JP2000071330A - 円筒状基材上ヘのフッ素樹脂被覆方法、ならびに画像形成装置の定着用部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 円筒状基材上にフッ素樹脂を成膜し、平滑
に仕上げるための新しい方法を提供する。 【解決手段】 面転写部材として円筒状基材よりも熱
膨張率が小さい材質でシート形状のものを用い、加熱前
に前記シートを被加工円筒材の円周の1/３以上巻き付け
た状態で、前記シートの両端部を一方の端が移動した分
だけもう一方の端が相対的に移動するようなシート保持
治具に固定し、前記シートを張った状態で前記保持治具
の位置を固定し、前記被加工円筒材の軸を回転自在に固
定した状態で回転させながら前記シートを従動させつつ
前記シートの外側より前記被加工円筒材を加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，円筒および円柱上
ヘのフッ素樹脂被覆方法に関し、とりわけ複写機・ＬＢ
Ｐ(レーザービームプリンター)等の電子写真画像形成装
置の定着部材を製造する際に好適に適用される方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、弾性ローラ上ヘのフッ素樹脂被覆
方法としては、弾性ローラをフッ素樹脂チューブで覆う
方法、もしくは弾性ローラ上にフッ素樹脂粉体及びフッ
素樹脂分散液を塗装した後、加熱焼成する方法が用いら
れる。前記フッ素樹脂を加熱焼成する際には、フッ素樹
脂の融点以上まで、フッ素樹脂を加熱し、焼成成膜する
方法が取られている。

【０００３】このフッ素樹脂表面を平滑に仕上げる方法
として下記のような方法が知られている。

【０００４】定着ローラの生産方法において表面フッ素
樹脂層を研磨後フッ素樹脂層の表面温度をフッ素樹脂の
融点よりやや高めで再焼成する方法(特公平５-５５０７
８)。円筒状基材上の特定のフッ素樹脂層に高温にした
平滑な加圧面を押圧してフッ素樹脂層表面を平滑化する
方法(特開平８-１１８５６１)。定着ローラの製造方法
においてフッ素樹脂層は押圧平滑化(鏡面化)された後に
焼成して溶融結合して平滑なフッ素樹脂層表面を設ける
方法(特開平３-８０２７７)。

【０００５】フッ素樹脂被覆ローラの製造方法において
ゴム弾性体上のフッ素樹脂被覆したローラを加熱体に回
転接触させ溶融後回転させたままローラ及び加熱体を冷
却して平滑面を得る方法(特開昭６２-２２７４６３)。

【０００６】また、以前に本発明者等は、フッ素樹脂の
焼成成膜時に、金属などからなる円筒状基材、もしくは
これらを芯金として弾性体を表面形成した円筒状基材の
表面にフッ素樹脂を予備形成した被加工円筒材の外側に
配した面転写部材とで、フッ素樹脂を加圧し、同時に加
熱することにより、フッ素樹脂表面に、面転写部材の表
面模様を転写しつつ成膜する方法を提案している(特開
平９-２７７３７８)。

【０００７】また、本発明者等は、フッ素樹脂の焼成成
膜時に、金属などからなる円筒状基材、もしくはこれら
を芯金として弾性体を表面形成した円筒状基材の表面に
フッ素樹脂を予備形成した被加工円筒材の外側に円筒状
の面転写部材を配し赤外線ヒータを加熱の手段として用
い前記面転写部材の外側より直接表面を加熱すること
で、前記フッ素樹脂を加圧し、同時に加熱することによ
り、前記フッ素樹脂表面に、前記面転写部材の表面模様
を転写しつつ成膜する方法も提案している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】まず前記従来例のよう
なフッ素樹脂被覆方法には、次のような問題点がある。

【０００９】第１に、弾性体上にフッ素樹脂を塗装し、
加熱焼成する場合、前記フッ素樹脂の溶融粘度が極めて
高いため、前記フッ素樹脂の融点よりかなり高い温度で
加熱焼成しても、成膜したフッ素樹脂層の平滑性が低
い。

【００１０】また、前記のようなフッ素樹脂焼成条件を
実行した場合、その温度に耐えるような弾性体が存在し
ないため、弾性体に極めて大きなダメージを与える結果
となる。

【００１１】前記のことを解決しようという目的のも
と、本発明者等は、弾性体とフッ素樹脂層の外側に配し
た面転写部材との間で、フッ素樹脂層を加圧し、面転写
部材の表面模様を前記フッ素樹脂表面に転写しながら、
前記フッ素樹脂の加熱焼成成膜を行なう方法を提案し
た。その結果、前記フッ素樹脂の表面模様を制御しなが
ら、前記フッ素樹脂を従来よりも低い温度で成膜するこ
とが可能となり、下材であるゴムのダメージを比較的抑
えることができるようになった。

【００１２】さらに、本発明者等は、金属などからなる
円筒状基材、もしくはこれらを芯金として弾性体を表面
形成した円筒状基材の表面にフッ素樹脂を予備形成した
被加工円筒材の外側に円筒状の面転写部材を配し赤外線
ヒータを加熱の手段として用い面転写部材の外側より前
記被加工円筒材の直接表面を加熱することで下材である
ゴムのダメージを抑えることができるようになった。

【００１３】しかしながら前記円筒状の面転写部材を用
いる方法では以下３点の問題がある。

【００１４】まず１つは、面転写部材として円筒状の面
転写部材が必要であるが、この面転写部材の内径は面転
写される前記被加工円筒材、さらには前記円筒状基材の
外径により適正な範囲がある。まずは、前記被加工円筒
材が入るだけの内径が必要である。また、あまり内径が
大きすぎると加熱の際に前記円筒状基材が膨張しても面
転写部材との間でフッ素樹脂層を十分に加圧することが
できなくなり、面転写が行なわれなくなってしまうた
め、内径をあまり大きくして隙間を大きくすることはで
きない。このため、量産時等の前記円筒状基材の外径が
ばらつくときには安定した面転写および成膜が困難にな
る。

【００１５】つぎに、前記の面転写部材内径と前記被加
工円筒材との隙間は、前記円筒状基材の熱膨張が小さい
とき、または熱膨張させる前記円筒状基材の厚みが薄い
ときには、その隙間は非常に狭くしなければならなくな
る。このため、安定した面転写および成膜を行なおうと
すると実際には面転写部材ヘの前記被加工円筒材の挿入
が困難になったり、加工後の円筒材製品が抜けにくくな
ってしまうという問題がある。

【００１６】さらにもう１つの問題は、前記加工法にお
いては前記面転写部材の内面が非常に重要であるが、前
記面転写部材はほとんど開口部に対し軸方向に長いた
め、内面の掃除が困難ということである。

【００１７】本発明の目的は、前記の諸問題を解決する
こと、すなわち、前記円筒状の面転写部材を用いる方法
と同等の効果をもち、かつ、面転写される前記被加工円
筒材の外径・内径による制約をできるだけ少なくし、前
記の面転写部材の機能部位と前記被加工円筒材との隙間
による制約をできるだけ少なくすることで前記円筒状基
材の外径がばらつくときにも安定した面転写および成膜
を可能にし、さらに、前記面転写部材の機能部位の掃除
が容易である方法を開発することにある。

【００１８】

【発明を解決するための手段】本発明は、円筒状基材上
に表面加工可能なフッ素樹脂層を予備形成した被加工円
筒材に対して、前記円筒状基材上のフッ素樹脂層と、該
フッ素樹脂層の外側に配した面転写部材との間で、前記
円筒状基材と前記面転写部材の熱膨張率の差を利用し前
記フッ素樹脂層を加圧した状態で加熱することによっ
て、前記面転写部材の表面模様を、前記フッ素樹脂層表
面に転写させる、フッ素樹脂被覆方法において、前記面
転写部材として前記円筒状基材よりも熱膨張率が小さい
材質でシート形状のものを用い、加熱前に前記シートを
前記被加工円筒材の円周の1/３以上巻き付けた状態で、
前記シートの両端部を一方の端が移動した分だけもう一
方の端が相対的に移動するようなシート保持治具に固定
し、前記シートを張った状態で前記保持治具の位置を固
定し、前記被加工円筒材の軸を回転自在に固定した状態
で回転させながら前記シートを従動させつつ前記シート
の外側より前記被加工円筒材を加熱する。

【００１９】なお、以下において、「円筒状基材」とは
フッ素樹脂層を含まない内側の部分を指し、そのうち表
面が弾性体の場合さらにその内側の剛体部分を「芯金」
と呼ぶ。また、フッ素樹脂を予備形成した、加熱・加圧
前のものを「被加工円筒材」と呼び、成膜完了したもの
を「円筒材製品」と呼ぶ。

【００２０】このような方法を用いると、前記円筒状基
材は熱膨張により径が大きくなるのに対し、前記シート
は熱膨張率が小さい上に前記保持治具によりその両端部
を固定されているため伸びは小さく、そのため前記円筒
状基材表面のフッ素樹脂層は加圧された状態で加熱され
ることとなり、基層に劣化を与えずに前記面転写部材の
表面模様を、前記フッ素樹脂層表面に転写させつつ成膜
することができる。前記被加工円筒材は回転しているた
め前記被加工円筒材全面にわたり同様に面転写および成
膜が行なわれる。また前記被加工円筒材表層のフッ素樹
脂は軟化している状熊で溶融まではしていない。さらに
前記被加工円筒材と前記シートの剥離の場所は直接加熱
しなければ温度が急激に下がるため、前記被加工円筒材
表層のフッ素樹脂は面転写部材である前記シートには付
着せず、そのため剥離跡も残らない。

【００２１】このような手法を用いることで円筒状の面
転写部材を用いなくても前記円筒状基材と前記面転写部
材の熱膨張率の差を利用し前記フッ素樹脂層を加圧した
状態で加熱することが可能となる。このため円筒状の面
転写部材では重要であった前記円筒状基材の外径のばら
つきによる前記被加工円筒材と面転写部材との隙間がば
らつくために安定した面転写および成膜が困難になると
いう問題は、それぞれの前記被加工円筒材で加熱前に保
持治具を前記シートがたるまない位置に固定することで
円筒状基材の外径のばらつきに関係なく前記被加工円筒
材と面転写部材との隙間を一定にできるため解決する。
また前記円筒状基材の熱膨張が小さかったり厚みが薄い
ために、前記被加工円筒材と前記面転写部材の隙間を非
常に狭くしなければならない場合、円筒状の面転写部材
ヘの前記被加工円筒材の挿入が困難になったり、加工後
に前記円筒材製品が抜けにくくなってしまうという問題
は、シートを巻きつける本方法では、加熱前に前記被加
工円筒材をセットし前記シートを巻き、加工後に前記シ
ートを剥がしてやれば良いため無関係である。また加熱
前に前記シート保持治具を前記シートが前記被加工円筒
材にぴったりと付く状態で固定することで前記被加工円
筒材と前記面転写部材の隙間を非常に狭くできるため、
前記円筒状基材の熱膨張が小さかったり厚みが薄い場合
に十分対応できる。さらに前記面転写部材をシート形状
にすることで前記被加工円筒材に面を転写する部分の表
面掃除が非常に容易になる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施例において用いられ
る装置の構成、特に部材、加工材料について説明する
(図１〜図７参照)。

【００２３】まず、被加工円筒材について述べる。１
１、２1、３1、４1、５1、６1、７1は各実施例(順に実
施例１〜７)において使用した被加工円筒材であり、最
外層にフッ素樹脂層(１１５、３1５、５1５など)を有す
る。このフッ素樹脂は、実施例ではテトラフルオロエチ
レン〜ヘキサフルオロプロピレン共重合体(ＦＥＰ)が用
いられたが、他にテトラフルオロエチレン・パーフルオ
ロアルキルビニルエーテル共重合体(ＰＦＡ)、ポリテト
ラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、テトラフルオロエチレ
ン〜エチレン共重合体(ＥＴＦＥ)、ポリビニリデンフル
オライド(ＰＶdＦ)、ポリクロロトリフルオロエチレン
(ＰＣＴＦＥ)、などが好ましい例として挙げられる。こ
れらのフッ素樹脂の粉体および前記粉体を含むの水性塗
料をコーティングする方法としては、実施例のようにデ
ィスパージョンをスプレー塗装する方法の他、水性塗料
の場合、ディップコーティング、ローラコーティング、
ブレードコーティングなどがあり、粉末の場合は静電粉
体塗装などがある。コーティングされたフッ素樹脂層
は、水性塗料の場合の乾燥後および粉体塗装後は、フッ
素樹脂が微粒子の状体で凝集し層をなした状態である。

【００２４】このフッ素樹脂の層は、コーティング後、
あらかじめ予備加熱焼成成膜しておいてもよい。フッ素
樹脂の予備加熱焼成は、一時的にフッ素樹脂の溶融温度
まで上昇させれば十分であるが、フッ素樹脂を完全に成
膜させるまで行なってもよい。この際、フッ素樹脂の表
面にクラック・凹凸等が存在してもよい。また予備加熱
焼成後のフッ素樹脂を前記円筒状基材と前記面転写体で
加圧、加熱する工程における前記フッ素樹脂層の温度
は、２００℃以上であれば特に制約はないが、予備加熱
焼成温度まで上昇させる必要はなく、好ましくは２４０
℃〜３００℃に加熱するとよい。この方法を用いると予
備加熱焼成を行なわなかった場合より、少ない熱量でフ
ッ素樹脂に任意の表面模様を付与することができる。前
記円筒状基材として樹脂やゴム等の耐熱性のない材質を
用いた場合、フッ素樹脂の加熱焼成時に前記円筒状基材
の熱劣化が起こるが、この方法を用いると急速加熱によ
り前記円筒状基材の熱劣化を防止することができる。ま
た前記フッ素樹脂層加圧時に高温を必要としないため作
業効率も良い。

【００２５】フッ素樹脂層の内側円筒状基材(１１０、
３1０、５1０)の材質としては、適切な強度と耐熱性を
持つものであれば特に制限はないが、好適にはニッケル
・鉄・アルミニウムなどの金属、ポリイミドなどの耐熱
性樹脂、もしくは前記金属ないし樹脂を芯金(１１１、
３１１、５１１)としてその表面にプライマー(１１２、
１１４、３1２、３1４、５1２、５1４)、および/または
シリコーンゴム・フッ素ゴムなどの耐熱性ゴム(１１
３、３1３、５1３)を形成したものが用いられ、特に下
記に示すアルミニウム芯金-プライマー-シリコーンゴム
-フッ素ゴム・フッ素樹脂混合プライマー(フッ素樹脂
層)の構成が好ましい例として挙げられる(図１.Ａ、図
３.Ａ、図５.Ａ参照)。

【００２６】前記芯金は円柱または中空円筒のいずれで
もよく、その直径は好ましくは円筒状基材全体の６５〜
９０％である(１１１、３１１、５１１)。

【００２７】前記シリコーンゴム層(１１３、３1３、５
1３)の厚さはほぼ前記円筒状基材全体の半径と芯金の半
径の差に等しい。前記シリコーンゴム層の形成方法とし
ては、たとえばプライマーを塗布した芯金を円筒状金型
に挿入し、ＬＴＶの未加硫シリコーンゴムを注入し、そ
れを加熱硬化することにより形成する方法が挙げられ
る。

【００２８】前記シリコーンゴム層と表層フッ素樹脂層
を接着するためのプライマー層(１１４、３1４、５1４)
はフッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物からなり、形成方法
としてはたとえば前記混合物の水性塗料をスプレーによ
り塗装し加熱硬化させることなどが挙げられる。

【００２９】なお加工後の円筒材製品(１１６、２1６、
３1６、４1６、５1６、６1６、７1６)は図面上被加工円
筒材と同一である。また、成膜後のフッ素樹脂膜(１１
７、３1７、５1７)も図面上加工前と同一である。

【００３０】次に、面転写部材について述べる。１２、
２２、３２、４２、５２、６２、７２は各実施例におい
て使用した面転写部材である。

【００３１】これらはシート状、またはその両端を接合
したベルト状で前記被加工円筒材当接側には前記円筒状
基材上に形成されているフッ素樹脂膜に転写したい表面
模様が形成されたものをＵ字に曲げて用いている。材質
としては、前記フッ素樹脂の焼成成膜時に必要な温度に
耐え前記円筒状基材よりも熱膨張の小さいものであれば
特に制約はないが、鉄・ＳＵＳ・アルミニウム等の金属
材料や、ポリイミド・ポリフェニンサルファイド等の耐
熱性樹脂を用いることが好ましい。また前記円筒状基材
当接側の面粗さは、仕上がり時の前記円筒材製品(１１
６、３1６、５1６)の表面の面粗さを決定づける重要な
要素であるので、十分に小さな値が望まれる。たとえば
十点平均粗さ(Ｒz)で０.５μｍとするのが好ましい。

【００３２】前記シ一ト状の面転写部材の前記被加工円
筒材のへの巻き付けは円周の1/３以上が好ましい。これ
はある程度の巻き付けがないと熱膨張率の差による力が
十分に前記円筒状基材表面の前記フッ素樹脂層を加圧す
ることに使われないからであり、そのためできることな
らば1/２以上ほしい。

【００３３】また前記シートの長さは加熱の間ローラに
従動して一方向に送る分だけの長さがあれば良いが、実
際はφ２０ｍｍの被加工円筒材でローラ回転は２０rpｍ
ほどで加熱時間が約1５０秒であるため約３.５ｍほどい
ることになる。こうなると装置的には非常に大きくなる
ため約６００ｍｍ程度の長さのシートを用い、ローラ回
転を数回反転させながら前記シートを従動させても良
い。

【００３４】さらに、前記面転写部材の保持手段として
は、代表的には1３、２３、３３、４３、５３のよう
に、前記シートの両端を固定するための、一方の端が移
動した分だけもう一方の端が相対的に移動するようなシ
ート保持治具があり、ラック&ピニオンの機構を用いて
いる。他にシーソーの機構も用いられる。

【００３５】前記被加工円筒材の両端は芯金部１１１、
３１１、５１１によって回転台に接続される。前記回転
台は1４、２４、３４、４４、５４、６４、７４がこれ
に該当する。ここで、前記被加工円筒材と前記シートは
互いに従動可能であるため、モータはそのいずれか一方
につけ他方を従動させることになるが、前記シートを移
動させ前記被加工円筒材を従動させる方がより好まし
い。前記被加工円筒材を回転させ前記シートを従動させ
るようにすると(図１.Ｂ)、前記被加工円筒材の回転に
より慣性の大きいシート保持治具を動かそうとすること
になり前記被加工円筒材表面とシートとの問にスリップ
が発生しやすく、それにより前記被加工円筒材表面にキ
ズがつく場合がある。そこで前記シートを移動させ慣性
の小さい前記被加工円筒材を従動させることでスリップ
を防止して前記被加工円筒材表面にキズをつけることな
く前記フッ素樹脂の表面に、任意の模様および粗さを付
与することが可能となる(図２.Ｂ)。

【００３６】またシートを前記被加工円筒材に巻き付け
る際に巻き付けローラ(３６、４６、５６、６６および
７６)を用いることができる。(図３.Ｂ)これにより、前
記被加工円筒材円周に前記面転写部材のシートを1/２以
上巻き付けることが容易になり、このため、熱膨張率の
差による力が十分に前記円筒状基材表面のフッ素樹脂層
を加圧することに使われることになり前記被加工円筒材
の軸にかかる負担が小さくなるため、軸の変形およびそ
れによる軸方向中央部の面転写および成膜の不良を防ぐ
ことができる。

【００３７】加熱手段としては、1５、２５、３５に示
すようなアルミ製のヒートロールが代表的で、ステンレ
スシートの上から前記被加工円筒材に接触している。

【００３８】基本的には以上のような手段により、前記
課題を解決しつつ従来表面模様および粗さの制御が困難
であったフッ素樹脂の表面に、任意の模様および粗さを
付与することが可能となる。

【００３９】赤外線ヒータ(４５、５５、６５、７５)を
用い前記面転写部材の外側より前記被加工円筒材を加熱
し前記被加工円筒材と前記面転写部材との間で前記フッ
素樹脂を加圧し、前記面転写部材の表面模様を前記フッ
素樹脂表面に転写および成膜する方法を用いると(図４
〜７)、前記フッ素樹脂の焼成成膜時に付与する温度を
低く設定しても、前記フッ素樹脂の成膜を容易に行なう
ことができる。また表面のフッ素樹脂を直接加熱できる
こと、急速加熱が可能であること等により、その際の基
層の劣化を押さえることができる。

【００４０】前記面転写部材としてポリイミドの薄肉シ
ートを用いる(４２、５２、６２、７２)と、以下に述べ
るように種々の好ましい効果をもたらす(図４〜７)。ま
ず、耐熱性および高温時の強度に優れており、そのため
操り返し使用が可能となり前記面転写部材の耐久性が向
上する。また非常に柔軟性に富み前記円筒状基材(４1そ
の他)および巻き付けローラ(４６その他)ヘ密着しやす
いので加工を行ないやすい。

【００４１】それに赤外線をある程度透過することで、
その分のエネルギーは前記フッ素樹脂に届き、加熱に要
するエネルギーを節約できる。さらに、前記面転写部材
はあまり温まらないため、熱膨張も減ることによりさら
に少ないエネルギーで前記面転写部材の表面を前記円筒
状基材表面に形成されたフッ素樹脂表面に転写および成
膜することができる。つまりゴムの熱劣化もさらに押さ
えることができる。

【００４２】また前記面転写部材であるシート６２をロ
ール６７に巻いた状態で供給し、加熱前に前記シートを
被加工円筒材６1の円周の1/２以上巻き付けた状態で前
記シートがたるまない程度に張った状態で巻き取り側の
ロール６８と供給側のロール６７とを一旦固定し、加熱
時にシートの供給と巻き取りのスピードを同じにしつつ
前記被加工円筒材を従動回転させることで前記被加工円
筒材表面フッ素樹脂層を加圧した状態で加熱することが
できる(図６)。常に新しいシート面を供給できるため表
面状態が良くなり、またシート６２を1方向に送れば良
いため装置構成も簡単になる。

【００４３】またシート７２が一部で接続されたべルト
形状となっており、加熱前に被加工円筒材７1の円周方
向に巻き付けた状態で前記被加工円筒材と平行に設けら
れた円筒状で回転可能なシート伸ばし部材７３にて張力
が加わるか、加わらない程度にシートを伸ばした状態で
保持するようにすれば(図７)、前記ラック&ピニオン
や、シーソーの機構のような複雑なシート保持治具を使
用しなくてもシート伸ばし部材を回転させ前記シートの
接合部分が前記被加工円筒材に接触しないように正・反
転運動させることで被加工円筒材を従動させつつシート
を移動できるためより簡単な装置構成で前記面転写部材
の表面を前記円筒状基材表面に形成されたフッ素樹脂表
面に転写および成膜することができる。

【００４４】

【実施例】（実施例１）本発明の第１の実施例について
(図１)を参照しながら説明する。

【００４５】１１は最外層にフッ素樹脂を有する被加工
円筒材であり、その外径は２０ｍｍで軸方向の長さは、
２３０ｍｍである。その断面図を(図１.Ａ)に示す。１
１１は円筒状基材１１０の芯金でありアルミニウムで構
成され、その直径は1３ｍｍである。芯金１１１上には
東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、商品名:ＤＹ
３９-０５1を使用したプライマー層１１２を介してＬＴ
Ｖのシリコーンゴム層１１３が接着されておりその厚み
は約３.５ｍｍである。前記シリコーンゴム層はプライ
マーを塗布した芯金を円筒状金型に挿入し、ＬＴＶの未
加硫シリコーンゴム(東レ・ダウコーニング・シリコー
ン社製、商品名:ＤＹ３５-５６1)を注入し、それを加熱
硬化することにより形成した。１１４はシリコーンゴム
層１１３と表層フッ素樹脂層を接着するためのプライマ
ー層であり、フッ素ゴムとフッ素樹脂(ＦＥＰ)の混合物
で構成される。プライマー層１１４はフッ素ゴムとフッ
素樹脂の混合物から成る水性塗料(ダイキン社製、商品
名:ダイエルＧＬＳ-２1３)をスプレーにより塗装し２０
０℃で３０分加熱硬化させて得られたもので、その厚み
は２５μｍであった。プライマー層１１４上にはフッ素
樹脂(ＦＥＰ)層１１５が形成されている。フッ素樹脂層
１１５はフッ素樹脂(ＦＥＰ)のディスパージョン(ダイ
キン社製、商品名:ネオフロンＦＥＰ ＮＤ-1)をスプレ
ーで塗装し、1５０℃で２０分乾燥した後、３００℃で
２０分の予備加熱焼成をしたものであり、その際の厚み
は1５μｍであった。その際フッ素樹脂層は完全には成
膜されておらず、表面にクラック・凹凸等の不良が見ら
れた。またその際フッ素樹脂表面の表面粗さは、十点平
均粗さ(Ｒz)で1５μｍであった。

【００４６】1２は本発明における面転写部材であり、
シート状で前記被加工円筒材当接側には前記円筒状基材
上に仮形成されたフッ素樹脂膜に転写したい表面模様が
形成されたのものをＵ字に曲げて用いている。本実施例
では、幅２５０ｍｍ、長さ６００ｍｍ、厚み０.０５ｍ
ｍで前記円筒状基材のシリコーンゴムよりも熱膨の小さ
いステンレスシート(ＳＵＳ３０４-Ｈ)を用いた。また
前記被加工円筒材当接側はその面粗さを十点平均粗さ
(Ｒz)で０.５μｍに加工して用いた。

【００４７】面転写部材1２はその両端を、一方の端が
移動した分だけもう一方の端が相対的に移動するような
シート保持治具1３に固定している。本実施例では、図
１のようなラック&ピニオンの機構を用いた。まず、面
転写部材1２とシート保持治具1３の問に被加工円筒材１
１を通し芯金１１１の両端を、被加工円筒材１１を保持
回転させるためのモータの付いた回転台1４に接続する
(図１.Ｂ)。この状態でシート保持治具1３を移動して前
記シートがたるまない程度に張った状態でシート保持治
具1３の位置を固定する。本実施例では被加工円筒材１
１とシート保持治具1３のシート固定部の間隔がほぼ同
一であったため前記シートの巻き付きは前記被加工円筒
材の約1/２であった。

【００４８】以上のように装置を設定した後、前記ステ
ンレスシートの上部よりアルミ製のヒートロール1５(外
径４０ｍｍ、長さ３００ｍｍ)を前記被加工円筒材に接
触させ(図１)、ヒートロール1５を２７０℃に加熱しつ
つ被加工円筒材１１を前記モータにより２０rpｍの速度
で回転させた。前記シートは前記被加工円筒材に従動さ
せた。前記シートの端が前記シート保持治具の限界に来
る前に前記モータを反転させる。約２０sec毎にこの動
作を繰り返しながら面転写および成膜を1５０sec行なっ
た。その後、円筒材製品１１６を冷却しシート保持治具
1３を移動させ前記シートをゆるめた状態にして円筒材
製品１１６を回転台1４より取り外した。加熱の際前記
シリコーンゴムの熱膨張が、面転写部材である前記ステ
ンレスシートより大きいため前記被加工円筒材のシート
が巻き付いた部分で、前記シリコーンゴムがより膨張し
て、前記面転写部材と前記円筒状基材との問で前記フッ
素樹脂層が加圧された状態を作り出す。また前記ヒート
ロールからの熱により前記円筒状基材表層のフッ素樹脂
(ＦＥＰ)が軟化し面転写および成膜がなされた。

【００４９】前記被加工円筒材は回転しているため前記
被加工円筒材全面にわたり同様に面転写および成膜が行
なわれた。また前記円筒状基材表層のフッ素樹脂は軟化
している状態で溶融まではしていない、さらに前記被加
工円筒材・円筒材製品とシートの剥離の場所は直接加熱
していないため、前記円筒状基材表層のフッ素樹脂は面
転写部材である前記シートには付着せずそのため剥離跡
も残らなかった。

【００５０】このようにして得られた円筒材製品１１６
表層のフッ素樹脂の焼成膜１１７の表面の粗さは、十点
平均粗さ(Ｒz)で０.５μｍであり、前記面転写部材の表
面模様がフッ素樹脂表面に転写され、かつフッ素樹脂の
成膜がなされた。またその際成膜されたフッ素樹脂層表
面を電子顕微鏡で観察したところ、表面にクラック等の
不良は観察されなかった。また前記円筒状基材のシリコ
ーンゴム層に劣化はみられなかった。また、それぞれの
被加工円筒材で加熱前に前記保持治具を前記シートがた
るまない位置に固定することで円筒状基材の外径のばら
つきに関係なく被加工円筒材と面転写部材との隙間を一
定にできるため円筒状基材の外径ばらつきによる不良は
なくなった。

【００５１】またシート状のため、掃除もしやすくなっ
た。

【００５２】（実施例２）本発明の第２の実施例につい
て(図２)を参照しながら説明する。

【００５３】２1は最外層にフッ素樹脂を有する被加工
円筒材であり、実施例１の被加工円筒材１１とおなじも
のでありフッ素樹脂層は完全には成膜されておらず、表
面にクラック・凹凸等の不良が見られた。またその際フ
ッ素樹脂表面の表面粗さは、十点平均粗さ(Ｒz)で1５μ
ｍであった。

【００５４】２２も実施例１とおなじ面転写部材であり
前記被加工円筒材当接側はその面粗さを十点平均粗さ
(Ｒz)で０.５μｍに加工して用いる。面転写部材２２は
その両端を、一方の端が移動した分だけもう一方の端が
相対的に移動するようなシート保持治具２３に固定して
いる。本実施例では、図２のようなピニオンギアにラッ
クを往復運動させるためのモータを接続したラック&ピ
ニオンの機構を用いた。まず、面転写部材２２とシート
保持治具２３の間に被加工円筒材２1を通し被加工円筒
材２1の芯金の両端を保持回転させるための回転自在な
回転台２４に接続する(図２.Ｂ)。この状態でシート保
持治具２３を移動して前記シートがたるまない程度に張
った状態でシート保持治具２３の位置を固定する。本実
施例では被加工円筒材２1とシート保持治具２３のシー
ト固定部の間隔がほば同一であったため前記シートの巻
き付きは前記被加工円筒材の約1/２であった。

【００５５】以上のように装置を設定した後、前記ステ
ンレスシートの上部よりアルミ製のヒートロール２５
(外径４０ｍｍ、長さ３００ｍｍ)を前記被加工円筒材に
接触させ(図２)、ヒートロール２５を２７０℃に加熱し
つつシート保持治具２３に接続したモータにより前記シ
ートを約２1ｍｍ/secの速度で移動させた。被加工円筒
材２1はそれに伴い約２０rpｍの速度で従動回転した。
前記シートの端が前記シート保持治具の限界に来る前に
モータを反転させた。約２０sec毎にこの動作を繰り返
しながら面転写および成膜を1５０sec行なった。その
後、円筒材製品２1６を冷却しシート保持治具２３を移
動させシートをゆるめた状態にして円筒材製品２1６を
回転台２４より取り外した。加熱の際前記シリコーンゴ
ムの熱膨張が、面転写部材である前記ステンレスシート
より大きいため前記被加工円筒材のシートが巻き付いた
部分で、前記シリコーンゴムがより膨張して、前記面転
写部材と前記円筒状基材との間で前記フッ素樹脂層が加
圧された状態を作り出す。また前記ヒートロールからの
熱により前記円筒状基材表層のフッ素樹脂(ＦＥＰ)が軟
化し面転写および成膜がなされた。

【００５６】前記被加工円筒材は回転しているため前記
被加工円筒材全面にわたり同様に面転写および成膜が行
なわれた。また前記円筒状基材表層のフッ素樹脂は軟化
している状態で溶融まではしていない、さらに前記被加
工円筒材・円筒材製品と前記シートの剥離の場所は直接
加熱していないため、前記円筒状基材表層のフッ素樹脂
は面転写部材である前記シートには付着せずそのため剥
離跡も残らなかった。

【００５７】このようにして得られた前記フッ素樹脂の
焼成膜の表面の粗さは、十点平均粗さ(Ｒz)で０.５μｍ
であり、前記面転写部材の表面模様がフッ素樹脂表面に
転写され、かつフッ素樹脂の成膜がなされた。またその
際成膜されたフッ素樹脂層表面を電子顕微鏡で観察した
ところ、表面にクラック等の不良は観察されなかった。
また前記円筒状基材シリコーンゴム層に劣化はみられな
かった。また、それぞれの被加工円筒材で加熱前に保持
治具を前記シートがたるまない位置に固定することで円
筒状基材の外径のばらつきに関係なく被加工円筒材と面
転写部材との隙間を一定にできるため円筒状基材の外径
ばらつきによる不良はなくなった。

【００５８】またシート状のため、掃除もしやすくなっ
た。

【００５９】さらに実施例１のときは、被加工円筒材を
回転させてシートおよび慣性の大きいラックを従動させ
ていたため、前記被加工円筒材と前記シートとの間でス
リップが発生しやすくフッ素樹脂表面に傷が発生しやす
かった。しかし本実施例では従動させるのは慣性の小さ
い被加工円筒材のほうであるためスリップ、傷は発生し
なくなった。

【００６０】（実施例３）本発明の第３の実施例につい
て(図３)を参照しながら説明する。

【００６１】３1は最外層にフッ素樹脂を有する被加工
円筒材であり、その外径は２０ｍｍで軸方向の長さは、
２３０ｍｍである。その断面図を(図３.Ａ)に示す。３
１１は円筒状基材３1０の芯金でありアルミニウムで構
成され、その直径は1３ｍｍであるが中空であり直径１
１ｍｍの穴が空いている。芯金３１１上にはプライマー
層３1２(前記１１２と同一原料)を介してＬＴＶのシリ
コーンゴム層３1３が接着されておりその厚みは約３.５
ｍｍである。前記シリコーンゴム層はプライマーを塗布
した芯金を円筒状金型に挿入し、ＬＴＶの未加硫シリコ
ーンゴム(１１３に同じ)を注入し、それを加熱硬化する
ことにより形成した。３1４はシリコーンゴム層３1３と
表層フッ素樹脂層を接着するためのプライマー層であ
り、フッ素ゴムとフッ素樹脂(ＦＥＰ)の混合物で構成さ
れる。プライマー層３1４はフッ素ゴムとフッ素樹脂の
混合物から成る水性塗料をスプレーにより塗装し２００
℃で３０分加熱硬化させて得られたもので、その厚みは
２５μｍであった。プライマー層３1４上にはフッ素樹
脂(ＦＥＰ)層３1５が形成されている。フッ素樹脂層３1
５はフッ素樹脂(ＦＥＰ)のディスパージョン(１１５に
同じ)をスプレーで塗装し、1５０℃で２０分乾燥した
後、３００℃で２０分の予備加熱焼成をしたものであ
り、その際の厚みは1５μｍであった。その際フッ素樹
脂層は完全には成膜されておらず、表面にクラック・凹
凸等の不良が見られた。またその際フッ素樹脂表面の表
面粗さは、十点平均粗さ(Ｒz)で1５μｍであった。

【００６２】３２も実施例１とおなじ面転写部材であり
前記被加工円筒材当接側はその面粗さを十点平均粗さ
(Ｒz)で０.５μｍに加工して用いる。面転写部材３２は
その両端を、一方の端が移動した分だけもう一方の端が
相対的に移動するようなシート保持治具３３に固定して
いる。本実施例では、実施例２と同様に図３のようなピ
ニオンギアにラックを往復運動させるためのモータを接
続したラック&ピニオンの機構を用いた。まず、面転写
部材３２とシート保持治具３３の間に被加工円筒材３1
を通し被加工円筒材３1の芯金３１１の両端を保持回転
させるための回転自在な回転台３４に接続する(図３.
Ｂ)。本実施例では、この状態で外径1６ｍｍの巻き付け
ローラ３６を２本用い面転写部材であるステンレスシー
ト３２を被加工円筒材３1に約４/５巻き付けた。前記巻
き付けローラは回転自在ではあるが位置は固定されてい
る。この状態でシート保持治具３３を移動しで前記シー
トがたるまない程度に張った状態でシート保持治具３３
の位置を固定する。

【００６３】以上のように装置を設定した後、前記ステ
ンレスシートの上部よりアルミ製のヒートロール３５
(外径４０ｍｍ、長さ３００ｍｍ)を前記被加工円筒材に
接触させ(図３)、ヒートロール３５を２７０℃に加熱し
つつシート保持治具３３に接続したモータにより前記シ
ートを約２1ｍｍ/secの速度で移動させた。被加工円筒
材３1はそれに伴い約２０rpｍの速度で従動回転した。
前記シートの端が前記シート保持治具の限界に来る前に
前記モータを反転させる。約２０sec毎にこの動作を繰
り返しながら面転写を行なったところ９０secで面転写
および成膜が可能であった。その後、円筒材製品３1６
を冷却しシート保持治具３３を移動させ前記シートをゆ
るめた状態にして円筒材製品３1６をを回転台３４より
取り外した。加熱の際前記シリコーンゴムの熱膨張が、
面転写部材である前記ステンレスシートより大きいため
前記被加工円筒材のシートが巻き付いた部分で、前記シ
リコーンゴムがより膨張して、前記面転写部材と前記円
筒状基材との間で前記フッ素樹脂層が加圧された状態を
作り出す。また前記ヒートロールからの熱により前記円
筒状基材表層のフッ素樹脂(ＦＥＰ)が軟化し面転写およ
び成膜がなされた。

【００６４】前記被加工円筒材は回転しているため前記
被加工円筒材全面にわたり同様に面転写および成膜が行
なわれた。また前記円筒状基材表層のフッ素樹脂は軟化
している状態で溶融まではしていない、さらに前記被加
工円筒材・円筒材製品と前記シートの剥離の場所は直接
加熱していないため、前記円筒状基材表層のフッ素樹脂
は面転写部材である前記シートには付着せずそのため剥
離跡も残らなかった。

【００６５】このようにして得られた前記フッ素樹脂の
焼成膜３1７の表面の粗さは、十点平均粗さ(Ｒz)で０.
５μｍであり、前記面転写部材の表面模様が前記フッ素
樹脂表面に転写され、かつフッ素樹脂の成膜がなされ
た。またその際成膜されたフッ素樹脂層表面を電子顕微
鏡で観察したところ、表面にクラック等の不良は観察さ
れなかった。また前記円筒状基材のシリコーンゴム層に
劣化はみられなかった。

【００６６】また、それぞれの被加工円筒材で加熱前に
前記保持治具を前記シートがたるまない位置に固定する
ことで円筒状基材の外径のばらつきに関係なく被加工円
筒材と面転写部材との隙間を一定にできるため円筒状基
材の外径ばらつきによる不良はなくなった。またシート
状のため、掃除もしやすくなった。

【００６７】さらに実施例１、２の手法であると芯金の
強度が十分でないと被加工円筒材の軸方向中央部の面転
写が不十分になることがあった。そのため円筒状基材の
芯金の強度(芯金厚み)と被加工円筒材の軸方向中央部の
面転写状態の評価結果を下表１に示す。

【００６８】その結果より本実施例のように巻き付けロ
ーラを用いて被加工円筒材により多くシートを巻き付け
た方が、円筒状基材と面転写部材との熱膨張の差により
発生する力を表層を加圧する力により多く変換できるた
め、円筒状基材の芯金にかかる負荷を減らせ芯金強度が
弱くても被加工円筒材の軸方向中央部の面転写および成
膜が不十分にならないことが分かる。

【００６９】

【表１】 （実施例４）本発明の第４の実施例について(図４）を
参照しながら説明する。

【００７０】４1は最外層にフッ素樹脂を有する被加工
円筒材であり、実施例１の被加工円筒材１１とおなじも
のでありフッ素樹脂層は完全には成膜されておらず、表
面にクラック・凹凸等の不良が見られた。またその際フ
ッ素樹脂表面の表面組さは、十点平均粗さ(Ｒz)で1５μ
ｍであった。

【００７１】４２は本発明における面転写部材であり、
シート状で前記被加工円筒材当接側には前記円筒状基材
上に仮形成されたフッ素樹脂膜に転写したい表面模様が
形成されたのものをＵ字に曲げて用いている。本実施例
では、幅２５０ｍｍ、長さ６００ｍｍ、厚み０.０５ｍ
ｍで前記円筒状基材のシリコーンゴムよりも熱膨の小さ
いポリイミドシート(東レ・デュポン社製、商品名:カプ
トン２００Ｈを用いた。また前記被加工円筒材当接側は
その面粗さを十点平均粗さ(Ｒz)で０.５μｍに加工して
用いた。

【００７２】面転写部材４２はその両端を、一方の端が
移動した分だけもう一方の端が相対的に移動するような
シート保持治具４３に固定している。本実施例では、実
施例２と同様に図４のようなピニオンギアにラックを往
復運動させるためのモータを接続したラック&ピニオン
の機構を用いた。まず、面転写部材４２とシート保持治
具４３の間に被加工円筒材４1を通し被加工円筒材４1の
芯金の両端を保持回転させるための回転自在な回転台４
４に接続する(図４.Ｂ)。本実施例では、この状態で外
径1６ｍｍの巻き付けローラ４６を２本用い面転写部材
であるポリイミドシート４２を被加工円筒材４1に約４/
５巻き付けた。前記巻き付けローラは回転自在ではある
が位置は固定されている。この状態でシート保持治具４
３を移動しでシートが前記被加工円筒材にぴたりと付く
状態でシート保持治具４３の位置を固定する。

【００７３】以上のように装置を設定した後、ポリイミ
ドシートの上部より(外側から)前記被加工円筒材を加熱
した。本実施例では前記面転写シートより多少長い２８
０ｍｍの３kＷ出力の赤外線ラインヒータ４５(線集光タ
イプ;焦点距離ｆ=５０ｍｍ)を面転写部材である前記シ
ート表面より約４０ｍｍ離して配置した。シート保持治
具４３に接続したモータにより前記シートを約２1ｍｍ/
secの速度で移動させつつ前記シート表面が２７０℃に
なるまで前記赤外線ラインヒータにより加熱した(３k
Ｗ)。被加工円筒材４1はそれに伴い約２０rpｍの速度で
従動回転した。前記シートの端が前記シート保持治具の
限界に来る前に前記モータを反転させる。約２０sec毎
にこの動作を繰り返しながら面転写を行なったところ６
０secで面転写および成膜が可能であった。これは面転
写部材である前記ポリイミドシートおよび前記フッ素樹
脂は赤外線をあまり吸収しないため熱膨張も少なくその
上選択的に融着界面が加熱されるため早くなったといえ
る。その後、円筒材製品４1６を冷却しシート保持治具
４３を移動させ前記シートをゆるめた状態にして円筒材
製品４1６を回転台４４より取り外した。加熱の際前記
シリコーンゴムの熱膨張が、面転写部材である前記ポリ
イミドシートより大きいため前記被加工円筒材のシート
が巻き付いた部分で、シリコーンゴムがより膨張して、
面転写部材と前記円筒状基材との間で前記フッ素樹脂層
が加圧された状態を作り出す。また前記赤外線ラインヒ
ータからの熱により前記円筒状基材表層のフッ素樹脂
(ＦＥＰ)が軟化し面転写および成膜がなされた。

【００７４】前記被加工円筒材は回転しているため前記
被加工円筒材全面にわたり同様に面転写および成膜が行
なわれた。また前記円筒状基材表層のフッ素樹脂は軟化
している状態で溶融まではしていない、さらに前記被加
工円筒材・円筒材製品とシートの剥離の場所は直接加熱
していないため、前記円筒状基材表層のフッ素樹脂は面
転写部材である前記シートには付着せずそのため剥離跡
も残らなかった。

【００７５】このようにして得られた円筒材製品４1６
表層のフッ素樹脂の焼成膜の表面の粗さは、十点平均粗
さ(Ｒz)で０.５μｍであり、前記面転写部材の表面模様
がフッ素樹脂表面に転写され、かつフッ素樹脂の成膜が
なされた。またその際成膜されたフッ素樹脂層表面を電
子顕微鏡で観察したところ、表面にクラック等の不良は
観察されなかった。また前記円筒状基材のシリコーンゴ
ム層に劣化はみられなかった。また、それぞれの被加工
円筒材で加熱前に前記保持治具を前記シートが前記被加
工円筒材にぴたりと付く位置に固定することで円筒状基
材の外径のばらつきに関係なく被加工円筒材と面転写部
材との隙間を一定にできるため円筒状基材の外径ばらつ
きによる不良はなくなった。またシート状のため、掃除
もしやすくなった。

【００７６】本実施例では、面転写部材としてポリイミ
ドシートを用いたが前記フッ素樹脂の焼成成膜時に必要
な温度に耐え前記円筒状基材よりも熱膨張の小さいもの
であれば特に制約はない。鉄・ＳＵＳ・アルミニウム等
の金属材料やポリフェニンサルファイド等の耐熱性樹脂
を用いてもよい。

【００７７】（実施例５）本発明の第５の実施例につい
て(図５)を参照しながら説明する。

【００７８】５1は最外層にフッ素樹脂を有する被加工
円筒材であり、その外径は２０ｍｍで軸方向の長さは、
２３０ｍｍである。その断面図を(図５.Ａ)に示す。５
１１は円筒状基材５1０の芯金でありアルミニウムで構
成され、その直径は１８ｍｍである。芯金５１１上には
プライマー層５1２(前記１１２、３1２と同一原料)を介
してＬＴＶのシリコーンゴム層５1３が接着されており
その厚みは約1ｍｍである。前記シリコーンゴム層はプ
ライマーを塗布した芯金を円筒状金型に挿入し、ＬＴＶ
の未加硫シリコーンゴム(１１３、３1３に同じ)を注入
し、それを加熱硬化することにより形成した。５1４は
シリコーンゴム層５1３と表層フッ率樹脂層を接着する
ためのプライマー層であり、フッ素ゴムとフッ素樹脂
(ＦＥＰ)の混合物で構成される。プライマー層５1４は
フッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物から成る水性塗料をス
プレーにより塗装し２００℃で３０分加熱硬化させて得
られたもので、その厚みは２５μｍであった。プライマ
ー層５1４上にはフッ素樹脂(ＦＥＰ)層５1５が形成され
ている。フッ素樹脂層５1５はフッ素樹脂(ＦＥＰ)のデ
ィスパージョン(１１５、３1５に同じ)をスプレーで塗
装し、1５０℃で２０分乾燥した後、３００℃で２０分
の予備加熱焼成をしたものであり、その際の厚みは１５
μｍであった。その際フッ素樹脂層は完全には成膜され
ておらず、表面にクラック・凹凸等の不良が見られた。
またその際フッ素樹脂表面の表面粗さは、十点平均粗さ
(Ｒz)で1５μｍであった。

【００７９】５２は本発明における面転写部材であり、
シート状で前記被加工円筒材当接側には前記円筒状基材
上に仮形成されたフッ素樹脂膜に転写したい表面模様が
形成されたのものをＵ字に曲げて用いている。本実施例
では、幅２５０ｍｍ、長さ６００ｍｍ、厚み０.０５ｍ
ｍで円筒状基材のシリコーンゴムよりも熱膨の小さいポ
リイミドシート(４２に同じ)を用いた。また前記被加工
円筒材当接側はその面粗さを十点平均粗さ(Ｒz)で０.５
μｍに加工して用いた。

【００８０】面転写部材５２はその両端を、一方の端が
移動した分だけもう一方の端が相対的に移動するような
シート保持治具５３に固定している。本実施例では、実
施例２と同様に図５のようなピニオンギアにラックを往
復運動させるためのモータを接続したラック&ピニオン
の機構を用いた。まず、面転写部材５２とシート保持治
具５３の間に被加工円筒材５1を通し被加工円筒材５1の
芯金の両端を保持回転させるための回転自在な回転台５
４に接続する(図５.Ｂ)。本実施例では、この状態で外
径1６ｍｍの巻き付けローラ５６を２本用い面転写部材
であるポリイミドシート５２を被加工円筒材５1に約４/
５巻き付ける。前記巻き付けローラは回転自在ではある
が位置は固定されている。この状態でシート保持治具５
３を移動してシートが前記被加工円筒材にぴたりと付く
状態でシート保持治具５３の位置を固定する。

【００８１】以上のように装置を設定した後、ポリイミ
ドシートの上部より(外側から)前記被加工円筒材を加熱
した。本実施例では前記面転写シートより多少長い２８
０ｍｍの３kＷ出力の赤外線ラインヒータ５５(線集光タ
イプ;焦点距離ｆ=５０ｍｍ)を面転写部材である前記シ
ート表面より約４０ｍｍ離して配置した。シート保持治
具５３に接続したモータにより前記シートを約２1ｍｍ/
secの速度で移動させつつ前記シート表面が２７０℃に
なるまで前記赤外線ラインヒータにより加熱した(３k
Ｗ)。被加工円筒材５1はそれに伴い約２０rpｍの速度で
従動回転した。前記シートの端が前記シート保持治具の
限界に来る前に前記モータを反転させる。約２０sec毎
にこの動作を繰り返しながら面転写を行なったところ９
０secで面転写および成膜が可能であった。これは面転
写部材である前記ポリイミドシートおよび前記フッ素樹
脂は赤外線をあまり吸収しないため熱膨張も少なくその
上選択的に融着界面が加熱されるため早くなったといえ
る。

【００８２】その後、円筒材製品５1６を冷却しシート
保持治具５３を移動させ前記シートをゆるめた状態にし
て円筒材製品５1６を回転台５４より取り外した。加熱
の際前記シリコーンゴムの熱膨張が、面転写部材である
前記ポリイミドシートより大きいため前記被加工円筒材
のシートが巻き付いた部分で、シリコーンゴムがより膨
張して、面転写部材と前記円筒状基材との間で前記フッ
素樹脂層が加圧された状態を作り出す。また前記赤外線
ラインヒータからの熱により前記円筒状基材表層のフッ
素樹脂(ＦＥＰ)が軟化し面転写および成膜がなされた。

【００８３】前記被加工円筒材は回転しているため前記
被加工円筒材全面にわたり同様に面転写および成膜が行
なわれた。また前記円筒状基材表層のフッ素樹脂は軟化
している状態で溶融まではしていない、さらに前記被加
工円筒材・円筒材製品とシートの剥離の場所は直接加熱
していないため、前記円筒状基材表層のフッ素樹脂は面
転写部材である前記シートには付着せずそのため剥離跡
も残らなかった。

【００８４】このようにして得られた円筒材製品５1６
表層のフッ素樹脂の焼成膜５1７の表面の粗さは、十点
平均粗さ(Ｒz)で０.５μｍであり、前記面転写部材の表
面模様がフッ素樹脂表面に転写され、かつフッ素樹脂の
成膜がなされた。またその際成膜されたフッ素樹脂層表
面を電子顕微鏡で観察したところ、表面にクラック等の
不良は観察されなかった。また前記円筒状基材のシリコ
ーンゴム層に劣化はみられなかった。また、それぞれの
被加工円筒材で加熱前に前記保持治具を前記シートが前
記被加工円筒材にぴたりと付く位置に固定することで円
筒状基材の外径のばらつきに関係なく被加工円筒材と面
転写部材との隙間を一定にできるため円筒状基材の外径
ばらつきによる不良はなくなった。またシート状のた
め、掃除もしやすくなった。

【００８５】本実施例では、面転写部材としてポリイミ
ドシートを用いたが前記フッ素樹脂の焼成成膜時に必要
な温度に耐え前記円筒状基材よりも熱膨張の小さいもの
であれば特に制約はない。鉄・ＳＵＳ・アルミニウム等
の金属材料やポリフェニンサルファイド等の耐熱性樹脂
を用いてもよい。

【００８６】さらに本実施例のように前記円筒状基材の
シリコーンゴム層が1ｍｍと非常に薄い場合、円筒状の
面転写を使用した際の加工条件および評価結果を下表２
に示す。その結果より本実施例のように前記シリコーン
ゴム層の厚みが薄いために、前記円筒状基材と面転写部
材の隙間を非常に狭くしなければならない場合、円筒状
の面転写部材ヘの前記被加工円筒材の挿入が困難になっ
たり、加工後に円筒材製品が抜けにくくなってしまうと
いうことは、シートを巻きつける本方法では、加熱前に
前記被加工円筒材をセットし前記シートを巻き、加工後
にその前記シートを剥がしてやれば良いため無関係であ
る。また加熱前に前記シート保持治具を前記シートが前
記被加工円筒材にぴたりと付く状態で固定することで前
記被加工円筒材と面転写部材の隙間を非常に狭くできる
ため、前記シリコーンゴム層の厚みが薄い場合に十分対
応でき前記シリコーンゴム層を劣化させずに面転写およ
び成膜ができた。

【００８７】

【表２】 （実施例６）本発明の第６の実施例について(図６)を参
照しながら説明する。

【００８８】６1は最外層にフッ素樹脂を有する被加工
円筒材であり、実施例１の被加工円筒材１１とおなじも
のでありフッ素樹脂層は完全には成膜されておらず、表
面にクラック・凹凸等の不良が見られた。またその際フ
ッ素樹脂表面の表面組さは、十点平均粗さ(Ｒz)で1５μ
ｍであった。

【００８９】６２は本発明における面転写部材であり、
シート状で前記被加工円筒材当接側には前記円筒状基材
上に仮形成されたフッ素樹脂膜に転写したい表面模様が
形成されたのものをＵ字に曲げて用いている。本実施例
では、幅２５０ｍｍ、長さ６００ｍｍ、厚み０.０５ｍ
ｍで円筒状基材のシリコーンゴムよりも熱膨の小さいポ
リイミドシート(４２、５２に同じ)を用いた。また前記
被加工円筒材当接側はその面粗さを十点平均粗さ(Ｒz)
で０.５μｍに加工して用いた。

【００９０】本実施例では前記ポリイミドシートを芯上
に巻いた供給ロール６７を用いた。まず供給ロール６７
からシートを引き出し２本の外径1６ｍｍの巻き付けロ
ーラ６６の下を通しシート巻き取りロール６８に固定す
る。この状態で２本の巻き付けロールの間から前記シー
トを引き出しそのシートの間に被加工円筒材６1を通し
被加工円筒材６1の芯金の両端を保持回転させるための
回転自在な回転台６４に接続する(図６.Ｂ)。供給ロー
ル６７もしくはシート巻き取りロール６８により前記シ
ートを巻き取ることで前記シートがたるまない状態にす
る。この時点で面転写部材であるポリイミドシート６２
を被加工円筒材６1に約４/５巻き付けた状態となる。前
記巻き付けローラは回転自在ではあるが位置は固定され
ている。

【００９１】供給ロール６７とシート巻き取りロール６
８には、モータが付いており、以上のように装置を設定
した後、加熱前の供給ロール６７とシート巻き取りロー
ル６８の間の前記ポリイミドシートの長さを変化させな
いように前記シートを約２1ｍｍ/secの速度で移動およ
び巻き取りさせながら前記ポリイミドシートの上部より
(外側から)前記被加工円筒材を加熱した。本実施例では
前記面転写シートより多少長い２８０ｍｍの３kＷ出力
の赤外線ラインヒータ６５(線集光タイプ;焦点距離ｆ=
５０ｍｍ)を面転写部材である前記シート表面より約４
０ｍｍ離して配置し前記シート表面が２７０℃になるま
で赤外線ラインヒータにより加熱した(３kＷ)。被加工
円筒材６1はそれに伴い約２０rpｍの速度で従動回転し
た。前記シートは供給ロール６７からシート巻き取りロ
ール６８に巻き取られる一方向に流した。このように面
転写を行なったところ６０secで面転写および成膜が可
能であった。これは面転写部材である前記ポリイミドシ
ートおよび前記フッ素樹脂は赤外線をあまり吸収しない
ため熱膨張も少なくその上選択的に融着界面が加熱され
るため早くなったといえる。

【００９２】その後、円筒材製品６1６を冷却し前記シ
ートをゆるめた状態にして円筒材製品６1６を回転台６
４より取り外した。加熱の際シリコーンゴムの熱膨張
が、面転写部材である前記ポリイミドシートより大きい
ため前記被加工円筒材のシートが巻き付いた部分で、シ
リコーンゴムがより膨張して、面転写部材と前記円筒状
基材との間で前記フッ素樹脂層が加圧された状態を作り
出す。また前記赤外線ラインヒータからの熱により前記
円筒状基材表層のフッ素樹脂(ＦＥＰ)が軟化し面転写お
よび成膜がなされた。

【００９３】前記被加工円筒材は回転しているため前記
被加工円筒材全面にわたり同様に面転写および成膜が行
なわれた。また前記円筒状基材表層のフッ素樹脂は軟化
している状態で溶融まではしていない、さらに前記被加
工円筒材・円筒材製品とシートの剥離の場所は直接加熱
していないため、前記円筒状基材表層のフッ素樹脂は面
転写部材である前記シートには付着せずそのため剥離跡
も残らなかった。

【００９４】このようにして得られた円筒材製品６1６
表層のフッ素樹脂の焼成膜の表面の粗さは、十点平均粗
さ(Ｒz)で０.５μｍであり、前記面転写部材の表面模様
がフッ素樹脂表面に転写され、かつフッ素樹脂の成膜が
なされた。またその際成膜されたフッ素樹脂層表面を電
子顕微鏡で観察したところ、表面にクラック等の不良は
観察されなかった。また前記円筒状基材のシリコーンゴ
ム層に劣化はみられなかった。また、それぞれの被加工
円筒材で加熱前の供給ロール６７とシート巻さ取りロー
ル６８の間の前記ポリイミドシートの長さを変化させな
いようにシート移動することで円筒状基材の外径のばら
つきに関係なく被加工円筒材と面転写部材との隙間を一
定にできるため円筒状基材の外径ばらつきによる不良は
なくなった。さらにシート供給ロール６７にシートがな
くなればシート巻さ取りロール６８から巻き戻して再使
用することも可能である。またシート供給ロール６７か
ら巻さ付けロール６６の問でオンラインで前記シートを
掃除できるため、常に新しくきれいな面での面転写がお
よび成膜可能となった。

【００９５】本実施例では、面転写部材としてポリイミ
ドシートを用いたが前記フッ素樹脂の焼成成膜時に必要
な温度に耐え前記円筒状基材よりも熱膨張の小さいもの
であれば特に制約はない。鉄・ＳＵＳ・アルミニウム等
の金属材料やポリフェニンサルファイド等の耐熱性樹脂
を用いてもよい。

【００９６】（実施例７）本発明の第７の実施例につい
て(図７)を参照しながら説明する。

【００９７】７1は最外層にフッ素樹脂を有する被加工
円筒材であり、実施例１の被加工円筒材１１とおなじも
のでありフッ素樹脂層は完全には成膜されておらず、表
面にクラック・凹凸等の不良が見られた。またその際フ
ッ素樹脂表面の表面組さは、十点平均粗さ(Ｒz)で1５μ
ｍであった。

【００９８】７２は本発明における面転写部材であり、
シート状で前記被加工円筒材当接側には前記円筒状基材
上に仮形成されたフッ素樹脂膜に転写したい表面模様が
形成されたのもので両端を接続したべルト状のものを用
いている。本実施例では、幅２５０ｍｍ、長さ６００ｍ
ｍ、厚み０.０５ｍｍで円筒状基材のシリコーンゴムよ
りも熱膨の小さいポリイミドシート(４２、５２、６２
に同じ)を用いた。また前記被加工円筒材当接側はその
面粗さを十点平均粗さ(Ｒz)で０.５μｍに加工して用い
た。

【００９９】面転写部材７２である前記ポリイミドベル
トはその内側に前記べルトを移動させるためのモータを
備え、被加工円筒材７1と平行に設けられた円筒状のシ
ート伸ばし部材７３を入れている。被加工円筒材７1側
のべルトは外径1６ｍｍの巻き付けローラ７６の２本間
を通して広げてある。このべルトの間に被加工円筒材７
1を通し被加工円筒材７1の芯金の両端を保持回転させる
ための回転自在な回転台７４に接続する(図７.Ｂ)。前
記巻き付けローラは回転自在ではあるが位置は固定され
ている。この状態でシート伸ばし部材７３を移動してシ
ートが前記被加工円筒材にぴたりと付く状態でシート伸
ばし部材７３の位置を固定する。この時点で面転写部材
であるポリイミドシート７２を前記被加工円筒材７1に
約４/５巻き付けた状態となる。

【０１００】以上のように装置を設定した後、前記ポリ
イミドシートの上部より(外側から)前記被加工円筒材を
加熱した。本実施例では前記面転写シートより多少長い
２８０ｍｍの３kＷ出力の赤外線ラインヒータ７５(線集
光タイプ;焦点距離ｆ=５０ｍｍ)を面転写部材である前
記シート表面より約４０ｍｍ離して配置した。シート伸
ばし部材７３に接続したモータにより前記シートを約２
1ｍｍ/secの速度で移動させつつ前記シート表面が２７
０℃になるまで前記赤外線ラインヒータにより加熱した
(３kＷ)。被加工円筒材７1はそれに伴い約２０rpｍの速
度で従動回転した。前記ベルト接合部が巻き付けローラ
７６にかかる前に前記モータを反転させた。約２０sec
毎にこの動作を繰り返しながら面転写を行なったところ
６０secで面転写および成膜が可能であった。これは面
転写部材である前記ポリイミドシートおよび前記フッ素
樹脂は赤外線をあまり吸収しなため熱膨張も少なくその
上選択的に融着界面が加熱されるため早くなったといえ
る。

【０１０１】その後、円筒材製品７1６を冷却し前記シ
ートをゆるめた状態にして円筒材製品７1６を回転台７
４より取り外した。加熱の際シリコーンゴムの熱膨張
が、面転写部材である前記ポリイミドシートより大きい
ため前記被加工円筒材のシートが巻き付いた部分で、シ
リコーンゴムがより膨張して、面転写部材と前記円筒状
基材との間で前記フッ素樹脂層が加圧された状態を作り
出す。また前記赤外線ラインヒータからの熱により前記
円筒状基材表層のフッ素樹脂(ＦＥＰ)が軟化し面転写お
よび成膜がなされた。

【０１０２】前記被加工円筒材は回転しているため前記
被加工円筒材全面にわたり同様に面転写および成膜が行
なわれた。また前記円筒状基材表層のフッ素樹脂は軟化
している状態で溶融まではしていない、さらに前記被加
工円筒材・円筒材製品とシートの剥離の場所は直接加熱
していないため、前記円筒状基材表層のフッ素樹脂は面
転写部材である前記シートには付着せずそのため剥離跡
も残らなかった。

【０１０３】このようにして得られた円筒材製品７1６
表層のフッ素樹脂の焼成膜の表面の粗さは、十点平均粗
さ(Ｒz)で０.５μｍであり、前記面転写部材の表面模様
がフッ素樹脂表面に転写され、かつフッ素樹脂の成膜が
なされた。またその際成膜されたフッ素樹脂層表面を電
子顕微鏡で観察したところ、表面にクラック等の不良は
観察されなかった。また前記円筒状基材のシリコーンゴ
ム層に劣化はみられなかった。また、それぞれの被加工
円筒材で加熱前にシート伸ばし部材７３をシートが被加
工円筒材にぴったりと付く位置に固定することで円筒状
基材の外径のばらつきに関係なく被加工円筒材と面転写
部材との隙間を一定にできるため円筒状基材の外径ばら
つきによる不良はなくなった。さらに、掃除もしやす
く、また装置構成も簡単になった。

【０１０４】本実施例では、面転写部材としてポリイミ
ドシートを用いたが前記フッ素樹脂の焼成成膜時に必要
な温度に耐え前記円筒状基材よりも熱膨張の小さいもの
であれば特に制約はない。鉄・ＳＵＳ・アルミニウム等
の金属材料やポリフェニンサルファイド等の耐熱性樹脂
を用いてもよい。

【０１０５】（参考例１）参考例１は、実施例３と同じ
被加工円筒材を用い、実施例２の手法により同条件で面
転写および成膜加工を行なったものである。

【０１０６】（比較例１）比較例１は、実施例４と同じ
被加工円筒材を用い、面転写部材として、その内径がφ
２０.４で厚みが０.０５ｍｍ、長さ２８０ｍｍのポリイ
ミド製の円筒状の面転写部材を用い、前記円筒状の面転
写部材の中に被加工円筒材を配し、前記被加工円筒材を
２０rpｍで回転させながら前記面転写部材の外側から実
施例４と同じ加熱条件で前記赤外線ラインヒータにより
加熱し面転写および成膜を行なったものである。この際
必要な加工時間は９０secであった。

【０１０７】（比較例２）比較例２は、実施例５と同じ
被加工円筒材を用い、面転写部材として、その内径がφ
２０.４で厚みが０.０５ｍｍ、長さ２８０ｍｍのポリイ
ミド製の円筒状の面転写部材を用い、前記円筒状の面転
写部材の中に被加工円筒材を配し、前記被加工円筒材を
２０rpｍで回転させながら前記面転写部材の外側から実
施例５と同じ加熱条件で前記赤外線ラインヒータにより
加熱し面転写および成膜を行なったものである。この際
表面の温度は２７０℃では足りず３００℃まで上げる必
要があった。

【０１０８】またそれに伴い加工時間も1８０secかかっ
てしまいそのせいもありゴムの劣化が多少見られた。

【０１０９】

【発明の効果】以上説明したように、このような手法を
用いることで円筒状の面転写部材を用いなくても円筒状
基材と面転写部材の熱膨張率の差を利用しフッ素樹脂層
を加圧した状態で加熱することが可能となる。このため
円筒状の面転写部材では重要であった円筒状基材の外径
のばらつきによる被加工円筒材と面転写部材との隙間が
ばらつくために安定した面転写および成膜が困難になる
という問題は、それぞれの被加工円筒材で加熱前に保持
治具をシートがたるまない位置に固定することで円筒状
基材の外径のばらつきに関係なく被加工円筒材と面転写
部材との隙間を一定にできるため解決した。

【０１１０】また円筒状基材の熱膨張が小さかったり厚
みが薄いために、被加工円筒材と面転写部材の隙間を非
常に狭くしなければならない場合、円筒状の面転写部材
ヘの被加工円筒材の挿入が困難になったり、加工後に円
筒材製品が抜けにくくなってしまうということは、シー
トを巻きつける本方法では、加熱前に被加工円筒材をセ
ットし前記シートを巻き、加工後に前記シートを剥がし
てやれば良いため無関係である。また加熱前に前記シー
ト保持治具を前記シートが被加工円筒材にぴたりと付く
状態で固定することで被加工円筒材と面転写部材の隙間
を非常に狭くできるため、円筒状基材の熱膨張が小さか
ったり厚みが薄い場合に十分対応できた。

【０１１１】さらに面転写部材をシート形状にすること
で被加工円筒材に面を転写する部分の表面掃除が非常に
容易になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のフッ素樹脂被覆方法の概略図 Ａ 実施例１の被加工円筒材・円筒材製品の断面図 Ｂ 実施例１の被加工円筒材の取付け方法図

【図２】実施例２のフッ素樹脂被覆方法の概略図

【図３】実施例３のフッ素樹脂被覆方法の概略図 Ａ 実施例３の被加工円筒材・円筒材製品の断面図 Ｂ 実施例３の被加工円筒材の取付け方法図

【図４】実施例４のフッ素樹脂被覆方法の概略図 Ｂ 実施例４の被加工円筒材の取付け方法図

【図５】実施例５のフッ素樹脂被覆方法の概略図 Ａ 実施例５の被加工円筒材・円筒材製品の断面図 Ｂ 実施例５の被加工円筒材の取付け方法図

【図６】実施例６のフッ素樹脂被覆方法の概略図(芯金
冷却) Ｂ 実施例６の被加工円筒材の取付け方法図

【図７】実施例７のフッ素樹脂被覆方法の概略図 Ｂ 実施例７の被加工円筒材の取付け方法図

【符号の説明】

１１：被加工円筒材 １１０：円筒状基材 １１１：芯金 １１２：プライマー １１３：シリコーンゴム層 １１４：フッ素ゴム／フッ素樹脂層 １１５：フッ素樹脂層(予備形成) １１６：円筒材製品 １１７：フッ素樹脂層(成膜後) １２：面転写部材 １３：シート保持治具 １４：回転台 １５：ヒートロール ２１：被加工円筒材 ２１６：円筒材製品 ２２：面転写部材 ２３：シート保持治具 ２４：回転台 ２５：ヒートロール ３１：被加工円筒材 ３１０：円筒状基材 ３１１：芯金 ３１２：プライマー ３１３：シリコーンゴム層 ３１４：フッ素ゴム/フッ素樹脂層 ３１５：フッ素樹脂層(予備形成) ３１６：円筒材製品 ３１７：フッ素樹脂層(成膜後) ３２：面転写部材 ３３：シート保持治具 ３４：回転台 ３５：ヒートロール ３６：巻付けローラ ４１：被加工円筒材 ４１６：円筒材製品 ４２：面転写部材 ４３：シート保持治具 ４４：回転台 ４５：赤外線ラインヒータ ４６：巻付けローラ ５１：被加工円筒材 ５１０：円筒状基材 ５１１：芯金 ５１２：プライマー ５１３：シリコーンゴム層 ５１４：フッ素ゴム/フッ素樹脂層 ５１５：フッ素樹脂層(予備形成) ５１６：円筒材製品 ５１７：フッ素樹脂層(成膜後) ５２：面転写部材 ５３：シート保持治具 ５４：回転台 ５５：赤外線ラインヒータ ５６：巻付けローラ ６１：被加工円筒材 ６２：画転写部材 ６４：回転台 ６５：赤外線ラインヒータ ６６：巻付けローラ ６７：供給ロール ６８：巻取りロール ７１：被加工円筒材 ７２：面転写部材 ７３：シート伸ばし部材 ７４：回転台 ７５：赤外線ラインヒータ ７６：巻付けローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｌ 23:00 (72)発明者 川元 英雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 五月女 修 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H033 AA25 AA31 BA25 BB05 BB14 BB26 3J103 AA02 AA15 AA51 EA11 FA15 FA30 GA02 GA57 GA58 GA66 HA04 HA43 HA46 4F209 AA16 AG08 AH04 AH33 AJ03 AK04 PA08 PB01 PC03 PN03 PN06 PQ09 4F211 AA16 AG08 AH04 AH33 AJ03 AK04 SA04 SC01 SD10 SD16 SD21 SG07 SP02 SP21

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状基材上に表面加工可能なフッ素樹
   脂層を予備形成した被加工円筒材に対して、前記円筒状
   基材上のフッ素樹脂層と、該フッ素樹脂層の外側に配し
   た面転写部材との間で、前記円筒状基材と前記面転写部
   材の熱膨張率の差を利用し前記フッ素樹脂層を加圧した
   状態で加熱することによって、前記面転写部材の表面模
   様を前記フッ素樹脂層表面に転写させる、フッ素樹脂被
   覆方法において、前記面転写部材として前記円筒状基材
   よりも熱膨張率が小さい材質でシート形状のものを用
   い、加熱前に前記シートを前記被加工円筒材の円周の1/
   ３以上巻き付けた状態で、前記シートの両端部を一方の
   端が移動した分だけもう一方の端が相対的に移動するよ
   うなシート保持治具に固定し、前記シートを張った状態
   で前記保持治具の位置を固定し、前記被加工円筒材の軸
   を回転自在に固定した状態で回転させながら前記シート
   を従動させつつ前記シートの外側より前記被加工円筒材
   を加熱することを特徴とするフッ素樹脂被覆方法。
2. 【請求項２】 前記被加工円筒材を直接回転させるので
   はなく、前記被加工円筒材に巻き付けた前記シートを移
   動することで前記被加工円筒材を従動させつつ前記シー
   トの外側より前記被加工円筒材を加熱することを特徴と
   する、請求項１に記載のフッ素樹脂被覆方法。
3. 【請求項３】 前記シートを前記被加工円筒材に巻き付
   けるための巻き付けローラを少なくとも１本以上用い、
   該巻き付けローラにより前記被加工円筒材上に前記面転
   写部材として使用する前記シートを巻き付けた状態で、
   前記被加工円筒材を保持し回転させながら前記シートの
   外側より前記被加工円筒材を加熱することを特徴とする
   請求項２に記載のフッ素樹脂被覆方法。
4. 【請求項４】 加熱の手段として赤外線ヒータを用いる
   ことを特徴とする、請求項２または３に記載のフッ素樹
   脂被覆方法。
5. 【請求項５】 前記面転写部材として使用する前記シー
   トがポリイミドシートであることを特徴とする請求項１
   ないし４のいずれか１項に記載のフッ素樹脂被覆方法。
6. 【請求項６】 前記シートをロールから供給しもう１つ
   のロールで巻き取るような構造になっていることを特徴
   とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフッ素樹
   脂被覆方法。
7. 【請求項７】 前記シートが一部で接続されたべルト形
   状となっており、加熱前に前記被加工円筒材の円周方向
   に巻き付けた状態で該被加工円筒材と平行に設けられた
   円筒状で回転可能なシート伸ばし部材にて張力が加わる
   か、加わらない程度に前記シートを伸ばした状態で保持
   することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に
   記載のフッ素樹脂被覆方法。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項に記載のフ
   ッ素樹脂被覆方法を用いて製造したことを特徴とする、
   電子写真画像形成装置の定着装置に用いられる定着用部
   材。