JP2015226901A - 塗布装置及び回転体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】液体の始端と切断端を繋いで回転体を製造するときの液体の膜厚のばらつきを抑制する。
【解決手段】製造装置10は、回転部16により回転される基体14に塗布液LAを吐出する吐出ユニット20と、塗布液LAを切断する切断ユニット30とを有している。ここで、切断ユニット30は、基体14に塗布された塗布液LAの始端LSが吐出ユニット20から吐出される塗布液LAに繋がる前でかつ基体14側の切断端LEと始端LSとが繋がる時点で塗布液LAを切断させ、始端LSと切断端LEとを繋げさせる。これにより、塗布液LAの始端LSと切断端LEとが繋がる部分の塗布液LAの量が過大となることが抑制されるので、感光体や無端ベルトを製造するときの塗布液LAの膜厚のばらつきを抑制することができる。
【選択図】図3
【解決手段】製造装置10は、回転部16により回転される基体14に塗布液LAを吐出する吐出ユニット20と、塗布液LAを切断する切断ユニット30とを有している。ここで、切断ユニット30は、基体14に塗布された塗布液LAの始端LSが吐出ユニット20から吐出される塗布液LAに繋がる前でかつ基体14側の切断端LEと始端LSとが繋がる時点で塗布液LAを切断させ、始端LSと切断端LEとを繋げさせる。これにより、塗布液LAの始端LSと切断端LEとが繋がる部分の塗布液LAの量が過大となることが抑制されるので、感光体や無端ベルトを製造するときの塗布液LAの膜厚のばらつきを抑制することができる。
【選択図】図3
Description
本発明は、塗布装置及び回転体の製造方法に関する。
特許文献1の回転体の製造装置は、基体を回転させる回転部と、基体の外周面に塗布液を吐出する吐出ユニットと、回転部及び吐出ユニットを制御する制御ユニットと、を有している。制御ユニットは、塗布液の塗布開始端と塗布終了端とが重なるように吐出ユニットからの塗布液の吐出を停止し、塗布液の供給停止後に回転部を動作させている。
特許文献1の構成では、基体の外周面に塗布液を1回転以上塗布させてから該塗布液の吐出を停止して切断させており、基体に塗布された塗布液の始端と切断端が繋がる部分の膜厚が、他の部分の膜厚よりも厚くなり、膜厚のばらつきが生じていた。
本発明は、液体の始端と切断端を繋いで回転体を製造するときの液体の膜厚のばらつきを抑制することができる塗布装置及び回転体の製造方法を得ることを目的とする。
本発明の請求項1に係る塗布装置は、回転部により回転される基体に液体を吐出して塗布する吐出部と、該吐出部と該基体との間で該液体を切断する切断手段であって、該基体に塗布された該液体の始端が該吐出部から吐出される該液体に繋がる前でかつ該基体側の該液体の切断端と該液体の始端とが繋がるように、該液体を切断する該切断手段と、を有する。
本発明の請求項2に係る塗布装置は、前記切断手段は、前記基体と前記吐出部とを相対移動させることにより、前記吐出部と前記基体との間で前記液体を切断する。
本発明の請求項3に係る塗布装置は、前記切断手段は、前記吐出部の液体を吸引することにより、前記吐出部と前記基体との間で前記液体を切断する。
本発明の請求項4に係る塗布装置は、前記吐出部を前記基体の回転軸方向に見て、前記吐出部の前記基体と対向する面と前記吐出部の吐出方向との成す角度が鋭角である。
本発明の請求項5に係る塗布装置は、前記基体の前記始端の周方向における位置を検出する検出手段が設けられ、前記切断手段は、前記検出手段で検出された前記始端の位置に基づいて設定された設定時点で前記液体を切断させる。
本発明の請求項6に係る塗布装置は、前記吐出部により吐出された前記液体が前記基体に到達する到達位置は、前記基体が回転により重力方向の下から上へ向かう位置で、かつ前記基体の回転中心位置よりも重力方向の上側に設定されている。
本発明の請求項7に係る回転体の製造方法は、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の塗布装置を用いて、回転する前記基体に前記液体を塗布する塗布工程と、前記基体に塗布された前記液体の始端が前記吐出部から吐出される前記液体に繋がる前でかつ前記基体側の前記液体の切断端と前記液体の始端とが繋がるように、前記液体を切断する切断工程と、を有する。
請求項1の発明は、液体の始端と切断端が繋がった後で液体を切断する構成に比べて、液体の始端と切断端を繋いで回転体を製造するときの液体の膜厚のばらつきを抑制することができる。
請求項2の発明は、液体の始端と切断端が繋がった後で基体と吐出部とを相対移動させて液体を切断する構成に比べて、液体の始端と切断端を繋いで回転体を製造するときの液体の膜厚のばらつきを抑制することができる。
請求項3の発明は、液体の始端と切断端が繋がった後で液体を吸引して液体を切断する構成に比べて、液体の始端と切断端を繋いで回転体を製造するときの液体の膜厚のばらつきを抑制することができる。
請求項4の発明は、吐出部の基体と対向する面と吐出部の液体の吐出方向との成す角度が直角の構成に比べて、吐出部に液体が付着するのを抑制することができる。
請求項5の発明は、基体の周方向における始端の位置を検出せずに移動部による相対移動を制御する構成に比べて、液体の膜厚のばらつきを抑制することができる。
請求項6の発明は、液体の始端が切断端よりも上側に配置される構成に比べて、液体の始端と切断端とをつなげやすい。
請求項7の発明は、液体の始端と切断端が繋がった後で液体を切断する方法に比べて、液体の始端と切断端とを繋いで回転体を製造するときの液体の膜厚のばらつきを抑制することができる。
[第1実施形態]
第1実施形態に係る塗布装置及び回転体の製造方法の一例について説明する。
第1実施形態に係る塗布装置及び回転体の製造方法の一例について説明する。
<全体構成>
図1には、第1実施形態に係る塗布装置の一例として、後述する回転体の一例としての感光体12(図5参照)を製造する製造装置10(感光体の製造装置)が示されている。製造装置10は、図1に示すように、円筒状の基体14を回転する回転部16と、基体14の外周面に液体の一例としての塗布液LAを吐出する吐出部の一例としての吐出ユニット20と、塗布液LAを切断する切断手段の一例としての切断ユニット30と、を有している。さらに、製造装置10は、基体14へ塗布された塗布液LAの塗布の始端を検出する検出手段の一例としての塗布液センサ60を有している。
図1には、第1実施形態に係る塗布装置の一例として、後述する回転体の一例としての感光体12(図5参照)を製造する製造装置10(感光体の製造装置)が示されている。製造装置10は、図1に示すように、円筒状の基体14を回転する回転部16と、基体14の外周面に液体の一例としての塗布液LAを吐出する吐出部の一例としての吐出ユニット20と、塗布液LAを切断する切断手段の一例としての切断ユニット30と、を有している。さらに、製造装置10は、基体14へ塗布された塗布液LAの塗布の始端を検出する検出手段の一例としての塗布液センサ60を有している。
塗布液LAは、重力により切断可能であることが必要のため、一例として、粘度(粘性)が200[mPa・s]のものを用いている。なお、ポリイミドの場合は5000[mPa・s]程度である。ここで、塗布液LAを基体14に到達させる動作を吐出といい、基体14に到達した塗布液LAを基体14の回転に伴い基体14の外周面(表面)に付着させることを塗布という。
〔回転部〕
回転部16は、台座(図示省略)に取り付けられ基体14を回転可能に支持する円筒状の支持部16Aと、基体14及び支持部16Aを周方向に回転させるモータ16Bとを有している。モータ16Bは、電源(図示省略)及び後述する制御ユニット50に接続されており、電源からの通電によって回転する。また、モータ16Bの回転動作(ON、OFF)は、制御ユニット50によって制御されている。
回転部16は、台座(図示省略)に取り付けられ基体14を回転可能に支持する円筒状の支持部16Aと、基体14及び支持部16Aを周方向に回転させるモータ16Bとを有している。モータ16Bは、電源(図示省略)及び後述する制御ユニット50に接続されており、電源からの通電によって回転する。また、モータ16Bの回転動作(ON、OFF)は、制御ユニット50によって制御されている。
〔吐出ユニット〕
吐出ユニット20は、基体14の外周面に塗布液LAを吐出するスリットダイ22と、塗布液LAが内部に貯留された貯留タンク23と、貯留タンク23の底部とスリットダイ22とに接続された供給配管24とを有している。また、吐出ユニット20は、供給配管24内の塗布液LAをスリットダイ22へ供給(圧送)する供給ポンプ25と、供給配管24から貯留タンク23へ塗布液LAを戻す配管26と、供給配管24と配管26とを切り替える三方弁27とを有している。さらに、吐出ユニット20は、吐出ユニット20からの塗布液LAの吐出を停止するときに塗布液LAを吸引する吸引手段の一例としての吸引部28を有している。
吐出ユニット20は、基体14の外周面に塗布液LAを吐出するスリットダイ22と、塗布液LAが内部に貯留された貯留タンク23と、貯留タンク23の底部とスリットダイ22とに接続された供給配管24とを有している。また、吐出ユニット20は、供給配管24内の塗布液LAをスリットダイ22へ供給(圧送)する供給ポンプ25と、供給配管24から貯留タンク23へ塗布液LAを戻す配管26と、供給配管24と配管26とを切り替える三方弁27とを有している。さらに、吐出ユニット20は、吐出ユニット20からの塗布液LAの吐出を停止するときに塗布液LAを吸引する吸引手段の一例としての吸引部28を有している。
ここで、図1において、基体14を回転軸方向に見て、X方向は右方向、−X方向は左方向、Y方向は上方向、−Y方向は下方向、Z方向は奥行き方向、−Z方向は手前方向に相当している。即ち、基体14の回転軸方向は、Z方向となっている。また、−Y方向が重力方向となる。図中の「○」の中に「×」が記載されたものは、手前から奥へ向かう矢印(奥行き方向)を意味し、図中の「○」の中に「・」が記載されたものは、奥から手前へ向かう矢印(手前方向)を意味する。
スリットダイ22は、ブロック状の本体に吐出口22A、スリット22B、マニホールド22C、及び接続管22Dが形成されている。吐出口22Aは、Z方向を長手方向とすると共にX方向側(基体14の外周面と対向する側でかつ水平方向)にスリット22Bを介して開口している。マニホールド22Cは、スリット22Bの吐出口22A側とは反対側に接続されている。接続管22Dは、マニホールド22Cと供給配管24とを接続している。なお、吐出口22AのZ方向の長さは、感光体12の後述する下引き層12A(図5参照)のZ方向の長さとほぼ同じ長さとなっている。
貯留タンク23は、Y方向上部に配管26の下端が接続されており、Y方向下部に供給配管24の一端が接続されている。これにより、貯留タンク23では、配管26内を流れた塗布液LAが内部に貯留されると共に、底部(Y方向下部)から供給配管24へ塗布液LAが供給されるようになっている。
供給ポンプ25は、供給配管24に取り付けられており、電源(図示省略)からの通電によって作動(ON)し、供給配管24内の塗布液LAをスリットダイ22へ供給(圧送)する。供給ポンプ25のON、OFFは、制御ユニット50によって切り替えられる。塗布液LAは、三方弁27が供給配管24の下流側を閉じた状態で循環されて流れ続けている。これは、供給ポンプ25を停止させた場合、運転を開始してもすぐには設定圧力に達しないためである。なお、スリットダイ22からの塗布液LAの吐出圧は一定となっている。
三方弁27は、制御ユニット50によって塗布液LAの流れる行き先が切り替えられるようになっている。即ち、三方弁27は、塗布液LAを基体14へ塗布するとき、配管26側を閉止すると共に供給配管24の下流側を開放し、塗布液LAを基体14へ塗布しないとき、配管26側を開放すると共に供給配管24の下流側を閉止する。
吸引部28は、一例として、ピストンシリンダ(図示省略)の動作によって供給配管24内の塗布液LAの圧力を調整するものである。このピストンシリンダの動作は、制御ユニット50により制御される。
<要部構成>
次に、第1実施形態の要部構成について説明する。
次に、第1実施形態の要部構成について説明する。
〔切断ユニット〕
図1に示すように、切断ユニット30は、スリットダイ22と基体14とを相対的に移動させる移動ユニット40と、移動ユニット40におけるスリットダイ22と基体14との相対移動を制御する制御ユニット50と、を有している。なお、本実施形態では、一例として、制御ユニット50が、スリットダイ22から基体14への塗布液LAの塗布(吐出)を制御するようになっている。
図1に示すように、切断ユニット30は、スリットダイ22と基体14とを相対的に移動させる移動ユニット40と、移動ユニット40におけるスリットダイ22と基体14との相対移動を制御する制御ユニット50と、を有している。なお、本実施形態では、一例として、制御ユニット50が、スリットダイ22から基体14への塗布液LAの塗布(吐出)を制御するようになっている。
(移動ユニット)
移動ユニット40は、第1モータ42によってX方向又は−X方向(水平方向)に移動するXステージ44と、Xステージ44上に固定された第2モータ46によってY方向又は−Y方向に移動するYステージ48とを有している。そして、Yステージ48上には、スリットダイ22が固定されている。なお、第1実施形態では、吐出口22AのY方向の高さが基体14の回転中心位置OのY方向の高さと揃うようにYステージ48の高さが予め調整されているため、感光体12(図5参照)の製造時に移動させるのは、基本的にXステージ44のみとなっている。
移動ユニット40は、第1モータ42によってX方向又は−X方向(水平方向)に移動するXステージ44と、Xステージ44上に固定された第2モータ46によってY方向又は−Y方向に移動するYステージ48とを有している。そして、Yステージ48上には、スリットダイ22が固定されている。なお、第1実施形態では、吐出口22AのY方向の高さが基体14の回転中心位置OのY方向の高さと揃うようにYステージ48の高さが予め調整されているため、感光体12(図5参照)の製造時に移動させるのは、基本的にXステージ44のみとなっている。
Xステージ44は、一例として、間隔をあけて配置された2本のシャフト(図示省略)の間にボールネジ43が配置された構成となっており、第1モータ42がボールネジ43を正回転、逆回転することでX方向、−X方向に移動可能となっている。同様に、Yステージ48は、一例として、間隔をあけて配置された2本のシャフト(図示省略)の間にボールネジ47が配置された構成となっており、第2モータ46がボールネジ47を回転することでY方向、−Y方向に移動可能となっている。
なお、第1モータ42及び第2モータ46は、制御ユニット50に接続されており、制御ユニット50からの指示により動作する。ここで、Xステージ44がX方向、−X方向に移動することにより、基体14とスリットダイ22とがX軸方向に沿って相対移動され、これらの距離が変わる。そして、基体14とスリットダイ22との間で塗布液LAが切断されるようになっている。
(制御ユニット)
制御ユニット50は、製造装置10全体の制御を司るCPU(図示省略)と、プログラム格納用及びワーク用として使用されるメモリ(図示省略)と、各種パラメータが設定されるパネル(図示省略)とを含んで構成されている。
制御ユニット50は、製造装置10全体の制御を司るCPU(図示省略)と、プログラム格納用及びワーク用として使用されるメモリ(図示省略)と、各種パラメータが設定されるパネル(図示省略)とを含んで構成されている。
制御ユニット50では、移動ユニット40を制御し、スリットダイ22を後述する設定距離DA(図2(A)参照)の位置に配置して基体14に塗布液LAを吐出させ、後述する設定時点tsでスリットダイ22を基体14から離すプログラム設定となっている。なお、設定時点tsの図示は省略する。
また、制御ユニット50では、スリットダイ22を基体14から離すタイミング(時点)でスリットダイ22からの塗布液LAの吐出を停止し、該吐出の停止後に設定時間又は設定回転数で、基体14を複数回で回転させるプログラムが設定されている。さらに、制御ユニット50では、塗布液LAの吐出停止の条件が満たされたときに吐出ユニット20の吸引部28に塗布液LAを吸引させるプログラムが設定されている。
〔塗布液センサ〕
次に、塗布液センサ60について説明する。
次に、塗布液センサ60について説明する。
図1に示す塗布液センサ60は、基体14の外周面(一例としてZ方向の一部)に光を照射して、基体14で反射された光の受光量の変化を検出するようになっている。塗布液センサ60では、基体14の外周面に塗布液LAが無い場合、基体14で反射された光の受光量が多くなる。また、塗布液センサ60では、基体14の外周面に塗布液LAが有る場合、塗布液LAによって光が散乱されるため、受光量が減少する。このように、塗布液センサ60では、受光量の低下により、基体14上の塗布液LAの先端である始端LS(図2(B)参照)を検出するようになっている。
(設定距離及び設定時点)
次に、制御ユニット50における設定距離DA及び設定時点tsの設定について説明する。
次に、制御ユニット50における設定距離DA及び設定時点tsの設定について説明する。
図2(A)に示すように、基体14の外周面における塗布液センサ60による検出位置を点Aとし、以後、検出位置Aという。また、スリットダイ22により吐出された塗布液LAが基体14に到達する到達位置を点Bとし、以後、到達位置Bという。さらに、スリットダイ22の吐出口22Aの先端位置を点Cとし、以後、先端位置Cという。加えて、基体14の周方向(回転方向)をR方向とする。なお、矢印Rは、基体14の回転方向を示している。
第1実施形態における到達位置Bは、基体14の外周面が回転により重力方向(−Y方向)の下から上へ向かう位置で、かつ基体14の回転中心位置Oとほぼ同じY方向の位置に設定されている。また、検出位置Aは、到達位置BよりもY方向の下側に設定されている。ここで、塗布液LAの始端LSが検出位置Aで検出されてから到達位置Bに到達するまでの移動時間Δt(図示省略)は、弧ABの長さと基体14の回転の周速度とに基づいて、Δt=(弧ABの長さ/周速度)で得られる。なお、移動時間Δtは、制御ユニット50(図1参照)に記憶されている。
また、到達位置Bと先端位置Cとの距離(線分BCの長さ)をTとする。さらに、吐出口22Aから基体14へ塗布液LAが塗布されるときの距離Tを距離TAとする。ここで、到達位置Bは、基体14の回転に伴いX方向、−X方向に変動する。また、到達位置Bは、異なる基体14に交換された場合にも変わる。このため、第1実施形態では、距離TAを管理するのではなく、変動の無い回転中心位置Oと先端位置Cとの距離D(線分OCの長さ)について、設定距離DAを設定して管理する。
図2(B)には、検出位置Aで塗布液LAの始端LSが検出された時点から、設定時点tsが経過した直後の時点における基体14への塗布液LAの塗布状態が示されている。ここで、設定時点tsとは、塗布液センサ60で塗布液LAの始端LSが検出された検出時点よりも後の時点で、かつ該検出時点から移動時間Δtが経過した経過時点よりも前の時点である。また、設定時点tsとは、塗布液LAの始端LSが、吐出口22Aから吐出される塗布液LAに繋がる前の時点で、かつ設定時点tsで切断された後の基体14側の塗布液LAの切断端LE(終端)を、重力の作用で始端LSに繋げられる時点である。
なお、設定時点tsは、一例として、基体14の到達位置B(図2(A)参照)をビデオカメラで撮影し、切断端LEが始端LSに繋がること、及び得られた塗布液LAの膜厚のばらつきが設定範囲内となることを実験的に確認することで決定される。
図2(B)に示すように、設定時点tsの直後において、スリットダイ22は、基体14に対して設定距離DA(図2(A)参照)となる位置よりも−X方向に離れているため、回転中心位置Oと先端位置Cとの距離Dは、D=DB(>DA)となる。また、塗布液LAの基体14への吐出速度V1(図3(B)参照)は、スリットダイ22の−X方向の移動速度V2(図3(B)参照)よりも遅くなっている。これにより、本実施形態では、吐出口22Aから基体14へ吐出される塗布液LAが切断され、切断端LEが形成されるようになっている。即ち、距離Dが設定距離DAよりも長い距離DBとなることで、塗布液LAが切断される。
なお、塗布液LAを切断するときの距離TB(図3(B)参照)は、塗布液LAの始端LS(図3(B)参照)が、スリットダイ22の先端に残留している塗布液LA(以後、これを残留液LBと称する)に接触しない距離となっている。塗布液LAを切断するときの距離TBは、一例として、1.0[mm]以上であることが好ましく、本実施形態では、3.0[mm]となっている。
このように、図1に示す制御ユニット50は、塗布液センサ60で検出された塗布液LAの始端LSの検出時点に基づいて、移動ユニット40による基体14とスリットダイ22との相対移動を制御するようになっている。
(感光体)
次に、製造装置10によって製造される感光体12の構成について説明する。
次に、製造装置10によって製造される感光体12の構成について説明する。
図5に示すように、感光体12は、基体14と、基体14の外周面に層形成された下引き層12Aと、下引き層12Aの外周面に層形成された電荷発生層12Bと、電荷発生層12Bの外周面に層形成された電荷輸送層12Cと、を含んで構成されている。なお、図示及び説明を省略するが、電荷輸送層12Cの外周面に保護層を形成してもよい。また、製造装置10(図1参照)を電荷発生層12B又は電荷輸送層12C形成時の塗布に用いてもよい。
基体14は、導電性を有している。基体14の材質の例として、アルミニウムやステンレス、ニッケルなどの金属が使用可能であり、用途に応じて適したものが選択される。感光体12の基体14としては、一般にアルミニウムが用いられるが、アルミニウムの場合は表面に傷が付きやすいので、表面にニッケルなどのめっき処理を行うのがよい。
<比較例>
次に、比較例について説明する。
次に、比較例について説明する。
図6(B)には、第1実施形態に対する比較例の感光体200の断面が示されている。図6(B)において、符号LT1は、始端LSと切断端LEとが繋がることで盛り上がった部分(回転工程前)を示す。また、符号LH1は、塗布液LAを塗布した後の回転工程(レべリング工程)を経た後における始端LSと切断端LEとの繋ぎ目部分での塗膜の状態を示している。
なお、各比較例及び後述する各実施例における膜厚の測定は、一例として、フィッシャースコープ社製パーマスコープで行った。パーマスコープによる膜厚の測定誤差は、±0.1[μm]となっている。また、膜厚の許容範囲は、膜厚の目標値±1[μm]である。
ここで、比較例の感光体200の製造において、吐出されている塗布液LAが始端LSに0.5[mm]繋がってからスリットダイ22を離間させたところ、塗布液LAがスリットダイ22に引っ張られ、盛山状の厚肉部LT1が生じた。その後、回転工程を経て塗布液LAを乾燥させたところ、厚肉部LT1に対応する塗膜LH1の部位は、完成した感光体200としての膜厚が目標値の26[μm]よりも4[μm]厚い30[μm]となり、許容範囲外であった。さらに、比較例の感光体200をプリンタ(図示省略)に取り付けて画像を形成したところ、感光体200の厚肉部LT1に対応する部分は、周方向の他の部位よりも画像濃度が濃くなった。
<作用>
次に、第1実施形態の作用について説明する。
次に、第1実施形態の作用について説明する。
図1に示すように、基体14が回転可能に支持された状態で、Xステージ44がX方向に移動される。これにより、スリットダイ22は、基体14の回転中心位置Oと設定距離DA(図2(A)参照)をあけて設置される。そして、基体14が回転される。
続いて、図3(A)に示すように、吐出口22Aから基体14へ向けて塗布液LAが吐出される。吐出された塗布液LAは、ビードBD(基体14とスリットダイ22との間の部分)を形成しつつ基体14の外周面に塗布されて塗膜となる(塗布工程の一例)。
続いて、図3(B)に示すように、基体14の回転により塗布液LAの塗膜が1回転してくる。そして、塗布液LAの始端LSと吐出口22Aから基体14へ吐出される塗布液LAとが繋がる直前の設定時点となったとき、制御ユニット50(図1参照)が移動ユニット40(図1参照)を制御し、スリットダイ22が基体14に対して−X方向に離される。スリットダイ22と基体14との距離TBは、既述の距離TAよりも長い。このとき、吐出中の塗布液LAが−X方向に引っ張られるが、スリットダイ22の移動速度V2が塗布液LAの吐出速度V1よりも速いため、ビードBD(図3(A)参照)が切断され、基体14の塗膜の終端に切断端LEが形成される(切断工程の一例)。
続いて、図4に示すように、切断端LEが、塗布液LAの塗膜(基体14の外周面に塗布された塗布液LA)の始端LSに繋がる。ここで、塗膜の始端LSと切断端LEは、それぞれ端部が塗膜の他の部位(平坦部)よりも細くなっているが、切断端LEが塗膜の始端LSに繋がることにより、繋ぎ目における膜厚が他の部位(平坦部)の膜厚と同等となる。即ち、塗布液LAの始端LSと切断端LEとが繋がる繋ぎ部分の塗布液LAの量が過大となることが抑制されるので、感光体12(図5参照)を製造するときの塗布液LAの膜厚のばらつきが抑制される。なお、このとき、スリットダイ22からの塗布液LAの吐出が停止されると共に、吸引部28(図1参照)による吸引が行われる。
塗布液LAの塗布終了直後において、基体14を回転させながら常温でしばらく放置することにより、塗膜はレベリングされて平滑になる。さらに、材料の拡散によって、塗膜内の組成も均一化される。この時間は、形成する塗膜の厚さにもよるが、10[s]以上5[min]以下程度である。
このようにして、図5に示すように、基体14の外周面に下引き層12Aが形成される。下引き層12Aの乾燥工程では、基体14を加熱して溶剤を乾燥させる。乾燥方法としては、基体14を乾燥炉に入れる方法、基体14に熱風を吹き付ける方法、赤外線加熱方法など任意の公知の方法でよい。乾燥中も塗布液LA(塗膜)が垂れないように、基体14を回転させ続けることが望ましい。そして、下引き層12A上に他の塗布装置を用いて電荷発生層12B、電荷輸送層12C、及び保護層(図示省略)が形成されることにより、感光体12が形成される。
また、図1に示す製造装置10では、塗布液センサ60を用いて、基体14のR方向における塗布液LAの始端LSの位置を検出し、検出結果に基づいて移動ユニット40による基体14とスリットダイ22との相対移動を制御する。このように、塗布液LAを切断する位置に近い位置で始端LSの位置が検出され、始端LSが塗布液LAを切断する位置に近づく時点の測定誤差が抑制される。これにより、塗布液LAの繋ぎ部分の厚みと、塗布液LAのR方向の他の部位の厚みとの差が低減されるので、図6(A)に示すように、感光体12を製造するときの塗布液LAの膜厚のばらつきが抑制される。
感光体12の製造方法では、既述のように、塗布液LAの始端LSと吐出中の塗布液LAとが繋がる前に塗布液LAが切断されるので、始端LSと切断端LEとの繋ぎ目の厚みの増加が抑制される。これにより、図6(A)、(B)に示すように、塗布液LAの始端LSと切断端LEとが繋がった後で基体14に対してスリットダイ22を離れさせる方法に比べて、感光体12を製造するときの塗布液LAの膜厚のばらつきが抑制される。
<実施例>
次に、感光体12の製造の実施例1、2について、図1及び図5を参照して説明する。
次に、感光体12の製造の実施例1、2について、図1及び図5を参照して説明する。
(実施例1)
一例として、外径30[mm]、肉厚1[mm]、Z方向の長さ340[mm]のアルミニウム製の基体14を用いて感光体12を製造した。基体14の表面は、球形アルミナ粒子によるホーニング処理により算術平均粗さRa0.2[μm]に粗面化した。次いで、基体14の表面には、共重合ナイロン樹脂(商品名:CM8000、東レ製)のメタノール溶液をスプレーで塗布して0.5[μm]厚の下引き層12Aを形成した。
一例として、外径30[mm]、肉厚1[mm]、Z方向の長さ340[mm]のアルミニウム製の基体14を用いて感光体12を製造した。基体14の表面は、球形アルミナ粒子によるホーニング処理により算術平均粗さRa0.2[μm]に粗面化した。次いで、基体14の表面には、共重合ナイロン樹脂(商品名:CM8000、東レ製)のメタノール溶液をスプレーで塗布して0.5[μm]厚の下引き層12Aを形成した。
一方、特開2004−348092号公報記載の方法で単層型感光層要の塗布液LAを調合した。即ち、電荷発生材料を3重量部、電子輸送材料を40重量部、正孔輸送材料を80重量部、バインダー樹脂を150重量部、4フッ化エチレン樹脂粒子を10重量部、溶剤を1000重量部として、これらをボールミル中で24時間分散あるいは溶解させた。固形分濃度は22[重量%]、粘度は0.4[Pa・s]であった。
電荷発生材料の一例として、ヒドロキシガリウムフタロシアニンを用いた。ヒドロキシガリウムフタロシアニンは、Cukα線を用いたX線回折スペクトルで、ブラッグ角(2θ±0.2[°])で少なくとも7.5[°]、9.9[°]、12.5[°]、16.3[°]、18.6[°]、25.1[°]、28.1[°]に明瞭な回折ピークがある。電子輸送材料の一例として、3,5−ジメチル−3’,5’−ジ−t−ブチル−4,4’−ジフェノキノンを用いた。正孔輸送材料の一例として、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミンを用いた。バインダー樹脂の一例として、ビスフェノールZ型ポリカーボネート樹脂(粘度平均分子量50,000)を用いた。溶剤の一例として、シクロペンタノンを用いた。
得られた塗布液LAを、供給ポンプ25(商品名:ヘイシンモーノポンプ、兵神装備社製)を用いて、0.72[cm3/s]でスリットダイ22のマニホールド22Cに送った。供給配管24の途中には、既述のように、吸引部28が設置されている。吸引部28は、エアーで駆動するピストンシリンダの動作により、塗布開始時に0.3[cm3/s]の塗布液LAを押し出し、塗布終了時に0.5[cm3/s]の塗布液LAを吸引する。三方弁27は、塗布液LAを塗布しない時に塗布液LAをスリットダイ22には送らず、配管26から貯留タンク23に戻す。
スリットダイ22として、スリット幅0.3[mm]、スリット長さ20[mm]、先端の角度30[°]、マニホールド径15[mm]、塗布幅(Z方向幅)320[mm]のものを用いた。また、スリットダイ22は、吐出口22Aが基体14の回転中心位置Oに向けられ、スリット22Bが水平に近い状態となるよう配置されている。
基体14は、12[rpm]で回転させた。非塗布時におけるスリットダイ22と基体14の外周面との間隔は3[mm]である。塗布開始時には、スリットダイ22を基体14の外周面に0.4[mm]まで接近させ、三方弁27を切り替えて送液を開始すると共に、吸引部28のピストンシリンダを押して、塗布液LAを吐出口22Aから直ちに吐出させた。
基体14における塗膜(塗布液LA)の始端LSの検出には、塗布液センサ60として、反射型ファイバーセンサ(商品名:FU35Z、キーエンス社製)を用いた。塗布液センサ60は、一例として、塗布液LAの吐出ビードの6[mm]手前に設置した。なお、一例として、塗布液センサ60で塗膜の始端LSを検出してから0.29[s]後(塗布開始から4.74[s]後に相当)が、スリットダイ22を基体14から離す設定時点となっている。
基体14が1回転してきて、塗布液LAの始端LSが塗布液LAの吐出ビードに触れる0.5[mm]手前となる設定時点で、スリットダイ22を基体14の外周面から3[mm]の位置に離した。これにより、吐出される塗布液LAが細くなって切断され、切断端LEが形成された。切断端LEは、重力により落下して始端LSに繋がった(重なった)。一方、三方弁27を切り替えて送液を止めると共に、吸引部28のピストンシリンダを引いて、吐出口22Aの残留液LBを吸引した。なお、塗布液LAは、粘度が0.4[Pa・s]の低粘度液体なので、吐出口22Aと基体14との間でビードBD(図3(A)参照)が切れずに繋がったまま伸びる「糸引き」と称する現象は生じなかった。
続いて、基体14をそのまま30[s]間回転させ続けた。これにより、塗布液LAの塗膜の繋ぎ目に相当する部位と他の部位との膜厚及び組成が同様の状態に近づいた。
続いて、基体14を10[rpm]で回転させながら、150[℃]に設定された乾燥炉(図示省略)に入れ、20[min]乾燥させた。これにより、膜厚26[μm]の単層感光層が形成された感光体12が得られた。得られた感光体12の繋ぎ目における膜厚むら(厚肉部と薄肉部との差)は、1[μm]未満であった。また、得られた感光体12をプリンタ(図示省略)に使用して画像を形成したところ、繋ぎ目の膜厚に起因する画像欠陥は、ほとんど見られなかった。
(実施例2)
第2実施例では、塗布液センサ60を用いずに、基体14への塗布液LAの塗布開始からの設定時間(一例として4.74[s]後)が経過した時点で、スリットダイ22を基体14から離した。得られた感光体12の繋ぎ目における膜厚むらは、第1実施例と同様に1[μm]未満であった。また、得られた感光体12をプリンタに使用して画像を形成したところ、第1実施例と同様に画像欠陥はほとんど見られなかった。ただし、第1実施例の方が第2実施例に比べて、基体14の外径のばらつきなどによって始端LSの位置が振れることがあっても、始端LSと切断端LEが確実に繋げられた。
第2実施例では、塗布液センサ60を用いずに、基体14への塗布液LAの塗布開始からの設定時間(一例として4.74[s]後)が経過した時点で、スリットダイ22を基体14から離した。得られた感光体12の繋ぎ目における膜厚むらは、第1実施例と同様に1[μm]未満であった。また、得られた感光体12をプリンタに使用して画像を形成したところ、第1実施例と同様に画像欠陥はほとんど見られなかった。ただし、第1実施例の方が第2実施例に比べて、基体14の外径のばらつきなどによって始端LSの位置が振れることがあっても、始端LSと切断端LEが確実に繋げられた。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係る塗布装置及び回転体の製造方法の一例について説明する。なお、前述した第1実施形態と基本的に同一の部材及び部位には、前記第1実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
次に、第2実施形態に係る塗布装置及び回転体の製造方法の一例について説明する。なお、前述した第1実施形態と基本的に同一の部材及び部位には、前記第1実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
第2実施形態の製造装置10(感光体の製造装置)は、第1実施形態に対して、塗布液LAの到達位置B及びスリットダイ22の先端位置Cが後述のように異なっている。なお、他の構成については、第1実施形態と同様である。
図7(A)には、第2実施形態のスリットダイ22及び基体14が示されている。第2実施形態において、基体14の回転中心位置Oに対する検出位置Aの配置は、第1実施形態と同様である。一方、基体14上の到達位置Bは、一例として、基体14が回転により重力方向(−Y方向)の下から上へ向かう位置で、かつ基体14の回転中心位置OよりもY方向の上側(回転中心位置Oに対して高さHの位置)に設定されている。
また、塗布液LAを基体14に塗布するときのスリットダイ22の先端位置Cは、一例として、線分OBの点B側を延長した径方向の延長線上で、かつ線分BCの距離がTAとなる位置に設定されている。即ち、先端位置Cは、Y方向で到達位置Bよりも上側に設定されている。なお、第2実施形態では、変動の無い回転中心位置Oと先端位置Cとの距離が設定距離DAとなるように、制御ユニット50(図1参照)によって、スリットダイ22の先端位置Cが管理されている。ここで、弧ABの長さと基体14の回転の周速度とが既知であるため、検出位置Aで塗布液LAの始端が検出されてから塗布液LAの始端が到達位置Bに到達するまでの移動時間が得られる。この移動時間は、制御ユニット50に記憶されている。
<作用>
次に、第2実施形態の作用について説明する。
次に、第2実施形態の作用について説明する。
図7(A)に示すように、第2実施形態の製造装置10では、スリットダイ22が、基体14の回転中心位置Oと設定距離DAをあけて設置される。そして、基体14が回転される。続いて、吐出口22Aから基体14へ向けて塗布液LAが吐出される。吐出された塗布液LAは、ビードを形成しつつ基体14の外周面に塗布されて塗膜となる(塗布工程の一例)。
続いて、図7(B)に示すように、基体14の回転により塗布液LAの塗膜が1回転してくる。そして、塗布液LAの始端LSと吐出口22Aから基体14へ吐出される塗布液LAとが繋がる直前の設定時点となったとき、制御ユニット50(図1参照)が移動ユニット40(図1参照)を制御し、スリットダイ22が基体14に対して−X方向に離される。このとき、吐出中の塗布液LAが−X方向に引っ張られるが、スリットダイ22の移動速度が塗布液LAの吐出速度よりも速いため、吐出中の塗布液LAが切断され、基体14の塗膜の終端に切断端LEが形成される(切断工程の一例)。
続いて、切断端LEが、塗布液LAの塗膜の始端LSに繋がる。ここで、塗膜の始端LSと切断端LEは、それぞれ端部が塗膜の他の部位(平坦部)よりも細くなっているが、切断端LEが塗膜の始端LSに繋がることにより、繋ぎ目における膜厚が他の部位(平坦部)の膜厚と同等となる(図6(A)参照)。これにより、塗布液LAの始端LSと切断端LEを繋いで感光体12(図5参照)を製造するときの塗布液LAの(R方向の)膜厚のばらつきが抑制される。
ここで、比較例として、基体14における塗布液LAの始端LSが切断端LEよりも上側にある構成(例えば、図7(B)において基体14の回転方向Rが逆の場合)では、切断端LEが重力方向に垂れることで、上から下へ向けて移動してくる始端LSと重ならない可能性がある。
一方、第2実施形態の製造装置10では、図7(A)に示すように、到達位置BのY方向の高さ位置が、基体14の回転により−Y方向(重力方向)の下から上へ向かう位置で、かつ回転中心位置Oよりも上側にある。このため、図7(B)に示すように、塗布液LAが基体14の回転により搬送されている途中で、基体14側の切断端LEが重力によって−Y方向(下方)に垂れたとき、先端位置Cと回転中心位置Oが水平方向である場合よりも切断端LEが始端LSに短時間で乗る。即ち、第2実施形態の製造装置10では、第1実施形態の構成に比べて、塗布液LAの始端LSと切断端LEとを、より繋げ易く、塗膜の始端LSと切断端LEの継ぎ目はより平坦になる。
(実施例3)
実施例1において、スリットダイ22の吐出口22A(先端位置C(図7(A)参照))を基体14の回転中心位置OよりもY方向に6[mm]高く、かつ基体14の−X側の端部位置に対して、X方向に2[mm]近づけて配置した。これにより、基体14に対してスリットダイ22を離れさせるとき、切断端LEが始端LSに重なりやすくなり、乾燥後の塗膜の繋ぎ目における膜厚と他の部位の膜厚との差(むら)は、0.5[μm]未満となった。
実施例1において、スリットダイ22の吐出口22A(先端位置C(図7(A)参照))を基体14の回転中心位置OよりもY方向に6[mm]高く、かつ基体14の−X側の端部位置に対して、X方向に2[mm]近づけて配置した。これにより、基体14に対してスリットダイ22を離れさせるとき、切断端LEが始端LSに重なりやすくなり、乾燥後の塗膜の繋ぎ目における膜厚と他の部位の膜厚との差(むら)は、0.5[μm]未満となった。
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。
<変形例1>
基体14とスリットダイ22との相対移動は、基体14のX方向位置を固定して、スリットダイ22を移動させるものに限らず、スリットダイ22を固定して基体14を移動させるものであってもよい。図8には、一例として、基体14を移動させる製造装置100(感光体の製造装置)が示されている。
基体14とスリットダイ22との相対移動は、基体14のX方向位置を固定して、スリットダイ22を移動させるものに限らず、スリットダイ22を固定して基体14を移動させるものであってもよい。図8には、一例として、基体14を移動させる製造装置100(感光体の製造装置)が示されている。
製造装置100では、スリットダイ22のX、Y、Z方向の位置が固定されると共に、移動ユニット40が基体14側に設けられている。具体的には、移動ユニット40のYステージ48上にY方向に直立した支柱102が設けられ、支持部16Aが支柱102によって回転可能に支持されている。そして、感光体12(図5参照)の製造時に移動させるのは、基本的にXステージ44のみとなっている。このように、基体14側を移動ユニット40で移動させてもよい。なお、製造装置100では、スリットダイ22の先端位置Cを基準として、基体14の回転中心位置Oまでの距離を管理すればよい。
<変形例2>
回転体の製造装置は、製造装置10、100に限らず、他の例として、無端ベルトの製造装置に用いてもよい。
回転体の製造装置は、製造装置10、100に限らず、他の例として、無端ベルトの製造装置に用いてもよい。
無端ベルトを製造するには、一例として、ポリイミド樹脂(PI)やポリアミドイミド樹脂(PAI)のような皮膜形成樹脂の溶液を基体14上に塗布し、加熱して皮膜を形成した後に、基体14から皮膜を剥離すればよい。半導電性の無端ベルトを形成する場合は、樹脂溶液に導電性粒子を分散する。得られた皮膜の端部は、不要部分が切断され、無端ベルトとなる。無端ベルトには、必要に応じて、穴あけ加工やリブ付け加工などを施す。このようにして、転写ベルトや定着ベルトとして使用可能な無端ベルトが出来上がる。
<他の変形例>
基体14は、回転体に含まれるものに限らず、回転体に含まれずに装置側に残るものであってもよい。移動ユニット40は、ボールネジを用いるものに限らず、リニアサーボモータを用いてもよい。また、移動ユニット40におけるXステージ、Yステージの組み付け順が入れ替わっていてもよい。さらに、第1、第2実施形態において、塗布液センサ60を用いずに、制御ユニット50が、基体14への塗布液LAの塗布開始からの経過時間又は基体14の回転角を管理して、基体14とスリットダイ22との相対移動を制御してもよい。
基体14は、回転体に含まれるものに限らず、回転体に含まれずに装置側に残るものであってもよい。移動ユニット40は、ボールネジを用いるものに限らず、リニアサーボモータを用いてもよい。また、移動ユニット40におけるXステージ、Yステージの組み付け順が入れ替わっていてもよい。さらに、第1、第2実施形態において、塗布液センサ60を用いずに、制御ユニット50が、基体14への塗布液LAの塗布開始からの経過時間又は基体14の回転角を管理して、基体14とスリットダイ22との相対移動を制御してもよい。
[第3実施形態]
次に、第3実施形態に係る塗布装置及び回転体の製造方法の一例について説明する。なお、前述した第1、第2実施形態と基本的に同一の部材及び部位には、前記第1、第2実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
次に、第3実施形態に係る塗布装置及び回転体の製造方法の一例について説明する。なお、前述した第1、第2実施形態と基本的に同一の部材及び部位には、前記第1、第2実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。
図9に示すように、第3実施形態の塗布装置の一例としての製造装置110は、製造装置10(図1参照)において、切断ユニット30(図1参照)に換えて、切断手段の一例としての切断ユニット120が設けられている。切断ユニット120は、切断ユニット30と同様に移動ユニット40及び制御ユニット50を有しているが、制御ユニット50におけるプログラム設定が異なっている。さらに、第3実施形態の吐出ユニット20では、スリットダイ22(図1参照)に換えて、スリットダイ122が設けられている。なお、基体14の回転中心位置Oに対する検出位置A及び到達位置B(図2(A)参照)の設定は、第1実施形態と同様である。
第3実施形態の制御ユニット50では、スリットダイ122を設定距離DA(図2(A)参照)の位置に配置して基体14に塗布液LAを吐出させ、後述する設定時点tvで塗布液LAを吸引させるプログラム設定となっている。
設定時点tvとは、塗布液センサ60で塗布液LAの始端LSが検出された検出時点よりも後の時点で、かつ該検出時点から既述の移動時間Δtが経過した経過時点よりも前の時点である。言い換えると、設定時点tvとは、塗布液LAの始端LSが、吐出口22Aから吐出される塗布液LAに繋がる前の時点でかつ切断された後の基体14側の塗布液LAの切断端LEを、重力の作用で始端LSに繋げられる時点である。
なお、設定時点tvは、一例として、基体14の到達位置B(図2(A)参照)をビデオカメラで撮影し、切断端LEが始端LSに繋がること、及び得られた塗布液LAの膜厚のばらつきが設定範囲内となることを実験的に確認することで決定される。
また、制御ユニット50では、三方弁27を切り換えて送液を止めると共に吸引部28を動作させることにより塗布液LAを吸引させて、スリットダイ122(吐出ユニット20)と基体14との間で塗布液LAを切断させるようにプログラムが設定されている。さらに、制御ユニット50では、該吐出の停止後に設定時間又は設定回転数で、基体14を複数回で回転させるプログラムが設定されている。
図10(A)に示すように、スリットダイ122は、ブロック状の本体に吐出口22A、スリット22B、マニホールド22C、及び接続管22Dが形成されている。また、スリットダイ122は、基体14の回転軸方向に見て、吐出ユニット20の基体14と対向する面(吐出口22Aまで連続する面)の一例としての上傾斜面22F及び下傾斜面22Gと吐出ユニット20の吐出方向との成す角度θ1が鋭角となっている。言い換えると、スリットダイ122は、角度θ1が90[°]となるリップ面22E(図2(A)参照)を有しておらず、吐出方向に対して交差する方向に傾斜した上傾斜面22F及び下傾斜面22Gを有する点が、スリットダイ22(図1参照)とは異なっている。なお、角度θ1は、15[°]以上45[°]以下であることが好ましい。
ここで、図9に示す第3実施形態の製造装置110では、塗布液LAの粘度が5[Pa・s]となっている。なお、本実施形態では、一例として、粘度が5[Pa・s]以上であるものを高粘度液体と称する。塗布液LAが高粘度液体の場合には、スリットダイ122からの塗布液LAの吐出を停止しても、塗布液LAのビードが瞬時に切れずに繋がったままとなる可能性がある。また、塗布液LAが高粘度液体の場合には、ビードBD(図3(A)参照)が切れた後に塗布液LAの切断端が始端に周方向で大きく被さる可能性がある。これは、既述の「糸引き」と称される現象であり、塗布液LAの粘度が高いほど糸は太く繋がって切れにくい。
このように、高粘度液体では糸引きが生じやすいので、塗布液LAの塗布終了時には、吐出口22Aに残留液LB(図3(B)参照)が存在しないことが好ましい。このため、図10(B)に示すように、本実施形態では、塗布終了時において吐出ユニット20を移動させる前にスリット22Bの塗布液LAを吸引することで、塗布液LAの繋がりを切断するようになっている。一般的に、スリットダイ22を用いた塗布では、リップ面22Eを有する方が塗布液LAのビードBDが安定するとされているが、高粘度液体の場合は、既述の角度θ1が鋭角であってもビードBDは安定している。
なお、製造装置110では、基体14側の切断端LEを始端LSに被せるのは第1実施形態と同じである。ここで、図3(B)に示す第1実施形態では、スリットダイ22と基体14との距離がTAからTBに長くなることで塗布液LAを切断する。一方、図10(B)に示す第3実施形態では、スリットダイ122と基体14との距離がTAのままで、吸引により塗布液LAが切断される。これは、塗布終了時にスリット22Bの塗布液LAを吸引しても、塗布液LAの繋がりはすぐに切れるわけではないので、その前にスリットダイ122を移動させると、塗布液LAが切れずに糸引きが生じるためである。
<作用>
次に、第3実施形態の作用について説明する。
次に、第3実施形態の作用について説明する。
図10(A)に示す製造装置110では、スリットダイ122が、基体14の回転中心位置Oと設定距離DA(いずれも図2(A)参照)をあけて設置される。言い換えると、スリットダイ122の先端と基体14の外周面との距離がTAとなっている。そして、基体14がR方向に回転される。続いて、吐出口22Aから基体14へ向けて塗布液LAが吐出される。吐出された塗布液LAは、ビードBDを形成しつつ基体14の外周面に塗布されて塗膜となる(塗布工程の一例)。
続いて、図10(B)に示すように、基体14の回転により塗布液LAの塗膜が1周してくる。そして、塗布液LAの始端LSと吐出口22Aから基体14へ吐出される塗布液LAとが繋がる直前の設定時点tvとなったとき、制御ユニット50(図9参照)が、吸引部28(図9参照)を制御する。具体的には、制御ユニット50が、三方弁27(図9参照)を切り換えて送液を止めると共に吸引部28を動作させることによりスリットダイ122の塗布液LAを吸引させる。これにより、スリットダイ122から吐出中の塗布液LAが切断され、基体14の塗膜の終端に切断端LEが形成される(切断工程の一例)。
続いて、切断端LEが、塗布液LAの塗膜の始端LSに繋がる。ここで、塗膜の始端LSと切断端LEは、それぞれ端部が塗膜の他の部位(平坦部)よりも細くなっているが、切断端LEが塗膜の始端LSに繋がることにより、繋ぎ目における膜厚が他の部位(平坦部)の膜厚と同等となる。これにより、製造装置110では、始端LSと切断端LEが繋がった後で塗布液LAを吸引する構成に比べて、感光体12(図5参照)を製造するときの塗布液LAの(R方向の)膜厚のばらつきが抑制される。
図2(A)に示すように、スリットダイ22の先端が、基体14と平行な面であるリップ面22Eを有する形状である場合、リップ面22Eに付着した塗布液LAが糸引きの原因になる可能性がある。これは、スリット22Bの塗布液LAを吸引しても、リップ面22Eに付着した塗布液LAまでは吸引が難しいためである。
一方、図10(A)に示すように、製造装置110では、スリットダイ122がリップ面22E(図2(A)参照)を有しておらず、スリットダイ122の先端に上傾斜面22F及び下傾斜面22Gが形成されている。そして、上傾斜面22F及び下傾斜面22Gは、基体14に対して離れる側に傾斜している。このため、リップ面22Eを有する構成に比べて、切断端LE(図10(B)参照)が形成されたときに、塗布液LAの一部がスリットダイ122に付着することが抑制される。
<変形例3>
塗布液LAを吸引する方法は、第3実施形態のようにピストンシリンダによる吸引部28(図9参照)を用いる方法の他に、変形例3として、図11に示す吸引手段を用いた方法であってもよい。図11に示す製造装置130では、製造装置110(図9参照)において、吸引部28に換えて、三方弁27とスリットダイ122との間を分岐させた配管33に減圧した吸引槽31とバルブ29とが接続されている。変形例3の製造装置130では、塗布液LAの塗布終了時に三方弁27が閉止に切り換えられて塗布液LAの吐出が停止されると共にバルブ29が短時間だけ開放され、供給配管24内が減圧されて、圧力差により塗布液LAの吸引が行われる。なお、基体14の回転中心位置Oに対する検出位置A及び到達位置B(図2(A)参照)の設定は、第1実施形態と同様である。
塗布液LAを吸引する方法は、第3実施形態のようにピストンシリンダによる吸引部28(図9参照)を用いる方法の他に、変形例3として、図11に示す吸引手段を用いた方法であってもよい。図11に示す製造装置130では、製造装置110(図9参照)において、吸引部28に換えて、三方弁27とスリットダイ122との間を分岐させた配管33に減圧した吸引槽31とバルブ29とが接続されている。変形例3の製造装置130では、塗布液LAの塗布終了時に三方弁27が閉止に切り換えられて塗布液LAの吐出が停止されると共にバルブ29が短時間だけ開放され、供給配管24内が減圧されて、圧力差により塗布液LAの吸引が行われる。なお、基体14の回転中心位置Oに対する検出位置A及び到達位置B(図2(A)参照)の設定は、第1実施形態と同様である。
変形例3の方法では、塗布液LAの吸引量は、圧力差とバルブ29を開く時間とによって調整される。吸引の目安は、吸引された塗布液LAが吐出口22Aから1[mm]以上3[mm]以下となる位置まで吸引された状態になるのがよい。塗布液LAの吸引量が少ないと、塗布液LAの糸引きが切れにくくなり、塗布液LAの吸引量が多すぎると、次に塗布液LAを吐出するときに塗布液LAが気泡を含みやすくなるためである。なお、吸引槽31に吸引された塗布液LAは、図示しない配管を経由して、適宜、貯留タンク23に戻される。
なお、第3実施形態の製造装置110(図9参照)及び変形例3の製造装置130において、基体14上の到達位置B(図7(A)参照)を第2実施形態と同様に設定してもよい。即ち、一例として、基体14が回転により重力方向の下から上へ向かう位置でかつ基体14の回転中心位置OよりもY方向の上側に到達位置Bとスリットダイ122の先端位置Cを設定してもよい。
(実施例4)
塗布液LAとしてPI前駆体溶液(商品名:UワニスS、宇部興産製、固形分濃度18[%]、溶剤はN−メチルピロリドン、粘度8[Pa・s])を用いて無端ベルトを製造した。基体14には、外径30[mm]、肉厚0.5[mm]、長さ350[mm]のSUS304製円筒芯体を用いて、基体14の表面を球形アルミナ粒子によるブラスト処理によりRa0.4[μm]に粗面化した。続いて、基体14の表面にシリコーン系離型剤(商品名:セパコート、信越化学製)を塗布して、300[℃]で1時間焼き付け処理を施した。
塗布液LAとしてPI前駆体溶液(商品名:UワニスS、宇部興産製、固形分濃度18[%]、溶剤はN−メチルピロリドン、粘度8[Pa・s])を用いて無端ベルトを製造した。基体14には、外径30[mm]、肉厚0.5[mm]、長さ350[mm]のSUS304製円筒芯体を用いて、基体14の表面を球形アルミナ粒子によるブラスト処理によりRa0.4[μm]に粗面化した。続いて、基体14の表面にシリコーン系離型剤(商品名:セパコート、信越化学製)を塗布して、300[℃]で1時間焼き付け処理を施した。
図11に示す製造装置130において、塗布液LAを供給ポンプ25により、3.0[cm3/s]でスリットダイ122に送る。供給配管24には三方弁27を設け、塗布液LAを塗布しない時は、塗布液LAをスリットダイ122には送らず、配管26から貯留タンク23に戻す。また、配管33にバルブ29を設け、100[hPa]に減圧した吸引槽31と配管33とを接続した。スリットダイ122は、スリット幅0.5[mm]、スリット長20[mm]、マニホールド径15[mm]、塗布幅320[mm]で、先端の角度θ1(図10(A)参照)が20[°]のものを用いた。
基体14を15[rpm]で回転させ、塗布開始時には、まず、スリットダイ122を基体14に0.4[mm]の距離まで接近させ、三方弁27を開放に切り替えて送液を開始し、0.4[s]後にスリットダイ122と基体14との距離を1.2[mm]とした。即ち、距離TA=1.2[mm]とした。最初にスリットダイ122を基体14に近付けるのは、塗布液LAを基体14に確実に付着させるためである。
基体14が1回転する直前に、三方弁27を閉止に切り換えて送液を止めると共に、バルブ29を0.8[s]間開いて供給配管24の液体を吸引した。これにより、図10(B)に示すように、スリット22B内の塗布液LAが、スリットダイ122の先端から2[mm]の位置まで吸引された。そして、塗布液LAのビード(図示省略)が切断され、塗布液LAの切断端LEが始端LSにちょうど被さった。
続いて、スリットダイ122を基体14に対して10[mm]後退させたが、塗布液LAの糸引きを生ずることはなかった。このようにして、基体14の表面には、厚さが550[μm]の均一な塗布液LAの塗膜が形成された。また、基体14をそのまま15回転させることで、塗膜表面に見られた継ぎ目の筋は消失した。さらに、目視において、塗膜の継ぎ目に気泡が入ることもなかった。
続いて、出来上がった基体14を10[rpm]で回転させながら、150[℃]に設定された乾燥炉に入れ、20[min]乾燥させた。その後、基体14を乾燥炉から出して鉛直方向に立てて加熱炉に入れ、200[℃]で30[min]、300[℃]で30[min]加熱反応させ、残留溶剤の乾燥と樹脂のイミド化反応を同時に行った。そして、室温となるまで冷やした後、基体14から樹脂皮膜を抜き取り、無端ベルトを得た。得られた無端ベルトの膜厚を測定すると90[μm]であり、継ぎ目に筋は見られなかった。この無端ベルトは、一例として、電子写真方式の画像形成装置において記録媒体にトナーを定着する定着ベルトに用いることが可能である。
(比較例)
次に、実施例4に対する比較例として、塗布液LAの送液を止めた際にバルブ29(図11参照)を開かずに、他は同様の操作を行って塗布した場合について説明する。この比較例では、図12(A)に示すように、スリットダイ122を基体14から10[mm]後退させると、スリットダイ122と基体14との間に糸引きが発生した。また、糸引き状態のビードBD(図12(A)参照)が切れた後は、図12(B)に示すように、塗布液LAの切断端BEが始端LSに重なり、その際に0.5[mm]程度の大きさの気泡が重なり部分に巻き込まれた。比較例における塗膜の継ぎ目の膜厚は、レベリングによって平坦になったものの、気泡が消えることはなかった。
次に、実施例4に対する比較例として、塗布液LAの送液を止めた際にバルブ29(図11参照)を開かずに、他は同様の操作を行って塗布した場合について説明する。この比較例では、図12(A)に示すように、スリットダイ122を基体14から10[mm]後退させると、スリットダイ122と基体14との間に糸引きが発生した。また、糸引き状態のビードBD(図12(A)参照)が切れた後は、図12(B)に示すように、塗布液LAの切断端BEが始端LSに重なり、その際に0.5[mm]程度の大きさの気泡が重なり部分に巻き込まれた。比較例における塗膜の継ぎ目の膜厚は、レベリングによって平坦になったものの、気泡が消えることはなかった。
10 製造装置(塗布装置の一例)
12 感光体(回転体の一例)
14 基体
16 回転部
20 吐出ユニット(吐出部の一例)
30 切断ユニット(切断手段の一例)
60 塗布液センサ(検出手段の一例)
100 製造装置(塗布装置の一例)
110 製造装置(塗布装置の一例)
120 切断ユニット(切断手段の一例)
130 製造装置(塗布装置の一例)
B 到達位置
LA 塗布液(液体の一例)
LE 切断端
LS 始端
O 回転中心位置
R 周方向
12 感光体(回転体の一例)
14 基体
16 回転部
20 吐出ユニット(吐出部の一例)
30 切断ユニット(切断手段の一例)
60 塗布液センサ(検出手段の一例)
100 製造装置(塗布装置の一例)
110 製造装置(塗布装置の一例)
120 切断ユニット(切断手段の一例)
130 製造装置(塗布装置の一例)
B 到達位置
LA 塗布液(液体の一例)
LE 切断端
LS 始端
O 回転中心位置
R 周方向
Claims (7)
- 回転部により回転される基体に液体を吐出して塗布する吐出部と、
該吐出部と該基体との間で該液体を切断する切断手段であって、該基体に塗布された該液体の始端が該吐出部から吐出される該液体に繋がる前でかつ該基体側の該液体の切断端と該液体の始端とが繋がるように、該液体を切断する該切断手段と、
を有する塗布装置。 - 前記切断手段は、前記基体と前記吐出部とを相対移動させることにより、前記吐出部と前記基体との間で前記液体を切断する請求項1に記載の塗布装置。
- 前記切断手段は、前記吐出部の液体を吸引することにより、前記吐出部と前記基体との間で前記液体を切断する請求項1に記載の塗布装置。
- 前記吐出部を前記基体の回転軸方向に見て、前記吐出部の前記基体と対向する面と前記吐出部の吐出方向との成す角度が鋭角である請求項3に記載の塗布装置。
- 前記基体の前記始端の周方向における位置を検出する検出手段が設けられ、
前記切断手段は、前記検出手段で検出された前記始端の位置に基づいて設定された設定時点で前記液体を切断させる請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の塗布装置。 - 前記吐出部により吐出された前記液体が前記基体に到達する到達位置は、前記基体が回転により重力方向の下から上へ向かう位置で、かつ前記基体の回転中心位置よりも重力方向の上側に設定されている請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の塗布装置。
- 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の塗布装置を用いて、回転する前記基体に前記液体を塗布する塗布工程と、
前記基体に塗布された前記液体の始端が前記吐出部から吐出される前記液体に繋がる前でかつ前記基体側の前記液体の切断端と前記液体の始端とが繋がる時点で、前記液体を切断する切断工程と、
を有する回転体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015094264A JP2015226901A (ja) | 2014-05-09 | 2015-05-01 | 塗布装置及び回転体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
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JP2014097888 | 2014-05-09 | ||
JP2014097888 | 2014-05-09 | ||
JP2015094264A JP2015226901A (ja) | 2014-05-09 | 2015-05-01 | 塗布装置及び回転体の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family
ID=54884754
Family Applications (1)
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JP2015094264A Pending JP2015226901A (ja) | 2014-05-09 | 2015-05-01 | 塗布装置及び回転体の製造方法 |
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JP (1) | JP2015226901A (ja) |
-
2015
- 2015-05-01 JP JP2015094264A patent/JP2015226901A/ja active Pending
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