JPH03193161A - 円筒状塗布体の製造方法 - Google Patents

円筒状塗布体の製造方法

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JPH03193161A
JPH03193161A JP33292389A JP33292389A JPH03193161A JP H03193161 A JPH03193161 A JP H03193161A JP 33292389 A JP33292389 A JP 33292389A JP 33292389 A JP33292389 A JP 33292389A JP H03193161 A JPH03193161 A JP H03193161A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 この発明は、被塗布対象物である円筒状基体表面への円
筒状塗布体の製造方法に関し、さらに詳しくは、例えば
、電子写真感光体膜などの製造の場合でのように、円筒
状基体からなる感光体ドラムの基体表面に対して、有機
光導電体材料による円筒状塗布体を連続膜状に形成する
ための製造方法に係るものである。
[従来の技術] 従来から、この種の被塗布対象物である円筒状基体の表
面に対して、円筒状塗布体を連続膜状に形成するための
方法としては、−船釣に、a)浸漬塗布方法、 b)リ
ング塗布方法+ c)スプレー塗布方法、 d)スパイ
ラル塗布方法などの各手段が知られている。
しかして、これらの従来から使用されている各塗布手段
には、通常の場合、次のような不利がある。すなわち、 a)浸漬塗布方法; 円筒状基体を塗布液槽内に浸漬させた後、これを引上げ
た状態で、塗膜の表面に塗布液のタレを生ずること、 液槽内の塗布液に濃度ムラを生じ易く、このために塗膜
の膜厚が一定になり難いこと、塗布液の所要量が多いこ
と、 b)リング塗布方法: 塗膜面に塗布筋を生じ易いこと、 C)スプレー塗布方法; 塗布液の塗着効率が低(、塗布液に無駄を生ずること、 塗膜の表面状態が悪いこと、 d)スパイラル塗布方法: 塗膜面にスパイラル状の膜厚ムラを生じ易いこと、 などである。
しかしながら、一方で、前記スパイラル塗布方法におい
ては、このように塗膜面にスパイラル状の膜厚ムラを生
じ易いという不利を有する反面、塗布液の所要量が少な
くて済み、塗布装置自体についても比較的簡単であるな
どの利点があって、非常に好ましい手段でもある。
〔発明が解決しようとする課題〕
こ\で、前記スパイラル塗布方法は、被塗布対象物とし
ての円筒状基体を回転させた状態で、吐出ノズルを一方
向へ進行させて相対的にスパイラル状に移動させ、吐出
ノズルから吐出される塗布液を基体表面へ塗着させるよ
うにしており、この塗布装置における吐出ノズルには、
例えば、特開昭52−119651号公報に開示されて
いるように、いわゆる、スリットノズルなどを適用する
のが通例である。
また、この場合、電子写真感光体膜の形成などのように
、感光体ドラムの表面に有機光導電体材料による塗布液
を、可及的に均一化された高精度な膜厚で連続膜状に塗
布形成しなければならないときには、スリットノズルか
ら吐出される塗布液の塗布幅方向における吐出流量の均
一性がとかく問題となるもので、この吐出流量が不均一
であると、前記したような塗膜面にスパイラル状の膜厚
ムラを生ずる原因になる。
そして、前記塗膜面が不均一になる理由の一つは、感光
体ドラムの表面に塗布される塗膜の膜厚が、塗布液の表
面張力によって端部側で厚(なるためであり、他の一つ
は、塗布時に感光体ドラムを回転させる装置各部の精度
と、ドラム自体の真円度などに起因したドラム表面に対
するノズル吐出開口端の間隔の変動のためである。
しかして、この塗膜面の不均一性は、塗布膜の塗着形成
後に、ブレードなどを用い、塗膜面を掻き均して平担化
させることにより比較的簡単に解消し得るのであるが、
このような手段では、側底良好な塗膜面を形成できず、
却ってブレードなどによりドラム表面が傷付く慣れがあ
るという重大な欠陥を有している。
この発明は、従来のこのような問題点を解消するために
なされたもので、その目的とするところは、吐出ノズル
によるスパイラル塗布方法を適用して、円筒状基体表面
に塗布体を形成する場合、塗布膜を連続膜状に形成して
、均一化された高精度の膜厚を得られるようにした。こ
の種の円筒状塗布体の製造方法を提供することである。
[課題を解決するための手段1 前記目的を達成するために、この発明に係る円筒状塗布
体の製造方法は、スパイラル塗布方法を適用して、複数
の吐出細孔を配設させた塗布用マルチノズル体を用い、
給送される塗布液を特定の塗布幅範囲内で吐出させるこ
とにより、円筒状塗布体を連続膜状に形成し得るように
したものである。
すなわち、この発明は、被塗布対象物である日筒状基体
の表面に塗布膜を形成させて円筒状塗布体を製造する方
法であって、給送される塗布液を特定の塗布幅範囲内で
吐出する複数の吐出細孔を配設した塗布用マルチノズル
体を用い、この塗布用マルチノズル体を円筒状基体の表
面に接近させた状態で、前記円筒状基体を特定の軸線上
で回転させると共に、前記塗布用マルチノズル体を回転
軸線と平行に移動させて、円筒状基体の表面に対し、各
吐出細孔が相対的にスパイラル状の移動軌跡をとるよう
にさせ、前記複数の吐出細孔の相対的な移動により、各
吐出細孔から吐出される塗布液を、円筒状基体の表面へ
連続膜状に展開させるようにしたことを特徴とする円筒
状塗布体の製造方法であり、かつこの円筒状塗布体の製
造方法において、前記塗布用マルチノズル体における複
数の吐出細孔の配設方向を、円筒状基体の回転軸線方向
に傾斜させた配置とし、円筒状基体の表面に対して、相
対的なスパイラル状の軌跡で移動される各吐出細孔から
塗布液を吐出させるようにしたものである。
[作   用] 従って、この発明の円筒状塗布体の製造方法においては
、給送される塗布液を特定の塗布幅範囲内で吐出する複
数の吐出細孔を配設した塗布用マルチノズル体を用いる
ことにより、被塗布対象物である円筒状基体を特定の軸
線上で回転させながら、この円筒状基体の表面に接近し
て配設させた塗布用マルチノズル体を、回転軸線と平行
に移動させるようにしたので、結果的には、円筒状基体
の表面に対して、塗布用マルチノズル体の各吐出細孔を
相対的にスパイラル状の軌跡により移動させた状態で、
これらの各吐出細孔から吐出される塗布液を、円筒状基
体の表面へ展開させて連続膜状に塗布させ、これによっ
て所期通りの円筒状塗布体を製造し得るのである。
[実 施 例] 以下、この発明に係る円筒状塗布体の製造方法および同
製造方法に適用する塗布用マルチノズル体の実施例につ
き、第1図ないし第5図を参照して詳細に説明する。
第1図はこの発明の一実施例方法に適用する塗布用マル
チノズル体の概要構成を示す正面図、第2図(a)ない
しくc)は同上塗布用マルチノズル体の各吐出ノズルか
ら円筒状基体の表面に吐出される塗布液が、連続膜状の
塗布膜に展開される態様を順次に示すそれぞれに説明図
であり、また、第3図は同上連続膜状の塗布膜形成のた
めの態様を補足説明する部分斜視図、第4図はこの発明
の他の実施例方法に適用する塗布用マルチノズル体の各
吐出ノズルの形態を説明する部分斜視図であり、さらに
、第5図はこの実施例方法による円筒状基体の表面への
塗布体の形成を行なう装置全体の模式的に表わした斜視
図である。
この実施例においては、被塗布対象物である円筒状基体
を回転させた状態で、吐出ノズルを回転軸線に平行する
方向へ移動させることによって、円筒状基体の被塗布対
象表面に対し、吐出ノズルに相対的なスパイラル状の軌
跡をとらせ、吐出ノズルから吐出される塗布液を同被塗
布対象表面へ展開塗布させるようにしたスパイラル塗布
方法を採用する。そして、この場合、円筒状基体が1回
転する間に、吐出ノズルを塗布幅相当分だけ移動させる
ようにし、これによって塗布膜の重ね塗りおよび塗り残
しなどを生じないようにする。
し、かして、前記吐出ノズルとしては、第1図に示され
ているように、給送される塗布液を特定の塗布幅範囲内
で吐出し得るように、それぞれに吐出細孔12aを開口
した複数の吐出細管12を所定間隔で配設させた塗布用
マルチノズル体貝を用いるもので、前記のスパイラル状
軌跡による塗布用マルチノズル体11の移動に伴ない、
これらの各吐出細管12の吐出細孔12aから吐出され
る塗布液は、第2図(a)ないしくC)に示されている
ように、円筒状基体、こSでは、感光体ドラム旦の被塗
布対象表面21a上に付着されると共に、順次にレベリ
ングされて、所期通りの連続膜状に塗布形成される。
なお、この場合、塗布用マルチノズル体11に配設開口
される各吐出細孔12aは、必ずしも各吐出細管■2を
設けて形成させる必要はなく、例えば、ノズル体自体の
内部給送路を所定間隔で分岐させて、直接、外部に開口
させるようにしてもよいことは勿論である。
またこ\で、前記複数の各吐出細孔12aについては、
個々の各吐出細孔の開口断面積および各開口相互間の間
隔のそれぞれを、使用する塗布液の表面張力と粘度、ド
ラム表面と吐出される塗布液との接触角、および展開塗
布される塗布膜の膜厚などの各塗布条件に対応して的確
に選択することが肝要である。
つまり、各吐出細孔の開口断面積については、塗布液の
粘度と流量とによって選択設定するものであって、この
開口断面積が小さ過ぎると、各吐出細孔での圧力損が太
き(なって所望の流量が得られず、反対に開口断面積が
大き過ぎると、各吐出細孔での流量にバラツキを生ずる
ことになって好ましくない。また、各吐出細孔の開口部
とドラム表面との間隔については、吐出される塗布液が
ドラム表面に付着後、次に述べるようにレベリングされ
得る程度であればよく、吐出時の流速が大■ きいときには、5mm以上の間隔でも十分に膜厚の均等
な連続膜を形成できるが、流速が小さいときには、0.
1mm程度まで接近させなければならない場合もあるも
にで、何れにしても、これらの各塗布条件を、塗布液の
表面張力、粘度、流量などに対応して、最も効果的に塗
布膜を形成できるように選択することが、良好な塗布を
行なう上での前提となる。
すなわち、前記第1図のノズル構成に示すように、各吐
出細管12に吐出細孔12aを開口させた塗布用マルチ
ノズル体11を用い、各吐出細孔12aを進行方向に平
行に配置した状態で、スプライン状移動軌跡のもとに、
所期の塗布操作を行なう場合にあって、感光体ドラム2
1の被塗布対象表面21aにおける塗布直後の塗布液A
は、まず最初に、第2図(a)の断面に見られる通り、
各吐出細孔12aでの一方向の配設間隔に対応する間隔
で離間されて、恰かも、塗布ムラを生じているような幾
分か盛り上がった初期状態a1にされるが、先に述べた
各塗布条件が適切に設定されていて、ドラム表面21a
と吐出される塗布液Aとの接触角が小さ(、かつ塗布液
A自体の粘度が比較的低いときには、同図(b)の断面
に示す如(、塗布液A自体の自然流動によって、これが
直ちに拡がり始め、その隣接する相互間が順次に結び付
いてゆき、これらが自動的に一連に繋がった中間状態a
2に移行するために、この塗布ムラ状態が次第に解消さ
れ、最終的には、同図(C)の断面に見られるように、
塗布液Aの全体がレベリングされて、所期通りの設定膜
厚で連続膜状になった塗布膜Bを塗布形成することがで
きる。
一方、このときの各塗布条件が適切でなくて、ドラム表
面21aと吐出される塗布液Aとの接触角が大きいとき
、または塗布液A自体の粘度が比較的大きいときには、
この塗布液Aが拡がらずに筋状を呈すると共に、これに
見合った筋状の未塗布部を生ずることになる。そしてこ
の場合に、例えば、各吐出細孔12aの開口相互間の間
隔をより以上に狭くしようとしても、構造上ならびに寸
法的な面での制約が加えられるばかりか、塗布液Aの粘
度を下げるのにも限界があり、あまり粘度を下げ過ぎる
と、ウェット膜厚が異常に薄(なって波乗れをきたすこ
とになる。
イ乃って、このような点を改善する一つの手段としては
、各吐出細孔12aの開口相互間の間隔を狭くするため
に、第3図に示す如(、こ5では、各吐出細管13での
吐出細孔13aの各吐出開口を一方向に配設させずに、
千鳥状の配列にすることが考えられるが、このような場
合には、ドラム面に対し相対的な位置を占めて、先に付
着されている両側の各塗布膜Bの側部に対し、相対的に
後からイ」着される塗布膜Bのいずれか一方の側部が接
触すると、この接触部分から相互の融合がなされ、かつ
これが両者間に作用する表面張力によって、旦接触した
側にのみ引き寄せられてしまい、融合しなかった他方の
側部との間隔が大きくなって、所期通りの連続膜状をし
た塗布膜Bが得られない場合がある。
そこで、このような場合に対処するための手段として、
第4図実施例に示すように、各吐出細管12での吐出細
孔12aの各吐出開口を一方向に配設させたま\で、こ
れをマルチノズル体具の移動方向に所定の角度θだけ傾
斜させ、実質的に各吐出開口相互間の間隔を縮小したの
と同様な配置にすることができる。従って、この場合に
は、先に付着された膜B部分に、後から付着する膜B部
分が順次に融合されてゆき、結果的には、所期通りの連
続膜状をした均等膜厚の塗布膜Bを形成し得るのである
。そして、この場合の傾斜角度θについては、こ\でも
、塗布液Aの表面張力と粘度、ドラム表面21aと吐出
される塗布液Aとの接触角などの諸条件を考慮して調整
するが、多くの場合、15〜75°程度とするのが、均
等膜厚の塗布膜Bを得る上で好ましい。
また、第5図には、各実施例による塗布用マルチノズル
体11を適用した塗布装置の一態様を示している。
すなわち、被塗布対象物としての円筒状基体。
つまり感光体ドラム21は、その中心軸線を水平にして
回転駆動できるように適宜に軸受は枢支させておき、か
つ塗布用マルチノズル体旦は、この感光体ドラム旦の被
塗布対象表面21aに接近して配設させると共に、回転
軸線と平行に移動させて、感光体ドラム旦のドラム表面
21aに対し、各吐出細孔12aを相対的にスパイラル
状の軌跡で移動させ得るようにする。
しかして、前記感光体ドラム旦の回転速度と、塗布用マ
ルチノズル体Uの移動速度とは、所定の相対的なスパイ
ラル状の軌跡で正確に移動可能にさせるべく、相互に関
係付ける必要があるために、これらの回転ならびに移動
の駆動手段としては、例えば、ステッピングモーター、
サーボモーターなどのような制御可能な駆動源31.3
2を用いるのが望ましく、移動手段には、通常、円滑な
移動を行なわせるのに好適なボールネジ機構33が採用
され、塗布液Aの給送ポンプ34としても、正確に流量
制御し得るものであることが好ましい。そして、これら
の感光体ドラム21の回転速度と、塗布用マルチノズル
体貝の移動速度と、それに塗布液Aの流量とは、共に一
定に設定して塗布操作する。
また一方、塗布液Aの液性範囲は、比較的広いが、形成
される塗布膜Bのウェット状態における膜厚によって異
なる。つまり、膜厚が薄い場合には比較的低粘度、厚い
場合には比較的高粘度の液性が要求される。さらに、塗
布液Aの溶媒蒸発速度または硬化速度については、これ
が早過ぎる場合、付着膜がレベリング以前に粘度上昇し
て、レベリング不良となるから、比較的遅い方が好まし
い。
次に、この発明を実際に実施した場合の具体例と、これ
に対応される比較例とのそれぞれを挙げる。
具体例■。
被塗布対象物である円筒状基体としては、外径80mm
、肉厚1mm、長さ34(1mmのアルミニウム製によ
る感光体ドラム用基体を用い、塗布液の吐出手段として
は、内径0.15mmの細管からなる5本の吐出ノズル
を0.85mmの間隔で一列に配設させた塗布用マルチ
ノズル体を用い、感光体ドラムの表面と各ノズルの吐出
開口端との間隔を0.1mmとし、かつドラムの回転軸
線に対して各ノズルの配設方向を平行に配置させた。
塗布液としては、フェノキシ樹脂、ポリビニルブチラー
ル樹脂および電荷発生物質の4−メトキシ−4−メチル
−ペンタノン−分散液(固形分濃度1.5wt%1表面
張力28.2dyn/cm、粘度3cps)を用い、こ
の塗布液を塗布用マルチノズル体の各ノズル吐出開口か
らl1mβ/minで吐出させると共に、感光体ドラム
を32Orpmで回転させ、かつ塗布用マルチノズル体
を回転軸線に平行に配置して、その送りピッチを4.2
5mm/回転としておき、感光体ドラムの表面に対して
塗布用マルチノズル体を相対的にスパイラル状の移動軌
跡で移動させながら塗布作業を行なった。
塗布直後には、塗膜面にスパイラル状の塗膜ムラが見ら
れたが、次第にレベリングされてゆき、その後、これを
遠赤外線により乾燥させた結果、膜厚0.6μmの均一
性のよい電荷発生層としての塗布膜が得られた。
具体例II。
被塗布対象物である円筒状基体としては、具体例工と同
様の感光体ドラムを用い、塗布液の吐出手段としては、
内径0.39mmの細管からなる4本の吐出ノズルを1
.25mmの間隔で一列に配設させた塗布用マルチノズ
ル体を用い、感光体ドラムの表面と各ノズルの吐出開口
端との間隔を0.1mmとし、かつドラム回転軸線に対
して各ノズルの配設方向を376の傾斜角度で配置させ
た。
そして、塗布液としては、ポリカーボネート樹脂、電荷
発生物質および添加剤のシクロヘキサノン溶液(固形分
濃度17wt%1表面張力29.7dyn/cm。
粘度90cps)を用い、この塗布液を塗布用マルチノ
ズル体の各ノズル吐出開口から40mβ/minで吐出
させると共に、同時に、感光体ドラムを255rpmで
回転させ、かつ塗布用マルチノズル体を送りピッチ4m
m1回転とし、感光体ドラムの表面に対して塗布用マル
チノズル体を相対的にスパイラル状の軌跡で移動させな
がら塗布作業を行なった。
塗布直後には、塗膜面にスパイラル状の塗膜ムうが見ら
れたが、これが次第にレベリングされてゆき、その後、
これを遠赤外線乾燥させた結果、こ\でも、膜厚20±
0.2μmの均一性のよい電荷発生層としての塗布膜が
得られた。
具体例III 。
具体例Hにおいて、ドラム回記軸線に対して各ノズルの
配設方向を平行に配置させると共に、感光体ドラムを2
04rpmで回転させ、かつ塗布用マルチノズル体を送
りピッチ5mm/回転とするほかは、すべて同様にして
塗布作業を行なったところ、筋状の未塗布部が数カ所に
発生した。
比較例■。
対象物である円筒状基体としては、具体例■と同様の感
光体ドラム用基体を用い、塗布液の吐出手段としては、
幅0.1mm、長さ3.7mmのスリットを開口させた
スリットノズルを用い、感光体ドラムの表面とスリット
の吐出開口端との間隔をO,1mmとし、かつ具体例I
Iと同様の塗布液を40mρ/minで吐出させると共
に、感光体ドラムを276rpmで回転させ、かつ塗布
用マルチノズル体を送りピッチ 0 3.7闘/回転とし、感光体ドラムの表面に対してスリ
ットノズルを相対的にスパイラル状の軌跡で移動させな
がら塗布作業を行なった。
塗布直後から塗膜面に大きな膜厚ムラを生じ、これが最
後までレベリングされることなく経過して、乾燥後は、
目視によっても明らかに凹凸が確認された。
[発明の効果] 以上詳述したように、この発明の塗布方法によれば、給
送される塗布液を特定の塗布幅範囲内で吐出する複数の
吐出細孔を配設させた塗布用マルチノズル体を用いて、
被塗布対象物である円筒状基体を特定の軸線上で回転さ
せながら、この円筒状基体の被塗布対象表面に接近して
配設させた塗布用マルチノズル体を、回転軸線と平行に
進行させるようにしたから、結果的には、円筒状基体の
表面に対し、塗布用マルチノズル体を相対的にスパイラ
ル状の軌跡で移動させた状態で、このスパイラル状軌跡
による塗布用マルチノズル体の移動に伴ない、これらの
各吐出細孔から吐出される塗布液を、円筒状基体の表面
へ順次に付着塗布させることができるもので、その後の
レベリングによって、所期通りの塗布膜を迅速かつ容易
に均等な膜厚で連続膜状に塗布形成させ得るのであり、
このようにして、例えば、電子写真感光体における光導
電体膜のような高精度が要求される塗布膜を簡単に形成
できる。
また、この発明においては、給送される塗布液を特定の
塗布幅範囲内で吐出し得るように、複数の吐出細孔を所
定間隔で直線状に配設させた塗布用マルチノズル体を用
いるので、前記した円筒状基体の表面に対する各吐出細
孔の相対的なスパイラル状の軌跡による移動に伴ない、
これらの各吐出細孔から吐出される塗布液を、円筒状基
体の被塗布対象表面へ順次に良好かつ効果的に付着塗布
させることができて、前記と同様に、その後のレベリン
グを経て、所期通りの塗布膜を迅速かつ容易に均等な膜
厚で連続膜状に塗布形成させ得るのであり、しかも、構
造的にも比較的簡単であって容易に実施できるなどの優
れた特長を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例方法に適用する塗布用マル
チノズル体の概要構成を示す正面図、第2図(a)ない
しくc)は同上塗布用マルチノズル体の各吐出ノズルか
ら円筒状基体の表面に吐出される塗布液が、連続膜状の
塗布膜に展開される態様を順次に示すそれぞれに説明図
、第3図は同上連続膜状の塗布膜形成のための態様を補
足説明する部分斜視図、第4図はこの発明の他の実施例
方法に適用する塗布用マルチノズル体の各吐出ノズルの
形態を説明する部分斜視図、第5図はこの実施例方法に
よる円筒状基体の表面への塗布体の形成を行なう装置全
体の模式的に表わした斜視図である。 11・・・・塗布用マルチノズル体、12・・・・マル
チノズル体の直線状に配設させた複数の吐出細管、12
a・・・・各吐出細管の吐出細孔、旦・・・・感光体ド
ラム(円筒状基体) 、 21a・・・・ドラム表面(
被塗布対象表面) 、 31.32・・・・駆動源、3
3・・・・ボール3 ネジ機構、34・・・・給送ポンプ、A・・・・塗布液
、a・・・・塗布液の初期付着状態、a2・・・・塗布
液の中間付着状態、B・・・・塗布膜。  4

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被塗布対象物である円筒状基体の表面に塗布膜を
    形成させて円筒状塗布体を製造する方法であつて、 給送される塗布液を特定の塗布幅範囲内で吐出する複数
    の吐出細孔を配設した塗布用マルチノズル体を用い、 この塗布用マルチノズル体を円筒状基体の表面に接近さ
    せた状態で、 前記円筒状基体を特定の軸線上で回転させると共に、前
    記塗布用マルチノズル体を回転軸線と平行に移動させて
    、円筒状基体の表面に対し、各吐出細孔が相対的にスパ
    イラル状の移動軌跡をとるようにさせ、 前記複数の吐出細孔の相対的な移動により、各吐出細孔
    から吐出される塗布液を、円筒状基体の表面へ連続膜状
    に展開させるようにした ことを特徴とする円筒状塗布体の製造方法。
  2. (2)前記塗布用マルチノズル体における複数の吐出細
    孔の配設方向を、円筒状基体の回転軸線方向に傾斜させ
    た配置とし、 円筒状基体の表面に対して、相対的なスパイラル状の軌
    跡で移動される各吐出細孔から塗布液を吐出させるよう
    にした ことを特徴とする請求項1記載の円筒状塗布体の製造方
    法。
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