JPH07287435A - 電子写真方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接触帯電部材を用いても電子写真感光体端部
の異常削れが発生せず、リークによる画像欠陥が発生し
ない電子写真方法を提供する。 【構成】 接触帯電部材を用いて、導電性基体上に電荷
発生層と電荷輸送層をこの順に有する電子写真感光体
に、交流成分に直流成分を重畳させた電圧を印加する工
程を有する電子写真方法において、該感光体が、該感光
体の該接触帯電部材との接触面の長手方向中央部の電荷
輸送層の静電容量をＣ₁ とし、長手方向端部の電荷輸送
層の静電容量をＣ₂ とし、かつ該交流成分が１．８ＫＨ
ｚ以下のときにその周波数をｆ（Ｈｚ）としたときに、 １．０≧Ｃ₁ ／Ｃ₂ ≧（−ｆ² ／１．７５×１０⁷ ）＋
（ｆ×３．４１４３×１０^-4）＋０．５６５７ を満足する電子写真方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、レー
ザービームプリンター、普通紙ＦＡＸなどの電子写真応
用分野に広く用いることができる接触帯電（直接帯電）
により電子写真感光体に電圧を印加する電子写真方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法は米国特許第２２９７６９１
号明細書に示されるように画像露光の間に受けた照射量
に応じて電気抵抗が変化しかつ暗所では絶縁性の物質を
コーティングした支持体よりなる光導電性材料を用い
る。この光導電性材料を用いた電子写真感光体に要求さ
れる基本的な特性としては（１）暗所で適当な電位に帯
電できること、（２）暗所において電荷の逸散が少ない
こと、（３）光照射によって速やかに電荷を逸散せしめ
うることなどが挙げられる。

【０００３】従来より電子写真感光体としてはセレン、
酸化亜鉛、硫化カドミウムなどの無機光導電性化合物を
主成分とする感光層を有する無機感光体が広く用いられ
てきた。しかし、これらは前記（１）〜（３）の条件は
満足するが熱安定性、耐湿性、耐久性、生産性などにお
いて必ずしも満足し得るものではない。例えば、セレン
は結晶化すると感光体としての特性が劣化してしまうた
め製造が難しく、また熱や指紋などが原因となり結晶化
を起こし感光体としての性能が劣化してしまう。また硫
化カドミウムは耐湿性や耐久性、酸化亜鉛では平滑性、
硬度や耐摩擦性に問題がある。さらに無機感光体の多く
は感光波長領域が限定されている。例えば、セレンでの
感光波長領域は青色領域であり赤色領域にはほとんど感
度を有しない。

【０００４】そこで、感光性を長波長領域に広げるため
に種々の方法が提案されているが感光波長域の選択には
制約が多い。酸化亜鉛あるいは硫化カドミウムを感光体
として用いる場合にもそれ自体の感光波長域は狭く種々
の増感剤の添加が必要である。

【０００５】これらの無機感光体のもつ欠点を克服する
目的で様々な有機光導電性化合物を主成分とする電子写
真感光体の開発が近年盛んに行われている。例えば米国
特許第３８３７８５１号明細書にはトリアリルピラゾリ
ンを含有する電荷輸送層を有する感光体、米国特許第３
８７１８８２号明細書にはペリレン顔料の誘導体からな
る電荷発生層と３−プロピレンとホルムアルデヒドの縮
合体からなる電荷輸送層とからなる感光体などがすでに
公知である。

【０００６】また、ビスアゾ顔料またはトリスアゾ顔料
を電荷発生材料として用いた感光体として特開昭５９−
３３４４５号公報、特開昭５６−４６２３７号公報、特
開昭６０−１１１２４９号公報などが既に公知である。

【０００７】さらに、有機光導電性化合物はその化合物
によって電子写真感光体の感光波長域を自由に選択する
ことが可能である。例えばアゾ系の有機顔料に関して言
えば特開昭６１−２７２７５４号公報および特開昭５６
−１６７７５９号公報に示された物質は可視領域で高感
度を示すものが開示されており、また特開昭５７−１９
５７６７号公報および特開昭６１−２２８４５３号公報
に示された物質は赤外領域にまで感度を有しているもの
もある。

【０００８】これらの材料のうち赤外領域に感度を有す
る材料は近年進歩の著しいレーザービームプリンター
（以下ＬＢＰと略す）やＬＥＤプリンターなどに使用さ
れその需要頻度は高くなっている。

【０００９】一方近年、環境対策および高効率の帯電方
法として接触帯電方法が注目されてきた。接触帯電につ
いて以下に簡単に説明する。

【００１０】従来のコロナ帯電は電力的に電子写真感光
体に向かう電流が総電流の５から３０％に過ぎず帯電効
率が非常に悪い上、副生成物としてオゾン、窒素酸化物
があり、これらは人体に有害なのはもちろんのこと、電
子写真感光体にも表面劣化などを起こすものである。

【００１１】この対策として帯電部材を直接電子写真感
光体に当接させ帯電させる方法が提案されている（特開
昭５７−１７８２６７号公報、特開昭５８−４０５６６
号公報など）。また、この帯電部材に直流電圧に交流電
圧を重畳させた電界をかけ、電子写真感光体に電圧を印
加するのが一般的になっている（特開昭６３−１４９６
６８号公報）。

【００１２】特に近年、導電性中心軸に導電ゴムを被覆
した帯電部材が多用されている。この種の帯電部材は電
子写真感光体に従動することにより帯電部材の汚染を最
小限に抑えることが可能であり、また帯電部材を大量に
作成できるという長所が有る。

【００１３】しかし、概してこの種の帯電部材はゴムを
被覆する関係上、ゴムの先端すなわち帯電幅の両端の直
径が中央部に比較して大きくなるという欠点を持つ。

【００１４】このため、帯電部材の両端での放電量が大
きくなり、その結果電子写真感光体のごく一部分のみに
過剰に電流が流れるという現象が起こる。

【００１５】もし電子写真感光体の容量を決定する電荷
輸送層の膜厚が帯電幅全域に渡って平滑にできるａ−Ｓ
ｉのような電子写真感光体ならば、過剰電流量がそう大
きくならず問題は出ずらい。

【００１６】しかし近年、有機半導体を用いた電子写真
感光体の大量生産に最適な製造方法として一般的に用い
られる浸漬塗布方法を用いると電子写真感光体上端部
分、すなわち塗工初めの部分が塗料の自重によりだれて
しまう現象が起こる。結果として電子写真感光体の片側
のみに電荷輸送層の薄い部分が存在する。これは重力下
で製造するかぎり避けられない問題である。

【００１７】さらに近年、電子写真装置の小型化に伴い
この薄膜部分に帯電部材端部が当たる傾向が著しく高く
なっている。すなわち、帯電幅内に入ってきた場合、薄
膜部分が異常に削れてしまい最終的には電子写真感光体
の基体と帯電部材が接触しリークしてしまうという欠点
がある。

【００１８】さらに、近年ローラータイプの直接帯電部
材の耐久性が向上するにつれて従来毎分２〜８枚程度の
プリントスピードの電子写真装置にしか使用していなか
った直接帯電方法が、１０枚以上の高速機にも使用され
始めこの種の電子写真感光体端部の異常削れが原因で耐
久性がコロナ帯電などに比較し著しく劣るという欠点が
あった。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、直接
帯電部材を用いた高速プロセスにおいても電子写真感光
体端部の異常削れが発生しない電子写真方法を提供する
ことにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、接
触帯電部材を用いて、導電性基体上に電荷発生層と電荷
輸送層をこの順に有する電子写真感光体に、交流成分に
直流成分を重畳させた電圧を印加する工程を有する電子
写真方法において、該感光体が、該感光体の該接触帯電
部材との接触面の長手方向中央部の電荷輸送層の静電容
量をＣ₁ とし、長手方向端部の電荷輸送層の静電容量を
Ｃ₂ とし、かつ該交流成分が１．８ＫＨｚ以下のときに
その周波数をｆ（Ｈｚ）としたときに、 １．０≧Ｃ₁ ／Ｃ₂ ≧（−ｆ² ／１．７５×１０⁷ ）＋
（ｆ×３．４１４３×１０^-4）＋０．５６５７ を満足することを特徴とする電子写真方法である。

【００２１】また、本発明は、前記電子写真感光体が浸
漬塗布方法によって製造され、電荷輸送層の結着材に有
機系高分子材料が用いられており、かつ塗工上端側の前
記接触面長手方向端部の電荷輸送層の膜厚が、前記接触
面長手方向中央部の電荷輸送層の膜厚に比べ０．５μｍ
以上小さい上記電子写真方法である。

【００２２】また、本発明は、前記交流成分の周波数が
６００Ｈｚ以上である上記電子写真方法である。

【００２３】以下本発明について詳しく説明する。

【００２４】図１は端部の径が大きい場合のローラー型
直接帯電部材の形状図である。このような帯電部材を電
子写真感光体に当接した場合の帯電部位は図２に示すよ
うになる。図で明らかなように帯電部材端部の帯電域が
大きくなり、電子写真感光体周方向の帯電量は中央部に
比べ端部が圧倒的に多くなる。

【００２５】端部径の小さい帯電部材を用いた場合、図
２の状況よりは良化するが、端部の部分の帯電量が多い
のは同一である。

【００２６】このような帯電部材を用いて帯電する場
合、電子写真感光体端部側により多くの電流が流れるの
は自明である。

【００２７】さらに、電子写真感光体側から考えると、
端部側と中央部の電荷輸送層の膜厚が異なり、端部側の
電荷輸送層の膜厚が薄い場合には、電気容量の差から、
容量の大きい方（電荷輸送層の薄い側）に電流がより多
く流れてしまう。

【００２８】帯電部材および電子写真感光体双方の問
題、合わさることによって電子写真感光体の端部がロー
ラータイプの帯電部材によって大幅に削られるという状
況が発生する。

【００２９】電流が流れる部分が何故大幅に削れるかは
不明だが、推測するに流れた電流によって発生するジュ
ール熱によりバインダーである高分子体の主鎖が切断す
るものと思われる。このため、電荷輸送層の膜強度が低
下し削れを生じる。

【００３０】以上より、電子写真感光体端部の異常削れ
は帯電部材、電子写真感光体双方の相乗効果により促進
される。

【００３１】本発明者は検討の結果、帯電部材端部の電
子写真感光体の静電容量と帯電部材に印加される交流電
流の周波数に一定の相関を見いだし本発明に至ったもの
である。

【００３２】すなわち、本発明者らは、ごく一般的な電
子写真感光体の製造方法である浸漬塗布方法のメリット
である大量生産性を損なわず、電子写真感光体の長さを
最短にすることを可能とし、かつ帯電部材としてローラ
ー型帯電部材を使用して高速プリンターを可能としたも
のである。

【００３３】具体的な帯電条件としては帯電部材にかけ
る電界には直流電流のみと、交流電流に直流伝流を重畳
するタイプがあることが知られている。

【００３４】直流電流のみ印加する場合は、電子写真感
光体に流れる電流が小さく異常放電による削れは発生し
ないが、帯電がパッシェン則に準ずる放電によって行な
われるため、帯電ムラが起きやすいという欠点がある。

【００３５】これを防止するためには｛（−ｆ² ／１．
７５×１０⁷ ）＋（ｆ×３．４１４３×１０^-4）＋０．
５６５７｝≦Ｃ₁ ／Ｃ₂ ≦１．０を満足する電子写真感
光体および帯電条件を用いた電子写真プロセスを用いれ
ばよく、端部異常削れは発生しない。

【００３６】特に、交流電流に直流伝流を重畳するタイ
プは全体的な削れが大きくこの条件を満足させることが
重要である。特に、周波数が６００Ｈｚ以上で使用され
る場合その傾向は顕著である。

【００３７】交流の場合ピーク電流も重要であるが、通
常暗部電位を−５００Ｖ以上に設定し電位ムラを無くそ
うとすると１．５ＫＶ以上必要であり、ピーク電流が
１．５ＫＶ以上ならば、後は周波数依存性の方が大き
い。１．５ＫＶ未満では直流電流のみをかけた場合に近
似してしまうので本発明の効果が出にくい。

【００３８】前述の周波数による関係式は理論的に導き
出されたものではなく、このような関係が成り立つ理由
は明らかではない。しかし、経験的に導き出された式で
はあるが、本式と実際の実験結果とは非常によく一致
し、本式の有効性は十分と考ええられる。

【００３９】なお本式の上限１．０は帯電部材に当接し
ている電子写真感光体の膜厚が均一ということであり、
浸漬塗布方法で塗工した場合の理想値である。

【００４０】さらに本式の適応範囲としては周波数１．
８ＫＨｚ以下の帯電プロセスの場合に特に有効である。
すなわち周波数が１．８ＫＨｚを越えると総電流量が大
き過ぎて有機物がもたず全面が異常に削れていまい事実
上意味を持たない。

【００４１】次に、本発明に用いる感光体の構成につい
て説明する。

【００４２】導電性基体としては導電性を有するもので
あればよくアルミニウム、ステンレスなどの金属、ある
いは導電層を設けた金属、プラスチック、紙などが挙げ
られ、形状としては円筒状またはフィルム状などが挙げ
られる。

【００４３】ＬＢＰなど画像入力がレーザー光の場合は
散乱による干渉縞防止、または基体の傷を被覆すること
を目的とした導電層を設けても良い。これはカーボンブ
ラッック、金属粒子などの導電性粉体をバインダー樹脂
中に分散して形成することができる。導電層の膜厚は好
ましくは５〜４０μｍ、より好ましくは１０〜３０μｍ
である。

【００４４】その上に接着機能を有する中間層を設け
る。中間層の材料としてはポリアミド、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、カ
ゼイン、ポリウレタン、ポリエーテルウレタンなどが挙
げられる。これらは適当な溶剤に溶解して塗布される。
中間層の膜厚は好ましくは０．１〜５μｍ、より好まし
くは０．３〜１μｍである。

【００４５】中間層の上にフタロシアニン顔料、アゾ顔
料、アントアントロン顔料などの電荷発生材料を溶剤に
溶解したバインダー樹脂中に分散した塗工液を塗工し乾
燥して電荷発生層を形成する。ここで用いるバインダー
樹脂としては例えばポリエステル樹脂、ポリアクリル樹
脂、ポリビニルカルバゾール樹脂、フェノキシ樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルア
セテート樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリアリレート樹
脂、塩化ビニリデン、アクリロニトリロコポリマー樹
脂、ポリビニルベンザール樹脂などが主として用いられ
る。バインダー樹脂と顔料の比率は１／１〜１０／１が
好ましく、より好ましくは１．５／１〜３／１である。

【００４６】電荷輸送層は主として電荷輸送材料とバイ
ンダー樹脂とを溶剤中に溶解させた塗料を塗工乾燥して
形成する。用いられる電荷輸送材料としては各種のトリ
アリールアミン系化合物、ヒドラゾン系化合物、スチル
ベン系化合物、ピラゾリン系化合物、オキサゾール系化
合物、トリアリルメタン系化合物、チアゾール系化合物
などが挙げられる。バインダー樹脂としては電荷発生層
に用いたものと同様の樹脂を用いることができる。

【００４７】

【実施例】以下実施例に従って説明する。 （実施例１）３０φ、２６０ｍｍのＡｌシリンダーを基
体とし、それに、以下の材料より構成される塗料を基体
上に浸漬法で塗布し、１４０℃、３０分熱硬化して１５
μｍの導電層を形成した。

【００４８】 導電性顔料 ：酸化スズコート処理酸化チタン ・・・１０部（重量部、以下同） 抵抗調節用顔料：酸化チタン ・・・１０部 バインダー樹脂：フェノール樹脂 ・・・１０部 レベリング剤 ：シリコンオイル ・・・０．００１部 溶 剤 ：メタノール／メチルセロソルブ＝１／１ ・・・２０部 次に、この上にＮ−メトキシメチル化ナイロン３部と共
重合ナイロン３部とをメタノール６５部とｎ−ブタノー
ル３０部とに溶解した溶液を浸漬法で塗布して０．５μ
ｍの中間層を形成した。

【００４９】次に、ＣｕＫａのＸ線回折スペクトルにお
ける回折角２θ±０．２°が９．０°、１４．２°、２
３．９°、２７．１°に強いピークを有するオキシチタ
ニウムフタロシアニン（ＴｉＯＰｃ）４部、ポリビニル
ブチラール（商品名：エスレックＢＭ−２、積水化学
製）２部およびシクロヘキサノン８０部をφ１ｍｍガラ
スビーズを用いたサンドミル装置で４時間分散した後、
メチルエチルケトン１１５部を加えて電荷発生層用分散
液を得た。これを前記中間層上に浸漬法で塗布し、０．
３μｍの電荷発生層を形成した。

【００５０】次に、下記構造式のアミン化合物７部

【００５１】

【化１】 下記構造式のアミン化合物３部と

【００５２】

【化２】 ビスフェノールＺポリカーボネート樹脂（粘度平均分子
量２２０００）１０部を、モノクロルベンゼン５０部お
よびジクロルメタン１０部に溶解した。この塗料を前述
の電荷発生層の上に浸漬法で塗布し、１１０℃で１時間
乾燥し２５μｍの電荷輸送層を形成した。評価機に投入
したサンプルの帯電域中央部と端部の容量を表１に示
す。容量はインピーダンスアナライザーで交流１ｋＨ
ｚ、電界５０Ｖをかけて測定した。

【００５３】この感光体を用いて画像評価を行った。評
価に用いた装置について説明する。装置はヒューレット
パッカード製ＬＢＰ「レーザージェットIII Ｓｉ」を改
造して使用した。改造は帯電ローラーに印加する電源を
外部電源とし、直流電圧と交流電圧を可変にできるよう
にした。

【００５４】耐久は３３℃、９０％ＲＨで行い、１分間
３枚プリントの間欠モードで行った。交流の帯電条件は
ピーク電圧２ｋＶおよび周波数６００Ｈｚで行った。

【００５５】評価は耐久５００枚ごとに画像評価を行
い、画像上端部にリーク原因による黒スジが出ているか
どうかを確認した。耐久は全面白画像上にカブリが生じ
るまで行った。

【００５６】その結果を表２に示す。

【００５７】

【００５８】

【００５９】（実施例２，３）交流の帯電条件を、周波
数１０００Ｈｚおよび１５００Ｈｚで行った他は実施例
１と同様に評価した。結果を表３に示す。

【００６０】

【００６１】（実施例４）電荷輸送材料を下記式のもの
に変更し、かつ中央部膜厚を２０μｍとした以外は実施
例１と同様にして評価した。なお帯電時の周波数は６０
０Ｈｚと９００Ｈｚで行った。

【００６２】作成したサンプルを表４に、評価結果を表
５に示す。

【００６３】

【化３】

【００６４】

【００６５】（比較例１）長さ３６０ｍｍのシリンダー
を使用して実施例１と同様にして感光体を作成した。

【００６６】次にシリンダー上端１００ｍｍをカットし
て感光体サンプル比１、比２を作成した。評価は実施例
１と同様に行ないそのときの周波数を１７５０Ｈｚ、１
８５０Ｈｚとした。作成したサンプルを表６に、結果を
表７に示す。

【００６７】表７に示すように帯電周波数が１８００Ｈ
ｚを越えた系は中央部も削れ易く、電子写真感光体全面
に帯電不良による地かぶりが観測された。

【００６８】

【００６９】

【００７０】

【発明の効果】以上、実施例に述べたように電子写真感
光体と帯電部材の接触域の、電子写真感光体の中央部と
端部の静電容量を規定することにより、浸漬塗布方法に
よる大量生産、低コストという長所を失うことが無く、
端部異常放電による端部削れを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる帯電部材の１例の模式図であ
る。

【図２】本発明における帯電部材と電子写真感光体との
当接状態の１例の模式図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 まゆみ 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】 接触帯電部材を用いて、導電性基体上に
   電荷発生層と電荷輸送層をこの順に有する電子写真感光
   体に、交流成分に直流成分を重畳させた電圧を印加する
   工程を有する電子写真方法において、該感光体が、該感
   光体の該接触帯電部材との接触面の長手方向中央部の電
   荷輸送層の静電容量をＣ₁ とし、長手方向端部の電荷輸
   送層の静電容量をＣ₂ とし、かつ該交流成分が１．８Ｋ
   Ｈｚ以下のときにその周波数をｆ（Ｈｚ）としたとき
   に、 １．０≧Ｃ₁ ／Ｃ₂ ≧（−ｆ² ／１．７５×１０⁷ ）＋
   （ｆ×３．４１４３×１０^-4）＋０．５６５７ を満足することを特徴とする電子写真方法。
2. 【請求項２】 前記電子写真感光体が浸漬塗布方法によ
   って製造され、電荷輸送層の結着材に有機系高分子材料
   が用いられており、かつ塗工上端側の前記接触面長手方
   向端部の電荷輸送層の膜厚が、前記接触面長手方向中央
   部の電荷輸送層の膜厚に比べ０．５μｍ以上小さい請求
   項１記載の電子写真方法。
3. 【請求項３】 前記交流成分の周波数が６００Ｈｚ以上
   である請求項１記載の電子写真方法。