JPH0451168A - 電子写真方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は電子写真方法、すなわちカールソンプロセスを
利用した静電複写方法において長期的に高い画像品質を
維持する方法に関する。

［従来の技術］ 現在、複写印刷方法としてカールソンプロセスを利用し
た静電複写方法、いわゆる電子写真方法が最も広く普及
している。

ここで電子写真方法とは、感光体と呼ばれる光導電性材
料を導電性支持体上に形成したものをまず暗所で帯電（
−船釣にはコロナ放電を帯電手段として用いる。）させ
、次いで像露光し露光部のみの電荷を選択的に散逸せし
めて静電潜像を得、この潜像部を染料、顔料などの着色
材と高分子物質などの結合剤とから構成されるトナーと
呼ばれる検電微粒子で現像し、更に紙などの画像保持体
に転写、定着して画像を形成する様にした画像形成法の
ことである。

電子写真法による画像形成装置の一例を第２図に示す。

感光体１は帯電用コロナ放電器（帯電チャージャー２）
で−様に帯電される。

コロナ放電器には４０〜１００μ印径のタングステンワ
イヤーが張架されたコロトロン方式と不均一放電を均一
化する為に更にグリッドをコロす放電器開口部近傍に張
架したスコロトロン方式が有り、４０００〜８０００ボ
ルトの高電圧が印加される。露光部３で像露光して静電
潜像を形成した後、現像装置４でトナー像を形成する。

トナー像は転写用コロナ放電器（転写チャージャー）５
でコピー用紙９に転写された後、コピー用紙は分離用コ
ロナ放電器（分離チャージャー）６で感光体より分離さ
れ、定着装置１０で定着されハードコピーとなる。

一方、転写後の感光体１のトナー像はクリーニング装置
７で清掃され一連の複写工程が終了する。

この電子写真方法において使用される感光体としては導
電性支持体上にＳｅないしＳｅ合金（Ｓｅ−Ａｓ、５ｅ
−Ｔｅ、５ｅ−Ａｓ−Ｔｅ等）を主体とする光導電層を
設けたもの、酸化亜鉛、硫酸カドミウムなどの無機系光
導電材料をバインダー中に分散させたもの、ポリ−Ｎ−
ビニルカルバゾールとトリニトロフルオレノンあるいは
アゾ顔料などの有機光導電材料を用いたもの（ＯＰＣ）
、及び非晶質シリコン系材料を用いたもの等が一般に知
られている。

これら感光体に要求される基本的な特性としては （１）暗所で適当な電位に帯電できること、（２）暗所
において電荷の散逸が少ないこと、（３）光照射によっ
て速やかに電荷の散逸を行うこと、 などが挙げられる。

更に実使用上で要求される特性として電子写真プロセス
で受ける機械的、化学的な負荷に対して強いという事も
挙げられる。

上記の各感光体をこれらの観点で見た場合、それぞれ優
れた特徴、及び欠点を有している。

例えば非晶質シリコン系感光体は高い表面硬度を有し機
械的な負荷（クリーニング部、現像部、転写部等での各
部材との接触）に対する耐久性に優れており光感度も比
較的高いが、一方帯電能が比較的低い　製造コストが高
い、更に、化学的な負荷（コロナ放電で生じるＯ３やＮ
Ｏｘあるいはこれらと大気中成分との複合生成物に対す
る暴露）に対して弱く、表面抵抗が湿度に依存して小さ
くなりいわゆる画像流れといった異常画像を発生してし
まうという欠点を有している。

又、Ｓｅ又はＳｅ合金（Ｓｅ−Ｔｅ、ＳｅＡ　ｓ　、　
　Ｓ　ｅ　−Ｔ　ｅ　−Ａ　ｓ系など）を主体とする感
光体は最も古くから一般的に使用されてきたものであり
、優れた光感度、帯電能を有する一方、機械的な負荷に
起因する感光体表面のキズが画像品質上白スジや黒スジ
といった異常画像になりやすいという欠点を有する。

更に近年では製造コストが安い、環境汚染が少ない、比
較的自由な感光体設計ができる等の理由により、有機系
感光体の発展が著しい。

一般に、有機系感光体とは電荷発生材料及び電荷輸送材
料を結着樹脂の中へ分散あるいは溶解して導電性支持体
上に塗布したものであり、ひとつの層で電荷保持、電荷
発生、電荷輸送の機能を有する単層型と電荷発生の機能
を有する電荷発生層（ＣＧＬ）、帯電電荷の保持とＣＧ
Ｌから注入された電荷の輸送機能を有する電荷輸送層（
ＣＴＬ）、更には必要に応じて支持体からの電荷の注入
を阻止する、あるいは支持体の光の反射を防止する等の
機能を有した層などを積層した構成の機能分離型とが知
られている。

これらの有機系感光体は前述のように優れた特徴を有し
ているが、有機材料であるがゆえに表面硬度が低く、複
写プロセスでの機械的な負荷によって、摩耗や傷が発生
しやすいという本質的な欠点も有している。

この感光層の摩耗は、帯電電位の低下をひきおこし、又
、局部的な傷はコピー上でスジ状の異常画像を発生させ
る原因になり、いずれも感光体寿命を左右する重要な問
題である。

この様なＳｅ系、ｏｐｃ系の機械的耐久性に関する欠点
を解消するために感光層の表面に保護層を設けて、複写
機内外で受ける機械的負荷に対する耐久性を改善する方
法が提案されている。

例えば、感光層の表面に有機フィルムを設ける方法（特
公昭３８−０１５４４６）　、無機酸化物を設ける方法
（特公昭４３−０１４５１７）　　接着層を設けた後、
絶縁層を積層する方法（特公昭４３−２７５９１）、或
イハブラズｖＣＶＤ法・光ＣＶＤ法等によって　ａ−３
ｔ層、５−Ｓｉ：Ｎ：Ｈ層、ａ−３ｔ：Ｏ；Ｈ層等を積
層する方法（特開昭５７−１７９８５９、特開昭５９−
０５８４３７　）などが開示されている。

又、保護層を積層した場合に生じる残留電位の増大やく
りかえし時の蓄積等を補う技術として保護層を光導電層
とする方法（特公昭４８−３８４２７　、特公昭４３−
１６１９８、特公昭４９−１０２５８、Ｕ　Ｓ　Ｐ　２
９０１３４８）、保護層中に色素やルイス酸に代表され
る移動材をを添加する方法（特公昭４４−８３４、特開
昭５３−１３８４４４）　、或いは金属や金属酸化物微
粒子の添加により保護層の抵抗を制御する方法（特開昭
５３−３３３８）等が提案されている。

更に近年では感光体の保護層材料として炭素又は炭素を
主成分とする高硬度薄膜の応用か活発化している。

例えば感光層上に無定形炭素又は硬質炭素からなる保護
層を設けたもの（特開昭６Ｏ−２４９１５５）、最表面
にダイヤモンド状カーボン保護層を設けたもの（特開昭
６ｌ−２５５１５２）、感光層上に炭素を主成分とする
高硬度絶縁層を形成したもの（特開昭６ｌ−２８４８５
５）あるいは有機感光層上に窒素原子、酸素原子、ハロ
ゲン原子、アルカリ金属原子等の原子を少なくとも含む
プラズマ有機重合膜から成る保護層を設けたもの（特開
昭６３−９７９６１〜４）、有機感光層上にカルコゲン
原子、■族原子、■族原子、Ｖ族原子等の原子を少なく
とも含むグロー放電により生成された非晶質炭化水素膜
から成る保護層を設けたもの（特開昭８３−２２０１６
８〜９）などを挙げることができる。

これらの方法によりＳｅ系感光体やＯＰＣ等の機械的耐
久性を飛躍的に改善できるようになった。ところが、こ
れらの感光体を長期間使用すると、非晶質シリコン系と
同様に高湿下で画像が流れるという問題を発生すること
がわかった。

画像流れの推定発生メカニズムとしては、大きく分けて ■　帯電等の目的で用いられるコロナ放電に繰返しさら
されることにより、コロナ放電により発生するオゾン等
で感光体表面が化学的に劣化（酸化等）し、親水性に変
化する。

■　コロナ放電によるオゾンや各種イオンが空気中の水
分、炭酸ガス等の不純物と反応し窒素化合物、カルボキ
シル基、アルデヒド基等を含む親水性の化合物を形成さ
れ、これらが感光体表面に付着、堆積することにより親
水性に変化する。

上記の２通りが考えられており、いずれにしても親水性
になった感光体表面に水分が吸着して表面の２次元方向
の抵抗が下がることによって異常画像が発生する。

前述の非晶質シリコン系の感光体の場合には■が支配的
な原因と考えられており保護層形成感光体の画像流れも
■あるいは■が原因と考えられているが、いずれにして
も感光体の信頼性に関して重要な問題となっている。

画像流れを防止する方法として（１）感光体を加熱する
方法（特開昭５９−２０８５５８　、同８０−９５４８
７゜同８１−１３２９７７　、同６２−２８２０８５等
）（２）コロナ放電器からのコロナ生成物を活性炭素繊
維やＮｉ。

Ｐｔ、Ａｕ、ベリリウム合金等をグリッドやシールドケ
ースあるいはチャージワイヤーに利用し、吸収、分解す
る方法（特開昭５０−３４８２８．同６３−３１１３６
５．同６４−８８７７４．特開平１−２１０９７４．同
１−３１９０６２等）（３）コロナ放電流の制御法（特
開平１−２３７５６９等）等の例が開示されている。し
かし、加熱法は効果が高いが未だ不十分てあり、吸収、
分解法も効果は認められるものの継続性等で問題を残し
ている ［発明が解決しようとする課題］ そこで本発明は、長期間くり返し使用しても高い画像品
質を常に保つことのできる電子写真方法を提供しようと
するものである。

Ｃ課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するための本発明の構成は（１）帯電、
露光、現像、転写、クリーニング、定着工程から成る電
子写真方法において、更に感光体表面に実質的に導電性
を有する部材を少なくとも１つ接触させ、かつ、その部
材に対して実質的に正又は負の電圧を印加する手段を有
することを特徴とする電子写真方法。

（２）実質的に正又は負の電圧を印加する部材が正電圧
用、負電圧用それぞれ少なくとも一つ以上有することを
特徴とする上記（１）項記載の電子写真方法。

（３）実質的に導電性を有する部材が導電性繊維より構
成されていることを特徴とする上記（１）（２）項記載
の電子写真方法。

（４）導電性繊維より構成される部材形状がブラシ状構
造体あるいはフェルト状構造体であることを特徴とする
上記（３）項記載の電子写真方法。

（５）ブラシ状構造体あるいはフェルト状構造体を構成
する要素の少なくともひとつとして活性炭素繊維を用い
ることを特徴とする（４）項記載の電子写真方法である
。

すなわち、本発明は実質的に導電性を有する部材を感光
体表面に接触させ、かつ、実質的に正又は負の電圧を印
加することによって感光体表面に付着している親水性物
質（イオンが大半を占める）を効果的に取り除くことに
よって長期間安定した画像が得られる様にした電子写真
方法である。

以下図面によって本発明を説明する。

第１図は本発明の導電性ブラシ状構造体、導電性フェル
ト状構造体を備えた装置の１例を示したものである。又
第３図はそれらの変形例を示したものである。すなわち
その構成は感光体１の周囲に帯電チャージャー２、画像
露光ユニット　３、現像ユニット　４、転写チャージャ
ー　５、分離チャージャー　６、クリーニングユニット
　７、除電ランプ８、転写紙９、定着ユニット１０と導
電性ブラシ状構造体あるいは導電性フェルト状構造体１
１．１２を備えたものである。

第１図はこの構造体がローラー形の場合を示し、第３図
ａ及び第３図すはブレード型の場合を示している。

本発明で実質的に導電性を有するブラシ状構造体、フェ
ルト状構造体を形成するだめの要素として導電性繊維が
用いられる。

導電性繊維としては、金属自身を繊維状に加工したもの
、通常の繊維表面にめっき、真空蒸着、スパッタ等の方
法で金属を被覆したもの、繊維表面に導電性微粒子（カ
ーボン、金属等）を分散させた有機層を形成させたもの
、導電性微粒子分散重合体をブレンドあるいは多芯複合
紡糸したもの等を挙げることができる。本発明で使用す
る導電性繊維の体積抵抗として１０Ｉ０Ω・（１）以下
である事が望ましい。

繊維の太さとしては５〜１５［デニール／フィラメント
］のものが一般的に使用される。又ブラシの密度として
は１万〜１０万［本／１ｎｃｈ２］、ブラシの毛足長さ
は１〜１０ｍｍが適当である。

ブラシ状構造体を構成するには、支持体上にブラシを構
成する繊維を直接固定する方法、あるいはブラシ繊維の
織物（パイル）を支持体上に接着等の手段で固定する等
の方法がある。

ブラシの毛先はブラシ繊維が切断された状態であっても
ループ状態になっていてもかまわない。

一方フエルト状構造体とは、繊維が著しくもつれ合って
構成されたシート状もしくはブロック状の構造体であり
、羊毛繊維の様な縮充効果を利用する方法、織物に、他
の繊維を針などで外側から突いて植え込む方法、ノンウ
ーブンファブリック（不織布）を作製する方法等により
作製される。

導電性ブラシ状構造体あるいは導電性フェルト状構造体
を構成する導電性繊維としであるいは導電性繊維以外の
構成要素として、触媒活性（吸着能等）を有する繊維を
用いると、本発明の電界印加との相互作用により感光体
表面に付着したイオン状物質等より成る親水性物質をよ
り効率よく除去することができる。

上記触媒活性を有する繊維は、繊維そのものに触媒活性
を有しているものおよび触媒活性を有する材料をコーテ
ィング等の方法で繊維表面に保持させたもの等のいずれ
であってもかまわない。

この触媒活性を有する繊維として活性炭素繊維を挙げる
ことができる。

活性炭素繊維とは大きな比表面積と吸着能をもつ多孔質
の炭素質繊維状物質であり、ポリアクリロニトリル系繊
維、セルロース系繊維、フェノール樹脂、ピッチ等を原
料とし、それぞれの繊維を前処理（耐炎化、不融化）及
び活性化処理（賦活化）を行なうことによって得られる
ものである。

その代表的な物性としては比表面積が５００〜１５００
ｍ　２／　ｇ−繊維直径５〜２００ａｍ、平均細孔直径
１０〜４０人などが挙げられ、又、繊維状であるため織
物状、紙状、フェルト状等多様な形に加工できるのが特
徴である。

これらの導電性ブラシ状構造体あるいは導電性フェルト
状構造体を介して感光体表面に印加する実質的に正又は
負の電圧は直流電界であっても、正又は負に偏倚させた
交番電界のいずれを用いてもかまわない。感光体表面に
印加する電界は直流成分で正、負ともに１〜１００ｖの
範囲が適当である。

この様にして感光体表面に接触させられる導電性ブラシ
状構造体あるいはフェルト状構造体は感光体表面に常時
接触していても、それらを後退させる等の手段を用いて
適時タイミングをとって接触させてもかまわない。又、
これらの部材を介して感光体に印加する実質的に正又は
負の電圧も、常時印加していても、適時タイミングをと
って印加してもかまわない。更にこれらの部材を感光体
表面に接触させる際、部材表面と感光体表面との線速は
同じであっても良いし、接触効率を向上させるために線
速差を設けたり、リバース方向に回転させてもかまわな
い。

なお、実質的に導電性を有するブラシ状構造体もしくは
フェルト状構造体と感光体表面を接触させ、かつ実質的
に正又は負の電界を印加することによって感光体表面に
付着しているイオン性の親水性物質を除去するものであ
れば、すべて本発明に属するものであり、第１図及び第
３図の装置例になんら限定されるものではない。

又、本発明はイオン性物質を主体とした親水性物質の付
着が原因となって異常画像を発生する感光体すべてに適
用することができ、適用する感光体を限定するものでは
ない。

［実施例〕 以下実施例及び比較例によって本発明を更に詳細に説明
する。

実施例１ ステンレス製の芯金（１０ｍｍφ）に導電性合成繊維（
東し社ｒＪ　：　５Ａ−７）とポリアクリロニトリル系
活性炭素繊維（東邦レーヨン社製；ファインガード）と
を２対１の割合で混紡して作製したパイルを固定して密
度５（万本／Ｉｎｃｈ２）、毛足長さ　Ｂ關、毛先形状
をループ状とした導電性ブラシローラーを形成し、実施
例１の導電性ブラシ状構造体を作製した。

実施例２ ステンレス製の芯金（１０ｍｍφ）に導電性合成繊維（
東し社製：　５Ａ−７）とポリアクリロニトリル系活性
炭素繊維（東邦レーヨン社製二ファインガード）とを２
対１の割合で混紡して作製したフェルトシート（中３０
ｍｍ、厚さ　８ｍｍ）をスパイラル状に巻付けて固定し
て導電性フェルトローラーを形成し、実施例２の導電性
フェルト状構造体を作製した。

これらの導電性ブラシ状構造体または導電性フェルト状
構造体を配設した普通紙複写機を用いて連続画像採取を
行ない画質の評価をおこなった。画像の評価は５本／　
＋ａｍの解像チャートがコピー上で良好に解像している
かを特性値とした。

この試験に際し、用いた感光体はＡｓ−５ｅ系（Ａ　ｓ
　：　３５．５ｗｔ％含有）感光層上にＳｎＯｚを抵抗
制御剤として分散含有させたポリウレタン樹脂の保護層
を形成したものである。

又、ブラシ状構造体、フェルト状構造体には直流電界及
び交番電界を印加してそれぞれ試験を行なった。

直流電界の場合は感光体表面に正負とも２０Ｖが印加さ
れる様にした。交番電界の場合には周波数１　ｋＨｚ　
％　Ｖ　ｐ−ｐ　２０　Ｖ　ｓ直流成分とシテ正。

負とも２０Ｖが印加される様にした。電界の極性はブラ
シ状構造体又はフェルト状構造体１１に負、１２に正を
印加した。更に比較例としてブラシ状構造体、フェルト
状構造体を配設しない場合の評価も同時に行なった。

なおこの試験の際にはブラシ状ローラー　フェルト状ロ
ーラーを感光体とリバース方向に回転させ接触効率を高
くした。

試験結果を表−１に示す。

表−１ ◎　非常に良好に解像している Ｏ　良好に解像している △　やや解像が劣る ×　全く解像しない 表−１より明らがな様に比較例の場合には１万サイクル
のコピー後に高温湿環境下で画像流れが発生したが、導
電性ブラシ状構造体または導電性フェルト状構造体によ
り実質的に正又は負の電界をを印加したものは直流、交
番いずれの電界にもかかわらず、５万サイクルの後でも
画像流れ現像は認められず、安定した画像が得られた。

［発明の効果］ 以上説明した様に本発明の方法によれば、コロナ放電を
受けることにより感光体表面に付着。

堆積するイオン性の親水性物質が適時除去されるので、
長期間にわたって安定した高画質を維持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子写真方法を実施するのに適する装
置の一例の説明図。 第２図は電子写真法による画像形成装置の１例の説明図
である。 第３図（ａ）　（ｂ）は本発明の他の変形例の説明図で
ある。 ｌ・・・感光体、２・・・帯電チャージャー３・・・画
像露光ユニット、４・・・現像ユニット、５・・・転写
チャージャー　　６・・・分離チャージャー７・・・ク
リーニングユニット、８・・・除電ランプ、９・・・転
写紙、１０・・・定着ユニット、１１．１２・・・導電
性ブラシ状構造体又は導電性フェルト状構造体。 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯電、露光、現像、転写、クリーニング、定着工
   程からなる電子写真方法において、更に、感光体表面に
   実質的に導電性を有する部材を少なくとも一つ接触させ
   、かつ、その部材に対して実質的に正又は負の電圧を印
   加することを特徴とする電子写真方法。
2. （２）感光体表面に接触している実質的に導電性を有す
   る部材が正電圧用、負電圧用をそれぞれ少なくとも一つ
   以上有することを特徴とする請求項（１）記載の電子写
   真方法。