KR101307615B1 - 전자 사진 감광체, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치 - Google Patents

Abstract

장기 사용 시에 있어서 전자 사진 감광체 단부 영역으로부터의 회수 토너 누출을 억제하고, 내구성이 양호한 전자 사진 감광체, 상기 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공한다. 전자 사진 감광체의 표면층의 적어도 양단부에 독립된 오목 형상부가 사방 100㎛당 10개 이상의 밀도로 형성되어 있는 영역을 각각 갖고, 오목 형상부의 최심부와 개공면과의 거리를 나타내는 평균 깊이(Rdv-A)가 0.3㎛ 이상 4.0㎛ 이하, 평균 단축 직경(Lpc-A)이 2.0㎛ 이상 10.0㎛ 이하, 및 평균 장축 직경(Rpc-A)이 평균 단축 직경(Lpc-A)의 2배 이상 50㎛ 이하의 범위에 있으며, 또한 전자 사진 감광체의 둘레 방향과 오목 형상부의 장축이 이루는 각도를 θ로 한 경우에 θ가 전자 사진 감광체의 중앙 방향을 향하여 90°<θ <180°로 되도록 오목 형상부가 각각 형성되어 있다.

Description

전자 사진 감광체, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치{ELECTROPHOTOGRAPHIC PHOTOSENSITIVE ELEMENT, PROCESS CARTRIDGE, AND ELECTROPHOTOGRAPHIC DEVICE}

본 발명은 전자 사진 감광체, 상기 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 표면에 요철 형상을 갖는 전자 사진 감광체, 상기 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전자 사진 감광체는 현상제와 함께 대전, 노광, 현상, 전사, 클리닝 등을 포함하는 일련의 전자 사진 화상 형성 프로세스에 있어서 사용되고 있다. 그 프로세스에 있어서, 현상제에 포함되는 토너는 현상 수단에 의해 전자 사진 감광체 표면에 현상되고, 계속하여 전사 수단에 의해 전사재에 전사된다. 그러나, 전사의 공정을 거친 후에도 여전히 전자 사진 감광체 표면에 잔류하는 토너(이하, 전사 잔류 토너)가 존재하기 때문에, 클리닝 수단을 갖는 전자 사진 화상 형성 프로세스에 있어서, 상기 클리닝 수단에 의해 전사 잔류 토너는 전자 사진 감광체 표면으로부터 제거된다. 클리닝 수단으로서는, 예를 들어 우레탄 고무 등의 탄성체를 포함하는 클리닝 블레이드를 전자 사진 감광체에 접촉시켜 전사 잔류 토너를 긁어내는 방법이 있다. 그 밖에도, 퍼 브러시를 사용하는 방법, 혹은 그들을 병용하는 방법 등이 있지만, 클리닝 블레이드를 사용하는 방법은 간편하면서도 효과적이기 때문에 널리 사용되고 있다.

그런데, 현재 전자 사진 감광체로서, 저가격 및 고생산성 등의 관점에서 광도전성 물질(전하 발생 물질이나 전하 수송 물질)로서 유기 재료를 사용한 감광층(유기 감광층)을 지지체 위에 설치하여 이루어지는 전자 사진 감광체, 소위 유기 전자 사진 감광체가 보급되고 있다. 그 중에서도 유기 전자 사진 감광체로서는 광도전성 염료나 광도전성 안료 등의 전하 발생 물질을 함유하는 전하 발생층과 광도전성 중합체나 광도전성 저분자 화합물 등의 전하 수송 물질을 함유하는 전하 수송층을 적층하여 이루어지는 적층형 감광층이 주류로 되어 있다. 이것은 고감도 및 재료 설계의 다양성 등의 이점 때문에 사용되고 있다.

단층형 또는 적층형에 관계없이, 전자 사진 감광체의 최표면을 이루는 층(이하, 표면층이라고 칭한다)에 대해서는 내구 성능의 향상이나 화질 열화의 억제를 목적으로 한 개량이 현재 적극적으로 검토되고 있다. 구체적으로는 표면층의 고강도화, 고이형성이나 미끄러짐성의 부여 등의 관점으로부터 재료적 측면에서의 접근으로서 표면층용 수지의 개량, 필러나 발수성 재료의 첨가 등이 검토되고 있다.

한편, 물리적 측면에서의 접근으로서는 전사 효율의 개선, 클리닝 불량 등에 의한 화상 결함의 억제, 클리닝 블레이드의 떨림(chattering)이나 넘겨짐(turn-up) 등의 문제에 대하여 표면층을 적절하게 조면화하는 해결법이 검토되고 있다. 또한, 클리닝 블레이드의 떨림이란, 클리닝 블레이드와 전자 사진 감광체의 둘레면의 마찰 저항이 커짐으로써 클리닝 블레이드가 진동하는 현상이다. 또한, 클리닝 블레이드의 넘겨짐이란, 전자 사진 감광체의 이동 방향으로 클리닝 블레이드가 반전되어버리는 현상이다.

물리적 수단에 의해 표면층을 조면화하는 기술에는 다양한 것이 있지만, 예를 들어 특허 문헌 1에는 전자 사진 감광체의 표면으로부터의 전사재의 분리를 쉽게 하기 위해 전자 사진 감광체의 표면 거칠기(둘레면의 거칠기)를 규정의 범위 내에 포함시키는 기술이 개시되어 있다. 구체적으로는, 특허 문헌 1에는 표면층을 형성할 때의 건조 조건을 제어함으로써 전자 사진 감광체의 표면을 유자 껍질 상태로 조면화하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 2에는 표면층에 입자를 함유시킴으로써 전자 사진 감광체의 표면을 조면화하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 3에는 금속제의 와이어 브러시를 사용하여 표면층의 표면을 연마함으로써 전자 사진 감광체의 표면을 조면화하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 4에는 특정한 클리닝 수단 및 토너를 사용하여 유기 전자 사진 감광체의 표면을 조면화하는 기술이 개시되어 있다. 이에 의해, 특정한 프로세스 속도 이상의 전자 사진 장치에 사용한 경우에 문제가 되는 클리닝 블레이드의 반전(넘겨짐)이나 에지부의 이지러짐을 해결한다고 하고 있다. 또한, 특허 문헌 5에는 필름 형상 연마재를 사용하여 표면층의 표면을 연마함으로써 전자 사진 감광체의 표면을 조면화하는 기술이 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 6에는 블라스트 처리에 의해 전자 사진 감광체의 둘레면을 조면화하는 기술이 개시되어 있다. 단, 상기 특허 문헌 1 내지 6에 개시되어 있는 전자 사진 감광체의 표면 형상의 상세는 불분명하다.

한편, 전자 사진 감광체의 표면 형상의 제어를 행함으로써 전자 사진 감광체의 표면에 소정의 딤플 형상을 형성하는 기술도 개시되어 있다(특허 문헌 7 참조). 또한, 예를 들어 특허 문헌 8에는 웰형의 요철이 있는 스탬퍼를 사용하여 전자 사진 감광체의 표면을 압축 성형 가공하는 기술이 개시되어 있다. 이 기술은, 전술한 특허 문헌 1 내지 6에 개시되어 있는 기술과 비교하여 독립된 요철 형상을 제어성 높게 전자 사진 감광체 표면에 형성할 수 있다는 관점에서 전술한 과제에 대하여 매우 효과적이라고 생각된다. 특허 문헌 8에 의하면 전자 사진 감광체 표면에 10 내지 3000㎚의 길이나 피치를 갖는 웰형의 요철 형상을 형성함으로써 토너의 이형성이 향상된다. 따라서, 클리닝 블레이드의 닙압(nip pressure)을 저감시키는 것이 가능하게 되어, 결과적으로 전자 사진 감광체의 마모를 감소시키는 것이 가능하다고 되어 있다.

그런데, 클리닝 수단으로서 클리닝 블레이드를 사용하는 경우, 일반적으로 다음과 같은 부재가 함께 사용된다. 우선 예로 들 수 있는 것이 클리닝 블레이드에 의해 긁혀 떨어지는 전사 잔류 토너를 떠내기 위해 클리닝 블레이드로부터 전자 사진 감광체 이동 방향 상류측으로 전자 사진 감광체 표면에 약하게 접촉하도록 배치된 시트 부재이다. 또한, 클리닝 블레이드의 길이 방향 양단부에 있어서, 전자 사진 감광체, 클리닝 블레이드, 시트 부재 및 클리닝 프레임 사이에 발생하는 간극을 막기 위한 시일 부재도 병용된다. 상기 시일 부재는 클리닝 블레이드에 의해 긁혀 떨어진 전사 잔류 토너(회수 토너)가 상기 간극의 부분으로부터 회수 토너 용기 밖으로 누출되는 것을 방지하는 역할을 가지고 있다.

그러나, 시일 부재와 클리닝 프레임, 혹은 시일 부재와 클리닝 블레이드의 밀착 부분의 치수에 편차가 발생하면, 본래 밀착되어 있어야 할 양자간에 간극이 생겨 인쇄 중에 그 간극으로부터 회수 토너가 소량씩 누출된다는 문제가 있었다. 또한, 이와 같은 회수 토너 누출이 일어나지 않도록 하기 위해서는 상기 시일 부재를 정밀하게 상기 클리닝 프레임에 부착할 필요가 있기 때문에, 부착 작업성 면에서도 문제가 있었다.

이들 과제에 대하여, 시일 부재를 개선함으로써 시일성 및 부착성의 향상을 도모하는 노력이 행하여지고 있다(특허 문헌 9 참조).

(특허 문헌 1) 일본 특허 공개 소 53-92133호 공보

(특허 문헌 2) 일본 특허 공개 소 52-26226호 공보

(특허 문헌 3) 일본 특허 공개 소 57-94772호 공보

(특허 문헌 4) 일본 특허 공개 평 01-099060호 공보

(특허 문헌 5) 일본 특허 공개 평 02-139566호 공보

(특허 문헌 6) 일본 특허 공개 평 02-150850호 공보

(특허 문헌 7) 국제 공개 제2005/093518호 팜플렛

(특허 문헌 8) 일본 특허 공개 제 2001-066814호 공보

(특허 문헌 9) 일본 특허 공개 평 08-202242호 공보

그러나, 전술한 특허 문헌 7 및 8에서는 전자 사진 감광체 표면에 형성되는 딤플 형상 또는 독립된 요철 형상 하나하나가, 전자 사진 감광체 표면의 면내 방향에 대하여 어떠한 이방성을 갖고 있는지는 불분명하다. 또한, 개개의 딤플 형상끼리, 혹은 개개의 독립된 요철 형상끼리 어떠한 위치 관계를 갖고 배열되어 있는지의 상세도 불분명하다.

또한, 최근에는 전자 사진 장치의 새로운 고화질화의 요구에 따라, 고해상도화를 위한 토너의 미립자화가 진행되고 있다. 미립자화된 토너의 사용 시에는 회수 토너 누출 억제를 위해 클리닝 부재의 양단부에 있어서의 시일성을 더욱 향상시키는 것이 요구되고 있다. 따라서, 회수 토너 누출 억제를 위한 새로운 개선 여지가 있는 것이 현상황이다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, OPC 단부 영역에 있어서의 토너 누출이 발생하기 어려운 전자 사진 감광체, 상기 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 전자 사진 감광체의 단부 영역에 있어서 발생하는 토너 누출에 대하여 예의 검토한 결과, 전자 사진 감광체의 표면층의 적어도 양단부에 소정의 미세한 오목 형상부를 형성함으로써 상술한 과제를 효과적으로 개선할 수 있는 것을 발견하였다. 이하에 그 상세를 기재한다.

본 발명은 지지체 및 상기 지지체 위에 형성된 감광층을 갖는 전자 사진 감광체에 있어서, 상기 전자 사진 감광체의 표면층의 적어도 양단부에, 각각 독립된 오목 형상부가 사방 100㎛당 10개 이상의 밀도로 형성되어 있는 영역을 각각 갖고, 상기 오목 형상부의 최심부와 개공면과의 거리를 나타내는 평균 깊이를 Rdv-A, 평균 단축 직경을 Lpc-A, 및 평균 장축 직경을 Rpc-A로 했을 때, 평균 깊이(Rdv-A)가 0.3㎛ 이상 4.0㎛ 이하, 평균 단축 직경(Lpc-A)이 2.0㎛ 이상 10.0㎛ 이하, 및 평균 장축 직경(Rpc-A)이 평균 단축 직경(Lpc-A)의 2배 이상 50㎛ 이하의 범위에 있으며, 또한 전자 사진 감광체의 둘레 방향과 오목 형상부의 장축이 이루는 각도를 θ로 한 경우에, θ가 전자 사진 감광체의 중앙 방향을 향하여 90°<θ <180°로 되도록 오목 형상부가 전자 사진 감광체의 양단부에 각각 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 각도 θ는 100°≤θ≤170°의 범위에 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 오목 형상부가, 상기 오목 형상부가 형성되어 있는 영역에 있어서, 임의의 오목 형상부의 장축 방향의 단부로부터 전자 사진 감광체 둘레 방향으로 그은 선 위에 다른 오목 형상부가 존재하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기에 기재된 전자 사진 감광체와, 대전 수단, 현상 수단, 및 탄성 부재를 상기 전자 사진 감광체에 접촉시켜 전사 잔류 토너를 제거하는 클리닝 수단으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개 이상의 수단이 일체로 지지되고, 또한 전자 사진 장치에 착탈 가능한 프로세스 카트리지이며, 상기 θ가 전자 사진 감광체의 회전 이동 방향과 오목 형상부의 장축이 이루는 각도인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기에 기재된 전자 사진 감광체, 대전 수단, 현상 수단, 전사 수단, 및 탄성 부재를 상기 전자 사진 감광체에 접촉시켜 전사 잔류 토너를 제거하는 클리닝 수단을 갖는 전자 사진 장치이며, 상기 θ가 전자 사진 감광체의 회전 이동 방향과 오목 형상부의 장축이 이루는 각도인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 오목 형상부가 형성되어 있는 영역이, 토너 화상이 형성되는 최대 영역보다도 외측에 존재하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 현상 수단에서 사용되는 토너의 중량 평균 입경이 5.0㎛ 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 전자 사진 감광체 단부 영역으로부터의 회수 토너 누출이 발생하기 어려운 전자 사진 감광체, 상기 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공할 수 있다.

도 1a는 미세하게 표면 가공된 전자 사진 감광체의 일례를 나타내는 도면이다.
도 1b는 오목 형상부의 표면(개구) 형상의 예를 나타내는 도면이다.
도 1c는 오목 형상부의 단면 형상의 예를 나타내는 도면이다.
도 1d는 전자 사진 감광체의 도공 상단측의 배치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 1e는 전자 사진 감광체의 도공 하단측의 배치의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2a는 전자 사진 감광체의 상단측 피가공면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2b는 도 2a의 선 2B-2B에 따른 단면도이다.
도 2c는 전자 사진 감광체의 하단측 피가공면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2d는 도 2c의 선 2D-2D에 따른 단면도이다.
도 3a는 전자 사진 감광체의 상단측 피가공면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3b는 도 3a의 선 3B-3B에 따른 단면도이다.
도 3c는 전자 사진 감광체의 하단측 피가공면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3d는 도 3c의 선 3D-3D에 따른 단면도이다.
도 4a는 전자 사진 감광체의 상단측 피가공면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4b는 도 4a의 선 4B-4B에 따른 단면도이다.
도 4c는 전자 사진 감광체의 하단측 피가공면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4d는 도 4c의 선 4D-4D에 따른 단면도이다.
도 5a는 전자 사진 감광체의 상단측 피가공면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5b는 도 5a의 선 5B-5B에 따른 단면도이다.
도 5c는 전자 사진 감광체의 하단측 피가공면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5d는 도 5c의 선 5D-5D에 따른 단면도이다.
도 6a는 전자 사진 감광체의 상단측 피가공면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6b는 도 6a의 선 6B-6B에 따른 단면도이다.
도 6c는 전자 사진 감광체의 하단측 피가공면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6d는 도 6c의 선 6D-6D에 따른 단면도이다.
도 7a는 전자 사진 감광체의 상단측 피가공면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7b는 도 7a의 선 7B-7B에 따른 단면도이다.
도 7c는 전자 사진 감광체의 하단측 피가공면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7d는 도 7c의 선 7D-7D에 따른 단면도이다.
도 8a는 전자 사진 감광체의 상단측 피가공면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8b는 도 8a의 선 8B-8B에 따른 단면도이다.
도 8c는 전자 사진 감광체의 하단측 피가공면의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8d는 도 8c의 선 8D-8D에 따른 단면도이다.
도 9는 마스크의 배열 패턴의 예(부분 확대도)를 도시하는 도면이다.
도 10은 레이저 가공 장치의 개략도의 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 몰드에 의한 압접 형상 전사 가공 장치의 개략도의 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 몰드에 의한 압접 형상 전사 가공 장치의 개략도의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 13a 및 도 13b는 몰드의 형상의 일례를 나타내는 도면으로서, 각각 몰드의 평면도 및 측면도이다.
도 13c 및 도 13d는 몰드의 형상의 일례를 나타내는 도면으로서, 각각 몰드의 평면도 및 측면도이다.
도 14a는 본 발명의 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지를 구비한 전자 사진 장치의 개략 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 14b는 도 14a에 도시된 클리닝 블레이드(19)와 전자 사진 감광체(9)의 접촉부의 개략 구성을 도시하고, 클리닝 수단(15)의 내부측에서 본 개략도이다.
도 15는 평가에 사용한 관찰 장치의 모식도이다.
도 16a는 실험예 4에서 사용한 몰드의 형상을 도 12의 가압 장치(A)측에서 본 평면도이며, 도 16b는 몰드의 측면도이다.
도 17은 관찰된 토너 이동의 모습을 도시하는 개략도이다.
도 18a는 실시예 1에서 사용한, 전자 사진 감광체의 상단측 가공용 몰드의 형상을 도 12의 가압 장치(A)측에서 본 평면도이며, 도 18b는 몰드의 측면도이다.
도 18c는 실시예 1에서 사용한, 전자 사진 감광체의 하단측 가공용 몰드의 형상을 도 12의 가압 장치(A)측에서 본 평면도이며, 도 18d는 몰드의 측면도이다.
도 19a는 실시예 1에 있어서, 전자 사진 감광체의 상단측 피가공면에 형성된 오목 형상부를 도시하는 평면도이며, 도 19b는 도 19a의 선 19B-19B에 따른 단면도이다.
도 19c는 실시예 1에 있어서, 전자 사진 감광체의 하단측 피가공면에 형성된 오목 형상부를 도시하는 평면도이며, 도 19d는 도 19c의 선 19D-19D에 따른 단면도이다.
도 20a는 실시예 2에서 사용한, 전자 사진 감광체의 상단측 가공용 몰드의 형상을 도 12의 가압 장치(A)측에서 본 평면도이며, 도 20b는 몰드의 측면도이다.
도 20c는 실시예 2에서 사용한, 전자 사진 감광체의 하단측 가공용 몰드의 형상을 도 12의 가압 장치(A)측에서 본 평면도이며, 도 20d는 몰드의 측면도이다.

이하, 본 발명의 전자 사진 감광체에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명의 전자 사진 감광체의 표면 형상에 대하여 설명한다.

본 발명의 전자 사진 감광체는 도전성 기체(基體) 위에 감광층이 형성되어 있고, 감광층의 표면층의 적어도 양단부에 각각 독립된 오목 형상부가 사방 100㎛당 10개 이상의 밀도로 형성되어 있다. 도 1a에 본 발명의 전자 사진 감광체의 일례를 도시한다. 도 1a에 피가공면(a 및 b)으로서 도시한 바와 같이, 본 발명의 오목 형상부는 전자 사진 감광체의 양쪽의 단부에 각각 형성된다.

그리고, 오목 형상부의 최심부와 개공면과의 거리를 나타내는 평균 깊이를 Rdv-A, 평균 단축 직경을 Lpc-A, 평균 장축 직경을 Rpc-A로 할 때, 그들은 다음 범위에 있다. 즉, 상기 Rdv-A는 0.3㎛ 이상 4.0㎛ 이하, 상기 Lpc-A는 2.0㎛ 이상 10.0㎛ 이하, 상기 Rpc-A는 상기 Lpc-A의 2배 이상 50㎛ 이하의 범위에 있다.

여기서, 오목 형상부는 오목 형상부의 장축과 전자 사진 감광체의 둘레 방향이 이루는 각도를 θ로 하고, 각도 θ가 90°<θ <180°가 되도록 형성된다. 또한, θ는 전자 사진 장치 또는 프로세스 카트리지에 있어서, 전자 사진 감광체의 회전 이동 방향으로부터 전자 사진 감광체의 화상 형성에 사용되는 영역의 길이 방향 중앙을 향하여 측정할 때의 각도이다.

따라서, θ의 측정은 전자 사진 감광체의 양단부에 있어서, 기준이 되는 측정 방향이 좌우(또는 상하)에서 반대로 되기 때문에 전자 사진 감광체 전체적으로 관찰한 경우, 단부에 형성된 오목 형상부는 전자 사진 감광체의 둘레 방향에 대하여 각각 역방향을 향하여 형성되게 된다.

도 1b 및 도 1c에 본 발명의 전자 사진 감광체 표면의 일례, 및 각 오목 형상부의 구체적인 표면 및 단면의 형상을 도시한다. 각각의 오목 형상부의 표면 형상은 도 1b에 도시된 바와 같이 타원, 삼각형·사각형·육각형 등의 다각형, 다각형의 에지 또는 변의 일부 혹은 전부에 곡선을 복합시킨 형상 등, 다양한 형상이 형성 가능하다. 또한, 그 단면 형상도, 도 1c에 도시된 바와 같이 삼각형, 사각형, 다각형 등의 에지를 갖는 것, 연속된 곡선으로 이루어지는 파형, 상기 삼각형, 사각형, 다각형의 에지의 일부 혹은 전부에 곡선을 복합시킨 것 등의 다양한 형상이 형성 가능하다. 또한, 전자 사진 감광체 표면에 있어서 형성되는 복수의 오목 형상부는, 모두가 동일한 형상, 크기, 깊이, 각도 θ를 갖는 것이어도 되고, 혹은 다른 형상, 크기, 깊이, 각도 θ를 갖는 것이 조합되어 있어도 된다.

다음에, 평균 단축 직경(Lpc-A), 평균 장축 직경(Rpc-A)에 대하여 설명한다. 우선 타원, 다각형의 에지 또는 변의 일부 혹은 전부에 곡선을 복합시킨 형상으로 이루어지는 오목 형상에 있어서의 단축 직경(Lpc)을, 도 1b에 도시된 바와 같이 각 오목 형상부에 있어서의 표면 개공부를 수평 방향으로 투영하여 얻어지는 직선 중 최소가 되는 직선의 길이로 정의한다. 예를 들어, 타원의 경우에는 짧은 직경, 직사각형의 경우에는 짧은 변을 채용한다. 다음에, 장축 직경(Rpc)을 각 오목 형상의 표면 개공부를 단축 직경(Lpc)의 길이 방향으로 투영하여 얻어지는 직선의 길이로정의한다. 예를 들어, 타원의 경우에는 긴 직경, 직사각형의 경우에는 긴 변을 채용한다. 직사각형의 예를 보아 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 있어서의 장축 직경(Rpc)은 각 오목 형상의 표면 개공부를 수평 방향으로 투영하여 얻어지는 직선 중 최대가 되는 직선의 길이(직사각형의 경우에는 대각선)와는 반드시 일치하지는 않는다.

단축 직경(Lpc)의 측정 시에는, 예를 들어 도 1c의 3과 같이 오목 형상부와 평탄부의 경계가 명료하지 않은 경우에는 그 단면 형상도 고려한 후, 조면화되기 전의 평활면을 기준으로 하여 오목 형상의 개공부를 정하고, 상술한 방법으로 단축 직경(Lpc)을 구한다. 그 후, 전술한 방법에 따라 장축 직경(Rpc)을 구한다.

이와 같이 하여 얻어진 사방 100㎛의 측정 영역 내 모든 오목 형상부의 단축 직경(Lpc)의 평균치를 평균 단축 직경(Lpc-A), 모든 오목 형상부의 장축 직경(Rpc)의 평균치를 평균 장축 직경(Rpc-A)으로서 정의한다.

다음에, 오목 형상부의 최심부와 개공면과의 거리를 나타내는 평균 깊이(Rdv-A)에 대하여 설명한다. 본 발명에 있어서의 깊이(Rdv)란, 각 오목 형상부의 최심부와 개공면과의 거리를 나타낸다. 구체적으로는 도 1c의 깊이(Rdv)로 나타내고 있는 바와 같이 전자 사진 감광체에 있어서의 오목 형상부의 개공부 주위의 표면을 기준으로 하여 오목 형상부의 최심부와 개공면과의 거리를 나타낸다.

이와 같이 하여, 상술한 측정 영역 내 모든 오목 형상부에 대하여 깊이(Rdv)를 측정하고, 측정된 모든 Rdv의 평균치를 평균 깊이(Rdv-A)로 정의한다.

본 발명에 있어서는, 평균 단축 직경(Lpc-A)이 2.0㎛ 이상 10.0㎛ 이하이며, 3.0㎛ 이상 10.0㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 평균 장축 직경(Rpc-A)은 평균 단축 직경(Lpc-A)의 2배 이상 50㎛ 이하이다. 평균 깊이(Rdv-A)는 0.3㎛ 이상 4.0㎛ 이하이며, 0.5㎛ 이상 4.0㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 전자 사진 감광체를 사용함으로써 전자 사진 감광체 단부 영역으로부터의 회수 토너 누출이 발생하기 어려워지는 이유는 모두 밝혀진 것은 아니지만, 다음과 같이 추정된다. 우선, 본 발명의 전자 사진 감광체의 표면에 있어서, 전사 잔류 토너가 클리닝 부재에 의해 클리닝될 때 전사 잔류 토너가 전자 사진 감광체 표면에 형성된 오목 형상부에 일시적으로 빠져 들어간 상태로 된다. 이 상태에 있는 전사 잔류 토너가 클리닝 부재, 혹은 클리닝 부재와 전자 사진 감광체 표면의 닙부에 존재하는 퇴적물에 부딪쳤을 때, 상기 오목 형상부의 길이 방향을 따라 상기 전사 잔류 토너가 흘러가게 되는 작용이 일어난다고 생각된다. 여기서, 오목 형상부의 장축이 전자 사진 감광체의 둘레 방향이 이루는 각도 θ를 전자 사진 감광체의 화상 형성 영역 중앙 방향을 향하여 전사 잔류 토너가 흘러가게 되도록 설정한다. 그렇게 함으로써 전자 사진 감광체의 단부를 향하여 흘러가게 되는 전사 잔류 토너가 감소되어, 그 결과 전자 사진 감광체 단부 영역으로부터의 회수 토너 누출이 발생하기 어려워질 것으로 추정된다.

장축 직경(Rpc)이 향하는 방향은, 전술한 바와 같이 클리닝 부재가 전사 잔류 토너를 흘러가게 하는 방향에 대응하고 있다. 그로 인해, 전자 사진 감광체 단부 영역으로부터의 토너 누출 억제를 위해서는 클리닝 부재가 전사 잔류 토너를 흘러가게 하는 방향이 전자 사진 감광체의 중앙 방향을 향하고 있을 것이 요구된다. 본 발명에서는 오목 형상부의 장축 직경(Rpc)의 방향과 전자 사진 감광체 둘레 방향이 이루는 각도를 θ로 한다. 그리고, 전자 사진 감광체 둘레 방향의 회전 이동 방향을 θ=0°의 방향으로 하고, 또한 그 방향으로부터 상기 오목 형상부가 있는 위치로부터 보아 전자 사진 감광체의 화상 형성 영역 중앙을 향하여 각도 θ를 측정한다. 이때, 본 발명의 전자 사진 감광체에 있어서는 상기 각도 θ가 90°<θ <180°의 범위에 있는 것이 필요하게 된다. 또한, 270°<θ <360°의 경우도 실질적으로 90°<θ <180°일 때와 동일한 구성이며, 중복을 피하기 위해 본 발명에서는 90°<θ <180°의 경우만을 기재한다.

상기 각도 θ가 90° 및 180°인 경우에는 전자 사진 감광체 길이 방향의 중앙 방향으로 토너를 흘러가게 하는 효과의 발휘는 기대할 수 없다. 또한, 0°<θ <90°의 경우에는 본 발명과는 반대로 전자 사진 감광체 단부를 향하여 흘러가게 되는 전사 잔류 토너가 많아져, 본 발명의 효과가 얻어지기 어려워지므로 바람직하지 않다. 또한, θ가 90°<θ <180°의 범위에 있을 때에도 각도 θ가 90° 또는 180°에 근접하면 전사 잔류 토너를 전자 사진 감광체의 화상 형성 영역 중앙 방향을 향하여 흘러가게 하는 효과는 작아진다. 본 발명자들의 검토 결과, 본 발명에 있어서의 더욱 바람직한 각도 θ의 범위는 100°≤θ≤170°이다.

전자 사진 감광체 표면의 오목 형상부의 평균 단축 직경(Lpc-A)에 대해서는, 이것이 2.0㎛ 미만인 경우에는 전사 잔류 토너와 오목 형상부의 걸림이 약하여 전자 사진 감광체 표면에 접촉하는 클리닝 부재가 전사 잔류 토너를 오목 형상부의 장축 방향으로 흘러가게 하는 효과가 충분히 얻어지기 어려워진다.

또한, Lpc-A가 2.0㎛보다 작은 오목 형상부에서는 반복 사용 시에, 토너로부터 유리되는 외첨제에 의해 오목 형상부가 매립되는 영향이 커진다. 그 결과, 전사 잔류 토너를 원하는 방향으로 흘러가게 하는 효과는 약해지기 때문에 본 발명에서는 Lpc-A가 2.0㎛ 이상인 오목 형상부를 사용하는 것이 바람직하다.

한편, Lpc-A가 10.0㎛보다 커지면 오목 형상부 안으로 들어가는 전사 잔류 토너의 수가 증가하는 경향이 있다. 이러한 경우에는 오목 형상부의 단부 및 클리닝 부재의 양쪽 모두로부터 충분히 작용을 받는 전사 잔류 토너의 비율이 상대적으로 적어져 오목 형상부의 장축 방향으로 전사 잔류 토너를 흘러가게 하는 효과가 충분히 얻어지기 어려워진다.

또한, Lpc-A를 크게 하면 오목 형상부 전체의 크기가 커지기 때문에 일정 면적 내에 배치할 수 있는 오목 형상부의 수는 적어진다. 그 경우, 본 발명의 효과는 얻어지기 어려워진다. 한편, 큰 오목 형상부를 고밀도로 배치한 경우에는 오목 형상부의 단부끼리의 간격이 좁아져, 그 부분의 강도가 저하된다. 반복 사용에 의해 오목 형상부의 단부가 파괴되면 본 발명의 효과는 약해지기 때문에, 본 발명에서는 Lpc-A가 10.0㎛ 이하인 오목 형상부를 적당한 밀도로 형성하는 것이 바람직하다.

전자 사진 감광체 표면의 오목 형상부의 평균 깊이(Rdv-A)에 대해서는, 평균 깊이가 0.3㎛ 미만이면 전사 잔류 토너와 오목 형상부의 단부의 걸림이 불충분해진다. 따라서, 전자 사진 감광체 표면에 접촉하는 클리닝 부재가 전사 잔류 토너를 오목 형상부의 장축 방향으로 흘러가게 하는 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 또한, 평균 깊이가 4.0㎛보다 커지면 오목 형상부 안으로 들어가는 전사 잔류 토너와 클리닝 부재의 걸림이 불충분해져, 역시 오목 형상부의 장축 방향으로 전사 잔류 토너를 흘러가게 하는 효과가 충분히 얻어지지 않게 된다.

또한, 본 발명에서는 클리닝 부재 등에 의해 전사 잔류 토너가 흘러가게 되는 방향을 정하기 위해 오목 형상부가 가늘고 긴 형상을 이루고 있을 필요가 있다. 그로 인해, 오목 형상부의 평균 장축 직경(Rpc-A)은 평균 단축 직경(Lpc-A)의 2배 이상 50㎛ 이하인 것이 바람직하다. 평균 단축 직경(Lpc-A)의 2배 미만인 경우, 전사 잔류 토너를 화상 형성 영역 중앙 방향을 향하게 하는 효과가 약해져, 본 발명의 효과를 충분히 얻기 힘들어진다.

또한, 전사 잔류 토너는 화상 형성 영역 중앙 방향을 향하여 어느 정도 흘러가게 된 후, 클리닝 부재에 의해 긁어내어져 전자 사진 감광체로부터 제거될 것이 요구된다. 그 때, 오목 형상부의 장축 직경(Rpc) 방향 단부는 전사 잔류 토너가 긁어내어질 때의 기점이 된다. 그러나, 전사 잔류 토너가 클리닝 부재의 1개소에 집중되어 퇴적하는 상태로 되면 그곳으로부터 토너의 누출에 의한 클리닝 불량이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 전사 잔류 토너를 긁어내기 위한 기점은 전자 사진 감광체 표면의 넓은 범위에 산재하고 있는 것이 바람직하다. 그로 인해, 본 발명의 전자 사진 감광체에서는 오목 형상부의 평균 장축 직경(Rpc-A)은 50㎛ 미만이 바람직하고, 또한 상기한 요건을 만족하는 오목 형상부가 사방 100㎛당 10개 이상의 밀도로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 나아가, 20개 이상의 밀도로 형성되어 있는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 본 발명의 전자 사진 감광체는 그 감광층의 표면층의 적어도 양단부에 본 발명의 오목 형상부를 갖지만, 본 발명과는 다른 오목 형상부를 함께 갖고 있어도 된다. 이러한 경우에도 본 발명의 요건을 만족하는 오목 형상부에 의한 작용이 지배적이면, 본 발명의 효과를 얻는 것이 가능하다.

또한, 본 발명에서는 도 1d에서 점선으로 나타낸 바와 같이 어느 한 오목 형상부의 장축 직경(Rpc) 방향 단부로부터 전자 사진 감광체 둘레 방향으로 그은 선 위에 다른 오목 형상부가 존재하도록 배치하는 것도 바람직하다. 그렇게 함으로써, 전사 잔류 토너를 전자 사진 감광체 중앙 방향을 향하여 흘러가게 하는 작용과, 오목 형상부의 단부에서 전사 잔류 토너를 전자 사진 감광체로부터 긁어내는 작용을 한층 더 효과적으로 발휘시킬 수 있다. 이와 같은 구성을 취함으로써 다음과 같은 것이 발생한다. 시작되는 오목 형상부에서 클리닝 부재에 의해 회수 토너 용기측에 긁어내어지지 않은 전사 잔류 토너가 있었다고 해도, 그 전사 잔류 토너는 클리닝 부재에 의해 전자 사진 감광체 표면 위를 전자 사진 감광체 둘레 방향으로 이동하여, 다음 오목 형상부에 도달한다. 따라서 다시 전자 사진 감광체 중앙 방향으로 흘러가게 되는 작용과, 오목 형상부의 단부에서 전자 사진 감광체 표면으로부터 긁어내어지는 작용을 받는다. 따라서, 본 발명의 효과가 한층 더 발휘되게 된다.

본 발명에 있어서는, 오목 형상부가 감광체 전역에 형성되어 있을 필요는 없지만, 감광체의 둘레 방향에 대해서는 감광체의 둘레 길이의 50％ 이상의 영역에서 형성되어 있는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 75％ 이상이 바람직하고, 둘레 방향의 전역에 형성되어 있는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서의 전자 사진 감광체의 표면 형상의 대표적인 예를, 도 2a 내지 도 8d에 나타낸다. 그러나, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

또한, 전자 사진 감광체 단부 영역으로부터의 회수 토너 누출을 효과적으로 억제하기 위해서는, 상기 오목 형상부가, 회수 토너가 누출되기 쉬운 클리닝 블레이드와 시일 부재의 밀착부 부근에 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 오목 형상부가 전자 사진 감광체의 길이 방향 양단부에 형성됨으로써, 시일 부재로부터 멀어지는 방향(환언하면 화상 형성 영역 중앙부를 향하는 방향)으로 전사 잔류 토너가 흘러가게 되는 효과가 높아진다. 또한, 시일 부재의 근방, 즉 토너 화상이 형성되는 최대 영역보다도 외측에 상기 오목 형상부가 형성됨으로써, 더욱 높은 효과를 기대할 수 있다. 물론, 본 발명의 요건을 만족하는 오목 형상부가 형성되는 영역이 화상 형성 가능 영역 단부로부터 화상 형성 영역 중앙부측으로까지 확대되어 있었다고 해도 본 발명의 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어 전자 사진 감광체의 표면을 화상 형성 가능 영역의 중앙을 경계로 하여 2개의 영역으로 나누어, 한 쪽의 영역의 전체면에 본 발명의 요건을 만족하는 오목 형상부를 형성하고, 다른 한 쪽의 영역의 전체면에 역시 본 발명의 요건을 만족하는 다른 형상의 오목 형상부를 형성해도 된다.

또한, 전자 사진 감광체의 양단부에 형성되는 오목 형상부는 각각이 유사한 형상일 필요는 없다. 즉, 본 발명의 요건을 만족하고 있으면 한 쪽의 단부에 형성되는 오목 형상부와는 형상, 각도, 배치, 형성되는 밀도가 전혀 다른 오목 형상부를 다른 한 쪽의 단부에 형성할 수 있다. 또한, 오목 형상부가 형성되는 영역의 넓이나 위치가 양단부에서 서로 상이하여도 된다.

또한, 본 발명의 오목 형상부가 형성되어 있는 이외의 영역에, 다른 목적에 의해 임의의 오목 형상부 혹은 볼록 형상부 등이 형성되어 있어도 된다. 예를 들어, 화상 형성 가능 영역에 전자 사진 감광체 단부에 형성된 본 발명의 요건을 만족하는 오목 형상부와는 다른 임의의 오목 형상부 또는 볼록 형상부가 형성되어 있어도 된다. 또한, 전자 사진 감광체 단부에 본 발명의 오목 형상부가 형성되는 영역을 형성했을 때, 그 영역보다 더 단부측의 영역에 임의의 오목 형상부 혹은 볼록 형상부를 형성할 수도 있다. 예를 들어, 화상 형성 가능 영역의 단부와, 상기 시일 부재 접촉 영역의 화상 형성 가능 영역 측단부 사이에 있는 비화상 형성 영역의 전체면에 본 발명의 요건을 만족하는 오목 형상부가 형성되어 있다고 가정한다. 이 경우, 본 발명의 요건을 만족하는 오목 형상부가 형성되는 영역보다도 더 전자 사진 감광체 단부측의 영역에 임의의 오목 형상부 내지는 볼록 형상부가 형성되어 있든 형성되어 있지 않든 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.

다음에, 본 발명의 전자 사진 감광체의 표면 형상의 형성 방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 표면 형상의 형성 방법으로서는, 상술한 오목 형상부에 관한 요건을 만족할 수 있는 방법이면 특별히 제한은 없지만, 예를 들어 엑시머 레이저 조사에 의한 가공을 들 수 있다.

엑시머 레이저란, 이하의 공정에서 방출되는 레이저광이다. 우선, Ar, Kr, Xe 등의 희가스와, F, Cl 등의 할로겐 가스의 혼합 기체에 방전, 전자 빔, X선 등에 의해 에너지를 부여하여 여기하여 결합시킨다. 그 후, 기저 상태로 떨어짐으로써 해리할 때 엑시머 레이저광이 방출된다.

엑시머 레이저에 있어서 사용하는 가스로서는 ArF, KrF, XeCl, XeF를 들 수 있고, 어느 것을 사용해도 되지만, 특히 KrF, ArF가 바람직하다. 오목 형상부의 형성 방법으로서는 도 9에 도시된 바와 같은 레이저광 차단부(a)와 레이저광 투과부(b)를 적절하게 배열한 마스크를 사용한다. 마스크를 투과한 레이저광만이 렌즈에 의해 집광되어, 피가공물에 조사됨으로써 원하는 형상과 배열을 갖는 오목 형상부의 형성이 가능해진다. 일정 면적 내의 다수의 오목 형상부를 오목 형상부의 형상, 면적에 관계없이 순간적으로 동시에 가공할 수 있기 때문에 공정은 단시간에 종료된다. 마스크를 사용한 레이저 조사에 의해 1회 조사당 수 ㎟로부터 수 ㎠가 가공된다. 레이저 가공에 있어서는, 도 10에 도시된 바와 같이 우선 워크 회전용 모터(d)에 의해 피가공물을 자전시킨다. 자전시키면서, 워크 이동 장치(e)에 의해 레이저 조사 위치를 피가공물의 축 방향 위로 어긋나게 나가게 함으로써 피가공물의 표면 전역에 효율적으로 오목 형상부를 형성할 수 있다. 오목 형상부의 깊이는 레이저광의 조사 시간이나 조사 횟수 등에 의해 상기 원하는 범위 내로 조정이 가능하다. 본 장치에 의해 오목 형상부의 크기, 형상, 배열의 제어성이 높고, 고정밀도이면서도 자유도가 높은 표면 가공을 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 전자 사진 감광체는 동일한 마스크 패턴을 사용하여 상술한 가공을 실시하여도 되고, 이에 의해 전자 사진 감광체 표면 전체에 있어서의 조면 균일성이 높아진다.

상기한 것 외에, 본 발명의 전자 사진 감광체의 표면 형상 형성 방법으로서는 소정의 형상을 갖는 몰드를 전자 사진 감광체의 표면에 압접시켜 형상 전사를 행하는 방법을 들 수 있다.

도 11은 본 발명에 있어서의, 몰드에 의한 압접 형상 전사 가공 장치예의 개략을 도시하는 도면이다. 가압 및 해제를 반복하여 행할 수 있는 가압 장치(A)에 소정의 몰드(B)를 설치한 후, 전자 사진 감광체(C)에 대하여 소정의 압력으로 몰드(B)를 접촉시켜 형상 전사를 행한다. 그 후, 가압을 일단 해제하고, 전자 사진 감광체(C)를 회전시킨 후에 다시 가압하여 형상 전사 공정을 행한다. 이 공정을 반복함으로써 전자 사진 감광체 전체 둘레에 걸쳐 소정의 오목 형상부를 형성하는 것이 가능하다.

또한, 예를 들어 도 12에 도시된 바와 같이 소정의 오목 형상부를 형성하는 것도 가능하다. 우선, 가압 장치(A)에 전자 사진 감광체(C)의 전체 둘레 길이 정도의 길이를 갖는 소정의 몰드(B)를 설치하고, 그 후 전자 사진 감광체(C)에 대하여 소정의 압력을 가하면서 전자 사진 감광체를 회전, 이동시킴으로써 전자 사진 감광체 전체 둘레에 걸쳐 오목 형상부를 형성한다.

다른 예로서, 시트 형상의 몰드를 롤 형상의 가압 장치와 전자 사진 감광체 사이에 끼우고, 몰드 시트를 보내면서 표면 가공하는 것 등도 가능하다.

또한, 형상 전사를 효율적으로 행하는 목적으로 몰드나 전자 사진 감광체를 가열해도 된다.

몰드 자체의 재질이나 크기, 형상은 적절히 선택할 수 있다. 재질로서는, 미세 표면 가공된 금속이나 수지 필름, 실리콘 웨이퍼 등의 표면에 레지스트에 의해 패터닝을 한 것, 미립자가 분산된 수지 필름, 소정의 미세 표면 형상을 갖는 수지 필름에 금속 코팅을 실시한 것 등이 있다. 몰드 형상의 일례를 도 13a 내지 도 13d에 도시한다.

또한, 전자 사진 감광체에 대하여 균일한 압력으로 몰드를 접촉시키는 것을 목적으로 하여, 몰드와 가압 장치 사이에 탄성체를 설치하는 것도 가능하다.

다음에, 본 발명의 전자 사진 감광체의 표면 형상 측정 방법에 대하여 설명한다.

본 발명에 의한 전자 사진 감광체 표면의 오목 형상부의 측정은, 시판되는 레이저 현미경에 의해 가능하며, 예를 들어 다음 기기나 기기에 부속된 해석 프로그램이 이용 가능하다. (주)기엔스제의 초심도 형상 측정 현미경 VK-8550, VK-8700. (주)료카 시스템제의 표면 형상 측정 시스템 서피스 익스플로러(Surface Explorer) SX-520DR. 올림푸스(주)제의 주사형 공초점 레이저 현미경 OLS3000. 레이저텍(주)제의 리얼 컬러 공초점 현미경 옵텔릭스 C130.

이들 레이저 현미경을 사용하여, 소정의 배율에 의해 어느 한 시야에 있어서의 오목 형상부의 개수 및 오목 형상부 각각의 단축 직경(Lpc), 장축 직경(Rpc), 깊이(Rdv)를 계측할 수 있다. 또한, 단위 면적당 오목 형상부의 평균 단축 직경(Lpc-A), 평균 장축 직경(Rpc-A), 평균 깊이(Rdv-A)를 계산에 의해 구할 수 있다. 또한, 광학 현미경, 전자 현미경, 원자간력 현미경, 주사 프로브 현미경 등에 의한 관찰 및 측정에 이용할 수도 있다.

측정 방법의 일례로서 서피스 익스플로러 SX-520DR형 기기에 의한 해석 프로그램을 사용하는 예를 나타낸다. 우선, 측정 대상의 샘플을 워크 탑재대에 설치하고, 틸트 조정하여 수평을 맞추고, 웹 모드에 따라 전자 사진 감광체의 둘레면의 3차원 형상 데이터를 취한다. 그 때, 대물 렌즈의 배율을 50배로 하고 100㎛×100㎛(10000㎛²)의 시야 관찰로 해도 된다. 이 방법에 의해, 측정 대상의 샘플의 표면에 있어서 오목 형상부가 형성되어 있는 영역 내에 형성된, 1변이 100㎛인 정방형의 영역에서 측정을 행한다. 이 측정을 샘플 표면에 있어서 오목 형상부가 형성되어 있는 영역을 샘플의 임의의 방향과 평행을 이루는 방향으로 10등분하여 얻어지는 10군데의 각각의 영역 내에 형성된 1변이 100㎛인 정방형의 영역에 있어서 실시한다. 원통 형상 전자 사진 감광체의 표면에 오목 형상부가 형성되어 있는 샘플의 경우를 예로 들면 오목 형상부가 형성되어 있는 영역을 전자 사진 감광체의 둘레 방향으로 10등분하여 얻어지는 10군데의 각각의 영역 내에 형성된, 둘레 방향으로 평행한 변을 갖는 1변이 100㎛인 정방형의 영역에서 측정을 행한다.

다음에, 데이터 해석 소프트웨어 중의 입자 해석 프로그램을 사용하여 전자 사진 감광체의 표면의 등고선 데이터를 표시한다. 오목부의 형상이나 면적 등을 구할 때의 구멍 해석 파라미터는 형성된 오목 형상에 의해 각각 최적화할 수 있다. 그러나, 예를 들어 최장의 장축 직경이 10㎛ 정도인 오목 형상의 관찰 및 측정을 행하는 경우이면 최장의 장축 직경의 상한을 15㎛, 최장의 장축 직경의 하한을 1㎛, 깊이의 하한을 0.1㎛, 체적의 하한을 1㎛³ 이상으로 해도 된다. 이와 같이 하여 해석 화면 상에서 오목 형상부로 판별할 수 있는 오목 형상의 개수를 카운트하여 오목 형상부의 개수로 한다.

다음에, 본 발명의 전자 사진 감광체의 구성에 대하여 설명한다.

본 발명의 전자 사진 감광체는 지지체와, 상기 지지체 위에 형성된 유기 감광층(이하, 단순히 「감광층」이라고도 한다)을 갖는다. 본 발명에 의한 전자 사진 감광체는 일반적으로는 원통 형상 지지체 위에 감광층을 형성한 원통 형상 유기 전자 사진 감광체가 널리 사용되지만, 벨트 형상 혹은 시트 형상 등의 형상도 가능하다.

감광층은 전하 수송 물질과 전하 발생 물질을 동일한 층에 함유하는 단층형 감광층이어도 되고 전하 발생 물질을 함유하는 전하 발생층과 전하 수송 물질을 함유하는 전하 수송층으로 분리한 적층형(기능 분리형) 감광층이어도 된다. 본 발명에 의한 전자 사진 감광체는, 전자 사진 특성의 관점에서 적층형 감광층이 바람직하다. 또한, 적층형 감광층은 지지체측으로부터 전하 발생층, 전하 수송층의 순으로 적층된 순층형 감광층이어도 되고, 지지체측으로부터 전하 수송층, 전하 발생층의 순으로 적층된 역층형 감광층이어도 된다. 본 발명에 의한 전자 사진 감광체에 있어서, 적층형 감광층을 채용하는 경우 전하 발생층을 적층 구조로 해도 되고, 또한 전하 수송층을 적층 구성으로 해도 된다. 또한, 내구 성능 향상 등을 목적으로 하여 감광층 위에 보호층을 형성하는 것도 가능하다.

지지체의 재료로서는, 도전성을 나타내는 것(도전성 지지체)이면 된다. 예를 들어, 철, 구리, 금, 은, 알루미늄, 아연, 티타늄, 납, 니켈, 주석, 안티몬, 인듐, 크롬, 알루미늄 합금, 스테인리스 등의 금속제(합금제) 등을 들 수 있다. 또한, 알루미늄, 알루미늄 합금, 산화 인듐-산화주석 합금 등을 진공 증착에 의해 피막 형성한 층을 갖는 상기 금속제 지지체나 플라스틱제 지지체를 사용할 수도 있다. 또한, 카본 블랙, 산화주석 입자, 산화티타늄 입자, 은 입자 등의 도전성 입자를 적당한 결착 수지와 함께 플라스틱이나 종이에 함침한 지지체나, 도전성 결착 수지를 갖는 플라스틱제의 지지체 등을 사용할 수도 있다.

지지체의 표면은 레이저광 등의 산란에 의한 간섭 무늬의 방지 등을 목적으로 하여 절삭 처리, 조면화 처리, 알루마이트 처리 등을 실시해도 된다.

지지체와, 후술하는 중간층 또는 감광층(전하 발생층, 전하 수송층)과의 사이에는 레이저광 등의 산란에 의한 간섭 무늬의 방지나, 지지체의 흠집의 피복을 목적으로 한 도전층을 형성해도 된다.

도전층은 카본 블랙, 도전성 안료나 저항 조절 안료를 결착 수지에 분산 및/또는 용해시킨 도전층용 도포액을 사용하여 형성되어도 된다. 도전층용 도포액에는 가열 또는 방사선 조사에 의해 경화 중합되는 화합물을 첨가해도 된다. 도전성 안료나 저항 조절 안료를 분산시킨 도전층은 그 표면이 조면화되는 경향이 있다.

도전층의 막 두께는 0.2㎛ 이상 40㎛ 이하인 것이 바람직하고, 또는 1㎛ 이상 35㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 또는 5㎛ 이상 30㎛ 이하인 것이 한층 더 바람직하다.

도전층에 사용되는 결착 수지로서는, 예를 들어 스티렌, 아세트산 비닐, 염화비닐, 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르, 불화비닐리덴, 트리플루오로에틸렌 등의 비닐 화합물의 중합체/공중합체를 들 수 있다. 또한, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세탈, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리우레탄, 셀룰로오스 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 규소 수지 및 에폭시 수지 등을 들 수 있다.

도전성 안료 및 저항 조절 안료로서는, 예를 들어 알루미늄, 아연, 구리, 크롬, 니켈, 은, 스테인리스 등의 금속(합금)의 입자나, 이들을 플라스틱의 입자의 표면에 증착시킨 것 등을 들 수 있다. 또한, 산화아연, 산화티타늄, 산화주석, 산화안티몬, 산화인듐, 산화비스무스, 주석을 도프한 산화 인듐, 안티몬이나 탄탈을 도프한 산화주석 등의 금속 산화물의 입자이어도 된다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 2종 이상을 조합하여 사용하는 경우에는, 단순히 혼합하는 것뿐이어도 되고, 고용체나 융착의 형태로 해도 된다.

지지체 또는 도전층과 감광층(전하 발생층, 전하 수송층) 사이에는 배리어 기능이나 접착 기능을 갖는 중간층을 형성해도 된다. 중간층은 감광층의 접착성 개량, 도공성 개량, 지지체로부터의 전하 주입성 개량, 감광층의 전기적 파괴에 대한 보호 등을 위해 형성된다.

중간층의 재료로서는, 예를 들어 폴리비닐알코올, 폴리-N-비닐이미다졸, 폴리에틸렌옥사이드, 에틸셀룰로오스 등을 들 수 있다. 또한, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 카제인, 폴리아미드, N-메톡시메틸화 6나일론, 공중합 나일론, 아교 및 젤라틴 등을 들 수 있다. 중간층은, 이들 재료를 용제에 용해시킴으로써 얻어지는 중간층용 도포액을 도포하고, 이것을 건조시킴으로써 형성할 수 있다.

중간층의 막 두께는 0.05㎛ 이상 7㎛ 이하인 것이 바람직하고, 또는 0.1㎛ 이상 2㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

다음에, 본 발명의 감광층에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.

본 발명에 있어서 감광층에 사용되는 전하 발생 물질로서는, 예를 들어 셀레늄-텔루륨, 피릴륨, 티아피릴륨계 염료, 각종 중심 금속 및 각종 결정계(α, β, γ, ε, X형 등)를 갖는 프탈로시아닌 안료를 들 수 있다. 또한, 안트안트론 안료나, 디벤즈피렌퀴논 안료나, 피란트론 안료나, 모노아조, 디스아조, 트리스아조 등의 아조 안료나, 인디고 안료나, 퀴나크리돈 안료나, 비대칭 퀴노시아닌 안료나, 퀴노시아닌 안료 등을 들 수 있다. 또한, 비정질 규소이어도 된다. 이들 전하 발생 물질은 1종만 사용해도 되고, 2종 이상 사용해도 된다.

본 발명의 전자 사진 감광체에 사용되는 전하 수송 물질로서는, 예를 들어 피렌 화합물, N-알킬카르바졸 화합물, 히드라존 화합물, N,N-디알킬아닐린 화합물, 디페닐아민 화합물, 트리페닐아민 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 트리페닐메탄 화합물, 피라졸린 화합물, 스티릴 화합물, 스틸벤 화합물 등을 들 수 있다.

감광층을 전하 발생층과 전하 수송층으로 기능 분리하는 경우, 전하 발생층은 이하의 방법으로 형성할 수 있다. 즉, 우선 전하 발생 물질을 0.3 내지 4배량(질량비)의 결착 수지 및 용제와 함께 호모게나이저, 초음파 분산, 볼밀, 진동 볼밀, 샌드밀, 아트라이터 또는 롤밀 등을 사용하는 방법에 의해 분산한다. 분산하여 얻어진 전하 발생층용 도포액을 도포한다. 이것을 건조시킴으로써 전하 발생층을 형성할 수 있다. 또한, 전하 발생층은 전하 발생 물질의 증착막으로 해도 된다.

전하 수송층은 전하 수송 물질과 결착 수지를 용제에 용해시킴으로써 얻어지는 전하 수송층용 도포액을 도포하고, 이것을 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 또한, 상기 전하 수송 물질 중 단독으로 성막성을 갖는 것은 결착 수지를 사용하지 않고 그 단독으로 성막하여 전하 수송층으로 할 수도 있다.

전하 발생층 및 전하 수송층에 사용하는 결착 수지로서는, 예를 들어 스티렌, 아세트산 비닐, 염화비닐, 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르, 불화비닐리덴, 트리플루오로에틸렌 등의 비닐 화합물의 중합체 및 공중합체 등을 들 수 있다. 또한, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세탈, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리우레탄, 셀룰로오스 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 규소 수지 및 에폭시 수지 등을 들 수 있다.

전하 발생층의 막 두께는 5㎛ 이하인 것이 바람직하고, 또는 0.1㎛ 이상 2㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 전하 수송층의 막 두께는 5㎛ 이상 50㎛ 이하인 것이 바람직하고, 또는 10㎛ 이상 35㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

전술한 바와 같이, 전자 사진 감광체에 요구되는 특성의 하나인 내구 성능의 향상에 있어서는, 상술한 기능 분리형 감광체의 경우, 표면층이 되는 전하 수송층의 재료 설계는 중요하다. 그 예로서는, 고강도의 결착 수지를 사용하거나, 가소성을 나타내는 전하 수송 물질과 결착 수지의 비율을 컨트롤하거나, 고분자 전하 수송 물질을 사용하는 것 등을 들 수 있지만, 더욱 내구 성능을 발현시키기 위해서는 표면층을 경화계 수지로 구성하는 것이 유효하다.

본 발명에 있어서는, 전하 수송층 자체를 경화계 수지로 구성하는 것이 가능하다. 또한, 상술한 전하 수송층 위에 제2 전하 수송층 혹은 보호층으로서 경화계 수지층을 형성하는 것이 가능하다. 경화계 수지층에 요구되는 특성은 막의 강도와 전하 수송 능력의 양립이며, 전하 수송 재료 및 중합 혹은 가교성의 단량체나 올리고머로 구성되는 것이 일반적이다.

전하 수송 재료로서는, 공지의 정공 수송성 화합물 및 전자 수송성 화합물을 사용할 수 있다. 중합 혹은 가교성의 단량체나 올리고머로서는 아크릴로일옥시기나 스티렌기를 갖는 연쇄 중합계의 재료, 수산기나 알콕시실릴기, 이소시아네이트기 등을 갖는 순서대로 중합계의 재료를 들 수 있다. 얻어지는 전자 사진 특성, 범용성이나 재료 설계, 제조 안정성 등의 관점에서 정공 수송성 화합물과 연쇄 중합계 재료의 조합이 바람직하고, 또는 정공 수송성기 및 아크릴로일옥시기의 양자를 분자 내에 갖는 화합물을 경화시키는 계가 특히 바람직하다. 경화 수단으로서는 열, 광, 방사선 등 공지의 수단을 이용할 수 있다.

경화층의 막 두께는 전하 수송층의 경우, 상기와 마찬가지로 5㎛ 이상 50㎛ 이하인 것이 바람직하고, 또는 10㎛ 이상 35㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 제2 전하 수송층 혹은 보호층의 경우에는 0.1㎛ 이상 20㎛ 이하인 것이 바람직하고, 또는 1㎛ 이상 10㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서는 상술한 방법에 의해 제작된 표면층을 갖는 전자 사진 감광체에 대하여, 전술한 레이저 가공 혹은 몰드에 의한 압접 형상 전사 가공을 행함으로써 원하는 오목 형상부를 형성하는 것이 가능하다.

본 발명에 의한 전자 사진 감광체는 상술한 대로 특정한 오목 형상부를 그 표면에 갖는다. 이 오목 형상부에 의한 본 발명의 효과는 표면이 마모되기 힘든 전자 사진 감광체에 적용했을 때에 가장 효과적이면서 지속적으로 작용한다.

본 발명의 표면이 마모되기 힘든 전자 사진 감광체에 있어서는, 그 표면의 탄성 변형율이 40％ 이상인 것이 바람직하고, 45％ 이상인 것이 더욱 바람직하고, 50％ 이상인 것이 한층 더 바람직하다.

또한, 본 발명에 의한 전자 사진 감광체의 표면의 유니버설 경도치(HU)는 150N/㎟ 이상인 것이 바람직하다. 탄성 변형율이 40％ 미만인 경우나, 유니버설 경도치가 150/㎟ 미만인 경우에는 표면이 마모되기 쉬운 경향이 있으므로 바람직하지 않다.

상기와 같은 표면이 마모되기 힘든 전자 사진 감광체에서는 초기부터 반복 사용 후까지 상기한 미세 표면 형상의 변화가 매우 작거나, 혹은 변화되지 않기 때문에 장기간 반복하여 사용한 경우에도 초기의 성능을 양호하게 유지할 수 있다. 또한, 전자 사진 감광체의 표면의 유니버설 경도치(HU) 및 탄성 변형율은, 예를 들어 25℃/50％ RH 환경 하에서 미소 경도 측정 장치 피셔스코프 H100V(피셔(Fischer)사제)를 사용하여 측정할 수 있다.

본 발명의 전자 사진 감광체의 각 층에는 각종 첨가제를 첨가할 수 있다. 첨가제로서는 산화 방지제나 자외선 흡수제 등의 열화 방지제나, 불소 원자 함유 수지 입자 등의 윤활제 등을 들 수 있다.

다음에, 본 발명에 있어서 사용하는 토너에 대하여 설명한다.

본 발명의 전자 사진 감광체와 조합하여 사용되는 토너의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 현탁 중합법, 기계식 분쇄법, 구형화 처리 등에 의해 제조되는 것이 바람직하고, 현탁 중합법이 특히 바람직하다. 또한, 상기 방법에 의해 제조된 토너 입자는 그대로 사용할 수도 있지만, 필요에 따라 외첨제로서 무기 입자나 유기 수지 입자를 1종 또는 복수종 선택하여, 이것을 토너와 혼합하고 나서 사용해도 된다.

토너의 평균 입경은, 세공 전기 저항법에 의해 적절하게 측정할 수 있다. 측정 장치로서 콜터 멀티사이저 Ⅱ(콜터사제)를 사용하는 경우의 일례를 다음에 설명한다.

측정용의 전해액으로서는 1급 염화나트륨을 사용하여 제조한 1％ NaCl 수용액을 사용하면 되고, 예를 들어 이소톤(ISOTON) R-Ⅱ(콜터 사이언티픽 재팬사제)를 사용할 수 있다. 측정법으로서는, 우선 상기 전해수 용액 100 내지 150ml 중에 분산제로서 계면 활성제, 바람직하게는 알킬벤젠술폰산염을 0.3ml 첨가하고, 또한 측정 시료를 2 내지 20mg 첨가한다. 시료를 현탁한 전해액은 초음파 분산기에 의해 약 1 내지 3분간 분산 처리를 행하고, 상기 측정 장치에 의해 토너의 체적, 개수를 측정하여 체적 분포와 개수 분포를 산출하고, 중량 평균 입경(D4)(각 채널의 중앙치를 채널마다의 대표치로 한다)을 구한다. 중량 평균 입경이 6.0㎛보다 큰 경우에는 100㎛ 애퍼쳐를 사용하여 2 내지 60㎛의 입자를 측정한다. 중량 평균 입경이 3.0 내지 6.0㎛인 경우에는 50㎛ 애퍼쳐를 사용하여 1 내지 30㎛의 입자를 측정한다. 중량 평균 입경이 3.0㎛ 미만인 경우에는 30㎛ 애퍼쳐를 사용하여 0.6 내지 18㎛의 입자를 측정한다.

다음에, 본 발명의 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치에 대하여 설명한다.

도 14a는 본 발명의 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지를 구비한 전자 사진 장치의 개략 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 이에 있어서, 도면 부호 9는 원통 형상의 전자 사진 감광체이며, 축(10)을 중심으로 화살표 방향으로 소정의 주속도로 회전 구동된다. 회전 구동되는 전자 사진 감광체(9)의 둘레면은 대전 수단(1차 대전 수단 : 대전 롤러 등)(11)에 의해 정(+) 또는 부(-)의 소정 전위로 균일하게 대전된다. 계속해서, 슬릿 노광이나 레이저 빔 주사 노광 등의 노광 수단(도시하지 않음)으로부터 출력되는 노광 광(화상 노광 광)(12)을 받는다. 이렇게 하여 전자 사진 감광체(9)의 둘레면에 원하는 화상에 대응한 정전 잠상이 순차적으로 형성되어 간다. 또한, 대전 수단(11)은, 도 14a에 도시된 바와 같은 대전 롤러 등을 사용한 접촉 대전 수단에 한정되지 않고, 코로나 대전기를 사용한 코로나 대전 수단이어도 되고, 그 밖의 방식의 대전 수단이어도 된다.

전자 사진 감광체(9)의 둘레면에 형성된 정전 잠상은 현상 수단(13)의 현상제에 포함되는 토너에 의해 현상되어 토너상으로 된다. 계속해서, 전자 사진 감광체(9)의 둘레면에 형성 담지되어 있는 토너상이, 전사 수단(전사 롤러 등)(14)으로부터의 전사 바이어스에 의해 전사재(종이 등)(P)에 순차적으로 전사되어 간다. 또한, 전사재(P)는 전사재 공급 수단(도시하지 않음)으로부터 전자 사진 감광체(9)와 전사 수단(14) 사이(접촉부)에 전자 사진 감광체(9)의 회전과 동기하여 급송되어도 된다. 또한, 전사재 대신에 일단 중간 전사체나 중간 전사 벨트에 토너상을 전사한 후, 또한 전사재(종이 등)에 전사하는 시스템도 가능하다.

토너상의 전사를 받은 전사재(P)는 전자 사진 감광체(9)의 둘레면으로부터 분리되어 정착 수단(16)에 도입되어 상 정착됨으로써 화상 형성물(프린트, 카피)로서 장치 밖으로 프린트 아웃된다.

토너상 전사 후의 전자 사진 감광체(9)의 둘레면은 클리닝 수단[예를 들어 탄성 부재, 본 예에서는 클리닝 블레이드(19)를 사용하고 있다](15)에 의해 전사 잔류 토너가 제거되어 청정면화된다. 그 후 또한 전 노광 수단(도시하지 않음)으로부터 전 노광 광(도시하지 않음)에 의해 제전 처리된 후, 반복 화상 형성에 사용된다.

클리닝 수단(15)에 의해 회수된 전사 잔류 토너는 회수 토너로서, 클리닝 프레임(20) 내의 회수 토너 용기(도시하지 않음)로 보내진다. 클리닝 프레임(20)에는 클리닝 블레이드(11)에 의해 긁혀 떨어진 전사 잔류 토너를 떠내기 위하여 클리닝 블레이드(19)의 전자 사진 감광체 이동 방향 상류측에 위치하고, 또한 전자 사진 감광체(1)의 표면에 약하게 접촉된 시트 부재(21)가 부착되어 있다. 또한, 클리닝 수단의 길이 방향 단부에 있어서는 전자 사진 감광체(9), 클리닝 수단(15), 시트 부재(21), 및 클리닝 프레임(20)과의 사이에 간극이 발생한다. 그로 인해, 그 간극으로부터 회수 토너가 용기 밖으로 누출되는 것을 방지하기 위한 시일 부재(도 14b에 있어서의 도면 부호 22)가 부착되어 있다. 또한, 본 발명에 의한 전자 사진 감광체는 클리닝 수단을 사용하지 않는 클리닝리스 시스템에 대하여 사용하는 것도 가능하다.

전 노광에 대해서는, 도 14a에 도시된 바와 같이 대전 수단(11)이 대전 롤러 등을 사용한 접촉 대전 수단인 경우, 반드시 필요하지는 않다.

또한, 상술한 전자 사진 감광체(9)와, 대전 수단(11), 현상 수단(13) 및 클리닝 수단(15)을 포함하는 군으로부터 선택되는 1개 이상의 수단이 용기에 수납되어 프로세스 카트리지로서 일체로 결합된 구성이어도 된다. 이 프로세스 카트리지는 복사기나 레이저 빔 프린터 등의 전자 사진 장치 본체에 대하여 착탈 가능하게 구성해도 된다. 도 14a에서는 전자 사진 감광체(9)와, 대전 수단(11), 현상 수단(13) 및 클리닝 수단(15)을 일체로 지지하여 카트리지화하고 있다. 그러한 프로세스 카트리지(17)는 전자 사진 장치 본체의 레일 등의 안내 수단(18)을 사용하여 전자 사진 장치 본체에 탑재되어 있다.

(실험예)

이하에, 구체적인 실험예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 또한, 실험예 중의 「부」는 「질량부」를 의미한다.

(실험예 1)

<표면층의 제조>

우선, 76×52㎜, 두께 2㎜의 유리 기판을 지지체로 했다. 계속해서, 이하의 성분을 모노클로로벤젠 600부 및 메티랄 200부의 혼합 용매 중에 용해하여 표면층용 도료를 제조했다.

하기 화학식의 정공 수송성 화합물 70부

폴리카르보네이트 수지 100부

[상품명 : 유필론 Z400, 미쓰이 깅소끄 고교(주) 미쯔비시 엔지니어링 플라스틱(주)사제]

상기 표면층용 도료를 사용하여, 상기 유리 기판 위에 표면층용 도료를 바 코팅법으로 도포하고, 90℃의 오븐에서 40분간 가열 건조함으로써 막 두께가 20㎛인 표면층을 형성했다.

<오목 형상부의 형성>

이 표면층을 구비한 유리 기판에 대하여 내수 페이퍼를 사용하고, 가압 : 100g/㎠, 각도 : 약 135°로 마찰하여 줄무늬 형상의 오목 형상부를 다수 형성했다. 여기서, 상기 내수 페이퍼는 보스(BOSS)제 탄화규소 정전 코팅 방수 연마 페이퍼(WATERPROOF ABRASIVE PAPER ELECTROSTATIC COATED SILICON CARBIDE) 형식 : P1000이다.

<형성된 오목 형상부의 관찰>

얻어진 샘플의 표면 형상을 레이저 현미경(가부시끼가이샤 기엔스제 VK-9500)에 의해 확대 관찰한 바, 다음과 같은 것을 알았다. 여기에는 Lpc : 5.0 내지 10.0㎛의 범위, Rdv : 0.5 내지 2.0㎛의 범위, 각도 : 133 내지 137° 범위의 줄무늬 형상의 오목 형상부가 다수 형성되어 있었다.

<토너 거동의 관찰>

토너 거동의 관찰에 사용한 장치의 모식도를 도 15에 도시한다.

관찰은, 다음과 같이 하여 행했다. 우선, 오목 형상부 형성 후의 표면층을 구비한 유리 기판을 준비하고, 그 표면층을 얇게 코팅하도록 토너를 부착시켰다. 다음에, 이 토너 부착면을 하향으로 하고, 토너 부착면이 클리닝 블레이드에 접하도록 하여 유리 기판을 장치에 세트했다. 계속해서, 유리 기판을 클리닝 블레이드에 대하여 반대 방향으로 이동시키면서 클리닝 블레이드와 표면층의 닙 근방의 토너 입자의 거동을 광학 현미경으로 관찰했다. 또한, 이때, 유리 기판의 이동 방향에 대하여 줄무늬 형상의 오목 형상부가 이루는 각도는 둔각으로 표현하면 133 내지 137°이었다. 관찰에 사용한 광학 현미경의 배율은 340배이었다. 클리닝 블레이드의 재질은 실리콘 고무이며, 두께 5㎜, 폭은 5㎜, 자유 길이는 15㎜, 표면층의 면과 클리닝 블레이드가 이루는 각은 25°이었다. 관찰용의 토너로서는 캐논(주)제 디지털 컬러 복사기 iRC6800용의 시안 토너 및 마젠타 토너를 준비하고, 시안 토너에 대하여 마젠타 토너를 0.5％ 혼합하여 토너의 거동을 관찰하기 쉽게 한 것을 사용했다. 이들 토너의 중량 평균 입경은 시안 토너가 6.6㎛, 마젠타 토너가 6.7㎛이었다. 토너 거동의 관찰 결과를 하기의 표 1에 나타낸다.

(실험예 2)

우선, 실험예 1과 마찬가지로 하여 표면층을 구비한 유리 기판을 제작했다.

<오목 형상부의 형성>

다음에, 이 표면층을 구비한 유리 기판에 대하여, 연마 시트(레프라이트제 형식 : GC#2000)를 사용하여, 가압 : 100g/㎠, 각도 : 약 135°로 마찰하여 줄무늬 형상의 오목 형상부를 다수 형성했다.

<형성된 오목 형상부의 관찰>

얻어진 샘플의 표면 형상을 실시예 1과 마찬가지로 하여 관찰한 바, Lpc : 5.0 내지 7.0㎛의 범위, Rdv : 0.1 내지 0.2㎛의 범위, 각도 : 133 내지 137° 범위의 줄무늬 형상의 오목부가 다수 형성되어 있었다.

<토너 거동의 관찰>

실험예 1과 마찬가지로 하여 관찰을 행했다. 결과를 하기의 표 1에 나타낸다.

(실험예 3)

실험예 1과 마찬가지로 표면층을 구비한 유리 기판을 제작했지만, 상기 표면층에 오목 형상부의 형성을 행하지 않았다.

<토너 거동의 관찰>

실험예 1과 마찬가지로 하여 관찰을 행했다. 결과를 하기의 표 1에 나타낸다.

실험예 1로부터 Rdv가 2.0㎛ 이하, Lpc가 10.0㎛ 이하인 오목 형상부의 존재에 의해, 토너를 오목 형상부의 장축 방향으로 흘러가게 하는 효과가 있는 것을 알았다.

한편, 실험예 2, 실험예 3으로부터, 토너를 오목 형상부의 장축 방향으로 흘러가게 하는 효과를 얻기 위해서는 Rdv가 0.2㎛보다 큰 것이 필요한 것을 알았다. 또한, 깊이가 0.2㎛인 오목 형상부에 직경 5.0㎛의 구체가 빠져 들어가는 깊이는 오목 형상부의 단축 직경이 1.96㎛ 이상으로 되면 변화하지 않는다는 것이 계산에 의해 구해진다. 따라서, Lpc가 2.0㎛ 미만인 경우에도 토너를 오목 형상부의 장축 방향으로 흘러가게 하는 효과는 얻어지지 않을 것으로 추정된다.

(실험예 4)

<감광체의 제조>

외경 30㎜, 길이 357.5㎜의 알루미늄 실린더를 지지체(원통 형상 지지체)로 했다.

다음에, 이하의 성분으로 이루어지는 용액을 약 20시간, 볼밀로 분산하여 도전층용 도료를 제조했다.

산화주석의 피복층을 갖는 황산바륨 입자로 이루어지는 분체 60부

[상품명 : 파스트란 PC1, 미쓰이 깅소끄 고교(주)제]

산화티타늄 15부

[상품명 : 티타닉스(TITANIX) JR, 테이카(주)제]

레졸형 페놀 수지 43부

[상품명 : 페놀라이트 J-325, 다이니폰 잉크 가가꾸 고교(주)제, 고형분 70％]

실리콘 오일 0.015부

[상품명 : SH28PA, 도레이 실리콘(주)제]

실리콘 수지 3.6부

[상품명 : 토스펄 120, 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼스(주)제]

2-메톡시-1-프로판올 50부

메탄올 50부

이와 같이 하여 제조된 도전층용 도료를 알루미늄 실린더 위에 침지법에 의해 도포하고, 140℃의 오븐에서 1시간 가열 경화함으로써 막 두께가 15㎛인 도전층을 형성했다.

다음에, 이하의 성분을 메탄올 400부/n-부탄올 200부의 혼합액에 용해했다.

공중합 나일론 수지 10부

[상품명 : 아밀란 CM8000, 도레이(주)제]

메톡시메틸화 6나일론 수지 30부

[상품명 : 토레신 EF-30T, 나가세 켐텍스(주)제]

이와 같이 하여 조정된 중간층용 도료를, 상술한 수지층 위에 침지 도포하고, 100℃의 오븐에서 30분간 가열 건조함으로써 막 두께가 0.45㎛인 중간층을 형성했다.

다음에, 이하의 성분을 직경 1㎜의 유리 비즈를 사용한 샌드밀 장치에 의해 4시간 분산한 후, 아세트산 에틸 700부를 첨가하여 전하 발생층용 분산액을 제조했다.

히드록시갈륨 프탈로시아닌 20부

[CuKα 특성 X선 회절에 있어서, 7.4° 및 28.2°(브래그각 2θ±0.2°))에 강한 피크를 갖는 것]

하기 화학식의 칼릭스아렌 화합물 0.2부

폴리비닐부티랄 10부

[상품명 : 에스렉 BX-1, 세끼스이 가가꾸제]

시클로헥사논 600부

이것을 침지 코팅법으로 도포하고, 80℃의 오븐에서 15분간 가열 건조함으로써 막 두께가 0.17㎛인 전하 발생층을 형성했다.

계속해서, 이하의 성분을 모노클로로 벤젠 600부 및 메티랄 200부의 혼합 용매 중에 용해하여 전하 수송층용 도료를 제조했다.

하기 화학식의 정공 수송성 화합물 70부

하기 화학식의 수지 100부

(공중합비 m : n = 7 : 3, 중량 평균 분자량 : 130000)

이와 같이 하여 조정된 전하 수송층용 도료를 사용하여, 상기 전하 발생층 위에 전하 수송층을 침지 도포하고, 100℃의 오븐에서 30분간 가열 건조함으로써 막 두께가 27㎛인 전하 수송층을 형성하여, 전자 사진 감광체의 감광층을 얻었다.

<오목 형상부의 형성>

얻어진 전자 사진 감광체를 실온 25℃의 환경에 있어서, 도 12에 나타낸 표면 형상 가공 장치에 설치했다. 가압 부재는 재질을 SUS제로 하고 내부에 가열용의 히터를 설치했다. 형상 전사용의 몰드는 도 16a 및 도 16b에 도시된 바와 같은 볼록 형상을 갖는 두께 200㎛의 니켈판을 사용하여 상기 가압 부재 위에 고정했다. 또한 볼록 형상의 장축 직경은 19.5㎛, 단축 직경은 3.3㎛, 높이는 3.0㎛로 했다. 또한, 감광체 표면 가공 시에 감광체의 둘레 방향과 볼록 형상의 장축 직경이 이루는 각도를 둔각으로 나타냈을 때 135°로 되도록 했다. 지지체의 내부에는 지지체의 내경과 거의 동일한 직경을 갖는 원기둥 형상의 SUS제의 유지 부재를 삽입했다. 이때 유지 부재의 온도 제어는 행하지 않았다. 이상의 구성의 장치를 사용하여 몰드의 온도는 145℃, 가압력은 7.84N/㎟, 가공 속도는 10㎜/sec로 전자 사진 감광체의 표면 가공을 행했다. 또한, 별도로 측정한 전하 수송층의 유리 전이 온도는 85℃, 전하 수송 물질의 융점은 141℃이었다. 또한 지지체의 온도 35℃에 대해서는 가공 프로세스의 개시 시 및 종료 시의 온도이다.

또한, 몰드 및 지지체의 온도 측정은 이하의 방법에 의해 행했다. 몰드의 온도는 테이프 접촉형의 열전대(안리쯔 게이기 가부시끼가이샤제 ST-14K-008-TS1.5-ANP)를 몰드 표면에 접촉시킴으로써 측정했다. 지지체의 온도는 지지체 내면에 테이프 접촉형의 열전대를 미리 설치해 둠으로써 측정했다.

<형성된 오목 형상부의 관찰>

얻어진 샘플의 표면 형상을 레이저 현미경(가부시끼가이샤 기엔스제 VK-9500)으로 확대 관찰했다. 그 결과, 몰드로 가공된 영역에는 장축 직경(Rpc-A) : 19.5㎛, 단축 직경(Lpc-A) : 3.3㎛, 깊이(Rdv-A) : 1.5㎛, 후술하는 토너 거동의 관찰 시에 감광체 표면이 이동해 가는 방향과, 오목 형상부의 장축이 이루는 각을 둔각으로 나타냈을 때의 각도 θ : 135°의 긴 구멍 형상의 오목 형상부가 사방 100㎛당 50개 형성되어 있는 것을 알았다.

<토너 거동의 관찰>

도 15에 도시된 바와 같이 토너 입자를 부착시킨 오목 형상부 형성 후의 감광체를 클리닝 블레이드에 접하도록 세트하고, 감광체를 클리닝 블레이드에 대하여 반대 방향으로 회전 이동시켜 클리닝 블레이드와 감광체의 닙 근방의 토너 입자의 거동을 광학 현미경으로 관찰했다. 광학 현미경은 시판되는 것이며 배율은 85배이었다. 클리닝 블레이드의 재질은 실리콘 고무이며 두께 5㎜, 감광체와의 접선이 이루는 각은 25°이며 폭은 5㎜, 자유 길이는 15㎜이었다. 관찰용의 토너는 캐논제 디지털 컬러 복사기 iRC6800용 마젠타 토너를 사용했다. 토너의 가로 방향으로의 이동을 나타내는 모식도를 도 17에 도시한다. 또한, 결과를 표 2에 나타낸다.

(실험예 5)

각도 θ를 113°로 한 것 외에는 실험예 4와 동일한 감광체를 제작하고 오목부 형상을 형성하여 토너 거동의 관찰을 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.

(실험예 6)

각도 θ를 148°로 한 것 외에는 실험예 4와 동일한 감광체를 제작하고, 오목부 형상을 형성하여 토너 거동의 관찰을 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.

(실험예 7)

각도 θ를 90°로 한 것 외에는 실험예 4와 동일한 감광체를 제작하고, 오목부 형상을 형성하여 토너 거동의 관찰을 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.

(실험예 8)

각도 θ를 180°로 한 것 외에는 실험예 4와 동일한 감광체를 제작하고, 오목부 형상을 형성하여 토너 거동의 관찰을 행했다. 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2로부터도 알 수 있듯이 원통형의 감광체에 있어서도 θ가 90°<θ <180°의 범위에 있을 때에는 토너를 오목 형상의 장축 방향을 따라 흘러가게 하는 효과가 얻어진다는 것을 알았다.

(실시예)

이하에, 본 발명의 실시예를 설명하지만, 본 발명은 이하의 예에 한정되지는 않는다. 또한, 실시예 중의 「부」는 「질량부」를 의미한다.

<전자 사진 감광체(A)의 제조>

외경 30㎜, 길이 370㎜의 알루미늄 실린더를 지지체(원통 형상 지지체)로 한 것 외에는 실험예 4와 마찬가지로 하고, 도전층, 중간층, 전하 발생층, 전하 수송층을 형성하여 전자 사진 감광체(A)를 얻었다.

<전자 사진 감광체(B)의 제조>

외경 30㎜, 길이 370㎜의 알루미늄 실린더를 지지체(원통 형상 지지체)로 했다.

다음에, 이하의 성분으로 이루어지는 용액을 약 20시간, 볼밀로 분산하여 도전층용 도료를 제조했다.

산화주석의 피복층을 갖는 황산바륨 입자로 이루어지는 분체 60부

[상품명 : 파스트란 PC1, 미쓰이 깅소끄 고교(주)제]

산화티타늄 15부

[상품명 : 티타닉스 JR, 테이카(주)제]

레졸형 페놀 수지 43부

[상품명 : 페놀라이트 J-325, 다이니폰 잉크 가가꾸 고교(주)제, 고형분 70％]

실리콘 오일 0.015부

[상품명 : SH28PA, 도레이 실리콘(주)제]

실리콘 수지 3.6부

[상품명 : 토스펄 120, 모멘티브 퍼포먼스 머티리얼스(주)제]

2-메톡시-1-프로판올 50부

메탄올 50부

이와 같이 하여 제조된 도전층용 도료를 알루미늄 실린더 위에 침지법에 의해 도포하고, 140℃의 오븐에서 1시간 가열 경화함으로써 막 두께가 15㎛인 도전층을 형성했다.

다음에, 이하의 성분을 메탄올 400부/n-부탄올 200부의 혼합액에 용해했다.

공중합 나일론 수지 10부

[상품명 : 아밀란 CM8000, 도레이(주)제]

메톡시메틸화 6나일론 수지 30부

[상품명 : 토레신 EF-30T, 나가세 켐텍스(주)제]

이와 같이 하여 조정된 중간층용 도료를, 상술한 수지층 위에 침지 도포하고, 100℃의 오븐에서 30분간 가열 건조함으로써, 막 두께가 0.45㎛인 중간층을 형성했다.

다음에, 이하의 성분을, 직경 1㎜의 유리 비즈를 사용한 샌드밀 장치로 4시간 분산한 후, 아세트산 에틸 700부를 첨가하여 전하 발생층용 분산액을 제조했다.

히드록시갈륨 프탈로시아닌 20부

[CuKα 특성 X선 회절에 있어서, 7.4° 및 28.2°(브래그각 2θ±0.2°))에 강한 피크를 갖는 것]

하기 화학식의 칼릭스아렌 화합물 0.2부

폴리비닐부티랄 10부

(상품명 : 에스렉 BX-1, 세끼스이 가가꾸제)

시클로헥사논 600부

이것을 침지 코팅법으로 도포하고, 80℃의 오븐에서 15분간 가열 건조함으로써 막 두께가 0.17㎛인 전하 발생층을 형성했다.

계속해서, 이하의 성분을 모노클로로 벤젠 600부 및 메티랄 200부의 혼합 용매 중에 용해하여 전하 수송층용 도료를 제조했다.

하기 화학식의 정공 수송성 화합물 70부

폴리카르보네이트 수지 100부

[상품명 : 유필론 Z400, 미쯔비시 엔지니어링 플라스틱(주)사제]

이와 같이 하여 조정된 전하 수송층용 도료를 사용하여, 상기 전하 발생층 위에 전하 수송층을 침지 도포하고, 90℃의 오븐에서 40분간 가열 건조함으로써 막 두께가 18㎛인 전하 수송층을 형성했다.

계속해서, 분산제로서 이하의 성분을 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로시클로펜탄[상품명 : 제오로라 H, 니혼제온(주)사제] 20부 및 1-프로판올 20부의 혼합 용제에 용해했다.

불소 원자 함유 수지 0.5부

[상품명 : GF-300, 도아 고세이(주)사제]

이것에 윤활제로서, 이하의 분체를 첨가했다.

4불화에틸렌 수지 분체 10부

[상품명 : 루브론 L-2, 다이킨 고교(주)제]

그 후, 이것을 고압 분산기(상품명 : 마이크로플루이다이저 M-110EH, 미국 마이크로플루이딕스(Microfluidics)사제)에 의해 0.588Pa의 압력으로 4회의 처리를 실시하여 균일하게 분산시켰다. 또한, 이것을 폴리플론 필터[상품명 : PF-040, 어드밴텍 도요(주)사제]에 의해 여과를 행하여 윤활제 분산액을 제조했다.

다음에, 이하의 성분을 상기 윤활제 분산액에 첨가했다.

하기 식으로 표시되는 정공 수송성 화합물 90부

1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로시클로펜탄 70부

1-프로판올 70부

계속해서, 이하의 필터를 사용하여 이 액을 여과하여 제2 전하 수송층용 도료를 제조했다.

폴리플론 필터[상품명 : PF-020, 어드밴텍 도요(주)사제]

이 도료를 사용하여, 상기 전하 수송층 위에 제2 전하 수송층을 도포한 후, 대기 중에서 50℃의 오븐에서 10분간 건조했다. 그 후, 질소 중에 있어서 가속 전압 150kV, 빔 전류 3.0mA의 조건에서 실린더를 300rpm으로 회전시키면서 1.6초간 전자선 조사를 행했다. 계속하여, 질소 중에 있어서 25℃로부터 110℃까지 30초 동안 승온시켜 경화 반응을 행했다. 또한, 이때의 전자선의 흡수선량을 측정한 바 18kGy이었다. 또한, 전자선 조사 및 가열 경화 반응 분위기의 산소 농도는 15ppm이하이었다. 그 후, 이것을 대기 중에서 취출하고, 25℃까지 자연 냉각하고 나서 100℃의 오븐에서 30분간의 후가열 처리를 행하여, 막 두께 5㎛의 보호층(제2 전하 수송층)을 형성하여 전자 사진 감광체(B)를 얻었다.

(실시예 1)

<오목 형상부의 형성>

전자 사진 감광체(B)에 대하여, 도 12에 도시된 구성의 장치에 있어서, 도 18a 및 도 18b에 도시된 바와 같은 볼록 형상[단축 직경 : 2.0㎛, 장축 직경 : 4.0㎛의 타원형의 단면을 갖고, 높이가 2.0㎛인 기둥 형상, 전자 사진 감광체 상단을 상방으로 취하고, 전자 사진 감광체 둘레 방향을 수평 방향으로 취하여 도면과 같이 보았을 때, 수평 방향 좌측으로부터 반시계 방향으로 측정한 각도 θ=135°, 세로 간격 : 5㎛, 가로 간격 : 5㎛, 이웃하는 볼록 형상부끼리의 종방향의 어긋남 폭은 세로 간격의 1/2]을 갖는 형상 전사용의 몰드를 설치하여, 전자 사진 감광체의 표면 가공을 행했다. 몰드는 두께가 50㎛인 니켈판에 의해 표면 형상 가공 장치의 가압 부재 위에 고정하여 사용했다. 또한, 가공을 행할 때 지지체의 내부에는 지지체의 내경과 거의 동일한 직경을 갖는 원기둥 형상의 SUS제의 유지 부재를 삽입했다. 이때 유지 부재의 온도 제어는 행하지 않았다. 표면 가공 시는 전자 사진 감광체 표면의 온도가 145℃로 되도록 전자 사진 감광체 및 몰드의 온도를 제어하고, 7.84N/㎟의 압력으로 가압하면서 감광체를 둘레 방향으로 10㎜/sec의 속도로 회전시켜 형상 전사를 행했다. 또한, 이 표면 가공을 실시한 것은 전자 사진 감광체 상단으로부터 측정하여 25㎜ 이상, 37㎜ 이내의 범위에 있어서의, 전자 사진 감광체의 둘레 방향으로 일주분의 영역이다.

계속해서, 도 12에 도시된 구성의 장치에 도 18c 및 도 18d에 도시된 볼록 형상[단축 직경 : 2.0㎛, 장축 직경 : 4.0㎛의 타원형의 단면을 갖고, 높이가 2.0㎛인 기둥 형상, 전자 사진 감광체 상단을 상방으로 취하고, 전자 사진 감광체 둘레 방향을 수평 방향으로 취하여 도면과 같이 보았을 때, 수평 방향 좌측으로부터 시계 방향으로 측정한 각도 θ=135°, 세로 간격 : 5㎛, 가로 간격 : 5㎛]을 갖는 몰드를 설치하여, 전자 사진 감광체의 표면 가공을 행했다. 몰드는 두께가 50㎛인 니켈판에 의해 표면 형상 가공 장치의 가압 부재 위에 고정하여 사용했다. 또한, 가공을 행할 때 지지체의 내부에는 지지체의 내경과 거의 동일한 직경을 갖는 원기둥 형상의 SUS제의 유지 부재를 삽입했다. 이때 유지 부재의 온도 제어는 행하지 않았다. 표면 가공 시는 전자 사진 감광체 표면의 온도가 145℃로 되도록 전자 사진 감광체 및 몰드의 온도를 제어하고, 7.84N/㎟의 압력으로 가압하면서 감광체를 둘레 방향으로 10㎜/sec의 속도로 회전시켜 형상 전사를 행했다. 또한, 이 표면 가공을 실시한 것은 전자 사진 감광체 하단으로부터 측정하여 15㎜ 이상, 25㎜ 이내의 범위에 있어서의 전자 사진 감광체의 둘레 방향으로 일주분의 영역이다.

상기한 바와 같이 하여 전자 사진 감광체의 상단측과 하단측에 표면 가공을 실시하여 실시예 1의 전자 사진 감광체를 얻었다.

<형성된 오목 형상부의 관찰>

얻어진 전자 사진 감광체의 표면 형상을 레이저 현미경(가부시끼가이샤 기엔스제 VK-9500)으로 확대 관찰했다. 그 결과, 도 19a 및 도 19b에 도시된 바와 같이 전자 사진 감광체 상단으로부터 측정하여 25㎜ 이상, 37㎜ 이하의 영역에는 개구부의 형상이 평균 단축 직경(Lpc-A) : 2.0㎛, 평균 장축 직경(Rpc-A) : 4.0㎛의 타원형이며, 평균 깊이(Rdv-A) : 1.1㎛의 기둥 형상의 오목 형상부가 형성되어 있는 것을 알았다. 오목 형상부의 장축과 전자 사진 감광체 둘레 방향이 이루는 각도는, 전자 사진 감광체 상단을 상방으로 취하고, 전자 사진 감광체 둘레 방향을 수평 방향으로 취하여 보았을 때, 수평 방향 좌측으로부터 반시계 방향으로 측정한 각도 θ가 135°로 되어 있었다. 사방 100㎛당 오목 형상부의 개수는 400개였다.

한편, 전자 사진 감광체 하단에서 측정하여 15㎜ 이상, 25㎜ 이하의 범위에서는 도 19c 및 도 19d에 도시된 바와 같이 개구부의 형상이 평균 단축 직경(Lpc-A) : 2.0㎛, 평균 장축 직경(Rpc-A) : 4.0㎛의 타원형이며, 평균 깊이(Rdv-A) : 1.1㎛의 기둥 형상의 오목 형상부가 형성되어 있는 것을 알았다. 오목 형상부의 장축과 전자 사진 감광체 둘레 방향이 이루는 각도는 전자 사진 감광체 상단을 상방으로 취하고, 전자 사진 감광체 둘레 방향을 수평 방향으로 취하여 보았을 때, 수평 방향 좌측으로부터 시계 방향으로 측정한 각도 θ가 135°로 되어 있었다. 사방 100㎛당의 오목 형상부의 개수는 400개이었다.

<전자 사진 감광체의 평가>

상술한 바와 같이 하여 얻어진 전자 사진 감광체를 캐논(주)제의 전자 사진 복사기 iR2870 개조기에 장착하여 평가를 행했다.

전자 사진 감광체는 전자 사진 복사기 iR2870용 드럼 카트리지에 전자 사진 감광체 상단측이 전자 사진 복사기 iR2870 개조기의 내측으로 되도록 하여 장착했다. 이때, 전자 사진 감광체의 회전 방향은 전자 사진 감광체 상단측에서 보아 시계 방향으로 된다.

클리닝 블레이드, 및 클리닝 블레이드의 길이 방향 양쪽에 부착되어 있는 시일 부재는 전자 사진 복사기 iR2870용 드럼 카트리지에 장착되어 있던 것을 그대로 사용했다. 드럼 카트리지 내의 회수 토너 용기부에는 미리 10g의 토너를 넣어 두어, 전자 사진 감광체를 장착한 후, 감광체 표면의 오목 형상부 형성 영역에 토너가 접촉하도록 했다. 이 드럼 카트리지를 전자 사진 복사기 iR2870 개조기에 장착했다. 평가용의 토너는 중량 평균 입경이 5.0㎛인 것을 사용했다.

iR2870 개조기의 화상 인쇄 가능 영역은 전자 사진 감광체의 상단측 37.5㎜로부터 344.5㎜까지의 범위에 대응한다. 따라서, 전자 사진 감광체 표면에 오목 형상부가 형성된 영역은 화상 인쇄 가능 영역보다도 외측으로 되어 있다.

평가는 23℃/50％ RH 환경 하에서 행했다. 전자 사진 감광체의 초기 전위는 전자 사진 감광체의 암부 전위(Vd)가 -720V, 명부 전위(Vl)가 -220V로 되도록 조정했다. 그 후, 인자율 5％, A4지 크기 1매 간헐 인쇄로 1000매의 내구 시험을 행했다.

내구 종료 후에 전자 사진 감광체를 드럼 카트리지로부터 제거하고, 시일 부재의 전자 사진 감광체에의 접촉면을 육안으로 관찰하여, 본 발명의 전자 사진 감광체 표면의 가공에 의해 얻어지는, 전자 사진 감광체 중앙 방향을 향하여 토너를 흘러가게 하는 효과에 대해 이하와 같이 평가했다.

A : 시일 부재의 전자 사진 감광체에의 접촉면에 토너 오염 없음. 회수 토너 누출의 발생 없음.

B : 시일 부재의 전자 사진 감광체에의 접촉면에 극히 얼마 안되는 토너 오염 있음. 회수 토너 누출의 발생 없음.

C : 시일 부재의 전자 사진 감광체에의 접촉면에 토너 오염 있음. 회수 토너 누출의 발생 없음.

D : 시일 부재의 전자 사진 감광체에의 접촉면에 토너 오염 있음. 회수 토너 누출의 발생 있음.

그 결과, 시일 부재의 전자 사진 감광체에의 접촉면에 토너 오염은 없고, 또한 회수 토너 누출의 발생도 보이지 않았다.

(실시예 2)

피가공 전자 사진 감광체를 전자 사진 감광체 B로 하고, 전자 사진 감광체 상단부 및 하단부의 형상 전사용 몰드로서 도 20a 및 도 20b, 도 20c 및 도 20d에 기재된 볼록 형상(단축 직경 : 2.5㎛, 장축 직경 : 10.0㎛, 높이 : 2.0㎛, θ : 135°, 세로 간격 : 5㎛, 가로 간격 : 10㎛, 인접하는 볼록 형상의 세로 방향의 어긋남 폭은 세로 간격의 1/2)을 갖는 것을 사용한 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체를 제작하고, 실시예 1과 마찬가지로 하여 감광체 표면 형상의 관찰과 통지 내구 시험에 의한 평가를 행했다. 피가공 전자 사진 감광체와 몰드의 볼록 형상 및 토너의 중량 평균 입경의 관계를 표 3에, 감광체 표면 형상 관찰의 결과와 통지 내구 시험에 의한 평가의 결과를 표 4에 나타낸다.

또한, 도 20a 및 도 20b, 도 20c 및 도 20d로부터 알 수 있는 바와 같이, 몰드의 볼록 형상부의 배치는 하나의 볼록 형상의 장축 방향 단부로부터 감광체 둘레 방향으로 직접 선을 그었을 때 그 직선 위에 다른 볼록 형상부가 존재하게 되어 있다. 감광체 위에 전사된 오목 형상부의 배치도 이 관계를 유지하고 있는 것이 관찰 결과 확인되었다.

(실시예 3, 실시예 4)

피가공 전자 사진 감광체, 몰드의 볼록 형상부의 장축 직경, 단축 직경, 높이, 세로 간격, 가로 간격, 각도 θ, 평가에 사용한 토너의 중량 평균 입경을 표 3에 나타낸 바와 같이 한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체의 표면 가공을 행하고, 실시예 2와 마찬가지로 하여 감광체 표면 형상의 관찰과 통지 내구 시험에 의한 평가를 행했다. 표 4에 감광체 표면 형상 관찰의 결과와 통지 내구 시험에 의한 평가의 결과를 나타낸다.

(비교예 1)

전자 사진 감광체 표면에 대한 오목 형상부의 형성을 전혀 하지 않은 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 전자 사진 감광체를 제작하고, 실시예 1과 마찬가지로 하여 감광체 표면 형상의 관찰과 통지 내구 시험에 의한 평가를 행했다. 표 4에 통지 내구 시험에 의한 평가의 결과를 나타낸다.

(비교예 2, 비교예 3)

피가공 전자 사진 감광체, 몰드의 볼록 형상부의 장축 직경, 단축 직경, 높이, 세로 간격, 가로 간격, 각도 θ, 평가에 사용한 토너의 중량 평균 입경을 표 3에 나타낸 바와 같이 한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체의 표면 가공을 행하고, 실시예 2와 마찬가지로 하여 감광체 표면 형상의 관찰과 통지 내구 시험에 의한 평가를 행했다. 표 4에 감광체 표면 형상 관찰의 결과와 통지 내구 시험에 의한 평가의 결과를 나타낸다.

이상의 결과로부터, 오목 형상부의 형성을 행하지 않는 경우, 평균 장축 직경(Rpc-A)이 평균 단축 직경(Lpc-A)의 2배보다 짧은 경우, 사방 100㎛당 오목 형상부의 형성 수가 10개보다 적은 경우에는, 시일 부재와 전자 사진 감광체의 접촉면으로 토너가 들어가는 경우가 발생하여 회수 토너 누출이 발생하기 쉬워지는 경향이 보였다.

(실시예 5 내지 실시예 7)

피가공 전자 사진 감광체, 몰드의 볼록 형상부의 장축 직경, 단축 직경, 높이, 세로 간격, 가로 간격, 각도 θ, 평가에 사용한 토너의 중량 평균 입경을 표 5에 나타낸 바와 같이 한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체의 표면 가공을 행하고, 실시예 2와 마찬가지로 하여 감광체 표면 형상의 관찰과 통지 내구 시험에 의한 평가를 행했다. 표 6에 감광체 표면 형상 관찰의 결과와 통지 내구 시험에 의한 평가의 결과를 나타낸다.

(비교예 4)

피가공 전자 사진 감광체, 몰드의 볼록 형상부의 장축 직경, 단축 직경, 높이, 세로 간격, 가로 간격, 각도 θ, 평가에 사용한 토너의 중량 평균 입경을 표 5에 나타낸 바와 같이 한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체의 표면 가공을 행하고, 실시예 2와 마찬가지로 하여 감광체 표면 형상의 관찰과 통지 내구 시험에 의한 평가를 행했다. 표 6에 감광체 표면 형상 관찰의 결과와 통지 내구 시험에 의한 평가의 결과를 나타낸다.

(비교예 5)

전자 사진 감광체 상단부 및 하단부의 형상 전사용 몰드의 패턴이 비교예 4에서 사용한 몰드를 전자 사진 감광체 표면에 수직인 축의 둘레로 90° 회전시킨 패턴으로 되어 있는 것을 사용한 것 이외는, 비교예 4와 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체의 표면 가공을 행하고, 비교예 4와 마찬가지로 하여 감광체 표면 형상의 관찰과 통지 내구 시험에 의한 평가를 행했다. 표 6에 감광체 표면 형상 관찰의 결과와 통지 내구 시험에 의한 평가의 결과를 나타낸다.

(비교예 6 내지 비교예 8)

피가공 전자 사진 감광체, 몰드의 볼록 형상부의 장축 직경, 단축 직경, 높이, 세로 간격, 가로 간격, 각도 θ, 평가에 사용한 토너의 중량 평균 입경을 표 5에 나타낸 바와 같이 한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체의 표면 가공을 행하고, 실시예 2와 마찬가지로 하여 감광체 표면 형상의 관찰과 통지 내구 시험에 의한 평가를 행했다. 표 6에 감광체 표면 형상 관찰의 결과와 통지 내구 시험에 의한 평가의 결과를 나타낸다.

이상의 결과로부터, 장축 직경이 이루는 각도 θ가 0°, 90°에서는 시일 부재와 전자 사진 감광체의 접촉면으로 토너가 들어가는 경우가 있어, 회수 토너 누출이 일어나기 쉬워지는 경향이 보였다. 또한, 각도 θ가 90°보다 작은 경우에는 감광체 단부 방향으로 쓸려 밀려오는 회수 토너가 많아져 회수 토너 누출이 악화되는 경향이 보였다.

(실시예 8 내지 실시예 10)

피가공 전자 사진 감광체, 몰드의 볼록 형상부의 장축 직경, 단축 직경, 높이, 세로 간격, 가로 간격, 각도 θ, 평가에 사용한 토너의 중량 평균 입경을 표 7에 나타낸 바와 같이 한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체의 표면 가공을 행하고, 실시예 2와 마찬가지로 하여 감광체 표면 형상의 관찰과 통지 내구 시험에 의한 평가를 행했다. 표 8에 감광체 표면 형상 관찰의 결과와 통지 내구 시험에 의한 평가의 결과를 나타낸다.

(비교예 9 내지 비교예 11)

피가공 전자 사진 감광체, 몰드의 볼록 형상부의 장축 직경, 단축 직경, 높이, 세로 간격, 가로 간격, 각도 θ, 평가에 사용한 토너의 중량 평균 입경을 표 7에 나타낸 바와 같이 한 것 이외는 실시예 2와 마찬가지로 하여 전자 사진 감광체의 표면 가공을 행하고, 실시예 2와 마찬가지로 하여 감광체 표면 형상의 관찰과 통지 내구 시험에 의한 평가를 행했다. 표 8에 감광체 표면 형상 관찰의 결과와 통지 내구 시험에 의한 평가의 결과를 나타낸다.

이상의 결과로부터, 평균 단축 직경(Lpc-A)이 10㎛를 초과하는 경우, 평균 단축 직경(Lpc-A)이 2㎛ 미만인 경우, 평균 깊이(Rdv-A)가 4㎛를 초과하는 경우에는, 시일 부재와 전자 사진 감광체의 접촉면으로 토너가 들어가는 경우가 있어 회수 토너 누출이 되기 쉬워지는 경향이 보였다.

본 출원은 2007년 7월 26일에 출원된 일본 특허 출원 제2007-194726호로부터의 우선권을 주장하는 것이며, 그 내용을 인용하여 이 출원의 일부로 하는 것이다.

1 : 전자 사진 감광체 표면
2 : 오목 형상부
3 : Lpc
4 : Rpc
5 : θ
6 : Rdv
7 : Rpc≥2Lpc를 만족하는 오목 형상부
8 : Rpc≥2Lpc를 만족하지 않는 오목 형상부
9 : 전자 사진 감광체
10 : 축
11 : 대전 수단
12 : 노광 광
13 : 현상 수단
14 : 전사 수단
15 : 클리닝 수단
16 : 정착 수단
17 : 프로세스 카트리지
18 : 안내 수단
19 : 클리닝 블레이드
20 : 클리닝 프레임
21 : 시트 부재
22 : 시일 부재
23 : CCD 카메라
24 : 모니터
25 : 비디오 리코더
26 : 현미경(광원)
27 : 현미경(대물 렌즈)
28 : 유리 기판
29 : 표면층
30 : 표면층 위의 오목부
31 : 클리닝 블레이드
32 : 블레이드 지지 판금
33 : 토너 입자(시안)
34 : 토너 입자(마젠타)
35 : 토너로 주로 이루어진 층
36 : 표면층에 부착되어 있는 클리닝 전의 토너 입자
37 : 표면층의 오목 형상에 의해 가로 방향으로 이동한 토너 입자
38 : 몰드 표면(비볼록 형상부)
39 : 볼록 형상부
40 : 볼록 형상부의 단축 직경
41 : 볼록 형상부의 장축 직경
42 : θ
43 : 볼록 형상부의 높이
44 : 볼록 형상부의 세로 간격
45 : 볼록 형상부의 가로 간격
46 : 인접하는 볼록 형상부끼리의 세로 방향의 어긋남 폭
a : 레이저광 차단부
b : 레이저광 투과부
c : 엑시머 레이저광 조사기
d : 워크 회전용 모터
e : 워크 이동 장치
f : 감광체 드럼
A : 가압 장치
B : 몰드
C : 감광체
P : 전사재

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. (i) 지지체 및 상기 지지체 위에 형성된 감광층을 갖는 원통형의 전자 사진 감광체와, (ii) 대전 수단, 현상 수단, 및 탄성 부재를 상기 원통형의 전자 사진 감광체에 접촉시켜 전사 잔류 토너를 제거하는 클리닝 수단으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개 이상의 수단이 일체로 지지되고,
   전자 사진 장치 본체에 착탈 가능한 프로세스 카트리지이며,
   상기 원통형의 전자 사진 감광체의 표면층의 양단부에, 각각 독립된 오목 형상부가 사방 100㎛당 10개 이상의 밀도로 형성되어 있는 영역을 갖고,
   상기 오목 형상부의 최심부와 개공면과의 거리를 나타내는 평균 깊이를 Rdv-A, 상기 오목 형상부의 평균 단축 직경을 Lpc-A, 및 상기 오목 형상부의 평균 장축 직경을 Rpc-A로 했을 때, 평균 깊이(Rdv-A)가 0.3㎛ 이상 4.0㎛ 이하, 평균 단축 직경(Lpc-A)이 2.0㎛ 이상 10.0㎛ 이하, 및 평균 장축 직경(Rpc-A)이 평균 단축 직경(Lpc-A)의 2배 이상 50㎛ 이하의 범위에 있으며,
   전자 사진 감광체의 회전 이동 방향과 각각의 오목 형상부의 장축이 이루는 각도를 θ로 할 때, 각각의 오목 형상부의 각도 θ가, θ=0°의 방향으로 설정된 상기 전자 사진 감광체의 회전 이동 방향으로부터 상기 전자 사진 감광체의 길이 방향의 중앙을 향하여 90°<θ< 180°로 되도록, 상기 오목 형상부가 형성되는 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
5. 지지체 및 상기 지지체 위에 형성된 감광층을 갖는 원통형의 전자 사진 감광체,
   대전 수단,
   현상 수단,
   전사 수단, 및
   탄성 부재를 상기 원통형의 전자 사진 감광체에 접촉시켜 전사 잔류 토너를 제거하는 클리닝 수단을 갖는 전자 사진 장치이며,
   상기 원통형의 전자 사진 감광체의 표면층의 양단부에, 각각 독립된 오목 형상부가 사방 100㎛당 10개 이상의 밀도로 형성되어 있는 영역을 갖고,
   상기 오목 형상부의 최심부와 개공면과의 거리를 나타내는 평균 깊이를 Rdv-A, 상기 오목 형상부의 평균 단축 직경을 Lpc-A, 및 상기 오목 형상부의 평균 장축 직경을 Rpc-A로 했을 때, 평균 깊이(Rdv-A)가 0.3㎛ 이상 4.0㎛ 이하, 평균 단축 직경(Lpc-A)이 2.0㎛ 이상 10.0㎛ 이하, 및 평균 장축 직경(Rpc-A)이 평균 단축 직경(Lpc-A)의 2배 이상 50㎛ 이하의 범위에 있으며,
   전자 사진 감광체의 회전 이동 방향과 각각의 오목 형상부의 장축이 이루는 각도를 θ로 할 때, 각각의 오목 형상부의 각도 θ가, θ=0°의 방향으로 설정된 상기 전자 사진 감광체의 회전 이동 방향으로부터 상기 전자 사진 감광체의 길이 방향의 중앙을 향하여 90°<θ< 180°로 되도록, 상기 오목 형상부가 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 오목 형상부가 형성되어 있는 영역이, 토너 화상이 형성되는 최대 영역보다도 외측에 존재하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 현상 수단에서 사용되는 토너의 중량 평균 입경이 5.0㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.

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