JP3778197B2 - 円筒状基材の位置決め方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数の円筒状基材外周面上に処理液を連続的に塗布する際に、該円筒状基材を位置決めする方法及び装置に関し、特に、円筒状基材に感光液を塗布することにより、電子写真感光体を製造する際に、円筒状基材を正確に位置決めする方法及び装置に関する。

電子写真装置で使用される感光体である有機光導電体感光ドラムの製造においては、円筒形状のドラムに感光性の感光液（処理液）を塗布する。その塗布に当たっては、円筒ドラムの周面にスライドホッパーを所定位置に位置せしめ、両者間の間隙を周方向に関して一定に保持する調整作業が必要となる。この場合、所要の塗布層厚は極めて薄いため、円筒状ドラムが０．１ｍｍずれても周方向に関し、円筒面全体としてみれば塗膜層の膜厚の大きな偏差要因となる。

かかる塗膜層の膜厚偏差があると、円筒状ドラムの周方向で帯電量の変化、感度の不均一、残留電位の変化等の各種不具合が生じることは周知の事実である。従って、円筒状ドラムの正確な位置決めが極めて重要となる。

従来、この種の円筒状ドラムの位置決め装置としては、例えば特許文献１に記載のように、支持部材に回転自在に設けた位置規制コロを円筒状ドラムの外周に接触させて設けたものがある。また、特許文献２及び特許文献３には、エアベアリングを使用した感光ドラムの位置決め装置が開示されている。
特開昭６０−５０５３７号公報 特開平３−２８００６３号公報 特開平４−７３６５５号公報

しかしながら、上記のコロ接触式の従来の位置決め装置は、位置規制コロを直接円筒状ドラムに対して接触させながら位置決めするものであるので、円筒状ドラムに傷がついてしまうという難点があった。円筒状ドラムに傷がつくと、電子写真特性が悪化することは周知である。

上記エアベアリング式の位置決め装置は、空気等の流体を吹付ノズルから吹き付けて位置決めを行うようにしたもので、円筒状ドラムの傷付きが防止でき、極めて有効である。

しかし、図５（ａ）に示すように、複数の円筒状ドラム１Ａ，１Ｂの端部を接して積み重ねて繋ぎ合わせた状態で移動させる場合、先の円筒状ドラム１Ａが位置決め用吹付ノズル３から逃げて、次の円筒状ドラム１Ｂに移行するとき、先の円筒状ドラム１Ａが外的要因により、水平方向に移動させる外力が作用したときには、図５（ｂ）のように、たとえ次の円筒状ドラム１Ｂの位置決めを行うことができたとしても、先の円筒状ドラム１Ａが水平方向に急にずれてしまうことがある。この移動現象が生じると、感光液の横段や液切れ塗布等となって現れる。

本発明の主課題は円筒状ドラムに傷を付けることなく、円筒状ドラムの位置決めを行うとともに、円筒状ドラム相互間の繋ぎ部分における円筒状ドラムの位置ずれを防止することにある。

上記課題を解決する本発明の請求項１に記載の円筒状基材の位置決め方法は、複数の円筒状基材の筒軸を合わせて積み重ね、下方から上方に垂直に押し上げながら、垂直塗布装置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する工程において、塗布前または塗布後の位置で、前記円筒状基材外周面上に流体を吹き付ける吐出口を有するリング状吹き付け手段を前記円筒状基材の同軸に配設して成る位置決め手段により、前記円筒状基材の位置決めを行う円筒状基材の位置決め方法において、前記位置決め手段の導入部にテーパー比が０．００５〜０．２のテーパーを設け、且つ円筒状基体の外周面と流体を吹き付ける吐出口との間隙を２０μｍ〜３ｍｍとしたことを特徴とするものである。

本発明では、円筒状基材の外周面に対して流体を吹き付けて、円筒状基材の位置決めを行う。すなわち、円筒状基材の周囲から流体、例えばエアを吹き付けると、円筒状基材の位置が中立化し、これによって円筒状基材が所定位置に位置決めされる。しかも、円筒状基材に機械的接触することがないから、円筒状基材に傷を付けることが防止される。そして前記位置決め手段の導入部にテーパーを設けることにより、円筒状基材の外周面に対して、複数の吐出口から実質的に連続して流体を吹き付けて位置決めを行うので、複数の円筒状基材間の突き合わせ部分においても、両円筒状基材の位置決めを正確に行うことができる。このように円筒状基材を正確かつ円滑に保持、移動させることによって、塗布液の膜厚変動を押さえて、塗布性を向上させることができる。また、円筒状基材やコーターに傷を発生させることがなくなった。

本発明の塗布装置に備えた円筒状基材の位置決め方法及び装置により、以下の優れた効果が得られた。
（１）円筒状基材上に塗布された感光層膜厚の変動が極めて微小となった。
（２）円筒状基材への塗布液の塗布性が良好になった。
（３）円筒状基材の表面の傷発生が解消された。
（４）塗布装置の塗布液吐出部（コーター）を損傷させることがない。
（５）円筒状基材の位置決め精度が向上した。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の位置決め装置を含む垂直型塗布装置の全体を示す断面図である。該垂直塗布装置は、中心線Ｏに沿って垂直状に重ね合わせた円筒状基材（円筒状ドラム）１Ａ，１Ｂに塗布液（感光液）２を塗布する環状塗布装置１０と、該垂直塗布装置１０の下方に固設された円筒状基材位置決め装置２０と、前記垂直塗布装置１０の上方に設置された乾燥フード３０と、前記位置決め装置２０の下部に固定された支持装置４０とから構成されている。

垂直塗布装置１０の内部には、円筒状基材１Ａの外周を取り囲むように処理液２を塗布する塗布ヘッド１１、該塗布ヘッド１１に隣接するテーパ状の処理液流出口（処理液スライド面）１２、水平方向の幅狭の処理液通路を形成する処理液分配用スリット１３、塗布液分配室１４が形成されている。前記塗布液分配室１４には処理液供給パイプ１６が接続され、図示しない圧送ポンプにより処理液が供給される。

上記垂直塗布装置１０による塗布方法は、垂直塗布装置１０を固定し、前記円筒状基材１Ａを中心線Ｏに沿って矢示方向に上昇移動させながら円筒状基材１Ａの上端部より塗布ヘッド１１により塗布を行う。

前記垂直塗布装置１０には、圧送ポンプにより一定量の処理液が安定して送り込まれ、処理液供給パイプ１６、塗布液分配室１４、処理液分配用スリット１３、処理液流出口１２を経て、塗布ヘッド１１に供給され、円筒状基材１Ａの表面に処理液が塗布され感光層が形成される。

前記垂直塗布装置１０の上部には、環状に形成した乾燥フード３０が固定されている。該乾燥フード３０には多数の開口部３１が形成されている。前記垂直塗布装置１０により形成された円筒状基材上の感光層は、前記乾燥フード３０内を通過しながら塗布された感光液２を徐々に乾燥させる。乾燥は前記開口部３１より感光液に含まれる溶媒を外部に放出させることにより行なわれる。

前記垂直塗布装置１０の下部には、円筒状基材位置決め装置２０が固定されている。図２（ａ）は図１における円筒状基材位置決め装置２０のＡ−Ａ断面図（給気部）、図２（ｂ）はＢ−Ｂ断面図（排気部）である。

前記円筒状基材の位置決め装置２０は、外筒部材２１と、該外筒部材２１の内部に固定された内筒部材２２とから構成されている。外筒部材２１と内筒部材２２には、両部材を貫通する複数の給気口２３と、複数の排気口２６が穿設されている。該複数の給気口２３は、給気ポンプ２９に接続され、空気等の流体が圧送される。

図１及び図２（ａ）に示すように、前記外筒部材２１には、給気口２３が水平方向に４個の放射状に配置され、さらに垂直方向に複数段（図示５段）配列されている。該外筒部材２１の内周面には水平溝２４が穿設されていて、前記内筒部材２２の外周面との間に水平流路を形成し、前記水平方向に放射状に配置された４個の給気口２３に連通している。前記内筒部材２２には、水平方向に１２個の吐出口２５を有する穴が貫通している。該吐出口２５は前記円筒状基材１の外周面と間隙Ｇを保って対向している。該間隙Ｇは、２０μｍ〜３ｍｍ、好ましくは３０μｍ〜２ｍｍである。この間隙Ｇが２０μｍより小さいと、円筒状基材１の僅かな振れで内筒部材２２に接触して円筒状基材１を傷つけやすい。また、間隙Ｇが３ｍｍより大であると、円筒状基材１の位置決め精度が低下する。前記吐出口２５は直径０．０１〜１．０ｍｍの小口径のノズルであり、好ましくは０．０５〜０．５ｍｍが良い。

図１及び図２（ｂ）に示すように、前記外筒部材２１及び内筒部材２２を貫通して、排気口２６が水平方向に４個の放射状に配置され、さらに垂直方向に複数段（図示５段）配列されている。該排気口２６は垂直方向に前記給気口２３と交互に配列されている。内筒部材２２の内周面には、垂直溝２７が穿設されていて、前記複数段の排気口２６を連通している。

前記内筒部材２２の下部の内周面は、入り口側が広がったテーパー面２８になっている。このテーパー面２８は、例えば軸方向の長さが５０ｍｍで、片側傾斜角が０．５ｍｍの円錐面である。このテーパー面２８のテーパー比は、０．００５〜０．２、好ましくは０．０１〜０．１である。このテーパー面２８を設けた場合、円筒状基材１が水平移動または傾斜して位置決め装置２０に進入する際に位置規制されるから有効である。このテーパー面２８を設けることにより、円筒状基材１が内筒部材２２に進入するとき、円筒状基材１の先端部が内筒部材２２の内周面に接触することを防止している。

前記給気ポンプ２９から圧送された流体は、複数の給気口２３から外筒部材２３内に導入されて、水平溝２４を介して複数の吐出口２５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。吐出後の流体は垂直溝２７を経て複数の排気口２６から装置外に排出される。

前記給気口２３に供給される流体は、空気、不活性ガス例えば窒素ガスが良い。そして該流体は、ＪＩＳ規格でクラス１００以上の清浄な気体が良い。

また、前記給気口２３に供給される毎分当たりの流体量は、０．１〜５０ｍ³／ｍｉｎが好ましい。流体量が０．１ｍ³／ｍｉｎより小であると、円筒状基材１の位置決め精度が極端に悪化し、５０ｍ³／ｍｉｎより大になると、風量の影響が強く出て、積み重ねられた円筒状基材１が振動し、液膜が不均一となる。このため特に、毎分当たりの流体量は、０．２〜２０ｍ³／ｍｉｎが好ましい。ここで、規制供給する流体量は、流体圧規制でなく流体量制御にしないと、塗布直後の液膜への影響（膜厚むら等）が発生する。なお、毎分当たりの流体量は、位置決め装置２０の給気口２３の入り口で測定した。また、前記複数の給気口２３に供給される毎分当たりの流体量は、軸方向の給気口２３の流量が同じか、下方より上方の流量が多い方が良い。上記位置決め装置２０は、後述の図３（ｃ），（ｄ），（ｅ）に示すように、２つ以上を連結して用いてもよい。

なお、本発明の位置決め装置に接続される垂直塗布装置としては、スライドホッパー型、押し出し型、リングコーター、スプレー塗布等の各種装置が用いられる。

次に、具体的な実施例により本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１
導電性支持体としては鏡面加工を施した直径８０ｍｍ、高さ３５５ｍｍのアルミニウムドラム支持体（円筒状基材）１を用いた。

図３（ａ）の位置決め装置２０（長さＨ＝２００ｍｍ、テーパー比Ｃ＝０．０１〜０．１、間隙Ｇ＝１００μｍ）を用い、円筒状基材１に図１に記載の如くのスライドホッパー型塗布装置１０を用いて下記ＵＣＬ−２（３．０ Ｗ／Ｖ％ポリマー濃度）を塗布し、塗布済みの円筒状基材No.１−１〜No.１−４を得た。なお、円筒状基材１の移動速度は２３ｍｍ／sec、塗布ヘッド（コーター）１１と円筒状基材１間ギャップは１００μｍで行った。
・ＵＣＬ−２塗布液組成物
塩化ビニル−酢酸ビニル系共重合体（エスレックＭＦ−１０積水化学社製）
アセトン／シクロヘキサノン＝１０／１（Ｖｏｌ比）
図３（ａ）は位置決め装置２０の一実施例を示す模式断面図である。位置決め装置２０の複数の吐出口２５を有する吐出口面は円筒状基材１の進行方向に狭まるテーパー角を有し、該吐出口面の最小間隙が間隙Ｇである。上記テーパー比Ｃは、円錐の軸線に直角な２つの断面の直径差（Ｄ−ｄ）と、該両断面の間隔（Ｌ）との比（Ｃ＝（Ｄ−ｄ）／Ｌ）をいう。図４は上記テーパー比Ｃを説明する断面図である。

結果を表１に示す。

表１に示す如く位置決め精度が高く、塗布ムラや塗布欠陥も無く塗布性が良好であった。

実施例２
円筒状基材（導電性支持体）１としては実施例１と同じアルミニウムドラム支持体を用いた。

前記支持体上に、図３（ｂ）の位置決め装置（長さＨ＝２０５ｍｍ、Ｈ1＝１５０ｍｍ、テーパー比Ｃ＝０．０１〜０．１、間隙Ｇ＝１００μｍ）を用い、前記スライドホッパー型塗布装置１０を用いて、下記の如く分散調製したＣＧＬ−１（３．０Ｗ／Ｖ％固形分濃度）を塗布し、塗布済基材Ｎｏ．２−１〜Ｎｏ．２−４を得た。なお、円筒状基材１の移動速度は３７ｍｍ／sec、コーター（塗布ヘッド）１１−円筒状基材間ギャップ１００μｍで行った。
・ＣＧＬ−１塗布液組成物
フルオレノン型ジスアゾ顔料（ＣＧＭ−１）
ブチラール樹脂（エスレックＢＸ−Ｌ 積水化学社製）
メチルエチルケトン
上記塗布液組成物（固形分については固形分重量比ＣＧＭ−１：ＢＸ−Ｌ＝３：１に固定）をサンドミルを用いて２０時間分散したもの。

図３（ｂ）は、位置決め装置２０の他の実施例を示す模式断面図である。位置決め装置２０の吐出口２５を有する吐出口面は全長Ｈのうち、入口側の長さＨ１は円筒状基材１の進行方向に狭まるテーパー角を有し、出口側の吐出口面は所定の間隙Ｇを有する円筒面を形成している。

結果を表２に示す。

表２に示す如く位置決め精度が高く、塗布ムラや塗布欠陥も無く塗布性が良好であった。

実施例３
円筒状基材（導電性支持体）１としては実施例１と同じアルミニウムドラム支持体を用いた。

前記円筒状基材１上に、図３（ｂ）の位置決め装置（長さＨ＝２００ｍｍ、テーパー比Ｃ＝０．０１〜０．１、Ｈ1＝１７０ｍｍ、間隙Ｇ＝２００μｍ）を用い、前記スライドホッパー型塗布装置１０を用いて、塗布液組成物ＣＴＬ−１（３５Ｗ／Ｖ％固形分濃度）を塗布し、塗布済み基材No.３−１〜No.３−４を得た。なお、円筒状基材１の移動速度は８ｍｍ／ｓｅｃ、コーター１１と円筒状基材１間ギャップは２５０μｍで行った。
・ＣＴＬ−１塗布液組成物
ＣＴＭ−１
ポリカーボネート（Ｚ−２００ 三菱瓦斯化学社製）
１，２−ジクロロエタン
固形分については固形分重量比ＣＴＭ−１：Ｚ−２００＝０．８９：１に固定

結果を表３に示す。

表３に示す如く位置決め精度が高く、塗布ムラや塗布欠陥も無く塗布性が良好であった。

実施例４
円筒状基材（導電性支持体）１としては実施例１と同じアルミニウムドラム支持体を用いた。

前記円筒状基材１上に、図３（ｃ）の位置決め装置（長さＨ１＝２００ｍｍ、Ｈ２＝１５０ｍｍ、間隙Ｇ1＝１００μｍ、Ｈ3＝５ｍｍ、間隙Ｇ2＝２５０μｍ）を用い、前記スライドホッパー型塗布装置１０を用いて、塗布液組成物ＣＴＬ−２（３５Ｗ／Ｖ％固形分濃度）を塗布し、塗布済み基材No.４−１〜No.４−４を得た。なお、円筒状基材１の移動速度は８ｍｍ／ｓｅｃ、コーター１１と円筒状基材１間ギャップは２５０μｍで行った。図３（ｃ）に示す位置決め装置は、間隙Ｇ１を有する円筒面から成る長さＨ１の吐出口面を備えた上方の位置決め装置と、最小間隙Ｇ２を有する円錐面（テーパー面）から成る長さＨ２の吐出口面を備えた下方の位置決め装置とから構成されている。
・ＣＴＬ−２塗布液組成物
ＣＴＭ−２
ポリカーボネート（Ｚ−２００ 三菱瓦斯化学社製）
１，２−ジクロロエタン
固形分については固形分重量比ＣＴＭ−２：Ｚ−２００＝０．８９：１に固定

結果を表４に示す。

表４に示す如く位置決め精度が高く、塗布ムラや塗布欠陥も無く塗布性が良好であった。

実施例５
導電性支持体としては実施例１と同じアルミニウムドラム支持体を用いた。

前記支持体上に下記の塗布液組成物ＵＣＬ−１（３．０ Ｗ／Ｖ％ポリマー濃度）を用い、図１に記載の如くのスライドホッパー型塗布装置を用いて塗布した。この際、上記塗布装置の直前に図３（ｂ）に示す位置決め装置（Ｈ1＝２００ｍｍ、Ｈ＝２５０ｍｍ、吐出口径０．２ｍｍ、テーパー比Ｃ＝０．０１〜０．１）を表５に記載の如くの間隙Ｇ及び風量で設置し、塗布済み基体No.５−１〜５−６を得た。なお円筒状基材の移動速度は２３ｍ／sec、コーターとドラム間ギャップは１００μｍで行った。結果を表５に示す。
・ＵＣＬ−１塗布液組成物
共重合ナイロン樹脂（ＣＭ−８０００ 東レ社製）
メタノール／ｎ−ブタノール＝１０／１（Ｖｏｌ比）

表５に示す如くドラムやコーターに損傷を与えず、膜厚変動が少なくまた塗布欠陥も生じない。

実施例６
導電性支持体１としては実施例１と同じアルミニウムドラム支持体を用いた。

前記支持体１上に前記の塗布液組成物ＣＴＬ−１用い、図１に記載の如くのスライドホッパー型塗布装置１０を用いて塗布した。この際、上記塗布装置１０の直前に図３（ｄ）に示す位置決め装置２０（Ｈ1＝２００ｍｍ、Ｈ＝２５０ｍｍ、Ｈ2＝２００ｍｍ、吐出口径０．３ｍｍ、間隙Ｇ1＝２５０μｍ、テーパー比Ｃ＝０．０１〜０．１）を表６に記載の如くの間隙Ｇ２及び風量で設置し、感光体ドラムNo.６−１〜No.６−５を得た。なお、円筒状基材１の移動速度は３ｍｍ／sec、コーターとドラム間ギャップは３００μｍで行った。図３（ｄ）に示す位置決め装置は、間隙Ｇ１を有する円筒面から成る長さＨ１の吐出口面を備えた上方の位置決め装置と、間隙Ｇ２を有する円筒面から成る吐出口面と最小間隙Ｇ２を有する円錐面（テーパー面）から成る長さＨ２の吐出口面を備えた全長Ｈ１の下方の位置決め装置とから構成されている。

結果を表６に示す。

表６に示す如くドラムやコーターに損傷を与えず、膜厚変動が少なくまた塗布欠陥も生ぜず塗布性は良好であった。

またＵＣＬ／ＣＧＬ／ＣＴＬと３層に逐次重層したＯＰＣ感光体を作製し実写したところ、濃淡ムラ、カブリムラや画像欠陥（黒ポチ、白ポチ、スジ、キズ）がなく良好であった。

なお、位置決め装置２０のさらに他の実施例を図３（ｅ）の模式断面図に示す。図に示す位置決め装置２０は、円筒面に設けた吐出口と軸方向長さＨ１のテーパー面に設けた吐出口２５とから成る軸方向長さＨ２の上方の位置決め装置と、円筒面に設けた吐出口２５と軸方向長さＨ３のテーパー面に設けた吐出口２５とから成る軸方向長さＨ４の下方の位置決め装置とから構成されている。なお、上方の位置決め装置及び下方の位置決め装置の各吐出口面と円筒状基材１との最小間隙Ｇはほぼ等しい。

本発明による位置決め装置と塗布装置の縦断面図。 上記塗布装置のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図。 位置決め装置のさらに他の各種実施例を示す模式断面図。 位置決め装置の吐出テーパー面を説明する断面図。 円筒状基材を積み重ねて搬送する状態を説明する模式図。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ 円筒状基材（円筒状ドラム、導電性支持体）
２ 処理面（感光液面）
１０ 垂直塗布装置（スライドホッパー型塗布装置）
１１ 塗布ヘッド（コーター）
２０ 位置決め装置（位置決め手段）
２１ 外筒部材
２２ 内筒部材
２３ 給気口
２５ 吐出口
２６ 排気口
２８ テーパー面
Ｇ 間隙

Claims (3)

1. 複数の円筒状基材の筒軸を合わせて積み重ね、下方から上方に垂直に押し上げながら、垂直塗布装置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する工程において、塗布前または塗布後の位置で、前記円筒状基材外周面上に流体を吹き付ける吐出口を有するリング状吹き付け手段を前記円筒状基材の同軸に配設して成る位置決め手段により、前記円筒状基材の位置決めを行う円筒状基材の位置決め方法において、
   前記位置決め手段の導入部にテーパー比が０．００５〜０．２のテーパーを設け、且つ円筒状基体の外周面と流体を吹き付ける吐出口との間隙を２０μｍ〜３ｍｍとしたことを特徴とする円筒状基材の位置決め方法。
2. 前記垂直塗布装置がスライドホッパ型塗布装置であることを特徴とする請求項１に記載の円筒状基材の位置決め方法。
3. 前記吐出口は連通する給気口から流体の供給を受け、且つ給気口からの流体の供給量が０．１〜５０ｍ ³ ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項１または２に記載の円筒状基材の位置決め方法。

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