JP3823509B2 - 粒子分散液撹拌装置、前記粒子分散液撹拌装置を使用した電子写真感光体用基材の表面処理方法、表面処理装置、および前記表面処理方法により処理された電子写真感光体 - Google Patents
粒子分散液撹拌装置、前記粒子分散液撹拌装置を使用した電子写真感光体用基材の表面処理方法、表面処理装置、および前記表面処理方法により処理された電子写真感光体 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、粒子分散液中の粒子を均一に分散させるための粒子分散液撹拌装置、前記粒子分散液撹拌装置を使用した電子写真感光体用基材の表面処理方法、表面処理装置、および前記表面処理方法により処理された電子写真感光体に関する。
前記本発明の粒子分散液撹拌装置は、研磨材が分散した粒子分散液をホーニング液として使用し、ホーニング処理により基材表面に液均一な凹凸を形成するための前記ホーニング液を撹拌する際に使用される。前記粒子分散液撹拌装置は、レーザービームをライン走査する方式の電子写真プリンター、複写機等に使用される感光体基材表面に均一な凹凸を形成する場合等に好適に使用される。
【0002】
【従来の技術】
レーザービームをライン走査する方式の電子写真装置には、レーザー光を用いて形成する画像に干渉縞模様が現れるという特有の問題を解決しなければならない。
この種の干渉縞の発生は、感光層内で吸収されなかった透過光が、基材を含む感光層内でレーザービームの多重反射を生じて、感光層表面の入射光との間で干渉を生じることに起因するとされている。
この干渉縞の発生を防止するために、特公平5−26191号公報には、基材または、感光層の表面を粗面化して光散乱性を付与することが示され、その具体的方法として特公平6−41108号公報、特開平5−216261号公報等に湿式ホーニングが提案されているが、ホーニングでは液中の研磨材の分布が不均一な場合、基材表面の凹凸(粗度)分布が不均一となり、基材表面の一部に干渉縞を発生させたり、基材表面に塗布される感光層は均一な成膜性が損なわれ、塗膜欠陥を発生することがある。
図7は液中の研磨材の分散が不均一な場合にはホーニング後の基材表面の凹凸にバラツキが生じることを示す図である。図8は研磨材が均一に分散されている場合にはホーニング後の基材表面に均一な凹凸が形成されることを示す図である。
【0003】
近年、電子写真装置においては、オゾン発生量の低減化、高圧電源の不使用によるコストの削減および帯電器の小型化等を実現するために、感光ドラムに接触帯電方式が用いられるようになった。
ところが、この方式に用いる感光ドラムでは、基材表面粗度がばらつくと、粗度が大きい箇所はその突出部に電荷が集中することによって電荷リークが発生し、その結果、プリント画像上に黒点等の欠陥が現われるという問題がある。
この基材表面の突出部は、3μm 程度以上の高さになると電荷リークが生じ易いことが知られている。
また、粗度が小さいところは基材表面の一部に干渉縞が生じることに起因するとされている。
【0004】
ところで、上記した基材の粗面化処理を行なうと、電荷リークがより発生し易くなることや、画像に干渉縞模様が現れることがある。すなわち、そのホーニングによる粗面化処理により、基材表面全体が、干渉縞の発生を防止できるように平均的に粗面化されず、粗度にばらつきが生じると、電荷リークを引き起こして画像欠陥が発生したり、画像に干渉縞模様が現れるという問題がある。
したがって、レーザービームをライン走査する方式の電子写真装置用の感光体の基材の粗面化処理においては、均一に粗面化された基材の提供が重要な課題となっている。
【0005】
従来、感光体の基材表面を粗面化する方法には、例えば、特開平2−87154号公報、特開平2−191963号公報、特公平6−41108号公報、特開平5−216261号公報に記載されているように、研磨材の水分散液を用いた湿式ホーニング法がある。
この方法は、短時間の加工で容易に安定して粗面化させることができること、所望の粗さを正確に得ることができることおよび塗膜欠陥の原因となる異常凹凸部が極めて少ない均一な粗さを持つ粗面が得られることなどから、生産上の観点からも、また、黒斑点や干渉縞模様に対する画質安定性の点からも、陽極酸化法あるいはバフ研磨法等の他の粗面化処理法に比べて優れているものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、感光体に対するライフ要求値が向上するにつれて、従来のホーニング法による基材の粗面化では不十分であることが明らかになってきた。
すなわち、従来の方法には、研磨材の基材への衝突により、均一に粗面化された基材を得るにあたって、以下に示す問題点1および問題点2が存在することが判明した。
【0007】
(問題点1)
従来よりホーニングに使用される研磨材の供給には、その液の供給濃度のばらつきに問題がある。現在、この種の研磨材として提案されている炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素(特公平6−41108号公報)あるいは、酸化アルミニウム(特開平5−216261号公報)等は、各材料の比重が水と比較して大きく、沈降速度が速いため、完全に均一混合した研磨材を供給することは難しい。
【0008】
ところで、ホーニング処理は、個々の研磨材を基材に衝突させることによって行われる。この処理によると、同一濃度の研磨材を用いる場合には、基材の単位面積あたりに衝突する研磨材の個数はいずれも同一であるために、基材は均一な粗さを持つ粗面が得られる。
ところが一方、濃度が不均一な研磨材を用いる場合には、それらの単位面積当たりの基材に衝突する研磨材個数が衝突場所により異なることにより、基材全体として粗さが不均一な粗面が形成されることになる。
すなわち濃度が不均一な研磨材でホーニングした場合、基材表面は異常な凹凸部を形成することになる。その凹凸部の形成により粗面が不連続になった基材表面は、その上に形成される塗膜のレベリングによる塗膜追従性が損なわれ、微小な部位において塗膜の厚膜化による白班点や薄膜化による黒班点が発生したり、凸部では基材が露出することによって黒斑点や電荷リーク等の欠陥が発生したり、凹凸が必要量より不足している位置では、画像に干渉縞模様が現れたりすることになる。
【0009】
これらを防止するには、基材に衝突する研磨材は、同一濃度とすることが好ましく、その為に均一濃度の研磨材を安定供給することは必須である。
しかしながら、従来公知の研磨材供給方法では、均一な濃度の研磨材を供給することは困難であり、特に液の循環による単純な循環方法では、タンク内の液濃度のバラツキを除去することができないために、上記の問題を解消することができない。
したがって、ホーニング法に供する研磨材については、液の均一性の改善が望まれている。
【0010】
(問題点2)
従来の攪拌方法は一般に、タンク内部に空気噴出口を有し、空気噴出口から圧縮空気を噴出する方法や、同様にタンク底部に送液機より液を噴出させるなどの方法により、タンク底部に研磨材が沈殿するのを防ぐのが目的である。
しかしながら、従来の方法では、研磨材の沈殿を防ぐことは可能であるが、タンク内の上層、下層部では液の状態が異なり、タンク内の研磨液に研磨材を均一に分散させることは不可能であり、均一な濃度の研磨液を供給することは困難であった。
そのため、研磨液濃度の変化により、研磨材の基材単一面積当たりの衝突数が変化し、その結果として基材表面の粗さや形状を変化させ、最終的には、感光体の干渉縞の防止を低下させるという問題がある。
【0011】
なお、前述の説明は感光体基材の研磨液に関する従来技術の問題点について説明したが、液体中に粒子を均一に分散させる必要がある場合には、前記感光体基材の研磨液に限らず、同様の問題点があった。
本発明は、従来の技術における上記のような問題点に鑑みてなされたもので、次の記載内容(O01)〜(O03)を課題とする。
(O01)液体中に粒子を均一に分散させること。
(O02)研磨材が均一に分散した研磨液を造ること。
(O03)レーザー光によって画像を形成した場合に、干渉縞模様および、黒斑点等の画質欠陥、さらには、接触帯電方式による電荷リークによる画質欠陥のない改善された電子写真感光体を提供すること。
【0012】
【課題を解決するための手段】
従来のホーニング法は、上記したとおり、いずれも使用する研磨材渡度の不均一が問題を引き起こしていることから、これを解決するために均一濃度の研磨材供給方法について鋭意検討した結果、問題を引き起こしているタンク攪拌方法に着目し、本発明を完成するに至った。
次に、前記課題を解決するために案出した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。なお、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【0013】
(第1発明)
前記課題を解決するために本発明の第1発明の粒子分散液攪拌装置は、次の要件を備えたことを特徴とする、
(A01)前記第1発明の粒子分散液攪拌装置(U 1 )の前記攪拌容器(1)は、下部に小径円筒壁(2)を有し、上部に大径円筒壁(3)を有し、前記小径円筒壁(2)上端および前記大径円筒壁(3)下端を接続する円錐壁(4)を有し、粒子分散液が収容される攪拌容器(1)、
(A02)前記粒子分散液に旋回流が形成されるように前記小径円筒壁(2)面の円周方向に前記粒子分散液を噴出する旋回流形成用ノズル(7)、
(A03)前記大径円筒壁(3)と前記小径円筒壁(2)との間の中間位置において鉛直下方向に前記粒子分散液を噴出する攪拌用ノズル(8)、
(A04)前記攪拌容器(1)内の粒子分散液を循環させて前記旋回流形成用ノズル(7)および前記攪拌用ノズル(8)から噴出させる粒子分散液循環装置(11)。
【0014】
前記第1発明の粒子分散液攪拌装置(U1)において、前記攪拌用ノズル(8)の攪拌用ノズル先端は、前記円筒壁(2,3)の中心線回りに、前記旋回流形成用ノズル(7)先端の噴出口の位置から旋回流方向に135度以上315度以下の範囲に回転した位置に配置することが好ましい。
【0015】
(第1発明の作用)
前記構成を備えた本発明の第1発明の粒子分散液攪拌装置(U1)では、下部に小径円筒壁(2)を有し、上部に大径円筒壁(3)を有し、前記小径円筒壁(2)上端および前記大径円筒壁(3)下端を接続する円錐壁(4)を有する攪拌容器(1)内には粒子分散液が収容される。
粒子分散液循環装置(11)は、前記攪拌容器(1)内の粒子分散液を循環させて前記旋回流形成用ノズル(7)および前記攪拌用ノズル(8)から噴出させる。
旋回流形成用ノズル(7)は、前記粒子分散液に旋回流が形成されるように前記小径円筒壁(2)面の円周方向に前記粒子分散液を噴出する。これにより前記攪拌容器(1)内の粒子分散液には旋回流が生成される。
攪拌用ノズル(8)は、前記大径円筒壁(3)と小径円筒壁(2)との間の中間位置において鉛直下方向に前記粒子分散液を噴出する。この攪拌用ノズル(8)の粒子分散液の噴出により前記粒子分散液の旋回流が攪拌され、粒子が均一に分散される。
【0016】
前記第1発明の粒子分散液攪拌装置(U1)において、前記攪拌用ノズル(8)の攪拌用ノズル先端を、前記円筒壁(2,3)の中心線回りに、前記旋回流形成用ノズル(7)先端の噴出口の位置から旋回流方向に135度以上315度以下の範囲に回転した位置に配置した場合には、粒子分散液の攪拌をさらに良好に行うことができ、粒子分散液中の粒子を均一に分散させることができる。
また、前記第1発明の粒子分散液攪拌装置(U1)の前記攪拌容器(1)は、下部に小径円筒壁(2)を有し、上部に大径円筒壁(3)を有し、前記小径円筒壁(2)上端および前記大径円筒壁(3)下端を接続する円錐壁(4)を有する構成とし、前記旋回流形成用ノズル(7)を、前記小径円筒壁(2)内面に沿って前記粒子分散液を噴出するように構成し、且つ、前記攪拌用ノズル(8)を前記円錐壁(4)に向かって下向きの粒子分散液を噴出するように構成しているので、粒子分散液の攪拌をさらにいっそう、良好に行うことができる。
【0017】
前記本発明の粒子分散液撹拌装置(U1)により撹拌される粒子分散液が研磨材を分散させた粒子分散液の場合(粒子が研磨材の場合)には前記研磨材が均一に分散された粒子分散液を得ることができる。このような粒子分散液を使用して基材にホーニング処理を行う場合、前記基材表面に均一な凹凸を形成することができる。その際使用される基材としては、アルミニウム、銅、ニッケル、鉄、亜鉛、チタン等の金属及び、それらの合金からなるドラム又はシート等が挙げられ、また、プラスチック、紙等の支持体に粗面化処理を施した支持体表面にアルミニウム、チタン等の金属及びそれらの合金を真空蒸着法によって被膜形成させたものが挙げられる。
【0018】
前記本発明の粒子分散液撹拌装置(U1)で撹拌された粒子分散液を使用する前記基材の表面処理方法は、湿式ホーニング処理法である。
湿式ホーニング処理は、水等の液体に粉末状の研磨材を懸濁させて、高速度で基材表面に吹き付けて粗面化する方法であって、その場合、表面処理の粗さの程度は、吹きつけの圧力及び速度、使用する研磨材の量、濃度、種類、形状、大きさ、硬度、比重、及び粒度分布等の諸条件を適宜選択することにより制御することができる。
【0019】
(第2発明)
また本発明の第2発明の電子写真感光体用基材(W)の表面処理方法は、前記第1発明の粒子分散液撹拌装置(U1)で撹拌された研磨材を分散させた粒子分散液をホーニング液として使用し、電子写真感光体用基材(W)表面に前記ホーニング液を高速度で吹付けてホーニング処理することを特徴とする。
【0020】
(第2発明の作用)
前記構成を備えた本発明の第2発明の電子写真感光体用基材(W)の表面処理方法では、前記第1発明の粒子分散液撹拌装置(U1)で撹拌された研磨材を分散させた粒子分散液をホーニング液として使用するので、粒子分散液中の研磨材が均一に分散している。このため、電子写真感光体用基材(W)表面に前記ホーニング液を高速度で吹付けてホーニング処理した場合に、電子写真感光体用基材(W)表面に均一な凹凸を形成することができる。
【0021】
(第3発明)
また、本発明の第3発明の電子写真感光体は、前記第2発明の電子写真感光体用基材(W)の表面処理方法で処理された電子写真感光体用基材(W)を使用したことを特徴とする。
【0022】
(第3発明の作用)
前記構成を備えた本発明の第3発明の電子写真感光体は、前記第2発明の電子写真感光体用基材(W)の表面処理方法で処理された電子写真感光体用基材(W)を使用しているので、表面の凹凸が均一である。
【0023】
(第4発明)
また、本発明の第4発明の電子写真感光体基材の表面処理装置は、次の要件を備えたことを特徴とする、
(B1)円筒状の電子写真感光体用基材(W)をその軸回りに回転可能に収容するとともに前記電子写真感光体用基材(W)に表面にホーニング液を高速度で吹付けるホーニングガン(22)を収容するホーニング処理槽(15)、
(B2)前記円筒状の電子写真感光体用基材(W)を回転させる基材回転支持装置(17)、
(B3)前記電子写真感光体用基材(W)およびホーニングガン(22)を相対的に軸方向に移動させる相対的移動装置、
(B4)前記ホーニングガン(22)に前記第1発明の粒子分散液攪拌装置(U1)で攪拌された研磨材を分散させた粒子分散液をホーニング液として前記ホーニングガン(22)に供給するホーニング液供給装置(25)。
【0024】
前記第4発明の相対的移動装置は、電子写真感光体基材(W)に対してホーニングガン(22)を移動させる構成、またはホーニングガン(22)に対して電子写真感光体用基材(W)を移動させる構成を採用することが可能である。
【0025】
(第4発明の作用)
また、本発明の第4発明の電子写真感光体基材(W)の表面処理装置では、ホーニング処理槽(15)内には、軸回りに回転可能な円筒状の電子写真感光体用基材(W)およびホーニングガン(22)が収容される。ホーニング液供給装置(25)は、前記ホーニングガン(22)に前記第1発明の粒子分散液攪拌装置(U1)で攪拌された研磨材を分散させた粒子分散液をホーニング液として前記ホーニングガン(22)に供給する。
ホーニングガン(22)は、円筒状の前記電子写真感光体用基材(W)に表面にホーニング液を高速度で吹付ける。このとき、基材回転支持装置(17)は、前記円筒状の電子写真感光体用基材(W)を回転させ、前記相対的移動装置は、前記電子写真感光体用基材(W)およびホーニングガン(22)を相対的に軸方向に移動させる。
【0026】
したがって、前記電子写真感光体用基材(W)の全表面にホーニング液を高速度で吹付けることができる。前記ホーニング液としては、前記第1発明の粒子分散液攪拌装置(U1)で攪拌された研磨材を均一に分散させた粒子分散液が使用されるので、前記電子写真感光体用基材(W)の全表面に均一な凹凸を形成することができる。
したがって、表面に均一な凹凸が形成された電子写真感光体を製造することが可能となる。その場合、前記表面に均一な凹凸が形成された電子写真感光体を用いて接触帯電方式により帯電を行なっても、電荷リークが発生せず、画質欠陥の生じない電子写真感光体を製造することができる。
【0027】
上記のように粗面化された(凹凸が形成された)電子写真感光体用基材(導電性基材)(W)を使用して電子写真感光体を製造する際には、所望により下引き層が形成される。
下引き層は公知の樹脂を用いて形成されるが、膜厚0.05μm〜10μmの範囲、特に、0.1〜2μmの範囲に設定することが好ましい。
感光層が電荷発生層と電荷輸送層との積層構造の場合、それらのいずれかを下引き層の上に形成することができる。
前記電荷発生層は、フタロシアニン等公知の材料を用いて形成され、その膜厚0.05μm〜1μmの範囲、特に、0.1〜0.5μmの範囲に設定することが好ましい。電荷輸送層は、ポリカーボネート等公知の材料を15〜30μmの膜厚で形成することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例(実施例)を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0029】
(実施例1)
図1は本発明の実施例1の表面処理装置の説明図である。図2は前記図1の表面処理装置で使用する粒子分散液撹拌装置(U1)の説明図である。
図1において、表面処理装置Uは、粒子分散液撹拌装置U1とホーニング処理装置U2とを有している。
粒子分散液撹拌装置U1は研磨材により構成される粒子を分散させた粒子分散液を収容する撹拌容器1を有している。前記撹拌容器1は、容器下部の小径円筒壁2、上部の大径円筒壁3、および前記小径円筒壁2上端および前記大径円筒壁3下端を接続する円錐壁4を有している。前記小径円筒壁2下端には円形の底壁5が設けられている。
【0030】
前記撹拌容器1の下端部には、前記小径円筒壁2内面に沿って円周方向に前記粒子分散液を噴出して粒子分散液の旋回流を形成する旋回流形成用ノズル7が設けられている。また、撹拌容器1内部には、前記円錐壁4に向かって下向きの粒子分散液を噴出して前記旋回流を撹拌する前記撹拌用ノズル8が設けられている。撹拌用ノズル8は、前記円筒壁と円筒壁の中心との間の中間位置に配置されて鉛直方向下向きに前記粒子分散液を噴出する。
図2において、本実施例1の前記旋回流形成用ノズル7は矢印B1の位置に配置されており、前記撹拌用ノズル8の先端は、前記円筒壁2,3の中心線回りに、前記旋回流形成用ノズル7先端の噴出口の位置から旋回流方向に角度θ(θ=225度±90度以内の範囲に)回転した位置に配置されている。
図1において、粒子分散液循環装置11は、粒子分散液循環路12およびポンプ13を有しており、前記ポンプ13は、前記撹拌容器1内の粒子分散液を吸い込んで、前記旋回流形成用ノズル7および前記撹拌用ノズル8に移送して、前記撹拌容器1内に噴出させる。
【0031】
前記粒子分散液撹拌装置U1の上方に配置されたホーニング処理装置U2はホーニング処理槽15を有している。ホーニング処理槽15の底壁にはホーニング処理液を前記撹拌容器1に戻すための処理液排出口15aが設けられている。前記処理液排出口15aと前記撹拌容器1とは処理液戻し管16により接続されている。
ホーニング処理槽15内には電子写真感光体用基材Wが基材回転支持装置17により回転可能に支持されている。基材回転支持装置17は円錐状外側面を有する基材下端支持部材18および基材上端支持部材19、ベアリング20およびモータM1を有している。前記基材下端支持部材18はモータM1により回転され、基材上端支持部材19はベアリング20を介して図示しない支持部材により回転可能に支持されている。
【0032】
前記ホーニング処理槽15内には図示しない昇降装置により昇降される昇降ロッド21下端に支持されたホーニングガン22が昇降可能に支持されている。前記ホーニングガン22を昇降させる図示しない昇降装置は、前記ホーニングガン22を電子写真感光体用基材Wに対して相対的に移動させる相対的移動装置としての機能を有している。前記ホーニングガン22には、前記撹拌容器1内の粒子分散液がポンプ23およびホーニング液供給管24から構成されるホーニング液供給装置25により供給されるとともに、エア供給源26から圧縮エアAが供給されている。
したがって、前記基材回転支持装置17により前記電子写真感光体用基材Wを回転させながら、且つ前記昇降ロッド21を上方から下方に移動させながら、ホーニングガン22により粒子分散液(ホーニング液)を高速度で前記電子写真感光体用基材W表面に吹き付けてホーニング処理を行うことにより、前記電子写真感光体用基材W表面に微細な凹凸を均一に形成することができる。
【0033】
本実施例1の旋回流形成用ノズル7は図2の矢印B1の位置に配置されたノズルであり、また、本実施例1の撹拌用ノズル8は矢印C3の位置に配置されたノズルである。
図2に示された位置B2は後述の実験で使用する旋回流形成用ノズル7の配置位置を示し、また、図2に示された位置C1,C2,C4は後述の実験で使用する旋回流形成用ノズル7の配置位置を示している。前記矢印C1〜C4で示す位置は、前記円筒壁2,3の中心線回りに、前記位置B1の旋回流形成用ノズル7先端の噴出口の位置から旋回流方向に角度θ(θ=45度、135度、225度、および315度の4箇所±90度)回転した位置を示している。
【0034】
(実施例1の作用)
前記撹拌容器1は容量200リットルであり、撹拌容器1内には濃度27wt%の粒子分散液(研磨液)165リットルを入れた。
この粒子分散液を図1の2のポンプを介し、各ノズルに送液することにより、タンク内を攪拌させた。
また、感光体基材Wとして、0.75mm厚×30mmφ×340mmのアルミニウムパイプを用意し、この感光体基材Wにダイヤモンドバイトを用いた鏡面切削加工を行なって、表面をRa:0.03〜0.04μmの平滑面に仕上げた。
【0035】
このアルミニウムパイプを感光体基材Wとし、図1に示す表面処理装置Uによって、攪拌された撹拌容器1内の粒子分散液(研磨液)を用い、感光体基材Wの表面処理(表面の粗面化処理)を行った。
その表面処理においては、研磨材55.5kgを水100リットルに懸濁させ、これを21リットル/分の流量でホーニングガン22に送り込んで、所定の圧縮空気圧(0.1〜0.2MPa)で吹きつけ、所望の表面粗さ(Ra:0.1〜0.5μm)になるように感光体基材W表面に吹き付けた。ホーニングガン22は、2000mm/分で基材の軸方向に移動させ、感光体基材Wは400rpmで回転させた。
【0036】
次の比較例1〜6は旋回流形成用ノズル7または撹拌用ノズル8の配置位置が異なる以外は同じ条件で実験を行った。
(比較例1)
旋回流形成用ノズル7の噴出口の位置は図2のB1であり、撹拌用ノズル8は使用しなかった。
(比較例2)
撹拌用ノズル8の噴出口の位置は図2のC4であり、旋回流形成用ノズル7は使用しなかった。
(比較例3)
旋回流形成用ノズル7の噴出口の位置は図2のB1であり、撹拌用ノズル8の噴出口の位置は図2のC1であった。
(比較例4)
旋回流形成用ノズル7の噴出口の位置は図2のB1であり、撹拌用ノズル8の噴出口の位置は図2のC2であった。
(比較例5)
旋回流形成用ノズル7の噴出口の位置は図2のB1およびB2であり、撹拌用ノズル8は使用しなかった。
(比較例6)
旋回流形成用ノズル7の噴出口の位置は図2のB2であり、撹拌用ノズル8の噴出口の位置は図2のC2であった。
【0037】
上記実施例1並びに比較例1〜6での攪拌によるタンク液表面濃度及び液表面濃度を調べた。その結果を表1に示す。
【0038】
【表1】
【0039】
なお、下記実施例及び比較例に使用した研磨材、各塗膜に使用した市販品は、次の通りであった。研磨材…昭和タイタニウム社製の酸化アルミニウム:アルナビーズ(CB−A30S)、その粒径は27μmである。
【0040】
粗面化処理を施した基材上に、ジルコニウム化合物としてトリブトキシジルコニウムアセチルアセトネート(ZC540、松本交商社製)の50%トルエン溶液100部、シラン化合物としてγ−アミノプロピルトリエトキシシラン(A1100、日本ユニカー社製)10部、ポリビニルブチラール樹脂(BM−S、積水化学社製)10部およびn−ブタノール130部を混合し、得られた塗布液を浸漬塗布法により塗布し、140Cで15分間加熱して、1.0μmの下引き層を形成した。
【0041】
次に、ポリビニルブチラール樹脂(商品名:BM−1 、積水化学社製)の2%シクロヘキサノン溶液に、ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料(特開平5−263007号公報に記載のもの)を顔料と樹脂の比を2:1に混合し、次いでサンドミルにより3時間分散処理を行った。
得られた分散液を、更に酢酸 n−ブチルで希釈して基材表面に浸漬塗布し、0.15μm厚の電荷発生層を形成した。
次に、N、N'−ジフェニル−N、N'−ビス(m−トリル)ベンジジン4部及びポリカーボネートZ樹脂6部を、モノクロルベンゼン36部に溶解させた溶液を電荷発生層上に浸漬塗布し、115Cで40分間乾燥して24μm厚の電荷輸送層を形成し、これを感光体ドラム(電子写真感光体)とした。
【0042】
上記で得た感光体ドラム(電子写真感光体)を、マルチファンクショナルプリンター(富士ゼロックス製 Able−3321、帯電ロールによる接触帯電方式)に搭載し、中間調濃度を含む画像により連続50,000枚まで出力試験を行なって、それぞれの出力画像を調べた。その結果を前記表1に示す。
【0043】
実施例1の場合には、タンク内上層・下層での液濃度差もなく上層でも濃度は安定し、タンク内が均一液になるのを確認できた。また、基材表面処理後の表面粗さについても変動が小さく、基材表面全体が均一な粗度が得られ、画像50,000枚の出力試験後においても白点、黒点また干渉縞などの画質欠陥は見られなかった。また、アルミ基材のSEM写真を観察しても、基材は均一な粗さの面であることが確認された。
【0044】
また、比較例1,2,4,5においては、タンク内は上層部まで十分には攪拌されず、タンク内渡度にはバラツキがある。しかし、タンク内局部の濃度は比較的安定しており、画像出力試験において画質欠陥は見られなかった。比較例3,6ではタンク内は上層部までは攪拌されず、タンク内は濃度のバラツキを持ち、均一液の供給をするべく攪拌は可能ではなかった。また、基材表面粗さは、基材内バラツキが大きく表面は不均一な凹凸になる。そのため、画像出力試験では表面粗さのバラツキにより、電化リークによる画像欠陥、また干渉縞が現れた。
【0045】
攪拌容器1において旋回流及び下向流を用いて攪拌を行う場合、下向流を形成する噴出口を、旋回流を形成する憤出口から旋回流方向に225度の法線方向に設置すると最も表面粗さの安定した画質欠陥のない基材を得ることができる。また、下向流を形成する噴出口のみ、旋回流を形成する噴出口のみ、下向流を形成する噴出口を、旋回流を形成する噴出口から旋回流方向に225度±90度以内の法線方向に設置する組み合わせにおいても画質欠陥のない基材を得ることができる。
【0046】
(実施例2)
図3は本発明の実施例2の表面処理装置の説明図である。図4は前記図3の斜視図である。
なお、この実施例2の説明において、前記実施例1の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
この実施例2は、下記の点で前記実施例1と相違しているが、他の点では前記実施例1と同様に構成されている。
図3、図4において、この実施例2ではホーニング処理槽15は2槽設けられており、2槽のホーニング処理槽15,15は一体に形成された容器を仕切壁31により仕切られて構成されている。
前記ホーニング処理槽15および基材回転支持装置17はモータM2により回転する回転テーブル32上に支持されている。
基材上端支持部材19は昇降可能に構成されており、回転テーブル32の回転時には一度上昇して感光体基材Wを離し、回転テーブル32の回転後に下降し、前記感光体基材Wを押さえるように構成されている。
前記ホーニング処理槽15内の処理液を前記撹拌容器1に戻す処理液戻し管16は1個だけ設けられており、前記2槽の各ホーニング処理槽15の各処理液排出口15aは前記処理液戻し管16と接触せずに回転するように構成されている。
【0047】
前記ホーニングガン22を前記ホーニング処理槽15の上方に上昇させた状態で、前記モータM2を回転して回転テーブル32を回転させることにより前記2槽の各ホーニング処理槽15,15のうちの一方を交互にホーニング処理位置(前記ホーニング処理槽15の各処理液排出口15aが前記処理液戻し管16上端に対向する位置)に回転移動させるように構成されている。
また、この実施例2も、前記実施例1と同様に、旋回流形成用ノズル7の配置位置をB1(図2参照)とし、撹拌用ノズル8の配置位置はC3(θ=225度、図2参照)に設定した。
【0048】
(実施例2の作用)
前記ホーニングガン22を上昇させた状態で、前記モータM2により回転テーブル32を回転させて前記2槽のうちの一方のホーニング処理槽15を前記ホーニング処理位置に移動させる。その状態で前記ホーニングガン22を下降させてホーニング処理槽15に移動させて、前記実施例1と同様にホーニング処理を行う。
この実施例2も、前記実施例1と同様に、撹拌容器1内の研磨材を分散させた粒子分散処理液を旋回流形成用ノズル7および撹拌用ノズル8により均一に撹拌することができるので、感光体基材W表面に均一な凹凸を形成することができる。
【0049】
(実施例3)
図5は本発明の実施例3の表面処理装置の説明図である。図6は前記図5の斜視図である。
なお、この実施例3の説明において、前記実施例2の構成要素に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
この実施例3は、下記の点で前記実施例2と相違しているが、他の点では前記実施例2と同様に構成されている。
図5、図6において、この実施例3ではホーニング処理槽15の底壁中央部は回転底壁33により構成されている。また、前記仕切壁31は外側部の一対の固定仕切壁31a,31a(図6参照)と、中央部の回転仕切壁31bとにより構成されている。
前記回転底壁33は前記回転仕切壁31bと一体的に回転するように構成されている。
【0050】
また、前記回転テーブル32およびモータM2は昇降テーブル34により昇降可能に支持されている。また、前記モータM1,M1により回転される基材下端支持部材18,18の軸18a,18aは、前記回転底壁33をスライド可能且つ回転可能に貫通している。したがって、回転テーブル32が回転するときには前記回転底壁33および回転仕切壁31bが回転して、前記各モータM1,M1およびそれによって回転される感光体基材W,Wの位置が入れ代わるように構成されている。
また、この実施例3では、前記回転底壁33の外側の底壁部分は回転しないので、前記処理液戻し管16に前記処理液排出口15aに一体的に連結されている。
この実施例3では前記ホーニングガン22が昇降する代わりに、前記昇降テーブル34の昇降により感光体基材Wを昇降させながら、ホーニング処理を行う。この実施例3も前記実施例2と同様に、撹拌容器1内の研磨材を分散させた粒子分散処理液を旋回流形成用ノズル7および撹拌用ノズル8により均一に撹拌することができるので、感光体基材W表面に均一な凹凸を形成することができる。
【0051】
【発明の効果】
前述の本発明の粒子分散液撹拌装置、前記粒子分散液撹拌装置を使用した電子写真感光体用基材の表面処理方法、表面処理装置、および前記表面処理方法により処理された電子写真感光体は、下記の効果を奏することができる。
(E01)液体中に粒子を均一に分散させることができる。
(E02)研磨材が均一に分散した研磨液を造ることができる。
(E03)レーザー光によって画像を形成した場合に、干渉縞模様および、黒斑点等の画質欠陥、さらには、接触帯電方式による電荷リークによる画質欠陥のない改善された電子写真感光体を提供することができる。本発明の電子写真感光体は、レーザー光を利用する電子写真複写装置、特に、接触帯電方式を用いるレーザービームプリンタに使用することにより、良好な画像品質を安定して提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の実施例1の表面処理装置の説明図である。
【図2】 図2は前記図1の表面処理装置で使用する粒子分散液撹拌装置の説明図である。
【図3】 図3は本発明の実施例2の表面処理装置の説明図である。
【図4】 図4は前記図3の斜視図である。
【図5】 図5は本発明の実施例3の表面処理装置の説明図である。
【図6】 図6は前記図5の斜視図である。
【図7】 図7は液中の研磨材の分散が不均一な場合にはホーニング後の基材表面の凹凸にバラツキが生じることを示す図である。
【図8】 図8は研磨材が均一に分散されている場合にはホーニング後の基材表面に均一な凹凸が形成されることを示す図である。
【符号の説明】
U1…粒子分散液撹拌装置、W…電子写真感光体用基材、
1…撹拌容器、2…小径円筒壁、3…大径円筒壁、4…円錐壁、7…旋回流形成用ノズル、8…撹拌用ノズル、11…粒子分散液循環装置、15…ホーニング処理槽、22…ホーニングガン、25…ホーニング液供給装置。
Claims (5)
- 次の要件を備えたことを特徴とする粒子分散液攪拌装置、
(A01)下部に小径円筒壁を有し、上部に大径円筒壁を有し、前記小径円筒壁上端および前記大径円筒壁下端を接続する円錐壁を有し、粒子分散液が収容される攪拌容器、
(A02)前記粒子分散液に旋回流が形成されるように前記小径円筒壁面の円周方向に前記粒子分散液を噴出する旋回流形成用ノズル、
(A03)前記大径円筒壁と前記小径円筒壁の間の中間位置において鉛直下方向に前記粒子分散液を噴出する攪拌用ノズル、
(A04)前記攪拌容器内の粒子分散液を循環させて前記旋回流形成用ノズルおよび前記攪拌用ノズルから噴出させる粒子分散液循環装置。 - 次の要件を備えたことを特徴とする請求項1記載の粒子分散液攪拌装置、
(A05)前記円筒壁の中心線回りに、前記旋回流形成用ノズル先端の噴出口の位置から旋回流方向に135度以上315度以下の範囲に回転した位置に攪拌用ノズル先端が配置された前記攪拌用ノズル。 - 前記請求項1または2に記載の粒子分散液攪拌装置で攪拌された研磨材を分散させた粒子分散液をホーニング液として使用し、電子写真感光体用基材表面に前記ホーニング液を高速度で吹付けてホーニング処理することを特徴とする電子写真感光体用基材の表面処理方法。
- 前記請求項3記載の電子写真感光体用基材の表面処理方法で処理された電子写真感光体用基材を使用した電子写真感光体。
- 次の要件を備えたことを特徴とする電子写真感光体基材の表面処理装置、
(B1)円筒状の電子写真感光体用基材をその軸回りに回転可能に収容するとともに前記電子写真感光体用基材に表面にホーニング液を高速度で吹付けるホーニングガンを収容するホーニング処理槽、
(B2)前記円筒状の電子写真感光体用基材を回転させる基材回転支持装置、
(B3)前記電子写真感光体用基材およびホーニングガンを相対的に軸方向に移動させる相対的移動装置、
(B4)前記ホーニングガンに前記請求項1または2に記載の粒子分散液攪拌装置で攪拌された研磨材を分散させた粒子分散液をホーニング液として前記ホーニングガンに供給するホーニング液供給装置。
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