JP4008871B2 - 円筒状基体に対する塗工液の塗布方法および塗布装置ならびに電子写真感光体の製造方法 - Google Patents
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Description
塗布ロールと円筒状基体とをそれぞれ回転させて塗布ロールから円筒状基体に塗工液を転写した後、塗布ロールと円筒状基体とを離間させるとき、
塗布ロールで円筒状基体に塗工液を塗布している状態における円筒状基体の周速および塗布ロールの周速を同じ値とし、その後離間し、塗布ロールと円筒状基体とのいずれか一方の周速V1が他方の周速V2よりも速くなるように制御することを特徴とする円筒状基体に対する塗工液の塗布方法である。
また本発明は、塗布ロールと円筒状基体を離間させた直後に形成される、円筒状基体上の塗膜と塗布ロール上の塗膜とが表面張力の作用によって伸びた、円筒状基体と塗布ロールとの間の塗工液の連接である橋かけ構造を、切断することを特徴とする。
塗布ロールと、
塗布ロールに塗工液を供給する塗工液供給手段と、
塗布ロールから塗工液が転写される円筒状基体と、
円筒状基体を回転駆動させる第1駆動手段と、
塗布ロールを回転駆動させる第2駆動手段と、
円筒状基体が回転する周速を検出する第1周速検出手段と、
塗布ロールが回転する周速を検出する第2周速検出手段と、
円筒状基体の回転回数を検出する回転回数検出手段と、
円筒状基体を塗布ロールに対して近接離反するように移動させることのできる離間手段と、
回転回数検出手段の検出出力に応答し、塗布ロールに対して円筒状基体が離反する方向に移動するように離間手段の動作を制御するとともに、塗布ロールで円筒状基体に塗工液を塗布している状態における円筒状基体の周速および塗布ロールの周速を同じ値とし、その後離間し、円筒状基体が回転する周速と塗布ロールが回転する周速とのうちいずれか一方の周速が他方の周速よりも速くなるように第1および第2駆動手段の動作を制御する制御手段とを含むことを特徴とする円筒状基体に対する塗工液の塗布装置である。
塗布ロールから円筒状基体に塗工液を転写している状態では、第1駆動手段による円筒状基体の回転方向と第2駆動手段による塗布ロールの回転方向とが逆であり、円筒状基体と塗布ロールとが塗工液を介して当接するように配置されることを特徴とする。
また本発明は、塗布ロールと円筒状基体を離間させた直後に形成される、円筒状基体上の塗膜と塗布ロール上の塗膜とが表面張力の作用によって伸びた、円筒状基体と塗布ロールとの間の塗工液の連接である橋かけ構造を、切断することを特徴とする。
塗布ロールと導電性支持体とをそれぞれ回転させて塗布ロールから導電性支持体に感光層を形成する塗工液を転写した後、塗布ロールと導電性支持体とを離間させるとき、
塗布ロールで導電性支持体に塗工液を塗布している状態における導電性支持体の周速および塗布ロールの周速を同じ値とし、その後離間し、塗布ロールと導電性支持体とのいずれか一方の周速V1が他方の周速V2よりも速くなるように制御することを特徴とする電子写真感光体の製造方法である。
また本発明は、塗布ロールに供給される塗工液であって、電子写真感光体の感光層を形成する塗工液を、塗布ロールから導電性支持体に転写することによって塗布する電子写真感光体の製造方法において、
塗布ロールと導電性支持体とをそれぞれ回転させて塗布ロールから導電性支持体に感光層を形成する塗工液を転写した後、塗布ロールと導電性支持体とを離間させるとき、
塗布ロールで導電性支持体に塗工液を塗布している状態における導電性支持体の周速および塗布ロールの周速を同じ値とし、その後離間し、塗布ロールと導電性支持体とのいずれか一方の周速V1が他方の周速V2よりも速くなるように制御することを特徴とする電子写真感光体の製造方法である。
また本発明は、保護層が、樹脂から成る樹脂層であることを特徴とする。
ここで、K;係数(ロール径に固有な係数)
α;塗工液の固形分濃度(vol%)
γ;塗工液の表面張力
η;塗工時のせん断速度における粘度
g;は塗布ロールとメタリングロールとの間隙寸法
Rm;メタリングロールの周速
Rt;塗布ロールの周速
R;円筒状基体の周速
円筒状の導電性支持体(電子写真感光体用素管)の材料としては、たとえばアルミニウム、アルミニウム合金、銅、亜鉛、ステンレス鋼、チタンなどの金属材料を用いることができる。またこれらの金属材料に限定されることなく、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリオキシメチレンおよびポリスチレンなどの高分子材料、硬質紙またはガラスなどの表面に、金属箔をラミネートしたもの、金属材料を蒸着したもの、または導電性高分子、酸化スズ、酸化インジウム、炭素粒子、金属粒子などの導電性化合物の層を蒸着もしくは塗布したものなどを用いることもできる。導電性支持体の表面には、必要に応じて、画質に影響のない範囲内で、陽極酸化皮膜処理、薬品もしくは熱水などによる表面処理、着色処理、または表面を粗面化するなどの乱反射処理を施してもよい。レーザを露光光源として用いる電子写真プロセスでは、レーザ光の波長が揃っているので、入射するレーザ光と電子写真感光体内で反射された光とが干渉を起こし、この干渉による干渉縞が画像上に現れて画像欠陥の発生することがある。導電性支持体の表面に前述のような乱反射処理を施すことによって、この波長の揃ったレーザ光の干渉による画像欠陥を防止することができる。
試験1においては、直径:30mm、長さ:340mmのアルミニウム製の円筒状導電性支持体を準備し、該導電性支持体の表面に、浸漬塗布法によって中間層と電荷発生層とを積層して形成し、さらに電荷発生層の外層として、電荷輸送層を形成した。電荷輸送層の形成に際しては、本発明の塗布方法による実施例1の電子写真感光体と、本発明方法から外れる塗布方法による比較例1〜5の電子写真感光体とを製造し、その電荷輸送層の塗膜厚みの均一性を評価した。
酸化アルミニウム(Al2O3)および二酸化ジルコニウム(ZrO2)で表面処理を行った樹脂状の酸化チタン(石原産業株式会社製:TTO−D−1)9重量部および共重合ナイロン樹脂(東レ株式会社製:CM8000)9重量部を、1,3−ジオキソラン41重量部とメタノール41重量部との混合溶剤に加えた後、ペイントシェーカにて8時間分散処理し、中間層形成用塗工液を調製した。この中間層形成用塗工液を塗工槽に満たし、導電性支持体を塗工槽に浸漬した後引上げることによって、膜厚1.0μmの中間層を導電性支持体上に形成した。
Triphenylamine dimer;略称:TPD)10重量部と、バインダ樹脂であるポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製:ユーピロンZ300)16重量部と、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール1重量部と、ジフェニルポリシロキサン(信越化学工業株式会社製:KF−50)0.008重量部とを、キシレン104重量部に溶解させ、電荷輸送層形成用塗工液を調製した。
塗布ロールと導電性支持体とを離間する際における導電性支持体の周速V1を、塗布しているときの周速と同じ10m/min、すなわち周速比R(=V1/V2)を、1.0とした以外は実施例1と同様にして、比較例1の電子写真感光体を作製した。
塗布ロールと導電性支持体とを離間する際における導電性支持体の周速V1を160m/min、すなわち周速比Rを、16.0とした以外は実施例1と同様にして、比較例2の電子写真感光体の作製を試みたけれども、離間時における導電性支持体の周速が速くなりすぎたので、塗工液が導電性支持体の表面から飛散し、電子写真感光体として使用不能なレベルのものであった。
塗布ロールと導電性支持体との間隙を80μmとし、塗布ロールと導電性支持体とを同一方向に回転させるリバースロールコーティング方式の塗布装置を用い、かつ導電性支持体を離間する際における導電性支持体の周速V1を10m/min、すなわち周速比Rを1.0とし、塗布を開始から1.5秒後にメタリングロールと塗布ロールとの間隙を10μmにし、さらに0.5秒後に塗布ロールから導電性支持体を離間させた以外は実施例1と同様にして、比較例3の電子写真感光体を作製した。
塗布ロールと導電性支持体との間隙を80μmとし、塗布ロールと導電性支持体とを同一方向に回転させるリバースロールコーティング方式の塗布装置を用い、かつ導電性支持体を離間する際における導電性支持体の周速V1を10m/min、すなわち周速比Rを1.0とし、導電性支持体を塗布ロールから離間させる離間速度を85mm/secにした以外は実施例1と同様にして、比較例4の電子写真感光体を作製した。
塗布ロールと導電性支持体との間隙を80μmとし、塗布ロールと導電性支持体とを同一方向に回転させるリバースロールコーティング方式の塗布装置を用い、塗布しているときの導電性支持体の周速u1を25m/min、すなわち周速比r(=u1/u2)を2.5とし、かつ導電性支持体を塗布ロールから離間させる際の導電性支持体の周速V1も25m/min、すなわち周速比Rも2.5とした以外は実施例1と同様にして、比較例5の電子写真感光体を作製した。なお、比較例5の電子写真感光体では、導電性支持体への電荷輸送層形成用塗工液の塗布時にリブの生成が観測された。
以上の実施例1ならびに比較例1および3〜5で作製した各電子写真感光体の軸線方向と周方向の膜厚分布を多機能マルチチャンネル分光光度計(大塚電子株式会社製:MCPD2000)で測定した。
試験2においては、試験1と同じ導電性支持体を準備し、該導電性支持体上に中間層、電荷発生層、電荷輸送層および保護層の各層を積層型に形成した。各層をそれぞれ形成するに際し、本発明の塗布方法による実施例2〜5および本発明方法から外れる塗布方法による比較例6〜14の中間品または電子写真感光体を作製し、各層の塗膜厚みの均一性を評価した。
酸化アルミニウム(化学式:Al2O3)および二酸化ジルコニウム(化学式:ZrO2)で表面処理を行った樹脂状の酸化チタン(石原産業株式会社製:TTO−D−1)10重量部と共重合ナイロン樹脂(東レ株式会社製:CM8000)10重量部とを、エタノール42重量部とブチルカルビトール18重量部とベンジルアルコール30重量部との混合溶剤に加え、ペイントシェーカを用いて12時間分散させ、中間層形成用塗工液を調製した。
塗布ロールと導電性支持体とを離間する際における導電性支持体の周速V1を、塗布しているときの周速と同じ6m/min、すなわち周速比R=1.0とした以外は、実施例2と同様にして、中間層塗膜の形成された比較例6の電子写真感光体の中間品を作製した。
電荷発生物質であるオキソチタニウムフタロシアニンとしてCu−Kα特性X線(波長:1.54Å)によるX線回折スペクトルにおいて少なくともブラッグ角(2θ±0.2°)27.2°に明確な回折ピークを示す結晶構造を有するオキソチタニウムフタロシアニンの4重量部と、ポリビニルブチラール樹脂(積水化学工業株式会社製:エスレックBM−S)4重量部と、シクロヘキサノン92重量部とを混合し、ペイントシェーカにて10時間分散処理して電荷発生層形成用塗工液を調製した。
塗布ロールと導電性支持体とを離間する際における導電性支持体の周速V1を、塗布しているときの周速と同じ4m/min、すなわち周速比R=1.0とした以外は実施例3と同様にして、中間層塗膜の上に電荷発生層塗膜の形成された比較例7の電子写真感光体の中間品を作製した。
電荷輸送物質である前記構造式(I)で示されるTPD10重量部と、バインダ樹脂であるポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製:ユーピロンZ300)16重量部と、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール1重量部と、ジフェニルポリシロキサン(信越化学工業株式会社製:KF−50)0.006重量部とを、トルエン42重量部とシクロヘキサノン42重量部とに溶解させ、電荷輸送層形成用塗工液を調製した。
塗布ロールと導電性支持体とを離間する際における導電性支持体の周速V1を、塗布しているときの周速と同じ10m/min、すなわち周速比R=1.0とした以外は実施例4と同様にして、電荷発生層塗膜の上に電荷輸送層塗膜の形成された比較例8の電子写真感光体を作製した。
塗布ロールと導電性支持体とを離間する際における導電性支持体の周速V1を160m/min、すなわち周速比R=16.0とした以外は実施例4と同様にして、比較例9の電荷輸送層の形成を試みたけれども、離間時における導電性支持体の周速が速くなりすぎたので、塗工液が導電性支持体の表面から飛散し、電子写真感光体として使用不能なレベルのものであった。
塗布ロールから導電性支持体を離間した後、直ちに導電性支持体の回転を停止した以外は実施例4と同様にして、電荷発生層塗膜の上に電荷輸送層塗膜の形成された比較例10の電子写真感光体を作製した。
塗布している状態での、導電性支持体の周速u1を15m/min、すなわち周速比r(=u1/u2)を1.5とし、メタリングロールと塗布ロールとの間隙を120μmとし、塗布ロールと導電性支持体との間隙を95μmとした以外は、実施例4と同様にして、電荷発生層塗膜の上に電荷輸送層塗膜の形成された比較例11の電子写真感光体を作製した。
塗布している状態での、導電性支持体の周速u1を6m/min、すなわち周速比r=0.6とし、メタリングロールと塗布ロールとの間隙を80μmとし、塗布ロールと導電性支持体との間隙を60μmとした以外は、実施例4と同様にして、電荷発生層塗膜の上に電荷輸送層塗膜の形成された比較例12の電子写真感光体を作製した。
メチルトリメトキシシラン30重量部、ジメチルジメトキシシラン5重量部に2.5%酢酸水溶液20重量部、ブチルカルビトール100重量部、メチルイソブチルケトン(MIBK)50重量部を混合し、室温にて16時間加水分解反応させた。その後、酸化防止剤(三共社製:サノールLS2626)1重量部、構造式(II)で示される電荷輸送性構造単位含有化合物5重量部、コロイダルシリカ(メタノール分散品、固形分30質量%)20重量部、硬化触媒としてアルミニウムアセチルアセトナート1重量部を加えて溶解し、保護層形成用塗工液を調製した。
塗布ロールと導電性支持体とを離間する際における導電性支持体の周速V1を、塗布しているときの周速と同じ6m/min、すなわち周速比R=1.0とした以外は実施例5と同様にして、保護層塗膜の形成された比較例13の電子写真感光体を作製した。
以上の実施例2〜5ならびに比較例6〜8および10〜13で作製した各電子写真感光体の中間品または電子写真感光体おける周方向の膜厚分布、また比較例11および12で作製した各電子写真感光体の軸線方向の膜厚分布を、多機能マルチチャンネル分光光度計(大塚電子株式会社製: MCPD2000)で測定した。なお、実施例3および比較例7の電荷発生層塗膜の膜厚は、上記装置でXYZ表色系における3刺激値のうちの1要素であるY値を測定し、そのY値からあらかじめ作成した検量線に従い厚さを求めた。
試験3においては、実施例および比較例として作製した電子写真感光体を画像形成装置に装着し、該電子写真感光体によって形成された画像の品質を評価した。試験に使用した実施例の電子写真感光体は、前述の実施例1および4,5ならびに以下のように作製した実施例6のものである。また試験に使用した比較例の電子写真感光体は、前述の比較例1,3〜5および12のものである。
酸化アルミニウム(化学式:Al2O3)および二酸化ジルコニウム(化学式:ZrO2)で表面処理を行った樹脂状の酸化チタン(石原産業株式会社製:TTO−D−1)10重量部と共重合ナイロン樹脂(東レ株式会社製:CM8000)10重量部とを、エタノール42重量部とブタノール38重量部とベンジルアルコール30重量部との混合溶剤に加え、ペイントシェーカを用いて12時間分散させ、中間層形成用塗工液を調製した。
以上の各電子写真感光体を、画像形成装置である小型デジタル複写機(シャープ株式会社製:AR−450)に搭載した。それぞれの電子写真感光体を搭載した小型デジタル複写機によって、日本工業規格(JIS)P0138に規定されるA3判の普通紙上に、ハーフトーン画像を形成した。ここで、ハーフトーン画像とは、画像の濃淡を白黒のドットによって階調表現した画像のことである。得られた画像を目視観察し、画像欠陥や画質を評価した。
2,61 塗布ロール
3 塗工液
4 塗工液供給手段
5 円筒状基体
6 第1駆動手段
7 第2駆動手段
8 第1周速検出手段
9 第2周速検出手段
10 回転回数検出手段
11 離間手段
12 制御手段
13,63 メタリングロール
14,44 調整部材
15 膜厚調整手段
39 第3駆動手段
40 第3周速検出手段
41 クリーニング手段
42 クリーニングブレード
50 メモリ
80 画像形成装置
81 電子写真感光体
Claims (16)
- 塗布ロールに供給される塗工液を、塗布ロールから円筒状基体に転写することによって塗布する円筒状基体に対する塗工液の塗布方法において、
塗布ロールと円筒状基体とをそれぞれ回転させて塗布ロールから円筒状基体に塗工液を転写した後、塗布ロールと円筒状基体とを離間させるとき、
塗布ロールで円筒状基体に塗工液を塗布している状態における円筒状基体の周速および塗布ロールの周速を同じ値とし、その後離間し、塗布ロールと円筒状基体とのいずれか一方の周速V1が他方の周速V2よりも速くなるように制御することを特徴とする円筒状基体に対する塗工液の塗布方法。 - 塗布ロールと円筒状基体とのいずれか一方の速い方の周速V1と他方の遅い方の周速V2との比R(=V1/V2)が、
1.2以上、15.0以下であることを特徴とする請求項1記載の円筒状基体に対する塗工液の塗布方法。 - いずれか一方の速い方の周速V1が、円筒状基体の周速であり、
他方の遅い方の周速V2が、塗布ロールの周速であることを特徴とする請求項1または2記載の円筒状基体に対する塗工液の塗布方法。 - 塗布ロールと円筒状基体とを離間させた後、円筒状基体の回転を、予め定める時間継続することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の円筒状基体に対する塗工液の塗布方法。
- 塗布ロールと円筒状基体を離間させた直後に形成される、円筒状基体上の塗膜と塗布ロール上の塗膜とが表面張力の作用によって伸びた、円筒状基体と塗布ロールとの間の塗工液の連接である橋かけ構造を、切断することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の円筒状基体に対する塗工液の塗布方法。
- 塗布ロールに供給される塗工液を、塗布ロールから円筒状基体に転写することによって塗布する円筒状基体に対する塗工液の塗布装置において、
塗布ロールと、
塗布ロールに塗工液を供給する塗工液供給手段と、
塗布ロールから塗工液が転写される円筒状基体と、
円筒状基体を回転駆動させる第1駆動手段と、
塗布ロールを回転駆動させる第2駆動手段と、
円筒状基体が回転する周速を検出する第1周速検出手段と、
塗布ロールが回転する周速を検出する第2周速検出手段と、
円筒状基体の回転回数を検出する回転回数検出手段と、
円筒状基体を塗布ロールに対して近接離反するように移動させることのできる離間手段と、
回転回数検出手段の検出出力に応答し、塗布ロールに対して円筒状基体が離反する方向に移動するように離間手段の動作を制御するとともに、塗布ロールで円筒状基体に塗工液を塗布している状態における円筒状基体の周速および塗布ロールの周速を同じ値とし、その後離間し、円筒状基体が回転する周速と塗布ロールが回転する周速とのうちいずれか一方の周速が他方の周速よりも速くなるように第1および第2駆動手段の動作を制御する制御手段とを含むことを特徴とする円筒状基体に対する塗工液の塗布装置。 - 塗布ロールに供給された塗工液の膜厚を調整する膜厚調整手段をさらに含むことを特徴とする請求項6記載の円筒状基体に対する塗工液の塗布装置。
- 膜厚調整手段は、塗布ロールを臨んで配置される円筒状部材と、円筒状部材と塗布ロールとの間隙を調整する調整部材とを含むことを特徴とする請求項7記載の円筒状基体に対する塗工液の塗布装置。
- 塗布ロールは、少なくとも表層部が弾性を有する素材から成り、
塗布ロールから円筒状基体に塗工液を転写している状態では、第1駆動手段による円筒状基体の回転方向と第2駆動手段による塗布ロールの回転方向とが逆であり、円筒状基体と塗布ロールとが塗工液を介して当接するように配置されることを特徴とする請求項6〜8のいずれかに記載の円筒状基体に対する塗工液の塗布装置。 - 塗布ロールと円筒状基体を離間させた直後に形成される、円筒状基体上の塗膜と塗布ロール上の塗膜とが表面張力の作用によって伸びた、円筒状基体と塗布ロールとの間の塗工液の連接である橋かけ構造を、切断することを特徴とする請求項6〜9のいずれかに記載の円筒状基体に対する塗工液の塗布装置。
- 塗布ロールに供給される塗工液であって、電子写真感光体の感光層を形成する塗工液を、塗布ロールから導電性支持体に転写することによって塗布する電子写真感光体の製造方法において、
塗布ロールと導電性支持体とをそれぞれ回転させて塗布ロールから導電性支持体に感光層を形成する塗工液を転写した後、塗布ロールと導電性支持体とを離間させるとき、
塗布ロールで導電性支持体に塗工液を塗布している状態における導電性支持体の周速および塗布ロールの周速を同じ値とし、その後離間し、塗布ロールと導電性支持体とのいずれか一方の周速V1が他方の周速V2よりも速くなるように制御することを特徴とする電子写真感光体の製造方法。 - 塗布ロールと導電性支持体とのいずれか一方の速い方の周速V1と他方の遅い方の周速V2との比R(=V1/V2)が、
1.2以上、15.0以下であることを特徴とする請求項11記載の電子写真感光体の製造方法。 - 感光層は、電荷輸送物質を含む電荷輸送層と電荷発生物質を含む電荷発生層とを備える少なくとも2層以上の積層構造から成り、
塗工液が、電荷輸送層を形成するための電荷輸送層形成用塗工液であることを特徴とする請求項11または12記載の電子写真感光体の製造方法。 - 塗工液が、感光層の最外層を構成する保護層を形成するための保護層形成用塗工液であることを特徴とする請求項11または12記載の電子写真感光体の製造方法。
- 塗布ロールと円筒状基体を離間させた直後に形成される、円筒状基体上の塗膜と塗布ロール上の塗膜とが表面張力の作用によって伸びた、円筒状基体と塗布ロールとの間の塗工液の連接である橋かけ構造を、切断することを特徴とする請求項11〜14のいずれかに記載の電子写真感光体の製造方法。
- 保護層が、樹脂から成る樹脂層であることを特徴とする請求項14記載の電子写真感光体の製造方法。
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