JPH08292592A - 電子写真感光体用基体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルミニウム合金シリンダーを切削した場合
に残る、周方向に連続した加工痕に起因する、中間調の
画像にスジ状の画像欠陥やモアレの発生を防止できる電
子写真感光体用基体を提供する。 【構成】 表面に感光層を設けて電子写真感光体を構成
する導電性基体の一次加工後に表面に存在する表面粗さ
の方向性が、二次加工処理により消失されている電子写
真感光体用基体、ならびにこのような基体を製造する方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真感光体用の基
体、およびその製造方法に関し、特に画像性に優れた電
子写真感光体を構成し得る電子写真感光体用基体及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真感光体は、基本的には光導電層
と、この光導電層を設ける支持体としての基体からなっ
ている。

【０００３】電子写真感光体には、適用される電子写真
プロセスに応じた感度、電気特性、光学特性を備えてい
ることが要求される。さらに感光体としては、その画像
に画像欠陥のないことが要求される。

【０００４】ここで言う画像欠陥の代表的なものとして
は、スジ、白地部分に出る黒点、黒地部分での白点、白
地部分の地カブリなどである。また、特にデジタル方式
の複写機、あるいはレーザープリンター等単一波長の光
源を使用して露光を行う方式の場合には感光体の膜厚ム
ラ等の要因によって干渉縞が生じる。従って感光体を作
製する場合には、これらの画像欠陥が発生しない様に予
め何らかの対策を施しておく必要がある。

【０００５】これらの画像欠陥が発生する場合に最も影
響の大きい要因として、感光体を形成する際の基体の表
面の状態が挙げられる。

【０００６】感光体用の基体は通常、特開平１−１２３
２４６号、特開昭６４−８６１５３号、あるいは特開平
４−２４２７４２〜９号公報に示されているように、ア
ルミニウム合金の円筒を施盤により切削加工され、この
切削加工表面に感光層が形成されるのが一般的である。

【０００７】特にデジタル用の感光体では、基体の表面
を切削により凹凸状に切削して、これにより干渉縞を消
すことが行なわれている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウム合金シリンダーをこのように切削した場合、加工
方向、すなわちこの場合にはシリンダー周方向に連続し
た加工痕が残るため、中間調の画像にスジ状の画像欠陥
が現われたり、また加工痕とレーザー走査線との関係か
ら、モアレが生じ易い。

【０００９】本発明は、上記のような電子写真感光体用
基体の表面加工に伴う問題を解決しすることができる電
子写真感光体用基体、およびそのような基体を製造する
方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段および作用】本発明者ら
は、アルミニウム合金円筒シリンダーのようは導電性基
の表面加工を行なう際に、加工方法を一次加工、二次加
工の２段階とし、二次加工において、一次加工後の表面
粗さの方向性を消失させるような処理を行なう事により
前記欠点を克服することができることを見出し、本発明
を完成するに至った。

【００１１】すなわち本発明は、表面に感光層を設けて
電子写真感光体を構成する導電性基体であって、前記導
電性基体の一次加工後に表面に存在する表面粗さの方向
性が、二次加工処理により消失されていることを特徴と
する。

【００１２】本発明における二次加工すなわち導電性基
体表面の無方向性処理は、表面を所定の表面粗さの範囲
で均一に凹凸処理を行なうことである。この凹凸処理は
主にブラスト処理、ホーニング処理、あるいは陽極酸化
処理などによるものである。

【００１３】特にブラスト処理は、使用するメディアサ
イズや、メディア形状ブラスト圧、吐出量等の処理条件
によって処理される基体の表面状態を制御し易いため本
発明の二次加工方法として適している。

【００１４】ブラスト処理に使用するメディアとして
は、好ましくはガラスビーズあるいはアルミナ等が使用
される。メディアサイズは要求される基体表面粗さにあ
わせて適宜選択される。

【００１５】メディアの中でも特に球状のガラスビーズ
は、ブラスト処理を行なった場合に一次加工の際に生じ
た大きな突起等の画像欠陥のもととなり易い部分を押し
つぶして表面粗さを所定の範囲内に保ち、画像欠陥を減
少させる効果を持っているので、ブラスト用のメディア
としては適している。また球状のものであれば他の材質
例えばアルミナ等のものでも良い。

【００１６】本発明においては、基体表面に無方向性処
理を行なう際には、他の加工方法と組み合わせて行なう
ことで大きな効果が得られる。

【００１７】組み合わせる表面の一次加工方法として代
表的なものに切削加工があり、これらの加工方法により
あらかじめ基体表面を一定の形状、表面粗さに加工して
おき、その後にこの切削加工により生じた、特に周方向
の連続的な加工痕を前記ブラスト処理、ホーニング処理
等により方向性が無くなるように二次加工処理を行な
う。切削を行なう際には施盤に基体を取り付け、基体を
回転させながらバイトにより切削するのが一般的であ
る。使用するバイトはダイヤモンドの単結晶バイトや、
細かいダイヤモンド粒子を焼結させた焼結バイト等が使
用される。

【００１８】特にデジタル感光体においては、切削によ
って表面に凹凸を形成して干渉縞を無くすことが行なわ
れているが、この凹凸は周方向に連続しているために画
像に影響し易く、表面を鏡面切削加工した場合には干渉
縞が発生し易いため、二次加工は有効である。

【００１９】またアナログ感光体の場合、ハーフトーン
画像において、切削痕が目だちやすいので切削痕を目立
たなくし表面粗さを低く押さえるという点で有効であ
る。

【００２０】本発明における電子写真感光体用基体を作
成する際には基体の材質としてアルミニウム合金を使用
するが、このアルミニウム合金のうちポートホール押し
出しによる円筒シリンダーの製造のし易さからＪＩＳ規
格における３０００系及び６０００系の合金が望まし
く、さらには切削あるいはセンターレス研削の際の、抵
抗の小ささ、材質の粘りが小さい等による発熱量の少な
さ、発熱量の少ないことによる寸法安定性の良さ、研削
砥石の目詰まりし難さ、材質の硬さによる深いキズの入
りにくさ等の点を考慮すると、特にＪＩＳ規格の６００
０系の合金を使用することが望ましい。

【００２１】本発明における電子写真感光体用基体の表
面粗さに関していうと、アナログ感光体においてはより
平滑である方が画像への影響が少なく、最大表面粗さＲ
maxの値で０．５μｍ以下が好ましく、またデジタル用
感光体においては、干渉縞の発生防止等の点を考慮して
最大粗さＲmax の値で２．０μｍ以下、十点平均粗さＲ
z の値で０．５〜１．５μｍの範囲にあることが好まし
い。

【００２２】さらに一次加工、二次加工を行なった後に
部分的に生じた非定常的な大きな凸部分を電解研磨処理
を行なって除去することは、画像欠陥をなくし、良好な
画像を得る上で有効である。使用する電解液としては、
無水酢酸、リン酸などに過塩素酸や、クロム酸などを加
えたものを使用する。

【００２３】本発明の感光体用基体を用いて感光体を作
製する場合、感光層は電荷発生層と電荷輸送層からなる
積層構造型のもの、あるいは１層の中に電荷発生物質お
よび電荷輸送物質を含む単層型のものがある。

【００２４】本発明の電子写真感光体に用いられる電荷
発生材料としては、ピリリウム系染料、チアピリリウム
系染料、フタロシアニン系顔料、アントアントロン系顔
料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、ト
リスアゾ顔料、ジスアゾ顔料、アゾ顔料、インジゴ顔
料、キナクリドン顔料、非対称キノシアニン等を用いる
ことができる。

【００２５】特にデジタル感光体の場合、これらの電荷
発生材料の中で、赤外レーザー、可視光レーザーへの対
応において、波長への感光依存性の広さから、フタロシ
アニン系が優れており、さらにフタロシアニン系の中で
もチタニルフタロシアニンがその感度の高さからさらに
優れていると言える。

【００２６】また、本発明の感光体に使用される電荷輸
送材料としては、例えば各種ヒドラゾン類、ピラゾリン
類、オキサゾール化合物、チアゾール化合物、トリアリ
ールメタン系化合物、トリアリルアミン系化合物、ポリ
アリールアルカン類などの化合物の中から選択される。

【００２７】これらの電荷発生材料や電荷輸送材料は、
真空蒸着あるいは適当な結着樹脂と組み合せて、基体上
に塗工して成膜を行うことで感光層とする。

【００２８】感光層の結着樹脂としては、例えばポリビ
ニルアセタール、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポ
リエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸エステ
ル、アクリル樹脂、セルロース系樹脂等が好ましく用い
られる。

【００２９】本発明の電子写真感光体においては、感光
層上に保護層を設けてもよい。保護層は主に樹脂で構成
される。保護層を構成する材料としては、例えばポリエ
ステル、ポリウレタン、ポリアクリレート、ポリエチレ
ン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリカーボネー
ト、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリア
ミドイミド、ポリサルホン、ポリアクリルエーテル、ポ
リアセタール、ナイロン、フェノール樹脂、アクリル樹
脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、アリ
ル樹脂、アルキッド樹脂、ブチラール樹脂などが挙げら
れる。

【００３０】これらの樹脂中には、クリーニング性、耐
摩耗性などの改善のためにポリ四フッ化エチレン、ポリ
フッ化ビニリデン、フッ素系グラフトポリマー、シリコ
ーン系グラフトポリマー、シリコーン系オイルなどの潤
滑剤や、保護層の抵抗制御の意味で酸化スズ粉体や導電
性酸化チタンなどの分散させることも可能である。

【００３１】保護層の膜厚は、０．０５μｍ〜１５μ
ｍ、さらには１μｍ〜１０μｍが好ましい。

【００３２】本発明の導電性基体と感光層との間に、バ
リヤー機能と下引き機能を持つ下引き層を設けることも
できる。

【００３３】下引き層は感光層の接着性改良、基体の保
護、基体からの電荷注入性改良、感光体の電気的破壊に
対する保護等のために形成することができる。

【００３４】下引き層の材料としては、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、メチルセルロース、エチ
レン・アクリル酸コポリマー、カゼイン、ポリアミド、
共重合ナイロン、ニカワ、ゼラチンなどが使用される。

【００３５】本発明の感光体用基体に感光層を塗布する
方法としては、浸漬塗布法、ブレードコーティング法、
バーコート法などがある。

【００３６】本発明の感光体用基体上に感光層を設ける
場合に、その膜厚は単一層構造の場合、５μｍ〜１００
μｍが好ましく、さらには１０μｍ〜６０μｍが好まし
い。感光層が積層構造の場合、電荷発生層の厚さは０．
００１μｍ〜５μｍ、さらには０．０５μｍ〜２μｍが
好ましく、電荷輸送層の厚さは１μｍ〜４０μｍ、さら
には１０μｍ〜３０μｍが好ましい。

【００３７】本発明の感光体用基体を製造するための装
置について図面を参照して説明する。

【００３８】図１は、本発明の電子写真感光体用導電性
基体に一次加工を施すための、バイトによる切削の様子
を表わしたものである。図中、符号１−１は、電子写真
感光体用導電性基体であるアルミシリンダー、１−１−
１はその未切削部分、１−１−２は切削が済んだ部分、
１−２は切削用のバイト、１−３は切削時に発生する切
り粉である。また矢印Ａはシリンダーの回転方向、矢印
Ｂはバイトの移動方向を示している。

【００３９】図２は本発明の二次加工であるブラスト処
理の工程を示す説明図である。図中、符号２−１はガラ
スビーズ等のメディアを吐出するノズル部分、２−２は
吐出前にメディアとエアーが混合される混合部分、２−
３はエアー導入部分、２−４はメディア導入路、２−５
は吐出されたメディア、２−６は加工するシリンダーを
保持するチャッキング治具、２−７は加工されるシリン
ダー、２−８及び２−９はノズルを上下させるためのノ
ズル移動装置である。

【００４０】本発明による基体を用いた電子写真感光体
は、電子写真複写機、レーザープリンターに移用される
だけでなくＣＲＴプリンター、ＬＥＤプリンター、液晶
プリンター、ファクシミリ、レーザー製版等の電子写真
応用技術に広く用いることができる。

【００４１】次に本発明の基体を使用した感光体を備え
た電子写真装置について説明する。

【００４２】図３に、本発明の基体による感光体を用い
た電子写真装置の構成の概略を示す。図３において、符
号３−１は感光体であり、軸３−１ａを中心に矢印方向
に所定の周速度で回転駆動する。感光体３−１はその回
転過程で帯電手段３−２によりその周面に正または負の
所定電位の均一帯電を受け、次いで露光部３−３にて不
図示の像露光手段により像露光Ｌ（スリット露光あるい
はレーザービーム走査露光など）を受ける。これにより
感光体周面に像露光に対応した静電潜像が順次形成され
ていく。

【００４３】その静電潜像は、次いで現像手段３−４で
トナー現像されそのトナー現像像が転写手段３−５によ
り不図示の給紙部から感光体３−１と転写手段３−５と
の間に感光体３−１の回転と同期取りされて給送された
記録材Ｐの面に順次転写されていく。像転写受けた記録
材Ｐは感光体面から分離されて、像定着手段３−８へ導
入されて像定着を受けて複写物（コピー）として機外へ
プリントアウトされる。像転写後の感光体３−１の表面
はクリーニング手段３−６にて転写残りのトナーの除去
を受けて清浄面化され、前露光手段３−７により除電処
理がされて繰返して像形成に使用される。感光体３−１
の均一帯電手段３−２としてはコロナ帯電装置や導電ロ
ーラーによる直接帯電装置が一般に広く使用されてい
る。また、転写装置３−５もコロナ転写手段及び導露ロ
ーラーによる直接帯電手段が一般に広く使用されてい
る。

【００４４】電子写真装置として上述の感光体や現像手
段、クリーニング手段などの構成要素のうち、複数のも
のを装置ユニットとして一体に結合して構成し、そのユ
ニットを装置本体に対して着脱自在に構成してもよい。
例えば、感光体３−１とクリーニング手段３−６とを一
体化して一つの装置ユニットとし、装置本体のレールな
どの案内手段を用いて着脱自在の構成にしても良い。こ
のとき、上記の装置ユニットの方に帯電手段および現像
手段を伴って構成してもよい。

【００４５】また、光像露光Ｌは、電子写真装置を複写
機やプリンターとして使用する場合には、原稿からの反
射光や透過光を用いるか、あるいは、原稿を読み取って
信号化し、その信号に従ってレーザービームの走査、発
光ダイオードアレイの駆動、または液晶シャッターアレ
イの駆動などを行なうことによって行なわれる。

【００４６】

【実施例】

（実施例１）アルミニウム合金材（ＪＩＳ Ａ６０６
３）をポートホール押出し法により外径φ３０．２ｍ
ｍ、内径φ２８．５ｍｍの管状に連続押出し、これを長
さ２５４ｍｍ長にカットする。このカットしたシリンダ
ーを、施盤により回転させながら、先端２Ｒの単結晶ダ
イヤモンドバイトを使用して、６０μｍの切削ピッチで
外径φ２９．９２ｍｍになるように切削した。この切削
シリンダーの表面粗さを測定したところ、最大表面粗さ
Ｒmax が０．６μｍ、十点平均粗さＲz が０．５μｍで
あった。

【００４７】次にこのシリンダーに対して粒度＃８００
メッシュの球形ガラスビーズを用いて、吐出圧を変化さ
せながらブラスト処理を行ない、表面粗さを変化させた
シリンダーを作成した。シリンダーの粗さは表１の実施
例１〜５に示す通りである。同様にして吐出圧をさらに
上げていく表面粗さを実施例より粗くしたものを作成し
比較例１，２とする。

【００４８】次に、チタニルフタロシアニン顔料４重量
部、ポリビニルブチラール樹脂（商品名ＢＸ−１、積水
化学工業製）２重量部、シクロヘキサノン３４重量部か
らなる溶液をサンドミルで８時間分散した後、テトラヒ
ドロフラン６０重量部を加えて電荷発生層用の分散液を
調合した。

【００４９】この分散液を上記の７種類のセンターレス
研磨を行なったシリンダー基体上に浸漬塗布し、８０℃
で１０分間加熱乾燥することにより、電荷発生層を形成
した。電荷発生層の膜厚は０．２μｍであった。

【００５０】次いで、下記構造で示されるトリアリール
アミン化合物５０重量部と、ポリカーボネート樹脂（ユ
ーピロンＺ−２００、三菱瓦斯化学製）５０重量部をモ
ノクロルベンゼン４００重量部に溶解した溶液を前記電
荷発生層の上に浸漬塗布し、１２０℃で１時間加熱乾燥
して厚さ２０μｍの電荷輸送層を形成した。

【００５１】

【化１】 このようにして作製した本発明の電子写真感光体を、解
像度６００ｄｐｉのレーザービームプリンターに装着し
て、ハーフトーン画像を出して、画像評価を行った。ハ
ーフトーン画像は、黒線１本と白線２本分が交互に連続
しているものであり、縦方向、横方向それぞれに走査し
たものを使用した。

【００５２】さらに同じ装置にてベタ白画像における黒
点欠陥の評価も行なった。次に実施例と同様にしてバイ
トにより表面粗さがＲmax で０．４μ、Ｒz で０．３μ
およびＲmax ：０．９μｍ、Ｒz ：０．７μｍに切削し
たシリンダーを作成して同様に感光体を塗布して評価し
た。結果を表１に示す。

【００５３】

【表１】 ○：良好 △：一部問題あり ×：問題あり 以上の結果より、本発明の電子写真感光体用基体が良い
結果を示していることが分かる。

【００５４】（実施例２）実施例１と同様にして製造し
た押出し素管をカットして長さ３５７．５ｍｍのシリン
ダー状とする。

【００５５】このシリンダーを先端径Ｒ１０のダイヤモ
ンドバイトにより６０μｍピッチで切削して、表面粗さ
が最大粗さＲmax で０．２，０．４，０．６，０．９，
１．２μｍ、十点平均粗さＲz で０．１，０．３，０．
５，０．７，１．０μｍの表面粗さの表面に加工する。

【００５６】次にこのシリンダーを粒径＃１０００メッ
シュの球形ガラスビーズを用いてブラスト処理する。ブ
ラスト処理後の表面粗さは表２の通りである。このう
ち、Ｒz の値が０．５μ以下のものを実施例、越えるも
のを比較例とする。

【００５７】次に、次式で示す構造式のビスアゾ顔料５
重量部にテトラヒドロフラン９０重量部を加えて２０時
間サンドミルで分散した。

【００５８】

【化２】 この液にブチラール樹脂（商品名ＢＬ−Ｓ、積水化学工
業製）２．５重量部をテトラヒドロフラン２０重量部に
溶かした溶液を加えて、さらに２時間分散した。この分
散液にシクロヘキサノン１００重量部とテトラヒドロフ
ラン１００重量部を加えて希釈し、前記シリンダー上に
浸漬塗布し、９０℃で１０分間加熱乾燥して、膜厚０．
２μｍの電荷発生層を形成した。

【００５９】次いで、下記構造で示されるスチリル化合
物５０重量部と、ポリカーボネート樹脂（ユーピロンＺ
−２００、三菱瓦斯化学製）５０重量部をモノクロルベ
ンゼン４００重量部に溶解した溶液を前記電荷発生層の
上に浸漬塗布し、１２０℃で１時間加熱乾燥して厚さ２
０μｍの電荷輸送層を形成することで、電子写真感光体
を得た。

【００６０】

【化３】 このようにして作製した本発明の電子写真感光体を、キ
ャノン（株）製のアナログ複写機（商品名：ＮＰ−６０
３０）に設置して画像評価を行った。画像は、ベタ黒、
ハーフトーン、ベタ白の３種類である。

【００６１】比較例として、切削のみでブラスト加工を
行なわないシリンダーについても同様の評価を行なっ
た。

【００６２】評価の結果を次表２に示す。

【００６３】評価はベタ黒、ハーフトーン、ベタ白の画
像の総合評価である。

【００６４】

【表２】 ○：良好 △：一部問題あり × 問題あり なお比較例９においては画像上問題はなかったが、表面
粗さを所定の粗さのすることが難しく、良品率、加工時
間、使用バイトの価格、寿命の問題等でコスト的に非常
に不利である。

【００６５】表面粗さの測定方法はＪＩＳ Ｂ０６０１
−１９８２によった。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、表面に感光層を設けて
電子写真感光体を構成する導電性基体においては、導電
性基体の一次加工後に表面に存在する表面粗さの方向性
が、二次加工処理により消失されているので、干渉縞、
モアレ、画像スジ、ハーフトーンムラ、白地における黒
点の発生などのない、良好な画像を与える電子写真感光
体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真感光体用導電性基体となるシ
リンダーを切削する一次加工の工程を模式的に示す説明
図である。

【図２】本発明の電子写真感光体用導電性基体となるシ
リンダーにブラスト処理を施す二次加工工程を模式的に
示す説明図である。

【図３】本発明の導電性基体を用いて構成された電子写
真感光体を備えたシリンダー電子写真装置の一例を模式
的に示す断面図である。

【符号の説明】

１−１ シリンダー １−１−１ 未切削部分 １−２−１ 切削済部分 １−２ 切削用バイト １−３ 切り粉 ２−１ ノズル ２−２ の混合部 ２−３ エアー導入部 ２−４ メディア導入路 ２−５ メディア ２−６ シリンダーチャッキング治具 ２−７ 被加工シリンダー ２−８ ノズル移動機構 ２−９ ノズル移動機構 ３−１ 感光体 ３−１ａ 感光体回転軸 ３−２ 帯電手段 ３−３ 像露光手段 ３−４ 現像手段 ３−５ 転写手段 ３−６ クリーニング手段 ３−７ 前露光手段 ３−８ 像定着手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 祐介 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に感光層を設けて電子写真感光体を
   構成する導電性基体であって、前記導電性基体の一次加
   工後に表面に存在する表面粗さの方向性が、二次加工処
   理により消失されていることを特徴とする電子写真感光
   体用基体。
2. 【請求項２】 前記電子写真感光体がアナログ感光体で
   あり、前記導電性基体の表面粗さが、最大表面粗さＲma
   x の値で０．５μｍ以下である請求項１に記載の電子写
   真感光体用基体。
3. 【請求項３】 前記電子写真感光体がデジタル感光体で
   あり、前記導電性基体の表面粗さが最大表面粗さＲmax
   で２．０μｍ以下、十点平均粗さＲz で０．５〜１．５
   μｍ以下である請求項１に記載の電子写真感光体用基
   体。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の導
   電性基体上に、電荷発生層、電荷輸送層の順に積層して
   成る積層型感光層、または電荷発生物質及び電荷輸送物
   質の両者を含む単層型感光層を設けた電子写真感光体。
5. 【請求項５】 前記電荷発生材料がチタニルフタロシア
   ニンである請求項４に記載の電子写真感光体。
6. 【請求項６】 表面に感光層を設けて電子写真感光体を
   構成する導電性基体の製造方法であって、前記導電性基
   体表面の一次加工として切削加工を行なった後、前記表
   面に二次加工として切削加工を行ない、前記導電性基体
   の一次加工後に表面に存在する表面粗さの方向性を消失
   させることを特徴とする電子写真感光体用基体の製造方
   法。
7. 【請求項７】 前記二次加工が、球形のガラスビーズを
   用いて行われるブラスト処理である請求項６に記載の方
   法。
8. 【請求項８】 前記二次加工を行なった後、さらに後処
   理として電解研磨処理を行なう請求項６または７に記載
   の方法。
9. 【請求項９】 前記電子写真感光体用基体の素材が、Ｊ
   ＩＳ規格における６０００系のアルミニウム合金である
   請求項６〜８のいずれか１項に記載の方法。