JP5267164B2 - 電子写真感光体の表面研磨方法 - Google Patents
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Description
1.研磨砥粒を含む塊が規則的に配列していること、及び塊の頂点と感光体の表面とが点接触し、研磨するためスジ状の傷が付き易い。
2.感光体の表面にスジ状の傷が付くと、傷の箇所にトナーが付かなくなるため画像に白スジ故障が現れ易くなる。
3.研磨テープの感光体の表面への押圧する時精度の高い制御が必要となる。
前記研磨部材は、前記電子写真感光体の表面に押接する側の基体の上に砥粒子を含む結着樹脂で構成される断面形状が三角形の複数の立体形状物を前記基体の長さ方向に等間隔で配置させ、隣接する前記立体形状物の間に形成される凹部と前記立体形状部の三角形の頂面で形成される凸部よりなる断面形状が三角形の凹凸面を有する研磨テープであり、
前記電子写真感光体の表面と接触する前記研磨テープの凹凸面の凸部の表面粗さRyが4.0μmから8.0μmであることを特徴とする電子写真感光体の表面研磨方法。
1.研磨テープの砥粒子を含む立体形状物の感光層の表面と接触する頂点の接触面積を増やし、且つ押接時の押圧の砥粒子を含む立体形状物の頂点への集中を分散させるために、特定の表面粗さを有する形状とした研磨テープを使用した。
2.感光層の幅よりも狭い研磨テープを使用し、感光体を固定しバックアップロールに巻回した研磨テープを感光体の幅方向に感光層の表面と平行に移動する、又はバックアップロールに巻回した研磨テープを固定し、感光体を感光層の幅方向に移動する。
3.バックアップロールに弾性部材を使用することで研磨テープを感光層の表面に押接した時の押圧を均一にした。
2)導電性基体の上に、感光層として電荷輸送材料と電荷発生材料とを含む単層、及び保護層を順次積層した層構成、
3)導電性基体の上に、中間層、感光層として電荷発生層と電荷輸送層、及び保護層を順次積層した層構成、
4)導電性基体の上に、中間層、感光層として電荷輸送材料と電荷発生材料とを含む単層、及び保護層を順次積層した層構成。
条件の1例として、超音波出力は、出力200Wから2000W、周波数60kHzから90kHz、温度は、15℃から40℃、洗浄時間は、10secから180secが挙げられる。
条件の1例として、気泡サイズは、3μmから100μm、送流圧は、30×104Paから100×104Pa、空気量は、0.3l/minから5l/min、循環流量は、5l/minから50l/min、洗浄温度は、15℃から40℃、洗浄時間は、60secから300secが挙げられる。
条件の1例として、圧力は、100×104Paから800×104Pa、水量は、3l/minから20l/min、洗浄温度は、15℃から40℃、洗浄時間は、60secから300secが挙げられる。
条件の1例として、線径は、φ0.075mmからφ1.5mm、毛長は、5mmから20mmのナイロン、ポリプロピレン、ポリエステル等の材質のブラシを使用し、洗浄温度は、15℃から40℃、洗浄時間は、60secから300secが挙げられる。
1.研磨残渣による研磨部材の目詰まりがし難く、安定した研磨が可能になった。
2.スジ状の傷の発生防止が可能となり、安定した研磨が可能になった。
3.両端部に非感光層形成部を有する感光体でも、導電性基体を切削することがないため、切削粉の付着による故障がなくなり安定した性能の感光体を得ることが可能となった。
基材は、砥粒子を含有する立体形状の部位を構成する結着樹脂との間に強固な接着力が得られ、且つ、可撓性を発現出来るものであれば、特に限定されず、樹脂フィルムに代表される公知の可撓性部材を用いることが出来る。具体的には、ポリエチレンテレフタレート樹脂に代表されるポリエステル樹脂、ナイロンフィルム等のポリアミド樹脂、トリアセチルセルロースフィルム等のセルロース系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂等のシート成形可能な公知の樹脂材料が挙げられる。この中でも、ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムが市場に出回っている種類が多い等、選択に余裕があることから特に好ましい。
砥粒子は、研磨テープの立体形状物中に含有されており、感光体の感光層の表面の研磨を実質的に行うものである。砥粒子は画像形成初期段階で画像不良を起こさない量の外添剤や滑剤を保持させるだけの溝を形成することが出来るものであれば、材質や粒径、形状は特に限定されるものではない。
結着樹脂は、砥粒子を樹脂相中に均一分散させることが出来るものであれば、特に限定されるものではなく、公知の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応型樹脂、電子線硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、可視光硬化樹脂等が使用出来る。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアクリル樹脂やスチレン−ブタジエン共重合体樹脂等のビニル系樹脂や、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタンエラストマー樹脂、ポリアミド−シリコーン樹脂等の縮合系樹脂がある。又、熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂及びアルキッド樹脂等がある。
基材と結着樹脂の間で強固な結合力を発現させるために、ポリエチレンアクリル酸等の公知の紫外線硬化性の接着剤が挙げられる。
本発明で用いる導電性支持体としては、ベルト状又は円筒状支持体が用いられるが、画像形成装置の設計の容易さからは円筒状支持体が好ましい。円筒状導電性支持体とは回転することによりエンドレスに画像を形成出来るに必要な円筒状の支持体を意味し、円筒度が5μmから40μmが好ましく、7μmから30μmがより好ましい。
中間層は、バインダー、分散溶媒等から構成される中間層形成用塗布液を導電性基体上に塗布、乾燥して形成される。中間層のバインダーとしては、ポリアミド樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂並びに、これらの樹脂の繰り返し単位の内の2つ以上を含む共重合体樹脂が挙げられる。これら樹脂の中ではポリアミド樹脂が、繰り返し使用に伴う残留電位増加を小さく出来好ましい。又、電位特性向上や黒ポチ欠陥の低減、モアレの低減等の目的で、必要に応じて、中間層に酸化チタンや酸化亜鉛等のフィラーや酸化防止剤等の添加剤を添加することも出来る。
感光層は、電荷発生機能と電荷輸送機能を1つの層に持たせた単層構造でもよいが、より好ましくは感光層の機能を電荷発生層(CGL)と電荷輸送層(CTL)に分離した層構成をとるのがより好ましい。機能を分離した構成をとることにより繰り返し使用に伴う残留電位増加を小さく制御出来、その他の電子写真特性を目的に合わせて制御し易い。負帯電用の感光体では中間層の上に電荷発生層(CGL)、その上に電荷輸送層(CTL)の構成をとる。正帯電用の感光体では前記層構成の順が負帯電用感光体の場合の逆の構成をとる。好ましい感光層の層構成は前記機能分離構造を有する負帯電感光体である。
電荷発生層(CGL)には電荷発生物質(CGM)を含有する。その他の物質としては必要によりバインダー樹脂、その他添加剤を含有してもよい。電荷発生物質(CGM)としては公知の電荷発生物質(CGM)であるCuKα線によるX線回折においてブラッグ角(2θ±0.2)27.2°に最大回折ピークを有するオキシチタニウムフタロシアニン、同2θが12.4°に最大ピークを有するベンズイミダゾールペリレン等のCGMは繰り返し使用に伴う劣化がほとんどなく、残留電位増加を小さくすることが出来る。
電荷輸送層(CTL)には、電荷輸送物質(CTM)とバインダー樹脂とを含有する。その他の物質としては必要により酸化防止剤等の添加剤を添加して形成してもよい。
感光体の構成層には、酸化防止剤を適用すると、NOx等活性ガスの攻撃による影響を低減出来るため、高温高湿環境での画像流れの発生を抑制出来る。
フェノール系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤、ジアリルジアミン系酸化防止剤、ジアリルアミン系酸化防止剤、ハイドロキノン系酸化防止剤等が挙げられる。
硫黄系酸化防止剤、チオエーテル類、燐酸系酸化防止剤、亜燐酸エステル類等が挙げられる。
保護層は、バインダー樹脂に少なくとも無機微粒子を添加して調製した塗布液を電荷輸送層の上に塗布して形成したものである。尚、保護層には酸化防止剤、滑剤性物質等を含有させることが好ましい。
本発明の感光体に係る各層(中間層、感光層、電荷発生層、電荷輸送層、保護層)の作製は、浸漬塗布、或いは円形量規制型塗布、或いは浸漬塗布と円形量規制型塗布を組み合わせて塗膜を設けて作製することが出来るがこれに限定されるものではない。尚、円形量規制型塗布については例えば特開昭58−189061号公報に詳細に記載されている。
〈感光体の準備〉
(導電性基体の準備)
直径30mm、長さ360mmのアルミニウム製の導電部性基体を準備し、10点表面粗さRzJIS=1.5(μm)になるように導電性基体の表面を切削加工した導電性基体を準備した。尚、10点表面粗さRzJISはJIS B 0601−2001に準じて測定した値を示す。
下記組成の分散液を同じ混合溶媒にて2倍に希釈し、1夜静置後に濾過(フィルター;日本ポール社製リジメッシュ5μmフィルター使用)し、中間層塗布液を作製した。
酸化チタンSMT500SAS(テイカ社製) 3部
メタノール 8部
1−ブタノール 2部
分散機としてサンドミルを用いて、バッチ式で10時間の分散を行った。上記塗布液を用いて前記支持体上に、乾燥膜厚2μmとなるよう浸漬塗布法で塗布した。
電荷発生物質:チタニルフタロシアニン顔料(Cu−Kα特性X線回折スペクトル測定で、少なくとも27.3±0.2°の位置に最大回折ピークを有するチタニルフタロシアニン顔料) 20部
ポリビニルブチラール樹脂(#6000−C:電気化学工業社製)10部
酢酸t−ブチル 700部
4−メトキシ−4−メチル−2−ペンタノン 300部
を混合し、サンドミルを用いて10時間分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を前記中間層の上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚0.3μmの電荷発生層を形成した。
電荷輸送物質(4,4′−ジメチル−4″−(β−フェニルスチリル)トリフェニルアミン) 25部
バインダー:ポリカーボネート(Z300:三菱ガス化学社製)300部
酸化防止剤(Irganox1010:日本チバガイギー社製) 6部
THF 1600部
トルエン 400部
シリコーンオイル(KF−50:信越化学社製) 0.001部
を混合し、溶解して電荷輸送層塗布液を調製した。この塗布液を前記電荷発生層の上に浸漬塗布法で塗布し、乾燥膜厚25μmの電荷輸送層を形成した。
酸化チタン粒子(SMT100SAS:テイカ社製) 0.6部
2−プロパノール 5部
シリコーンオイル(X−22−160AS:信越化学社製)0.002部
を混合しUSホモジナイザにて1時間分散処理を行う。その後、下記構造式を有するアクリル系化合物AとB(質量比1/1)からなるラジカル重合化合物1.5部と重合開始剤「Irgacure184(チバ・ジャパン(株)製)」0.07部を上記分散液中に溶解させて保護層用塗布液を作製する。
研磨部材として図3及び図4に示す、基体の上の砥粒子を含む立体形状物の頂面の表面粗さRyを表1に示す様に変化した研磨テープを以下に示す方法で準備しNo.1−1から1−42とした。表面粗さRyは、(株)キーエンスのレーザー顕微鏡VK−9510により測定した値を示す。
(研磨テープの基体の準備)
幅100mm、厚さ50μm、長さ7mのポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを準備した。
(鋳型シートの準備)
図3(b)及び図4(a)から図4(e)に示す、各種の立体形状物の高さ、隣接する立体形状物の頂面の中心から中心の距離の立体形状部位が成形出来る、準備した研磨テープの基体の幅、長さに合わせた各立体形状物毎に鋳型を、レーザー加工機を使用して熱成形で鋳型シートを作製した。
結着樹脂として熱硬化性のフェノキシ樹脂を使用し、プロピレングリコールモノメチルエーテルに溶解し、砥粒子として平均粒径が0.5μmの人工ダイヤモンドを20質量%分散した樹脂液を鋳型に流し込み、溶媒を飛ばし固化させ、鋳型に入った状態の立体形状部位の成形物を得る。
準備した基体の上に紫外線硬化型の接着剤としてポリエチレンアクリル酸を、厚さ50μmに塗布した後、立体形状部位が上側に向く様に貼り合わせ、紫外線を照射し基体と立体形状部位の成形物を接着させる。この後、温度90℃で20分間加熱し、鋳型シートを除去する。その後、更に110℃で24時間の加熱処理することで立体形状物を有する研磨テープが得られる。
図2に示す研磨装置を使用し、被研磨体にアクリルの円筒管を使用し、被研磨体の回転速度、研磨テープの被研磨体の表面への押圧、時間を変え立体形状物の頂面の表面粗さRyの調整を行った。尚。研磨終了後、アルキルエーテル硫酸エステルナトリウムを1%含む脱イオン水中(1μS/cm程度)に15分間浸漬槽中で浸漬する。
バックアップロールの幅を感光体の感光層の幅に対して70%とし、硬度30°のネオプレンゴム製の図5に示すバックアップロールを準備した。
図2に示す研磨装置の研磨テープ搬送装置に、準備したバックアップロールを装着し、準備した研磨テープNo1−1から1−42をバックアップロールの巻回し、感光体保持装置に感光体を装着した後、以下に示す条件で感光体の感光層の表面の研磨を行い、感光体を作製し試料No.101から142とした。
研磨テープの繰り出し量:30mm/min
切込量:0.5mm
感光体の移動速度:300mm/min
尚、感光体の回転速度(周速度)は、(株)小野測器製HT−4200で測定した値を示す。
準備した各試料No.101から142に付き、感光層の表面のスジ状傷の発生状態、画質を以下に示す方法で評価し、以下に示す評価ランクに従って評価した結果を表2に示す。
コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製複合機bizhubC352改造機に搭載し、常温常湿環境(20℃、50%RH)下でA3判で500枚の連続の画像濃度0.4のハーフトーン画像(以下、プリントと言う)を行い、作製したプリントのスジ状傷の個数を目視で観察し画質とし、結果を表2に示す。尚、画像上にスジ状傷が認められないレベルを優良、画像上にスジ状傷が1個以上、2個未満のレベルを良好、画像上にスジ状傷が2個以上のレベルを不良とした。
コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製複合機bizhubC352改造機に搭載し、常温常湿環境(20℃、50%RH)下でA3判で1000枚の連続の画像濃度0.4のハーフトーン画像と、画素率5%線画と、画素率25%の画像形成(以下、プリントと言う)を行い、作製したプリントの白抜けの箇所の個数を目視で観察し画質とし、結果を表2に示す。尚、異物付着に伴う白抜けが認められないレベルを優良、異物付着に伴う白抜けが、1個以上、5個未満のレベルを良好、異物付着に伴う白抜けが、5個以上のレベルを不良とした。
(感光体の準備)
実施例1と同じ感光体を準備した。
バックアップロールとして表3に示す様に感光体の感光層の幅に対する幅を変化した、硬度20°のシリコンゴム製のバックアップロールを準備しNo.2−1から2−7とした。
準備した各バックアップロールNo.2−1から2−7の幅に対して110%の幅の実施例1で準備した研磨テープNo.1−2と同じ研磨テープを準備した。
図2に示す研磨装置の研磨テープ搬送装置に、準備した各バックアップロールNo.2−1から2−7と、各バックアップロールNo.2−1から2−10に合わせて準備した研磨テープとを装着し、感光体保持装置に準備した感光体を装着した後、実施例1と同じ条件で感光体の感光層の表面の研磨を行い、感光体を作製し試料No.201から207とした。
準備した各試料No.201から210に付き、スジ状傷の発生状態、画質を実施例1と同じ方法に従って評価した結果を表4に示す。
(感光体の準備)
実施例1と同じ感光体を準備した。
実施例1で準備したバックアップロールと同じバックアップロールを準備した。
表5に示す様に、準備したバックアップロール−の幅に対する幅を変化した他は、実施例1で準備した研磨テープNo.1−11と同じ研磨テープを準備しNo.3−1から3−7とした。
図2に示す研磨装置の研磨テープ搬送装置に、準備したバックアップロールと、準備した研磨テープNo.3−1から3−5とを装着し、感光体保持装置に感光体を装着した後、実施例1と同じ条件で感光体の感光層の表面の研磨を行い、試料No.301から307とした。
準備した各試料No.301から307に付き、スジ状傷の発生状態、画質を実施例1と同じ方法で評価した結果を表6に示す。
(感光体の準備)
実施例1と同じ感光体を準備した。
バックアップロールとして表7に示す様に硬度を変え他は実施例1で準備したバックアップロールと同じバックアップロールを準備しNo.4−1から4−7とした。尚、硬度は高分子計器(株)のアスカーゴム硬度計A型で測定した値を示す。
準備した各バックアップロールNo.4−1から4−6の幅に対して50%の幅の実施例1で準備した研磨テープNo.1−18と同じ研磨テープを準備した。
図2に示す研磨装置の研磨テープ搬送装置に、準備した各バックアップロールNo.4−1から4−7と、準備した研磨テープとを装着し、感光体保持装置に準備した感光体を装着した後、実施例1と同じ条件で感光体の感光層の表面の研磨を行い、試料No.401から407とした。
準備した各試料No.401から406に付き、スジ状傷の発生状態、画質を実施例1と同じ方法、同じ評価ランクに従って評価した結果を表8に示す。
(感光体の準備)
表9に示す様に、非感光層形成部の幅を変えた他は、実施例1で準備した感光体と同じ感光体を準備しNo.5−1から5−7とした。
実施例1で準備したバックアップロールと同じバックアップロールを準備した。
準備したバックアップロールの幅に対して105%の幅の実施例1で準備した研磨テープNo.1−25と同じ研磨テープを準備した。
図2に示す研磨装置の研磨テープ搬送装置に、準備したバックアップロールと、準備した研磨テープとを装着し、感光体保持装置に準備した各感光体No.5−1から5−7を装着した後、実施例1と同じ条件で感光体の感光層の表面の研磨を行い、試料No.501から507とした。
準備した各試料No.501から507に付き、スジ状傷の発生状態、画質を実施例1と同じ方法、同じ評価ランクに従って評価した結果を表10に示す。
2 感光体
201 導電性基体
202 感光層
203 非感光層形成部
9 研磨装置
10、10Aから10E 研磨テープ
10c、10A2から10E2 立体形状物
10c1、10A21から10E21 砥粒子
10c11、10A22から10E22 頂面
10d、10A1から10E1 基体
10e、10A3から10E3 接着剤層
O、P1、P2、H′からL′ 幅
E 高さ
F、HからL 距離
G 厚さ
Claims (10)
- 導電性基体の上に少なくとも感光層を有する電子写真感光体を回転させながら、前記電子写真感光体の表面を、バックアップロールに巻回した研磨部材を前記電子写真感光体の回転軸と平行に移動させ、前記電子写真感光体の表面に前記研磨部材を押接させながら、前記研磨部材を繰り出すことにより前記電子写真感光体の表面を研磨する電子写真感光体の表面研磨方法において、
前記研磨部材は、前記電子写真感光体の表面に押接する側の基体の上に砥粒子を含む結着樹脂で構成される断面形状が三角形の複数の立体形状物を前記基体の長さ方向に等間隔で配置させ、隣接する前記立体形状物の間に形成される凹部と前記立体形状部の三角形の頂面で形成される凸部よりなる断面形状が三角形の凹凸面を有する研磨テープであり、
前記電子写真感光体の表面と接触する前記研磨テープの凹凸面の凸部の表面粗さRyが4.0μmから8.0μmであることを特徴とする電子写真感光体の表面研磨方法。 - 前記バックアップロールの幅が、感光層の幅に対して40%から97%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の表面研磨方法。
- 前記研磨部材の幅がバックアップロールの幅に対して、101%から130%であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電子写真感光体の表面研磨方法。
- 前記バックアップロールの硬度が20°から40°であることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の電子写真感光体の表面研磨方法。
- 前記電子写真感光体は、導電性基体の両端0.5mmから20mmに非感光層形成部を有していることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の電子写真感光体の表面研磨方法。
- 前記電子写真感光体の表面が、電荷輸送層であることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の電子写真感光体の表面研磨方法。
- 前記電子写真感光体の表面が、保護層であることを特徴とする請求項1から6の何れか1項に記載の電子写真感光体の表面研磨方法。
- 前記保護層は微粒子を含むことを特徴とする請求項7に記載の電子写真感光体の表面研磨方法。
- 前記微粒子が、シリカ、アルミナ、酸化チタン及びチタン酸ストロンチウムから選択されてなる少なくとも1種の無機微粒子であることを特徴とする請求項8に記載の電子写真感光体の表面研磨方法。
- 前記感光層の表面はシリコーンオイルを含むことを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の電子写真感光体の表面研磨方法。
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