JPS6255154B2

JPS6255154B2 -

Info

Publication number: JPS6255154B2
Application number: JP12669978A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Murai; Hideyo Kondo
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1978-10-14
Filing date: 1978-10-14
Publication date: 1987-11-18
Also published as: JPS5553381A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は像保持部材表面を研摩するのに用いら
れる研摩部材に関する。

静電像又はトナー像は種々の電子写真プロセス
によつて形成される。そして静電像又はトナー像
が形成される像保持部材としては電子写真感光体
とその他の像保持部材とがあります。

電子写真感光体は所定の特性を得るためあるい
は適用される電子写真プロセスの種類に応じて
種々の構成をとるものである。電子写真感光体の
代表的なものとして支持体上に光導電層が形成さ
れている感光体および表面に絶縁層を備えた感光
体があり広く用いられている。支持体と光導電層
から構成される感光体は最も一般的な電子写真プ
ロセスによる、即ち帯電、画像露光および現像、
更に必要に応じて転写による画像形成に用いられ
る。また、絶縁層を備えた感光体についてこの絶
縁層は光導電層の保護、感光体の機械的強度の改
善、暗減衰特性の改善、または、特定の電子写真
プロセスに適用されるため等の目的のために設け
られるものである。このような絶縁層を有する感
光体または、絶縁層を有する感光体を用いる電子
写真プロセスの代表的な例は、例えば、米国特許
第2860048号公報、特公昭41−16429号公報、特公
昭38−15446号公報、特公昭46−3713号公報、特
公昭42−23910号公報、特公昭43−24748号公報、
特公昭42−19747号公報、特公昭36−4121号公
報、などに記載されている。

電子写真感光体には所定の電子写真プロセスに
適用されて、静電像が形成され、この静電像は現
像されて可視化される。

その他の像保持部材の代表的ないくつかは次に
説明される。

(1)例えば、特公昭32−7115号公報、特公昭32−
8204号公報、特公昭43−1559号公報に記載されて
いるように、電子写真感光体の繰返し使用性の改
善の目的で電子写真感光体に形成された静電像を
他の像保持部材に転写して現像を行い、次いでト
ナー画像は記録体に転写される。この電子写真プ
ロセスに用いられる“他の像保持部材”(2)また、
電子写真感光体に形成された静電像に対応させて
他の像保持部材に静電像を形成させる他の電子写
真プロセスとして、例えば、特公昭45−30320号
公報、特公昭48−5063号公報、特開昭51−341号
公報などに記載されているように、多数の微細な
開口を有するスクリーン状の電子写真感光体に所
定の電子写真プロセスによつて静電像を形成し、
この静電像を介して他の像保持部材にコロナ帯電
処理を行なうことにより、コロナのイオン流を変
調させて静電像を他の像保持部材に形成させて、
これをトナー現像して記録体に転写させて最終画
像を形成するプロセスが挙げられる。このような
電子写真プロセスに用いられる“他の像保持部
材”(3)また、他の電子写真プロセスによれば、電
子写真感光体もしくはその他の像保持部材に形成
されたトナー画像を直接記録体に転写しないでさ
らに他の像保持部材に転写し、次いでこの像保持
部材から記録体にトナー画像を転写して定着す
る。このような電子写真プロセスに用いられる
“他の像保持部材”。このプロセスはカラー画像の
形成あるいは高速複写に特に有効である。記録体
は通常、紙、フイルムといつた屈曲性に富んだも
のが多くそのために、三色画像を正確に位置合せ
をしながら記録体に転写するよりも、変形を殆ど
生ずることがないような材料で形成できる像保持
部材に三色画像を転写し、これを一度に記録体に
転写した方がより正確に位置合せされたカラー画
像が形成される。また、複写の高速化に対して
も、トナー画像が像保持部材を経て記録体に転写
されることは有効である。(4)また、多針電極に電
気信号を印加して像保持部材表面に、電気信号に
応じた静電像を形成し、これを現像して画像とす
ることができるものであります。このような電子
写真プロセスに用いられる“像保持部材”。(1)〜
(4)のような電子写真プロセスに用いられる像保持
部材は光導電層を必要としない。

このように、静電像又はトナー画像が形成され
る像保持部材としては電子写真感光体をはじめと
して、一般に表面絶縁性の各種の部材が用いられ
るのであります。

像保持部材は適用される電子写真プロセスに応
じた電気特性が要求されるが、像保持部材の耐久
性は重要な性質である。耐久性は像保持部材を繰
返し使用する場合に要求される性質である。

一般に像保持部材の耐久性を低下させる原因と
しては２つがある。１つは、残留トナーであり、
他の１つは帯電処理である。

像保持部材上に形成されたトナー像は、紙等の
記録体に転写し、定着して最終画像としている。
そして、通常像保持部材表面は繰返し何度も再使
用される。この時、像保持体表面にはトナー像形
成サイクル毎に新たにトナー像を形成する。この
為に一度所望の像形成サイクルが終つたところ
で、即ち、トナー像の転写後像保持部材表面に残
留しているトナーを完全に除去してきれいにする
必要がある。

トナーを除去する方法としては、像保持部材表
面をクリーニングブレードで拭き取つたり掻き取
つたりする方法、ウエヴ状のもので摺擦して拭き
取る方法、フアーブラシ等で拭き取る方法等があ
る。

而し乍ら、これ等の方法によつて像保持体表面
に残留しているトナーを除去してやろうとして
も、繰返し使用回数の増大と共に清掃効果が低下
し、次第に上記方法によつて清掃処理を行なつて
も表面にはトナーが残留する様になる。その原因
は明確ではないが、上記の方法による清掃は像保
持体表面と清掃手段との機械的動接触によるの
で、その為に清掃処理時に像保持体表面に残留し
ているトナーが凝着又は溶着を起して感光体表面
に固着するものと思われる。

斯かる像保持部材表面にトナーが残留すると、
形成されるトナー像にゴースト像が現われたり、
条線が現われたり、或いは像保持部材表面が損傷
されたりして、像保持部材が使用できなくなる。

また、像保持部材に静電像を形成するための帯
電処理としてコロナ放電を繰返し行つた場合、コ
ロナイオンに因る像保持部材表面の電気特性の劣
化を起こす。これはコロナイオンが像保持部材の
表面に直接衝突する時のエネルギーによつて、或
いはコロナ放電によつて生じた例えば酸素、窒
素、炭酸ガス、水、アンモニア、硅素等のイオン
化したものが表面に付着するので、像保持部材表
面を構成する材料の分子が切断、酸化、劣化を受
けたり、又は前記イオン化したものが水分を吸着
する為、表面電気抵抗が低下したりして、静電荷
の保持が出来なくなり、像保持部材として使用不
能となる。

そこで、このように残留トナーが付着した像保
持部材又は電気特性が劣化した像保持部材を再使
用するためにはその表面を研摩して、新しい表面
を露呈してやつて初期の表面状態を回復してやる
必要がある。この表面研摩についての従来法にお
いては、粉末の研摩剤を直接像保持体表面に付与
して研摩したり、又は研摩剤をトナー中に分散さ
せて或いはウエブに含浸させて像保持部材表面に
供給して研摩処理を行つた。

然し乍ら、上記の従来法においては、研摩材が
像保持部材表面に残留したり、又、研摩剤をトナ
ー中に混入させた時には、トナー画像の画質低下
をもたらしたり、或いは又研摩剤が電子写真装置
内に飛散し、装置内の部品を汚染してしまうとい
う欠点があつた。更には一定量で研摩剤を供給す
ることが非常に困難であつた。

本発明は上記の欠点を解決するための像保持部
材の表面を研摩するのに有効な研摩部材を提供す
ることを主たる目的とする。

本発明の研摩部材は、水溶性樹脂中に分散含有
されている研摩剤を有することを特徴とするもの
である。本発明による研摩部材においては、研摩
剤が樹脂中に分散含有されているから、像保持部
材表面に研摩手段を適用した場合、研摩剤が像保
持部材表面に残留したり、また、研摩剤がトナー
中に混入しないのでトナー画像の画質を低下させ
ないし、更に、研摩剤が電子写真装置内に飛散す
ることもない。また、本発明の研摩部材を用いて
像保持部材表面を研摩するには研摩剤が分散含有
されている樹脂面を像保持部材表面に当接させ、
像保持部材と研摩部材とを相対的に移動させれば
よいから、研摩の強さは、当接の強さおよび相対
的な移動速度によつて容易に制御できる。このよ
うに、本発明による研摩部材は、従来の研摩方法
において指摘される欠点を全て解決するものであ
る。研摩剤が樹脂中に分散含有されている研摩部
材の研摩作用は樹脂表面に露出している研摩剤が
像保持部材表面を擦することにより生ずるもので
ある。ある一定時間研摩部材を使用した後におい
ては、初めに樹脂表面に露出して研摩に寄与して
いた研摩剤の粒子は摩耗し研摩能力を失う。しか
し、線状構造樹脂は適度に摩耗する樹脂であるか
ら、樹脂表面に露出していた研摩剤粒子の摩耗に
従つて樹脂も摩耗するから、この樹脂の摩耗によ
つて初めて樹脂の表面近傍に含まれていた研摩剤
の粒子が表面に新たに露出するようになり、この
新たに露出された研摩剤の粒子が摩耗してしまつ
た粒子に代つて研摩作用をすることが出来、その
結果、本発明の研摩部材の耐久性は非常に優れて
いる。特に本発明による研摩部材の形成に用いる
水溶性樹脂は、一般に比重が大きく均一分散が容
易でないとされる研摩剤について均一分散を容易
に実現できる点で優れており、その結果、研摩剤
を分散含有させた水溶性樹脂を担持部材に塗布し
て形成される研摩部材は、表面の平面性、均一性
が良好であり、研摩作用の持続性が特に優れるも
のである。このように水溶性樹脂が良好な研摩部
材を形成し得るのは、水溶性樹脂の界面活性剤的
作用による研摩剤の分散状態の安定化にあると考
えられる。

また、研摩部材の長時間使用下において、研摩
部材を形成している水溶性樹脂の一部が像保持部
材表面に移転することは殆んどなく、高湿下にけ
る像保持部材の帯電特性、耐コロナ特性、クリー
ニング特性等に影響を与えない。本発明に用いら
れる水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコー
ル、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロ
ース、ポリアクリル酸ソーダ、エチルセルロー
ス、アルギン酸、デンプン、ポリビニルメチルエ
ーテル、ポリビニルエチルエーテルなどの側鎖に
水酸基、エーテル結合、カルボキシル基又はカル
ボン酸塩を有する高分子、あるいは、ポリビニル
ピロリドン、ポリ酸化エチレン、カゼインなどで
ある。これらの中でポリビニルアルコール又は、
ポリビニルアルコールの共重合体が耐湿性の点で
特に良好である。ポリビニルアルコールの共重合
体の場合にはビニルアルコール成分を60mol％以
上、特には80mol％以上含むものが好適である。

本発明による研摩部材の代表的な構造は、水溶
性樹脂溶液中に研摩剤を分散させ、これを、ウエ
ブ、フイルム、ローラ、金属箔などの担持部材の
表面に塗布乾燥することによつてなされる。研摩
部材の他の製造方法としては、水溶性樹脂を加熱
溶融させて研摩剤を分散させてもよいし、また、
重合して水溶性樹脂を合成する単量体又は低重合
物、もしくは、これらの溶液に研摩剤を分散さ
せ、これを担持部材の表面に塗布してから重合さ
せて研摩剤を分散含有する水溶性樹脂を形成して
もよい。

また、他の方法においては、研摩剤を分散含有
させた水溶性樹脂を担持部材に接着剤等により付
着させてもよい。

研摩部材の製造の代表的な具体例を挙げると、
研摩剤を水溶性樹脂の結着剤と十分混合分散し、
例えばウエブ状の担持部材にスプレー塗布等の塗
布法によつて塗布含浸させることで形成される。

研摩剤としては従来から用いられているものが
使用される。例えば炭酸カルシウム、酸化セリウ
ム、酸化マグネシウム、酸化硅素、硅酸マグネシ
ウム、硅酸カルシウム、硫酸アルミニウム、硫酸
カルミウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、
窒化ホウ素等である。これらの内で酸化セリウ
ム、酸化硅素、炭酸カルシウム、硫酸バリウムが
有効であり、特に酸化セリウムは好適である。

研摩剤の粒径は、通常0.01〜20μ、特には0.1
〜10μに設定されるのが好適である。

また、研摩剤と樹脂との比率（重量比）は、
100：１〜100：50の範囲で、特には100：５〜
100：15が好適である。

像保持部材が電子写真感光体である場合の最も
代表的な構成は、光導電層と支持体との積層体で
ある。支持体は、ステンレス、銅、アルミニウ
ム、錫などの金属板、紙、シート、樹脂フイルム
など任意の材料から形成される。支持体は必要に
応じて省略される。

光導電層はＳ，Se，PbO，及びＳ，Se，Te，
As，Sb等を有した合金や金属間化合物等の無機
光導電材料を真空蒸着して形成される。また、ス
パツタリング法による場合、ZnO，CdS，
CdSe，TiO₂等の高融点の光導電物質を支持体に
付着させて光導電層とすることもできる。また、
塗布により光導電層が形成する場合、ポリビニル
カルバゾール、アントラセン、フタロシアニン等
の有機光導電材料、及びこれらの色素増感やルイ
ス酸増感をしたもの、さらにこれらの絶縁性バイ
ンダーとの混合物を用い得る。また、ZnO，
CdS，TiO₂，PbO等の無機光導電体の絶縁性バ
インダーとの混合物も適する。なお絶縁性のとし
ては各種樹脂が用いられる。光導電層の厚さは、
使用する光導電物質の種類や特性にもよるが一般
には、５〜100μ特には10〜50μ程度が好適であ
る。また、像保持部材の保護及び耐久性、暗減衰
特性の改善等を主目的として絶縁層を付設する場
合には絶縁層は比較的薄く設定され、像保持部材
を特定の電子写真プロセスに用いる場合に設けら
れる絶縁層は比較的厚く設定される。通常、絶縁
層の厚さは、0.1〜100μ、特には、0.1〜50μに
設定される。

絶縁層の形成に用いられる樹脂としては、通常
の各種の樹脂が適宜用いられるものである。例え
ば、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニール、ポリ酢酸
ビニール、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリカ
ーボネート、シリコン樹脂、弗素樹脂、エポキシ
樹脂等である。

研摩部材による像保持部材の研摩処理は、通
常、像保持部材にトナー像が形成され、該トナー
像が記録体に転写され、次いで、クリーニング手
段により、像保持部材表面をクリーニングした後
に行われるのが適切である。従つて、この場合に
は、電子写真装置において研摩部材はクリーニン
グ処理の次に研摩処理がなされるように配置され
る。

研摩部材は像保持部材表面に対して平板状又は
ブレード状に当接してもよく、また、ロール状に
当接して回転させてもよい。

実施例１研摩剤として粒径４μの酸化セリウムを100部
（重量部、以下同じ）およびビニルアルコール
（90mol％）と酢酸ビニル（10mol％）との共重合
体樹脂（商品名：Ｂ−17、電気化学工業製）（摩
擦係数硬さ）10部を水100部に分散溶解し、ホモ
ジナイザーで10000rpmに10分間十分撹拌する。
次いでボトムフイードリバースコーターで紙ウエ
ブに、固型分として10ｇ／m²の量で塗布し100℃
10mの乾燥炉を通し研摩部材を得た。

Al円筒表面に硫化カドミウム88部を塩ビ−酢
ビ共重合体樹脂12部に分散させてなる35μ厚の光
導電層および光導電層上に30μ厚の絶縁層を有す
る感光体が用いられた。なお、感光体の絶縁層は
硬化シリコン樹脂（商品名：×−12−917、信越
化学製）から形成される。

この感光体に１次帯電＋7KVのコロナ帯電、二
次帯電AC7.5KVコロナ帯電と同時に3.0lux.secの
画像を照射し、更に全面露光200lux.secを行な
い、静電像を形成し、次いでトナーで乾式現像し
てトナー像を形成し、これを転写紙に転写し、次
にフアーブラシにより感光体表面をクリーニング
した後、上記研摩部材を感光体表面に感光体１回
転当り研摩部材を0.1mm送るようにして研摩部材
を当接して研摩処理を行つた。このような電子写
真プロセスを25万回繰返した後も、上記感光体表
面へのトナーの固着も表面電気抵抗の低下も見ら
れず、25万回後の複写で得られた複写画像も初期
の画質を保持しており、鮮明であつた。

尚、本実施例において研摩部材による研摩処理
を行わなかつた場合には、電子写真プロセスの約
1000回の繰返し後、感光体表面にトナーの固着が
観察された。転写紙に転写されたトナー画像にも
カブリが生じた。

実施例２実施例１において、酸化セリウムの代りに酸化
硅素、炭酸カルシウム又は酸化バリウムを用いた
以外は実施例１と全く同様にして研摩部材を作成
し、同様の実験を実施したところ、電子写真プロ
セスを９万回繰返した後においても、感光体表面
にトナーの融着は生ぜず鮮明なトナー像が形成さ
れた。

実施例３実施例１の研摩部材および感光体を用いて次の
実験をした。

＋7KVのコロナ１次帯電、AC7.5KVコロナの
２次帯電と同時露光（3.1lux.sec）および200lux.
secの全面露光を行つた静電像を形成し、次いで
研摩部材で実施例１と同様に研摩する電子写真プ
ロセスを35℃で相対湿度85％雰囲気中で感光体に
適用した。この電子写真プロセスを5000回繰返し
た後に形成された静電像をトナーにより乾式現像
し、これを転写紙に転写したところ、転写紙に形
成されたトナー像の解像力は８本／mmで鮮明な画
像であつた。

尚、本実施例において、研摩部材による研摩を
しなかつた場合には、転写紙に形成されたトナー
像はボケており、解像力は測定できなかつた。

実施例４実施例１においてポリビニルアルコールの共重
合体（商品名：Ｂ−17）に代えて次の線状樹脂(1)
〜(3)を各々用いて同様の方法で研摩部材を形成し
同様のテストを実施したところ、25万回繰返し後
も、研摩剤の飛散、トナーへの混入もなく、又、
トナーの固着、感光体の表面電気抵抗の低下も無
く得られた複写画像は総て良質であつて十分有効
に使用することが出来た。

(1) ポリビニルアルコール樹脂（商品名：Ｋ−
17、電気化学工業製） (2) カルボキシメチルセルロース樹脂（商品名：
ダイセルーCMC、ダイセル製） (3) エチルセルロース樹脂（商品名：メトロー
ル、信越化学製）参照例実施例１において、ポリビニルアルコール共重
合体樹脂（商品名：Ｂ−17）に代えて、次の(1)〜
(4)非線型硬化性樹脂を用いて形成した研摩部材を
用いることを除いて実施例１と同様な試験をし
た。その結果、電子写真プロセスの5000回繰返し
後において研摩部材の研摩作用は消失し、以後の
電子写真プロセスの繰返しにおいてトナーの固着
現像や画像ボケが生じた。尚、本参照例における
研摩部材は、研摩剤（酸化カリウム）と未硬化の
下記樹脂の溶液中で分散させ、これを塗布、乾
燥、硬化させて形成した。

(1) 光硬化性ポリエステル樹脂（商品名：UV−
102、カシユー製） (2) 光硬化性エポキシ樹脂（商品名：Ｗ−４、大
日精化製） (3) 熱硬化性シリコン樹脂（商品名：Ｓ−144、
帝人化成製） (4) 熱硬化性アクリル樹脂（商品名：パルスラツ
ク、中国塗料製）

Claims

【特許請求の範囲】１水溶性樹脂中に分散含有されている研摩剤を
有することを特徴とする像保持部材用研摩部材。２研摩剤が酸化セリウムである特許請求の範囲
第１項記載の像保持部材用研摩部材。３水溶性樹脂がポリビニルアルコール又はポリ
ビニルアルコール共重合体である特許請求の範囲
第１項記載の像保持部材用研摩部材。