JPH11160895A - 電子写真感光体、その製造方法および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】接触帯電方式の複写機に使用するのに適した電
子写真装置、その製造方法および接触帯電方式の画像形
成装置を提供する。 【解決手段】基体上に浸漬塗布により形成された感光膜
を有する電子写真感光体であって、感光膜の画像形成領
域のうちの、浸漬塗布時に下方に位置する下端部分の膜
厚Ａが、浸漬塗布時に上方に位置する上端部分の膜厚Ｂ
よりも大きい。その場合、膜厚Ａと膜厚Ｂとの差が０．
５μｍないし０．３μｍの範囲にあることが望ましい。
その製造方法として、浸漬塗布による感光膜の形成に際
して、基体の引上げ開始時の引上げ速度よりも、引上げ
終了時の引上げ速度を速くする方法が採用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プリンタ
ー、複写機等に使用される電子写真感光体、その製造方
法および画像形成装置に関し、特に接触帯電方式により
帯電を行う電子写真感光体およびその製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プリンター、複写機に使用され
る電子写真感光体（ＯＰＣ）は、アルミニウム管の上に
下引き層（ＵＣＬ）と電荷発生層（ＣＧＬ）と電荷輸送
層（ＣＴＬ）を積層したものが主流になっている。

【０００３】また近年、電子写真装置においては、オゾ
ン発生量の低減化、高圧電源の不使用によるコストの削
減および帯電器の小型化等を実現するために、感光ドラ
ムに接触帯電方式が用いられるようになった。接触帯電
はコロナ帯電の場合における４〜６ｋＶのような高圧電
源を必要としなく、通常１〜２ｋＶの電圧を印加して実
施される。ところが、感光ドラムはこの接触帯電方式に
用いると電荷が集中することによって電荷リークが発生
するという問題がある。この原因は以下の２つに大別さ
れる。 （Ａ）アルミニウム管の表面に微小な凸状欠陥が存在す
る。 （Ｂ）電子写真感光体の感光膜中に塵等の微細な欠陥が
存在する。

【０００４】（Ａ）についての改善手段としては、いく
つか提案されており、その具体的方法としては、例え
ば、（１）バニッシングロールによって凸状の欠陥部を
削り落とす方法（特開平３−１４９１８０号公報）、
（２）砥石を用いて凸状欠陥を研削する方法（特開平６
−１６７８２４号公報）、および（３）化学的に凸状欠
陥を溶解除去する方法（特開平６−１４８９２１号公
報）等が提案されている。

【０００５】以上のようにアルミニウム管の表面の微小
な凸状欠陥については種々の改善策が提案されている
が、上記（Ｂ）の問題については完全に改善する有効な
手段が見出されていないのが現状である。その理由とし
ては、如何なるクリーンルームで電子写真感光体を作製
しても、サブミクロンオーダーの微細な塵等を皆無にす
ることは不可能である。その結果、生産における歩留り
を低下し、コストアップを招いている。

【０００６】上記問題は、接触帯電方式の時に顕著であ
るが、従来からのコロナ放電による非接触帯電方式の場
合でも、その微細な欠陥部が黒点または白点等の画像欠
陥になるという問題が存在していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における上記の問題点を解決することを目的としてなさ
れたものである。すなわち、本発明の目的は、電子写真
プリンター、複写機に適した電子写真感光体を提供する
ことにより、帯電方式に関係なく、黒点または白点等の
発生のない高品質の画像が得られる電子写真感光体およ
びその電子写真感光体を効率よく製造する方法を提供す
ることにある。本発明の他の目的は、上記の電子写真感
光体を用いて高品質の画像を形成することが可能な画像
形成装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、従来の技
術における上記の問題点を解決するために鋭意研究を重
ねた結果、前記（Ｂ）の電子写真感光体の感光膜中に塵
等の微細な欠陥が存在することによって生じる電荷集中
による電荷リークは、電子写真感光体の作製時に下方に
位置する部分に多数発生していることに着目し、その発
生原因をさらに探究した結果、感光膜中に塵等の微細な
欠陥が、以下の３つの要因で大多数を占めていることを
見出した。

【０００９】（１）クリーンルーム内の空中に存在する
微細な塵で、微細ではあるが、それ自身の重量により、
低い位置に相対的に多く存在するため、電子写真感光体
作製時に下端部に多く発生する。 （２）感光体の下端部は溶剤およびブラシ等で不要部分
を拭き取っているが、拭き取り残や、拭き取ったカス
が、次の層を塗布する際に電子写真感光体作製時に下方
に位置する感光膜中多く発生する。 （３）電子写真感光体の感光膜は、下引き層、電荷発生
層、電荷輸送層等が順次浸漬塗布されることにより形成
され電子写真感光体が製造されるが、各層を塗布するた
め、その各層を塗布する装置間、および乾燥機中を移動
するために、パレットと呼ばれる移動手段に乗せられる
が、そこに乗せる際に、パレットと電子写真感光体とが
擦られ、微細な金属粉が発生し、次の層を塗布する際に
はその金属粉が、電子写真感光体作製時の下側の感光膜
中に多く発生する。 上記３つの要因とも、改善により発生率を低減すること
はできても、その発生メカニズムからみても、発生を皆
無にすることは不可能である。

【００１０】そこで、電子写真感光体の感光膜中に塵等
の微細な欠陥が存在しても、電荷集中による電荷リーク
を起こさず、かつ画像の画質にも影響を与えない電子写
真感光体およびその製造方法を開発した。

【００１１】すなわち、本発明の電子写真感光体は、基
体上に浸漬塗布により形成された感光膜を有するもので
あって、感光膜の画像形成領域のうちの、浸漬塗布時に
下方に位置する下端部分の膜厚Ａが、浸漬塗布時に上方
に位置する上端部分の膜厚Ｂよりも大きいことを特徴と
する。本発明の場合、膜厚Ａと膜厚Ｂとの差が、０．５
μｍないし３．０μｍの範囲にあることが好ましい。ま
た、感光膜の画像形成領域における膜厚は、浸漬塗布時
に上方に位置する画像形成領域の一端から浸漬塗布時に
下方に位置する画像形成領域の一端まで徐々に厚くなっ
ているのが好ましい。

【００１２】本発明の上記電子写真感光体は、塗布槽に
保持された塗布液に基体を浸漬し、引き上げて感光膜を
形成することによって製造されるが、本発明の電子写真
感光体の製造方法は、基体の引上げ開始時の塗布速度よ
りも、引上げ終了時の塗布速度を速くすることを特徴と
する。その場合、基体の引上げによる塗布速度を、引上
げ開始時から引上げ終了時にかけて徐々に速くするのが
好ましい。本発明の電子写真感光体の上記製造方法は、
基体をパレットに載置して搬送する場合に適用するのが
好ましい。

【００１３】さらに、本発明の画像形成装置は、感光体
と、該感光体を帯電する帯電手段と、帯電された感光体
を像露光して静電潜像を形成する露光手段と、その静電
潜像を可視化する現像手段とを有するものであって、感
光体が上記の電子写真感光体であり、帯電手段が上記感
光体に接触して帯電する帯電器であることを特徴とす
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して具体的に説明する。図１は電子写真感光体の
感光膜厚分布を示す説明図であり、図示するように、電
子写真感光体の画像領域は、浸漬塗布時に下方に位置す
る下端部分の膜厚Ａが、浸漬塗布時に上方に位置する上
端部分の膜厚Ｂよりも厚くなっている。

【００１５】本発明において、感光膜は、下引き層、電
荷発生層、電荷輸送層で形成されるが、そのいずれかの
層において、膜厚Ａが膜厚Ｂより厚くなるように作製し
てもよいが、特に、電荷輸送層において上記膜厚になる
ようにするのが望ましい。その理由は、電荷輸送層は相
対的に一番厚く作製されることが多いため、膜厚差を設
けることが容易であるからである。

【００１６】また、本発明の電子写真感光体において
は、基体として、アルミニウムおよびアルミニウム合金
基材等の導電性基体が用いられる。導電性基体の上に
は、所望により下引き層が形成される。下引き層は公知
の樹脂またはカップリング剤を用いて形成されるが、膜
厚０．０５μｍ〜１０μｍの範囲、特に、０．１μｍ〜
２μｍの範囲に設定することが好ましい。感光層が電荷
発生層と電荷輸送層との積層構造の場合、それらのいず
れかが下引き層の上に設けられてもよい。電荷発生層
は、フタロシアニン等公知の材料を用いて形成され、そ
の膜厚は、０．０５μｍ〜１μｍの範囲、特に、０．１
μｍ〜０．５μｍの範囲に設定することが好ましい。ま
た、電荷輸送層は、公知の電荷輸送材料を、ポリカーボ
ネート等公知の結着樹脂中に含有させて形成され、平均
膜厚として１５μｍ〜３０μｍの範囲で形成するのが好
ましい。

【００１７】膜厚Ａを膜厚Ｂより厚くするのは、前記の
様に電荷輸送層について行うのが好ましいが、その方法
としては、感光膜を塗布する際の塗布速度を、有効画像
領域の電子写真感光体作製時の下端部の塗布速度が、有
効画像領域の電子写真感光体作製時の上端部の塗布速度
より速くする。ただし、その塗布速度を途中で急激に変
化させると、感光膜厚も急激に変化するため、結果的に
その感光体でプリントした画像はその部分で濃度の違い
が認められ、実用的でないため、感光膜を塗布する際の
塗布速度は、徐々に上げて、感光膜厚も徐々に厚くする
ことが好ましい。

【００１８】本発明の電子写真感光体の製造方法は、搬
送にパレットを使用する場合に特に効果を発揮する。す
なわち、円筒状基体を用いる場合、浸漬塗布装置の塗布
槽に搬送され、塗布操作が終了した後、塗布された基体
を塗布槽から次の工程、例えば、洗浄、塗布等の工程に
搬送されるが、その場合、搬送にパレットを使用する
と、円筒状基体をパレットの基台に設けた凸状保持具に
装着したり脱着する際に、パレットの保持具が円筒状基
体の内側と接触するために微細な削れ片が発生し、それ
らが主に基体下端部に付着する。しかしながら、本発明
の上記の方法を採用すると、画像形成領域の下端部の膜
厚Ａが、画像形成領域の上端部の膜厚Ｂよりも大きくな
り、付着した微細な削れ片が存在しても、それによる絶
縁抵抗の低下を相殺することになる。したがって、本発
明の製造方法は、パレットによる搬送方式を採用する場
合に特に有効である。

【００１９】次に、本発明の画像形成装置について説明
する。図２は、本発明の画像形成装置の一例の模式図で
ある。感光体１は、上記のようにして作製された感光膜
を有するものであって、その表面に、装置の外部に設け
られた電源２から電圧が供給される帯電ロール３が接触
するように配設されている。感光体１の周りには、画像
入力装置４、現像器５、圧力転写器６または静電転写
器、クリーナー装置７および除電装置８が設けられてい
る。接触帯電器としては、公知のものが使用され、図に
おいては帯電ロールが示されているが、帯電ブラシ、ブ
レード型のフィルム帯電器であってもよい。帯電ロール
としては、例えば、導電性シャフトの周りに導電性発泡
ゴム層および導電性ゴムチューブよりなる表面層を設け
た導電性ロールであって、例えば、電気抵抗値１０⁴ 〜
１０⁶ Ωのものが好適に使用できる。

【００２０】上記の画像形成装置において、接触帯電器
には、例えば、１〜２ｋＶの直流または直流と交流の重
畳電流が印加され、それによって感光体が一様に帯電さ
れる。次いで画像入力装置４により像露光され、形成さ
れた静電潜像が、現像器５によって現像され、トナー像
が形成される。形成されたトナー像は、圧力転写器６ま
たは静電転写器によって用紙９の上に転写され、次い
で、定着装置１０によって定着される。一方、転写後の
感光体１の表面に残留したトナーは、クリーナー装置７
により除去され、さらに感光体１表面に僅かに残った電
荷は、除電装置８によって消去される。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに説明す
る。 実施例１〜５及び比較例１ 導電性基体として、０．９０ｍｍ厚×３０．３ｍｍφ×
３４０ｍｍ長のアルミニウム管（Ａ６０６３合金）をダ
イヤモンドバイトを用いて、０．７５ｍｍ厚×３０ｍｍ
φ×３４０ｍｍ長に鏡面切削加工した後、表面をＲａ
０．０３〜０．０４μｍの平滑面に仕上げた。このアル
ミニウム管について、液体ホーニング装置によって、そ
の表面の粗面化処理を行った。粗面化処理は、研磨材１
８．９ｋｇを水５１リットルに懸濁させ、これを２１リ
ットル／分の流量でガンに送り込んで、所定の圧縮空気
圧（０．１〜０．２ＭＰａ）で吹きつけて行い、基体表
面が所望の表面粗さ（Ｒａ：０．１〜０．５μｍ）にな
るようにした。なお、研磨材としては、昭和タイタニウ
ム社製の酸化アルミニウム：アルミナビーズ（ＣＢ−Ａ
３０Ｓ；粒径は２７μｍ）を使用した。

【００２２】前記の様に用意したアルミニウム管を、ま
ず井水を３Ｌ／ｍｉｎで２０秒吹きかけ、その後井水を
３Ｌ／ｍｉｎで吹きかけながらナイロン製ブラシ（φ６
５μｍ）をアルミニウム管とともに２００ｒｐｍで同方
向に回転させながら１０秒間ブラシにより押しつけ処理
を行い、その後純水（導電度０．１〜１．０μＳ／ｃ
ｍ、温度１８〜２５℃）中で３０回／分で揺動しながら
５分間すすぎ、温純水（導電度０．１〜１．０μＳ／ｃ
ｍ、温度４８〜５５℃）中に３０秒浸漬後、２００ｍｍ
／分でゆっくりと引上げた後１３５℃の熱風乾燥を３分
行い、洗浄を完了した。

【００２３】下引き層（ＵＣＬ）としては前記の様に用
意したアルミニウム管上に、ジルコニウム化合物とし
て、トリブトキシジルコニウムアセチルアセトネート
（ＺＣ５４０、松本交商社製）の５０％トルエン溶液１
００部、シラン化合物として、γ−アミノプロピルトリ
エトキシシラン（Ａ１１００、日本ユニカー社製）１０
部、ポリビニルブチラール樹脂（ＢＭ−Ｓ、積水化学社
製）１０部およびｎ−ブタノール１３０部を混合し、得
られた塗布液を浸漬塗布法により塗布し、１５０℃で１
０分間加熱して、膜厚１．０μｍの下引き層を形成し
た。

【００２４】次に、電荷発生層（ＣＧＬ）を形成した。
すなわち、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体（商品名：
ＶＭＣＨ、ユニオンカーバイト社製）の２％シクロヘキ
サノン溶液に、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料
（特開平５−２６３００７号公報に記載のもの）を顔料
と樹脂の比が１：１になるように混合し、次いでサンド
ミルにより３時間分散処理を行った。得られた分散液
を、更に酢酸ｎ−ブチルで希釈してアルミニウム管表面
に浸漬塗布し、膜厚０．２５μｍの電荷発生層を形成し
た。

【００２５】さらに電荷輸送層（ＣＴＬ）を形成した。
すなわち、Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（ｍ
−トリル）ベンジジン４部およびポリカボーネートＺ樹
脂６部を、モノクロルベンゼン９部およびテトラヒドロ
フラン（ＴＨＦ）２７部に溶解させた溶液を、電荷発生
層上に浸漬塗布した。その際、以下に示す浸漬塗布条件
で塗布を行った。その後、１１５℃で４０分間乾燥し
て、平均膜厚２４μｍの電荷輸送層を形成し、これを感
光体ドラムとした。

【００２６】（比較例１）塗布速度２００ｍｍ／ｍｉｎ
の一定速度でアルミニウム管を引き上げて塗布を行なっ
た。

【００２７】（実施例１）塗布速度２００ｍｍ／ｍｉｎ
でアルミニウム管を引き上げて塗布を開始し、塗布速度
を徐々に速めて、塗布終了時に２０３ｍｍ／ｍｉｎの塗
布速度になるように引き上げを実施し、塗布を行った。

【００２８】（実施例２）塗布速度２００ｍｍ／ｍｉｎ
でアルミニウム管を引き上げて塗布を開始し、塗布速度
を徐々に速めて、塗布終了時に２０５ｍｍ／ｍｉｎの塗
布速度になるように引き上げを実施し、塗布を行った。

【００２９】（実施例３）塗布速度２００ｍｍ／ｍｉｎ
でアルミニウム管を引き上げて塗布を開始し、塗布速度
を徐々に速めて、塗布終了時に２１０ｍｍ／ｍｉｎの塗
布速度になるように引き上げを実施し、塗布を行った。

【００３０】（実施例４）塗布速度２００ｍｍ／ｍｉｎ
でアルミニウム管を引き上げて塗布を開始し、感光体の
ほぼ中央の位置において、塗布速度を２１０ｍｍ／ｍｉ
ｎに変え、その状態で引き上げを継続した。

【００３１】（実施例５）塗布速度２００ｍｍ／ｍｉｎ
でアルミニウム管を引き上げて塗布を開始し、塗布速度
を徐々に速めて、塗布終了時に２３０ｍｍ／ｍｉｎの塗
布速度になるように引き上げを実施し、塗布を行った。

【００３２】上記のようにして得られた各感光体ドラム
を以下の方法で、電荷が集中することによって電荷リー
クが発生する割合を調査した。なお、接触帯電ロールと
して、導電性シャフトの周りに導電性発泡ゴム層および
導電性ゴムチューブよりなる表面層を設けた電気抵抗値
１０⁶ Ω、ゴム硬度５５度（ＪＩＳ Ａ）の導電性ロー
ルを使用し、印加電圧−４ｋＶの下で電荷リークの発生
割合を評価した。その結果を表１に示す。また、画質は
マルチファンクショナルプリンター（Ａｂｌｅ−３３２
１、富士ゼロックス製）に搭載し、画質の濃度差の評価
を行った。

【００３３】

【表１】

【００３４】電荷リーク割合（感光体装着時）： ○…５％未満、△…５％以上、１０％未満、×…１０％
以上 画質（濃度差）： ○…特に問題なし、 △^*1…中央部に濃度差ややあり、 △^*2…感光体の上部と下部とを比較すると濃度差ややあ
り、 ×…感光体の濃度差あり。

【００３５】表１から明らかなように、実施例１〜５の
場合には、電荷リークの割合が１０％以下であり、特に
実施例２ないし５の場合は５％未満であって、生産を行
う上での不良率が減少している。その結果、生産コスト
を低減することが可能になる。これに対して、比較例１
の場合には、電荷リークの割合が１０％以上であり、生
産を行う上での、不良率が多く、結果的には生産コスト
が高くなるのみならず、その分余計に製造するため、エ
ネルギー資源の観点からも非常に無駄がある。

【００３６】なお、画質の濃度差については、実施例４
の場合、濃度差が発生している部分は感光体の中央部に
当たるところであり、それは塗布速度を急に変えたこと
に起因していると思われる。

【００３７】

【発明の効果】本発明の電子写真感光体は、上記のよう
に帯電領域の下端部の膜厚Ａが、画像領域の下端部の膜
厚Ｂより厚く形成されているから、感光膜中に塵等の微
細な欠陥が存在してもその欠陥部の絶縁抵抗値を上げて
電荷集中による電荷リークを起こすことを防止し、画像
の画質に影響を与えることがない。したがって、本発明
の電子写真感光体は、帯電性が優れており、帯電方式に
関係なく、黒点、白点等の画像欠陥のない高品質の画像
を得ることが可能である。また、本発明の電子写真感光
体は、特に、オゾン発生量の低減化、高圧電源の不使用
によるコストの削減および帯電器の小型化等を実現する
ための接触帯電方式に使用するのに適しており、接触帯
電方式を用いるプリンターおよび複写機に使用すること
により、良好な画像品質を安定して提供することが可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の電子写真感光体の感光膜厚分布を示
す説明図である。

【図２】 本発明の画像形成装置の一例の概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１…感光体、２…電源、３…帯電ロール、４…画像入力
装置、５…現像器、６…圧力転写器、７…クリーナー装
置、８…除電装置、９…用紙、１０…定着装置 。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体上に浸漬塗布により形成された感光
   膜を有する電子写真感光体において、該感光膜の画像形
   成領域のうちの、浸漬塗布時に下方に位置する下端部の
   膜厚Ａが、浸漬塗布時に上方に位置する上端部の膜厚Ｂ
   よりも大きいことを特徴とする電子写真感光体。
2. 【請求項２】 膜厚Ａと膜厚Ｂとの差が、０．５μｍな
   いし３．０μｍの範囲にある請求項１に記載の電子写真
   感光体。
3. 【請求項３】 感光膜の画像形成領域における膜厚が、
   浸漬塗布時に上方に位置する画像形成領域の一端から浸
   漬塗布時に下方に位置する画像形成領域の一端まで徐々
   に厚くなっている請求項１に記載の電子写真感光体。
4. 【請求項４】 塗布槽に保持された塗布液に基体を浸漬
   し、引き上げることによって感光膜を形成する電子写真
   感光体の製造方法において、基体の引上げ開始時の塗布
   速度よりも、引上げ終了時の塗布速度を速くすることを
   特徴とする電子写真感光体の製造方法。
5. 【請求項５】 基体の引上げによる塗布速度を、引上げ
   開始時から引上げ終了時にかけて徐々に速くすることを
   特徴とする請求項４に記載の電子写真感光体の製造方
   法。
6. 【請求項６】 塗布槽に保持された塗布液に基体を浸漬
   して感光膜を形成するに際し、塗布槽への基体の搬送お
   よび塗布槽からの基体の搬送を、パレットによって行う
   ことを特徴とする請求項４に記載の電子写真感光体の製
   造方法。
7. 【請求項７】 感光体と、該感光体を帯電する帯電手段
   と、帯電された感光体を像露光して静電潜像を形成する
   露光手段と、該静電潜像を可視化する現像手段とを有す
   る画像形成装置において、該感光体が請求項１ないし請
   求項３のいずれかに記載の電子写真感光体であり、該帯
   電手段が前記感光体に接触して帯電する帯電器であるこ
   とを特徴とする画像形成装置。