JP3782680B2

JP3782680B2 - Electrophotographic photosensitive member and electrophotographic apparatus

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Publication number: JP3782680B2
Application number: JP2001147978A
Authority: JP
Inventors: 弘憲大脇; 将也河田; 俊幸江原; 哲也唐木; 邦正河村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-05-23
Filing date: 2001-05-17
Publication date: 2006-06-07
Anticipated expiration: 2021-05-17
Also published as: JP2002049171A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアモルファスSiを含む光導電層および表面保護層を順次積層してなる感光体、ならびに本発明の感光体を具備した電子写真装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、ファクシミリ、プリンターなどの電子写真装置では、表面に光導電層が設けられた感光体の外周面をコロナ帯電あるいは、ローラ帯電、ファーブラシ帯電、磁気ブラシ帯電といった帯電手段で一様に帯電させ、次いで被複写体の被複写像と反射光や変調信号に応じたレーザーやLEDによって露光させることにより前記感光体の外周面上の静電潜像を形成し、さらに該感光体上にトナーを付着させることでトナー像を形成し、これを複写用紙などに転写させて複写が行われる。
【０００３】
このようにして電子写真装置で複写を行った後には、感光体の外周面上にトナーが一部残留するため、該残留トナーを除去する必要がある。かかる残留トナーの除去は、クリーニングブレード、ファーブラシ、マグネットブラシなどを用いたクリーニング工程によって行われるのが一般的である。
【０００４】
また、近年環境への配慮から、廃トナーの低減乃至解消を目的にクリーニング装置を省略した電子写真装置も提案、開示されている。この方式は特開平６―１１８７４１号公報に開示されているようなブラシ帯電器のような直接帯電器でクリーニング工程を兼ねるもの、特開平１０―３０７４５５号公報に開示されているような現像器でクリーニング工程を兼ねるものなどがあるが、いずれの方式においてもトナーと感光体表面が摺擦し、除去させる工程を含んでいる。
【０００５】
しかしながら、近年印刷画像の高画質化のために、従来よりも平均粒径の小さいトナーや省エネルギーに対応した融点の低いトナーが用いられるようになり、上記のクリーニング工程だけでなく他の工程と同時に進行させるトナー除去工程においても残留トナーの除去が難しく、複写を繰り返した結果、該残留トナーが感光体表面に固着し、画像に黒点または白点の画像欠陥が発生するトナー付着という問題を生じる場合があった。
【０００６】
上記の問題を解決するための対策として、特開平９―２９７４２０号公報に開示されているように、アモルファスＳｉを感光層とした感光体において、該感光層を成膜形成する導電性基体表面を切削あるいは回転ボールミル装置でもって予め粗しておく方法が提案され、基体表面は表面粗さ計により測定したμｍオーダーの表面粗さの値で規定されている。
【０００７】
また、特開平８―１２９２６６号公報においては、表面粗さRaの値が規定されているが、これは導電性基体の加工形状を規定するものであり、基体表面は表面粗さ計により測定したμｍオーダーの表面粗さの値で規定されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、電子写真装置のデジタル化の進展に伴い、単一波長を主とする光源による潜像形勢が主流になりつつある。その結果、基体を予め切削しておく前記提案の方法では、基体形状に起因し、光導電層への入射露光量に差を生じ、その結果縞模様が印刷画像上に発生してしまうという問題点があった。また、導電性基体の表面を予め粗しておく工程を新たに設けることはコスト高につながるため好ましくなかった。逆に、前記縞模様の発生しない範囲の粗さで基体を加工するとトナー付着を十分に抑制できないことが問題となった。
【０００９】
そこで、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、トナー付着防止の効果は必ずしも表面粗さ計により測定したμｍオーダーの基体表面粗さによって決まらず、むしろアモルファスＳｉ膜固有の微視的な（具体的には数ｎｍから数十ｎｍオーダー）表面粗さに大きく依存していることを見出した。
【００１０】
したがって本発明は上記知見により完成されたものであり、その目的はクリーニング時のトナー付着を防止して、良好な画像形成を達成した感光体ならびに画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述の問題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、導電性基体上に少なくともアモルファスＳｉを含む感光層および表面保護層を順次積層してなる感光体においては、１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さ凹凸の最も深い点、別の表現では低い点を基準に凹凸高さの累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差が３５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲、好ましくは４５〜１８０ｎｍの範囲であることにより、トナー付着を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
本発明の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さ凹凸の最も深い点を基準に凹凸高さの累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差を好適な範囲に調整させる手段として、次の様な方法を用いる事ができる。
【００１３】
例えば、シリカ、酸化クロム、酸化チタン、酸化鉄、酸化ジルコニウム、ダイヤモンド、炭化窒素、炭化ケイ素、チッ化ケイ素、酸化セリウム等の微粉末を研磨剤として用い、乾式乃至湿式にて研磨し、所望の表面粗さを得る方法がある。また、バフ研磨、磁気研磨、磁性流体ＦＦＦ、電気泳動利用ＦＦＦ、プラズマ利用ＦＦＦ（ＦＦＦ：Field assisted Fine Finishing）、ＥＥＨ(Elastic Emission Haching)及びラッピングフィルムによる研磨で、所望の表面粗さを得る方法がある。この方法により前記累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差が所望の値より大きい場合、それを小さくすることができる。
【００１４】
図１２は電子写真感光体表面の研磨装置の説明図である。
【００１５】
図１２において、符号１は電子写真感光体ドラムを表し、その表面には、被処理表面層が設けられている。符号２は研磨面に結晶SiCがコーティングされた研磨テープ（商品名：ラッピングテープLT−C2000、製造元：Fuji Film）を表している。符号３は感光体ドラム１の表面と研磨テープ２とを接触させるための円筒形支持体を表している。
【００１６】
本発明に用いられる研磨テープとしては、研磨面に結晶ＳｉＣがコーティングされたものの他に、酸化鉄，アルミナ，ダイヤモンドの粉末等をコーティングしたものも好適なものとして用いることができる。符号４は円筒形支持体３の受台を表し、受台４は感光体ドラム１の回転軸方向と平行に配置され、おもり５で荷重が加えられる。符号６は研磨テープ２を送り出すための送り出しモーターを表し、このモーター６により研磨テープ２は一定の速度で送り出され、おもり７により研磨テープ２は引っ張られ、一定の速度で送られる。その際、研磨テープは、感光体の回転の順方向に送られるので、研磨テープ２と感光体ドラム１との間隙にSiCの研磨粉や異物がたまることなく研磨され所望の表面粗さを得ることができる。この方法により表面粗さが所望の値より大きい場合、それを小さくさせることができる。
【００１７】
図１３は図１２の研磨装置のＡ−Ａ´に沿った断面図である。図１３において、感光体ドラム１は回動軸方向（Ｘ方向）に移動が可能である。また逆に研磨テープ２及び円筒形支持体３を移動させてもよい。これによって、２次元的な研磨制御が可能となり、更に容易に所望の表面粗さを得ることができる。
【００１８】
本発明における微視的な表面粗さとは、原子間力顕微鏡（AFM）［Quesant社製Q―Scope 250］を用いて測定した表面粗さRaの値を指し、微視的な表面粗さを高い精度で再現性よく測定するためには、１０μｍ×１０μｍの測定範囲で、かつサンプルの曲率傾き（チルト；tilt）による誤差を避けるように測定した結果であることが望ましい。具体的には、Quesant社製Q―Scope 250のTile Removalモードにより、試料のAFM像の持つ曲率を放物線にフィットさせた後、平坦化する補正（Parabolic）が挙げられる。電子写真感光体は一般に円筒形状をとっており好適な手法である。さらに、像に傾きが残る場合には、傾きを除去する補正（Line by line）を行う。このように、データに歪みを生じさせない範囲でサンプルの傾きを適宜補正することが可能である。
【００１９】
さらに、本発明者らは、上記の表面形状に加え、光導電層を複数の層から構成することがトナー付着の抑制を促進させることを見出した。
【００２０】
光導電層のバンドギャップにより生じる画像露光の実質的な吸収深さの変動により静電潜像の電位ムラが生ずる。この電位ムラ、具体的には残留電位、ゴースト電位により、トナー付着の核となるカブリ、または画像の鮮鋭さを悪化させるものと考える。
【００２１】
また、感光体の表面保護層と感光層の界面組成を連続的に変化させることで、さらに効果的にトナー付着の抑制ができることを見出した。
【００２２】
上記界面組成は分光反射率が以下の式、
波長４５０nmから６５０nmの範囲の光で、反射率（％）の最小値をMinとし最大値をMaxとしたとき０≦（Max−Min）／（Max＋Min）≦０.４式(1)
を満たすことが望ましい。
【００２３】
ここで、本発明による反射率とは、分光光度計［大塚電子社製MCPD―２０００］を用いて測定した反射率（百分率）の値を指す。概要を述べるとまず、分光器の光源の分光発光強度I（O）をとり、次いで感光体の分光反射光度I（D）をとり、反射率R＝I（D）／I(O）を求める。高い精度で再現性よく測定するためには、曲率を持つ感光体に対して角度が一定となるようにディテクターを治具で固定することが望ましい。
【００２４】
界面制御の具体例を図９に示す。図９（ａ）に示した例Ａ（上記式(1)の値：0.48）、例Ｂ（上記式(1)の値：0.41）が上記式の範囲外である「界面あり」の測定例、図９（ｂ）に示した例Ｃ（上記式(1)の値：0.28）、例Ｄ（上記式(1)の値：0.16）が本発明に係わる式を満たす「界面無し」の測定例である。２本の線があるのはそれぞれ表面保護層の膜厚違いによる差であり、膜厚の差に応じてグラフ上左右に波形が移動する。その最大値は波形の振幅に相当するため、界面ありは界面無しに比べ、単一波長固定で見た場合、膜厚変動に対して反射率は大きく変動する。すなわち、膜厚変動に対して大きく感度変動が生じる。
【００２５】
つまり、微細粗さにより生じる画像露光入射光路上における実質的な表面保護層の膜厚ムラが生ずる。この膜厚ムラにより界面ありの場合、界面無しの場合よりも感度の変動が大きくなり、トナー付着の核となるカブリ、または画像の鮮鋭さを悪化させるものと考える。
【００２６】
[表面粗さの度数分布]
以下、本発明の重要な指標である表面粗さの度数分布について述べる。
【００２７】
原子間力顕微鏡（Atomic Force Microscopy）は横分解能（試料面に平行な方向の分解能）は０.５ｎｍを上回り、縦分解能（試料面の垂直方向の分解能）は０.０１〜０.０２ｎｍを持ち、試料の三次元的な形状を測定することが可能で、従来から広く用いられている表面粗さ計との大きな違いは、その高い分解能にある。
【００２８】
これほどまでの高い分解能においては、感光体基体の粗さが支配的なオーダーの粗さではなく、光導電層や表面層といった堆積膜そのものの性質に起因する粗さの測定が可能である。
【００２９】
感光体気体の粗さは、前記の旋盤やボールミル、あるいはディンプル処理加工といった「歯形」や「処理部材」といった「型」に依存するものであるが、堆積膜そのものの粗さには「型」はなく、単にJISで規定されるRa（中心線平均粗さ）やRz（十点平均粗さ）では表現しきれない形状因子が存在し、それが前記トナー付着防止の糸口になるのではないかと本発明者らは考えた。
【００３０】
具体的には、同一視野（１０μｍ×１０μｍ）の範囲における表面粗さRaが１０ｎｍ未満の導電性基体の上に、各種条件にてアモルファスシリコン感光層（阻止層、光導電層、表面層、各層の界面を含む全層）を作製し、その凹凸の高さを原子間力顕微鏡で観測し、度数分布を求めて比較検討した。
【００３１】
同様の測定を従来広く用いられている表面粗さ計、例えば（株）小坂研究所製接触式表面粗さ計（ＳＥ―３４００）では有意な差を観測できず、本出願で用いる指標はアモルファスシリコン感光体の材料の特性を示す新規な指標であると考える。
【００３２】
なお、本発明者らはＡＦＭの測定に際して、いくつかの試料に対して、いくつかのスキャンサイズで測定を行った。スキャンサイズとは、スキャンする四角形の一辺の長さであり、したがって１０μｍのスキャンサイズとは、１０μｍ×１０μｍすなわち１００μｍ²の範囲をスキャンすることを意味する。グラフ横軸をスキャンサイズにして、その結果の一部を図１０に示す。
【００３３】
この図は、同一基体に作成条件を変えて成膜した比較的微細粗さの小さいものと中程度のものの２つの試料について、測定視野と、一般的にイメージし易い粗さ指標JIS―Ra（中心線平均粗さ）とで示した。
【００３４】
スキャンサイズを大きく、すなわち測定範囲を広くすると測定値は安定するが、試料基体のうねり、突起などの特異形状、加工形状の影響により、微細形状が反映され難くなり、視野角が小さいと測定個所の選択バラツキが大きくなるため、本発明は測定の検知能力と安定性の総合的に優れた１０μｍ×１０μｍの視野で表記した。
【００３５】
以上の経緯から、本発明の発明思想は１０μｍ×１０μｍ視野に限定されるものではない。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を詳細に説明する。
【００３７】
「本発明に係わるａ―Ｓｉ感光体」
図１に本発明に係わる電子写真感光体の一例における基体に積層した機能層の部分断面を示す。
【００３８】
本例の電子写真感光体は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、例えばＡｌ、ステンレスなどの導電性材料からなる基体１０１上に、光導電層１０２および表面保護層１０３を順次積層したものである。なお、これら層の他に、阻止層１０４、反射防止層ないし界面層１０７などの種々の機能層を必要に応じて設けてもよい。例えば、阻止層１０４、界面層１０７などを設けそのドーパントをIII族元素、V族元素など選択することにより、正帯電、負帯電といった帯電極性の制御も可能となる。基体形状は電子写真感光体の駆動方式などに応じた所望のものとしてよい。基体材質としては上記Ａｌやステンレスのような導電性材料が一般的であるが、例えば各種のプラスチックやセラミックスなど、特には導電性を有しないものにこれら導電性材料を蒸着するなどして導電性を付与したものも用いることができる。
【００３９】
光導電層１０２としては、光導電性を有するものであれば、有機質のものでも、無機質のものでもよいが、無機光導電体としては、例えばシリコン原子が水素原子およびハロゲン原子を含む非晶質材料（「a―Si（H,X）」と略記する）あるいはa―Seなどが代表的なものとして擧げられる。また、光導電層１０２の層厚としては特に限定はないが、製造コストなどを考慮すると、１５〜５０μｍ程度が適当である。
【００４０】
さらに、特性を向上させるために下部光導電層１０５と上部光導電層１０６のように複数の層構成にしてもよい。特に、半導体レーザーのように、比較的長い波長であって且つ波長バラツキのほとんどない光源に対しては、こうした層構成の工夫によって画期的な効果が現れる。
【００４１】
表面保護層１０３は、一般的にa―SiC（H, X）で形成されるが、a―C（H,X）としてもよい。また、光導電層１０２と表面保護層１０３の界面組成１０７を連続的に変化させ、当該部分の界面反射を抑制させるように制御することが好ましい（図１（ｂ），（ｃ）参照）。
【００４２】
また、本発明の１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さ凹凸の最も深い点を基準に凹凸高さの累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差を好適な範囲に調整させる手段として、堆積膜形成前の基体の表面の凹凸を適切に調整した上、堆積膜を形成した後に必要に応じて研磨等の後処理をすることによって得ることができる。
【００４３】
具体的には、(1)本発明に関する極めて微細な堆積膜表面の凹凸制御の為には、基体が本発明の測定の範囲内で平滑である事が好ましく、旋盤等の切削手段により所望の加工を施し、(2)成膜条件、主にはガス分解周波数、投入電力、もちろん、堆積膜の形成条件にもよるが、研磨は堆積された膜の特性によって適宜調整して行われる。研磨は、例えば、ＳｉＣの微粒子を付着させたテープ（ＳｉＣ研磨テープ）を用い、成膜形成された感光体の表面を摺擦することによって行うことができる。
【００４４】
「本発明に係わるａ―Ｓｉ感光体成膜装置」
本発明に係わるａ−Ｓｉ感光体成膜装置の一例を以下に示す。
【００４５】
本発明では、感光ドラムはａ−Ｓｉ感光体としており、ａ−Ｓｉ感光層を高周波プラズマＣＶＤ（ＰＣＶＤ）法により成膜した。本発明で使用したＰＣＶＤ装置を図３に示す。図３に示す装置は、電子写真用感光体の製造に使用する一般的なＰＣＶＤ装置である。このＰＣＶＤ装置は、堆積装置３００、原料ガス供給装置および排気装置（共に図示せず）を備えて構成されている。堆積装置３００には縦型の真空容器からなる反応容器３０１を有し、この反応容器３０１内の周囲には内には縦方向の原料ガス導入管３０３が複数本配設され、ガス導入管３０３の側面には、長手方向に沿って多数の細孔が設けられている。反応容器３０１内の中心には、螺旋状に巻線したヒーター３０２が縦方向に延設され、感光体ドラムの基体となる円筒体３１２は、容器３０１内の上部の蓋３０１ａを開けて挿入され、ヒータ３０２を内側にして容器３０１内に垂直に設置される。反応容器３０１の側面の一方に設けた凸部３０４から高周波電力が供給される。
【００４６】
反応容器３０１の下部には、原料ガス導入管３０３に接続された原料ガス供給管３０５が取り付けられ、この供給管３０５は、供給バルブ３０６を介して図示しないガス供給装置に接続されている。また、反応容器３０１の下部には排気管３０７が取り付けられ、この排気管３０７はメイン排気バルブ３０８を介して図示しない排気装置（真空ポンプ）に接続されている。排気管３０７には、他に真空計３０９、サブ排気バルブ３１０が取り付けられている。
【００４７】
上記の装置を用いたＰＣＶＤ法によるａ―Ｓｉ感光層の形成は次のように行われる。まず、反応容器３０１内に感光体ドラムの基体となる円筒体３１２をセットし、蓋３０１ａを閉じた後、図示しない排気装置により容器３０１内を所定の低圧以下の圧力まで排気し、以後排気を続けながら、ヒーター３０２により基体３１２を内側から加熱して、基体３１２を２０℃〜４５０℃の範囲内の所定の温度に制御する。基体３１２が所定の温度に維持されたら、所望の原料ガスをそれぞれの流量制御器（図示せず）により調節しながら、導入管３０３を通って反応容器３０１内に導入する。導入された原料ガスは反応容器３０１内を満たした後、排気管３０７を通って容器３０１外に排気される。
【００４８】
このようにして、原料ガスが満たされた反応容器３０１内が所定の圧力になって安定したことを真空計３０９により確認したら、図示しない高周波電源（１３.５６MHzのＲＦ帯域、または５０〜１５０MHzのＶＨＦ帯域、など）により、高周波を所望の投入電力量で容器３０１内に導入し、容器３０１内にグロー放電を発生させる。このグロー放電のエネルギーによって、原料ガスの成分が分解してプラズマイオンが生成され、基体３１２の表面に珪素を主体としてａ―Ｓｉ堆積層が形成される。この際、ガス種、ガス導入量、ガス導入比率、圧力、基体温度、投入電力、膜厚などのパラメータを調整することにより様々な特性のａ―Ｓｉ堆積層を形成することにより、電子写真特性を制御することができる。
【００４９】
このようにして基体３１２の表面にａ―Ｓｉ堆積層が所望の膜厚で形成されたら、高周波電力の供給を止め、供給バルブ３０６などを閉じて、反応容器３０１内への原料ガスの導入を停止し、一層分のａ―Ｓｉ堆積層の形成を終える。同様の操作を複数回繰り返すことにより所望の多層構造のａ―Ｓｉ堆積層、つまりａ―Ｓｉ感光層が形成され、基体３１２の表面に多層構造のａ―Ｓｉ感光層を有する感光ドラムが製造される。
【００５０】
また、本発明に係わる表面保護層と光導電層の界面反射の低減、制御については、前述の一層分のａ―Ｓｉ堆積層の形成を終える際に、高周波電力を停止させず、且つ原料ガスの供給も停止させず連続的に次の層の電力条件、ガス組成に変化させることで達成される。または、高周波電力は一旦停止させるものの、原料ガスを前の層の構成から開始し、所望の構成に連続的に変化させながら成膜させることによっても達成が可能である。
【００５１】
以上において、ガス導入管３０３の長手方向上に分布した細孔から反応容器３０１内に導入される原料ガスの導入管３０３長手方向での流量分布、排気管からの排ガスの流出速度、放電エネルギーなどを調整することによって、基体３１２上のａ―Ｓｉ堆積層の長手方向に沿った電子写真特性を制御することができる。
【００５２】
「本発明に係わる電子写真装置」
このように作製した電子写真感光体を用いた本発明の電子写真装置の一例を図２に示す。なお、本例の装置は、円筒状の電子写真感光体を用いる場合に好適なものであるが、本発明の電子写真装置は本例に限定されるものではなく、感光体形状は無端ベルト状などの所望のものであってよい。
【００５３】
図２において、本発明にいうところの電子写真感光体２０４の周囲に、感光体２０４に静電潜像形成のための帯電を行う一次帯電器２０５と、静電潜像の形成された感光体２０４に現像剤（トナー）を供給するための現像器２０６と、感光体表面のトナーを紙などの転写材２１３に移行させるための転写帯電器２０７と、感光体表面の浄化を図るクリーナー２０８とが配設されている。本例は感光体表面の均一削除を有効に行うため、前述のような弾性ローラー２０８―１とクリーニングブレード２０８―２を用いて感光体表面の浄化を行っているが、いずれか一方のみでも差し支えない。また、クリーナー２０８と一次帯電器２０５の間には、次回の複写動作に備えて感光体表面の除電を行うための除電ランプ２１０が配設されており、また転写材２１３は送りローラ２１４により送られる。露光Ａの光源には、ハロゲン光源、あるいは単一波長を主とする光源を用いる。
【００５４】
このような装置を用い、複写画像の形成は、例えば以下のように行われる。
【００５５】
まず電子写真感光体２０４を所定の速度で矢印の方向へ回転させ、一次帯電器２０５を用いて感光体２０４の表面を一様に帯電させる。次に、帯電された感光体２０４の表面に画像の露光Ａを行い、該画像の静電潜像を感光体２０４の表面に形成させる。そして感光体２０４の表面の静電潜像の形成された部分が現像器２０６の設置部を通過する際に、現像器２０６によってトナーが感光体２０４の表面に供給され、静電潜像がトナー２０６ａによる画像として顕像化（現像）され、さらにこのトナー画像は感光体２０４の回転と共に転写帯電器２０７の設置部に到達し、ここで送りローラー２１４によって送られてくる転写材２１３に転写されるのである。
【００５６】
転写終了後、次の複写工程に備えるために電子写真感光体２０４の表面から残留トナーがクリーナー２０８によって除去され、さらに該表面の電位がゼロもしくは殆どゼロになるように除電ランプ２１０により除電され、１回の複写工程を終了する。
【００５７】
図４は本発明に係わるクリーニング装置を省略した電子写真装置を表す模式図である。図に示す電子写真装置４０１は、透光性支持体４０３上に透光性導電層４０４と絶縁性キャリア注入阻止層４０５ａと光導電層４０５と表面層４０６が積層されたドラム状の感光体４０１と、露光手段としてのLEDヘッド４０７と、現像器４０８と、転写ローラ４０９とを備える。LEDヘッド４０７と現像器４０８は、感光体４０２のある一部を介して、ほぼ対称的に配置される。感光体４０２の内側には、イレース用光源としてのLEDアレイ４１０が配置されているが、感光体４０２の外側に配置してもよい。現像器４０８においては、例えば８極の円柱状の磁極ローラ４１１と、その外周に亘って配設された導電性スリーブ４１２とからなり、さらにトナー受け４１３に貯蔵された現像剤としての一成分磁性導電性トナーはスリーブ４１２の外周へ配送され、磁気ブラシ４１４を形成する。また、スリーブ４１２と透光性導電層４０４との間にはバイアス電源４１５が設けられ、その両者４０４，４１５の間に感光体４０２の電位特性に応じてプラアスあるいはマイナスの０〜３００Ｖの電圧が印加される。感光体４０２の表面にはトナー層４１６が形成され、記録紙４１７と接する。符号４１８は記録紙４１７との接触後の感光体表面の残留トナーである。これ以外に現像剤の回転手段と感光体４０２の回転手段とが設けられている。
【００５８】
透光性支持体側より露光器により露光すると共に、現像バイアス供給用の電源によりバイアス電圧を印加した現像器上の導電性磁性トナーからなる磁気ブラシでもって感光体表面を摺擦させ、これによって帯電と露光と現像とをほぼ同時に行い、感光体上にトナー像を形成する。そのトナー像は、転写ローラを用いて記録紙に転写され、定着手段により定着されて記録画像となる。一方、感光体上に残留したトナーは、現像器で回収され、再利用されるためクリーニング装置は省略される。
【００５９】
【実験例】
以下、本発明を種々の実験例に基づき詳細に説明する。
【００６０】
[実験例１]
前記ａ―Ｓｉ感光体成膜装置を用いて基板形状および製造条件の各パラメーターを変更することにより、ＡＦＭ測定レベルにおける表面粗さの累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差ならびに表面粗さ計測定レベルにおける表面粗さRzを変化させた電子写真用感光体Ｎｏ．１０１〜１１３を製造した。導電性基体にはＡｌからなる円筒状基体を用い、切削加工、ディンプル加工など、様々な基体表面加工を施したものを用いた。
【００６１】
上記感光体のいくつかについて、具体的には、Ｎｏ．１０４を１０μｍ×１０μｍの範囲でＡＦＭにより測定した表面粗さの累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差を図５に示す。この図からわかるように、度数分布の幅、高さ、左右のバランスから累積度数に特徴が現れてくる。さらに、累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差は、最表面部分の凹凸にあたり、トナー融着防止などの特性に大きく関与する部分と考えられる。
【００６２】
本発明では、累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差に着目して、Ｎｏ．１０１〜１１３の各々の感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲でAFMにより測定した表面粗さの累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差と接触式表面粗さ計で測定した表面粗さRzおよび画像評価の結果を表１に示す。
【００６３】
ここで、本発明におけるμｍオーダーの表面粗さとは、接触式表面粗さ計［株式会社小坂研究所製サーフコーダＳＥ―３４００］を用い、測定長１.２５mmにおいて測定した表面粗さRzの値を指す。
【００６４】
なお、本発明者らは上記表面粗さ計の測定に際して、いくつかの試料に対して、いくつかの評価長さで測定を行った。その結果の一部を図１１に示す。
【００６５】
この図は、基体および作成条件を変えて成膜した比較的粗さの小さいものと中程度のものの２つの試料について、評価長さと一般的にイメージし易い粗さ指標ＪＩＳ―Ｂ０６０１のRz（十点平均粗さ）で示した。
【００６６】
評価長さとRzには相関があり、すなわち評価長さを規定しないと粗さの正確な表記ができないため、本発明は評価長さ１.２５mmにおいて測定した表面粗さRzで表記した。
【００６７】
画像評価はキヤノン製電子写真装置ＮＰ６３５０機を用いて、印字率３％と通常より印字率を下げたテストパターンにて５０万枚通紙耐久を行い、定期的にベタ白、ベタ黒画像を出力し、トナー付着の評価を行った。
【００６８】
表１の記号は、◎：優れている、○：実用上問題なし、×：実用上問題あり、を意味する。
【００６９】
表１の結果より、従来の表面粗さRzの値とトナー付着との間には相関は見出せなかった。反対に、累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差とトナー付着には相関が見られた。
【００７０】
【表１】

【００７１】
[実験例２]
次に、前記ａ―Ｓｉ感光体成膜装置を用いて製造条件の各パラメーターを変更することにより、ＡＦＭ測定レベルにおける表面粗さの度数分布ならびに表面粗さ計測定レベルにおける表面粗さRzを変化させた電子写真用感光体Ｎｏ. ２０１〜２１２と、界面無しにした以外は同様の感光体Ｎｏ．２１３, ２１４とを製造した。導電性基体には純度９９.９％以上のAlからなる円筒状基体を用い、切削により鏡面加工を施した微視的な表面粗さRaを９ｎｍ未満で統一した。
【００７２】
Ｎｏ. ２０１〜２１２の各々の感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲でＡＦＭにより測定した表面粗さの累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差と、接触式表面粗さ計で測定した表面粗さRz、画像評価の結果を表２に示す。
【００７３】
画像評価はキヤノン製電子写真装置ＮＰ６３５０をそのまま、ないしは画像露光をLEDアレイおよびレーザーに改造したものを用いて印字率３％と通常より印字率を下げたテストパターンにて５０万枚の通紙耐久を行い、トナー付着、クリーニング不良、およびデジタル画像の鮮鋭さの評価を行った。
【００７４】
トナー付着、クリーニング不良は定期的にベタ白、ベタ黒画像を出力し、デジタル画像の鮮鋭さは線幅６０〜５００μｍ、間隔６０〜５００μｍの範囲でパターンを形成し、その再現性の良否で判定した。
【００７５】
表２の記号は、◎：優れている、○：実用上問題なし、×：実用上問題あり、を意味する。
【００７６】
表２の結果より、１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さ凹凸の最も深い点を基準に凹凸高さの累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差が３５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲にある感光体においては、トナー付着、クリーニング不良共に良好であった。
【００７７】
また、累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差が４５ｎｍ〜１８０ｎｍの範囲の感光体においては、トナー付着、クリーニング不良、およびデジタル画像の鮮鋭さのいずれも極めて良好であった。また、界面無しとすることでトナー付着、または画像の鮮鋭さの領域が広がった
【００７８】
【表２】

【００７９】
[実験例３]
次に、１０μｍ×１０μｍの範囲でＡＦＭにより測定した微視的な表面粗さRaを変化させた導電性基体を用いて、電子写真用感光体Ｎｏ．３０１〜３０６を製造した。導電性基体には純度９９.９％以上のＡｌからなる円筒状基体を用い、ＡＦＭにより測定した表面粗さの累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差が概ね１００ｎｍ〜１２０ｎｍになるように成膜条件を調整した。
【００８０】
Ｎｏ．３０１〜３０６の各々の感光体の導電性基体の微視的表面粗さRaと画像評価の結果を表３に示す。
【００８１】
画像評価はキヤノン製電子写真装置ＮＰ６３５０改造機を用いて、印字率７％のテストパターンにて５０万枚通紙耐久を行い、ポチ不良の評価を行った。ポチ不良とは、感光層の成膜形成において膜が部分的に異常成長した結果、稀に印刷画像上に黒点や白点を生じることを言う。
【００８２】
表３の記号は、◎：優れている、○：実用上問題なし、×：実用上問題あり、を意味する。
【００８３】
表３の結果から、導電性基体の微視的な表面粗さRaが９ｎｍ未満、好ましくは６ｎｍ未満の感光体においては、ポチ不良は発生せず極めて良好な画像が得られた。
【００８４】
【表３】

【００８５】
[実験例４]
次に、前記ａ−Ｓｉ感光体成膜装置を用いて製造条件の各パラメーターを変更することにより、ＡＦＭ測定レベルにおける表面粗さの累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差ならびに表面粗さ計測定レベルにおける表面粗さRzを変化させた光導電層が単層の電子写真用感光体Ｎｏ．４０１〜４０６、前記光導電層が複層の電子写真用感光体Ｎｏ．４０７, ４１２および、前記光導電層が複層で且つ界面無しにした以外は同様の感光体Ｎｏ．４１３, ４１４を製造した。導電性基体には純度９９.９％以上のＡｌからなる円筒状基体を用い、切削により鏡面加工を施して微視的な表面粗さRaを６ｎｍ未満で統一した。
【００８６】
Ｎｏ．４０１〜４１４の各々の感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲でAFMにより測定した表面粗さの累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差と、接触式表面粗さ計で測定した表面粗さRz、画像評価の結果を表４に示す。
【００８７】
画像評価はキヤノン製電子写真装置ＮＰ６３５０をそのまま、ないしは画像露光をLEDアレイおよびレーザーに改造したものを用いて印字率３％と通常より印字率を下げたテストパターンにて５０万枚の通紙耐久を行い、トナー付着、クリーニング不良、およびデジタル画像の鮮鋭さの評価を行った。
【００８８】
トナー付着、クリーニング不良は定期的にベタ白、ベタ黒画像を出力し、デジタル画像の鮮鋭さは線幅６０〜５００μｍ、間隔６０〜５００μｍの範囲でパターンを形成し、その再現性の良否で判定した。
【００８９】
表４の記号は、◎：優れている、○：実用上問題なし、×：実用上問題あり、を意味する。
【００９０】
表４の結果より、１０μｍ×１０μｍの範囲における表面粗さ凹凸の最も深い点を基準に凹凸高さの累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差が３５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲にある感光体においては、トナー付着、クリーニング不良ともに良好であった。
【００９１】
また、前記累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差が３５ｎｍ〜２００ｎｍ、好ましくは４５ｎｍ〜１８０ｎｍの範囲の感光体においては、トナー付着、クリーニング不良、およびデジタル画像の鮮鋭さのいずれも極めて良好であった。また、界面無しとすることでトナー付着、または画像の鮮鋭さの領域が広がった。
【００９２】
【表４】

【００９３】
【実施例】
以下、本発明を実施例と比較例に基づき説明する。
【００９４】
前記ａ−Ｓｉ感光体成膜装置を用いてφ８０ｍｍの円筒状基体形状および製造条件の各パラメーターを変更することにより、感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲においてＡＦＭで測定した表面粗さの凹凸の最も深い点を基準にした凹凸の高さの累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差およびμｍオーダーの表面粗さＲｚを変化させたプラス帯電電子写真用感光体（実施例１〜実施例３、参考例１、比較例１〜３）を製造した。
【００９５】
実施例１〜実施例３、参考例１、比較例１〜３の各々の感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲でＡＦＭにより測定した表面粗さの累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差、および導電性基体の微視的表面粗さＲａ、画像評価の結果を表５に示す。
【００９６】
また、実施例１に用いた導電性基体の１０μｍ×１０μｍの範囲でＡＦＭにより測定した微視的な粗さの観察像を図８に、本発明の感光体表面の１０μｍ×１０μｍの範囲でＡＦＭにより測定した微視的な粗さの観察像を図６、図７に示す。
【００９７】
画像評価はキヤノン製電子写真装置ＮＰ６３５０をデジタル露光に改造した機械を用いて１００万枚の通紙耐久を行い、トナー付着、クリーニング不良、およびデジタル画像の鮮鋭さの評価をし、その結果から総合評価を行った。ここで、実施例２、比較例２はキヤノン製電子写真装置ＮＰ６３５０改造機を用い、アナログ画像における評価を行った。
【００９８】
表５の記号は、◎：優れている、○：実用上問題なし、×：実用上問題あり、を意味する。
【００９９】
【表５】

【０１００】
また、前記ａ―Ｓｉ感光体成膜装置を用いてφ３０ｍｍの円筒状基体形状および製造条件の各パラメーターを変更することにより、感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲においてＡＦＭで測定した表面粗さの凹凸の最も深い点を基準にした凹凸の高さの累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差およびμｍオーダーの表面粗さＲｚを変化させたマイナス帯電の電子写真用感光体（実施例４、比較例４）を製造した。
【０１０１】
実施例４、比較例４の各々の感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲でＡＦＭにより測定した表面粗さの累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差、および導電性基体の微視的表面粗さＲａ、画像評価の結果を表６に示す。
【０１０２】
画像評価はキヤノン製電子写真装置ＧＰ４０５改造機を用いて３０万枚の通紙耐久を行い、トナー付着、クリーニング不良、およびデジタル画像の鮮鋭さのを評価し、その結果から総合評価を行った。
【０１０３】
表６の記号は、◎：優れている、○：実用上問題なし、×：実用上問題あり、を意味する。
【０１０４】
【表６】

【０１０５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の電子写真感光体並びに電子写真装置によれば、導電性基体上に少なくともアモルファスＳｉを含む感光層および表面保護層を順次積層してなる感光体において、導電性基体の１０μｍ×１０μｍの範囲で原子間力顕微鏡により測定した表面粗さＲａが好ましくは６ｎｍ未満とし、且つ、前記感光体の１０μｍ×１０μｍの範囲で原子間力顕微鏡により測定した表面粗さの凹凸の最も深い点を基準に凹凸高さの累積度数の９０％と５０％にあたる凹凸の高さの差が３５ｎｍ〜２００ｎｍの範囲、更に好ましくは４５ｎｍ〜１８０ｎｍとすることで、クリーニング時のトナー付着、ポチ不良を防止して、良好な画像形成が可能となった。
【０１０７】
また、上記において感光体の表面保護層と感光層の界面組成を連続的に変化させることで、さらに効果的にトナー付着の抑制が可能となった。
【０１０８】
さらに、上記において感光体の光導電層を複数の層から構成することによって、さらに効果的にトナー付着の抑制、画像鮮鋭度の向上が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子写真感光体の一例の模式的断面図である。
【図２】本発明の電子写真装置の一例の模式的断面図である。
【図３】本発明に用いたａ―Ｓｉ感光体成膜装置の概略断面図である。
【図４】本発明の電子写真装置の別の一例の模式的断面図である。
【図５】本発明に係わる表面粗さの度数分布の一例を示す図である。
【図６】本発明の実施例の原子間力顕微鏡観察像の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施例の原子間力顕微鏡観察像の一例を示す図である。
【図８】本発明に係わる導電性基体の原子間力顕微鏡観察像の一例を示す図である。
【図９】本発明の表面保護層の界面反射制御を説明する図である。
【図１０】本発明のＡＦＭの測定範囲を説明する図である。
【図１１】本発明の表面粗さ計の測定長を説明する図である。
【図１２】電子写真感光体表面の研磨装置の説明図である。
【図１３】図１２の研磨装置のＡ−Ａ´に沿った断面図である。
【符号の説明】
１０１導電性基体
１０２光導電層
１０３表面保護層
１０４阻止層
１０５下部光導電層
１０６上部光導電層
１０７界面層
２０４電子写真感光体
２０５一次帯電器
２０６現像器
２０６ａトナー
２０７転写帯電器
２０８クリーナー
２０９ＡＣ除電器
２１０除電ランプ
２１３転写材
２１４送りローラー
Ａ画像露光（アナログ光、あるいはデジタル光）
３００堆積装置
３０１反応容器
３０２ヒーター
３０３原料ガス導入管
３０４凸部
３０５原料ガス供給管
３０６供給バルブ
３０７排気管
３０８メイン排気バルブ
３０９真空計
３１０サブ排気バルブ
３１２基体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a photoconductor obtained by sequentially laminating a photoconductive layer containing amorphous Si and a surface protective layer, and an electrophotographic apparatus equipped with the photoconductor of the present invention.
[0002]
[Prior art]
In electrophotographic apparatuses such as copying machines, facsimiles, and printers, the outer peripheral surface of a photoconductor having a photoconductive layer on the surface is uniformly charged by a charging means such as corona charging, roller charging, fur brush charging, or magnetic brush charging. Then, an electrostatic latent image on the outer peripheral surface of the photoconductor is formed by exposing the copy image of the photoconductor and a laser or LED in accordance with reflected light or a modulation signal, and toner is further formed on the photoconductor The toner image is formed by attaching the toner image, and the toner image is transferred to a copy sheet or the like to be copied.
[0003]
After copying with the electrophotographic apparatus in this manner, a part of the toner remains on the outer peripheral surface of the photosensitive member, and thus it is necessary to remove the residual toner. Such residual toner is generally removed by a cleaning process using a cleaning blade, a fur brush, a magnet brush, or the like.
[0004]
In recent years, in consideration of the environment, an electrophotographic apparatus in which a cleaning device is omitted is proposed and disclosed for the purpose of reducing or eliminating waste toner. This method is a direct charger such as a brush charger as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-118741, which also serves as a cleaning process, and a developing device as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-307455. There are some which also serve as a cleaning process, but any method includes a process in which the toner and the surface of the photoreceptor are rubbed and removed.
[0005]
However, in recent years, in order to improve the quality of a printed image, a toner having an average particle size smaller than that of a conventional toner or a toner having a low melting point corresponding to energy saving has been used, and not only the above cleaning process but also other processes. Even in the advanced toner removal process, residual toner is difficult to remove, and as a result of repeated copying, the residual toner adheres to the surface of the photoreceptor, resulting in a problem of toner adhesion that causes black or white spot image defects on the image. was there.
[0006]
As a measure for solving the above problem, as disclosed in JP-A-9-297420, in a photoreceptor having amorphous Si as a photosensitive layer, the surface of a conductive substrate on which the photosensitive layer is formed is formed. A method of pre-roughening with a cutting or rotating ball mill apparatus is proposed, and the surface of the substrate is defined by a surface roughness value measured on the order of μm measured by a surface roughness meter.
[0007]
In Japanese Patent Laid-Open No. 8-129266, the value of the surface roughness Ra is defined. This defines the processing shape of the conductive substrate, and the surface of the substrate was measured with a surface roughness meter. It is specified by the value of surface roughness on the order of μm.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in recent years, with the progress of digitization of electrophotographic apparatuses, a latent image form using a light source mainly having a single wavelength is becoming mainstream. As a result, the proposed method in which the substrate is cut in advance causes a difference in the amount of incident exposure to the photoconductive layer due to the shape of the substrate, and as a result, a stripe pattern is generated on the printed image. There was a point. In addition, it is not preferable to newly provide a step of roughening the surface of the conductive substrate in advance because it leads to high costs. On the contrary, if the substrate is processed with a roughness within a range where the stripe pattern does not occur, toner adhesion cannot be sufficiently suppressed.
[0009]
Thus, as a result of extensive research conducted by the present inventors, the effect of preventing toner adhesion is not necessarily determined by the surface roughness of the substrate on the order of μm measured by a surface roughness meter, but rather microscopically unique to an amorphous Si film ( Specifically, the present inventors have found that the surface roughness greatly depends on the order of several nm to several tens of nm.
[0010]
Accordingly, the present invention has been completed based on the above findings, and an object of the present invention is to provide a photoreceptor and an image forming apparatus that achieve good image formation by preventing toner adhesion during cleaning.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above-described problems, the present inventors have found that a photosensitive member in which a photosensitive layer containing at least amorphous Si and a surface protective layer are sequentially laminated on a conductive substrate is 10 μm × 10 μm. The difference in the height of the unevenness corresponding to 90% and 50% of the cumulative frequency of the unevenness height, based on the deepest point of the surface roughness unevenness in the range, in other words, the low point in another expression, preferably in the range of 35 nm to 200 nm, preferably 45 It has been found that toner adhesion can be suppressed when the thickness is in the range of ˜180 nm, and the present invention has been completed.
[0012]
As means for adjusting the difference in height between 90% and 50% of the unevenness height of the unevenness height to the preferred range based on the deepest surface roughness unevenness in the range of 10 μm × 10 μm of the present invention, The method like this can be used.
[0013]
For example, fine powder such as silica, chromium oxide, titanium oxide, iron oxide, zirconium oxide, diamond, nitrogen carbide, silicon carbide, silicon nitride, cerium oxide, etc. is used as a polishing agent, and dry or wet polishing is performed. There are methods for obtaining surface roughness. In addition, buffing, magnetic polishing, magnetic fluid FFF, electrophoresis FFF, plasma FFF (Field Assisted Fine Finishing), EEH (Elastic Emission Haching) and a method of obtaining a desired surface roughness by polishing with a lapping film There is. By this method, when the difference in height between the concave and convex portions corresponding to 90% and 50% of the cumulative frequency is larger than a desired value, it can be reduced.
[0014]
FIG. 12 is an explanatory diagram of a polishing apparatus for the surface of an electrophotographic photosensitive member.
[0015]
In FIG. 12, reference numeral 1 represents an electrophotographic photosensitive drum, and a surface layer to be processed is provided on the surface thereof. Reference numeral 2 represents a polishing tape (trade name: wrapping tape LT-C2000, manufacturer: Fuji Film) having a polished surface coated with crystalline SiC. Reference numeral 3 represents a cylindrical support for bringing the surface of the photosensitive drum 1 into contact with the polishing tape 2.
[0016]
As the polishing tape used in the present invention, in addition to the polishing surface coated with crystalline SiC, a coating with iron oxide, alumina, diamond powder or the like can be used as a suitable one. Reference numeral 4 represents a cradle for the cylindrical support 3, and the cradle 4 is arranged in parallel to the direction of the rotation axis of the photosensitive drum 1, and a load is applied by the weight 5. Reference numeral 6 denotes a delivery motor for delivering the polishing tape 2. The motor 6 sends out the polishing tape 2 at a constant speed, and the weight 7 pulls the polishing tape 2 and sends it at a constant speed. At that time, since the polishing tape is fed in the forward direction of the rotation of the photosensitive member, the polishing tape 2 and the photosensitive drum 1 are polished without accumulation of SiC polishing powder and foreign matter to obtain a desired surface roughness. be able to. If the surface roughness is greater than the desired value by this method, it can be reduced.
[0017]
13 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the polishing apparatus of FIG. In FIG. 13, the photosensitive drum 1 is movable in the rotation axis direction (X direction). Conversely, the polishing tape 2 and the cylindrical support 3 may be moved. As a result, two-dimensional polishing control can be performed, and a desired surface roughness can be obtained more easily.
[0018]
The microscopic surface roughness in the present invention refers to the value of the surface roughness Ra measured using an atomic force microscope (AFM) [Q-Scope 250 manufactured by Quesant]. In order to measure with high accuracy and good reproducibility, it is desirable that the measurement result is within a measurement range of 10 μm × 10 μm so as to avoid an error due to the tilt of the sample. Specifically, a correction (Parabolic) is performed in which the curvature of the AFM image of the sample is fitted to a parabola and flattened by the Tile Removal mode of Q-Scope 250 manufactured by Quesant. The electrophotographic photoreceptor is generally a cylindrical shape and is a suitable technique. Further, when an inclination remains in the image, correction (Line by line) for removing the inclination is performed. As described above, it is possible to appropriately correct the inclination of the sample within a range in which the data is not distorted.
[0019]
Furthermore, the present inventors have found that in addition to the above surface shape, the photoconductive layer is composed of a plurality of layers to promote the suppression of toner adhesion.
[0020]
Variation in the substantial absorption depth of image exposure caused by the band gap of the photoconductive layer causes potential unevenness in the electrostatic latent image. This potential unevenness, specifically the residual potential and the ghost potential, is considered to deteriorate the fog that becomes the core of toner adhesion or the sharpness of the image.
[0021]
It has also been found that toner adhesion can be more effectively suppressed by continuously changing the interface composition between the surface protective layer and the photosensitive layer of the photoreceptor.
[0022]
The above interface composition has a spectral reflectance of the following formula:
When the minimum value of reflectance (%) is Min and the maximum value is Max for light in the wavelength range from 450 nm to 650 nm 0 ≦ (Max−Min) / (Max + Min) ≦ 0.4 Formula (1)
It is desirable to satisfy.
[0023]
Here, the reflectance according to the present invention refers to a value of reflectance (percentage) measured using a spectrophotometer [MCPD-2000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.]. In brief, first, the spectral emission intensity I (O) of the light source of the spectroscope is taken, and then the spectral reflection light intensity I (D) of the photoconductor is taken to obtain the reflectance R = I (D) / I (O). . In order to measure with high accuracy and good reproducibility, it is desirable to fix the detector with a jig so that the angle is constant with respect to the photoconductor having curvature.
[0024]
A specific example of interface control is shown in FIG. Measurement example of “with interface” in which Example A (value of the above formula (1): 0.48) and Example B (value of the above formula (1): 0.41) shown in FIG. Example C (value of the above formula (1): 0.28) and Example D (value of the above formula (1): 0.16) shown in FIG. 9B satisfy the formula according to the present invention. It is an example. The two lines are differences due to the difference in film thickness of the surface protective layer, and the waveform moves to the left and right on the graph according to the difference in film thickness. Since the maximum value corresponds to the amplitude of the waveform, the reflectance fluctuates greatly with respect to the film thickness variation when viewed with a single wavelength fixed as compared with the presence or absence of the interface. That is, the sensitivity fluctuation greatly occurs with respect to the film thickness fluctuation.
[0025]
That is, substantial film thickness unevenness of the surface protective layer on the image exposure incident optical path caused by fine roughness occurs. Due to the unevenness of the film thickness, when the interface is present, the sensitivity varies more than when the interface is absent, and it is considered that the fog that becomes the core of toner adhesion or the sharpness of the image is deteriorated.
[0026]
[Surface roughness frequency distribution]
Hereinafter, the frequency distribution of the surface roughness which is an important index of the present invention will be described.
[0027]
Atomic Force Microscopy has a lateral resolution (resolution in the direction parallel to the sample surface) of more than 0.5 nm, and a vertical resolution (resolution in the vertical direction of the sample surface) of 0.01 to 0.02 nm. The three-dimensional shape of the sample can be measured, and the major difference from the surface roughness meter widely used heretofore is its high resolution.
[0028]
At such a high resolution, the roughness due to the properties of the deposited film itself such as the photoconductive layer and the surface layer can be measured, not the roughness of the order in which the roughness of the photoreceptor substrate is dominant.
[0029]
The roughness of the photoconductor gas depends on the “form” such as “tooth shape” and “processing member” such as lathe, ball mill, or dimple processing, but the roughness of the deposited film itself is “type”. However, there are shape factors that cannot be expressed simply by Ra (centerline average roughness) and Rz (ten-point average roughness) specified by JIS, and this does not serve as a clue to preventing toner adhesion. The present inventors thought.
[0030]
Specifically, an amorphous silicon photosensitive layer (blocking layer, photoconductive layer, surface layer, each layer) on a conductive substrate having a surface roughness Ra of less than 10 nm in the same visual field (10 μm × 10 μm) under various conditions. All the layers including the interface of) were prepared, the height of the unevenness was observed with an atomic force microscope, and the frequency distribution was obtained and compared.
[0031]
No significant difference can be observed with a surface roughness meter that has been widely used in the same manner, for example, a contact surface roughness meter (SE-3400) manufactured by Kosaka Laboratory Ltd. The index used in this application is amorphous. This is considered to be a new index indicating the characteristics of the silicon photoconductor material.
[0032]
In the measurement of AFM, the present inventors measured several samples with several scan sizes. The scan size is the length of one side of the quadrangle to be scanned. Therefore, the scan size of 10 μm is 10 μm × 10 μm, that is, 100 μm. ² Means to scan the range. The horizontal axis of the graph is the scan size, and a part of the result is shown in FIG.
[0033]
This figure shows the measurement field of view and the roughness index JIS-Ra (generally easy to imagine) for two samples of relatively small and medium roughness, which were formed on the same substrate under different preparation conditions. Centerline average roughness).
[0034]
If the scan size is large, that is, the measurement range is widened, the measured value will be stable, but due to the influence of the singular shape of the sample substrate, protrusions, etc., and the processed shape, it will be difficult to reflect the fine shape. Therefore, the present invention is represented by a 10 μm × 10 μm field of view, which is excellent in overall detection ability and stability of measurement.
[0035]
From the above circumstances, the inventive idea of the present invention is not limited to a 10 μm × 10 μm field of view.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings as necessary.
[0037]
"A-Si photoconductor according to the present invention"
FIG. 1 shows a partial cross section of a functional layer laminated on a substrate in an example of an electrophotographic photoreceptor according to the present invention.
[0038]
In the electrophotographic photoreceptor of this example, as shown in FIGS. 1A to 1C, a photoconductive layer 102 and a surface protective layer 103 are sequentially formed on a base 101 made of a conductive material such as Al or stainless steel. Laminated. In addition to these layers, various functional layers such as a blocking layer 104, an antireflection layer or an interface layer 107 may be provided as necessary. For example, by providing the blocking layer 104, the interface layer 107, and the like and selecting the dopant as a group III element, a group V element, or the like, it is possible to control the charging polarity such as positive charging and negative charging. The substrate shape may be as desired according to the driving method of the electrophotographic photosensitive member. As the base material, conductive materials such as Al and stainless are generally used. However, for example, various conductive materials such as various plastics and ceramics, particularly those having no conductivity, are deposited to be conductive. Those provided with can also be used.
[0039]
The photoconductive layer 102 may be organic or inorganic as long as it has photoconductivity, but as the inorganic photoconductor, for example, an amorphous photoconductor that includes a hydrogen atom and a halogen atom is used. Materials (abbreviated as “a-Si (H, X)”) or a-Se are typical examples. Further, the layer thickness of the photoconductive layer 102 is not particularly limited, but about 15 to 50 μm is appropriate in consideration of the manufacturing cost.
[0040]
Further, a plurality of layers such as the lower photoconductive layer 105 and the upper photoconductive layer 106 may be used in order to improve the characteristics. In particular, for a light source having a relatively long wavelength and almost no wavelength variation, such as a semiconductor laser, an epoch-making effect appears by devising such a layer structure.
[0041]
The surface protective layer 103 is generally formed of a-SiC (H, X), but may be a-C (H, X). Further, it is preferable that the interface composition 107 between the photoconductive layer 102 and the surface protective layer 103 is continuously changed so as to suppress the interface reflection of the portion (see FIGS. 1B and 1C).
[0042]
Further, as a means for adjusting the difference in height between the concave and convex heights corresponding to 90% and 50% of the cumulative frequency of the concave / convex height to a suitable range based on the deepest point of the rough surface roughness in the 10 μm × 10 μm range of the present invention. The surface roughness of the substrate before the formation of the deposited film can be adjusted appropriately, and after the deposited film is formed, post-treatment such as polishing can be performed as necessary.
[0043]
Specifically, (1) In order to control the unevenness of the extremely fine deposited film surface related to the present invention, it is preferable that the substrate is smooth within the measurement range of the present invention, and desired by a cutting means such as a lathe. Processing is performed, and (2) film forming conditions, mainly depending on the characteristics of the deposited film, depending on the characteristics of the deposited film, although depending on the gas decomposition frequency, input power, and of course the formation conditions of the deposited film. The polishing can be performed, for example, by using a tape (SiC polishing tape) to which SiC fine particles are attached and rubbing the surface of the photoconductor formed with a film.
[0044]
"A-Si photoconductor film forming apparatus according to the present invention"
An example of an a-Si photosensitive film forming apparatus according to the present invention is shown below.
[0045]
In the present invention, the photosensitive drum is an a-Si photosensitive member, and the a-Si photosensitive layer is formed by a high frequency plasma CVD (PCVD) method. A PCVD apparatus used in the present invention is shown in FIG. The apparatus shown in FIG. 3 is a general PCVD apparatus used for manufacturing an electrophotographic photoreceptor. The PCVD apparatus includes a deposition apparatus 300, a source gas supply apparatus, and an exhaust apparatus (both not shown). The deposition apparatus 300 includes a reaction vessel 301 composed of a vertical vacuum vessel, and a plurality of vertical source gas introduction pipes 303 are disposed around the reaction vessel 301. A large number of pores are provided in the side surface along the longitudinal direction. In the center of the reaction vessel 301, a spirally wound heater 302 extends in the vertical direction, and the cylindrical body 312 serving as a base of the photosensitive drum is inserted with the upper lid 301a inside the vessel 301 opened. The heater 302 is placed inside and is installed vertically in the container 301. High frequency power is supplied from a convex portion 304 provided on one of the side surfaces of the reaction vessel 301.
[0046]
A source gas supply pipe 305 connected to a source gas introduction pipe 303 is attached to the lower part of the reaction vessel 301, and this supply pipe 305 is connected to a gas supply device (not shown) via a supply valve 306. Further, an exhaust pipe 307 is attached to the lower part of the reaction vessel 301, and the exhaust pipe 307 is connected to an exhaust device (vacuum pump) (not shown) via a main exhaust valve 308. In addition, a vacuum gauge 309 and a sub exhaust valve 310 are attached to the exhaust pipe 307.
[0047]
The formation of the a-Si photosensitive layer by the PCVD method using the above apparatus is performed as follows. First, a cylindrical body 312 serving as a photosensitive drum substrate is set in the reaction vessel 301, the lid 301a is closed, and then the inside of the vessel 301 is evacuated to a pressure lower than a predetermined low pressure by an exhaust device (not shown). While continuing, the substrate 312 is heated from the inside by the heater 302 to control the substrate 312 to a predetermined temperature within the range of 20 ° C to 450 ° C. When the substrate 312 is maintained at a predetermined temperature, a desired source gas is introduced into the reaction vessel 301 through the introduction pipe 303 while being adjusted by each flow rate controller (not shown). The introduced source gas fills the inside of the reaction vessel 301 and is then exhausted outside the vessel 301 through the exhaust pipe 307.
[0048]
In this way, when it is confirmed by the vacuum gauge 309 that the inside of the reaction vessel 301 filled with the source gas has become a predetermined pressure and stabilized, a high-frequency power source (not shown) (RF band of 13.56 MHz, or 50 to 150 MHz) A high frequency is introduced into the container 301 with a desired input power amount by a VHF band, etc., and glow discharge is generated in the container 301. Due to the energy of this glow discharge, the components of the source gas are decomposed to generate plasma ions, and an a-Si deposited layer is formed on the surface of the substrate 312 mainly with silicon. At this time, by adjusting parameters such as gas type, gas introduction amount, gas introduction ratio, pressure, substrate temperature, input power, and film thickness, an a-Si deposition layer having various characteristics can be formed. Can be controlled.
[0049]
When the a-Si deposition layer is formed on the surface of the substrate 312 in this way, the supply of high-frequency power is stopped, the supply valve 306 and the like are closed, and the introduction of the source gas into the reaction vessel 301 is started. Stop and finish forming a layer of a-Si deposition layer. By repeating the same operation a plurality of times, a desired multilayer a-Si deposited layer, that is, an a-Si photosensitive layer is formed, and a photosensitive drum having the multilayer a-Si photosensitive layer on the surface of the substrate 312 is manufactured. The
[0050]
Further, regarding the reduction and control of the interface reflection between the surface protective layer and the photoconductive layer according to the present invention, the high-frequency power is not stopped and the source gas is not stopped when the formation of the a-Si deposited layer for one layer is completed. This is achieved by continuously changing the power condition and gas composition of the next layer without stopping the supply of the gas. Alternatively, although the high-frequency power is temporarily stopped, it can also be achieved by starting the source gas from the previous layer structure and forming the film while continuously changing to the desired structure.
[0051]
In the above, flow rate distribution in the longitudinal direction of the introduction pipe 303 of the raw material gas introduced into the reaction vessel 301 from the pores distributed in the longitudinal direction of the gas introduction pipe 303, the outflow rate of the exhaust gas from the exhaust pipe, discharge energy, etc. By adjusting this, the electrophotographic characteristics along the longitudinal direction of the a-Si deposited layer on the substrate 312 can be controlled.
[0052]
"Electrophotographic apparatus according to the present invention"
An example of the electrophotographic apparatus of the present invention using the electrophotographic photosensitive member thus produced is shown in FIG. The apparatus of this example is suitable when a cylindrical electrophotographic photosensitive member is used. However, the electrophotographic apparatus of the present invention is not limited to this example, and the shape of the photosensitive member is an endless belt. It may be as desired.
[0053]
In FIG. 2, a primary charger 205 that charges the photosensitive member 204 for forming an electrostatic latent image around the electrophotographic photosensitive member 204 according to the present invention, and a photosensitive member on which an electrostatic latent image is formed. A developer 206 for supplying developer (toner) to 204, a transfer charger 207 for transferring toner on the surface of the photoreceptor to a transfer material 213 such as paper, and a cleaner 208 for purifying the surface of the photoreceptor. Is arranged. In this example, in order to effectively remove the surface of the photoconductor, the surface of the photoconductor is cleaned using the elastic roller 208-1 and the cleaning blade 208-2 as described above, but either one may be used. Absent. Further, between the cleaner 208 and the primary charger 205, a neutralizing lamp 210 is provided for neutralizing the surface of the photosensitive member in preparation for the next copying operation, and the transfer material 213 is fed by a feeding roller 214. It is done. As a light source for exposure A, a halogen light source or a light source mainly having a single wavelength is used.
[0054]
Using such an apparatus, a copy image is formed as follows, for example.
[0055]
First, the electrophotographic photosensitive member 204 is rotated in the direction of the arrow at a predetermined speed, and the surface of the photosensitive member 204 is uniformly charged using the primary charger 205. Next, image exposure A is performed on the surface of the charged photoconductor 204, and an electrostatic latent image of the image is formed on the surface of the photoconductor 204. Then, when the portion where the electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive member 204 passes through the installation portion of the developing device 206, the toner is supplied to the surface of the photosensitive member 204 by the developing device 206, and the electrostatic latent image becomes the toner. The toner image is developed (developed) as an image by 206a, and this toner image reaches the installation portion of the transfer charger 207 as the photoconductor 204 rotates, and is transferred to the transfer material 213 sent by the feed roller 214 here. It is.
[0056]
After the transfer is completed, residual toner is removed from the surface of the electrophotographic photosensitive member 204 by the cleaner 208 in order to prepare for the next copying process, and further, the charge is removed by the charge removing lamp 210 so that the potential of the surface becomes zero or almost zero. One copy process is completed.
[0057]
FIG. 4 is a schematic view showing an electrophotographic apparatus in which the cleaning apparatus according to the present invention is omitted. The electrophotographic apparatus 401 shown in the drawing is a drum-shaped photoconductor 401 in which a translucent conductive layer 404, an insulating carrier injection blocking layer 405a, a photoconductive layer 405, and a surface layer 406 are laminated on a translucent support 403. And an LED head 407 as an exposure unit, a developing device 408, and a transfer roller 409. The LED head 407 and the developing device 408 are disposed almost symmetrically via a part of the photosensitive member 402. An LED array 410 as an erasing light source is arranged inside the photoconductor 402, but may be arranged outside the photoconductor 402. The developing unit 408 includes, for example, an 8-pole cylindrical magnetic pole roller 411 and a conductive sleeve 412 disposed over the outer periphery thereof, and further a one-component magnetism as a developer stored in the toner receiver 413. The conductive toner is delivered to the outer periphery of the sleeve 412 to form a magnetic brush 414. Also, a bias power source 415 is provided between the sleeve 412 and the translucent conductive layer 404, and a positive or negative voltage of 0 to 300 V is applied between the two 404 and 415 depending on the potential characteristics of the photoreceptor 402. Applied. A toner layer 416 is formed on the surface of the photoreceptor 402 and is in contact with the recording paper 417. Reference numeral 418 represents residual toner on the surface of the photosensitive member after contact with the recording paper 417. In addition to this, developer rotating means and photosensitive member 402 rotating means are provided.
[0058]
The exposure device is exposed from the translucent support side, and the surface of the photoconductor is rubbed with a magnetic brush made of a conductive magnetic toner on the developing device to which a bias voltage is applied by a power supply for developing bias supply. , Exposure and development are performed almost simultaneously to form a toner image on the photoreceptor. The toner image is transferred onto a recording sheet using a transfer roller, and is fixed by a fixing unit to form a recorded image. On the other hand, the toner remaining on the photosensitive member is collected by the developing device and reused, so that the cleaning device is omitted.
[0059]
[Experimental example]
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on various experimental examples.
[0060]
[Experiment 1]
By changing each parameter of the substrate shape and manufacturing conditions using the a-Si photosensitive film forming apparatus, the difference in height of the unevenness corresponding to 90% and 50% of the cumulative frequency of surface roughness at the AFM measurement level, and The electrophotographic photoreceptor No. in which the surface roughness Rz at the measurement level of the surface roughness meter was changed. 101-113 were produced. A cylindrical substrate made of Al was used as the conductive substrate, and the substrate was subjected to various substrate surface processing such as cutting and dimple processing.
[0061]
For some of the above photoreceptors, specifically, FIG. 5 shows the difference in height between the concave and convex portions corresponding to 90% and 50% of the cumulative frequency of the surface roughness measured by AFM in the range of 10 μm × 10 μm. As can be seen from this figure, characteristics appear in the cumulative frequency from the width, height, and left / right balance of the frequency distribution. Further, the difference in height of the unevenness corresponding to 90% and 50% of the cumulative frequency corresponds to the unevenness on the outermost surface portion, and is considered to be a portion that is greatly involved in characteristics such as toner fusion prevention.
[0062]
In the present invention, paying attention to the difference in height between 90% and 50% of the cumulative frequency, No. The surface roughness measured by a contact type surface roughness meter and the difference in height between 90% and 50% of the cumulative frequency of surface roughness measured by AFM in the range of 10 μm × 10 μm of each of the photoconductors 101 to 113 and 50%. Table 1 shows the results of the thickness Rz and the image evaluation.
[0063]
Here, the surface roughness on the order of μm in the present invention is the value of the surface roughness Rz measured at a measurement length of 1.25 mm using a contact-type surface roughness meter [Surfcoder SE-3400 manufactured by Kosaka Laboratory Ltd.]. Point to.
[0064]
In addition, when measuring the surface roughness meter, the present inventors measured several samples with several evaluation lengths. A part of the result is shown in FIG.
[0065]
This figure shows the evaluation length and the Rz of the roughness index JIS-B0601, which is generally easy to imagine, for two samples of relatively small and medium roughness formed by changing the substrate and production conditions. (Point average roughness).
[0066]
Since there is a correlation between the evaluation length and Rz, that is, if the evaluation length is not specified, the roughness cannot be expressed accurately. Therefore, the present invention is expressed by the surface roughness Rz measured at the evaluation length of 1.25 mm.
[0067]
Image evaluation was performed using a Canon NP6350 electrophotographic device with a print rate of 3% and a test pattern with a lower print rate than usual. Then, the toner adhesion was evaluated.
[0068]
The symbols in Table 1 mean ◎: excellent, ○: no practical problem, ×: practical problem.
[0069]
From the results shown in Table 1, no correlation was found between the conventional surface roughness Rz value and toner adhesion. On the contrary, there was a correlation between the difference in height between the concave and convex portions corresponding to 90% and 50% of the cumulative frequency and toner adhesion.
[0070]
[Table 1]

[0071]
[Experiment 2]
Next, by changing each parameter of manufacturing conditions using the a-Si photosensitive film forming apparatus, the frequency distribution of the surface roughness at the AFM measurement level and the surface roughness Rz at the surface roughness meter measurement level are changed. The same photoconductor Nos. 201 to 212 as those used except that the interface was removed. 213, 214. A cylindrical substrate made of Al having a purity of 99.9% or more was used as the conductive substrate, and the microscopic surface roughness Ra, which was mirror-finished by cutting, was unified to less than 9 nm.
[0072]
Measured with a contact-type surface roughness meter and the difference in height between 90% and 50% of the cumulative frequency of surface roughness measured by AFM in the range of 10 μm × 10 μm of each photoconductor No. 201-212 and 50% Table 2 shows the surface roughness Rz and the image evaluation results.
[0073]
For image evaluation, use a Canon electrophotographic device NP6350 as it is, or use a modified image exposure LED array and laser, with a print rate of 3% and a test pattern with a lower print rate than usual. The toner adhesion, poor cleaning, and sharpness of the digital image were evaluated.
[0074]
Toner adhesion and poor cleaning periodically output solid white and solid black images, and the sharpness of the digital image is determined by forming a pattern with a line width of 60 to 500 μm and an interval of 60 to 500 μm, and whether the reproducibility is good or bad did.
[0075]
The symbols in Table 2 mean ◎: excellent, ◯: no practical problem, x: practical problem.
[0076]
From the results in Table 2, the difference in height between 90% and 50% of the cumulative frequency of the unevenness height is in the range of 35 nm to 200 nm based on the deepest point of the surface roughness unevenness in the range of 10 μm × 10 μm. In the photoreceptor, both toner adhesion and poor cleaning were good.
[0077]
Further, in the case of a photoreceptor having a difference in height between 90% and 50% of the cumulative frequency in the range of 45 nm to 180 nm, toner adhesion, poor cleaning, and sharpness of the digital image were all very good. Also, the absence of an interface widened the area of toner adhesion or image sharpness.
[0078]
[Table 2]

[0079]
[Experiment 3]
Next, using a conductive substrate having a microscopic surface roughness Ra measured by AFM within a range of 10 μm × 10 μm, an electrophotographic photoreceptor No. 301-306 were produced. A cylindrical substrate made of Al having a purity of 99.9% or more is used as the conductive substrate, and the difference in height between 90% and 50% of the cumulative frequency of surface roughness measured by AFM is approximately 100 nm to 120 nm. The film forming conditions were adjusted so that
[0080]
No. Table 3 shows the microscopic surface roughness Ra of the conductive substrate of each of the photoconductors 301 to 306 and the results of image evaluation.
[0081]
Image evaluation was carried out using a Canon electrophotographic apparatus NP6350 modified machine, and 500,000 sheets were passed through with a test pattern having a printing rate of 7%, and poorness was evaluated. Pochi defects refer to rarely black spots or white spots on a printed image as a result of partial abnormal growth of a film in the formation of a photosensitive layer.
[0082]
The symbols in Table 3 mean ◎: excellent, ○: no practical problem, ×: practical problem.
[0083]
From the results shown in Table 3, on the photosensitive member having a microscopic surface roughness Ra of less than 9 nm, preferably less than 6 nm, no poor defects occurred and a very good image was obtained.
[0084]
[Table 3]

[0085]
[Experimental Example 4]
Next, by changing each parameter of the manufacturing conditions using the a-Si photosensitive film forming apparatus, the difference between the height of the unevenness corresponding to 90% and 50% of the cumulative frequency of surface roughness at the AFM measurement level, and A photoconductive layer having a surface roughness Rz at the surface roughness meter measurement level changed to a single-layer electrophotographic photoreceptor No. 401 to 406, the photoconductive layer of the electrophotographic photoreceptor No. Nos. 407 and 412 and similar photoconductor Nos. Except that the photoconductive layer is multi-layered and has no interface. 413 and 414 were produced. A cylindrical substrate made of Al having a purity of 99.9% or higher was used as the conductive substrate, and mirror processing was applied by cutting to unify the microscopic surface roughness Ra to less than 6 nm.
[0086]
No. The difference in height between 90% and 50% of the cumulative frequency of surface roughness measured by AFM in the range of 10 μm × 10 μm of each of the photoconductors 401 to 414 and the surface measured with a contact type surface roughness meter Table 4 shows the results of roughness Rz and image evaluation.
[0087]
For image evaluation, use a Canon electrophotographic device NP6350 as it is, or use a modified image exposure LED array and laser, with a print rate of 3% and a test pattern with a lower print rate than usual. The toner adhesion, poor cleaning, and sharpness of the digital image were evaluated.
[0088]
Toner adhesion and poor cleaning periodically output solid white and solid black images, and the sharpness of the digital image is determined by forming a pattern with a line width of 60 to 500 μm and an interval of 60 to 500 μm, and whether the reproducibility is good or bad did.
[0089]
The symbols in Table 4 mean ◎: excellent, ○: no practical problem, ×: practical problem.
[0090]
From the results in Table 4, the difference in height between 90% and 50% of the cumulative frequency of the unevenness height is in the range of 35 nm to 200 nm based on the deepest surface roughness unevenness in the range of 10 μm × 10 μm. In the photoreceptor, toner adhesion and poor cleaning were both good.
[0091]
Further, in the case where the difference in height between the concave and convex portions corresponding to 90% and 50% of the cumulative frequency is in the range of 35 nm to 200 nm, preferably 45 nm to 180 nm, any of toner adhesion, poor cleaning, and sharpness of the digital image Was also very good. Further, the absence of the interface widened the area of toner adhesion or image sharpness.
[0092]
[Table 4]

[0093]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on examples and comparative examples.
[0094]
By changing the parameters of the cylindrical substrate shape of φ80 mm and the manufacturing conditions using the a-Si photoconductor film forming apparatus, the size of the photoconductor is within the range of 10 μm × 10 μm. And measured with AFM Surface roughness of Based on the deepest point of unevenness did A positively charged electrophotographic photoreceptor in which the difference in height between 90% and 50% of the cumulative height of the unevenness and the surface roughness Rz on the order of μm are changed (Example 1 to Example) 3. Reference example 1 Comparative Examples 1 to 3 were produced.
[0095]
Example 1 to Example 3. Reference example 1 The range of 10 μm × 10 μm of each of the photoreceptors of Comparative Examples 1 to 3 Measured by AFM Table 5 shows the difference between the heights of irregularities corresponding to 90% and 50% of the cumulative frequency of surface roughness, the microscopic surface roughness Ra of the conductive substrate, and the results of image evaluation.
[0096]
Further, FIG. 8 shows an observation image of the microscopic roughness measured by AFM in the range of 10 μm × 10 μm of the conductive substrate used in Example 1, and the AFM in the range of 10 μm × 10 μm on the surface of the photoreceptor of the present invention. The observation images of the microscopic roughness measured by the above are shown in FIGS.
[0097]
Image evaluation was performed using a machine modified from Canon's electrophotographic device NP6350 for digital exposure, with a durability of 1,000,000 sheets, and evaluated for toner adhesion, poor cleaning, and sharpness of digital images. Evaluation was performed. Here, in Example 2 and Comparative Example 2, an analog image was evaluated using a Canon electrophotographic apparatus NP6350 modified machine.
[0098]
The symbols in Table 5 mean ◎: excellent, ○: no practical problem, ×: practical problem.
[0099]
[Table 5]

[0100]
In addition, by changing the parameters of the cylindrical substrate shape of φ30 mm and the manufacturing conditions using the a-Si photoconductor film forming apparatus, the photoconductor is within the range of 10 μm × 10 μm. And measured with AFM Surface roughness of Based on the deepest point of unevenness did Negatively charged electrophotographic photoreceptor in which the difference in height between 90% and 50% of the cumulative height of the unevenness and the surface roughness Rz on the order of μm are changed (Example) 4 Comparative Example 4) was produced.
[0101]
Example 4 The range of 10 μm × 10 μm of each photoconductor of Comparative Example 4 Measured by AFM Table 6 shows the difference in height between the unevenness corresponding to 90% and 50% of the cumulative frequency of surface roughness, the microscopic surface roughness Ra of the conductive substrate, and the results of image evaluation.
[0102]
For image evaluation, 300,000 sheets of paper passing durability was evaluated using a Canon electrophotographic apparatus GP405 remodeling machine, and toner adhesion, poor cleaning, and sharpness of the digital image were evaluated, and comprehensive evaluation was performed from the results.
[0103]
The symbols in Table 6 mean ◎: excellent, ○: no practical problem, ×: practical problem.
[0104]
[Table 6]

[0105]
【The invention's effect】
As described above, according to the electrophotographic photoreceptor and the electrophotographic apparatus of the present invention, a photoreceptor in which a photosensitive layer containing at least amorphous Si and a surface protective layer are sequentially laminated on a conductive substrate. The surface roughness Ra measured by an atomic force microscope in the range of 10 μm × 10 μm of the conductive substrate is preferably less than 6 nm, and the photoconductor 10μm × 10μm range Measured with an atomic force microscope Cleaning is performed by setting the difference in height between 90% and 50% of the cumulative frequency of unevenness on the basis of the deepest surface roughness unevenness in the range of 35 nm to 200 nm, more preferably 45 nm to 180 nm. Toner adhesion , Pochi poor Thus, good image formation is possible.
[0107]
In the above, the interface composition between the surface protective layer and the photosensitive layer of the photoreceptor can be continuously changed. And In addition, the toner adhesion can be more effectively suppressed.
[0108]
Further, in the above, the photoconductive layer of the photosensitive member is composed of a plurality of layers, so that it is possible to more effectively suppress toner adhesion and improve image sharpness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of an electrophotographic photosensitive member of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an example of the electrophotographic apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an a-Si photosensitive film forming apparatus used in the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of another example of the electrophotographic apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a frequency distribution of surface roughness according to the present invention.
FIG. 6 is a view showing an example of an atomic force microscope observation image of an example of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing an example of an atomic force microscope observation image of an example of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing an example of an atomic force microscope observation image of a conductive substrate according to the present invention.
FIG. 9 is a diagram illustrating interface reflection control of the surface protective layer of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating an AFM measurement range according to the present invention.
FIG. 11 is a diagram for explaining the measurement length of the surface roughness meter of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a polishing apparatus for the surface of an electrophotographic photosensitive member.
13 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the polishing apparatus of FIG.
[Explanation of symbols]
101 Conductive substrate
102 Photoconductive layer
103 Surface protective layer
104 blocking layer
105 Lower photoconductive layer
106 Upper photoconductive layer
107 Interface layer
204 Electrophotographic photoreceptor
205 Primary charger
206 Developer
206a Toner
207 Transfer charger
208 cleaner
209 AC static eliminator
210 Static elimination lamp
213 Transfer material
214 Feed roller
A Image exposure (analog light or digital light)
300 Deposition equipment
301 reaction vessel
302 heater
303 Raw material gas introduction pipe
304 Convex
305 Source gas supply pipe
306 Supply valve
307 Exhaust pipe
308 Main exhaust valve
309 Vacuum gauge
310 Sub exhaust valve
312 substrate

Claims

In a photoreceptor in which a photoconductive layer containing at least amorphous Si and a surface protective layer are sequentially laminated on a conductive substrate,
The surface roughness Ra measured by an atomic force microscope in the range of 10 μm × 10 μm of the conductive substrate is less than 6 nm, and
The difference between the 90% and 50% corresponding to the unevenness of the height of the cumulative frequency of the photoreceptor 10 [mu] m × uneven irregularities deepest reference points of the surface roughness of which was measured with an atomic force microscope in a range of l0μm height of 35nm An electrophotographic photoreceptor having a thickness in the range of ˜200 nm.

2. The electrophotographic photosensitive member according to claim 1, wherein a difference in height between the concave and convex portions corresponding to 90% and 50% of the cumulative frequency is in a range of 45 nm to 180 nm.

The electrophotographic photosensitive member according to claim 1, wherein the photoconductive layer is composed of a plurality of layers.

The electrophotographic photosensitive member according to any one of claims 1 to 3 , wherein the interface composition between the surface protective layer and the photosensitive layer of the photosensitive member is continuously changed.

Electrophotographic apparatus characterized by comprising an electrophotographic photosensitive member according to any one of claims 1 to 4.

Comprising an electrophotographic photosensitive member according to claim 1, any one of 5, an electrophotographic apparatus, wherein the image forming is performed by a light source which mainly single wavelength.