JPH06230590A - 電子写真感光体及びそれを有する電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、接触帯電方式において感光
体の摩耗量が少なく、高品質な画像が得られしかも耐複
写寿命の長い電子写真感光体を提供することにある。 【構成】 本発明は、電子写真感光体と該感光体に接触
配置された帯電用部材を有し、該感光体に該帯電用部材
から電圧を印加することによって該感光体の表面を帯電
させる電子写真装置に用いる電子写真感光体において、
該感光体の表面層が、少なくともフッ素系樹脂粉体を含
有する電子写真感光体及びそれを有する電子写真装置で
ある。 【効果】 本発明は、接触帯電方式において感光体の摩
耗量が少なく、高品質な画像が得られしかも耐複写寿命
の長い電子写真感光体を可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真感光体に関
し、詳しくは、電圧を直接帯電させる方式の電子写真感
光体に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方法において、たとえばセレ
ン，硫化カドミウム，酸化亜鉛，アモルファスシリコ
ン，有機光導電体などの電子写真感光体に帯電，露光，
現像，転写，定着，クリーニングなどの基本的プロセス
を行うことにより画像を得る際、帯電プロセスは従来よ
り殆ど金属ワイヤーに高電圧（ＤＣ５〜８ＫＶ）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、こ
の方法ではコロナ発生時にオゾンやＮＯ_X 等のコロナ生
成物により感光体表面を変質させ画像ボケや劣化を進行
させたり、ワイヤーの汚れが画像品質に影響し、画像白
抜けや黒スジを生じる等の問題があった。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シリコン感光体に
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）が起こり劣化しやすい傾向
にある。従って、コロナ帯電下で繰り返し使用した場合
には前述の劣化による画像ボケや感度の低下によるコピ
ー濃度薄が起こり耐印刷（耐複写寿命）が短かくなる傾
向にあった。

【０００３】また、コロナ帯電では電力的にも感光体に
向かう電流がその５〜３０％にすぎず、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。

【０００４】このような問題点を補うために、コロナ放
電器を利用しないで特開昭５７−１７８２６７号公報、
特開昭５６−１０４３５１号公報、特開昭５８−４０５
６６号公報、特開昭５８−１３９１５６号公報、特開昭
５８−１５０９７５号公報などに提案されているよう
に、接触帯電させる方法が研究されている。

【０００５】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た導電性弾性ローラ、導電
性弾性ブレード、導電性ブラシ等の帯電用部材を接触さ
せることにより感光体表面を所定の電位に帯電させるも
のである。

【０００６】また、帯電の均一性を向上させるために、
直流電圧に交流電圧を重畳して帯電用部材に印加する方
法が提案されている（特開昭６３−１４９６６８号）。
この帯電方法は、直流電圧（Ｖ_DC）に交流電圧（Ｖ_AC）
を重畳することによって脈流電圧を印加して均一な帯電
を行うものである。

【０００７】この場合、帯電均一性を保持して、正現像
方式における白ポチ、反転現像方式における黒ポチ，か
ぶりといった画像欠陥を防ぐためには、重畳する交流電
圧が、直流電圧の２倍以上のピーク間電位差（Ｖ_P-P ）
をもっていることが必要である。

【０００８】しかしながら、画像欠陥を防ぐために、重
畳する交流電圧を上げていくと、脈流電圧の最大印加電
圧によって、感光体内部のわずかな欠陥部位において放
電絶縁破壊が起こってしまう。特に感光体の膜厚が薄い
などの絶縁耐圧が低い感光体の場合には、この絶縁破壊
が著しい。この場合、正現像方式においては接触部分の
長手方向にわたって画像が白ヌケし、反転現像方式にお
いては黒オビが発生してしまう。さらにピンホールが発
生した場合、そこの部位が導通路となって電流がリーク
して帯電用部材に印加された電圧が降下してしまうとい
う問題点があった。

【０００９】さらに、接触帯電方式は帯電用部材が感光
体に接触しているため、帯電用部材により感光体が摩耗
しやすい。このため、前述した絶縁耐圧の減少をはじ
め、感光体の感度低下等を生じやすいという欠点があっ
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、接触
帯電方式において、感光体の摩耗を抑えて、帯電の不均
一、リーク等による画像欠陥の発生を防ぎ、耐複写寿命
の長い高品質のコピー画像を安定して供給できる感光体
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記問題
点について検討を重ねた結果、接触帯電方式において
も、感光体を改良することにより問題点を解決できるこ
とを見い出した。

【００１２】すなわち、本発明は、電子写真感光体と該
感光体に接触配置された帯電用部材を有し、該感光体に
該帯電用部材から電圧を印加することによって該感光体
の表面を帯電させる電子写真装置に用いる電子写真感光
体において、該感光体の表面層が、少なくともフッ素系
樹脂粉体を含有することを特徴とする電子写真感光体で
ある。

【００１３】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１４】フッ素系樹脂粉体としては、四フッ化エチ
レン樹脂、三フッ化塩化エチレン樹脂、四フッ化エチレ
ン−六フッ化プロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ
化ビニリデン樹脂、二フッ化塩化エチレンおよびそれら
の共重合体等が、代素例としてあげられる。

【００１５】電子写真感光体に対し帯電用部材を接触さ
せ、帯電を行う接触帯電方式は、感光体と帯電用部材と
の接触部近傍の微小空間における放電によって行われ
る。

【００１６】そのため、感光体は、帯電用部材により繰
り返し摩耗され、さらに放電によってその摩耗は促進さ
れる。このように接触帯電方式では、従来のコロナ放電
方式では、生じていなかった感光体の摩耗が大きい。ま
た、このため、帯電の均一性の低下、感度の低下などか
ら耐複写寿命が短かくなってしまうという欠点があっ
た。

【００１７】そこで、本発明では感光体表面、耐摩耗
性、潤滑性を向上させて耐複写寿命を高めるために、感
光体の表面層に、フッ素系樹脂粉体を含有させている。

【００１８】なお、含有するフッ素系樹脂粉体は、感光
体の表面層に含有されていれば効果は発現されるが、好
ましくは、表面層を構成する全物質中１〜５０重量％、
特に好ましくは５〜３０重量％である。また、フッ素系
樹脂粉体の一次平均粒径は０．１〜２μｍ、好ましくは
０．２〜１μｍである。

【００１９】感光体の表面層にフッ素系樹脂粉体を含有
させる方法としては、該粉体を積層型感光体の電荷輸送
層を形成させる時の電荷輸送層用塗料に該粉体を分散さ
せておき電荷輸送層を形成させることにより、該層中に
フッ素系樹脂粉体を含有させることができる。また、単
層型感光体、保護層をもつ感光体においても同様にフッ
素系樹脂粉体を含有させることができる。さらに、該粉
体を分散させるために、界面活性剤等で代表される分散
助剤を用いることや、溶剤等の中でサンドミル、ボール
ミル等を用い予備分散したものを用いることができる。

【００２０】本発明の電子写真感光体の概略を述べる。

【００２１】これは代表例であり、本発明をこれに限定
するものではない。

【００２２】導電性支持体としては、アルミニウム、ス
テンレスなどの金属、紙、プラスチックなどの円筒状シ
リンダー、シートまたはフイルムなどが用いられる。ま
た、これらの円筒状シリンダー、シートまたはフイルム
は、必要に応じて導電性ポリマー層あるいは酸化スズ、
酸化チタン、銀粒子などの導電性粒子を含有する樹脂層
を有していてもよい。

【００２３】また、導電性支持体と感光層の間には、バ
リアー機能と下引機能をもつ下引層（接触層）を設ける
ことができる。

【００２４】下引層は感光層の接着性改良、塗工性改
良、支持体の保護、支持体上の欠陥の被覆、支持体から
の電荷注入性改良、感光層の電気的破壊に対する保護な
どのために形成される。その膜厚は０．２〜２μｍ程度
である。

【００２５】電荷発生物質としては、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，ジベンズビレンキノン顔料，ピラトロン顔
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，キノシアニンなどを用いることがで
きる。

【００２６】電荷輸送物質としては、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、ポリアリールアルカン系化合物などを用い
ることができる。

【００２７】電荷発生層は、前記の電荷発生物質を０．
５〜４倍量の結着剤樹脂、および溶剤と共に、ホモジナ
イザー、超音波、ボールミル、振動ボールミル、サンド
ミル、アトライター、ロールミルなどの方法でよく分散
し、塗布、乾燥されて形成される。その厚みは５μｍ以
下、特には０．０１〜１μｍの範囲が好ましい。

【００２８】電荷輸送層は一般的には前記の電荷輸送物
質と結着剤樹脂を溶剤に溶解し、塗布して形成する。電
荷輸送物質と結着剤樹脂との混合割合は２：１〜１：２
程度である。溶剤としてはアセトン、メチルエチルケト
ンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエス
テル類、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、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等のコーティング法を
用いることができ、乾燥は１０℃〜２００℃、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または静止乾燥
下で行うことができる。生成した電荷輸送層の膜厚は５
〜３０μｍ、特には１０〜２５μｍの範囲が好ましい。

【００２９】電荷輸送層を形成するのに用いられる結着
剤樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリ
エステル、ポリカーボネート樹脂、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、
ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂、及び不飽和樹脂等か
ら選ばれる樹脂が好ましい。特に好ましい樹脂として
は、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、スチレ
ン−アクリロニトリル共重合体、ポリカーボネート樹脂
又はジアリルフタレート樹脂が挙げられる。

【００３０】また、電荷発生層あるいは電荷輸送層に
は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、潤滑剤など種々の添加
剤を含有させることができる。

【００３１】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の周面上にローラー形状帯電用部材１，像露光手段
３，現像器４，給紙ローラーと給紙ガイド５，転写帯電
器６，クリーナー７，前露光手段８が配置されている。
画像形成の方法は、まず、電子写真感光体２上に接触配
置されている帯電用部材１に電圧を印加し、感光体２表
面を帯電し、像露光手段３によって原稿に対応した画像
を感光体２に像露光し、静電潜像を形成する。次に、現
像器４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。さらに感
光体２上に形成されたトナー像を給紙ローラーと給紙ガ
イド５を通して供給された紙などの転写材上に転写帯電
器６によって転写し、クリーナー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、感光体内部に残留電荷が残るような場合には、前
露光手段８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９に
よって定着器（不図示）に送られてトナー像が定着され
る。

【００３２】この電子写真装置において、像露光手段３
の光源はハロゲン光，蛍光灯，レーザー光などを用いる
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。

【００３３】図２はこの電子写真装置をファクシミリの
プリンターとして使用する場合の１例をブロック図で示
したものである。

【００３４】コントローラ１１は画像読取部１０とプリ
ンター１９を制御する。コントローラ１１の全体はＣＰ
Ｕ１７により制御されている。画像読取部１０からの読
取データは、送信回路１３を通して相手局に送信され
る。相手局から受けたデータは受信回路１２を通してプ
リンター１９に送られる。画像メモリ１６には所定の画
像データが記憶される。プリンタコントローラ１８はプ
リンター１９を制御している。１４は電話である。

【００３５】回線１５から受信された画像情報（回線を
介して接続されたリモート端末からの画像情報）は、受
信回路１２で復調された後、ＣＰＵ１７で復号処理が行
われ、順次画像メモリ１６に格納される。そして、少な
くとも１ページの画像情報がメモリ１６に格納される
と、そのページの画像記録を行なう。ＣＰＵ１７は、メ
モリ１６より１ページの画像情報を読み出し、プリンタ
コントローラ１８に復号化された１ページの画像情報を
送出する。プリンタコントローラ１８は、ＣＰＵ１７か
らの１ページの画像情報を受け取るとそのページの画像
情報記録を行なうべく、プリンター１９を制御する。

【００３６】尚、ＣＰＵ１７は、プリンター１９による
記録中に、次のページの受信を行なっている。

【００３７】以上の様にして、画像の受信と記録が行な
われる。

【００３８】本発明の電子写真感光体は電子写真複写機
に利用するのみならず、レーザービームプリンター、Ｃ
ＲＴプリンター、ＬＥＤプリンター、液晶プリンター、
レーザー製版など電子写真応用分野にも広く用いること
ができる。

【００３９】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。

【００４０】［実施例１］ウレタンゴム１００重量部に
導電性カーボン４重量部を熔融混練し、φ５ｍｍ長さ３
５０ｍｍのステンレス芯を中心軸としてφ１６ｍｍ×３
２０ｍｍになる様にローラー形状帯電用部材を成形し
た。

【００４１】次に電子写真感光体を以下のようにして作
製した。

【００４２】φ３０ｍｍ×３４６ｍｍのアルミニウムシ
リンダーを支持体として、これにポリアミド樹脂（商品
名：アミランＣＭ８０００、東レ製）の５％メタノール
溶液を浸漬法で塗布し、０．５μｍ厚の下引層をもうけ
た。

【００４３】次に下記構造式

【００４４】

【化１】

【００４５】のビスアゾ顔料５部（重量部、以下同様）
に下記構造式で示される樹脂

【００４６】

【化２】

【００４７】２部およびテトラヒドロフラン１５０部を
φ１ｍｍガラスビーズを用いたサンドミル装置で２０時
間分散した。この分散液にシクロヘキサノン２００部を
加えた。これを浸漬塗布にて、前記下引層上に塗布し
た。

【００４８】次いで、下記構造式のトリフェニルアミン
化合物（１）６．７部

【００４９】

【化３】

【００５０】および下記構造式のスチリル化合物（２）
２．８部

【００５１】

【化４】

【００５２】およびビスフェノールＺ型ポリカーボネー
ト（商品名：Ｚ−４００、三菱ガス化学製）９．５部を
モノクロロベンゼン３０部およびジクロロメタン２０部
に溶解した。

【００５３】さらに、フッ素系樹脂粉体（商品名：ルブ
ロンＬ−２、ダイキン工業製）１部をモノクロロベンゼ
ン１０部にサンドミル分散により分散させた液を前述し
た溶液に加えた。この際に該粉体の分散性を安定させる
ために分散助剤である界面活性剤（商品名：ＧＦ−３０
０、東亜合成製）０．０５部を加えた。この電荷輸送層
用塗料を前記電荷発生層上に浸漬塗布して、２０μｍ厚
の電荷輸送層を形成した。（フッ素系樹脂粉体含有率５
重量％）

【００５４】［実施例２］実施例１において、トリフェ
ニルアミン化合物（１）を６．３部、スチリル化合物
（２）を２．７部、ポリカーボネート樹脂を９部、フッ
素系樹脂粉体を２部、分散助剤を０．１部とした以外は
同様に感光体を作成した。（フッ素系樹脂粉体含有率１
０重量％）

【００５５】［実施例３］実施例１において、トリフェ
ニルアミン化合物（１）を８部、ポリカーボネート樹脂
を８部、フッ素系樹脂粉体を４部、分散助剤を０．２部
とした以外は、同様に感光体を作成した。（フッ素系樹
脂粉体含有率２０重量％）

【００５６】［実施例４］実施例１において、スチリル
化合物（２）を９．８部、ポリカーボネート樹脂を９．
８部、フッ素系樹脂粉体を０．４部、分散助剤を０．０
０２部とした以外は同様に感光体を作成した。（フッ素
系樹脂粉体含有率２重量％）

【００５７】［比較例１］実施例１において、トリフェ
ニルアミン化合物（１）を１０部、ポリカーボネート樹
脂を１０部とし、フッ素系樹脂粉体と分散助剤を用いな
かった以外は同様に感光体を作成した。（フッ素系樹脂
粉体含有率０重量％）作成した感光体を、複写機ＮＰ−
２０２０（キヤノン製）において一次帯電および転写帯
電を直接帯電方式に改造したものに装着した。次いで、
１００００枚まで複写を繰り返して、各々の感光体の性
能を比較した。

【００５８】その結果を表１に示した。

【００５９】［比較例２］比較例１で作製した感光体
を、複写機ＮＰ−２０２０（非接触帯電方式コロナ帯
電）に装着して１００００枚の複写を行った。

【００６０】

【００６１】◎：非常に良好、〇：良好、×：不良 このように非接触帯電方式では感光体の摩耗量が少ない
場合でも、接触帯電方式では摩耗量が多くなる。しか
し、本発明で示した感光体は、摩耗量が少なく、良好な
画像が得られる。

【００６２】［実施例５］φ８０ｍｍ×３６０ｍｍのア
ルミニウムシリンダーを支持体として、これにポリアミ
ド樹脂（商品名：アミランＣＭ８０００、東レ製）の５
％メタノール溶液を浸漬法で塗布し、０．５μｍ厚の下
引層をもうけた。

【００６３】次に下記構造式

【００６４】

【化５】

【００６５】のビスアゾ顔料５部、ポリビニルブチラー
ル樹脂（商品名：エスレックＢＬＳ、積水化学製）２部
およびシクロヘキサノン１５０部をφ１ｍｍガラスビー
ズを用いたサンドミル装置で２０時間分散した。この分
散液にテトラヒドロフラン２００部を加えた。これを浸
漬塗布にて、前記下引層上に塗布した。

【００６６】次いで前記スチリル化合物（２）を９．５
部及びビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂（商品
名：Ｚ−２００、三菱ガス化学製）１０部をモノクロロ
ベンゼン４０部およびジクロロメタン２０部に溶解し
た。これを前記電荷発生層上に浸漬塗布して１５μｍ厚
の電荷輸送層を形成した。次に、ビスフェノールＺ型ポ
リカーボネート樹脂（商品名：Ｚ−４００、三菱ガス化
学製）１．５部をモノクロロベンゼン４８部に溶解し、
さらにフッ素系樹脂粉体（商品名：ルブロンＬ−２、ダ
イキン工業製）０．５部を分散させた。

【００６７】これを、スプレー塗布にて、前記電荷輸送
層上に塗布して３μｍ厚の保護層を形成した。

【００６８】［実施例６］実施例５において、保護層を
形成させる際にポリカーボネート樹脂を１部、フッ素系
樹脂粉体を１部とした以外は同様に作成した。

【００６９】［比較例３］実施例５において、フッ素系
樹脂粉体を用いなかった以外は同様に作成した。

【００７０】作成した感光体を、複写機ＮＰ−３８２５
（キヤノン製）において一次帯電および転写帯電を直接
帯電方式に改造したものに装着した。次いで、１０００
０枚まで複写を繰り返した。

【００７１】その結果を表２に示した。

【００７２】［比較例４］比較例３で作成した感光体を
ＮＰ−３８２５（非接触帯電方式コロナ帯電）に装着し
て１００００枚の複写を行った。

【００７３】

【００７４】［実施例７］φ３０ｍｍ×２６０ｍｍのア
ルミニウムシリンダーを支持体として、これにポリアミ
ド樹脂（商品名：アミランＣＭ８０００、東レ製）の５
％メタノール溶液を浸漬法で塗布し、０．５μｍ厚の下
引層をもうけた。

【００７５】次に下記構造式

【００７６】

【化６】

【００７７】で示されるヒドラゾン化合物７部、ポリス
チレン樹脂（商品名：ダイヤレックス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、浸漬塗布にて、電荷輸送層を形成した。

【００７８】次に下記構造式

【００７９】

【化７】

【００８０】のビスアゾ顔料１０部、ポリビニルブチラ
ール樹脂（商品名：エスレックＢＸＬ，積水化学製）８
部およびシクロヘキサノン６０部を１φガラスビーズを
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１００部を加えて、浸漬塗布にて
前記電荷輸送層上に塗布した。

【００８１】次いで、実施例５に示したものと同様な保
護層を形成した。

【００８２】［比較例５］実施例７と同様に電荷発生層
まで形成した後、比較例３と同様な保護層を形成した。

【００８３】これらの感光体を複写機ＦＣ−５（キヤノ
ン製）を接触帯電方式に改造し、また一次電位を＋６５
０、明部電位−１５０Ｖとなるように改造した装置に装
着した。

【００８４】次いで、１００００枚まで複写を繰り返し
た。途中、排トナーの除去及び新トナーの補給は行っ
た。

【００８５】

【００８６】このように正帯電系の接触帯電方式におい
ても、負帯電系と同様の効果が得られた。

【００８７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、接触帯
電方式において感光体の摩耗量を抑えて、良好な画像が
得られるとともに、耐複写寿命の長い感光体を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真感光体を用いた一般的な転写
式電子写真装置の概略構成図である。

【図２】電子写真装置をプリンターとして使用したファ
クシミリのブロック図である。

フロントページの続き (72)発明者 大森 弘之 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

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真感光体と該感光体に接触配置さ
   れた帯電用部材を有し、該感光体に該帯電用部材から電
   圧を印加することによって該感光体の表面を帯電させる
   電子写真装置に用いる電子写真感光体において、該感光
   体の表面層が、少なくともフッ素系樹脂粉体を含有する
   ことを特徴とする電子写真感光体。
2. 【請求項２】 前記フッ素系樹脂粉体の含有量が、前記
   表面層を構成する全物質中１〜５０重量％である請求項
   １記載の電子写真感光体。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の電子写真感光体を
   有することを特徴とする電子写真装置。