JP2017223929A - 電子写真感光体、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び導電性支持体の製造方法 - Google Patents

電子写真感光体、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び導電性支持体の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】画像に白点が発生することを抑制する電子写真感光体を提供する。
【解決手段】開口径が400μm超の凹部及び開口径が100μm以上400μm以下で深さと開口径の比(深さ/開口径)が0.12超の凹部が外周面に存在しない導電性支持体と、前記導電性支持体上に設けられた下引層と、前記下引層上に設けられた感光層と、を有し、前記導電性支持体の外周面に開口径が100μm以上400μm以下で深さと開口径の比(深さ/開口径)が0.12以下の凹部(第一の凹部)が存在し、前記第一の凹部が反映した凹部(第二の凹部)が最外層の外周面に存在する場合でも、前記第二の凹部の深さと開口径の比(深さ/開口径)が0.030を超えない、電子写真感光体。
【選択図】図1

Description

本発明は、電子写真感光体、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び導電性支持体の製造方法に関する。
電子写真方式の画像形成装置が備える電子写真感光体としては、導電性支持体上に少なくとも感光層を配置した電子写真感光体が知られており、導電性支持体としては、例えば下記が知られている。
特許文献1には、円筒状支持体の外表面に存在する凹の個数が下記(1)〜(4)のすべてを満たす電子写真感光体が開示されている。(1)開口距離30μm以上250μm未満かつ深さ1μm以上5μm未満である凹の個数が10個以上100個以下、(2)開口距離250μm以上400μm未満かつ深さ8μm未満である凹の個数が5個以下、(3)開口距離400μm未満かつ深さ5μm以上8μm未満である凹の個数が5個以下、(4)開口距離400μm以上又は深さ8μm以上である凹の個数が0個。
特開2013−205479号公報
本発明は、導電性支持体の外周面に開口径が400μm超の凹部が存在する場合、又は、導電性支持体の外周面に開口径が100μm以上400μm以下で深さと開口径の比が0.12超の凹部が存在する場合に比べ、画像に白点が発生することを抑制する電子写真感光体を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための具体的手段には、下記の態様が含まれる。
請求項1に係る発明は、
開口径が400μm超の凹部及び開口径が100μm以上400μm以下で深さと開口径の比(深さ/開口径)が0.12超の凹部が外周面に存在しない導電性支持体と、
前記導電性支持体上に設けられた下引層と、
前記下引層上に設けられた感光層と、
を有し、
前記導電性支持体の外周面に開口径が100μm以上400μm以下で深さと開口径の比(深さ/開口径)が0.12以下の凹部(第一の凹部)が存在し、前記第一の凹部が反映した凹部(第二の凹部)が最外層の外周面に存在する場合でも、前記第二の凹部の深さと開口径の比(深さ/開口径)が0.030を超えない、
電子写真感光体。
請求項2に係る発明は、
前記導電性支持体がインパクトプレス加工品である、請求項1に記載の電子写真感光体。
請求項3に係る発明は、
前記導電性支持体がしごき加工を施したインパクトプレス加工品である、請求項1又は請求項2に記載の電子写真感光体。
請求項4に係る発明は、
前記下引層の平均厚が25μm以上35μm以下である、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
請求項5に係る発明は、
前記導電性支持体がアルミニウムを含む金属からなる、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
請求項6に係る発明は、
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電子写真感光体を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
請求項7に係る発明は、
請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
を備える画像形成装置。
請求項8に係る発明は、
盤状の金属塊を準備する工程と、
前記盤状の金属塊の表面にステアリン酸金属塩を付与する工程と、
雌型に配置した状態の前記盤状の金属塊を雄型で叩くインパクトプレス加工により、前記盤状の金属塊から中空管を成形する工程と、
を有し、
前記ステアリン酸金属塩を付与する工程は、前記盤状の金属塊の表面のうち少なくとも側面と、前記雌型に接触する底面とに、前記ステアリン酸金属塩を0.5g/m以上2.5g/m以下の付与量で付与する工程である、
導電性支持体を製造する製造方法。
請求項9に係る発明は、
前記インパクトプレス加工が施される際の前記盤状の金属塊の温度が、前記ステアリン酸金属塩の融点−100℃以上で融点以下である、請求項8に記載の製造方法。
請求項1、2、3及び5に係る発明によれば、導電性支持体の外周面に開口径が400μm超の凹部が存在する場合、又は、導電性支持体の外周面に開口径が100μm以上400μm以下で深さと開口径の比が0.12超の凹部が存在する場合に比べ、画像に白点が発生することを抑制する電子写真感光体が提供される。
請求項4に係る発明によれば、下引層の平均厚が25μm未満である場合に比べ、画像に白点が発生することを抑制し、下引層の平均厚が35μm超である場合に比べ、ゴーストの発生を抑制する電子写真感光体が提供される。
請求項6及び7に係る発明によれば、電子写真感光体の導電性支持体の外周面に開口径が400μm超の凹部が存在する場合、又は、電子写真感光体の導電性支持体の外周面に開口径が100μm以上400μm以下で深さと開口径の比が0.12超の凹部が存在する場合に比べ、画像に白点が発生することを抑制するプロセスカートリッジ及び画像形成装置が提供される。
請求項8に係る発明によれば、ステアリン酸金属塩の付与量が0.5g/m未満又は2.5g/m超の場合に比べ、電子写真感光体に用いた際に、画像に白点が発生することを抑制する導電性支持体が製造される。
請求項9に係る発明によれば、インパクトプレス加工が施される際の金属塊の温度がステアリン酸金属塩の融点−100℃未満又は融点超である場合に比べ、電子写真感光体に用いた際に、画像に白点が発生することを抑制する導電性支持体が製造される。
本実施形態に係る電子写真感光体の層構成の一例を示す概略部分断面図である。 本実施形態に係る電子写真感光体の層構成の一例を示す概略部分断面図である。 導電性支持体を成形するインパクトプレス加工の一例を示す概略図である。 導電性支持体を成形するしごき加工の一例を示す概略図である。 本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 ゴースト評価の基準を示す説明図である。
以下に、発明の実施形態を説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、発明の範囲を制限するものではない。
本明細書において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
本明細書において、「電子写真感光体」を単に「感光体」ともいう。
<電子写真感光体>
本実施形態に係る感光体は、導電性支持体と、導電性支持体上に設けられた下引層と、下引層上に設けられた感光層と、を有する。
本実施形態に係る感光体は、導電性支持体の外周面に、開口径が400μm超の凹部と、開口径が100μm以上400μm以下で深さと開口径の比(深さ/開口径)が0.12超の凹部とが存在しない。
そして、本実施形態に係る感光体は、導電性支持体の外周面に開口径が100μm以上400μm以下で深さと開口径の比(深さ/開口径)が0.12以下の凹部(第一の凹部)が存在し、第一の凹部が反映した凹部(第二の凹部)が最外層の外周面に存在する場合でも、第二の凹部の深さと開口径の比(深さ/開口径)が0.030を超えない。
以下、深さと開口径の比(深さ/開口径)を「アスペクト比」ともいう。
本実施形態において、開口径とは、開口部の長径を意味し、長径とは、輪郭上の任意の2点間距離のうちの最大長を意味する。
以下、図1及び図2を参照しながら、本実施形態に係る感光体を説明する。図1及び図2は、感光体の層構成の一例を示す概略部分断面図である。
図1に示す感光体7Aは、導電性支持体4上に、下引層1と電荷発生層2と電荷輸送層3とが、この順序で積層された構造を有する。電荷発生層2及び電荷輸送層3が感光層5を構成している。感光体7Aにおいては、感光層5が最外層である。
図2に示す感光体7Bは、導電性支持体4上に、下引層1と電荷発生層2と電荷輸送層3と保護層6とが、この順序で積層された構造を有する。電荷発生層2及び電荷輸送層3が感光層5を構成している。感光体7Bにおいては、保護層6が最外層である。
感光層5は、電荷発生層2と電荷輸送層3とが分離した機能分離型であってもよいし、電荷発生層2と電荷輸送層3とが一体化した単層型感光層であってもよい。機能分離型の感光層5は、電荷輸送層3が下層で電荷発生層2が上層であってもよい。下引層1と感光層5の間には、中間層が設けられていてもよい。
感光体7A及び感光体7Bにおいて、導電性支持体4の外周面には、凹部4a、4b、4cが点在している。凹部4a、4b、4cはいずれも開口径が400μm以下である。また、凹部4a、4b、4cの中で開口径が100μm以上400μm以下である凹部はいずれもアスペクト比が0.12以下である。
感光体7Aにおいて、最外層である感光層5には、導電性支持体4の外周面に存在する凹部4a、4bが反映した凹部5a、5bが点在している。凹部5a、5bはいずれもアスペクト比が0.030以下である。
感光体7Bにおいて、最外層である保護層6には、導電性支持体4の外周面に存在する凹部4a、4bが反映した凹部6a、6bが点在している。凹部6a、6bはいずれもアスペクト比が0.030以下である。
本実施形態に係る感光体は、画像に白点が発生することを抑制する。その理由は、以下のように推測される。
感光体用の導電性支持体を製造する加工法の一つとしてインパクトプレス加工が知られているが、インパクトプレス加工品である導電性支持体の外周面に微小な凹部が存在することがある。インパクトプレス加工は、金属塊を雌型に配置し雄型で叩いて中空管に成形する加工法であるところ、金属塊の表面が中空管の外周面となるので、金属塊の表面に凹凸があるとそれが中空管の外周面に凹凸となって現れると推測される。その後にしごき加工等を施すと凸部は平坦化されるが、凹部は中空管の外周面つまり導電性支持体の外周面に残留すると推測される。
そして、導電性支持体の外周面に凹部が存在すると、導電性支持体上に各層を配置した感光体の最外層の外周面に、前記凹部を反映した凹部が現れ、濃度の高い画像を形成した際に、最外層の外周面の凹部に対応した箇所として画像に白点が発生することがある。最外層の外周面の凹部は、開口径が大きいほど又はアスペクト比が大きいほど、白点をより発生させやすい。
これに対して、本実施形態に係る感光体は、開口径が400μm超の凹部が導電性支持体の外周面に存在しないこと、言い換えると、導電性支持体の外周面に凹部が存在する場合でも開口径の大きさが400μm以下の範囲に抑えられていることによって、最外層の外周面に、開口径が過大な凹部が現れないものと推測される。
また、本実施形態に係る感光体は、開口径が100μm以上400μm以下でアスペクト比が0.12超の凹部が導電性支持体の外周面に存在しないこと、言い換えると、導電性支持体の外周面に開口径が100μm以上400μm以下の凹部が存在する場合でもアスペクト比が0.12以下の範囲に抑えられていることによって、最外層の外周面に、アスペクト比が過大な凹部が現れないと推測される。
そのため、本実施形態に係る感光体は、画像に白点が発生しにくいと推測される。
本実施形態においては、導電性支持体の外周面に存在する凹部の開口径を400μm以下の範囲に抑えるだけでなく、開口径が100μm以上400μm以下の凹部のアスペクト比を0.12以下の範囲に抑える。開口径が400μm以下でもアスペクト比が大きいと、白点を発生させやすい凹部を最外層の外周面に生じさせやすいと推測されるので、上記アスペクト比を0.12以下の範囲とする。白点発生を抑える観点からは、上記アスペクト比は小さいほどよく、0.11以下がより好ましく、0.10以下が更に好ましい。
本実施形態においては、白点発生を抑える観点から、導電性支持体の外周面に開口径が100μm以上400μm以下でアスペクト比が0.12以下の第一の凹部が存在し、第一の凹部が反映した第二の凹部が最外層の外周面に存在する場合でも、第二の凹部のアスペクト比を0.030以下の範囲に抑える。第二の凹部のアスペクト比は小さいほどよく、より好ましくは0.025以下、更に好ましくは0.020以下である。また、第二の凹部の開口径は、540μm以下が好ましく、535μm以下がより好ましく、530μm以下が更に好ましい。
導電性支持体の外周面に存在する凹部の大きさは、インパクトプレス加工で成形する際の加工条件によって制御可能である。例えば、金属塊の表面付近の結晶粒径を制御すること、金属塊の表面に付与する潤滑剤の量を調整すること、インパクトプレス加工を施す際の金属塊の温度を調整すること等によって、前記範囲を超える大きさの凹部の発生を抑えることができる。さらに、成形加工後の導電性支持体の表面を検査して、導電性支持体の外周面に存在する凹部の大きさが前記範囲である導電性支持体を選択することが望ましい。選択した導電性支持体上に下引層及び感光層を配置することにより、第二の凹部のアスペクト比を前記範囲に抑えた感光体として製造できる。下引層を厚くするほど、第二の凹部のアスペクト比を低く抑えることができるが、ゴースト(前の画像が次の画像に現れる現象)の発生を抑制する観点からは、下引層は厚過ぎないことが好ましい。
以下、感光体の各層について詳細に説明する。符号は省略して説明する。
[導電性支持体]
本実施形態に係る導電性支持体について「導電性」とは、体積抵抗率が1×1013Ωcm未満を意味する。
導電性支持体は、例えば円筒部材であり、中空部材であっても非中空部材であってもよい。感光体の軽量化の観点からは、導電性支持体は中空部材であることが好ましい。導電性支持体が中空部材である場合、厚さ(肉厚)は、感光体の軽量化の観点から、0.9mm以下が好ましく、0.8mm以下がより好ましく、導電性支持体の強度を確保する観点から、0.2mm以上が好ましく、0.3mm以上がより好ましい。
導電性支持体を構成する金属としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅等の純金属;ステンレス鋼、アルミニウム合金等の合金;が挙げられる。導電性支持体を構成する金属としては、軽いこと及び加工性に優れる観点から、アルミニウムを含む金属が好ましく、純アルミニウム又はアルミニウム合金がより好ましい。アルミニウム合金としては、アルミニウムが主成分である合金であれば特に制限されず、アルミニウムのほかに、例えば、Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Ti等を含むアルミニウム合金が挙げられる。ここで「主成分」とは、合金に含まれる元素の中で最も含有割合(質量基準)が高い元素をいう。導電性支持体を構成する金属としては、加工性の観点から、アルミニウム含有率(質量割合)が90.0%以上の金属が好ましく、アルミニウム含有率は95.0%以上がより好ましく、99.0%以上が更に好ましい。
導電性支持体は、例えば、抽伸加工、絞り加工、インパクトプレス加工、しごき加工、切削加工などの公知の成形加工によって製造される。導電性支持体は、薄肉化及び高硬度化の観点から、インパクトプレス加工によって製造されることが好ましく、インパクトプレス加工及びその後のしごき加工によって製造されることがより好ましい。即ち、導電性支持体は、インパクトプレス加工品、又は、しごき加工を施したインパクトプレス加工品であることが好ましい。
インパクトプレス加工は、金属塊を雌型に配置し、雄型で叩いて雄型に沿った中空管に成形する加工法である。インパクトプレス加工によって中空管を成形した後、1回又は複数回のしごき加工によって、内径、外径、円筒度及び真円度を調整して例えば円筒管状の導電性支持体を得る。しごき加工後に、円筒管の両端を切り落とし、さらに端面処理を施してもよい。以下に、インパクトプレス加工としごき加工の実施形態例を説明する。
−インパクトプレス加工−
図3は、金属塊にインパクトプレス加工を施して中空円筒体を成形する工程の一例を示している。図3(A)に示すように、ダイ(雌型)20に設けられている円形孔24に、潤滑剤を表面に付与した円盤状の金属塊30を置く。次いで、図3(B)に示すように、金属塊30を円柱状のパンチ(雄型)21でプレスして中空円筒体4Aに成形する。次いで、図3(C)に示すように、ストリッパー22の中央孔23を通してパンチ21を引き上げることにより、パンチ21を中空円筒体4Aから引き抜く。
インパクトプレス加工においては、パンチ21でプレスされた金属塊30がパンチ21の周囲を覆うように円筒状に伸びて中空円筒体4Aを形成するので、金属塊30の表面(特に、円形孔24に置いた際の底面及び側面)が中空円筒体4Aの外周面となる。そのため、金属塊30の表面の凹凸が、中空円筒体4Aの外周面の凹凸に反映する。
金属塊30の素材、形状、大きさ等は、製造する導電性支持体の素材、形状、大きさ等に応じて選択すればよい。金属塊30は、加工性に優れる観点から、純アルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。金属塊30のアルミニウム含有率(質量割合)は、加工性の観点から、90.0%以上が好ましく、95.0%以上がより好ましく、99.0%以上が更に好ましい。
金属塊30は、例えば、金属板を打ち抜き加工することにより準備しうる。金属塊30には、表面付近の結晶粒径を制御する目的で、表面改質処理を施してもよい。表面改質処理としては、焼入れ、窒化処理、バニシング加工などが挙げられる。
金属塊30の表面には、潤滑剤を付与することが好ましい。潤滑剤によって、パンチ21と金属塊30の間の摩擦が軽減され、金属塊30がパンチ21の周囲を覆うように伸びる際により均一性高く伸び、中空円筒体4Aの外周面の凹凸が低減すると推測される。金属塊30の表面に付与する潤滑剤としては、脂肪酸金属塩(例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸マグネシウム、ラウリン酸亜鉛、ラウリン酸カリウム);長鎖脂肪酸と多価アルコールのエステル(例えば、炭素数5乃至22の脂肪酸と、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールのエステル);液状炭化水素系ポリマー(例えば、ポリブテン、ポリイソブチレン、イソブテンとノルマルブテンの共重合ポリマー、イソブテンとイソプロピレンの共重合ポリマー、イソブテンとブタジエンの共重合ポリマー、ノルマルブテンとスチレンの共重合ポリマー、ノルマルブテンとイソプロピレンの共重合ポリマー);などが挙げられる。金属塊30の表面に付与する潤滑剤としては、中空円筒体4Aの外周面の凹凸を軽減する観点からは、脂肪酸金属塩が好ましく、ステアリン酸金属塩(例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸マグネシウム)がより好ましい。
潤滑剤は、金属塊30の表面のうち少なくとも側面と、ダイ20に接触する底面とに付与することが好ましい。したがって、潤滑剤は、金属塊30の少なくとも側面と1つの底面とに付与することが好ましい。潤滑剤は、金属塊30の表面全面に付与してもよい。
金属塊30への潤滑剤(好ましくはステアリン酸金属塩)の付与量は、中空円筒体4Aの外周面の凹凸が低減する観点から、付与した領域の付与量として、0.5g/m以上2.5g/m以下が好ましく、0.5g/m以上2.0g/m以下がより好ましく、0.5g/m以上1.5g/m以下が更に好ましい。
潤滑剤としてステアリン酸金属塩を金属塊30の表面に付与してインパクトプレス加工を実施する場合、インパクトプレス加工が施される際の金属塊30の温度は、中空円筒体4Aの外周面の凹凸が低減する観点から、ステアリン酸金属塩の融点−100℃以上で融点以下の範囲であることが好ましい。
金属塊30の温度の制御は、インパクトプレス加工を施す雰囲気温度を調節することによって制御してもよく、インパクトプレス加工を施す前に金属塊30を接触式又は非接触式の加熱装置(例えば、加熱プレート、加熱ローラ、炉、遠赤外線ヒータ等)によって加熱することにより制御してもよい。
中空円筒体4Aの厚さは、製造する導電性支持体の内径、外径及び肉厚と、後に施すしごき加工の回数などに応じて選択する。
中空円筒体4Aには、しごき加工を施す前に、焼き鈍しを施してもよい。
−しごき加工−
図4は、中空円筒体にしごき加工を施す工程の一例を示している。図4は、図4(A)に示す絞り加工を施した後、図4(B)に示すしごき加工を行う例を示している。
図4(A)に示すように、円柱状のパンチ31を中空円筒体4Aの内部に挿入し、中空円筒体4Aごとパンチ31を、中空円筒体4Aよりも径の小さいダイス32に押し込むことによって、中空円筒体4Aの径を小さくする。次いで、図4(B)に示すように、ダイス32よりも径の小さいダイス33に、中空円筒体4Aごとパンチ31を押し込んで、中空円筒体4Aよりも肉厚の薄い中空円筒体4Bを得る。なお、絞り加工を経ずにしごき加工を施してもよいし、しごき加工を複数段階に分けて行ってもよい。中空円筒体4Aにしごき加工を施すことにより、中空円筒体4Aの外周面に存在していた凸部が平坦化する。
導電性支持体の表面には、公知の表面処理、例えば、陽極酸化、酸洗、ベーマイト処理などを施してもよい。
以上の説明においては、金属塊30が円盤状で、インパクトプレス加工による成形体が中空円筒状である場合を例に挙げて説明したが、金属塊の形状及び成形体の形状はこれに制限されない。金属塊の形状としては、例えば、円盤状、楕円盤状、角盤状が挙げられる。金属塊の形状、ダイ(雌型)に設けられた孔の形状、及びパンチ(雄型)の形状は、製造する導電性支持体の形状に応じて選択すればよい。
以上をまとめれば、開口径が400μm超の凹部及び開口径が100μm以上400μm以下で深さと開口径の比(深さ/開口径)が0.12超の凹部が外周面に存在しない導電性支持体を製造する製造方法として、下記の製造方法が挙げられる。該製造方法における好ましい条件は上述したとおりである。
盤状の金属塊を準備する工程と、
前記盤状の金属塊の表面にステアリン酸金属塩を付与する工程と、
雌型に配置した状態の前記盤状の金属塊を雄型で叩くインパクトプレス加工により、前記盤状の金属塊から中空管を成形する工程と、
を有し、
前記ステアリン酸金属塩を付与する工程は、前記盤状の金属塊の表面のうち少なくとも側面と、前記雌型に接触する底面とに、前記ステアリン酸金属塩を0.5g/m以上2.5g/m以下の付与量で付与する工程である、
導電性支持体を製造する製造方法。
上記の製造方法によって製造された導電性支持体は、電子写真感光体用の導電性支持体として好適であるが、該導電性支持体の用途はこれに制限されるものではない。電子写真感光体用以外の用途としては、例えば、帯電部材、転写部材などの導電性支持体が挙げられる。
[下引層]
下引層の平均厚は、例えば、15μm以上50μm以下である。下引層の平均厚は、感光体の外周面に第二の凹部が現れることを抑制する観点からは、20μm以上が好ましく、25μm以上がより好ましく、30μm以上が更に好ましい。下引層が厚いほど、感光体の外周面に第二の凹部が現れにくいと考えられるが、下引層が厚過ぎるとゴースト(前の画像が次の画像に現れる現象)が発生することがある。ゴーストを抑制する観点からは、下引層の平均厚は、40μm以下が好ましく、35μm以下がより好ましい。
下引層の平均厚は、感光体の軸方向に均等に10か所および周方向に4等分(90°刻み)の合計40か所において、渦電流膜厚計で膜厚を測定し平均した値である。
下引層は、例えば、無機粒子と結着樹脂とを含む層である。
無機粒子としては、例えば、粉体抵抗(体積抵抗率)1×10Ωcm以上1×1011Ωcm以下の無機粒子が挙げられる。無機粒子の中でも、上記抵抗値を有する無機粒子としては、例えば、酸化錫粒子、酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、酸化ジルコニウム粒子等の金属酸化物粒子がよく、特に、酸化亜鉛粒子が好ましい。
無機粒子のBET法による比表面積は、例えば、10m/g以上がよい。
無機粒子の体積平均粒径は、例えば、50nm以上2000nm以下(好ましくは60nm以上1000nm以下)がよい。
無機粒子の含有量は、例えば、結着樹脂に対して、10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、より好ましくは40質量%以上80質量%以下である。
無機粒子は、表面処理が施されていてもよい。無機粒子は、表面処理の異なるもの、又は、粒子径の異なるものを2種以上混合して用いてもよい。
表面処理剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、界面活性剤等が挙げられる。特に、シランカップリング剤が好ましく、アミノ基を有するシランカップリング剤がより好ましい。
アミノ基を有するシランカップリング剤としては、例えば、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
シランカップリング剤は、2種以上混合して使用してもよい。例えば、アミノ基を有するシランカップリング剤と他のシランカップリング剤とを併用してもよい。この他のシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピル−トリス(2−メトキシエトキシ)シラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
表面処理剤による表面処理方法は、公知の方法であればいかなる方法でもよく、乾式法又は湿式法のいずれでもよい。
表面処理剤の処理量は、例えば、無機粒子に対して0.5質量%以上10質量%以下が好ましい。
本実施形態において下引層は、無機粒子と共に電子受容性化合物(アクセプター化合物)を含有することが、電気特性の長期安定性、キャリアブロック性が高まる観点からよい。
電子受容性化合物としては、例えば、クロラニル、ブロモアニル等のキノン系化合物;テトラシアノキノジメタン系化合物;2,4,7−トリニトロフルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン等のフルオレノン化合物;2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(4−ジエチルアミノフェニル)−1,3,4オキサジアゾール等のオキサジアゾール系化合物;キサントン系化合物;チオフェン化合物;3,3’,5,5’テトラ−t−ブチルジフェノキノン等のジフェノキノン化合物;等の電子輸送性物質等が挙げられる。電子受容性化合物としては、アントラキノン構造を有する化合物が好ましい。アントラキノン構造を有する化合物としては、例えば、ヒドロキシアントラキノン化合物、アミノアントラキノン化合物、アミノヒドロキシアントラキノン化合物等が好ましく、具体的には、例えば、アントラキノン、アリザリン、キニザリン、アントラルフィン、プルプリン等が好ましい。
電子受容性化合物は、下引層中に無機粒子と共に分散して含まれていてもよいし、無機粒子の表面に付着した状態で含まれていてもよい。
電子受容性化合物を無機粒子の表面に付着させる方法としては、例えば、乾式法又は湿式法が挙げられる。
乾式法は、例えば、無機粒子をせん断力の大きなミキサ等で攪拌しながら、直接又は有機溶媒に溶解させた電子受容性化合物を滴下、乾燥空気や窒素ガスとともに噴霧させて、電子受容性化合物を無機粒子の表面に付着する方法である。電子受容性化合物の滴下又は噴霧するときは、溶剤の沸点以下の温度で行うことがよい。電子受容性化合物を滴下又は噴霧した後、さらに100℃以上で焼き付けを行ってもよい。焼き付けは電子写真特性が得られる温度、時間であれば特に制限されない。
湿式法は、例えば、攪拌、超音波、サンドミル、アトライター、ボールミル等により、無機粒子を溶剤中に分散しつつ、電子受容性化合物を添加し、攪拌又は分散した後、溶剤を除去して、電子受容性化合物を無機粒子の表面に付着する方法である。溶剤の除去方法は、例えば、ろ過又は蒸留により留去される。溶剤の除去後には、さらに100℃以上で焼き付けを行ってもよい。焼き付けは電子写真特性が得られる温度、時間であれば特に限定されない。湿式法においては、電子受容性化合物を添加する前に無機粒子の含有水分を除去してもよく、その例として、溶剤中で攪拌加熱しながら除去する方法、溶剤と共沸させて除去する方法が挙げられる。
電子受容性化合物の付着は、表面処理剤による表面処理を無機粒子に施す前又は後に行ってよく、電子受容性化合物の付着と表面処理剤による表面処理と同時に行ってもよい。
電子受容性化合物の含有量は、例えば、無機粒子に対して0.01質量%以上20質量%以下がよく、好ましくは0.01質量%以上10質量%以下である。
下引層に用いる結着樹脂としては、例えば、アセタール樹脂(例えばポリビニルブチラール等)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カゼイン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等の公知の高分子化合物;ジルコニウムキレート化合物;チタニウムキレート化合物;アルミニウムキレート化合物;チタニウムアルコキシド化合物;有機チタニウム化合物;シランカップリング剤等の公知の材料が挙げられる。
下引層に用いる結着樹脂としては、例えば、電荷輸送性基を有する電荷輸送性樹脂、導電性樹脂(例えばポリアニリン等)等も挙げられる。
これらの中でも、下引層に用いる結着樹脂としては、上層の塗布溶剤に不溶な樹脂が好適であり、特に、尿素樹脂、フェノール樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂;ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂及びポリビニルアセタール樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂と硬化剤との反応により得られる樹脂が好適である。
これら結着樹脂を2種以上組み合わせて使用する場合には、その混合割合は、必要に応じて設定される。
下引層には、電気特性向上、環境安定性向上、画質向上のために種々の添加剤を含んでいてもよい。
添加剤としては、多環縮合系、アゾ系等の電子輸送性顔料、ジルコニウムキレート化合物、チタニウムキレート化合物、アルミニウムキレート化合物、チタニウムアルコキシド化合物、有機チタニウム化合物、シランカップリング剤等の公知の材料が挙げられる。シランカップリング剤は前述のように無機粒子の表面処理に用いられるが、添加剤としてさらに下引層に添加してもよい。
添加剤としてのシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、3−メタクリルオキシプロピル−トリス(2−メトキシエトキシ)シラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルメトキシシラン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
ジルコニウムキレート化合物としては、例えば、ジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセト酢酸エチル、ジルコニウムトリエタノールアミン、アセチルアセトネートジルコニウムブトキシド、アセト酢酸エチルジルコニウムブトキシド、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムオキサレート、ジルコニウムラクテート、ジルコニウムホスホネート、オクタン酸ジルコニウム、ナフテン酸ジルコニウム、ラウリン酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウム、イソステアリン酸ジルコニウム、メタクリレートジルコニウムブトキシド、ステアレートジルコニウムブトキシド、イソステアレートジルコニウムブトキシド等が挙げられる。
チタニウムキレート化合物としては、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラノルマルブチルチタネート、ブチルチタネートダイマー、テトラ(2−エチルヘキシル)チタネート、チタンアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンオクチレングリコレート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタンラクテート、チタンラクテートエチルエステル、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート等が挙げられる。
アルミニウムキレート化合物としては、例えば、アルミニウムイソプロピレート、モノブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムブチレート、ジエチルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)等が挙げられる。
これらの添加剤は、単独で、又は複数の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いてもよい。
下引層は、ビッカース硬度が35以上であることがよい。
下引層の表面粗さ(十点平均粗さ)は、モアレ像抑制のために、使用される露光用レーザ波長λの1/(4n)(nは上層の屈折率)から1/2までに調整されていることがよい。
表面粗さ調整のために下引層中に樹脂粒子等を添加してもよい。樹脂粒子としてはシリコーン樹脂粒子、架橋型ポリメタクリル酸メチル樹脂粒子等が挙げられる。表面粗さ調整のために下引層の表面を研磨してもよい。研磨方法としては、バフ研磨、サンドブラスト処理、湿式ホーニング、研削処理等が挙げられる。
下引層の形成は、特に制限はなく、公知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた下引層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱することで行う。
下引層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、公知の有機溶剤、例えば、アルコール系溶剤、芳香族炭化水素溶剤、ハロゲン化炭化水素溶剤、ケトン系溶剤、ケトンアルコール系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤等が挙げられる。
これらの溶剤として具体的には、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロロベンゼン、トルエン等の通常の有機溶剤が挙げられる。
下引層形成用塗布液を調製するときの無機粒子の分散方法としては、例えば、ロールミル、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、コロイドミル、ペイントシェーカー等の公知の方法が挙げられる。
下引層形成用塗布液を導電性支持体上に塗布する方法としては、例えば、ブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
[中間層]
図示は省略するが、下引層と感光層との間に中間層をさらに設けてもよい。
中間層は、例えば、樹脂を含む層である。中間層に用いる樹脂としては、例えば、アセタール樹脂(例えばポリビニルブチラール等)、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、カゼイン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸樹脂、シリコーン樹脂、シリコーン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂等の高分子化合物が挙げられる。
中間層は、有機金属化合物を含む層であってもよい。中間層に用いる有機金属化合物としては、ジルコニウム、チタニウム、アルミニウム、マンガン、ケイ素等の金属原子を含有する有機金属化合物等が挙げられる。
これらの中間層に用いる化合物は、単独で又は複数の化合物の混合物若しくは重縮合物として用いてもよい。
これらの中でも、中間層は、ジルコニウム原子又はケイ素原子を含有する有機金属化合物を含む層であることが好ましい。
中間層の形成は、特に制限はなく、公知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた中間層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥、必要に応じて加熱することで行う。
中間層を形成する塗布方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が用いられる。
中間層の膜厚は、例えば、好ましくは0.1μm以上3μm以下の範囲に設定される。中間層を下引層として使用してもよい。
[電荷発生層]
電荷発生層は、例えば、電荷発生材料と結着樹脂とを含む層である。電荷発生層は、電荷発生材料の蒸着層であってもよい。電荷発生材料の蒸着層は、LED(Light Emitting Diode)、有機EL(Electro−Luminescence)イメージアレー等の非干渉性光源を用いる場合に好適である。
電荷発生材料としては、ビスアゾ、トリスアゾ等のアゾ顔料;ジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料;ペリレン顔料;ピロロピロール顔料;フタロシアニン顔料;酸化亜鉛;三方晶系セレン等が挙げられる。
これらの中でも、近赤外域のレーザ露光に対応させるためには、電荷発生材料としては、金属フタロシアニン顔料、又は無金属フタロシアニン顔料を用いることが好ましい。具体的には、例えば、特開平5−263007号公報、特開平5−279591号公報等に開示されたヒドロキシガリウムフタロシアニン;特開平5−98181号公報等に開示されたクロロガリウムフタロシアニン;特開平5−140472号公報、特開平5−140473号公報等に開示されたジクロロスズフタロシアニン;特開平4−189873号公報等に開示されたチタニルフタロシアニンがより好ましい。
一方、近紫外域のレーザ露光に対応させるためには、電荷発生材料としては、ジブロモアントアントロン等の縮環芳香族顔料;チオインジゴ系顔料;ポルフィラジン化合物;酸化亜鉛;三方晶系セレン;特開2004−78147号公報、特開2005−181992号公報に開示されたビスアゾ顔料等が好ましい。
450nm以上780nm以下に発光の中心波長があるLED、有機ELイメージアレー等の非干渉性光源を用いる場合にも、上記電荷発生材料を用いてもよいが、解像度の観点から、感光層を20μm以下の薄膜で用いるときには、感光層中の電界強度が高くなり、導電性支持体からの電荷注入による帯電低下、いわゆる黒点と呼ばれる画像欠陥を生じやすくなる。これは、三方晶系セレン、フタロシアニン顔料等のp−型半導体で暗電流を生じやすい電荷発生材料を用いたときに顕著となる。
これに対し、電荷発生材料として、縮環芳香族顔料、ペリレン顔料、アゾ顔料等のn−型半導体を用いた場合、暗電流を生じ難く、薄膜にしても黒点と呼ばれる画像欠陥を抑制し得る。n−型の電荷発生材料としては、例えば、特開2012−155282号公報の段落[0288]〜[0291]に記載された化合物(CG−1)〜(CG−27)が挙げられるがこれに限られるものではない。
n−型の判定は、通常使用されるタイムオブフライト法を用い、流れる光電流の極性によって判定され、正孔よりも電子をキャリアとして流しやすいものをn−型とする。
電荷発生層に用いる結着樹脂としては、広範な絶縁性樹脂から選択してもよく、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリビニルアントラセン、ポリビニルピレン、ポリシラン等の有機光導電性ポリマーから選択してもよい。
結着樹脂としては、例えば、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアリレート樹脂(ビスフェノール類と芳香族2価カルボン酸の重縮合体等)、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂等が挙げられる。ここで「絶縁性」とは、体積抵抗率が1×1013Ωcm以上であることをいう。これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上を混合して用いられる。
電荷発生材料と結着樹脂の配合比は、質量比で10:1から1:10までの範囲内であることが好ましい。
電荷発生層には、その他、公知の添加剤が含まれていてもよい。
電荷発生層の形成は、特に制限はなく、公知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた電荷発生層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱することで行う。電荷発生層の形成は、電荷発生材料の蒸着により行ってもよい。電荷発生層の蒸着による形成は、特に、電荷発生材料として縮環芳香族顔料、ペリレン顔料を利用する場合に好適である。
電荷発生層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸n−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロロベンゼン、トルエン等が挙げられる。これら溶剤は、1種を単独で又は2種以上を混合して用いる。
電荷発生層形成用塗布液中に粒子(例えば電荷発生材料)を分散させる方法としては、例えば、ボールミル、振動ボールミル、アトライター、サンドミル、横型サンドミル等のメディア分散機や、攪拌、超音波分散機、ロールミル、高圧ホモジナイザー等のメディアレス分散機が利用される。高圧ホモジナイザーとしては、例えば、高圧状態で分散液を液−液衝突や液−壁衝突させて分散する衝突方式や、高圧状態で微細な流路を貫通させて分散する貫通方式等が挙げられる。この分散の際、電荷発生層形成用塗布液中の電荷発生材料の平均粒径を0.5μm以下、好ましくは0.3μm以下、更に好ましくは0.15μm以下にすることが有効である。
電荷発生層形成用塗布液を下引層上(又は中間層上)に塗布する方法としては、例えばブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
電荷発生層の膜厚は、例えば、好ましくは0.1μm以上5.0μm以下、より好ましくは0.2μm以上2.0μm以下の範囲内に設定される。
[電荷輸送層]
電荷輸送層は、例えば、電荷輸送材料と結着樹脂とを含む層である。電荷輸送層は、高分子電荷輸送材料を含む層であってもよい。
電荷輸送材料としては、p−ベンゾキノン、クロラニル、ブロマニル、アントラキノン等のキノン系化合物;テトラシアノキノジメタン系化合物;2,4,7−トリニトロフルオレノン等のフルオレノン化合物;キサントン系化合物;ベンゾフェノン系化合物;シアノビニル系化合物;エチレン系化合物等の電子輸送性化合物が挙げられる。電荷輸送材料としては、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、アリールアルカン系化合物、アリール置換エチレン系化合物、スチルベン系化合物、アントラセン系化合物、ヒドラゾン系化合物等の正孔輸送性化合物も挙げられる。これらの電荷輸送材料は1種を単独で又は2種以上で用いられるが、これらに限定されるものではない。
電荷輸送材料としては、電荷移動度の観点から、下記構造式(a−1)で表されるトリアリールアミン誘導体、及び下記構造式(a−2)で表されるベンジジン誘導体が好ましい。
構造式(a−1)中、ArT1、ArT2及びArT3は各々独立に、置換若しくは無置換のアリール基、−C−C(RT4)=C(RT5)(RT6)、又は−C−CH=CH−CH=C(RT7)(RT8)を表す。RT4、RT5、RT6、RT7及びRT8は各々独立に、水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を表す。上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基が挙げられる。
構造式(a−2)中、RT91及びRT92は各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、又は炭素数1以上5以下のアルコキシ基を表す。RT101、RT102、RT111及びRT112は各々独立に、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、炭素数1以上2以下のアルキル基で置換されたアミノ基、置換若しくは無置換のアリール基、−C(RT12)=C(RT13)(RT14)、又は−CH=CH−CH=C(RT15)(RT16)を表し、RT12、RT13、RT14、RT15及びRT16は各々独立に水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を表す。Tm1、Tm2、Tn1及びTn2は各々独立に0以上2以下の整数を表す。上記各基の置換基としては、ハロゲン原子、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルコキシ基、炭素数1以上3以下のアルキル基で置換された置換アミノ基が挙げられる。
構造式(a−1)で表されるトリアリールアミン誘導体、及び構造式(a−2)で表されるベンジジン誘導体のうち、特に、「−C−CH=CH−CH=C(RT7)(RT8)」を有するトリアリールアミン誘導体、及び「−CH=CH−CH=C(RT15)(RT16)」を有するベンジジン誘導体が、電荷移動度の観点から好ましい。
高分子電荷輸送材料としては、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン等の電荷輸送性を有する公知のものが用いられる。特に、特開平8−176293号公報、特開平8−208820号公報等に開示されているポリエステル系の高分子電荷輸送材が好ましい。高分子電荷輸送材料は、単独で使用してよいが、結着樹脂と併用してもよい。
電荷輸送層に用いる結着樹脂は、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、シリコーン樹脂、シリコーンアルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、スチレン−アルキッド樹脂、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン等が挙げられる。これらの中でも、結着樹脂としては、ポリカーボネート樹脂又はポリアリレート樹脂が好適である。これらの結着樹脂は1種を単独で又は2種以上で用いる。
電荷輸送材料と結着樹脂との配合比は、質量比で10:1から1:5までが好ましい。
電荷輸送層には、その他、公知の添加剤が含まれていてもよい。
電荷輸送層の形成は、特に制限はなく、公知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた電荷輸送層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥、必要に応じて加熱することで行う。
電荷輸送層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素類;アセトン、2−ブタノン等のケトン類;塩化メチレン、クロロホルム、塩化エチレン等のハロゲン化脂肪族炭化水素類;テトラヒドロフラン、エチルエーテル等の環状又は直鎖状のエーテル類等の通常の有機溶剤が挙げられる。これら溶剤は、単独で又は2種以上混合して用いる。
電荷輸送層形成用塗布液を電荷発生層の上に塗布する際の塗布方法としては、ブレード塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、浸漬塗布法、ビード塗布法、エアーナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
電荷輸送層の膜厚は、例えば、好ましくは5μm以上50μm以下、より好ましくは10μm以上30μm以下の範囲内に設定される。
[保護層]
保護層は、必要に応じて感光層上に設けられる。保護層は、例えば、帯電時の感光層の化学的変化を防止したり、感光層の機械的強度をさらに改善する目的で設けられる。
そのため、保護層は、硬化膜(架橋膜)で構成された層を適用することがよい。これら層としては、例えば、下記1)又は2)に示す層が挙げられる。
1)反応性基及び電荷輸送性骨格を同一分子内に有する反応性基含有電荷輸送材料を含む組成物の硬化膜で構成された層(つまり当該反応性基含有電荷輸送材料の重合体又は架橋体を含む層)
2)非反応性の電荷輸送材料と、電荷輸送性骨格を有さず、反応性基を有する反応性基含有非電荷輸送材料と、を含む組成物の硬化膜で構成された層(つまり、非反応性の電荷輸送材料と、当該反応性基含有非電荷輸送材料の重合体又は架橋体と、を含む層)
反応性基含有電荷輸送材料の反応性基としては、連鎖重合性基、エポキシ基、−OH、−OR[但し、Rはアルキル基を表す。]、−NH、−SH、−COOH、−SiRQ1 3−Qn(ORQ2Qn[但し、RQ1は水素原子、アルキル基、又は置換若しくは無置換のアリール基を表し、RQ2は水素原子、アルキル基、トリアルキルシリル基を表す。Qnは1〜3の整数を表す。]等の公知の反応性基が挙げられる。
連鎖重合性基としては、ラジカル重合しうる官能基であれば特に限定されるものではなく、例えば、少なくとも炭素二重結合を含有する基を有する官能基である。具体的には、ビニル基、ビニルエーテル基、ビニルチオエーテル基、スチリル基(フェニルビニル基)、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びそれらの誘導体から選択される少なくとも一つを含有する基等が挙げられる。なかでも、その反応性に優れることから、連鎖重合性基としては、ビニル基、スチリル基(フェニルビニル基)、アクリロイル基、メタクリロイル基、及びそれらの誘導体から選択される少なくとも一つを含有する基が好ましい。
反応性基含有電荷輸送材料の電荷輸送性骨格としては、感光体の技術分野における公知の構造であれば特に限定されるものではなく、例えば、トリアリールアミン系化合物、ベンジジン系化合物、ヒドラゾン系化合物等の含窒素の正孔輸送性化合物に由来する骨格であって、窒素原子と共役している構造が挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン骨格が好ましい。
これら反応性基及び電荷輸送性骨格を有する反応性基含有電荷輸送材料、非反応性の電荷輸送材料、反応性基含有非電荷輸送材料は、公知の材料から選択すればよい。
保護層には、その他、公知の添加剤が含まれていてもよい。
保護層の形成は、特に制限はなく、公知の形成方法が利用されるが、例えば、上記成分を溶剤に加えた保護層形成用塗布液の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥し、必要に応じて加熱等の硬化処理することで行う。
保護層形成用塗布液を調製するための溶剤としては、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル等のセロソルブ系溶剤;イソプロピルアルコール、ブタノール等のアルコール系溶剤等が挙げられる。これら溶剤は、単独で又は2種以上混合して用いる。保護層形成用塗布液は、無溶剤の塗布液であってもよい。
保護層形成用塗布液を感光層(例えば電荷輸送層)上に塗布する方法としては、浸漬塗布法、突き上げ塗布法、ワイヤーバー塗布法、スプレー塗布法、ブレード塗布法、ナイフ塗布法、カーテン塗布法等の通常の方法が挙げられる。
保護層の膜厚は、例えば、好ましくは1μm以上20μm以下、より好ましくは2μm以上10μm以下の範囲内に設定される。
[単層型感光層]
単層型感光層(電荷発生/電荷輸送層)は、例えば、電荷発生材料と電荷輸送材料と、必要に応じて、結着樹脂、及びその他公知の添加剤と、を含む層である。これら材料は、電荷発生層及び電荷輸送層で説明した材料と同様である。
単層型感光層中、電荷発生材料の含有量は、全固形分に対して10質量%以上85質量%以下がよく、好ましくは20質量%以上50質量%以下である。単層型感光層中、電荷輸送材料の含有量は、全固形分に対して5質量%以上50質量%以下がよい。
単層型感光層の形成方法は、電荷発生層や電荷輸送層の形成方法と同様である。
単層型感光層の膜厚は、例えば、5μm以上50μm以下がよく、好ましくは10μm以上40μm以下である。
<画像形成装置、プロセスカートリッジ>
本実施形態に係る画像形成装置は、感光体と、感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーを含む現像剤により感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える。そして、感光体として、本実施形態に係る感光体が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置は、記録媒体の表面に転写されたトナー像を定着する定着手段を備える装置;感光体の表面に形成されたトナー像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;感光体の表面に形成されたトナー像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置;トナー像の転写後、帯電前の感光体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置;トナー像の転写後、帯電前に感光体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置;感光体の温度を上昇させ、相対温度を低減させるための感光体加熱部材を備える装置等の公知の画像形成装置が適用される。
中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー像が転写される中間転写体と、感光体の表面に形成されたトナー像を中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。
本実施形態に係る画像形成装置は、乾式現像方式の画像形成装置、湿式現像方式(液体現像剤を利用した現像方式)の画像形成装置のいずれであってもよい。
本実施形態に係る画像形成装置において、例えば、感光体を備える部分が、画像形成装置に対して着脱されるカートリッジ構造(プロセスカートリッジ)であってもよい。プロセスカートリッジとしては、例えば、本実施形態に係る感光体を備えるプロセスカートリッジが好適に用いられる。プロセスカートリッジは、感光体以外に、例えば、帯電手段、静電潜像形成手段、現像手段、転写手段からなる群から選択される少なくとも一つを備えてもよい。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。以下、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図5は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
本実施形態に係る画像形成装置100は、図5に示すように、感光体7を備えるプロセスカートリッジ300と、露光装置9(静電潜像形成手段の一例)と、転写装置40(一次転写装置)と、中間転写体50とを備える。画像形成装置100において、露光装置9はプロセスカートリッジ300の開口部から感光体7に露光し得る位置に配置されており、転写装置40は中間転写体50を介して感光体7に対向する位置に配置されており、中間転写体50はその一部が感光体7に接触して配置されている。図示しないが、中間転写体50に転写されたトナー像を記録媒体(例えば紙)に転写する二次転写装置も有している。中間転写体50、転写装置40(一次転写装置)、及び二次転写装置(不図示)が転写手段の一例に相当する。
図5に示すプロセスカートリッジ300は、ハウジング内に、感光体7、帯電装置8(帯電手段の一例)、現像装置11(現像手段の一例)、及びクリーニング装置13(クリーニング手段の一例)を一体に支持している。クリーニング装置13は、クリーニングブレード(クリーニング部材の一例)131を有しており、クリーニングブレード131は、感光体7の表面に接触するように配置されている。クリーニング部材は、クリーニングブレード131の態様ではなく、導電性又は絶縁性の繊維状部材であってもよく、これを単独で、又はクリーニングブレード131と併用してもよい。
図5には、画像形成装置として、潤滑材14を感光体7の表面に供給する繊維状部材132(ロール状)、及び、クリーニングを補助する繊維状部材133(平ブラシ状)を備えた例を示してあるが、これらは必要に応じて配置される。
以下、本実施形態に係る画像形成装置の各構成について説明する。
[帯電装置]
帯電装置8としては、例えば、導電性又は半導電性の帯電ローラ、帯電ブラシ、帯電フィルム、帯電ゴムブレード、帯電チューブ等を用いた接触型帯電器が使用される。また、非接触方式のローラ帯電器、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等のそれ自体公知の帯電器等も使用される。
[露光装置]
露光装置9としては、例えば、感光体7表面に、半導体レーザ光、LED光、液晶シャッタ光等の光を、定められた像様に露光する光学系機器等が挙げられる。光源の波長は感光体の分光感度領域内とする。半導体レーザの波長としては、780nm付近に発振波長を有する近赤外が主流である。しかし、この波長に限定されず、600nm台の発振波長レーザや青色レーザとして400nm以上450nm以下に発振波長を有するレーザも利用してもよい。また、カラー画像形成のためにはマルチビームを出力し得るタイプの面発光型のレーザ光源も有効である。
[現像装置]
現像装置11としては、例えば、現像剤を接触又は非接触させて現像する一般的な現像装置が挙げられる。現像装置11としては、上述の機能を有している限り特に制限はなく、目的に応じて選択される。例えば、一成分系現像剤又は二成分系現像剤をブラシ、ローラ等を用いて感光体7に付着させる機能を有する公知の現像器等が挙げられる。中でも現像剤を表面に保持した現像ローラを用いるものが好ましい。
現像装置11に使用される現像剤は、トナー単独の一成分系現像剤であってもよいし、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤であってもよい。また、現像剤は、磁性であってもよいし、非磁性であってもよい。これら現像剤は、公知のものが適用される。
[クリーニング装置]
クリーニング装置13は、クリーニングブレード131を備えるクリーニングブレード方式の装置が用いられる。クリーニングブレード方式以外にも、ファーブラシクリーニング方式、現像同時クリーニング方式を採用してもよい。
[転写装置]
転写装置40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等のそれ自体公知の転写帯電器が挙げられる。
[中間転写体]
中間転写体50としては、半導電性を付与したポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ゴム等を含むベルト状のもの(中間転写ベルト)が使用される。中間転写体の形態としては、ベルト状以外にドラム状のものを用いてもよい。
図6は、本実施形態に係る画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。
図6に示す画像形成装置120は、プロセスカートリッジ300を4つ搭載したタンデム方式の多色画像形成装置である。画像形成装置120では、中間転写体50上に4つのプロセスカートリッジ300がそれぞれ並列に配置されており、1色に付き1つの感光体が使用される構成となっている。画像形成装置120は、タンデム方式であること以外は、画像形成装置100と同様の構成を有している。
以下、実施例により発明の実施形態を詳細に説明するが、発明の実施形態は、これら実施例に限定されない。
<導電性支持体の作製>
[導電性支持体1の作製]
厚さ14mmの金属板(アルミニウム純度99.7%以上、JIS呼称A1070合金)を打ち抜き加工して、直径34mm、厚さ14mmの金属塊を作製した。
金属塊の表面全面に潤滑剤としてステアリン酸マグネシウム(淡南化学工業社製N.P.−1500S)を0.6g/m付与した。次いで、温度30℃に設定した加熱プレート上に金属塊を置いて金属塊の温度を30℃にし、インパクトプレス加工によって外径34mmの円筒管に成形した。次いで、1回の絞り加工及び1回のしごき加工を行い、両端を切り落とし、端面処理を施して、外径30mm、長さ251mm、肉厚0.4mmの円筒管を作製し、導電性支持体1とした。
[導電性支持体2〜5及び7〜9の作製]
導電性支持体1の作製と同様にして、但し、潤滑剤の種類及び付与量とインパクトプレス加工の際の金属塊の温度とを変更して、導電性支持体2〜5及び7〜9をそれぞれ作製した。
[導電性支持体6及び10の作製]
導電性支持体1の作製と同様にして、但し、金属塊の寸法を直径36mm、厚さ14mmに変更し、潤滑剤の付与量とインパクトプレス加工の際の金属塊の温度とを変更し、1回の絞り加工及び2回のしごき加工を行い、導電性支持体6及び10をそれぞれ作製した。
導電性支持体1〜10の作製に用いたステアリン酸金属塩の融点は、下記のとおりである。
・ステアリン酸マグネシウム:115℃
・ステアリン酸亜鉛:120℃
・ステアリン酸アルミニウム:160℃
ステアリン酸金属塩の融点は、熱重量・示差熱分析装置(TG−DTA:(株)リガク製Thermo plus EVO2)を用いて、測定対象である潤滑剤サンプルを250℃まで加熱し(加熱速度10℃/min)、融解時の示差熱分析(DTA)の吸熱ピークを検出することで測定した。
導電性支持体の外周面全体を、自動表面検査機を用いて検査し、凹部の分布データを得た。凹部分布データに基づいて凹部の位置を特定しながら、レーザ顕微鏡を用いて、開口径が100μm以上の凹部について、開口径と深さを測定した。測定した凹部のなかで、開口径が最大の凹部の寸法と、アスペクト比が最大の凹部の寸法とを表1に示す。
<感光体の作製>
導電性支持体1〜10それぞれに下記の工程にしたがって各層を形成し、感光体1〜12を得た。
[下引層の形成]
酸化亜鉛(平均粒径70nm、比表面積15m/g、テイカ社製)100質量部をトルエン500質量部と攪拌混合し、シランカップリング剤(商品名:KBM603、信越化学工業社製、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン)1.3質量部を添加し、2時間攪拌した。その後トルエンを減圧留去し、120℃で3時間焼き付けを行い、シランカップリング剤によって表面処理した酸化亜鉛を得た。
表面処理した酸化亜鉛110質量部をテトラヒドロフラン500質量部と攪拌混合し、アリザリン0.6質量部をテトラヒドロフラン50質量部に溶解した溶液を添加し、50℃にて5時間攪拌した。その後、減圧濾過にて固形分を濾別し、60℃で減圧乾燥を行い、アリザリン付与酸化亜鉛を得た。
アリザリン付与酸化亜鉛60質量部と硬化剤(ブロック化イソシアネート、商品名:スミジュール3175、住友バイエルンウレタン社製)13.5質量部とブチラール樹脂(商品名:エスレックBM−1、積水化学工業社製)15質量部とをメチルエチルケトン68質量部と混合した混合液を得た。この混合液100質量部と、メチルエチルケトン5質量部とを混合し、1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて2時間の分散を行い、分散液を得た。分散液に、触媒としてジオクチルスズジラウレート0.005質量部と、シリコーン樹脂粒子(商品名:トスパール145、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)4質量部とを添加し、下引層形成用塗布液を得た。下引層形成用塗布液を浸漬塗布法にて導電性支持体の外周面に塗布し、170℃で40分間の乾燥硬化を行い、下引層を形成した。下引層の厚さ(平均厚、μm)は、表2に示すとおりとした。
[電荷発生層の形成]
電荷発生物質としてヒドロキシガリウムフタロシアニン(Cukα特性X線を用いたX線回折スペクトルのブラッグ角度(2θ±0.2°)が少なくとも7.5°,9.9°,12.5°,16.3°,18.6°,25.1°及び28.3°の位置に回折ピークを有する。)15質量部、結着樹脂として塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体樹脂(商品名:VMCH、日本ユニカー社製)10質量部、及びn−酢酸ブチル200質量部からなる混合物を、直径1mmφのガラスビーズを用いてサンドミルにて4時間分散した。分散液にn−酢酸ブチル175質量部、メチルエチルケトン180質量部を添加し、攪拌して電荷発生層形成用塗布液を得た。電荷発生層形成用塗布液を下引層上に浸漬塗布し、常温(25℃)で乾燥して、厚さ0.18μmの電荷発生層を形成した。
[電荷輸送層の形成]
電荷輸送材料として下記構造式(CT1A)で表されるブタジエン系電荷輸送材料8質量部及び下記構造式(CT2A)で表されるベンジジン系電荷輸送材料32質量部と、結着樹脂としてビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(ビスフェノールZの単独重合体、粘度平均分子量4万)58質量部と、酸化防止剤として下記構造式(HP−1)で表されるヒンダードフェノール系酸化防止剤2質量部とをテトラヒドロフラン340質量部に溶解し、電荷輸送層形成用塗布液を得た。電荷輸送層形成用塗布液を、電荷発生層上に浸漬塗布し、145℃で30分間の乾燥を行い、厚さ24μmの電荷輸送層を形成した。
以上の工程を経て、導電性支持体1〜10のいずれかを備える感光体1〜12を得た。
[最外層の凹部検査]
導電性支持体外周面の凹部分布データに基づいて、導電性支持体外周面に存在する凹部(第一の凹部)が反映した凹部(第二の凹部)の位置を特定しながら、レーザ顕微鏡を用いて、第二の凹部の開口径と深さを測定した。測定した凹部のなかで、開口径が最大の凹部の寸法と、アスペクト比が最大の凹部の寸法とを表2に示す。
<感光体の評価>
感光体1〜12をそれぞれ画像形成装置(富士ゼロックス社製DocuPrintP350d)に搭載し、以下の画質評価を行った。その結果を表2に示す。
[白点]
温度22℃且つ相対湿度55%の環境下、A4サイズの紙にベタ画像(画像濃度100%)を10枚出力し、白点の有無を目視で観察し、下記の通りに分類した。
A:出力したベタ画像10枚中、全てに白点が認められない。
B:出力したベタ画像10枚中、1枚〜2枚に白点が認められる。
C:出力したベタ画像10枚中、3枚〜5枚に白点が認められる。
D:出力したベタ画像10枚中、6枚〜9枚に白点が認められる。
E:出力したベタ画像10枚全てに白点が認められる。
白点がB評価であった感光体2及び感光体6、白点がC評価であった感光体1及び感光体9、白点がD評価であった感光体7、感光体8及び感光体10、白点がE評価であった感光体11及び感光体12について、発生した白点が感光層の外周面に分布する第二の凹部のいずれに起因するか調べた。感光体1、感光体2、感光体6、感光体7、感光体8、感光体9及び感光体10においては、アスペクト比が最大の第二の凹部が頻度高く白点を生じさせていた。感光体11及び感光体12においては、開口径が最大の第二の凹部が頻度高く白点を生じさせていた。
[ゴースト]
温度22℃且つ相対湿度55%の環境下、A4サイズの紙に、図7に示す文字Gと黒領域とを有するパターンを出力し、黒領域における文字Gの現れ具合を目視で観察し、下記の通りに分類した。
A:図7(A)のように、文字Gが認められない。
B:図7(B)のように、文字Gがうっすらと認められる。
C:図7(C)のように、文字Gがはっきりと認められる。
1 下引層、2 電荷発生層、3 電荷輸送層、4 導電性支持体、5 感光層、6 保護層、7A,7B 感光体
20 ダイ、21 パンチ、22 ストリッパー、30 金属塊、31 パンチ、32,33 ダイス、4A,4B 中空円筒体
100 画像形成装置、120 画像形成装置、300 プロセスカートリッジ、7 感光体、8 帯電装置、9 露光装置、11 現像装置、13 クリーニング装置、14 潤滑剤、40 転写装置、50 中間転写体、131 クリーニングブレード、132 繊維状部材、133 繊維状部材

Claims (9)

  1. 開口径が400μm超の凹部及び開口径が100μm以上400μm以下で深さと開口径の比(深さ/開口径)が0.12超の凹部が外周面に存在しない導電性支持体と、
    前記導電性支持体上に設けられた下引層と、
    前記下引層上に設けられた感光層と、
    を有し、
    前記導電性支持体の外周面に開口径が100μm以上400μm以下で深さと開口径の比(深さ/開口径)が0.12以下の凹部(第一の凹部)が存在し、前記第一の凹部が反映した凹部(第二の凹部)が最外層の外周面に存在する場合でも、前記第二の凹部の深さと開口径の比(深さ/開口径)が0.030を超えない、
    電子写真感光体。
  2. 前記導電性支持体がインパクトプレス加工品である、請求項1に記載の電子写真感光体。
  3. 前記導電性支持体がしごき加工を施したインパクトプレス加工品である、請求項1又は請求項2に記載の電子写真感光体。
  4. 前記下引層の平均厚が25μm以上35μm以下である、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  5. 前記導電性支持体がアルミニウムを含む金属からなる、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の電子写真感光体。
  6. 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電子写真感光体を備え、画像形成装置に着脱されるプロセスカートリッジ。
  7. 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の電子写真感光体と、
    前記電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、
    帯電した前記電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
    トナーを含む現像剤により、前記電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
    前記トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、
    を備える画像形成装置。
  8. 盤状の金属塊を準備する工程と、
    前記盤状の金属塊の表面にステアリン酸金属塩を付与する工程と、
    雌型に配置した状態の前記盤状の金属塊を雄型で叩くインパクトプレス加工により、前記盤状の金属塊から中空管を成形する工程と、
    を有し、
    前記ステアリン酸金属塩を付与する工程は、前記盤状の金属塊の表面のうち少なくとも側面と、前記雌型に接触する底面とに、前記ステアリン酸金属塩を0.5g/m以上2.5g/m以下の付与量で付与する工程である、
    導電性支持体を製造する製造方法。
  9. 前記インパクトプレス加工が施される際の前記盤状の金属塊の温度が、前記ステアリン酸金属塩の融点−100℃以上で融点以下である、請求項8に記載の製造方法。
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