JP2011123161A - 電子写真感光体の製造方法、及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性支持体内面に付着した感光層塗布液があっても、短時間で、パレットを汚損することのない導電性支持体とすることができる電子写真感光体の製造方法を提供する。
【解決手段】中空である導電性支持体（１）に感光層塗布液を塗布、乾燥させて電子写真感光体を製造する方法であって、導電性支持体に感光層塗布液を塗布した後、導電性支持体の中空である内側に気流を発生させる工程（Ｓ２）を含むことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真感光体の製造方法、及び製造装置に関し、詳しくは、電子写真感光体の生産性を向上させることができる電子写真感光体の製造方法、及び製造装置に関する。

電子写真感光体は、導電性を有する支持体（導電性支持体）の外表面に感光層が設けられて形成される。すなわち、その製造においては導電性支持体の外表面になんらかの方法により感光層となるべき感光層塗布液を塗布する。かかる塗布の方法の１つとして、感光層塗布液中に導電性支持体を浸漬し、その後これを引き上げて取り出すいわゆる浸漬塗布法が知られている。当該塗布に次いで感光層塗布液が付着した導電性支持体を乾燥させる。かかる方法によれば、塗布が容易であるとともに、感光層の均一性が良好な電子写真感光体を得ることができる。

上記浸漬塗布法では、感光層の厚さをできるだけ均一とするため、感光層塗布液がすぐには自然乾燥してしまうことのないように構成されている。従って、この製造方法では、導電性支持体が感光層塗布液中から略垂直に引き上げられることにより、余剰の感光層塗布液が導電性支持体の下端部に雫状に付着する。この付着した感光層塗布液は、次工程への受け渡しに用いられるコンベヤ搬送パレットや、工程と工程の間の受け渡しパレットを汚損してしまう。これに対して、特許文献１〜３では、当該端部に付着した感光層塗布液を除去する技術が開示されている。

その他、感光層塗布液がパレットを汚損しない程度に乾燥するまで待機させたり、定期的にパレットを洗浄する等の対策がとられていた。

特許第３７７４２４７号公報 特許第３８６２１８６号公報 特許第４１３４５４０号公報

ところで、浸漬塗布法では、円筒状である導電性支持体を感光層塗布液の中に浸漬させるので、本来必要な外表面だけでなく、その内表面にも感光層塗布液が付着する。また、上記したパレットは、棒状に突出したパレットピンを有し、これを導電性支持体の円筒内側に差し込むことで導電性支持体を保持している。従って、当該パレットピンが導電性支持体の内表面に付着した感光層塗布液により汚損される問題があった。
パレットピンに付着する汚れがひどくなると、導電性支持体がまっすぐ立たなくなることがあり、搬送ロボット等の設備トラブルを引き起こしていた。また、パレットピンに付着した汚れがパレットピンから他の導電性支持体に付着し、次工程への混入、及び該混入による塗布欠陥（異物付着）を引き起こすこともあった。

かかる汚損に対しては、端部の感光層塗布液の除去のみを目的とする特許文献１〜３のような技術を使用することでは解決できなかった。また、感光層塗布液がパレットを汚損しない程度に乾燥するまで待機させると、その分工程に時間がかかり効率が悪かった。そして、定期的にパレットを洗浄する必要も生じるので手間がかかる問題もあった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、導電性支持体の内表面に付着した感光層塗布液があっても、短時間で、パレットを汚損することのない導電性支持体とすることができる電子写真感光体の製造方法、及び電子写真感光体の製造装置を提供することを課題とする。

以下、本発明について説明する。ここではわかりやすさのため括弧書きにて図面の参照符号を付すが、本発明はこれに限定されるものではない。

請求項１に記載の発明は、中空である導電性支持体（１）に感光層塗布液を塗布、乾燥させて電子写真感光体を製造する方法であって、導電性支持体に感光層塗布液を塗布した後、導電性支持体の中空である内側に気流を発生させる工程（Ｓ２）を含むことを特徴とする電子写真感光体の製造方法である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子写真感光体の製造方法において、導電性支持体（１）の外部から中空である内側に気体を流入させて導電性支持体の内側に気流を発生させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の電子写真感光体の製造方法において、流入させる気体が空気であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の電子写真感光体の製造方法において、流入させる気体の圧力が０．６ＭＰａ以下であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項２乃至４のいずれか１項に記載の電子写真感光体の製造方法において、気体の流入がノズル（３３）を介しておこなわれ、ノズルの先端が導電性支持体（１）の下端より軸方向に５ｍｍ以上離れていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、中空である導電性支持体（１）に感光層塗布液を塗布、乾燥させて電子写真感光体を製造する装置であって、感光層塗布液が貯留され、導電性支持体が浸漬塗布されるための浸漬塗布装置（２０）と、導電性支持体の中空である内側に気体を噴射する内面乾燥装置（３０）と、を備えることを特徴とする電子写真感光体の製造装置である。

本発明によれば、導電性支持体を、その内表面を乾燥させた状態で次工程に搬送することができ、パレット等が汚れることを防止することができる。これにより当該パレット等の汚れ対策が不要となり、設備の簡略化、運転の効率化を図ることが可能である。また、装置の清浄を確保することができるので、次工程への混入がなくなり、欠陥が減ることによる歩留向上も期待できる。さらには、内表面の乾燥は強制的に迅速におこなわれるので、工程にかかる時間を短縮することが可能となる。

１つの実施形態にかかる電子写真感光体の製造方法に含まれる工程Ｓ０を説明するフロー図である。 導電性支持体、及び搬送装置を説明する図である。 導電性支持体が搬送装置のピッカーに保持されている姿勢を説明する図である。 浸漬塗布工程を説明する図である。 内面乾燥工程を説明する図である。 パレット載置工程を説明する図である。

本発明の上記した作用及び利得は、次に説明する発明を実施するための形態から明らかにされる。以下本発明を図面に示す実施形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。

図１は、１つの実施形態にかかる電子写真感光体の製造方法に含まれる工程Ｓ０を説明するフロー図である。工程Ｓ０は、浸漬塗布工程Ｓ１、内面乾燥工程Ｓ２、パレット載置工程Ｓ３、及び表面乾燥工程Ｓ４を有している。工程Ｓ０の前後には通常の製造方法と同様の各工程が配置されている。例えば工程Ｓ０の前には導電性支持体の洗浄・乾燥工程（図１に破線で表した。）等が備えられ、工程Ｓ０の後には積み下ろしや荷詰めの工程等が含まれる。

工程Ｓ０の説明の前に、該工程Ｓ０に供給される導電性支持体１及びその搬送手段１０について説明する。図２、図３に説明図を示した。図２は、導電性支持体１、１、…が搬送手段１０に保持されている場面を表しており、図３は、具体的にどのように保持されているかを説明する図である。図３では分かり易さのため、導電性支持体１の内側を透視して表している。

本実施形態の導電性支持体１は円筒状であり、電子写真感光体として機能するに際し、円筒軸の軸心を中心に回転することにより媒体に連続して画像等を転写させることができる。従って可能な限り偏心がなく、振れが小さく、真直度が良好である方がよい。導電性支持体１の外形、及び長さはこれが適用される画像形成装置の仕様に適切なものとされるが、通常、導電性支持体１の外径は２ｃｍ〜２０ｃｍ、長さは２１ｃｍ〜１００ｃｍの範囲であることが多い。

導電性支持体１の材質は特に限定されるものではないが、導電性を有することが必要とされることから、アルミニウム、ニッケル、黄銅、ステンレス等の金属材料、又はこれらの金属箔のラミネート物、蒸着物を挙げることができる。また、その他、表面にアルミニウム、銅、パラジウム、酸化すず、酸化インジウム等の導電性層を設けたポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ナイロン、ポリスチレン、フェノール樹脂などの高分子材料、及びそれらの高分子にカーボンブラックなどを混合させ導電性を持たせたものでもよい。さらには、硬質紙等のその他の材料を円筒状に成形し、金属粉末、カーボンブラック、ヨウ化銅、高分子電解質等の導電性物質を適当なバインダーとともに塗布して導電処理したもの、又は酸化すず、酸化インジウム等の導電性金属酸化物で導電処理したプラスチックドラム等を挙げることもできる。

搬送装置１０は、導電性支持体１を保持するとともに、その移動・搬送をする装置である。搬送装置１０は、図２からわかるように、昇降及び水平方向に移動可能であるアーム１１と、該アーム１１の先端に設けられた板状の基体１２を具備している。また基体１２の下面からは複数のピッカー１３、１３、…が下方に延在するように設けられている。

ピッカー１３は、図３からわかるように、軸１４を備え、該軸１４の外周面には空気の流入及び流出により膨張及び収縮する２つの風船体１５、１６が具備されている。また、軸１４の先端には先端が細く形成されているガイド部材１７が設けられている。

図３に示したように、軸１４が導電性支持体１の内側に挿入され、風船体１５、１６が膨張することにより該導電性支持体１が保持される。当該保持された姿勢で導電性支持体１の下端部とガイド部材１７の下端部とには図３にＡで示した距離を有しており、後述するように、この部分では導電性支持体１の内表面にも感光層塗布液が塗布される。
軸１４が導電性支持体１の内側に挿入される際には該挿入を妨害しないように風船体１５、１６は収縮している。このとき、ガイド部材１７の補助により円滑に挿入が行われる。

ピッカー１３、１３、…に保持された導電性支持体１、１、…はアーム１１の昇降及び移動により搬送される。

図１に戻って工程Ｓ０の各工程について説明する。
浸漬塗布工程Ｓ１は、導電性支持体１を感光層塗布液が溜められた浸漬装置２０に浸漬して感光層塗布液を導電性支持体１に塗布する工程である。図４に説明図を示した。上記したように搬送装置１０に保持された導電性支持体１、１、…が、該搬送装置１０により浸漬装置２０の真上まで搬送され、図４にＢで示したように降下して浸漬され、その後、引き上げられる。これにより、導電性支持体１の外表面及び図３にＡで示した部位の内表面に感光層塗布液が塗布される。

ここで用いられる浸漬装置２０は公知のものでよい。例えば浸漬装置２０は、感光層塗布液が貯溜され、導電性支持体１が浸漬される部位である浸漬槽と、感光層塗布液を循環させる循環機構とを備える。浸漬槽に貯溜された感光層塗布液は、塗布液供給口から浸漬槽に供給され、その上部からオーバーフローする。オーバーフローした感光層塗布液はトレイで受け止められて塗布液タンクに送られる。塗布液タンクでは、感光層塗布液の調整が行わると共に攪拌され、その後、供給ポンプにより浸漬層に送られる。

感光層塗布液は、電荷発生物質、電荷輸送物質、結着樹脂及び塗布溶媒を混合して形成される。ここで、電荷発生物質、結着樹脂及び塗布溶媒からなる電荷発生層用の塗布液と、電荷輸送物質、結剤樹脂及び塗布溶媒からなる電荷輸送層用の塗布液とは別々に混合してなる。

電荷発生物質としては、スーダンレッド、ダイアンブルー、ジエナスグリーンＢ等のアゾ顔料、ジスアゾ顔料、アルゴールイエロー、ピレンキノン等のキノン顔料、キノシアニン顔料、ペリレン顔料、インジゴ顔料、インドフアーストオレンジトナー等のビスベンゾイミダゾール顔料、銅フタロシアニン等のフタロシアニン顔料、キナクリドン顔料、ピリリウム塩、アズレニウム塩が挙げられる。

電荷輸送物質としては、主鎖または側鎖にアントラセン、ピレン、フエナントレン、コロネン等の多芳香族化合物またはインドール、カルバゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアジアゾール、トリアゾール等の含窒素環式化合物の骨格を有する化合物、その他、ヒドラゾン化合物など正孔輸送物質が挙げられる。

感光塗膜を形成するための結着樹脂としては、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリスチレン、ポリメタクリル酸エステル類、スチレン−メタクリル酸メチルコポリマー、ポリエステル、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、ポリサルホン等、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、セルロースエステル類などが挙げられる。

溶媒としては、揮発性が高く、かつ、その蒸気の密度が空気よりも大きい溶剤が好適に用いられ、例えば、ｎ−ブチルアミン、ジエチルアミン、エチレンジアミン、イソプロパノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ベンゼン、４−メトキシ−４−メチルペンタノン−２、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、２，４−ペンタジオン、アニソール、３−オキソブタン酸メチル、モノクロルベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、ジクロロメタン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、メタノール、エタノール、イソプロパノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、メチルセルソルブアセテート等が挙げられる。

感光層塗布液中の各成分の濃度は、公知の方法に従って適宜選択される。そして、固形分の濃度は、主として、形成すべき層の膜厚に応じて決定されるが、単層型電子写真感光体を製造する際の塗布液の場合および積層型電子写真感光体を製造する際の電荷輸送層用の感光層塗布液の場合には、４０重量％以下、好ましくは１０重量％〜３５重量％に調整される。また、これらの塗布液の場合、その粘度は、５０ｃｐｓ〜３００ｃｐｓ、好ましくは７０ｃｐｓ〜２５０ｃｐｓ、乾燥膜厚は、１５μｍ〜４０μｍとするのがよい。

図１に戻り、工程Ｓ０の説明を続ける。内面乾燥工程Ｓ２は、導電性支持体１の内表面に付着した感光層塗布液を強制的に乾燥させる工程である。図５に説明図を示した。本実施形態では、図５からわかるように、搬送装置１０に保持された導電性支持体１の下端面から気体を噴射することによりおこなう。すなわち、浸漬塗布工程Ｓ１を経て浸漬装置２０から引き上げられた導電性支持体１、１、…は、搬送装置１０により、内面乾燥装置３０の上に搬送される。そして、内面乾燥装置３０からの気体の噴射により強制的に内表面の感光層塗布液を乾燥させる。
これにより、次工程ではパレット載置工程Ｓ３までに内表面が乾燥され、パレットが汚れることを防止することが可能となり、その汚れ対策が不要となるので、設備の簡略化、運転の効率化をすることができる。また、パレットが清浄に保たれているので、さらなる次工程への混入がなくなることから、欠陥を減らすことができ、歩留を向上させることが可能となる。そして、この乾燥にかかる時間を短時間に抑えることができるので、製造効率の向上もできる。

内面乾燥装置３０は、図５に表れているように、供給管３１と、導管３２、３２、…と、ノズル３３、３３、…とを備えている。
供給管３１は、各導管３２、３２、…に乾燥気体を送る配管である。供給される気体は、適切な乾燥が可能であれば特に限定されるものではないが、取り扱いの容易等の観点から空気であることが好ましい。
また、供給される気体の温度は特に限定されるものではないが、通常は常温でも十分乾燥することが可能であることから常温でよい。その他、時間短縮のため若干高い温度の気体であってもよい。ただし、温度が高すぎると表面側に塗布された感光層塗布液の乾燥に影響を与えてしまうおそれがあるので好ましくない。
導管３２、３２、…は、供給管３１に連通して複数設けられ、内面乾燥装置３０の上方に配置される導電性支持体１、１、…の１つ１つに対応する位置に具備される枝配管である。
ノズル３３、３３、…は、導管３２、３２、…の先端に取り付けられ、上方に向けて所定の噴流を噴射するものである。ここで、噴射される噴流は内表面を乾燥させることができれば特に限定されることはないが、その圧力が０．６ＭＰａ以下であることが好ましい。これにより付着した感光層塗布液を吹き飛ばすことなく乾燥させることが可能となる。

ノズル３３、３３、…は、該ノズル３３、３３、…の上端部が導電性支持体１、１、…の下端より軸方向に５ｍｍ以上離れていることが好ましい。これによりノズル３３、３３、…と導電性支持体１、１、…との衝突を防ぐことができる。
本実施形態では、好ましい態様として上記態様を説明したが、これはノズルの上端を導電性支持体の管内に挿入して空気を噴射することを除外するものではなく、かかる姿勢で空気を噴射してもよい。ただし、ノズルの上端を導電性支持体の管内に挿入すると、「導電性支持体をノズル上方に移動させる」、「ノズル上端を導電性支持体の内側に挿入する」「空気の噴射する」「導電性支持体を上昇させる」という動作が入るため、本実施形態のようにノズル３３、３３、…の上端と導電性支持体１、１、…との間に一定の距離を設ける方が生産性を向上させることができる。
ノズル３３、３３、…の開口径は導電性支持体１の内径より小さいことが好ましい。これにより、外表面の乾燥に影響を与えることなく内表面のみの乾燥をすることが可能となる。
また、ノズル３３、３３、…の噴射軸線方向中心位置は導電性支持体１の軸線方向中心とできるだけ同軸であることが好ましい。これにより図５に示したように軸を中心とした対称な気流を得ることができ、均一でムラのない乾燥が可能となる。

図１に戻って工程Ｓ０について説明を続ける。パレット載置工程Ｓ３は、内面乾燥工程Ｓ２を経た導電性支持体１、１、…をパレットに載置する工程である。これは次工程である表面乾燥工程Ｓ４に導電性支持体１、１、…を供給するための工程である。図６に説明のための図を示した。図６（ａ）からわかるように、搬送装置１０に保持された導電性支持体１、１、…は、パレット４０の上に搬送される。そして搬送装置１０により降下され、図６（ｂ）に示したようにパレット４０の基台４１上に備えられた複数のピン４２、４２、…に導電性支持体１、１、…が個々に挿入される。
このとき、上記した内面乾燥工程Ｓ２により、導電性支持体１、１、…の内表面が乾燥しているので、ピン４２、４２、…が汚れないから、上記したような効果を奏するものとなる。

浸漬塗布工程Ｓ１、内面乾燥工程Ｓ２、及びパレット載置工程Ｓ３は、導電性支持体１、１、…に必要な複数の層が塗布されるまで繰り返される。

図１に戻って工程Ｓ０について説明を続ける。表面乾燥工程Ｓ４は、導電性支持体１、１、…の表面に塗布された感光層塗布液を乾燥させる工程である。表面乾燥工程Ｓ４では、必要かつ充分な乾燥が行われるように乾燥の温度と時間を調整すると良い。乾燥時温度としては通常、１００℃〜２５０℃、好ましくは１１０℃〜１７０℃、さらに好ましくは１２０℃〜１４０℃の範囲である。ここで乾燥時の温度とは塗布された感光体の乾燥時の表面温度をいう。低沸点の溶剤の沸点との温度差が小さければ乾燥には比較的長時間を要するが、感光層中の有効成分が分解・変質する恐れが小さい。乾燥条件としては１段階で乾燥させる他、例えば２段階で乾燥させる方法もとることができる。この場合、１段目の乾燥温度は５０℃〜１５０℃、好ましくは７０℃〜１２０℃、２段目の乾燥温度は１段目より高い温度で通常、１００℃〜２５０℃、好ましくは１１０℃〜１７０℃、さらに好ましくは１２０℃〜１４０℃であって必要かつ充分な乾燥が行われるように乾燥時間を調整すると良い。２段乾燥などの乾燥温度を途中で変更する場合は、乾燥中の最高温度を基準として、該最高温度より沸点の高い溶剤と低い溶剤を選択する。
乾燥手段としては、熱風乾燥器、蒸気乾燥器、赤外線乾燥器及び遠赤外線乾燥器等を用いることができる。

以上、現時点において実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う、電子写真感光体の製造方法、及び製造装置もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

１ 導電性支持体
１０ 搬送装置
１１ アーム
１２ 基体
１３ ピッカー
１４ 軸
１５、１６ 風船体
１７ ガイド部材
２０ 浸漬塗布装置
３０ 内面乾燥装置
３１ 供給管
３２ 導管
３３ ノズル
４０ パレット
４１ 基台
４２ ピン

Claims (6)

1. 中空である導電性支持体に感光層塗布液を塗布、乾燥させて電子写真感光体を製造する方法であって、
   前記導電性支持体に前記感光層塗布液を塗布した後、前記導電性支持体の前記中空である内側に気流を発生させる工程を含むことを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
2. 前記導電性支持体の外部から前記中空である内側に気体を流入させて前記導電性支持体の内側に気流を発生させることを特徴とする請求項１に記載の電子写真感光体の製造方法。
3. 前記流入させる気体が空気であることを特徴とする請求項２に記載の電子写真感光体の製造方法。
4. 前記流入させる気体の圧力が０．６ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項２または３に記載の電子写真感光体の製造方法。
5. 前記気体の流入がノズルを介しておこなわれ、前記ノズルの先端が前記導電性支持体の下端より軸方向に５ｍｍ以上離れていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の電子写真感光体の製造方法。
6. 中空である導電性支持体に感光層塗布液を塗布、乾燥させて電子写真感光体を製造する装置であって、
   前記感光層塗布液が貯留され、前記導電性支持体が浸漬塗布されるための浸漬塗布装置と、
   前記導電性支持体の前記中空である内側に気体を噴射する内面乾燥装置と、
   を備えることを特徴とする電子写真感光体の製造装置。

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