JPS5948146B2 - ブレ−ド式アプリケ−タを有する塗布装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流体材料を分配するためのブレード式アプリ
ケータを利用する塗布装置に関する。

このブレード式アプリケータの内部の形状寸法は、塗布
材料を支持基体に移す時に塗布材料の流量と分配を効率
的に調整できるように設計されている。この装置は連続
的な基体上に規則的な間隔を置いて一様な塗卯物を付着
させる時に使用するのに特に適している。流体組成物の
一様な薄膜を塗布する技術は、種，種のものが従来公知
である。

例えば印刷技術ではインキ・リザーバからインキを版面
に分配するためにこのようなインキをアプリケータから
一連の中間ローラに分配し、そしてこれらの中間ローラ
によつて版面に所定量のインキを付着させること．が通
例必要である。版面は次に像支持シートに接媒させられ
、像情報がこの像支持シートに転写される。インキアプ
リケータと版面との間の一連のローラは、通常最終的に
版面に付着されるインキの量を調整するように調節する
ことができる。こ一れに導入するインキの量の調整は、
アプリケータにより中間ローラに分配される量を調整す
ることによつても達成することができる。例えば、米国
特許第３，７６６，８５６号、同第３，７３９，７２１
号、および同３、３６３、５３０号を参照されたい。適
例はこ一れらの特許に尽きるものではなく、これらの特
許は代表的アプリケータ装置を例示するに過ぎない。イ
ンキアプリケータと版面との間に中間転写手段を上述の
方法で使用している場合には、インキをアプリケータか
ら中間ローラに分配する時のイ．ンキの量や分配形状に
たいして関心を払う必要がない。というのは、インキを
版面に塗布する前に、中間ローラに付着しているインキ
の物理的性状の変化をならすように中間ローラが設計さ
れているからである。もしこのような中間ローラを除去
し、．インキをアプリケータから直接版面に分配するな
らば、アプリケータから出ていくインキの供給と量の一
様性は極めて重要なものになろう。これは、インキ収容
部材によるインキの消費が定期的に中断する場合に、特
にいえることである。このような中断が起ると、アプリ
ケータブレードにより形成されるインキ分配パターンは
一般に、アプリケータに沿う異なる箇所で分散するイン
キの量の変化を反映して、非一様のはつきりした後縁を
生じる。流体材料を種々の支持基体に塗布する時にも、
同様の問題に出会う。通例、過度の材料が塗布場所に供
給され、像支持シートに分配される量はドクターブレー
ド装置によつて調整される。塗布材料を入れたリザーバ
が空になつたために、あるいは像支持面が塗布領域かわ
変位したために、塗布作業が中断した時には、塗布材料
の非対称な後縁を生じる。従つて本発明の目的は、この
ような先行技術の装置の上述の欠点を実質的に有してい
ないブレード式アプリケータ装置を提供することである
。

より詳細には、本発明の主な目的は、連続的な基体に流
体組成物を一様に間欠的に適用できるブレード式アプリ
ケータ装置を提供することである。本発明の他の目的は
、光電気泳動性インキ中の粒子の分散の均一性を変える
ことなく、このようなインキを塗布するのに適したブレ
ード式アプリケータ装置を提供することである。本発明
の別の目的は、上記ブレード式アプリケータ装置を他の
構成部分、特に、光電気泳動像形成装置と組合せて使用
するための装置を提供することである。

本発明の上記の目的およびその他の目的はブレードの縁
端に平行に走つているのぞ切りされたキヤビテイを有す
るブレード式アプリケータ装置によつて達成される。

このみぞ切りされたキヤビテイの天井部分はアプリケー
タ装置の上方部分の内壁によつて構成され、このキヤビ
テイの床部分はアプリケータ装置の下方部分の内壁によ
つて構成されている。アプリケータ装置の上記部分の一
方には、少なくとも１つの何口と、この入口からキヤビ
テイの開放端の方へ傾斜角度をなして放射状に延びてい
る少なくとも１対の塗布材料分配通路とが、設けられて
いる。前記１対の通路の傾斜角度とその関連直径は、ブ
レード式アプリケータ装置の縁に沿つて塗布材料を実質
的に一様に分配する。ブレード縁端を設けてあるアプリ
ケータ装置の下方部分はさらに、像支持面に塗布材料を
均一の薄膜厚さで適用するようになされている。上記設
計によるブレード式アプリケータ装置は、連続的な塗布
物の適用にも、連続的基体対する塗布物の間欠的な適用
にも、良く適用するものである。本発明のブレードアプ
リケータ装置は、その構成に使用される材料および製造
方法に従つて、１つまたはそれ以上の構成部分から成る
。第１ａ図には、本発明のブレード式アプリケータ装置
２の典型的実施例の上から見た時に斜視図が示されてい
る。

このアプリケータ装置の塗布材料分配部分４が構造体の
最上方部分を占めているので、このアプリケータ装置の
下方部分６（以下、「塗布材料塗布部分」と呼ぶ）はそ
の前縁８以外はほとんど隠れて見えない。このアプリケ
ータ装置の材料分配部分は、入口１３からみぞ付キヤビ
テイ盲６の開放端盲４の方へ放射状に延びている２つの
ｌ横連路１２ａ，１２ｂを有している中央供給分配板１
０から成る。これらの放射状通路の間に塗布材料を均等
に分配するために、分配板１０の入口１３はみぞ付キヤ
ビテイ１６の開放端１４に対して直角に位置してしなけ
ればたらない。入口１３はさらに、みぞ付−キヤビテイ
の広い（水平の）平面に対して傾斜しているのが好まし
い。このみぞ付キヤビテイは、アプリケータ装置の塗布
材料部分分配の内壁１７とアプリケータ装置の材料塗布
部分の内壁１８との間の空間により構成されている。流
体塗布材料（図示していない）を供給用リザーバ（図示
していない）から分配板１０の中央に位置している入口
１３を通してブレード式アプリケータ装置の中に加圧供
給すると、流体は第３図に示すようにみぞ付きキヤビテ
イ１６内に一様に分配され従つて入口からこれらの通路
を通つてみぞ付キヤビテイの開放端から流出し、この開
放端においてブレード式アプリケータ装置の塗布材料分
配部分の前縁によつて像支持基体に一様に適用される。

ブレード式アプリセータ装置の塗布材料分配部分の入口
を「中央」に位置していると呼ぶのは、流体をこの入口
からみぞ付キヤビテイの開放端の方へ送る通路に関する
その位置を指示しているに過ぎない。従つて第１ｂ図に
示されている本発明の実施例では、分配板は、各々が塗
布材料を別箇に供給される「中央に」位置している一入
口を有している２つの独立して機能するユニツトを備え
ている。さらに、第３図についての説明からより明らか
になるであろうが、みぞ付キヤビテイの内部形状として
は、アプリケータ装置の塗布材料分配部分の通路が同じ
長さであることは必要でない。このみぞ付キヤビテイの
設計にとつて大切な要件は、入口に対する各々の通路の
傾斜角が同じであること、および゛この傾斜角を第３図
の説明に一致するように決定することだけである。従つ
て、第１ｃ図に示されている本発明の実施例のように、
塗布材料分配部分の通路を互いに異なる長さにし従つて
入口の位置を中央から移動しなければならないブレード
式アプリケータ装置も可能である（そしてある条件の下
では、この方が好ましい）。第２ａ，２ｂ図には、それ
ぞれ平面ａ−ａおよびｂ−ｂにおけるブレード式アプリ
ケータ装置の断面図が示されている。みぞ付キヤビテイ
の開放端と反対の位置にあるみぞ付キヤビテイの後内壁
は、中央に位置する入口から放射状に角度をなして傾斜
している通路に平際に走つている。第２図から明らかな
ように、みぞ付キヤビテイの後内壁は塗布材料分配板の
一部分によつて構成されている。しかしこの後内壁はア
プリケータ装置の塗布材料適用部分の一部分または適当
な厚さの別箇のシムによつて構成することもできる。第
２ｃ図には、先に例示し説明したものに類似の構造の本
発明のブレード式アプリケータ装置の他の実施例の垂直
断面図が示されている．。

みぞ付キヤビテイは、第２ｂ図と同じように，アプリケ
ータ装置の上方構成部分の内壁１７ａと底部構成部分の
内壁１８ａとの間の空間により構成されている。塗布材
料の分配は、アプリケータ装置の底部に位置する入口１
３ａを通しで塗布材料を導入することにより、達成され
る。これらの塗布材料は通路２５ａおよび２５ｂ（図示
していない）並びにキヤビテイ１６ａを通して圧送され
、一様な塗布物の流れとしてキヤビテイのオリフイスか
ら放出される。第３図はブレード式アプリケータ装置の
塗布材料分配部分の種々の通路の寸法関係を示す概略図
である。みぞ付キヤビテイの開放端からの塗布材料の流
れを一様にするためには、キヤビテイを通つて走行する
インキがキヤビテイのあらゆる箇所で出会う流れ抵抗を
同じにするように、アプリケータ装置の塗布材料分配部
分の種々の通路の設計を釣り合わせることが必要である
。従つて、このような設計の目的は、ａ−＋ｂの圧力低
下をａ→ｃのそれと同じにし、そしてｂ−＋ｂ″の圧力
低下をｃ＋ｃ″ のそれと同じにすることである。

これらの目的は、ブレード式アプリケータ装置の内部通
路の種々の寸法関係が下記の方程式で表わされるアプリ
ケータ装置により達成することができる。１ 入口から
放射状に延びている通路の傾斜角度は次のように表わす
ことができる。

式中、Ｒは傾斜通路の流体圧半径（Ｆｔ）、ｑは単位長
さ当りの流体流量（Ｆｔ２／Ｓｅｃ）、ＶＯは傾斜通路
内での流体速度（Ｆｔ／Ｓｅｃ）、Ｈはみぞ付キヤビテ
イの床部分と天井部分との間の垂直距離（Ｆｔ）、であ
る。

２傾斜通路の入口におけるインキの圧力は次のように表
わすことができる。

式中、Ｑ，ＯおよびＨは上で定義したものと同じであり
、 １μは入口を
通して導入される流体の粘度（１ｂｓ−Ｓｅｃ／Ｆｔ２
）、 ｗは流体の比重（１ｂｓ／Ｆｔ３）、 Ｌはみぞ付キヤビテイの頂点からみぞ付キヤビテイの口
までの距離（Ｆｔ）、 ２βは重力圧力（１ｂ
ｓ／Ｆｔ２）、ｇは動力定数（Ｆｔ／Ｓｅｃ２）、であ
る。

最適の作動条件下では、ブレード式アプリケータ装置に
より分配される流体の量は供給量に等しくなる。上記方
程式で示されている設計要件に合２せてアプリケータ装
置を製造したと仮定すると、流体流の体給の終りに流体
の流れが中断した時、流体の塗布はブレードの前縁全体
に沿つて一様に停止する。αの値や放射状通路の流体圧
半径（Ｒ）が変わ３るように、みぞ付キヤビテイの他の
内部寸法も変る。

本発明の好ましい実放例では、αは約１０゜であり、傾
斜通路の流体圧半径（Ｒ）は約０．０８８９ｃｍ（３５
ｍｉ１）であり、そしてみぞ付キヤビデイの幅（Ｈ）は
約０．０１２７〜０．０５０８ｃｍ（５〜２０ｍｉＩ）
の範囲内に３ある。上記パラメーターにより定められた
みぞ付キヤビテイの中に約１０．１６〜１２．７ｃｍ（
４〜５１ｎ／Ｓｅｃ）の範囲内の速度で塗布流体を導入
すると、本発明の目的と互換しうる塗布装置が得られる
。第４図は、ブレード式アプリケータ装置２から４塗布
材料２０を反復性部材２２に適用する実際の適用例を示
している。

アプリケータ装置の塗布材料塗布部分の後縁２４の傾斜
角は好ましいことに４５゜またはそれよりも小さくなつ
ており、このため、アプリケータ装置と受取り面がそれ
らの相対運動により互いに分雛した時の流体の膨出（メ
ニスカス）２６は小さくなる。先に強調したように、本
発明のブレード式アプリケータ装置は、塗布材料の供給
が定期的に中断しても流体を一様に塗布できる故に独得
である。

従つてこのブレード式アプリケータ装置は塗布材料の流
れを間欠的に中断できる嬬動ポンプのような流体供給手
段と組み合わせて使用するのに特に適している。以上に
特定的に示しそして説明した本発明の実施例の、本発明
の範囲内で意図する変更例は、入口を第２ａ，２ｃ図の
位置から、傾斜通路に向き合うアプリケータ装置の構成
部分に移動することを含む。このように移動しても、材
料の分配パターンは本質的に同じ（第３図）であり、ア
プリケータ装置の他の構成部分に対する入口の配向に関
する他の前述の要件もすべてあてはまる３

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は、本発明のブレードアプリケータ装置の上側
から見た斜視図、第１ｂ図は、複数の分配室を有するプ
レード式アプリケータ装置の上から見た斜視図、第１ｃ
図は、入口が中心から離れた位置にありそしてこの入口
から放射状に延びる傾斜通路の長さが互いに異なつてい
るブレード式アプリケータ装置の上から見た斜視図、第
２ａ図は、第１図の２ａ−２ａに沿つて取つたブレード
式アプリケータ装置の拡大垂直断面図、第２ｂ図は、第
１図の２ｂ−２ｂに沿つて取つたブレード式アプリケー
タ装置の拡大垂直断面図、第２ｃ図は、入口と傾斜通路
が会合している平面における本発明のブレード式アプリ
ケータ装置の他の実施例の拡大垂直断面図、第３図は、
ブレードアプリケータ装置の塗布材料分配部分の中に含
まれている種々の通路の寸法関係を示す概略図、第４図
は、像支持シートとブレード式アプリケータ装置との関
係を示す拡大断面図、である。 ２・・・・・・ブレード式アプリケータ装置、４・・・
・・・塗布材料分配部分、６・・・・・・塗布材料塗布
部分、盲２ａ，１２ｂ・・・・・・放射状通路、１３，
１３ａ・・・・・・入口、１６，１６ａ・・・・・・み
ぞ付キヤビテイ、１７，１７ａ・・・・・・塗布材料分
配部分の内壁、１８，１８ａ・・・・・・塗布材料塗布
部分の内壁、２５ａ，２５ｂ・・・・・・放射状通路、
α・・・・・・放射状通路の傾斜角度、Ｒ・・・・・・
放射状通路の流体圧半径。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塗布材料用リザーバ、ブレード式アプリケータ装置
   、および、塗布材料を前記塗布材料用リザーバから前記
   ブレード式アプリケータ装置に供給する手段、を有して
   いる塗布装置において、ブレレード式アプリケータ装置
   が、ブレードの縁端に対して平行に走つているみぞ切り
   されたキャビティを有し、前記キャビティの天井部分が
   上記アプリケータ装置の上方部分の内壁によつて構成さ
   れており、前記キャビティの床部分がアプリケータ装置
   の下方部分の内壁によつて構成されており、前記アプリ
   ケータ装置の前記部分の一方には少なくとも１つの入口
   とこの入口からキャビティの開放端の方へ傾斜角をなし
   て放射状に延びている少なくとも１対の塗布材料分配通
   路とが設けられており、前記通路の傾斜角度とその関連
   直径は前記ブレードの縁端に沿つて塗布材料を実質的に
   一様に分配し、そして前記アプリケータ装置の下方部分
   は像支持面に塗布材料を均一な薄膜の厚さで塗布するよ
   うになつた塗布装置。 ２ 上記アプリケータ装置の上方部分に、入口とこの入
   口から放射状に延びる１対の分配通路とが設けられてい
   る特許請求の範囲第１項に記載の塗布装置。 ３ 上記アプリケータ装置の下方部分に、入口とこの入
   口から放射状に延びる１対の分配通路とが設けられてい
   る特許請求の範囲第１項に記載の塗布装置。 ４ 上記アプリケータ装置の上方部分に入口が設けられ
   ており、そして下方部分にこの入口から放射状に延びる
   １対の分配通路が設けられている特許請求の範囲第１項
   に記載の塗布装置。 ５ 上記アプリケータ装置の下方部分に入口が設けられ
   ており、そして上方部分にこの入口から放射状に延びる
   １対の分配通路が設けられている特許請求の範囲第１項
   に記載の塗布装置。 ６ 上記入口はキャビティの開放端に対して直角である
   特許請求の範囲第１項に記載の塗布装置。 ７ 上記入口から放射状に延びている傾斜通路が互いに
   異なる長さになつている特許請求の範囲第１項に記載の
   塗布装置。 ８ 上記入口に対する各々の通路の傾斜角は実質的に同
   じである特許請求の範囲第１項に記載の塗布装置。 ９ 上記入口はキャビティの広い平面に対して傾斜角を
   なしている特許請求の範囲第１項に記載の塗布装置。 １０ アプリケータ装置の通路とキャビティの内部形状
   は、このキャビティ全体のすべての箇所で塗布材料に同
   じ流れ抵抗を与えるようになつている特許請求の範囲第
   １項に記載の塗布装置。