JPH0531818A - 半導電性無端ベルトの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 表面に局部的な凹凸がないようにし、さら
に、内周長の精度や外周面の真直度の精度を良くする。 【構成】 内周面が転写面に形成された鋼管２内に、こ
の鋼管２の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を有する
耐熱性樹脂パイプ３を配設し、この樹脂パイプ３の外周
に、無端ベルト状に成形された熱可塑性シート１を配設
した状態で、少なくとも樹脂パイプ３と熱可塑性シート
１とを加熱し、この加熱により熱可塑性シート１を軟化
させるとともに上記樹脂パイプ３を膨張させ、この樹脂
パイプ３の外周面で熱可塑性シート１の外周面を鋼管２
の内周面に圧接させ、上記熱可塑性シート１の外周面に
鋼管２の内周面を熱圧転写する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写機等の
各種ＯＡ機器に用いられる中間転写ベルト，感光ベル
ト，接触現像スリーブ等の半導電性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】電子写真複写機、特にフルカラーの電子
写真複写機は、感光体上に形成されたフルカラーのトナ
ー像を、一旦熱可塑性樹脂製の無端ベルトからなる中間
転写無端ベルトの外周面上に転写し、これを複写紙に再
転写するようになつている。このようなフルカラー電子
写真複写機は、通常、図５に示すように構成されてい
る。すなわち、この電子写真複写機は、原稿１１の反射
光を導く光学装置１２と、この原稿反射光を赤，緑，青
の三原色に分解するフイルタ１３と、光導電性を有する
ベルト状の感光体１４と、現像装置１５と、感光体１４
上に形成されたトナー像を複写紙１６に複写する前にそ
れ自体の外周面に一旦転写する中間転写無端ベルト１７
と、定着装置１８を備えている。より詳しく述べると、
光導電性を有するベルト状の感光体１４の始端側部分近
傍には帯電チヤージヤー１９が設けられており、感光体
１４の中間部分には３個の現像部１５ａ〜１５ｃが設け
られている。上記ベルト状の感光体１４は、帯電チヤー
ジヤー１９により帯電されたのち、光学装置１２から投
射される原稿反射光によつて露光され、静電潜像がその
上に形成される。この場合、原稿反射光を感光体１４に
投射する光学装置１２の投射路には、前記のように、原
稿反射光を赤，緑，青の三原色に分解するフイルタ１３
が設けられ、分解された原色光は、そのうちの例えば赤
が最初で、ついで緑というように順番にベルト状の感光
体１４上に導かれそれぞれの静電潜像を形成する。現像
装置１５は、上記３種類の原色に対応するよう、３個の
現像部１５ａ，１５ｂ，１５ｃを備えており、それぞれ
上記分解された三原色に対応する３種類の色のトナーを
収納している。そして、上記色分解された光により形成
された潜像は、その色に対応するトナーで着色現像され
る。すなわち、上記３種類の色のトナーにより、一色毎
に着色トナー像が形成され、これが一次転写ローラ２０
の作用により、順次中間転写無端ベルト１７の外表面に
転写され、中間転写無端ベルト１７上でフルカラーのト
ナー像を形成する。このように、上記複写機は、一色毎
に形成された着色トナー像を複写紙１６に順次転写し、
複写紙１６上で着色トナー像を形成するのではなく、湿
度等で伸縮等をすることのない中間転写無端ベルト１７
上に、一旦着色トナー像を形成する。そして、上記トナ
ー像を、用紙カセツト２１から供給される複写紙１６
に、二次転写ローラ２２の作用で再転写する。再転写さ
れたフルカラーのトナー像は、複写紙１６の搬送に伴い
定着装置１８に送られて定着され、トナー像の定着のな
された複写紙１６は複写機から矢印のように送出され
る。また、中間転写無端ベルト１７は、その上に残留す
るトナーが転写後にクリーニング装置２４のクリーニン
グブレード２５に回収されて、つぎの転写に備える。２
３は搬送ベルトである。

【０００３】このように、上記電子写真複写機では、中
間転写無端ベルト１７に感光体１４からトナーが一旦転
写され、その後中間転写無端ベルト１７から複写紙１６
に再転写される。したがつて、上記中間転写無端ベルト
１７には半導体領域（１０⁸〜１０¹¹Ωcm）の電気抵抗
率の他に、表面状態の観点から局部的な凹凸や周方向，
軸方向のシワがなく、表面が鏡面であること、また、マ
シンへの取付けにおいてベルトの走行不良や弛みが生じ
ないよう、内周長の寸法精度や外周面の真直度の精度が
良いこと等が要求される。このような中間転写無端ベル
ト１７は、押出成形法により、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ），ポリプロピレン（ＰＰ）等の熱可塑性樹脂にカー
ボンブラツク等の導電材を分散させたものを、１０⁸ 〜
１０¹¹Ωcmの半導電性の無端ベルト状シート（筒状シー
ト）に押出成形して得られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記中
間転写無端ベルト１７の表面には、分散させたカーボン
ブラツクの影響で凹凸が生じ、この凹凸は１０μｍにも
なるため現像剤のクリーニング不良や融着の原因とな
る。しかも、押出成形で得られた中間転写無端ベルト１
７の内周長の精度が悪くなるとともに、外周面の真直度
の精度が悪く（筒状シートの直径が軸方向に部分的にば
らつき、その結果、外周面を軸方向に見たとき部分的に
湾曲が生じる）、ベルトの走行不良や弛みが生じ、また
ベルトにシワができる。

【０００５】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、表面に局部的な凹凸がなく、内周長の精度や
外周面の真直度の精度の良い半導電性無端ベルトの製造
方法の提供をその目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の半導電性無端ベルトの製造方法は、内周
面が転写面に形成された外側円筒体内に、この外側円筒
体の熱膨張係数よりも大きな熱膨張係数を有する内側円
筒体を配設し、この内側円筒体の外周に、無端ベルト状
に成形された熱可塑性シートを配設した状態で、少なく
とも内側円筒体と熱可塑性シートとを加熱し、この加熱
により熱可塑性シートを軟化させるとともに上記内側円
筒体を膨張させ、この内側円筒体の外周面で熱可塑性シ
ートの外周面を外側円筒体の内周面に圧接させ、上記熱
可塑性シートの外周面に外側円筒体の内周面を熱圧転写
するという構成をとる。

【０００７】

【作用】すなわち、この発明の半導電性無端ベルトの製
造方法は、まず、内周面が転写面に形成された外側円筒
体内に、この外側円筒体の熱膨張係数よりも大きな熱膨
張係数を有する内側円筒体を配設する。そして、この内
側円筒体の上記配設に先立つて、もしくは上記配設後
に、上記内側円筒体の外周に、押出成形法等により無端
ベルト状に押出成形された熱可塑性シートを配設する。
つぎに、その状態で、少なくとも内側円筒体と熱可塑性
シートとを加熱する。これにより、上記熱可塑性シート
は軟化されると同時に、上記内側円筒体が膨張し、この
膨張により上記軟化状態の熱可塑性シートの外周面が外
側円筒体の内周面に圧接される。これにより、上記熱可
塑性シートの外周面に、外側円筒体の内周面の表面状態
が熱圧転写される。例えば、上記外側円筒体の内周面の
表面状態が鏡面であれば、熱可塑性シートの外周面には
鏡面が転写形成され、また梨地であれば、熱可塑性シー
トの外周面には梨地が転写形成される。このように、こ
の発明の製法によれば、上記熱可塑性シートの外周面の
局部的な凹凸が上記熱圧転写により修正され、しかも、
前記内周長の精度や外周面の真直度の精度が改善される
ようになる。

【０００８】この発明について詳しく説明する。

【０００９】この発明の半導電性無端ベルトの製造方法
は、内周面が転写面に形成された外側円筒体内に、内側
円筒体を配設し、そして、この内側円筒体の上記配設に
先立つて、もしくは上記配設後に、上記内側円筒体の外
周に、無端ベルト状に成形された熱可塑性シートを配設
し、その状態で加熱するものである。

【００１０】上記熱可塑性シートの材料としては、ポリ
プロピレン（ＰＰ），ポリカーボネート（ＰＣ）等が用
いられる。シートの厚みは１００〜２００μｍに設定さ
れる。また、熱膨張係数は、ＰＰが０．９〜１．５×１
０^-4（金属の５〜１０倍）であり、ＰＣが０．７５×１
０^-4（金属の４〜５倍）である。

【００１１】上記外側円筒体としては、鋼管が用いられ
る。この鋼管の熱膨張係数は１．２×１０^-5である。そ
の外表面温度（矯正温度）はＰＰでは１６０〜１７０℃
に、ＰＣでは１７０〜１８０℃に設定される。この鋼管
は、その内周面が鏡面に仕上げられている。鏡面に仕上
げる方法としては、内周面をホーニング加工した後硬質
クロムメツキする方法、内周面に耐熱樹脂、例えばシリ
コン，ポリイミド，ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）を
コーテイングする方法、両者を組み合わせた方法等があ
る。また、上記外側円筒体としては、鋼管に限るもので
はなく、その熱膨張係数が内側円筒体の熱膨張係数より
も小さい材料でつくられたものであればよい。

【００１２】上記内側円筒体としては、耐熱性樹脂パイ
プが用いられる。この耐熱性樹脂パイプの材料として
は、後記の加熱温度に耐えうる耐熱性と、１×１０^-4程
度の熱膨張係数（上記熱可塑性シートの熱膨張係数と略
同程度）を備えていることが必要であり、テフロンが用
いられる。特に、ＰＴＦＥ（四フツ化エチレン樹脂）の
場合には、連続最高使用温度２６０℃の雰囲気下でも使
用でき、その芯温が１４０〜１５０℃に上昇して直径２
〜３mm／直径２００程度膨張し、また、熱膨張係数は１
×１０^-4であり、好適である。また、内側円筒体として
はアルミニウムパイプの使用も可能である。アルミニウ
ムの熱膨張係数は２．４×１０^-5と小さいが、１４０〜
１５０℃に上昇して直径０．４〜０．６mm／直径２００
程度膨張する。アルミニウムパイプの外表面のテフロン
コーテイングにより、これより熱膨張係数の大きい（収
縮の大きい）無端ベルトは脱型可能となる。

【００１３】上記加熱するための手段としては、例えば
従来公知のオーブンが用いられる。

【００１４】この発明の半導電性無端ベルトは、例えば
つぎのようにして製造される。すなわち、押出成形法に
より無端ベルト状に押出成形された熱可塑性シートを耐
熱性樹脂パイプの外側に被せ、内周面が鏡面にされた鋼
管内に挿入する。ついで、オーブン等により全体を均一
に加熱する。これにより、上記熱可塑性シートが軟化す
ると同時に、上記鋼管と樹脂パイプが膨張する。この膨
張時に鋼管の熱膨張係数よりも樹脂パイプの熱膨張係数
の方が大きいため、樹脂パイプの大径化度合が大きくな
り、上記軟化状態の熱可塑性シートの外周面が樹脂パイ
プの外周面で鋼管の内周面に押し付けられる。したがつ
て、上記熱可塑性シートの外周面に鋼管の内周面の鏡面
が転写形成される。つぎに、冷却し、上記熱可塑性シー
トを鋼管および樹脂パイプから外す。これにより、目的
とする半導電性無端ベルトが得られる。

【００１５】ただし、上記熱可塑性シートを外すとき
に、鋼管の温度が高すぎると、上記熱可塑性シートの外
周面に剥離跡が残る。このとき、冷却速度を、鋼管の方
が熱可塑性シートよりも速くなるようにすると、上記剥
離跡が残らないため鋼管を中心にエアーを吹き付け冷却
することが好適である。この冷却により、熱可塑性シー
トと樹脂パイプとが大幅に縮径し当初の状態に戻る。つ
いで、熱可塑性シートと樹脂パイプ間にエアーを吹き付
け熱可塑性シートを樹脂パイプの外周面から浮上させ取
り外す。前記鋼管を中心にエアーを吹き付ける工程の
間、鋼管と、熱可塑性シートが巻装された樹脂パイプを
ゆつくりと回転させる（１rpm ）ことが好ましい。

【００１６】つぎに、実施例について説明する。

【００１７】

【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す無端ベルト
表面矯正装置の断面図、図２はその斜視図である。図に
おいて、１は押出成形機（図示せず）により無端ベルト
状に押出成形されたシート状の熱可塑性樹脂であり、そ
の内径が２００〜２０２mmに、厚みが１００〜２００μ
ｍに、幅が３６０mmに設定される。この熱可塑性樹脂と
してＰＰが用いられる。２は鋼管であり、内径が２０２
mmに、幅が３８０mmに設定される。この鋼管２は、その
内周面をホーニング加工により鏡面仕上げされており、
さらにこの鏡面仕上げ後に表面にシリコン，ポリイミ
ド，ポリエーテルサルホン等をコーテイングして、溶融
された熱可塑性樹脂が表面に付着しないようにしてもよ
い。３は耐熱性樹脂製のパイプであり、外径が２００mm
に、幅が３７０mmに設定される。この耐熱性樹脂として
ＰＴＦＥが用いられる。加熱手段としては、オーブンが
用いられる。

【００１８】上記の構成において、まず、押出成形によ
り無端ベルト状に成形された熱可塑性シート１を耐熱性
樹脂パイプ３の外側に被せ、鋼管２内に挿入する。つい
で、オーブンで全体を１７５℃に均一加熱する。これに
より、図３に示すように、上記熱可塑性シート１が軟化
されるとともに樹脂パイプ３が膨張し、上記軟化された
熱可塑性シート１の外周面が、膨張した樹脂パイプ３の
外周面で鋼管２の内周面に押し付けられて、上記熱可塑
性シート１の外周面に鋼管２の内周面の鏡面が熱圧転写
される。この熱圧転写後、鋼管２の外周面にエアーを吹
き付けて鋼管２から上記熱可塑性シート１を分離する。
つぎに、上記熱可塑性シート１と樹脂パイプ３との間に
エアーを吹き付けて熱可塑性シート１と樹脂パイプ３と
を分離する。

【００１９】このようにして得られた半導電性無端ベル
トは、その表面に局部的な凹凸がなく、また、内周長の
精度や外周面の真直度の精度が良くなる。

【００２０】図４に、上記実施例における、加熱期間
（矢印Ａで示す時間）と冷却期間（矢印Ｂで示す時間）
での鋼管２と樹脂パイプ３の外表面温度（℃）の変化が
示されている。この図において、実線は鋼管２の変化を
示し、点線は樹脂パイプ３の変化を示し、冷却期間は熱
可塑性シートが分離するまでを示している。上記実施例
では、オーブン温度を１７５℃に維持して、鋼管２の外
表面温度を最高１６０℃まで上昇させている。

【００２１】なお、上記実施例では、鋼管２の内周面を
鏡面に仕上げているが、これに限るものではなく、鋼管
２の内周面をシヨツトブラスト加工により梨地に仕上げ
てもよい。この場合には、鋼管２の内周面に微小で、均
一な凹凸面をつくることができ、鋼管２の内周面から局
部的な凹凸を無くすことができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、この発明の半導電性無端
ベルトの製造方法によれば、半導電性無端ベルトの外周
面に外側円筒体の内周面の表面状態を熱圧転写し、半導
電性無端ベルトの外周面の凹凸等を修正することができ
る。このため、半導電性無端ベルトの外周面に局部的な
凹凸がなくなり、また、内周長の精度や外周面の真直度
の精度が上記熱圧転写により改善され、これらの精度が
高く、かつ優れた表面状態の半導電性無端ベルトが得ら
れるようになる。

【図面の簡単の説明】

【図１】この発明の一実施例を示す無端ベルト表面矯正
装置の断面図である。

【図２】その斜視図である。

【図３】上記無端ベルト表面矯正装置の加熱状態を説明
する断面図である。

【図４】鋼管および耐熱性樹脂パイプの外表面温度の変
化を示す図である。

【図５】中間転写無端ベルトを組込んだフルカラー複写
機の構成図である。

【符号の説明】

１ 熱可塑性シート ２ 鋼管 ３ 耐熱性樹脂パイプ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 内周面が転写面に形成された外側円筒体
   内に、この外側円筒体の熱膨張係数よりも大きな熱膨張
   係数を有する内側円筒体を配設し、この内側円筒体の外
   周に、無端ベルト状に成形された熱可塑性シートを配設
   した状態で、少なくとも内側円筒体と熱可塑性シートと
   を加熱し、この加熱により熱可塑性シートを軟化させる
   とともに上記内側円筒体を膨張させ、この内側円筒体の
   外周面で熱可塑性シートの外周面を外側円筒体の内周面
   に圧接させ、上記熱可塑性シートの外周面に外側円筒体
   の内周面を熱圧転写することを特徴とする半導電性無端
   ベルトの製造方法。