JPH1069100A - 電子写真感光体 - Google Patents
電子写真感光体Info
- Publication number
- JPH1069100A JPH1069100A JP9129006A JP12900697A JPH1069100A JP H1069100 A JPH1069100 A JP H1069100A JP 9129006 A JP9129006 A JP 9129006A JP 12900697 A JP12900697 A JP 12900697A JP H1069100 A JPH1069100 A JP H1069100A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- toner
- photosensitive drum
- image
- layer
- development
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Fax Reproducing Arrangements (AREA)
- Electrophotography Using Other Than Carlson'S Method (AREA)
- Magnetic Brush Developing In Electrophotography (AREA)
- Photoreceptors In Electrophotography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電子写真感光体表面におけるトナーの動きを容
易にし、非画像部におけるトナーのかぶりを少なくす
る。 【解決手段】電子写真感光体1表面に、フッ素樹脂を含
有したバインダーと、バインダー内に分散させた導電粒
子とを備えた電荷注入層1Aを設ける。さらに、電荷注
入層(表面層)1Aの表面エネルギーが30dyne/cm以
下になるようにする。これにより、電荷注入層1Aの表
面において、トナーが動きやすくなり、表面へのトナー
付着を低減することができる。
易にし、非画像部におけるトナーのかぶりを少なくす
る。 【解決手段】電子写真感光体1表面に、フッ素樹脂を含
有したバインダーと、バインダー内に分散させた導電粒
子とを備えた電荷注入層1Aを設ける。さらに、電荷注
入層(表面層)1Aの表面エネルギーが30dyne/cm以
下になるようにする。これにより、電荷注入層1Aの表
面において、トナーが動きやすくなり、表面へのトナー
付着を低減することができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、背面露光方式の画
像形成装置に使用する電子写真感光体に関する。
像形成装置に使用する電子写真感光体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、複写装置、コンピュータ等のハー
ドコピーを得る手段として、電子写真方式を採用した画
像形成装置が広く用いられている。この画像形成装置
は、一般に、電子写真感光体(以下単に「感光体」とい
う)の周囲に多数の、画像形成を行なうための装置を配
置して構成されている。すなわち、感光体の周囲には、
帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、クリーニン
グ装置等が配置されている。このような電子写真方式に
よる画像形成プロセスは、感光体を帯電、露光して感光
体上に静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを付着
させて現像し、現像によって得たトナー像を転写上に転
写し、その後、このトナー像を転写材上に定着して最終
的にプリント画像を得るものである。
ドコピーを得る手段として、電子写真方式を採用した画
像形成装置が広く用いられている。この画像形成装置
は、一般に、電子写真感光体(以下単に「感光体」とい
う)の周囲に多数の、画像形成を行なうための装置を配
置して構成されている。すなわち、感光体の周囲には、
帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置、クリーニン
グ装置等が配置されている。このような電子写真方式に
よる画像形成プロセスは、感光体を帯電、露光して感光
体上に静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを付着
させて現像し、現像によって得たトナー像を転写上に転
写し、その後、このトナー像を転写材上に定着して最終
的にプリント画像を得るものである。
【0003】こうして得られたプリント画像は、他のハ
ードコピー手段、例えば熱転写方式、インクジェット方
式、インパクトプリンティング方式等によって得たプリ
ント画像に比べて、解像度が高いこと、またコントラス
トが大きいこと等に基づき、全体として、高画質を得る
ことができる。
ードコピー手段、例えば熱転写方式、インクジェット方
式、インパクトプリンティング方式等によって得たプリ
ント画像に比べて、解像度が高いこと、またコントラス
トが大きいこと等に基づき、全体として、高画質を得る
ことができる。
【0004】しかし、電子写真方式による画像形成プロ
セスは、上述したように、多数の装置を必要とするた
め、装置全体の構成が大型化・複雑化しがちとなり、小
型化・簡略化を困難にしていた。
セスは、上述したように、多数の装置を必要とするた
め、装置全体の構成が大型化・複雑化しがちとなり、小
型化・簡略化を困難にしていた。
【0005】このため、同じ電子写真方式を用いながら
帯電、露光、現像等のプロセスを複合化し(以下適宜
「簡易化プロセス」という。)、これらをほぼ同時にほ
ぼ同じ位置で行う方法がいくつか提案されており、その
代表的なものは、例えば特開昭58−153957号公
報、特開昭62−209470号公報等に開示されてい
る。これらは、概して、導電トナー、または導電キャリ
ヤと絶縁トナーを用い、(1)前回画像形成時の転写残
トナーのクリーニング、(2)接触帯電、(3)感光体
に対する背面からの画像露光、(4)接触現像、の一連
のプロセスを行うというステップを踏んでいる。そし
て、以上のステップを感光体と、感光体背面露光位置に
対向して感光体表面に接触している磁気ブラシローラと
の現像ニップ内で行うことを特徴としている。
帯電、露光、現像等のプロセスを複合化し(以下適宜
「簡易化プロセス」という。)、これらをほぼ同時にほ
ぼ同じ位置で行う方法がいくつか提案されており、その
代表的なものは、例えば特開昭58−153957号公
報、特開昭62−209470号公報等に開示されてい
る。これらは、概して、導電トナー、または導電キャリ
ヤと絶縁トナーを用い、(1)前回画像形成時の転写残
トナーのクリーニング、(2)接触帯電、(3)感光体
に対する背面からの画像露光、(4)接触現像、の一連
のプロセスを行うというステップを踏んでいる。そし
て、以上のステップを感光体と、感光体背面露光位置に
対向して感光体表面に接触している磁気ブラシローラと
の現像ニップ内で行うことを特徴としている。
【0006】具体的には、図3に示すように、まず、現
像スリーブ22によって形成される磁気ブラシローラと
感光体1との現像ニップN内における上流側で転写残ト
ナーを掻き取ってクリーニングを行う。この際、使用す
るトナーは磁性トナーTであり、現像スリーブ22内部
には固定マグネット23が配置されているため、磁気力
によってクリーニング効果を高めることができる。次
に、導電性の磁気ブラシ(導電トナーもしくは導電キャ
リヤ)によって感光体1表面を摺擦し、電荷を注入する
ことによって感光体1表面の帯電を行う。これは、感光
体1表面の不純物準位等に電荷をトラップさせることに
よって帯電を行うため、十分抵抗値の低い帯電部材を用
い、帯電時間を長く取らなければ必要な帯電がなされな
い。このため、感光体1としては、表面付近に電荷をよ
く保持できる材料を用いることが必要であり、アモルフ
ァスシリコン(以下「a−Si」という。)、セレン等
が好ましく用いられている。以上説明したクリーニング
及び帯電は、現像ニップN内における背面露光位置A
(次に説明)の上流側の清掃・帯電領域NC にて同時に
行われる。なお、上述の磁気ブラシの摺擦による感光体
1の帯電電位は、印加した電圧とほぼ等しいものとな
る。
像スリーブ22によって形成される磁気ブラシローラと
感光体1との現像ニップN内における上流側で転写残ト
ナーを掻き取ってクリーニングを行う。この際、使用す
るトナーは磁性トナーTであり、現像スリーブ22内部
には固定マグネット23が配置されているため、磁気力
によってクリーニング効果を高めることができる。次
に、導電性の磁気ブラシ(導電トナーもしくは導電キャ
リヤ)によって感光体1表面を摺擦し、電荷を注入する
ことによって感光体1表面の帯電を行う。これは、感光
体1表面の不純物準位等に電荷をトラップさせることに
よって帯電を行うため、十分抵抗値の低い帯電部材を用
い、帯電時間を長く取らなければ必要な帯電がなされな
い。このため、感光体1としては、表面付近に電荷をよ
く保持できる材料を用いることが必要であり、アモルフ
ァスシリコン(以下「a−Si」という。)、セレン等
が好ましく用いられている。以上説明したクリーニング
及び帯電は、現像ニップN内における背面露光位置A
(次に説明)の上流側の清掃・帯電領域NC にて同時に
行われる。なお、上述の磁気ブラシの摺擦による感光体
1の帯電電位は、印加した電圧とほぼ等しいものとな
る。
【0007】次に、感光体1背面から露光を行う。光源
(露光手段)3としては、LEDアレイ3a等を用いて
おり、現像スリーブ22と感光体1とによって形成され
る現像ニップN内の定められた位置(背面露光位置)A
に露光を行う。この露光によって感光体1上には、潜像
が形成される。
(露光手段)3としては、LEDアレイ3a等を用いて
おり、現像スリーブ22と感光体1とによって形成され
る現像ニップN内の定められた位置(背面露光位置)A
に露光を行う。この露光によって感光体1上には、潜像
が形成される。
【0008】この潜像は、現像ニップN内の背面露光位
置A下流側の現像領域ND において現像される。導電ト
ナーを用いる場合には、感光体1上に形成された潜像に
よって静電誘導された電荷がトナーの穂を通じて穂先端
のトナーに注入され、この電荷と潜像電荷との間に働く
クーロン力でトナーが穂から離れて現像が行われる。
置A下流側の現像領域ND において現像される。導電ト
ナーを用いる場合には、感光体1上に形成された潜像に
よって静電誘導された電荷がトナーの穂を通じて穂先端
のトナーに注入され、この電荷と潜像電荷との間に働く
クーロン力でトナーが穂から離れて現像が行われる。
【0009】また、同様の構成で2成分現像剤を用い
て、磁性導電キャリヤと絶縁トナーとによって現像を行
う場合には、導電キャリヤの穂が近接電極の役割を果た
して感光体1と現像スリーブ22との間に印加する電圧
が低くても現像に十分な電界を与えることができるた
め、低電圧で絶縁トナーの現像を行うことが可能であ
る。
て、磁性導電キャリヤと絶縁トナーとによって現像を行
う場合には、導電キャリヤの穂が近接電極の役割を果た
して感光体1と現像スリーブ22との間に印加する電圧
が低くても現像に十分な電界を与えることができるた
め、低電圧で絶縁トナーの現像を行うことが可能であ
る。
【0010】一般的には、導電トナーでは、感光体1上
のトナー像を転写材Pに転写する際に電界を用いた転写
が難しいため、後者の絶縁トナーを用いた2成分現像が
好ましいとされている。
のトナー像を転写材Pに転写する際に電界を用いた転写
が難しいため、後者の絶縁トナーを用いた2成分現像が
好ましいとされている。
【0011】なお、感光体として、近年主流を占めてい
る機能分離型のOPC感光体は、電荷注入性が悪いた
め、従来、上述の構成の画像形成装置にはあまり用いら
れてなかったが、感光体の表面に新たに電荷注入層を形
成することによって、電荷注入性が改善され、良好な帯
電性を確保できるようになることが確認されている。
る機能分離型のOPC感光体は、電荷注入性が悪いた
め、従来、上述の構成の画像形成装置にはあまり用いら
れてなかったが、感光体の表面に新たに電荷注入層を形
成することによって、電荷注入性が改善され、良好な帯
電性を確保できるようになることが確認されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術の簡略化プロセスによると、非画像部にかぶりが発
生するという問題があった。簡略化プロセスは、その構
成上通常の電子写真プロセスで設定される反転コントラ
ストをとることができないため、本質的に非画像部がか
ぶりやすい構成となっている。
技術の簡略化プロセスによると、非画像部にかぶりが発
生するという問題があった。簡略化プロセスは、その構
成上通常の電子写真プロセスで設定される反転コントラ
ストをとることができないため、本質的に非画像部がか
ぶりやすい構成となっている。
【0013】具体的に図3に示すと、実際に103 Ω・
cmの体積抵抗値を持つ導電粒子を用いてa−Si感光体
の上にシリコーンカーバイド層を設けた感光体で現像ス
リーブに+60Vの電圧を印加して図2の装置で画像形
成を行ったところ、帯電電位VD は+55Vに、露光部
電位VL は+5Vになった。この感光体電位に対して現
像ニップ内の後半の現像領域で現像を行うと、電位設定
は図3に示すように非画像部電位VD =+55V、画像
部電位VL =+5V、現像電位VDC=+50Vとなり、
この設定でポジトナーを反転現像させることになる。
cmの体積抵抗値を持つ導電粒子を用いてa−Si感光体
の上にシリコーンカーバイド層を設けた感光体で現像ス
リーブに+60Vの電圧を印加して図2の装置で画像形
成を行ったところ、帯電電位VD は+55Vに、露光部
電位VL は+5Vになった。この感光体電位に対して現
像ニップ内の後半の現像領域で現像を行うと、電位設定
は図3に示すように非画像部電位VD =+55V、画像
部電位VL =+5V、現像電位VDC=+50Vとなり、
この設定でポジトナーを反転現像させることになる。
【0014】この電位設定をみてわかるように、現像コ
ントラストは50Vであるが反転コントラストはなく、
非画像部においてむしろ5Vほど現像側に向いている。
実際には現像スリーブ内のマグネットによる磁性トナー
への拘束力が働くため非画像部への現像は抑制される
が、非常にかぶりやすいプロセスであることがわかる。
ントラストは50Vであるが反転コントラストはなく、
非画像部においてむしろ5Vほど現像側に向いている。
実際には現像スリーブ内のマグネットによる磁性トナー
への拘束力が働くため非画像部への現像は抑制される
が、非常にかぶりやすいプロセスであることがわかる。
【0015】このように、簡略化プロセスは、構成が単
純である反面、かぶりの面で画像安定性に欠けるという
問題点が存在していた。
純である反面、かぶりの面で画像安定性に欠けるという
問題点が存在していた。
【0016】なお、感光体表面においてトナーが動きや
すくすると、かぶりが少なくなるということが知られて
いる。
すくすると、かぶりが少なくなるということが知られて
いる。
【0017】そこで、本発明は、電子写真感光体表面に
おけるトナーの動きを容易にするようにした電子写真感
光体を提供することを目的とするものである。
おけるトナーの動きを容易にするようにした電子写真感
光体を提供することを目的とするものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、導電基体上に感光層を設け
た電子写真感光体において、前記感光層の表面層とし
て、少なくともフッ素樹脂を含有している絶縁性のバイ
ンダーと、該バインダー内に分散させた導電粒子とを有
し、表面エネルギーが30dyne/cm以下の電荷注入層を
設けたことを特徴とする。
みてなされたものであって、導電基体上に感光層を設け
た電子写真感光体において、前記感光層の表面層とし
て、少なくともフッ素樹脂を含有している絶縁性のバイ
ンダーと、該バインダー内に分散させた導電粒子とを有
し、表面エネルギーが30dyne/cm以下の電荷注入層を
設けたことを特徴とする。
【0019】〔作用〕以上構成に基づく主な作用(請求
項1に基づく作用)は次のとおりである。
項1に基づく作用)は次のとおりである。
【0020】感光体の表面エネルギーを30dyne/cm以
下にすることによって、感光体表面の離型性が向上する
ので、トナーが感光体表面において十分に動くことで、
過剰な付着を防止することができる。
下にすることによって、感光体表面の離型性が向上する
ので、トナーが感光体表面において十分に動くことで、
過剰な付着を防止することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【0022】〈実施の形態1〉本実施の形態では、図2
に示すような感光体背面露光、クリーニング、帯電、現
像同時プロセス(簡略化プロセス)において、電子写真
感光体に正帯電性のアモルファスシリコンドラム(a−
Siドラム)を用いる。
に示すような感光体背面露光、クリーニング、帯電、現
像同時プロセス(簡略化プロセス)において、電子写真
感光体に正帯電性のアモルファスシリコンドラム(a−
Siドラム)を用いる。
【0023】まず、図2に示す実施の形態で用いた画像
形成装置の概略について述べる。
形成装置の概略について述べる。
【0024】電子写真感光体(以下適宜「感光ドラム」
という。)1は、直径30mmの透明ガラスシリンダー
の上に、感光層を積層させたものである。シリンダーと
しては、耐熱ガラスを用いており、透明導電層としてI
TO層を厚さ1μm程度塗工する。この上に機能層を積
層させる。
という。)1は、直径30mmの透明ガラスシリンダー
の上に、感光層を積層させたものである。シリンダーと
しては、耐熱ガラスを用いており、透明導電層としてI
TO層を厚さ1μm程度塗工する。この上に機能層を積
層させる。
【0025】下層から順に、基板からの負電荷の注入阻
止層としてアモルファスシリコンカーバイド層、アモル
ファスシリコン感光層、アモルファスシリコンカーバイ
ド保護層を順に蒸着させて感光体とした。アモルファス
シリコンカーバイド保護層はa−Si感光体では一般的
に用いられているが、本実施の形態では表面エネルギー
の異なる感光体表面を作るために、アモルファス化度
(結晶化度)、また原子組成比(SiX C1-X のxの
値)の異なるもので3種類試作を行った。アモルファス
化度を高くすると、材料としては安定な方向に向うの
で、表面エネルギーは小さくなる。
止層としてアモルファスシリコンカーバイド層、アモル
ファスシリコン感光層、アモルファスシリコンカーバイ
ド保護層を順に蒸着させて感光体とした。アモルファス
シリコンカーバイド保護層はa−Si感光体では一般的
に用いられているが、本実施の形態では表面エネルギー
の異なる感光体表面を作るために、アモルファス化度
(結晶化度)、また原子組成比(SiX C1-X のxの
値)の異なるもので3種類試作を行った。アモルファス
化度を高くすると、材料としては安定な方向に向うの
で、表面エネルギーは小さくなる。
【0026】このようにしてそれぞれ作成した感光体1
の表面エネルギー(表面張力)値を測定したところ、サ
ンプル1は33dyne/cm、サンプル2は30dyne/cm、
サンプル3は28dyne/cmであった。
の表面エネルギー(表面張力)値を測定したところ、サ
ンプル1は33dyne/cm、サンプル2は30dyne/cm、
サンプル3は28dyne/cmであった。
【0027】また、比較としてセレン感光体もサンプル
4として用意し、本実施の形態で用いたセレン感光体サ
ンプル4の表面エネルギーは、同様の方法で測定を行っ
た結果35dyne/cmという値を示した。
4として用意し、本実施の形態で用いたセレン感光体サ
ンプル4の表面エネルギーは、同様の方法で測定を行っ
た結果35dyne/cmという値を示した。
【0028】なお、ここで用いる表面エネルギー値は、
表面張力の値で代用しており、JIS K6768−1
971によって規定されている「ポリエチレンおよびポ
リプロピレンフィルムのぬれ試験方法」に基づいて試験
を行い、値の異なるぬれ指数標準液を塗布してエネルギ
ー値を決定した。
表面張力の値で代用しており、JIS K6768−1
971によって規定されている「ポリエチレンおよびポ
リプロピレンフィルムのぬれ試験方法」に基づいて試験
を行い、値の異なるぬれ指数標準液を塗布してエネルギ
ー値を決定した。
【0029】次に、現像装置2について説明する。現像
装置2は、現像剤Dを収納する現像容器21と、直径3
0mmの回転可能な現像スリーブ22と、その内側に配
設した固定マグネット23を備えており、現像スリーブ
22は、矢印R1方向に回転する感光ドラム1に対して
同方向(現像ニップNにおける感光ドラム1表面と現像
スリーブ22表面との移動方向が同じ)に6倍の周速で
矢印R2方向に回転駆動される。
装置2は、現像剤Dを収納する現像容器21と、直径3
0mmの回転可能な現像スリーブ22と、その内側に配
設した固定マグネット23を備えており、現像スリーブ
22は、矢印R1方向に回転する感光ドラム1に対して
同方向(現像ニップNにおける感光ドラム1表面と現像
スリーブ22表面との移動方向が同じ)に6倍の周速で
矢印R2方向に回転駆動される。
【0030】本実施の形態では、プロセススピードは感
光ドラムの周速で50mm/sec としているため、現像
スリーブ22の周速は300mm/sec である。固定マ
グネット23の磁極配置は等極の8極であり、そのうち
の1極のピーク位置が、感光ドラム1と現像スリーブ2
2の互いの中心を結んだ直線上にくるように配置され、
ピーク位置での現像スリーブ22上の磁束密度は800
ガウスに設定されている。
光ドラムの周速で50mm/sec としているため、現像
スリーブ22の周速は300mm/sec である。固定マ
グネット23の磁極配置は等極の8極であり、そのうち
の1極のピーク位置が、感光ドラム1と現像スリーブ2
2の互いの中心を結んだ直線上にくるように配置され、
ピーク位置での現像スリーブ22上の磁束密度は800
ガウスに設定されている。
【0031】現像剤Dは、2成分であり、磁性導電キャ
リヤC(以下適宜単に「キャリヤ」という。)と、磁性
絶縁トナーT(以下適宜単に「トナー」という。)との
組み合せである。
リヤC(以下適宜単に「キャリヤ」という。)と、磁性
絶縁トナーT(以下適宜単に「トナー」という。)との
組み合せである。
【0032】磁性導電キャリヤCは、転写残トナーのク
リーニングと、感光ドラム表面の帯電と、トナーの搬送
とに寄与している。キャリヤの粒径は25μm、抵抗値
は103 Ω・cmであり、ポリエチレン樹脂にマグネタイ
ト、導電化のためにカーボンブラックを分散した樹脂キ
ャリヤである。
リーニングと、感光ドラム表面の帯電と、トナーの搬送
とに寄与している。キャリヤの粒径は25μm、抵抗値
は103 Ω・cmであり、ポリエチレン樹脂にマグネタイ
ト、導電化のためにカーボンブラックを分散した樹脂キ
ャリヤである。
【0033】磁性絶縁トナーTは、ネガトナーで、粒径
7μm、抵抗値1014Ω・cmである。
7μm、抵抗値1014Ω・cmである。
【0034】このトナーとキャリヤをT/D比15%
(トナーT対現像剤D全体の重量比)で混合し、現像容
器21に収納する。現像容器21内では、現像スリーブ
22表面のトナーのコート厚を規制するための金属板ブ
レード24が現像スリーブ22と対向しており、トナー
の層厚は約1mmとなる。また、現像スリーブ22と感
光ドラム1とは、不図示の端部突き当てコロによって間
隔0.5mmに保持されている。この状態では感光ドラ
ム1と現像スリーブ22とを所定の速さで回転させた場
合、両者の現像ニップNが7mmとなるように設定され
ている。
(トナーT対現像剤D全体の重量比)で混合し、現像容
器21に収納する。現像容器21内では、現像スリーブ
22表面のトナーのコート厚を規制するための金属板ブ
レード24が現像スリーブ22と対向しており、トナー
の層厚は約1mmとなる。また、現像スリーブ22と感
光ドラム1とは、不図示の端部突き当てコロによって間
隔0.5mmに保持されている。この状態では感光ドラ
ム1と現像スリーブ22とを所定の速さで回転させた場
合、両者の現像ニップNが7mmとなるように設定され
ている。
【0035】現像スリーブ22と感光ドラム1の間に印
加する電圧は+60Vであり、ネガトナーとの組み合わ
せで反転現像を行う。
加する電圧は+60Vであり、ネガトナーとの組み合わ
せで反転現像を行う。
【0036】露光手段3はLEDアレイ3を有し、感光
ドラム1の内側に挿入されて現像ニップNの露光照射位
置Aに背面を行う。露光照射位置Aは現像ニップN内
の、最下流側から2mmの位置で行う。この位置が上流
に寄り過ぎると、露光によって形成された潜像が導電キ
ャリヤによって再帯電を受け、潜像コントラストが小さ
くなってしまうので画像濃度が上がらない。逆に所定の
位置より下流に寄り過ぎると、現像に寄与する領域が短
くなってしまうので、同様に画像濃度が上がらないとい
った問題が生じる。
ドラム1の内側に挿入されて現像ニップNの露光照射位
置Aに背面を行う。露光照射位置Aは現像ニップN内
の、最下流側から2mmの位置で行う。この位置が上流
に寄り過ぎると、露光によって形成された潜像が導電キ
ャリヤによって再帯電を受け、潜像コントラストが小さ
くなってしまうので画像濃度が上がらない。逆に所定の
位置より下流に寄り過ぎると、現像に寄与する領域が短
くなってしまうので、同様に画像濃度が上がらないとい
った問題が生じる。
【0037】このようにして現像されたトナー像は転写
ローラ5によって転写材P上に転写される。本実施の形
態で用いた転写ローラ5の抵抗値は5×107 Ωであ
り、印加バイアスは+500Vであった。転写部で転写
されなかったトナーは次の画像形成時に現像ニップN内
の上流側で掻き取られるため、次回の画像形成に影響は
及ぼさない。
ローラ5によって転写材P上に転写される。本実施の形
態で用いた転写ローラ5の抵抗値は5×107 Ωであ
り、印加バイアスは+500Vであった。転写部で転写
されなかったトナーは次の画像形成時に現像ニップN内
の上流側で掻き取られるため、次回の画像形成に影響は
及ぼさない。
【0038】以上のような装置を使って実際に画像形成
を行った例を示す。
を行った例を示す。
【0039】まず、感光ドラム1と現像スリーブ22に
よって形成される現像ニップN内の上流側で、前回の画
像形成時に感光ドラム上に残されたトナーが早回しされ
ている磁気ブラシによってかきとられる。と同時に導電
キャリヤと感光ドラム1とが接触することによって感光
ドラム1の電荷注入層1Aの導電粉体に電荷が注入さ
れ、帯電が行われる。本実施の形態では+60Vの電圧
を現像スリーブ22に印加したところ+55Vの電位が
得られる。そして、露光照射位置Aでは感光ドラム内面
よりLED露光を行うことによって露光部電位(明部電
位)を+5Vにまで低下させる。露光後の現像ニップN
では、電界による接触現像を行う。
よって形成される現像ニップN内の上流側で、前回の画
像形成時に感光ドラム上に残されたトナーが早回しされ
ている磁気ブラシによってかきとられる。と同時に導電
キャリヤと感光ドラム1とが接触することによって感光
ドラム1の電荷注入層1Aの導電粉体に電荷が注入さ
れ、帯電が行われる。本実施の形態では+60Vの電圧
を現像スリーブ22に印加したところ+55Vの電位が
得られる。そして、露光照射位置Aでは感光ドラム内面
よりLED露光を行うことによって露光部電位(明部電
位)を+5Vにまで低下させる。露光後の現像ニップN
では、電界による接触現像を行う。
【0040】本実施の形態で用いたサンプル1〜3のa
−Si感光ドラムは全て現像電位+60V、暗部電位+
55V、明部電位+5Vであった。したがって、現像コ
ントラストは50Vであるが、非画像部においても現像
コントラストが5V存在し、通常の電子写真プロセスの
ように反転コントラストをとることができないため、電
界はむしろ現像側に向いており、かぶりを生じやすい。
−Si感光ドラムは全て現像電位+60V、暗部電位+
55V、明部電位+5Vであった。したがって、現像コ
ントラストは50Vであるが、非画像部においても現像
コントラストが5V存在し、通常の電子写真プロセスの
ように反転コントラストをとることができないため、電
界はむしろ現像側に向いており、かぶりを生じやすい。
【0041】簡略化プロセスでは、現像コントラスト電
圧は数十ボルトと小さいが、導電キャリヤによる穂立ち
が感光ドラム1にほとんど接触していることもあり、ト
ナーにかかる現像電界は非常に大きく、画像濃度を高く
することができる。本実施の形態で用いたそれぞれのa
−Si感光ドラムを用いてマクベス反射濃度計による濃
度測定の結果、それぞれ1.3程度の濃度を出すことが
できた。
圧は数十ボルトと小さいが、導電キャリヤによる穂立ち
が感光ドラム1にほとんど接触していることもあり、ト
ナーにかかる現像電界は非常に大きく、画像濃度を高く
することができる。本実施の形態で用いたそれぞれのa
−Si感光ドラムを用いてマクベス反射濃度計による濃
度測定の結果、それぞれ1.3程度の濃度を出すことが
できた。
【0042】しかし、非画像部のかぶりを測定すると、
それぞれのa−Si感光ドラムを使用した場合では表1
のように異なった値を示した。
それぞれのa−Si感光ドラムを使用した場合では表1
のように異なった値を示した。
【0043】かぶり量の測定は、フォトボルトメータに
て、プリントを行った転写材と行わなかった転写材との
反射率の差で定義している。
て、プリントを行った転写材と行わなかった転写材との
反射率の差で定義している。
【0044】かぶり量はまた、それぞれのa−Si感光
ドラムとセレン感光ドラムで、現像スリーブ22に印加
する電圧を変えて試験を行ったところ図4のようになっ
た。
ドラムとセレン感光ドラムで、現像スリーブ22に印加
する電圧を変えて試験を行ったところ図4のようになっ
た。
【0045】
【表1】 表1と、図4とにより非画像部のかぶりを決定している
ものは現像スリーブ電圧ではなく、表面エネルギーの方
が支配的であることが明らかである。
ものは現像スリーブ電圧ではなく、表面エネルギーの方
が支配的であることが明らかである。
【0046】これは、本実施の形態の装置では現像スリ
ーブ電圧と暗部電位によって与えられる非画像部の現像
力と、固定マグネット23によるトナーへの磁気拘束力
がほぼ釣り合っているために、トナーと感光ドラム表面
の間に働くファンデルワールス力によって主にかぶりが
生じているためである。
ーブ電圧と暗部電位によって与えられる非画像部の現像
力と、固定マグネット23によるトナーへの磁気拘束力
がほぼ釣り合っているために、トナーと感光ドラム表面
の間に働くファンデルワールス力によって主にかぶりが
生じているためである。
【0047】パネルテストによる目視判別で、実用上問
題ないレベルの非画像部でのかぶりを調べたところ、
4.0%以下であればあまり気にならにいことが判っ
た。
題ないレベルの非画像部でのかぶりを調べたところ、
4.0%以下であればあまり気にならにいことが判っ
た。
【0048】したがって、感光ドラムの表面エネルギー
をサンプル2の30dyne/cm以下とすることによって、
かぶりを実用上問題ないレベルにすることが可能である
ことが明らかになった。
をサンプル2の30dyne/cm以下とすることによって、
かぶりを実用上問題ないレベルにすることが可能である
ことが明らかになった。
【0049】〈実施の形態2〉本実施の形態では、感光
ドラムに機能分離型負帯電OPCを用い、その表面層に
新たに表面エネルギーを小さくした電荷注入層を設けた
ことを特徴とする。
ドラムに機能分離型負帯電OPCを用い、その表面層に
新たに表面エネルギーを小さくした電荷注入層を設けた
ことを特徴とする。
【0050】この電荷注入層は、絶縁性の樹脂に導電性
の粒子を分散させたものであり、感光層を誘電体、導電
性粒子を微少なフロート電極として作用させたコンデン
サーに、導電性の磁気ブラシで電荷注入、充電を行わせ
る。
の粒子を分散させたものであり、感光層を誘電体、導電
性粒子を微少なフロート電極として作用させたコンデン
サーに、導電性の磁気ブラシで電荷注入、充電を行わせ
る。
【0051】このため、従来の簡略化プロセスでは感光
層表面に電荷をトラップするような準位をもたないため
使用できなかったOPCのような感光体材料を用いて
も、良好な帯電を行うことができるようになり、感光体
材料の選択の余地が広がる。
層表面に電荷をトラップするような準位をもたないため
使用できなかったOPCのような感光体材料を用いて
も、良好な帯電を行うことができるようになり、感光体
材料の選択の余地が広がる。
【0052】そして、感光ドラム上に電荷注入層を設け
れば、106 Ω程度の高い抵抗値の磁気ブラシを用いて
も瞬時に感光ドラム表面を帯電できるようになり、さら
に電気的絶縁耐圧が高いOPC感光ドラム等に適用すれ
ば、従来電気的耐圧が低くて数十ボルトしか印加できな
かったa−Si感光ドラムに代わり、数百Vの電圧を導
電磁気ブラシに印加して高い現像コントラストで十分な
画像濃度を得ることができるようになる。
れば、106 Ω程度の高い抵抗値の磁気ブラシを用いて
も瞬時に感光ドラム表面を帯電できるようになり、さら
に電気的絶縁耐圧が高いOPC感光ドラム等に適用すれ
ば、従来電気的耐圧が低くて数十ボルトしか印加できな
かったa−Si感光ドラムに代わり、数百Vの電圧を導
電磁気ブラシに印加して高い現像コントラストで十分な
画像濃度を得ることができるようになる。
【0053】本実施の形態では、実施の形態1と全く同
じ構成の装置を用い、感光ドラム構成のみを変更した。
ただし、実施の形態1では正帯電の感光ドラムであった
ため、本実施の形態では負帯電感光ドラムとネガトナー
を用いた反射現像にて現像を行う。
じ構成の装置を用い、感光ドラム構成のみを変更した。
ただし、実施の形態1では正帯電の感光ドラムであった
ため、本実施の形態では負帯電感光ドラムとネガトナー
を用いた反射現像にて現像を行う。
【0054】感光ドラムとしてa−Siに代わり、通常
のOPC感光体上にバインダーとしてポリカーボネート
を用い、二酸化チタンを重量比120wt%の割合で分
散させた電荷注入層を設けたものを用いる。
のOPC感光体上にバインダーとしてポリカーボネート
を用い、二酸化チタンを重量比120wt%の割合で分
散させた電荷注入層を設けたものを用いる。
【0055】電荷注入層に分散する導電フィラーの分散
量が多いと、特に高温高湿環境において感光ドラムの表
面抵抗が低下し、画像流れを起こす可能性があり、逆に
分散量が少ないと感光ドラムの表面積に占める帯電され
る領域が少なくなり帯電不良を起こす可能性がある。こ
のため、二酸化チタンの分散量は5〜250wt%の範
囲に納まっていることが好ましく、本実施の形態では1
20%を採用した。
量が多いと、特に高温高湿環境において感光ドラムの表
面抵抗が低下し、画像流れを起こす可能性があり、逆に
分散量が少ないと感光ドラムの表面積に占める帯電され
る領域が少なくなり帯電不良を起こす可能性がある。こ
のため、二酸化チタンの分散量は5〜250wt%の範
囲に納まっていることが好ましく、本実施の形態では1
20%を採用した。
【0056】そして、本実施の形態では感光ドラムの表
面エネルギーを小さくするためにバインダー中にさらに
フッ素樹脂粒子を分散させる。フッ素樹脂粒子はデュポ
ン社製のPTFE粒子であり、粒径0.5μm程度のも
のを用いた。PTFE樹脂自体の表面エネルギーは、2
1.5dyne/cmと非常に低いために、これを分散させる
ことによって感光ドラム表面エネルギーを大幅に低くす
ることができる。
面エネルギーを小さくするためにバインダー中にさらに
フッ素樹脂粒子を分散させる。フッ素樹脂粒子はデュポ
ン社製のPTFE粒子であり、粒径0.5μm程度のも
のを用いた。PTFE樹脂自体の表面エネルギーは、2
1.5dyne/cmと非常に低いために、これを分散させる
ことによって感光ドラム表面エネルギーを大幅に低くす
ることができる。
【0057】本実施の形態では、比較のためにPTFE
粒子をバインダーに対して5wt%分散させたサンプル
5、10wt%分散させたサンプル6、分散させなかっ
たサンプル7の3種類で実験を行った。
粒子をバインダーに対して5wt%分散させたサンプル
5、10wt%分散させたサンプル6、分散させなかっ
たサンプル7の3種類で実験を行った。
【0058】従来の電子写真プロセスで、感光ドラムの
表面にこのような粒子を多量に入れることは、感光ドラ
ム表面からの画像露光を阻害するため限度があったが、
本簡略化プロセスでは内面露光を行うため、感光ドラム
表面が光を透過させる必要がなく、本実施の形態のよう
に多量に分散させることが可能になる。
表面にこのような粒子を多量に入れることは、感光ドラ
ム表面からの画像露光を阻害するため限度があったが、
本簡略化プロセスでは内面露光を行うため、感光ドラム
表面が光を透過させる必要がなく、本実施の形態のよう
に多量に分散させることが可能になる。
【0059】
【表2】 結果を表2に示すが、感光ドラム表面エネルギーが低い
サンプルの方が非画像部のかぶりは少なく、実用上問題
ないかぶりの限界である4.0%を満足するためにはテ
フロン分散量10%以上、表面エネルギー値は30dyne
/cm以下でなければならないことがわかった。この値は
実施の形態1での値とよく一致を示しており、かぶりと
表面エネルギー値との相関が確認された。
サンプルの方が非画像部のかぶりは少なく、実用上問題
ないかぶりの限界である4.0%を満足するためにはテ
フロン分散量10%以上、表面エネルギー値は30dyne
/cm以下でなければならないことがわかった。この値は
実施の形態1での値とよく一致を示しており、かぶりと
表面エネルギー値との相関が確認された。
【0060】また、本実施の形態ではバインダーに低表
面エネルギーの粒子を分散させたが、バインダー自体に
表面エネルギーの低い材料を使用することも可能であ
る。特に、先にも述べたように、感光ドラム表面の電荷
注入層は光透過性である必要がないためバインダーの選
択の幅は非常に広い。
面エネルギーの粒子を分散させたが、バインダー自体に
表面エネルギーの低い材料を使用することも可能であ
る。特に、先にも述べたように、感光ドラム表面の電荷
注入層は光透過性である必要がないためバインダーの選
択の幅は非常に広い。
【0061】具体的な例としては、バインダーとしてP
FA、導電フィラーとしてデュポン社のZELEC E
CP(コアの回りにシリカを、さらに酸化スズをドープ
して低抵抗化したPTFEをコートした粒径約1〜10
μmの粒子)を分散した電荷注入層を設ければ、感光ド
ラム表面材質を全てフッ素樹脂とすることができ、大幅
に表面エネルギーを低下させることが可能になる。
FA、導電フィラーとしてデュポン社のZELEC E
CP(コアの回りにシリカを、さらに酸化スズをドープ
して低抵抗化したPTFEをコートした粒径約1〜10
μmの粒子)を分散した電荷注入層を設ければ、感光ド
ラム表面材質を全てフッ素樹脂とすることができ、大幅
に表面エネルギーを低下させることが可能になる。
【0062】〈実施の形態3〉本実施の形態では、感光
ドラムの表面エネルギーを小さくする手段として、上述
の実施の形態2の感光層の表面を数オングストロームに
薄層化して低抵抗化し、残留電位が十分小さくなるよう
にコートを行うことを特徴とする。コート材として、ダ
イヤモンド状薄膜を形成する。
ドラムの表面エネルギーを小さくする手段として、上述
の実施の形態2の感光層の表面を数オングストロームに
薄層化して低抵抗化し、残留電位が十分小さくなるよう
にコートを行うことを特徴とする。コート材として、ダ
イヤモンド状薄膜を形成する。
【0063】本実施の形態では、感光ドラム表面の低表
面エネルギーと帯電性とを両立させるため、表面エネル
ギーの低いバインダーに導電粉体を分散させたが、その
分散比が数十wt%と比較的高いことから、感光ドラム
表面には導電粉体がかなり顔を出している。
面エネルギーと帯電性とを両立させるため、表面エネル
ギーの低いバインダーに導電粉体を分散させたが、その
分散比が数十wt%と比較的高いことから、感光ドラム
表面には導電粉体がかなり顔を出している。
【0064】このために、表面エネルギーの低いバイン
ダーを使う効果が十分に得られないことがある。さらな
る効果を期待するためには、そのバインダーで表面を覆
ってしまえば良いが、これでは帯電性が確保できない。
また、帯電が行われても、像露光を行った場合の残留電
位が高くなるという問題点も生じる。
ダーを使う効果が十分に得られないことがある。さらな
る効果を期待するためには、そのバインダーで表面を覆
ってしまえば良いが、これでは帯電性が確保できない。
また、帯電が行われても、像露光を行った場合の残留電
位が高くなるという問題点も生じる。
【0065】したがって、本実施の形態では表面エネル
ギーの低い材料を感光ドラム表面に薄膜化してコート
し、トンネル効果による電荷の移動を可能にして、帯電
性、残留電位共に両立できるようにする。
ギーの低い材料を感光ドラム表面に薄膜化してコート
し、トンネル効果による電荷の移動を可能にして、帯電
性、残留電位共に両立できるようにする。
【0066】電荷のトンネル効果による移動を期待する
ためには、膜厚は数オングストロームである必要がある
ため、本実施の形態では炭素の蒸着によるダイヤモンド
状薄膜を形成した。
ためには、膜厚は数オングストロームである必要がある
ため、本実施の形態では炭素の蒸着によるダイヤモンド
状薄膜を形成した。
【0067】具体的には、実施の形態2にならって、通
常のOPC感光ドラムの上に、ポリカーボネートバイン
ダーに二酸化チタンを120wt%分散した電荷注入層
を積層させ、さらにこの上にダイヤモンド状薄膜を成長
させた。
常のOPC感光ドラムの上に、ポリカーボネートバイン
ダーに二酸化チタンを120wt%分散した電荷注入層
を積層させ、さらにこの上にダイヤモンド状薄膜を成長
させた。
【0068】実際に、電荷注入層のみを設けた感光体サ
ンプル8と、ダイヤモンド状薄膜をその上層に成長させ
た本実施の形態のサンプル9とを図2の装置で試験した
ところ、サンプル8ではかぶり4.8%を示していたも
のがサンプル9では3.6%にまで低下させることがで
きるようになった。
ンプル8と、ダイヤモンド状薄膜をその上層に成長させ
た本実施の形態のサンプル9とを図2の装置で試験した
ところ、サンプル8ではかぶり4.8%を示していたも
のがサンプル9では3.6%にまで低下させることがで
きるようになった。
【0069】以上のように、表面エネルギーの低い材料
で、感光ドラム表面に薄層コートを行うことによって、
高帯電性、低残留電位、低画像かぶりを同時に満足させ
ることができるようになった。
で、感光ドラム表面に薄層コートを行うことによって、
高帯電性、低残留電位、低画像かぶりを同時に満足させ
ることができるようになった。
【0070】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
電子写真感光体において、表面の感光層バインダ中にフ
ッ素樹脂を含有させ、また感光層の表面エネルギーを3
0dyne/cm以下に抑えることによって、電子写真感光体
表面で対向する磁気ブラシを十分に動きやすくすること
ができる。
電子写真感光体において、表面の感光層バインダ中にフ
ッ素樹脂を含有させ、また感光層の表面エネルギーを3
0dyne/cm以下に抑えることによって、電子写真感光体
表面で対向する磁気ブラシを十分に動きやすくすること
ができる。
【0071】特に、電荷注入層を用いるものでは、電荷
注入層を構成するバインダーの選択、導電フィラーの選
択範囲が広いため、感光体の電荷保持能力の向上と表面
エネルギーの低下が容易になり、また設計の自由度が大
きくなる効果が得られた。
注入層を構成するバインダーの選択、導電フィラーの選
択範囲が広いため、感光体の電荷保持能力の向上と表面
エネルギーの低下が容易になり、また設計の自由度が大
きくなる効果が得られた。
【図1】従来の画像形成装置の現像部の概略を示す断面
図。
図。
【図2】実施の形態1における画像形成装置の現像部の
概略を示す断面図。
概略を示す断面図。
【図3】同じく現像部の帯電電位を示す図。
【図4】現像スリーブ印加電圧とかぶり量との関係を示
す図。
す図。
1 感光体(感光ドラム) 1A 電荷注入層 3 露光手段 3a LEDアレイ 11a 導電基体(ITO層) 12 感光層(a−Si層) 22 磁気ブラシローラ(現像スリーブ) 22A スリーブ 23A マグネットローラ D 現像剤 N 現像ニップ P 転写材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04N 1/29 H04N 1/29 E G03G 15/00 115 (72)発明者 久郷 晴美 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 荒矢 順治 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 (1)
- 【請求項1】 導電基体上に感光層を設けた電子写真感
光体において、 前記感光層の表面層として、少なくともフッ素樹脂を含
有している絶縁性のバインダーと、該バインダー内に分
散させた導電粒子とを有し、表面エネルギーが30dyne
/cm以下の電荷注入層を設けたことを特徴とする電子写
真感光体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9129006A JPH1069100A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 電子写真感光体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9129006A JPH1069100A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 電子写真感光体 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4359311A Division JPH06202412A (ja) | 1992-12-26 | 1992-12-26 | 画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1069100A true JPH1069100A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=14998834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9129006A Pending JPH1069100A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 電子写真感光体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1069100A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7486914B2 (en) | 2005-05-30 | 2009-02-03 | Ricoh Company, Ltd. | Electrophotographic image forming apparatus, process cartridge and image forming method wherein lubricant is supplied to a surface of an image bearing member |
-
1997
- 1997-05-19 JP JP9129006A patent/JPH1069100A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7486914B2 (en) | 2005-05-30 | 2009-02-03 | Ricoh Company, Ltd. | Electrophotographic image forming apparatus, process cartridge and image forming method wherein lubricant is supplied to a surface of an image bearing member |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3155915B2 (ja) | 画像形成装置 | |
| JP3314041B2 (ja) | 画像形成装置 | |
| US5963762A (en) | Electrophotographic apparatus performing image exposure and development simultaneously | |
| JP2004021175A (ja) | 帯電装置及び画像形成装置 | |
| JPH1069100A (ja) | 電子写真感光体 | |
| JP3373361B2 (ja) | 現像バイアス制御機能を備えた画像形成装置 | |
| JP3177644B2 (ja) | 画像形成用感光体の帯電方法および画像形成方法 | |
| JP3155793B2 (ja) | 現像装置 | |
| JPH08211741A (ja) | 画像形成装置及びプロセスカートリッジ | |
| JP3268753B2 (ja) | 画像形成装置 | |
| JP2000284570A (ja) | 画像形成装置 | |
| JP3150229B2 (ja) | 電子写真装置 | |
| JP2000293083A (ja) | 画像形成装置 | |
| JPH09211978A (ja) | 画像形成装置 | |
| JP3164705B2 (ja) | 画像形成装置 | |
| JP2005148303A (ja) | クリーニング装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 | |
| JP3164717B2 (ja) | 画像形成装置 | |
| JP2986030B2 (ja) | 画像形成装置 | |
| JPS5926025B2 (ja) | 静電記録装置 | |
| JPS606513B2 (ja) | 電子複写方法 | |
| JP2004077971A (ja) | 画像形成装置 | |
| JP2000293015A (ja) | 画像形成装置 | |
| JP2002365905A (ja) | 画像形成装置 | |
| EP0606757A1 (en) | Electrophotographic apparatus for performing image exposure and development simultaneously | |
| JPH05273820A (ja) | 画像形成装置 |