JP6212350B2 - 電子写真感光体の表面加工方法、及び電子写真感光体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、円筒状基体を有する電子写真感光体の表面加工方法、及びその電子写真感光体の製造方法に関する。

有機光導電性物質（電荷発生物質）を含有する電子写真感光体は、電子写真感光体の耐久性（耐摩耗性など）を向上させることを目的として、電子写真感光体の表面層に硬化性樹脂を含有させる技術がある。

しかしながら、この技術によって電子写真感光体の耐摩耗性を向上させると、電子写真感光体のクリーニング性能への影響と画像流れが発生しやすくなる。クリーニング性能への影響とは、電子写真感光体の耐摩耗性の高い表面とクリーニングブレードとの摩擦力が上昇して発生する、駆動トルクの増大、クリーニングブレードの微小な振動によるトナーのすり抜け、及びクリーニングブレードの反転等の問題である。また、画像流れとは、電子写真感光体を帯電させることによって生じるオゾンや窒素酸化物などの酸性ガスによって、電子写真感光体の表面層に用いられている材料が劣化することで生じる問題である。また、このように生じた酸性ガスの一部が水分の吸着によって硝酸となって、電子写真感光体の表面抵抗が低下することで、画像流れが発生することもある。

これらの課題を改善する技術として、特許文献１には、電子写真感光体の表面に複数の凹部を高い面積率で設けることによって、高温高湿環境下の画像流れを抑制する技術が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載されている凹部を形成する技術は、高温高湿環境下の画像流れの改善に対してはまだ不十分であり、凹凸形状をより一層微細に制御することが必要である。そこで、より画像流れを改善するために、電子写真感光体を表面に凹凸形状を有する型部材を押し付けて、電子写真感光体の表面に型部材の凹凸形状を転写することで、凹凸形状をより微細に制御する技術がある。特許文献２には、電子写真感光体の表面に型部材の凹凸形状を転写する際に、型部材と電子写真感光体の支持体の温度を制御して形状再現性が高く、さらに画像流れとクリーニング性能をより改善する技術が開示されている。

特許第３９３８２０９号公報 特許第４０５９５１８号公報

電子写真感光体の表面に凹凸形状を転写するための型部材は、一般的に平面状の部材であって、その寸法は、表面加工を施すべき電子写真感光体の長手方向に対応する方向の長さが、電子写真感光体の長さよりも十分長いことが必要である。もし電子写真感光体の長手方向に対応する方向の長さが電子写真感光体の長さに対して、短い型部材を使用する場合は、型部材に電子写真感光体が押し付けられた際に、型部材の端部の角が電子写真感光体の表面に傷をつけてしまうことになる。また、型部材の電子写真感光体の長手方向に対応する方向の長さを電子写真感光体の長さと同一にして用いたとしても課題が残ることがある。それは、電子写真感光体の大量生産において型部材を繰り返し使用する間に、電子写真感光体と型部材の位置関係が僅かにでも変化すると、電子写真感光体の表面に傷が生じることがある。

しかし、このように電子写真感光体の長手方向に平行な方向の長さが電子写真感光体の長さよりも十分長い型部材を用いた場合でも、また別の課題が生じる。それは、電子写真感光体の大量生産において繰り返し電子写真感光体を型部材に押し付けた際に、型部材に電子写真感光体の端部が押し付けられる位置を起点とした「曲がり」が生じるということである。

この型部材の曲がりについて図１を用いて説明する。円筒状の電子写真感光体１は、その中に円筒状の芯部材２を挿通した状態で支持されている。型部材３は、一般的に平板状であって、電子写真感光体１に向かう表面に凹凸形状のモールドを有しており、支持台となるベース部材５上に配置されている。この状態で芯部材２を型部材３に向けて所望の力で移動させることで電子写真感光体１の表面に型部材３の凹凸形状のモールド部分を押し付け、電子写真感光体１の表面に型部材３の凹凸形状を転写する。このとき、電子写真感光体１の端部に相当する位置を起点とした、図１に示すような芯部材２に向かう曲がりが型部材３に生じることがある。

この曲がりが型部材３に生じる理由は、箇所により大きく異なるストレスを型部材３が受けることになるからである。詳細には、電子写真感光体１が押し付けられる型部材３の部分と、電子写真感光体１の端部よりも長手方向外側に位置して電子写真感光体１が押し付けられることのない型部材３の部分では、型部材３の受けるストレスが大きく違うことに由来する。このストレスの違いによって電子写真感光体１の端部の角部よりも長手方向外側の部分、すなわちストレスを受けていない型部材３の部分が、電子写真感光体１が押し付けられる方向とは逆の方向に折れ曲がるという現象が生じる。

そして、この型部材３の電子写真感光体１の端部に相当する位置付近に折れ曲がりが生じると、電子写真感光体１を型部材３に押し付けた際の、電子写真感光体１と型部材３が互いに当接し合う部分の圧力に部分的な分布が生じることとなる。その分布とは、電子写真感光体１と型部材３が互いに当接し合う部分のうち、電子写真感光体１の長手方向中央付近よりも端部付近の方が、より強い当接圧力が生じるということである。そしてこの差が生じる理由は、該の型部材３の折れ曲がりによって型部材３を構成する面が増えて補強されることによるものである。

そして、このような電子写真感光体１の端部付近と型部材３が互いに当接し合う部分に生じるより強い当接圧力は、電子写真感光体１を構成する樹脂層と円筒状基体、又は樹脂層と他の樹脂層との密着又は結着状態の変化を誘発する。この結果、像露光時の露光電位の低下を招くこととなる。ひいてはこの像露光時の露光電位（ＶＬ電位）が低下（電子写真特性の低下）することで、細線再現性が低下しやすいという画像形成における課題を生じる。本発明はこのような従来技術における課題を解決せんとするものである。

本発明の目的は、細線再現性が高い電子写真感光体の表面加工方法、及び電子写真感光体の製造方法を提供することにある。

本発明は、第一の観点によれば、円筒状基体を有する電子写真感光体の表面に、凹凸形状を有する型部材を押し付けて、電子写真感光体の表面に凹凸形状を形成する、電子写真感光体の表面加工方法であって、
該表面加工方法が、
該電子写真感光体を支持するための円筒状又は円柱状の芯部材を該電子写真感光体の内部に挿通する工程、
該芯部材を該型部材の方向に移動させ加圧させて該電子写真感光体を該型部材に押し付ける工程、及び、
該電子写真感光体を回転させながら、該電子写真感光体を該型部材に押し付け、該型部材の凹凸形状を該電子写真感光体の表面に転写する工程、
を有し、
該型部材が、
表面に凹凸形状を有する転写層、及び、
該転写層の直下に設けられた金属層
を有し、
該円筒状基体の肉厚を１としたときの、該転写層の厚さが、１．３以下であり、
該電子写真感光体の両端部の該電子写真感光体の長手方向外側で、かつ、該芯部材と該型部材との間隙に、板状部材を設ける
ことを特徴とする電子写真感光体の表面加工方法を提供する。

本発明は、別の観点によれば、上記の、電子写真感光体の表面加工方法を用いて電子写真感光体の表面に凹凸形状を形成する工程を有することを特徴とする表面に凹凸形状を有する電子写真感光体の製造方法を提供する。

本発明によれば、細線再現性が高い電子写真感光体を製造することができる、電子写真感光体の表面加工方法、及び電子写真感光体の製造方法を提供することができる。

電子写真感光体の表面に凹凸形状を形成する従来の方法を説明するための図である。 電子写真感光体の表面に凹凸形状を形成する、本発明に係る電子写真感光体の表面加工方法の一例を説明するための図である。 電子写真感光体の表面に凹凸形状を形成する、電子写真感光体の表面加工方法の一例を説明するための図である。 電子写真感光体の表面に凹凸形状を形成する、本発明に係る電子写真感光体の表面加工方法の別の例を説明するための図である。 電子写真感光体の表面に凹凸形状を形成する、本発明に係る電子写真感光体の表面加工方法の別の例を説明するための図である。 本発明に係る電子写真感光体の表面加工方法を実施するために用いる型部材のモールドの一例を説明するための図である。 本発明に係る電子写真感光体の表面加工方法の実施例を説明するための上面図である。

本発明に係る電子写真感光体の表面加工方法は、円筒状基体を有する電子写真感光体の表面に、凹凸形状を有する型部材を押し付けて、電子写真感光体の表面に凹凸形状を形成する方法である。本発明の方法は、
（１）電子写真感光体を支持するための円筒状又は円柱状の芯部材を該電子写真感光体の内部に挿通する工程、
（２）芯部材を型部材の方向に移動させ加圧させて電子写真感光体を型部材に押し付ける工程、及び
（３）電子写真感光体を回転させながら、電子写真感光体を型部材に押し付け、型部材の凹凸形状を電子写真感光体の表面に転写する工程を具備する。

本発明の基本的な構成について図２及び図３を用いて説明する。円筒状基体を有する電子写真感光体１は円筒状であり、円筒状の芯部材２をその中心部分へ挿通した状態で支持されている。型部材３は平面状であり、電子写真感光体１に向かう表面に凹凸形状のモールドを有しており、支持台であるベース部材５上に配置されている。さらに、電子写真感光体１の両端部の電子写真感光体の長手方向外側で、かつ、芯部材２と型部材３の隙間には、板状部材４が設けられている。この状態で芯部材２を型部材３に向けて所望の力で移動させることで電子写真感光体１の表面を型部材３に押し付け、電子写真感光体１の表面に型部材３の凹凸形状を転写する。

このとき、板状部材４は芯部材２によって型部材３に向かって押されることとなり、また、板状部材４は型部材３を押すことになる。この板状部材４が型部材３を押すことによって、型部材３の電子写真感光体１の端部に相当する位置を起点とした、図１に示すような芯部材２に向かう曲がりが型部材３に生じるのを防ぐことができる。

型部材３は、表面に凹凸形状を有する転写層と、該転写層の直下に設けられた金属層とを有する。
型部材３の有する転写層、すなわち凹凸形状を有して電子写真感光体１を押し付けられる面を含む部材の材料は、被加工物である電子写真感光体１の表面を構成する樹脂材料よりも硬い材料を用いる必要がある。転写層の材質は、主に金属であることが好ましく、特には、鉄系又はステンレス系の合金材料、又はニッケル等が好適に利用可能である

そして、本発明の加工方法では、型部材３の転写層の厚みが本発明の効果に大きく影響する。具体的には、円筒状基体の肉厚を１としたときの、該転写層の厚さが１．３以下であるときに効果を得る。
その理由は、転写層の厚みが電子写真感光体１の円筒状基体の厚みに対して１．３以下であると、転写層の構造的な強度について、電子写真感光体１による押し付け力による曲がりに抗するに十分ではないということによる。一方、転写層の厚みが電子写真感光体１の円筒状基体の厚みに対して１．３よりもよりも厚い場合は転写層の構造的な強度が十分となる。したがって板状部材４を配設して用いることなく型部材３に電子写真感光体１を押し付けて加工しても、転写層には、電子写真感光体１の端部に相当する位置を起点とした、図１に示すような芯部材２に向かう曲がりが生じにくい。そして、本発明で用いるような転写層は、一般的に薄い部材として作成することが好ましい。その理由は、前記のように転写層は金属系の材料を用いてかつ電鋳で作製することが多く、厚く（高強度に）作成すると高コストになることから、工業材料として好ましくないからである。

図４は、表面に凹凸形状を有する転写層と、転写層の直下に設けられた金属層とを有する型部材３を使用する、本発明に係る電子写真感光体の表面加工方法の一例を示す。電子写真感光体１の表面に転写する凹凸形状を表面に有する転写層３１と、転写層３１の凹凸形状を有する面の背面側に、すなわち、図４では転写層３１の直下に設けられた金属層３２を有している態様を示す。この態様では、芯部材２が型部材３方向に移動して電子写真感光体１の表面を型部材２の転写層３１の表面に押し付けている時点において、板状部材４は芯部材２によって型部材３方向に押される。このような構成にすることで、板状部材４が、金属である転写層３１の曲がりを抑制するために十分な力を生じさせることができる。

上述のように、転写層３１と金属層３２とは、サイズが同じでなくて、異なるものであってもよい。詳細には、転写層３１と金属層３２とは、図４及び図５において電子写真感光体の長手方向の長さが異なるものであってもよく、例えば、転写層３１が金属層３２より長くてもよく、或いは、金属層３２が転写層３１より長くてもよい。

上記のように、板状部材は、電子写真感光体の両端部の外側で、かつ、芯部材と型部材との間隙に配設する。また、板状部材の内側の端部（図４の４ｅ）位置が、電子写真感光体の円筒状基体の端部（図４の１ｅ）位置よりも外側に位置し、かつ、転写層端部と金属層端部とが、板状部材の内側の端部位置よりも外側に位置する状態が好ましい。板状部材が、芯部材が型部材方向に移動する（電子写真感光体を型部材に押し付ける）時点において、芯部材によって金属層方向に押され、芯部材から型部材に向かう方向における、板状部材と金属層との距離が一定に維持されることが好ましい。板状部材と金属層との距離が一定に維持されることで、転写層の曲がりが抑制されるため、より好ましい。なお、この場合、上述のように、型部材３の転写層３１と金属層３２とは、電子写真感光体の長手方向の長さが異なるものであってもよい。

板状部材と金属層との距離が一定に維持されるために、以下の式（１）を満足することが好ましい。図４において、芯部材２が型部材３方向に移動する時点において、芯部材２によって板状部材４が金属層３２方向に押されるとき、下記の式（１）を満足する板状部材４がさらに好ましい。芯部材２から型部材３に向かう方向において、Tb［ｍｍ］は板状部材４から金属層３２までの距離、Tm［ｍｍ］は転写層３１の厚みである。
Tm × １．３ ≦ Tb ≦ Tm × ２ ・・・・・・・・・・・（１）

転写層３１の厚みTmの設定に際しては電子写真感光体１の厚みが関係するが、量産に用いる電子写真感光体群の中心的な厚みを代表値として設定に用いる。TbがTmに対して１．３以上であれば、量産するなかで電子写真感光体の厚みが薄い個体を加工する時でも電子写真感光体１を転写層３１に押し付ける動作に影響を及ぼすことが少ない。また、TbがTmに対して２．０以下であれば、量産するなかで電子写真感光体１の厚みが厚い個体を加工する時でも転写層３１の曲がりを抑えることができる。

また、図５に示すように、型部材３の別の例として、図４に示す該の転写層３１と金属層３２に加えて、金属層３２の直下に、弾性層３３を有する型部材３を用いる場合においても、本発明の効果が得られる。

型部材３を転写層３１と金属層３２と弾性層３３をこの順で設けることにより構成する場合には、型部材３に電子写真感光体１を押し付けた際に転写層３１が僅かに撓み、電子写真感光体１の表面と型部材３が当接する面（ニップ幅）が広くなる。これにより、当接圧の集中を緩和する。この構成は電子写真感光体１を構成する樹脂層と支持体、又は樹脂層と他の樹脂層との密着又は結着状態を比較的良好に維持した状態で表面加工がし易く、像露光時の露光電位の低下を防止し易い。このような構成の型部材３と、板状部材４を用いた電子写真感光体の表面加工方法を併せて用いることで、本発明が目的とする、像露光時の露光電位の低下を防止するという効果をより高めて得ることができる。

次に、板状部材４と型部材３の各部材の強度関係について、より好ましい態様について述べる。板状部材４のヤング率をEb［Ｎｍｍ^２］、転写層３１のヤング率をEm［Ｎｍｍ^２］、金属層３２のヤング率をEs［Ｎｍｍ^２］とする。さらに板状部材４の断面二次モーメントをIb［ｍｍ^４］、転写層３１の断面二次モーメントをIm［ｍｍ^４］、金属層３２の断面二次モーメントをIs［ｍｍ^４］とする。このとき、
Eb・Ib≧Em・Im／３５０００ ・・・・・・・・・（２）
Eb・Ib≦Em・Im・Es・Is×０．８／（Em・Im＋Es・Is）・・・・・・・（３）
の関係を満たすことが、転写層３１と金属層３２と弾性層３３とからなる型部材３を用いる上で好ましい。なお、断面二次モーメントの算出方法は数学的一般式を適用して求めることができる。例えば部材の断面が高さｈ、幅ｂであるときの断面二次モーメントＩは、
I＝（ｂ・ｈ^３）/１２・・・・・・・・・・・・（４）
として求めることができる。この関係を満たすことで、型部材３に電子写真感光体１を押し付けた際の転写層３１の必要十分な撓みを確保することと、転写層３１の曲がりを十分に抑制することを両立させることができる。特に、式（２）は板状部材４が転写層３１の曲がりを抑制するに必要十分な板状部材４の梁の強さに関する条件である。また式（３）は、型部材３に電子写真感光体１を押し付けた際の転写層３１の必要十分な撓みを確保する上で必要十分な板状部材４の梁の強さに関する条件である。

続いて板状部材４の材質について述べる。これまで述べたように、型部材３を複数の部材を層状に構成して用いる場合、板状部材４の梁の強さを適切に設定して用いることが好ましい。その条件として、板状部材４の材料としてのヤング率や形状から算出される条件を満たすことが好ましい。特に本発明に使用する板状部材４の材質としては、バネ材に代表されるような弾性に富むものを選定することが好ましい。板状部材４の材質として弾性に富むものを用いることで、型部材３に電子写真感光体１を押し付けた際の転写層３１の撓みを阻害することが少なく、かつ転写層３１の曲がりを十分に抑制することを両立させることができる。この点で、板状部材４の材料として、ＳＵＳ３０４ＣＳＰ又はＳＵＳ３０１ＣＳＰは工業材料として加工性と弾性が共に高い性質の材料であり、このような材料を用いることが特に好ましい。

また、本発明では、Tmが０．２〜０．３ｍｍであるときに用いることが好ましい。モールド（転写層）の作製、特には電子写真感光体の表面加工に用いるような微細な形状を有したモールドを作成するには金属材料を用いた電鋳加工が必要であるから、作製可能なモールドの厚みは薄くなる。また、上記のように電子写真感光体の現像特性を阻害しないように加工時の電子写真感光体とモールドの当接部分のニップを確保するためには、モールドは十分薄くて柔軟性をもったものが好ましい。

本発明では、別の態様として、上記の電子写真感光体の表面加工方法を用いて電子写真感光体の表面に凹凸形状を形成する工程を有する、表面に凹凸形状を有する電子写真感光体の製造方法を提供することができる。

以下、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。なお、実施例中の「部」は「質量部」を意味する。また、電子写真感光体を、以下単に「感光体」ともいう。

（電子写真感光体の製造例）
外径３０．５ｍｍ、内径２８．５ｍｍ、肉厚２．０ｍｍ、長さ３７０ｍｍのアルミニウムシリンダーを円筒状の支持体（導電性支持体）とした。

次に、酸化スズで被覆されている硫酸バリウム粒子（商品名：パストランＰＣ１、三井金属鉱業（株）製）６０部、酸化チタン粒子（商品名：ＴＩＴＡＮＩＸ ＪＲ、テイカ（株）製）１５部、レゾール型フェノール樹脂（商品名：フェノライト Ｊ−３２５、大日本インキ化学工業（株）製、固形分７０質量％）４３部、シリコーンオイル（商品名：ＳＨ２８ＰＡ、東レシリコーン（株）製）０．０１５部、シリコーン樹脂粒子（商品名：トスパール１２０、東芝シリコーン（株）製）３．６部、２−メトキシ−１−プロパノール５０部、及び、メタノール５０部を、ボールミルに入れ、２０時間分散処理することによって、導電層用塗布液を調製した。この導電層用塗布液を支持体上に浸漬塗布し、得られた塗膜を１時間１４０℃で加熱し、硬化させることによって、膜厚１５μｍの導電層を形成した。

次に、共重合ナイロン（商品名：アミランＣＭ８０００、東レ（株）製）１０部及びメトキシメチル化６ナイロン樹脂（商品名：トレジンＥＦ−３０Ｔ、帝国化学（株）製）３０部を、メタノール４００部／ｎ−ブタノール２００部の混合溶剤に溶解させることによって、下引き層用塗布液を調製した。この下引き層用塗布液を導電層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を３０分間１００℃で乾燥させることによって、膜厚０．４５μｍの下引き層を形成した。

次に、ＣｕＫα特性Ｘ線回折におけるブラッグ角２θ±０．２°の７．４°及び２８．２°に強いピークを有する結晶形のヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶（電荷発生物質）２０部、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、ポリビニルブチラール樹脂（商品名：エスレックＢＸ−１、積水化学工業（株）製）１０部、及び、シクロヘキサノン６００部を、直径１ｍｍガラスビーズを用いたサンドミルに入れ、４時間分散処理した後、酢酸エチル７００部を加えることによって、電荷発生層用塗布液を調製した。この電荷発生層用塗布液を下引き層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を１５分間８０℃で乾燥させることによって、膜厚０．１７μｍの電荷発生層を形成した。

次に、下記構造式（２）で示される化合物（電荷輸送物質（正孔輸送性化合物））７０部、及び、ポリカーボネート樹脂（商品名：ユーピロンＺ４００、三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製、ビスフェノールＺ型のポリカーボネート）１００部を、ｏ−キシレン６００部／ジメトキシメタン２００部の混合溶剤に溶解させることによって、電荷輸送層用塗布液を調製した。この電荷輸送層用塗布液を電荷発生層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を３０分間１００℃で乾燥させることによって、膜厚１５μｍの電荷輸送層を形成した。

次に、１，１，２，２，３，３，４−ヘプタフルオロシクロペンタン（商品名：ゼオローラＨ、日本ゼオン（株）製）２０部／１−プロパノール２０部の混合溶剤を、ポリフロンフィルター（商品名：ＰＦ−０４０、アドバンテック東洋（株）製）で濾過した。その後、下記構造式（３）で示される正孔輸送性化合物９０部、１，１，２，２，３，３，４−ヘプタフルオロシクロペンタン７０部、及び、１−プロパノール７０部を上記混合溶剤に加えた。これをポリフロンフィルター（商品名：ＰＦ−０２０、アドバンテック東洋（株）製）で濾過することによって、第二電荷輸送層（保護層）用塗布液を調製した。この第二電荷輸送層用塗布液を電荷輸送層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を大気中において１０分間５０℃で乾燥させた。その後、窒素中において加速電圧１５０ｋＶ、ビーム電流３．０ｍＡの条件で支持体（被照射体）を２００ｒｐｍで回転させながら、１．６秒間電子線を塗膜に照射した。なお、このときの電子線の吸収線量を測定したところ、１５ｋＧｙであった。引き続いて、窒素中において２５℃から１２５℃まで３０秒かけて昇温させ、塗膜の加熱を行った。電子線照射及びその後の加熱時の雰囲気の酸素濃度は１５ｐｐｍ以下であった。次に、大気中において２５℃まで塗膜を自然冷却し、大気中において３０分間１００℃で加熱処理を行うことによって、膜厚５μｍの第二電荷輸送層（保護層）を形成した。

このようにして、表面に凹凸形状を形成する前の円筒状の電子写真感光体を１０００本作製した。

［実施例１］
・凹凸形状形成方法
このようにして得られた電子写真感光体の内部に、図２及び図４に示すような、段差のない単一円柱形状である芯部材２を挿入した。図２及び図４に示すベース部材５は、材質をＳＵＳ３０４製とし、内部に加熱用のヒーターを設置し、上面が略水平になるように設置した。型部材３は、転写層３１と金属層３２を図４で示すように重ねて用いた。転写層３１は、図６の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示したような円柱形状の突起を有する厚さ３００μｍ、ヤング率２０４Ｎｍｍ^２のニッケル材質のモールドである。図６において、円柱の直径Ｙは５０μｍ、高さＺは６μｍ、ピッチＸは７０μｍとした。金属層３２は、厚みが１．０ｍｍ、材質がヤング率２００Ｎｍｍ^２のＳＵＳ４３０である。

また、型部材３の電子写真感光体１の長手方向にあたる方向の幅は、転写層３１、金属層３２ともに３９２ｍｍとした。この型部材３を図４及び図７に示すようにベース部材５の上面に固定した。さらに図７に示すように、板状部材４を電子写真感光体１の長手方向の両端部よりわずかに外側で、かつ、型部材３と芯部材２の間に配置した。板状部材４の材料はＳＵＳ４３０であり、板状部材４の芯部材２に向かう面と型部材３に向かう面との間の厚みｈｂは１ｍｍとした。また、電子写真感光体１の長手方向にあたる方向の幅は１０ｍｍとした。この状態でヒーターを昇温させ、型部材３の表面が１５０℃になるようにした。

芯部材２を型部材３に近づけて、電子写真感光体１の表面を型部材３に押し付けるために、芯部材２の両端部分に、図示しない荷重機構を設置した。荷重機構は、鉛直方向にガイドレールとボールネジを設け、さらにボールネジとガイドレールに連結して上下する連結支持部材を設けた。ボールネジの下側にはステッピングモーターを連結させて回転させ、連結支持部材をガイドレールにならって上下させるようにした。なお、ボールネジと連結支持部材はロードセルを介して連結させるようにし、芯部材２にかかる荷重量をモニターできるようにした。

加工に際しては、先ずステッピングモーターを回転させてロードセルのモニター値が片側で５ｋＮ（合計１０ｋＮ）になるところまで芯部材２を型部材３の方向に引き寄せた。さらにベース部材５を図７の図示上方向から下方向に移動させることによって電子写真感光体１を型部材３の移動に伴って回転させるようにした。このようにして電子写真感光体１の外表面に型部材３の凹凸形状面を連続的に当接させ、電子写真感光体１の表面に型部材３表面の凹凸形状を転写形成した。

同様にして、作製した電子写真感光体を全て加工し、合計１０００本の表面に凹凸形状が形成された電子写真感光体を得た。この凹凸形状形成方法についての諸条件について、表１に示す。なお、表１において、Ebは板状部材４のヤング率を示す。Tbは図４に示すように、芯部材２から型部材３に向かう方向における、板状部材４から型部材３の金属層３２までの距離を示す。また、hbは板状部材４の芯部材２に向かう面と型部材３に向かう面との間の厚みを示す。hsは金属層３２の厚みをそれぞれ示す。また、荷重量は合計値を示す。

・画像評価方法（細線再現性の評価方法）
このように作製した表面に凹凸形状を有する１０００本の電子写真感光体のうち、最後の１本、すなわち１０００本目に作製した電子写真感光体を、評価に用いた。評価は、電子写真感光体を評価装置であるキヤノン（株）製の電子写真装置（複写機）（商品名：ｉＲ−ＡＤＶ Ｃ７０５５）の改造機のシアンステーションに装着し、以下のように試験及び評価を行った。

まず、温度２３℃、湿度５０％ＲＨ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−２００Ｖになるように帯電装置及び画像露光装置の条件を設定し、電子写真感光体の初期電位を調整した。

細線再現性の評価は、２ポイントサイズ、及び３ポイントサイズのアルファベット文字（Ａ〜Ｚ文字）、及び複雑な漢字文字（電、驚など）を１２００ｄｐｉの出力解像度で配列したテストチャートを作成した。そのテストチャートを出力した画像によって電子写真感光体の解像度（細線再現性）の評価を行った。具体的には、出力画像をスキャナー（キヤノン製ＣａｎｏＳｃａｎ９９００Ｆ）を使って１６００ｄｐｉの解像度で読み取り、読み取った画像データとテストチャートの元データを比較した。読み取った画像データについて、テストチャート（元データ）の文字からのズレ部分（太り、細り）の面積を算出し、その数値によって電子写真感光体の解像度の評価を行った。得られた結果は、比較例１の電子写真感光体のズレ部分の面積をリファレンス、即ち、１００％とした場合の相対評価を行った。結果を表１に細線再現性として示す。この％の値が、１００％より小さいほど比較例１の細線再現性より優れていることを示す。

［実施例２〜７］
板状部材４の上記Tb、hbを表１のように設定して用いた以外は、全て実施例１と同様にしてそれぞれ１０００本の電子写真感光体の表面に凹凸形状を形成した。結果を表１に示す。

［実施例８〜１８］
実施例１で用いた型部材３を、図５に示すような転写層３１と金属層３２と弾性層３３の複数の層からなる型部材に変更した。ここで、転写層３１は実施例１と同様のものを用い、金属層３２の厚みhsを表２に示すように設定して用いた。また、弾性層３３の材質はシリコンゴムを用い、厚みを４ｍｍとし、弾性層３３のその他の寸法は金属層３２と同じとした。なお、ベース部材５に設けられている加熱ヒーターは、型部材の転写層３１の表面の温度が１５０℃になるように設定した。さらに、板状部材４の上記Tb、hbを表２に示すように設定して用いた。それ以外はすべて実施例１と同様にしてそれぞれ１０００本の電子写真感光体の表面に凹凸形状を形成した。結果を表２に示す。

［実施例１９〜２２］
板状部材４の材質をＳＵＳ３０１ＣＳＰとし、板状部材４の上記Tb、hbを表３に示すように設定して用いた。さらに、金属層３２の厚みhsを表３に示すように設定して用いた。それ以外は、全て実施例８と同様にしてそれぞれ１０００本の電子写真感光体の表面に凹凸形状を形成した。結果を表３に示す。

［実施例２３〜２６］
板状部材４の材質をＳＵＳ３０４ＣＳＰに変更し、板状部材４の上記Tb、hbを表３に示すように設定して用いた。さらに、金属層３２の厚みhsを表３に示すように設定して用いた。それ以外は、全て実施例８と同様にしてそれぞれ１０００本の電子写真感光体の表面に凹凸形状を形成した。結果を表３に示す。

［実施例２７〜３０］
荷重機構のステッピングモーターを回転させてロードセルのモニター値が表３に示すように（例えば表３中の荷重量[ｋＮ]の表記が１０のときは、片側のロードセルの値が５ｋＮに）なるように設定した。さらに、板状部材４の上記Tb、hb、金属層３２の厚みhsを表３に示すように設定して用いた以外は、全て実施例８と同様にしてそれぞれ１０００本の電子写真感光体の表面に凹凸形状を形成した。結果を表３に示す。

［比較例］
図２及び図４で示す実施例１において、板状部材４を用いないこととした。また、型部材３から金属層３２を取り除き型部材の構成を図３の符号３で示すようにニッケルによるモールド（転写層）のみからなるものとした。それ以外はすべて実施例１と同様にして１０００本の電子写真感光体の表面に凹凸形状を形成した。結果を表３に示す。

実施例８〜３０において、（Eb・Ib）、（Em・Im/35000）及び（Em・Im・Es・Is×0.8/（Em・Im＋Es・Is)）の値を示す。

１ 電子写真感光体
２ 芯部材
３ 型部材
４ 板状部材
５ ベース部材
３１ 転写層
３２ 金属層
３３ 弾性層

Claims (9)

1. 円筒状基体を有する電子写真感光体の表面に、凹凸形状を有する型部材を押し付けて、電子写真感光体の表面に凹凸形状を形成する、電子写真感光体の表面加工方法であって、
   該表面加工方法が、
   該電子写真感光体を支持するための円筒状又は円柱状の芯部材を該電子写真感光体の内部に挿通する工程、
   該芯部材を該型部材の方向に移動させ加圧させて該電子写真感光体を該型部材に押し付ける工程、及び、
   該電子写真感光体を回転させながら、該電子写真感光体を該型部材に押し付け、該型部材の凹凸形状を該電子写真感光体の表面に転写する工程、
   を有し、
   該型部材が、
   表面に凹凸形状を有する転写層、及び、
   該転写層の直下に設けられた金属層
   を有し、
   該円筒状基体の肉厚を１としたときの、該転写層の厚さが、１．３以下であり、
   該電子写真感光体の両端部の該電子写真感光体の長手方向外側で、かつ、該芯部材と該型部材との間隙に、板状部材を設ける
   ことを特徴とする電子写真感光体の表面加工方法。
2. 該転写層の材質がニッケルである請求項１に記載の電子写真感光体の表面加工方法。
3. 該転写層及び該金属層は、該電子写真感光体の長手方向における長さが異なるものである請求項１又は２に記載の電子写真感光体の表面加工方法。
4. 該芯部材が該型部材方向に移動する時点において、該芯部材によって該板状部材が該金属層方向に押されるときの、該芯部材から該型部材に向かう方向における、該板状部材と該金属層との距離をＴｂとし、該転写層の厚みをＴｍとしたとき、
   Ｔｍ×１．３≦Ｔｂ≦Ｔｍ×２
   の関係を満たす板状部材を用いる
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子写真感光体の表面加工方法。
5. 該Ｔｍが０．２〜０．３ｍｍである請求項４に記載の電子写真感光体の表面加工方法。
6. 該型部材が、該金属層の直下に設けられた弾性層を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子写真感光体の表面加工方法。
7. 該板状部材のヤング率をＥｂとし、該転写層のヤング率をＥｍとし、該金属層のヤング率をＥｓとし、該板状部材の断面二次モーメントをＩｂとし、該転写層の断面二次モーメントをＩｍとし、該金属層の断面二次モーメントをＩｓとしたとき、
   Ｅｂ・Ｉｂ≧Ｅｍ・Ｉｍ／３５０００、かつ、
   Ｅｂ・Ｉｂ≦Ｅｍ・Ｉｍ・Ｅｓ・Ｉｓ×０．８／（Ｅｍ・Ｉｍ＋Ｅｓ・Ｉｓ）
   の関係を満たす
   請求項６に記載の電子写真感光体の表面加工方法。
8. 該板状部材の材質が、ＳＵＳ３０４ＣＳＰ又はＳＵＳ３０１ＣＳＰである請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子写真感光体の表面加工方法。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子写真感光体の表面加工方法を用いて電子写真感光体の表面に凹凸形状を形成する工程を有することを特徴とする表面に凹凸形状を有する電子写真感光体の製造方法。

Images