KR101400590B1 - 전자 사진 감광체, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치 - Google Patents
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Abstract
클리닝 성능이 우수한 전자 사진 감광체, 및 상기 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공한다. 전자 사진 감광체의 주위면에는, 폭 e(㎛)가 0.1≤e≤25인 평탄부와, 폭 w(㎛)가 0.1≤w≤25이며 깊이 d(㎛)가 0.1≤d≤3.0인 홈부가, 전자 사진 감광체의 축 방향에 대하여 80≤θ≤100의 각도 θ(°)를 이루도록 교대로 복수 형성되어 있고, 주위면의 축 방향의 폭 100㎛당의 평탄부의 폭 e의 합계값 eSum(㎛)이 5≤eSum≤75이며, 평탄부의 폭 e의 평균값을 eAv(㎛)로 하고, 그의 표준 편차를 eσ로 했을 때, eσ/eAv가 eσ/eAv≤0.46이다.
Description
본 발명은, 전자 사진 감광체, 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치에 관한 것이다.
전자 사진 감광체로서는, 저가격 및 고생산성의 이점으로부터, 광도전성 물질(전하 발생 물질이나 전하 수송 물질)로서 유기 재료를 이용한 감광층(유기 감광층)을 원통형 지지체 상에 설치해서 이루어지는 전자 사진 감광체(유기 전자 사진 감광체)가 보급되어 있다. 또한, 유기 전자 사진 감광체로서는, 고감도 및 재료 설계의 다양성의 이점으로부터, 전하 발생 물질을 함유하는 전하 발생층과, 전하 수송 물질을 함유하는 전하 수송층을 적층해서 이루어지는 적층형 감광층을 갖는 전자 사진 감광체가 주류이다.
전자 사진 감광체의 주위면에는, 대전, 노광, 현상, 전사, 클리닝 등의 전기적/기계적 외력이 가해지기 때문에, 이들 외력에 의해 야기되는 많은 과제가 발생한다. 구체적인 과제의 예로서, 전자 사진 감광체의 주위면에 있어서의 흠집이나 마모의 발생에 의한 내구 성능의 저하나, 전사 효율의 저하, 토너의 융착, 클리닝 불량에 의한 화상 결함 등을 들 수 있다.
이들 과제에 대해서는, 이형성이나 윤활성의 부여를 목적으로 한 전자 사진 감광체의 주위면의 조면화가 유효하다는 것이 알려져 있다. 구체적으로는, 전자 사진 감광체의 주위면을 조면화함으로써, 전자 사진 감광체의 주위면에 접촉하는 토너, 대전 부재, 전사 부재, 클리닝 부재 등에 대하여, 접촉시의 접촉 면적을 줄이는 것에 의한 이형성의 향상이나 마찰력의 저감의 효과가 기대되고 있다. 그들 중에서도, 전자 사진 감광체의 주위면과 클리닝 블레이드의 마찰력은 특히 크기 때문에, 그 마찰력의 크기에 기인하는 클리닝 성능의 저하나 전자 사진 감광체의 내구 성능의 저하는, 문제로 되기 쉬운 경향이 있다.
상세한 메카니즘은 불분명하지만, 일반적으로, 클리닝에는 현상제, 특히 외첨제의 관여가 크다고 생각되고 있다. 구체적으로는, 현상제, 특히 외첨제가 클리닝 블레이드와 전자 사진 감광체의 주위면 사이에 개재되어, 입상 윤활제로서의 역할을 담당하는 것에 의해, 안정적인 클리닝을 성립시킬 수 있다고 생각되고 있다. 따라서, 통상적인 화상 농도로 연속적으로 화상 형성을 행하는 경우에 있어서는, 상기 입상 윤활제가 클리닝 블레이드와 전자 사진 감광체의 주위면 사이에 충분히 공급됨으로써, 안정적인 클리닝 성능이 발휘된다.
그러나, 예를 들면, 저인자 비율로 화상 형성을 행하는 경우나, 탠덤 방식의 전자 사진 장치에 있어서 단색의 화상 형성을 행하는 경우나, 전사 효율이 매우 높은 전자 사진 장치를 이용해서 화상 형성을 행하는 경우 등에 있어서는, 상기 입상 윤활제의 공급이 부족한 경향이 있다. 그리고, 클리닝 블레이드와 전자 사진 감광체의 주위면 사이에의 상기 입상 윤활제의 공급이 부족하면, 클리닝 성능이 저하하는 경향이 있다. 클리닝 성능의 저하의 구체예로서는, 클리닝 블레이드의 채터링(chattering)이나 젖힘, 클리닝 블레이드의 엣지부의 움푹패임(fracturing)이나 절결에 의한 클리닝 불량을 들 수 있다. 여기서, 채터링이란, 클리닝 블레이드와 전자 사진 감광체의 주위면의 마찰 저항이 커지는 것에 의해, 클리닝 블레이드가 진동하는 현상이다. 또한, 클리닝 블레이드의 젖힘이란, 전자 사진 감광체의 주위면의 이동 방향에 대하여 카운터 방향으로 맞닿아 있는 클리닝 블레이드가, 전자 사진 감광체의 주위면의 이동 방향으로 반전하게 되는 현상이다.
또한, 전자 사진 감광체의 내구 성능의 저하의 구체예로서는, 마찰 저항의 증대에 기인하는 전자 사진 감광체의 표면층의 마모량의 증대나, 국소적인 압력 집중에 의한 흠집의 발생을 들 수 있다.
이들 과제에 대하여, 전자 사진 감광체의 주위면의 조면화는, 클리닝의 부하를 저감한다고 하는 관점에서 유효하게 작용한다고 생각되지만, 현재 그 조면화 기술에도, 한층 더한 개량이 요구되고 있다.
전자 사진 감광체의 주위면을 조면화하는 기술로서는, 종래부터 각종 기계적 수단에 의해 전자 사진 감광체의 주위면을 연마하는 방법이 알려져 있다.
특허 문헌 1에는, 클리닝을 비롯한 여러 가지의 과제를 해결하기 위해서, 연마 테이프(필름 형상 연마재)를 이용해서 전자 사진 감광체의 주위면을 조면화하는 기술(대략 주위 방향의 홈부가 주위면에 형성된 전자 사진 감광체)이 개시되어 있다.
또한, 특허 문헌 2에는, 표면에 요철이 있는 스탬퍼를 이용해서 전자 사진 감광체의 표면을 압축 성형 가공함으로써, 전자 사진 감광체의 표면에 요철 형상을 형성하는 기술이 개시되어 있다. 구체적으로는, 전자 사진 감광체의 축 방향과 각도를 갖는 방향으로, 정점을 갖는 산과 골짜기가 규칙적으로 연속된 형상, 소위 홈부를 갖는 형상을 전자 사진 감광체의 표면에 형성하는 기술이 개시되어 있다. 이 방법에 따르면, 토너의 이형성이 향상하여, 클리닝 블레이드의 닙 압을 저감할 수 있기 때문에, 전자 사진 감광체의 마모가 감소한다는 것이다.
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 기술에 의해 조면화된 전자 사진 감광체의 주위면의 형상에서는, 전자 사진 감광체의 주위면에 대한 클리닝 블레이드의 접촉 압력을 작게 하면, 토너의 누락에 의한 클리닝 불량이 발생하기 쉬운 경향이 있는 것을 알았다. 그 이유의 상세한 것은 불분명하지만, 필름 형상 연마재와 같은 기계적 연마 수단에 의해 조면화된 전자 사진 감광체의 주위면은, 홈부 및 비홈부(평탄부)가 균일하게 제어된 형상이 아니라, 불균일하게 나열된 형상인 것이 클리닝 불량의 요인 중 하나라고 본 발명자들은 추측하고 있다. 클리닝의 상태를 미시적으로 관찰한 경우, 전자 사진 감광체의 주위면에 있어서 클리닝 블레이드와 접촉하는 부분은 평탄부가 지배적이라고 생각된다. 그런데, 평탄부의 폭이 전자 사진 감광체의 축 방향에 대하여 불균일하거나, 부분적으로 평탄부를 갖지 않고 홈부가 연속된 상태로 되어 있거나 하는 것이, 클리닝 블레이드의 거동을 불안정하게 하고 있다고 생각된다. 또한, 전자 사진 감광체의 주위면으로부터 전사재에의 토너상의 전사성에 관해서도, 평탄부의 형상의 불균일이나 평탄부가 부분적으로 존재하지 않는 것에 의해, 도트 재현성의 저하나 토너 도중 빠짐에 의한 도트의 불균일성도 염려된다.
또한, 특허 문헌 2에 기재되어 있는, 홈부가 연속하고, 평탄부가 존재하지 않는 형상을 주위면에 갖는 전자 사진 감광체에 관해서도, 전자 사진 감광체의 주위면에 대한 클리닝 블레이드의 접촉 압력을 작게 하면, 토너의 누락에 의한 클리닝 불량이 발생하기 쉬운 경향이 있는 것을 알았다. 또한, 이 클리닝 불량은, 특히 저온 환경하에 있어서 생기기 쉽다는 것을 알았다. 그 이유의 상세한 것은 불분명하지만, 클리닝의 상태를 미시적으로 관찰한 경우, 클리닝 블레이드와 접촉하는 평탄부가 극단적으로 적은 것이, 클리닝 블레이드의 거동을 불안정하게 하고 있다고 생각된다. 또한, 전사 효율은 높아지지만, 도트 재현성이라는 관점에서는, 토너의 유동에 의한 도트의 불균일성도 염려된다.
이상과 같이, 종래 기술에 따르면, 클리닝 성능의 향상, 전자 사진 감광체의 내구 성능의 향상, 화상 결함의 억제에 대해서는, 일정한 효과가 인정을 받는다.
그러나, 최근의 고화질화에 수반하는 토너의 구형화나 소직경화에 수반하여, 비약적인 클리닝 성능의 향상이 요구되고 있는 것이 현 상황이다. 특히, 금후 가속이 예상되는 고속화나 전자 사진 장치 본체의 소형화 및 에너지 절약화 등에 대해서도, 안정적인 클리닝 성능이 요구된다.
본 발명의 목적은, 상기 과제를 해결하여, 클리닝 성능이 우수한 전자 사진 감광체, 및 상기 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 주위면이 조면화되어 있어도 도트의 재현성이 양호한 전자 사진 감광체, 및 상기 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 전자 사진 감광체의 주위면에, 소정의 평탄부 및 홈부를 포함하는 형상을 형성함으로써, 전술한 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 원통형 지지체 및 상기 원통형 지지체 상에 형성된 감광층을 갖는 전자 사진 감광체이며,
상기 전자 사진 감광체의 주위면에는, 폭 e(㎛)가 0.1≤e≤25인 평탄부와, 폭 w(㎛)가 0.1≤w≤25이며 깊이 d(㎛)가 0.1≤d≤3.0인 홈부가, 상기 전자 사진 감광체의 축 방향에 대하여 80≤θ≤100의 각도 θ(°)를 이루도록 교대로 복수 형성되어 있고,
상기 주위면의 축 방향의 폭 100㎛당의 평탄부의 폭 e의 합계값 eSum(㎛)이 5≤eS um≤75이며,
상기 평탄부의 폭 e의 평균값을 eAv(㎛)로 하고, 그의 표준 편차를 eσ로 했을 때, eσ/eAv가 eσ/eAv≤0.46인 것을 특징으로 하는 전자 사진 감광체이다.
또한, 본 발명은, 상기 전자 사진 감광체와, 상기 전자 사진 감광체의 주위면을 대전하기 위한 대전 수단, 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 형성된 정전 잠상을 토너로 현상해서 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 토너상을 형성하기 위한 현상 수단, 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 형성된 토너상을 전사재에 전사하기 위한 전사 수단, 및 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 형성된 토너상을 전사재 상에 전사한 후의 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 잔류하는 토너를 제거하기 위한 클리닝 수단으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 수단을 일체로 지지하고, 전자 사진 장치 본체에 착탈 가능한 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지이다.
또한, 본 발명은, 상기 전자 사진 감광체, 및 상기 전자 사진 감광체를 대전하기 위한 대전 수단, 대전된 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 노광 광을 조사해서 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 정전 잠상을 형성하기 위한 노광 수단, 상기 전자 사진 감광체의 표면에 형성된 정전 잠상을 토너로 현상해서 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 토너상을 형성하기 위한 현상 수단, 및 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 형성된 토너상을 전사재 상에 전사하기 위한 전사 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치이다.
본 발명에 따르면, 클리닝 성능이 우수한 전자 사진 감광체, 및 상기 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 주위면을 조면화하여도 도트의 재현성이 양호한 전자 사진 감광체, 및 상기 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 전자 사진 감광체의 주위면에 형성된 평탄부-홈부 형상을 표면 및 단면으로부터 본 예를 도시하는 도.
도 2는 몰드에 의한 압접 형상 전사 가공 장치의 예를 도시하는 도.
도 3은 몰드에 의한 압접 형상 전사 가공 장치의 예를 도시하는 도.
도 4는 본 발명의 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지를 구비한 전자 사진 장치의 개략 구성의 일례를 도시하는 도.
도 5는 몰드의 형상을 도시하는 도.
도 6은 몰드의 형상을 도시하는 도.
도 7은 몰드의 형상을 도시하는 도.
도 8은 몰드의 형상을 도시하는 도.
도 9는 몰드의 형상을 도시하는 도.
도 10은 몰드의 형상을 도시하는 도.
도 2는 몰드에 의한 압접 형상 전사 가공 장치의 예를 도시하는 도.
도 3은 몰드에 의한 압접 형상 전사 가공 장치의 예를 도시하는 도.
도 4는 본 발명의 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지를 구비한 전자 사진 장치의 개략 구성의 일례를 도시하는 도.
도 5는 몰드의 형상을 도시하는 도.
도 6은 몰드의 형상을 도시하는 도.
도 7은 몰드의 형상을 도시하는 도.
도 8은 몰드의 형상을 도시하는 도.
도 9는 몰드의 형상을 도시하는 도.
도 10은 몰드의 형상을 도시하는 도.
본 발명의 특징은, 전자 사진 감광체의 주위면의 형상이 평탄부 및 홈부를 포함하는 형상(이하 「평탄부-홈부 형상」라고도 함)이고, 또한 그 평탄부-홈부 형상의 균일성이 높은 것에 있다. 구체적으로는, 전자 사진 감광체의 주위면에, 폭 e(㎛)가 0.1≤e≤25인 평탄부와, 폭 w(㎛)가 0.1≤w≤25이며 깊이 d(㎛)가 0.1≤d≤3.0인 홈부가, 전자 사진 감광체의 축 방향에 대하여 80≤θ≤100의 각도 θ(°)를 이루도록 교대로 복수 형성되어 있다. 그리고, 전자 사진 감광체의 주위면의 축 방향의 폭 100㎛당의 평탄부의 폭 e의 합계값 eSum(㎛)이 5≤eSum≤75로 되어 있고, 평탄부의 폭 e의 평균값을 eAv(㎛)로 하고, 그의 표준 편차를 eσ로 했을 때, eσ/eAv가 eσ/eAv≤0.46으로 되어 있다.
특허 문헌 1에 기재된 바와 같이 연마 테이프를 이용해서 전자 사진 감광체의 주위면에 평탄부-홈부 형상을 형성한 경우, 전자 사진 감광체의 축 방향에 있어서의 미세한 평탄부-홈부 형상의 균일성을 높이는 것은 어렵다. 이것에 대하여, 몰드 압축에 의해 평탄부-홈부 형상을 형성하는 방법을 채용하면, 평탄부-홈부 형상의 제어는 용이하다. 이 몰드 압축에 의한 방법에 의해, 여러 가지의 전자 사진 감광체의 성능을 검토한 결과, 평탄부-홈부 형상에 있어서의 평탄부의 폭 e를 균일하게 제어함으로써, 전자 사진 감광체의 주위면에 대한 클리닝 블레이드의 접촉 압력을 작게 해도, 클리닝 성능이 대폭 향상되는 것을 알았다. 이것은, 미시적인 클리닝 블레이드와 전자 사진 감광체의 주위면의 접촉 상태가 안정화됨으로써, 클리닝 블레이드의 미소한 진동이 저감되어, 양호한 클리닝 성능이 발휘되는 것에 의한 것이라고 생각된다. 특히, 전자 사진 감광체의 주위면에 대한 클리닝 블레이드의 접촉 압력을 작게 하는 것이 어려운 저온 환경하에 있어서도, 본 발명의 전자 사진 감광체는 양호한 클리닝 성능을 발휘한다. 또한, 평탄부-홈부 형상에 있어서의 홈부의 폭 w나 깊이 d를 균일하게 제어함으로써, 주위면이 조면화된 전자 사진 감광체이어도, 도트 재현성의 저하나 토너 중도 빠짐에 의한 도트의 불균일성이 더욱 억제되는 것을 알았다.
또한, 본 발명에 따르면, 전자 사진 감광체의 주위면에 대한 클리닝 블레이드의 접촉 압력을 작게 할 수 있게 된다. 접촉 압력을 작게 하면, 전자 사진 감광체의 주위면과 클리닝 블레이드의 마찰력을 저감할 수 있게 되고, 전자 사진 감광체의 승온이나, 감광체 회전용의 모터의 부하나, 마모나 흠집에 의한 전자 사진 감광체의 내구 성능의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 일반적으로, 클리닝 블레이드와 전자 사진 감광체의 주위면의 접촉 면적을 줄여, 마찰력을 저감시키는 것은 클리닝 성능을 향상시키는 경향이 있다. 그런데, 특허 문헌 2에 기재된 바와 같이 평탄부를 없애고, 대폭 접촉 면적이 작아진 경우에 있어서는, 반대로 클리닝 성능이 저하하는 것을 알았다. 이 클리닝 성능의 저하는, 특히 전자 사진 감광체의 주위면에 대한 클리닝 블레이드의 접촉 압력을 작게 한 경우에 현저하였다. 한편, 본 발명과 같이, 평탄부-홈부 형상에 있어서의 평탄부의 균일성이 높은 전자 사진 감광체의 주위면에 클리닝 블레이드를 접촉시킨(맞닿게 한) 경우에는, 미시적인 클리닝 블레이드와 전자 사진 감광체의 주위면의 접촉 상태가 안정화된다. 이에 의해, 클리닝 블레이드의 미소한 진동이 저감하여, 양호한 클리닝 성능이 발휘된다. 또한, 균일성이 높은 평탄부를 갖는 것에 의해, 전자 사진 감광체의 주위면에 형성된 토너상을 전사재에 전사할 때에, 토너의 유동이 억제되고, 양호한 도트 재현성이 얻어진다.
도 1에, 본 발명에 있어서의 전자 사진 감광체의 주위면에 형성된 평탄부-홈부 형상을 표면 및 단면으로부터 본 예를 도시한다. 도 1에 있어서는, 폭 e(㎛)의 평탄부와, 폭 w(㎛) 및 깊이 d(㎛)의 홈부가, 전자 사진 감광체의 주위면에 교대로 복수 형성되어 있다.
전술한 바와 같이, 평탄부의 폭 e(㎛)는 0.1≤e≤25의 범위이다. 평탄부의 폭 e(㎛)가 25㎛을 초과하면, 전자 사진 감광체의 축 방향에 있어서, 클리닝 블레이드와 전자 사진 감광체의 주위면의 접촉 부분이 커져, 마찰력의 저감 효과가 저하하는 경향이 있다. 한편, 평탄부의 폭 e(㎛)가 0.1㎛보다 작은 경우에는, 상기 접촉 부분이 작아지기 때문에, 클리닝 블레이드의 거동이 불안정하게 되는 경향이 있다. 또한, 평탄부의 폭 e가 0.1㎛보다 작은 경우, 전자 사진 감광체의 주위면에 형성된 토너상을 전사재에 전사할 때에, 도트의 재현성이 저하하는 경향이 있다. 폭 e(㎛)가 0.1㎛보다 작은 평탄부는, 전자 사진 감광체의 주위면에 형성되어 있지 않은 것이 바람직하다. 또한, 폭 e(㎛)가 25㎛보다 큰 평탄부는, 전자 사진 감광체의 주위면에 형성되어 있지 않은 것이 바람직하다.
또한, 전술한 바와 같이, 홈부의 폭 w(㎛)은 0.1≤w≤25의 범위이다. 홈부의 폭 w(㎛)가 25㎛를 초과하면, 화상 형성 시의 상 노광에 일반적으로 사용되는 레이저의 노광 스폿 직경에 가깝게 되기 때문에, 산란의 영향이나, 전자 사진 감광체의 주위면에 형성된 토너상의 전사성이 불균일해지는 경향이 있다. 한편, 홈부의 폭 w(㎛)가 0.1㎛보다 작은 경우에는, 클리닝 블레이드와 전자 사진 감광체의 주위면의 접촉 부분이 커져, 마찰력의 저감 효과가 작아지기 때문에, 클리닝 블레이드의 거동이 불안정해지는 경향이 있다. 폭 w(㎛)가 0.1㎛보다 작은 홈부는, 전자 사진 감광체의 주위면에 형성되어 있지 않은 것이 바람직하다. 또한, 폭 w(㎛)가 25㎛보다 큰 홈부는, 전자 사진 감광체의 주위면에 형성되어 있지 않은 것이 바람직하다.
또한, 전술한 바와 같이, 홈부의 깊이 d(㎛)는 0.1≤d≤3.0의 범위이다. 홈부의 깊이 d(㎛)가 3.0㎛을 초과하면, 홈부가 화상 불량으로서 나타나는 경향이 있다. 한편, 홈부의 깊이 d(㎛)가 0.1㎛보다 작은 경우에는, 마찰력의 저감 효과가 작아지는 경향이 있다. 깊이 d(㎛)가 0.1㎛보다 작은 홈부는, 전자 사진 감광체의 주위면에 형성되어 있지 않은 것이 바람직하다. 또한, 깊이 d(㎛)가 3.0㎛보다 큰 홈부는, 전자 사진 감광체의 주위면에 형성되어 있지 않은 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 홈부는 평탄부와 함께, 전자 사진 감광체의 축 방향에 대하여 대략 수직인 90°±10°의 각도를 이루고 전자 사진 감광체의 주위면에 형성되어 있다. 즉, 본 발명에 있어서, 홈부는 전자 사진 감광체의 축 방향에 대하여 80≤θ≤100의 각도 θ(°)(예를 들면 도 1 중의 θ)를 이루도록, 전자 사진 감광체의 주위면에 복수 형성된다. 각도 θ(°)가 80≤θ≤100의 범위를 일탈하면, 반복 사용에 의해 평탄부-홈부 형상이 소실되기 쉬워, 본 발명의 효과가 얻어지지 않게 되는 경향이 있다.
또한, 본 발명의 전자 사진 감광체의 주위면에 형성되는 평탄부-홈부 형상은, 전자 사진 감광체의 주위면의 축 방향의 폭 100㎛당의 평탄부의 폭 e의 합계값 eSum(㎛)이 5≤eSum≤75이다. 합계값 eSum(㎛)이 75㎛를 초과하면, 클리닝 블레이드와 전자 사진 감광체의 주위면의 마찰력이 커져, 클리닝 불량이 발생하기 쉬운 경향이 있다. 한편, 클리닝 블레이드와 전자 사진 감광체의 주위면의 마찰력의 저감의 관점으로부터, 합계값 eSum(㎛)은 작은 것이 바람직하다. 그러나, 합계값 eSum(㎛)이 5㎛를 하회하고, 평탄부가 차지하는 비율이 작아짐에 따라서, 본 발명의 효과가 저감하는 경향이 있기 때문에, 합계값 eSum(㎛)은 5㎛ 이상일 필요가 있다. 보다 바람직하게는, 10≤eSum≤50이다.
또한, 본 발명의 전자 사진 감광체의 주위면에 형성되는 평탄부-홈부 형상은, 그 평탄부의 폭 e(㎛), 홈부의 폭 w(㎛), 홈부의 깊이 d(㎛)의 변동이 작은 쪽이 바람직하다. 즉, 평탄부의 폭 e, 홈부의 폭 w, 홈부의 깊이 d의 평균값 eAv(㎛), wAv(㎛), dAv(㎛)의 각각의 표준 편차 eσ, wσ, dσ의 값은 작은 것이 바람직하다. 특히, 클리닝 블레이드와 접촉하는 평탄부의 폭의 균일성을 높이는 것은, 본 발명의 효과에 특히 직접적으로 관련되기 때문에 중요하다. 구체적으로는, eσ/eAv≤0.46인 것이 필요하다. 바람직하게는 eσ/eAv≤0.27이며, 보다 바람직하게는 eσ/eAv≤0.08이다. 나아가서는, 홈부의 폭의 균일성에 관해서도, wσ/wAv≤0.08인 것이 바람직하다. 또한, 홈부의 깊이의 균일성에 관해서도, dσ/dAv≤0.08인 것이 바람직하다. 평탄부의 폭, 홈부의 폭 및 홈부의 깊이가 균일한 것에 의해, 미시적인 전자 사진 감광체의 주위면과 클리닝 블레이드의 접촉 상태가 안정화되어, 본 발명의 효과가 현저하게 얻어지는 경향이 있다. 또한, 도트 재현성이나 전사성에 대해서도, 상술한 바와 같이 평탄부의 폭, 홈부의 폭 및 홈부의 깊이를 균일화하는 것이 유효하다.
본 발명의 효과를 현저하게 얻기 위해서, 본 발명에 따른 평탄부-홈부 형상은, 전자 사진 감광체의 주위면 중, 적어도 클리닝 블레이드와 접촉하는 영역에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 있어서의 전자 사진 감광체의 주위면의 평탄부-홈부 형상의 관찰 방법 및 데이터의 처리 방법에 대해서 상세를 설명한다.
본 발명에 있어서, 전자 사진 감광체의 주위면의 평탄부-홈부 형상은, 예를 들면, 시판의 레이저 현미경, 광학 현미경, 전자 현미경, 원자력간 현미경 등을 이용해서 측정 가능하다.
레이저 현미경으로서는, 예를 들면, 이하의 기기를 이용 가능하다.
초심도 형상 측정 현미경 VK-8550, 초심도 형상 측정 현미경 VK-9000 및 초심도 형상 측정 현미경 VK-9500(모두 (주)기엔스제)
표면 형상 측정 시스템 Surface Explorer SX-520DR형기((주)료카 시스템제)
주사형 공초점 레이저 현미경 OLS3000(올림푸스(주)제)
리얼 컬러 컨포컬 현미경 옵리텍스 C130(레이저 테크(주)제)
광학 현미경으로서는, 예를 들면, 이하의 기기를 이용 가능하다.
디지털 마이크로스코프 VHX-500 및 디지털 마이크로스코프 VHX-200(모두 (주)기엔스제)
3D 디지털 마이크로스코프 VC-7700(오무론(주)제)
전자 현미경으로서는, 예를 들면, 이하의 기기를 이용 가능하다.
3D 리얼 서페이스 뷰 현미경 VE-9800 및 3D 리얼 서페이스 뷰 현미경 VE-8800(모두 (주)기엔스제)
주사형 전자 현미경 컨벤셔널/Variable Pressure SEM(에스 아이 아이·나노테크놀로지(주)제)
주사형 전자 현미경 SUPERSCAN SS-550((주)시마즈 제작소제)
원자력간 현미경으로서는, 예를 들면, 이하의 기기를 이용 가능하다.
나노 스케일 하이브리드 현미경 VN-8000((주)기엔스제)
주사형 프로브 현미경 NanoNavi 스테이션(에스 아이 아이·나노테크놀로지(주)제)
주사형 프로브 현미경 SPM-9600((주)시마즈 제작소제)
상기 현미경을 이용하여, 소정의 배율에 의해, 측정 시야 내의 평탄부 및 홈부의 크기 등을 계측할 수 있다. 구체적으로는, 시야 내 각각의 평탄부의 폭 e, 홈부의 폭 w와 깊이 d를 측정할 수 있다. 또한, 시야 내의 단위 길이당의 평탄부의 평균 폭 eAv, 그의 표준 편차 eσ, 홈부의 평균 홈부의 폭 wAv, 그의 표준 편차 wσ, 평균 깊이 dAv, 그의 표준 편차 dσ, 평탄부의 폭의 합계값 eSum을 계산에 의해 구할 수 있다.
또한, eAv, eσ, wAv, wσ, dAv, dσ, eSum의 값은, 측정 대상의 전자 사진 감광체의 주위면을 전자 사진 감광체의 회전 방향으로 4등분하고, 상기 전자 사진 감광체의 회전 방향과 직교하는 방향으로 25등분해서 얻어지는 합계 100군데의 영역의 각각의 중에, 1변이 100㎛인 정사각형(10000㎛2)의 영역을 형성해서 각각의 관찰을 행하고, 최종적으로 100군데의 평균값으로서 산출하였다.
〔전자 사진 감광체의 주위면에의 평탄부-홈부 형상의 형성 방법〕
본 발명에 있어서는, 소정의 요철 형상을 갖는 몰드를 전자 사진 감광체의 주위면에 압접하여, 몰드의 형상을 전사하는 것(이하 「형상 전사」라고도 함)에 의해, 주위면에 평탄부-홈부 형상이 형성된 전자 사진 감광체를 얻을 수 있다.
도 2 및 도 3은, 몰드에 의한 압접 형상 전사 가공 장치의 예를 도시하는 도면이다.
이들 압접 형상 전사 가공 장치에 따르면, 형상 전사 대상의 전자 사진 감광체(1-1)을 회전시키면서, 연속적으로 그의 주위면을 몰드(1-2)에 접촉시키고, 가압함으로써, 평탄부-홈부 형상을 전자 사진 감광체의 주위면에 형성할 수 있다.
도 2 및 도 3에 있어서, 가압 부재(1-3)는, 가공 압력이나 가공 면적에 따라서, 사이즈나 형상이 결정된다. 또한, 가압 부재(1-3)의 재질로서는, 예를 들면, 금속, 금속 산화물, 플라스틱, 유리를 이용할 수 있다. 그들 중에서도, 기계적 강도, 치수 정밀도, 내구성의 관점으로부터, 스테인레스 강(SUS)을 이용하는 것이 바람직하다. 가압 부재(1-3)는, 그의 상면에 몰드가 설치되고, 하면의 지지 부재(도시 생략) 및 가압 시스템에 의해, 지지 부재(1-4)에 지지된 형상 전사 대상의 전자 사진 감광체(1-1)의 주위면에 소정의 압력으로 접촉시킴으로써, 형상 전사를 행할 수 있다. 또한, 전자 사진 감광체를 보유 지지하는 지지 부재를 가압 부재에 대하여 압박하는 것에 의해 가압하는 방법을 채용할 수도 있고, 양자를 함께 가압하는 방법을 채용할 수도 있다.
도 2에 도시하는 예는, 가압 부재(1-3)가 이동함으로써, 형상 전사 대상의 전자 사진 감광체(1-1)가 종동 또는 구동 회전하면서, 그의 주위면의 가공이 연속적으로 이루어지는 예이다. 이 예 대신에, 지지 부재(1-4)가 이동함으로써, 형상 전사 대상의 전자 사진 감광체(1-1)의 주위면의 가공을 연속적으로 행할 수도 있다.
또한, 형상 전사를 효율적으로 행할 목적으로, 몰드나 전자 사진 감광체를 가열하는 것이 바람직하다.
몰드의 재질, 크기, 형상은 적절히 선택할 수 있다. 몰드의 재질로서는, 예를 들면, 미세한 표면 가공된 금속, 수지 필름, 실리콘 웨이퍼 등의 표면에 레지스트에 의해 패터닝을 한 것이나, 미립자가 분산된 수지 필름이나, 소정의 미세 표면 형상을 갖는 수지 필름에 금속 코팅을 실시한 것 등을 들 수 있다.
또한, 전자 사진 감광체에 대한 압력을 균일화할 목적으로, 몰드와 가압 장치 사이에 탄성체를 설치하는 것도 가능하다.
〔전자 사진 감광체〕
본 발명의 전자 사진 감광체는, 원통형 지지체(이하 간단히 「지지체」라고도 함) 및 상기 원통형 지지체 상에 형성된 감광층을 갖는다. 또한, 본 발명에 있어서, 전자 사진 감광체는 가교 유기 고분자로 구성된 표면층을 갖는 것이 바람직하다.
감광층은, 광도전성 물질(전하 발생 물질이나 전하 수송 물질)로서 유기 재료를 이용한 감광층(유기 감광층)이 바람직하다. 또한, 감광층은, 전하 수송 물질과 전하 발생 물질을 동일한 층에 함유하는 단층형 감광층이어도, 전하 발생 물질을 함유하는 전하 발생층과 전하 수송 물질을 함유하는 전하 수송층으로 분리한 적층형(기능 분리형) 감광층이어도 된다. 본 발명에 있어서는, 전자 사진 특성의 관점으로부터, 적층형 감광층이 바람직하다. 또한, 적층형 감광층에는, 지지체 측으로부터 전하 발생층, 전하 수송층의 순서대로 적층한 순층형 감광층이어도, 지지체 측으로부터 전하 수송층, 전하 발생층의 순서대로 적층한 역층형 감광층이어도 된다. 또한, 본 발명에 있어서는, 적층형 감광층을 채용하는 경우, 전하 발생층을 적층 구조로 해도 되고, 전하 수송층을 적층 구성으로 해도 된다. 또한, 전자 사진 감광체의 내구 성능의 향상을 목적으로 하여, 감광층 상에 보호층을 형성하는 것도 가능하다.
지지체의 재료로서는, 도전성을 나타내는 것(도전성 지지체)이면 된다. 예를 들면, 철, 구리, 금, 은, 알루미늄, 아연, 티타늄, 납, 니켈, 주석, 안티몬, 인듐, 크롬, 알루미늄 합금, 스테인레스 등의 금속제(합금제)의 지지체를 들 수 있다. 또한, 알루미늄, 알루미늄 합금, 산화 인듐-산화 주석 합금을 진공 증착에 의해 피막 형성한 층을 갖는 상기 금속제 지지체나 플라스틱제 지지체를 이용할 수도 있다. 또한, 카본블랙, 산화 주석 입자, 산화 티타늄 입자, 은 입자 등의 도전성 입자를 적당한 결착 수지와 함께 플라스틱이나 종이에 함침한 지지체나, 도전성 결착 수지를 갖는 플라스틱제의 지지체를 이용할 수도 있다.
지지체의 표면은, 레이저 광의 산란에 의한 간섭 줄무늬의 억제를 목적으로 하여, 절삭 처리, 조면화 처리, 알루마이트 처리를 실시해도 된다.
지지체와, 후술하는 중간층 또는 감광층(전하 발생층, 전하 수송층) 사이에는, 레이저 광의 산란에 의한 간섭 줄무늬의 억제나, 지지체의 흠집의 피복을 목적으로 한 도전층을 형성해도 된다.
도전층은, 카본블랙, 도전성 입자, 저항 조절 안료 등을 결착 수지와 함께 용제에 분산 및/또는 용해시킨 도전층용 도포액을 이용해서 형성할 수 있다. 도전층용 도포액에는, 가열 또는 방사선 조사에 의해 경화 중합하는 화합물을 첨가해도 된다. 도전성 입자나 저항 조절 안료를 분산시킨 도전층은, 그 표면이 조면화되는 경향이 있다.
도전층의 막 두께는, 0.2㎛ 이상 40㎛ 이하인 것이 바람직하고, 1㎛ 이상 35㎛ 이하인 것이 보다 바람직하며, 나아가서는 5㎛ 이상 30㎛ 이하인 것이 한층 더 바람직하다.
도전층에 이용되는 결착 수지로서는, 예를 들면, 스티렌, 아세트산 비닐, 염화 비닐, 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르, 불화 비닐리덴, 트리플루오로 에틸렌 등의 비닐 화합물의 중합체/공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세탈, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리우레탄, 셀룰로오스 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 규소 수지, 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
또한, 도전성 입자 및 저항 조절 안료로서는, 예를 들면, 알루미늄, 아연, 구리, 크롬, 니켈, 은, 스테인레스 등의 금속(합금)의 입자나, 이들을 플라스틱의 입자의 표면에 증착한 것을 들 수 있다. 또한, 산화 아연, 산화 티타늄, 산화 주석, 산화 안티몬, 산화 인듐, 산화 비스무트, 주석을 도프한 산화 인듐, 안티몬이나 탄탈을 도프한 산화 주석 등의 금속 산화물의 입자를 이용할 수도 있다. 이들은, 단독으로 이용해도 되고, 2종 이상을 조합해서 이용해도 된다. 2종 이상을 조합해서 이용하는 경우에는, 간단히 혼합하기만 해도 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 보호를 위해 형성된다.
중간층의 재료로서는, 예를 들면, 폴리비닐알코올, 폴리-N-비닐이미다졸, 폴리에틸렌옥시드, 에틸 셀룰로오스, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 카제인, 폴리아미드, N-메톡시메틸화 6 나일론, 공중합 나일론, 아교, 젤라틴 등을 들 수 있다.
중간층은, 상기한 재료를 용제에 용해시키는 것에 의해서 얻어지는 중간층용 도포액을 도포하고, 이것을 건조시킴으로써 형성할 수 있다.
중간층의 막 두께는, 0.05㎛ 이상 7㎛ 이하인 것이 바람직하고, 나아가서는 0.1㎛ 이상 2㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 이용되는 전하 발생 물질로서는, 예를 들면, 피릴륨, 티아피릴륨계 염료나, 각종 중심 금속 및 각종 결정계(α, β, γ, ε, X형 등)를 갖는 프탈로시아닌 안료나, 안트안트론 안료나, 디벤즈피렌퀴논 안료나, 피란트론 안료나, 모노아조, 디스아조, 트리스아조 등의 아조 안료나, 인디고 안료나, 퀴나크리돈 안료나, 비대칭 퀴노시아닌 안료나, 퀴노시아닌 안료나, 아몰퍼스 실리콘 등을 들 수 있다. 이들 전하 발생 물질은 1종만 이용해도 되고, 2종 이상 이용해도 된다.
본 발명에 이용되는 전하 수송 물질로서는, 예를 들면, 피렌 화합물이나, N-알킬카르바졸 화합물이나, 히드라존 화합물이나, N,N-디알킬 아닐린 화합물이나, 디페닐아민 화합물이나, 트리페닐아민 화합물이나, 트리페닐메탄 화합물이나, 피라졸린 화합물이나, 스티릴 화합물이나, 스틸벤 화합물 등을 들 수 있다.
감광층을 전하 발생층과 전하 수송층으로 기능 분리하는 경우, 전하 발생층은, 전하 발생 물질을 결착 수지 및 용제와 함께 분산 처리함으로써 얻어지는 전하 발생층용 도포액을 도포하고, 이것을 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 결착 수지는, 전하 발생 물질의 0.3∼4배량(질량비)을 이용하는 것이 바람직하다. 분산 처리는, 예를 들면, 호모지나이저, 초음파 분산기, 볼 밀, 진동 볼 밀, 샌드 밀, 아트라이터, 롤 밀 등의 분산기를 이용하는 방법으로 행할 수 있다. 또한, 전하 발생층은, 전하 발생 물질의 증착막으로 해도 된다.
전하 수송층은, 전하 수송 물질과 결착 수지를 용제에 용해시키는 것에 의해서 얻어지는 전하 수송층용 도포액을 도포하고, 이것을 건조시킴으로써 형성할 수 있다. 또한, 상기 전하 수송 물질 중 단독으로 성막성을 갖는 것은, 결착 수지를 이용하지 않고 그것을 단독으로 성막하여, 전하 수송층으로 할 수도 있다.
전하 발생층 및 전하 수송층에 이용되는 결착 수지로서는, 예를 들면, 스티렌, 아세트산 비닐, 염화 비닐, 아크릴산 에스테르, 메타크릴산 에스테르, 불화 비닐리덴, 트리플루오로에틸렌 등의 비닐 화합물의 중합체 또는 공중합체나, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세탈, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리우레탄, 셀룰로오스 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 규소 수지, 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
전하 발생층의 막 두께는, 5㎛ 이하인 것이 바람직하고, 나아가서는 0.1㎛ 이상 2㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
전하 수송층의 막 두께는, 5㎛ 이상 50㎛ 이하인 것이 바람직하고, 나아가서는 10㎛ 이상 35㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
감광층이 단층형 감광층인 경우, 단층형 감광층은, 상기 전하 발생 물질, 전하 수송 물질 및 결착 수지를 함유하는 도포액을 도포하고, 이것을 건조시킴으로써 형성할 수 있다.
전자 사진 감광체의 내구 성능을 높이기 위해서는, 표면층(예를 들면 전하 수송층)의 재료 설계가 중요하다. 그 예로서는, 고 강도의 결착 수지를 이용하거나, 표면층이 전하 수송층인 경우에는 가소제로 되는 전하 수송 물질과 결착 수지의 비율을 컨트롤하거나, 고분자 전하 수송 물질을 사용하거나 하는 것 등을 들 수 있다.
또한, 전자 사진 감광체의 내구 성능을 더욱 높이기 위해서는, 표면층으로서 가교 유기 고분자로 구성된 층을 형성하는 것이 유효하다. 구체적으로는, 전술한 전하 수송층 자체를 표면층으로 해서 가교 유기 고분자로 구성하는 것이 가능하다. 또한, 전술한 전하 수송층(감광층) 상에 제2 전하 수송층 혹은 보호층으로서 가교 유기 고분자로 구성된 표면층을 형성하는 것도 가능하다. 가교 유기 고분자로 구성된 표면층에 요구되는 특성은, 막의 강도와 전하 수송 능력의 양립이며, 전하 수송 물질 및 중합성 혹은 가교성의 모노머나 올리고머를 이용해서 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 가교 유기 고분자로 구성된 표면층에 전하 수송 능력을 부여하는 것을 목적으로 하여, 저항 제어된 도전성 입자를 이용하는 것도 가능하다.
전하 수송 물질로서는, 공지의 정공 수송성 화합물 및 전자 수송성 화합물을 이용할 수 있다. 중합 혹은 가교성의 모노머나 올리고머로서는, 예를 들면 (메트)아크릴로일옥시기나 스티렌기를 갖는 연쇄 중합성의 재료, 수산기나 알콕시실릴기나 이소시아네이트기를 갖는 순차 중합성의 재료를 들 수 있다. 전자 사진 특성, 범용성, 재료 설계, 제조 안정성의 관점으로부터, 정공 수송성 화합물과 연쇄 중합성 재료가 조합된 계가 바람직하다. 나아가서는, 정공 수송성기 및 (메트)아크릴로일옥시기 등의 연쇄 중합성 관능기의 양자를 1분자 내에 갖는 화합물을 경화시키는 계가 특히 바람직하다.
경화 중합시키는 수단으로서는, 열, 광(자외선 등), 방사선(전자선 등)을 이용한 수단을 이용할 수 있다.
가교 유기 고분자로 구성된 표면층의 막 두께는, 0.1㎛ 이상 30㎛ 이하인 것이 바람직하고, 나아가서는 1㎛ 이상 10㎛ 이하인 것이 바람직하다.
또한, 전자 사진 감광체의 각 층에는, 각종 첨가제를 첨가할 수 있다. 첨가제로서는, 산화 방지제나 자외선 흡수제 등의 열화 방지제나, 불소 원자 함유 수지 입자나 아크릴 수지 입자 등의 유기 수지 입자, 실리카, 산화 티타늄, 알루미나 등의 무기 입자를 들 수 있다.
〔프로세스 카트리지 및 전자 사진 장치〕
도 4에 본 발명의 전자 사진 감광체를 갖는 프로세스 카트리지를 구비한 전자 사진 장치의 개략 구성을 도시한다.
도 4에 있어서, 원통형의 본 발명의 전자 사진 감광체(1)는, 축(2)을 중심으로 화살표 방향으로 소정의 주속도(프로세스 스피드)로 회전 구동된다. 전자 사진 감광체(1)의 주위면은, 회전 과정에 있어서, 대전 수단(3)(1차 대전 수단: 예를 들면, 대전 롤러 등)에 의해, 플러스 또는 마이너스의 소정 전위로 균일하게 대전된다. 다음으로, 원고로부터의 반사 광인 슬릿 노광이나 레이저 빔 주사 노광 등의 노광 수단(도시 생략)으로부터 출력될 목적의 화상 정보의 시계열 전기 디지털 화상 신호에 대응해서 강도 변조된 노광 광(화상 노광 광)(4)을 받는다. 이렇게 해서 전자 사진 감광체(1)의 주위면에 대하여, 원하는 화상 정보에 대응한 정전 잠상이 순차 형성된다.
전자 사진 감광체(1)의 주위면에 형성된 정전 잠상은, 현상 수단(5) 내의 현상제에 포함되는 토너로 정규 현상 또는 반전 현상에 의해 현상되어 토너상으로 된다. 다음으로, 전자 사진 감광체(1)의 주위면에 형성되고, 담지되어 있는 토너상이, 전사 수단(예를 들면, 전사 롤러 등)(6)으로부터의 전사 바이어스에 의해, 전사재 상에 순차 전사된다. 이때, 전사재 P는 전사재 공급 수단(도시 생략)으로부터 전자 사진 감광체(1)와 전사 수단(6)의 사이(접촉부)에 전자 사진 감광체(1)의 회전과 동기해서 취출되어 급송된다. 또한, 전사 수단에는, 바이어스 전원(도시 생략)으로부터 토너의 보유 전하와는 역극성의 바이어스 전압이 인가된다.
토너상의 전사를 받은 전사재 P가 최종 전사재(종이나 필름 등)인 경우에는, 전자 사진 감광체의 주위면으로부터 분리되고 정착 수단(8)으로 반송되어 토너상의 정착 처리를 받는다. 정착 처리 후, 화상 형성물(프린트, 카피)로서 전자 사진 장치 밖으로 프린트 아웃된다. 전사재 P가 중간 전사체인 경우에는, 복수의 다음 전사 공정(예를 들면, 1차 전사 공정, 2차 전사 공정) 후에 정착 처리를 받아서 최종 전사재가 프린트 아웃된다.
토너상을 전사재에 전사한 후의 전자 사진 감광체(1)의 주위면은, 클리닝 블레이드를 갖는 클리닝 수단(7)에 의해 전사 잔류 현상제(토너) 등의 부착물의 제거를 받아서 청정면화된다. 클리닝 수단(7)의 클리닝 블레이드로서는, 우레탄제의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 이형성, 발수성, 경도 등을 높일 목적으로, 코팅이나 표면 처리가 실시된 블레이드나, 필러 등이 첨가된 블레이드의 사용도 유효하다. 클리닝 블레이드의 전자 사진 감광체의 주위면에의 접촉(맞닿음)은 공지의 수단에 의해 행할 수 있다. 전자 사진 감광체의 주위면에 대한 클리닝 블레이드의 선압(접촉 압력)은 10g/㎝ 이상 250g/㎝ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 전자 사진 감광체의 주위면에 대한 클리닝 블레이드의 접촉 각도는 15° 이상 45° 이하인 것이 바람직하다. 본 발명은, 전자 사진 감광체의 주위면에 대한 클리닝 블레이드의 접촉 압력이 큰 경우뿐만 아니라, 작은 경우에도 유효하다.
또한, 전(前) 노광 수단(도시 생략)으로부터의 전 노광 광(도시 생략)에 의해 제전 처리된 후, 반복 화상 형성에 사용된다. 또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 대전 수단(3)이 대전 롤러 등을 이용한 접촉 대전 수단인 경우에는, 전 노광은 반드시 필요한 것은 아니다.
또한, 본 발명에 있어서는, 토너로서, 부정형 토너 및 구형 토너 등의 어떠한 토너도 사용 가능하다.
본 발명에 있어서는, 상술한 전자 사진 감광체(1), 대전 수단(3), 현상 수단(5), 전사 수단(6) 및 클리닝 수단(7) 등의 구성 요소 중, 복수의 것을 용기에 수납하여 프로세스 카트리지로서 일체로 결합해서 구성해도 된다. 또한, 이 프로세스 카트리지를 복사기나 레이저 빔 프린터 등의 전자 사진 장치 본체에 대하여 착탈 가능하게 구성해도 된다. 도 4에서는, 전자 사진 감광체(1)와, 대전 수단(3), 현상 수단(5) 및 클리닝 수단(7)을 일체로 지지해서 카트리지화하여, 전자 사진 장치 본체의 레일 등의 안내 수단(10)을 이용해서 전자 사진 장치 본체에 착탈 가능한 프로세스 카트리지(9)로 하고 있다.
노광 광(4)은 전자 사진 장치가 복사기나 프린터인 경우, 원고로부터의 반사광이나 투과 광, 또는 센서로 원고를 판독하고, 신호화하고, 이 신호에 따라서 행해지는 레이저 빔의 주사, LED 어레이나 액정 셔터 어레이의 구동 등에 의해 조사되는 광이다.
본 발명의 전자 사진 감광체는, 전자 사진 복사기, 레이저 빔 프린터, LED 프린터, FAX, 액정 셔터식 프린터 등의 각종 전자 사진 장치에 일반적으로 적용할 수 있다. 또한, 전자 사진 기술을 응용한 디스플레이, 기록, 경인쇄, 제판 및 팩시밀리 등의 장치에도 폭넓게 적용할 수 있는 것이다.
<실시예>
이하에, 구체적인 실시예를 예를 들어서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 또한, 실시예 중의 「부」는 「질량부」를 의미한다.
〔전자 사진 감광체 A-1의 제조예〕
〔주위면에 평탄부-홈부 형상이 형성되기 전의 전자 사진 감광체의 제작〕
직경 30㎜의 알루미늄 실린더를 지지체(원통형 지지체)로서 이용하였다.
다음으로, 산화 주석의 피복층을 갖는 황산 바륨 입자(상품명: 패스트란 PC1, 미쓰이 금속광업(주)제) 60부, 산화 티타늄(상품명: TITANIX JR, 데이카(주)제) 15부, 레졸형 페놀 수지(상품명: 페놀라이트 J-325, 다이니폰잉크 화학공업(주)제, 고형분 70질량％) 43부, 실리콘 오일(상품명: SH28PA, 도레이 실리콘(주)제) 0.015부, 실리콘 수지(상품명: 토스펄 120, 도시바 실리콘(주)제) 3.6부, 2-메톡시-1-프로판올 50부 및 메탄올 50부로 이루어지는 액을, 볼 밀을 이용해서 20시간 분산 처리함으로써, 도전층용 도포액을 제조하였다.
이 도전층용 도포액을 상기 지지체 상에 침지 도포하고, 이것을 1시간 140℃로 가열하고, 경화시킴으로써, 막 두께가 15㎛인 도전층을 형성하였다.
다음으로, 공중합 나일론 수지(상품명: 아밀란 CM8000, 도레이(주)제) 10부 및 메톡시메틸화 6 나일론 수지(상품명: 토레진 EF-30T, 데이코쿠 화학(주)제) 30부를 메탄올 400부/n-부탄올 200부의 혼합 용제에 용해시킴으로써, 중간층용 도포액을 제조하였다.
이 중간층용 도포액을 상기 도전층 상에 침지 도포하고, 이것을 30분간 100℃로 건조시킴으로써, 막 두께가 0.45㎛인 중간층을 형성하였다.
다음으로, CuKα의 특성 X선 회절에 있어서 브래그각 2θ±0.2°의 7.4° 및 28.2°에 강한 피크를 갖는 결정형의 히드록시갈륨프탈로시아닌 결정(전하 발생 물질) 20부, 하기 구조식 (1)로 나타내지는 칼릭스아렌 화합물 0.2부,
폴리비닐부티랄(상품명: 에스렉 BX-1, 세키스이 화학(주)제) 10부 및 시클로헥사논 600부로 이루어지는 액을, 직경 1㎜의 글래스 비즈를 이용한 샌드 밀을 이용해서 4시간 분산 처리한 후, 이것에 아세트산 에틸 700부를 첨가하는 것에 의해, 전하 발생층용 도포액을 제조하였다.
이 전하 발생층용 도포액을 상기 중간층 상에 침지 도포하고, 이것을 15분간 80℃로 건조시킴으로써, 막 두께가 0.17㎛인 전하 발생층을 형성하였다.
다음으로, 하기 구조식 (2)로 나타내지는 화합물(전하 수송 물질) 70부
및 폴리카보네이트 수지(비스페놀 Z형 폴리카보네이트 수지, 상품명: 유피론 Z400, 미츠비시 엔지니어링 플라스틱(주)제) 100부를 모노클로로벤젠 600부/메틸알 200부의 혼합 용제에 용해시킴으로써, 전하 수송층용 도포액을 제조하였다.
이 전하 수송층용 도포액을 상기 전하 발생층 상에 침지 도포하고, 이것을 30분간 100℃로 건조시킴으로써, 막 두께가 15㎛인 전하 수송층을 형성하였다.
다음으로, 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로시클로펜탄(상품명: 제오로라 H, 니혼제온(주)제) 80부/1-프로판올 80부의 혼합 용제에, 하기 구조식 (3)으로 나타내지는 정공 수송성 화합물 100부를 첨가하였다.
이것을, 폴리플론 필터(상품명: PF-020, 어드벤틱동양(주)제)로 여과함으로써, 보호층(제2 전하 수송층)용 도포액을 제조하였다.
이 보호층(제2 전하 수송층)용 도포액을 상기 전하 수송층 상에 도포한 후, 이것을 대기 중에 있어서 10분간 50℃로 건조시켰다. 그 후, 질소 중에 있어서, 가속 전압 150kV 및 빔 전류 3.0mA의 조건에서, 지지체(피조사체)를 200rpm으로 회전시키면서, 1.6초간 전자선 조사를 행하였다. 계속해서, 질소 중에 있어서, 25℃로부터 125℃까지 30초에 걸쳐 승온시키고, 가열 경화 반응을 행하였다. 또한, 이때의 전자선의 흡수 선량을 측정한 바, 15kGy이었다. 또한, 전자선 조사 및 가열 경화 반응시의 분위기의 산소 농도는 15ppm 이하이었다. 이것을, 대기 중에 있어서 25℃까지 자연 냉각하고, 대기 중에 있어서 30분간 100℃의 조건에서 후 가열 처리를 행하여, 막 두께가 5㎛인 보호층(제2 전하 수송층)을 형성하였다.
이와 같이 하여, 주위면에 평탄부-홈부 형상이 형성되기 전의 전자 사진 감광체를 얻었다.
〔몰드 압접에 의한 형상 전사〕
상기의 주위면에 평탄부-홈부 형상이 형성되기 전의 전자 사진 감광체(형상 전사 대상의 전자 사진 감광체)를, 도 2에 도시한 표면 형상 가공 장치에 설치하였다. 가압 부재는, 재질을 스테인레스 강(SUS)제로 하고, 내부에 가열용의 히터를 설치하였다. 몰드로서는, 도 5에 도시하는 바와 같은 형상의, 볼록부의 폭 X: 1.0㎛, 오목부의 폭 Y: 1.0㎛, 볼록부의 높이 Z: 2.0㎛의 형상을 갖는 두께 50㎛의 니켈 재질의 몰드를 사용하였다. 그리고, 형상 전사 대상의 전자 사진 감광체의 축 방향에 대하여 몰드의 오목부가 90°인 각도를 이루는 방향으로 되도록 몰드를 가압 부재 상에 고정하였다. 형상 전사 대상의 전자 사진 감광체의 지지체의 내부에는, 지지체의 내경과 대략 동일 직경을 갖는 원통 형상의 SUS제의 보유 지지 부재를 삽입하였다. 이상의 구성의 장치를 이용하여, 몰드의 온도 140℃, 가공 압력 10MPa, 가공 속도 20㎜/s의 조건에서, 형상 전사 대상의 전자 사진 감광체의 주위면에, 평탄부-홈부 형상의 형성을 행하였다.
이와 같이 하여, 주위면에 평탄부-홈부 형상이 형성된 전자 사진 감광체(원통형의 전자 사진 감광체)를 얻었다. 이 전자 사진 감광체를 전자 사진 감광체 A-1로 한다.
〔전자 사진 감광체의 주위면의 관찰(평탄부-홈부 형상의 관찰)〕
얻어진 전자 사진 감광체 A-1의 주위면을 레이저 현미경(상품명: VK-9500, (주)기엔스제)에 의해 확대 관찰하였다. 그 결과, 도 1에 있어서의 평탄부의 폭 e가 1.0㎛, 홈부의 폭 w가 1.0㎛, 홈부의 깊이 d가 1.0㎛인 평탄부-홈부 형상이 전자 사진 감광체 A-1의 주위면에 형성되어 있는 것을 알았다. 또한, 평탄부 및 홈부는, 전자 사진 감광체 A-1의 축 방향에 대하여 90°의 각도를 이루도록 형성되어 있는 것을 알았다. 또한, 평탄부의 폭의 평균값 eAv, 그의 표준 편차 eσ, 홈부의 폭의 평균값 wAv, 그의 표준 편차 wσ, 홈부의 깊이의 평균값: dAv, 그의 표준 편차 dσ 및 전자 사진 감광체의 주위면의 축 방향의 폭 100㎛당의 평탄부의 폭 e의 합계값 eSum을, 상술한 바와 같이 해서 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 A-2∼A-9의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-1의 제조예에 있어서, 몰드를 표 2에 나타내는 형상의 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 A-2∼A-9를 제작하고, 그들의 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 A-10∼A-11의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-1의 제조예에 있어서, 형상 전사시의 몰드를, 형상 전사 대상의 전자 사진 감광체의 축 방향에 대하여 몰드의 오목부가 80° 및 100°인 각도를 이루는 방향으로 되도록 가압 부재 상에 고정한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 A-10∼A-11을 제작하고, 그들의 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 A-12∼A-14의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-1의 제조예에 있어서, 몰드를 도 6 및 표 2에 나타내는 형상의 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 A-12∼A-14를 제작하고, 그들의 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 A-15∼A-16의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-1의 제조예에 있어서, 몰드를 도 7 및 표 2에 나타내는 형상의 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 A-15∼A-16을 제작하고, 그들의 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 A-17∼A-18의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-1의 제조예에 있어서, 몰드를 도 8 및 표 2에 나타내는 형상의 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 A-17∼A-18을 제작하고, 그들의 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 A-19의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-1의 제조예에 있어서, 몰드를 이하와 같이 제작한 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 A-19를 제작하였다. 얻어진 전자 사진 감광체 A-19의 주위면의 관찰을 행한 바, 폭 0.1∼1.0㎛의 평탄부 및 폭 0.1∼7.0㎛ 및 깊이 0.1∼0.6㎛의 홈부가 랜덤하게 형성되어 있었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
·몰드의 제작
직경 40㎜, 길이 360㎜의 알루미늄 실린더 상에, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예에서 사용한 도포액을 이용하여, 막 두께가 0.45㎛인 중간층 및 막 두께가 15㎛인 전하 수송층을 이 순서대로 형성하였다(피처리체 1이라고 함). 그 후, 후지샤신 필름(주)제의 연마 시트 C-3000을 이용하여, 피처리체 1의 주위면을 연마하고, 피처리체 1의 전하 수송층의 주위면에 전자 사진 감광체의 축 방향에 대하여 90°의 각도를 이루는 홈(주위 방향의 홈)을 형성하였다. 또한, 홈이 형성된 피처리체 1의 전하 수송층의 주위면에 대하여 전기 주조 처리를 행하고, 두께가 50㎛인 Ni를 석출시킨 후, 전하 수송층으로부터 박리한 것을 본 실시예의 몰드로 하였다. 이 몰드를, 레이저 현미경에 의해 관찰한 바, 볼록부의 폭 X: 0.1㎛∼10.0㎛, 오목부의 폭 Y: 0.1㎛∼1.0㎛, 볼록부의 높이 Z: 0.1㎛∼1.5㎛의 랜덤한 홈 형상을 갖고 있었다.
〔전자 사진 감광체 A-20의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-1의 제조예에 있어서, 몰드를 도 9 및 표 2에 나타내는 형상의 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 A-20을 제작하고, 그 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 A-21의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-1의 제조예에 있어서, 몰드를 도 10의 (a) 및 표 2에 나타내는 형상의 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 A-21을 제작하고, 그 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 A-22의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-1의 제조예에 있어서, 보호층(제2 전하 수송층)용 도포액을 이하와 같이 제조한 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 A-22를 제작하고, 그 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
·보호층(제2 전하 수송층)용 도포액의 제조
분산제로서의 불소 원자 함유 수지(상품명: GF-300, 도아고세이(주)제) 1.5부를, 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로시클로펜탄(상품명: 제오로라 H, 니혼제온(주)제) 20부 및 1-프로판올 20부의 혼합 용제에 용해시켰다. 얻어진 용액에, 윤활제로서 폴리테트라플루오로에틸렌 입자(상품명: 루브론 L-2, 다이킨 고교(주)제) 30부를 첨가하였다. 그 후, 이것을, 고압 분산기(상품명: 마이크로플루이다이저 M-110EH, 미 Microfluidics사제)를 이용하여, 600kgf/㎠의 압력으로 4회의 분산 처리를 실시하였다. 또한, 이것을, 폴리플론 필터(상품명: PF-040, 어드벤틱 도요(주)제)로 여과함으로써, 윤활제 분산액을 제조하였다. 그 후, 이 윤활제 분산액에, 상기 구조식 (3)으로 나타내지는 정공 수송성 화합물 70부, 1,1,2,2,3,3,4-헵타플루오로시클로펜탄 70부 및 1-프로판올 70부를 첨가하였다. 이것을, 폴리플론 필터(상품명: PF-020, 어드벤틱 도요(주)사제)로 여과함으로써, 보호층(제2 전하 수송층)용 도포액을 제조하였다.
〔전자 사진 감광체 A-23의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-1의 제조예에 있어서, 보호층(제2 전하 수송층)용 도포액을 이하와 같이 제조한 것으로 변경하고, 전자선 조사에 의한 경화를 1시간 140℃에서의 열에 의한 경화로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 A-23을 제작하고, 그 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
·보호층(제2 전하 수송층)용 도포액의 제조
하기 구조식 (4)로 나타내지는 정공 수송성 히드록시메틸기 함유 페놀 화합물 100부
를 1-프로판올 150부에 용해시키고, 이것을, 폴리플론 필터(상품명: PF-020, 어드벤택 도요(주)제)로 여과함으로써, 보호층(제2 전하 수송층)용 도포액을 제조하였다.
〔전자 사진 감광체 A-24의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-1의 제조예에 있어서, 사용한 알루미늄 실린더의 직경을 30㎜로부터 24㎜로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 A-24를 제작하고, 그 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 B-1∼B-2의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-1의 제조예에 있어서, 전하 수송층의 막 두께를 20㎛로 변경하고, 또한 보호층(제2 전하 수송층)을 갖지 않는 전자 사진 감광체를 얻었다. 또한, 몰드를 도 5 및 표 2에 나타내는 것으로 변경하고, 가공 조건을 몰드의 온도 120℃, 가공 압력 8MPa, 가공 속도 20㎜/s로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 B-1∼B-2를 제작하고, 그들의 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 B-3의 제조예〕
전자 사진 감광체 B-1의 제조예에 있어서, 몰드를 도 6 및 표 2에 나타내는 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 B-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 B-3을 제작하고, 그 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 B-4의 제조예〕
전자 사진 감광체 B-1의 제조예에 있어서, 몰드를 이하와 같이 제작한 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 B-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 B-4를 제작하였다. 얻어진 전자 사진 감광체 B-4의 주위면의 관찰을 행한 바, 폭 0.1∼1.0㎛의 평탄부 및 폭 0.1∼5.0㎛ 및 깊이 0.1∼0.6㎛의 홈부가 랜덤하게 형성되어 있었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
·몰드의 제작
직경 40㎜, 길이 360㎜의 알루미늄 실린더 상에, 전자 사진 감광체 A-1에서 사용한 도포액을 이용하여, 막 두께가 0.45㎛인 중간층 및 막 두께가 15㎛인 전하 수송층을 이 순서대로 형성하였다(피처리체 2라고 함). 그 후, 후지샤신 필름(주)제의 연마 시트 C-4000을 이용하여, 피처리체 2의 주위면을 연마하고, 피처리체 2의 전하 수송층의 주위면에 전자 사진 감광체의 축 방향에 대하여 90°의 각도를 이루는 홈(주위 방향의 홈)을 형성하였다. 또한, 홈이 형성된 피처리체 2의 전하 수송층의 주위면에 대하여 전기 주조 처리를 행하고, 두께가 50㎛인 Ni을 석출시킨 후, 전하 수송층으로부터 박리된 것을 본 실시예의 몰드로 하였다. 이 몰드를, 레이저 현미경에 의해 관찰한 바, 볼록부의 폭 X: 0.1㎛∼5.0㎛, 오목부의 폭 Y: 0.1㎛∼1.0㎛, 볼록부의 높이 Z: 0.1㎛∼0.6㎛의 랜덤한 홈 형상을 갖고 있었다.
〔전자 사진 감광체 B-5∼B-8의 제조예〕
전자 사진 감광체 B-1∼B-4의 제조예에 있어서, 전하 수송층에 이용한 폴리카보네이트 수지를 하기 구조식 (5)로 나타내지는 반복 구조 단위를 갖는 폴리아릴레이트 수지(중량 평균 분자량: 130000, 프탈산 골격은 테레:이소=1:1(몰비))
로 변경한 것 이외는, 각각 전자 사진 감광체 B-1∼B-4의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 B-5∼B-8을 제작하고, 그들의 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 B-9의 제조예〕
전자 사진 감광체 B-1의 제조예에 있어서, 사용한 알루미늄 실린더의 직경을 30㎜로부터 24㎜로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 B-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 B-9를 제작하고, 그 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 C-1의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-1의 제조예에 있어서, 몰드 압접에 의한 형상 전사를 행하지 않은 것을 전자 사진 감광체 C-1로 하였다.
〔전자 사진 감광체 C-2의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-1의 제조예에 있어서, 몰드를 도 5 및 표 2에 나타내는 형상의 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 C-2를 제작하고, 그 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 C-3의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-1의 제조예에 있어서, 몰드를 도 10의 (b) 및 표 2에 나타내는 형상의 것으로 변경하고, 가공 조건을 몰드의 온도 180℃, 가공 압력 15MPa, 가공 속도 5㎜/s로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 C-3을 제작하고, 그 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 C-4의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-1의 제조예에 있어서, 몰드를 도 6 및 표 2에 나타내는 형상의 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 C-4를 제작하고, 그 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 C-5의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-19의 제조예에 있어서, 몰드 제작시에 이용한 연마 시트 C-4000을 C-2000으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-19의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 C-5를 제작하였다. 얻어진 전자 사진 감광체 C-5의 주위면의 관찰을 행한 바, 폭 0.1∼2.5㎛의 평탄부 및 폭 0.5∼20.0㎛ 및 깊이 0.1∼1.5㎛의 홈부가 랜덤하게 형성되어 있었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 C-6의 제조예〕
전자 사진 감광체 A-1의 제조예에 있어서, 몰드 압접에 의한 평탄부-홈부 형상의 형성을 이하의 연마 테이프에 의한 평탄부-홈부 형상의 형성으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 C-6을 제작하였다. 얻어진 전자 사진 감광체 C-6의 주위면의 관찰을 행한 바, 폭 0.1∼2.5㎛의 평탄부 및 폭 0.5∼20.0㎛ 및 깊이 0.1∼1.7㎛의 홈부가 랜덤하게 형성되어 있었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
·연마 테이프에 의한 평탄부-홈부 형상의 형성
후지샤신 필름(주)제의 연마 시트 C-2000을 이용하여, 전자 사진 감광체의 주위면을 연마하고, 전자 사진 감광체의 주위면에 주위 방향의 홈을 형성하였다.
〔전자 사진 감광체 D-1의 제조예〕
전자 사진 감광체 B-1의 제조예에 있어서, 몰드 압접에 의한 형상 전사를 행하지 않은 것을 전자 사진 감광체 D-1로 하였다.
〔전자 사진 감광체 D-2의 제조예〕
전자 사진 감광체 B-1의 제조예에 있어서, 몰드를 도 5 및 표 2에 나타내는 형상의 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 B-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 D-2를 제작하고, 그 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 D-3의 제조예〕
전자 사진 감광체 B-1의 제조예에 있어서, 몰드를 도 10의 (b) 및 표 2에 나타내는 형상의 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 B-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 D-3을 제작하고, 그 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 D-4의 제조예〕
전자 사진 감광체 B-1의 제조예에 있어서, 몰드를 도 6 및 표 2에 나타내는 형상의 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 B-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 D-4를 제작하고, 그 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 D-5의 제조예〕
전자 사진 감광체 B-1의 제조예에 있어서, 몰드 압접에 의한 평탄부-홈부 형상의 형성을 이하의 연마 테이프에 의한 평탄부-홈부 형상의 형성으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 D-5를 제작하였다. 얻어진 전자 사진 감광체 D-5의 주위면의 관찰을 행한 바, 폭 0.1∼3.0㎛의 평탄부 및 폭 0.5∼25.0㎛ 및 깊이 0.1∼1.9㎛의 홈부가 랜덤하게 형성되어 있었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
·연마 테이프에 의한 평탄부-홈부 형상의 형성
스미토모 쓰리엠(주)제의 랩핑 필름(메쉬 넘버: 3000)을 이용하여, 전자 사진 감광체의 주위면을 연마하고, 전자 사진 감광체의 주위면에 주위 방향의 홈을 형성하였다.
〔전자 사진 감광체 D-6의 제조예〕
전자 사진 감광체 B-5의 제조예에 있어서, 몰드 압접에 의한 형상 전사를 행하지 않은 것을 전자 사진 감광체 D-6으로 하였다.
〔전자 사진 감광체 D-7의 제조예〕
전자 사진 감광체 B-5의 제조예에 있어서, 몰드를 도 5 및 표 2에 나타내는 형상의 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 B-5의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 D-7을 제작하고, 그 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 D-8의 제조예〕
전자 사진 감광체 B-5의 제조예에 있어서, 몰드를 도 10의 (b) 및 표 2에 나타내는 형상의 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 B-5의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 D-8을 제작하고, 그 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 D-9의 제조예〕
전자 사진 감광체 B-5의 제조예에 있어서, 몰드를 도 6 및 표 2에 나타내는 형상의 것으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 B-5의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 D-9를 제작하고, 그 주위면의 관찰을 행하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체 D-10의 제조예〕
전자 사진 감광체 B-5의 제조예에 있어서, 몰드 압접에 의한 평탄부-홈부 형상의 형성을 이하의 연마 테이프에 의한 평탄부-홈부 형상의 형성으로 변경한 것 이외는, 전자 사진 감광체 A-1의 제조예와 마찬가지로 해서 전자 사진 감광체 D-10을 제작하였다. 얻어진 전자 사진 감광체 D-10의 주위면의 관찰을 행한 바, 폭 0.1∼3.5㎛의 평탄부 및 폭 0.8∼20.0㎛ 및 깊이 0.1∼1.4㎛의 홈부가 랜덤하게 형성되어 있었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
·연마 테이프에 의한 평탄부-홈부 형상의 형성
스미토모 쓰리엠(주)제의 랩핑 필름(메쉬 넘버: 3000)을 이용하여, 전자 사진 감광체의 주위면을 연마하고, 전자 사진 감광체의 주위면에 주위 방향의 홈을 형성하였다.
〔전자 사진 감광체의 초기 평가〕
〔실시예 1〕
전자 사진 감광체 A-1을, 평가기로서의 캐논(주)제의 전자 사진 복사기(상품명: iRC3580)의 개조기의 시안 스테이션에 장착하고, 이하와 같이 시험 및 평가를 행하였다.
우선, 23℃-50% RH 환경 하에서, 전자 사진 감광체의 암부 전위(Vd)가 -700V, 명부 전위(Vl)가 -200V로 되도록 전위의 조건을 설정하고, 전자 사진 감광체의 초기 전위를 조정하였다.
다음으로, 폴리우레탄제의 클리닝 블레이드를, 전자 사진 감광체의 주위면에 대하여 25°의 접촉각으로 되도록 설정하였다. 또한, 전자 사진 감광체의 주위면에 대한 클리닝 블레이드의 선압(접촉 압력)은, 통상의 설정의 대략 절반인 15g/㎝로 되도록 설정하였다.
그 후, A4 가로의 하프톤 화상을 연속으로 10매 출력하고, 또한 솔리드 화이트 화상을 50매 출력하고, 클리닝 불량에 의한 초기 화상 결함을 하기와 같이 평가하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
A: 하프톤 화상 및 솔리드 화이트 화상 모두, 클리닝 불량에 의해 토너의 누락이 발생한 것에 의한 화상 불량(누락 화상) 없음.
B: 하프톤 화상에 있어서 누락 화상의 발생 없음, 솔리드 화이트 화상의 후반에 있어서 극히 경미한 누락 화상의 발생 있음.
C: 하프톤 화상에 있어서 누락 발생 없음, 솔리드 화이트 화상의 전반으로부터 극히 경미한 누락 화상의 발생 있음.
D: 하프톤 화상 및 솔리드 화이트 화상 모두, 누락 화상의 발생 있음.
또한, 15℃-10% RH 및 30℃-80% RH 환경하에 있어서도, 상기와 마찬가지로 클리닝 불량에 의한 초기 화상 결함의 평가를 행하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
또한, 출력 해상도 600dpi로서 1도트-1스페이스의 화상 형성을 행하고, 종이에 전사되기 전에 중간 전사체 상에 형성된 토너상을 광학 현미경으로 100배로 확대 관찰하고, 도트 재현성을 하기와 같이 평가하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
A: 도트에 흐트러짐이나 비산이나 도중 빠짐이 없어 재현성이 양호.
B: 토너가 유동한 것에 의해 도트가 약간 흐트러져 있지만, 비산이나 도중 빠짐 없음.
C: 도트 내의 전사성이 불균일한 것에 의한 토너의 도중 빠짐이 약간 발생.
D: 토너가 유동한 것에 의해 도트가 약간 흐트러짐, 또한 도트 내의 전사성이 불균일한 것에 의한 토너의 도중 빠짐이 약간 발생.
E: 토너가 유동한 것에 의해 도트가 퍼지고, 재현성이 부족함.
〔실시예 2∼31〕
평가 대상의 전자 사진 감광체를 표 3에 나타내는 전자 사진 감광체로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 평가를 행하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
〔실시예 32〕
실시예 1에 있어서, 평가기를 캐논(주)제의 레이저 빔 프린터 LBP-2510의 개조기로 변경하고, 이것의 시안 스테이션에 전자 사진 감광체 A-1을 장착하였다. 그 후, 23℃-50% RH 환경 하에서, 전자 사진 감광체의 암부 전위(Vd)가 -500V, 명부 전위(Vl)가 -100V로 되도록 전위의 조건을 설정하고, 전자 사진 감광체의 초기 전위를 조정하였다. 또한, 전자 사진 감광체의 주위면에 대한 클리닝 블레이드의 접촉각을 24°, 선압(접촉 압력)을 통상의 설정의 대략 1/5인 15g/㎝로 되도록 설정하였다. 이들 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 평가를 행하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
〔실시예 33∼48〕
평가 대상의 전자 사진 감광체를 표 3에 나타내는 전자 사진 감광체로 변경한 것 이외는, 실시예 32와 마찬가지로 해서 평가를 행하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
〔실시예 49〕
실시예 1에 있어서, 평가기를 캐논(주)제의 전자 사진 복사기(상품명: GP-40)의 개조기로 변경하고, 이것에 전자 사진 감광체 A-1을 장착하였다. 그 후, 23℃-50% RH 환경 하에서, 전자 사진 감광체의 암부 전위(Vd)가 -700V, 명부 전위(Vl)가 -150V로 되도록 전위의 조건을 설정하고, 전자 사진 감광체의 초기 전위를 조정하였다. 또한, 전자 사진 감광체의 주위면에 대한 클리닝 블레이드의 접촉각을 25°, 선압(접촉 압력)을 통상의 설정의 대략 절반인 15g/㎝로 되도록 설정하였다. 이들 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 평가를 행하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
〔실시예 50〕
평가 대상의 전자 사진 감광체를 전자 사진 감광체 B-1로 변경한 것 이외는, 실시예 49와 마찬가지로 해서 평가를 행하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
〔실시예 51〕
실시예 1에 있어서, 평가기를 휴렛 펙커드사제의 레이저 빔 프린터(상품명: Color Laser Jet 3500)의 개조기로 변경하고, 이것의 시안 스테이션에 전자 사진 감광체 A-24를 장착하였다. 그 후, 23℃-50% RH 환경 하에서, 전자 사진 감광체의 암부 전위(Vd)가 -500V, 명부 전위(Vl)가 -150V로 되도록 전위의 조건을 설정하고, 전자 사진 감광체의 초기 전위를 조정하였다. 또한, 전자 사진 감광체의 주위면에 대한 클리닝 블레이드의 접촉각을 24°, 선압(접촉 압력)을 통상의 설정의 대략 1/5인 15g/㎝로 되도록 설정하였다. 이들 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 평가를 행하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
〔실시예 52〕
평가 대상의 전자 사진 감광체를 전자 사진 감광체 B-9로 변경한 것 이외는, 실시예 51과 마찬가지로 해서 평가를 행하였다. 결과를 표 3에 나타낸다.
〔비교예 1〕
평가 대상의 전자 사진 감광체를 전자 사진 감광체 C-1로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 평가를 행하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.
〔비교예 2∼6〕
평가 대상의 전자 사진 감광체를 표 4에 나타내는 전자 사진 감광체로 변경한 것 이외는, 비교예 1과 마찬가지로 해서 평가를 행하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.
〔비교예 7∼9〕
평가 대상의 전자 사진 감광체를 표 4에 나타내는 전자 사진 감광체로 변경한 것 이외는, 실시예 32와 마찬가지로 해서 평가를 행하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.
〔비교예 10∼14〕
평가 대상의 전자 사진 감광체를 표 4에 나타내는 전자 사진 감광체로 변경한 것 이외는, 비교예 1과 마찬가지로 해서 평가를 행하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.
〔비교예 15∼17〕
평가 대상의 전자 사진 감광체를 표 4에 나타내는 전자 사진 감광체로 변경한 것 이외는, 비교예 7과 마찬가지로 해서 평가를 행하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.
〔비교예 18∼22〕
평가 대상의 전자 사진 감광체를 표 4에 나타내는 전자 사진 감광체로 변경한 것 이외는, 비교예 1과 마찬가지로 해서 평가를 행하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.
〔비교예 23∼25〕
평가 대상의 전자 사진 감광체를 표 4에 나타내는 전자 사진 감광체로 변경한 것 이외는, 비교예 7과 마찬가지로 해서 평가를 행하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.
〔전자 사진 감광체의 내구 성능 평가〕
〔실시예 101〕
실시예 1에 있어서, 23℃-50% RH 환경 하에서, 인자 비율 5%의 테스트 차트를 이용하여, 5매 간헐 모드로 A4 가로의 50000매를 인쇄하는 내구 시험을 행하였다. 그 후, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 클리닝 성능 및 도트 재현성을 평가하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.
〔실시예 102∼110〕
평가 대상의 전자 사진 감광체를 표 5에 나타내는 전자 사진 감광체로 변경하고, 인쇄 매수를 표 5에 도시하는 바와 같이 변경한 것 이외는, 실시예 101과 마찬가지로 해서 평가를 행하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.
〔실시예 111〕
실시예 32에 있어서, 23℃-50% RH 환경 하에서, 인자 비율 5%의 테스트 차트를 이용하여, 5매 간헐 모드로 A4 가로의 50000매를 인쇄하는 내구 시험을 행하였다. 그 후, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 클리닝 성능 및 도트 재현성을 평가하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.
〔실시예 112∼115〕
평가 대상의 전자 사진 감광체를 표 5에 나타내는 전자 사진 감광체로 변경하고, 인쇄 매수를 표 5에 도시하는 바와 같이 변경한 것 이외는, 실시예 111과 마찬가지로 해서 평가를 행하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.
Claims (7)
- 원통형 지지체 및 그 원통형 지지체 상에 형성된 감광층을 갖는 전자 사진 감광체이며,
상기 전자 사진 감광체의 주위면은,
관계식 0.1㎛≤e≤25㎛를 만족시키는 폭 e를 갖는 복수의 평탄부와,
관계식 0.1㎛≤w≤25㎛를 만족시키는 폭 w와, 관계식 0.1㎛≤d≤3.0㎛를 만족시키는 깊이 d를 갖는 복수의 홈부를 갖고,
상기 평탄부 및 홈부는 상기 전자 사진 감광체의 축 방향에 대하여 관계식 80°≤θ≤100°를 만족시키는 각도 θ로 교대로 형성되고,
상기 평탄부는, 상기 평탄부가 형성되는 방향으로 부분적인 비존재부(partial absence)를 갖지 않고,
상기 주위면의 축 방향의 폭 100㎛당의 평탄부의 폭 e의 합계값 eSum이 관계식 5㎛≤eSum≤75㎛를 만족시키고,
eAv(㎛)를 상기 평탄부의 폭 e의 평균값으로 하고, eσ를 그 표준 편차로 했을 때, eσ/eAv가 관계식 eσ/eAv≤0.46를 만족시키는 전자 사진 감광체. - 제1항에 있어서,
상기 eσ/eAv가 eσ/eAv≤0.27인 전자 사진 감광체. - 제2항에 있어서,
상기 eSum이 10㎛≤eSum≤50㎛이며, 상기 eσ/eAv가 eσ/eAv≤0.08인 전자 사진 감광체. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 홈부의 폭 w의 평균값을 wAv(㎛)로 하고, 그의 표준 편차를 wσ로 하고, 상기 홈부의 깊이 d의 평균값을 dAv(㎛)로 하고, 그의 표준 편차를 dσ로 했을 때, wσ/wAv가 wσ/wAv≤0.08이며, dσ/dAv가 dσ/dAv≤0.08인 전자 사진 감광체. - 제1항 또는 제2항에 기재된 전자 사진 감광체와, 상기 전자 사진 감광체의 주위면을 대전하기 위한 대전 수단, 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 형성된 정전 잠상을 토너로 현상해서 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 토너상을 형성하기 위한 현상 수단, 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 형성된 토너상을 전사재에 전사하기 위한 전사 수단, 및 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 형성된 토너상을 전사재 상에 전사한 후의 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 잔류하는 토너를 제거하기 위한 클리닝 수단으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 수단을 일체로 지지하고, 전자 사진 장치 본체에 착탈 가능한 것을 특징으로 하는 프로세스 카트리지.
- 제1항 또는 제2항에 기재된 전자 사진 감광체, 및 상기 전자 사진 감광체를 대전하기 위한 대전 수단, 대전된 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 노광 광을 조사해서 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 정전 잠상을 형성하기 위한 노광 수단, 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 형성된 정전 잠상을 토너로 현상해서 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 토너상을 형성하기 위한 현상 수단, 및 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 형성된 토너상을 전사재 상에 전사하기 위한 전사 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 전자 사진 장치.
- 제1항에 따른 전자 사진 감광체의 제조 방법으로서,
요철 형상을 갖는 몰드를 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 압접하여 상기 전자 사진 감광체의 주위면에 복수의 평탄부와 복수의 홈을 형성하는 단계
를 포함하는 전자 사진 감광체의 제조 방법.
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