JP3597773B2 - 感光体塗工装置および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体用基体を上方の液外から下方の塗工槽内の塗工液に浸漬させて引き上げ、感光体用基体の外面に塗工液を塗布する感光体の浸漬塗工技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機等の感光体ドラムの製造に際し、ドラムを塗工液に浸漬させることによってドラム外面に塗工液を塗布する、浸漬塗工の技術が知られている。
【０００３】
図５は従来の塗工装置での感光体ドラムの浸漬塗工を説明するための図である。
【０００４】
従来の塗工装置では、上端が密閉された基体（ドラム）１０５が、下方（矢印Ａの向き）に移動されることにより、塗工タンク１０１内に蓄えられた塗工液に浸漬され、基体１０５の浸漬により塗工タンク１０１からあふれ出た塗工液がオーバーフロー槽１０２に回収され循環槽１０３に送られる。循環槽１０３では塗工液の粘度等が均質化されて塗工液が調製され、調整された塗工液がポンプ１０４により塗工タンク１０１に戻される。これらの塗工装置では、基体１０５は把持部１０６により上端が密閉されて塗工液中に浸漬されるため、塗工液を、基体内面に付着させることなく簡便に基体外面に塗布することができる。
【０００５】
本件特許出願の発明者らは、特願２０００−２５２２９０号において、上記のような従来の塗工装置対する次に示すような改良を提案している。
【０００６】
図６は改良の施された塗工装置を用いての浸漬塗工を説明するための図である。
【０００７】
この改良塗工装置では、省液治具１０７が用いられ、さらに、基体１０５の下方（矢印Ｄ5の向き）への移動時には、基体１０５の内側の空間１１０内の空気（および塗工液の蒸気等、以下、空気は塗工液の蒸気等を含むことがある）がエアチューブ１０８内を矢印Ｄ7の向きに流れて外部に排出され、また、基体１０５の上方（矢印Ｄ6の向き）への移動時には、外部からの空気がエアチューブ１０８内を矢印Ｄ8の向きに流れて基体１０５の内側の空間１１０内に吸入される。
【０００８】
すなわち、これらの改良塗工装置では、省液治具１０７により、塗工タンク１０１の小容量化、循環される塗工液の低減等が図られ、さらに、エアチューブ１０８等により、省液治具１０７による、基体１０５の下方への移動に際しての、基体１０５の内側からの気泡の発生、また、基体１０５の上方への移動に際しての、（空間１０４の気圧低下による一時的な塗工液面の上昇に基づく）塗工液の急激な流出等の不具合が防止されることとなっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような改良塗工装置では、より詳細には、常にオーバーフローの状態が保たれるよう、ポンプにより一定流量の塗工液が塗工タンク１０１に向けて送られており、また、特に、基体１０５の一定速度での上方への移動に伴って、基体１０５の下端が省液治具１０７上面に達した瞬間に、基体１０５の内側の空間１１０への空気の吸入が停止されるため、オーバーフロー槽１０２に流出する塗工液の量（以下、塗工液のオーバーフロー量とすることがある）が急激に減少する。
【００１０】
図７は上述の改良塗工装置での塗工液のオーバーフロー量の変化を示す図であり、図８は塗工液のオーバーフロー量に応じて変化する塗工液面の盛り上がりを示す図である。ここでは、説明の便宜上、下端が下方の位置ｘ1にあった基体１０５が、単位時間後に省液治具１０７の上面に対応する位置ｘ0に達し、その後さらに単位時間後に上方の位置ｘ2に達するものとする。
【００１１】
塗工タンク１０１に流入する塗工液の流量をＱ0、基体１０５の上方への移動に際して、基体１０５の下端が位置ｘ1から位置ｘ0に達するまでの塗工液のオーバーフロー量（流量）をＱ1、基体１０５の下端が位置ｘ0から位置ｘ2に達するまでのオーバーフロー量をＱ2とすると、Ｑ0とＱ1との差は図７に示す厚肉円筒状空間（基体１０５下端が位置ｘ1にある時の省液治具１０７の外面と基体１０５の外面との間の空間）の容積Ｖ1にほぼ等しく、Ｑ0とＱ2との差は図７に示す円柱状空間の容積Ｖ2にほぼ等しいといえる。
【００１２】
すなわち、基体１０５下端が位置ｘ0を通過する前後で、塗工液のオーバーフロー量は、Ｑ1からＱ2に、容積（Ｖ2−Ｖ1）分急激に減少し、この急激な変化が、塗工液面の表面張力による盛り上がりを図８（ａ）に示す状態（盛り上がりの高さｄ1）から図８（ｂ）に示す状態（盛り上がりの高さｄ2、ｄ1＞ｄ2）に変化させ、その直後塗工液面を揺動させる。
【００１３】
改良塗工装置では、これらのようにして、基体１０５外面に塗布される塗工液の均一性が阻害され、膜厚ムラが生じる。
【００１４】
本発明はこれらに着眼してなされたものであり、その目的は、塗布される塗工液の均一性を阻害することなく、用いられる塗工液の量を省液治具により少なく抑えることのできる感光体塗工装置および方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明に係る感光体塗工装置は、筒状の感光体用基体の上端を把持部により密閉しつつ把持し、把持された感光体用基体を上下に移動させることによって、所定の塗工槽に一定の流量で流入され塗工槽を常に満たす塗工液に、感光体用基体を浸漬させて引き上げ、感光体用基体の外面に塗工液を塗布する感光体塗工装置である。
【００１６】
本感光体塗工装置は、筒状の感光体用基体の上端を把持部により密閉しつつ把持し、把持された感光体用基体を上下に移動させることによって、所定の塗工槽に一定の流量で流入され塗工槽を常に満たす塗工液に、感光体用基体を浸漬させて引き上げ、感光体用基体の外面に塗工液を塗布する感光体塗工装置であって、感光体用基体の下方への移動により感光体用基体の内部に挿入され、上面が塗工液面下に位置する塗工槽内の挿入部材と、感光体用基体の下方への移動に伴い、少なくとも把持部及び感光体用基体内面からなり、場合により挿入部材および塗工液面により形成される空間内の気体を外部に誘導し、前記空間内の塗工液面から突出する挿入部材の体積の、感光体用基体の下方への移動に伴っての増加分を相殺する流量の気体を外部に誘導し、感光体用基体の上方への移動に伴い、感光体用基体の下端が最も下方の位置から塗工液面を離れた後まで連続して、前記空間に、気体を外部から誘導し、塗工液面から前記空間内に突出する挿入部材の体積の、感光体用基体の上方への移動に伴っての減少分を補う流量にて、気体を外部から前記空間に誘導する誘導手段とを有し、前記誘導手段は、感光体用基体の下方への移動の過程で挿入部材の先端が塗工液面を通過する前において、その後と同一の速度で気体を外部へ誘導することにより、外部へ誘導された気体の容積分の塗工液を感光体用基体の内側に回り込ませておき、感光体用基体の上方への移動の過程で挿入部材の先端が塗工液面を通過した後において、それ以前と同一の速度で気体を前記空間へ誘導することにより、回り込んでいた塗工液を前記感光体基体の内側から排出することを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態の１つである感光体塗工装置について説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態の１つである感光体塗工装置の全体構成を示す図であり、図２は本感光体塗工装置での基体６の上下への移動に伴う空気の移動を説明するための図である。
【００１９】
図１に示すように、本感光体塗工装置は、塗工液を蓄えるための円筒形の塗工タンク１と、基体６の浸漬により塗工タンク１からあふれ出た塗工液を回収するための、塗工タンク１上端部に接するようドーナツ状に形成されたオーバーフロー槽２と、オーバーフロー槽２にて回収された塗工液の粘度等を均質化し塗工液を調製するための循環槽３と、循環槽３内の塗工液を塗工タンク１に戻すためのポンプ４と、塗工タンク１の容積を低減させるための省液治具５とを有している。
【００２０】
さらに、本感光体塗工装置は、基体６を上下させるために、基体６の上端を密閉しつつ把持する把持部７と、把持部７に接続され、ボールねじ１０の雄ねじにはまり合う雌ねじの形成された可動部８と、可動部８を上下に移動可能に支持する支持部９と、回転により可動部８を上下に移動させるためのボールねじ１０と、ボールねじ１０を回転させるモータ１１と、所定の入力に応じてモータ１１の回転を制御するためのモータ制御装置１２とを有している。
【００２１】
より詳細には、把持部７は、耐溶媒性のＯリング７２を挟み合う第１部材７１と第２部材７３とを含んでおり、第１部材７１と第２部材７３とには、Ｏリング７２に接触する部分にテーパが形成されている。Ｏリング７２は、第１部材７１と第２部材７３とが近接することによって押し広げられて基体６の内面に密着し、基体６は、上端が密閉された状態で把持部７に把持されることとなる。
【００２２】
また、基体６の上下への移動に伴って基体６の内側に形成される（閉）空間から空気を抜き出しまたこの空間に空気を送り込むために、本感光体塗工装置は、形状を変えつつ基体６の移動に追従し空気の通り道を形成するエアチューブ１３と、ピストンシャフト１４１が可動部８に接続されているエアシリンダ１４とを有しており、把持部７の第１部材７１、第２部材７３には、それぞれ、第１連通管７４、第２連通管７５が設けられている。
【００２３】
これらのような感光体塗工装置では、上記のような構成の把持部７により把持された基体６が、モータ１１の（矢印Ｄ1の向きへの）回転により下方（矢印Ｄ3の向き）に移動され、塗工タンク１内に蓄えられた塗工液に浸漬され、塗工後の基体６が、モータ１１の（矢印Ｄ2の向きへの）回転により上方（矢印Ｄ4の向き）に移動され、塗工タンク１内の塗工液から引き上げられる。
【００２４】
基体６の浸漬により塗工タンク２からあふれ出た塗工液はオーバーフロー槽２に回収され循環槽３に送られる。循環槽３では塗工液の粘度等が均質化されて塗工液が調製され、調整された塗工液がポンプ４により一定流量にて塗工タンク１に戻される。
【００２５】
本感光体塗工装置では可動部８によりピストンシャフト１４１の移動が基体６の移動に伴われ、図２に示すように、基体６の下方への移動に際して、基体６内部の空間１００（把持部７下面、基体６内面、塗工液面１５０および省液治具５によって形成される空間）内の空気が、エアチューブ１３内を矢印Ｄ5の向きに流され、ピストン１４２とシリンダ本体１４３内面とによって形成されるエア室１４４に送り出され、また、基体６の上方への移動に際して、エア室１４４の空気が、エアチューブ１３内を矢印Ｄ6の向きに流され、空間１００内に送り戻される。
【００２６】
ここで、エア室１４４の断面積と省液治具５の断面積とをほぼ等しいものとし、ピストン１４２の上下への移動距離と基体６の上下への移動距離をほぼ等しいものとすることにより、基体６の下方への移動に際して、省液治具５が基体６下端より内部に突出する体積の増加分の空気をエア室１４４に送り出し、また、基体６の上方への移動に際して、省液治具５が基体６下端より内部に突出する体積の減少分の空気をエア室１４４から送り戻すことができ、これらによって、省液治具５を有する塗工タンク１にて、基体６の上下への移動に関わらず常に基体６直下の塗工液面１５０を基体６の下端近傍に保つことができる。
【００２７】
すなわち、これらの感光体塗工装置によると、可動部８により、基体６の下方また上方への移動に連動して、ピストンシャフト１４１およびピストン１４２が下方また上方に移動され、エア室１４４の容積が増大また減少されつつ、第１連通管７４、第２連通管７５、エアチューブ１３等を介して、基体６内部の空間１００からエア室１４４へまたエア室１４４から空間１００へ空気が誘導され、基体６直下の塗工液面１５０を常に基体６の下端近傍に保つことができる。
【００２８】
これらのような本感光体塗工装置では、特に、基体６の上方への移動に際して、次に示すようなエアシリンダ１４からの空気の送り戻しが行われる。
【００２９】
図３は基体６の上方への移動に際して基体６下端が塗工タンク１上端の塗工液面１６０を通過する時点前後のエアシリンダ１４からの空気の送り戻しを示す図であり、図４は本感光体塗工装置での塗工液のオーバーフロー量の変化を示す図である。（この図４は［発明が解決しようとする課題］の図７に対応するものであり、図７を用いての説明と同様、下端が下方の位置ｘ1にあった基体６が、単位時間後に省液治具５の上面に対応する位置ｘ0に達し、その後さらに単位時間後に上方の位置ｘ2に達するものとし、塗工タンク１に流入する塗工液の流量をＱ0、基体６の上方への移動に際して、基体６の下端が位置ｘ1から位置ｘ0に達するまでの塗工液のオーバーフロー量（流量）をＱ1、基体６の下端が位置ｘ0から位置ｘ2に達するまでのオーバーフロー量をＱ2とする。）
本感光体塗工装置では、基体６の上方への移動に伴って、基体６下端が塗工液面１６０近傍に達した（図３（ａ））後、基体６下端が塗工液面１６０を通過して（図３（ｂ））、その後塗工液面１６０上部に移動される直後（図３（ｃ））まで、連続してエアシリンダ１４からの空気の送り戻しが継続される。
【００３０】
これらのように基体６の内側の空間への空気の送り戻しを調整すると、図４に示す容積Ｖ2（Ｑ0とＱ2との差を示す）は厚肉円筒状空間の容積Ｖ1（Ｑ0とＱ1との差を示す）にほぼ等しくなり、すなわち、基体６の下端が位置ｘ0を通過する前後にて、塗工液のオーバーフロー量は変化しないものといえる。
【００３１】
これらの感光体塗工装置では、さらに、基体６の下端が省液治具５の上面を通過する前までに、基体６の下端が省液治具５の上面を通過した後塗工タンク１の上端に達するまでの間に送り戻される、空気の容積分の塗工液を、基体６の内側に回り込ませておくものとすることによって、基体６の内側から塗工タンク１内に向けて気泡が発生することを防止することができ、これらにより、用いられる塗工液の量を省液治具５により少なく抑えつつ、基体６の上方への移動に伴い基体６下端が省液治具５上面を通過する直後に、塗工液の均一性が阻害されることを防止することができることとなる。
【００３２】
図９は、以上に述べた工程を示す工程図である。図９（ａ）に示すように、基体６の下端が塗工液面１６０に達した後に、基体６内部の空気がエア室１４４へ誘導されることにより、基体６直下の塗工液面１５０が、基体６の下端の上方へ移動する。即ち、エア室１４４へ誘導された空気の容積分の塗工液が基体６の内側に回り込む。基体６の下端からの塗工液面１５０の上昇は、省液治具５の上端が塗工液面１５０を通過するまで継続する。
【００３３】
図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示すように、省液治具５の上端が塗工液面１５０を通過した後、基体６の下端が最も下方の位置に達するまで、省液治具５が基体６下端より内部に突出する体積の増加分に相当する空気が、エア室１４４へ誘導される。それにより、基体 ６直下の塗工液面１５０が基体６の下端近傍に保たれる。即ち、回り込んだ塗工液の容積５１は略一定に保たれる。図９（ａ）の工程においても、図９（ｂ）及び図９（ｃ）の工程と同一速度で基体６内部の空気がエア室１４４へ誘導される。従って、図９（ｃ）に示す省液治具５の上端を塗工液面１６０まで仮に延長したときの延長分の容積５０に相当する空気が、図９（ａ）の工程で基体６内部から排出される。これにより図９（ａ）の工程で、容積５０に相当する塗工液が、基体６の内側に回り込む。
【００３４】
図９（ｄ）に示すように、基体６の上方への移動に際して、省液治具５が基体６下端より内部に突出する体積の減少分の空気がエア室１４４から基体６内部へ誘導される。例えば、基体６が図９（ｃ）の位置から図９（ｄ）の位置まで上昇することにより、省液治具５の一部に相当する容積５２分の空気が基体６内部へ誘導される。それにより、省液治具５の上端が塗工液面１５０を通過するまで、塗工液の容積５１は引き続き略一定に保たれる。
【００３５】
図９（ｅ）及び（ｆ）の工程、即ち省液治具５の上端が塗工液面１５０を通過した後の工程においても、図９（ｄ）の工程と同一速度で基体６内部へ空気が誘導される。即ち、省液治具５の上端が塗工液面１５０を通過した後、基体６の下端が塗工液面１６９を離れるまでに、容積５０に相当する空気が基体６内部へ送り戻される。これにより、省液治具５の上端が塗工液面１５０を通過した後、基体６の下端が塗工液面１６９を離れるまでに、基体６の内側に回り込んでいた塗工液が基体６から排出される。
【００３６】
上記の実施の形態の感光体塗工装置では、特にエアシリンダが用いられて空気の流れが誘導されるものとしたが、エアポンプ、蛇腹状の気体収容器などを流量調整弁などとともに用いて空気の流れを誘導することができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１および請求項２に記載の発明によると、感光体用基体の上方への移動に伴い、感光体用基体の下端が最も下方の位置から塗工液面を離れた後まで連続して、少なくとも把持部及び感光体用基体内面からなり、場合により挿入部材および塗工液面により形成される空間に、気体が外部から誘導されるため、従来のように、感光体基体の下端が塗工液面下の挿入部材上面に対応する鉛直位置を通過する際に、塗工槽（塗工タンク）からあふれ出る塗工液の量が急激に変化することが防止され、感光体用基体外面に塗布される塗工液の均一性を阻害することなく、用いられる塗工液の量が省液治具により少なく抑えられることとなる。
【００３８】
また、感光体用基体の下方への移動に伴い、前記空間内の塗工液面から突出する挿入部材の体積の、感光体用基体の下方への移動に伴っての増加分を相殺する流量の気体を外部に誘導し、感光体用基体の上方への移動に伴い、塗工液面から前記空間内に突出する挿入部材の体積の、感光体用基体の上方への移動に伴っての減少分を補う流量にて、気体を外部から前記空間に誘導するため、塗工液面をほぼ一定に保ちつつ、上記の効果を奏することができる。
【００３９】
さらに、感光体用基体の下方への移動の過程で挿入部材の先端が塗工液面を通過する前において、その後と同一の速度で気体を外部へ誘導することにより、外部へ誘導された気体の容積分の塗工液を感光体用基体の内側に回り込ませておき、感光体用基体の上方への移動の過程で挿入部材の先端が塗工液面を通過した後に、それ以前と同一の速度で気体を前記空間へ誘導することにより、回り込んでいた塗工液が排出されるので、感光体基体の上方への移動の際に感光体基体下端が挿入部材上面を通過する直後に、感光体用基体内側から塗工槽内に向けて気泡が発生することを防止することができる。これにより、感光体用基体外面に塗布される塗工液の均一性を阻害されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１つである感光体塗工装置の全体構成を示す図である。
【図２】本感光体塗工装置での基体６の上下への移動に伴う空気の移動を説明するための図である。
【図３】基体６の上方への移動に際して基体６下端が塗工タンク１上端の塗工液面１６０を通過する時点前後のエアシリンダ１４からの空気の送り戻しを示す図である。
【図４】本感光体塗工装置での塗工液のオーバーフロー量の変化を示す図である。
【図５】従来の塗工装置での感光体ドラムの浸漬塗工を説明するための図である。
【図６】改良の施された塗工装置を用いての浸漬塗工を説明するための図である。
【図７】改良塗工装置での塗工液のオーバーフロー量の変化を示す図である。
【図８】塗工液のオーバーフロー量に応じて変化する塗工液面の盛り上がりを示す図である。
【図９】 改良の施された塗工装置を用いた塗工の工程を示す工程図である。
【符号の説明】
１ 塗工タンク
２ オーバーフロー槽
３ 循環槽
４ ポンプ
５ 省液治具
６ 基体
７ 把持部
８ 可動部
９ 支持部
１０ ボールねじ
１１ モータ
１２ モータ制御部
１３ エアチューブ
１４ エアシリンダ
１００ 基体６内部の空間
１５０ 基体６直下の塗工液面
１６０ 塗工液面
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体用基体を上方の液外から下方の塗工槽内の塗工液に浸漬させて引き上げ、感光体用基体の外面に塗工液を塗布する感光体の浸漬塗工技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機等の感光体ドラムの製造に際し、ドラムを塗工液に浸漬させることによってドラム外面に塗工液を塗布する、浸漬塗工の技術が知られている。
【０００３】
図５は従来の塗工装置での感光体ドラムの浸漬塗工を説明するための図である。
【０００４】
従来の塗工装置では、上端が密閉された基体（ドラム）１０５が、下方（矢印Ａの向き）に移動されることにより、塗工タンク１０１内に蓄えられた塗工液に浸漬され、基体１０５の浸漬により塗工タンク１０１からあふれ出た塗工液がオーバーフロー槽１０２に回収され循環槽１０３に送られる。循環槽１０３では塗工液の粘度等が均質化されて塗工液が調製され、調整された塗工液がポンプ１０４により塗工タンク１０１に戻される。これらの塗工装置では、基体１０５は把持部１０６により上端が密閉されて塗工液中に浸漬されるため、塗工液を、基体内面に付着させることなく簡便に基体外面に塗布することができる。
【０００５】
本件特許出願の発明者らは、特願２０００−２５２２９０号において、上記のような従来の塗工装置対する次に示すような改良を提案している。
【０００６】
図６は改良の施された塗工装置を用いての浸漬塗工を説明するための図である。
【０００７】
この改良塗工装置では、省液治具１０７が用いられ、さらに、基体１０５の下方（矢印Ｄ5の向き）への移動時には、基体１０５の内側の空間１１０内の空気（および塗工液の蒸気等、以下、空気は塗工液の蒸気等を含むことがある）がエアチューブ１０８内を矢印Ｄ7の向きに流れて外部に排出され、また、基体１０５の上方（矢印Ｄ6の向き）への移動時には、外部からの空気がエアチューブ１０８内を矢印Ｄ8の向きに流れて基体１０５の内側の空間１１０内に吸入される。
【０００８】
すなわち、これらの改良塗工装置では、省液治具１０７により、塗工タンク１０１の小容量化、循環される塗工液の低減等が図られ、さらに、エアチューブ１０８等により、省液治具１０７による、基体１０５の下方への移動に際しての、基体１０５の内側からの気泡の発生、また、基体１０５の上方への移動に際しての、（空間１０４の気圧低下による一時的な塗工液面の上昇に基づく）塗工液の急激な流出等の不具合が防止されることとなっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような改良塗工装置では、より詳細には、常にオーバーフローの状態が保たれるよう、ポンプにより一定流量の塗工液が塗工タンク１０１に向けて送られており、また、特に、基体１０５の一定速度での上方への移動に伴って、基体１０５の下端が省液治具１０７上面に達した瞬間に、基体１０５の内側の空間１１０への空気の吸入が停止されるため、オーバーフロー槽１０２に流出する塗工液の量（以下、塗工液のオーバーフロー量とすることがある）が急激に減少する。
【００１０】
図７は上述の改良塗工装置での塗工液のオーバーフロー量の変化を示す図であり、図８は塗工液のオーバーフロー量に応じて変化する塗工液面の盛り上がりを示す図である。ここでは、説明の便宜上、下端が下方の位置ｘ1にあった基体１０５が、単位時間後に省液治具１０７の上面に対応する位置ｘ0に達し、その後さらに単位時間後に上方の位置ｘ2に達するものとする。
【００１１】
塗工タンク１０１に流入する塗工液の流量をＱ0、基体１０５の上方への移動に際して、基体１０５の下端が位置ｘ1から位置ｘ0に達するまでの塗工液のオーバーフロー量（流量）をＱ1、基体１０５の下端が位置ｘ0から位置ｘ2に達するまでのオーバーフロー量をＱ2とすると、Ｑ0とＱ1との差は図７に示す厚肉円筒状空間（基体１０５下端が位置ｘ1にある時の省液治具１０７の外面と基体１０５の外面との間の空間）の容積Ｖ1にほぼ等しく、Ｑ0とＱ2との差は図７に示す円柱状空間の容積Ｖ2にほぼ等しいといえる。
【００１２】
すなわち、基体１０５下端が位置ｘ0を通過する前後で、塗工液のオーバーフロー量は、Ｑ1からＱ2に、容積（Ｖ2−Ｖ1）分急激に減少し、この急激な変化が、塗工液面の表面張力による盛り上がりを図８（ａ）に示す状態（盛り上がりの高さｄ1）から図８（ｂ）に示す状態（盛り上がりの高さｄ2、ｄ1＞ｄ2）に変化させ、その直後塗工液面を揺動させる。
【００１３】
改良塗工装置では、これらのようにして、基体１０５外面に塗布される塗工液の均一性が阻害され、膜厚ムラが生じる。
【００１４】
本発明はこれらに着眼してなされたものであり、その目的は、塗布される塗工液の均一性を阻害することなく、用いられる塗工液の量を省液治具により少なく抑えることのできる感光体塗工装置および方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明に係る感光体塗工装置は、筒状の感光体用基体の上端を把持部により密閉しつつ把持し、把持された感光体用基体を上下に移動させることによって、所定の塗工槽に一定の流量で流入され塗工槽を常に満たす塗工液に、感光体用基体を浸漬させて引き上げ、感光体用基体の外面に塗工液を塗布する感光体塗工装置である。
【００１６】
本感光体塗工装置は、筒状の感光体用基体の上端を把持部により密閉しつつ把持し、把持された感光体用基体を上下に移動させることによって、所定の塗工槽に一定の流量で流入され塗工槽を常に満たす塗工液に、感光体用基体を浸漬させて引き上げ、感光体用基体の外面に塗工液を塗布する感光体塗工装置であって、感光体用基体の下方への移動により感光体用基体の内部に挿入され、上面が塗工液面下に位置する塗工槽内の挿入部材と、感光体用基体の下方への移動に伴い、少なくとも把持部及び感光体用基体内面からなり、場合により挿入部材および塗工液面により形成される空間内の気体を外部に誘導し、前記空間内の塗工液面から突出する挿入部材の体積の、感光体用基体の下方への移動に伴っての増加分を相殺する流量の気体を外部に誘導し、感光体用基体の上方への移動に伴い、感光体用基体の下端が最も下方の位置から塗工液面を離れた後まで連続して、前記空間に、気体を外部から誘導し、塗工液面から前記空間内に突出する挿入部材の体積の、感光体用基体の上方への移動に伴っての減少分を補う流量にて、気体を外部から前記空間に誘導する誘導手段とを有し、前記誘導手段は、感光体用基体の下方への移動の過程で挿入部材の先端が塗工液面を通過する前において、その後と同一の速度で気体を外部へ誘導することにより、外部へ誘導された気体の容積分の塗工液を感光体用基体の内側に回り込ませておき、感光体用基体の上方への移動の過程で挿入部材の先端が塗工液面を通過した後において、それ以前と同一の速度で気体を前記空間へ誘導することにより、回り込んでいた塗工液を前記感光体基体の内側から排出することを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態の１つである感光体塗工装置について説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態の１つである感光体塗工装置の全体構成を示す図であり、図２は本感光体塗工装置での基体６の上下への移動に伴う空気の移動を説明するための図である。
【００１９】
図１に示すように、本感光体塗工装置は、塗工液を蓄えるための円筒形の塗工タンク１と、基体６の浸漬により塗工タンク１からあふれ出た塗工液を回収するための、塗工タンク１上端部に接するようドーナツ状に形成されたオーバーフロー槽２と、オーバーフロー槽２にて回収された塗工液の粘度等を均質化し塗工液を調製するための循環槽３と、循環槽３内の塗工液を塗工タンク１に戻すためのポンプ４と、塗工タンク１の容積を低減させるための省液治具５とを有している。
【００２０】
さらに、本感光体塗工装置は、基体６を上下させるために、基体６の上端を密閉しつつ把持する把持部７と、把持部７に接続され、ボールねじ１０の雄ねじにはまり合う雌ねじの形成された可動部８と、可動部８を上下に移動可能に支持する支持部９と、回転により可動部８を上下に移動させるためのボールねじ１０と、ボールねじ１０を回転させるモータ１１と、所定の入力に応じてモータ１１の回転を制御するためのモータ制御装置１２とを有している。
【００２１】
より詳細には、把持部７は、耐溶媒性のＯリング７２を挟み合う第１部材７１と第２部材７３とを含んでおり、第１部材７１と第２部材７３とには、Ｏリング７２に接触する部分にテーパが形成されている。Ｏリング７２は、第１部材７１と第２部材７３とが近接することによって押し広げられて基体６の内面に密着し、基体６は、上端が密閉された状態で把持部７に把持されることとなる。
【００２２】
また、基体６の上下への移動に伴って基体６の内側に形成される（閉）空間から空気を抜き出しまたこの空間に空気を送り込むために、本感光体塗工装置は、形状を変えつつ基体６の移動に追従し空気の通り道を形成するエアチューブ１３と、ピストンシャフト１４１が可動部８に接続されているエアシリンダ１４とを有しており、把持部７の第１部材７１、第２部材７３には、それぞれ、第１連通管７４、第２連通管７５が設けられている。
【００２３】
これらのような感光体塗工装置では、上記のような構成の把持部７により把持された基体６が、モータ１１の（矢印Ｄ1の向きへの）回転により下方（矢印Ｄ3の向き）に移動され、塗工タンク１内に蓄えられた塗工液に浸漬され、塗工後の基体６が、モータ１１の（矢印Ｄ2の向きへの）回転により上方（矢印Ｄ4の向き）に移動され、塗工タンク１内の塗工液から引き上げられる。
【００２４】
基体６の浸漬により塗工タンク２からあふれ出た塗工液はオーバーフロー槽２に回収され循環槽３に送られる。循環槽３では塗工液の粘度等が均質化されて塗工液が調製され、調整された塗工液がポンプ４により一定流量にて塗工タンク１に戻される。
【００２５】
本感光体塗工装置では可動部８によりピストンシャフト１４１の移動が基体６の移動に伴われ、図２に示すように、基体６の下方への移動に際して、基体６内部の空間１００（把持部７下面、基体６内面、塗工液面１５０および省液治具５によって形成される空間）内の空気が、エアチューブ１３内を矢印Ｄ5の向きに流され、ピストン１４２とシリンダ本体１４３内面とによって形成されるエア室１４４に送り出され、また、基体６の上方への移動に際して、エア室１４４の空気が、エアチューブ１３内を矢印Ｄ6の向きに流され、空間１００内に送り戻される。
【００２６】
ここで、エア室１４４の断面積と省液治具５の断面積とをほぼ等しいものとし、ピストン１４２の上下への移動距離と基体６の上下への移動距離をほぼ等しいものとすることにより、基体６の下方への移動に際して、省液治具５が基体６下端より内部に突出する体積の増加分の空気をエア室１４４に送り出し、また、基体６の上方への移動に際して、省液治具５が基体６下端より内部に突出する体積の減少分の空気をエア室１４４から送り戻すことができ、これらによって、省液治具５を有する塗工タンク１にて、基体６の上下への移動に関わらず常に基体６直下の塗工液面１５０を基体６の下端近傍に保つことができる。
【００２７】
すなわち、これらの感光体塗工装置によると、可動部８により、基体６の下方また上方への移動に連動して、ピストンシャフト１４１およびピストン１４２が下方また上方に移動され、エア室１４４の容積が増大また減少されつつ、第１連通管７４、第２連通管７５、エアチューブ１３等を介して、基体６内部の空間１００からエア室１４４へまたエア室１４４から空間１００へ空気が誘導され、基体６直下の塗工液面１５０を常に基体６の下端近傍に保つことができる。
【００２８】
これらのような本感光体塗工装置では、特に、基体６の上方への移動に際して、次に示すようなエアシリンダ１４からの空気の送り戻しが行われる。
【００２９】
図３は基体６の上方への移動に際して基体６下端が塗工タンク１上端の塗工液面１６０を通過する時点前後のエアシリンダ１４からの空気の送り戻しを示す図であり、図４は本感光体塗工装置での塗工液のオーバーフロー量の変化を示す図である。（この図４は［発明が解決しようとする課題］の図７に対応するものであり、図７を用いての説明と同様、下端が下方の位置ｘ1にあった基体６が、単位時間後に省液治具５の上面に対応する位置ｘ0に達し、その後さらに単位時間後に上方の位置ｘ2に達するものとし、塗工タンク１に流入する塗工液の流量をＱ0、基体６の上方への移動に際して、基体６の下端が位置ｘ1から位置ｘ0に達するまでの塗工液のオーバーフロー量（流量）をＱ1、基体６の下端が位置ｘ0から位置ｘ2に達するまでのオーバーフロー量をＱ2とする。）
本感光体塗工装置では、基体６の上方への移動に伴って、基体６下端が塗工液面１６０近傍に達した（図３（ａ））後、基体６下端が塗工液面１６０を通過して（図３（ｂ））、その後塗工液面１６０上部に移動される直後（図３（ｃ））まで、連続してエアシリンダ１４からの空気の送り戻しが継続される。
【００３０】
これらのように基体６の内側の空間への空気の送り戻しを調整すると、図４に示す容積Ｖ2（Ｑ0とＱ2との差を示す）は厚肉円筒状空間の容積Ｖ1（Ｑ0とＱ1との差を示す）にほぼ等しくなり、すなわち、基体６の下端が位置ｘ0を通過する前後にて、塗工液のオーバーフロー量は変化しないものといえる。
【００３１】
これらの感光体塗工装置では、さらに、基体６の下端が省液治具５の上面を通過する前までに、基体６の下端が省液治具５の上面を通過した後塗工タンク１の上端に達するまでの間に送り戻される、空気の容積分の塗工液を、基体６の内側に回り込ませておくものとすることによって、基体６の内側から塗工タンク１内に向けて気泡が発生することを防止することができ、これらにより、用いられる塗工液の量を省液治具５により少なく抑えつつ、基体６の上方への移動に伴い基体６下端が省液治具５上面を通過する直後に、塗工液の均一性が阻害されることを防止することができることとなる。
【００３２】
図９は、以上に述べた工程を示す工程図である。図９（ａ）に示すように、基体６の下端が塗工液面１６０に達した後に、基体６内部の空気がエア室１４４へ誘導されることにより、基体６直下の塗工液面１５０が、基体６の下端の上方へ移動する。即ち、エア室１４４へ誘導された空気の容積分の塗工液が基体６の内側に回り込む。基体６の下端からの塗工液面１５０の上昇は、省液治具５の上端が塗工液面１５０を通過するまで継続する。
【００３３】
図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示すように、省液治具５の上端が塗工液面１５０を通過した後、基体６の下端が最も下方の位置に達するまで、省液治具５が基体６下端より内部に突出する体積の増加分に相当する空気が、エア室１４４へ誘導される。それにより、基体 ６直下の塗工液面１５０が基体６の下端近傍に保たれる。即ち、回り込んだ塗工液の容積５１は略一定に保たれる。図９（ａ）の工程においても、図９（ｂ）及び図９（ｃ）の工程と同一速度で基体６内部の空気がエア室１４４へ誘導される。従って、図９（ｃ）に示す省液治具５の上端を塗工液面１６０まで仮に延長したときの延長分の容積５０に相当する空気が、図９（ａ）の工程で基体６内部から排出される。これにより図９（ａ）の工程で、容積５０に相当する塗工液が、基体６の内側に回り込む。
【００３４】
図９（ｄ）に示すように、基体６の上方への移動に際して、省液治具５が基体６下端より内部に突出する体積の減少分の空気がエア室１４４から基体６内部へ誘導される。例えば、基体６が図９（ｃ）の位置から図９（ｄ）の位置まで上昇することにより、省液治具５の一部に相当する容積５２分の空気が基体６内部へ誘導される。それにより、省液治具５の上端が塗工液面１５０を通過するまで、塗工液の容積５１は引き続き略一定に保たれる。
【００３５】
図９（ｅ）及び（ｆ）の工程、即ち省液治具５の上端が塗工液面１５０を通過した後の工程においても、図９（ｄ）の工程と同一速度で基体６内部へ空気が誘導される。即ち、省液治具５の上端が塗工液面１５０を通過した後、基体６の下端が塗工液面１６９を離れるまでに、容積５０に相当する空気が基体６内部へ送り戻される。これにより、省液治具５の上端が塗工液面１５０を通過した後、基体６の下端が塗工液面１６９を離れるまでに、基体６の内側に回り込んでいた塗工液が基体６から排出される。
【００３６】
上記の実施の形態の感光体塗工装置では、特にエアシリンダが用いられて空気の流れが誘導されるものとしたが、エアポンプ、蛇腹状の気体収容器などを流量調整弁などとともに用いて空気の流れを誘導することができる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１および請求項２に記載の発明によると、感光体用基体の上方への移動に伴い、感光体用基体の下端が最も下方の位置から塗工液面を離れた後まで連続して、少なくとも把持部及び感光体用基体内面からなり、場合により挿入部材および塗工液面により形成される空間に、気体が外部から誘導されるため、従来のように、感光体基体の下端が塗工液面下の挿入部材上面に対応する鉛直位置を通過する際に、塗工槽（塗工タンク）からあふれ出る塗工液の量が急激に変化することが防止され、感光体用基体外面に塗布される塗工液の均一性を阻害することなく、用いられる塗工液の量が省液治具により少なく抑えられることとなる。
【００３８】
また、感光体用基体の下方への移動に伴い、前記空間内の塗工液面から突出する挿入部材の体積の、感光体用基体の下方への移動に伴っての増加分を相殺する流量の気体を外部に誘導し、感光体用基体の上方への移動に伴い、塗工液面から前記空間内に突出する挿入部材の体積の、感光体用基体の上方への移動に伴っての減少分を補う流量にて、気体を外部から前記空間に誘導するため、塗工液面をほぼ一定に保ちつつ、上記の効果を奏することができる。
【００３９】
さらに、感光体用基体の下方への移動の過程で挿入部材の先端が塗工液面を通過する前において、その後と同一の速度で気体を外部へ誘導することにより、外部へ誘導された気体の容積分の塗工液を感光体用基体の内側に回り込ませておき、感光体用基体の上方への移動の過程で挿入部材の先端が塗工液面を通過した後に、それ以前と同一の速度で気体を前記空間へ誘導することにより、回り込んでいた塗工液が排出されるので、感光体基体の上方への移動の際に感光体基体下端が挿入部材上面を通過する直後に、感光体用基体内側から塗工槽内に向けて気泡が発生することを防止することができる。これにより、感光体用基体外面に塗布される塗工液の均一性を阻害されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１つである感光体塗工装置の全体構成を示す図である。
【図２】本感光体塗工装置での基体６の上下への移動に伴う空気の移動を説明するための図である。
【図３】基体６の上方への移動に際して基体６下端が塗工タンク１上端の塗工液面１６０を通過する時点前後のエアシリンダ１４からの空気の送り戻しを示す図である。
【図４】本感光体塗工装置での塗工液のオーバーフロー量の変化を示す図である。
【図５】従来の塗工装置での感光体ドラムの浸漬塗工を説明するための図である。
【図６】改良の施された塗工装置を用いての浸漬塗工を説明するための図である。
【図７】改良塗工装置での塗工液のオーバーフロー量の変化を示す図である。
【図８】塗工液のオーバーフロー量に応じて変化する塗工液面の盛り上がりを示す図である。
【図９】 改良の施された塗工装置を用いた塗工の工程を示す工程図である。
【符号の説明】
１ 塗工タンク
２ オーバーフロー槽
３ 循環槽
４ ポンプ
５ 省液治具
６ 基体
７ 把持部
８ 可動部
９ 支持部
１０ ボールねじ
１１ モータ
１２ モータ制御部
１３ エアチューブ
１４ エアシリンダ
１００ 基体６内部の空間
１５０ 基体６直下の塗工液面
１６０ 塗工液面
Claims (2)
- 筒状の感光体用基体の上端を把持部により密閉しつつ把持し、把持された感光体用基体を上下に移動させることによって、
所定の塗工槽に一定の流量で流入され塗工槽を常に満たす塗工液に、感光体用基体を浸漬させて引き上げ、感光体用基体の外面に塗工液を塗布する感光体塗工装置であって、
感光体用基体の下方への移動により感光体用基体の内部に挿入され、上面が塗工液面下に位置する塗工槽内の挿入部材と、
感光体用基体の下方への移動に伴い、少なくとも把持部及び感光体用基体内面からなり、場合により挿入部材および塗工液面により形成される空間内の気体を外部に誘導し、前記空間内の塗工液面から突出する挿入部材の体積の、感光体用基体の下方への移動に伴っての増加分を相殺する流量の気体を外部に誘導し、感光体用基体の上方への移動に伴い、感光体用基体の下端が最も下方の位置から塗工液面を離れた後まで連続して、前記空間に、気体を外部から誘導し、塗工液面から前記空間内に突出する挿入部材の体積の、感光体用基体の上方への移動に伴っての減少分を補う流量にて、気体を外部から前記空間に誘導する誘導手段とを有し、
前記誘導手段は、感光体用基体の下方への移動の過程で挿入部材の先端が塗工液面を通過する前において、その後と同一の速度で気体を外部へ誘導することにより、外部へ誘導された気体の容積分の塗工液を感光体用基体の内側に回り込ませておき、感光体用基体の上方への移動の過程で挿入部材の先端が塗工液面を通過した後において、それ以前と同一の速度で気体を前記空間へ誘導することにより、回り込んでいた塗工液を前記感光体基体の内側から排出することを特徴とする感光体塗工装置。 - 筒状の感光体用基体の上端を把持部により密閉しつつ把持し、把持された感光体用基体を上下に移動させることによって、
所定の塗工槽に一定の流量で流入され塗工槽を常に満たす塗工液に、感光体用基体を浸漬させて引き上げ、感光体用基体の外面に塗工液を塗布する感光体塗工方法であって、
感光体用基体の下方への移動により感光体用基体の内部に挿入され、上面が塗工液面下に位置する挿入部材を塗工漕内に設け、
感光体用基体の下方への移動に伴い、少なくとも把持部及び感光体用基体内面からなり、場合により挿入部材および塗工液面により形成される空間内の気体を外部に誘導し、前記空間内の塗工液面から突出する挿入部材の体積の、感光体用基体の下方への移動に伴っての増加分を相殺する流量の気体を外部に誘導し、感光体用基体の上方への移動に伴い、感光体用基体の下端が最も下方の位置から塗工液面を離れた後まで連続して、前記空間に、気体を外部から誘導し、塗工液面から前記空間内に突出する挿入部材の体積の、感光体用基体の上方への移動に伴っての減少分を補う流量にて、気体を外部から前記空間に誘導すると共に、
感光体用基体の下方への移動の過程で挿入部材の先端が塗工液面を通過する前において、その後と同一の速度で気体を外部へ誘導することにより、外部へ誘導された気体の容積分の塗工液を感光体用基体の内側に回り込ませておき、感光体用基体の上方への移動の過程で挿入部材の先端が塗工液面を通過した後において、それ以前と同一の速度で気体を前記空間へ誘導することにより、回り込んでいた塗工液を前記感光体基体の内側から排出することを特徴とする感光体塗工方法。
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