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JP4845302B2 - Image forming apparatus roller manufacturing method, dip coating apparatus, and image forming apparatus roller - Google Patents
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Image forming apparatus roller manufacturing method, dip coating apparatus, and image forming apparatus roller Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置、静電記録装置及びトナー飛翔記録装置等の画像形成装置などにおいて使用される、ローラ表面に樹脂被覆層を有する画像形成装置用ローラの製造方法及び該製造方法に使用されるディップ塗装装置並びにその製造方法により製造された画像形成装置用ローラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、複写機,プリンターなどの電子写真方式の画像形成装置等において、静電潜像を保持した感光体などの画像形成体に、一成分トナーを供給し、このトナーを該潜像に付着させて可視化する画像形成方法として、加圧現像方式が知られている(米国特許第3152012号明細書、同第3731146号明細書)。
この加圧現像方式においては、現像ローラ、トナー供給ローラ、転写ローラ、帯電ローラ、クリーニングローラ等の各種のローラが使用されている。
【0003】
図3の概略断面図に示すように、これらの画像形成装置用ローラ20は、金属などからなるシャフト22の外周に、シリコーンゴム,NBR(アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム),EPDM(エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム),ポリウレタンゴムなどの弾性ゴムやフォームなどに、必要に応じて導電剤を配合して導電性を付与した弾性体からなる弾性層23を形成してローラ21が構成され、さらに、トナーに対する帯電性や付着性の制御のために、あるいは画像形成体及び成層ブレードとの摩擦力制御や、弾性体による感光体の汚損防止のために、必要に応じて樹脂などからなる被覆層24が導電性弾性層23の表面に設けられる。
【0004】
このような樹脂被覆層24は、樹脂等を溶媒に溶解した塗工液を、ディップ塗装法,ロールコーター法,ドクターブレード法,スプレー法などにより、導電性弾性層23上に塗布したのち、乾燥・硬化させて形成する。これらの方法のうち、ディップ塗装法により樹脂被覆層24を形成する場合、図4に示すようなディップ塗装装置11が使用される。このディップ塗装装置11のディップタンク12内にはポンプ15を介して供給口13から塗工液17が供給されると共に排出口14からポンプ16を介して排出されるようになっている。
【0005】
ところが、従来のディップ塗装装置にあっては、ディップタンク12内に塗工液17を供給するとディップタンク12内で矢示の方向に流れて流向及び流速がが不均一になるため、ディップタンク12内に塗工液の滞留部分17aが生じてしまう。特に、増粘傾向のある帯電ローラ用の塗工液の場合には、流速が遅くなるため滞留部分発生の現象が著しい。
【0006】
このような滞留部分では塗工液粘度の不均一化が生じ、ローラ表面に形成される塗膜の膜圧が不均一となって、塗工液成分や塗工液粘度の不均一化に伴う電流値のバラツキなどが発生しやすくなる欠点があった。また、塗工液の均一な流れが維持されないことから、経時的に粘度が上昇するような塗工液を塗布する場合、ディップタンク12内に粘度上昇を起こした塗工液と粘度上昇を起こしていない塗工液とが混在することとなり、特に長時間生産を続ける上ではディップタンク12内の塗工液の粘度が著しく不均一となって、作業性の悪化と歩留まりの低下を惹起していた。
【0007】
そこで、本発明者は、前記のような滞留部分の発生を解消するために、ポンプ15の流量を増量して流速を速くすることにより滞留気味であった部分の塗工液を流動させる試みをしたが、この方法では流速の速い部分がより速くなるだけで、流速の遅い部分には殆ど効果がないことが判明した。
次に、ディップタンク12の底部12aを、図5に示すように、逆角錐形に形成すると共にその下端に供給口13を設けて滞留発生の解消を試みた。この構造のものにおいては図4に示すものよりも多少の効果が認められ、滞留部分17bとして示すように、滞留部分が多少小さくなることが確認されたが、未だ不十分なものであった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のような従来の欠点を解消し、ディップ塗装法でローラ表面に樹脂被覆層を形成した場合に、厚さが均一で、かつ成分等を均質に形成することができる画像形成装置用ローラの製造方法と、その製造方法の実施に使用されるディップ塗装装置と、その方法で製造された画像形成装置用ローラを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、前記の目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ディップ塗装法によりローラ表面に樹脂被覆層を形成して画像形成装置用ローラを製造するに際し、ディップタンク内の塗工液供給口側に整流板を配設して供給される塗工液の流向・流速を均一化し、この塗工液にローラを浸漬してローラ表面に塗膜を形成して乾燥・硬化させることにより、均一な樹脂被覆層が形成された画像形成装置用ローラが得られることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
【0010】
すなわち、本発明の画像形成装置用ローラの製造方法は、ディップ塗装法によりローラ表面に樹脂被覆層を形成する画像形成装置用ローラの製造方法において、ディップタンクの塗工液供給口側に整流板を配設することにより、ディップタンク内における塗工液の流向及び流速を均一化することを特徴とする。
【0011】
本発明のディップ塗装装置は、ローラ表面に樹脂被覆層を有する画像形成装置用ローラを製造するに際して使用され、ディップタンク内の塗工液にローラを浸漬してローラ表面に塗膜を形成させるようにしたディップ塗装装置であって、ディップタンクは塗工液の供給口と排出口を備えると共に供給口側に整流板が配設され、ディップタンク内における塗工液の流向及び流速が均一化されるようになっていることを特徴とする。
この場合、ディップタンクは四角形であって且つ底部が逆角錐形の形状を有し、該底部の下端に塗工液供給口が結合され、且つ複数の整流板が該底部の下方から上方に向かって、逆角錐形の形状に合わせて互いの間隔を均等に保ちながら徐々に広がって行くように配設されているものが有効であり、また、複数の整流板が、それらの上端が櫛状又は格子状を形成するように配設されているものが有効である。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1は、図3に基づいて説明したローラ21の表面に樹脂被覆層24を有する画像形成装置用ローラ20を製造するに際し、ディップ塗装法によってローラ表面に塗膜被覆層24を形成するためのディップ塗装装置1の斜視図であり、ディップタンク2内の塗工液10にローラ21を浸漬してローラ表面に塗膜を形成させるようにしたものである。
【0013】
塗工液が貯留されるディップタンク2は塗工液の供給口3と排出口4を備え、供給口3から供給された塗工液10がオーバーフローすると排出口4から排出されるようになっている。このディップタンク2には供給口3側に整流板5が配設され、ディップタンク2内における塗工液10の流向及び流速が均一化されるようになっている。
【0014】
ディップタンク2の底面2aは逆角錐形に形成され、供給口3はその頂部(下端市)に配置されている。整流板5は、下方から上方に向かって、逆角錐形の形状に合わせて、互いの間隔を均等に保ちながら徐々に広がって行くようにするのが好ましい。
整流板5は、図1に示す構成例では、上面開口部5aが櫛状をなすように、図2に示す構成例では、上面開口部5aが格子状をなすように、各整流片5bが設けられ、供給口3から供給された塗工液10がディップタンク2の内部に満遍なく供給されるようになっている。
【0015】
整流板を配設する間隔は、均一化の為には小さい方が好ましいが、構造的な制約もあるので、ディップタンクの大きさ、塗工液の特性(粘度、増粘傾向等)、流速等により、適宜選択するのが好ましい。例えば、櫛状に整流板を配設する場合は、間隔を5〜100mm程度とするのが好ましく、正方形の格子状に整流板っを配設する場合は、一辺が5〜100mm程度とするのが好ましい。
整流板の高さ(流れ方向の長さ)についても特に制約はないが、30mm程度以上であるのが好ましく、その下端が供給口の近傍に位置する高さであるのが特に好ましい。
【0016】
前記のようなディップ塗装装置1においては、供給口3から供給された塗工液10は流向及び流速が均一化されてディップタンク2内に供給され、滞留部分は生じない。このようにして均一にディップタンク2内に供給された塗工液10内にローラ21を浸漬してローラ表面に塗膜を形成した後、該ローラを引き上げて乾燥させ、塗膜を硬化させることにより、ローラ21の表面に層厚の均一な樹脂被覆層24を有する画像形成装置用ローラ20を得ることができる。
【0017】
このようにして製造される画像形成装置用ローラ20は、特に、帯電ローラやクリーニングローラなどとして好適なものである。
画像形成装置用ローラ20は、図3に基づいて説明したように、金属等からなるシャフト22の外側に弾性層23を形成し、さらにその表面に樹脂被覆層24を形成した構造を有するものである。
弾性層を形成するゴム状弾性体については特に制限はなく、従来画像形成装置用ローラにおいて慣用されているものの中から任意に選択して用いることができるが、ソリッド状のゴム又はウレタンゴムであることが、画像形成上好ましい。
弾性層を導電性のものとする場合、前記ゴム用弾性体に導電剤を添加する。導電剤としては、イオン導電剤や電子導電剤が用いられる。
【0018】
発泡体を原料としてローラーを製造するには、メカニカルフロス法・水発泡法、発泡剤フロス法などがあるが、本発明においては、メカニカルフロス法を用いることが好ましい。
メカルカルフロスにより発泡体ローラーを製造するには、あらかじめ金属製等のシャフトを配置し、予熱した内面が円筒状の金型に、機械的攪拌により発泡させた発泡体原料を注入し、反応硬化させるか、あるいは金型に発泡体原料を注入し、不活性ガスを混入しながら、かつ機械的攪拌を加えながら反応硬化させればよい。
ここで、メカニカルフロス法において用いられる不活性ガスは、例えばポリウレタン反応の場合、ポリウレタン反応において不活性なガスであればよく、ヘリウム,アルゴン,キセノン,ラドン,クリプトン等の狭義の不活性ガスの他、窒素,二酸化炭素,乾燥空気等のボリイソシアネートと反応しない気体が挙げられる。
【0019】
樹脂被覆層24の厚さは、5〜500μmの範囲とすることが好ましく、特に100〜300μmが好ましい。この被覆層の厚さが5μm未満では塗膜の形成状態として不十分のため、画像形成装置による繰り返し印字で被覆膜が損失してしまうおそれがある。
【0020】
前記樹脂被覆層を構成する樹脂としては、架橋性樹脂が好適であり、この架橋性樹脂とは、熱,触媒,空気(酸素),湿気(水),電子線などにより自己架橋する樹脂あるいは架橋剤や他の架橋性樹脂との反応により架橋する樹脂をいう。
このような架橋性樹脂の例としては、水酸基,カルボキシル基,酸無水物基,アミノ基,イミノ基,イソシアネート基,メチロール基,アルコキシメチル基,アルデヒド基,メルカプト基,エポキシ基,不飽和基等の反応基を持つフッ素樹脂,ポリアミド樹脂,アクリルウレタン樹脂,アルキッド樹脂,フェノール樹脂,メラミン樹脂,シリコーン樹脂,ウレタン樹脂,ポリエステル樹脂,ポリビニルアセタール樹脂,エポキシ樹脂,ポリエーテル樹脂,アミノ樹脂,アクリル樹脂,尿素樹脂等及びこれらの混合物を挙げることができる。これらの中で、フッ素樹脂,ポリアミド樹脂,アクリルウレタン樹脂,アルキッド樹脂,フェノール樹脂,メラミン樹脂,シリコーン樹脂,ウレタン樹脂,ポリエステル樹脂,ポリビニルアセタール樹脂,エポキシ樹脂,及びそれらの混合物が好ましく、特にアルキッド樹脂,フェノール樹脂,メラミン樹脂及びそれらの混合物が、現像剤の帯電能、現像剤に対する非汚染性、他の部材との摩擦力低減、画像形成体に対する非汚染性などの点から好適である。
【0021】
前記架橋性樹脂には、必要に応じて触媒、架橋剤が用いられるが、触媒としては、例えば過酸化物やアゾ化合物などのラジカル触媒,酸触媒,塩基性触媒などが挙げられる。また、架橋剤は水酸基,カルボキシル基,酸無水物基,アミノ基,イミノ基,イソシアネート基,メチロール基,アルコキシメチル基,アルデヒド基,メルカプト基,エポキシ基,不飽和基等の反応基を1分子中に2個以上もつ分子量1000以下の化合物、好ましくは分子量500以下の化合物であり、例えば、ポリオール化合物,ポリイソシアナート化合物,ポリアルデヒド化合物,ポリアミン化合物,ポリエポキシ化合物等が挙げられる。
この架橋性樹脂には、さらなる現像剤への帯電能の向上、他の部材との摩擦力低減、導電性付与などの目的で、所望により、荷電制御剤,滑剤,導電剤,その他の樹脂など、種々の添加剤を含有させることができる。
本発明において樹脂被覆層24は、架橋性樹脂,架橋剤及び各種添加剤を溶解又は分散させてなる塗工液10をディップ塗装装置1を用いてディップ塗装法によりローラ21の表面に塗布した後、好ましくは常温より高い温度で乾燥し、架橋硬化させて形成する。
【0022】
塗工液10の調製に用いられる溶媒としては、例えばメタノール,エタノール,イソプロパノール,ブタノール等のアルコール系溶媒、アセトン,メチルエチルケトン,シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、トルエン,キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素系溶媒、酢酸エチル等のエステル系溶媒、イソプロピルエーテル,テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒、クロロホルム,シクロロエタン等のハロゲン化炭化水素系溶媒、アクリル塗料等の水系塗料及びこれらの混合溶媒などが挙げられる。
本発明の画像形成装置用ローラを装着しうる画像形成装置の種類については特に制限はない。
【0023】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例1
《ディップ塗装装置の構成》
図1に示した如き、縦17cm、横32cm、高さ30cmの四角形の下に深さ(供給口3までの深さ)9cmの逆角錐形の底面を有するディップタンクであり、円形の供給口の口径は2.5cmである。高さ12cmの整流板5bが、上方に向かって徐々に広がり、上面開口部5aで間隔が30mmの櫛状になるよう配設されている。逆角錐形の底面を含めた内容積は25リットルである。
【0024】
《樹脂層形成用ローラの製作》
分子量2500のポリエーテルポリオール100重量部にアセチレンブラック2.85重量部を配合し、混合機を用いて混合してポリオール組成物を調製した。このポリオール組成物を減圧下に攪拌して脱泡した後、クルードMDI(粗メタキシリレンジイソシアネート)を13.33重量部を加えて2分間攪拌し、ジブチルチンジラウレート0.001重量部を加え、3分間攪拌した。次に、これを、金属シャフトを配置し予め90゜Cに加熱した金型に注型し、90゜cで12時間硬化させて金属シャフトの外周に導電性弾性層23を形成してローラ21を得た。得られたローラ21の表面を研磨して、表面をJIS10点平均粗さ8μmRz 程度に、導電性弾性層の肉厚を3mmに調整した。前記ローラ21における導電性弾性層のアスカーC硬度は65°であった。
【0025】
《樹脂層の形成》
次に、エマルジョンタイプの水系ウレタン樹脂に、樹脂成分100重量部に対し10重量部のカーボンブラックを添加し分散させてなる塗工液10を、ディップタンク2の供給口3から毎分6リットルの速度(流速20cm/秒)で供給した。
このディップタンク2にローラ21を浸漬して該ローラ21の表面に塗膜を形成し、ローラの長手方向が鉛直に位置するように保持して引き上げ、これを100℃にて5時間加熱し、架橋硬化した樹脂被覆層24を有する画像形成装置用ローラ1を作製した。
ローラ表面の樹脂被覆層24は厚さが均一なものであった。
この画像形成装置用ローラを使用して画像出しを行ったところ、画像ムラが全く認められなかった。
【0026】
実施例2
《ディップ塗装装置の構成》
図2に示した如き、縦17cm、横32cm、高さ30cmの四角形の下に深さ(供給口3までの深さ)9cmの逆角錐形の底面を有するディップタンクであり、円形の供給口の口径は2.5cmである。高さ12cmの整流板5bが、上方に向かって徐々に広がり、上面開口部5aで一辺が30mmの正方形の格子状になるよう配設されている。逆角錐形の底面を含めた内容積は25リットルである。
【0027】
この、ディップ塗装装置を使用した以外は、実施例1と全く同様に実施して、画像形成装置用ローラ1を作製した。
ローラ表面の樹脂被覆層24は厚さが均一なものであった。
この画像形成装置用ローラを使用して画像出しを行ったところ、画像ムラが全く認められなかった。
【0028】
比較例1
実施例1において、ディップタンク2内に整流板5を配設しない以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ローラ20を作製した。ローラ表面の樹脂被覆層24は厚さが不均一なものであった。
この画像形成装置用ローラを使用して画像出しを行ったところ、画像ムラが認められ、実施例1と比較して画質が劣るものであった。
【0029】
【発明の効果】
本発明によれば、ローラ表面にディップ塗装法により塗膜を形成して、乾燥・硬化させることによりローラ表面に樹脂被覆層を形成するに際し、ディップタンクに供給される塗工液の流向、流速が均一化されていて、その塗工液にローラを浸漬して塗膜を形成するものであるから、厚さが均一な樹脂被覆層を有する画像形成装置用ローラを製造することができる。また、得られた画像形成装置用ローラは特性的に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るディップ塗装装置の一例を示す斜視図である。
【図2】本発明に係るディップ塗装装置の他の例を示す斜視図である。
【図3】画像形成装置用ローラの概略を示す断面図である。
【図4】従来のディップタンクを示す斜視図である。
【図5】改良を試みたディップタンクを示す斜視図である。
【符号の説明】
1:ディップ塗装装置
2:ディップタンク
3:供給口
4:排出口
5:整流板
20:画像形成装置用ローラ
21:ローラ
22:シャフト
23:導電性弾性層
24:樹脂被覆層
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a roller for an image forming apparatus having a resin coating layer on the surface of a roller used in an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus, an electrostatic recording apparatus, and a toner flight recording apparatus. The present invention relates to a dip coating apparatus and an image forming apparatus roller manufactured by the manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a one-component toner is supplied to an image forming body such as a photoreceptor holding an electrostatic latent image, and the toner is attached to the latent image. As an image forming method to be visualized, a pressure development method is known (US Pat. Nos. 3,151,2012 and 3,731,146).
In this pressure development method, various rollers such as a developing roller, a toner supply roller, a transfer roller, a charging roller, and a cleaning roller are used.
[0003]
As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 3, these image forming apparatus rollers 20 have silicone rubber, NBR (acrylonitrile-butadiene copolymer rubber), EPDM (ethylene-propylene-ethylene) on the outer periphery of a shaft 22 made of metal or the like. A roller 21 is formed by forming an elastic layer 23 made of an elastic material obtained by adding a conductive agent to elastic rubber or foam such as diene copolymer rubber) or polyurethane rubber, if necessary, to provide conductivity, In order to control the chargeability and adhesion to toner, or to control the frictional force between the image forming body and the layered blade, and to prevent the photoreceptor from being soiled by an elastic body, a coating layer made of resin or the like as necessary 24 is provided on the surface of the conductive elastic layer 23.
[0004]
Such a resin coating layer 24 is formed by applying a coating solution obtained by dissolving a resin or the like in a solvent onto the conductive elastic layer 23 by a dip coating method, a roll coater method, a doctor blade method, a spray method, or the like, and then drying. -Form by curing. Among these methods, when forming the resin coating layer 24 by the dip coating method, the dip coating apparatus 11 as shown in FIG. 4 is used. In the dip tank 12 of the dip coating apparatus 11, a coating liquid 17 is supplied from a supply port 13 via a pump 15 and discharged from a discharge port 14 via a pump 16.
[0005]
However, in the conventional dip coating apparatus, if the coating liquid 17 is supplied into the dip tank 12, the dip tank 12 flows in the direction of the arrow in the dip tank 12 and the flow direction and flow velocity become nonuniform. The retention part 17a of a coating liquid will arise in the inside. In particular, in the case of a coating solution for a charging roller having a tendency to increase viscosity, the phenomenon of occurrence of a staying portion is remarkable because the flow rate becomes slow.
[0006]
In such a stay part, the viscosity of the coating liquid becomes non-uniform, the film pressure of the coating film formed on the roller surface becomes non-uniform, and the coating liquid component and the non-uniform viscosity of the coating liquid are accompanied. There has been a drawback that current values are likely to vary. In addition, since a uniform flow of the coating liquid is not maintained, when a coating liquid whose viscosity increases with time is applied, the viscosity of the coating liquid increases in the dip tank 12 and the viscosity increases. In particular, when the production is continued for a long time, the viscosity of the coating liquid in the dip tank 12 becomes extremely non-uniform, causing deterioration of workability and yield. It was.
[0007]
Therefore, in order to eliminate the occurrence of the staying part as described above, the present inventor tried to flow the coating liquid of the part that seemed to stay by increasing the flow rate of the pump 15 and increasing the flow rate. However, it has been found that this method only increases the speed of the portion with a high flow rate and has little effect on the portion with a low flow rate.
Next, the bottom 12a of the dip tank 12 was formed in an inverted pyramid shape as shown in FIG. 5, and a supply port 13 was provided at the lower end of the dip tank 12 to try to eliminate the retention. With this structure, a slight effect was observed compared to that shown in FIG. 4, and it was confirmed that the staying portion was somewhat smaller as shown by the staying portion 17b, but it was still insufficient.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention eliminates the above-mentioned conventional drawbacks, and when a resin coating layer is formed on the roller surface by a dip coating method, the image formation can be formed with a uniform thickness and uniform components. It is an object of the present invention to provide an apparatus roller manufacturing method, a dip coating apparatus used for carrying out the manufacturing method, and an image forming apparatus roller manufactured by the method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive research to achieve the above object, the present inventors have formed a resin coating layer on the roller surface by a dip coating method to produce a roller for an image forming apparatus. A flow straightening plate is provided on the side of the working liquid supply port to make the flow direction and flow velocity of the supplied coating liquid uniform, and the roller is immersed in this coating liquid to form a coating film on the roller surface, which is then dried and cured. Thus, it has been found that a roller for an image forming apparatus in which a uniform resin coating layer is formed can be obtained. The present invention has been completed based on such findings.
[0010]
That is, the method for manufacturing a roller for an image forming apparatus according to the present invention is a method for manufacturing a roller for an image forming apparatus in which a resin coating layer is formed on the roller surface by a dip coating method, and a current plate on the coating liquid supply port side of the dip tank. Is characterized in that the flow direction and flow velocity of the coating liquid in the dip tank are made uniform.
[0011]
The dip coating apparatus of the present invention is used when manufacturing a roller for an image forming apparatus having a resin coating layer on the roller surface, and forms a coating film on the roller surface by immersing the roller in the coating liquid in the dip tank. The dip tank is provided with a coating liquid supply port and a discharge port, and a rectifying plate is provided on the supply port side, so that the flow direction and flow velocity of the coating liquid in the dip tank are made uniform. It is characterized by being designed.
In this case, the dip tank has a quadrangular shape and a bottom portion having an inverted pyramid shape, a coating liquid supply port is coupled to the lower end of the bottom portion, and a plurality of rectifying plates face upward from below the bottom portion. In addition, it is effective to arrange them so as to gradually spread while keeping the distance from each other evenly according to the shape of the inverted pyramid, and the plurality of rectifying plates are comb-shaped at their upper ends. Or what is arrange | positioned so that a grid | lattice form may be formed is effective.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a method for forming the coating film coating layer 24 on the roller surface by the dip coating method when the roller 20 for an image forming apparatus having the resin coating layer 24 on the surface of the roller 21 described with reference to FIG. FIG. 2 is a perspective view of the dip coating apparatus 1 in which a roller 21 is immersed in a coating liquid 10 in a dip tank 2 to form a coating film on the roller surface.
[0013]
The dip tank 2 in which the coating liquid is stored has a supply port 3 and a discharge port 4 for the coating solution, and is discharged from the discharge port 4 when the coating solution 10 supplied from the supply port 3 overflows. Yes. The dip tank 2 is provided with a rectifying plate 5 on the supply port 3 side so that the flow direction and flow velocity of the coating liquid 10 in the dip tank 2 are made uniform.
[0014]
The bottom surface 2a of the dip tank 2 is formed in an inverted pyramid shape, and the supply port 3 is arranged at the top (lower end city). It is preferable that the rectifying plate 5 gradually expands from the bottom to the top in accordance with the inverted pyramid shape while keeping the distance from each other uniform.
In the configuration example shown in FIG. 1, each of the rectifying pieces 5 b is arranged such that the upper surface opening 5 a has a comb shape in the configuration example shown in FIG. 1, and the upper surface opening 5 a has a lattice shape in the configuration example shown in FIG. 2. The coating liquid 10 that is provided and supplied from the supply port 3 is uniformly supplied into the dip tank 2.
[0015]
The spacing between the current plates is preferably small for uniformity, but due to structural limitations, the size of the dip tank, the characteristics of the coating solution (viscosity, thickening tendency, etc.), and the flow rate It is preferable to select as appropriate. For example, when arranging the rectifying plates in a comb shape, the interval is preferably about 5 to 100 mm, and when arranging the rectifying plates in a square lattice shape, one side is about 5 to 100 mm. Is preferred.
The height of the current plate (the length in the flow direction) is not particularly limited, but is preferably about 30 mm or more, and particularly preferably has a lower end positioned in the vicinity of the supply port.
[0016]
In the dip coating apparatus 1 as described above, the coating liquid 10 supplied from the supply port 3 is supplied into the dip tank 2 with the flow direction and flow velocity made uniform, and no staying portion is generated. In this way, after the roller 21 is immersed in the coating liquid 10 uniformly supplied into the dip tank 2 to form a coating film on the roller surface, the roller is pulled up and dried to cure the coating film. As a result, the image forming apparatus roller 20 having the resin coating layer 24 having a uniform layer thickness on the surface of the roller 21 can be obtained.
[0017]
The image forming apparatus roller 20 manufactured in this way is particularly suitable as a charging roller, a cleaning roller, or the like.
As described with reference to FIG. 3, the image forming apparatus roller 20 has a structure in which an elastic layer 23 is formed on the outer side of a shaft 22 made of metal or the like, and a resin coating layer 24 is formed on the surface thereof. is there.
The rubber-like elastic body forming the elastic layer is not particularly limited, and can be arbitrarily selected from those conventionally used in rollers for image forming apparatuses, but is solid rubber or urethane rubber. It is preferable for image formation.
When the elastic layer is conductive, a conductive agent is added to the rubber elastic body. As the conductive agent, an ionic conductive agent or an electronic conductive agent is used.
[0018]
In order to manufacture a roller using a foam as a raw material, there are a mechanical froth method, a water foaming method, a foaming agent froth method, etc. In the present invention, it is preferable to use a mechanical floss method.
In order to manufacture a foam roller by mecal calfloss, a shaft made of metal or the like is arranged in advance, and a foam raw material foamed by mechanical stirring is injected into a mold having a preheated inner surface, and reaction hardening is performed. Alternatively, the foam raw material may be poured into a mold, and the reaction hardening may be performed while mixing an inert gas and adding mechanical stirring.
Here, the inert gas used in the mechanical froth method may be an inert gas in the polyurethane reaction, for example, in the case of a polyurethane reaction. In addition to an inert gas in a narrow sense such as helium, argon, xenon, radon, krypton, etc. And gases that do not react with polyisocyanate, such as nitrogen, carbon dioxide, and dry air.
[0019]
The thickness of the resin coating layer 24 is preferably in the range of 5 to 500 μm, particularly preferably 100 to 300 μm. If the thickness of the coating layer is less than 5 μm, the coating film is not sufficiently formed, and the coating film may be lost due to repeated printing by the image forming apparatus.
[0020]
As the resin constituting the resin coating layer, a cross-linkable resin is suitable, and the cross-linkable resin is a resin or cross-link that self-crosslinks by heat, catalyst, air (oxygen), moisture (water), electron beam, etc. A resin that crosslinks by reaction with an agent or other crosslinkable resin.
Examples of such crosslinkable resins include hydroxyl groups, carboxyl groups, acid anhydride groups, amino groups, imino groups, isocyanate groups, methylol groups, alkoxymethyl groups, aldehyde groups, mercapto groups, epoxy groups, unsaturated groups, etc. Fluorine resin, polyamide resin, acrylic urethane resin, alkyd resin, phenol resin, melamine resin, silicone resin, urethane resin, polyester resin, polyvinyl acetal resin, epoxy resin, polyether resin, amino resin, acrylic resin, Mention may be made of urea resins and the like and mixtures thereof. Of these, fluorine resins, polyamide resins, acrylic urethane resins, alkyd resins, phenol resins, melamine resins, silicone resins, urethane resins, polyester resins, polyvinyl acetal resins, epoxy resins, and mixtures thereof are preferred, and alkyd resins are particularly preferred. , Phenol resin, melamine resin and mixtures thereof are preferable from the viewpoint of charging ability of the developer, non-contamination to the developer, reduction of frictional force with other members, non-contamination to the image forming body, and the like.
[0021]
As the crosslinkable resin, a catalyst and a crosslinking agent are used as necessary. Examples of the catalyst include radical catalysts such as peroxides and azo compounds, acid catalysts, basic catalysts, and the like. In addition, the crosslinking agent has one molecule of reactive group such as hydroxyl group, carboxyl group, acid anhydride group, amino group, imino group, isocyanate group, methylol group, alkoxymethyl group, aldehyde group, mercapto group, epoxy group, and unsaturated group. A compound having a molecular weight of 1000 or less, preferably a compound having a molecular weight of 500 or less, having two or more compounds therein, includes, for example, a polyol compound, a polyisocyanate compound, a polyaldehyde compound, a polyamine compound, and a polyepoxy compound.
This crosslinkable resin can be further charged with a charge control agent, lubricant, conductive agent, other resin, etc. as desired for the purpose of further improving the charging ability to the developer, reducing the frictional force with other members, and imparting conductivity. Various additives can be contained.
In the present invention, the resin coating layer 24 is formed by applying a coating liquid 10 in which a crosslinkable resin, a crosslinking agent, and various additives are dissolved or dispersed on the surface of the roller 21 using the dip coating apparatus 1 by the dip coating method. It is preferably formed by drying at a temperature higher than room temperature and crosslinking and curing.
[0022]
Examples of the solvent used for preparing the coating liquid 10 include alcohol solvents such as methanol, ethanol, isopropanol, and butanol, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, Aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, alicyclic hydrocarbon solvents such as cyclohexane, ester solvents such as ethyl acetate, ether solvents such as isopropyl ether and tetrahydrofuran, amide solvents such as dimethylformamide, chloroform, Examples thereof include halogenated hydrocarbon solvents such as chloroethane, water-based paints such as acrylic paints, and mixed solvents thereof.
There is no particular limitation on the type of image forming apparatus to which the roller for image forming apparatus of the present invention can be attached.
[0023]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
Example 1
《Dip coating equipment configuration》
As shown in FIG. 1, a dip tank having an inverted pyramid bottom surface having a depth (depth to the supply port 3) of 9 cm below a square having a length of 17 cm, a width of 32 cm, and a height of 30 cm, and a circular supply port The aperture is 2.5 cm. A rectifying plate 5b having a height of 12 cm gradually spreads upward, and is arranged in a comb shape with a spacing of 30 mm at the upper surface opening 5a. The internal volume including the bottom of the inverted pyramid is 25 liters.
[0024]
《Production of resin layer forming roller》
A polyol composition was prepared by blending 2.85 parts by weight of acetylene black with 100 parts by weight of a polyether polyol having a molecular weight of 2500 and mixing using a mixer. After stirring and defoaming this polyol composition under reduced pressure, 13.33 parts by weight of crude MDI (crude metaxylylene diisocyanate) was added and stirred for 2 minutes, and 0.001 part by weight of dibutyltin dilaurate was added. Stir for 3 minutes. Next, this is cast in a metal mold on which a metal shaft is placed and heated to 90 ° C. in advance, and cured at 90 ° C. for 12 hours to form a conductive elastic layer 23 on the outer periphery of the metal shaft to form a roller 21. Got. The surface of the obtained roller 21 was polished to adjust the surface to a JIS 10-point average roughness of about 8 μmRz and the thickness of the conductive elastic layer to 3 mm. The Asker C hardness of the conductive elastic layer in the roller 21 was 65 °.
[0025]
<Formation of resin layer>
Next, a coating liquid 10 obtained by adding and dispersing 10 parts by weight of carbon black to 100 parts by weight of the resin component in an emulsion type water-based urethane resin is supplied from the supply port 3 of the dip tank 2 at a rate of 6 liters per minute. It was supplied at a speed (flow rate 20 cm / sec).
The roller 21 is immersed in the dip tank 2 to form a coating film on the surface of the roller 21, held and pulled up so that the longitudinal direction of the roller is positioned vertically, and heated at 100 ° C. for 5 hours, The roller 1 for an image forming apparatus having the resin coating layer 24 cured by crosslinking was produced.
The resin coating layer 24 on the roller surface had a uniform thickness.
When an image was printed using this image forming apparatus roller, no image unevenness was observed.
[0026]
Example 2
《Dip coating equipment configuration》
As shown in FIG. 2, a dip tank having an inverted pyramid bottom surface having a depth (depth to the supply port 3) of 9 cm below a square having a length of 17 cm, a width of 32 cm, and a height of 30 cm, and a circular supply port The aperture is 2.5 cm. A rectifying plate 5b having a height of 12 cm gradually spreads upward, and is arranged so as to form a square lattice having a side of 30 mm at the upper surface opening 5a. The internal volume including the bottom of the inverted pyramid is 25 liters.
[0027]
Except that this dip coating apparatus was used, the process was carried out in exactly the same manner as in Example 1 to produce an image forming apparatus roller 1.
The resin coating layer 24 on the roller surface had a uniform thickness.
When an image was printed using this image forming apparatus roller, no image unevenness was observed.
[0028]
Comparative Example 1
In Example 1, an image forming apparatus roller 20 was produced in the same manner as in Example 1 except that the rectifying plate 5 was not provided in the dip tank 2. The resin coating layer 24 on the roller surface had a non-uniform thickness.
When an image was printed using this image forming apparatus roller, image unevenness was observed, and the image quality was inferior to that of Example 1.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, when a resin coating layer is formed on a roller surface by forming a coating film on the roller surface by a dip coating method and drying and curing, the flow direction and flow velocity of the coating liquid supplied to the dip tank Since the coating film is formed by immersing the roller in the coating solution, a roller for an image forming apparatus having a resin coating layer having a uniform thickness can be produced. Further, the obtained roller for an image forming apparatus is excellent in characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a dip coating apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing another example of the dip coating apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a roller for an image forming apparatus.
FIG. 4 is a perspective view showing a conventional dip tank.
FIG. 5 is a perspective view showing a dip tank which has been improved.
[Explanation of symbols]
1: Dip coating device 2: Dip tank 3: Supply port 4: Discharge port 5: Current plate 20: Roller for image forming device 21: Roller 22: Shaft 23: Conductive elastic layer 24: Resin coating layer

Claims (4)

ディップ塗装法によりローラ表面に樹脂被覆層を形成する画像形成装置用ローラの製造方法において、ディップタンクとして、胴部と底部とを有し、該胴部が断面形状が四角形の形状を有し且つ該底部が逆角錐形の形状を有し、該底部の下端に塗工液供給口が結合され、且つ複数の整流板が該底部の下方から上方に向かって、逆角錐形の形状に合わせて互いの間隔を均等に保ちながら徐々に広がって行くように配設されることにより、ディップタンク内における塗工液の流向及び流速が均一化されているタンクを使用することを特徴とする画像形成装置用ローラの製造方法。  In a method for manufacturing a roller for an image forming apparatus in which a resin coating layer is formed on a roller surface by a dip coating method, the dip tank has a body portion and a bottom portion, and the body portion has a quadrangular cross-sectional shape and The bottom portion has an inverted pyramid shape, a coating liquid supply port is coupled to the lower end of the bottom portion, and a plurality of rectifying plates are formed from the bottom to the upper side in accordance with the inverted pyramid shape. Image formation characterized by using a tank in which the flow direction and flow velocity of the coating liquid in the dip tank are made uniform by being arranged so as to gradually spread while keeping the distance between them uniform. Manufacturing method of apparatus roller. 複数の整流板が、それらの上端が櫛状又は格子状を形成するように配設されていることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置用ローラの製造方法。 The method of manufacturing a roller for an image forming apparatus according to claim 1, wherein the plurality of rectifying plates are arranged so that their upper ends form a comb shape or a lattice shape. ローラ表面に樹脂被覆層を有する画像形成装置用ローラを製造するに際して使用され、ディップタンク内の塗工液にローラを浸漬してローラ表面に塗膜を形成させるようにしたディップ塗装装置であって、ディップタンクは胴部と底部とを有し、該胴部が断面形状が四角形の形状を有し且つ該底部が逆角錐形の形状を有し、該底部の下端に塗工液供給口が結合され、且つ複数の整流板が該底部の下方から上方に向かって、逆角錐形の形状に合わせて互いの間隔を均等に保ちながら徐々に広がって行くように配設されていることにより、ディップタンク内における塗工液の流向及び流速が均一化されているようになっていることを特徴とするディップ塗装装置。 A dip coating device that is used in manufacturing a roller for an image forming apparatus having a resin coating layer on a roller surface and forms a coating film on the roller surface by immersing the roller in a coating solution in a dip tank. The dip tank has a barrel portion and a bottom portion, the barrel portion has a square shape in cross section, the bottom portion has an inverted pyramid shape, and a coating liquid supply port is provided at the lower end of the bottom portion. By being connected and arranged so that the plurality of rectifying plates gradually spread from the bottom to the top of the bottom portion while keeping the distance from each other evenly according to the inverted pyramid shape, A dip coating apparatus characterized in that the flow direction and flow velocity of the coating liquid in the dip tank are made uniform. 複数の整流板が、それらの上端が櫛状又は格子状を形成するように配設されていることを特徴とする請求項3に記載のディップ塗装装置。 The dip coating apparatus according to claim 3, wherein the plurality of rectifying plates are arranged so that their upper ends form a comb shape or a lattice shape.
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