JPH11319684A - 塗工液の粘度維持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塗工液は、シリコンオリゴマーを含み、極め
て泡立ち易く、また、粘度測定用のダイアフラムポンプ
の吸い込み時の減圧により発泡しやすい。一方、還流塗
工液を塗液槽に供給するときの還流液受入口より貯留さ
れた液面まで落差があり、塗工液にその周辺のエア等が
噛み込み、泡立ちが増大される。 【解決手段】 塗液槽１、循環ポンプ２、粘度センサ
４、フィルタ６及び塗工槽３をこの順序で配置してそれ
らの間を管体２４により連結し、塗液槽１に貯留した塗
工液を塗工槽３に供給して、塗工槽３をオーバーフロー
した塗工液を塗液槽１に還流させながら、粘度センサ４
からの信号に従って別に備えた定量供給ポンプ７により
希釈液を塗液槽１に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置用現
像ローラ、帯電ローラなどの製造工程に於いて、ゴムロ
ーラ等の被塗工体（ワークともいう）に表面処理剤等を
塗工する塗工槽に塗工液を循環する装置であって、その
塗工液を所定の粘度に調整して塗膜厚さを安定させ、更
に、塗工液に気泡を含ませない塗工液の粘度維持装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴムローラ等を塗工する塗工液は、通
常、所定の溶質をＭＥＫ（メチルエチルケトン）、ＤＭ
Ｆ（ジメチルホルムアミド）など速乾性溶媒に溶解して
いるので、塗工作業により、ワークに付着して持ち出さ
れて塗工液量が減少すると共に、塗液槽、塗工槽の液面
等から溶媒が蒸発して粘度が上昇する。この塗工液の粘
度が上昇すると、ワーク（例えば、ゴムローラ）の塗膜
厚さが厚くなるので、所定の粘度に保つために希釈剤を
補充する。また、塗工槽での塗液量を一定に保つため
に、通常、塗工槽で塗工液を常にオーバーフローさせる
ので、これによっても溶剤の飛散は大きくなる。

【０００３】従来の塗工液の粘度を維持するための装置
は、図３に全体の概念図を示すように、主循環経路（矢
印ｘ）とは別経路（矢印ｙ）により、塗液槽１より塗工
液の一部を抜き取りダイアフラムポンプ３０により循環
させて、塗工液の粘度をポンプ脈動回数により測定し
て、粘度コントローラ３１によりその粘度の上昇に対応
する希釈剤８を補充していた。即ち、塗工液の粘度が上
がると、一定のエア圧の下での脈動回数は少なくなり、
設定値（設定した脈動回数）より低くなると希釈剤を添
加する。この操作により実績値では、設定値±１０mPa.
sであった。一方、主循環経路は塗液槽１の下部より塗
工液を抜き取り、循環ポンプ２により圧送して塗工槽３
に塗工液を供給する。その途中に循環ポンプ２の作動状
況を確認する圧力計５及び混入物を除去するフィルター
６を備えている。更に、塗工槽３よりオーバーフローし
た還流塗工液は、塗液還流管２５を経て還流液受入口１
４（図１参照）より塗液槽１に還流される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ワークの塗工厚さを一
定にするためには、塗工液の粘度を一定に維持すると共
に、供給する塗工液の量を安定して塗工液面の液面の高
さを一定に維持する必要がある。また、塗工液が均質で
あって気泡などが混在しないことが必要である。気泡を
含む塗工液を塗工すると、その気泡部分の塗工膜が膨れ
又は破裂して窪んだ欠点となる怖れがあるからである。

【０００５】a) 近時、ＣＣＲ塗工液（現像ローラ、帯
電ローラ用の塗工液）には、Ｈ／Ｈ流れ対策（高温高湿
環境下で連続プリントするときの画像欠陥対策）のため
に多量のシリコンオリゴマーを配合するために、極めて
泡立ち易くなった。また、粘度測定用のダイアフラムポ
ンプの吸い込み時の減圧により発泡の可能性が高くなっ
ている。

【０００６】b) 還流塗工液（希釈剤を含む）を塗液槽
に還流するとき、還流液受入口より塗液槽に貯留された
塗工液面まで塗工液を落下させることにより、塗工液中
にその周辺の空気等が噛み込み、泡立ちが増大される問
題がある。又、塗工液面の高さは作業の進捗により変化
し、特に塗工液が減少したとき落差が大きくなり、この
問題が大きくなる。

【０００７】この発明は上記の点に鑑みてなされたもの
であって、塗工槽に供給される塗工液の粘度を一定に保
ち、気泡の発生を抑制することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の粘度維持装置は、塗工液を所定の粘
度に維持しながら塗工槽と塗液槽との間に循環する塗工
液の粘度維持装置であって、塗工液を貯留する塗液槽
と、塗工手段を備えた前記塗工槽と、それらの間にこの
順序に管体により連結された循環ポンプ、粘度センサ及
びフィルタと、前記塗工槽よりオーバーフローした塗工
液を前記塗液槽に還流する塗工液還流管と、前記粘度セ
ンサからの信号に従って希釈液を前記塗液槽に供給する
定量供給ポンプとを備えている。

【０００９】塗工液を貯留する塗液槽は、作業開始前に
調整された所定量の塗工液を貯留し、塗工槽より還流さ
れた塗工液を貯留するとともに、循環により飛散した溶
媒の量に相当する溶媒（希釈液）を補充、攪拌して、所
定の粘度（組成）に維持する。溶剤の補充は、詳細後述
の粘度センサからの信号により定量供給ポンプを介して
行われる。塗工槽は、塗工手段、例えば、塗工されるワ
ークを回転させながら所定時間浸漬した後乾燥装置に送
り出す手段を備えて、塗液面の高さを一定にするため
に、過剰の塗工液をオーバーフローさせて前記塗工液還
流管を介して塗液槽に還流する。

【００１０】塗液槽と塗工槽との間に、循環ポンプ、粘
度センサ及びフィルタをこの順序に管体で連結する。循
環ポンプは塗工液を循環させる機能を果たし、粘度セン
サのセンサ部は、主循環経路に組み込まれる。粘度セン
サを主循環流路に組み込むことにより、従来の主循環経
路と別の経路にダイアフラムポンプを使用する必要が無
く、このダイアフラムポンプによる気泡の発生がなくな
る。なお、粘度センサは、センサ部分のみを詳細後述の
アキュムレータに挿入することができる。

【００１１】フィルターを組み込むことにより、塗工槽
等より混入する異物を除去して、塗工膜の欠陥の発生を
未然に防止する。塗工液還流管は塗工槽よりオーバーフ
ローした塗工液を前記塗液槽に還流する。循環ポンプは
塗工液を所定の流量で循環し、塗工槽では、その液面高
さを一定に保つために絶えず塗工液をオーバーフローさ
せている。定量供給ポンプは、粘度センサからの粘度に
関する信号に従って、別に設計された制御システムによ
り指示された量の希釈液を塗液槽に供給する。

【００１２】請求項２に記載の塗工液の粘度維持装置
は、前記塗液槽が、その上部に前記塗工槽より還流する
前記塗工液を受け入れる還流液受入口を設け、その還流
液受入口の下部に接続して塗工液面の下限高さ以下の高
さまで展張された塗液誘導板を備えている。

【００１３】塗液槽の上部に設けられた還流液受入口
は、前記塗工槽よりオーバーフローした塗工液を受け入
れる。従来、還流塗工液が、還流液受入口より貯留され
た塗工液面まで落下する途中に於いて、又、その貯留さ
れた塗工液と混合する際にその周辺の空気等（エアとも
いう）を噛み込んで気泡を生ずることが多かった。塗液
槽内の塗工液の量は作業の進捗により増減するので、そ
の貯留された塗工液の量が下限に近づくに従って、その
程度は激しくなる。気泡を含んだ塗工液をワークに塗工
し乾燥させると、気泡の部分が膨らみ又は破裂して表面
が凹んだり、凹状になる欠陥となり、良品の歩留まりが
下がる。

【００１４】この発明は、その還流液受入口の下部に接
続して塗工液面の下限高さ以下の高さまで展張された塗
液誘導板を備えて、還流液をその受入口より液面高さ以
下まで誘導し、その流れを整流とし又は流速を抑えるこ
とにより、エアの噛み込みによる発泡を抑制する。塗液
誘導板は傾斜を緩やかとすることにより、その効果は大
きくなる。

【００１５】なお、塗液槽に希釈液を受け入れる希釈剤
供給口においても、還流塗工液と同様に、その希釈剤供
給口の下部に接続して塗工液面の下限高さ以下の高さま
で展張された塗液誘導板を備えることにより同様な効果
が得られる。

【００１６】請求項３に記載の塗工液の粘度維持装置
は、循環ポンプと粘度センサとの間にアキュムレータを
備えている。循環ポンプは僅かではあるが、塗工液を循
環させるために脈動を生じることがある。一方、循環経
路に組み込まれた粘度センサは正確に粘度を測定するた
めに、測定対象となる液体の流れが整流であることが必
要である。そこで、循環ポンプの下流にアキュムレータ
を備え、その内部に粘度センサを取り付けている。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明にかかる塗工液の粘度維持
装置について実施の形態を、図面により説明する。図１
に本発明の粘度維持装置の正面図を示し、図２にその全
体の概念図を示す。但し、図１には塗液槽１以外の部分
については位置関係を示すに止める。

【００１８】先ず、図２により本発明にかかる粘度維持
装置の全体構成を説明する。塗工液を貯留する塗液槽１
と、塗工手段（詳細省略）を備えた塗工槽３と、それら
の間に管体２４によりこの順序に連結された循環ポンプ
２、粘度センサ４及びフィルタ６と、塗工槽３よりオー
バーフローした塗工液を塗液槽１に還流する塗液還流管
２５と、前記粘度センサ４からの信号に従って制御シス
テム９により算定された量の希釈液８を、塗液槽１に供
給する定量供給ポンプ７とを備える。なお、塗工液は、
循環ポンプ２により矢印ｘの方向に循環される。

【００１９】図１に示す本発明の実施例にかかる粘度維
持装置は、図２により説明した順序に所定の構成部材を
備えている。塗液槽１は、上部を開放した缶体部３１の
開放部に、盤状であって塗液供給口１９，希釈液供給口
１５及び還流液受入口１４を備えた蓋部３０を載せて固
定している。なお、その蓋部３０の中央部には、支持フ
レーム２２に支持された攪拌モータ１６により回転さ
れ、下端部（缶体部３１の下部に位置する）に攪拌羽根
１２を取り付けている回転軸３２を貫通している。還流
した塗工液と希釈剤を攪拌・混合して、所定の粘度で均
一な組成の塗工液を調整するためである。更に、塗液槽
１の下部には、塗工液を循環する循環ポンプ２が連結さ
れ、又、塗工液量の下限を検出する液面センサ１８を取
り付けている。塗工作業の終了または塗工液の補充の必
要をチェックするためである。なお、缶体部３１は一部
省略した支持フレーム２２を介して基台２３に支持され
ている。缶体部３１の最下部には作業終了後に残った塗
工液を排出する排出バルブ１３が取り付けられている。

【００２０】缶体部３１の内部には、還流液受入口１４
の下部に接続して塗工液面の下限高さ（液面センサ１８
の高さ）以下まで展張された塗液誘導板（第１誘導板１
０）を備えている。詳細後述の還流塗液をこの塗液誘導
板に沿って流下させることにより、塗工液は整流になっ
て落下し、塗工液にその周辺の空気などの混入、巻き込
みを防止し、塗工液の泡立ちを防止する。この傾斜は缶
体部３１の大きさにより制限されるが可能なかぎり緩や
かとすることが好ましい。同様に、希釈剤供給口１５の
下部に接続して第２誘導板１１を塗工液面の下限高さ以
下まで展張している。これによって、粘度を補正するた
めに補充する希釈剤の供給においても、エアの混入によ
る泡立ちを防止する。また、塗液供給口１９の下方にも
塗液誘導板を取り付けることが好ましい。最初に塗工液
を供給する場合にも空気等を噛み込むことがあるからで
ある。

【００２１】塗液槽１に調製され、貯留された塗工液
は、モータ２０に駆動される循環ポンプ２により、管体
２４を通して塗工槽３に送り出される。循環ポンプ２は
ケミカルポンプであって、例えば、タットヒルポンプが
使用される。循環ポンプ２に続いてアキュームレータ２
１が準備され、循環ポンプ２により送り量の脈動を消去
する。つづいてアキュムレータ内に組み込まれた粘度セ
ンサ４を通過させて塗工液の粘度を測定する。

【００２２】粘度センサ４は、振動式であってアキュム
レータ内に測定部（センサ）を取り付けて、リアルタイ
ムで粘度、温度を測定し、監視できる。例えば、ビスコ
テック社製、ＭＩＶ16001型機が好ましく使用される。
この粘度測定機によれば、塗工液の粘度を１８５mPa.s
に設定したとき、循環する塗工液の粘度は１８５±２mP
a.sにコントロール可能であった。また、この粘度測定
機を装着してワーク４５本を塗工したところ、限度内で
はあるが僅かな発泡の見られる物が３本発生したが、不
合格品は発生しなかった（従来の不合格率は、８０〜９
０％であった）。なお、この実施例では塗工液はシリコ
ンオイルを０.０２〜１.０％含有し、ワークは１２mm
φ、長さ２５０mmの円柱状体（ゴムローラ）であった。

【００２３】粘度センサ４の下流に圧力計５を取り付け
て塗工液の循環状況を監視する。その下流にフィルタ６
を取り付けて塗工液中の異物、例えば、環境飛散物の混
入による異物を除去する。フィルタ６としては、例え
ば、ワシノストレーナーＵ０１３Ｓが使用される。

【００２４】フィルタ６を通過した塗工液は塗工槽３に
供給される。塗工槽３は、その構成か図示していない
が、塗工液の液面を所定高さ維持する塗液タンクと、ワ
ークを搬入、搬出し、その間でそのワークに塗工液を塗
工する塗工手段と、オーバーフローした塗工液を回収す
る手段とを備える。回収された塗工液は、塗液還流管２
５を経て還流液受入口１４より塗液槽１に還流される。

【００２５】制御手段９（図２参照）により、粘度セン
サ４により検出される塗工液の粘度と所定の粘度（塗工
に必要な粘度）との対比により必要な希釈剤量を算定
し、定量供給ポンプ７に信号を送って希釈液８を希釈液
供給口１５より塗液槽１に供給する。なお、作業開始時
には、予め調製された塗工液の所定量を塗液供給口１９
より塗液槽１に供給する。これらにより塗工槽３の塗液
タンクには常に所定に組成を有する塗工液が供給され、
塗工されたワークは、塗膜の厚さが安定し且つ発泡によ
る欠陥を生じることもない。

【００２６】以上記述した粘度維持装置を使用した粘度
維持方法は、既に部分的に記述したが纏めると次のよう
になる。塗液槽１、循環ポンプ２、粘度センサ４、フィ
ルタ６及び塗工槽３をこの順序で配置してそれらの間を
パイプ２４により連結して、塗液槽１に貯留した塗工液
を塗工槽３に供給し、塗工槽３をオーバーフローした塗
工液を塗液槽１に循環させ、粘度センサ４からの信号に
従って別に備えた定量供給ポンプ７により希釈液８を塗
液槽１に供給する。なお、塗工槽３をオーバーフローし
た塗工液（還流塗工液）は、塗液誘導板１０に誘導され
て落下するので気泡を含むことが少ない。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように請
求項１の粘度維持装置は、主循環経路に取り付けられた
振動式の粘度センサにより、従来の別経路によるダイア
フラムポンプに比して、気泡の発生が減少され、塗工さ
れたワークの塗膜の欠点の発生が減少された。また粘度
コントロール精度も向上し、従来は設定値±１０mPa.s
であったが本発明では設定値±２mPa.sとなった。

【００２８】請求項２に記載の粘度維持装置は、還流液
受入口の下部に接続して塗工液面の下限高さ以下の高さ
まで展張された塗液誘導板を設けることにより、流下す
る塗工液が整流となり、流速を緩やかとするので、エア
の噛み込みが減少して、気泡の噛み込みが無くワークの
塗膜に欠陥の生じることがない。

【００２９】請求項３に記載の粘度維持装置は、循環ポ
ンプと粘度センサとの間にアキュムレータを取り付ける
ことにより、粘度センサによる粘度測定を安定させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる粘度維持装置を示す正
面図である。但し、塗液槽１以外の部分については位置
関係を表すに止めている。

【図２】図１の装置全体を示す概念図である。

【図３】従来の粘度維持装置全体を示す概念図である。

【符号の説明】

１：塗液槽 ２：循環ポンプ ３：塗工槽 ４：粘度センサ ６：フィルタ ７：定量供給ポンプ ８：希釈液槽 ９：制御手段 １０：第１誘導板 １１：第２誘導板 １２：攪拌羽根 １４：還流液受入口 １５：希釈液供給口 １８：液面センサ ２１：アキュムレータ ２４：管体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塗工液を所定の粘度に維持しながら塗工
   槽と塗液槽との間に循環する塗工液の粘度維持装置であ
   って、 塗工液を貯留する前記塗液槽と、塗工手段を備えた前記
   塗工槽と、それらの間にこの順序に管体により連結され
   た循環ポンプ、粘度センサ及びフィルタと、前記塗工槽
   よりオーバーフローした塗工液を前記塗液槽に還流する
   塗工液還流管と、前記粘度センサからの信号に従って希
   釈液を前記塗液槽に供給する定量供給ポンプとを備えて
   いることを特徴とする塗工液の粘度維持装置。
2. 【請求項２】 前記塗工槽より還流する前記塗工液を受
   け入れる前記塗液槽の還流液受入口の下部に接続して、
   塗工液面の下限高さ以下の高さまで展張された塗液誘導
   板を設けていることを特徴とする請求項１に記載の塗工
   液の粘度維持装置。
3. 【請求項３】前記循環ポンプと前記粘度センサとの間に
   アキュムレータを備えた請求項１または２に記載の塗工
   液の粘度維持装置。