JP4027793B2 - 塗布方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性フィルムあるいは金属ドラムからなる略円筒状のワークに感光層用塗布液、特に有機感光材料を塗布することにより電子写真感光体を製造する塗布装置および塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、円筒状ワークの外周表面に感光層用塗布液を塗布し電子写真感光体を製造する方法として、浸漬塗布法、スライドホッパを用いた塗布法などが知られている。しかし、特に、浸漬塗布法では、塗布表面の塗布状況の均一性は良いが膜厚がどうしても大きくなるとともに、余剰の塗布液が搬送用器具や内面に塗布液が入らないように端面をシールするシース材等に残り、余剰に塗布液を必要とした。
【０００３】
スライドホッパ方式は、塗布ヘッドと対象の円筒状ワークとの間隔を周方向に関し均一に保つか、且つ、円筒状ワークの軸心と塗布ヘッドの軸心を正確に合わせることが困難であり、特に円筒状ワークの位置合わせに対し規制を余技なくされた。（例えば、特許文献１参照。）
近年になり、電子写真感光体となる円筒状ワークがガラスや金属による円筒状の形態だけでなく、ポリエステルフィルムや金属シートからなるものが一般的になりつつある。当該フィルムやシートからなる円筒状ワークとしての電子写真感光体はガラスや金属からなる円筒状ワークと異なり、肉厚が薄く円筒精度も良くない。
【０００４】
また、上記フィルムやシートからなる円筒状ワークが主流となると同時に、当該円筒状ワークの寸法特に円の外形形状が大きくなる傾向にある。従い、上記スライドホッパ式では円筒精度、直径寸法上限界が生じてきた。尚、当該円筒精度が良くない電子写真感光体としての円筒状ワークのことをを本出願においては、「略円筒状ワーク」と記載する。
【０００５】
略円筒状ワークとの距離の精度誤差に対し、比較的柔軟なスプレーノズル方式が有効となりつつあり、スプレーノズル方式が好適且つ効率面でも有利であることは公知である。（例えば、特許文献２参照）
【特許文献１】
特開平成５年第２１６２５２号公報
【特許文献２】
特開２００２年第２７８１０５号公報
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術に記載の様に、電子写真感光体となる円筒状ワークがガラスや金属による円筒状の形態だけでなく、ポリエステルフィルムや金属シートからなるものが一般的になりつつある。当該フィルムやシートからなる略円筒状ワークとしての電子写真感光体はガラスや金属からなる円筒と異なり、肉厚が薄く円筒精度も良くないとのことで、当該略円筒状ワークに関しては、スプレーノズル方式が好適である。しかし、従来の技術である塗布方法あるいは装置構成は、塗布される略円筒状ワークが回転し、スプレーノズルが略円筒状ワークの軸方向に相対移動しながら塗布する方法であった。
【０００６】
感光層用塗布液である有機感光材料は揮発性溶剤で希釈され、塗布されると直ちに溶剤が揮発し、乾燥が始まるという性質を持つ。従い、先に塗布した位置と隣接する次に塗布する位置に塗布する際、先に塗布した有機感光材料が十分に乾燥する前に隣接部を塗布しなければ、塗り斑が発生する。そのため、略円筒状ワークに感光層用塗布液である有機感光材料を塗布する場合、螺旋状に塗布することで、隣接する塗布位置の乾燥時間が常に同じになるようにするのが好ましい。ところが、塗布される略円筒状ワークの直径が大きくなると、略円筒状ワークのスプレーノズルによる塗布する周速度が同じであれば、略円筒状ワークが１回転し、隣接する塗布位置に塗布されるまでの時間が長くなり乾燥が進みすぎ、塗り斑となる問題があった。
【０００７】
感光層用塗布液である有機感光材料の乾燥が進み過ぎない様に、１回転する時間を短縮する為に、略円筒状ワークの周速度を速くして対応しようとすると遠心力が作用し、感光層用塗布液である有機感光材料が飛散してしまうという問題があった。またスプレーノズルの本数を増やして複数のスプレーノズルを配備し、感光層用塗布液である有機感光材料の乾燥が進まない内に隣接する塗布位置に塗布しようとすると、複数のスプレーノズルの吐出量を相互厳密に一致させる必要が生じるが、一致させることは困難を極め、結局、塗り斑が発生するという問題があった。
【０００８】
また、スプレーノズル方式の場合は噴霧開始直後には噴霧状態（吐出量、粒径など）が安定せず、噴霧開始直後に塗布すると塗り斑が発生するという問題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の問題を解決するため、本発明の第一の発明に係る塗布方法および塗布装置は、電子写真感光体の略円筒状ワークを垂直に保持した後、感光用塗布液を吐出するスプレーノズルが略円筒状ワークの軸を中心に回転し、回転軸方向に該スプレーノズルと略円筒状ワークを略円筒状ワークの軸方向に相対移動させながら塗布できる駆動手段を保有する機構を有することを特徴とする。本装置によれば略円筒状ワークは軸方向に移動するが、回転しないため塗布した感光層用塗布液である有機感光材料が遠心力によって飛散し均一な塗布面が得られなくなるという問題が解決でき、最低１個のスプレーノズルによって大面積、外形径が大である略円筒状ワークにも対応出来る。
【００１０】
また、本発明の第二の発明に係る塗布方法および装置は電子写真感光体としての円筒状ワークの軸方向にスプレーノズルが略円筒状ワークの円筒の軸を中心に回転しながら回転軸方向にスプレーノズルと略円筒状ワークを相対移動させながら塗布するにおいて、略円筒状ワークの円筒の軸方向端部より外部の位置にて噴射開始し予備噴射を行いスプレーノズルからの噴射が安定した後に塗布を開始することを特徴とする。これによって塗工開始時においてはスプレーノズルから安定した吐出が得られ、吐出状態の差異による塗り斑の発生の問題を解決する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態にかかる塗布方法および装置について以下、図を参照して説明する。図１は塗布装置の一例を示す模式図である。図１において、支柱２に設けられた上下駆動手段８にワーク支持具３が設けられ、ワーク支持具３は上下駆動手段により上下するだけではなく支柱２を機軸に旋回するように構成されている。ワーク支持具３には略円筒状ワーク２０を保持する保持具２１がワーク支持具３の先端に吊り下げられる様に構成されている。略円筒状ワーク２０の感光層塗布液３０を塗布する為に位置する為に、まず、支柱２に設けられた上下駆動手段８が上部に移動し、ワーク支持具３を支柱２を軸に旋回させ、図示しない略円筒状ワーク２０の供給エリアの上部に位置し、上下駆動手段８によりワーク支持具３及び保持具２１を下降させ、略円筒状ワーク２０を保持できる高さにて停止させ、略円筒状ワーク２０を保持具２１を作動させて保持する。次ぎに上下駆動手段８を用いて上部へ移動させ、スプレーノズル支持具１５に略円筒状ワーク２０の下部が干渉しない充分な高さまで上部へ移動させる。ワーク支持具３を上下駆動手段８を用いて旋回させ、スプレーノズル支持具１５の中心に位置し、感光層用塗布液３０を塗布する位置まで上下駆動手段８を用いて下降し、塗布位置に位置する。
【００１２】
塗布する機構について、概要を説明する。図１において、スプレーノズル支持具１５は、回転自在に構成され、荷台４上に設けられた回転軸７を機軸に駆動軸５とベルト６で連結され図示しない制御機構により回転駆動制御されている。感光層用塗布液３０は、液供給部１２から、回転自在に連結された供給機構によって管状に形成された回転軸７の中空部を通じて、スプレーノズル支持具１５との間の回転自在に連結された供給機構を通じ、スプレーノズル支持具１５の構成の中に組み込まれた供給管を通じてスプレーノズル１０に供給される。
【００１３】
感光層用塗布液３０の余剰分の回収は、スプレーノズル１０から噴射された感光層用塗布液３０を後述するが塗布のためのスプレーノズルからの噴射が安定するまで、液受部１１にて噴射される感光層用塗布液３０を受け回収する。
【００１４】
感光層用塗布液３０の余剰分の回収機構について図１、図２および図３を用いて説明する。図１に示す様に、ワーク支持具３の保持具２１の上部にアーム４１を介して液受部１１を設け、スプレーノズル１０から噴射された感光層用塗布液３０を液受部１１にて回収する様になっている。
【００１５】
図２に示す様に、スプレーノズル支持具１５のスプレーノズル１０の位置する位置の上部に液受部回転機構４０を設け、スプレーノズル１０の噴射を受ける液受部回転機構４０の先端にアーム４１を介して液受部１１を設け、液受部回転機構部４０を作動させることにより、スプレーノズル１０から噴射された感光層用塗布液３０を液受部１１にて噴射・遮蔽が自在に制御可能となっている。また、図３に示す様に液受部１１をスプレーノズル支持具１５の枠の円周方向の外方向にアーム４１を介して固定される。スプレーノズル支持具１５のスプレーノズル１０の設置位置にスプレーノズル回転機構部４５を設け、略円筒状ワーク２０に感光層用塗布液３０を塗布する工程においては、スプレーノズル１０は略円筒状ワーク２０の軸心方向に位置し、塗布のためのスプレーノズルからの噴射が安定するまでは、予備噴射としてスプレーノズル回転機構部４５を介して液受部１１の方向に位置し噴射する。液受部１１に対し噴射した感光層用塗布液３０を受け回収される。感光層用塗布液３０の回収の為の機構としては、図１の場合は、液受部１１から、ワーク支持具３上下駆動手段８支柱２を介して液回収部１３にて回収する。図２、図３の機構としては、液供給部１２からスプレーノズル１０への感光層用塗布液３０の供給と逆に、液受部１１からスプレーノズル支持具１５回転軸７の内部管を通じて、液回収部１３に戻る。実際には、液受部１１に噴射された感光層用塗布液３０が、液回収部１３に自然に戻ることは無いので、液回収部１３には、図示しないが吸引機構が設けられる。
【００１６】
上記、スプレーノズル１０から噴射された感光層用塗布液３０が飛散して塗布前の略円筒状ワーク２０の塗布面に塗着することを防ぐことや、余分な感光層用塗布液３０を回収するという要件が満たされれば、当該液受部に関する機構は必ずしも図示する限りではないことは言うまでもない。
【００１７】
上記機構の塗布装置１を用いての塗布工程について記載する。前記の様に、略円筒状ワーク２０が保持具２１にて所定の位置に置かれ、図１、図２又は図３に示される液受部１１がスプレーノズル１０からの噴射をさえぎる位置に置かれる。液供給部１２が作動し、感光層用塗布液３０が回転軸７、スプレーノズル支持具１５を通してスプレーノズル１０に送られる。感光層用塗布液３０は、スプレーノズル１０から液受部１１に向かって予備噴射として噴射される。一定の時間噴射により、液供給部１２からスプレーノズル１０までの経路内のエアーが無くなり安定する。
【００１８】
スプレーノズル１０からの噴射開始と同時に又は噴射安定後、スプレーノズル支持具１５を所定の回転数になるまで回転を上昇させる。スプレーノズル支持具１５が設定の回転数となった段階で、スプレーノズル１０からの感光層用塗布液３０の噴射を受けていた液受部１１を図１、図２又は図３の機構を用いてスプレーノズル１０からリリースする。感光層用塗布液３０をスプレーノズル１０を通じて安定的に噴射しながら、保持具２１で保持された略円筒状ワーク２０をワーク支持具３を介して上下駆動手段８にて適正な速度で上昇させる。これにより、略円筒状ワーク２０とスプレーノズル支持具１５に位置するスプレーノズル１０が略円筒状ワーク２０の円筒軸方向に相互移動することにより、感光層用塗布液３０の噴射により、略円筒状ワーク２０の周囲をらせん状に塗布することができる。
【００１９】
ここでは、図１の様に、略円筒状ワーク２０とスプレーノズル１０との略円筒状ワーク２０軸方向の相対移動に対し、略円筒状ワーク２０が上下駆動手段８によって上下移動する機構を示したが、相対移動としてはスプレーノズル１０が上下する機構でも良いし、また、両者が移動しても良い。
【００２０】
らせん状の塗布を継続し、相対移動が進行して略円筒状ワーク２０の軸方向の下端部を経過し、略円筒状ワーク２０への感光層用塗布液３０の塗布が完了した時点でスプレーノズル１０から噴射が継続している感光層用塗布液３０をさえぎる為に、図２の機構の場合液受部１１が液受部回転機構４０及びアーム４１を介して移動する、図３の機構の場合スプレーノズル１０がスプレーノズル回転機構部４５を介して回転する。図１の機構の場合、液供給部１２からの供給を直ちに停止する。
【００２１】
その後、保持具２１とワーク支持具３により保持された略円筒状ワーク２０を上下駆動手段８を介して支柱２を機軸に回転させ、図示しない略円筒状ワーク２０受取部に位置するまで、上下駆動手段８が下降し、感光層用塗布液３０の塗布が完了した略円筒状ワーク２０を受取部に渡す。
【００２２】
改めて、次ぎの略円筒状ワーク２０を保持具２１にて保持することにより、連続的に略円筒状ワーク２０に感光層用塗布液３０の塗布を行う。
【００２３】
上記の様に、当該塗布装置１を用いることにより、略円筒状ワーク２０の受け取り、感光層用塗布液３０塗布、受け渡しまで、略円筒状ワーク２０に触れることなく工程が進められ、塗布面を傷つけたり汚れが付着したりすることを防止できる。
【００２４】
【実施例】
以下、実際に本発明の塗布装置１を用いて感光層用塗布液を略円筒状ワークに塗布した実施例について説明するが、本発明は当該実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
感光層用塗布液として、従来の浸漬方式に対応した感光層用塗布液を溶媒で希釈した物を用いた。実際に感光層用塗布液を塗布した略円筒状ワークとして、直径４７０ｍｍ軸方向長さ６００ｍｍの物を用いた。塗布条件として吐出量５ｍｌ／ｍｉｎ以下、回転数２００ｒｐｍ以下、軸方向相対移動速度１０ｍｍ／ｓｅｃ以下で塗布したところ塗り斑もなく均一な塗布面が得られた。
（比較例１）
スプレーノズルと略円筒状ワークの相互塗布条件が実施例１と同条件となるように、スプレーノズルの移動を略円筒状ワークの軸方向にのみ設定し、略円筒状ワークを回転させて感光層用塗布液を塗布したところ、遠心力による塗着量の減少が見られ塗布膜厚が薄くなるとともに塗り斑が発生した。
（比較例２）
比較例１においてスプレーノズルと略円筒状ワークの相互塗布条件が実施例１と同条件となるように、スプレーノズルの移動を略円筒状ワークの軸方向にのみ設定し、略円筒状ワークを回転させて感光層用塗布液を塗布したことにより、遠心力による塗着量の減少が見られ塗布膜厚が薄くなるとともに塗り斑が発生した。従い、スプレーノズルの移動を略円筒状ワークの軸方向にのみ設定し、略円筒状ワークの回転数を比較例１の１／２として感光層用塗布液を塗布した。結果は比較例１よりは改善されたが乾燥時間のずれによる塗り斑が発生した。
【００２５】
【発明の効果】
電子写真感光体の略円筒状ワークを垂直に保持した後、感光用塗布液を吐出するスプレーノズルが略円筒状ワークの軸を中心に回転し、回転軸方向に該スプレーノズルと略円筒状ワークを略円筒状ワークの軸方向に相対移動させながら塗布することにより、塗布した感光層用塗布液である有機感光材料が遠心力によって飛散し均一な塗布面が得られなくなるという問題が解決でき、近年一般的になってきたポリエステルフィルムや金属シートからなる大面積、外形径が大である略円筒状ワークにも対応出来る。
【００２６】
上記ポリエステルフィルムや金属シートからなる略円筒状ワークは、円筒度も良くないが、スプレーノズル塗布方式を採用したことにより、スプレーノズルと略円筒状ワークの表面との距離に若干の誤差があっても塗布仕上がり品質への影響は少ない。
【００２７】
電子写真感光体としての円筒状ワークの軸方向にスプレーノズルが略円筒状ワークの円筒の軸を中心に回転しながら回転軸方向にスプレーノズルと略円筒状ワークを相対移動させながら塗布するにおいて、略円筒状ワークの円筒の軸方向端部より外部の位置にて噴射開始しスプレーノズルからの予備噴射を行い噴射が安定した後に塗布を開始することによって塗工開始時においては安定した吐出が得られ、吐出状態の差異による塗り斑の発生を無くすことが出きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す塗布装置の概略図であり、液受部に関する第１の機構例を示す図である。
【図２】図１における液受部に関する第２の機構例を示した図である。
【図３】図１における液受部に関する第３の機構例を示した図である。
【符号の説明】
１ 塗布装置
２ 支柱
３ ワーク支持具
４ 荷台
５ 駆動軸
６ ベルト
７ 回転軸
８ 上下駆動手段
１０ スプレーノズル
１１ 液受部
１２ 液供給部
１３ 液回収部
２０ 略円筒状ワーク
２１ 保持具
３０ 感光層用塗布液
４０ 液受部回転機構部
４１ アーム
４５ スプレーノズル回転機構部

Claims (4)

1. 略円筒状ワークにスプレーで感光層用塗布液を塗布する電子写真感光体の製造装置において、略円筒状ワークを垂直に支持し、略円筒状ワークの周囲にスプレーノズルを配置し、スプレーノズルを略円筒状ワークの外周を周回させる周回手段と、略円筒状ワークとスプレーノズルを略円筒状ワークの軸方向に相対移動させる駆動手段を備えたことを特徴とする塗布装置。
2. 略円筒状ワークの端より外の位置でスプレーノズルから感光層用塗布液を噴射開始するにおいて、スプレーノズルから噴射した感光層用塗布液を受ける液受部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
3. 略円筒状ワークにスプレーで感光層用塗布液を塗布する電子写真感光体の製造方法において、略円筒状ワークを垂直に支持し、略円筒状ワークの周囲に周回させる様にスプレーノズルを配置し、略円筒状ワークとスプレーノズルを略円筒状ワークの軸方向に相対移動させ、略円筒状ワークの端より外の位置でスプレーノズルから感光層用塗布液を噴射開始した後、スプレーノズルを略円筒状ワークの外周を周回させつつ、略円筒状ワークとスプレーノズルを略円筒状ワークの軸方向に相対移動させながら感光層用塗布液を塗布することを特徴とする塗布方法。
4. 略円筒状ワークの端より外の位置でスプレーノズルから感光層用塗布液を噴射開始するにおいて、スプレーノズルから噴射した感光層用塗布液を液受部で受けることを特徴とする請求項３に記載の塗布方法。

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