JP4840435B2 - 塗布方法、及び塗布装置 - Google Patents
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Description
また、この塗布方法、及び塗布装置を用いて、電子写真感光体用支持体上に比較的厚い膜の電荷輸送層を均一に塗布することや、この塗布方法を用いて、定着ロール、帯電ロール、転写ロールの機能性被膜を均一に塗布することも目的とする。
(1) 芯体表面に塗液を塗布する塗布方法であって、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けた環状体を、塗布槽に満たされた前記塗液に自由移動可能状態で設置した後、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記環状体が塗液面から持ち上げられつつ、かつ前記環状体の底面が塗液面から離脱しないような一定の高さになるように、前記環状体の位置を検知し、前記芯体の上昇速度を塗布開始時よりも減じる制御をして、前記芯体を前記塗液から相対的に上昇させることを特徴とする塗布方法。
(3)前記環状体、或いは前記塗布槽に、前記環状体の前記塗液への沈没を防止するための沈没防止部材を設けるたことを特徴とする前記(1)に記載の塗布方法。
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇させて、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布方法であって、
前記芯体は、上昇方向先端部に当該先端部の外径が芯体の外径よりも大きくかつ前記環状体の孔の最小径未満となる間隔調節部材が設けられ、前記間隔調節部材により前記芯体の上昇時に前記芯体と前記環状体との間隙を均一に合わせることを特徴とする塗布方法。
前記塗液を貯留する塗布槽と、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けると共に、前記塗液に自由移動可能状態で設置する環状体と、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇する昇降手段と、
前記環状体の高さを検知する検知手段と、
前記検知手段による信号に基づいて、前記環状体が塗液面から持ち上げられつつ、かつ前記環状体の底面が塗液面から離脱しないような一定の高さとなるように、前記芯体の上昇速度を塗布開始時よりも減じる調節をする制御手段と、
を備えることを特徴とする塗布装置。
(6)制御手段が、前記検知手段による信号に基づいて、前記環状体が塗液面から5〜50mm持ち上げられつつ、かつ前記環状体の底面が塗液面から離脱しないような一定の高さとなるように、前記芯体の上昇速度を塗布開始時よりも減じる調節をすることを特徴とする前記(5)に記載の塗布装置。
前記塗液を満たすための塗布槽と、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けると共に、前記塗液に自由移動可能状態で設置する環状体と、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇する昇降手段と、
を備え、
前記芯体は、その上昇方向先端部に当該先端部の外径が芯体の外径よりも大きくかつ前記環状体の孔の最小径未満となる間隔調節部材が設けられ、前記間隔調節部材により前記芯体の上昇時に前記芯体と前記環状体との間隙を均一に合わせることを特徴とする塗布装置。
(1)環状体5と円筒芯体1との間隙が狭い(すなわち膜厚が薄い)。
(2)塗液2の粘度が高い。
(3)環状体5の質量が軽い。
本発明の塗布方法により無端ベルトを作製するには、円筒芯体1に皮膜形成用塗液を塗布した後、乾燥、加熱硬化、焼成のいずれか又は全ての処理を施して皮膜を形成し、形成された皮膜を芯体から剥離する。上述のように、本発明の塗布方法は膜厚を均一に塗布できるので、これにより作製された無端ベルトは、うねりによる膜厚むらが少なく、膜厚の正弦波成分のうねりが平均膜厚の5%以下ものとなる。
乾燥時に、残留溶剤を完全に除去できない場合、あるいは加熱反応時に樹脂から発生する水等の気化成分が除去しきれない場合、樹脂皮膜に膨れが生じることが避けられないことがある。これは特にPI樹脂皮膜の膜厚が50μmを越えるような場合に顕著である。
その場合、芯体の表面を、Ra0.2〜2μm程度に粗面化することが有効である。これにより、PI樹脂皮膜から生じる残留溶剤又は水の蒸気は、芯体とPI樹脂皮膜の間にできるわずかな隙間を通って外部に出ることができ、膨れを防止することができる。芯体表面の粗面化には、ブラスト、切削、サンドペーパーがけ等の方法がある。
ポリイミド前駆体のN−メチルピロリドン溶液(商品名:UワニスS、宇部興産(株)製)を塗液2とした。固形分濃度は約18%、粘度は5Pa・sである。これを図1に示す構成と同様な内径80mm、高さ500mmの塗布槽に入れた。
実施例1において、図7に示す構造と同様に芯体の上昇方向先端部に、間隙調節部材として、5mm角に切った0.5mm厚のポリエチレンシートを3箇所、120°ずつずらして貼り付けた。芯体を塗液に浸漬する際には、その部分が環状体の最小内径部分の位置まで浸漬した。これにより、環状体は塗布の最初から中心位置が合わされたことになる。次いで、他は実施例1と同様にして塗布作業を行い、乾燥後に間隙調節部材を除去した。
実施例1において、環状体を使用しないで芯体への塗布を行ったところ、濡れ膜厚が約2mm以上に塗布され、厚すぎるばかりでなく、下端からの液の滴下があり、乾燥することが困難であった。環状体を使用しないと、このように膜厚が厚くなりすぎた。
比較例1において、N−メチルピロリドンとジオキサンの1:1混合溶剤で塗液を希釈して、粘度150mPa・s、固形分濃度約10%に調整した以外は、比較例1と同様に芯体へ塗布したところ、濡れ膜厚が約120μmの被膜が形成された。しかし、固形分濃度も低いので、最終膜厚が18μmにしかならず、当初目的の膜厚、即ち実施例1で得られた70μmの膜厚より薄いものしか得られなかった。
実施例1において、芯体の上昇速度を最初から0.7m/minの一定速度で塗布を行ったところ、環状体は芯体の上昇と共にどんどん上昇し、芯体が上から約90mm通過した時点で環状体の下部が液面から離れ、塗布終了時には約100mmの高さになり、芯体の上昇停止と共に環状体は液上に落下した。その際、塗膜には細かい気泡が多数発生し、また、塗液にも泡が混入した。塗液は粘度が高いために、泡はなかなか消える事はなく、次の塗布作業に支障をきたした。
外径68mm、長さ400mmのアルミニウム製円筒を用意した。これは、外径70mm、長さ400mmの素管を300℃で10分間加熱し、冷却した後、表面を切削して外径を68mmにしたものである。次いで、球形アルミナによるブラスト処理により、表面をRa0.9μmに粗面化した後、表面にシリコーン系離型剤(商品名:KS700、信越化学(株)製)を塗布し、300℃で30分間、焼き付け処理して芯体とした。
3,3´,4,4´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、p−フェニレンジアミンの等モルを反応させて、PI前駆体の溶液を用意した。濃度は23質量%、粘度は約10Pa・sに調整した。PI前駆体溶液に、カーボンブラック(商品名:スペシャルブラック4、デグザヒュルス社製)を固形分質量比23%で混合し、次いで高圧ジェットミルにより2時間分散し、塗液とした。
実施例4において、連続的な生産を行うには、塗布時間は30秒以内とする方が好都合である。そこで、環状体として、最小内径は同じにして外径を変え、4.0kgの質量のものを作製した。これを使用して塗布したところ、安定した塗布速度は1.1m/minとなり、長さ500mmの芯体に対し、30秒以内で塗布することができた。
実施例4において、芯体の上昇速度を最初から0.2m/minの一定速度で塗布を行ったところ、環状体は芯体の上昇と共に少し液面から持ち上がったが、その高さは最大でも約3mm程度であった。他は同様にして無端ベルトを作製し、膜厚を測定すると、平均膜厚は75μmであったが、周方向に膜厚分布を調べると、図10に示すような正弦波のうねりが見られ、山と谷の膜厚差は6μmあった。平均膜厚に対するうねりの比率は8%であり、用紙の搬送ベルトとして使用することはできるが、転写ベルトとして使用すると、転写トナーの色ずれの原因になるため、品質的に劣るものであった。
実施例4において、環状体として、図4(a)に示す構造と同様な、その孔の最小内径部分を含む構成部材と、この構成部材に脱着可能なそれ以外の他の構成部材とが、孔の開口軸方向に分かれた構造のものを用いた以外は、実施例4と同様に塗布したところ、良好なPI樹脂製の無端ベルトを得ることができた。用いた環状体は、内壁を傾斜面した外径400mm、最小内径367.2mm、高さ30mmであり、最小内径部分を含む構成部材はアルミニウム製で構成し(質量1.3kg)、他の構成部材はステンレス製で構成した(質量1.5kg)ものを用いた(総質量2.8kg)。
また、実施例5と同様に、連続的な生産を行うために、上記他の構成部材として、実施例6のものに代えて、質量2.7kgのものを用い、環状体の総質量を4kgとして塗布を行なったこところ、実施例5と同様に塗布速度を早くすることができた。
2 塗液
3 塗布槽
4 皮膜形成用塗膜
5 環状体
6 孔
7 環状塗布槽
8 シール材
9 間隙調節部材
10 フッ素樹脂分散液
11 塗膜
12 被覆材
20 チャッキング装置
21 回転軸
22 アーム
23 駆動部
24 検知器
25 制御部
Claims (8)
- 芯体表面に塗液を塗布する塗布方法であって、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けた環状体を、塗布槽に満たされた前記塗液に自由移動可能状態で設置した後、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記環状体が塗液面から持ち上げられつつ、かつ前記環状体の底面が塗液面から離脱しないような一定の高さになるように、前記環状体の位置を検知し、前記芯体の上昇速度を塗布開始時よりも減じる制御をして、前記芯体を前記塗液から相対的に上昇させることを特徴とする塗布方法。 - 前記環状体が塗液面から5〜50mm持ち上げられることを特徴とする請求項1に記載の塗布方法。
- 前記環状体、或いは前記塗布槽に、前記環状体の前記塗液への沈没を防止するための沈没防止部材を設けるたことを特徴とする請求項1に記載の塗布方法。
- 芯体断面の外径よりも大きな円形の孔を設けた環状体を、塗布槽に満たされた塗液に自由移動可能状態で設置した後、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇させて、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布方法であって、
前記芯体は、上昇方向先端部に当該先端部の外径が芯体の外径よりも大きくかつ前記環状体の孔の最小径未満となる間隔調節部材が設けられ、前記間隔調節部材により前記芯体の上昇時に前記芯体と前記環状体との間隙を均一に合わせることを特徴とする塗布方法。 - 芯体表面に塗液を塗布するための塗布装置であって、
前記塗液を貯留する塗布槽と、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けると共に、前記塗液に自由移動可能状態で設置する環状体と、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇する昇降手段と、
前記環状体の高さを検知する検知手段と、
前記検知手段による信号に基づいて、前記環状体が塗液面から持ち上げられつつ、かつ前記環状体の底面が塗液面から離脱しないような一定の高さとなるように、前記芯体の上昇速度を塗布開始時よりも減じる調節をする制御手段と、
を備えることを特徴とする塗布装置。 - 制御手段が、前記検知手段による信号に基づいて、前記環状体が塗液面から5〜50mm持ち上げられつつ、かつ前記環状体の底面が塗液面から離脱しないような一定の高さとなるように、前記芯体の上昇速度を塗布開始時よりも減じる調節をすることを特徴とする請求項5に記載の塗布装置。
- 芯体表面に塗液を塗布するための塗布装置であって、
前記塗液を満たすための塗布槽と、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けると共に、前記塗液に自由移動可能状態で設置する環状体と、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇する昇降手段と、
を備え、
前記芯体は、その上昇方向先端部に当該先端部の外径が芯体の外径よりも大きくかつ前記環状体の孔の最小径未満となる間隔調節部材が設けられ、前記間隔調節部材により前記芯体の上昇時に前記芯体と前記環状体との間隙を均一に合わせることを特徴とする塗布装置。 - 前記環状体、或いは前記塗布槽に、前記環状体の塗液への沈没を防止するための沈没防止部材が設けられることを特徴とする請求項7に記載の塗布装置。
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