JPH067265B2 - 電子写真記録体基材等の塗布装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はエンドレスに形成された連続面を有する基材の
外面上に塗液を同時に二層以上の重畳に均一に塗布する
電子写真記録体基材等の塗布装置に関する。

［発明の背景］ エンドレスに形成された連続面を有する基材の外面上の
薄膜で均一な塗布に関してスプレー塗布法、浸漬塗布
法、ブレード塗布法、ロール塗布法等の種々の方法が検
討されている。特に電子写真感光体ドラムのような薄膜
で均一な塗布については生産性のすぐれた塗布装置を開
発すべく検討されている。しかしながら、従来のエンド
レスに形成された連続面を有する基材への塗布方法の装
置においては、均一な塗膜が得られなかったり生産性が
悪い等の短所があった。

スプレー塗布法ではスプレーガンより噴出した塗布液滴
が該エンドレスに形成された連続面を有する基材の外周
面上に到達するまでに溶媒が蒸発するために塗布液滴の
固形分濃度が上昇してしまい、それにともない塗布液滴
の粘度上昇がおこって液滴が面に到達した時、液滴が面
上を充分に広がらないため、あるいは乾燥固化してしま
った粒子が表面に付着するため、塗布表面の平滑性の良
いものが得られない。また該連続面を有する基材への液
滴の到達率が100％でなく部分的にも不均一であるた
め、膜厚コントロールが非常に困難である。更に、高分
子溶液等では糸引きを起こす事があるため使用する溶媒
及び樹脂に制限がある。ブレード塗布法、ロール塗布法
は例えば円筒状基材の長さ方向にブレードもしくはロー
ルを配置し該円筒状基材を周方向に回転させて塗布を行
い円筒状基材を１回転させた後ブレードもしくはロール
を後退させるものである。しかしながら、ブレードもし
くはロールを後退させる際、塗布液の粘性により、塗布
膜厚の一部に他の部分より厚い部分が生じ、均一な塗膜
が得られない欠点がある。特開昭54-87229号公報、特開
昭54-128740号公報には、ブレード塗布におけるブレー
ドが真空と大気の切換え可能なタンクもしくはシリンダ
ー内のピストンの運動の方向の変化とつながっており、
ブレードを後退させる際前記真空側に切り換えることに
より余剰な塗布液を吸い取り均一な塗膜を得るものであ
る。しかしながら、均一な塗膜を得るためには吸引する
タイミングの設定や吸引する塗布液量の精密な制御が必
要となるが、この制御が複雑かつ困難であるなどの欠点
がある。

浸漬塗布法（特開昭49-130736号公報参照）は、上記に
おけるような塗布膜表面の平滑性、塗布膜の均一性の悪
い点は改良される。しかし塗布膜厚の制御が塗布液物性
（粘度、表面張力、密度）と塗布速度に支配され塗布液
物性の調整が非常に重要であり、また塗布速度も低く制
限されるため生産性が悪い等の欠点がある。

特開昭56-15864号公報、特開昭56-15865号公報、特開昭
56-15866号公報には、円筒状基材円周にあるクリアラン
スを持って配置されたかき取り刃を移動させ、塗布をお
こなうため形成する膜厚はかき取り刃と円筒状基材のク
リアランスにより決定され、その膜厚はクリアランスの
約1/2となり均一な膜厚を得るためには円筒状基材を回
転させたりクリアランスを一定に保つためにかき取り刃
の保持方法を提案している。さらに塗膜厚を変化させる
場合においては塗膜厚はクリアランスの約1/2となるた
め、必要とする塗膜厚に応じたクリアランスを有するよ
うなかき取り刃を用意して交換する必要があり、膜厚変
更のたびに作業員は煩雑な作業を強いられる。またかき
取り刃の設定精度が即膜厚精度となるため精度に遊び
（可変性）がなく、塗布膜厚の微調整が非常にむずかし
い。

本出願人は上記欠点を解決すべく塗布装置を先に特願昭
57-74030号として提案した。この先提案技術の塗布装置
によれば、エンドレスに形成された連続面を有する基材
への塗布が均一な膜厚を得ることが可能であり、精度の
高い膜厚制御を迅速かつ容易に行うことができる塗布装
置である。しかし該塗布装置にあっては、一度の塗布工
程で基材に一層の塗膜しか塗布することができず、２以
上の塗液を二層以上の重畳に同時に塗布することはでき
ない。したがって該基材に重畳塗布する場合には上記塗
布工程にて一層塗布毎に乾燥させ、さらに上記塗布工程
を繰り返し行わなければならず、その操作が極めて繁雑
であった。

［発明の目的］ 本発明は上記にみられる欠点を解決すべく成されたもの
で、エンドレスに形成された連続面を有する基材へ一度
の塗布工程で２以上の塗液を同時に二層以上の重畳に塗
布することを可能ならしめる塗布装置を提供するもので
あり、本発明のその他の目的ないし付随する目的は本明
細書の以下の記述によって明らかにされる。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明の塗布方法は、電子写
真感光体基材の如く、エンドレスに形成された連続周面
を有すると共に一端から他端まで同一形状を有する柱状
又は筒状の基材を連続的に上方向に移動させながら液を
塗布する固定のビード塗布装置において、エンドレスの
ホッパーエッジが基材周面を取囲むように且つ該基材周
面との間に２以上の重畳塗布液層からなるビードを基材
全周に亘って架橋可能な間隙を維持するように、ホッパ
ー装置が配置されており、該ホッパー装置は、前記エン
ドレスのホッパーエッジにおいて終端をなすように該ホ
ッパーエッジに向かって全周が徐々に集束すると共に下
方に傾斜するエンドレスに構成された液スライド曲斜面
と、該液スライド曲斜面にエンドレスに形成された２以
上の塗布液流出口と、該塗布液流出口から前記液スライ
ド曲斜面を流下させて前記塗布液ビードの重畳層の各々
に塗布液を重畳の関係で供給するエンドレスの塗布液分
配室と、を具備していることを特徴とする。

尚、特開昭49-42343号や同54-124039号には、塗布する
基材がエンドレスではなくシート状の場合における塗布
方法が記載されているが、これらの技術は、エンドレス
の連続周面を有する柱状又は筒状の基材を塗布する本願
発明とは、その構成、課題及び目的を全く異にする異な
る分野の技術である。何故ならば、シート状に塗布する
技術では液スライド面が単なる平面であり、該液スライ
ド面を流れる塗布液は液流出口から押し出された状態の
まま、即ち、略同一幅のまま平面上を流下し、その幅を
維持したまま平面の基材に平面状に塗布されるものであ
るが、柱状又は筒状の基材の場合は、塗布液が流下する
面はエンドレスの曲斜面であるため、流下する塗布液が
側端部を有さずエンドレスである点、また該塗布液が、
全周が塗布液流出口から基材に向かって徐々に集束する
曲斜面を流下する点において全く異なる構成、課題ない
し目的を有するからである。

［発明の具体的構成］ 本発明に係る塗布装置は、エンドレスに形成された連続
周面を有すると共に一端から他端まで同一形状を有する
柱状又は筒状の基材の外面上に液を塗布する装置におい
て、２以上の塗布液分配室及び塗布液分配室の各々につ
ながる塗布液分配スリットの各々が連続であり、各塗布
液分配室に塗布液を供給する塗布液供給手段が塗布液分
配室に連結してあり、各塗布液分配スリットの塗布液流
出口が、エンドレスのホッパーエッジにおいて終端をな
すようにホッパーエッジに向かって全周が徐々に集束す
ると共に下方に傾斜する液スライド曲斜面に形成されて
おり、該液スライド曲斜面の終端をなすエンドレスのホ
ッパーエッジは、基材外寸より0.05〜１mm大きく、液ス
ライド曲斜面終端より下方に延びる長さが0.1〜１０m
m、好ましくは0.5〜４mmであることがよい。又前記ホッ
パーエッジは前記スライド曲斜面終端より鉛直下方及び
それより30度迄の範囲内で前記基材と反対側に傾斜した
ものであり、より好ましくは、鉛直下方及びそれより20
度迄の範囲内で傾いて延びるものである。

ホッパーエッジの傾斜が30度を超えると塗布液の架橋が
短くなり、ビードが不安定となって良好な塗布膜が得に
くくなる。又塗布装置に供給された塗布液は一旦、各塗
布液分配室に溜められ、これに連結する塗布液分配スリ
ットの各々に塗布液を均一に分配するようにされるが、
前記塗布液を前記スリットに均一に分配しかつ前記スリ
ットに分配された塗布液を基材面に均一に塗布できるよ
うにするには、前記塗布液分配スリットに対する前記塗
布液分配室の圧力損失比は各々40以上であり、より好ま
しくは40〜100,000の範囲内であるのがよい。圧力損失
が40未満の場合は、各塗布液の均一な分配及び塗布がで
きにくくなり、100,000を超えると各塗布液分配室を大
きくするとか、各スリットを長くする必要が生じ、装置
構造上問題を生ずる。

本発明の塗布装置における２以上の重畳塗布液層の塗布
による塗膜は塗布液ビードによって形成される。つまり
塗布装置を離れる塗布液の層は、その離れるときの厚さ
と同じ厚さの層で基材に直接塗布されるのではなくて一
度液溜り（ビード）になってから該基材に移るのであ
る。従ってこの塗布液ビードによって形成される塗膜
は、実際上塗布装置から基材に直接形成されるのではな
く塗布装置は単に塗布液ビードを維持し、基材はそのビ
ードから塗布される。このビードによる塗布ではそのビ
ードを横切ってこれと交叉して移動する基材上に塗布さ
れる塗膜の厚みは、ビードの作用によって決定され且つ
基材が移動する速度、塗布液の供給速度、ホッパー構造
の効率等によって変化する。

本発明の塗布装置は、塗布するエンドレスに形成された
連続周面を有する基材が円筒形である場合には、ホッパ
ーエッジは前記円筒形基材直径よりやや大なる直径（0.
05〜１mm大なる直径）の円形の終端部となり、また該ホ
ッパーエッジにおいて終端をなす液スライド曲斜面は円
錐状の斜面、即ち、所謂すり鉢状となり、更に該液スラ
イド曲斜面に形成される塗布液分配スリットも円形とな
る。

本発明の塗布装置による塗布は次のようにして行われ
る。即ち、電子写真感光体の如く、エンドレスに形成さ
れた連続周面を有すると共に一端から他端まで同一形状
を有する柱状又は筒状の基材を塗布する場合において、
該基材周面を取り囲むように且つ該周面全周との間に間
隙を維持するようにホッパーを設け、該間隙に、基材周
面を取り囲むように対向するホッパーエッジと基材周面
とを架橋する塗布液ビードを全周に形成し、該ビードに
対して、１つの塗布液層が他の塗布液層を伴って連続的
に且つ同時に供給して、各個別の層が明確な重畳関係に
維持される如くなし、前記基材をその周面が前記塗布液
ビードと交叉し且つ接触するように連続的に上方向に移
動させ、基材周面が、塗布液ビードの重畳層の外端部に
係合して結合層を同時に引出し同時重畳塗布される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図面に従って詳細に説明す
る。しかし本発明は以下の実施態様に限定されるもので
はない。

第１図は本発明に係る塗布装置を示す一部断面斜視図、
第２図は基材への塗布状態を示す断面図である。

各図において、１は塗布装置本体、２は塗布液を塗布す
るホッパー装置である。３Ａ、３Ｂは塗布液分配室で該
分配室３Ａ、３Ｂには各々異なる塗布液Ｓ１、Ｓ２を供
給する供給パイプ４Ａ、４Ｂが連結されている。５Ａ、
５Ｂは塗布液分配スリットで、端部を持たず基材外周を
取り囲むように連続して形成されている。６Ａ、６Ｂは
塗布液流出口、７は液スライド曲斜面、８はホッパーエ
ッジ、９は塗布液ビードである。

各々異なる塗布液Ｓ１、Ｓ２は、必要量だけ図示しない
ポンプによりパイプ４Ａ、４Ｂを介して各々分配室３
Ａ、３Ｂに供給される。そこで塗布液Ｓ１、Ｓ２は円筒
形ドラムの円周方向に分配され、分配スリット５Ａ，５
Ｂを経て各々塗布液流出口６Ａ、６Ｂよりスライド部７
上に円周方向に均一に流出し、該液スライド曲斜面７を
流下しながら前記塗布液がＳ１、Ｓ２は二層形成され、
前記液スライド曲斜面７を介してホッパーエッジ８より
円筒形基材10の外周面11全周との間に架橋してビードを
形成し、該ビードによって該基材外周面11に二層の層状
Ｌ１、Ｌ２塗布される。

本発明の好ましい実施態様では、ホッパーエッジ径と円
筒形基材外径との差は0.05〜１mmの範囲であるが、好ま
しくは0.1〜0.6mmの範囲である。又、液スライド曲斜面
の傾斜角度は水平に対して10〜70゜の範囲であり、より
好ましくは20〜45゜の範囲である。

尚本装置において塗布される塗布液の粘度は0.5〜700cp
の範囲で、好ましくは１〜500cpの範囲である。本装置
において塗布された塗布膜は円筒形基材円周方向に、継
ぎ目なく分配室分配スリット及びスライド部が配置され
ているため塗布された塗膜は、継ぎ目なく均一なもので
ある。又塗膜厚は塗布液供給量と円筒形の移動速度によ
り決定されるため容易にコントロールが可能であり同時
に塗布速度は浸漬法に比べはるかに速くできる。さらに
該ホッパー装置は異なる数種類の塗布液に応じて複数設
けてもよい。

なお同図中、第１図及び第２図と同一符号で示した部分
は第１図及び第２図における該当符号が示す部材と同一
のものを示す。

塗布液分配室に塗布液を供給する塗布液供給手段として
は上記実施例に示す如くパイプを用いることが好まし
く、また塗布液の安定性、均一性等のためには図示しな
いが２以上の複数のパイプを用いてもよい。

本発明の塗布装置においては、塗布液の粘度からきまる
膜厚範囲を下回る膜厚で塗布する場合、塗布液粘度が高
すぎる場合、又塗布速度が高速となりすぎたりした場合
に、該円筒形基材円周上にホッパーエッジで塗布された
液が持ち去られる時に液の粘性によりビードの液を上に
持ち上げようとする力が強く働いて該円筒形基材とホッ
パーエッジとの間に形成されるビードが安定に存在する
ことができなくなることがあり、これを防止するために
第３図に示す如く、ホッパーエッジ８と連続面を有する
基材10との間に形成している塗布液のビードの下部に該
ビードと円筒形基材10と協働する減圧室12を設け、当該
減圧室12に連通する気体排出管13を設けて減圧室12内を
雰囲気気圧より負圧に保つよう減圧し塗布をおこなうよ
うにした塗布装置も好適に用いることができる。

この装置を用いれば、ビード下方にビード及び円筒形基
材10表面一部を壁の一部として含む減圧室12内より空気
を排気管13を通して排出し減圧室12内圧を雰囲気圧より
負に（望ましくは雰囲気圧より１mm水柱〜300mm水柱の
範囲で低く）保って塗布するようにして制御される。従
って塗布速度の変動や円筒形基材とホッパーエッジとの
間隙の変動等による塗布が不均一となることを防止する
ことができる。

以上、本発明の実施例では２つの塗布液を同時に重畳塗
布する場合について述べたが、３以上の塗布液を同時に
重畳塗布することもできる。

本装置は薄膜で均一な塗布膜を要求する電子写真感光体
ドラム、静電記録体の製造、ローラー表面上への被覆、
エンドレス帯状物等の外周面への塗膜形成等に用いら
れ、それらに制限されることはない。即ちエンドレスに
形成された連続周面を有すると共に一端から他端まで同
一形状を有する柱状又は筒状の基材の外面上の同時重畳
塗布装置として用いられる。

なお、本装置ではホッパーエッジと円筒形基材は、ある
間隙を持って配置されているため基材（円筒形ドラム）
を傷つけることがない。

また本装置に使用される塗布液は、塗布に必要な量だけ
供給するため少量ですみ、溶液状態で含有される成分が
分解等変質し易いような不安定な液においても短時間で
塗布乾燥が行われるため有利である。

［実験例］ 以下、本発明の実験例について説明する。

被塗布物である基材は、外径100mmのアルミニウム製の
ドラムであり、該ドラムに下層に電荷発生層（ＣＧＬ）
を、その上に電荷輸送層（ＣＴＬ）を塗布した。各々の
塗布液組成および塗布条件を下記する。

ＣＧＬ塗布液組成 モノアゾ顔料25重量部、ポリカーボネート25重量部を粉
砕混合した後、1,2−ジクロルエタン850重量部を加え、
ビールミルにて24時間分散を行い、塗布液を得た。該塗
布液の粘度は100cp（Ｂ型粘度計NO.2ローター60rpm）で
あった。

ＣＴＬ塗布液組成 ポリカーボネート100重量部、ポリビニルカルバゾール
（ＰＶＫ）75重量部、1,2−ジクロルエタン1045重量部
を攪拌溶解し、塗布液を得た。該塗布液の粘度は200cp
であった。

実験例１ 第１図に示す塗布装置を用いて下記塗布条件にてＣＧＬ
塗布液が下側となるように分配室３Ｂにつながる供給口
４Ｂより、ＣＴＬ塗布液を分配室３Ａにつながる供給口
４Ａより、夫々ポンプにて供給し塗布し、塗布後直ちに
ドライヤーにて乾燥したところ、均一な塗膜が得られ
た。

塗布条件 塗布速度（ドラム上昇速度）＝2m／min ＣＧＬ供給量＝12.6cc／min （乾燥後膜厚＝１μｍ相当、乾燥前膜厚＝20μｍ） ＣＴＬ供給量＝107cc／min （乾燥後膜厚＝25μｍ相当、乾燥前膜厚＝170μｍ） 塗布装置内径＝100.5mm 比較例１ 特開昭49-130736号公報記載の浸漬塗布法により上記組
成の塗布液の塗布を行った。

上記組成の塗布液を塗布槽満たした後、ドラムを浸漬
し、次いでドラムを引き上げた後、ドライヤーにて乾燥
した。

その結果、ＣＧＬ塗布液は、塗布速度2.0ｍ／minでは膜
が厚くなりすぎドラム全周に液だれが生じた。乾燥後膜
厚＝１μｍを得るためには、塗布速度を0.9ｍ／minに下
げる必要があった。

またＣＴＬ塗布液は上記ＣＧＬ塗布液と同様、塗布速度
2.0ｍ／minでは膜が厚くなりすぎ液だれが生じて均一な
塗膜が得られなかった。均一な塗膜を得るには、塗布速
度を0.24ｍ／minに下げる必要があった。

以上の結果から、当該比較例１の浸漬塗布法では、均一
な塗膜を得るためには、塗布速度を実験例１（本発明）
に比して大幅に遅くする必要があり、更にＣＧＬ、ＣＹ
Ｌ各々を１層毎別々に塗布しなければならないので生産
性が極めて低い。

比較例２ 特開昭56-15864号公報記載の塗布方法により先ずＣＧＬ
塗布液の塗布を、次にＣＴＬ塗布液の塗布を行った。

ＣＧＬの塗布 この塗布方法でのかき取り後の膜厚は、かき取り刃とド
ラムのクリアランスの約半分となるので乾燥前膜厚＝20
μｍを得るため、下記取り刃の内径を100.08mm、かき取
り刃移動速度を2m／min、ドラム回転数を400rpmとして
塗布を行った。

得られた塗膜は、約５mmピッチのスパイラル状の濃淡む
らが発生した。ＣＧＬ塗布液は顔料分散系の液であるた
め擬塑性を示し、液に働く剪断力がなくなると急激に粘
度が上がる性質を有しており、また乾燥前の膜厚が20μ
ｍと薄いためレベリングされなかったために濃淡むらが
発生したものと思われる。ドラム回転数を大きくしレベ
リング効果が出易い条件を検討したが100rpmが塗布でき
る限界であった。このとき、スペイラル状の濃淡むらは
ピッチが小さくなったが依然残っており結局均一な塗膜
は得られなかった。

ＣＴＬの塗布 かき取り刃の内径を100.6mmとした以外はＣＧＬの塗布
と同様にしてＣＴＬの塗布を行った。

得られた塗膜は、ＣＧＬと異なり外観上は均一な塗膜が
得られたが、膜厚を測定したところ、約５mmで３μｍの
膜厚変動があった。1,2−ジクロルエタンは比較的蒸発
が早いため乾燥過程で粘度が上昇しレベリングされなか
ったものと思われる。

以上の結果から、当該比較例２の塗布法では、前記比較
例１の浸漬塗布法のように塗布速度を大幅に遅くする必
要はないが、均一な塗膜が得にくい。

［発明の効果］ 以上のように本発明の塗布装置は、柱状又は筒状の基材
のエンドレスに形成された連続周面上に傷つけることな
く、性質の異なる２以上の塗布液を一度の塗布工程で同
時に２以上の層状に、しかも均一な膜厚が得られるよう
塗布することが可能であり、その膜厚制御も容易であ
り、固定の塗布装置を用い、被塗布基材を上方向に連続
的に移動させながら連続塗布する構成と相俟って、迅速
かつ高い生産性を有する。特に、本発明を電子写真感光
体等の記録体の製造に用いる場合、下引層、電荷発生
層、電荷輸送層等（特開昭51-90827号、同57-67934号、
同57-179857号等参照。）を同時重畳塗布することが可
能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る塗布装置を示す一部断面斜視図、
第２図はエンドレスに形成された連続面を有する基材へ
の塗布状態を示す断面図、第３図は他の実施例を示す断
面図である。 図中において、１は塗布装置本体、２はホッパー装置、
３Ａ、３Ｂは塗布液分配装置、４Ａ、４Ｂはパイプ、５
Ａ、５Ｂは塗布液分配スリット、６Ａ、６Ｂは塗布液流
出口、７は液スライド曲斜面、８はホッパーエッジ、９
は塗布液ビード、10は基材、11は基材外周面、12は減圧
室、13は排出管、を各々指示する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 幸一 東京都日野市さくら町１番地 小西六写真 工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−42343（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−124039（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−15864（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−107040（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−2768（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−189061（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子写真感光体基材の如く、エンドレスに
   形成された連続周面を有すると共に一端から他端まで同
   一形状を有する柱状又は筒状の基材を連続的に上方向に
   移動させながら液を塗布する固定のビード塗布装置にお
   いて、エンドレスのホッパーエッジが基材周面を取囲む
   ように且つ該基材周面との間に２以上の重畳塗布液層か
   らなるビードを基材全周に亘って架橋可能な間隙を維持
   するように、ホッパー装置が配置されており、該ホッパ
   ー装置は、前記エンドレスのホッパーエッジにおいて終
   端をなすように該ホッパーエッジに向かって全周が徐々
   に集束すると共に下方に傾斜するエンドレスに構成され
   た液スライド曲斜面と、該液スライド曲斜面にエンドレ
   スに形成された２以上の塗布液流出口と、該塗布液流出
   口から前記液スライド曲斜面を流下させて前記塗布液ビ
   ードの重畳層の各々に塗布液を重畳の関係で供給するエ
   ンドレスの塗布液分配室と、を具備していることを特徴
   とする電子写真記録体基材等の塗布装置。