(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の回転軸にローラをそれぞれ嵌め着けて当該複数のローラに円筒形で横長の金型を搭載支持させ、この金型を回転させて液状材料を注入し、回転する金型の内周面に液状材料を均一にレベリングするとともに、この金型を周囲から加熱してシームレスベルトを遠心成形するシームレスベルトの成形装置であって、
一対の回転軸と金型の中心部とに三角形を描かせた場合に、三角形の下部両側における底角の角度をそれぞれ４５°未満とし、複数のローラの外周面を、３０°〜９５°Ｈの硬度を有する耐熱性の弾性エラストマーでそれぞれ被覆し、金型の外周面には、つや消しの黒色を塗布し、金型の両端部には、リング形の蓋をそれぞれ着脱自在に嵌め合わせて複数のローラに接触支持させるとともに、各蓋の中心部を液状材料用の注入口としたことを特徴とするシームレスベルトの成形装置。
【請求項２】
請求項１記載のシームレスベルトの成形装置を用いてシームレスベルトを製造することを特徴とする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シームレスベルトに関し、より詳しくは、中間転写用、用紙搬送用、現像用、あるいは定着用シームレスベルトの成形装置、及びこれを用いたシームレスベルトの製造方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来におけるシームレスベルトの成形装置は、図示しないが、シームレスベルトを遠心成形する金型を円筒形の回転ホルダに嵌着支持させたり、あるいは一対の駆動軸に駆動ローラをそれぞれ嵌着してこれら複数の駆動ローラに金型の外周面下部を単に接触担持させ、金型を高い位置に保つようにしている。
【０００３】
なお、この種の関連先行技術文献として、特開平３−３４８１７号や特開平１０−２２６０２８号公報等があげられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来におけるシームレスベルトの成形装置は、以上のように金型を片持ちの回転ホルダに嵌着支持させるので、金型の姿勢が不安定化して回転時に不規則な小振動が生じ、シームレスベルトの周壁における厚さの精度を向上させることができなかった。また、複数の駆動ローラに金型を高く支持させる場合、金型の上下動や微小なスリップを招く虞れが少なくない。この結果、金型の回転時にビビリが生じ、シームレスベルトの厚さ精度が大きくばらつくという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、金型の回転時にビビリが発生するのを抑制防止し、シームレスベルトの厚さ精度がばらつくのを有効に抑制することのできるシームレスベルトの成形装置、及びこれを用いた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。
【０００６】
【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、一対の回転軸にローラをそれぞれ嵌め着けて当該複数のローラに円筒形で横長の金型を搭載支持させ、この金型を回転させて液状材料を注入し、回転する金型の内周面に液状材料を均一にレベリングするとともに、この金型を周囲から加熱してシームレスベルトを遠心成形するものであって、
一対の回転軸と金型の中心部とに三角形を描かせた場合に、三角形の下部両側における底角の角度をそれぞれ４５°未満とし、複数のローラの外周面を、３０°〜９５°Ｈの硬度を有する耐熱性の弾性エラストマーでそれぞれ被覆し、金型の外周面には、つや消しの黒色を塗布し、金型の両端部には、リング形の蓋をそれぞれ着脱自在に嵌め合わせて複数のローラに接触支持させるとともに、各蓋の中心部を液状材料用の注入口としたことを特徴としている。
【０００７】
また、本発明においては上記課題を達成するため、請求項１記載のシームレスベルトの成形装置を用いてシームレスベルトを製造することを特徴としている。
【０００８】
ここで、特許請求の範囲におけるシームレスベルトの構成樹脂としては、ＰＥＴ、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、フッ素系樹脂、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネイト、アラミド樹脂、又はポリエーテルエーテンケトン等があげられ、これらの中でも耐クリープ特性に優れるＰＥＳが好ましい。このシームレスベルトの構成樹脂は、熱硬化性、熱可塑性のいずれでも良く、適宜溶剤に溶解して使用するが、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。
【０００９】
本発明によれば、三角形の下部両側における底角の角度が４５°以上の場合に比べ、質量・重力の中心である金型の重心が低くなるので、座りが安定する。したがって、成形時における金型の跳びはね、微小なスリップ、及び金型のビビリを抑制あるいは防止し、これを通じてシームレスベルトの厚さ精度を向上させることができる。また、弾性エラストマーが耐熱性に優れるので、成形時に金型を加熱しても、長時間連続回転させることができる。例えば、弾性エラストマーとしてシリコーンゴムやフッ素系ゴムを使用する場合、１５０℃以上の温度でも熱劣化することがなく、連続使用が可能になる。また、シリコーンゴムは、高温長時間の物性変化が小さいので、金型の回転が安定する。また、弾性エラストマーが制振機能を有する場合、弾性エラストマーが回転する金型の振動を吸収して減衰させる。
【００１０】
さらに、請求項１記載のシームレスベルトの成形装置を用いてシームレスベルトを製造すれば、製造して得られたシームレスベルトの厚さ精度が良いので、これを組み込んだ印刷装置を用いれば、印刷ずれを抑制防止することができる。
【００１１】
【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シームレスベルトの成形装置は、図１に示すように、隙間をおいて隣接する駆動装置１と従動装置６とに、シームレスベルト１０を遠心成形する金型１１を回転可能、かつ着脱自在に接触担持させ、駆動装置１の駆動軸３の中心、従動装置６の従動軸７の中心、及び金型１１の中心に三角形１３を描いた場合、この三角形１３が、下部両側における底角の角度θがそれぞれ４５°未満、換言すれば、金型１１の中心を頂点とする角度が９０°よりも大きい鈍角三角形となるようにしている。
【００１２】
駆動装置１は、各種のモータ２と、このモータ２の回転で回転する駆動軸３とを備え、この駆動軸３の両端部には駆動ローラ４がそれぞれ嵌着されており、この一対の駆動ローラ４が金型１１の蓋１２の外周面下部を摺接可能に接触担持する。各駆動ローラ４の外周面には耐熱耐久性で円筒形の弾性エラストマー５、例えば耐油性、耐溶剤性、耐薬品性、耐候性、耐寒性等に優れるシリコーンゴム、クロロプレンゴム、又はフッ素ゴム等がエンドレスに覆着され、この弾性エラストマー５が蓋１２の外周面下部に接触して制振機能を発揮する。これらの中でもシリコーンゴムが弾性エラストマー５として最適である。弾性エラストマー５の硬度は、９５°Ｈ以下、好ましくは３０°Ｈ〜９５°Ｈ程度が良い。これは、３０°Ｈ未満だと圧縮永久歪み特性が悪化し、９５°Ｈを超えると圧縮荷重が高くなるからである。
【００１３】
従動装置６は、駆動軸３に対し矢印の水平横方向(図１の左右方向)にスライドするフリーの従動軸７を備え、この従動軸７の両端部には従動ローラ８がそれぞれ嵌着されており、この一対の従動ローラ８が蓋１２の外周面下部を摺接可能に接触担持する。各従動ローラ８の外周面には耐熱耐久性で円筒形の弾性エラストマー９、例えばシリコーンゴム、クロロプレンゴム、又はフッ素ゴム等がエンドレスに覆着され、この弾性エラストマー９が蓋１２の外周面下部に接触して制振機能を営む。弾性エラストマー９の硬度については、駆動ローラ４の弾性エラストマー５と同様である。
【００１４】
さらに、金型１１は、各種の金属を用いて横長の円筒形に形成され、溶剤に溶いた高分子材料、あるいは液状硬化性材料と導電性フィラーからなる液状材料が注入される。この金型１１は、シームレスベルト１０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が施され、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１１の両端部にはリング形の蓋１２がそれぞれ着脱自在に嵌合され、これらの蓋１２の中心部には液状材料用の注入口が穿孔されている。
【００１５】
次に、上記成形装置を用いたシームレスベルト１０の製造方法について詳説する。シームレスベルト１０を成形する場合には、先ず、駆動装置１を駆動して好ましくは水平に載置された金型１１を回転させ、金型１１の蓋１２の注入口に液状材料を注入して金型１１の内周面に液状材料を均一に塗布・レベリングするとともに、外部ヒータで周囲から加熱して液状材料の粘度低減や有機溶媒の蒸発を促進し、シームレスベルト１０を遠心成形する。この際、外部ヒータで単に加熱して溶剤を急激に蒸発・乾燥させると、シームレスベルト１０の外周面の状態が悪化するので、金型１１の温度が溶剤の沸点よりも１２０〜５０℃程度低くなるよう加熱し、指触乾燥状態の得られた後に加熱温度を上昇させ、乾燥作業を終了する。
【００１６】
シームレスベルト１０を遠心成形したら、シームレスベルト１０を金型１１ごと空冷する。すると、金型１１とシームレスベルト１０の熱膨張率の差により、金型１１の内周面からシームレスベルト１０が自然に剥離する。金型１１とシームレスベルト１０とが強く密着して自然に剥がれない場合には、シームレスベルト１０の端部から徐々に剥離すれば、金型１１からシームレスベルト１０を脱型することができる。シームレスベルト１０を脱型した後、シームレスベルト１０の開口した両端部をそれぞれ所定の長さで切断すれば、シームレスベルト１０を得ることができる。
【００１７】
上記構成によれば、駆動ローラ４と従動ローラ８の間に金型１１を低く安定した状態に載架することができるので、簡易な構成で金型１１の跳びはね、微小なスリップ、及び金型１１のビビリをきわめて有効に抑制防止し、シームレスベルト１０の厚さ精度を著しく向上させることができる。また、金型１１を駆動装置１の複数の駆動ローラ４のみで回転させ、金型１１の回転に従動ローラ８を追従させるので、複数の駆動ローラ４と従動ローラ８との間に速度の相違の発生することがない。したがって、金型１１の上下動や微小なスリップを有効に防止することができるとともに、金型１１の回転時にビビリが生じ、シームレスベルト１０の厚さ精度が大きくばらつくという欠点を確実に解消することが可能になる。
【００１８】
また、金型１１を片持ちの回転ホルダに嵌着支持させるのではないから、金型１１の姿勢の安定が大いに期待できる。よって、金型１１の回転時に不規則な小振動が生じることがなく、シームレスベルト１０の周壁における厚さの精度を向上させることができる。さらに、従来よりも駆動装置１やその動力伝達部材を減少させることができるので、構成の簡素化や制御の容易化等が大いに期待できる。さらにまた、駆動装置１に対して従動装置６がスライドして接近したり、離れたりするので、金型１１のメンテナンスや交換の便宜を図ったり、異なる仕様の金型１１に簡単に対処することが可能になる。
【００１９】
なお、上記実施形態では金型１１の両端部に蓋１２をそれぞれ嵌合したものを示したが、金型１１の一端部のみに蓋１２を嵌合しても良い。また、固定の従動装置６に対して駆動装置１を接離可能としても良いし、駆動装置１と従動装置６とを共に水平横方向にスライド可能としても良い。また、従動装置６の代わりに駆動装置１を使用して両側駆動とすることもできる。また、駆動装置１のモータ２から駆動軸３への動力の伝達には、複数の歯車やエンドレスの駆動ベルト等の動力伝達部材を使用することができる。さらに、駆動ローラ４と従動ローラ８とを金型１１の外周面に接触させたり、駆動ローラ４と従動ローラ８とを長い円筒形にしたり、あるいは駆動ローラ４と従動ローラ８とを異なる径にすることも可能である。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明に係るシームレスベルトの成形装置の実施例、比較例、評価、及び実装試験について順次説明する。
実施例１
先ず、ＮＭＰにポリアミドイミドを溶解させ、カーボンを配合し、これを材料溶液とした。材料溶液を調整したら、三角形１３の下部両側における底角の角度θがそれぞれ３０°の実施形態の駆動装置１を駆動して金型(内径２００ｍｍ、外径２２０ｍｍ、長さ４００ｍｍ)１１を１，０００ｒｐｍの速度で回転させ、この回転している金型１１の蓋(内径１７０ｍｍ、外径２２０ｍｍ)１２の注入口に２１５ｇの材料溶液を注入し、金型１１の内周面に材料溶液を均一に塗布・レベリングした。そして、熱風送風機で雰囲気温度８０℃に加熱して材料溶液の粘度低減や有機溶媒の蒸発を促進し、この状態を３０分間維持してシームレスベルト１０を遠心成形した。
【００２１】
シームレスベルト１０を遠心成形したら、金型１１を止めて金型１１ごと１８０℃のオーブンにセットし、４５分後に取り出した。そして、取り出した金型１１を放置して室温で冷却し、金型１１からシームレスベルト１０を脱型し、その後、このシームレスベルト１０を長さ２６０ｍｍにカットして厚さ１００μｍの中間転写用のシームレスベルト１０を得た。
【００２２】
実施例２
実施形態の従動装置６の代わりに駆動装置１を使用して従来の両側駆動とし、実施例１と略同様の方法・装置を使用して厚さ１００μｍの中間転写用のシームレスベルト１０を得た。
比較例
実施形態の従動装置６の代わりに駆動装置１を使用して従来の両側駆動とするとともに、一対の駆動装置１の駆動軸３、及び金型１１の中心部に三角形１３を描かせ、この三角形１３の下部両側における底角の角度θをそれぞれ６０°とし、実施例１と略同様の方法・装置を使用して厚さ１００μｍの中間転写用のシームレスベルト１０を得た。
【００２３】
評  価
実施例１で得られたシームレスベルト１０の周壁の厚さを測定したところ、４μｍ(±２μｍ)以内にばらつきを押さえることができ、実施例２のシームレスベルト１０の周壁の厚さを測定したところ、６μｍ(±３μｍ)以内にばらつきを押さえることができた。
これに対し、比較例で得られたシームレスベルト１０の周壁の厚さを測定したところ、８μｍ(±４μｍ)ものばらつきが確認された。
【００２４】
実装試験
実施例１、２で得られたシームレスベルト１０と比較例で得られたシームレスベルト１０とをそれぞれカラーコピー機にセットして１００枚×３回ずつテストしたところ、実施例１で得られたシームレスベルト１０を使用した場合には、０．０３ｍｍ以上色ずれした用紙は１枚もなく、実施例２のシームレスベルト１０を使用した場合、０．０３ｍｍ以上色ずれした用紙は３００枚中１枚しかなかった。
これに対し、比較例で得られたシームレスベルト１０を使用した場合、１４７枚もが０．０３ｍｍ以上色ずれした。
【００２５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、金型の回転時にビビリが発生するのを抑制あるいは防止し、シームレスベルトの厚さ精度がばらつくのを有効に防ぐことができるという効果がある。また、従来よりも駆動装置やその動力伝達部材を減少させることができるので、構成の簡素化や制御の容易化等が期待できる。また、各ローラを被覆する弾性エラストマーの硬度が３０°Ｈ〜９５°Ｈの範囲なので、圧縮永久歪み特性が悪化したり、圧縮荷重が高くなるのを防ぐことができる。さらに、金型の外周面に塗布されたつや消しの黒色が周囲からの熱を効率的に吸収するので、成形作業の効率化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシームレスベルトの成形装置、及びこれを用いたシームレスベルトの製造方法の実施形態を示す正面説明図である。
【図２】本発明に係るシームレスベルトの成形装置、及びこれを用いたシームレスベルトの製造方法の実施形態を示す側面説明図である。
【符号の説明】
１        駆動装置
２        モータ
３        駆動軸(回転軸)
４        駆動ローラ(ローラ)
５        弾性エラストマー
６        従動装置
７        従動軸(回転軸)
８        従動ローラ(ローラ)
９        弾性エラストマー
１０      シームレスベルト
１１      金型
１３      三角形
【図１】
0003922839.tif 000002
【図２】
0003922839.tif 000003