JPH05241355A - 電子写真感光体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速複写のための、膜厚の非常に薄い塗布ム
ラのない電荷発生層を有する電子写真感光体を作成す
る。 【構成】 円筒状導電性基体表面に電荷発生層を浸漬塗
布形成する際、塗布槽を傾向して塗布液を抜いて塗布槽
の塗布液の液面を所定の位置に制御した塗布槽に浸漬塗
布して電荷発生層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塗布ムラのない且つ良
質な画像特性を有する電子写真感光体の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真感光体において、有機系
の光導電性材料は開発が進み、従来より用いられてきた
無機系の光導電性材料よりも多く使用されるようになっ
た。有機系材料を用いた感光体は感度、耐久性及び環境
に対する安定性等に若干の問題はあるが、毒性、コス
ト、材料設計の自由度等の点において無機材料に比べ多
くの利点がある。

【０００３】一般に有機電子写真感光体は、単層型と機
能分離（積層）型に分類される。積層型の層構成は２層
又は３層から成り、２層構成の場合は導電性基体の上に
電荷発生層、その上に電荷輸送層という構成になってお
り、３層の場合は導電性基体の上に下引き層、その上に
順次電荷発生層及び電荷輸送層という構成になってい
る。これらの感光層は各層を構成するための有機系光導
電性材料を結着剤樹脂と共に有機溶剤に溶解又は分散さ
せて感光体塗布液として調整し、この感光体塗布液を導
電性基体の上に順次塗布、乾燥させることにより製造さ
れる。

【０００４】電子写真感光体の更なる研究により、前述
の有機系材料の欠点であった感度について改良がなされ
た。その高感度化の手段としては、 (1) 電荷輸送能の大きい材料の使用 (2) 電荷発生能の大きい材料の使用 が挙げられる。

【０００５】通常使用されている電子写真感光体の電荷
輸送能（ホールモビリティー）は10^-6cm² /V・sec 程度
である。通常電荷輸送層の膜厚は10〜20μｍであるが、
高耐久化、高速化のために、10^-5cm² /V・sec 以上で、
20〜40μｍの膜厚の電荷輸送層を有する電子写真感光体
の製造が研究されている。

【０００６】他方、エレクトロンは電荷発生層中を基体
側へ移動するのであるが、通常エレクトロンモビリティ
ーはホールモビリティーに対して10^-2程度小さい。この
ため高速化を計るために電荷発生能の高い電荷発生材料
の開発と電荷発生層の薄膜化が研究されている。例え
ば、複写速度が40枚／分以下である電子写真感光体の電
荷発生層の膜厚は0.1 〜２μｍ程度であるが、複写速度
が40枚／分を超えると、電荷発生層の膜厚が 0.1μｍ未
満でないとエレクトロンの基盤への移動速度が律速とな
り、残留電位の上昇や感度低下の欠点を招くことにな
る。

【０００７】有機電子写真感光体の塗布方法としては、
スプレー法、バーコート法、ロールコート法、ブレード
法、リング法、浸漬法等が挙げられる。特に浸漬塗布方
法は、感光体塗布液を満たした塗布槽に導電性基体を浸
漬した後に、一定速度又は逐次変化する速度で引き上げ
ることにより、感光層を形成する方法であるが、比較的
簡単で、生産性及びコストの点で優れているため、電子
写真感光体を製造する場合に多く利用されている。

【０００８】一般に浸漬塗布の場合、塗布膜厚（湿潤膜
厚）と塗布液物性値と塗布速度の関係は式(1) で表され
る。

【０００９】 ｈ＝Ｋ（ηｖ／ρｇｓｉｎα）ⁿ （１） ［ｈ：塗布膜厚（湿潤膜厚），ｖ：塗布速度，ρ：塗布
液比重，η：塗布液粘度，α：接触角，Ｋ：定数（０．
９〜1.9)，ｎ＝定数(0.5〜0.7)］ 式(1) から塗布膜厚は、塗布速度及び塗布液の比重・粘
度で制御できることがわかる。具体的には、膜厚の薄い
感光体を作成するには、塗布液粘度を下げるか塗布速度
（引上速度）を遅くする（方法）が挙げられる。

【００１０】生産時においては、上記の浸漬塗布は基体
を交換しながら連続的に行なわれる。しかし連続塗布時
には塗布液上部からの溶剤蒸発による被膜形成、空気中
からのダストの混入、塗布液の槽内部での濃度不均一が
生じ塗布欠陥を生じる原因となっている。

【００１１】この欠点を解消する方法として、基体の浸
漬により液面上昇した塗布液を塗布槽からあふれさせ、
このオーバーフローした塗布液を攪拌タンクに戻し、ダ
スト、被膜等を口過により除去し、溶剤等を追加して粘
度を調整した後、再び塗布槽に供給するオーバーフロー
方法が提案されている（特開昭57-5047)。

【００１２】オーバーフロー方法は塗布膜厚が 0.2μｍ
以上（乾燥膜厚）の塗布膜を形成する場合には有効な方
法であるが、塗布膜厚が 0.1μｍ以下の場合には、オー
バーフローの際の塗布液の流れによって、塗布膜にムラ
が生じ、これが感度ムラの原因となり電子写真感光体の
良品率の低下を招くこととなる。

【００１３】又、円筒状基体を塗布液に浸漬させる時、
基体が液面に接触した際に塗布液面が波立ち、基体表面
に沿って塗布液の流れが生じこれによってすじ状のムラ
が塗布膜に生ずる。

【００１４】これらの塗布ムラはいずれも円筒状基体を
塗布液に浸漬処理する際の塗布液の流れが原因であり、
基体表面への塗布液の吸着のし方が膜厚ムラの発生に影
響していると考えられ、且つ電荷発生層の膜厚が薄い
(0.1μｍ以下）場合に生ずる欠陥である。

【００１５】塗布液のオーバーフローを防止する方法と
しては、ポンプにて塗布槽の塗布液を抜き取り、液面を
下げる方法がある。このポンプによる抜き取り方法は液
面が一定しない為、基体チャックのボデーを汚したり、
規定通りの塗布膜が形成されないので、その為にチャッ
クボデーに付着した塗布液の拭取り又は基体の塗布膜が
形成されていない部分を再び塗布したりする作業が必要
となる。

【００１６】ポンプによる塗布液の抜き取り精度が一定
しない要因としては、次の様に考えられる。

【００１７】抜き取りポンプとしては、気泡の発生が少
なく、スラッジの発生がなく且つ耐溶剤性であることが
要求される。しかしながら、気泡の発生が少ないポンプ
は、内部構造的に接触・掻出し方式のものが良いが、接
触部が多いとスラッジの発生も多いという問題がある。
それ故、ポンプの吐出側にスラッジ取りのフィルターが
必要となるが、このフィルターの目づまりの程度によっ
て吐出量が異なり、また、塗布槽からの配管の長さによ
っても吐出量が異なる。複数個の塗布槽の場合は、連通
管の原理によってそれぞれの塗布槽内の液面を一定にな
るようにしているが、実際は各塗布槽によってその塗布
液面の高さにはバラツキが生じてしまう。

【００１８】それを図４の従来の塗布装置で説明する。
塗布液６はポンプ５によりフィルター３を通り塗布槽13
に下側より供給される。塗布槽が一杯になり溢れた液
は、液ガイド12により集められ、樋14を通り攪拌槽４に
戻される。この時電磁バルブ７及び10は閉となってい
る。塗布槽の液を抜く時は、ポンプ１によりタイマー設
定にて一定時間ポンプ作動後停止する。この時電磁バル
ブ８及び９は閉となっている。塗布は昇降機側の感光体
基体の下端Ａ又は上端（チャックと基体の接合部）Ｂを
原点として、別途測定した基体の塗布必要長さに相当す
る距離を塗布槽13の塗布液中に浸漬するので、液面のバ
ラツキが塗布長さのバラツキとなる。

【００１９】実際の塗布装置は塗布槽の４本×４列の16
本の集合体であるが、量産効率を高める為には、これら
塗布槽が多い程良く、塗布槽の２本×２列の４本の集合
体から６本×６列の36本の集合体等、年々多くなる傾向
にある。どの場合でもそれぞれ塗布槽からポンプまでの
配管は整然と連なってはいるが、配管長さを一定にする
ことは不可能であり、ここにもポンプによる液抜きが一
定しない原因がある。

【００２０】このような場合、塗布槽の塗布液面の高さ
を検知し、それに応じて浸漬深さ、即ち導電性基体の昇
降度合を制御する方法が考えられるが、液面を接触検知
する場合、センサー自身が塗布液で汚れたり、センサー
を設置する場所がないので、浸漬塗布前にその都度外部
からセンサーを挿入して測定することが必要となり、実
際的でない。他方、非接触式の場合、溶剤蒸気が存在す
るので、防爆仕様とする必要があり且つセンサー部に溶
剤蒸気が付着して液面を正確に測定できない欠点があ
り、これも実際的でない。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】円筒状導電性基体の浸
漬塗布処理中に塗布液が塗布槽からオーバーフローする
ことなく、基体チェックボデーを汚すことなく、且つ塗
布ムラのない乾燥膜厚 0.1μｍ以下の電荷発生層を形成
する浸漬塗布方法の提供が切望されている。

【００２２】

【課題を解決するための手段】浸漬塗布法によって、乾
燥膜厚 0.1μｍ以下の塗布ムラのない電荷発生層を形成
するために鋭意研究の結果、塗布槽を傾斜して塗布液を
抜きその液面を所定の位置に制御した塗布槽に浸漬塗布
して電荷発生層を形成すると、塗布の際の塗布液のオー
バーフローがなく、その結果塗布液の流れが発生しない
ので、塗布ムラやスジのない乾燥膜厚 0.1μｍ以下の電
荷発生層を形成し得ることを見出し、この知見に基づい
て本発明を成すに至った。

【００２３】

【作用】本発明の液面を所定の位置に制御する方法は、
複数本、一般的には４〜数10本の塗布槽が集められ、オ
ーバーフロー時の塗布液の排出と塗布液の供給が１本の
配管に集約しつながっていて一体化されており、この一
本化された塗布槽集合体に回転軸を設け、所定の角度傾
斜させることによって、各塗布槽内の液を排出して、各
塗布槽内の塗布液の液面を所定の高さに制御する。ま
た、この傾斜角度をコントロールすることによって、塗
布液の排出量を制御することが出来る。

【００２４】以下、図１乃至図３の本発明の浸漬塗布槽
の塗布液の液面制御の概略図によって本発明の方法を説
明する。

【００２５】塗布槽13を４本×４列の16本の塗布槽集合
体18とし、槽下部のそれぞれの配管（図示されてない）
が１本に集約されポンプに接続されている。塗布槽13は
それぞれがオーバーフロー時の液回収及び液モレ防止用
の槽連結板16でつながっておりこの連結板は更に液モレ
防止ガイド12とも連結されており、オーバーフローされ
た液は、連結板16に溜まりガイド12でガイドされ、液モ
レ防止連結板16と接続されて、樋14に集められ、最後に
は攪拌槽４に戻る。

【００２６】塗布槽上端部17はそれぞれの高さが同一で
あることが必要であり、塗布槽集合体の組立時は槽上端
部を基準面とし結合を完成させるか又は結合完成後更に
上端部を同一に揃える作業が必要である。この揃えた上
端部17を装置設置時の水平出し基準面とする。

【００２７】この塗布槽集合体18の中央部に回転軸19を
設ける。更に塗布槽集合体18の下部にはエアーシリンダ
ー20が設けられ、塗布槽集合体18と保持台22に連結さ
れ、且つ連結はシリンダー20が塗布槽集合体18の傾斜運
動に対して追従できるようフリー結合となっている。塗
布槽集合体18の傾斜角の調整はシリンダー20でストロー
クを変えるとともに角度調整治具21の当り長さで調整設
定するとともに調整治具21は傾斜角のストッパーの役目
もしている。エアーシリンダー20は、塗布槽集合体18を
傾斜させた場合の塗布液６の波打ちを防止する為、スピ
ードコントロールができるオイル併用型が好ましい（ス
ピードコントロールが可能ならば、オイル供用型でなく
ても良い。又本発明の目的を達成するものであれば、エ
アーシリンダーに限定するものでない）。更に、波打ち
防止の他に傾斜させたとき、塗布液６が塗布槽集合体18
の傾斜の反動で排出されることを防止する為にも、適正
な傾斜スピードに設定する必要があり、スピードコント
ロール機能も必要である。

【００２８】塗布液排出後、塗布槽集合体18は定位置ま
で戻る必要があり、リシンダー20により定位置へ戻され
た後固定ピン（図示されない）で固定される。

【００２９】液面が所定の高さに制御された塗布槽集合
体18に導電性基体11が下降し、２〜４０mm/secの引上げ
速度にて浸漬塗布する。

【００３０】本発明で用いる電子写真感光体の導電性基
体としては、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレ
ス、真ちゅう等の金属の円筒状基体又は薄膜シート、ま
たはアルミニウム、錫合金、酸化インジウム等をポリエ
ステルフィルムあるいは紙、金属フィルムの円筒状基体
などに蒸着したものが挙げられる。

【００３１】感光体層の接着性改良、塗布性改良、基体
上の欠陥の被覆及び基体から電荷発生層への電荷注入性
改良などのために下引き層が設けられることが有る。下
引き層の材料としては、ポリアミド、共重合ナイロン、
カゼイン、ポリビニルアルコール、セルロース、ゼラチ
ン等の樹脂が知られている。これらを各種有機溶剤に溶
解し、膜厚が0.1 〜５μｍ程度になるように導電性基体
上に塗布される。

【００３２】本発明の電荷発生層は、光照射により電荷
を発生する電荷発生材料を主成分とし、必要に応じて公
知の結合剤、可塑剤、増感剤を含有する。

【００３３】電荷発生材料としては、ペリレン系顔料、
多環キノン系顔料、フタロシアニン顔料、金属フタロシ
アニン系顔料、スクエアリウム色素、アズレニウム色
素、チアピリリウム色素、及びカルバソール骨格、スチ
リルスチルベン骨格、トリフェニルアミン骨格、ジベン
ゾチオフェン骨格、オキサジアゾール骨格、フルオレノ
ン骨格、ビススチルベン骨格、ジスチリルオキサジアゾ
ール骨格又はジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ
顔料などが挙げられる。

【００３４】本発明の電荷輸送層は、電荷発生材料が発
生した電荷を受け入れこれを輸送する能力を有する電荷
輸送材料、シリコーン系レベリング剤及び結着剤を必須
成分とし、必要に応じて公知の可塑剤、増感剤などを含
有する。

【００３５】電荷輸送材料としては、ポリ−Ｎ−ビニル
カルバゾール及びその誘導体、ポリ−γ−カルバゾリル
エチルグルタメート及びその誘導体、ピレン−ホルムア
ルデヒド縮合物及びその誘導体、ポリビニルピレン、ポ
リビニルフェナントレン、オキサゾール誘導体、オキソ
ジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、９−（ｐ−ジ
エチルアミノスチリル）アントラセン、１，１−ビス
（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリル
アントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾ
ン類、ヒトラゾン誘導体等の電子供与性物質、或いはフ
ルオレノン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、インデ
ノチオフェン誘導体、フェナンスレンキノン誘導体、イ
ンデノピリジン誘導体、チオキサントン誘導体、ベンゾ
［ｃ］シンノリン誘導体、フェナジンオキサイド誘導
体、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタ
ン、プロマニル、クロラニル、ベンゾキノン等の電子受
容性物質などが挙げられる。

【００３６】電荷輸送層を構成する結着剤としては、電
荷輸送材料と相容性を有するものであれば良く、例えば
ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリアミ
ド、ポリエステル、ポリケトン、エポキシ樹脂、ポリウ
レタン、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリアクリ
ルアミド、フェノール樹脂、フェノキシ樹脂等が挙げら
れる。

【００３７】本発明の電子写真感光体の製造方法は公知
の浸漬塗布方法を適用し得る。その一例を以下に述べ
る。

【００３８】例えば、アゾ系顔料などの電荷発生材料
が、必要に応じて、結合剤、可塑剤、増感剤と共に適当
な溶剤、例えば、シクロヘキサノン、ベンゼン、クロロ
ホルム、ジクロロエタン、エチルエーテル、アセトン、
エタノール、クロルベンゼン、メチルエチルケトン等に
分散した塗布液の導電性基体を公知の方法で浸漬し、引
き上げ、乾燥して導電性基体上に電荷発生層を形成す
る。

【００３９】次いで、例えば、ヒドラゾン系化合物など
の電荷輸送材料及び結着剤を、必要に応じてレベリング
剤、可塑剤、増感剤と共に適当な溶剤、例えば、ジクロ
ロエタン、ベンゼン、クロロホルム、シクロヘキサノ
ン、エチルエーテル、アセトン、エタノール、ジクロロ
ベンゼン、メチルエチルケトン等に溶解した塗布液に電
荷発生層が塗布された導電性基体を公知の方法で浸漬
し、引き上げ、乾燥して電荷輸送層を形成する。

【００４０】上述の本発明の電子写真感光体の製造方法
は、浸漬塗布処理による 0.1μｍ以下の薄い、塗布ムラ
のない電荷発生層を得ることが出来、それにともない良
質な画像特性を有する電子写真感光体を得ることが出来
る。

【００４１】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。

【００４２】実施例１ 電荷発生層を形成する塗布液として、ジブロムアンスア
ンスロン１重量部、ブチラール樹脂（エスレックＢＭ−
２、積水化学（株）製）１重量部、シクロヘキサノン12
0 重量部を調合し、ボールミルにて12時間分散したもの
を作成した。この塗布液を円筒状のアルミニウム導電性
基体の表面に図１乃至図３に示された浸漬塗布槽の塗布
液の液面制御方法によって液面が所定位置に制御された
浸漬塗布装置にて、乾燥膜厚が0.08μｍとなるように塗
布し、80℃30分間乾燥して電荷発生層を形成した。

【００４３】次に電荷輸送層を形成する塗布液として、
ブタジエン系電荷輸送材（１，１−ビス（ｐ−ジエチル
アミノフェニル）−４，４ジフェニル−１，３−ブタジ
エン、高砂香料（株）製）１重量部、ポリカーボネート
樹脂（パンライトＬ−1225、帝人化成（株）製）１重量
部、をジクロロエタン10重量部に溶解し、電荷輸送層を
形成する塗布液を調整した。この塗布液を電荷発生層の
上に乾燥膜厚が25μｍとなるように浸漬塗布方法にて塗
布し、80℃１時間の乾燥して電荷輸送層を形成し電子写
真感光体を作成した。

【００４４】得られた感光体を所定の複写機に搭載しコ
ピーを行なったが、塗布液の流れによるすじ状のムラの
ない良質な画像が得られた。

【００４５】また、連続５回の浸漬塗布を試みたが、チ
ャックボデーの汚れもなく、且つ塗布必要な部分がすべ
て塗布され未塗布部分のない電子写真感光体が製造出来
た。良品率は１００％であった。

【００４６】比較例１ 図１乃至図３の浸漬塗布装置のかわりに図４の浸漬塗布
装置を用いる以外は実施例１と同様の方法にて電子写真
感光体を製造した。

【００４７】チェックボデーの汚れたものは４本で、未
塗布部分のあるものは16本で、良品率は５０％であっ
た。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明の方法は、複写の
高速化を図るための電荷発生層の膜厚を非常に薄く（例
えば、0.1 μｍ以下）することによる塗布ムラの発生を
解消し、塗布ムラのない、感度のバラツキの小さい電子
写真感光体を製造することが出来る。

【００４９】更に、導電性基体のチェックボデーを汚す
こともなく、且つ塗布必要な部分がすべて塗布され未塗
布部分のない電子写真感光体を製造することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の浸漬塗布装置の側面図である。

【図２】本発明の浸漬塗布装置の正面図である。

【図３】本発明の浸漬塗布装置の塗布液の液面制御法の
概略図である。

【図４】従来の浸漬塗布装置の概略図である。

【符号の説明】

４ 攪拌機 ６ 塗布液 13 塗布槽 17 塗布槽上端部 18 塗布槽集合体 19 回転台 20 エアーシリンダー 21 角度調製治具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂元 雅遊亀 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 新居 和幸 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 松本 浩史 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状導電性基体表面に少なくとも電荷
   発生層及び電荷輸送層を順次積層する電子写真感光体の
   製造方法において、塗布槽を傾斜して塗布液を抜くこと
   によって塗布槽の塗布液の液面を所定の位置に制御した
   塗布槽に浸漬塗布して電荷発生層を形成することを特徴
   とする電子写真感光体の製造方法。