(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂に半導電性を付与した半導電性シームレスベルトの製造方法であって、
溶剤に高分子材料を溶かした材料溶液を回転する金型に注入して半導電性シームレスベルトを遠心成形する工程と、
この半導電性シームレスベルトを乾燥させて金型から取り外す工程と、
金型から取り外した半導電性シームレスベルトの周壁をカッタで周方向にハーフカットし、このハーフカット部分を用いて半導電性シームレスベルトを引き裂いて所定の長さとする工程とを含んでなることを特徴とする半導電性シームレスベルトの製造方法。
【請求項２】
半導電性シームレスベルトの周壁に対するカッタのハーフカット深さを、周壁の厚さの１０％〜９０％とする請求項１記載の半導電性シームレスベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式の複写機やレーザプリンタ等に使用される半導電性シームレスベルトの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導電性シームレスベルトを製造する場合には、図示しないが、先ず、円筒形の金型を低速回転させ、この金型内に進退動可能な供給装置のノズルを進出させ、このノズルから材料溶液を回転する金型の内周面一端部から他端部にかけて塗布してレベリングし、材料を乾燥させて半導電性シームレスベルトを遠心成形する。
そして、金型から脱型した半導電性シームレスベルトを加熱、冷却し、図１１に示すように半導電性シームレスベルト１の両端部側の周壁にカッタ３の先端部を貫通させ、その後、半導電性シームレスベルト１を周方向に回転させてその各端部を切断除去し、半導電性シームレスベルト１を所定の長さとして完成させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来における半導電性シームレスベルト１の製造においては、以上のように半導電性シームレスベルト１の各端部側の周壁にカッタ３を単に貫通させ、半導電性シームレスベルト１の各端部を切断して所定の長さとするが、カッタ３や切断が不適切だと、半導電性シームレスベルト１が必要以上に長くなったり、短くなることがある。
また、半導電性シームレスベルト１の周壁を厚いカッタ３で全カットすると、図１２に示すように、半導電性シームレスベルト１の切断面２４が引き裂かれたような実に粗れた醜い面となり、大きなかえり(ｂｕｒｒ)が多数発生する。これにより、半導電性シームレスベルト１の強度や耐久性が低下し、製品寿命が短くなるので、半導電性シームレスベルト１の切断した端面を必ずテープ等で補強しなければならないという大きな問題がある。
【０００４】
本発明は上記問題に鑑みなされたもので、強度や耐久性を向上させ、端面を特に補強する必要のない半導電性シームレスベルトの製造方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明においては上記課題を達成するため、樹脂に半導電性を付与した半導電性シームレスベルトの製造方法であって、
溶剤に高分子材料を溶かした材料溶液を回転する金型に注入して半導電性シームレスベルトを遠心成形する工程と、
この半導電性シームレスベルトを乾燥させて金型から取り外す工程と、
金型から取り外した半導電性シームレスベルトの周壁をカッタで周方向にハーフカットし、このハーフカット部分を用いて半導電性シームレスベルトを引き裂いて所定の長さとする工程とを含んでなることを特徴としている。
なお、半導電性シームレスベルトの周壁に対するカッタのハーフカット深さを、周壁の厚さの１０％〜９０％とすることが好ましい。
【０００６】
ここで特許請求の範囲における樹脂は、熱可塑性樹脂でも良いし、熱硬化性樹脂でも良い。また、カッタは、特に限定されるものではなく、各種の片刃、両刃、リング形等でも良い。このカッタでハーフカットする場合、周壁の外周面をカッタで周方向にハーフカットしても良いが、周壁の内周面をカッタで周方向にハーフカットすることも可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態になんら限定されるものではない。
本実施形態におけるエンドレスの半導電性シームレスベルト１は、図１ないし図３に示すように、端部側の周壁の外周面をカッタ３で周方向にハーフカットし、このハーフカット部分を用いて端部２を引き裂いた場合に、周壁の引き裂き面４がカッタ切断層５と引き裂き層６とからなるものである。
【０００８】
この半導電性シームレスベルト１の製造装置について説明する。半導電性シームレスベルト１を製造する場合には、図４や図５に示す進退動可能な供給装置７と成形装置１２とを用い、供給装置７の吐出ノズル８から材料溶液１０を成形装置１２の金型内の長手方向一端部から他端部にかけて連続して垂らしながら注入塗布する。
【０００９】
供給装置７は、図４に示すように、細長い吐出ノズル８を水平に備えた各種のポンプ９と、このポンプ９に材料溶液１０を供給するホッパ１１とから構成されている。そして、図示しない歯車機構やベルト機構の駆動に基づき、矢印で示すように金型１３の軸方向に対して進退動し、吐出ノズル８の先端部から２０〜３０ｍｍ離れた金型１３の内周面に粘度の高い(常温時で１ポイズ以上、１００ポイズ以下)液状の材料溶液１０を筋状、線条に連続して垂らしながら塗布する。
【００１０】
材料溶液１０は、ＮＭＰ等の各種溶剤にＰＥＳやＰＥＴ等の高分子材料を溶解させ、カーボン等を配合等させたものである。高分子材料としては、これらの他にも、ＰＢＴ、ＰＥＮ等のポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素樹脂、ポリサルフォン、ポリカーボネート、アラミド樹脂、又はポリエーテルエーテルケトン等があげられるが、これらの中でも耐熱性、抵張力、耐クリープ特性に優れるＰＡＩやＰＥＳが好ましい。高分子材料は、熱可塑性や熱硬化性のいずれでも良く、実施する製造方法により適当なものを選択することができる。
【００１１】
成形装置１２は、図４や図５に示すように、半導電性シームレスベルト１を遠心成形する金型１３と、この金型１３を回転させる駆動装置１４と、この駆動装置１４に対して接離可能な従動装置１５とから構成されている。金型１３は、各種金属を使用して横長の円筒形に形成され、半導電性シームレスベルト１を容易に脱型できるよう内周面に滑らかな鏡面加工、フッ素加工、あるいはシリコーン樹脂加工等が施されるとともに、粗い外周面には図示しないつや消しの黒色が塗布されており、この黒色が外部ヒータからの熱を効率的に吸収する。金型１３の両端部には材料溶液１０の漏洩を防止するリング形の蓋１６がそれぞれ着脱自在に嵌合され、蓋１６の中心部には材料溶液用の注入孔が設けられている。
【００１２】
駆動装置１４は、各種のモータ１７と、このモータ１７の駆動で回転する駆動軸１８と、この駆動軸１８に嵌着される複数の駆動輪１９と、各駆動輪１９の外周面に覆着され、蓋１６の外周面下部を接触担持して制振機能を発揮する耐熱耐久性で円筒形の弾性エラストマー２０とから構成されている。弾性エラストマー２０は、例えば耐油性、耐溶剤性、耐薬品性、耐候性、耐熱性等に優れるシリコーンゴム、クロロプレンゴム、又はフッ素ゴム等からなり、９０°Ｈｓ以下、好ましくは３０°Ｈｓ〜９０°Ｈｓの硬度を有している。これは、３０°Ｈｓ未満だと圧縮永久歪み特性が悪化し、９０°Ｈｓを超えると制振性に乏しくなるからである。
【００１３】
従動装置１５は、図５に示すように、駆動軸１８に対して水平横方向にスライドするフリーの従動軸２１と、この従動軸２１に嵌着される複数の従動輪２２と、各従動輪２２の外周面に覆着され、蓋１６の外周面下部を接触担持して制振機能を発揮する耐熱耐久性で円筒形の弾性エラストマー２０Ａとから構成されている。
弾性エラストマー２０Ａについては、駆動装置１４の弾性エラストマー２０と同様であるので説明を省略する。
【００１４】
次に、半導電性シームレスベルト１の具体的な製造方法を説明すると、先ず、駆動装置１４を駆動して水平状態の金型１３を高速(例えば、９００〜１，０００ｒｐｍ)で回転させるとともに、この金型１３を外部ヒータで所定の温度(特に制約はないが、７０℃〜１００℃程度)に加熱し、供給装置７を回転する金型１３に対し進退動させて金型１３の内周面一端部から他端部にかけて材料溶液１０を０．５ｋｇｆ／ｃｍ2以下の圧力で吐出ノズル８の先端部から連続して垂下させながら徐々に吐出塗布(吐出量は、例えば１０秒で５０ｇ〜５００ｇ程度)し、金型１３の内周面に材料溶液１０を均一にレベリングする。こうして材料溶液１０を完全にレベリングしたら、金型１３を外部ヒータで周囲から継続加熱して材料溶液１０の粘度低減や溶剤の蒸発を促進する。
【００１５】
金型１３を所定時間加熱したら、成形装置１２を停止させて金型１３を取り外し、金型１３を乾燥機にセットして残留溶剤を蒸発・乾燥させ、乾燥機から金型１３を取り外して室温で空冷する。
すると、金型１３と遠心成形された半導電性シームレスベルト１の熱膨張差により、金型１３の内周面から外周面にスキン層２３を備えた半導電性シームレスベルト１が自然に剥離する。金型１３と半導電性シームレスベルト１とが強く密着して離れない場合には、半導電性シームレスベルト１の端部から徐々に剥がせば、エンドレスの半導電性シームレスベルト１を金型１３から脱型することができる。
【００１６】
次いで、図示しない回転駆動軸に半導電性シームレスベルト１を嵌通支持させ、この半導電性シームレスベルト１の両端部側における周壁の外周面にカッタ３の先端部を貫通することのないようそれぞれ切り欠き接触させる。そしてその後、半導電性シームレスベルト１を回転させて両端部側の周壁の外周面をリング形にハーフカットし、この溝状のハーフカット部分に沿って半導電性シームレスベルト１の各端部２を引き裂き、半導電性シームレスベルト１を所定の長さとする。
【００１７】
カッタ３の厚さは１００μｍ以下が好ましい。これは、厚さが１２０、４５０、６００μｍ等となり、１００μｍを超えると、引き裂き面４の外観が悪化して粗れるからである。カッタ３の周壁に対するハーフカット深さは、周壁の厚さの１０％〜９０％、好ましくは周壁の厚さの１０％〜５０％程度が良い。これは、ハーフカット深さが周壁の厚さの１０％未満の場合には、カットが困難になり、５０％を超える場合、引き裂き面４の外観が徐々に劣化し、カットも次第に困難になるからである。また、ハーフカットは、一度に切り欠いても良いが、複数回に分けて徐々に切り欠けば、引き裂き面４の外観を美しく整えることができる。以上の引き裂き作業により、周壁の引き裂き面４が相互に異なるカッタ切断層５と引き裂き層６になり、可撓性を有する円筒形で厚肉の半導電性シームレスベルト１を得ることができる。
【００１８】
上記によれば、半導電性シームレスベルト１の各端部側の周壁にカッタ３を貫通させて全カットするのではないから、不適切な切断により半導電性シームレスベルト１が必要以上に長くなったり、短くなることがない。また、図３に示すように、半導電性シームレスベルト１の引き裂き面４が粗れたり、大きなかえりが多数発生することがないので、半導電性シームレスベルト１の強度や耐久性を著しく向上させることが可能となる。したがって、製品寿命を大幅に長くすることができ、しかも、半導電性シームレスベルト１の引き裂いた端面をテープ等で補強する必要がない。
【００１９】
また、高粘度の材料溶液１０を吐出ノズル８の先端部から連続して吐出塗布するので、金型１３内で材料溶液１０が四方に飛散するのをきわめて有効に抑制防止し、半導電性シームレスベルト１の肉厚を著しく均一化することができる。よって、厚さ５０μｍ以上、特には８０μｍ以上の高精度の厚い半導電性シームレスベルト１を短時間に好適に製造することができる。また、低速回転ではなく、高速回転中の金型１３に材料溶液１０を塗布するので、迅速なレベリングが非常に容易になる。また、不安定な片持ちではなく、駆動装置１４と従動装置１５とで金型１３を安定状態に搭載するので、小径のみならず、２００ｍｍ以上の大径の半導電性シームレスベルト１をも容易に遠心成形することが可能となる。
【００２０】
また、駆動装置１４の駆動輪１９のみで金型１３を回転させ、従動輪２２を従わせて回転させるので、駆動輪１９と従動輪２２との間に速度差の発生することがなく、簡易な構成で金型１３の上下動や微小なスリップをきわめて有効に防止することができる。さらに、駆動装置１４に対して従動装置１５が図５の矢印方向に接近又は離隔するので、金型１３のメンテナンスや交換の便宜を図ったり、異なる使用の金型１３に簡単に対処することが期待できる。さらにまた、弾性エラストマー２０・２０Ａが耐熱性に優れるので、金型１３を加熱しても、長時間の連続使用が大いに期待できる。
【００２１】
なお、上記実施形態では半導電性シームレスベルト１を回転させてハーフカットしたものを示したが、なんらこれに限定されるものではなく、カッタ３を回転させて半導電性シームレスベルト１をハーフカットすることもできる。また、周壁の引き裂き面４を異なるカッタ切断層５と引き裂き層６としたが、表面精度の異なるカッタ３でハーフカットする等して３種、４種以上の層としても良い。また、上記実施形態では駆動装置１４と従動装置１５とを使用したが、従動装置１５を省略し、一対の駆動装置１４を使用することもできる。
【００２２】
また、駆動装置１４に対して従動装置１５を接離可能としたが、従動装置１５に対して駆動装置１４を接離可能としたり、駆動装置１４と従動装置１５とを相互に接離可能としても良い。また、蓋１６の外周面下部に駆動輪１９や従動輪２２の弾性エラストマー２０・２０Ａを接触させたが、金型１３の外周面下部に駆動輪１９や従動輪２２の弾性エラストマー２０・２０Ａを接触させても良い。さらに、材料溶液１０を完全にレベリングした後、高速回転する金型１３を乾燥時に低速回転(例えば、２００〜２５０ｒｐｍ)させて溶剤を遠心力から解放し、排出するようにすれば、乾燥時間を短縮し、半導電性シームレスベルト１の肉厚を均一化することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明に係る半導電性シームレスベルトの製造方法の実施例１、比較例１、実施例２、比較例２、及び実施例３について順次説明する。
実施例１
(芳香族)ポリアミドイミドにカーボンＤ４を１８．１ｐｈｒ添加した材料溶液１０を用いて周壁の厚さが１００μｍの半導電性シームレスベルト１を遠心成形し、加熱、室温空冷、脱型の後、回転駆動軸に半導電性シームレスベルト１を嵌通支持させ、この半導電性シームレスベルト１の両端部側における周壁の外周面にカッタ(フェザー社製)３の先端部を貫通することのないようそれぞれ５０μｍ切り欠き接触させた。そして、半導電性シームレスベルト１を回転させて両端部側の周壁の外周面をリング形に５０μｍハーフカットし、この溝状のハーフカット部分に沿って半導電性シームレスベルト１の各端部２を引き裂き、所定の長さの半導電性シームレスベルト１を得た。
【００２４】
こうして得られた半導電性シームレスベルト１の引き裂き面４を観察したところ、図６に示すように、引き裂き面４が醜く粗れておらず、大きなかえりも発生しないというきわめて良好な結果を得ることができた。また、ハーフカットも実に容易であった。
【００２５】
比較例１
実施例１と同様の半導電性シームレスベルト１を遠心成形し、加熱、室温空冷、脱型の後、回転駆動軸に半導電性シームレスベルト１を嵌通支持させ、この半導電性シームレスベルト１の両端部側における周壁の外周面にカッタ(フェザー社製)３の先端部をそれぞれ貫通させた。そして、半導電性シームレスベルト１を回転させて各端部２を１００μｍ全カットし、所定の長さの半導電性シームレスベルト１を得た。
この半導電性シームレスベルト１の引き裂き面４を観察したところ、図７に示すように、引き裂き面４が実に粗れて醜く、大きなかえりも多数散見されるという非常に不十分な結果しか得られなかった。カットも実に困難だった。
【００２６】
実施例２
基本的には実施例１と同様であるが、５０μｍハーフカットする際、一度に５０μｍハーフカットするのではなく、１０μｍずつ５回に分けて徐々に５０μｍハーフカットした。
半導電性シームレスベルト１の引き裂き面４を観察したところ、図８に示すように、引き裂き面４の外観やかえりに関して良好な結果を得ることができた。
【００２７】
比較例２
１０μｍずつ５回に分けて５０μｍハーフカットするのではなく、一度に５０μｍハーフカットした。その他の部分については、カッタ３を厚さ１２０μｍのシック社製の両刃とした以外、実施例２と同様とした。
半導電性シームレスベルト１の引き裂き面４を観察したところ、図９に示すように、引き裂き面４の外観や大きなかえりに関し、十分な結果を得ることができなかった。
【００２８】
実施例３
基本的には実施例１と同様であるが、カッタ３を厚さ１００μｍのフェザー社製の両刃とし、このカッタ３で５０μｍハーフカットした。
半導電性シームレスベルト１の引き裂き面４を観察したところ、図１０に示すように、引き裂き面４が美しく、大きなかえりも殆ど見られないという良好な結果を得ることができた。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、半導電性シームレスベルトの強度や耐久性を向上させることができるという効果がある。また、半導電性シームレスベルトの端面用等の補強部材を省略することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る半導電性シームレスベルトの製造方法の実施形態における両端部側の周壁の外周面をそれぞれカッタで周方向にリング形にハーフカットする状態を示す斜視説明図である。
【図２】図１の正面説明図である。
【図３】本発明に係る半導電性シームレスベルトの製造方法の実施形態における半導電性シームレスベルトを示す要部拡大説明図である。
【図４】本発明に係る半導電性シームレスベルトの製造方法の実施形態を示す部分断面説明図である。
【図５】本発明に係る半導電性シームレスベルトの製造方法の実施形態における成形装置を示す説明図である。
【図６】本発明に係る半導電性シームレスベルトの製造方法の実施例１を示す写真である。
【図７】本発明に係る半導電性シームレスベルトの製造方法の比較例１を示す写真である。
【図８】本発明に係る半導電性シームレスベルトの製造方法の実施例２を示す写真である。
【図９】本発明に係る半導電性シームレスベルトの製造方法の比較例２を示す写真である。
【図１０】本発明に係る半導電性シームレスベルトの製造方法の実施例３を示す写真である。
【図１１】従来の半導電性シームレスベルトの製造方法における端部側の周壁をカッタで全カットする状態を示す説明図である。
【図１２】図１１の半導電性シームレスベルトの切断面を示す拡大説明図である。
【符号の説明】
１        半導電性シームレスベルト
２        端部
３        カッタ
４        引き裂き面
５        カッタ切断層
６        引き裂き層
７        供給装置
８        吐出ノズル
９        ポンプ
１０      材料溶液
１１      ホッパ
１２      成形装置
１３      金型
１４      駆動装置
１５      従動装置
２３      スキン層
【図１】
0003558929.tif 000002
【図２】
0003558929.tif 000003
【図３】
0003558929.tif 000004
【図４】
0003558929.tif 000005
【図５】
0003558929.tif 000006
【図６】
0003558929.tif 000007
【図７】
0003558929.tif 000008
【図８】
0003558929.tif 000009
【図９】
0003558929.tif 000010
【図１０】
0003558929.tif 000011
【図１１】
0003558929.tif 000012
【図１２】
0003558929.tif 000013