JP6851749B2 - 被加熱部材の加熱方法および電子写真感光体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は被加熱部材の加熱方法および電子写真感光体の製造方法に関する。

複写機やプリンタには多数の金属製の円筒シリンダーが使用されている。たとえば、カートリッジ内の電子写真感光体や定着用の金属ローラーである。
電子写真感光体を製造するために、金属シリンダーの表面に感光層を形成するための塗料を浸漬や吹き付け等の手段を用いて塗布し、金属シリンダーを加熱することによって塗料を乾燥させる。シリンダーの加熱は、乾燥炉に入れる方法や、誘導加熱を用いる方法が知られている。特に、短時間で乾燥させるために、誘導加熱を用いる方法は有効である。

誘導加熱による加熱の原理は、磁界が導体（被加熱部材）を横切って変動したとき、導体内に渦電流が発生し、その磁界の変化を妨げるように磁界を発生させる。この渦電流と導体が持っている抵抗によって、ジュール熱が発生し、導体が加熱される。導体が鉄やニッケルなどの強磁性体（透磁率高い）であれば、少しの磁界の変化に反応して渦電流が発生し、加熱効率は良くなる。逆に、導体がアルミや銅などの非磁性体（透磁率低い）だと、強い磁界を発生させなければ、渦電流の発生が起こりにくく、強磁性体に比べて加熱効率は劣る。つまり、導体の加熱効率は透磁率の違い、金属内部の抵抗の違いによって異なる。また、渦電流は、誘導の周波数が高いほど、つまり、磁界の変化の頻度が高ければ高いほど、表皮効果によって導体の表面を流れるようになる。

また、長さのある円筒状の被加熱部材を誘導加熱するためには、円筒長さ方向に長いコイルがよく用いられる。このとき、コイルが発生させる磁界領域と被加熱部材の長さが合致するようにコイル長さを調整しなければならない。なぜなら、コイルが発生させる磁界領域が被加熱部材より短い場合、被加熱部材の端部近傍の磁束密度が少なくなり、渦電流が減少し加熱不足となる。逆に、磁界発生領域が被加熱部材の長さより長すぎる場合、エッジ効果により被加熱部材の端部が他の部分に比べて過剰に加熱されるという問題がある。

エッジ効果とは、表皮効果によりシリンダー外面の表面近くと、シリンダー端部の表面近くの両方に渦電流による加熱が発生することで、他の部分よりもそのエッジ部分の加熱量が多くなる現象である。このエッジ効果による端部の過剰加熱は、誘導加熱による昇温レートが急な場合により顕著になる。昇温レートが緩やかな場合は、被加熱部材内の熱伝導により、熱的に均衡状態が保たれるからである。特に、電子写真感光塗料を乾燥させる場合、塗布剤の膜厚の均一性を保つため、昇温レートは急な場合が多い。さらに、同じ生産ラインで長さの異なる金属シリンダーを扱うこともあるが、そのたびにコイルを付け替えるようなことはせず、一番長いシリンダーに合わせたコイルで対応している。その場合も、エッジ効果は大きな問題となる。

このエッジ効果による端部の過剰加熱を解決するための手段として、被加熱部材の端部に導電性の補助基材を配置するという手段が特許文献１に開示されている。特許文献１では、コイルの長さを補助基材内に渦電流を発生する長さと記述している。つまり、補助基材自身を誘導加熱するという状態になる。
しかし、補助基材自身を誘導加熱する場合であって、補助基材の昇温レートと被加熱部材の昇温レートとが異なる場合、被加熱部材の端部と補助基材の端部とでは熱の往来がある。補助基材の温度が被加熱部材の温度よりも低い場合、被加熱部材は補助基材に熱を奪われる。補助基材の温度が被加熱部材の温度よりも高い場合、被加熱部材は熱を与えられる。その熱の往来は、補助基材と接触している被加熱部材の端部に局所的に起こるものであり、被加熱部材を均一に誘導加熱したい場合の妨げとなってしまう。

特開２０１４−５６１９７

特許文献１に開示されているように被加熱部材の端部に導電性の補助基材を配置する技術では、被加熱部材と補助基材との間に温度差があった場合、それが被加熱部材の均一加熱の妨げとなる。
特許文献１に開示されているような技術を用いる場合、加熱開始前には補助基材の温度と被加熱部材の温度とを同じとし、かつ加熱開始後には被加熱部材と補助基材とが同じ加熱速度で加熱される必要がある。

しかし、生産工程では、導電性の補助基材が加熱装置側に付属している場合が多い。なぜなら、補助基材は被加熱部材を支持する支持体を兼ねていることが多いからである。そのため、例えば第ｎ番目の生産工程終了時に被加熱部材は加熱装置の外に搬出されても、補助基材は加熱装置の外に搬出されない（ｎは任意の整数を示す。）。そして、次の第（ｎ＋１）番目の生産工程をすぐに開始するためには、補助基材は被加熱部材の到達温度から加熱開始の温度（多くは常温となる）まで冷却されなくてはならず、冷却時間を短縮するために冷却機構が必要となる。これらを鑑みると、被加熱部材と補助基材とでは熱容量が異なり、同じ加熱速度で加熱することが難しくなる。ゆえに、被加熱部材と補助基材とには温度差が生じてしまう。

本発明の一態様によれば、
円筒状または円柱状の被加熱部材の周囲に、高周波誘導コイルを配置し、
該高周波誘導コイルに電流を流すことによって、該被加熱部材に渦電流を発生させて該被加熱部材を誘導加熱する被加熱部材の加熱方法であって、
該誘導加熱を、該被加熱部材と、断熱部材を有する補助基材とが、該被加熱部材の軸方向の少なくとも一方の端部と該断熱部材とを接触させた状態で行う工程を有し、
該高周波誘導コイルは、該高周波誘導コイルに電流を流すことによって、該補助基材にも渦電流が発生する長さを有し、
該断熱部材が、その外周に円筒部材が配置されており、
該円筒部材が、比透磁率０．９以上１．１以下の材料からなり、その厚さが１ｍｍ以下であり、かつ、その高さが１ｍｍ以下である、
被加熱部材の加熱方法が提供される。

また、本発明の他の態様によれば、
円筒状の基体に塗膜を形成する塗膜形成工程と、該塗膜を加熱する加熱工程とを有する電子写真感光体の製造方法であって、
該加熱工程における加熱方法が、該塗膜が形成された基体の周囲に、高周波誘導コイルを配置し、該高周波誘導コイルに電流を流すことによって、該塗膜が形成された基体に渦電流を発生させて誘導加熱する加熱方法であり、
該誘導加熱が、該塗膜が形成された基体と、断熱部材を有する補助基材とが、該基体の少なくとも一方の端部と該断熱部材とにおいて接触した状態で行われ、
該高周波誘導コイルは、該高周波誘導コイルに電流を流すことによって、該補助基材にも渦電流が発生する長さを有し、
該断熱部材が、その外周に円筒部材が配置されており、
該円筒部材が、比透磁率０．９以上１．１以下の材料からなり、その厚さが１ｍｍ以下であり、かつ、その高さが１ｍｍ以下である、
電子写真感光体の製造方法が提供される。

本発明の一態様によれば、被加熱部材と補助基材とに温度差があったとしても、断熱部材により熱の往来を防止することができるため、被加熱部材を均一に誘導加熱することができる被加熱部材の加熱方法を提供することができる。
また本発明の他の態様によれば、基体と補助基材とに温度差があったとしても、基体に形成された塗膜を均一に誘導加熱することができるため、端部の塗膜の熱劣化を防ぐことができる電子写真感光体の製造方法を提供することができる。

本発明の誘導加熱装置の概要を示す図である。 図１に示す高周波誘導コイル１００の拡大図である。 図１に示す上支持体１１０の正面図である。 図１に示す補助基材１１１の斜視図である。 実施例１と比較例１の測定結果を表したグラフである。 実施例２の測定結果を表したグラフである。 実施例３の測定結果を表したグラフである。 実施例４の補助基材１１１の斜視図である。 実施例４の測定結果を表したグラフである。 実施例４の補助基材１１１の断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の誘導加熱装置の装置概要を示す図である。
スパイラル形状の高周波誘導コイル１００は、支え部材１０１に固定され、支え部材１０１によって台座１０２に固定されている。被加熱部材の周囲に、高周波誘導コイル１００が配置される。
台座１０２にはコイルと電気的に接続される整合器１０３が設置されている。
整合器１０３は、高周波電源（図示していない）に接続される。支え部材１０１を台座１０２に固定したのは、高周波誘導コイル１００の自重による中心軸の傾きを防ぐためである。
上支持体１１０は、回転ベルト１１７にて回転モーター１１６と結合されており、滑らかに回転することができる。また、上支持体１１０、回転モーター１１６、および回転ベルト１１７は、上支持体昇降機構１１８にて昇降することができる。
下支持体１２０は、下支持体昇降機構１２１と結合しており、この結合部分は、受動回転可能な構造となっている。

図２は、高周波誘導コイル１００の拡大図である。
図２において被加熱部材１３０は下支持体１２０に挿入された状態で、高周波誘導コイル１００の内側に設置される。
高周波誘導コイル１００の長さは、高周波誘導コイル１００に電流を流すことによって被加熱部材１３０だけでなく、補助基材１１１にも渦電流が発生する長さである。
上支持体１１０と下支持体１２０とで被加熱部材１３０を挟むことにより、被加熱部材１３０は回転可能となる。また、上支持体１１０の回転軸と下支持体１２０の回転軸は、高周波誘導コイル１００の中心と略同軸である。

図３は、上支持体１１０の正面図である。上支持体１１０は、導電性の補助基材１１１および回転支持体１１３から構成されている。
補助基材１１１は、円筒状または円柱状であり、被加熱部材の少なくとも一方の端部に配置される。補助基材１１１は、断熱部材１１２を有する。補助基材１１１は、冷却が可能な構造となっている。

被加熱部材１３０の外径に対する、補助基材１１１の外径の比は、１．０以上１．２以下であることが好ましい。
つまり、｛（補助基材の外径）／（被加熱部材の外径）｝によって得られる値が１．０以上１．２以下であることが好ましい。
被加熱部材１３０の外径に対する、補助基材１１１の外径の比が上記範囲内にあると、被加熱部材１３０の端部に侵入する磁束が弱められ、エッジ効果が抑制されるためである。

補助基材１１１が、比透磁率０．９以上１．１以下の材料からなり、円筒形状を有し、その厚さが２ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましい。
尚、本発明において、円筒の厚さは、｛（円筒の外径−円筒の内径）／２｝とする。
被加熱部材１３０の材料が主にアルミニウムであるなら、理論上の表皮深さは０．４２ｍｍであるが、実際にエッジ効果を抑制するために必要な厚さは、表皮深さの５倍以上である。ゆえに、非磁性の材料（比透磁率０．９以上１．１以下の材料）で製作された円筒形状の補助基材の場合、厚さを２ｍｍ以上４ｍｍ以下とすればエッジ効果が抑制される。

誘導加熱は、補助基材１１１が有する断熱部材１１２と、被加熱部材１３０の軸方向の少なくとも一方の端部とを接触させた状態で行う。
断熱部材１１２は、被加熱部材１３０の呼び込みを兼ねている。
誘導加熱装置の高周波電源は出力周波数が３０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの間でオートマッチングできるようになっている。最大出力は２０ｋＷで、電流にて出力調整をするタイプである。

断熱部材の外周部に、比透磁率０．９以上１．１以下の材料からなり、その厚さが１ｍｍ以下、高さが１ｍｍ以下の部材が配置されていることが好ましい。上記のような材質からなり、上記のような厚さ、高さを有する部材は、高周波誘導コイルから断熱部材への磁束の侵入を効果的に阻害することができるからである。

＜実施例１＞
本実施例では、被加熱部材１３０として、アルミ製シリンダーを用意した。アルミ製シリンダーは、外径が３０ｍｍ、長さ２８０ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍとした。洗浄したアルミ製シリンダーの上に以下の１）〜４）の工程にて、下記の各層を形成した。
１）酸化スズの被膜層を有する硫酸バリウム粒子からなる粉体、酸化チタン、レゾール型フェノール樹脂などを調合した導電層用分散液を浸漬によって塗布し、温度１４０℃のオーブンで一時間加熱硬化することにより、膜厚が１５μｍの導電層を形成した。

２）次に、共重合ナイロン樹脂、メトキシメチル化６ナイロン樹脂をメタノールとｎ−ブタノールの混合液に溶解した溶液を、導電層の上に浸漬塗布した。そして、温度１００℃のオーブンで３０分間乾燥加熱することにより、膜厚が０．４５μｍの中間層を導電層の上に形成した。
３）次に、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、シクロヘキサンなどを４時間分散した後、酢酸エチルを加えて調製した電荷発生層用分散液を、中間層の上に浸漬により塗布した。そして、温度８０℃のオーブンで１５分間加熱乾燥させ、膜厚が０．１７μｍの電荷発生層を中間層の上に形成した。
４）次に、正孔輸送性化合物およびポリカーボネート樹脂をモノクロロベンゼンおよびメチラールの混合溶媒中に溶解して調製した電荷輸送用塗料を、電荷発生層の上に浸漬塗布した。そして、温度１００℃のオーブンで３０分間加熱乾燥することにより、膜厚が１５μｍの電荷輸送層を電荷発生層の上に形成した。

上支持体１１０には補助基材１１１として、外径３０ｍｍ、内径２６ｍｍ、長さ３０ｍｍの円筒体を用意した。材料はアルミニウムであり、比透磁率はおよそ１である。被加熱部材１３０の材料と補助基材１１１の材料とを同じにする必要はないが、磁束分布への影響を少なくするため、透磁率は同程度のものがよい。
本実施例では圧縮エアを用いて補助基材１１１の冷却を行った。熱交換効率向上のため、３Ｄプリンタを用いて補助基材１１１の円筒内部に多数のフィンを形成した。尚、冷却は、圧縮エア以外の冷媒を用いても可能である。

図４に、本実施例で用いた補助基材１１１の斜視図を示す。補助基材１１１の上端側又は下端側に、不図示の断熱部材１１２が接合されている。断熱部材１１２は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂で製作した。断熱部材１１２は、外径３０ｍｍ、厚さ（図３に示すＨ１）１ｍｍの円形プレートに、被加熱部材１３０を呼び込むための呼び込み（図３に示す１１５）が付いている形状となっている。呼び込みの材料はＰＥＥＫ樹脂とした。

断熱部材１１２と被加熱部材１３０とは４点で接触している。断熱部材１１２と被加熱部材１３０との接触面が大きいほど、断熱部材１１２と被加熱部材１３０との間で熱の伝達がある。このため、接触面積を極力小さくすることができ、かつ、しっかりと被加熱部材を保持できるように４点接触とした。また、呼び込みはできるだけ小さい方がよい。なぜなら、被加熱部材１３０から呼び込みへの熱輻射をできるだけ少なくし、被加熱部材１３０の温度分布に与える影響をできるだけ小さくするためである。

下支持体１２０はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂で製作した。ＰＰＳ樹脂選択したのは、下支持体１２０は受動回転をするため、回転の抵抗となる冷却機構を排除するためである。

高周波誘導コイル１００は、銅管の外径が８ｍｍの円筒管であり、スパイラル形状とした。コイルの全長は４５０ｍｍとし、コイルのターン部の径は内径８０ｍｍとした。コイルのターンピッチは、中央部が広く（銅管中心でおよそ２０ｍｍ）、端部が狭い（銅管中心でおよそ１６ｍｍ）という粗密の付いた状態とした。全長を等ピッチしてしまうと、スパイラル状コイルの特性より中央部が他の領域に比べて熱くなりすぎてしまうためである。

磁界と熱の連成シミュレーションの結果では、等ピッチの場合は、中央部の温度が他の領域に比べて１０℃ほど高くなった。そのため、中央部のピッチを広げたコイルを作製し、中央部と他の領域との温度差を極力生じさせないようにした。ターン数は２３ターンとした。コイルのターン部から伸びたリード部は高周波電源の整合器１０３へ接続した。高周波誘導コイル１００の銅管内には冷却水を流した。

電源の出力は、電流値で２８．５Ａと設定し、制御タイプは定数制御とした。この電流値は被加熱部材１３０の中心温度が１０秒間の加熱で１１７℃近辺になるように、事前に調整をして求めた。定数制御を選択したのは、誘導加熱したアルミ製シリンダーから表面に塗布した感光層への伝熱に時間がかかるためである。フィードバック制御の場合、これにより温度のオーバーシュートが懸念された。

また、高周波電源と加熱コイルの間には周波数をマッチングするための整合器があり、この整合器によって、共振周波数を５０ｋＨｚ付近とした。
本実施例では被加熱部材１３０を回転させており、回転速度は３０回転／分とした。回転モーター１１６にはオリエンタルモーター（株）製のスピードコントロールモーターを使用した。

温度測定は熱電対を用いて行った。被加熱部材１３０の両端部から６．５ｍｍと中央（端部からおよそ１４０ｍｍ）および、両端部と中央の間（端部からおよそ６７ｍｍ）の計５箇所に、安立計器（株）製のテープ型熱電対（タイプＫ）をカプトンテープで張り付けた。熱電対の値は日置電機（株）製のデータロガーへ接続し、１００ｍｓごとにそれぞれの温度をロギングできるように設定した。また、測定は空調管理された部屋で行い、部屋の室温は２４℃であった。

下支持体１２０に被加熱部材１３０を挿入し、被加熱部材１３０が高周波誘導コイル１００の内側に入るように下支持体昇降機構１２１にて上昇させた。さらに、被加熱部材１３０の下端が高周波誘導コイル１００の下端より１７〜１８ｍｍ上になるように下支持体昇降機構１２１の位置を調整した。この位置は被加熱部材１３０の下端部におけるエッジ効果を極力なくし、端部までほぼ同じ温度で加熱できるための条件値である。

次に、上支持体昇降機構１１８にて上支持体１１０を下降し、被加熱部材１３０に挿入して、上支持体１１０と下支持体１２０とで被加熱部材１３０を挟み込み、回転可能な状態にした。
この状態で、上支持体１１０と結合している回転モーター１１６により被加熱部材１３０を回転させて、回転速度が一定になったら、高周波電源の出力をＯＮにして１０秒間の加熱を行った。

図５に、上記の条件で測定した結果を示す。横軸は被加熱部材１３０の温度の計測位置であり、被加熱部材１３０の下端を０ｍｍとしている。縦軸は熱電対で測定した温度から求めた加熱量である。
１）加熱量というのは加熱開始から１０秒後の到達温度より、加熱開始時の初期温度を引いた値のことである。
２）測定時は、上支持体１１０、下支持体１２０および被加熱部材１３０が常温環境下に置かれている状態から加熱を開始しているが、上支持体１１０、下支持体１２０および被加熱部材１３０の初期温度のばらつきを考慮して、加熱量という評価値を用いた。
これら１）および２）については、後述の実施例および比較例においても同じである。
各測定位置の加熱量をダイヤマークとしてプロットしている。下端より６．５ｍｍの位置の加熱量は８８．２℃、中央の加熱量は９２．６℃、上端より６．５ｍｍの位置の加熱量は９４．８℃であった。

また、補助基材１１１の表面にＫ型熱電対を貼り、加熱量を測定したところ、４０．２℃であり、被加熱部材１３０との昇温速度が異なることが分かった。しかし、被加熱部材１３０の上端から６．５ｍｍの位置の加熱量と中央部の加熱量とがそれほど変わらないことから、断熱部材１１２により熱の移動が妨げられていることが分かった。
また、被加熱部材１３０の上端部が中央部に比べて加熱量が若干高いのは、補助基材１１１と被加熱部材１３０の間に断熱部材１１２を設置したことから、被加熱部材１３０の端部にわずかにエッジ効果が発生しているためと思われる。

＜実施例２＞
外径および内径が異なる３種類の補助基材１１１を用いたこと以外は実施例１と同様の条件で、実施例１と同様の測定を行った。
本実施例で用いた補助基材１１１の外径、内径の組合せは、下記の３種類である。
外径：φ３０ｍｍ、内径：φ２６ｍｍ。
外径：φ３１ｍｍ、内径：φ２７ｍｍ。
外径：φ３２ｍｍ、内径：φ２８ｍｍ。
結合する断熱部材１１２は、ＰＥＥＫ樹脂で製作しており、実施例１と同じ形状である。
被加熱部材は、実施例１で使用した被加熱部材と同じアルミ製シリンダー（外径：３０ｍｍ、長さ：２８０ｍｍ、厚さ：０．７５ｍｍ）を使用した。
図６に測定の結果を示す。横軸は補助基材１１１の外径であり、縦軸は上端部と中央部の加熱量の差である。

中央部の加熱量は、φ３０ｍｍの場合が９２．７℃、φ３１ｍｍの場合が９２．６℃、φ３２ｍｍの場合が９３．０℃とほとんど同じ値であったため、図６は上端部の加熱量に差が生じたことを表している。
補助基材１１１の外径が被加熱部材１３０の外径と同じであった場合、若干のエッジ効果が発生して、端部が中央部に比べて２℃熱くなった。

補助基材１１１の外径が被加熱部材１３０の外径より少しだけ大きい場合、端部が中央部に比べて、数℃低くなった。
具体的には、補助基材１１１の外径が被加熱部材１３０の外径より１ｍｍ大きい場合、端部が中央部に比べて約２．５℃低くなった。
補助基材の外径／被加熱部材の外径＝３１／３０＝１．０３
補助基材１１１の外径が被加熱部材１３０の外径より２ｍｍ大きい場合、端部が中央部に比べて約５℃低くなった。
補助基材の外径／被加熱部材の外径＝３２／３０＝１．０６
補助基材１１１の外径が被加熱部材１３０の外径より大きいほど、端部の温度が中央部の温度よりも低くなった理由は、その外径の差によって被加熱部材１３０の端部に侵入する磁束が弱められ、エッジ効果が抑えられたためと思われる。

図６に示されているように、被加熱熱部材１３０の端部の加熱量は、被加熱熱部材１３０の外径と補助基材１１１の外径との差に対して線形であった。このことから、補助基材１１１の外径が被加熱部材１３０の外径よりも小さい場合は、エッジ効果が大きくなると予想できる。
以上より、エッジ効果を抑え、被加熱部材１３０を端部までほぼ均一に誘導加熱するためには、被加熱部材１３０の外径に対する補助基材１１１の外径の比が、１．０倍以上１．２倍以下であることが有効であるとわかった。

＜実施例３＞
厚さが異なる３種類の補助基材１１１を用いたこと以外は実施例１と同様の条件で、実施例１と同様の測定を行った。補助基材１１１の外径はφ３０ｍｍで共通とし、内径をφ２８ｍｍ、φ２６ｍｍ、φ２４ｍｍと変えて、厚さ１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍの３種類の補助基材１１１を作製した。
結合する断熱部材１１２は、ＰＥＥＫ樹脂で製作しており、実施例１と同じ形状である。

図７に測定の結果を示す。横軸は補助基材１１１の厚さであり、縦軸は上端部と中央部の加熱量の差である。
中央部の加熱量は、厚さ１ｍｍの場合が９２．９℃、厚さ２ｍｍの場合が９３．３℃、厚さ３ｍｍの場合が９２．１℃とほとんど同じ値であったため、図７は上端部の加熱量に差が生じたことを表している。
補助基材１１１の厚さが薄いと、被加熱部材１３０の端部の加熱量が多いことがわかる。これは、補助基材１１１の厚みが十分でないと、端部補助基材１１１内部で磁束をすべてキャンセルできずに、被加熱部材１３０の端部にエッジ効果が発生してしまっているためだと思われる。

ゆえに、今回使用したような非磁性（比透磁率が１前後）の材料で製作された補助基材の場合、厚さが２ｍｍ以上必要であることが分かった。また、今回は共振周波数がおよそ５０ｋＨｚであり、被加熱部材１３０の材料が主にアルミニウムということで、理論上の表皮深さは０．４２ｍｍである。しかし、エッジ効果を抑制するために必要な厚さとしては、表皮深さの５倍以上であることがわかった。ゆえに、非磁性の材料（比透磁率０．９以上１．１以下の材料）で製作された円筒形状の補助基材の場合、厚さを２ｍｍ以上４ｍｍ以下とすることが好ましいことが確認された。

＜実施例４＞
断熱部材１１２の外周部に、断熱部材１１２への磁束の侵入を阻害するための円筒部材８００をつけたこと以外は実施例１と同様の条件で、実施例１と同様の測定を行った。本実施例においては、補助基材１１１を３Ｄプリンタで製作したため、補助基材１１１と磁束の侵入を阻害するための円筒部材８００（以下、「磁束侵入阻害部材」とも記載する。）とは一体物として製作しているが、別部品であってもかまわない。円筒部材８００は、補助基材と同じ材料が好ましいが、非磁性の材料（比透磁率０．９〜１．１）であればよい。
図８に円筒部材８００を有する補助基材１１１の斜視図を示す。同図において矢印８０１、８０２を用いて示す部分が磁束侵入阻害部材であり、断熱部材１１２の外周を覆うような形状をしている。
図１０に円筒部材８００を有する補助基材１１１の断面図を示す。同図においてＨ２は円筒部材８００の長さを示し、Ｔ２は円筒部材８００の厚みを示す。

補助基材の外径はφ３２ｍｍとし、断熱部材１１２を覆う円筒部材の長さを０ｍｍ（部品なし）、０．５ｍｍ、１ｍｍとした３種類の補助基材１１１を用意した。ここで、円筒部材の長さＨ２は、矢印８０１を用いて示す面と、矢印８０２を用いて示す面との補助基材１１１の回転軸方向の高さの差を意味する。結合する断熱部材１１２はＰＥＥＫ樹脂で製作しており、実施例１と同じ形状である。

図９に測定の結果を示す。横軸は断熱部材１１２への磁束の侵入を阻害するための円筒部材の長さであり、縦軸は上端部と中央部の加熱量の差を、０ｍｍ（部品なし）の時の値を基準としてプロットした。実施例４でも中央部の加熱量は長さ０ｍｍの場合が９３．０℃、長さ０．５ｍｍの場合が９３．４℃、長さ１ｍｍの場合が９３．０℃とほとんど同じ値であった。ゆえに、図９は、断熱部材１１２への磁束の侵入を阻害するための部品の長さにより、上端部の加熱量に差が生じたことを表している。
以上より、断熱部材１１２への磁束の侵入を阻害する部材の長さにより、被加熱部材１３０への磁束の侵入量を変えられること、所定の長さの磁束侵入阻害部材を用いることによって、エッジ効果を抑制することが可能である。

＜実施例５＞
実施例５では、円筒状の基体に塗膜を形成する塗膜形成工程と、該塗膜を加熱する加熱工程とを有する電子写真感光体の製造方法に、前記加熱方法を適用した。
被加熱部材１３０として、洗浄済みのアルミシリンダー（基体）を用意した。長さは２８０ｍｍ、厚さは０．７５ｍｍ、外径はφ３０ｍｍである。
酸化スズの被膜層を有する硫酸バリウム粒子からなる粉体、酸化チタン、レゾール型フェノール樹脂などを調合した導電層用分散液を浸漬によって塗布し、誘導加熱にて１４０℃まで昇温、硬化させ、薄厚が１５μｍの導電層を被加熱部材１３０の表面に形成した。

次に、共重合ナイロン樹脂、メトキシメチル化６ナイロン樹脂をメタノールとｎ−ブタノールの混合液に溶解した溶液を、導電層の上に浸漬塗布し、誘導加熱にて１００℃まで昇温させ、膜厚が０．４５μｍの中間層を導電層の上に形成した。
次に、ヒドロキシガリウムフタロシアニン、シクロヘキサンなどを４時間分散した後、酢酸エチルを加えて調製した電荷発生層用分散液を浸漬により塗布し、誘導加熱にて８０℃まで昇温させ、膜厚が０．１７μｍの電荷発生層を中間層の上に形成した。

次に、正孔輸送性化合物およびポリカーボネート樹脂をモノクロロベンゼンおよびメチラールの混合溶媒中に溶解して調製した電荷輸送用塗料を浸漬塗布し、誘導加熱にて１００℃まで昇温させ、膜厚が１５μｍの電荷輸送層を電荷発生層の上に形成した。
いずれの層を形成する場合も補助基材１１１として、外径３０．５ｍｍ、内径２６ｍｍ、長さ３０ｍｍの円筒体を使用した。断熱部材１１２は実施例１と同形状のＰＥＥＫ樹脂の断熱部材を使用した。また、高周波電源、整合器１０２、高周波誘導コイル１００は実施例１と同スペックのものを使用した。

加熱中、被加熱部材１３０と補助基材１１１は１０〜３０回転／分にて回転させた。温度測定は（株）キーエンス製の放射温度計を用いて行い、高周波誘導コイル１００の外側から、上、中、下の３点の温度を測定した。３点の位置は、被加熱部材１３０の下端から１７ｍｍ付近、１３４ｍｍ付近、２５５ｍｍ付近とした。放射温度計の測定範囲がコイルの銅管に掛からないように設置したため、前述の測定位置となった。温度測定は誘導加熱直後に行ったが、いずれの場合も３点の温度差は５℃以内であった。

放射温度計は非接触であるため、被測定物表面の状態の影響を受けやすいので、誘導加熱前の温度は参考値とした。よって、本実施例に関しては加熱量ではなく、到達温度の差で評価した。以上より、電子写真感光体の製造工程においても、被加熱部材１３０の均一な加熱ができた。

本実施例により製作した感光体を評価装置であるキヤノン（株）製の電子写真装置（複写機）（商品名：ｉＲ−ＡＤＶ Ｃ５２５５）の改造機のシアンステーションに各円筒状の電子写真感光体を装着した。そして、温度２３℃／相対湿度５０％の環境下でハーフトーン画像を出力し目視で確認したところ、画像のムラがなく良好な画像が得られた。

＜実施例６＞
実施例６では、塗膜を形成した円筒状の基体を誘導加熱する前に、塗膜を形成した基体に電子線を照射した。
被加熱部材１３０として、電荷輸送層の上に、保護層を塗布した後、大気中温度５０℃のオーブンで１０分間乾燥した塗膜つきアルミシリンダーを用意した。
その後、窒素中において加速電圧１００ｋＶ、ビーム電流１４ｍＡの条件でシリンダーを２００回転／分で回転させながら、１．６秒間電子線を照射した。
引き続いて窒素中において高周波誘導加熱にて被加熱部材（塗膜を形成した円筒状の基体）１３０を１１７℃まで昇温させ、硬化反応を行った。

その後に、大気中において電子写真感光体を温度２５℃まで自然冷却し、温度１００℃のオーブンで３０分の大気中後加熱処理を行い、膜厚が５μｍの保護層を形成した。誘導加熱は実施例５と同様に行った。誘導加熱中、被加熱部材１３０と補助基材１１１は３０回転／分にて回転させた。誘導加熱後の計測で、３点の温度は上：１１５℃、中：１１７℃、下：１１５℃であった。以上より、塗膜を形成した後、誘導加熱を行う前に、電子線を照射しても、被加熱部材１３０の均一な加熱ができた。

赤外分光反射法において、未硬化官能基の残存量を測定した。測定は温度計測位置付近の上、中、下の３点で行った。その結果、３点での残存量のばらつきが８％以内であり、電子写真感光体の画像領域全域にわたり耐摩耗性に優れた保護層が形成できたと判断した。

＜比較例１＞
断熱部材を介在させずに、上支持体１１０の補助基材１１１に、呼び込み１１５を接合して測定を行った。呼び込みの材料はアルミニウムであり、呼び込みの形状は、実施例１の断熱部材１１２の呼び込みの形状と同じにした。測定条件は実施例１と同様である。
図５に、測定の結果を示す。

各測定位置の加熱量を四角いマークとしてプロットしている。下端より６．５ｍｍの位置の加熱量は８８．３℃、中央の加熱量は９２．８℃、上端より６．５ｍｍの位置の加熱量は６２．１℃であった。
実施例１に記載したように、補助基材１１１と被加熱部材１３０の加熱量が異なることから、被加熱部材１３０の熱が、呼び込み１１５を介して、補助基材１１１に奪われていることが分かった。
また、補助基材１１１の冷却時間を短くするために、加熱中も補助基材１１１を冷却する場合、被加熱部材１３０から奪われる熱量はさらに大きくなることが予想できる。

＜比較例２＞
実施例５において、断熱部材を用いない以外は実施例５と同様にして電子写真感光体を製造した。この感光体について実施例５と同じ測定条件により、ハーフトーン画像を出力し目視で確認したところ、画像の端部にわずかにムラを確認した。

＜比較例３＞
実施例６において、断熱部材を用いない以外は実施例６と同様にして保護層つきの電子写真感光体を製造した。この感光体について実施例６と同じ測定条件により、未硬化官能基の残存量を測定したところ、測定した３点におけるばらつきがおよそ２０％あったため、電子写真感光体の画像領域全域にわたり耐摩耗性に優れた保護層を形成することができなかったと判断した。

１００ 高周波誘導コイル
１０１ 支え部材
１０２ 台座
１０３ 整合器
１１０ 上支持体
１１１ 補助基材
１１２ 断熱部材
１１３ 回転支持体
１１５ 呼び込み
１１６ 回転モーター
１１７ 回転ベルト
１１８ 上支持体昇降機構
１２０ 下支持体
１２１ 下支持体昇降機構
１３０ 被加熱部材

Claims (7)

1. 円筒状または円柱状の被加熱部材の周囲に、高周波誘導コイルを配置し、
   該高周波誘導コイルに電流を流すことによって、該被加熱部材に渦電流を発生させて該被加熱部材を誘導加熱する被加熱部材の加熱方法であって、
   該誘導加熱を、該被加熱部材と、断熱部材を有する補助基材とが、該被加熱部材の軸方向の少なくとも一方の端部と該断熱部材とを接触させた状態で行う工程を有し、
   該高周波誘導コイルは、該高周波誘導コイルに電流を流すことによって、該補助基材にも渦電流が発生する長さを有し、
   該断熱部材が、その外周に円筒部材が配置されており、
   該円筒部材が、比透磁率０．９以上１．１以下の材料からなり、その厚さが１ｍｍ以下であり、かつ、その高さが１ｍｍ以下である、ことを特徴とする被加熱部材の加熱方法。
2. 前記補助基材の外径が、前記被加熱部材の外径に対して、１．０倍以上１．２倍以下である請求項１に記載の被加熱部材の加熱方法。
3. 前記補助基材が、比透磁率０．９以上１．１以下の材料からなり、円筒状であり、その厚さが２ｍｍ以上４ｍｍ以下である請求項１または２に記載の被加熱部材の加熱方法。
4. 前記円筒部材の内部にフィンが形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の加熱方法。
5. 円筒状の基体に塗膜を形成する塗膜形成工程と、該塗膜を加熱する加熱工程とを有する電子写真感光体の製造方法であって、
   該加熱工程における加熱方法が、該塗膜が形成された基体の周囲に、高周波誘導コイルを配置し、該高周波誘導コイルに電流を流すことによって、該塗膜が形成された基体に渦電流を発生させて該基体を誘導加熱する加熱方法であり、
   該誘導加熱が、該塗膜が形成された基体と、断熱部材を有する補助基材とが、該基体の少なくとも一方の端部と該断熱部材とにおいて接触した状態で行われ、
   該高周波誘導コイルは、該高周波誘導コイルに電流を流すことによって、該補助基材にも渦電流が発生する長さを有し、
   該断熱部材が、その外周に円筒部材が配置されており、
   該円筒部材が、比透磁率０．９以上１．１以下の材料からなり、その厚さが１ｍｍ以下であり、かつ、その高さが１ｍｍ以下である、
   ことを特徴とする電子写真感光体の製造方法。
6. 前記塗膜が形成された基体を誘導加熱する前に、前記塗膜が形成された基体に電子線を照射する工程をさらに有する請求項５に記載の電子写真感光体の製造方法。
7. 前記円筒部材の内部にフィンが形成されている請求項５または６に記載の電子写真感光体の製造方法。

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