(57)【要約】【課題】画像形成装置に好適に用いられる均一な表面粗さを有する、表面セル径のバラツキの少ない発泡弾性体を備えた発泡体ローラを製造することのできるローラモールドの製造方法を提供する。【解決手段】発泡体ローラのモールドに使用する円筒部材１０の内表面１０ｍに粒子状のフッ素樹脂をスプレーしてコーティング層を形成する際に、上記円筒部材１０を回転させながら、噴射ノズル２０を上記円筒部材１０の一方の端部から他方の端部まで往復させるとともに、往路Ａと復路Ｂとで上記円筒部材１０の回転方向を逆転させるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトの外周側に発泡体成形材料を成形して成る発泡弾性層を形成したローラを成形するための、上記発泡成形材料が投入される円筒部材の内表面にフッ素樹脂から成るコーティング層を有するローラモールドを製造する方法であって、フッ素樹脂を含むコーティング剤をスプレーする噴射ノズルと上記円筒部材とを相対的に回転させながら、上記ノズルと上記円筒部材とを長手方向に複数回相対移動させるとともに、各移動回ごとに上記回転方向を逆転させるようにしたことを特徴とするローラモールドの製造方法。
【請求項２】
上記フッ素樹脂を含むコーティング剤は、粒子状のフッ素樹脂を含むことを特徴とする請求項１に記載のローラモールドの製造方法。
【請求項３】
上記粒子状のフッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項２に記載のローラモールドの製造方法。
【請求項４】
上記円筒部材の予熱温度のバラツキを１０℃以内としたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のローラモールドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡体ローラの製造に使用されるローラモールドの製造方法に関するもので、特に、画像形成装置に好適な表面粗さを有する発泡体ローラを製造するためのローラモールドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、現像ローラ、転写ローラなどの画像形成装置に用いられる発泡体ローラは、一般に、金属製のシャフトが予めセットされた円筒部材から成るモールド内に発泡体成形材料を注型して発泡させ、上記シャフトの外周側に発泡弾性層を形成する、いわゆる一体発泡成形法によって製造される。しかし、この方法では、上記発泡弾性層の表面にスキン層と呼ばれる薄い膜が形成されるため、所望の表面粗さが得られず、そのため、上記スキン層を研磨により除去する必要があった。
そこで、上記研磨作業をなくすため、上記円筒部材の内表面にフッ素樹脂のコーティング層が設けられたモールドを用いて発泡成形する方法が提案されている。具体的には、円筒部材の内表面に、噴射ノズルを用いてフッ素樹脂をスプレーして、図３（ａ）に示すような、表面に多数の凹凸１１ａを有する樹脂コーティング層１１Ａを円筒部材１０の内表面１０ｍに形成したり、フッ素樹脂の溶液に上記フッ素樹脂とは溶剤に対する溶解性の異なる粒子状のフッ素樹脂を分散させたコーティング材料を塗布して乾燥させた後、上記粒子状のフッ素樹脂をのみを溶解させて、図３（ｂ）に示すような、粒子状のフッ素樹脂１１ｆが抜けた凹凸１１ｂが形成された樹脂コーティング層１１Ｂを形成する。
また、上記のようなコーティング層１１Ａ，１１Ｂが形成されたモールドを用いて発泡成形することにより、図３（ｃ）に示すような、シャフト５１の外周側に表面に多数の穴５２ｈが形成された発泡弾性体５２を備えた発泡体ローラ５０を製造することができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３２６２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、粒子状のフッ素樹脂をスプレーして樹脂コーティング層を形成した場合には、噴射ノズルからの樹脂の吹き出しにバラツキがあることから、図４（ａ），（ｂ）に示すように、円筒部材１０の内表面の長手方向だけでなく、円周方向においても、コーティング層１１Ａの厚さの厚い部分と薄い部分とができてしまっていた（なお、同図ではコーティング層の厚さを拡大して示したが、コーティング層の平均厚さは２０μｍ程度で、Ｒｚは２０〜３０μｍ程度である）。
したがって、上記のような円筒部材１０から成るモールドを用いて発泡弾性体５２を発泡成形した場合には、上記図３（ｃ）に示した発泡弾性体５２表面の穴５２ｈのバラツキが大きいだけでなく、発泡弾性体５２の表面セル径のバラツキも大きくなり、その結果、トナー搬送量が均一にならず、画像に濃淡が発生してしまうといった問題点があった。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、画像形成装置に好適に用いられる均一な表面粗さを有する、表面セル径のバラツキの少ない発泡弾性体を備えた発泡体ローラを製造することのできるローラモールド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】
【０００５】
本願の請求項１に記載の発明は、シャフトの外周側に発泡体成形材料を成形して成る発泡弾性層を形成したローラを成形するための、上記発泡成形材料が投入される円筒部材の内表面にフッ素樹脂から成るコート層を有するローラモールドを製造する方法であって、フッ素樹脂を含むコーティング剤をスプレーする噴射ノズルと上記円筒部材とを相対的に回転させながら、上記ノズルと上記円筒部材とを長手方向に複数回相対移動させるとともに、各移動回ごとに上記回転方向を逆転させるようにしたことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のローラモールドの製造方法であって、上記フッ素樹脂を含むコーティング剤は、粒子状のフッ素樹脂を含むことを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のローラモールドの製造方法において、上記粒子状のフッ素樹脂をポリテトラフルオロエチレンとしたものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のローラモールドの製造方法において、上記円筒部材の予熱温度のバラツキを１０℃以内としたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、円筒部材の内表面にフッ素樹脂から成るコート層を有するローラモールドを製造する際に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの粒子状のフッ素樹脂をスプレーする噴射ノズルと上記円筒部材とを相対的に回転させながら、上記ノズルと上記円筒部材とを長手方向に複数回相対移動させるとともに、各移動回ごとに上記回転方向を逆転させるようにしたので、円筒部材の内表面のコーティング層の厚さ及び表面粗さのバラツキを低減することができる。したがって、このようにして製造されたローラモールドを用いることにより、画像形成装置に好適に用いられる均一な表面粗さを有する、表面セル径のバラツキの少ない発泡弾性体を備えた発泡体ローラを製造することができる。
このとき、上記円筒部材の予熱温度のバラツキを１０℃以内となるように管理すれば、上記コーティング層の厚さのバラツキを更に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１（ａ）は、本発明の最良の形態に係るローラモールドの製造方法を示す図で、本例では、モールドを構成する円筒部材１０の内表面１０ｍに、噴射ノズル２０を用いて粒子状のフッ素樹脂をスプレーする際に、上記円筒部材１０の予熱加熱温度を６０℃±２℃の範囲に制御するとともに、上記円筒部材１０を回転させながら、上記噴射ノズル２０を上記円筒部材１０の一方の端部から他方の端部まで往復させ、かつ、往路と復路とで上記円筒部材１０の回転方向を逆転させるようにしている。
ここで、上記円筒部材１０の内径が２０ｍｍ程度の大きさである場合には、円筒部材１０の回転速度としては、５〜１０００ｒｐｍの範囲とするとともに、噴射ノズル２０の移動速度（引き速度）を１０〜２０００ｍｍ／ｓｅｃ．の範囲とすることが好ましい。また、フッ素樹脂の濃度としては１０〜１００％、塗布量として０．１〜０．５ｇ／本の範囲とすることが好ましい。
このように、上記噴射ノズル２０を上記円筒部材１０の内部で往復させるとともに、往路と復路とで上記円筒部材１０の回転方向を逆転させるようにすると、噴射ノズル２０の軌跡は、図１（ｂ）に示すように、往路Ａと復路Ｂとで、走査方向が交錯するようになるので、図１（ａ）に示すように、往路Ａのみでは大きかったコーティング層の厚みのバラツキが、復路Ｂで再度フッ素樹脂を重ねてスプレーすることにより、大幅に低減される。これにより、図２（ａ），（ｂ）に示すように、円筒部材１０の内表面１０ｍに厚さ及び表面粗さのバラツキが大幅に低減されたコーティング層１１Ｚを形成することができる。なお、単に、フッ素樹脂をスプレーにより２度重ねしても、コーティング層１１Ｚを厚さのバラツキを従来よりも低減することは可能であるが、本例のように、往路Ａと復路Ｂとで円筒部材１０の回転方向を逆転させるようにする方が改善効果が著しい。
また、このときに、上記円筒部材１０の予熱温度のバラツキを１０℃以内に制御することが肝要で、これにより、フッ素樹脂の乾燥性も安定するので、上記コーティング層１１Ｚの表面粗さのバラツキを更に低減することができる。
【０００８】
なお、上記円筒部材１０の材質としては、特に制限はなく、鉄、アルミニウム、ステンレススチール等の金属部材の他に、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート等のエンジニアプラスチックやセラミックス等を使用することができるが。強度、コストの面からはステンレススチールが最も適当である。
また、上記コーティング層１１Ｚを形成するためのフッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロエチレン−パフルオロ（アルキルビニルエーテル）３元共重合体（ＥＰＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン-テトラフルオロエチレン交互共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリ弗化ビニル（ＰＶＦ）等を挙げることができるが、耐熱性、離型性、安定性、耐薬品性等の点から、ポリテトラフルオロエチレンが特に好ましい。
また、これらのフッ素樹脂にポリイミドを混ぜたものを用いてもよい。
【０００９】
次に、上記円筒部材１０をローラモールドとして用いた発泡体ローラの製造方法について、発泡体弾性層がポリウレタン発泡体である場合を例に挙げて説明する。
はじめに、上記ローラモールド内に、アルミニウムやステンレス鋼等から成るシャフトをセットした後、上記モールド内に、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、発泡材、導電性付与剤等の周知のポリウレタン発泡体成形材料を所定量注型し、２０〜６５℃の範囲の温度にて発泡を開始させる。そして、上記モールドのキャビティ内がポリウレタン発泡体で埋められた後、温度を７０〜１２０℃に所定時間保持し、しかる後に脱型して、シャフトの外周側に表面に多数の穴が形成されたポリウレタン発泡体から成る弾性層を有する発泡体ローラを得る。
本例の製造方法により製造されたローラモールドの内表面に形成されたコーティング層１１Ｚは、表面粗さのバラツキがＲｚ＝１〜５μｍであり、更に、厚さのバラツキも小さいので、均一な表面粗さを有するとともに、表面セル径のバラツキの少ない発泡弾性体を備えた発泡体ローラを得ることができる。
【００１０】
このように、本最良の形態によれば、発泡体ローラのモールドに使用する円筒部材１０の内表面１０ｍに粒子状のフッ素樹脂をスプレーしてコーティング層１１Ｚを形成する際に、上記円筒部材１０を回転させながら、噴射ノズル２０を上記円筒部材１０の一方の端部から他方の端部まで往復させるとともに、往路Ａと復路Ｂとで上記円筒部材１０の回転方向を逆転させるようにしたので、上記コーティング層１１Ｚの厚みのバラツキを大幅に低減することができる。
このとき、上記円筒部材１０の予熱温度のバラツキを１０℃以内に制御するようにすれば、上記コーティング層１１Ｚの厚さのバラツキを更に低減することができる。
なお、上記最良の形態では、円筒部材１０を回転させたが、噴射ノズル２０を回転させるようにしてもよい。
【実施例】
【００１１】
以下に、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記に限定されるものではない。
実験１
発泡体ローラのモールドに使用する内径１８ｍｍ、長さ２５０ｍｍの円筒状のステンレスを６０℃に予備加熱するとともに、上記円筒状のステンレスを５００ｒｐｍの回転速度で回転させながら、噴射ノズルを５００ｍｍ／ｓｅｃの引き速度で移動させて、上記円筒状のステンレスの内表面に平均粒径が２０μｍの粒子状のポリテトラフルオロエチレンをスプレーにて２度重ね塗布して、乾燥させ、コーティング層の表面粗さのバラツキを測定した。なお、塗布量は０．２ｇ／本とし、予備加熱温度は６０℃±２℃の範囲に制御した（温度のバラツキは４℃）。
ポリテトラフルオロエチレンを２度重ね塗布する際に、往路と復路とで回転方向を逆転させたもの（実施例１）では、形成されたコーティング層の表面粗さのバラツキが３μｍであった。また、回転方向を同じにしたもの（比較例１）では、コーティング層の表面粗さのバラツキが１０μｍであった。
また、実施例１のローラモールドを用いてポリウレタン発泡体ローラを発泡成形したところ、ウレタンの表面セル径は１５０〜２３０μｍであった。これに対して、比較例１のローラモールドを用いた場合には、ウレタンの表面セル径は５０〜５００μｍであった。
これにより、本発明の製造方法により製造されたローラモールドは、コーティング層の表面粗さのバラツキを小さくすることが確認された。また、このローラモールドを用いることにより、画像形成装置に好適に用いられる均一な表面粗さを有するとともに、表面セル径のバラツキの少ない発泡弾性体を備えた発泡体ローラを製造することができることが確認された。
【００１２】
実験２
次に、上記円筒状のステンレスの予備加熱温度のバラツキによる影響をみるため、予熱温度を６０℃±２℃としてコーティング層を形成した場合（実施例１）と、予熱温度を６０℃±６℃としてコーティング層を形成した場合（実施例２）について比較した。
なお、コーティング層はスプレーにて２度重ねして塗布したもので、往路と復路とで回転方向は逆にした。
その結果、実施例１では表面粗さのバラツキは３μｍであった。一方、予備加熱温度の制御幅が大きな実施例２でも、コーティング層の表面粗さのバラツキが４μｍと実施例１よりは大きいものの上記比較例１に比べて大幅に改善されていることが分かった。
また、実施例１のローラモールドを用いてポリウレタン発泡体ローラを発泡成形したところ、ウレタンの表面セル径は１５０〜２１０μｍであった。一方、実施例２のローラモールドを用いた場合には、ウレタンの表面セル径は１００〜２５０μｍと実施例１よりも若干大きくなったが、上記比較例１に比べて大幅に改善されていることが分かった。
実験３（参考実験）
次に、往路と復路とで回転方向は同じにした場合の予備加熱温度のバラツキによる影響をみるため、円筒状のステンレスの予熱温度を６０℃±２℃としてコーティング層を形成した場合（比較例１）と、予熱温度を６０℃±６℃としてコーティング層を形成した場合（比較例２）について比較した。なお、コーティング層は、上記実験２と同様にスプレーにて２度重ねして塗布したもので、往路と復路とで回転方向は同じにした。
その結果、比較例１では表面粗さのバラツキは１０μｍであった。一方、予備加熱温度の制御幅が大きな比較例２では、コーティング層の表面粗さのバラツキは１２μｍと比較例１よりも大きかった。
また、比較例１のローラモールドを用いてポリウレタン発泡体ローラを発泡成形したところ、ウレタンの表面セル径は５０〜５００μｍであった。これに対して、比較例２のローラモールドを用いた場合には、ウレタンの表面セル径は最大で１０００μｍと大きくなり、また、一部にはスキンの発生も見られた。
これら実験２及び実験３により、予備加熱温度を±５℃以内に制御して製造されたローラモールドは、コーティング層の表面粗さのバラツキが小さく、また、このローラモールドを用いて製造した発泡体ローラは均一な表面セル径を有することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
このように、本発明によれば、発泡体ローラのモールドに使用する円筒部材の内表面に形成するフッ素樹脂から成るコーティング層１１Ｚの厚みのバラツキを大幅に低減することができるので、画像形成装置に好適に用いられる均一な表面粗さを有するとともに、表面セル径のバラツキの少ない発泡弾性体を備えた発泡体ローラを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の最良の形態に係るローラモールドの製造方法を示す図である。
【図２】本発明によるローラモールドのコーティングの状態を示す模式図である。
【図３】従来のローラモールドの製造方法を示す図である。
【図４】従来のローラモールドのコーティングの状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００１５】
１０  円筒部材、１０ｍ  円筒部材の内表面、２０  噴射ノズル、
１１Ｚ  コーティング層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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