JP3661256B2 - 連続塗布装置及び連続塗布方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンドレスに形成された連続面を有する円筒状基材の筒軸を合わせて積み重ね、下から上へ垂直に押し上げながら前記円筒状基材の外周面上に塗布液を均一に連続的に塗布する連続塗布装置及び連続塗布方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
エンドレスに形成された連続面を有する円筒状基材の外面上への薄膜で均一な塗布に関連してスプレー塗布法、浸漬塗布法、ブレード塗布法、ロール塗布法等の種々の方法が検討されている。特に電子写真感光体ドラムのような薄膜で均一な塗布については生産性の優れた塗布手段を開発すべく検討されている。しかしながら、従来のエンドレスに形成された連続面を有する円筒状基材への塗布手段及び塗布方法においては、均一な塗膜が得られなかったり、生産性が悪い等の短所があった。
【0003】
スプレー塗布法では、スプレーガンより噴出した塗布液滴が該エンドレスに形成された連続面を有する円筒状基材の外周面上に到達するまでに溶媒が蒸発するために塗布液滴の固形分濃度が上昇してしまい、それにともない塗布液滴の粘度上昇が起って液滴が面に到達したとき、液滴が面上を充分に広がらないために、或いは乾燥固化してしまった粒子が表面に付着するために、塗布表面の平滑性の良いものがえられない。また、該連続面を有する円筒状基材への液滴の到達率が100%でなく塗布液のロスがあったり、部分的にも不均一であるため、膜厚コントロールが非常に困難である。更に、高分子溶液等では糸引きを起こす事があるため、使用する溶媒及び樹脂に制限がある。
【0004】
ブレード塗布法、ロール塗布法は例えば円筒状基材の長さ方向にブレード若しくはロールを配置し、該円筒状基材を回転させて塗布を行い円筒状基材を1回転させたのち、ブレード若しくはロールを後退させるものである。しかしながらブレード若しくはロールを後退させる際、塗布液の粘性により、塗布膜厚の一部に他の部分より厚い部分が生じ、均一な塗膜が得られない欠点がある。
【0005】
浸漬塗布法は、上記におけるような塗布液表面の平滑性、塗布膜の均一性の悪い点は改良される。
【0006】
しかし、塗布膜厚の制御が塗布液物性例えば粘度、表面張力、密度、温度等と塗布速度に支配され、塗布液物性の調整が非常に重要となる。また塗布速度も低いし、塗布液槽を満たすためにはある一定量以上の液量が必要である。更に重層する場合、下層成分が溶け出し塗布液槽が汚染されやすい等の欠点がある。
【0007】
そこで特開昭58−189061号公報に記載の如く円形量規制型塗布手段(この中にはスライドホッパー型塗布手段が含まれる)が開発された。このスライドホッパー型塗布手段はエンドレスに形成された連続周面を有する円筒状基材を連続的にその長手方向に移動させながら、その周囲を環状に取り囲み、円筒状基材の外周面に対して塗布液を塗布するものであって、更にこの塗布手段は環状の塗布液溜まり室と、この塗布液溜まり室内の一部に対して外部から塗布液を供給する供給口と、前記塗布液溜まり室の内方に開口する塗布液分配スリットとを有し、このスリットから流出した塗布液を斜め下方に傾斜する塗布液スライド面上に流下させ、塗布液スライド面の下端のホッパー塗布面と円筒状基材との僅かな間隙部分にビードを形成し、円筒状基材の移動に伴ってその外周面に塗布するものである。このスライドホッパー型塗布手段を用いることにより、少ない液量で塗布でき、塗布液が汚染されず、生産性の高い、膜厚制御の容易な塗布が可能となった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記スライドホッパー型塗布手段を用いても、なお、塗布液によっては塗布液膜切れ(ビード切れによるものが多い)や膜厚の変動等の塗布欠陥があり、満足のいくものではない。
【0009】
上記の塗布欠陥を発生させる要因に、▲1▼円筒状基材に直接接触する供給手段や把持搬送手段や分離排出手段等の駆動系からの振動伝達による塗布ムラ、塗布段ムラ発生、▲2▼円筒状基材に均一に塗布液を塗布する塗布手段の振動による膜厚変動等がある。
【0010】
非画像部に塗布するときにのみ駆動系からの振動が伝達されても良いように、円筒状基材に直接接触する供給手段や把持搬送手段や分離排出手段等の作動が非画像部通過に同期して起きるようにする方法があるが、これでは不十分で、画像部に必ず振動が伝播してしまう。このため、円筒状基材の水平方向と垂直方向の振動幅を同時に所定値以内に抑えるのが重要である。特に、コーター部に最近接する円筒状基材の水平方向の最大振幅、垂直方向の最大振幅を所定値以内に抑えるのが重要である。この最大振幅値の範囲を越えると、塗布ムラ、膜厚変動が発生し、ひどい場合は未塗布部分ができたり、あるいはコーター部、エアーベアリング部と円筒状基材とが接触する。
【0011】
本発明はこのような問題点を解消して、連続塗布された円筒状基材に塗布欠陥がなく、画像ムラ、画像欠陥のない良好な画像を得る塗布手段及び塗布方法を提供することを課題目的とするものである。
【0012】
即ち、本発明の目的は、(1)画像ムラがなく良好な画像が得られる、(2)長時間安定した塗布ができる、円筒状基材の連続塗布手段及び塗布方法を提供するものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、円筒状基材を供給し上方に押し上げる供給手段と、供給された前記円筒状基材の外周面を把持して筒軸を合わせて積み重ね、下から上へ垂直に押し上げながら搬送する搬送手段と、前記円筒状基材の外周面上に塗布液を連続的に塗布する塗布手段と、乾燥されて垂直搬送されてきた積み重ね状の複数の円筒状基材から分離させて1個ずつ取り出し排出させる分離排出手段を有する連続塗布装置において、前記供給手段、搬送手段、分離排出手段を駆動させる駆動系を、ゴムまたは空気ばねを有する防振台上に設けるとともに、前記塗布手段に最近接する前記円筒状基材の水平方向の最大振幅が38μm以下であり、且つ垂直方向の最大振幅が35μm以下であることを特徴とする連続塗布装置及び方法によって達成される(請求項1、2)。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の第一の実施の形態を説明する。図1は本発明による連続塗布装置の全体構成を示す斜視図である。図において、10は円筒状基材1を塗布手段の垂直下方の所定位置に供給して上方に押し上げる供給手段、20は供給された円筒状基材1の外周面を把持して筒軸を合わせて積み重ね下から上へ垂直に押し上げて搬送する搬送手段、30は前記円筒状基材1を連続塗布装置の環状塗布部の中心に位置合わせする位置決め手段、40は前記円筒状基材1の外周面上に塗布液を連続的に塗布する塗布手段、50は円筒状基材1上に塗布された塗布液を乾燥させる乾燥手段、60は乾燥されて垂直搬送されてきた積み重ね状の複数の円筒状基材から分離させて1個ずつ取り出し排出させる分離排出手段である。
【0015】
本発明の連続塗布装置は、上記の各手段を連続して垂直中心線Z−Z上に配置した垂直塗布構成であり、人手を要しない完全自動化生産が高精度で達成される。垂直塗布手段とは、▲1▼スライドホッパー型コータ、▲2▼押し出し型コータ、▲3▼リングコータ、▲4▼スプレーコータ等で、円筒状基材を積み重ねて上方又は下方に相対的に移動する事により塗布するもので、方式は問わないが▲1▼が塗布性信頼性等の点で優れている。
【0016】
即ち、前記供給手段10は前記円筒状基材1を載置するための複数の載置案内部材11を備えた回転テーブル12、該回転テーブル12を回転させて前記搬送手段20へつながる垂直ラインへ送り込む駆動手段13、前記搬送手段20により既に上方に把持搬送されている円筒状基材1を積み重なるように上方に押し上げる昇降部材14、該昇降部材14の上端に設けられた円筒状基材供給用の押し上げ部材15及び前記駆動手段13による回転や昇降部材14による押し上げのタイミングを制御する図示しない制御手段等から構成されている。なお、前記回転テーブル12上への円筒状基材1の供給は、ロボットハンドルにより行われる。
【0017】
前記供給手段10の上方に設けられた搬送手段20は、円筒状基材1の外周面に圧接離間可能で且つ垂直上下方向に移動可能な2組の把持手段21,22を有し、円筒状基材1を位置決めして把持し上方に搬送する機能を有する。30はエアベアリング式位置決め手段、40はスライドホッパー型コーター等の垂直型環状の塗布手段、50は乾燥調整器51,リング式吸引乾燥器53,リング式加熱乾燥器52から成る乾燥手段、60は塗布乾燥されて垂直上方に搬送されてきた積み重ね状の複数の円筒状基材1の最上部から、内径部を把持して分離させて1個ずつ取り出して装置本体外に排出させる分離排出手段である。以下、上記各装置10,20,30,40,50,60の詳細は後述する。
【0018】
図2は本発明による第一の実施の形態の連続塗布装置を示す正面図である。前記エアベアリング式位置決め手段30、環状の塗布手段40、リング状の乾燥手段50は連続塗布装置本体70の所定位置に固定され、通過する円筒状基材1の外周面に近接し非接触である。供給手段10、搬送手段20、分離排出手段60は何れも各駆動源に接続し、円筒状基材1の外周面または内周面に接触して移動可能である。
【0019】
以下、連続塗布装置を構成する供給手段10、搬送手段20、位置決め手段30、塗布手段40、乾燥手段50、分離排出手段60の詳細を説明する。
【0020】
図3は前記供給手段10の斜視図である。塗布処理工程前の複数個の円筒状基材1は予め供給台161に収容されている。自動運搬装置162の移動可能な運搬部材163は、供給台161上の円筒状基材1から1個の円筒状基材1を把持して移動し、前記回転テーブル12上の載置案内部材11内に載置する。該載置案内部材11は、円筒状基材1が遊嵌して収容可能な円形溝11Aを有し、回転テーブル12の回転円周方向に複数個(図示の6箇所)設けられている。該回転テーブル12は駆動手段13のモータM1、ギア列131,132により間欠回転駆動される。1個の円筒状基材1が前記垂直中心線Z−Zの下方に運搬されて停止すると、モータM2の始動によりピニオンギア141及びラックギア142を介して昇降部材14を上昇させる。該昇降部材14の上部には緩衝手段であるコイルバネ143を介して押し上げ部材15が設けられていて、該押し上げ部材15の上昇により載置案内部材11の底部が押し上げられる。
【0021】
図4は供給手段10による円筒状基材1の上昇過程を示す断面図である。図4(a)は、円筒状基材1の上昇開始状態を示す。モータM2の駆動回転により、前記押し上げ部材15が上昇して、載置案内部材11の底部が矢印方向に押し上げられ、円筒状基材1がZ−Z方向に上昇される。図4(b)は、載置案内部材11の上昇終了状態を示す。前記昇降部材14の上昇開始時の速度は、塗布速度の1.5〜5倍の速度で上昇し、該円筒状基材1の先端部が先行して上昇中の円筒状基材1の後端部に、後続する突き当たる直前に、前記塗布速度の1.0〜1.5倍に減速されるように前記モータM2により制御される。また、先に上昇している円筒状基材1の後端部に後続する円筒状基材1の先端部が突き当たるとき、前記昇降部材14が若干上昇動作を続けても、コイルバネ143に吸収され、図1に示すように塗布速度で上昇する複数個の円筒状基材1に対して衝撃を与えることがなく、塗布ムラが発生することはない。この載置案内部材11の上死点近傍において、円筒状基材1の上端の非画像部が後述の搬送手段20の把持手段22により把持される。円筒状基材1が把持手段22により把持されたのち、昇降部材14は下降し、図4(c)に示す下死点で待機する。
【0022】
図5は搬送手段20の把持手段21,22の斜視図である。先ず上部位置に設けた把持手段21の搬送ハンド211の把持部214と、搬送ハンド212の把持部215は軸213により回転自在に支持され、先に押し上げられて上方に搬送された円筒状基材1と、同様に先に押し上げられた円筒状基材1間を、前記把持部214と把持部215とで段差調整して把持しながら塗布速度と同速度で矢示方向に上昇させる。更に下部位置に設けた把持手段22の搬送ハンド221の把持部224と、搬送ハンド222の把持部225も軸223により回転自在に支持され、円筒状基材1間と、新たに押し上げられた円筒状基材1間を前記把持部224と、把持部225とで段差調整して把持するようにする。そして把持完了後、前記把持手段21と同速度となる塗布速度と同速度で矢示方向に上昇させる。216,226は前記把持部先端に取り付けられ、滑り止めと円筒状基材1周面を保護するための押圧緩衝部材である。
【0023】
次に、図2で把持手段21,22を有する搬送手段20について説明する。搬送手段20は、把持手段21,22に各々設けられ、搬送手段20に対して垂直方向に回転可能に設けられたボールネジ24に嵌合した上下移動部材23を設けた。該上下移動部材23は前記把持手段21,22に連結する。前記ボールネジ24をモータM3,M4と減速ギア列とから成る回転駆動装置を用いて一定速度で回転することにより、上下移動部材23は一定速度、即ち複数の円筒状基材1に塗布液を塗布する塗布速度で把持手段21,22が上昇移動するように構成されている。
【0024】
図6は位置決め手段30と塗布手段40とを示す断面図、図7は塗布手段40の斜視図である。
【0025】
図6に示されるように垂直中心線Z−Zに沿って垂直状に重ね合わせた複数の円筒状基材1A,1B(以下、円筒状基材1と称す)を連続的に矢示方向に上昇移動させ、その周囲を取り囲み、円筒状基材1の外周面に対しスライドホッパー型塗布手段40の塗布に直接係わる部分(ホッパー塗布面)41により塗布液(感光液)Lが塗布される。なお、円筒状基材1としては中空ドラム例えばアルミニウムドラム、プラスチックドラムのほかシームレスベルト型の基材でも良い。前記ホッパー塗布面41には、円筒状基材1側に開口する塗布液流出口42を有する幅狭の塗布液分配スリット(スリットと略称する)43が水平方向に形成されている。このスリット43は環状の塗布液分配室(塗布液溜り室)44に連通し、この環状の塗布液分配室44には、貯留タンク2内の塗布液Lを圧送ポンプ3により供給管4を介して、供給口48から導入して供給するようになっている。他方、スリット43の塗布液流出口42の下側には、連続して下方に傾斜し、円筒状基材1の外径寸法よりやや大なる寸法で終端をなすように形成された塗布液スライド面(以下、スライド面と称す)45が形成されている。更に、このスライド面45終端より下方に延びる唇状部46が形成されている。かかる塗布手段(スライドホッパー型塗布手段)40による塗布においては、円筒状基材1を引き上げる過程で、塗布液Lをスリット43から押し出し、スライド面45に沿って流下させると、スライド面45の終端に至った塗布液は、そのスライド面45の終端と円筒状基材1の外周面との間にビードを形成した後、円筒状基材1の表面に塗布される。スライド面45の終端と円筒状基材1は、ある間隙を持って配置されているため円筒状基材1を傷つける事なく、また性質の異なる層を多層形成させる場合においても、既に塗布された層を損傷することなく塗布できる。
【0026】
一方、前記圧送ポンプ3の塗布液供給部より最も遠い位置で、前記塗布液分配室44の一部には、塗布液分配室44内の泡抜き用の空気抜き手段47が設けられている。貯留タンク2内の塗布液Lが塗布液分配室44に供給されて塗布液分配スリット43から塗布液流出口42に供給されるとき、開閉弁を開いて空気抜き手段47より塗布液分配室44内の空気を排出する。
【0027】
前記塗布手段40の下部には、円筒状基材1の円周方向を位置決めする位置決め手段30が固定されている。前記円筒状基材1の位置決め手段30の本体31には、複数の給気口32と、複数の排気口33が穿設されている。該複数の給気口32は、図示しない給気ポンプに接続され、空気等の流体が圧送される。該給気口32の一端部で円筒状基材1の外周面に対向する側には、吐出口34が貫通している。該吐出口34は前記円筒状基材1の外周面と所定の間隙を保って対向している。該間隙は、30μm〜2mmである。前記吐出口34は直径0.05〜0.5mmの小口径のノズルである。
【0028】
前記給気ポンプから圧送された流体は、複数の給気口32から本体31の内部に導入されて、複数の吐出口34から吐出され、前記円筒状基材1A(1B)の外周面と均一な流体膜層を形成する。吐出後の流体は複数の排気口33から装置外に排出される。
【0029】
なお、位置決め手段30に接続される垂直型塗布手段40としては、スライドホッパー型、押し出し型、リングコーター等の各種装置が用いられる。
【0030】
前記塗布手段40の上方には、乾燥フード51と乾燥器53とから成る乾燥手段50が設けられている。
【0031】
図8は前記塗布手段40と該塗布手段40の上部に設けた乾燥フード51の断面図である。該乾燥フード51は環状の壁面を有し、該壁面には多数の開口51Aが穿設されている。前記円筒状基材1を矢示方向に上昇させ、前記塗布手段40のホッパー塗布面(塗布ヘッド)41で塗布液Lを塗布し、感光層5を形成する。円筒状基材1上に形成された感光層5は前記乾燥フード51内を通過しながら徐々に乾燥される。この乾燥は前記多数の開口51Aより塗布液Lに含まれている溶媒を壁面外に放出することにより行われる。前記のように、塗布手段40により円筒状基材1上に塗布液Lを塗布することにより、形成された感光層5は、塗布直後において乾燥フード51により包囲されており、開口51Aからのみ溶媒が放出されるため、塗布直後における感光層5の乾燥速度は、前記開口51Aの開口面積にほぼ比例する。
【0032】
図9に本発明の乾燥器53の断面図を示す。乾燥器53は、吸引スリット531と吸引チャンバー532と吸引ノズル533とを有する吸引スリット部材534、下部の筒状部材535、上部の筒状部材536がそれぞれ同心に結合されている。そして、複数設けられた吸引ノズル533から吸引を行ない、周方向均一な吸引チャンバー532、周方向均一な吸引スリット531により周方向の均一化がなされた吸引エアーが流れ、更に、吸引スリット部材534、その上下の筒状部材536,535の各内径面と塗布済みの円筒状基材1の外周面との間の空気流の乱れをバッファー空間537で極く僅かにおさえて、538に示す乾燥の為の均一吸引エアーの空気流を作り出している。この乾燥ゾーンに矢印で示すZ方向に塗布済の円筒状基材1を搬送することにより、塗布膜の乾燥を行うものである。
【0033】
以上のようにして塗布及び塗布膜乾燥が行われた円筒状基材(基体ドラム)1を分離する工程を、図10の分離過程の各プロセスの状態図を用いて説明する。分離排出手段60は、垂直移動ロボットステージ61、軸体62、上チャック(上把持子)63、下チャック(下把持子)64、エアーシリンダー65により構成されている。
【0034】
塗布済の円筒状基材1は下方より上方へ向けて積み上げられ、上方向へ移動し図10(a)に示すように分離位置に達する。この時垂直ロボットが起動し被分離円筒状基材1と同軸、等速度で同架された分離装置全体を移動する。まず、図10(b)に示す位置で下把持子64が被分離円筒状基材1Aに隣接する円筒状基材1Bを保持する。次いで図10(c)に示す位置で上把持子63が被分離円筒状基材1Aを保持する。エアーシリンダー65に接続する軸体62により上把持子63は被分離円筒状基材1Aを保持したまま上方向へ移動して図10(d)に示す位置になる。この時、被分離円筒状基材1Aと隣接する円筒状基材1Bにまたがる塗布膜が切り裂かれ図10(d)に示すように円筒状基材1A、1Bの分離が行われる。分離済みの円筒状基材1Aを排出するために図10(e)に示すように下把持子64は解放状態となり、次いで図10(f)に示すように上把持子63が被分離円筒状基材1Aを保持した状態で垂直移動ロボットステージ61が急上昇を行い、隣接する円筒状基材1Bの位置よりはるか上方に配置された分離装置に分離済の円筒状基材1Aを置き、上把持子63が解放となり工程を終了する。そして次なる円筒状基材1Bの分離の為、垂直移動ロボットステージ61が下降しまた軸体62が下降し、初期状態の位置の図10(a)に戻る。
【0035】
次に、連続塗布装置における振動防止について説明する。
【0036】
円筒状基材1の非画像部に塗布するときにのみ駆動系からの振動が伝達されても良いように、円筒状基材1に直接接触する供給手段10や把持搬送手段20や分離排出手段60等の作動が非画像部通過に同期して起きるようにする方法があるが、これでは不十分で、画像部に必ず振動が伝播してしまう。このため、円筒状基材1の水平方向と垂直方向の振動幅を同時に下記の所定値以内に抑えるのが重要である。即ち、塗布手段40のコーター部に最近接する円筒状基材1の水平方向の最大振幅を38μm以下、好ましくは30μm以下に、垂直方向の最大振幅を35μm以下、好ましくは30μm以下にすることが重要である。この最大振幅値の範囲(38μmあるいは35μm)を越えると、塗布ムラ、膜厚変動が発生し、ひどい場合は未塗布部分ができたり、あるいはコーター部、エアーベアリング部と円筒状基材とが接触する。振動の最大振幅を抑える方法しては,各発生源からの影響を公知の防振方法、材料あるは能動除振方法あるいは上記組み合わせ等により抑えたり、振動の少ない動力源を用いたり、あるいは動力源、供給源、把持部等を精度の良い部品、加工法に替えたり、緩衝機構を用いたりしたものにより得られる。例えば水平方向は把持部の緩衝機構の精度向上、垂直方向は供給駆動系のボールネジの精度を上げたり、性能の良いサーボモーターを用いる。
【0037】
X−Y方向の振幅測定については、例えば、レーザー変位計や渦電流式変位センサー等により非接触に検出することができる。また、Z方向の振幅測定については、例えば、加速度計を用いて振幅を読み取ることにより得られる。
【0038】
再び、図2において、前記回転テーブル12、ギア列131,132、モータM1から成る駆動手段13は、装置本体70の底部に設けた防振台81上に設置されている。また、前記押し上げ部材15を昇降させる昇降部材14も、装置本体70の底部に設けた防振台82上に設置されている。なお、上記駆動手段13と昇降部材14とを一つの防振台上に設置してもよい。また、装置本体70の中間部には、前記把持手段21,22、上下移動部材23、ボールネジ24から成る搬送手段20が、防振台83上に設置されている。さらに、装置本体70の上部には、垂直移動ロボットステージ61、軸体62、上チャック(上把持子)63、下チャック(下把持子)64、エアーシリンダー65により構成されている分離排出手段60が、防振台84上に設置されている。このように、少なくとも前記円筒状基材1に直接に接触する供給手段10、搬送手段20、分離排出手段60の各駆動系を防振台上に設置することにより、駆動系から発生する振動を極めて小さくできる。また、円筒状基材1に直接に接触する供給手段10と搬送手段20とを同一の防振台に設置して、また円筒状基材1に直接に接触する分離排出手段60を別の防振台上に設置する事により振動を効率良く抑えることが出来た。さらに、少なくとも前記円筒状基材1に直接に接触しないが連続塗布装置本体に固定された位置決め手段30、塗布手段40、乾燥手段50を防振台上に設置することにより、装置本体から伝達される振動を遮断するようにしてもよい。
【0039】
前記防振台81,82,83,84を支える防振材料としては金属バネ、コイルバネ、防振ゴム、空気バネ等があり、防振系の固有振動によっても異なるが防振ゴム、空気バネ等が良い。上記防振材料に関しては、「振動工学ハンドブック(養賢堂発行)」、「精密防振ハンドブック」、等に記載されている。
【0040】
従来は、非画像部に振動が起きても良いように、各装置10〜60の作動が非画像部に同期して起きる方法であったが、これでは不十分であると判明した。これら元の振動の振幅は累積され、大きい時には100μmにも達し、段ムラ塗布等の故障となり、ひどい時には塗布手段40のコーター部や位置決め手段30の内面と接触する等の問題が発生した。従って、各振動発生源からの影響を小さくする必要がある。特に、後述する3層逐次連続塗布の場合、1層塗布の時と比して振動源は約3倍増え、従って塗布に与える振動はより深刻となる。
【0041】
本発明の防振台設置により、(1)駆動系の振動による塗布ムラ、段ムラが発生しない、(2)長時間安定した塗布性能が得られる、(3)画像ムラがなく良好な画像が得られる等の優れた効果が得られた。
【0042】
前記防振台81〜84に代えて、能動除振台を、円筒状基材1に直接に接触する供給手段10、搬送手段20、分離排出手段60の各駆動系に設置することにより、駆動系をから発生する振動を極めて小さくできる。
【0043】
前記能動除振台の一例として、次の能動制御除振機構は、▲1▼圧力容器を具備した空気バネで制振台を支持する、▲2▼制振台本体にレベルセンサと振動センサとを設置する、▲3▼レベルセンサにより検出したレベル変位信号と、振動センサにより検出した床面や機器等の振動源から受けた制振台本体の振動検出信号を180°反転させた反転信号とをレベル変動分加算器に入力して加減算を行う、▲4▼レベル変動分加算器からの加減変動信号に合わせ、駆動回路から駆動信号を出力して制御弁の開閉度合を制御する、▲5▼この制御弁により空気バネの圧力容器内の空気圧を調節することにより精密なレベルコントロールと制振動を行うことができる(特開平1−210634号公報、能動制御精密制振台)。
【0044】
この他、次の方法で行っても良い。
【0045】
1.連続塗布装置が設置された除振台。
【0046】
2.除振台を弾性的に支持する弾性支持手段。
【0047】
3.除振台上に設けたセンサ。このセンサはレベルセンサと振動センサとを兼ねても良いし、別々に設けても良い。
【0048】
4.除振台を駆動するアクチュエータ。
【0049】
5.センサから出力を補償してアクチュエータにフィードバックする位置制御補償及び/又は振動補償手段より構成した。なお、弾性支持手段例えば空気バネをアクチュエータとしても良い。
【0050】
また、円筒状基材1と直接に接触する搬送手段20と供給手段10が同一の能動除振台にあり、また、円筒状基材1に直接接触する分離排出手段60を別の能動除振台上に設置する事により振動を効率良く抑えることが出来る。
【0051】
図11は本発明による第二の実施の形態である逐次連続塗布装置を示す斜視図、図12は正面図である。この実施例では、前記搬送手段20の上方の垂直中心線Z−Z上には、位置決め手段30A、塗布手段40A、乾燥手段50Aとから成るユニットA、位置決め手段30B、塗布手段40B、乾燥手段50Bとから成るユニットB、位置決め手段30C、塗布手段40C、乾燥手段50Cとから成るユニットC、を複数組垂直縦列配置したものである。最上段には前記分離排出手段60が配置されている。各塗布手段40A,40B,40Cからそれぞれ吐出された塗布液は、円筒状基材1上に多層の塗布層を逐次形成し、各乾燥手段50A,50B,50Cにより乾燥される。乾燥済みの最上段の円筒状基材1Aは、分離排出手段60により把持されて下方の円筒状基材1Bから分離されて、機外のパレット上に載置される。
【0052】
3層逐次連続塗布の場合の如く、塗布手段40が3つ有る時、各々の塗布手段40のコーター部に最近接する円筒状基材1の水平方向の最大振幅を38μm以下、好ましくは30μm以下に、垂直方向の最大振幅を35μm以下、好ましくは30μm以下にすることが重要である。
【0053】
このため、逐次連続塗布装置においても、図2に示す防振台81,82,83,83、または能動除振台をそれぞれ供給手段10、昇降部材14、搬送手段20、分離排出手段60に設置することにより、塗布手段40のコーター部に最近接する円筒状基材1の水平方向の最大振幅を38μm以下、及び、垂直方向の最大振幅を35μm以下にする。
【0054】
なお、上記防振台81,82,83,83、または能動除振台の設置は、図2の実施例に限定されず、円筒状基材1に直接接触する回転テーブル12の駆動系と昇降部材14の駆動系とを一つの防振台または能動除振台上に設置しても良い。又は、昇降部材14の駆動系と供給手段10の駆動系とを一つの防振台または能動除振台上に設置しても良い。
【0055】
【実施例】
従来、垂直積み重ね方式による塗布はその塗布の形態から位置決め手段、塗布手段(コーター)及び乾燥手段等に接触しないよう、また塗布ムラ(長手方向、円周方向)が発生しないよう、例えば特開平2−115073号公報の如くの緩衝装置の導入や、特願平7−162021号明細書の如くの非画像部に振動が発生する操作を集中させたりして、振動の発生や振動の影響を低減させることが行われてきた。しかしながらこのように注意深く行っても、なおかつ塗布故障が発生し、不良ドラムが多発した。そこで振動を低減することが試みられ、ある条件(X−Y軸方向の振幅を38μm以下、かつ、Z軸方向の振幅を35μm以下に抑えたとき)の場合に不良塗布ドラムが激減した。本発明者等はこの現象を詳細に解析した結果、塗布中に塗布ドラムと塗布ドラム間にずれが発生する事が原因であると解った。この理由については従来垂直積み重ね塗布方式に於いては、塗布不良はX−Y軸方向あるいはZ軸方向のフレによりドラムとコーター間のギャップが変化することによると思われていたが、実際にはX−Y軸方向とZ軸方向との振動が同期し、積み重ねられた塗布ドラムが一瞬上方向に浮き上がった時、X−Y軸振動によりX−Y軸方向に容易にずれてしまい、積み重ね面でのずれが容易に発生するということが判明した。これによりビード形成不良、液膜の下方への流れの不順等が発生し端面薄膜や端面膜の膜厚異常が発生する。
【0056】
X−Y軸方向の振幅を38μm以下、かつ、Z軸方向の振幅を35μm以下、好ましくは両者を30μm以下に抑えるのが良く、更には20μm以内が好ましい。これによりドラムのずれは発生せず、ビードの形成は良好であり、塗布ドラム端面薄膜や塗布ドラム端面膜厚異常も発生せず、塗布ドラムの円周方向や長手方向の塗布ムラもなく、塗布性の良好な塗布ドラムが得られた。
【0057】
以下実施例に沿って説明する。
【0058】
(実施例1)
円筒状基材1の導電性支持体としては鏡面加工を施した直径40mm、高さ271mmのアルミニウムドラム支持体を用いた。また、塗布液としては下記記載の▲1▼CGL−2塗布液組成物を用い、乾燥膜厚2.0μmになるように塗布した。
【0059】
▲1▼CGL−2塗布液組成物
ペリレン顔料(CGM−2) 500g
ブチラール樹脂(エスレックBX−L 積水化学社製) 500g
メチルエチルケトン 24l
上記塗布液組成物(固形分については固形分重量比CGM−2:BX−L=1:1に固定)をサンドミルを用いて20時間分散したもの。
【0060】
【化1】
【0061】
本実施例1では、図2に示すように、垂直方向の振動を抑えるために昇降部材14及び上下移動部材23の駆動系のボールネジ24の精度を向上させ、精度の良いサーボモータ及び精密なリニアガイドを用い、水平方向の振動を抑えるため、把持手段21,22に精密な速度減速機能をもたせた緩衝機構を取り入れ、塗布を行った。また得られた塗布ドラムを目視観察すると共に水平、垂直方向の円筒状基材1の最大振幅を塗布装置のコーター部との最近接位置の円筒状基材1で測定した。比較例としては上記の精度を上げたものを用いず通常品を用いた。なお、円筒状基材1を30本積み重ねた。表1に結果を示す。
【0062】
【表1】
【0063】
本発明の如く水平方向と垂直方向を同時に最大振幅40μm以下に制御した連続塗布装置を用いると、膜厚ムラに起因する色ムラがなく、擦りキズや塗布欠陥のない塗布性の良好な塗布ドラムNo.1−1が得られた。
【0064】
(実施例2)
実施例1の塗布装置の代わりに図12の逐次連続塗布装置で塗布を行い、供給手段10や搬送手段20に実施例1と同じ精度、機構を設けたのを使用し、塗布を行った。即ち、鏡面加工を施した直径80mm、高さ355mm、283gのアルミニウムドラム支持体上に、下記の如く各々塗布液組成物▲1▼UCL−1、▲2▼CGL−2及び▲3▼CTL−1を調製し、スライドホッパー型塗布手段40A(▲1▼UCL−1用)、40B(▲2▼CGL−2用)、40C(▲3▼CTL−1用)にて、それぞれ乾燥膜厚1.0μm、2.2μm及び23μmになるように3層の逐次重層塗布を行い、感光体(塗布ドラム)を作成し目視観察した。なお、円筒状基材1は23本積み重ね、最上部の塗布手段40Cのコーター部と最近接位置の円筒状基材1の最大振幅を測定した。比較例としては上記の精度を上げたものを用いず通常品を用いた。得られた結果を表2に示す。
【0065】
【表2】
【0066】
▲1▼UCL−1塗布液組成物
共重合ナイロン樹脂(CM−8000 東レ社製) 30g
メタノール/n−ブタノール=10/1(Vol比) 10l
▲2▼CGL−2塗布液組成物
ペリレン顔料(CGM−2) 500g
ブチラール樹脂(エスレックBX−L 積水化学社製) 500g
メチルエチルケトン 24l
上記塗布液組成物(固形分については固形分重量比CGM−2:BX−L=2:1に固定)をサンドミルを用いて20時間分散したもの。
【0067】
▲3▼CTL−1塗布液組成物
CTM−1 5kg
ポリカーボネート(Z−200 三菱瓦斯化学社製) 5.6kg
1,2−ジクロロエタン 28l
固形分については、固形分重量比CTM−1:Z−200=0.89:1に固定
【0068】
【化2】
【0069】
本発明の如く、水平方向の最大振幅を38μm以下、垂直方向の最大振幅を35μm以下に同時に制御した連続塗布装置を用いると、膜厚ムラに起因する色ムラがなく、擦りキズや塗布欠陥のない塗布性の良好な塗布ドラムが得られた。得られた塗布ドラム(感光体)No.2−1をコニカ社製U−BIX 3035複写機で実写したところ、画像ムラやカブリムラ等の塗布ムラに起因する画像不良はなく、画像欠陥(黒ポチ、白ポチ、ゴミ、スジ等)もなく良好であった。
【0070】
【発明の効果】
本発明による連続塗布装置の駆動系による振動を、水平方向の最大振幅を38μm以下、及び、垂直方向の最大振幅を35μm以下に抑えることにより、(1)画像ムラがなく良好な画像が得られる、(2)長時間安定した塗布が達成される等の優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による第一の実施の形態の連続塗布装置の全体構成を示す斜視図。
【図2】上記連続塗布装置の正面図。
【図3】供給手段の斜視図。
【図4】供給手段による円筒状基材の上昇過程を示す断面図。
【図5】搬送手段における把持手段の斜視図。
【図6】位置決め手段と塗布手段とを示す断面図。
【図7】塗布手段の斜視図。
【図8】塗布手段と塗布手段の上部に設けた乾燥フードの断面図。
【図9】乾燥器の断面図。
【図10】分離排出手段による分離過程を説明する状態図。
【図11】本発明による第二の実施の形態の逐次連続塗布装置の全体構成を示す斜視図。
【図12】上記逐次連続塗布装置の正面図。
【符号の説明】
1 円筒状基材(塗布ドラム)
10 供給手段
12 回転テーブル
13 駆動手段
14 昇降部材
15 押し上げ部材
20 搬送手段
21,22 把持手段
23 上下移動部材
24 ボールネジ
30 位置決め手段
40 塗布手段(コーター)
50 乾燥手段
60 分離排出手段
70 装置本体
81〜84 防振台または能動除振台
M1,M2,M3,M4 モータ
Claims (5)
- 円筒状基材を供給し上方に押し上げる供給手段と、供給された前記円筒状基材の外周面を把持して筒軸を合わせて積み重ね、下から上へ垂直に押し上げながら搬送する搬送手段と、前記円筒状基材外周面上に塗布液を連続的に塗布する塗布手段と、乾燥されて垂直搬送されてきた積み重ね状の複数の円筒状基材から分離させて1個ずつ取り出し排出させる分離排出手段を有する連続塗布装置において、
前記供給手段、搬送手段、分離排出手段を駆動させる駆動系を、ゴムまたは空気ばねを有する防振台上に設けるとともに、
前記塗布手段に最近接する前記円筒状基材の水平方向の最大振幅が38μm以下であり、且つ垂直方向の最大振幅が35μm以下であることを特徴とする連続塗布装置。 - 前記塗布手段が、垂直型塗布装置であることを特徴とする請求項1に記載の連続塗布装置。
- 前記垂直型塗布装置が、スライドホッパー型塗布装置であることを特徴とする請求項2に記載の連続塗布装置。
- 複数の塗布手段を有する塗布装置により前記円筒状基材外周面上に複数の塗布層を逐次形成させることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の連続塗布装置。
- 供給手段により円筒状基材を供給し上方に押し上げ、
搬送手段により前記円筒状基体の外周面を把持して筒軸を合わせて積み重ね、下から上へ垂直に押し上げながら搬送し、
塗布手段により前記円筒状基材外周面上に塗布液を連続的に塗布し、
乾燥されて垂直搬送されてきた積み重ね状の複数の円筒状基材を分離排出手段により分離させ1個ずつ取り出して排出する工程を有する連続塗布方法において、
前記供給手段、搬送手段、分離排出手段を駆動させる駆動系を、ゴムまたは空気ばねを有する防振台上に設けるとともに、
前記塗布手段に最近接する前記円筒状基材の水平方向の最大振幅が38μm以下であり、かつ、垂直方向の最大振幅35μm以下であることを特徴とする連続塗布方法。
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