(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写材上に複数色のトナー像を一括転写する画像形成装置に用いられる画像形成装置用の中間転写ベルトの製造方法であって、
円筒の金型の内周面に、画像書き出し信号を得るための検知体を固定した後、金型に流動性の有機高分子材料を注入し、金型を回転させ、加熱して有機高分子材料を乾燥させることにより、エンドレスの中間転写ベルトを遠心成形し、検知体とその周囲の中間転写ベルト表面とを実質的に同一平面とするとともに、検知体の光学特性を中間転写ベルト表面の光学特性と異ならせることを特徴とする画像形成装置用の中間転写ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置用の中間転写ベルトの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やレーザービームプリンタ等の画像形成装置においては、複数色のトナー像を中間転写ベルト上で高精度に重ねる必要があるが、このためには、露光装置により感光ドラム上に画像を形成し始める信号(以下、画像書き出し信号という)を転写ベルトから取り込む必要がある。
そこで従来においては、図示しないが、中間転写ベルトの少なくとも開口一端部の一部に検知体を設け、この検知体の通過する所定箇所に支持固定した光学センサで検知体の通過タイミングをとり、画像書き出し信号を発生させるようにしている。
検知体は、中間転写ベルトの所定位置に金属箔粘着テープを貼着したり、あるいは穴を穿孔する方法等により形成される。また、光学センサは、発光素子と受光素子とから構成されている。
【０００３】
ところで、中間転写ベルトにはトナー像が一次転写され、さらに像担持体にトナー像が転写されるわけであるが、像担持体に対するトナー像の転写は必ずしも完全ではなく、中間転写ベルト上に転写しきれなかったトナーが僅かに残存することがある。これを除去するため、従来においては、クリーニングブレードが使用され、このクリーニングブレードが中間転写ベルトに直接接触し、残留付着したトナーを掻き取るよう機能する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の画像形成装置は、以上のように構成され、中間転写ベルトだけではなく、検知体にもクリーニングブレードが接触するので、中間転写ベルトの所定位置に金属箔粘着テープを貼着して検知体とする場合には、金属箔粘着テープが剥離したり、金属箔粘着テープの貼着に伴う段差でクリーニングブレードが擦れて損傷し、クリーニング機能に支障を来すおそれがある。
また、中間転写ベルトの所定位置に穴を穿孔して検知体とする場合、円筒の中間転写ベルトに穴を穿孔する作業は実際には困難である。さらに、中間転写ベルトに穴を穿孔して検知体を設けると、中間転写ベルトに打痕等の損傷が生じたり、穴にクリーニングブレードが接触して中間転写ベルト自体が損傷したり、あるいは穴によりクリーニングブレードが損傷し、この部分のクリーニング性能が劣化するという問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記に鑑みなされたもので、検知体の剥離やクリーニング機能の低下を招くことがなく、中間転写ベルトに検知体を設ける作業を簡素化し、しかも、中間転写ベルトの損傷を抑制防止することのできる画像形成装置用の中間転写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解決するため、転写材上に複数色のトナー像を一括転写する画像形成装置に用いられる画像形成装置用の中間転写ベルトの製造方法であって、
円筒の金型の内周面に、画像書き出し信号を得るための検知体を固定した後、金型に流動性の有機高分子材料を注入し、金型を回転させ、加熱して有機高分子材料を乾燥させることにより、エンドレスの中間転写ベルトを遠心成形し、検知体とその周囲の中間転写ベルト表面とを実質的に同一平面とするとともに、検知体の光学特性を中間転写ベルト表面の光学特性と異ならせることを特徴としている。
【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と、本実施形態における画像形成装置用の中間転写ベルトは、図１ないし図３に示すように、画像形成装置に用いられる中間転写ベルト１を屈曲可能な可撓性のエンドレスベルトとし、この中間転写ベルト１表面の略中央部に、画像書き出し信号用の薄い検知体２を一体成形してその光学特性を中間転写ベルト１表面の光学特性と異ならせるとともに、検知体２とその周囲の中間転写ベルト１表面とを実質的に同一平面とするようにしている。
【０００８】
画像形成装置は、像担持体にトナー像を形成し、このトナー像を中間転写ベルト１上に一次転写する工程を複数色のトナーについて繰り返し、中間転写ベルト１上で複数色のトナー像を重ね、これら複数色のトナー像を転写材上に一括して転写するよう機能する。
【０００９】
中間転写ベルト１の材料には、所定の有機高分子材料を用いることが性能、製法上好ましい。この中間転写ベルト１を形成する所定の有機高分子材料としては、例えば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、ポリカーボネート、アラミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(ＰＥＥＫ)、エポキシ樹脂、架橋型ポリエステル樹脂、メラミン樹脂等があげられる。
【００１０】
中間転写ベルト１は、ある程度の導電性の要求される場合があり、この場合には、導電性付与剤が適宜添加される。このような導電性付与剤としては、金属や合金からなる針状、球状、板状、不定形等の粉末、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック等のカーボン粉末、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛等の黒鉛粉末、セラミックス粉末、表面が金属メッキされた各種粒子等があげられる。この導電性付与剤の形状やサイズ等は、球状あるいは不定形をなし、０．０１〜１０μｍ程度が好ましい。
【００１１】
導電性付与剤の添加量は、導電性の程度により適宜調整されるが、おおよそ１〜２５容量％の範囲から選択される。これは、１容量％未満の場合には、導電性物質同士の距離が大きくなるので、導電性が発現しないからである。逆に、２５容量％を超える場合、中間転写ベルト１の機械的強度に悪影響を及ぼすおそれがあるからである。
【００１２】
導電性付与剤を有機高分子材料に分散させる方法としては、有機高分子材料の性状に適する公知の分散方法が用いられる。具体的には、ミキシングロール、加圧式ニーダ、押出機、三本ロール、ホモジナイザー、ポールミル、ピーズミル等が用いられる。その他、可塑剤、着色剤、帯電防止剤、老化防止剤、酸化防止剤、補強性フィラー、反応助剤、反応抑制剤等の各種添加剤が必要に応じ、有機高分子材料に適宜添加される。
【００１３】
検知体２は、その光学特性(光線反射率)が中間転写ベルト１表面と光学特性が異なるような材料を使用して中間転写ベルト１の厚さよりも薄く形成されるとともに、四隅が丸まった平面略矩形に形成される(図２参照)。この検知体２の材料としては、アルミニウム、銅、金、ニッケル等の金属や種々の合金からなる金属箔、有機高分子基材と金属との複合体等があげられる。検知体２の大きさは、中間転写ベルト１の移動方向において２〜８ｍｍ程度に形成される。これは、２ｍｍよりも小さいと、発光素子から照射される光のうち検知体２で反射される光の光量が減少し、画像書き出し信号のＳ／Ｎが悪化するからである。逆に、８ｍｍよりも大きいと、中間転写ベルト１の印字に寄与しない部分の面積が拡大し、機器の大型化を招くからである。
【００１４】
光学特性の差異は、光学センサで検出可能なレベル以上とすれば良い。この光学特性の差異は、使用する光学センサにより異なるが、例えば単一波長の反射型光学センサを使用する場合には、この波長における反射率の差を１０％程度以上とすれば良い。
【００１５】
検知体２は、好ましくは中間転写ベルト１の移動方向に直角な方向に平行な二辺を有する形状に形成される(図２参照)。このような形状に形成すれば、例え中間転写ベルト１が移動方向に対して直交方向に揺れても、光の検知時間を略一定とすることができる。
【００１６】
次に、本実施形態における中間転写ベルト１の製造方法について説明すると、本実施形態における中間転写ベルト１は、図４や図５の遠心成形装置１０により遠心成形法で好適に製造される。
ここでいう遠心成形法とは、スライド可能な材料定量吐出装置１１で流動性の上記有機高分子材料を円筒の金型１２に注入し、この金型１２を回転させることにより、金型１２の内周面に有機高分子材料の層を遠心力により形成し、有機高分子材料を乾燥又は加熱固化して金型１２の内周面に樹脂層を形成し、得られた樹脂層を金型１２から取り出して中間転写ベルト１とする方法をいう。この遠心成形法によれば、遠心成形前に金型１２内周面の所定位置に検知体２を予め配置しておけば、中間転写ベルト１表面に検知体２を略同一平面に設けることが可能となる。
【００１７】
なお、本発明における略同一平面とは、クリーニングブレードに対して悪影響を及ぼさない程度をいう。具体的には、境界部分での段差が１ｍｍ以下となるようにすることが好ましい。
【００１８】
金型１２は、図４や図５に示すように、所定の金属を用いて横長の円筒に形成され、複数のローラ１３間に着脱自在にセットされてこれらの回転により回転する。金型１２の内周面には、鏡面研磨加工が施されるとともに、フッ素樹脂やシリコーン樹脂等で処理が施され、中間転写ベルト１を簡単に脱型できるようになっている。金型１２の開口した両端部には、有機高分子材料の漏洩を防止するリング状のプレート１４がそれぞれ着脱自在に嵌合される。
【００１９】
中間転写ベルト１を製造するには、先ず、検知体２を所定の形状に形成し、この検知体２を金型１２内周面の所定位置に固定する。この場合の固定は小さな力で良い。例えば、検知体２に所定の溶剤を薄く塗布し、この検知体２を金型１２内周面の所定位置に密着させれば、金型１２に検知体２を小さな力で固定することができる。
【００２０】
次いで、上記した有機高分子材料を準備し、この有機高分子材料の粘度が成形時に５０，０００ｍＰａ・ｓ以下となるよう調整する。これは、粘度が５０，０００ｍＰａ・ｓを超えると、遠心力による金型１２の内周面に対するレベリングが困難となるからである。粘度の下限については、特に限定されるものではないが、１０ｍＰａ・ｓ以上にすれば、有機高分子材料を簡易、かつ容易に取り扱うことができる。粘度の調整の際、有機高分子材料、例えば熱硬化性樹脂の粘度が係る範囲内である場合には、そのまま使用すれば良い。これに対し、有機高分子材料が熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂でその粘度が係る範囲を超える場合、所定の溶液を加えて溶解・希釈し、粘度を調整する。
【００２１】
次いで、材料定量吐出装置１１から金型１２に流動性の有機高分子材料を必要量注入する。この有機高分子材料の注入量は、固化後の有機高分子材料の比重、金型１２の内面寸法、製品の厚さ等から算出・決定する。本実施形態における中間転写ベルト１には、機械的強度と可撓性が求められるので、中間転写ベルト１の厚さについては、０．０３〜１．０ｍｍ程度の範囲で決定する。こうして金型１２に有機高分子材料を注入したら、金型１２をレベリングに必要な回転数にして中間転写ベルト１を遠心成形する。また、金型１２を適当なヒータ等で加熱し、有機高分子材料を乾燥又は硬化させる。この場合の加熱のタイミングについては、有機高分子材料の乾燥、硬化条件により適宜選択する。
【００２２】
乾燥・硬化が終了したら、金型１２を停止させて冷却し、金型１２と中間転写ベルト１の熱膨張差を利用して自然に剥離した中間転写ベルト１を脱型し、その後、中間転写ベルト１の両端部をカットして所定の寸法とすれば、表面に検知体２を一体に備えた完全にシームレスの中間転写ベルト１を得ることができる。
【００２３】
上記構成によれば、中間転写ベルト１の所定位置に金属箔粘着テープを貼着して検知体２にするものではないから、検知体２が剥離したり、検知体２の貼着に伴う段差でクリーニングブレードが擦れて損傷し、クリーニング機能に支障を来すおそれがない。また、中間転写ベルト１の所定位置に穴を穿孔する必要性が全くないので、製造や取り付け作業の円滑化、簡素化、迅速化、容易化等が大いに期待できる。また、穴の穿孔に基づき、中間転写ベルト１に打痕等の損傷が生じたり、穴にクリーニングブレードが接触して中間転写ベルト１自体が損傷することがない。さらに、穴からなる検知体２でクリーニングブレードが損傷し、この部分のクリーニング性能が劣化するという問題をきわめて有効に解消することが可能となる。
【００２４】
なお、上記実施形態では中間転写ベルト１を単に説明したが、中間転写ベルト１の少なくとも一端部の内周縁に、蛇行規制リブ３や補強材等をエンドレスに設けることができる(図３参照)。また、検知体２は、中間転写ベルト１表面の略中央部以外の部分に一体成形しても良い。さらに、検知体２は、四隅の丸まっていない厳密な平面矩形に形成することもできるし、特に支障を来さないのであれば、平面円形、楕円形、小判形、多角形等の形状に形成しても良い。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明に係る画像形成装置用の中間転写ベルトの実施例を説明する。
実施例
先ず、流動性の有機高分子材料溶液を準備した。有機高分子材料溶液の調製に際しては、トリメリット酸無水物と４，４′‐ジアミノジフェニルメタンとの当量をジメチルアセトアミドに溶解し、加熱反応して固形分濃度(実質的全閉環のポリアミドイミド)２８重量％の芳香族ポリアミドイミド溶液を得た。これにジメチルアセトアミドとカーボンブラック〔三菱化学株式会社製、商品名ＭＡ７７〕を加えてホモジナイザーで分散・混合し、固形分濃度１５重量％、固形分中のカーボンブラック量５．０重量％、固形分の比重１．４５の有機高分子材料溶液を調製した。
【００２６】
次いで、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムの片面に厚さ２０００Åのアルミニウム蒸着を施したフィルムを打ち抜き、検知体２を形成した。この検知体２の形状は、一辺が７ｍｍの正方形とし、四隅部をそれぞれＲ１ｍｍとした。
【００２７】
次いで、金型１２の内周面にジメチルアセトアミドを一滴滴下し、このジメチルアセトアミドの表面張力を利用して検知体２を密着固定した。金型１２は、内径２００ｍｍ、外径２２０ｍｍ、長さ３６０ｍｍの大きさとし、開口した両端面にプレート(内径１７０ｍｍ、外径２２０ｍｍ)１４をそれぞれ嵌合して材料漏れを防止する構成とした。また、検知体２は、金型１２の片側端部から７０ｍｍの部分に一辺が重なるよう固定した。検知体２を固定したら、金型１２を１，０００ｒｐｍの速度で回転させ、この金型１２の全内周面に材料定量吐出装置１１で有機高分子材料溶液を２１９ｇ均一に注入した。
【００２８】
金型１２に材料を注入したら、１，０００ｒｐｍの速度でレベリングして遠心成形し、熱風乾燥機で雰囲気温度を８０℃に保ち、この状態を３０分間保持して金型１２を停止させるとともに、金型１２ごと１８０℃のオーブンに投入し、４５分間後に金型１２を取り出した。金型１２を取り出したら、金型１２を放置して室温で冷却し、金型１２と中間転写ベルト１の熱膨張差を利用して中間転写ベルト１を脱型した。そして、中間転写ベルト１の両端部をそれぞれカットして２４０ｍｍの長さとし、厚さ約１００μｍの中間転写ベルト１を作製した。
なお、カットに際しては、中間転写ベルト１の端部から１０ｍｍの箇所に検知体２が位置するようにした。検知体２の赤色ＬＥＤ光線反射率は９５％、中間転写ベルト１の他の表面の赤色ＬＥＤ光線反射率は４７％であった。
【００２９】
評  価
直径２５ｍｍの２本のロール間に実施例の中間転写ベルト１を６０Ｎの張力をかけて懸架し、一方のロールの全幅においてクリーニングブレードを５０ｇ／ｃｍの線圧を加えて圧接し、回転速度を１５回転／分として中間転写ベルト１を回転させ、中間転写ベルト１の耐久性を試験した。回転数の検出には、赤色ＬＥＤを光源とするセンサを用いた。
各ロールは、直径１０ｍｍ、長さ３００ｍｍのＳＵＳ３０４製の芯金と、厚さ７．５ｍｍ、硬度６０°(ＪＩＳ  Ａ)に成形されて芯金の周囲を被覆するシリコーンゴムとから構成されている。クリーニングブレードは、ＪＩＳ  Ａ硬度８０°のウレタンエラストマー製とした。また、試験は１００，０００回転で終了した。
【００３０】
試験の結果、中間転写ベルト１にはなんら破損が認められず、検知体２の剥離等の損傷も認められなかった。クリーニングブレードにも、なんら破損が確認されなかった。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、中間転写ベルトの所定位置に金属箔粘着テープを貼着して検知体にするものではないから、検知体が剥離したり、検知体の貼着に伴う段差でクリーニングブレードが擦れて損傷し、クリーニング機能に支障を来すおそれが少ない。また、中間転写ベルトの所定位置に穴を穿孔する必要性がないので、製造や取り付け作業の円滑化、簡素化、迅速化、容易化等が期待できる。また、穴の穿孔に基づき、中間転写ベルトに打痕等の損傷が生じたり、穴にクリーニングブレードが接触して中間転写ベルト自体が損傷することがない。また、穴からなる検知体でクリーニングブレードが損傷し、この部分のクリーニング性能が劣化するという問題を解消することが可能となる。さらに、遠心成形前に金型の内周面に検知体を予め配置しておくので、中間転写ベルト表面に検知体を略同一平面に容易に設けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置用の中間転写ベルトの実施形態を示す説明図である。
【図２】図１におけるＩＩ部の拡大説明図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置用の中間転写ベルトの実施形態における使用状態を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置用の中間転写ベルトの実施形態における遠心成形装置を示す側面図である。
【図５】図４の正面図である。
【符号の説明】
１          中間転写ベルト(中間転写体)
２          検知体
３          蛇行規制リブ
１０        遠心成形装置
１１        材料定量吐出装置
１２        金型
１３        ローラ
１４        プレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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