(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の型を両端から挟み込んで支持しながら回転させて、無端ベルト用成型膜を該型の内周面に遠心成型する遠心成型法を用いる無端ベルト形成方法において、
該型の片側開口部から該型の内部に挿入した加熱源により、該無端ベルト用成型膜を該内部から加熱して乾燥させ、且つ該加熱源の電源供給用配線を該加熱源の端部から電極として突出させ、該電極と該型の開口部近傍に配設した電源供給用の電極とを当接させることにより、該加熱源に電源を供給するようにしたことを特徴とする無端ベルト形成方法。
【請求項２】
請求項１の無端ベルト形成方法において、
上記加熱源として上記無端ベルト用成型膜の幅よりも長い棒状のヒータを用い、
該ヒータを上記型の回転軸線の位置に挿入し、
且つ、該無端ベルト用成型膜の幅全域を該ヒータと対向させることを特徴とする無端ベルト形成方法。
【請求項３】
請求項１又は２の無端ベルト形成方法において、
上記加熱源の電源供給用配線を該加熱源の挿入側端部とは反対側の端部から延長することを特徴とする無端ベルト形成方法。
【請求項４】
請求項１、２又は３の無端ベルト形成方法において、
上記無端ベルト用成型膜を上記型の回転により遠心成型した後に、該型の回転を停止させてから、上記加熱源を該型に挿入して該無端ベルト用成型膜を乾燥させることを特徴とする無端ベルト形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心成型法を用いる無端ベルト形成方法に係り、詳しくは、無端ベルト用成型膜の加熱手段の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置の感光体ベルトや中間転写体ベルトなどの無端ベルトの形成方法として、遠心成型法（遠心成形法と記される場合もある）が広く用いられてきた。この遠心成型法とは周知の如く、無端ベルトを形成するための液状基剤をスプレーなどの塗布手段によって、筒状型の内周面に塗布し、回転する該筒状型の遠心力によって無端ベルト用成型膜（以下、単に成型膜と称する）を該内周面に成型するものである。
【０００３】
このような遠心成型法において円筒型（以下、単に型と称する）の回転を支持する方式としては、型の両端を支持する両端支持方式と、片端を支持する片端支持方式とがあるが、回転軸線と直交する方向への型振れを軽減する両端支持方式の方が型回転の安定性に優れている。特に、型を両端で挟み込んで支持する両端支持方式は、該型の壁や外周面を挟み込んで支持するものよりも、該型と挟み込み部材とのスリップを低減することができ、該型の回転数を安定化させることができる。
【０００４】
また、従来、無端ベルトの材料に熱可塑性物質などを用いる場合には、製造コストの低減化を図るべく、成型膜を型の外部から加熱してその乾燥時間を速めている。この加熱には、ハロゲンランプのような可視光ヒータや、遠赤外線ヒータが一般的に用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、型の内周面上の成型膜は、乾燥不十分であると該内周面からの剥離の際に容易に変形して破れてしまい、逆に、乾燥過多であると該内周面との接着力の増大により該剥離の際に破れたり一部が欠損したりするという不具合を生ずる。従って、成型膜の良好な剥離結果を得るためには、加熱時における該成型膜の昇温速度や到達温度などの加熱条件を一定に維持する必要がある。しかし、従来、加熱条件を一定に維持することが極めて困難であるという問題があった。
【０００６】
例えば、型の材料には、鏡面仕上げ加工の容易さ、温度変化に伴う膨張・収縮率の低さ、急速な加熱と冷却との繰り返しに耐え得る耐久性、などの観点から一般にアルミやアルミ合金が用いられている。しかし、アルミやアルミ合金は、その表面光沢により高い光反射特性を有するので光熱吸収効率が悪く、昇温速度が極めて緩慢である。このように昇温速度の緩慢な型は、所定温度に到達するまでの時間が気温や大気の流れなどにより大きく左右されてしまい、成型膜の加熱条件を大きく変化させてしまう。そこで、型の外周面を光熱吸収効率の良い黒色物質を塗布して、該型の昇温速度を速める試みがなされているが、大きな成果は得られていない。
【０００７】
このように大きな成果が得られない原因は型の厚みにある。即ち、型の高速回転を実現するためには、該型の外周面、内周面、あるいは両端部を強力な力で挟んで支持する必要があり、該型をこのような強力な力に耐え得るように肉厚に形成している。そして、このように型を肉厚に形成する結果、該型の熱容量を増大させて昇温速度の高速化を困難にしている。
【０００８】
一方、昇温速度を速めるべく、型を極力薄く形成し、且つ、光熱付与能力の極めて大きいヒータを用いると、該型の内周面上で液状基剤を回転中心軸線に向けて激しく対流させてしまう。この対流は、型の外部から急速に加熱された液状基剤が、重力方向とは逆方向、即ち、型の回転中心軸線に向かう方向、に移動することにより生ずるものである。そして、液状基剤をこのように激しく対流させると、成型膜の内周面にセル状の凹凸を形成してしまうという問題が生ずる。
【０００９】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、成型膜の加熱条件を一定に維持することができ、且つ、該成型膜の内周面に生ずる凹凸を軽減することができる無端ベルト形成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】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、筒状の型を両端から挟み込んで支持しながら回転させて、無端ベルト用成型膜を該型の内周面に遠心成型する遠心成型法を用いる無端ベルト形成方法において、該型の片側開口部から該型の内部に挿入した加熱源により、該無端ベルト用成型膜を該内部から加熱して乾燥させ、且つ該加熱源の電源供給用配線を該加熱源の端部から電極として突出させ、該電極と該型の開口部近傍に配設した電源供給用の電極とを当接させることにより、該加熱源に電源を供給するようにしたことを特徴とするものである。
【００１１】
この無端ベルト形成方法においては、型の内部に挿入した加熱源により、該型の内周面上の成型膜を直接的に加熱する。これにより、成型膜の加熱に先立って型を昇温させる必要がなくなり、該型の緩慢な昇温速度に起因する成型膜の加熱条件の変化を解消することができる。
【００１２】
また、型内周面上の成型膜を、型の内部から、即ち、重力方向とは反対側から、加熱することで該成型膜の内部に生ずる対流を軽減する。
また、遠心成型装置の構成の複雑化を回避する。例えば、２つの加熱源を型の両側開口部からそれぞれ挿入するように遠心成型装置を構成すると、該加熱源の挿入機構や電源供給用配線の機構の増加により、該遠心成型装置の構成を複雑化してしまう。そこで、無端ベルト形成方法においては、加熱源を型の片側開講部から挿入するように構成することで、遠心成型装置の構成の複雑化を回避している。
更には、加熱源の両端部から突出させた電源供給用配線としての電極と、型の両側開口部の近傍にそれぞれ配設した電源供給用の電極との当接によって該加熱源に電源を供給することで、加熱源用の電源配線と加熱源からの電源供給用配線との結線作業を簡略化する。
【００１５】
請求項２の発明は、請求項１の無端ベルト形成方法において、上記加熱源として上記無端ベルト用成型膜の幅よりも長い棒状のヒータを用い、該ヒータを上記型の回転軸線の位置に挿入し、且つ、該無端ベルト用成型膜の幅全域を該ヒータと対向させることを特徴とするものである。
【００１６】
この無端ベルト形成方法においては、成型膜の表面とヒータとの離間距離を均一化して、該成型膜の表面方向における加熱条件を均一化する。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項１又は２の無端ベルト形成方法において、上記加熱源の電源供給用配線を該加熱源の挿入側端部とは反対側の端部から延長することを特徴とするものである。
【００１８】
この無端ベルト形成方法においては、上記電源供給用配線を加熱源の両端部から延長することによる該電源供給用配線の結線作業の煩雑化を回避する。例えば、上記電源供給用配線を加熱源の両端部から延長すると、加熱源用の電源配線と該電源供給用配線との結線作業を型の両端部近傍で行わなければならなくなる場合がある。そこで、この無端ベルト形成方法においては、上記電源供給用配線を加熱源の挿入側端部とは反対側の端部から延長することで、この結線作業を型の片側端部近傍でのみ行うように構成して、結線作業の煩雑化を回避している。
【００２１】
請求項４の発明は、請求項１、２又は３の無端ベルト形成方法において、上記無端ベルト用成型膜を上記型の回転により遠心成型した後に、該型の回転を停止させてから、上記加熱源を該型に挿入して該無端ベルト用成型膜を乾燥させることを特徴とするものである。
【００２２】
この無端ベルト形成方法においては、型を回転させて成型膜を得る遠心成型の工程と、該成型膜を加熱する加熱工程とを個別に実施する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る無端ベルト形成方法を画像形成装置の中間転写ベルト形成方法に適用した実施形態について説明する。
【００２４】
まず、本実施形態の中間転写ベルト形成方法に用いる遠心成型法及び基剤について説明する。
図１は、本実施形態の中間転写ベルト形成方法の遠心成型に用いた筒状の型１を、型１の型面１ａ上に成型した中間転写ベルト用成型膜２（以下、単に成型膜２と称する）とともに示す断面図である。図中の一点鎖線は遠心成型の工程における型１の回転軸線３を示している。型１は、例えばアルミ等などの金属からなり、型面１ａが高精度に鏡面仕上げ加工されている。成型膜２はポリイミド前駆体としてのポリアミック酸が遠心成型法により型面１ａ上に成型されたものであり、このポリアミック酸はイミド閉環することによりポリイミドに変化する性質を有する。即ち、本実施形態においては、中間転写ベルトを形成するための基剤としてポリアミック酸を用い、ポリイミドを基本素材とする中間転写ベルトを形成する。
【００２５】
なお、本発明に係る中間転写ベルトの基本素材は、ポリイミドに限定されるものではない。例えば、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアリレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリサルフォン、ポリパラバン酸、フッ素系樹脂、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱硬化性不飽和ポリエステル、エポキシ系熱硬化性樹脂などを基本素材として使用してもよい。
【００２６】
ポリアミック酸は、特定の有機溶剤に溶解し、且つ熱又は触媒によってイミド閉環する性質を有する。ポリイミド形成用のポリアミック酸溶液は、周知の如く、有機ジアミンと有機テトラカルボン酸二無水物との当モル量が、有機溶媒中で反応することにより得られる。本実施形態においては、ポリアミック酸として市販のポリイミド前駆体溶液（東レ製：トレニース＃３０００）を用い、この溶液を有機溶剤であるＮ−Ｎジメチルアセトアミド（以下、ＤＭＡＣと称する）によって所定倍数に希釈してポリアミック酸溶液を調整した。
【００２７】
なお、本発明に係る中間転写ベルト形成方法において、上記基本素材の前駆体、即ち、基剤、を溶解するための有機溶剤は、ＤＭＡＣに限定されるものではなく、該基剤を溶解するものであればよい。例えば、有機溶剤として、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホシキド、Ｎ−メチル−２ピロリドン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ピリジン、ジメチルスルホン、ジクロロメタン、トリクロロメタン、ジオキサン、トルエンなどを使用してもよい。
【００２８】
また、溶剤中の基剤濃度も特に限定されるものではない。但し、優れた表面性や厚み精度を得るためには、基剤濃度の調整により基剤溶液の粘度を調整することが望ましい。
【００２９】
次に本実施形態に係る成型膜２の成型法について説明する。
まず、周知の遠心成型法の技術により、ＤＭＡＣと後述の導電性物質とを含有するポリアミック酸の成型膜２を型１の型面１ａ上に成型する。遠心成型の工程において、型１の配置方向は、水平方向、垂直方向、あるいは斜め方向、のいずれであってもよい。
【００３０】
遠心成型法には、型面１ａに基剤を塗布してから型を回転させる方法と、先に型を回転させてから型面１ａに基剤を注入する方法とがある。後者の方法は、一般に遠心注型と称されるものである。本発明に係る中間転写ベルト形成方法には、どちらの方法を用いてもよいが、本実施形態では前者の方法を用いた。具体的には、上述のポリアミック酸溶液を、ゆっくり回転する型１の型面１ａ上にスプレー塗布した後、図１の回転軸線３を中心に型１を所定のの回転速度で高速回転させて型面１ａ上に厚さ５０［μｍ］の成型膜２を成型した。
【００３１】
遠心成型の工程においては、型１の回転終了後における成型膜２の変形を回避すべく、型面１ａ上のポリアミック酸溶液のＤＭＡＣをある程度蒸発させるまで、型１の回転を継続する必要がある。なお、型１を回転させながら、型面１ａ上のポリアミック酸溶液を加熱してＤＭＡＣの蒸発を助長することで、型１の回転時間を短縮することができる。但し、加熱によりポリアミック酸の過剰なイミド閉環を誘発することは好ましくないので、加熱する場合には該イミド閉環を誘発しない程度の加熱温度に抑えることが望ましい。
【００３２】
このようにして遠心成型された成型膜２には、まだＤＭＡＣが残存しているが、このＤＭＡＣは後述の乾燥及び硬化工程で除去される。
【００３３】
次に、成型膜２の乾燥工程ついて説明する。
遠心成型で得た成型膜２を最終的に中間転写ベルトに仕上げるためには、成型膜２を乾燥させ、更に、成型膜２中のポリアミック酸のイミド閉環を誘発させて成型膜２を硬化させる必要がある。即ち、この成型膜２をポリイミドを基本素材とする硬化膜に変化させる必要がある。本実施形態においては、まず、成型膜２を１００［℃］に加熱して乾燥させた。
【００３４】
ところで、上述のように、従来、加熱条件を一定に維持することが極めて困難であるという問題があった。本発明者は鋭意研究により、成型膜２を型１の内部から加熱することで、この問題を解消し得ることを見出した。具体的には、型１の内部に挿入した加熱源により、型面１ａ上の成型膜２を直接的に加熱することで、成型膜２の加熱に先立って型１を昇温させる必要がなくなり、型１の緩慢な昇温速度に起因する成型膜２の加熱条件の変化を解消することができる。
【００３５】
また、型面１ａ上の成型膜２を、型１の内部から、即ち、重力方向とは反対側から、加熱することで成型膜２の内部に生ずる対流を軽減することができ、成型膜２の内周面に生ずる凹凸を低減することができる。
【００３６】
以下、成型膜２を型１の内部から直接的に加熱（以下、内部加熱と称する）する中間転写ベルト形成方法の実施例について説明する。
【００３７】
［実施例１］
図２は本実施例１に用いた遠心成型装置の型支持部１０を型１及び成型膜２とともに示す断面図である。型支持部１０は、型１に回転力を付与しながら型１の図中左側の端部を支持する円盤状の回転支持部１０ａと、型１の図中右側の端部を支持するコマ状の支持部１０ｂと、支持部１０ｂの回転軸線の位置で支持部１０ｂに回転自在に支持される棒状のヒータ１０ｃとを備えている。回転支持部１０ａは、低速回転時にはクランプ機構（図示せず）によって型１の片側端部近傍をクランプすることで、型１を単独で回転支持することができる。但し。型１を高速回転させる場合には、単独で回転支持することはできない。支持部１０ｂは、温度計（図示せず）を備えており、これにより型１内部の温度を測定する。遠心成型装置の制御部（図示せず）は、この温度計からの温度測定データにより、ヒータ１０ｃへの供給電源をＯＮ／ＯＦＦする。ヒータ１０ｃの図中右側の端部からは２本の電源供給用配線が延びており、電源からの配線（図示せず）に接続されている。また、ヒータ１０ｃは支持部１０ｂに回転自在に支持されることにより、型１及び支持部１０ｂの回転に伴って回転しないように構成されている。このような構成において、上記２本の電源供給用配線をヒータ１０ｃの図中右側端部から延長し、該電源供給用配線と電源からの配線（図示せず）との結線作業を型１の図中右側端部の近郷でのみ行うように構成することで、該電源供給用配線の結線作業の煩雑化を回避している。
【００３８】
型１は、その両端を回転支持部１０ａと支持部１０ｂとに挟まれながら、回転支持部１０ａに回転力を付与されて高速回転する。
【００３９】
本実施例１においては、まず、型１を回転支持部１０ａにより単独支持して低速させながら、上記ポリアミック酸溶液を型面１ａに塗布した後、型１の図中右側端部に支持部１０を当接させた。この当接により型１を両端部で支持して型１の高速回転が可能になるとともに、型１内にヒータ１０ｃが挿入される。次に、型１を高速回転させて型面１ａ上に厚みの均一な成型膜を得てから、ヒータ１０ｃへの電源をＯＮした。このＯＮにより、上記制御部による自動制御が開始され、成型膜２が１００［℃］昇温される。さらに、成型膜２の温度はヒータの電源のＯＮ／ＯＦＦにより１００［℃］に保持され、成型膜２が乾燥する。成型膜の乾燥が終了すると型１の高速回転が停止して遠心成型が完了する。
【００４０】
このように、乾燥して得た成型膜２を型面１ａから手作業で剥離したが、破損等を生ずることなく良好に剥離することができた。また、剥離後の成型膜２は、均一な厚みで且つしわ等の外観異常も認められなかった。
【００４１】
ところで、上述のように、成型膜２を最終的に無端ベルトとしての中間転写ベルトに仕上げるためには、ポリアミック酸のイミド閉環を誘発させなければならない。イミド閉環を誘発させる方法としては、触媒を用いる方法とポリアミック酸を加熱する方法とがあるが、後者の方法の方が簡便である。そこで、加熱によりポリアミック酸のイミド閉環を誘発させる方法として、実施例２の中間転写ベルト形成方法について説明する。
【００４２】
［実施例２］
本実施例２においては、上記実施例１と同様の方法により１００［℃］で乾燥させた成型膜２を、ヒータ１０ｃの出力増加により更に２８０［℃］に昇温させて硬化させた。この硬化の後、型１の回転を停止してから硬化膜２を手作業で型面１ａから剥離したが、破損等を生ずることなく良好に剥離することができた。また、剥離後の成型膜２は、均一な厚みで且つしわ等の外観異常も認められなかった。
【００４３】
［実施例３］
次に、ヒータ１０ｃにおける電源供給用配線の結線方法の一例として、実施例３の中間転写ベルト形成方法について説明する。
【００４４】
図３は本実施例３の中間転写ベルト形成方法に用いた遠心成型装置における型支持部１０の一例を型１及び成型膜２とともに示す断面図である。図３において、棒状のヒータ１０ｃは、支持部１０ｂとの連結部を回転させないように支持されている。即ち、ヒータ１０ｃは、支持部１０ｂの回転に伴って回転する。ヒータ１０ｃの両端からは電源供給用の電極１０ｃ１、１０ｃ２が突出しており、これら電極はそれぞれ回転支持部１０ａ、１０ｂから突出する電極１０ａ１、電極１０ｂ２と当接されるように構成されている。この当接により、ヒータ１０ｃに電源が供給される。本実施例３においては、このように、電極を当接させてヒータ１０ｃに電源を供給するように構成することで、ヒータ１０ｃからの電源用配線と、ヒータ１０ｃ用の電源配線との結線作業を簡略化している。
【００４５】
なお、上記実施例１及び２と同様に、ヒータ１０ｃを型１とともに回転させないように構成してもよい。
【００４６】
次に、本発明に係る内部加熱方式を用いない場合の比較対照として、比較例の中間転写ベルト形成方法について説明する。
【００４７】
［比較例１］
図４は、本比較例１の成型膜の加熱方式を説明する断面図である。図３に示すように、従来は、型１の外部に、且つ、型１と並行になるように、棒状のヒータ１０ｃを配設し、成型膜２を外部から加熱していた。
【００４８】
本比較例１においては、図３に示した加熱方式を用いた他は、上記実施例２の中間転写ベルト形成方法と同様の方法により、硬化膜２を形成した。すると、硬化膜２の内周面に鯖目模様の凹凸を生じた。また、この凹凸を軽減すべく、ヒータ１０ｃの発熱出力を下げて上記実施例２の硬化膜２と同等の品質の硬化膜２を得るためには、該実施例２の３〜５倍もの加熱時間を要した。
【００４９】
［比較例２］
図５は本比較例２の成型膜の加熱方式を説明する断面図である。図４に示すように、本比較例１においては、型１の外周面に熱吸収体を被覆し、成型膜２を上記比較例１の加熱方式と同様に型１の外部から加熱する方式を用いた。この方式を用い、ヒータ１０ｃの発熱出力を下げ、且つ、成型膜２の加熱時間を変更した他は、上記実施例２の中間転写ベルト形成方法と同様の方法により、硬化膜２を形成した。すると、上記実施例２の硬化膜２と同等の品質の硬化膜２を得るためには、該実施例２の２〜３倍もの加熱時間を要した。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、型の緩慢な昇温速度に起因する成型膜の加熱条件の変化を解消することができ、且つ、該成型膜の内部に生ずる対流を軽減するので、該成型膜の加熱条件を一定に維持することができ、且つ、該成型膜の内周面に生ずる凹凸を軽減することができるという優れた効果がある。
また、遠心成型装置の構成の複雑化を回避するので、該複雑化による該遠心成型装置の製造コスト増大を回避することができるという優れた効果がある。
更には、加熱源用の電源配線と、加熱源からの電源供給用配線との結線作業を簡略化するので、操作者の作業性を向上させることができるという優れた効果がある。
【００５２】
請求項２の発明によれば、成型膜の表面方向における加熱条件を均一化するので、該成型膜を該表面方向に均一に乾燥させることができるという優れた効果がある。
【００５３】
請求項３の発明によれば、上記電源供給用配線を加熱源の両端部から延長することによる該電源供給用配線の結線作業の煩雑化を回避するので、操作者の作業性を向上させることができるという優れた効果がある。
【００５５】
請求項４の発明によれば、遠心成型の工程と加熱工程とを個別に実施するので、操作性を向上させ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】実施形態の中間転写ベルト形成方法の遠心成型に用いた筒状の型１を、成型膜２とともに示す断面図。
【図２】実施例１に用いた遠心成型装置の型支持部１０を型１及び成型膜２とともに示す断面図。
【図３】本実施例３の中間転写ベルト形成方法に用いた遠心成型装置における型支持部１０の一例を型１及び成型膜２とともに示す断面図。
（以下、余白）
【図４】比較例１の成型膜の加熱方式を説明する断面図。
【図５】比較例２の成型膜の加熱方式を説明する断面図。
【符号の説明】
１        型
１ａ      型面
１ｃ      回転軸線
２        成型膜又は硬化膜
１０      型支持部
１０ａ    回転支持部
１０ａ１  電極
１０ｂ    支持部
１０ｂ２  電極
１０ｃ    ヒータ
【図１】
0003806523.tif 000002
【図２】
0003806523.tif 000003
【図３】
0003806523.tif 000004
【図４】
0003806523.tif 000005
【図５】
0003806523.tif 000006