JP2009116079A - ワーク搬送用パレット及び電子写真感光体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗工欠陥に起因する画像欠陥の無い電子写真感光体を製造できるワーク搬送用パレット及び電子写真感光体の製造方法を提供することである。
【解決手段】、電子写真感光体の製造の際に、製造途中の電子写真感光体の導電性基体であるワークを搬送するために用いられるパレットにおいて、該パレットは、少なくともポリエーテルエーテルケトンを含有する、ワークを支持するためのピンを有することを特徴とするワーク搬送用パレット及び該ワーク搬送用パレットを用いることを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、電子写真感光体の製造の際に用いるワーク搬送用パレット及び該ワーク搬送用パレットを用いた電子写真感光体の製造方法に関する。

従来、電子写真感光体には、無機光導電物質が用いられていたが、近年では、安全性、材料選択の自由度、コストの点で有利な有機光導電物質が広く使用されている。とりわけ、真空蒸着等によって作製される無機電子写真感光体と比較して、有機電子写真感光体は、成膜性が良く塗工によって生産できるため、生産性が高く、安価な電子写真感光体を提供できる。

有機電子写真感光体の生産工程は、導電性基体上に、有機材料を適当な溶媒に溶解させた塗布液を塗布し、引き続き乾燥させる工程が一般的である。現在では、特性向上の目的で、電荷発生層や電荷輸送層等に機能分離された、積層型電子写真感光体が広く用いられている。積層型電子写真感光体の生産では、まず、１層目の塗布液を塗布、乾燥させ、その上に２層目の塗布液を塗布、乾燥、更に３層目、４層目と、各層ごとに塗布と乾燥の工程が繰り返される。必要であれば、導電性基体の洗浄工程、冷却工程等も実施される。大量生産される場合には、それらの工程は１ライン化されており、連続的に生産される。

そのような連続的な生産方法においては、導電性基体あるいは製造途中の電子写真感光体（これらを、以下、単に「ワーク」と記す）を次の工程に運ぶために、ワーク搬送用のパレットが使用される。このパレットには、ワークを支持するためのピンが設置されている。

ある工程が完了したワークは、パレットに乗せられる。このとき、ワークはパレット上のピンに支持されるように挿入される。ワークはパレットに乗った状態で搬送され、再びピンから引き抜かれて、次工程が行われる。

ところで、導電性基体としては、アルミニウム、銅及びニッケル等の金属、あるいは金属蒸着されたプラスチック等が用いられるが、アースの容易性、寸法安定性等の観点から、一般的にはアルミニウムが使用されている。

上記のような形態で有機電子写真感光体を生産する場合の問題点として、塗工欠陥が挙げられる。塗工欠陥の要因のひとつは、削れ粉である。削れ粉は、ワークを、上記ワークを支持するためのピンに抜き挿しする際に発生する。そのような削れ粉が存在しうる工程で塗工が行われると、塗工欠陥が発生することになる。塗工欠陥は、出力画像時に、電荷発生能や帯電能の不良により、あるいは、リークの発生によって画像欠陥、いわゆるポチ画像を生ずる。

この課題を解決する手段として、特許文献１には、ピンを樹脂で被覆する方法が、特許文献２には、ピンとワークが接触する部分を耐熱性樹脂とする方法がそれぞれ提示されている。特許文献３には、ピンの材質をポリフェニレンサルファイドとフッ素樹脂とのポリマーアロイとする方法が開示されている。また、特許文献４には、ピンとワークの曲率比を最適化する方法が提示されている。これらはいずれも、ワークとピンの摩擦による金属や樹脂の削れ粉の発生を抑制する目的で発明がなされている。

しかしながら、既存の手段では塗工欠陥は完全には解消されない。例えば、以下のような場合である。近年、高品位な画像を得るために、ワークの形状精度の要求が高まっているが、これを達成する手段の一つとして、ワークの肉厚を厚くする方法が挙げられる。これに伴い、ワークの重量が増加すると、摩擦力が増大するために削れ粉の発生が促進されてしまう。この場合、従来の手段では不十分であった。

また、現像剤やレーザー等の発達により、画像はますます高精細化されてきており、従来、画像上問題にならなかった塗工欠陥が指摘されるようになってきている。例えば、顕著なリークは発生しないが、微小なポチとなって画像に現れるもの、また、肉眼で識別不能な大きさであり、電子写真感光体表面には凹凸形状もないが、やはりポチとなって画像に現れるもの等である。

既存の手法では上記のような欠陥を改善することは困難であった。
特開平８−２３４４５３号公報 特開平１１−６５１３８号公報 特許第３７５０７１１号明細書 特開平１１−６５１３２号公報

本発明の課題は、上記のような既存の方法では改善できない塗工欠陥の課題を解決することである。

本発明の目的は、塗工欠陥に起因する画像欠陥の無い電子写真感光体を製造できるワーク搬送用パレット及び電子写真感光体の製造方法を提供することである。

本発明に従って、電子写真感光体の製造の際に、製造途中の電子写真感光体の導電性基体であるワークを搬送するために用いられるパレットにおいて、
該パレットは、少なくともポリエーテルエーテルケトンを含有する、ワークを支持するためのピンを有することを特徴とするワーク搬送用パレットが提供される。

また、本発明に従って、上記ワーク搬送用パレットを用いることを特徴とする電子写真感光体の製造方法が提供される。

本発明のワーク搬送用パレットを用いることで、塗工欠陥に起因する画像欠陥の無い電子写真感光体を製造することができる。

以下、本発明の具体的な実施の形態について説明する。

本発明のパレットに設置されているワークを支持するためのピンの形状は、少なくとも、ワークの底を受ける底面と、ワークの内面に接してワークを支持できる形状を有していれば、いかなる形状でも構わない。例えば図１のような形状である。図１及び図２において、ワークは３であり、ワークの底を受ける底面は２、ワークの内面に接してワークを支持できる形状は１に相当する。図２は、図１の部品１対でワーク１本を支持するように図示されているが、ワーク１本を支持する部品の数は特に制限されないし、ワークの内面に接してワークを支持できる形状の数も、ワークが支持できる形状であれば特に制限されない。

パレットに設置されているピンの材質として、スーパーエンプラと呼ばれる、ポリエーテルエーテルケトンを含有する材料を使用することで、塗工欠陥を改善することが可能となった。本発明のワーク搬送用パレットを用いて作製された電子写真感光体は、出力画像上、塗工欠陥による画像欠陥はほとんど確認されない。ポリエーテルエーテルケトンは、例えば、商品名ＶＩＣＴＲＥＸ ＰＥＥＫ １５１Ｇ、３８１Ｇ、４５０Ｇ（いずれも英国ビクトレックス社製）として、市販されているものが使用できる。また、ピンの作製手段は、削りだし、射出成型、押し出し成型等、いかなる手段を用いても構わない。

本発明の手法によって新たに改善できるようになった塗工欠陥は、非常に小さなものであり、肉眼で確認することは困難である。また、画像出力を行っても顕著なリークを発生しないため、削れ粉等の金属の異物が原因であると断定することもできず、本発明の効果によって改善されたか否かは判別しがたい。しかしながら、上記のような微小な塗工欠陥が、削れ粉に起因するものであることは、以下のような手法によって確認できる。

まず、従来の材質、例えば、ポリフェニレンサルファイドで構成されたピンを用いて製造した電子写真感光体を用い、電子写真感光体表面の適当な位置にマーカー等でマーキングして画像出力を行い、画像と電子写真感光体の位置を対応させた。次に、画像欠陥部分と電子写真感光体の位置を対応させることで、電子写真感光体上の塗工欠陥部分のおよその位置（１０ｍｍ^２程度）を特定した。しかる後に、レーザー顕微鏡等の観察によって、塗工欠陥を見出した。特定された塗工欠陥部分の元素分析を行ったところ、導電性基体を構成する金属の削れ粉の存在を確認できた。

一方、簡易的に、部材の削れについて評価した。導電性基体とピンを擦り合わせたところ、ポリフェニレンサルファイドのピンでは、導電性基体に摺擦跡が残ったが、ポリエーテルエーテルケトンのピンでは、摺擦跡が残らなかった。

これらのことから、本発明のポリエーテルエーテルケトンを含有するピンを用いる手法によって新たに改善できるようになった塗工欠陥は、導電性基体の削れに起因することが示唆された。

ピンにポリエーテルエーテルケトンを含有させることで導電性基体の削れ粉が減少するメカニズムは解明されていない。ただ、ポリエーテルエーテルケトンはエンプラの中でも摩擦力が低く、高い摺動性を持つことが特徴であるので、導電性基体の削れが抑制されたと考えている。また、英国ビクトレックス社のポリエーテルエーテルケトンのカタログによれば、ポリエーテルエーテルケトンは摩擦係数が温度によって変化しない材料であるため、製造工程中にワークの温度が高くなった時にも、導電性基体の削れが抑制されていると考えられる。

なお、顕著なリークが発生しない理由は、削れ粉が非常に小さくて少ない、削れ粉が付着している場所であっても、電子写真感光体膜厚が十分に確保されているためと考えられる。

パレットに設置されているピンの材質は、ポリエーテルエーテルケトンを含有する材料であればよく、更に、強度を向上させるためにガラス繊維、滑り性を向上させるためにポリテトラフルオロエチレンを含むものを選択できる。ガラス繊維を含有するものは、例えば、商品名ＶＩＣＴＲＥＸ ＰＥＥＫ １５０ＧＬ３０、４５０ＧＬ３０（英国ビクトレックス社製）として、市販されているものが使用できる。ポリテトラフルオロエチレンを含有するものは、例えば、ＶＩＣＴＲＥＸ ＰＥＥＫ １５０ＦＣ３０、４５０ＦＣ３０（英国ビクトレックス社製）として、市販されているものが使用できる。ガラス繊維又はポリテトラフルオロエチレンの含有量は、材料全体に対して２０質量％以上４０質量％であることが好ましい。この範囲内であることにより前記効果が発揮される。

本発明に用いられる搬送用パレットは、ポリエーテルエーテルケトンを含有する、ワークを支持するためのピンを、１つ、あるいは複数有している。ただし、生産性を向上させるためには、複数有している方が好ましい。ピンを受ける基台は、強度、耐熱性が確保できる材質であれば良く、アルミニウム、ステンレス鋼、あるいは耐熱性樹脂等、自由に選択できる。更に、ピンと基台の材質は同じものを使用しても構わない。

次に、本発明に用いられる電子写真感光体について説明する。

導電性基体としては、導電性を有するものであればよく、例えばアルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛及びステンレス等の金属や合金をドラム又はシート状に成形したもの、導電性物質を単独又は結着樹脂と共に塗布して導電層を設けた金属等が挙げられる。

本発明に用いられる電子写真感光体は、上記導電性基体上に、塗布によって有機膜を設けることで作製される。本発明により製造される電子写真感光体は、有機電子写真感光体であればよく、単層型電子写真感光体であっても積層型電子写真感光体であっても構わない。有機膜を構成する層としては、光導電層、下引き層、電荷発生層及び電荷輸送層、表面保護層等が挙げられるが、公知の電子写真感光体であればいかなる構成であっても構わない。

次に、本発明を実施例により詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
図１に示されるようなピンを６対有するワーク搬送用パレットを使用した。ワーク搬送用パレットの基台は、アルミニウム製とした。ピンの材料は、ポリエーテルエーテルケトン１００質量％（商品名：ＶＩＣＴＲＥＸ ＰＥＥＫ １５１Ｇ、英国ビクトレックス社製）のものを用いた。ピンが導電性基体の内面に接する部分の曲面の半径は、７７．５ｍｍとした。ピンは射出成型によって作製し、金型の分割部は、図１の稜線部分にのみ設け、導電性基体の接する部分を避けた。

まず、導電性基体として、長さ３７０ｍｍ、外径８４ｍｍ、内径７８ｍｍ、肉厚３ｍｍのアルミニウムシリンダ（ＪＩＳ Ａ３００３で規定されるアルミニウムの合金）を切削加工により作製した。この導電性基体を洗剤（商品名：ケミコールＣＴ、常盤化学（株）製）を含む純水中で超音波洗浄を行い、続いて洗剤を洗い流す工程を経た後、更に純水中で超音波洗浄を行って脱脂処理した。

このようにして洗浄された導電性基体６本を、ピンを６対有するワーク搬送用パレットに乗せた。このとき、ワークをパレット上のピンに支持されるように挿入した。ワークが載っているパレットを導電層形成工程まで搬送した。

ワークをパレット上のピンから引き抜き、浸漬法によって導電性基体の上に導電層を塗工した。導電層塗工液は次のようにして調製した。

アンチモンをドープした酸化スズの被覆膜を有する酸化チタン粉体 ６０質量部
（商品名：クロノスＥＣＴ−６２、チタン工業（株）製）
酸化チタン粉体 ６０質量部
（商品名：ｔｉｔｏｎｅ ＳＲ−１Ｔ、堺化学（株）製）
レゾール型フェノール樹脂 ７０質量部
（商品名：ブライオーフェン（登録商標）Ｊ−３２５（大日本インキ化学工業（株）製、固形分７０％）
２−メトキシ−１−プロパノール ５０質量部
メタノール ５０質量部
からなるスラリーを約２０時間ボールミルで分散させて塗工液を得た。この塗工液に含有される粉体の平均粒径は０．２５μｍであった。

導電層が塗布されたワーク６本を再びパレットに戻し、乾燥工程に搬送した。ワークをパレットに乗せたままの状態で、１５０℃に調整した熱風乾燥機中で４８分間加熱乾燥し、分散液の塗布膜を硬化させることにより、層厚１５μｍの導電層を形成させた。

このようにして導電層が形成されたワークが乗っているパレットを、下引き層形成工程まで搬送した。ワークをパレット上のピンから引き抜き、浸漬法によって導電層の上に下引き層を塗工した。下引き層塗工液は次のようにして調製した。

共重合ナイロン樹脂 １０質量部
（商品名：アミラン（登録商標）ＣＭ８０００、東レ（株）製）
メトキシメチル化ナイロン樹脂 ３０質量部
（商品名：トレジンＥＦ−３０Ｔ、ナガセケムテックス（株）製）
をメタノール５００質量部及びブタノール２５０質量部の混合液に溶解して下引き層塗工液を調製した。

下引き層が塗布されたワークを再びパレットに戻し、乾燥工程に搬送した。ワークをパレットに乗せたままの状態で、１００℃に調整した熱風乾燥機中で２２分間加熱乾燥して、溶液の塗布膜を硬化させることにより、層厚０．４５μｍの下引き層を形成した。

このようにして下引き層が形成されたワークが乗っているパレットを、電荷発生層形成工程まで搬送した。ワークをパレット上のピンから引き抜き、浸漬法によって下引き層の上に電荷発生層を塗工した。電荷発生層塗工液は次のようにして調製した。

ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料 ４質量部
（ＣｕＫα特性Ｘ線回折スペクトルにおけるブラッグ角２θ±０．２°の７．４°及び２８．２°に強いピークを有するもの）
ポリビニルブチラール樹脂 ２質量部
（商品名：エスレックＢＸ−１、積水化学工業（株）製）
シクロヘキサノン ９０質量部
からなる混合液を、直径１ｍｍガラスビーズを用いてサンドミルで１０時間分散させた後、得た混合液に酢酸エチル１１０質量部を加えて電荷発生層用塗工液を調製した。

電荷発生層が塗布されたワークを再びパレットに戻し、乾燥工程に搬送した。ワークをパレットに乗せたままの状態で、８０℃に調整した熱風乾燥機中で２２分間加熱乾燥して、塗工液の塗布膜を硬化させることにより、層厚０．１７μｍの電荷発生層を形成した。

このようにして電荷発生層が形成されたワークが乗っているパレットを、電荷輸送層形成工程まで搬送した。ワークをパレット上のピンから引き抜き、浸漬法によって電荷発生層の上に電荷輸送層を塗工した。電荷輸送層塗工液は次のようにして調製した。

下記構造式（１）で示されるトリアリールアミン系化合物 ３５質量部

ビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂 ５０質量部
（商品名：ユーピロン（登録商標）Ｚ４００、三菱エンジニアリングプラスティックス（株）製）
を、モノクロロベンゼン３２０質量部及びジメトキシメタン５０質量部の混合液に溶解して電荷輸送層用塗工液を調製した。電荷輸送層が塗布されたワークを再びパレットに戻し、乾燥工程に搬送した。ワークをパレットに乗せたままの状態で、１２０℃に調整した熱風乾燥機中で４０分間加熱乾燥して、塗工液の塗布膜を硬化させることにより、層厚２０μｍの電荷輸送層を形成した。

以上のようにして電子写真感光体６本を作製した。この工程を繰り返すことで、合計２４本の電子写真感光体を得た。

この電子写真感光体を、電子写真複写機（商品名：ｉＲＣ６８００、キヤノン（株）製）に、負帯電有機電子写真感光体（電子写真感光体）が装着できるように改造した装置に、装着した。

ｉＲＣ６８００（キヤノン（株）製）は、正規現像を採用している。正規現像では、背景部（非黒化部）に相当する部位で電子写真感光体に光を照射し、現像剤を付着させる領域は表面電位の減衰していない領域である（このときの露光法を、以下、ＢＡＥと称する）。一方、反転現像では、記録画像領域（黒化部）に相当する部位で電子写真感光体に光を照射し、該電子写真感光体の表面電位の下がった部分に現像剤を付着させる（このときの露光法を、以下、ＩＡＥと称する）。

今回は、反転現像を実施するために、像露光をＢＡＥからＩＡＥに変更し、また、帯電、転写等のバイアス設定を変更した。帯電プロセスには、コロナ帯電器を採用した。ローラー帯電器を採用しているｉＲＣ６８００（キヤノン（株）製）を、コロナ帯電器が挿入できるように構成しなおした。

２３℃／５０％ＲＨの環境下で、Ａ３、黒単色のハーフトーン画像出力を行い、出力画像を評価した。画像出力は、得られた２４本の電子写真感光体全てについて行った。画像評価は、電子写真感光体１周分に相当する画像範囲において行った。電子写真感光体２４本分の画像中に発生した、ポチの総数をカウントした。結果を表１に示す。

（実施例２）
ワーク搬送用パレットに設置するピンの材料として、ガラス繊維３０質量％含有のポリエーテルエーテルケトン（商品名：ＶＩＣＴＲＥＸ ＰＥＥＫ １５０ＧＬ３０、英国ビクトレックス社製）を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体の作製を行い、画像評価を行った。結果を表１に示す。

（実施例３）
ワーク搬送用パレットに設置するピンの材料として、ポリテトラフルオロエチレン３０質量％含有のポリエーテルエーテルケトン（商品名：ＶＩＣＴＲＥＸ ＰＥＥＫ １５０ＦＣ３０、英国ビクトレックス社製）を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体の作製を行い、画像評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例１）
ワーク搬送用パレットに設置するピンの材料として、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）（商品名：ＦＺ−２１００、大日本インキ化学工業（株）社製）を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体の作製を行い、画像評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例２）
ワーク搬送用パレットに設置するピンの材料として、ガラス繊維３０質量％含有のポリフェニレンサルファイド（商品名：ＦＺＬ−４０３３、大日本インキ化学工業（株）社製）を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体の作製を行い、画像評価を行った。結果を表１に示す。

（比較例３）
ワーク搬送用パレットに設置するピンの材料として、ポリテトラフルオロエチレン含有ポリフェニレンサルファイド（商品名：ＣＺＬ−２０００、大日本インキ化学工業（株）社製）を用いた。それ以外は、実施例１と同様にして電子写真感光体の作製を行い、画像評価を行った。結果を表１に示す。

表１のとおり、ワーク搬送用パレットに設置するピンの材質としてポリエーテルエーテルケトンを含むものを用いた場合、削れ粉起因の画像欠陥の発生は非常に少なく、本発明によって改善がなされたことが確認された。

ワークを支持するためのピンの概略図である。 ワークを支持するためのピンで、ワークを支持する様子である。

符号の説明

１：ピンの、ワークの内面に接してワークを支持する部分
２：ピンの、ワークの底を受ける底面
３：ワーク

Claims (4)

1. 電子写真感光体の製造の際に、製造途中の電子写真感光体の導電性基体であるワークを搬送するために用いられるパレットにおいて、
   該パレットは、少なくともポリエーテルエーテルケトンを含有する、ワークを支持するためのピンを有することを特徴とするワーク搬送用パレット。
2. 前記ピンが、少なくともガラス繊維を含有する請求項１に記載のワーク搬送用パレット。
3. 前記ピンが、少なくともポリテトラフルオロエチレンを含有する請求項１に記載のワーク搬送用パレット。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のワーク搬送用パレットを用いることを特徴とする電子写真感光体の製造方法。