JP4136567B2 - 電子写真感光体の製造方法および感光層隣接下層面の表面粗さ評価方法 - Google Patents

電子写真感光体の製造方法および感光層隣接下層面の表面粗さ評価方法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真感光体およびそれに用いる基体に関し、特に電子写真感光体用基体の表面粗さ評価方法および製造方法、電子写真感光体における感光層隣接下層面の表面粗さ評価方法ならびに電子写真感光体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真装置において、書き込み光源にレーザ等の可干渉光源を使用した場合、画像に干渉縞が発生する問題が有る。この原因としては、可干渉光が感光層へ入射した際、入射光とその反射光の位相の干渉状態によって像形成に寄与する光量が変化することがあげられる。この対策としては、基体表面を粗面化する方法、あるいは基体上に可干渉光による干渉縞の発生を防ぐ層を設ける方法がある。それを順次説明する。
【0003】
例えば、基体表面を粗面化する方法として、水蒸気を凍結させて得られる微細凍結粒子を気体表面に噴射する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。これにより、基体表面の汚染物質を除去すると共に、基体表面を粗面化することができ、この表面処理法により処理された基体を用いて形成される電子写真感光体は、レーザ光による干渉縞の形成を防止することができるとしている。また、基体を粗面化する以外の方法として、同機能の薄膜を形成する方法も有り、支持体上に感光層を形成してなる電子写真用感光体において、該支持体と感光層との間にコヒーレント光を吸収するめっき層を設けた特徴とする電子写真用感光体が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
さらに、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる電子写真感光体用の円筒基体であって、この円筒基体にはアルマイト皮膜が構成されてなり、しかもベースとの境界側のアルマイト皮膜の界面が幅は約0.1〜5μm、深さは約0.1〜3μmの略半球状の凹面に構成されたものである電子写真感光体用の円筒基体が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。
しかし、基体表面を粗面化する方法として最も一般的で広く用いられている方法は切削加工である。この方法の場合、基体表面にはバイトの送りによって一定間隔の凹凸が生じるため、この基体表面凹凸ピッチと書き込み光のピッチとの組み合わせによっては、尚干渉縞が発生する問題が有る。以下にそれを説明する。
【0004】
旋盤を使用した切削加工によって電子写真感光体用基体を作成する場合、通称鏡面素管と呼ばれる素管以外では、切削によって基体表面に一定ピッチの凹凸が形成される。レーザ光等の可干渉光を使用した電子写真装置では、感光体表面をレーザ光で走査しているが、このとき、レーザ光は常時点灯しておらず、その装置の解像度に応じてレーザ光を点滅させている。例えば、600dpiと言われる電子写真装置では、1インチ当たり600個のレーザースポットの照射を行っている。このような、一定ピッチの凹凸の有る基体で作成した電子写真感光体に、一定ピッチのレーザースポットを照射したとき、基体の凹凸ピッチとレーザのピッチの組み合わせによっては、干渉縞が発生する場合が有る。
【0005】
切削面に一定周期の溝が形成される切削加工では、レーザーピッチとの干渉縞が発生しないように、切削による溝の周期を選択する必要がある。すなわち、これは切削加工において、基体の回転数とバイトの送り速度を選定することである。しかし、電子写真装置が複数のレーザーピッチに切り替えられるようになっている場合、両方のレーザーピッチに対応できる切削溝間隔にする必要が有る。このような場合、切削バイトの送り速度を変えて対策としている(例えば、特許文献4参照。)。しかし、この方法では切削における基体の回転数とバイトの送り速度の選択肢は少なく、加工の自由度が狭まるため、切削加工が困難になっている問題が有る。
基体の表面加工方法として、センタレス研削やテープ研磨を使用した場合は、基体表面の凹凸はランダムとなり、このような表面は画像干渉縞対策として十分に好ましい表面である。しかし、砥石の目詰まり状態によっては、凹凸が不十分となり、画像干渉縞が発生することが有る。
【0006】
また、現在、書き込み光源に半導体レーザを使用した電子写真装置が広く使用されている。このような電子写真装置を高解像度化、高画質化するには、レーザビームのスポット径をできるだけ小さくすることが必要である。しかしながら、現在書き込み光源として広く用いられている近赤外域に発振波長を持つ半導体レーザでは、光学系の最適化を行ってビーム径を細くしても、スポット輪郭の鮮明さが得られ難い問題が有る。ここで、スポット径Dはレーザ光の波長λに下式のように正比例することが知られている。
D=1.22λ/NA (NAはレンズ開口数)
従って、画質向上には、レーザ光の波長自体を現在の波長より短くすることが有効となる。
【0007】
このような背景から短波長レーザの出現が望まれていたが、1990年代初頭より650nm近傍に発振波長を有する赤色半導体レーザが実用化されている。また、最近では、1995年12月に日亜化学工業より410nm発振の青紫色半導体レーザの開発成功が発表され、また、松下電器産業により、非線形光学素子を用いたSHG(第2高調波)による425nmのレーザも開発されている。このように、発振波長400〜500nm程度の青色系半導体レーザの実用化が現実味を帯びてきた。
【0008】
電子写真装置への適用としては、波長400〜500nmの光源を用いる電子写真装置が提案されている(例えば、特許文献5参照。)。
また、特定の結晶構造のペリレン顔料を用いて可視半導体レーザで露光する感光体も提案されている(例えば、特許文献6参照。)。
しかしながら、現在のレーザ光源を使用した電子写真装置で生じている画像に干渉縞が発生する問題は、依然として発生し、特にスポット径が小さくなり、且つ、波長が短くなることによって、画像での干渉縞の発生の様相は現在と異なってくることがわかってきた。
例えば、現在使用しているレーザ光源を使用した装置では画像に干渉縞が発生しなくとも、短波長のレーザ光源を使用した装置では干渉縞が発生する問題が生じている。従って、現在の基体の粗面化では充分とは言えず、短波長の可干渉光でも画像干渉縞の発生が無い基体の製造方法開発が必要になっている。
最近、円筒状基体上に感光層を有する被覆層を備えた感光体において、円筒状基体表面の円周方向に、幅が10μm〜500μmで、深さが0.3μm〜30μmである溝を並列的に有し、各溝の幅の方向に沿った断面が規則的形状とし、被覆層の膜厚を規則的に変化させることを特徴とする感光体が提案されている(例えば、特許文献7参照。)。これは、干渉縞模様の原因となっている感光層内の多重反射を防止するために均一で適度な表面粗さを持たせた発明である。
【0009】
このように、基体表面の表面粗さは、画像品質にとって重要であるが、従来、JISに定める表面粗さで測定し、判断することが多かった。広く使われている測定方法としては、算術平均粗さ(Ra)、最大高さ(Ry)、十点平均粗さ(Rz)等が有る。
【0010】
例えば、この表面粗さ測定法で基体表面を評価した例としては、合成樹脂感光ドラム基体の表面に、波長650nm 以上のレーザ光線に対して多重反射の生じないように平均表面粗さRa0.2〜2.0μmの均一微細な凹凸が形成されている電子写真感光体用円筒状基体およびその製造方法が提案されている(例えば、特許文献8。)。
【0011】
また、しごき加工又は冷間引抜き加工によって作られたアルミニウム円筒基体であって、該基体の表面が基体の軸方向のスジを全円周にわたって有し、該表面における円周方向のRyが0.2〜3 μm である電子写真感光体用アルミニウム円筒基体及びその製造方法が提案されている(例えば、特許文献9参照。)。また、光源として発光ダイオードが用いられる電子写真装置における感光体用アルミニウム基盤であって、表面粗さがRz0.8μm以下に規定されてなる基盤が提案されている(例えば、特許文献10参照。)。ここで、複数個の発光ダイオードは感光体に対して同一間隔で平行状に配置されるとともに、発光ダイオードと感光体との間に、発光ダイオードからの光を感光体に垂直に入射させるレンズが配置されてなる電子写真装置に適用するのが好ましいとしている。
【0012】
また、導電性支持体上に、感光層及び表面保護層を少なくとも有する電子写真感光体において、前記導電性支持体の表面粗さRzを0.01μm以上、Rz0.5μm以下とし、かつ表面保護層を表面粗さRzを0.2μm以上、1.2μm以下とすることが提案されている(例えば、特許文献11参照。)。
【0013】
しかし、いずれの表面粗さ測定法でも、画像干渉縞対策として十分かつ必要な表面粗さを定義しきれない問題が有った。
【0014】
このような問題に対し、表面粗さを規定する方法が各種検討されている。次にそれを紹介する。
その1つとして、表面粗さRz以外に、表面積増加率を指標とする方法が開示されている(例えば、特許文献12参照。)。
また、基準長さ0.25mmで測定した最大高さ(Ry)と、基準長さ0.8mmで測定した最大高さ(Ry)を使用し、陽極酸化皮膜処理した面に対し、表面の粗さが次式
1.0a≦b≦2.5a
a : 短波長(細かい粗さ)成分の粗さ
b : 長波長(粗い粗さ)成分の粗さ
に示す2成分からなる粗さ波形を有し、第1成分a波形の凹凸の凸部間のピッチが5〜20μmであり、第2成分b波形の凹凸の凸部間のピッチが200〜400μmであることを特徴とする電子写真感光体としている(例えば、特許文献13参照。)。
【0015】
平行線の深さRpが、0.11μm≦Rp≦0.8μm、粗さ曲線の最高高さRyが、0.2μm≦Ry≦1.6μmであるか、十点平均表面粗さRzが0.20μm以上、1.50μm以下とする方法が開示されている(例えば、特許文献14参照。)。
また、表面形状を表面粗さ測定装置で測定して得られる断面曲線1上で、平均線2を中心とした仕切り幅Xを規定し、この仕切り幅を超える相隣る山と谷の一対からなるピーク4の単位長Lあたりの数により表面形状を評価し、このような方法で仕切り幅Xを20μmとし単位長Lを1cmとしたときのピーク4の数を100以下とした基体が提案されている(例えば、特許文献15参照。)。
その他、アルミニウム合金を押し出し加工して円筒シリンダー状の導電性基体とし、該円筒シリンダー状導電性基体の表面をセンタレス研磨することにより、シリンダー表面の周方向の最大高さ(Ry(a))を母線方向の最大高さ(Ry(b))の1/2以下とし、周方向の十点平均粗さの値(Rz(a))を母線方向の十点平均粗さの値(Rz(b))の1/2以下とする電子写真感光体用基体および該基体の製造方法が提案されている(例えば、特許文献16参照。)。
【0016】
しかしながら、いずれも表面粗さの評価法として充分ではなく、上記の評価法では十分な値であっても、実際に感光体を作成すると、干渉縞が発生する場合が有った。
【0017】
表面粗さの評価は、「JIS B0601 表面粗さの定義と表示」に従って行われるのが一般的である。しかし、JISに定める方法では、電子写真感光体として必要な干渉縞の生じない為に必要な表面粗さを表現しきれない問題がある。例えば、従来の表面粗さ(Ra、Ry、Rz)評価法では先に述べたように干渉縞対策として必要な条件を完全に示せていない。
そして、電子写真感光体を可能干渉光を書き込み光源に使用した電子写真装置に使用しても、干渉縞を生ずることが無いような電子写真感光体の基体表面粗さを測定する方法が示されていなかった。特に、電子写真装置に使用する感光体の基体を作成するに当たって、従来は表面粗さとして使用していたRa、Ry、Rzでは干渉縞防止の基準として不十分であった問題に対し、適切な基体表面の基準が明らかではなかった。
【0018】
例えば、従来表面粗さとして使用しているRaの定義では、測定長内に飛び外れた山と谷が有った場合、計算上Raは大きく出る。また、飛び外れた山や谷が無い場合でも、Raが同じに出る場合が有る。
このような基体表面形状は、研削輪が目詰まりした場合に起き易く、表面粗さ計で測定すると、表面粗さRaの値は目標の値が出るものの、干渉縞抑止能力は劣った基体ができる。
【0019】
このような問題が有る為、従来は、表面粗さRa以外に、表面粗さ計の測定チャートを保存しておき、チャートに記録された切削波形から判定していたが、チャートの傾向を読み取らねばならず、熟練を要する問題が有った。
従って、表面粗さRaのみでは完全とは言えず、Ra以外に干渉抑止機能を予測できる測定方法が望まれていた。
【0020】
またさらに、電子写真感光体の基体上に形成された下引き層表面の粗さは感光層に直接影響を及ぼす重要な要素であるが、電子写真感光体に可能干渉光を書き込み光源に使用した電子写真装置に使用しても、干渉縞を生ずることが無いような電子写真感光体の基体に下引き層を形成した表面の表面粗さを評価する粗さ評価方法は知られていなかった。また、その評価方法を用いた電子写真感光体の製造方法も知られていなかった。
【0021】
【特許文献1】
特開平5−224437号公報
【特許文献2】
特開平5−204177号公報
【特許文献3】
特開平5−313397号公報
【特許文献4】
特開平7−77817号公報
【特許文献5】
特開平5−19598号公報
【特許文献6】
特開平8−15881号公報
【特許文献7】
特開平6−282089号公報
【特許文献8】
特開平10−301311号公報
【特許文献9】
特開平5−72785号公報
【特許文献10】
特開平8−76395号公報
【特許文献11】
特開平6−138685号公報
【特許文献12】
特開平6−35216号公報
【特許文献13】
特開2000−66428号公報
【特許文献14】
特開平7−28263号公報
【特許文献15】
特開平7−104497号公報
【特許文献16】
特開平7−333878号公報
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような問題点に対してなされたものであり、その目的は、書き込み光源に可干渉光を使用した電子写真装置に使用しても、画像に干渉縞が発生することのない電子写真感光体基体の新規で簡易な表面粗さ評価方法、およびその評価方法を用いた電子写真感光体用基体の製造方法を提供することである。また、他の目的は、電子写真感光体に可能干渉光を書き込み光源に使用した電子写真装置に使用しても、干渉縞を生ずることが無いような電子写真感光体の基体に下引き層を形成した表面の表面粗さを評価する新規で簡易な電子写真感光体の粗さ評価方法、およびその評価方法を用いた電子写真感光体の製造方法を提供することである。
【0029】
【課題を解決するための手段】
請求項の発明は、研削あるいは研磨加工によって作製された基体上に、中間層および下引き層から選択される1以上の層および単層または多層からなる感光層が順次形成された電子写真感光体における前記感光層の隣接下層面の粗さ評価方法であって、前記基体は、その基体表面の任意の位置からJIS B0601に定める断面曲線を横軸方向に100μmの長さで求め、前記横軸方向上の等間隔の位置における前記断面曲線の縦軸方向の位置を測定し、その位置のJIS Z8101に定める分散を求め、かつ、JIS B0601に定める表面粗さRzの測定値を求め、前記Rzが1.98〜2.68μmであり、かつ、前記分散が0.08〜0.21であるように調整して作製された基体であり、前記下層面表面の任意の位置からJIS B0601に定める断面曲線を横軸方向に100μmの長さで求め、前記横軸方向上の等間隔の位置における前記断面曲線の縦軸方向の位置を測定し、その位置のJIS Z8101に定める分散を求め、かつ、JIS B0601に定める表面粗さRzの測定値を求め、前記分散が0.004〜0.021であり、かつ、前記表面粗さRzが0.58〜1.91μmで前記下層面の表面粗さを評価することを特徴とする電子写真感光体における感光層隣接下層面の表面粗さ評価方法である。
このような構成によって、下引き層の表面粗さをRzのみではなく、表面粗さを求めた時の断面曲線上の等間隔における縦軸方向の位置を測定し、その位置のJIS Z8101に定める分散を求め、その両方を使って粗さを評価するので、非熟練者にも判断可能であり、また、表面粗さ測定以外の測定や評価を行わなくて良いので、簡易な表面粗さ測定方法が提供できる。
【0030】
請求項の発明は、研削あるいは研磨加工によって作製された基体上に、感光層の隣接下層となる中間層および下引き層から選択される1以上の層、および単層または多層からなる前記感光層が順次形成された電子写真感光体の製造方法であって、前記基体は、その基体表面の任意の位置からJIS B0601に定める断面曲線を横軸方向に100μmの長さで求め、前記横軸方向上の等間隔の位置における前記断面曲線の縦軸方向の位置を測定し、その位置のJIS Z8101に定める分散を求め、かつ、JIS B0601に定める表面粗さRzの測定値を求め、前記Rzが1.98〜2.68μmであり、かつ、前記分散が0.08〜0.21であるように調整して作製され、前記感光層の隣接下層は、その隣接下層面の任意の位置からJIS B0601に定める断面曲線を横軸方向に100μmの長さで求め、前記横軸方向上の等間隔の位置における前記断面曲線の縦軸方向の位置を測定し、その位置のJIS Z8101に定める分散が、0.004〜0.021であり、かつ、JIS B0601に定める表面粗さRzが0.58〜1.91であるように調整して製造することを特徴とする電子写真感光体の製造方法である。
このような構成によって、下引き層の表面粗さをRzのみではなく、表面粗さを求めた時の断面曲線上の等間隔における縦軸方向の位置を測定し、その位置のJIS Z8101に定める分散を求め、その両方を使って粗さを評価して調整して作製するので、非熟練者にも判断可能であり、また、表面粗さ測定以外の測定や評価を行わなくて良いので、簡易な表面粗さ評価方法を用いた簡易な製造方法が提供できる。
【0031】
請求項の発明は、請求項に記載の電子写真感光体の製造方法において、さらに、前記感光層の表面上に保護層を設けることを特徴とする。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しながら本実施の形態を説明する。
(第1の実施の形態)
初めに、本発明を実施するのに好適な表面粗さ測定装置を図3に示す。図3において、11は測定対象である電子写真感光体用基体、12は表面粗さ測定センサー、13は表面粗さ測定センサーを保持し、基体の軸方向に移動する機構、14は表面粗さ測定結果を演算する表面粗さ計、15は本発明においてJIS B0601に定める断面曲線からJIS Z8101に定める分散を求める計算をするパーソナルコンピュータである。
この図の例では、JISZ8101に定める分散はパーソナルコンピュータ15で求めているが、表面粗さ計14で求めても良い。
【0033】
発明者らの測定では、表面粗さ計は東京精密製サーフコム570Aを使用し、パーソナルコンピュータはIBM製ThinkPad340を使用した。また、サーフコム570AとIBM製ThinkPadの間はRS−232−cケーブルで接続した。サーフコムから送られてきた表面粗さデーターの処理は、VisualBASICで作成したソフトウェアで行った。
また、表面粗さ測定における基準長さは、2.5mmで行った。
【0034】
図6に基体の表面粗さ測定時の表面粗さ計(東京精密製サーフコム570A)のプリントアウトの例を示す。また、この測定を行ったときの測定結果をRS−232−cでパーソナルコンピュータが受け、その結果をグラフにしたものを図7に示す。図6と図7は同じ測定結果を示しておりパーソナルコンピュータの処理が正確に行われたことがわかる。
ここで、基体表面の任意の位置から100μmの長さでJISB0601に定める断面曲線を求めているが、この長さは必ずしも100μmでなくとも良く、その基体で作成した電子写真感光体を搭載する電子写真装置の露光光の光スポット径の直径より大きければ良く、この長さは50μm以上、300μm以下が適当である。
【0035】
また、ここで、表面粗さの評価法として、JISB0601に定める表面粗さRzを使用する。また、表面粗さを求めるときの基準長はJISB0601によって決めれば良い。
【0036】
ここで、感光体の基体表面を研削または研磨加工する場合には、JISB0601に定める表面粗さRzが0.7以上、3.0以下が好ましく、より好ましくは2.0以上、3.0以下が良い。また、分散は0.10以上としているが、より好ましくは0.20以上が良い。Rzがこれより小さいと画像に干渉縞状のムラが発生する。また、Rzがこれより大きいと、電子写真感光体製造時に塗工ムラが発生する。分散がこれより小さいと、画像に干渉縞状のムラが発生する。
【0037】
ここで、感光体の基体表面を切削加工する場合には、JISB0601に定める表面粗さRzが0.7以上、3.0以下である。また、分散は0.02以上としているが、好ましくは0.04以上が良い。Rzがこれより小さいと画像に干渉縞状のムラが発生する。また、Rzがこれより大きいと、電子写真感光体製造時に塗工ムラが発生する。分散がこれより小さいと、画像に干渉縞状のムラが発生する。
【0038】
本発明において、分散はJISZ8101に定める分散であり、すなわち、測定値の試料(x、x、・・・、x)については
【0039】
【数1】
Figure 0004136567
【0040】
で求められる値である。
ここで、
【0041】
【数2】
Figure 0004136567
【0042】
は試料平均を示す。
【0043】
ここで、断面曲線上の等間隔における縦軸方向の位置を測定するとき、その測定間隔を0.1μm以上、5μm以下であることが好ましいが、これは、その基体で作成した電子写真感光体を搭載する電子写真装置の露光光の光スポット径の1/10以下であれば良い。測定間隔を0.1μm以下の場合、それより大きな場合と結果は大きく変わらず、計算が煩雑になるのみでメリットはない。また、測定間隔が5μm以上であると、その測定結果で計算した分散では本発明の目的とする評価を行うことはできない。
【0044】
[電子写真感光体]
以下、本発明における電子写真感光体を図面によって説明する。
【0045】
図1は、本発明に用いられる電子写真感光体を表わす断面図であり、導電性支持体1上に電荷発生材料を主成分とする電荷発生層2と、電荷輸送材料を主成分とする電荷輸送層3とが、積層された構成をとっている。
更に、図2は電荷輸送層3の上に保護層4を設けた構成になっている。
導電性支持体1としては、体積抵抗1010Ωcm以下の導電性を示すもの、例えば、アルミニウム、ニッケル、クロム、ニクロム、銅、金、銀、白金などの金属、酸化スズ、酸化インジウムなどの金属酸化物を、蒸着またはスパッタリングにより、フィルム状もしくは円筒状のプラスチック、紙に被覆したもの、或いは、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス等の板およびそれらを押し出し、引き抜き等の工法で素管化後、切削、超仕上げ、研磨等で表面処理した管等を使用することができる。また、特開昭52−36016号公報に開示されたエンドレスニッケルベルト、エンドレスステンレスベルトも導電性支持体1として用いることができる。
【0046】
この他、上記支持体上に導電性粉体を適当な結着樹脂に分散して塗工したものも、本発明の導電性支持体1として用いることができる。この導電性粉体としては、カーボンブラック、アセチレンブラック、また、アルミニウム、ニッケル、鉄、ニクロム、銅、亜鉛、銀等の金属粉或いは導電性酸化スズ、ITO等の金属酸化物粉体等が挙げられる。また、同時に用いられる結着樹脂には、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂が挙げられる。このような導電性層は、これらの導電性粉体と結着樹脂を適当な溶剤、例えば例えばTHF(テトラヒドロフラン)、MDC(ジクロロメタン)、MEK(メチルエチルケトン)、トルエン等に分散して塗布することにより設けることができる。更に、適当な円筒基体上にポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ゴム、テフロン(登録商標)などの素材に前記導電性粉体を含有させた熱収縮チューブによって導電性層を設けてなるものも、本発明の導電性支持体(1)として良好に用いることができる。
導電性支持体の加工方法としては、各種の切削加工、研削加工、研磨加工が可能であり、それらの加工法の組み合わせも有効である。
【0047】
次に感光層について説明する。感光層は単層でも積層でもよいが、説明の都合上、まず電荷発生層2と電荷輸送層3から構成される場合から述べる。
電荷発生層2は、電荷発生材料を主成分とする層である。 電荷発生材料には、顔料、染料などの有機材料が用いられ、その代表例として、モノアゾ顔料、ジスアゾ顔料、トリスアゾ顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、キナクリドン系顔料、キノン系縮合多環化合物、スクアリック酸系染料、フタロシアニン系顔料、ナフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩系染料、等が挙げられ用いられる。電荷発生材料は、単独であるいは、2種以上混合して用いられる。
【0048】
電荷発生層2に用いられる結着樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリスルホン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミド、ポリビニルベンザール、ポリエステル、フェノキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリフェニレンオキシド、ポリアミド、ポリビニルピリジン、セルロース系樹脂、カゼイン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。結着樹脂の量は、電荷発生物質100重量部に対し20〜200重量部、好ましくは50〜150重量部が適当である。
ここで用いられる溶剤としては、例えばイソプロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチルセルソルブ、酢酸エチル、酢酸メチル、ジクロロメタン、ジクロロエタン、モノクロロベンゼン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン、リグロイン等が挙げられる。塗布液の塗工法としては、浸漬塗工法、スプレーコート、ビートコート、ノズルコート、スピナーコート、リングコート等の方法を用いることができる。電荷発生層3の膜厚は0.01〜5μm程度が適当であり、好ましくは0.1〜2μmである。
【0049】
電荷輸送層3は、電荷輸送物質及び結着樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを電荷発生層上に塗布、乾燥することにより形成できる。また、必要により可塑剤、レベリング剤、酸化防止剤等を添加することもできる。 レベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどのシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーが使用され、その使用量は結着樹脂に対して0〜1重量%程度が適当である。
【0050】
電荷輸送物質には、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。電子輸送物質としては、例えば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロ−9−フルオレノン、2,4,5,7−テトラニトロキサントン、2,4,8−トリニトロチオキサントン、2,6,8−トリニトロ−4H−インデノ[1,2−b]チオフェン−4−オン、1,3,7−トリニトロジベンゾチオフェン−5,5−ジオキサイド、ベンゾキノン誘導体等の電子受容性物質が挙げられる。
【0051】
正孔輸送物質としては、ポリ−N−カルバゾール及びその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリルエチルグルタメート及びその誘導体、ピレン−ホルムアルデヒド縮合物及びその誘導体、ポリビニルピレン、ポリビニルフェナントレン、ポリシラン、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、モノアリールアミン誘導体、ジアリールアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、α−フェニルスチルベン誘導体、ベンジジン誘導体、ジアリールメタン誘導体、トリアリールメタン誘導体、9−スチリルアントラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ジビニルベンゼン誘導体、ヒドラゾン誘導体、インデン誘導体、ブタジエン誘導体、ピレン誘導体等、ビススチルベン誘導体、エナミン誘導体等その他公知の材料が挙げられる。これらの電荷輸送物質は、単独または2種以上混合して用いられる。
【0052】
結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアリレート、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、酢酸セルロース樹脂、エチルセルロース樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルトルエン、ポリ−N−ビニルカルバゾール、アクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂等の熱可塑性、または熱硬化性樹脂が挙げられる。
電荷輸送物質の量は、結着樹脂100重量部に対し、20〜300重量部、好ましくは40〜150重量部が適当である。また、電荷輸送層の膜厚は、5〜50μm程度とすることが好ましい。 ここで用いられる溶剤としては、テトラヒドロフラン、ジオキサン、トルエン、ジクロロメタン、モノクロロベンゼン、ジクロロエタン、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、アセトンなどが用いられる。
【0053】
また、電荷輸送層には電荷輸送物質としての機能と、バインダー樹脂の機能をもった高分子電荷輸送物質も良好に使用される。これら高分子電荷輸送物質から構成される電荷輸送層は、耐摩耗性に優れたものである。高分子電荷輸送物質としては、公知の材料が使用できるが、トリアリールアミン構造を主鎖及び/又は側鎖に含むポリカーボネートが良好に用いられる。 例えば、特開2000−103984の(1)〜(10)式で表わされる高分子電荷輸送物質が良好に用いられる。
【0054】
また、本発明において、電荷輸送層3に可塑剤やレベリング剤を添加してもよい。可塑剤としては、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレートなど一般の樹脂の可塑剤として使用されているものがそのまま使用でき、その使用量としては結着樹脂に対して0〜30重量%程度が適当である。レベリング剤としては、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイルなどのシリコーンオイル類や、側鎖にパーフルオロアルキル基を有するポリマーあるいはオリゴマーが使用され、その使用量は結着樹脂に対して0〜1重量%程度が適当である。
【0055】
本発明における電子写真感光体には、導電性支持体1と感光層との間に下引き層を設けることができる。下引き層は一般には樹脂を主成分とするが、これらの樹脂はその上に感光層を溶剤で塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶剤性の高い樹脂であることが望ましい。
このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂などが挙げられる。
また、下引き層にはモアレ防止、残留電位の低減等のために、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物の微粉末を加えてもよい。 これらの下引き層は、前述の感光層の場合と同様、適当な溶媒、塗工法を用いて形成することができる。
【0056】
さらに、本発明における下引き層として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用することもできる。この他、本発明の下引き層にはAl23を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン(パリレン)等の有機物や、SiO2、SnO2、TiO2、ITO、CeO2等の無機物を真空薄膜作製法にて設けたものも良好に使用できる。この他にも公知のものを用いることができる。下引き層の膜厚は0〜5μmが適当である。
【0057】
図2に示すように、本発明の電子写真感光体には、感光層保護の目的で、保護層4を感光層の上に設けることもある。
保護層4に使用する材料としては、ABS樹脂、ACS樹脂、オレフィン−ビニルモノマー共重合体、塩素化ポリエーテル、アリル樹脂、フェノール樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリルスルホン、ポリブチレン、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリメチルペンテン、ポリプロピレン、ポリフェニレンオキシド、ポリスルホン、ポリスチレン、AS樹脂、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、エポキシ樹脂等の樹脂が挙げられる。保護層5にはその他、耐摩耗性を向上する目的で、ポリテトラフルオロエチレンのような弗素樹脂、シリコン樹脂及びこれら樹脂に酸化チタン、酸化スズ、チタン酸カリウム等の無機材料を分散したもの等を添加することができる。
【0058】
保護層4の形成法としては、通常の塗布法が採用される。
なお、保護層4の厚さは、0.1〜7μm程度が適当である。また、以上の他に真空薄膜作製法にて形成したα−C、α−SiCなど公知の材料も保護層5として用いることができる。
本発明においては、感光層と保護層5との間に中間層を設けることも可能である。
中間層には、一般にバインダー樹脂を主成分として用いる。 これら樹脂としては、ポリアミド、アルコール可溶性ナイロン、水酸化ポリビニルブチラール、ポリビニルブチラール、ポリビニルアルコールなどが挙げられる。
中間層の形成法としては、前述のごとく通常の塗布法が採用される。なお、中間層の厚さは0.05〜2μm程度が適当である。
【0059】
[電子写真装置]
以下に、図面を用いて本発明を実施するのに好適な電子写真装置を詳しく説明する。
図4は、本発明の電子写真プロセス及び電子写真装置の1例を説明するための概略図であり、下記するような変形例も本発明の範疇に属するものである。図4において、この電子写真装置は、ドラム状の電子写真感光体31のまわりに、帯電機構32、露光光源33、現像機構34、転写機構35、クリーニング機構37が配置されている。転写機構35において、転写材38にはトナーが転写され、これは定着機構36で定着される。
上記の電子写真装置を使用した電子写真方法においては、電子写真感光体31は、反時計方向に回転して、帯電機構32で正または負に帯電され、露光光源33からの露光によって、静電潜像を電子写真感光体31上に形成する。
帯電機構32には、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器(ソリッドステートチャージャ)、帯電ローラなどをはじめとする公知の帯電手段を用いることができる。
転写機構35には、一般の帯電器が使用できるが、転写チャージャと分離チャージャを併用したものが効果的である。
【0060】
また露光光源33、および図示されていないが、除電光源等で使用する光源としては、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザ(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)等の発光物を使用することができる。そして、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
かかる光源等は、図4に図示した構成の他に、光照射を併用した転写工程、除電工程、クリーニング工程、或いは前露光等の工程を設けることにより、感光体に光が照射される際にも用いることができる。
【0061】
感光体に正または負の帯電を施して画像露光を行った場合、感光体上には正または負の静電潜像が形成される。これを、負または正に帯電した極性のトナー(検電微粒子)で現像すれば、ポジ画像が得られるし、逆に正または負に帯電した極性のトナーで現像すれば、ネガ画像が得られる。かかる現像には、公知の方法を適用することができ、また、除電手段にも公知の方法が用いられる。
この例においては導電性支持体はドラム状のものとして示されているが、シート状、エンドレスベルト状のものを使用することができる。
クリーニング前チャージャとしては、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器(ソリッドステートチャージャ)、帯電ローラなどをはじめとする公知の帯電手段を用いることができる。また転写チャージャおよび分離チャージャには、通常上記の帯電手段を、使用することができる。クリーニング機構には、ファーブラシ、マグファーブラシなどをはじめとする公知のブラシやポリウレタン製ブレードを使用することができる。
【0062】
以上に示すような本発明の画像形成手段は、複写装置、ファクシミリ、プリンタなどの装置内に固定して組み込まれていてもよいが、プロセスカートリッジの形でそれら装置内に組み込まれてもよい。プロセスカートリッジとは、感光体を内蔵し、他に帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段、除電手段などを含んだ一つの装置(部品)である。プロセスカートリッジの形状等は多く挙げられるが、一般的な例として図5に示すものが挙げられる。図5に示されるプロセスカートリッジは、電子写真感光体31の周囲に配置された帯電機構32、現像機構34、クリーニング機構37からなる。 露光光源33や転写機構35はプロセスカートリッジに含んでも良く、図5のように含まなくても良い。
【0063】
図5に本発明を実施するのに好適な電子写真用プロセスカートリッジを示す。図において、31は電子写真感光体、32は帯電手段、33は画像露光光源、34は現像手段、35は転写手段、38は紙等の転写材、36は定着機構、37はクリーニング機構、39はプロセスカートリジの容器を示す。
この図は構造の例を示した物であり、各手段は図に示した以外の方法でも良い。
例えば、帯電手段32はコロトロン、スコロトロン、帯電ロール等の公知の帯電手段が使用可能である。
【0064】
画像露光、及び図示されていない前露光光の光源には、蛍光燈、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード(LED)、半導体レーザ(LD)、エレクトロルミネッセンス(EL)などの発光手段を使用することができる。 また、所定の波長域の光のみを照射する為に、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターが使用可能である。 クリーニング機構37は、クリーニングブレードだけで行われることも有り、クリーニングブラシ、もしくはブレードと併用されることも有る。 図に示すプロセスカートリッジにおいて、クリーニング手段等がプロセスカートリッジに含まれなくとも良い。 また、図では内蔵していない発光手段や転写手段をプロセスカートリッジに内蔵しても良い。
【0065】
以下、本発明を参考例、及び、比較例で説明する。
参考例1)
(1)基体の作成
アルミニウム合金JIS規格A6063材をポートホール押出し法により外径φ30.2mm、内径φ28.5mmのパイプ状に連続押出しし、それを長さ254mmにカットして円筒シリンダーとした。この管を粗素管と呼ぶ。
(2)切削加工
この粗素管を昌運製旋盤でフラットバイトを使用して外形30.0mmに切削加工した。このようにして作製した電子写真感光体用基体を実施例1の基体とする。切削加工を終えた基体は図3に示した表面粗さ計で表面粗さの測定と、分散の計算を行った。測定結果は表1に示す。
(3)洗浄
この基体をジェット水流を用いた水洗浄装置にて洗浄し、表面に付着しているオイル分を除去した。その際、界面活性剤として、常盤化学(株)のケミコールC(商品名)および超音波発振機を併用し、ジェット洗浄後に純水にて再洗浄して界面活性剤を完全に除去してから乾燥を行った。
(4)下引き層の形成
次いで、この基体面に下記の組成からなる樹脂塗料を浸漬法で塗布し、次いで150℃で15分間加熱し、熱硬化させて、基体面に厚さ5μmの下引き層を形成させた。
酸化チタン 20重量部
アルキッド樹脂 10重量部
メラミン樹脂 10重量部
メチルエチルケトン 60重量部
(5)電荷発生層の形成
次いで、この下引き層上に、電荷発生層を積層形成するために下記の組成からなる樹脂塗料(塗工樹脂液)を調製し、上記基体に同じく浸漬法でこの樹脂塗料を塗布し、100℃で10分間乾燥し、下引き層上に電荷発生層を積層形成させた。
ブチラール樹脂(UCC社製XYHL) 1重量部
ジスアゾ顔料[下記式1] 9重量部
シクロヘキサノン 30重量部
テトラヒドロフラン(THF) 30重量部
【0066】
【化1】
Figure 0004136567
【0067】
(6)電荷輸送層の形成
さらに、この電荷発生層上に電荷輸送層を積層形成するために下記の組成からなる樹脂塗料(塗工樹脂液)を調製し、上記基体に同じく浸漬法でこの樹脂塗料を塗布し、塗布後120℃で15分間乾燥し、電荷発生層上に電荷輸送層を積層形成させた。
ポリカーボネート樹脂 10重量部
電荷移動剤[下記式2] 10重量部
ジクロロメタン 80重量部
なお、ポリカーボネート樹脂は帝人社製のパンライトK−1300を使用した。
【0068】
【化2】
Figure 0004136567
【0069】
このようにして作製した電子写真感光体を参考例1の電子写真感光体とする。
【0070】
参考例2)
[粗センタレス加工]
参考例1で使用したのと同じ粗素管をセンタレス研削によって外径30.05mmに加工を行った。
研削輪の粒度 800メッシュ炭化珪素質(SiC)
研削輪の回転数 1250rpm
粗研削送り速度 0.0076mm/秒
【0071】
[仕上げセンタレス加工]
次に下記条件でセンタレス研削を行い、外径φ30.00mmに加工を行った。このようにして作製したアルミニウム合金製管を参考例2の基体と呼ぶ。
研削輪の粒度 1000メッシュ炭化珪素質(SiC)
研削輪の回転数 1250rpm
仕上げ研削送り速度 0.0022mm/秒
以降は参考例1と同様にして電子写真感光体を作成した。このようにして作製した電子写真感光体を参考例2の電子写真感光体と呼ぶ。
【0072】
参考例3)
[粗センタレス加工]
参考例1で使用したのと同じ粗素管をセンタレス研削によって外径30.05mmに加工を行った。
研削輪の粒度 800メッシュ炭化珪素質(SiC)
粗研削送り速度 0.005mm/秒
[仕上げセンタレス加工]
次に下記条件でセンタレス研削を行い、外径φ30.00mmに加工を行った。このようにして作製したアルミニウム合金製管を実施例3の基体と呼ぶ。
研削輪の粒度 1000メッシュ炭化珪素質(SiC)
仕上げ研削送り速度 0.0010mm/秒
以降は参考例1と同様にして電子写真感光体を作成した。このようにして作製した電子写真感光体を参考例3の電子写真感光体と呼ぶ。
【0073】
参考例4)
[粗センタレス加工]
参考例1で使用したのと同じ粗素管をセンタレス研削によって外径30.05mmに加工を行った。
研削輪の粒度 800メッシュ炭化珪素質(SiC)
粗研削送り速度 0.003mm/秒
[仕上げセンタレス加工]
次に下記条件でセンタレス研削を行い、外径φ30.00mmに加工を行った。このようにして作製したアルミニウム合金製管を参考例4の基体と呼ぶ。
研削輪の粒度 1000メッシュ炭化珪素質(SiC)
仕上げ研削送り速度 0.0007mm/秒
以降は参考例1と同様にして電子写真感光体を作成した。このようにして作製した電子写真感光体を参考例4の電子写真感光体と呼ぶ。
【0074】
(比較例1)
切削加工に使用するバイトを別に再研磨したバイトに替えた以外は参考例1と同様にして電子写真感光体用基体を作製した。これを比較例1の基体とする。
それ以降は参考例1と同様にして電子写真感光体を作成した。このようにして作製した電子写真感光体を比較例1の電子写真感光体と呼ぶ。
【0075】
(比較例2)
[粗センタレス加工]
参考例1で使用したのと同じ粗素管をセンタレス研削によって外径30.05mmに加工を行った。このとき使用した研削輪は故意にドレッシングを行わず、目詰まりした状態であった
研削輪の粒度 800メッシュ炭化珪素質(SiC)
粗研削送り速度 0.005mm/秒
[仕上げセンタレス加工]
次に下記条件でセンタレス研削を行い、外径φ30.00mmに加工を行った。このとき使用した研削輪は故意にドレッシングを行わず、目詰まりした状態であった。このようにして作製したアルミニウム合金製管を比較例2の基体と呼ぶ。
研削輪の粒度 1000メッシュ炭化珪素質(SiC)
仕上げ研削送り速度 0.001mm/秒
以降は参考例1と同様にして電子写真感光体を作成した。このようにして作製した電子写真感光体を比較例2の電子写真感光体と呼ぶ。
【0076】
(比較例3)
[粗センタレス加工]
参考例1で使用したのと同じ粗素管をセンタレス研削によって外径30.05mmに加工を行った。
研削輪の粒度 1000メッシュ炭化珪素質(SiC)
粗研削送り速度 0.016mm/秒
[仕上げセンタレス加工]
次に下記条件でセンタレス研削を行い、外径φ30.00mmに加工を行った。このようにして作製したアルミニウム合金製管を比較例3の基体と呼ぶ。
研削輪の粒度 1400メッシュ炭化珪素質(SiC)
仕上げ研削送り速度 0.002mm/秒
以降は参考例1と同様にして電子写真感光体を作成した。このようにして作製した電子写真感光体を比較例3の電子写真感光体と呼ぶ。
【0077】
参考例と比較例の評価結果)
[表面粗さ測定]
作製した参考例1〜4の基体、および、比較例1〜3の基体の表面粗さを図3に示す表面粗さ計で測定し、表面粗さと、請求項に示す分散を求めた。この測定において、JISB0601に定める断面曲線を求め、その断面曲線上の等間隔位置における縦軸方向の位置を測定するとき、その間隔は0.31μmで行った。
[画像評価]
作製した参考例1〜4の電子写真感光体、および、比較例1〜3の電子写真感光体を図4に示す構造を持つリコー製電子写真装置に取り付け、ハーフトーン画像を出力して、画像干渉縞の発生の有無を調べた。
表面粗さ測定、及び、画像評価結果を表1に示す。
【0078】
【表1】
Figure 0004136567
【0079】
表1の結果より、参考例1、2、3、4では画像干渉縞が発生しないが、比較例1、2、3は画像干渉縞が発生した。
【0080】
(第2の実施の形態)
初めに、本発明を実施するのに好適な表面粗さ測定装置を図11に示す。図11において、61は測定対象である下引き層形成後の電子写真感光体用基体、62は表面粗さ測定センサー、63は表面粗さ測定センサーを保持し、基体61の軸方向に移動する機構、64は表面粗さ測定結果を演算する表面粗さ計、65は本発明においてJIS B0601に定める断面曲線からJIS Z8101に定める分散を求める計算をするパーソナルコンピュータである。
この図の例では、JISZ8101に定める分散はパーソナルコンピュータ65で求めているが、表面粗さ計64で求めても良い。
発明者らの測定では、表面粗さ計は東京精密製サーフコム570Aを使用し、パーソナルコンピュータはIBM製ThinkPad340を使用した。また、サーフコム570AとIBM製ThinkPadの間はRS−232−cケーブルで接続した。サーフコムから送られてきた表面粗さデーターの処理は、VisualBASICで作成したソフトウェアで行った。
また、表面粗さ測定における基準長さは、2.5mmで行った。
図12に下引き層形成後の基体の表面粗さ測定時の表面粗さ計(東京精密製サーフコム570A)のプリントアウトの例を示す。また、この測定を行ったときの測定結果をRS−232−cでパーソナルコンピュータが受け、その結果をグラフにしたものを図13に示す。図12と図13は同じ測定結果を示しておりパーソナルコンピュータの処理が正確に行われたことがわかる。
【0081】
ここで、下引き層形成後の基体表面の任意の位置から100μmの長さでJISB0601に定める断面曲線を求めているが、この長さは必ずしも100μmでなくとも良く、その基体で作成した電子写真感光体を搭載する電子写真装置の露光光の光スポット径の直径より大きければ良い。
また、表面粗さの評価法として、JISB0601に定める表面粗さRa、あるいは、Rz、あるいはRyのいずれかを使用するとしているが、これはRzかRyが好ましい。また、表面粗さを求めるときの基準長はJISB0601によって決めれば良い。
また、JISB0601に定める表面粗さRzが0.5以上、2.0以下としているが、好ましくは0.8以上、1.5以下が良い。また、分散は0.003以上としているが、好ましくは0.005以上が良い。Rzがこれより小さいと画像に干渉縞状のムラが発生する。また、Rzがこれより大きいと、電子写真感光体製造時に塗工ムラが発生する。分散がこれより小さいと、画像に干渉縞状のムラが発生する。
本発明において、分散はJISZ8101に定める分散であり、すなわち、測定値の試料(x、x、・・・、x)については
【0082】
【数3】
Figure 0004136567
【0083】
で求められる値である。
ここで、
【0084】
【数4】
Figure 0004136567
【0085】
は試料平均を示す。
【0086】
以下、本発明を実施例、及び、比較例で説明するが、本発明は以下の実施例で限定されるものではない。
[電子写真感光体]
以下、本発明における電子写真感光体を図面によって説明する。
図8は、本発明に用いられる電子写真感光体を表わす断面図であり、導電性支持体1上に下引き層52と、電荷発生層53、及び電荷輸送層54が積層された構成をとっている。更に、図9は電荷輸送層54の上に保護層55を設けた構成になっている。図10は中間層56を有する構成の図である。
ここで、導電性支持体1、下引き層52、電荷発生層53、電荷輸送層54、保護層55、中間層56それぞれの構成は第1の実施の形態で示したものと同じである。また、この感光体を使用した電子写真装置の構成も先の実施の形態で示したものと同じであるので詳細は省略する。
以下に、第2の実施の形態に従って実施した例を示す。
【0087】
(実施例5)
[基体の作成]
アルミニウム合金JIS規格A6063材をポートホール押出し法により外径φ30.2mm、内径φ28.5mmのパイプ状に連続押出しし、それを長さ254mmにカットして円筒シリンダーとした。この管を粗素管と呼ぶ。
[切削加工]
この粗素管を昌運製旋盤でフラットバイトを使用して外形30.0mmに切削加工した。このようにして作製した電子写真感光体用基体を実施例1の基体とする。
[基体洗浄]
この基体をジェット水流を用いた水洗浄装置にて洗浄し、表面に付着しているオイル分を除去した。その際、界面活性剤として、常盤化学(株)のケミコールC(商品名)および超音波発振機を併用し、ジェット洗浄後に純水にて再洗浄して界面活性剤を完全に除去してから乾燥を行った。
[下引き層の形成]
以下の材料を直径15cmのガラス製ボールミルに入れ、直径1cmのジルコニアボールで12時間分散を行い下引き層塗工液を作成した。
酸化チタン 20重量部
アルキッド樹脂 10重量部
メラミン樹脂 10重量部
メチルエチルケトン 60重量部
この下引き層塗工液を浸漬塗工装置の塗工槽に入れ、先に作成して洗浄を終えた基体を浸漬塗工法で塗布し、次いで150℃で15分間加熱し、熱硬化させて、基体面に厚さ5μmの下引き層を形成した。
[電荷発生層の形成]
次いで、この下引き層上に、電荷発生層を積層形成するために下記の組成からなる樹脂塗料(塗工樹脂液)を調製し、上記基体に同じく浸漬法でこの樹脂塗料を塗布し、100℃で10分間乾燥し、下引き層上に電荷発生層を積層形成させた。
ブチラール樹脂(UCC社製XYHL) 1重量部
ジスアゾ顔料[下記式1] 9重量部
シクロヘキサノン 30重量部
テトラヒドロフラン(THF) 30重量部
【0088】
【化3】
Figure 0004136567
【0089】
[電荷輸送層の形成]
さらに、この電荷発生層上に電荷輸送層を積層形成するために下記の組成からなる樹脂塗料(塗工樹脂液)を調製し、上記基体に同じく浸漬法でこの樹脂塗料を塗布し、塗布後120℃で15分間乾燥し、電荷発生層上に電荷輸送層を積層形成させた。
ポリカーボネート樹脂 10重量部
電荷移動剤[下記式2] 10重量部
ジクロロメタン 80重量部
なお、ポリカーボネート樹脂は帝人社製のパンライトK−1300を使用した。
【0090】
【化4】
Figure 0004136567
【0091】
このようにして作製した電子写真感光体を実施例5の電子写真感光体とする。
【0092】
(実施例6)
[粗センタレス加工]
実施例5で使用したのと同じ粗素管をセンタレス研削によって外径30.05mmに加工を行った。
研削輪の粒度 800メッシュ炭化珪素質(SiC)
研削輪の回転数 1250rpm
粗研削送り速度 0.0076mm/秒
[仕上げセンタレス加工]
次に下記条件でセンタレス研削を行い、外径φ30.00mmに加工を行った。
研削輪の粒度 1000メッシュ炭化珪素質(SiC)
研削輪の回転数 1250rpm
仕上げ研削送り速度 0.0022mm/秒
このようにして作製したアルミニウム合金製管を実施例6の基体と呼ぶ。
【0093】
[下引き層の形成]
次いで、実施例5と同様にして基体面に厚さ5μmの下引き層を形成させた。以降は実施例5と同様にして電子写真感光体を作成した。このようにして作製した電子写真感光体を実施例6の電子写真感光体と呼ぶ。
【0094】
(実施例7)
[粗センタレス加工]
実施例5で使用したのと同じ粗素管をセンタレス研削によって外径30.05mmに加工を行った。
研削輪の粒度 800メッシュ炭化珪素質(SiC)
粗研削送り速度 0.005mm/秒
[仕上げセンタレス加工]
次に下記条件でセンタレス研削を行い、外径φ30.00mmに加工を行った。
研削輪の粒度 1000メッシュ炭化珪素質(SiC)
仕上げ研削送り速度 0.0010mm/秒
このようにして作製したアルミニウム合金製管を実施例7の基体と呼ぶ。
[下引き層の形成]
次いで、実施例5と同様にして基体面に厚さ5μmの下引き層を形成させた。
以降は実施例5と同様にして電子写真感光体を作成した。このようにして作製した電子写真感光体を実施例7の電子写真感光体と呼ぶ。
【0095】
(実施例8)
[粗センタレス加工]
実施例5で使用したのと同じ粗素管をセンタレス研削によって外径30.05mmに加工を行った。
研削輪の粒度 800メッシュ炭化珪素質(SiC)
粗研削送り速度 0.003mm/秒
[仕上げセンタレス加工]
次に下記条件でセンタレス研削を行い、外径φ30.00mmに加工を行った。
研削輪の粒度 1000メッシュ炭化珪素質(SiC)
仕上げ研削送り速度 0.0007mm/秒
このようにして作製したアルミニウム合金製管を実施例8の基体と呼ぶ。
[下引き層の形成]
次いで、実施例5と同様にして基体面に厚さ5μmの下引き層を形成させた。
以降は実施例5と同様にして電子写真感光体を作成した。このようにして作製した電子写真感光体を実施例8の電子写真感光体と呼ぶ。
【0096】
(比較例4)
[基体の作成]
実施例5と同様にして基体を作成した。この基体を比較例4の基体と呼ぶ。
[下引き層の形成]
以下の材料を直径15cmのガラス製ボールミルに入れ、直径1cmのジルコニアボールで72時間分散を行い下引き層塗工液を作成した。
酸化チタン 20重量部
アルキッド樹脂 10重量部
メラミン樹脂 10重量部
メチルエチルケトン 60重量部
この下引き層塗工液を浸漬塗工装置の塗工槽に入れ、先に作成して洗浄を終えた基体を浸漬塗工法で塗布し、次いで150℃で15分間加熱し、熱硬化させて、基体面に厚さ5μmの下引き層を形成した。
【0097】
(比較例5)
[基体の作成]
実施例6と同様にして基体を作成した。
この基体を比較例5の基体と呼ぶ。
[下引き層の形成]
次いで、比較例4と同様にして基体面に厚さ5μmの下引き層を形成させた。以降は実施例5と同様にして電子写真感光体を作成した。このようにして作製した電子写真感光体を比較例5の電子写真感光体と呼ぶ。
【0098】
(比較例6)
[基体の作成]
実施例7と同様にして基体を作成した。
この基体を比較例6の基体と呼ぶ。
[下引き層の形成]
次いで、比較例4と同様にして基体面に厚さ5μmの下引き層を形成させた。以降は実施例5と同様にして電子写真感光体を作成した。このようにして作製した電子写真感光体を比較例6の電子写真感光体と呼ぶ。
以降は実施例5と同様にして電子写真感光体を作成した。このようにして作製した電子写真感光体を比較例6の電子写真感光体と呼ぶ。
【0099】
(比較例7)
[基体の作成]
実施例8と同様にして基体を作成した。この基体を比較例7の基体と呼ぶ。
[下引き層の形成]
次いで、比較例4と同様にして基体面に厚さ5μmの下引き層を形成させた。以降は実施例8と同様にして電子写真感光体を作成した。このようにして作製した電子写真感光体を比較例7の電子写真感光体と呼ぶ。
【0100】
(実施例と比較例の評価結果)
[表面粗さ測定]
作製した実施例5〜8、および、比較例4〜7の基体、及び、下引き層表面の表面粗さを図11に示す表面粗さ計で測定し、表面粗さと、請求項に示す分散を求めた。この測定において、JISB0601に定める断面曲線を求め、その断面曲線上の等間隔位置における縦軸方向の位置を測定するとき、その間隔は0.31μmで行った。
[画像評価]
作製した実施例5〜8の電子写真感光体、および、比較例4〜8の電子写真感光体を図4に示す構造を持つリコー製電子写真装置に取り付け、ハーフトーン画像を出力して、画像干渉縞の発生の有無を調べた。
表面粗さ測定、及び、画像評価結果を表2に示す。
【0101】
【表2】
Figure 0004136567
【0102】
表2の結果より、本発明の請求項を満足する実施例5〜8では画像干渉縞が発生しないが、請求項を満足しない比較例4〜7は画像干渉縞が発生した。これにより、本発明の効果を確認できた。
【0103】
【発明の効果】
請求項の発明によると、切削加工で作製した電子写真感光体に対して簡易な方式によって粗さを評価し、非熟練者にも判断可能な表面粗さ測定方法を用いる電子写真感光体における感光層隣接下層面の表面粗さ評価方法が提供できる。
請求項の発明によると、下引き層の表面粗さを、非熟練者にも判断可能となる、簡易な表面粗さ評価方法を用いた簡易な電子写真感光体の製造方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による電子写真感光体の模式的断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態による他の電子写真感光体の模式的断面図である。
【図3】本発明の実施の形態による表面粗さ計の一例の構成図である。
【図4】電子写真装置の模式的構成図である。
【図5】電子写真装置用プロセスカートリッジの模式的構成図である。
【図6】本発明の実施例2の表面粗さ測定時の表面粗さ計サーフコムの印字出力例である。
【図7】本発明の実施例2の表面粗さ測定時にパーソナルコンピュータに取り込んだ測定結果のグラフである。
【図8】本発明の第2の実施の形態による電子写真感光体の模式的断面図である。
【図9】本発明の第2の実施の形態による他の電子写真感光体の模式的断面図である。
【図10】本発明の第2の実施の形態による電子写真感光体の模式的断面図である。
【図11】本発明の実施の形態による表面粗さ計のその他の例の構成図である。
【図12】本発明の第2の実施形態による電子写真感光体の表面粗さ測定時の表面粗さ計サーフコムの印字出力例である。
【図13】本発明の第2の実施形態による電子写真感光体の表面粗さ測定時にパーソナルコンピュータに取り込んだ測定結果のグラフである。
【符号の説明】
1 支持体
2、53 電荷発生層
3、54 電荷輸送層
4、55 保護層
11 電子写真感光体用基体
12、62 表面粗さ測定針取り付け治具
13、63 表面粗さ取り付け治具を移動させる機構
14、64 表面粗さ計 演算出力部
15、65 パーソナルコンピュータ
31 電子写真感光体
32 帯電機構
33 露光光源
34 現像機構
35 転写機構
36 定着機構
37 クリーニング機構
38 転写材
39 プロセスカートリッジのケース
52 下引き層
56 中間層
61 下引き層形成後の電子写真感光体用基体

Claims (3)

  1. 研削あるいは研磨加工によって作製された基体上に、中間層および下引き層から選択される1以上の層および単層または多層からなる感光層が順次形成された電子写真感光体における前記感光層の隣接下層面の粗さ評価方法であって、
    前記基体は、その基体表面の任意の位置からJIS B0601に定める断面曲線を横軸方向に100μmの長さで求め、前記横軸方向上の等間隔の位置における前記断面曲線の縦軸方向の位置を測定し、その位置のJIS Z8101に定める分散を求め、かつ、JIS B0601に定める表面粗さRzの測定値を求め、前記Rzが1.98〜2.68μmであり、かつ、前記分散が0.08〜0.21であるように調整して作製された基体であり、
    前記下層面表面の任意の位置からJIS B0601に定める断面曲線を横軸方向に100μmの長さで求め、前記横軸方向上の等間隔の位置における前記断面曲線の縦軸方向の位置を測定し、その位置のJIS Z8101に定める分散を求め、かつ、JIS B0601に定める表面粗さRzの測定値を求め、
    前記分散が0.004〜0.021であり、かつ、前記表面粗さRzが0.58〜1.91μmで前記下層面の表面粗さを評価することを特徴とする電子写真感光体における感光層隣接下層面の表面粗さ評価方法。
  2. 研削あるいは研磨加工によって作製された基体上に、感光層の隣接下層となる中間層および下引き層から選択される1以上の層、および単層または多層からなる前記感光層が順次形成された電子写真感光体の製造方法であって、
    前記基体は、その基体表面の任意の位置からJIS B0601に定める断面曲線を横軸方向に100μmの長さで求め、前記横軸方向上の等間隔の位置における前記断面曲線の縦軸方向の位置を測定し、その位置のJIS Z8101に定める分散を求め、かつ、JIS B0601に定める表面粗さRzの測定値を求め、前記Rzが1.98〜2.68μmであり、かつ、前記分散が0.08〜0.21であるように調整して作製され、
    前記感光層の隣接下層は、その隣接下層面の任意の位置からJIS B0601に定める断面曲線を横軸方向に100μmの長さで求め、前記横軸方向上の等間隔の位置における前記断面曲線の縦軸方向の位置を測定し、その位置のJIS Z8101に定める分散が、0.004〜0.021であり、かつ、JIS B0601に定める表面粗さRzが0.58〜1.91であるように調整して製造する、
    ことを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
  3. さらに、前記感光層の表面上に保護層を設けることを特徴とする請求項に記載の電子写真感光体の製造方法。
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