JP6704739B2 - 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

Description

本発明は、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に関する。

電子写真感光体の表面には、帯電やクリーニングなどの電気的外力や機械的外力が加えられるため、これらの外力に対する耐久性（耐摩耗性など）が要求される。
この要求に対して、従来から、電子写真感光体の表面層に耐摩耗性の高い樹脂（硬化性樹脂など）を用いるなどの改良技術が用いられている。
一方、電子写真感光体の表面の耐摩耗性を高めることによって生じる課題として、クリーニング性能の低下が挙げられる。
クリーニング性能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特定の溝形状部を有する電子写真感光体が開示されている。
特許文献２には、トナー像担持体の外周面に特定の溝形状部を有するトナー像担持体が開示されている。

特開２０１０−２６２４０号公報 特開２０１０−２５０３５５号公報

しかしながら、特許文献１および２に開示された技術ではクリーニング性能の改善効果は見られるが、高温高湿環境下において低印字モードで印刷した後に出力した濃度３０％程度のハーフトーン画像上にスジ状の画像欠陥（以下、「Ｈ／Ｈ初期スジ（高温高湿環境初期スジ）」とも呼ぶ）を生じるという点で改善の余地が残っている。

本発明の目的は、高温高湿環境下での低印字モード出力により生じるスジ状の画像欠陥を低減する電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することにある。

本発明は、電子写真感光体の表面に該電子写真感光体の周方向に連続した山形状部及び溝形状部を該電子写真感光体の軸方向に対して交互に有する電子写真感光体であって、
該溝形状部の幅をｗ（μｍ）としたとき、ｗは３０μｍ以上１００μｍ以下であり、
該溝形状部の深さをｄ（μｍ）としたとき、ｄは１μｍ以上５μｍ以下であり、
該山形状部が、電子写真感光体の周方向に対して上り勾配および下り勾配を有し、
該上り勾配を上り始めてから下り勾配を下りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、かつ、下り勾配を下り始めてから上り勾配を上りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、
該山形状部の最大上り勾配が、７０‰以下であることを特徴とする電子写真感光体である。

また、本発明は、電子写真感光体の表面に該電子写真感光体の周方向に連続した山形状部及び溝形状部を該電子写真感光体の軸方向に対して交互に有する電子写真感光体であって、
該山形状部は電子写真感光体の周方向に対して上り勾配および下り勾配を有し、
該上り勾配を上り始めてから下り勾配を下りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、かつ、下り勾配を下り始めてから上り勾配を上りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、
該山形状部の最大上り勾配が、７０‰以下であり、
隣り合う山形状部の上り勾配の少なくとも一方が電子写真感光体の軸方向に対して２０μｍ以上ずれていることを特徴とする電子写真感光体である。

また、本発明は、円筒状の支持体上に感光層を有する電子写真感光体及びクリーニングブレードを少なくとも有するプロセスカートリッジであって、
該電子写真感光体の表面が、該電子写真感光体の周方向に連続した山形状部及び溝形状部を該電子写真感光体の軸方向に対して交互に有し、
該溝形状部の幅をｗ（μｍ）としたとき、ｗは３０μｍ以上１００μｍ以下であり、
該溝形状部の深さをｄ（μｍ）としたとき、ｄは１μｍ以上５μｍ以下であり、
該山形状部が、電子写真感光体の回転方向に対して上り勾配および下り勾配を有し、
該上り勾配を上り始めてから下り勾配を下りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、かつ、下り勾配を下り始めてから上り勾配を上りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、
該山形状部の最大上り勾配が、７０‰以下であることを特徴とするプロセスカートリッジである。

また、本発明は、円筒状の支持体上に感光層を有する電子写真感光体及びクリーニングブレードを少なくとも有するプロセスカートリッジであって、
該電子写真感光体の表面が、該電子写真感光体の周方向に連続した山形状部及び溝形状部を該電子写真感光体の軸方向に対して交互に有し、
該山形状部は電子写真感光体の回転方向に対して上り勾配および下り勾配を有し、
該上り勾配を上り始めてから下り勾配を下りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、かつ、下り勾配を下り始めてから上り勾配を上りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、
該山形状部の最大上り勾配が、７０‰以下であり、
隣り合う山形状部の上り勾配の少なくとも一方が電子写真感光体の軸方向に対して２０μｍ以上ずれていることを特徴とするプロセスカートリッジである。

また、本発明は、上記プロセスカートリッジ、ならびに、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である。

本発明によれば、高温高湿環境下での低印字モード出力により生じるスジ状の画像欠陥を低減する電子写真感光体、該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することができる。

フィッティングの例を示す図である。 ２−１、２−２、２−３は、電子写真感光体の表面の溝形状部および山形状部の関係を模式的に示す図である。 （Ａ）〜（Ｆ）は、電子写真感光体の表面の山形状部の軸方向の断面部の形状の例を示す図である。 （ａ）〜（ｈ）は、電子写真感光体の表面の山形状部の周方向の断面部の形状の例を示す図である。 電子写真感光体の表面に溝形状部および山形状部を形成するための圧接形状転写加工装置の例を示す図である。 本発明の電子写真感光体を有するプロセスカートリッジを備えた電子写真装置の例を示す図である。 電子写真感光体の製造例で用いたモールドの一例を示す図である。 電子写真感光体の製造例で用いたモールドの一例を示す図である。 電子写真感光体の製造例で用いたモールドの一例を示す図である。 電子写真感光体の製造例で用いたモールドの一例を示す図である。 電子写真感光体の製造例で用いたモールドの一例を示す図である。

本発明の特許文献１および２に対する特徴は、電子写真感光体の表面における溝形状部の幅と深さが一定範囲内にあるときに、電子写真感光体の表面の山形状部が上り勾配および下り勾配を特定の距離内に有している点である。また、もうひとつの特徴は、電子写真感光体の表面の山形状部が上り勾配および下り勾配を特定の距離内に有し、かつ、隣り合う山形状部の上り勾配の少なくとも一方が電子写真感光体の軸方向に対して一定距離以上ずれている点である。

本発明者らの検討の結果、電子写真感光体の表面に、上述の溝形状部および山形状部を配置することにより、高温高湿環境下において生じるスジ状の画像欠陥の抑制効果が飛躍的に向上することが分かった。
電子写真感光体の表面における溝形状部の幅と深さが一定範囲内にあるとき、クリーニングブレードは溝形状部にも追従するが、溝形状部への当接圧は下がる。その結果、平均的な摩擦係数が低減することでクリーニングブレードの長手方向の大きなねじれや振動（ビビり）が抑制される。さらに、電子写真感光体の表面の山形状部が上り勾配および下り勾配を特定の距離内に有していることで、山形状部において当接圧が常に高い状態で保たれることが抑制される。その結果、山形状部におけるクリーニングブレードの変形やそれに伴うクリーニングブレードの振動が抑制され、ミクロな領域のクリーニングブレードの挙動がさらに均一化される。これにより、クリーニングブレードと電子写真感光体の摺擦状態の均一化が飛躍的に向上することで、電子写真感光体上への付着物や摺擦の不均一により生じるメモリーが抑制され、Ｈ／Ｈ初期スジの抑制効果が発現しているものと発明者らは考えている。

また、電子写真感光体の表面の山形状部が上り勾配および下り勾配を特定の距離内に有し、かつ、隣り合う山形状部の上り勾配の少なくとも一方が電子写真感光体の軸方向に対して一定距離以上ずれていることで、山形状部においてクリーニングブレードへの負荷が大きくなる上り勾配を通過するタイミングが分散される。その結果、上り勾配を通過する時のクリーニングブレードの変形やそれに伴うクリーニングブレードの振動が抑制され、ミクロな領域のクリーニングブレードの挙動がさらに均一化される。これにより、クリーニングブレードと電子写真感光体の摺擦状態の均一化が飛躍的に向上することで、電子写真感光体上への付着物や摺擦の不均一により生じるメモリーが抑制され、Ｈ／Ｈ初期スジの抑制効果が発現しているものと発明者らは考えている。

具体的には、本発明の電子写真感光体の表面には、周方向に連続した山形状部及び溝形状部を該電子写真感光体の軸方向に対して交互に有し、
該溝形状部の幅をｗ(μｍ)としたとき、ｗは３０μｍ以上１００μｍ以下であり、
該溝形状部の深さをｄ(μｍ)としたとき、ｄは１μｍ以上５μｍ以下であり、
該山形状部が、電子写真感光体の周方向に対して上り勾配および下り勾配を有し、
該上り勾配を上り始めてから下り勾配を下りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、かつ、下り勾配を下り始めてから上り勾配を上りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、
該山形状部の最大上り勾配が、７０‰以下である溝形状部および山形状部が設けられる。

また、本発明の電子写真感光体の表面には、周方向に連続した山形状部及び溝形状部を該電子写真感光体の軸方向に対して交互に有し、
該山形状部は電子写真感光体の周方向に対して上り勾配および下り勾配を有し、
該上り勾配を上り始めてから下り勾配を下りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、かつ、下り勾配を下り始めてから上り勾配を上りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、
該山形状部の最大上り勾配が、７０‰以下であり、
隣り合う山形状部の上り勾配の少なくとも一方が電子写真感光体の軸方向に対して２０μｍ以上ずれている溝形状部および山形状部が設けられる。

電子写真感光体の表面の溝形状部および山形状部は、例えば、レーザー顕微鏡、光学顕微鏡、電子顕微鏡、原子力間顕微鏡などの顕微鏡を用いて観察することができる。

レーザー顕微鏡としては、例えば、以下の機器が利用可能である。
（株）キーエンス製の超深度形状測定顕微鏡ＶＫ−８５５０、超深度形状測定顕微鏡ＶＫ−９０００、超深度形状測定顕微鏡ＶＫ−９５００、ＶＫ−Ｘ２００、（株）菱化システム製の表面形状測定システムＳｕｒｆａｃｅ Ｅｘｐｌｏｒｅｒ ＳＸ−５２０ＤＲ型機、オリンパス（株）製の走査型共焦点レーザー顕微鏡ＯＬＳ３０００、レーザーテック（株）製のリアルカラーコンフォーカル顕微鏡オプリテクスＣ１３０。

光学顕微鏡としては、例えば、以下の機器が利用可能である。
（株）キーエンス製のデジタルマイクロスコープＶＨＸ−５００、デジタルマイクロスコープＶＨＸ−２００、オムロン（株）製の３ＤデジタルマイクロスコープＶＣ−７７００。

電子顕微鏡としては、例えば、以下の機器が利用可能である。
（株）キーエンス製の３Ｄリアルサーフェスビュー顕微鏡ＶＥ−９８００、３Ｄリアルサーフェスビュー顕微鏡ＶＥ−８８００、エスアイアイ・ナノテクノロジー（株）製の走査型電子顕微鏡コンベンショナル／Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ＳＥＭ、（株）島津製作所製の走査型電子顕微鏡ＳＵＰＥＲＳＣＡＮ ＳＳ−５５０。

原子間力顕微鏡としては、例えば、以下の機器が利用可能である。
（株）キーエンス製のナノスケールハイブリッド顕微鏡ＶＮ−８０００、エスアイアイ・ナノテクノロジー（株）製の走査型プローブ顕微鏡ＮａｎｏＮａｖｉステーション、（株）島津製作所製の走査型プローブ顕微鏡ＳＰＭ−９６００。

以下に本発明における溝形状部および山形状部について詳細に説明する。
まず、電子写真感光体の表面を顕微鏡で拡大観察する。例えば、電子写真感光体が円筒状である場合のように電子写真感光体の表面（周面）が周方向に曲がった曲面となっている場合は、その曲面の断面プロファイルを抽出し、曲線（電子写真感光体が円筒状であれば円弧）をフィッティングする。図１に、フィッティングの例を示す。図１に示す例は、電子写真感光体が円筒状である場合の例である。図１中、実線の１０１は電子写真感光体の表面（曲面）の断面プロファイルであり、破線の１０２は断面プロファイル１０１にフィッティングした曲線である。その曲線１０２が直線になるように断面プロファイル１０１の補正を行い、得られた直線を電子写真感光体の長手方向（周方向に直交する方向）に拡張した面を基準面とする。電子写真感光体が円筒状でない場合も、円筒状である場合と同様にして基準面を得る。
得られた基準面の一辺５００μｍの正方形領域における、得られた基準面よりも上方に位置する部分を山形状部とする。基準面から山形状部の最高点までの距離を山形状部の高さとする。

図２に、溝形状部および山形状部の電子写真感光体の軸方向の断面の例（図２−１）および周方向の断面の例（図２−２、２−３）を示す。なお、図２の溝形状部および山形状部の周方向の断面の例は、上記補正後の断面プロファイルである。図３（Ａ）〜（Ｆ）に、溝形状部および山形状部の軸方向の断面部の形状の例を示す。なお、電子写真感光体の周方向とは電子写真感光体がプロセスカートリッジおよびプロセスカートリッジを備えた電子写真装置に組込まれた場合は、電子写真感光体の回転方向を意味する。
図４（ａ）〜（ｈ）に、山形状部の周方向の断面部の形状の例を示す。

図２に示す溝形状部および山形状部の例について説明する。まず溝形状部および山形状部の軸方向の断面部の形状について説明する。図２−１に示した溝形状部および山形状部の軸方向の断面部は隣合う山形状部２０１、２０２および２０３が、溝幅２０４、溝深さ２０５の溝形状部と交互に配置されている。

本発明において、溝幅２０４は３０μｍ以上１００μｍ以下であることが、Ｈ／Ｈ初期スジの低減の点から好ましい。また、溝深さ２０５は、１μｍ以上５μｍ以下であることがＨ／Ｈ初期スジの低減の点から好ましい。

次に、山形状部の周方向からみたときの断面部について説明する。図２−２に示した山形状部の周方向からみたときの断面部は、隣合う山形状部２０１、２０２および２０３が電子写真感光体の回転方向に対して上り勾配および下り勾配を有している。また隣合う山形状部２０１、２０２および２０３の上り勾配は、軸方向に対して一致している。

本発明において、溝幅が３０μｍ以上１００μｍ以下、かつ、溝深さが１μｍ以上５μｍ以下であるときは、図２−２に示すように隣り合う山形状部の上り勾配の形状が軸方向に一致していてもよい。

また、上り勾配を上り始めてから下り勾配を下りきる距離２０６は、３００μｍ以内であることがＨ／Ｈ初期スジの低減の点から好ましい。また、下り勾配を下り始めてから上り勾配を上りきるまでの距離２０７は、３００μｍ以内であることがＨ／Ｈ初期スジの低減の点から好ましい。

さらに、本発明においては、上り勾配における最大上り勾配が一定範囲にあると、クリーニングブレードがより安定化するためＨ／Ｈ初期スジの低減の点からより好ましい。本発明における最大上り勾配は、例えば、山形状部の上り勾配を上り始める点から上りきった点までの高さと、上り始めてから上りきるまでの電子写真感光体の移動距離から求めることができる。具体的には、一定の勾配を有する場合においては、「（上り勾配を上りきった高さ−上り勾配を上り始める高さ）／移動距離」が最大上り勾配である。なお、上り勾配を上り始めた高さは、山形状部の上り勾配を上り始める点と基準面との最短距離である。上り勾配が曲線で構成されている場合は、上り勾配を軸方向に垂直な方向に５分割し、各区間ごとの勾配を求め、その中の最大値を最大上り勾配とする。本発明においては、山形状部の最大上り勾配は７０‰以下であることがＨ／Ｈ初期スジの低減の点から好ましく、５０‰以下であることがより好ましい。また、最大上り勾配は１０‰以上であることが好ましい。

次に、山形状部の周方向からみたときの断面部のもうひとつの例について説明する。図２−３に示した山形状部の周方向からみたときの断面部は、隣り合う山形状部２０１、２０２および２０３が電子写真感光体の回転方向に対して上り勾配および下り勾配を有している。また隣り合う山形状部２０１、２０２および２０３の上り勾配は、電子写真感光体の軸方向に対して距離２０８だけずれて配置されている。
本発明において、隣り合う山形状部の上り勾配の少なくとも一方は軸方向に対して２０μｍ以上ずれていることがＨ／Ｈ初期スジの低減の点から好ましい。さらに、隣り合う山形状部の上り勾配の何れも軸方向に対して２０μｍ以上ずれていることがより好ましい。

本発明の溝および山形状部の軸方向の断面部の形状としては、例えば、図３（Ａ）〜（F）に示すような形状が挙げられる。また、山形状部の周方向の断面部の形状としては、例えば、図４（ａ）〜（ｈ）に示すような形状が挙げられる。

電子写真感光体の表面に設けられる複数の溝形状部および山形状部は、すべてが同一の形状、幅、深さ、勾配であってもよいし、異なる形状、幅、深さ、勾配のものが混在していてもよい。また、必要に応じて本願以外の形状、幅、深さ、勾配を有する溝形状部および山形状部を形成してもよい。

上記溝形状部および山形状部は、電子写真感光体の表面の全域に形成されていてもよいし、電子写真感光体の表面の一部分に形成されていてもよい。溝形状部および山形状部が電子写真感光体の表面の一部分に形成されている場合は、少なくともクリーニングブレードとの接触領域の全域には溝形状部および山形状部が形成されていることが好ましい。

＜電子写真感光体の表面に溝形状部および山形状部を形成する方法＞
形成するべき溝形状部および山形状部に対応した山部および溝部を有するモールドを電子写真感光体の表面に圧接し、形状転写を行うことにより、電子写真感光体の表面に溝形状部および山形状部を形成することができる。
図５に、電子写真感光体の表面に溝形状部および山形状部を形成するための圧接形状転写加工装置の例を示す。
図５に示す圧接形状転写加工装置によれば、被加工物である電子写真感光体５１を回転させながら、その表面（周面）に連続的にモールド５２を接触させ、加圧することにより、電子写真感光体５１の表面に溝形状部および山形状部を形成することができる。

加圧部材５３の材質としては、例えば、金属、金属酸化物、プラスチック、ガラスなどが挙げられる。これらの中でも、機械的強度、寸法精度、耐久性の観点から、ステンレス鋼（ＳＵＳ）が好ましい。加圧部材５３は、その上面にモールド５２が設置される。また、下面側に設置される支持部材（不図示）および加圧システム（不図示）により、支持部材５４に支持された電子写真感光体５１の表面に、モールド５２を所定の圧力で接触させることができる。また、支持部材５４を加圧部材５３に対して所定の圧力で押し付けてもよいし、支持部材５４および加圧部材５３を互いに押し付けてもよい。

図５に示す例は、加圧部材５３を電子写真感光体５１の軸方向と垂直な方向に移動させることにより、電子写真感光体５１が従動または駆動回転しながら、その表面を連続的に加工する例である。さらに、加圧部材５３を固定し、支持部材５４を電子写真感光体５１の軸方向と垂直な方向に移動させることにより、または、支持部材５４および加圧部材５３の両者を移動させることにより、電子写真感光体５１の表面を連続的に加工することもできる。
なお、形状転写を効率的に行う観点から、モールド５２や電子写真感光体５１を１００℃以上に加熱することが好ましい。

モールド５２としては、例えば、微細な表面加工された金属や樹脂フィルムや、シリコンウエハーなどの表面にレジストによりパターニングをしたものや、微粒子が分散された樹脂フィルムや、微細な表面形状を有する樹脂フィルムに金属コーティングを施したものなどが挙げられる。

また、電子写真感光体５１に押し付けられる圧力を均一にする観点から、モールド５２と加圧部材５３との間に弾性体を設置することが好ましい。

＜電子写真感光体の構成＞
本発明の電子写真感光体は、支持体および該支持体上に形成された感光層を有する。
電子写真感光体の形状としては、例えば、円筒状、ベルト（エンドレスベルト）状、シート状などが挙げられる。

感光層は、電荷輸送物質と電荷発生物質を同一の層に含有する単層型感光層であってもよいし、電荷発生物質を含有する電荷発生層と電荷輸送物質を含有する電荷輸送層とに分離した積層型（機能分離型）感光層であってもよい。電子写真特性の観点から、積層型感光層が好ましい。また、積層型感光層は、支持体側から電荷発生層、電荷輸送層の順に積層した順層型感光層であってもよいし、支持体側から電荷輸送層、電荷発生層の順に積層した逆層型感光層であってもよい。電子写真特性の観点から、順層型感光層が好ましい。また、電荷発生層を積層構成としてもよいし、電荷輸送層を積層構成としてもよい。

本発明の電子写真感光体に用いられる支持体としては、導電性を示すもの（導電性支持体）が好ましい。支持体の材質としては、例えば、鉄、銅、金、銀、アルミニウム、亜鉛、チタン、鉛、ニッケル、スズ、アンチモン、インジウム、クロム、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属（合金）が挙げられる。また、アルミニウム、アルミニウム合金、酸化インジウム−酸化スズ合金などを用いて真空蒸着によって形成した被膜を有する金属製支持体やプラスチック製支持体を用いることもできる。また、カーボンブラック、酸化スズ粒子、酸化チタン粒子、銀粒子などの導電性粒子をプラスチックや紙に含浸してなる支持体や、導電性結着樹脂製の支持体を用いることもできる。
支持体の表面は、レーザー光の散乱による干渉縞の抑制を目的として、切削処理、粗面化処理、アルマイト処理などを施してもよい。

支持体と、後述の下引き層または感光層（電荷発生層、電荷輸送層）との間には、レーザー光の散乱による干渉縞の抑制や、支持体の傷の被覆などを目的として、導電層を設けてもよい。

本発明の電子写真感光体に用いられる導電層は、カーボンブラック、導電性顔料、抵抗調節顔料などを結着樹脂とともに分散処理することによって得られる導電層用塗布液を塗布し、得られた塗膜を乾燥させることによって形成することができる。また、導電層用塗布液には、加熱、紫外線照射、放射線照射などにより硬化重合する化合物を添加してもよい。導電性顔料や抵抗調節顔料などを分散させてなる導電層は、その表面が粗面化される傾向にある。
導電層の膜厚は、０．２μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上３５μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以上３０μｍ以下であることがさらにより好ましい。

導電層に用いられる結着樹脂としては、例えば、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレンなどのビニル化合物の重合体や、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリウレタン、セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。
導電性顔料および抵抗調節顔料としては、例えば、アルミニウム、亜鉛、銅、クロム、ニッケル、銀、ステンレスなどの金属（合金）の粒子や、これらをプラスチックの粒子の表面に蒸着したものなどが挙げられる。また、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化ビスマス、スズがドープされている酸化インジウム、アンチモンやタンタルがドープされている酸化スズなどの金属酸化物の粒子を用いることもできる。これらは、１種のみ用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。２種以上を組み合わせて用いる場合は、混合するだけでもよいし、固溶体や融着の形にしてもよい。

支持体または導電層と感光層（電荷発生層、電荷輸送層）との間には、感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体からの電荷注入性改良、感光層の電気的破壊に対する保護などを目的として、バリア機能や接着機能を有する下引き層（中間層）を設けてもよい。
下引き層は、樹脂（結着樹脂）を溶剤に溶解させることによって得られる下引き層用塗布液を塗布し、得られた塗膜を乾燥させることによって形成することができる。
下引き層に用いられる樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリ−Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、カゼイン、ポリアミド、Ｎ−メトキシメチル化６ナイロン、共重合ナイロン、にかわ、ゼラチン、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、アリル樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。

下引き層には、金属酸化物粒子を含有させてもよい。下引き層に用いられる金属酸化物粒子としては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムが挙げられる。
金属酸化物粒子は、金属酸化物粒子の表面がシランカップリング剤などの表面処理剤で処理されている粒子であってもよい。
金属酸化物粒子の分散方法としては、ホモジナイザー、超音波分散機、ボールミル、サンドミル、ロールミル、振動ミル、アトライター、液衝突型高速分散機を用いた方法が挙げられる。

下引き層には、例えば、下引き層の表面粗さの調整、または下引き層のひび割れの軽減を目的として、有機樹脂粒子や、レベリング剤をさらに含有させてもよい。有機樹脂粒子としては、シリコーン粒子等の疎水性有機樹脂粒子や、架橋型ポリメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）粒子等の親水性有機樹脂粒子を用いることができる。

下引き層の膜厚は、０．０５μｍ以上４０μｍ以下であることが好ましく、０．２μｍ以上３５μｍ以下であることがより好ましい。

感光層に用いられる電荷発生物質としては、例えば、ピリリウム、チアピリリウム染料や、各種の中心金属および各種の結晶形（α、β、γ、ε、Ｘ型など）を有するフタロシアニン顔料や、アントアントロン顔料や、ジベンズピレンキノン顔料や、ピラントロン顔料や、モノアゾ、ジスアゾ、トリスアゾなどのアゾ顔料や、インジゴ顔料や、キナクリドン顔料や、非対称キノシアニン顔料や、キノシアニン顔料などが挙げられる。これら電荷発生物質は、１種のみ用いてもよく、２種以上用いてもよい。

感光層に用いられる電荷輸送物質としては、例えば、ピレン化合物、Ｎ−アルキルカルバゾール化合物、ヒドラゾン化合物、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアニリン化合物、ジフェニルアミン化合物、トリフェニルアミン化合物、トリフェニルメタン化合物、ピラゾリン化合物、スチリル化合物、スチルベン化合物などが挙げられる。

感光層が積層型感光層である場合、電荷発生層は、電荷発生物質を結着樹脂および溶剤とともに分散処理することによって得られた電荷発生層用塗布液を塗布し、得られた塗膜を乾燥させることによって形成することができる。また、電荷発生層は、電荷発生物質の蒸着膜としてもよい。
電荷発生物質と結着樹脂の質量比は、１：０．３〜１：４の範囲であることが好ましい。
分散処理方法としては、例えば、ホモジナイザー、超音波分散、ボールミル、振動ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミルなどを用いる方法が挙げられる。

電荷輸送層は、電荷輸送物質および結着樹脂を溶剤に溶解させることによって得られる電荷輸送層用塗布液を塗布し、得られた塗膜を乾燥させることによって形成することができる。また、単独で成膜性を有する電荷輸送物質を用いる場合は、結着樹脂を用いずに電荷輸送層を形成することもできる。

電荷発生層および電荷輸送層に用いられる結着樹脂としては、例えば、スチレン、酢酸ビニル、塩化ビニル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレンなどのビニル化合物の重合体や、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリウレタン、セルロース樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。

電荷発生層の膜厚は、５μｍ以下であることが好ましく、０．１〜２μｍであることがより好ましい。
電荷輸送層の膜厚は、５〜５０μｍであることが好ましく、１０〜３５μｍであることがより好ましい。

また、電子写真感光体の耐久性の向上の観点から、電子写真感光体の表面層を架橋有機高分子で構成することが好ましい。
本発明においては、例えば、電荷発生層上の電荷輸送層を電子写真感光体の表面層として架橋有機高分子で構成することができる。また、電荷発生層上の電荷輸送層上に第二電荷輸送層または保護層として架橋有機高分子で構成された表面層を形成することができる。また、架橋有機高分子で構成された表面層に要求される特性は、膜の強度と電荷輸送能力の両立であり、その観点から、電荷輸送物質または導電性粒子と、架橋重合性のモノマー／オリゴマーとを用いて表面層を形成することが好ましい。
電荷輸送物質としては、上述の電荷輸送物質を用いることができる。また、導電性粒子としては、公知の導電性粒子を用いることができる。架橋重合性のモノマー／オリゴマーとしては、例えば、アクリロイルオキシ基やスチリル基などの連鎖重合性官能基を有する化合物や、水酸基、アルコキシシリル基、イソシアネート基などの逐次重合性官能基を有する化合物などが挙げられる。
また、膜の強度と電荷輸送能力の両立の観点から、同一分子内に電荷輸送性構造（好ましくは正孔輸送性構造）およびアクリロイルオキシ基の両方を有する化合物を用いることがより好ましい。
架橋硬化させる方法としては、例えば、熱、紫外線、放射線を用いる方法が挙げられる。
架橋有機高分子で構成された表面層の膜厚は、０．１〜３０μｍであることが好ましく、１〜１０μｍであることがより好ましい。

電子写真感光体の各層には、添加剤を添加することができる。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤などの劣化防止剤や、フッ素原子含有樹脂粒子、アクリル樹脂粒子などの有機樹脂粒子や、シリカ、酸化チタン、アルミナなどの無機粒子などが挙げられる。

＜プロセスカートリッジおよび電子写真装置の構成＞
図６に、本発明の電子写真感光体を有するプロセスカートリッジを備えた電子写真装置の例を示す。

図６において、円筒状の本発明の電子写真感光体１は、軸２を中心に矢印方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。電子写真感光体１の表面は、回転過程において、帯電手段３（一次帯電手段：例えば、帯電ローラーなど）により、正または負の所定電位に均一に帯電される。次いで、均一に帯電された電子写真感光体１の表面は、露光手段（画像露光手段）（不図示）から照射される露光光（画像露光光）４を受ける。このようにして、電子写真感光体１の表面には、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。
本発明は、放電を利用した帯電手段を用いた場合において、効果が特に大きい。

電子写真感光体１の表面に形成された静電潜像は、次いで現像手段５内のトナー（不定形トナーまたは球形トナー）で現像（正規現像または反転現像）されてトナー像が形成される。電子写真感光体１の表面に形成されたトナー像が、転写手段（例えば、転写ローラーなど）６からの転写バイアスによって、転写材上に転写されていく。このとき、転写材Ｐは、転写材供給手段（不図示）から電子写真感光体１と転写手段６との間（当接部）に電子写真感光体１の回転と同期して取り出されて給送される。また、転写手段には、トナーの保有電荷とは逆極性のバイアス電圧がバイアス電源（不図示）から印加される。

トナー像が転写された転写材Ｐは、電子写真感光体の表面から分離されて定着手段８へ搬送されてトナー像の定着処理を受けることにより、画像形成物（プリント、コピー）として電子写真装置外へプリントアウトされる。

トナー像転写後の電子写真感光体１の表面は、電子写真感光体１の表面に接触配置（当接）されたクリーニングブレードを有するクリーニング手段７によって転写残トナーなどの付着物の除去を受けて清浄面化される。さらに、清浄面化された電子写真感光体１の表面は前露光手段（不図示）からの前露光光（不図示）により除電処理された後、繰り返し画像形成に使用される。なお、図６に示すように、帯電手段３が帯電ローラーなどを用いた接触帯電手段である場合は、前露光手段は必ずしも必要ではない。

本発明においては、電子写真感光体１、帯電手段３、現像手段５およびクリーニング手段７などから選択される構成要素のうち、複数の構成要素を容器に納めてプロセスカートリッジとして一体に支持する。そして、このプロセスカートリッジを複写機やレーザービームプリンターなどの電子写真装置本体に対して着脱自在に構成することができる。図６では、電子写真感光体１と、帯電手段３、現像手段５およびクリーニング手段７とを一体に支持してカートリッジ化して、電子写真装置本体のレールなどの案内手段１０を用いて電子写真装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジ９としている。

露光光４は、電子写真装置が複写機やプリンターである場合、原稿からの反射光や透過光、または、センサーで原稿を読み取り、信号化し、この信号に従って行われるレーザービームの走査、ＬＥＤアレイや液晶シャッターアレイの駆動などにより照射される光である。

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。

（感光体−１の製造例）
直径３０ｍｍ、長さ３５７．５ｍｍの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、金属酸化物として酸化亜鉛粒子（比表面積：１９ｍ^２／ｇ、粉体抵抗：４．７×１０^６Ω・ｃｍ）１００部をトルエン５００部と撹拌混合し、これにシランカップリング剤（化合物名：Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、商品名：ＫＢＭ６０２、信越化学工業（株）製）０．８部を添加し、６時間攪拌した。その後、トルエンを減圧留去して、１３０℃で６時間加熱乾燥し、表面処理された酸化亜鉛粒子を得た。

次に、ポリオール樹脂としてブチラール樹脂（商品名：ＢＭ−１、積水化学工業（株）製）１５部およびブロック化イソシアネート（商品名：スミジュール３１７５、住友バイエルンウレタン社製）１５部をメチルエチルケトン７３．５部と１−ブタノール７３．５部の混合溶液に溶解させた。この溶液に前記表面処理された酸化亜鉛粒子８０．８部、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン０．８部（東京化成工業（株）社製）を加え、これを直径０．８ｍｍのガラスビーズを用いたサンドミル装置で２３±３℃雰囲気下で３時間分散した。分散後、シリコーンオイル（商品名：ＳＨ２８ＰＡ、東レダウコーニングシリコーン社製）０．０１部、架橋ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）粒子（商品名：ＴＥＣＨＰＯＬＹＭＥＲ ＳＳＸ−１０２、積水化成品工業（株）社製、平均一次粒径２．５μｍ）を５．６部加えて攪拌し、下引き層用塗布液を調製した。
この下引き層用塗布液を上記支持体上に浸漬塗布し、得られた塗膜を４０分間１６０℃で乾燥させて、膜厚が１８μｍ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°および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（Ａ）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（商品名：エスレックＢＸ−１、積水化学工業（株）製）１０部、および、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（Ｂ）で示される化合物３０部（電荷輸送物質）、下記構造式（Ｃ）で示される化合物６０部（電荷輸送物質）、下記構造式（Ｄ）で示される化合物１０部、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、下記構造式（Ｅ）を有するポリカーボネート（粘度平均分子量Ｍｖ：２００００）０．０２部を、混合キシレン６００部およびジメトキシメタン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前記電荷発生層上に浸漬塗布して塗膜を形成し、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１８μｍの電荷輸送層を形成した。

次に、下記構造式（Ｆ）で示される化合物（連鎖重合性官能基であるアクリル基を有する電荷輸送物質）３６部、ポリテトラフルオロエチレン樹脂微粉末（ルブロンＬ−２、ダイキン工業（株）製）４部、およびｎ−プロパノール６０部を超高圧分散機で分散混合することによって、保護層用塗布液を調製した。

この保護層用塗布液を上記電荷輸送層上に浸漬塗布し、得られた塗膜を５分間５０℃で乾燥させた。乾燥後、窒素雰囲気下にて、加速電圧７０ｋＶ、吸収線量８０００Ｇｙの条件で１．６秒間シリンダーを回転させながら塗膜に電子線を照射し、塗膜を硬化させた。その後、窒素雰囲気下にて、塗膜が１２０℃になる条件で３分間加熱処理を行った。なお、電子線の照射から３分間の加熱処理までの酸素濃度は２０ｐｐｍであった。次に、大気中において、塗膜が１００℃になる条件で３０分加熱処理を行い、膜厚が５μｍである保護層（第２電荷輸送層）を形成した。

このようにして、表面に溝形状部および山形状部を形成する前の円筒状の電子写真感光体（溝形状部および山形状部形成前の電子写真感光体）を作製した。

・モールド圧接形状転写による溝形状部および山形状部の形成
概ね図５に示す構成の圧接形状転写加工装置に、モールドとして概ね図７に示す形状のモールド（本例においては、表１に示すように、山形状の幅Ｘ：４０μｍ、溝形状の幅：４０μm、下り勾配を下り始めてから上り勾配を上りきるまでの距離Ｙ：８０μｍ、上り勾配を上り始めてから下り勾配を下りきるまでの距離：８０μｍ、高さＨ：２〜６μｍの溝形状および山形状）を設置し、作製した溝形状部および山形状部形成前の電子写真感光体に対して表面加工を行った。加工時には、電子写真感光体の表面の温度が１２０℃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、７．０ＭＰａの圧力で電子写真感光体と加圧部材をモールドに押し付けながら、電子写真感光体を周方向に回転させて、電子写真感光体の表面（周面）の全面に溝形状部および山形状部を形成した。
このようにして、表面に溝形状部および山形状部を有する電子写真感光体を作製した。この電子写真感光体を「感光体−１」とする。

・電子写真感光体の表面の観察
得られた電子写真感光体（感光体−１）の表面を、レーザー顕微鏡（（株）キーエンス製、商品名：Ｘ−１００）で５０倍レンズにより拡大観察し、上述のようにして電子写真感光体の表面に設けられた溝形状部および山形状部の判定を行った。観察時には、電子写真感光体の長手方向に傾きが無いように、また、周方向については、電子写真感光体の円弧の頂点にピントが合うように、調整を行った。一辺５００μｍの正方形領域は、拡大観察を行った画像を画像連結アプリケーションによって連結して得た。また、得られた結果については、付属の画像解析ソフトにより、画像処理高さデータを選択し、フィルタタイプメディアンでフィルタ処理を行った。
上記観察によって溝形状部および山形状部の幅、溝形状部の深さ、上り勾配を上り始めてから下り勾配を下りきるまでの距離、下り勾配を下り始めてから上り勾配を上りきるまでの距離、上り勾配、下り勾配、隣合う山形状部の上り勾配のずれの有無、隣り合う山形状部の上り勾配のずれ幅、などを求めた。結果を表２に示す。

なお、電子写真感光体（感光体−１）の表面を、他のレーザー顕微鏡（（株）キーエンス製、商品名：Ｘ−９５００）を用い、上記と同様の方法で観察を行ったところ、上記のレーザー顕微鏡（（株）キーエンス製、商品名：Ｘ−１００）を用いた場合と同様の結果が得られた。以下の製造例では、電子写真感光体（感光体−２〜２０、感光体−１０１〜１０３）の表面の観察に、レーザー顕微鏡（（株）キーエンス製、商品名：Ｘ−１００）および５０倍レンズを用いた。

（感光体−２〜感光体−２０の製造例）
感光体−１の製造例において、モールドを表１に示したように変更した以外は、感光体−１の製造例と同様にして電子写真感光体を作製した。これらの電子写真感光体を「感光体−２〜感光体２０」とする。感光体−１の製造例と同様にして、得られた電子写真感光体の表面観察を行った。結果を表２に示す。

（電子写真感光体の実機評価）
（実施例１）
感光体−１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 Ｃ５２５５）の改造機のシアンステーションに装着し、以下のように試験および評価を行った。
３０℃／８０％ＲＨ環境下で、電子写真感光体の暗部電位（Ｖｄ）が−５００Ｖ、明部電位（Ｖｌ）が−１８０Ｖになるように帯電装置およ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。
次に、硬度７７°のポリウレタンゴム製クリーニングブレードを、電子写真感光体の表面に対して当接角２８°、当接圧３０ｇ／ｃｍとなるように設定した。電子写真感光体用のヒーター（ドラムヒーター）をＯＮにした状態で、３０℃／８０％ＲＨ環境下で、Ａ４横の１％印字画像の評価用チャートを連続で２００枚出力した後、シアン濃度３０％のスクリーン画像をハーフトーン画像として出力し、画像上のＨ／Ｈ初期スジを以下のように評価した。結果を表３に示す。

Ａ：画像上にスジが発生していない。
Ｂ：画像上にスジが疑われるような画像が得られるが明確にスジであるかどうかの判定ができないレベルである。
Ｃ：画像上に極軽微なスジがわずかに確認できるが画像上問題の無いレベルである。
Ｄ：画像上に軽微なスジが発生しているが、画像上許容できるレベルである。
Ｅ：画像上に明らかなスジが発生している。画像上許容できないレベルである。

（実施例２〜２０）
電子写真感光体として表３に示すものを用いた以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体の実機評価を行った。結果を表３に示す。

（感光体−１０１〜１０３の製造例）
感光体−１の製造例において、モールドを表４に示したように変更した以外は、感光体−１の製造例と同様にして電子写真感光体「感光体−１０１〜１０３」を作製した。感光体−１の製造例と同様にして、得られた電子写真感光体の表面観察を行った。結果を表５に示す。

（比較例１〜３）
電子写真感光体として表６に示すものを用いた以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体の実機評価を行った。結果を表６に示す。

Claims (8)

1. 電子写真感光体の表面に該電子写真感光体の周方向に連続した山形状部及び溝形状部を該電子写真感光体の軸方向に対して交互に有する電子写真感光体であって、
   該溝形状部の幅をｗ（μｍ）としたとき、ｗは３０μｍ以上１００μｍ以下であり、
   該溝形状部の深さをｄ（μｍ）としたとき、ｄは１μｍ以上５μｍ以下であり、
   該山形状部が、電子写真感光体の周方向に対して上り勾配および下り勾配を有し、
   該上り勾配を上り始めてから下り勾配を下りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、かつ、下り勾配を下り始めてから上り勾配を上りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、
   該山形状部の最大上り勾配が、７０‰以下であることを特徴とする電子写真感光体。
2. 電子写真感光体の表面に該電子写真感光体の周方向に連続した山形状部及び溝形状部を該電子写真感光体の軸方向に対して交互に有する電子写真感光体であって、
   該山形状部は電子写真感光体の周方向に対して上り勾配および下り勾配を有し、
   該上り勾配を上り始めてから下り勾配を下りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、かつ、下り勾配を下り始めてから上り勾配を上りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、
   該山形状部の最大上り勾配が、７０‰以下であり、
   隣り合う山形状部の上り勾配の少なくとも一方が電子写真感光体の軸方向に対して２０μｍ以上ずれていることを特徴とする電子写真感光体。
3. 前記隣り合う山形状部の上り勾配が何れも電子写真感光体の軸方向に対して２０μｍ以上ずれていることを特徴とする請求項２に記載の電子写真感光体。
4. 円筒状の支持体上に感光層を有する電子写真感光体及びクリーニングブレードを少なくとも有するプロセスカートリッジであって、
   該電子写真感光体の表面が、該電子写真感光体の周方向に連続した山形状部及び溝形状部を該電子写真感光体の軸方向に対して交互に有し、
   該溝形状部の幅をｗ（μｍ）としたとき、ｗは３０μｍ以上１００μｍ以下であり、
   該溝形状部の深さをｄ（μｍ）としたとき、ｄは１μｍ以上５μｍ以下であり、
   該山形状部が、電子写真感光体の回転方向に対して上り勾配および下り勾配を有し、
   該上り勾配を上り始めてから下り勾配を下りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、かつ、下り勾配を下り始めてから上り勾配を上りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、
   該山形状部の最大上り勾配が、７０‰以下であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
5. 請求項４に記載のプロセスカートリッジ、ならびに、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。
6. 円筒状の支持体上に感光層を有する電子写真感光体及びクリーニングブレードを少なくとも有するプロセスカートリッジであって、
   該電子写真感光体の表面が、該電子写真感光体の周方向に連続した山形状部及び溝形状部を該電子写真感光体の軸方向に対して交互に有し、
   該山形状部は電子写真感光体の回転方向に対して上り勾配および下り勾配を有し、
   該上り勾配を上り始めてから下り勾配を下りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、かつ、下り勾配を下り始めてから上り勾配を上りきるまでの距離が３００μｍ以内であり、
   該山形状部の最大上り勾配が、７０‰以下であり、
   隣り合う山形状部の上り勾配の少なくとも一方が電子写真感光体の軸方向に対して２０μｍ以上ずれていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
7. 前記隣り合う山形状部の上り勾配が何れも電子写真感光体の軸方向に対して２０μｍ以上ずれていることを特徴とする請求項６に記載のプロセスカートリッジ。
8. 請求項６または７に記載のプロセスカートリッジ、ならびに、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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