JP4041921B1 - 電子写真感光体製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(1)結着樹脂および特定の溶剤を含有する表面層用塗布液を作製し、円筒状支持体の表面に塗布する塗布工程、(2)表面層塗布液を塗布された円筒状支持体を保持し、表面を結露させる結露工程、(3)円筒状支持体を加熱乾燥する乾燥工程により表面層を作製することを特徴とする電子写真感光体製造方法。
【選択図】なし
Description
(1)結着樹脂および半経験的分子軌道計算を用いた構造最適化計算による双極子モーメント計算により求めた双極子モーメントが1.0以下である芳香族有機溶剤を含有し、
芳香族有機溶剤の含有量が表面層用塗布液中の全溶剤質量に対し50質量%以上80質量%以下である表面層用塗布液を作製し、
円筒状支持体の表面に表面層用塗布液を塗布する塗布工程、
(2)表面層塗布液を塗布された円筒状支持体を保持し、表面層塗布液を塗布された円筒状支持体の表面を結露させる結露工程、
(3)結露工程後、円筒状支持体を乾燥する乾燥工程
により表面に各々独立した凹形状部が形成された表面層を作製することを特徴とする電子写真感光体製造方法に関する。
本発明の電子写真感光体製造方法は、上述のとおり、円筒状支持体上に感光層を有する電子写真感光体の製造方法において、
(1)結着樹脂および半経験的分子軌道計算を用いた構造最適化計算による双極子モーメント計算により求めた双極子モーメントが1.0以下である芳香族有機溶剤を含有し、
芳香族有機溶剤の含有量が表面層用塗布液中の全溶剤質量に対し50質量%以上80質量%以下である表面層用塗布液を作製し、
円筒状支持体表面に表面層用塗布液を塗布する塗布工程、
(2)表面層塗布液を塗布された円筒状支持体を保持し、表面層塗布液を塗布された円筒状支持体の表面を結露させる結露工程、
(3)結露工程後、円筒体を乾燥する乾燥工程
により表面に各々独立した凹形状部が形成された表面層を作製することを特徴とする電子写真感光体製造方法である。
また、感光層上に保護層を有する場合には、本発明の表面層は、保護層であることを示す。
ワークステーションINDIGO2(シリコングラフィクス社製)を計算機として使用し、化学計算統合ソフトウェアであるCerius2を双極子モーメント計算に用いた。
計算対象となる溶剤を、Cerius2内にあるSkecher機能で分子構造を作製し、その分子構造に対しDREDING2.21プログラムを使用し力場計算を行い、CHARGE機能により電荷計算を行った。その後、Minimizer計算により、分子力場計算で構造を適正化した。得られた構造をMOPAC93プログラムに対し、PM3パラメータ、Geometry Optimization、Dipoleを指定し、PM3パラメータセットを用い構造適正化と双極子モーメント計算を行った。
以下、本明細書中で使用する「双極子モーメント」は、上記した半経験的分子軌道計算を用いた構造最適化計算による双極子モーメント計算により求めた双極子モーメントを意味する。
(a)塗布液に使用されている溶剤の気化熱による表面冷却と、雰囲気の温湿度条件を調整することにより、周囲の水を支持体表面に付着させ、水の凝集により液滴を形成させる。
(b)塗布液中に水との親和性の高い溶剤を含有させることにより、塗布液に使用されている溶剤の気化熱による表面冷却時に効率的に水を付着させ、水の凝集により液滴を形成させる。
(c)塗布液中に水との親和性の高い溶剤を含有させることにより、塗布液に使用されている親和性の高い溶剤が、結露工程雰囲気にある水を取り込み、取り込まれた水の凝集により液滴を形成させる。
(d)塗布液中に水を含有させることにより、塗布液に使用されている溶剤の気化熱による表面冷却時に効率的に水を付着させ、水の凝集により液滴を形成させる。
(e)塗布液中に水を含有させることにより、塗布液に使用されている水が、結露工程雰囲気にある水を取り込み、塗布液中の水と取り込まれた水の凝集により液滴を形成させる。
図2A乃至図2Eに示すように、本発明の電子写真感光体は、円筒状支持体101上に中間層103、感光層104をこの順に有する電子写真感光体である。(図2A参照)
必要に応じて、円筒状支持体101と中間層103の間に導電性粒子を樹脂中に分散して体積抵抗を小さくした導電層102を設け、該導電層102の膜厚を厚くして、導電性の円筒状支持体101や非導電性の円筒状支持体101(例えば樹脂性の円筒状支持体)の表面の欠陥を被覆する層とすることも可能である。(図2B参照)
また、感光層104(電荷発生層1041、電荷輸送層1042)上に、保護層105を設けてもよい(図2E参照)。保護層105を有する場合には、本発明の最表面層は、保護層105である。
中間層は、硬化性樹脂を塗布後硬化させて樹脂層を形成する、あるいは、結着樹脂を含有する中間層用塗布液を導電層上に塗布し、乾燥することによって形成することができる。
保護層の平均膜厚は0.5μm以上10μm以下であることが好ましく、特には1μm以上5μm以下であることが好ましい。
以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例中の「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味する。
23℃、60%の環境下で熱間押し出しすることにより得られた、長さ260.5mm、直径30mmのアルミニウムシリンダー(JIS−A3003、アルミニウム合金のED管、昭和アルミニウム(株)製)を導電性円筒状支持体とした。
この分散液に、表面粗し付与材としてのシリコーン樹脂粒子(商品名:トスパール120、GE東芝シリコーン(株)製、平均粒径2μm)0.5部、レベリング剤としてのシリコーンオイル(商品名:SH28PA、東レ・ダウコーニング(株)製)0.001部を添加して攪拌し、導電層用塗布液を調製した。
この導電層用塗布液を、導電性円筒状支持体上に浸漬コーティングし、温度140℃で30分間乾燥、熱硬化して、導電性円筒状支持体上端から130mmの位置の平均膜厚が15μmの導電層を形成した。
この電荷発生層用塗布液を、中間層上に浸漬コーティングし、温度100℃で10分間乾燥して、円筒状支持体上端から130mm位置の平均膜厚が0.16μmの電荷発生層を形成した。
塗布工程終了から60秒後、予め装置内を相対湿度90%および雰囲気温度60℃の状態にされていた結露工程用装置内に、表面層用塗布液が塗布された円筒状支持体を120秒間保持した。
結露工程終了から60秒後、予め装置内が120℃に加熱されていた送風乾燥機内に、円筒状支持体を入れ、乾燥工程を60分間行い、円筒状支持体上端から130mm位置の平均膜厚が15μmの電荷輸送層を形成した。
このようにして、電荷輸送層が表面層である電子写真感光体を作製した。
まず、試料0.5gをメチレンクロライド100mlに溶解し、改良Ubbelohde型粘度計を用いて、25℃における比粘度を測定した。次に、この比粘度から極限粘度を求め、Mark−Houwinkの粘度式により、粘度平均分子量(Mv)を算出した。粘度平均分子量(Mv)は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定されるポリスチレン換算値とした。
作製した電子写真感光体について、感光体表面の凹形状部の測定*1および凹形状部の均一性*2の評価を行った。結果を表4に示す。また、下記評価法で測定した感光体表面の画像を図3に示す。
作製された電子写真感光体の表面を、超深度形状測定顕微鏡VK−9500((株)キーエンス社製)を用いて観察した。測定対象の電子写真感光体を円筒状支持体を固定できるよう加工された置き台に設置し、電子写真感光体の上端から140mm離れた位置の表面観察を行った。その際、対物レンズ倍率50倍とし、感光体表面の100μm四方を視野観察とし、凹形状部の測定を行った。
測定視野内に観察された凹形状部を解析プログラムを用いて解析を行った。測定視野内にある凹形状部の表面部分(開孔部)の長軸径を測定し、その平均値を算出した。(表4中の長軸径は、このようにして算出された平均長軸径を示す。)また、測定視野内にある凹形状部の最深部と開孔面との距離を測定し、その平均値を算出した。(表4中の深さは、このようにして算出された凹形状部の最深部と開孔面との距離の平均値を示す。)
感光体表面の凹形状部の測定と同様の方法で、感光体表面の100μm四方を視野観察とし、測定を行った。測定視野内に観察された凹形状部を解析プログラムを用いて解析を行った。測定視野内にある凹形状部の表面部分(開孔部)の長軸径を測定し、その平均値(平均長軸径)を算出した。測定視野内にある凹形状部のうち、前述の平均長軸径に対し、0.8倍以上の長軸径あるいは1.2倍以下の長軸径を有する凹形状部の個数を計測した。凹形状部の均一性は、100μm四方あたりの全凹形状部の個数に対し、100μm四方あたりの平均長軸径に対し、0.8倍以上の長軸径あるいは1.2倍以下の長軸径を有する凹形状部の個数の割合より求めた。(表4中の均一性は、(100μm四方あたりの平均長軸径に対し0.8倍以上の長軸径あるいは1.2倍以下の長軸径を有する凹形状部の個数)/(100μm四方あたりの全凹形状部の個数)を示す。)
実施例1において、結露工程における相対湿度と雰囲気温度を表4に示す条件に変えた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。
実施例1において、結露工程における相対湿度と雰囲気温度を表4に示す条件に変え、円筒状支持体保持時間を180秒に変えた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。
実施例1において、結露工程における相対湿度と雰囲気温度を表4に示す条件に変え、円筒状支持体保持時間を20秒に変えた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。
実施例1において、表面層用塗布液中の結着樹脂を下記式(P−2)
なお、上記ポリアリレート樹脂中のテレフタル酸構造とイソフタル酸構造とのモル比(テレフタル酸構造:イソフタル酸構造)は50:50である。
すなわち、測定対象樹脂をテトラヒドロフラン中に入れ、数時間放置した後、振盪しながら測定対象樹脂とテトラヒドロフランとよく混合し(測定対象樹脂の合一体がなくなるまで混合し)、さらに12時間以上静置した。
その後、東ソー(株)製のサンプル処理フィルターマイショリディスクH−25−5を通過させたものをGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)用試料とした。
次に、40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定化させ、この温度におけるカラムに、溶媒としてテトラヒドロフランを毎分1mlの流速で流し、GPC用試料を10μl注入して、測定対象樹脂の重量平均分子量を測定した。カラムには、東ソー(株)製のカラムTSKgel SuperHM−Mを用いた。
実施例1において、表面層用塗布液中の結着樹脂を下記式(P−3)
実施例1において、表面層用塗布液中の溶剤を、クロロベンゼン80部およびジメトキシメタン20部に変更し、結露工程における円筒状支持体保持時間を40秒に変えた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。
実施例1において、表面層用塗布液中の溶剤をクロロベンゼンから、1,3−ジメチルベンゼンに変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。
実施例1において、表面層用塗布液中の溶剤をクロロベンゼンから、1,2−ジメチルベンゼンに変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。
実施例1において、表面層用塗布液中の溶剤を、1,3,5−トリメチルベンゼン60部およびオキソラン40部に変更し、結露工程における円筒状支持体保持時間を200秒に変えた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。
実施例1において、表面層用塗布液の温度を18℃に冷却し、結露工程における相対湿度と雰囲気温度を表4に示す条件に変え、円筒状支持体保持時間を45秒に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。
実施例1において、表面層用塗布液中の溶剤を、クロロベンゼン100部に変更し、結露工程における相対湿度と雰囲気温度を表4に示す条件に変えた以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。
実施例3において、表面層用塗布液中の溶剤を、クロロベンゼン30部、オキソラン50部およびジメトキシメタン20部に変更した以外は、実施例3と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。
実施例3において、表面層用塗布液中の溶剤を、オキソラン100部に変更した以外は、実施例3と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。
実施例3において、表面層用塗布液中の溶剤を、ジクロロメタン100部(半経験的分子軌道計算を用いた構造最適化計算による双極子モーメント計算により求めた双極子モーメント:1.36、沸点:40℃)に変更した以外は、実施例3と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表4に示す。
実施例1において、結露工程を行わず、表面層塗布後、直ちに乾燥工程を行った以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。その結果、感光体表面に凹形状部の形成は見られなかった。
実施例1において、結露工程における相対湿度と雰囲気温度を、相対湿度40%および雰囲気温度20℃に変更した以外は、実施例1と同様にして電子写真感光体を作製した。その結果、感光体表面に凹形状部の形成は見られなかった。
23℃、60%の環境下で熱間押し出しすることにより得られた、長さ260.5mm、直径30mmのアルミニウムシリンダー(JIS−A3003、アルミニウム合金のED管、昭和アルミニウム(株)製)を導電性円筒状支持体とした。
この分散液に、表面粗し付与材としてのシリコーン樹脂粒子(商品名:トスパール120、GE東芝シリコーン(株)製、平均粒径2μm)0.5部、レベリング剤としてのシリコーンオイル(商品名:SH28PA、東レ・ダウコーニング(株)製)0.001部を添加して攪拌し、導電層用塗布液を調製した。
この導電層用塗布液を、導電性円筒状支持体上に浸漬コーティングし、温度140℃で30分間乾燥、熱硬化して、導電性円筒状支持体上端から130mmの位置の平均膜厚が15μmの導電層を形成した。
この電荷発生層用塗布液を、中間層上に浸漬コーティングし、温度100℃で10分間乾燥して、円筒状支持体上端から130mm位置の平均膜厚が0.16μmの電荷発生層を形成した。
塗布工程終了から20秒後、予め装置内を相対湿度70%および雰囲気温度25℃の状態にされていた結露工程用装置内に、表面層用塗布液が塗布された円筒状支持体を60秒間保持した。
円筒状支持体保持工程終了から60秒後、予め装置内が120℃に加熱されていた送風乾燥機内に、円筒状支持体を入れ、乾燥工程を60分間行い、円筒状支持体上端から130mm位置の平均膜厚が15μmの電荷輸送層を形成した。
このようにして、電荷輸送層が表面層である電子写真感光体を作製した。
実施例14において、表面層用塗布液中の溶剤および結露工程における相対湿度と雰囲気温度を表5に示す条件に変えた以外は、実施例14と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表5に示す。また、実施例14と同様に表面層中の双極子モーメントが2.8以上である有機溶剤の表面層中の残留量を測定した。その結果、実施例15では1000ppm、実施例16では3000ppm、実施例17では3000ppmの双極子モーメントが2.8以上である有機溶剤の残留量が確認された。
実施例14において、表面層用塗布液中の溶剤、結露工程における相対湿度および雰囲気温度を表5に示す条件に変え、円筒状支持体保持時間を120秒に変更した以外は、実施例14と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表5に示す。また、実施例14と同様に表面層中の双極子モーメントが2.8以上である有機溶剤の表面層中の残留量を測定した結果、10000ppmの残留量が確認された。
実施例12において、表面層用塗布液中の溶剤、結露工程における相対湿度および雰囲気温度を表5に示す条件に変え、円筒状支持体保持時間を15秒に変更した以外は、実施例14と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表5に示す。
実施例14において、表面層用塗布液中の溶剤、結露工程における相対湿度および雰囲気温度を表5に示す条件に変えた以外は、実施例14と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表5に示す。
実施例14において、表面層用塗布液中の溶剤、結露工程における相対湿度および雰囲気温度を表5に示す条件に変え、円筒状支持体保持時間を10秒に変更した以外は、実施例14と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表5に示す。
実施例14において、表面層用塗布液中の溶剤、結露工程における相対湿度および雰囲気温度を表5に示す条件に変えた以外は、実施例14と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表5に示す。
実施例14において、表面層用塗布液中の溶剤、結露工程における相対湿度および雰囲気温度を表5に示す条件に変え、円筒状支持体保持時間を90秒に変更した以外は、実施例14と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表5に示す。
実施例14において、表面層用塗布液中の溶剤、結露工程における相対湿度および雰囲気温度を表5に示す条件に変え、円筒状支持体保持時間を30秒に変更した以外は、実施例14と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表5に示す。
実施例14において、表面層用塗布液の温度を18℃に冷却し、表面層用塗布液中の溶剤、結露工程における相対湿度および雰囲気温度を表5に示す条件に変え、円筒状支持体保持時間を5秒に変更した以外は、実施例14と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表5に示す。
実施例14において、表面層用塗布液の温度を18℃に冷却し、表面層用塗布液中の溶剤、結露工程における相対湿度および雰囲気温度を表5に示す条件に変え、円筒状支持体保持時間を30秒に変更した以外は、実施例14と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表5に示す。
23℃、60%の環境下で熱間押し出しすることにより得られた、長さ260.5mm、直径30mmのアルミニウムシリンダー(JIS−A3003、アルミニウム合金のED管、昭和アルミニウム(株)製)を導電性円筒状支持体とした。
この分散液に、表面粗し付与材としてのシリコーン樹脂粒子(商品名:トスパール120、GE東芝シリコーン(株)製、平均粒径2μm)0.5部、レベリング剤としてのシリコーンオイル(商品名:SH28PA、東レ・ダウコーニング(株)製)0.001部を添加して攪拌し、導電層用塗布液を調製した。
この導電層用塗布液を、導電性円筒状支持体上に浸漬コーティングし、温度140℃で30分間乾燥、熱硬化して、導電性円筒状支持体上端から130mmの位置の平均膜厚が15μmの導電層を形成した。
この電荷発生層用塗布液を、中間層上に浸漬コーティングし、温度100℃で10分間乾燥して、円筒状支持体上端から130mm位置の平均膜厚が0.16μmの電荷発生層を形成した。
以上のように調製した表面層用塗布液を、電荷発生層上に浸漬コーティングし、円筒状支持体上に表面層用塗布液を塗布する工程を行った。表面層用塗布液を塗布する工程は、相対湿度45%および雰囲気温度25℃の状態で行った。
結露工程終了から60秒後、予め装置内が120℃に加熱されていた送風乾燥機内に、円筒状支持体を入れ、乾燥工程を60分間行い、円筒状支持体上端から130mm位置の平均膜厚が15μmの電荷輸送層を形成した。
このようにして、電荷輸送層が表面層である電子写真感光体を作製した。
実施例33において、表面層用塗布液中の溶剤、結露工程における相対湿度および雰囲気温度を表6に示す条件に変えた以外は、実施例33と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表6に示す。
実施例33において、表面層用塗布液中の溶剤、結露工程における相対湿度および雰囲気温度を表6に示す条件に変え、円筒状支持体保持時間を90秒に変えた以外は、実施例33と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表6に示す。
実施例33において、表面層用塗布液中の溶剤、結露工程における相対湿度および雰囲気温度を表6に示す条件に変えた以外は、実施例33と同様にして電子写真感光体を作製し、評価した。結果を表6に示す。
102: 導電層
103: 中間層
104: 感光層
1041: 電荷発生層
1042: 電荷輸送層
105: 保護層
Claims (7)
- 円筒状支持体上に感光層を有する電子写真感光体の製造方法において、
(1)結着樹脂および半経験的分子軌道計算を用いた構造最適化計算による双極子モーメント計算により求めた双極子モーメントが1.0以下である芳香族有機溶剤を含有し、芳香族有機溶剤の含有量が表面層用塗布液中の全溶剤質量に対し50質量%以上80質量%以下である表面層用塗布液を作製し、
円筒状支持体の表面に表面層用塗布液を塗布する塗布工程、
(2)表面層塗布液を塗布された円筒状支持体を保持し、表面層塗布液を塗布された円筒状支持体の表面を結露させる結露工程、
(3)結露工程後、円筒状支持体を乾燥する乾燥工程
により表面に各々独立した凹形状部が形成された表面層を作製することを特徴とする電子写真感光体製造方法。 - 前記結露工程において、円筒状支持体を相対湿度70%以上の雰囲気下で保持することを特徴とする請求項1に記載の電子写真感光体製造方法。
- 前記表面層用塗布液を作製する工程において、さらに表面層用塗布液中に半経験的分子軌道計算を用いた構造最適化計算による双極子モーメント計算により求めた双極子モーメントが2.8以上である有機溶剤を表面層用塗布液中の全溶剤質量に対し0.1質量%以上15.0質量%以下含有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子写真感光体製造方法。
- 前記有機溶剤の沸点が、前記芳香族有機溶剤の沸点以上であることを特徴とする請求項3に記載の電子写真感光体製造方法。
- 前記有機溶剤の半経験的分子軌道計算を用いた構造最適化計算による双極子モーメント計算により求めた双極子モーメントが、3.2以上であることを特徴とする請求項3または4のいずれかに記載の電子写真感光体製造方法。
- 前記表面層用塗布液を作製する工程において、表面層用塗布液中に、さらに水を表面層用塗布液中の全溶剤質量に対し0.1質量%以上2.0質量%以下含有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電子写真感光体製造方法。
- 前記芳香族有機溶剤が、1,2−ジメチルベンゼン、1,3−ジメチルベンゼン、1,4−ジメチルベンゼン、1,3,5−トリメチルベンゼンあるいはクロロベンゼンのいずれかより選択される溶剤であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電子写真感光体製造方法。
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