JP5653167B2 - 電子写真感光体製造装置および電子写真感光体製造方法 - Google Patents
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Description
被塗布体を塗布液から引き上げた直後は塗布膜に流動性があるため、微小な塗布膜の凹凸はこの流動性により均されてレベリングされる。すなわち、塗布膜の流動性が、塗布膜の平滑化に対して有益に働く。
タレを抑制するには、塗料中に速乾性の溶剤を含有させて指触乾燥を短時間で終了させることが有効である。そのため、塗料中の固形分の良溶媒となり、かつ揮発性の高い溶剤を塗料に含有させて用いることが広く行われている。
塗工液槽と被塗布体の周囲を覆いで覆う技術が特許文献1で提案されている。これは塗布装置の周囲の風の影響を防ぐための覆いを塗工液槽と被塗布体の周囲に設けるというものであるが、覆いの内部の雰囲気に含まれる溶剤蒸気の濃度は任意の状態を取り得る。そのため低沸点溶剤を含有する低粘度の塗料を用いる場合などにタレが起こる場合があった。
すなわち、
円筒状被塗布体を昇降可能に把持する把持手段と塗布液を収容する塗布槽とを有し、前記塗布液に前記円筒状被塗布体を浸漬した後に前記円筒状被塗布体を引き上げて、前記円筒状被塗布体の表面に塗布膜を形成する電子写真感光体の製造装置であって、
前記製造装置が、
前記塗布槽の上方に前記円筒状被塗布体を通過させるための開口を有する蓋を有し、
前記蓋の上に、前記開口より断面積が大きいフードが前記開口の周囲を囲むようにして前記蓋と密着して設けられており、
前記フードの壁面の上部がメッシュ状の開孔を有し、前記フードの壁面の下部が開孔を有さないことを特徴とする電子写真感光体の製造装置である。
前記塗布液に前記円筒状被塗布体を浸漬した後に前記円筒状被塗布体を引き上げる工程を有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、本発明の電子写真感光体製造方法によれば、被塗布体の下端部に生じる塗料のタレを抑制することができる。
本発明の電子写真感光体製造装置の概略図を図1に示す。被塗布体9はその上端側が被塗布体把持手段10によって把持されており、把持手段10は被塗布体9を把持したまま昇降可能である。把持手段10は被塗布体9をフード5の内部と塗布槽の蓋3に開いている開口4とを通過させて、塗布槽1に収容された塗布液2に所定の深さまで浸漬させることができる。フード5の断面積は開口4の断面積よりも大きい。フード5は開口の周囲を囲むようにして、蓋3の上に密接して設けられている。また、フード5の上部はメッシュ状の部分6になっており、一方フード5の下部は非メッシュ状の部分7になっている。
塗布液2から引き上げられた被塗布体9は、再び蓋3の開口4とフード5の内部を通過していく。ここで、被塗布体9を引き上げる工程は、フード5のメッシュ状の部分6と非メッシュ状の部分7とが成す境界面(境界面S)8を、被塗布体9の下端部が通過するまでは停止することなく行われることが好ましい。なお、メッシュ状の部分とは、メッシュ状の開孔を有する領域を言い、非メッシュ状の部分とは、メッシュ状の開孔を有さない領域を言う。
塗布槽に収容された塗布液の液面から蓋の上面までの領域は、最も溶剤蒸気が濃い領域になる。簡単のため、この領域のことをここでは領域Aと呼ぶことにする。塗布膜が領域Aにある間、塗布膜の流動性は高い状態に保たれ続けるため、塗布膜のタレが生じやすい。したがって塗布膜の同一部分が領域Aに留まる時間は短い方がよい。目安としては、10秒以内、更に望ましくは5秒以内に領域Aを通過することが好ましい。時間の短縮は、被塗布体を引き上げる速度を速めるか、塗布液の液面から蓋の上面までの距離を短くすることにより達成することができる。ただし、被塗布体の引き上げ速度は塗布膜の膜厚を決める重要なパラメータの一つであり、また、引き上げ速度が速すぎると塗布液面の波打ちなどの影響による塗布膜の乱れが悪化する懸念もある。したがって、多様な感光体の製造に適した装置の構成を考える上では、塗布液面から蓋の上面までの距離を短くする方が現実的である。具体的にはこの距離を20mm以下程度にしておけばよい。
本発明の電子写真感光体製造装置および電子写真感光体製造方法は、円筒状の支持体の上に電荷発生層と電荷輸送層を積層してなる積層型の電子写真感光体の製造に用いることができる。また、電荷発生物質と電荷輸送物質を含有する単一の層からなる単層型の電子写真感光体の製造にも用いることができる。
導電層は、カーボンブラック、導電性顔料や抵抗調節顔料を結着樹脂とともに溶剤に分散および/または溶解させて得られる導電層用塗布液を、支持体の上に塗布、乾燥して形成することができる。導電層用塗布液には、加熱や放射線照射によって重合し、硬化物となる化合物(重合性の化合物)を含有させてもよい。
導電層の層厚は、0.2〜40μmであることが好ましく、1〜35μmであることがより好ましく、5〜35μmであることがより一層好ましい。
中間層は、上記の材料を溶剤に溶解させて得られる中間層用塗布液を塗布、乾燥して形成することができる。
中間層の層厚は0.05〜7μmであることが好ましく、0.1〜5μmであることがより好ましい。
電荷発生層に用いられる電荷発生物質としては、たとえば、セレン−テルル、ピリリウム、チアピリリウム系染料、各種の中心金属および各種の結晶系(α、β、γ、ε、X型など)を有するフタロシアニン顔料、アントアントロン顔料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、モノアゾ、ジスアゾ、トリスアゾなどのアゾ顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料、非対称キノシアニン顔料、キノシアニン顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は1種のみ用いてもよく、2種以上用いてもよい。
電荷発生層の層厚は5μm以下であることが好ましく、0.1〜2μmであることがより好ましい。
電荷発生層の上には、電荷輸送層が形成される。
電荷輸送層には、そこに含有される結着樹脂自体が電荷輸送能を持つ場合を除き、電荷輸送物質が含有される。電荷輸送層に用いられる電荷輸送物質としては、たとえば、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリスチリルアントラセンなどの複素環や縮合多環芳香族を有する高分子化合物や、ピラゾリン、イミダゾール、オキサゾール、トリアゾール、カルバゾールなどの複素環化合物、トリフェニルメタンなどのトリアリールアルカン誘導体、トリフェニルアミンなどのトリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、N−フェニルカルバゾール誘導体、スチルベン誘導体、ヒドラゾン誘導体といった低分子化合物などが挙げられる。
また、電荷輸送層の耐久性を向上させるため、各種のフィラーや潤滑剤を含有させてもよい。フィラーの例としては、アルミナ、シリカなどを挙げることができる。また、潤滑剤の例としては、フッ素原子含有樹脂粒子などを挙げることができる。
電荷輸送層の層厚は、5μm以上、50μm以下であることが好ましく、さらには8μm以上、35μm以下であることがより好ましい。
保護層の膜厚は、0.1μm以上20μm以下であることが好ましく、1μm以上10μm以下であることがより好ましい。
なお、電子写真感光体の表面を正に帯電させて用いる正帯電型の電子写真感光体などでは、先に電荷輸送層を形成し、その次に電荷発生層を塗布して電子写真感光体を製造する場合もある。
これらの溶剤は1種類のみ用いてもよいが、保存性や塗工性といった塗布液の使いやすさを向上させるため、沸点の異なる複数の溶剤を組み合わせて用いることもできる。
塗布液の粘度の測定をする場合は、塗布液に含有される溶剤や塗布液の粘度に合わせて適切な手段および機器を選択すればよく、例えばB型粘度計を用いることにより測定することができる。本発明においては、芝浦システム株式会社製 単一円筒型回転粘度計ビスメトロン 形式VS−A1を使用し、測定温度23℃、回転数60rpmにて塗布液の粘度を測定した。
〔実施例1〕
<電子写真感光体の作成>
長さ370mmの円筒状アルミニウムシリンダーを支持体とした。この支持体の直径(外径)φ1は30mmであった。
酸化スズの被覆層を有する硫酸バリウム粒子からなる粉体(商品名:パストランPC1、三井金属鉱業(株)製) 60部
酸化チタン(商品名:TITANIX JR、テイカ(株)製) 15部
レゾール型フェノール樹脂(商品名:フェノライト J−325、大日本インキ化学工業(株)製、固形分70%) 43部
2−メトキシ−1−プロパノール 50部
メタノール 50部
からなる溶液を直径1mmのガラスビーズを用いたサンドミルで3時間分散処理を施し、分散液を調製した。
シリコーン樹脂(商品名:トスパール120、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製) 3.6部
シリコーンオイル(商品名:SH28PA、東レシリコーン(株)製) 0.015部
を添加して攪拌した。
ここで、導電層用塗布液の粘度は次のようにして測定した。
測定装置:単一円筒型回転粘度計ビスメトロン 形式VS−A1(芝浦システム株式会社製)。
ローターはNo.1を使用した。塗布液が約500ml入っている500mlビーカーにローターを入れ、次いでローターを60rpmで回転させた。ローターの回転開始から60秒後に測定された値を導電層用塗布液の粘度とした。
この導電層用塗布液を、室温23℃の環境下で、被塗布体の引き上げ速度7mm/sで支持体の上に浸漬塗布した。続いて140℃のオーブンで1時間加熱硬化させることにより、被塗布体の長手方向中央部で測定した膜厚が15μmの導電層を形成した。
被塗布体9は被塗布体把持手段10により把持され、塗布液2に浸漬させられる。この時、被塗布体9の上端から2mmの位置に塗布液2の液面が来るように浸漬を行った。続いて被塗布体9を塗布液2から引き上げ、塗布膜の塗布を行ったが、この引き上げる動作は被塗布体9の下端部が前記境界面Sの上方20mmに到達するまで停止することなく行うように設定した。被塗布体9は、引き上げ動作が停止してから5秒間その位置で静止し、続いて更に上方に引き上げられて塗布装置の外に排出され、乾燥工程に送られた。
共重合ナイロン樹脂(商品名:アミランCM8000、東レ(株)製) 10部
メトキシメチル化6ナイロン樹脂(商品名:トレジンEF−30T、帝国化学(株)製) 30部
をメタノール400部/n−ブタノール200部の混合溶剤に溶解させた。
ここで、中間層用塗布液の粘度は次のようにして測定した。
測定装置:単一円筒型回転粘度計ビスメトロン 形式VS−A1(芝浦システム株式会社製)。
測定には低粘度アダプターを使用した。低粘度アダプターのカップシリンダーに塗布液を20ml入れ、次いでローターを60rpmで回転させた。ローターの回転開始から60秒後に測定された値を中間層用塗布液の粘度とした。
この中間層用塗布液を、室温23℃の環境下で、導電層を塗布したのと同一構成の塗布装置を使用し、被塗布体の引き上げ速度6mm/sで導電層の上に浸漬塗布した。続いて30分間100℃のオーブンで乾燥(加熱乾燥)させることにより、被塗布体の長手方向中央部で測定した膜厚が0.4μmの中間層を形成した。
ヒドロキシガリウムフタロシアニン(CuKα特性X線回折において、7.4°および28.2°(ブラッグ角2θ±0.2°))に強いピークを有するもの) 20部
下記構造式(1)で示されるカリックスアレーン化合物 0.2部
シクロヘキサノン 600部
に、直径1mmのガラスビーズを用いたサンドミル装置で4時間分散処理を施し、その後酢酸エチル700部を加えた。
この電荷発生層用塗布液を、室温23℃の環境下で、導電層を塗布したのと同一構成の塗布装置を使用し、被塗布体の引き上げ速度6.5mm/sで中間層の上に浸漬塗布した。続いて10分間85℃のオーブンで乾燥(加熱乾燥)させることにより、被塗布体の長手方向中央部で測定した膜厚が0.15μmの電荷発生層を形成した。
下記構造式(CTM−1)で示される電荷輸送物質 50部
をモノクロロベンゼン520部/メチラール280部の混合溶剤に溶解させた。
ここで、電荷輸送層用塗布液の粘度は次のようにして測定した。
測定装置:単一円筒型回転粘度計ビスメトロン 形式VS−A1(芝浦システム株式会社製)。
ローターはNo.2を使用した。塗布液が約100ml入っている100mlビーカーにローターを入れ、次いでローターを60rpmで回転させた。ローターの回転開始から60秒後に測定された値を電荷輸送層用塗布液の粘度とした。
この電荷輸送層用塗布液を、室温23℃の環境下で、導電層を塗布したのと同一構成の塗布装置を使用し、被塗布体の引き上げ速度2.5mm/sで電荷発生層の上に浸漬塗布した。
また、これと全く同様にして、長さ370mm、直径(外径)30mmの円筒状アルミニウムシリンダーに対して電荷輸送層用塗布液の塗布と乾燥を行い、塗布膜上端部のタレの評価に用いるサンプルを作成した。
このようにして得た電子写真感光体を、キヤノン(株)製の電子写真複写機iR3245に装着し、全面ハーフトーンの画像を出力した。出力画像に発生した画像ムラを目視により以下のランク基準に従い評価した結果は表1に示すようにランクAであった。
A=画像ムラが無く良好な状態
B=軽微な画像ムラがあるが実使用上問題無い状態
C=画像ムラがあり、実使用上問題となる状態
塗布膜上端部のタレの評価をするために作成したサンプルを用いて、以下の測定を行った。
まず、被塗布体の長手方向中央部の塗布膜の平均膜厚d(1)を測定した。平均膜厚は、測定1回ごとに被塗布体を周方向に45°ずつ回転させ、被塗布体の周方向8箇所で測定した膜厚を平均して求めた。
次に、タレの指標としてD=d(2)/d(1)を求めた。Dは0以上1以下の値をとり、1に近いほどタレが少なく良好な状態になっていることを意味する。
実施例1のタレ評価用サンプルを測定した結果は0.88であった。
実施例1と同様にして、電荷発生層の塗布までを行った。
また、電荷輸送層用塗布液の調整をモノクロロベンゼン/メチラールを70/30の比となるように行ったこと以外は実施例1と同様にして電荷輸送層用塗布液を調整した。
続いて、電荷輸送層用塗布液の塗布装置のφ2、φ3、L(a)、L(b)、L(c)、M、Soを表1のように変更し、被塗布体を引き上げる動作が被塗布体の下端部が境界面Sに一致した時に停止するように変更した。これら変更以外は実施例1と同様にして電荷輸送層用塗布液を塗布し、電子写真感光体、およびタレ評価用のサンプルを作成した。
続いて、実施例1と同様にして、電子写真感光体の画像評価とタレの評価を行った。評価結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、電荷発生層の塗布までを行った。
電荷輸送層用塗布液の塗布装置のφ2、φ3、L(a)、L(b)、L(c)、M、Soを表1のように変更した以外は実施例1と同様にして電荷輸送層用塗布液を塗布し、電子写真感光体、およびタレ評価用のサンプルを作成した。
続いて、実施例1と同様にして、電子写真感光体の画像評価とタレの評価を行った。評価結果を表1に示す。
実施例3と同様にして、電荷発生層の塗布までを行った。
電荷輸送層用塗布液を塗布する際、被塗布体を引き上げる動作が、被塗布体の下端部が境界面Sの下方25mmの位置で停止するように変更した以外は実施例3と同様にして電荷輸送層用塗布液を塗布し、電子写真感光体、およびタレ評価用のサンプルを作成した。
続いて、実施例1と同様にして、電子写真感光体の画像評価とタレの評価を行った。評価結果を表1に示す。
画像評価で発生した画像ムラは、電荷輸送層の塗布の際、被塗布体を引き上げる動作が停止した時に境界面Sより下方に位置していた領域で発生した。
実施例3と同様にして、電荷発生層の塗布までを行った。
電荷輸送層用塗布液の塗布装置のフードを、直径(内径)60mm、長さ180mmで全体がマイラーシートで構成されたフードに変更した以外は実施例3と同様にして電荷輸送層用塗布液を塗布し、電子写真感光体、およびタレ評価用のサンプルを作成した。
続いて、実施例3と同様にして、電子写真感光体の画像評価とタレの評価を行った。評価結果を表1に示す。
実施例3と同様にして、電荷発生層の塗布までを行った。
電荷輸送層用塗布液の塗布装置のフードを、直径(内径)60mm、長さ180mmで全体がM=0.5mm、So=61%のステンレス製メッシュで構成されたフードに変更した。かかる変更以外は実施例3と同様にして電荷輸送層用塗布液を塗布し、電子写真感光体、およびタレ評価用のサンプルを作成した。
続いて、実施例3と同様にして、電子写真感光体の画像評価とタレの評価を行った。評価結果を表1に示す。
実施例3と同様にして、電荷発生層の塗布までを行った。
また、電荷輸送層用塗布液の調整において、構造式(CTM−1)で示される電荷輸送物質を100部とし、構造式(CTM−2)で示される電荷輸送物質を用いず、モノクロロベンゼンの代わりにo−キシレンを用いて行ったこと以外は実施例3と同様にして電荷輸送層用塗布液を調整した。
次に、実施例3と同様にして電荷輸送層用塗布液を塗布し、電子写真感光体を作成した。
続いて、実施例3と同様にして、電子写真感光体の画像評価を行った。評価結果を表2に示す。
電荷輸送層用塗布液として実施例8で用いたものを用いる以外は、比較例1と同様にして電荷輸送層の塗布を行い、電子写真感光体を作成した。
続いて、比較例1と同様にして、電子写真感光体の画像評価を行った。評価結果を表2に示す。
電荷輸送層用塗布液として実施例8で用いたものを用いる以外は、比較例2と同様にして電荷輸送層の塗布を行い、電子写真感光体を作成した。
続いて、比較例1と同様にして、電子写真感光体の画像評価を行った。評価結果を表2に示す。
実施例3と同様にして、電荷発生層の塗布までを行った。
また、電荷輸送層用塗布液の調整において、o−キシレンの代わりにモノクロロベンゼンを用い、モノクロロベンゼンとメチラールの比が40/60となるように調整したこと以外は実施例8と同様にして電荷輸送層用塗布液を調整した。
次に、実施例8と同様にして電荷輸送層用塗布液を塗布し、電子写真感光体を作成した。
続いて、実施例8と同様にして、電子写真感光体の画像評価を行った。評価結果を表2に示す。
電荷輸送層用塗布液として実施例9で用いたものを用いる以外は、比較例1と同様にして電荷輸送層の塗布を行い、電子写真感光体を作成した。
続いて、比較例1と同様にして、電子写真感光体の画像評価を行った。評価結果を表2に示す。
実施例3と同様にして、電荷発生層の塗布までを行った。
また、電荷輸送層用塗布液の調整において、o−キシレンの代わりにモノクロロベンゼンを用い、メチラールの代わりにテトラヒドロフランを用いた以外は実施例8と同様にして電荷輸送層用塗布液を調整した。
次に、実施例8と同様にして電荷輸送層用塗布液を塗布し、電子写真感光体を作成した。
続いて、実施例8と同様にして、電子写真感光体の画像評価を行った。評価結果を表2に示す。
電荷輸送層用塗布液として実施例10で用いたものを用いる以外は、比較例1と同様にして電荷輸送層の塗布を行い、電子写真感光体を作成した。
続いて、比較例1と同様にして、電子写真感光体の画像評価を行った。評価結果を表2に示す。
電荷輸送層用塗布液として実施例10で用いたものを用いる以外は、比較例2と同様にして電荷輸送層の塗布を行い、電子写真感光体を作成した。
続いて、比較例1と同様にして、電子写真感光体の画像評価を行った。評価結果を表2に示す。
実施例3と同様にして、電荷発生層の塗布までを行った。
また、電荷輸送層用塗布液の調整において、テトラヒドロフランの代わりにメチルエチルケトンを用いた以外は実施例10と同様にして電荷輸送層用塗布液を調整した。
次に、実施例10と同様にして電荷輸送層用塗布液を塗布し、電子写真感光体を作成した。
続いて、実施例10と同様にして、電子写真感光体の画像評価を行った。評価結果を表2に示す。
電荷輸送層用塗布液として実施例11で用いたものを用いる以外は、比較例1と同様にして電荷輸送層の塗布を行い、電子写真感光体を作成した。
続いて、比較例1と同様にして、電子写真感光体の画像評価を行った。評価結果を表2に示す。
電荷輸送層用塗布液として実施例11で用いたものを用いる以外は、比較例2と同様にして電荷輸送層の塗布を行い、電子写真感光体を作成した。
続いて、比較例1と同様にして、電子写真感光体の画像評価を行った。評価結果を表2に示す。
実施例3と同様にして、電荷発生層の塗布までを行った。
また、電荷輸送層用塗布液の調整において、テトラヒドロフランの代わりにジクロロメタンを用いた以外は実施例10と同様にして電荷輸送層用塗布液を調整した。
次に、実施例10と同様にして電荷輸送層用塗布液を塗布し、電子写真感光体を作成した。
続いて、実施例10と同様にして、電子写真感光体の画像評価を行った。評価結果を表2に示す。
電荷輸送層用塗布液として実施例12で用いたものを用いる以外は、比較例1と同様にして電荷輸送層の塗布を行い、電子写真感光体を作成した。
続いて、比較例1と同様にして、電子写真感光体の画像評価を行った。評価結果を表2に示す。
電荷輸送層用塗布液として実施例12で用いたものを用いる以外は、比較例2と同様にして電荷輸送層の塗布を行い、電子写真感光体を作成した。
続いて、比較例1と同様にして、電子写真感光体の画像評価を行った。評価結果を表2に示す。
表2から、実施例の塗布装置および塗布方法を用いることにより、様々な種類の溶剤を用いた塗布液で、塗布膜に発生するムラを抑制でき、その結果として、画像ムラの発生を抑制できることが分かる。
2‥‥塗布液
3‥‥塗布槽の蓋
4‥‥開口
5‥‥フード
6‥‥フードのメッシュ状の部分
7‥‥フードの非メッシュ状の部分
8‥‥境界面S
9‥‥被塗布体
10‥‥被塗布体把持手段
11‥‥全体がメッシュ状の円筒状フード
12‥‥全体が非メッシュ状の円筒状フード
13‥‥送液装置
14‥‥送液用の配管
15‥‥回収液用の配管
16‥‥液受け部に溜まった塗料
17‥‥液受け部
Claims (1)
- 円筒状被塗布体を昇降可能に把持する把持手段と電荷輸送層用塗布液を収容する塗布槽とを有する電子写真感光体の製造装置を用いて、前記円筒状被塗布体の表面に膜厚が10μm以上である電荷輸送層を形成する工程を有する電子写真感光体の製造方法であって、
前記製造装置が、
前記塗布槽の上方に前記円筒状被塗布体を通過させるための開口を有する蓋と、
前記開口より断面積が大きいフードと、
を有し、
前記フードが、前記蓋の上に、前記開口の周囲を囲むようにして前記蓋と密接して設けられており、
前記フードの壁面の上部が、メッシュ状の開孔を有し、前記フードの壁面の下部が開孔を有さず、
前記電荷輸送層用塗布液が、沸点が40℃〜80℃の溶剤を30重量%以上含有し、
前記電荷輸送層を形成する工程が、前記電荷輸送層用塗布液に前記円筒状被塗布体を浸漬した後に前記円筒状被塗布体を引き上げる工程を有し、
前記フードの上部のメッシュ状の開孔を有する領域と前記フードの下部のメッシュ状の開孔を有さない領域との境界面を境界面Sとした場合、前記円筒状被塗布体を引き上げる工程が、前記円筒状被塗布体の下端部が前記境界面S以上の高さに到達するまで停止することなく前記円筒状被塗布体を引き上げる工程である
ことを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
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