JPH0764302A - 電子写真感光体及びそれを有する電子写真装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、帯電が均一で、スジ等の画
像欠陥のない高品質な画像が得られる電子写真感光体及
びそれを有する電子写真装置を提供することにある。 【構成】 本発明は、電子写真感光体と該感光体に接触
配置された帯電用部材を有し、該感光体に該帯電用部材
から直流電圧のみを印加することによって該感光体の表
面を帯電させる電子写真装置を用いる電子写真感光体に
おいて、該感光体の１ｃｍ² 当りの静電容量Ｃが９５ｐ
Ｆ以上であることを特徴とする電子写真感光体及びそれ
を有する電子写真装置である。 【効果】 本発明は、帯電が均一で、スジ等の画像欠陥
のない高品質な画像が得られる電子写真感光体及びそれ
を有する電子写真装置を可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真感光体及び電
子写真装置に関し、詳しくは直流電圧を直接帯電させる
電子写真感光体及び電子写真装置に関する。

【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ＮＯ_x などのコロナ
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などの問題があった。特に感光
層が有機光導電体を主体として構成される電子写真感光
体は、他のセレン感光体やアモルファスシリコン感光体
に比べて化学的安定性が低く、コロナ生成物にさらされ
ると化学反応（主に酸化反応）が起こり劣化しやすい傾
向にある。従って、コロナ帯電下で繰り返し使用した場
合には前述の劣化による画像ボケや感度の低下によるコ
ピー濃度薄が起こり耐印刷（耐複写）寿命が短かくなる
傾向にあった。

【０００３】また、コロナ帯電では電力的にも感光体に
向かう電流がその５〜３０％にすぎず、殆どがシールド
板に流れ帯電手段としては効率の悪いものであった。

【０００４】このような問題点を補うために、コロナ放
電器を利用しないで特開昭５７−１７８２６７号公報、
特開昭５６−１０４３５１号公報、特開昭５８−４０５
６６号公報、特開昭５８−１３９１５６号公報、特開昭
５８−１５０９７５号公報などに提案されているよう
に、接触帯電させる方法が研究されている。

【０００５】具体的には、感光体表面に１〜２ＫＶ程度
の直流電圧を外部より印加した導電性弾性ローラなどの
帯電用部材を接触させることにより感光体表面を所定の
電位に帯電させるものである。

【０００６】しかしながら、直接帯電方法は多数の提案
があるにもかかわらず、市場実績は殆どない。その理由
としては帯電の不均一性、及び直接電圧を印加すること
による感光体の放電絶縁破壊の発生が原因として挙げら
れる。帯電の不均一性により、被帯電面の移動方向に対
して直角な方向に、長さ２〜２００ｍｍ、巾０．５ｍｍ
以下程度のスジ状の帯電ムラを生じてしまうもので、正
現像方式の場合に起こる白スジ（ベタ黒又はハーフトー
ン画像に白いスジが現われる現象）、または反転現像方
式の場合に起こる黒スジといった画像欠陥になる。

【０００７】このような問題点を解決して帯電の均一性
を向上させるために、直流電圧に交流電圧を重畳して帯
電用部材に印加する方法が提案されている（特開昭６３
−１４９６６８号公報）。この帯電方法は、直流電圧
（Ｖ_DC）に交流電圧（Ｖ_AC）を重畳することによって脈
流電圧を印加して均一な帯電を行うものである。

【０００８】この場合、帯電の均一性を保持して、正現
像方式における白ポチ、反転現像方式における黒ポチ，
かぶりといった画像欠陥を防ぐためには、重畳する交流
電圧が、直流電圧の２倍以上のピーク間電位差
（Ｖ_P-P ）をもっていることが必要である。

【０００９】しかしながら、画像欠陥を防ぐために、重
畳する交流電圧を上げていくと、脈流電圧の最大印加電
圧によって、感光体内部のわずかな欠陥部位において放
電絶縁破壊が起こってしまう。特に感光体が絶縁耐圧の
低いＯＰＣ感光体の場合には、この絶縁破壊が著しい。
この場合、正現像方式においては接触部分の長手方向に
わたって画像が白ヌケし、反転現像方式においては黒オ
ビが発生してしまう。さらにピンホールがある場合、そ
この部位が導通路となって電流がリークして帯電部材に
印加された電圧が降下してしまうという問題点があっ
た。

【００１０】

【発明が解決しようとしている課題】本発明の目的は、
直流直接帯電の不均一による、長さ２〜２００ｍｍ、巾
０．５ｍｍ以下程度のスジ（被帯電面の移動方向に対し
て直角な方向）などの発生がなく、感光体の耐複写寿命
が長く、高品質のコピー画像を安定して供給できる電子
写真感光体及び電子写真装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記問題
点について検討を重ねた結果、感光体に帯電用部材から
接触帯電する際に、直流電圧により印加しても、該感光
体を改良することにより、問題を解決できることを見い
出した。

【００１２】すなわち、本発明は、電子写真感光体と該
感光体に接触配置された帯電用部材を有し、該感光体に
該帯電用部材から直流電圧のみを印加することによって
該感光体の表面を帯電させる電子写真装置に用いる電子
写真感光体において、該感光体の１ｃｍ² 当りの静電容
量Ｃが９５ｐＦ以上であることを特徴とする電子写真感
光体及びそれを有する電子写真装置である。

【００１３】以下に本発明を詳細に説明する。

【００１４】電子写真感光体に対し、帯電用部材を接触
させて帯電を行う接触帯電法は、感光体と帯電用部材と
の接触部近傍の微小空間において、パッシェン則に従う
空隙破壊放電によって行われる。一般に電子写真装置で
は、感光体にドラム状またはベルト状のものなどを用い
るが、いずれも帯電用部材に対して回転または移動させ
ながら帯電させている。すなわち、感光体と帯電用部材
の接触した位置を境界として、上流側と下流側とに分け
られ、各々の上流側又は下流側の両微小空間で帯電が行
なわれる。この時、パッシェン則に従う空隙破壊放電が
なされるが、このような帯電メカニズムの性格上、感光
体の比誘電率、膜厚（静電容量）、帯電部材の抵抗値、
印加電圧など多数の要因が関与して均一に帯電させるこ
とは容易でない。その対策の１つとして交流電圧を重畳
した脈流電圧によって印加する方法が提案されている。

【００１５】本発明では、帯電は直流電圧のみの印加に
おいても、感光体の１ｃｍ² 当りの静電容量Ｃが９５ｐ
Ｆ以上にすることにより、脈流電圧によって印加した場
合と同様に均一に帯電できるものである。

【００１６】すなわち、感光体の１ｃｍ² 当りの静電容
量Ｃが９５ｐＦ以上にすることにより、スジ画像等の原
因であると考えられる逆方向の電場の生成を安定に抑制
でき、全体としての帯電特性は脈流電圧によって印加し
た場合と同様に、スジ画像などがない均一な帯電を行う
ことができたと考えられる。さらに、交流電圧の重畳は
行なっていないため、前述した弊害も生じない。

【００１７】また、帯電部材の抵抗値を５×１０⁵ Ω・
ｃｍ以上の高抵抗化すると、より効果的である。

【００１８】図１は本発明の電子写真装置の基本構成を
示す。帯電用部材１は、電子写真感光体２と接触配置し
ており、接属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２に対して帯電を行う。２ａは感光層、
２ｂは導電性支持体である。

【００１９】本発明で使われる帯電用部材１の形状とし
ては、図１に示すようなローラーの他、ブレード、ベル
トなどいずれの形状をとってもよく、電子写真装置の仕
様や形態に合わせて選択可能である。また、この帯電用
部材の材質としては、アルミニウム，鉄，銅などの金
属、ポリアセチレン，ポリピロール，ポリチオフェンな
どの導電性高分子材、カーボン，金属などを分散させて
導電性処理したゴムや人工繊維、またはポリカーボネー
ト，ポリビニル，ポリエステルなど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。帯電用部材の体積抵抗値として
は、１０⁰ 〜１０¹²Ω・ｃｍ、特には１０²〜１０¹²Ω
・ｃｍの範囲が好ましい。

【００２０】有機光導電体としては、ポリビニルカルバ
ゾールなどの有機光導電性ポリマーを用いたもの、ある
いは低分子量の有機光導電性物質を結着剤樹脂中に含有
したものなどがある。

【００２１】図２の電子写真感光体は、導電性支持体１
０上に感光層１１が設けられており、この感光層１１
は、結着剤樹脂中に電荷発生物質（図示せず）を分散含
有した電荷発生層１３と、電荷輸送物質（図示せず）を
含有した電荷輸送層１４の積層構造である。この場合、
電荷輸送層１４は、電荷発生層１３の上に積層されてい
る。

【００２２】図３の電子写真感光体は、図２の場合と異
なり、電荷輸送層１４は、電荷発生層１３の下に積層さ
れている。この場合、電荷発生層１３中には電荷輸送物
質が含有されていてもよい。

【００２３】図４の電子写真感光体は、導電性支持体１
０上に感光層１１が設けられており、この感光層１１
は、結着剤樹脂中に電荷発生物質１２と電荷輸送物質
（図示せず）が含有されている。

【００２４】また、図２，３，４の構成に加えてオーバ
ーコート層を塗布することもできる。

【００２５】導電性支持体１０としては、アルミニウ
ム、ステンレスなどの金属，紙，プラスチックなどの円
筒状シリンダー，シートまたはフィルムなどが用いられ
る。また、これらの円筒状シリンダー，シートまたはフ
ィルムは、必要に応じて導電性ポリマー層あるいは酸化
スズ，酸化チタン，銀粒子などの導電性粒子を含有する
樹脂層を有していてもよい。

【００２６】また、導電性支持体と感光層の間には、バ
リアー機能と下引機能をもつ下引層（接着層）を設ける
ことができる。

【００２７】下引層は感光層の接着性改良、塗工性改
良、支持体の保護、支持体上の欠陥の被覆、支持体から
の電荷注入性改良、感光層の電気的破壊に対する保護な
どのために形成される。その膜厚は０．２〜２μｍ程度
である。

【００２８】電荷発生物質としては、ピリリウム，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
トロン顔料，ジベンズピレンキノン顔料，ピラトロン顔
料，アゾ顔料，インジゴ顔料，キナクリドン系顔料，非
対称キノシアニン，キノシアニンなどを用いることがで
きる。

【００２９】電荷輸送物質としては、ヒドラゾン系化合
物，ピラゾリン系化合物，スチリル系化合物，オキサゾ
ール系化合物，チアゾール系化合物，トリアリールメタ
ン系化合物，ポリアリールアルカン系化合物などを用い
ることができる。

【００３０】電荷発生層１３は、前記の電荷発生物質を
０．３〜４倍量の結着剤樹脂、および溶剤と共に、ホモ
ジナイザー、超音波、ボールミル、振動ボールミル、サ
ンドミル、アトライター、ロールミルなどの方法でよく
分散し、塗布、乾燥されて形成される。その厚みは５μ
ｍ以下、特には０．０１〜１μｍの範囲が好ましい。

【００３１】電荷輸送層１４は一般的には前記の電荷輸
送物質と結着剤樹脂を溶剤に溶解し、塗布して形成す
る。電荷輸送物質と結着剤樹脂との混合割合は２：１〜
１：２程度である。溶剤としてはアセトン、メチルエチ
ルケトンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチルなど
のエステル類、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水
素類、クロルベンゼン、クロロホルム、四塩化炭素など
の塩素系炭化水素類などが用いられる。この溶液を塗布
する際には、例えば浸漬コーティング法、スプレーコー
ティング法、スピンナーコーティング法などのコーティ
ング法を用いることができ、乾燥は１０℃〜２００℃、
好ましくは２０℃〜１５０℃の範囲の温度で５分〜５時
間、好ましくは１０分〜２時間の時間で送風乾燥または
静止乾燥下で行うことができる。

【００３２】電荷輸送層１４を形成するのに用いられる
結着剤樹脂としては、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、
ポリエステル、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレー
ト、ポリサルホン、ポリフェニレンオキシド、エポキシ
樹脂、ポリウレタン樹脂、アルキド樹脂、及び不飽和樹
脂などから選ばれる樹脂が好ましい。特に好ましい樹脂
としては、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、
スチレンーアクリロニトリル共重合体、ポリカーボネー
ト樹脂又はジアリルフタレート樹脂が挙げられる。

【００３３】また、電荷発生層あるいは電荷輸送層に
は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、潤滑剤など種々の添加
剤を含有させることができる。また、該感光層上に、さ
らに保護層を塗布することもできる。

【００３４】本発明の電子写真感光体を用いた電子写真
装置の具体例を図５に示す。この装置は、電子写真感光
体２の周面上にローラー形状帯電用部材１，像露光手段
４，現像器５，転写帯電器６，クリーナー７，前露光手
段８が配置されている。Ｇ₁及びＧ₂ は放電部、Ｎは接
触部である。

【００３５】画像形成の方法は、まず、電子写真感光体
２上に接触配置されている帯電用部材１に電圧を印加
し、感光体２表面を帯電し、像露光手段４によって原稿
に対応した画像を感光体２に像露光し、静電潜像を形成
する。次に、現像器５中のトナーを感光体２に付着させ
ることにより感光体２上の静電潜像を現像（可視像化）
する。さらに感光体２上に形成されたトナー像を供給さ
れた紙などの転写材Ｐ上に転写帯電器６によって転写
し、クリーナー７によって、転写材に転写されずに感光
体２上に残った残トナーを回収する。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８によっ
て感光体２に光を当て除電したほうがよい。一方、トナ
ー像が形成された転写材は搬送部（図示せず）によって
定着器９に送られてトナー像が定着される。

【００３６】この画像形成装置において、像露光手段４
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。

【００３７】図６は本発明の電子写真装置をファクシミ
リのプリンターとして使用する場合の１例をブロック図
で示したものである。

【００３８】コントローラ１１１は画像読取部１１０と
プリンター１１９を制御する。コントローラ１１１の全
体はＣＰＵ１１７により制御されている。画像読取部１
１０からの読取データは、送信回路１１３を通して相手
局に送信される。相手局から受けたデータは受信回路１
１２を通してプリンター１１９に送られる。画像メモリ
１１６には所定の画像データが記憶される。プリンタコ
ントローラ１１８はプリンター１１９を制御している。
１１４は電話である。

【００３９】回線１１５から受信された画像情報（回線
を介して接続されたリモート端末からの画像情報）は、
受信回路１１２で復調された後、ＣＰＵ１１７で復号処
理が行われ、順次画像メモリ１１６に格納される。そし
て、少なくとも１ページの画像情報がメモリ１１６に格
納されると、そのページの画像記録を行なう。ＣＰＵ１
１７は、メモリ１１６より１ページの画像情報を読み出
し、プリンタコントローラ１１８に復号化された１ペー
ジの画像情報を送出する。プリンタコントローラ１１８
は、ＣＰＵ１１７からの１ページの画像情報を受け取る
とそのページの画像情報記録を行なうべく、プリンター
１１９を制御する。

【００４０】尚、ＣＰＵ１１７は、プリンター１１９に
よる記録中に、次のページの受信を行なっている。

【００４１】以上の様にして、画像の受信と記録が行な
われる。

【００４２】本発明の電子写真感光体は電子写真複写機
に利用するのみならず、レーザービームプリンター、Ｃ
ＲＴプリンター、ＬＥＤプリンター、液晶プリンター、
レーザー製版など電子写真応用分野にも広く用いること
ができる。

【００４３】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。 〔実施例１〕φ８０ｍｍ×３６０ｍｍのアルミニウムシ
リンダーを支持体として、これにポリアミド樹脂（商品
名：アミランＣＭ８０００、東レ製）の５重量％メタノ
ール溶液を浸漬法で塗布し、０．５μｍ厚の下引層をも
うけた。

【００４４】次に下記構造式

【００４５】

【化１】

【００４６】のビスアゾ顔料を２部（重量部、以下同
様）、下記構造式に示す樹脂（ａ）を１部および

【００４７】

【化２】

【００４８】シクロヘキサノン１００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。
この分散液にテトラヒドロフラン１００部を加えて、下
引層上に塗布した。

【００４９】次いで、下記構造式の化合物（２）９部

【００５０】

【化３】

【００５１】及びビスフェノールＺ型ポリカーボネート
（商品名：Ｚ−２００、三菱ガス化学）１０部をモノク
ロロベンゼン１００部に溶解した。この溶液を前記電荷
発生層上に塗布し、１００℃、１時間熱風乾燥して２０
μｍ、２５μｍ及び２８μｍの電荷輸送層を形成した。

【００５２】〔実施例２〕実施例１における電荷輸送材
料（２）にかえて、下に示す化合物（３）を用いた以外
は実施例１と全く同様に行い、２０μｍ及び２５μｍの
電荷輸送層を形成した。

【００５３】

【化４】

【００５４】〔実施例３〕実施例１における電荷輸送材
料（２）にかえて、下に示す化合物（４）を用い、又ビ
スフェノールＺ型ポリカーボネートにかえて、ポリメチ
ルメタクリレート樹脂（４）を用いた以外は実施例１と
全く同様に行った。

【００５５】

【化５】

【００５６】〔比較例１〕実施例１において、電荷輸送
層の膜厚を、３０μｍ及び３５μｍとした以外は全く同
一の調合及び塗布をした。

【００５７】〔比較例２〕実施例２において、電荷輸送
層の膜厚を２８μｍ及び３０μｍとした以外は同様に行
った。

【００５８】〔比較例３〕実施例３において、電荷輸送
層の膜厚を３２μｍ及び３５μｍとした以外は同様に行
った。

【００５９】このように作製した感光体を次のように評
価した。

【００６０】ウレタンゴム１００重量部に導電性カーボ
ン４重量部を熔融混練し、φ５ｍｍ長さ３５０ｍｍのス
テンレス芯を中心軸としてφ２０ｍｍ×３３０ｍｍにな
る様にローラー形状帯電用部材を成形した。体積抵抗値
は１０⁶ Ω・ｃｍであった。

【００６１】静電容量測定用試料は、アルミニウムシリ
ンダー上にアルミシートをまきつけ、その後感光層を同
条件で塗布して作製した。静電容量の測定はインピーダ
ンス測定器（ＹＨＰ ４１９２Ａ）で行った。

【００６２】電子写真装置は基本形態として、キャノン
製ＮＰ３５２５をベースとし像露光手段，現像器，給紙
系，転写帯電器，搬送系及び前露光手段はそのまま使用
し、一次帯電手段として前述のローラー形状帯電用部
材、クリーナーはシリコンゴム製のブレードによるブレ
ードクリーニングのみでクリーニングを行う形式に改造
した。帯電ユニットに印加する電圧は直流−１５００Ｖ
のみ（交流電圧の重畳はしない）とした。また、複写は
２３℃／５０％の環境下で行った。

【００６３】画像は、前記した画像形成装置にてハーフ
トーン及び、ベタ黒画像を複写して、スジ等の画像欠陥
から帯電の均一性等を評価した。結果を表１に示す。

【００６４】

【００６５】

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、帯電
が均一となり、スジ等の画像欠陥のない良好な画像が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真装置の基本構成を示す概略図
である。

【図２】本発明の電子写真感光体の基本構成を示す概略
図である。

【図３】本発明の電子写真感光体の基本構成を示す概略
図である。

【図４】本発明の電子写真感光体の基本構成を示す概略
図である。

【図５】本発明の電子写真装置の具体例を示す概略図で
ある。

【図６】本発明の電子写真装置をプリンターとして使用
したファクシミリのブロック図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 浩二 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 大森 弘之 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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真感光体と該感光体に接触配置さ
   れた帯電用部材を有し、該感光体に該帯電用部材から直
   流電圧のみを印加することによって該感光体の表面を帯
   電させる電子写真装置に用いる電子写真感光体におい
   て、該感光体の１ｃｍ² 当りの静電容量Ｃが９５ｐＦ以
   上であることを特徴とする電子写真感光体。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子写真感光体を有する
   ことを特徴とする電子写真装置。