JP5020752B2

JP5020752B2 - リングヘッド及びそれを用いたローラ部材の製造方法

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Publication number: JP5020752B2
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Inventors: 敏郎鈴木
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Also published as: JP2009066507A

Description

本発明は、リングヘッドに関するものである。また、本発明は、軸芯体の周面に塗膜を有するローラ部材の製造方法に関する。

特許文献１、２には、リングヘッドを用いて軸芯体の周面に塗膜を形成する方法が記載されている。

リングヘッドを用いた塗膜の形成方法は、リングヘッドの内周面の全周にわたって開口したスリットから塗料を吐出し、リングヘッドと軸芯体とを相対的に移動させることにより、該軸芯体の周面に薄膜層を塗布する方法である。

ところで、リングヘッドのリング内周面の全周にわたって開口したスリットの幅が均一でない場合や幅が適正でない場合には、円筒形基材や弾性ローラの円周方向の膜厚ムラが大きくなる場合や、塗布ムラ、液ダレが発生する場合がある。

このような課題に対して、リングヘッドを構成する上環状塗布部材と下環状塗布部材との間に吐出口のスリット間隔を調整するためのスペーサを配置してスリット間隔の寸法精度（間隙精度）を向上させることが提案されている（特許文献３、特許文献４）。

一方、リングヘッド内の、当該リングヘッドへの流体導入部と吐出口とを結ぶ流体の流路の途中に絞り部を設けて、当該流体の流速を上げ、吐出口からの流体の吐出ムラを軽減する構成が知られている。
特開昭６０−９５４４０号公報特開昭６１−８１６４号公報特開平０８−３２３２６５号公報特開平０９−１９６５３号公報

ところで、リングヘッドは、上記したように、当該リングヘッドから塗料を吐出させて軸芯体の周面に塗膜を形成することの他に、当該リングヘッドから空気などの気体を吐出させて軸芯体の周面に形成した塗料を乾燥することなどにも利用されている。

ここで、スリットから吐出させる塗料や気体の性質に応じて、塗布条件や乾燥条件の最適化を図るために、スリットの幅や流体流路を流れる流体の流速を規定する流体流路の絞り幅を変更したいという要求があった。従来は、スリット幅や流体流路の絞り幅を変更した複数のリングヘッドを用意し、リングヘッドを適宜交換することにより上記の要望に対応していた。しかし、複数のリングヘッドを用意することは極めてコストがかかるという問題があった。

そこで、本発明の目的は、スリット幅と流体流路の絞り幅とを容易に変更可能なリングヘッドを提供することにある。

また本発明の他の目的は、軸芯体の周面に高品位な塗膜が形成されてなるローラ部材の製造方法を提供することにある。

本発明に係るリングヘッドは、
内部に環状の流体分配室を備え、
第１のリング部材と第２のリング部材との間隙によって構成されてなる、内周面の全周にわたって開口している流体を吐出するためのスリットと、
該流体分配室に流体を導入する流体導入口と、
該流体分配室と該スリットとを連結する環状流路と、を有しているリングヘッドであって、
該第１のリング部材と該第２のリング部材との間には、該スリットの幅を規定する所定の厚みを有するスペーサが配置されており、該流体分配室から該環状流路を経て該スリットに至る流体の流路は、該スペーサにより該スリットに向けて流れる流体の流速が上昇するように絞られている絞り部を有し、
更に該スペーサは、該第１のリング部材及び該第２のリング部材から着脱可能であることを特徴とする。

また本発明に係るローラ部材の製造方法は、
軸芯体の周面に塗膜を有するローラ部材の製造方法であって、
上記のリングヘッドのスリットから塗料を該軸芯体の周面に供給して塗膜を形成する工程を有することを特徴とする。

また、本発明に係るローラ部材の製造方法は、
軸芯体の周面に塗膜を有するローラ部材の製造方法であって、
軸芯体の周面に塗料を塗布する工程と、上記のリングヘッドのスリットから乾燥用の気体を該軸芯体の周面に塗布された塗料に吹き付けて該塗料を乾燥させる工程と、を有することを特徴とする。

本発明にかかるリングヘッドによれば、厚み及び内径の少なくとも一方が異なるような複数のリング状のスペーサを用意し、それらを適宜交換することによりスリット幅、絞り幅の変更することが可能となる。即ち、複数のリングヘッドを用意する必要がなく、リングヘッドから吐出する塗料や気体の性質に応じて塗工条件や乾燥条件を容易に変更することができる。その結果、塗工条件や乾燥条件の最適化が極めて容易となり、高品位なローラ部材を低コストで製造することが可能となる。

［本発明に係るリングヘッドの概要］
（第１の態様）
以下、本発明に係るリングヘッドを、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施態様に係るリングヘッド１の概略図である。

図１（ａ）は、該リングヘッド１の平面図である。

図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ´線における断面図である。

図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ´線における断面図である。

図１において、１０１は、第１のリング部材、１０３は第２のリング部材である。１０５は、第１のリング部材１０１と第２のリング部材１０３との間隙により構成されている、内周面の全周にわたって開口している流体を吐出するためのスリットである。

図１（ｂ）において、１０７は、リングヘッド１内にリング状に設けられている流体分配室である。流体分配室１０７には、流体導入口１０９を介して外部から流体が導入されるように構成されている。また、流体分配室１０７とスリット１０５とは、環状流路１１１によって連結されている。

第１のリング部材と第２のリング部材との間には、ドーナツ形状のスペーサ１１３が配置されている。スペーサ１１３は、その厚みによりスリット１０５の幅を規定している。

また、流体分配室１０７から環状流路１１１を経てスリット１０５に至る流体の流路には、該スペーサ１１３によって流路幅が狭められた絞り部１１５が存在している。

絞り部１１５においては、流路の幅１１５−ａが絞ることにより、流体導入口１０９から流体分配室１０７に導入されスリット１０５に向かう流体の流速を上昇させることができる。その結果、スリット１０５からの流体吐出の均一性を向上する。

スペーサ１１３は、ボルト１１７を取り外すことにより、第１のリング部材１０１、第２のリング部材１０３から着脱可能である。

したがって、厚さ、及び内径の少なくとも一方が異なるスペーサを複数用意しておき、それらを交換することで、スリット１０５の幅、及び絞り部１１５の流路幅１１５−ａを独立に調整することができる。その結果、特性の異なる塗布液や気体を用いて塗布条件や乾燥条件の最適化を検討に容易に対応することができる。

図１（ｃ）において、１０３−１は、第２のリング部材１０３の一部として設けられている位置決め用のピンである。

そして、第１のリング部材１０１には、ピン１０３−１に対応する位置に、ピン１０３−１と係合可能な孔部１０１−１が設けられている。また、スペーサ１１３には、ピン１０３−１に対応する位置に、孔部１１３−１が設けられている。これにより、第１のリング部材１０１、第２のリング部材１０３及びスペーサ１１３を同心となるように組み立てることができる。

尚、図２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図１に示した第１のリング部材１０１、スペーサ１１３及び第２のリング部材１０３の断面図である。

また、図３は（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図１に示した第１のリング部材１０１、スペーサ１１３及び第２のリング部材１０３の平面図である。

本発明に係るリングヘッドを構成する第１のリング部材１０１とスペーサ１１３との間、及び第２のリング部材１０３とスペーサ１１３との間で流体が漏出しないように、各部材間には、Ｏリング等でシールしておくことが好ましい。

第１のリング部材、第２のリング部材の材質としては、加工精度の高いステンレス等の鋼材を用いることが好ましい。また、アルミニウムや樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン等）を用いてもよい。

（第２の態様）
図４は、本発明の第２の実施態様に係るリングヘッド２の概略図である。

図４（ａ）は、該リングヘッド２の平面図、図４（ｂ）、（ｃ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ´線、Ｂ−Ｂ´線における断面図である。

図１に示した第１の態様に係るリングヘッド１においては、スペーサ１１３の厚みによって、スリット１０５の幅だけでなく流体流路の絞り部１１５の長さ１１５−ｂが自ずから規定される。

これに対して、本実施態様に係るリングヘッド２においては、絞り部１１５の流路幅１１５−ａ、及び絞り部の長さ１１５−ｂが、ドーナツ形状のリングヘッド１１３の中心孔の径によって規定される。つまり、絞り部１１５の構成を、スリット１０５の幅とは独立して調整できる点が実施態様１とは異なる。

スリット１０５の幅を一定として、絞り部１１５の構成を調整して塗布、乾燥に最適な条件を検討する場合には、本実施態様に係るリングヘッド２は、好ましい構成と言える。

［ローラ部材の製造方法］
次に、本発明に係るリングヘッドを用いたローラ部材の製造方法を説明する。

本発明に係るリングヘッドを、軸芯体の周面に形成した塗膜の乾燥工程に適用したローら部材の製造方法について図５を用いて説明する。

図５において、１は、本発明に係るリングヘッド、５０１は、軸芯体５０３の周面に弾性層５０５が形成されているゴムローラである。また、５０７は、弾性層５０５の周面に形成された塗膜である。また、５０９は、ゴムローラ５０１を把持し、リングヘッド１に対して移動させるゴムローラ搬送手段である。

ゴムローラ５０１は、リングヘッド１と同心となるように配置する。また、ゴムローラ５０１は、ゴムローラの保持部材５０９に固定して垂直状態に保持する。更に、ゴムローラ５０１とスリット１０５は所定の間隔をなすよう配置されている。

リングヘッド１の外部に配置した気体の供給側圧力ライン（不図示）から精密レギュレーターにより圧力設定されて２箇所の流体供給口１０９に乾燥用の気体を供給する。リングヘッド１内の１箇所以上の気体の分配室１０７にて当該気体を合流させる。当該気体は、分配室１０７からスリット１０５に向けて流れる過程において、絞り部１１５にて流速が上げられ、リングヘッド１周方向における気体の流速が均一化される。

そして、気体は、スリット１０５から塗膜に向けて吐出される。

ゴムローラ５０１表面への気体の吹きつけは、ゴムローラ５０１とリングヘッド１とを所定の速度で相対的に移動させながら、気体を吹きつけることにより行うことができる。

乾燥用の気体としては化学的に不活性で安定な気体が好適である。これらの気体の具体例は、空気、窒素、ヘリウム、アルゴンなどを含む。

また気体の温度、湿度は、乾燥速度に応じて適宜設定すればよい。

更に、供給側圧力ラインのドレンやゴミなどの滞留を防止するために、供給側圧力ラインと精密レギュレーターの間にエアーフィルタ、ミストセパレイタを入れることが好ましい。

精密レギュレーターで設定される圧力については、０．００５〜０．６ＭＰａの間で調整するのが好ましい。この数値範囲とすることで、塗膜の乾燥を促進させることができる。また、塗膜の表面形状に乱れ（はじき、ムラ）が生じることも有効に抑制できる。ここで、塗膜５０７の表面に吹きつける気体の圧力とゴムローラ５０１の保持部材５０９の表面に吹きつける気体の圧力をかえて制御しても良い。

塗膜の乾燥に用いるリングヘッドにおいて、スリット１０５の幅は、０．０１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲が好ましい。前記範囲内では、ゴムローラ５０１表面の塗膜５０７の液面形状に乱れ（はじき、ムラ）が生じにくい。

また、乾燥対象たる塗膜５０７に対するスリット１０５の角度（図５におけるθ）は、０〜６０度とすることが好ましい。前記範囲内では、ゴムローラ５０１表面の塗膜５０７の乾燥を促進させる効果が高い。

このようなリングヘッドを用いた乾燥方法によれば、スリットからの乾燥用の気体の吐出をその周方向にわたって極めて均一化することができる。

また、スペーサが着脱可能に構成されているため、厚さ及び内径の少なくとも一方が互いに異なっている複数のスペーサを用意しておくことにより、スリットからの乾燥用の気体の吐出を容易に微調整することが可能である。

これにより、被乾燥対象である塗膜の材料を変更した場合にも、当該塗膜の乾燥条件の最適化を容易に行うことができる。その結果、乾燥ムラ等のない、高品位な表面層を弾性層表面に有するローラ部材を得ることができる。

尚、上述のゴムローラ５０１は、例えば以下のようにして製造される。

まず、軸芯体５０３上に弾性層５０５が設けられたゴムローラの成形方法として、以下の方法が挙げられる。

（１）中空の円筒金型の内部に、軸芯体５０３を２つの円筒駒を用いて同心に配置する。当該円筒金型内に、弾性層の原料であるゴム組成物を注入する。その後、当該金型を加熱してゴム組成物を硬化させて軸芯体５０３の周面に弾性層５０５を形成する。

（２）軸芯体とゴム組成物とをクロスヘッドを用いて一体に押出して軸芯体の周面をゴム組成物で被覆し、その後ゴム組成物を硬化させて軸芯体５０３の周面に弾性層５０５を形成する。

製造時間の短縮を考えると、上記（２）の方法が好適に用いられる。

軸芯体としては、例えば、ニッケルメッキしたＳＵＭ材等の鋼材を含むステンレススチール棒、リン青銅棒、アルミニウム棒、耐熱樹脂棒が好ましい。

また、弾性層５０５は、例えば、導電性の弾性層である。このような弾性層を構成するゴムの材料の例は以下のものを含む。天然ゴム、ブタジエンゴム、ヒドリンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッソゴム、塩素ゴム、熱可塑エラストマー等。

弾性層中に分散させる導電剤の例は、カーボンブラック、導電性カーボン等のカーボン類、金属粉、導電性の繊維、酸化スズ等の半導電性金属酸化物粉体、更にはこれらの混合物等を含む。

次に、本発明に係るリングヘッドを、ローラ部材を構成する、軸芯体の周面等に形成されてなる被膜の形成工程に用いた、ローラ部材の製造方法の一態様を、図６を用いて説明する。

図６において、図５と共通の部材については同一の図番を付した。

本態様においては、リングヘッド２の外部にある、不図示の液供給手段（シリンジポンプ、不図示）から、流体導入口１０９に塗料を供給する。

供給された塗料は、流体分配室１０７の全周にわたって、ほぼ充填される。その後、スリット１０５に向けて流動するが、絞り部１１５を通過することで、流速が上昇し、周方向の樹脂量のより一層の均一化が図られる。そして、スリット１０５から、弾性層５０５の表面に吐出される。

ゴムローラ５０１表面への塗料の吐出量は、塗膜５０７の厚さ、塗料の固形分の比率、塗料の粘度、塗布速度（ゴムローラ５０１とリングヘッド２との相対移動速度）を考慮して適宜設定する。

また、ゴムローラの保持部材５０９表面への吐出量とゴムローラ５０１表面への吐出量を変化させても良い。

例えばゴムローラ５０１の弾性層５０５表面への吐出量を所望の塗布膜厚等より算出し、これよりも少ない吐出量でゴムローラの保持部材５０９表面に塗布する。これにより、ゴムローラの保持部材５０９から塗料がゴムローラ５０１の表面に垂れるのを有効に抑えられる。

本態様に示したように、塗膜の形成に発明に係るリングヘッドを用いる場合において、スリット１０５の幅は０．０１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下が好ましい。具体的には、塗料の粘度、塗料中の添加材料によって適宜選択、決定される。

塗膜の構成材料の例は、シリコーン系、フッ素系、ウレタン系、アクリル系、ウレタン変性アクリル系、シリコーン変性ウレタン系材料が挙げられる。特にフッ化アルキル基及びオキシアルキレン基を有するポリシロキサンを含有する材料が好ましい。

上記塗料には、塗布性向上のために、適当な溶剤を添加してもよい。溶剤としては、例えば、エタノール、２−ブタノールなどのアルコールや、酢酸エチル、メチルエチルケトンなど、或いは、これらを混合したものが挙げられる。塗料の粘度は特に限定しないが、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ未満の表面層を形成するためには低粘度の方が好ましい。具体的には、Ｂ型粘度計の値で０．５〜２．０ｍＰａ・ｓが好ましい。また、速乾性のある溶剤希釈系を用いると乾燥が速まり、塗布ムラや液ダレを抑えることができるため、より好ましい。

前記リングヘッドを用いた塗布方法により、ゴムローラ５０１の弾性層５０５の表面に塗料を塗布した直後に、上述したように、ゴムローラ表面に対して所定の間隔をなす距離に配置した本発明に係るリングヘッドを用いて乾燥させてもよい。

本発明の塗布用のリングヘッドを用いたリングヘッド塗布方法又は本発明の乾燥用のリングヘッドを用いたリングヘッド乾燥方法における、ゴムローラ５０１とリングヘッドの相対移動速度は、１〜２００ｍｍ／ｓが好ましい。前記範囲内では、ゴムローラ表面への円周方向の塗布の均一性又は乾燥の均一性が高い。

［ローラ部材製法］
次に、ゴムローラ５０１の弾性層５０５の表面に塗料を吐出して形成した塗膜５０７の硬化方法について説明する。

塗膜５０７は加熱硬化させても良い。この場合は、熱風炉、熱盤、遠・近赤外線による加熱、誘導加熱等のいずれの方法でも良い。これらの加熱方法を併用しても良い。

また、活性エネルギー線を照射して硬化させても良く、この場合は短時間での硬化が可能になる。活性エネルギー線は紫外線でも電子線でも良い。

また、表面層に活性エネルギー線を照射する場合はゴム層も同時に改質・硬化される。特に、ゴム層が二重結合を有するゴムを含むとき、活性エネルギー線での照射による改質・硬化の効果が大きいため好ましい。

本発明に係る方法により得られたローラ部材は、例えば、ＬＢＰ（ＬａｓｅｒＢｅａｍＰｒｉｎｔｅｒ）、複写機及びファクシミリ等の画像形成装置の電子写真用部材として用いられる。ここでは、前記ローラ部材を帯電ゴムローラとして用いた場合の使用形態を図７に示した。画像形成装置は、回転ドラム型・転写方式の電子写真装置であって、１９は像担持体としての電子写真感光体（感光ドラム）であり、時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。感光ドラム１９は、その回転過程で帯電手段としての電源Ｅ１から帯電バイアスを印加した帯電ゴムローラ２０により周面が所定の極性・電位（本実施例では−６００Ｖ）に一様帯電処理される。次いで露光系２１により目的の画像情報に対応したネガ画像露光（原稿像のアナログ露光、デジタル走査露光）を受けて周面に目的画像情報の静電潜像が形成される。その後、静電潜像がマイナストナーによる反転現像方式のトナー現像ローラ２２によりトナー画像として現像される。そしてトナー画像が感光ドラム１９と転写手段としての転写ローラ２３との間の転写部に不図示の給紙手段から所定のタイミングで転写材が給送される。転写ローラ２３に対して電源Ｅ２から約＋２〜３ＫＶの転写バイアスが印加され、感光ドラム１９面の反転現像されたトナー像が転写材に対して順次転写されていく。トナー画像の転写を受けた転写材は、感光ドラム１９面から分離されて不図示の定着手段へ導入されて像定着処理を受ける。トナー画像転写後の感光ドラム１９面は、クリーニング手段２４で転写残りトナー等の付着汚染物の除去処理を受けて清浄面化されて繰り返して作像に供される。

以上説明したように、本発明のリングヘッドをローラ部材の製造において用いることで、膜厚ムラ及び塗布・乾燥欠陥を抑えることが可能になる。特に、特性の異なる塗布液や気体を使用する場合にも対応が容易でありかつリングヘッドのコストを抑えることで、量産性にも優れ低コストで高品質な弾性ローラを安定して製造できる。

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。尚、各実施例及び比較例において形成したローラ部材表面層の塗布工程に起因する外観上の欠陥（塗布ムラ、液ダレ等）や、表面層乾燥工程に起因する欠陥（乾燥オビ、乾燥スジ等）については、ローラ部材表面層を目視により下記の基準に基づいて評価した。

評価は、
◎：塗布・乾燥の欠陥が全く見られないもの、
○：塗布・乾燥の欠陥が数箇所しか見られないもの、
×：塗布・乾燥の欠陥が多数の箇所に見られるもの、と判定した。

また、本発明における膜厚測定、膜厚ムラについてはＥＳＣＡにて深さ方向分析を行った。ＥＳＣＡは製品名「Ｑｕａｎｔｕｍ２０００」（アルバックファイ社製）を用いた。Ｘ線発生条件としてモノクロＡｌｋα線２５Ｗ、１５ｋＶの条件で、φ１００μｍの領域についてｔｉｌｔ４５°にてＳｉ２Ｐピークをパスエネルギー２３．５ｅＶ、ステップ幅０．１ｅＶ、スキャン回数５回で取り込む。

スパッタ時間６秒の繰り返しスパッタにてＳｉ２Ｐピーク強度が一定になるまで測定した。

スパッタはＡｒイオンを用い、スパッタ条件は加速電圧４ｋＶ、スパッタ領域は２×２ｍｍ²とした。

ここでＳｉ２Ｐピーク強度が一定になるまでに要した合計スパッタ時間を、あらかじめ求めておいたスパッタ率にて膜厚に換算した。

この時のスパッタ率は３０ｎｍ／ｍｉｎであった。スパッタ率は膜厚をＳＥＭやＴＥＭ等で測定したものと同等の試料をＥＳＣＡにて深さ方向分析を行うことで決定した。

なおＥＳＣＡの測定サンプルはローラ部材の表面から表面層が５×５ｍｍ²の大きさになるように切り出した。表面層の平均膜厚はローラ部材上の長手方向３箇所、周方向４箇所（０°、９０°、１８０°、２７０°）を測定した値を平均して算出した。また膜厚ムラについては、周方向４箇所の（（最大値−最小値）／平均値）＊１００（％）で算出した。

［実施例１］
＜リングヘッド＞
図１に示したリングヘッドを２つ（塗料の塗布用、及び塗膜の乾燥用）作製した。当該リングヘッドを構成する各部材のサイズは以下の通りとした。
第１のリング部材１０１：外径３０ｍｍ、内径１０ｍｍ。
第２のリング部材１０３：外径３０ｍｍ、内径１０ｍｍ。
スペーサ１１３：厚さ０．５ｍｍ（＝絞り長さ１１５−ｂ）、内径１４．７ｍｍ。
スリット１０５の幅：０．５ｍｍ。
絞り部１１５の流路幅（１１５−ａ）：０．２ｍｍ。
第２のリング部材の流体分配室１０７：外径２０．５ｍｍ、内径１４．５ｍｍ。

＜ゴムローラの作製＞
以下の原料を加圧式ニーダーで１５分間混練した。
・ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム）１００質量部
（商品名「ＮｉｐｏｌＤＮ２１９」：日本ゼオン（株）製）
・カーボンブラック１１４質量部
（商品名「旭ＨＳ−５００」：旭カーボン（株）製）
・カーボンブラック２４質量部
（商品名「ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ」：ライオン（株）製）
・ステアリン酸亜鉛１質量部
・酸化亜鉛５質量部
・炭酸カルシウム３０質量部
（商品名「ナノックス＃３０」：丸尾カルシウム（株）製）
更に、加硫促進剤（ＤＭ：ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド）１質量部、加硫促進剤（ＴＢｚＴＤ：テトラベンジルチウラムジスルフィド）３質量部及び加硫剤（イオウ）１．２質量部を加え、１５分間オープンロールで混練し未加硫ゴム組成物を作製した。次いで、外径φ６ｍｍ、長さ２５２ｍｍのステンレス棒の芯金を用意した。ここで、クロスヘッド押出機を用いて前記芯金と未加硫ゴム組成物とを一体に押出してゴムローラを成形した。その後１６０℃、１時間加熱加硫を行い、更に回転砥石を用いた乾式研磨、端部の切断・除去処理により、厚み１．２５ｍｍ、長さ２３２ｍｍのゴムローラを得た（ゴムローラ外径φ８．５ｍｍ）。

＜表面層の形成方法＞
下記原料を用意した。
・グリシドキシプロピルトリエトキシシラン（ＧＰＴＥＳ）：２７．８４ｇ（０．１００ｍｏｌ）
・メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ）：１７．８３ｇ（０．１００ｍｏｌ）
・トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチルトリエトキシシラン（ＦＴＳ、パーフルオロアルキル基の炭素数６）：７．６８ｇ（０．０１５１ｍｏｌ）（加水分解性シラン化合物総量に対して７ｍｏｌ％相当）
・水：１７．４３ｇ
・エタノール：３７．８８ｇ
上記原料を混合した後、室温で攪拌し、次いで２４時間加熱還流を行うことによって、加水分解性シラン化合物を加水分解、縮合して加水分解性縮合物を得た。この加水分解性縮合物を２−ブタノール／エタノールの混合溶剤（２−ブタノール／エタノール＝１０／６５（質量比））に添加することによって、固形分７．０質量％の加水分解性縮合物含有アルコール溶液を調製した。この加水分解性縮合物含有アルコール溶液１００ｇに対して、０．３５ｇの光カチオン重合開始剤としての芳香族スルホニウム塩（商品名：「アデカオプトマーＳＰ−１５０」、ＡＤＥＫＡ（株）製）を添加した。更に固形分２．０質量％となるようにエタノールで希釈して表面層用の塗料を調製した。

先に作製したゴムローラを、先に作製したリングヘッドの１つと同心となるように配置し、リングヘッドの供給口１０９に、先に調製した塗料を供給して、ゴムローラ５０１の弾性層５０５の周面に塗膜５０７を形成した。ゴムローラ５０１の表面に対してリングヘッドを８５ｍｍ／ｓの一定の速度で垂直移動すると同時に前記塗料を０．０２３ｍＬ／ｓの吐出速度で塗布した。

その後、先に調製した２つのうちの他のリングヘッドを用いて、図５に示した方法により塗膜を乾燥させた。

具体的には、乾燥気体としての空気の供給側圧力ラインから供給される空気圧を、精密レギュレーターにより０．０１ＭＰａに設定し、リングヘッドに具備された２箇所の供給口１０９に供給した。

リングヘッドをゴムローラ周面の塗膜表面に対して８５ｍｍ／ｓの一定の速度で垂直移動すると同時に圧力０．０１ＭＰａの空気を吹きつけて塗膜の乾燥を行った。

その後、低圧水銀ランプ（ハリソン東芝ライティング製）による紫外線照射を５分間行った。紫外線照射に関しては、主に２５４ｎｍの波長を代表とする紫外線で行い、この時の紫外線積算光量は約１００００ｍＪ／ｃｍ²であった（紫外線強度は３５ｍＷ／ｃｍ²）。

本実施例のローラ部材表面を目視で観察・評価した結果、ローラ部材表面には乾燥オビ、乾燥スジ等の乾燥欠陥が数箇所しか観察されなかった（評価：○）。また、ＥＳＣＡによる膜厚測定の結果、表面層の平均膜厚は２３ｎｍで周方向４箇所の膜厚ムラは１５％であった。

更に、前記ローラ部材を図７に示す電子写真方式の画像形成装置に帯電ゴムローラとして組込み、感光ドラムの両端に５００ｇずつの荷重を負荷した状態で圧接し、２３．５℃／６０％の環境でハーフトーン画像による初期画像評価を行った。本評価において、本実施例のローラ部材は良好な画像が得られた。結果を表１に示す。

［実施例２］
＜ゴムローラの作製＞
前記の実施例１と同様の方法でゴムローラを得た（ゴムローラ外径φ８．５ｍｍ）。

＜表面層の形成方法＞
実施例１の乾燥用のリングヘッドを構成するスペーサを交換することで、スリット１０５の幅を０．５ｍｍ、絞り部１１５の流路幅（１１５−ａ）を０．１ｍｍに規定した。前記事項以外は実施例１と同様のリングヘッド乾燥方法で塗料塗布後のゴムローラの乾燥を行い、紫外線照射による硬化を行った。

本実施例のローラ部材表面を目視で観察・評価した結果、ローラ部材表面には乾燥オビ、乾燥スジ等の乾燥欠陥は全く観察されなかった（評価：◎）。また、ＥＳＣＡによる膜厚測定の結果、表面層の平均膜厚は１９ｎｍで周方向４箇所の膜厚ムラは１０％であった。

［実施例３］
＜ゴムローラの作製＞
実施例１と同様の方法でゴムローラを得た（ゴムローラ外径φ８．５ｍｍ）。

＜表面層の形成方法＞
表面層用の塗料を固形分３．０質量％となるようにエタノールで希釈して調製したこと以外は実施例２と同様のリングヘッド乾燥方法で塗料塗布後のゴムローラの乾燥を行い、紫外線照射による硬化を行った。

本実施例のローラ部材表面を目視で観察・評価した結果、ローラ部材表面には乾燥オビ、乾燥スジ等の乾燥欠陥は数箇所しか観察されなかった（評価：○）。また、ＥＳＣＡによる膜厚測定の結果、表面層の平均膜厚は３１ｎｍで周方向４箇所の膜厚ムラは１９％であった。

［実施例４］
＜ゴムローラの作製＞
前記の実施例１と同様の方法でゴムローラを得た（ゴムローラ外径φ８．５ｍｍ）。

＜表面層の形成方法＞
前記実施例１の乾燥用のリングヘッドを構成するスペーサを交換することで、スリット１０５の幅を０．４ｍｍ、絞り部１１５の流路幅（１１５−ａ）を０．１ｍｍに規定した。それ以外は前記の実施例１と同様のリングヘッド乾燥方法でローラ部材の塗布後の乾燥を行い、紫外線照射による硬化を行った。

本実施例のローラ部材表面を目視で観察・評価した結果、ローラ部材表面には乾燥オビ、乾燥スジ等の乾燥欠陥は全く観察されなかった（評価：◎）。また、ＥＳＣＡによる膜厚測定の結果、表面層の平均膜厚は２７ｎｍで周方向４箇所の膜厚ムラは１１％であった。

［比較例］
＜ゴムローラの作製＞
前記の実施例１と同様の方法でゴムローラを得た（ゴムローラ外径φ８．５ｍｍ）。

＜表面層の形成方法＞
前記実施例１のスペーサを使用せず第１のリング部材、第２のリング部材だけで乾燥用のリングヘッドを構成し、スリット１０５の幅だけを０．５ｍｍに規定して絞り部１１５を設けなかった。それ以外は前記の実施例１と同様のリングヘッド乾燥方法でゴムローラの塗布後の乾燥を行い、紫外線照射による硬化を行った。

本比較例のローラ部材表面を目視で観察・評価した結果、ローラ部材表面には乾燥オビ、乾燥スジ等の乾燥欠陥が多数の箇所で観察された（評価：×）。また、ＥＳＣＡによる膜厚測定の結果、表面層の平均膜厚は２４ｎｍで周方向４箇所の膜厚ムラは２７％であった。

更に、前記ローラ部材を図７に示す電子写真方式の画像形成装置に帯電ゴムローラとして組込み、感光ドラムの両端に５００ｇずつの荷重を負荷した状態で圧接し、２３．５℃／６０％の環境でハーフトーン画像による初期画像評価を行った。本評価において、本比較例のローラ部材は乾燥オビ、乾燥スジ等の乾燥欠陥が原因と考えられる画像不良が確認された。結果を表１に示す。

［実施例５］
＜リングヘッド＞
図４に示したリングヘッドを作製した。当該リングヘッドを構成する各部材のサイズは以下の通りとした。
第１のリング部材１０１：外径６０ｍｍ、内径１０ｍｍ。
第２のリング部材１０３：外径６０ｍｍ、内径８．７ｍｍ、絞り流路幅部内径２０ｍｍ。
スペーサ１１３：厚さ１０．０５ｍｍ、内径２０．２ｍｍ。
絞り長さ１１５−ｂ：９．９ｍｍ。
スリット１０５の幅：０．０５ｍｍ。
絞り部１１５の流路幅（１１５−ａ）：０．１ｍｍ。
第２のリング部材の流体分配室１０７：外径５０ｍｍ、内径４０ｍｍ。

＜ゴムローラの作製＞
前記実施例１と同様の方法でゴムローラを得た（ゴムローラ外径φ８．５ｍｍ）。

＜表面層の形成方法＞
前記実施例１と同様の表面層用の塗料を固形分１．０質量％となるようにエタノールで希釈して本実施例の塗料を調製した。

先に作製したゴムローラを、図６に示したように、先に作製したリングヘッドと同心となるように配置した。リングヘッドの供給口１０９に、先に調製した塗料を供給して、ゴムローラ５０１の弾性層５０５の周面に塗膜５０７を形成した。ゴムローラ５０１の表面に対してリングヘッドを８５ｍｍ／ｓの一定の速度で垂直移動すると同時に前記塗料を０．０２３ｍＬ／ｓの吐出速度で塗布した。

塗料を自然乾燥後、低圧水銀ランプ（ハリソン東芝ライティング製）による紫外線照射を５分間行った。紫外線照射に関しては、主に２５４ｎｍの波長を代表とする紫外線で行い、この時の紫外線積算光量は約１００００ｍＪ／ｃｍ²であった（紫外線強度は３５ｍＷ／ｃｍ²）。

本実施例のローラ部材表面を目視で観察・評価した結果、ローラ部材表面には塗布ムラ、液ダレ等の塗布欠陥は全く観察されなかった（評価：◎）。また、ＥＳＣＡによる膜厚測定の結果、表面層の平均膜厚は１７ｎｍで周方向４箇所の膜厚ムラは９％であった。

更に、前記ローラ部材を図７に示す電子写真方式の画像形成装置に帯電ゴムローラとして組込み、感光ドラムの両端に５００ｇずつの荷重を負荷した状態で圧接し、２３．５℃／６０％の環境でハーフトーン画像による初期画像評価を行った。この評価において、本実施例のローラ部材は良好な画像が得られた。結果を表１に示す。

［実施例６］
＜ゴムローラの作製＞
前記実施例１と同様の方法でゴムローラを得た（ゴムローラ外径φ８．５ｍｍ）。

＜表面層の形成方法＞
表面層用の塗料を以下のように調製した。

ウレタン樹脂（商品名：「ニッポランＮ５０３３」、日本ポリウレタン社製）のメチルイソブチルケトン溶液（固形分濃度：約２０％）の溶液を調製した。当該溶液に、導電性カーボン（商品名：「ＭＡ１００」、三菱化学製）及び平均粒径５μｍのアクリル樹脂粒子（商品名：「ＭＢＸ−５」、積水化成品工業製）を添加して十分に攪拌分散した。上記導電性カーボン及びアクリル樹脂粒子の添加量は、各々ウレタン樹脂成分１００質量部に対して５５質量部（導電性カーボン）、３０質量部（アクリル樹脂粒子）とした。

また本実施例に用いたリングヘッドは、実施例５で使用したリングヘッドのスペーサを交換して、スリット１０５の幅を０．１ｍｍ、絞り部１１５の流路幅（１１５−ａ）を０．１ｍｍに調整した。

上記塗料及びリングヘッドを用いて、ゴムローラ表面に対して３０ｍｍ／ｓの一定の速度で垂直移動すると同時に塗料を０．００８ｍＬ／ｓの吐出速度で全周均一に塗布を行った。

その後、ゴムローラを室温で３０分風乾して、更に熱風循環乾燥機中で温度１６０℃、１時間の乾燥・硬化を行った。

本実施例のローラ部材表面を目視で観察・評価した結果、ローラ部材表面には塗布ムラ、液ダレ等の塗布欠陥は数箇所しか観察されなかった（評価：○）。また、ＳＥＭによるローラ部材断面観察による膜厚測定の結果、表面層の平均膜厚は８μｍで周方向４箇所の膜厚ムラは１３％であった。

リングヘッド１の模式図（ａ）上部図（ｂ）Ａ-Ａ´断面図（ｃ）Ｂ-Ｂ´断面図リングヘッド１のバラシ構造の断面模式図（ａ）第１のリング部材（ｂ）第２のリング部材（ｃ）スペーサリングヘッド１のバラシ構造の各部材の上部模式図（ａ）第１のリング部材（ｂ）第２のリング部材（ｃ）スペーサリングヘッド２の模式図（ａ）上部図（ｂ）Ａ-Ａ´断面（ｃ）Ｂ-Ｂ´断面リングヘッド乾燥方法の模式図（断面図）リングヘッド塗布方法の模式図（断面図）画像形成装置の概略を示す構成図

符号の説明

１リングヘッド１（乾燥）
２リングヘッド２（塗布）
１９電子写真感光体（感光ドラム）
２０帯電ゴムローラ（帯電手段）
２１露光系
２２現像ローラ（現像手段）
２３転写ローラ（転写手段）
２４クリーニング手段
１０１第１のリング部材
１０１−１位置決め用のピンと係合可能な孔部
１０３第２のリング部材
１０３−１位置決め用のピン
１０５スリット
１０７流体分配室
１０９流体導入口
１１１環状流路
１１３スペーサ
１１３−１位置決め用のピンに対応する孔部
１１５絞り部
１１５−ａ流路幅
１１５−ｂ絞り長さ
１１７ボルト
５０１ゴムローラ
５０３軸芯体
５０５弾性層
５０７塗膜
５０９ゴムローラ搬送手段（ゴムローラの保持部材）
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３バイアス印加用電源

Claims

内部に環状の流体分配室を備え、
第１のリング部材と第２のリング部材との間隙によって構成されてなる、内周面の全周にわたって開口している流体を吐出するためのスリットと、
該流体分配室に流体を導入する流体導入口と、
該流体分配室と該スリットとを連結する環状流路と、を有しているリングヘッドであって、
該第１のリング部材と該第２のリング部材との間には、該スリットの幅を規定する所定の厚みを有するスペーサが配置されており、該流体分配室から該環状流路を経て該スリットに至る流体の流路は、該スペーサにより該スリットに向けて流れる流体の流速が上昇するように絞られている絞り部を有し、
更に該スペーサは、該第１のリング部材及び該第２のリング部材から着脱可能であることを特徴とするリングヘッド。
軸芯体の周面に塗膜を有するローラ部材の製造方法であって、
請求項１に記載のリングヘッドのスリットから塗料を該軸芯体の周面に供給して塗膜を形成する工程を有することを特徴とするローラ部材の製造方法。
軸芯体の周面に塗膜を有するローラ部材の製造方法であって、
軸芯体の周面に塗料を塗布する工程と、
請求項１に記載のリングヘッドのスリットから乾燥用の気体を該軸芯体の周面に塗布された塗料に吹き付けて該塗料を乾燥させる工程と、を有することを特徴とするローラ部材の製造方法。