説明

定着ロールの製造方法

【課題】円筒状または円柱状の芯材の外表面に、フローコート方法を使って、接着層や離型層用の液状材料を塗布する際に生じるスパイラル模様を軽減させ、前記スパイラル模様に起因する筋が定着時の画質に表れないようにすることが可能な定着ロールの製造方法を提供すること。
【解決手段】液状材料を芯材に対して流下させて、該芯材表面に該液状材料を塗布すると共に、塗布層の外表面にブレートを当てつけるか、または塗布層の外表面に空気を吹付け、該芯材上に液状材料を平滑に塗り広げることでスパイライル模様を軽減させ、定着時に前記スパイラル模様に起因する筋が画質に表れないようにすることが可能な定着ロールの製造方法を提供する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は電子写真装置用の定着ロールの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来電子写真用定着ロールの製造方法としては、円筒状の芯材の外表面にプライマーと呼ばれる接着剤を塗布し、加熱し焼付けした後、前記接着層の外周に離型性を有するフッ素樹脂チューブを被覆する方法が用いられている。その際、前記プライマー等の液状材料を塗布する方法としては、噴霧塗布方法、浸漬塗布方法、または刷毛塗り塗布方法、フローコート方法(特許文献1)等が知られている。
【0003】
しかしながら、前記液状材料を噴霧塗布方法で塗布する場合、塗料が空気中に飛散するため塗着効率が悪く塗料の消費量が多いためコストアップを招いてしまう。また、浸漬塗布方法で塗布する場合、浸漬するため多量の塗液が必要となり装置の大型化を招きコストアップを招いてしまう。さらに、浸漬する際に浸漬槽上部の液面常態を安定化するために、芯材をゆっくり浸漬する必要があり、この工程に要する時間が長くなり、結局コストアップを招くとういう問題があった。刷毛塗り方法で塗布する場合、均一な厚みの塗膜が得にくいという問題があった。上記問題点を改善する塗布方法の一つにフローコート方法がある。フローコート方法とは、芯材の外表面に液状材料をらせん状に塗布する方法である。前記フローコート方法によってプライマーコーティングされた定着用ロールを用いて定着させると、らせん状に塗布した結果生じるスパイラル模様に起因した筋が画像に現れるという問題があった。特に接着層を有する芯材の外周にフッ素樹脂からなる表面離型層を有する定着用ロールで前記スパイラル模様が顕著に表れ、また、芯材の外表面に接着層を介しゴム弾性層、接着層、離型層の順で積層した定着ロールについても、同様にスパイラル模様に起因した筋が画像に表れるという問題があった。
【0004】
【特許文献1】特開平9−85756公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、円筒状または円柱状の芯材の外表面に、フローコート方法を使って、接着層などを形成するために液状材料を塗布する際に生じるスパイラル模様を軽減させ、前記スパイラル模様に起因する筋が定着時の画質に表れないようにすることが可能な定着ロールの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記のような目的を達成するために、本願発明は、芯材を回転させながらノズルを長手方向に移動させ、該芯材の外表面に該ノズルから液状材料を流下させるフローコート方法を用いた電子写真装置用定着ロールの製造方法において、前記液状材料を前記芯材に対して流下させて、該芯材表面に該液状材料を塗布すると共に、塗布層の外表面にブレードを当てつけ、該芯材上に液状材料を平滑に塗り広げることを特徴とするものである。
【0007】
また、芯材を回転させながらノズルを長手方向に移動させ、該芯材の外表面に該ノズルから液状材料を流下させるフローコート方法を用いた電子写真装置用定着ロールの製造方法において、前記液状材料を前記芯材に流下させ、該芯材表面に該液状材料を塗布すると共に、塗布層の外表面に空気を吹付け、該芯材上に液状材料を平滑に塗り広げることを特徴とするものである。
【0008】
また、前記液状材料は、フッ素系の接着剤、または表面離型層を形成するためのフッ素系塗料であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0009】
フローコート方法を用いて液状材料を芯材に対し塗布する際、塗布層の外表面にブレードを当てつけ、該芯材上に液状材料を平滑に塗り広げるため、スパイラル模様を軽減させ、その結果スパイラル模様に起因する筋が定着時の画質に表れないようにすることが可能となる。また、前記ブレードのかわりに、塗布層の外表面に空気を吹付けた場合においても、前記ブレードを当てつけた時と同様にスパイラル模様を軽減させ、その結果スパイラル模様に起因する筋が定着時の画質に表れないようにすることが可能となる。
本発明を以下に詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
〔芯材〕
本発明で使用する定着ロール用の芯材は、円柱状または円筒状で、両側に軸受け部があっても良い。芯材の材質は、一般に熱伝導性の良好なアルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレス等の金属や、セラミックスなどを用いることができる。芯材の外径は15mm〜80mmの範囲が好ましく、前記芯材の厚みは0.2mm〜3mmの範囲が好ましい。芯材の厚みや長さはそれぞれの用途に応じて通常の範囲から選択すれば良く、特に限定されない。また、芯材に鉄を用いた場合は、防錆処理を行うことが好ましい。
【0011】
〔プライマー〕
本発明で用いる液状材料の一つで、芯材とフッ素系塗膜を接着させるために用いる。前記プライマーは市販のものを用いることができ、ポリイミド樹脂等の耐熱性樹脂とフッ素樹脂を配合した水系フッ素系塗料が適している。また、図11に示した様に、ゴム弾性層5を有する定着ロールの場合、プライマーは、前記芯材2と前記ゴム弾性層5を接着させるための接着層3に用いても良いし、前期ゴム弾性層5と前記離型層4を接着させるための接着層3’に用いても良い。尚、前記離型層は、PFAといったフッ素系樹脂チューブを用いても良いし、フッ素系塗料を塗布し形成しても良い。
【0012】
〔フッ素系塗料〕
本発明で用いる液状材料の一つで、離型層を形成するために用いる。前記フッ素系塗料は市販のものを用いることができ、水系フッ素樹脂塗料が適している。また溶剤系フッ素系塗料も使用可能である。更に、離型層に導電性が必要な場合、前記フッ素系塗料に導電性フィラーを配合することも可能である。導電性フィラーとしては、市販のものを用いることができ、カーボンブラックが適している。
【0013】
〔製造工程〕
本発明を用いた電子写真定着用ロールの製造方法について説明する。ここで定着ロールとは、芯材の外表面に接着層を形成し、前記接着層の外表面に離型層を有したロールである。まず、洗浄した芯材を100rpm〜800rpmで回転させながら、前記芯材の外表面に、ディスペンサーを用い吐出用ニードルからプライマーを前記芯材表面に流下させ、前記芯材表面にプライマーを塗布すると共に、ブレードを芯材表面に当てつけるか、またはブレードの替わりにノズルからエアーを芯材表面吹付けた。
このようにプライマーを外表面に塗布された芯材を5rpm〜100rpmで回転させながら、雰囲気温度が50℃〜100℃の炉に入れプライマーを乾燥させ、接着層を形成した。また乾燥後、必要に応じ380℃の炉に入れて焼成し、接着層を形成しても良い。さらに、形成した接着層を必要に応じ研磨しても良い。
【0014】
次に、形成した接着層の外表面にフッ素樹脂からなる離型層を形成するために、上記と同様のディスペンサーを用い、前記芯材を100rpm〜800rpmで回転させながら、フッ素系塗料を接着層の外表面に流下させ、前記芯材表面にプライマーを塗布すると共に、ブレードを芯材表面に当てつけた。またはブレードの替わりにノズルからエアーを芯材表面吹付けた。
このようにフッ素系塗料を接着層の外表面に塗布した芯材2を5rpm〜100rpmで回転させながら、雰囲気温度が50℃〜100℃の炉に入れ乾燥させた。乾燥後、150℃〜380℃まで段階的に昇温させて焼成し、芯材外表面に接着層を介しフッ素系樹脂からなる離型層を形成した。また、離型層は、フッ素樹脂からなるチューブを被覆した後、焼成し形成しても良い。
【0015】
〔ブレード〕
ブレード15の材質は、ステンレス、アルミニウムの金属板が好ましい。表面を平滑にするために研磨やメッキを施したものも使用可能である。表面粗さは、Ra=0.2μm以下が好ましい。芯材の外径が25mmの場合、ブレードの厚みは0.01mm〜1mmが好ましく、0.05mm〜0.2mm材質がより好ましい。ブレード15の幅は、1mm〜30mmが好ましい。これらの寸法は、芯材の外径に比例することが好ましい。
【0016】
〔ノズル〕
エアー吹付け用のノズル17の断面形状は、円形、楕円形、矩形、三角形など適宜選択が可能であるが、円形または楕円形が好ましい。ノズル17の形状は先端に行くにつれ広がるラッパ状であっても良い。芯材2の外径が25mmの場合、ノズル17の大きさは円形の場合、内径は0.6〜5mmが好ましく、より好ましくは、内径は1〜3mmがより好ましい。これらの寸法は、芯材の外径に比例することが好ましい。また、吹付けるエアーの圧力は、0.01MPa〜1MPaが好ましい。
【実施例1】
【0017】
図1に示すように、塗布装置1を使って、定着ロール用芯材2の外表面へ液状材料12としてプライマーを塗布した。まず、表面に防錆処理をした外径25mm×長さ330mmの鉄製パイプからなる芯材2を塗布装置1にセットし600rpmで回転させた。次に液状材料12を外径26.2mmのシリンジ11の先端に、液送チューブ13を介して、吐出ニードル14(武蔵エンジニアリング製SN-23G)を接続した。ディスペンサー10(武蔵エンジニアリング製ML-606GX)を用い、シリンジ11内を加圧して、液状材料12を吐出するようにした。
【0018】
次に図3に示すように、液状材料12として、フッ素系樹脂にポリイミド樹脂を配合した粘度200センチポイズの水系プライマーを準備した。前記水系プライマー12をシリンジ11に充填し、吐出ニードル14から、吐出量が4.8g/分となるようにディスペンサー10の圧力を調整した。吐出ニードル14を塗布開始位置へ移動させ、ニードル14の送り速度に追随したブレード15(幅3mm×長さ50mm×板厚0.08mm)を、吐出ニードル14から流下したプライマー12の塗布層を平滑に塗り広げる様に、前記塗布層の外表面に当てつけた。ここで、図4に示すように、ブレード15の先端部15aが前記塗布層に接するように当てつけても良いし、図5に示すように、ブレード15をバネ体16で押さえつけるようにして前記塗布層に当てつけても良い。
【0019】
芯材2へプライマー12を塗布後、芯材2を50rpmで回転させながら、70℃雰囲気温度の中で10分間乾燥させた後、380℃に昇温焼成し接着層3を得た。焼成後の接着層3の膜厚は8μmであった。前記接着層3を有する芯材2に膜厚20μmのPFAチューブを被覆し、380℃で20分間加熱し定着ロールを得た。得られた定着ロールのうねりはJIS B0601に基づき、カットオフ0.8mm、測定速度0.3mm/sec、測定長さ5mmで測定した結果、WCM=0.5μmであった。得られた定着ロールを実機に搭載し定着画質を確認した結果、スパイラル模様に起因する筋がない良好な画質が得られた。
【実施例2】
【0020】
まず、実施例1と同様に塗布装置1を使ってプライマー12を芯材2へ塗布し、ブレード15で平滑に塗り広げた後、乾燥、焼成し接着層3を得た。次に、図6に示すように、接着層3を有する芯材2の外表面に、前記塗布装置1aを使って粘度500センチポイズのフッ素系塗料12’を塗布した。前記フッ素系塗料12’を塗布した芯材2を回転数20〜40rpmで、雰囲気温度70〜80℃の中で10分間乾燥した。乾燥後150℃から380℃まで2時間かけて段階的に昇温焼成し、図7に示すような離型層4を有する定着ロールを得た。得られた定着ロールを実機にて定着画質を確認した結果、スパイラル模様に起因する筋がない良好な画質が得られた。
【実施例3】
【0021】
図2に示すように、塗布装置1aを使って、液状材料12としてプライマーを芯材2へ塗布した。まず、表面に防錆処理をした外径25mm×長さ330mmの鉄製パイプからなる芯材2を塗布装置1aにセットし、600rpmで回転させた。次に前記プライマー12を外径26.2mmのシリンジ11の先端に液送チューブ13を介して、吐出ニードル14(武蔵エンジニアリング製SN-23G)を接続した。ディスペンサー10(武蔵エンジニアリング製ML-606GX)を用い、シリンジ11内を加圧して、前記プライマー12を吐出するようにした。塗布物20を平滑するために、内径1.1mm〜内径2.4mmのノズル16を用い、エアーの圧力が0.1MPa〜0.2MPaで、塗布物を平滑にする様にエアーを吹き付けた。ノズル16の位置は、図8に示すような位置の他、図9、図10に示すような位置にあっても良い。
【0022】
次に、プライマー12を塗布した芯材2を回転数20〜50rpm、雰囲気温度60〜90℃で回転乾燥させ、その後380℃まで昇温焼成させ、膜厚が8μmの接着層3を得た。前記接着層3を有する芯材2に膜厚20μmのPFAチューブを被覆し、380℃で20分間加熱し定着ロールを得、前記定着ロールのうねりはJIS B0601に基づき、カットオフ0.8mm、測定速度0.3mm/sec、測定長さ5mmで測定した結果、WCM=0.5μmであった。得られた定着ロールを実機に搭載し定着画質を確認した結果、スパイラル模様に起因する筋がない良好な画質が得られた。
(比較例1)
【0023】
比較例として、実施例1と同様の装置を用いて、定着ロール用芯材2の表面に水系プライマーを塗布した。この際、前記ブレードや前記ノズルを用いなかった。実施例1と同様に、塗布後回転しながら乾燥させ、昇温焼成した後、膜厚20μmのPFAチューブを被覆した。その後380℃で20分間加熱し、得られた定着ロールのうねりはJIS B0601に基づき、カットオフ0.8mm、測定速度0.3mm/sec、測定長さ5mmで測定した結果、WCM=1.8μmと大きく、得られた定着ロールを実機で定着画質を確認した結果、スパイラル模様に起因する筋がある画質となった。
【産業上の利用可能性】
【0024】
本発明は、電子写真装置用定着ロールの他、接着層を有するゴムロールの製造に応用される。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明実施例1に適用される液状材料塗布の機構を示す説明図である。
【図2】本発明実施例3に適用される液状材料塗布の機構を示す説明図である。
【図3】本発明実施例1に適用される液状材料塗布の機構を示す断面図である。
【図4】本発明実施例1に適用される液状材料塗布の機構を示す断面図である。
【図5】本発明実施例1に適用される液状材料塗布の機構を示す断面図である。
【図6】本発明実施例2に適用される液状材料塗布の機構を示す断面図である。
【図7】本発明実施例1に適用され作製された定着ロールを示す断面図である。
【図8】本発明実施例3に適用される液状材料塗布の機構を示す断面図である。
【図9】本発明実施例3に適用される液状材料塗布の機構を示す断面図である。
【図10】本発明実施例3に適用される液状材料塗布の機構を示す断面図である。
【図11】本発明に適用され作製されたゴム弾性層を有する定着ロールを示す断面図である。
【符号の説明】
【0026】
1、1a 塗装装置
2 芯材
3、3’ 接着層
4 離型層
5 ゴム弾性層
10 ディスペンサー
11 シリンジ
12 液状材料(プライマー)
12’液状材料(フッ素系塗料)
13 液送チューブ
14 吐出ニードル
15 ブレード
16 バネ体
17 ノズル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
芯材を回転させながら、ノズルを長手方向に移動させ、該芯材の外表面に該ノズルから液状材料を流下させるフローコート方法を用いた電子写真装置用定着ロールの製造方法において、前記液状材料を前記芯材に対して流下させて、該芯材表面に該液状材料を塗布すると共に、塗布層の外表面にブレートを当てつけ、該芯材上に液状材料を平滑に塗り広げることを特徴とする電子写真装置用定着ロールの製造方法。
【請求項2】
芯材を回転させながら、ノズルを長手方向に移動させ、該芯材の外表面に該ノズルから液状材料を流下させるフローコート方法を用いた電子写真装置用定着ロールの製造方法において、前記液状材料を前記芯材に対して流下させて、該芯材表面に該液状材料を塗布すると共に、塗布層の外表面に空気を吹付け、該芯材上に液状材料を平滑に塗り広げることを特徴とする電子写真装置用定着ロールの製造方法。
【請求項3】
前記液状材料は、フッ素系の接着剤であることを特徴とする請求項1〜請求項2に記載の電子写真装置用定着ロールの製造方法。
【請求項4】
前記液状材料は、表面離型層を形成するためのフッ素系塗料であることを特徴とする請求項1〜請求項2に記載の電子写真装置用定着ロールの製造方法。

【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】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2006−65171(P2006−65171A)
【公開日】平成18年3月9日(2006.3.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−249841(P2004−249841)
【出願日】平成16年8月30日(2004.8.30)
【出願人】(000251288)鈴鹿富士ゼロックス株式会社 (156)
【Fターム(参考)】