JPH05169568A - 定着ローラの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】工程数が少なく、作業が繁雑になることがな
く、定着ローラの中央部と両端部の抵抗値に差を形成す
る。 【構成】低熱伝導体製のローラ基材１１を水平に支持し
て回転させ、該ローラ基材１１の上方に、めっき液を滴
下することが可能な滴下ユニット１６を配設する。ま
ず、該滴下ユニット１６からめっき液を滴下し、ローラ
基材１１の全面にめっきを施し、ローラ基材１１の全面
にめっき層を形成する。続いて、上記滴下ユニット１６
からローラ基材１１の中央部のみにめっき液を滴下する
と、該中央部のみに再びめっきが施されてめっき層の層
厚が大きくなる。この時、上記中央部のみに滴下される
めっき液が中央部以外に飛散するのを防止するため、上
記滴下ユニット１６からローラ基材１１に向けてエアカ
ーテンが形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機などに用いる定
着ローラの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式のプリンタや複写機
などにおいては、帯電させた感光体ドラムの表面を光源
によって照射して静電潜像を形成し、該静電潜像にトナ
ーを付着させて現像を行った後、トナー像を用紙に転写
するようになっている。その後、用紙上のトナー像は定
着装置の定着ローラによって加熱され、定着される。

【０００３】上記電子写真方式のプリンタや複写機など
に使用される定着ローラは、アルミニウムなどの金属製
パイプ内にヒータを内蔵しており、該ヒータが発生する
熱によって金属製パイプを１８０〜２００°Ｃ程度に加
熱するようになっており、定着ローラと圧着ローラ間に
現像された用紙を通してトナーを溶融して定着する（実
開昭６１−１６０４６４号公報参照) 。

【０００４】上記構成の定着ローラの場合、投入した後
金属製パイプの表面が使用可能な１８０〜２００°Ｃ程
度の温度になるまでには、通常ヒータをオンにしてから
５分間程度の立上がり時間を要し、しかも１ｋＷの電力
を要する。そこで、温度の立上がり時間を短くし、消費
電力を小さくした定着ローラが提供されている。

【０００５】図２は消費電力の小さい定着ローラの断面
図である。図に示すように、定着ローラは、ガラス、ほ
うろう、セラミックス等の低熱伝導体製のローラ基材１
の表面に発熱抵抗体層２を形成し、その表面をフッ素樹
脂層３で覆い、発熱抵抗体層２の両端にリング状の電極
４を取り付けた構造を有しており、両電極４間に電圧が
印加されるようになっている。

【０００６】上記構成の定着ローラの場合、温度の立上
がり時間は従来の１／５程度以下にすることができ、し
かも消費電力を低減させることができる。上記発熱抵抗
体層２は、通常、めっき法によって形成される。ところ
が、ローラ基材１をめっき液中に浸漬してめっき処理を
行うと、ローラ基材１の内外両面にめっき層が形成され
てしまう。その場合、内側のめっき層が密着不良を起こ
して剥離し、金属箔としてめっき液中に遊離してめっき
液を分解してしまう。

【０００７】そこで、めっき処理を行う際にローラ基材
１の一方の端部を封止することによって、ローラ基材１
の外側表面のみにめっき層を形成させることができるめ
っき法が提供されている（発明協会公開技報８７−１６
１４４号参照）。上記方法によると、ローラ基材１は一
方の端部に、例えばシリコーンゴムのような耐薬品性の
優れた樹脂などから成る栓を着脱自在に設けている。ま
た、この栓は中央に貫通するローラ攪拌棒を有してい
る。そして、該ローラ攪拌棒をモータに接続し、必要に
応じてローラ基材１をめっき液中で回転させると、ロー
ラ基材１の表面にめっき層が均一に形成される。

【０００８】この時、ローラ基材１は一方の端部が栓に
よって封止されるため、めっき液がローラ基材１の内側
には進入せず、外側表面のみにめっき処理を施すことが
できる。ところが、上記方法で定着ローラを製造する
と、ローラ基材１が長い場合、めっき層として得られる
発熱抵抗体層２の抵抗値が長手方向において異なってし
まう。したがって、めっき処理中の所定時に上記ローラ
基材１を上下反転させ、ローラ基材１の全面にわたって
抵抗値が一定となるようにしている。

【０００９】上記定着ローラの場合、ローラ基材１の全
面にわたって発熱量を一定にすることができるが、ロー
ラ基材１の両端部においては放熱量が多く、表面温度が
低くなってしまう。そこで、ローラ基材１の両端部にお
ける発熱量を多くすることが可能な定着ローラのめっき
法が提供されている。

【００１０】図３は両端の発熱量を多くしたローラ基材
のめっき法を示す図である。図において、（ａ）〜
（ｄ）は上記めっき法の各工程を示している。また、１
はローラ基材、６はローラ基材１をめっき処理するため
のめっき液である。工程（ａ）においては、ローラ基材
１の全体をめっき液６中に浸し、めっき処理を施す。工
程（ｂ）においては、ローラ基材１を上下反転させてめ
っき液６中に浸し、めっき処理を施す。また、工程
（ｃ）においては、ローラ基材１の上端部Ａをめっき液
６中から露出させ、工程（ｄ）においては、ローラ基材
１の下端部Ｂをめっき液６中から露出させてめっき処理
を施す。その結果、めっき液６から露出している部分は
めっき反応が停止するのに対し、めっき液６中の部分は
めっき反応が進むため、その分めっき層の層厚が大きく
なる。

【００１１】したがって、常時めっき液６中にある中央
部と、一時的にめっき反応が停止する両端部Ａ，Ｂで
は、得られる発熱抵抗体層２の抵抗値に差が生ずること
になる。そこで、ローラ基材１の表面の抵抗値は、中央
部については低くして発熱量を少なくし、両端部Ａ，Ｂ
については放散する発熱量に対応する分だけ高くして発
熱量を多くすることによって、ローラ基材１の表面温度
を均一にしている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の定着ローラの製造方法においては、ローラ基材１の
全体にめっき処理を施し、続いてローラ基材１を上下反
転させて全体にめっき処理を施し、その後、ローラ基材
１の上端部Ａをめっき液６面から出してめっき処理を施
し、最後にローラ基材１の下端部Ｂをめっき液６面から
出してめっき処理を施さなければならず、作業が複雑に
なるだけでなく、工業化、自動化を行う際にはロボット
などの自動装置の操作が複雑になってしまう。

【００１３】本発明は、上記従来の定着ローラの製造方
法の問題点を解決して、工程数が少なく、作業が繁雑に
なることがなく、定着ローラの中央部と両端部の抵抗値
に差を形成することができる定着ローラの製造方法を提
供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明の定
着ローラの製造方法においては、低熱伝導体製のローラ
基材を水平に支持し、該ローラ基材をモータなどで回転
させる。該ローラ基材の上方には、ローラ基材の長手方
向の各部分に対して選択的にめっき液を滴下することが
可能な滴下ユニットが配設される。

【００１５】まず、該滴下ユニットからめっき液を滴下
して、ローラ基材の全面にめっきを施し、続いて、上記
滴下ユニットからローラ基材の中央部のみにめっき液を
滴下し、該中央部のみにめっきを施してめっき層の層厚
を大きくする。この時、上記中央部のみに滴下されるめ
っき液が中央部以外に飛散するのを防止するため、上記
滴下ユニットからローラ基材に向けてエアカーテンが形
成される。

【００１６】

【作用】本発明によれば、上記のように低熱伝導体製の
ローラ基材を水平に支持し、該ローラ基材をモータなど
で回転させる。該ローラ基材の上方には、ローラ基材の
長手方向の各部分に対して選択的にめっき液を滴下する
ことが可能な滴下ユニットが配設される。

【００１７】まず、該滴下ユニットからめっき液を滴下
し、ローラ基材の全面にめっきを施す。この場合、ロー
ラ基材の全面において均一な厚みのめっき層が形成され
る。続いて、上記滴下ユニットからローラ基材の中央部
のみにめっき液を滴下すると、該中央部のみに再びめっ
きが施されてめっき層の層厚が大きくなる。この時、上
記中央部のみに滴下されるめっき液が中央部以外に飛散
するのを防止するため、上記滴下ユニットからローラ基
材に向けてエアカーテンが形成される。したがって、ロ
ーラ基材の一部をめっき液内に浸漬したり、上下反転さ
せたりすることなく、容易に中央部のみのめっき層の層
厚を大きくすることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の定着ローラの製
造方法が採用されるめっき装置の概略図である。図にお
いて、１１は低熱伝導体製のローラ基材であり、表面に
めっき処理が施される。該ローラ基材１１は無電解めっ
き液と接触した時に直ちにめっき反応が起こるようにあ
らかじめ触媒が付与されている。触媒を付与する方法と
しては、例えば、溶剤脱脂後の表面が洗浄されたローラ
基材１１を１〔ｇ／ｌ〕の塩化第一スズ塩酸溶液（塩酸
濃度１〔ｍｌ／ｌ〕）に１分間浸漬し、純水で３０秒間
水洗した後、０．１〔ｇ／ｌ〕の塩化パラジウム塩酸溶
液（塩酸濃度０．１〔ｍｌ／ｌ〕）に１分間浸漬し、純
水で３０秒間水洗してこの工程を３回繰り返す方法など
を用いる。また、一液性の市販の触媒付与液を用いても
よい。１２はモータ回転軸１３の回転力をローラ基材１
１に伝えるゴム栓であり、シリコーンゴムを用いる。ゴ
ム栓１２の中央部にはモータ回転軸１３が挿入され、ロ
ーラ基材１１は水平に支持され、モータ１４によって回
転させられる。

【００１９】上記ローラ基材１１の上方には、無電解め
っき液を滴下するための滴下ユニット１６が配設されて
いる。該滴下ユニット１６は上記ローラ基材１１の長手
方向に一列に配列された第１、第２、第３の滴下装置１
８〜２０を有する。そして、各滴下装置１８〜２０の間
には、高圧エア供給装置２１，２２が配設されている。
上記第１、第２、第３の滴下装置１８〜２０は、無電解
めっき液を収容する液溜槽２３〜２５及び該液溜槽２３
〜２５内の無電解めっき液を選択的に滴下するための開
閉自在な滴下弁２６〜２８を有している。また、上記高
圧エア供給装置２１，２２は、高圧エアを選択的に吐出
して第１の滴下装置１８と第２の滴下装置１９間、及び
第２の滴下装置１９と第３の滴下装置２０間に、それぞ
れ開閉自在なエアノズル３０，３１を有する。

【００２０】上記エアノズル３０，３１は、ローラ基材
１１に部分めっきを施す時に、滴下された無電解めっき
液が他の部分に飛散するのを防止するために開放され、
エアカーテンとして使用される。３３はローラ基材１１
から滴り落ちる無電解めっき液を溜める槽であり、３４
は無電解めっき液を槽３３から滴下ユニット１６に送り
込むためのポンプと無電解めっき液を加熱するヒータか
ら成る循環ユニットである。無電解めっき液は吸込口３
６から吸引され、循環ユニット３４内のヒータで加熱さ
れ、ローラ基材１１に無電解めっき液が到達した際にめ
っき反応が可能な温度に維持される。例えば、無電解ニ
ッケルリンを使用する場合、反応可能温度は７０°Ｃ以
上であるから、ヒータによる加熱温度は９０°Ｃとす
る。そして、加熱された無電解めっき液は、滴下ユニッ
ト１６に送り込まれる。槽３３の内壁、吸込口３６、め
っき液輸送管３８、循環ユニット３４及び滴下ユニット
１６の無電解めっき液と接触する部分は、すべて無電解
めっき液に対して安定な材料、例えばフッ素樹脂などで
形成される。

【００２１】次に、上記構成の滴下ユニット１６の動作
について説明する。図４はローラ基材の全面にめっきを
施す場合の説明図、図５はローラ基材の中央部のみにめ
っきを施す場合の説明図である。図４及び図５の（ａ）
はめっきを施している時の滴下ユニット１６の状態図、
（ｂ）はめっき終了時のローラ基材１１の状態図であ
る。

【００２２】図４の（ａ）に示すように、ローラ基材１
１の全面にめっきを施す場合、上記第１、第２、第３の
滴下装置１８〜２０の各滴下弁２６〜２８はいずれも開
放され、一方、上記高圧エア供給装置２１，２２のエア
ノズル３０，３１はいずれも閉鎖される。したがって、
各液溜槽２３〜２５内の無電解めっき液はローラ基材１
１の全面に滴下され、ローラ基材１１の全面でめっき反
応が進行する。この結果、図の（ｂ）に示すようにロー
ラ基材１１の全面に均一な厚さのめっき層が形成され
る。

【００２３】このようにして、ローラ基材１１の全面に
均一な厚さのめっき層が形成されると、続いてローラ基
材１１の中央部のみに再びめっきが施される。この場
合、図５の（ａ）に示すように、第１、第３の滴下装置
１８，２０の各滴下弁２６，２８が閉鎖され、第２の滴
下装置１９の滴下弁２７が開放される。また、上記高圧
エア供給装置２１，２２のエアノズル３０，３１はいず
れも開放される。したがって、液溜槽２４のみの無電解
めっき液が滴下し、上記ローラ基材１１の中央部１１ａ
のみにめっきが施される。この時、上記エアノズル３
０，３１が開放されエアカーテンが形成されるので、第
２の滴下装置１９の滴下弁２７から滴下される無電解め
っき液はローラ基材１１の両端部１１ｂ，１１ｃには飛
散しない。この結果、図の（ｂ）に示すようにローラ基
材１１の両端部１１ｂ，１１ｃは薄いめっき層が、中央
部１１ａは厚いめっき層が形成される。したがって、定
着ローラの発熱抵抗体は両端部１１ｂ，１１ｃの抵抗値
が高く、中央部１１ａの抵抗値が低くなり、電力を供給
すると、両端部１１ｂ，１１ｃの発熱量は多く、中央部
１１ａの発熱量は少なくなる。したがって、定着を行う
場合に、熱の放散の多い両端部１１ｂ，１１ｃでも熱の
放散の少ない央部１１ａと同じ表面温度を維持すること
が可能になる。

【００２４】次に、上記構成のめっき装置を使用して定
着ローラを試作した結果について説明する。まず、ロー
ラ基材１１には、セラミックス製で長さが９０ｍｍ、外
径が２０ｍｍ、肉厚が２ｍｍのものを用いた。有機溶剤
などで脱脂を行った後、塩化第一スズ塩酸溶液に１分間
浸漬した後、３０秒間水洗し、次に、塩化パラジウム塩
酸溶液に１分間浸漬し、３０秒間水洗した。これを３回
繰り返し、十分にめっき反応の核となる触媒を付着させ
た。

【００２５】次に、上記めっき装置において、ローラ基
材１１をゴム栓１２を介してモータ回転軸１３に固定
し、モータ１４によって回転させる。この時、モータ１
４の回転が速すぎると、ローラ基材１１上に滴下した無
電解めっき液が十分反応しないうちに飛散してしまうた
め、ギヤなどを使用して回転速度を低下させる。本試作
においては、手回しでローラ基材１１を回転させ、その
回転速度を１〔回転／秒〕程度にした。

【００２６】次に、ローラ基材１１の長手方向における
滴下弁２６の長さを３８ｍｍ、滴下弁２７の長さを２０
６ｍｍ、滴下弁２８の長さを３８ｍｍとし、各滴下弁２
６〜２８の幅を、無電解めっき液がローラ基材１１に対
して均一に滴下されるように３０ｍｍとした。また、エ
アノズル３０，３１は滴下弁２６，２８と滴下弁２７間
に設け、吹出口の長手方向の長さを８ｍｍ、幅を３０ｍ
ｍとし、３気圧のＮ₂ ガスを供給した。

【００２７】ここで使用した無電解めっき液は、無電解
ニッケルリン（めっき後のリン：１２％）を使用した。
めっき液輸送用のポンプは無電解めっき液の循環用とし
て市販されているものを使用し、無電解めっき液の加熱
は、無電解めっき液の流れるフッ素樹脂製のチューブを
沸騰湯浴中に浸漬させて行う。沸騰湯浴を出る際の無電
解めっき液の温度は９０°Ｃであった。

【００２８】そして、各滴下弁２６〜２８から無電解め
っき液を滴下し、１０分間めっきを施す。次に、めっき
層の層厚を大きくするため、滴下弁２７のみから無電解
めっき液を滴下し、５分間めっきを施す。この時、エア
ノズル３０，３１から遮蔽用のエアの吹出しを行う。こ
のようにしてめっきを施した後、ローラ基材１１の両端
部１１ｂ，１１ｃ及び中央部１１ａのめっき層の層厚を
測定したところ、それぞれ０．３６μｍ、０．５４μｍ
であった。このようにして試作した定着ローラに交流の
１００〔Ｖ〕の電圧を印加して発熱させ、定着ローラの
表面の温度分布を測定した。

【００２９】図６は本発明の定着ローラの製造方法を使
用して製造した定着ローラの温度分布を示す図である。
図に示すように、定着ローラの長さ方向の全長にわたり
一定の表面温度を得ることができた。このような無電解
めっきによる表面メタライズの方法は、上記実施例で説
明したようなローラ状の物に限らず、任意の形状の物に
適用することが可能である。

【００３０】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形すること
が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもの
ではない。

【００３１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ローラ基材を水平に支持して回転させ、滴下ユニ
ットからめっき液を滴下し、ローラ基材の全面にめっき
を施した後、中央部のみにめっき液を滴下して該中央部
のめっき層の層厚を大きくするようにしている。

【００３２】したがって、ローラ基材の一部をめっき液
内に浸漬したり、上下反転させたりすることなく、容易
に中央部のみのめっき層の層厚を大きくすることがで
き、製造工程が簡素化され、製造コストを低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定着ローラの製造方法が採用されるめ
っき装置の概略図である。

【図２】消費電力の小さい定着ローラの断面図である。

【図３】両端の発熱量を多くしたローラ基材のめっき法
を示す図である。

【図４】ローラ基材の全面にめっきを施す場合の説明図
である。

【図５】ローラ基材の中央部のみにめっきを施す場合の
説明図である。

【図６】本発明の定着ローラの製造方法を使用して製造
した定着ローラの温度分布を示す図である。

【符号の説明】

１１ ローラ基材 １６ 滴下ユニット ３０，３１ エアノズル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低熱伝導体製のローラ基材の表面にめっ
   きを施して発熱抵抗体層を形成する定着ローラの製造方
   法において、 （ａ）水平に支持されたローラ基材を回転させ、 （ｂ）該ローラ基材の上方に配設した滴下ユニットから
   めっき液を滴下して、ローラ基材の全面にめっきを施
   し、 （ｃ）続いて、上記滴下ユニットからローラ基材の中央
   部のみにめっき液を滴下し、該中央部のみにめっきを施
   してめっき層の層厚を大きくするとともに、 （ｄ）上記中央部のみに滴下するめっき液が中央部以外
   に飛散するのを防止するため、上記滴下ユニットからロ
   ーラ基材に向けてエアカーテンを形成したことを特徴と
   する定着ローラの製造方法。