JPH11202523A - 電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、安定して良好な注入帯電を
長期にわたり行うことのできる電子写真装置を提供する
ことにある。 【解決手段】 本発明は、支持体、感光層及び電荷注入
層をこの順に有する電子写真感光体及び該電子写真感光
体に接触配置され、電圧を印加されることにより該電子
写真感光体を帯電する帯電部材を有する電子写真装置に
おいて、該電荷注入層がコロイダルシリカ粒子及びシロ
キサン樹脂を含有することを特徴とする電子写真装置で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真装置に関す
るものである。このような電子写真装置としては、白
黒、モノカラー、あるいはフルカラーの電子写真複写
機、プリンター、その他種々の記録機器などがある。

【０００２】

【従来の技術】電子写真感光体には適用される電子写真
プロセスに応じた所要の感度や電気的特性を備えている
ことが要求されるのはもちろんであるが、特に繰り返し
使用される電子写真感光体にはコロナ帯電、トナー現
像、紙への転写およびクリーニング処理などの電気的も
しくは機械的外力に対する耐久性も要求される。一方、
トナーの現像、クリーニングの繰り返しによる表面層へ
のトナーの付着という問題もあり、これに対しては感光
体の表面層のクリーニング性を向上しなくてはならな
い。

【０００３】上記のように感光体の表面層に要求される
特性を満たすために、感光層上に樹脂を主成分とする保
護層を設けることが提案されている。

【０００４】近年の複写画像の更なる高画質化に伴い、
機械的強度はもちろんのこと導電性、透明度などの点で
更に優れた特性を持つ保護層を有する電子写真感光体が
検討されている。

【０００５】一方、電子写真方式や静電記録方式の画像
形成装置において、セレン、硫化カドミウム、酸化亜
鉛、アモルファスシリコン、有機光導電体等の電子写真
感光体や静電記録誘電体等の像担持体の帯電処理手段と
してはコロナ帯電器が使用されてきたが、近年は、低オ
ゾン、低電力等の利点を有することから、接触帯電装
置、すなわち、被帯電体に電圧を印加した帯電部材を当
接させて被帯電体の帯電を行う方式の装置が実用化され
てきている。特に、帯電部材として導電ローラを用いた
ローラ帯電方式の装置が、帯電の安定性という点から好
ましく用いられている。

【０００６】ローラ帯電方式の接触帯電方式では、帯電
部材として導電性の弾性ローラを被帯電体に加圧当接さ
せ、これに電圧を印加することによって、被帯電体を帯
電処理する。

【０００７】具体的には、帯電は帯電部材から被帯電体
への放電によって行われるため、ある閾値以上の電圧を
印加することによって帯電が開始される。

【０００８】例を示すと、被帯電体としての厚さ２５μ
ｍの感光層に対して帯電ローラを加圧当接させて帯電処
理を行わせる場合には、帯電ローラに対して約６４０Ｖ
以上の電圧を印加すれば感光体の表面電位が上昇し始
め、それ以降は印加電圧に対して傾き１で線形に感光体
表面電位が増加する。以後、この閾値電圧を帯電開始電
圧Ｖthと定義する。

【０００９】つまり、電子写真に必要とされる感光体表
面電位Ｖd を得るためには帯電ローラにはＶd ＋Ｖthと
いう必要とされる以上のＤＣ電圧が必要となる。このよ
うにしてＤＣ電圧のみを接触帯電部材に印加して被帯電
体の帯電を行う接触帯電方式を「ＤＣ帯電方式」と称す
る。

【００１０】しかし、ＤＣ帯電方式においては環境変動
等によって接触帯電部材の抵抗値が変動したり、被帯電
体としての感光体が削れることによって膜厚が変化する
とＶthが変動するため、感光体の電位を所望の値にする
ことが難しかった。

【００１１】このため更なる帯電の均一化を図るために
特開昭６３−１４９６６９号公報等に開示されるよう
に、所望のＶd に相当するＤＣ電圧に２×Ｖth以上のピ
ーク間電圧を持つＡＣ成分を重畳した振動電圧を接触帯
電部材に印加して被帯電体の帯電を行う「ＡＣ帯電方
式」が用いられる。これはＡＣによる電位のならし効果
を目的としたものであり、被帯電体の電位はＡＣ電圧の
ピークの中央であるＶd に収束し、環境等の外乱には影
響されることはない。

【００１２】しかしながら、このような接触帯電方式に
おいても、その本質的な帯電機構は帯電部材から被帯電
体への放電減少を用いているため、先に述べたように帯
電に必要とされる電圧は被帯電体表面電位以上の値が必
要とされ、微量のオゾンは発生する。

【００１３】また、帯電均一化のためにＡＣ帯電方式を
用いた場合には、更なるオゾン量の発生、ＡＣ電圧の電
界による帯電部材と被帯電体の振動騒音（ＡＣ帯電音）
の発生、また放電による被帯電体表面の劣化等が顕著に
なり新たな問題点となっていた。

【００１４】そこで、実質的に放電を利用せずに、電子
写真感光体に接触配置された帯電部材から、電子写真感
光体表面の電荷注入層に電荷を直接注入する注入帯電が
特開平７−５７４８号公報等に提案されている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、注入帯
電を用いた場合、常に電荷注入層の表面を帯電部材で摺
擦するため優れた耐久性が要求されていた。

【００１６】また、注入帯電における電荷の注入点は、
帯電部材との接触点に依存するため、帯電部材と電荷注
入層との高い接触性も要求されていた。

【００１７】前述したように従来より感光体表面に要求
される様々な特性を満たすために感光層上に樹脂を主成
分とする種々の表面保護層を設ける試みがなされてい
る。例えば、特開昭５７−３０８４３号公報には、導電
性粒子として金属酸化物粒子を添加することによって抵
抗を制御した保護層が提案されている。

【００１８】また、表面保護層に対しては電気的強度、
機械的強度だけでなく、クリーニング性も同時に要求さ
れる。

【００１９】このため表面層中に種々の物質を添加する
ことで感光体表面の物性を改善することも検討されてい
る。例えば、シリコーンの低表面エネルギーに注目した
添加物としては、シリコーンオイル（特開昭６１−１３
２９５４）、ポリジメチルシロキサン、シリコーン樹脂
粉体（特開平４−３２４４５４）、架橋シリコーン樹
脂、ポリ（カーボネート−シリコン）ブロック共重合
体、シリコーン変性ポリウレタン、シリコーン変性ポリ
エステルが報告されている。

【００２０】低表面エネルギーの代表的なポリマーとし
てはフッ素系高分子があり、該フッ素系高分子として
は、ポリテトラフルオロエチレン粉体、フッ化カーボン
粉末等が挙げられる。

【００２１】しかしながら、金属酸化物等を含む表面保
護層は高い硬度を有するものが得られるが、表面エネル
ギーは大きくなりやすいためにクリーニング性等に問題
がある。シリコーン系樹脂は表面エネルギーが小さい点
で優れているが他の樹脂に対して十分な相溶性を示さな
いため、添加系では凝集しやすく光散乱を生じたり、ブ
リードして表面に偏析するために安定した特性を示さな
い等の問題があった。また、低表面エネルギーのポリマ
ーであるフッ素系高分子は一般に溶媒に不溶であり、分
散性も不良であることから、平滑な感光体表面を得るこ
とが困難であり、屈折率も小さいことから光散乱が生じ
やすく、それによる透明性の劣化を生じる問題点があっ
た。また、フッ素系高分子は一般的に柔らかいために傷
がつきやすい問題点があった。

【００２２】本発明の目的は上記問題点を解決し、光散
乱やブリードがなく、光学的に均一な状態の表面保護層
であって低表面エネルギーと硬度や強度等の機械的特
性、耐アーク放電性等の電気的耐久性を両立した高解像
の電子写真感光体を有する電子写真装置を提供すること
にある。

【００２３】また、本発明の目的は、安定して良好な注
入帯電を長期にわたり行うことのできる電子写真装置を
提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、支
持体、感光層及び電荷注入層をこの順に有する電子写真
感光体及び該電子写真感光体に接触配置され、電圧を印
加されることにより該電子写真感光体を帯電する帯電部
材を有する電子写真装置において、該電荷注入層がコロ
イダルシリカ粒子及びシロキサン樹脂を含有することを
特徴とする電子写真装置である。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の電荷注入層は、ＯＨ基あ
るいはＯＲ′基等の加水分解性基を分子中に有する多官
能性有機ケイ素化合物の加水分解縮合物からなる。即
ち、コロイダルシリカと、加水分解性基を有する有機ケ
イ素化合物とを含有する電荷注入層用組成物を感光層上
に塗工し、乾燥硬化して形成される。

【００２６】加水分解性基を有する有機ケイ素化合物と
しては３官能のＲ−Ｓｉ（ＯＲ′） ₃ が好ましく用いら
れる。Ｒは炭素数１〜３のアルキル基、ビニル基、フッ
素原子を含有する有機基、γ−グリシドキシプロピル基
あるいはγ−メタクリロオキシプロピル基である。特
に、電荷注入層用組成物中に含まれる加水分解性基を有
する有機ケイ素化合物としてはＲがアルキル基の有機ケ
イ素化合物とＲがフッ素を含有する有機基である有機ケ
イ素化合物とを混合して用いるのが好ましい。フッ素原
子を含有する有機基としては、Ｃ_n Ｆ_2n+1Ｃ₂ Ｈ₄ −が
好ましい。ｎは１−１８の整数で、特に４−８が好まし
い。

【００２７】Ｒ′は水素原子または炭素数１〜３のアル
キル基である。

【００２８】電荷注入層用組成物の分散溶剤としてはメ
タノール、エタノール、イソプロパノール、ｔ−ブタノ
ール及びｎ−ブタノール等の低級脂肪族アルコールと水
の混合溶剤系が好ましいが、その他のグリコール及びア
セトン等の水可溶性の溶剤を更に添加してもよい。

【００２９】電荷注入層用組成物の固形分は、１〜５０
重量％が好ましい。固形分が５０重量％を超えると組成
物が劣化し易く、ゲル化等のために良好に塗膜が形成さ
れにくくなる。１重量％未満では形成される電荷注入層
の強度が十分でなくなる傾向がある。

【００３０】また、固形分におけるコロイダルシリカ粒
子の割合は１０〜７０重量％であることが好ましい。７
０重量％を超えると塗膜が脆くなりクラック等が入り易
くなる。コロイダルシリカ粒子の割合が１０重量％未満
では形成された電荷注入層の硬度が十分でなくなる傾向
がある。

【００３１】コロイダルシリカ粒子の平均粒径は５〜１
５０ｎｍ、特には分散安定性及び光学特性の点から１０
〜３０ｎｍであることが好ましい。

【００３２】電荷注入層用組成物中に含有するコロイダ
ルシリカとしては市販の水分散系のものが用いられる
（例えば、Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕ
ｒｓ＆ Ｃｏ．製の商品名“Ｌｕｄｏｘ”やＮａｌｃｏ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ製の“Ｎａｌｃｏａｇ”等）。コロ
イダルシリカ粒子としては、Ｎａ₂ Ｏ等のアルカリ金属
酸化物の含有量が２重量％以下のものが好ましい。

【００３３】電荷注入層用組成物は無機酸もしくは有機
酸を用いることによりｐＨ３．０〜６．０の酸性状態に
調整されることが好ましい。強酸を用いると組成物の安
定性等に好ましくない影響を与え易いので、より好まし
くは弱酸が用いられｐＨ４．０〜５．５の酸性状態に調
整される。

【００３４】電子写真感光体の感光層の上に、浸漬塗布
やスプレー塗布等の公知の塗布方法で塗布された電荷注
入層用組成物は乾燥後、熱硬化されることにより硬度、
強度、低表面エネルギー及び耐放電性が発現する。熱硬
化は高温であるほど完全に進行するが、電子写真感光体
特性に悪影響を与えない範囲で選ばれる。好ましくは８
０℃〜１８０℃で熱硬化されるが、より好ましくは１０
０〜１５０℃で行われる。

【００３５】熱硬化の時間としては長時間であるほど硬
化は進むが、その処理温度において電子写真感光体特性
に悪影響を与えない範囲で選ばれる。熱硬化の処理時間
は一般的には１０分〜１２時間程度で行われる。

【００３６】乾燥後、熱硬化して得られた電荷注入層は
コロイダルシリカ粒子及びＲＳｉＯ _3/2 で示されるとこ
ろのシロキサン樹脂を含有する。ＲＳｉＯ_3/2 はＲ−Ｓ
ｉ（ＯＲ′）₃ の加水分解縮合によって得られるもので
ある。本発明の電荷注入層は、水の接触角９０度以上の
低表面エネルギーであることが好ましい。特に、Ｒがフ
ッ素原子を含有する有機基であるときに好ましい結果が
得られる。水の接触角が９０度未満の電荷注入層は、帯
電部材との十分な接触性が得られにくく、また、電子写
真プロセスによる繰り返し使用によって表面に帯電生成
物やトナー、紙からもたらされる脱落物が付着し易く、
クリーニング不良や表面抵抗の低下による潜像の劣化
（画像流れ）を生じ易い。より好ましくは９５度以上で
ある。保護層の水の接触角があまり大き過ぎても、今度
は感光層との接着力が不十分となるので１４０度以下が
好ましい。

【００３７】本発明による電荷注入層は、上記のように
低表面エネルギーを達成できるが、同時に高い表面硬度
も得られる。通常、表面エネルギーを低くしようとする
と表面硬度が低下するが、本発明においては低表面エネ
ルギー及び高表面硬度を達成することができる。本発明
において電荷注入層の表面硬度を高くできるのは電荷注
入層中のコロイダル粒子表面にシロキサン樹脂が結合し
ているためである。電荷注入層の表面硬度は、その電荷
注入層をガラス板上に形成したときに鉛筆硬度５Ｈ以上
が好ましい。５Ｈ未満では電子写真プロセスに用いられ
ているトナーや紙粉によって傷や削れが生じ易く好まし
くない。

【００３８】鉛筆硬度によると、９Ｈよりも大きな硬度
については測定できないため、電荷注入層の表面硬度を
計装化圧子圧入法（ｎａｎｏｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ
ｍｅｔｈｏｄｓ）によるユニバーサル硬さ（Ｈｕ：単位
Ｎ／ｍｍ² ）で測定してもよい。ユニバーサル硬さによ
る場合、本発明の電荷注入層は３５０〜２０００Ｎ／ｍ
ｍ² の範囲が好ましい。ユニバーサル硬さと鉛筆硬度と
の間には一般に相関があり、鉛筆硬度５Ｈ以上はユニバ
ーサル硬さで３５０Ｎ／ｍｍ² 以上に相当する。電荷注
入層のユニバーサル硬さが２０００Ｎ／ｍｍ² よりも大
きいと、電荷注入層と感光層との硬さに大きな違いがで
き、衝撃等により保護層にひびが生じ易くなる。

【００３９】電荷注入層の表面硬度は、コロイダルシリ
カ粒子の粒径、加水分解縮合の程度等を適宜選択するこ
とにより、好ましい値に調整できる。

【００４０】本発明において、ユニバーサル硬さはＨｅ
ｌｍｕｔ Ｆｉｓｃｈｅｒ ＧＭＢＨ＋Ｃｏ．製のＦＩ
ＳＣＨＥＲＳＣＯＰＥ Ｈ１００Ｖを用いて測定した。
試料は、ガラス板上に４〜５μｍの膜厚で形成した。圧
子の押し込み深さは、１μｍであった。

【００４１】米国特許３，９４４，７０２号や米国特許
４，０２７，０７３号のように、コロイダルシリカを用
いた材料には種々あるが、本発明の電荷注入層は低表面
エネルギーと高表面硬度を達成したものである。

【００４２】電荷注入層の膜厚は０．１〜４μｍである
ことが好ましい。０．１μｍ未満では表面硬度や強度が
十分でなく耐久性が低下し易く、４μｍを超えると現像
時に潜像によって形成されるコントラストポテンシャル
が劣化し易い。より好ましくは０．２〜３μｍである。

【００４３】電荷注入層の体積抵抗は１×１０⁹ 〜１×
１０¹⁵Ωｃｍ以上であることが好ましい。１×１０⁹ Ω
ｃｍ未満では形成された潜像の電荷が拡散するため劣化
し易く、１×１０¹⁵Ωｃｍを超えると電子写真感光体と
して露光後、現像までに電荷が十分に移動できないため
に見かけ上感度が低下し、残留電位も高くなり易い。

【００４４】また、電荷注入層に残存しているシラノー
ル基等の加水分解性基によっても残留電位が高くなる傾
向があるため、できる限り残存しないようにすることが
望ましい。好ましくは加水分解性基がＳｉＯＨ基換算で
保護層中に０．１重量％未満であり、より好ましくは
０．０１重量％未満である。

【００４５】電荷注入層は、感光層上に電荷注入層用組
成物を浸漬コーティング法やブレードコート法及びロー
ルコート法等により塗布して形成される。電荷注入層用
組成物に用いる溶剤は感光層を侵さないものが好ましい
が、感光層を侵すような溶剤を用いる場合であってもス
プレー塗布法を用いることにより影響を低下させること
が可能である。

【００４６】電子写真感光体の支持体としては支持体自
体が導電性を有するもの、例えば、アルミニウム、アル
ミニウム合金、銅、亜鉛、ステンレス、クロム、チタ
ン、ニッケル、マグネシウム、インジウム、金、白金、
銀及び鉄等を用いることができる。その他にアルミニウ
ム、酸化インジウム、酸化スズ及び金等を蒸着等により
プラスチック等の誘電体支持体に被膜形成し、導電層と
したものや、導電性微粒子をプラスチックや紙に混合し
たもの等を用いることができる。これらの導電性支持体
は均一な導電性が求められるとともに平滑な表面が重要
である。表面の平滑性はその上層に形成される下引き
層、電荷発生層及び電荷輸送層の均一性に大きな影響を
与えることから、その表面粗さは１．０μｍ以下が好ま
しい。

【００４７】特に、導電性微粒子をポリマーバインダー
中に分散して塗布することにより得られる導電層を被覆
した支持体は、形成が容易であり、均質な表面を有する
ため好ましく使用される。このとき用いられる導電性微
粒子の１次粒径は１００ｎｍ以下であり、より好ましく
は５０ｎｍ以下のものが用いられる。導電性微粒子とし
ては、導電性酸化亜鉛、導電性酸化チタン、Ａｌ、Ａ
ｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、カーボンブラッ
ク、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化インジウム及びインジウム
等が用いられ、またこれらを絶縁性微粒子の表面にコー
ティングして用いてもよい。前記導電性微粒子の含有量
は導電層の体積抵抗が十分に低くなるように使用され、
好ましくは１×１０¹⁰Ωｃｍ以下の抵抗となるように添
加される。より好ましくは１×１０⁸ Ωｃｍ以下で用い
られる。

【００４８】導電性支持体と感光層の中間に、注入阻止
機能と接着機能をもつ下引き層を設けることもできる。
下引き層としてはカゼイン、ポリビニルアルコール、ニ
トロセルロース、エチレン−アクリル酸コポリマー、ポ
リビニルブチラール、フェノール樹脂、ポリアミド、ポ
リウレタン及びゼラチン等によって形成することができ
る。下引き層の膜厚は０．１〜１０μｍが好ましく、更
に０．３〜３μｍが好ましい。

【００４９】感光層は単一層でもかまわないが、支持体
側から順に電荷発生層及び電荷輸送層を積層して構成す
るのが好ましい。また、支持体側から順に電荷輸送層及
び電荷発生層を積層してもよい。

【００５０】感光層が単一層の場合、感光層は電荷発生
材料と、電荷輸送材料と、結着樹脂とを、溶媒で混合し
て通常のコーティング法により成膜して形成する。

【００５１】感光層が、電荷発生層及び電荷輸送層で構
成される場合、電荷発生層は少なくとも電荷発生材料
と、結着樹脂とを、溶媒で混合して通常のコーティング
法により成膜して形成する。電荷輸送層は少なくとも電
荷輸送材料と、結着樹脂とを、溶媒で混合して通常のコ
ーティング法により成膜して形成する。

【００５２】電荷発生材料としては、例えば、セレン−
テルル、ピリリウム系染料、チオピリリウム系染料、フ
タロシアニン系顔料、アントアントロン系顔料、ジベン
ズピレンキノン系顔料、ピラントロン系顔料、トリスア
ゾ系顔料、ジスアゾ系顔料、アゾ系顔料、インジゴ系顔
料、キナクリドン系顔料及びシアニン系顔料等を用いる
ことができる。

【００５３】電荷輸送材料は電子輸送性化合物と正孔輸
送性化合物に大別される。

【００５４】電子輸送性化合物としては、例えば２，
４，７−トリニトロフルオレノン、２，４，５，７−テ
トラニトロフルオレノン、クロラニル、テトラシアノキ
ノジメタン、及びアルキル置換ジフェノキノン等の電子
受容性化合物やこれらの電子受容性化合物を高分子化し
たものが挙げられる。正孔輸送性化合物としては、例え
ばピレン、及びアントラセン等の多環芳香族化合物、カ
ルバゾール、インドール、オキサゾール、チアゾール、
オキサチアゾール、ピラゾール、ピラゾリン、チアジア
ゾール及びトリアゾール等の複素環化合物、ｐ−ジエチ
ルアミノベンズアルデヒド−Ｎ，Ｎ−ジフェニルヒドラ
ゾン及びＮ，Ｎ−ジフェニルヒドラジノ−３−メチリデ
ン−９−エチルカルバゾール等のヒドラゾン系化合物、
α−フェニル−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチル
ベン及び５−（４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）ベンジリ
デン）−５Ｈ−ジベンゾ（ａ，ｄ）シクロヘプテン等の
スチリル系化合物、ベンジジン系化合物及びトリアリー
ルアミン系化合物あるいはこれらの化合物からなる基を
主鎖または側鎖に有する高分子化合物（ポリ−Ｎ−ビニ
ルカルバゾール、ポリビニルアントラセン等）が挙げら
れる。

【００５５】各層に用いる結着樹脂としては、例えばス
チレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸エステル、フッ化ビニリデン及びトリ
フルオロエチレン等のビニル化合物の重合体あるいは共
重合体、更にはポリビニルアルコール、ポリビニルアセ
タール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホ
ン、ポリフェニレンオキサイド、ポリウレタン、セルロ
ース樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、有機ケイ素
樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。

【００５６】感光層が単一層の場合、電荷発生材料の含
有量は、感光層の固形分に対して３〜３０重量％が好ま
しい。電荷輸送材料の含有量は、感光層の固形分に対し
て２０〜７０重量％が好ましい。

【００５７】感光層を、電荷発生層及び電荷輸送層で構
成する場合、電荷発生材料の含有量は、電荷発生層の固
形分に対して２０〜８０重量％、更には３０〜７０重量
％が好ましい。電荷輸送材料の含有量は、電荷輸送層の
固形分に対して２０〜７０重量％が好ましい。

【００５８】感光層の厚みは、単一層の場合、３〜４０
μｍが好ましい。電荷発生層の厚みは、０．０５〜１．
０μｍ、更には０．１〜０．５μｍが好ましい。電荷輸
送層の厚みは、１〜３０μｍ、更には３〜２０μｍが好
ましい。

【００５９】本発明に用いられる帯電部材としては、磁
性粒子からなる磁気ブラシ、ファーブラシ及び導電性ロ
ーラ等が挙げられるが、電荷注入層との接触性に優れて
おりかつ転写後に感光体上に残留した転写残トナーを従
来のクリーニング等の実質的なクリーニング手段を設け
ることなく、ブラシで回収する、所謂クリーナーレスが
実現できる等の点で、磁気ブラシであることが好まし
い。

【００６０】磁気ブラシに用いられる磁性粒子として
は、樹脂とマグネタイト等の磁性体を混練して粒子に成
形したもの、もしくはこれに抵抗調節のために導電カー
ボン等を混ぜたもの、焼結したマグネタイト、フェライ
ト、もしくはこれらを還元処理や樹脂コーティングして
抵抗値を調節したもの、またはこれらの磁性粒子をメッ
キ処理して抵抗値を調節したもの等が使用可能である。
磁性粒子の抵抗値としては、１０⁴ 〜１０⁷ Ωｃｍが好
ましい。１０⁴ Ωｃｍに満たないと感光体のリーク、磁
性粒子の感光体への付着が生じ易く、１０⁷ Ωｃｍを超
えると電荷の注入が充分行われず帯電不良を生じ易くな
る。磁性粒子を磁気ブラシとして帯電部材を構成するに
は、導電性マグネットロールまたはマグネットロールを
内包した非磁性導電スリーブ上に磁力により維持するこ
とで構成される。

【００６１】このように構成された磁気ブラシは、感光
体に接するように配され必要に応じて回転させる。回転
方向は両者の接触点における移動方向で感光体と正逆ど
ちらでもさしつかえないが、逆回転の方が周速差により
接触確率が増加するため有利である。

【００６２】本発明においては、転写残トナーを回収す
るクリーニング手段を設けてもよい。クリーニング手段
は特に限定されるものではないが、簡便さ、大きさ及び
コスト等の点でブレードクリーニングであることが好ま
しい。

【００６３】また、本発明においては、上述のように帯
電部材を磁気ブラシとして用い、クリーナーレスとした
場合には、磁気ブラシに転写残トナーが回収され易いよ
うに、転写残トナーの極性をそろえる手段等のクリーニ
ング補助手段を設けてもよい。

【００６４】クリーニング補助手段としては、ファーブ
ラシを有する接触部材や帯電ローラ更にはコロナ帯電等
が挙げられるが、ファーブラシを有する接触部材である
ことが好ましい。

【００６５】ファーブラシを有する接触部材は、一般に
用いられている繊維に導電材を分散させて抵抗調整させ
たものが用いられる。繊維としては一般に知られている
繊維が使用可能であり、例えばナイロン、アクリル、レ
ーヨン、ポリカーボネート、ポリエステル等が挙げられ
る。

【００６６】また、導電材としてはこれも一般に知られ
ている導電材が使用可能であり、銅、ニッケル、鉄、ア
ルミニウム、金、銀等の金属あるいは酸化鉄、酸化亜
鉛、酸化錫、酸化アンチモン、酸化チタン等の金属酸化
物、さらにはカーボンブラック等の導電粉が挙げられ
る。なお、これらの導電粉は必要に応じて疎水化、抵抗
調整の目的で表面が施されていてもよい。使用に際して
は、繊維との分散性や生産性を考慮して選択して用い
る。ブラシの形状としては繊維の太さが１〜２０デニー
ル（繊維径１０〜５００μｍ程度）、ブラシの繊維の長
さは１〜１５ｍｍ、ブラシ密度は１平方インチ当たり１
万〜３０万本（１ｍ² 当たり１．５×１０⁷ 〜４．５×
１０⁸ 本程度）のものが好ましく用いられる。

【００６７】

【実施例】図１乃至図３に本発明の電子写真装置の概略
構造の例を示す。図１はクリーナーレスの電子写真装
置、図２はクリーニング手段を有する電子写真装置、図
３はクリーニング補助手段を有する電子写真装置であ
る。

【００６８】１は像担持体としての回転ドラム型の電子
写真感光体である。本実施例は直径３０ｍｍのＯＰＣ感
光体であり、矢示の時計方向に１００ｍｍ／ｓｅｃのプ
ロセススピード（周速度）をもって回転駆動される。

【００６９】２は感光体１に当接された接触帯電部材と
しての磁気ブラシローラ（帯電ブラシ）であり、この磁
気ブラシローラ２には帯電バイアス印加電源Ｓ１から−
７００ＶのＤＣ帯電バイアスが印加されていて、回転感
光体１の外周面がほぼ−６８０Ｖに一様に帯電処理され
る。２ａは磁気ブラシ、２ｂはスリーブ、２ｃはマグネ
ットである。

【００７０】この回転感光体１の帯電処理面に対してレ
ーザーダイオード・ポリゴンミラー等を含む不図示のレ
ーザービームスキャナから出力される目的の画像情報の
時系列電気デジタル画素信号に対応して強度変調された
レーザービームによる走査露光Ｌがなされ、回転感光体
１の周面に対して目的の画像情報に対応した静電潜像が
形成される。

【００７１】その静電潜像は磁性１成分絶縁ネガトナー
を用いた反転現像装置３によりトナー画像として反転現
像される。３ａはマグネット３ｂを内包する直径１６ｍ
ｍの非磁性現像スリーブであり、この現像スリーブに上
記のネガトナーをコートし、感光体１表面との距離を３
００μｍに固定した状態で、感光体１と等速で回転さ
せ、スリーブ３ａに現像バイアス電源Ｓ２より現像バイ
アス電圧を印加する。電圧は−５００ＶのＤＣ電圧と、
周波数１８００Ｈｚ、ピーク間電圧１６００Ｖ矩形のＡ
Ｃ電圧を重畳したものを用い、スリーブ３ａと感光体１
の間でジャンピング現像を行わせる。

【００７２】一方、不図示の給紙部から記録材としての
転写材Ｐが給送されて、回転感光体１と、これに所定の
押圧力で当接させた接触転写手段としての、中抵抗の転
写ローラ４との圧接ニップ部（転写部）Ｔに所定のタイ
ミングにて導入される。転写ローラ４には転写バイアス
印加電源Ｓ３から所定の転写バイアス電圧が印加され
る。本実施例ではローラ抵抗値が５×１０⁸ Ωの転写ロ
ーラ４を用い、＋２０００ＶのＤＣ電圧を印加して転写
を行った。

【００７３】転写部Ｔに導入された転写材Ｐはこの転写
部Ｔを挟体搬送されて、その表面側に回転感光体１の表
面に形成担持されているトナー画像が順次に静電力と押
圧力にて転写されていく。

【００７４】トナー画像の転写を受けた転写材Ｐは感光
体１の面から分離されて熱定着方式等の定着装置５へ導
入されてトナー画像の定着を受け、画像形成物（プリン
ト、コピー）として装置外へ排出される。

【００７５】本実施例の電子写真装置は、感光体１・接
触帯電部材２・現像装置３の３つのプロセス機器をカー
トリッジ３０に包含させて電子写真装置本体に対して一
括して着脱交換自在のカートリッジ方式の装置である。
現像装置は必ずしも包含させる必要はなく（不図示）、
逆にクリーニング手段やクリーニング補助手段を包含さ
せることもできる。なお、３１はカートリッジ３０の案
内手段である。

【００７６】図１の電子写真装置においては、転写後に
感光体上に残留した転写残トナーは、磁気ブラシ２ａに
回収される。

【００７７】図２の電子写真装置においては、転写残ト
ナーは、クリーニング手段６により回収される。

【００７８】図３の電子写真装置においては、転写残ト
ナーはクリーニング補助手段である接触部材６と接触す
る。接触部材６は印加電源Ｓ４から＋２００Ｖの直流電
圧が印加されており、転写残トナーはプラス極性に帯電
される。またここで、転写残トナーの画像パターンは転
写部材の摺擦によりある程度散らされて、磁気ブラシ２
ａによって回収されやすい状態となる。次にトナーは磁
気ブラシ２ａによって回収される。

【００７９】次に、本発明の電荷注入層の形成に用いる
塗工液の具体的調合例を示す。 （調合例１）フラスコにコロイダルシリカ（４０％固
体）の水性分散液３０．０ｇを取り、撹拌しながらメチ
ルトリメトキシシラン２１．５ｇと、酢酸３．５ｇとの
混合物の１／３を添加した。添加後、混合溶液を５５℃
まで加熱し、急激な発熱が観測されたら直ちに氷冷し、
フラスコ内の温度を５０〜６０℃に保ちながら残りの混
合物を添加した。反応溶液を２０℃まで冷却し、温度が
安定したら３０分間撹拌する。その後、イソプロピルア
ルコール１７．８ｇで反応溶液を希釈し、ジブチル錫ジ
−２−エチルヘキソエート２．８ｇを徐々に添加し、ベ
ンジルトリメチルアンモニウムアセテート、さらにポリ
エーテル変成ジメチルシリコーンの１０％エタノール溶
液０．１６ｇを添加した。得られた反応混合物は沈殿物
を除去した。 （調合例２）フラスコにコロイダルシリカ（固形分４０
重量％）の水性分散液３．９ｇを取り、撹拌しながらコ
ロイダルシリカ（固形分３０重量％）のイソプロピルア
ルコール分散液２６．８ｇ、メチルトリエトキシシラン
１．５ｇ、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン１．９ｇ、３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノ
ナフルオロヘキシルトリメトキシシラン２．４ｇおよび
酢酸３．１ｇを添加した。添加後、混合溶液を６５〜７
０℃に加熱し、２時間反応させた。その後、イソプロピ
ルアルコール２３．３ｇで希釈し、硬化溶媒としてベン
ジルトリメチルアンモニウムアセテート２．４ｇ添加
し、更にポリエーテル変成ジメチルシリコーンの１０重
量％エタノール溶液０．１６ｇを添加した。 （実施例１）３０φ、２６０ｍｍのＡｌシリンダーを基
体とし、それに、以下の材料より構成される塗料を基体
上に浸漬法で塗布し、１４０℃、３０分熱硬化して１５
μｍの導電層を形成した。 導電性顔料：酸化スズコート処理酸化チタン …１０部（重量部、以下同） 抵抗調節用顔料：酸化チタン …１０部 結着樹脂：フェノール樹脂 …１０部 レベリング剤：シリコンオイル …０．００１部 溶剤：メタノール／メチルセロソルブ＝１／１ …２０部 次に、この上にＮ−メトキシメチル化ナイロン３部と共
重合ナイロン３部とをメタノール６５部とｎ−ブタノー
ル３０部とに溶解した溶液を浸漬法で塗布して０．５μ
ｍの中間層を形成した。

【００８０】次にＣｕＫα特性のＸ線回折における回折
角２θ±０．２°の９．０°、１４．２°、２３．９
°、２７．１°に強いピークを有するオキシチタニウム
フタロシアニン４部とポリビニルブチラール（商品名エ
スレックＢＭ−２積水化学製）２部およびシクロヘキサ
ノン８０部をサンドミル装置で４時間分散した後、メチ
ルエチルケトン１１５部を加えて電荷発生層用分散液を
得た。これを前記中間層上に浸漬法で塗布し、０．３μ
ｍの電荷発生層を形成した。

【００８１】次に下記構造式

【００８２】

【化１】 のアミン化合物１０部およびポリカーボネート（重量平
均分子量２５０００）１０部をジクロルメタン２０部、
モノクロルベンゼン４０部の混合溶液中に溶解し、この
液を前記電荷発生層上に浸漬塗布し、１２０℃で６０分
間乾燥させ、膜厚１８μｍの電荷輸送層を形成した。

【００８３】次に、前記調合液１を前述の電荷輸送層の
上に浸漬法で塗布し、１２０℃で２時間乾燥し、２μｍ
の表面保護層を形成した。 （実施例２）実施例１同様に電荷輸送層まで形成し、電
荷輸送層の上に前記調合液２を浸漬法で塗布し、１２０
℃で２時間乾燥し、２μｍの表面保護層を形成した。 （実施例３）３０φ、２６０ｍｍのＡｌシリンダー上
に、アルコール可溶性ポリアミド樹脂（アミランＣＭ−
８０００、東レ（株）製）１０部、メトキシメチル化６
ナイロン樹脂（トレジンＥＦ−３０Ｔ、帝国化学（株）
製）３０部をメタノール１５０部、ブタノール１５０部
の混合溶媒中に溶解した調合液を浸漬塗工し、９０℃で
１０分間乾燥させ、膜厚１μｍの下引き層を形成した。

【００８４】次に、下記構造式に示されるアゾ顔料４
部、ブチラール樹脂（エスレックＢＬ−Ｓ、積水化学
（株）製）２部およびシクロヘキサン１００部をサンド
ミル装置にて４８時間分散した後、テトラヒドロフラン
１００部を加えて電荷発生層用の分散液を調合した。こ
の分散液を前記下引き層上に浸漬塗工し、８０℃で１５
分間乾燥させて、膜厚０．１５μｍの電荷発生層を形成
した。

【００８５】

【化２】 次に下記構造式のスチリル化合物１０部およびポリアリ
レート樹脂（Ｕポリマー Ｕ−１００、ユニチカ（株）
製）１０部をクロロメタン２０部、モノクロロベンゼン
６０部の混合溶媒中に溶解し、この溶液を前記電荷発生
層上に浸漬塗工し、１２０℃で６０分間乾燥させ、膜厚
２０μｍの電荷輸送層を形成した。

【００８６】

【化３】 次に調合例１の液を前記電荷輸送層の上に浸漬塗工し、
２μｍの表面保護層を形成した。 （比較例１）実施例１と同様に電荷輸送層まで塗工、乾
燥し電子写真感光体とした。 （比較例２）実施例２と同様に電荷輸送層まで塗工し、
次にフッ素系ＵＶ硬化樹脂（ＤＥＦＥＮＳＡ ＭＣＦ−
２３９−１）、大日本インキ化学工業（株）製）８部、
テフロン粉体（ルブロンＬ−２、ダイキン工業（株）
製）２部をテトラヒドロフラン５０部とともにステンレ
ス製ボールミルで５０時間分散した。この分散液を適宜
テトラヒドロフランで希釈し、スプレー塗布した後、Ｕ
Ｖ光を照射して２．５μｍの表面保護層を形成した。表
面保護層の表面粗さを接触式表面粗さ形で測定したとこ
ろ、Ｒｚ値で０．８〜１．２μｍであった。 ＜帯電部材の作成＞ポリスチレン樹脂にマグネタイトを
１００部入れて混練、粉砕し、粒子径３０μｍ、抵抗値
は１×１０⁶ Ωの磁性粒子とした。

【００８７】このような磁性粒子をマグネットローラー
上に厚さ１ｍｍでコートして磁気ブラシとし、感光体と
の間に幅約２ｍｍの帯電ニップＮを設けて設置した。磁
気ブラシは感光体表面の周速に対して１倍の早さで逆方
向に摺擦するように回転されており、感光体と磁気ブラ
シが均一に接触するようにした。

【００８８】実施例１，２，３の感光体をそれぞれ図１
の装置に設置し画像を出したところ、白地カブリの無い
高品位な画像が得られた。また、８５００枚画像を出し
続けても、画像劣化はなく電荷注入層もほとんど削られ
ていなかった。

【００８９】比較例１の感光体を図１の装置に設置し画
像を出力したところ、十分な表面電位に帯電することが
できなかった。

【００９０】比較例２の感光体を図１の装置に設置して
画像を出力したところ、初期は白地カブリのない高品位
な画像が得られた。続いて耐久試験を行ったところ、７
００枚より表面保護層が削れてきたため帯電不良が起
き、カブリが発生した。また表面保護層に含有している
テフロン粒子により露光レーザ光が散乱され文字の飛び
散りが見られた。また、削れ量が２．０μｍと大きく、
表面粗さはＲｚ値で１．６〜１．９μｍであり耐久性の
向上に到らなかった。 （実施例４）実施例１の感光体を図２の装置に設置し画
像を出したところ、白地カブリの無い高品位な画像が得
られた。また、１００００枚画像を出し続けても、画像
劣化はなく電荷注入層もほとんど削られていなかった。
なお、帯電部材は実施例１で用いたものと同様のものを
用いた。 （実施例５及び６）実施例１及び実施例２の感光体を図
３の装置に設置し画像出力を行い、２０００枚画像出力
後に画像形成装置を高温高湿環境（３２．５℃、８０％
ＲＨ）に放置した。

【００９１】その後再び画像出力を行ったところ、磁気
ブラシによる注入帯電は放電を伴わないため放電生成物
の吸湿による感光体の低抵抗化もなく画質低下も見られ
なかった。

【００９２】さらに４０００枚まで耐久試験を行ったと
ころ、４０００枚出力後の表面層の磨耗量は実施例１の
感光体において０．３μｍ、実施例２の感光体において
は０．４２μｍと非常に少なく、感光体への注入帯電性
能も低下していなかった。また接触部材で感光体上の残
留トナーの極性を一様にしているため帯電器における回
収効率もよく４０００枚出力後の耐久劣化時の残トナー
に起因するポジゴーストは発生しなかった。

【００９３】なお、帯電部材は実施例１で用いたものと
同様のものを用い、クリーニング補助手段は以下のファ
ーブラシを有する接触部材を用いた。 ＜接触部材の作成＞接触部材は抵抗調整されたアクリル
繊維からなる固定ブラシであり、ブラシ長さ４ｍｍ、ブ
ラシ密度１０万本／ｉｎｃｈ² 、ブラシ径６デニール、
ブラシ抵抗１０⁶ Ωｃｍのものを用いた。接触部材は導
電性の支持板上に接着されており、その給電部に電圧の
印加が可能になっている。

【００９４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、安定して
良好な注入帯電を長期にわたり行うことのできる電子写
真装置を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真装置の概略構成を示す図であ
る。

【図２】本発明の電子写真装置の概略構成を示す図であ
る。

【図３】本発明の電子写真装置の概略構成を示す図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼谷 格 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 西田 俊一郎 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 (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体、感光層及び電荷注入層をこの順
   に有する電子写真感光体及び該電子写真感光体に接触配
   置され、電圧を印加されることにより該電子写真感光体
   を帯電する帯電部材を有する電子写真装置において、 該電荷注入層がコロイダルシリカ粒子及びシロキサン樹
   脂を含有することを特徴とする電子写真装置。
2. 【請求項２】 電荷注入層が１×１０⁹ Ωｃｍ〜１×１
   ０¹⁵Ωｃｍの体積抵抗を有する請求項１記載の電子写真
   装置。
3. 【請求項３】 電荷注入層の水の接触角が９０°以上で
   ある請求項１または２に記載の電子写真装置。
4. 【請求項４】 電荷注入層が５Ｈ以上の鉛筆硬度を有す
   る請求項１乃至３のいずれかに記載の電子写真装置。
5. 【請求項５】 電荷注入層が３５０〜２０００Ｎ／ｍｍ
   ² のユニバーサル硬さを有する請求項１乃至４のいずれ
   かに記載の電子写真装置。
6. 【請求項６】 コロイダルシリカが５〜１５０ｎｍの平
   均粒径を有する請求項１乃至５のいずれかに記載の電子
   写真装置。
7. 【請求項７】 シロキサン樹脂が下記一般式（Ｉ）で表
   わされる化合物である請求項１乃至６のいずれかに記載
   の電子写真装置。 ＲＳｉＯ_3/2 （Ｉ） （式（Ｉ）中、Ｒは炭素数１〜３のアルキル基、ビニル
   基、Ｃ_n Ｆ_2n+1Ｃ₂ Ｈ₄−、γ−グリシドキシプロピル
   基またはγ−メタクリロオキシプロピル基を表わす：ｎ
   は１−１８の整数である）。
8. 【請求項８】 帯電部材が磁性粒子からなる磁気ブラシ
   である請求項１乃至７のいずれかに記載の電子写真装
   置。
9. 【請求項９】 更にクリーニング手段を有する請求項１
   乃至８のいずれかに記載の電子写真装置。
10. 【請求項１０】 クリーニング手段がブレードクリーニ
    ングである請求項９記載の電子写真装置。
11. 【請求項１１】 更にクリーニング補助手段を有する請
    求項８記載の電子写真装置。
12. 【請求項１２】 クリーニング補助手段が転写残トナー
    を同一極性にするファーブラシを有する接触部材である
    請求項１１記載の電子写真装置。