JP3790428B2

JP3790428B2 - Coating method on roller outer surface

Info

Publication number: JP3790428B2
Application number: JP2001003534A
Authority: JP
Inventors: 康範見方; 正和峰
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 2001-01-11
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2006-06-28
Anticipated expiration: 2021-01-11
Also published as: JP2002205004A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真装置の現像ローラ、転写ローラ、帯電ローラ、クリーニングローラなど、導電性ローラ表面へコーティング剤の塗工する方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ローラ外周面へのコーティング方法としては、一般的に浸漬塗工方式（ディッピング方式）、ロールコーター方式、スプレー方式などが用いられる。浸漬塗工方式は図５（ａ）に浸漬作業開始時の状態を概念図で示すように、塗工槽２０に貯留されたコーティング液２２に被処理ローラ２１を長さ方向を鉛直にして浸漬し、引き上げることでコーティングする方式であり、円周方向に均一なコーティングができることが知られている。
【０００３】
ロールコーター方式は、被処理ローラが、外周面をコーティング液で覆われた塗工ローラと軸心を平行にして接して回転され、前記被処理ローラの外周面にコーティング液を塗工する方式であり、前記被処理ローラの長さ方向の塗工厚さが均一になる特長がある。スプレー方式では、被処理ローラを回転させながらスプレーガンにより塗工する方式であり、装置が簡単で、塗工液の交換などが容易である。
【０００４】
更に、特開平７−１５５６７９号公報、特開平１１−５７５６９号公報、特開平１１−５７５７０号公報には、軸心を水平とした被処理ローラを、回転させながら塗工槽に浸漬して引き上げる方式であって、被処理ローラを回転させながら水平に移送することにより連続コーティングが可能になり、生産性が高く、装置としても比較的簡単な機構となる。例えば、特開平１１−５７５６９号公報には、「液状のコーティング材が貯留される貯留槽上を、被処理ローラを回転させながら搬送させることにより、ローラ表面にコーティング材を塗布する装置であって、前記貯留槽が、前記被処理ローラの一端部側から徐々にコーティング材と接触し、前記一端部側から徐々にコーティング材との接触が解除される形状であるローラ表面へのコーティング材の塗布装置。」が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成を有する従来の塗工方式、塗工装置には、つぎの課題がある。
【０００６】
浸漬塗工方式によれば、図５（ｂ）に示すように、被塗工ローラ２１をコーティング液２２（図５（ａ）参照）より長さ方向を鉛直にして引き上げると、コーティング層２４の厚さが被処理ローラ２１の上下により大きく変化し、処理の不要な芯金下端部２３’にもコーティング液が塗工される問題がある。また、一本ごとの処理では生産に長時間を要し、バッチ処理をするためには、塗工装置が複雑で高価なものとなる問題がある。
【０００７】
ロールコータ方式では、塗工ローラの表面で塗工液が乾燥しやすく、コーティング作業に長時間を要し、塗工装置の機構が複雑になるなどの問題がある。スプレー方式では、厚膜形成が困難であり、処理剤ロスが多く、作業場周辺をコーティング剤で汚染する課題がある。
【０００８】
特開平１１−５７５６９号公報に記載の塗工装置では、被処理ローラの外周面は一端部から徐々にコーティング液と接触し、前記一端部側から徐々にコーティング液面より離間されると、この離間される被処理ローラの外周面にはスパイラル状にコーティング剤が厚くなる部分が生じる問題がある（詳細後述）。特に、コーティング液の粘度が高く、コーティング剤の膜厚が厚い場合に、膜厚のバラツキは大きくなる。
【０００９】
この発明は、簡単な装置による塗工方法であって、上記被処理ローラの外周面に生じるスパイラル状のコーティング剤が厚くなる部分の膜厚のバラツキを小さくするローラの塗工方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために請求項１に記載のローラ外周面へのコーティング方法は、液貯留槽に貯留されオーバーフローしているコーティング液に、被処理ローラをこの軸心を水平にして回転させながら、その外周面を一端部より徐々に接触させ水平方向に移動し、つづいて前記被処理ローラを一回転以上回転させた後、前記外周面を前記一端部から徐々に前記コーティング液より離間するローラ外周面へのコーティング方法であって、前記コーティング液の粘度が１０mPa・s〜５００mPa・sであり、前記被処理ローラの外周面に残された液切れ跡が、ローラ長さ方向に１mm〜３０mmの間隔となるように塗工することを特徴とする。
【００１１】
被処理ローラを、オーバーフローしているコーティング液面に、一端部より徐々に浸漬し、一回転以上回転させた後、同端部より徐々に離間することにより、被処理ローラを浸漬開始の泡かみや離間位置において液切れ跡の発生が抑制される。なお、オーバーフローしているとは、コーティング液の液面が液貯留槽の側辺の高さより高く、溢れ出している状態をいい、被処理ローラの外周面が、前記液貯留槽の側辺に接することなく液面に浸漬、離間される。これによって被処理ローラを自転させながら水平に移動させることにより、被処理ローラの外周面に傷を付けることなくコーティング液を塗工できる。
【００１２】
コーティング液の粘度が所定の範囲である場合には、被処理ローラの外周面がコーティング液面より離間する位置で塗膜が厚くなり被処理ローラの外周面にスパイラル状の液切れ跡（スパイラルマークともいう）を残す。前記コーティング液の所定の粘度は１０mPa・s〜５００mPa・sであり、１０mPa・s未満であれば詳細後述のスパイラルピッチ（スパイラルマークの被処理ローラの長さ方向の間隔をいう）の長さに関わらず膜厚のバラツキは少なく、５００mPa・sを超えるとスパイラルピッチに関わらず膜厚のバラツキは、大きく膜厚のバラツキは許容範囲（１０μm以下）に入らない。
【００１３】
コーティング液の粘度が１０mPa・s〜５００mPa・sである場合において、上記スパイラルピッチを３０mm以下とすることにより、膜厚さのバラツキは現像ローラ等として好ましく使用できる範囲となる。
スパイラルピッチが３０mmを超えると、コーティング剤が乾燥するまでレベリングしても厚み差を解消できなくなる。なお、このスパイラルピッチを２０mm以下とすることにより一層好ましい膜厚を得ることができる。
【００１４】
スパイラルピッチが１mm未満であれば、現像ローラ等として品質的には問題がないが、大きな液貯留槽が必要になり、または、被処理ローラの回転数を多くする必要があり、設備投資が大きくなる問題がある。
【００１５】
このようにコーティング液が塗工された被処理ローラは、乾燥されて帯電ローラ等として使用される。
【００１６】
請求項２に記載のローラのコーティング方法は、液貯留槽に貯留されオーバーフローしているコーティング液に、被処理ローラをこの軸心を水平にして回転させながら、その外周面を一端部より徐々に接触させ水平方向に移動し、つづいて前記被処理ローラを一回転以上回転させた後、前記外周面を前記一端部から徐々に前記コーティング液より離間するローラ外周面へのコーティング方法であって、前記コーティング液の粘度が１０mPa・s〜５００mPa・sであり、前記被処理ローラの外周面を、前記コーティング液面に接触させた後そのコーティング液面より離間する条件を、ローラ軸心方向と液貯留槽の離間側辺との交差角をθ°、被処理ローラの水平移動速度をｖ（mm/sec）、ローラ回転数をＮ（r/sec）としたとき、ｖ／Ｎtanθ（mm/r）の値を１〜３０とすることを特徴とする。
【００１７】
請求項１の塗工方法を別の視点より特定したものであって、スパイラルピッチを１mm〜３０mmとするために、
θ ＝ローラ軸心方向と液貯留槽の離間側辺との交差角（°）、
ｖ＝被処理ローラの水平移動速度（mm/sec）、
Ｎ＝ローラ回転数（r/sec）、
ｙ＝ローラ一回転当たりのローラ移動距離（mm/sec）としたとき、
１≦ｖ／Ｎtanθ≦３０とする。
【００１８】
ｖ／Ｎtanθはスパイラルピッチ（mm）に相当し、上記各条件をこのように設定することにより、
１mm≦スパイラルピッチ≦３０mm
となる。ｖ／Ｎtanθを１〜３０とすることにより、被処理ローラの外周面上に残されたスパイラルマークの膜厚ムラが小さくなり、かつ液貯留槽も特に大きくする必要がない。なお、請求項１と同様にｖ／Ｎtanθ≦２０とすることが好ましい。
【００１９】
請求項３に記載のローラの塗工方法は、この被処理ローラが電子写真方式に用いられる帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラである。これらのローラはゴム、ウレタンゴムなどの弾性体ローラの外周面に帯電処理剤等による処理を必要とするものが多く、このコーティング液の粘度は、通常１０mPa・s〜５００mPa・sであり、更に処理した塗膜の厚み精度の要求が高い（膜厚ムラ≦１０μm）ので、請求項１または請求項２のローラの塗工方法が効果的に採用される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るローラの塗工方法について各実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に液貯留槽１のコーティング液面に被処理ローラ２を接しながら矢印ｚの方向に移送し塗工する塗工方法の概要を説明する平面図を示し、図２に液貯留槽の平面図と正面図を示す。
【００２１】
先ず、図２により液貯留槽１の概要を説明する。図２（ａ）に平面図を示すように、液貯留槽１は、被処理ローラ２が液貯留部６より離間する側辺（離間側側辺３ともいう）がローラ２の軸心方向（矢印ｘ）に対し所定の角度θ°に傾斜して交差する平行四辺形に形成された液貯留部６と、この液貯留部６の周辺部に液受け皿５を設けている。図２（ｂ）に正面図（一部断面図）を示すように、液貯留部６には、その底部に取り付けられた液供給管８よりコーティング液がオーバーフローする状態で充満され、オーバーフローしたコーティング液１は液受け皿５より排出管７、液供給管８を経て液貯留部６に循環される。コーティング液を液貯留部６よりオーバーフローさせることによりコーティング液の表面が液貯留部６の側辺より高くなり、被処理ローラ２を水平に移送することにより塗工が可能になる。
【００２２】
被処理ローラ２（仮想線で示す）を軸心を水平にして自転させながらその外周面の一部を液貯留部６に貯留されているコーティング液に浸漬しながら移送方向（矢印ｚ）に水平に移動する。被処理ローラ２を矢印ｚの方向に移動すると、被処理ローラ２の外周面は一端より徐々にコーティング液に浸漬され、つづいて被処理ローラ２を一回転以上回転させた後、前記一端と同じ端部より徐々に液面より離間する。一回転以上回転させることにより被処理ローラ２の全周にコーティング液が塗工される。
【００２３】
この関係を図１により詳細に説明する。図１には液貯留槽１の平面図と、この液貯留槽１の上面を矢印ｚの方向に移動する被処理ローラ２を示す。まず、前述のように液貯留層１を、その離間側辺３が被処理ローラ２の軸心方向ｘと交差角がθ°となるようにセットする。液貯留部６をオーバーフローしているコーティング液の表面に、軸心を水平にして支持され回転している被処理ローラ２を接近させ、その一端部１１より徐々に浸漬する（ステップ（イ））。更に、被処理ローラ２を回転させながら矢印ｚの方向に移動すると被処理ローラ２の外周面にコーティング液が塗工され、被処理ローラ２が一回転以上回転されて離間側辺３に到達すると（（ロ）の位置）、その外周面全長にわたってコーティング液が塗工される。更に、被処理ローラ２を矢印ｚの方向に移動すると、被処理ローラ２の外周面は前記一端部１１より徐々に離間側辺３の沿って前記コーティング液面より離間する（ステップ（ロ）→（ハ））。
【００２４】
被処理ローラ２の外周面がコーティング液面より離間する位置は、被処理ローラ２の軸心方向（矢印ｘ）と離間側辺３とが所定の角度θ°を持って交差しているので、被処理ローラ２の一端１１より他の端部に向けて徐々に移動する。そしてこの離間位置に残る液切れ跡は、被処理ローラ２の軸心方向に向かって被処理ローラ２の外周面にスパイラルマーク４を描く。離間開始後、被処理ローラ２が一回転した位置（ハ）では、スパイラルマーク４は被処理ローラ２を丁度一周し、この位置と浸漬開始位置との間隔がスパイラルピッチｄとなる。なおこの間に被処理ローラ２は（ロ）の位置から（ハ）の位置までの間ｙを移動する（軸心位置で示す）。
【００２５】
このスパイラルマーク４を生じた被処理ローラ２の事例を図３（ａ）に斜視図で示す。被処理ローラ２は芯金９にゴム、ウレタンゴム等弾性体１０をローラ状に巻き付けたものであって、表面は平滑に研磨されている。被処理ローラ２が離間側辺部３より離間する外周面上の液切れ跡は、スパイラルマーク４で示す位置に現れる。スパイラルピッチｄは、スパイラルマーク４が被処理ローラ２が一回転する間に、被処理ローラ２の軸心方向に移動する距離を表す。
【００２６】
図４に塗工済みの被処理ローラ２の断面図であって、スパイラルマーク４の断面（被処理ローラ２、２’の断面図）を示し、図４（ａ）は従来の塗工方法による被処理ローラ２’であって、外周面に塗工膜１２’が塗工され、スパイラルマーク４’の位置では、塗膜の厚み差ｈ’は例えば約２０μmであり、この部分では用途により帯電量やトナー付着量のバラツキが大きくなる。図４（ｂ）は本発明の塗工方法による被処理ローラ２のスパイラルマーク４の断面（被処理ローラ２の断面）を示し、スパイラルマーク４の厚み差ｈは１０μm以下となる。
【００２７】
このようにスパイラルマーク４の厚み差ｈを所定の範囲（１０μm以下）とするために、スパイラルピッチｄを３０mm以下とする。しかし、このスパイラルピッチｄを１mm以下とするためには、被処理ローラ２の回転数を大幅に増加させるか、液貯留槽１を極端に大きくする必要があり実施することが困難となる。また、このスパイラルピッチｄを３０mm以上とすると膜厚のバラツキは１５μm以上となり、上記帯電ローラ等として使用できない。
【００２８】
このスパイラルピッチを所定の範囲（１mm〜３０mm）とするための塗工条件について、図１より説明する。スパイラルピッチをｄとし、
θ ＝被処理ローラ２の軸心方向ｘと液貯留槽１の離間側辺３との交差角（°）、
ｖ＝被処理ローラ２の水平移動速度（mm/sec）、
Ｎ＝ローラ回転数（r/sec）、
ｙ＝ローラ一回転当たりのローラ移動距離（mm/sec）とするとき、スパイラルピッチｄは次式（１）により表される。
【００２９】
ｄ＝ｖ／Ｎtanθ （１）
式（１）は次のように導かれる。
【００３０】
ｙ＝ｖ（mm/sec）／Ｎ（r/sec）＝ｖ／Ｎ（mm/r）（２）
tanθ＝ｙ／ｄ（３）
式（２）、式（３）より
ｄ＝ｖ／Ｎtanθとなる。
【００３１】
スパイラルピッチｄを１mm〜３０mmとするためには、ｖ／Ｎtanθを１〜３０とすればよい。
【００３２】
〔実施例〕
被処理ローラ２は直径１２mmの導電性ゴムローラであって、この表面に厚さ約５０μmのコーティング剤をコーティングする。ローラ回転数Ｎを０.３６r/secとし、被処理ローラ２の水平移動速度ｖを５mm/secとした。コーティング剤としてウレタン系塗料（大日精化工業（株）製、品番：ME3119、粘度＝５００mPa・s）を用い、希釈溶剤としてＭＥＫを添加して、粘度が５０mPa・sであるコーティング液を調整した。固形分は１０％である。このコーティング液にカーボンブラックを分散し、コーティング液の電気抵抗値を１０⁹Ωcmに調整した。この条件において交差角θ°を３０〜６０°に変量して、ｖ／Ｎtanθを１〜３０とし、この条件で膜厚ムラ（μm）を測定した。
【００３３】
更に、これらの処理により得られた帯電ローラを、電子複写機（キャノン（株）製、商標：ＬＢＰ−２１０）に使用し、低温低湿環境（１０℃、１０％）において実際に印刷して、その画像をハーフトーン画像にて評価して表１に表す。
なお、画像評価は、×＝不可、○＝良、◎＝優を示す。
【００３４】
【表１】

〔比較例〕
被処理ローラ２、コーティング液、評価方法は実施例と同じとし、被処理ローラ２の軸心方向ｘと離間側辺３との交差角θを変量してｖ／Ｎtanθが３０を超える値とした。結果を表２に表す。
【００３５】
【表２】

実施例１〜４，比較例１，２より次のことが判る。表１より、ｖ／Ｎtanθが３０以下であれば、膜厚ムラは１０μm以下になり、画像は合格であり、なお、より好ましくはｖ／Ｎtanθが２０以下で画像は優れた評価（◎）となる。表２より、ｖ／Ｎtanθが３０を超えると、膜厚ムラは１５μm以上になり、画像は不合格となる。
【００３６】
さらに、ｖ／Ｎtanθが１.０未満であれば厚さムラは２μm未満となり優れた画像が得られが、処理装置が大きくなり複雑高価となり実用できない。例えば、実施例３の液貯留槽１の寸法を１００としたとき、ｖ、Ｎを同じとしてθを７０°としたとき、液貯留槽の大きさは２３０となる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、請求項１に記載のコーティング方法は、次のような効果がある。被処理ローラを液貯留槽をオーバーフローしているコーティング液面に接し回転しながら移送し、徐々に離間することによる前記被処理ローラの外周面に生じる液切れ跡のスパイラルピッチを３０mm以下とすることにより、外周面の塗膜の厚さムラは所定の値（１０μm以下）となり良好な画像が得られる。スパイラルピッチを１mm以上とすることにより、被処理ローラの回転数を大きくしたり、液貯留槽を大きくするなど、複雑高価な装置を必要としない。
【００３８】
請求項２に記載の塗工方法は、ｖ／Ｎtanθの値を１以上で３０以下とする。この塗工方法は請求項１に記載の塗工方法を他の視点で表したものであり、具体的に塗工工程を設計するときに、交差角θ°、ローラ回転数Ｎ等より１≦ｖ／Ｎ・tanθ≦３０を満足させることにより請求項１と同じ効果を得る。
【００３９】
請求項３に記載の塗工方法は、前記被処理ローラが電子写真方式に用いられる帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラである。これらの被処理ローラは請求項１または２の塗工方法が好ましく活用され、特にローラ表面の電気抵抗性を調整し、ゴム弾性体でありながら表面を特に緻密に仕上げることが必要な上記のローラに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗工方法を説明する平面図であり、液貯留槽１の上面を被処理ローラ２が自転しながら矢印ｚの方向に移動する過程を示す。
【図２】本発明に使用される液貯留槽１の構造を示し、図２（ａ）は平面図を示し、図２（ｂ）は正面図を示す。
【図３】被処理ローラ２の表面に残されるスパイラルマーク４を表す斜視図を示す。
【図４】塗工されたローラの断面図を表し、図４（ａ）は従来の塗工方法によるローラを示し、図４（ｂ）は本発明の塗工方法によるローラを示す。
【図５】従来の塗工方法の一例（ディッピング方式）を説明する概念図であり、図５（ａ）は塗工開始時の状態を示し、図５（ｂ）は塗工されたローラの断面図を示す。
【符号の説明】
１：液貯留槽
２：被処理ローラ
３：離間側辺
４：スパイラルマーク
５：液貯留部
９：芯金
１０：ゴム層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for applying a coating agent to the surface of a conductive roller such as a developing roller, a transfer roller, a charging roller, and a cleaning roller of an electrophotographic apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a dip coating method (dipping method), a roll coater method, a spray method, or the like is generally used as a method for coating the outer peripheral surface of a roller. In the dip coating method, as shown in the conceptual diagram of the state at the start of the dip operation in FIG. 5A, the roller 21 is immersed in the coating liquid 22 stored in the coating tank 20 with the length direction being vertical. It is known that coating can be performed by pulling up and uniform coating can be performed in the circumferential direction.
[0003]
The roll coater method is a method in which a processing roller is rotated with a coating roller whose outer peripheral surface is covered with a coating liquid in parallel with the shaft center, and the coating liquid is applied to the outer peripheral surface of the processing roller. In addition, there is a feature that the coating thickness in the length direction of the processing roller becomes uniform. In the spray method, coating is performed with a spray gun while rotating the roller to be treated. The apparatus is simple and the coating liquid can be easily replaced.
[0004]
Further, in JP-A-7-155679, JP-A-11-57569, and JP-A-11-57570, a roller to be treated having a horizontal axis is immersed in a coating tank and is pulled up. In this method, continuous coating is possible by horizontally moving the processing roller while rotating it, resulting in high productivity and a relatively simple mechanism as an apparatus. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-57569 discloses an apparatus that applies a coating material to the surface of a roller by conveying the surface of a storage tank in which a liquid coating material is stored while rotating the processing target roller. The coating material is applied to the roller surface in such a shape that the storage tank gradually comes into contact with the coating material from one end side of the roller to be treated and the contact with the coating material is gradually released from the one end side. Device ".
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional coating method and coating apparatus having the above-described configuration have the following problems.
[0006]
According to the dip coating method, as shown in FIG. 5 (b), when the roller 21 to be coated is pulled up from the coating liquid 22 (see FIG. 5 (a)) in the vertical direction, the coating layer 24 There is a problem that the thickness varies greatly depending on the upper and lower portions of the processing roller 21 and the coating liquid is applied to the lower end portion 23 'of the core metal that does not require processing. In addition, each process requires a long time for production, and in order to perform batch processing, there is a problem that the coating apparatus becomes complicated and expensive.
[0007]
In the roll coater method, there are problems that the coating liquid is easily dried on the surface of the coating roller, the coating work takes a long time, and the mechanism of the coating apparatus is complicated. In the spray method, it is difficult to form a thick film, there is a lot of treatment agent loss, and there is a problem that the periphery of the workplace is contaminated with a coating agent.
[0008]
In the coating apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-57569, the outer peripheral surface of the processing roller gradually comes into contact with the coating liquid from one end and is gradually separated from the coating liquid from the one end. There is a problem that a portion where the coating agent is thickened in a spiral shape is generated on the outer peripheral surface of the processing roller to be separated (details will be described later). In particular, when the coating solution has a high viscosity and the coating agent has a large film thickness, the variation in the film thickness increases.
[0009]
The present invention provides a coating method using a simple apparatus, and a roller coating method that reduces variations in the thickness of a portion where the spiral coating agent generated on the outer peripheral surface of the processing roller is thick. With the goal.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the method for coating the outer peripheral surface of the roller according to claim 1 is to rotate the roller to be treated with the axis centered on the coating liquid stored in the liquid storage tank and overflowing. However, the outer peripheral surface is gradually brought into contact with one end portion and moved in the horizontal direction. Subsequently, the processing roller is rotated one or more times, and then the outer peripheral surface is gradually separated from the one end portion from the coating liquid. A method for coating the outer peripheral surface of a roller, wherein the viscosity of the coating liquid is 10 mPa · s to 500 mPa · s, and a liquid break remaining on the outer peripheral surface of the processing roller is 1 mm to the length of the roller. It is characterized in that the coating is performed so as to have an interval of 30 mm.
[0011]
The roller to be treated is gradually immersed in the overflowed coating liquid surface from one end, rotated one or more times, and then gradually separated from the same end, so that the roller to be treated is bubbled at the start of immersion. Occurrence of liquid breakage is suppressed at the separation position. Note that overflowing refers to a state in which the liquid level of the coating liquid is higher than the height of the side of the liquid storage tank and overflows, and the outer peripheral surface of the processing roller is on the side of the liquid storage tank. It is immersed and separated from the liquid surface without contact. Thus, the coating liquid can be applied without scratching the outer peripheral surface of the processing roller by moving the processing roller horizontally while rotating.
[0012]
When the viscosity of the coating liquid is within a predetermined range, the coating film becomes thicker at a position where the outer peripheral surface of the processing roller is separated from the coating liquid surface, and a spiral liquid trace (spiral mark) is formed on the outer peripheral surface of the processing roller. (Also called). The predetermined viscosity of the coating liquid is 10 mPa · s to 500 mPa · s, and if it is less than 10 mPa · s, the length of a spiral pitch (referred to as an interval in the length direction of the processing target roller of the spiral mark) will be described later. Regardless, there is little variation in film thickness, and when it exceeds 500 mPa · s, the variation in film thickness is large regardless of the spiral pitch, and the variation in film thickness does not fall within the allowable range (10 μm or less).
[0013]
When the viscosity of the coating liquid is 10 mPa · s to 500 mPa · s, by setting the spiral pitch to 30 mm or less, the variation in film thickness can be preferably used as a developing roller or the like.
If the spiral pitch exceeds 30 mm, the thickness difference cannot be eliminated even if the coating agent is leveled until it dries. A more preferable film thickness can be obtained by setting the spiral pitch to 20 mm or less.
[0014]
If the spiral pitch is less than 1 mm, there is no problem in terms of quality as a developing roller or the like, but a large liquid storage tank is required, or the number of rotations of the roller to be processed must be increased, resulting in a large capital investment There is a problem.
[0015]
The treated roller coated with the coating liquid is dried and used as a charging roller or the like.
[0016]
In the roller coating method according to claim 2, the outer peripheral surface of the coating liquid stored in the liquid storage tank and overflowing is gradually rotated from one end while rotating the processing target roller with the axis centered horizontally. A method of coating the outer peripheral surface of the roller that is in contact with and moved in the horizontal direction, and then the outer peripheral surface is gradually separated from the coating liquid from the one end after rotating the processing roller one or more times, The viscosity of the coating liquid is 10 mPa · s to 500 mPa · s, and the condition that the outer peripheral surface of the roller to be treated is separated from the coating liquid surface after being brought into contact with the coating liquid surface is determined as follows: V / Ntanθ (mm / r) where the crossing angle with the separated side of the storage tank is θ °, the horizontal movement speed of the roller to be treated is v (mm / sec), and the roller rotation speed is N (r / sec). ) Value Characterized by a 30.
[0017]
In order to specify the coating method of claim 1 from another viewpoint, and to set the spiral pitch to 1 mm to 30 mm,
θ = intersection angle (°) between the axial direction of the roller and the separated side of the liquid storage tank,
v = horizontal movement speed of the roller to be processed (mm / sec)
N = Roller rotation speed (r / sec),
When y = Roller moving distance per roller rotation (mm / sec),
1 ≦ v / Ntanθ ≦ 30.
[0018]
v / Ntanθ corresponds to the spiral pitch (mm), and by setting the above conditions in this way,
1mm ≦ spiral pitch ≦ 30mm
It becomes. By setting v / Ntanθ to 1 to 30, the film thickness unevenness of the spiral mark left on the outer peripheral surface of the roller to be processed is reduced, and the liquid storage tank does not need to be particularly large. It is preferable that v / Ntanθ ≦ 20 as in the first aspect.
[0019]
According to a third aspect of the present invention, the roller application method includes a charging roller, a transfer roller, and a developing roller, which are used in the electrophotographic system. Many of these rollers require treatment with an electrification treatment agent on the outer peripheral surface of an elastic roller such as rubber or urethane rubber, and the viscosity of this coating liquid is usually 10 mPa · s to 500 mPa · s. Since the required accuracy of the thickness of the treated coating film is high (film thickness unevenness ≦ 10 μm), the roller coating method of claim 1 or claim 2 is effectively employed.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a roller coating method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view for explaining the outline of a coating method for transferring and coating in the direction of the arrow z while the roller 2 is in contact with the coating liquid surface of the liquid storage tank 1, and FIG. 2 is a plan view of the liquid storage tank. A figure and a front view are shown.
[0021]
First, the outline of the liquid storage tank 1 will be described with reference to FIG. As shown in the plan view of FIG. 2A, the liquid storage tank 1 has a side where the roller 2 is separated from the liquid storage unit 6 (also referred to as a separation side 3) in the axial direction of the roller 2 ( A liquid reservoir 6 formed in a parallelogram that inclines at a predetermined angle θ ° with respect to the arrow x), and a liquid tray 5 is provided around the liquid reservoir 6. As shown in the front view (partially cross-sectional view) in FIG. 2B, the liquid reservoir 6 is filled with the coating liquid overflowing from the liquid supply pipe 8 attached to the bottom, and the coating overflowed. The liquid 1 is circulated from the liquid receiving tray 5 to the liquid storage section 6 through the discharge pipe 7 and the liquid supply pipe 8. By overflowing the coating liquid from the liquid storage part 6, the surface of the coating liquid becomes higher than the side of the liquid storage part 6, and coating can be performed by transferring the processing roller 2 horizontally.
[0022]
While the roller 2 (indicated by the phantom line) is rotated with the axis centered horizontally, a part of the outer peripheral surface is immersed in the coating liquid stored in the liquid storage unit 6 and horizontal in the transfer direction (arrow z). Move to. When the processing roller 2 is moved in the direction of the arrow z, the outer peripheral surface of the processing roller 2 is gradually immersed in the coating liquid from one end, and then the processing roller 2 is rotated one or more times and then the same as the one end. It is gradually separated from the liquid surface from the end. The coating liquid is applied to the entire circumference of the processing roller 2 by rotating it one or more times.
[0023]
This relationship will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 shows a plan view of the liquid storage tank 1 and a processing roller 2 that moves the upper surface of the liquid storage tank 1 in the direction of arrow z. First, as described above, the liquid storage layer 1 is set so that the separation side 3 thereof has an intersecting angle of θ ° with the axial direction x of the processing roller 2. The surface of the coating liquid overflowing the liquid reservoir 6 is brought close to the processing target roller 2 that is supported and rotated with the axis centered horizontally, and is gradually immersed from one end 11 (step (A)). . Further, when the processing roller 2 is rotated and moved in the direction of the arrow z, the coating liquid is applied to the outer peripheral surface of the processing roller 2, and when the processing roller 2 is rotated one or more times and reaches the separation side 3. (Position (b)) The coating liquid is applied over the entire length of the outer peripheral surface. Further, when the processing roller 2 is moved in the direction of the arrow z, the outer peripheral surface of the processing roller 2 is gradually separated from the coating liquid surface along the separation side 3 from the one end portion 11 (step (b)). (C)).
[0024]
At the position where the outer peripheral surface of the processing roller 2 is separated from the coating liquid surface, the axial direction (arrow x) of the processing roller 2 and the separation side 3 intersect each other with a predetermined angle θ °. The processing roller 2 gradually moves from one end 11 toward the other end. Then, the trace of the liquid remaining in the separated position draws a spiral mark 4 on the outer peripheral surface of the processing roller 2 in the axial direction of the processing roller 2. After the start of separation, at the position (c) where the processing roller 2 makes one rotation, the spiral mark 4 makes one round of the processing roller 2 and the interval between this position and the immersion start position becomes the spiral pitch d. During this time, the roller 2 to be processed moves y from the position (B) to the position (C) (indicated by the axial position).
[0025]
An example of the roller 2 to be processed in which the spiral mark 4 is generated is shown in a perspective view in FIG. The to-be-processed roller 2 is obtained by winding an elastic body 10 such as rubber or urethane rubber around a core metal 9 in a roller shape, and the surface is polished smoothly. A liquid breakage trace on the outer peripheral surface where the processing roller 2 is separated from the separation side portion 3 appears at a position indicated by the spiral mark 4. The spiral pitch d represents the distance that the spiral mark 4 moves in the axial direction of the processing roller 2 while the processing roller 2 rotates once.
[0026]
FIG. 4 is a cross-sectional view of the coated roller 2 to be processed, showing a cross-section of the spiral mark 4 (cross-sectional view of the

rollers

2 and 2 ′ to be processed). FIG. 4 (a) shows a conventional coating method. In the roller 2 ′ to be processed, the coating film 12 ′ is coated on the outer peripheral surface. At the position of the spiral mark 4 ′, the thickness difference h ′ of the coating film is, for example, about 20 μm. The variation in the amount and the toner adhesion amount becomes large. FIG. 4B shows a cross section of the spiral mark 4 of the roller 2 to be processed by the coating method of the present invention (cross section of the roller 2 to be processed), and the thickness difference h of the spiral mark 4 is 10 μm or less.
[0027]
Thus, in order to set the thickness difference h of the spiral mark 4 within a predetermined range (10 μm or less), the spiral pitch d is set to 30 mm or less. However, in order to set the spiral pitch d to 1 mm or less, it is necessary to significantly increase the number of rotations of the roller 2 to be processed or to make the liquid storage tank 1 extremely large, which is difficult to implement. If the spiral pitch d is 30 mm or more, the film thickness variation is 15 μm or more and cannot be used as the charging roller.
[0028]
The coating conditions for setting the spiral pitch within a predetermined range (1 mm to 30 mm) will be described with reference to FIG. The spiral pitch is d,
θ = intersection angle (°) between the axial direction x of the processing roller 2 and the separated side 3 of the liquid storage tank 1,
v = horizontal movement speed of the processing roller 2 (mm / sec),
N = Roller rotation speed (r / sec),
When y = roller moving distance (mm / sec) per one rotation of the roller, the spiral pitch d is expressed by the following equation (1).
[0029]
d = v / Ntanθ (1)
Equation (1) is derived as follows.
[0030]
y = v (mm / sec) / N (r / sec) = v / N (mm / r) (2)
tanθ = y / d (3)
From Equations (2) and (3), d = v / Ntanθ.
[0031]
In order to set the spiral pitch d to 1 mm to 30 mm, v / Ntan θ may be set to 1 to 30.
[0032]
〔Example〕
The processing roller 2 is a conductive rubber roller having a diameter of 12 mm, and a coating agent having a thickness of about 50 μm is coated on this surface. The roller rotation speed N was 0.36 r / sec, and the horizontal movement speed v of the processing roller 2 was 5 mm / sec. Using urethane-based paint (manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd., product number: ME3119, viscosity = 500 mPa · s) as a coating agent, MEK was added as a diluting solvent to prepare a coating solution having a viscosity of 50 mPa · s. . The solid content is 10%. Carbon black was dispersed in this coating solution, and the electric resistance value of the coating solution was adjusted to 10 ⁹ Ωcm. Under these conditions, the crossing angle θ ° was varied to 30-60 ° and v / Ntanθ was set to 1-30, and the film thickness unevenness (μm) was measured under these conditions.
[0033]
Furthermore, the charging roller obtained by these treatments is used in an electronic copying machine (trademark: LBP-210, manufactured by Canon Inc.), and is actually printed in a low temperature and low humidity environment (10 ° C., 10%). The image is evaluated as a halftone image and is shown in Table 1.
In addition, image evaluation shows x = impossible, o = good, o = excellent.
[0034]
[Table 1]

[Comparative Example]
The roller 2 to be processed, the coating liquid, and the evaluation method are the same as those in the example, and the crossing angle θ between the axial direction x of the roller 2 to be processed and the separation side 3 is variably set so that v / Ntanθ exceeds 30. . The results are shown in Table 2.
[0035]
[Table 2]

The following can be seen from Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2. From Table 1, if v / Ntanθ is 30 or less, the film thickness unevenness is 10 μm or less, and the image is acceptable, and more preferably, v / Ntanθ is 20 or less and the image has an excellent evaluation (◎). Become. From Table 2, when v / Ntanθ exceeds 30, the film thickness unevenness is 15 μm or more, and the image is rejected.
[0036]
Further, if v / Ntanθ is less than 1.0, the thickness unevenness is less than 2 μm, and an excellent image can be obtained, but the processing apparatus becomes large and complicated and expensive, which is not practical. For example, when the dimension of the liquid storage tank 1 of Example 3 is 100, the size of the liquid storage tank is 230 when v and N are the same and θ is 70 °.
[0037]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the coating method according to claim 1 has the following effects. The processing roller is transferred while rotating in contact with the coating liquid surface overflowing the liquid storage tank, and the spiral pitch of liquid traces generated on the outer peripheral surface of the processing roller by gradually separating is set to 30 mm or less. Thus, the thickness unevenness of the coating film on the outer peripheral surface becomes a predetermined value (10 μm or less) and a good image is obtained. By setting the spiral pitch to 1 mm or more, a complicated and expensive device such as increasing the number of rotations of the processing roller or enlarging the liquid storage tank is not required.
[0038]
In the coating method according to claim 2, the value of v / Ntanθ is 1 or more and 30 or less. This coating method represents the coating method according to claim 1 from another viewpoint, and when designing the coating process specifically, the crossing angle θ °, the roller rotation speed N, etc., 1 ≦ By satisfying v / N · tan θ ≦ 30, the same effect as that of the first aspect can be obtained.
[0039]
The coating method according to claim 3 is a charging roller, a transfer roller, or a developing roller, in which the processing roller is used in an electrophotographic system. For these rollers, the coating method according to

claim

1 or 2 is preferably used, and in particular, the above-mentioned roller which requires adjusting the electrical resistance of the roller surface and finishing the surface particularly precisely while being a rubber elastic body. Is preferably used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view illustrating a coating method of the present invention, showing a process in which a processing roller 2 moves in the direction of an arrow z while rotating on the upper surface of a liquid storage tank 1;
2 shows the structure of a liquid storage tank 1 used in the present invention, FIG. 2 (a) shows a plan view, and FIG. 2 (b) shows a front view.
FIG. 3 is a perspective view showing a spiral mark 4 left on the surface of the processing roller 2. FIG.
4A and 4B are cross-sectional views of a coated roller. FIG. 4A shows a roller by a conventional coating method, and FIG. 4B shows a roller by a coating method of the present invention.
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating an example of a conventional coating method (dipping method), FIG. 5 (a) shows a state at the start of coating, and FIG. 5 (b) is a diagram of a coated roller. A cross-sectional view is shown.
[Explanation of symbols]
1: Liquid storage tank 2: Processing roller 3: Spacing side 4: Spiral mark 5: Liquid storage part 9: Core 10: Rubber layer

Claims

The outer surface of the coating liquid stored in the liquid storage tank and overflowing is rotated in a horizontal direction while rotating the axis of the processing roller with its axis centered horizontally, and subsequently moved in the horizontal direction. After rotating the processing roller one or more times, the outer peripheral surface is a coating method on the outer peripheral surface of the roller gradually separated from the coating liquid from the one end,
The viscosity of the coating liquid is 10 mPa · s to 500 mPa · s,
A method for coating a roller outer peripheral surface, wherein coating is performed such that liquid traces left on the outer peripheral surface of the roller to be processed are spaced from 1 mm to 30 mm in the roller length direction.

The outer surface of the coating liquid stored in the liquid storage tank and overflowing is rotated in a horizontal direction while rotating the axis of the processing roller with its axis centered horizontally, and subsequently moved in the horizontal direction. After rotating the processing roller one or more times, the outer peripheral surface is a coating method on the outer peripheral surface of the roller gradually separated from the coating liquid from the one end,
The viscosity of the coating liquid is 10 mPa · s to 500 mPa · s,
The condition that the outer peripheral surface of the roller to be treated is in contact with the coating liquid surface and then separated from the coating liquid surface,
When the intersection angle between the roller axis direction and the separated side of the liquid storage tank is θ °, the horizontal movement speed of the roller to be treated is v (mm / sec), and the rotation speed of the roller is N (r / sec), v / Ntan θ is 1 to 30. A method for coating a roller outer peripheral surface.

The method for coating a roller outer peripheral surface according to claim 1, wherein the processing roller is a charging roller, a transfer roller, or a developing roller used in an electrophotographic system.