JP2010170015A - 感光層の表面研磨方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】感光体の感光層の表面を研磨する時、感光体の感光層の幅に影響を受けることなく、研磨テープの端辺で感光層を切削せず、感光体の両端部の非感光層形成部に露出している導電性基体を切削しないで、感光体の感光層の表面のみを安定に研磨する感光体の感光層の表面研磨方法の提供。
【解決手段】電子写真感光体の感光層の表面を、バックアップロールに巻回した研磨部材を、電子写真感光体の回転軸と平行に移動させ、感光層の表面に前記研磨部材を押接させながら、研磨部材を繰り出すことにより感光層の表面研磨方法において、前記バックアップロールの幅が前記感光層の幅より狭く、前記研磨部材の幅は前記感光層の幅より狭く、且つ前記バックアップロールの幅よりも広く、前記バックアップロールの両端部に、前記研磨部材の両端部の逃げ部が形成されていることを特徴とする感光層の表面研磨方法。
【選択図】図3

Description

本発明は、電子写真感光体に関し、更に詳しくは複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリなどにおける電子写真画像形成装置に用いる電子写真感光体の感光層の表面研磨方法に関する。
近年、電子写真画像形成プロセスを用いた電子写真画像形成装置を使用した情報処理システム機の発展には目覚ましいものがある。電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体(例えば、記録紙、OHPシート等)に画像を形成するものである。電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ(例えばレーザープリンタ、LEDプリンタ等)、ファクミリ装置、ワードプロセッサ及びこれらの複合機(マルチファンクションプリンタ等)が含まれる。
これらの電子写真画像形成装置のレーザープリンタやデジタル複写機等に使用される感光体としては、かつてはセレン化合物等の無機化合物を用いた無機感光体が用いられていたが、近年では、各種波長光に対応可能な材料を開発し易く環境への影響が少ない有機化合物を用いる有機感光体が広く使用される様になっている。
電子写真画像形成プロセスを用いた電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置とも言う)においては、帯電手段によって一様に帯電されたドラム形状の電子写真感光体(以下、感光体とも言う)の感光層の外周面に画像情報に応じた選択的な露光を行って静電潜像を形成する。そしてこの静電潜像を現像手段によってトナー(現像剤)により現像してトナー像を形成する。次いでそのトナー像を記録媒体に転写して画像を形成する。そしてトナー像転写後に感光体の感光層の外周面に残留した現像剤等がクリーニング手段によって除去される。クリーニング手段によって感光層の外周面がクリーニングされた感光体は次の画像形成に供される。即ち、画像形成装置で画像を形成する迄に使用される感光体の感光層の外周面では、帯電、露光、現像、転写、クリーニングといった一連の繰り返しの工程により画像形成が行われている。
電子写真画像形成プロセスを利用した画像形成装置においては、不要なトナーの付着を防止するとともに、転写後の残トナーの量を低減することを目的に、感光体の感光層の表面の摩擦係数を低下させる検討が行われている。これにより、転写されずに感光層の上に残留したトナーをブレードやブラシでクリーニングする際にクリーニング不良が発生し難いことなどが知られている。更に、転写後の残トナーの量を低減することが出来るので廃トナー量を低減出来たり、感光体を駆動するトルクを低減出来、画像形成装置の消費電力を低減出来たりするという環境面から見た効果も得られることが知られている。
一般的に感光層の上の転写残トナーのクリーニングには、ウレタンゴムなどによって形成されたブレードをカウンター方向に当接させ、ブレードによってトナーを除去する方法が用いられている。
一方、近年、市場の高画質化要求に伴い、乳化重合法や、懸濁重合法等を用いて製造される重合トナーの開発が進められている。しかしながら、この様な重合トナーは、不定形トナーに比べてクリーニング不良などを引き起こし易く、トナーフィルミングや融着などに起因した画像劣化の要因となっており、クリーニングはますます高精度を要求されている。感光層の上及びブレードは何れも樹脂からなるため潤滑性に乏しく、感光層の上が平滑であるためブレードが反転し、クリーニング不良が発生し易い。
クリーニング不良の対策として、感光層の表面に潤滑剤を添加することで摩擦係数を低下させることが知られている。潤滑剤としてはポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素原子含有樹脂(以下フッ素樹脂)、球状のアクリル樹脂、ポリエチレン樹脂などの粉末や、酸化ケイ素、酸化アルミニウムなどの金属酸化物粉末、シリコーンオイルなどの潤滑性液体などが知られている。特にフッ素原子を多量に含むフッ素樹脂は、表面エネルギーが著しく小さいので潤滑剤としての効果が大きい。しかしながら、これらの方法で摩擦係数を低下させた場合、長時間ブレードが接触していることで徐々に摩擦係数が上昇し、ブレードとの摩擦が高くなり、ブレード鳴き、捲れ等を生じる、等の不具合が発生する場合がある。
更に、別の方法として感光体の感光層の表面を研磨部材で研磨し、粗面化することでブレードとの接触面積を低減させる方法が知られている。例えば、電子写真感光体を保持し回転させ、表面がスパイラル形状の円筒状の押圧部材(本発明に係わるバックアップロールに該当)により研磨部材として研磨テープを使用し、研磨テープを感光体の感光層の表面に加圧当接させながら、研磨テープを送ることによって研磨を行う方法が知られている(特許文献1参照。)。
電子写真感光体を保持し回転させ、研磨部材として研磨テープを使用し、加圧弾性ローラー(本発明に係わるバックアップロールに該当)に巻回させた研磨テープを感光体の感光層の表面を加圧当接させながら研磨テープを送ることによって、感光体の研磨を行う研磨方法が知られている(特許文献2参照。)。
特許文献1、特許文献2に記載の様に感光体の感光層の表面を加圧弾性ローラーに巻回させた研磨部材である研磨テープを感光体の感光層の表面を加圧当接させながら研磨する方法は有効な方法であるが次の欠点を有している。
通常、感光体は円筒状の導電性基体の上に塗布方式で形成された感光層を有した構造を有しており、両端は感光層の膜厚が均一にならないことから感光層を形成する過程で削除し導電性基体が露出した状態の非感光層形成部となっている。加圧弾性ローラーに巻回させた研磨テープを感光体の感光層の表面を加圧当接させながら研磨する場合、感光層の幅と加圧弾性ローラーの幅と研磨テープの幅とが一致した状態で感光体に押接する場合次の問題点が挙げられる。1)研磨テープの搬送時の揺らぎ、感光体の回転時の揺らぎをなくす様に制御する必要があり、精度が高い制御設備が必要になる。
2)揺らぎを少なくするため研磨速度を遅くすれば作業効率が低下する。
3)研磨テープが揺らぐことで、研磨テープの端辺で感光層を切削してしまい切削傷を付けてしまう。
又、これらの揺らぎを考慮し、感光層より幅の広い研磨テープ及び研磨テープより幅が広い加圧弾性ローラーを使用した場合、次の問題点が挙げられる。
1)研磨テープにより非感光層形成部の導電性基体の表面を切削する危険がある。
2)導電性基体の切削粉が感光層に付着し、清掃しきれずに残ってしまった場合、画像欠陥の原因の1つになる危険がある。
3)感光体の感光層の幅に合わせて研磨テープの幅及び加圧弾性ローラーを準備する必要があり汎用性に欠ける。
この様な状況から、バックアップロールに巻回させた研磨部材を感光体の感光層の表面に加圧当接させながら研磨部材を送ることによって、感光体の感光層の表面を研磨する時、感光体の感光層の幅に影響を受けることなく、研磨テープの端辺で感光層を切削せず、感光体の両端部の非感光層形成部に露出している導電性基体を切削しないで、感光体の感光層の表面のみを安定に研磨する感光体の感光層の表面研磨方法の開発が望まれている。
特開2008−216306号公報 特開2008−216307号公報
本発明は、上記状況に鑑みなされたものであり、その目的は、バックアップロールに巻回させた研磨部材を感光体の感光層の表面に加圧当接させながら研磨部材を送ることによって、感光体の感光層の表面を研磨する時、感光体の感光層の幅に影響を受けることなく、研磨テープの端辺で感光層を切削せず、感光体の両端部の非感光層形成部に露出している導電性基体を切削しないで、感光体の感光層の表面のみを安定に研磨する感光体の感光層の表面研磨方法を提供することである。
本発明の上記目的は、下記の構成により達成された。
1.導電性基体の上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体を回転させながら、前記感光層の表面を、バックアップロールに巻回した研磨部材を、前記電子写真感光体の回転軸と平行に移動させ、前記感光層の表面に前記研磨部材を押接させながら、前記研磨部材を繰り出すことにより前記感光層を研磨する感光層の表面研磨方法において、
前記バックアップロールの幅が前記感光層の幅より狭く、
前記研磨部材の幅は前記感光層の幅より狭く、且つ前記バックアップロールの幅よりも広く、
前記バックアップロールの両端部に、前記研磨部材の両端部の逃げ部が形成されていることを特徴とする感光層の表面研磨方法。
2.前記バックアップロールの幅が、感光層の幅に対して3%から60%狭いことを特徴とする前記1に記載の感光層の表面研磨方法。
3.前記研磨部材の幅がバックアップロールの幅に対して、0.1%から20.0%広いことを特徴とする前記1又は2に記載の感光層の表面研磨方法。
4.前記逃げ部が、両側の端辺に設けられたR0.1からR25.0のR面取り加工部であることを特徴とする前記1から3に記載の感光層の表面研磨方法。
5.前記逃げ部が、両側の端辺の方向に向かって設けられたテーパー角度5°から60°のテーパー部であることを特徴とする前記1から3に記載の感光層の表面研磨方法。
6.前記テーパー部は、バックアップロールの胴部との境界部が、R0.1からR25.0のR面取り加工が施されていることを特徴とする前記5に記載の感光層の表面研磨方法。
7.前記バックアップロールの硬度が20°から40°であることを特徴とする前記1から6の何れか1項に記載の感光層の表面研磨方法。
8.前記電子写真感光体は、導電性基体の両端0.5mmから20mmに非感光層形成部を有していることを特徴とする前記1から7の何れか1項に記載の感光層の表面研磨方法。
9.前記電子写真感光体の表面が、電荷輸送層であることを特徴とする前記1から8の何れか1項に記載の感光層の表面研磨方法。
10.前記電子写真感光体の表面が、保護層であることを特徴とする前記1から8の何れか1項に記載の感光層の表面研磨方法。
11.前記保護層は微粒子を含むことを特徴とする前記10に記載の感光層の表面研磨方法。
12.前記微粒子が、シリカ、アルミナ、酸化チタン及びチタン酸ストロンチウムから選択されてなる少なくとも1種の無機微粒子であることを特徴とする前記10に記載の感光層の表面研磨方法。
13.前記感光層の表面はシリコーンオイルを含むことを特徴とする前記1から12の何れか1項に記載の感光層の表面研磨方法。
バックアップロールに巻回させた研磨部材を感光体の感光層の表面に加圧当接させながら研磨部材を送ることによって、感光体の感光層の表面を研磨する時、感光体の感光層の幅に影響を受けることなく、研磨テープの端辺で感光層を切削せず、感光体の両端部の非感光層形成部に露出している導電性基体を切削しないで、感光体の感光層の表面のみを安定に研磨する感光体の感光層の表面研磨方法を提供することが出来た。
電子写真画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略図である。 感光体の感光層の表面を研磨する研磨装置の概略図である。 図2に示すバックアップロールの概略図である。 図2に示す他のバックアップロールの概略図である。 バックアップロールに巻回された研磨テープの端部の状態を示す概略図である。 図2に示す研磨装置を使用して感光体の感光層の表面を研磨する段階を示す概略フロー図である。 図2に示される製造装置で製造された感光体の概略図である。
本発明は、画像形成の初期段階からシール部材と感光体の感光層の表面との摩擦係数の上昇を抑え、感光層の表面に残存するトナー及び付着した異物を長時間に渡り安定にブレードで除去出来る様にするため、感光体の感光層の表面を研磨部材として研磨テープを使用し、感光体の非感光層形成部に露出している導電性基体の表面を切削することなく、安定に感光体の感光層の表面を研磨する感光体の感光層の表面研磨方法に関するものである。尚、本発明で感光体の感光層の表面とは感光層の上に形成された保護層を含めて言う。
研磨部材として研磨テープを使用し、感光体の感光層の表面を研磨する方法は特許文献1、特許文献2にも開示されているが、同時に感光体の両端の非感光層形成部に露出している導電性基体の保護に対する方法までは開示されていなかった。
本発明者は、研磨を行う感光体の感光層の幅の変化に影響されることなく、研磨テープの端辺で感光層を切削し傷を付けず、感光体の感光層の表面のみを研磨し、非感光層形成部に露出している導電性基体を切削しない感光体の感光層の表面研磨方法を考えた。
本発明では、導電性基体の上に少なくとも感光層を有し、両端に導電性基体の露出した非感光層形成部を有する感光体の感光層の表面を、研磨部材として研磨テープを使用して研磨する時、次に示す構成で研磨を行った。
1.感光層の幅よりも狭い研磨テープを使用し、感光体を固定しバックアップロールに巻回した研磨テープを感光体の幅方向に感光層の表面と平行に移動する、又はバックアップロールに巻回した研磨テープを固定し、感光体を感光層の幅方向に移動する。
2.バックアップロールの形状を研磨部材を感光体の感光層の表面に感光層の表面と平行に平行に接触させる胴部と、両端に研磨部材の端辺を逃がす逃げ部とを有する形状とした。
そして、この様な構成にすることで、従来の研磨テープを使用した研磨方法での問題点を解決し、感光層の幅の変化に影響されず、感光体の両端部の非感光層形成部に露出している導電性基体を切削せず、研磨テープの端辺で感光体の感光層の表面を切削することなく、感光体の感光層の表面のみを安定して研磨する感光体の感光層の表面研磨方法を提供することを可能にしたのである。以下、本発明について図1〜図7に従って詳細に説明する。
図1は電子写真画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略図である。図1(a)は電子写真画像形成装置の画像形成部の構成を示す概略断面図である。図1(b)は図1(a)に示す感光体の概略平面図である。図1(c)は図1(a)に示すクリーニング装置の枠体に取り付けられたクリーニングブレードとシール部材との概略平面図である。
図中、1は画像形成部を示す。画像形成部1は、感光体2と、感光体2の周面に感光体2に電荷を付与する帯電器3と、像光を発生する露光装置4と、現像装置5と、感光体2の周面に形成されたトナー像を感光体2から記録紙に転写する転写手段としての帯電器6と、記録紙の電荷を除去して記録紙を感光体2から分離する除電器7と、クリーニング手段としてのクリーニング装置8が配置されている。
感光体2はアルミニウム等の導電性支持体で形成された円筒基体上に感光層を有し、画像形成装置に回動自在に設けられており、駆動源(不図示)により、矢印の時計方向に回転する様になっている。
現像装置5はトナーとキャリアからなる現像剤Dを収容し、矢印で示す方向の回転により現像剤を搬送する現像スリーブ501と、現像用の現像剤の穂を形成する固定磁石502と、搬送される現像剤の量を規制する規制部材503と、トナーとキャリアを混合しトナーを帯電する現像剤撹拌部材504とを有する。
感光体2の矢印の方向への回転に従って、帯電器3により感光体2に一様な電荷が付与され、露光装置4により像光が露光されて感光体2上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像装置5により現像されて感光体2上にトナー像T1が形成される。トナー像T1は帯電器6の帯電による静電気力で記録紙Pに転写される。除電器7により除電された記録紙Pは感光体2から分離して、定着器(不図示)に搬送されて定着処理される。
転写後の感光体2の上にはトナーT2が残留するが、残留トナーT2はクリーニング装置8により感光体2から除去される。
クリーニング装置8内には、感光体2の回転軸方向に長い支持部材としての支持枠体801が感光体2の回転軸に平行に配置され、感光体2の回転軸方向の両端で軸802により回転自在に支持されている。支持枠体801の一端は、感光体2をクリーニングするウレタンゴムからなる弾性体の板で構成されたクリーニングブレード803をその基部で接着して固定する。又、クリーニングブレード803の両端にはクリーニングブレード803の両端からトナーの漏れを防止するシール部材804が支持枠体801に取り付けられている。更に、支持枠体801の他端には圧接手段としての錘805を設け、クリーニングブレード803の先端のクリーニングエッジを感光体2に対して一定の接触圧で常時圧接させている。
クリーニングブレード803の上流側(感光体2の回転方向に対して)には感光体2と軽く接触し、その接触面が感光体2と同一方向に移動する様に回転するトナー受けローラー806が配置されている。トナー受けローラー806は感光体2と同一の回転軸方向の長さを有する。更に、トナー受けローラー806には掻取板807が接触しており、トナー受けローラー806上のトナーを掻き取る様に設けられている。
クリーニングブレードとしてはゴム弾性体が用いられ、その材料としてはウレタンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、クロロピレンゴム、ブタジエンゴム等が知られているが、これらの内、ウレタンゴムは他のゴムに比して摩耗特性が優れている点で特に好ましい。
転写後に感光体2の上に残留しているトナーT2はクリーニングブレード803により感光体2から除去され、トナー受けローラー806及び掻取板807によりクリーニング装置8の底部に搬送されて、トナー搬送手段(不図示)によりクリーニング装置8の外に搬送される。
感光体2は、円筒状の導電性基体201と、導電性基体201の周面に形成された感光層202と、導電性基体201の両端部に非感光層形成部203と、両端に電子写真画像形成装置(不図示)への取り付け軸204とを有する構成となっている。
尚、感光層202の形成領域は、導電性基体201の全幅に亘り形成されていてもよいし、導電性基体201の両端に非感光層形成部203を残して形成されていてもよく、感光層202の形成方法により適宜変更することが可能である。本図は両端に非感光層形成部203を形成している状態を示している。
Oは感光層202の幅を示し、現像装置5により現像されてトナー像T1が形成される画像形成領域を示す。画像形成領域にトナー像T1が形成され、記録紙Pに転写したのち残留トナーT2が存在する領域でもある。本発明では感光層の幅とは、感光体の軸方向の幅を言う。
P1は導電性基体201の端部の非感光層形成部203の感光体2の軸方向の幅を示す。P2は導電性基体201の他の端部の非感光層形成部203の感光体2の軸方向の幅を示す。非感光層形成部203の幅P1(P2)は、感光層の膜厚不均一部、画像形成装置の感光体の位置決め用部材の幅、トナー漏れ防止部材の幅等を考慮し、0.5mmから20mmが好ましい。
クリーニングブレード803はクリーニング装置8の支持枠体801に取り付けられており、クリーニングブレード803のエッジ803aが感光層202の全幅Oに圧接するようになっている。圧接することで画像形成領域に存在する残存トナーの除去が可能となっている。クリーニングブレード803の幅Qは感光層202の幅Oと同じか僅かに広いことが好ましい。
シール部材804はクリーニングブレード803と別体に支持枠体801に感光体2の両端の非感光層形成部203に接触する様に固定されている。シール部材804の幅N1(N2)は、シール部材804のクリーニングブレード803側の端部がクリーニングブレード803の端部に接触し、且つ感光体2の非感光層形成部203の幅P1(P2)と同じであることが好ましい。この様にクリーニングブレード803の両端にシール部材804を設けることで、クリーニングブレード803により画像形成領域に存在する残存トナーを除去する時、クリーニングブレード803の両端から除去した残存トナー漏れを防止することが可能となっている。
シール部材としては特に限定はなく、例えば弾性基材(例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)、リン青銅、ステンレス鋼等の弾性体の板)の上に多孔質弾性部材(例えば、モルトプレーン(商品名)、フェルト、起毛布等を接着した部材が挙げられる。
感光体2は、導電性基体の上に、少なくとも感光層を有するもので、その層構成は、特に制限されるものではなく、具体的には、以下に示すような層構成を挙げることが出来る。
1)導電性基体の上に、感光層として電荷発生層と電荷輸送層、及び保護層を順次積層した層構成、
2)導電性基体の上に、感光層として電荷輸送材料と電荷発生材料とを含む単層、及び保護層を順次積層した層構成、
3)導電性基体の上に、中間層、感光層として電荷発生層と電荷輸送層、及び保護層を順次積層した層構成、
4)導電性基体の上に、中間層、感光層として電荷輸送材料と電荷発生材料とを含む単層、及び保護層を順次積層した層構成。
本発明の感光体は、上記何れの層構成でもよいが、これらの中では、導電性基体の上に、中間層、電荷発生層、電荷輸送層、保護層を設けて作製されるものが好ましい。
本発明は、感光体の感光層の表面を研磨する時、感光体の軸方向の感光層の幅に影響を受けることなく、感光体の両端部の非感光層形成部に露出している導電性基体を切削せず、研磨テープの端辺で感光体の感光層の表面を切削することなく、感光層の表面のみを安定に研磨する感光体の感光層の表面研磨方法に関するものである。
図2は感光体の感光層の表面を研磨する研磨装置の概略図である。図2(a)は感光体の感光層の表面を研磨する研磨装置の概略斜視図である。図2(b)は図2(a)のA−A′に沿った概略断面図である。尚、本図は研磨部材として帯状の研磨テープを使用した場合を示している。
図中、9は研磨装置を示す。研磨装置9は、研磨テープ搬送装置9aと、感光体保持装置9bとを有している。研磨テープ搬送装置9aは、本体9a1と架台9a2と基台9a3とを有している。本体9a1は研磨テープ9a4の繰り出し装置(不図示)と、巻き取り装置(不図示)と研磨テープ9a4の張力調整装置(不図示)とを有している。尚、巻き取り装置(不図示)側に駆動部を持ち、繰り出し装置(不図示)側に張力調整装置を有している。
9a41は繰り出し装置(不図示)にセットされたロール状研磨テープを示す。9a42は巻き取り装置(不図示)によりロールに巻き取られた使用済みの研磨テープを示す。9a11から9a13はガイドロールを示す。ガイドロール9a11、9a13は研磨テープ9a4の張力を調整することが出来る様に本体9a1に配設することが好ましい。9a14はバックアップロールを示す。繰り出し装置(不図示)から繰り出された研磨テープ9a4はバックアップロール9a14を介して巻き取り装置(不図示)によりロールに巻き取られる様になっている。尚、研磨テープ9a4は感光体2の感光層202の表面を研磨する時に同じ位置では研磨テープ9a4の研磨面の磨耗、研磨面の詰まり等により安定した研磨が出来なくなる場合があるため、必要に応じて繰り出し装置(不図示)から繰り出し、巻き取り装置(不図示)により巻き取り研磨面を新しくすることが好ましい。
本体9a1は移動手段(例えば、ステッピングモーター)に繋がっている移動用軸9a21を有する架台9a2に固定されており、架台9a2は基台9a3に付けられた移動溝9a31に沿って移動(図中の矢印方向 Y軸方向)が可能となっている。
架台9a2の移動はバックアップロール9a14上の研磨テープ9a4の面と感光体2の感光層202の表面とが感光体2の回転軸に対して平行に押接するように移動手段を調節し、研磨する時の押圧は使用する研磨テープの種類、感光体2の感光層202の表面の硬度、研磨量等により適宜調整することが可能となっている。
感光体保持装置9bは架台9b1と基台9b2とを有している。架台9b1は感光体2を保持する保持手段9b13を配設した保持部材9b11と保持手段(不図示)を配設した保持部材9b12とを有している。保持手段9b13としては感光体2を固定、取り外しが出来れば特に限定はなく、例えば三爪チャツクが挙げられる。保持部材9b12に配設する保持手段も保持手段9b13と同じであってもよい。保持部材9b11と保持部材9b12とにより感光体2は水平に保持することが可能となっている。
9b14は架台9b1に配設されたモーターを示し、モーター9b14の回転軸は保持部材9b11の保持手段9b13に繋がっており、モーター9b14を稼動させることで保持部材に保持された感光体2を回転させることが可能となっている。
回転数は使用する研磨テープ9a4の種類、研磨テープ9a4の感光体2の感光層202の表面への押圧、研磨量等により適宜設定することが可能となっている。
9b15は移動手段(例えば、ステッピングモーター)に繋がっている移動用軸を示し、モーター9b14が配設された架台9b1の反対側に配設されている。架台9b1は移動手段(例えば、ステッピングモーター)の稼動によって、基台9b2に付けられた移動溝に沿って移動(図中の矢印方向 X軸方向)が可能となっている。架台9b1の移動速度は使用する研磨テープ9a4の種類、研磨テープ9a4の感光体2の感光層202の表面への押圧、研磨量等により適宜設定することが可能となっている。又、移動量は感光体2の感光層202の感光体2の軸方向の研磨領域の幅により適宜調整することが可能となっている。
本図に示す研磨装置9は、研磨テープ搬送装置9aがY軸方向、感光体保持装置9bがX軸方向へ直交移動する場合を示しているが、研磨テープ搬送装置9aがX軸方向、感光体保持装置9bがY軸方向へ直交移動する様にしても構わない。
本図に示す研磨部材の研磨テープの幅は、バックアップロールの幅T(V)(図3、図4参照)に対して、異物・ゴミ付着防止、研磨性不安定防止、研磨テープ端面のバリによる周方向の傷等を考慮し、0.1%から20.0%広いことが好ましい。本発明で研磨テープの幅とは研磨テープの搬送方向に対して直角方向の幅を言う。
本図に示す研磨装置9により、導電性基体の上に少なくとも感光層を有する感光体を回転させながら、感光層の表面を、バックアップロールに巻回した研磨部材を、電子写真感光体の回転軸と平行に移動させ、感光層の表面に研磨部材を押接させながら、研磨部材を繰り出すことにより感光層を研磨することが可能となっている。
図3は図2に示すバックアップロールの概略図である。図3(a)は図2に示すバックアップロールの概略斜視図である。図3(b)は図3(a)に示すバックアップロールの概略平面図である。図3(c)は図3(b)のSで示される部分の拡大概略図である。
バックアップロール9a14は、研磨テープ9a4(図2参照)を巻回する胴部9a14aと、両端部に逃げ部9a14bとを有している。本図は、逃げ部9a14bがバックアップロール9a14の端辺にR面取り加工されたR面取り加工部の場合を示している。
胴部9a14aはバックアップロール9a14の中心軸と直交する面での断面形状が同じ径の真円となっている。同じ径の真円とすることで、胴部9a14aに巻回した研磨テープ9a4(図2参照)を感光層202(図1、2参照)の表面に平行に押接した時、均一の押圧で押接することが可能となっている。均一の押圧で押接することで安定した研磨が可能となる。
逃げ部9a14bがR面取り加工部であることで、バックアップロール9a14にバックアップロール9a14の幅より広い研磨テープ9a4(図2参照)が巻回され、感光体2(図1、2参照)の感光層202(図1参照)の表面に押接した時、逃げ部9a14bの上にある研磨テープ9a4は逃げ部9a14bと研磨テープ9a4との間の空間X(図5参照)に曲げられ押圧力を緩和する。又、曲げられることで研磨テープ9a4の端辺が感光層202(図1、2参照)の表面に接触することが避けられる様になっている。
逃げ部9a14bのR面取り加工部のR面取り加工の大きさは、研磨テープの端辺の感光層の表面との接触、研磨テープの端面のシワによる周方向の傷、研磨面と研磨テープとの密着性等を考慮し、R0.1からR25.0であることが好ましい。
Tはバックアップロール9a14の幅を示す。本発明でバックアップロールの幅とは、バックアップロールの中心軸と直交する面での断面形状が同じ径の真円となっている胴部の軸方向の幅を示す。幅Tは感光体2(図1、2参照)の軸方向の幅に対して、研磨面の粗さ均一性、研磨時の熱の発生防止、研磨テープの偏摩耗等を考慮し、3.0%から60.0%であることが好ましい。
図4は図2に示す他のバックアップロールの概略図である。図4(a)は図2に示す他のバックアップロールの概略斜視図である。図4(b)は図4(a)に示すバックアップロールの概略平面図である。図4(c)は図4(b)のUで示される部分の拡大概略図である。
バックアップロール9a14′は、研磨テープ9a4(図2参照)を巻回する胴部9a14′aと、両端部に逃げ部9a14′bとを有している。本図は、逃げ部9a14′bがバックアップロール9a14′の端部に設けられたテーパー部の場合を示している。
胴部9a14′aはバックアップロール9a14′の中心軸と直交する面での断面形状が同じ径の真円となっている。同じ径の真円とすることで、胴部9a14′aに巻回した研磨テープ9a4(図2参照)を感光層202(図2参照)の表面に平行に押接した時、均一の押圧で押接することが可能となっている。均一の押圧で押接することで安定した研磨が可能となる。
θはテーパー部のテーパー角度(バックアップロール9a14′の軸心と、逃げ部9a14′の斜面の延長線との交わる角度)を示す。テーパー角度θは、研磨テープの端面のシワによる周方向の傷、研磨面と研磨テープとの密着性等を考慮し、5.0°から60.0°が好ましい。
テーパー角度θは、(株)東京精密製 サーフコム 1800Dにより測定した値を示す。
9a14′cはバックアップロール9a14′の胴部9a14′aと逃げ部9a14′bとの境界部を示す。境界部9a14′cはR面取り加工が施されていることが好ましい。R面取り加工の大きさは、研磨面の粗さ均一性、研磨テープの偏摩耗、研磨テープの端面のシワによる周方向の傷等を考慮し、R0.1からR25.0であることが好ましい。
図3、図4に示すバックアップロールの硬度は、研磨時の熱の発生防止、研磨時の異常音発生防止等を考慮し、20°から40°であることが好ましい。硬度は、高分子計器(株)製マイクロゴム硬度計MD−1又はアスカーゴム硬度計C型により測定した値を示す。
Vはバックアップロール9a14′の幅を示す。本発明でバックアップロールの幅とは、バックアップロールの中心軸と直交する面での断面形状が同じ径の真円となっている胴部の幅を示す。幅Vは感光体2の軸方向の幅に対して、研磨面の粗さ均一性、研磨時の熱の発生防止、研磨テープの偏摩耗等を考慮し、3.0%から60.0%であることが好ましい。
図3、図4に示すバックアップロールの逃げ部のR面取り加工のRは、(株)東京精密製 サーフコム 1800Dにより測定した値を示す。
図5はバックアップロールに巻回された研磨テープの端部の状態を示す概略図である。図5(a)はバックアップロールに巻回された研磨テープの端部の状態を示す模式図である。図5(b)はバックアップロールに巻回された研磨テープが感光体の感光層の表面に当接した状態の、図5(a)のB−B′に沿った部分拡大概略断面図である。図5(c)はバックアップロールに巻回された研磨テープが感光体の感光層の表面に押接された状態の、図5(a)のB−B′に沿った部分拡大概略断面図である。
図中、9a4aは研磨テープ9a4の端辺を示し、9a4bは研磨テープ9a4の他の端辺を示す。Xは研磨テープ9a4とバックアップロール9a14の逃げ部9a14bとの空間を示す。尚、本図では、研磨テープ9a4の幅が研磨テープ9a4の端辺9a4aと、端辺9a4bとがバックアップロール9a14の逃げ部9a14に掛かる場合を示している。
図5(b)に付き説明する。バックアップロール9a14に巻回された研磨テープ9a4が感光体2の感光層202の表面に当接された状態では、研磨テープ9a4の端辺9a4aは感光体2の感光層202の表面に接触した状態となっている。
図5(c)に付き説明する。図5(b)に示す状態から、感光体2の感光層202の表面を研磨するために押圧を掛け、研磨テープ9a4を感光層202の表面に押接した時、研磨テープ9a4の状態は次の様になる。
1.バックアップロール9a14の硬度が20°から40°で、感光層の硬度より低くなってため、見掛け上、研磨テープ9a4は感光層の表面に沈み込んだ状態となる。この時、バックアップロール9a14の胴部9a14aに巻回されている研磨テープ9a4は、裏面が胴部9a14aであるため、押圧力は感光層の表面への研磨テープ9a4の表面の食い込み量に変換されるため研磨が行われる。
2.研磨テープ9a4の端辺9a4aは、裏面側が空間Xとなっているため、押圧を掛けられることで、逃げ部9a14b側に曲げられ押圧力を緩和する。この様な状態となることで研磨テープ9a4の端辺9a4aは感光層の表面に接触しない様になる。接触しないことで研磨テープ9a4の端辺9a4aによる感光層の表面の切削の回避が可能となる。
図4に示す端部にテーパー部を有するバックアップロールも、巻回した研磨テープ9a4を感光体2の感光層の表面に押接した時、研磨テープ9a4の端辺9a4aが本図と同じ様な状態となるため、研磨テープ9a4の端辺9a4aによる感光層の表面の切削の回避が可能となる。
図6は図2に示す研磨装置を使用して感光体の感光層の表面を研磨する段階を示す概略フロー図である。
Step1では、研磨装置9(図2参照)の研磨テープ搬送装置9aのバックアップロール9a14に必要とする張力が掛けられた研磨テープ9a4が準備される。又、感光体保持装置9b(図2参照)に感光体2が保持され、感光体保持装置9b(図2参照)の架台を移動し、研磨テープ9a4と研磨開始位置とを合わせる。
感光層202の表面にでは、バックアップロール9a14上の研磨テープ9a4が感光体2の非感光層形成部203を避けて表面に平行に当接する様に研磨テープ搬送装置9a(図2参照)が移動する。感光体2の感光層の表面に当接した状態ではバックアップロール9a14に巻回された研磨テープ9a4の両方の端辺9a4a、9a4bは図5(b)に示す様に感光層の表面に接触した状態となっている。
Step3では、研磨テープ9a4が感光層202の表面に当接した状態で、研磨テープ搬送装置9a(図2参照)を感光体2の方向に移動させ押圧を掛け感光層202の表面に押接する。押圧を掛けることでバックアップロール9a14の硬度が感光層の硬度より低くなってため、見掛け上、研磨テープ9a4は感光層の表面に沈み込んだ状態となる。この時、バックアップロール9a14に巻回されている研磨テープ9a4は、裏面が胴部9a14aであるため、押圧力は感光層202の表面への研磨テープ9a4の表面の食い込み量に変換されるため研磨が行われる。研磨テープ9a4の端辺9a4a、9a4bは、裏面側がバックアップロール9a14の端辺の逃げ部となっているため、押圧を掛けられることで、逃げ部側に曲げられ図5Cに示す状態となり、研磨テープ9a4の両方の4−4端辺9a4a、9a4bは感光層202の表面に接触しない様になる。
感光体2が回転した状態で感光体保持装置9b(図2参照)の架台を移動(図中の矢印方向)させ、感光層202の表面の研磨位置を変更させる。図中の斜線で示される部分が研磨された領域を示す。回転数は研磨テープ9a4の種類、研磨テープ9a4の感光層202の表面への接圧、研磨量等により適宜設定される。
Step4では、研磨テープ9a4が感光層202の表面に押圧を掛けられた状態で押接し、感光体2が回転した状態で感光体保持装置9b(図2参照)の架台を移動させ、感光層202の表面の研磨位置を、Step2の位置より更に変更させる。図中の斜線で示される部分が研磨された領域を示す。
Step5では、研磨テープ9a4が感光層202の表面に押接し、感光体2が回転した状態で感光体保持装置9b(図2参照)の架台を感光層202の感光層の端部まで移動させ、必要とする研磨量を研磨した後、研磨テープ搬送装置9a(図2参照)を、バックアップロール9a14上の研磨テープ9a4と感光層202の表面との押接を解除する方向に移動させ研磨を終了し、図7に示される様に両端部の非感光層形成部203を切削することなく感光層202の表面のみを研磨した感光体2が製造される。図中の斜線で示される部分が研磨された領域を示す。研磨を終了した後、研磨面に付着している研磨クズを清掃(例えば、空気吹き付け)する。
Step1からStep5で示すステップが、感光体の感光層の表面を研磨する時、感光層の幅に影響を受けることなく、研磨テープの端辺で感光層を切削せず、感光体の両端部の非感光層形成部に露出している導電性基体を切削しないで、感光体の感光層の表面のみを安定に研磨する感光体の感光層の表面研磨方法である。
Step2からStep5の過程で研磨テープの研磨面の目詰まりを防ぐため、研磨テープを繰り出し常に新しい研磨面にする必要がある。
図7は図2に示される製造装置で製造された感光体の概略図である。
図中、204は感光体2を電子写真画像形成装置(不図示)に回転可能に取り付けるための導電性基体201の端部に設けられた支持軸を示す。他の端部にも同じ支持軸が設けられている。Mは非感光層形成部の幅を示す。幅Mは、感光層の膜厚不均一部、画像形成装置の感光体の位置決め用部材の幅、トナー漏れ防止部材の幅等を考慮し0.5mm〜20mmであることが好ましい。斜線で示す部分が研磨された部分を示す。
図1から図7に示す様に、導電性基体の上に少なくとも感光層を有する感光体を回転させながら、感光層の表面を、端部に逃げ部を有するバックアップロールに巻回した感光層の幅より狭く、バックアップロールの幅より広い研磨部材と、感光体とを相対的に平行に軸方向に移動させ、感光体の感光層の表面に磨部材を押接し、研磨部材を送ることにより感光層を研磨することで次の効果が挙げられる。
1.研磨部材の端部で感光体の感光層を切削することなく安定した感光層の研磨が可能となり、安定した品質の感光体を得ることが可能となった。
2.非感光層形成部の導電性基体を切削することがないため、切削粉の付着による故障がなくなり安定した性能の感光体を得ることが可能となった。
3.感光体の軸方向の幅に応じて研磨部材の幅を変える必要がないため。一台の研磨装置で各種の幅の感光体の感光層の研磨が可能になり設備の増設を抑えることが可能となった。
4.感光体と研磨部材との間で発生する熱による研磨性能不安定、研磨粉の融着等による周方向の傷等を防止し、高精度の研磨面が得ることsが可能となった。
以下に本発明に好ましく用いられる具体的な感光体の構成について説明する。
〈導電性支持体〉
本発明で用いる導電性支持体としては、ベルト状又は円筒状支持体が用いられるが、画像形成装置の設計の容易さからは円筒状支持体が好ましい。円筒状導電性支持体とは回転することによりエンドレスに画像を形成出来るに必要な円筒状の支持体を意味し、円筒度が5〜40μmが好ましく、7〜30μmがより好ましい。
導電性支持体の材料としてはアルミニウム、ニッケルなどの金属ドラム、又はアルミニウム、酸化錫、酸化インジウムなどを蒸着したプラスチックドラム、又は導電性物質を塗布した紙・プラスチックドラムを使用することが出来る。導電性支持体としては常温で比抵抗10Ωcm以下が好ましい。
ベルト状感光体の基体としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の表面にアルミニウム蒸着や、インジウム/スズ酸化物を形成したものが挙げられる。
〈中間層〉
中間層は、バインダー、分散溶媒等から構成される中間層形成用塗布液を導電性基体上に塗布、乾燥して形成される。中間層のバインダーとしては、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂並びに、これらの樹脂の繰り返し単位の内の2つ以上を含む共重合体樹脂が挙げられる。これら樹脂の中ではポリアミド樹脂が、繰り返し使用に伴う残留電位増加を小さく出来好ましい。又、電位特性向上や黒ポチ欠陥の低減、モアレの低減等の目的で、必要に応じて、中間層に酸化チタンや酸化亜鉛等のフィラーや酸化防止剤等の添加剤を添加することも出来る。
中間層形成用塗布液を作製する溶媒としては、必要に応じ添加する無機粒子を良好に分散し、ポリアミド樹脂を溶解するものが好ましい。具体的には、メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−ブタノール、t−ブタノール、sec−ブタノール等の炭素数2〜4のアルコール類が、ポリアミド樹脂の溶解性と塗布性能に優れ好ましい。これらの溶媒は全溶媒中に30質量%〜100質量%、好ましくは40質量%〜100質量%、更には50質量%〜100質量%が好ましい。前記溶媒と併用し、好ましい効果を得られる助溶媒としては、ベンジルアルコール、トルエン、メチレンクロライド、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。中間層の膜厚は、0.2μm〜40μmが好ましく、0.3μm〜20μmがより好ましい。
(感光層)
感光層は、電荷発生機能と電荷輸送機能を1つの層に持たせた単層構造でもよいが、より好ましくは感光層の機能を電荷発生層(CGL)と電荷輸送層(CTL)に分離した層構成をとるのがより好ましい。機能を分離した構成をとることにより繰り返し使用に伴う残留電位増加を小さく制御出来、その他の電子写真特性を目的に合わせて制御し易い。負帯電用の感光体では中間層の上に電荷発生層(CGL)、その上に電荷輸送層(CTL)の構成をとる。正帯電用の感光体では前記層構成の順が負帯電用感光体の場合の逆の構成をとる。好ましい感光層の層構成は前記機能分離構造を有する負帯電感光体である。以下に機能分離負帯電感光体の感光層の各層について説明する。
〈電荷発生層(CGL)〉
電荷発生層(CGL)には電荷発生物質(CGM)を含有する。その他の物質としては必要によりバインダー樹脂、その他添加剤を含有してもよい。電荷発生物質(CGM)としては公知の電荷発生物質(CGM)であるCuKα線によるX線回折においてブラッグ角(2θ±0.2)27.2°に最大回折ピークを有するオキシチタニウムフタロシアニン、同2θが12.4°に最大ピークを有するベンズイミダゾールペリレン等のCGMは繰り返し使用に伴う劣化がほとんどなく、残留電位増加を小さくすることが出来る。
電荷発生層(CGL)に電荷発生物質(CGM)の分散媒としてバインダーを用いる場合、バインダーとしては公知の樹脂を用いることが出来るが、最も好ましい樹脂としてはホルマール樹脂、ブチラール樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン変性ブチラール樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げられる。バインダー樹脂と電荷発生物質(CGM)との割合は、バインダー樹脂100質量部に対し電荷発生物質(CGM)20質量部〜600質量部が好ましい。これらの樹脂を用いることにより、繰り返し使用に伴う残留電位増加を最も小さく出来る。電荷発生層(CGL)の膜厚は0.01〜2μmが好ましい。
〈電荷輸送層(CTL)〉
電荷輸送層(CTL)には、電荷輸送物質(CTM)とバインダー樹脂とを含有する。その他の物質としては必要により酸化防止剤等の添加剤を添加して形成してもよい。
電荷輸送物質(CTM)としては公知の電荷輸送物質(CTM)を用いることが出来る。例えばトリフェニルアミン誘導体、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、ベンジジン化合物、ブタジエン化合物等を用いることが出来る。これら電荷輸送物質は通常、適当なバインダー樹脂中に溶解して層形成が行われる。
電荷輸送層(CTL)に用いられる樹脂としては、例えばポリスチレン、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂並びに、これらの樹脂の繰り返し単位の内の2つ以上を含む共重合体樹脂。又、これらの絶縁性樹脂の他、ポリ−N−ビニルカルバゾール等の高分子有機半導体が挙げられる。
これら電荷輸送層(CTL)のバインダーとして最も好ましいものはポリカーボネート樹脂である。ポリカーボネート樹脂は電荷輸送物質(CTM)の分散性、電子写真特性を良好にすることにおいて、最も好ましい。バインダー樹脂と電荷輸送物質(CTM)との割合は、バインダー樹脂100質量部に対し電荷輸送物質(CTM)10質量部〜200質量部が好ましい。
〔酸化防止剤〕
感光体の構成層には、酸化防止剤を適用すると、NOx等活性ガスの攻撃による影響を低減出来るため、高温高湿環境での画像流れの発生を抑制出来る。
本発明に用いられる酸化防止剤とは、その代表的なものは感光体中ないしは感光体表面に存在する自動酸化性物質に対して、光、熱、放電等の条件下で酸素の作用を防止ないし、抑制する性質を有する物質である。詳しくは下記の化合物群が挙げられる。
(1)ラジカル連鎖禁止剤
フェノール系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤、ジアリルジアミン系酸化防止剤、ジアリルアミン系酸化防止剤、ハイドロキノン系酸化防止剤等が挙げられる。
(2)過酸化物分解剤
硫黄系酸化防止剤、チオエーテル類、燐酸系酸化防止剤、亜燐酸エステル類等が挙げられる。
尚、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(ヒンダードフェノール構造を有する酸化防止剤)とは、フェノール性OH基ないしはフェノール性OHのアルコキシ化基のオルト位に嵩高い有機基を有する化合物であり、ヒンダードアミン系酸化防止剤(ヒンダードアミン構造を有する酸化防止剤)とはN原子近傍に嵩高い有機基を有する化合物である。嵩高い有機基としては分岐状アルキル基があり、例えばt−ブチル基が好ましい。
上記酸化防止剤の内では、(1)のラジカル連鎖禁止剤がよく、中でも、ヒンダードフェノール構造やヒンダードアミン構造を有する酸化防止剤は、重合開始剤からの発生ラジカル活性種と酸素との反応を防ぐため、発生ラジカル活性種を効果的に反応に寄与させることが出来、好ましい。
又、2種以上のものを併用してもよく、例えば(1)のヒンダードフェノール系酸化防止剤と(2)のチオエーテル類の酸化防止剤との併用もよい。
本発明に使用する酸化防止剤において、更に好ましいものとしては、分子中に上記ヒンダードアミン構造を有するものが画像ボケ防止や黒ポチ対策等の画質改善によく、別の態様として、ヒンダードフェノール構造単位とヒンダードアミン構造単位を分子内に含んでいるものも同様に好ましい。
〈保護層〉
保護層は、バインダー樹脂に少なくとも無機微粒子を添加して調製した塗布液を電荷輸送層の上に塗布して形成したものである。尚、保護層には酸化防止剤、滑剤性物質等を含有させることが好ましい。
無機微粒子としては、シリカ、アルミナ、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズをドープした酸化インジウム、アンチモンやタンタルをドープした酸化スズ、酸化ジルコニウム等の微粒子を好ましく用いることが出来る。特にシリカやアルミナ、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム等が好ましい。
無機微粒子の数平均一次粒径は、1nmから300nmのものが好ましく、5nmから100nmが特に好ましい。無機微粒子の数平均一次粒径は、透過型電子顕微鏡観察によって10000倍に拡大し、ランダムに300個の粒子を一次粒子として観察し、画像解析によりフェレ径の数平均径として測定値を算出して得られた値である。
保護層に用いられるバインダー樹脂としては熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂何れの樹脂かを問わない。例えばポリビニルブチラール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂等を挙げることが出来る。
保護層に用いられる潤滑性物質としては、樹脂微粉末(例えば、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂等)、金属酸化物微粉末(例えば、酸化チタン、酸化アルミ、酸化スズ等)、固体潤滑剤(例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ボリクロロトリフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム等)、シリコーンオイル(例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンポリシロキサン、環状ジメチルポリシロキサン、アルキル変性シリコーンオイル、ポリエーテル変性シリコーンオイル、アルコール変性シリコーンオイル、フッ素変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸変性シリコーンオイル等)、フッ素系樹脂粉体(例えば、四フッ化エチレン樹脂粉体、三フッ化塩化エチレン樹脂粉体、六フッ化エチレンプロピレン樹脂粉体、フッ化ビニル樹脂粉体、フッ化ビニリデン樹脂粉体、フッ化二塩化エチレン樹脂粉体及びそれらの共重合体等)、ポリオレフィン系樹脂粉体(例えば、ポリエチレン樹脂粉体、ポリプロピレン樹脂粉体、ポリブテン樹脂粉体、ポリヘキセン樹脂粉体などのホモポリマー樹脂粉体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体などのコポリマー樹脂粉体、これらとヘキセンなどの三元共重合体、更にこれらの熱変成物の如きポリオレフィン系樹脂粉体等)等が挙げられる。特に、シリコーンオイルが摩擦係数低減効果が大きいため好ましい。
上記の潤滑剤に用いる各樹脂の分子量や粉体の粒径は適宜選択することが出来る。又、粒子状物質の場合、その粒径に関しては、特には0.1μmから10μmが好ましい。これらの潤滑剤を均一に分散するため分散剤をバインダー樹脂に添加してもさしつかえない。又、上記潤滑性物質は、電荷輸送層が最表面である場合は、電荷輸送層に添加することも出来る。
(感光体の作製)
本発明の感光体に係る各層(中間層、感光層、電荷発生層、電荷輸送層、保護層)の作製は、浸漬塗布、或いは円形量規制型塗布、或いは浸漬塗布と円形量規制型塗布を組み合わせて塗膜を設けて作製することが出来るがこれに限定されるものではない。尚、円形量規制型塗布については例えば特開昭58−189061号公報に詳細に記載されている。
バックアップロール
使用するバックアップロールは、必要とする硬度が得られれば材質は特に限定は無く、例えばネオプレンゴム、シリコンゴム、スチレンブタジエンゴム、ポリブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、フッ素ゴム等が挙げられ、これらの中でシリコンゴム、ウレタンゴムが好ましい。
研磨部材
使用する研磨テープは特に限定はなく、研磨装置に合わせ適宜選択することが可能である。本発明では帯状基材に砥粒を付けた帯状研磨材を使用した場合を示している。使用する砥粒としては、SiC、Al、Fe、ダイアモンド等が用いられる。砥粒の大きさ、形状は研磨した後の表面粗さに応じて適宜選択することが可能である。
又、研磨する時に発生する研磨クズの研磨面への再付着を防止するため、研磨する面に空気の吹き付け及び吸引を行うことが好ましい。更に、研磨終了後に研磨面の清掃(例えば、空気の吹き付け、ブラシング等)を行うことが好ましい。
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、下記文中「部」とは「質量部」を表す。
実施例1
(導電性基体の準備)
直径30mm、長さ360mmのアルミニウム製の導電部性基体を準備し、10点表面粗さRzJIS=1.5(μm)になるように導電性基体の表面を切削加工した導電性基体を準備した。尚、10点表面粗さRzJISはJIS B 0601−2001に準じて測定した値を示す。
(中間層の形成)
下記組成の分散液を同じ混合溶媒にて2倍に希釈し、1夜静置後に濾過(フィルター;日本ポール社製リジメッシュ5μmフィルター使用)し、中間層塗布液を作製した。
ポリアミド樹脂CM8000(東レ社製) 1部
酸化チタンSMT500SAS(テイカ社製) 3部
メタノール 8部
1−ブタノール 2部
分散機としてサンドミルを用いて、バッチ式で10時間の分散を行った。上記塗布液を用いて前記支持体上に、乾燥膜厚2μmとなるよう浸漬塗布法で塗布した。
(電荷発生層の形成)
電荷発生物質:チタニルフタロシアニン顔料(Cu−Kα特性X線回折スペクトル測定で、少なくとも27.3±0.2°の位置に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン顔料) 20部
ポリビニルブチラール樹脂(#6000−C:電気化学工業社製) 10部
酢酸t−ブチル 700部
4−メトキシ−4−メチル−2−ペンタノン 300部
を混合し、サンドミルを用いて10時間分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を前記中間層の上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
(電荷輸送層の形成)
電荷輸送物質(4,4′−ジメチル−4′′−(β−フェニルスチリル)トリフェニルアミン) 25部
バインダー:ポリカーボネート(Z300:三菱ガス化学社製) 300部
酸化防止剤(Irganox1010:日本チバガイギー社製) 6部
THF 1600部
トルエン 400部
シリコーンオイル(KF−50:信越化学社製) 0.001部
を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷発生層の上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚25μmの電荷輸送層を形成した。
(保護層の形成)
酸化チタン粒子(SMT100SAS:テイカ社製) 0.6部
2−プロパノール 5部
シリコーンオイル(X−22−160AS:信越化学社製) 0.002部
を混合しUSホモジナイザにて1時間分散処理を行う。その後、下記構造式を有するアクリル系化合物AとB(質量比1/1)からなるラジカル重合化合物1.5部と重合開始剤「Irgacure184(チバ・ジャパン(株)製)」0.07部を上記分散液中に溶解させて保護層用塗布液を作製する。
Figure 2010170015
前記保護層塗布液を電荷輸送層の上全面に硬化反応後の膜厚が2.0μmになる様に浸漬塗布法で塗布する。塗布後、水銀ランプ照射装置「ECS−401GX(アイグラフィックス社製)」を用い、紫外線積算照度計「UVPF−A1(PD−365)(アイグラフィックス社製)」にて積算光量が25J/cm相当になる様に紫外線照射を行う。紫外線照射処理した後、120℃で60分間熱乾燥処理することにより保護層が形成される。この後、両端部に形成して感光層を切削し、幅5.0mmの非感光層形成部を形成した。
以上の手順により、酸化チタン粒子を含有する保護層を有する電子写真感光体を作製した。
(研磨部材No.1の準備)
研磨部材として、バックアップロールの幅に対して5.0%広い、長さ45mの住友3M(株)製研磨部材ダイヤモンドラッピングフィルム661Xを準備し研磨部材No.1とした。
(研磨部材No.2の準備)
研磨部材として、バックアップロールの幅と同じ幅の長さ45mの住友3M(株)(株)製研磨部材ダイヤモンドラッピングフィルム661Xを準備し研磨部材No.2とした。
(研磨部材No.3の準備)
研磨部材として、幅を感光体の感光層の幅と同じにした以外は研磨部材1と同じ研磨部材を準備し研磨部材No.3とした。
(バックアップロールNo.1の準備)
幅を感光体の感光層の幅に対して17.5%、両端辺に逃げ部としてR3.0のR面取り部を有する幅50.0mmの図3に示す形状の硬度30°のバックアップロールを準備しバックアップロールNo.1とした。R面取り部のRは、(株)東京精密製 サーフコム 1800Dを使用して測定した値を示す。硬度は、高分子計器(株)製アスカーゴム硬度計C型を使用して測定した値を示す。
(バックアップロールNo.2の準備)
両端辺にR面取り加工部を形成しない以外はバックアップロール1と同じバックアップロールを作製しバックアップロールNo.2とした。
(バックアップロールNo.3の準備)
両端辺に逃げ部としてテーパー角度30°のテーパー部を有する幅5.0mmの図4に示す形状の硬度30°のバックアップロールを準備しバックアップロールNo.3とした。又、胴部とテーパー部との境界にはR2.0のR面取り加工ほ施した。
R面取り部のRは、(株)東京精密製 サーフコム 1800Dを使用して測定した値を示す。硬度は、高分子計器(株)製アスカーゴム硬度計C型を使用して測定した値を示す。
テーパー角度は、(株)東京精密製 サーフコム 1800Dを使用して測定した値を示す。
(バックアップロールNo.No.4の準備)
感光体の感光層と同じ幅を有する以外はバックアップロールNo.2と同じバックアップロールを準備しバックアップロールNo.4とした。
(研磨)
図2に示す研磨装置の研磨テープ搬送装置に、準備したバックアップロールNo.1からNo.3と、研磨テープNo.1、No.2を表1に示す組合せで装着し、感光体保持装置に感光体を装着した後、以下に示す条件で感光体の感光層の表面の研磨を行い、試料No.101から107とした。
感光体の回転速度:450rpm
研磨テープの送り量2cm/min
切り込み量:0.7mm
感光体の移動速度:20.0cm/min
(評価)
準備した各試料No.101から107に付き、画質、研磨テープの研磨面への融着物付着を以下に示す方法で評価し、以下に示す評価ランクに従って評価した結果を表1に示す。
画質の評価方法
コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製複合機bizhubC352改造機に搭載し、常温常湿環境(20℃、50%RH)下でA4判で2万枚の連続の画像濃度0.4のハーフトーン画像と、画素率5%線画と、画素率25%の画像形成(以下、プリントと言う)を行い、作製したプリントの直径0.5mm以上の白抜けの個数を目視で観察し画質の評価とした。
研磨テープの研磨面への融着物付着の評価方法
感光体を1本研磨した後の研磨テープを、線径φ0.1mm、毛足長10mmのナイロンブラシで擦った後、融着の径が0.5mm以上のものの個数を目視にて計測した。
Figure 2010170015
バックアップロールの両端部に逃げ部を有し、研磨テープの幅をバックアップロールの幅に対して17.5%として、感光体の感光層の表面を研磨して作製した試料No.101、105は、何れも画質、研磨テープの研磨面への融着物付着、に対して優れた性能を示した。
バックアップロールの両端部に逃げ部を有し、研磨テープの幅をバックアップロールの幅と同じとして、感光体の感光層の表面を研磨して作製した試料No.102は、画質、研磨テープの研磨面への融着物付着に対して劣る性能を示した。
バックアップロールの両端部に逃げ部を形成しないで、研磨テープの幅をバックアップロールの幅に対して17.5%として、感光体の感光層の表面を研磨して作製した試料No.103は、画質、研磨テープの研磨面への融着物付着に対して劣る性能を示した。
両端部に逃げ部を形成しないで、研磨テープの幅をバックアップロールの幅と同じ研磨テープを使用して作製した試料No.104は、画質、研磨テープの研磨面への融着物付着に対して劣る性能を示した。
バックアップロールの両端部に逃げ部を有し、研磨テープの幅をバックアップロールの幅と同じとして、感光体の感光層の表面を研磨して作製した試料No.106は、何れも画質、研磨テープの研磨面への融着物付着に対して劣る性能を示した。
バックアップロールの幅を感光体の感光層の幅と同じとし、研磨テープの幅をバックアップロールの幅と同じとして、感光体の感光層の表面を研磨して作製した試料No.107は、研磨テープの搬送の揺らぎにより感光体の非感光層形成領域のアルミニウム基体を切削してしまい、切削粉の付着に伴う白抜けが多発してしまった。
本発明の有効性が確認された。
実施例2
(感光体の準備)
実施例1と同じ感光体を準備した。
(バックアップロールの準備)
バックアップロールとして表2に示す様に感光体の感光層の幅に対する幅を変化した、両端に逃げ部としてR3.0の面取り加工部を有する図3に示す形状のバックアップロールを準備しNo.2−1から2−5とした。又、バックアップロールとして表2に示す様に感光体の感光層の幅に対する幅を変化した、両端に逃げ部としてテーパー角度30°のテーパー部と、胴部とテーパー部との境界部にR2.0のR面取り加工部を有する図4に示す形状のバックアップロールを準備しNo.2−6から2−10とした。尚、バックアップロールNo.2−1から2−5の硬度、材質は実施例1のバックアップロールNo.1と同じとし、R面取りの加工も同じ方法で行った。バックアップロールNo.2−6から2−10の硬度、材質は実施例1のバックアップロールNo.3と同じとし、テーパー部の形成方法、R面取りの加工も同じ方法で行った。
Figure 2010170015
(研磨部材の準備)
表2に示す様に、準備した各バックアップロールNo.2−1から2−10の幅に対して17.5%の幅の実施例1と同じ研磨テープを準備した。
(研磨)
図2に示す研磨装置の研磨テープ搬送装置に、準備した各バックアップロールNo.2−1から2−10と、各バックアップロールNo.2−1から2−10に合わせて準備した研磨テープとを装着し、感光体保持装置に準備した感光体を装着した後、実施例1と同じ条件で感光体の感光層の表面の研磨を行い、試料No.201から210とした。
(評価)
準備した各試料No.201から210に付き、画質、研磨テープの研磨面への融着物付着を実施例1と同じ方法で評価した結果を表3に示す。
Figure 2010170015
バックアップロールの幅を感光体の感光層の幅に対して3.0%から60.0%%狭く、研磨テープの幅がバックアップロールの幅に対して5.0%広くした研磨テープを使用して感光層を研磨することで、画質、研磨テープの研磨面への融着物付着何れも優れた性能を示した。本発明の有効性が確認された。
実施例3
(感光体の準備)
実施例1と同じ感光体を準備した。
(研磨部材の準備)
表4に示す様に、バックアップロールの幅に対する幅を変えた以外は実施例1と同じ研磨テープを準備しNo.3−1から3−5とした。
Figure 2010170015
(バックアップロールの準備)
実施例1で準備したバックアップロールNo.1、No.3と同じバックアップロールを準備した。
(研磨)
図2に示す研磨装置の研磨テープ搬送装置に、準備したバックアップロールNo.1とNo.3と、準備した研磨テープNo.3−1から3−5とを表5に示す組合せで装着し、感光体保持装置に感光体を装着した後、実施例1と同じ条件で感光体の感光層の表面の研磨を行い、試料No.301から310とした。
(評価)
準備した各試料No.301から310に付き、画質、研磨テープの研磨面への融着物付着を実施例1と同じ方法で評価した結果を表5に示す。
Figure 2010170015
バックアップロールの幅を感光体の感光層の幅に対して30.0%狭く、研磨テープの幅がバックアップロールの幅に対して、0.1%から20.0%広い研磨テープを使用して感光層を研磨することで、画質、研磨テープの研磨面への融着物付着何れも優れた性能を示した。本発明の有効性が確認された。
実施例4
(感光体の準備)
実施例1と同じ感光体を準備した。
(研磨部材の準備)
バックアップロールの幅に対し、17.5%とした以外は実施例1と同じ研磨テープを準備した。
(バックアップロールの準備)
バックアップロールとして感光体の感光層の幅に対し17.5%の幅で、両端に逃げ部としてのR面取り加工部のRを表6に示すように変化した図3に示す形状のバックアップロールを準備しNo.4−1から4−5とした。
尚、バックアップロールNo.4−1から4−5の硬度、材質は実施例1のバックアップロールNo.1と同じとし、R面取りの加工も同じ方法で行った。
Figure 2010170015
(研磨)
図2に示す研磨装置の研磨テープ搬送装置に、準備したバックアップロールNo.4−1からNo.4−5と、準備した研磨テープ装着し、感光体保持装置に感光体を装着した後、実施例1と同じ条件で感光体の感光層の表面の研磨を行い、試料No.401から405とした。
(評価)
準備した各試料No.401から405に付き、画質、研磨テープの研磨面への融着物付着を実施例1と同じ方法で評価した結果を表7に示す。
Figure 2010170015
バックアップロールの逃げ部としてのR面取り加工部のRの大きさをR0.1からR25.0としたバックアップロールを使用し、バックアップロールの幅に対して、17.5%の研磨テープを使用して感光層を研磨することで、画質、研磨テープの研磨面への融着物付着何れも優れた性能を示した。本発明の有効性が確認された。
実施例5
(感光体の準備)
実施例1と同じ感光体を準備した。
(研磨部材の準備)
バックアップロールの幅に対し、7.5%と広くした以外は実施例1と同じ研磨テープを準備した。
(バックアップロールの準備)
バックアップロールとして感光体の感光層の幅に対し17.5%の幅で、両端に逃げ部としてのテーパー部のテーパー角度を表8に示すように変化した図4に示す形状のバックアップロールバックアップロールを準備しNo.5−1から5−5とした。尚、胴部とテーパー部との境界部にR3.0の面取り加工部を施した。
尚、バックアップロールNo.5−1から5−5の硬度、材質は実施例1のバックアップロールNo.3と同じとし、テーパー部の形成方法、R面取りの加工も同じ方法で行った。
Figure 2010170015
(研磨)
図2に示す研磨装置の研磨テープ搬送装置に、準備したバックアップロールNo.5−1からNo.5−5と、準備した研磨テープ装着し、感光体保持装置に感光体を装着した後、実施例1と同じ条件で感光体の感光層の表面の研磨を行い、試料No.501から505とした。
(評価)
準備した各試料No.501から505に付き、画質、研磨テープの研磨面への融着物付着を実施例1と同じ方法で評価した結果を表9に示す。
Figure 2010170015
バックアップロールの両端の逃げ部としてのテーパー部のテーパー角度を5°から60°としたバックアップロールを使用し、バックアップロールの幅に対して、7.5%と広い研磨テープを使用して感光層を研磨することで、画質、研磨テープの研磨面への融着物付着何れも優れた性能を示した。本発明の有効性が確認された。
実施例6
(感光体の準備)
実施例1と同じ感光体を準備した。
(研磨部材の準備)
バックアップロールの幅に対し、7.5%と広くした以外は実施例1と同じ研磨テープを準備した。
(バックアップロールの準備)
バックアップロールとして感光体の感光層の幅に対し30.0%の幅で、両端に逃げ部としてのテーパー部のテーパー角度が25°で、表10に示すようにバックアップロールの胴部とテーパー部との境界部のR面取り加工部のRの大きさを変化した図4に示す形状のバックアップロールバックアップロールを準備しNo.6−1から6−5とした。
尚、バックアップロールNo.6−1から6−5の硬度、材質は実施例1のバックアップロールNo.3と同じとし、テーパー部の形成方法、R面取りの加工も同じ方法で行った。
Figure 2010170015
(研磨)
図2に示す研磨装置の研磨テープ搬送装置に、準備したバックアップロールNo.6−1からNo.6−5と、準備した研磨テープ装着し、感光体保持装置に感光体を装着した後、実施例1と同じ条件で感光体の感光層の表面の研磨を行い、試料No.601から605とした。
(評価)
準備した各試料No.601から605に付き、画質、研磨テープの研磨面への融着物付着を実施例1と同じ方法で評価した結果を表11に示す。
Figure 2010170015
バックアップロールの両端に逃げ部としてテーパー角度25°のテーパー部と、胴部とテーパー部との境界部のR面取り加工部のRの大きさをR0.1からR25.0とした図4に示すバックアップロールと、バックアップロールの幅に対して、30.0%の研磨テープを使用して感光層を研磨することで、画質、研磨テープの研磨面への融着物付着何れも優れた性能を示した。本発明の有効性が確認された。
実施例7
(感光体の準備)
実施例1と同じ感光体を準備した。
(バックアップロールの準備)
バックアップロールとして表12に示す様に硬度を変えた、図3及び図4に示す形状のバックアップロールを準備しNo.7−1から7−10とした。
尚、図3に示す形状のバックアップロールの感光体の感光層の幅に対する幅は25%、両端の逃げ部としてのR面取り加工部のRの大きさはR3.0とした。
又、図4に示す形状のバックアップロールの感光体の感光層の幅に対する幅は25%、両端の逃げ部としてのテーパー部のテーパー角度を30.0°、胴部とテーパー部との境界部にR2.0のR面取り加工を施した。
尚、バックアップロールNo.7−1から7−5のR面取りの加工は実施例1のバックアップロールNo.1と同じ方法で行った。バックアップロールNo.7−6から7−10のテーパー部の形成方法、R面取りの加工は実施例1のバックアップロールNo.3とも同じ方法で行った。
Figure 2010170015
(研磨部材の準備)
準備した各バックアップロールNo.7−1から7−10の幅に対して17.5%の幅の実施例1と同じ研磨テープを準備した。
(研磨)
図2に示す研磨装置の研磨テープ搬送装置に、準備した各バックアップロールNo.7−1から7−10と、準備した研磨テープとを装着し、感光体保持装置に準備した感光体を装着した後、実施例1と同じ条件で感光体の感光層の表面の研磨を行い、試料No.701から710とした。
(評価)
準備した各試料No.701から710に付き、画質、研磨テープの研磨面への融着物付着を実施例1と同じ方法で評価した結果を表13に示す。
Figure 2010170015
バックアップロールの硬度を20°から40°とし、研磨テープの幅がバックアップロールの幅に対して17.5%とした研磨テープを使用して感光層を研磨することで、画質、研磨テープの研磨面への融着物付着何れも優れた性能を示した。本発明の有効性が確認された。
1 画像形成部
2 感光体
201 導電性基体
202 感光層
203 非感光層形成部
9 研磨装置
9a 研磨テープ搬送装置
9a2 架台
9a21 移動用軸
9a4 研磨テープ
9a4a、9a4b 端辺
9a14、9a14′ バックアップロール
9a14a、9a14′a 胴部
9a14b、9a14′b 逃げ部
9a14′c 境界部
9b 感光体保持装置
9b1 架台
9b2 基台
9b13 保持手段
O、P1、P2、T、V、M 幅
θ テーパー角度

Claims (13)

  1. 導電性基体の上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体を回転させながら、前記感光層の表面を、バックアップロールに巻回した研磨部材を、前記電子写真感光体の回転軸と平行に移動させ、前記感光層の表面に前記研磨部材を押接させながら、前記研磨部材を繰り出すことにより前記感光層を研磨する感光層の表面研磨方法において、
    前記バックアップロールの幅が前記感光層の幅より狭く、
    前記研磨部材の幅は前記感光層の幅より狭く、且つ前記バックアップロールの幅よりも広く、
    前記バックアップロールの両端部に、前記研磨部材の両端部の逃げ部が形成されていることを特徴とする感光層の表面研磨方法。
  2. 前記バックアップロールの幅が、感光層の幅に対して3%から60%狭いことを特徴とする請求項1に記載の感光層の表面研磨方法。
  3. 前記研磨部材の幅がバックアップロールの幅に対して、0.1%から20.0%広いことを特徴とする請求項1又は2に記載の感光層の表面研磨方法。
  4. 前記逃げ部が、両側の端辺に設けられたR0.1からR25.0のR面取り加工部であることを特徴とする請求項1から3に記載の感光層の表面研磨方法。
  5. 前記逃げ部が、両側の端辺の方向に向かって設けられたテーパー角度5°から60°のテーパー部であることを特徴とする請求項1から3に記載の感光層の表面研磨方法。
  6. 前記テーパー部は、バックアップロールの胴部との境界部が、R0.1からR25.0のR面取り加工が施されていることを特徴とする請求項5に記載の感光層の表面研磨方法。
  7. 前記バックアップロールの硬度が20°から40°であることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の感光層の表面研磨方法。
  8. 前記電子写真感光体は、導電性基体の両端0.5mmから20mmに非感光層形成部を有していることを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の感光層の表面研磨方法。
  9. 前記電子写真感光体の表面が、電荷輸送層であることを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の感光層の表面研磨方法。
  10. 前記電子写真感光体の表面が、保護層であることを特徴とする請求項1から8の何れか1項に記載の感光層の表面研磨方法。
  11. 前記保護層は微粒子を含むことを特徴とする請求項10に記載の感光層の表面研磨方法。
  12. 前記微粒子が、シリカ、アルミナ、酸化チタン及びチタン酸ストロンチウムから選択されてなる少なくとも1種の無機微粒子であることを特徴とする請求項10に記載の感光層の表面研磨方法。
  13. 前記感光層の表面はシリコーンオイルを含むことを特徴とする請求項1から12の何れか1項に記載の感光層の表面研磨方法。
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