(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの塗布槽中の塗布液に複数本の円筒状基体を同時に浸漬し、引上げて該円筒状基体上に塗布膜を形成する電子写真感光体の塗布装置において、塗布槽の上に溶媒蒸気溜室とその上にそれぞれの円筒状基体に対応した乾燥フードを備え、前記溶媒蒸気溜室と乾燥フードの間に０．１〜１０ｍｍの間隙幅を有する排気口を有することを特徴とする電子写真感光体の塗布装置。
【請求項２】
前記乾燥フードは円筒状基体通過時のフードと円筒状基体間の隙幅が該円筒状基体の直径比で１／１０〜１に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子写真感光体の塗布装置。
【請求項３】
前記乾燥フードが多数の通気孔を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子写真感光体の塗布装置。
【請求項４】
前記通気孔の１つの開口径が０．１〜１０ｍｍφ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の塗布装置。
【請求項５】
前記通気孔全体の開口面積比（乾燥フード全体の面積に対して）が５〜５０％であることを特徴とする請求項３又は４に記載の電子写真感光体の塗布装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子写真感光体の塗布装置を用いて、複数本の円筒状基体を同時に塗布液に浸漬し、引き上げて円筒状基体上に塗布膜を形成することを特徴とする電子写真感光体の塗布方法。
【請求項７】
前記電子写真感光体の塗布膜厚が５〜３００μｍであることを特徴とする請求項６に記載の電子写真感光体の塗布方法。
【請求項８】
塗布液が電荷発生層形成用塗布液であることを特徴とする請求項６又は７に記載の電子写真感光体の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真感光体の塗布装置及び該塗布装置を用いた電子写真感光体の塗布方法、該塗布方法により作製された電子写真感光体に関するものであり、特に電子写真感光体の製造において円筒状基体の外周面に有機感光層を形成する浸漬塗布を用いた塗布装置、該塗布装置を用いた塗布方法、及び電子写真感光体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真感光体の感光層を構成する光導電材料としては、セレン、硫化カドミウム、酸化亜鉛等の無機化合物およびポリビニルカルバゾールに代表される有機化合物が提案されており、また、感光層を電荷発生層と電荷輸送層とに分離した積層型電子写真感光体においては、電荷発生材料および電荷輸送材料として、種々の有機化合物が提案され、有機感光体として実用化されている。従来、このような有機感光体の塗布方法としては、浸漬塗布法、スプレー塗布法、スピン塗布法、ビード塗布法、ワイヤーバー塗布法、ブレード塗布法、ローラー塗布法、押出し塗布法、カーテン塗布法等の各種塗布方法が知られているが、特に円筒状基体の外周面に均一な感光層を形成する方法としては、浸漬塗布法が広く用いられている。
【０００３】
近年、電子写真感光体が使用される複写機、プリンター、ファクシミリ等の装置に対しては、小型化、軽量化の要求が強く、これに伴って電子写真感光体も年々小径化がはかられている。電子写真感光体、特に小径の円筒状基体を使用した電子写真感光体を浸漬塗布法によって製造する方法としては、生産性向上の観点から、特開平５−８８３８５号公報、特開平６−２６２１１３号公報に記載されているように、複数の円筒状基体を同時に塗布液に浸漬し、引き上げる多数本同時浸漬塗布方法が一般的に採用されている。特に、円筒状基体同士の間隔が狭くなれば、さらに生産性が上がり有利となるが、その際に、円筒状基体引上げ時に形成される塗布膜から発生する溶剤蒸気や、塗布槽液面から発生する溶剤蒸気の影響により、円筒状基体上に形成される塗布膜の指触乾燥速度がそれぞれの円筒状基体間、あるいは一本の円筒状基体内で不均一となり、膜厚むらを発生してしまう。その回避策としては、特開昭５９−１２７０４９号公報等に記載されているように、円筒状基体が液体液面より引き上げられていない時に、液受け槽近傍に外部よりエアーを送り込み、液受け槽近傍より溶剤蒸気濃度を事前に低減し、指触乾燥速度を促進させるもの、特開平３−１５１号公報等に記載されているように、液受け槽近傍に溶剤蒸気排出口を設け、ＯＮ−ＯＦＦ機構を付与した強制排気装置に連結し、塗布槽液面から引上げ時に円筒状基体周辺の溶剤蒸気濃度を制御するもの等により、膜厚むらを抑制することが行われている。
【０００４】
しかしながら、上記のような技術ではエアー供給口近傍や強制排気装置に連結する溶剤蒸気排出口近辺の円筒状基体の周辺では、溶剤蒸気濃度は低いが、離れた箇所のそれは高くなり、溶剤蒸気濃度の均一化をはかることは困難であった。
【０００５】
特に、多数本の円筒状基体を同時に塗布する装置では、円筒状基体毎にその周辺の溶媒蒸気濃度が不均一になりやすく、各基体間で乾燥速度が異なり、膜厚むらや先頭薄膜が増大した感光体が出現し、生産性が低下する原因となっていた。
【０００６】
上記溶媒蒸気濃度の不均一化に対する回避策として、例えば、特開平８−２２０７８６号に示されるように、リサイクル管の途中で、且つ塗布槽の液面より低い位置に溶媒蒸気排出口を設け、比重が空気より重く、飽和蒸気濃度が比較的低い溶媒を用いて、塗布層液面上の溶媒蒸気濃度を均一化する方法が提案されている。しかしながらこの方法では、飽和蒸気濃度が低い溶剤を用いることにより、乾燥速度が遅く成りやすく、指触乾燥（指で触ってもべとつかない状態になること）に達するまでに、塗布膜が流れやすくなり、その結果塗布先端の塗布膜が薄くなる先頭薄膜が大きくなったり、膜厚むらを発生しやすい。特に、塗布膜厚が薄い電荷発生層等では膜厚むらが発生しやすい傾向にある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、従来の技術における上記のような問題を解決することを目的としてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、多数本の円筒状基体を同時に引上げた時に形成される塗布膜から発生する溶剤蒸気、および塗布槽液面から蒸発する溶剤蒸気を円筒状基体周辺で、できるだけ均一に排出し、飽和蒸気濃度が高い塩化メチレン等の溶剤を用いても、均一に溶媒を排出でき、且つ乾燥膜厚が１μｍ以下の電荷発生層等を塗布しても膜厚むらが小さい電子写真感光体の塗布装置を提供することにある。本発明の他の目的は、円筒状基体上に、浸漬塗布法によって膜厚むらのない感光層を形成することができる電子写真感光体の塗布方法を提供することにあり、該塗布方法を用いて形成された電子写真感光体を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は以下の構成を取ることにより達成される。
【０００９】
１．１つの塗布槽中の塗布液に複数本の円筒状基体を同時に浸漬し、引上げて該円筒状基体上に塗布膜を形成する電子写真感光体の塗布装置において、塗布槽の上に溶媒蒸気溜室とその上にそれぞれの円筒状基体に対応した乾燥フードを備え、前記溶媒蒸気溜室と乾燥フードの間に０．１〜１０ｍｍの間隙幅を有する排気口を有することを特徴とする電子写真感光体の塗布装置。
【００１０】
２．前記乾燥フードは円筒状基体通過時のフードと円筒状基体間の隙幅が該円筒状基体の直径比で１／１０〜１に構成されていることを特徴とする前記１に記載の電子写真感光体の塗布装置。
【００１１】
３．前記乾燥フードが多数の通気孔を有することを特徴とする前記１又は２に記載の電子写真感光体の塗布装置。
【００１２】
４．前記通気孔の１つの開口径が０．１〜１０ｍｍφであることを特徴とする前記３に記載の電子写真感光体の塗布装置。
【００１３】
５．前記通気孔全体の開口面積比（乾燥フード全体の面積に対して）が５〜５０％であることを特徴とする前記３又は４に記載の電子写真感光体の塗布装置。
【００１４】
６．前記１〜５のいずれか１項に記載の電子写真感光体の塗布装置を用いて、複数本の円筒状基体を同時に塗布液に浸漬し、引き上げて円筒状基体上に塗布膜を形成することを特徴とする電子写真感光体の塗布方法。
【００１５】
７．前記電子写真感光体の塗布膜厚が５〜３００μｍであることを特徴とする前記６に記載の電子写真感光体の塗布方法。
【００１６】
８．塗布液が電荷発生層形成用塗布液であることを特徴とする前記６又は７に記載の電子写真感光体の塗布方法。
【００１８】
以下、本発明を詳細に説明する。
図１は本発明の多本同時浸漬塗布装置の一例の概略構成を示すものであり、円筒状基体を塗布液から引上げ途中の状態を示すものである。図１において、塗布槽６の上には外部のエアー流れの影響を防止するための溶媒蒸気溜室１１を有しており、該溶媒蒸気溜室１１の上部に個別の乾燥フード１４が設けられている。円筒状基体は塗布槽６から引き上げられると、溶媒蒸気溜室１４に入り、ここで塗布膜が大量の溶媒蒸気を放出し、個別の乾燥フード１４に送られ乾燥される。本発明では前記溶媒蒸気溜室１１と乾燥フード１４の間に排出口１２を設ける。排出口１２を設けることにより、塗布液に高い飽和蒸気圧の溶媒を用いた場合でも溶媒蒸気溜室１１内の溶媒蒸気濃度を全体に均一に維持することができ、塗布膜の指触乾燥むらを発生させない。
【００１９】
ここで、溶媒蒸気溜室とは塗布層を覆い、塗布液や塗布膜から発生する溶媒蒸気を一旦、よどませ、溶媒蒸気濃度が均一な雰囲気を保つための部屋である。排出口は塗布された基体が引き上げられたとき、円筒状基体を取り巻くように溶媒蒸気溜室と乾燥フードの間に形成されている。又、乾燥フードは円筒状基体を取り囲む構造を有する。
【００２０】
一方、塗布液１は、塗布液タンク２から供給配管３を通してポンプ４によって圧送され、フィルター５を介して塗布槽６内に供給される。塗布槽６は槽内塗布液流速均一性を得るために下部にメッシュ１５を挿入してある。塗布槽６内に供給された塗布液はオーバーフローし、塗布槽６の上部の溶媒蒸気溜室１１の下端部に設けられた塗布液受け槽７で補集されリサイクル管８に流出し、塗布液タンク２に回収される。この浸漬塗布装置を用いて浸漬塗布を行う場合、円筒状基体９が塗布槽６に浸漬され、その後、引き上げられた時、塗布槽液面１０を一定に保持する目的で、常にオーバーフローするように循環手段によって塗布液を循環する。
【００２１】
従来、多数本の円筒状基体を同時に塗布する場合、塗布液層６の上に設けられる乾燥フードは図２の如く、溶媒蒸気溜室を乾燥フードと兼用した構造、即ち、多数本基体の全部を大型の乾燥フード１４（以下、大型乾燥フードとも云う）で囲んだ構造の装置が用いられていたが、この構造では乾燥フード１４の中の溶媒蒸気濃度が均一に低下しにくく、各基体の周辺の溶媒蒸気濃度を均一に低下させるのが難しく、膜厚むらや先頭薄膜の増大を引き起こしがちであった。
【００２２】
本発明では図１の如く、溶媒蒸気溜室と乾燥フードを分離し、乾燥フードを個別の円筒状基体毎に設けることにより、各円筒状基体間の乾燥条件を均一にし、且つ乾燥フード内の溶媒蒸気濃度を均一に低下させることにより、膜厚むらや先頭薄膜の増大を防止し、各感光体間の特性ばらつきを小さくすることが出来る。
【００２３】
上記乾燥フードは円筒状基体を通過させるに十分な円筒状の形態を有することが好ましい。即ち、乾燥フードのフードと円筒状基体間の間隙幅が該円筒状基体直径比で１／１０〜１に構成することが好ましい。該直径比が１／１０未満の場合は円筒状基体の通過に際して、乾燥フードと基体が接触し、塗布膜を削る等の障害が出やすく、一方、直径比を１より大きくしても、装置が大型になるだけで、生産性の向上には寄与しない。通気孔１つの開口径は、０．１〜１０ｍｍが好ましい。０．１ｍｍ未満だと乾燥フード中に溶媒蒸気が滞留しやすく、１０ｍｍより大きいと乾燥フード内が外気により攪乱されやすい。
【００２４】
又、乾燥フードには多数の通気孔を有することが好ましい。該通気口の全体の開口面積比（乾燥フード全体の面積に対して）は５〜５０％であることが好ましい。５％未満では乾燥フード中に溶媒蒸気が滞留しやすく、５０％より大きいと乾燥フード内の環境が外気により、攪乱されやすい。
【００２５】
又、乾燥フードの長さは５〜３００ｃｍが好ましい。５ｃｍ未満では乾燥フードの効果が小さく、膜厚むらの発生等の防止効果が小さい。一方３００ｃｍより大きくても、装置が大型化するに見合った効果が得られない。
【００２６】
本発明は乾燥フードの下、塗布槽の上に溶媒蒸気溜室を有するが、乾燥フードの塗布液面からの距離は１〜１００ｃｍの間が好ましい。即ち、１ｃｍ未満では溶媒蒸気溜室の空間が狭くなり、塗布直後の塗布膜を安定させることが出来ない。又、１００ｃｍより大きくても装置が大型化するに見合った効果が得られない。
【００２７】
又、本発明は溶媒蒸気溜室と乾燥フードの間に排気口を設ける。該排気口から溶媒蒸気を排出させることにより、溶媒蒸気溜室全体の溶媒蒸気濃度を均一にし、塗布直後の乾燥速度を感光体間、或いは基体の円周方向による膜厚むらを小さくする事が出来る。
前記排出口１２は溶媒蒸気溜室と乾燥フードの間に０．１〜１０ｍｍの間隙幅で設置する。０．１ｍｍ未満では溶媒蒸気の排出量が十分でなく、１０ｍｍ以上だと溶媒蒸気の排出は十分であるが、溶媒蒸気溜室が外部空気の流れの影響を受けやすく、溶媒蒸気溜室の溶媒蒸気濃度の均一性が乱されやすい。
【００２８】
前記溶媒蒸気溜室の上部蓋部分には円筒状基体を通過させるに必要な開口部（穴）が設けられている。この開口部は円筒状基体と同様に円形が好ましい。
【００２９】
前記乾燥フードの乾燥条件は自然乾燥が好ましい。該乾燥フード内の塗布膜は塗布直後の状態であるので、強制的に乾燥風を送り込むと、却って膜厚むらや、先頭薄膜を増加させる。
【００３０】
また、複数の円筒状基体の外周面に同時に塗膜を形成させるのに、各基体の塗布乾燥条件を均一にすることが好ましく、お互いの円筒状基体の配列位置に差が出ない配列方法が好ましい。このような基体の配列方法としては、図３に図示した４本同時塗布装置の配列方法が好ましい。
【００３１】
以上、本発明の装置を用いて多数本の円筒状基体に浸漬塗布することにより、浸漬塗布直後の指触乾燥の条件を個々の基体間で均一に保ちながら溶媒を系外に排出ができる。その結果、塗布膜厚（塗布直後の溶媒を含んだ塗布膜厚）が３０〜３００μｍの広い範囲で膜厚むらを小さくできる。
【００３２】
又、飽和蒸気圧が０．７〜８０ｋＰａの広い範囲から溶媒を選択しても、膜厚むらの改良効果を持続することが出来る。
【００３３】
本発明において、円筒状基体としては、電子写真感光体において使用される公知の導電性のものが使用される。また、円筒状基体に塗布される感光体形成用塗布液としては、公知の材料ならどのようなものでも使用可能である。例えば、下引き層塗布液、電荷発生層塗布液、電荷輸送層塗布液等が使用され、それにより感光体構成層である下引き層、電荷発生層、電荷輸送層が形成される。しかしながら、他の感光層構成層、例えば、中間層、表面層等を形成するための塗布液を使用することも可能である。
【００３４】
本発明において用いられる塗布液溶剤としては、一般的に、有機感光層形成用塗布液に使用される有機溶剤であればその殆どが含まれる。具体的には、例えば、塩化メチレンのようなハロゲン化炭化水素、テトラヒドロフランのようなエーテル、エチルアルコールのようなアルコール、シクロヘキサノンのようなケトン等があげられる。
【００３５】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００３６】
実施例１
以下の様にして、円筒状基体上に中間層を形成した。
【００３７】
ポリアミド樹脂ＣＭ８０００（東レ社製）１質量部、メタノール１０質量部を同一容器中に加え溶解分散して、中間層塗布液１を作製した。該中間層塗布液を図１の独立した乾燥フード（各乾燥フードには多数の３ｍｍφの通気口があり、通気孔の開口面積比は２５％）を有する４本同時浸漬塗布装置を用いて円筒状アルミニウム基体（１．０ｍｍｔ×３０ｍｍφ×３４０ｍｍ）上に塗布した。その時の塗布液温度は２４℃とした。アルミニウム基体を塗布液から引き上げる速度は４８０ｍｍ／ｍｉｎとした。排出口１２の位置としては、図１に示す溶媒蒸気溜室と乾燥フードの間に間隙幅１ｍｍで設置されている。該排出口は塗布槽液面から１０ｃｍの高さに５０ｍｍの円で形成されている。また、塗布液循環流量は５Ｌ／ｍｉｎ、リサイクル管８の径は、内径１５０ｍｍφとした。塗布した各基体は１５ｃｍの各乾燥フードを経由し風乾した後、乾燥機に入れ、７０℃において、１０分間加熱乾燥し、膜厚０．１μｍの中間層を形成した。４本それぞれの膜厚むら値を表１に示す。ここで、膜厚むら値は、塗布膜上端から２０ｍｍ、５０ｍｍ、１６０ｍｍ、３００ｍｍのそれぞれの箇所の円周方向４点（９０°間隔）、合計１６点の膜厚値の最大値と最小値の差である。２４℃におけるメタノールの飽和蒸気圧は１６〜１８．７ｋＰａであった。
【００３８】
比較例１
比較のために、図２記載のように大型乾燥フードを用いた塗布装置にした以外は、実施例１と同一の条件で中間層の塗布操作を行った。その結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
0004175453.tif 000002
【００４０】
尚、膜厚測定は光検出方式の膜厚測定器ＭＣＰＤ−１０００（瞬間マルチ測光検出器：大塚電子（株））を用いて行った。
【００４１】
実施例２
Ｙ型チタニルフタロシアニン６０ｇ、シリコーン変性ブチラール樹脂（信越化学社製）７００ｇ、２−ブタノン２０００ｍｌを混合し、サンドミルを用いて１０時間分散し、電荷発生層塗布液を調製した。この塗布液を図１の独立した乾燥フード（各乾燥フードには多数の３ｍｍφの通気口があり、通気孔の開口面積比は２５％）を有する４本同時浸漬塗布装置を用いて、上記実施例１により得られた中間層が形成されたアルミニウム基体の上に塗布し、７０℃において１０分間乾燥し、膜厚０．２μｍの電荷発生層を形成した。アルミニウム基体を塗布液から引き上げる速度は２４０ｍｍ／ｍｉｎとした。その時の塗布液温度は２４℃とした。排出口１２の位置としては、図１に示す溶媒蒸気溜室と乾燥フードの間に間隙幅１ｍｍで設置されている。該排出口は塗布槽液面から１０ｃｍの高さに５０ｍｍの円で形成されている。また、塗布液循環流量は５Ｌ／ｍｉｎ、リサイクル管８の径は内径１５０ｍｍφとした。４本それぞれの膜厚むら値を表２に示す。膜厚むら値は、塗布膜上端から２０ｍｍ、５０ｍｍ、１６０ｍｍ、３００ｍｍのそれぞれの箇所の円周方向４点（９０°間隔）、合計１６点の膜厚値の最大値と最小値の差である。ここで２４℃における２−ブタノンの飽和蒸気圧は、約２．３ｋＰａであり、空気に対する比重は、約０．８１であった。
【００４２】
比較例２
比較のために、図２記載のように大型乾燥フードを用いた以外は、実施例２と同一の条件で前記中間層上に電荷発生層の塗布操作を行った。その結果を表２に示す。
【００４３】
【表２】
0004175453.tif 000003
【００４４】
実施例３
実施例２において、排気口の間隔幅１ｍｍを８ｍｍに変更した以外は同様にして、前記中間層上に電荷発生層を塗布した。その結果、各基体の膜厚偏差は実施例２とほぼ同様の結果が得られた。
【００４５】
実施例４
実施例２において排気口の間隔幅１ｍｍを０．２ｍｍに変更した以外は同様にして、前記中間層上に電荷発生層を塗布した。その結果、各基体の膜厚偏差は実施例２とほぼ同様の結果が得られた。
【００４６】
表１、表２から、複数本の円筒状基体を同時に塗布液に浸漬する塗布槽の上に複数本の円筒状基体に対応した独立フードを設けた塗布装置を用いて形成した中間層及び電荷発生層は、比較の大型乾燥フードを用いた場合に比し、著しく膜厚むらが改善されていることが見いだされる。
【００４７】
又、これらの実施例１〜４及び比較例１、２の各電荷発生層上に乾燥膜厚２０μｍの電荷輸送層を浸漬塗布して、電子写真感光体を作製した。これらの電子写真感光体を市販の電子写真方式のプリンターに搭載し、ハーフトーン画像を形成し、画像評価を行った。その結果、実施例１〜４から作製した電子写真感光体を用いた画像評価ではどの感光体を用いても画像むらのない、良好なハーフトーン画像が得られたが、比較例１、２から得られた電子写真感光体を用いた画像評価ではハーフトーン画像に画像むらが発生していた。
【００４８】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように、独立した乾燥フードを有する本発明の電子写真感光体の塗布装置を用いることにより、各円筒状基体に形成された感光層あるいは中間層の膜厚は、全ての円筒状基体で均一性が高く作製することができ、その結果良好な円筒状電子写真感光体を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多本同時浸漬塗布装置の一例の概略構成を示す図である。
【図２】大型乾燥フードを用いた塗布装置の図である。
【図３】４本同時塗布装置の配列方法の図である。
【符号の説明】
１  塗布液
２  塗布液タンク
３  供給配管
４  ポンプ
５  フィルター
６  塗布槽
７  塗布液受け槽
８  リサイクル管
９  円筒状基体
１０  塗布槽液面（オーバーフロー面）
１１  溶媒蒸気溜室
１２  排出口
１４  乾燥フード
１５  メッシュ
【図１】
0004175453.tif 000004
【図２】
0004175453.tif 000005
【図３】
0004175453.tif 000006