(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
種々のベルト装置で用いられる無端ベルトの製造方法であって、円筒状の塗布型の内面に該ベルト材質としての樹脂もしくはその前駆体である塗布液を流し込み、該塗布型を高速回転させ、その遠心力により均一な塗布膜を形成する遠心成型法による無端ベルトの製造方法において、
上記塗布型の回転時に、表面が粗面である部材を上記塗布膜に接触させることにより、該塗布膜を粗面化することを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項２】
請求項１の無端ベルトの製造方法において、
上記塗布膜を指触乾燥レベルに乾燥させた後、該塗布膜を粗面化することを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２の無端ベルトの製造方法において、
上記部材の表面の材質として、上記塗布液を吸収しない材質、もしくは、該塗布液に溶解性を持たない材質を用いることを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の無端ベルトの製造方法において、
上記部材が上記塗布膜に接触しながら回転する回転体であることを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項５】
請求項４の無端ベルトの製造方法であって、上記塗布型が水平な軸で回転する遠心成型法による無端ベルトの製造方法において、
上記塗布型底部に上記回転体を配置し、該塗布型の回転に伴って、該回転体を該塗布型底部で従動回転させることを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項６】
請求項５の無端ベルトの製造方法において、
上記回転体として、円柱形または円筒形を用いることを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は種々のベルト装置で用いられる無端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、継ぎ目のない無端ベルトが種々のベルト装置に用いられている。例えば、電子写真複写機、ファクシミリ、あるいはプリンタ等の画像形成装置においては、トナー画像又は転写材の担持体としての転写ベルトとして採用されている。
【０００３】
そして、このような用途に適応する無端ベルトの製造方法としては、従来から、回転する円筒状の塗布型の内面に、該ベルト材質としての樹脂もしくはその前駆体である塗布液をスプレーやノズルで流し込み、該塗布型を高速回転させ、その遠心力により均一な塗布膜を形成し、その後、乾燥固化処理、冷却を経て、剥離する遠心成型法が知られている。
【０００４】
また、上記無端ベルトは、上述したような画像形成装置の転写ベルトとして使用した場合、トナー画像又は転写材を担持するベルトの外周面は、うねりや凹凸の起伏があると良好に転写することが出来なくなるため、なるべく滑らかであることが望ましい。上記遠心形成法によれば、ベルトの外周面の形状は、上記塗布型の形状がレプリカされるので、該塗布型の内周面を滑らかにすることにより、得られるベルトの外周面も平滑なすべすべした面を得ることができる。また、無端ベルトの内周面は、ベルト形成時には何も接触していないので、同様に、平滑なすべすべした面となる。
【０００５】
ところが、このような無端ベルトを上記転写ベルトとして使用すると、複数のローラに張架されて駆動される使用時に、該ローラとの間で滑りが生じて空回りが発生してしまうという不具合がある。特に、このような現象は、ベルト材質として、引っ張りに対するベルトの伸びが少ないポリカーボネート、ポリエステル、又はポリイミドなどのプラスティックを使用する場合に発生しやすい。
【０００６】
これに対して、上記転写ベルトの材質として、ゴムのような弾性材質を用いる場合には、その張力によって多少引き延ばした状態で上記ローラに張架されるため、該ローラとの間で滑りは生じ難く、空回りは発生しない。
ところが、一方で、出力画像に流れや圧縮画像が発生するおそれがあり、高画品質の画像を得ることができないという不具合がある。
【０００７】
このようなことから、従来、ローラとベルトの滑りを防止するために、ベルトの内周面を微細なサンドペーパーで磨いたり、粗いテープでテープ研磨を行ったりして、ローラと接するベルトの内周面を粗面化する方法がとられていた。これは、ベルト内周面を粗面化処理することにより、ローラとベルトの接触部分の摩擦力を増大させ、滑りを防止するものである。
【０００８】
ところが、上述の方法においては、ベルトを粗面化するために、複数のローラ等によって張架する必要があり、また、ベルト内周面全域を粗面化するためにベルトを回転駆動させる必要もあるので、粗面化のための装置の機構が複雑なものとなっていた。さらに、一旦形成したベルトに対して粗面化処理を行うことは、ベルトの製造時間がその工程分余計にかかってしまうことでもあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の問題点に鑑み、その目的とするところは、ベルトと該ベルトの張架ローラとの滑りを防止できる無端ベルトを、単純な構成で、かつ、ベルトの製造時間を延長することなく製造できる無端ベルトの製造方法を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記第一の目的を達成するために、請求項１の発明は、種々のベルト装置で用いられる無端ベルトの製造方法であって、円筒状の塗布型の内面に該ベルト材質としての樹脂もしくはその前駆体である塗布液を流し込み、該塗布型を高速回転させ、その遠心力により均一な塗布膜を形成する遠心成型法による無端ベルトの製造方法において、該塗布型の回転時に、表面が粗面である部材を該塗布膜に接触させることにより、該塗布膜を粗面化することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の無端ベルトの製造方法において、上記塗布膜を指触乾燥レベルに乾燥させた後、該塗布膜を粗面化することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２の無端ベルトの製造方法において、上記部材の表面の材質として、上記塗布液を吸収しない材質、もしくは、該塗布液に溶解性を持たない材質を用いることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の無端ベルトの製造方法において、上記部材が上記塗布膜に接触しながら回転する回転体であることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４の無端ベルトの製造方法であって、上記塗布型が水平な軸で回転する遠心成型法による無端ベルトの製造方法において、上記塗布型底部に上記回転体を配置し、該塗布型の回転に伴って、該回転体を該塗布型底部で従動回転させることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項５の無端ベルトの製造方法において、上記回転体として、円柱形または円筒形を用いることを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明係る無端ベルトの製造方法の実施形態について説明する。
本実施形態においては、上記無端ベルトの材質として強度及び耐熱性に優れたポリイミドを使用し、該ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸溶液を円筒状塗布型内に遠心力により延伸させ、これにより円筒状のポリアミド酸膜を得る遠心形成法を利用するものである。ポリアミド酸溶液は、熱又は触媒によってイミド閉環してポリイミドに変化し、かつ、特定の溶剤によって溶解する性質を有している。本実施形態においては、溶剤としてのＤＭＡＣ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド）に導電剤を分散させ、３０重量％に調製したポリアミド酸溶液を用いた。
【００１７】
図１は、遠心成型法で使用される円筒状の塗布型１の軸方向断面図である。この塗布型１は、内径φ１８０mm、幅７００ｍｍの金型であり、水平な軸で回転されるようになっている。また、塗布型１の内周面の両端部には、予め幅１０ｍｍ、厚さ１００μｍのＰＴＦＥテープ４が貼り付けられている。これは、上記ポリアミド酸溶液の流延時の膜だれを堰止めるものであり、本実施形態においては、ポリアミド酸膜２の加熱固化前に塗布型１から剥がすものとする。
【００１８】
以上の状態で、遠心成形法によって塗布型１内部に円筒状のポリアミド酸膜２を形成する。具体的には、ポリアミド酸溶液を塗布型１に注入し、塗布型１を１０００rpmで高速回転させると、遠心力によりポリアミド酸溶液が塗布型１内部に流延成型され、該塗布型内周面に均一な所定の膜厚のポリアミド酸膜２が形成される。そして、この状態で塗布型１を加熱し、回転を停止してもポリアミド酸膜２が剥離したり液だれしない程度、すなわち指で触ってもくっつかない程度の指触乾燥レベルに乾燥させる。
【００１９】
ポリアミド酸膜２が、上述のようにして指触乾燥レベルとなったとき、塗布型１の回転を停止し、次いで、ベルト使用時のローラとの滑りを防止するための粗面加工を施す。本実施形態においては、表面が粗面である部材をポリアミド酸膜２に接触させ、再び塗布型１を回転させることにより、ポリアミド酸膜２の粗面化を実現した。以下、本実施形態における、ポリアミド酸膜２の粗面形成方法について説明する。
【００２０】
図１において、塗布型１の底部に、表面が粗面である部材としての円柱形の中子回転体３を設置する。回転体３は、表面が柚肌（または、梨地）の面粗さを持つものを用いるか、もしくは、回転体３の基体を予め粗面化処理しておいてもよい。この状態で、塗布型１を再び回転させると、塗布型１の回転に伴って、回転体３が自重により塗布型１底部で転がるように従動回転する。このとき、円柱形の回転体３はポリアミド酸膜２に対して均一な押厚で接触し、これにより、図２に示すように、回転体３表面の粗面パターンがポリアミド酸膜２にレプリカとして刻み込まれるので、ポリアミド酸膜２に粗度ばらつきのない良好な粗面を形成することができる。
ここで、ポリアミド酸膜２に刻み込まれた粗面パターンが粗すぎる場合には、ポリアミド酸膜２に凹凸が形成されたようになり、これを画像形成装置等の転写ベルトとして使用すると、ベルト内周面の凹凸により異常画像を発生させるおそれが生じる。しかし、本実施形態においては、回転体３は、塗布型１の回転に伴って、ポリアミド酸膜２に接触しながら何回も回り続けるので、図３に示すように、細かい粗度の粗面パターンを形成することができる。
なお、上述したように、ポリアミド酸膜２が指触乾燥レベルの状態で粗面化を行うことは、ポリアミド酸膜２の膜厚ばらつきを防止するとともに、ポリアミド酸膜２の粗面化が容易になるという効果がある。すなわち、ポリアミド酸膜２の乾燥度合いが少なすぎると、回転体３をポリアミド酸膜２に接触させたときに、接触圧により膜厚が変動するおそれがあり、乾燥固化が進みすぎると、粗面化がしにくくなるので、指触乾燥レベルでの粗面化処理が最適である。
【００２１】
そして、このポリアミド酸膜２を加熱固化することによりイミド閉環させ、塗布型１内部にポリイミド膜を形成する。その後、塗布型１を冷却し、塗布型１からポリイミド膜を剥がせば、内周面が粗面化されたポリイミドの無端ベルトを得ることができる。
【００２２】
以上、本実施形態においては、表面が粗面である回転体３を、塗布型１内部に設置するのみで、ポリアミド酸膜２表面を粗面化することができるので、回転体を支持する支持部材や、回転体を駆動させる駆動機構を設ける必要のない、極めて簡単な構成で粗面化を実現できる。また、最終的に得られるポリイミドベルトの内周面が粗面となるので、ベルトを実際に使用する際には、ベルトを張架・駆動するローラ群との摩擦力を増大させることができ、該ベルトと該ローラ群との滑りを防止することができる。また、ベルト形成後に粗面化を行う場合と比して、ベルトの製造時間を延長することなく製造することができるという効果がある。
【００２３】
なお、上記回転体３としては、指触乾燥されたポリアミド酸膜２に対して離型性を持つ材質、又は、該材質を被膜したものを用いる。くわしくは、ポリアミド酸膜２中の溶剤を吸収しない、もしくは、該溶剤に溶解しないような材質を選択する。これにより、回転体３の回転時に、回転体３とポリアミド酸膜２がくっつかないので、良好に粗面化することができる。また、回転体３は、塗布型１の加熱温度１５０℃程度に対して、耐熱性のある材質が望まれる。
これらを満たす材質としては、無機質で弾性のある材料、一般的には、クロムメッキ、ＴｉＮ処理、Ａｕ蒸着等の処理をした金属や、フッ素樹系樹脂を被膜した金属が挙げられる。
【００２４】
〔実施例１〕
次に、本実施形態のより具体的な実施例を説明する。
上記回転体３に、表面の面粗さがＪＩＳ１０点平均Ｒｚ５μmのクロムめっきした鉄棒（径１０φ）を用いた場合の実施例を示す。
上述のように、塗布型１の回転によりポリアミド酸膜２が指触乾燥レベルに乾燥したところで、塗布型１の回転を停止する。そして、塗布型１底部に上記の鉄棒を配置し、再び該塗布型１を回転させながら３００℃で３０分加熱した。冷却後、塗布型１の回転を止め、鉄棒を取り出した。その後、塗布型１から剥離したポリイミドベルト内周面は粗面化されており、その面粗度を測定したところ、Ｒｚ１．０μｍであった。
【００２５】
〔実施例２〕
上記回転体３として、アルミ棒（径３０φ）に、表面を梨地状にしたフッ素樹脂を被膜したものを用いた場合の実施例を示す。
上記実施例１と同様に、ポリアミド酸膜２が指触乾燥レベルに乾燥したところで、塗布型１の回転を停止する。そして、塗布型１底部にアルミ棒を挿入し、再度高速回転を行いながら、２００℃で３０分加熱した。冷却後、塗布型１の回転を止め、アルミ棒を取り出し、塗布型１ごと加熱炉に入れ、更に炉内温度３００℃で２０分加熱した。冷却後、塗布型１から剥離したポリイミドベルト内周面は粗面化されており、その面粗度を測定したところ、Ｒｚ２．０μｍであった。
【００２６】
〔実施例３〕
上記回転体３として、真鍮棒（径２０φ）に、表面がＲｚ５μmのフッ素樹脂を被膜したものを用いた場合の実施例を示す。
上記実施例１及び２と同様に、ポリアミド酸膜２が指触乾燥レベルに乾燥したところで、塗布型１の回転を停止する。その後、塗布型１底部に真鍮棒を挿入して、再度塗布型１を高速回転させ、１００℃で３０分加熱した。冷却後、塗布型１の回転を止め、真鍮棒を取り出して、塗布型１ごと加熱炉に入れ、炉内温度３００℃で５０分加熱した。冷却後、塗布型１から剥離したポリイミドベルト内周面は粗面化されており、その面粗度を測定したところ、Ｒｚ１．５μｍであった。
【００２７】
〔比較例〕
上記実施例１乃至３の比較例を示す。
上記実施例１乃至３と同様に、ポリアミド酸膜２が指触乾燥レベルに乾燥したところで、塗布型１の回転を停止する。その後、塗布型１には何も挿入しないで、塗布型１ごと加熱炉に入れて３００℃で１時間加熱した。冷却後、塗布型１から剥離したポリイミドベルト内周面の面粗度を測定したところ、Ｒｚ０．１μｍ未満であった。
【００２８】
次に、上記実施例１乃至３及び比較例により得られた４つの無端状のポリイミドベルトを、電子写真複写機（リコー製フルカラー複写機プリテール）の中間転写ベルトとして使用した結果について説明する。
【００２９】
まず、複写機の構成・動作について、簡単に説明する。図４は複写機の概略構成図である。図４において、公知のプロセスで感光体９に静電潜像が形成され、次いで、現像ユニット１４、１５、１６、１７により各色の現像が繰り返され、感光体９上に各々の色画像（トナー像）が順次形成される。そして、各色トナー像は、それぞれ単色毎に、転写バイアスローラ２０ａに印加された所定のバイアス電圧により、中間転写ベルト１９上の同じ位置に順次重ね転写され、さらに、紙転写バイアスローラー２３ａにより、紙などの転写材に一括して転写される。該転写材は、転写終了後、定着装置２８に送られてトナー像が定着され、フルカラー画像が完成する。
【００３０】
上記中間転写ベルト１９は、ベルト駆動ローラ２１、転写バイアスローラ２０ａ、アースローラ２０ｂ、及び従動ローラ群に張架されており、図示しない駆動モータにより駆動制御されるようになっている。
【００３１】
上記の複写機にて、上記実施例１乃至３及び比較例にて得られた４つの無端ベルトを、それぞれ所定の寸法に切断してから、ベルト内周面両端部にベルトの寄り止めとしてのテープを貼り付け、実際に画像形成を行った。比較例のベルトでは、大半は良好な画像が得られたものの、約１０００枚前後の間隔で像流れが発生し、ベルトがスリップしていることを伺わせた。これに対し、実施例１乃至３のベルトでは、いずれも１０万枚以上の出力においても異常画像の発生等の問題はなく、良好な画像が得られ、上記ローラ群との滑りを防止できることを確認できた。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１乃至６の発明によれば、表面が粗面である部材を、回転中の塗布型内部に形成された塗布液に接触させるのみの単純な構成で、塗布膜形成と同時に該塗布膜を粗面化することができる。この塗布膜の粗面化により、加熱固化後の無端ベルトの内周面が粗面となるので、ベルトを実際に使用する際には、ベルトを張架・駆動するローラ群との摩擦力を増大させることができ、該ベルトと該ローラ群との滑りを防止することができる。また、ベルト形成後に粗面化を行う場合と比して、ベルトの製造時間を延長することなく製造することができる。
【００３３】
また、上記の製造方法により製造された無端ベルトを、画像形成装置で使用する場合には、ベルトと上記ローラ群との滑りを防止するので、出力画像に流れや圧縮画像が発生するのを防ぐことができ、高画品質の画像を得ることができる。
【００３４】
特に、請求項２の発明によれば、塗布膜の膜厚ばらつきを防止するとともに、塗布膜の粗面化が容易となる。すなわち、塗布膜の乾燥度合いが少なすぎると、上記部材を塗布膜に接触させたときに、接触圧により膜厚が変動するおそれがあり、乾燥固化が進みすぎると、粗面化がしにくくなるので、指触乾燥レベルで粗面化処理することにより、これら不具合を回避できる。
【００３５】
特に、請求項３の発明によれば、上記部材が上記塗布膜とくっつかずに容易に離れるので、該塗布膜を良好に粗面化することができる。
【００３６】
特に、請求項５の発明によれば、回転体が、該回転体の自重により、塗布型の底部にとどまって回転するので、回転体を支持する支持部材や、回転体を駆動させる駆動機構が必要ない。したがって、回転体を塗布型底部に配置するのみの、より簡単な構成で塗布膜を粗面化することができるという優れた効果がある。
【００３７】
特に、請求項６の発明によれば、円筒状の塗布型内部に形成された塗布膜に対して、均一な押圧で接触しながら回転するので、表面粗度のばらつきのない粗面を形成することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る遠心成型法による無端ベルトの製造方法を説明するための説明図。
【図２】回転体の粗面パターンがレプリカされた状態の塗布膜を説明するための説明図。
【図３】回転体の粗面パターンを繰り返しレプリカされた状態の塗布膜を説明するための説明図。
【図４】実施形態に係る無端ベルトを適用することができる複写機の概略構成図。
【符号の説明】
１        塗布型
２        ポリアミド酸膜
２ｂ      金属の網（ＳＵＳ金網）
３        中子回転体
４        テープ
５        ＳＵＳ棒
９        感光体
１４，１５，１６，１７  現像ユニット
１９      中間転写ベルト（ポリイミドベルト）
【図１】
0003893224.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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