン類など
の低分子の有機光導電体のほか、フタロシアニン顔料、
アゾ顔料、シアニン染料、多環キノン顔料、ペリレン系
顔料、インジゴ染料、チオインジゴ染料あるいはスクエ
アリック酸メチン染料などの有機顔料及び染料が知られ
ている。

特に光導電性を有する有機顔料や染料は無機材料に比べ
て合成が容易で、しかも適当な波長域に光導電性を示す
化合物を選択できるバリエーションが拡大されたことな
どから、数多（提案がされている。例えば米国特許第４
１２３２７０号明細書、同第４２５１６１３号、同第４
２５１６１４号、同第４２５６８２１号、同第４２６０
６７２号、同第４２６８５９６号、同第４２７８７４７
号、同第４２９３６２８号などに開示されているように
、電荷発生層と電荷輸送層に機能分離した感光層におけ
る電荷発生物質として光導電性を示すジスアゾ顔料を用
いた電子写真感光体などが知られている。

この様な有機光導電体を用いた電子写真感光体はバイン
ダーを適当に選択することによって塗工生産できるため
、極めて高い生産性を有し、安価な感光体を提供でき、
しかも有機顔料や染料の選択によって感光波長域を自在
にコントロールできる等の利点を有している。

この様な電子写真感光体には、適用される電子写真プロ
セスに応じた所定の感度、電気特性及び光学特性を備え
ていることが要求される。

更に、繰り返し使用される為の感光体の表面層にはコロ
ナ帯電、トナー現像、紙への転写及びクリーニング処理
などの電気的又は機械的外力が直接に加えられるため、
それらに対する耐久性も要求される。

具体的には、摺擦による表面の摩耗やキズの発生、トナ
ーの現像及びクリーニングの繰り返しによる表面層への
トナー付着及び転写紙の紙粉等の付着などに対して一高
耐久性であることが必要である。すなわち、機械的耐久
性が低い場合には、多数回にわたって良好な画像を安定
的に形成させることが困難であることから、現像プロセ
スにおいて静電潜像にトナーが付着しに（（なる。その
結果として、画像が一部分欠ける°゛白抜”と呼ばれる
現象が起こり易（なる。

感光層の表面に紙粉などの異物が付着した場合には、こ
れらの異物の吸湿性が災して感光体の表面抵抗が低下し
、転写紙の搬送方向に沿って画像が流れる現象が生ずる
場合がある。

上記のような表面層に要求される特性を満たすには、種
々の方法が検討されているが、アナログ露光の場合には
、例えばポリテトラフルオロエチレン粉体を表面層中に
分散させるという手段は効果的である。

しかし、デジタル露光の場合には、アナログ露光の場合
よりも記録密度が高いことから、本来的に画像の流れが
起きやすい。特に解像度を上げる為にデジタル露光のス
ポット径を小さくすると、凝集傾向の大きな従来のポリ
テトラフルオロエチレン粉体の分散のみでは紙粉などの
付着物による画像流れの発生を防ぐことが完全には出来
ないのが現状であった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は前述の要求に応える電子写真感光体を提供しよ
うとするものである。即ち本発明の目的は解像度の高い
デジタル露光方式の電子写真方法において、画像流れな
どの現像をほとんど起こさずに画像を形成させ、しかも
多数回にわたり画像形成プロセスを繰り返し行なっても
安定な画像を形成させることのできる電子写真方法を提
供することにある。

本発明の別の目的は摺擦による表面の摩耗やキズの発生
などに対して高い耐久性を有する電子写真感光体を提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明はデジタル露光方式の電子写真装置において、露
光部のスポット径が８０μｍ以下であり、用いられる有
機感光体が平均粒径０．ｌｕｍ以上１０μｍ以下の滑剤
を５〜４０重量％含有するものであることを特徴とする
電子写真装置に関する。

次に、本発明は滑剤として有機樹脂であるポリエチレン
、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ
フルオロエチレンの微粒子を用いることを特徴とする電
子写真方法に関する。

更に、本発明は有機感光体に含有されるバインダー樹脂
のテーパー摩耗量が１０ｍｇ以上４０ｍｇ以下であるこ
とを特徴とする電子写真方法に関する。

本発明における有機感光体の表面層は平均粒径０．１〜
１０μｍの滑剤を含有しているので、感光体表面の機械
的耐久性が十分となり、摺擦による表面の摩耗やキズの
発生及びボチの発生を抑えることができる。

有機感光体の表面層のポリテトラフルオロエチレン（以
下ｒ　ＰＴＦＥＪ　と略称することがある）の平均粒径
が０．１μｍ未満であると、感光体表面の機械的耐久性
が十分でなく、感光体表面に摩耗やキズを発生し易い。

また、ＰＴＦＥの平均粒径が１０μｍよりも大きいと、
帯電時に絶縁破壊を起こし易（、その結果としてピンホ
ールを形成して画像にボチが発生する。

本発明では、均一な有機樹脂分散によって表面層の臨界
表面張力を低下させ、その結果としてクリーニング性の
向上及び機械的強度の増加等を実現できる。また、表面
層の撥水性及び離型性をも向上させるから、高湿下での
表面劣化をも効果的に防止できる。

滑剤である粒子がバインダー樹脂層中に均一に分散して
いると、初期には感光体表面に滑剤が露出していない場
合がある。その場合には、必要に応じて感光体表面を研
磨紙等で磨いて滑剤を表面に露出させる処置を講ずれば
良い。

このように本発明の有機感光体では、感光体表面の機械
的耐久性と適切なすべり性とに加えて良好な現像性が得
られることから、高温高温下１こおいても多数回にわた
り良質の画像を安定して形成させることができる。

以下本発明を具体的に説明する。

本発明はデジタル露光部のスポット径が８０μｍ以下で
あり、かつ使用する有機感光体が有機樹脂である滑剤を
含有することを特徴とする。更に、有機感光層に含有さ
れるバインダー樹脂として、テーパー摩耗量がＩＯＢ以
上４０ｍｇ以下のものを用いることを特徴とする。

表面層に分散される滑剤としては、例えばポリエチレン
、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ
トリフルオロエチレン等の有機樹脂を用いる。この微粒
子の数平均粒径は通常０．１μｍ以上１０μｍ以下の範
囲内である。

滑剤の含有量は５〜４０重量％が適当であり、特に５〜
ｌＯ重量％が好ましい。含有率が５重量％未満では滑剤
分散による表面層改質効果が十分でなく、一方４０重量
％を越えると感光体の光透過性を低下させ過ぎる外、キ
ャリアの移動性をも低下させる。

表面層を形成する為のバインダー樹脂は光透過性及び成
膜性のある高分子であればよいが、更に、単独でもある
程度の硬さを有すること、キャリア輸送を妨害しないな
どの要請から、ポリメタクリル酸エステル、ポリカーボ
ネート、スチレン−メタクリル酸コポリマー、ポリエス
テル、ポリスルホンなどが好ましい。

以上のバインダー樹脂を含有する有機感光層中に有機樹
脂である滑剤を添加すると、感光体表面の臨界表面張力
を低下させることによって、この感光体を用いた際の画
質を高品質に保持できる。

しかし、有機感光層に含有されるバインダー樹脂が著し
く強靭であり過ぎると、バインダー樹脂が削られないこ
とから、有機感光層中の滑剤のみが削り取られる結果を
招く。その結果、感光体表面の臨界表面張力の増大を来
し、延ではこの感光体を用いた際の画質低下を生ずる。

本発明は有機感光層に含有されるバインダー樹脂として
、そのテーパー摩耗量が１０ｍｇ以上４０ｍｇ以下の樹
脂を用いることにより、感光体表面に常に滑剤を存在さ
せることに成功した。その結果として、感光体の臨界表
面張力を低く保つことができ、高画質を保持させること
に成功したものである。

バインダー樹脂のテーパー摩耗量の測定はバインダー樹
脂のみを膜厚１１００ｕで塗布した塗膜を形成サセ、Ａ
ＳＴＭＤ　１０４４１．：従って１０００回回転後の摩
耗量［ｍｇ］を測定することによって行なう。

また、感光体表面の臨界表面張力の測定は以下の方法で
行う。表面張力の異なる数種の液体を測定対象である感
光体表面層上に滴下して、その接触角θを測定する。得
られた接触角θの余弦と既知の液体の表面張力γ、を第
１図に示すようにプロットして形成される線から、ＣＯ
Ｓθ＝１となる際の表面張力γ、を測定対象である感光
体表面の臨界表面張力γ。とする。

デジタル露光部のスポット径とは、デジタル露光部の強
度分布を示した時に最大強度１３．５％になる露光強度
の巾を測定する。

照射形状が円形ではない場合には、巾の最短部分を測定
する。

デジタル露光では、微細なスポットで露光することから
、現像する際に感光体の表面状態の影響をアナログ露光
の場合よりも受けやすい。

そこで本発明では、有機感光層中に滑剤を添加して感光
体表面の臨界表面張力を低（抑えることにより、流れ等
の画質欠陥を防ぐことに成功した。

デジタル露光のスポット径は８０μｍ以下に実用的効果
が認められ、好ましくは６０μｍ以下である。

デジタル露光のスポット径が８０μｍよりも大である場
合には、潜像が粗であるのでアナログ露光と同様に感光
体の表面状態の影響を受けにくいが、解像度を高くでき
ないから。画質を良（することが至難である。

本発明の電子写真感光体を製造する場合、基体としては
導電性を有するものであれば何れでも良く、アルミニウ
ム、耐食鋼（ステンレス）などの金属もしくは合金又は
導電層を設けたプラスチック、紙などがあげられ、形状
としては円筒状又はフィルム状（シート状）等があげら
れる。

これらの基体の上には、バリヤー機能と下引機能とを兼
備した下引層（接着層）を設けることもできる。下引層
は感光層の接着性改良、塗工性改良、基体の保護、基体
上欠陥の被覆、基体からの電荷注入性改良、感光層の電
気的破壊に対する保護等の為に形成される。

下引層の材料としては、ポリビニルアルコール、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、ポリアミド、ニカ
ワ、ゼラチンなどが用いられる。　これらは通常、適当
な溶剤に溶解して導電性支持体上に塗布される。その膜
厚は通常、０．２〜２μｍである。

電荷発生物質としては、ビリリウム、チオピリリウム系
染料、フタロシアニン顔料、アントアントロン顔料、ピ
ラントロン顔料、ジベンズピレン顔料、アゾ顔料、ジス
アゾ顔料、トリスアゾ顔料、インジゴ顔料、チオインジ
ゴ顔料、キナクリドン系顔料、ピレンキノン顔料、非対
称キノシアニン等のキノシアニン顔料等を用いることが
できる。

電荷輸送物質としては、ピレン類、Ｎ−置換力シバゾー
ル類、Ｎ−置換フェッチアジン類、Ｎ−置換フェノキサ
シン類、ヒドラゾン類、オキサゾール類、オキサジアゾ
ール類、置換ピラゾリン類、チアゾール類、ボリアリー
ルアルカン類等を用いることができる。電荷輸送物質の
例を下記に示す：Ｎ−エチルカルバゾール、Ｎ−イソプ
ロピルカルバゾール、Ｎ−メチル−Ｎ−フェニルヒドラ
ジノカルバゾール、Ｎ、Ｎ−ジフェニルヒドラジノ−３
−メチリデン−９−エチルカルバゾール； Ｎ、Ｎ−ジフェニルヒドラジノ−３−メチリデン−１−
１０−エチルフェノキサジン； ｐ−ジエチルアミノベンズアルデヒド−Ｎ、Ｎ−ジフェ
ニルヒドラゾン、ｐ−ジエチルアミノベンズアルデヒド
−Ｎ−（α−ナフチル）−Ｎ−フェニルヒドラゾン、ｐ
−ピロリジノベンズアルデヒド−Ｎ、Ｎ−ジフェニルヒ
ドラゾン、１，３．３−トリメチルインドレニン−ω−
アルデヒド−Ｎ、Ｎ−ジフェニルヒドラゾン、ｐ−ジエ
チルアミノベンズアルデヒド−３−メチルベンズチアゾ
リノン−２−ヒドラゾン；２．５−ビス（ｐ−ジエチル
アミノフェニル−１，３，４−オキサジアゾール； １−フェニル−３−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）−
５−（ｐ−ジエチルアミノフェニル）、ピラゾリン、１
−［キノリル（２）］　−３−（ｐ−ジエチルアミノス
チリル−５−（ｐ−ジエチルアミノフェニル）ピラゾリ
ン、１−［ピリジル（２）］　−３−（ｐ−ジエチルア
ミノスチリル−５−（ｐ−ジエチルアミノフェニル）ピ
ラゾリン、１−１６−メドキシビリジル（２）］−３−
（ｐ−ジエチルアミノスチリル−５−（ｐ−ジエチルア
ミノフェニル）ピラゾリン、ｌ−［レビジル（２）］−
３−（ｐ−ジエチルアミノスチリル−５−（ｐ−ジエチ
ルアミノフェニル）ピラゾリン、ｌ−［ピリジル（２）
］−３−（ｐ−ジエチルアミノスチリル−４−メチル−
５−（ｐ−ジエチルアミノフェニル）ピラゾリン、１−
［ピリジル（２）］−３−（α−メチル−ｐ−ジエチル
アミノスチリル−５−（ｐ−ジエチルアミノフェニル）
ピラゾリン、ｌ−フェニル−３−（ｐ−ジエチルアミノ
スチリル−４−メチル−５−（ｐ−ジエチルアミノフェ
ニル）ピラゾリン、１−フェニル−３−（α−ベンジル
−ｐ−ジエチルアミノスチリル）−５−（ｐ−ジエチル
アミノフェニル）ピラゾリン、スピロピラゾリン； ２−（ｐ−ジエチルアミノスチリル）−６−シエチルア
ミノベンズオキサゾール、２−（ｐ−ジエチルアミノフ
ェニル）−４−ジメチルアミノフェニルｌ−５−（２−
クロロフェニル）オキサゾール； ２−　（ｐ−２−ジエチルアミノスチリル）−６−シエ
チルアミノベンゾチアゾール； ビス（４−ジエチルアミノ−２−メチルフェニル）−フ
ェニルメタン、１，１−ビス（４−Ｎ、Ｎ−ジエチルア
ミノ−２−メチルフェニル）へブタン、１，１，２．２
−テトラキス（４−Ｎ、　Ｎ−ジメチルアミノ−２−メ
チルフェニル）エタン。

本発明の感光体の調製方法例を電荷発生層上に電荷輸送
層を積層する機能分離型の場合を例にして説明する。

前記の電荷発生物質を０．３〜１０倍量の結着剤（バイ
ンダー）樹脂及び溶剤と共に超音波ホモジエナイザー　
ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、アトライタ
ー、ロールミルなどの手段でよ（分散する。この分散液
を前記下引層塗布済の基体上に塗布及び乾燥し、膜厚０
．１〜１μｍ程度の塗膜を形成させる。この例において
は、表面層が電荷輸送層となるので、ここに有機樹脂で
ある滑剤を分散させる。

分散法としては、バインダー樹脂と滑剤粉体を溶剤と共
に超音波ホモジェナイザー、ボールミル、振動ボールミ
ル、サンドミル、アトライター、ロールミルなどを用い
、これに電荷輸送材を溶解する。

電荷輸送物質とバインダー樹脂との混合割合は通常２：
１〜１：２程度である。

溶剤としては、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水
素類、クロルベンゼン、ジクロルメタン、クロロホルム
、四塩化炭素などの塩素系炭化水素類などが用いられる
。

この溶液を塗布する際には、例えば浸漬コーティング法
、スプレーコーティング法、スピンナーコーティング法
、ビートコ−、ティング法、ブレードコーティング法、
カーテンコーティング法などのコーティング法を用いる
ことができ、乾燥は１０℃〜２ｏＯ℃、好ましくは２０
℃〜１５０℃の範囲の温度で５分〜５時間、好ましくは
１０分〜２時間の時間で、送風乾燥又は静止乾燥で行な
うことができる。

生成感光層の膜厚は５〜２０μｍ程度である。

実施例１ アルミニウムシリンダーにポリアミド樹脂の５％メタノ
ール溶液を浸漬法で塗布し、１１１℃厚の下引層を設け
た。

次に下記構成式 で表わされるポリカーボネート樹脂１０部、ポリテトラ
フルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粉体（平均粒径５μｍ）
５部をモノクロルベンゼン４０部、ジクロルメタン２０
部と共にステンレス製ボールミルで５０時間混合分散し
て得られた分散液にのジスアゾ顔料を１０部（重量部以
下同様）、ポリビニルブチラール樹脂８部及びシクロへ
キサノン５０部を直径１ｍｍのガラスピーズ１００部を
用いたサンドミル装置で２０時間混合分散した。

この分散液にメチルエチルケトン７０〜１２０（適宜）
部を加えて下引き層上に塗布し、膜厚０．１５μｍの電
荷発生層を形成させた。

次に、下記化学式 で示される構造式のヒドラゾン化合物ＩＯ部を加えて溶
解させた。

この溶液を上記電荷発生層上に塗布し、１２０℃で１時
間熱風乾燥して１８μｍの電荷発生層を形成させた。

この感光体の表面層に含有されるバインダー樹脂のテー
パー摩耗量は既述の方法で測定したところ、２５ｍｇで
あった。

以上の感光体を用いて−５，５ｋＶ、コロナ帯電へスポ
ット径６０μｍのレーザー光による画像露光、乾式トナ
ー現像、普通紙へのトナー転写、ゴムブレードによるク
リーニングから成る電子写真プロセスにて通紙１０００
０枚の耐久性評価を行なった。

その結果、２３℃で湿度（ＲＨ）　５５％の環境下では
勿論、３０℃で湿度８０％の環境下においても通紙１０
０００枚まで画像流れのない高品位で安定な画像を得る
ことができた。

実施例２ 実施例１の電荷輸送層のバインダー樹脂及びポリテトラ
フルオロエチレン粉体の平均粒径を変えた他には実施例
１と同様に感光体を作成した。

この感光体を用いて実施例１と同じ方法で電子写真特性
の評価を行った。その結果を第１表に示す。

比較例１及び２ 実施例２の電荷輸送層中のポリテトラフルオロエチレン
粉体の平均粒径な変えた他には実施例２と同様に感光体
を作成した。この感光体を用いて実施例１と同じ方法で
電子写真特性の評価を行った。その結果を第１表に示す
。

実施例３及び４ 実施例１の電荷輸送層中の滑材をポリエチレン９．３％
とし、その平均粒径及びバインダー樹脂を変えた外には
、実施例１と同様に感光体を作成した。

この感光体を用いて実施例１と同じ方法で電子写真プロ
セスのレーザースポット径を７５μｍに変えた外には、
実施例１と同様の方法で評価を行なった。その結果を第
１表に示す。

比較例３及び４ 実施例３の電荷輸送層中の滑材の添加量を変えた外には
実施例３と同様の方法で感光体を作成した。

この感光体を用いて実施例３と同じ方法で電子写真特性
の評価を行なった。その結果を第１表に示す。

実施例５ 実施例１の電荷輸送層中の滑材を平均粒径８μｍのポリ
プロピレン粉として、それを２０％添加とした外には実
施例１と同様の方法で感光体を作成した。

この感光体を用いて実施例１の電子写真プロセスのレー
ザースポット径を８０μｍに変えた外には実施例１と同
様に評価を行った。その結果を第１表に示す。

比較例５ 実施例５の電荷輸送層中のポリカーボネートの代りにボ
リアリレートを用いた外には実施例５と同様の方法で感
光体を作成した。

この感光体を用いて実施例１の電子写真プロセスのレー
ザースポット径を１２０ｕｍに変えた外には実施例１と
同様に評価を行なった。

その結果を第１表に示す。

［発明の効果］ 本発明の電子写真感光体を用いたデジタル露光方式の電
子写真方法によれば、常温常温下においては勿論、高温
高温雰囲気下においても画像流れが殆ど発生せず、しか
もカブリの殆ど無い優れた画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子写真感光体表面の表面張力とその
接触角θの余弦（ｃｏｓθ）との関係図である。 γ、・・・表面張力 θ　・・・接触角 ｃｏｓθ・・・接触角の余弦

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）デジタル露光方式の電子写真装置において、露光
   部のスポット径が８０μｍ以下であり、用いられる有機
   感光体が数平均粒径０．１μｍ以上１０μｍ以下の範囲
   にある滑剤を該感光層中に５〜４０重量％含有するもの
   であることを特徴とする電子写真装置。
2. （２）該滑剤が有機樹脂であることを特徴とする請求項
   １に記載の電子写真装置。
3. （３）該滑剤がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテ
   トラフルオロエチレン及びポリフルオロエチレンから選
   ばれる樹脂からなる微粒子であることを特徴とする請求
   項１に記載の電子写真装置。
4. （４）デジタル露光方式の電子写真方法において、露光
   部のスポット径が８０μｍ以下であり、用いられる有機
   感光体が平均粒径０．１μｍ以上１０μｍ以下の範囲に
   ある滑剤を該感光層中に５〜４０重量％含有するもので
   あることを特徴とする電子写真方法。
5. （５）該滑剤が有機樹脂であることを特徴とする請求項
   ４に記載の電子写真方法。
6. （６）該滑剤がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテ
   トラフルオロエチレン及びポリフルオロエチレンから選
   ばれる樹脂からなる微粒子であることを特徴とする請求
   項４に記載の電子写真方法。