JP2006065171A

JP2006065171A - 定着ロールの製造方法

Info

Publication number: JP2006065171A
Application number: JP2004249841A
Authority: JP
Inventors: Motohiro Ito; 基浩伊藤; Junya Nakatani; 潤也中谷
Original assignee: Suzuka Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Suzuka Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2006-03-09

Abstract

【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。
【選択図】図１

Description

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。

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。

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。

特開平９−８５７５６公報

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。

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。

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。

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。

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。

〔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。

〔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。

〔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。

〔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。

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。

〔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。

〔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。

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。

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。

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ＪＩＳＢ０６０１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、Ｗ_ＣＭ＝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。

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。

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。

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ＪＩＳＢ０６０１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、Ｗ_ＣＭ＝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）

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ＪＩＳＢ０６０１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、Ｗ_ＣＭ＝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。

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。

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。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。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。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。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。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。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。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。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。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。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

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

Claims

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。
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。
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。
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。