JP4253219B2 - 単層無端ベルトの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射光沢度を向上させた単層無端ベルトの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ等の画像形成装置による画像形成の分野において、感光体上に各色のトナー画像を形成し、続いて、中間転写体である無端ベルト上に順次多重転写して、無端ベルト上に多色画像を形成した後、この多色画像を転写材に静電的に一括して再転写することにより、画像ずれのない多色画像を形成することは、斯界で知られている
【０００３】
このような中間転写体上に多色画像を得るには、中電気抵抗の基体に高電気抵抗層を設けて、多層の無端ベルトとすることが有効な手段であった。多層の無端ベルトにおいては、その表面の抵抗値が低すぎると転写チリという異常画像が発生し、また、その裏面の抵抗値が高すぎると電荷注入が不充分となって異常放電による画像ムラが発生するという問題があった。また、単層の無端ベルトにおいては、その表面と裏面との表面抵抗を違った抵抗値にすることは、困難であるので、単層での電気的な特性値の許容範囲は非常に狭いものとなり、そのために、作り込みが困難であるという問題があった。さらに、中間転写体である無端ベルトの表面に付着したトナーのクリーニングをし易くするには、その表面層が離型性を有することも必要であった。
【０００４】
従来、画像形成装置において高画質を得るためには、画像濃度を正しく検知し、検知した情報をフィードバックしてトナーの供給量を調整する必要があるが、その検知方法としては、トナーの乗っている状態と乗っていない状態での感光体や中間転写体からの反射光を検知する方法が採用されている。
【０００５】
ところで、中間転写体を構成する無端ベルトには、伸び縮みしないような機械的強度の強い材料を用いるが、転写時のニップ幅を確保するためには、無端ベルトに弾性層を設ける例が多い。しかし、このような弾性層を設けない場合もある。弾性層が設けられた場合でも、また、設けられない場合でも、トナーのクリーニング性は必要であるので、一般的には、無端ベルトの表面に離型性を有する塗布膜が設けられる。
【０００６】
中間転写体として使用される無端ベルトは、画像パターンを忠実に再現するために伸縮性が少ない材質を用いなければならない。また、難燃性、強度、及び、電気安定性が要求され、それらを満たす基材として、ポリイミド樹脂等の耐熱性樹脂が用いられている（特許文献１を参照。）。
【０００７】
しかしながら、これらのポリイミド樹脂等の耐熱性樹脂は、平滑な膜を形成すると、それ自体は、反射光沢度が１００以上のかなりの光沢性が得られるが、中間転写体として離型性を持たせるために、この膜を基体とし、そして、その上に塗布膜を形成すると、その塗布膜は、膜厚が薄いために配向秩序性がなくなり、ミクロの膜形状に凹凸が生じてほとんどの場合、基体を構成する膜の光沢度の７〜８割に減少してしまうこととなるので、このように形成された表面層では、光吸収や乱反射が起こり、そのために、トナー有無での充分な反射強度コントラストが得られず、検出感度が不充分となる、という問題があった。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１１−２３５７６５号公報
【特許文献２】
特開２０００−３２７９２４号公報
【特許文献３】
特開２０００−１３７３９６号公報
【特許文献４】
特開平５−１０９１１４号公報
【特許文献５】
特開平１１−２６８０５８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。
即ち、本発明は、軸方向の反射光の検出感度を向上させることができ、しかも、曲率を持つ回転体であっても入射光と反射光の接点を容易にとることができる単層無端ベルトの製造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、上記目的を達成するために、
（ａ）離型性の樹脂皮膜が形成された遠心成型用塗布金型の内表面を軸方向にラビングする工程、
（ｂ）ラビングした遠心成型用塗布金型を回転させてその内表面にポリアミド酸ワニスを塗布することによりポリアミド酸塗布膜を形成する工程、
（ｃ）ポリアミド酸塗布膜を加熱硬化させてポリイミド樹脂で構成される円筒膜を形成する工程、及び、
（ｄ）ポリイミド樹脂で構成される円筒膜を遠心成型用塗布金型から剥離する工程
を順次経て単層無端ベルトを製造することを特徴とする単層無端ベルトの製造方法である。
【００１１】
請求項２に記載された発明は、
（ａ）離型性の樹脂皮膜が形成された遠心成型用塗布金型の内表面を軸方向にラビングする工程、
（ｂ）ラビングした遠心成型用塗布金型を回転させてその内表面にフッ素化ポリアミド酸ワニスを塗布することによりフッ素化ポリアミド酸塗布膜を形成する工程、
（ｃ）フッ素化ポリアミド酸塗布膜を加熱硬化させてフッ素化ポリイミド樹脂で構成される円筒膜を形成する工程、及び、
（ｄ）フッ素化ポリイミド樹脂で構成される円筒膜を遠心成型用塗布金型から剥離する工程
を順次経て単層無端ベルトを製造することを特徴とする単層無端ベルトの製造方法である。
【００１２】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記離型性の樹脂皮膜が、ポリイミド樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂又はフッ素樹脂で構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
従来より、ポリイミド樹脂等の樹脂皮膜の表面をラビングすると、その表面に微小のラダー構造が形成されることは、液晶表示装置の分野において知られていることである。本発明者らは、遠心成型用塗布金型の軸方向にラビングされて微小のラダー構造が形成された、ポリイミド樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂及びフッ素樹脂から選ばれる樹脂で構成される離型性の樹脂皮膜を内表面に有する遠心成型用塗布金型に、ポリアミド酸ワニスを塗布して塗布膜を形成したところ、塗布されたポリアミド酸分子が塗布膜の軸方向に配列され、この状態で塗布膜を加熱硬化すると、軸方向の反射光の検出感度を向上させることができ、しかも、曲率を持つ回転体であっても入射光と反射光の接点を容易にとることができる単層無端ベルトが形成できることを見出して本発明を完成するに至った。
【００１４】
本発明における単層無端ベルトは、
（ａ）離型性の樹脂皮膜が形成された遠心成型用塗布金型の内表面を軸方向にラビングする工程、
（ｂ）ラビングした遠心成型用塗布金型を回転させてその内表面にポリアミド酸ワニスを塗布することによりポリアミド酸塗布膜を形成する工程、
（ｃ）ポリアミド酸塗布膜を加熱硬化させてポリイミド樹脂で構成される円筒膜を形成する工程、及び、
（ｄ）ポリイミド樹脂で構成される円筒膜を遠心成型用塗布金型から剥離する工程
を順次経て製造される。
【００１５】
本発明の単層無端ベルトの製造方法によれば、離型性の樹脂皮膜が形成された遠心成型用塗布金型の内表面を軸方向にラビングし、その内表面にポリアミド酸ワニスを塗布するので、単層無端ベルトの軸方向と周方向とに対する光沢度が異方性であり、かつ、単層無端ベルトの軸方向の光沢度が周方向より大きい単層無端ベルトを製造することができ、そのために、表面からの反射光の検出感度を向上させることができ、しかも、曲率を持つ回転体であっても入射光と反射光の接点を容易にとることができる単層無端ベルトを提供することができる。
【００１６】
また、本発明における単層無端ベルトは、
（ａ）離型性の樹脂皮膜が形成された遠心成型用塗布金型の内表面を軸方向にラビングする工程、
（ｂ）ラビングした遠心成型用塗布金型を回転させてその内表面にフッ素化ポリアミド酸ワニスを塗布することによりフッ素化ポリアミド酸塗布膜を形成する工程、
（ｃ）フッ素化ポリアミド酸塗布膜を加熱硬化させてフッ素化ポリイミド樹脂で構成される円筒膜を形成する工程、及び、
（ｄ）フッ素化ポリイミド樹脂で構成される円筒膜を遠心成型用塗布金型から剥離する工程
を順次経て製造される。
【００１７】
本発明の単層無端ベルトの製造方法によれば、離型性の樹脂皮膜が形成された遠心成型用塗布金型の内表面を軸方向にラビングし、その内表面にフッ素化ポリアミド酸ワニスを塗布するので、単層無端ベルトの軸方向と周方向とに対する光沢度が異方性であり、かつ、単層無端ベルトの軸方向の光沢度が周方向より大きい単層無端ベルトを製造することができ、そのために、表面からの反射光の検出感度を向上させることができ、しかも、曲率を持つ回転体であっても入射光と反射光の接点を容易にとることができる単層無端ベルトを提供することができる。
【００１８】
本発明の単層無端ベルトの製造方法は、前述のとおり、ポリイミド樹脂を用いたもの、及び、フッ素化ポリイミド樹脂を用いたもの、であるが、中電気抵抗の単層無端ベルトを得るには、例えば、前記ポリアミド酸ワニスにカーボンを分散させておくことができ、また、フッ素化ポリアミド酸ワニスにカーボンを分散させておくことができる。
【００１９】
本発明において用いられる遠心成型用塗布金型は、その軸方向にラビングした離型性の樹脂皮膜がその内表面に形成されたものである。前記「ラビング」は、従来から一般的に用いられている布を金型の内周に一方向にこすりつける方法によってなされるが、偏光紫外線を照射して配向膜とする方法（特許文献２を参照。）を用いることもできる。前記「離型性の樹脂皮膜」は、好ましくは、ポリイミド樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂（特許文献３及び特許文献４を参照。）又はフッ素樹脂で構成されるが、本発明の目的に反しない限り、これら以外の離型性の樹脂で構成されていてもかまわない。
【００２０】
ポリイミド樹脂は、耐熱性を有し、しかも、一度硬化処理（イミド化処理）をしておくと化学的にも安定であるので、前記樹脂皮膜がポリイミド樹脂で構成されるものは、その表面にポリイミドワニスを塗布して硬化処理をしても、成膜された単層無端ベルトは、容易に剥離脱型できる。また、ポリイミド樹脂は、配向性樹脂として優れている。そして、前記樹脂皮膜がフッ素化ポリイミド樹脂で構成されるものは、前記樹脂皮膜がポリイミド樹脂で構成されるものよりも、その表面に成膜された単層無端ベルトの剥離脱型をさらに容易にすることができる。
【００２１】
本発明者らは、ポリイミドで構成される離型性の樹脂皮膜が内表面に形成された遠心成型用塗布金型（特許文献５を参照。）を先に提案した。本発明は、かかる先に提案した離型性の樹脂皮膜が形成された遠心成型用塗布金型の内表面を軸方向にラビングして、この表面に塗布した塗布膜を配向させることにより、軸方向と周方向とに対する光沢度が異方性であり、かつ、軸方向の光沢度が周方向より大きい単層無端状ベルトを提供するものである。そして、このようにして得られた単層無端状ベルトによれば、表面からの反射光の検出感度を向上させることができ、しかも、画像調整のための光センサーの発光部と受光部とを単層無端ベルトの軸方向に沿って平行に配置することができる。
【００２２】
本発明の単層無端ベルトの製造方法によって製造された単層無端ベルトは、好ましくは、中間転写ベルトとされる。このように、前記単層無端ベルトを中間転写ベルトとすると、かかる中間転写ベルトをトナー濃度検知に用いる際に、強いコントラストをとることができ、そのために、画像の階調性がよくなり、よって、繰返しによる画像濃度のばらつきが少なくなる。
【００２３】
【実施例】
（実施例１）
（ａ）膜厚１００μｍのポリイミド樹脂皮膜が形成された内径１８０ｍｍのアルミニウム製の遠心成型用塗布金型の内表面を、レーヨン布を巻き付けた挿入棒でこすって、軸方向にラビングする工程、
（ｂ）ラビングした遠心成型用塗布金型を回転させてその内表面にポリアミド酸ワニスを塗布することによりポリアミド酸塗布膜を形成する工程、
（ｃ）遠心成型用塗布金型を取り外し、加熱炉に入れて、ポリアミド酸塗布膜を加熱硬化させることによりポリイミド樹脂で構成される円筒膜を形成する工程、及び、
（ｄ）ポリイミド樹脂で構成される円筒膜を遠心成型用塗布金型から剥離する工程
を順次経て単層無端ベルトを得た。
【００２４】
（実施例２）
（ａ）工程において、膜厚１００μｍのフッ素化ポリイミド樹脂皮膜が形成された内径１８０ｍｍのアルミニウム製の遠心成型用塗布金型を用いた以外は、実施例１と同様にして単層無端ベルトを得た。
【００２５】
（実施例３）
（ａ）工程において、膜厚５０μｍのフッ素樹脂皮膜が形成された内径１８０ｍｍのアルミニウム製の遠心成型用塗布金型を用いた以外は、実施例１と同様にして単層無端ベルトを得た。
【００２６】
（実施例４）
（ａ）膜厚５０μｍのフッ素樹脂皮膜が形成された内径１８０ｍｍのアルミニウム製の遠心成型用塗布金型の内表面を、レーヨン布を巻き付けた挿入棒でこすって、軸方向にラビングする工程、
（ｂ）ラビングした遠心成型用塗布金型を回転させてその内表面にポリアミド酸ワニスを塗布し、指触乾燥後、１２０℃で３０分間加熱して、膜が自己保持性を保つ程度の硬さになった塗布膜を形成する工程、
（ｃ）前記塗布膜を遠心成型用塗布金型から剥離して円筒膜とする工程、及び、
（ｄ）前記円筒膜を、その中に離型性皮膜を有する内部型を挿入した状態で、加熱炉に入れて加熱硬化させる工程、
を順次経て単層無端ベルトを得た。
【００２７】
（実施例５）
（ａ）膜厚１００μｍのポリビニルアルコール皮膜が形成された内径１８０ｍｍのアルミニウム製の遠心成型用塗布金型の内表面を、レーヨン布を巻き付けた挿入棒でこすって、軸方向にラビングする工程、
（ｂ）ラビングした遠心成型用塗布金型を回転させてその内表面に、ポリアミドイミドをトルエンで希釈した塗布液を塗布し、指触乾燥して、ポリアミドイミド塗布膜を形成する工程、
（ｃ）遠心成型用塗布金型を取り外し、加熱炉に入れて、ポリアミドイミド塗布膜を加熱乾燥させることによりポリアミドイミド樹脂で構成される円筒膜を形成する工程、及び、
（ｄ）ポリアミドイミド樹脂で構成される円筒膜を遠心成型用塗布金型から剥離する工程
を順次経て単層無端ベルトを得た。
【００２８】
（比較例１）
（ａ）膜厚１００μｍのポリイミド樹脂皮膜が形成された内径１８０ｍｍのアルミニウム製の遠心成型用塗布金型を回転させてその内表面にポリアミド酸ワニスを塗布することによりポリアミド酸塗布膜を形成する工程、
（ｂ）遠心成型用塗布金型を取り外し、加熱炉に入れて、ポリアミド酸塗布膜を加熱硬化させることによりポリイミド樹脂で構成される円筒膜を形成する工程、及び、
（ｃ）ポリイミド樹脂で構成される円筒膜を遠心成型用塗布金型から剥離する工程
を順次経て単層無端ベルトを得た。
【００２９】
以上、実施例１〜５及び比較例１で得たポリイミド単層無端ベルトの表面を光沢度計（日本電色グロスチェッカーＰＧ−１）を用いて入射角度６０度で測定したところ、実施例１〜５で得られたサンプルの反射光沢度は、軸方向：１２０、周方向：１２０であったが、比較例１で得られたサンプルの反射光沢度は、１００であった。
また、実施例１〜５及び比較例１で得たポリイミド単層無端ベルトを、実機ユニットに取りつけて、軸方向垂直平面での入射反射に配設した光センサー（Ｐセンサー）での電圧出力を測定したところ、実施例１〜５で得られたサンプルは、５．１〜５．４Ｖであったが、比較例１で得られたサンプルは、４．５Ｖであった。
【００３０】
また、実施例１〜５及び比較例１で得たポリイミド単層無端ベルトを用いて画像を再生したところ、実施例１〜５で得たポリイミド単層無端ベルトを用いたものは、比較例１で得たポリイミド単層無端ベルトを用いたものよりも、画像の階調性が著しく向上していた。その理由は、実施例１〜５で得たポリイミド単層無端ベルトを用いたものの方が、軸方向に配向するので、光沢度が大きくなることによるものと考えられる。そして、遠心成型用塗布金型の内面の離型性の樹脂皮膜を軸方向にラビングしておくと、そこに塗布する塗布膜材質が高分子物質であっても、膜の表層が軸方向への配向を持つので、異方性の効果は顕著になると考えられる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１，３に記載された発明によれば、離型性の樹脂皮膜が形成された遠心成型用塗布金型の内表面を軸方向にラビングし、その内表面にポリアミド酸ワニスを塗布するので、単層無端ベルトの軸方向と周方向とに対する光沢度が異方性であり、かつ、単層無端ベルトの軸方向の光沢度が周方向より大きい単層無端ベルトを製造することができ、そのために、表面からの反射光の検出感度を向上させることができ、しかも、曲率を持つ回転体であっても入射光と反射光の接点を容易にとることができる単層無端ベルトを提供することができる。
【００３２】
請求項２，３に記載された発明によれば、離型性の樹脂皮膜が形成された遠心成型用塗布金型の内表面を軸方向にラビングし、その内表面にフッ素化ポリアミド酸ワニスを塗布するので、単層無端ベルトの軸方向と周方向とに対する光沢度が異方性であり、かつ、単層無端ベルトの軸方向の光沢度が周方向より大きい単層無端ベルトを製造することができ、そのために、表面からの反射光の検出感度を向上させることができ、しかも、曲率を持つ回転体であっても入射光と反射光の接点を容易にとることができる単層無端ベルトを提供することができる。

Claims (3)

1. （ａ）離型性の樹脂皮膜が形成された遠心成型用塗布金型の内表面を軸方向にラビングする工程、
   （ｂ）ラビングした遠心成型用塗布金型を回転させてその内表面にポリアミド酸ワニスを塗布することによりポリアミド酸塗布膜を形成する工程、
   （ｃ）ポリアミド酸塗布膜を加熱硬化させてポリイミド樹脂で構成される円筒膜を形成する工程、及び、
   （ｄ）ポリイミド樹脂で構成される円筒膜を遠心成型用塗布金型から剥離する工程
   を順次経て単層無端ベルトを製造することを特徴とする単層無端ベルトの製造方法。
2. （ａ）離型性の樹脂皮膜が形成された遠心成型用塗布金型の内表面を軸方向にラビングする工程、
   （ｂ）ラビングした遠心成型用塗布金型を回転させてその内表面にフッ素化ポリアミド酸ワニスを塗布することによりフッ素化ポリアミド酸塗布膜を形成する工程、
   （ｃ）フッ素化ポリアミド酸塗布膜を加熱硬化させてフッ素化ポリイミド樹脂で構成される円筒膜を形成する工程、及び、
   （ｄ）フッ素化ポリイミド樹脂で構成される円筒膜を遠心成型用塗布金型から剥離する工程
   を順次経て単層無端ベルトを製造することを特徴とする単層無端ベルトの製造方法。
3. 前記離型性の樹脂皮膜が、ポリイミド樹脂、フッ素化ポリイミド樹脂又はフッ素樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の単層無端ベルトの製造方法。