JP3809397B2

JP3809397B2 - 感光体の連続塗工方法

Info

Publication number: JP3809397B2
Application number: JP2002147942A
Authority: JP
Inventors: 俊一松本
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2002-05-22
Filing date: 2002-05-22
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2022-05-22
Also published as: JP2003345041A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真デバイスに使用されるドラム状感光体の製造において、感光性塗工液をドラムの外周面に塗工するための連続塗工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ等の電子写真プロセスを構成する感光体としては、ドラム状感光体がその形状が簡単であること、継ぎ目なしに感光体を形成できること、駆動方法が容易なこと、などの理由により最も普及している。ドラム状感光体は、感光体支持体としてアルミニウム製ドラム等の導電性基体を使用し、感光性塗工液を塗布して感光層を形成することによって得られる。
【０００３】
その塗工の仕方は、ドラムを、感光性塗工液に浸漬し、次いで軸心方向に沿って引き上げてその外周面に塗工膜（感光体層）を形成する方法が一般的である。従来の塗工装置を、図６に示す。チャック機構Ｃにより捕捉したドラムＤを、感光性塗工液を満杯またはそれに近い量を含む浸漬槽１０に浸漬する。このとき、ほぼドラム体積分に相当するオーバーフローした塗工液および定常的にポンプＰ１により送液されている塗工液は、受給槽で貯溜しつつ、ポンプＰ_２により循環槽２０に送液し、ポンプＰ_１により浸漬槽１０に循環される。
【０００４】
浸漬槽１０には、通常、液面センサーＳｑＨ_１、ＳｑＭ_１およびＳｑＬ_１が高さ順に３本備えられており、このうちＳｑＭ_１は、ポンプＰ_１およびＰ_２と連動するように設定されており、必要時にポンプを作動または、ポンプ回転数を変化させて送液を制御する。液面センサーＳｑＨ_２は液量がオーバーフローすることを、また液面センサーＳｑＬ_２は液量が塗工に必要な最少量よりも少なくなることをそれぞれ防止するための安全装備用である。循環槽２０における液面の高さは、塗工時のオーバーフロー、攪拌による波動、溶媒の蒸発、塗工液の消費などにより常に変動する。
【０００５】
この塗工液は循環を繰り返すうちに、溶媒が徐々に飛散し、次第に粘度が上昇し均一な塗工が困難になってくる。そのために、循環槽２０には粘度センサーＳｖを配備し、粘度が適正範囲を外れて上昇したときには、攪拌下、電磁弁Ｖが開いて溶媒槽３０から有機溶媒を送り込み、粘度調整が行なわれる。
【０００６】
この従来の塗工装置は、塗工回数が循環槽２０中の仕込み液量に制限されるバッチ式であって、塗工を長時間にわたって連続的に行うには適していない。さらに、ドラムの浸漬と引き上げによって、循環槽２０における液面高さの変動幅が大きく影響され、このために循環ポンプＰ_２は運転と制御を頻繁に繰り返しながら、浸漬槽１０から循環槽２０への送液量を制御しなければならない。従って、ポンプＰ_２の脈動により泡が発生しやすなり、浸漬槽１０の塗工液に伝播した泡はドラムへの均一な塗工を妨げるという現象が起こりがちである。また、循環槽２０の塗工液は、ニュートン流体であるという特性上、攪拌によって液面に比較的に大きなうねりを生じ、液面高さの変動幅が大きくなりので、その高さを精度よく感知するには困難を伴う。このことも、循環ポンプの運転制御回数を多くし、泡を発生させる原因になっている。
【０００７】
本願出願人は、先に、液溜タンクから流出する液体を、中間タンクを介して該液溜タンクに循環させる主循環ラインと、該主循環ラインとは別系統であって、該中間タンク内から流出する液体を、所定の粘度に調整して該中間タンクに循環させる循環ラインと、を具備する液体の循環システムの発明について、特許番号第２７０８８９３号として特許を得ている。この循環システムは、液体の粘度制御の面で従来よりも改良されたものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の感光性塗工液の塗工装置は、塗工液物性の許容範囲が狭いため、塗工液を連続供給できないので連続塗工が困難であり、また塗工品質にムラを生ずる確率をより少なくするという改良の余地が残されている。この改良をするために、塗工液の送液を制御する方法としては、いくつか考えられる。
【０００９】
例えば、ドラムの塗工回数をカウントし、使用量を液継槽から循環槽に補給する方法が考えられる。この場合は、送液は塗工回数に連動して開始され、送液停止はタイマーと液面センサーにより感知して行うことになる。この方法では、液面センサーが定常時の液面変動に追従できないため、液温、粘度の制御が困難であり、またトラブル時の復旧や制御の一時記憶の取り扱いが困難であることなど、問題が多い。
【００１０】
また、塗工時間より算出して、使用量を液継槽から循環槽に補給する方法が考えられる。この場合は、送液はタイマーによって定期的に行うことになり、送液開始は塗工機連動起動タイムアップにより、また送液停止はタイマーと液面センサーにより感知して行うことになる。この方法では、塗工液の過供給の恐れがあり、また常時液面センサーまで送液される液継量がその都度変化するという問題がある。
【００１１】
本発明者らは、上記のような問題点を考慮しながら、液面センサーで使用量を検出しその分を補給する方法につき鋭意検討を行った。そして、まず連続送液を可能にするために、図５に示すように、液継槽４を設けてここで調製された塗工液を電磁弁Ｖ_２の開閉により、必要量を自重落下により循環槽２に供給することを試みた。この液継槽４には、新たな塗工液を順次、供給できることから、連続塗工が可能である。ところが、ラインが図示するようにＡおよびＢと増設するので、特許番号第２７０８８９３号のシステムと同様に、装置が大がかりで複雑になり、運転コストも高くなるという新たな問題を生ずる。また、粘度、温度をより一層精度よく制御することでもさらに改良が望まれる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく、とりわけ図５の試作装置をもとに検討を続けて、塗工品質に優れたドラム状感光体を工業的有利に得る塗工方法を完成するに至ったものである。
【００１３】
すなわち、本発明は、
感光体支持体としてのドラムを感光性塗工液に浸漬し塗布するためのドラム浸漬槽と、前記ドラムを浸漬したときにオーバーフローする塗工液を受給・循環させると共に、攪拌機能、液面感知機能、温度調整機能および粘度調整機能を有する、前記浸漬槽に塗工液を供給するための塗工液循環槽と、前記循環槽に粘度調整用の溶媒を供給するための溶媒槽と、前記循環槽に塗工液を補給するための液継槽と、塗工消費に相当する液量を前記液継槽から前記循環槽に連続補給するための制御装置とを具備し、前記液継槽は前記浸漬槽と循環槽とのパイプラインおよび前記循環槽と溶媒槽とのパイプラインから独立した独立槽として配置してなる感光体の連続塗工装置を用いて、
前記ドラムをドラムチャック装置により捕捉し浸漬槽上に移動後、ドラムの軸心方向に塗工液に浸漬し、次いで同方向に沿って引き上げることによりドラムの外周面に塗工膜を形成し、塗工が終了したドラムは浸漬槽の上から移動させ、内面処理するまでを１サイクル工程とする連続塗工を行うに際して、
前記循環槽の定点において塗工液の液面高さをモニターしながら液面が最も安定した液面の高さを感知して浸漬槽への送液命令を１サイクルに１回立ち上げる一方、送液開始は前記ドラムの塗工終了後に始動するように設定し、かつ前記液継槽から塗工液を循環槽に断続的に自動供給し、その自動供給は少なくとも塗工時には停止させ、前記循環槽の塗工液面が最も安定する時期が、次に塗布対象となるドラムをチャック装置により捕捉する直前となるように設定してなることを特徴とするドラム状感光体の連続塗工方法、
である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
第１図は、本発明のドラム状感光体の連続塗工方法に用いる、ドラム状感光体の連続塗工装置の一例を示す模式図である。感光体支持体となるドラム（通常、アルミニウム製の円筒状基体）は、チャック機構Ｃにより捕捉され、ドラム軸心方向に塗工液浸漬槽１に浸漬される。浸漬槽１には、循環槽２からポンプＰ₁を介してドラムに塗工するに足る塗工液が供給されており、オーバーフローする塗工液は受給槽に一時貯留されながら、ポンプＰ₂によって送液され循環槽２に受給・循環される。
【００１５】
ドラムへの感光性物質の塗工量は、通常、１ドラム当たり数グラムであり、液量としては１工程当たり約５０〜４００ｍｌを要するので、連続塗工のためには消費量に見合う液量を連続送液（供給）しなければならない。そこで、この装置では、連続塗工を維持するために、調合した塗工液を循環槽２に供給するための液継槽４が設けられている。浸漬槽１で消費された液量は、そこに配備された液面センサーＳｑＭ_２により感知し、液継槽４からポンプＰ_３により供給される。
【００１６】
一方、循環槽２には、その定点位置に液面センサーＳｑＭ_２が配備されており、浸漬槽１への送液量と浸漬槽１から回収ポンプＰ_２により循環されてくる循環液量による液面高さの変動を感知し、塗工消費分が液継槽４からポンプＰ_３の開閉弁を制御しながら供給される。ここでいう定点位置は、図４において説明すると、〔（循環槽２のＨレベル）×（０．９０〜０．９５）〕−〔最大回収液量高〕−（５〜１０ｍｍ）の範囲にあって、しかも温度、粘度の緩衝能力を高くするために、可能な限り高い位置であることが好ましい。
【００１７】
この塗工装置は、液継槽４に調合した塗工液を常に供給することができるので、連続運転が可能となる。なお、浸漬槽１および循環槽２には、前記液面センサーＳｑＭ_１、ＳｑＭ_２に加えて、通常は液量のオーバーフローを防ぐための液面センサーＳｑＨ_１、ＳｑＨ_２と液量が最少量を下回ることを防ぐための液面センサーＳｑＬ_１、ＳｑＬ_２を安全設計上配備しておくことが好ましい。
【００１８】
次に、感光性塗工液は、循環使用中も、液物性をできるだけ定常状態に保ち、塗工品質にバラツキが生じないようにする必要がある。物性値のなかでもとりわけ、粘度は、感光層の塗布に際し品質上大きな影響を及ぼすので、適正な範囲に維持することを要する。通常、粘度１００〜１０００センチポイズの範囲から、その塗工目的に合った粘度が選択され、塗工工程中はその設定粘度を維持することになる。ところが、塗工装置は全体を閉鎖系にすることは困難であり、とりわけ浸漬槽１は少なくとも塗工時においては開放系でなければならないため、塗工液から有機溶媒が飛散し、その結果粘度上昇することになり、何らかの制御が必要になってくる。殊に、高粘度感光性塗工液を用いるときには、粘度制御がむつかしくなる。
【００１９】
そこで、本発明の装置では、循環槽２に配備した粘度センサーＳｖによって粘度変化を感知し、溶媒槽３から電磁弁Ｖの開閉により必要量の有機溶媒を送り、攪拌下、粘度調整を行い許容範囲に維持管理できるように配備されている。また、粘度は温度による影響も大きいことから循環槽２には、温度センサーＳｔを配備し、温度管理を行う。これらの管理によって、浸漬槽１には循環槽２と同一粘度の塗工液が常に供給される。
【００２０】
本発明の図１の塗工装置は、前記の図５の装置に比較すると、液継槽４を独立槽とし、循環槽２へのパイプラインおよび溶媒槽３からのパイプラインから独立させたことに特徴を有する。このために、ラインが単純化され、さらに後述する送液制御方法を採用することにより、粘度、液量および温度を制御する精度が高くなるので、均一物性の塗工液を定常的に浸漬槽に供給することが可能になり、その結果として均一な感光層が形成されたドラム状感光体が得られる。すなわち、図５の装置に比較すると、ラインが単純であることから、送液ポンプ、および開閉弁のオン−オフの繰り返し数を極めて少なくすることができ、送液ラインにおける圧力変化も極力抑えられるので、塗工液中の泡発生も殆どなくなる。したがって、ドラムに泡が付着することによる製品の歩留低下も抑えられる。さらに、複雑な制御を行わないため、不具合が発生し難く、復旧作業も簡素化され、連続安定稼動につながる。
【００２１】
また、本発明の塗工装置は、前記図１、２のような形態をとることにより、装置構成の自由度が増し、また槽間に隔壁等を設置することが可能となり、安全性を向上させるうえでも有利である。
【００２２】
本発明に用いる連続塗工装置において、液継槽は複数個（通常、２〜３個）を設けてもよく、１個の場合に比べて、連続生産時の泡の消去がより完全になり均一物性の塗工液を循環させる効果がさらに向上する。図２の、Ｆ₁およびＦ₂で示されるように、パイプラインにフィルタを適宜設置し、泡取り機能をも持たせることにより、ドラムへの泡付着をより確実に防止するようにしてもよい。
【００２３】
本発明に用いる連続塗工装置は、浸漬槽１に塗工液が量的も物性的も定常状態で供給し、ドラムに均一な塗工を連続して長時間にわたり可能にするものである。その運転にあっては、前記ドラムを捕捉する工程、塗工液に浸漬する工程、塗工液から引き上げる工程、内面処理（内面洗浄）して仕上げる工程を１サイクルとして、これを連続運転するにあたり、前記循環槽における塗工液の液面が最も安定した一瞬に液面高さを感知して送液命令を立ち上げる一方、送液開始は前記ドラムへの塗工終了後に始動するようにした制御システムを有利に採用できる。これにより、前記浸漬槽の塗工液の液量および粘度を許容範囲に調整するものである。そして、前記循環槽２の液面が最も安定する時期としては、次に塗布対象となるドラムを捕捉する直前を選択し、この時期に液面高さを感知して送液判断するように制御することが好ましい。
【００２４】
本発明の塗工装置を用いる連続塗工システムにつき、その具体的な運転例を、図３および図４を参照しつつ説明する。
まず、図３は、図１の塗工装置を用いて塗工するときの、ドラムの一連の動き（横行状態）を図示したものである。ドラムチャック装置Ｃが塗工待ちのドラムＤを捕捉（GET）し（横行３）、浸漬槽１の上に移動し（横行１）、そこからドラムの軸心方向に塗工液の中に降ろして浸漬し、次いで同方向に沿って引き上げることにより、ドラムの外周面に塗工膜が形成される。塗工が終了したドラムＤは、浸漬槽１の上から移動させ（横行２）、内面処理（内面洗浄）を行って目的とするドラム状感光体の作製が終了する。すなわち、上記のＧＥＴから内面処理までを１サイクル工程とし、これを繰り返すことにより連続塗工が行われる。
【００２５】
この連続塗工システムは、上記の１サイクルを通して、図４に示すように、▲１▼浸漬槽１の液面センサーＳｑＭ_１の感知、▲２▼塗工液回収ポンプＰ_２の運転、▲３▼循環槽２の液面センサーＳｑＭ_２の感知、▲４▼自動液継パルスのオン−オフ、▲５▼自動液継記憶のオン−オフ、▲６▼Ｂ_１弁の開閉、▲７▼Ｂ_２弁の開閉、▲８▼液継ポンプＰ_３の運転のオン−オフ、および▲９▼自動液継記憶リセットのオン−オフ、がそれぞれ行われるように設定制御される。
【００２６】
すなわち、前記循環槽の定点において塗工液の液面高さをモニターしながら液面が最も安定したときの液面高さ（図４における▲３▼）を感知して浸漬槽への送液命令（図４における▲４▼）を送液時の塗工ムラを防ぐため１サイクルに１回立ち上げる一方、送液開始（図４における▲８▼）は前記ドラムへの塗工終了後（ドラム下端が塗工液から離液後）に始動するように設定し、かつ液継槽から塗工液を循環槽に（断続的）に自動供給し、自動供給は少なくとも塗工時には停止する。また前記循環槽の塗工液面が最も安定する時期（図４の▲３▼の塗りつぶし部分）が、次に塗布対象となるドラムをチャックする直前であり、この時期に液面高さを感知して送液命令される。
【００２７】
【発明の効果】
上述のように、前記の塗工装置を、ドラム状感光体の連続塗工システムに組み入れることにより、塗工液を送液中にポンプや弁のオン−オフの繰り返しが少なくて済み、系内循環泡が削減される。更に、装置内面の液量変化が低減されるため、壁面付着量が削減されることから、異物混入確率も極めて低減される。これらのことにより、ドラムへの塗工が均一に行われ、塗工ムラの発生が抑えられことから、品質管理上極めて有利である。
【００２８】
また、本発明の塗工装置によると、塗工液の粘度を非常に容易にしかも精度よく管理できる。具体的には、前記したような塗工装置の運転方法と、送液量を厳密に管理することにより、液継槽の粘度幅を広くとることができる。例えば、設定粘度６００センチポイズの場合、液継槽に貯留する塗工液は室温下で４１６〜９２０センチポイズもの粘度幅を許容でき、しかも塗工時には設定粘度の±１センチポイズの粘度変化にまで精度よく制御することができる。従って、幅広い粘度領域において送液量の定量制御が可能になる。
【００２９】
また、本発明の塗工装置は、前記図１、２のような形態をとることにより、装置構成の自由度が増し、また槽間に隔壁等を設置することが可能となり、安全性を向上させるうえでも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、ドラム状感光体の連続塗工システムに用いる塗工装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の、ドラム状感光体の連続塗工システムに用いる塗工装置の別の例を示す模式図である。
【図３】図１の塗工装置を用いて塗工するときの、ドラムの横行状態を示す。
【図４】図１の塗工装置を用いて連続自動送液して塗工するときの、運転システム示す。
【図５】ドラム状感光体の連続塗工試作装置の模式図を示す。
【図６】従来のドラム状感光体の塗工装置を示す。
【符号の説明】
１：浸漬槽、２：循環槽、３：溶媒槽、４および５：液継槽、Ｃ：ドラムチャック装置、Ｄ：ドラム、ＳｑＨ_１，ＳｑＭ_１，ＳｑＬ_１，ＳｑＨ_２，ＳｑＭ_２、ＳｑＬ_２，ＳｑＨ_３，ＳｑＬ_３，ＳｑＨ_４，ＳｑＭ_４およびＳｑＬ_４：液面センサー、Ｓｖ：粘度センサー、Ｓｔ：温度センサー、Ｐ_１：塗工液回収ポンプ、Ｐ_２：循環ポンプ、Ｐ_３：液継ポンプ、Ｆ_１およびＦ_２：フィルタ

Claims

感光体支持体としてのドラムを感光性塗工液に浸漬し塗布するためのドラム浸漬槽と、前記ドラムを浸漬したときにオーバーフローする塗工液を受給・循環させると共に、攪拌機能、液面感知機能、温度調整機能および粘度調整機能を有する、前記浸漬槽に塗工液を供給するための塗工液循環槽と、前記循環槽に粘度調整用の溶媒を供給するための溶媒槽と、前記循環槽に塗工液を補給するための液継槽と、塗工消費に相当する液量を前記液継槽から前記循環槽に連続補給するための制御装置とを具備し、前記液継槽は前記浸漬槽と循環槽とのパイプラインおよび前記循環槽と溶媒槽とのパイプラインから独立した独立槽として配置してなる感光体の連続塗工装置を用いて、
前記ドラムをドラムチャック装置により捕捉し浸漬槽上に移動後、ドラムの軸心方向に塗工液に浸漬し、次いで同方向に沿って引き上げることによりドラムの外周面に塗工膜を形成し、塗工が終了したドラムは浸漬槽の上から移動させ、内面処理するまでを１サイクル工程とする連続塗工を行うに際して、
前記循環槽の定点において塗工液の液面高さをモニターしながら液面が最も安定した液面の高さを感知して浸漬槽への送液命令を１サイクルに１回立ち上げる一方、送液開始は前記ドラムの塗工終了後に始動するように設定し、かつ前記液継槽から塗工液を循環槽に断続的に自動供給し、その自動供給は少なくとも塗工時には停止させ、前記循環槽の塗工液面が最も安定する時期が、次に塗布対象となるドラムをチャック装置により捕捉する直前となるように設定してなることを特徴とするドラム状感光体の連続塗工方法。