JP2003340336A - ドラム状感光体の連続塗工システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ドラム状感光体の製造において、感光性塗工液
の連続送液を可能にし、塗工ムラのない品質良好な感光
体を得る連続塗工システムを提供する。 【解決手段】感光性塗工液に前記ドラムを浸漬するため
のドラム浸漬槽と、前記ドラムを浸漬したときにオーバ
ーフローする塗工液を受給・循環させると共に、攪拌機
能、液面感知機能、温度調整機能および粘度調整機能を
有する、前記浸漬槽に塗工液を供給するための塗工液循
環槽と、前記循環槽に粘度調整用の溶媒を供給するため
の溶媒槽と、前記循環槽に塗工液を補給するための液継
ぎ槽と、を具備する塗工装置を用いて、ドラムを捕捉す
る工程、塗工液に浸漬する工程、塗工液から引き上げる
工程、内面処理をする工程を１サイクルとして連続運転
するにあたり、前記循環槽における塗工液の液面が最も
安定した一瞬に液面高さを感知して送液命令を立ち上げ
る一方、送液開始は前記ドラムへの塗工終了後に始動す
るように制御しつつ、前記浸漬槽中の塗工液の液量およ
び粘度を許容範囲に調整してなるドラム状感光体の連続
塗工システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
等の電子写真デバイスに使用されるドラム状感光体の製
造において、感光性塗工液を自動供給しながらドラムの
外周面に塗工するための連続塗工システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ等の電子写真プロセスを構成す
る感光体としては、ドラム状感光体がその形状において
簡単であること、継ぎ目なしに感光体を形成できるこ
と、駆動方法が容易なこと、などの理由により最も普及
している。ドラム状感光体は、感光体支持体としてアル
ミニウム製ドラム等の導電性基体を使用し、感光性塗工
液を塗布して感光層を形成したものである。

【０００３】その塗工の仕方は、ドラムを、感光性塗工
液に浸漬し、次いで軸心方向に沿って引き上げてその外
周面に塗工膜（感光体層）を形成する方法が一般的であ
る。従来の塗工装置の例を、図７に示す。チャック機構
Ｃにより捕捉したドラムＤを、感光性塗工液を含む浸漬
槽１０に浸漬する。このとき、ほぼドラム体積分に相当
するオーバーフローした塗工液および定常的にポンプＰ
_１により送液されている塗工液は、受給槽で一旦貯溜さ
れ、ポンプＰ_２により循環槽２０に送液し、ポンプＰ_１
により浸漬槽１０に循環される。

【０００４】浸漬槽１０には、通常、液面センサーＳｑ
Ｈ_１、ＳｑＭ_１およびＳｑＬ_１が高さ順に３本備えられ
ており、このうちＳｑＭ_１は、ポンプＰ_１およびＰ_２と
連動するように設定されており、必要時にポンプを作動
またはポンプ回転数を変化させて送液を制御する。液面
センサーＳｑＨ_２は液量がオーバーフローすることを、
また液面センサーＳｑＬ_２は液量が塗工に必要な最少量
よりも少なくなることをそれぞれ防止するための安全セ
ンサーである。循環槽２０における液面の高さは、塗工
時のオーバーフロー、攪拌による波動、溶媒の蒸発、塗
工液の消費などにより常に変動する。

【０００５】この塗工液は循環を繰り返すうちに、溶媒
が徐々に飛散し、次第に粘度が上昇してくる。そのため
に、循環槽２０には粘度センサーＳｖを配備し、粘度が
適正範囲を外れて上昇したときには、攪拌下、電磁弁Ｖ
が開いて溶媒槽３０から有機溶媒を送り込み、粘度調整
が行われる。

【０００６】この従来の塗工装置は、塗工回数が循環槽
２０中の仕込み液量に制限されるバッチ式であって、塗
工を長時間にわたって連続的に行うには適していない。
更に、ドラムの浸漬と引き上げによって、循環槽２０に
おける液面高さが変動するので、循環ポンプＰ_２は運転
制御を頻繁に繰り返しながら、浸漬槽１０から循環槽２
０への送液量を制御することになる。従って、ポンプＰ
_２の脈動により泡が発生しやすくなり、浸漬槽１０の塗
工液に伝播した泡はドラムへの均一な塗工を妨げるとい
う問題が起こりがちである。また、塗工液は、ニュート
ン流体であるという特性上、攪拌によって液面に比較的
に大きなうねりを生じ、液面高さの変動幅が大きくなる
ので、その高さを精度よく感知するには困難を伴う。こ
のことも、循環ポンプの運転制御回数を多くし、泡を発
生させる原因になっている。本願出願人は、先に、液溜
タンクから流出する液体を、中間タンクを介して該液溜
タンクに循環させる主循環ラインと、該主循環ラインと
は別系統であって、該中間タンク内から流出する液体
を、所定の粘度に調整して該中間タンクに循環させる循
環ラインと、を具備する液体の循環システムの発明につ
いて、特許番号第２７０８８９３号として特許を得てい
る。この循環システムは、液体の粘度制御の面で従来よ
りも改良されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
感光性塗工液の塗工装置は、塗工液物性の許容範囲が狭
いため、塗工液を連続供給できないので連続塗工が困難
であり、また塗工品質にムラを生ずる確率をより少なく
するという改良の余地が残されている。この改良をする
ために、塗工液の送液を制御する方法としては、いくつ
か考えられる。

【０００８】例えば、ドラムの塗工回数をカウントし、
使用量を液継槽から循環槽に補給する方法が考えられ
る。この場合は、送液は塗工回数に連動して開始され、
送液停止はタイマーと液面センサーにより感知して行う
ことになる。この方法では、液面センサーが定常時の液
面変動に追従できないため、液温、粘度の制御が困難で
あり、またトラブル時の復旧や制御の一時記憶の取り扱
いが困難であることなど、問題が多い。

【０００９】また、塗工時間より算出して、使用量を液
継槽から循環槽に補給する方法が考えられる。この場合
は、送液はタイマーによって定期的に行うことになり、
送液開始は塗工機連動起動タイムアップにより、また送
液停止はタイマーと液面センサーにより感知して行うこ
とになる。この方法では、塗工液の過供給の恐れがあ
り、また常時液面センサーまで送液される液継量がその
都度変化するという問題がある。

【００１０】本発明者らは、上記のような問題点を考慮
しながら、液面センサーで使用量を検出しその分を補給
する方法につき鋭意検討を行った。そして、まず連続送
液を可能にするために、図６に示すように、液継槽４を
設けてここで調製された塗工液を電磁弁Ｖ_２の開閉によ
り、必要量を自重落下により循環槽２に供給することを
試みた。この液継槽４には、新たな塗工液を順次、供給
できることから、連続塗工が可能である。ところが、ラ
インが図示するようにＡおよびＢと増設するので、特許
番号第２７０８８９３号のシステムと同様に、装置が大
がかりで複雑になり、運転コストも高くなるという新た
な問題を生ずる。また、粘度、温度をより一層精度よく
制御することでもさらに改良が望まれる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく、とりわけ図６の試作装置をもとに検討
を続けて、塗工品質に優れたドラム状感光体を工業的有
利に得るシステムを確立し、本発明を完成するに至った
ものである。すなわち、本発明は、次のドラム状感光体
の連続塗工システムを提供する。

【００１２】１）感光体支持体としてのドラムを感光性
塗工液に浸漬後、ドラムを軸心方向に沿って引き上げ、
その外周面に塗工膜を形成するための塗工システムであ
って、感光性塗工液に前記ドラムを浸漬するためのドラ
ム浸漬槽と、前記ドラムを浸漬したときにオーバーフロ
ーする塗工液を受給・循環させると共に、攪拌機能、液
面感知機能、温度調整機能および粘度調整機能を有す
る、前記浸漬槽に塗工液を供給するための塗工液循環槽
と、前記循環槽に粘度調整用の溶媒を供給するための溶
媒槽と、前記循環槽に塗工液を補給するための液継槽
と、を具備する塗工装置を用いて、ドラムを捕捉する工
程、塗工液に浸漬する工程、塗工液から引き上げる工
程、塗工したドラムを内面処理する工程を１サイクルと
して連続運転するにあたり、前記循環槽の定点において
塗工液の液面高さをモニターしながら液面が最も安定し
た一瞬の液面高さを感知して浸漬槽への送液命令を立ち
上げる一方、送液開始は前記ドラムへの塗工終了後に始
動するように設定し、かつ液継槽から塗工液を循環槽に
自動供給することにより、前記循環槽および浸漬槽中の
塗工液の液量および粘度を許容範囲に制御することを特
徴とするドラム状感光体の連続塗工システム。

【００１３】２）前記液継槽を複数個設けてなる上記
１）項記載のドラム状感光体の連続塗工システム。

【００１４】３）前記循環槽の塗工液面が最も安定する
時期が、次に塗布対象となるドラムを捕捉する直前であ
り、この時期に液面高さを感知して送液命令するように
制御してなる上記１）項記載のドラム状感光体の連続塗
工システム。

【００１５】

【発明の実施の形態】第１図は、本発明のドラム状感光
体の連続塗工システムにおいて用いられる塗工装置の一
例を示す模式図である。感光体支持体となるドラム（通
常、アルミニウム製の円筒状基体）は、チャック機構Ｃ
により捕捉され、ドラム軸心方向に塗工液浸漬槽１に浸
漬される。浸漬槽１には、循環槽２からポンプＰ_１を介
してドラムに塗工するに足る塗工液が供給されており、
オーバーフローする塗工液は受給槽に一時貯留されなが
ら、ポンプＰ_２によって送液され循環槽２に受給・循環
される。

【００１６】ドラムへの感光性物質の塗工量は、通常、
１ドラム当たり数グラムであり、液量としては１工程当
たり約５０〜４００ｍｌを要するので、連続塗工のため
には消費量に見合う液量を送液（供給）しなければなら
ない。そこで、この装置では、連続塗工を維持するため
に、調合した塗工液を循環槽２に供給するための液継槽
４が設けられている。浸漬槽１で消費された液量は、そ
こに配備された液面センサーＳｑＭ_２により感知し、液
継槽４からポンプＰ_３により供給される。

【００１７】一方、循環槽２には、その定点位置に液面
センサーＳｑＭ_２が配備されており、浸漬槽１への送液
量と浸漬槽１から回収ポンプＰ_２により循環されてくる
循環液量による液面高さの変動を感知し、塗工消費分が
液継槽４からポンプＰ_３の開閉弁を制御しながら供給さ
れる。ここでいう定点位置は、図４において説明する
と、〔（循環槽２のＨレベル）×（０．９０〜０．９
５）〕−〔最大回収液量高〕−（５〜１０ｍｍ）の範囲
にあって、しかも温度、粘度の緩衝能力を高くするため
に、可能な限り高い位置であることが好ましい。

【００１８】この塗工装置は、液継槽４に調合した塗工
液を常に供給することができるので、連続運転が可能と
なる。なお、浸漬槽１および循環槽２には、前記液面セ
ンサーＳｑＭ_１、ＳｑＭ_２に加えて、通常は液量のオー
バーフローを防ぐための液面センサーＳｑＨ_１、ＳｑＨ
_２と液量が最少量を下回ることを防ぐための液面センサ
ーＳｑＬ_１、ＳｑＬ_２を安全設計上配備しておくことが
好ましい。

【００１９】次に、感光性塗工液は、循環使用中も、液
物性をできるだけ定常状態に保ち、塗工品質にバラツキ
が生じないようにする必要がある。物性値のなかでもと
りわけ、粘度は、感光層の塗布に際し品質上大きな影響
を及ぼすので、適正な範囲に維持することを要する。通
常、粘度１００〜１０００センチポイズの範囲から、そ
の塗工目的に合った粘度が選択され、塗工工程中はその
設定粘度を維持することになる。ところが、塗工装置は
全体を閉鎖系にすることは困難であり、とりわけ浸漬槽
１は少なくとも塗工時においては開放系でなければなら
ないため、塗工液から有機溶媒が飛散し、その結果粘度
上昇することになり、何らかの制御が必要になってく
る。殊に、高粘度感光性塗工液を用いるときには、粘度
制御がむつかしくなる。

【００２０】そこで、本発明では、循環槽２に配備した
粘度センサーＳｖによって粘度変化を感知し、溶媒槽３
から電磁弁Ｖの開閉により必要量の有機溶媒を送り、攪
拌下、粘度調整を行い許容範囲に維持管理する方法を採
用する。また、粘度は温度による影響も大きいことから
循環槽２には、温度センサーＳｔを配備し、温度管理を
行う。これらの管理によって、浸漬槽１には循環槽２と
同一粘度の塗工液が常に供給される。

【００２１】本発明に用いる図１の塗工装置は、前記の
図６の装置に比較すると、液継槽４を独立槽とし、循環
槽２へのパイプラインおよび溶媒槽３からのパイプライ
ンから独立させたことに特徴を有する。このために、ラ
インが単純化され、さらに本発明の送液制御方法を使用
することにより、粘度、液量および温度を制御する精度
が高くなるので、均一物性の塗工液を定常的に浸漬槽に
供給することが可能になり、その結果として均一な感光
層が形成されたドラム状感光体が得られる。すなわち、
図６の装置に比較すると、ラインが単純であることか
ら、送液ポンプ、および開閉弁のオン−オフの繰り返し
数を極めて少なくすることができ、送液ラインにおける
圧力変化も極力抑えられるので、塗工液中の泡発生も殆
どなくなる。したがって、ドラムに泡が付着することに
よる製品の歩留低下も抑えられる。さらに、複雑な制御
を行わないため、不具合が発生し難く、復旧作業も簡素
化され、連続安定稼動につながる。また、本発明に用い
る塗工装置は、前記図１、２のような形態をとることに
より、装置構成の自由度が増し、また槽間に隔壁等を設
置することが可能となり、安全性を向上させるうえでも
有利である。

【００２２】本発明において、液継槽は複数個（通常、
２〜３個）を設けてもよく、１個の場合に比べて、連続
生産時の泡の消去がより完全になり均一物性の塗工液を
循環させる効果がさらに向上する。図２は、液継槽５を
さらに付加した例を示す。また、この図の、Ｆ_１および
Ｆ_２で示されるように、パイプラインにフィルタを適宜
設置し、泡取り機能をも持たせることにより、ドラムへ
の泡付着をより確実に防止するようにしてもよい。

【００２３】本発明の連続塗工システムは、上記の塗工
装置を用いて、浸漬槽１に塗工液が量的も物性的も定常
状態で供給し、ドラムに均一な塗工を連続して長時間に
わたり可能にするものである。そのために、前記したよ
うに、前記ドラムを捕捉する工程、塗工液に浸漬する工
程、塗工液から引き上げる工程、内面処理（内面洗浄）
して仕上げる工程を１サイクルとして、これを連続運転
するにあたり、前記循環槽における塗工液の液面が最も
安定した一瞬に液面高さを感知して送液命令を立ち上げ
る一方、送液開始は前記ドラムへの塗工終了後に始動す
るようにした制御システムを採用する。これにより、前
記浸漬槽の塗工液の液量および粘度を許容範囲に調整す
るものである。そして、前記循環槽２の液面が最も安定
する時期としては、次に塗布対象となるドラムを捕捉す
る直前を選択し、この時期に液面高さを感知して送液判
断するように制御することが好ましい。

【００２４】上記の連続塗工システムにつき、その具体
的な運転例を、図３および図４を参照しつつ説明する。
まず、図３は、図１の塗工装置を用いて塗工するとき
の、ドラムの一連の動き（横行状態）を図示したもので
ある。ドラムチャック装置Ｃが塗工待ちのドラムＤを捕
捉（GET）し（横行３）、浸漬槽１の上に移動し（横行
１）、そこからドラムの軸心方向に塗工液の中に降ろし
て浸漬し、次いで同方向に沿って引き上げることによ
り、ドラムの外周面に塗工膜が形成される。塗工が終了
したドラムＤは、浸漬槽１の上から移動させ（横行
２）、内面処理（内面洗浄）を行って目的とするドラム
状感光体の作製が終了する。すなわち、上記のＧＥＴか
ら内面処理までを１サイクル工程とし、これを繰り返す
ことにより連続塗工が行われる。

【００２５】次に、本発明の連続塗工システムを、上記
の１サイクルを通して、図４に示すように、浸漬槽１
の液面センサーＳｑＭ_１の感知、塗工液回収ポンプＰ
_２の運転、循環槽２の液面センサーＳｑＭ_２の感知、
自動液継パルスのオン−オフ、自動液継記憶のオン
−オフ、Ｂ_１弁の開閉、Ｂ_２弁の開閉、液継ポン
プＰ_３の運転のオン−オフ、および自動液継記憶リセ
ットのオン−オフ、がそれぞれ行われるように設定制御
する。

【００２６】すなわち、前記循環槽の定点において塗工
液の液面高さをモニターしながら液面が最も安定したと
きの液面高さ（図４における）を感知して浸漬槽への
送液命令（図４における）を送液時の塗工ムラを防ぐ
ため１サイクルに１回立ち上げる一方、送液開始（図４
における）は前記ドラムへの塗工終了後（ドラム下端
が塗工液から離液後）に始動するように設定し、かつ液
継槽から塗工液を循環槽に（断続的）に自動供給し、自
動供給は少なくとも塗工時には停止する。また前記循環
槽の塗工液面が最も安定する時期（図４のの塗りつぶ
し部分）が、次に塗布対象となるドラムをチャックする
直前であり、この時期に液面高さを感知して送液命令さ
れる。

【００２７】一方、比較例として図３の装置を用いて、
液継槽４から自動液継ぎをしないで運転するとき（すな
わち、バッチ運転のとき）、図５に示されるように、
浸漬槽１の液面センサーＳｑＭ_１の感知、塗工液回収
ポンプＰ_２の運転および循環槽２の液面センサーＳｑ
Ｍ_２の感知、が行われて運転されることになり、浸漬槽
と循環槽に貯留されている塗工液が循環されるが液量が
最小循環量に達すれば、運転を中止して新たな塗工液を
供給し、温度、粘度が設定範囲に集束するまで、塗工を
停止しなければならない。

【００２８】

【発明の効果】上述のように、本発明のドラム状感光体
の連続塗工システムによると、塗工液を送液中にポンプ
や弁のオン−オフの繰り返しが少なくて済み、系内循環
泡が削減される。更に、装置内面の液量変化が低減され
るため、壁面付着量が削減されることから、異物混入確
率も極めて低減される。これらのことにより、ドラムへ
の塗工が均一に行われ、塗工ムラの発生が抑えられこと
から、品質管理上極めて有利である。

【００２９】また、本発明によると、塗工液の粘度管理
が非常に容易でしかも精度が高くなる。具体的には、前
記したような塗工装置の運転方法と、送液量を厳密に管
理することにより、液継槽の粘度幅を広くとることがで
きる。例えば、設定粘度６００センチポイズの場合、液
継槽に貯留する塗工液は室温下で４１６〜９２０センチ
ポイズもの粘度幅を許容でき、しかも塗工時には設定粘
度の±１センチポイズの粘度変化にまで精度よく制御す
ることができる。従って、幅広い粘度領域において送液
量の定量制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の、ドラム状感光体の連続塗工システム
に用いる塗工装置の一例を示す模式図である。

【図２】本発明の、ドラム状感光体の連続塗工システム
に用いる塗工装置の別の例を示す模式図である。

【図３】図１の塗工装置を用いて塗工するときの、ドラ
ムの横行状態を示す。

【図４】図１の塗工装置を用いて連続自動送液して塗工
するときの、運転システム示す。

【図５】図１の図１の塗工装置を用いて連続自動送液し
ないで塗工するときの、運転システム示す。

【図６】ドラム状感光体の連続塗工試作装置の模式図を
示す。

【図７】従来のドラム状感光体の塗工装置を示す。

【符号の説明】

１：浸漬槽、２：循環槽、３：溶媒槽、４および５：液
継槽、Ｃ：ドラムチャック装置、Ｄ：ドラム、Ｓｑ
Ｈ_１，ＳｑＭ_１，ＳｑＬ_１，ＳｑＨ_２，ＳｑＭ_２、Ｓｑ
Ｌ_２，ＳｑＨ_３，ＳｑＬ_３，ＳｑＨ_４，ＳｑＭ_４および
ＳｑＬ_４：液面センサー、Ｓｖ：粘度センサー、Ｓｔ：
温度センサー、Ｐ_１：塗工液回収ポンプ、Ｐ _２：循環ポ
ンプ、Ｐ_３：液継ポンプ、Ｆ_１およびＦ_２：フィルタ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H068 EA16 FA25 4D075 AB02 AB12 AB33 AB36 AB41 AB54 AB56 CA47 DA15 DA20 DB07 DC19 DC21 DC24 EA07 EA45 4F040 AA07 AB06 AC01 BA42 CC02 CC03 CC09 DA02 DA16 DA18 DA20

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体支持体としてのドラムを感光性塗工
   液に浸漬後、ドラムを軸心方向に沿って引き上げ、その
   外周面に塗工膜を形成するための塗工システムであっ
   て、 感光性塗工液に前記ドラムを浸漬するためのドラム浸漬
   槽と、 前記ドラムを浸漬したときにオーバーフローする塗工液
   を受給・循環させると共に、攪拌機能、液面感知機能、
   温度調整機能および粘度調整機能を有する、前記浸漬槽
   に塗工液を供給するための塗工液循環槽と、 前記循環槽に粘度調整用の溶媒を供給するための溶媒槽
   と、 前記循環槽に塗工液を補給するための液継槽と、を具備
   する塗工装置を用いて、ドラムを捕捉する工程、塗工液
   に浸漬する工程、塗工液から引き上げる工程、塗工した
   ドラムを内面処理する工程を１サイクルとして連続運転
   するにあたり、前記循環槽の定点において塗工液の液面
   高さをモニターしながら液面が最も安定した一瞬の液面
   高さを感知して浸漬槽への送液命令を立ち上げる一方、
   送液開始は前記ドラムへの塗工終了後に始動するように
   設定し、かつ液継槽から塗工液を循環槽に自動供給する
   ことにより、前記循環槽および浸漬槽中の塗工液の液量
   および粘度を許容範囲に制御することを特徴とするドラ
   ム状感光体の連続塗工システム。
2. 【請求項２】前記液継槽を複数個設けてなる請求項１記
   載のドラム状感光体の連続塗工システム。
3. 【請求項３】前記循環槽の塗工液面が最も安定する時期
   が、次に塗布対象となるドラムを捕捉する直前であり、
   この時期に液面高さを感知して送液命令するように制御
   してなる請求項１記載のドラム状感光体の連続塗工シス
   テム。