(57)【要約】【課題】粉体入りの塗料でも、粉体の配合比をばらつかせることなく塗導電性ローラの周面にこの塗料を塗装して導電性ローラを構成する層を形成することのできるロールコータ式塗装装置、および、その装置を用いた導電性ローラの塗装方法を提供する。【解決手段】アプリケーションロールおよびピックアップロールの少なくとも一方の周面に複数のディンプルを設け、これらのディンプルの形状を凹レンズ状とし、その直径を１０〜１００μｍ、深さを１０〜１００μｍとする。【選択図】図２
2005246277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性ローラと周面同士を当接させて回転し、周面上の塗料を導電性ローラに塗装するアプリケーションロールと、前記塗料を収容する塗料パンと、塗料パン内の塗料に周面を接触させて回転し、前記塗料を塗料パンから汲み上げアプリケーションロールに供給するピックアップロールとを具えたロールコータ式導電性ローラ塗装装置において、
アプリケーションロールおよびピックアップロールの少なくとも一方の周面に複数のディンプルを設け、これらのディンプルの形状を凹レンズ状とし、その直径を１０〜１００μｍ、深さを１０〜１００μｍとしてなる導電性ローラ塗装装置。
【請求項２】
前記ディンプルのそれぞれの、最寄りに位置するディンプルとの中心同士の距離を、これら二つのディンプルの直径の平均値の１〜２倍としてなる請求項１に記載の導電性ローラ塗装装置。
【請求項３】
前記ディンプルは、直径および深さの少なくとも一方が異なる複数の種類よりなるものとする請求項１もしくは２に記載のロールコータ式導電性ローラ塗装装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のロールコータ式導電性ローラ塗装装置を用いて、平均粒径が１〜１００μｍの粉体を混合分散させた塗料を導電性ローラに塗装してその構成層を形成する導電性ローラの製造方法。
【請求項５】
前記アプリケーションローラの周速度と導電性ローラの周速度とを異ならせて前記塗料を導電性ローラの周面に塗装する請求項４に記載の導電性ローラの製造方法。
【請求項６】
前記塗料の粘度を５００〜１００００Ｐａ・ｓとする請求項４もしくは５のいずれかに記載の導電性ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電ローラ、現像ローラ等、導電性の基層の半径方向外側に表層を有する導電性ローラにおいて、表層をロールコータ塗装により形成するロールコータ式導電性ローラ塗装装置および導電性ローラの製造方法に関し、特に、粉体を混合分散させた塗料を用いるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置などに装着され、感光ドラムの表面を帯電させる帯電ローラや、感光ドラム表面にトナーを移載する現像ローラ等の導電性ローラは、中心にシャフトを有し円柱状の基層の半径方向外側に最外層となる薄膜の表層が設けられる。
【０００３】
従来、この表層を形成する方法として、ディッピング塗装やスプレー塗装による方法の他、ロールコータ塗装によって塗膜を形成してこれを表層とする方法も提案されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００４】
このロールコータ塗装による方法は、塗料を収容する塗料パンから一もしくは複数のロールの周面を介して被塗物である導電性ローラのローラ軸方向全幅に亘って同時に塗料を着けてゆく方法であり、一本ずつ連続して塗装することが容易なので、他の方法に対比して生産性が高いという特長を有する。
【０００５】
一方、最近、これらの導電層ローラの表面をつや消しにするため、ディップ塗装により、粉体を混合分散させた塗料で表層を形成し、粉体の作用により表面に凹凸を設けることが行われているが、生産性が低く、このような粉体入り塗料を用いた場合でもロールコータによって表層を形成することが求められている。
【０００６】
しかしながら、ロールコータ塗装によって粉体入り塗料を導電性ローラに塗装しようとした場合、粉体は粘性がないため、塗料の液体部分に対比してロールコータのロール周面で滑りやすく、そのため、塗料パンに収容されている塗料と、導電性ローラの表面に塗装された塗料とでは、粉体の配合比が異なるという問題があり、また、ロールコータのロール周面の搬送効率を一定にすることがむつかしく、仮に塗料パンに収容されている塗料を所定の配合に維持したとしても、導電性ローラの表面に塗装された塗料の配合比がばらつくという問題があった。
【特許文献１】特開平２−２６１５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、粉体入りの塗料でも、粉体の配合比をばらつかせることなく導電性ローラの周面にこの塗料を塗装して導電性ローラの構成層、特には表層を形成することのできるロールコータ式塗装装置、および、その装置を用いた導電性ローラの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
＜１＞は、導電性ローラと周面同士を当接させて回転し、周面上の塗料を導電性ローラに塗装するアプリケーションロールと、前記塗料を収容する塗料パンと、塗料パン内の塗料に周面を接触させて回転し、前記塗料を塗料パンから汲み上げアプリケーションロールに供給するピックアップロールとを具えたロールコータ式導電性ローラ塗装装置において、
アプリケーションロールおよびピックアップロールの少なくとも一方の周面に複数のディンプルを設け、これらのディンプルの形状を凹レンズ状とし、その直径を１０〜１００μｍ、深さを１０〜１００μｍとしてなる導電性ローラ塗装装置である。
【０００９】
＜２＞は、＜１＞において、前記ディンプルのそれぞれの、最寄りに位置するディンプルとの中心同士の距離を、これら二つのディンプルの直径の平均値の１〜２倍としてなる導電性ローラ塗装装置である。
【００１０】
＜３＞は、＜１＞もしくは＜２＞において、前記ディンプルは、直径および深さの少なくとも一方が異なる複数の種類よりなるものとするロールコータ式導電性ローラ塗装装置である。
【００１１】
＜４＞は、＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載のロールコータ式導電性ローラ塗装装置を用いて、平均粒径が１〜１００μｍの粉体を混合分散させた塗料を導電性ローラに塗装してその構成層を形成する導電性ローラの製造方法である。
【００１２】
＜５＞は、＜４＞において、前記アプリケーションローラの周速度と導電性ローラの周速度とを異ならせて前記塗料を導電性ローラの周面に塗装する導電性ローラの製造方法である。
【００１３】
＜６＞は、＜４＞もしくは＜５＞において、前記塗料の粘度を５００〜１００００Ｐａ・ｓとする導電性ローラの製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
＜１＞の発明によれば、アプリケーションロールおよびピックアップロールの少なくとも一方の周面に複数のディンプルを設け、これらのディンプルの形状を凹レンズ状とし、その直径を１０〜１００μｍ、深さを１０〜１００μｍとしたので、粉体入りの塗料をこれらの周面に載せて運ぶ場合、一旦ディンプルの中に入った塗料は、この周面が塗料を受け渡すローラに当接し始めるまで、ディンプルから出ることはなく、ディンプルを密に配置することにより、粉体入りの塗料を粉体の配合比を変えることなく塗料パンから導電性ローラの周面上に運ぶことができる。
【００１５】
ディンプルの直径を、１０μｍ未満にすると、大きな粉体をディンプルに収容して運ぶことが難しくなり、その結果、所期した粉体粒度分布の層を形成することができず、一方、これを１００μｍを越えるものにすると、ディンプル内の塗料とディンプル外のロール表面上の塗料との粉体濃度が異なるため、この差がそのまま導電性ローラ表面に転写され、ろ波中心線うねりが大きくなり、所期した表面性状を得ることができない。
【００１６】
ディンプルの深さについても、１０μｍ未満にすると、大きな粉体をディンプルに収容して運ぶことが難しく、所期した粉体粒度分布の層を形成することができず、また、１００μｍを越えるものにすると、ディンプル内外の粉体分布差がそのまま導電性ローラ表面に転写されてしまう。
【００１７】
また、ディンプルの形状を凹レンズ状としたので、粉体の多く含まれた塗料を、ディンプルの内外に移動させやすく、塗料を導電性ローラの表面に受け渡すとき、ディンプルの内外で異なる粉体濃度を容易にならすことができ、均一な表面の層を形成することができる。
【００１８】
＜２＞の発明によれば、塗料が導電性ローラ周面に近づくにつれ、ディンプル内の粉体濃度と、周面のディンプル以外の部分に運ばれた塗料との濃度の差が大きくなるところ、最寄りに位置するディンプルとの中心同士の距離、すなわち、ディンプルの配列ピッチを、これら二つのディンプルの平均直径の１〜２倍としたので、運んだ塗料はほとんどディンプルによって運ばれることになり、導電性ローラを塗装する際の、位置による粉体の濃度のばらつきを抑えることができ、導電性ローラにおける粉体分布の幅を小さくすることができる。
【００１９】
ディンプルの配列ピッチを、ディンプルの平均直径の１未満にすると、ディンプル同士が繋がってしまい、ディンプルが大きくなりすぎたのと同様の欠点をもたらし、一方、これを、２を越えるものにすると、ディンプルの全体表面に占める割合が小さくなり、ディンプルによる、粉体入り塗料に対する搬送効果を得ることができない点で好ましくない。
【００２０】
＜３＞の発明によれば、直径および深さの少なくとも一方が異なる複数の種類のディンプルを配置するので、広い粒径分布の粉体を分散させた塗料であってもこの分布を維持したまま塗料を塗料パンから導電性ローラの周面まで運ぶことができる。
【００２１】
＜４＞の発明によれば、前記ロールコータ式導電性ローラ塗装装置を用いて平均粒径が１〜１００μｍの粉体を混合分散させた塗料を塗装するので、前述のディンプルの作用により、粉体の濃度を変化させることなく、塗料を塗料パンから導電性ローラの周面まで運ぶことができ、しかも、後に実施例で示すように、確実に粉体を運べるよう、粉体粒径に合わせてディンプル寸法が設定されているので、粉体濃度のバラツキを確実に抑えることができる。
【００２２】
＜５＞の発明によれば、アプリケーションローラの周速度と導電性ローラの周速度とを異ならせて粉体入り塗料を塗装するので、ディンプル部分とそれ以外の周面部分との粉体濃度差がそのまま導電性ローラに転写されることなく、これの周面の当接部分に作用する接線方向の力によりそれが混ぜ合わされて均一化され、導電性ローラの周面に形成される層の粉体分布を一層均一にすることができる。
【００２３】
＜６＞の発明によれば、塗料の粘度を５００〜１００００Ｐａ・ｓとしたので、ディンプルによる、粉体入り塗料に対する搬送効果を向上させることができる。塗料の粘度が５００Ｐａ・ｓの場合、粘度が小さすぎて、ディンプルによっても、粉体入り塗料を十分搬送することができず、逆に、これが１００００Ｐａ・ｓを越えた場合には、ディンプルを設けないロールコータ装置を用いても、十分、この塗料を搬送することができ、ロールの表面をディンプルを設けるための投資が無駄になってしまう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図１は、本実施形態のロールコータ式導電性ローラ塗装装置によって塗装される導電性ローラＲを示す断面図であり、導電性ローラＲは、シャフトＳと、シャフトＳの周りに配設された基層Ｌ１と、基層Ｌ１の半径方向外側に形成されローラ周面を構成する表層Ｌ２とよりなる。このような導電性ローラとしては、複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置などに装着され、感光ドラムの表面を帯電させる帯電ローラや、感光ドラム表面にトナーを移載する現像ローラ等があり、これらのローラにおいて、シャフトＳは、プリンタ等の電子写真装置に軸支される部分であり、金属あるいはプラスチック製のものが用いられる。
【００２５】
例えば、帯電ローラの場合、基層Ｌ１は、スポンジゴム等よりなる弾性層Ｌ１ａとその外周に設けられ表層との間の電気抵抗を調整する抵抗調整層Ｌ１ｂの二層もしくはそれ以上で構成され、表層Ｌ２は、例えば、ウレタン変性アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、及びフッ素樹脂等のうち、１種又は２種以上に各種電子導電剤や各種イオン導電剤やカーボン等の導電材を混ぜて導電性を付与されたものが用いられる。
【００２６】
そして、表層Ｌ２の厚さは、通常、１〜３０μｍであり、また、そのバラツキの幅は例えば２ｍμ以下となるよう高精度に形成される。
【００２７】
本発明は、表層Ｌ２の表面に、粉体により凹凸を形成したものに関し、そのため表層Ｌ２は、平均粒径が１〜１００μｍの粉体が混合分散された材料よりなっており、粉体材料としては、ポリウレタン、アクリル、シリカ等が用いられる。
【００２８】
図２は、ロールコータ式導電性ローラ塗装装置１を模式的に示す断面図であり、ロールコータ式導電性ローラ塗装装置１は、導電性ローラＲの基層Ｌ１上に塗装を施して表層Ｌ２を形成するものであり、導電性ローラＲの周面に当接して回転して塗料を導電性ローラに供給するアプリケーションロール２と、この塗料を収容する塗料用パン３と、塗料パン３内の塗料Ｐ０に周面を接触させるとともにアプリケーションロール２と周面同士を当接させて回転し、前記塗料Ｐ０を塗料パン３から汲み上げアプリケーションロール２に供給するピックアップロール４とを具える。
【００２９】
この装置１において、塗料用パン３に収容された塗料Ｐ０は、回転するピックアップロール４の表面に付着して汲み上げられる。ピックアップロール４上に汲み上げられた塗料Ｐ１は、ピックアップロール４に当接して回転するアプリケーションロール２にその一部が供給され、アプリケーションロール２上に供給された塗料Ｐ２は、同様にして、導電性ローラＲの周面に塗装され、導電性ローラＲの基層Ｌ１上に塗装された塗料Ｐ３が、乾燥後、表層Ｌ２となる。
【００３０】
この装置１において、ピックアップロール４およびアプリケーションロール２のそれぞれの周面に、均一、かつ、密に、凹レンズ状のディンプルが設けられる。図３はこのディンプル５を説明するための図であり、図３（ａ）は、例えばピックアップロール４の周面の一部を展開して半径方向外側より見たときの展開図であり、図３（ｂ）は、この周面に設けられたディンプル５の中心を通る半径方向断面図である。各ディンプルに対して、配列ピッチＰを、もっとも近くに配置されたディンプルとの中心間距離と呼ぶとすると、配列ピッチＰは、これら二つのディンプル５の直径Ｄａの平均値の１〜２倍の範囲にあり、また、それぞれのディンプルの直径Ｄａは１０〜１００μｍの範囲に、深さｔは１０〜１００μｍの範囲にある。
【００３１】
そして、これらのディンプル５の直径および深さの少なくとも一方が二種類以上のディップルが散りばめられて配列されるのが好ましい。
【００３２】
また、導電性ローラＲは、アプリケーションローラ２によって駆動されるのではなく、アプリケーションローラ２と独立に駆動されるのが好ましく、このことにより、周速度がアプリケーションローラと異なるよう導電性ローラＲを駆動して、アプリケーションローラ２と導電性ローラＲとの当接面に接線方向の力を作用させて、ディンプル内に塗料を導電性ローラＲの周面全体に拡散させて、粉体分布が均一な表層Ｌ２を形成することができる。
【実施例】
【００３３】
本実施形態で説明したロールコータ式導電性ローラ塗装装置１を用いて導電性ローラの表層を形成したものを実施例とし、また、比較例として、ロールコータ式導電性ローラ塗装装置１とはディンプルの直径および深さの一方が異なる点だけが相違する塗装装置を用いて同仕様の導電性ローラを試作し、さらに、ロール周面にディンプルを設ける代わりに周面を鏡面処理した点だけがロールコータ式導電性ローラ塗装装置１と異なる塗装装置を用いて同仕様の導電性ローラを試作して従来例とし、これらの実施例、比較例および従来例の導電性ローラの表面における表面粗さＲｚ、および、ろ波中心線うねりＲmaxを比較した。その結果を表１に示す。
【００３４】
試作した導電性ローラ、ならびに、試作に用いた塗料、および、ロールコータ式導電性ローラ塗装装置の主要諸元を表２に示す。なお、従来例の試作に用いた装置の、鏡面処理を施した周面の表面粗さＲｚは、１μｍ以下であった。
【００３５】
【表１】
2005246277.tif 000003
【００３６】
【表２】
2005246277.tif 000004
【００３７】
以上、表１に示すように、実施例１〜６の導電性ローラは、このローラの主要諸元である、表面粗さＲｚが３〜8μｍであり、ろ波中心線うねりRmaxが５〜２０μｍであるという要件を満足させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る実施形態のロールコータ式導電性ローラ塗装装置によって塗装される導電性ローラを示す断面図である。
【図２】本実施形態のロールコータ式導電性ローラ塗装装置を模式的に示す断面図ある。
【図３】ディンプルの詳細を示す展開図および断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    ロールコータ式導電性ローラ塗装装置
２    アプリケーションロール
３    塗料用パン
４    ピックアップロール 
５    ディンプル
Ｌ１    基層
Ｌ１ａ    弾性層
Ｌ１ｂ    抵抗調整層
Ｌ２    表層
Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３    塗料
Ｒ    導電性ローラ
Ｓ    シャフト
【図１】
2005246277.tif 000005
【図２】
2005246277.tif 000006
【図３】
2005246277.tif 000007