JPH08152811A

JPH08152811A - 電子写真感光体、電子写真画像形成方法及び電子写真装置

Info

Publication number: JPH08152811A
Application number: JP29330694A
Authority: JP
Inventors: Shunkai Sako; 酒匂春海; Kimihiro Yoshimura; 吉村公博
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-11-28
Filing date: 1994-11-28
Publication date: 1996-06-11

Abstract

(57)【要約】【目的】感光体を接触式に帯電しするとともに、ゴム
ブレードにより清掃を行う電子写真装置等において、ゴ
ムブレードと感光体表面との摩擦力が大きく、ブレード
反転したりすることを防止すること。【構成】電子写真感光体（１）に接触配置された帯電
部材（２）による帯電手段を有し、かつ該感光体にカウ
ンター方向に当接されたゴムブレードによるクリーニン
グ手段を有する電子写真プロセスに用いられる電子写真
感光体において、該感光体表面の十点平均粗さＲｚが
０．３μｍ以上２．０μｍ以下であることを特徴とし、
ブレードと感光体表面との摩擦力を低減し、良好な画像
を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真感光体、電子
写真画像形成方法及び電子写真装置に関し、詳しくは接
触帯電プロセスを用いるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式における帯電プロセスはコ
ロナ放電によるものが主流であるが、この方式において
はコロナ発生時にオゾンやＮＯ_X 等のコロナ生成物が生
じて感光体を変質させたり、放電ワイヤーの汚れが画像
品質に影響し、画像白ヌケや黒スジを生じる等の問題が
ある。また、電力エネルギー的にも効率が悪いという欠
点がある。

【０００３】こうした欠点を補うために、従来から直接
帯電させる方法が研究され、多数提案されている（特開
昭５７−１７８２６７号公報、同５６−１０４３５１号
公報、同５８−４０５６６号公報、同５８−１３９１５
６号公報、同５８−１５０９７５号公報等）。これは、
帯電用部材を電子写真感光体に接触させて電圧を印加す
ることにより感光体表面を帯電させるものである。この
帯電用部材の形状としては、ローラー、ブラシ（磁気ブ
ラシも含む）、板ブレード、ベルト等の形状がとられる
が、電子写真装置の小型化や、繰り返しの帯電特性等を
考えると、その中でもローラー状が好ましい。これは他
の形状に比べて、より小さいスペースで良好な帯電特性
を得るに十分なニップ幅をとることができること、又、
ローラーを回転させながら使用できるためローラー表面
の摩耗を低減でき、従って繰り返し使用してもその帯電
特性の劣化が少ないことによる。

【０００４】又、直流電圧に交流電圧を重畳して帯電部
材に印加する方法が提案されている（特開昭６３−１４
９６６８号公報等）が、この方法では交流電圧重畳によ
り感光体表面の劣化が著しく、繰り返し使用した場合に
感光体表面が著しく削れるために感光体の寿命が短くな
る、あるいは感光体表面が著しく荒れて画質の劣化を招
く等の弊害が生じる。そのため印加電圧は直流電圧のみ
である方が好ましい。ところで電子写真プロセスを行な
うには転写残りのトナーを除去するクリーニングという
工程が必要である。このクリーニングの方法としては通
常、以下の２通りである。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
間の隙間を無くし、トナーのすり抜けを防ぐ方法であ
り、もう１つはファ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、ファーブ
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。但、ゴムブレードと感光体表面では摩
擦力が大きく、そのまま使用したのではブレードの反転
（めくれ）やビビリ現象が起こり、良好な画像が得られ
ないという問題があるため、感光体とブレードとの間に
潤滑剤を介在させて、両者間の摩擦力を軽減させ、ブレ
ード反転等を防止するという方法が一般に用いられてい
る。即ち、潤滑剤を微量ながらクリーニングブレードか
らすり抜けさせることで摩擦力を緩和させる訳である
が、この方法では微量ながらブレードをすり抜けた潤滑
剤が直接感光体に接している帯電ローラーを汚染してし
まうため、それによる帯電不良を招くという欠点があ
る。従って帯電ローラーを用いた系では、感光体とブレ
ードとの間に潤滑剤を介在せる方法を用いることができ
ず、ブレード反転やビビリ現象に対して不利となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電子
写真感光体に帯電ローラーが接触配置されている電子写
真プロセスにおいて、カウンター方向に当接されたクリ
ーニングブレードの反転やビビリを防止し、前記のよう
な問題点を解決し、常に良好な画像を得ることのできる
電子写真感光体を提供することにある。

【０００６】また、本発明の目的は、常に、良好な画像
を得ることのできる電子写真画像形成方法及び電子写真
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは、
検討の結果、前記クリーニングブレードの反転やビビリ
現象は電子写真感光体の表面を一定範囲内に粗面化する
ことにより防止できることを見い出した。

【０００８】すなわち、本発明は、電子写真感光体と該
感光体に当接されたクリーニングブレードを有し、更に
該感光体に接触配置された帯電ローラーを有して、該感
光体は帯電ローラーに直流電圧を印加することにより帯
電される電子写真装置において、該感光体表面の十点平
均粗さＲｚが０．３μｍ以上２．０μｍ以下であること
を特徴とする電子写真感光体であり、それを用いる画像
形成方法であり、電子写真装置である。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１０】感光体の表面は、一般に極めて平滑であ
る。この平滑面の摩擦係数を下げるため、本発明では感
光体表面に粗さを付与した。これにより、クリーニング
ブレードと感光体表面との接点が少なくなり、摩擦力を
下げることができる。

【００１１】フッ素樹脂粉末のような潤滑剤をブレード
と感光体の間に介在させることによっても摩擦力を下げ
ることができるが、この方法では潤滑剤が微量にブレー
ドと感光体の間をすり抜けているため帯電ローラーがこ
の微量の潤滑剤により徐々に汚染されて帯電ムラを生じ
るために好ましくない。

【００１２】感光体表面を粗面化する手段としては、例
えば次の方法が挙げられる。

【００１３】（１）感光体表面を機械的な研磨手段によ
り粗面化する。例えば、研磨剤により摺擦する方法やサ
ンドブラスト法などがある。

【００１４】（２）感光体の基体をホーニング加工によ
って粗面化し、その上に感光層や表面層を形成すること
により粗面化する。

【００１５】（３）感光体表面層が樹脂を主体として構
成されている場合、その樹脂中に電気的に不活性な粒子
を分散する。このような分散粒子を用いる材料として
は、シリカ、アルミナ、ジルコニア等の金属酸化物やポ
リ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスチ
レン、シリコーン樹脂等の樹脂粉体などが挙げられる。

【００１６】（４）表面層が樹脂を主体として構成され
ている場合、樹脂層にコアセルベーションを生じさせ
る。これは、低粘度樹脂と高粘度樹脂を含有する樹脂溶
液の塗布層を形成し、高粘度樹脂成分をコアセルベート
としたコアセルベーションにより高度に制御された粗面
状態を得るものである。ブレード反転やビビリ現象の防
止に必要な感光体表面の十点平均粗さＲｚは、０．３μ
ｍ以上である。ここでいう十点平均粗さＲｚは、ＪＩＳ
規格Ｂ０６０１で定義される。また、測定はＪＩＳ規格
Ｂ０６０１に準拠した万能表面形状測定機（ＳＥ−３
Ｃ、小坂研究所製）で行なった。

【００１７】感光体のＲｚが０．３μｍより小さい場
合、感光体表面が平坦なため、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ない。

【００１８】ところで、感光体のＲｚを大きくしすぎる
と、その感光体表面の荒れ具合が画像に表われてしまう
という弊害が出てくる。特に直流電圧を印加することに
よる直接帯電方式では、この現象が顕著となる。従って
感光体のＲｚをむやみに大きくすることは出来ず、Ｒｚ
は２．０μｍ以下に抑える必要がある。

【００１９】本発明における電子写真感光体は、図２に
示すように導電性基体４上に感光層５を有する形態を基
本構成としている。感光層５は、セレン、セレン合金、
アモルファスシリコン、硫化カドミウム、酸化亜鉛等の
無機光導電体を蒸着、または成膜性を有する樹脂中に分
散したものを塗布することにより形成することができ
る。また、感光層５は、アゾ顔料、フタロシアニン顔
料、アントアントロン顔料、チオピリリウム染料等の電
荷発生物質とヒドラゾン、スチルベル、ピラゾリン等の
電荷輸送物質とを成膜性を有する樹脂を用いて同一層中
に混在した単層、あるいはそれぞれを別々に含有した層
の積層として形成することもできる。

【００２０】さらに、感光層５の上には別に金属酸化
物、窒化物等の蒸着膜や樹脂被膜などの保護層や絶縁層
を設けることもできる。

【００２１】導電性基体４としては、導電性を有する材
料、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレ
スなどの金属、金属合金を用いることができる。さら
に、金属や金属合金を蒸着したプラスチックや導電性粒
子含有層を設けたプラスチック、紙、金属、金属合金な
どを用いることもできる。

【００２２】導電性基体の形状は、円筒状あるいはシー
ト状の形態を用いることができる。また、導電性基体４
と感光層５の間には、バリヤー性改良、接着性向上のた
めに下引層を設けることができる。

【００２３】帯電ローラーの材質としては、アルミニウ
ム、鉄、銅等の金属、ポリアセチレン、ポリピロール、
ポリチオフェン等の導電性高分子材料、カーボン、金属
等を分散させて導電性処理したゴムや人工繊維、又はポ
リカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹
脂等の絶縁性物質の表面を金属や他の導電性物質によっ
てコートしたものなどを用いることができる。感光体に
接触させる帯電ローラーの抵抗は良好な帯電と絶縁破壊
防止の点から好ましくは１０⁰ 〜１０¹²Ωｃｍ、最適に
は１０² 〜１０¹⁰Ωｃｍの範囲である。

【００２４】本発明の電子写真装置の基本構成を図１に
示す。

【００２５】帯電用ローラー２は、電子写真感光体１と
接触配置しており、接続されている外部電源３から印加
される電圧により、感光体１に対して帯電を行う。

【００２６】本発明の電子写真装置を用いた画像形成装
置の具体例を図３に示す。

【００２７】この装置は、電子写真感光体１の周面上に
帯電ローラー２、像露光手段６、現像器７、給紙ローラ
ーと給紙ガイド８、転写帯電器９、クリーナー１０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１上に接触配置されている帯電ローラー２に電圧を印
加し、感光体１表面を帯電し、像露光手段６によって原
稿に対応した画像を感光体１に像露光し、静電潜像を形
成する。次に、現像器７中のトナーを感光体１に付着さ
せることにより感光体１上の静電潜像を現像（可視像
化）する。さらに、感光体１上に形成されたトナー像を
給紙ローラーと給紙ガイド８を通して供給された紙など
の転写材上に転写帯電器９によって転写する。また、転
写材に転写されずに感光体１上に残った残トナーはクリ
ーナー１０によって回収される。一方、トナー像が形成
された転写材は定着器（不図示）に送られてトナー像が
定着される。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１１によって感光体１に光を当て
除電したほうがよい。

【００２８】この画像形成装置において、像露光手段６
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。

【００２９】本発明の電子写真装置は、電子写真複写
機、レーザービームプリンター、ＬＥＤプリンター、Ｃ
ＲＴプリンター、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。

【００３０】以下、実施例によって本発明をさらに説明
する。

【００３１】

【実施例】

（実施例１）幅２３０ｍｍ、外径１８ｍｍのアルミニウ
ム製シリンダー上にカーボンを分散した肉厚１．０ｍｍ
のウレタンゴムが形成された帯電ローラーを用いた。

【００３２】ゴム硬度は６５°、体積抵抗値は１０⁶ Ω
ｃｍであった。

【００３３】次に外径３０ｍｍ、長さ２６０ｍｍのアル
ミニウム製シリンダーに導電被覆層を設けた。これは、
酸化スズからなる導電性顔料、フェノール樹脂（商品
名：プライオーフェンＪ−３２５、大日本インキ製）及
びメタノールとメチルセルソルブを１対１の割合で混ぜ
た溶剤を、それらが１対１対２の割合で混ぜたものを塗
料として塗布・乾燥することにより形成した。膜厚は２
０μｍであった。

【００３４】次に、下引層としてポリアミド樹脂（商品
名：アミランＣＭ−８０００、東レ製）と、メタノール
とｎ−ブタノールを３対１の割合に混ぜた溶剤を、それ
らが８対９２の割合になるように混合したものを塗料と
して塗布することにより形成した。膜厚は０．６μｍで
あった。

【００３５】次に、電荷発生層として下記構造式

【００３６】

【化１】

【００３７】のジスアゾ顔料、ブチラール樹脂（商品
名：エスレツクＢＭ−Ｓ、積水化学製）及びシクロヘキ
サノンとＴＨＦを１対１の割合に混ぜた溶剤を、それら
が２対１対９７の割合となるように混ぜたものを塗料と
して塗布することにより形成した。膜厚は、０．２μｍ
であった。

【００３８】次に、電荷輸送層として下記構造式

【００３９】

【化２】

【００４０】のヒドラゾンスチレン−アクリル樹脂（商
品名：ＭＳ−２００、新日本製鉄化学製）及びモノクロ
ルベンゼンとジクロロエタンを３対１の割合で混ぜたも
のを塗料として塗布することにより形成した。膜厚は１
９μｍであった。このようにして得られた電子写真感光
体表面を十点平均粗さＲ_Z が、それぞれ０．２μｍ，
０．４μｍ，１．０μｍ，１．８μｍ，２．２μｍにな
るようにラッピングテープ（商品名：Ｃ−２０００、富
士写真フィルム製）にて研磨した。また、表面研磨を施
さない感光体（十点表面平均粗さＲ_Z ０μｍ）も用意し
た。

【００４１】次に、前述の帯電ローラーを図１の配置と
なるように改造した電子写真複写機（商品名：ＦＣ−
５、キヤノン製）に組み込んだ。

【００４２】この複写機に前述の感光体を装着し、初期
表面電位−７００Ｖになるように帯電ローラーによって
直流電圧を印加帯電し、１０００枚の画像出しを行っ
た。なお、評価環境は２２℃、５５％ＲＨであった。結
果を表１に示す。

【００４３】

【表１】

【００４４】（実施例２）電荷発生層までは実施例１と
同様に感光体を製造した。次に、実施例１と同様の電荷
輸送層形成用塗料を用意し、この中に２μｍ径の球状シ
リコン樹脂粉末（商品名：トスパール１２０、東芝シリ
コン製）を電荷輸送層形成用塗料の固形分に対し１５ｗ
ｔ％添加したものを塗布・乾燥し、電荷輸送層を形成し
た。膜厚は１９μｍであった。

【００４５】このようにして製造した感光体を感光体Ｎ
ｏ．７とする。なお、十点平均粗さＲｚは１．５μｍで
あった。また、電荷輸送層までは実施例１と同様に感光
体を製造し、さらにその上に保護層を設けて、電子写真
感光体を製造した。保護層は、低粘度樹脂としてフェノ
ール樹脂（商品名：プライオーフェンＪ−３２５、大日
本インキ製）、高粘度樹脂としてブチラール樹脂（商品
名：エスレックＢＭ−２、積水化学製）、及びメタノー
ルと２−メトキシメタノールを１対１の割合で混ぜた溶
剤を、それらが５０対５対２００の割合になるように混
ぜたものを塗布・乾燥することにより形成した。膜厚は
２μｍであった。これを感光体Ｎｏ．８とする。なお、
十点平均粗さＲｚは０．７μｍであった。

【００４６】これらの感光体について、実施例１と同様
に画像評価を行った。

【００４７】結果を表２に示す。

【００４８】

【表２】

【００４９】（実施例３）基体として、外径８０ｍｍ、
長さ３６０ｍｍ、肉厚２ｍｍのアルミニウムシリンダー
を用意し、この表面に鏡面加工、続いてサンドブラスト
加工を施した。これをグロー放電蒸気槽内の所定位置に
固定した。次に、槽内を排気し、約５×１０^-4ｔｏｒｒ
の真空度にした。その後、ヒーターの入力電圧を上昇さ
せ、基体温度を１５０℃に安定させた。その後、水素ガ
スとシランガス（水素ガスに対し１５容量％）を槽内へ
導入し、ガス流量と蒸気槽メインバルブを調整して０．
５ｔｏｒｒに安定させた。次に、誘導コイルに５ＭＨｚ
の高周波電力を投入し、槽内のコイル内部グロー放電を
発生させ、３０Ｗの入力電力とした。上記条件で基体上
にアモルファスシリコン膜を生長させ、３０μｍとなる
まで同条件を保った後、グロー放電を中止した。

【００５０】このようにして製造したアモルファスシリ
コン感光体の十点平均粗さＲｚは０．５μｍであった。
これを感光体９とする。また、比較のためサンドブラス
ト加工を行わない基本についてもアモルファスシリコン
膜を形成して感光体を製造した。これを感光体Ｎｏ．１
０とする。

【００５１】一方、帯電ローラーは、カーボンを分散し
たＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重
合体）を用いて肉厚１．０ｍｍ、長さ３３０ｍｍに成型
した。ゴム硬度７０°、体積抵抗値１０⁶ Ωｃｍであっ
た。

【００５２】この帯電ローラーを図３の配置と同様にし
て電子写真複写機（商品名：ＮＰ−３５２５、キヤノン
製）に組み込んだ。

【００５３】この複写機に前述の感光体を装着し、初期
表面電位−７００Ｖになるように帯電ローラーによって
帯電し、１０００枚の画像出しを行った。なお、評価環
境は実施例１と同様である。

【００５４】結果を表３に示す。

【００５５】

【表３】

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電子写
真感光体に帯電ローラーが接触配置されている電子写真
プロセスにおいて、カウンター方向に当接されたクリー
ニングブレードの反転やビビリを防止し、常に良好な画
像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における電子写真装置の構成の模式図

【図２】電子写真感光体の層構成の模式図

【図３】本発明の電子写真装置を用いた画像形成装置の
模式図

【符号の説明】

１…電子写真感光体２…帯電ローラ
ー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真感光体に接触配置された帯電部
材による帯電手段を有し、かつ該感光体にカウンター方
向に当接されたゴムブレードによるクリーニング手段を
有する電子写真プロセスに用いられる電子写真感光体に
おいて、該感光体表面の十点平均粗さＲｚが０．３μｍ
以上２．０μｍ以下であることを特徴とする電子写真感
光体。
【請求項２】感光体表面の十点平均粗さＲｚが０．３
μｍ以上２．０μｍ以下である電子写真感光体を有し、
該感光体に接触配置された帯電部材に直接電圧を印加す
ることにより帯電される帯電手段及び該感光体にカウン
ター方向に当接されたゴムブレードによるクリーニング
手段を用いることを特徴とする電子写真画像形成方法。
【請求項３】前記帯電部材は帯電ローラーであること
を特徴とする請求項２記載の電子写真画像形成方法。
【請求項４】感光体表面の十点平均粗さＲｚが０．３
μｍ以上２．０μｍ以下である電子写真感光体を有し、
該感光体に接触配置された帯電部材に直流電圧を印加す
ることにより帯電される帯電手段及び該感光体にカウン
ター方向に当接されたゴムブレードによりクリーニング
手段を有することを特徴とする電子写真装置。
【請求項５】前記帯電部材は帯電ローラーであること
を特徴とする請求項４記載の電子写真装置。