(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光層の塗工過程におけるワークの搬送に用いられる電子写真感光体製造用ボビンにおいて、
ポリフェニレンサルファイドとフッ素樹脂とのポリマーアロイを基材とすることを特徴とする電子写真感光体製造用ボビン。
【請求項２】
射出成形の際にスキン層が形成され、該スキン層の膜厚が０．５μｍ以上である請求項１記載の電子写真感光体製造用ボビン。
【請求項３】
前記基材に充填材、強化材および導電材の少なくとも１種が添加されている請求項１又は２記載の電子写真感光体製造用ボビン。
【請求項４】
前記導電材がカーボンブラックまたはカーボンファイバーである請求項３記載の電子写真感光体製造用ボビン。
【請求項５】
ワーク内面に嵌合する３枚以上の羽根部分を有する羽根型構造を有し、該羽根部分のワークへの挿入端部が挿入方向に対し５〜４５°で傾斜している請求項１〜４のうちいずれか一項記載の電子写真感光体製造用ボビン。
【請求項６】
表面の動摩擦係数が０．３以下であり、かつ内部バルク層の動摩擦係数が０．３５以下である請求項１〜５のうちいずれか一項記載の電子写真感光体製造用ボビン。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか一項記載の電子写真感光体製造用ボビンの製造方法において、
前記電子写真感光体製造用ボビンの成形を、セパレートラインを該ボビンの羽根部分を避ける位置に設けた割型金型キャビティーを用いて行うことを特徴とする電子写真感光体製造用ボビンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光層の塗工過程においてワークの搬送に用いられる電子写真感光体（以下単に「感光体」とも称する）製造用ボビンおよびその製造方法に関する。ここで、ワークとは、製造過程にある感光体のことであり、感光層の塗工過程前においては導電性基板のみからなり、一般にはアルミニウム製素管である。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、感光層に有機材料を用いる有機感光体の塗工過程は、基板となるアルミニウム製素管の洗浄後、その外表面に下引き層、電荷発生層および電荷輸送層を順次塗工、乾燥させて形成するという一連の工程からなる。この工程全体にわたって、ワークにはボビンが挿入されて搬送され、各工程ごとにワークがボビンから着脱され、洗浄、塗工および乾燥が行われる。
【０００３】
かかるボビンは、一般に射出成形により成形され、使用する樹脂材料としては、成形性が良く、有機感光体の塗工過程に耐性（１５０℃以上の耐熱性、耐溶剤性、耐摩耗性）があり、かつ経済性にも優れていることから、ポリフェニレンサルファイド（以下「ＰＰＳ」と略記する）が採用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＰＰＳ製ボビンは、繰り返し使用の過程で、摩耗粉による塗膜の表面欠陥を生じるという問題があった。感光体基板には一般にアルミニウム製素管が用いられているため、樹脂製ボビンと該素管とが接触する際にボビンが摩耗して摩耗粉が発生し、この摩耗粉がワークに付着した状態で塗工を行うと、塗膜に表面欠陥が生ずることになる。
【０００５】
通常、ＰＰＳ製ボビンには、ボビンの強度を得るためにガラスファイバー等のファイバーが添加され、また、経済性のために炭酸カルシウムなどの充填材が添加される。その結果、成形されたボビンの断面は、図３に示すように、ＰＰＳのスキン層４と、ＰＰＳ、ファイバーおよび添加材が混在したバルク層５とからなる。スキン層４の部分は、ＰＰＳの特徴が活かされるためワークとの耐摩耗性は良好であるが、薄層であるため繰り返し使用の過程で摩耗してしまい、一旦バルク層５が現れてしまうと著しく摩耗が進行し、ワーク塗膜の表面欠陥が多発することになる。
【０００６】
また、ボビンが樹脂製であるために、環境の埃が静電的にボビンの表面に付着しやすいという問題がある。この埃がワークに付着して塗工されると塗膜の表面欠陥となり、あるいは塗工槽に混入して塗工液が汚染されると、同じく表面欠陥や塗工液の変質による感光体特性の異常をきたす原因ともなる。
【０００７】
この他の問題点として、ボビンの成形金型の構造が挙げられる。従来は図５に示すように、経済性のために金型キャビティー１０を分割したものが使用されていた。この場合、図５に見られるようにボビン１１の羽根部分１２の稜線部に金型キャビティーのセパレートライン（分割部）１３が設けられ、その結果、成形されたボビン１１の羽根部分１２の稜線部にセパレートラインに沿ってバリが生じていた。このバリは、ワークとの接触で容易に摩耗粉を発生し、ワークの塗膜欠陥の原因となっていた。
【０００８】
そこで本発明の目的は、ワークとボビンとの摩擦で生ずる摩耗粉による表面の塗膜欠陥の発生を防止し、良好な感光体を得ることのできる感光体製造用ボビンを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、上記に加え静電気による埃のボビン表面への付着が起こらない感光体製造用ボビンを提供することにある。
【００１０】
さらに、本発明の他の目的は、ボビンの成形品において羽根の稜線部にバリが発生することのない電子写真感光体製造用ボビンの製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、ワークの搬送に用いられるボビンの基材としてＰＰＳとフッ素樹脂とのポリマーアロイを用いることにより、感光体とボビンとの摩擦で生ずる摩耗粉による表面の塗膜欠陥の発生を防止することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
即ち、本発明の感光体製造用ボビンは、感光層の塗工過程におけるワークの搬送に用いられる感光体製造用ボビンにおいて、
ＰＰＳとフッ素樹脂とのポリマーアロイを基材とすることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の感光体製造用ボビンにおいては、射出成形の際にスキン層が形成され、該スキン層の膜厚が０．５μｍ以上であることが好ましい。また、前記基材に充填材、強化材および導電材の少なくとも１種を添加することができ、好ましくは前記導電材としてカーボンブラックまたはカーボンファイバーを添加する。さらに、本発明の感光体製造用ボビンは、ワーク内面に嵌合する３枚以上の羽根部分を有する羽根型構造を有し、かつ該羽根部分のワークへの挿入端部が挿入方向に対し５〜４５°で傾斜していることが好ましい。さらにまた、ボビン表面の動摩擦係数が０．３以下であり、かつ内部バルク層の動摩擦係数が０．３５以下であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明は、前記感光体製造用ボビンの製造方法に関し、この製造方法は、前記感光体製造用ボビンの成形を、セパレートラインを該ボビンの羽根部分を避ける位置に設けた割型金型キャビティーを用いて行うことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について説明する。
ワークの搬送に用いられる感光体製造用ボビンは、ワークに挿入して用いられ、かかるワークは各工程ごとにボビンから着脱され、洗浄、塗工および乾燥が行われる。本発明によれば、かかるボビンの基材をＰＰＳとフッ素樹脂とのポリマーアロイとすることで、ワークとボビンとの摩擦で生ずる摩耗粉による表面の塗膜欠陥の発生を防止することが可能となった。尚、本発明のボビンにおいては、ＰＰＳとフッ素樹脂とのポリマーアロイを基材としていることにより、単に表面の平滑性のみならず、内部のバルク層の平滑性をも高めることができた。従って、表面のスキン層が削れたとしても、バルク層そのものについても従来に優る平滑性が得られたため、従来のような脆弱なバルク層とは大いに異なり、容易に削れてしまうことはなく、削れが抑制された効果が確認されている。
【００１６】
本発明に係るポリマーアロイには、経済性のために炭酸カルシウムなどの充填材や、機械的強度向上のためにガラスファイバーなどの強化材を添加することができる。また、静電気による埃のボビン表面への付着が起こらないようにするために、導電材を添加することでボビンの抵抗値を下げることが好ましく、より好ましくはカーボンブラックまたはカーボンファイバーを添加する。導電材は、成形性の面から、基材に対し３０重量％以下で添加することが好ましく、抵抗率を０．１Ω・ｃｍまたは０．０１Ω・ｃｍまで下げることができる。かかるポリマーアロイは、例えば商品名ＲＦＣ２１３０Ｕ（旭硝子（株）製）として市場で入手することができる。
【００１７】
本発明のボビンは、射出成形により製造することができるが、これにより図３に示すようなスキン層が形成される。このスキン層４の膜厚は、好ましくは０．５μｍ以上となるように射出成形条件、例えば温度や圧力を適宜調整する。本発明においては、スキン層４はＰＰＳとフッ素樹脂とのポリマーアロイから構成され、スキン層下部のバルク層５は、ポリマーアロイと充填材やカーボンファイバー等の添加材とから構成される。従って、添加材の量を低減することによりスキン層４を厚くすることができる。スキン層４はバルク層５に比べて滑りが良いので、バルク層５に比べ摩耗量が少ない。従って、スキン層４を厚くすることにより、バルク層５を保護することができる。
【００１８】
図１および２に示すように、本発明のボビン１は、ワーク３内面と嵌合する３枚以上の羽根部分２を有する羽根型構造を有し（図１に示す例では４枚の羽根部分を有する）、該羽根部分２のワーク３への挿入端部の挿入方向に対する角度θを５〜４５°で傾斜させることが好ましい。羽根型構造とすることによりワーク内面と嵌合するボビンの接触面積を小さくし、また羽根部分２のワーク３への挿入端部の挿入角度θを調整することによりワーク３の着脱による衝突や摩耗を軽減することができ、摩耗粉の発生を抑制することができる。また、強度面への考慮および羽根部分２の厚さとの兼ね合いから、羽根部分２は３枚以上とすることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の感光体製造用ボビンは、ボビン表面の動摩擦係数が０．３以下であり、かつ内部バルク層の動摩擦係数が０．３５以下であることが好ましい。これにより、ボビンとワークとの摩擦を抑制し、摺動性を高めるために、ボビンの削れを抑え、発塵を抑えることができる。
【００２０】
本発明のボビンの製造方法においては、図４に示すように、ボビン１の成形を、セパレートライン６を該ボビン１の羽根部分２を避ける位置に設けた割型金型キャビティー７を用いて行う。これにより、成形されたボビンの羽根部分２にバリが生じることがなく、ワークの塗膜欠陥の原因の一つが解消されることになる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
先ず、下記の試験材料１および２で作製したテストピースについて、ＪＩＳ  Ｈ８５０３−１９８３に準拠して摩耗試験を実施した。
試験材料
試験材料１：ＰＰＳにカーボンファイバー３０重量％とフッ素３０重量％が添加されてなるＰＰＳ樹脂（商品名：フォートロン７１４０Ａ４、ポリプラスチック（株）製）
試験材料２：ＰＰＳ５０重量％、変性フッ素樹脂２０重量％およびカーボンファイバー３０重量％からなるポリマーアロイ（商品名：ＲＦＣ２１３０Ｕ、旭硝子（株）製）
【００２２】
摩耗試験条件
荷重      ７００ｇｆ
摩耗輪    アルミ５０５２  １８Ｓ仕上げ面
摺動回数  ２０００回（摩耗輪５周）
摩耗試験の結果を下記の表１に示す。
【００２３】
【表１】
0003750711.tif 000002
＊１）摩耗深さはごく微小であり、また摩耗面において均一に摩耗しておらず、参考値程度である。
＊２）摩耗面外観は、摩耗面のレーザ顕微鏡写真の観察による。レーザー顕微鏡は、共焦点光学系により測長を行い、被写界深度が狭く、０．１μｍのオーダーである。
＊３）表面（スキン層）における動摩擦係数
＊４）０．５〜１．０ｍｍ表面下のバルク層における動摩擦係数
【００２４】
表１より総合的に判断すると、本発明に係る試験材料２は摩耗量が小さく、アルミとの相性が良好であり、その他の様々な条件をも満たしていることが分かる。
【００２５】
次に、上記試験材料２を用いて以下の如く射出成形にてボビンを試作した。
実施例１
ＰＰＳ５０重量％、変性フッ素樹脂２０重量％およびカーボンファイバー３０重量％からなるポリマーアロイ（商品名：ＲＦＣ２１３０Ｕ、旭硝子（株）製）を、図４に示す割型金型キャビティーを用いて成形型温度１４０℃にて射出成形し、図１に示す形状のボビンを作製した。このボビンのスキン層の膜厚は１．０μｍであった。
【００２６】
実施例２
成形型温度を１５０℃とした以外は実施例１と同様にしてボビンを作製した。このボビンのスキン層の膜厚は１．３μｍであった。
【００２７】
比較例１
実施例１におけるポリマーアロイの代わりに、ＰＰＳ３５重量％にガラスファイバー４５重量％とガラスビーズ２０重量％とが添加されてなるＰＰＳ樹脂（商品名：フォートロン６４６５Ａ６、ポリプラスチック（株）製）を用いた以外は実施例１と同様にしてボビンを作製した。このボビンのスキン層の膜厚は０．５μｍであった。
【００２８】
比較例２
実施例１におけるポリマーアロイの代わりに、ＰＰＳにガラスファイバー４０重量％が添加されてなるＰＰＳ樹脂（商品名：フォートロン１１４０Ａ６４、ポリプラスチック（株）製）を用いた以外は実施例１と同様にしてボビンを作製した。このボビンのスキン層の膜厚は０．８μｍであった。
【００２９】
比較例３
実施例１におけるポリマーアロイの代わりに、ＰＰＳにカーボンファイバー３０重量％とフッ素１０重量％が添加されてなるＰＰＳ樹脂（商品名：フォートロン７１４０Ａ４、ポリプラスチック（株）製）を用いた以外は実施例１と同様にしてボビンを作製した。このボビンのスキン層の膜厚は０．９μｍであった。
【００３０】
実施例１、２および比較例１〜３で作製したボビン表面について、処理前の表面形態観察、刃物による切片の形態観察（スキン層評価）、グラインダーによる研磨後の表面形態観察を前述のレーザー顕微鏡を用いてそれぞれ行い、摩耗性を評価した。
【００３１】
その結果、処理前の観察では、実施例１および２に比べ、比較例１〜３の表面の凹凸が顕著であった。また、グラインダー（粒度１２０）により表面を研磨した後、研磨面の凹凸状態を再度観察したところ、実施例１および２のポリマーアロイの凹凸は比較例のものに比べて少なかった。従って、実施例のボビンは比較例のボビンに比し、摩耗面からの発塵が少ないことが確かめられた。尚、実施例１と２との、成形型温度による差異は確認できなかった。
【００３２】
【発明の効果】
塗工過程においてワークの搬送に用いられる本発明のボビンによれば、ワークと該ボビンとの摩擦で生ずる摩耗粉による感光体表面の塗膜欠陥の発生が防止され、良好な感光体を得ることができる。また、かかるボビンの基材に導電材を添加することにより静電気による埃の付着を防ぐことができる。更に本発明のボビンの製造方法においては、羽根の稜線部にバリが発生せず、ワークとの接触でこのバリに基づく摩耗粉を生ずることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のボビンの好適例を示す斜視図である。
【図２】ワークに挿入されたボビンを示す断面図である。
【図３】ボビンの表面部の拡大断面図である。
【図４】本発明に係る金型キャビティーの構造図である。
【図５】従来の金型キャビティーの構造図である。
【符号の説明】
１  ボビン
２  羽根部分
３  ワーク
４  スキン層
５  バルク層
６  セパレートライン
７  割型金型キャビティー
１０  金型キャビティー
１１  ボビン
１２  羽根部分
１３  セパレートライン
【図１】
0003750711.tif 000003
【図２】
0003750711.tif 000004
【図３】
0003750711.tif 000005
【図４】
0003750711.tif 000006
【図５】
0003750711.tif 000007