(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドレスベルト基材とその外表面に形成されたシリコーンゴム層とを有する画像形成用ベルトの製造方法であって、
駆動ロールと該駆動ロールから離間した位置に配置したテンションロールに前記ベルト基材を巻回し、該ベルト基材が前記駆動ロールとの上部接点において該駆動ロールに巻込まれ下部接点において該駆動ロールから離脱するような方向に該ベルト基材を走行させ、
ベルト基材の外表面に硬化性シリコーンゴム組成物を供給し、
該駆動ロールの該ベルト基材との上部接点と下部接点との間の範囲において、該ベルト基材から所定の間隔離間した位置に配置され、長尺で、長手方向に沿って中央部が太く両端に向かって細くなる形状を有する第一のブレードによりベルト基材の外表面に供給された前記硬化性シリコーンゴム組成物を該ベルト基材の外表面に塗り広げ、
次に、該駆動ロールの該ベルト基材との上部接点と下部接点との間の範囲において、前記第一のブレードが配置された位置よりも下流側で該ベルト基材から所定の間隔離間した位置に配置された第二のブレードにより、前記第一のブレードにより塗り広げられたシリコーンゴム組成物の層を所定の厚さに調整し、
次に、こうしてベルト基材の外表面に形成された硬化性シリコーンゴム組成物層をベルト基材とともに走行させた状態で硬化させる、
工程を有することを特徴とする画像形成用ベルトの製造方法。
【請求項２】
前記第一のブレードが、該駆動ロールの回転軸を中心として、該中心と該ベルト基材の上部接点とを結ぶ線を0°として0°〜90°の範囲内に配置され、前記第二のブレードが90°〜180°の範囲内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記の第二のブレードが断面において刃型の頂点を有する概ねくさび状であり、前記駆動ロールの中心軸と該第二のブレードの頂点とを結ぶ線を0°としたとき、該第二のブレードのかき取り面が0°〜60°の角度内に位置するように配置されることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項４】
巻き回したエンドレスベルト基材を走行させるための駆動ロールと、
該駆動ロールから離間した位置に配置され、ベルト基材を該駆動ロールとの間で保持するためのテンションロールと、
該駆動ロールの該ベルト基材との上部接点と下部接点との間の範囲において、該ベルト基材から所定の間隔離間した位置に配置され、長尺で、長手方向に沿って中央部が太く両端に向かって細くなる形状を有する、ベルト基材の外表面に供給される硬化性シリコーンゴム組成物を該ベルト基材の外表面に塗り広げるための第一のブレードと、
該駆動ロールの該ベルト基材との上部接点と下部接点との間の範囲において、前記第一のブレードよりも下流側で、該ベルト基材から所定の間隔離間した位置に配置された、前記第一のブレードにより塗り広げられたシリコーンゴム組成物の層の厚みを調整するための第二のブレードと、
こうしてベルト基材の外表面に形成された硬化性シリコーンゴム組成物層をベルト基材とともに走行させた状態で硬化させるための硬化手段と、
を有することを特徴とする画像形成用ベルトの製造装置。
【請求項５】
前記第一のブレードが、駆動ロールの回転軸を中心として、該中心と該ベルト基材の上部接点とを結ぶ線を0°として0°〜90°の範囲内に配置され、前記第二のブレードが90°〜180°の範囲内に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の製造装置。
【請求項６】
前記第二のブレードが断面において刃型の頂点を有する概ねくさび状であり、前記駆動ロールの中心軸と該第二のブレードの頂点とを結ぶ線を0°としたとき、該第二のブレードのかき取り面が0°〜60°の角度内に位置するように配置されることを特徴とする請求項４又は５に記載の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子写真複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置において使用する転写ベルト、定着ベルトのような画像形成用ベルトの製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置において使用される転写ベルト、定着ベルトは、エンドレスベルト基材の外表面にスプレーコート法、ディップ法、ブレードコート法などの方法で製造されている。
【０００３】
しかしながら、スプレーコート法を採用した場合、コーティング液の飛散が大きいため、塗布効率が悪く、また、スプレーコートし易いように未硬化のシリコーンゴム(シリコーンゴム組成物)を溶剤で希釈して使用するが、この場合、溶剤として、トルエン、キシレン、ヘプタン等を使用するため、非常に引火し易いなど安全性の点で問題がある。さらに、製造設備に関しては、煙霧状のコーティング液を含んだ空気を処理するための排気処理設備及び均一なコーティング厚さを得るための塗工速度の厳密な制御を行う塗装ロボットなどの設備が必要であり、高価で大がかりな設備を必要とするという問題がある。
【０００４】
ディップ法により製造を行う場合、簡易な設備で転写及び又は定着ベルトを製造することができるという利点があり、コーティング層の厚さが極めて薄い場合は均一な厚さのコーティング層を得ることができるが、厚さが100μｍ前後の厚いコーティング層を形成する場合、均一な厚さのコーティング層を得ることができないという問題点がある。
【０００５】
上記問題点に鑑みブレードコート法によりコーティング層を形成する方法が特開平7-156286号公報で開示されている。しかしこの方法では、厚みを調整するためのブレード(ナイフ)のみを使用するために、シリコーンゴム組成物を効率良くベルト表面に塗り広げることと、効率良くかき取ることが困難であり、時間がかかることから、大量生産できないという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の課題は、シリコーンゴム層が均一に形成された画像形成用ベルトを効率よく短時間に製造でき、大量生産に適した製造方法及びそれを実施するための装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、
エンドレスベルト基材（以下、ベルト基材という）とその外表面に形成されたシリコーンゴム層とを有する画像形成用ベルトの製造方法であって、
駆動ロールと該駆動ロールから離間した位置に配置したテンションロールに前記ベルト基材を巻回し、該ベルト基材が前記駆動ロールとの上部接点において該駆動ロールに巻込まれ下部接点において該駆動ロールから離脱するような方向にベルト基材を走行させ、
ベルト基材の外表面に硬化性シリコーンゴム組成物を供給し、
該駆動ロールの該ベルト基材との上部接点と下部接点との間の範囲において、該ベルト基材から所定の間隔離間した位置に配置された第一のブレードによりベルト基材の外表面に供給された前記硬化性シリコーンゴム組成物を該ベルト基材の外表面に塗り広げ、
次に、該駆動ロールの該ベルト基材との上部接点と下部接点との間の範囲において、前記第一のブレードが配置された位置よりも下流側で該ベルト基材から所定の間隔離間した位置に配置された第二のブレードにより、前記第一のブレードにより塗り広げられたシリコーンゴム組成物の層を所定の厚さに調整し、
次に、こうしてベルト基材の外表面に形成された硬化性シリコーンゴム組成物層をベルト基材とともに走行させた状態で硬化させる、
工程を有することを特徴とする画像形成用ベルトの製造方法を提供する。
【０００８】
また、本発明は、かかる方法を実施するための装置として、
巻回したベルト基材を走行させるための駆動ロールと、
該駆動ロールから離間した位置に配置され、ベルト基材を該駆動ロールとの間で保持するためのテンションロールと、
該駆動ロールの該ベルト基材との上部接点と下部接点との間の範囲において、該ベルト基材から所定の間隔離間した位置に配置された、ベルト基材の外表面に供給される硬化性シリコーンゴム組成物を該ベルト基材の外表面に塗り広げるための第一のブレードと、
該駆動ロールの該ベルト基材との上部接点と下部接点との間の範囲において、前記第一のブレードよりも下流側で、該ベルト基材から所定の間隔離間した位置に配置された、前記第一のブレードにより塗り広げられたシリコーンゴム組成物の層の厚みを調整するための第二のブレードと、
こうしてベルト基材の外表面に形成された硬化性シリコーンゴム組成物層をベルト基材とともに走行させて状態で硬化させるための硬化手段と、
を有することを特徴とする画像形成用エンドレスベルトの製造装置を提供するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を詳しく説明する。
本発明により製造された画像形成用ベルトは、具体的には転写及び／又は定着ベルトとして電子写真複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に使用されるものである。
本発明に用いられるテンションロールは通常テンション機構を備えており、ベルト基材は、駆動ロールとテンションロールとの間に一定の張力で保持される。
【００１０】
好ましい実施形態では、第一のブレードは、ベルト基材と上記駆動ロールとの上部接点と該駆動ロールの中心軸とを結ぶ線を0°として0°〜90°の範囲に設けられる。かかる角度の範囲において、第一ブレードはベルト基材から所定の間隔離間した位置に配置される。この間隔は、硬化性シリコーンゴム組成物をベルト基材の外表面に硬化後のシリコーンゴム層の厚みより厚く塗り広げるように選択される。また、第二のブレードは、ベルト基材と駆動ロールとの上部接点と該駆動ロールの中心軸とを結ぶ線を0°として90°〜180°の範囲において、ベルト基材から所定の間隔離間した位置に設けられる。この第二のブレードはシリコーンゴム塗膜の厚みを調整するためのかき取り用ブレードである。（図５、図６参照）。
【００１１】
第二のブレードは、断面が概ねくさび状の形状をしていて、刃型の頂点とその頂点の鋭角から伸びる二つの平面から大体構成されている。本発明では、前記駆動ロールの中心軸と該ブレードの頂点とを結ぶ線を0°としたとき、その線と第二のブレードの一方の面であるかき取り面とのなす角度が0°〜60°となるように配置されることが好ましい（図６参照）。
【００１２】
硬化性シリコーンゴム組成物は、駆動ロールとテンションロールとの間に通常水平に（しかし、限定されない）張られ、走行するベルト基材の外表面に、特に駆動ロールの上流側に、供給される。供給された組成物は第一ブレードにより硬化後のシリコーンゴム層の厚みより厚く塗り広げ、次にかき取り用の第二ブレードにより必要量かき取られ、組成物層は所定の厚みに調整される。
その後、ベルト基材を走行させた状態で厚さが調整されたシリコーンゴム組成物層が硬化手段により硬化される。
本発明の方法及び装置を図１〜６を参照してより具体的に説明する。
【００１３】
図１は本発明で用いるブレードコート装置の概略的な側面図であり、図２はその概略的な平面図である。ベルト基材１が駆動ロール2、テンションロール3に巻回され、駆動ロール2から所定の間隔をおいて第一のブレード4と第二のブレード5が配置されている。
【００１４】
6は第一ブレード４の駆動ユニットであり、７は第二ブレード5の駆動ユニット、８は加熱ヒーター又は紫外線照射装置、9は駆動用モーターである。図２では、ベルト基材１、駆動ユニット６、７及び加熱ヒーター又は紫外線照射装置８が省略されている。
【００１５】
図３は第一ブレードの三種の形状例（ａ，ｂ，ｃ）を示し、上段は平面図で下段は端面図である。三種のブレードは、いずれも中央部が太く、両端に向かって次第に細くなる形状であるが特にこれに限定されるものではない。例えば中央部が太く、両端に向かって滑らかな曲線を描いて細くなる形状も有り得る。また、断面形状は、ａは円形、ｂは一部矩形に切り欠いた形状、そしてｃは半円形である特徴を有する。これらの第一ブレードはシリコーンゴム組成物が流れてくる上流側に円弧面が向くように配置すればよい（図５参照)。これにより第一ブレードの中央部とベルト基材の中央部との間に供給された材料をベルト基材の回転により、第一ブレードの曲面に沿って両端方向に押し出されるように塗り広げられる。図５においては、図４に示したａの第一ブレードを０°の位置に、ｂの第一ブレードを４５°の位置に、そしてｃの第一ブレードを９０°の位置に配した状態を仮想的に示している。このように、第一ブレードは０から９０°の位置に設けられることが好ましい。
【００１６】
図４に示す様に第二のブレード５のかき取り部は幅方向の直線性に優れたもので断面形状は鋭利なくさび形状とすることで、シリコーンゴム組成物を均一な厚みでかき取り、なめらかな表面に仕上げることができる。
【００１７】
図６は、駆動ロール2と第二のブレード5の、前述した好ましい配置関係を示している。図６において、１１は図４に示した形状ａの第二ブレードを９０°の位置に、１２は１３５°の位置に、そして１３は１８０°の位置に配置されている状態を示し、さらに各々の場合においてブレードの鋭利な刃の頂点を軸として６０°の角度範囲で配置が可能であることを示している。
【００１８】
ベルト基材を形成する材料としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂等の耐熱性樹脂、ステンレス鋼、ニッケル等の金属が挙げられる。これら耐熱性樹脂ベルト基材、金属ベルト基材の厚さも特に限定されるものではないが、機械的強度、熱伝導性、耐熱性の点から10〜300μ、特に30〜200μとすることが好ましい。
【００１９】
シリコーンゴム層を形成するための硬化性シリコーンゴム組成物も特に限定されるものではないが、液状シリコーンゴム組成物が好ましく、硬化方式は、過酸化物硬化型、付加反応硬化型、紫外線硬化型などが挙げられる。硬化後のシリコーンゴム層の厚みも特に限定されるものではないが、よりよい画像を得る点から10〜500μｍの範囲が好ましい。シリコーンゴム層の表面粗さは、Ra（JIS B 0601に規定の中心線平均粗さ）が10μｍ以下とすることが好ましい。
【００２０】
基材とシリコーンゴム層の接着は、接着助剤(プライマー)を用いることが好ましく、例えばシランカップリング剤、チタンカップリング剤を基材に予め塗布するか、あるいは前記硬化性シリコーンゴム組成物に接着助剤を配合してもよい。
【００２１】
【実施例】
・実施例１
図１,２に示すブレードコート装置を用いて定着ベルトを製造した。この場合、駆動ロールとテンションロールは直径20mm長さ400mmのステンレス製のロールを用いた。ブレードは何れもステンレス製の長さ400mmのものを使用し、形状はブレード4は図３にａとして示すもの、ブレード5は図４にａとして示すものを使用した。ベルト基材は直径70mm、幅390mm、厚み80μｍのポリイミド製のものを使用した。シリコーンゴム組成物はKE1963A/B(信越化学工業製商品名)を使用した。プライマーはX-65-484(信越化学工業製商品名)を使用した。
【００２２】
ブレード4を40°の角度に設定し、予め上記プライマーで処理を行ったベルト基材との最短の間隙は400μｍに設定した。ブレード5は135°の角度の位置でかつ駆動ロール中心とかき取り用ブレードの頂点とを結ぶ線を0°として、その線とかき取り用ブレードのかき取り面とのなす角度が45°となるよう調整し、間隙は20mmと待機状態とした。駆動ロールの回転速度を50rpmとし、基材を走行させ、上記シリコーンゴム組成物をカートリッジポンプ（図示せず）により基材上に30g供給しブレード4によりベルト基材の中心より幅方向左右175mm(全体の幅350mm)に塗り広げた。次に、ブレード4とベルト基材との間隙を30mmに広げ十分にブレード4をベルト基材より遠ざけた後にブレード5を300mm／分の前進速度でベルト基材に135°の角度を保持させたまま平行移動させて接近させ、ベルト基材とブレードの間隙が250μｍの位置でブレード5を停止させた後に10秒間シリコーンゴム組成物のかき取りを行い厚みを調整した。
【００２３】
次に近赤外線ヒーターによりベルトを加熱し150℃で2分間保持しシリコーンゴム組成物を硬化したところ、シリコーンゴム層が表面に形成された。上記工程に要した時間は3分間であったことから量産性に優れていることが確認できた。その後、シリコーンゴム層とベルト基材の接着力を向上させるために、ブレードコート装置よりベルトを取り外し、オーブン中で200℃、2時間のアフターキュアを行った。得られたベルトのシリコーンゴム層の厚みは246μｍで、ゴム表面の表面粗さはRaで1μｍと均一なものであった。
【００２４】
得られたエンドレスベルトをレーザービームプリンターの定着装置に装着し、フルカラー印刷を行ったところ、非常に鮮明な印刷ができたことから、得られたエンドレスベルトの性能が良いことが確認できた。
【００２５】
・実施例２
図１,２に示すブレードコート装置を用いて転写及び定着ベルトを製造した。この場合、駆動ロールとテンションロールは直径20mm長さ400mmのステンレス製のロールを用いた。ブレードは何れもステンレス製の長さ400mmものを使用し、形状はブレード4は図３にａとして示すもの、ブレード5は図６にbとして示すものを使用した。ベルト基材は直径160mm、幅400mm、厚み100μｍのステンレス製のものを使用した。シリコーンゴム組成物は体積固有抵抗率が5×106ΩcmのX-65-668(信越化学工業製商品名)を使用した。プライマーはX-65-196(信越化学工業製商品名)を使用した。
【００２６】
ブレード4を35°の角度に設定し、予め上記プライマー処理を行ったベルト基材との最短の間隙は400μｍに設定した。ブレード5は135°の角度の位置でかつ駆動ロール中心とかき取り用ブレードの頂点とを結ぶ線をO°として、その線とかき取り用ブレードのかき取り面とのなす角度が30°となるよう調整し、間隙は20mmと待機状態とした。駆動ロールの回転速度を50rpmとし、基材を走行させ、上記シリコーンゴム組成物をカートリッジポンプにより基材上に20g供給しブレード4によりベルト基材の中心より幅方向左右175mm(全体の幅350mm)に塗り広げた。次に、ブレード4とベルト基材との間隙を30mmに広げ十分にブレード4をベルト基材より遠ざけた後にブレード2を300mm／分の前進速度でエンドレス基材ベルトに135°の角度を保持させたまま平行移動させて接近させ、ベルト基材とブレードの間隙が250μｍの位置でブレード2を停止させた後に10秒間シリコーンゴム組成物のかき取りを行い厚みを調整した。
【００２７】
次に近赤外線ヒーターによりエンドレスベルトを加熱し150℃で3分間保持しシリコーンゴム組成物を硬化したところ、シリコーンゴム層が表面に形成された。上記工程に要した時間は4分間であったことから量産性に優れていることが確認できた。その後、シリコーンゴム層とベルト基材の接着力を向上させるために、ブレードコート装置よりエンドレスベルトを取り外し、オーブン中で200℃、2時間のアフターキュアを行った。得られたエンドレスベルトのシリコーンゴム層の厚みは47μｍで、ゴム表面の表面粗さはRaで1.2μｍと均一なものであった。
【００２８】
得られたエンドレスベルトをレーザービームプリンターの転写及び定着装置に装着し、フルカラー印刷を行ったところ、非常に鮮明な印刷ができたことから、得られたエンドレスベルトの性能が良いことが確認できた。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の製造方法及び装置によれば、シリコーンゴム層が均一に形成された画像形成用ベルトを効率よく短時間で製造することができる。この製造方法及び装置はこのようなベルトの大量生産に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成用ベルトの製造装置の一例の正面図。
【図２】上記装置の平面図。
【図３】第一のブレードの形状を示す図で、上段は平面図であり、下段は端面図である。
【図４】第二のブレードの形状を示す図で、上段は平面図であり、下段は断面図である。
【図５】駆動ロールと第一のブレードとの配置関係を示す説明図。
【図６】駆動ロールと第二のブレードとの配置関係を示す説明図。
【符号の説明】
１  エンドレスベルト基材
２  駆動ロール
３  テンションロール
４  第一のブレード
５  第二のブレード
８  加熱ヒーター又は紫外線照射装置
９  駆動用モーター
【図１】
0004197824.tif 000002
【図２】
0004197824.tif 000003
【図３】
0004197824.tif 000004
【図４】
0004197824.tif 000005
【図５】
0004197824.tif 000006
【図６】
0004197824.tif 000007