JP4250669B2 - 電子写真感光体および該電子写真感光体の製造方法、並びに画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真感光体および該電子写真感光体の製造方法、並びに画像形成装置に関するものである。

近年、アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ」略記することがある）系の感光層を有する電子写真感光体は、その優れた耐磨耗性、耐熱性、光感度特性、および無公害性などによって、製造量が年々増加の一途をたどっている。

このような電子写真感光体としては、例えばアルミニウム合金からなる円筒状基体の表面に、薄膜形成手段（例えばグロー放電分解法）によってａ−Ｓｉ系の感光層を形成したものがある。感光層は、ａ−Ｓｉ系の光導電層と、アモルファスシリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ）からなる表面層とを積層してなる。また、感光層は、必要に応じて、円筒状基体と光導電層との間にキャリア注入阻止層を含む構成とされる。

しかしながら、ａ−Ｓｉ系の電子写真感光体では、上述のような層構成の感光層を形成する際に、感光層の表面に突起部が生じてしまう場合があった。このような突起部の周囲には、トナーが付着されやすく、黒点あるいは白点として画像に表れてしまう場合があった。また、トナー付着部では、帯電時に異常放電が発生し易く、その結果電子写真感光体にリークが発生してしまう場合があった。さらに、突起部は、感光体表面を摺擦するクリーニングブレードなどを損傷させ、その結果クリーニング不良および／または黒筋状の画像欠陥を発生させる場合があった。

その対策として、電子写真感光体の表面に存在する突起部を機械的に研磨して除去する方法が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
特開平４−１９１７４８号公報

しかしながら、突起部を機械的に研磨する方法では、突起部をその周辺部と完全に平坦（同じ高さ）にするのは難しい。

たとえば、突起部のみを研磨する場合には、突起部を特定するとともに突起部の高さが実質的になくなるところで研磨を止める必要があり、平坦化するのは困難である。そのため、突起部を完全に除去することができず、残存する突起部にトナーが付着する問題は充分に解決できない。とくに、高画質化のためにトナーの小粒径化が進んでいるため、そのような場合には、トナーの付着の問題を解決するのはより一層困難となる。

なお、突起部をその周辺部と完全に平坦にする方法としては、感光体全面を研磨する方法が考えられるが、その場合には研磨するために多くの時間を必要とするのに加えて、感光層の表面粗さなどの表面状態を良好な画像品質を得ることができる状態に維持することが困難となる。

本発明は、電子写真感光体において、感光層の表面に存在する突起部による画像欠陥の発生を抑制し、良好な画像品質を得ることができるようにすることを課題としている。

本発明の他の課題は、突起部によるクリーニングブレードなどの損傷を防止し、クリーニング不良の発生や黒筋状の画像欠陥の発生を抑制することにある。

本発明の一つの観点によれば、画像形成装置は、円筒状基体と、該円筒状基体上に位置し且つ表面に突起部が存在する感光層と、前記突起部の周囲における少なくとも一部に位置するように前記感光層上に部分的に形成される樹脂部と、を有する電子写真感光体と、前記感光層上のトナーを除去するためのクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、前記樹脂部は、前記突起部に対して前記電子写真感光体の回転方向の上流側に位置する上流領域を有し、前記樹脂部の上流領域は、前記突起部の表面と前記突起部以外の感光層の表面とを連続的に接続することにより、両者間に存在する段差部分を低減することを特徴とする。

本発明に係る電子写真感光体では、感光層の表面に存在する突起部の少なくとも周囲で、且つ前記感光層上に部分的に形成される樹脂部が存在している。そのため、本電子写真感光体では、突起部とその周囲（正常表面）との段差部分におけるトナー付着を低減することができるのに加え、突起部の周囲のトナーをクリーニングブレードによって適切に除去することができる。また、本電子写真感光体では、突起部の周囲におけるトナーの付着量が低減するため、トナーの融着も抑制することができる。

このように、本電子写真感光体およびこれを備えた画像形成装置では、突起部およびその周辺へのトナー付着に起因する画像欠陥の発生を低減し、クリーニング不良の発生および黒筋状の画像欠陥の発生を低減することができる。

本発明の製造方法によれば、簡易かつ適切に樹脂部を形成することができる。そのため、本発明の製造方法によれば、トナーの付着が適切に抑制され、画像欠陥の発生を抑制できる電子写真感光体を提供することができる。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１に示すように、画像形成装置１は、画像形成方式としてカールソン法を採用したものである。画像形成装置１は、電子写真感光体２と、帯電器４１と、露光器４２と、現像器４３と、転写器４４と、定着器４５と、クリーニング器４６と、除電器４７とを備えている。

帯電器４１は、非接触型のものである。帯電器４１は、電子写真感光体２に対向する開口部４１Ａを有するハウジング４１Ｂと、開口部４１Ａに配設したグリッド電極４１Ｃと、ハウジング４１Ｂの内部に配置された帯電ワイヤ４１Ｄと、を有している。

帯電器としては、非接触型帯電器４１に代えて接触型帯電器を採用してもよい。接触型帯電器としては、例えば帯電ローラを備えるものがある。帯電ローラは、例えば導電性ゴムローラと、導電性ゴムローラの中心に位置する金属性シャフトとを有しており、この金属性シャフトに直流電圧または直流と交流の電圧を印加して電子写真感光体２を直接帯電させる。

露光器４２は、電子写真感光体２に静電潜像を形成する役割を担うものであり、特定波長（例えば６５０ｎｍ以上７８０ｎｍ以下）の光が出射可能な構成とされている。この露光器４２によると、電子写真感光体２の表面に画像信号に応じた光を照射して光照射部分の電位を減衰させることにより、電位コントラストとして静電潜像を形成することができる。露光器４２としては、複数のＬＥＤ素子（波長：約６８０ｎｍ）を配列してなるＬＥＤヘッドを採用することができる。また、露光器４２としては、ＬＥＤヘッドに代えて、レーザービームおよびポリゴンミラーなどからなる光学系を採用してもよいし、原稿からの反射光を通すレンズおよびミラーなどからなる光学系を採用してもよい。

現像器４３は、電子写真感光体２の静電潜像を現像してトナー像を形成する役割を担うものである。現像器４３は、現像剤（トナー）を保持する現像ローラ４３Ａ、および、電子写真感光体２との隙間（Ｇａｐ）を略一定に保持するための車輪（図示せず）などを備えている。現像剤は、電子写真感光体２の表面に形成されるトナー像を構成するものである。現像剤としては、例えばトナーのみからなる一成分系と、トナーおよびキャリアからなる二成分系とのいずれも使用することができる。

現像ローラ４３Ａは、電子写真感光体２の表面（特に現像領域）に現像剤を搬送する役割を担うものである。現像ローラ４３Ａは、直流電圧あるいは交流電圧の印加により、表面が所定の極性および電位に帯電させられる。

現像器４３では、電子写真感光体２の現像領域において、現像ローラ４３Ａにより搬送される現像剤が静電潜像との静電引力により電子写真感光体２の表面に付着して可視化される。トナー像の帯電極性は、正規現像により画像形成が行われる場合には、電子写真感光体２の表面の帯電極性と逆極性とされ、反転現像により画像形成が行われる場合には、電子写真感光体２の表面の帯電極性と同極性とされる。

転写器４４は、電子写真感光体２と転写器４４との間の転写領域に供給された記録媒体Ｐに、電子写真感光体２に形成されたトナー像を転写する役割を担うものである。転写器４４は、転写用チャージャ４４Ａおよび分離用チャージヤ４４Ｂを備えている。転写器４４では、転写用チャージャ４４Ａにおいて記録媒体Ｐの背面（非記録面）がトナー像とは逆極性に帯電され、この帯電電荷とトナー像との静電引力によって、記録媒体Ｐ上にトナー像が転写される。転写器４４ではさらに、トナー像の転写と同時的に、分離用チャージャ４４Ｂにおいて記録媒体Ｐの背面が交流帯電させられ、記録媒体Ｐが電子写真感光体２の表面から速やかに分離させられる。

なお、転写器４４としては、電子写真感光体２に対して微小間隙（通常０．５ｍｍ以下）を介して配置された転写ローラを用いてもよい。この場合、転写ローラは、例えば直流電源により、電子写真感光体２上のトナー像を記録媒体Ｐ上に引きつける転写電圧を印加するように構成される。このような転写ローラを採用する場合、分離用チャージャ４４Ｂのような転写分離装置を省略してもよい。

定着器４５は、記録媒体Ｐに転写されたトナー像を記録媒体Ｐに定着させる役割を担うものであり、一対の定着ローラ４５Ａ，４５Ｂを備えている。定着ローラ４５Ａ，４５Ｂは、例えば金属ローラの表面をテフロン（登録商標）などで被覆したものとされている。定着器４５では、一対の定着ローラ４５Ａ，４５Ｂの間に記録媒体Ｐを通過させる際に、熱および圧力などを作用させることにより記録媒体Ｐにトナー像を定着させることができる。

クリーニング器４６は、電子写真感光体２の表面に残存する現像剤を除去する役割を担うものであり、クリーニングブレード４６Ａと、バネ４６Ｂと、ケース４６Ｃとを備えている。クリーニングブレード４６Ａは、電子写真感光体２の表面層２９の表面から、残留トナーを掻きとる役割を担うものである。クリーニングブレード４６Ａは、その先端が電子写真感光体２の外周面（図２の表面層２９）を押圧するように、バネ４６Ｂなどの付勢手段を介してケース４６Ｃに支持されている。クリーニングブレード４６Ａは、例えばポリウレタン樹脂を主成分としたゴム材料からなる。クリーニングブレード４６Ａにおける表面層２９に接する先端部の厚みは１．０ｍｍ以上１．２ｍｍ以下とされている。クリーニングブレード４６Ａのブレード線圧は１４ｇｆ／ｃｍ（一般的には５ｇｆ／ｃｍ以上３０ｇｆ／ｃｍ以下）とされている。クリーニングブレード４６Ａの硬度は、ＪＩＳ Ｋ６２５３（ＩＳＯ７６１９）で７４度（好適範囲６７度以上８４度以下）とされている。

除電器４７は、電子写真感光体２の表面電荷（残余の静電潜像）を除去する役割を担うものである。除電器４７は、例えばＬＥＤなどの光源によって電子写真感光体２の外周面（図２の表面層２９）全体を一様に光照射することにより、電子写真感光体２の表面電荷を除去するように構成されている。

電子写真感光体２は、画像信号に基づいた静電潜像およびトナー像が形成されるものであり、図１の矢印Ａ方向に回転可能とされている。電子写真感光体２は、図２に示すように、円筒状基体２０の表面に感光層２１が形成されたものである。

円筒状基体２０は、電子写真感光体２の骨格をなすものである。円筒状基体２０は、少なくとも表面に導電性を有するものとされている。すなわち、円筒状基体２０は、全体を導電性材料により形成したものとしてもよいし、絶縁性材料により形成した円筒体の表面に導電性膜を形成したものとしてもよい。円筒状基体２０を構成する導電性材料としては、例えばＡｌ、ＳＵＳ（ステンレス）、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｓｎ、Ａｕ、およびＡｇなどの金属と、該金属の合金とが挙げられる。円筒状基体２０を構成する絶縁性材料としては、例えば樹脂と、ガラスと、セラミックスとが挙げられる。円筒状基体２０の導電性膜を構成する材料としては、例えば円筒状基体２０を構成する導電性材料と同様の金属と、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）およびＳｎＯ_２などの透明導電性材料とが挙げられる。以上のような構成の中でも、円筒状基体２０の全体をＡｌ合金材料により形成するのが特に好ましい。このような構成とすると、電子写真感光体２の軽量化および低コスト化を図ることができる。加えて、後述する感光層２１の電荷注入阻止層２７および光導電層２８をアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）系材料により形成する場合は、電荷注入阻止層２７あるいは光導電層２８との密着性が高くなり、ひいては信頼性が向上する。

感光層２１は、電荷注入阻止層２７と、光導電層２８と、表面層２９とを積層形成したものを例示することができる。

電荷注入阻止層２７は、円筒状基体２０からの電子および／または正孔が光導電層２８に注入されるのを抑制する役割を担うものである。電荷注入阻止層２７を構成する材料としては、光導電層２８の材料に応じて種々のものを採用することができ、例えばａ−Ｓｉ系材料などの無機材料が挙げられる。ａ−Ｓｉ系の電荷注入阻止層２７を設ける場合は、ａ−Ｓｉ系光導電層２８と比べて、より多くの周期律表第１３族元素（以下、「第１３族元素」と略す）や周期律表第１５族元素（以下、「第１５族元素」と略す）を含有させて導電型を調整し、また多くの硼素（Ｂ）、窒素（Ｎ）、あるいは酸素（Ｏ）を含有させて高抵抗化するとよい。電界注入阻止層２７は、選択的なものであり、必ずしも必要なものではない。また、電荷注入阻止層２７に代えて、長波長光吸収層を設けてもよい。このような長波長光吸収層を設けると、露光時に入射した０．８μｍ以上の長波長光が円筒状基体２０の表面で反射して記録画像に干渉縞が発生するのを低減することができる。

光導電層２８は、露光器４２によるレーザ光の照射によって電子が励起され、自由電子あるいは正孔などのキャリアを発生させる役割を担うものである。光導電層２８の厚みは、使用する光導電性材料および所望の電子写真特性により適宜設定すればよい。光導電層２８の厚みは、５μｍ以上１００μｍ以下（好適には１５μｍ以上８０μｍ以下）に設定される。

光導電層２８は、ａ−Ｓｉ系材料により形成されている。ａ−Ｓｉ系材料としては、例えばａ−Ｓｉと、ａ−ＳｉＣと、ａ−ＳｉＮと、ａ−ＳｉＯと、ａ−ＳｉＧｅと、ａ−ＳｉＣＮと、ａ−ＳｉＮＯと、ａ−ＳｉＣＯと、ａ−ＳｉＣＮＯとが挙げられる。中でも、ａ−Ｓｉあるいはａ−ＳｉにＣ、Ｎ、Ｏなどの元素を加えたａ−Ｓｉ系合金材料により光導電層２８を形成した場合には、高い光感度特性、高速応答性、繰り返し安定性、耐熱性、および耐久性などの優れた電子写真特性が安定して得られるのに加え、表面層２９をａ−ＳｉＣ：Ｈにより形成する場合における表面層２９との整合性が優れたものとなる。なお、光導電層２８は、上述の無機物系材料を粒子化したものを樹脂に分散させた形態としてもよいし、ＯＰＣ（Organic Photo Conductor）系光導電層として形成してもよい。

光導電層２８は、全体を無機物として膜形成する場合には、例えばグロー放電分解法、各種スパッタリング法、各種蒸着法、ＥＣＲ法、光ＣＶＤ法、触媒ＣＶＤ法、あるいは反応性蒸着法など公知の成膜手法により形成することができる。光導電層２８の成膜に当たっては、ダングリングボンド終端用に水素（Ｈ）やハロゲン元素（Ｆ、Ｃｌ）を、膜中に１原子％以上４０原子％以下含有させてもよい。また、光導電層２８の形成に当たっては、各層の暗導電率や光導電率などの電気的特性および光学的バンドギャップなどについて所望の特性を得るために、第１３族元素や第１５族元素を含有させたり、Ｃ、Ｎ、Ｏ等の元素の含有量を調整したりすることにより、上記諸特性を調整する。

また、第１３族元素および第１５族元素としては、共有結合性に優れて半導体特性を敏感に変え得る点および優れた光感度が得られる点で、ホウ素（Ｂ）およびリン（Ｐ）を用いるのが望ましい。第１３属元素および第１５属元素をＣ、Ｎ、Ｏ等の元素とともに含有させる場合には、第１３族元素は ０．１ｐｐｍ以上２００００ｐｐｍ以下であるのが好ましく、第１５族元素は０．１ｐｐｍ以上１００００ｐｐｍ以下であるのが好ましい。

光導電層２８にＣ、Ｎ、Ｏ等の元素を含有させないか、あるいは微量（０．０１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下）含有させる場合は、第１３族元素の含有量は０．０１ｐｐｍ以上２００ｐｐｍ以下、第１５族元素の含有量は０．０１ｐｐｍ以上１００ｐｐｍ以下であるのが好ましい。これらの元素の含有率は層厚方向にわたって濃度勾配があってもよく、その場合には層全体の平均含有量が上記範囲内であればよい。

光導電層２８には、μｃ−Ｓｉ（微結晶シリコン）を含有させてもよく、その場合には、暗導電率および光導電率を高めることができるので、光導電層３の設計自由度が増すという利点がある。このようなμｃ−Ｓｉは、先に説明したのと同様の形成法を採用し、その成膜条件を変えることによって形成することができる。たとえばグロー放電分解法では、円筒状基体２０の温度および高周波電力をａ−Ｓｉの場合よりも高めに設定し、希釈ガスとしての水素流量を増すことによって形成できる。また、μｃ−Ｓｉを含む場合にも上記と同様の不純物元素を添加させてもよい。

光導電層２８は、例えば図３に示したプラズマＣＶＤ装置５を用いて形成することができる。プラズマＣＶＤ装置５は、円筒状の真空容器５０の中央部に配置した基体支持体５１に円筒状基体２０を支持させ、グロー放電プラズマにより円筒状基体２０にａ−Ｓｉ系膜を成膜するものである。プラズマＣＶＤ装置５では、基体支持体５１が接地されているとともに、真空容器５０が高周波電源５２に接続されており、真空容器５０と基体支持体５１（円筒状基体２０）との間に高周波電力を印加できるようになされている。基体支持体５１は、回転機構５３によって回転可能とされており、その内部に配置されたヒータ５４によって加熱されるようになっている。プラズマＣＶＤ装置５にはさらに、複数のガス導入管５５が基体支持体５１（円筒状基体２０）を囲むように配置されている。各ガス導入管５５は、その軸方向に並ぶように複数のガス導入口５６が設けられたものである。各ガス導入管５５における複数のガス導入口５６は、円筒状基体２０に対面するように配置されており、複数のガス導入口５６を介して導入された原料ガスが、円筒状基体２０に向けて吹き出すように構成されている。

プラズマＣＶＤ装置５を用いて円筒状基体２０にａ−Ｓｉ系膜の成膜を行なうに当たっては、所定の流量およびガス比に設定された原料ガスが、ガス導入管５５からガス導入口５６を介して円筒状基体２０に向けて導入される。このとき、円筒状基体２０は、基体支持体５１とともに回転機構５３によって回転させられている。そして、高周波電源５２により真空容器５０と基体支持体５１（円筒状基体２０）との間に高周波電力を印加し、グロー放電によって原料ガスを分解することにより、所望の温度に設定した円筒状基体２０上にａ−Ｓｉ系膜が成膜される。

表面層２９は、図２に示すように、光導電層２８の摩擦および磨耗を低減する役割を担うものであり、光導電層２８上に積層形成されている。表面層２９は、例えばａ−Ｓｉ系材料などの無機材料により形成されている。表面層２０の厚みは、０．２μｍ以上１．５μｍ以下（好適には０．５μｍ以上１．０μｍ以下）に設定されている。表面層２９の厚みを０．２μｍ以上にすると、耐刷による画像キズおよび画像濃度ムラの発生を低減することができ、表面層２９の厚みを１．５μｍ以下にすると、初期特性（例えば残留電位による画像不良）を良好にすることができる。

このような表面層２９は、ａ−ＳｉＣに水素を含有させたａ−ＳｉＣ：Ｈにより形成するのが好ましい。ａ−ＳｉＣ：Ｈは、元素比率を組成式ａ−Ｓｉ_１−ＸＣ_Ｘ：Ｈと表した場合、たとえばＸ値が０．５５以上０．９３未満とされる。Ｘ値を０．５５以上にすることで表面層２９として適切な硬度を得ることが可能となり、表面層２９ひいては電子写真感光体２の耐久性を確保でき、Ｘ値を０．９３未満にすることで同様に表面層２９として適切な硬度を得ることができる。好適には、Ｘ値は０．６以上０．７以下とされる。表面層２９をａ−ＳｉＣ：Ｈにより形成する場合におけるＨ含有量は、１原子％以上７０原子％以下程度に設定するとよい。この範囲内では、Ｓｉ−Ｈ結合がＳｉ−Ｃ結合に比して少なくなり、表面層２９の表面に光が照射されたときに生じた電荷のトラップを抑えることができ、残留電位を防止することができる点で好ましい。本発明者の知見によれば、このＨ含有量を約４５原子％以下とすると、より良好な結果が得られる。

このようなａ−ＳｉＣ：Ｈの表面層２９は、光導電層２８をａ−Ｓｉ系材料により形成する場合と同様に、図３に示したプラズマＣＶＤ装置５を用いて形成することができる。プラズマＣＶＤ装置５などを用いてａ−Ｓｉ系の感光層２１を形成した場合、図４に示したように感光層２１の表面に突起部２２が発生することがある。この突起部２２は、例えば円筒状基体２の表面や感光層２１の成膜中に付着した異物２３が核となって異常成長したものである。このような突起部２２は、上述したように画像欠陥を生じさせる原因となるものである。

これに対して、電子写真感光体２では、図５（ａ）ないし図５（ｃ）に示したように突起部２２の少なくとも周囲に樹脂部６ａ，６ｂ，６ｃが形成されている。

図５（ａ）に示した樹脂部６ａは、突起部２２と正常表面２４との段差を低減するように、突起部２２に対して、電子写真感光体２の回転方向の上流側に位置する部位に設けられたものである。

図５（ｂ）に示した樹脂部６ｂは、突起部２２と正常表面２４との段差を低減するように、突起部２２に対して、電子写真感光体２の回転方向の上流側および下流側に位置する部位に設けられたものである。

図５（ｃ）に示した樹脂部６ｃは、突起部２２の全体を覆うように形成されたものである。すなわち、樹脂部６ｃは、突起部２２に対する電子写真感光体２の回転方向の上流側および下流側に位置する部位に加えて、突起部２２の頂部２２Ａを覆うように形成されたものである。

図５（ａ）ないし図５（ｃ）に示した樹脂部６ａ，６ｂ，６ｃは、例えば図６に示したように、感光層２１（図２参照）を形成した円筒状基体２０を回転可能に支持するとともに、樹脂シート６０を接触させることにより形成することができる。円筒状基体２０は、例えば旋盤などに用いるカサセンター（図示せず）に支持させることにより回転可能とされる。樹脂シート６０は、樹脂ロール６１から供給されるとともに、バックロール６２によって感光層２１（図２参照）に接触させられる。バックロール６２の回転方向は、通常、円筒状基体２０の回転方向と同方向とされ、感光層２１（図２参照）に接触させられた樹脂シート６０は、回収ロール６３に回収される。

このような構成では、樹脂シート６０の硬度とバックロール６２による感光層２１（図２参照）への樹脂シート６０の押圧力とを適宜選択することにより、感光層２１と樹脂シート６０とのニップ幅を調整することができる。樹脂シート６０としては、樹脂部６ａ，６ｂ，６ｃを構成するための材料樹脂からなる単層のもの、あるいはベースシート上に前記材料樹脂を保持させた複層のものを使用することができる。材料樹脂としては、例えばフッ素系樹脂と、ポリスチレン系樹脂と、ポリエチレン系樹脂とが挙げられるが、トナー付着を抑制する観点からフッ素系樹脂が好ましい。フッ素系樹脂としては、例えばポリテトラフルオロエチレンと、ポリクロロトリフルオロエチレンと、ポリフッ化ビニリデンと、ポリフッ化ビニルと、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂と、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体と、エチレン・四フッ化エチレン共重合体と、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体とが挙げられる。バックロール６２による樹脂シート６０の押圧力は、例えば単位軸長さあたり０．０１ｋｇｆ／ｃｍ^２（９．８０６×１０^２Ｐａ）以上０．２ｋｇｆ／ｃｍ^２（１．９６１×１０^４Ｐａ）以下とされ、ニップ幅は、例えば０．０１ｍｍ以上２ｍｍ以下に設定される。

図７に示したように、感光層２１に樹脂シート６０を接触させて、樹脂シート６０を円筒状基体２０に対して相対移動させると、突起部２２が樹脂シート６０と接触するときに突起部２２によって樹脂６４が掻き取られる。掻き取られた樹脂６４は、突起部２２と正常表面２４との段差を減少させるように感光層２１に付着する。そして、感光層２１と樹脂シート６０との間のニップ幅、樹脂シートの硬度（材料樹脂の組成）あるいは樹脂シート６０の搬送速度などを適宜設定することにより、図５（ａ）ないし図５（ｃ）に示したように、正常表面２４には極力樹脂を付着させずに、突起部２２の周囲および／または頂部に樹脂部６ａ，６ｂ，６ｃを設けることができる。

電子写真感光体２では、感光層２１の表面に存在する突起部２２の少なくとも周囲に樹脂部６ａ，６ｂ，６ｃが存在している。そのため、電子写真感光体２では、突起部２２と正常表面２４との段差部分におけるトナー付着を低減することができるのに加え、突起部２２の周囲のトナーをクリーニングブレード４６Ａによって適切に除去することができる。また、電子写真感光体２では、突起部２２の周囲におけるトナーの付着量が低減するため、トナーの融着も抑制することができる。

このように、電子写真感光体２およびこれを備えた画像形成装置１では、突起部２２およびその周辺へのトナー付着に起因する画像欠陥の発生を低減し、クリーニング不良の発生および黒筋状の画像欠陥の発生を低減することができる。

次に、樹脂部の他の例を図８および図９を参照して説明する。

図８（ａ）ないし図８（ｃ）に示したように、樹脂部７ａ，７ｂ，７ｃは、頂部を研磨した突起部２２の周囲を取り囲むように、あるいは、研磨面７０を含めた突起部２２の全体を覆うように形成されたものである。

図８（ａ）に示した樹脂部７ａは、図５（ａ）を参照して説明した例において、突起部２２の頂部を研磨したものに対応している。図８（ｂ）に示した樹脂部７ｂは、図５（ｂ）を参照して説明した例において、突起部２２の頂部を研磨したものに対応している。図８（ｃ）に示した樹脂部７ｃは、図５（ｃ）を参照して説明した例において、突起部２２の頂部を研磨したものに対応している。

樹脂部７ａ，７ｂ，７ｃは、突起部２２の頂部を研磨する以外は、図５（ａ）ないし図５（ｃ）に示した樹脂部６ａ，６ｂ，６ｃと同様にして形成することができる。

突起部２２の研磨は、例えば図６に示した樹脂シート６０を感光層２１に接触させるための装置において、樹脂シート６０に代えてラッピングシートを使用することにより行なうことができる。ラッピングシートの移動方向は、円筒状基体２０の回転方向に従動する方向であってもよいし、それとは反対方向であってもよい。

図９に示したように、ラッピングシート７１は、シート状の基材７２の表面に、研磨粒子７３が分散された高分子樹脂含有のバインダ７４を塗布してなるものである。基材７２としては、伸縮率が小さく、厚さおよび平坦度の均一性が高いポリエステルベースのものが好ましい。研磨粒子７３としては、例えばシリコンカーバイド、酸化鉄、酸化クロム、酸化アルミニウム、あるいはダイヤモンドにより構成されるものが挙げられる。研磨粒子７３の粒径は、例えば０．３μｍ以上２０μｍ以下とされる。

ラッピングシート７１を用いて突起部２２を研磨した場合には、突起部２２の頂部が研磨され、平坦化される。突起部２２の研磨の程度は、突起部２２の大きさにより適宜設定すればよい。例えば、突起部２２が直径０．３ｍｍ以下、高さ６０μｍ以下のものであれば、その高さを０．１〜１μｍ程度まで研磨により平坦化すればよい。

突起部２２の研磨が終了した場合には、図６に示した装置において、ラッピングシート７１を樹脂シート６０に取替え、図５（ａ）ないし図５（ｃ）に示した樹脂部６ａ，６ｂ，６ｃと同様にして、突起部２２（研磨面７０）と正常表面２４との段差を低減するように、樹脂部７ａ，７ｂ，７ｃを形成する。

また、突起部２２の研磨と樹脂部７ａ，７ｂ，７ｃの形成とは、必ずしも別々の工程として行なう必要はなく、例えばラッピングシート７１の種類（研磨材の種類、粒径、バインダの種類など）、感光層２１とラッピングシート７１とのニップ幅、および円筒状基体２０に対するラッピングシート７１の移動速度を調整することにより同一の工程として行なうこともできる。

樹脂部７ａ，７ｂ，７ｃを設けた電子写真感光体２およびこれを備えた画像形成装置１では、突起部２２およびその周辺へのトナー付着に起因した画像欠陥の発生を低減し、クリーニング不良の発生および黒筋状の画像欠陥の発生を低減することができる。

また、突起部２２の頂部を研磨するなどして突起の高さを小さくしておけば、突起部２２がクリーニングブレード４６Ａなどに接触したとしても、その際に発生する摩擦熱をより小さくすることができるのに加え、クリーニングブレード４６Ａなどの損傷の程度も低減することができる。つまり、感光層２１にトナーが融着するのをより抑制することができるのに加え、クリーニング不良の発生および黒筋状の画像欠陥の発生をより低減することができる。

先に説明した樹脂部６ａ，６ｂ，６ｃ，７ａ，７ｂ，７ｃは、上述の方法に限らず、材料樹脂を含む液体材料を用いて形成することもできる。

例えば図１０に示したように、まず電子写真感光体２を回転させつつ、スプレー塗布機８０のノズルから液体材料（樹脂コート材）を噴射して感光層２１（図２参照）の表面に樹脂コート材を塗布する。次いで、加熱処理装置８１によって加熱処理を行なった後に、ブレード８２および仕上げロール８３により余分な樹脂コート材を除去する。

次に、本発明について、実施例として説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施例には限定されない。

［実施例１］
本実施例では、電子写真感光体に存在する突起部に樹脂部を形成した場合と形成しない場合とで画像形成後のトナー付着を確認した。

（電子写真感光体の作製）電子写真感光体としては、比較例である電子写真感光体Ａ，Ｂ、本案である電子写真感光体Ｃ，Ｄを作製した。

電子写真感光体Ａは、円筒状基体の表面に鏡面加工を施して洗浄したものを図３に示したプラズマＣＶＤ装置５にセットして該表面に感光層を形成することにより作製した。円筒状基体としては、アルミニウム製円筒状基体（直径：８４ｍｍ、長さ：３７０ｍｍ）を採用した。感光層は、ｐ型電荷注入阻止層と、ａ−Ｓｉ光導電層と、ａ−Ｓｉ表面層とを順次積層してなる３層構造とした。ｐ型電荷注入阻止層は、原料ガスとしてＳｉＨ_４と、Ｂ_２Ｈ_６と、Ｈ_２と、ＮＯとを用いて厚みが４μｍとなるように形成した。ａ−Ｓｉ光導電層は、原料ガスとしてＳｉＨ_４と、Ｈ_２と、Ｂ_２Ｈ_６とを用いて厚みが２７μｍとなるように形成した。ａ−Ｓｉ表面層は、原料ガスとしてＳｉＨ_４と、ＣＨ_４とを用いて厚みが０．７μｍとなるように形成した。

電子写真感光体Ｂは、以下のようにして作製した。まず、電子写真感光体Ａと同様にして作製した感光体を、カサセンターにチャックして回転できる装置に装着した。次に、回転数６０ｒｐｍ（回転／分）で感光体を回転させ、その感光体表面の突起部をラッピングシートで研磨（平坦化）することにより電子写真感光体Ｂを作製した。

電子写真感光体Ｃは、電子写真感光体Ｂと同様の平坦化処理を施して作製した感光体を、樹脂が塗布されたシートに接触させて突起部およびその周囲を囲むように樹脂部を形成することにより作製した（図８（ｃ）参照）。樹脂部は、フッ素系樹脂またはポリスチレン系樹脂を用いて形成した。

電子写真感光体Ｄは、電子写真感光体Ａと同様にして作製した感光体（平坦化処理なし）を、樹脂が塗布されたシートに接触させて突起部およびその周囲を囲むように樹脂部を形成することにより作製した（図５（ｃ）参照）。樹脂部は、フッ素系樹脂またはポリスチレン系樹脂を用いて形成した。

（トナー付着の評価）トナー付着の評価は、各電子写真感光体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを画像形成装置（「ＫＭ−８０３０」；京セラミタ製）に搭載し、１００００枚の耐刷試験後の電子写真感光体を目視で観察することにより行なった。トナー付着は、各電子写真感光体Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて５本ずつ行い、トナー付着の発生率として評価した。トナー付着の発生率は、突起部の全数におけるトナーが付着した突起の数の割合をとして定義した。

表１に示した結果からわかるように、突起部を研磨していない電子写真感光Ａ，Ｄを比較すると、トナー付着の発生率が樹脂を形成しない場合の２５％から、ポリスチレン系樹脂を形成した場合は８％に低減し、フッ素系樹脂を形成した場合は２％に低減した。また、突起部を研磨した電子写真感光Ｂ，Ｃを比較すると、トナー付着の発生率が樹脂を形成しない場合の５％から、ポリスチレン系樹脂あるいはフッ素系樹脂のいずれを形成した場合でも０％に低減した。

以上のことから、樹脂部を形成することにより、トナーの付着を低減できることが判った。

また、突起部を研磨せずに樹脂部を形成した電子写真感光体Ｄに比べて、突起部を研磨して樹脂部を形成した電子写真感光体Ｃのほうがトナー付着の発生率が低かった。

このことから、突起部を研磨した上で、樹脂部を形成することにより、トナーの付着をより低減できることが判った。

さらに、樹脂部を形成した電子写真感光体Ｄにおいては、樹脂部をポリスチレン系樹脂により形成する場合に比べて、フッ素系樹脂により形成する場合のほうがトナー付着の発生率が低かった。

このことから、樹脂部は、ポリスチレン系樹脂に比べてフッ素系樹脂により形成するのが好ましいことが判った。

［実施例２］
本実施例では、実施例１において用いた電子写真感光体Ａ，Ｄについて、感光層の表面観察および耐刷後の画像の評価を行なった。

使用前の電子写真感光体Ａについて表面を観察したところ、直径が０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下、高さが１５μｍ以上５０μｍ以下の大きさの突起部が２０個存在することが認められた。

電子写真感光体Ａを画像形成装置（型番：ＫＭ−８０３０、京セラミタ株式会社製）に搭載して１００００枚の耐刷を行なった後に、感光層の表面を観察したところ、帯電による放電破壊が１個確認され、２０個の突起部のうちの５個にトナー付着が確認された。また、耐刷後の画像確認において白ベタ部には黒点状画像欠陥が２個確認され、黒ベタに対して中間の露光量（暗電位からの明減衰が半分となる露光量）を当てたグレー画像において白点が６個確認された。ここで、白ベタ部とは、電子写真感光体の露光されていない箇所に対応する印画部分を意味する。

一方、使用前の電子写真感光体Ｄについて表面を観察したところ、直径が０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下、高さが１５μｍ以上５０μｍ以下の大きさの突起部を２５個存在することが認められた。

電子写真感光体Ｄを画像形成装置（型番：ＫＭ−８０３０、京セラミタ株式会社製）に搭載して１００００枚の耐刷試験後においては、２５個の突起部のうちの２個にトナー付着が確認され、帯電による放電破壊は０個であった。また、耐刷後の画像確認において白ベタ部には黒点状画像欠陥が確認されず、黒ベタに対して中間の露光量を当てたグレー画像において白点が２個確認された。

［実施例３］
本実施例では、突起部の研磨と樹脂部の形成とを同一工程において行なって作製した電子写真感光体Ｅを用いた以外は実施例２と同様に感光層の表面観察および耐刷後の画像の評価を行なった。

電子写真感光体Ｅは、電子写真感光体Ａと同様にして作製した感光体（平坦化処理なし）を、フッ素系樹脂からなるバインダによって、ポリエチレンテレフタレート製の基材に研磨剤を保持させたラッピングシートを用いて処理することにより作製した。

ラッピングシートは、図６に示した装置を用いて感光層に接触させ、研磨剤による突起部の研磨とフッ素樹脂による樹脂部の形成とを同一工程で実施するものである。このラッピングシートを用いて、感光層に対するラッピングシートの押圧力を適度に調整することにより、突起部を樹脂部によって選択的にコートした（図８（ｃ）参照）。

使用前の電子写真感光体Ｅについて表面を観察したところ、直径が０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下、高さが１５μｍ以上５０μｍ以下の大きさの突起部の存在は認められなかった。

電子写真感光体Ｅを画像形成装置（型番：ＫＭ−８０３０、京セラミタ株式会社製）に搭載して１００００枚の耐刷を行なった後に、感光層の表面を観察したところ、帯電による放電破壊は確認されず、全体として実質的にトナー付着が確認されなかった。また、耐久後の画像確認において白ベタ部には黒点状画像欠陥が確認されず、黒ベタに対して中間の露光量を当てたグレー画像においても白点が確認されなかった。

［実施例４］
本実施例では、図１０に示した装置を用いて樹脂部を形成した電子写真感光体Ｆを用いた以外は実施例２と同様に感光層の表面観察および耐刷後の画像の評価を行なった。

電子写真感光体Ｆは、以下のようにして作製した。まず、電子写真感光体Ａと同様にして作製した感光体を、カサセンターにチャックして回転させ、樹脂コート材をスプレー塗布装置にてスプレー塗布した。次に、回転している感光体表面にゴムブレードを接触させて正常表面から樹脂コート材を掻き取った。次に、仕上げロールを接触させて樹脂コート材を更に拭き取り、突起部を選択的に樹脂コートした電子写真感光体Ｆを作製した（図５（ｃ）参照）。

使用前の電子写真感光体Ｆについて表面を観察したところ、直径が０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下、高さが１５μｍ以上５０μｍ以下の大きさの突起部が２０個存在することが認められた。

電子写真感光体Ｆを画像形成装置（型番：ＫＭ−８０３０、京セラミタ株式会社製）に搭載して１００００枚の耐刷を行なった後に、感光層の表面を観察したところ、帯電による放電破壊は確認されず、２０個の突起部のうちの２個にトナー付着が確認された。また、耐久後の画像確認においても白ベタ部には黒点状画像欠陥が１個確認され、黒ベタに対して中間の露光量を当てたグレー画像において白点が２個確認された。

ここで、実施例２，３，４の結果をまとめると、表２のようになる。

表２からわかるように、本発明に係る電子写真感光体Ｄ，Ｅ，Ｆでは、従来の樹脂部を形成していない電子写真感光体Ａより、トナー付着、放電破壊、および黒点の発生が低減される結果となった。すなわち、本発明は、従来品よりトナー付着、放電破壊、および黒点発生率を低減した電子写真感光体を提供することができた。また、本発明によれば、上記突起部によりクリーニングブレードなどに損傷が発生するのを低減し、クリーニング不良の発生および黒筋状の画像欠陥の発生を低減した電子写真感光体を提供することができた。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 本発明の実施形態に係る電子写真感光体を示す断面図およびその要部拡大図である。 図２に示した電子写真感光体における感光層を形成するための成膜装置の一例であるプラズマＣＶＤ装置の概略構成を示す断面図である。 感光層に存在し得る突起の説明するための電子写真感光体の要部を示す断面図である。 図５（ａ）ないし図５（ｃ）は、感光層における突起に形成した樹脂部の例を説明するための電子写真感光体の要部を拡大して示した断面図である。 樹脂部を形成する方法を説明するための概略構成図である。 感光層の突起部により樹脂フィルムから樹脂を掻き取っている状態を説明するための断面図である。 図８（ａ）ないし図８（ｃ）は、感光層における突起に形成した樹脂部の例を説明するための電子写真感光体の要部を拡大して示した断面図である。 樹脂部を研磨するために使用されるラッピングシートの要部を示す断面図である。 樹脂部を形成するためのさらに他の方法を説明するための概略構成図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
２ 電子写真感光体
２０ 円筒状基体
２１ 感光層
２２ 突起部
６ａ，６ｂ，６ｃ，７ａ，７ｂ，７ｃ 樹脂部
６０ ラッピングシート

Claims (3)

1. 円筒状基体と、該円筒状基体上に位置し且つ表面に突起部が存在する感光層と、前記突起部の周囲における少なくとも一部に位置するように前記感光層上に部分的に形成される樹脂部と、を有する電子写真感光体と、
   前記感光層上のトナーを除去するためのクリーニング手段と、を備えた画像形成装置において、
   前記樹脂部は、前記突起部に対して前記電子写真感光体の回転方向の上流側に位置する上流領域を有し、
   前記樹脂部の上流領域は、前記突起部の表面と前記突起部以外の感光層の表面とを連続的に接続することにより、両者間に存在する段差部分を低減することを特徴とする、画像形成装置。
2. 前記突起部は、その頂部に平坦部を有することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記樹脂部は、フッ素原子を含む樹脂材料により構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載の画像形成装置。

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