JP6229931B2

JP6229931B2 - 電子写真感光体の製造方法

Info

Publication number: JP6229931B2
Application number: JP2013191290A
Authority: JP
Inventors: 晃中村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2017-11-15
Anticipated expiration: 2033-09-17
Also published as: US20150079275A1; EP2851127A1; JP2015058367A; US9846376B2; CN104437925A

Description

本発明は、電子写真感光体の製造方法に関するものである。

電子写真感光体などの加工対象を構成する各種層を形成するための塗工方法としては、従来、浸漬塗工法が採用されていたが、最近は、スプレー塗工法も採用されることが多くなっている（特許文献１〜４等）。スプレー塗工法は、スプレーガンから噴霧されるミスト状の塗工液を塗工対象物に吹き付けて塗工膜を形成する方法である。このスプレーガンは、塗工液ノズルから供給される塗工液を高速の空気（以下「霧化エア」という。）によってせん断し、ミスト状になった塗工液を、その霧化エアに乗せて塗工対象物に吹き付ける。この霧化エアは、塗工液ノズルとこれを取り囲むように設けられたエアキャップ（流路形成部材）との間に形成される流路を通過して塗工液ノズルの先端に供給され、塗工液ノズルから供給される塗工液をせん断、霧化（ミスト化）する。

近年、電子写真感光体は、高信頼化・高寿命化が要求されており、耐磨耗性の向上を目的として感光層の上に表面保護層（OverCoat Layer：ＯＣＬ）を塗工した製品が上市されている。電子写真感光体の表面保護層は、電子写真感光体の感光層、より詳しくは電荷輸送層（Charge Transport Layer：ＣＴＬ）の上に形成されることが多い。この表面保護層を浸漬塗工法により形成すると、これに使用する溶媒の種類によっては、すでに形成されている感光層（電荷輸送層）が溶け出してしまうという不具合が判明した。この不具合は、スプレー塗工法により表面保護層を形成することで回避できることが確認されたが、スプレー塗工法により表面保護層を形成すると、次のような問題が生じることが新たに判明した。

スプレー塗工法に用いるスプレーガンは、塗工液ノズルの先端を通過するときの霧化エアの流速が高いほど、塗工液のせん断力が高まり、塗工液の微粒化を促進することができる。スプレー塗工法においては、塗工ムラ等の観点から、塗工液の微粒化が促進されることは望ましいことである。そのため、従来は、塗工液ノズルの先端を通過するときの霧化エアの流速、すなわち、塗工液ノズルから排出される塗工液に接触するときの霧化エアの流速、を高めることを中心に開発がなされてきた。

一般に、スプレーガンでは、塗工液ノズルとエアキャップとの間のエア流路が、その出口に向けて徐々に狭まるように構成し、これによりエア流路内の霧化エアの流速を加速させ、塗工液接触時の霧化エアの流速を高めている。したがって、エア流路の最狭部の間隔を狭めるほど、そのエア流路から吹き出す霧化エアの流速が高まり、塗工液接触時の霧化エアの流速が高まって塗工液の微粒化が進むものと考えられている。しかも、エア流路の最狭部の間隔を狭めるほど、エア流路から吹き出た霧化エアの流速の減速度合いも大きくなることから、霧化エアによってミスト状の塗工液が塗工対象物に吹き付けられる力が弱まることも確認されている。この点でも、エア流路の最狭部の間隔を狭めることは、ムラの少ない塗工液の塗工を可能としている。

ところが、本発明者の研究の結果、エア流路の最狭部の間隔を狭くした場合に、塗工対象物の表面が荒れてしまうという問題が判明した。具体例を挙げれば、電子写真感光体の表面保護層をスプレー塗工法により形成する際、その塗工前に形成されている感光層（電荷輸送層）の表面が荒れてしまい、感光層（電荷輸送層）がもつ機能が損なわれるなどの問題が生じるものである。

本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、エア流路の最狭部の間隔を狭くして塗工ムラを抑制しつつ、塗工前に形成されている電子写真感光体の層を荒らすことなく、その上層を塗工することができる電子写真感光体の製造方法を提供することである。

前記目的を達成するために、本発明は、塗工液供給手段から供給される塗工液を排出口から排出する塗工液ノズル、及び、前記塗工液ノズルの外周面を取り囲んで、該塗工液ノズルの外周面との間に霧化エア供給手段により供給される霧化エアが通過するエア流路を形成する流路形成部材を有し、前記塗工液ノズルの排出口から供給された塗工液を、前記エア流路から供給される霧化エアにより霧化して塗工対象物へ吹き付けるスプレーガンと、塗工対象物を回転させながら支持する回転支持手段と、前記スプレーガンを前記回転支持手段の回転軸方向へ移動させる移動手段とを備えたスプレー塗工装置を用いて、電子写真感光体を構成する所定層を塗工し、該電子写真感光体を製造する電子写真感光体の製造方法において、前記エア流路の最狭部の間隔Ｔは、０．４８［ｍｍ］以下に設定されており、前記エア流路の最狭部の間隔Ｔと該最狭部から前記塗工液ノズルの排出口が開口した先端面までの距離Ｌとの比率Ｔ／Ｌが０．６以上となるように、該距離Ｌが設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、エア流路の最狭部の間隔を狭くして塗工ムラを抑制しつつ、塗工前に形成されている電子写真感光体の層を荒らすことなく、その上層を塗工することができるという優れた効果が奏される。

実施形態における電子写真感光体用のスプレー塗工装置の概略構成を示す模式図である。同スプレー塗工装置に用いられるスプレーガンの一例を示す模式図である。同スプレーガンの先端部分の概略構成を示す拡大図である。同スプレー塗工装置を用いて塗工前の電子写真感光体上に表面保護層用の塗工液をスプレー塗工する場合の塗工システムの一構成例を示す模式図である。霧化エアによる塗工液のせん断時の様子を示す模式図である。実験条件及び実験結果をまとめた表である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態における電子写真感光体用のスプレー塗工装置の概略構成を示す模式図である。
本実施形態のスプレー塗工装置１は、塗工液供給手段２と、霧化エア供給手段３と、スプレーガン４とを備えている。スプレーガン４は、塗工液供給手段２及び霧化エア供給手段３にそれぞれ接続されていて、これらから塗工液２Ａと霧化エア３Ａが供給されるように構成されている。スプレーガン４は、塗工液供給手段２から供給される塗工液２Ａを排出口から排出する塗工液ノズル５と、塗工液ノズル５の外周面を取り囲んで塗工液ノズル５の外周面との間に霧化エア供給手段３により供給される霧化エア３Ａが通過するエア流路を形成する流路形成部材としてのエアキャップ６とから構成されている。

塗工液供給手段２からは、粘度や溶媒の蒸気圧などが調整された塗工液２Ａが供給され、霧化エア供給手段３からは、圧力調整（流量調整によって制御可能）された霧化エアが供給される。これにより、スプレーガン４からは、塗工液ノズル５から排出される塗工液２Ａを霧化エアによってせん断し、ミスト状になった塗工液を、その霧化エアに乗せて塗工対象物（塗工前の電子写真感光体）に吹き付ける。

図２は、本実施形態におけるスプレーガン４の一例を示す模式図である。
本実施形態のスプレーガン４は、円錐台状の塗工液ノズル５と中空円錐台状のエアキャップ６とから構成されている。塗工液ノズル５は塗工液２Ａを供給する塗工液流路７を内部に備えており、この塗工液流路７は塗工液ノズル５の先端面に開口した排出口８に連通している。また、エアキャップ６と塗工液ノズル５との間に形成されている霧化エア３Ａを供給するエア流路９の出口１０は、塗工液ノズル５の先端面の近傍の開口している。

図３は、スプレーガン４の先端部分の概略構成を示す拡大図である。
図３に示すように、塗工液ノズル５の塗工液流路７の内部には、ニードル５ｎが設けられている。このニードル５ｎは、図示しないニードル移動手段により塗工液流路７の排出口８に対して進退可能に構成されている。ニードル５ｎが図３に示すような後退位置に位置するとき、塗工液流路７の排出口８とニードル５ｎとの間に隙間ができ、塗工液流路７内の塗工液２Ａが排出口８から排出される。一方、ニードル５ｎが前進位置（不図示）に位置するとき、塗工液流路７の排出口８がニードル５ｎによって塞がり、塗工液流路７内の塗工液２Ａが排出口８から排出できない状態になる。

図４は、本実施形態におけるスプレー塗工装置１を用いて塗工対象物である塗工前の電子写真感光体上に表面保護層用の塗工液をスプレー塗工する場合の塗工システムの一構成例を示す模式図である。
塗工対象物５１は、塗工ブース５２内において、図示しない回転支持手段により回転させながら支持される。スプレーガン４は、塗工対象物５１の軸線方向に沿って移動可能にガイドレール５４に取り付けられている。塗工ブース５２には、スプレーガン４から噴霧された余分のスプレーミストを排除するため、クリーンエア供給口５５と排気口５６が設けられている。そして、塗工液供給手段２の塗工液タンク５８から塗工液２Ａがポンプ５９によって供給されるとともに、霧化エア供給手段３の霧化エアタンク６１から霧化エア３Ａがポンプ６２によって供給され、塗工液２Ａが微粒子化され、スプレーガン４から塗工対象物５１上に噴霧される。

ここで、本実施形態における電子写真感光体の製造方法において用いるスプレーガン４の塗工液ノズル５とエアキャップ６の相互の位置関係や寸法は、後述するように、エア流路９の最狭部の間隔Ｔが０．４８［ｍｍ］以下に設定され、エア流路９の最狭部の間隔Ｔと当該最狭部から塗工液ノズル５の先端面５ａまでの距離Ｌとの比率Ｔ／Ｌが０．６以上となるように距離Ｌが設定されている。このように調整したスプレーガンを用いることによって、後述するように、スプレーガン４による表面保護層の塗工前における電子輸送層へのダメージを軽減して、電子輸送層の機能を損なわない塗工が実現される。

また、スプレーガン４を備えたスプレー塗工装置１を用いて電子写真感光体を製造する場合、供給される霧化エア３Ａの圧力は、スプレーガン４に導入される直前において０．０１ＭＰａ以上０．２ＭＰａ以下あることが好ましい。より好ましい範囲は、０．０２ＭＰａ以上０．１ＭＰａ以下であり、特に好ましい範囲は０．０４ＭＰａ以上、０．０７ＭＰａ以下である。霧化エアの圧力が０．０１ＭＰａより低いと、塗工液２Ａの微粒子化が不十分になり、塗膜ムラが発生する。また、圧力が０．２ＭＰａより大きいと、ミスト状の塗工液２Ａを塗工対象物５１に吹き付ける力が強すぎて、塗膜ムラが発生する。なお、霧化エア３Ａの圧力は、流量を調整することによって制御することができる。

また、スプレーガン４を備えたスプレー塗工装置１を用いて電子写真感光体を製造する場合、塗工液ノズル５の排出口８から排出する塗工液２Ａの排出速度は、１ｃｃ／ｍｉｎ以上３０ｃｃ／ｍｉｎ以下であるのが好ましい。より好ましい範囲は、２ｃｃ／ｍｉｎ以上１５ｃｃ／ｍｉｎ以下である。

また、スプレーガン４を備えたスプレー塗工装置１を用いて電子写真感光体を製造する場合、スプレーガン４の先端から塗工対象物５１までの距離は、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましい範囲は３０ｍｍ以上７０ｍｍ以下である。

図５は、霧化エア３Ａによる塗工液２Ａのせん断時の様子を示す模式図である。
本実施形態のスプレーガン４において、塗工液供給手段２から供給された塗工液２Ａは、塗工液流路７を経由して排出口８から排出されるとともに、霧化エア供給手段３から供給された霧化エア３Ａがエア流路９を経由してその出口１０から吹き出す。塗工液流路７の排出口８から排出された塗工液２Ａは、エア流路９から吹き出す霧化エアの流れによって生じる負圧効果により、塗工液ノズル５の先端面５ａを伝って、エア流路９の出口１０へ移動する。そして、先端面５ａと出口１０との境界付近まで近づいた塗工液２Ａは、霧化エア３Ａによりせん断され、ミスト状になって飛散し、霧化エア３Ａの流れに乗ってスプレーガン４から噴霧される。

スプレーガン４から噴霧されるミスト状の塗工液２Ａは、その粒径が小さいほど、塗布ムラの軽減等の観点から好ましい。そして、この塗工液２Ａの微細化には、霧化エア３Ａによる塗工液２Ａのせん断力を高めることが有効であり、そのためには塗工液２Ａとの接触時における霧化エア３Ａの流速を高めることが有効である。そのため、本実施形態のスプレーガンは、エア流路９をその出口１０に向けて徐々に狭まるように構成し、エア流路９内で霧化エア３Ａの流速を加速させている。このような構成においては、エア流路９の最狭部の間隔Ｔが、エア流路９から吹き出す霧化エアの流速に大きく影響する。具体的には、エア流路９の最狭部の間隔Ｔを狭くするほど、塗工液接触時の霧化エアの流速が高まり、塗工液の微粒化が進む。しかも、エア流路９の最狭部の間隔Ｔを狭めるほど、エア流路９から吹き出た霧化エア３Ａの流速の減速度合いも大きくなり、霧化エア３Ａによってミスト状の塗工液２Ａが塗工対象物（塗工前の電子写真感光体）に吹き付けられる力が弱まる。一般に、吹き付けられる力が弱いほど、塗工ムラにとっては有利である。したがって、エア流路９の最狭部の間隔Ｔを狭めることは、吹き付ける塗工液２Ａの微細化と吹き付ける力の減少を実現して、塗工ムラの少ない塗工液２Ａの塗工を可能にする。

ところが、上述したとおり、エア流路９の最狭部の間隔Ｔを狭くして塗工を行った場合、塗工前に形成されている層の表面が荒れてしまい、その層がもつ本来の機能が損なわれるなどの不具合をもたらすという問題が確認された。具体的には、電子写真感光体の表面保護層をスプレー塗工法により塗工する際、その塗工前に形成されている感光層（電荷輸送層）の表面が荒れてしまい、感光層（電荷輸送層）がもつ機能が損なわれるなどの問題が生じた。

上述したとおり、エア流路９の最狭部の間隔Ｔを狭くしているので、吹き付ける塗工液２Ａの微細化が進んでおり、かつ、吹き付ける力も弱まっている。よって、塗工液２Ａが塗工対象物（塗工前の電子写真感光体）に衝突するときのダメージが軽減されており、通常であれば、塗工前の感光層の表面が荒れてしまうことは考えにくい。そこで、本発明者は、塗工前に形成されている層の表面が荒れてしまう原因について詳細に検討し、次のような結論に達した。

まず、塗工前に形成されている感光層（電荷輸送層）の表面が荒れている箇所は、比較的長い周期をもって存在している。これは、塗工時間がある時間経過するたびに、塗工前の感光層（電荷輸送層）の表面を荒らすほどのダメージを与える塗工処理がされていることを意味する。また、このようなダメージを負っていない箇所を観察すると、塗工ムラが十分に抑制されていていることが確認されている。よって、ダメージを負っていない箇所については、霧化エア３Ａによるせん断力で塗工液２Ａを十分に微粒化できており、吹きつけ力も十分に弱く、塗布ムラの抑制が十分になされている。

これらの検討結果及びその他の情報も含めて総合的に考察すると、次のように考えられる。
図５に示したように、塗工液流路７の排出口８から排出された塗工液２Ａは、霧化エア３Ａの負圧効果により塗工液ノズル５の先端面５ａを伝って移動する。そして、塗工液ノズル５の先端面５ａとエア流路９の出口１０との境界付近で霧化エア３Ａによるせん断を受けて、先端面５ａに付着している液体本体から粒子状の塗工液２Ａが切り出される。その後、切り出された粒子状の塗工液２Ａは、霧化エア３Ａに乗って搬送されるとともに、霧化エア３Ａによる攪拌を受けて更に微細化するものと考えられる。

このとき、エア流路９の最狭部の間隔Ｔを狭くすることで、その最狭部を通過する時点の霧化エア３Ａの流速を高めることはできる。しかしながら、その最狭部を通過してから塗工液２Ａに接触するまでの流路の状況によっては、霧化エア３Ａの気流に乱れが生じ、塗工液２Ａと接触する部分の霧化エア３Ａの気流が乱れることが推測される。このような霧化エア３Ａの気流の乱れが生じていなければ、塗工液ノズル５の先端面５ａに沿って移動する塗工液２Ａを、一定の地点で連続的に切り出すことができる。しかしながら、このような霧化エア３Ａの気流の乱れが生じていると、塗工液２Ａを一定の地点で切り出すことができず、塗工液ノズル５の先端面５ａに沿って移動する塗工液２Ａはエア流路９の出口１０内へ徐々に迫り出してくる。そして、ある程度の時間が経ってある程度の量が迫り出したときに、霧化エア３Ａによって一気に切り出される。このときに切り出される塗工液２Ａは、通常よりも大きな粒径となっているため、これが霧化エアに乗って塗工対象物に吹き付けられると、これが衝突した塗工対象物の表面部分に大きなダメージを与えることになる。このように、塗工液２Ａがエア流路９の出口１０内へ徐々に迫り出して霧化エア３Ａにより一気に切り出されるという現象が一定の周期で繰り返されることにより、塗工前に形成されている層の表面が荒れてしまうという問題が生じるものと推測される。

そして、本発明者は、以上のような考察をもとに、その最狭部を通過してから塗工液２Ａに接触するまでのエア流路部分で上述したような現象を生じさせるような気流に乱れが発生するのを抑制するには、当該エア流路部分の長さＬを短くすることが有効であることを見出した。ただし、以下に説明する実験結果から、最狭部の間隔Ｔが狭いほど、当該エア流路部分での気流の乱れを抑制できる当該エア流路部分の長さＬの許容範囲（上限値）が狭くなることが考えられる。しかも、最狭部の間隔Ｔがある一定間隔以上広い場合には、当該エア流路部分の長さＬを短くしても、当該エア流路部分での気流の乱れを十分に抑制できず、上述した現象の発生を抑制することが困難であることが判明した。

図６は、本発明者が行った主な実験条件と実験結果をまとめた表である。
本実験では、以下に説明する実施例１〜１０と比較例３〜６に係る各条件で電子写真感光体の表面保護層を塗工し、そのときの電荷輸送層に与えるダメージ（表面の荒れ）を評価した。なお、以下に説明する部は、すべて重量部である。

＜実施例１＞
直径６０ｍｍのアルミニウムシリンダー上に、下記組成の下引き層用塗工液、電荷発生層用塗工液、電荷輸送層用塗工液を、順次、塗工、乾燥することにより、２．５μｍの下引き層、０．２μｍの電荷発生層、２５μｍの電荷輸送層を形成した。これらの層の塗工はすべて浸漬塗工法にて行った。さらに、電荷輸送層の上には、下記組成の表面保護層用塗工液を二流体スプレーガンにて塗工した。本実験における塗工には、図４に示した塗工システムを用い、二流体スプレーガンの基本構成は、本実施形態のものと同じである。そして、スプレーによる塗工後には、Ｆｕｓｉｏｎ社製ＵＶ照射装置にてＵＶ照射を行い、乾燥を経て３．５μｍの表面保護層を形成した。

［下引き層用塗工液］
アルキッド樹脂：６部
（ベッコゾール１３０７−６０−ＥＬ、大日本インキ化学工業製）
メラミン樹脂：４部
（スーパーベッカミンＧ−８２１−６０、大日本インキ化学工業製）
酸化チタン：４０部
メチルエチルケトン：５０部

［電荷発生層用塗工液］
下記構造式（Ｉ）のチタニルフタロシアニン顔料：１．５部
ポリビニルブチラール（ＸＹＨＬ、ＵＣＣ製）：１．０部
メチルエチルケトン：８０部

［電荷輸送層用塗工液］
ビスフェノールＺポリカーボネート：１０部
（パンライトＴＳ−２０５０、帝人化成製）
下記構造式（II）の低分子電荷輸送物質：１０部
テトラヒドロフラン：１００部
１％シリコーンオイルのテトラヒドロフラン溶液：０．２部
（ＫＦ５０−１００ＣＳ、信越化学工業製）

［保護層用塗工液］
〔ミルベース〕
アルミナフィラー：８部
（スミコランダムＡＡ０３、平均一次粒径：０．３μｍ、住友化学工業製）
ポリカルボン酸化合物：０．２部
（低分子量不飽和ポリカルボン酸ポリマー溶液、ＢＹＫ−Ｐ１０４、
不揮発分５０％、酸価１８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、ＢＹＫケミー社製）
シクロペンタノン：８部
テトラヒドロフラン：１２部
〔保護層塗工液〕
ミルベース：６．５部
電荷輸送性構造を有するラジカル重合性化合物：１０部
電荷輸送性構造を有さない３官能以上のラジカル重合性モノマー：
トリメチロールプロパントリアクリレート５部
（ＫＡＹＡＲＡＤＴＭＰＴＡ、日本化薬製、分子量：２９６、官能基数：３官能）
ジペンタエリスリトールカプロラクトン変性ヘキサアクリレート５部
（ＫＡＹＡＲＡＤＤＰＣＡ−１２０、日本化薬製、分子量：１９４７、
官能基数：６官能）
光重合開始剤：１部
１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン
（イルガキュア１８４、日本化薬製、分子量：２０４）
レベリング剤：０．２部
ＢＹＫ−ＵＶ３５７０（ビックケミー製）
溶媒：１１５部
テトラヒドロフラン

［スプレーガン寸法及び角度］
Ｔ＝０．１８ｍｍ
Ｌ＝０．１０ｍｍ
Ｔ／Ｌ＝１．８０
θ１＝１５度
θ２＝０度

［スプレー塗工条件］
スプレー距離：４０ｍｍ
塗工液排出速度：４．７ｃｃ／ｍｉｎ
スプレー移動速度：６ｍｍ／ｓ
ドラム回転速度：１６５ｒｐｍ
霧化エア圧力：５５ｋＰａ
塗工回数：１回

＜実施例２＞
実施例１と同様であるが、スプレーガンの寸法と角度、及びスプレー塗工条件のみ下記のように変更した。

［スプレーガン寸法及び角度］
Ｔ＝０．１８ｍｍ
Ｌ＝０．３０ｍｍ
Ｔ／Ｌ＝０．６０
θ１＝１５度
θ２＝０度

＜実施例３＞
実施例１と同様であるが、スプレーガンの寸法と角度、及びスプレー塗工条件のみ下記のように変更した。

［スプレーガン寸法及び角度］
Ｔ＝０．２４ｍｍ
Ｌ＝０．１４ｍｍ
Ｔ／Ｌ＝１．７１
θ１＝１５度
θ２＝０度

＜実施例４＞
実施例１と同様であるが、スプレーガンの寸法と角度、及びスプレー塗工条件のみ下記のように変更した。

［スプレーガン寸法及び角度］
Ｔ＝０．２４ｍｍ
Ｌ＝０．４０ｍｍ
Ｔ／Ｌ＝０．６０
θ１＝１５度
θ２＝０度

＜実施例５＞
実施例１と同様であるが、スプレーガンの寸法と角度、及びスプレー塗工条件のみ下記のように変更した。

［スプレーガン寸法及び角度］
Ｔ＝０．３６ｍｍ
Ｌ＝０．２０ｍｍ
Ｔ／Ｌ＝１．８０
θ１＝１５度
θ２＝０度

［スプレー塗工条件］
スプレー距離：４０ｍｍ
塗工液排出速度：４．８ｃｃ／ｍｉｎ
スプレー移動速度：６ｍｍ／ｓ
ドラム回転速度：１６５ｒｐｍ
霧化エア圧力：５５ｋＰａ
塗工回数：１回

＜実施例６＞
実施例１と同様であるが、スプレーガンの寸法と角度、及びスプレー塗工条件のみ下記のように変更した。

［スプレーガン寸法及び角度］
Ｔ＝０．３６ｍｍ
Ｌ＝０．６０ｍｍ
Ｔ／Ｌ＝０．６０
θ１＝１５度
θ２＝０度

＜実施例７＞
実施例１と同様であるが、スプレーガンの寸法と角度、及びスプレー塗工条件のみ下記のように変更した。

［スプレーガン寸法及び角度］
Ｔ＝０．４８ｍｍ
Ｌ＝０．２８ｍｍ
Ｔ／Ｌ＝１．７１
θ１＝１５度
θ２＝０度

＜実施例８＞
実施例１と同様であるが、スプレーガンの寸法と角度、及びスプレー塗工条件のみ下記のように変更した。

［スプレーガン寸法及び角度］
Ｔ＝０．４８ｍｍ
Ｌ＝０．８０ｍｍ
Ｔ／Ｌ＝０．６０
θ１＝１５度
θ２＝０度

＜実施例９＞
実施例１と同様であるが、スプレーガンの寸法と角度、及びスプレー塗工条件のみ下記のように変更した。

［スプレーガン寸法及び角度］
Ｔ＝０．１８ｍｍ
Ｌ＝０．１０ｍｍ
Ｔ／Ｌ＝１．８０
θ１＝０度
θ２＝０度

＜実施例１０＞
実施例１と同様であるが、スプレーガンの寸法と角度、及びスプレー塗工条件のみ下記のように変更した。

［スプレーガン寸法及び角度］
Ｔ＝０．１８ｍｍ
Ｌ＝０．１０ｍｍ
Ｔ／Ｌ＝１．８０
θ１＝１５度
θ２＝１５度

＜比較例１＞
実施例１と同様であるが、スプレーガンの寸法と角度、及びスプレー塗工条件のみ下記のように変更した。

［スプレーガン寸法及び角度］
Ｔ＝０．６０ｍｍ
Ｌ＝０．３３ｍｍ
Ｔ／Ｌ＝１．８２
θ１＝１５度
θ２＝０度

＜比較例２＞
実施例１と同様であるが、スプレーガンの寸法と角度、及びスプレー塗工条件のみ下記のように変更した。

［スプレーガン寸法及び角度］
Ｔ＝０．６０ｍｍ
Ｌ＝１．００ｍｍ
Ｔ／Ｌ＝０．６
θ１＝１５度
θ２＝０度

＜比較例３＞
実施例１と同様であるが、スプレーガンの寸法と角度、及びスプレー塗工条件のみ下記のように変更した。

［スプレーガン寸法及び角度］
Ｔ＝０．１８ｍｍ
Ｌ＝０．６０ｍｍ
Ｔ／Ｌ＝０．３０
θ１＝１５度
θ２＝０度

［スプレー塗工条件］
スプレー距離：４０ｍｍ
塗工液排出速度：４．６ｃｃ／ｍｉｎ
スプレー移動速度：６ｍｍ／ｓ
ドラム回転速度：１６５ｒｐｍ
霧化エア圧力：５５ｋＰａ
塗工回数：１回

＜比較例４＞
実施例１と同様であるが、スプレーガンの寸法と角度、及びスプレー塗工条件のみ下記のように変更した。

［スプレーガン寸法及び角度］
Ｔ＝０．２４ｍｍ
Ｌ＝０．８０ｍｍ
Ｔ／Ｌ＝０．３
θ１＝１５度
θ２＝０度

＜比較例５＞
実施例１と同様であるが、スプレーガンの寸法と角度、及びスプレー塗工条件のみ下記のように変更した。

［スプレーガン寸法及び角度］
Ｔ＝０．３６ｍｍ
Ｌ＝１．２０ｍｍ
Ｔ／Ｌ＝０．３
θ１＝１５度
θ２＝０度

＜比較例６＞
実施例１と同様であるが、スプレーガンの寸法と角度、及びスプレー塗工条件のみ下記のように変更した。

［スプレーガン寸法及び角度］
Ｔ＝０．６０ｍｍ
Ｌ＝２．００ｍｍ
Ｔ／Ｌ＝０．３
θ１＝１５度
θ２＝０度

＜実施例および比較例の評価＞
以上のようにして作製された実施例１〜１０及び比較例１〜６の電子写真感光体に対し、まず、ブラックライト灯下での目視検査を行った。ブラックライトを照射すると、下地である電荷輸送層が発光するので、表面保護層のスプレー塗工に起因する電荷輸送層のダメージを発光ムラの形で視認することができる。目視検査の際の評価基準は、下記の表１に示すとおりである。

続いて、実施例１〜１０及び比較例１〜６の電子写真感光体に対し、画像評価を行った。この画像評価には、評価する電子写真感光体をプロセスカートリッジに装着し、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、定着手段、クリーニング手段、滑剤塗布手段、除電手段を搭載したリコー製デジタルフルカラー複写機ＲＩＣＯＨＰｒｏＣ７５１ＥＸの改造機を用いた。評価する電子写真感光体には、事前にＮＯｘガス暴露試験を行い、低温低湿環境（１０℃１５％ＲＨ）にて２万枚通紙（フルカラー、Ａ４、画像面積率５％）した後に出力した画像の濃度ムラを評価した。評価に用いた画像は、２ドットハーフトーンのＡ３画像とし、評価は目視で行った。画像ムラの評価基準は、下記の表２に示すとおりである。

電子写真感光体の目視検査、画像評価の結果は、図６に示したとおりである。
目視検査・画像検査ともに、「○」以上の評価ランクである場合には、表面保護層のスプレー塗工に起因する電荷輸送層のダメージが十分に抑制できているものと評価できる。
まず、実施例１〜８を見ると、エア流路９の最狭部の間隔Ｔを０．４８ｍｍ以下に狭めれば、目視検査・画像検査が「○」以上の評価ランクが得られている。ただし、比較例３〜５を見ると、エア流路９の最狭部の間隔Ｔが０．４８ｍｍ以下であっても、目視検査・画像検査の評価ランクが「×」となっている。この点は、エア流路９の最狭部から塗工液ノズル５の先端面５ａまでの距離Ｌが影響しているものと考えられる。その理由は、エア流路９の最狭部から塗工液ノズル５の先端面５ａまでのエア流路部分で霧化エアが乱れることに原因があるという上述した考察によれば、このエア流路部分の距離Ｌが短いほど、そのエア流路部分での霧化エアの乱れは小さくなるものと考えられるからである。

ところが、比較例３及び比較例４は、エア流路９の最狭部から塗工液ノズル５の先端面５ａまでの距離Ｌがそれぞれ０．６ｍｍ、０．８ｍｍと比較的短いにも関わらず、目視検査・画像検査の評価ランクが「×」となっている。これに比較して、実施例６及び実施例８は、エア流路９の最狭部から塗工液ノズル５の先端面５ａまでの距離Ｌが、これらの比較例と同じく、それぞれ０．６ｍｍ、０．８ｍｍであるが、目視検査・画像検査の評価ランクが「○」となっている。この違いについて検討すると、比較例３及び比較例４は、エア流路９の最狭部の間隔Ｔが０．１８ｍｍ、０．２４ｍｍと比較的狭く設定されているのに対し、実施例６及び実施例８の間隔Ｔは、０．３６ｍｍ、０．４８ｍｍと比較的広く設定されている。この結果からエア流路９の最狭部の間隔Ｔが狭まるほど、目視検査・画像検査の評価ランクを「○」以上にするために要求される距離Ｌの範囲（上限値）が狭くなると考えられる。これは、エア流路９の最狭部の間隔Ｔが狭まるほど、その最狭部から吹き出る霧化エアの勢いが強いため、その最狭部から塗工液ノズル５の先端面５ａまでのエア流路部分で霧化エアが乱れやすくなるものと推測される。

そして、比率Ｔ／Ｌを指標値として見ると、最狭部の距離Ｔに対し、比率Ｔ／Ｌが０．６以上であるという条件が満たされるように距離Ｌを設定すれば、目視検査・画像検査の評価ランクを「○」以上にすることができる。

ただし、比較例１及び比較例２を見ると、比率Ｔ／Ｌが０．６以上であっても、目視検査・画像検査の評価ランクを「△」となっている。特に、比較例１は、エア流路９の最狭部から塗工液ノズル５の先端面５ａまでの距離Ｌが０．３３と狭く設定されているにも関わらず、評価ランクが「△」である。この結果から、エア流路９の最狭部の距離Ｔが０．６以上と長い場合には、距離Ｌを短く設定しても、評価ランクを「○」以上にすることは難しいと思われる。これは、エア流路９の最狭部の距離Ｔが０．６以上と長い場合には、霧化エアの流速が遅くて微粒化が不十分であるとともに、塗工対象物に対する吹きつけ力が強いため、電荷輸送層へのダメージが生じているものと考えられる。このときには、エア流路９の出口１０内へ塗工液２Ａが徐々に迫り出してある瞬間に一気に霧化エア３Ａによって大粒径の塗工液が切り出されるという上述の現象は生じていないものと考えられ、距離Ｌを短く設定して気流の乱れを抑制しても効果がないものと推測される。

なお、本実施形態のスプレーガン４において、図５に示したように、エア流路９を形成する塗工液ノズル５の先端テーパー部の外周面とスプレーガン中心軸Ｏとのなす角度θ１や、エア流路９の最狭部からエアキャップ６の先端までのエア流路部分を形成するエアキャップ６の内壁面とスプレーガン中心軸Ｏとのなす角度θ２には、特に制限はないが、θ１≧θ２、θ１≧０°、θ２≧０°という条件を満たすのが好ましい。

また、本実施形態は、塗工対象物が塗工前の電子写真感光体であり、表面保護層を塗工する場合に本発明を適用した例であったが、これに限らず、塗工によってダメージを負いやすい塗工対象物を塗工する場合であれば、本発明を広く適用することができる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
塗工液供給手段２から供給される塗工液２Ａを排出口８から排出する塗工液ノズル５と、前記塗工液ノズルの外周面を取り囲んで、該塗工液ノズルの外周面との間に霧化エア供給手段３により供給される霧化エア３Ａが通過するエア流路９を形成するエアキャップ６等の流路形成部材とを有し、前記塗工液ノズルの排出口８から供給された塗工液２Ａを、前記エア流路９から供給される霧化エア３Ａにより霧化して電子写真感光体（表面保護層塗工前）等の塗工対象物５１へ吹き付けるスプレーガン４において、前記エア流路の最狭部の間隔Ｔは、０．４８［ｍｍ］以下に設定されており、前記エア流路の最狭部の間隔Ｔと該最狭部から前記塗工液ノズルの排出口８が開口した先端面５ａまでの距離Ｌとの比率Ｔ／Ｌが０．６以上となるように、該距離Ｌが設定されていることを特徴とする。
塗工対象物の表面が荒れてしまう理由は、上述した考察のとおり、塗工液ノズル５の先端面５ａに沿って移動する塗工液２Ａがエア流路９の出口１０内へ徐々に迫り出し、ある瞬間に一気に塗工液が切り出されるという現象が繰り返されることによるものである。すなわち、この現象が繰り返されることで、大粒径の塗工液が周期的に塗工対象物に吹き付けられ、そのときの衝突により塗工対象物の表面がダメージを負い、塗工対象物の表面が荒れてしまうのである。本態様のように、エア流路の最狭部の間隔Ｔを０．４８［ｍｍ］以下の範囲で設定した上で、比率Ｔ／Ｌが０．６以上となるように距離Ｌを狭く設定することで、エア流路の最狭部から塗工液ノズル５の先端面５ａまでのエア流路部分で生じ得る霧化エアの乱れを抑制できる。その結果、霧化エアによる安定した切り出し（せん断）が可能となり、上述した現象の発生が抑制される。

（態様Ｂ）
前記態様Ａにおいて、前記エア流路の最狭部の間隔Ｔは、０．２４［ｍｍ］以下に設定されていることを特徴とする。
これによれば、塗工対象物の表面が荒れてしまうのを更に良好に抑制できる。

（態様Ｃ）
スプレー塗工装置１において、前記態様Ａ又はＢに係るスプレーガン４と、塗工対象物を回転させながら支持する回転支持手段と、前記スプレーガンを前記回転支持手段の回転軸方向へ移動させるガイドレール５４等の移動手段とを有することを特徴とする。
これによれば、塗工対象物の表面を荒らすことなく、塗工対象物に塗工液を塗工することができる。

（態様Ｄ）
電子写真感光体の製造方法において、前記態様Ｃに係るスプレー塗工装置１を用いて電子写真感光体を構成する所定層を塗工し、該電子写真感光体を製造することを特徴とする。
これによれば、塗工前に形成されている電子写真感光体の層を荒らすことなく、その上層を塗工することができる。

（態様Ｅ）
前記態様Ｄにおいて、前記所定層は、前記電子写真感光体を構成する表面保護層であり、前記電子写真感光体を構成する感光層の上に前記表面保護層を塗工して、該電子写真感光体を製造することを特徴とする。
これによれば、塗工前に形成されている電子写真感光体の感光層を荒らすことなく、その上に表面保護層を塗工することができる。

１スプレー塗工装置
２塗工液供給手段
２Ａ塗工液
３霧化エア供給手段
３Ａ霧化エア
４スプレーガン
５塗工液ノズル
５ａ先端面
５ｎニードル
６エアキャップ
７塗工液流路
８排出口
９エア流路
１０出口
５１塗工対象物
５２塗工ブース
５４ガイドレール
５５クリーンエア供給口
５６排気口
５８塗工液タンク
５９，６２ポンプ
６１霧化エアタンク

特開２００５−３１５９６３号公報特開２００６−２２７１７９号公報特開２００８−７０８０９号公報特開２０１１−１２５７６９号公報

Claims

塗工液供給手段から供給される塗工液を排出口から排出する塗工液ノズル、及び、前記塗工液ノズルの外周面を取り囲んで、該塗工液ノズルの外周面との間に霧化エア供給手段により供給される霧化エアが通過するエア流路を形成する流路形成部材を有し、前記塗工液ノズルの排出口から供給された塗工液を、前記エア流路から供給される霧化エアにより霧化して塗工対象物へ吹き付けるスプレーガンと、塗工対象物を回転させながら支持する回転支持手段と、前記スプレーガンを前記回転支持手段の回転軸方向へ移動させる移動手段とを備えたスプレー塗工装置を用いて、電子写真感光体を構成する所定層を塗工し、該電子写真感光体を製造する電子写真感光体の製造方法において、
前記エア流路の最狭部の間隔Ｔは、０．４８［ｍｍ］以下に設定されており、
前記エア流路の最狭部の間隔Ｔと該最狭部から前記塗工液ノズルの排出口が開口した先端面までの距離Ｌとの比率Ｔ／Ｌが０．６以上となるように、該距離Ｌが設定されていることを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
請求項１の電子写真感光体の製造方法において、
前記エア流路の最狭部の間隔Ｔは、０．２４［ｍｍ］以下に設定されていることを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
請求項１又は２の電子写真感光体の製造方法において、
前記所定層は、前記電子写真感光体を構成する表面保護層であり、
前記電子写真感光体を構成する感光層の上に前記表面保護層を塗工して、該電子写真感光体を製造することを特徴とする電子写真感光体の製造方法。