CN100441323C

CN100441323C - 电子照相感光体用基体的清洗方法及清洗装置

Info

Publication number: CN100441323C
Application number: CNB031286976A
Authority: CN
Inventors: 铃木荣; 马屋原立志; 山口芳广; 高木基福; 江川豪; 细川贤二; 饭山明宏
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2003-05-06
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2023-05-06
Also published as: EP1362646A1; CN1456396A

Abstract

本发明涉及电子照相感光体用基体的清洗方法及清洗装置。清洗方法对基体(4)施行以下工序：用洗涤液(9)进行脱脂清洗，用冲洗液(12)进行冲洗，干燥工序。其中，脱脂洗涤工序中使用的洗涤液(9)为温度20℃～90℃的碱离子水。清洗装置包括：清洗槽(1)，装有碱离子水(9)，用于清洗基体(4)；加热器(H₁)，加热碱离子水(9)，使其温度为20℃～90℃；冲洗槽(2)，装有冲洗液(12)，用于冲洗经清洗的基体(4)；加热槽(3)，装有温纯水(13)，用于加热经冲洗的基体(4)；保持器(14)，用于保持基体(4)；升降器(7)，使基体(4)上下及使其摆动。用少量能量除去电子照相感光体基体表面的油脂且不损伤基体。

Description

电子照相感光体用基体的清洗方法及清洗装置

技术领域

本发明涉及在电子照相感光体用基体上形成感光层前清洗该基体的方法及其装置。

背景技术

以往，作为电子照相感光体用圆筒基体的制造方法，一般采用通过减薄拉深加工或冷拉加工等得到基体，在该基体表面上直接形成感光层，或者对通过减薄拉深加工或冷拉加工等所得到的基体表面施以车削加工后形成感光层。

但是，在上述通过减薄拉深加工或冷拉加工等所得到的基体上粘附有塑性加工时使用的高粘度油。

另外，在施以车削加工后形成感光层的基体上粘附有车削时使用的切削油。

制作电子照相感光体时，是在导电性基体的外周面涂布含有感光性物质的涂布液，在基体外周面形成感光层。

形成感光层时，若在基体上粘附有油成份、异物等，则由于基体浸渍在该涂布液中，涂布液受到污染而劣化，不能形成具有所要求性质的感光层。

因此，含有感光性物质的涂布液涂布到基体外周面前，必须清洗该基体。

以往，使用液体卤代烃系溶剂清洗基体。近年，随着臭氧层破坏、地球温暖化、大气污染等环境问题日益严重，以及考虑到对人体的坏影响，正在向减少或全废液体卤代烃系溶剂的方向转变。

在日本特开平6-118663号公报中公开了在水中加入表面活性剂用超声波进行清洗的方法，但是，若不大量加入表面活性剂，效果就差，而且，为了除去表面活性剂，很费时间。

在日本特开平9-6031号公报中公开了使用刷的方法，但是，若使用刷，恐怕会损伤基体。

在日本特开2000-225381号公报中公开了使用碱水溶液作为有机溶剂以外的液体的方法，但是，存在不得不处理强碱的问题，即在碱水溶液调整中需加入强碱物质，以及不容易将其除去等问题。

发明内容

本发明就是为解决上述先有技术所存在的问题而提出来的，本发明的课题在于，提供用少量能量除去电子照相感光体基体表面的油脂且不损伤基体的清洗方法及其装置。

本发明的另一课题在于，提供无处理强碱那样的危险操作的洗涤液。

为了实现上述目的，本发明提出一种基体清洗方法，对基体施行以下工序：

用洗涤液进行脱脂洗涤工序；

用冲洗液进行冲洗工序；

干燥工序；

其中，上述脱脂洗涤工序中使用的洗涤液为温度20℃～90℃的碱离子水(alkaline ionized water)。

为了实现上述目的，本发明提出一种基体清洗装置，包括：

一清洗槽，装有碱离子水，用于清洗基体；

一第一加热器，加热上述碱离子水，使其温度为20℃～90℃；

一冲洗槽，装有冲洗液，用于冲洗经上述清洗的基体；

一加热槽，装有纯水，用于加热经上述冲洗的基体；

一保持器，用于保持基体；

一升降器，使上述基体上下摆动。

在不损伤基体状态下，通过调整碱离子水的温度，施加外力，能除去上述牢固地附着在基体上的各种油。

附图说明

图1表示本发明使用的清洗装置一例。

具体实施方式

下面，说明本发明的实施例。

在电子照相感光体用基体的加工过程中所使用的各种油牢固地附着在所加工的基体上，以便切削刃或加工用模具强力压接也不损害其润滑性，即被加工的基体材料表面的油膜不因加工时强力压接而除去。

在本发明中，在不损伤基体状态下，通过调整碱离子水的温度，施加外力，能除去上述牢固地附着在基体上的各种油。

本发明的清洗方法由以下各工序构成：

用洗涤液进行脱脂洗涤工序；

用冲洗液进行冲洗工序；

干燥工序；

其中，上述脱脂洗涤工序中使用的洗涤液为温度20℃～90℃的碱离子水。

通过使用上述方法，能除去牢固地附着在所加工基体上的各种油分。

(A)洗涤工序

如图1所示，基体4由滑车机构6从前处理工序运来，通过升降器7将基体4浸入装有碱离子水9的洗涤槽1中。当基体4被脱脂后，通过升降器7将基体4取出。标号14表示基体保持器，标号5表示超声波振荡器，作为外力提供装置，向洗涤液9施加超声波。

碱离子水9在洗涤槽1与水槽R₁之间通过流路C₁和C_1’循环，由一加热器H₁对碱离子水9进行加热，对附着在基体4上的油分或类似物质成份起作用。从基体上除去的上述油类成份混合在碱离子水9中，通过分离器8将上述油分与碱离子水9分离。

此外，碱离子水9在水槽R₁与分离器8之间通过流路T₁和T_1’循环。在流路T₁上设有泵P₁和过滤器F₁。

(B)冲洗工序

基体4由滑车机构6从洗涤工序移到冲洗工序，通过升降器7将基体4浸入装有纯水12的冲洗槽2中。水槽R₂中的纯水12被注入冲洗槽2中，以便除去附着在基体4上的碱离子水。标号11表示气泡，其对基体4产生冲洗作用；标号10表示喷嘴，其喷出气体，以形成气泡11；标号15表示气体供给装置，例如送风机，供给气体，以形成气泡。

此外，纯水12在冲洗槽2与水槽R₂之间通过流路T₂和C₂循环。在流路T₂上设有泵P₂和过滤器F₂。

(C)干燥工序

基体4由滑车机构6从冲洗工序移到干燥工序，通过升降器7将基体46浸入装有温纯水13的加热槽3中。将已被加热的基体提升离开上述温纯水13，由于基体4是热的，附着在基体4上的水得到干燥。

此外，温纯水13在加热槽3与水槽R₃之间通过流路T₃和C₃循环。在流路T₃上设有泵P₃和过滤器F₃。标号H₃表示一加热器，对纯水进行加热。

下面，详细说明各工序。

(A)洗涤工序

本发明的特征在于，使用20℃～90℃温度的碱离子水作为该脱脂洗涤工序的清洗介质，较好的是，30℃～80℃温度，更好的是，40℃～60℃温度。

温度太低，效果差，相反，在高温下会失去作为碱离子水的效能。通过使其处于合适的温度，能得到除去附着在电子照相感光体基体上的油份的效果。

碱离子水还可以称为还原水或超碱离子水。

“碱离子水”在高桥他监修，丸善株式会社发行(平成9年)的水的百科词典的95页有介绍。

该水是在夹着隔膜设有阳极和阴极的水槽中，溶解低浓度的电解质，对已溶解该低浓度电解质的水进行电分解，在阴极室生成显示碱性的水。

在此，电解质使用氯化纳、氯化钙等碱金属盐，或乳酸纳、乳酸钙等有机酸的盐。

该碱离子水的pH值比7大，该pH值由电解质的量以及电分解时通过的电量决定。

在本发明中，pH值为8-11的碱离子水合适，可以在电分解时监视pH值，使用pH值为8-11时的阴极侧的水，或者也可以进行电分解，直到pH值为13以上，用中性水稀释该碱离子水，将其调整到pH8-11的范围。

在本发明中，通过上述碱离子水，能有效地除去油分等有机类异物，也能除去铝粉或砂尘等无机类异物。

pH值比8小的碱离子水清洗能力差，而当使用超过pH值13的碱离子水场合，需要价格贵的设备。

如上所述，碱离子水具有使得附着在圆筒基体表面的油份或异物等剥离的效果，有机物附着轻度场合，通过浸渍在碱离子水中能除去，如果加上接触清洗等物理力，清洗效果更好。

以下各种方法均很有效：提高碱离子水温度的方法，在使基体浸渍在碱离子水中状态下超声波照射方法，喷入气体使碱离子水冒泡的方法，用刷或海绵等擦刷基体的方法。

另外，当上述在使基体浸渍在碱离子水中状态下发送超声波，或使碱离子水冒泡，或用刷或海绵等施加外力时，若使基体在上下方向摆动，能提高清洗能力。

下面具体记载用于清洗的超声波的条件。

作为超声波强度，在40KHz以下的低频超声波时，会使切削加工电子照相感光体用基体时所产生的细小突起状的凸状缺陷、用塑性加工方法加工该圆筒基体时所产生的表面毛刺、因铝屑附着等沿长度方向产生的细小的缺陷立起，因此，用100KHz以上、最好为100～150KHz的高频超声波振荡器清洗铝基体，在铝基体表面不会发生上述问题。

电子照相感光体用基体的材料为铝场合，可能使用各种成份的铝，例如，A1000系的铝合金，A3000系的铝合金，A6000系的铝合金都能适用，上述材料以外的铝合金也能使用。

在此，作为清洗对象的铝合金为A1000系铝合金场合，与用超声波清洗其他合金场合相比，最好超声波照射强度降低20％左右。

另外，本发明的清洗方法也能适用于通过电铸法制作的无缝镍带的清洗，这种场合，减弱超声波的力对应。

无缝材料场合也同样，用100KHz以上、最好为100～150KHz的高频超声波振荡器清洗。

为了避免超声波照射的清洗不匀，进行基体摆动时，作为基体的摆动条件，最好上下为50mm以上。

关于超声波发生元件，较好的是，至少设置两个超声波振子5，配置在上述电解水洗涤槽1上，或在电解水洗涤槽1的附近，水平对向设置。

另外，也可以使得上述超声波振子5相对垂直方向形成一角度，对向配置，这样能减少超声波衰减。安装角度为3～15度范围设置，效果好。

下面记载使用刷场合的条件。

与基体接触的刷的毛径，若超过φ1mm的毛径，由于其强度相对大，会损伤基体表面，成为损伤等缺陷发生的原因。

关于刷的毛长，若为3mm以下的毛长，由于其强度相对大，会损伤基体表面，成为损伤等缺陷发生的原因。

相反，若毛长过长，除去异物的能力差。

最好刷的毛密度为10根/cm²以上。

作为刷的材料最好使用尼龙，聚丙烯，人造丝，丙烯基，聚酯，聚四氟乙烯类碳氟树脂，及其混合物，兽毛等。

关于刷的回转数，因所使用的刷的直径不同，导致圆周速度不同，因此，刷的回转数不同，若回转速度过低，除去异物的能力低。

刷与基体的回转方向最好为同一方向，通过使得刷与基体同一方向回转，在刷与基体接触位置，刷与基体的前进方向为相反方向，相对圆周速度差大，能得到良好的清洗效果。在刷与基体的接触处，刷相对基体的圆周线速度最好为5m/分以上。

使得刷接触基体进行清洗时，若使得刷或基体沿轴向摆动，能防止清洗不匀。

通过组合上述超声波和刷，能进一步提高清洗效果。

清洗对象明显污脏场合，在碱离子水清洗前，使用公知的表面活性剂等清洗以除去污脏也很有效。这样，通过组合使用公知的表面活性剂等的清洗以及碱离子水清洗，与单独使用公知的表面活性剂等进行清洗场合相比，能减少所使用的表面活性剂等。

(B)除去洗涤剂工序

下面，说明冲洗槽的冲洗工序。在此，用于除去在洗涤槽的脱脂洗涤工序中附着的残存的碱离子水。

在冲洗工序中使用的介质可以使用水或纯水。

作为冲洗方法，可以使用通过超声波振子发出超声波进行冲洗或用气泡冲洗，考虑设备投资金额，气泡冲洗方法比较有利。

气泡冲洗时的气泡11大小最好为φ5mm～φ100mm，若小于φ5mm或超过φ100mm，冲洗能力差。

最好的是，气泡11为5mm～10mm的均一气泡，这种场合，冲洗效果好。

气泡11大小可通过气体流量进行调整，即可通过气体压力进行调整。气体压力以0.1Mpa以下为好，为了产生5mm～10mm的气泡，最好气体压力为0.03Mpa～0.07Mpa。

使得气泡发生的气体流量以10L/min～80L/min为好，较好的是，20L/min～60L/min，更好的是，40L/min～50L/min。

若小于10L/min，气泡发生量少，若超过80L/min，冲洗槽中的气体量多，冲洗能力低下。

产生气泡的气体用喷嘴最好相对一个感光体基体至少设置二个。

气体用喷嘴10的冒泡的气泡沿基体4的表面及内面，一边取除水系清洗剂及异物，一边上升。

所使用的气体纯度等级以100以下为好，最好为10以下，以便不使尘埃、油份等混入纯水中。

气体用喷嘴10的平均气孔直径若超过100μm，不能产生5mm～10mm的均一气泡11，因此，平均气孔直径以100μm以下为好，最好为30μm～60μm。

气体用喷嘴最好用圆形或平板状的陶瓷烧结多孔体或塑料烧结多孔体形成。

在陶瓷烧结多孔体或塑料烧结多孔体形成场合，能得到大小均一的气泡。

使用圆形的陶瓷烧结多孔体或塑料烧结多孔体形成的气体用喷嘴10场合，若直径超过φ50mm，则在中心部大量产生气泡11，但在外径部很少产生气泡11，在喷嘴内不能产生均一气泡。

为了均一产生气泡11，以直径φ50mm以下为好，最好为φ25mm～φ35mm。使用平板状的陶瓷烧结多孔体或塑料烧结多孔体形成的气体用喷嘴10场合也同样，以50mm×50mm以下为好，最好为25mm×25mm～35mm×35mm。

气体用喷嘴10与所对应的基体4的最大尺寸相对应，配置多个，品种更换时，不更换气体用喷嘴，能使均一的气泡11接触所对应的全品种基体4的表面及内面。

升降机7及设在升降机7上的基体保持器形成为设有开口的形状，不影响来自下部的气泡11接触基体4的表面及内面。

通过升降机7上下方向摆动基体4，搅拌基体4周围的纯水，提高冲洗效果。

(C)干燥工序

下面，说明加热槽的温纯水干燥工序。

在温纯水干燥工序中，将基体浸渍在已加热的纯水中，基体被加热到纯水温度后，以一定速度提升基体。这样，附着在基体外周面的纯水蒸发，除去水分。

考虑干燥速度及基体表面状态变化，纯水温度以60℃～95℃为好，较好的是70℃～80℃，更好的是75℃±3℃。

小于70℃场合，可以确认，在基体表面出现干燥斑点。

另外，将基体浸渍在电阻率比1MΩ·cm小的温纯水中场合，基体表面易产生氢氧化物膜。这会对形成感光层时的电气特性带来不好的影响。

从温纯水中提升基体的速度以3～20mm/秒为好。超过20mm/秒场合，基体上附着的水分多，不易干燥。

本发明的清洗方法也能适用于上述铝合金以外的基体的清洗，例如也能适用于电铸法制作的镍带的清洗，能除去残存的氨基磺酸镍等。另外，也能用于合成高分子制基体的清洗，能有效除去脱模剂。

对于清洗对象大小并没有特别限制，只要能放入槽中加以保持的尺寸就行。

以下，通过实施例及比较例具体地说明本发明及本发明的效果，但是，本发明并不限定于这些实施例。

实施例1

通过拉伸加工制作外径100.7mm，内径97.5mm，长度360mm的A3100铝合金管。然后，在车床上用多晶金刚石车刀进行切削加工，使其外径成为100mm，下面将其称为基体。

这时，使用煤油作为切削油，喷射在切削部位形成雾状，进行切削。因此，在基体表面附着有微量煤油。

使用图1所示清洗装置，使用pH10.8的碱离子水作为洗涤水，进行五次接触清洗。

清洗装置条件如下：

洗涤工序：碱离子水温度50℃

冲洗工序：无气泡

干燥工序：温纯水温度70℃，电阻率1.5MΩ·cm，提升速度10mm/秒。

用自来水清洗二次后，用纯水三次冲洗，再进行干燥。将下面所示材料在球磨机作12小时分散，制作底层用涂布液。

底层用涂布液构成：

醇酸树脂(BEKKOZOL 1307-60-EL，大日本油墨化学工业株式会社

制) 10份

甲基-乙基甲酮 150份

氧化钛粉末(CR-EL，石原产业株式会社制) 90份

接着，对上述已清洗的基体进行浸渍涂布，在140℃下进行20分钟干燥，形成厚度4.5μm的底层。

用肉眼观测上述在基体上制作的底层状态，没有发现涂布缺陷或涂布不匀。

然后，将下面所示材料放入球磨机作48小时分散，再加入甲基-乙基甲酮210份进行3小时分散。

聚乙烯醇缩丁醛树脂(S-LEC BL-S，积水化学工业株式会社制)

4份

甲基-乙基甲酮 150份

用下面结构式(1)表示的电荷发生材料 10份

式(1)：

将上述材料在球磨机分散后，取出到容器中，用甲基-乙基甲酮稀释，使得固形份为1.5％。再相对液整体重量添加0.002％粘度为120cs的聚醚改性硅油(SH-3746，Toray·Dow Corning株式会社制)，制作电荷发生层涂布液。

在前面已形成底层的基体上，通过浸渍涂布该电荷发生层涂布液，在130℃下进行20分钟干燥，形成厚度0.2μm的电荷发生层。用肉眼观测上述电荷发生层的涂膜状态，没有发现涂布缺陷或涂布不匀。

接着，将粘度平均分子量4万的Z型聚碳酸酯树脂10份溶解在二氯甲烷85份中，将下面结构式(2)表示的电荷输送物质9份加入上述液体中溶解，制作电荷输送层涂布液。

式(2)：

在上述已形成电荷发生层的基体上，通过浸渍涂布该电荷输送层涂布液后，在130℃下进行20分钟干燥，形成厚度20μm的电荷输送层。用肉眼观测上述电荷输送层的涂膜状态，没有发现涂布缺陷或涂布不匀。

下面对图像进行评价。

在所制得的电子照相感光体的两端安装法兰，再将其装在理光制复印机Imagio MF-6550中，输出中间色调图像，进行图像评价，没有发现不匀等异常图像，能得到良好图像。

实施例2

在上述实施例1的洗涤工序中，用毛径φ0.1mm，毛长20mm，毛密度30根/cm²的刷擦拭基体，除此之外，与上述实施例1相同，进行清洗。

此后，与上述实施例1相同，设置感光层，输出图像，进行图像评价，没有发现不匀等异常图像，能得到良好图像。

与上述实施例1相比，同样清洗时间，污脏脱落快。

实施例3

在上述实施例1的洗涤工序中，照射100KHz的超声波，除此之外，与上述实施例1相同，进行清洗。

与上述实施例1相比，同样清洗时间，污脏脱落快。

实施例4

在上述实施例1的冲洗工序中，使用气泡径50mm，气体流量50L/min的气泡，除此之外，与上述实施例1相同，进行清洗。

与上述实施例1相比，同样冲洗时间，污脏脱落快。

比较例

与上述实施例1相同，通过切削加工制作外径100mm，内径97.5mm，长度360mm的A3100铝合金管。这时，使用煤油作为切削油，喷射在切削部位形成雾状，进行切削。因此，在基体表面附着有微量煤油。

接着，对“SUNWASH FM-950”(Lion株式会社制)进行稀释，使得pH成为10.8，作为清洗水，进行清洗，除此之外，与上述实施例1相同，清洗后进行干燥。

然后，与上述实施例1相同，涂布底层，在140℃下进行20分钟干燥，形成厚度4.5μm的底层。

用肉眼观测上述在基体上制作的底层状态，发现几处点状缺陷，在那些地方涂液被排斥。

然后，与上述实施例1相同，浸渍涂布电荷发生层，在130℃下进行20分钟干燥，形成厚度0.2μm的电荷发生层。用肉眼观测上述制作的电荷发生层的涂膜状态，发现在上述底层的缺陷处，所附着的电荷发生层薄。

然后，与上述实施例1相同，浸渍涂布电荷输送层涂布液，在130℃下进行20分钟干燥，形成厚度20μm的电荷输送层。用肉眼观测上述制作的电荷输送层的涂膜状态，发现涂布缺陷，在缺陷处涂液被排斥。

最后，在所制得的电子照相感光体的两端安装法兰，再将其装在理光制复印机Imagio MF-6550中，输出中间色调图像，进行图像评价，在与感光体的缺陷部相对应的地方发现异常图像。

单独使用碱离子水也能使得基体上油脂脱落，通过超声波，刷，能更有效地使得油脂脱落。

通过使得清洗、干燥工序最优化，能更有效地处理清洗油脂后的基体。

上面参照附图说明了本发明的实施例，但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。

如上所述，按照本发明的电子照相感光体用基体的清洗方法及清洗装置，能以少的能量除去电子照相感光体基体表面的各种油脂，不损伤基体，进行清洗，具有意想不到的良好效果。

Claims

1.一种基体清洗方法，对基体施行以下工序：

用洗涤液进行脱脂洗涤工序；

用冲洗液进行冲洗工序；

干燥工序，干燥工序包括：使基体浸渍在温度60℃～95℃的纯水中，加热基体，以及取出基体并且干燥附着在基体表面的液体；

2.根据权利要求1中所述的基体清洗方法，其特征在于，在上述脱脂洗涤工序中，对基体施加外力。

3.根据权利要求2中所述的基体清洗方法，其特征在于，上述外力是指超声波和/或刷。

4.根据权利要求1-3中任一个所述的基体清洗方法，其特征在于，在上述脱脂洗涤工序中，基体浸渍在上述洗涤液中时，使得基体摆动。

5.根据权利要求1-3中任一个所述的基体清洗方法，其特征在于，在上述冲洗工序中，将气体送入冲洗液中，向基体喷φ5mm～φ100mm的气泡，进行冲洗。

6.根据权利要求5中所述的基体清洗方法，其特征在于，送入冲洗液中的气体流量为10L/min～80L/min。

7.根据权利要求1中所述的基体清洗方法，其特征在于，上述纯水的电阻率为1MΩ·cm以上。

8.根据权利要求1中所述的基体清洗方法，其特征在于，以3mm/秒～20mm/秒的提升速度取出基体。

9.一种基体清洗装置，包括：

一清洗槽(1)，装有碱离子水(9)，用于清洗基体(4)；

一第一加热器(H₁)，加热上述碱离子水(9)，使其温度为20℃～90℃；

一冲洗槽(2)，装有冲洗液(12)，用于冲洗经上述清洗的基体(4)；

一加热槽(3)，装有纯水(13)，用于加热经上述冲洗的基体(4)；

一保持器(14)，用于保持基体(4)；

一升降器(7)，使上述基体(4)上下摆动；

第二加热器(H₃)，加热上述纯水(13)，使其温度为60℃～95℃；。

10.根据权利要求9中所述的基体清洗装置，其特征在于，设有外力施加器(5)，对基体(4)施加外力。

11.根据权利要求10中所述的基体清洗装置，其特征在于，上述外力施加器(5)用超声波和/或刷施加外力。

12.根据权利要求9-11中任一个所述的基体清洗装置，其特征在于，升降器(7)使上述基体(4)在洗涤液(9)中摆动。

13.根据权利要求9-11中任一个所述的基体清洗装置，其特征在于，设有气体送入装置(15)，通过喷嘴(10)将气体送入冲洗槽(2)的冲洗液(12)中，产生φ5mm～φ100mm的气泡，进行冲洗。

14.根据权利要求13中所述的基体清洗装置，其特征在于，气体送入装置(15)以10L/min～80L/min的气体流量送入气体。

15.根据权利要求9中所述的基体清洗装置，其特征在于，上述纯水(13)的电阻率为1MΩ·cm以上。

16.根据权利要求9中所述的基体清洗装置，其特征在于，升降器(7)以3mm/秒～20mm/秒的提升速度从上述纯水(13)中取出基体(4)。