(57)【要約】【課題】高粘度材料を用いた弾性層形成において、ブレードの離脱痕を小さくすることができる塗膜形成方法を提供する。【解決手段】ベルト基体１３ａ上に弾性層を有する構造体の弾性層となる塗膜を形成する方法に関する。ベルト基体１３ａ上に弾性層材料からなる塗料を供給し、供給された塗料をベルト基体１３ａの下端に所定間隔で対向するブレード２８で掻き落とし、掻落としの開始から基体が１回転完了直前に、ベルト基体１３ａとブレード２８との間隔を狭く変更する。【選択図】      図１
2004181291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に弾性層を有する構造体の前記弾性層となる塗膜を形成する方法において、
前記基体上に弾性層材料からなる塗料を供給し、該供給された塗料を前記基体の下端に所定間隔で対向するブレードで掻き落とし、該掻き落としの開始から前記基体が１回転完了直前に、前記基体とブレードとの間隔を狭く変更することを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項２】
請求項１の塗膜形成方法において、前記基体上に供給された塗料を掻き取るブレードの先端厚を０．１ｍｍ以下にすることを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項３】
前記構造体が定着ローラ、定着ベルト等の定着部材であることを特徴とする塗膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式において、転写紙上の未定着トナー像を加熱、加圧により定着させる定着部材（定着ローラ、定着ベルト等）の基体上への弾性層の塗膜形成方法に関し、無端状ベルト、円筒形状物等の積層体への塗膜形成に応用が可能なものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、電子写真方式の画像作製プロセスを有する画像形成装置の模式図である。図７において、符号１２Ａは定着ローラユニット、符号１２Ｂは定着ベルトユニットを示し、図７では両方記載されているが、通常はどちらかのユニットが選択される。
【０００３】
図７に示すように、電子写真方式を用いる装置、例えば複写機、レーザプリンタは、回転する感光体ドラム１を有し、この感光体ドラム１の感光層を、帯電ローラ２を用いて一様に帯電させた後で、レーザ走査ユニットからのレーザビームによって露光３して静電潜像を形成し、次に現像器４から感光体ドラム１上に供給されるトナーによって静電潜像を現像してトナー像とし、そのトナー像を記録シート７上に転写させ、更にその記録シート７を熱定着装置（定着ローラユニット１２Ａ又は定着ベルトユニット１２Ｂ）に通過させてトナー像を熱定着する様に構成されている。なお、図７中、符号５はパワーパック、符号６は転写ローラ、符号８はクリーニング装置、符号９は表面電位計をそれぞれ示す。
【０００４】
このような従来の熱定着装置においては、例えば、定着ローラユニット１２Ａの場合には、アルミニウムなどの中空円筒体からなる芯金の外周面にトナーの粘着を防止するためのフッ素樹脂層などからなる粘着防止層を設けた加熱定着ローラ１０が使用されているが、加熱定着ローラ１０は芯金１０ａの中空部に回転中心線に沿ってハロゲンランプなどのヒータを配置し、その輻射熱によって加熱定着ローラ１０を内側から加熱する様になっている。
【０００５】
更に加熱定着ローラ１０と平行にこれに圧接する加圧ローラ１１を設けて、加圧ローラ１１と加熱定着ローラ１０との間に記録シート７を通過させることにより記録シート７上に付着しているトナーを加熱定着ローラ１０の熱により軟化させつつ、加圧により記録シート７上に定着させている。
【０００６】
また、定着ベルトユニット１２Ｂを用いた場合には、図９に示すように、加熱定着ベルト１３を定着ローラ１４と内部に加熱ヒータ１５ａを有する加熱ローラ１５とで支持し、加熱定着ベルト１３に加圧ローラ１６を圧接させている。
【０００７】
ここで、フルカラー複写機、レーザプリンタでは、赤（マゼンタ）、青（シアン）、黄（イエロー）、黒（ブラック）の４色のカラートナーが用いられるが、カラー画像の定着時には、これらのカラートナーを溶融状態で混合する必要があり、トナーを低融点化して溶融しやすくすると共に、加熱定着ローラ１０の表面で、複数種のカラートナーを包み込むようにして溶融状態で、均一に混合させることが必要になる。
【０００８】
この表面の柔軟性を付与するために、芯金上にシリコーンゴムやフッ素ゴムなどの１５０〜３００μｍの厚さを持つゴム弾性層を設けた構成の加熱定着ローラ１０やベルト基体上にゴム弾性層を設けた構成の加熱定着ベルト１３がある。しかし、これらは柔軟性にはすぐれるものの、トナー離型性が不足しているため、トナーオフセット現象が発生しやすい。
【０００９】
そこで、最近では、図８に示すように、芯金１０ａ上にシリコーンゴムやフッ素ゴムなどのゴム弾性層１０ｂを設けるとともにゴム弾性層１０ｂ上にフッ素樹脂からなる離型層（粘着防止層）１０ｃを形成させた構成の加熱定着ローラ１０やベルト基体１３ａ上にゴム弾性層１３ｂを設けるとともにゴム弾性層１３ｂ上にフッ素樹脂からなる離型層（粘着防止層）１３ｃを形成させた構成の加熱定着ベルト１３が提案されており、トナー離型性を確保することが可能である。
【００１０】
ここで、ゴム弾性層を形成する工法として、従来はスプレー塗装が考えられ、一般的に用いられてきた。しかしスプレー塗装では、このような厚膜を形成するには塗装回数が非常に多くなり、加工タクトが長い。またスプレーガンで霧化して噴霧するには粘度が低いことが前提である。しかしシリコンなどのゴム材は一般的に加硫前の状態は高粘度であり、スプレー塗装するためにゴム材料を溶媒（トルエンなどの有機溶剤）と混ぜて、塗装時に粘度を低下するが必要となる。しかし、溶剤を使用したスプレー塗装をおこなうと、当然そのミストは大気中にそのまま排出することはできず、排気脱臭システムの導入が必要となり、先述のように塗装回数が多いとフィルターのランニングコストなどが高額になり、採算性が悪くなる。また、近年では環境へ影響を考慮して、大量の有機溶剤を用いる加工工法は避けることが望ましい。
【００１１】
そこで、これらのスプレー塗装の課題を解決できる他の方式として挙げられるのがブレードにより基体上に塗布された塗料を均一化し、掻き取ることにより膜を形成するブレード塗工法である。このブレード塗工法として、従来、特許第２６９１２８４号公報及び特開２００２−５９０６５号公報に記載されたものが知られている。
【００１２】
特許第２６９１２８４号公報に示されるブレード塗工法は、先ず、ゴムローラと所定の間隙を形成するまでドクターナイフが前進してゴムローラに接近し、次に、ゴムローラを回転してその表面に塗布されたコーティング材をドクターナイフの先端によって均一にならし、その後、ドクターナイフが後退し、ゴムローラの回転を停止し、ゴムローラの表面に塗布されたコーティング材を常温硬化、又は加熱硬化処理によりゴム弾性体にし、均一な膜厚を有する二層ゴムローラを作製しようとするものである。
【００１３】
また、特開２００２−５９０６５号公報に示されるブレード塗工法は、ゴム製あるいは樹脂製のシームレスベルト、シームレスドラム、ロールからなる回転体の表面にコーティング材を供給し、該回転体の下方に固定した掻取用のブレードでコーティング材を掻き取って、コーティング厚さを自動的に所定厚さとし、かつ、掻き取ったコーティング材をブレードに沿って落下させるコーティング方法である。
【００１４】
【特許文献１】
特許第２６９１２８４号公報
【特許文献２】
特開２００２−５９０６５号公報
【特許文献３】
特願２００２−３２７３５９号
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの方法で課題となるのが、塗膜表面を均した後のブレードの離脱による痕が塗膜に残ることである。この痕の部分で複写した画像にスジのような異常画像を発生させる原因となるので、この痕を低減する必要がある。また、定着部品の弾性層に用いられるゴム材は、シリコンゴムなどの耐熱性のゴムをベースに熱伝導性、耐熱性を向上させるため、導電性を付与するために様々な材料が混ぜられ粘度が高くなる傾向にあり、材料のレベリング特性による痕潰れの効果がなく、ブレード離脱時の痕の低減は、更に困難となる。
【００１６】
そこで本発明は、高粘度材料を用いた弾性層形成において、ブレードの離脱痕を小さくすることができる塗膜形成方法を提供することをその目的とする。
【００１７】
【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、基体上に弾性層を有する構造体の前記弾性層となる塗膜を形成する方法において、前記基体上に弾性層材料からなる塗料を供給し、該供給された塗料を前記基体の下端に所定間隔で対向するブレードで掻き落とし、該掻き落としの開始から前記基体が１回転完了直前に、前記基体とブレードとの間隔を狭く変更することを特徴とする塗膜形成方法である。
また、前記基体上に供給された塗料を掻き取るブレードの先端厚を０．１ｍｍ以下にすることが好ましい。
また、本発明は、前記構造体が定着ローラ、定着ベルト等の定着部材であることを特徴とする塗膜形成方法である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る一実施形態の塗膜形成方法を行うための塗膜形成装置を示す図、図２は図１の塗膜形成装置に用いるワークとして無端状ベルトを用いた場合の塗膜形成装置要部を示す図、図３は図１の塗膜形成装置に用いるワークとして円筒状部材を用いた場合の塗膜形成装置要部を示す図である。
【００１９】
本発明における定着ベルト及び定着ローラの弾性層を形成する塗膜形成装置の概略構造を図１に示す。なお、図１では図２にも示す定着ベルトを対象とする場合を示し、定着ローラを対象とする場合は図３の構成に置き換えることができる。
【００２０】
図１に示すように、この塗膜形成装置は、ワーク（被塗装物）であるベルト基体１３ａを保持する、駆動軸２１及びテンション軸３４と、駆動軸２１を回動自在に保持するテール２２及び主軸２３と、主軸２３からワークの回転量を検出する機構であるエンコーダ２４と、モータ等のワーク回転機構２６と、アクチュエータ等のブレード位置決め部２７と、ブレード位置決め部２７により、ワークとの距離を位置決めされるブレード２８と、ワークを保持するワーク保持機構２９と、ワークに対向してその上方に配置された塗料ノズル３０と、材料タンク３２から送液管３３を介して塗料ノズル３０に弾性層材料を供給する送液ポンプ３１と、エンコーダ２４からのワーク回転量情報に基づいて、ワーク回転機構２６、ブレード位置決め部２７及びワーク保持機構２９等を制御する装置制御部２５とを備えて構成されている。
【００２１】
無端状ベルトを基材としたベルト基体１３ａを用いる場合は、図２に示すように、２本のワーク保持用軸（駆動軸２１、テンション軸３４）をベルト基体１３ａの内側に通して、上下方向に駆動軸２１及びテンション軸３４を張り、ベルト基体１３ａにテンションをかけることで、ベルト基体１３ａを保持している。
【００２２】
円筒状のワークである芯金１０ａを対象とする場合は、図３に示すように、ワーク保持用軸は使用せず、そのままテール２２と主軸２３とにより円筒状ワークである芯金１０ａを保持している。保持した芯金１０ａは、主軸２３をワーク回転機構２６により回転することにより回転されることになる。
【００２３】
塗料ノズル３０は、材料タンク３２から送液ポンプ３１により送られた弾性層材料（ゴム材料）を、被塗装物であるベルト基体１３ａまたは芯金１０ａに塗布する。ここでは、高粘度材料に対応するため、送液ポンプ３１としてモーノポンプを使用している。ワークを回転させることにより、塗装ノズル３０から供給された材料を、被塗装物（芯金１０ａ、ベルト基体１３ａ）全周に塗布することができる。
【００２４】
図４は図１の塗膜形成装置の塗膜掻き落としによる塗膜形成を示す図であり、（Ａ）は掻き落とし開始状態を示し、（Ｂ）ワークの１回転完了前の状態を示し、（Ｃ）はワークの１回転完了時の状態を示し、（Ｄ）はワークの１回転通過後の状態を示す。
【００２５】
図４（Ａ）に示すように、塗料ノズル３０からワークに供給される材料を例えばシリコンゴムＳＧ、塗料ノズル３０により塗布された塗膜を１次膜ＳＧ４、ブレード２８により形成された塗膜の膜厚を塗装膜厚ｔ、ブレード２８により引き伸ばされた塗膜を引き伸ばされた部分ＳＧ２、ブレード２８により掻き落とされた余分な塗料を掻き落とされた部分ＳＧ３、被塗装物とブレード２８との間隔をコーティングギャップＣＧとする。
【００２６】
図４（Ｂ）に示すように、先端形状をシャープにしたブレード２８を被塗装物に接近させて、被塗装物を回転させることで、塗装ノズル３０で塗布した材料を掻き取り、均一な膜を形成する。ここで、ブレード２８により余分な材料を掻き落とし、形成された膜を２次膜ＳＧ１とする。
【００２７】
また、被塗装物とブレード先端との間隔（コーティングギャップＣＧ）をブレード位置決め部２７で調整することにより、所望の膜厚にすることが可能である。本例で使用のゴム材料の場合、塗装膜厚ｔはコーティングギャップＣＧの６〜７割程度になることが明らかになっている。
【００２８】
従って、被塗装物が１回転以上回転することにより、１次膜ＳＧ４をブレード２８が掻き落とし、２次膜ＳＧ１が被塗装物の全周に形成される。このとき、上述の様に２次膜ＳＧ１の膜厚はコーティングギャップＣＧの６〜７割の厚みになるので、２回転以降の２次膜ＳＧ１は、ブレード２８に触れないことになる。（図４（Ｄ）参照）
【００２９】
また、図４（Ｃ）に示すように、１回転終了時でのブレード先端と２次塗膜面との間に溜まる材料（滞留部分ＳＧ５）が、ブレード２８が離れる際に、被塗装物側に移りブレード離脱時のブレード痕ＳＧ６となる。
【００３０】
ここで、上述の様にブレード２８で掻き落として２次膜ＳＧ１を形成するため、塗装ノズル３０で形成する１次膜ＳＧ４は、コーテイングギャップＣＧより２０〜３０μｍ程厚い膜を形成しておく。
【００３１】
図１の塗膜形成装置において、２次膜ＳＧ１を形成するコーテイングギャップＣＧを被塗装物の１回転完了直前に、コーティングギャップＣＧを狭めた後、１回転通過させた。被塗装物の回転量はエンコーダ２４で検出し、被塗装物が１回転する直前にコーティングギャップＣＧを狭めた後（図４（Ｃ）の位置でコーティングギャップを狭める）、被塗装物を回転させて、ブレード２８を通過させる。
【００３２】
前述の様に、ブレード離脱痕は、２次塗膜（２次膜ＳＧ１）面とブレード先端の間に溜まる材料溜まり（滞留部分ＳＧ５）が影響するので、１回転終了直前に、コーティングギャップＣＧを狭めて、ブレード先端と２次塗膜（２次膜ＳＧ１）面との間を狭めて材料溜まりを小さくして、ブレード痕ＳＧ６を小さくする。（図６参照）
【００３３】
ここで、コーティングギャップＣＧを狭め過ぎると、ブレード先端が２次塗膜（２次膜ＳＧ１）表面に触れてしまい、掻き落としてしまい、所望膜厚が得られなくなるのでコーティングギャップ変更幅には制約がある。
本例では、より高粘度であるゴム材料（粘度１５５ＰａＳ）を用いて、コーティングギャップＣＧを３００μｍ、変更ギャップ量を２０μｍ、４０μｍ。所望の膜厚を２１０μｍとした。
【００３４】
図１の塗膜形成装置において、１次膜ＳＧ４を掻き落として２次膜ＳＧ１を形成するブレード２８を垂直に配置し（鉛直方向下方に配置し）、被塗装物に対して垂直方向になるように配置した。これにより、ブレード２８で掻き落とされた材料が、重力により下方へ流れ落ちる性質を利用して、ブレード先端部での材料溜まりを小さくして、ブレード離脱痕を小さくすることができる。
【００３５】
また、図１の塗膜形成装置において、１次膜ＳＧ４を掻き落とし２次膜ＳＧ１を形成するブレード２８の先端厚を０．１ｍｍ以下とした。ブレード先端厚を０．１ｍｍ、０．３ｍｍ、０．６ｍｍとしたとき、ブレード離脱痕はブレード先端厚に比例して大きくなった。（図５参照）
【００３６】
ブレード先端厚を狭くすることにより、ブレード先端に溜まる材料溜まりである残留部分ＳＧ７を小さくすることができるため、ブレード離脱痕も小さくなる。従って、ブレード先端厚は０．１ｍｍ以下が望ましい。このとき、使用したゴム材料は粘度２４（ＰａＳ）のもので、コーティングギャップＣＧを３００μｍ、所望膜厚を２１０μとした。
【００３７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では電子写真方式の装置で用いられる定着ローラ又は定着ベルトの場合について説明したが、他の無端状ベルトや円筒形状物への塗膜形成にも容易に適用することができる。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基体上に供給された塗料を基体の下端に所定間隔で対向するブレードで掻き落とすことにより、ブレード離脱時のブレード痕を小さくするとともに、基体が１回転完了直前に、基体とブレードとの間隔を狭くしてコーティングギャップを狭めることで、より高粘度な材料においてもブレード離脱時のブレード痕を小さくすることができる。
また、使用するゴム材料を溶剤等で希釈する必要がないので、溶剤レスの工程を設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の塗膜形成方法を行うための塗膜形成装置を示す図である。
【図２】ワークとして無端状ベルトを用いた場合の塗膜形成装置要部を示す図である。
【図３】ワークとして円筒状部材を用いた場合の塗膜形成装置要部を示す図である。
【図４】図１の塗膜形成装置の塗膜掻き落としによる塗膜形成を示す図である。
【図５】ブレード先端厚とブレード痕の高さとの関係を示す図である。
【図６】コーティングギャップとブレード痕の高さとの関係を示す図である。
【図７】画像形成装置の模式図である。
【図８】定着ベルトまたは定着ローラの断面図である。
【図９】定着ベルトユニットを示す図である。
【符号の説明】
１０ａ  芯金
１０ｂ  ゴム弾性層
１０ｃ  離型層
１１  加圧ローラ
１２Ａ  定着ローラユニット
１２Ｂ  定着ベルトユニット
１３  加熱定着ベルト
１３ａ  ベルト基体
１３ｂ  ゴム弾性層
１３ｃ  離型層
２７  ブレード位置決め部
２８  ブレード
２９  ワーク保持機構
３０  塗料ノズル
３１  送液ポンプ
３２  材料タンク
３３  送液管
３４  テンション軸
ＣＧ  コーティングギャップ
Ｇ  ノズルギャップ
ＳＧ  シリコンゴム
ＳＧ１  ２次膜
ＳＧ２  引き伸ばされた部分
ＳＧ３  掻き落とされた部分
ＳＧ４  １次膜
ＳＧ５  滞留部分
ＳＧ６  ブレード痕
ＳＧ７  残留部分
ｔ  塗装膜厚
【図１】
2004181291.tif 000003
【図２】
2004181291.tif 000004
【図３】
2004181291.tif 000005
【図４】
2004181291.tif 000006
【図５】
2004181291.tif 000007
【図６】
2004181291.tif 000008
【図７】
2004181291.tif 000009
【図８】
2004181291.tif 000010
【図９】
2004181291.tif 000011