JP2004109918A - 電子写真感光体用基材及びその製造方法、電子写真感光体及びその製造方法、並びに電子写真装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】320mmより長い基材を製造する場合でも、600dpi以上の解像度を有する電子写真感光体に対し十分な振れ精度の基材を安定して製造できる電子写真感光体用基材の製造方法及び電子写真感光体用基材、これを用いた電子写真感光体及びその製造方法、並びに電子写真装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、解像度Yが600dpi以上の電子写真装置10に用いる基材11で、基材11がアルミニウム合金からなり、長さL、最大表面粗さRmaxおよび平均振れXが下記3式L>320(mm)、Rmax≦1.5μm、X≦20/Y(mm)を満たす。この基材11上に感光層12を形成した場合、十分な振れ精度を有する感光体13を得ることができる。従って、この感光体13を、600dpi以上の高い解像度の電子写真装置10に使用することで、画像における濃度ムラの発生を十分に防止できる。
【選択図】 図2
【解決手段】本発明は、解像度Yが600dpi以上の電子写真装置10に用いる基材11で、基材11がアルミニウム合金からなり、長さL、最大表面粗さRmaxおよび平均振れXが下記3式L>320(mm)、Rmax≦1.5μm、X≦20/Y(mm)を満たす。この基材11上に感光層12を形成した場合、十分な振れ精度を有する感光体13を得ることができる。従って、この感光体13を、600dpi以上の高い解像度の電子写真装置10に使用することで、画像における濃度ムラの発生を十分に防止できる。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真装置に使用される電子写真感光体用基材及びその製造方法、電子写真感光体及びその製造方法、並びに電子写真装置に関する。
【0002】
【従来技術】
電子写真方式の画像形成装置(以下、「電子写真装置」と言う)に使用される感光体は、基材上に感光層を有してなるものであり、この基材は、押出し及び抽伸により形成したアルミニウム管又はアルミニウム合金管の外周面を旋盤で切削加工して得られる場合が多い。
【0003】
該基材上には、単層型あるいは複層型の感光層が塗布形成されるほか、アンダーコートなども行われるが、基材には、高い寸法精度と表面平滑性が必要とされる。アルミニウム管は通常、切削、しごき又は引抜きなどの成形法によって成形されるが、特に厳しい表面平滑性(例えば最大表面粗さがRmax≦1.5μm)を要求される場合には、多くの場合、切削法が用いられる。
【0004】
一方、曲がりは長いものほど大きくなることは一般に知られており、320mmを超える電子写真感光体用基材の曲がり改善は必須の課題になっている。
【0005】
このような感光体用基材の製造方法として、例えば特開2000−313947号公報に開示されるものが知られている。同公報に記載の製造方法は、アルミニウム合金を引抜加工又はしごき加工して管体を形成し、この管体を135〜300℃で10〜180分間熱処理した後、切削加工して長さL>300mm、表面粗さRy≦1.5μm、振れ≦L/5(μm)の基材を製造する方法である。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−313947号公報(請求項5及び
【0007】)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、電子写真装置には、高画質化のため600dpi以上の解像度を求められており、これに伴って、感光体について、電子写真感光装置の解像度に応じた高い振れ精度が要求されるようになっている。
【0009】
しかし、上述した従来の公報に記載の感光体の製造方法においては、熱処理後に管体が大きく湾曲する場合が多く、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に対し十分な振れ精度を有する基材を安定して製造することができず、歩留まりが著しく悪くなるという問題があった。
【0010】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、320mmより長い基材を製造する場合でも、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する基材を安定して製造することができる電子写真感光体用基材の製造方法及び電子写真感光体用基材、これを用いた電子写真感光体及びその製造方法、並びに電子写真装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、解像度Yが600dpi以上である電子写真装置に用いられる電子写真感光体用基材の製造方法であって、Al−Mg−Si系アルミニウム合金を押出加工して円筒状の管体を形成し、管体を350〜450℃で30分以上熱処理し、管体を引抜加工し、管体を多結晶ダイヤモンドにより切削加工して、長さLおよび最大表面粗さRmaxが下記2式(1)〜(2):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm
を満たす電子写真感光体用基材を製造することを特徴とする。
【0012】
この製造方法によれば、管体が320mmより長くなっても、熱処理後の管体の湾曲が十分に防止されるため、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に対し十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を安定して製造することができる。
【0013】
また本発明は、解像度Yが600dpi以上である電子写真装置に用いられる電子写真感光体用基材であって、電子写真感光体用基材がAl−Mg−Si系アルミニウム合金からなり、電子写真感光体用基材の長さL、電子写真感光体用基材の最大表面粗さRmaxおよび電子写真感光体用基材の平均振れXが下記3式:(1)〜(3)
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
(3) X≦20/Y(mm)
を満たすことを特徴とする。
【0014】
この電子写真感光体用基材によれば、基材上に感光層を形成した場合に、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に対し十分な振れ精度を有する電子写真感光体を得ることができる。そして、この電子写真感光体を、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に使用して画像を形成する場合に、画像における濃度ムラの発生を十分に防止することができる。
【0015】
また本発明は、解像度Yが600dpi以上である電子写真装置に用いられ、電子写真感光体用基材上に感光層を有する電子写真感光体であって、電子写真感光体用基材がAl−Mg−Si系アルミニウム合金からなり、電子写真感光体用基材の長さL、電子写真感光体用基材の最大表面粗さRmaxおよび電子写真感光体用基材の平均振れXが下記3式(1)〜(3):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
(3) X≦20/Y(mm)
を満たすことを特徴とする。
【0016】
この電子写真感光体によれば、基材が十分な振れ精度を有するため、感光体も十分な振れ精度を有する。このため、この感光体を600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に使用して画像を形成する場合、画像における濃度ムラの発生を防止することができる。
【0017】
更に本発明は、解像度Yが600dpi以上である電子写真装置に用いられ、電子写真感光体用基材上に感光層を有する電子写真感光体の製造方法であって、Al−Mg−Si系アルミニウム合金を押出加工して円筒状の管体を形成し、管体を350〜450℃で30分以上熱処理し、管体を引抜加工し、管体を多結晶ダイヤモンドにより切削加工して、長さL、最大表面粗さRmaxおよび平均振れXが下記2式(1)〜(2):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
を満たす電子写真感光体用基材を製造し、電子写真感光体用基材上に感光層を形成して電子写真感光体を製造することを特徴とする。
【0018】
この感光体の製造方法によれば、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に対し十分な振れ精度を有する基材を安定して得ることができるため、基材上に感光層を形成した場合、上記電子写真装置に対し十分な振れ精度を有する感光体を安定して得ることができ、感光体の歩留まりを向上させることもできる。
【0019】
また本発明は、電子写真感光体と、電子写真感光体を帯電する帯電手段と、電子写真感光体に像露光により静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像をトナーによりトナー像として現像化する現像手段と、トナー像を転写媒体に転写する転写手段とを備え、解像度Yが600dpi以上である電子写真装置であって、電子写真感光体が、Al−Mg−Si系アルミニウム合金からなる電子写真感光体用基材上に感光層を有し、電子写真感光体用基材の長さL、電子写真感光体用基材の最大表面粗さRmaxおよび電子写真感光体用基材の平均振れXが下記3式(1)〜(3):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
(3) X≦20/Y(mm)
を満たすことを特徴とする。
【0020】
この電子写真装置によれば、帯電手段により電子写真感光体が帯電され、露光手段により感光体に像露光することで感光体に静電潜像が形成される。そして、現像手段により静電潜像がトナーでトナー像として現像化され、このトナー像が転写手段により転写媒体に転写される。このとき、基材には、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に対して十分な振れ精度が与えられ、感光体にも、上記電子写真装置に対して十分な振れ精度が与えられている。このため、転写媒体に転写された画像において、濃度ムラの発生が防止される。
【0021】
なお、本明細書において、平均振れとは、円筒状の被測定物について、振れ測定装置(商品名:ロール径寸法・形状測定装置(株式会社ミツトヨ製))を用いて測定された被測定物の振れの平均値を言う。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【0023】
(電子写真感光体用基材の製造方法)
まず電子写真感光体用基材の製造方法について説明する。
【0024】
はじめに、アルミニウム合金を用意し、これを押出加工して円筒管(管体)を形成する。ここで、円筒管をアルミニウム合金により形成するのは、高速度の切削が可能であり、仕上げ面の品位や精度を高く確保できるからである。アルミニウム合金としては、押出し性、切削加工のし易さ等の点から、Al−Mg−Si系アルミニウム合金(Al、Mg及びSiを含むアルミニウム合金)が用いられ、中でも、汎用性という点から、JIS6063合金が好ましく用いられる。
【0025】
押出加工により円筒管を形成した後は、この円筒管に対して更に引抜加工を行ってもよい。ここで、引抜加工は、例えば図1に示すように、引抜ダイス1及び引抜プラグ2を備えた引抜装置3により円筒管4を引き抜き、引抜管(管体)5を成形することにより行う。
【0026】
こうして得られた引抜管は、そのまま切削加工しても加工のし易さ、仕上げ面の品位及び寸法誤差などは目標値を十分に達成可能であるが、長さL(mm)が大きくなるに従って振れが大きくなり、長さLが320mmを超えると電子写真装置の解像度Y(dpi)に対して振れX≦20/Y(mm)を達成することが極めて困難となる。この原因は、切削時、引抜管の曲りのため均一な切削ができず、そのために定寸切断した際に残留応力により該切断片が曲がることにあると考えられる。従って、引抜管については、切削加工に先立って、その残留応力を十分に開放することが必要となる。
【0027】
このため、引抜管に対して熱処理を行う。具体的には、引抜管に対し、350〜450℃で30分以上熱処理を行う。熱処理温度が350℃未満においては残留応力解放の効果が小さくなり、450℃を超えると切削性が悪くなる。また熱処理時間が30分未満では残留応力解放のバラツキが大きくなる。
【0028】
熱処理をした後は、引抜管を更に引抜加工する。これにより、次の切削加工を容易に行えるようになる。言い換えると、引抜管を引抜加工せずに直ちに切削加工を行うと、引抜管が320mmを超える程度に長尺である場合、熱処理を施した引抜管が大きく湾曲し、短尺に切断してもその切断管は、切削加工に耐えられなくなる。
【0029】
こうして引抜加工した後、引抜管に対して切削加工を行う。旋盤を使用して切削加工を行う場合、即ち旋削加工を行う場合、旋削加工に使用する工具としては、多結晶ダイヤモンドが使用される。この理由は、単結晶ダイヤモンドを使用すると、十分な振れ精度を持つ電子写真感光体用基材を安定して得ることができなくなるからである。
【0030】
また切削加工においては、最大表面粗さRmaxが1.5μm以下になるようにする。最大表面粗さRmaxを1.5μm以下にするためには、多結晶ダイヤモンド結晶粒径の小さいものを選択と共に、バニシングをかけて表面粗さを小さくすればよい。
【0031】
更に旋削加工する場合のその取り代(加工代)は、引抜管の加工し易さやコストバランスを考慮すると、0.5mm以下であることが好ましい。また同様の理由から、切削加工においては、切削加工後の引抜管の肉厚が1.1mm以下にすることが好ましい。
【0032】
こうして電子写真感光体用基材が得られる。以後、上記のようにして複数本の電子写真感光体用基材を製造すると、基材が320mmより長くなっても、熱処理後の管体の湾曲が十分に防止されるため、600dpi以上の解像度Yを有する電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を安定して得ることができる。すなわち上記製造方法によれば、電子写真装置の解像度Y(dpi)に対し、基材の平均振れXが下記式:
X≦20/Y(mm)
を満たす電子写真感光体用基材を安定して得ることができる。よって、電子写真感光体用基材、ひいては電子写真感光体の歩留まりを向上させることができる。
【0033】
(電子写真感光体用基材)
また本発明の電子写真感光体用基材は円筒状をなしており、Al−Mg−Si系アルミニウム合金からなる。ここで、基材の長さL、最大表面粗さRmaxおよび平均振れXは下記3式(1)〜(3):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
(3) X≦20/Y(mm)
を満たしている。
【0034】
この電子写真感光体用基材によれば、基材上に感光層を形成した場合に、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に対し十分な振れ精度を有する電子写真感光体を得ることができる。従って、この電子写真感光体を、600dpi以上の高い解像度を有する電子写真装置に使用して画像を形成する場合に、画像における濃度ムラの発生を十分に防止することができる。なお、電子写真装置がいわゆるタンデム方式の電子写真装置である場合には、各インクの濃度ムラに起因する色ムラを十分に防止することができる。
【0035】
(電子写真感光体)
次に、本発明に係る電子写真感光体の実施形態について説明する。
【0036】
電子写真感光体は、電子写真感光体用基材上に感光層を有する。ここで、電子写真感光体用基材は、長さL、最大表面粗さRmaxおよび平均振れXが下記3式(1)〜(3):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
(3) X≦20/Y(mm)
を満たしている。この電子写真感光体によれば、基材が十分な振れ精度を有するため、感光体も十分な振れ精度を有する。このため、この感光体を600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に使用して画像を形成すると、画像における濃度ムラの発生を十分に防止することができる。
【0037】
ここで、電子写真感光体の平均振れX2は下記式:
X2≦20/Y(mm)
を満たす。この場合、電子写真装置の解像度に対して感光体が十分な振れ精度を有する。このため、この感光体を電子写真装置に使用して画像を形成すると、画像における濃度ムラの発生を十分に防止することができる。
【0038】
上記感光層としては、単層型感光層、又は電荷発生層と電荷輸送層とを積層してなる積層型感光層があるが、いずれを用いることもできる。いずれを使用するかは、使用する電子写真装置の性能等に応じて適宜選択すればよい。
【0039】
単層型感光層は、結着樹脂中に電荷発生物質、電荷輸送性物質を分散してなるものであり、積層型感光層は、結着樹脂中に電荷発生物質を分散してなる電荷発生層と、結着樹脂中に電荷輸送性物質を分散してなる電荷輸送層とを積層してなるものである。
【0040】
上記結着剤樹脂としては、例えばポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスチレン、ポリメタクリル酸エステル類、スチレン−メタクリル酸メチルコポリマー、ポリエステル、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、ポリサルホン、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、セルロースエステル類等が挙げられる。
【0041】
上記電荷発生物質としては、例えばアゾ顔料、ジスアゾ顔料、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、キナクリドン顔料、ピリリウム塩、アズレニウム塩、三晶方型セレン等が挙げられる。
【0042】
上記電荷輸送性物質としては、主鎖又は側鎖に多芳香族化合物(例えばアントラセン、ピレン、フェナントレン、コロネン等)、含チッ素環式化合物(例えばインドール、カルバゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、ヒアジアゾール、トリアゾール等)の骨格を有する化合物、その他、ヒドラゾン化合物等の正孔輸送物質が挙げられる。
【0043】
また電子写真感光体は、基材と感光層との間に下引き層を有していてもよく、必要に応じて、基材と下引き層との間に導電層、感光層の表面上に表面保護層を更に有してもよい。
【0044】
上記下引き層を構成する材料としては、例えばアクリル系樹脂、メクアクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、アルキッド系樹脂、ポリカーボネイト系樹脂、シリコン系樹脂、メラミン系樹脂等の各種樹脂類や、これら樹脂類とジルコニウム化合物、チタニウム化合物との混合物が挙げられる。
【0045】
導電層を構成する材料としては、導電性物質(例えば亜鉛、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス、ニッケル、クロム、チタニウム等の金属、TiO2 、SnO2 、Sb2 O3 、In2 O3 、ZnO、MgO等の金属酸化物)又は結着樹脂中に上記導電性物質を分散させたものが挙げられる。
【0046】
表面保護層を構成する材料としては、例えば結着樹脂中に導電性材料を含むものが用いられる。導電性材料としては、ジメチルフェロセン等のメタロセン化合物、酸化アンチモン、酸化スズ、酸化チタン、酸化インジウム、ITO等の金属酸化物等の材料を用いることができる。結着樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の公知の樹脂を用いることができる。
【0047】
次に、上述した電子写真感光体の製造方法について説明する。
【0048】
まず電子写真感光体用基材を製造する。電子写真感光体用基材の製造方法は、上述した通りである。この基材に対しては、有機溶剤(フロンやトリクロロエタン等)、又は界面活性剤を添加した純水等を用いて超音波洗浄及びブラシ洗浄を行い、更に純水による濯ぎ洗浄を行った後、必要に応じて熱風乾燥を行うことが好ましい。
【0049】
基材上に単層型感光層を形成する場合には、単層型感光層用塗布液を調製する。単層型感光層用塗布液は、電荷発生物質、電荷輸送物質、結着剤樹脂を溶剤中に分散することにより得ることができる。ここで、電荷発生物質、電荷輸送性物質、結着樹脂は上述した通りであるが、溶剤は、これら電荷発生物質、電荷輸送性物質、結着樹脂を溶解し得るものであれば特に限定されない。このような溶剤としては、揮発性が高く、且つその蒸気の密度が空気よりも大きい溶剤が好適に用いられ、例えば、n−ブチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、イソプロパホールアミン、トリエタノールアミン、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ベンゼン、4−メトキシ−4−メチルペンタノン、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、2,4−ペンタジオン、アニソール、3−オキソブタン酸メチル、モノクロロベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、1−ブタノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、メチルセルソルブ、メチルセルソルブアセテート等が挙げられる。
【0050】
次に、上記単層型感光層用塗布液を基材上に塗布し乾燥させる。こうして基材上に単層型感光層が形成され、電子写真感光体が得られる。感光層は、感光体の生産効率を考慮すると、浸漬塗布方法により塗布形成することが特に好ましいが、浸漬塗布方法以外の方法、例えばナイフ塗布法、ロール塗布法、カレンダー塗布法、グラビア塗布法、スプレー塗布法、等により塗布形成してもよい。
【0051】
上記のようにして感光体を製造すると、十分な振れ精度を有する基材を安定して得ることができる。すなわち上記製造方法によれば、基材上に感光層を塗布形成して得られる電子写真感光体を用いた電子写真装置の解像度Y(dpi)に対し、基材の平均振れXが下記式:
X≦20/Y(mm)
を満たす電子写真感光体用基材を安定して得ることができる。よって、基材上に感光層を形成して感光体を製造する場合、十分な振れ精度を有する感光体を安定して得ることができ、感光体の歩留まりを向上させることもできる。
【0052】
なお、基材上に積層型感光層を形成する場合は、電荷発生層用塗布液と、電荷輸送層形成用塗布液の2種類の塗布液を用意する。電荷発生層用塗布液は、電荷発生物質、結着剤樹脂を溶剤中に分散することにより得ることができ、電荷輸送層用塗布液は、電荷輸送物質、結着剤樹脂を溶剤中に分散することにより得ることができる。ここで使用する溶媒としては、単層型感光層用塗布液の調製に使用する溶媒と同様のものを使用することができる。
【0053】
そして、基材上に、上記電荷発生層用塗布液および電荷輸送層形成用塗布液を順次塗布し乾燥させればよい。これにより、基材上に積層型感光層が形成され、電子写真感光体が得られる。この場合も、十分な振れ精度を有する基材を安定して得ることができる。すなわち上記製造方法によれば、電子写真感光体を用いる電子写真装置の解像度Y(dpi)に対し、基材の平均振れXが下記式:
X≦20/Y(mm)
を満たす電子写真感光体用基材を安定して得ることができる。よって、基材上に感光層を形成して感光体を製造する場合、十分な振れ精度を有する感光体を安定して得ることができ、感光体の歩留まりを向上させることもできる。
【0054】
なお、感光層と基材との間に下引き層を形成する場合には、上述した下引き層を構成する物質を溶媒中に溶解した下引き層用塗布液を基材上に塗布し乾燥させればよい。
【0055】
(電子写真装置)
次に、本発明の電子写真装置の実施形態について説明する。
【0056】
図2は、本発明に係る電子写真装置の一実施形態を示す概略図である。図2に示すように、電子写真装置10は、600dpi以上の解像度を有しており、電子写真感光体13を備えている。電子写真感光体13は、電子写真感光体用基材11の上に感光層12を塗布形成してなるものである。ここで、電子写真感光体用基材11は、長さL、最大表面粗さRmaxおよび平均振れXが下記3式(1)〜(3):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
(3) X≦20/Y(mm)
を満たしている。
【0057】
図3は、電子写真感光体に締結機構及び軸受を取り付けた状態を示す断面図、図4は、電子写真感光体に軸受を付けた後、締結機構を取り付ける前の状態を示す断面図である。図3に示すように、電子写真感光体13の両端部には第1軸受14,第2軸受15が取り付けられている。
【0058】
第1軸受14は、内輪14aと、内輪14aに対して同心状に配設される外輪14bと、内輪14aと外輪14bとの間に設けられ内輪14a及び外輪14bを相互に回転可能とする複数の転がり部材14cとからなる。そして、第1軸受14の内輪14aに電子写真感光体13の端部が挿通されている。また電子写真感光体2の第1軸受14側の端部には第1軸受14を感光体13に締結する第1軸受締結機構16が設けられている。
【0059】
第1軸受締結機構16は、図4に示すように、第1フランジ17と第2フランジ18とで構成されている。第1フランジ17は、中央に穴が形成された円盤部17aと、円盤部17aの穴の周囲から延び先端に肉厚部17bを有する複数の弾性部材17cとから構成されている。
【0060】
一方、第2フランジ18は、円盤状のフランジ部18aと、フランジ部18aの中央から延び第1フランジ17の穴の径と同じ外径を有する円筒部18bとから構成されている。
【0061】
従って、第1フランジ17を電子写真感光体13の一端の開口に挿入した後、第2フランジ18の円筒部18bを第1フランジ17の穴に挿通すると、第2フランジ18の円筒部18bが第1フランジ17の弾性部材17cにおける肉厚部17bにさしかかる。そして、そのまま第2フランジ18を押し込むと、弾性部材17cの肉厚部17bは、感光体13の外径方向に押し広げられる。これにより、第1軸受14が感光体13に締結されることになる。
【0062】
ここで、第1軸受14は、その内輪14aの回転中心軸と感光体1の回転中心軸とが一致するように感光体1に締結されている。
【0063】
また第2軸受15は、第1軸受14と同一構成であり、感光体13の第1軸受14と反対側の端部に取り付けられており、第2軸受15は、第2軸受締結機構19によって感光体13に締結されている。第2軸受締結機構19については、第1軸受締結機構16において第1フランジ17の円盤部17aに代えて、中央に穴が形成された駆動伝達ギヤ19aが用いられる以外は第1軸受締結機構16と同様の構成である。
【0064】
ここで、第2軸受15は、第1軸受14と同様、その内輪の回転中心軸と感光体1の回転中心軸とが一致するように感光体1に締結されている。
【0065】
電子写真感光体13は、第1軸受14、第2軸受15の外輪を固定され、駆動伝達ギヤ19aには、駆動ギヤが噛合されるようになっており、駆動ギヤの回転により、駆動伝達ギヤが回転し、感光体1が回転するようになっている。
【0066】
また図2に示すように、電子写真装置10は、電子写真感光体13を帯電させる帯電手段30、電子写真感光体13に像露光により静電潜像を形成する露光手段21、静電潜像をトナーによりトナー像として現像化する現像手段22、トナー像を転写媒体23に転写する転写手段24、転写媒体23に転写されたトナー画像を転写媒体23に定着させる定着手段25、電子写真感光体13に付着したトナーやゴミ等を除去するクリーニング手段26、電子写真感光体13の表面に残留している静電潜像を除去する除電手段27を備えている。
【0067】
なお、定着手段25、クリーニング手段26、除電手段27は、電子写真装置10に必須のものではなく、必要に応じて設けられるものである。
【0068】
帯電手段30は、感光体13を帯電させる帯電部20と、帯電部20に電圧を供給する電圧供給源20aとを備えている。また帯電手段30は、電子写真感光体13を帯電し得るものであれば特に制限されず、帯電手段30としては、例えば導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器などの非接触型帯電器が挙げられる。これらの中でも、帯電補償能力に優れる点で、図2に示すような接触型帯電器が好ましい。
【0069】
露光手段21は、電子写真感光体13を露光し得るものであれば特に制限されず、露光手段21としては、例えば半導体レーザ装置、LED、液晶シャッタ等の光源から出射される光を、ポリゴンミラーを介して電子写真感光体13の表面に露光して所望の静電潜像を形成できる光学系機器などが挙げられる。
【0070】
現像手段22は、目的に応じて適宜選択することができるが、現像手段22としては、例えばブラシ、ローラ等を電子写真感光体13の表面に接触させて、トナーとしての一成分系現像剤又は二成分系現像剤により、電子写真感光体13の表面の静電潜像を現像化する現像器、あるいは上記現像剤により非接触で静電潜像を現像化する現像器等が挙げられる。
【0071】
転写手段24としては、転写ローラ、転写ベルト等を記録紙等の転写媒体23に圧接させ、トナー画像を転写媒体23に転写する接触型転写器、コロトロン等を用いて転写媒体23にトナー像を転写する非接触型転写器等が挙げられる。
【0072】
除電手段27としては、例えばタングステンランプ、LEDなどが挙げられ、除電プロセスに用いる光としては、例えばタングステンランプ等の白色光、LED光等の赤色光などが挙げられる。除電手段27による照射光強度は通常、電子写真感光体13の半減露光感度を示す光量の数倍〜30倍程度になるように出力設定される。
【0073】
定着手段25は、トナー像を転写媒体23に定着し得るものであれば特に制限されず、定着手段25としては、例えば熱ローラ定着器、オーブン定着器などが挙げられる。
【0074】
次に、前述した電子写真装置10を用いた画像形成方法について説明する。
【0075】
まず駆動ギヤの駆動力を駆動伝達ギヤ19aに伝達して駆動伝達ギヤ19aを回転させ、電子写真感光体13を回転させる。そして、電子写真感光体13の回転に伴い、帯電手段30、露光手段21、現像手段22、転写手段23、除電手段27を作動する。
【0076】
この場合、まず帯電手段30により電子写真感光体13の表面が帯電される。このとき、帯電手段30は通常、電子写真感光体13に対して直流電流を印加するが、交流電流をさらに重畳させて印加してもよい。また電子写真感光体13は通常、この帯電手段30により−200〜−1000Vに帯電される。
【0077】
次に、感光体13には、露光手段22による像露光により静電潜像が形成され、続いて現像手段22でトナーにより静電潜像がトナー像として現像化される。その後、転写手段24によりトナー像が転写媒体23に転写され、トナー像が定着手段25で定着され、こうして画像が形成される。
【0078】
このとき、上述したように、電子写真感光体用基材11は、長さL、最大表面粗さRmaxおよび平均振れXが下記3式(1)〜(3):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
(3) X≦20/Y(mm)
を満たしている。すなわち基材11は、電子写真装置10の解像度に対して十分な振れ精度を有するため、感光体13も電子写真装置10の解像度に対して十分な振れ精度を有する。このため、電子写真装置10によって画像を形成すると、画像における濃度ムラの発生を十分に防止することができる。従って、本実施形態の電子写真装置10のような解像度の電子写真装置であっても、極めて良好な画質を有する画像を形成することができる。
【0079】
特に、第1軸受14は、その内輪14aの回転中心軸と感光体1の回転中心軸とが一致するように感光体1に締結され、第2軸受15は、第1軸受14と同様、その内輪の回転中心軸と感光体1の回転中心軸とが一致するように感光体1に締結され、感光体13の振れ精度は十分に高く保持されている。よって、電子写真装置10により画像を形成すると、画像における濃度ムラの発生をより十分に防止することができ、より良好な画質を有する画像を形成することができる。
【0080】
また現像手段22として、非接触方式でトナーを静電潜像に付着させる現像器を用いる場合でも、電子写真感光体13の振れ精度が十分に高くなっているため、電子写真感光体13と現像器との隙間の変動による現像濃度の変動を十分に抑えることができ、画像における濃度ムラを十分に小さくすることができる。
【0081】
なお、転写媒体23にトナー像が転写された後は、トナー像は、定着手段25により転写媒体23に定着される。一方、電子写真感光体13は、転写手段24でトナー像を転写媒体23に転写させた後、クリーニング手段26で表面をクリーニングされ、除電手段27により除電される。
【0082】
本発明の電子写真装置は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば上記電子写真装置の実施形態では、1つの電子写真感光体13が用いられているが、本発明の電子写真装置は、4つの電子写真感光体を使用する、いわゆるタンデム方式の電子写真装置であってもよい。この場合、各色のトナー像の濃度ムラに起因する色ムラの発生を十分に防止することができ、良好な画質を有するカラー画像を得ることができる。
【0083】
なお、タンデム方式の電子写真装置においては、各電子写真感光体に対応して設けられる転写手段は、多色画像における色ずれを防止する観点から、第1の転写手段と、中間転写体と、第2の転写手段とを有することが好ましい。この場合、トナー画像が第1の転写手段により中間転写体に転写され(以下、必要に応じて「第1の転写」という)、第2の転写手段により中間転写体から記録紙に転写される(以下、必要に応じて「第2の転写」という)。こうして各色のトナー像を各電子写真感光体13から中間転写体に転写することで、記録紙と電子写真感光体(搬送ベルト)との間では滑りが生じなくなり、簡単に色ずれ等の画像欠陥を防止することができる。
【0084】
上記第1の転写手段としては、例えばベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器などの非接触型転写帯電器が挙げられる。これらの中でも、転写帯電補償能力に優れる点で接触型転写帯電器が好ましい。なお、本発明においては、上記転写帯電器の外、剥離帯電器等を併用することもできる。
【0085】
上記第2の転写手段は、上記第1転写手段として例示した接触型転写帯電器や非接触型転写帯電器が挙げられる。これらの中でも、第1転写手段と同様に接触型転写帯電器が好ましい。転写ローラ等の接触型転写帯電器により転写媒体を強く押圧するようにすると、トナー画像を良好に転写することができる。また、中間転写体を案内するローラの位置で転写ローラ等の接触型転写帯電器を押圧すると、中間転写体から記録紙へのトナー画像の移転を良好に行うことが可能になる。
【0086】
上記中間転写体の構造としては、単層構造のものと多層構造のものがある。多層構造の場合には例えば導電性支持体上に、ゴム、エラストマー、樹脂等から形成される弾性層と、少なくとも1層の被覆層とを積層してなる構造がある。
【0087】
中間転写体の形状は特に制限されず、目的に応じて適宜選択することできる。例えばローラ形状、ベルト形状などが好適に挙げられる。これらの中でも、画像の重ね合わせ時の色ズレ、繰り返しの使用による耐久性、他のサブシステムの配置の自由度等の点から、無端ベルト形状が特に好ましい。無端ベルト形状の中間転写体は遠心成形、スプレー被覆法、浸漬成膜法などにより形成できる。またシート形状の導電性フィルムをシーム形成してベルトを形成することもできる。
【0088】
上記中間転写体がベルト形状である場合、電子写真装置は、より効果的に色ずれなどの画像欠陥を防止する観点からは、その蛇行を防止する蛇行防止機構を有することが好ましい。蛇行防止機構は、中間転写体を張架する支持ローラの両端部外周面に凹部を設け、ベルト形状中間転写体の両外縁側部内面にベルトガイド(蛇行用ベルト)を貼り付け、該支持ローラ凹部と該中間転写体のベルトガイドとを嵌合させたもの、或いは中間転写体を張架する支持ローラをスプロケット形状にし、中間転写体の両外縁側部にパーフォレーションを形成して、該支持ローラをスプロケットと該中間転写体のパーフォレーションとを嵌合させたもの等が挙げられる。蛇行防止機構は特に限定はなく、蛇行防止機構としては、従来公知の蛇行防止機構、例えば特開平5−289535号、同9−311521号等に記載された蛇行防止機構を利用することができる。
【0089】
上記中間転写体の材料としては、例えばポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、フッ素系樹脂等に対して、導電性のカーボン粒子や酸化錫、酸化インジウム、チタン酸ブラックなどの金属粉、導電性ポリマー等を分散混合させたものが好適に用いられる。これらの中でも、ポリイミド系樹脂にカーボン粒子を分散させたものが好適に用いることができる。
【0090】
上記中間転写体の表面体積抵抗値は、例えば1×108〜1×1016Ωcmであることが好ましい。表面体積抵抗値が1×108Ωcm未満であると画像に滲みや太りが生じる傾向があり、1×1016Ωcmを越えると画像の飛び散りの発生や、中間転写体シートの除電の必要性が発生する傾向がある。中間転写体の厚さは50〜200μm程度であることが好ましい。
【0091】
更にタンデム式の電子写真装置は、複数の電子写真感光体13間を搬送されている時の記録紙の位置や、記録紙上でトナー像が形成されている位置(以下、「トナー位置」と言う)を測定するセンサーと、このセンサーでの測定結果に基づき帯電手段等を制御する制御装置を備えることが好ましい。この場合、上記センサーにより各電子写真感光体間を搬送されている時の記録紙の位置やトナー位置を測定し、その測定結果に応じて制御装置により帯電手段等を制御することにより、電子写真感光体へ画像を書き出すタイミング等を制御することができる。タンデム方式の電子写真装置では通常、各色のトナーが各電子写真感光体から直接記録紙等に転写された後、記録紙は、各電子写真感光体間を記録紙搬送ベルト等の摩擦力を利用して搬送されるが、ベルトを一定の速度で動かしても記録紙がベルト上で滑ってしまうことがある。しかし、上記のようにセンサーと制御装置を備えることにより、一定の速度で記録紙を搬送できなかったり、横方向にずれが生じた状態で記録紙を搬送する場合でも、良好な画像を確実に形成することができる。
【0092】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0093】
(実施例1)
以下のようにして電子写真感光体を形成した。
【0094】
すなわちまず、Al−Mg−Si系アルミニウム合金(JIS A6063合金)を押出加工することにより、長さ3500mm、外径30.7mm、肉厚1.0mmのパイプを製造した。
【0095】
続いて、このパイプを加熱炉に入れて、400℃で30分間熱処理した。
【0096】
その後、十分に冷却したパイプを加熱炉から取り出し、引抜装置によりパイプを引抜加工し、外径30.3mm、肉厚0.9mmに仕上げた後、パイプを切断して長さ360mmの切断管を得た。
【0097】
次いで、この切断管に対し、旋盤を用いて切削加工を施し、表面粗さRmaxが1.5μm以下となるようにした。この時の粗加工時の主軸回転数は3,500rpmであり、切削加工は、多結晶ダイヤモンドを刃先としたバイトを用い、0.3mm/revの送り速度で行った。また仕上げ加工時の主軸回転数は3,500rpmであり、切削加工は、多結晶ダイヤモンドを刃先としたバイトを用い、0.2mm/revの送り速度で行った。
【0098】
こうして基材を2,000本製造した。そして、平均振れの平均値と合格率を算出した。結果を表1に示す。
【0099】
【表1】
【0100】
なお、表1において、合格率は下記式:
合格率=100×(振れが20/600(mm)以上である基材の本数)/2000
に従って算出した。
【0101】
表1に示すように、本実施例では合格率は100%であり、本実施例の製造方法により、解像度600dpiの電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を極めて安定して製造できることが分かった。
【0102】
(実施例2)
押出加工により得たパイプを、熱処理前に更に引抜加工した以外は実施例1と同様にして電子写真感光体用基材を2000本製造した。そして、実施例1と同様にして平均振れの平均値と合格率を算出した。結果を表1に示す。
【0103】
表1に示すように、本実施例では合格率は100%であり、本実施例の製造方法により、解像度600dpiの電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を極めて安定して製造できることが分かった。
【0104】
(比較例1)
押出し加工により得たパイプを熱処理しなかった以外は実施例1と同様にして電子写真感光体用基材を2000本製造した。そして、実施例1と同様にして平均振れの平均値と合格率を算出した。結果を表1に示す。
【0105】
表1に示すように、本比較例では合格率は47%であり、本比較例の製造方法では、解像度600dpiの電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を安定して製造できないことが分かった。
【0106】
(比較例2)
熱処理後に引抜加工を行わなかった以外は実施例2と同様にして電子写真感光体用基材を2000本製造することを試みた。
【0107】
しかし、本比較例では、熱処理後のパイプの曲がりが大きすぎて切削加工をすることができなかった。このことから、本比較例の製造方法では、解像度600dpiの電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を製造できないことが分かった。
【0108】
(比較例3)
熱処理時の温度を300℃とした以外は実施例1と同様にして電子写真感光体用基材を2000本製造した。そして、実施例1と同様にして平均振れの平均値と合格率を算出した。結果を表1に示す。
【0109】
表1に示すように、本比較例では、十分な振れ精度を満足できないものが多数発生し、合格率は43%であった。このことから、本比較例の製造方法では、解像度600dpiの電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を安定して製造できないことが分かった。
【0110】
(比較例4)
切削加工において、多結晶ダイヤモンドバイトに代えて単結晶ダイヤモンドバイトを用いた以外は実施例1と同様にして電子写真感光体用基材を2000本製造した。そして、実施例1と同様にして平均振れの平均値と合格率を算出した。結果を表1に示す。
【0111】
表1に示すように、本比較例では合格率は47%であり、本比較例の製造方法では、解像度600dpiの電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を安定して製造できないことが分かった。
【0112】
(比較例5)
基材としてのAl−Mg−Si系アルミニウム合金として、JIS A6063合金に代えて、JIS A1050合金を用いた以外は実施例1と同様にして電子写真感光体用基材を2000本製造した。そして、実施例1と同様にして平均振れの平均値と合格率を算出した。結果を表1に示す。
【0113】
表1に示すように、本比較例では合格率は47%であり、本比較例の製造方法では、解像度600dpiの電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を安定して製造できないことが分かった。
【0114】
(実施例3)
次に、実施例1で得られた電子写真感光体用基材のうち振れが29μmのものを採用し、その基材上に、以下のようにして下引き層、電荷発生層及び電荷輸送層を作製した。
【0115】
すなわち下引き層は、以下のようにして形成した。まず下引き層形成用の塗布液Aを調整した。塗布液Aは、下記構造式(1)で表されるジルコニウム化合物(松本製薬(株)製オルガチックスZC540)20重量部、下記構造式(2)で表されるシランカップリング剤(日本ユニカー(株)製A−1100)2重量部、下記構造式(3)で表されるポリビニルブチラール樹脂(積水化学(株)製エスレックBM−S)2重量部、1−ブタノール70重量部より調整した。
【0116】
この塗布液Aを基材の外周面に塗布し、150℃で10分間乾燥し、乾燥膜厚1.0μmの下引き層を形成した。
【0117】
【化1】
【0118】
【化2】
【0119】
【化3】
【0120】
次に、電荷発生層用の塗布液Bを調整した。塗布液Bは、クロルガリウムフタロシアニン5重量部、下記構造式(4)の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体5重量部、酢酸n−ブチル200重量部に1mmφのガラスビーズを混合し、サンドミルで5時間分散して得られた。そして、塗布液Bを、下引き層の表面に塗布し、100℃で10分間乾燥し、乾燥膜厚0.2μmの電荷発生層を作製した。
【0121】
【化4】
【0122】
次に、電荷輸送層用の塗布液Cを調整した。塗布液Cは、下記構造式(5)の電荷輸送物質1重量部、下記構造式(6)のポリカーボネート樹脂(三菱ガス化学(株)製ユーピロンZ300)1重量部、モノクロルベンゼン2重量部、テトラヒドロフラン4重量部より調整した。そして、塗布液Cを電荷発生層の表面に塗布し、120℃で60分間乾燥し、乾燥膜厚25μmの電荷輸送層を作製した。
【0123】
【化5】
【0124】
【化6】
【0125】
上記のようにして基材上に感光層を形成して感光体を形成した後、感光体の両端部を、軸受であるボールベアリングに挿通し、更に感光体の両端部に、図3に示すように、感光体の内側より基材を外径方向に拡径させる第1軸受締結機構、第2軸受締結機構を挿入し、ベアリングと感光体とを締結させた。
【0126】
このベアリング付き感光体を4本用意し、4つの画像形成ユニットのそれぞれに組み込み、これら画像形成ユニットを、電子写真装置(富士ゼロックス製Docuprint C2220:解像度600dpi)の画像形成ユニットとして装着した。
【0127】
この状態で電子写真装置を作動して、画像を3枚プリントアウトし、画質評価を行った。結果を表2に示す。
【0128】
【表2】
【0129】
なお、画質評価は官能評価により行い、表2において、色ムラがほとんどなく十分使用可能な画像である場合には「○」で表し、色ムラが多く到底使用できない画像である場合には「×」で表した。
【0130】
表2に示すように、本実施例の電子写真感光体用基材を解像度600dpiの電子写真装置に使用すると、色ムラがほとんどなく十分使用可能な画像が得られることが分かった。
【0131】
(実施例4)
電子写真装置として、解像度を1200dpiで出力した以外は、実施例3と同様にして画質評価を行った。結果を表2に示す。
【0132】
表2に示すように、実施例3の電子写真感光体用基材は、解像度1200dpiの電子写真装置に使用しても、色ムラがほとんどなく十分使用可能な画像が得られることが分かった。
【0133】
(比較例6)
比較例1で得られた電子写真感光体用基材のうち振れが37μmのものを採用した以外は実施例3と同様にして電子写真感光体を作製し、実施例1と同様にして画質評価を行った。結果を表2に示す。
【0134】
表2に示すように、平均振れXが解像度Yに対して、X≦20/Yを満たさない場合には、色ムラが多く到底使用できない画像が得られることが分かった。
【0135】
(比較例7)
電子写真装置として、解像度を1200dpiで出力した以外は、比較例6と同様にして画質評価を行った。結果を表2に示す。
【0136】
表2に示すように、本比較例の電子写真感光体用基材は、解像度1200dpiの電子写真装置に使用しても、色ムラが多く到底使用できない画像が得られることが分かった。
【0137】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電子写真感光体用基材の製造方法によれば、管体が320mmより長くなっても、十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を安定して製造することができる。
【0138】
また本発明の電子写真感光体用基材によれば、基材上に感光層を形成しても、十分な振れ精度を有する電子写真感光体を得ることができる。従って、この電子写真感光体を、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に使用することで、画像における濃度ムラの発生を十分に防止することができる。
【0139】
更に本発明の電子写真感光体によれば、基材が十分な振れ精度を有するため、感光体も十分な振れ精度を有する。このため、この感光体を600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に使用しても、画像における濃度ムラの発生を防止することができる。
【0140】
また本発明の電子写真感光体の製造方法によれば、十分な振れ精度を有する基材を安定して得ることができるため、基材上に感光層を形成しても、十分な振れ精度を有する感光体を安定して得ることができ、感光体の歩留まりを向上させることもできる。
【0141】
更に本発明の電子写真装置によれば、電子写真装置の解像度に対して十分な振れ精度が電子写真感光体用基材に与えられている。このため、画像における濃度ムラの発生を十分に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】円筒管を引抜いて引抜き管とする引抜き装置を示す断面図である。
【図2】本発明の電子写真装置の一実施形態を示す概略図である。
【図3】電子写真感光体に締結機構及び軸受を取り付けた状態を示す断面図である。
【図4】電子写真感光体に軸受を付けた後、締結機構を取り付ける前の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
10…電子写真装置、11…電子写真感光体用基材、12…感光層、13…電子写真感光体、30…帯電手段、21…露光手段、22…現像手段、23…転写媒体、24…転写手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真装置に使用される電子写真感光体用基材及びその製造方法、電子写真感光体及びその製造方法、並びに電子写真装置に関する。
【0002】
【従来技術】
電子写真方式の画像形成装置(以下、「電子写真装置」と言う)に使用される感光体は、基材上に感光層を有してなるものであり、この基材は、押出し及び抽伸により形成したアルミニウム管又はアルミニウム合金管の外周面を旋盤で切削加工して得られる場合が多い。
【0003】
該基材上には、単層型あるいは複層型の感光層が塗布形成されるほか、アンダーコートなども行われるが、基材には、高い寸法精度と表面平滑性が必要とされる。アルミニウム管は通常、切削、しごき又は引抜きなどの成形法によって成形されるが、特に厳しい表面平滑性(例えば最大表面粗さがRmax≦1.5μm)を要求される場合には、多くの場合、切削法が用いられる。
【0004】
一方、曲がりは長いものほど大きくなることは一般に知られており、320mmを超える電子写真感光体用基材の曲がり改善は必須の課題になっている。
【0005】
このような感光体用基材の製造方法として、例えば特開2000−313947号公報に開示されるものが知られている。同公報に記載の製造方法は、アルミニウム合金を引抜加工又はしごき加工して管体を形成し、この管体を135〜300℃で10〜180分間熱処理した後、切削加工して長さL>300mm、表面粗さRy≦1.5μm、振れ≦L/5(μm)の基材を製造する方法である。
【0006】
【特許文献1】
特開2000−313947号公報(請求項5及び
【0007】)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、電子写真装置には、高画質化のため600dpi以上の解像度を求められており、これに伴って、感光体について、電子写真感光装置の解像度に応じた高い振れ精度が要求されるようになっている。
【0009】
しかし、上述した従来の公報に記載の感光体の製造方法においては、熱処理後に管体が大きく湾曲する場合が多く、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に対し十分な振れ精度を有する基材を安定して製造することができず、歩留まりが著しく悪くなるという問題があった。
【0010】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、320mmより長い基材を製造する場合でも、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する基材を安定して製造することができる電子写真感光体用基材の製造方法及び電子写真感光体用基材、これを用いた電子写真感光体及びその製造方法、並びに電子写真装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、解像度Yが600dpi以上である電子写真装置に用いられる電子写真感光体用基材の製造方法であって、Al−Mg−Si系アルミニウム合金を押出加工して円筒状の管体を形成し、管体を350〜450℃で30分以上熱処理し、管体を引抜加工し、管体を多結晶ダイヤモンドにより切削加工して、長さLおよび最大表面粗さRmaxが下記2式(1)〜(2):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm
を満たす電子写真感光体用基材を製造することを特徴とする。
【0012】
この製造方法によれば、管体が320mmより長くなっても、熱処理後の管体の湾曲が十分に防止されるため、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に対し十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を安定して製造することができる。
【0013】
また本発明は、解像度Yが600dpi以上である電子写真装置に用いられる電子写真感光体用基材であって、電子写真感光体用基材がAl−Mg−Si系アルミニウム合金からなり、電子写真感光体用基材の長さL、電子写真感光体用基材の最大表面粗さRmaxおよび電子写真感光体用基材の平均振れXが下記3式:(1)〜(3)
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
(3) X≦20/Y(mm)
を満たすことを特徴とする。
【0014】
この電子写真感光体用基材によれば、基材上に感光層を形成した場合に、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に対し十分な振れ精度を有する電子写真感光体を得ることができる。そして、この電子写真感光体を、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に使用して画像を形成する場合に、画像における濃度ムラの発生を十分に防止することができる。
【0015】
また本発明は、解像度Yが600dpi以上である電子写真装置に用いられ、電子写真感光体用基材上に感光層を有する電子写真感光体であって、電子写真感光体用基材がAl−Mg−Si系アルミニウム合金からなり、電子写真感光体用基材の長さL、電子写真感光体用基材の最大表面粗さRmaxおよび電子写真感光体用基材の平均振れXが下記3式(1)〜(3):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
(3) X≦20/Y(mm)
を満たすことを特徴とする。
【0016】
この電子写真感光体によれば、基材が十分な振れ精度を有するため、感光体も十分な振れ精度を有する。このため、この感光体を600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に使用して画像を形成する場合、画像における濃度ムラの発生を防止することができる。
【0017】
更に本発明は、解像度Yが600dpi以上である電子写真装置に用いられ、電子写真感光体用基材上に感光層を有する電子写真感光体の製造方法であって、Al−Mg−Si系アルミニウム合金を押出加工して円筒状の管体を形成し、管体を350〜450℃で30分以上熱処理し、管体を引抜加工し、管体を多結晶ダイヤモンドにより切削加工して、長さL、最大表面粗さRmaxおよび平均振れXが下記2式(1)〜(2):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
を満たす電子写真感光体用基材を製造し、電子写真感光体用基材上に感光層を形成して電子写真感光体を製造することを特徴とする。
【0018】
この感光体の製造方法によれば、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に対し十分な振れ精度を有する基材を安定して得ることができるため、基材上に感光層を形成した場合、上記電子写真装置に対し十分な振れ精度を有する感光体を安定して得ることができ、感光体の歩留まりを向上させることもできる。
【0019】
また本発明は、電子写真感光体と、電子写真感光体を帯電する帯電手段と、電子写真感光体に像露光により静電潜像を形成する露光手段と、静電潜像をトナーによりトナー像として現像化する現像手段と、トナー像を転写媒体に転写する転写手段とを備え、解像度Yが600dpi以上である電子写真装置であって、電子写真感光体が、Al−Mg−Si系アルミニウム合金からなる電子写真感光体用基材上に感光層を有し、電子写真感光体用基材の長さL、電子写真感光体用基材の最大表面粗さRmaxおよび電子写真感光体用基材の平均振れXが下記3式(1)〜(3):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
(3) X≦20/Y(mm)
を満たすことを特徴とする。
【0020】
この電子写真装置によれば、帯電手段により電子写真感光体が帯電され、露光手段により感光体に像露光することで感光体に静電潜像が形成される。そして、現像手段により静電潜像がトナーでトナー像として現像化され、このトナー像が転写手段により転写媒体に転写される。このとき、基材には、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に対して十分な振れ精度が与えられ、感光体にも、上記電子写真装置に対して十分な振れ精度が与えられている。このため、転写媒体に転写された画像において、濃度ムラの発生が防止される。
【0021】
なお、本明細書において、平均振れとは、円筒状の被測定物について、振れ測定装置(商品名:ロール径寸法・形状測定装置(株式会社ミツトヨ製))を用いて測定された被測定物の振れの平均値を言う。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【0023】
(電子写真感光体用基材の製造方法)
まず電子写真感光体用基材の製造方法について説明する。
【0024】
はじめに、アルミニウム合金を用意し、これを押出加工して円筒管(管体)を形成する。ここで、円筒管をアルミニウム合金により形成するのは、高速度の切削が可能であり、仕上げ面の品位や精度を高く確保できるからである。アルミニウム合金としては、押出し性、切削加工のし易さ等の点から、Al−Mg−Si系アルミニウム合金(Al、Mg及びSiを含むアルミニウム合金)が用いられ、中でも、汎用性という点から、JIS6063合金が好ましく用いられる。
【0025】
押出加工により円筒管を形成した後は、この円筒管に対して更に引抜加工を行ってもよい。ここで、引抜加工は、例えば図1に示すように、引抜ダイス1及び引抜プラグ2を備えた引抜装置3により円筒管4を引き抜き、引抜管(管体)5を成形することにより行う。
【0026】
こうして得られた引抜管は、そのまま切削加工しても加工のし易さ、仕上げ面の品位及び寸法誤差などは目標値を十分に達成可能であるが、長さL(mm)が大きくなるに従って振れが大きくなり、長さLが320mmを超えると電子写真装置の解像度Y(dpi)に対して振れX≦20/Y(mm)を達成することが極めて困難となる。この原因は、切削時、引抜管の曲りのため均一な切削ができず、そのために定寸切断した際に残留応力により該切断片が曲がることにあると考えられる。従って、引抜管については、切削加工に先立って、その残留応力を十分に開放することが必要となる。
【0027】
このため、引抜管に対して熱処理を行う。具体的には、引抜管に対し、350〜450℃で30分以上熱処理を行う。熱処理温度が350℃未満においては残留応力解放の効果が小さくなり、450℃を超えると切削性が悪くなる。また熱処理時間が30分未満では残留応力解放のバラツキが大きくなる。
【0028】
熱処理をした後は、引抜管を更に引抜加工する。これにより、次の切削加工を容易に行えるようになる。言い換えると、引抜管を引抜加工せずに直ちに切削加工を行うと、引抜管が320mmを超える程度に長尺である場合、熱処理を施した引抜管が大きく湾曲し、短尺に切断してもその切断管は、切削加工に耐えられなくなる。
【0029】
こうして引抜加工した後、引抜管に対して切削加工を行う。旋盤を使用して切削加工を行う場合、即ち旋削加工を行う場合、旋削加工に使用する工具としては、多結晶ダイヤモンドが使用される。この理由は、単結晶ダイヤモンドを使用すると、十分な振れ精度を持つ電子写真感光体用基材を安定して得ることができなくなるからである。
【0030】
また切削加工においては、最大表面粗さRmaxが1.5μm以下になるようにする。最大表面粗さRmaxを1.5μm以下にするためには、多結晶ダイヤモンド結晶粒径の小さいものを選択と共に、バニシングをかけて表面粗さを小さくすればよい。
【0031】
更に旋削加工する場合のその取り代(加工代)は、引抜管の加工し易さやコストバランスを考慮すると、0.5mm以下であることが好ましい。また同様の理由から、切削加工においては、切削加工後の引抜管の肉厚が1.1mm以下にすることが好ましい。
【0032】
こうして電子写真感光体用基材が得られる。以後、上記のようにして複数本の電子写真感光体用基材を製造すると、基材が320mmより長くなっても、熱処理後の管体の湾曲が十分に防止されるため、600dpi以上の解像度Yを有する電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を安定して得ることができる。すなわち上記製造方法によれば、電子写真装置の解像度Y(dpi)に対し、基材の平均振れXが下記式:
X≦20/Y(mm)
を満たす電子写真感光体用基材を安定して得ることができる。よって、電子写真感光体用基材、ひいては電子写真感光体の歩留まりを向上させることができる。
【0033】
(電子写真感光体用基材)
また本発明の電子写真感光体用基材は円筒状をなしており、Al−Mg−Si系アルミニウム合金からなる。ここで、基材の長さL、最大表面粗さRmaxおよび平均振れXは下記3式(1)〜(3):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
(3) X≦20/Y(mm)
を満たしている。
【0034】
この電子写真感光体用基材によれば、基材上に感光層を形成した場合に、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に対し十分な振れ精度を有する電子写真感光体を得ることができる。従って、この電子写真感光体を、600dpi以上の高い解像度を有する電子写真装置に使用して画像を形成する場合に、画像における濃度ムラの発生を十分に防止することができる。なお、電子写真装置がいわゆるタンデム方式の電子写真装置である場合には、各インクの濃度ムラに起因する色ムラを十分に防止することができる。
【0035】
(電子写真感光体)
次に、本発明に係る電子写真感光体の実施形態について説明する。
【0036】
電子写真感光体は、電子写真感光体用基材上に感光層を有する。ここで、電子写真感光体用基材は、長さL、最大表面粗さRmaxおよび平均振れXが下記3式(1)〜(3):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
(3) X≦20/Y(mm)
を満たしている。この電子写真感光体によれば、基材が十分な振れ精度を有するため、感光体も十分な振れ精度を有する。このため、この感光体を600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に使用して画像を形成すると、画像における濃度ムラの発生を十分に防止することができる。
【0037】
ここで、電子写真感光体の平均振れX2は下記式:
X2≦20/Y(mm)
を満たす。この場合、電子写真装置の解像度に対して感光体が十分な振れ精度を有する。このため、この感光体を電子写真装置に使用して画像を形成すると、画像における濃度ムラの発生を十分に防止することができる。
【0038】
上記感光層としては、単層型感光層、又は電荷発生層と電荷輸送層とを積層してなる積層型感光層があるが、いずれを用いることもできる。いずれを使用するかは、使用する電子写真装置の性能等に応じて適宜選択すればよい。
【0039】
単層型感光層は、結着樹脂中に電荷発生物質、電荷輸送性物質を分散してなるものであり、積層型感光層は、結着樹脂中に電荷発生物質を分散してなる電荷発生層と、結着樹脂中に電荷輸送性物質を分散してなる電荷輸送層とを積層してなるものである。
【0040】
上記結着剤樹脂としては、例えばポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスチレン、ポリメタクリル酸エステル類、スチレン−メタクリル酸メチルコポリマー、ポリエステル、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、ポリサルホン、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、セルロースエステル類等が挙げられる。
【0041】
上記電荷発生物質としては、例えばアゾ顔料、ジスアゾ顔料、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、キナクリドン顔料、ピリリウム塩、アズレニウム塩、三晶方型セレン等が挙げられる。
【0042】
上記電荷輸送性物質としては、主鎖又は側鎖に多芳香族化合物(例えばアントラセン、ピレン、フェナントレン、コロネン等)、含チッ素環式化合物(例えばインドール、カルバゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、ヒアジアゾール、トリアゾール等)の骨格を有する化合物、その他、ヒドラゾン化合物等の正孔輸送物質が挙げられる。
【0043】
また電子写真感光体は、基材と感光層との間に下引き層を有していてもよく、必要に応じて、基材と下引き層との間に導電層、感光層の表面上に表面保護層を更に有してもよい。
【0044】
上記下引き層を構成する材料としては、例えばアクリル系樹脂、メクアクリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フェノール系樹脂、ポリエステル系樹脂、アルキッド系樹脂、ポリカーボネイト系樹脂、シリコン系樹脂、メラミン系樹脂等の各種樹脂類や、これら樹脂類とジルコニウム化合物、チタニウム化合物との混合物が挙げられる。
【0045】
導電層を構成する材料としては、導電性物質(例えば亜鉛、アルミニウム、銅、鉄、ステンレス、ニッケル、クロム、チタニウム等の金属、TiO2 、SnO2 、Sb2 O3 、In2 O3 、ZnO、MgO等の金属酸化物)又は結着樹脂中に上記導電性物質を分散させたものが挙げられる。
【0046】
表面保護層を構成する材料としては、例えば結着樹脂中に導電性材料を含むものが用いられる。導電性材料としては、ジメチルフェロセン等のメタロセン化合物、酸化アンチモン、酸化スズ、酸化チタン、酸化インジウム、ITO等の金属酸化物等の材料を用いることができる。結着樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の公知の樹脂を用いることができる。
【0047】
次に、上述した電子写真感光体の製造方法について説明する。
【0048】
まず電子写真感光体用基材を製造する。電子写真感光体用基材の製造方法は、上述した通りである。この基材に対しては、有機溶剤(フロンやトリクロロエタン等)、又は界面活性剤を添加した純水等を用いて超音波洗浄及びブラシ洗浄を行い、更に純水による濯ぎ洗浄を行った後、必要に応じて熱風乾燥を行うことが好ましい。
【0049】
基材上に単層型感光層を形成する場合には、単層型感光層用塗布液を調製する。単層型感光層用塗布液は、電荷発生物質、電荷輸送物質、結着剤樹脂を溶剤中に分散することにより得ることができる。ここで、電荷発生物質、電荷輸送性物質、結着樹脂は上述した通りであるが、溶剤は、これら電荷発生物質、電荷輸送性物質、結着樹脂を溶解し得るものであれば特に限定されない。このような溶剤としては、揮発性が高く、且つその蒸気の密度が空気よりも大きい溶剤が好適に用いられ、例えば、n−ブチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、イソプロパホールアミン、トリエタノールアミン、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ベンゼン、4−メトキシ−4−メチルペンタノン、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、2,4−ペンタジオン、アニソール、3−オキソブタン酸メチル、モノクロロベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、1−ブタノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、メチルセルソルブ、メチルセルソルブアセテート等が挙げられる。
【0050】
次に、上記単層型感光層用塗布液を基材上に塗布し乾燥させる。こうして基材上に単層型感光層が形成され、電子写真感光体が得られる。感光層は、感光体の生産効率を考慮すると、浸漬塗布方法により塗布形成することが特に好ましいが、浸漬塗布方法以外の方法、例えばナイフ塗布法、ロール塗布法、カレンダー塗布法、グラビア塗布法、スプレー塗布法、等により塗布形成してもよい。
【0051】
上記のようにして感光体を製造すると、十分な振れ精度を有する基材を安定して得ることができる。すなわち上記製造方法によれば、基材上に感光層を塗布形成して得られる電子写真感光体を用いた電子写真装置の解像度Y(dpi)に対し、基材の平均振れXが下記式:
X≦20/Y(mm)
を満たす電子写真感光体用基材を安定して得ることができる。よって、基材上に感光層を形成して感光体を製造する場合、十分な振れ精度を有する感光体を安定して得ることができ、感光体の歩留まりを向上させることもできる。
【0052】
なお、基材上に積層型感光層を形成する場合は、電荷発生層用塗布液と、電荷輸送層形成用塗布液の2種類の塗布液を用意する。電荷発生層用塗布液は、電荷発生物質、結着剤樹脂を溶剤中に分散することにより得ることができ、電荷輸送層用塗布液は、電荷輸送物質、結着剤樹脂を溶剤中に分散することにより得ることができる。ここで使用する溶媒としては、単層型感光層用塗布液の調製に使用する溶媒と同様のものを使用することができる。
【0053】
そして、基材上に、上記電荷発生層用塗布液および電荷輸送層形成用塗布液を順次塗布し乾燥させればよい。これにより、基材上に積層型感光層が形成され、電子写真感光体が得られる。この場合も、十分な振れ精度を有する基材を安定して得ることができる。すなわち上記製造方法によれば、電子写真感光体を用いる電子写真装置の解像度Y(dpi)に対し、基材の平均振れXが下記式:
X≦20/Y(mm)
を満たす電子写真感光体用基材を安定して得ることができる。よって、基材上に感光層を形成して感光体を製造する場合、十分な振れ精度を有する感光体を安定して得ることができ、感光体の歩留まりを向上させることもできる。
【0054】
なお、感光層と基材との間に下引き層を形成する場合には、上述した下引き層を構成する物質を溶媒中に溶解した下引き層用塗布液を基材上に塗布し乾燥させればよい。
【0055】
(電子写真装置)
次に、本発明の電子写真装置の実施形態について説明する。
【0056】
図2は、本発明に係る電子写真装置の一実施形態を示す概略図である。図2に示すように、電子写真装置10は、600dpi以上の解像度を有しており、電子写真感光体13を備えている。電子写真感光体13は、電子写真感光体用基材11の上に感光層12を塗布形成してなるものである。ここで、電子写真感光体用基材11は、長さL、最大表面粗さRmaxおよび平均振れXが下記3式(1)〜(3):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
(3) X≦20/Y(mm)
を満たしている。
【0057】
図3は、電子写真感光体に締結機構及び軸受を取り付けた状態を示す断面図、図4は、電子写真感光体に軸受を付けた後、締結機構を取り付ける前の状態を示す断面図である。図3に示すように、電子写真感光体13の両端部には第1軸受14,第2軸受15が取り付けられている。
【0058】
第1軸受14は、内輪14aと、内輪14aに対して同心状に配設される外輪14bと、内輪14aと外輪14bとの間に設けられ内輪14a及び外輪14bを相互に回転可能とする複数の転がり部材14cとからなる。そして、第1軸受14の内輪14aに電子写真感光体13の端部が挿通されている。また電子写真感光体2の第1軸受14側の端部には第1軸受14を感光体13に締結する第1軸受締結機構16が設けられている。
【0059】
第1軸受締結機構16は、図4に示すように、第1フランジ17と第2フランジ18とで構成されている。第1フランジ17は、中央に穴が形成された円盤部17aと、円盤部17aの穴の周囲から延び先端に肉厚部17bを有する複数の弾性部材17cとから構成されている。
【0060】
一方、第2フランジ18は、円盤状のフランジ部18aと、フランジ部18aの中央から延び第1フランジ17の穴の径と同じ外径を有する円筒部18bとから構成されている。
【0061】
従って、第1フランジ17を電子写真感光体13の一端の開口に挿入した後、第2フランジ18の円筒部18bを第1フランジ17の穴に挿通すると、第2フランジ18の円筒部18bが第1フランジ17の弾性部材17cにおける肉厚部17bにさしかかる。そして、そのまま第2フランジ18を押し込むと、弾性部材17cの肉厚部17bは、感光体13の外径方向に押し広げられる。これにより、第1軸受14が感光体13に締結されることになる。
【0062】
ここで、第1軸受14は、その内輪14aの回転中心軸と感光体1の回転中心軸とが一致するように感光体1に締結されている。
【0063】
また第2軸受15は、第1軸受14と同一構成であり、感光体13の第1軸受14と反対側の端部に取り付けられており、第2軸受15は、第2軸受締結機構19によって感光体13に締結されている。第2軸受締結機構19については、第1軸受締結機構16において第1フランジ17の円盤部17aに代えて、中央に穴が形成された駆動伝達ギヤ19aが用いられる以外は第1軸受締結機構16と同様の構成である。
【0064】
ここで、第2軸受15は、第1軸受14と同様、その内輪の回転中心軸と感光体1の回転中心軸とが一致するように感光体1に締結されている。
【0065】
電子写真感光体13は、第1軸受14、第2軸受15の外輪を固定され、駆動伝達ギヤ19aには、駆動ギヤが噛合されるようになっており、駆動ギヤの回転により、駆動伝達ギヤが回転し、感光体1が回転するようになっている。
【0066】
また図2に示すように、電子写真装置10は、電子写真感光体13を帯電させる帯電手段30、電子写真感光体13に像露光により静電潜像を形成する露光手段21、静電潜像をトナーによりトナー像として現像化する現像手段22、トナー像を転写媒体23に転写する転写手段24、転写媒体23に転写されたトナー画像を転写媒体23に定着させる定着手段25、電子写真感光体13に付着したトナーやゴミ等を除去するクリーニング手段26、電子写真感光体13の表面に残留している静電潜像を除去する除電手段27を備えている。
【0067】
なお、定着手段25、クリーニング手段26、除電手段27は、電子写真装置10に必須のものではなく、必要に応じて設けられるものである。
【0068】
帯電手段30は、感光体13を帯電させる帯電部20と、帯電部20に電圧を供給する電圧供給源20aとを備えている。また帯電手段30は、電子写真感光体13を帯電し得るものであれば特に制限されず、帯電手段30としては、例えば導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器などの非接触型帯電器が挙げられる。これらの中でも、帯電補償能力に優れる点で、図2に示すような接触型帯電器が好ましい。
【0069】
露光手段21は、電子写真感光体13を露光し得るものであれば特に制限されず、露光手段21としては、例えば半導体レーザ装置、LED、液晶シャッタ等の光源から出射される光を、ポリゴンミラーを介して電子写真感光体13の表面に露光して所望の静電潜像を形成できる光学系機器などが挙げられる。
【0070】
現像手段22は、目的に応じて適宜選択することができるが、現像手段22としては、例えばブラシ、ローラ等を電子写真感光体13の表面に接触させて、トナーとしての一成分系現像剤又は二成分系現像剤により、電子写真感光体13の表面の静電潜像を現像化する現像器、あるいは上記現像剤により非接触で静電潜像を現像化する現像器等が挙げられる。
【0071】
転写手段24としては、転写ローラ、転写ベルト等を記録紙等の転写媒体23に圧接させ、トナー画像を転写媒体23に転写する接触型転写器、コロトロン等を用いて転写媒体23にトナー像を転写する非接触型転写器等が挙げられる。
【0072】
除電手段27としては、例えばタングステンランプ、LEDなどが挙げられ、除電プロセスに用いる光としては、例えばタングステンランプ等の白色光、LED光等の赤色光などが挙げられる。除電手段27による照射光強度は通常、電子写真感光体13の半減露光感度を示す光量の数倍〜30倍程度になるように出力設定される。
【0073】
定着手段25は、トナー像を転写媒体23に定着し得るものであれば特に制限されず、定着手段25としては、例えば熱ローラ定着器、オーブン定着器などが挙げられる。
【0074】
次に、前述した電子写真装置10を用いた画像形成方法について説明する。
【0075】
まず駆動ギヤの駆動力を駆動伝達ギヤ19aに伝達して駆動伝達ギヤ19aを回転させ、電子写真感光体13を回転させる。そして、電子写真感光体13の回転に伴い、帯電手段30、露光手段21、現像手段22、転写手段23、除電手段27を作動する。
【0076】
この場合、まず帯電手段30により電子写真感光体13の表面が帯電される。このとき、帯電手段30は通常、電子写真感光体13に対して直流電流を印加するが、交流電流をさらに重畳させて印加してもよい。また電子写真感光体13は通常、この帯電手段30により−200〜−1000Vに帯電される。
【0077】
次に、感光体13には、露光手段22による像露光により静電潜像が形成され、続いて現像手段22でトナーにより静電潜像がトナー像として現像化される。その後、転写手段24によりトナー像が転写媒体23に転写され、トナー像が定着手段25で定着され、こうして画像が形成される。
【0078】
このとき、上述したように、電子写真感光体用基材11は、長さL、最大表面粗さRmaxおよび平均振れXが下記3式(1)〜(3):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
(3) X≦20/Y(mm)
を満たしている。すなわち基材11は、電子写真装置10の解像度に対して十分な振れ精度を有するため、感光体13も電子写真装置10の解像度に対して十分な振れ精度を有する。このため、電子写真装置10によって画像を形成すると、画像における濃度ムラの発生を十分に防止することができる。従って、本実施形態の電子写真装置10のような解像度の電子写真装置であっても、極めて良好な画質を有する画像を形成することができる。
【0079】
特に、第1軸受14は、その内輪14aの回転中心軸と感光体1の回転中心軸とが一致するように感光体1に締結され、第2軸受15は、第1軸受14と同様、その内輪の回転中心軸と感光体1の回転中心軸とが一致するように感光体1に締結され、感光体13の振れ精度は十分に高く保持されている。よって、電子写真装置10により画像を形成すると、画像における濃度ムラの発生をより十分に防止することができ、より良好な画質を有する画像を形成することができる。
【0080】
また現像手段22として、非接触方式でトナーを静電潜像に付着させる現像器を用いる場合でも、電子写真感光体13の振れ精度が十分に高くなっているため、電子写真感光体13と現像器との隙間の変動による現像濃度の変動を十分に抑えることができ、画像における濃度ムラを十分に小さくすることができる。
【0081】
なお、転写媒体23にトナー像が転写された後は、トナー像は、定着手段25により転写媒体23に定着される。一方、電子写真感光体13は、転写手段24でトナー像を転写媒体23に転写させた後、クリーニング手段26で表面をクリーニングされ、除電手段27により除電される。
【0082】
本発明の電子写真装置は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば上記電子写真装置の実施形態では、1つの電子写真感光体13が用いられているが、本発明の電子写真装置は、4つの電子写真感光体を使用する、いわゆるタンデム方式の電子写真装置であってもよい。この場合、各色のトナー像の濃度ムラに起因する色ムラの発生を十分に防止することができ、良好な画質を有するカラー画像を得ることができる。
【0083】
なお、タンデム方式の電子写真装置においては、各電子写真感光体に対応して設けられる転写手段は、多色画像における色ずれを防止する観点から、第1の転写手段と、中間転写体と、第2の転写手段とを有することが好ましい。この場合、トナー画像が第1の転写手段により中間転写体に転写され(以下、必要に応じて「第1の転写」という)、第2の転写手段により中間転写体から記録紙に転写される(以下、必要に応じて「第2の転写」という)。こうして各色のトナー像を各電子写真感光体13から中間転写体に転写することで、記録紙と電子写真感光体(搬送ベルト)との間では滑りが生じなくなり、簡単に色ずれ等の画像欠陥を防止することができる。
【0084】
上記第1の転写手段としては、例えばベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器などの非接触型転写帯電器が挙げられる。これらの中でも、転写帯電補償能力に優れる点で接触型転写帯電器が好ましい。なお、本発明においては、上記転写帯電器の外、剥離帯電器等を併用することもできる。
【0085】
上記第2の転写手段は、上記第1転写手段として例示した接触型転写帯電器や非接触型転写帯電器が挙げられる。これらの中でも、第1転写手段と同様に接触型転写帯電器が好ましい。転写ローラ等の接触型転写帯電器により転写媒体を強く押圧するようにすると、トナー画像を良好に転写することができる。また、中間転写体を案内するローラの位置で転写ローラ等の接触型転写帯電器を押圧すると、中間転写体から記録紙へのトナー画像の移転を良好に行うことが可能になる。
【0086】
上記中間転写体の構造としては、単層構造のものと多層構造のものがある。多層構造の場合には例えば導電性支持体上に、ゴム、エラストマー、樹脂等から形成される弾性層と、少なくとも1層の被覆層とを積層してなる構造がある。
【0087】
中間転写体の形状は特に制限されず、目的に応じて適宜選択することできる。例えばローラ形状、ベルト形状などが好適に挙げられる。これらの中でも、画像の重ね合わせ時の色ズレ、繰り返しの使用による耐久性、他のサブシステムの配置の自由度等の点から、無端ベルト形状が特に好ましい。無端ベルト形状の中間転写体は遠心成形、スプレー被覆法、浸漬成膜法などにより形成できる。またシート形状の導電性フィルムをシーム形成してベルトを形成することもできる。
【0088】
上記中間転写体がベルト形状である場合、電子写真装置は、より効果的に色ずれなどの画像欠陥を防止する観点からは、その蛇行を防止する蛇行防止機構を有することが好ましい。蛇行防止機構は、中間転写体を張架する支持ローラの両端部外周面に凹部を設け、ベルト形状中間転写体の両外縁側部内面にベルトガイド(蛇行用ベルト)を貼り付け、該支持ローラ凹部と該中間転写体のベルトガイドとを嵌合させたもの、或いは中間転写体を張架する支持ローラをスプロケット形状にし、中間転写体の両外縁側部にパーフォレーションを形成して、該支持ローラをスプロケットと該中間転写体のパーフォレーションとを嵌合させたもの等が挙げられる。蛇行防止機構は特に限定はなく、蛇行防止機構としては、従来公知の蛇行防止機構、例えば特開平5−289535号、同9−311521号等に記載された蛇行防止機構を利用することができる。
【0089】
上記中間転写体の材料としては、例えばポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、フッ素系樹脂等に対して、導電性のカーボン粒子や酸化錫、酸化インジウム、チタン酸ブラックなどの金属粉、導電性ポリマー等を分散混合させたものが好適に用いられる。これらの中でも、ポリイミド系樹脂にカーボン粒子を分散させたものが好適に用いることができる。
【0090】
上記中間転写体の表面体積抵抗値は、例えば1×108〜1×1016Ωcmであることが好ましい。表面体積抵抗値が1×108Ωcm未満であると画像に滲みや太りが生じる傾向があり、1×1016Ωcmを越えると画像の飛び散りの発生や、中間転写体シートの除電の必要性が発生する傾向がある。中間転写体の厚さは50〜200μm程度であることが好ましい。
【0091】
更にタンデム式の電子写真装置は、複数の電子写真感光体13間を搬送されている時の記録紙の位置や、記録紙上でトナー像が形成されている位置(以下、「トナー位置」と言う)を測定するセンサーと、このセンサーでの測定結果に基づき帯電手段等を制御する制御装置を備えることが好ましい。この場合、上記センサーにより各電子写真感光体間を搬送されている時の記録紙の位置やトナー位置を測定し、その測定結果に応じて制御装置により帯電手段等を制御することにより、電子写真感光体へ画像を書き出すタイミング等を制御することができる。タンデム方式の電子写真装置では通常、各色のトナーが各電子写真感光体から直接記録紙等に転写された後、記録紙は、各電子写真感光体間を記録紙搬送ベルト等の摩擦力を利用して搬送されるが、ベルトを一定の速度で動かしても記録紙がベルト上で滑ってしまうことがある。しかし、上記のようにセンサーと制御装置を備えることにより、一定の速度で記録紙を搬送できなかったり、横方向にずれが生じた状態で記録紙を搬送する場合でも、良好な画像を確実に形成することができる。
【0092】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0093】
(実施例1)
以下のようにして電子写真感光体を形成した。
【0094】
すなわちまず、Al−Mg−Si系アルミニウム合金(JIS A6063合金)を押出加工することにより、長さ3500mm、外径30.7mm、肉厚1.0mmのパイプを製造した。
【0095】
続いて、このパイプを加熱炉に入れて、400℃で30分間熱処理した。
【0096】
その後、十分に冷却したパイプを加熱炉から取り出し、引抜装置によりパイプを引抜加工し、外径30.3mm、肉厚0.9mmに仕上げた後、パイプを切断して長さ360mmの切断管を得た。
【0097】
次いで、この切断管に対し、旋盤を用いて切削加工を施し、表面粗さRmaxが1.5μm以下となるようにした。この時の粗加工時の主軸回転数は3,500rpmであり、切削加工は、多結晶ダイヤモンドを刃先としたバイトを用い、0.3mm/revの送り速度で行った。また仕上げ加工時の主軸回転数は3,500rpmであり、切削加工は、多結晶ダイヤモンドを刃先としたバイトを用い、0.2mm/revの送り速度で行った。
【0098】
こうして基材を2,000本製造した。そして、平均振れの平均値と合格率を算出した。結果を表1に示す。
【0099】
【表1】
【0100】
なお、表1において、合格率は下記式:
合格率=100×(振れが20/600(mm)以上である基材の本数)/2000
に従って算出した。
【0101】
表1に示すように、本実施例では合格率は100%であり、本実施例の製造方法により、解像度600dpiの電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を極めて安定して製造できることが分かった。
【0102】
(実施例2)
押出加工により得たパイプを、熱処理前に更に引抜加工した以外は実施例1と同様にして電子写真感光体用基材を2000本製造した。そして、実施例1と同様にして平均振れの平均値と合格率を算出した。結果を表1に示す。
【0103】
表1に示すように、本実施例では合格率は100%であり、本実施例の製造方法により、解像度600dpiの電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を極めて安定して製造できることが分かった。
【0104】
(比較例1)
押出し加工により得たパイプを熱処理しなかった以外は実施例1と同様にして電子写真感光体用基材を2000本製造した。そして、実施例1と同様にして平均振れの平均値と合格率を算出した。結果を表1に示す。
【0105】
表1に示すように、本比較例では合格率は47%であり、本比較例の製造方法では、解像度600dpiの電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を安定して製造できないことが分かった。
【0106】
(比較例2)
熱処理後に引抜加工を行わなかった以外は実施例2と同様にして電子写真感光体用基材を2000本製造することを試みた。
【0107】
しかし、本比較例では、熱処理後のパイプの曲がりが大きすぎて切削加工をすることができなかった。このことから、本比較例の製造方法では、解像度600dpiの電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を製造できないことが分かった。
【0108】
(比較例3)
熱処理時の温度を300℃とした以外は実施例1と同様にして電子写真感光体用基材を2000本製造した。そして、実施例1と同様にして平均振れの平均値と合格率を算出した。結果を表1に示す。
【0109】
表1に示すように、本比較例では、十分な振れ精度を満足できないものが多数発生し、合格率は43%であった。このことから、本比較例の製造方法では、解像度600dpiの電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を安定して製造できないことが分かった。
【0110】
(比較例4)
切削加工において、多結晶ダイヤモンドバイトに代えて単結晶ダイヤモンドバイトを用いた以外は実施例1と同様にして電子写真感光体用基材を2000本製造した。そして、実施例1と同様にして平均振れの平均値と合格率を算出した。結果を表1に示す。
【0111】
表1に示すように、本比較例では合格率は47%であり、本比較例の製造方法では、解像度600dpiの電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を安定して製造できないことが分かった。
【0112】
(比較例5)
基材としてのAl−Mg−Si系アルミニウム合金として、JIS A6063合金に代えて、JIS A1050合金を用いた以外は実施例1と同様にして電子写真感光体用基材を2000本製造した。そして、実施例1と同様にして平均振れの平均値と合格率を算出した。結果を表1に示す。
【0113】
表1に示すように、本比較例では合格率は47%であり、本比較例の製造方法では、解像度600dpiの電子写真装置に対して十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を安定して製造できないことが分かった。
【0114】
(実施例3)
次に、実施例1で得られた電子写真感光体用基材のうち振れが29μmのものを採用し、その基材上に、以下のようにして下引き層、電荷発生層及び電荷輸送層を作製した。
【0115】
すなわち下引き層は、以下のようにして形成した。まず下引き層形成用の塗布液Aを調整した。塗布液Aは、下記構造式(1)で表されるジルコニウム化合物(松本製薬(株)製オルガチックスZC540)20重量部、下記構造式(2)で表されるシランカップリング剤(日本ユニカー(株)製A−1100)2重量部、下記構造式(3)で表されるポリビニルブチラール樹脂(積水化学(株)製エスレックBM−S)2重量部、1−ブタノール70重量部より調整した。
【0116】
この塗布液Aを基材の外周面に塗布し、150℃で10分間乾燥し、乾燥膜厚1.0μmの下引き層を形成した。
【0117】
【化1】
【0118】
【化2】
【0119】
【化3】
【0120】
次に、電荷発生層用の塗布液Bを調整した。塗布液Bは、クロルガリウムフタロシアニン5重量部、下記構造式(4)の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体5重量部、酢酸n−ブチル200重量部に1mmφのガラスビーズを混合し、サンドミルで5時間分散して得られた。そして、塗布液Bを、下引き層の表面に塗布し、100℃で10分間乾燥し、乾燥膜厚0.2μmの電荷発生層を作製した。
【0121】
【化4】
【0122】
次に、電荷輸送層用の塗布液Cを調整した。塗布液Cは、下記構造式(5)の電荷輸送物質1重量部、下記構造式(6)のポリカーボネート樹脂(三菱ガス化学(株)製ユーピロンZ300)1重量部、モノクロルベンゼン2重量部、テトラヒドロフラン4重量部より調整した。そして、塗布液Cを電荷発生層の表面に塗布し、120℃で60分間乾燥し、乾燥膜厚25μmの電荷輸送層を作製した。
【0123】
【化5】
【0124】
【化6】
【0125】
上記のようにして基材上に感光層を形成して感光体を形成した後、感光体の両端部を、軸受であるボールベアリングに挿通し、更に感光体の両端部に、図3に示すように、感光体の内側より基材を外径方向に拡径させる第1軸受締結機構、第2軸受締結機構を挿入し、ベアリングと感光体とを締結させた。
【0126】
このベアリング付き感光体を4本用意し、4つの画像形成ユニットのそれぞれに組み込み、これら画像形成ユニットを、電子写真装置(富士ゼロックス製Docuprint C2220:解像度600dpi)の画像形成ユニットとして装着した。
【0127】
この状態で電子写真装置を作動して、画像を3枚プリントアウトし、画質評価を行った。結果を表2に示す。
【0128】
【表2】
【0129】
なお、画質評価は官能評価により行い、表2において、色ムラがほとんどなく十分使用可能な画像である場合には「○」で表し、色ムラが多く到底使用できない画像である場合には「×」で表した。
【0130】
表2に示すように、本実施例の電子写真感光体用基材を解像度600dpiの電子写真装置に使用すると、色ムラがほとんどなく十分使用可能な画像が得られることが分かった。
【0131】
(実施例4)
電子写真装置として、解像度を1200dpiで出力した以外は、実施例3と同様にして画質評価を行った。結果を表2に示す。
【0132】
表2に示すように、実施例3の電子写真感光体用基材は、解像度1200dpiの電子写真装置に使用しても、色ムラがほとんどなく十分使用可能な画像が得られることが分かった。
【0133】
(比較例6)
比較例1で得られた電子写真感光体用基材のうち振れが37μmのものを採用した以外は実施例3と同様にして電子写真感光体を作製し、実施例1と同様にして画質評価を行った。結果を表2に示す。
【0134】
表2に示すように、平均振れXが解像度Yに対して、X≦20/Yを満たさない場合には、色ムラが多く到底使用できない画像が得られることが分かった。
【0135】
(比較例7)
電子写真装置として、解像度を1200dpiで出力した以外は、比較例6と同様にして画質評価を行った。結果を表2に示す。
【0136】
表2に示すように、本比較例の電子写真感光体用基材は、解像度1200dpiの電子写真装置に使用しても、色ムラが多く到底使用できない画像が得られることが分かった。
【0137】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電子写真感光体用基材の製造方法によれば、管体が320mmより長くなっても、十分な振れ精度を有する電子写真感光体用基材を安定して製造することができる。
【0138】
また本発明の電子写真感光体用基材によれば、基材上に感光層を形成しても、十分な振れ精度を有する電子写真感光体を得ることができる。従って、この電子写真感光体を、600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に使用することで、画像における濃度ムラの発生を十分に防止することができる。
【0139】
更に本発明の電子写真感光体によれば、基材が十分な振れ精度を有するため、感光体も十分な振れ精度を有する。このため、この感光体を600dpi以上の解像度を有する電子写真装置に使用しても、画像における濃度ムラの発生を防止することができる。
【0140】
また本発明の電子写真感光体の製造方法によれば、十分な振れ精度を有する基材を安定して得ることができるため、基材上に感光層を形成しても、十分な振れ精度を有する感光体を安定して得ることができ、感光体の歩留まりを向上させることもできる。
【0141】
更に本発明の電子写真装置によれば、電子写真装置の解像度に対して十分な振れ精度が電子写真感光体用基材に与えられている。このため、画像における濃度ムラの発生を十分に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】円筒管を引抜いて引抜き管とする引抜き装置を示す断面図である。
【図2】本発明の電子写真装置の一実施形態を示す概略図である。
【図3】電子写真感光体に締結機構及び軸受を取り付けた状態を示す断面図である。
【図4】電子写真感光体に軸受を付けた後、締結機構を取り付ける前の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
10…電子写真装置、11…電子写真感光体用基材、12…感光層、13…電子写真感光体、30…帯電手段、21…露光手段、22…現像手段、23…転写媒体、24…転写手段。
Claims (5)
- 解像度Yが600dpi以上である電子写真装置に用いられる電子写真感光体用基材の製造方法であって、
Al−Mg−Si系アルミニウム合金を押出加工して円筒状の管体を形成し、
前記管体を350〜400℃で30分以上熱処理し、
前記管体を引抜加工し、
前記管体を多結晶ダイヤモンドにより切削加工して、
長さLおよび最大表面粗さRmaxが下記2式(1)〜(2):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
を満たす電子写真感光体用基材を製造する、
ことを特徴とする電子写真感光体用基材の製造方法。 - 解像度Yが600dpi以上である電子写真装置に用いられる電子写真感光体用基材であって、
前記電子写真感光体用基材がAl−Mg−Si系アルミニウム合金からなり、
前記電子写真感光体用基材の長さL、前記電子写真感光体用基材の最大表面粗さRmaxおよび前記電子写真感光体用基材の平均振れXが下記3式(1)〜(3):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
(3) X≦20/Y(mm)
を満たすことを特徴とする電子写真感光体用基材。 - 解像度Yが600dpi以上である電子写真装置に用いられ、電子写真感光体用基材上に感光層を有する電子写真感光体であって、
前記電子写真感光体用基材がAl−Mg−Si系アルミニウム合金からなり、
前記電子写真感光体用基材の長さL、前記電子写真感光体用基材の最大表面粗さRmaxおよび前記電子写真感光体用基材の平均振れXが下記3式
(1)〜(3):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
(3) X≦20/Y(mm)
を満たすことを特徴とする電子写真感光体。 - 解像度Yが600dpi以上である電子写真装置に用いられ、電子写真感光体用基材上に感光層を有する電子写真感光体の製造方法であって、
Al−Mg−Si系アルミニウム合金を押出加工して円筒状の管体を形成し、
前記管体を350〜450℃で30分以上熱処理し、
前記管体を引抜加工し、
前記管体を多結晶ダイヤモンドにより切削加工して、
長さLおよび最大表面粗さRmaxが下記2式(1)〜(2):
(1)L>320(mm)、
(2)Rmax≦1.5μm、
を満たす電子写真感光体用基材を製造し、
前記電子写真感光体用基材上に前記感光層を形成して前記電子写真感光体を製造する、
ことを特徴とする電子写真感光体の製造方法。 - 電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を帯電する帯電手段と、
前記電子写真感光体に像露光により静電潜像を形成する露光手段と、
前記静電潜像をトナーによりトナー像として現像化する現像手段と、
前記トナー像を転写媒体に転写する転写手段と、
を備え、解像度Yが600dpi以上である電子写真装置であって、
前記電子写真感光体が、Al−Mg−Si系アルミニウム合金からなる電子写真感光体用基材上に感光層を有し、
前記電子写真感光体用基材の長さL、前記電子写真感光体用基材の最大表面粗さRmaxおよび前記電子写真感光体用基材の平均振れXが下記3式(1)〜(3):
(1) L>320(mm)、
(2) Rmax≦1.5μm、
(3) X≦20/Y(mm)
を満たすことを特徴とする電子写真装置。
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