(57)【要約】【目的】均一且つ均質塗膜の積層から成る円筒状部材を製造することができる塗布膜形成装置を提供すること。【構成】内周面に周状に形成されたスリット状の吐出口を有するリングノズルから、該リングノズルと同芯に配置された円筒状部材の外周に向かって塗布液を吐出させ、該リングノズルと該円筒状部材を軸方向に相対的に移動させることにより所定の速度で塗布膜を形成する円筒状部材への塗布膜形成装置において、前記リングノズルへの液導入口を同芯軸上の位置に配置する。ここで、前記リングノズルを、幅が１ｍｍ以下のみの流路で構成する。又、前記リングノズル内の塗布液の流線方向が水平から鉛直上向き方向のみの構成とする。【選択図】      図１
2005000718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に周状に形成されたスリット状の吐出口を有するリングノズルから、該リングノズルと同芯に配置された円筒状部材の外周に向かって塗布液を吐出させ、該リングノズルと該円筒状部材を軸方向に相対的に移動させることにより所定の速度で塗布膜を形成する円筒状部材への塗布膜形成装置において、
前記リングノズルへの液導入口を同芯軸上の位置に配置したことを特徴とする塗布膜形成装置。
【請求項２】
前記リングノズルを、幅が１ｍｍ以下のみの流路で構成することを特徴とする請求項１記載の塗布膜形成装置。
【請求項３】
前記リングノズル内の塗布液の流線方向が水平から鉛直上向き方向のみの構成であることを特徴とする請求項１又は２記載の塗布膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置の機能部品として使用される、感光ドラムや現像ローラ、搬送ローラ、転写ローラなどの剛体円筒状部品、或は中間転写ベルト、転写搬送ベルト等の可撓体円筒状部品への塗布膜形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
円筒体外周への塗布方法としては、特許文献１や特許文献２にリング塗布方法が開示されている。リング塗布方法は、円筒状部材の全周に亘って塗布液を吐出する開口部を有するリング状塗布部材を設け、塗布液を吐出しながら円筒状部材をリング状塗布部材に対して相対的に鉛直上方に移動させることにより、円筒体の外周面に塗布液を塗布する方法である。このリング塗布方法は、ディップコートと比較して塗布時間が短いため生産性が良く、又、塗布液の使用効率が非常に良いため生産コストを削減することもできる。この方法は、ニュートン流体性としての性質が強く、非顔料分散系又は長時間安定分散状態を保つことができる塗布液に関して優れた塗布方法である。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２９７６０６号公報
【０００４】
【特許文献２】
特公平７−０５２２９６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電子写真に使用されるドラムやローラ等は、常により優れた機能や耐久性が求められている。そのため、特に高機能な部材を作製する際、複雑な物性を持つ塗布液材料や特殊な溶媒の他、安定分散状態を保つことが難しい顔料を混入された塗布液を均一膜厚且つ均質膜質で塗布することが要求される。
【０００６】
このような性質を持つ塗布液を用いた場合、前記リング塗布方法では流入口からノズル内に流入した液を全周に回り込み易くする液分配の役割を果たすマニホールドと呼ばれる部分においては流路幅が広くなるため、一般に流体の速度が遅くなり、不安定な分散体が凝集したり沈降したりすることがある。その結果、分散体が周方向で不均一な状態となり、画像スジや耐久性の低下といった問題が発生し、歩留まりが低下することがある。
【０００７】
又、非ニュートン性の影響によりマニホールド内で液が滞留すると、特開２０００−２６２９４７号公報に示されるようなパラメータを用いてリング状に設計したヘッドでは、均一性に対して影響のあるマニホールド内の断面積が滞留液の影響により見掛け上減少することになり、周方向の吐出分布を引き起こしてしまい膜厚分布を発生させる要因となる。この原因は液導入部がマニホールドの一部の対称性の低い位置に接続されると、マニホールド内に回転方向の速度成分を持って導入されるため、その傾向が顕著に現れることが分った。
【０００８】
本発明は、均一且つ均質塗膜の積層から成る円筒状部材を製造することができる塗布膜形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、内周面に周状に形成されたスリット状の吐出口を有するリングノズルから、該リングノズルと同芯に配置された円筒状部材の外周に向かって塗布液を吐出させ、該リングノズルと該円筒状部材を軸方向に相対的に移動させることにより所定の速度で塗布膜を形成する円筒状部材への塗布膜形成装置において、前記リングノズルへの液導入口を同芯軸上の位置に配置したことを特徴とする。
【００１０】
従って、本発明によれば、導入口よりリングヘッドノズル内に導入された塗布液は該吐出口に至るまでの流路が全周全ての位置に対して等しい関係にあるため、非ニュートン性流体を用いた場合に滞留が発生しても、周方向に対して等しく発生するため吐出のムラが生じない。
【００１１】
又、本発明によれば、該吐出口に至るまでの流路が全周全ての位置に対して等しい関係にあるため、マニホールドが不要となる。従って、導入口から導入された塗布液は吐出口に至るまで全て狭幅の流路を通るため、速度が低下することがなく、非ニュートン性流体であっても滞留が発生することを容易に防止することができる。又、常に流体に対して十分な速度が与えることが容易なため、不安定分散物を含む塗布液を用いた場合でも、異常凝集の発生を容易に防ぐことができる。
【００１２】
更に、本発明によれば、流路内に存在している塗布液は導入口より新しい塗布液が導入される度に確実に吐出口へと押し出されるため、流路内の塗布液は常に新しく導入された液に置き換えられ、異常凝集を容易に防ぐことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００１４】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態１に係るリング状塗布膜形成装置の模式図である。図１では、構成を明確にするために一部装置を切断した断面図となっている。
【００１５】
本実施の形態では、１本の円筒状部材に塗布液を１層塗布しているものである。図１において、１はワークとなる円筒状部材であり、固定具１０１によりその両端は上方向から調芯されて固定支持されている。ワークの固定方法は、本実施の形態に限定されるものではなく、ヘッドとの相対移動中に調芯を保つことができるものであれば、芯棒により固定する等、如何なる方法でも良い。
【００１６】
図中、２は円筒状基材１の表面に所望の量の塗布液を吐出して塗布膜を形成するリングノズルである。配管１を通じて、鉛直上向き方向に設けた液導入部２１よりリングノズル内に塗布液が導入される。配管は塗布液に対する耐薬品性があり、液圧による変形が無視できる程度のものであれば良く、内径に関しては塗布膜厚と塗布速度によって決まる吐出量に対して流体速度が遅くなり、液導入前に凝集異常や滞留の発生が起こることがない程度に小さければ良い。又、導入部２１は、リングノズル２の下方に取り付けて鉛直上向きであるが、短時間で沈降する分散粒子を含まない場合には、液に対して一様の剪断速度を掛けることができるため、上方に取り付けて鉛直下向きであっても良い。
【００１７】
導入された塗布液は、流路２２を通り吐出口２３から円筒部材ワーク１の表面へ塗布される。流路２２は、吐出膜厚の均一性に影響を与えるために、全周に亘って均一な幅を持つように構成することが重要である。幅に関しては特に限定しないが、塗布膜厚、塗布速度、ワーク径に依存する吐出量に対して適当な剪断速度を持つように設計すると良い。又、短時間で沈降する分散粒子を含まない場合には、例えば２０１のように、吐出口直前の流路の途中にマニホールドを設けることで、流路幅の均一性に対する精度条件を緩和することもできるため、マニホールドはあっても良い。
【００１８】
本実施の形態では、吐出口２３は、エクストリュージョン型の所謂ビードを形成する小さな先端部を採用したが、小ディップのような液溜まりを作るようなものでもカーテンコートのような液膜を形成するものでも、何れの方法であっても良い。
【００１９】
リングノズル２の中心線は、液導入部２１と円周状の吐出口２３の中心を含む直線であり、この中心線は円筒状基材１の中心線と同軸に配置するように十分に精度良くすることが重要である。リングノズル２は、不図示の固定具により固定してある。
【００２０】
本実施の形態では、ワークとリングヘッドの相対移動手段として、円筒状基材１を固定している１０１がリニアガイド等の水平な動きをする１０２によってガイド１０３に沿って上下方向に移動することにより円筒状基材１の表面に塗布膜を形成するが、相対移動手段は、本実施の形態に限定されるものではなくワークを固定とし、リングヘッド２をガイド１０３に沿って上下方向に移動する等、相対移動中に調芯を保てるものであれば如何なる方法でも良い。
【００２１】
ポンプ３は必要な流量が安定して供給できる供給手段であれば何でも良く、例えばシリンジポンプやダイヤフラムポンプ等が考えられる。
【００２２】
［実施例］
（実施例１）
円筒状部材としてアルミニウムシリンダーの素管を用意した。アルミニウムシリンダーの素管に対して図１に示した装置により、前述の手順を４度繰り返すことにより、４層の塗布膜を形成し電子写真式の画像形成装置に用いる感光ドラムを得た。尚、乾燥手段はクリーンオーブンを用いた。
【００２３】
第１層は導電性被服層で、酸化スズ及びチタンの粉末をフェノール樹脂に分散したものを主体とした。リングノズルの移動速度は１０ｍｍ／ｓ、形成された膜厚は２０μｍである。第２層は下引層で、変性ナイロン及び共重合ナイロンを主体としている。リングノズルの移動速度は１０ｍｍ／ｓ、形成された膜厚は０．６μｍである。第３層は電荷発生層であり、フタロシアニン顔料をブチラール樹脂に分散したものを主体としている。リングノズルの移動速度は１０ｍｍ／ｓ、形成された膜厚は０．２μｍである。第４層は電荷輸送層であり、ホール搬送性ヒドラゾン化合物、ポリカーボネート樹脂を主体のものを用いた。リングノズルの移動速度は１０ｍｍ／ｓ、形成された膜厚は２５μｍである。
【００２４】
用いたリングノズルの断面概略図は図２のようなもので、配管内径φ４ｍｍのＰＴＦＥ製チューブを用い、下面に設けたφ３ｍｍの液導入部を介してノズル内に液を導入した。下面流路はφ５０ｍｍで流路幅は１ｍｍとした。図２の２０１の部分に断面３ｍｍ角となるマニホールドを設けた。
【００２５】
これにより、アルミニウムシリンダー素管から感光ドラムの最終製品を製造した。製造された感光ドラムは均一且つ均質塗膜の積層から成る良好な感光ドラムであった。又、一般的な電子写真画像形成テスト機を用いた画像テストにおいても、色ムラ、画像スジの無い良好な画像が得られた。
【００２６】
（実施例２）
実施例１と同様のワーク、塗布液を用いて、リングノズルの流路内に図３のようにマニホールドを持たないリングノズルを用いて最終製品を製造した。製造された感光ドラムは均一且つ均質塗膜の積層からなる良好な感光ドラムであった。又、一般的な電子写真画像形成テスト機を用いた画像テストにおいても、色ムラ、画像スジの無い良好な画像が得られた。
【００２７】
（実施例３）
実施例２と同様のワーク、塗布液を用いて、図４のようにリングノズル液導入口が上面にあるリングノズルを用いて最終製品を製造した。製造された感光ドラムは均一且つ均質塗膜の積層から成る良好な感光ドラムであった。又、一般的な電子写真画像形成テスト機を用いた画像テストにおいても、色ムラ、画像スジの無い良好な画像が得られた。
【００２８】
（実施例４）
実施例２と同様のワーク、リングノズルを用いて第４層塗布液中に、フッ素原子含有樹脂微粒子を０．２重量％混入したものを用いた。リングノズルの移動速度は１０ｍｍ／ｓ、形成された膜厚は２５μｍである。
【００２９】
これにより、アルミニウムシリンダー素管から感光ドラムの最終製品を製造した。製造された感光ドラムは均一且つ均質塗膜の積層から成る良好な感光ドラムであった。又、一般的な電子写真画像形成テスト機を用いた画像テストにおいても、色ムラ、画像スジの無い良好な画像が得られた。
【００３０】
＜比較例１＞
実施例１と同様のワーク、塗布液を用いて、図５の一般的なリングノズルを用いて最終製品を製造した。製造された感光ドラムは、膜厚は液導入口付近が厚くなり、一般的な電子写真画像形成テスト機を用いた画像テストにおいては、感光ドラムの液導入口の反対側に接触する部分で画像スジを引き起こすことが分った。
【００３１】
＜比較例２＞
実施例２と同様のワーク、塗布液を用いて、図２のリングノズルを用いて最終製品を製造した。製造された感光ドラムは膜厚は均一であったが、一般的な電子写真画像形成テスト機を用いた画像テストにおいては、数本の画像スジが発生した。
【００３２】
＜比較例３＞
実施例２と同様のワーク、塗布液を用いて、図４のリングノズルを用いて最終製品を製造した。製造された感光ドラムは、膜厚は均一であったが、一般的な電子写真画像形成テスト機を用いた画像テストにおいては、数本の画像スジが発生した。
【００３３】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、顔料分散系や不安定分散物を含む液の塗布においてもリングノズル内に塗布液が滞留しないため、均一且つ均質塗膜の積層から成る円筒状部材を製造することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すリングノズル塗布膜形成装置の断面図である。
【図２】マニホールドを有するリングノズルの詳細形状断面図である。
【図３】マニホールドを持たないリングノズルの詳細形状断面図である。
【図４】液導入口が上方にあるリングノズルの詳細形状断面図である。
【図５】比較例１に用いたリングノズルであって、一般的なリングノズルの詳細形状断面図である。
【符号の説明】
１        円筒状部材
２        リングノズル
３            ポンプ
４            配管
２１      液導入口
２２      流路
２３      吐出口
１０１    固定具
１０２，１０３    リニアガイド
２０１    マニホールド
【図１】
2005000718.tif 000003
【図２】
2005000718.tif 000004
【図３】
2005000718.tif 000005
【図４】
2005000718.tif 000006
【図５】
2005000718.tif 000007