JP2667912B2 - 加熱定着用多層エンドレスフィルムの形成方法 - Google Patents

加熱定着用多層エンドレスフィルムの形成方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、静電複写機等の画像形成装置に装備される
加熱定着用多層エンドレスフィルムの形成方法に関する
ものである。
〔背景技術〕
従来、多層エンドレスフイルムを得るためには被塗布
物を塗料中に浸漬し、徐々に引き上げることにより、被
塗布物と塗料の表面張力を利用して塗膜を形成する浸漬
塗布方法、または、微小開口部を有するノズルより塗料
を吐出し霧化することにより、生成した微小液滴を被塗
布物上に付着させて塗膜を形成するスプレー法により層
を形成し、単独あるいはこれらを組合わせて必要な回数
繰返した後、被塗布物より脱型して多層フイルムを得て
いる。当然第一層もこれらの方法によるものであるが、
この場合、浸漬塗布方法では、(1)塗料中の微小な気
泡が、塗布工程中に被塗布物に付着しやすく、塗膜形成
後ピンホールの様な塗膜欠陥が生じやすい。(2)塗布
面にダレが生じやすく、均一な塗膜が得にくい。(3)
厚い塗膜を得るためには、数回重ね積りをしなければな
らない。またスプレー法では霧化することにより、生成
した微小液滴を被塗布物上に付着させて塗膜を形成する
ために、塗膜表面が荒れてしまい、乾燥中あるいは焼成
中にクラツクが発生しやすく、塗膜欠陥となりやすい。
という問題点があった。従って、ピンホールやクラツク
等の塗膜欠陥の上に別の塗料を重ね塗りすると、ピンホ
ールやクラツク等の塗膜欠陥を通し別の塗料が第一層の
表面に浸出し、第一層の特性が阻害されるという問題点
があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、第一層のピンホールやクラツク等の
塗膜欠陥に起因する特性低下という問題点を解決した加
熱定着用多層エンドレスフイルム形成方法を提供するも
のである。
〔発明の概要〕
本発明は、多層のエンドレスフィルムによって構成さ
れる加熱定着用多層エンドレスフィルムの少なくとも第
一層のエンドレスフィルムを被塗布物と離間して配置さ
れる塗料吐出用のノズルチップに設けられた吐出口から
吐出される塗料が実質的に霧化せず、筋状に連続して飛
翔する塗膜形成方法により形成する加熱定着用多層エン
ドレスフィルムの形成方法において、 被塗布物として回転する円筒状の基体型を用い、該吐
出口と被塗布物との距離を2乃至100mmに設定し、粘度
が200cps以下の塗料を口径が200μm以下の該吐出口か
ら吐出し、該基体型の表面に該塗料を付着させ、該円筒
状の基体型の回転によって付着させた塗料により塗膜を
形成し、第一層のエンドレスフィルムを形成することを
特徴とする加熱定着用多層エンドレスフィルムの形成方
法に関する。
〔発明の具体的説明〕
前記目的を達成するために、本発明の加熱定着用多層
エンドレスフイルム形成方法においては、少なくとも第
一層をビーム塗布方法により形成する。ビーム塗布方法
は、塗膜の面状態、均一正、膜厚に優れた塗膜欠陥のな
い塗膜形成方法である。ビーム塗布方法により第一層を
形成した後、ビーム塗布方法、浸漬塗布方法、スプレー
法等により、第二層以降の塗膜を形成し、多層エンドレ
スフイルムを形成する。
本発明に用いる塗料用材料としては、熱可塑性樹脂ま
たは熱硬化性樹脂の溶液または分散液があり、特に第一
層用材料としては、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテ
ルイミド樹脂、ポリイミド樹脂(以下PIと略す)及びそ
の前駆体、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリスルホン樹
脂、ポリオキシベンゾイルポリエステル樹脂、エポキシ
樹脂が好ましい。最外層用材料としてはフツ素樹脂、ポ
リエーテルサルホン樹脂が好ましい。フツ素樹脂として
は例えば四フツ化エチレン樹脂(以下PTFEと略す)、ま
たは四フツ化エチレン・パークロロアルコキシエチレン
共重合体(以下PFAと略す)、または四フツ化エチレン
・六フツ化プロピレン共重合体がある。
以下、添付図面を参照しながら本発明を説明する。
本発明では、塗膜の成膜性を向上させるために、微小
開口部から吐出される塗料を第1図に示すように実質的
に霧化せずに筋状に飛翔させることにより塗料が専有す
る空間体積の割合を高めて塗料の空気との接触を少なく
して、塗料中の揮発成分の揮発等による塗料の変性を防
止するものである。
塗料が専有する空間体積の割合は、塗料の変性防止の
点からは100%、すなわち霧化しないで筋状に被塗布物
に到達することが本発明の主たる特長であるが、従来の
スプレー塗布の如き塗布方法(第2図参照)における塗
料が専有する空間体積の割合は0.1〜0.001%と著しく低
いことと比較すると、吐出角度を3゜以下とした場合に
も塗料が専有する空間体積の割合が95〜100%程度とな
り塗料中の揮発成分の揮発が少なく塗料の変性がなくな
ることから実質的に本発明の主旨と同じ効果が得られ
た。
従って、本発明における微小開口部から塗料を吐出し
塗膜を形成する方法においては、実質的に霧化しない状
態とは吐出角度が3゜以下好ましくは0゜の筋状に連続
して飛翔する状態を示すものである。
さらに、従来の塗布方法では20〜50%と非常に低い塗
料の付着効率であり、50〜80%の塗料を損失していたも
のが、前記のように実質的に霧化をさせないことによ
り、塗料が微小領域に集中するため、塗料の付着効率が
95%以上となり、また、非塗膜形成部分へ塗料付着がな
くなり、他の部分への塗料のまわり込みを生ずることが
なくなる。
一方、塗料が微小領域に集中することから、塗料の飛
翔エネルギーが密度的に高くなり、塗膜の表面性を粗面
化する傾向にあり、従来のような高速吐出(スプレー法
では吐出速度100〜200m/sec程度)では被塗布物表面へ
の影響を生じやすくなり。特に、はなはだしい場合に
は、塗膜中に気泡を生じさせることになり、塗膜欠陥と
なる。そこで塗膜の表面性をさらによくするには、塗料
の微小領域への集中化(基板上では塗料が若干広がるた
め面積で約1/100に集中)を考慮すると吐出速度は30m/s
ec以下が好ましく、さらには25m/sec〜2m/secの範囲、
特には10m/sec〜5m/secの範囲が好ましい。
吐出速度を30m/sec以下にすることにより、塗料が被
塗布物に付着したときのエネルギーが小さくなり、塗料
が反射散乱することなく、被塗布物上に総じて付着し、
従来の塗布方法では大きな問題であったオーバーミスト
処理(被塗布物に付着しなかった塗料が塗膜にブツ,ハ
ジキ,光沢損失の原因となるため排気設備をそなえ系外
へ排出した。公害防止のため排出時に集塵設備等で回収
を要する。)を著しく軽減するとともに、塗料付着防止
手段を設けることなく非塗膜形成部分への塗料付着がな
くなる。
本発明の塗布方法においては、被塗布物と微小開口部
との距離は2〜100mm、好ましくは5〜50mmの範囲であ
ることが良い。塗料は溶剤中に固形分を溶解あるいは分
散させたものや、固形分のみのものなど広く提供するこ
とができる。また、溶剤は揮発性のものはもちろんであ
るが不揮発性のものも適用することができる。また塗料
の粘度は、基板上に塗料が付着後表面張力により平滑化
するために、200cps以下、好ましくは50cps〜4cpsの範
囲であることが良い。
また、微小開口部の吐出口口径は、200μm以下、好
ましくは50μm〜180μm、より好ましくは60μm〜150
μmの範囲であることが良い。微小開口部からの塗料の
吐出圧は3Kgf/cm2以下が好ましく、さらには0.3Kgf/cm2
〜1.5Kgf/cm2の範囲、特には0.5Kgf/cm2〜1Kgf/cm2の範
囲が好ましい。塗料の吐出量は20cc/分以下、特には0.8
cc/分〜15cc/分の範囲であることが好ましい。
第3b図において、01は基体型としての基体シリンダー
であり、これはシリンダーの保持を兼用する回転軸02に
固定される。又、回転軸02は回転モーター03のより所定
の回転速度で回転される。一方、ビーム状の塗布液04を
吐出するためのガン05は、横送り機構の架台06に乗せら
れており、基体シリンダー01の回転軸方向と平行方向に
移動する。また、ガン05は、フイルター08および導出管
07を経由してタンク09に接続されている。エアーパイプ
10で導入された圧縮エアーにより、ゲージ11で定めた圧
力にタンク09内の塗料は加圧され、フイルター08および
導出管07を経由してガン05の先端のノズルチツプ(不図
示)から吐出される。
この装置を用いて実際に塗布する場合、ガンの横送り
機構のスイツチとガン・ニードルのエアースイツチをセ
ツトし、基体シリダー01の所定位置からビーム04を吐出
する。同時に回転モーターのスイツチも入れ、基体シリ
ンダー保持の回転軸を回転させる。第3a図に示したよう
に、ガン05の先端に設けられたノズルチツプ12から吐出
したビーム状の塗布液04は、基体シリンダー01上にネジ
を切ったようなパターン16で糸巻き状(らせん状)に付
着し、レベリングすることにより塗膜15が成膜される。
レベリングによる塗膜の生成工程は、以下に示すとおり
である。すなわち、基体シリンダー01上に付着した糸巻
き状塗料は、塗料の衝突エネルギーおよび塗料の表面張
力ならびに被塗布物の表面張力の為、徐々に幅広く拡が
っていき、隣接する塗料がたがいに接触し被塗布物の塗
布面をすきまなくおおう。そして、塗料の表面張力およ
び拡散性ならびに被塗布物の表面張力により適切な時間
経過後、ピツチに応じて生じていた当初の塗膜凹凸がレ
ベリングしならされて、平滑な面として成膜される。な
お、糸巻き状に付着する塗料は、塗料の端部どうしが重
なり合うように付着してもよい。更に、塗料の溶剤蒸気
を制御する為にフードを併用すれば表面をより平滑にす
ることも可能である。
第4a図及び第4b図に塗料の吐出口の具体例を示す。第
4a図は標準的な単一吐出口を有するノズルチツプ12
(a)を示すが、塗布速度を早める為に、第4b図の如く
3つの吐出口を有するノズルチツプ12(b)の形態のよ
うに多数の吐出口を有する形態をとってもよい。
以下、実施例にもとづいて本発明を説明する。
〔実施例1〕 ポリアミツク酸溶液100重量部をN−メチル−2−ピ
ロリドン300重量部で希釈し、粘度20cpsの塗料を調整し
た。口径100μmの吐出口を一つ中央に有するノズルチ
ツプを用いて吐出圧1kg/cm2で塗料を霧化させず、筋状
で第3b図の塗布装置を用いて口径50mm、長さ250mmのシ
リンダー表面の長手方向10mmから240mmの幅に吐出し
た。塗布装置の条件は、シリンダーの回転速度100rpm、
吐出口の横送り速度200mm/分、吐出口とシリンダー表面
の距離30mmであった。塗布後、120℃で30分予備乾燥、3
50℃で15分焼成しイミド化した後、脱型平均膜厚10μm
のPIエンドレスフイルムを得た。
次に固形分49%のPFA分散液を調整し、粘度500cpsの
塗料を得た。PIエンドレスフイルムを再度シリンダーに
圧入した後、PFA塗料をスプレー法にて、PIエンドレス
フイルム上に塗膜を形成し、120℃で10分予備乾燥、400
℃で20分焼成後、脱型し、総膜厚20μmの二層エンドレ
スフイルムを得た。
この二層エンドレスフイルムを複写機の定着部にセツ
トし、エンドレスフイルム表面温度185℃で紙上のトナ
ー像を定着したところオフセツトは全く発生しなかっ
た。また第一層塗膜表面を電子顕微鏡で1000倍に拡大し
て観察したところ、1cm2当りの塗膜欠損の数は2〜4ケ
であった。
〔比較例1〕 実施例1と同様の塗料を用い、第一層及び表面層とも
浸漬塗布方法により、二層エンドレスフイルムを得た。
このエンドレスフイルムを複写機の定着部にセツトしエ
ンドレスフイルム表面温度185℃で紙上のトナー像を定
着したところオフセツトが発生し、定着用のエンドレス
フィルムとしては実用上問題のあることが明らかになっ
た。また第一層塗膜表面を実施例1と同様に観察したと
ころ1cm2当り30〜40ケの塗膜欠陥があった。
〔実施例2〕 固形分40%粘度110cpsのPTFE塗料を口径60μmの吐出
口を三つ有するノズルチツプを用いて、吐出圧0.8kg/cm
2でビーム塗布方法により、第3c図の塗布装置を用いて
口径80mm、長さ200mmのシリンダー内面の長手方向15mm
から185mmの幅に吐出した。
塗布装置の条件は、シリンダー01の回転速度150rpm、
吐出口の横送り速度200mm/分、吐出口とシリンダー内面
の距離20mmであった。PTFE塗膜の上に、プライマーをス
プレー法にて塗布した後、実施例1のポリアミツク酸溶
液の塗料を浸漬塗布方法にて塗膜を形成し、120℃で30
分予備乾燥、380℃で30分焼成した後、脱型平均膜厚20
μm三層エンドレスフイルムを得た。
このエンドレスフイルムを複写機の定着部にセツト
し、エンドレスフイルム表面温度185℃で紙上のトナー
を定着したところオフセツトは全く発生しなかった。
以上の様に本発明の加熱定着用多層エンドレスフイル
ム形成方法によれば、ビーム塗装方法を用いて、被塗布
物として回転する円筒状の基体型を用い、該吐出口と被
塗布物との距離を2乃至100mmに設定し、粘度が200cps
以下の塗料を口径が200μm以下の該吐出口から吐出
し、該基体型の表面に該塗料を付着させ、該円筒状の基
体型の回転によって付着させた塗料により塗膜を形成
し、少なくとも第一層のエンドレスフィルムを形成する
ことにより、浸漬塗布方法におけるピンホール、スプレ
ー法における表面荒れに起因するクラツク発生等の塗膜
欠陥が発生しないため、重ね塗りした層が塗膜欠陥を通
り、第一層のエンドレスフィルム中に侵入することがな
く、第一層の発揮すべき特性が損なわれることがない。
従って、特性及び精度の非常に優れた多層エンドレスフ
イルムを供給することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に用いるビーム塗布方法による塗膜形
成の概念図、第2図は、従来のスプレー法による塗膜形
成の概念図、第3a図,第3b図及び第3c図は、円筒状シリ
ンダー表面または内面に塗膜を形成する装置の具体例、
第4a図及び第4b図は、塗料の吐出口の具体例である。 01……基体シリンダー 02……シリンダー保持兼用回転軸 03……回転モーター 04……塗布液ビーム 05……ガン 06……横送り機構の架台 07……ペイント導出管 08……フイルター 09……ペイント・タンク 10……エアーパイプ 11……圧力ゲージ 12……ノズルチツプ 12(a)……1穴ビーム用チツプ(側面図) 12(a)……1穴ビーム用チツプ(正面図) 12(b)……3穴ビーム用(側面図) 14……3穴ビーム用チツプ(正面図) 15……レベリングした状態の塗膜 16……レベリングする前の状態の塗膜

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多層のエンドレスフィルムによって構成さ
    れる加熱定着用多層エンドレスフィルムの少なくとも第
    一層のエンドレスフィルムを被塗布物と離間して配置さ
    れる塗料吐出用のノズルチップに設けられた吐出口から
    吐出される塗料が実質的に霧化せず、筋状に連続して飛
    翔する塗膜形成方法により形成する加熱定着用多層エン
    ドレスフィルムの形成方法において、 被塗布物として回転する円筒状の基体型を用い、該吐出
    口と被塗布物との距離を2乃至100mmに設定し、粘度が2
    00cps以下の塗料を口径が200μm以下の該吐出口から吐
    出し、該基体型の表面に該塗料を付着させ、該円筒状の
    基体型の回転によって付着させた塗料により塗膜を形成
    し、第一層のエンドレスフィルムを形成することを特徴
    とする加熱定着用多層エンドレスフィルムの形成方法。
  2. 【請求項2】該吐出口からの該塗料の吐出圧が3Kgf/cm2
    以下であることを特徴とする請求項1に記載の加熱定着
    用多層エンドレスフィルムの形成方法。
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