JP2021173806A - 電子写真感光ドラム、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニング時の電子写真感光ドラムのトルクの低減と、画像の転写性の向上の両立を実現する電子写真感光ドラムを提供すること。【解決手段】支持体および該支持体上に設けられた感光層を有し、外表面に異なる出現の周期を有する少なくとも二つの構造群が設けられた電子写真感光ドラムであって、前記二つの構造群のうち、より小さな出現の周期を有する構造で構成される群を第一の構造群とし、より大きな出現の周期を有する構造で構成される群を第二の構造群としたとき、前記第一の構造群の高さが、前記第二の構造群の高さよりも低い電子写真感光ドラム。【選択図】図７

Description

本発明は電子写真感光ドラム、該電子写真感光ドラムを有するプロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置に関する。

電子写真画像形成装置（以下、単に「電子写真装置」と称することもある。）に用いられる電子写真感光体（以下、単に「感光体」と称することもある。）の表面には、帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程等を繰り返すことで、様々な電気的外力および機械的外力が加えられる。中でもクリーニング工程における、電子写真感光体の表面とクリーニングブレードの間に生じる摩擦力は大きく、電子写真感光体の表面の摩耗やクリーニング不良による画像の乱れに影響する。

電子写真感光体の表面の摩耗を軽減するため、表面層の材料の改良が進められており、表面層に硬化性樹脂などの耐摩耗性に優れる材料を用いて、耐摩耗性を向上させる改良技術が従来から検討されている。

一方で、耐摩耗性を上げるため、電子写真感光体の表面に凹凸を形成することでクリーニングブレードとの接触面積を減らし、摩擦力を低減する改良も行われている。電子写真感光体の表面とクリーニングブレードの間に生じる摩擦力を低減すると、電子写真感光体の表面の摩耗が抑制され、クリーニングブレードのビビリやメクレが発生しにくくなり、クリーニング時の電子写真感光体のトルクも低減することができる。

特許文献１には、クリーニング性の向上と電子写真感光体の長寿命化の実現を目的として、電子写真感光体の表面に交差する線状傷を有する電子写真感光体が開示されている。

特許文献２には、高いクリーニング性能とクリーニングブレードの巻き込みの抑制とを両立することを目的として、トナー像担持体の外周面に特定の溝形状を有するトナー像担持体が開示されている。

特許文献３には、表面に型部材の凹凸形状を転写する加工する方法で、高温環境下でも凹凸形状の安定性が高い表面加工方法が開示されている。

特開２００６−１１０４７号公報 特開２０１０−２５０３５５号公報 特開２０１５−１６１７８６号公報

近年の電子写真装置では、環境対応により、更なるトルクの低減、廃トナー削減のための高い転写効率が求められている。

しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された技術では、電子写真感光体とクリーニングブレードの間の摩擦力低減による感光体のトルクの低減はみられるものの、残存トナーがクリーニングブレードの当接部をすり抜けてしまい、転写効率に対しては十分な効果が得られていなかった。

また本発明者らは鋭意検討の結果、クリーニングブレードとの接触面積を下げてトルクを低減させるための構造と、トナーとの接触面積を下げて画像の転写性を向上させるための構造とは、求められる出現の周期が異なることを見出した。そして、それらの構造を複合的に作用させることで、クリーニングの際のトルクの低減と画像の転写性の向上を両立できることを見出した。

本発明の目的は、クリーニング時の電子写真感光ドラム（以下、単に「感光ドラム」と称することもある。）のトルクの低減と、画像の転写性の向上の両立を実現する電子写真感光ドラムを提供することにある。

上記の目的は以下の本発明によって達成される。即ち、本発明にかかる電子写真感光ドラムは、支持体および該支持体上に設けられた感光層を有し、外表面に異なる出現の周期を有する少なくとも二つの構造群が設けられた電子写真感光ドラムであって、前記二つの構造群のうち、より小さな出現の周期を有する構造で構成される群を第一の構造群とし、より大きな出現の周期を有する構造で構成される群を第二の構造群としたとき、前記第一の構造群の高さが、前記第二の構造群の高さよりも低いことを特徴とする。

本発明によれば、クリーニング時の電子写真感光ドラムのトルクの低減と、画像の転写性の向上の両立を実現することができる。

皺形状の概念を説明する図である。 皺形状を説明する図である。 第一の構造群と第二の構造群が複合した皺形状を説明する図である。 皺形状を数値化する手法を説明する図である。 第一の加熱処理により電子写真感光ドラムの外表面の全面に均一な第一の構造が皺形状として形成された段階を示す図である。 第二の加熱処理により、第一の構造より大きな出現の周期を有する第二の構造が皺形状として現れ始めた段階を示す図である。 第二の加熱処理を続けることにより、皺形状としての第二の構造が明確になった段階を示す図である。 型押しパターンを形成する加工装置を説明する図である。 電子写真画像出力装置を説明する概念図である。 研磨機を説明する図である。

以下、好適な実施の形態を挙げて、本発明を詳細に説明する。
本発明の電子写真感光ドラムは、支持体および該支持体上に設けられた感光層を有し、外表面に異なる出現の周期を有する少なくとも二つの構造群が設けられた電子写真感光ドラムであって、より小さな出現の周期を有する構造で構成され高さが低い第一の構造群と、より大きな出現の周期を有する構造で構成され高さが高い第二の構造群を複合させることで、クリーニングブレードを用いてクリーニングを行う際（以下、「クリーニング時」と称する。）のトルクの低減と、画像の転写性の向上の両立を図るものである。

本発明者らの検討によると、クリーニング時の電子写真感光ドラムのトルクを低減させるためには、クリーニングブレードと感光ドラムの外表面の接触面積を小さくすることが有効であった。例えば、感光ドラムの外表面の凸形状の出現の周期を大きくし、接触点を少なくすることで、効率良くトルクを低減させることができた。但し、凸部の出現の周期を大きくすると、必然的に凹部の出現の周期も大きくなり、凹部の深さも大きくなる傾向にあった。そのような感光ドラムの表面状態では、トルクは低減するものの凹部をトナーが擦り抜けクリーニング不良が発生し易いことが分かった。また、出現の周期が大きいとトナーが凹部に入り込み画像の転写性が悪化する傾向にあった。本発明者らの検討では、トナーと感光ドラムの表面の接触面積を少なくし、付着力を下げれば、画像の転写性を向上させることができた。このように、画像の転写性の向上に寄与する形状として出現の周期がより小さく、高さのより低い構造を見出した。

以上のことから、トルクを低減するためには、クリーニングブレードと感光ドラムの表面の接触面積を下げるために凸部の出現の周期を大きくすることが有効である一方、画像の転写性を向上させるためにはさらに出現の周期の小さい凸形状が必要となることを見出した。

従来技術では、電子写真感光ドラムの表面はある１種類のパターンで構成されているため、クリーニング時の電子写真感光ドラムのトルクの低減と、画像の転写性の向上を高い次元で両立することができなかった。

本発明は、感光ドラムの外表面に凸形状を有し、出現の周期が小さく凸部の高さが低い構造で構成される構造群と、出現の周期が大きく凸部の高さが高い構造で構成される構造群とを複合させることで、クリーニング時の感光ドラムのトルクの低減と、画像の転写性の向上の両立を図る電子写真感光ドラムに関する。

さらに、周方向に上記構造が連なっていると、クリーニング時にトナーの擦り抜けが発生する恐れがある。そのため、良好なクリーニング性を維持するためには、上記構造が等方的に配置されていることが好ましい。

以上のメカニズムのように、異なる出現の周期を有する構造で構成される少なくとも二つの構造群を複合させることで、各構造群が相乗的に効果を及ぼし合うことによって、本発明のクリーニング時の感光ドラムのトルクの低減と、画像の転写性の向上という効果を高い次元で両立することが可能となる。

［外表面の有する構造］
上記のように、本発明の一実施形態において、電子写真感光ドラムはその外表面に異なる出現の周期を有する構造で構成される少なくとも二つの構造群を有する。二つの構造群において、より小さな出現の周期を有する構造で構成される群を第一の構造群とし、より大きな出現の周期を有する構造で構成される群を第二の構造群とする。

以下に、より小さな出現の周期を有する構造（以下、「第一の構造」とも称する。）およびより大きな出現の周期を有する構造（以下、「第二の構造」とも称する。）それぞれの特徴を述べる。

（１）第一の構造
第一の構造の形状は、上記の要件を満たす限り感光ドラムの外表面に周期的に設けられた形状であれば、いかなる形状であっても良い。例えば網目形状、格子形状、ドットの如き一定の繰り返し構造を有するものであっても良く、図１に示すような皺形状の如きランダム形状であってもよい。ここで「周期的に設けられた」とは、外表面の任意の正方領域において、第一の構造の出現が周期的であることを意味する。例えば、出現の周期性は電子写真感光ドラムの外表面に設けられた第一の構造の高さ情報を測定し、測定結果を２次元フーリエ変換を用いて解析することで得ることができる。

ここで、本明細書において任意の正方領域とは、特定の位置に存在する正方領域を指すことを意味しない。つまり、本発明に係る電子写真感光ドラムは、ある特定の位置で上記の規定を満たすことが十分な要件ではなく、電子写真感光ドラムの外表面のどこの位置に正方領域を置いても、上記のことが成り立つことが必要である。

任意の正方領域、例えば一辺が５００μｍの正方領域において、データ数Ｎ１×Ｎ２で高さ情報を測定したとき、離散的なフーリエ変換によって得られるパワースペクトルＰ（ｋ，ｌ）は式（Ａ）で与えられる。

式（Ａ）において、面内の任意の点（ｎ，ｍ）における高さをｈ_ｎ，ｍとすると、式（Ｂ）が導かれる。

（ただし、ｋ、ｌはそれぞれ水平方向の周波数、垂直方向の周波数である。）

さらに、式（Ａ）で表されるパワースペクトルＰ（ｋ，ｌ）を直交座標系（ｋ，ｌ）から極座標系（ｒ，θ）に変換したパワースペクトルＦ（ｒ，θ）を図２（ａ）に表す。ここで、ｒ、θはそれぞれ、

を満たす。

電子写真感光ドラムの外表面の構造について、上記パワースペクトルＦ（ｒ，θ）を解析した結果、図２（ｂ）に示したように、Ｆ（ｒ，θ）を動径方向に一次元化して得られた動径方向分布関数ｐ（ｒ）が、極大となる周波数ｒｐを少なくとも二つ有する。ここのうち出現の周期が小さい（周波数が高い）第一の構造の周波数がｒｐ１であり、出現の周期が大きい（周波数が低い）第二の構造の周波数がｒｐ２であることが示されている。

また、図２（ｃ）に示したように、ｐ（ｒ）が極大となる周波数ｒｐ１において、Ｆ（ｒｐ，θ）の角度分布ｑ１（θ）を計算すると、全θ範囲におけるパワー値のばらつきは、１０％以下となることが好ましい。パワー値のばらつきが１０％以下であると、電子写真感光ドラムの外表面において第一の構造が電子写真感光ドラムの面内の任意の方向について均一に分布していること、すなわち第一の構造群が等方的に配置されていることを意味する。第一の構造群が等方的に配置されていると、クリーニング時にトナーのすり抜けを防ぐことができるため、クリーニング性が向上し好ましい。

本発明者らの検討によると、第一の構造群は転写性の向上に寄与すると考えられる。すなわち、第一の構造群により、トナーと感光ドラムの外表面の接触面積を少なくし、付着力を下げることで、感光ドラム上に形成された静電画像の転写性を向上させることができる。通常、トナーの平均粒径は６μｍ〜８μｍ程度であるため、第一の構造の出現の周期は、１μｍ以上５μｍ以下が好ましく、２．５μｍ以上３．５μｍ以下であることがより好ましい。

（２）第二の構造
第二の構造の形状は、第一の構造の形状と同様に、上記の要件を満たす限り感光ドラムの外表面に周期的に設けられた形状であれば、いかなる形状であっても良い。例えば網目形状、格子形状、ドットの如き一定の繰り返し構造を有するものであっても良く、皺形状の如きランダム形状であってもよい。第二の構造の出現の周期性は、上記の通り、電子写真感光ドラムの外表面に設けられた第二の構造の高さ情報を測定し、測定結果を２次元フーリエ変換を用いて解析することで得ることができる。

また、図２（ｄ）に示したように、パワースペクトルＦ（ｒ，θ）を動径方向に一次元化して得られた動径方向分布関数ｐ（ｒ）が極大となる周波数ｒｐ２において、Ｆ（ｒｐ，θ）の角度分布ｑ２（θ）を計算すると、全θ範囲におけるパワー値のばらつきは、１０％以下となることが好ましい。パワー値のばらつきが１０％以下であると、電子写真感光ドラムの外表面において第二の構造が電子写真感光ドラムの面内の任意の方向について均一に分布していること、すなわち第二の構造群が等方的に配置されていることを意味する。第二の構造群が等方的に配置されていると、クリーニング時にトナーのすり抜けを防ぐことができるため、クリーニング性が向上し好ましい。

本発明者らの検討によると、第二の構造群はクリーニング時のトルクの低減に寄与すると考えられる。すなわち、第二の構造群により、感光ドラムの外表面の凸形状の周期を大きくし、接触点を少なくすることで、クリーニングブレードと感光ドラムの外表面の接触面積を小さくすることで、クリーニング時のトルクを効率良く低減することができる。そのため、第二の構造の出現の周期は、１０μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、２０μｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましい。

（３）高さ
前述のように、画像の転写性の向上のためには、第一の構造群の高さが第二の構造群の高さよりも低いことを要する。また、第一の構造群の高さおよび第二の構造群の高さは、それぞれ第一の構造の高さの平均および第二の構造の高さの平均であってもよい。

第一の構造群の高さが第二の構造群の高さよりも低い限り、第一の構造群の高さおよび第二の構造群の高さは特に限定されない。例えば、第一の構造群の高さは０．２μｍ以上２．０μｍ以下であり、０．５μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましい。また、例えば、第二の構造群の高さは０．５μｍ以上５．０μｍ以下であり、１．０μｍ以上２．０μｍ以下であることが好ましい。
高さの求め方については後述する。

［電子写真感光ドラム］
本発明の電子写真感光ドラムは、支持体と、支持体上に設けられた感光層を有する円筒状の電子写真感光体である。電子写真感光ドラムの表面層は硬化性樹脂を含有し、感光層または感光層上に設けられた保護層が表面層となる。

電子写真感光ドラムを製造する方法としては、後述する各層の塗布液を調製し、所望の層の順番に塗布して、乾燥させる方法が挙げられる。このとき、塗布液の塗布方法としては、浸漬塗布、スプレー塗布、インクジェット塗布、ロール塗布、ダイ塗布、ブレード塗布、カーテン塗布、ワイヤーバー塗布、リング塗布などが挙げられる。これらの中でも、効率性および生産性の観点から、浸漬塗布が好ましい。

以下、各構成について説明する。
＜支持体＞
支持体は導電性を有する導電性支持体であることが好ましい。また、支持体の形状としては、円筒状であることが好ましい。また、支持体の表面に、陽極酸化などの電気化学的な処理や、ブラスト処理、切削処理などを施してもよい。
支持体の材質としては、金属、樹脂、ガラスなどが好ましい。
金属としては、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅、金、ステンレスや、これらの合金などが挙げられる。中でも、アルミニウムを用いたアルミニウム製支持体であることが好ましい。
また、樹脂やガラスには、導電性材料を混合または被覆するなどの処理によって、導電性を付与してもよい。

＜導電層＞
支持体の上に、導電層を設けてもよい。導電層を設けることで、支持体表面の傷や凹凸を隠蔽することや、支持体表面における光の反射を制御することができる。
導電層は、導電性粒子と、樹脂と、を含有することが好ましい。

導電性粒子の材質としては、金属酸化物、金属、カーボンブラックなどが挙げられる。
金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化インジウム、酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化ビスマスなどが挙げられる。金属としては、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀などが挙げられる。
これらの中でも、導電性粒子として、金属酸化物を用いることが好ましく、特に、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛を用いることがより好ましい。
導電性粒子として金属酸化物を用いる場合、金属酸化物の表面をシランカップリング剤などで処理したり、金属酸化物にリンやアルミニウムなど元素やその酸化物をドーピングしたりしてもよい。
また、導電性粒子は、芯材粒子と、その粒子を被覆する被覆層とを有する積層構成としてもよい。芯材粒子としては、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛などが挙げられる。被覆層としては、酸化スズなどの金属酸化物が挙げられる。
また、導電性粒子として金属酸化物を用いる場合、その体積平均粒子径が、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましく、３ｎｍ以上４００ｎｍ以下であることがより好ましい。

樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。
また、導電層は、シリコーンオイル、樹脂粒子、酸化チタンなどの隠蔽剤などをさらに含有してもよい。

導電層の平均膜厚は、１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、３μｍ以上４０μｍ以下であることが特に好ましい。

導電層は、上記の各材料および溶剤を含有する導電層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。導電層用塗布液中で導電性粒子を分散させるための分散方法としては、ペイントシェーカー、サンドミル、ボールミル、液衝突型高速分散機を用いた方法が挙げられる。

＜下引き層＞
支持体または導電層の上に、下引き層を設けてもよい。下引き層を設けることで、層間の接着機能が高まり、電荷注入阻止機能を付与することができる。

下引き層は、樹脂を含有することが好ましい。また、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物を重合することで硬化膜として下引き層を形成してもよい。

樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、アルキッド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリエチレンオキシド樹脂、ポリプロピレンオキシド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミド酸樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、セルロース樹脂などが挙げられる。

重合性官能基を有するモノマーが有する重合性官能基としては、イソシアネート基、ブロックイソシアネート基、メチロール基、アルキル化メチロール基、エポキシ基、金属アルコキシド基、ヒドロキシル基、アミノ基、カルボキシル基、チオール基、カルボン酸無水物基、炭素−炭素二重結合基などが挙げられる。

また、下引き層は、電気特性を高める目的で、電子輸送物質、金属酸化物、金属、導電性高分子などをさらに含有してもよい。これらの中でも、電子輸送物質、金属酸化物を用いることが好ましい。
電子輸送物質としては、キノン化合物、イミド化合物、ベンズイミダゾール化合物、シクロペンタジエニリデン化合物、フルオレノン化合物、キサントン化合物、ベンゾフェノン化合物、シアノビニル化合物、ハロゲン化アリール化合物、シロール化合物、含ホウ素化合物などが挙げられる。電子輸送物質として、重合性官能基を有する電子輸送物質を用い、上記の重合性官能基を有するモノマーと共重合させることで、硬化膜として下引き層を形成してもよい。
金属酸化物としては、酸化インジウムスズ、酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素などが挙げられる。金属としては、金、銀、アルミなどが挙げられる。
また、下引き層は、添加剤をさらに含有してもよい。

下引き層の平均膜厚は、０．１μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以上４０μｍ以下であることがより好ましく、０．３μｍ以上３０μｍ以下であることが特に好ましい。

下引き層は、上記の各材料および溶剤を含有する下引き層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥および／または硬化させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。

＜感光層＞
電子写真感光ドラムの感光層は、主に、（１）積層型感光層と、（２）単層型感光層とに分類される。（１）積層型感光層は、電荷発生物質を含有する電荷発生層と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層と、を有する。（２）単層型感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質を共に含有する感光層を有する。

（１）積層型感光層
積層型感光層の含有する、電荷発生層と、電荷輸送層と、を以下に説明する。

（１−１）電荷発生層
電荷発生層は、電荷発生物質と、樹脂と、を含有することが好ましい。

電荷発生物質としては、アゾ顔料、ペリレン顔料、多環キノン顔料、インジゴ顔料、フタロシアニン顔料などが挙げられる。これらの中でも、アゾ顔料、フタロシアニン顔料が好ましい。フタロシアニン顔料の中でも、オキシチタニウムフタロシアニン顔料、クロロガリウムフタロシアニン顔料、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料が好ましい。

電荷発生層中の電荷発生物質の含有量は、電荷発生層の全質量に対して、４０質量％以上８５質量％以下であることが好ましく、６０質量％以上８０質量％以下であることがより好ましい。

樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、セルロース樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリビニルブチラール樹脂がより好ましい。

また、電荷発生層は、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの添加剤をさらに含有してもよい。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、などが挙げられる。

電荷発生層の平均膜厚は、０．１μｍ以上１μｍ以下であることが好ましく、０．１５μｍ以上０．４μｍ以下であることがより好ましい。

電荷発生層は、上記の各材料および溶剤を含有する電荷発生層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、スルホキシド系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤などが挙げられる。

（１−２）電荷輸送層
電荷輸送層は、電荷輸送物質と、樹脂と、を含有することが好ましい。
電荷輸送物質としては、例えば、多環芳香族化合物、複素環化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、エナミン化合物、ベンジジン化合物、トリアリールアミン化合物や、これらの物質から誘導される基を有する樹脂などが挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物が好ましく、式（１）で示される化合物が好適に用いられる。

（式（１）中、Ｒ^１〜Ｒ^１０は、それぞれ独立して、水素原子、またはメチル基を表す。）

式（１）で示される化合物の例を式（１−１）〜式（１−１０）に示す。この中でも、式（１−１）〜式（１−６）で示される化合物がより好ましい。

樹脂としては、熱可塑性樹脂が用いられ、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂が好ましい。ポリエステル樹脂としては、特にポリアリレート樹脂が好ましい。

電荷輸送層中の電荷輸送物質の含有量は、電荷輸送層の全質量に対して、２５質量％以上７０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以上５５質量％以下であることがより好ましい。

電荷輸送物質と樹脂との含有量比（質量比）は、４：１０〜２０：１０が好ましく、５：１０〜１２：１０がより好ましい。

また、電荷輸送層は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤、滑り性付与剤、耐摩耗性向上剤などの添加剤を含有してもよい。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、シロキサン変性樹脂、シリコーンオイル、フッ素樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、ポリエチレン樹脂粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、窒化ホウ素粒子などが挙げられる。

電荷輸送層の平均膜厚は、５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、８μｍ以上４０μｍ以下であることがより好ましく、１０μｍ以上３０μｍ以下であることが特に好ましい。

電荷輸送層は、上記の各材料および溶剤を含有する電荷輸送層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤が挙げられる。これらの溶剤の中でも、エーテル系溶剤または芳香族炭化水素系溶剤が好ましい。

（２）単層型感光層
単層型感光層は、電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂および溶剤を含有する感光層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥させることで形成することができる。電荷発生物質、電荷輸送物質、樹脂としては、上記「（１）積層型感光層」における材料の例示と同様である。

＜保護層＞
感光層の上に、保護層を設けてもよい。保護層を設けることで、耐久性を向上することができる。
保護層は、導電性粒子および／または電荷輸送物質と、樹脂とを含有することが好ましい。

導電性粒子としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物の粒子が挙げられる。

電荷輸送物質としては、多環芳香族化合物、複素環化合物、ヒドラゾン化合物、スチリル化合物、エナミン化合物、ベンジジン化合物、トリアリールアミン化合物や、これらの物質から誘導される基を有する樹脂などが挙げられる。これらの中でも、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物が好ましい。

樹脂としては、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。中でも、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂が好ましい。また、保護層は、重合性官能基を有するモノマーを含有する組成物を重合することで硬化膜として形成してもよい。その際の反応としては、熱重合反応、光重合反応、放射線重合反応などが挙げられる。重合性官能基を有するモノマーが有する重合性官能基としては、アクリル基、メタクリル基などが挙げられる。重合性官能基を有するモノマーとして、電荷輸送能を有する材料を用いてもよい。

重合性官能基を有した化合物は、連鎖重合性官能基と同時に電荷輸送性構造を有していてもよい。電荷輸送性構造としてはトリアリールアミン構造が電荷輸送の点で好ましい。連鎖重合性官能基としてはアクリロイル基、メタクリロイル基が好ましい。重合性官能基の数は一つまたは複数有していても良い。中でも、複数の重合性官能基を有した化合物と一つの重合性官能基を有した化合物を含有して硬化膜を形成すると、複数の重合性官能基同士の重合で生じたひずみが解消されやすいため、特に好ましい。

上記の一つの重合性官能基を有した化合物の例を式（２−１）〜式（２−６）に示す。

上記複数の重合性官能基を有した化合物の例を式（３−１）〜式（３−７）に示す。

保護層は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、レベリング剤、滑り性付与剤、耐摩耗性向上剤、などの添加剤を含有してもよい。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、硫黄化合物、リン化合物、ベンゾフェノン化合物、シロキサン変性樹脂、シリコーンオイル、フッ素樹脂粒子、ポリスチレン樹脂粒子、ポリエチレン樹脂粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、窒化ホウ素粒子などが挙げられる。

保護層は、上記の各材料および溶剤を含有する保護層用塗布液を調製し、この塗膜を形成し、乾燥および／または硬化させることで形成することができる。塗布液に用いる溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、スルホキシド系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤が挙げられる。

＜電子写真感光ドラムの表面に第一の構造および第二の構造を形成する方法＞
電子写真感光ドラムの表面に第一の構造および第二の構造を形成する方法としては、例えば、（１）皺形状を形成する方法、（２）型押しにより構造を形成する方法などがあげられる。（１）皺形状を形成する方法は、熱膨張挙動の異なる膜を積層させ、加熱冷却することで得られるもので、図１（ａ）に示すパターンが形成される。（２）型押しにより構造群を形成する方法は、特許文献３にも開示されているように、金属などの型を感光ドラムの外表面に押し付けパターンを形成するもので、感光ドラムへの表面形状付与技術としても広く知られている。構造群を形成する方法としては、レーザアブレーションなど、その他の手段を用いることも可能である。

（１）皺形状を形成する方法
皺形状を形成する方法としては、積層型の感光層の場合は熱可塑性樹脂を主成分とした電荷輸送層の上に、または単層型の感光層の場合は熱可塑性樹脂を主成分とした単層型感光層の上に、架橋性の硬化膜である保護層を形成した後、加熱処理を施して生成する。そのため、本方法で皺形状を形成する場合、電子写真感光ドラムの外表面は、必ず感光層の直上に設けられた保護層の表面となる。加熱処理の際、保護層と電荷輸送層または単層型感光層の変形量の違いにより、表面方向に圧縮応力がかかり、保護層が座屈することで皺形状が形成されると考えられる。皺形状は、図１（ａ）に示すように、電子写真感光ドラムの表面を上面視した場合に観察可能なストライプ状の凹凸形状となり、単一方向に分布するのではなく、曲線部分、途切れた部分、分岐した部分などで構成される。外表面の任意の位置に一辺が１００μｍの正方形の観察領域を置き上面視した場合に、皺形状は、観察領域の中心点を通り、電子写真感光ドラムの周方向に平行な線を第１基準線Ｌ１とし、観察領域の中心点を中心として、第１基準線Ｌ１を０．１°毎に回転させて得られる３５９９本の基準線を各々Ｌ２〜Ｌ３６００としたとき、Ｌ１〜Ｌ３６００のそれぞれは、皺形状と複数箇所において交差し、該複数箇所から選ばれる少なくとも２つは互いに異なる交差角を有する。なお、皺形状の理解を容易にするため、図１に示す皺形状では便宜的に第一の構造または第二の構造の一方を抽出して模式的に表している。そのため、実際の感光ドラムでは、皺形状である第一の構造および第二の構造の両者について上記関係が成り立つ。

また、第一の構造および第二の構造が皺形状である場合、これらの高さは、上面観察によって凸部を特定することにより求められる。上面観察によって凸部を特定する方法としては、特に限定されないが、例えば、共焦点レーザ顕微鏡を用いて測定した高さ情報を、画像解析することで特定することができる。図１（ｂ）中の１ｅで示された凸形状の頂点を特定することで、第一の構造および第二の構造の高さを得ることができる。なお、第一の構造および第二の構造の高さは、皺形状の凸形状の頂点と凹形状の底点との高低差である。第一の構造の高さの平均および第二の構造の高さの平均は、感光ドラムの全領域から求めてもよいが、一辺が５００μｍ正方の任意の領域で測定した高さ情報から求めてもよい。なお、高さ情報を画像解析し、第一の構造群および第二の構造群の高さを求めてもよい。図１（ｂ）中の１ｅで示された凸形状の頂点を結んだものが、図１（ａ）中の１ａに示す皺形状の稜線であり、電子写真感光ドラムの表面を上面から観察したとき、ストライプ状の凹凸形状の凸部を結んでできる直線または曲線である。

また、すべての基準線は、皺形状と複数箇所において異なる交差角で交差するため皺形状の稜線は、その稜線内に複数の曲率を有する。曲率とは、曲線の曲がり具合を表す量であり、曲線上の任意の点近傍を円で近似したとき、式（Ｅ）で示されるように、その円の半径Ｒの逆数として得られる。すなわち、曲率χは、

ただし、式（Ｅ）においてｓは曲線上の長さを表し、ｒは曲線上の任意の点の位置ベクトルである。

例えば、図１（ａ）中の１ｂに示す点では、皺の稜線１ａの曲がり具合が大きいため、曲率は大きくなり、図１（ａ）中の１ｃに示す点では、皺の稜線１ａの曲がり具合が小さいため、曲率は小さくなる。また、図１（ａ）中の１ｄに示す点では、皺の稜線１ａはほとんど曲がっていない。

電荷輸送層または単層型感光層の上に、架橋性の硬化膜である保護層を形成した後、後述する第一の加熱処理を施すと、図３（ａ）に示す皺形状が第一の構造として電子写真感光ドラムの外表面に形成される。図３（ｂ）には、図３（ａ）中のＢ−Ｂ’線における皺形状の断面プロファイルを示す。図３（ｂ）に示すように、皺形状の稜線の出現はほぼ一定であり、高さもほぼ一定である。

これにさらに後述する第二の加熱処理を施すと、図４（ａ）に示すように、一定の出現の周期の皺形状である第一の構造の中に、より大きな出現の周期を有する皺形状の稜線が見出された。図４（ａ）中のＢ−Ｂ’線における皺形状の断面プロファイルを図４（ｂ）に示す。図３に示す皺形状が形成された電子写真感光ドラムをさらに加熱すると、皺形状が成長し、より出現の周期が大きく、凸部の高さが高く振幅が大きい皺形状が第二の構造として形成される。

上記の皺形状の成長の様子を図５〜７を用いて詳細に説明する。図５（ａ）、図６（ａ）、および図７（ａ）は、電子写真感光ドラムの表面を上面視した図である。図５（ｂ）、図６（ｂ）、および図７（ｂ）は、一辺が５００μｍの正方領域において、データ数Ｎ１×Ｎ２で高さ情報を測定したとき、離散的なフーリエ変換によって得られるパワースペクトルＰ（ｋ，ｌ）を直交座標系（ｋ，ｌ）から極座標系（ｒ，θ）に変換し、Ｆ（ｒ，θ）を動径方向に一次元化して得られた動径方向分布関数ｐ（ｒ）を示したものである。

第一の加熱処理を始めると座屈が起こり、電子写真感光ドラムの外表面の全面に均一な皺形状が形成された段階が図５（ａ）である。この皺形状の動径方向分布関数ｐ（ｒ）は、図５（ｂ）に示すように、ひとつの周波数ｒｐ１にピークを有する様子がみてとれる。この周波数ｒｐ１にピークを有する皺形状が第一の構造である。さらに、第二の加熱処理として加熱を続けていくと、図６（ａ）に示すように、より大きな出現の周期を有する皺形状が現れ始める。このより大きな出現の周期を有する皺形状の動径方向分布関数ｐ（ｒ）は、図６（ｂ）に示すように、周波数ｒｐ１よりも低い側に周波数ｒｐ２のピークが現れる。さらに加熱を続けていくと、図７（ａ）に示すとおり、より大きな出現の周期を有する皺形状が明確になる。動径方向分布関数ｐ（ｒ）は、図７（ｂ）に示すように、周波数ｒｐ１を有するピークとともに周波数ｒｐ２に明瞭なピークが現れる。この周波数ｒｐ２にピークを有する皺形状が第二の構造である。このように、加熱処理を行うことにより、図７に示すとおり、電子写真感光ドラムの外表面に、第一の構造と第二の構造という異なる出現の周期を有する構造が複合された所望のパターンが形成される。

皺形状の形成メカニズムは、感光層の上に保護層を形成した後に、さらに加熱した場合、保護層と感光層との間で変形量に違いが生じ、その結果、表面方向に圧縮応力がかかり、保護層が座屈することで皺形状が形成されると考えられる。

この皺形状が微細で均一に形成できる理由について下記のように推測している。
まず、皺形状を形成するために、電荷輸送層用塗布液または単層型感光層用塗布液には、第一の溶剤と、第一の溶剤よりも沸点の高い第二の溶剤が用いられる。

電荷輸送層または単層型感光層の形成は、第一の溶剤の沸点より低い加熱温度で徐々に加熱することで塗膜中を乾燥させる第一の加熱処理により行う。第一の加熱処理により、電荷輸送層または単層型感光層からの急速な溶剤の蒸発と感光層の急速な硬化とが抑制され、第一の加熱処理後の電荷輸送層または単層型感光層には、沸点の異なる第一の溶剤と第二の溶剤がそれぞれ均一に分布して存在することになる。次いで、第二の加熱処理により保護層を形成する工程で、第一の溶剤の沸点よりも高い温度で加熱を行うことで、第二の溶剤に比べて第一の溶剤がより速く蒸発し、電荷輸送層または単層型感光層と保護層との界面に圧縮応力による座屈の起点が生じる。この起点が電荷輸送層または単層型感光層と保護層との界面に均等に生じるため、第二の溶剤が徐々に蒸発していくことで、電荷輸送層または単層型感光層と保護層の適度な変形が確保されて微細で均一な皺形状の形成を可能としている。

また、感光ドラムの外表面上に微細で均一な皺形状を有する保護層を形成するには、第一の加熱処理後の電荷輸送層中または単層型感光層中の第一の溶剤の量が、電荷輸送層または単層型感光層の全質量に対して０．０５質量％以上２．５０質量％以下である必要がある。第一の加熱処理後の電荷輸送層中または単層型感光層中の第一の溶剤の量が０．０５質量％未満であると、第一の溶剤が電荷輸送層中または単層型感光層中に均一に分布できず、座屈の起点が少なくなり均一な皺形状ができにくい。第一の加熱処理後の電荷輸送層中または単層型感光層中の第一の溶剤の量が２．５０質量％を超えると、座屈が大きくなり皺形状が大きくなる場合や、皺形状の均一性が低下する場合がある。さらに、感光ドラムの外表面上に微細で均一な皺形状を有する保護層を形成するには、第一の加熱処理後の電荷輸送層中または単層型感光層中の第二の溶剤の量が、電荷輸送層または単層型感光層の全質量に対して０．５０質量％以上２．５０質量％以下である必要がある。第一の溶剤の量と同様に、第一の加熱処理後の電荷輸送層中または単層型感光層中の第二の溶剤の量が０．５０質量％未満だと微細な皺形状ができにくく、２．５０質量％を超えると座屈が大きくなり皺形状が大きくなる場合や、皺形状の均一性が低下する場合がある。

第一の加熱処理後の電荷輸送層中または単層型感光層中の第一の溶剤の残留溶剤量に対する第二の溶剤の残留溶剤量の比は、１．００以上１５．００以下である場合が好ましい。この範囲であると、第一の溶剤と第二の溶剤のバランスが良く、第一の溶剤の蒸発による座屈の起点が表面全体に細かく均一に入り、皺形状がより微細で均一になりやすい。

残留溶剤量の調製方法は、電荷輸送層用塗布液または単層型感光層用塗布液を調製する際の第一の溶剤と第二の溶剤の配合比や、第一の加熱処理における加熱温度と時間により適宜調製ができる。残留溶剤量の測定方法としては、公知の測定方法が使用でき、例えばガスクロマトグラフィーを用いた測定方法があげられる。

電荷輸送層用塗布液または単層型感光層用塗布液の調製に用いられる溶剤としては、上記の通り、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤が挙げられる。第一の溶剤としては、沸点が９０℃以上１５０℃以下の溶剤が好ましく、例えば、トルエン（沸点：１１１℃）、ｏ−キシレン（沸点：１４４℃）、ｍ−キシレン（沸点：１３９℃）、ｐ−キシレン（沸点：１３８℃）などがあげられる。第二の溶剤としては、沸点が１５３℃以上２３０℃以下の溶剤が好ましく、例えば、安息香酸メチル（沸点：１９９℃）、シクロヘキサノン（沸点：１５６℃）、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセタート（沸点：２１７℃）などがあげられる。第一の溶剤と第二の溶剤との組み合わせは、その沸点の差が、４０℃以上１００℃以下とすることが好ましい。第一の溶剤および第二の溶剤の他に低沸点の溶剤を併用してもよい。低沸点の溶剤としては、沸点が４０℃以上７０℃以下の溶剤が好ましく、例えば、テトラヒドロフラン、ジメトキシメタンなどがあげられる。

第一の加熱処理では、室温から第一の溶剤の沸点より約１０℃低い温度まで１時間程度かけて徐々に加熱を行うことが好ましい。第二の加熱処理は、加熱温度を第二の溶剤の沸点より約３０℃高い温度とし、第一の加熱処理時間の約１．５倍〜２．５倍の時間加熱することが好ましい。

（２）型押しにより構造を形成する方法
型押しにより構造を形成する方法としては、例えば、電子写真感光ドラムに凹凸形状を有する型部材を加圧接触させることによって、該型部材の凹凸形状を該電子写真感光ドラムの表面に転写する方法があげられる。型押しによる構造の形成では、保護層を有さない感光ドラムを作成することが可能であるが、保護層を有する感光ドラムでも、型押しにより構造群を形成してもよい。型押しにより構造を形成する場合、第一の構造および第二の構造の高さも皺形状と同様に、それぞれの構造の頂点と凹形状の底点との高低差である。第一の構造の高さの平均および第二の構造の高さの平均は、感光ドラムの全領域から求めてもよく、一辺が５００μｍ正方の任意の領域で測定した高さ情報から求めてもよい。

図８に、電子写真感光ドラムの表面に凹部を形成するための圧接形状転写加工装置の例を示す。
図８に示す圧接形状転写加工装置によれば、被加工物である電子写真感光ドラム２−１を回転させながら、その外表面に連続的に型部材２−２を接触させ、加圧することにより、電子写真感光ドラム２−１の表面に凹部を形成することができる。

加圧部材２−３の材質としては、例えば、金属、金属酸化物、プラスチック、ガラスなどが挙げられる。これらの中でも、機械的強度、寸法精度、耐久性の観点から、ステンレス鋼（ＳＵＳ）が好ましい。加圧部材２−３は、その上面に型部材が設置される。また、下面側に設置される支持部材（不図示）および加圧システム（不図示）により、支持部材２−４に支持された電子写真感光ドラム２−１の表面に、型部材２−２を所定の圧力で接触させることができる。また、支持部材２−４を加圧部材２−３に対して所定の圧力で押し付けてもよいし、支持部材２−４および加圧部材２−３を互いに押し付けてもよい。

図８に示す例は、加圧部材２−３を電子写真感光ドラム２−１の軸方向と垂直な方向に移動させることにより、電子写真感光ドラム２−１が従動または駆動回転しながら、その表面を連続的に加工する例である。さらに、加圧部材２−３を固定し、支持部材２−４を電子写真感光ドラム２−１の軸方向と垂直な方向に移動させることにより、または、支持部材２−４および加圧部材２−３の両者を移動させることにより、電子写真感光ドラム２−１の表面を連続的に加工することもできる。

なお、形状転写を効率的に行う観点から、型部材２−２や電子写真感光ドラム２−１を加熱することが好ましい。

型部材２−２としては、例えば、微細な表面加工された金属や樹脂フィルムや、シリコンウエハーなどの表面にレジストによりパターニングをしたものや、微粒子が分散された樹脂フィルムや、微細な表面形状を有する樹脂フィルムに金属コーティングを施したものなどが挙げられる。

また、電子写真感光ドラム２−１に押し付けられる圧力を均一にする観点から、型部材２−２と加圧部材２−３との間に弾性体を設置することが好ましい。

型部材の加熱は必須ではないが、形状転写を効率的、安定的に行う観点から、型部材２−２を加熱し、電子写真感光ドラム２−１の型部材２−２との加圧接触部における感光ドラムの表面の温度が、感光ドラムの表面層に含まれる樹脂のガラス転移点Ｔｇ以上となるように加熱されることが好ましい。

［電子写真感光ドラムの外表面の形状の評価手法］
以下に、電子写真感光ドラムの外表面の形状の高さ情報の評価手法の一例を示す。

＜高さ情報の測定方法＞
高さ情報の測定は、後述する装置を用い、感光ドラムの外表面の各位置に対する高さを計測する。高さ情報の測定は、感光ドラムの外表面の３次元表面形状データの測定結果に基づいて行い、３次元表面形状データの測定方法には特に制約はない。例えば、市販の原子間力顕微鏡、電子顕微鏡、レーザ顕微鏡、光学顕微鏡、光干渉方式の３次元表面形状測定機が利用できる。

原子間力顕微鏡としては、例えば、以下のものが利用できる。
・走査型プローブ顕微鏡ネオス（ブルーカー・ナノ社製）
・ナノスケールハイブリッド顕微鏡 ＶＮ−８０００（（株）キーエンス社製）
・走査型プローブ顕微鏡 ＮａｎｏＮａｖｉ ステーション（エスアイアイ・ナノテクノロジー（株）社製）
・走査型プローブ顕微鏡 ＳＰＭ−９６００（（株）島津製作所社製）

電子顕微鏡としては、例えば、以下のものが利用できる。
・３Ｄ リアルサーフェスビュー顕微鏡 ＶＥ−９８００（（株）キーエンス社製）
・３Ｄ リアルサーフェスビュー顕微鏡 ＶＥ−８８００（（株）キーエンス社製）
・走査型電子顕微鏡コンベンショナル／Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ＳＥＭ（エスアイアイ・ナノテクノロジー（株）社製）
・走査型電子顕微鏡 ＳＵＰＥＲＳＣＡＮ ＳＳ−５５０（（株）島津製作所社製）

レーザ顕微鏡としては、例えば、以下のものが利用できる。
・超深度形状測定顕微鏡 ＶＫ−８５５０（（株）キーエンス社製）
・超深度形状測定顕微鏡 ＶＫ−９５００（（株）キーエンス社製）
・超深度形状測定顕微鏡 ＶＫ−９７００（（株）キーエンス社製）
・表面形状測定システム Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｘｐｌｏｒｅｒ ＳＸ−５２０ＤＲ型機（（株）菱化システム社製）
・走査型共焦点レーザ顕微鏡 ＯＬＳ４０００（オリンパス（株）社製）
・リアルカラーコンフォーカル顕微鏡オプリテクス Ｃ１３０（レーザーテック（株）社製）

光学顕微鏡としては、例えば、以下のものが利用できる。
・デジタルマイクロスコープ ＶＨＸ−５００（（株）キーエンス社製）
・デジタルマイクロスコープ ＶＨＸ−１０ｓ００（（株）キーエンス社製）
・３Ｄ デジタルマイクロスコープ ＶＣ−７７００（オムロン（株）社製）

光干渉方式の３次元表面形状測定機としては、例えば、以下のものが利用できる。
・白色干渉計測システム Ｒ６５００Ｈ（（株）菱化システム社製）
・非接触３次元表面性状・段差測定機タリサーフ ＣＣＩ ６０００（アメテック（株）社製）

上記の測定機を用いて、水平方向座標：（ｘ，ｙ）に対応する垂直方向高さデータ：ｚ（ｘ，ｙ）を計測し、３次元表面形状データを得ることができる。

＜高さ情報の解析方法＞
得られた電子写真感光ドラムの高さ情報は、前述のとおり、３次元表面形状データから得られた外表面の高さ情報を測定し、結果を２次元フーリエ変換を用いて解析することで得ることができる。外表面の凹凸形状の、パワースペクトルＦ（ｒ，θ）から、動径方向に一次元化して得られた動径方向分布関数ｐ（ｒ）を周波数解析し、動径方向分布関数ｐ（ｒ）が極大となる周波数ｒｐ１における二次元パワースペクトルＦ_１（ｒｐ_１，θ_１）の角度分布ｑ１（θ_１）、および動径方向分布関数ｐ（ｒ）が極大となる周波数ｒｐ２における二次元パワースペクトルＦ_２（ｒｐ_２，θ_２）の角度分布ｑ２（θ_２）を求める。
得られた電子写真感光ドラムの凹凸形状の分布関数の評価手法は、動径方向分布関数ｐ（ｒ）が複数のピークを持つかを判定する。すなわち、凹凸形状の動径方向分布関数ｐ（ｒ）が少なくとも二つのピークを持ち、高周波側のピークに対応する構造の高さの平均が、低周波側のピークに対応する構造の高さの平均よりも低い場合に、本発明の電子写真感光ドラムの要件を満たす。さらに、角度分布ｑ１（θ）およびｑ２（θ）が全θ範囲において均一か否かを判定する。θ_１の全範囲におけるパワー値Ｆ_１のばらつきが１０％以下であり、かつθ_２の全範囲におけるパワー値Ｆ_２のばらつきが１０％以下である場合、第一の構造および第二の構造が電子写真感光ドラムの外表面に等方的に配置されていることを示す。
以上の処理により、表面形状の特徴を判定することができる。

したがって、図３に示すように均一なパターン場合、良好な画像の転写性を示す一方、トルクの低減効果が十分でない。図４に示すように、出現の周期の小さい均一なパターンに加え、より出現の周期の大きいパターンが形成されてくると、トルクの低減効果が得られはじめる。出現の周期の小さいパターンと出現の周期の大きなパターンが複合されることで、トルクの低減と画像の転写性の向上とを両立することが可能となる。

［プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置］
本発明のプロセスカートリッジは、これまで述べてきた電子写真感光ドラムと、帯電手段、現像手段、転写手段およびクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも１つの手段とを一体に支持し、電子写真画像形成装置の本体に着脱自在であることを特徴とする。

また、本発明の電子写真画像形成装置は、これまで述べてきた電子写真感光ドラムと、帯電手段、露光手段、現像手段および転写手段からなる群より選択される少なくとも１つの手段とを有することを特徴とする。

図９に、電子写真感光ドラムを備えたプロセスカートリッジを有する電子写真画像形成装置の概略構成の一例を示す。
円筒状の電子写真感光ドラム１は、軸２を中心に矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。電子写真感光ドラム１の表面は、帯電手段３により、正または負の所定電位に帯電される。なお、図９には、ローラ型帯電部材によるローラ帯電方式を示しているが、コロナ帯電方式、近接帯電方式、注入帯電方式などの帯電方式を採用してもよい。帯電された電子写真感光ドラム１の表面には、露光手段（不図示）から露光光４が照射され、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。電子写真感光ドラム１の表面に形成された静電潜像は、現像手段５内に収容されたトナーで現像され、電子写真感光ドラム１の表面にはトナー像が形成される。電子写真感光ドラム１の表面に形成されたトナー像は、転写手段６により、転写材７に転写される。トナー像が転写された転写材７は、定着手段８へ搬送され、トナー像の定着処理を受け、電子写真画像形成装置の外へプリントアウトされる。電子写真画像形成装置は、転写後の電子写真感光ドラム１の表面に残ったトナーなどの付着物を除去するための、クリーニング手段９を有していてもよい。また、クリーニング手段を別途設けず、上記付着物を現像手段などで除去する、所謂、クリーナーレスシステムを用いてもよい。電子写真画像形成装置は、電子写真感光ドラム１の表面を、前露光手段（不図示）からの前露光光１０により除電処理する除電機構を有していてもよい。また、プロセスカートリッジ１１を電子写真画像形成装置の本体に着脱するために、レールなどの案内手段１２を設けてもよい。

電子写真感光ドラムは、レーザビームプリンター、ＬＥＤプリンター、複写機などに用いることができる。

以下、実施例および比較例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。本発明は、その要旨を超えない限り、下記の実施例によって何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例の記載において、「部」とあるのは特に断りのない限り質量基準である。なお、実施例および比較例の電子写真感光ドラムの各層の膜厚は、渦電流式膜厚計（Ｆｉｓｃｈｅｒｓｃｏｐｅ、フィッシャーインスツルメント社製）で求め、または、単位面積当たりの質量から比重換算で求めた。

＜電子写真感光ドラム１の製造＞
〔実施例１〕
直径２４ｍｍ、長さ２５７．５ｍｍのアルミニウムシリンダー（ＪＩＳ−Ａ３００３、アルミニウム合金）を支持体（導電性支持体）とした。

次に、以下の材料を用意した。
・金属酸化物粒子としての酸素欠損型酸化スズ（ＳｎＯ_２）で被覆されている酸化チタン（ＴｉＯ_２）粒子（平均一次粒子径２３０ｎｍ） ２１４部
・結着材料としてのフェノール樹脂（フェノール樹脂のモノマー／オリゴマー）（商品名：プライオーフェンＪ−３２５、大日本インキ化学工業（株）製、樹脂固形分：６０質量％） １３２部
・溶剤としての１−メトキシ−２−プロパノール ９８部
これらを、直径０．８ｍｍのガラスビーズ４５０部を用いたサンドミルに入れ、回転数を２０００ｒｐｍ、分散処理時間を４．５時間、冷却水の設定温度を１８℃の条件で分散処理を行い、分散液を得た。この分散液からメッシュ（目開き：１５０μｍ）でガラスビーズを取り除いた。得られた分散液に、表面粗し付与材としてのシリコーン樹脂粒子（商品名：トスパール１２０、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ（株）製、平均粒径２μｍ）を添加した。シリコーン樹脂粒子の添加量は、ガラスビーズを取り除いた後の分散液中の金属酸化物粒子と結着材料の合計質量に対して１０質量％となるようにした。また、分散液中の金属酸化物粒子と結着材料の合計質量に対して０．０１質量％になるように、レベリング剤としてのシリコーンオイル（商品名：ＳＨ２８ＰＡ、東レ・ダウコーニング（株）製）を分散液に添加した。次に、分散液中の金属酸化物粒子と結着材料と表面粗し付与材の合計質量（すなわち、固形分の質量）が分散液の質量に対して６７質量％になるように、メタノールと１−メトキシ−２−プロパノールの混合溶剤（質量比１：１）を分散液に添加した。その後、攪拌することによって、導電層用塗布液を調製した。この導電層用塗布液を支持体上に浸漬塗布し、これを１４０℃で１時間加熱することによって、膜厚が３０μｍの導電層を形成した。

次に、以下の材料を用意した。
・式（Ｅ−１）で示される電子輸送物質 ４部
・ブロックイソシアネート（商品名：デュラネートＳＢＮ−７０Ｄ、旭化成ケミカルズ（株）製） ５．５部
・ポリビニルブチラール樹脂（エスレックＫＳ−５Ｚ、積水化学工業（株）製）０．３部
・触媒としてのヘキサン酸亜鉛（ＩＩ）（三津和化学薬品（株）製） ０．０５部
これらを、テトラヒドロフラン５０部と１−メトキシ−２−プロパノール５０部の混合溶剤に溶解して下引き層用塗布液を調製した。この下引き層用塗布液を導電層上に浸漬塗布し、これを１７０℃で３０分間加熱することによって、膜厚が０．７μｍの下引き層を形成した。

次に、ＣｕＫα特性Ｘ線回折より得られるチャートにおいて、７．５°および２８．４°の位置にピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン１０部とポリビニルブチラール樹脂（商品名：エスレックＢＸ−１、積水化学工業社製）５部を用意した。これらをシクロヘキサノン２００部に添加し、直径０．９ｍｍのガラスビーズを用いたサンドミル装置で６時間分散した。これにシクロヘキサノン１５０部と酢酸エチル３５０部をさらに加えて希釈して電荷発生層用塗布液を得た。得られた塗布液を下引き層上に浸漬塗布し、９５℃で１０分間乾燥することにより、膜厚が０．２０μｍの電荷発生層を形成した。

なお、Ｘ線回折の測定は、次の条件で行ったものである。
［粉末Ｘ線回折測定］
使用測定機：理学電気（株）製、Ｘ線回折装置ＲＩＮＴ−ＴＴＲＩＩ
Ｘ線管球：Ｃｕ
管電圧：５０ＫＶ
管電流：３００ｍＡ
スキャン方法：２θ／θスキャン
スキャン速度：４．０°／ｍｉｎ
サンプリング間隔：０．０２°
スタート角度（２θ）：５．０°
ストップ角度（２θ）：４０．０°
アタッチメント：標準試料ホルダー
フィルター：不使用
インシデントモノクロ：使用
カウンターモノクロメーター：不使用
発散スリット：開放
発散縦制限スリット：１０．００ｍｍ
散乱スリット：開放
受光スリット：開放
平板モノクロメーター：使用
カウンター：シンチレーションカウンター

次に、以下の材料を用意した。
・式（１−４）で示される電荷輸送物質（正孔輸送性物質） ５部
・式（１−６）で示される電荷輸送物質（正孔輸送性物質） ５部
・ポリカーボネート（商品名：ユーピロンＺ４００、三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製） １０部
・構造式（Ｃ−４）と構造式（Ｃ−５）の共重合ユニットを有するポリカーボネート樹脂（ｘ／ｙ＝０．９５／０．０５：粘度平均分子量＝２００００） ０．０２部
これらを、トルエン６０部／安息香酸メチル２．３部／テトラヒドロフラン１２．８部の混合溶剤に溶解させることによって電荷輸送層用塗布液を調製した。この電荷輸送層用塗布液を電荷発生層上に浸漬塗布して塗膜を形成し、塗膜を１００℃で２０分間乾燥させることによって、膜厚が１６μｍの電荷輸送層を形成した。

電荷輸送層の残留溶剤量は、ヘッドスペースサンプラーを装備したガスクロマトグラフィー質量分析装置（商品名：ＨＰ６８９０、Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ社製）および検出器（商品名：ＨＰ５９７３、Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ社製）により測定を行った。ガスクロマトグラフィー質量分析の測定条件としては、ヘッドスペースサンプラーを用い、電子写真感光ドラムから電荷輸送層を剥離して、１５０℃で３０分加熱し、発生したガスをガスクロマトグラフィー質量分析装置（商品名：ＨＰ６８９０、Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ社製）および検出器（商品名：ＨＰ５９７３、Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ社製）を用いて測定した。なお、キャピラリーカラムとしてＨｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ社製：ＨＰ−５ＭＳ（５％−Ｄｉｐｈｅｎｙｌ ９５％−Ｄｉｍｅｔｈｙｌｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅ共重合体、膜厚０．２５μｍ、内径０．２５ｍｍ、長さ３０ｍ）を用い、キャリアガスとしてＨｅ（１ｍｌ／ｍｉｎ）を用い、４０℃で３分ホールド、１段目の昇温：４０℃から２℃／ｍｉｎの昇温速度で７０℃までカラムを昇温、２段目の昇温：７０℃から５℃／ｍｉｎの昇温速度で１５０℃までカラムを昇温、３段目の昇温：１５０℃から１０℃／ｍｉｎの昇温速度で３００℃までカラムを昇温する条件で測定を行った。電荷輸送層で使用する溶剤を検量線用基準物質として検量線を作成して電荷輸送層中の残留溶剤量を求めた。結果を表１に示す。

次に、以下の材料を用意した。
・式（２−１）で示される化合物 ８部
・式（３−１）で示される化合物 １６部
・シロキサン変性アクリル化合物（サイマックＵＳ２７０、東亜合成（株）製）０．１部
これらを、シクロヘキサン５８部と１−プロパノール２５部に混合し、撹拌した。このようにして、保護層用塗布液を調製した。
この保護層用塗布液を電荷輸送層上に浸漬塗布して塗膜を形成し、得られた塗膜を４０℃で５分間乾燥させた。その後、窒素雰囲気下にて、加速電圧７０ｋＶ、ビーム電流５．０ｍＡの条件で支持体（被照射体）を３００ｒｐｍの速度で回転させながら、１．６秒間電子線を塗膜に照射し、保護層用塗布液の塗膜を硬化した。最表面層位置の線量は１５ｋＧｙであった。その後、窒素雰囲気下にて、２５℃から１００℃まで２０秒かけて昇温させて第一の加熱を行い、膜厚１．５μｍの保護層を形成した。電子線照射から、その後の加熱処理までの酸素濃度は１０ｐｐｍ以下であった。次に、大気中において、塗膜の温度が２５℃になるまで自然冷却し、塗膜の温度が２２０℃になる条件で２５分間の第二の加熱処理を行い、皺形状を形成した。このようにして、実施例１の保護層を有する電子写真感光ドラムを作製した。

〔実施例２〜５〕
電荷輸送物質の種類を表１に示すように変更し、第二の加熱処理を行う条件を表２に示すように変更した以外は実施例１と同様にして電子写真感光ドラムを作製した。

〔参考例１〕
電荷輸送物質の種類を表１に示すように変更し、第二の加熱処理を行う条件を表２に示すように変更した以外は実施例１と同様にして電子写真感光ドラムを作製した。

〔比較例１〕
実施例１の電子写真感光ドラムの第二の加熱処理の温度を１２０℃に変更し、皺形状を形成させずに作製した感光ドラムを用意した。この感光ドラムを図１０に示す研磨機を用いて、下記条件で感光ドラムの外表面の研磨を行った。
研磨シートの送りスピード：４００ｍｍ／ｍｉｎ
感光ドラムの回転数：２４０ｒｐｍ
研磨砥粒：炭化珪素
研磨砥粒の平均粒径：３μｍ
研磨時間：２０秒
研磨方法は、シート状基材上に研磨砥粒が結着樹脂中に分散された層を設けてなる研磨シート１８を矢印方向に送りながら、電子写真感光ドラム１９を矢印方向に回転させながら２０秒間バックアップローラ２０に押付けて粗面化処理を行い、周方向に傷を有する電子写真感光ドラムを作製した。粗面化後の感光ドラムの表面粗さＲａを出現の周期の計測と同条件で評価したところ０．０１８μｍであった。

＜評価＞
実施例１〜５、参考例１、および比較例１で作製した感光ドラムを、以下の条件で評価した。

・外表面形状の評価
実施例１〜５の電子写真感光ドラムの周面形状をレーザ顕微鏡（商品名：ＶＫ−Ｘ２００、株式会社キーエンス製）で拡大観察し、得られたデータを前述の方法で解析することにより、第一の構造群および第二の構造群それぞれを構成する構造のピークの個数、出現の周期、高さの平均、および等方性を評価した。なお、出現の周期は、ピークの周波数から算出した。また、等方性については、第一の構造群および第二の構造群それぞれの出現が極大となる周波数において、Ｆ（ｒｐ，θ）の角度分布ｑ（θ）を計算し、全θ範囲におけるパワー値のばらつきが１０％以下であった場合に等方的であるとした。比較例１の電子写真感光ドラムの周面形状を目視で確認したところ、表面形状は異方的に設けられていた。結果を表３に示す。
トルク、クリーニング性、および転写性の評価は、Ｈｅｗｌｅｔｔ Ｐａｃｋａｒｄ社製のレーザビームプリンター（商品名：ＨＰ ＬａｓｅｒＪｅｔ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ Ｃｏｌｏｒ Ｍ５５３ｄｎ）の改造機を使用した。改造点としては、感光ドラムの回転モーターの駆動電流量を測定できるようにし、帯電ローラへの印加電圧の調節および測定、像露光光量の調節および測定ができるように改造した。なお、用いたトナーの平均粒径は６．８μｍである。
実施例および比較例の感光ドラムを画像形成装置のシアン色のカートリッジに装着し、Ａ４サイズの普通紙に対し、印字比率５％のテストチャートによる画像出力を１００枚出力した。帯電条件としては、暗部電位が−５００Ｖ、露光条件としては、像露光光量を０．２５μＪ／ｃｍ^２に調整した。

・トルクの評価
前記評価装置を用い、１００枚目を出力した際の駆動電流値を電流値Ａとした。また、実施例１の電子写真感光ドラムの製造において第二の加熱処理を行わず、外表面に皺形状を有さない電子写真感光ドラムを作製し、これを対照用電子写真感光ドラムとした。対照用電子写真感光ドラムを記評価装置に装着し、１００枚目を出力した際の駆動電流値を電流値Ｂとした。
得られた電流値Ｂに対する電流値Ａの値（電流値Ａ／電流値Ｂ）を、トルクの相対値とした。トルクの相対値が０．７以下であると、電子写真感光ドラムとクリーニングブレードとの摩擦力が十分に低減されていることを表す。
結果を表３に示す。

・クリーニング性の評価
前記評価装置を用い、トナーの載り量が０．２ｍｇ／ｃｍ^２であるハーフトーン画像を５枚印刷し、評価した。結果を表３に示す。評価がＡおよびＢであると、十分なクリーニング性を有することを表す。
Ａ：クリーニング不良画像なし、帯電ローラ汚れなし。
Ｂ：クリーニング不良画像なし、帯電ローラ汚れあり。
Ｃ：ハーフトーン画像上にクリーニング不良が少し確認できる。
Ｄ：ハーフトーン画像上にクリーニング不良が目立つ。

・転写性の評価
前記評価装置を用い、トナーの載り量が０．５ｍｇ／ｃｍ^２であるベタ画像を出力し、作像中に感光ドラムを止めて、残ったトナー量を評価した。評価は有意差を確認するため、転写バイアスを通常の設定より低く、８００Ｖとしておこなった。転写効率は、転写で残ったトナー量を、現像されたトナー量で除し求めた。結果を表３に示す。評価がＡおよびＢであると、十分な転写性を有することを表す。
Ａ：９５％以上
Ｂ：９０％以上
Ｃ：８０％以上
Ｄ：８０％より下

１ 電子写真感光ドラム
２ 軸
３ 帯電手段
４ 露光光
５ 現像手段
６ 転写手段
７ 転写材
８ 定着手段
９ クリーニング手段
１０ 前露光光
１１ プロセスカートリッジ
１２ 案内手段
２−１ 電子写真感光ドラム
２−２ 型部材
２−３ 加圧部材
２−４ 支持部材
１８ 研磨シート
１９ 電子写真感光ドラム
２０ バックアップローラ

Claims (8)

1. 支持体および該支持体上に設けられた感光層を有し、
   外表面に異なる出現の周期を有する少なくとも二つの構造群が設けられた電子写真感光ドラムであって、
   前記二つの構造群のうち、より小さな出現の周期を有する構造で構成される群を第一の構造群とし、より大きな出現の周期を有する構造で構成される群を第二の構造群としたとき、
   前記第一の構造群の高さが、前記第二の構造群の高さよりも低い電子写真感光ドラム。
2. 前記第一の構造群の高さが、前記より小さな出現の周期を有する構造の高さの平均であり、
   前記第二の構造群の高さが、前記より大きな出現の周期を有する構造の高さの平均である請求項１に記載の電子写真感光ドラム。
3. 前記外表面の一辺が５００μｍ正方の任意の領域における、
   前記第一の構造群を構成する構造の高さ情報を周波数解析した二次元パワースペクトルＦ_１（ｒｐ_１，θ_１）および前記第二の構造群を構成する構造の高さ情報を周波数解析した二次元パワースペクトルＦ_２（ｒｐ_２，θ_２）としたとき、ただしｒｐ_１およびｒｐ_２は周波数の成分を表し、θ_１およびθ_２は角度の成分を表す、
   前記θ_１の全範囲におけるパワー値Ｆ_１のばらつきが１０％以下であり、かつ前記θ_２の全範囲におけるパワー値Ｆ_２のばらつきが１０％以下である請求項１または２に記載の電子写真感光ドラム。
4. 前記第一の構造群を構成する構造および前記第二の構造群を構成する構造が、
   前記外表面の任意の位置に一辺が１００μｍの正方形の観察領域を置き、
   前記観察領域の中心点を通り、前記電子写真感光ドラムの周方向に平行な線を第１基準線Ｌ１とし
   前記第１基準線Ｌ１を前記中心点を中心として、前記第１基準線Ｌ１を０．１°毎に回転させて得られる３５９９本の基準線を各々Ｌ２〜Ｌ３６００としたとき、
   Ｌ１〜Ｌ３６００のそれぞれは、前記第一の構造群を構成する構造と複数箇所において交差し、該複数箇所から選ばれる少なくとも２つは互いに異なる交差角を有し、かつ前記第二の構造群を構成する構造と複数箇所において交差し、該複数箇所から選ばれる少なくとも２つは互いに異なる交差角を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子写真感光ドラム。
5. 前記第一の構造群を構成する構造および前記第二の構造群を構成する構造が分岐を有する請求項４に記載の電子写真感光ドラム。
6. 前記外表面が、前記感光層の直上に設けられた保護層の表面である請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子写真感光ドラム。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子写真感光体と、帯電手段、現像手段、およびクリーニング手段からなる群より選択される少なくとも１つの手段と、を一体に支持し、電子写真画像形成装置の本体に着脱自在であるプロセスカートリッジ。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子写真感光体と、帯電手段、露光手段、現像手段、および転写手段からなる群より選択される少なくとも１つの手段と、を有する電子写真画像形成装置。

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