JPH0797218B2 - 有機電子写真感光体の表面の乾式粗面化処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は特定の表面粗面化処理方法により粗面化された
有機電子感光体を有する電子写真装置に関し、特には短
時間で均一な粗面を形成し得る表面粗面化処理方法によ
り粗面化された有機電子写真感光体を有する電子写真装
置に関する。

〔従来技術〕

電子写真感光体は、少なくとも帯電，像露光，現像，転
写，クリーニング工程を有する電子写真装置に組み入れ
られ使用される。このような電子写真プロセスを行うに
は、いずれの現像方法においても転写残りのトナーを除
去するクリーニングという工程は必要である。

このクリーニングの方法としては通常、以下の２通りの
方法がある。１つは、ブレードと称するゴム性の材質を
感光体上に圧接して感光体とブレードとの間の間隙を無
くし、トナーのすり抜けを防ぐ方法であり、もう１つは
フアーブラシのローラーを感光体表面に接するように回
転させてトナーを拭き取る、または叩き落とす方法であ
る。このうち後者は感光体に強く接しさせないとトナー
のすり抜けが生じ易く、また、フアーブラシ上にたまっ
たトナーが融着すると感光体を傷つけたりする。更にゴ
ムブレードの方が安価であり、設計も簡単なため、現在
ではブレードを用いるクリーニングが主流を占めてい
る。特に近年実用化されている天然色カラー現像を行う
場合には、マゼンタ、シアン、イエローの３現色あるい
は、さらにブラツクを含めた４色を重ねることによっ
て、天然色を出しているので、トナーの使用量が通常の
１色現像よりはるかに多く、そのためゴムブレードを感
光体に圧接するクリーニング方法を用いることが最適で
ある。

従来このクリーニングブレードを用いた湿式トナーをク
リーニングする際には、湿式トナー自身およびその溶剤
が微粒子であるためクリーニングブレードと感光体表面
との隙間に入り潤滑剤としての役割を果たしたため問題
は無かった。

しかし、このクリーニングブレードを用い乾式磁性トナ
ーをクリーニングする際には、このトナー自身が感光体
表面の研磨力に優れているため、感光体表面が粗面化し
易く、そのため感光体表面とクリーニングブレードとの
滑り性が向上するものの、感光体使用初期には感光体表
面が粗れていないため感光体表面とブレードとの摩擦が
大きく、クリーニングブレードの反転などが生ずるた
め、潤滑剤の塗布が必要であった。

また、カラー化等に伴い乾式非磁性トナーを用いなけれ
ばならない場合、そのトナーの感光体表面研磨性は磁性
トナーの10分の１以下しか無い。また磁性体（キヤリ
ア）として用いられる鉄粉やフエライトおよびそれに樹
脂コートしたものが現像の際感光体ブラツシングするも
のの、この乾式二成分現像方式の感光体表面研磨性は乾
式一成分現像方式の３分の１程度である。そのため乾式
非磁性トナーを用いる場合にはより感光体表面とブレー
ドとの摩擦が緩和されず、ブレード反転、エツジ部の欠
け等の問題が生じ易い。

さらに、天然色カラー現像を用いる場合にはクリーニン
グブレードが反転したり、ブレードのエツジ部分が摩擦
のために引きちぎられて欠けたりする現象が著しく生じ
る。それは、天然色カラー現像が乾式二成分現像方式で
あるため上記に示したように感光体表面の研磨性に劣る
のに加え、下記（１），（２）の理由が重なることによ
る。

（１） １枚の画像を出すのにマゼンタ，シアン，イエ
ローの３原色あるいはブラツクを含めた４色、すなわち
３回あるいは４回の現像を行うため早いプロセススピー
ドが要求され、クリーニングブレードにかかる摩擦が大
きくなること。

（２） 紙に転写された３色あるいは４色のトナーは、
それ等が充分溶融混合するように定着されなければなら
ないため軟化温度の低い、すなわちガラス転移温度（T
g）が60℃以下のトナーを用いる必要があり、そのため
トナーの凝集性、粘着性が高く、クリーニングブレード
と感光体表面の隙間に入って潤滑性を上げていた従来の
トナーの潤滑材としての働きが弱まること。

このクリーニングブレードの反転やエツジ部の欠けとい
う現象は感光体を高寿命化にするために、感光体表面を
硬く、すなわち削れ難くした場合にはさらに生じ易い。
また、画質向上のためにトナーの粒径が均一化され微小
なトナーが除去されると、トナーがクリーニングブレー
ドと感光体表面の隙間に入ることによって引き起こされ
る潤滑性がさらに薄れ、より一層ブレードの反転やエツ
ジ部の欠けが生じ易くなる。

また、感光体の表面層が有機物からなる場合、無機表面
に比べて、ブレードと感光体表面の摩擦抵抗が増大し、
特にブレードめくれ等が発生し易くなる。

このような問題点を解決するために、本件出願人は先に
特願昭62-256769号に示したように感光体表面をあらか
じめ粗面にしておくことを提案した。これによれば、感
光体表面とクリーニングブレードとの接触面積を低下さ
せること、また、感光体に対するブレードの接触圧等を
適宜設定して、画像に悪影響を及ぼさない程度の極めて
微小なトナーやトナーの構成成分等を感光体表面とブレ
ードとの隙間へ適度にもぐり込ませることにより生ずる
潤滑性によってクリーニングブレードの反転等のクリー
ニング不良を防止することができる。

一方、感光体表面を粗面にする方法としては、例えば特
開昭52-26226号公報に記載されているように感光体表面
層にあらかじめ粉体粒子を添加して塗工し粗面にする方
法が知られているが、この方法では粗面性を制御するの
が難かしく、均一な粗面は得られにくいものであった。
また、特開昭57-94772号公報に記載されているように金
属製ワイヤーあるいは繊維ブラシでの先端の弾力性を利
用して感光体表面を研磨する方法も知られている。しか
しながら、この方法では、均一な粗面化を短時間で行う
のが難かしく、かえって、感光体表面をキズつけてしま
い、画像欠陥の原因となりやすかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の目的は、クリーニングブレードの反転、エツジ
部の欠け等によるクリーニング不良を防止するために行
う感光体の表面粗面化処理を短時間で均一に行うことに
ある。

また本発明の目的は、繰り返し使用によっても画像欠陥
の現われない高耐久の感光体を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、前述の問題点を解決すべく鋭意検討を重
ねた結果、特定の表面粗面化処理が優れた粗面化を発現
すること、および該表面粗面化処理方法により粗面化さ
れた有機電子写真感光体を有する電子写真装置が、画像
出しの初期から優れた画像を提供できることを見い出
し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、画像出し初期からクリーニングブ
レードの反転または該ブレードのエッジ部分の欠けを防
止または抑制するために、フィルム形状研磨材を感光体
表面と摺擦し、且つ摺擦部において該研磨材が感光体の
回転軸と略平行の方向に微小な振幅の振動をしながら該
感光体の回転軸と交わる方向に移動するこにより該感光
体表面を予め粗面化することを特徴とする有機電子写真
感光体の表面の乾式粗面化処理方法である。

以下本発明を具体的に説明する。

第１図は、本発明の表面粗面化処理方法による粗面化部
分を正面から見た図である。有機電子写真感光体１には
フイルム状研磨材２が摺擦しており、この研磨材２は感
光体１の回転軸と交わる方向矢印７に移動している。さ
らに感光体１との摺擦部６は、矢印８の方向に小刻みに
揺動し微小な振動をしている。この場合、研磨材２の移
動方向は、感光体１の回転軸とほぼ直交させることが好
ましいが、直交させなくても十分に研磨可能である。ま
た、摺擦部６の振動は、均一な粗面化を行うためには周
期的であることが好ましいが、非周期的であっても可能
であり、振動の方向も矢印８の２方向だけでなく多方向
にわたっていてもよい。

このような本発明の構成では、研磨材によって感光体表
面から削られた微細な削り粉は、研磨材摺擦部の振動に
より、摺擦部に適度に保持されながら２次的な微細研磨
材の作用をする。さらに、研磨材の移動により、常に新
しい研磨材の研磨面が感光体を摺擦し、目づまりなど粗
面化効率を下げずに粗面化する。

この結果、これらの研磨材の振動と移動の相互作用によ
って、クリーニング不良を防止する適度の粗さに感光体
表面を粗面化することができ、さらにに感光体表面を短
時間で均一に粗面化することができる。

また、第２図に本発明の表面粗面化処理方法を円筒状の
有機電子写真感光体に実施する装置の一具体例の断面概
略図を示す。フイルム形状研磨材２は送り出しローラー
３から送り出されて巻き取りローラー４によって巻き取
られ一定の速度で移動している。このフイルム形状研磨
材は、ゴムローラー５によって押しつけられて有機電子
写真感光体１を摺擦している。このゴムローラー５の振
動によってフイルム形状研磨材２の摺擦部は第１図の矢
印８方向に振動している。円筒状の有機電子写真感光体
１は、矢印方向に回転している。このような状態で、フ
イルム形状研磨材２を感光体の回転軸に対して平行方向
（第１図の下部矢印方向）に移動させることにより、感
光体の表面全域に簡易に短時間（振動しないものに比べ
て数十分の１）で均一な粗面を形成することができる。
なお、この場合フイルム形状研磨材の移動速度は可変的
であってもよい。また、フイルム形状研磨材の摺擦部の
振動は、電気系または機械（音響）系のいずれであって
もよい。また、有機電子写真感光体１の回転方向は逆方
向であってもよい。

本発明の表面粗面化処理方法によって粗面化された感光
体表面の粗面化具合はJIS規格B0601で定義される10点平
均面粗さRz（以下、単に平均面粗さと略す）が、好まし
くは0.3μｍから5.0μｍであり、更に好ましくは0.3μ
ｍから5.0μｍであり、更に好ましくは0.3μｍから2.0
μｍである。平均面粗さを5.0μｍより大きくすると繰
り返し使用によって感光体表面がさらに粗面化した際、
画像欠陥としてスジ状のものが画像に表われてくる。平
均面粗さが2.0μｍから5.0μｍの場合でも、環境，条件
が劣悪な状態で繰り返し使用すると、やはり画像欠陥と
してスジ状のものが画像に表われてくる可能性がある。
平均面粗さが2.0μｍ以下であればクリーニングブレー
ドと感光体表面との摩擦も充分に小さく、かつ繰り返し
使用によっても画像欠陥が表われてくることはない。

また、平均面粗さが0.3μｍより小さい場合、クリーニ
ングブレードと感光体表面の摩擦はほとんど緩和され
ず、また感光体表面が平坦なため、感光体表面の削り粉
も発生し難く、粗面にした効果が認められない。しかし
平均面粗さが0.3μｍ以上であればクリーニングブレー
ドと感光体表面の摩擦は充分緩和され、さらに感光体表
面の削り粉が出易くなるためブレード反転等の問題は発
生しない。よって、クリーニングブレードの反転，ブレ
ードエツジ部のかけ等のクリーニング不良は感光体表面
の平均面粗さを0.3μｍから5.0μｍにすることにより防
止することが出来るのである。

本発明の有機電子写真感光体は、導電性支持体上に感光
層が設けられており、少なくともこの感光層の表面は樹
脂層になっている。粗面化により削られた樹脂の削り粉
は、微細で適度な高さをもつため本発明の粗面化処理方
法においては、感光体表面の粗面化工程に対して有効に
作用する。この点から、表面の樹脂層は、ポリカーボネ
ート樹脂を主体としたものが好ましい。

この感光層は好ましくは電荷発生層と電荷輸送層に機能
分離した積層型感光層である。

電荷発生層は、フタロシアニン系顔料、キノン系顔料、
アゾ顔料、ピラントロン顔料、アントアントロン顔料な
どの電荷発生物質を適当なバインダーに分散含有させて
形成することができ、また真空蒸着装置によって蒸着膜
として形成することもできる。

電荷輸送層は、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などの電
荷輸送物質を適当なバインダーに含有させて形成するこ
とができる。

本発明に使用するフイルム形状の研磨材は、ポリエステ
ルなどの高分子フイルムを基材として、この基材の片面
あるいは両面に研磨粒子をコーティングあるいは結合さ
せたものであり、砥粒子の種類、フイルム粒度、基材の
幅や厚さなどは適宜選択することができる。

以下実施例により本発明をさらに説明する。

〈実施例〉 80φ×360mmのアルミニウムシリンダーを支持体とし
て、これに可溶性ナイロン（６−66-610-12四元ナイロ
ン共重合体）の５％メタノール溶液を浸漬塗布し、１μ
ｍ厚の下引き層を設けた。

次に、下記構造式のジスアゾ顔料を10部（重量 部、以下同様）ポリビニルブチラール（ブチラール化度
68％，数平均分子量20000）５部およびシクロヘキサノ
ン50部を１φガラスビーズを用いたサンドミルで20時間
分散した。この分散液にメチルエチルケトン90部を加え
て下引層上に塗布し膜厚0.1μｍの電荷発生層を形成し
た。

次に、ビスフエノールＺ型ポリカーボネート（粘度平均
分子量30000）10部、下記構造式のヒドラゾン化合物10
部をモノクロルベンゼン65部中 に溶解し、この溶液を上記電荷発生層上に浸漬塗布し19
μｍ厚の電荷輸送層を形成した。このようにして有機電
子写真感光体を９本製造した。これらの感光体の表面平
均面粗さは、いずれも０μｍであった。

次に、ポリエステルフイルム基材上にダイヤモンド砥粒
子をコーティングしたフイルム粒度６μｍ、厚さ50μ
ｍ、幅50mm、長さ91mのフイルム形状研磨剤（住友スリ
ーエム社製、ラツピングフイルム＃2500）を第２図と同
様の表面粗面化処理装置の送り出しローラー３と巻き取
りローラー４にセツトした。この装置ではフイルム形状
研磨材は１分間に20mmの速度で移動するようになってい
る。また、摺擦部のフイルム形状研磨材は、ゴムローラ
ー５の振動によって第１図の矢印８方向に5mmという微
小な振幅で9Hzの振動を行うようになっている。

この表面粗面化処理装置を用い、前述の有機電子写真感
光体を220r.p.mの速度で回転させ、感光体の回転軸方向
で320mm幅の範囲を表面平均面粗さ（Rz）が1.0μm,最大
面粗さ1.5μｍになるように粗面化した。その結果、23
秒で粗面化することができた。

次に現像剤を以下の方法で作成した。

ポリエステル樹脂100部、電荷制御剤２部、離型剤３
部、着色剤としてC.I.ソルベントレツド524部をプレミ
ツクスした後、エクストルーダーで溶融混練し、冷却し
た後、ジエツトミル粉砕機にて微粉砕し、分級して平均
粒径12.0μｍのマゼンタ非磁性トナーを得た。この非磁
性トナー６部をビニリデンフルオライド−テトラフルオ
ロエチレン共重合体とスチレン−メタクリル酸メチルで
樹脂コートした磁性フエライト粉キヤリアー100部と混
合して二成分系現像剤を作成した。

この現像剤を使用し、さらに前述の表面粗面化した有機
電子写真感光体を使用して、帯電像露光、現像、転写お
よびポリウレタンゴムブレードによるクリーニング（線
圧11.5g/cm）を有する電子写真装置（CLC1:キヤノン
製）に組み入れて、繰り返し画像出し評価を行った。そ
の結果、クリーニングブレードの反転等によるクリーニ
ング不良は発生せず、またコピー画像を目視により注意
深く観察したところ、表面粗面化に起因する画像欠陥は
見られず、良好なコピー画像が10万枚まで得られた。

比較例１ 実施例１で使用した表面粗面化処理装置において、フイ
ルム形状研磨材の移動を行わず、振動のみで前述の表面
粗面化していない有機電子写真感光体の表面を粗面化処
理した。その結果、粗面化開始５秒でフイルム形状研磨
材が目づまりを起こし、それ以降粗面化効果が著しく低
下し、粗面化処理を行うことが不可能になった。この感
光体の粗面化部分における表面平均面粗さ（Rz）は0.3
μm,最大面粗さも0.6μｍであった。またこの感光体を
実施例１の電子写真装置に組み入れて画像評価をしよう
としたところ、クリーニングブレードが感光体の回転と
ともに反転してしまい、感光体が回転不能となってしま
った。

比較例２ 実施例１で使用した表面粗面化処理装置において、フイ
ルム形状研磨材の振動を行わず、移動のみで前述の表面
粗面化していない有機電子写真感光体の表面を実施例１
と同様に、平均面粗さ（Rz）1.0μm,最大面粗さ1.5μｍ
になるように粗面化処理した。その結果、８分間の粗面
化時間を要した。また、この感光体を実施例１の電子写
真装置に組み入れて画像評価をした処、初期のコピー画
像上に感光体の回転方向のわずかに薄いスジが観察され
たが、それ以外は10万枚の耐久まで問題のないコピー画
像が得られた。

実施例２〜４ 実施例１で用いたフイルム形状研磨材の砥粒子を酸化ア
ルミニウムに変えてフイルム粒度を５μｍ、９μm,12μ
ｍにし、研磨材の振動幅を4mmにし、研磨材の移動速度
を30mm/minにする以外は実施例１と同様の条件で表面粗
面化処理装置を使用し、前述の表面粗面化していない有
機電子写真感光体の表面を粗面化処理した。この結果を
第１表に示す。また、これらの表面粗面化処理した有機
電子写真感光体を実施例１で使用した電子写真装置に組
み入れて耐久画像評価を行った結果を第１表に示す。

比較例３〜５ 実施例２の粗面化処理条件で研磨材の移動を行わず、振
動のみを行うようにして前述の表面粗面化していない有
機電子写真感光体の表面を粗面化処理した。これを比較
例３とする。また、実施例３および４の粗面化処理条件
で研磨材の振動を行わず、移動のみを行うようにして前
述の表面粗面化していない有機電子写真感光体の表面を
粗面化処理した。これらをそれぞれ比較例４および５と
する。これらの結果を第２表に示す。また、これらの表
面粗面化処理した有機電子写真感光体を実施例１で使用
した電子写真装置に組み入れて耐久画像評価を行った結
果も第２表に示す。

以上の結果から明らかなように、本発明の表面研磨処理
方法によれば、粗面化処理時間が数十分の１と短時間に
なり、均一な粗面を形成することができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明の有機電子写真感光体の表面粗面化
処理方法によれば、クリーニングブレードの反転などに
よるクリーニング不良のない均一で微細な粗面を短時間
で形成することができる。また、本発明の表面粗面化処
理方法により粗面化された有機電子写真感光体を用いた
電子写真装置は、その使用初期から画像欠陥のない良好
な画像を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の表面粗面化処理方法の正面概略図、第
２図は本発明の表面粗面化処理方法を具体的に実施する
装置の断面概略図を示し、１は有機電子写真感光体、２
はフイルム形状研磨材、６は摺擦部である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒匂 春海 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 (72)発明者 雨宮 昇司 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 (56)参考文献 特開 昭54−35743（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−198461（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−146058（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−161861（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−89882（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像出し初期からクリーニングブレードの
   反転または該ブレードのエッジ部分の欠けを防止または
   抑制するために、フィルム形状研磨材を感光体表面と摺
   擦し、且つ摺擦部において該研磨材が感光体の回転軸と
   略平行の方向に微小な振幅の振動をしながら該感光体の
   回転軸と交わる方向に移動することにより該感光体表面
   を予め粗面化することを特徴とする有機電子写真感光体
   の表面の乾式粗面化処理方法。