JPH08272183A

JPH08272183A - 電子写真帯電装置

Info

Publication number: JPH08272183A
Application number: JP7283795A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Arataira; 文弘荒平; Yoshifumi Tsukano; 祥史杷野; Shuichi Aida; 修一會田; Marekatsu Mizoe; 希克溝江
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】均一な帯電を感光体表面に与え、安定した画
像を得られる電子写真帯電装置を提供する。【構成】導電性支持体上に感光層を有する電子写真感
光体と、帯電部材を該感光体に接触させて電圧を印加す
ることによって該感光体の帯電を行う接触帯電部材を有
する電子写真帯電装置において、該感光体が該支持体よ
り最も離れて電荷注入層を有し、該電荷注入層が１０⁸
Ωｃｍ〜１０¹⁵Ωｃｍの体積抵抗値を有し、該接触帯電
部材が電子共役性ポリマーを付与した磁性粒子であり、
該磁性粒子の体積抵抗値が１０⁴ Ωｃｍ〜１０¹⁰Ωｃｍ
であることを特徴とする電子写真帯電装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真感光体と該感
光体を接触帯電する部材を有し、該感光体に前記接触帯
電部材から電圧を印加することにより帯電を行う電子写
真装置に用いられる電子写真帯電装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真法としては多数の方法が
知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々
の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該
潜像をトナーで現像を行って可視像とし、必要に応じて
紙などの転写材にトナー画像を転写した後、熱・圧力な
どにより転写材上にトナー画像を定着して複写物を得る
ものである。また、転写材上に転写されずに感光体上に
残ったトナー粒子はクリーニング工程により感光体上よ
り除去される。

【０００３】近年、電子写真感光体の光導電性物質とし
て種々の有機光導電物質が開発され、特に電荷発生層と
電荷輸送層を積層した機能分離型のものが実用化され、
複写機やプリンターやファクシミリなどに搭載されてい
る。このような電子写真法での帯電手段としては、コロ
ナ放電を利用した手段が用いられていたが、多量のオゾ
ンを発生することからフィルタを具備する必要性があ
り、装置の大型化又は、ランニングコストアップなどの
問題点があった。

【０００４】このような問題点を解決するための技術と
して、ローラーまたはブレードなどの帯電部材を感光体
表面に当接させることにより、その接触部分近傍に狭い
空間を形成し所謂パッシェンの法則で解釈できるような
放電を形成することによりオゾン発生を極力抑えた帯電
方法が開発され、この中でも特に帯電部材として帯電ロ
ーラを用いたローラ帯電方式が、帯電の安定性という点
から好ましく用いられている。

【０００５】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、ある閾値電圧以上の電
圧を印加することにより帯電が開始される。例えば、感
光層の厚さが２５μｍのＯＰＣ感光体に対して帯電ロー
ラを当接させた場合には、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Ｖ_thと定義する。
つまり、感光体表面電位Ｖ_d を得るためには帯電ローラ
にはＶ_d ＋Ｖ_thという必要とされる以上のＤＣ電圧が必
要となる。また環境変動等によって接触帯電部材の抵抗
値が変動するため、感光体の電位を所望の値にすること
が難しかった。

【０００６】このため、更なる帯電の均一化を図るため
に特開昭６３−１４９６６９号公報に開示されるよう
に、所望のＶ_d に相当するＤＣ電圧に２×Ｖ_th以上のピ
ーク間電圧を持つＡＣ成分を重畳した電圧を接触帯電部
材に印加する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Ｖ_d に収束
し、環境等の外乱には影響されることはない。

【０００７】しかしながら、このような接触帯電装置に
おいても、その本質的な帯電機構は、帯電部材から感光
体への放電現象を用いているため、先に述べたように帯
電に必要とされる電圧は感光体表面電位以上の値が必要
とされる。また、帯電均一化のためにＡＣ帯電を行なっ
た場合には、ＡＣ電圧の電界による帯電部材と感光体の
振動、騒音（以下ＡＣ帯電音と称す）の発生、また、放
電による感光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。

【０００８】一方、特開昭６１−５７９５８号公報に開
示されるように、導電性保護膜を有する感光体を、導電
性微粒子を用いて帯電する画像形成方法がある。これに
よれば、感光体として１０⁷ 〜１０¹³Ωｃｍの抵抗を有
する半導電性保護膜を有する感光体を用い、この感光体
を１０¹⁰Ωｃｍ以下の抵抗を有する導電性微粒子を用い
て帯電することにより、感光層中に電荷が注入すること
なく、放電により感光体をムラなく均一に帯電すること
ができ、良好な画像再現を行うことができると記載があ
る。この方法によれば、ＡＣ帯電における問題であった
振動、騒音等は防止できる。しかしながら、放電により
帯電を行っているため、放電による感光体表面の劣化等
が依然生じており、また高圧電源も必要であるなどの問
題点があった。

【０００９】このため、感光体への電荷の直接注入によ
る帯電が望まれていた。

【００１０】帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電磁気ブラシ
などの接触帯電部材に電圧を印加し、感光体表面にある
トラップ準位に電荷を注入して接触注入帯電を行う方法
は、ＪａｐａｎＨａｒｄｃｏｐｙ９２年論文集Ｐ２８
７の「導電性ローラを用いた接触帯電特性」などに記載
があるが、これらの方法は、暗所絶縁性の感光体に対し
て、電圧を印加した低抵抗の帯電部材で注入帯電を行う
方法であり、帯電部材の抵抗値が十分に低く、更に帯電
部材に導電性を持たせる材質（導電フイラーなど）が表
面に十分に露出していることが条件になっていた。この
ため、前記の文献においても帯電部材としてはアルミ箔
や、高湿環境下で十分抵抗値が下がったイオン導電性の
帯電部材が好ましいとされている。本出願人らの検討に
よれば感光体に対して十分な電荷注入が可能な帯電部材
の抵抗値は１×１０³ Ωｃｍ以下であり、これ以上では
印加電圧と帯電電位の間に差が生じ始め帯電電位の収束
性に問題が生じることがわかっている。

【００１１】しかしながら、このような抵抗値の低い帯
電部材を実際に使用すると、感光体表面に生じたキズ、
ピンホールなどに対して接触帯電部材から過大なリーク
電流が流れ込み、周辺の帯電不良や、ピンホールの拡
大、帯電部材の通電破壊が生じる。

【００１２】これを防止するためには帯電部材の抵抗値
を１×１０⁴ Ω程度以上にする必要があるが、この抵抗
値の帯電部材では先に述べたように感光体への電荷注入
性が低下し、帯電が行なわれないという矛盾が生じてし
まう。

【００１３】そこで、接触方式の帯電装置もしくは該帯
電装置を用いた画像形成方法について上記のような問題
点を解消する、すなわち、低抵抗の接触帯電部材を用い
ないと生じなかった電荷注入による良好な帯電性と、低
抵抗の接触帯電部材では防止することのできなかった被
帯電体上のピンホールリークという背反した特性を同時
に両立することを可能とすることが望まれ、そのために
は所望の抵抗値に調整を行った磁性粒子を接触帯電部材
として用いることにより達成される。また磁性粒子はあ
る程度以上の磁気力を有していなければならず、磁気力
が弱いと帯電部材に磁性粒子を保持することが困難にな
り感光体への付着が生じてしまい、それに伴う画像不良
が発生してしまう。

【００１４】つまり、磁性粒子は所望の抵抗値と磁気力
の両者を満足させるように調整しなければならない。

【００１５】しかしながら、磁性粒子の抵抗値を調整す
ると、磁気力が低下し、磁気力を上げると抵抗値が低下
してしまうという問題点が生じる場合があった。そこ
で、磁性粒子の特性を容易に、かつ安定に、任意の抵抗
値、任意の磁気特性に調整できる方法が望まれていた。
更に長期の使用により、特に高湿環境下でのいわゆる
“さび”などによる抵抗値、磁気力の変化も防止しなけ
ればならない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電子
写真感光体と該感光体を注入帯電する磁性粒子からなる
接触帯電部材を有し、該感光体に該帯電部材から電圧を
印加することにより該感光体を帯電する電子写真帯電装
置において、良好、均一な帯電と、感光体上に生じたピ
ンホールなどの欠陥に電流が集中して帯電部材及び感光
体の通電破壊を防止するために、抵抗ムラの無い、均一
な所望の抵抗を有した接触帯電部材を有する電子写真帯
電装置を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、導
電性支持体上に感光層を有する電子写真感光体と、帯電
部材を該感光体に接触させて電圧を印加することによっ
て該感光体の帯電を行う接触帯電部材を有する電子写真
帯電装置において、該感光体が該支持体より最も離れて
電荷注入層を有し、該電荷注入層が１０⁸ Ωｃｍ〜１０
¹⁵Ωｃｍの体積抵抗値を有し、該接触帯電部材が電子共
役性ポリマーを付与した磁性粒子であり、該磁性粒子の
体積抵抗値が１０⁴ Ωｃｍ〜１０¹⁰Ωｃｍであることを
特徴とする電子写真帯電装置である。

【００１８】本発明においては、感光体電位を帯電部材
の印加電圧の９０％以上まで帯電することが可能となっ
ている。

【００１９】以下、本発明について詳細に説明する。

【００２０】接触帯電部材に用いられる磁性粒子が電子
共役性ポリマーを付与することにより導電性を発揮させ
たものである。

【００２１】本発明の電子共役性ポリマーとしては例え
ば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリキノリン、ポ
リフェニレン、ポリナフチレン、ポリアセチレン、ポリ
フェニレンスルフィド、ポリアニリン、ポリフェニレン
ビニレンや、ピロールまたはチオフェンのそれぞれの３
位をＣ₁ からＣ₁₂までのアルキル基で置換した誘導体の
重合物などが挙げられるが、これらは、単独または２種
類以上組み合わせて用いることができる。中でも、ポリ
マー分子中に複素環を含むポリピロールやポリチオフェ
ン、窒素原子と同素環を含むポリアニリン、およびこれ
らの誘導体は帯電部材として耐高電圧性に優れるので特
に好ましい。

【００２２】本発明の磁性粒子は、粒子表面に重合触媒
を付与した後に、導電性ポリマーの前駆体であるモノマ
ーを接触させることにより、粒子表面を導電性ポリマー
でコートできる。ここで、モノマーは、蒸気または溶液
状態で接触させることができる。可溶性導電性ポリマー
の場合は、適当な溶媒に溶解させたポリマー溶液に磁性
粒子を含浸させたり、スプレーコートなどの手段で導電
性を直接磁性粒子に付与できる。適当な溶媒に溶解した
可溶性導電性ポリマー溶液は、バインダーを必要とせず
溶媒の除去のみで導電性ポリマーから成る導電層を形成
できる。また、導電性フィラーを分散させた樹脂を磁性
粒子にコートした場合とは異なり、コート層の厚みを規
制することなく均一な抵抗値を有する磁性粒子が得られ
る。

【００２３】更に、上記のように磁性粒子の表面を導電
処理することにより、非常に薄いコート層を形成して導
電性を調整していることから、磁性粒子の磁気特性を導
電処理前後で測定した結果、全く変化は無く、磁性粒子
の磁気特性を全く損なわないで導電処理を施すことがで
きる。

【００２４】更に、上記のように磁性粒子の表面を処理
することにより、磁性粒子表面が外気に曝されることが
無いため、長期の放置、使用による磁性粒子の酸化を防
止することができ、いわゆる“さび”などによる抵抗お
よび磁気特性の変化を防止することができる。

【００２５】具体例を挙げると、ポリピロールを付与す
る場合は、２０質量％の塩化第二鉄水溶液（酸化触媒）
中に磁性粒子を浸し塩化鉄を吸着させた後、ピロールモ
ノマー蒸気で満たされた密閉容器内にセットする。磁性
粒子表面でピロールの気相重合が進行し、導電性のポリ
ピロールが生成する。この時、ピロールモノマー濃度、
気相重合時間、または触媒付与量を調整することで容易
に、かつ安定に任意の導電性が得られる。次に、十分に
洗浄を行い、加熱乾燥し、未反応モノマーや水分を除去
すればよい。また、ピロールモノマーの接触反応に於て
は、触媒を付与した磁性粒子を液状モノマー中に直接浸
漬させてもよい。この場合、液状モノマーを適当な溶媒
で希釈したり接触反応時間により抵抗値が調整できる。

【００２６】可溶性導電性ポリマーとしては、例えばポ
リアニリンが挙げられる。ポリアニリンは、アニリンを
ペルオキソ二硫酸アンモニウム（酸化剤）と硫酸（プロ
トン酸）の存在下で化学酸化することにより重合でき、
これをアンモニア水で処理し可溶性とする。溶媒には、
Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）が適切である
が、その他にＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドやＮ，Ｎ−
ジメチルホルムアミドなども用いることができる。ポリ
マー濃度を１％〜１０％程度に調製したＮＭＰ溶液に磁
性粒子を含浸させ、その後乾燥することにより磁性粒子
を導電化できる。また、磁性粒子は、酸化触媒の吸着や
導電性ポリマーのコートを容易にする目的で、酸やアル
カリ性溶液でエッチングしたり、カップリング剤などで
粒子表面を改質することも可能である。

【００２７】接触帯電部材は感光体の電荷注入層に電荷
を注入する役割と、感光体上に生じたピンホールなどの
欠陥に帯電電流が集中して、帯電部材、感光体の通電破
壊を防止する役割を兼ね備えなければならない。接触帯
電部材の磁性粒子の抵抗値が１×１０⁴ Ωｃｍ未満では
ピンホールリークを防止できず１×１０¹⁰Ωｃｍを超え
ると帯電に必要な電流を流すことができない。従って、
接触帯電部材に用いられる磁性粒子の抵抗値は１×１０
⁴ Ωｃｍ〜１×１０¹⁰Ωｃｍの範囲でなければならな
い。好ましくは１×１０⁴ Ωｃｍ〜１×１０⁸ Ωｃｍの
抵抗値の範囲である。

【００２８】また、該磁性粒子を用いた接触帯電部材の
電圧印加部分と該感光体に接する部分との抵抗値が１０
⁴ 〜１０¹⁰Ωの範囲であることが好ましく、より好まし
くは１０⁴ 〜１０⁸ Ωの範囲である。

【００２９】更に、該磁性粒子の平均粒径は５〜２００
μｍが好ましい。５μｍより小さいと、感光体への磁気
ブラシの付着が生じ易く、また２００μｍより大きい
と、スリーブ上での磁気ブラシの穂立ちの密度を密にで
きず、感光体への注入帯電性が悪くなる傾向にある。更
に好ましくは１０〜１００μｍ、特に好ましくは１５〜
５０μｍである。

【００３０】なお、全体の平均粒径は、光学顕微鏡また
は走査型電子顕微鏡により、ランダムに１００個以上抽
出し、水平方向最大弦長をもって体積粒度分布を算出
し、その５０％平均粒径をもって平均粒径としてもよい
し、また、レーザー回折式粒度分布測定装置ＨＥＲＯＳ
（日本電子製）を用いて、０．０５μｍ〜２００μｍの
範囲を３２対数分割して測定し、５０％平均粒径をもっ
て平均粒径としてもよい。

【００３１】本発明に係わる磁性粒子としては、磁気に
よって穂立ちさせて、この磁気ブラシを感光体に接触さ
せて帯電させるために、この材質としては例えば鉄、コ
バルト、ニッケルなどの強磁性を示す元素を含む合金あ
るいは化合物などが用いられる。また、その体積抵抗値
は、ピンホールリークによる画像不良防止の点から１×
１０⁴ Ωｃｍ以上の抵抗を有した磁性粒子を使用しなけ
ればならない。抵抗の上限は電子共役性ポリマーを付着
することで調整できるので特に制限を設ける必要はな
い。従って、酸化処理、還元処理などを行って体積抵抗
値を調整したもの、例えば組成調整したフェライト、水
素還元処理したＺｎ−Ｃｕフェライト、酸化処理したマ
グネタイトなどが用いられる。

【００３２】本発明に係わる感光体としては、支持体よ
り最も離れた層に、先に述べたように、十分な帯電性と
画像流れを起こさない条件を満足するために体積抵抗値
が１×１０⁸ Ωｃｍ〜１×１０¹⁵Ωｃｍの範囲である電
荷注入層を設けた感光体を用いなければならない。望ま
しくは画像流れなどの点から、体積抵抗値が１×１０ ¹¹
Ωｃｍ〜１×１０¹⁴Ωｃｍ、特には体積抵抗値の環境変
動なども考慮して、体積抵抗値が１×１０¹²Ωｃｍ〜１
×１０¹⁴Ωｃｍのものを用いるのが望ましい。１×１０
¹⁰Ωｃｍ未満では高湿環境で帯電電荷が表面方向に保持
されないため画像流れを生じ、１×１０¹⁵Ωｃｍを越え
ると帯電部材からの帯電電荷を十分注入および保持がで
きず、帯電不良を生じる傾向にある。このような機能層
を感光体表面に設けることによって、帯電部材から注入
された帯電電荷を保持する役割を果たし、更に光露光時
にこの電荷を感光体支持体に逃す役割を果たし、残留電
位を低減させる。また、本発明に係わる帯電部材と感光
体に関してこのような構成をとることによって、帯電開
始電圧Ｖ_thが小さく、感光体帯電電位を帯電部材に印加
する電圧のほとんど９０％以上に収束させることが可能
になった。ここで電荷注入層としては、絶縁性のバイン
ダーに光透過性でかつ導電性の粒子を適量分散させて中
抵抗とした材料で構成することが特徴である。

【００３３】ここで、電荷注入層の体積抵抗値の測定方
法は、前述した帯電部材コート剤の測定法と同様に、表
面に導電膜を蒸着させたポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）フィルム上に電荷注入層を作成し、これを体
積抵抗測定装置（ヒューレットパッカード社製４１４０
ＢｐＡＭＡＴＥＲ）にて、２３℃、６５％の環境で１
００Ｖの電圧を印加させて測定した。

【００３４】この電荷注入層は金属蒸着膜あるいは導電
性微粒子をバインダー樹脂中に分散させた導電粉樹脂分
散膜などによって構成され、蒸着膜では蒸着、導電粉樹
脂分散膜ではディッピング塗工法、スプレー塗工法、ロ
ールコート塗工法、ビームコート塗工法などの適当な塗
工法にて塗工して電荷注入層とする。また、絶縁性のバ
インダーに光透過性の高いイオン導電性を持つ樹脂を混
合、もしくは共重合させて構成するもの、または中抵抗
で光導電性のある樹脂単体で構成するものでもよい。導
電性微粒子分散膜の場合、導電性微粒子の添加量はバイ
ンダーに対して２〜１００質量パーセントの範囲に納ま
っていることが好ましい。２質量パーセント未満の場合
には、所望の体積抵抗値を得ることは難しく、また１０
０質量パーセントを越える場合には膜強度の低下によっ
て電荷注入層が削り取られ易くなり、感光体寿命が短か
過ぎるからである。

【００３５】また、電荷注入層のバインダーは下層のバ
インダーと同じとすることも可能であるが、この場合に
は電荷注入層の塗工時に電荷輸送層の塗工面を乱してし
まう可能性があるため、コート法を特に選択することが
好ましい。

【００３６】また、前記電荷注入層に滑材粉末が含有さ
れていることが望ましい。その理由は、帯電時に感光体
と注入帯電部材の摩擦が低減されるために帯電ニップが
拡大し、帯電特性が向上するためである。特に滑材粉末
として臨界表面張力の低いフッ素系樹脂、シリコーン系
樹脂、またはポリオレフィン系樹脂を用いるのがより望
ましい。特に好ましくは４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦ
Ｅ）が用いられる。この場合、滑材粉末の添加量は、バ
インダーに対して好ましくは２〜５０質量パーセント、
より好ましくは５〜４０質量パーセントである。２質量
パーセント未満では滑材粉末の量が十分ではないため
に、帯電特性の向上が十分でなく、また５０質量パーセ
ントを越えると、画像の分解能、感光体の感度が大きく
低下してしまうからである。

【００３７】以下に本発明に使用される部材を構成、材
質、製造方法などを例示する。

【００３８】［トナーの製造例］スチレン−ブチルアクリレート共重合体（共重合質量比８０：２０）１００質量部マグネタイト１００質量部含金属アゾ顔料２質量部低分子量ポリプロピレン３質量部上記材料をヘンシェルミキサーで混合した後に、１３０
℃に設定したエクストルーダーにて混練した。得られた
混練物を冷却し、カッターミルにより粗粉砕した後に、
ジェット気流を用いたジェットミルで微粉砕し、風力分
級して重量平均粒径７μｍの黒色微粉体（磁性トナー粒
子）を得た。この黒色微粉体質量１００部に対して、シ
リコーンオイルにて疎水化処理をしたシリカ１．０質量
部を加え、ヘンシェルミキサーで混合し、磁性トナーを
得た。

【００３９】［感光体製造例１］感光体は負帯電の有機
感光体（以下ＯＰＣ感光体）であり、φ３０ｍｍのアル
ミニウム製のドラム上に機能層を５層設ける。

【００４０】第１層は下引層であり、アルミニウムドラ
ムの欠陥などをならすため、またレーザ露光の反射によ
るモアレの発生を防止するために設けられている厚さ約
２０μｍの導電層である。

【００４１】第２層は正電荷注入防止層であり、アルミ
ニウム支持体から注入された正電荷が感光体表面に帯電
された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たし、ア
ミラン樹脂とメトキシメチル化ナイロンによって１０⁶
Ωｃｍ程度に抵抗調整された厚さ約１μｍの中抵抗層で
ある。

【００４２】第３層は電荷発生層であり、ジスアゾ系の
顔料を樹脂に分散した厚さ約０．３μｍの層であり、レ
ーザ露光を受けることによって正負の電荷対を発生す
る。

【００４３】第４層は電荷輸送層であり、ポリカーボネ
ート樹脂にヒドラゾンを分散したものであり、Ｐ型半導
体である。従って、感光体表面に帯電された負電荷はこ
の層を移動することはできず、電荷発生層で発生した正
電荷のみを感光体表面に輸送することができる。

【００４４】第５層は本発明の特徴である電荷注入層で
あり、光硬化性のアクリル樹脂にＳｎＯ₂ 超微粒子、更
に接触帯電部材と感光体との接触時間を増加させて、均
一な帯電を行うために粒径約０．２５μｍの４フッ化エ
チレン樹脂粒子を分散したものである。具体的には、ア
ンチモンをドーピングし、低抵抗化した粒径約０．０３
μｍのＳｎＯ₂ 粒子を樹脂に対して７０質量パーセン
ト、更に４フッ化エチレン樹脂粒子を３０質量パーセン
ト、分散剤を１．２質量パーセント分散したものであ
る。

【００４５】また、感光体表面の抵抗は、５×１０¹²Ω
ｃｍであった。

【００４６】［感光体製造例２］感光体製造例１の第５
層に、４フッ化エチレン樹脂粒子と分散剤を分散しなか
ったこと以外は、感光体製造例１と同様に感光体を作成
した。

【００４７】また、感光体表面の抵抗は、２×１０¹²Ω
ｃｍであった。

【００４８】［感光体製造例３］感光体製造例１の第５
層を、アンチモンをドーピングし、低抵抗化した粒径約
０．０３μｍのＳｎＯ₂ 粒子を光硬化性のアクリル樹脂
に対して１２０質量パーセント分散したものを加えたこ
と以外は、感光体製造例１と同様に感光体を作成した。

【００４９】これによって感光体表面の抵抗は、６×１
０⁷ Ωｃｍにまで低下した。

【００５０】［感光体製造例４］鏡面加工を施したアル
ミシリンダーにグロー放電法を用いて、阻止層、光導電
層及び表面層を順次形成した。

【００５１】まず、反応室を約７．５×１０^-3Ｐａにし
た後、アルミシリンダーを２５０℃に保ちつつ、ＳｉＨ
₄ ，Ｂ₂ Ｈ₆ ，ＮＯ及びＨ₂ ガスを反応室に送り込む一
方、反応室よりガスを流出させ、３０Ｐａ程度の内圧に
した後にグロー放電を生起させ、５μｍの阻止層を形成
した。

【００５２】この後、阻止層の形成と同様な方法を用
い、ＳｉＨ₄ 及びＨ₂ ガスを使用し、５０Ｐａの内圧に
した後に、２０μｍの光導電層を形成し、更に、ＳｉＨ
₄ ，ＣＨ₄ 及びＨ₂ ガスを使用し、５５Ｐａの圧力下で
グロー放電により膜厚０．５μｍのＳｉとＣからなる表
面層を形成し、アモルファスシリコン感光体を作成し
た。

【００５３】帯電部材の製造例として磁性粒子の表面を
電子共役性ポリマーでコートした導電性を発揮させた磁
性粒子からなる帯電部材の例を述べる。なお、これは本
発明を何ら限定するものではない。

【００５４】［帯電部材製造例１］平均粒径２５μｍ、
８×１０¹¹ΩｃｍのＺｎ−Ｃｕフェライトを用意する。
磁性粒子の体積抵抗値の測定は、図１に示すセルを用い
て測定した。すなわち、セルＡに磁性粒子を充填し、該
充填磁性粒子に接するように電極１及び２を配し、該電
極間に電圧を印加し、その時流れる電流を測定すること
により求めた。その測定条件は、２３℃、６５％の環境
で充填磁性粒子のセルとの接触面積Ｓ＝２ｃｍ² 、厚み
ｄ＝１ｍｍ、上部電極の荷重１０ｋｇ、印加電圧１００
Ｖである。

【００５５】上記Ｚｎ−Ｃｕフェライトを希塩酸で洗浄
しエッチングを行った後、酸化触媒としての塩化第２鉄
水溶液（濃度３０質量％）に含浸させ、２０分間撹拌さ
せ、塩化第２鉄をフェライト表面に吸着させた。そのフ
ェライトをピロール蒸気（ピロール溶液純度９８％）で
満たされた密閉容器内（２３℃）にセットしピロール蒸
気と接触（気相酸化重合）させた後、純水とエタノール
で十分に洗浄してから乾燥させ、所望の磁性粒子を得
た。この磁性粒子を上述した抵抗測定の方法で測定した
ところ、５×１０⁶ Ωｃｍであった。

【００５６】［帯電部材製造例２］平均粒径４０μｍ、
２×１０¹¹ΩｃｍのＺｎ−Ｃｕフェライトを用意する。

【００５７】上記Ｚｎ−Ｃｕフェライトを希塩酸で洗浄
しエッチングを行った後、酸化触媒としての塩化第２鉄
水溶液（濃度２０質量％）に含浸させ、２５分間撹拌さ
せ、塩化第２鉄をフェライト表面に吸着させた。そのフ
ェライトをピロール蒸気（ピロール溶液純度９８％）で
満たされた密閉容器内（２３℃）にセットしピロール蒸
気と接触（気相酸化重合）させた後、純水とエタノール
で十分に洗浄してから乾燥させ、所望の磁性粒子を得
た。この磁性粒子を上述した抵抗測定の方法で測定した
ところ、８×１０⁵ Ωｃｍであった。

【００５８】［帯電部材製造例３］平均粒径４０μｍ、
５×１０¹¹Ωｃｍのストロンチウムフェライトを用意す
る。

【００５９】上記ハードフェライトを希塩酸で洗浄しエ
ッチングを行った後、酸化触媒としての塩化第２鉄水溶
液（濃度２０質量％）に含浸させ、４０分間撹拌させ、
塩化第２鉄をフェライト表面に吸着させた。そのフェラ
イトをピロール蒸気（ピロール溶液純度９８％）で満た
された密閉容器内（２３℃）にセットしピロール蒸気と
接触（気相酸化重合）させた後、純水とエタノールで十
分に洗浄してから乾燥させ、所望の磁性粒子を得た。こ
の磁性粒子を上述した抵抗測定の方法で測定したとこ
ろ、２×１０⁵ Ωｃｍであった。

【００６０】［帯電部材製造例４］まず、アニリンをペ
ルオキソ二硫酸アンモニウム（酸化剤）と硫酸（プロト
ン酸）の存在下で化学酸化しポリアニリンを得た。この
ポリアニリンをアンモニア水で洗浄した後、ポリマー濃
度が５質量％になるようにＮ−メチル−２−ピロリドン
（ＮＭＰ）に溶解させ、更にトルエンスルホン酸のＮＭ
Ｐ溶液を混合した。この溶液に帯電部材製造例１で示し
た導電処理前のＺｎ−Ｃｕフェライトを含浸させ、ポリ
アニリンを粒子表面にコートし、溶液を乾燥させ所望の
導電性磁性粒子を得た。この磁性粒子を上述した抵抗測
定の方法で測定したところ、３×１０ ⁶ Ωｃｍであっ
た。

【００６１】［帯電部材製造例５］導電処理を行わない
帯電部材製造例１のフェライト粒子を帯電部材として用
いた。

【００６２】［帯電部材製造例６］導電処理を行わない
帯電部材製造例２のフェライト粒子を帯電部材として用
いた。

【００６３】［帯電部材製造例７］導電処理を行わない
帯電部材製造例３のフェライト粒子を帯電部材として用
いた。

【００６４】［帯電部材製造例８］平均粒径４０μｍ、
５×１０³ Ωｃｍのマグネタイトを用い、帯電部材製造
例１と同様な導電処理を行い、導電性の磁性粒子を得
た。この磁性粒子の抵抗を測定したところ７×１０² Ω
ｃｍであった。

【００６５】

【実施例】以下に、本発明の具体的実施例を示すがこれ
に限られるものではない。［実施例１］上に述べた感光体と、接触帯電部材を用い
て帯電を行う際の原理について述べる。本発明は、中抵
抗の接触帯電部材で、中抵抗の表面抵抗を持つ感光体表
面に電荷注入を行なうものであるが、本実施例は感光体
表面材質のもつトラップ電位に電荷を注入するものでは
なく、電荷注入層の導電粒子に電荷を充電して帯電を行
なう原理である。

【００６６】具体的には、電荷輸送層を誘電体、アルミ
ニウム支持体と電荷注入層内の導電粒子を両電極板とす
る微小なコンデンサーに、接触帯電部材で電荷を充電す
る理論に基づくものである。この際、導電粒子は互いに
電気的には独立であり、一種の微小なフロート電極を形
成している。このため、マクロ的には感光体表面は均一
電位に充電、帯電されているように見えるが、実際には
微小な無数の充電されたＳｎＯ₂ が感光体表面を覆って
いるような状況となっている。このため、レーザによっ
て画像露光を行ってもそれぞれのＳｎＯ₂ 粒子は電気的
に独立なため、静電潜像を保持することが可能になる。

【００６７】次に、本実施例で実験に用いた電子写真方
式のプリンターについて図２を用いて説明する。プロセ
ススピードは４８ｍｍ／ｓｅｃであり、感光体は感光体
製造例１を用い、接触帯電部材は、帯電部材製造例１で
作成された被覆磁性粒子およびこれを支持させるための
非磁性の導電スリーブ、これに内包されるマグネットロ
ールによって構成され、上記被覆磁性粒子をスリーブ上
に厚さ１ｍｍでコートして感光体との間に幅約５ｍｍの
帯電ニップを形成させるようにした。該磁性粒子保持ス
リーブと感光体との間隙は約５００μｍとした。また、
マグネットロールは固定、スリーブ表面が感光体表面の
周速に対して２倍の早さで逆方向に摺擦するように回転
させ、感光体と磁気ブラシが均一に接触するようにし
た。なお、磁気ブラシと感光体の間に周速差を設けない
場合には、磁気ブラシ自体は物理的な復元力を持たない
ため、感光体のフレ、偏心などで磁気ブラシが押し退け
られた場合、磁気ブラシのニップが確保できなくなって
帯電不良を起こす。このため、常に新しい磁気ブラシの
面を当てる必要から、本実施例では２倍の早さで逆方向
に回転させるようにした帯電装置を用いて帯電を行う。

【００６８】次に、露光部で画像露光（イメージ露光）
を受ける。次に、画像信号に従って強度変調を受けたレ
ーザダイオードからのレーザ光１３をポリゴンミラーで
走査して露光手段とし、感光体上に静電潜像を形成す
る。

【００６９】次に、製造例の磁性一成分絶縁トナーを用
いて反転現像を行なう。マグネットを内包する直径１６
ｍｍの非磁性スリーブ１４に上記のネガトナーをコート
し、感光体表面との距離を３００μｍに固定した状態
で、感光ドラムと等速で回転させ、スリーブに電圧を印
加する。電圧は、−５００ＶのＤＣ電圧と、周波数２０
００Ｈｚ、ピーク間電圧１２００Ｖの矩形のＡＣ電圧を
重畳したものを用い、スリーブと感光体の間でジャンピ
ング現像を行わせる。

【００７０】このようにしてトナーで顕視化された像
は、次に転写材１６に転写される。転写部では中抵抗の
転写ローラ１５を用いる。本実施例ではローラ抵抗値は
５×１０⁸ Ωのものを用い、＋２０００ＶのＤＣ電圧を
印加して転写を行なった。

【００７１】転写材上にトナー像を転写されたプリント
画像は、その後熱定着ローラ１８によって定着を受け、
機外に排出される。また、転写残トナーはクリーニング
ブレード１７で感光ドラム上からかき落とされ、次の画
像形成に備えられる。

【００７２】以上のような構成のプリンターで感光体の
表面電位、画像評価を２３℃／６０％の環境下で、以下
の評価項目に従って評価を行った。結果を表１に示す。

【００７３】評価１）帯電部材に−７００Ｖの直流電圧
を印加し、０Ｖであった感光体の表面電位の立ち上がり
（感光体１周目の電位）を測定した。

【００７４】評価２）画像評価は反転現像において帯電
不良が生じる際には、感光体上の履歴が帯電に影響する
ことから、Ａ４縦画像において感光体一周分（本実施例
では約９４ｍｍ）をベタ黒画像（電位低）としその直後
をベタ白（電位高）とした画像評価（帯電ゴースト評
価）を行った。帯電不良が生じれば、ベタ黒直後に電位
が充分に上がらず、反転現像においてはかぶりとなって
現われる。そのかぶりの程度を以下の評価項目に従って
評価を行った。かぶりは反射式濃度計（ＴＯＫＹＯＤ
ＥＮＳＨＯＫＵＣＯ．，ＬＴＤ社製ＲＥＦＬＥＣＴＯ
ＭＥＴＥＲＯＤＥＬＴＣ−６ＤＳ）を用いて測定
（プリント後の白地部反射濃度最悪値をＤ_s 、プリント
前の用紙の反射濃度平均値をＤ_r とした時のＤ_s −Ｄ_r
をかぶり量とした）した。

【００７５】○：良好（５％以下） ×：実用不可、帯電不良によるかぶり画像発生（５％を
越える）

【００７６】評価３）電位が横方向に流れることによる
画像流れの評価を文字画像によって、以下の評価項目に
従って評価を行った。

【００７７】○：優秀（画像流れ未発生） ×：実用不可（画像流れ発生）

【００７８】評価４）感光体製造例１の感光体を使用
し、感光体上の感光層を１ｍｍ² 程度剥ぎ取りアルミニ
ウム支持体を露出させた状態の欠陥感光体を用いて、−
１ｋＶの直流電圧を印加で画像出しを行い、絶縁破壊に
よる帯電不良による画像不良の程度を以下の評価項目に
従って評価を行った。

【００７９】○：優秀（画像不良が感光体の欠陥部分に
とどまっている） △：実用下限（画像不良が感光体の欠陥部分から３０ｍ
ｍ程度のもの） ×：実用不可（画像不良が画像全体に拡がっているも
の）

【００８０】［実施例２］実施例１における接触帯電部
材の磁性粒子を帯電部材製造例２を用いた以外は実施例
１と同様の評価を行った。

【００８１】［実施例３］実施例１における接触帯電部
材の磁性粒子を帯電部材製造例３を用いた以外は実施例
１と同様の評価を行った。

【００８２】［実施例４］実施例１における接触帯電部
材の磁性粒子を帯電部材製造例４を用いた以外は実施例
１と同様の評価を行った。

【００８３】［実施例５］実施例１における感光体を感
光体製造例２を用いた以外は実施例１と同様の評価を行
った。

【００８４】［実施例６］キヤノン社製複写機、ＮＰ６
０６０を用意し、一次帯電部分を改造し、以下に説明す
る帯電部材を設置した。また、感光体は感光体製造例４
を用いた。

【００８５】接触帯電部材は帯電部材製造例１で作成さ
れた磁性粒子を用い、これを保持するために、非磁性の
導電スリーブと、これに内包されるマグネットロールに
よって構成され、上記被覆磁性粒子をスリーブ上に厚さ
１ｍｍでコートして感光体との間に幅約８ｍｍの帯電ニ
ップを形成させるようにした。該磁性粒子保持スリーブ
と感光体の間隙は約５００μｍとした。またマグネット
ロールは固定、スリーブ表面が感光体表面の周速に対し
て２倍の早さで逆方向に摺擦するように回転させ、感光
体と磁気ブラシが均一に接触するように調整を行った構
成の複写機により実施例１と同様な評価を行った。

【００８６】ここで評価１の帯電部材に印加される直流
電圧は＋４５０Ｖとし、評価２の画像評価も上記の複写
機は正現像法を用いているため、ベタ黒画像の評価を行
った。（帯電不良はベタ黒上に白スジ、ポチとして現れ
る）評価４も＋６００Ｖ印加での評価を行った。

【００８７】［比較例１］実施例１における感光体を感
光体製造例３を用いた以外は実施例１と同様の評価を行
った。

【００８８】［比較例２］実施例１における接触帯電部
材の磁性粒子を帯電部材製造例５を用いた以外は実施例
１と同様の評価を行った。

【００８９】［比較例３］実施例１における接触帯電部
材の磁性粒子を帯電部材製造例６を用いた以外は実施例
１と同様の評価を行った。

【００９０】［比較例４］実施例１における接触帯電部
材の磁性粒子を帯電部材製造例７を用いた以外は実施例
１と同様の評価を行った。

【００９１】［比較例５］実施例１における接触帯電部
材の磁性粒子を帯電部材製造例８を用いた以外は実施例
１と同様の評価を行った。

【００９２】

【００９３】

【発明の効果】本発明では、感光体表面に電荷を注入さ
せるための電荷注入層を設け、該感光体を接触帯電する
磁性粒子からなる接触帯電部材を有し、該磁性粒子が電
子共役性ポリマーを付与することによって導電性を発現
させた粒子であり、該磁性粒子の体積抵抗値が１０⁴ Ω
ｃｍ〜１０¹⁰Ωｃｍであり、該感光体に該磁性粒子を用
いた接触帯電部材から電圧を印加することにより該感光
体を帯電させる電子写真帯電装置により、均一な帯電を
感光体表面に与え、安定した画像を得ることが可能にな
った。

【図面の簡単な説明】

【図１】電気抵抗測定装置を模式的に示した概略図であ
る。

【図２】本発明に基づく電子写真方式のプリンターの構
成を表す概略図である。

【符号の説明】１主電極２上部電極３絶縁物４電流計５電圧計６定電圧装置７磁性粒子８ガイドリング１１感光ドラム１２接触帯電部材１３露光手段１４現像器１５転写ローラ１６転写材１７クリーニングブレード１８熱定着ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者溝江希克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

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性支持体上に感光層を有する電子写
真感光体と、帯電部材を該感光体に接触させて電圧を印
加することによって該感光体の帯電を行う接触帯電部材
を有する電子写真帯電装置において、該感光体が該支持
体より最も離れて電荷注入層を有し、該電荷注入層が１
０⁸ Ωｃｍ〜１０¹⁵Ωｃｍの体積抵抗値を有し、該接触
帯電部材が電子共役性ポリマーを付与した磁性粒子であ
り、該磁性粒子の体積抵抗値が１０⁴ Ωｃｍ〜１０¹⁰Ω
ｃｍであることを特徴とする電子写真帯電装置。
【請求項２】該電子共役性ポリマーが、複素環また
は、窒素原子と同素環を含有する請求項１記載の電子写
真帯電装置。
【請求項３】該磁性粒子が気相中で導電性モノマーを
粒子表面に重合させた導電性の磁性粒子である請求項１
または２記載の電子写真帯電装置。
【請求項４】該接触帯電部材の電圧印加部分と該感光
体に接する部分との間の抵抗値が１０⁴ 〜１０¹⁰Ωであ
る請求項１乃至３記載の電子写真帯電装置。
【請求項５】該接触帯電部材に用いられる磁性粒子の
平均粒径が５〜２００μｍである請求項１乃至４記載の
電子写真帯電装置。
【請求項６】電子写真感光体の該電荷注入層が少なく
とも導電性微粒子、結着樹脂および滑材粉末を含有する
請求項１乃至５記載の電子写真帯電装置。
【請求項７】該滑材粉末がフッ素系樹脂、シリコーン
系樹脂またはポリオレフィン系樹脂の粉末である請求項
６の電子写真帯電装置。