JP4322643B2 - 電子写真感光体支持体用ニッケル製シームレスベルトの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、シームレスベルト状電子写真感光体およびそれに用いられるニッケル製シームレスベルトに関する。
近年、シームレスベルト状電子写真感光体を用いた画像形成装置が商品化され注目され、該電子写真感光体を構成する支持体の一種としてニッケル製のものが知られ、提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
ニッケル製シームレスベルトの製造上の問題として、特許文献１公報に「電気メッキにおいて陽極のニッケル片はメッキ液中への溶解を促進するため、一般に硫黄が含まれている。またメッキ液には硫黄ニッケル、スルファミン酸ニッケル等、及びベンゼンジスルフォン酸ナトリウム、パラトルエンスルフォンアミド等の含硫黄材料が用いられる。ニッケル製シームレスベルト形成後の洗浄が不十分であるとニッケル製シームレスベルト表面に硫黄の付着している部分が残存し、このニッケル製シームレスベルトを支持体とし、該支持体上に感光層を設けた電子写真感光体による複写画像にはは往々にして画像欠陥が生ずることが多い。特に、低温低湿或いは高温高湿などの過酷な環境中で、高画質を維持することが難しい」旨説明されている。
特許文献１には、このような問題を解決するために、最表面から３０Åの深さまで残存する硫黄が５原子％以下になるように、イオン交換水洗浄処理されたニッケル製シームレスベルトを作製し、該ベルトを用いた電子写真感光体が提案されている。
しかしながら、このような処理方法によっても、ニッケル製シームレスベルト表面に付着している硫黄を徹底的に除去するには、非常に困難である。
ニッケル製シームレスベルトの製造上の問題として、特許文献１公報に「電気メッキにおいて陽極のニッケル片はメッキ液中への溶解を促進するため、一般に硫黄が含まれている。またメッキ液には硫黄ニッケル、スルファミン酸ニッケル等、及びベンゼンジスルフォン酸ナトリウム、パラトルエンスルフォンアミド等の含硫黄材料が用いられる。ニッケル製シームレスベルト形成後の洗浄が不十分であるとニッケル製シームレスベルト表面に硫黄の付着している部分が残存し、このニッケル製シームレスベルトを支持体とし、該支持体上に感光層を設けた電子写真感光体による複写画像にはは往々にして画像欠陥が生ずることが多い。特に、低温低湿或いは高温高湿などの過酷な環境中で、高画質を維持することが難しい」旨説明されている。
特許文献１には、このような問題を解決するために、最表面から３０Åの深さまで残存する硫黄が５原子％以下になるように、イオン交換水洗浄処理されたニッケル製シームレスベルトを作製し、該ベルトを用いた電子写真感光体が提案されている。
しかしながら、このような処理方法によっても、ニッケル製シームレスベルト表面に付着している硫黄を徹底的に除去するには、非常に困難である。
従って、本発明の課題は、硫黄含有量が低減されたニッケル製シームレスベルトの製造方法、この製造方法により得られたニッケル製シームレスベルトを用い、且つ複写画像に画像欠陥のない電子写真感光体を提供することである。
上記課題は、本発明の（１）「電気メッキによって作製された厚さ２０〜６０μｍのニッケル製ベルトを、イオン交換水中で超音波洗浄後、さらに、イオン交換水中で揺動洗浄した後、オゾン暴露処理を行なうことを特徴とする電子写真感光体支持体用ニッケル製シームレスベルトの製造方法」により達成される。
以下の、詳細な説明から明らかなように、本発明は、電気メッキによって作製したニッケル製シームレスベルトをイオン交換水中で超音波洗浄後、さらに、イオン交換水中で揺動洗浄した後、水洗後、オゾン暴露処理することによって、該ベルトの最表面から４0Åまでの深さに存在する硫黄含有量が４原子％以下に低減され、このニッケル製シームレスベルトを支持体として用いた電子写真感光体は、環境安定性が良く画像欠陥のない優れたものである。
本発明は、表面をオゾン暴露処理したニッケル製シームレスベルト上に感光層を設けてなる電子写真感光体であって、該ニッケル製シームレスベルトの最表面から４０Åまでの深さに残存する硫黄がＸ線光電子分光法により４原子％以下にすることを特徴とするものである。
本発明においては、電気メッキによって形成されたニッケル製ベルトを十分に洗浄しておくことが重要であり、該洗浄が不十分であるとニッケルベルト表面近傍にメッキ液中の硫黄が残り、その部分が画像欠陥となって現れるので好ましくない。
この洗浄後に行なわれるオゾン暴露処理は、ニッケルベルト表面に残留する硫黄を下記［化１］の反応式で表わせる酸化反応によって完全に除去することが可能となる。
本発明においては、電気メッキによって形成されたニッケル製ベルトを十分に洗浄しておくことが重要であり、該洗浄が不十分であるとニッケルベルト表面近傍にメッキ液中の硫黄が残り、その部分が画像欠陥となって現れるので好ましくない。
この洗浄後に行なわれるオゾン暴露処理は、ニッケルベルト表面に残留する硫黄を下記［化１］の反応式で表わせる酸化反応によって完全に除去することが可能となる。
通常、感光層を塗工する前、ニッケル製ベルトは、その表面を溶剤や水等で洗浄し乾燥して使用されるが、これらの洗浄だけでは不十分であり、基体表面近傍に油脂類残渣等の有機不純物の存在が認められることがある。
これらの油脂類残渣等の残渣の存在が認められる基体上に、感光層を形成して得られる電子写真感光体は、感光層形成用塗工液の基体上の塗れ性や反応性が不均一であるため、膜性が均一な感光層が得られにくく、従って、このような電子写真感光体を用いて得られる画像は、かぶりやポチ等の画像品位の低下が生じ易いものとなる。
本発明におけるオゾン暴露を、少なくとも感光層を塗工する前に、ニッケル製ベルトの表面に施すことによって、このような有機残渣を取り除くことにも効果があることが確認された。
これらの油脂類残渣等の残渣の存在が認められる基体上に、感光層を形成して得られる電子写真感光体は、感光層形成用塗工液の基体上の塗れ性や反応性が不均一であるため、膜性が均一な感光層が得られにくく、従って、このような電子写真感光体を用いて得られる画像は、かぶりやポチ等の画像品位の低下が生じ易いものとなる。
本発明におけるオゾン暴露を、少なくとも感光層を塗工する前に、ニッケル製ベルトの表面に施すことによって、このような有機残渣を取り除くことにも効果があることが確認された。
本発明に適用されるオゾン暴露処理の方法としては、特に限定的ではなく、市販されているオゾン発生器を用いることができ、紫外線ランプを用いたタイプ、電極間に金属細線を封入したタイプ、電極間に金属酸化物粉体を封入したタイプ、電解法を利用したタイプ及び無声放電を利用したタイプ等が挙げられるが、それぞれのタイプによりオゾン発生効率が異なるものである。
また、同タイプのオゾン発生器を用いても、装置設計により基体に暴露させるオゾン量は異なり、従って、本発明に適用される暴露条件としては、オゾン発生量、暴露時間及び基体温度等を管理しながら適宜決めることが好ましい。
また、同タイプのオゾン発生器を用いても、装置設計により基体に暴露させるオゾン量は異なり、従って、本発明に適用される暴露条件としては、オゾン発生量、暴露時間及び基体温度等を管理しながら適宜決めることが好ましい。
次に、本発明におけるニッケル製ベルトの作製方法について説明する。
図１は、ニッケル製シームレスベルトを電気メッキによって作製するための装置の概略図である。
円筒状マンドレル（１）は、電気メッキ槽（２）中に軸（６）を介して絶縁性の支持部（７）によって垂直に吊り下げられている。円筒状マンドレル（１）の外表面はクロム又はステンレス鋼等の金属から成り、内表面はポリテトラフロロエチレン系フッ素樹脂等の絶縁性部材から成る。
電気メッキ槽（２）は、メッキ液（３）で満たされており、メッキ液（３）の温度は３０−７０℃にしておくことが好ましい。
ニッケル片（４）は、円筒状マンドレル（１）を囲むように設けられた陽極バスケット（５）内に配置されている。
円筒状マンドレル（１）は、絶縁性のプーリ（８）、エンドレスベルト（９）及びモーター（１０）により３〜６０ｒｐｍで回転可能となっている。
電気メッキ電流は、直流電源（１２）から電気メッキ槽（２）へ供給される。このため、直流電源（１２）の正極は陽極バスケット（５）に、陰極は電極（１１）、導電性の軸（６）を介して円筒状マンドレルの外表に接続されている。
図１は、ニッケル製シームレスベルトを電気メッキによって作製するための装置の概略図である。
円筒状マンドレル（１）は、電気メッキ槽（２）中に軸（６）を介して絶縁性の支持部（７）によって垂直に吊り下げられている。円筒状マンドレル（１）の外表面はクロム又はステンレス鋼等の金属から成り、内表面はポリテトラフロロエチレン系フッ素樹脂等の絶縁性部材から成る。
電気メッキ槽（２）は、メッキ液（３）で満たされており、メッキ液（３）の温度は３０−７０℃にしておくことが好ましい。
ニッケル片（４）は、円筒状マンドレル（１）を囲むように設けられた陽極バスケット（５）内に配置されている。
円筒状マンドレル（１）は、絶縁性のプーリ（８）、エンドレスベルト（９）及びモーター（１０）により３〜６０ｒｐｍで回転可能となっている。
電気メッキ電流は、直流電源（１２）から電気メッキ槽（２）へ供給される。このため、直流電源（１２）の正極は陽極バスケット（５）に、陰極は電極（１１）、導電性の軸（６）を介して円筒状マンドレルの外表に接続されている。
メッキ液（３）としては、硫酸ニッケル、ホウフッ化ニッケル、塩化ニッケル、スルファミン酸ニッケル、臭化ニッケル又はこれらの混合物に硼酸及びサッカリン、パラトルエンスルフォンアミド、ベンゼンジスルフォン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム等の添加剤を添加したものが好ましく使用される。
ニッケル製シームレスベルトの厚さは、メッキ時の電流密度とメッキ時間の積によって決まるが、２０〜６０μｍ程度が適当である。
ニッケル製シームレスベルト上に設けられる感光層は、この分野で知られている無機感光材料、有機感光材料のいずれで形成されていてもよく、また、単層タイプであっても電荷発生層及び電荷輸送層からなる積層タイプのもののいずれてあっても適用可能である。
ニッケル製シームレスベルト上に設けられる感光層は、この分野で知られている無機感光材料、有機感光材料のいずれで形成されていてもよく、また、単層タイプであっても電荷発生層及び電荷輸送層からなる積層タイプのもののいずれてあっても適用可能である。
（実施例１）
図１示される電気メッキ装置において、外径１２７．４ｍｍ、長さ４００ｍｍのステンレス製円筒状マンドレルを用いて、下記のメッキ液組成及びメッキ条件で厚さ３０μｍのニッケルシームレスベルトを作成した。
（メッキ液組成）
６０％スルファミン酸ニッケル液（日本化学産業製） ４５０ｇ／リットル
臭化ニッケル （日本化学産業製） ５ｇ／リットル
硼酸 （関東化学 製） ３０ｇ／リットル
添加剤 （ＮＳＦ−Ｅ 日本化学産業製）
５ｃｃ／リットル
（メッキ条件）
浴温度 ５０℃
電流密度 ５Ａ／ｄｍ２
ＰＨ ３．５〜４．５
メッキ時間 ３０分
このようにして作成したニッケル製シームレスベルトを約５リットルのイオン交換水中で５分間超音波洗浄を行なった後、７０℃のイオン交換水６リットル中で約１５秒間揺動洗いを行った後室温にて乾燥した。
さらに、その後、オゾン発生装置（サムコ（株）製、ＵＶ／Ｏ３洗浄装置Model UV-9000）を用い、約１０ｐｐｍのオゾン濃度条件で、上記ニッケル製シームレスベルト表面を１分間オゾン暴露処理した。
このニッケル製シームレスベルトの長さ３００ｍｍの部分に、アルキッド樹脂及び酸化チタンから成る約３μｍの下引層、下記構造式で表されるアゾ顔料を主成分とする
図１示される電気メッキ装置において、外径１２７．４ｍｍ、長さ４００ｍｍのステンレス製円筒状マンドレルを用いて、下記のメッキ液組成及びメッキ条件で厚さ３０μｍのニッケルシームレスベルトを作成した。
（メッキ液組成）
６０％スルファミン酸ニッケル液（日本化学産業製） ４５０ｇ／リットル
臭化ニッケル （日本化学産業製） ５ｇ／リットル
硼酸 （関東化学 製） ３０ｇ／リットル
添加剤 （ＮＳＦ−Ｅ 日本化学産業製）
５ｃｃ／リットル
（メッキ条件）
浴温度 ５０℃
電流密度 ５Ａ／ｄｍ２
ＰＨ ３．５〜４．５
メッキ時間 ３０分
このようにして作成したニッケル製シームレスベルトを約５リットルのイオン交換水中で５分間超音波洗浄を行なった後、７０℃のイオン交換水６リットル中で約１５秒間揺動洗いを行った後室温にて乾燥した。
さらに、その後、オゾン発生装置（サムコ（株）製、ＵＶ／Ｏ３洗浄装置Model UV-9000）を用い、約１０ｐｐｍのオゾン濃度条件で、上記ニッケル製シームレスベルト表面を１分間オゾン暴露処理した。
このニッケル製シームレスベルトの長さ３００ｍｍの部分に、アルキッド樹脂及び酸化チタンから成る約３μｍの下引層、下記構造式で表されるアゾ顔料を主成分とする
（実施例２）
オゾン暴露処理時間が２分になった以外は、実施例１と全く同様にしてニッケル製シームレスベルトを作製し、この後、実施例１と全く同様な感光層を形成して、電子写真感光体を作製した。
オゾン暴露処理時間が２分になった以外は、実施例１と全く同様にしてニッケル製シームレスベルトを作製し、この後、実施例１と全く同様な感光層を形成して、電子写真感光体を作製した。
（実施例３）
実施例２において用いたイオン交換水の代わりに水道水を用いた以外は、実施例２と全く同様にしてニッケル製シームレスベルトを作製し、この後、実施例１と全く同様な感光層を形成して、電子写真感光体を作製した。
実施例２において用いたイオン交換水の代わりに水道水を用いた以外は、実施例２と全く同様にしてニッケル製シームレスベルトを作製し、この後、実施例１と全く同様な感光層を形成して、電子写真感光体を作製した。
（比較例１）
オゾン暴露処理しない以外は実施例１と全く同ようにしてニッケル製シームレスベルトを作製し、この後、実施例１と全く同様な感光層を形成して、電子写真感光体を作製した。
オゾン暴露処理しない以外は実施例１と全く同ようにしてニッケル製シームレスベルトを作製し、この後、実施例１と全く同様な感光層を形成して、電子写真感光体を作製した。
（比較例２）
７０℃のイオン交換水６リットル中での約１５秒間揺動洗いが２回行なう以外は、比較例１と全く同ようにしてニッケル製シームレスベルトを作製し、この後、実施例１と全く同様な感光層を形成して、電子写真感光体を作製した。
７０℃のイオン交換水６リットル中での約１５秒間揺動洗いが２回行なう以外は、比較例１と全く同ようにしてニッケル製シームレスベルトを作製し、この後、実施例１と全く同様な感光層を形成して、電子写真感光体を作製した。
このようにして作製されたシームレスベルト感光体を長さ３００ｍｍに切断し、常温常湿（２３℃、６０％Ｒｈ）、高温高湿（３２℃、８５％Ｒｈ）及び低温低湿（５℃、１５％Ｒｈ）の各環境に４８時間放置した後、静電式ファクシミリRIFAX2500（リコー社製）に取り付け画像評価を行なった。
また切断時の残り１００ｍｍの感光層未塗布部分をＸ線光電子分光装置（ESCALAB MK‐II：VGサイエンティフィック社製）を用いて下記の分析条件で最表面から４０Åまでの深さに残存する硫黄量を測定した。
また切断時の残り１００ｍｍの感光層未塗布部分をＸ線光電子分光装置（ESCALAB MK‐II：VGサイエンティフィック社製）を用いて下記の分析条件で最表面から４０Åまでの深さに残存する硫黄量を測定した。
分析条件
出力：１０ＫＶ−２０ｍＡ
Ｘ線源：Ｍｇ−Ｋｄ
パスエネルギー：２０ｅＶ
測定真空度：２×１０−９ｍｂａｒ
エネルギー補正：ＣＩｓ＝２８４．６ｅＶ
画像評価結果及び４０Åまでの深さの残存硫黄量の測定結果を表１に示す。
出力：１０ＫＶ−２０ｍＡ
Ｘ線源：Ｍｇ−Ｋｄ
パスエネルギー：２０ｅＶ
測定真空度：２×１０−９ｍｂａｒ
エネルギー補正：ＣＩｓ＝２８４．６ｅＶ
画像評価結果及び４０Åまでの深さの残存硫黄量の測定結果を表１に示す。
○：画像欠陥のない良好な画像
△：地汚れが少量発生した
×：地汚れが大量発生した
１ 円筒状マンドレル
２ 電気メッキ槽
３ メッキ液
４ ニッケル片
５ 陽極バスケット
６ 軸
７ 支持部
８ プーリ
９ エンドレスベルト
１０ モーター
１１ 電極
１２ 直流電流
１３ ニッケル製ベルト
２ 電気メッキ槽
３ メッキ液
４ ニッケル片
５ 陽極バスケット
６ 軸
７ 支持部
８ プーリ
９ エンドレスベルト
１０ モーター
１１ 電極
１２ 直流電流
１３ ニッケル製ベルト
Claims (1)
- 電気メッキによって作製された厚さ２０〜６０μｍのニッケル製ベルトを、イオン交換水中で超音波洗浄後、さらに、イオン交換水中で揺動洗浄した後、オゾン暴露処理を行なうことを特徴とする電子写真感光体支持体用ニッケル製シームレスベルトの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003394522A JP4322643B2 (ja) | 2003-11-25 | 2003-11-25 | 電子写真感光体支持体用ニッケル製シームレスベルトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003394522A JP4322643B2 (ja) | 2003-11-25 | 2003-11-25 | 電子写真感光体支持体用ニッケル製シームレスベルトの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005156878A JP2005156878A (ja) | 2005-06-16 |
| JP4322643B2 true JP4322643B2 (ja) | 2009-09-02 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2003394522A Expired - Fee Related JP4322643B2 (ja) | 2003-11-25 | 2003-11-25 | 電子写真感光体支持体用ニッケル製シームレスベルトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4322643B2 (ja) |
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2003
- 2003-11-25 JP JP2003394522A patent/JP4322643B2/ja not_active Expired - Fee Related
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