JPH06308742A

JPH06308742A - 電子写真感光体

Info

Publication number: JPH06308742A
Application number: JP11927293A
Authority: JP
Inventors: Akira Yoshida; 晃吉田; Yosuke Morikawa; 陽介森川; Koji Goto; 浩二後藤; Hiroyuki Omori; 弘之大森
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-04-23
Filing date: 1993-04-23
Publication date: 1994-11-04

Abstract

(57)【要約】【目的】帯電の不均一による白ポチ、スジ、カブリ、感
光体のリ−クによる画像欠陥などの発生が無く、感光体
の耐印刷寿命が長く、高品質のコピ−画像を安定して供
給できる電子写真装置に適合する電子写真感光体を提供
することである。【構成】電子写真感光体と該電子写真感光体に接触配置
された帯電用部材を有し、該電子写真感光体に帯電用部
材から電圧を印加することにより帯電される電子写真装
置に装着される電子写真感光体において、該電子写真感
光体の電荷発生材料が２種類以上混合されていることを
特徴とする電子写真感光体である。

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、詳しく
は電圧を直接帯電させる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、例えばセレン、
硫化カドミウム、酸化亜鉛、アモルファスシリコン、有
機光導電体などを用いた電子写真感光体に帯電、露光、
現像、転写クリ−ニングなどの基本的プロセスを行うこ
とによりが像を得る際、帯電プロセスは従来より殆ど金
属ワイヤ−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 などのコロナ生成物に
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−の汚れが画像品質に影響し、画像白抜けや
黒スジを生じるなどの問題があった。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−濃
度薄が起こり、耐印刷寿命が短くなる傾向にあった。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％に過ぎず、殆どがシ−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。

【０００３】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。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−ラ−などの帯電部材を接触させ
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。

【０００４】しかしながら、直接帯電方法は多数の提案
があるにも拘らず、市場実績は限られている。その理由
としては帯電の不均一性、直接電圧を印加することによ
る感光体の放電絶縁破壊の発生が原因として挙げられ
る。帯電の不均一性は、感光体表面の各部に均一な帯電
がなされず、斑点状や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起こる白ポチ（ベタ黒画像
に白い斑点やスジが現れる現象）または反転現像方式の
場合に起こるカブリ、といった画像欠陥になる。

【０００５】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、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号公報）。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。

【０００６】この場合、帯電の均一性を保持して、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、
カブリ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−ク間電位差（Ｖ
_P-P ）を持っていることが必要である。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、感光体内部の僅
かな欠陥部位において放電絶縁破壊が起こってしまう。
特に感光体が絶縁耐圧の低いＯＰＣ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抜けし、反転
現像方式においては黒帯が発生してしまう。さらにピン
ホ−ルがある場合、そこの部位が導通路となって電流が
リ−クして帯電部材に印加された電圧が降下してしまう
問題点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、帯電
の不均一による白ポチ、スジ、カブリ、感光体のリ−ク
による画像欠陥などの発生が無く、感光体の耐印刷寿命
が長く、高品質のコピ−画像を安定して供給できる電子
写真装置に適合する電子写真感光体を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は電子写真感光体
と該電子写真感光体に接触配置された帯電用部材を有
し、該電子写真感光体に帯電用部材から電圧を印加する
ことにより帯電される電子写真装置に装着される電子写
真感光体において、該電子写真感光体の電荷発生材料が
２種類以上混合されていることを特徴とする電子写真感
光体から構成される。

【０００９】電子写真感光体に対し帯電用部材を接触さ
せて帯電を行う直接帯電法は、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。
一般に電子写真装置では感光体にドラム状またはベルト
状のものなどを用いるが、いずれも帯電用部材に対して
回転または移動させながら帯電させる。即ち、感光体と
帯電用部材の接触した位置を境界として、上流側、下流
側と分けられ、各々の上流側または下流側の両微小空間
で帯電される。さらには帯電用部材の抵抗の均一性や感
光体の帯電容量の均一性など、多数の要因が関与して均
一に帯電させることは容易ではない。その対策の一つと
して、交流電圧を重畳した脈流電圧によって印加する方
法が提案されている。

【００１０】本発明に関して、帯電は直流電圧のみ、ま
たは重畳する交流電圧が少ない系にてのものであるが、
感光体の電荷発生材料を２種類以上混合することによ
り、多くのピ−ク間電圧を持つ交流電圧を重畳した脈流
電圧によって印加した場合と同様な効果が得られる。即
ち、主とする電荷発生材料を全電荷発生材料の２分の１
重量部以上を用い、他の電荷発生材料を混合することに
より、微小な帯電特性、微小な暗減衰特性、微小なメモ
リ特性などが変化し、全体としての帯電特性は脈流電圧
によって均一な印加がされた場合と同様に均一な帯電を
行うことができたと考えられる。更に多くのピ−ク間電
圧を持った交流電圧の重畳は行っていないため、前述し
た弊害は生じない。また、少なくとも主とする１成分は
全電荷発生材料の重量部のうち２分の１重量部以上とす
ることにより、弊害は少なく、効果的に作用する。

【００１１】本発明の電子写真感光体を適用する電子写
真装置の基本構成としては、帯電用部材は、電子写真感
光体と接触配置しており、接続されている外部電源から
引加される電圧により、感光体に対して帯電を行う。

【００１２】本発明に関して、帯電部材の形状として
は、ロ−ラ−の他、ブレ−ド、ベルトなどいずれの形状
を採ってもよく、電子写真装置の仕様、形態に合わせて
選択可能である。また、この材質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−
ル、ポリチオフェンなどの導電性高分子材、カ−ボン、
金属などを分散させて導電性処理をしたゴムや人造繊維
またはポリカ−ボネ−ト、ポリビニル、ポリエステルな
どの絶縁性物質の表面を金属や他の導電性物質によって
コ−トしたものなどを用いることができる。帯電用部材
の体積抵抗値としては１０⁰ 〜１０¹²Ω・ｃｍ、特には
１０² 〜１０¹⁰Ω・ｃｍの範囲が好ましい。

【００１３】帯電用部材を感光体に圧接するための帯電
ユニットの具体例としては、ロ−ラ−形状帯電用部材
は、支点を介してスプリングの作用によって感光体に圧
接できるようになっており、帯電用部材の中心部にある
芯金は接触する給電ブラシ７によって電圧を供給され
る。さらに本体からの受電コネクタ−、本体側ガイドレ
−ルに沿って装着し帯電用部材の支持体となる支持体が
ある。

【００１４】本発明の電子写真感光体の典型的な構成と
しては、感光層が有機光導電体を主成分として構成され
ている。

【００１５】有機光導電体としては、ポリビニルカルバ
ゾ−ルなどの有機光導電性ポリマ−を用いたもの、ある
いは低分子量の有機光導電性物質を結着剤樹脂中に含有
したものなどがある。

【００１６】積層型電子写真感光体は、導電性支持体上
に感光層が設けられており、この感光層は結着剤樹脂中
に電荷発生材料を分散含有した電荷発生層と電荷輸送材
料を含有した電荷輸送層の積層構造である。この場合、
電荷輸送層は電荷発生層の上に積層されている。また、
電荷輸送層が電荷発生層の下に積層されている場合は、
電荷発生層中には電荷輸送材料が含有されていてもよ
い。

【００１７】また単層型電子写真感光体は、導電性支持
体の上に感光層が設けられており、この感光層は、結着
剤樹脂中に電荷発生物質と電荷輸送材料が含有されてい
る。

【００１８】導電性支持体側より電荷発生層、次いで電
荷輸送層の順で積層されている構造の電子写真感光体が
本発明の電子写真感光体としては好ましい。

【００１９】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−、シ−トまたはフィルムなどが用いられる。ま
た、これらの円筒状シリンダ−、シ−トまたはフィルム
は、必要に応じて導電性ポリマ−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。

【００２０】導電性支持体と感光層の間には、バリア−
機能と接着機能をもつ下引き層（接着層）を設けること
ができる。下引き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。

【００２１】電荷発生材料としてはピリリウム、チアピ
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、アゾ系顔料、インジゴ系顔料、キナクリドン顔料、
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。

【００２２】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
−ル系化合物、チアゾ−ル系化合物、トリアリ−ルメタ
ン系化合物、ポリアリ−ルアルカン系化合物などを用い
ることができる。

【００２３】電荷発生層は、電荷発生材料を０．３〜４
倍量の結着剤樹脂および溶剤と共に、ホモジナイザ−、
超音波、ボ−ルミル、振動ボ−ルミル、サンドミル、ア
トライタ−、ロ−ルミルなどの方法で分散し、該分散液
を塗布、乾燥して形成する。膜厚は５μｍ以下、特には
０．０１〜１μｍの範囲が好ましい。

【００２４】電荷輸送層は一般的には電荷輸送材料と結
着剤樹脂を溶剤に溶解し、該溶解液を塗布して形成す
る。電荷輸送材料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、モノクロロベンゼン、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−テイング法、スプレ−
コ−テイング法、スピンナ−コ−テイング法などのコ−
テイ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分間〜
５時間、好ましくは１０分間〜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。形成した電荷輸
送層の膜厚は５〜３０μｍ、特には１０〜２５μｍに範
囲が好ましい。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、ポリスチレン、ポリエ
ステル、ポリカ−ボネ−ト、ポリアリレ−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、アルキド樹脂及び不飽和樹脂などから選ばれる
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−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−ボネ−トまたはジアリルフ
タレ−ト樹脂が挙げられる。

【００２５】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。

【００２６】本発明の電子写真感光体を適用する電子写
真装置について説明すると、この装置は、電子写真感光
体の周面上にロ−ラ−形状帯電用部材、像露光手段、現
像器、給紙ロ−ラ−と給紙ガイド、転写帯電器、クリ−
ナ−、前露光手段が配置されている。画像形成の方法
は、先ず、電子写真感光体上に接触配置されている帯電
用部材に電圧を印加し、感光体表面を帯電し、像露光手
段によって原稿に対応した画像を感光体に像露光し、静
電潜像を形成する。次に、現像器中のトナ−を感光体に
付着させることにより感光体上の静電潜像を現像（可視
像化）する。更に感光体上に形成されたトナ−像を給
紙ロ−ラ−と給紙ガイドを通して供給された紙などの転
写材上に転写帯電器によって転写し、クリ−ナ−によっ
て、転写材に転写されずに感光体上に残った残トナ−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、前露光手段によって感光体に光を当て除電した
ほうがよい。一方、トナ−像が形成された転写材は搬送
部によって定着器に送られてトナ−像が定着される。こ
の装置において、像露光手段の光源はハロゲン光、蛍光
灯、レ−ザ−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。

【００２７】本発明の電子写真感光体は、複写機の他、
レ−ザ−ビ−ムプリンタ−、ＬＥＤプリンタ−、電子写
真製版システムなど電子写真応用分野に広く適用するこ
とができる。

【００２８】

【実施例】

実施例１ φ８０ｍｍ×３６０ｍｍのアルミニウムシリンダ−を支
持体として、これにポリアミド（商品名アミランＣＭ８
０００、東レ（株）製）の５％メタノ−ル溶液を浸漬コ
−テイング法で塗布し、０．５μｍ厚の下引き層を形成
した。

【００２９】次に、下記構造式のジスアゾ顔料（顔料
（１）という）４部（重量部、以下同様）、

【化１】

【００３０】次に、下記構造式のジスアゾ顔料（顔料
（２）という）１部、

【化２】ポリビニルブチラ−ル（商品名エスレックＢＬＳ、積水
化学（株）製）２部及びシクロヘキサノン１００部を１
φガラスビ−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、下引き層上に塗布し、電荷発生層を形成した。

【００３１】次に、下記構造式のスチリル化合物１０部

【化３】及びビスフェノ−ルＺ型Ｚポリカ−ボネ−ト（数平均分
子量２２，０００）１０部をモノクロロベンゼン１００
部に溶解した。この溶液を前記電荷発生層上に塗布して
１００℃、１時間熱風乾燥して２５μｍの膜厚の電荷輸
送層を形成した。こうして電子写真感光体を作成した。

【００３２】実施例２実施例１における顔料（２）に代えて、下記構造式のジ
スアゾ顔料（顔料（３）という）を３部用いた他は、実
施例１と全く同様にして電子写真感光体を作成した。

【化４】

【００３３】実施例３実施例１における顔料（２）に代えて、下記構造式のジ
スアゾ顔料（顔料（４）という）を２部用いた他は、実
施例１と全く同様にして電子写真感光体を作成した。

【化５】

【００３４】実施例４実施例１において顔料（１）を３部、顔料（２）を１
部、顔料（３）を１部用いた他は、実施例１と全く同様
にして電子写真感光体を作成した。

【００３５】比較例１実施例１において顔料（１）を５部として、顔料（２）
を用いなかった他は、実施例１と全く同様にして電子写
真感光体を作成した。

【００３６】比較例２実施例４において顔料（１）を２部、顔料（２）を１．
５部、顔料（３）を１．５部用いた他は、実施例４と全
く同様にして電子写真感光体を作成した。

【００３７】実施例５実施例１において顔料（１）を下記構造式のジスアゾ顔
料（顔料（５）という）に代え、ポリビニルブチラ−ル
樹脂を下記構造式の樹脂（ａ）に代えた他は、実施例１
と全く同様にして電子写真感光体を作成した。顔料
（５）

【化６】樹脂（ａ）

【化７】

【００３８】実施例６実施例５において顔料（５）を顔料（１）に代えた他
は、実施例５と全く同様にして電子写真感光体を作成し
た。

【００３９】実施例７実施例５において顔料（５）を下記構造式の顔料（顔料
（６））に代えた他は、実施例５と全く同様にして電子
写真感光体を作成した。

【化８】

【００４０】実施例８実施例５において顔料（５）を３部、顔料（１）を１
部、顔料（２）を１部用いた他は、実施例５と全く同様
にして電子写真感光体を作成した。

【００４１】比較例３実施例５において顔料（５）を５部として、顔料（２）
を用いなかった他は、実施例５と全く同様にして電子写
真感光体を作成した。

【００４２】比較例４実施例８において顔料（５）を２部、顔料（１）を１．
５部、顔料（２）を１．５部用いた他は、実施例８５と
全く同様にして電子写真感光体を作成した。

【００４３】作成した電子写真感光体について、次によ
うに評価した。ウレタンゴム１００部に導電性カ−ボン
４部を熔融混練し、φ５ｍｍ、長さ３５０ｍｍのステン
レス芯を中心軸としてφ２０ｍｍ×３３０ｍｍになるよ
うにロ−ラ−形状帯電用部材を成型した。体積抵抗値は
１０⁶ Ω・ｃｍであった。

【００４４】画像形成装置は基本形態として、キヤノン
（株）製、商品名ＮＰ３５２５機をベ−スとし像露光手
段、現像器、給紙系、転写帯電器、搬送系、前露光手段
はそのまま使用し、一次帯電手段として前述のロ−ラ−
形状帯電用部材、クリ−ナ−はシリコンゴム製のブレ−
ドによるブレ−ドクリ−ニングのみでクリ−ニングを行
う形式に改造した。帯電ユニットに印加する電圧は直流
−１５００Ｖとした。複写は２３℃、５０％ＲＨの環境
下で行った。画像は、前記画像形成装置にて、ベタ白、
ハ−フト−ン、ベタ黒画像を複写して、その濃度の均一
性、画像欠陥を評価した。

【００４５】

【表１】

【００４６】実施例９ φ３０ｍｍ×２５４ｍｍのアルミニウムシリンダ−を支
持体として、この上にポリアミド（商品名アミランＣＭ
８０００、東レ（株）製、１部及び商品名トレジンＥＦ
−３０Ｔ、帝国化学（株）製、１部の混合物）の５％メ
タノ−ル溶液を浸漬コ−テイング法で塗布し、１μｍ厚
の下引き層を形成した。

【００４７】次に、下記構造式のジスアゾ顔料（顔料
（７）という）４部、

【化９】顔料（１）を１部、下記ポリメチルメタクリレ−ト２
部、

【化１０】シクロヘキサノン１００部を１φガラスビ−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、下引き層上に塗布
し、電荷発生層を形成した。

【００４８】次に、下記構造式のヒドラゾン化合物８
部、

【化１１】ビスフェノ−ルＺ型ポリカ−ボネ−ト（商品名Ｚ−２０
０、三菱ガス化学（株）製）１０部をモノクロロベンゼ
ン５０部に溶解した。この液を電荷発生層上に塗布し、
乾燥後の膜厚２５μｍの電荷輸送層を形成して、電子写
真感光体を作成した。

【００４９】実施例１０実施例９において、顔料（１）を顔料（４）に代えた他
は、実施例９と全く同様にして電子写真感光体を作成し
た。

【００５０】比較例５実施例９において、顔料（７）を５部として、顔料
（１）を用いなかった他は、実施例９と全く同様にして
電子写真感光体を作成した。

【００５１】実施例１１下引き層の形成まで実施例９と同様に処理した。次に、
顔料（３）を３部、顔料（２）を２部と下記構造式の樹
脂を２部、

【化１２】シクロヘキサノン１００部を１φガラスビ−ズを用いた
サンドミル装置で２０時間分散し、この分散液にテトラ
ヒドロフラン１００部を加えて調製した液を下引き層上
に塗布し、電荷発生層を形成した。

【００５２】次に、下記構造式の化合物を８部、

【化１３】ビスフェノ−ルＺ型ポリカ−ボネ−ト（前出）１０部を
モノクロロベンゼン１００部に溶解し、この溶解液を電
荷発生奏上に塗布し、１００度、１時間熱風乾燥して、
膜厚２５μｍの電荷輸送層を形成し、電子写真感光体を
作成した。

【００５３】実施例１２実施例１１において、顔料（２）に代えて顔料（４）を
用いた他は、実施例１１と全く同様にして電子写真感光
体を作成した。

【００５４】比較例６実施例１１において、顔料（３）を５部とし、顔料
（２）を用いなかった他は、実施例１１と全く同様にし
て電子写真感光体を作成した。

【００５５】作成した電子写真感光体について、次によ
うに評価した。画像形成装置は、キヤノン（株）製、商
品名ＬＢＰ−ＬＸ機を基本として一次帯電に印加する電
圧を直流電圧を−７００Ｖ、交流電圧（ピ−ク間電圧）
を７００Ｖ（３００Ｈ_Z ）に改造した。画像は、この装
置により、ベタ白、ハ−フト−ン、ベタ黒画像を印字し
て、その濃度の均一性、画像欠陥を評価した。

【００５６】

【表２】

【００５７】

【発明の効果】本発明の電子写真感光体は、直流電流に
よって直接印加しても帯電が均一となり、白ポチ、ス
ジ、カブリなどの画像欠陥のない良好な画像が得られる
という顕著な効果を奏する。

───────────────────────────────────────────────────── 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

【特許請求の範囲】

【請求項１】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部材を有し、該電子写真感光体に帯
電用部材から電圧を印加することにより帯電される電子
写真装置に装着される電子写真感光体において、該電子
写真感光体の電荷発生材料が２種類以上混合されている
ことを特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】請求項１記載の電子写真感光体に帯電用
部材から印加される電圧が直流のみによって帯電される
請求項１記載の電子写真感光体。
【請求項３】請求項１記載の電子写真感光体に帯電用
部材から印加される電圧が直流に直流電圧の２倍未満の
ピ−ク間電位差をもつ交流を重畳させたものによって帯
電される請求項１記載の電子写真感光体。
【請求項４】用いられる電荷発生材料が３種類以上の
場合は、少なくとも１成分は全電荷発生物質の重量部の
うち２分の１重量部以上含まれている請求項１記載の電
子写真感光体。【０００１】