(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性樹脂チューブ前駆体を成形して排出する工程と、
前記排出された導電性樹脂チューブ前駆体の内側にガスを導入する工程と、
前記導電性樹脂チューブ前駆体を第１の電極とし、前記導電性樹脂チューブ前駆体の内側に配置された電極を第２の電極として、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加することによって前記ガスのプラズマを発生させて、排出されてくる前記導電性樹脂チューブ前駆体の内周面を前記プラズマにより連続的に処理する工程と、
を含む、導電性樹脂チューブの製造方法。
【請求項２】
前記第１の電極はアース電極であることを特徴とする、請求項１に記載の導電性樹脂チューブの製造方法。
【請求項３】
前記導電性樹脂チューブ前駆体の内側の圧力を調整しながら前記導電性樹脂チューブ前駆体の内周面を処理することを特徴とする、請求項１または２に記載の導電性樹脂チューブの製造方法。
【請求項４】
前記導電性樹脂チューブ前駆体がＰＦＡを含むことを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の導電性樹脂チューブの製造方法。
【請求項５】
導電性樹脂チューブ前駆体を成形して排出するための成形排出装置と、
前記成形排出装置から排出された導電性樹脂チューブ前駆体の内側に配置されるように設けられた電極と、
前記成形排出装置から排出された導電性樹脂チューブ前駆体の内側にガスを導入するためのガス導入路と、
前記導電性樹脂チューブ前駆体の内側のガスを排出するためのガス排出路と、
前記成形排出装置から排出される導電性樹脂チューブ前駆体に電気的に接続するように設けられたアース電極と、を備えた、導電性樹脂チューブの製造装置。
【請求項６】
前記ガス導入路は前記電極の内部に設けられ、
前記ガス排出路は前記電極の外周面の少なくとも一部を覆う絶縁性被覆部材の内部に設けられており、
前記アース電極は前記絶縁性被覆部材の外周面の少なくとも一部を覆うようにして設けられていることを特徴とする、請求項５に記載の導電性樹脂チューブの製造装置。
【請求項７】
前記成形排出装置から排出された導電性樹脂チューブ前駆体の内側の圧力を調整するための調圧装置をさらに備えたことを特徴とする、請求項５または６に記載の導電性樹脂チューブの製造装置。
【請求項８】
前記第２の電極を冷却するための流路をさらに備えたことを特徴とする、請求項５から７のいずれかに記載の導電性樹脂チューブの製造装置。
【請求項９】
導電性樹脂チューブ前駆体を成形して排出する工程と、
前記排出された導電性樹脂チューブ前駆体の内側にガスを導入する工程と、
前記導電性樹脂チューブ前駆体を第１の電極とし、前記導電性樹脂チューブ前駆体の内側に配置された電極を第２の電極として、前記第１の電極と前記第２の電極との間に電圧を印加することによって前記ガスのプラズマを発生させて、排出されてくる前記導電性樹脂チューブ前駆体の内周面を前記プラズマにより連続的に処理して導電性樹脂チューブを形成する工程と、
前記導電性樹脂チューブの内周面で取り囲まれた空間の内部に中芯を設置する工程と、
前記導電性樹脂チューブの内周面と前記中芯の外周面との間に弾性層を設置する工程と、を含む、ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性樹脂チューブの製造方法、導電性樹脂チューブの製造装置およびローラの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、たとえば複写機、プリンタまたはファクシミリなどにおいて用紙にトナーを定着させるための定着ローラとしては、金属芯の外周面上にシリコーンゴムからなる弾性層および導電性樹脂チューブが順次被覆されたローラが用いられている。
【０００３】
このような構成のローラは、たとえば、円筒状金型の内面に樹脂チューブを固定し、樹脂チューブの内周面で取り囲まれた内側の空間に金属芯を挿通した後に、導電性樹脂チューブと金属芯との間にシリコーンゴムを注入し、注入されたシリコーンゴムを加熱して硬化させることにより形成されている。
【０００４】
ここで、導電性樹脂チューブとしては、導電性樹脂チューブとシリコーンゴムとの間の接着性を向上させることを目的として、その内周面がプラズマ処理されたものが用いられている。
【０００５】
たとえば特許文献１（特開２００２−３３７２１０号公報）および特許文献２（ＷＯ２００７／０５５０６６号パンフレット）には、押出し成形装置から連続的に排出される樹脂チューブの内側にガスを導入し、樹脂チューブの内側に配置された内側固体電極と樹脂チューブの外側に配置された外側固体電極との間に高周波電圧を印加することによってプラズマを発生させ、樹脂チューブの内周面をプラズマ処理する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３３７２１０号公報
【特許文献２】ＷＯ２００７／０５５０６６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の方法においては、樹脂チューブの外周面と樹脂チューブの外側に配置された外側固体電極の内周面との間に所定の距離を設けた状態で樹脂チューブのプラズマ処理が行なわれるため、樹脂チューブの内周面だけでなく、樹脂チューブの外周面もプラズマ処理されることになる。
【０００８】
また、特許文献２に記載の方法においては、樹脂チューブの外周面と外側固体電極の内周面とを接触させた状態で樹脂チューブのプラズマ処理を行なっているが、樹脂チューブの移動時に樹脂チューブの外周面と外側固体電極の内周面との間にわずかな隙間が形成される。そのため、特許文献２に記載の方法においても、樹脂チューブの外周面がプラズマ処理されることになる。
【０００９】
このように外周面がプラズマ処理された樹脂チューブを用いてトナー定着用の定着ローラを作製した場合には、定着ローラの外周面を構成する樹脂チューブの外周面が親水性を有することになる。そのため、定着ローラによる用紙へのトナーの定着時に定着ローラの外周面からトナーが剥離せず、印刷不良が生じることがあった。
【００１０】
上記の事情に鑑みて、本発明の目的は、外周面へのプラズマ処理が低減された導電性樹脂チューブを製造することが可能な導電性樹脂チューブの製造方法、導電性樹脂チューブの製造装置、およびその導電性樹脂チューブを用いたローラの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、導電性樹脂チューブ前駆体を成形して排出する工程と、排出された導電性樹脂チューブ前駆体の内側にガスを導入する工程と、導電性樹脂チューブ前駆体を第１の電極とし、導電性樹脂チューブ前駆体の内側に配置された電極を第２の電極として、第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加することによってガスのプラズマを発生させて、排出されてくる導電性樹脂チューブ前駆体の内周面をプラズマにより連続的に処理する工程と、を含む導電性樹脂チューブの製造方法である。
【００１２】
ここで、本発明の導電性樹脂チューブの製造方法においては、第１の電極はアース電極であることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の導電性樹脂チューブの製造方法においては、導電性樹脂チューブ前駆体の内側の圧力を調整しながら導電性樹脂チューブ前駆体の内周面を処理することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の導電性樹脂チューブの製造方法においては、導電性樹脂チューブ前駆体がＰＦＡを含むことが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、導電性樹脂チューブ前駆体を成形して排出するための成形排出装置と、成形排出装置から排出された導電性樹脂チューブ前駆体の内側に配置されるように設けられた電極と、成形排出装置から排出された導電性樹脂チューブ前駆体の内側にガスを導入するためのガス導入路と、導電性樹脂チューブ前駆体の内側のガスを排出するためのガス排出路と、成形排出装置から排出される導電性樹脂チューブ前駆体に電気的に接続するように設けられたアース電極と、を備えた、導電性樹脂チューブの製造装置である。
【００１６】
また、本発明の導電性樹脂チューブの製造装置においては、ガス導入路は電極の内部に設けられ、ガス排出路は電極の外周面の少なくとも一部を覆う絶縁性被覆部材の内部に設けられており、アース電極は絶縁性被覆部材の外周面の少なくとも一部を覆うようにして設けられていることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の導電性樹脂チューブの製造装置は、成形排出装置から排出された導電性樹脂チューブ前駆体の内側の圧力を調整するための調圧装置をさらに備えていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の導電性樹脂チューブの製造装置は、第２の電極を冷却するための流路をさらに備えていることが好ましい。
【００１９】
さらに、本発明は、導電性樹脂チューブ前駆体を成形して排出する工程と、排出された導電性樹脂チューブ前駆体の内側にガスを導入する工程と、導電性樹脂チューブ前駆体を第１の電極とし、導電性樹脂チューブ前駆体の内側に配置された電極を第２の電極として、第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加することによってガスのプラズマを発生させて、排出されてくる導電性樹脂チューブ前駆体の内周面をプラズマにより連続的に処理して導電性樹脂チューブを形成する工程と、導電性樹脂チューブの内周面で取り囲まれた空間の内部に中芯を設置する工程と、導電性樹脂チューブの内周面と中芯の外周面との間に弾性層を設置する工程と、を含む、ローラの製造方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、外周面へのプラズマ処理が低減された導電性樹脂チューブを製造することが可能な導電性樹脂チューブの製造方法、導電性樹脂チューブの製造装置、およびその導電性樹脂チューブを用いたローラの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施の形態１の導電性樹脂チューブの製造装置の模式的な断面図である。
【図２】実施の形態１の導電性樹脂チューブの製造装置を用いて作製された導電性樹脂チューブの一例の模式的な斜視図である。
【図３】図２に示す導電性樹脂チューブを用いて作製されたローラがトナー定着用の定着ローラとして用いられる場合の一例を図解する模式的な断面図である。
【図４】実施の形態２の導電性樹脂チューブの製造装置の模式的な断面図である。
【図５】実施の形態３の導電性樹脂チューブの製造装置の模式的な断面図である。
【図６】実施の形態４の導電性樹脂チューブの製造装置の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２３】
＜実施の形態１＞
図１に、本発明の導電性樹脂チューブの製造装置の一例である実施の形態１の導電性樹脂チューブの製造装置の模式的な断面図を示す。
【００２４】
実施の形態１の導電性樹脂チューブの製造装置は、導電性樹脂チューブ前駆体１ａを成形して外部に排出するための成形排出装置２と、成形排出装置２から排出された導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内側に配置されるように設けられた内側電極４と、内側電極４の外周面の一部を被覆するようにして設けられた絶縁性被覆部材９と、絶縁性被覆部材９の外周面の一部を被覆するようにして設けられたアース電極を兼ねるインサート３と、内側電極４の先端に取り付けられた絶縁材１４に接するようにして設けられたガイド部材１０とを備えている。
【００２５】
ここで、成形排出装置２は、樹脂ペレットを供給するためのホッパ５を上部に備えた樹脂移送管６と、ホッパ５から樹脂移送管６に供給された樹脂ペレットを加熱して溶融させるためのヒータ（図示せず）と、樹脂移送管６の内部で樹脂ペレットが加熱されて溶融した溶融樹脂を樹脂移送管６の外部に送り出すためのスクリュー装置（図示せず）とを備えている。樹脂移送管６は水平方向に伸長するように構成されているが、水平方向の端部においては鉛直下方に屈曲しており、樹脂移送管６の鉛直下方の端部には導電性樹脂チューブ前駆体１ａの形状をチューブ状に規定するためのリング状のダイス１３が設けられている。そして、リング状のダイス１３の内周面と所定の間隔をあけて円筒状のインサート３が設けられている。
【００２６】
インサート３は、電気導電性の物質からなるものであれば特に限定されないが、たとえば、アルミニウムおよび鉄などの金属の少なくとも１種を用いることができるが、ステンレスなどの耐食性に優れた金属を用いることがより好ましい。
【００２７】
絶縁性被覆部材９は、外径の小さい円筒状の小径部９ａと、小径部９ａよりも外径の大きい円筒状の大径部９ｂとを有しており、小径部９ａの一端と大径部９ｂの一端とが接合して一体化することによって構成されている。そして、円筒状のインサート３の内部の中空部に絶縁性被覆部材９の小径部９ａが差し込まれることによって、円筒状のインサート３の外径と絶縁性被覆部材９の外径とが一致するように円筒状のインサート３が絶縁性被覆部材９に取り付けられて１つの大きな円筒状の部材が構成されている。
【００２８】
絶縁性被覆部材９は、電気絶縁性の物質からなるものであれば特に限定されないが、たとえば、電気絶縁性のゴムおよび樹脂などの少なくとも１種を用いることができるが、セラミックなどの耐熱性に優れた絶縁材を用いることがより望ましい。また、大径部９ｂには、摩擦抵抗の小さいフッ素系樹脂などを用いても良い。
【００２９】
内側電極４も、外径の小さい円筒状の小径部４ａと、小径部４ａよりも外径の大きい円筒状の大径部４ｂとを有しており、小径部４ａの一端と大径部４ｂの一端とが接合して一体化することによって構成されている。そして、円筒状のインサート３が絶縁性被覆部材９に取り付けられることによって構成された円筒状の部材の内部の中空部（絶縁性被覆部材９の内部の中空部）に内側電極４の小径部４ａが差し込まれることによって、内側電極４が絶縁性被覆部材９に接するようにして取り付けられている。
【００３０】
内側電極４は、電気導電性の物質からなる電極であれば特に限定されないが、たとえば、銅若しくはアルミニウムなどの金属単体からなる電極、ステンレス若しくは真鍮などの合金からなる電極、金属間化合物からなる電極または導電性のカーボンからなる電極などを用いることができる。
【００３１】
内側電極４の大径部４ｂの外周面には絶縁材８が被覆されており、内側電極４の先端となる内側電極４の大径部４ｂの一方の円形状の表面上には略円柱状の絶縁材１４が取り付けられている。なお、内側電極４の大径部４ｂの外周面に被覆された絶縁材８の外周面と導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面との間にプラズマを発生させるための空間が設けられるように、内側電極４の大径部４ｂの外径は、インサート３および絶縁性被覆部材９のそれぞれの外径よりも小さくされている。
【００３２】
絶縁材８および絶縁材１４はそれぞれ、電気絶縁性の物質からなるものであれば特に限定されないが、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン若しくはポリエチレンテレフタレートなどのプラスチック、ガラス、マイカ、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム若しくは二酸化チタンなどの金属酸化物またはチタン酸バリウムなどの複酸化物などを用いることができる。
【００３３】
略円柱状の絶縁材１４の一方の表面に接するように略円柱状のガイド部材１０が設けられている。ここで、略円柱状のガイド部材１０の外径は、円筒状のインサート３および円筒状の絶縁性被覆部材９の大径部４ｂのそれぞれの外径と同一とされる。そして、ガイド部材１０は、導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面がプラズマ処理することによって形成される導電性樹脂チューブ１の形状の保持を補助する。
【００３４】
ガイド部材１０としては、たとえば、絶縁材８および絶縁材１４の同様の材質ものを用いることができる。
【００３５】
内側電極４の内部および絶縁材１４の内部にはそれぞれ、絶縁材８の外周面と導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面との間の空間にプラズマを発生させるためのガス２０を導入するためのガス導入路１１が設けられている。ここで、ガス導入路１１は、内側電極４の小径部４ａおよび大径部４ｂの内部を鉛直方向に貫通するように伸長するとともに、絶縁材１４の内部の一部を鉛直方向に貫通した後に絶縁材１４の内部を水平方向に貫通するように設けられた中空部から構成されている。
【００３６】
絶縁性被覆部材９の大径部９ｂの内部およびインサート３の内部にはそれぞれ、絶縁材８の外周面と導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面との間の空間に存在するガスを導電性樹脂チューブの製造装置の外部に排出するためのガス排出路１２が設けられている。ここで、ガス排出路１２は、絶縁性被覆部材９の大径部９ｂの内部を一部屈曲して鉛直方向に貫通するように伸長するとともに、インサート３の内部を鉛直方向に貫通するように設けられた中空部から構成されている。
【００３７】
また、内側電極４の小径部４ａには内側電極４に高周波電圧を印加するための高周波電源７が接続されており、インサート３はアースに接続されている。そのため、インサート３はアース電極を兼ねることになる。
【００３８】
以下、図１に示す実施の形態１の導電性樹脂チューブの製造装置を用いて導電性樹脂チューブを製造する方法の一例について説明する。
【００３９】
まず、成形排出装置２の上部に備え付けられたホッパ５から導電性樹脂チューブ前駆体１ａの形成用の樹脂ペレットを樹脂移送管６の内部に投入し、樹脂移送管６に備えられているヒータ（図示せず）によって樹脂ペレットを溶融させて導電性の溶融樹脂を作製する。
【００４０】
ここで、樹脂ペレットとしては、たとえば、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）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＥＴＦＥ（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体）、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフルオロエチレン）、ＥＣＴＦＥ（クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）およびテトラフルオロエチレン−フッ化ビニリデン共重合体からなる群から選択された樹脂成分の少なくとも１種を主成分として含むとともに、たとえばカーボンブラックおよび／またはアセチレンブラックなどの導電性物質などを添加剤として含む導電性樹脂組成物をペレット状に成形したものなどを用いることができる。
【００４１】
なかでも、樹脂ペレットとしては、ＰＦＡを樹脂成分として含む導電性樹脂組成物をペレット状に成形したものを用いることが好ましい。ＰＦＡを樹脂成分として含む導電性樹脂組成物は撥水性が高く、たとえば親水性のトナーを定着させるための定着ローラの外周面を構成する材料として好適であるためである。
【００４２】
なお、本発明は、上記に列挙されたフッ素系樹脂以外の樹脂成分を用いた導電性樹脂チューブの製造にも適用可能であることは言うまでもない。
【００４３】
次に、上記のようにして作製された導電性の溶融樹脂を成形排出装置２のスクリュー装置によってダイス１３からチューブ状に成形された状態で押出し、その後、インサート３との接触により冷却することによって、導電性樹脂チューブ前駆体１ａを作製する。
【００４４】
ここで、導電性樹脂チューブ前駆体１ａの導電率は、後述するプラズマを発生させる観点からは、０．１μＳ／ｍ以上であることが好ましく、１μＳ／ｍ以上であることがより好ましい。
【００４５】
上記の樹脂ペレットの溶融工程および押出し成形工程がそれぞれ連続して行なわれることによって、成形排出装置２から導電性樹脂チューブ前駆体１ａが連続的に排出されることになる。
【００４６】
成形排出装置２から連続的に排出された導電性樹脂チューブ前駆体１ａは、インサート３の外周面および絶縁性被覆部材９の大径部９ｂの外周面に接しながら、矢印２１で表わされる鉛直下方に向けて進行する。
【００４７】
上記のようにして成形排出装置２から導電性樹脂チューブ前駆体１ａを排出する一方で、内側電極４の小径部４ａの先端の開口部からプラズマ生成用のガス２０を導入する。
【００４８】
ここで、プラズマ生成用のガス２０としては、アルゴンとヘリウムと二酸化炭素とメタンとからなる混合ガス、アルゴンとアンモニアとからなる混合ガス、ヘリウムとアンモニアとからなる混合ガス、アルゴンとヘリウムとアンモニアとからなる混合ガス、アルゴンと窒素と水素とからなる混合ガス、アルゴンと二酸化炭素とメタンとからなる混合ガス、ヘリウムと二酸化炭素とメタンとからなる混合ガス、ヘリウムと窒素と水素とからなる混合ガス、またはアルゴンとヘリウムと窒素と水素とからなる混合ガスのうちいずれか１種の混合ガスを用いることが好ましい。プラズマ生成用のガス２０としてこれらの混合ガスを用いた場合には、たとえば中芯と導電性ＰＦＡ製チューブとをシリコーンゴムによって接着して作製されるローラの作製時において、導電性ＰＦＡ製チューブの内周面とシリコーンゴムとの接着性を向上させることができる傾向にある。また、上記混合ガス中のアルゴンとヘリウム以外のガスは、ＰＦＡを樹脂成分として含む導電性樹脂組成物から形成された導電性ＰＦＡ製チューブの内周面の平坦性を向上させる観点から、混合ガス全体の２体積％以下であることがより好ましい。
【００４９】
内側電極４の小径部４ａの先端の開口部から導入されたガス２０は、内側電極４の小径部４ａの内部のガス導入路１１、内側電極４の大径部４ｂの内部のガス導入路１１および絶縁材１４の内部のガス導入路１１をこの順に通って、内側電極４の大径部４ｂの外周面に設けられた絶縁材８の外周面と導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面との間の空間に導入される。
【００５０】
そして、成形排出装置２から連続的に排出されてインサート３の外周面および絶縁性被覆部材９の大径部９ｂの外周面にそれぞれ接しながら鉛直下方に進行する導電性樹脂チューブ前駆体１ａを第１の電極とし、内側電極４を第２の電極として、高周波電源７を用いて内側電極４の大径部４ｂと導電性樹脂チューブ前駆体１ａとの間に高周波電圧を印加することによって、内側電極４の大径部４ｂに設けられた絶縁材８の外周面と導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面との間の空間にガス２０のプラズマを発生させる。このように発生させたガス２０のプラズマに導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面を曝すことによって導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面が処理されて導電性樹脂チューブ１が作製される。
【００５１】
ここで、導電性樹脂チューブ前駆体１ａは、アース電極を兼ねているインサート３に接することによってインサート３に電気的に接続されているため、第１の電極として機能させることができる。
【００５２】
そして、上記のようにして作製された導電性樹脂チューブ１は、ガイド部材１０の外周面に接するようにして鉛直下方に引き出され、その後、所定の長さに切り取られ、または切り取られることなく巻き取り装置などに巻き取られて回収される。
【００５３】
なお、上記のようにして作製された導電性樹脂チューブ１が巻き取られることなく切り取って回収される場合には、導電性樹脂チューブ１に折り目が形成されることなく導電性樹脂チューブ１を回収することができるため、たとえば導電性樹脂チューブ１をトナーの定着用の定着ローラの外周面に用いたときに折り目付近の凹凸の存在によるトナーの定着不良が発生するのを抑えることができる。
【００５４】
また、内側電極４の大径部４ｂの外周面に設けられた絶縁材８の外周面と導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面との間の空間に存在するガス２０および／またはガス２０のプラズマは新たなガス２０の導入によりガス排出路１２に押し出され、ガス排出路１２を通って実施の形態１の導電性樹脂チューブの製造装置の外部に排出されることになる。
【００５５】
実施の形態１の導電性樹脂チューブの製造装置を用いた導電性樹脂チューブ１の製造においては、導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面と、内側電極４の大径部４ｂの外周面に設けられた絶縁材８の外周面との間の空間にのみガス２０のプラズマが発生し、導電性樹脂チューブ前駆体１ａの外周面はガス２０のプラズマに接触しないことから、導電性樹脂チューブ前駆体１ａの外周面はガス２０のプラズマによって処理されない。
【００５６】
したがって、実施の形態１の導電性樹脂チューブの製造装置を用いた場合には、外周面へのプラズマ処理が低減された導電性樹脂チューブ１を製造することが可能となる。
【００５７】
図２に、実施の形態１の導電性樹脂チューブの製造装置を用いて作製された導電性樹脂チューブ１の一例の模式的な斜視図を示す。上述のように、導電性樹脂チューブ１の内周面はガス２０のプラズマによって処理されていることから、導電性樹脂チューブ１の外周面とは異なる特性（たとえば親水性等）を有している。
【００５８】
以下、図２に示す導電性樹脂チューブ１を用いてローラを製造する方法の一例について説明する。
【００５９】
まず、図２に示す導電性樹脂チューブ１は円筒状金型の内周面に固定され、導電性樹脂チューブ１の内周面にたとえば従来から公知のシリコーン系プライマーなどのプライマーが塗布された後に、導電性樹脂チューブ１の内周面で取り囲まれた空間にアルミニウムなどの金属芯からなる中芯が挿通される。
【００６０】
次に、導電性樹脂チューブ１の内周面と中芯の外周面との間にたとえば液状のシリコーンゴムなどの弾性層前駆体を注入し、この弾性層前駆体を加熱等によって硬化させることによって、中芯の外周面上に弾性層および導電性樹脂チューブ１がこの順序で設けられたローラが作製される。
【００６１】
なお、導電性樹脂チューブ１がＰＦＡを樹脂成分として含む導電性樹脂組成物から形成された導電性ＰＦＡ樹脂チューブからなり、弾性層がシリコーンゴムからなる場合には、上記のガス２０のプラズマ処理によって導電性ＰＦＡ樹脂チューブの内周面は親水性を有することになる。そのため、この場合には、導電性ＰＦＡ樹脂チューブとシリコーンゴムからなる弾性層との接着性に優れたローラを作製することができる。なお、シリコーンゴムからなる弾性層は、シリコーンゴムを主成分とするものであれば、充填剤などの添加剤が含まれていてもよいことは言うまでもない。
【００６２】
図３に、図２に示す導電性樹脂チューブ１を用いて作製されたローラがトナー定着用の定着ローラとして用いられる場合の一例を図解した模式的な断面図を示す。
【００６３】
ここで、定着ローラ３３は、中芯３４と、中芯３４の外周面上に設置された弾性層３５と、弾性層３５の外周面上に被覆された導電性樹脂チューブ１とを含んでいる。そして、定着ローラ３３と向かい合うようにして加圧ローラ３８が設置されており、定着ローラ３３と加圧ローラ３８との間にトナー３６が塗布された用紙３７が搬送される。
【００６４】
そして、定着ローラ３３と加圧ローラ３８との間の線圧によってトナー３６が用紙３７に定着され、その後、定着ローラ３３と加圧ローラ３８との間から排出される。
【００６５】
＜実施の形態２＞
図４に、本発明の導電性樹脂チューブの製造装置の他の一例である実施の形態２の導電性樹脂チューブの製造装置の模式的な断面図を示す。
【００６６】
実施の形態２の導電性樹脂チューブの製造装置は、導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面と、内側電極４の大径部４ｂの外周面に設けられた絶縁材８の外周面との間の空間の圧力を調節することが可能な調圧装置１６を備えているとともに、プラズマ処理後の導電性樹脂チューブ１を絞って回収するための挟持ローラ１５を備えている点に特徴がある。
【００６７】
ここで、調圧装置１６は、ガス排出路１２に接続されており、ガス排出路１２から実施の形態２の導電性樹脂チューブの製造装置の外部に排出されてくるガスの量に基づいて、導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面と内側電極４の大径部４ｂの外周面に設けられた絶縁材８の外周面との間の空間の圧力を推定することができる。
【００６８】
そして、調圧装置１６は、当該空間の圧力が所定の基準の圧力以上であると判断した場合には、ガス導入路１１に導入されるガス２０の量を低減し、当該空間の圧力が所定の基準の圧力未満であると判断した場合には、ガス導入路１１に導入されるガス２０の量を増大させる。
【００６９】
これにより、調圧装置１６は、導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面と内側電極４の大径部４ｂの外周面に設けられた絶縁材８の外周面との間の空間の圧力を調節することが可能となる。
【００７０】
このように、調圧装置１６によって、導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面と内側電極４の大径部４ｂの外周面に設けられた絶縁材８の外周面との間の空間の圧力を調節しながらガス２０のプラズマ処理を行なった場合には、導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面の処理のばらつきを低減することができるため、導電性樹脂チューブ１の内周面の特性の均一性を向上させることができる。
【００７１】
調圧装置１６による導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面と内側電極４の大径部４ｂの外周面に設けられた絶縁材８の外周面との間の空間の圧力の調節は、導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面を連続的にプラズマ処理する場合に特に有効である。
【００７２】
なお、調圧装置１６としては、たとえば、従来から公知の一般的な圧力調整器または水圧で圧力を調整する内圧調整タンクなどを用いることができる。
【００７３】
また、挟持ローラ１５は、ガイド部材１０の鉛直下方に設けられており、ガイド部材１０から導電性樹脂チューブ１を挟み込みながら連続的に引き出すことができる。そして、挟持ローラ１５によって連続的に引き出された導電性樹脂チューブ１は、その後、巻き取り装置などに巻き取られて回収されることになる。
【００７４】
実施の形態２における上記以外の説明は、実施の形態１と同様であるため、その説明については省略する。
【００７５】
＜実施の形態３＞
図５に、本発明の導電性樹脂チューブの製造装置の他の一例である実施の形態３の導電性樹脂チューブの製造装置の模式的な断面図を示す。
【００７６】
実施の形態３の導電性樹脂チューブの製造装置は、実施の形態１および実施の形態２の導電性樹脂チューブの製造装置と比べて絶縁性被覆部材９の小径部９ａの径が大きく形成されており、絶縁性被覆部材９の内部にガス排出路１２がすべて組み込まれている点に特徴がある。
【００７７】
実施の形態３の導電性樹脂チューブの製造装置においては、実施の形態１および実施の形態２の導電性樹脂チューブの製造装置と異なり、ガス排出路１２が小径部９ａと大径部９ｂとが接合して一体化された絶縁性被覆部材９の内部にすべて組み込まれているため、ガス排出路１２の形成のためにインサート３と絶縁性被覆部材９との位置合わせを行なう必要がない。
【００７８】
そのため、実施の形態３の導電性樹脂チューブの製造装置は、実施の形態１および実施の形態２の導電性樹脂チューブの製造装置と比べて組み立てが容易となる。
【００７９】
実施の形態３における上記以外の説明は、実施の形態１および実施の形態２と同様であるため、その説明については省略する。
【００８０】
＜実施の形態４＞
図６に、本発明の導電性樹脂チューブの製造装置の他の一例である実施の形態４の導電性樹脂チューブの製造装置の模式的な断面図を示す。
【００８１】
実施の形態４の導電性樹脂チューブの製造装置は、冷却水４０ａを流すための流路４１が内側電極４に形成されているとともに、冷却水４０ｂを流すための流路４２がインサート３、内側電極４の小径部４ａおよび絶縁性被覆部材９の小径部９ａの各々に形成されている点に特徴がある。
【００８２】
実施の形態４の導電性樹脂チューブの製造装置においては、流路４１に冷却水４０ａを流すことによって内側電極４全体を冷却することができるとともに、流路４２に冷却水４０ｂを流すことによって内側電極４の小径部４ａを冷却することができるため、導電性樹脂チューブ１を長時間製造する場合における内側電極４の過熱を有効に防止することができ、導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面の表面処理を効率的に行なうことができる。
【００８３】
実施の形態４における上記以外の説明は、実施の形態１〜３と同様であるため、その説明については省略する。
【実施例】
【００８４】
＜実施例１＞
図１に示す導電性樹脂チューブの製造装置を用いて、以下のようにして導電性樹脂チューブを製造した。
【００８５】
まず、ＰＦＡとカーボンブラックとを含む導電性樹脂組成物からなる樹脂ペレットを成形排出装置２のホッパ５から樹脂移送管６の内部に投入し、ヒータによって樹脂ペレットを溶融させて導電性の溶融樹脂を形成した。
【００８６】
次に、上記のようにして形成した導電性の溶融樹脂をスクリュー装置によって押出速度２ｍ／分でダイス１３からチューブ状に成形された状態で押出し、その後、インサート３との接触により冷却することによって内径２８．８ｍｍであって、厚みが５０μｍの導電性樹脂チューブ前駆体１ａを形成して、成形排出装置２から連続的に鉛直下方に向けて排出した。
【００８７】
そして、内側電極４の小径部４ａの先端の開口部からアルゴンとヘリウムと二酸化炭素とメタンとからなる混合ガスからなるプラズマ生成用のガス２０をガス導入路１１に導入することによって、ガス導入路１１から導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面と内側電極４の大径部４ｂの外周面との間の空間に上記のガス２０を導入した。
【００８８】
続いて、導電性樹脂チューブ前駆体１ａを鉛直下方に連続的に移動させながら、高周波電源７を用いて、内側電極４の大径部４ｂと導電性樹脂チューブ前駆体１ａとの間に、周波数が５ｋＨｚで、電圧が１３ｋＶである高周波電圧を印加した。
【００８９】
これにより、導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面と、内側電極４の大径部４ｂの外周面に設けられた絶縁材８の外周面との間に上記のガス２０のプラズマを発生させ、導電性樹脂チューブ前駆体１ａを連続的に鉛直下方に移動させながら導電性樹脂チューブ前駆体１ａの内周面のプラズマ処理を連続的に行なった後に所定の長さに切り取って、実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブを作製した。
【００９０】
そして、上記のようにして作製した実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブについて、内周面の濡れ性、外周面の濡れ性、およびシリコーンゴムとの接着性についてそれぞれ以下のようにして評価した。その結果を表１に示す。
【００９１】
（１）内周面の濡れ性
実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブの内周面に、ＪＩＳ  Ｋ  ６７６８に規定されるぬれ張力３０．０ｍＮ／ｍの試験用液を滴下し、試験用液が滴下された時点から２秒後に濡れが発生している場合にはＡ評価とし、濡れが発生していない場合にはＢ評価とした。
【００９２】
なお、実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブの内周面は上記のプラズマ処理により親水性とされていることが上記のプラズマ処理が適正に行なわれていることの証明となるため、内周面の濡れ性の評価については、Ａ評価の方がＢ評価よりも優れた評価となる。
【００９３】
（２）外周面の濡れ性
実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブの外周面に、ＪＩＳ  Ｋ  ６７６８に規定されるぬれ張力２２．６ｍＮ／ｍの試験用液を滴下し、試験用液が滴下された時点から２秒後に濡れが発生している場合にはＢ評価とし、濡れが発生していない場合にはＡ評価とした。
【００９４】
なお、実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブの外周面は上記のプラズマ処理後においても疎水性が維持されていることが上記のプラズマ処理が行なわれていないことの証明となるため、外周面の濡れ性の評価についても、Ａ評価の方がＢ評価よりも優れた評価となる。
【００９５】
（３）シリコーンゴムとの接着性
まず、実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブを４９０ｍｍの長さに切り取り、切り取られた実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブの内周面にシリコーン系プライマーを塗布した。
【００９６】
次に、アルミニウム製の金属芯と、長さが４５０ｍｍで内径が２９ｍｍの円筒状ステンレス金型とを準備した。
【００９７】
次に、この円筒状ステンレス金型の内周面に４９０ｍｍの長さに切り取られた実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブを真空吸引によって固定し、円筒状ステンレス金型の内周面に固定された実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブの内周面で取り囲まれた空間にアルミニウム製の金属芯を挿通させた。
【００９８】
次に、アルミニウム製の金属芯の外周面と、実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブの内周面との間の空間に液状のシリコーンゴムを注入し、１５０℃で３０分間熱風により加熱加硫してシリコーンゴムからなる弾性層を形成した。その後、上記のステンレス金型を脱離してローラを作製した。
【００９９】
そして、上記のようにして作製したローラの外周面を構成する実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブの一部に切れ込みを入れ、その切れ込みから実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブを引っ張って、実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブを引き剥がし、実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブの剥離状態を目視により観察して以下の基準によりシリコーンゴムとの接着性を評価した。なお、シリコーンゴムとの接着性の評価についてもＡ評価の方がＢ評価よりも優れた評価となる。
Ａ評価：シリコーンゴムが破壊して、実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブが剥離した。
Ｂ評価：シリコーンゴムが破壊することなく、実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブが剥離した。
【０１００】
表１に示すように、実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブの内周面の濡れ性、外周面の濡れ性、およびシリコーンゴムとの接着性の評価はそれぞれＡ評価であった。
【０１０１】
これにより、実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブは、外周面が疎水性を有し、内周面が親水性を有してシリコーンゴムと強固に接着可能であるため、特に定着ローラの形成に好適な材料であることが確認された。
【０１０２】
＜実施例２＞
内径を３４ｍｍとしたこと以外は実施例１と同様にして、実施例２の導電性ＰＦＡ樹脂チューブを作製した。
【０１０３】
そして、上記のようにして作製した実施例２の導電性ＰＦＡ樹脂チューブについて、内周面の濡れ性および外周面の濡れ性の評価については実施例１と同様にして評価するとともに、シリコーンゴムとの接着性については以下の（３’）シリコーンゴムとの接着性のようにして評価した。その結果を表１に示す。
【０１０４】
（３’）シリコーンゴムとの接着性
まず、シリコーンゴムシートにシリコーン用接着剤（信越化学工業（株）製の「信越シリコーンＫＥ４５脱オキシム型ＲＴＶゴム」）を塗布し、その後、実施例２の導電性ＰＦＡ樹脂チューブの内周面が上記の接着剤に接するように実施例２の導電性ＰＦＡ樹脂チューブをシリコーンゴムシートに貼り付けた。
【０１０５】
次に、上記のようにして、実施例２の導電性ＰＦＡ樹脂チューブをシリコーンゴムシートに貼り付けた状態で、５０℃の温度雰囲気下に２４時間放置して、上記の接着剤を乾燥させた。
【０１０６】
その後、実施例２の導電性ＰＦＡ樹脂チューブを引っ張って、実施例２の導電性ＰＦＡ樹脂チューブをシリコーンゴムシートから引き剥がし、実施例２の導電性ＰＦＡ樹脂チューブの剥離状態を目視により観察して以下の基準によりシリコーンゴムとの接着性を評価した。なお、このシリコーンゴムとの接着性の評価についてもＡ評価の方がＢ評価よりも優れた評価となる。
Ａ評価：シリコーンゴムが破壊して、実施例２の導電性ＰＦＡ樹脂チューブが剥離した。
Ｂ評価：シリコーンゴムが破壊することなく、実施例２の導電性ＰＦＡ樹脂チューブが剥離した。
【０１０７】
表１に示すように、実施例２の導電性ＰＦＡ樹脂チューブの内周面の濡れ性、外周面の濡れ性、およびシリコーンゴムとの接着性の評価もそれぞれＡ評価であった。
【０１０８】
これにより、実施例２の導電性ＰＦＡ樹脂チューブについても、外周面が疎水性を有し、内周面が親水性を有してシリコーンゴムと強固に接着可能であるため、特に定着ローラの形成に好適な材料であることが確認された。
【０１０９】
＜実施例３＞
アルゴンとヘリウムと窒素と水素とからなる混合ガスからなるプラズマ生成用のガス２０を用いたこと以外は実施例１と同様にして、実施例３の導電性ＰＦＡ樹脂チューブを作製した。
【０１１０】
そして、上記のようにして作製した実施例３の導電性ＰＦＡ樹脂チューブについて、実施例２の導電性ＰＦＡ樹脂チューブと同様の方法で、内周面の濡れ性、外周面の濡れ性およびシリコーンゴムとの接着性についてそれぞれ評価した。その結果を表１に示す。
【０１１１】
表１に示すように、実施例３の導電性ＰＦＡ樹脂チューブの内周面の濡れ性、外周面の濡れ性、およびシリコーンゴムとの接着性の評価もそれぞれＡ評価であった。
【０１１２】
これにより、実施例３の導電性ＰＦＡ樹脂チューブについても、外周面が疎水性を有し、内周面が親水性を有してシリコーンゴムと強固に接着可能であるため、特に定着ローラの形成に好適な材料であることが確認された。
【０１１３】
＜実施例４＞
導電性樹脂チューブの樹脂成分をＰＦＡからＰＴＦＥに変更したこと以外は実施例１と同様にして、実施例４の導電性ＰＴＦＥ樹脂チューブを作製した。
【０１１４】
そして、上記のようにして作製した実施例４の導電性ＰＴＦＥ樹脂チューブについて、実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブと同様にして、内周面の濡れ性、外周面の濡れ性、およびシリコーンゴムとの接着性についてそれぞれ評価した。その結果を表１に示す。
【０１１５】
表１に示すように、実施例４の導電性ＰＴＦＥ樹脂チューブの内周面の濡れ性、外周面の濡れ性、およびシリコーンゴムとの接着性の評価もそれぞれＡ評価であった。
【０１１６】
これにより、実施例４の導電性ＰＴＦＥ樹脂チューブについても、外周面が疎水性を有し、内周面が親水性を有してシリコーンゴムと強固に接着可能であるため、特に定着ローラの形成に好適な材料であることが確認された。
【０１１７】
＜比較例１＞
図１に示す導電性樹脂チューブの製造装置のインサート３とアースとの接続を解除するとともに、導電性樹脂チューブ前駆体１ａの外周面に接する外側電極を設けて、この外側電極をアースと接続してアース電極としたこと以外は実施例１と同様にして、比較例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブを作製した。
【０１１８】
そして、上記のようにして作製した比較例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブについて、実施例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブと同様にして、内周面の濡れ性、外周面の濡れ性、およびシリコーンゴムとの接着性についてそれぞれ評価した。その結果を表１に示す。
【０１１９】
表１に示すように、比較例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブについては、外周面の濡れ性の評価がＢ評価であるため、外周面の疎水性が維持できないことが確認された。
【０１２０】
これにより、比較例１の導電性ＰＦＡ樹脂チューブについて外周面が疎水性を有しないことから、定着ローラの形成には好適な材料ではないことが確認された。
【０１２１】
【表１】
0005477849.tif 000002
【０１２２】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明は、導電性樹脂チューブの製造方法、導電性樹脂チューブの製造装置およびローラの製造方法に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１  導電性樹脂チューブ、１ａ  導電性樹脂チューブ前駆体、２  成形排出装置、３  インサート、４  内側電極、４ａ  小径部、４ｂ  大径部、５  ホッパ、６  樹脂移送管、７  高周波電源、８  絶縁材、９  絶縁性被覆部材、９ａ  小径部、９ｂ  大径部、１０  ガイド部材、１１  ガス導入路、１２  ガス排出路、１３  ダイス、１４  絶縁材、１５  挟持ローラ、１６  調圧装置、２０  ガス、２１  矢印、３３  定着ローラ、３４  中芯、３５  弾性層、３６  トナー、３７  用紙、３８  加圧ローラ、４０ａ，４０ｂ  冷却水、４１，４２  流路。
【図１】
0005477849.tif 000003
【図２】
0005477849.tif 000004
【図３】
0005477849.tif 000005
【図４】
0005477849.tif 000006
【図５】
0005477849.tif 000007
【図６】
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