JPH09230611A - 画像形成方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザー等の単色光を用いて、電子写真感光
体上に画像を形成した時、干渉縞に基づくモアレ画像が
発生しない画像形成方法及び画像形成装置の提供。 【解決手段】 円筒状基体上に感光層を有する電子写真
感光体上に単色光の像露光を行って画像を形成する方法
及びその画像形成装置において、前記円筒状基体が円筒
状基体素材の表面を回転砥石により研磨加工して成るこ
とを特徴とする画像形成方法及びその画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は改良された電子写真
感光体を用いた画像形成方法及び画像形成装置に関し、
詳しくはレーザー光等の単色光を用いて像露光を行う画
像形成方法及び画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来電子写真感光体（以下、単に感光体
ともいう）上にレーザー光等のコヒーレントな単色光を
用いて像露光を行うと、感光層と基体との界面で干渉縞
が生じ、可視画像を形成したときモアレが発生し、画質
が著しく低下する。このような問題を解決する方法とし
て、特に基体表面の粗さに着目した発明が提案されてい
る。

【０００３】例えば特公平２−５９９８１号公報（公報
１）にはバイトによる切削加工により、円周方向に幅１
０〜５００μｍ、深さ０．１〜１００μｍの溝を規則
的、かつ並列に形成して成る円筒状基体及びこれを用い
た電子写真感光体が提案されている。

【０００４】また特公平３−６４０６２号公報（公報
２）にはバイトによる切削加工により円周方向にその断
面形状主ピークに副ピークが重畳された凸部を螺旋状
に、かつ周期的に形成して成る円筒状基体及びそれを用
いた電子写真感光体が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記公報
１〜公報２の円筒状基体は、その表面に規則的または周
期的な凹凸模様を形成して粗面化している。

【０００６】本発明者等の実験によれば、前記各号公報
に開示されているような規則的に粗面化された円筒状基
体を用いた電子写真感光体にレーザー光等の単色光の像
露光を行って画像形成を行ったときは、単色光の種類、
感光層の構成等によっては前記規則的な粗面化特有の干
渉縞に基づく筋状のモアレ画像が発生することが確かめ
られている。

【０００７】そこで前記干渉縞に基づくモアレ画像が発
生しない電子写真感光体を得るためには、規則性や周期
性がなく、かつ全面が適正な粗さで均等に粗面化された
円筒状基体が望ましい。

【０００８】しかしながら規則性が無く、かつ全面均等
な粗面を有する円筒状基体を得るためには特殊の研磨用
の歯型が必要であるとか、特殊な加工方法または加工装
置が必要となり、コスト高を招き、かつ加工操作が複雑
となるなどの問題がある。

【０００９】本発明は前記実情に鑑みて提案されたもの
であり、その目的とするところは低コストで、生産性に
優れた本発明に特有の加工方法により加工された円筒状
基体を有する感光体を用いることにより、該感光体上に
単色光による像露光を施こして画像形成を行ったとき、
干渉縞に基づくモアレ画像の発生が無く、高濃度、鮮明
な画像を安定して得ることが出来る画像形成方法及び画
像形成装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の前記の目的は以
下の構成により達成される。

【００１１】（１）円筒状基体上に感光層を設けて成る
電子写真感光体に単色光の像露光を行う工程を有する画
像形成方法において、該円筒状基体が円筒状基体素材の
表面を回転砥石により研磨して作成されることを特徴と
する画像形成方法。

【００１２】（２）円筒状基体上に感光層を設けて成る
電子写真感光体に単色光の像露光を行う手段を有する画
像形成装置において、該円筒状基体が円筒状基体素材の
表面を回転砥石により研磨して作成されることを特徴と
する画像形成装置。

【００１３】以下、本発明をさらに詳しく説明する。

【００１４】前記円筒状基体素材は、例えばアルミニウ
ム、ステンレス、スチール、真ちゅう、銅等の金属材料
を用いて冷間もしくは熱間延伸加工法、圧延加工法また
は引き抜き加工法等によりメーカーサイドで加工されユ
ーザーに供給される。

【００１５】前記円筒状基体素材を電子写真感光体の円
筒状基体として用いるためにはさらにダイアモンドバイ
トまたは超硬鋼バイト等による切削加工が必要となる
が、前記感光体をレーザー等の単色光を像露光の光源と
する画像形成方法に用いる場合は、さらに干渉縞に基づ
くモアレ画像の発生を防止するため円筒状基体表面を粗
面化する必要があり、本発明では従来のダイアモンドバ
イト等による規則的な粗面化加工方法に変えて回転砥石
により円筒状基体表面を粗面化する加工方法を用いた点
に特徴が有る。

【００１６】前記回転砥石による粗面化加工方法によれ
ば、円筒状基体表面に不規則かつ均一で肌目細かな粗面
が形成され、得られた円筒状基体上に感光層を設けてな
る感光体上に単色光の像露光を施して画像形成を行った
とき、干渉縞に基づくモアレ画像が発生せず高画質の画
像が得られ、かつ感光層と円筒状基体との接着性が優れ
ている。

【００１７】以下前記円筒状基体表面の粗面化のための
研磨、加工方法の代表例を図１〜図４により説明する。

【００１８】図１及び２は本発明の回転砥石を用いた研
磨装置の一例を示す断面図である。１は円筒状基体素
材、２は回転砥石、３は揺動軸、４は支柱、５は揺動軸
３を支点として揺動自在なバー、６は該バー５の他端に
固定された重錘、７は該バー５に設けられ、回転砥石２
の圧接力を調整する移動可能な補助重錘である。

【００１９】図１〜図３において、円筒状基体素材１は
軸Ｘを中心として好ましくは３００〜６００ｒ．ｐ．ｍ
で回転され、この円筒状基体素材１に対して軸Ｙを中心
として４００〜８００ｒ．ｐ．ｍで回転する回転砥石２
の円盤状研磨面を例えば１〜５０Ｋｇの圧接力で圧接す
ると共に、該回転砥石２を円筒状基体素材１の軸Ｘに平
行に、その１端から他端へと、例えば０．１０〜１．０
ｍ／分の早さで移動することにより円筒状基体素材１の
全面が研磨加工される。

【００２０】前記回転砥石２は、例えばアランダム、コ
ランダム、エメリー等の硬質粒子（平均粒径０．１〜
５．０μｍ）を焼結又は合成樹脂等により接着して円盤
状に仕上げたものが用いられ、目的に応じて前記硬質粒
子の種類または粒径の異なる回転砥石２が選択して用い
られる。

【００２１】前記回転砥石２により研磨して得られる円
筒状基体の表面粗さは、十点平均表面粗さ（Ｒｚ）で表
され、好ましくは０．３〜３．０μｍの範囲であり、
０．３μｍより小さいと、感光層と円筒状基体との接着
性が悪く、かつレーザー光を用いた像露光では干渉縞に
基づくモアレ画像が発生し易く、３．０μｍより大きい
と、帯電電位の暗減衰が大きく、かつ画質が粗くなり易
い。

【００２２】なお、前記円筒状基体の十点平均表面粗さ
（Ｒｚ）の測定方法は、ＪＩＳＢ０６０１（基準長０・
２５ｍｍ）の規定に基づいて測定され、具体的には小坂
研究所の表面粗さ測定器（ＳＥ−３０Ｈ）により測定さ
れる。

【００２３】以上説明した本発明の回転砥石２を用いた
研磨方法を実施するに適した研磨装置としては、例えば
三興機械株式会社製円筒研削鏡面仕上げ機がある。また
前記研磨装置に組み込まれる本発明の前記以外の回転砥
石２としては、例えば日本特殊研砥石株式会社製の「Ｐ
ＶＡ砥石」または「ＦＢＢ砥石」等がある。

【００２４】前記研磨装置では、前記のような微細な硬
質粒子を研磨面に有する回転砥石２が用いられているた
め、表面に不規則かつ均一でしかも肌目細かい粗面が形
成された円筒状基体が得られる。さらに前記研磨装置で
は、回転砥石２に対して交差する方向に円筒状基体素材
１を回転させて研磨するため回転砥石２の走行軌跡が打
ち消されて、より一層むらの無い均一な研磨が達成され
る。

【００２５】さらにまた前記研磨装置では回転砥石２
が、これを支持するバー５を介して支柱４に軸３を中心
として揺動可能に支持されている。そのため砥石２によ
り無理の無いソフトな研磨が達成される。

【００２６】さらにまた移動可能補助重錘７の調整によ
り、円筒状基体素材１に対して回転砥石２の圧接力を微
妙に制御することが出来るので、より一層肌目細かな粗
面を形成することが出来る。

【００２７】さらにまた、前記研磨装置では図１〜図３
のように回転砥石２の軸Ｙと、円筒状基体素材１の軸Ｘ
に直行する平面とのなす角θが０°の場合と、図４のよ
うに円筒状基体素材１に対して回転砥石２が傾斜（傾斜
範囲０〜４５°）圧接して、研磨する場合とがある。

【００２８】次に本発明の画像形成方法及び画像形成装
置に用いられる電子写真感光体について説明する。

【００２９】前記感光体の感光層は、セレン、アモルフ
ァスシリコン、硫化カドミウム等を用いた無機感光体で
あってもよいが、好ましくは有機の電荷発生物質（ＣＧ
Ｍ）と電荷輸送物質（ＣＴＭ）とを含有する有機感光体
であり、該有機感光体の好ましい層構成を図５により説
明する。

【００３０】図５（イ）は円筒状基体１０上に中間層１
１を介して電荷発生物質（ＣＧＭ）と電荷輸送物質（Ｃ
ＴＭ）を共に含有する単層構成の感光層１４を有する感
光体であり、図５（ロ）は円筒状基体１０上に中間層１
１を介して電荷輸送物質（ＣＴＭ）を主成分として含有
する電荷輸送層（ＣＴＬ）１２と電荷発生物質（ＣＧ
Ｍ）を主成分として含有する電荷発生層（ＣＧＬ）１３
とをこの順に積層して成る感光層１４を有する感光体で
あり、図５（ハ）は円筒状基体１０上に中間層１１を介
して電荷発生層（ＣＧＬ）１３と電荷輸送層（ＣＴＬ）
１２とをこの順に積層して成る感光層１４を有する感光
体である。なお前記感光層１４上には必要により保護層
を設けても良い。

【００３１】前記図５（イ）〜（ハ）の各感光体の感光
層１４に含有される電荷発生物質（ＣＧＭ）としては、
例えばフタロシアニン顔料、多環キノン顔料、アゾ顔
料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料、
アズレニウム顔料、スクワリリウム染料、シアニン染
料、ピリリウム染料、チオピリリウム染料、キサンテン
色素、トリフェニルメタン色素、スチリル色素等が挙げ
られ、これらの電荷発生物質（ＣＧＭ）は単独で又は適
当なバインダー樹脂と共に層形成が行われる。

【００３２】前記感光層１４に含有される電荷輸送物質
（ＣＴＭ）としては、例えばオキサゾール誘導体、オキ
サジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾー
ル誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、
イミダゾロン誘導体、イミダゾリン誘導体、ビスイミダ
ゾリジン誘導体、スチリル化合物、ヒドラゾン化合物、
ベンジジン化合物、ピラゾリン誘導体、スチルベン化合
物、アミン誘導体、オキサゾロン誘導体、ベンゾチアゾ
ール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、キナゾリン誘
導体、ベンゾフラン誘導体、アクリジン誘導体、フェナ
ジン誘導体、アミノスチルベン誘導体、ポリ−Ｎ−ビニ
ルカルバゾール、ポリ−１−ビニルピレン、ポリ−９−
ビニルアントラセン等が挙げられこれらの電荷輸送物質
（ＣＴＭ）は通常バインダーと共に層形成が行われる。

【００３３】前記単層構成の感光層１４及び積層構成の
場合の電荷発生層（ＣＧＬ）１３、電荷輸送層（ＣＴ
Ｌ）１２に含有されるバインダー樹脂としては、ポリエ
ステル樹脂、ポリスチレン樹脂、メタクリル樹脂、アク
リル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹
脂、ポリビニルアセテート樹脂、スチレン−ブタジエン
樹脂、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体樹
脂、塩化ビニル−無水マレイン酸共重合体樹脂、ウレタ
ン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン−アル
キッド樹脂、フェノール樹脂、ポリシラン樹脂、ポリビ
ニルカルバゾール等が挙げられる。

【００３４】本発明において電荷発生層１３中の電荷発
生物質とバインダー樹脂との割合は重量比で１：５〜
５：１が好ましく、１：２〜３：１がより好ましく、ま
た電荷発生層１３の膜厚は５μｍ以下が好ましく、０．
０５〜２μｍがより好ましい。

【００３５】また、電荷輸送層１２の前記電荷輸送物質
とバインダー樹脂との混合割合は重量比で１０：１〜
１：１０が好ましく、３：１〜１：３がより好ましく、
また前記電荷輸送層１２の膜厚は５〜５０μｍが好まし
く、１０〜４０μｍがより好ましい。

【００３６】前記感光体が単層型の場合、前記バインダ
ー樹脂に対する前記電荷発生物質の含有割合は１：０．
１〜５が好ましく、前記電荷輸送物質の含有割合は１：
０．１〜５が好ましく、また前記電荷発生物質と前記電
荷輸送物質との混合割合は１：０．１〜１０が好まし
い。

【００３７】本発明においては必要に応じて設けられる
前記中間層１１は、例えば、カゼイン、ポリビニルアル
コール、ニトロセルロース、エチレン−アクリル酸共重
合体、ポリビニルブチラール、フェノール樹脂ポリアミ
ド類（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、共
重合ナイロン、アルコキシメチル化ナイロン等）、ポリ
ウレタン、ゼラチン及び酸化アルミニウム等を用いて形
成され、該中間層１１の膜厚は０．１〜１０μｍが好ま
しく、特には０．１〜５μｍが好ましい。

【００３８】また本発明の円筒状基体素材は前記のアル
ミニウム、スチール、ステンレス等の金属材料から成る
円筒状基体素材の外、ポリスチレン、ポリメチルメタク
リレート、ポリカーボナート、ポリイミド等のプラスチ
ック材料から成る円筒状基体素材であっても良い。

【００３９】なお後者の場合は円筒状基体素材を回転砥
石により研磨して粗面化した後、さらに蒸着またはスパ
ッタ等により酸化インジュウム、酸化錫またはそれらの
合金から成る導電層を設ける必要がある。

【００４０】以下前記感光体を用いた本発明の画像形成
方法及び画像形成装置を図６を用いて説明する。

【００４１】図中２０は矢印方向に回転する有機感光体
ドラムであり、該感光体ドラムの円筒状基体は、図１〜
３または図４の揺動回転する回転砥石により不規則かつ
均一でしかも肌目細かい粗面（十点平均表面粗さＲｚが
０．３〜３．０μｍ）に加工される。２１は帯電器であ
り、通常はスコロトロン帯電器が用いられる。２２は発
光ダイオードまたは半導体レーザー等の単色光源を用い
た像露光、２３は接触または非接触反転現像用現像器で
ある。

【００４２】前記像露光は、例えばスキャナまたはコン
ピューター等からのデジタル画像信号により変調された
レーザー光等の単色光であり、感光体ドラム２０の回転
に伴って書き込まれてドット静電潜像が形成され、該潜
像は反転現像器２３により現像されてドット状のトナー
像が形成される。

【００４３】このトナー像は、タイミングを合わせて給
送された転写紙Ｐ上に転写電極２４により転写され、分
離極２５により分離され、搬送手段２６により定着器２
７へと搬送され、定着される。

【００４４】転写後の感光体ドラム２０はクリーニング
前除電器２８により除電され、クリーニング装置２９に
よりクリーニングされ、かつ帯電前除電器３０により除
電されて次ぎの像形成に備えられる。

【００４５】

【実施例】以下本発明を実施例により具体的に説明する
が本発明の実施の態様がこれにより限定されるものでは
ない。

【００４６】〈感光体１の作製〉外表面をバイトによる
旋削法で加工して得られた外径８０ｍｍ、長さ３６０ｍ
ｍ、十点平均表面粗さ（Ｒｚ）２．０μｍのアルミニウ
ム管体を円筒状基体素材とし、下記の条件で表面加工を
行った。

【００４７】加工装置：円筒研削鏡面仕上げ機「ＳＭ−
１Ａ−１５００」（三興機械社）製 回転砥石：「ＦＢＢ−ＣＣ２０００」（外径２００ｍ
ｍ、厚み５０ｍｍ、取付用中心穴径５０ｍｍ、日本特殊
研砥石社製） 回転砥石の回転数：６００ｒ．ｐ．ｍ． 回転砥石の送り速度：０．７ｍ／分 回転砥石の圧接力：３５ｋｇ 円筒状基体素材の中心軸に直交する平面と回転砥石の回
転軸との成す角θ：０° 円筒状基体材料の回転速度：６５０ｒ．ｐ．ｍ． 研磨回数：往復１回 研磨液：水道水 以上の加工条件で加工された円筒状基体素材は弱アルカ
リ性溶液で洗浄された後水洗、乾燥して感光体用円筒状
基体を得た。得られた円筒状基体は十点平均表面粗さ
（Ｒｚ）が０．３μｍの均一な面粗度を有し、かつ波長
９３０ｎｍ光の反射率が３７％のものであった。

【００４８】次に前記円筒状基体上に以下の組成物、 アルコール可溶性ポリアミドＣＭ−８０００（東レ（株）製） ４重量部 メタノール ８０重量部 １−ブタノール ２０重量部 を混合、溶解して得た塗布液を浸漬塗布して０．５μｍ
厚の中間層を形成した。

【００４９】次ぎに前記中間層上に以下の組成物、 Ｙ型チタニルフタロシアニン ４重量部 シリコーン樹脂溶液ＫＲ−５２４０（信越化学（株）製） ４５重量部 ２−ブタノン １００重量部 を混合し、サンドミルにて１０時間分散して電荷発生層
用塗布液を得、該塗布液を前記中間層上に浸漬塗布して
厚さ０．２５μｍの電荷発生層を形成した。

【００５０】次ぎに前記電荷発生層上に以下の組成物、 下記構造の電荷輸送物質Ｔ−１ ８重量部 ビスフェノールＺ型ポリカーボネートＺ−３００ （三菱瓦斯化学（株）製） １２重量部 １，２−ジクロルエタン １００重量部

【００５１】

【化１】

【００５２】を混合、溶解して電荷輸送層用塗布液を得
た。この塗布液を前記電荷発生層上に浸漬塗布して９０
℃で１時間の熱処理を行って厚さ２５μｍの電荷発生層
を形成して、実施例１用の感光体１を得た。

【００５３】〈感光体２〜４の作製〉平均粒径０．５μ
ｍ、１．０μｍ及び３．０μｍの３種類の粒径の異なる
コランダム（モース硬度９．０）をそれぞれ焼結して得
られた他は感光体１の円筒状基体の回転砥石と同様にし
て３種類の回転砥石（いずれも外形２００ｍｍ、厚み５
０ｍｍ、取り付け用中心穴径５０ｍｍ）を得、これらの
３種類の回転砥石を用いた以外は、感光体１の場合と同
様にして十点平均表面粗さＲｚが０．４μｍ、０．８５
μｍ及び２．８μｍの３種類の円筒状基体を得た。

【００５４】次いで前記３種類の円筒状基体上に感光体
１の感光層をそれぞれ設けて、実施例２〜４用の感光体
２〜４を得た。

【００５５】〈感光体５（比較用）の作製〉前記十点平
均表面粗さ（Ｒｚ）が２．０μｍの円筒状基体素材に対
する回転砥石（外形２００ｍｍ、厚み５０ｍｍ、取り付
け用中心穴径５０ｍｍ）による表面加工をしなかった以
外は感光体１と同様にして比較例用の感光体５を得た。

【００５６】前記のようにして得た５種類の感光体をそ
れぞれ「Ｋｏｎｉｃａ７０５０」（コニカ（株）製）に
装着し、常温、常湿下で、濃度１．５の高濃度領域、濃
度０．５の中間調領域及び白紙部を有するＢ４の原稿画
像を用いて、デジタル像露光方式により、かつ反転現像
方式で５万回に亘り画像形成テストを行い、初期と５万
回目の高濃度領域の濃度及び中間調領域のモアレ画像の
濃度むら（濃淡の濃度差）をマクベス反射濃度計（Ａ
ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ ｋｏｌｌｍｅｒｇｅｎ ｃｏ
ｒｐｏｒａｔｉｏｎ 社製）により測定し、かつ白紙部
の黒ポチの発生の度合を光学顕微鏡下に計数し、その結
果を「○」、「△」及び「×」方式で評価し表１に示し
た。

【００５７】（評価基準） 高濃度領域の濃度 濃度１．２以上：「○」 濃度１．１〜０．８：「△」 濃度０．７以下：「×」 中間調領域のモアレ画像の濃度むら 濃度差０．０５以下：「○」 濃度差０．０６〜０．０９：「△」 濃度差０．１０以上：「×」 白紙部の黒ポチ（黒ポチの数／２０ｃｍ²） ０：「○」 １〜５：「△」 ６以上：「×」

【００５８】

【表１】

【００５９】表１から実施例の感光体を用いた場合は、
繰り返し５万回の画像形成の過程で画像濃度低下、モア
レ画像の発生又は黒ポチの発生等の画像欠陥が無く、高
濃度、鮮明な画像が得られたが、比較例の感光体を用い
た場合は画像濃度低下、筋状のモアレ画像または黒ポチ
のいずれかの画像欠陥が発生して、実用性に乏しいこと
がわかる。

【００６０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像形成方法及び画像形成装置によれば、像露光用の
光源として発光ダイオードまたはレーザー等の単色光光
源を用いて像形成を行った場合、干渉縞に基づくモアレ
画像や黒ポチの発生が無く、高濃度、鮮明な電子写真画
像が得られる等の効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転砥石を用いた研磨装置の一例を示
す断面図である。

【図２】本発明の回転砥石を用いた研磨装置の他の例を
示す断面図である。

【図３】研磨要部の一例を示す断面図である。

【図４】研磨要部の他の例を示す断面図である。

【図５】本発明に係わる感光体の層構成の一例を示す断
面図である。

【図６】画像形成方法及び画像形成装置を説明する概要
図である。

【符号の説明】

１ 円筒状基体素材 ２ 回転砥石 ３ 揺動軸 ４ 支柱 ５ 揺動自在なバー ６ 固定重錘 ７ 移動可能補助重錘 １０ 円筒状基体 １２ 電荷輸送層 １３ 電荷発生層 １４ 感光層 ２０ 感光体ドラム ２１ 帯電器 ２２ 像露光 ２３ 現像器 ２４ 転写電極 ２７ 定着器 ２９ クリーニング装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状基体上に感光層を設けて成る電子
   写真感光体に単色光の像露光を行う工程を有する画像形
   成方法において、該円筒状基体が円筒状基体素材の表面
   を回転砥石により研磨して作成されることを特徴とする
   画像形成方法。
2. 【請求項２】 円筒状基体上に感光層を設けて成る電子
   写真感光体に単色光の像露光を行う手段を有する画像形
   成装置において、該円筒状基体が円筒状基体素材の表面
   を回転砥石により研磨して作成されることを特徴とする
   画像形成装置。