(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗液貯留槽より配管を介して塗液塗布機構に塗液を供給して塗液を塗布する方法において、配管の一部に流路を形成する管状体と絶縁層を介して一体化される電極管を有する電荷供給装置を配設して、塗液貯留槽より供給される塗液の電荷を除去又は帯電させて塗液塗布機構に供給し塗布することを特徴とする塗液塗布方法。
【請求項２】
塗液貯留槽と、塗液塗布機構と、両者を連結して塗液貯留槽から塗液塗布機構に塗液を供給する配管と、配管の一部に流路を形成する管状体と絶縁層を介して一体化される電極管を有する、電気的に絶縁されて配設された電荷供給装置とからなる塗液塗布装置。
【請求項３】
電荷供給装置が配管の一部に電気的に絶縁されて配設された導電体からなる管状体と、その周囲を間隙をおいて囲繞し、高電圧発生装置に連結された電極管とから構成されてなる請求項２記載の塗液塗布装置。
【請求項４】
塗液塗布機構が、電子複写装置の素管に電荷発生層、電荷移動層及びトップコート層のいずれかを塗布する装置である請求項１、２又は３記載の塗液塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は塗液の塗布方法に関するものであり、詳しくは塗布時の帯電状態をコントロールして欠陥のない均一な塗膜を得る方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、塗料、コーティング剤、フォトマスキング剤あるいは電子複写機用感光ドラムの電荷移動層等の機能性塗膜形成材等を均一に塗布する方法としては、浸漬塗布、リング塗布、ブレード塗布、ロール塗布、カーテン塗布、超音波分散塗布、エアーノズル塗布、圧力ノズル塗布、静電スプレー塗布などが知られているが、この中で積極的に静電気を考慮した塗布方法は静電スプレー塗布のみである。
【０００３】
しかしながらいずれの塗布方法に於ても塗液の供給、循環が行われ、また、塗布操作に伴い各種の接触、摩擦、流動などが起り、実際の塗布工程に於ては導電性の塗液を使用する場合を除いて、静電気が発生し、この電荷が塗膜の形成に大きな影響を与えている。
例えば、静電気の発生は塗液の流れ、レベリング性能に影響を与え、分散系塗液の場合には、分散状態に変化を来す。
従来上記塗布方法に関してはこれらの現象に対して充分配慮がなされておらず、塗布欠陥や塗膜の不均一性の大きな原因となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
塗液の流動帯電は非常に不安定であり、配管条件、空気中への吐出条件などにより帯電の大きさのみか、正負の極性が逆転することも稀れではない。
また、例えば電子写真感光体用電荷発生塗液中に分散されている顔料粒子はゼーター電位の測定では通常負に帯電している。
【０００５】
一方、電荷発生塗液はテフロンやステンレススチールの配管中を流動させると、塗液全体としては一般的に正に帯電する。正帯電した電荷発生塗液をアルミニウム・ポリエステル積層シート（アルペットシート）上に滴らし、薄い膜を作ると、風乾中に顔料の集団移動に基づく濃淡むらの発生が観察される。この原因は、液全体として正に帯電することにより、顔料の移動性が高められたことによると考えられ、バインダーポリマーの吸着量の変化の発生も推測させる。
【０００６】
また、ノズルとブレードとを一体化したブレード塗布方法に於ては、ブレード表面にアルミニウム−ポリエステル積層シートのアルミニウム面を用いて導電化しても、例えば電子複写機用感光ドラムの電荷移動層用塗液を塗布する場合、ブレードが塗布実行中にドラム上をスパイラル状に移動するとブレード端部が塗布面から離れる時のスパイラル跡は導電性塗料を塗布した時とは違いレベリングされずに明瞭に残ることがある。これらは帯電による吸引現象が生じたものと推測される。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる障害を除去し、均一な塗膜を得るために鋭意検討してなされたもので、塗液貯留槽より配管を介して塗液塗布機構に塗液を供給して塗液を塗布する方法において、配管の一部に電荷供給装置を配設して塗液貯留槽より供給される塗液の電荷を除去又は逆帯電させて塗液塗布機構に供給し塗布することを特徴とする塗液塗布方法、及び、塗液貯留槽と、塗液塗布機構と、両者を連結して塗液貯留槽から塗液塗布機構に塗液を供給する配管と、配管の一部に電気的に絶縁されて配設された電荷供給装置とからなる塗液塗布装置を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の塗液塗布装置１は、図１に示すように塗液２を貯留する塗液貯留槽３と、塗液２を塗布する塗液塗布機構４を有し、塗液貯留槽３と塗液塗布機構４は配管５によって連結され、塗液貯留槽３から塗液２を塗液塗布機構４に供給されるように構成されている。
必要に応じて塗液塗布機構４から戻管６によって塗液が循環する構造とすることができる。
【０００９】
塗液貯留槽３は、成分が調整された塗液を貯留し、あるいは、必要な成分を追加して組成の調整を行なうためのもので、大きさ、構造はその目的に応じて選択される。
また塗液塗布機構４は、被塗布物に塗液２を均一に塗布するためのもので、浸漬塗布、リング塗布、ブレード塗布、ロール塗布、カーテン塗布、超音波分散塗布、エアーノズル塗布、圧力ノズル塗布等いずれの形式の塗布機構であってもよい。
【００１０】
本発明は、塗液貯留槽３から塗液塗布機構４に塗液を供給するための配管５の一部に電荷供給装置７を配設し、塗液貯留槽３から塗液塗布機構４に供給される塗液２に電荷を与えて、塗液２が有する電荷を消去し、あるいは逆帯電させる。電荷供給装置７は塗液貯留槽３から塗液塗布機構４に塗液２を供給する配管の任意の位置に設けることができるが、塗液塗布機構４に近い部所が好ましい。
従って、配管５の始端、末端又は中間部のいずれに設けてもよいが、塗液塗布機構４に近い部分に介装することが望ましい。
【００１１】
電荷供給装置７は、塗液貯留槽３、配管５あるいは塗液塗布装置４等から絶縁されて配設され、直流電圧を発生する高電圧発生装置８に連結されて高電圧が印加される。
電荷供給装置７の構造は、塗液に電荷を与えるものであれば特に制限されないが、その一例を示せば図２の構造とすることができる。
【００１２】
図２において電荷供給装置７は、二重管構造とされており、塗液２の流路を形成する管状体１０と、その外側に間隙をおいて管状体１０を囲繞するように電極管１１を有し、管状体１０と電極管１１とは絶縁体１２を介して一体化され、電極管１１の外側を絶縁体１３で覆い保護されている。
管状体１０の材質はステンレススチール等耐蝕性に優れた材質が好ましい。しかし、これに限定されるものではない。
【００１３】
電極管１１の材質は、導電性を有すればいかなるものであってもよいが一般には銅、アルミニウム等が用いられる。
管状体１０と電極管１１の間隙は目的に応じて選定されるが、一般に１〜８ｍｍ、好ましくは２〜５ｍｍ程度とされ、内部は空気層としてもよく、また、絶縁油を充填してもよい。
【００１４】
管状体１０の両端は絶縁継手を有する管体１４，１４を介して、配管５、塗液貯留槽３あるいは塗液塗布装置４に連結され、電極管１１は高電圧発生装置８に連結され、高電圧が印加される。高電圧発生装置８の他の電極は接地されている。
該電荷供給装置７の管状体１０内に塗液２を流通させ電極管１１に高電圧を印加すると、管状体１０に電荷が誘起され、その内部を流動する塗液２に電荷を与え塗液２の荷電を消去し、あるいは逆電位に帯電させることができる。
【００１５】
印加する電位の極性及び電圧は、使用する塗液の種類、装置に基づいて選定される。一般には塗布状態を観察することによって経験的に選定することができる。一般には±１〜１０ｋＶ程度である。
なお、電荷供給装置７は、１個でもよいが直列に数本設けてもよく、また、図３に示すように管状体を複数本並列に設けることもできる。
【００１６】
本発明の塗布方法及び装置は特に高度に均一性が要求される電子写真感光体の塗布に好適に利用することができる。
以下、円筒状または円柱状物体に塗布する場合を例に本発明の応用例を詳細に説明する。
図４に、本発明の塗布方法を実施する塗布装置の一例として電子写真感光体を素管表面にブレード塗布して製造する場合を、図５に同じ感光体を浸漬塗布により製造する場合を示す。
【００１７】
図４に示す塗液塗布装置１の塗液塗布機構４は、円筒状または円柱状の被塗布物１５を水平に支持して回転させる駆動機構と被塗布物１５の軸方向に移動しつつ被塗布物の表面に塗液を供給する塗液供給機構とから構成されている。
被塗布物１５としては、特に限定されることはなく、電子写真感光体の基体の場合、ガラス管、アルミ切削管、アルミしごき管、樹脂管、紙管等またはこれらの管に下地塗布、下地処理を施した管等が使用される。
【００１８】
駆動機構は、所定の間隔を設けて左右に垂直に配置された軸受付支持プレート１６，１６、各支持プレートの上部にそれぞれ設けられた軸受を介して水平に配置された回転軸１７，１７、一方の回転軸に固設されたタイミングプーリー１８、プーリー駆動モーター１９、モーター１９の回転をプーリー１８に伝達するタイミングベルト９から構成されている。
【００１９】
そして、円筒状の被塗布物１５の回転は、中心部に回転軸１７の嵌合孔を設け、かつ、被塗布物１５の両端に予め装着されたフランジ２０，２０を利用して行われる。すなわち、被塗布物１５の両端にフランジ２０，２０を装着した後、回転軸１７，１７の間に被塗布物１５を配置し、一方の回転軸を前進させ、フランジ２０，２０の各中心孔に回転軸１７，１７を嵌合固定し、プーリー駆動用モーター１９を駆動させて被塗布物１５を回転させる。フランジ２０，２０の装着は、フランジの各中心孔で決定される被塗布物の軸芯が合うように行う。
【００２０】
塗液供給機構は、所定の間隔を設けて左右に垂直に配置された支持プレート２１，２１、各支持プレートの間に配置された２本の案内ロッド２２，２２、支持プレート２１，２１の間であって案内ロッド２２，２２の間に配置されかつ一端が支持プレート２１から突出するボールネジ２３の端部に固設されたプーリー２４、プーリー駆動用モーター２５、モーター２５の回転をプーリー２４に伝達するタイミングベルト２６、その左右にそれぞれ設けられた案内ロッド２２の嵌合孔と当該嵌合孔の中央に設けられたボールネジ２３を嵌合するボールネジの軸受部とを通して支持プレート２１，２１の間に配置された移動体２７、その一端を移動体２７に固設しかつその先端のノズル部２９を水平に配置された被塗布物１５の表面に向けて配置されており、該塗液塗布機構４に更に可撓性の配管５、該配管５の他端側に配置された塗液貯留槽３、該配管５の途中に配置された定量ポンプ２８、及び電荷供給装置７、高電圧発生装置８から構成されている。
【００２１】
塗液供給機構から供給される塗液２は、塗液塗布機構４にあるノズル２９の開口部から吐出される。図５、図６に示すように吐出はブレード３０の前面になされ吐出と同時にブレードで均らされ、一様な膜厚となってブレードを離れる。
塗液供給管はヘッダー３１を設け、ヘッダー３１に直接可撓性のノズル２９を取り付けることもできるし、ヘッダーに短い剛体からなる管を付け、該管に可撓性のノズルを取り付けることもできる。ノズルの開口部の位置は円筒状または円柱状被塗布物１５の軸芯の真上でも良いが通常は被塗布物１５の回転がブレードの中心部にまず接触し先端部へと移行する方向にずらして設けるのが望ましい。
【００２２】
図７は浸漬塗布装置に適用した場合である。
塗液塗布機構４として機能する浸漬槽３２は下部に塗液導入口３３、上部外縁にオーバーフロー液受けトイ３４を有し、該液受けトイ３４は底部にオーバーフロー液排出口３５を有している。
塗布液貯留槽３の分割された一方の室３ａには前記浸漬槽３２からの戻管６が接続され、流入した塗液２はもう一方の室３ｂからポンプ３６に吸引される。ポンプ３６の吐出側配管５の一部に電荷供給装置７を備え、浸漬槽３２へ塗液２を供給している。
【００２３】
被塗布物１５は別途備えた昇降装置により浸漬槽３２へ浸漬・抜き出しが行なわれる。
図４の装置を用いた本発明による塗布方法は次のように行われる。
すなわち、駆動機構により、被塗布物１５を水平に支持して回転させつつ、塗液貯留槽３から配管５によって供給された塗液２は、電荷供給装置７を経て被塗布物１５の表面にスパイラルまたはリング状に供給される。供給された塗液２は、被塗布物１５上に塗着されると同時に平滑化部材として機能するブレード３０と被塗布物１５との接触部分でこすられ、塗液が拡げられて平滑化される。特に回転速度、液粘度、塗液供給量等が適切に調節されれば、平滑化された液は通常の固定化手段で硬化され、均一な膜が形成される。固定化手段としては、溶媒蒸発形の塗液の場合は風乾、硬化型樹脂を用いた塗液の場合は樹脂に適した加熱、紫外線照射等を挙げることができる。
【００２４】
図７の浸漬装置を用いた本発明による塗布は次のように行われる。すなわち、浸漬槽３２及び塗布液貯留槽３に塗液を張り込みポンプ３６により配管５、戻管６を介して塗液を循環する。
この時、浸漬槽３２からオーバーフローした液が塗液貯留槽３の一方の室３ａに入り、該部分からオーバーフローした液が他の室３ｂに流入し、他の室３ｂ中の液面が槽のほぼ中途に到るまで塗液を増加させる。配管５の一部には電荷供給装置７を備え高電圧発生装置８により電圧を印加する。
次に垂直チャックされた被塗布物１５を浸漬槽３２に浸漬し、引き出す操作によって被塗布物１５に塗液２を塗布する。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１
塗液塗布装置としては図４の装置を用い、電荷供給装置は図２に示す構造、また、塗布用ブレードとしては図５に示す構造とした。
被塗布物としてアルミ切削管（外径３０．０ｍｍ、印ろう部内径２８．５ｍｍ、長さ２６０ｍｍ）を用い、これにフランジを装着し、フランジ孔に被塗布物回転機構の内拡コレットチャックを挿入し把持した。被塗布物回転機構のギヤモーターを駆動して、アルミ切削管１を２００ｒｐｍで回転させた。平滑化部材（ブレード）は長さ５０ｍｍ、巾２５ｍｍとし、中央より少し上部につば付きポリエチレンチューブを差し通した。ブレードはアルミ切削管と約４５°の位置で接し、塗液吐出口との接触は約６０°の位置とした。
【００２６】
塗液導入管は内径３ｍｍ、外径４ｍｍのＳＵＳ管を用い、電荷供給装置とはテフロン継手で結合した。ＳＵＳ管に銅管を被せて電極とした。ギャップは４ｍｍとした。更に全体をエポキシ管でシールドした。塗液通流後高電圧発生装置から−４ｋＶの電位を印加した。
塗液としては、次のものを用いた。
下記の式（Ａ）に示すオキシチタニウムフタロシアニン１０重量部に
【００２７】
【化１】
0003637674.tif 000002
【００２８】
（式中Ｘはハロゲン原子をあらわし、ｎは０から１までの数を表す）
ｎ−プロパノール２００重量部を加え、サンドグラインドミルで１０時間粉砕、分散処理を行ない、次にポリビニルブチラール（電気化学工業（株）製デンカブチラール＃−６０００Ｃ）５重量部の１０％メタノール溶液と混合し電子写真感光体電荷発生層用分散液を得た。この分散液を使用し、ウェット膜厚１０μｍとなるようにギヤポンプを運転した。平滑化部材はアルミ切削管１回転０．６ｍｍピッチになるように軸方向に移動させた。風乾後の塗膜は一様な色調を示し膜厚が均一であることが確認された。また、ブレードこすり跡によるスパイラル状の筋は見られなかった。
【００２９】
比較例１
電極への印加電圧を０とした以外は実施例１と全く同じ条件で塗布を行った。風乾後濃淡むらが全長、全周に亘ってみられ、スパイラル状の筋も見られた。
実施例２
塗液塗布装置としては図７の装置を用い、電荷供給装置として図３の構造のものを使用した。実施例１と同じ塗液を装置に充填した。塗液循環量は、浸漬槽容量１リットル、貯槽１．５リットルに対し、１．５リットル／ｍｉｎで行い、電荷供給装置は、直径３ｍｍ×長さ３００ｍｍのパイプ５本を用いた。
電荷供給装置への印加電圧は−４ｋＶとした。
ワーク引上げ速度は３００ｍｍ／ｍｉｎで行い乾燥膜厚０．５７μｍの均一な膜を得ることが出来た。
【００３０】
比較例２
電荷供給装置への印加電圧を０とした他は全て実施例２と同じ条件で塗布を行った。
乾燥膜厚０．５７μｍを得るためのワーク引上げ速度は２００ｍｍ／ｍｉｎであり、膜には濃淡むらの見られるものもあった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明塗液塗布方法の基本を示す説明図。
【図２】電荷供給装置の例を示す縦断面図。
【図３】電荷供給装置の他の例を示す一部切欠き斜視図。
【図４】本発明塗布方法を電子複写用感光ドラムの塗布に応用した例を示す装置の斜視図。
【図５】塗液塗布用のブレードを示す斜視図。
【図６】感光ドラムに塗布する部分の断面図。
【図７】本発明塗液塗布方法を浸漬塗布に応用した装置の縦断面図。
【符号の説明】
１    塗液塗布装置
２    塗液
３    塗液貯留槽
４    塗液塗布機構
５    配管
６    戻管
７    電荷供給装置
８    高電圧発生装置
１０    管状体
１１    電極管
１３    絶縁体
１５    被塗布物
【図１】
0003637674.tif 000003
【図２】
0003637674.tif 000004
【図３】
0003637674.tif 000005
【図４】
0003637674.tif 000006
【図５】
0003637674.tif 000007
【図６】
0003637674.tif 000008
【図７】
0003637674.tif 000009