JP4622392B2 - 円筒状基体の端部塗膜除去装置 - Google Patents

Description

本発明は円筒状基体の端部塗膜除去装置に関し、特に電子写真感光体を構成する円筒状基体に感光層を浸漬塗布法により形成した後の電子写真感光体の端部の塗布液付着物を除去する除去装置に関する。

電子写真感光体は、円筒状基体に感光層を形成することによって製造することができる。円筒状基体に感光層を形成するには、円筒状基体を感光層形成用塗布液に浸漬し、円筒状基体を塗布液に対して相対的に引き上げる浸漬塗布法が広く採用されている。この浸漬塗布法は、円筒状基体に一定の膜厚を効率よく形成できるという利点を有するが、浸漬する際は下端部から塗布液中に浸漬するため、下端部には必然的に塗膜、液溜りが形成されてしまう。それらの余剰塗膜、液溜りの存在により、感光体ドラムとして電子写真画像形成装置に組み込まれた時に種々の問題が生じてくる。例えば、感光体ドラムの端部にフランジを嵌合させたり、導通を取る場合下端部内面に塗膜が形成されていると、感光ドラムの変形、フランジ接着強度不足、寸法精度の低下、導通不良等が生じてしまう可能性がある。また、高成膜性を得るために、特許文献１の技術を用いた場合、下端部内面に塗膜が形成される量が増加し、上記問題（感光ドラムの変形、フランジ接着強度不足、寸法精度の低下、導通不良）が顕著になる。

一方、近年電子写真装置等のマシンの小型化、多様化から、これらのマシンに搭載される円筒状基体も種々の内外径、長さのものが求められ、下端余剰塗膜除去方式も基材内外径に対しフレキシブルに対応することが求められている。

そこで、上述の課題を解決するために、円筒状基体の下端部余剰塗膜の除去方法として、種々の端部塗膜除去装置及び方法がこれまでに開発されてきている。

例えば、塗液・溶剤浸漬法として、特許文献２から特許文献６には塗膜を溶解する塗液・溶剤中に基体を特定の条件で浸漬し塗膜を除去する方法が提案されている。また、溶剤洗浄として、特許文献７にはノズルにて溶剤を散布し塗膜を溶解洗浄することが示されており、掻き取り除去法として、特許文献８にはブレードを接触させ塗膜除去法が、特許文献９には内面塗膜をブラシで除去することや端面の除去法が、特許文献１０には内面塗膜及び外面塗膜をブラシで除去することが示されている。特許文献１１には不職布に接触させる除去法が示されている。

しかしながら、従来の技術においては以下のような問題点を有している。溶剤浸漬法は、溶剤に塗膜を溶解させ除去する方法であり、円筒状基材内外径に対しフレキシブル性はあるが、完全に余剰塗膜を除去することはできず、また除去するのに時間がかかり、液面のゆれにより塗膜にムラが生じ、溶剤蒸気によるタレも発生して必要な塗膜まで除去、又はムラになる恐れがある。また、画像形成エリアを獲得するために、基体長を余分に取る必要があり、コスト、マシン小型化の観点から好ましくない。溶剤洗浄法は、円筒状基材内外径に対しフレキシブル性もなく、更には余剰塗膜の完全なる洗浄ができず、溶剤量も大量必要となる。また、外面塗膜の除去が別途必要となる。掻き取洗浄法では、除去部材としてブレードやブラシで除去を行うが、その密着性により洗浄度が左右され、その再現性が乏しい為、完全なる除去ができない。また塗膜を余分に除去したり、基体に傷をつけるおそれがある。円筒状基材内外径に対するフレキシブル性についても難しい。不職布に接触させて除去する方法では、不職布に汚れが固着してしまい、連続塗工では不職布が塗布液で汚染され、その汚れが再付着してしまう。

これらの観点から、基体の端部余剰塗膜を溶剤を含有した多孔質スポンジで接触除去させる方法が開発され多数報告されている。特許文献１２では、基体を引上げた直後に塗布液の垂れにより塗布液による厚肉部に生じた端部を円錐台形の物体の円錐面に押付けて、前記厚肉部を前記基体より前記物体の円錐面に移動させると共に前記基体の内壁に塗布液の希釈剤を噴射することを特徴とする塗布方法が報告されている。この方法では、特許文献１に紹介されているエア抜き法等の手法で基材内部に侵入した塗膜を十分に除去できない。

特許文献１３では、感光塗膜が未乾燥状態のうちに、前記ドラム内に、予め溶剤を保持させた挿入体を挿入し、この挿入体を前記ドラム内面に接触回転させて前記ドラム内面の余剰感光塗膜を除去すること、前記挿入体の外径を前記ドラムの内径より大きくすることが報告されているが、種々の基材に対するフレキシブル性については記載されていない。

特許文献１４では、多孔質弾性体には基体下端部が嵌入する切込みが、基体の直径に応じて設けられていること、切込みが異なる直径で同心円状に複数設けられていることが報告されている。この方法を用いれば、円筒状基体の内外径フレキシブル性は得られるが、厚膜塗布膜を本方式で除去した場合、外面に塗膜の盛り上がりが発生する問題があった。

また、特許文献１５では、表面欠陥を防止するために、浸漬塗布のプロセスを制御した後に有機溶剤を含む発泡性樹脂を用いてドラム内面の余剰感光塗膜を除去することが報告されている。特許文献１６では、塗膜を溶解し得る溶剤を収容できる処理槽中に多孔性スポンジからなる外面塗膜除去部材と内面塗膜除去部材が備えられた昇降可能な基体支持台が設置すること、スポンジは端部処理時以外は前記処理槽から露出しており、基体が下降し基体下端が基体支持台を押しつけることにより上皿状処理槽に収納され溶剤に浸漬され膨潤すること、端部塗膜除去装置を回転させ塗膜を除去することが報告されている。特許文献１８では、塗布液が塗布された円筒状基体の下端部が端部塗膜除去部材に接触するまでの時間が、塗布液の塗布完了から１分以内であることが報告されている。

しかしながら、これらの方法では端部余剰塗膜の除去能力不足で円筒状基体の長期生産時、基体端部の洗浄度が悪く感光ドラムの変形、フランジ接着強度不足、寸法精度の低下、導通不良等が生じてしまうことがあった。

特公昭６２-４１８７号公報 特公平０４−７３７７８号公報 特開平０６−２０２３５２号公報 特開平０５−１７３３３９号公報 特開平０１−９００６５号公報 特開平０１−９００６６号公報 特開平０１−１６８３８０号公報 特公平０４−０４１８１５号公報 特開平０９−１５２７２４号公報 特開平０９−１５２７２５号公報 特開平０８−３０５０５０号公報 特開平１−２７４８６７号公報 特開平６−１１０２２３号公報 特開２００１−１５７８６４号公報 特開平１１−２１２２７９号公報 特開２０００−２７５８７０号公報 特開２００２−２８７３８５号公報

本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、円筒状基体を感光層形成用塗布液に浸漬し、円筒状基体を垂直軸心方向に相対的に引き上げてその表面に感光層を形成する浸漬塗工法により生ずる下端部の塗膜を十分に除去でき、基材内外径に対しフレキシブルな電子写真感光体の端部塗膜除去を行う除去装置を提供することを目的とする。

本発明に係る円筒状基体の端部塗膜除去装置は、以下の特徴を有する。

（１）浸漬塗布法により表面に塗膜が形成された円筒状基体の下端部の余剰塗膜を、端部塗膜除去部材に接触させ除去する端部塗膜除去装置において、前記端部塗膜除去部材は、接触させる前記円筒状基材の内径にそれぞれ対応可能な外径を有する端部塗膜除去片が積層してなり、前記端部塗膜除去部材は、積層された前記端部塗膜除去片が互いに分離可能であり、前記端部塗膜除去部材または円筒状基体が回転可能である円筒状基体の端部塗膜除去装置である。

（２）上記（１）に記載の円筒状基体の端部塗膜除去装置において、前記端部塗膜除去部材の位置に、前記円筒状基体を前記円筒状基材の軸心方向に沿って複数回往復移動させる円筒状基材の端部塗膜除去装置である。

（３）浸漬塗布法により表面に塗膜が形成された円筒状基体の下端部の余剰塗膜を、端部塗膜除去部材に接触させ除去する端部塗膜除去装置において、上記（１）に記載の端部塗膜除去部材の位置に、前記円筒状基体を該円筒状基体の軸心方向に沿って複数回往復移動させる円筒状基体の端部塗膜除去装置である。

（４）上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の円筒状基体の端部塗膜除去装置において、前記端部塗膜除去部材または円筒状基体が回転可能である。

（５）上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の円筒状基材の端部塗膜除去装置において、前記端部塗膜除去部材は、多孔性スポンジである。

（６）上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の円筒状基材の端部塗膜除去装置において、前記円筒状基体端部の内面塗膜高さより高い位置まで前記円筒状基体内面に前記端部塗膜除去部材が接触するように制御する。

（７）上記（１）から（６）のいずれか１つに記載の円筒状基材の端部塗膜除去装置において、溶剤を含有した状態で前記端部塗膜除去部材の外径が、前記円筒状基体の内径以上である。

本発明によれば、浸漬塗工法により生ずる円筒状基体の下端部の塗膜を安価でかつ効率的に除去できる。また、円筒状基材の内外径に対しフレキシブルな端部除去が可能になる。また、積層されたそれぞれの端部塗膜除去片が分離可能であるため、端部塗膜除去部材の生産の多い径の部材だけを選択的に交換でき低コストに余剰塗膜を除去できる。溶剤を含んだ端部塗膜除去部材または円筒状基体を回転させることにより、端部余剰塗膜の除去能力が向上する。また、溶剤が含有された端部塗膜除去部材の位置に円筒状基体を該円筒状基体の軸心方向に沿って複数回往復移動させることにより、円筒状基体端部に付着した塗布液を安価に且つ効率よく良好に除去することができる。

本実施の形態にかかる円筒状基材の端部塗膜除去装置１００は、図１に示すように、円筒状基体１０の上端部１０ｂの内壁に当接し円筒状基体１０を支持する支持体１４と、支持体１４に設けられ浸漬塗布法により塗膜を形成した円筒状基体１０を該円筒状基体１０の軸心方向に略鉛直方向に支持して保持する支持軸１６と、円筒状基体１０の下端部１０ａに接触し余剰塗膜を除去する端部塗膜除去部材２０と、端部塗膜除去部材２０が載置された基台２２と、基台２２を支持するとともに回転モータ４０の駆動により回動可能な回転軸２４とを有する。

さらに、円筒状基体の端部塗膜除去装置１００には、円筒状基体１０の下端部１０ａの余剰塗膜を除去するために用いた端部塗膜除去部材２０に含浸された溶剤を回収する使用済み溶剤回収槽３０と、使用済み溶剤回収槽３０に設けられ排出口３２から排出される使用済み溶剤を貯留する溶剤貯留槽３４と、溶剤貯留槽３４から溶剤を送液する送液ポンプ３６と、送液ポンプ３６からの送液流量を調整する流量計３８と、基台２２と回転軸２４を貫通して設けられ送液された溶剤を端部塗膜除去部材２０に供給する溶剤流路２６とが設けられている。ここには図示しないが、溶剤中の異物を除くためのフィルターを設けても良い。

また、上記支持軸１６は、円筒状基体１０の軸心方向に沿って鉛直方向に複数回往復運動することができるように支持されている。また、支持軸１６を回転可能に支持してもよく、かかる場合、円筒状基体１０を該円筒状基体１０の軸中心に回転させることができる。

また、本実施の形態にかかる他の端部除去部材の一例が図２に示されている。図２に示すように、端部塗膜除去部材５０は、接触させる円筒状基体１０の内径にそれぞれ対応可能な外径Ｄを有する端部塗膜除去片５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅが少なくとも１つ以上積層して形成されている。そして、端部塗膜除去部材５０の積層された端部塗膜除去片５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅは、互いに分離可能に積層されている。これにより、円筒状基体１０の生産性の多い内径に応じて、この内径に相当する外径を有する端部塗膜除去片のみを選択的に交換して端部の余剰塗膜除去作業を行うことができるため、低コストで余剰塗膜を除去することができる。

また、上記端部塗膜除去部材２０および端部塗膜除去部材５０は、多孔性スポンジが好ましいが、これに限るものではなく、余剰塗膜の特性に応じて不織布を用いてもよい。また、多孔性スポンジを端部塗膜除去部材２０，５０として用いる場合、その発泡率は１０〜２５［％］が好ましい。上記範囲の上限を超える場合には、余剰塗膜の除去能力が不十分となる虞があり、かなりの回数塗膜除去操作を行う必要が生じ、除去作業が長時間化してしまい、一方、上記範囲の下限未満の場合、円筒状基体１０の表面を荒らしてしまう虞や多孔性スポンジが変形する可能性がある。

また、溶剤を含有した状態で上記端部塗膜除去部材２０および端部塗膜除去部材５０の端部塗膜除去片５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅの外径Ｄは、円筒状基体１０の内径以上であることが好ましい。これにより、円筒状基体端部拭き取り時、基材端部から除去部材が盛り上がり、基材内面だけではなく基材端部、外面（例えば、下端から０．５ｍｍ程度）を拭き取ることができる。

また、溶剤貯留槽３４に貯留される溶剤は、円筒状基体１０に形成する塗膜を溶解な能な溶剤であれば、いかなる溶剤も用いることができるが、例えば、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）が好適である。

次に、上記円筒状基体の端部塗膜除去装置１００の動作について、図１を用いて以下に説明する。

浸漬法により塗膜が形成された支持体１４により支持された円筒状基体１０を、支持軸１６を用いて該円筒状基体１０の軸心方向に鉛直に移動させ、端部塗膜除去部材２０に接触させる。このとき、円筒状基体１０の下端部１０ａの内面塗膜高さより高い位置まで、端部塗膜除去部材２０を、円筒状基体１０の内面に接触させる。一方、端部塗膜除去部材２０には、溶剤貯留槽３４より送液ポンプ３６，流量計３８を介して所定量の溶剤が溶剤流路２６を通して送液される。これにより、端部塗膜除去部材２０に溶剤が含浸される。この溶剤が含浸された端部塗膜除去部材２０は、回転モータ４０の駆動により回転軸２４が回転し、この回転軸２４の回転によって基台２２が回転する。この端部塗膜除去部材２０が回転することによって、円筒状基体１０の下端部１０ａの余剰塗膜を除去することができる。ここで、支持軸１６を用いて円筒状基体１０を複数回端部塗膜除去部材２０の上述した所定の位置に往復移動させ、端部塗膜除去部材２０を回転させながら余剰塗膜を除去してよい。

一方、端部塗膜除去部材２０に含浸された溶剤は、円筒状基体１０の下端部１０ａに接触して塗膜を溶解したのち、使用済み溶剤回収槽３０に回収される。また、使用済み溶剤回収槽３０に回収された使用済み溶剤は、排出口３２を介して溶剤貯留槽３４に送液され、再度送液ポンプ３６、流量計３８、溶剤流路２６を介して端部塗膜除去部材２０に送液され、複数回循環することとなる。すなわち、端部塗膜除去装置１００は循環流路を備えている。なお、使用済み溶剤中の塗料量が所定値を超えた場合には、溶剤貯留槽３４から一部使用済み溶剤を抜き取り新たな溶剤が補充されることが望ましい。

以上、円筒状基体の端部塗膜除去装置１００において、端部塗膜除去部材２０を用いた余剰塗膜の除去動作について説明したが、これに限るものではなく、上記端部塗膜除去部材２０の替わりに図２に示す積層体の端部塗膜除去部材５０を用いて、上記同様に余剰塗膜を除去してもよい。

特に、端部塗膜除去部材５０を用いた場合、図３および図３のＡ部分を拡大した図４に示すように、外径Ｄの異なる端部塗膜除去片５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅが積層されているため、例えば円筒状基体１０に形成される塗膜が厚くなったとしても、下端部１０ａの特に下端面１０ｃに形成された余剰塗膜を、円筒状基体１０の内面に当接する端部塗膜除去片５０ｂより外径の大きい端部塗膜除去片５０ｃの上面で除去することができる。図４に示すように、円筒状基体１０の下端部１０ａの内面塗膜高さより高い位置ｈまで円筒状基体１０を移動させて端部塗膜除去部材５０に接触させることにより、確実に円筒状基体１０の下端部１０ａの内面の余剰塗膜を除去することができるとともに、下端面１０ｃに形成された余剰塗膜も端部塗膜除去片５０ｃに圧接されるため、より確実に余剰塗膜を除去することができる。

例えば、上記ｈは、端部塗膜除去部材２０，５０が円筒状基体１０の内面に少なくとも円筒状基体１０の軸心方向５ｍｍ以上接触することが好ましく、これにより、エア抜き等の手法を用い円筒状基体内面に塗液が侵入した場合も十分に除去できる。

以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明がこれらの実施例によって限定されるものではない。以下の条件で塗膜除去を行い、下端部内面塗膜除去状態、下端部外面（基材下端から１ｍｍ程度の範囲）塗膜除去状態を繰り返し実施した時の基体下端部の汚れについて評価した。

（実施例１）
酸化亜鉛：（平均粒子径７０μｍ：テイカ社製試作品：比表面積値１５ｍ２／ｇ）１００重量部をトルエン５００重量部と攪拌混合し、シランカップリング剤（ＫＢＭ６０３：信越化学社製）１．５重量部を添加し、２時間攪拌した。その後トルエンを減圧蒸留にて留去し、１５０℃で２時間焼き付けを行った。得られた表面処理酸化亜鉛を蛍光Ｘ線により分析した結果、Ｓｉ元素強度はＺｎ元素強度の１．５×１０^-５であった。前記表面処理を施した酸化亜鉛６０重量部と硬化剤としてブロック化イソシアネート「スミジュール３１７５」（商品名）(住友バイエルンウレタン社製) ：１５重量部とブチラール樹脂「ＢＭ−１」（商品名） (積水化学社製) １５重量部をメチルエチルケトン８５重量部に溶解した溶液３８重量部とメチルエチルケトン：２５重量部とを混合し、１ｍｍφのガラスビーズを用いてサンドミルにて２時間の分散を行い、分散液を得た。得られた分散液に触媒としてジオクチルスズジラウレート：０．００５重量部、シリコーンオイル「ＳＨ２９ＰＡ」（商品名）（東レダウコーニングシリコーン社製）：０．０１重量部を添加し、金属微粒子分散液を得た。前記金属微粒子分散液を、浸漬塗布法によって塗布した。円筒状基材は、直径３０ｍｍ、長さ３４０ｍｍ、肉厚１ｍｍのアルミニウム基材１０本、直径４０ｍｍ、長さ３５７ｍｍ、肉厚１ｍｍのアルミニウム基材１０本、直径６０ｍｍ、長さ３５７ｍｍ、肉厚１ｍｍのアルミニウム基材１０本用いた。

その後、毎分３２０ｍｍの引き上げ速度にて円筒状基材外周面に塗布を行い、図３に示すように外径の大きい順から積層した拭き取り装置を用い、以下の条件にて端部余剰塗膜除去を行った。溶剤はＴＨＦ（テトラヒドロフラン）を用い、図１に示すように溶剤供給を行った。内面塗膜除去部材として多孔性スポンジ（発泡率１５％）、外面塗膜除去部材は用いなかった。

・１回当たりの端部拭取時間 :５s
・端部拭き取り回数（往復移動回数） ：３回
・スポンジ外径（溶剤含有状態） ：３１ｍｍ、４２ｍｍ、６３ｍｍ
・円筒状基体内面軸心方向接触長さ（ｈ）：１０ｍｍ

その後、１７０℃、６０分の乾燥硬化を行い平均膜厚約２５μmの目視上均一な塗布層を得た。

（比較例１）
以下の条件で端部余剰塗膜除去を行った以外は、実施例１と同様にして金属微粒子分散液塗布円筒状基体を得た。
・溶剤供給 ：有
・１回当たりの端部拭取時間 :２０s
・端部拭き取り回数（往復移動回数） ：１回
・スポンジ外径（溶剤含有状態） ：３１ｍｍ
・円筒状基体内面軸心方向接触長さ（ｈ）：１０ｍｍ

（実施例２）
以下の条件で端部余剰塗膜除去を行った以外は、実施例１と同様にして金属微粒子分散液塗布円筒状基体を得た。
・溶剤供給 ：有
・１回当たりの端部拭取時間 :５s
・端部拭き取り回数（往復移動回数） ：３回
・スポンジ外径（溶剤含有状態） ：２８ｍｍ、３８ｍｍ、５７ｍｍ
・円筒状基体内面軸心方向接触長さ（ｈ）：１０ｍｍ

結果を下記に示す。

＜評価基準＞
除去状態（内面、外面、端面共に共通）
◎：目視で判断する限り、拭き残しは全く無く、極めて良好
○：目視で判断する限り、拭き残しはほとんど無く、良好
×：若干拭き残しが確認できる

本発明の円筒状基体の端部塗膜除去装置は、基材の浸漬塗布を行う分野であればいずれの分野でも用いることができるが、特に円筒形基材、または電子写真用感光体の基材の外表面塗膜形成に好適に用いることができる。

本実施の形態の円筒状基体の端部塗膜除去装置の一例の概要を示す図である。 本実施の形態の他の端部塗膜除去部材の構成を示す断面図である。 円筒状基体を端部塗膜除去部材に接触させた状態を説明する図である。 図３のＡ部分を拡大した図である。

符号の説明

１０ 円筒状基体、１０ａ 下端部、１０ｂ 上端部、１０ｃ 下端面、１４ 支持体、１６ 支持軸、２０，５０ 端部塗膜除去部材、２２ 基台、２４ 回転軸、２６ 溶剤流路、３０ 溶剤回収槽、３２ 排出口、３４ 溶剤貯留槽、３６ 送液ポンプ、３８ 流量計、４０ 回転モータ、５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ 端部塗膜除去片。

Claims (3)

1. 浸漬塗布法により表面に塗膜が形成された円筒状基体の下端部の余剰塗膜を、端部塗膜除去部材に接触させ除去する端部塗膜除去装置において、
   前記端部塗膜除去部材は、接触させる前記円筒状基材の内径にそれぞれ対応可能な外径を有する端部塗膜除去片が積層してなり、前記端部塗膜除去部材は、積層された前記端部塗膜除去片が互いに分離可能であり、前記端部塗膜除去部材または円筒状基体が回転可能であることを特徴とする円筒状基体の端部塗膜除去装置。
2. 請求項１に記載の円筒状基体の端部塗膜除去装置において、
   前記端部塗膜除去部材の位置に、前記円筒状基体を前記円筒状基材の軸心方向に沿って複数回往復移動させることを特徴とする円筒状基材の端部塗膜除去装置。
3. 浸漬塗布法により表面に塗膜が形成された円筒状基体の下端部の余剰塗膜を、端部塗膜除去部材に接触させ除去する端部塗膜除去装置において、
   請求項１に記載の端部塗膜除去部材の位置に、前記円筒状基体を該円筒状基体の軸心方向に沿って複数回往復移動させることを特徴とする円筒状基体の端部塗膜除去装置。

Images