JPH0310266A - 電子写真用帯電部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真感光体に、−次帯電、転写帯電、除電
帯電などの帯電を行うための電子写真用帯電部材に関す
るものである。

〔従来の技術〕

電子写真感光体を用いた電子写真プロセスにおける帯電
プロセスは、従来より殆ど金属ワイヤーに高電圧（ＤＣ
５〜８ＫＶ）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。

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段としては
効率の悪いものであった。

こうした欠点を補うために、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５７−１７８２６７号
公報、特開昭５６−１０４３５１号公報、特開昭５８４
、０５６６号公報、特開昭５８−１３９１５６号公報、
特開昭５８−１５０９７５号公報）。しかし実際には感
光体を上記のような接触帯電法により帯電処理しても感
光体表面の各部均一な帯電はなされず、斑点状帯電ムラ
を生じる。例えば、反転現像方式ではその斑点状帯電ム
ラ状態の感光体に光像露光以下のプロセスを適用しても
出力画像は斑点状帯電ムラに対応した斑点状黒点画像と
なり、高品位な画像は得られていない。

また接触帯電法に於ても帯電の際に放電がおこり、コロ
ナ帯電におけるよりも１／１０〜１　／　１．００と少
ないがオゾンやＮＯｘ等が発生する。オゾンやＮＯｘ等
は感光体を変質させ、画像ボケや劣化を進行させる。ま
たオゾンＮＯｘ等は帯電部材に吸着し、感光体に圧接さ
れて劣化を進行させる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上述の如き欠点を解決し、感光体の帯電劣化に
ともなう画像ボケや電位変動を防止することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、検詞の結果、帯電部材に特定の酸化防止
剤を添加することによって、上記目的が達成されること
を見い出した。

すなわち、本発明は下記一般式（１） Ｘ２　・　Ｈまたは２〜ｌＯ個の炭素を有するアルケニ
ル基あるいは１〜１０個の炭素を有するアルキル基で示
される化合物を含有することを特徴とする電子写真用帯
電部材である。

帯電プロセスの際、発生するオゾンやＮＯｘ及び活性ガ
スは感光体の表面に吸着して、吸着物が静電潜像の電荷
を乱したり（画像ボケ）、感光層の材料を劣化（感度悪
化）させたりする。本発明は帯電部材中の特定の添加剤
により、オゾンＮ　Ｏｘ等を吸収し帯電劣化を防ごうと
するものである。

前記帯電部材に含有させる化合物は、ヒンダードフェノ
ール基を３コ有する酸化防止剤である。

本添加剤は帯電部材の導電性高分子材料、絶縁性樹脂等
に溶解又は分散、混練して含有させる。また帯電部材が
多層構成である場合はその最表面層に含有するのが好ま
しい。

添加量は、帯電部材の添加される層の重量に対して０．
１％〜５０　ｗ　ｔ％の範囲が好ましく、添加される樹
脂によりその相溶性、劣化防止機能の効果て適宜きめる
ことができる。

一般に添加量が０．１ｗｔ％未満では劣化防止効果がな
く、５０ｗｔ％を超えると帯電部材の成膜性や成型性の
低下等の弊害を生ずる。また他の添加剤、たとえば他の
酸化防止剤、潤滑剤等と混合して用いることもできる。

帯電部材の材質としては、アルミニウム、鉄、銅等の金
属、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン等
の導電性高分子材料、カーボンなどを分散させて導電性
処理したインプレンゴム、クワワプレンゴム等のゴムや
ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、アクリル
樹脂等の樹脂などを用いることができる。帯電部材の表
面の体積抵抗は良好な帯電と絶縁破壊防止の点から、１
００〜１０１２Ω”ｃｍ、特には１０２〜１０１０Ω”
ｃｍの範囲が好ましい。また感光体に絶縁破壊等の欠陥
がある場合に過剰電流が流れて電圧降下が生じるのを低
減させるために、帯電部材の表面層をたとえばアルコキ
シメチル化ナイロンなどのような体積抵抗１０６〜１０
１２Ω・ｃｍ程度の樹脂屑とし多層構成とすることもで
きる。

本発明の電子写真用帯電部材は、例えば導電性基体上に
前記添加剤を含有する単層、あるいは前記添加剤を含有
する表面層を有する多層を設ける構成が挙げられる。

また帯電部材の形状としては、ローラー形状、ブレード
形状などが挙げられる。

導電性基体としては、鉄、銅、ステンレスなどが挙げら
れる。

電子写真感光体は、導電性支持体上に感光層を設けた構
成を基本形態としている。導電性支持体としては、支持
体自体が導電性をもつもの、例えばアルミニウム、アル
ミニウム合金、ステンレス、クロム、チタンなどを用い
ることができ、そのほかにアルミニウム、アルミニウム
合金、酸化インジウム−酸化錫合金などを真空蒸着によ
って被膜形成された層を有する前記導電性支持体やプラ
スチック、導電性粒子（例えばカーボンブラック、酸化
錫粒子など）を適当なバインダーとともにプラスチック
や紙に含浸した支持体、導電性バインダーを有するプラ
スチックなどを用いることができる。

導電性支持体と感光層の中間に、バリヤー機能と接着機
能をもつ下引層を設けることもてきる。下引層はカゼイ
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、ポリアミド、ポリレタン、
ゼラチン、酸化アルミニウムなどによって形成できる。

下引層の膜厚は、５μｍ以下、好ましくは０．５〜３μ
ｍが適当である。

下引層はその機能を発揮するためには、１０７Ω・ｃｍ
以上であることが望ましい。

感光層はたとえば、有機光導電体、アモルファスシリコ
ン、セレンなどの光導電体を必要に応じて結着剤と共に
塗料化して塗布形成または真空蒸着によってされる。ま
た、有機光導電体を用いる場合、露光により電荷担体を
発生する電荷発生層と発生した電荷担体を輸送する能力
を持つ電荷輸送層との組み合わせからなる感光層も有効
に用いることができる。

電荷発生層は、アゾ顔料、キノン顔料、キノシアニン顔
料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、ビスベンゾイミダゾ
ール顔料、フタロシアニン顔料、キナクドリン顔料など
の電荷発生材料の１種類あるいは２種類以上を蒸着する
か、または適当なバインダーと共に（バインダーが無く
ても可）分散した塗工によって形成できる。

バインダーは広範囲な絶縁性樹脂または有機光導電性ポ
リマーから選択できる。たとえば絶縁性樹脂としてはポ
リビニルブチラール、ボリアリレート（ビスフェノール
Ａとフタル酸の縮重合体等）、ポリカーボネート、ポリ
エステル、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリ
ルアミド樹脂、ポリアミド、セルロース系樹脂、ウレタ
ン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコー
ルなどをあげることができる。また、有機光導電性ポリ
マーとしては、カルバゾール、ポリビニルアントラセン
、ポリビニルピレンなどが挙げられる。

電荷発生層の膜厚は０．０１−１５μｍ１好ましくは０
．０５〜５μｍであり、電荷発生層と結着剤との重量比
は１０：１〜１：２０である。

電荷発生層用塗料に用いる溶剤は、使用する樹脂や電荷
輸送材料の溶解性や分散安定性から選択されるが、有機
溶剤としてはアルコール類、スルホキシド類、エーテル
類、ニスエル類、脂肪族ノ１０ゲン化炭化水素類あるい
は芳香族化合物などを用いることができる。

塗工は、浸漬コーティング法、スプレーコーティング法
、マイヤーバーコーティング法、ブレードコーティング
法などのコーティング法を用いて行うことができる。

電荷輸送層は、電荷輸送材料を成膜性のある樹脂に溶解
させて形成される。本発明に用いられる有機の電荷輸送
材料の例としては、ヒドラゾン系化合物、スチルベン系
化合物、ピラゾリン系化合物、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など
が挙げられる。これらの電荷輸送物質は１種または２種
以上組み合わせて用いることができる。

電荷輸送層に用いる結着剤の例としては、フェノキシ樹
脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルブチラール、ボリ
アリレート、ポリスルホン、ポリアミド、アクリル樹脂
、アクリロニトリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル
樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂
、ポリエステル、アルキド樹脂、ポリカーボネート、ポ
リウレタンあるいはこれらの樹脂の繰返し単位のうち２
つ以上を含む共重合体、たとえばスチレン−ブタジェン
コポリマー、スチレン−アクリロニトリルコポリマース
チレン−マレイン酸コポリマーなどを挙げることができ
る。またポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルア
ントラセン、ポリビニルピレンなどの有機光導電性ポリ
マーからも選択できる。

電荷輸送層の膜厚は５〜５０μｍ１好ましくは８〜２０
μｍであり、電荷輸送物質と結着剤との重量比は５：１
〜１：５、好ましくは３・１〜１：３程度である。塗工
は前述のようなコーティング法を行うことができる。

さらに、色素、顔料、有機電荷輸送物質などは、一般に
紫外線、オゾン、オイルなどによる汚れ、金属などに弱
いため必要に応じて保護層を設けてもよい。この保護層
上に静電潜像を形成するためには表面抵抗率が１０１１
Ω以上であることが望ましい。

本発明で用いることができる保護層はポリビニルブチラ
ール、ポリエステル、ポリカーボネート、アクリル樹脂
、メタクリル樹脂、ナイロン、ポリイミド、ボリアリレ
ート、ポリウレタン、スチレンーブクジエンコポリマー
、スチレン−アクリル酸コポリマー、スチレン−アクリ
ロニトリルコポリマーなどの樹脂を適当な有機溶剤によ
って溶解した液を感光層の」二に塗布、乾燥して形成て
きる。

この際、保護層の膜厚は、一般に０．０５〜２０μｍの
範囲である。この保護層中に紫外線吸収剤などを含ませ
てもよい。

本発明の帯電部材は、例えば第１図に示すような電子写
真装置に適用することができる。この装置は、電子写真
感光体１の周面上にローラー形状帯電部材２、像露光手
段３、現像手段４、転写帯電手段６、分離帯電手段７、
クリーニング手段８、前露光手段１０が配置されている
。

電子写真感光体１上に接触配置されている帯電部材２に
、外部電源１１より電圧（例えば２００ｖ以上２０００
Ｖ以下の直流電圧とピーク間電圧４０００Ｖ以下の交流
電圧を重畳した脈流電圧）を印加し、電子写真感光体】
表面を帯電させ、像露光手段３によって原稿上の画像を
感光体に像露光し静電潜像を形成する。次に現像手段４
中の現像剤を感光体に付着させることにより、感光体上
の静電潜像を現像（可視像化）し、さらに感光体上の現
像剤を転写帯電手段６によって、給紙ローラーと給紙カ
イト５を通ってきた紙などの被転写部材に転写し、クリ
ーニング手段８によって転写時に転写されずに感光体上
に残った現像剤を回収する。一方、被転写部材は分離帯
電手段７によって分離され、搬送部９によって定着器（
不図示）に送られる。

このような電子写真プロセスによって画像を形成するこ
とができるが、感光体に残留電荷が残るような場合には
、１次帯電を行う前に前露光手段１０によって感光体に
光を当て残留電荷を除電したほうがよい。

本発明の帯電部材は、機械的強度、化学的安定性の点で
劣化しやすい、有機光導電体を含有する感光層を有する
電子写真感光体に適用することにより、その特性を顕著
に発揮することができる。

本発明における感光体に接触させる帯電部材の設置につ
いては特定の方法に限らず、帯電部材は固定方式、感光
体と同方向または逆方向で回転等の移動方式のいずれの
方式を用いることもてきる。

さらに帯電部材に感光体上の現像剤クリーニング装置と
して機能させることも可能である。

本発明の直接帯電における帯電部材への印加電圧、印加
方法に関しては、各々の電子写真装置の仕様にもよるが
瞬時に所望する電圧を印加する方式の他にも感光体の保
護の目的で段階的に印加電圧を上げていく方式、直流に
交流を重畳させた形で印加の場合ならば直流ゆ交流また
は交流悼直流の順序で電圧を印加する方式をとることが
できる。

なお、直流に交流を重畳させた形で印加する場合電流が
ふえるため、オゾン、ＮＱｘ等の生成物が直流印加の際
よりも多く発生ずるために、感光体劣化をおこしやすい
ため本発明はさらに有効である。

また、本発明においては、画像露光、現像およびクリー
ニング等のプロセスは静電写真の分野に公知の任意の方
法を採用することができ現像剤の種類など特定のものに
限定されるものではない。本発明の帯電部材は複写機だ
けでなく、レーサープリンターやＣＲＴプリンター、電
子写真式製版システムなどの電子写真応用分野にも用い
ることができる。

実施例１ クロロプレンゴム１００重量部に導電性カーホン５重量
部を溶融混練し、中心にφ８Ｘ３６０ｍｍのステンレス
軸を通して成型し、帯電部材の基層を設けた。この基層
の体積抵抗を温度２２°Ｃ５湿度６０％の環境で体積抵
抗を測定すると３Ｘ１０’Ω・ｃｍであった。

次にエトキシメチル化ナイロン−６１０重量部とメタノ
ール９０重量部にトリス−（３，５−ジー上ブチル−４
−ヒドロキシベンジル）−イソシアヌレイト（ＨＢＣＹ
−１）を０．０２部、０．３部、１部、５部それぞれ添
加し、帯電部材基層の上に浸漬塗工し、乾燥後膜厚２０
０μｍの表面層を形成しφ２０Ｘ３４０ｍｍのローラー
形状帯電部材を製造した。それぞれ帯電ローラーを１．
　２．　３．　４とする。

さらに比較サンプルとしてＨＢＣＹ−１を加えないもの
及び添加量を１５部とした帯電ローラー５６を製造した
。この帯電ローラーを用いて第１図に示した構成に改造
したキャノン製複写機ＮＰ−３５２５によって５０００
枚の印字耐久を３５°Ｃ９９０％の環境で行い、画像ボ
ケ、感光体の感度低下等を評価した。結果を表１に示す
。

表　　　　１ ５（比較サンプル） ６（比較サンプル） ３５　　　　　　認められない ０ ０ １００　　　　４０００枚程度で発生 なお表に示した添加量は、ＨＥＣＹ−１を添加した表面
層すなわち、ここでは、エトキシメチル化ナイロン層全
重量に対する比率である。尚、帯電ローラー６は表面層
の成膜性が悪く、評価に値する帯電ローラーは製造でき
なかった。

５０００枚後の感度悪化については、感光体の明部電位
（ＶＬ）の変化の世（ΔＶＬ）を測定した。表１から明
らかなように、添加剤を含有しない帯電ローラーを用い
た場合は、帯電劣化のため、画像ボケ及び感光体の感度
劣化がみられるが、適切な添加量の帯電ローラーを用い
た場合は、感光体の帯電劣化を低減することができた。

実施例２ キャノン製ＬＢＰ−３Ｘ　（レーザービームプリンタ）
の帯電方式を本発明による直接帯電方式に改造した。帯
電部材はクロロプレンゴム１００重量部に導電性カーボ
ン５重量部及びトリス（３，５−シｔ−アミルー４−ヒ
ドロキシベンジル）−イソシアヌレイｌ−（ＨＢ　ＣＹ
　−２）を、１部を溶融混練し、中心にφ８Ｘ３６０ｍ
ｍのステンレス軸を通してφ２０Ｘ　３４．　Ｏｍ　ｍ
に成型し、帯電ローラー７とした。また比較サンプルと
してＨＢＣＹ−２を加えない帯電ローラー８を製造した
。これらの帯電ローラーを用い４０００枚の印字耐久を
実施例１と同様に３５°Ｃ１９０％の環境で行い、画像
ボケ、感光体の感度劣化等を評価した。結果を表２に示
す。

表　　　　２ ５ 認められない 表２から明らかなように、添加剤を含有しない帯電ロー
ラーを用いた場合は、帯電により発生したオゾンＮＯｘ
等の付着物の原因で、ボケ、感度劣化がみられるが、Ｈ
ＢＣＹ−２を添加した帯電ローラーを使用した場合は感
度悪化、画像ボケが少なかった。

実施例３ クロロプレンゴム１００重量部に導電性カーホン１０重
量部を溶融混練し、中心にφ８Ｘ３６０ｍｍのステンレ
ス軸を通して成型し、帯電ローラーの基層を設けた。次
にメトキシメチル化ナイロン１０重量部とメタノール９
０重量部に表３の添加剤をそれぞれ次の正添加し、帯電
ローラー基層の上に浸漬塗工し、乾燥後膜厚１００μｍ
の表面層を形成し、φ２０Ｘ３４０ｍｍのローラー形状
帯電部材を製造した。

表　　　　３ 表 認められない 認められない 認められない 認められない 用いた添加剤 とめて示す （ＨＢ　ＣＹ １〜６） の構造を表５にま それぞれの帯電ローラーを用いて実施例２と同様のＬＢ
Ｐを用いて同様に評価を行った。

表 〔発明の効果〕 本発明の電子写真用帯電部材は、帯電劣化による画像ボ
ケ、感光体の劣化等が少なく、常に安定した高品質の画
像を形成することができる。

４、

【図面の簡単な説明】

第１図は電子写真装置の模式的断面図を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記一般式（１） ▲数式、化学式、表等があります▼（１） ただし、 Ｒ：▲数式、化学式、表等があります▼ Ｘ＿１：▲数式、化学式、表等があります▼または▲数
   式、化学式、表等があります▼ Ｘ＿２：Ｈまたは２〜１０個の炭素を有するアルケニル
   基あるいは１〜１０個の炭素を有するアルキル基で示さ
   れる化合物を含有することを特徴とする電子写真用帯電
   部材。