JP2756830B2 - 塗布装置およびその方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、中空ドラムの外面上に感光液を連続的に塗
布し電子写真感光体を得る場合に好適に用いられる塗布
装置およびその方法に関する。

〔従来の技術〕

円筒形状の外面上に感光液を塗布し電子写真感光体を
製造するための塗布方法としては、スプレー塗布法、浸
漬塗布法、ブレード塗布法、ロール塗布法、およびスラ
イドホッパー塗布法などが知られている。

しかし、スプレー塗布法では、スプレーガンより噴出
させた感光液が被塗布物の外面上に到達する前に溶剤が
蒸発するために、乾燥固化した粒子が表面に付着し、平
滑性の良い塗布表面が得られずかつ膜厚の制御も難し
い。また、ブレード塗布法およびロール塗布法は、塗布
液の粘性により均一な塗布膜が得られない欠点がある。
さらに、浸漬塗布法は、上記の塗布表面の平滑性、塗布
膜の均一性の難点については改良されるが、膜厚の制御
が塗布液の物性と塗布速度とに支配される。したがっ
て、塗布液の調整が非常に重要になるが、この調整は実
際的には著しく困難であり、また塗布速度も遅く生産性
が悪い欠点がある。

このような塗布法に対して、特開昭58−189061号に代
表されるいわゆるスライドホッパー方式の塗布法は、上
記の欠点がなく好適である。また、特開昭60−50537号
には、浸漬法を改良して、環状の塗布ヘッドから塗布す
る装置も提案されている。

他方、円筒体の引き上げに際しては、特開昭61−2514
9号公報記載のように、シリンダやモータにより円筒体
を支承する載置台を上昇させることにより行われること
が多い。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記各公報に示された環状の塗布ヘッドから、対象の
円筒体の外面に感光液を塗布する場合、いかに塗布ヘッ
ドと円筒体外面との間隙を周方向に関し均一に保つか、
および円筒体の姿勢を塗布ヘッドの軸心に対していかに
一致させるかがきわめて重要である。

すなわち、上記間隙が周方向に均一でないとすると、
塗布膜厚が周方向に不均一となり、電子写真特性のムラ
となって現れる。

他方、円筒体と塗布ヘッドとの間隙の均一性について
は、特開昭60−50537号公報では、塗布ヘッドに位置規
制コロを設け、これを中空ドラム外面に常に接触させる
ことで均一性を解決することが示されていが、これで
は、中空ドラムにその長手方向に連続する傷をつけてし
まう。

他方、円筒体の引き上げを、特開昭61−25149号公報
記載のように、シリンダやモータにより円筒体を支承す
る載置台を上昇させることにより行うとすれば、一回の
円筒体の塗布の都度、前記載置台を下降させ、新たな円
筒体の搬入を待って再び引き上げを行う必要があり、塗
布作業が間欠的になる。塗布が間欠的であると、塗布膜
厚の変動を来すなどの問題を生じる。したがって、円筒
体を連続的に移動させることが望ましい。かかる連続移
動態様によると、一旦塗布膜厚を設定すれば、同じ塗布
膜厚で塗布を行うことが容易であるとともに、連続移動
に伴って生産性も高まる。

このために、左右一対のロボットハンドにより交互に
把持を行いながら円筒体を上昇する態様が考えられる。

しかし、このようにロボットハンドにより把持する場
合、機械的精度の点から、その都度、第９図のように、
若干把持位置が異なる問題がある。把持位置が異なると
直接的に膜厚の周方向の偏差となって現れる。

一方、塗布ヘッドの軸心に対して円筒体の軸心が一致
しておらず、第10図のように、傾斜していると、円筒体
の外面が塗布ヘッドの内面に接触し、その外面に疵が付
き、電子写真特性を悪化させる原因となるばかりでな
く、膜厚不良の原因ともなる。

そこで、本発明の主たる目的は、円筒体と塗布ヘッド
との離間距離を周方向に関して均一にできるばかりでな
く、円筒体に対して後述のように、ロボットハンドによ
り連続的に移動させる場合において、把持の交代に伴う
把持位置誤差を解消して円筒体に対して塗布ヘッド正規
の位置に修正でき、もって円筒体が電子写真感光体であ
る場合、その電子写真特性において優れたものを得るこ
とができる塗布装置およびその方法を提供することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するための本発明装置は、円筒体を把
持しかつその軸心方向に移動させる把持・移動手段と、
前記円筒体の外面にこれを取り囲んで配置され前記円筒
体の外面に塗布液を塗布する塗布ヘッドと、前記円筒体
の外面または中心軸位置を検出する位置検出手段と、円
筒体の横断面上における塗布ヘッドの位置を調整する位
置調整手段と、前記位置検出手段からの位置検出信号に
基づいて前記位置調整手段に円筒体の位置修正信号を与
える位置演算制御手段とを備え：前記把持・移動手段は
円筒体を把持およびその解放を行うハンド部と、このハ
ンド部に対して対となりこれを前記軸心方向に移動させ
る移動部とを有し、前記ハンド部と移動部との対が複数
対設けられていることを特徴とするものである。

また、本発明法は、円筒体の外面にこれを取り囲んで
その外面に塗布液を塗布する塗布ヘッドを設けるととも
に、前記円筒体の外面または中心軸位置を検出する位置
検出手段、および円筒体の横断面上における塗布ヘッド
の位置を調整する位置調整手段を配設し、第１把持・移
動手段により前記円筒体を把持状態でその軸心方向に移
動させた後、代わりに第２把持・移動手段により前記円
筒体を把持状態でその軸心方向に移動させる動作を繰り
返して行う連続移動過程において、前記位置検出手段か
らの円筒体位置検出信号に基づいて前記塗布ヘッドの位
置の修正制御を行うことを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明では、円筒体の位置、たとえばその外面または
中心軸位置を検出するとともに、この検出信号に基づい
て塗布ヘッドの位置を修正制御するので、円筒体の外面
と塗布ヘッドの内面との離間距離を周方向に関し均一に
調節でき、もって周方向の塗布膜厚を均一にできる。

他方、前述のように、円筒体をロボットハンドにより
把持を交代させながら連続的に移動させる場合におい
て、その度毎の把持誤差に対応して塗布ヘッドの位置を
修正することにより、周方向の塗布膜厚の誤差を防止で
き、連続塗布において、本発明の効果がきわめて顕著な
ものとなる。

しかも、後述の実施例のように、ロボットハンド式の
把持・移動手段により、中空ドラムを把持することな
く、スペーサードラムを把持して移動されるようにすれ
ば、中空ドラム外面の傷つき防止を完全に図ることがで
きる。

なお、本発明の塗布装置は電子写真感光体を得る場合
において特に有効である。かかる電子写真感光体におけ
る塗布膜厚は、帯電量、感度および残留電位などの電子
写真特性に大きな影響を与える。したがって、感光ドラ
ムの周方向に塗布膜厚が不均一であると、同一複写物中
の画像濃度が不均一となったり、カブリを生ずる。本発
明によれば、塗布膜厚が周方向で均一となるので、かか
る問題が一切生じない。また、傾斜が万一発生した場合
において、円筒体に対する塗布ヘッドの位置の修正を行
なうので、傷つきを激しく嫌う感光ドラム表面の損傷が
防止される。

〔発明の具体的構成〕

以下、本発明をさらに詳説する。なお、以下本発明に
いう円筒体として、電子写真感光体用の円筒体、すなわ
ち中空ドラムを例に採るが、中空か中実であるかを問わ
れない。また、本発明にいう塗布ヘッドとしては、円筒
体の外面にこれを取り囲んで配置され前記円筒体の外面
に塗布液を塗布する基本的構成を有していれば、特開昭
58−189061号、特開昭60−50537号などに開示されたも
の、あるいは以下に図示するものなど適宜採用できる。

第４図に本発明の塗布ヘッド10の例として、スライド
ホッパー型塗布ヘッドが示されている。

１は中空ドラムで、これを取り囲んで塗布ヘッド10が
配置され、中空ドラム１の外面に塗布液すなわち感光液
Ｌを塗布するようになっている。塗布ヘッド10には、中
空ドラム１側に開口する塗布液流出口11を有する幅狭の
塗布液分配スリット12が水平方向に形成されている。こ
のスリット12は液溜ヘッダ13に連通し、この液溜ヘッダ
13には感光液Ｌを圧送ポンプ（図示せず）により供給す
るようになっている。

他方、スリット12の塗布液流出口11の下側には、連続
して下窄まりに傾斜し中空ドラム１の外寸よりやや大な
る寸法で終端をなすよう液スライド面15が形成され、さ
らに、この液スライド面15の終端より下方に延びて唇状
部16が形成されている。

かかる塗布装置では、中空ドラム１を引き上げる過程
で、感光液Ｌをスリット12および塗布液流出口11から押
出し、液スライド面15に沿って流下させる。唇状部16に
到った感光液Ｌは、ほぼ唇状部16と中空ドラム１とのク
リアランスに相当する厚みをもって中空ドラム１の外面
に塗布される。

上記の塗布ヘッド10自体は基本的に公知のものである
が、本発明では、中空ドラム１と塗布ヘッド10の内面と
距離を周方向に関し均一にするために、第２図および第
３図の装置構成例が採られる。

すなわち、塗布ヘッド10を支承する架台20に塗布ヘッ
ド10の位置調整手段30が設けられる。この位置調整手段
30としては、公知のＸ−Ｙ軸制御テーブルをそのまま採
用できる。位置調整手段30は、塗布ヘッド10と連結部材
31により連結されており、位置調整手段30のＸ軸または
Ｙ軸の移動が直接塗布ヘッド10のＸ軸またはＹ軸の移動
として現れるようになっている。

他方、中空ドラム１の未塗布位置、この例では塗布ヘ
ッド10の下方位置に、中空ドラム１の外面位置を検出す
るために位置検出器40A〜40Dが、中空ドラム１の外面に
対して離間し、かつ周方向に90度の間隔をもって配設さ
れている。位置検出器40A〜40Dとしては、たとえばレー
ザ変位計または渦電流式変位計が用いられる。かかる各
位置検出器40A〜40Dからの中空ドラム１外面との離間距
離信号は、演算器41に与えられ、中空ドラム１の中心軸
が塗布ヘッド10の中心軸に対してどのように偏位してい
るかが演算され、この演算結果に基づいて前記両中心軸
が一致するように、コントローラー42を介して位置調整
手段30に位置修正信号が与えられるよう構成されてい
る。本発明にいう位置演算制御手段とは、この例では、
演算器41とコントローラー42とで構成されている。ま
た、上記Ｘ軸−Ｙ軸制御テーブル30を駆動する各サーボ
モータの出力信号は演算器41に入力され、塗布ヘッド10
の現位置信号として与えられる。

このように構成された塗布装置においては、第２図の
ように、位置検出器40Aおよび40Cにより与えられる中空
ドラム１外面に対する離間信号差からＸ軸方向の、位置
検出器40Bおよび40Dにより与えられる中空ドラム１外面
に対する離間信号差からＸ軸方向の偏位がそれぞれ検出
され、もって、Ｘ軸−Ｙ軸制御テーブル30を駆動する各
サーボモータの出力信号による塗布ヘッド10の現位置と
を比較して、塗布ヘッド10の位置を修正する。

この場合、中空ドラム１の中心軸と塗布ヘッド10の中
心軸とが一致するよう塗布ヘッド10の位置を調整する
と、周方向に関し、中空ドラム１と塗布ヘッド10の内面
との離間距離が均一化され、塗布膜厚が均一となる。

塗布ヘッド10の位置調整手段としては、種々のものを
適宜採用できる。たとえば、第４図および第５図のよう
に、架台20に支点枢軸50を設け、この枢軸50に第１アー
ム51を連結し、その一端を塗布ヘッド10の鍔部10aに枢
着し、他方、架台20にＸ軸−Ｙ軸制御テーブル52をＸ軸
およびＹ軸方向に移動自在に配設し、このテーブル52に
第２アーム53および第３アーム54を枢着し、かつ第３ア
ーム54は第１アーム51と枢着しておく。

この例による位置調整手段によれば、Ｘ軸−Ｙ軸制御
テーブル52のＸ軸またはＹ軸の移動に伴って、塗布ヘッ
ド10を第４図の矢印方向に移動させることが可能とな
る。

一方、本発明においては、中空ドラム１の連続塗布を
行うために、第１図のように、中空ドラム１または必要
により介在させたスペーサードラム1Aを交代で把持する
一対の把持・移動手段Ｘ、Ｙが設けられる。

この保持・移動手段Ｘ、Ｙの詳細について、第１図、
第７図および第８図により説明すれば、中空ドラム１を
その両側から把持する上部および下部にそれぞれ一対の
ハンド60A、60Bと、これを揺動自在に支持軸61、61を介
して保持する基板62と、ハンド60A、60Bの基部を連結す
るシリンダ63と、前記基板62を保持しこれをＸ軸および
Ｙ軸に移動させるＸ軸−Ｙ軸制御テーブル64と、このＸ
軸−Ｙ軸制御テーブル64を保持するホルダー65と、この
ホルダー65に螺合するスクリューネジ軸66と、これを回
転駆動する駆動手段（図示せず）と、スクリューネジ軸
66を保持する昇降架台67とが設けられている。68は中空
ドラム１の外面に当接するゴムなどからなるタッチロー
ラである。

かかる装置において、シリンダ63のロッドを引き込め
ると、それぞれハンド60A、60Bは、支持軸61、61を中心
にして閉および開方向に揺動する。したがって、把持時
には、閉方向にシリンダ63を動作させ、ハンド60A、60B
により中空ドラム１またはスペーサードラム1Aを把持す
る。逆に把持を解放する場合には、シリンダ63のロッド
を伸縮させる。

さらに、中空ドラム１またはスペーサードラム1Aを上
昇させるには、ハンド60A、60Bにより中空ドラム１また
はスペーサードラム1Aを把持した状態で、スクリューネ
ジ軸66を回転させホルダー65を介してハンド60A、60Bを
上昇させればよい。

スペーサードラム1Aは必須ではないが、中空ドラム１
外面の傷つき防止や、中空ドラム１、１間の段差に起因
する塗布膜厚の変動をスペーサードラム1Aに塗布してい
る過程で修正することを目的とする場合には、スペーサ
ードラム1Aを用いることができる。

第１図の実施例では、スペーサードラム1Aにおいて把
持を行うようにしている。また、このスペーサードラム
1Aは中空ドラム１に予め連設しておき、感光液を塗布し
たのち、中空ドラム１から分離するようにすることがで
きる。

次いで、第１図によって、引き上げ操作例を説明する
と、第１図の状態は、最上部の中空ドラム１に対する塗
布がもうすぐ終了する状態である。この状態から、同図
左方の把持・移動手段Ｘにより最上の中空ドラム１の下
端が塗布ヘッド10の位置を越えて、第２番目のスペーサ
ードラム1Aが塗布ヘッド10より上方に顔を出したなら
ば、右方の把持・移動手段Ｙの上部のハンドにより２番
目のスペーサードラム1Aを把持するとともに、供給シリ
ンダ70により３番目の中空ドラム１と共に上昇され２番
目の中空ドラム１に当接連結された３番目のスペーサー
ドラム１を下部のハンドにより把持する。

かかる把持の終了を待って、左方の把持・移動手段Ｘ
の上部ハンドおよび下部ハンドによる第１番目のスペー
サードラム1Aおよび第２番目のスペーサードラム1Aの把
持を解放する。

このような把持、その解放、および把持の交代が、順
次一つの中空ドラムの供給の度に行われながら、各中空
ドラム１、１…の上昇移動を行う過程で感光液の塗布が
連続的になされる。

かかるロボットハンドによる把持の交代の際に生ずる
把持・移動手段の機械的誤差、あるいは各中空ドラム１
は厳格に見れば外径が必ずしも同一ではないことによっ
て、第９図のように、中空ドラム１の中心Ｏの偏位を生
ずる。

そこで、中心Ｏの偏位を生じた場合、前述のように、
塗布ヘッド10の位置修正制御を行う。

他方、位置検出器40A〜40D群を、もう一群高さ方向に
異ならせて中空ドラム１に対して配設すれば、中空ドラ
ムの１の傾斜も検出できる。この傾斜修正のために、上
部および下部のＸ軸−Ｙ軸制御テーブル64、64により中
空ドラム１の位置を修正することができる。

本発明において、塗布ヘッド10の位置修正と中空ドラ
ム１の傾斜修正を同時に行うことをも含む。

ところで、感光液の塗布に際して、通常、塗布ヘッド
10の位置を固定し、中空ドラム１を引き上げるようにす
る。また、必要ならば、第４図の位置関係を上下逆転さ
せて、中空ドラム１を引下げながら塗布することも可能
である。さらに、前述のように、本発明における塗布ヘ
ッドの構造に関し、環状構造である限り限定されるもの
ではない。

本発明は、前述のように、電子写真感光体を製造する
際の塗布装置としてきわめて有効である。この場合の感
光液としては、酸化亜鉛や硫化カドミウム等の無機感光
材料、ポリビニルカルバゾールとトリニトロフルオレノ
ン等の有機感光材料を高分子バインダーに分散させたも
のなどを用いることができる。また近年、高感度化、耐
久性向上のために、電荷発生層と電荷輸送層を積層した
機能分離型感光層も用いることができる。

たとえば電荷発生層はアゾ顔料、キノン顔料、ペリレ
ン顔料、フタロシアニン顔料、アンスアンスロン顔料等
をポリカーボネートなどの高分子バインダーに分散し、
電荷輸送層は多環芳香族化合物、含窒素環式化合物等を
高分子バインダーに分散して得ることができる。電荷発
生層の厚さは、0.01〜10μ好ましくは0.05〜５μであ
り、電荷輸送層の厚さは好ましくは５〜30μである。感
光液の年度は0.5〜700cpの範囲で、好ましくは１〜500c
pの範囲である。

また、電子写真用の中空ドラムとしては、アルミニウ
ム、ステンレス、導電層が形成されたプラスチック等が
ある。また、先に下引き層や電荷発生層を形成しておい
たものでもよい。

〔発明の効果〕

以上の通り、本発明によれば、円筒体と塗布ヘッドと
の離間距離を周方向に関して均一にできるばかりでな
く、円筒体の傾斜を防止し常に正規の塗布ヘッド軸心に
一致した姿勢を保持し、もって円筒体が電子写真感光体
である場合、その電子写真特性において優れたものを得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明装置例の全体的概要斜視
図、第３図はその位置検出器と中空ドラムとの位置関係
を示す横断面図、第４図は塗布ヘッド例の縦断面図、第
５図は塗布ヘッドの位置調整手段例の平面図、第６図は
その正面図、第７図は中空ドラムの位置調整手段の平面
図、第８図はその要部正面図、第９図は中空ドラムの偏
位例の平面図、第10図は中空ドラムの傾斜例の概要図で
ある。 １……中空ドラム、1A……スペーサードラム 10……塗布ヘッド、30……位置調整手段 40A〜40D……位置検出器、41……演算器 42……コントローラー 52……Ｘ軸−Ｙ軸制御テーブル 60A,60B……ハンド、63……開閉シリンダ 64……Ｘ軸−Ｙ軸制御テーブル 66……スクリューネジ軸 X,Y……把持・移動手段、Ｌ……感光液。

フロントページの続き (72)発明者 清水 和之 東京都日野市さくら町１番地 コニカ株 式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B05C 5/02 B05C 13/00 B05D 3/00 G03G 5/05

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒体を把持しかつその軸心方向に移動さ
   せる把持・移動手段と、前記円筒体の外面にこれを取り
   囲んで配置され前記円筒体の外面に塗布液を塗布する塗
   布ヘッドと、前記円筒体の外面または中心軸位置を検出
   する位置検出手段と、円筒体の横断面上における塗布ヘ
   ッドの位置を調整する位置調整手段と、前記位置検出手
   段からの位置検出信号に基づいて前記位置調整手段に円
   筒体の位置修正信号を与える位置演算制御手段とを備
   え：前記把持・移動手段は円筒体を把持およびその解放
   を行うハンド部と、このハンド部に対して対となりこれ
   を前記軸心方向に移動させる移動部とを有し、前記ハン
   ド部と移動部との対が複数対設けられていることを特徴
   とする塗布装置。
2. 【請求項２】円筒体の外面にこれを取り囲んでその外面
   に塗布液を塗布する塗布ヘッドを設けるとともに、前記
   円筒体の外面または中心軸位置を検出する位置検出手
   段、および円筒体の横断面上における塗布ヘッドの位置
   を調整する位置調整手段を配設し、 第１把持・移動手段により前記円筒体を把持状態でその
   軸心方向に移動させた後、代わりに第２把持・移動手段
   により前記円筒体を把持状態でその軸心方向に移動させ
   る動作を繰り返して行う連続移動過程において、 前記位置検出手段からの円筒体位置検出信号に基づいて
   前記塗布ヘッドの位置の修正制御を行うことを特徴とす
   る塗布方法。