特許 6238244 加熱定着ローラ及びその製造方法並びにそれらに用いるプレコート金属箔

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6238244

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】加熱定着ローラ及びその製造方法並びにそれらに用いるプレコート金属箔

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20171120BHJP

【ＦＩ】

   G03G15/20 515

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-5093(P2015-5093)

(22)【出願日】2015年1月14日

(65)【公開番号】特開2016-130795(P2016-130795A)

(43)【公開日】2016年7月21日

【審査請求日】2016年10月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】714003416

【氏名又は名称】日新製鋼株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100147500

【弁理士】

【氏名又は名称】田口 雅啓

(74)【代理人】

【識別番号】100166235

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100179914

【弁理士】

【氏名又は名称】光永 和宏

(74)【代理人】

【識別番号】100179936

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 明日香

(72)【発明者】

【氏名】中村 浩茂

(72)【発明者】

【氏名】牧野 智訓

(72)【発明者】

【氏名】杉田 修一

(72)【発明者】

【氏名】内藤 裕

(72)【発明者】

【氏名】毛利野 哲

【審査官】 飯野 修司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０９６８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７８３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４５６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０６７８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４５７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００９８４６８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｂ３２Ｂ １／００−４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ローラ本体と、前記ローラ本体の内側に配置された発熱体と、前記ローラ本体の外周に配置されたベルト体とを備え、加圧ローラとともに転写紙を挟持しながら搬送し、前記転写紙上のトナー像を加熱して定着させる加熱定着ローラであって、
表面に黒色耐熱塗膜層が設けられたプレコート金属箔を素材として、前記黒色耐熱塗膜層が内側に位置するように前記プレコート金属箔が断面Ｃ字状に成形されることにより、前記ローラ本体が構成されており、
前記黒色耐熱塗膜層の平均膜厚が２μｍ以上かつ１０μｍ以下であり、前記黒色耐熱塗膜層の膜厚のバラツキが前記平均膜厚を基準として±３０％以内である
ことを特徴とする加熱定着ローラ。

【請求項2】

前記プレコート金属箔は、厚みが０．０５ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下のフェライト系ステンレス鋼箔を塗装原板としている
ことを特徴とする請求項１記載の加熱定着ローラ。

【請求項3】

前記黒色耐熱塗膜層は、一次平均粒子径が２０ｎｍ以上かつ５０ｎｍ以下の黒色顔料を耐熱樹脂に配合した塗料により構成されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加熱定着ローラ。

【請求項4】

前記黒色顔料は、カーボンブラックである
ことを特徴とする請求項３記載の加熱定着ローラ。

【請求項5】

前記黒色耐熱塗膜層は、前記ローラ本体の内周面のみに形成されており、前記ローラ本体の外周面には形成されていない
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の加熱定着ローラ。

【請求項6】

ローラ本体と、前記ローラ本体の内側に配置された発熱体と、前記ローラ本体の外周に配置されたベルト体とを備え、加圧ローラとともに転写紙を挟持しながら搬送し、前記転写紙上のトナー像を加熱して定着させる加熱定着ローラを製造するための加熱定着ローラの製造方法であり、
表面に黒色耐熱塗膜層が設けられたプレコート金属箔を前記黒色耐熱塗膜層が内側に位置するように断面Ｃ字状に成形することにより、ローラ本体を構成すること
を含み、
前記黒色耐熱塗膜層の平均膜厚が２μｍ以上かつ１０μｍ以下であり、前記黒色耐熱塗膜層の膜厚のバラツキが前記平均膜厚を基準として±３０％以内である
ことを特徴とする加熱定着ローラの製造方法。

【請求項7】

ローラ本体と、前記ローラ本体の内側に配置された発熱体と、前記ローラ本体の外周に配置されたベルト体とを備え、加圧ローラとともに転写紙を挟持しながら搬送し、前記転写紙上のトナー像を加熱して定着させる加熱定着ローラの前記ローラ本体を構成するための加熱定着ローラ用のプレコート金属箔であって、
厚みが０．０５ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下のフェライト系ステンレス鋼箔と、
前記フェライト系ステンレス鋼箔の表面に予め形成された黒色耐熱塗膜と
を備え、
前記黒色耐熱塗膜層の平均膜厚が２μｍ以上かつ１０μｍ以下であり、前記黒色耐熱塗膜層の膜厚のバラツキが前記平均膜厚を基準として±３０％以内であり、
前記黒色耐熱塗膜層が内側に位置するように断面Ｃ字状に成形されることで、前記ローラ本体が構成される
ことを特徴とする加熱定着ローラ用のプレコート金属箔。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、加熱定着ローラ及びその製造方法並びにそれらに用いるプレコート金属箔に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置を用いて印刷又は複写をする場合には、その最終段階において、転写紙上のトナー像を加熱して溶融させることにより、記録紙上に定着させている。例えば、電子写真複写機では、像担持体上に像露光を行って静電潜像を形成する工程、像担持体上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像（可視像）を形成する工程、像担持体上のトナー像を転写紙上に転写する工程、及び転写紙上に転写された未定着のトナー像を加熱して溶融させることにより記録紙上にトナー像を定着させる工程を経て複写が行われている。

【0003】

例えば下記の特許文献１等に開示されているように、転写紙上へのトナー像の定着には、加圧ローラ及び加熱定着ローラを有する熱定着装置が用いられる。転写紙は、加圧ローラ及び加熱定着ローラにより挟持されながら搬送される。加熱定着ローラは、発熱体を内蔵するローラであり、挟持した転写紙上のトナー像を加熱して定着させる。加熱定着ローラの内周面には、発熱体からの輻射熱の吸収効率を向上させるために黒色耐熱塗膜層が形成されている。黒色耐熱塗膜層は、筒状に予め成形されたローラ本体の内周面に加圧式塗装ノズルを用いて黒色耐熱塗料を吹き付けて、そのローラ本体を高温の炉で乾燥させることで形成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−２５２６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のような従来の加熱定着ローラでは、筒状に予め成形されたローラ本体の内周面に加圧式塗装ノズルを用いて黒色耐熱塗料を吹き付けて黒色耐熱塗膜層が形成されているので、以下のような問題が生じる。すなわち、黒色耐熱塗膜層の形成を個々のローラ本体において実施する必要があり、製造コストが増大する。また、黒色耐熱塗膜層の膜厚にバラツキが生じ、転写紙の加熱ムラを引き起こしやすい。

【0006】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、製造コストを低減できるとともに、黒色耐熱塗膜層の膜厚のバラツキを抑えることができる加熱定着ローラ及びその製造方法並びにそれらに用いるプレコート金属箔を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る加熱定着ローラは、ローラ本体と、ローラ本体の内側に配置された発熱体と、ローラ本体の外周に配置されたベルト体とを備え、加圧ローラとともに転写紙を挟持しながら搬送し、転写紙上のトナー像を加熱して定着させる加熱定着ローラであって、表面に黒色耐熱塗膜層が設けられたプレコート金属箔を素材として、黒色耐熱塗膜層が内側に位置するようにプレコート金属箔が断面Ｃ字状に成形されることにより、ローラ本体が構成されており、黒色耐熱塗膜層の平均膜厚が２μｍ以上かつ１０μｍ以下であり、黒色耐熱塗膜層の膜厚のバラツキが平均膜厚を基準として±３０％以内である。

【0008】

また、本発明に係る加熱定着ローラの製造方法は、ローラ本体と、ローラ本体の内側に配置された発熱体と、ローラ本体の外周に配置されたベルト体とを備え、加圧ローラとともに転写紙を挟持しながら搬送し、転写紙上のトナー像を加熱して定着させる加熱定着ローラを製造するための加熱定着ローラの製造方法であり、表面に黒色耐熱塗膜層が設けられたプレコート金属箔を黒色耐熱塗膜層が内側に位置するように断面Ｃ字状に成形することにより、ローラ本体を構成することを含み、黒色耐熱塗膜層の平均膜厚が２μｍ以上かつ１０μｍ以下であり、黒色耐熱塗膜層の膜厚のバラツキが平均膜厚を基準として±３０％以内である。

【0009】

また、本発明に係る加熱定着ローラ用のプレコート金属箔は、ローラ本体と、ローラ本体の内側に配置された発熱体と、ローラ本体の外周に配置されたベルト体とを備え、加圧ローラとともに転写紙を挟持しながら搬送し、転写紙上のトナー像を加熱して定着させる加熱定着ローラのローラ本体を構成するための加熱定着ローラ用のプレコート金属箔であって、厚みが０．０５ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下のフェライト系ステンレス鋼箔と、フェライト系ステンレス鋼箔の表面に予め形成された黒色耐熱塗膜とを備え、黒色耐熱塗膜層の平均膜厚が２μｍ以上かつ１０μｍ以下であり、黒色耐熱塗膜層の膜厚のバラツキが平均膜厚を基準として±３０％以内であり、黒色耐熱塗膜層が内側に位置するように断面Ｃ字状に成形されることで、ローラ本体が構成される。

【発明の効果】

【0010】

本発明の加熱定着ローラ及びその製造方法並びにそれらに用いるプレコート金属箔によれば、表面に黒色耐熱塗膜層が設けられたプレコート金属箔が、黒色耐熱塗膜層が内側に位置するように断面Ｃ字状に成形されることによりローラ本体が構成されるので、筒状に予め成形されたローラ本体の内周面に黒色耐熱塗料を吹き付けて黒色耐熱塗膜層を形成する従来構成に比べて、製造コストを低減できるとともに、黒色耐熱塗膜層の膜厚のバラツキを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施の形態による加熱定着ローラを含む熱定着装置を示す構成図である。

【図2】図１の加熱定着ローラを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態
図１は本発明の実施の形態による加熱定着ローラを含む熱定着装置１を示す構成図であり、図２は図１の加熱定着ローラを示す斜視図である。熱定着装置１は、例えば電子写真複写機等の画像形成装置に含まれるものであり、例えばコピー用紙等の転写紙２にトナー像を定着させるためのものである。

【0013】

図１に示すように、熱定着装置１は、加熱定着ローラ３と加圧ローラ４とを含んでいる。加熱定着ローラ３及び加圧ローラ４は、互いに接触するように配置されており、転写紙２を挟持しながら搬送する。

【0014】

図１及び図２に示すように、加熱定着ローラ３は、ローラ本体３０、定着パッド３１、発熱体３２及びベルト体３３を備えている。ローラ本体３０は、表面に黒色耐熱塗膜層３０ａが設けられたプレコート金属箔を素材とするものであり、黒色耐熱塗膜層３０ａが内側に位置するようにプレコート金属箔が断面Ｃ字状に成形されることにより構成されている。プレコート金属箔とは、断面Ｃ字状に成形される前に黒色耐熱塗膜層３０ａが表面に形成された金属箔を意味する。

【0015】

黒色耐熱塗膜層３０ａは、ローラ本体３０の内周面のみに形成されており、ローラ本体３０の外周面には形成されていない。黒色耐熱塗膜層３０ａがローラ本体３０の外周面に形成されないのは、後述のベルト体３３の摺動により外周面の黒色耐熱塗膜層が削れて粉状の塗膜屑が発生することを回避するためである。

【0016】

プレコート金属箔が断面Ｃ字状に成形された際のプレコート金属箔の端部間に形成される隙間３０ｂには、定着パッド３１が挿入されている。隙間３０ｂの大きさは、定着パッド３１の大きさに応じて変更することができる。隙間３０ｂ及び定着パッド３１は、ベルト体３３を介して定着パッド３１が加圧ローラ４に当接するように配置されている。定着パッド３１は、加圧ローラ４に当接されることでニップ部を形成する。

【0017】

発熱体３２は、例えばハロゲンヒーター等により構成されるものであり、ローラ本体３０の内側に配置されている。ベルト体３３は、ローラ本体３０の外周に配置された無端状部材である。発熱体３２からの熱は、ローラ本体３０を介してベルト体３３に伝えられる。上述した黒色耐熱塗膜層３０ａは、発熱体３２からの輻射熱の吸収効率を向上させるためのものである。転写紙２上のトナー像は、転写紙２が加熱定着ローラ３及び加圧ローラ４により挟持されながら搬送されるときに、ベルト体３３の熱により加熱されて定着される。

【0018】

以下、ローラ本体３０を構成するプレコート金属箔及び黒色耐熱塗膜層３０ａについて、より詳細に説明する。

【0019】

〔塗装原板〕
本実施の形態のプレコート金属箔は、厚みが０．０５ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下のフェライト系ステンレス鋼箔を塗装原板としている。

【0020】

塗装原板として、オーステナイト系ステンレス鋼、アルミニウム又は鋼（普通鋼）を用いることも考えられる。しかしながら、フェライト系ステンレス鋼の熱膨張係数が９．０×１０^−６／℃であるのに対し、オーステナイト系ステンレス鋼及びアルミニウムの熱膨張係数が１７．３×１０^−６／℃及び２３×１０^−６／℃と高いため、熱膨張の観点からフェライト系ステンレス鋼を用いることが好ましい。また、鋼は熱膨張係数が１１．７×１０^−６／℃であることから熱膨張を適度に抑えることができるが、鉄単体では錆が発生するため、防錆のための表面処理が必要となる。すなわち、塗装原板としてフェライト系ステンレス鋼箔を用いることで、熱膨張を適度に抑えつつ、防錆のための表面処理を不要にすることができる。

【0021】

上記フェライト系ステンレス鋼箔の厚みが０．０５ｍｍ以上かつ０．２ｍｍ以下である理由は、以下の通りである。すなわち、厚みが０．０５ｍｍ未満であると、断面Ｃ字状にプレス成形加工したときに、強度不足から形状が保てなくなる。厚みが０．２ｍｍを超えた場合は、プレス成形加工後の強度が著しく向上することもなく、コストアップの原因になる。また、厚みが０．２ｍｍを超えた場合、加熱定着ローラの外面における所定温度の到達時間は長くなり、好ましくない。

【0022】

上記フェライト系ステンレス鋼箔は、１０．５〜３５．０質量％のクロムを含有する。このようなフェライト系ステンレス鋼箔の例には、ＳＵＨ４０９、ＳＵＨ２１、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４２９、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３０ＬＸ、ＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ４３６Ｌ、ＳＵＳ４３６Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ４４５Ｊ１及びＳＵＳ４４７Ｊ１が含まれる。上記フェライト系ステンレス鋼箔は、塗膜の密着性をより高める観点から、表面仕上げが施されていてもよい。このような表面仕上げの例には、Ｎｏ．２Ｂ、Ｎｏ．２Ｄ、ＢＡ、Ｎｏ．４、ＨＬおよびＮｏ．８が含まれる。

【0023】

上記フェライト系ステンレス鋼箔は、塗膜の密着性を高める観点から、酸素親和力の強い元素をさらに含有することが好ましいことがある。酸素親和力の強い元素とは、ステンレス鋼箔に含まれるクロム以外の金属元素であって、酸化されることによって、水酸化物や酸化物などによる不動態を形成しうる元素である。酸素親和力の強い元素の例には、Ｍｎ、ＳｉおよびＡｌが含まれる。ステンレス鋼板中における酸素親和力の強い元素の含有量は、特に限定されないが、例えば０．１〜３質量％である。

【0024】

〔塗装原板の前処理及び化成処理〕
フェライト系ステンレス鋼箔は、塗膜密着性を改善するため脱脂される。脱脂方法は、特段の制約を受けることなく、定法に従って弱アルカリ又は中性の脱脂液を用い、浸漬、スプレー等でフェライト系ステンレス鋼箔の表面を清浄化する。次いで、必要に応じて酸洗、リン酸塩処理等を施すことで、フェライト系ステンレス鋼箔表面の濡れ性を向上させることができる。

【0025】

表面清浄されたフェライト系ステンレス鋼箔は、塗装に先立って化成処理され、塗膜密着性の改善に有効な化成皮膜がフェライト系ステンレス鋼箔の表面に形成される。化成処理には、クロムフリー化成処理が用いられる。クロメート化成処理を用いることも可能であるが、６価クロムの溶出による環境汚染を防ぐためには、クロムフリー化成処理の方が好ましい。

【0026】

クロムフリー化成処理液は特に限定されないが、例えばシランカップリング剤と有機樹脂を含む水系処理液（水溶液）を用いることができる。化成処理液は、芳香環を有するジイソシアネート化合物、脂肪族ジイソシアネート化合物またはポリカルボジイミド化合物が配合されていてもよい。また、化成処理液の溶媒としては、水に加えて、少量のアルコール、ケトン、セロソルブ系の水溶性有機溶剤などを併用してもよい。

【0027】

化成処理液の固形分濃度は、０.１質量％以上かつ４０質量％以下であることが好ましい。固形分濃度が、０.１質量％未満の場合、化成処理皮膜が機能しないおそれがある。一方、固形分濃度が４０質量％超の場合、化成処理液の貯蔵安定性が低下するおそれがある。また、化成処理液のｐＨは、３〜１２の範囲内に調整されることが好ましい。

【0028】

調製した化成処理液（ｐＨ＝３〜１２）を、ロールコート法、スプレー法などにより、ステンレス鋼箔の表面に塗布し、水洗することなく常温で乾燥させる。前述のように、常温で乾燥させることで化成処理皮膜を形成することも可能であるが、連続操業を考慮すると５０℃以上の温度で乾燥時間を短縮することが好ましい。ただし、乾燥温度が２００℃超の場合、化成処理皮膜に含まれている有機成分が熱分解するおそれがあるため好ましくない。

【0029】

〔黒色耐熱塗膜層〕
黒色耐熱塗膜層３０ａは、一次平均粒子径が２０ｎｍ以上かつ５０ｎｍ以下の黒色顔料を耐熱樹脂に配合した塗料により構成されている。黒色顔料としては、カーボンブラック、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｕ系焼成顔料、Ｃｕ−Ｃｒ（ＩＩＩ）系焼成顔料等の様々な顔料を用いることができるが、分散性に優れるカーボンブラックを用いることが好ましい。ベースとなる耐熱樹脂としては、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリフェニルスルフィド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等の少なくとも一種の耐熱樹脂が使用できる。黒色顔料の一次平均粒子径が２０ｎｍ未満の場合には、吸油量が大きくなるため耐熱塗料との分散性が悪く、黒色耐熱塗料の生産性が劣ってしまう。また、黒色顔料の一次平均粒子径が５０ｎｍを超える場合は、黒色顔料の比表面積が小さくなることから、輻射熱吸収性が劣ってしまう。

【0030】

黒色顔料の配合量は、耐熱樹脂塗料の固形分に対し、５．０質量％以上かつ１５質量％以下が好ましい。５．０質量％未満であると、ハロゲンランプからの輻射熱の吸収効率が悪くなる。１５質量％を超える場合は、耐熱塗料との分散性が悪くなり、黒色耐熱塗料の生産ができなくなり、塗料の粘度が高くなり、塗装が困難となる。

【0031】

黒色顔料および溶剤を所定組成に調合した黒色耐熱塗料の塗料粘度は、５０〜４００秒の範囲内であることが好ましい。本明細書において「塗料粘度」とは、ＪＩＳ Ｋ５４００−４.５に準拠して、２０℃の環境下でＮｏ.４フォードカップを用いて測定される塗料のフォードカップ粘度（秒）を意味する。

【0032】

溶剤希釈によりフォードカップ粘度を５０秒未満に調整した場合、塗布量が高くなり、塗膜欠陥となるワキが発生しやすくなる。また、ロールコート法で塗料を塗布する場合は、ピックアップロールでの塗料の持ち上げ不足により鋼板への塗料の付着量が不足してしまうおそれもある。さらに、オーブン内での溶剤揮発量がオーブン排気量を越えてしまい、オーブンが爆発するおそれもある。一方、塗料粘度が４００秒超の場合、塗料を塗布する際に塗料の塗布量を高い精度で制御することが困難となり、焼付け乾燥後の塗膜厚みのバラツキが大きくなるおそれがある。塗料粘度は、塗料中の溶剤の量を調整することで調整されうる。

【0033】

塗料はプレコート鋼板の製造に通常使用されているロールコート、フローコート、カーテンフロー等の方法でステンレス鋼箔に塗布され、到達板温３２０〜４００℃となるように、５０〜１２０秒で焼き付けられる。

【0034】

黒色耐熱塗料の平均膜厚は、焼き付け後の乾燥膜厚で２μｍ以上かつ１０μｍ以下であることが好ましい。平均膜厚２μｍ未満であると、隠蔽性が低下することから輻射熱吸収性が劣ってしまい、逆に１０μｍを超えても輻射熱吸収性が飽和することからコストアップに繋がるだけである。また、１０μｍを超えた場合は、耐熱樹脂の熱伝導率が０．２９〜０．３８Ｗ／ｍ．Ｋと低いことから、加熱定着ローラ３の外面の温度が所定温度に到達する時間が長くなり好ましくない。

【0035】

また、周長および長手方向に相当する部位において、黒色耐熱塗料は、その膜厚のバラツキが平均膜厚を基準として±３０％以内に収まるように均一塗装される。黒色耐熱塗料の膜厚のバラツキが±３０％を超えた場合、トナー像の定着性にバラツキが発生するため好ましくない。

【0036】

以下、本発明について実施例を挙げる。しかしながら、本発明はこれらの実施例により限定されない。

【実施例】

【0037】

供試ステンレス鋼箔として、板厚０.１ｍｍのＳＵＳ４３０（ＢＡ仕上げ）を準備した。ステンレス鋼箔をアルカリ脱脂（ｐＨ８、液温６０℃、浸漬時間１分間）により洗浄し、水洗、乾燥の工程を経て化成処理を行った。

【0038】

クロムフリー化成処理液は、Ｎ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリエトキシシランおよびカチオン性ウレタン樹脂の混合物（質量比６：４）を水に配合して、固形分濃度が５質量％の化成処理液を調製した。

【0039】

カチオン性ウレタン樹脂は、以下の手順で調製した。ポリエーテルポリオール１６０質量部、トリメチロールプロパン５質量部、Ｎ−メチル−Ｎ，Ｎ−ジエタノールアミン２５質量部、イソホロンジイソシアナート９５質量部およびメチルエチルケトン１３０質量部を反応容器に入れ、７５℃で３０分間加熱してウレタンプレポリマーを得た。次いで、ウレタンプレポリマーに硫酸ジメチル１８質量部を配合し、５５℃で４０分間加熱して、カチオン性ウレタンプレポリマーを得た。次いで、カチオン性ウレタンプレポリマーに、水６００質量部を加えて、均一に乳化させた後、メチルエチルケトンを回収して、カチオン性ウレタン樹脂を調製した。次いで、ステンレス鋼箔の表面に、調製した化成処理液をロールコート法で塗布し、１１０℃で乾燥させて、皮膜付着量が１２０ｍｇ／ｍ^２のクロメートフリー化成処理皮膜を形成した。

【0040】

化成処理されたステンレス鋼箔の表面に、ポリエーテルサルフォン樹脂塗料として、ポリエーテルサルフォン樹脂粉末（スミカエクセル５００３Ｐ；住友化学工業製）を、Ｎ−メチル-２−ピロリドンとトルエンを重量比で２：１に混合した溶剤で溶解し、ポリエーテルサルフォン樹脂の固形分が１８％の塗料に黒色顔料として一次粒子径が３０ｎｍのカーボンブラックを５〜１５質量％配合して黒色耐熱塗料を得た。次いで、黒色耐熱塗料をロールコート法にて均一塗布し、到達板温３６０℃で６０秒間焼き付けて、プレコートステンレス鋼箔を得た。塗料のロールコート条件としては、３本ロールコーターを用い、アプリケーターロールとバックアップロールとの間をリバース回転とし、周速比とロール間ギャップとを調節し、目標塗布量となるように、塗布量を制御した。そして、プレコートステンレス鋼箔を所定の大きさに切り出して、下記に示す塗膜厚み測定、耐熱試験及び昇温試験に発明例として用いた。

【0041】

一方、ステンレス鋼箔を断面Ｃ字状に成形した後に、その成形部材の内にノズルを用いて塗料を塗布して、到達板温３６０℃で６０秒間焼き付けることにより得たローラ本体（ポストコートローラ本体）についても、比較例１として塗膜厚み測定等に用いた。また、塗膜を形成しないステンレス鋼箔についても、比較例２として塗膜厚み測定等に用いた。塗膜厚み測定、耐熱試験及び昇温試験の結果を下記の表１に示す。

【0042】

【表1】

【0043】

＜塗膜厚み測定＞
塗膜厚みは、以下の方法にて測定した。すなわち、加熱定着ローラ３の長手方向の長さに相当する３００ｍｍの巾を有する塗装ステンレス鋼箔から、１０ｍｍ巾のサンプリング片を切り出した。サンプリング片の切り出しは、塗装ステンレス鋼箔の巾方向に均等の間隔を置いた１０箇所にて行った。そして、サンプリング片をエポキシ系硬化樹脂に埋め込み、板厚方向に沿う断面の平滑研磨を行い、光学顕微鏡にて倍率１０００倍で研磨面を観察することにより、塗膜厚みを測定した。比較例についても同じ方法にて測定を行った。

【0044】

表１において発明例として示すように、プレコートステンレス鋼箔の場合には、平均膜厚を基準とした塗膜のバラツキを±３０％以内に収めることができた。一方で、比較例１として示すポストコートローラ本体では、塗膜のバラツキが±３０％以内に収まらなかった。

【0045】

＜耐熱試験＞
得られたプレコートステンレス鋼箔から３００ｍｍ×５０ｍｍのサンプリング片を得て、該サンプリング片を３００℃で２５０時間連続加熱した。その後に、ＪＩＳ Ｋ５４００の碁盤目テープ試験に準拠して、切り傷の間隔１ｍｍの１００個の碁盤目を作り、碁盤目部分にセロテープ（登録商標）を強く圧着させ、テープの端を４５°の角度で一気に引き剥がし、碁盤目の塗膜残存数を確認した。

【0046】

表１では、碁盤目の塗膜残存数が１００〜９５の場合を○で示し、塗膜残存数が９４〜５０の場合を△で示し、塗膜残存数が５０未満の場合を×で示している。塗膜残存数が１００〜９５の場合は、耐熱性良好と考えられる。塗膜残存数が９４〜５０の場合は、耐熱性が劣り輻射熱吸収性を長期間保持できないと考えられる。塗膜残存数が５０未満の場合は、耐熱性が劣り輻射熱吸収性が劣ると考えられる。

【0047】

表１に示すように、いずれの発明例においても、耐熱性良好と評価することができた。一方、比較例１では、塗膜のバラツキが大きいことに起因して、耐熱試験の評価が×又は△となる場合があった。

【0048】

＜昇温試験＞
得られたプレコートステンレス鋼箔を所定の大きさに切り出した後に、プレス加工により断面Ｃ字状に成形してローラ本体３０（発明例）を構成した。このとき、黒色耐熱塗膜層３０ａは、ローラ本体３０の内周面のみに形成されており、ローラ本体３０の外周面には形成されていない。そして、ローラ本体３０の内側に発熱体３２としてハロゲンヒーター（タングステンフィラメント放射近赤外線型）を配置するとともに、ローラ本体３０の外面に熱電対を取付けて外面温度を測定できるようにした。ハロゲンヒーターは、ローラ本体３０の両端に取り付けたテフロン（登録商標）製治具により支持して、ローラ本体３０の径方向の中心部に配置した。

【0049】

同様に、ポストコートローラ本体（比較例１）及び塗膜のないステンレス鋼箔のみのロール本体（比較例２）においても内側にハロゲンヒーターを配置するとともに、外面に熱電対を取り付けて外面温度を測定できるようにした。

【0050】

そして、ハロゲンヒーターの電圧（１００Ｖ）投入から１５０℃に達するまでに要した時間と、２０ｍｓ間隔で温度を計測する昇温試験を行った。１５０℃に到達するまでに要した時間が５秒以下の場合を昇温特性に優れていると評価した。なお、昇温試験時の初期外面温度は２３℃であった。

【0051】

表１に示すように、プレコートステンレス鋼箔を用いた発明例では、１５０℃に到達するまでに要した時間が５秒以下であり、昇温特性に優れていると評価できた。一方、比較例１として示すポストコートローラ本体では、１５０℃に到達するまでに要した時間が５秒を超えており、昇温特性が劣っていた。このことから、塗膜の膜厚のバラツキが小さい発明例の優位性を確認することができた。なお、比較例２として示す塗膜が形成されていないローラ本体では、１５０℃に到達するまでに要した時間が９秒以上であり、昇温特性が著しく劣っていた。

【0052】

供試ステンレス鋼箔として、板厚０.０５ｍｍおよび０．２ｍｍのＳＵＳ４３０、ＳＵＨ４０９、ＳＵＨ２１、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４２９、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３０ＬＸ、ＳＵＳ４３０Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ４３６Ｌ、ＳＵＳ４３６Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ４４５Ｊ１及びＳＵＳ４４７Ｊ１の薄材を用いて、板厚を除いて同様の試験を行った結果、何れも耐熱試験結果は○であるとともに、昇温試験において１５０℃に到達するまでに要した時間が５秒以下であった。すなわち、これらの薄材であっても、良好な結果を得ることができた。

【0053】

供試塗膜中のカーボンブラック（黒色顔料）の一次平均粒子径を２０ｎｍおよび５０ｎｍに変更して同様の試験を行ったが、耐熱試験結果は○であるとともに、１５０℃に到達するまでに要した時間が５秒以下であった。
一方、カーボンブラックの一次平均粒子径を１０ｎｍに変更した場合、塗料分散性が悪くなり、塗料化が困難であったため、実施に至らなかった。また、カーボンブラックの一次平均粒子径を１００ｎｍ、３００ｎｍ及び５００ｎｍに変更した場合、昇温試験において１５０℃に到達するまでに要した時間が５秒超となり、昇温特性が劣っていた。また、カーボンブラックの代わりに、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｃｕ系焼成顔料を用い、一次平均粒子径２００ｎｍ及び５０ｎｍについて同様の試験を行ったところ、耐熱性試験結果は○であった。
すなわち、黒色耐熱塗膜層３０ａを構成する塗料における黒色顔料の一次平均粒子径が２０ｎｍ以上かつ５０ｎｍ以下であることの優位性が確認された。

【0054】

また、黒色顔料として、一次平均粒子径が１００ｎｍ、３００ｎｍ及び１μｍのＦｅ−Ｃｒ系黒色顔料を適用した場合、昇温試験の１５０℃到達時間は５秒超となり、昇温特性が劣っていた。すなわち、一次平均粒子径が５０ｎｍを超える黒色顔料を用いた場合、昇温試験結果が劣ることが確認された。このことからも、黒色耐熱塗膜層３０ａを構成する塗料における黒色顔料の一次平均粒子径が２０ｎｍ以上かつ５０ｎｍ以下であることの優位性が確認された。

【符号の説明】

【0055】

２ 転写紙
３ 加熱定着ローラ
３０ ローラ本体
３０ａ 黒色耐熱塗膜層
３１ 定着パッド
３２ 発熱体
３３ ベルト体
４ 加圧ローラ

【図1】

【図2】