JP4072997B2 - 円筒体表面への塗工方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やファクシミリ等のＯＡ機器において定着、加圧、帯電、転写、現像等に使用される円筒体形状のローラの製造方法に係わり、ローラの表面に塗布液を直接かつ良好で均一に塗工する方法に関する。
【従来の技術】
円筒体の表面に塗布液を塗布する塗工方法としては、従来、例えばスプレー塗工法、浸漬塗工法、ロール塗工法、ブレード塗工法、ディスペンサーによる定量塗工法（特開平８−８９８６７号公報）、垂直型リング塗工法（特開平１１−２２６４７２号公報）等の種々の方法が検討されている。複写機やファクシミリ、ＬＢＰ（laser beam printer）等の電子写真装置においては、定着、加圧、帯電、転写、現像等、様々なプロセスで円筒体すなわちローラが使用されており、その様々な用途に応じて円筒体の表面に所望の機能を有する膜を形成させている。特に近年では、そのような所望の機能を発現させるために、均一な薄層から数ミリ程度の厚みまでの塗膜が要求され、かつ、塗工する塗布液そのものが多様化している。それに伴って塗布液も低粘度から高粘度になるものもあり、そのため、従来の塗工方法においてはそのような塗布液の塗工範囲をカバーできなくなってきている。
例えば、前記スプレー塗工法は粘度が低い塗布液にしか使用できず、塗布液の粘度が１０Ｐａ・ｓ以上であると、塗布液の霧化が困難になってしまう。この場合、塗布液の粘度は室温でＢ型粘度計によって測定した。また、前記ブレード塗工法およびロール塗工法は、例えば、塗布される円筒体の軸線方向にブレードもしくはロールを配置し、その円筒体を回転させながらブレードまたはロールによって塗布液を塗布する。円筒体を１〜数回転だけ回転させた後、ブレードまたはロールを後退させて塗布を終了する。この塗布終了時のブレードもしくはロールの後退の際、塗布液の粘性によって円筒体上の塗膜の一部に他の部分より厚い部分が発生し、特に塗布液の粘度が高い場合にはこの厚い部分がその後の塗膜のレベリングの際に回復できないほどになってしまい、均一な塗膜が得られない。
また、前記浸漬塗工法では、スプレー塗工法、ブレード塗工法およびロール塗工法等における塗膜の不均一性の問題は改良されるが、塗膜の膜厚の制御が塗布液の物性、例えば塗布液の粘度、表面張力および密度、その他温度等により支配されるため、塗布液の物性の調整が難しいうえ、塗布液が高粘度の場合には薄肉の塗工が困難である。さらに、ディスペンサーによる定量塗工法の場合にも、ノズルから吐出される塗布液が高粘度であると、塗布液は吐出時の形状を維持しようとするため、そのままでは塗膜のレベリングが困難となり、さらに円筒体の回転により塗工時の厚みむらが大きくなってしまうという欠点がある。このため、スプレー塗工法、ブレード塗工法、ロール塗工法、および浸漬塗工法においては高粘度の塗布液を溶媒により希釈し、その塗布液を、塗工に必要な粘度にまで下げた状態で塗工し、塗工後の工程で、塗布液の希釈に使用した溶媒を例えば蒸発等により除去することにより塗膜を形成するしかなかった。
これに対して、垂直型接触リング塗工法は、円形開口部を有するリング状液漏れ防止用弾性体パッキングを保持するリング状塗布部材を設け、その弾性体パッキングの開口部に円筒体を接触させて挿入し、円筒体をリング状塗布部材に対して相対的に鉛直上方に移動させることにより円筒体の外周面に塗布液を塗布する方法である。この方法においては、ある程度の粘度範囲で塗工が可能であり、浸漬塗布方法と比較して浸漬時間がかからないため、生産速度が早くなること、またこのような垂直型接触リング塗布方法は少量の塗液で塗布が可能となること、また円筒体を連続的にリング状塗布部材に供給することによって、連続した塗布が可能となること、といった利点を有する。しかしながら、このような垂直型接触リング塗布方法にあっては、被塗布物である円筒体が、リング状塗布部材の一部である弾性体パッキングと接触しているため、塗布工程中に円筒体に傷が生じてしまう欠点がある。
この欠点をなくす方法として、特開昭６０−９５４４０号公報や特開昭９１−８１６４号公報には垂直型非接触リング塗布方法が開示されている。垂直型非接触リング塗布方法は、開口部にエンドレスの塗液分配スリットを有するリング状塗布部材を円筒体の外周面に対して接触しないように近接配置し、そのスリットより塗液を直接押し出して供給することにより液溜まりを形成し、円筒体をリング状塗布部材に対して相対的に鉛直上方に移動させることにより、円筒体の外周面に塗液を塗布する方法である。しかしながら上記のような接触、非接触の垂直型リング塗布方法においても、被塗工物である円筒体を垂直に保持すると、重力による塗膜の影響は避けられない。このため、塗布液の粘度、塗工膜の厚み、塗工スピードのバランスによって塗工時および塗工終了直後に塗液の液垂れが生じてしまう場合があり、塗布液の粘度および所望の膜厚によってはこの液垂れを無くすことができなくなってしまうという問題点がある。また塗り始めや塗り終わりの際にも、やはり重力による影響は避けられず、液出し液止め時に発生する塗膜より若干厚めの液溜り部分が重力方向に流れ込んでしまう事により膜厚の均一性が得られず、塗工部分を膜必要長よりも十分に長く取る必要がある。
このため無駄な塗工が増えるばかりか、被塗布物である円筒体を長めにしておかなければならないと言った問題も発生してしまう。
またさらに、塗り終わりの際の液溜り部分がリングの内面に付着することにより、次回の液出し時の条件を変えてしまうため、リングの内面をクリーニングしなければならくなってしまうといった問題点がある。
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の技術によるスプレー塗工法、ブレード塗工法、ロール塗工法、および浸漬塗工法では塗布液の粘度による塗布工程の制限がある。例えば、高い粘度の塗布液は溶媒による希釈が必要なため、塗布工程後に溶媒の除去に時間がかかったり、溶媒の除去専用の回収装置が必要になったりして装置的にも大掛かりとなってしまい結果的にコストアップとなってしまう。また、塗布液と溶媒のマッチングにおいて糸引きや凝集等の不良が起きる場合があるため、塗布液の種類や溶媒に制限ができてしまうという問題点がある。さらに、垂直型リング塗布方法においては、上述したように塗布液の粘度、塗工膜の厚み、および塗工スピードのバランスによって塗工時および塗工開始時終了直後に塗液の液垂れが生じてしまう問題点がある。
本発明の目的は、塗布液の粘度や塗布膜の膜厚による塗工工程の制限を除去し、より容易な装置で円筒体の表面に塗布液を直接塗布して良好かつ均一な塗工膜を形成することのできる塗工方法を提供することにあり、また、その塗工方法によって円筒体に塗布液を塗布することによって容易にかつ安価に製造でき、十分な定着性、および均一でむらのない画像が得られる等の良好な性能を持つ定着用ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、円筒体の中心線が水平方向と並行となった状態で塗布液を前記円筒体の表面に塗工する方法であって、
（ｉ）前記円筒体の表面に前記塗布液を塗工した後の円筒体の外径と略等しい内径を有するリング形状の塗工ヘッドを用意する段階と、
（ｉｉ）前記円筒体を前記塗工ヘッドの内側に同軸上に配置させる段階と、
（ｉｉｉ）前記塗工ヘッドの内周面と前記円筒体との間の隙間に前記塗布液を供給する段階と、
（ｉｖ）前記円筒体に対して前記塗工ヘッドを前記円筒体の軸方向に該円筒体の軸線と同軸に相対移動させる段階と、
を有し、
前記塗工ヘッドの内周面と前記円筒体との隙間に塗布液を供給するために、前記塗工ヘッドに３つ以上の塗布液用供給口がそれぞれ前記塗工ヘッドの中心軸周りに等間隔に分配して形成されており、
前記（ｉｉｉ）の段階は、前記塗工ヘッドの塗布液用供給口の各々からの前記隙間への塗布液の供給を同一の圧力で行なう段階を含み、それによって、
前記塗布液の塗工時には、前記塗工ヘッドと前記円筒体の相対移動によりそれらの間に流れ込む前記塗布液の液圧により前記塗工ヘッドを前記円筒体と同軸に保持した状態で、前記塗布液の塗布を行なうことを特徴とする。
上記の発明では、塗工ヘッドの内周面と円筒体との隙間部分に塗布液を供給し、円筒体を水平状態で塗工ヘッドを円筒体の軸線方向にその軸線と同軸に相対移動させることで円筒体の表面に塗布液が塗工される。円筒体は水平状態であるため、重力の要因による塗布液の液垂れを減らすことができ、特に塗工開始時終了直後に塗液の液垂れをなくし、塗工必要部分への影響をなくすことができる。その上、塗工終了時のヘッド内面への塗工液の付着を減少させることができ、塗工ヘッドのクリーニングを減少できる。また、塗工ヘッドが塗工後の円筒体の外径とほぼ等しい内径を持つリング形状であるため、塗工時の塗工跡が残らない。さらに、塗工ヘッドが塗布液を円筒体表面に押し付け、かつ塗布液を一定の厚みにならしながら塗工が行われることとなるので、塗布液を直接、良好かつ均一に円筒体の表面に塗工できる。リング形状の塗工ヘッドはその中心軸に対して垂直な平面上で移動自由であり、円筒体に対する移動方向後端部には塗工後の外径とほぼ等しい内径を持ち、内周面における前部には、円筒体と外径と接触して円筒体軸方向に円筒体軸と同軸に相対移動させるためのガイド部分を持っていてもよい。塗工ヘッドがこのようなガイド部分を持っている場合、塗工ヘッドの内周面の前部に、塗布工程で塗布液が通過する凹部が形成され、その凹部すなわち塗布液通過部分の断面積は塗工膜の断面積より大きく作られており、塗工後の円筒体の外径とほぼ等しい内径である塗工ヘッドの移動方向後端部に塗布液が充分に供給できるようになっている。
また、前記円筒体の外周面と前記塗工ヘッドの内周面との間に略均一な隙間が形成されるように前記円筒体を前記塗工ヘッドの内側に配置し、前記塗工ヘッドを前記円筒体の表面と非接触にすることが好ましい。
上記の塗工方法では、塗工ヘッドはその中心軸が円筒体の軸線と同軸の状態で相対移動できるように中心軸に対して垂直な平面上に精密に位置決めされ、固定されていることにより、塗工ヘッドを円筒体に対して非接触状態とすることができる。このように非接触状態で塗工ヘッドと円筒体の表面とのギャップ部分に塗布液を供給し、円筒体を水平状態で保持し塗工ヘッドを円筒体の軸線方向にその軸線と同軸に相対移動させる。非接触状態のため、円筒体に傷を生じさせてしまうことはない。円筒体は水平状態であるため、重力の要因による塗布液の液垂れを減らすことができ、特に塗工開始時終了直後に塗液の液垂れをなくし、塗工必要部分への影響をなくすことができ、このため塗工終了時のヘッド内面への塗工液の付着を減少させることができ、塗工ヘッドのクリーニングを減少できる。また、塗工ヘッドが塗工後の円筒体の外径とほぼ等しい内径を持つリング形状であるため、塗工時の塗工跡が残らない。さらに、塗工ヘッドが塗布液を円筒体表面に押し付けかつ一定の厚みにならしながら塗工が行われることとなる。このため、塗工ヘッドと円筒体の表面とのギャップ部分で塗布液に剪断が加わることとなり、塗布液の液粘度を下げる効果がでるので、塗布液の粘度が高くても塗布液を直接、良好かつ均一に円筒体の表面に塗工できる。
また、前記円筒体に対して前記塗工ヘッドを前記円筒体の軸方向に該軸線と同軸に相対移動させる際、前記円筒体を回転させることがより好ましい。
さらに、前記塗工ヘッドの内周面と前記円筒体との隙間に塗布液を供給するために、前記塗工ヘッドに３つ以上の塗布液用供給口がそれぞれ前記塗工ヘッドの中心軸周りに分配して形成されており、それによって、前記塗布液の塗工時には、前記塗工ヘッドと前記円筒体の相対移動によりそれらの間に流れ込む前記塗布液の液圧により前記塗工ヘッドを前記円筒体と同軸に保持した状態で、前記塗布液の塗布を行うことができる。
上記の塗工方法では、塗工ヘッドと円筒体との隙間部分への塗布液の供給を多方向から同一の圧力で行うことにより、塗工ヘッド自体が積極的に調芯され、塗工ヘッドを円筒体の軸線と同軸に保持できるようになる。このため、より多種の材料や、塗工膜の厚みなどの様々な塗工条件において、安定した塗工が可能となる。なお、塗工ヘッドはそれ自体の自重はあるが塗布液の粘度および塗工速度、塗工膜の厚みのバランスでそのままでも良い場合もある。塗工ヘッドにキャンセルウエイト等を付けることによって塗工ヘッド自体の重みを見かけ上なくすることで、より安定した塗工が可能となる。なお、この際には塗工ヘッドは回転方向には固定されていても自由であっても良いが、塗工ヘッドの構成を考えると、その構成が簡単な固定の方が良い。
さらに、前記（ｉｖ）の段階は、前記円筒体を回転させる段階を更に含み、また、前記塗工ヘッドは、その中心軸周りでの回転が規制された状態で前記円筒体の軸線に対して垂直な方向に移動自在に保持され、且つ前記塗工ヘッドは、内周面に、３つ以上の、前記円筒体との隙間が前記円筒体の回転方向に向かって徐々に小さくなる形状の液溜め部分を、前記塗工ヘッドの軸線を中心に等間隔に有しており、それによって、前記塗布液の塗工時には、前記円筒体の回転によって前記液溜め部分の各々におけるギャップの変化により発生する塗布液の液圧と、前記塗工ヘッドと前記円筒体の相対移動により生じる液圧とによって前記塗工ヘッドを前記円筒体と同軸に保持した状態で、前記塗布液の塗工を行なうことができる。この場合、前記円筒体に対して前記塗工ヘッドを前記円筒体の軸方向に該軸線と同軸に相対移動させる際、前記円筒体を回転させている。
上記の塗工方法では、円筒体の回転により塗布液に発生する液圧を積極的に利用することによって、より大きな力で塗工ヘッド自体が調芯され、塗工ヘッドを円筒体の軸線と同軸に保持された状態で塗工ができる。塗工ヘッドが塗工後の円筒体の外径とほぼ等しい内径を持つリング形状であるため、塗工時の塗工跡が残らない。さらに、塗工ヘッドと円筒体の表面とのギャップ部分で塗布液にせん断が加わることとなり、液粘度を下げる効果がでるので、塗布液の粘度が高くても塗工ヘッドが塗布液を円筒体の表面に押し付け、かつ塗布液を一定の厚みにならしながら塗工が行われることとなる。これによって、より多種の材料や、塗工膜の厚みなどの様々な塗工条件においても、塗布液を直接、良好かつ均一に円筒体の表面に安定して塗工できる。
また、塗工液塗り終わり時にヘッド内部の液圧を負圧化することが好ましい。液の供給圧を負圧化すること等でヘッド内部の液圧を負圧化することで、塗工液塗り終わり時のヘッドからの液離れを良くし液溜りの防止と、ヘッド内面への塗工液の付着を減少させることが出来できる。
さらに、前記塗布液の粘度が１０Ｐａ・ｓ以上であってもよい。従来のスプレー塗工法では、塗布液の粘度が１０Ｐａ・ｓであると塗布液の霧化が困難になってしまい、また他の方法でも、塗布液の粘度がそのように高いと円筒体への直接の塗工が困難であるが、本発明の塗工方法では、粘度が５０Ｐａ・ｓ以上の塗布液でも塗工膜厚が２ｍｍ以下であれば円筒体を水平状態で固定しての円筒体を円筒体への直接の塗工が可能となる。また前記円筒体を回転させるのであれば、粘度が1０Ｐａ・ｓ以上の塗布液でも塗工膜厚が２ｍｍ以下であれば円筒体への直接の塗工が可能となる。
上記のような塗工方法において、塗布液の供給方法は塗布前に必要量を一度に供給しても良いし、前記円筒体に対して前記塗工ヘッドを前記円筒体の軸方向に該軸線と同軸に相対移動させる間、単位時間当りに一定量だけ供給しても良い。ただし、塗布液を一度にたくさん供給すると、供給時の液たまり部分の液落ちの心配があるため、単位時間当りに一定量だけ供給することが望ましい。さらに、塗布液の供給口は塗工ヘッドと一体でも良いし、塗工ヘッドとは別部材に形成されていても良い。また、塗布液を供給する位置は塗布液の粘度および塗工膜の厚みの関係で液落ちしない状態であれば円筒体の上方に限らずどの位置でも良い。
近年、複写機やファクシミリ・ＬＢＰ等の電子写真装置において使用される定着用ローラは、その画質および定着性の要求から金属芯金の上に薄肉のシリコーンゴムをコートしたもの、もしくはさらにその上にフッ素樹脂チューブを被覆したり、コーティングしたものが使用されている。定着用ローラにおいては定着性および画像むら等の問題があるため、外径形状の精度と平滑性が要求される。本発明の塗工方法を用いると、金属芯金の上にシリコーンゴム原料を高粘度の状態で薄肉に直接塗工でき、塗工後の塗布膜のレベリング等が必要ないため、本発明の塗工方法は、このような薄肉ゴム層を持つ定着用ローラの塗工に適している。
なお、本発明の塗工方法は、上記のような定着用ローラに限定されること無く、複写機やファクシミリ等のＯＡ機器で定着、加圧、帯電、転写、現像等に使用される円筒体形状のローラおよびチューブに応用可能であり、他にも円筒体の表面に高粘度の塗布液を薄層でかつ均一に直接塗工する場合にも使用できる。
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の参考の形態）
図１は、本発明の第１の参考の形態の塗工方法が適用された装置を示す概略図である。図２は、図１に示される塗工ヘッドを示す図である。図１（ａ）が塗工ヘッドの平面図、図１（ｂ）が塗工ヘッドの側面図、図１（ｃ）が図１（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
本参考形態の塗工装置では、図１に示すように基板１１上には塗工台２が水平方向と平行な一直線上を往復移動自在に取り付けられている。基板１１の一端部には、塗工台２を往復移動させるためのモータ２１が取り付けられている。塗工台２上には、塗布液が塗布される円筒体としてアルミニウム製のロール状の芯金１が取り付けられている。芯金１は、その中心軸が塗工台２の移動方向と平行となるように支持されている。塗工台２には、芯金１をその中心線を軸として回転させるモータ２２が取り付けられている。さらに、基板１１上には、リング形状の塗工ヘッド３１を水平方向には動かさずに塗工ヘッド３１を芯金１の中心軸に対して垂直な方向に移動自在に支持する塗工ヘッド保持部４が取り付けられている。
塗工ヘッド３１は、その内周面において芯金１に対する相対的な移動方向後端部に、芯金１に塗布液を塗工した後の円筒体の外径とほぼ等しい内径を有している。また、塗工ヘッド３１は、その内周面における移動方向前端部に、図２に示すように芯金１の外周面と接触し、塗工ヘッド３１を芯金１の軸線方向にその軸と同軸に芯金１に対して相対移動させるための複数のガイド部分３１ａと、塗布工程で塗布液が通過する複数の凹部３１ｂとを有している。複数のガイド部分３１ａは、塗工ヘッド３１の内周面にその円周方向に沿って等間隔で並べられており、隣り合うガイド部分３１ａの間に凹部３１ｂが形成されている。複数の凹部３１ｂにおける芯金１の軸線に対して垂直な方向の断面積の合計は、芯金１上に塗布された塗膜における芯金１の軸線に対して垂直な方向の断面積よりも大きくなっている。これにより、塗工ヘッド３１の内周面において塗工後の円筒体の外径とほぼ等しい内径となっている後端部に塗布液が充分に供給できるようになっている。
塗工ヘッド３１と芯金１とのギャップ（隙間）部分に塗布液を供給する供給口は、塗工ヘッド３１と一体でも良いし、そのヘッドとは別部材でも良いが、本参考形態では別部材の塗布液供給ノズル５を塗工ヘッド３１における芯金１に対しての進行方向前方に配置させた。塗工ヘッド３１と芯金１のギャップに塗布液を供給する位置は、塗布液の粘度および塗膜の厚みの関係で塗布液が塗工ヘッド３１から液落ちしない状態であれば芯金１の上方に限らずどの位置でも良いが、本参考形態では芯金１の上方から塗布液の供給を行った。また、塗布液の供給方法は、塗布前に必要量を一度に芯金１上１周分供給した。
また、塗布液供給ノズル５は、塗液搬送用のチューブ６を介してシリンダポンプ７に接続されている。シリンダポンプ７は、定量（単位時間当たりの量が一定）の塗布液を吐出可能な電動式のものであり、そのシリンダポンプ７からチューブ６を通して塗布液供給ノズル５に塗布液８が供給される。シリンダポンプ７は、送り出す液の脈動が起きないため、安定した吐出が可能である。シリンダポンプ７が取り付けられた架台には、シリンダポンプ７を動作させるためのモータ２３が取り付けられている。
本参考形態においては、芯金１として、塗工部の直径φＤ3がφ４５ｍｍで塗工部の長さが３００ｍｍの円筒形状のアルミニウム製芯金を用いた。塗布液８としては、液粘度が５０Ｐａ・ｓのＬＴＶ（低温硬化型）シリコーンゴム材料を用いて、塗布液８を１００μｍの厚みで芯金１に塗工した。塗布液８の液粘度は室温でＢ型粘度計によって測定した。
次に、塗布液８を芯金１の表面に塗工する工程について説明する。
まず、芯金１を塗工台２に取り付ける。本参考形態では塗工ヘッド３１の寸法としては、芯金１の軸線方向の巾Ｗ1が２０ｍｍ、ガイド部分３１ａにおける軸線方向の幅Ｗ2が１０ｍｍ、移動方向後端部の内径φＤ1が塗工後の円筒形の外径とほぼ等しいφ４５．２５ｍｍ、ガイド部分３１ａの内径φＤ2がφ４５ｍｍとなっている。この塗工ヘッド３１としては、図２に示すように、複数の凹部３１ｂにおける軸線方向に対して垂直な方向の断面積の合計、すなわち塗布液が通過する部分の断面積が塗工膜断面積より大きくなるように、各ガイド部分３１ａにおける芯金１との接触部分の円弧長Ｌが約２ｍｍとなり、各凹部３１ｂにおける塗工ヘッド３１の半径方向の切り込み量ｄが５ｍｍとなったデルリン（ポリアセタール）製のものを使用した。芯金１を１回転させながらシリンダポンプ７により塗布液８を芯金１上へ供給した。塗布液供給ノズル５からの塗布液８の吐出量は、芯金１に塗布液８を塗布するのに必要な量よりも多くしてある。
この後、芯金１を水平状態で固定保持した状態で芯金１の表面にガイド部分３１ａを沿わせることで塗工ヘッド３１を芯金１の軸線方向に芯金１と同軸に相対移動させる。このように塗工ヘッド３１を芯金１に対して相対的に移動させることで、塗工ヘッド３１と芯金１の隙間に供給された塗布液８が芯金１の塗工部の外周面全体に塗布される。
上記のような塗工方法によれば、芯金１は水平状態であるため、重力の要因による塗布液の液垂れを減らすことができ特に塗工開始時終了直後に塗液の液垂れをなくし、塗工必要部分への影響をなくすことができ、このため塗工終了時の塗工ヘッド内面への塗工液の付着を減少させることができ、塗工ヘッドのクリーニングを減少できた。また、塗工ヘッド３１が塗工後の円筒体の外径とほぼ等しい内径を持つリング形状であるため、塗工時の塗工跡が残らない。さらに、塗工ヘッド３１が塗布液８を芯金１の表面に押し付け、かつ塗布液８を一定の厚みにならしながら塗工が行われることとなるので、塗布液８を直接、良好かつ均一に芯金１の表面に塗工できた。
なお、このような塗工においては、芯金１を回転させながら塗工ヘッド３１のリング内を移動させ、その間、芯金１上に単位時間当たりに一定量で塗布液を供給する方法をとってもよい。この場合、上記の方法に代えて、芯金１を回転数４０ｒｐｍで回転させた状態でシリンダポンプ７により塗布液８を吐出量２０００ｍｍ3／ｍｉｎで一定量吐出しながら塗工台２を移動速度１１０ｍｍ／ｍｉｎで移動させることで芯金１への塗布液８の塗工を行った。このような供給方法は、一度に必要量の塗布液を供給するときよりも、塗工厚みを増やした際に液たまり部分で芯金１上の液落ちの心配が少なくなるので、より好ましい。
また、本参考形態の塗工方法によれば、従来の技術によるスプレー塗工法、ブレード塗工法、ロール塗工法、および浸漬塗工法における塗布液の粘度による制限、例えば塗布液の粘度が高いことによって溶媒により塗布液の希釈が必要のために塗工工程の後で溶媒の除去に時間がかかったり、溶媒専用の回収装置が必要になったりして装置が大掛かりとなってしまい、結果的にコストアップとなってしまうことがなくなる。また、塗布液を溶媒により希釈する際に、塗布液と溶媒のマッチングにおいて糸引きや凝集等の不良が起きる場合があるために塗布液の種類や溶媒に制限ができてしまうという問題もない。さらに、従来の垂直型リング塗布方法における塗布液の粘度、塗工膜の厚み、塗工スピードのバランスによる塗工時および塗工終了直後の塗布液の液垂れという問題もなくなり、塗布液の粘度、塗布膜の厚さによる制限が除去され、より容易な装置で円筒体の表面に塗布液を直接、良好かつ均一な塗工膜を形成することの可能な方法を提供することができる。この塗工方法により、容易にかつ安価に十分な定着性、および均一でむらのない画像が得られる等の良好な性能を持つ定着用ローラを作製することができる。
さらに、従来のスプレー塗工法では、塗布液の粘度が１０Ｐａ・ｓであると塗布液の霧化が困難になってしまい、また他の方法でも、塗布液の粘度がそのように高いと円筒体への直接の塗工が困難であるが、本参考形態の塗工方法では、粘度が１０Ｐａ・ｓ以上の塗布液でも円筒体への直接の塗工が可能となる。また、本参考形態の塗工方法は塗布液がある程度あったほうが液ダレ等の面で好ましく、すなわち、本参考形態の塗工方法は、塗布液の粘度が5０Ｐａ・ｓ以上で厚みが２ｍｍ以下である場合により好ましいものとなる。
（第２の参考の形態）
図３は、本発明の第２の参考形態の塗工方法で用いられる塗工ヘッドを示す図である。図３（ａ）が塗工ヘッドの平面図、図３（ｂ）が塗工ヘッドの側面図、図３（ｃ）が図３（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
本参考形態では、本発明の効果を検証するために次のようにして塗布液の塗布を行った。第１の参考形態の場合は塗工ヘッド３１のガイド部分３１ａと芯金１とを接触させたが、本参考形態では図３に示される塗工ヘッド３２の内周面と芯金１の表面とを非接触とした。本参考形態の塗工装置は、第１の参考形態のものと比較して塗工ヘッドの内周面の構成が主に異なっており、以下では第１の参考形態と異なる点を中心に説明する。
図３に示すように、リング形状の塗工ヘッド３２では第１の参考形態のようなガイド部分が内周面に設けられておらず、第１の参考形態においてガイド部分が形成されていた部分の内径もφＤ1すなわちφ４５．２５ｍｍとなっている。塗工ヘッド３２は、その中心軸が芯金１の中心軸と同軸状態で芯金１に対して相対移動できるように、それらの中心軸に対して垂直な平面上で芯金１に対して精密に位置決めされ、塗工ヘッド保持部４に固定されている。これにより、塗工ヘッド３２は、塗工時においても芯金１の表面とは常に非接触の状態にある。塗工ヘッド３２は、芯金と同軸上に固定されている。
このような状態で芯金１を水平状態で固定し塗工ヘッド３２を芯金１の表面と非接触でそれらの軸線方向に芯金１の軸と同軸に芯金１に対して相対移動させた。塗工ヘッド３２と芯金１とのギャップ部分に塗布液８を供給する供給口は、塗工ヘッド３２と一体でも良いし、そのヘッドとは別部材でも良いが、本参考形態では第１の参考形態と同様に別部材の塗布液供給ノズル５を塗工ヘッド３１における芯金１に対しての進行方向前方に配置させた。また、塗工ヘッド３１と芯金１のギャップに塗布液を供給する位置は、塗布液の粘度および塗膜の厚みの関係で塗布液が塗工ヘッド３１から液落ちしない状態であれば芯金１の上方に限らずどの位置でも良いが、本実施形態では芯金１の上方から塗布液の供給を行った。また、塗布液の供給方法は、塗布前に必要量を一度に芯金１上１周分供給した。その他の塗工条件等は第１の参考形態と同じである。
本参考形態においても、芯金１は水平状態であるため、重力の要因による塗布液の液垂れを減らすことができ特に塗工開始時終了直後に塗液の液垂れをなくし、塗工必要部分への影響をなくすことができ、このため塗工終了時のヘッド内面への塗工液の付着を減少させることができ、塗工ヘッドのクリーニングを減少できた。また、塗工ヘッド３２が塗工後の円筒体の外径とほぼ等しい内径を持つリング形状であるため、塗工時の塗工跡が残らない。さらに、塗工ヘッド３２が塗布液８を芯金１の表面に押し付け、かつ塗布液８を一定の厚みにならしながら塗工が行われることとなるので、塗布液８を直接、良好かつ均一に芯金１の表面に塗工できた。
また、塗工の際には、塗工ヘッド３２は芯金１と非接触であるために、ＬＴＶシリコーンゴム材料を芯金１に接着するために前もって芯金１に塗っておいたプライマの剥がれによる塗工膜の接着剥がれが起きなかった。ただし、一度にたくさんの塗布液を供給すると、塗工厚みを増やした際に液たまり部分で芯金１上の液落ちの心配があるので、この場合は、芯金１を塗工ヘッド３１のリング内に移動させている間、芯金１上に単位時間当たりに一定量で塗布液を供給する方法をとることが好ましい。さらに、芯金１を回転させながら塗工ヘッド３１のリング内を移動させると、なおよい。
（第３の参考の形態）
図４は、本発明の第３の参考形態の塗工方法が適用された装置を示す図である。図４（ａ）が塗工装置の概略図であり、図４（ｂ）が塗工装置における塗工ヘッド保持部やその周りの構成を示す図である。図５は、図４に示される塗工ヘッドを示す図である。図５（ａ）が塗工ヘッドの平面図、図５（ｂ）が塗工ヘッドの側面図、図５（ｃ）が図５（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
本参考形態では、本発明の効果を検証するために次のように塗布液の塗布を行った。第１の実施形態での塗工と同様に、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すようにリング形状の塗工ヘッド３３を、芯金１の軸線に対して垂直な平面上でその軸線に対して垂直な方向に移動自由な状態で塗工ヘッド保持部４に保持した。塗工ヘッド３３は、図５（ｃ）に示すようにその内径が、塗工ヘッド３３において芯金１に対する進行方向前部から後部に向かって、塗布後の円筒体の外径とほぼ等しい内径となるまで、すなわち内径φＤ4＝φ４８ｍｍからφＤ1＝φ４５．２ｍｍとなるまで連続的に徐々に減るようなテーパ部３３ａを有している。このとき、テーパ部３３ａの表面の母線が塗工ヘッド３３の中心軸に対して角度α＝３０°の角度を成すようにテーパ部３３ａの内径が徐々に減少している。
塗工ヘッド３３はその中心軸まわりの回転方向には固定されていても自由であっても良いが、本参考形態では固定した。また、塗工ヘッド３３と芯金１とのギャップ部分に塗布液を供給する供給口は、塗工ヘッド３３と一体でも良いし、そのヘッドとは別部材でも良いが、本参考形態では別部材の塗布液供給ノズル５を塗工ヘッド３１における芯金１に対しての進行方向前方に配置させた。塗工ヘッド３１と芯金１のギャップに塗布液を供給する位置は、塗布液の粘度および塗膜の厚みの関係で塗布液が塗工ヘッド３１から液落ちしない状態であれば芯金１の上方に限らずどの位置でも良いが、本参考形態では芯金１の上方から塗布液の供給を行った。また、塗布液の供給方法は、塗布前に必要量を一度に芯金１上１周分供給しても良いし、芯金１が塗工ヘッド３１内を進行中に単位時間当りに一定量だけ供給しても良い。ただし、一度にたくさんの塗布液を供給すると、塗工厚みを増やした際に液たまり部分で芯金１上の液落ちの心配があるため、本参考形態では単位時間当りに一定量の塗布液を供給した。さらに、芯金１を回転させながら塗工ヘッド３１のリング内を移動させると、なおよい。
第１の参考形態と同じ条件で塗工を行ったところ、塗工時の塗工ヘッド３３と芯金１の相対移動によりテーパ部３３ａに塗布液８が流れ込み、テーパ部３３ａ内の塗布液８の液圧により塗工ヘッド３３自体が調芯され、塗工ヘッド３３と芯金１の同軸度（同心度）を保つことができた。芯金１は水平状態で回転しているため、重力の要因による塗布液の液垂れを無くすことができた。また、塗工ヘッド３３が塗工後の円筒体の外径とほぼ等しい内径を持つリング形状であるため、塗工時の塗工跡が残らない。さらには、塗工ヘッド３３が塗布液８を芯金１の表面に押し付け、かつ塗布液８を一定の厚みにならしながら塗工が行われることとなるので、塗布液を直接、良好かつ均一に芯金１の表面に塗工できた。その上、塗工ヘッドの高精度な位置決め機構や調整が要らなくなり、塗工装置も簡略化され、安価なものにできた。本参考形態では、図４に示すように塗工ヘッド３３にはそれ自体の重みを見かけ上なくするために塗工ヘッド３３とほぼ同じ重さのバランスウエイト９を付け、バランスウエイト９によって塗工ヘッド３３を上から引き上げる方向に塗工ヘッド３３に外力を与えたが、塗工速度、塗工膜の厚みのバランスによってはバランスウエイト９を取り付けなくとも良い場合もある。
（第１の実施の形態）
図６は、本発明の第１の実施形態の塗工方法で用いられる塗工ヘッドを示す図である。図６（ａ）が塗工ヘッドの平面図、図６（ｂ）が、塗工ヘッドを図６（ａ）の矢印Ｂ方向から見た上面図、図６（ｃ）が図６（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
本実施形態では、本発明の効果を検証するために次のように塗布液の塗布を行った。図６に示されるリンク形状の塗工ヘッド３４を、第１の参考形態での塗工と同様に芯金１の軸線に対して垂直な平面上でその軸線に対して垂直な方向に移動自由な状態で塗工ヘッド保持部４に保持した。塗工ヘッド３４は、図６に示すように、塗工ヘッド３４の内周面と芯金１とのギャップ部分に塗布液８を供給する供給口としての貫通穴３４ａが、塗工ヘッド３４の軸線を中心に角度β＝１２０°の角度で等間隔に３つ形成されたものである。塗工ヘッド３４の内径φｄ5がφ４５．５ｍｍとなっている。塗工ヘッド３４は、その中心軸まわりの回転方向には固定されていても自由であっても良いが、本実施形態では固定した。
本実施形態では、シリンダポンプ７から延びるチューブ６を途中で３つにチューブに分岐させ、分岐したそれぞれのチューブを、そのチューブに対応する貫通穴３４ａに連通させるように塗工ヘッド３４の外周面に接続した。これによりシリンダポンプ７から吐出された塗布液８がチューブを通して各貫通穴３４ａに分配され、分配された塗布液８が各貫通穴３４ａを通して塗工ヘッド３４の内周面と芯金１との間のギャップ部分に供給される。
本実施形態においては、芯金１として、第１の参考形態と同様に塗工部の直径φＤ3がφ４５ｍｍで塗工部の長さが３００ｍｍの円筒形状のアルミニウム製芯金を用いた。塗布液８としては、液粘度が１０Ｐａ・ｓのＬＴＶシリコーンゴム材料を用いて、塗布液８を２５０μｍの厚みで芯金１に塗工した。塗布液８の液粘度は室温でＢ型粘度計によって測定した。
次に、塗工ヘッド３４を備えた塗工装置によって塗布液８を芯金１の表面に塗工する工程について説明する。まず、芯金１を塗工台２に取り付ける。本実施形態では塗工ヘッド３４としてデルリン（ポリアセタール）製のものを使用した。芯金１を水平状態保持しシリンダポンプ７により塗布液８を吐出量４０００ｍｍ3／ｍｉｎで一定量吐出しながら塗工台２を移動速度１１０ｍｍ／ｍｉｎで移動させることで芯金１への塗布液８の塗工を行った。シリンダポンプ７からの塗布液の吐出量は、芯金１に塗布液８を塗布するのに必要な量よりも多くしてある。もちろん、第１の参考形態と同様、塗布前に必要量を一度に芯金１上１周分供給しても良いが、一度にたくさんの塗布液を供給すると、塗工厚みを増やした際に液たまり部分で芯金１上の液落ちの心配があるため、本実施形態では単位時間当りに一定量の塗布液を供給した。さらに、芯金１を４０ｒｐｍで回転させながら塗工ヘッド３１のリング内を移動させると、なおよい。
このような条件で塗工を行ったところ、塗工時の塗工ヘッド３４と芯金１の相対移動を行うと共に、それらの間のギャップ部分への塗布液８の供給を３方向から同一の圧力で行うことにより、塗工ヘッド３４自体が積極的に調芯され、塗工ヘッド３４を芯金１と同軸に保持できるようになった。このため、塗布液８を２５０μｍの厚みで直接、良好かつ均一に芯金１の表面に塗工できた。また、塗工ヘッドの高精度な位置決め機構や調整が要らなくなり、塗工装置も簡略化され、安価なものにできた。本実施形態では、第３の参考形 態と同様に塗工ヘッド３４にはそれ自体の重みを見かけ上なくするためにバランスウエイト９を付けたが、塗工速度、塗工厚みのバランスによってはバランスウエイト９を取り付けなくとも良い場合もある。
（第４の参考の形態）
図７は、本発明の第４の参考形態の塗工方法で用いられる塗工ヘッドを示す図である。図７（ａ）が塗工ヘッドの平面図、図７（ｂ）が、塗工ヘッドを図７（ａ）の矢印Ｂ方向から見た上面図、図７（ｃ）が図７（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
本参考形態では、本発明の効果を検証するために次のように塗布液の塗布を行った。図７に示されるリング形状の塗工ヘッド３５を、第１の実施形態での塗工と同様に芯金１と同軸上に塗工ヘッド保持部４に固定した。塗工ヘッド３５は、図７に示されるように、塗工ヘッド３５の内周面と芯金１とのギャップ部分に塗布液８を供給するために塗工ヘッド３５の外周面に形成された開口部３５ｂと、開口部３５ｂと連通するように塗工ヘッド３５内に形成された分配用スリット３５ｃとを有している。分配用スリット３５ｃは、塗工ヘッド３５の中心線と同心の円環状にエンドレスに延びており、分配用スリット３５ｃの内側の開口部が塗工ヘッド３５の内周面においてその円周方向全体に渡ってエンドレスに延びている。この分配用スリット３５ｃは開口部３５ｂからの塗布液８を塗工ヘッド３５と芯金１との間のギャップ部分においてそれらの円周方向に分配するためのものである。分配用スリット３５ｃの内側の開口端は、塗工ヘッド３５の内周面において内径φＤ5＝φ４５．６ｍｍとなっている部分に位置している。
また、塗工ヘッド３５は、図７（ｃ）に示すようにその内径が、塗工ヘッド３６において芯金１に対する進行方向前部から後部に向かって、塗布後の円筒体の外径とほぼ等しい内径となるまで、すなわち内径φＤ4＝φ４８ｍｍからＤ5＝φ４５．６ｍｍとなるまで連続的に徐々に減るようなテーパ部３５ａを有している。このとき、テーパ部３５ａの表面の母線が塗工ヘッド３５の中心軸に対して角度α＝３０°の角度を成すようにテーパ部３５ａの内径が徐々に減少している。塗工ヘッド３５と芯金１とのギャップ（隙間）部分に塗布液を供給する際には、開口部３５ｂを通して行う。塗工ヘッド３５と芯金１のギャップに塗布液を供給する位置は、芯金１の上方に限らずどの位置でも良いが、本参考形態では芯金１の上方から塗布液の供給を行った。また、塗布液の供給方法は、塗布前に必要量を一度に芯金１上に供給しても良いし、芯金１を塗工ヘッド３１内に進行させている間に単位時間当りに一定量だけ供給しても良い。ただし、塗工厚みを増やしたので一度にたくさんの塗布液を供給すると、液たまり部分で芯金１上の液落ちの心配があるため、本参考形態ではより安全な単位時間当りに一定量の塗布液を供給した。このような手法であると芯金１は塗工前に液供給のため回転させる必要がなくなるため芯金の回転機構は必要なくなる。しかし、芯金１上の液落ちの心配が大きい場合は、芯金１を塗工ヘッド３１内に進行させている間に芯金１を回転させると、なおよい。
本参考形態においては、芯金１として、第１の参考形態と同様に塗工部の直径φＤ3がφ４５ｍｍで塗工部の長さが３００ｍｍの円筒形状のアルミニウム製芯金を用いた。塗布液８としては、液粘度が50Ｐａ・ｓのＬＴＶシリコーンゴム材料を用いて、塗布液８を２５０μｍの厚みで芯金１に塗工した。塗布液８の液粘度は室温でＢ型粘度計によって測定した。
次に、塗工ヘッド３５を備えた塗工装置によって塗布液８を芯金１の表面に塗工する工程について説明する。まず、芯金１を塗工台２に取り付ける。本参考形態では塗工ヘッド３５としてステンレス製のものを使用した。芯金１を水平状態保持しシリンダポンプ７により塗布液８を吐出量４０００ｍｍ3／ｍｉｎで一定量吐出しながら塗工台２を移動速度１１０ｍｍ／ｍｉｎで移動させることで芯金１への塗布液８の塗工を行った。シリンダポンプ７からの塗布液の吐出量は、芯金１に塗布液８を塗布するのに必要な量とほぼ同じにしてある。このような条件で塗工を行ったところ、塗布液８を直接、良好かつ均一に芯金１の表面に塗工できた。芯金１は水平状態であるため、重力の要因による塗布液の液垂れを減らすことができ、特に塗工開始時終了直後に塗液の液垂れをなくし、塗工必要部分への影響をなくすことができ、このため塗工終了時の塗工ヘッド内面への塗工液の付着を減少させることができ、塗工ヘッドのクリーニングを減少できた。特に単位時間当りに一定量の塗布液を供給にすることで塗工厚みを増やしても塗工開始時の液たまり部分で芯金１上の液落ちの心配も無くなった。
（第５の参考の形態）
本参考形態では第４の参考形態の塗工方法により塗工する際、塗工終了時にシリンダポンプ７を吐出時と同じ速度で反対方向に0.5ｓ動かし塗工ヘッド３５内の液圧を負圧化した。
第４の参考形態において一部の塗工液では塗工終了時にヘッド内面に塗工液が付着しクリーニングが必要になることも考えられたが、本参考形態によると塗工ヘッド内面への塗工液の付着がなくなり、塗工ヘッドのクリーニングの必要もなくなった。
（第２の実施の形態）
図８は、本発明の第２の実施形態の塗工方法で用いられる塗工ヘッドを示す図である。図８（ａ）が塗工ヘッドの平面図、図８（ｂ）が、塗工ヘッドを図８（ａ）の矢印Ｂ方向から見た上面図、図８（ｃ）が図８（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
本実施形態では、本発明の効果を検証するために次のように塗布液の塗布を行った。図８に示されるリング形状の塗工ヘッド３６を、第１の実施形態での塗工と同様に芯金１の軸線に対して垂直な平面上でその軸線に対して垂直な方向に移動自由な状態で、かつ塗工ヘッド３６の中心軸まわりの回転を規制してその回転方向では塗工ヘッド３６を固定した状態で塗工ヘッド保持部４に保持した。塗工ヘッド３６は、図８に示すように塗工ヘッド３６の内周面に、芯金１とのギャップが芯金１の回転方向に向かって連続的に徐々に小さくなるような形状の液溜め部分３６ａを塗工ヘッド３４の軸線を中心に角度β＝１２０°の角度で等間隔に３つ有し、各液溜め部分３６ａに塗布液８を供給する供給口としての貫通穴３６ｂを液溜め部分３６ａと同様に等間隔に３つ有するものである。貫通穴３６ｂは必ずしも塗工ヘッド３６に形成されていなくても良く、第１の参考形態などと同様に、塗工ヘッド３６とは別部材の塗布液供給ノズル５を設けても良い。
本実施形態においては、芯金１として、第１の参考形態と同様に塗工部の直径φＤ3がφ４５ｍｍで塗工部の長さが３００ｍｍの円筒形状のアルミニウム製芯金を用いた。塗布液８としては、液粘度が５０Ｐａ・ｓのＬＴＶシリコーンゴム材料を用いて、塗布液８を２５０μｍの厚みで芯金１に塗工した。塗布液８の液粘度は室温でＢ型粘度計によって測定した。
次に、塗工ヘッド３６を備えた塗工装置によって塗布液８を芯金１の表面に塗工する工程について説明する。まず、芯金１を塗工台２に取り付ける。本実施形態では塗工ヘッド３６としてデルリン（ポリアセタール）製のものを使用した。芯金１を水平状態保持しシリンダポンプ７により塗布液８を吐出量４０００ｍｍ3／ｍｉｎで一定量吐出しながら塗工台２を移動速度１１０ｍｍ／ｍｉｎで移動させることで芯金１への塗布液８の塗工を行った。シリンダポンプ７からの塗布液の吐出量は、芯金１に塗布液８を塗布するのに必要な量よりも多くしてある。もちろん、第１の参考形態と同様、塗布前に必要量を一度に芯金１上１周分供給しても良いが、一度にたくさんの塗布液を供給すると、塗工厚みを増やした際に液たまり部分で芯金１上の液落ちの心配があるため、本実施形態では単位時間当りに一定量の塗布液を供給した。さらに、芯金１を４０ｒｐｍで回転させながら塗工ヘッド３１のリング内を移動させると、なおよい。
このような条件で塗工を行ったところ、塗工時の塗工ヘッド３６と芯金１の相対移動と、それらの間のギャップ部分への３方向からの同一の圧力での塗布液８の供給と、芯金１の回転で各液溜め部分３６ａにおけるギャップの変化により発生する塗布液８の液圧とによって、より積極的に塗工ヘッド３６自体が調芯され、塗工ヘッド３６を芯金１と同軸に保持できるようになった。このため、塗布液８として用いた液粘度５０Ｐａ・ｓのＬＴＶシリコーンゴム材料を２５０μｍの厚みで直接、良好かつ均一に芯金１の表面に塗工できた。また、塗工ヘッドの高精度な位置決め機構や調整が要らなくなり、塗工装置も簡略化され、安価なものにできた。本実施形態では、第３の参考形態と同様に塗工ヘッド３６にはそれ自体の重みを見かけ上なくするためバランスウエイト９を付けたが、塗工速度、塗工厚みのバランスによってはそのままでも良い場合もある。
（第６の参考の形態）
図９は、本発明の第６の参考形態の塗工方法により製作された定着用ローラの断面図である。
本参考形態では、本発明の効果を検証するために次のように高粘度塗布液の塗布を行い、定着用ローラを作製した。第５の参考形態の塗工方法により、塗工部の長さが３００ｍｍ、塗工部の外径がφ４５ｍｍである円筒状のアルミニウム製芯金１２に、液粘度５０Ｐａ・ｓの東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製のＬＴＶシリコーンゴム材料を２５０μｍの厚みで塗工した。塗布液の液粘度は室温でＢ型粘度計で測定した。本実施形態では、まず、芯金１を塗工台２に取り付け、第５の参考形態で用いた塗工ヘッド３５を使用した。芯金１を水平状態で保持固定しシリンダポンプ７により塗布液８を吐出量４０００ｍｍ3／ｍｉｎで一定量吐出しながら塗工台２を移動速度１１０ｍｍ／ｍｉｎで移動させることで塗工を行った。シリンダポンプ７からの塗布液の吐出量は、芯金１に塗布液８を塗布するのに必要な量とほぼ同じにしてある。もちろん、第１の参考形態と同様、塗布前に必要量を一度に芯金１上１周分供給しても良いが、一度にたくさんの塗布液を供給すると、塗工厚みを増やした際に液たまり部分で芯金１上の液落ちの心配があるため、本参考形態では単位時間当りに一定量の塗布液を供給した。さらに、芯金１を４０ｒｐｍで回転させながら塗工ヘッド３１のリング内を移動させると、なおよい。
このような条件で塗工を行ったところ、塗工時の塗工ヘッド３６と芯金１の相対移動と、それらの間のギャップ部分へ単位時間当りに一定量の塗布液を供給することで、塗布液として用いた液粘度５０Ｐａ・ｓのＬＴＶシリコーンゴム材料を２５０μｍの厚みで直接、良好かつ均一に芯金１の表面に塗工できた。また、重力の要因による塗布液の液垂れを減らすことができ、特に塗工開始時終了直後に塗液の液垂れをなくし、塗工必要部分への影響をなくすことができ、そのうえ塗工終了時の塗工ヘッド内面への塗工液の付着を減少させることができ、塗工ヘッドのクリーニングを減少できた。また定着用ローラの製造方法も容易であった。塗工後のローラを２００℃の熱風循環式乾燥機中に水平に置き、約１０分間加熱して架橋を行った。塗布液自体の粘度が高いため、熱風循環式乾燥機の中でローラを回転させていなくても塗布液の液だれは起きなかった。その後、２００℃の熱風循環式乾燥機で４時間、２次硬化を行った。以上のように製作されたゴムローラの外径を測定すると、表面層のシリコーンゴム１８の厚みが２５０μｍで、外径がφ４５．５ｍｍであるストレート形状のローラが得られた。このローラを厚さ３０μｍのＰＦＡ(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)熱収縮チューブ１０で被覆することにより、図９に示すようにアルミニウム製芯金１２の外周面にシリコーンゴム１８およびＰＦＡ熱収縮チューブ１０がこの順番で積層されて成る定着用ローラを得た。ＬＢＰの定着用ローラとして用いたところ、十分な定着性と均一でむらのない画像が得られることが確認できた。
定着用ローラを製造する際には、第５の参考形態の塗工方法だけでなく、第１〜第４の参考形態及び、第１、第２の実施形態の塗工方法を用いることによって、十分な定着性と均一でむらのない画像が得られる定着ローラを作製することができる。第１〜第５の参考形態、第１、第２の実施形態のいずれかの塗工方法を用いることにより、例えば金属芯金の上にシリコーンゴム原料を高粘度の状態で薄肉に直接塗工でき、塗工後の塗布膜のレベリング等が必要ないので、このような薄肉のゴム層を有する定着性ローラを実現することができる。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の塗工方法によれば、従来の技術によるスプレー塗工法、ブレード塗工法、ロール塗工法、および浸漬塗工法における塗布液の粘度による制限、例えば塗布液の粘度が高いことによって溶媒により塗布液の希釈が必要のために塗工工程の後で溶媒の除去に時間がかかったり、溶媒専用の回収装置が必要になったりして装置が大掛かりとなってしまい、結果的にコストアップとなってしまうことがなくなる。また、塗布液を溶媒により希釈する際に、塗布液と溶媒のマッチングにおいて糸引きや凝集等の不良が起きる場合があるために塗布液の種類や溶媒に制限ができてしまうという問題もない。さらに、従来の垂直型リング塗布方法における塗布液の粘度、塗工膜の厚み、塗工スピードのバランスによる塗工時および塗工終了直後の塗布液の液垂れおよびリング内面のクリーニングという問題もなくなり、塗布液の粘度、塗布膜の厚さによる制限が除去され、より容易な装置で円筒体の表面に塗布液を直接、良好かつ均一な塗工膜を形成することの可能な方法を提供することができる。本発明の塗工方法により、容易にかつ安価に十分な定着性、および均一でむらのない画像が得られる等の良好な性能を持つ定着用ローラを作製することができる。
また、上述した本発明の塗工方法によれば、金属芯金の上にシリコーンゴム原料を高粘度の状態で薄肉に直接塗工でき、塗工後の塗布膜のレベリング等が必要ないので、このような薄肉のゴム層を有する定着性ローラを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の参考形態の塗工方法が適用された装置を示す概略図である。
【図２】 （ａ）が、図１に示される塗工ヘッドの平面図、（ｂ）が塗工ヘッドの側面図、（ｃ）が（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図３】 本発明の第２の参考形態の塗工方法で用いられる塗工ヘッドを示す図である。
【図４】 （ａ）が、本発明の第３の参考形態の塗工方法が適用された装置を示す概略図であり、（ｂ）が塗工装置における塗工ヘッド保持部やその周りの構成を示す図である。
【図５】 （ａ）が、図４に示される塗工ヘッドの平面図、（ｂ）が塗工ヘッドの側面図、（ｃ）が（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図６】 本発明の第１の実施形態の塗工方法で用いられる塗工ヘッドを示す図である。
【図７】 本発明の第４の参考形態の塗工方法で用いられる塗工ヘッドを示す図である。
【図８】 本発明の第２の実施形態の塗工方法で用いられる塗工ヘッドを示す図である。
【図９】 本発明の第６の参考形態の塗工方法により製作された定着用ローラの断面図である。
【符号の説明】
１ 芯金
２ 塗工台
４ 塗工ヘッド保持部
５ 塗布液供給ノズル
６ 液搬送用チューブ
７ シリンダポンプ
８ 塗布液
９ バランスウエイト
１０ ＰＦＡ熱収縮チューブ
１１ 基板
１２ アルミニウム製芯金
１８ シリコーンゴム
２１、２２、２３ モータ
３１〜３６ 塗工ヘッド
３１ａ ガイド部分
３１ｂ 凹部
３３ａ、３５ａ テーパ部
３４ａ、３６ｂ 貫通孔
３５ｂ 開口部
３５ｃ 分配用スリット
３６ａ 液溜め部分
本発明は、複写機やファクシミリ等のＯＡ機器において定着、加圧、帯電、転写、現像等に使用される円筒体形状のローラの製造方法に係わり、ローラの表面に塗布液を直接かつ良好で均一に塗工する方法に関する。
【従来の技術】
円筒体の表面に塗布液を塗布する塗工方法としては、従来、例えばスプレー塗工法、浸漬塗工法、ロール塗工法、ブレード塗工法、ディスペンサーによる定量塗工法（特開平８−８９８６７号公報）、垂直型リング塗工法（特開平１１−２２６４７２号公報）等の種々の方法が検討されている。複写機やファクシミリ、ＬＢＰ（laser beam printer）等の電子写真装置においては、定着、加圧、帯電、転写、現像等、様々なプロセスで円筒体すなわちローラが使用されており、その様々な用途に応じて円筒体の表面に所望の機能を有する膜を形成させている。特に近年では、そのような所望の機能を発現させるために、均一な薄層から数ミリ程度の厚みまでの塗膜が要求され、かつ、塗工する塗布液そのものが多様化している。それに伴って塗布液も低粘度から高粘度になるものもあり、そのため、従来の塗工方法においてはそのような塗布液の塗工範囲をカバーできなくなってきている。
例えば、前記スプレー塗工法は粘度が低い塗布液にしか使用できず、塗布液の粘度が１０Ｐａ・ｓ以上であると、塗布液の霧化が困難になってしまう。この場合、塗布液の粘度は室温でＢ型粘度計によって測定した。また、前記ブレード塗工法およびロール塗工法は、例えば、塗布される円筒体の軸線方向にブレードもしくはロールを配置し、その円筒体を回転させながらブレードまたはロールによって塗布液を塗布する。円筒体を１〜数回転だけ回転させた後、ブレードまたはロールを後退させて塗布を終了する。この塗布終了時のブレードもしくはロールの後退の際、塗布液の粘性によって円筒体上の塗膜の一部に他の部分より厚い部分が発生し、特に塗布液の粘度が高い場合にはこの厚い部分がその後の塗膜のレベリングの際に回復できないほどになってしまい、均一な塗膜が得られない。
また、前記浸漬塗工法では、スプレー塗工法、ブレード塗工法およびロール塗工法等における塗膜の不均一性の問題は改良されるが、塗膜の膜厚の制御が塗布液の物性、例えば塗布液の粘度、表面張力および密度、その他温度等により支配されるため、塗布液の物性の調整が難しいうえ、塗布液が高粘度の場合には薄肉の塗工が困難である。さらに、ディスペンサーによる定量塗工法の場合にも、ノズルから吐出される塗布液が高粘度であると、塗布液は吐出時の形状を維持しようとするため、そのままでは塗膜のレベリングが困難となり、さらに円筒体の回転により塗工時の厚みむらが大きくなってしまうという欠点がある。このため、スプレー塗工法、ブレード塗工法、ロール塗工法、および浸漬塗工法においては高粘度の塗布液を溶媒により希釈し、その塗布液を、塗工に必要な粘度にまで下げた状態で塗工し、塗工後の工程で、塗布液の希釈に使用した溶媒を例えば蒸発等により除去することにより塗膜を形成するしかなかった。
これに対して、垂直型接触リング塗工法は、円形開口部を有するリング状液漏れ防止用弾性体パッキングを保持するリング状塗布部材を設け、その弾性体パッキングの開口部に円筒体を接触させて挿入し、円筒体をリング状塗布部材に対して相対的に鉛直上方に移動させることにより円筒体の外周面に塗布液を塗布する方法である。この方法においては、ある程度の粘度範囲で塗工が可能であり、浸漬塗布方法と比較して浸漬時間がかからないため、生産速度が早くなること、またこのような垂直型接触リング塗布方法は少量の塗液で塗布が可能となること、また円筒体を連続的にリング状塗布部材に供給することによって、連続した塗布が可能となること、といった利点を有する。しかしながら、このような垂直型接触リング塗布方法にあっては、被塗布物である円筒体が、リング状塗布部材の一部である弾性体パッキングと接触しているため、塗布工程中に円筒体に傷が生じてしまう欠点がある。
この欠点をなくす方法として、特開昭６０−９５４４０号公報や特開昭９１−８１６４号公報には垂直型非接触リング塗布方法が開示されている。垂直型非接触リング塗布方法は、開口部にエンドレスの塗液分配スリットを有するリング状塗布部材を円筒体の外周面に対して接触しないように近接配置し、そのスリットより塗液を直接押し出して供給することにより液溜まりを形成し、円筒体をリング状塗布部材に対して相対的に鉛直上方に移動させることにより、円筒体の外周面に塗液を塗布する方法である。しかしながら上記のような接触、非接触の垂直型リング塗布方法においても、被塗工物である円筒体を垂直に保持すると、重力による塗膜の影響は避けられない。このため、塗布液の粘度、塗工膜の厚み、塗工スピードのバランスによって塗工時および塗工終了直後に塗液の液垂れが生じてしまう場合があり、塗布液の粘度および所望の膜厚によってはこの液垂れを無くすことができなくなってしまうという問題点がある。また塗り始めや塗り終わりの際にも、やはり重力による影響は避けられず、液出し液止め時に発生する塗膜より若干厚めの液溜り部分が重力方向に流れ込んでしまう事により膜厚の均一性が得られず、塗工部分を膜必要長よりも十分に長く取る必要がある。
このため無駄な塗工が増えるばかりか、被塗布物である円筒体を長めにしておかなければならないと言った問題も発生してしまう。
またさらに、塗り終わりの際の液溜り部分がリングの内面に付着することにより、次回の液出し時の条件を変えてしまうため、リングの内面をクリーニングしなければならくなってしまうといった問題点がある。
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の技術によるスプレー塗工法、ブレード塗工法、ロール塗工法、および浸漬塗工法では塗布液の粘度による塗布工程の制限がある。例えば、高い粘度の塗布液は溶媒による希釈が必要なため、塗布工程後に溶媒の除去に時間がかかったり、溶媒の除去専用の回収装置が必要になったりして装置的にも大掛かりとなってしまい結果的にコストアップとなってしまう。また、塗布液と溶媒のマッチングにおいて糸引きや凝集等の不良が起きる場合があるため、塗布液の種類や溶媒に制限ができてしまうという問題点がある。さらに、垂直型リング塗布方法においては、上述したように塗布液の粘度、塗工膜の厚み、および塗工スピードのバランスによって塗工時および塗工開始時終了直後に塗液の液垂れが生じてしまう問題点がある。
本発明の目的は、塗布液の粘度や塗布膜の膜厚による塗工工程の制限を除去し、より容易な装置で円筒体の表面に塗布液を直接塗布して良好かつ均一な塗工膜を形成することのできる塗工方法を提供することにあり、また、その塗工方法によって円筒体に塗布液を塗布することによって容易にかつ安価に製造でき、十分な定着性、および均一でむらのない画像が得られる等の良好な性能を持つ定着用ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、円筒体の中心線が水平方向と並行となった状態で塗布液を前記円筒体の表面に塗工する方法であって、
（ｉ）前記円筒体の表面に前記塗布液を塗工した後の円筒体の外径と略等しい内径を有するリング形状の塗工ヘッドを用意する段階と、
（ｉｉ）前記円筒体を前記塗工ヘッドの内側に同軸上に配置させる段階と、
（ｉｉｉ）前記塗工ヘッドの内周面と前記円筒体との間の隙間に前記塗布液を供給する段階と、
（ｉｖ）前記円筒体に対して前記塗工ヘッドを前記円筒体の軸方向に該円筒体の軸線と同軸に相対移動させる段階と、
を有し、
前記塗工ヘッドの内周面と前記円筒体との隙間に塗布液を供給するために、前記塗工ヘッドに３つ以上の塗布液用供給口がそれぞれ前記塗工ヘッドの中心軸周りに等間隔に分配して形成されており、
前記（ｉｉｉ）の段階は、前記塗工ヘッドの塗布液用供給口の各々からの前記隙間への塗布液の供給を同一の圧力で行なう段階を含み、それによって、
前記塗布液の塗工時には、前記塗工ヘッドと前記円筒体の相対移動によりそれらの間に流れ込む前記塗布液の液圧により前記塗工ヘッドを前記円筒体と同軸に保持した状態で、前記塗布液の塗布を行なうことを特徴とする。
上記の発明では、塗工ヘッドの内周面と円筒体との隙間部分に塗布液を供給し、円筒体を水平状態で塗工ヘッドを円筒体の軸線方向にその軸線と同軸に相対移動させることで円筒体の表面に塗布液が塗工される。円筒体は水平状態であるため、重力の要因による塗布液の液垂れを減らすことができ、特に塗工開始時終了直後に塗液の液垂れをなくし、塗工必要部分への影響をなくすことができる。その上、塗工終了時のヘッド内面への塗工液の付着を減少させることができ、塗工ヘッドのクリーニングを減少できる。また、塗工ヘッドが塗工後の円筒体の外径とほぼ等しい内径を持つリング形状であるため、塗工時の塗工跡が残らない。さらに、塗工ヘッドが塗布液を円筒体表面に押し付け、かつ塗布液を一定の厚みにならしながら塗工が行われることとなるので、塗布液を直接、良好かつ均一に円筒体の表面に塗工できる。リング形状の塗工ヘッドはその中心軸に対して垂直な平面上で移動自由であり、円筒体に対する移動方向後端部には塗工後の外径とほぼ等しい内径を持ち、内周面における前部には、円筒体と外径と接触して円筒体軸方向に円筒体軸と同軸に相対移動させるためのガイド部分を持っていてもよい。塗工ヘッドがこのようなガイド部分を持っている場合、塗工ヘッドの内周面の前部に、塗布工程で塗布液が通過する凹部が形成され、その凹部すなわち塗布液通過部分の断面積は塗工膜の断面積より大きく作られており、塗工後の円筒体の外径とほぼ等しい内径である塗工ヘッドの移動方向後端部に塗布液が充分に供給できるようになっている。
また、前記円筒体の外周面と前記塗工ヘッドの内周面との間に略均一な隙間が形成されるように前記円筒体を前記塗工ヘッドの内側に配置し、前記塗工ヘッドを前記円筒体の表面と非接触にすることが好ましい。
上記の塗工方法では、塗工ヘッドはその中心軸が円筒体の軸線と同軸の状態で相対移動できるように中心軸に対して垂直な平面上に精密に位置決めされ、固定されていることにより、塗工ヘッドを円筒体に対して非接触状態とすることができる。このように非接触状態で塗工ヘッドと円筒体の表面とのギャップ部分に塗布液を供給し、円筒体を水平状態で保持し塗工ヘッドを円筒体の軸線方向にその軸線と同軸に相対移動させる。非接触状態のため、円筒体に傷を生じさせてしまうことはない。円筒体は水平状態であるため、重力の要因による塗布液の液垂れを減らすことができ、特に塗工開始時終了直後に塗液の液垂れをなくし、塗工必要部分への影響をなくすことができ、このため塗工終了時のヘッド内面への塗工液の付着を減少させることができ、塗工ヘッドのクリーニングを減少できる。また、塗工ヘッドが塗工後の円筒体の外径とほぼ等しい内径を持つリング形状であるため、塗工時の塗工跡が残らない。さらに、塗工ヘッドが塗布液を円筒体表面に押し付けかつ一定の厚みにならしながら塗工が行われることとなる。このため、塗工ヘッドと円筒体の表面とのギャップ部分で塗布液に剪断が加わることとなり、塗布液の液粘度を下げる効果がでるので、塗布液の粘度が高くても塗布液を直接、良好かつ均一に円筒体の表面に塗工できる。
また、前記円筒体に対して前記塗工ヘッドを前記円筒体の軸方向に該軸線と同軸に相対移動させる際、前記円筒体を回転させることがより好ましい。
さらに、前記塗工ヘッドの内周面と前記円筒体との隙間に塗布液を供給するために、前記塗工ヘッドに３つ以上の塗布液用供給口がそれぞれ前記塗工ヘッドの中心軸周りに分配して形成されており、それによって、前記塗布液の塗工時には、前記塗工ヘッドと前記円筒体の相対移動によりそれらの間に流れ込む前記塗布液の液圧により前記塗工ヘッドを前記円筒体と同軸に保持した状態で、前記塗布液の塗布を行うことができる。
上記の塗工方法では、塗工ヘッドと円筒体との隙間部分への塗布液の供給を多方向から同一の圧力で行うことにより、塗工ヘッド自体が積極的に調芯され、塗工ヘッドを円筒体の軸線と同軸に保持できるようになる。このため、より多種の材料や、塗工膜の厚みなどの様々な塗工条件において、安定した塗工が可能となる。なお、塗工ヘッドはそれ自体の自重はあるが塗布液の粘度および塗工速度、塗工膜の厚みのバランスでそのままでも良い場合もある。塗工ヘッドにキャンセルウエイト等を付けることによって塗工ヘッド自体の重みを見かけ上なくすることで、より安定した塗工が可能となる。なお、この際には塗工ヘッドは回転方向には固定されていても自由であっても良いが、塗工ヘッドの構成を考えると、その構成が簡単な固定の方が良い。
さらに、前記（ｉｖ）の段階は、前記円筒体を回転させる段階を更に含み、また、前記塗工ヘッドは、その中心軸周りでの回転が規制された状態で前記円筒体の軸線に対して垂直な方向に移動自在に保持され、且つ前記塗工ヘッドは、内周面に、３つ以上の、前記円筒体との隙間が前記円筒体の回転方向に向かって徐々に小さくなる形状の液溜め部分を、前記塗工ヘッドの軸線を中心に等間隔に有しており、それによって、前記塗布液の塗工時には、前記円筒体の回転によって前記液溜め部分の各々におけるギャップの変化により発生する塗布液の液圧と、前記塗工ヘッドと前記円筒体の相対移動により生じる液圧とによって前記塗工ヘッドを前記円筒体と同軸に保持した状態で、前記塗布液の塗工を行なうことができる。この場合、前記円筒体に対して前記塗工ヘッドを前記円筒体の軸方向に該軸線と同軸に相対移動させる際、前記円筒体を回転させている。
上記の塗工方法では、円筒体の回転により塗布液に発生する液圧を積極的に利用することによって、より大きな力で塗工ヘッド自体が調芯され、塗工ヘッドを円筒体の軸線と同軸に保持された状態で塗工ができる。塗工ヘッドが塗工後の円筒体の外径とほぼ等しい内径を持つリング形状であるため、塗工時の塗工跡が残らない。さらに、塗工ヘッドと円筒体の表面とのギャップ部分で塗布液にせん断が加わることとなり、液粘度を下げる効果がでるので、塗布液の粘度が高くても塗工ヘッドが塗布液を円筒体の表面に押し付け、かつ塗布液を一定の厚みにならしながら塗工が行われることとなる。これによって、より多種の材料や、塗工膜の厚みなどの様々な塗工条件においても、塗布液を直接、良好かつ均一に円筒体の表面に安定して塗工できる。
また、塗工液塗り終わり時にヘッド内部の液圧を負圧化することが好ましい。液の供給圧を負圧化すること等でヘッド内部の液圧を負圧化することで、塗工液塗り終わり時のヘッドからの液離れを良くし液溜りの防止と、ヘッド内面への塗工液の付着を減少させることが出来できる。
さらに、前記塗布液の粘度が１０Ｐａ・ｓ以上であってもよい。従来のスプレー塗工法では、塗布液の粘度が１０Ｐａ・ｓであると塗布液の霧化が困難になってしまい、また他の方法でも、塗布液の粘度がそのように高いと円筒体への直接の塗工が困難であるが、本発明の塗工方法では、粘度が５０Ｐａ・ｓ以上の塗布液でも塗工膜厚が２ｍｍ以下であれば円筒体を水平状態で固定しての円筒体を円筒体への直接の塗工が可能となる。また前記円筒体を回転させるのであれば、粘度が1０Ｐａ・ｓ以上の塗布液でも塗工膜厚が２ｍｍ以下であれば円筒体への直接の塗工が可能となる。
上記のような塗工方法において、塗布液の供給方法は塗布前に必要量を一度に供給しても良いし、前記円筒体に対して前記塗工ヘッドを前記円筒体の軸方向に該軸線と同軸に相対移動させる間、単位時間当りに一定量だけ供給しても良い。ただし、塗布液を一度にたくさん供給すると、供給時の液たまり部分の液落ちの心配があるため、単位時間当りに一定量だけ供給することが望ましい。さらに、塗布液の供給口は塗工ヘッドと一体でも良いし、塗工ヘッドとは別部材に形成されていても良い。また、塗布液を供給する位置は塗布液の粘度および塗工膜の厚みの関係で液落ちしない状態であれば円筒体の上方に限らずどの位置でも良い。
近年、複写機やファクシミリ・ＬＢＰ等の電子写真装置において使用される定着用ローラは、その画質および定着性の要求から金属芯金の上に薄肉のシリコーンゴムをコートしたもの、もしくはさらにその上にフッ素樹脂チューブを被覆したり、コーティングしたものが使用されている。定着用ローラにおいては定着性および画像むら等の問題があるため、外径形状の精度と平滑性が要求される。本発明の塗工方法を用いると、金属芯金の上にシリコーンゴム原料を高粘度の状態で薄肉に直接塗工でき、塗工後の塗布膜のレベリング等が必要ないため、本発明の塗工方法は、このような薄肉ゴム層を持つ定着用ローラの塗工に適している。
なお、本発明の塗工方法は、上記のような定着用ローラに限定されること無く、複写機やファクシミリ等のＯＡ機器で定着、加圧、帯電、転写、現像等に使用される円筒体形状のローラおよびチューブに応用可能であり、他にも円筒体の表面に高粘度の塗布液を薄層でかつ均一に直接塗工する場合にも使用できる。
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の参考の形態）
図１は、本発明の第１の参考の形態の塗工方法が適用された装置を示す概略図である。図２は、図１に示される塗工ヘッドを示す図である。図１（ａ）が塗工ヘッドの平面図、図１（ｂ）が塗工ヘッドの側面図、図１（ｃ）が図１（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
本参考形態の塗工装置では、図１に示すように基板１１上には塗工台２が水平方向と平行な一直線上を往復移動自在に取り付けられている。基板１１の一端部には、塗工台２を往復移動させるためのモータ２１が取り付けられている。塗工台２上には、塗布液が塗布される円筒体としてアルミニウム製のロール状の芯金１が取り付けられている。芯金１は、その中心軸が塗工台２の移動方向と平行となるように支持されている。塗工台２には、芯金１をその中心線を軸として回転させるモータ２２が取り付けられている。さらに、基板１１上には、リング形状の塗工ヘッド３１を水平方向には動かさずに塗工ヘッド３１を芯金１の中心軸に対して垂直な方向に移動自在に支持する塗工ヘッド保持部４が取り付けられている。
塗工ヘッド３１は、その内周面において芯金１に対する相対的な移動方向後端部に、芯金１に塗布液を塗工した後の円筒体の外径とほぼ等しい内径を有している。また、塗工ヘッド３１は、その内周面における移動方向前端部に、図２に示すように芯金１の外周面と接触し、塗工ヘッド３１を芯金１の軸線方向にその軸と同軸に芯金１に対して相対移動させるための複数のガイド部分３１ａと、塗布工程で塗布液が通過する複数の凹部３１ｂとを有している。複数のガイド部分３１ａは、塗工ヘッド３１の内周面にその円周方向に沿って等間隔で並べられており、隣り合うガイド部分３１ａの間に凹部３１ｂが形成されている。複数の凹部３１ｂにおける芯金１の軸線に対して垂直な方向の断面積の合計は、芯金１上に塗布された塗膜における芯金１の軸線に対して垂直な方向の断面積よりも大きくなっている。これにより、塗工ヘッド３１の内周面において塗工後の円筒体の外径とほぼ等しい内径となっている後端部に塗布液が充分に供給できるようになっている。
塗工ヘッド３１と芯金１とのギャップ（隙間）部分に塗布液を供給する供給口は、塗工ヘッド３１と一体でも良いし、そのヘッドとは別部材でも良いが、本参考形態では別部材の塗布液供給ノズル５を塗工ヘッド３１における芯金１に対しての進行方向前方に配置させた。塗工ヘッド３１と芯金１のギャップに塗布液を供給する位置は、塗布液の粘度および塗膜の厚みの関係で塗布液が塗工ヘッド３１から液落ちしない状態であれば芯金１の上方に限らずどの位置でも良いが、本参考形態では芯金１の上方から塗布液の供給を行った。また、塗布液の供給方法は、塗布前に必要量を一度に芯金１上１周分供給した。
また、塗布液供給ノズル５は、塗液搬送用のチューブ６を介してシリンダポンプ７に接続されている。シリンダポンプ７は、定量（単位時間当たりの量が一定）の塗布液を吐出可能な電動式のものであり、そのシリンダポンプ７からチューブ６を通して塗布液供給ノズル５に塗布液８が供給される。シリンダポンプ７は、送り出す液の脈動が起きないため、安定した吐出が可能である。シリンダポンプ７が取り付けられた架台には、シリンダポンプ７を動作させるためのモータ２３が取り付けられている。
本参考形態においては、芯金１として、塗工部の直径φＤ3がφ４５ｍｍで塗工部の長さが３００ｍｍの円筒形状のアルミニウム製芯金を用いた。塗布液８としては、液粘度が５０Ｐａ・ｓのＬＴＶ（低温硬化型）シリコーンゴム材料を用いて、塗布液８を１００μｍの厚みで芯金１に塗工した。塗布液８の液粘度は室温でＢ型粘度計によって測定した。
次に、塗布液８を芯金１の表面に塗工する工程について説明する。
まず、芯金１を塗工台２に取り付ける。本参考形態では塗工ヘッド３１の寸法としては、芯金１の軸線方向の巾Ｗ1が２０ｍｍ、ガイド部分３１ａにおける軸線方向の幅Ｗ2が１０ｍｍ、移動方向後端部の内径φＤ1が塗工後の円筒形の外径とほぼ等しいφ４５．２５ｍｍ、ガイド部分３１ａの内径φＤ2がφ４５ｍｍとなっている。この塗工ヘッド３１としては、図２に示すように、複数の凹部３１ｂにおける軸線方向に対して垂直な方向の断面積の合計、すなわち塗布液が通過する部分の断面積が塗工膜断面積より大きくなるように、各ガイド部分３１ａにおける芯金１との接触部分の円弧長Ｌが約２ｍｍとなり、各凹部３１ｂにおける塗工ヘッド３１の半径方向の切り込み量ｄが５ｍｍとなったデルリン（ポリアセタール）製のものを使用した。芯金１を１回転させながらシリンダポンプ７により塗布液８を芯金１上へ供給した。塗布液供給ノズル５からの塗布液８の吐出量は、芯金１に塗布液８を塗布するのに必要な量よりも多くしてある。
この後、芯金１を水平状態で固定保持した状態で芯金１の表面にガイド部分３１ａを沿わせることで塗工ヘッド３１を芯金１の軸線方向に芯金１と同軸に相対移動させる。このように塗工ヘッド３１を芯金１に対して相対的に移動させることで、塗工ヘッド３１と芯金１の隙間に供給された塗布液８が芯金１の塗工部の外周面全体に塗布される。
上記のような塗工方法によれば、芯金１は水平状態であるため、重力の要因による塗布液の液垂れを減らすことができ特に塗工開始時終了直後に塗液の液垂れをなくし、塗工必要部分への影響をなくすことができ、このため塗工終了時の塗工ヘッド内面への塗工液の付着を減少させることができ、塗工ヘッドのクリーニングを減少できた。また、塗工ヘッド３１が塗工後の円筒体の外径とほぼ等しい内径を持つリング形状であるため、塗工時の塗工跡が残らない。さらに、塗工ヘッド３１が塗布液８を芯金１の表面に押し付け、かつ塗布液８を一定の厚みにならしながら塗工が行われることとなるので、塗布液８を直接、良好かつ均一に芯金１の表面に塗工できた。
なお、このような塗工においては、芯金１を回転させながら塗工ヘッド３１のリング内を移動させ、その間、芯金１上に単位時間当たりに一定量で塗布液を供給する方法をとってもよい。この場合、上記の方法に代えて、芯金１を回転数４０ｒｐｍで回転させた状態でシリンダポンプ７により塗布液８を吐出量２０００ｍｍ3／ｍｉｎで一定量吐出しながら塗工台２を移動速度１１０ｍｍ／ｍｉｎで移動させることで芯金１への塗布液８の塗工を行った。このような供給方法は、一度に必要量の塗布液を供給するときよりも、塗工厚みを増やした際に液たまり部分で芯金１上の液落ちの心配が少なくなるので、より好ましい。
また、本参考形態の塗工方法によれば、従来の技術によるスプレー塗工法、ブレード塗工法、ロール塗工法、および浸漬塗工法における塗布液の粘度による制限、例えば塗布液の粘度が高いことによって溶媒により塗布液の希釈が必要のために塗工工程の後で溶媒の除去に時間がかかったり、溶媒専用の回収装置が必要になったりして装置が大掛かりとなってしまい、結果的にコストアップとなってしまうことがなくなる。また、塗布液を溶媒により希釈する際に、塗布液と溶媒のマッチングにおいて糸引きや凝集等の不良が起きる場合があるために塗布液の種類や溶媒に制限ができてしまうという問題もない。さらに、従来の垂直型リング塗布方法における塗布液の粘度、塗工膜の厚み、塗工スピードのバランスによる塗工時および塗工終了直後の塗布液の液垂れという問題もなくなり、塗布液の粘度、塗布膜の厚さによる制限が除去され、より容易な装置で円筒体の表面に塗布液を直接、良好かつ均一な塗工膜を形成することの可能な方法を提供することができる。この塗工方法により、容易にかつ安価に十分な定着性、および均一でむらのない画像が得られる等の良好な性能を持つ定着用ローラを作製することができる。
さらに、従来のスプレー塗工法では、塗布液の粘度が１０Ｐａ・ｓであると塗布液の霧化が困難になってしまい、また他の方法でも、塗布液の粘度がそのように高いと円筒体への直接の塗工が困難であるが、本参考形態の塗工方法では、粘度が１０Ｐａ・ｓ以上の塗布液でも円筒体への直接の塗工が可能となる。また、本参考形態の塗工方法は塗布液がある程度あったほうが液ダレ等の面で好ましく、すなわち、本参考形態の塗工方法は、塗布液の粘度が5０Ｐａ・ｓ以上で厚みが２ｍｍ以下である場合により好ましいものとなる。
（第２の参考の形態）
図３は、本発明の第２の参考形態の塗工方法で用いられる塗工ヘッドを示す図である。図３（ａ）が塗工ヘッドの平面図、図３（ｂ）が塗工ヘッドの側面図、図３（ｃ）が図３（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
本参考形態では、本発明の効果を検証するために次のようにして塗布液の塗布を行った。第１の参考形態の場合は塗工ヘッド３１のガイド部分３１ａと芯金１とを接触させたが、本参考形態では図３に示される塗工ヘッド３２の内周面と芯金１の表面とを非接触とした。本参考形態の塗工装置は、第１の参考形態のものと比較して塗工ヘッドの内周面の構成が主に異なっており、以下では第１の参考形態と異なる点を中心に説明する。
図３に示すように、リング形状の塗工ヘッド３２では第１の参考形態のようなガイド部分が内周面に設けられておらず、第１の参考形態においてガイド部分が形成されていた部分の内径もφＤ1すなわちφ４５．２５ｍｍとなっている。塗工ヘッド３２は、その中心軸が芯金１の中心軸と同軸状態で芯金１に対して相対移動できるように、それらの中心軸に対して垂直な平面上で芯金１に対して精密に位置決めされ、塗工ヘッド保持部４に固定されている。これにより、塗工ヘッド３２は、塗工時においても芯金１の表面とは常に非接触の状態にある。塗工ヘッド３２は、芯金と同軸上に固定されている。
このような状態で芯金１を水平状態で固定し塗工ヘッド３２を芯金１の表面と非接触でそれらの軸線方向に芯金１の軸と同軸に芯金１に対して相対移動させた。塗工ヘッド３２と芯金１とのギャップ部分に塗布液８を供給する供給口は、塗工ヘッド３２と一体でも良いし、そのヘッドとは別部材でも良いが、本参考形態では第１の参考形態と同様に別部材の塗布液供給ノズル５を塗工ヘッド３１における芯金１に対しての進行方向前方に配置させた。また、塗工ヘッド３１と芯金１のギャップに塗布液を供給する位置は、塗布液の粘度および塗膜の厚みの関係で塗布液が塗工ヘッド３１から液落ちしない状態であれば芯金１の上方に限らずどの位置でも良いが、本実施形態では芯金１の上方から塗布液の供給を行った。また、塗布液の供給方法は、塗布前に必要量を一度に芯金１上１周分供給した。その他の塗工条件等は第１の参考形態と同じである。
本参考形態においても、芯金１は水平状態であるため、重力の要因による塗布液の液垂れを減らすことができ特に塗工開始時終了直後に塗液の液垂れをなくし、塗工必要部分への影響をなくすことができ、このため塗工終了時のヘッド内面への塗工液の付着を減少させることができ、塗工ヘッドのクリーニングを減少できた。また、塗工ヘッド３２が塗工後の円筒体の外径とほぼ等しい内径を持つリング形状であるため、塗工時の塗工跡が残らない。さらに、塗工ヘッド３２が塗布液８を芯金１の表面に押し付け、かつ塗布液８を一定の厚みにならしながら塗工が行われることとなるので、塗布液８を直接、良好かつ均一に芯金１の表面に塗工できた。
また、塗工の際には、塗工ヘッド３２は芯金１と非接触であるために、ＬＴＶシリコーンゴム材料を芯金１に接着するために前もって芯金１に塗っておいたプライマの剥がれによる塗工膜の接着剥がれが起きなかった。ただし、一度にたくさんの塗布液を供給すると、塗工厚みを増やした際に液たまり部分で芯金１上の液落ちの心配があるので、この場合は、芯金１を塗工ヘッド３１のリング内に移動させている間、芯金１上に単位時間当たりに一定量で塗布液を供給する方法をとることが好ましい。さらに、芯金１を回転させながら塗工ヘッド３１のリング内を移動させると、なおよい。
（第３の参考の形態）
図４は、本発明の第３の参考形態の塗工方法が適用された装置を示す図である。図４（ａ）が塗工装置の概略図であり、図４（ｂ）が塗工装置における塗工ヘッド保持部やその周りの構成を示す図である。図５は、図４に示される塗工ヘッドを示す図である。図５（ａ）が塗工ヘッドの平面図、図５（ｂ）が塗工ヘッドの側面図、図５（ｃ）が図５（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
本参考形態では、本発明の効果を検証するために次のように塗布液の塗布を行った。第１の実施形態での塗工と同様に、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すようにリング形状の塗工ヘッド３３を、芯金１の軸線に対して垂直な平面上でその軸線に対して垂直な方向に移動自由な状態で塗工ヘッド保持部４に保持した。塗工ヘッド３３は、図５（ｃ）に示すようにその内径が、塗工ヘッド３３において芯金１に対する進行方向前部から後部に向かって、塗布後の円筒体の外径とほぼ等しい内径となるまで、すなわち内径φＤ4＝φ４８ｍｍからφＤ1＝φ４５．２ｍｍとなるまで連続的に徐々に減るようなテーパ部３３ａを有している。このとき、テーパ部３３ａの表面の母線が塗工ヘッド３３の中心軸に対して角度α＝３０°の角度を成すようにテーパ部３３ａの内径が徐々に減少している。
塗工ヘッド３３はその中心軸まわりの回転方向には固定されていても自由であっても良いが、本参考形態では固定した。また、塗工ヘッド３３と芯金１とのギャップ部分に塗布液を供給する供給口は、塗工ヘッド３３と一体でも良いし、そのヘッドとは別部材でも良いが、本参考形態では別部材の塗布液供給ノズル５を塗工ヘッド３１における芯金１に対しての進行方向前方に配置させた。塗工ヘッド３１と芯金１のギャップに塗布液を供給する位置は、塗布液の粘度および塗膜の厚みの関係で塗布液が塗工ヘッド３１から液落ちしない状態であれば芯金１の上方に限らずどの位置でも良いが、本参考形態では芯金１の上方から塗布液の供給を行った。また、塗布液の供給方法は、塗布前に必要量を一度に芯金１上１周分供給しても良いし、芯金１が塗工ヘッド３１内を進行中に単位時間当りに一定量だけ供給しても良い。ただし、一度にたくさんの塗布液を供給すると、塗工厚みを増やした際に液たまり部分で芯金１上の液落ちの心配があるため、本参考形態では単位時間当りに一定量の塗布液を供給した。さらに、芯金１を回転させながら塗工ヘッド３１のリング内を移動させると、なおよい。
第１の参考形態と同じ条件で塗工を行ったところ、塗工時の塗工ヘッド３３と芯金１の相対移動によりテーパ部３３ａに塗布液８が流れ込み、テーパ部３３ａ内の塗布液８の液圧により塗工ヘッド３３自体が調芯され、塗工ヘッド３３と芯金１の同軸度（同心度）を保つことができた。芯金１は水平状態で回転しているため、重力の要因による塗布液の液垂れを無くすことができた。また、塗工ヘッド３３が塗工後の円筒体の外径とほぼ等しい内径を持つリング形状であるため、塗工時の塗工跡が残らない。さらには、塗工ヘッド３３が塗布液８を芯金１の表面に押し付け、かつ塗布液８を一定の厚みにならしながら塗工が行われることとなるので、塗布液を直接、良好かつ均一に芯金１の表面に塗工できた。その上、塗工ヘッドの高精度な位置決め機構や調整が要らなくなり、塗工装置も簡略化され、安価なものにできた。本参考形態では、図４に示すように塗工ヘッド３３にはそれ自体の重みを見かけ上なくするために塗工ヘッド３３とほぼ同じ重さのバランスウエイト９を付け、バランスウエイト９によって塗工ヘッド３３を上から引き上げる方向に塗工ヘッド３３に外力を与えたが、塗工速度、塗工膜の厚みのバランスによってはバランスウエイト９を取り付けなくとも良い場合もある。
（第１の実施の形態）
図６は、本発明の第１の実施形態の塗工方法で用いられる塗工ヘッドを示す図である。図６（ａ）が塗工ヘッドの平面図、図６（ｂ）が、塗工ヘッドを図６（ａ）の矢印Ｂ方向から見た上面図、図６（ｃ）が図６（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
本実施形態では、本発明の効果を検証するために次のように塗布液の塗布を行った。図６に示されるリンク形状の塗工ヘッド３４を、第１の参考形態での塗工と同様に芯金１の軸線に対して垂直な平面上でその軸線に対して垂直な方向に移動自由な状態で塗工ヘッド保持部４に保持した。塗工ヘッド３４は、図６に示すように、塗工ヘッド３４の内周面と芯金１とのギャップ部分に塗布液８を供給する供給口としての貫通穴３４ａが、塗工ヘッド３４の軸線を中心に角度β＝１２０°の角度で等間隔に３つ形成されたものである。塗工ヘッド３４の内径φｄ5がφ４５．５ｍｍとなっている。塗工ヘッド３４は、その中心軸まわりの回転方向には固定されていても自由であっても良いが、本実施形態では固定した。
本実施形態では、シリンダポンプ７から延びるチューブ６を途中で３つにチューブに分岐させ、分岐したそれぞれのチューブを、そのチューブに対応する貫通穴３４ａに連通させるように塗工ヘッド３４の外周面に接続した。これによりシリンダポンプ７から吐出された塗布液８がチューブを通して各貫通穴３４ａに分配され、分配された塗布液８が各貫通穴３４ａを通して塗工ヘッド３４の内周面と芯金１との間のギャップ部分に供給される。
本実施形態においては、芯金１として、第１の参考形態と同様に塗工部の直径φＤ3がφ４５ｍｍで塗工部の長さが３００ｍｍの円筒形状のアルミニウム製芯金を用いた。塗布液８としては、液粘度が１０Ｐａ・ｓのＬＴＶシリコーンゴム材料を用いて、塗布液８を２５０μｍの厚みで芯金１に塗工した。塗布液８の液粘度は室温でＢ型粘度計によって測定した。
次に、塗工ヘッド３４を備えた塗工装置によって塗布液８を芯金１の表面に塗工する工程について説明する。まず、芯金１を塗工台２に取り付ける。本実施形態では塗工ヘッド３４としてデルリン（ポリアセタール）製のものを使用した。芯金１を水平状態保持しシリンダポンプ７により塗布液８を吐出量４０００ｍｍ3／ｍｉｎで一定量吐出しながら塗工台２を移動速度１１０ｍｍ／ｍｉｎで移動させることで芯金１への塗布液８の塗工を行った。シリンダポンプ７からの塗布液の吐出量は、芯金１に塗布液８を塗布するのに必要な量よりも多くしてある。もちろん、第１の参考形態と同様、塗布前に必要量を一度に芯金１上１周分供給しても良いが、一度にたくさんの塗布液を供給すると、塗工厚みを増やした際に液たまり部分で芯金１上の液落ちの心配があるため、本実施形態では単位時間当りに一定量の塗布液を供給した。さらに、芯金１を４０ｒｐｍで回転させながら塗工ヘッド３１のリング内を移動させると、なおよい。
このような条件で塗工を行ったところ、塗工時の塗工ヘッド３４と芯金１の相対移動を行うと共に、それらの間のギャップ部分への塗布液８の供給を３方向から同一の圧力で行うことにより、塗工ヘッド３４自体が積極的に調芯され、塗工ヘッド３４を芯金１と同軸に保持できるようになった。このため、塗布液８を２５０μｍの厚みで直接、良好かつ均一に芯金１の表面に塗工できた。また、塗工ヘッドの高精度な位置決め機構や調整が要らなくなり、塗工装置も簡略化され、安価なものにできた。本実施形態では、第３の参考形 態と同様に塗工ヘッド３４にはそれ自体の重みを見かけ上なくするためにバランスウエイト９を付けたが、塗工速度、塗工厚みのバランスによってはバランスウエイト９を取り付けなくとも良い場合もある。
（第４の参考の形態）
図７は、本発明の第４の参考形態の塗工方法で用いられる塗工ヘッドを示す図である。図７（ａ）が塗工ヘッドの平面図、図７（ｂ）が、塗工ヘッドを図７（ａ）の矢印Ｂ方向から見た上面図、図７（ｃ）が図７（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
本参考形態では、本発明の効果を検証するために次のように塗布液の塗布を行った。図７に示されるリング形状の塗工ヘッド３５を、第１の実施形態での塗工と同様に芯金１と同軸上に塗工ヘッド保持部４に固定した。塗工ヘッド３５は、図７に示されるように、塗工ヘッド３５の内周面と芯金１とのギャップ部分に塗布液８を供給するために塗工ヘッド３５の外周面に形成された開口部３５ｂと、開口部３５ｂと連通するように塗工ヘッド３５内に形成された分配用スリット３５ｃとを有している。分配用スリット３５ｃは、塗工ヘッド３５の中心線と同心の円環状にエンドレスに延びており、分配用スリット３５ｃの内側の開口部が塗工ヘッド３５の内周面においてその円周方向全体に渡ってエンドレスに延びている。この分配用スリット３５ｃは開口部３５ｂからの塗布液８を塗工ヘッド３５と芯金１との間のギャップ部分においてそれらの円周方向に分配するためのものである。分配用スリット３５ｃの内側の開口端は、塗工ヘッド３５の内周面において内径φＤ5＝φ４５．６ｍｍとなっている部分に位置している。
また、塗工ヘッド３５は、図７（ｃ）に示すようにその内径が、塗工ヘッド３６において芯金１に対する進行方向前部から後部に向かって、塗布後の円筒体の外径とほぼ等しい内径となるまで、すなわち内径φＤ4＝φ４８ｍｍからＤ5＝φ４５．６ｍｍとなるまで連続的に徐々に減るようなテーパ部３５ａを有している。このとき、テーパ部３５ａの表面の母線が塗工ヘッド３５の中心軸に対して角度α＝３０°の角度を成すようにテーパ部３５ａの内径が徐々に減少している。塗工ヘッド３５と芯金１とのギャップ（隙間）部分に塗布液を供給する際には、開口部３５ｂを通して行う。塗工ヘッド３５と芯金１のギャップに塗布液を供給する位置は、芯金１の上方に限らずどの位置でも良いが、本参考形態では芯金１の上方から塗布液の供給を行った。また、塗布液の供給方法は、塗布前に必要量を一度に芯金１上に供給しても良いし、芯金１を塗工ヘッド３１内に進行させている間に単位時間当りに一定量だけ供給しても良い。ただし、塗工厚みを増やしたので一度にたくさんの塗布液を供給すると、液たまり部分で芯金１上の液落ちの心配があるため、本参考形態ではより安全な単位時間当りに一定量の塗布液を供給した。このような手法であると芯金１は塗工前に液供給のため回転させる必要がなくなるため芯金の回転機構は必要なくなる。しかし、芯金１上の液落ちの心配が大きい場合は、芯金１を塗工ヘッド３１内に進行させている間に芯金１を回転させると、なおよい。
本参考形態においては、芯金１として、第１の参考形態と同様に塗工部の直径φＤ3がφ４５ｍｍで塗工部の長さが３００ｍｍの円筒形状のアルミニウム製芯金を用いた。塗布液８としては、液粘度が50Ｐａ・ｓのＬＴＶシリコーンゴム材料を用いて、塗布液８を２５０μｍの厚みで芯金１に塗工した。塗布液８の液粘度は室温でＢ型粘度計によって測定した。
次に、塗工ヘッド３５を備えた塗工装置によって塗布液８を芯金１の表面に塗工する工程について説明する。まず、芯金１を塗工台２に取り付ける。本参考形態では塗工ヘッド３５としてステンレス製のものを使用した。芯金１を水平状態保持しシリンダポンプ７により塗布液８を吐出量４０００ｍｍ3／ｍｉｎで一定量吐出しながら塗工台２を移動速度１１０ｍｍ／ｍｉｎで移動させることで芯金１への塗布液８の塗工を行った。シリンダポンプ７からの塗布液の吐出量は、芯金１に塗布液８を塗布するのに必要な量とほぼ同じにしてある。このような条件で塗工を行ったところ、塗布液８を直接、良好かつ均一に芯金１の表面に塗工できた。芯金１は水平状態であるため、重力の要因による塗布液の液垂れを減らすことができ、特に塗工開始時終了直後に塗液の液垂れをなくし、塗工必要部分への影響をなくすことができ、このため塗工終了時の塗工ヘッド内面への塗工液の付着を減少させることができ、塗工ヘッドのクリーニングを減少できた。特に単位時間当りに一定量の塗布液を供給にすることで塗工厚みを増やしても塗工開始時の液たまり部分で芯金１上の液落ちの心配も無くなった。
（第５の参考の形態）
本参考形態では第４の参考形態の塗工方法により塗工する際、塗工終了時にシリンダポンプ７を吐出時と同じ速度で反対方向に0.5ｓ動かし塗工ヘッド３５内の液圧を負圧化した。
第４の参考形態において一部の塗工液では塗工終了時にヘッド内面に塗工液が付着しクリーニングが必要になることも考えられたが、本参考形態によると塗工ヘッド内面への塗工液の付着がなくなり、塗工ヘッドのクリーニングの必要もなくなった。
（第２の実施の形態）
図８は、本発明の第２の実施形態の塗工方法で用いられる塗工ヘッドを示す図である。図８（ａ）が塗工ヘッドの平面図、図８（ｂ）が、塗工ヘッドを図８（ａ）の矢印Ｂ方向から見た上面図、図８（ｃ）が図８（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
本実施形態では、本発明の効果を検証するために次のように塗布液の塗布を行った。図８に示されるリング形状の塗工ヘッド３６を、第１の実施形態での塗工と同様に芯金１の軸線に対して垂直な平面上でその軸線に対して垂直な方向に移動自由な状態で、かつ塗工ヘッド３６の中心軸まわりの回転を規制してその回転方向では塗工ヘッド３６を固定した状態で塗工ヘッド保持部４に保持した。塗工ヘッド３６は、図８に示すように塗工ヘッド３６の内周面に、芯金１とのギャップが芯金１の回転方向に向かって連続的に徐々に小さくなるような形状の液溜め部分３６ａを塗工ヘッド３４の軸線を中心に角度β＝１２０°の角度で等間隔に３つ有し、各液溜め部分３６ａに塗布液８を供給する供給口としての貫通穴３６ｂを液溜め部分３６ａと同様に等間隔に３つ有するものである。貫通穴３６ｂは必ずしも塗工ヘッド３６に形成されていなくても良く、第１の参考形態などと同様に、塗工ヘッド３６とは別部材の塗布液供給ノズル５を設けても良い。
本実施形態においては、芯金１として、第１の参考形態と同様に塗工部の直径φＤ3がφ４５ｍｍで塗工部の長さが３００ｍｍの円筒形状のアルミニウム製芯金を用いた。塗布液８としては、液粘度が５０Ｐａ・ｓのＬＴＶシリコーンゴム材料を用いて、塗布液８を２５０μｍの厚みで芯金１に塗工した。塗布液８の液粘度は室温でＢ型粘度計によって測定した。
次に、塗工ヘッド３６を備えた塗工装置によって塗布液８を芯金１の表面に塗工する工程について説明する。まず、芯金１を塗工台２に取り付ける。本実施形態では塗工ヘッド３６としてデルリン（ポリアセタール）製のものを使用した。芯金１を水平状態保持しシリンダポンプ７により塗布液８を吐出量４０００ｍｍ3／ｍｉｎで一定量吐出しながら塗工台２を移動速度１１０ｍｍ／ｍｉｎで移動させることで芯金１への塗布液８の塗工を行った。シリンダポンプ７からの塗布液の吐出量は、芯金１に塗布液８を塗布するのに必要な量よりも多くしてある。もちろん、第１の参考形態と同様、塗布前に必要量を一度に芯金１上１周分供給しても良いが、一度にたくさんの塗布液を供給すると、塗工厚みを増やした際に液たまり部分で芯金１上の液落ちの心配があるため、本実施形態では単位時間当りに一定量の塗布液を供給した。さらに、芯金１を４０ｒｐｍで回転させながら塗工ヘッド３１のリング内を移動させると、なおよい。
このような条件で塗工を行ったところ、塗工時の塗工ヘッド３６と芯金１の相対移動と、それらの間のギャップ部分への３方向からの同一の圧力での塗布液８の供給と、芯金１の回転で各液溜め部分３６ａにおけるギャップの変化により発生する塗布液８の液圧とによって、より積極的に塗工ヘッド３６自体が調芯され、塗工ヘッド３６を芯金１と同軸に保持できるようになった。このため、塗布液８として用いた液粘度５０Ｐａ・ｓのＬＴＶシリコーンゴム材料を２５０μｍの厚みで直接、良好かつ均一に芯金１の表面に塗工できた。また、塗工ヘッドの高精度な位置決め機構や調整が要らなくなり、塗工装置も簡略化され、安価なものにできた。本実施形態では、第３の参考形態と同様に塗工ヘッド３６にはそれ自体の重みを見かけ上なくするためバランスウエイト９を付けたが、塗工速度、塗工厚みのバランスによってはそのままでも良い場合もある。
（第６の参考の形態）
図９は、本発明の第６の参考形態の塗工方法により製作された定着用ローラの断面図である。
本参考形態では、本発明の効果を検証するために次のように高粘度塗布液の塗布を行い、定着用ローラを作製した。第５の参考形態の塗工方法により、塗工部の長さが３００ｍｍ、塗工部の外径がφ４５ｍｍである円筒状のアルミニウム製芯金１２に、液粘度５０Ｐａ・ｓの東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社製のＬＴＶシリコーンゴム材料を２５０μｍの厚みで塗工した。塗布液の液粘度は室温でＢ型粘度計で測定した。本実施形態では、まず、芯金１を塗工台２に取り付け、第５の参考形態で用いた塗工ヘッド３５を使用した。芯金１を水平状態で保持固定しシリンダポンプ７により塗布液８を吐出量４０００ｍｍ3／ｍｉｎで一定量吐出しながら塗工台２を移動速度１１０ｍｍ／ｍｉｎで移動させることで塗工を行った。シリンダポンプ７からの塗布液の吐出量は、芯金１に塗布液８を塗布するのに必要な量とほぼ同じにしてある。もちろん、第１の参考形態と同様、塗布前に必要量を一度に芯金１上１周分供給しても良いが、一度にたくさんの塗布液を供給すると、塗工厚みを増やした際に液たまり部分で芯金１上の液落ちの心配があるため、本参考形態では単位時間当りに一定量の塗布液を供給した。さらに、芯金１を４０ｒｐｍで回転させながら塗工ヘッド３１のリング内を移動させると、なおよい。
このような条件で塗工を行ったところ、塗工時の塗工ヘッド３６と芯金１の相対移動と、それらの間のギャップ部分へ単位時間当りに一定量の塗布液を供給することで、塗布液として用いた液粘度５０Ｐａ・ｓのＬＴＶシリコーンゴム材料を２５０μｍの厚みで直接、良好かつ均一に芯金１の表面に塗工できた。また、重力の要因による塗布液の液垂れを減らすことができ、特に塗工開始時終了直後に塗液の液垂れをなくし、塗工必要部分への影響をなくすことができ、そのうえ塗工終了時の塗工ヘッド内面への塗工液の付着を減少させることができ、塗工ヘッドのクリーニングを減少できた。また定着用ローラの製造方法も容易であった。塗工後のローラを２００℃の熱風循環式乾燥機中に水平に置き、約１０分間加熱して架橋を行った。塗布液自体の粘度が高いため、熱風循環式乾燥機の中でローラを回転させていなくても塗布液の液だれは起きなかった。その後、２００℃の熱風循環式乾燥機で４時間、２次硬化を行った。以上のように製作されたゴムローラの外径を測定すると、表面層のシリコーンゴム１８の厚みが２５０μｍで、外径がφ４５．５ｍｍであるストレート形状のローラが得られた。このローラを厚さ３０μｍのＰＦＡ(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)熱収縮チューブ１０で被覆することにより、図９に示すようにアルミニウム製芯金１２の外周面にシリコーンゴム１８およびＰＦＡ熱収縮チューブ１０がこの順番で積層されて成る定着用ローラを得た。ＬＢＰの定着用ローラとして用いたところ、十分な定着性と均一でむらのない画像が得られることが確認できた。
定着用ローラを製造する際には、第５の参考形態の塗工方法だけでなく、第１〜第４の参考形態及び、第１、第２の実施形態の塗工方法を用いることによって、十分な定着性と均一でむらのない画像が得られる定着ローラを作製することができる。第１〜第５の参考形態、第１、第２の実施形態のいずれかの塗工方法を用いることにより、例えば金属芯金の上にシリコーンゴム原料を高粘度の状態で薄肉に直接塗工でき、塗工後の塗布膜のレベリング等が必要ないので、このような薄肉のゴム層を有する定着性ローラを実現することができる。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の塗工方法によれば、従来の技術によるスプレー塗工法、ブレード塗工法、ロール塗工法、および浸漬塗工法における塗布液の粘度による制限、例えば塗布液の粘度が高いことによって溶媒により塗布液の希釈が必要のために塗工工程の後で溶媒の除去に時間がかかったり、溶媒専用の回収装置が必要になったりして装置が大掛かりとなってしまい、結果的にコストアップとなってしまうことがなくなる。また、塗布液を溶媒により希釈する際に、塗布液と溶媒のマッチングにおいて糸引きや凝集等の不良が起きる場合があるために塗布液の種類や溶媒に制限ができてしまうという問題もない。さらに、従来の垂直型リング塗布方法における塗布液の粘度、塗工膜の厚み、塗工スピードのバランスによる塗工時および塗工終了直後の塗布液の液垂れおよびリング内面のクリーニングという問題もなくなり、塗布液の粘度、塗布膜の厚さによる制限が除去され、より容易な装置で円筒体の表面に塗布液を直接、良好かつ均一な塗工膜を形成することの可能な方法を提供することができる。本発明の塗工方法により、容易にかつ安価に十分な定着性、および均一でむらのない画像が得られる等の良好な性能を持つ定着用ローラを作製することができる。
また、上述した本発明の塗工方法によれば、金属芯金の上にシリコーンゴム原料を高粘度の状態で薄肉に直接塗工でき、塗工後の塗布膜のレベリング等が必要ないので、このような薄肉のゴム層を有する定着性ローラを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の参考形態の塗工方法が適用された装置を示す概略図である。
【図２】 （ａ）が、図１に示される塗工ヘッドの平面図、（ｂ）が塗工ヘッドの側面図、（ｃ）が（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図３】 本発明の第２の参考形態の塗工方法で用いられる塗工ヘッドを示す図である。
【図４】 （ａ）が、本発明の第３の参考形態の塗工方法が適用された装置を示す概略図であり、（ｂ）が塗工装置における塗工ヘッド保持部やその周りの構成を示す図である。
【図５】 （ａ）が、図４に示される塗工ヘッドの平面図、（ｂ）が塗工ヘッドの側面図、（ｃ）が（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。
【図６】 本発明の第１の実施形態の塗工方法で用いられる塗工ヘッドを示す図である。
【図７】 本発明の第４の参考形態の塗工方法で用いられる塗工ヘッドを示す図である。
【図８】 本発明の第２の実施形態の塗工方法で用いられる塗工ヘッドを示す図である。
【図９】 本発明の第６の参考形態の塗工方法により製作された定着用ローラの断面図である。
【符号の説明】
１ 芯金
２ 塗工台
４ 塗工ヘッド保持部
５ 塗布液供給ノズル
６ 液搬送用チューブ
７ シリンダポンプ
８ 塗布液
９ バランスウエイト
１０ ＰＦＡ熱収縮チューブ
１１ 基板
１２ アルミニウム製芯金
１８ シリコーンゴム
２１、２２、２３ モータ
３１〜３６ 塗工ヘッド
３１ａ ガイド部分
３１ｂ 凹部
３３ａ、３５ａ テーパ部
３４ａ、３６ｂ 貫通孔
３５ｂ 開口部
３５ｃ 分配用スリット
３６ａ 液溜め部分
Claims (2)
- 円筒体の中心線が水平方向と並行となった状態で塗布液を前記円筒体の表面に塗工する方法であって、
（ｉ）前記円筒体の表面に前記塗布液を塗工した後の円筒体の外径と略等しい内径を有するリング形状の塗工ヘッドを用意する段階と、
（ｉｉ）前記円筒体を前記塗工ヘッドの内側に同軸上に配置させる段階と、
（ｉｉｉ）前記塗工ヘッドの内周面と前記円筒体との間の隙間に前記塗布液を供給する段階と、
（ｉｖ）前記円筒体に対して前記塗工ヘッドを前記円筒体の軸方向に該円筒体の軸線と同軸に相対移動させる段階と、
を有し、
前記塗工ヘッドの内周面と前記円筒体との隙間に塗布液を供給するために、前記塗工ヘッドに３つ以上の塗布液用供給口がそれぞれ前記塗工ヘッドの中心軸周りに等間隔に分配して形成されており、
前記（ｉｉｉ）の段階は、前記塗工ヘッドの塗布液用供給口の各々からの前記隙間への塗布液の供給を同一の圧力で行なう段階を含み、それによって、
前記塗布液の塗工時には、前記塗工ヘッドと前記円筒体の相対移動によりそれらの間に流れ込む前記塗布液の液圧により前記塗工ヘッドを前記円筒体と同軸に保持した状態で、前記塗布液の塗布を行なうことを特徴とする円筒体表面への塗工方法。 - 前記（ｉｖ）の段階は、前記円筒体を回転させる段階を更に含み、また、前記塗工ヘッドは、その中心軸周りでの回転が規制された状態で前記円筒体の軸線に対して垂直な方向に移動自在に保持され、且つ前記塗工ヘッドは、内周面に、３つ以上の、前記円筒体との隙間が前記円筒体の回転方向に向かって徐々に小さくなる形状の液溜め部分を、前記塗工ヘッドの軸線を中心に等間隔に有しており、それによって、前記塗布液の塗工時には、前記円筒体の回転によって前記液溜め部分の各々におけるギャップの変化により発生する塗布液の液圧と、前記塗工ヘッドと前記円筒体の相対移動により生じる液圧とによって前記塗工ヘッドを前記円筒体と同軸に保持した状態で、前記塗布液の塗工を行なう、請求項１に記載の円筒体表面への塗工方法。
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