JP2836845B2 - 弾性ローラの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は弾性ローラの製造方法に関し、特に電子複写
機等の定着部に使用される熱定着ローラの最外周にトナ
ーとの離型性向上のために形成されるオフセット防止層
の製造方法に係る。

［従来の技術及び発明が解決すべき課題］ 従来から電子複写機やレーザープリンターの開発は高
級機と普及機に二極化しつつあり、高級機の開発で熱定
着部に使用される定着ローラ、加圧ローラ等の弾性ロー
ラに関しては高速化、高級化、高画質化、自動両面化、
省エネ化、低価格化、長寿命化等の問題があり、特に自
動両面化により安定した通紙性が要求されトナーとの離
型性や長寿命化が要求されている。

これらの定着ローラ、加圧ローラ等は第５図に図示の
断面図に示すように芯金１を脱脂し、プライマー塗布し
た後フッ素ゴムやシリコーンゴム等を被覆し、加硫接着
して弾性体層２を積層しゴムロールを形成する。その後
表面を研削し、最外層にプライマーを介してフッ素樹脂
を接着してトナーとの離型性のよいオフセット防止層３
を形成し、多層弾性ローラとして製造される。そしてこ
れらの弾性ローラは電子複写機の熱定着部に於て芯金内
にヒータを設けるか、あるいは弾性体２に抵抗層４を設
けてこの抵抗層４の導通による発熱で、180〜190゜に温
調されてトナーの供紙への定着を行っている。

しかし、このような弾性ローラは従来は静電粉体塗装
でゴムロール上に電気的に吸着させたフッ素樹脂を例え
ば320℃、30分から１時間焼成してオフセット防止層を
形成していた。しかし高温で長時間の加熱はシリコーン
ゴム等から成る弾性体層が劣化してしまうという欠点が
あった。また、フッ素樹脂の分散系にゴムロールを浸漬
してフッ素樹脂塗布後乾燥して分散系を輝発させ、予備
加熱を行った後、焼成炉で焼成してオフセット防止層を
形成する方法もあった。しかし、この浸漬ではフッ素樹
脂分散系が高粘度であって切れが悪く、均一な塗布が困
難であると共に、ゴムロールと塗布液槽の浸漬のための
移動に時間を要し、さらには液面が下ってゴムロールが
塗布液に一部浸漬されないということもしばしば起こり
うることであった。また、乾燥、予備加熱焼成時には弾
性ローラの温度を赤外線検出器等で測定しながら行って
おり、乾燥と焼成時はコンピュータで自動的に恒温層の
温度制御を行っているが、予備加熱においては抵抗層に
導通させて加熱を行い温度が必要以上に上昇した時点で
手動で導通を停止させ温度の下降を持つような状態であ
った。

このような状況にあっては制御方法に問題があり、均
一な条件での製造が困難であった。

本発明は以上のような欠点を解消するためなされたも
ので、弾性ローラの最外層のフッ素樹脂から成るオフセ
ット層を均一な膜厚に塗布し、しかもその後の乾燥、予
備加熱、焼成の一連の加熱を温度センサで測定しながら
自動制御で成形する弾性ローラの製造方法を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決すべき手段］ 上記の目的を達成するため本発明の弾性ローラの製造
方法は、フッ素樹脂塗布液を充たした浸漬槽の上方に弾
性ローラを設置し、浸漬槽中のフッ素樹脂塗布液の液面
の高さを液面センサにより測定し、測定値に従って浸漬
槽を移動距離を調整して移動させ弾性ローラの長手方向
の下部の全長をフッ素樹脂塗布液に浸漬した後、弾性ロ
ーラを回転させて弾性ローラ円周方向の外周にフッ素樹
脂液を塗布した後、乾燥、予備加熱、焼成、急冷を行う
ものであり、好ましくは、予備加熱は温度センサにより
弾性ローラの温度を測定し、測定値により予備加熱時間
を自動制御するものである。

［作用］ 本発明の弾性ローラの製造方法では芯金に弾性体層を
積層したゴムロールにオフセット防止層を形成する一工
程であるフッ素樹脂の分散系にゴムロールを浸漬して塗
布する工程においては浸漬槽中の塗布液の液面をセンサ
で検知し、測定値により浸漬槽の移動距離を調整するこ
とによりゴムロールが浸漬槽中のフッ素樹脂分散系に十
分に浸漬され、かつ長短距離の移動により最少限の時間
で浸漬を行う。そして浸漬槽中でゴムロールを回転させ
て塗布液が塗布された後ゴムロールを回転させながら除
々に浸漬槽を離し、完全に塗布液からゴムロールが引き
上げられた後もゴムロールを回転させ均一なフッ素樹脂
分散系の塗布を行う。塗布後乾燥して分散系を輝発した
後、フッ素樹脂を溶融してオフセット防止層を形成する
予備加熱、焼成工程を行う。予備加熱は弾性ローラの抵
抗層に導通して行うがローラの温度を検知し、その温度
に従って予めコンピュータに記憶されている時間を制御
して行う。そのため全工程を自動制御により製造を行う
ことができる。

［実施例］ 本発明の弾性ローラの製造方法を実施するために好適
な装置を用いた一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は塗布装置の構成図であり、フッ素樹脂の分散
系である塗布液５が浸漬槽６に充されている。浸漬槽６
の上方には液面センサであるレーザー式変位センサ７が
設けられ、塗布液５の液面の高さを測定する、レーザー
式変位センサ７の測定値はCPUに入力され、CPUに予め記
憶されてい液面の高さと移動距離の関係からCPUは垂直
駆動機構８を動作させゴムロール９の下部が塗布液５に
完全に浸漬するまで浸漬槽６を除々に（例えば1mm/se
c）上昇させる。

この時、上昇速度は非常に低速度であっても浸漬槽６
が最小限の距離の移動で済むようになっているため、時
間の無駄を省くことができる。このような構成の塗布装
置の浸漬槽６は第２図の断面図に示すように塗布液５の
供給槽10からフッ素樹脂分散系がゴムロール９が浸漬さ
れる塗布槽11に供給され、浸漬槽６が上昇してゴムロー
ル９が浸漬されることによりオーバーフローした塗布液
を受ける槽12及び13が設けられる。塗布槽11と槽13を隔
てる壁14には金網15が懸装され、塗布槽11の塗布液５が
毛細管現像で上昇してゴムロール９が浸漬された時に塗
布液がゴムロール９を被包するのを助けている。また、
塗布液５の供給槽10にも例えば600メッシュの金網16が
設けられ、供給槽10中をポンプで循環させても、なおか
つ固ってしまう塗布液の濾過を行っている。

このような構成の塗布装置を用いてゴムロール９のフ
ッ素樹脂分散系の塗布方法を説明する。ゴムロール９は
アルミ等の芯金に弾性体層を形成したものであって第３
図の側面図に示すように塗布槽11の塗布液５の液面に対
して僅かな角度をつけて塗布液５の液切れがなくなるよ
う固定される。そしてゴムロール９の長手方向全てが塗
布液５に浸漬されつまで塗布槽11を上昇させ、ゴムロー
ル９の芯金を１回転させることによりゴムロール９の円
周方向全面に塗布液５を塗布させる。その後、第４図に
示すようにゴムロール９を回転し続けながらゴムロール
９周上の余分な塗布液がゴムロール９の回転（例えば４
回転／分）により塗布槽11の塗布液面に対して45゜を成
して塗布槽11内に戻るような速度で塗布槽11を下降させ
る。この速度は塗布液５の粘度に関係し、液離れの角度
が45゜を成すようにすると好適な膜厚の塗布ができる。
ゴムロール９が完全に塗布槽11から離れた後にもゴムロ
ール９を約１分間回転させることにより塗布膜厚を均一
にすることが可能である。

１つのゴムロールの塗布終了後、順次塗布液の浸漬が
行われるが、塗布液上方に設けられた変位センサにより
液面の高さを測定し、この測定値により予め記憶されて
いる浸漬槽６の移動距離と液面の高さの関係からCPUに
より浸漬槽６の移動距離を決定し垂直駆動機構８を動作
させる。そのため、常に塗布液５が一定距離ゴムロール
９を浸漬することができ、過不足なく塗布液５が塗布さ
れるようになっている。

以上のような方法により、フッ素樹脂分散系の塗布
後、分散系を輝発させるための乾燥を行う。乾燥は600
℃の恒温層に30秒間放置し、温度センサで弾性ローラの
温度を測定しながら80〜100℃に加熱させるようにCPUに
より制御して行う。

その後、弾性ローラの抵抗層に90A160〜180秒の導通
して誘導加熱により弾性ローラが270〜280℃に達するよ
うに予備加熱を行うが、この時赤外線式カメラ等の温度
センサ（図示せず）で弾性ローラの温度を測定し、測定
値とCPUに予め記憶されている温度と誘導加熱時間とを
比較して誘導加熱時間を選択して自動的に誘導加熱を制
御する。予備加熱終了後、600℃の恒温槽で90秒、弾性
ローラが340〜360℃の温度範囲になるよう同様に温度セ
ンサで弾性ローラの温度を測定しながらCPU制御で焼成
し、フッ素樹脂の溶融を行う。予備加熱も焼成も短時間
で行うため、弾性体層を形成するシリコーンゴム等の劣
化は全く問題にならずに実施することができる。焼成後
急冷し、オフセット防止層を形成する。

以上の説明は本発明の一実施例の説明であって本発明
は上記の一実施例に限定されない、即ちオフセット防止
層もフッ素樹脂に限定するものでもなく、弾性体層もシ
リコーンゴムに限定するものではない。

［発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように、本発明の弾性ロー
ラの製造方法によれば、液面センサにより塗布液の液面
を検知し、ゴムロールの長手方向の下部の全長が塗布液
に浸漬するように浸漬槽を必要最少限の距離を移動さ
せ、ゴムロールを回転させてフッ素樹脂分散系の塗布液
を塗布することができるため、均一な塗布膜を短時間で
塗布することができる。また、誘導加熱による予備加熱
も温度センサで弾性ローラの温度を測定しながらCPUに
より温度と加熱時間を自動的に制御でき、均一な製品を
製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の弾性ローラの製造方法の一実施例に使
用される好適な塗布装置の構成図、第２図は一実施例の
部分断面図、第３図は一実施例の部分側面図、第４図は
一実施例の部分断面図、第５図は従来例の弾性ローラの
断面図である。 ５……塗布液（フッ素樹脂塗布液） ６……浸漬槽 ７……変位センサ（液面センサ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大矢 昌章 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番 １号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 深堀 純一 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番 １号 昭和電線電纜株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−113483（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−153978（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−159862（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−218484（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B05D 1/18 - 1/24 B05C 3/02 - 3/109 G03G 15/20 103 F16C 13/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フッ素樹脂塗布液を充たした浸漬槽の上方
   に弾性ローラを設置し、前記浸漬槽中の前記フッ素樹脂
   塗布液の液面の高さを液面センサにより測定し、該測定
   値に従って前記浸漬槽を移動距離を調整して移動させ前
   記弾性ローラの長手方向の下部の全長を前記フッ素樹脂
   塗布液に浸漬した後、前記弾性ローラを回転させて前記
   弾性ローラ円周方向の外周に前記フッ素樹脂液を塗布し
   た後、乾燥、予備加熱、焼成、急冷を行うことを特徴と
   する弾性ローラの製造方法。
2. 【請求項２】前記予備加熱は温度センサにより前記弾性
   ローラの温度を測定し、該測定値により前記予備加熱時
   間を自動制御することを特徴とする第１項記載の弾性ロ
   ーラの製造方法。