(57)【要約】【課題】  ポンプによる液循環系の脈動がなく、メンテナンスが容易で固定費や変動費等のコストを低減することができる電子写真用部材の製造方法、その製造装置及び電子写真用塗料の製造装置を提供することである。【解決手段】  円筒状若しくは円柱状の基体上に塗料を塗布し被覆層を形成する電子写真部材の製造方法であって、該塗料は塗料循環システムの循環ポンプによって供給され、該循環ポンプが永久磁石内蔵のインペラを、ポンプ室内で磁気浮上させて該インペラを非接触で回転させ、回転するインペラの遠心力により液を吐出することを特徴とする電子写真用部材の製造方法、その製造装置及び電子写真用塗料の製造装置。【選択図】  図３
2006205040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状若しくは円柱状の基体上に塗料を塗布し被覆層を形成する電子写真部材の製造方法であって、該塗料は塗料循環システムの循環ポンプによって供給され、該循環ポンプが永久磁石内蔵のインペラを、ポンプ室内で磁気浮上させて該インペラを非接触で回転させ、回転するインペラの遠心力により液を吐出することを特徴とする電子写真用部材の製造方法。
【請求項２】
前記塗料の分散は塗料循環システムによって分散機に供給される請求項１に記載の電子写真用部材の製造方法。
【請求項３】
永久磁石内蔵のインペラを、ポンプ室内で磁気浮上させて該インペラを非接触で回転させ、回転するインペラの遠心力により液を吐出する循環ポンプを用い、閉回路で構成される塗布液循環システムが、塗布液の粘度、密度の一方又は両方を同時に測定し、その測定値に応じて希釈液を分注することによる粘度と密度の調整機構手段を備えたことを特徴とする電子写真用部材の製造装置。
【請求項４】
永久磁石内蔵のインペラを、ポンプ室内で磁気浮上させて該インペラを非接触で回転させ、回転するインペラの遠心力により液を吐出する循環ポンプを用い、閉回路で構成される塗料分散システムが、液の粘度、密度の一方又は両方を同時に測定し、その測定値に応じて希釈液を分注することによる粘度と密度の調整機構手段を備えたことを特徴とする電子写真用塗料の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真用部材の製造方法、その製造装置及び電子写真用塗料の製造装置に関し、詳しくは、塗料の循環ポンプに磁気浮上型の非接触構造のインペラポンプを用いた電子写真用部材の製造方法、その製造装置及び電子写真用塗料の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真用記録材料で電子写真用部材のうち、円筒状若しくは円柱状の部材表面に、電子写真画像形成のために必要な機能をもたせる方法として、液中に分散した機能性材料をその部材の芯材、一般的に基体と呼ばれる芯材の表面に浸漬塗布し乾燥・硬化させ、機能性材料の被覆層を基体上に形成することで、画像形成に必要な機能をもつ部材を得る手段・方法が多く用いられている。ここで言う基体は、電子写真用感光体のように導電性円筒状基体の場合もあるし、帯電用部材のように導電性支持体上に弾性層が形成された基体の場合もある。
【０００３】
いずれの基体にせよ、基体に液状の機能性材料を浸漬塗布する方法において、広く一般的に利用されている塗布方法に、塗布ポットと呼ばれる浸漬槽の下部から塗布液を送液ポンプによって注入しオーバーフローさせ、円筒状若しくは円柱状の基体を、軸方向を鉛直にして浸漬槽の上部から差し入れ、画像形成に必要な機能をもたせる寸法範囲まで下降させ、その後上昇させ浸漬槽から抜き出して塗膜を得る方法、即ちデイップ方式がある。
【０００４】
このデイップ方式に用いる送液ポンプにはよく用いられる例として二種類ある。一つはマグネットポンプであり、もう一つはダイヤフラムポンプである。マグネットポンプは構造が単純で安価であるが、回転するインペラを駆動するためのスピンドルを、ベアリングでケーシングに固定する構造であり、スピンドルとベアリングが摺動する軸受け部分が局部的に発熱し、その結果塗布液が熱で変化してしまう、或は発熱により異物が発生してしまうと言った問題がある。そのため機能性材料を浸漬塗布する分野においてマグネットポンプは、少量の部材を得るための研究開発分野等に用途が限られている。
【０００５】
いっぽうダイヤフラムポンプは、構造上駆動系がダイヤフラムの奥側に位置し、塗布液と駆動系は分離しているので、上記のマグネットポンプのような局部的な発熱の心配は無い。また、ダイヤフラムポンプは小型から大型の物まで数多くの種類があり、しかも構造が単純で整備性も良いため、機能性材料を浸漬塗布する分野において、研究開発部門から工場生産部門まで広く用いられている。
【０００６】
また、ダイヤフラムポンプは上記の利点から浸漬塗布分野のみならず、上記塗料製造用の分散機に使う循環用ポンプとして、研究開発部門から工場生産部門まで広く用いられている。
【０００７】
ところが、ダイヤフラムポンプはダイヤフラムの往復動による液循環系の脈動が発生してしまう。発生した脈動が浸漬塗布槽のオーバーフロー液面まで伝わると、塗布ムラの原因になる。そこでこの脈動を無くすため、サージ・サプレッサー等の空気貯めを液循環ポンプの下流側に設ける、更にポンプを複数台用意しポンプを差動させることにより脈動を極力小さく抑える、等の改善手法が従来から実施されていた。
【０００８】
現在のところ液循環系の脈動が、浸漬塗布・乾燥後に得られた部材の電子写真画像特性に与える影響は、上記の改善方法により皆無に抑えられている。しかし、結果として液循環系のシステムは大型化し、液循環量の増大、装置投資の増大をもたらしている。また、空気貯め内部に塗液が溜まり易く固着の原因となり、定期メンテナンスを実施して古い塗液や固着を取り除く労務が必須である。昨今のコストダウン活動の必然性から、固定費と変動費、それぞれ部材コストを下げるための方策が必要になってきていた。
【０００９】
上記のダイヤフラムポンプによる液循環系の脈動は、塗料製造用分散機に使う循環用ポンプの用途でも分散性能に悪影響を及ぼすため、上記浸漬塗布の液循環システム同様の手法がとられ、同様にコストを下げるための方策が必要になってきていた。
【特許文献１】特開平２−１４９３６６号公報
【特許文献２】特開２０００−１１２１５２号公報
【特許文献３】特開２００４−１３３０１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、ポンプによる液循環系の脈動がなく、メンテナンスが容易で固定費や変動費等のコストを低減することができる電子写真用部材の製造方法、その製造装置及び電子写真用塗料の製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に従って、円筒状若しくは円柱状の基体上に塗料を塗布し被覆層を形成する電子写真部材の製造方法であって、該塗料は塗料循環システムの循環ポンプによって供給され、該循環ポンプが永久磁石内蔵のインペラを、ポンプ室内で磁気浮上させて該インペラを非接触で回転させ、回転するインペラの遠心力により液を吐出することを特徴とする電子写真用部材の製造方法が提供される。
【００１２】
また、本発明に従って、永久磁石内蔵のインペラを、ポンプ室内で磁気浮上させて該インペラを非接触で回転させ、回転するインペラの遠心力により液を吐出する循環ポンプを用い、閉回路で構成される塗布液循環システムが、塗布液の粘度、密度の一方又は両方を同時に測定し、その測定値に応じて希釈液を分注することによる粘度と密度の調整機構手段を備えたことを特徴とする電子写真用部材の製造装置が提供される。
【００１３】
更に、本発明に従って、永久磁石内蔵のインペラを、ポンプ室内で磁気浮上させて該インペラを非接触で回転させ、回転するインペラの遠心力により液を吐出する循環ポンプを用い、閉回路で構成される塗料分散システムが、液の粘度、密度の一方又は両方を同時に測定し、その測定値に応じて希釈液を分注することによる粘度と密度の調整機構手段を備えたことを特徴とする電子写真用塗料の製造装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明で用いるインペラが磁気浮上型の非接触構造の循環ポンプは、機械的な摺動が一切ないので駆動部の発熱に依る塗布液に与える影響がないクリーンな送液ができるので、インペラ（渦巻き）ポンプの特性である無脈動定量送液を、殆どメンテナンスフリーで使用可能である。この循環ポンプを採用することで、高品質で高精度な電子写真用部材と塗料の製造方法、並びに製造装置を安価に提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図示の実施例に基づき本発明を説明する。本実施例では接触式帯電部材を用いて詳細に説明するが、本発明の及ぶ範囲が接触式帯電部材に限定されるものではなく、他の電子写真用部材にも適用可能である。以下、接触式帯電部材を帯電部材と称す。
【００１６】
図１は画像形成装置の断面図であり、図２は画像形成装置において用いられる帯電部材の側面断面図であり、帯電部材３２は導電性基体３２ａ、弾性層３２ｂ、１回塗りの場合に被覆層となる抵抗制御層３２ｃ、複数回塗りの場合には被覆層３２ｄが形成される。
【００１７】
次に、本発明に用いたポンプ室内で磁気浮上させてインペラを非接触で回転させ、回転する該インペラの遠心力により液を吐出する循環ポンプ（以下、磁気浮上型ポンプと略称する）について、その構造と動作原理を図８及び図９を用いて説明する。図８は磁気浮上型ポンプの概略図で、図９はポンプのインペラの断面図と平面図である。インペラ５１はターボ型遠心羽根を樹脂により一体成形し下部に永久磁石５２を内蔵している。ポンプケース５３はインペラ同様の樹脂で成形され上部は蓋構造で２分割され、クリーニング等のメンテナンスが容易になっている。動作原理は、まず最初に複数の巻線５５に電流を流し、巻線と同数あるステータ５４を磁化する。磁化されたステータで永久磁石内蔵のインペラを浮上させ、同時にポンプ内センサ５６によりインペラを検知する。次にセンサ情報をドライバにフィードバックし、設定回転数に合わせて各ステータを磁化して行く。するとステータの磁界移動に合わせてインペラが回転し、ポンプ内センサでインペラの位置と実回転数を検知、センサ情報をドライバにフィードバックする。更に、ドライバは適正電流をドライバから各巻線に印加し続け、インペラは設定回転数を精密に維持する。この状態でインペラ上方にある液入口から液体を投入すると、液体はインペラの回転数に精密に比例した流量で遠心方向出口から無脈動吐出される。以上の原理による遠心式磁気浮上型ポンプを利用することにより、前記した本発明に係る効果が達成される。
【００１８】
＜実施例＞
以下、実施例を作業工程順に沿って詳しく説明する。
【００１９】
弾性層の作製：
エピクロルヒドリンゴム（三元共重合体）    １００質量部
軽質炭酸カルシウム                          ３０質量部
可塑剤（分子量４０００）                    １０質量部
ステアリン酸                                  １質量部
老化防止剤（ＭＢ）                        ０．５質量部
酸化亜鉛                                      ５質量部
四級アンモニウム塩                            ３質量部
以上の材料を４５℃に調節した密閉型ミキサーにて１０分間混練して、原料コンパウンドを調製する。このコンパウンドに原料ゴムのエピクロルヒドリンゴム１００質量部に対し加硫剤としての硫黄１質量部、加硫促進剤としてのＤＭ１質量部、ＴＳ０．５質量部を加え、２０℃に冷却した２本ロール機にて１０分間混練する。得られたコンパウンドを、φ６ｍｍステンレス製芯金の周囲に外径φ１５ｍｍのローラ状になるように押出し成型機にて作製し、加熱蒸気加硫した後、外径がφ１２ｍｍになるように研磨加工を行い、弾性ローラを得た。
【００２０】
被覆層用塗料の調製（分散）：
ラクトン変性アクリルポリオール（ＯＨ価９０ＫＯＨｍｇ／ｇ）７１質量部、メチルイソブチルケトン（沸点１１５．９℃）１２９質量部、導電性酸化錫５０質量部の割合で配合した混合液を図３に示す装置を用いて分散させた後、ヘキサメチレンジイソシアネートのブタノンオキシムブロック体（解離温度１３０℃）をＮＣＯ／ＯＨ＝１．０となるように添加、溶解し被覆層用塗料を調製した。
【００２１】
図３に示される装置を解説する。循環ポンプ１はシャフト・軸受け・軸封シール等がない、磁気浮上型の非接触構造のフッ素樹脂製インペラ（渦巻き）を有するイワキ製磁気浮上式レビトロポンプＬＥＶ５０を用いた。ポンプ吐出口下流側のフィルター５は、日本ポール製ＤＦＡ４２０１（７０μｍ）を用いた。フィルター下流側の粘度密度測定器１１は、英国ソラルトロン社製コビフォーク７８２７粘度密度トランスデューサーと７９５０信号変換機を組み合わせて用いた。７９５０信号変換の粘度密度信号の変化に応じて、分注機（自動ディスペンサー）１４からメチルイソブチルケトンを希釈液として適量を中間タンク２へ分注し、液の粘度密度が常に一定になるようにしている。粘度密度測定器１１の下流に分散機２０を配置した。分散機２０はサンドミルのアイメックス製ニュービスコミルＮＶＭ０３型を用いた。分散用メディアはφ０．８ｍｍガラスビーズを使い周速度４ｍ／秒で運転した。分散機２０を通過した塗料は、中間タンク２を経た後、循環ポンプ１上部入口へ直結され、循環経路は完結する。この閉回路を使って、被覆層用塗料の分散と調整に要した循環時間は８時間である。なお、液循環量は１．４リットルだった。
【００２２】
帯電部材の作製（塗布）：
上記被覆層用塗料を前記弾性ローラの上に、図４に示す装置を用いて浸漬塗布し、１０分間風乾した後、１５０℃で１時間乾燥することにより厚さ２０μｍの被覆層を有する帯電部材を得た。得られた被覆層を目視したところ、塗りムラの無い良好な塗膜だった。また前記被覆層の形成は、感光体汚染に起因した画像不良発生を防ぐ目的で、同一塗料を複数回塗りする場合もある。
【００２３】
図４の装置を解説する。図３の分散装置と異なる部分は、分散機２０に換わって塗布ポット３を配置し、昇降装置１０により被塗布物である帯電部材の基体９を浸漬塗布する機能をもたせている。これ以外は図３の分散装置と同様である。なお、液循環量は１．５リットルだった。
【００２４】
＜比較例＞
比較例を図５と図６に基づき説明する。
【００２５】
弾性層の作製：
弾性層の作製を実施例と同様の手順で行い、外径がφ１２ｍｍの弾性ローラを得た。
【００２６】
被覆層用塗料の調製（分散）：
比較例では被覆層用塗料の配合を、実施例と同様の割合で配合した混合液を図５に示す閉回路循環装置を用いて分散させた後、実施例と同様の手順でヘキサメチレンジイソシアネートのブタノンオキシムブロック体を添加、溶解し被覆層用塗料を調製した。
【００２７】
図５の装置を解説する。循環ポンプ４０はインペラが磁気浮上型の非接触構造でないテクミナ製ダイアフラムポンプＳＸＷＡ１−８２Ｒを用いた。ポンプ吐出口下流側に、ダイアフラムポンプが発生する液の脈動を平滑化する目的でサージ・サプレッサーとして空気貯め４１を配した。比較例の図５で示されるように、この空気貯め４１以外の機器構成は基本的に実施例である図３と同様である。但し比較例ではサージ・サプレッサー機能を必要とする目的で、空気貯め内部の液面高さ調整が必要となり、フィルター５、粘度密度測定器１１、分注機（自動ディスペンサー）１４、中間タンク２の配置が実施例と異なり、その結果循環配管のレイアウトは、図５で示されるように実施例の図３よりも複雑になっている。分散機２０の装置条件、運転条件は実施例と同様で、被覆層用塗料の分散と調整に要した循環時間は８時間である。なお、液循環量は２．４リットルを要した。比較例では空気貯め４１や複雑な配管レイアウトにより、実施例よりも大量に循環液を必要とした。
【００２８】
帯電部材の作製（塗布）：
被覆層用塗料の比較例で作製した塗料を前記弾性ローラの上に、比較例の図６に示す装置を用いて浸漬塗布し、実施例と同様の手順で厚さ２０μｍの被覆層を有する帯電部材を得た。得られた被覆層を目視したところ、塗りムラの無い良好な塗膜だった。
【００２９】
比較例に用いた装置を図６を用いて解説する。循環ポンプ４０はテクミナ製ダイアフラムポンプＳＸＷＡ１−８２Ｒを用いた。ポンプ吐出口下流側に、ダイアフラムポンプが発生する液の脈動を平滑化する目的でサージ・サプレッサーとして空気貯め４１を配した。図６で示されるように、この空気貯め４１以外の機器構成は基本的に実施例の図４と同様である。但し比較例ではサージ・サプレッサー機能を必要とする目的で、空気貯め内部の液面高さ調整が必要となり、フィルター５、粘度密度測定器１１、分注機（自動ディスペンサー）１４、中間タンク２の配置が実施例と異なり、その結果循環配管のレイアウトは、図６で示されるように実施例の図４よりも複雑になっている。なお、液循環量は２．５リットルを要した。比較例では空気貯め４１や複雑な配管レイアウトにより、実施例よりも大量に循環液を必要とした。
【００３０】
浸漬塗布の比較例を実施する際、空気貯め４１を外して循環したところ、塗布ポット３のオーバーフロー液面は１ｍｍ程度の脈動が発生した。これは明らかに循環ポンプ４０のダイアフラムポンプが原因となった脈動であった。この脈動した状態で弾性ローラを浸漬塗布し、得られた被覆層を目視したところ、図７に示すような塗膜表面に連続したリング状、帯状の塗りムラがあった。この状態で電子写真画像形成をすると、得られる画像は帯電ムラによる縦筋画像欠陥が生じ、不良画像になることは経験上明白である。
【００３１】
実施例と比較例の結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１で明らかなように実施例では、塗布に必要な循環液量が比較例に対し圧倒的に少なく、しかも装置点検清掃頻度が極めて少なくて済み、比較例に比べて変動費・固定費共に製品コストダウンに多大に貢献できることが明白である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明における帯電装置を用いた画像形成装置（複写機）の概略構成図である。
【図２】本発明に用いた帯電部材の一例の断面図である。
【図３】本発明に用いた実施例の塗料調整分散装置の概略構成図である。
【図４】本発明に用いた実施例の帯電部材の表層塗布装置の概略構成図である。
【図５】本発明に用いた比較例の塗料調整分散装置の概略構成図である。
【図６】本発明に用いた比較例の帯電部材の表層塗布装置の概略構成図である。
【図７】比較例（空気貯め無し）で発生した塗膜表面の塗りムラ模式図である。
【図８】本発明に用いた磁気浮上型の非接触構造のインペラ（渦巻き）を有するポンプの概略図である。
【図９】ポンプのインペラの断面図と平面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  循環ポンプ（磁気浮上式無脈動渦巻き型）
２  中間タンク
３  塗布ポット
４  オーバーフロー配管並びに循環（戻り）配管
５  フィルター
６  循環配管（往）
７  塗布液補充タンク
８  供給弁
９  基体
１０  昇降装置
１１  粘度密度測定器
１２  信号変換機
１３  希釈液タンク
１４  分注機（自動ディスペンサー）
１５  粘度信号（電気計装線）
１６  分注信号（電気計装線）
１７、１８  希釈液供給ライン
１９  塗布液供給ライン
２０  分散機
３１  被帯電体（像担持体）
３１ａ  導電性基体
３１ｂ  感光層
３２  帯電部材
３２ａ  導電性基体
３２ｂ  弾性層
３２ｃ  抵抗制御層
３２ｄ  被覆層（複数回塗りの場合）
３３  電源
３４  露光光
３５  現像装置
３６  転写装置
３７  転写材
３８  クリーニング装置
４０  循環ポンプ（ダイアフラム式）
４１  空気貯め
５１  インペラ
５２  永久磁石
５３  ポンプケース
５４  ステータ
５５  巻線
５６  センサ
５７  ドライバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006205040.tif 000010
【図８】
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【図９】
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