JPH07219257A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、製造コストが安く且つ高性能であ
る機能分離型有機系感光体を使用し、かつその長寿命化
を図った場合においても、耐刷に伴う感度低下等の不都
合が生じない電子写真装置を提供することを目的とする
ものである。 【構成】 本発明は、少なくとも帯電、レ−ザ−光によ
る像露光、現像および転写を行うことによって画像形成
を行う電子写真装置において、導電性基体上にフタロシ
アニン系電荷発生材料を含有する電荷発生層と有機系電
荷輸送材料およびバインダー樹脂を含有する電荷輸送層
とを設けた機能分離型有機系感光体と、白色光源および
７００ｎｍ以下の波長光を実質除去するフィルターを有
する除電手段とを備えた電子写真装置に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真プロセスを利
用した電子写真装置に関し、特にレーザー光によって画
像形成を行うレ−ザ−プリンタ、レ−ザ−複写機、レ−
ザ−カラ−複写機等およびレ−ザ−ファクシミリ等の電
子写真装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より電子写真装置として、光源から
の光を原稿に照射し、その反射光を感光体に照射するこ
とにより感光体上に静電潜像を形成する複写機等のアナ
ログ方式の電子写真装置が一般に使用されている。ま
た、レーザー光を光源として感光体上に静電潜像を形成
するデジタル方式の電子写真装置として、コンピュータ
ー端末の出力に使用するプリンタ−やイメージリ−ダ−
によって読み取った画像情報に基ずいて画像形成を行う
デジタル複写機、電子写真方式のファクシミリ等が実用
化されている。

【０００３】このようなデジタル方式の電子写真装置に
おいて使用する感光体として、感光層を構成する材料が
アモルファスシリコン、セレン無機光導電性材料を用い
たものが知られている。

【０００４】これらの無機光導電性材料は数多くの利
点、例えば暗所で電荷の散逸が少ないこと、あるいは光
照射によって速に電荷を散逸できることなどの利点を持
っている反面、各種の欠点を持っている。例えば、セレ
ン系感光体では、製造条件が難しく、製造コストが高く
付き、また熱や機械的な衝撃に弱いため取り扱いに注意
を要する。さらに、セレン系の感光体は安全性の面でも
問題がある。また、アモルファスシリコン感光体では、
機械的強度や感度面では優れているものの、電子写真方
式に用いる場合、十分な帯電能を確保するためには感光
層の厚さを厚くする必要があり、非常に製造コストが高
くなってしまう。さらに、アモルファスシリコン感光体
は帯電時に発生するＮＯｘが原因で感光体表面の抵抗が
低下し高温・高湿環境下で画像流れが生じるという問題
がある。

【０００５】一方、感光層を構成する材料としてポリビ
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
リマーを用いることも検討された。しかし、これらの有
機光導電性ポリマーは、前述の無機系光導電材料に比
べ、成膜性、軽量性などの点で優れているが、未だ十分
な感度、環境変化による安定性の点では無機系光導電材
料に比べ劣っていた。

【０００６】そこで、近年においては、これらの感光体
の欠点や問題を解決するため、種々の研究開発が行わ
れ、光導電性機能の電荷発生機能と電荷輸送機能とをそ
れぞれ個別の物質に分担させるようにした機能分離型有
機系感光体が開発された。通常積層型機能分離型感光体
の感光層は、有機系電荷発生材料を含有する電荷発生層
と有機系電荷輸送材料およびバインダー樹脂を含有する
電荷輸送層とを積層して構成されている。

【０００７】このような機能分離型有機系感光体は、様
々な物質の選択範囲が広く、帯電特性、感度、残留電
位、繰り返し特性等の電子写真特性において、最良の物
質を組合せることができ、これによって高性能な感光体
を提供することができる。また、塗工で生産できるた
め、極めて生産性が高く、安価な感光体を提供でき、し
かも電荷発生材料を適当に選択することによって感光波
長域を自在にコントロールすることができる。例えば、
上記レ−ザ−光を照射する画像形成装置用の感光体に
は、レ−ザ−光の波長域（７７０〜８００ｎｍ）に分光
感度を有する電荷発生材料を使用すればよい。

【０００８】上述した有機系感光体は機械的強度等が無
機系感光体より劣るため、通常は中低速（感光体周速が
１０〜３０ｃｍ／ｓｅｃ程度）のプリンタ等に使用され
て、比較的短期間の使用で交換される。即ち、上記有機
系感光体の寿命は、画像形成プロセスを繰り返すことに
より生じる感光層の膜厚減少等によって決まるが、実際
に電子写真装置においてはその寿命に対して十分余裕を
見て交換されるのが普通であり、このような場合には特
に不都合は生じなかった。

【０００９】一方、最近では上述したように低コストで
感度面でも優れた有機系感光体に対して、膜厚減少によ
る寿命近くまで交換せずに使用する試みや、耐久性を向
上させ高速の電子写真装置に用いる試みや、装置側の設
定（クリーニングブレ−ドの圧接力等）の工夫により長
寿命化を計る試みがなされている。

【００１０】しかし、上記レーザー用の有機系感光体の
長寿命化を検討したところ、耐刷枚数が増加するにつれ
て、膜厚減少等の機械的な寿命がまだ来ていないにもか
かわらず、感光体の感度が低下して適正な画像濃度が得
られなくなるという問題が発生する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に鑑みなされたもので、その目的とするところ
は、製造コストが安く且つ高性能である機能分離型有機
系感光体を使用し、かつその長寿命化を図った場合にお
いても、耐刷に伴う感度低下等の不都合が生じない電子
写真装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも帯
電、レ−ザ−光による像露光、現像および転写を行うこ
とによって画像形成を行う電子写真装置において、導電
性基体上にフタロシアニン系電荷発生材料を含有する電
荷発生層と有機系電荷輸送材料およびバインダー樹脂を
含有する電荷輸送層とを設けた機能分離型有機系感光体
と、白色光源および７００ｎｍ以下の波長光を実質除去
するフィルターを有する除電手段とを備えた電子写真装
置に関する。

【００１３】上述したレーザー光によって画像形成を行
う電子写真装置においては、感光体上に保持されたトナ
−像を記録紙等の転写体に転写した後に感光体上に残留
した電位を消去するために光照射を行う。除電光に用い
る光源としては、光量やコスト等の観点から白色光源を
使用することが一般的である。

【００１４】上述したように有機系感光体を、比較的短
期間の使用で交換する場合には特に不都合は生じない
が、長寿命化を図った場合には膜厚減少等による特性の
劣化による寿命がくる前に感光体感度の劣化が生じて使
用不能になってしまう。

【００１５】本発明等者は、上記機能分離型有機系感光
体の長寿命化、特にフタロシアニン系電荷発生材料を用
いた機能分離型有機系感光体の長寿命化について鋭意研
究を行ったところ、耐刷時に生じる感度の低下が除電の
際に照射される光が原因となっていることを見出した。
感度低下の発生するメカニズムについて明確には究明さ
れていないが、フタロシアニン系電荷発生材料の分光感
度のピ−ク付近の波長光を含む７００ｎｍ以下の波長光
が画像形成プロセスにおいて除電の度毎に繰り返し照射
されると、その吸収によってフタロシアニン系電荷発生
材料が徐々に劣化し電荷発生の効率が低下するものと考
えられる。

【００１６】

【作用】本発明の電子写真装置によれば、７００ｎｍ以
下の波長光を実質除去した光を照射する除電手段を備え
ているため、フタロシアニン系電荷発生材料を用いた機
能分離型有機系感光体の長寿命化を図った場合に生じる
フタロシアニン系電荷発生材料の劣化を減少させ、静電
特性の面でも長寿命化を図ることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明に係る電子写真装置の実施例に
ついて添付図面を参照して説明する。

【００１８】図１は実施例が適用されているレ−ザ−プ
リンタの概略構成を示す。機能分離型有機系感光体ドラ
ム１は矢印ａ方向に回転駆動可能に設置され、その周囲
には帯電チャージャー２、現像装置３、転写チャージャ
ー４、分離チャージャー５、残留トナ−のクリーニング
装置６、除電装置７が設置されている。また、機内の上
部にはレーザー光学系１０とその制御ユニット１５が設
置されている。レーザー光学系１０はレーザー発光素
子、ポリゴンミラ−、ｆθ光学素子等を内蔵したもの
で、画像情報に基づいて変調されたレーザービームで感
光体ドラム１上を軸方向に走査する。レーザー光学系１
０から放射されたレーザービームはミラ−１１で反射さ
れ、帯電チャージャー２で所定の電位（Ｖ0）に帯電さ
れた感光体ドラム１を照射し、その表面にネガの静電潜
像を形成する。この静電潜像は次に現像装置３によって
トナ−画像とされる。

【００１９】一方、複写紙は自動給紙ユニット２１，２
３に収容されており、給紙ローラ２２または２４の回転
に基づいて１枚ずつ図１中右方向へ給送され、タイミン
グローラ対２５で感光体ドラム１上に形成されたトナ−
画像と同期をとって転写部へ搬送される。この転写部に
おいて転写チャ−ジャー４からの放電によりトナ−が複
写紙へ転写され、複写紙は直ちに分離チャージャー５か
らのＡＣ放電によって除電されるとともに感光体ドラム
１から剥離される。その後、複写紙は搬送ベルト２６に
て定着装置２７へ送り込まれてトナ−の定着を施され、
排出ローラ対２８からトレイ２９上に排出される。

【００２０】機能分離型有機系感光体ドラム１はトナ−
の転写後も矢印ａ方向に回転を続け、クリーニング装置
６で残留トナ−を除去されるとともに、除電装置７から
の光照射により電荷が消去される。

【００２１】ところで、本実施例において、機能分離型
有機系感光体ドラム１としては、導電性支持体上にフタ
ロシアニン系電荷発生材料を含有する電荷発生層と有機
系電荷輸送材料およびバインダー樹脂を含有する電荷輸
送層とを積層してなる機能分離型感光体が使用される。
電荷発生材料としてフタロシアニン系顔料を使用してい
るのは、１つは６００〜８５０ｎｍに分光感度のピーク
を有しており一般的な固体レ−ザ−光源の波長域である
７７０〜８００ｎｍにおいて十分な感度を確保できると
いう観点から、もう１つは前露光疲労（除電光による暗
抵抗の低下が次の帯電工程までに回復せず帯電量の低下
をもたらす現象であり酸化亜鉛光導電性材料等に生じ易
い）が生じない材料であるという観点からである。

【００２２】上記導電性支持体としては、銅、アルミニ
ウム、銀、鉄、ニッケル等の金属や合金の箔ないしは板
をシート状又はドラム状にしたものや、これらの金属を
プラスチックフイルム等に真空蒸着、無電解メッキ等に
よって付着させたもの、あるいは導電性ポリマー、酸化
インジウム、酸化スズなどの導電性化合物の層を同じく
紙あるいはプラスチックフィルムなどの支持体上に塗布
もしくは蒸着によって形成したもの等を使用することが
できる。

【００２３】電荷発生層は、バインダ−樹脂を溶解させ
た溶液中にフタロシアニン系電荷発生材料を分散させた
塗布液を、導電性支持体上に塗布し乾燥させることによ
り形成される。この場合、電荷発生層の厚みは４μｍ以
下、好ましくは０．１〜２μｍとなるようにする。電荷
発生層中の電荷発生材料の添加量は、バインダー樹脂１
重量部に対して０．０１〜２重量部、好ましくは０．２
〜１．２重量部の範囲となるようにする。

【００２４】そして、このように形成された電荷発生層
上に、電荷輸送材料およびバインダーを含む溶液を塗布
し、乾燥させて電荷輸送層を形成する。

【００２５】この場合、電荷輸送層の厚みは５〜５０μ
ｍ、好ましくは１０〜４０μｍとなるようにする。特
に、耐久性の向上を図る場合には２５〜５０μｍ、好ま
しくは２７〜４０μｍにすることが望ましい。また、電
荷輸送材料の割合はバインダー樹脂１重量部に対して
０．２〜２重量部、好ましくは、０．３〜１．３重量部
となるようにする。

【００２６】なお、感光体の耐久性を向上させるにあた
っては、感光層上に非晶質炭化水素膜等の高硬度表面保
護層を設けるようにしてもよい。

【００２７】また、導電性支持体と感光層との間に、導
電性支持体からの電荷注入を防止するためにアルマイト
層、樹脂薄層、導電性微粒子分散樹脂層等の中間層を設
けたものであってもよい。

【００２８】除電装置７は、具体的には白熱灯や螢光灯
等の白色光源と、少なくとも７００ｎｍ以下の光を実質
除去するフィルターとを備えたものを使用する。フィル
ターとして７００ｎｍ以下の光を実質除去するものであ
ればよく、例えば８００ｎｍ以下の光を実質除去するフ
ィルターや８５０ｎｍ以下の光を実質除去するフィルタ
ーも使用可能である。このような除電手段７により、白
色光源から照射される白色光は、少なくとも７００ｎｍ
以下の光を実質除去するフィルターを介して上記機能分
離型有機系感光体に除電光として照射される。

【００２９】以下、上記構成を有する除電装置７を用い
て機能分離型有機系感光体に対する除電実験を行った。

【００３０】（実験例）感光体として以下に示す機能分
離型有機系感光体ＡおよびＢを用意した。

【００３１】バインダー樹脂としてポリビニルブチラ−
ル樹脂（ＢＸ−１：積水化学工業社製）１重量部を、電
荷発生材料として無金属フタロシアニン１重量部を、溶
剤としてテトラヒドロフラン９８重量部をそれぞれ使用
して塗布液を調整し、この塗布液中に、表面にアルマイ
ト処理を施したアルミニウムドラム（直径８０ｍｍ、長
さ３４０ｍｍ、肉厚２ｍｍ）を浸漬塗布し、これを乾燥
させて厚さ約０．３μｍの電荷発生層を形成した。次い
で、バインダー樹脂としてポリカ−ボネ−ト樹脂（Ｋ−
１３００：帝人化成社製）８重量部を、電荷輸送材料と
してヒドラゾン化合物８重量部を、溶剤としてジクロル
エタン８４重量部をそれぞれ使用して塗布液を調整し、
この塗布液を浸漬塗布により上記電荷発生層上に塗布
し、これを乾燥させて厚さ約２０μｍの電荷輸送層を形
成し、機能分離型有機系感光体Ａを得た。また、上記機
能分離型有機系感光体Ａの製造において、無金属フタロ
シアニンをチタニルフタロシアニンに変更すること及び
電荷輸送層の厚さを約２７μｍにすること以外は同様に
して機能分離型有機系感光体Ｂを製造した。上記感光体
ＡおよびＢの分光感度特性を図２に示す。図２において
「●」は感光体Ａの分光感度を、「○」は感光体Ｂの分
光感度を示す。この図より、フタロシアニン系電荷発生
材料を用いた機能分離型有機系感光体が６００〜８５０
ｎｍに分光感度のピークを有していることが理解され
る。

【００３２】感光体として上記有機系感光体ＡまたはＢ
を搭載し、コロナ帯電器により−６００Ｖに感光体表面
を帯電するように設定し、感光体周速２５０ｍｍ／ｓｅ
ｃ、除電光源として３０×１０²μＷの白熱灯を用い、
フィルターとしてＰＩＲ８５０（８５０ｎｍ以下吸収）
を用いたものとフィルタ−を使用しなかったものに対し
て、帯電と除電を５００００回繰り返して感光体感度低
下に対する加速試験（ＣＤ５０Ｋ試験）を行った。この
試験の前後の感光体ＡおよびＢに対して、静電特性測定
機ＮＣ−５Ｌ（ミノルタカメラ社製）を用いてその静電
特性（−６００Ｖに帯電しＬＥＤ（７００ｎｍ、１２ｅ
ｒｇ）で光照射した際の残留電位Ｖｉ）を測定し、その
結果を表１に示した。

【００３３】

【表１】

【００３４】この実験結果から、フィルターを用いて８
５０ｎｍ以下の波長の光を除去した除電光を使用した実
施例１および実施例２においては、感光体の残留電位上
昇による感度低下の問題が良好に解消されることが確認
された。

【００３５】次に除電光源として１０×１０²μＷの白
熱灯を用い、フィルターとしてＰＩＲ８５０（８５０ｎ
ｍ以下吸収）、ＲＴ８３０（７００ｎｍ以下吸収）、Ｒ
６２（６２０ｎｍ以下吸収）およびＹ５０（５００ｎｍ
以下吸収）を使用し、感光体Ａに対して２時間連続の除
電光照射を行い、除電光照射による感光体感度低下に対
する加速試験を行った。この試験の前後の感光体Ａに対
して、静電特性測定機ＮＣ−５Ｌ（ミノルタカメラ社
製）を用いてその静電特性を上記と同様にして測定し
た。結果を表２に示す。

【００３６】

【表２】

【００３７】この実験結果から、８５０ｎｍ以下の波長
の光を除去するフィルタ−を用いた実施例３および７０
０ｎｍ以下の波長の光を除去するフィルタ−を用いた実
施例４においては、感光体の残留電位上昇による感度低
下の問題が良好に解消されることが確認された。

【００３８】一方、６２０ｎｍ以下の波長の光を除去す
るフィルタ−を用いた比較例３および５００ｎｍ以下の
波長の光を除去するフィルタ−を用いた比較例４では、
フィルターを使用しない比較例５と同様に残留電位上昇
による感度低下の問題が生じている。

【００３９】

【発明の効果】本発明の電子写真装置によれば、低コス
トであるフタロシアニン系電荷発生材料を用いた機能分
離型有機系感光体の長寿命化を図った場合に生じるフタ
ロシアニン系電荷発生材料の劣化を減少させ、静電特性
の面でも長寿命化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の電子写真装置の概略構成図である。

【図２】 本発明に係る機能分離型有機系感光体の分光
感度特性を示す図である。

【符号の説明】

１：機能分離型有機系感光体、２：帯電チャージャ−、
３：現像装置、４：転写チャージャー、５：分離チャー
ジャー、６：クリーニング装置、７：除電装置、１０：
レーザー光学系、１１：ミラ−、１５：制御ユニット、
２１，２３：自動給紙ユニット、２２，２４：給紙ロー
ラ、２５：タイミングローラ対

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも帯電、レ−ザ−光による像露
   光、現像および転写を行うことによって画像形成を行う
   電子写真装置において、導電性基体上にフタロシアニン
   系電荷発生材料を含有する電荷発生層と有機系電荷輸送
   材料およびバインダー樹脂を含有する電荷輸送層とを設
   けた機能分離型有機系感光体と、白色光源および７００
   ｎｍ以下の波長光を実質除去するフィルターを有する除
   電手段とを備えた電子写真装置。