JPH11109669A - 電子写真感光体およびそれを用いた電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子写真感光体の保護層にバインダー樹脂中
に導電性粒子を分散、混入させると、導電性粒子の分散
不良等に起因する保護層の導電不均一性が、画像流れ
等、画質の低下を引き起こす。 【解決手段】 導電性基体上に光導電層および保護層を
有する電子写真感光体において、保護層が強誘電体より
なる微粒子を含有した層であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真感光体および
それを用いた電子写真装置に関するものであり、詳しく
は表面保護層を有する電子写真感光体および電子写真装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方法において、たとえばセレ
ン、硫化カドミウム、酸化亜鉛、アモルファスシリコ
ン、有機光導電体などの電子写真感光体に、帯電、露
光、現像、転写、定着、クリーニングなどの基本的プロ
セスを行うことにより画像を得る際、帯電プロセスは、
従来より殆ど金属ワイヤーに高電圧（ＤＣ５〜８ｋＶ）
を印加し、発生するコロナにより帯電を行っている。し
かし、この方法ではコロナ発生時にオゾンやＮＯｘ等の
コロナ生成物により感光体表面を変質させ、画像ボケや
潜像の劣化を進行させたり、ワイヤーの汚れが画像品質
に影響し、画像白抜けや黒スジを生じる等の問題があっ
た。

【０００３】一方、電力的にも感光体に向かう電流は、
その５〜３０％にすぎず、殆どがシールド板に流れ、帯
電手法としては効率の悪いものであった。

【０００４】こうした欠点を補うために、微小空隙放電
による帯電装置（特開平５−１０７８６６）や直接帯電
させる方法が研究され、多数提案されている（特開昭５
６−１０４３５１号公報、同５７−１７８２６７号公
報、同５８−４０５６６号公報、同５８−１３９１５６
号公報、同５８−１５０９７５号公報等）。

【０００５】特に最近では、図４に示すように、半導電
性保護層を有する感光体に、導電性微粒子等で直接電荷
を注入し、帯電させる帯電方式が提案されている（特開
昭６１−５７９５８号公報参照）。図４において、符号
１は感光体ドラムを示し、これは導電性支持体４、感光
層３および半導電性保護層９からなっている。この感光
ドラム１の外周面には、ブラシ状帯電装置が対設され、
矢印７で示す感光ドラム１の回転方向と同じ方向に回転
する。符号５Ｃは、導電性支持体４とブラシ状帯電装置
６の間に接続された直流電源である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような半導電性保護層を達成するためには、バインダー
樹脂中に導電性粒子を分散、混入させなければならず、
導電性粒子の分散不良等に起因する保護層の導電不均一
性が、画像流れ等、画質の低下を引き起こしていた。

【０００７】本発明は、上記した問題に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、画像流れなどのない高画質
な画像が得られる感光体および電子写真装置を実現する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の電子写真感光体は、導電性基体上に光導
電層および保護層を有する感光体において、前記保護層
が強誘電体よりなる微粒子を含有した層であることを特
徴とするものである。

【０００９】さらに、本発明の電子写真装置は、強誘電
体よりなる微粒子を含有した保護層を有する電子写真感
光体を用いることを特徴とするものである。

【００１０】通常の電子写真プロセスにおいて、感光体
の帯電は、コロナ帯電法やローラー帯電法、ブラシ帯電
法、電極帯電法等の非コロナ帯電法により行われてい
る。

【００１１】特に、非コロナ帯電法による感光体の帯電
は、半導電性保護層を有する感光体の保護層内に電荷が
注入されることにより生じる。そして、この電荷注入の
導電性をコントロールするため、保護層は、導電性粒子
をバインダー樹脂中に分散、混入させて作製しなければ
ならない。

【００１２】このような感光体は、導電性粒子が保護層
内に分布しているため、保護層の厚さ方向と沿面方向で
の導電性に大差がなく、導電性粒子の分散不良等に起因
する凝集物が存在すると、電荷の横流れや帯電不良が生
じ、画像流れ等の画質の低下を引き起こす。

【００１３】しかしながら、本発明においては、強誘電
体よりなる微粒子が保護層内に含有されているため、前
述の帯電法を行うと、電荷注入によらない、分極現象に
よる帯電が可能となる。

【００１４】したがって、本発明の感光体は、従来の半
導電性保護層を有する感光体の場合のような電荷の横流
れ等が全くなく、かつ帯電現象が異方性を示すため、均
一な帯電潜像が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明で使用される強誘電体微粒
子としては、自発分極の発現を有するものであれば、ど
のようなものでもよく、たとえばＢａＴｉＯ₃ ，ＫＮｂ
Ｏ₃ ，ＰｂＴｉＯ₃ ，ＬｉＮｂＯ₃ ，ＰｂＺｒＯ₃ ，Ｎ
ａＫＣ₄ Ｈ₄ Ｏ₆ ・４Ｈ₂ Ｏ，（ＮＨ ₂ ＣＨ₂ ＣＯＯ
Ｈ）₃ ・Ｈ₂ ＳＯ₄ ，ＫＨ₂ ＰＯ₄ ，ＮａＮＯ₂ ，Ｃａ
₂ Ｓｒ（Ｃ₂Ｈ₅ ＣＯＯ）₆ 等、あるいはこれらの物質
の固溶体からなるものから１種あるいはそれ以上が適宜
選択される。

【００１６】この強誘電体微粒子の平均粒子径は０．３
μｍ以下であり、保護層の透光性の点から０．１μｍ以
下であることが好ましい。

【００１７】本発明における保護層は、バインダー樹脂
中に強誘電性微粒子が分散、含有されたものである。

【００１８】このバインダー樹脂としては、熱可塑性で
も硬化性樹脂でもよく、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、
シリコーン樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素樹脂
等、通常の市販の樹脂が挙げられる。

【００１９】本発明において、保護層には、分散剤、接
着剤、あるいは平滑性を向上させる目的で種々の添加剤
を加えることができる。

【００２０】前記保護層は、バインダー樹脂、強誘電体
微粒子および必要な添加剤を溶解、分散した溶液を感光
層上に塗布乾燥して得ることができる。

【００２１】感光層としては、従来公知のものを使用す
ることができる。

【００２２】また導電性支持体としては、アルミニウ
ム、ニッケル、ステンレス等の金属、導電性膜を有する
プラスチックシートあるいはガラス、導電化処理を施し
た紙等を用いることができる。

【００２３】本発明における分極帯電の方法は、特定の
方法に限られたものではない。

【００２４】帯電部材の形状としては、ローラー、ブラ
シ、ブレード、ベルト、導電性粒子を用いた磁気ブラシ
などいずれの形状をとってもよく、電子写真装置の仕
様、形態にあわせて選択可能である。

【００２５】本発明における感光体に接触させる帯電用
部材は固定方式、感光体と同方向または逆方向で回転等
の移動方式いずれの方式を用いることもできる。

【００２６】本発明において、分極帯電における該帯電
部材への印加電圧は、直流が最も好ましいが、直流に交
流を重畳させた形で印加することもできる。

【００２７】また本発明の感光体に分極帯電を行った後
の感光体の除電方法としては、分極帯電とは逆極性の帯
電を上記と同様のプロセスで加える方法や強誘電体微粒
子のキュリー点以上の熱を与える方法等が有効である。

【００２８】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明を実施例により説明する。図
１は、本発明の一実施例による電子写真感光体の分極帯
電のメカニズムを説明する説明図である。

【００２９】図１において、感光層３上に保護層２を有
する感光体ドラム１が矢印７の方向へ等速回転するよう
に構成されている。感光体ドラム１の一部は、分極帯電
用帯電部材を有するブラシ状帯電装置６および除電ブラ
シ８に接している。符号５Ａは導電性支持体４とブラシ
状帯電装置６との間に接続された直流電源、５Ｂは導電
性支持体４と除電ブラシ８との間に接続された直流電源
である。

【００３０】感光体ドラム１は、上述したように感光層
３の表面に強誘電体微粒子を含有する保護層２を設けて
なるものであるが、この感光体ドラム１は次のようにし
て形成されたものである。

【００３１】１０％の酸化アンチモンを含有する酸化ス
ズで被覆した導電性酸化チタン粉体５０部、フェノール
樹脂２５部、メチルセロソルブ２０部、メタノール５部
およびシリコーンオイル（ポリジメチルシロキサンポリ
オキシアルキレン共重合体、平均分子量３０００）０．
００２部を、φ１ｍｍガラスビーズを用いたサンドミル
装置で２時間分散して導電層用塗料を調整した。

【００３２】アルミニウムシリンダー（φ８０ｍｍ×３
６０ｍｍ）上に、上記塗料を浸漬塗布し、１４０℃で３
０分間乾燥させ、膜厚２０μｍの導電層を形成した。

【００３３】次にアルコール可溶性共重合ナイロン樹脂
（平均分子量２９０００）１０部、メトキシメチル化６
ナイロン樹脂（平均分子量３２０００）３０部をメタノ
ール２６０部、ブタノール４０部の混合溶媒中に溶解し
た。

【００３４】この調合液を上記導電層上に浸漬塗布して
膜厚１μｍの中間層を設けた。

【００３５】次に構造式

【００３６】

【化１】 のジスアゾ顔料４部、ポリビニルベンザール（ベンザー
ル化率８０％、重量平均分子量１１０００）２部、およ
びシクロヘキサノン３０部を、φ１ｍｍガラスビーズを
用いたサンドミル装置で２０時間分散した後、メチルエ
チルケトン６０部を加えて電荷発生層用分散液を調製し
た。

【００３７】この分散液を上記中間層上に浸漬塗布し、
８０℃で１５分間乾燥させ、膜厚０．１０μｍの電荷発
生層を形成した。

【００３８】次に構造式

【００３９】

【化２】 のスチリル化合物１０部およびポリカーボネート（重量
平均分子量４６０００）１０部をジクロルメタン２０
部、モノクロルベンゼン４０部の混合溶媒中に溶解し、
この溶液を上記の電荷発生層上に浸漬塗布し、１２０℃
で６０分間乾燥させ、膜厚１９μｍの電荷輸送層を形成
した。

【００４０】次に構造式

【００４１】

【化３】 で示されるアクリレートモノマー６０部、分散前の平均
粒径４００オンク゛ストロームのＢａＴｉＯ₃ 微粒子４０部、光
開始剤として２−メチルチオキカントン０．１部、トル
エン３００部を混合してサンドミルにて４８時間分散を
行った。

【００４２】この調合液を用いて、先の電荷輸送層上に
ビームコーティング法により成膜し、乾燥した後、高圧
水銀灯にて８ｍＷ／ｃｍ² の光強度で２０秒間光硬化を
行い、強誘電性保護層を設けた。この強誘電性保護層の
膜厚は２μｍであった。

【００４３】このようにして製造した感光体ドラムを、
多数のカーボン繊維を束ねた導電性ブラシよりなる帯電
装置を有する反転現像方式のプリンターに取り付け、電
子写真特性を評価した。

【００４４】なお除電ブラシは、上記帯電装置と同様の
部材を用いた。

【００４５】上記プリンター内で帯電を行ったところ−
７００（Ｖ）の初期暗部電位が得られ、除電後の電位は
−２５（Ｖ）であった。

【００４６】さらに一次帯電−露光−現像−転写−除電
のプロセスを１００００回繰り返し行っても画像流れは
もちろんのことムラや濃度低下のない安定した画像が得
られた。

【００４７】（実施例２）実施例１において、強誘電性
保護層中のアクリレートモノマーとして、

【００４８】

【化４】 を用いた他は、実施例１と同様にして感光体ドラムを作
製した。

【００４９】このようにして製造した感光体ドラムを、
クロロブレンゴム１００部に導電性カーボン５部を熔融
混練し、中心にステンレス軸を通してφ３０×３４０ｍ
ｍになるように成型したローラー帯電装置を有する反転
現像方式のプリンターに取り付け、電子写真特性を評価
した。

【００５０】なお除電は、ＰＴＦＥ樹脂を熔融混練し、
中心にステンレス軸を通してφ１０×３４０ｍｍになる
ように成型したローラーに１２０℃の温度を与えて行っ
た。

【００５１】上記プリンター内で帯電を行ったところ−
６８０（Ｖ）の初期暗部電位が得られ、熱を与えた後の
電位は−２５（Ｖ）と、除電ブラシを用いた場合と同様
の残留電位であった。

【００５２】さらに、一次帯電−露光−現像−転写−除
電のプロセスを１００００回繰り返し行っても、画像流
れはもちろんのこと、ムラや濃度低下のない安定した画
像が得られた。

【００５３】（実施例３）実施例１において、強誘電性
保護層中のアクリレートモノマーとして

【００５４】

【化５】 と、分散前の平均粒径５００オンク゛ストロームのＰｂＺｒＯ₃
微粒子を用いた他は、実施例１と同様にして感光体ドラ
ムを作製した。

【００５５】このようにして製造した感光体ドラムを、
実施例１と同様の帯電装置および除電ブラシを有する反
転現像方式のプリンターに取り付け、電子写真特性を評
価した。

【００５６】上記プリンター内で帯電を行ったところ−
６００（Ｖ）の初期暗部電位が得られ、除電後の電位は
−２０（Ｖ）であった。

【００５７】さらに帯電−除電のプロセスを１００００
回繰り返し行っても、画像流れはもちろんのこと、ムラ
や濃度低下のない安定した画像が得られた。

【００５８】（実施例４）φ３０ｍｍ×２６０ｍｍのア
ルミニウムシリンダー上に、実施例１と同様の方法で導
電層および中間層を設けた。

【００５９】次に構造式

【００６０】

【化６】 のジスアゾ顔料４部、ポリビニルブチラール（ブチラー
ル化率６８％、重量平均分子量２４０００）２部および
シクロヘキサノン３４部を、φ１ｍｍガラスビーズを用
いたサンドミル装置で１２時間分散した後、テトラヒド
ロフラン６０部を加えて電荷発生層用分散液を調製し
た。この分散液を上記中間層上に浸漬塗布し、８０℃で
１５分間乾燥させ、膜厚０．１５μｍの電荷発生層を形
成した。

【００６１】次に構造式

【００６２】

【化７】 の電荷輸送材１０部およびポリカーボネート（重量平均
分子量１５０００）１０部をジクロルメタン２０部、モ
ノクロルベンゼン４０部の混合溶媒中に溶解し、この溶
液を上記の電荷発生層上に浸漬塗布し、１２０℃で６０
分間乾燥させ、膜厚１５μｍの電荷輸送層を形成した。

【００６３】次に構造式

【００６４】

【化８】 で示されるアクリレートモノマー６０部、分散前の平均
粒径３８０オンク゛ストロームのＬｉＮｂＯ₃ 微粒子５０部、光
開始剤としてベンゾフェノン０．０６部、トルエン３０
０部を混合して、ボールミルにて２４時間分散を行っ
た。

【００６５】この調合液を先の電荷輸送層上にビームコ
ーティング法により成膜し、乾燥した後、高圧水銀灯に
て８ｍＷ／ｃｍ² の光強度で３０秒間光硬化を行い、強
誘電性保護層を設けた。この強誘電性保護層の膜厚は
１．５μｍであった。

【００６６】このようにして製造した感光体ドラムを図
２に示すように、平均粒子径３０μｍ、抵抗率１０⁶ Ω
・ｃｍのＮｉ導電性粒子を用い、感光体１の表面と電極
１１の表面との間隔を１ｍｍとした帯電装置を有する正
現像方式の複写機に取り付け、電子写真特性を評価し
た。

【００６７】なお、除電ブラシは、実施例１と同様の部
材を用いた。

【００６８】上記複写機内で帯電を行った所、−５８０
（Ｖ）の初期暗部電位が得られ、除電後の電位は−１５
（Ｖ）であった。

【００６９】さらに、一次帯電−露光−現像−転写−除
電のプロセスを１００００回繰り返し行っても画像流れ
はもちろんのこと、ムラや濃度低下のない安定した画像
が得られた。

【００７０】（実施例５）実施例４において、強誘電性
保護層中に、ポリカーボネート樹脂（重量平均分子量４
８０００）と分散前の平均粒径５５０オンク゛ストロームのＫＮ
ｂＯ₃ 微粒子を用いる他は、実施例４と同様にして感光
体ドラムを作製した。

【００７１】このようにして製造した感光体ドラムを、
図３に示すように、平均粒子径２０μｍ、抵抗率１０⁵
Ω・ｃｍの磁性導電性粒子を用い、感光体１の表面とマ
グロール１２（８００ガウスのマグネットが１０極内蔵
され、７００ｒ．ｐ．ｍ．で回転）の表面との間隔が
０．５ｍｍの帯電装置を有する正現像方式の複写機に取
り付け、電子写真特性を評価した。

【００７２】上記複写機内で帯電を行ったところ−５７
０（Ｖ）の初期暗部電位が得られ、除電後の電位は−１
０（Ｖ）であった。

【００７３】さらに、一次帯電−露光−現像−転写−除
電のプロセスを１００００回繰り返し行っても、画像流
れはもちろんのこと、ムラや濃度低下のない安定した画
像が得られた。

【００７４】（比較例１）実施例１と同様の手順で電荷
輸送層まで作製した。

【００７５】次に、半導電性保護層用の調合液として、
ポリカーボネート樹脂（重量平均分子量４６０００）４
部、平均粒径５００オンク゛ストロームの酸化アンチモン含有ス
ズ２．５部、トルエン６０部をガラスビーズを用いたサ
ンドミル装置で２０時間分散した後、メチルエチルケト
ン６０部加えた。

【００７６】この調合液を上記電荷輸送層上にスプレー
塗布して１２０℃で６０分乾燥させ、膜厚２μｍの表面
保護層を形成した。この感光体を実施例１と同様の方法
で評価した所、画像横流れおよび黒点状の画像欠陥が発
生した。

【００７７】

【発明の効果】以上に説明したように本発明の感光体に
よれば、強誘電体よりなる微粒子が保護層内に含有され
ているため、電荷注入によらない、分極現象による帯電
が可能であり、画像流れ等の画質の低下を引き起こすこ
となく、常に均一な帯電潜像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の強誘電体微粒子を含有する保護層を有
する感光体における分極帯電のメカニズムを説明する説
明図。

【図２】本発明の感光体および分極帯電装置の構成を示
す部分縦断面図。

【図３】本発明の感光体および他の分極帯電装置の構成
を示す部分縦断面図。

【図４】従来の半導電性保護層を有する感光体における
注入帯電のメカニズムを説明する説明図。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 保護層 ３ 感光層 ４ 導電性支持体 ５Ａ〜５Ｃ 直流電源 ６ ブラシ状帯電装置 ７ 感光体ドラム回転方向 ８ 除電ブラシ ９ 半導電性保護層 １０ 導電性微粒子 １１ 電極 １２ マグロール

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性基体上に光導電層および保護層を
   有する電子写真感光体において、前記保護層が強誘電体
   よりなる微粒子を含有した層であることを特徴とする電
   子写真感光体。
2. 【請求項２】 前記強誘電体微粒子の平均粒子径が０．
   ３μｍ以下である請求項１に記載の電子写真感光体。
3. 【請求項３】 導電性基体上に光導電層および保護層を
   有する電子写真感光体において、前記保護層が強誘電体
   よりなる微粒子を含有した層である電子写真感光体を備
   えていることを特徴とする電子写真装置。