JP4101279B2 - 電子写真感光体、プロセスカートリッジおよび電子写真装置 - Google Patents
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Description
また、近年、クリーニング部材による感光体表面のクリーニングにおける性能向上を目的として、電子写真感光体の表面を適度に粗面化する方法が提案されている。
特許文献7乃至特許文献13で示されている提案では、電子写真感光体表面の加工によりクリーニング性の向上を達成しているが、電子写真感光体表面の表面に生じる傷の成長を抑制することに関しては十分とはいえない。
また、特許文献14で開示されている電子写真感光体では、感光体表面に微細な凹凸を設けることによりトナーの転写性向上は図られているが、電子写真感光体表面に生じる傷の成長を抑制する点では十分とはいえない。
本発明の課題は、電子写真感光体表面に画像不良の原因となる大きさの傷の発生および傷の成長を抑制することにより、長期にわたり良好な画像の形成が可能な電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジおよび電子写真装置を提供することである。
すなわち、本発明は、支持体および該支持体上に設けられた感光層を有する電子写真感光体において、
表面に、複数の各々独立した凹形状部を有しており、かつ、
該凹形状部の各々は、長軸径(Rpc)が0.4μm以上8.6μm以下であって短軸径(Lpc)が0.4μm以上8.6μm以下であって最深部と開孔面との距離(Rdv)が0.6μm以上6μm以下である凹形状部であり、かつ、
該凹形状部の各々は、該電子写真感光体の表面における一辺が感光体回転方向に対して平行な一辺50μmの正方形の領域について感光体回転方向に対して平行な499本の直線で500等分したときに該499本の直線のうちの400本以上499本以下が凹形状部を通るように、該電子写真感光体の表面の全面に配置されている
ことを特徴とする電子写真感光体に関する。
さらに本発明は、上記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を有することを特徴とする電子写真装置に関する。
本発明の電子写真感光体は、上記のとおり、支持体上に感光層を有する電子写真感光体において、該電子写真感光体の表面に、複数の各々独立した凹形状部を有し、各凹形状部の表面開孔部の長軸径(Rpc)が0.1μm以上10μm以下であり、短軸径(Lpc)が0.1μm以上10μm以下であり、かつ各凹形状部の最深部と開孔面との距離(Rdv)が0.1μm以上10μm以下であり、該電子写真感光体の表面を感光体回転方向に4等分し、該感光体回転方向と直交する方向に25等分して得られる計100箇所の領域Aのそれぞれの中に、一辺が該感光体回転方向に対して平行な、一辺50μmの正方形の領域Bを設け、各領域Bのそれぞれを該感光体回転方向に対して平行な499本の直線で500等分したとき、各領域Bのそれぞれにおいて、499本のうちの400本以上499本以下が該凹形状部を通ることを特徴とする電子写真感光体である。
硬化手段としては、熱、光又は放射線のような公知の手段が利用できる。
<電子写真感光体の作製>
直径30mm、長さ357.5mmの表面切削加工されたアルミニウムシリンダーを支持体(円筒状支持体)とした。
次に、以下の成分からなる溶液を約20時間、ボールミルで分散し導電層用塗料を調製した。
酸化スズの被覆層を有する硫酸バリウム粒子からなる粉体 60部
(商品名:パストランPC1、三井金属鉱業(株)製)
酸化チタン(商品名:TITANIX JR、テイカ(株)製) 15部
フェノール樹脂(商品名:プライオーフェンJ−325、 43部
大日本インキ化学工業(株)製、樹脂固形分60%)
シリコーンオイル 0.015部
(商品名:SH28PA、東レ・ダウコーニング(株)製)
シリコーン樹脂粒子 3.6部
(商品名:トスパール120、GE東芝シリコーン(株)製)
1−メトキシ−2−プロパノール 50部
メタノール 50部
共重合ナイロン樹脂(商品名:アミランCM8000、東レ(株)製) 10部
N−メトキシメチル化6ナイロン樹脂 30部
(商品名:トレジンEF−30T、帝国化学産業(株)製)
次に、以下の成分を、直径1mmガラスビーズを用いたサンドミル装置で4時間分散した後、酢酸エチル700部を加えて電荷発生層用塗料を調製した。
ヒドロキシガリウムフタロシアニン 20部
(CuKα特性X線回折において、7.5°、9.9°、16.3°、18.6°、25.1°、28.3°(ブラッグ角度(2θ±0.2°))に強い回折ピーク有するもの)
下記構造式(1)で示されるカリックスアレーン化合物 0.2部
積水化学工業(株)製)
シクロヘキサノン 600部
下記構造式(2)で示される電荷輸送物質(正孔輸送物質) 70部
得た電子写真感光体の最表面層にKrFエキシマレーザー(波長λ=248nm)を用いて凹形状部を形成した。この時、図16に示すように、直径30μmの円形のレーザー光透過部5が10μm間隔で配列するパターンを有する石英ガラス製のマスクを用いて、行った。図16中、符号4はレーザー光遮蔽部を示す。なお、エキシマレーザーの照射エネルギーは、0.9J/cm3とし、1回照射当たりの照射面積は、2mm四方とした。図9に示すように、被加工物を回転させ、照射位置を軸方向にずらしつつ照射を行った。
得た電子写真感光体の表面形状をレーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製VK−9500)を用いて拡大観察したところ、図17に示す配列で長軸径Rpcが8.6μm、短軸径Lpcが8.6μm、最深部と開孔面との距離Rdvが0.9μmの凹形状部が形成されていることが確認された。なお、図17において、符号10は凹形状部非形成部を、11は凹形状部形成部を示す。
また、この電子写真感光体の表面を感光体回転方向に4等分し、該感光体回転方向と直交する方向に25等分して得られる計100箇所の領域を領域Aとし、計100箇所の領域Aのそれぞれの中に、一辺が感光体回転方向に対して平行な、一辺50μmの正方形の領域Bを設けた。各領域Bのそれぞれを該感光体回転方向に対して平行な499本の直線で500等分したとき、計100箇所の全ての領域Bにおいて、この499本の直線の全てが作製した凹形状部を通っていることが確認された。
これらの結果を表1に示す。
上記の方法により作製された電子写真感光体を、キヤノン(株)製の電子写真複写機GP40(ACDC帯電方式)に装着し、以下のように評価を行なった。
雰囲気温度15℃および相対湿度10%の環境下で、電子写真感光体の暗部電位(Vd)が−700V、明部電位(Vl)が−150Vになるように電位の条件を設定し、電子写真感光体の初期電位を調整した。
上記条件において、大きさがA4の紙を用い、2枚間欠の条件で5,000枚の通紙耐久試験を行った。耐久試験後の感光体の表面をレーザー顕微鏡(株式会社キーエンス製VK−9500)を用いて拡大観察し、結果を以下のように分類した。
A:長さ50μm以上の傷が、100μm2あたり1本以下であった。
B:長さ50μm以上の傷が、100μm2あたり2本以上10本以下であった。
C:長さ50μm以上の傷が、100μm2あたり11本以上50本以下であった。
D:長さ50μm以上の傷が、100μm2あたり51本以上であった。
50,000枚の通紙耐久試験後にテスト画像としてハーフトーン画像を出力し、以下のように画像評価を行なった。
A:画像上において、感光体回転方向に相当する方向にスジ状の画像不良はみられなかった。
B:画像上において、感光体回転方向に相当する方向にわずかにスジ状の画像不良がみられた。
C:画像上において、感光体回転方向に相当する方向に明確にスジ状の画像不良が多数みられた。
これらの結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例1と同様に電子写真感光体を作製した。
<エキシマレーザーによる凹形状部の形成>
石英ガラス製のマスクにおける円形のレーザー光透過部の直径を9μmに、間隔を3μmに変えた以外は実施例1と同様に凹形状部の形成を行なった。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例1と同様に電子写真感光体を作製した。
<エキシマレーザーによる凹形状部の形成>
エキシマレーザーの照射エネルギーを、1.5J/cm3に変えた以外は実施例2と同様に凹形状部の形成を行なった。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例1と同様に電子写真感光体を作製した。
<エキシマレーザーによる凹形状部の形成>
石英ガラス製のマスクにおける円形のレーザー光透過部の直径を6μmに、間隔を2μmに変えた以外は実施例1と同様に凹形状部の形成を行なった。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例1と同様に電子写真感光体を作製した。
<モールド圧接形状転写による凹形状部の形成>
得た電子写真感光体に対して、図12に示された装置において、図13および図14に示す円柱の配列をもち、直径RMが1.0μm、高さHMが3.0μmである円柱を有する形状転写用のモールドを加圧することにより、形状転写を行った。このとき、加圧部分の電荷輸送層の温度が110℃になるように、電子写真感光体およびモールドの温度を制御し、5 MPaの圧力で加圧しながら、感光体を周方向に回転させることにより形状転写を行った。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定を行なったところ、図17の配列で凹形状部が形成されていた。なお、図17において、符号10は凹形状部非形成部を、11は凹形状部形成部を示す。実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例1と同様に電子写真感光体を作製した。
<モールド圧接形状転写による凹形状部の形成>
モールドの円柱高さHMを2.4μmとした以外は実施例5と同様に形状転写を行なった。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例1と同様に電子写真感光体を作製した。
<モールド圧接形状転写による凹形状部の形成>
モールドの円柱高さHMを1.4μmとした以外は実施例5と同様に形状転写を行なった。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例1と同様に電子写真感光体を作製した。
<モールド圧接形状転写による凹形状部の形成>
モールドの円柱直径RMを2.5μmとした以外は実施例5と同様に形状転写を行なった。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例1と同様に電子写真感光体を作製した。
<モールド圧接形状転写による凹形状部の形成>
モールドの円柱直径RMを1.5μm、円柱高さHMを2.0μmとした以外は実施例5と同様に形状転写を行なった。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例1と同様に電子写真感光体を作製した。
<モールド圧接形状転写による凹形状部の形成>
モールドにおける円柱の配列を図18に示す配列に変えた以外は実施例5と同様に形状転写を行なった。なお、図18において、符号26はモールド基板、27はモールド円柱を示す。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定を行なったところ、図19に示す配列で凹形状部が形成されていた。なお、図19において、符号10は凹形状部非形成部を、11は凹形状部形成部を示す。実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例1と同様に電子写真感光体を作製した。
<モールド圧接形状転写による凹形状部の形成>
モールドにおける円柱の配列を図20に示す配列に変えた以外は実施例5と同様に形状転写を行なった。なお、図20において、符号26はモールド基板、27はモールド円柱を示す。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定を行なったところ、図21に示す配列で凹形状部が形成されていた。なお、図21において、符号10は凹形状部非形成部を、11は凹形状部形成部を示す。実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例1と同様に支持体上に導電層、中間層および電荷発生層を作製した。
次いで、以下の成分をクロロベンゼン600部及びメチラール200部の混合溶媒中に溶解して電荷輸送層用塗料を調製した。これを用いて、上記電荷発生層上に電荷輸送層を浸漬塗布し、110℃に加熱されたオーブン内で30分間、加熱乾燥することにより、支持体上端から170mm位置の平均膜厚が15μmの電荷輸送層を形成した。
上記式(2)で示される電荷輸送物質(正孔輸送物質) 70部
下記構造式(4)で示される共重合型ポリアリーレート樹脂 100部
なお、上記ポリアリレート樹脂中のテレフタル酸構造とイソフタル酸構造とのモル比(テレフタル酸構造:イソフタル酸構造)は50:50である。また、重量平均分子量(Mw)は、130,000である。
すなわち、測定対象樹脂をテトラヒドロフラン中に入れ、数時間放置した後、振盪しながら測定対象樹脂とテトラヒドロフランとよく混合し(測定対象樹脂の合一体がなくなるまで混合し)、さらに12時間以上静置した。
その後、東ソー(株)製のサンプル処理フィルターマイショリディスクH−25−5を通過させたものをGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)用試料とした。
測定対象樹脂の重量平均分子量の測定にあたっては、測定対象樹脂が有する分子量分布を、数種の単分散ポリスチレン標準試料により作成された検量線の対数値とカウント数との関係から算出した。検量線作成用の標準ポリスチレン試料には、アルドリッチ社製の単分散ポリスチレンの分子量が、3,500、12,000、40,000、75,000、98,000、120,000、240,000、500,000、800,000、1,800,000のものを10点用いた。検出器にはRI(屈折率)検出器を用いた。
上記の方法により作製された電子写真感光体に対して、モールドの円柱高さHMを4.5μmとした以外は、実施例5と同様に加工を行った。
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例14と同様に電子写真感光体を作製した。
<モールド圧接形状転写による凹形状部の形成>
モールドの円柱高さHMを5.0μmとした以外は実施例5と同様に形状転写を行なった。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例1と同様に支持体上に導電層、中間層、電荷発生層および電荷輸送層を作製した。
<モールド圧接形状転写による凹形状部の形成>
モールドの円柱高さHMを2.0μmとした以外は実施例5と同様に形状転写を行なった。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例16と同様に電子写真感光体を作製した。
<モールド圧接形状転写による凹形状部の形成>
モールドの円柱高さHMを1.0μmとした以外は実施例5と同様に形状転写を行なった。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例1と同様に電子写真感光体を作製した。
<モールド圧接形状転写による凹形状部の形成>
モールドの円柱直径RMを0.5μm、円柱高さHMを2.0μmとした以外は実施例5と同様に形状転写を行なった。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製および結露法による凹形状部の形成>
実施例1と同様に支持体上に導電層、中間層および電荷発生層を作製した。
次に、下記構造式(2)
以上のように調製した表面層用塗布液を、電荷発生層上に浸漬コーティングし、円筒状支持体上に表面層用塗布液を塗布する工程を行った。表面層用塗布液を塗布する工程は、相対湿度45%および雰囲気温度25℃の状態で行った。
塗布工程終了から60秒後、予め装置内を相対湿度70%および雰囲気温度60℃の状態にされていた円筒状支持体保持工程用装置内に、表面層用塗布液が塗布された円筒状支持体を120秒間保持した。
円筒状支持体保持工程終了から60秒後、予め装置内が120℃に加熱されていた送風乾燥機内に、円筒状支持体を入れ、乾燥工程を60分間行い、電子写真感光体を得た。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製および結露法による凹形状部の形成>
円筒状支持体保持工程における相対湿度を70%、雰囲気温度を45℃に変更した以外は、実施例19と同様にして電子写真感光体を作製した。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製および結露法による凹形状部の形成>
円筒状支持体保持工程における相対湿度を70%、雰囲気温度を30℃に変え、円筒状支持体保持時間を180秒に変更した以外は、実施例19と同様にして電子写真感光体を作製した。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製および結露法による凹形状部の形成>
表面層用塗布液中の結着樹脂を下記構造式(5)
なお、上記ポリアリレート樹脂中のテレフタル酸構造とイソフタル酸構造とのモル比(テレフタル酸構造:イソフタル酸構造)は50:50である。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製および結露法による凹形状部の形成>
円筒状支持体保持工程用装置内の相対湿度を70%、前記装置内に表面層用塗布液が塗布された円筒状支持体を保持する時間を80秒間に変更した以外は、実施例19と同様にして電子写真感光体を作製した。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製および結露法による凹形状部の形成>
円筒状支持体保持工程用装置内に表面層用塗布液が塗布された円筒状支持体を保持する時間を60秒間に変更した以外は、実施例23と同様にして電子写真感光体を作製した。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例1と同様に電子写真感光体を作製した。
<モールド圧接形状転写による凹形状部の形成>
図12に示された装置において、モールドの円柱の配列を図22(図中、円柱直径RMは1.0μmであり、円柱間隔DMは1.0μmである)に示すように変えた以外は、実施例8と同様に形状転写を行なった。なお、図22において、符号26はモールド基板、27はモールド円柱を示す。
<形成した凹形状部の観察および電子写真感光体の特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定を行なったところ、図23に示す配列で凹形状部が形成されていた。なお、図23において、符号10は凹形状部非形成部を、11は凹形状部形成部を示す。実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例1と同様に電子写真感光体を作製し、平均粒径35μmのガラスビーズを感光体表面に吹き付けるサンドブラスト法により、電子写真感光体の表面の疎面化を行った。
<電子写真感光体表面の観察および特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
<電子写真感光体の作製>
実施例1と同様に電子写真感光体を作製し、感光体表面の加工を行なわなかった。
<電子写真感光体表面の観察および特性評価>
実施例1と同様に表面形状測定および特性評価を行なった。結果を表1に示す。
Rdv 凹形状部の最深部と開孔部との距離
S 基準面
1 支持体
2 感光層
3 凹形状部
4 レーザー光遮蔽部
5 レーザー光透過部
6 エキシマレーザー光照射器
7 ワーク回転用モーター
8 ワーク移動装置
9 感光体ドラム
10 凹形状部非形成部
11 凹形状部形成部
12 加圧装置
13 モールド
14 感光体
15 電子写真感光体
16 軸
17 帯電手段
18 露光光
19 現像手段
20 転写手段
21 クリーニング手段
22 定着手段
23 プロセスカートリッジ
24 案内手段
25 転写材
26 モールド基板
27 モールド円柱
RM 円柱直径
HM 円柱高さ
DM 円柱間隔
Claims (7)
- 支持体および該支持体上に設けられた感光層を有する電子写真感光体において、
表面に、複数の各々独立した凹形状部を有しており、かつ、
該凹形状部の各々は、長軸径(Rpc)が0.4μm以上8.6μm以下であって短軸径(Lpc)が0.4μm以上8.6μm以下であって最深部と開孔面との距離(Rdv)が0.6μm以上6μm以下である凹形状部であり、かつ、
該凹形状部の各々は、該電子写真感光体の表面における一辺が感光体回転方向に対して平行な一辺50μmの正方形の領域について感光体回転方向に対して平行な499本の直線で500等分したときに該499本の直線のうちの400本以上499本以下が凹形状部を通るように、該電子写真感光体の表面の全面に配置されている
ことを特徴とする電子写真感光体。 - 該凹形状部の長軸径(Rpc)に対する最深部と開孔面との距離(Rdv)の比の値(Rdv/Rpc)が、0.1以上10以下であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体。
- 該凹形状部の最深部と開孔面との距離(Rdv)が、5.0μm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真感光体。
- 該凹形状部の長軸径(Rpc)が、0.5μm以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 該凹形状部の各々は、該電子写真感光体の表面における一辺が感光体回転方向に対して平行な一辺50μmの正方形の領域について感光体回転方向に対して平行な499本の直線で500等分したときに該499本の直線のうちの450本以上499本以下が凹形状部を通るように、該電子写真感光体の表面の全面に配置されている請求項1乃至4のいずれかに記載の電子写真感光体。
- 請求項1乃至5のいずれか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、電子写真装置本体に着脱自在であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載の電子写真感光体、帯電手段、露光手段、現像手段および転写手段を有することを特徴とする電子写真装置。
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