JPH04125565A - 有機電子写真感光ドラムおよびこれに用いる円筒形導電性基体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、円筒形導電性基体表面に光導電性有機化合
物を含有する塗布液を塗布・乾燥して形成した感光層を
備えた有機電子写真感光ドラムとこれに用いられる円筒
形導電性基体に関する。

〔従来の技術〕

現在用いられている有機電子写真感光ドラムの製造方法
としては、有機光導電性顔料の分散溶液や有機光導電性
化合物の溶液のバインダー樹脂を含む塗布液を円筒形導
電性基体上に塗布し乾燥する工程を経て感光ドラムを製
造する方法が採用されている。

この製造方法は、５ｅ−Ｔｅ系、＾ｓ、Ｓｅ３系、　　
ａ　−３ｌ系などの感光ドラムにおける蒸着あるいはプ
ラズマＣＶＤ工程による製造方法に比べて連続生産が可
能であり、工程上有利といえる。

この製造方法が適用できる感光ドラムとして、フタロシ
アニン系化合物、アゾ系化合物などの有機顔料の分散溶
液を塗布・乾燥して電荷発生層を形成し、次いでその上
にピラゾリン系化合物、ヒドラゾン系化合物、オキサジ
アゾール系化合物。

スチリル系化合物などを含むバインダー樹脂溶液を塗布
・乾燥して電荷輸送層を形成した機能分離型有機電子写
真感光ドラムが開発され、特性面だけでなく加工性、コ
ストなどの生産面での利点があるため、その用途範囲が
拡大してきている。

〔発胡が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述の製造方法においては、塗布・乾燥
する際の加熱の不均一さが感光ドラムの特性上問題とな
る帯電ムラ、感度ムラをひきおこし、工程歩留り低下の
原因となっている。不均一加熱により塗布液の溶剤の気
化速度が部分的に異なり、感光層内の光導電性化合物な
どの機能物質の濃度が不均一になったり、感光層の形態
的不均一さが生じて、その結果、特性上のムラが発生す
ると考えられる。このような問題を避けるために、従来
、乾燥工程に関しては、塗布機自然状態で溶剤を気化さ
せ、塗布膜の流動性がなくなった状態にしてから熱風乾
燥し、残存溶剤を除去し硬化させていたが、時間がかか
ることおよび歩留りが必ずしも良くないなどの問題があ
った。

この発明は、上述の問題点を解消して、塗布・乾燥工程
を採る方法で生産性良く製造可能で、かつ、特性ムラが
少なく安定して良好なを機電子写真感光ドラムおよびこ
れに用いられる円筒形導電性基体を提供することを解決
しようとする課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、この発胡によれば、光導電
憧有機化合物を含む塗布液を円筒形導電性基体に塗布・
乾燥して形成した感光層を備えた有機電子写真感光ドラ
ムにおいて、前記円筒形導電性基体の体積熱容量をｄ　
ｃａｌ　／ｃｔｌ−にとし、かつ、前記円筒形導電性基
体の単位断面当りの熱伝導量をｋ　ｃａｔ　／５ｅｃ−
にとしたとき、前記円筒形導電性基体のに／ｄの値が０
．１以上である有機電子写真感光ドラムとする。

このような感光ドラムに用いろれる円筒形導電性基体は
、その肉厚が基体の外径に応じて前記に／ｄの値が０．
１となる曜さとされた円筒形導電性基体である。

円筒形導電性基体の材質としてはアルミニウムまたはア
ルミニウムを主成分とする材料が好適である。

〔作用〕

Ｈ筒形導電性基体に塗布液を塗布・乾燥する場合、生産
性を上げるために乾燥機内に多数本の基体を投入する方
法が採られる。この時基体は静蓋されており、乾燥機に
より生成された熱風は基体に対して不均等に吹きつ；丈
られることになる。乾燥機の構造を種々工夫して、常に
一定温度の熱風が基体全体に吹きつけられる構造となる
ようにしても、必ず熱風の風上側と風下側が生じるので
基体全体を均一に加熱することは困難である。このたｔ
に乾燥時基体上に温度分布差が生じ得られる感光ドラム
の特性にムラが発生することになる。

この点に鑑み、円筒形導電性基体の熱的特性に注目して
鋭意検討を繰り返した結果、基体の比熱と熱伝導量との
間に特定の関係を満たすように製作された基体を用いる
ことにより、上述の乾燥上の不具合を解決できることを
見いだした。すなわち、感光ドラムの帯電ムラなど特性
上のムラの原因となる乾燥時の基体の温度分布差をでき
るだけ小さくするためには部分的に熱が蓄積されないよ
うに基体の内面における熱の拡散をできるだけ早めれば
よい。熱の拡散の程度は熱の伝わり易さの目安である単
位断面当りの熱伝導量と温まり易さの目安である体積熱
容量との比によって決まる。

基体の体積熱容量をｄ　ｃａｌ　／ｃｉ　−Ｋとし、単
位断面当りの熱伝導量を　ｋ　ｃａｌ　／５ｅｃ−にと
したときに／ｄの値が０．１以上であれば乾燥機による
乾燥条件の不均一さによる乾燥時の基体の温度分布差を
実用上問題ない範囲内におさえることができる。

円筒形導電性基体のに／ｄの値を０．１以上とするため
には、基体の外径に応じて基体の肉厚を適切な値とする
ことが必要である。基体の材質が変わればこの肉厚は当
然変わることになる。

このようにして、その熱的特性を示すに／ｄの値が０，
１以上゛の円筒形導電性基体を用いることにより、塗布
・乾燥工程を採る方法で生産性良く製造可能で、しかも
特性ムラが少なく安定して良好な有機電子写真感光ドラ
ムが得られる。

〔実施例〕

感光ドラムの乾燥工程に起因する特性ムラと基体の熱的
特性との関係を以下に示す。

調査は機能分離型有機電子写真感光ドラムの電荷発生層
を用いて行った。電荷発生層の塗布液はチタニルフタロ
シアニンをポリエステル樹脂中にＴＨＦを溶媒として振
動ミルにより分散し調製したものである。、顔料とバイ
ンダーとの比率は１０％であり、固形分比は２％である
。この塗布液を熱的特性がそれぞれ異なる基体上にデイ
ツプ法で塗布し、次いで、熱風乾燥機内で１２０℃の熱
風を風量０．５ｍ“７分で送りながら１時間乾燥した。

乾燥後の膜厚は０．２μｍであった。このようにして形
成した電荷発生層上に、電荷輸送層としてｐ−ジエチル
アミノベンズアルデヒド−Ｎ、Ｎ−ジフェニルヒドラゾ
ンを溶解したポリカーボネート溶液を乾燥膜厚が２０μ
ｍとなるように塗布・乾燥して感光ドラムとした。

用いた円筒形導電性基体は外径８０ｇ、長さ３４０１で
、材料、肉厚を変化させたもので、その熱的特性を第１
表に示す。

第　　１　　表 熱伝導量は第３図に示すごとく基体１をＩ　０ｍ角に切
り取り、常法により測定した。基体（＾）ないしくＤ）
は同一材料であるが基体の肉厚が異なるたｔに単位断面
当りの熱伝導量が異なる。

塗布膜の乾燥には、乾燥条件や乾燥機構造の影響をでき
るだけ少なくするために、第４図に示す乾燥機を用いた
。第４図において、　ヒータ１０１で加熱された空気が
ブロワ１０２で送風ダクＨ，０３を通して乾燥機の上部
中空部へ吹きこまれる。熱風は上部メッン：１１０４を
通って上から下へ上部メツシュ１０４面全面にわた７て
均一に常に一様に送られる。基体１０５を加熱乾燥した
熱風は下部メツシュ１０６を通って乾燥機外へ排出され
る。乾燥機内容積０．２ｍ’、風量０．５ｍ’／分、　
熱風温度１２０℃、基体本数１６本の時の乾燥時間と基
体の上部と下部の温度差との関係を調べたところ、第５
図に示す結果が得られた。各ａｍはそれぞれ基体（Ａ）
、　　（Ｂ）（Ｃ）、　　（Ｄ）に対応しており、基体
の上から５　ｃｍの位置Ｘと下から５　ｃｍの位置Ｙと
の間の温度差を示す。

第５図に見られるとおり、基体により乾燥初期の温度上
昇が基体の上部、下部で大幅に異なる。すなわち基体に
よりその温度分布に大きな差があることが剃る。このよ
うな条件で製造された感光ドラムは基体の熱的特性によ
り特性ムラの程度が大幅に異なることになる。

第１表の基体（Ｂ）、　　（Ｄ）を用いてそれぞれ製造
した感光ドラムの電位特性分布を第２図に示す。電位特
性はプロセスシ二ミレー夕で印加電圧−６にνのコロナ
帯電器で帯電し、次いで露光を行って測定した。測定箇
所は感光ドラムの軸方向で４点とした。第２図において
、横軸は感光ドラムの軸方向距離を示し、縦軸は表面電
位で各プロットは測定箇所の一周の表面電位の平均の表
面電位を示し、各プロットの縦線は一周の表面電位の最
大値と最小値を結びばらつきを示す。また、暗部電位、
開部電位ともに実線は基体（Ｂ）を用いた感光ドラム、
点線は基体（Ｄ）　　を用いた感光ドラムに関するもの
である。

第２図に見られるとおり、暗部電位、明部電位ともに基
体（Ｂ）を用いた感光ドラムの方が基体（Ｄ）を用いた
感光ドラムよりムラが少なく良好である。

電位ムラの発生原因としては、乾燥時に顔料の分散粒子
が基体の温度分布の差による乾燥速度の違いにより局所
的に不均質な凝集状態をおこしたり、濃度変化が発生し
たりするためと考えられる。

乾燥時の基体の温度分布の差を小さくするためには、基
体の熱的特性に関して、熱伝導量が大きく温度勾配を生
じないもの、かつ、比熱が小さく熱が伝えられたとき速
やかに温度が上昇するものが望ましい。

第１表に示した基体（＾）ないしくＦ）の熱的特性と感
光ドラムの電位ムラとの関係を検討した結果、基体の体
積熱容量ｄｃａｌ／ｃゴ・Ｋと単位断面当りの熱伝導量
ｋ　ｃａｌ　／ｓａｃ　−Ｋとの間にに／ｄ≧０１ の関係がある熱的特性を有する基体では乾燥が均一に行
われ、電位ムラの小さい感光十′ラムが得られることが
確かｔられた。電位ムラとに／（ｉとの関係を第１図に
示す。　ｋ／ｄ＜０．１では大きな電位ムラが生じ好ま
しくない。

上述のに／ｄは乾燥工程で不均一な温度分布が基体に生
じたときに如何に速く均一化させるかを表している。基
体の熱的特性が乾燥工程で生じる温度分布の均一化に本
質的な役割を担っていることから、この発明は各種の感
光ドラムに適用しても有効である。

具体的な実施例を以下に詳述する。

実施例１ 外径８０社、　　長さ３４０ｕで第１表に示す熱的詩法
を有する円筒形導電性基体を用いて感光ドラムを作製し
た。各基体の体積容量ｄｃａｌ／ｃｍ３−にと単位断面
当り熱伝導量　ｋ　ｃａｌ　／５ｅｃ−にとの比に／ｄ
は第２表に示す値となる。

第　　２　　表 これらの基体上に下記組成の電荷発生層用塗布液を塗布
・乾燥して膜７０．２μｍの電荷発生層を形成した。次
いで、この上に下記組成の電荷輸送層用塗布液を塗布・
乾燥して膜厚２０μｍ（７）電荷輸送層を形成して感光
ドラムとした。

電荷発生層用塗布液 ・α型無金属フタロシアニン １重量部 テトラヒドロフラン １００重壷都 電荷輸送層用塗布液 ・テトラヒドロフラン　　　　　４重畳部、トルエン　
　　　　　　　　　４重量部電荷発生層用塗布液は振動
ミルで３時間分散して用いた。また、塗布はデイツプ法
で行い、乾燥は第４図に示した乾燥機を用い、１２０℃
の熱風を０．５ｍ＋　７分の風量で送りながら１時間行
った。

このようにして得られた各感光ドラムについて、感光体
内の帯電位の最大と最小の差を調べた結果を第３表に示
す。

第　　３　　表 また、ｋ／ｄと電位ムラとの関係を第１図に示す。

第３表および第１図より基体の熱的特性としてに／ｄの
値が０．１未満の場合には感光ドラムに乾燥工程に起因
する電位ムラが発生しやすく、電位ムラを小さくおさえ
るためにはに／ｄの値を１以上としなければならないこ
とが判る。

実施例２ 実施例１において、用いる基体を（＾）、　（Ｂ）。

（Ｃ）、　　（Ｄ）の４種とし、電荷発生層形成時の乾
燥条件を第４表に示すように変えたこと以外は実施例１
と同様にして感光ドラムを作製し、得られた感光ドラム
の電位ムラを調べた。その結果を第４表に示す。

第 表 第４表より風量が極端に多くなる程、また熱風温度が高
くなる程、電位ムラが発生しやすくなることが判る。　
この傾向は、基体のに／ｄが０．１未満で顕著であり、
　ｋ／ｄが０．］以上であることが望ましいことが判る
。

〔発明の効果〕

この発明によれば、有機電子写真感光ドラムに用いる円
筒形導電性基体の熱的特性に関するに／ｄの値をその材
質、外径に対応して南軍を選定することにより０．ＩＢ
下とし、　このように熱的特性の特定された基体を用い
ることにより、塗布・乾燥工程を採る方法で生産性良く
製造可能で、かつ、特性ムラが少なく安定して良好な有
機電子写真感光ドラムを得ることができる。このような
基体の材料としてアルミニウムまたはアルミニウムを主
成分とする材料を用いると、生産性が良く、軽量で取り
扱いが容易で好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は感光ドラムの基体のに／ｄと電位ムラの関係を
示す線図、第２図は基体（Ｂ）　　を用いた感光ドラム
と基体ＣＤ）　　を用いた感光ドラムの感光ドラム軸方
向の表面電位特性分布を示す線図、第３図は基体の単位
断面当り熱伝導最測定試料の斜視図、第４図は実施例に
用いた乾燥機の概念図、第５図は第４図に示した乾燥機
内での乾燥時間と基体の上部と下部の温度差との関係を
示す線図であ第 に／ｄ 図 感光ドラムの軸方向の距離 第　　２　　図 （ｃＩＴ＋） 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光導電性有機化合物を含む塗布液を円筒形導電性基
   体に塗布・乾燥して形成した感光層を備えた有機電子写
   真感光ドラムにおいて、前記円筒形導電性基体の体積熱
   容量をｄｃａｌ／ｃｍ＾３・Ｋとし、かつ、前記円筒形
   導電性基体の単位断面当りの熱伝導量をｋｃａｌ／ｓｅ
   ｃ・Ｋとしたとき、前記円筒形導電性基体のｋ／ｄの値
   が０．１以上であることを特徴とする有機電子写真感光
   ドラム。 ２）有機電子写真感光ドラムに用いる円筒形導電性基体
   であって、体積熱容量をｄｃａｌ／ｃｍ＾３・Ｋとし、
   単位断面当りの熱伝導量をｋｃａｌ／ｓｅｃ・Ｋとした
   とき、円筒形導電性基体の外径に応じてｋ／ｄの値が０
   ．１以上となる肉厚とされたことを特徴とする円筒形導
   電性基体。 ３）アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材
   料からなることを特徴とする請求項２記載の円筒形導電
   性基体。