(57)【要約】【課題】均一な厚みのシームレスなベルトを容易に製造可能とする。【解決手段】金属製の円筒１２の外周面１２ａ上に金属製のスリーブ１３を外嵌し、円筒１２を誘導加熱により加熱することでスリーブ１３の外周面１３ｂを温度ムラなく加熱し、スリーブ１３の外周面１３ｂが、熱可塑性材料からなる原料粉末Ｇの融点以上の温度に加熱された状態で、円筒１２及びスリーブ１３を周方向に回転させながらスリーブ１３の外周面１３ｂ上に原料粉末Ｇを均一に振りかけ、円筒１２及びスリーブ１３を所定時間回転させながら原料粉末Ｇを加熱溶融することでスリーブ１３の外周面１３ｂ上に均一な厚みの溶融フィルムを成膜し、原料粉末Ｇの融点以下の温度まで溶融フィルムを冷却し、溶融フィルムを固化してベルト状成形体Ｂとし、ベルト状成形体Ｂ及びスリーブ１３を一体的に円筒１２から取り外した後に、ベルト状成形体Ｂをスリーブ１３から取り外してベルトを得る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の円筒の外周面に金属製のスリーブを外嵌し、
上記円筒の内側から上記スリーブを加熱し、該スリーブの外周面が熱可塑性材料からなる原料粉末の融点以上の温度に加熱された状態で上記円筒を回転させ、
共回転する上記スリーブの外周面上に上記原料粉末を均一に振りかけて所定時間回転させることで上記原料粉末を溶融して均一な厚みの溶融フィルムを上記スリーブの外周面に成膜し、
上記成膜後に上記原料粉末の融点以下まで冷却し、  上記溶融フィルムを固化してベルト状成形体とし、
上記ベルト状成形体を上記スリーブと共に上記円筒から取り外した後、  上記ベルト状成形体を上記スリーブから取り外してベルトを得ることを特徴とする熱可塑性材料からなるベルトの製造方法。
【請求項２】
上記円筒の中空部に誘導加熱用コイルを挿入して加熱すると共に該円筒の周壁内部に熱媒体を循環させて、該円筒に外嵌する上記スリーブを温度ムラなく加熱し、かつ、該円筒に対する上記スリーブの着脱時に円筒とスリーブとの界面に圧縮空気を吹き込むと共に、該スリーブと上記ベルト状成形体との熱膨張係数の差により上記スリーブから上記ベルト状成形体を抜き取っている請求項１に記載の熱可塑性材料からなるベルトの製造方法。
【請求項３】
軸線方向を水平として配置されると共に回転手段により回転される金属製の円筒と、
上記円筒の内部に挿入される誘導加熱用コイルと、
上記円筒の外周面に着脱自在に外嵌される金属製のスリーブと、
上記スリーブの外周面に対して上方から熱可塑性材料からなる原料粉末を振りかけるフィーダーを備えていることを特徴とする熱可塑性材料からなるベルトの製造装置。
【請求項４】
上記円筒の一端は閉鎖壁として伝動軸を介して上記回転手段の駆動軸に連結する一方、該円筒の他端は上記誘導加熱用コイルの挿脱用の開口とし、
上記誘導加熱用コイルを走行手段上に搭載して、上記円筒の上記開口を通して中空部内に挿脱自在とし、上記スリーブの加熱時には上記円筒の中空部に挿入保持すると共に冷却時には上記円筒より引き出す構成とし、
上記円筒の上記開口側先端に圧縮空気導入部を設けると共に、導入された圧縮空気を外周面より引き出す小穴を上記円筒の周壁の先端側外面に形成し、該円筒に対して上記スリーブの着脱時に上記円筒と上記スリーブとの界面に圧縮空気を吹き出させる構成とし、
上記フィーダーは振動台を備えた加振式の振動フィーダーとし、上記原料粉末を吐出する原料吐出口の位置及び原料粉末供給量の調整手段を備え、かつ、
上記スリーブはニッケル電鋳材からなり、厚みは４０μｍ〜１５０μｍとしている請求項３に記載の熱可塑性材料からなるベルトの製造装置。
【請求項５】
上記円筒は加熱室内に配置すると共に、該円筒の周壁には熱媒体循環路を設け、かつ、
上記誘導加熱用コイルは上記円筒の中空部の全長に収容される大きさとすると共に、該誘導加熱用コイルの後端側に上記加熱室の開閉カバーを連結し、該誘導加熱用コイルを上記円筒の中空部に挿入した時に上記加熱室が閉鎖される構成としている請求項４に記載の熱可塑性材料からなるベルトの製造装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の方法により製造されてなり、上記原料粉末として、ＭＩ（メルトフローインデックス）が１０ｇ／１０ｍｉｎ（２３０℃）以上であり、曲げ弾性率が１３００ＭＰａ以下であり、粒径が８０μｍ〜４００μｍである熱可塑性材料を用いて形成され、画像形成装置に使用されることを特徴とする熱可塑性材料からなるベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性材料からなるベルトの製造方法、熱可塑性材料からなるベルトの製造装置、熱可塑性材料からなるベルトに関し、詳しくは、複写機、ファクシミリ、プリンター等の電子写真方式または静電印刷方式にて画像形成を行う画像形成装置等に用いられるシームレスベルトを厚みのバラツキや割れを生じることなく容易に製造するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、種々の分野において、表面に継ぎ目がなく、高平滑な表面を有する弾性ベルトは材料や製法を各種設定することで、様々な用途で需要が高くなってきている。例えば、熱可塑性材料を主体として作製されるベルトは、プリンター、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に使用することができる。
【０００３】
これらの用途のベルトとして重要な点は、表面平滑性と厚み均一性である。用途によって要求される表面平滑性と厚み均一性の程度は異なるが、一番要求の厳しい電子写真方式の部材については、特に高精度が要求される。
【０００４】
従来、継ぎ目がなく、かつ表面平滑なベルトを製造する方法としては、押出機を用いて筒状に押し出し、加硫、硬化させた後に研磨する方法、遠心成形する方法等の種々の方法が用いられている。
【０００５】
例えば、特開平１１−３４４０２５号では、環状ダイから押出成形されたチューブの円周方向における体積電気抵抗値等に基づき、電気抵抗を調整する部分の温度を環状ダイから冷却固化するめでの間で測温しながらダイの周方向温度を変化させ、周方向の抵抗値のバラツキを制御しているシームレスチューブの製造方法が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３４４０２５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平１１−３４４０２５号では、ベルト周方向の抵抗値を制御しているが、ベルト厚みの制御が不十分であるために、表面が平滑でかつ均一な厚みを有するベルトを得ることができないという問題がある。このため用途によっては、所望の役割を果たせないという問題がある。
【０００８】
表面が平滑なベルトを得るには、原料粉末を溶融成膜してベルト状とする方法も考えられるが、溶融成膜を行う型の温度の制御が困難である上に、型上から成膜されたベルトを取り外すのが非常に困難であるため、均一な厚みを有するベルトを容易に得られないという問題がある。
【０００９】
即ち、原料粉末が振りかけられる型に温度ムラがあると、振りかけられた粉末が均一に溶融されず溶融部分にムラができ、膜厚ムラを生じたり、極端な場合、低温部では溶けない部分ができたり、高温部では樹脂の分解が起こったりする。また、加熱された型上に直接熱可塑性材料を溶融成膜させた場合、シームレスベルトとして脱型するのは困難である。
【００１０】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、均一な厚みのシームレスなベルトを容易に製造可能とすることを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、金属製の円筒の外周面に金属製のスリーブを外嵌し、
上記円筒の内側から上記スリーブを加熱し、該スリーブの外周面が熱可塑性材料からなる原料粉末の融点以上の温度に加熱された状態で上記円筒を回転させ、
共回転する上記スリーブの外周面上に上記原料粉末を均一に振りかけて所定時間回転させることで上記原料粉末を溶融して均一な厚みの溶融フィルムを上記スリーブの外周面に成膜し、
上記成膜後に上記原料粉末の融点以下まで冷却し、  上記溶融フィルムを固化してベルト状成形体とし、
上記ベルト状成形体を上記スリーブと共に上記円筒から取り外した後、  上記ベルト状成形体を上記スリーブから取り外してベルトを得ることを特徴とする熱可塑性材料からなるベルトの製造方法を提供している。
【００１２】
このように円筒から着脱自在とされたスリーブの外周面上に成形されたベルト状成形体とスリーブとを一体的に円筒から取り外した後に、ベルトをスリーブから取り外している。従来のように円筒上に直接ベルト状成形体を成形して、そのまま残存させておくのではなく、スリーブ上に成形してスリーブと一体的にベルト状成形体を取り外しているため、冷却時の収縮による割れを防止することができる。よって、均一な厚みのシームレスなベルトを容易に得ることができる。
【００１３】
上記円筒の中空部に誘導加熱用コイルを挿入して加熱すると共に該円筒の周壁内部に熱媒体を循環させて、該円筒に外嵌する上記スリーブを温度ムラなく加熱し、かつ、該円筒に対する上記スリーブの着脱時に円筒とスリーブとの界面に圧縮空気を吹き込むと共に、該スリーブと上記ベルト状成形体との熱膨張係数の差により上記スリーブから上記ベルト状成形体を抜き取っていることが好ましい。
【００１４】
円筒の中空部に誘導加熱用コイルを挿入すると共に、円筒の周壁内部に熱媒体を循環させて誘導加熱により加熱しているため、円筒が温度ムラなく加熱される。よって、円筒に外嵌され円筒と共回転するスリーブの外周面の温度も円筒を介して温度ムラなく加熱される。具体的にはスリーブの面内温度のバラツキを±３℃以内とすることができる。よって原料粉末の溶融時に溶融部分のムラがなくなり均一な厚みのベルトを得ることができる。また、誘導加熱用コイルを円筒の中空部内に挿入した状態で誘導加熱を行うため、円筒の各部をムラなく均等に加熱することができる。さらに、原料粉末が溶融することにより奪われる熱も誘導加熱により即座に補われるため、常時温度ムラをなくすことができる。
【００１５】
スリーブ外嵌時及びスリーブ取り外し時に、円筒とスリーブの界面に圧縮空気を送り込み、圧縮空気による空気層を設けていることが好ましい。具体的には、スリーブを円筒に外嵌する際には、圧縮空気を吹き出す小穴であるエアー吹出口上の位置までスリーブを円筒の外周面に挿入した後、エアー吹出口から圧縮空気を吹き出して空気層を設け、その後、所定位置までスリーブを完全に円筒に外嵌する。円筒から取り外す際は、圧縮空気を送り込み空気層を設けた後に、スリーブを円筒から取り外す。このように、スリーブと円筒の界面に空気層を介在させることでスリーブの着脱性を高めることができる。圧縮空気の空気圧は界面に空気層を形成できる圧力でスリーブの種類等に応じて任意に調整可能である。
【００１６】
スリーブ上で原料粉末を溶融成膜させた後、冷却を開始する。温度が原料粉末の融点より下がり溶融フィルムが固化し始め、かつ室温よりも７０℃以上高い状態で、円筒からスリーブを取り外すのが好ましい。原料粉末の融点以下で冷却し、室温よりも７０℃以上高い状態で取り外すことにより、冷却時の収縮による割れをよりいっそう防止することができる。
【００１７】
また、金属製のスリーブとスリーブ上に成形されたベルト状成形体では、互いに熱膨張係数が異なるため、両者を共に円筒から取り外した後、さらに冷却が進行すると、ベルト状成形体とスリーブ界面に歪みが生じ、容易にスリーブとベルト状成形体を分離でき、容易にベルト状成形体を抜き取ることができる。即ち、熱可塑性材料の熱膨張係数は金属の熱膨張係数よりも大きい。このため、金属製の円筒上に直接成膜した場合には、円筒は変形できないため冷却と共にベルト状成形体が円筒を締め付けることになりベルトを抜き取ることができない。しかし、スリーブ上に成膜したベルト状成形体を共に取り外すと、冷却によるベルト状成形体の収縮に応じてスリーブも変形することが可能なため、この変形と歪みとによりベルトが抜けやすくなる。
【００１８】
また、本発明は、軸線方向を水平として配置されると共に回転手段により回転される金属製の円筒と、
上記円筒の内部に挿入される誘導加熱用コイルと、
上記円筒の外周面に着脱自在に外嵌される金属製のスリーブと、
上記スリーブの外周面に対して上方から熱可塑性材料からなる原料粉末を振りかけるフィーダーを備えていることを特徴とする熱可塑性材料からなるベルトの製造装置を提供している。
【００１９】
上記構成の装置によれば、誘導加熱用コイルにより円筒を容易に加熱できる上に、スリーブが円筒に対して着脱自在とされているため、外周面上に原料粉末が溶融成膜されたスリーブを容易に取り外すことができ、均一な厚みを有するベルトを容易に製造することができる。よって、上述した本発明の熱可塑性材料からなるベルトの製造方法を行うのに好適である。
【００２０】
上記円筒の一端は閉鎖壁として伝動軸を介して上記回転手段の駆動軸に連結する一方、該円筒の他端は上記誘導加熱用コイルの挿脱用の開口とし、
上記誘導加熱用コイルを走行手段上に搭載して、上記円筒の上記開口を通して中空部内に挿脱自在とし、上記スリーブの加熱時には上記円筒の中空部に挿入保持すると共に冷却時には上記円筒より引き出す構成とし、
上記円筒の上記開口側先端に圧縮空気導入部を設けると共に、導入された圧縮空気を外周面より引き出す小穴を上記円筒の周壁の先端側外面に形成し、該円筒に対して上記スリーブの着脱時に上記円筒と上記スリーブとの界面に圧縮空気を吹き出させる構成とし、
上記フィーダーは振動台を備えた加振式の振動フィーダーとし、上記原料粉末を吐出する原料吐出口の位置及び原料粉末供給量の調整手段を備え、かつ、
上記スリーブはニッケル電鋳材からなり、厚みは４０μｍ〜１５０μｍとしていることが好ましい。
【００２１】
誘導加熱用コイルは可動台等の走行手段上に搭載することで、誘導加熱用コイルを円筒に対して所望の位置に配置することができ、非常に効率良く加熱及び冷却を行うことができる。
【００２２】
円筒の先端側の外周面には導入された圧縮空気を引き出す小穴であるエアー吹出口が設けられ、スリーブ外嵌時及びスリーブ取り外し時に、円筒とスリーブとの間にエアー吹出口から圧縮空気を送り込む構成としていることが好ましい。これによりスリーブ外嵌時等にスリーブと円筒の間に容易に空気層を設けることができる。エアー吹出口は、円筒の支持側とは反対側である先端側、即ち、スリーブの外嵌や取り外しを行う側に設けるのが良い。エアー吹出口は、円筒の開口側の先端から１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲に設けられ、その径はφ０．５ｍｍ〜φ５．０ｍｍであるのが良く、円筒の周方向に４箇所以上均等に配置するのが良い。
【００２３】
フィーダーは、振動台を備えた加振式の振動フィーダーとし、原料粉末を吐出する原料吐出口の位置及び原料粉末供給量を調整自在な構成としていることが好ましい。これにより、スリーブ上の所望の位置に所望の量の原料粉末を振りかけることができる。また、振動フィーダーにより微小な振幅の振動を加振することで原料粉末を均一にふりかけることができる。
【００２４】
原料粉末はベルト幅に合わせて吐出口の幅を設定した原料吐出口から加振式の振動フィーダーにより流量を制御してスリーブの外周面上に均一に振りかけられる。このように加熱されたスリーブ上へ原料粉末を振りかける際は、加振式の振動フィーダーを使用し、成形するベルト幅に合わせて原料吐出口の幅を設定する。原料吐出口にはゲートを設け、ゲートの上下でベルト幅方向の吐出量を規定する。加振式の振動フィーダーの振動台は原料吐出口側に０°〜５°の傾斜を持ち、原料粉末振りかけ時に振動台に与えられる振動の振幅は０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ、ゲートの隙間は０．６ｍｍ〜１．５ｍｍであることが好ましい。これによりスリーブの外周面上に原料粉末を定量的かつ均一に振りかけることができる。振幅、振動台の傾斜は、各々、原料粉末の粒径等に応じて設定することができる。
【００２５】
周方向のベルト厚みの制御は、円筒の回転条件や原料粉末の流動性の制御等により調整することもできるが、幅方向のベルト厚みを調整するためには、幅方向の原料供給量が重要となる。よって、ベルトの幅方向の原料粉末の供給量の調整を可能としている。なお、円筒の中心軸は水平方向とした状態で円筒を周方向に回転するのが良い。
【００２６】
フィーダーの原料吐出口は常に円筒上に配置されていても構わないが、円筒を加熱室内に設置し、加熱室内の雰囲気温度を上昇させるような場合には、必要に応じて、フィーダーは移動可能に設置する方が良い。
【００２７】
スリーブはニッケル電鋳材からなり、スリーブの厚みは４０μｍ〜１５０μｍであることが好ましい。表面が平滑であり寸法精度が良いと共に、円筒への着脱が容易となるため好ましい。スリーブの材質はその他、銅、金、銀、鉄、コバルト、アルミニウム、チタン、白金、これらの合金、こららの金属の積層構造等の電鋳材等とすることができる。なお、スリーブは繰り返し使用することができる。また、スリーブの表面にはフッ素系等の離型剤等で離型処理をしても良い。
【００２８】
上記円筒は加熱室内に配置すると共に、該円筒の周壁には熱媒体循環路を設け、かつ、
上記誘導加熱用コイルは上記円筒の中空部の全長に収容される大きさとすると共に、該誘導加熱用コイルの後端側に上記加熱室の開閉カバーを連結し、該誘導加熱用コイルを上記円筒の中空部に挿入した時に上記加熱室が閉鎖される構成としていることが好ましい。
【００２９】
円筒の周壁の内部には、熱媒体が流通されるため、円筒をよりいっそう温度ムラなく均等に加熱することが可能となる。即ち、円筒は誘導加熱される金属製としてコイルの誘導電流により円筒が加熱されると共に、熱媒体により円筒の温度が均一化される。コイルに電流を流し発生した磁力線により鉄等からなる円筒に渦電流を発生させ、この渦電流により円筒を発熱させており、円筒の加熱によりスリーブも加熱される。熱媒体はこのように円筒で発熱した熱を均一化するために円筒内に流通させている。また、誘導加熱用コイルが中空部に挿入された状態で加熱室が閉鎖されるため、効率良く加熱を行うことができる。熱媒体としては、水、パラフィンオイル等のオイルに代表される従来公知の熱媒体を用いることができる。
【００３０】
スリーブの内径は円筒の外径よりも０．０１ｍｍ〜０．３０ｍｍ小さく設定するのが良い。スリーブ内径が大きすぎるとスリーブと円筒間に隙間ができ寸法精度が悪くなりやすい上に、原料粉末が隙間に入りこみ、溶融固化して円筒とスリーブと接着する恐れがあるためである。スリーブ内径が小さすぎると円筒に外嵌できないためである。また、円筒の先端開口側には、スリーブを外嵌しやすいように漸次縮径させたスロープ部が設けられていることが好ましい。ただし、エアー吹出口よりも先端側でスロープ部は終了しているのが良い。
【００３１】
円筒の加熱には誘導加熱だけでなく、補助的に遠赤外線ヒーター、セラミックヒーター、ニクロム線ヒーター等を用いることもでき、より均一な円筒の加熱を行うことができる。特に円筒を加熱室等の密閉空間内に配置し、外気の循環の影響をなくし、雰囲気温度をも調整しようという場合には上記のようなヒーター等による雰囲気温度の調整は重要となる。
【００３２】
スリーブ上に溶融成膜された溶融フィルムはブレードにより余分なものを掻き落とすことで、適度な厚みに制御することもできる。また、原料粉末を振りかけるときの円筒の回転数は任意に調整できる。加熱温度は原料粉末の融点よりも５℃〜５０℃高い温度が好ましく、加熱時間は１分〜２０分、また、円筒の回転数は１ｒｐｍ〜６０ｒｐｍが好ましく、原料粉末の種類やベルトの厚み等に応じて適宜設定することができ、
【００３３】
スリーブ外周面には必要に応じ、離型剤等を塗布しておいても良い。ただし、この場合、離型効果の高いものを使用すると、スリーブ上に溶融した樹脂のはじきの原因となるため、ベルト状成形体を取り外しやすいが、原料粉末が均一に溶融成膜される範囲で離型剤を塗布するのが良い。
【００３４】
熱可塑性材料の粉体を作製するには、所望の熱可塑性材料を冷凍粉砕し、分級する等の従来公知の方法を用いることができる。
【００３５】
成形されるベルトの寸法は円筒の径、奥行き等の形状を変え、これに合わせてスリーブの寸法も変えることで任意に設定できる。
【００３６】
本発明は、さらに、上述した本発明の熱可塑性材料からなるベルトの製造方法により製造されることを特徴とする熱可塑性材料からなるベルトを提供している。これにより均一な厚みを有するベルトを得ることができ、特に、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置の各種ベルト（中間転写ベルト、転写ベルト、定着ベルト、搬送ベルト、現像ベルト、感光体基体用ベルトを含む導電性ベルト等）に好適に使用される。ベルト厚みは０．０５ｍｍ〜１ｍｍが好ましい。
【００３７】
上記原料粉末として、ＭＩ（メルトフローインデックス）が１０ｇ／１０ｍｉｎ（２３０℃）以上であり、曲げ弾性率が１３００ＭＰａ以下であり、粒径が８０μｍ〜４００μｍである熱可塑性材料からなる原料粉末を用いて形成されることが好ましいのは以下の理由による。
【００３８】
熱可塑性材料からなる原料粉末は、ＭＩ（メルトフローインデックス）が１０ｇ／１０ｍｉｎ（２３０℃）以上であることが好ましい。ＭＩがこれより小さいと、溶融時に流動せず成膜しにくくなるためである。また、曲げ弾性率は１３００ＭＰａ以下であることが好ましい。曲げ弾性率がこれより大きいと冷却固化時に割れが生じやすくなるためである。
【００３９】
さらに原料粉末の粒径は８０μｍ〜４００μｍであることが好ましい。これは８０μｍより小さいと凝集しやすくフィーダーでは送りにくくなるためである。一方、４００μｍより大きいと得られるベルトの膜厚が目標とする厚みより厚くなりやすいためである。なお、フィーダーの吐出口から均一に流れ出し、スリーブ上に均一に振りかけられるよう、粒度分布や粒子形状を変えることも可能である。
【００４０】
熱可塑性材料としては、耐久性、ベルトの駆動性の点からはポリエステル系熱可塑性エラストマーが好ましいが、その他、ベルトの要求性能等に応じて各種熱可塑性エラストマー、熱可塑性樹脂を１種又は複数種用いることができる。また、熱可塑性材料には、各種充填剤、導電剤、難燃剤等の添加剤を添加することもできる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図８は本発明の熱可塑性材料からなるベルトの製造装置１０を示す。製造装置１０は、軸線方向を水平として配置されると共に回転手段であるモーターを備えた駆動軸１１により周方向に回転される金属製の円筒１２と、円筒１２の外周面１２ａに着脱自在に外嵌される金属製のスリーブ１３と、円筒１２の上方より熱可塑性材料からなる原料粉末Ｇを振りかけて供給するフィーダー１４と、円筒１２内に挿入され円筒１２を誘導加熱により加熱する誘導加熱用コイル１５と、円筒１２及び誘導加熱用コイル１５を収容し、円筒１２の誘導加熱が行われフィーダー１４から供給された原料粉末Ｇが加熱溶融して成膜される加熱室１６とを備えている。
【００４２】
円筒１２の外周面１２ａ上にスリーブ１３を外嵌した状態で誘導加熱を行うことでスリーブ１３の外周面１３ａを均一に加熱しスリーブ１３の外周面１３ａ上に原料粉末Ｇを成膜する構成としている。
【００４３】
円筒１２の一端は閉鎖壁１２Ａとして伝動軸２６を介して駆動軸１１に連結する一方、円筒１２の他端は誘導加熱用コイル１５の挿脱用の開口１２Ｂとしている。誘導加熱用コイル１５は、走行手段である可動台１７上に搭載されており加熱室１６の内外へ移動が可能であり、円筒１２の開口１２Ｂを通して円筒１２の中空部１２ｃ内に挿脱自在な構成としている。
【００４４】
即ち、誘導加熱用コイル１５の後端側に加熱室１６の開閉カバー２７を連結し、誘導加熱用コイル１５を円筒１２の中空部１２ｃに挿入した時に加熱室１６が閉鎖される構成とし、誘導加熱用コイル１５は、スリーブ１３の加熱時には円筒１２の中空部１２ｃに挿入保持すると共に冷却時には円筒より引き出せる構成としている。
【００４５】
誘導加熱用コイル１５は、その中心軸は水平方向になるようにし円筒１２の中空部１２ｃの全長に収容される大きさとされ、誘導加熱用コイル１５を円筒１２の中空部１２ｃ内に挿入した状態で誘導加熱を行う構成としている。
【００４６】
また、円筒１２の周壁１２Ｃの内部には全周に渡って熱媒体循環路２８が設けられ、熱媒体循環路２８には熱媒体が流通され、熱媒体が循環し円筒１２が温度ムラなく誘導加熱される構成としている。熱媒体循環路２８は周壁１２Ｃの閉鎖壁１２Ａ側からエアー吹出口１９の位置まで設けられている。熱媒体としては水を用いている。
【００４７】
図３に示すように、円筒１２の外周面１２ａの先端１２ｂ側には圧縮空気導入部２０を設けると共に、導入された圧縮空気を外周面１２ａより引き出す小穴であるエアー吹出口１９を周壁１２Ｃの先端側の外周面１２ａに形成し、円筒１２に対してスリーブ１３の着脱時に円筒１２とスリーブ１３との界面に圧縮空気を吹き出させる構成としている。
【００４８】
円筒１２には、圧縮空気を送り込むホース（図示せず）と連結されるエアー導入口２０ａが設けられており、エアー導入口２０ａからの圧縮空気がエアー吹出口１９から吹出される。エアー吹出口１９はφ２ｍｍとし、円筒１２の支持側とは反対側である先端１２ｂ側に設けられ、先端１２ｂから２０ｍｍの位置に、円筒１２の周方向に均等に４箇所設けられている。
【００４９】
図４及び図５（Ａ）〜（Ｆ）に示すように、フィーダー１４は、振動台１４ａを備えた加振式の振動フィーダーとし、原料粉末Ｇを吐出する原料吐出口１４ｂの位置及び原料粉末Ｇの供給量を調整自在な調整手段を備えている。即ち、原料吐出口１４ｂの上方側にはゲート１４ｃを設け、ゲート１４ｃの上下でベルト幅方向の吐出量を設定している。加振式の振動フィーダーの振動台１４ａは原料吐出口１４ｂ側に０°〜５°の傾斜を持たせることが可能としている。
【００５０】
また、フィーダー１４は移動可能とされ、フィーダー１４の原料吐出口１４ｂの位置を自由に設定可能としている。具体的には、調整手段としては、角度調整部１４ｄ、上下調整部１４ｅ、前後スライド部１４ｆを備え、これにより原料吐出口１４ｂの位置調整が可能である。原料投入口１４ｇから投入された原料粉末Ｇが電磁フィーダー１４ｈにより振動台１４ａ上で加振され、振動台１４ａには複数の溝部１４ｉが原料供給方向に向かって漸次形状を変化させながら設けられている。なお、加熱室１６には可動フタ１８が設けられており、フィーダー１４の原料吐出口１４ｂの出し入れに応じて加熱室１６の開閉を自在に行うことができる。
【００５１】
スリーブ１３の内径は円筒１２の外径よりも０．１５ｍｍ小さく設定している。また、円筒１２の先端１２ｂ側には、スリーブ１３を外嵌しやすいように漸次縮径させたスロープ部２１が設けられている。エアー吹出口１９よりも先端１２ｂ側でスロープ部２１は終了している。
【００５２】
また、円筒１２はシャフト２２により支持されており、シャフト２２及び耐熱高精度ベアリング２３を介して駆動軸１１の駆動力が伝えられ周方向に回転する構成としている。また、加熱室１６内にはブレード２４が配置され、スリーブ１３上に加熱溶融された溶融物の余分な部分をかきとり、厚みを調整可能な構成とすると共に、加熱室１６内の雰囲気温度を調整するための遠赤外線ヒーター２５が配置されている。
【００５３】
ポリエステル系熱可塑性エラストマーを冷凍粉砕し、ふるいにかけることで粒径８０μｍ〜４００μｍの原料粉末Ｇを得る。粉末は成形前に１００℃のオーブンで１晩以上乾燥させている。原料粉末ＧのＭＩ（メルトフローインデックス）は１０ｇ／１０ｍｉｎ（２３０℃）であり、曲げ弾性率が２４ＭＰａであり。融点は１５４℃である。
【００５４】
まず、原料粉末Ｇを供給する前に、フィーダー１４の調整を行っておく。
フィーダー１４の原料吐出口１４ｂが下がり気味になるように角度調整部１４ｄを調整する。可動フタ１８を開けてフィーダー１４の原料吐出口１４ｂが加熱室１６内へ挿入できるようにする。原料吐出口１４ｂを加熱室１６内に挿入したらフィーダー１４の上下調整部１４ｅ、前後スライド部１４ｆの調整により円筒１２との距離を調整する。原料吐出口１４ｂが円筒１２の中心線よりも円筒１２の回転方向側にずれるよう調整する。フィーダー１４の位置が決まったら原料吐出口１４ｂを一旦加熱室１６から引き出す。
【００５５】
次に、原料粉末Ｇの流量調整を行う。具体的には、フィーダー１４の原料吐出口１４ｂを加熱室１６より外に出した状態で、実際にフィーダー１４の材料投入口１４ｇから原料粉末Ｇをゲート１４ｃに流してみることで調整する。ゲート１４ｃに詰まったり、流れにムラができたりせず、均一な層状に原料粉末Ｇが流れるように調整する。隙間ゲージを使い、ゲート１４ｃの両端の隙間を合わせ固定する。電磁フィーダー１４ｈの強さを調整し、粉体の送り量を調整しておく。本実施形態では、原料粉末Ｇの振りかけ時に振動台１４ａに与えられる振動の振幅は３ｍｍ、ゲート１４ｃの隙間は１ｍｍとしている。
【００５６】
内径１６８．５ｍｍ、長さ６００ｍｍ、肉厚１００μｍのニッケル電鋳材からなるスリーブ１３の内周面１３ａ及び外周面１３ｂのごみ、埃、汚れをふき取る。スリーブ１３の外周面１３ｂにはフッ素系離型剤を薄く塗布する。溶融した樹脂がはじかない程度に調整して塗布する。なお、円筒の材質は鋼製としている。
【００５７】
このように外周面１３ｂを離型処理を施したスリーブ１３を、図６に示すように、円筒１２の先端１２ｂ側の段階的に径が大きくなっているスロープ部２１の外周面に沿うようにゆっくりと挿入していき、円筒１２の外周面１２ａ上に外嵌する。具体的には、エアー吹出口１９が完全に隠れる所までスリーブ１３を部分的に円筒１２に挿入する。円筒１２の外径はスリーブ１３の内径よりわずかに大きくなっているがエアー吹出口１９付近までは、スリーブ１３を容易に挿入可能としている。
【００５８】
このように部分的にスリーブ１３を円筒１２の外周面１２ａ上に挿入した状態のまま、エアー導入口２０ａに圧縮空気を送り込むためのホース（図示せず）を連結する。圧縮空気の空気圧は０．５ＭＰａとしている。
【００５９】
ホースを連結したらエアー吹出口１９から圧縮空気を徐々に吹き込み円筒１２の外周面１２ａとスリーブ１３の内周面１３ａとの間に空気層Ａを設ける。空気層Ａを設けた後、スリーブ１３全体を円筒１２の外周面１２ａに挿入し外嵌する。スリーブ１３全体を外嵌できたら圧縮空気を止めてホースを外す。
【００６０】
フィーダー１４の原料吐出口１４ｂは加熱室１６から出したままにしておき、可動フタ１８を閉める。図７に示すように、さらに可動台１７をスライドさせ、誘導加熱用コイル１５を開口１２Ｂ側から円筒１２の中空部１２ｃ内に挿入し、開閉カバー２７により、この状態で加熱室１６を締め切る。
【００６１】
加熱室１６を締め切った後、誘導加熱用コイル１５により円筒１２を内側から誘導加熱し、円筒１２の周壁１２Ｃに設けられた熱媒体循環路２８中に循環させる熱媒体により円筒１２を加熱し、スリーブ１３の外周面１３ｂの温度を原料粉末Ｇの融点以上の温度である１７５℃に温度ムラなく加熱する。また、補助的な加熱として遠赤外線ヒーター２５を用いて、加熱室１６内の雰囲気温度が１００℃以上となるようにする。
【００６２】
所定温度に達した後、可動フタ１８を開け、上述したように調整した位置にフィーダー１４を動かし、原料吐出口１４ｂを加熱室１６内の所定の位置に配置する。加熱室１６の開口部が大きくなりすぎないように可動フタ１８の閉め具合を調整する。この状態で駆動軸１１を駆動させ、円筒１２を回転速度６ｒｐｍ（１０秒／１回転）で周方向に回転させる。
【００６３】
このようにスリーブ１３の外周面１３ｂが、原料粉末Ｇの融点以上の温度に加熱された状態で、円筒１２及びスリーブ１３を周方向に回転させながらスリーブ１３の外周面１３ｂ上に原料粉末Ｇを均一に振りかける。具体的には、フィーダー１４のスイッチを入れて原料粉末Ｇをスリーブ１３の外周面１３ｂ上に被せるように振りかける。原料粉末Ｇは上述したようにベルト幅に合わせて吐出口の幅を設定した原料吐出口１４ｂから加振式の振動フィーダーにより流量を制御して均一に振りかけられる。原料粉末Ｇは３回転分振りかけられる。
【００６４】
図８（Ａ）に示すように、円筒１２及びスリーブ１３を共回転させながら原料粉末Ｇを加熱溶融する。原料粉末Ｇが溶融したらブレード１３により余分な部分を掻き落とす。その後、フィーダー１４を加熱室１６内から後退させ、回転数を３ｒｐｍに落とし、約５分間溶融成膜を行い、スリーブ１３の外周面１３ｂ上に均一な厚みの溶融フィルムを成膜する。
【００６５】
溶融フィルムを成膜した後、誘導加熱用コイル１５をＯＦＦ、遠赤外線ヒーター２５もＯＦＦにし、可動フタ１８を開け、加熱室１６を開放する。図８（Ｂ）に示すように、溶融フィルムＦの温度が融点以下となり、溶融フィルムが固化するまで自然冷却してベルト状成形体Ｂとする。
【００６６】
融点より５０℃以上下がり、かつ室温よりも７０℃以上高い温度になったところで、再度、エアー導入口２０ａにホースをつなぐ。上記同様に圧縮空気を送り込み、スリーブ１３と円筒１２の間に空気層を設け、図８（Ｃ）に示すように、ベルト状成形体Ｂ及びスリーブ１３を円筒１２から一体的に取り外す。本実施形態では１００℃で取り外している。
【００６７】
さらに、スリーブ１３の外周面１３ｂ上のベルト状成形体Ｂをスリーブ１３から取り外す。この時、原料粉末Ｇである熱可塑性材料とスリーブ１３の材質であるニッケルの熱膨張係数が異なるので室温近くまで冷却されたベルト状成形体Ｂは容易にスリーブ１３から抜き取られ取り外される。本実施形態では５０℃でベルト成形体を抜き取ってベルトを得ている。
【００６８】
取り外されたベルト状成形体Ｂは一定幅にカットし必要に応じて一定厚みに研磨することで幅４００ｍｍ、肉厚０．２５ｍｍの熱可塑性材料からなるベルトが得られる。
【００６９】
このように誘導加熱により円筒１２が温度ムラなく加熱されるため円筒１２に外嵌されたスリーブ１３の外周面１３ｂの温度も円筒１２を介して温度ムラなく加熱される。また、フィーダー１４により原料粉末の供給量が調整されている。このため原料粉末Ｇの溶融時に溶融部分のムラがなくなり均一な厚みのベルトを得ることができる。
【００７０】
また、円筒１２から着脱自在とされたスリーブ１３の外周面１３ｂ上に成形されたベルト状成形体Ｂとスリーブ１３とを一体的に円筒１２から取り外した後に、ベルト状成形体Ｂをスリーブ１３から取り外している。このため、冷却時の収縮による割れを防止することができる。よって、非常に表面精度が良く、均一な厚みのシームレスベルトを容易に製造することができ、画像形成装置の各種ベルト等として好適に用いることができる。
【００７１】
上記実施形態以外にも、種々の熱可塑性材料を用いることができ、スリーブの材質、加熱条件、原料供給条件等は適宜設定することができる。
【００７２】
以下、本発明の熱可塑性材料からなるベルトの製造方法の実施例について詳述する。下記の表１に示す材料を用い、上記実施形態と同様の方法により、ベルトの製造を行った。また、下記の比較例に示す方法によりベルトの製造を行った。
【００７３】
【表１】
2004209931.tif 000003
【００７４】
（実施例１〜６）
各材料からなるベルトを作製した。各実施例の原料粉末の融点と加熱温度を以下に示す。
実施例１：融点１５４℃、加熱温度１６９℃
実施例２：融点１９９℃、加熱温度２１４℃
実施例３：融点２０９℃、加熱温度２２４℃
実施例４：融点２１９℃、加熱温度２３４℃
実施例５：融点２２７℃、加熱温度２３４℃
実施例６：融点２１２℃、加熱温度２２７℃
【００７５】
（比較例１、２）
比較例１：Ｎｉスリーブを使わず円筒上に直接粉体を振りかけた以外は実施例１と同様とした。
比較例２：誘導加熱及び熱媒体を用いずに円筒の外側から遠赤外線ヒーターのみでスリーブを加熱した。その他は実施例１と同様とした。
【００７６】
表１に示すように、実施例１〜６のいずれも、成形状態が非常に良好であり、ベルト厚みにムラがなく、均一な厚みのベルトを容易に製造することができた。一方、比較例１は成膜したベルトを円筒から取り外すことができなかった。比較例２は円筒上の温度ムラにより溶融部分と未溶融部分ができ、成膜することができず、ベルト状成形体を得ることができなかった。
【００７７】
また、実施例１と比較例１についてベルト両端で周方向に２０ｍｍおきに２５点ずつ、合計５０点で測定厚みゲージにより厚みを測定した。実施例１は平均２５１μｍ、最大２６５μｍ、最小２３５μｍ、標準偏差８μｍと良好であった。比較例１は平均２５３μｍ、最大３５０μｍ、最小１５０μｍで非常にバラツキが大きかった。
【００７８】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明の製造方法によれば、従来のように円筒上に直接ベルト状成形体を成形して、そのまま残存させておくのではなく、スリーブ上に成形してスリーブと一体的にベルト状成形体を取り外しているため、冷却時の収縮による割れを防止することができる。よって、均一な厚みのシームレスなベルトを容易に得ることができる。円筒形状としての精度が良いため、駆動時に歪みの少ないベルトを得ることができる。
【００７９】
円筒の中空部内に誘導加熱用コイルを挿入して周壁内に熱媒体を循環させて、誘導加熱により円筒を加熱しているため、該円筒に外嵌されたスリーブの外周面も温度ムラなく加熱することができる。よって原料粉末の溶融時に溶融部分のムラがなくなり均一な厚みのベルトを得ることができる。
【００８０】
さらに、原料粉末を溶融成膜することにより成形しているため、押出成形やインジェクション成形をしたときに起こる樹脂等の材料の分子配向が起こらないので、強度等に異方性のないベルトを得ることができる。さらには、導電剤を配合した時に成形方法による電気抵抗のムラを低減することができ、画像形成装置等に使用される導電性ベルトの成形に特に好適である。
【００８１】
また、本発明の製造装置は、誘導加熱により円筒及びスリーブを温度ムラなく加熱することができ、スリーブの着脱も容易であるため、熱可塑性材料からなる原料粉末を溶融成膜してベルトを成形するのに最適である。
【００８２】
さらに、本発明の熱可塑性材料からなるベルトは、寸法精度が良く、均一な厚みを有する上に、強度や耐久性にも優れており、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置の各種ベルト（中間転写ベルト、転写ベルト、定着ベルト、搬送ベルト、現像ベルト、感光体基体用ベルトを含む導電性ベルト等）として好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱可塑性材料からなるベルトの製造装置の平面図である。
【図２】本発明の熱可塑性材料からなるベルトの製造装置の正面図である。
【図３】円筒とスリーブの構成を示す図である。
【図４】フィーダーと加熱室との関係を示す図である。
【図５】（Ａ）はフィーダーの平面図、（Ｂ）はフィーダーの正面図、（Ｃ）は図５（Ｂ）のＡ−Ａ線断面図、（Ｄ）は図５（Ｂ）のＢ−Ｂ線断面図、（Ｅ）は図５（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面図、（Ｆ）は図５（Ｂ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図６】スリーブ外嵌時の円筒のエアー吹出口とスリーブの関係を示す図である。
【図７】誘導加熱時の加熱室内の状況を説明する図である。
【図８】（Ａ）は原料粉末の溶融成膜の説明図、（Ｂ）（Ｃ）はベルト状成形体の成形及び取り外し状況の説明図である。
【符号の説明】
Ａ  空気層
Ｂ  ベルト状成形体
Ｇ  原料粉末
１０  製造装置
１１  駆動軸
１２  円筒
１２ａ  外周面
１２Ａ  閉鎖壁
１２Ｂ  開口
１２Ｃ  周壁
１３  スリーブ
１３ａ  内周面
１３ｂ  外周面
１４  フィーダー
１４ａ  振動台
１４ｂ  原料吐出口
１４ｃ  ゲート
１５  誘導加熱用コイル
１６  加熱室
１７  可動台
１８  可動フタ
１９  エアー吹出口
２０  圧縮空気導入部
２０ａ  エアー導入口
２１  スロープ部
２４  ブレード
２５  遠赤外線ヒーター
【図１】
2004209931.tif 000004
【図２】
2004209931.tif 000005
【図３】
2004209931.tif 000006
【図４】
2004209931.tif 000007
【図５】
2004209931.tif 000008
【図６】
2004209931.tif 000009
【図７】
2004209931.tif 000010
【図８】
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