JP2005227551A - 導電性支持体の製造方法及び電子写真感光体 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性支持体を用いた電子写真感光体を電子写真装置に用いた際に、画像上に干渉縞の画質欠陥や、所謂モアレ像干渉縞と呼ばれる縞状の画像欠陥の発生しない電子写真感光体体用支持体の製造方法と電子写真感光体を提供すること。
【解決手段】導電性支持体上に、感光層を有する電子写真感光体に用いる導電性支持体の製造方法において、該支持体表面が、異なった方向性を持つ少なくとも２種類以上の溝が交差し重畳されているように加工されていることを特徴とする導電性支持体の製造方法が提供される。又、導電性支持体上に、感光層を有する電子写真感光体において、該支持体表面が、異なった方向性を持つ少なくとも２種類以上の溝が交差し重畳されているように加工されていることを特徴とする導電性支持体を用いた電子写真感光体が提供される。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真に用いる導電性支持体の製造方法及びそれを用いた電子写真感光体に関する。

電子写真装置は、主に複写機及びレーザービームプリンター等の分野において広く利用されており、高解像度／高階調性・高複写／プリント速度等が求められるが、最近ではその要求性能が更に厳しくなってきている。

電子写真装置に用いられる電子写真感光体としては、導電性支持体上に有機の光導電材料を用いた感光層を設けるのが一般的であるが、電子写真装置の進歩や要求性能が厳しくなったことにより、電子写真感光体に求められる性能もより高性能になってきているのが現状である。中でも、最近の主流であるディジタル複写機やレーザービームプリンター等のようにレーザー等の単一波長を有する光源を使用し露光を行う場合、導電性支持体の表面形状等の要因により画像上に干渉縞等の画像欠陥が発生することがある。

これらの問題を解決するために、これまで様々な手段が講じられてきている。例えば、特許文献１や特許文献２において、導電性支持体表面を切削加工することが行われている。又、特許文献３においては切削を２段階施すことが行われている。

特開平１−１２３２４６号公報 特開昭６４−８６１５３号公報 特開平８−１２３０５８号公報

しかしながら、これらの切削加工した導電性支持体を用いた場合においても、周方向に連続した主に規則的な加工跡が残るため、所謂モアレ像干渉縞と呼ばれる縞状の画像欠陥が発生し易いという問題があった。これに対し、特開平５−３４９６３号公報においては、バイト切削と研削テープによる研削を併用することが提案されているが、画像のパターンや解像度等によってはどうしても十分とは言えないのが現状である。

本発明は、前述の問題点について考慮しなされたものであり、本発明の目的は、導電性支持体を用いた電子写真感光体を電子写真装置に用いた際に、画像上に干渉縞の画質欠陥や、所謂モアレ像干渉縞と呼ばれる縞状の画像欠陥の発生しない導電性支持体の製造方法及び電子写真感光体を提供することにある。

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に用いる導電性支持体の製造方法において、該支持体表面が、異なった方向性を持つ少なくとも２種類以上の溝が交差し重畳されているように加工されていることを特徴とする導電性支持体の製造方法が提供される。

又、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において、該支持体表面が、異なった方向性を持つ少なくとも２種類以上の溝が交差し重畳されているように加工されていることを特徴とする導電性支持体を用いた電子写真感光体が提供される。

本発明によれば、導電性支持体を用いた電子写真感光体を電子写真装置に用いた際に、画像上に干渉縞の画質欠陥や、所謂モアレ像干渉縞と呼ばれる縞状の画像欠陥の発生しない電子写真感光体体用支持体の製造方法、電子写真感光体を得ることができる。

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。

電子写真感光体用導電性支持体（以下、支持体と表記する）の表面形状が、該支持体を用いた電子写真感光体を電子写真装置で使用した場合に出力される画像に影響を及ぼすことは既に述べたが、従来の切削加工により形成される表面形状は、周方向に大小様々な溝がつけられてはいるものの、何れも１つの方向性を持った規則的な溝であったために、どうしてもモアレ像干渉縞（以下、モアレと表記）等の画像欠陥を生じ易いという特性を有していた。

モアレとは所謂干渉縞の１つといわれている。ディジタル複写機やレーザービームプリンターの露光に用いられるレーザーは単一波長を有しており、電子写真感光体上に潜像を形成させる際に、感光体に入射されるが、この入射光の一部は感光層を通過し支持体表面に到達する。この入射光は支持体表面で反射されるが、支持体表面が規則的な溝を有している場合、この反射光は、細かい線や模様が規則的に配列されているような画像を作成する際に干渉を起こし感光層に作用を与えて画像上に縞状に現れる。これを特に、モアレと呼ぶことが多い。

このように、画像の規則的な配列と、反射光の位相が重なること等がこれら画像欠陥原因の１つとなるが、反射光の位相を乱雑に変化させることで、この画像欠陥を減少、或は消滅させることができる。

そこで、支持体表面上に、異なる方向性を持つ溝を形成すると、この反射光に乱れが起こる。この異なる方向性を持つ溝は、互いに交差する点を必ず持つ。この交点は、或る溝が支持体の表面を１周する間にできるだけ多く存在することが好ましい。交点が少ないほど、効果が得られにくくなる傾向になる。

又、溝の間隔については規則的でも構わないが、不規則であるとより効果が期待できる。これは、反射光を乱す効果を更に得られるからである。

溝を支持体表面に設ける方法は特に限定されないが、代表的なものとして切削加工法が挙げられる。この切削加工法を用いて交差する溝を形成するには、切削条件を変えることが有効である。具体的には、先ず或る条件で切削加工し、その後、切削する際に、主軸の回転速度、バイト送り速度を増減する方法がある。こうすることで初めに付けた溝に対し、後から入れた溝が追い越したり、追い抜かれたりすることで交差するところが出てくる。但し、この場合、切削条件のラチチュードが余り広く取れないこともあり、加工の難易度が高い。そこで、もう１つの方法として先ず或る条件で切削加工した後、この切削加工された支持体を１回目に切削した時の後端側を先頭にして旋盤に装着し、同様に切削加工する方法がある。この場合、溝の方向が対向する形となり交差するところを得られる。

切削以外の方法を併用する場合では、引抜き時に母線方向に溝を設ける方法がある。通常用いられる支持体は、コスト低減等を考慮して押し出し管や、ＥＤ（引抜き）管、ＥＩ管等が使用される。レーザービームプリンター用の支持体を製造する場合、熱間押し出しによる素管製造後、冷間引抜きにより素管の振れ及び外径精度を得る引抜きという手法も用いることがある。この冷間引抜きは先端を潰して細くした素管をダイスの中を引っ張って通し、素管の外径を減少させ表面精度を出す方法である。

本発明では、この引抜き時に用いるダイス形状を工夫し、引抜き管製造時に素管表面に所望の溝を設けておき、更にこの後、切削加工を施すことにより母線方向の溝と、周方向の溝が互いに交差する表面形状を持った支持体を得ることができる。このとき、引抜きにより設けられる溝の好ましい間隔は一義的には定義できないが、電子写真装置の解像度によって設定するのが１つの解決法である。

例えば、解像度が６００ｄｐｉの場合レーザードットピッチは約４２．３μｍとなり、反射光の間隔と入射光即ち露光光であるレーザーのドットピッチや画像パターンとの位相が重なる付近においては干渉縞が発生し易い条件となるからである。切削のピッチ（溝の間隔）についても同様である。

又、レーザードット径も考慮に入れるのが良く、１つのレーザードット中に溝の凹凸があると反射光の位相を乱雑にする効果が得られ易い。これらを考慮し、通常のレーザードット平均径が約７０μｍ（主走査、副走査方向で異なることや、様々な条件により大きさは変動するが）とするならば、解像度６００ｄｐｉでの溝の間隔は７０μｍ以下にするのが良く、好ましくは４０μｍ以下が良いと言える。

当然、本発明では、前述のように単純な切削ではないために、このような原因による干渉縞等の発生は抑制できているが、それぞれの溝一成分ごとにこのような対策を採ることでより本発明の効果を向上させることが期待できる。

本発明の支持体を用いて感光体を作製する場合、感光層は電荷発生層と電荷輸送層からなる積層構造型のもの、或は１層の中に電荷発生物質及び電荷輸送物質を含む単層型のものがある。

本発明の電子写真感光体に用いられる電荷発生材料としては、ピリリウム系染料、チアピリリウム系染料、フタロシアニン系顔料、アントアントロン系顔料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、トリスアゾ顔料、ジスアゾ顔料、アゾ顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料、非対称キノシアニン等を用いることができる。

特に、ディジタル用電子写真感光体の場合、これらの電荷発生材料の中で、赤外レーザー、可視光レーザーへの対応において、波長への感光依存性の広さから、フタロシアニン系が優れており、更に、フタロシアニン系の中でもオキシチタニルフタロシアニン、ヒドロキシガリウムフタロシアニンがその感度の高さから更に優れていると言える。

又、本発明の感光体に使用される電荷輸送材料としては、例えば各種ヒドラゾン類、ピラゾリン類、オキサゾール化合物、チアゾール化合物、トリアリールメタン系化合物、トリアリルアミン系化合物、ポリアリールアルカン類等の化合物の中から選択される。

これらの電荷発生材料や電荷輸送材料は、真空蒸着或は適当な結着樹脂と組み合わせて、基体上に塗工して成膜を行うことで感光層とする。

感光層の結着樹脂としては、例えばポリビニールアセタール、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸エステル、アクリル樹脂、セルロース系樹脂等が好ましく用いられる。

本発明の電子写真感光体においては、感光層上に保護層を設けても良い。保護層は主に樹脂で構成される。保護層を構成する材料としては、例えばポリエステル、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリサルホン、ポリアクリルエーテル、ポリアセタール、ナイロン、フェノール樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、アリル樹脂、アルキッド樹脂、ブチラール樹脂等が挙げられる。

これらの樹脂中には、クリーニング性、耐摩耗性等の改善のために、ポリ四フッ化エチレン、ポリフッ化ビリニデン、フッ素系グラフトポリマー、シリコン系グラフトポリマー、シリコン系オイル等の潤滑剤や、保護層の抵抗制御の意味で酸化スズ粉体や導電性酸化チタン等を分散させることも可能である。

保護層の膜厚は、０．０５μ〜１５μ、特には１μｍ〜１０μｍが好ましい。

本発明の導電性基体と感光層の間にバリアー機能と下引き機能を持つ下引き層を設けることもできる。

下引き層は感光層の接着性改良、基体の保護、基体からの電荷注入性改良、感光体の電気的破壊に対する保護等のために形成することができる。下引き層の材料としては、ポリビニルアルコール、ポリーＮ−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、メチルセルロース、エチレン・アクリル酸コポリマー、カゼイン、ポリアミド、共重合ナイロン、ニカワ、ゼラチン等が使用される。

又、無機高分子化合物を用いたゾルゲル法による下引き層も用いても良い。これらは、ジルコニウムとシラン化合物の混合物、シラン化合物及びジルコニウム化合物にセルロース樹脂を添加したもの、ブチラール樹脂をジルコニウム及びシランの無機成分に添加した塗工液等がある。

又、下引き層の替わりに表面を、クロム酸を用いるクロメート化成処理、又はチタニウム塩やジルコニウム塩を用いるノンクロメート化成処理を行い下引き層の代わりとしても良い。

本発明の感光体用基体に感光層を塗布する方法としては、浸漬塗布法、ブレードコーティング法、バーコート法、スプレーコート法等がある。

本発明の感光体用基体上に感光層を設ける場合に、その膜厚は単一層構造の場合、５μｍ〜１００μｍが好ましく、特には１０μｍ〜６０μｍが好ましい。感光層が積層構造の場合、電荷発生層の厚さは０．００１μｍ〜５μｍ、特には０．０５μｍ〜２μｍが好ましく、電荷輸送層の厚さは１μｍ〜４０μｍ、特には、１０μｍ〜３０μｍが好ましい。

本発明による電子写真感光体は電子写真複写機・レーザービームプリンター等の他、ＣＲＴプリンター・ＬＥＤプリンター・液晶プリンター・ファクシミリ・レーザー製版等の電子写真応用技術に広く用いることができる。

次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。

本発明で言う表面粗さに関して、測定についてはＪＩＳ Ｂ ０６０１（1994）に準じ小坂研究所表面粗さ計サーフコーダーＳＥ３５００を用い、カットオフを０．８ｍｍ、測定長さを８ｍｍで行った。
［加工例１］
熱間押し出しの後、荒切削加工しＡ３００３の外径３０. ３ｍｍ、内径２８. ５ｍｍ、長さ２６０. ５ｍｍのアルミニウム素管を準備した。

この素管を旋盤に装着しＲ２のダイヤモンド焼結バイトにて切り込み量１００μｍで切削加工した。その後、この切削加工されたアルミニウム管を１回目に切削した時の後端側を、先頭にして旋盤に装着し同様に切り込み量を５０μｍで切削加工した。それぞれの切削時の主軸回転数は３０００ｒｐｍ、バイト送り速度は０. １ｍｍ／ｒｅｖであった。

加工後の表面粗さは十点平均粗さＲｚ＝１. ４μｍであった。
［加工例２］
熱間押し出しにより得たＡ３００３の外径３３ｍｍ、内径３０ｍｍのアルミニウム素管を準備した。

次に、この素管を、内側に凹凸を設けたダイスを用い冷間引抜きし、アルミニウム管表面母線方向に溝を設けた。溝の間隔（即ち、溝の凹凸において凹凸の繰り返し間隔）は３０μｍ、深さ（即ち、凹凸の差）は１００μｍになるようにした。引抜き後の素管の外径３０．１ｍｍ、内径２８．５ｍｍであった、長さは２６０．５ｍｍにカットした。

その後、素管を旋盤に装着しＲ２のダイヤモンド焼結バイトにて切り込み量５０μｍで切削加工した。主軸回転数は３０００ｒｐｍ、バイト送り速度は０. １ｍｍ／ｒｅｖであった。

加工後の表面粗さは十点平均粗さＲｚ＝１. ５μｍであった。
［加工例３］
熱間押し出しにより得たＡ３００３の外径３３ｍｍ、内径３０ｍｍのアルミニウム素管を準備した。

次に、この素管を、内側に凹凸を設けたダイスを用い冷間引抜きし、アルミニウム管表面母線方向に溝を設けた。溝の間隔（即ち、溝の凹凸において凹凸の繰り返し間隔）は６０μｍ、深さ（即ち、凹凸の差）は１００μｍになるようにした。引抜き後の素管の外径３０．１ｍｍ、内径２８．５ｍｍであった、長さは２６０．５ｍｍにカットした。

その後、素管を旋盤に装着しＲ２のダイヤモンド焼結バイトにて切り込み量５０μｍで切削加工した。主軸回転数は３０００ｒｐｍ、バイト送り速度は０. １ｍｍ／ｒｅｖであった。

加工後の表面粗さは十点平均粗さＲｚ＝１. ４μｍであった。
［加工例４］
熱間押し出しにより得たＡ３００３の外径３３ｍｍ、内径３０ｍｍのアルミニウム素管を準備した。

次に、この素管を、内側に不規則に凹凸を設けたダイスを用い冷間引抜きし、アルミニウム管表面母線方向に溝を設けた。溝の間隔は不規則に３０〜６０μｍ、深さは１００μｍになるようにした。引抜き後の素管の外径３０．１ｍｍ、内径２８．５ｍｍであった、長さは２６０．５ｍｍにカットした。

その後、素管を旋盤に装着しＲ２のダイヤモンド焼結バイトにて切り込み量５０μｍで切削加工した。主軸回転数は３０００ｒｐｍ、バイト送り速度は０. １ｍｍ／ｒｅｖであった。

加工後の表面粗さは十点平均粗さＲｚ＝１. ５μｍであった。
［加工例５］
熱間押し出しの後、荒切削加工しＡ３００３の外径３０. ２ｍｍ、内径２８. ５ｍｍ、長さ２６０. ５ｍｍのアルミニウム素管を準備した。

この素管を旋盤に装着しＲ２のダイヤモンド焼結バイトにて切り込み量１００μｍで切削加工した。切削時の主軸回転数は３０００ｒｐｍ、バイト送り速度は０. １ｍｍ／ｒｅｖであった。

加工後の表面粗さは十点平均粗さＲｚ＝１. ６μｍであった。

加工例１で得られた、支持体上にポリアミド樹脂（商品名：アミランＣＭ８０００、東レ製）１０重量部、メトキシメチル化６ナイロン樹脂（商品名：トレジンＥＦ−３０Ｔ、帝国化学（株）社製）３０重量部を、メタノール４００重量部、ｎ−ブタノール２００重量部の混合溶媒中に溶解した塗料を浸漬塗布し、９０℃で１０分間熱風乾燥させ、膜厚０．６８μｍの下引き層を形成した。

次に、ＣｕＫαのＸ線回折スペクトルにおける回折角２θ±０．２°が９．０°、１４．２°、２３．９°、２７．１°に強いピークを有するチタニルフタロシアニン顔料４重量部、ポリビニルブチラール樹脂（商品名：ＢＸ−１、積水化学工業製）２重量部、シクロヘキサノン６０重量部から成る溶液を1 ｍｍφのガラスビーズを用いたサンドミルで４時間分散した後、エチルアセテート１００重量部を加えて電荷発生層用の分散液を調合した。

この分散液を中間層上に浸漬塗布し、９５℃で１０分間加熱乾燥することにより、電荷発生層を形成した。電荷発生層の膜厚は０．３μｍであった。

次に下記構造式のアミン化合物９重量部

下記構造式のアミン化合物１重量部

ビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂（商品名：ユーピロンＺ−２００，三菱ガス化学（株）製）を１０重量部をモノクロロベンゼン７０重量部、ジクロロメタン３０重量部の混合溶媒に溶解した。この塗料を浸せき法で塗布し１２０℃で１時間乾燥し２５μｍの電荷輸送層を形成した。

このようにして作製した本発明の電子写真感光体を、ヒューレット・パッカード（株）製プリンターLaserJet 4000 に装着して、ハーフトーン画像を出力して、画像評価を行った。

ハーフトーン画像は黒線１本と白線２本分が交互に連続しているものであり、縦方向、横方向それぞれ走査したものを使用した。

画像欠陥の判定は、ハーフトーン画像において以下のように行った。

◎：縞模様が確認できない場合
○：縞模様が確認できるが実用上問題にならない場合
×：縞模様が確認でき、実用に耐えない場合
評価の結果は表１に示す。

使用した支持体の加工法を加工例１から加工例２にした以外は、実施例１と同様に電子写真感光体を作製し、評価を行った。

使用した支持体の加工法を加工例１から加工例３にした以外は、実施例１と同様に電子写真感光体を作製し、評価を行った。

使用した支持体の加工法を加工例１から加工例４にした以外は、実施例１と同様に電子写真感光体を作製し、評価を行った。
＜比施例１＞
使用した支持体の加工法を加工例１から加工例５にした以外は、実施例１と同様に電子写真感光体を作製し、評価を行った。

このように、実施例１〜４のように本発明を用いた場合は、画像欠陥の程度が良く、比較例１のように本発明を用いない場合は、画像欠陥の程度が悪く製品として用いることは難しいものとなった。

本発明は、電子写真に用いる導電性支持体の製造方法及びそれを用いた電子写真感光体に対する利用が可能である。

Claims (7)

1. 導電性支持体上に、感光層を有する電子写真感光体に用いる導電性支持体の製造方法において、
   前記支持体表面が異なった方向性を持つ少なくとも２種類以上の溝が交差し重畳されているように加工されていることを特徴する導電性支持体の製造方法。
2. 支持体表面の加工の内、方向性を持つ溝の少なくとも１つが切削によるものであることを特徴とする請求項１記載の導電性支持体の製造方法。
3. 支持体表面の加工の内、互いに交差する溝がそれぞれ切削によるものであることを特徴とする請求項１又は２記載の導電性支持体の製造方法。
4. 方向性を持つ溝の少なくとも１つが該支持体の母線方向に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の導電性支持体の製造方法。
5. 母線方向に設けられている溝が冷間引抜き時に設けられたものであることを特徴とする請求項４記載の導電性支持体の製造方法。
6. 冷間引抜き時に設けられた溝の間隔が不規則であることを特徴とする請求項５記載の導電性支持体の製造方法。
7. 請求項１〜６の何れかに記載の製造方法によって製造された導電性支持体を備えることを特徴とする電子写真感光体。