JP3306388B2 - 紫外線処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像形成装置等に使
用される感光体の製造に好適な紫外線処理装置に関し、
特に、処理効率の向上を図った紫外線処理装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真感光体は、一般的に導電性を有
する基体上に感光層を設けて形成されている。導電性基
体の表面に汚れが付着していると、感光体が形成された
ときにその部分に画像欠陥が生じるため、導電性基体の
表面は感光体を製造する際には極めて高い清浄度で洗浄
されている必要がある。特に導電性基体の表面に付着し
た有機物は、感光層の膜欠陥及び前述の画像欠陥の原因
となったり、感光層を浸漬塗布法で形成する場合には、
塗布液を汚染する原因となる場合もある。従って、基体
の表面に付着している有機物は、感光層を形成する際に
十分に除去されている必要がある。

【０００３】感光体の基体を洗浄する方法としては、一
般的にはアルコール類等を含む有機溶媒又は界面活性剤
を含有する洗浄液等を使用する湿式の洗浄方法が実施さ
れている。この湿式の洗浄方法では、洗浄後のリンス不
良等による洗浄液中の溶解物の再付着が生じることがあ
り、これが画像欠陥の原因となる場合がある。また、基
体表面の清浄度を上げるためには、洗浄工程の複雑化並
びに洗浄設備及び廃液処理装置等の大型化等が必要とさ
れるので、これに伴う生産効率の悪化及び生産コストの
増加という問題がある。

【０００４】これに対し、特に半導体装置の製造の分野
において、光を使用したドライ洗浄方法が提案されてい
る。このドライ洗浄方法は、紫外線とオゾン等の活性な
ガスとを併用して基体表面に付着した有機物を分解し除
去するものである。この方法は、極めて高い清浄度で洗
浄することが可能であるが、付着物の量が比較的多くあ
る場合には、十分なオゾン濃度を確保することができな
ければ、洗浄時間が長くなり過ぎてしまう。このため、
このような場合には、前述の湿式の洗浄方法と併用する
必要がある。この結果、湿式洗浄を行う装置に加えて、
新たにドライ洗浄を行うためのオゾン発生装置等の装置
の導入が必要となり、この場合にも生産コストが増加す
ることになる。

【０００５】近時、電子写真感光体に対して、省資源及
び廃棄物削減等の観点から、これまで以上に繰り返し使
用時の耐久性が求められている。感光体には、使用時
に、帯電、現像、転写及びクリーニング等の工程におい
て、電気的及び／又は機械的な外力が加えられるため、
これらに対する耐久性が必要とされる。そこで、感光層
の上層に保護層を形成することが提案されている。特に
保護層として硬化性の樹脂層を使用したものは十分な硬
度を有しており、特に機械的な耐久性に関して優れたも
のとなっている。

【０００６】硬化性樹脂には、熱により硬化させる熱硬
化性樹脂及び紫外線を照射して硬化させる光硬化性樹脂
がある。熱硬化性樹脂は単に加熱するだけで硬化するた
め、熱硬化性樹脂を使用する場合には、従来溶媒乾燥に
使用していたオーブン等を流用して保護層を形成するこ
とができる。従って、設備投資の必要がないという生産
上の利点がある。しかし、熱硬化性樹脂を溶解した塗布
液の保存寿命は比較的短いこと、硬化に高温加熱が必要
であるために感光体を形成する有機材料が熱分解を起こ
し、感光体の電気的特性が悪化すること等の問題が生じ
るため、熱硬化性樹脂による保護層の実用化は困難であ
る。

【０００７】一方、光硬化性樹脂を使用する場合には、
塗布法により成膜するときの塗布液のポットライフが比
較的長く、感光体の電気的特性の劣化も熱硬化性樹脂を
使用する場合と比して少ない。このため、光硬化性樹脂
は保護層の材料として有望なものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光硬化
性樹脂を使用するためには、樹脂を硬化させるための紫
外線を照射する光硬化装置を新たに導入する必要があ
る。従って、設備導入による生産コストの増加及び生産
フロアの確保等の問題が生じる。

【０００９】このように、基体の湿式の洗浄工程にドラ
イ洗浄工程を加え、更に光硬化性樹脂を使用した保護層
を有する感光体を形成することにより、長寿命でかつ画
像欠陥がない優れた特性を有する感光体を製造すること
はできるが、このためには、複数の設備の新規導入が必
要であり、設備投資、フロア確保及び消費エネルギの増
加等の種々の問題を解決する必要がある。

【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、新たな設備を導入せず既存の設備を使用し
て感光体の特性を向上させることができる紫外線処理装
置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る紫外線処理
装置は、吸気口及び排気口が設けられたチャンバと、こ
のチャンバ内に配置され紫外線を発光してオゾンを生成
する低圧水銀灯と、前記チャンバ内で前記低圧水銀灯よ
り前記吸気口側に設けられ表面に光硬化性樹脂層が形成
された感光体が配置される光硬化処理部と、前記チャン
バ内で前記低圧水銀灯より前記排気口側に設けられ洗浄
の対象である導電性基体が配置されるオゾン洗浄処理部
と、前記チャンバ内に前記吸気口側から前記排気口側へ
の気流を形成するファンと、を有することを特徴とす
る。

【００１２】本発明においては、低圧水銀灯により紫外
線が周囲に照射されると共に、この紫外線照射によりオ
ゾンが生成される。そして、光硬化処理部においては、
紫外線照射により光硬化樹脂相が硬化して感光体表面に
保護層が形成される。また、オゾンがファンによりオゾ
ン洗浄処理部に拡散するので、オゾン洗浄処理部に高濃
度にオゾンが滞留し、高い効率で導電性基体表面の洗浄
が行われる。

【００１３】なお、本発明においては、前記ファンは、
前記チャンバ内で前記光硬化処理部より前記吸気口側に
配置されていてもよい。

【００１４】また、前記吸気口に設けられ前記チャンバ
内に導入される空気を加熱する加熱手段を有することが
望ましい。チャンバ内に導入される空気を加熱すること
により、チャンバ内での反応効率が向上する。

【００１５】更に、前記光硬化処理部は、前記オゾン洗
浄処理部よりも鉛直方向に関して上方に位置しているこ
とが望ましい。低圧水銀灯からの紫外線照射により生成
されるオゾンの比重は空気よりも大きいので、このよう
な配置とすることにより、オゾン洗浄処理部でのオゾン
濃度をより一層高めることが可能となる。

【００１６】更にまた、前記光硬化処理部は、前記感光
体を自転させ前記低圧水銀灯が発光する紫外線を前記感
光体の表面に一様に照射させる感光体回転手段を有する
ことができ、前記オゾン洗浄処理部は、前記導電性基体
を自転させ前記低圧水銀灯が発光する紫外線を前記導電
性基体の表面に一様に照射させる基体回転手段を有する
ことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る紫外
線処理装置について、添付の図面を参照して具体的に説
明する。図１は本発明の第１の実施例に係る紫外線処理
装置を示す図であって、（ａ）は上側からみた模式的断
面図、（ｂ）は模式的正面図である。

【００１８】第１の実施例においては、チャンバ２０内
に光硬化処理部１０１及びドライ洗浄処理部（オゾン洗
浄処理部）１０２が設けられている。また、光硬化処理
部１０１とドライ洗浄処理部１０２との間には紫外線照
射源である複数個の低圧水銀灯１４が配設されている。
低圧水銀灯１４が点灯すると、そこから紫外線が照射さ
れると共に、その周囲の空気中に大量にオゾンが生成さ
れる。

【００１９】光硬化処理部１０１には、表面に硬化させ
る樹脂層が成膜された円柱状の感光体１が載置される複
数個の保持台（図示せず）が配置されている。保持台
は、鉛直方向を回転軸として自転可能である。また、ド
ライ洗浄処理部１０２には、洗浄対象である円柱状の基
体２が載置される複数個の保持台（図示せず）が配置さ
れている。この保持台も、鉛直方向を回転軸として自転
可能である。各感光体１及び基体２はこれらの保持台上
に載置され、処理時には、感光体１及び基体２が各々の
中心軸を回転軸として自転する。

【００２０】チャンバ２０内には、ドライ洗浄処理部１
０２との間で光硬化処理部１０１を挟む位置にファン１
１が配設されている。更に、好ましくは空気の流れを調
整する整流板１５がファン１１と光硬化処理部１０１と
の間に設けられている。光硬化処理部１０１からみてフ
ァン１１側のチャンバ２０の側面には、外気を吸気する
ための吸気口１６が設けられており、ドライ洗浄処理部
１０２側の側面には、チャンバ２０内のガスを排気する
ための排気口１７が設けられている。排気口１７には、
排気量を制御するためのダンパ１８が配置されている。
なお、これらの吸気口及び排気口の設置位置はチャンバ
２０の側面に限定されるものではなく、必要に応じてチ
ャンバ２０の上面又は底面に設けることもできる。

【００２１】更に、光硬化処理部１０１には、感光体１
を出し入れするための搬出入口１２が設けられており、
ドライ洗浄処理部１０２には、同様に基体２を出し入れ
するための搬出入口１３が設けられている。これらの搬
出入口１２及び１３には、紫外光及びチャンバ２０内で
生成したオゾンが外部に漏れないように扉が設けられて
いる。なお、チャンバの両側面に搬入口と搬出口とを個
別に設けてもよく、又は片側面のみに搬出口と搬入口と
を兼用するものを設けてもよい。これらは、その形状も
含めて必要な機能及び生産性を考慮して任意に選択可能
である。

【００２２】次に、上述のように構成された第１の実施
例の紫外線処理装置の動作について説明する。

【００２３】先ず、表面に硬化される樹脂層が成膜され
た感光体１を搬出入口１２からチャンバ２０内に入れ、
光硬化処理部１０１内の保持台上に載置する。また、洗
浄対象である基体２を搬出入口１３からチャンバ２０内
に入れ、ドライ洗浄処理部１０２内の保持台上に載置す
る。

【００２４】その後、低圧水銀灯１４を点灯すると共
に、ファン１１及びダンパ１８を動作させる。更に、保
持台を自転させることにより、各感光体１及び基体２を
その中心軸を回転軸として自転させ、これらの外周面に
均一に紫外線が照射されるようにする。

【００２５】低圧水銀灯１４の点灯により紫外線が照射
され、光硬化処理部１０１において、感光体１の表面に
成膜された樹脂層が硬化する。これにより、感光体１の
表面に保護層が形成される。また、低圧水銀灯１４の点
灯による紫外線の照射により、その周囲には大量のオゾ
ンが生成される。このオゾンは、ファン１１の動作によ
り形成された気流により、ドライ洗浄処理部１０２へと
拡散する。これにより、基体２の表面の洗浄が十分に行
われる。

【００２６】なお、ファン１１は、低圧水銀灯１４近傍
で生成したオゾンをドライ洗浄処理部１０２へ拡散させ
ることができる程度に緩やかに動作させる。この時、整
流板１５が設けられていれば、チャンバ２０内の気流が
調整される。また、排気口１７に設けられたダンパ１８
は、光硬化処理部１０１及びドライ洗浄処理部１０２に
おいて夫々適当なオゾン濃度を保持することができるよ
うに動作させ、排気量を制御する。ファン１１及びダン
パ１８の動作を制御することにより、チャンバ２０内の
各処理部のオゾン濃度を調整する。この時、チャンバ２
０内に各種のオゾン濃度計を適宜設置することにより、
チャンバ２０内のオゾン濃度を検出することが可能であ
る。

【００２７】そして、所定の時間、低圧水銀灯１４を点
灯して上述の処理を行った後、低圧水銀灯１４を消灯
し、ダンパ１８を全開にし、ファン１１を動作させるこ
とにより、チャンバ２０内のオゾンを全て排気する。な
お、ファン１１の他に排気用のファンを設けておき、こ
れを動作させてもよい。その後、搬出入口１２及び１３
から保護層が形成された感光体１及びドライ洗浄処理が
施された基体２をチャンバ２０から取り出す。

【００２８】以上のような工程により、感光体１の表面
に成膜された保護層の原料である樹脂層の光硬化及び感
光体１の製造に使用される基体２のドライ洗浄を同時に
実施することが可能である。

【００２９】このように、本実施例によれば、光硬化性
樹脂の光硬化に使用される紫外線照射源としてオゾンを
生じやすい低圧水銀灯が設けられているので、ドライ洗
浄のためのオゾン発生装置を別途設けなくとも、光硬化
性樹脂層の光硬化及び導電体基体のドライ洗浄を同時に
行うことが可能である。従って、装置の簡素化が可能で
ある。

【００３０】また、紫外線照射源として低圧水銀灯を使
用することにより、保護層が形成された感光体の特性が
改善果される。即ち、低圧水銀灯から発光する紫外線の
有機物における吸収係数は大きいものであるため、光硬
化時に照射された紫外線のほとんどは感光体の表面に形
成された光硬化性樹脂層で吸収される。このため、基体
と保護層との間にある感光層を形成する有機材料が照射
された紫外線により変質、劣化する程度が極めて小さく
なる。そして、感光体の特性が改善される。

【００３１】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。第２の実施例においては、外気の吸気口に吸気さ
れる空気を加熱するためのヒータが設けられている。図
２は本発明の第２の実施例に係る紫外線処理装置を上側
からみた模式的断面図である。なお、図２に示す第２の
実施例において、図１に示す第１の実施例と同一の構成
要素には、同一の符号を付してその詳細な説明は省略す
る。

【００３２】第２の実施例においては、吸気口１６に吸
気する空気を加熱するヒータ１９が設けられている。

【００３３】光硬化及びオゾンによるドライ洗浄は化学
的な反応を利用しているため、吸気される空気の温度が
上がると、これらの反応が促進され、結果的に紫外線処
理の効率が向上することになる。

【００３４】更に、光硬化樹脂層が溶媒を含む塗布液を
使用して成膜したものである場合における溶媒乾燥及び
基体を湿式洗浄した後のリンス液の乾燥等をチャンバ２
０内で行うことも可能となる。従って、これらの工程と
光硬化及びドライ洗浄の紫外線処理工程とを連続して行
うことが可能となるので、感光体の製造効率が上昇す
る。

【００３５】次に、第３の実施例について説明する。第
３の実施例においては、第１の実施例の紫外線樹処理置
が２個連結されたような構成となっている。図３は本発
明の第３の実施例に係る紫外線処理装置を示す図であっ
て、（ａ）は上側からみた模式的断面図、（ｂ）は模式
的正面図である。なお、図３に示す第３の実施例におい
て、図１に示す第１の実施例と同一の構成要素には、同
一符号を付してその詳細な説明は省略する。

【００３６】第３の実施例においては、チャンバ２０ａ
の中央部にドライ洗浄処理部１０２ａが設けられてお
り、ドライ洗浄処理部１０２ａ内に２列の保持台（図示
せず）が設けられている。従って、基体２を２列に配列
することが可能である。ドライ洗浄処理部１０２ａに
は、２列分の基体２を出し入れするための搬出入口１３
ａが設けられている。更に、チャンバ２０ａのドライ洗
浄処理部１０２ａの上面に排気口１７ａ及びダンパ１８
が設けられている。

【００３７】また、ドライ洗浄処理部１０２ａの両側に
は、第１の実施例と同様に、夫々低圧水銀灯１４、光硬
化処理部１０１、整流板１５、ファン１１及び吸気口１
６が設けられている。

【００３８】本実施例においては、紫外線照射時に生成
されるオゾンが、左右に配置された２個のファン１１に
よって中央のドライ洗浄処理部１０２ａに流れる点で、
第１の実施例の動作と相違しているが、その他の動作は
第１の実施例と同様である。

【００３９】本実施例によれば、装置の規模は大きくな
るが、１度に処理可能な感光体１及び基体２の数が２倍
となる。

【００４０】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。第１乃至第３の実施例においては、円柱状の感光
体及び基体が縦に立てて配置されているが、第４の実施
例においては、感光体及び基体が横に寝かせて配置され
る。図４は本発明の第４の実施例に係る紫外線処理装置
を示す図であって、（ａ）は正面側からみた模式的断面
図、（ｂ）は模式的右側面図である。なお、図４に示す
第４の実施例において、図１に示す第１の実施例と同一
の構成要素には、同一符号を付してその詳細な説明は省
略する。

【００４１】第４の実施例においては、感光体１用の保
持台（図示せず）及び基体２用の保持台（図示せず）を
除く各構成部材が相互に第１の実施例と同様の位置関係
で配置されている。そして、吸気口１６が上、排気口１
７が下となるようにチャンバ２０が固定される。

【００４２】このように構成された第４の実施例におい
ては、オゾンは空気より比重が大きいので、ドライ洗浄
処理部１０２におけるオゾン濃度が増加する。この結
果、基体２の洗浄効率が向上すると共に、各基体２の外
周面内における洗浄の均一性が向上する。

【００４３】なお、保持台の形状は、第１乃至第３の実
施例におけるものと相違するものとなるが、感光体１及
び基体２と低圧水銀灯１４との間隔が均一に保たれ、感
光体１及び基体２がそれらの中心軸を回転軸として自転
できるようなものであれば、保持方法及び形状は特に限
定されるものではなく、任意に選択可能である。

【００４４】また、第４の実施例の上下を逆さにし、上
側からドライ洗浄処理部１０２、低圧水銀灯１４、光硬
化処理部１０１、ファン１１の順に配置することも可能
である。しかし、前述のようにオゾンは空気より比重が
重いため、光硬化処理部１０１とドライ洗浄処理部１０
２とを縦に並べて配置する場合には、第４の実施例のよ
うに、ドライ洗浄処理部１０２が下側になるように配置
することが望ましい。

【００４５】なお、第２の実施例と第３又は第４の実施
例とを組み合わせ、第３又は第４の実施例における吸気
口にヒータを設けてもよい。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
保護層の形成のための光硬化処理と導電性基体表面のド
ライ洗浄とを同時に同一チャンバ内で行うことができ
る。従って、これらの処理工程を行っても、消費電力及
び設備設置面積を節約することができ、生産コストを抑
えることができる。また、紫外線照射源としてオゾンを
生じやすい低圧水銀灯を設けているので、ドライ洗浄の
ためだけのオゾン発生装置を別途設ける必要はなく、装
置を簡素化することができる。更に、低圧水銀灯から照
射される紫外線は、有機物における吸収係数が大きいた
め、紫外線のほとんどは光硬化性樹脂層で吸収されるの
で、基体と樹脂層との間に形成されている感光層の有機
材料の変質及び劣化を著しく抑制することができる。こ
の結果、て感光体の特性を改善することができる。

【００４７】また、加熱手段を設けることにより、紫外
線処理の効率を向上させることができると共に、感光体
及び／又は導電性基体の乾燥及び加熱をも同時に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る紫外線処理装置を
示す模式図である。

【図２】本発明の第２の実施例に係る紫外線処理装置を
示す模式図である。

【図３】本発明の第３の実施例に係る紫外線処理装置を
示す模式図である。

【図４】本発明の第４の実施例に係る紫外線処理装置を
示す模式図である。

【符号の説明】

１；感光体 ２；基体 １１；ファン １２、１３、１３ａ；搬出入口 １４；低圧水銀灯 １５整流板 １６；吸気口 １７、１７ａ；排気口 １８；ダンパ １９；ヒータ ２０、２０ａ；チャンバ １０１；光硬化処理部 １０２、１０２ａ；ドライ洗浄処理部

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−204635（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−273551（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−130162（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−244273（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−109057（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−308756（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−148958（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 5/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気口及び排気口が設けられたチャンバ
   と、このチャンバ内に配置され紫外線を発光してオゾン
   を生成する低圧水銀灯と、前記チャンバ内で前記低圧水
   銀灯より前記吸気口側に設けられ表面に光硬化性樹脂層
   が形成された感光体が配置される光硬化処理部と、前記
   チャンバ内で前記低圧水銀灯より前記排気口側に設けら
   れ洗浄の対象である導電性基体が配置されるオゾン洗浄
   処理部と、前記チャンバ内に前記吸気口側から前記排気
   口側への気流を形成するファンと、を有することを特徴
   とする紫外線処理装置。
2. 【請求項２】 前記ファンは、前記チャンバ内で前記光
   硬化処理部より前記吸気口側に配置されていることを特
   徴とする請求項１に記載の紫外線処理装置。
3. 【請求項３】 前記吸気口に設けられ前記チャンバ内に
   導入される空気を加熱する加熱手段を有することを特徴
   とする請求項１又は２に記載の紫外線処理装置。
4. 【請求項４】 前記光硬化処理部は、前記オゾン洗浄処
   理部よりも鉛直方向に関して上方に位置していることを
   特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の紫外
   線処理装置。
5. 【請求項５】 前記光硬化処理部は、前記感光体を自転
   させ前記低圧水銀灯が発光する紫外線を前記感光体の表
   面に一様に照射させる感光体回転手段を有することを特
   徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の紫外線
   処理装置。
6. 【請求項６】 前記オゾン洗浄処理部は、前記導電性基
   体を自転させ前記低圧水銀灯が発光する紫外線を前記導
   電性基体の表面に一様に照射させる基体回転手段を有す
   ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記
   載の紫外線処理装置。