JP2746304B2 - 電子写真感光体 - Google Patents

電子写真感光体

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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は表面耐久性及び耐久画像に優れた電子写真感
光体に関する。
[従来の技術] 従来、塗料を用いて感光体基板上に塗膜を形成し、電
子写真感光体を製造する方法として、例えば基体を塗料
中に浸漬し、徐々に引き上げることにより基体と塗料と
の界面張力を利用して塗膜を形成する浸漬塗布方法等が
ある。この方法により形成された塗膜は、膜内部におい
ては塗料成分がほぼ均一に、膜厚もほぼ均一にできてお
り、それなりに、良質な膜を得ることができる。
又、各種のスプレー方法と呼ばれる塗布方法も知られ
ている。スプレー法は微小開口部を有するノズルより塗
料を吐出し、霧化することにより生成した、微小液滴を
被塗布物上に付着させて塗膜を形成する方法であり、い
ろいろな形状や大きさの感光体基体等に、しかも広範囲
にわたって塗膜を形成することができ、円筒状基体等に
継ぎ目なしの塗布の可能であり、非常に有効な電子写真
感光体等の製造方法である。その塗膜もエアースプレー
方式の場合には乾きぎみに塗料の付着した状態であり、
又、エアーレススプレー方式の場合には、かなり濡れた
状態で塗料が付着した状態からなっている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来例では以下のような問題点があ
る。
例えば浸漬塗布方法による場合には、均一に塗布成分
の分散した塗料槽に感光体基体を浸漬し、引上げて膜を
形成する為、次層を塗布するとき、次層用塗料溶剤が下
地層を、浸漬中又は、その溶剤と接触中に溶解しないこ
とを必要とする。
この為、下地の塗膜を乾燥固化した上で、なおかつ、
下地の膜に対し、溶解性のない溶剤を選択する必要があ
り、従って、使用できる溶剤の種類の選択巾が小さくな
る。
又、分散系の、例えば、顔料を含む塗料を塗布した場
合、均一に分散した状態を得るようにしながら、感光体
基体を塗布槽より引き上げ、塗膜を形成するので、塗膜
中の顔料、樹脂の分散状態もよく、基体の半径方向の顔
料分布は、ほぼ均一である。
ところが、同一成分の塗膜であっても、その中の光半
導体成分が徐々に濃度を変えて積層する方が性能を良く
する場合もあり、このような例においては、上記、浸漬
塗布方法は適当な方法でない。
次に、各種のスプレー方法による、塗膜についてみる
と、基本的に塗料を噴霧し、微細な液滴として基体に付
着させている為、噴霧状態の塗料が空気と接している部
分の比表面積は同量の塗料槽中の塗料より格段に大き
い。
従って、基体に付着後の塗膜からは既に塗料中溶剤の
大部分が失われ、又、初期の塗料状態にもよるが、その
付着塗布液の流動性もかなり悪くなり、動きにくくなっ
ている。
従って、このような状態の塗布液の付着した感光体基
体(円筒体)を回転させたとしても、層分離するに至ら
ない。
本発明の目的は、層分離がなく、耐久性に優れた電子
写真感光体を提供することにある。
[課題を解決するための手段] すなわち、本発明は、円筒状基体を回転することによ
り、表面層を改良材粉体の密度分布が表面積から内部に
向かうにつれて連続的に粗となる密度勾配を形成した塗
膜を有していることを特徴とする電子写真感光体であ
り、このような電子写真感光体は、一度の塗布によっ
て、即ち、比重差を有し、且つ流動性を有する塗料液体
を感光体基体上に付着せしめて、流動性のあるうちに回
転させることにより複層を構成して形成することができ
る。
本発明で用いることのできる表面層改良材粉体は、電
子写真感光体の表面層の機械的強度、表面潤滑性、耐湿
性、画像性等の耐久性を改善することができるものであ
り、例えば、フッ素含有樹脂粉体、シリコーン樹脂粉
体、スチレン樹脂粉体等がある。
本発明の電子写真感光体を製造するのに用いることが
できる塗布装置の具体例を第2図に示す。
第1図(a)において、1は円筒状基体であり、これ
は円筒状基体の保持を兼用する回転軸2に固定される。
又、回転軸2は回転モーター3により所定の回転速度で
回転される。一方、ビーム状の塗布液4を吐出するため
のガン5は、横送り機構の架台6に乗せられており、円
筒状基体1の回転軸方向と平行に移動する。また、ガン
5は、導出管7及びフィルター8を経由してタンク9に
接続されている。エアーパイプ10で導入された圧縮エア
ーにより、ゲージ11で定めた圧力にタンク9内の塗料は
加圧され、フィルター8および導出管7を経由してガン
5の先端のノズルチップ(不図示)から吐出される。
この装置を用いて実際に塗布する場合、ガンの横送り
機構のスイッチとガン・ニードルのエアースイッチをセ
ットし、円筒状基体1の所定位置からビーム状に塗布液
4を吐出する。同時に回転モーター3のスイッチも入
れ、円筒状基体保持の回転軸2を回転させる。第1図
(b)に示したように、ガン5の先端に設けられたノズ
ルチップ12から吐出したビーム状の塗布液4は、円筒状
基体1上にネジを切ったようなパターン13で糸巻き状
(らせん状)に付着し、レベリングすることにより塗膜
14が成膜される。レベリングによる塗膜の生成工程は第
3図に示すとおりである。すなわち、円筒状基体1上に
付着した糸巻き状塗料の衝突エネルギーおよび塗料と被
塗布物との界面張力の為、徐々に幅広く拡がっていき、
隣接する塗料がたがいに接触した被塗布物の塗布面をす
きまなくおおう(第3図(a))。そして、塗料の拡散
性ならびに塗料と被塗布物との界面張力により適切な時
間経過後、ピッチに応じて生じていた当初の塗布膜凹凸
がレベリングされて、平滑な面として成膜される(第3
図(b))、なお、糸巻き状に付着する塗料は、塗料の
端部どうしが重なり合うように付着してもよい。更に、
塗料の溶剤蒸気を制御する為にフードを併用すれば表面
をより平滑にすることも可能である。
ビームにより形成する糸巻きのラインのピッチは、回
転速度とガンの送り速度によって決まる。又、単位面積
上の塗布液の量は吐出量が一定であればガンの送り速度
によって決まる。
ΔVu:単位面積当りの吐出量(cc/分・cm2) P :吐出圧(kgf/cm2) r :吐出口径(cm) d :オリフイスのベアリング長(cm) υ :送り速度(cm/分) また、ビームのピッチ巾に関しては、次の関係があ
る。
Pw:ビームピッチ巾(cm) Ro:円筒状基体回転数(rpm) 上記の塗布装置で用いる塗料吐出口の具体例としては
標準的には単一吐出口を有するノズルチップであるが、
塗布速度を早める為に多数の、例えば3つの吐出口を有
するノズルチップの形態をとってもよい。
第2図に示した型式の塗布装置を用いて塗布された円
筒状基体は塗布中も、レベリング中も所定回転数で回転
しており、その回転の遠心力の影響をうけて、塗料の構
成成分が粒径乃至比重の差に起因して移動して層構成を
とるような傾向が生じる。
回転する円筒状基体上の塗膜において、単位微小容積
の重さが重いほど、或は、比重が大きいほど遠心力は大
きくなり、該当する単位物質は回転の中心から遠ざかろ
うとする 従って、塗料液膜中に比重の異なる物質が含まれてい
ると、単位として、移動する塊り(又は粒子)の質量が
大きいものの順に外側から蓄積し、円筒状基体の表面に
は軽い物質が蓄積する傾向がうまれる。
尚、塗膜中の溶剤の蒸発も同時に起って指触乾燥が進
行し、このとき、対流の起きることがあり、それで、こ
れに打ち勝って上記したような積層を形成するように、
回転数を変えて必要な遠心力を生み出すようにしなくて
はならない。
溶剤の蒸発を考慮した場合、当然、溶剤の蒸気圧、或
いは塗布やレベリング、指触乾燥等の環境条件によっ
て、対流の生じやすい場合や、生じにくい場合を設定で
きる。例えば指触乾燥が早くなる場合、又は、活発に対
流が生じる場合には回転数を上げて遠心力が対流に打ち
勝つ条件にすることが必要となる。
塗料を構成する固型分成分の主要素が2種類であると
きには、1層毎に個別に塗布した場合と異なり、2層に
不明瞭に分離した層構成の塗膜が1回の塗布で形成され
る。
上記の方法によって得られた本発明の電子写真感光体
の断面図を第1図に示す。1は感光体基体であり、15は
密度勾配をもつ塗膜である。
上記塗膜15は表面層ほど大きな粒子、かつ/又は比重
の大きな粒子を多く分散しており、基体に近くなるほ
ど、粒子径も小さく、比重も小さい粒子或いは、バイン
ダー樹脂で層が形成されている。
次に、具体的な例をもって更に詳述する。部は全て重
量部である。
実施例1 平均粒径0.45μのテフロン粉体(比重2.25)0.3部、
ポリカーボネート樹脂10部及びヒドラゾン化合物(P−
(N,N−ジエチルアミノ)ベニズアルデヒド−N′−α
−ナフチル−N′−フェニルヒドラゾン)9.5部を100部
のモノクロロベンゼンと40部のジクロロメタンに溶解及
び分散させた。
これを第2図に示した型式の塗布装置の撹拌棒付きの
塗布タンクに入れビームガンの先端に口径150μmのノ
ズルチップを取り付け、該タンクに0.5kgf/cm2のエアー
圧力をかけて、ビームガンの塗料吐出量を測定したとこ
ろ、毎分6.0gであった。
次に、このガンと被塗布物との距離を20mmに調節し
て、電荷発生量まで塗布してあるアルミシリンダーを
(直径80mm、厚み1.0mm、長さ360mm)120rpmで回転させ
ながら、ビームガンを毎分180mmでシリンダーの母線方
向に平行移動させて塗布した。
電荷発生層上に付着した上記塗料のビームの巾は約2.
5mmで糸巻き状に付着し、つづいて塗布されて重なりあ
った塗料のビーム付着ライン同志が混合されて、レベリ
ングが始まり、且つ、塗料の流動性が充分にある間に、
回転の遠心力により、表層に重いテフロン粉体の分布が
多くなり、5分後に表面あらさが0.8μm以下の面とな
った。
この塗膜を強制排気して溶剤を蒸発させた後、120℃
の乾燥炉で60分間乾燥させた。
これをキヤノン製複写機NP−3235に入れ画像とその表
面のスベリ性をみたところ、良好な結果が得られた。
これに対し、テフロンをポリカーボネート樹脂とを分
散した塗料と前記塗料のうちテフロンを除く電荷輸送層
の塗料とを別途に塗布した場合には、両者間に界面が生
じ、両者間の接着力が充分でなく、剥れることが起き
た。
又、クリーニングブレードと接触する感光体外周面近
傍のテフロン量についてみると、出発塗料中のテフロン
比率が同じであっても、前記した如く、本発明にかかる
感光体の方が密に分布しており、この為、充分な潤滑性
がえられ、表面の削れ量が少なくなり、感光体としての
耐久性が向上した(表1)。
実施例2 エアレス・スプレーで実施例1と同じ塗料を塗布し、
エアレス・ガンの移行直後に塗料溶剤を別のスプレーガ
ン(エアースプレー)で噴霧し、塗料塗布時に失った塗
料溶剤を補充する系を試みた。
実施例1の塗料(約20cpcに調製)を第2図に示した
型式の塗布装置の撹拌棒付の耐圧塗料タンク中に入れ、
30kgf/cm2に加圧し、エアレス・スプレーノズルの見掛
け口径120μから約30ml/分で巾広く噴霧しながら、エア
レス・スプレーガンを400mm/分の速度で横送りした。
このとき、実施例1と同様の、電荷発生層まで塗工し
た、基体を250rpmで5分間回転した。
なお、補助的に噴霧する塗料溶剤として、ジクロロベ
ンゼンを用い、これは、供給過剰とならないようにアー
スプレーによって噴霧した。エアースプレーは吐出圧及
びパターン圧を2kgf/cm2に調整し、約10ml/分噴霧する
ようにした。
エアレス・スプレーによる噴霧の状態を大きく変化さ
せないように、エアースプレーガンは、約70mm乃至100m
m離して、設置した。
又、ガンと基体との関係は100mm乃至200mmに設定し
た。
このようにして塗布した、感光体基体をエア・スプレ
ーガンによる補助溶剤の噴霧完了後、約5分間乃至10分
間200rpmで、回転を継続し、遠心力の効果を確かなもの
とした。このとき、感光体基体を覆うようにフードを取
りつけておき、溶剤蒸気の発散を防ぐ事が望ましい。
そして、このあと、指触乾燥(又は強制排気による指
触乾燥)をし、120℃、60分間乾燥固化した。
特性上に評価は、実施例1の結果と同様、良好な結果
が得られた。
実施例3 平均粒径10μのシリコーン樹脂粉体10部(比重2.33〜
2.35)、ポリカーボネート樹脂10部及びヒドラゾン化合
物(P−(N,N−ジエチルアミノ)ベニズアルデヒド−
N′−α−ナフチル−N′−フェニルヒドラゾン)9.5
部を100部のモノクロロベンゼンと40部のジクロロメタ
ンに溶解及び分散させた。これを第2図に示した型式の
塗布装置の撹拌棒付きの塗布タンクに入れビームガンの
先端に口径150μmのノズルチップを取り付け、該タン
クに0.6kgf/cm2のエアー圧力をかけて、ガンの塗料吐出
量を測定したところ、毎分10.0gであった。
次に、このガンと被塗布物との距離を20mmに調節し
て、電荷発生層まで塗布してあるアルミシリンダーを
(直径80mm、厚み1.0mm、長さ360mm)120rpmで回転させ
ながら、ビームガンを毎分180mmでシリンダーの母線方
向に平行移動させて塗布した。
電荷発生層上に付着した上記塗料のビームの巾は約2.
5mmで糸巻き状に付着し、つづいて塗布されて重なりあ
った塗料のビーム付着ライン同志が混合されて、レベリ
ングが始まり、且つ、塗料の流動性が充分にある間に、
回転の遠心力により、表層に重いシリコーン樹脂粉体の
分布が多くなり、5分後に表面あらさが0.8μm以下の
面となった。
この塗膜を強制排気しいて溶剤を蒸発させた後、120
℃の乾燥炉で60分間乾燥させた。
これをキヤノン製複写機NP−3235に入れ画像とその表
面のスベリ性をみたところ、良好な結果が得られた。
これに対し、比較例として、シリコーン樹脂粉体とポ
リカーボネート樹脂を分散した塗料と前記塗料のうちシ
リコーン樹脂粉体を除く電荷輸送層の塗料とを別途に塗
布した場合には、両者間に界面が生じ、両者間の接着力
が充分でなく、剥れることが起きた。
又、画像について詳細に調べてみた所、上記比較例の
方法で塗工した感光体と比べ、若干、解像力に差があ
り、実施例にかかる方法の方が、良好であった。
[発明の効果] 以上に説明したように、本発明の電子写真感光体は層
分離がなく、耐久性に優れている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の電子写真感光体の密度勾配をもつ塗膜
の断面図である。 第2図は本発明の実施に用いる塗布装置の一例を示す概
略説明図である。 第3図は微小開口部からビーム状に吐出された塗料が基
体上で広がり、均一な膜となる様子を示す、概略説明図
である。 図中、1は円筒状基体、2は回転軸、3は回転モータ
ー、4はビーム状塗布液、5はガン、6は架台、7は導
出管、8はフィルター、9はタンク、10はエアーパイ
プ、11はゲージ、12はノズルチップ、13はパターン、14
は塗料液膜、15は塗膜である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松重 直樹 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 竹村 亜子 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円筒状基体を回転することにより、表面層
    改良材粉体の密度分布が表面層から内部に向かうにつれ
    て連続的に粗となる密度勾配を形成した塗膜を有してい
    ることを特徴とする電子写真感光体。
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JP2009015109A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Ricoh Co Ltd 電子写真感光体の製造方法、電子写真感光体、及びこれを用いた画像形成方法、画像形成装置、プロセスカートリッジ
CN102165375B (zh) 2008-09-26 2013-06-19 佳能株式会社 电子照相感光构件、处理盒和电子照相设备
JP5110211B1 (ja) * 2012-01-20 2012-12-26 富士ゼロックス株式会社 電子写真感光体の製造方法

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