JPH1048866A - 電子写真感光体及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電圧印加の繰り返しによる画像ノイズの発生
を低減し、感光体に接する導電部材を使用し接触帯電を
行う場合にも、良好な帯電を実現し、安定した高解像度
の像を形成すること。 【解決手段】 光減衰曲線が変曲点を有する電子写真感
光体として、平均表面粗さが、基準長さ２．５（ｍｍ）
での十点平均粗さＲｚで０．６（μｍ）以下の感光体を
実現する。そして、この電子写真感光体を正極性に帯電
し、これに像露光を行うことによって静電潜像を形成
し、この静電潜像を現像することによって画像を形成す
る。これにより耐圧性に優れた感光体が実現でき、高感
度、高解像度の画像が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、画像形成装置に
関し、特に正帯電であり、光減衰曲線が変曲点を有する
電子写真感光体を使用することによる、カールソンプロ
セス電子写真方式の画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来は、電子写真用感光体材料として、
アモルファスセレン、アモルファスシリコン等の無機光
導電性物質を用いるタイプと、有機光導電性物質を用い
るタイプとがある。セレンを用いる場合は、非晶質で利
用するため、相変化の問題から熱安定性と応力感応性が
ある。さらに、分光感度が、可視領域であって、赤外領
域では感度を有しない。このため、近年、赤外領域に発
光波長を有するレーザープリンタに対応するために、ひ
素やテルルを含有させるようになってきたが、この場合
は、環境安全性等への悪影響という問題がある。また、
アモルファスシリコンを用いる場合には、高感度であっ
て高耐刷性を有する等のすぐれた特性を有しているもの
の、帯電特性と生産性における課題は未解決のままであ
る。

【０００３】一方、後者の有機光導電性物質（以下、適
宜「ＯＰＣ」という）は、無機光導電性物質に比べ、元
来安全性、経済性等の有利な特徴を有するが、その改良
も順調に進んで無機系に匹敵する感度をも実現し、近
年、電子写真用感光体の主流になりつつある。ＯＰＣは
その光減衰曲線の形から大きく分けて二種類に分類され
る。すなわち、一つは、光減衰曲線が変曲点を持たず、
入力光が入射しすれば直ちには応答するＯＰＣであり、
もう一つは光減衰曲線が変曲点を持ち、入力光が入射し
ても直ちには急激に応答することはなく、ある程度光入
力が蓄積されてくると、急激に応答するＯＰＣである。
前者は光を吸収してキャリアを発生させる電荷発生層
（ＣＧ層）と、生成したキャリアを移動させる電荷移動
層（ＣＴ層）の積層構造のＯＰＣが主流である。また、
その光減衰曲線はアナログ入力に適している。一方、後
者は各種ＣＧ剤をバインダー高分子に分散させた単層構
造のＯＰＣにみられる。また、その光減衰曲線は二値的
であるため、露光の有無が明確になり、ディジタル化さ
れた光信号入力を忠実に再現し、高解像度の静電潜像を
形成することが可能となる。

【０００４】そこで、本発明者らは、単層構造ＯＰＣに
注目をし、上記目標を達成するために、種々の組成によ
る単層構造のＯＰＣを鋭意検討してきた。その中で、特
に、各種の結晶構造を持つ無金属フタロシアニンと高分
子からなる電子写真感光体の開発を継続的に行なってき
た。その結果、Ｘ型フタロシアニンを、そのフタロシア
ニンを溶解する溶剤、高分子と共に攪拌し、少なくとも
その一部の結晶系を変化させる新たな電子写真感光体及
びその製造方法を開発した（特開平３−２８７１７１号
公報参照のこと）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光減衰
曲線が変曲点を有する電子写真感光体は、ディジタル化
された光信号入力に対する忠実な静電潜像を可能にする
が、広範囲にわたって顔料をバインダー高分子に粒子状
に分散させるため、耐圧性が非常に悪く、画像を繰り返
し形成するに従い感光層が局所的に破壊され、画像にノ
イズが発生し、ついには、電子写真による画像形成に使
用することができなくなるという問題点があった。ま
た、光減衰曲線が変曲点を有する電子写真感光体は、こ
の電子写真感光体に接する導電部材を使用して接触帯電
を行う場 合、帯電特性が非常に悪く、特に前記導電部
材に印加する電圧のＡＣ成分が大きい領域では、帯電を
ほとんどできなくなるという問題があった。一方、従来
の積層型有機感光体の電荷移動層は、電荷輸送剤がバイ
ンダー高分子に分子状に分散されているため、前記の問
題は一般に発生しにくいが、光減衰曲線は変曲点を持た
ないために、露光の有無が明確にならず、ディジタル化
された光信号入力を忠実に再現できないという不具合が
ある。

【０００６】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的は、光減衰曲線が変曲点を有する電
子写真感光体を用いた画像形成装置において、画像形成
の繰り返しによる画像ノイズの発生を低減し、さらに、
電子写真感光体に接する導電部材を使用し接触帯電を行
う場合にも、良好な帯電を実現し、高解像度の画像を安
定して形成することができる画像形成装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、光減衰曲線が変曲点を有する電子写真感
光体を正極性に帯電し、これに像露光を行うことによっ
て静電潜像を形成し、この静電潜像を現像することによ
って画像を形成する電子写真方式の画像形成装置及びこ
の装置に用いる電子写真感光体を改良したもので、前記
電子写真感光体の平均表面粗さが、基準長さ２．５（ｍ
ｍ）での十点平均粗さＲｚで０．６（μｍ）以下である
ようにしたことを特徴とする。

【０００８】また本発明は、光減衰曲線が変曲点を有す
る電子写真感光体を正極性に帯電し、これに像露光を行
うことによって静電潜像を形成し、この静電潜像を現像
することによって画像を形成する電子写真方式の画像形
成装置であって、前記電子写真感光体が、表面に顔料を
含み、少なくとも８時間以上ボールミル分散された塗布
液により作製されていることを特徴とする。

【０００９】また本発明は、光減衰曲線が変曲点を有す
る電子写真感光体を正極性に帯電し、これに像露光を行
うことによって静電潜像を形成し、この静電潜像を現像
することによって画像を形成する電子写真方式の画像形
成装置であって、帯電手段に電子写真感光体に接する導
電部材を使用し、前記導電部材に印加する電圧の直流成
分ＶDC（Ｖ）と、前記電子写真感光体の平均膜厚ｄ（μ
ｍ）の関係が、 ｄ×２５≦ＶDC であることを特徴とする。

【００１０】また、これらの場合、電子写真感光体が、
前記電子写真感光体の感材の少なくとも一部に無金属フ
タロシアニンを用いられていることを特徴とする。

【００１１】本発明において、光減衰曲線が変曲点を有
する電子写真感光体とは、例えば、図１に示されるよう
に、入力光が入射しても直ちには急激に応答することな
く、ある程度光入力が蓄積されてくると、急激に応答す
るような光減衰特性を有する電子写真感光体である。

【００１２】本発明の上記の構成によれば、光減衰曲線
が変曲点を有する電子写真感光体を正極性に帯電し、こ
れに像露光を行うことによって静電潜像を形成し、この
静電潜像を現像することによって画像を形成する電子写
真方式の画像形成装置で、電子写真感光体の平均表面粗
さを規定することにより、画像形成の繰り返しによる画
像ノイズの発生を格段に低減することができ、画像形成
を連続して行うことが可能となる。

【００１３】また、光減衰曲線が変曲点を有する電子写
真感光体を正極性に帯電し、これに像露光を行うことに
よって静電潜像を形成し、この静電潜像を現像すること
によって画像を形成する電子写真方式の画像形成装置
で、帯電手段に電子写真感光体に接する導電部材を使用
する場合でも、導電部材に印加する電圧の直流成分ＶDC
（Ｖ）と電子写真感光体の平均膜厚ｄ（μｍ）の関係を
規定することにより、導電部材に印加する電圧のＡＣ成
分が大きい領域でも良好に帯電を行うことが可能とな
る。

【００１４】これらの結果、光減衰曲線が変曲点を有す
る電子写真感光体を使用することが可能となるため、デ
ィジタル化された光信号入力を忠実に再現し、高解像度
の画像を安定して形成することができる、カールソンプ
ロセス電子写真方式の画像形成装置を実現することが可
能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、光減衰曲線が変曲点を有する電子写真感光体を、平
均表面粗さが、基準長さ２．５（ｍｍ）での十点平均粗
さＲｚで０．６（μｍ）以下であるようにしたものであ
り、電子写真感光体の耐圧性を向上させたものである。

【００１６】本発明の請求項２に記載の発明は、光減衰
曲線が変曲点を有する電子写真感光体の表面に顔料を含
ませ、少なくとも８時間以上ボールミル分散された塗布
液により作製したものであり、電子写真感光体の耐圧性
を向上させたものである。

【００１７】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
２記載の電子写真感光体において、顔料は、平均粒径が
１（μｍ）以下であるようにしたものであり、電子写真
感光体の表面粗さＷを改善し、耐圧性を向上させるとい
う作用を有する。

【００１８】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１乃至３のいずれかに記載の電子写真感光体において、
光減衰曲線が変曲点を有する感光体を、Ｘ型無金属フタ
ロシアニンを前記フタロシアニンを溶解する溶剤および
高分子とともに処理し、少なくともその結晶系の一部を
変化させた感光体から構成したものであり、電子写真感
光体を帯電特性、感度特性、耐久性に優れたものにする
作用を有する。

【００１９】本発明の請求項５に記載の発明は、光減衰
曲線が変曲点を有する電子写真感光体を正極性に帯電
し、これに像露光を行うことによって静電潜像を形成
し、この静電潜像を現像することによって画像を形成す
る電子写真方式の画像形成装置の、前記電子写真感光体
の平均表面粗さが、基準長さ２．５（ｍｍ）での十点平
均粗さＲｚで０．６（μｍ）以下としたものであり、耐
圧性が向上するという作用を有する。

【００２０】本発明の請求項６に記載の発明は、光減衰
曲線が変曲点を有する電子写真感光体を正極性に帯電
し、これに像露光を行うことによって静電潜像を形成
し、この静電潜像を現像することによって画像を形成す
る電子写真方式の画像形成装置の、前記電子写真感光体
が、表面に顔料を含み、少なくとも８時間以上ボールミ
ル分散された塗布液により作製された構成としたもの
で、基準長さ２．５（ｍｍ）での十点平均粗さＲｚで
０．６（μｍ）以下としたものであり、耐圧性が向上す
るという作用を有する。

【００２１】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
５記載の画像形成装置において、電子写真感光体が、表
面に顔料を含み、少なくとも８時間以上ボールミル分散
された塗布液により作製されているようにしたものであ
り、電子写真感光体の耐圧性が向上するという作用を有
する。

【００２２】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
６または７記載の画像形成装置において、顔料は、平均
粒径が１（μｍ）以下であるようにしたものであり、画
像形成装置において用いられる電子写真感光体の表面粗
さＷぽ改善し、耐圧性を向上させるという作用を有す
る。

【００２３】本発明の請求項９に記載の発明は、真感光
体を正極性に帯電し、これに像露光を行うことによって
静電潜像を形成し、この静電潜像を現像することによっ
て画像を形成する電子写真方式の画像形成装置であっ
て、帯電手段に電子写真感光体に接する導電部材を使用
し、前記導電部材に印加する電圧の直流成分ＶDC（Ｖ）
と、前記電子写真感光体の平均膜厚ｄ（μｍ）の関係が ｄ×２５≦ＶDC であるようにしたものであり、帯電特性を飛躍的に向上
させるという作用を有する。

【００２４】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求
項５乃至８のいずれかに記載の画像形成装置において、
光減衰曲線が変曲点を有する電子写真感光体を正極性に
帯電し、これに像露光を行うことによって静電潜像を形
成し、この静電潜像を現像することによって画像を形成
する電子写真方式の画像形成装置であって、帯電手段に
電子写真感光体に接する導電部材を使用し、前記導電部
材に印加する電圧の直流成分ＶDC（Ｖ）と、前記電子写
真感光体の平均膜厚ｄ（μｍ）の関係が ｄ×２５≦ＶDC であるようにしたものであり、耐圧性と帯電特性を向上
させるという作用を有する。

【００２５】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求
項５乃至１０のいずれかに記載の画像形成装置におい
て、電子写真感光体は、当該電子写真感光体の感材の少
なくとも一部に無金属フタロシアニンを用いたものであ
る。

【００２６】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照して説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限
定されるものではない。

【００２７】（実施の形態１）本発明の各実施の形態で
用いられる光減衰曲線が変曲点を有する電子写真感光体
としては、感材として無金属フタロシアニンを用いた正
帯電単層型有機感光体が用いられる。この有機感光体
（ＯＰＣ）は、Ｘ型無金属フタロシアニン（Ｘ型Ｈ2 −
Ｐc と記す）とバインダー高分子から成る感光体であ
り、Ｘ型無金属フタロシアニンを、前記フタロシアニン
を溶解する溶剤、高分子とともに攪拌し、少なくともそ
の一部の結晶系を変化させる新たな感光体である。この
感光体は、バインダー高分子中に分子状分散したフタロ
シアニンと、粒子状分散したＸ型無金属フタロシアニン
とから少なくとも成り立っている。そして、この感光体
は、従来の正帯電単層型有機感光体に比べはるかに帯電
特性、感度特性、耐久性に優れた感光体である。

【００２８】ここで用いられる感光体には、少なくとも
Ｘ型無金属フタロシアニンより作成された新しいフタロ
シアニンが含まれており、場合によっては前記フタロシ
アニンと出発原料であるＸ型無金属フタロシアニンの、
２種類のフタロシアニンが含まれている場合もある。上
記正帯電単層型有機感光体は、従来にない構成を有し、
感光体としての優れた特性を実現でき、従来の感光体に
比べて次のような特徴を有している。 （１）基本的に単層構造であるので製造工程が簡単であ
る。 （２）従来の単層構造有機感光体に比べ高感度であり、
特に光応答の遅れが少ない。 （３）特に正帯電方式で優れた特性を示す。 （４）従来の単層構造有機感光体に比べ安定性、帯電性
に優れている。 （５）６００〜８００ｎｍ（ナノメートル）の波長範囲
で優れた感度を示す。 （６）単層構造であるので耐印刷性に優れている。 （７）残留電位特性が優れている。

【００２９】上記Ｘ型無金属フタロシアニンは、ゼロッ
クス社（アメリカ合衆国）によって開発されたもので、
優れた電子写真特性を有する物質である。また、このＸ
型無金属フタロシアニンの合成方法、結晶型と電子写真
特性との関係、構造解析などの研究も行なわれている
（例：ＵＳＰＮo. ３，３５７，９８９）。Ｘ型無金属
フタロシアニンは、常法により合成したβ型無金属フタ
ロシアニンを硫酸処理によりα型とし、これを長時間ボ
ールミリングすることにより作製する。その結晶は、従
来のα型、β型の無金属フタロシアニンとは明らかに異
なっている。

【００３０】本発明において用いる有機感光体の製造に
当たっては、α型、β型の無金属フタロシアニンを原料
として用いても本発明で必要とする結晶系の変化は起こ
らず、Ｘ型無金属フタロシアニンを出発原料として製造
が行なわれる。この製造過程においては、まず、Ｘ型無
金属フタロシアニンは少なくともその一部を溶解する溶
剤、および必要に応じてバインダー高分子とともに反応
容器に入れられ、充分に攪拌混合される。可溶性溶剤を
使用し、充分な混練を行なうことが本発明の有機感光体
を製造する上で重要な点である。一般に、このような安
定した状態を作り出すには、通常の攪拌法で１日以上の
時間が必要である。この反応の進行にしたがって、溶液
粘度の上昇、吸収スペクトルの変化、結晶構造の変化、
感光特性の向上が観察される。

【００３１】このようにして得られた感光体のＸ線型無
金属フタロシアニンに比較して、２θ＝２１．４°以上
の回折線が消失する傾向にあり、１６．５°付近の回折
線は増加する傾向にある。そして、特に、７．５°（ｄ
＝１１．８Å）および９．１°（ｄ＝９．８Å）付近の
回折線のうち、７．５°と９．１°の回折線強度比（Ｉ
_11.8／Ｉ_9.8 ）が１から０．１の間であることが好適で
ある。

【００３２】よって、本実施の形態で用いた感光体は、
出発原料であるＸ型無金属フタロシアニンの少なくとも
一部の結晶系が新たな結晶系に変化した感光体であると
いえるものである。また、本実施の形態で用いた感光体
の吸収スペクトルは、出発原料であるＸ型無金属フタロ
シアニンの吸収スペクトルと比較して６５０ｎｍ（ナノ
メートル）と６９０ｎｍの２本の吸収が大きくなっても
いる。

【００３３】上記α型、β型、Ｘ型以外の結晶型の無金
属フタロシアニンとしてはγ型と呼ばれるものがある。
これは、α型、β型、Ｘ型結晶を摩砕助剤とともに不活
性溶剤中５〜１０°Ｃ、２０時間ボールミリングするこ
とによって得られる。このγ型結晶のＸ線回折パターン
は、本質的に本発明の新たな有機感光体の結晶系と類似
している。

【００３４】本発明の目的に合った溶剤としては、ニト
ロベンゼン、クロルベンゼン、ジクロルベンゼン、ジク
ロルメタン、トリクロルエチレン、クロルナフタレン、
メチルナフタレン、ベンゼン、トルエン、キシレン、テ
トラヒドロフラン、シクロヘキサノン、１．４−ジオキ
サン、Ｎメチルピロリドン、四塩化炭素、ブロムブタ
ン、エチレングリコール、スルホラン、エチレングリコ
ールモノブチルエーテル、アセトキシエトキシエタン、
ピリジン、等を挙げることができる。

【００３５】本発明になるバインダー高分子としては、
Ｘ型無金属フタロシアニンを溶解する溶剤に溶解するも
のを用いると良い。これらの目的に適した高分子として
は、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、
ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリビニルア
セトアセタール、ポリスチレン、ポリアクリロニトリ
ル、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリレート、ポリ
カルバゾール、およびこれらの共重合体、ポリ（塩化ビ
ニル／酢酸ビニル／ビニルアルコール）、ポリ（塩化ビ
ニル／酢酸ビニル／マイレン酸）、ポリ（エチレン／酢
酸ビニル）、ポリ（塩化ビニル／塩化ビニリデン）、メ
ラミン樹脂、アルキド樹脂、セルロース系高分子、各種
シロキサン高分子、ウレタン樹脂、等が挙げられる。こ
れらの高分子は、単独或いは２種類以上の混合体として
使用される。もちろん、先に述べたように２種類以上の
溶剤を組み合わせ、一つの溶剤でＸ型無金属フタロシア
ニンを溶解し、他の溶剤でバインダー高分子を溶解する
ようにすることもできる。したがって、本発明になるバ
インダー高分子は、上記の高分子に限定されるものでは
ない。

【００３６】以上述べたＸ型無金属フタロシアニンとバ
インダー高分子との最適比率は、重量比で１：１から
１：１０の間である。感光材料の量がこの比率より多い
場合には感光特性は優れたものとなるが、帯電特性が悪
くなり、一般に５００Ｖ（ボルト）以上の電位を乗せる
ことが難しくなる。これに対し、上記の範囲よりもバイ
ンダー高分子の量が多い場合には感光特性が悪くなる。

【００３７】有機光導電層の基板となる導電性支持体と
しては、特に限定はされず、使用用途によって適宜選択
することができる。具体的には、アルミニウム等の金属
や、ガラス、紙或いはプラスチック等の表面に金属蒸着
等の方法で導電層を形成したもの、などが好ましく用い
られる。また、その形状についても、ドラム状、ベルト
状、シート状など、いろいろな形状を採ることができ
る。

【００３８】本発明における感光体の感度は、１．０〜
３．０（ｌｕｘ．ｓｅｃ）に達し、従来の単層型有機感
光体に比べ著しく高感度である点が第１の特徴である。
また、本発明の有機感光体は６００〜８００ｎｍの波長
範囲の光に対し優れた感度を示し、残留電位も３０Ｖ以
下である。例えば、フタロシアニンとポリビニルブチラ
ールを重量比１：４の割合で用いた系では正帯電による
半減露光量感度で１．１（ｌｕｘ．ｓｅｃ）の高感度
（帯電電位８００Ｖ）が実現され、８００ｎｍでの感度
は２．３（ｃｍ2 ／μＪ）、残留電位は、２０ Ｖ以下
であった。これに対し、負帯電による感度は２５（ｌｕ
ｘ．ｓｅｃ）（帯電電位３５０Ｖ）であり、暗減衰特性
も著しく悪く、その特性は正帯電に対し著しく劣るもの
である。また、この系は非常に安定で、正帯電による特
性は１０００回の繰り返し試験でもほとんど変化しな
い。さらに、この感光体は優れた耐熱性を示し、１２０
°Ｃで８時間の処理によってもその特性はほとんど変化
しない。

【００３９】本発明の感光特性の第２の特徴は、単層型
＋帯電有機感光体に特徴的な光照射に対する光応答の時
間的な遅れがほとんど観察されないことである。これが
本発明の感光体が高感度である理由の一つであり、本発
明の感光体が従来の感光体とは基本的にその光伝導の機
構が異なる可能性を示すものである。なお、本発明の電
子写真感光体は、以上に説明した内容のものに限定され
ることなく、例えば必要に応じて、有機感光体層上に、
さらに絶縁性樹脂による表面保護層を形成したり、感光
層と基板の間にブロッキング層を設けたりすることもで
きる。

【００４０】このようにして得られた感光体（この感光
体を以下、適宜「デジタル単層ＯＰＣ」という）につ
き、本発明者の試作による電子写真装置により評価を行
った。ここで、各実施の形態において、露光光源につい
ては、白色光は使用せず、レーザ光等を用いた。この露
光光源の強度の測定には、アドバンテスト製ＴＱ８２１
４（オプティカル・パワーメータ）を使用した。また、
この露光光源の強度は、測定センサーの開口面積（ＡＱ
−２１０１の場合には開口径φ８（ｍｍ）を使用）から
１（ｃｍ2 ）に換算した値で評価した。

【００４１】図２は本発明の実施の形態における画像形
成装置の断面概観図である。図２において、符号１は電
子写真感光体を形成する感光体ドラムであり、この感光
体ドラム１の周辺に、電子写真感光体を帯電させるため
の導電性ローラー帯電器２と、像露光用光源３と、現像
器４と、電子写真感光体転写用の導電性ローラー転写器
５と、クリーニングブレード６ と、光除電装置７とが
配置されている。電子写真感光体ドラム１は、回転駆動
手段（図示してない）によって、図２中において矢印Ｓ
で示す時計回り方向に回転されている。

【００４２】ここで、カールソンプロセスについて説明
をする。まず、通常のカールソンプロセスでは、電子写
真感光体は、均一に帯電を施された後、像露光が行われ
る。この際、均一に帯電された後、光照射によって、電
子写真感光体内部に発生した光励起子が、電子写真感光
体層に加わっている静電場によって解離して、帯電によ
り生じていた表面電荷を中和す る。この作用によっ
て、光照射部分の表面電荷が消失して、露光像の静電荷
パターンが形成される（以下この静電荷のパターンを潜
像という）。この潜像は、帯電着色粒子によって可視化
され（以下この工程を現像という）、電子写真感光体表
面に着色粉体によって像が形成される。この電子写真感
光体表面の粉体像は、その後、紙などの転写部材に、電
界の作用によって転写され、紙に移された粉体像は、定
着工程を経て、転写部材上に永久的に固着される。一
方、電子写真感光体は、転写工程の後、転写残りの粉体
を清掃した後、全面的に光照射を受けて潜像の消去が行
なわれ、初期化がなされる。こうして再び、最初の帯電
工程に移行して、次段のプロセスが行われる。

【００４３】（実施の形態２）図２に示す画像形成装置
と基本的に同じ構成を有する画像形成装置において、図
３に示すような画像形成装置を構成し、表面粗さの異な
るデジタル単層ＯＰＣの耐圧性を評価した。この図３に
示す画像形成装置は、現像器４の代わりに、表面電位観
測センサー８を配置し、像露光光源３を表面電位観測セ
ンサー８の背後に配置した感光体特性評価装置９を備え
て成る。図３において、符号８は感光体ドラム１の表面
の電位を観測する表面電位観測センサー、９は表面電位
観測センサー８の観測結果に基づき電子写真感光体の耐
圧性や帯電特性を評価する感光体特性評価装置である。
その他の構成部分は図２に示す画像形成装置と同じであ
る。上記感光体特性評価装置９を用いて表面粗さの異な
るデジタル単層ＯＰＣの耐圧性を評価するとき、感光体
径は外径３０（ｍｍ）であり、回転速度は６０（ｒｐ
ｍ）とした。また、帯電器２には、７００（Ｖ）の直流
成分に、周波数が５００（Ｈｚ）で振幅が５００（Ｖ）
の交流成分を重畳して印加した。また、転写器５には、
−２（μＡ）の定電流になるように高電圧を印加した。
また、除電は１回の測定の最後にのみ初期化の意味で行
った。ここで、耐圧性の評価は、デジタル単層ＯＰＣ
に、前記感光体特性解析装置を使用して２０００回転繰
り返しの電気的ストレスを印加することによって行い、
その前後において、図２に示す画像形成装置で画像を形
成し、発生した画像ノイズの数で評価した。

【００４４】以下、図４に結果を示す。ここで、本実施
の形態で示された表面粗さＲｚは、日本工業規格ＪＩＳ
Ｂ０６０１−１９８２に規定された表面粗さであり、基
準長さ２．５（ｍｍ）での十点平均粗さである。なお、
表面粗さＲｚの測定はテーラーホブソン製フォームタリ
サーフで行った。デジタル単層ＯＰＣの表面粗さＲｚ
と、デジタル単層ＯＰＣの耐圧性を比較すれば、デジタ
ル単層ＯＰＣの表面粗さＲｚを０．６（μｍ）以下に規
定することにより、耐圧性は飛躍的に向上することがわ
かる。

【００４５】（実施の形態３）電子写真感光体塗布液の
分散時間と、前記塗布液により作製された電子写真感光
体の表面粗さの関係を調べるために、デジタル単層ＯＰ
Ｃの塗布液を分散する手段にボールミルを使用し、ボー
ルミル分散時間の異なる塗布液をディップ法で塗布する
ことにより作製されたデジタル単層ＯＰＣの表面粗さを
評価した。なお、ボールミルは、ボールの容積を全ミル
容積の約３０％とし、また分散ミルベースの容積を全ミ
ル容積の約２０％とし、約４５度の角度で転がるように
行った。

【００４６】以下、図５に結果を示す。ここで、本実施
の形態で示された表面粗さＲｚは、日本工業規格ＪＩＳ
Ｂ０６０１−１９８２に規定された表面粗さであり、基
準長さ２．５（ｍｍ）での十点平均粗さである。なお、
表面粗さＲｚの測定はテーラーホブソン製フォームタリ
サーフで行った。デジタル単層ＯＰＣの塗布液のボール
ミル分散時間と、デジタル単層ＯＰＣの表面粗さＲｚを
比較すれば、デジタル単層ＯＰＣの塗布液のボールミル
分散時間を８時間以上に規定することにより、デジタル
単層ＯＰＣの表面粗さは飛躍的に小さくな り、基準長
さ２．５（ｍｍ）での十点平均粗さＲｚで０．６（μ
ｍ）以下にすることができることがわかる。このとき、
デジタル単層ＯＰＣの耐圧性は飛躍的に向上することが
確かめられている。

【００４７】また、このとき、各々の分散時間で塗布液
を濾過し、溶剤で洗浄した後、顔料の粒径を調べた。

【００４８】以下、図６に結果を示す。なお、粒度分布
の測定は、株式会社島津製作所製の遠心沈降式粒度分布
測定装置ＣＰ５０で行った。デジタル単層ＯＰＣの十点
平均粗さＲｚは、顔料の平均粒径とほぼ同じオーダー
で、良好な一致が見られ、顔料の分散状態を反映してい
ると考えられる。つまり、顔料の平均粒径としていえ
ば、１（μｍ）以下が好適となる。このことから、表面
粗さを改善し、耐圧を向上させるには、ボールミルのよ
うに、顔料の二次凝集の分散に加えて、顔料粒子自体の
粉砕の効果をもつ分散手法をとることが望ましいといえ
る。

【００４９】（実施の形態４）この実施の形態において
は、上記第２の実施の形態におけると同様、図３に示す
ような画像形成装置を構成し、デジタル単層ＯＰＣの帯
電特性を評価した。この画像形成装置において、上記感
光体特性評価装置９を用いてデジタル単層ＯＰＣの帯電
特性を評価するに当たっては、デジタル単層ＯＰＣの平
均膜厚を固定し、導電性ローラー帯電器２に印加する電
圧の直流成分ＶDC（Ｖ）を変化させながら帯電特性を評
価した。

【００５０】また、前記感光体特性解析装置９を用い
て、導電性ローラー帯電器２に印加する電圧の直流成分
ＶDC（Ｖ）を固定し、平均膜厚の異なるデジタル単層Ｏ
ＰＣの帯電特性を評価した。このとき、電子写真感光体
径は外径３０（ｍｍ）であり、回転速度は６０（ｒｐ
ｍ）とした。また、導電性ローラー帯電器２には、７０
０（Ｖ）の直流成分に、周波数が５００（Ｈｚ）で交流
成分の電流振幅Ｉ_AC(0-P)を変化させながら重畳して印
加した。帯電特性はこの交流成分の電流振幅Ｉ_{AC(0 -P)}
に対して表面電位をプロットすることにより調べること
ができる。ここで電流振幅Ｉ_AC(0-P) とは、印加交流電
流値が零（０）からピーク（Ｐ）まででいくら（何μ
Ａ）という量を表すものであり、上記のようにＩAC(0-
P) で表す。また、転写器５には、−２（μＡ）の定電
流になるように高電圧を印加した。また、除電は１回の
測定の最後にのみ初期化の意味で行った。

【００５１】結果を表１に示す。このうち、典型的な
良、不良の帯電特性を図７および図８に示す。図７はデ
ジタル単層ＯＰＣの平均膜厚を１１（μｍ）とし、導電
性ローラー帯電器２に印加する電圧の直流成分を３７０
（Ｖ）にしたときの良好な帯電特性を示す帯電特性図で
ある。この図から、表面電位の値を電圧を印加してから
１Ｓ後（Ｓ：Ｓｅｃｏｎｄ（秒））、３Ｓ後、５Ｓ後、
７Ｓ後というように、一定の時間間隔をおいてプロット
した場合、図７中において○（１Ｓ後の値）、△（３Ｓ
後の値）、□（５Ｓ後の値）、◇（７Ｓ後の値）の印が
１カ所にかたまっており、或いは重なっていることか
ら、それぞれの電流振幅Ｉ_AC(0-P) についてどの時点で
もほぼ同じ表面電位の値を示していることがわかる。他
方、図８はデジタル単層ＯＰＣの平均膜厚を２４（μ
ｍ）とし、導電性ローラー帯電器２に印加する電圧の直
流成分を３７０（Ｖ）にしたときの不良な帯電特性を示
す帯電特性図である。この図においては、表面電位の値
を電圧を印加してから１Ｓ後、３Ｓ後、５Ｓ後、７Ｓ後
にプロットした場合、電流振幅Ｉ_AC(0-P) が小さい範囲
（０〜２００（μＡ））においてはそれぞれの電流振幅
Ｉ_AC(0-P) についてどの時点でもほぼ同じ表面電位の値
を示しているが、電流振幅Ｉ_AC(0-P) が大きくなると
（２００（μＡ）以上）、それぞれの電流振幅Ｉ
_AC(0-P) について測定時点の違いにより表面電位の値に
バラツキを生じるようになることがわかる。また、表１
から、導電性ローラー帯電器に印加する電圧の直流成分
ＶDC（Ｖ）と、デジタル単層ＯＰＣの平均膜厚ｄ（μ
ｍ）の関係を、 ｄ×２５≦ＶDC を満たすように規定すれば、帯電特性は飛躍的に向上す
ることがわかる。

【００５２】（表１）

【表１】

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐圧性に優れた電子写真感光体が実現される上、この電
子写真感光体を用いた画像形成装置は、光減衰曲線が変
曲点を有する電子写真感光体の平均表面粗さを規定する
ことにより、画像形成の繰り返しによる画像ノイズの発
生を格段に低減することができ、また、帯電手段に電子
写真感光体に接する導電部材を使用する場合でも、導電
部材に印加する電圧の直流成分ＶDC（Ｖ）と感光体の平
均膜厚ｄ（μｍ）の関係を規定することにより、導電部
材に印加する電圧のＡＣ成分が大きい領域でも良好に帯
電を行うことが可能となる。これらの結果、光減衰曲線
が変曲点を有する電子写真感光体を使用することが可能
となるため、ディジタル化された光信号入力を忠実に再
現し、高解像度の画像を安定して形成可能なカールソン
プロセス電子写真方式の画像形成装置を実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 電子写真感光体の光減衰曲線を示す図

【図２】 本発明の実施の形態における画像形成装置の
断面概観図

【図３】 デジタル単層ＯＰＣの耐圧評価あるいは帯電
特性評価試験を行なうために改善された画像形成装置の
断面概観図

【図４】 デジタル単層ＯＰＣに感光体特性解析装置を
使用して２０００回転繰り返しの電気的ストレスを印加
した場合の表面粗さＲｚと画像ノイズの関係を示す耐圧
評価図

【図５】 電子写真感光体塗布液のボールミル分散時間
とこの塗布液で作製された電子写真感光体の表面粗さＲ
ｚの関係を示す図

【図６】 電子写真感光体塗布液のボールミル分散時間
と顔料の平均粒径の関係を示す図

【図７】 デジタル単層ＯＰＣの平均膜厚を１１（μ
ｍ）とし、導電性ローラー帯電器に印加する電圧の直流
成分を３７０（Ｖ）にしたときの良好な帯電特性を示す
特性図

【図８】 デジタル単層ＯＰＣの平均膜厚を２４（μ
ｍ）とし、導電性ローラー帯電器に印加する電圧の直流
成分を３７０（Ｖ）にしたときの不良な帯電特性を示す
特性図

【符号の説明】

１ 電子写真感光体ドラム ２ 導電性ローラー帯電器 ３ 像露光用光源 ４ 現像器 ５ 導電性ローラー転写器 ６ クリーニングブレード ７ 光除電装置 ８ 表面電位観測センサー ９ 感光体特性評価装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高 橋 良 和 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内 (72)発明者 津 田 諭 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光減衰曲線が変曲点を有する感光体から
   成り、平均表面粗さが、基準長さ２．５（ｍｍ）での十
   点平均粗さＲｚで０．６（μｍ）以下であることを特徴
   とする電子写真感光体。
2. 【請求項２】 光減衰曲線が変曲点を有する電子写真感
   光体の表面に顔料を含ませ、少なくとも８時間以上ボー
   ルミル分散された塗布液により作製されていることを特
   徴とする電子写真感光体。
3. 【請求項３】 顔料は、平均粒径が１（μｍ）以下であ
   ることを特徴とする請求項２記載の電子写真感光体。
4. 【請求項４】 光減衰曲線が変曲点を有する感光体は、
   Ｘ型無金属フタロシアニンを前記フタロシアニンを溶解
   する溶剤および高分子とともに処理し、少なくともその
   結晶系の一部を変化させた感光体から成ることを特徴と
   する請求項１乃至３のいずれかに記載の電子写真感光
   体。
5. 【請求項５】 光減衰曲線が変曲点を有する電子写真感
   光体を正極性に帯電し、これに像露光を行うことによっ
   て静電潜像を形成し、この静電潜像を現像することによ
   って画像を形成する電子写真方式の画像形成装置であっ
   て、前記電子写真感光体の平均表面粗さが、基準長さ
   ２．５（ｍｍ）での十点平均粗さＲｚで０．６（μｍ）
   以下であることを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 光減衰曲線が変曲点を有する電子写真感
   光体を正極性に帯電し、０れに像露光を行うことによっ
   て静電潜像を形成し、この静電潜像を現像することによ
   って画像を形成する電子写真方式の画像形成装置であっ
   て、前記電子写真感光体が、表面に顔料を含み、少なく
   とも８時間以上ボールミル分散された塗布液により作製
   されていることを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 電子写真感光体が、表面に顔料を含み、
   少なくとも８時間以上ボールミル分散された塗布液によ
   り作製されていることを特徴とする請求項５記載の画像
   形成装置。
8. 【請求項８】 顔料は、平均粒径が１（μｍ）以下であ
   ることを特徴とする請求項６または７記載の画像形成装
   置。
9. 【請求項９】 光減衰曲線が変曲点を有する電子写真感
   光体を正極性に帯電し、これに像露光を行うことによっ
   て静電潜像を形成し、この静電潜像を現像することによ
   って画像を形成する電子写真方式の画像形成装置であっ
   て、帯電手段に電子写真感光体に接する導電部材を使用
   し、前記導電部材に印加する電圧の直流成分ＶDC（Ｖ）
   と、前記電子写真感光体の平均膜厚ｄ（μｍ）の関係が ｄ×２５≦ＶDC であることを特徴とする画像形成装置。
10. 【請求項１０】 光減衰曲線が変曲点を有する電子写真
    感光体を正極性に帯電し、これに像露光を行うことによ
    って静電潜像を形成し、この静電潜像を現像することに
    よって画像を形成する電子写真方式の画像形成装置であ
    って、帯電手段に電子写真感光体に接する導電部材を使
    用し、前記導電部材に印加する電圧の直流成分ＶDC
    （Ｖ）と、前記電子写真感光体の平均膜厚ｄ（μｍ）の
    関係が ｄ×２５≦ＶDC であることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記
    載の画像形成装置。
11. 【請求項１１】 電子写真感光体は、当該電子写真感光
    体の感材の少なくとも一部に無金属フタロシアニンが用
    いられていることを特徴とする請求項５乃至１０のいず
    れかに記載の画像形成装置。