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課題

塗液上から取り出して交換しなくても、芯体外径に応じて環状体の孔の内径が調整可能な環状体を提供すること。それを用いた塗布装置及び塗布方法を提供すること。塗布装置及び塗布方法を利用した無端ベルトの製造方法を提供すること。

解決手段

塗液を塗布するための環状体20を環状体本体21と環状体本体21の上面に配設される内径調節部材22とで構成する。内径調節部材22に環状体20の最小内径部分を持つ円孔22Aを設け、この内径の大きさにより芯体10への塗膜12Aの膜厚を規定する。つまり内径調節部材に芯体10の外径に応じた所定の内径の円孔22Aが設ける。そして内径調節部材22を環状体本体21の凹部21Bに嵌め込むと共にねじ24により位置合わせ・固定する。これにより環状体本体21を塗液上から取り出して交換しなくても、内径調節部材を替えれば芯体の外径に応じて環状体の孔の内径が調整可能となる。

概要

背景

電子写真装置では、感光体転写体定着体などに、金属、樹脂、又はゴム製の回転体が使用されるが、装置の小型化或いは高性能化のために、回転体は変形可能なものが好ましいことがあり、それには肉厚が薄い樹脂製ベルトが用いられる。その材料としては、強度や寸法安定性耐熱性等の面でポリイミド(以後、PIと略す)樹脂や、ポリアミドイミド(以後、PAIと略す)樹脂が好ましい。この場合、ベルトに継ぎ目シーム)があると、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じるので、継ぎ目がない無端ベルトが好ましい。

無端ベルトの製造方法として、円筒芯体の表面に、浸漬塗布法によって皮膜形成樹脂溶液を塗布して乾燥し、必要に応じて加熱して反応させた後、樹脂皮膜芯体から剥離する方法もある。但し、皮膜形成樹脂がPIやPAIの場合は、溶液の粘度が非常に高いため、上記浸漬塗布法で芯体上に塗布しようとすると、膜厚所望値より厚くなりすぎる。そこで、特許文献1や特許文献2に開示の如き環状体により、膜厚を制御する方法が適用できる。

具体的に、環状体を用いて塗布をする場合、芯体は長手方向を垂直にして塗布が行われる。環状塗布槽の底部に、芯体の外径より若干小さい穴を有する環状シール材を設け、芯体を環状シール材の中心に挿通させ、環状塗布槽に溶液を収容する。これにより、溶液は漏れることがない。塗布時には、芯体の下に他の芯体をつなぎ、環状塗布槽の下部から上部に押し上げて、芯体の表面に塗膜を形成する。他の芯体は、ベルトを作製しない中間体であってもよい。

塗膜の厚さは芯体と環状体の円孔との間隙によって規制されるが、塗布時には環状体を浮き上がらせることにより、環状体と芯体間でせん断力が均一になるように作用し、環状体20が自動調心するので、全周にわたり環状体と芯体間で距離が一定に保持され、均一な膜厚のベルトが得られることになる。

このような環状体を用いた塗布装置で塗布する場合、芯体の外径が一定であるならば、芯体外径と環状体の円孔の間隙も一定なので、膜厚も一定に塗布されるが、実際の芯体の外径は常に一定ではなく、製造誤差によってばらつきを持っている。

また、例えば芯体表面に傷が付いた場合などでは、芯体表面を削り直して修正することが行われるが、この場合は芯体の外径が小さくなる。

芯体の外径が小さくなった場合には、塗膜の膜厚が厚くなる等、膜厚に変化が生じる。それが許容範囲内であれば品質問題を引き起こすことはないが、超える場合には対策が必要である。

従来、芯体の外径に応じて、内径が異なる環状体に交換して対応していたが、環状体は高精度で作製するために高価なものであり、これをいくつも準備しておくことは、コストアップ要因になって好ましくない。そこで特許文献2のように、環状体に間隔調節部材を設けて、環状体の一部のみ交換する方法も提案されている。

しかしながら、環状体の交換作業をするには、まず溶液上から環状体を取り外す際に、溶液内に気泡混入するために、しばらく塗布を停止せざるを得ないなどの問題があるほか、環状体の洗浄作業を行う必要があるなど、作業工数がかかっていた。

このため、環状体を溶液上から取り外さなくても、膜厚を調整できる方法が望まれていた。

特開2002−91027号公報
特開2004−237261号公報

概要

塗液上から取り出して交換しなくても、芯体の外径に応じて環状体の孔の内径が調整可能な環状体を提供すること。それを用いた塗布装置及び塗布方法を提供すること。塗布装置及び塗布方法を利用した無端ベルトの製造方法を提供すること。塗液を塗布するための環状体20を環状体本体21と環状体本体21の上面に配設される内径調節部材22とで構成する。内径調節部材22に環状体20の最小内径部分を持つ円孔22Aを設け、この内径の大きさにより芯体10への塗膜12Aの膜厚を規定する。つまり内径調節部材に芯体10の外径に応じた所定の内径の円孔22Aが設ける。そして内径調節部材22を環状体本体21の凹部21Bに嵌め込むと共にねじ24により位置合わせ・固定する。これにより環状体本体21を塗液上から取り出して交換しなくても、内径調節部材を替えれば芯体の外径に応じて環状体の孔の内径が調整可能となる。

目的

従って、本発明は、塗液上から取り出して交換しなくても、芯体の外径に応じて環状体の孔の内径が調整可能な環状体を提供することを目的とする。また、それを用いた塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。さらに、塗布装置及び塗布方法を利用した無端ベルトの製造方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

塗液を塗布する芯体外径よりも大きな内径の孔が設けられ前記塗液に浮かべて配置される環状体であり、塗布槽貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔に通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布するための環状体であって、前記環状体は、環状体本体と、前記環状体本体の上面に配設され前記芯体の外径に応じた所定の内径の孔を有する内径調節部材と、で構成されることを特徴とする環状体。

請求項2

塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられ前記塗液に浮かべて配置される環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔に通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記環状体が、請求項1に記載の環状体であることを特徴とする塗布装置。

請求項3

塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられ前記塗液に浮かべて配置される環状体とを具備する塗布装置を用い、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔に通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布方法であって、前記環状体が請求項1に記載の環状体であり、前記芯体の外径に応じて環状体本体を浮かべたまま前記内径調節部材を交換することを特徴とする塗布方法。

請求項4

請求項2に記載の塗布装置を用いて、前記芯体表面に皮膜形成用塗液を塗布した後、乾燥、加熱硬化焼成の何れか、又は全ての処理を施して皮膜を形成し、前記芯体から該皮膜を取り外すことを特徴とする無端ベルトの製造方法。

技術分野

0001

本発明は、例えば、塗膜を均一に形成可能な環状体を用いた塗布装置及び塗布方法に関する。また、塗布装置及び塗布方法に適用可能な環状体に関する。さらに、塗布装置及び塗布方法を利用した無端ベルトの製造方法に関する。該無端ベルトは、特に複写機プリンター等の電子写真方式を利用した画像形成装置中間転写ベルトに好ましく用いられる。

背景技術

0002

電子写真装置では、感光体転写体定着体などに、金属、樹脂、又はゴム製の回転体が使用されるが、装置の小型化或いは高性能化のために、回転体は変形可能なものが好ましいことがあり、それには肉厚が薄い樹脂製ベルトが用いられる。その材料としては、強度や寸法安定性耐熱性等の面でポリイミド(以後、PIと略す)樹脂や、ポリアミドイミド(以後、PAIと略す)樹脂が好ましい。この場合、ベルトに継ぎ目シーム)があると、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じるので、継ぎ目がない無端ベルトが好ましい。

0003

無端ベルトの製造方法として、円筒芯体の表面に、浸漬塗布法によって皮膜形成樹脂溶液を塗布して乾燥し、必要に応じて加熱して反応させた後、樹脂皮膜芯体から剥離する方法もある。但し、皮膜形成樹脂がPIやPAIの場合は、溶液の粘度が非常に高いため、上記浸漬塗布法で芯体上に塗布しようとすると、膜厚所望値より厚くなりすぎる。そこで、特許文献1や特許文献2に開示の如き環状体により、膜厚を制御する方法が適用できる。

0004

具体的に、環状体を用いて塗布をする場合、芯体は長手方向を垂直にして塗布が行われる。環状塗布槽の底部に、芯体の外径より若干小さい穴を有する環状シール材を設け、芯体を環状シール材の中心に挿通させ、環状塗布槽に溶液を収容する。これにより、溶液は漏れることがない。塗布時には、芯体の下に他の芯体をつなぎ、環状塗布槽の下部から上部に押し上げて、芯体の表面に塗膜を形成する。他の芯体は、ベルトを作製しない中間体であってもよい。

0005

塗膜の厚さは芯体と環状体の円孔との間隙によって規制されるが、塗布時には環状体を浮き上がらせることにより、環状体と芯体間でせん断力が均一になるように作用し、環状体20が自動調心するので、全周にわたり環状体と芯体間で距離が一定に保持され、均一な膜厚のベルトが得られることになる。

0006

このような環状体を用いた塗布装置で塗布する場合、芯体の外径が一定であるならば、芯体外径と環状体の円孔の間隙も一定なので、膜厚も一定に塗布されるが、実際の芯体の外径は常に一定ではなく、製造誤差によってばらつきを持っている。

0007

また、例えば芯体表面に傷が付いた場合などでは、芯体表面を削り直して修正することが行われるが、この場合は芯体の外径が小さくなる。

0008

芯体の外径が小さくなった場合には、塗膜の膜厚が厚くなる等、膜厚に変化が生じる。それが許容範囲内であれば品質問題を引き起こすことはないが、超える場合には対策が必要である。

0009

従来、芯体の外径に応じて、内径が異なる環状体に交換して対応していたが、環状体は高精度で作製するために高価なものであり、これをいくつも準備しておくことは、コストアップ要因になって好ましくない。そこで特許文献2のように、環状体に間隔調節部材を設けて、環状体の一部のみ交換する方法も提案されている。

0010

しかしながら、環状体の交換作業をするには、まず溶液上から環状体を取り外す際に、溶液内に気泡混入するために、しばらく塗布を停止せざるを得ないなどの問題があるほか、環状体の洗浄作業を行う必要があるなど、作業工数がかかっていた。

0011

このため、環状体を溶液上から取り外さなくても、膜厚を調整できる方法が望まれていた。

0012

特開2002−91027号公報
特開2004−237261号公報

発明が解決しようとする課題

0013

従って、本発明は、塗液上から取り出して交換しなくても、芯体の外径に応じて環状体の孔の内径が調整可能な環状体を提供することを目的とする。また、それを用いた塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。さらに、塗布装置及び塗布方法を利用した無端ベルトの製造方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0014

上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
本発明の環状体は、塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられ前記塗液に浮かべて配置される環状体であり、塗布槽貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔に通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布するための環状体であって、
環状体本体と、前記環状体本体の上面に配設され前記芯体の外径に応じた所定の内径の孔を有する内径調節部材と、で構成されることを特徴としている。

0015

本発明の環状体では、塗膜の膜厚を規定する所定の内径の孔を持つ内径調節部材を環状体本体に配設することで、塗液に環状体を浮かべた状態で内径調節部材を取り付け・取り外しが行える。このため、塗液上から取り出して交換しなくても、芯体の外径に応じて環状体の孔の内径が調整可能となり、塗液内に気泡が混入したり、塗布停止時間の短縮や環状体の洗浄作業が不要となる。

0016

一方、本発明の塗布装置は、塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられ前記塗液に浮かべて配置される環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔に通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、
前記環状体が、上記本発明の環状体であることを特徴としている。

0017

また、本発明の塗布方法は、塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられ前記塗液に浮かべて配置される環状体とを具備する塗布装置を用い、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔に通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布方法であって、
前記環状体が請求項1に記載の環状体であり、前記芯体の外径に応じて環状体本体を浮かべたまま前記内径調節部材を交換することを特徴としている。

0018

また、本発明の無端ベルトの製造方法は、上記本発明の塗布装置を用いて、前記芯体表面に皮膜形成用塗液を塗布した後、乾燥、加熱硬化焼成の何れか、又は全ての処理を施して皮膜を形成し、前記芯体から該皮膜を取り外すことを特徴としている。

発明の効果

0019

本発明によれば、塗液上から取り出して交換しなくても、芯体の外径に応じて環状体の孔の内径が調整可能な環状体を提供することができる。また、それを用いた塗布装置及び塗布方法を提供することができる。さらに、塗布装置及び塗布方法を利用した無端ベルトの製造方法を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0020

本発明について図面を用いて説明する。なお、実質的に同様の機能を有するものには、全図面通して同じ符号を付して説明し、場合によってはその説明を省略することがある。

0021

図1は、本発明の実施形態に係る塗布装置の停止時を示す概略構成図である。図2は、本発明の実施形態に係る塗布装置の塗布時を示す概略構成図である。図3は、本発明の実施形態に係る環状体を示す概略断面図である。図4は、本発明の実施形態に係る環状体を示す分解斜視図である。但し、図1及び図2は一部破断断面図で示すと共に、主要部のみを示し、芯体の保持機構や、他の装置は省略する。

0022

本実施形態に係る塗布装置は、図1に示すように、塗液12を貯留するための環状塗布槽11と環状体20とを具備している。環状塗布槽11の底部には、芯体の外径より若干小さい穴を有する環状シール材13を設けて、当該穴に芯体10を嵌め込むことで、芯体を塗液12の浸漬する共に塗液12の漏洩を防止する。

0023

環状体20は、図3及び図4に示すように、環状体本体21と環状体本体21の上面に配設される内径調節部材22とで構成している。なお、環状体本体21の上面とは、環状体本体21を塗液12に浮かべた際、塗液12と非接触領域であって、環状体本体21の開口21Aを有する面である。

0024

環状体本体21は、内径調節部材22の円孔22Aよりも大きな開口21Aを持っており、その開口21Aの内径が塗液に浸る下部から上部にかけて漸次小さくなる構成としている。なお、この開口21Aを構成する内壁面は直線的傾斜面のほか、階段状や曲線的でもよい。また、環状体本体21は中空構造であってもよい。

0025

環状体本体21の側壁には、環状塗布槽11の上縁まで延在する棒状の腕23が周方向に沿って等間隔に4本(無論、この本数に限られない)配設されており、当該腕23が環状塗布槽11の側壁上縁部に当接することで、環状体20が塗液12の中に沈むことがないようにしている。

0026

環状体本体21は、その塗液への非浸漬部となる上面に内径調節部材22を嵌め込むための凹部21Bを有しており、凹部21B底面には内径調節部材の位置合わせ・固定するためのねじ穴21Cが設けられている。

0027

環状体本体21の材質は、塗液12の溶剤によって侵されない金属やプラスチック等から選ばれることが好ましい。

0028

一方、内径調節部材22は、外径が環状体本体21の外径よりも小さく、厚みが0.1〜10mm程度の円板で構成されており、その中央部に環状体20の最小内径部分を持つ円孔22Aを有している。この円孔22Aの内径の大きさにより芯体10への塗膜12Aの膜厚が規定される。つまり、内径調節部材には、芯体10の外径に応じた所定の内径の円孔22Aが設けられている。

0029

内径調節部材22には、環状体本体への位置合わせ・固定をするためのねじ穴22Bが設けられている。そして、内径調節部材22は、環状体本体21の凹部21Bに嵌め込まれると共に、ねじ24により位置合わせ・固定されている。なお、図示しないが、環状体本体21と内径調節部材22の位置決めとしては、例えば、それぞれに予めノックピン用の孔を設けておきノックピンで位置決めすれば簡便に位置決めができる。

0030

内径調節部材22の材質は、塗液12の溶剤によって侵されない金属やプラスチック等から選ばれることが好ましい。なお、内径調節部材22の材質は、環状体本体21の材質と同じであってもよく、異なっていてもよい。

0031

このように、環状体20は、芯体10の外径に応じて所定の内径の円孔22Aを持った内径調節部材22を脱着可能に配設する。

0032

また、環状体20において、内径調整部材22の内径と外径との関係を調整し、内径が異なっても重量を一定とすることで、異なる径の芯体に塗布する場合においても、環状体20と内径調整部材22との合計重量を簡単に一定にすることができ、同じ塗布液を用いるものであれば、その塗布条件を径の異なる芯体ごとに変えなくても同じ条件で塗布することが可能である。さらに、内径調整部材22の重量をコントロールすることで最適な塗布速度(芯体10を引き上げる速度)を変更することができ生産条件に応じて最適な構成とすることが可能となる。

0033

このような塗布装置は、環状塗布装置と呼ばれ、浸漬塗布法よりも塗液の必要量が少なくて済む利点がある。更に、本実施形態に係る本発明の塗布装置には、図示しないが。芯体10を保持する芯体保持手段、並びに、該保持手段を上下方向に移動する第1の移動手段及び/又は塗布槽を上下方向に移動する第2の移動手段を有してもよい。

0034

本実施形態に係る塗布装置を用いて芯体10の表面へ塗液12を塗布するには、環状塗布槽11に芯体10を通し、塗液12を入れた後、図2に示すように、芯体10の下にもう一本の他の芯体10Aを設置し、塗液12から相対的に上昇させる。その際の上昇速度は、0.1〜1.5m/minが好ましい。

0035

尚、「芯体の表面へ塗液を塗布する」とは、芯体の外周面の表面、及び該表面に層を有する場合は、その層の表面に塗布することをいう。また、「芯体を上昇」とは、塗布時の液面との相対関係であり、「芯体を停止し、塗布液面下降」させる場合を含む。

0036

芯体10を塗液12から上昇させると、塗液の粘性による摩擦抵抗により、環状体20は持ち上げられる。環状体20は水平方向には自由移動可能であるため、芯体10と環状体20との摩擦抵抗が周方向で一定になるように、すなわち芯体10表面と環状体20の円孔との間隙が均一になるように環状体20は動き、芯体10上には均一な膜厚の塗膜12Aが形成される。

0037

このように、環状体20により膜厚を規制するので、高粘度の溶液を用いることができ、芯体10上端での重力による塗膜の垂れも少ないので、周方向でも軸方向でも膜厚を均一にすることができる。

0038

ここで、芯体10の外径と環状体20(内径調節部材22)の円孔22Aとの間隙により、塗膜12Aの膜厚が決まるので、円孔の径は、所望の膜厚により調整する。これは、内径調節部材22を取り替えることで容易に行うことができる。

0039

以上説明した本実施形態に係る塗布装置では、塗膜12Aの膜厚を規定する所定の内径の孔を持つ内径調節部材22を環状体本体21上面に配設した環状体20を用いることで、塗液12に環状体20を浮かべた状態で内径調節部材22を取り付け・取り外しが行える。このため、環状体20を塗液12上から取り出して交換しなくても、芯体10の外径に応じて環状体20の円孔の内径が調整可能となり、塗液12内に気泡が混入したり、塗布停止時間の短縮や環状体20の洗浄作業が不要となる。

0040

なお、環状体20において、内径調節部材22の環状体本体21への脱着機構は、上記に限られず、環状体本体21の塗液への非浸漬部であって環状体本体21を塗液に浮かべたまま(浸漬したまま)、内径調節部材22が取り付け・取り外しができればよい。

0041

以下、上記本発明の実施形態に係る塗布装置の各部材について詳細に説明する。

0042

芯体10としては、アルミニウムステンレスニッケル、銅等の金属円筒が好ましい。また、後述するように無端ベルトを製造する場合は、芯体の軸方向の長さは、目的とする無端ベルトの幅以上の長さが必要であるが、端部に生じる無効領域に対する余裕幅を確保するため、目的とする無端ベルトの幅より、10〜40%程度長いことが好ましい。芯体の外径は、目的とする無端ベルトの直径に合わせ、肉厚は芯体としての強度が保てる厚さとする。

0043

更に、芯体10の両端には、図示しないが、芯体10を保持する保持板を取り付けてもよい。保持板には、任意形状通風孔や、中央に心棒を通す穴、又は軸があってもよい。また、吊り下げや載置のための部品を取り付けてもよい。

0044

また、芯体10は、形成される皮膜が芯体表面に接着するのを防ぐため、芯体の表面には離型性を付与するのがよい。それには、芯体表面をフッ素樹脂シリコーン樹脂被覆したり、芯体表面に離型剤を塗布する方法がある。

0045

塗液12の種類によっては、後述する無端ベルトの製造において、加熱時に溶剤の揮発物や、反応時に発生する気体があり、加熱後の樹脂皮膜は、発生する気体のために、部分的に膨れを生じることがある。これは特に、塗液としてPI前駆体の溶液を用い、皮膜の膜厚が50μmを越えるような場合に起こることがある。

0046

上述の膨れを防止するために、特開2002−160239号公報に記載されているように、芯体表面をRa0.2〜2μmに粗面化することが好ましい。粗面化の方法には、ブラスト切削サンドペーパーがけ等の方法がある。これにより、塗膜から生じる気体は、芯体と塗膜との間に形成されるわずかな隙間を通って外部に出ることができ、膨れを生じない。

0047

塗液12としては、後述するように、更に無端ベルトを製造する場合、PI前駆体溶液又はPAI樹脂溶液が好ましく用いられる。前記PI前駆体及びPAI樹脂としては、種々公知のものを用いることができる。PI前駆体又はPAI樹脂の溶液の濃度、粘度等は、適宜選択されるが、好ましく用いられる溶液の固形分濃度は10〜40質量%、粘度は1〜100Pa・sである。塗液の溶剤は、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミドアセトアミド、等の非プロトン系極性溶剤であるが、これらは空気中の水分を吸収しやすい。塗液が水分を吸収すると、塗液中の樹脂分が析出して白濁したり、PI前駆体やPAI樹脂は加水分解を起こすことがあるので注意を要する。また、PI前駆体は酸素の影響によって着色が強くなったり、粘度が変化するほか、縮合反応が起こりにくくなることもある。本発明では、塗布槽への不活性ガス注入によってこれらを防止するのである。

0048

以下、本発明の無端ベルトの製造方法について詳細に説明する。
本発明の塗布装置を用いて無端ベルトを製造するには、既述の芯体の表面に皮膜形成用塗液を塗布した後、乾燥、加熱硬化、焼成の何れか、又は全ての処理を施して皮膜を形成し、芯体から該皮膜を取り外すことを特徴とする。

0049

次に、本発明の無端ベルトの製造方法を、皮膜形成用塗液としてPI前駆体溶液、或いはPAI樹脂溶液を用いる場合について説明する。

0050

無端ベルトの製造においては、本発明の塗布装置を用いて皮膜形成用塗液を塗布した塗膜を加熱し、該塗膜中に存在する溶剤を除去し、塗膜が変形しない程度に乾燥させる。加熱条件は、90〜170℃の温度で20〜60分間が好ましい。その際、温度が高いほど加熱時間は短くてよく、温度は、段階的、又は一定速度で上昇させてもよい。
また、加熱中に塗膜に垂れが生じる場合には、芯体の長手方向を水平にして、ゆっくり回転させることが有効である。その際には、保持板の穴に心棒を通し、回転台に載せた状態で乾燥器に入れるのがよい。皮膜形成用溶液がPAI樹脂溶液である場合には、溶剤の乾燥だけで皮膜を得ることができる。

0051

一方、前記皮膜形成用溶液がPI前駆体溶液の場合、塗膜から溶剤を除去しすぎると、塗膜はまだ強度を保持していないので、割れを生じやすい。そこで、ある程度(PI前駆体皮膜中に15〜45質量%)の溶剤を残留させておくことが好ましい。前記皮膜形成用溶液がPI前駆体溶液の場合は、その後、250〜450℃前後、好ましくは280〜350℃で20〜60分間、PI前駆体皮膜を加熱して縮合反応させることで、PI樹脂皮膜が形成される。その際、温度を段階的に上昇させてもよい。

0052

上述のように形成された皮膜は、冷却後に、芯体から剥離することにより無端ベルトとなる。無端ベルトには、さらに必要に応じて、穴あけ加工リブ付け加工等が施されることがある。

0053

無端ベルトを転写ベルト接触帯電ベルトとして使用する場合には、前記皮膜形成用溶液の中に導電性物質を分散させる。導電性物質としては、例えば、カーボンブラックカーボンファイバーカーボンナノチューブグラファイト等の炭素系物質、銅、銀、アルミニウム等の金属又は合金酸化錫酸化インジウム酸化アンチモン、SnO2−In2O3複合酸化物等の導電性金属酸化物、等が挙げられる。前述したように皮膜が収縮すると抵抗値むらを生じるが、収縮を防止することにより、抵抗値も均一にすることができる。

0054

これらの用途に好ましい無端ベルトの膜厚は30〜150μm程度である。

0055

試験例)
以下のような試験を行った。
−試験例1−
PI前駆体溶液(商品名:UワニスA、宇部興産製、濃度18%)に、カーボンブラック(商品名:スペシャルブラック4、デグザヒュルス社製)を固形分質量比で23%混合し、次いで対向衝突型分散機により分散した。更に、シリコーンレベリング剤(商品名:DC3PA、ダウコーニングトーレシリコーン社製)を、濃度が500ppmになるよう添加し、塗液とした。

0056

別途、外径366mm、肉厚10mm、長さ450mmのアルミニウム製円筒を10本用意した。それぞれ5箇所の外径を測定した平均値を外径とした場合、外径は366±0.02mのばらつきがあった。その表面は、球形アルミナ粒子によるブラスト処理により、Ra1.0μmに粗面化した。また、厚さが15mm、外径が上記円筒に嵌まる径、100mm径の通風孔が4つ、中央に20mm径の穴を設けた保持板を同じアルミニウム材で作製し、上記円筒に嵌め、TIG溶接により溶接した。

0057

円筒の表面には、シリコーン系離型剤(商品名:セパコート、信越化学製)を塗布した。芯体の端部には、幅10mmのポリエステル粘着テープ巻き付けた。これは塗膜が芯体側面に回り込まないようにするためである。

0058

次いで上記塗液を用い、上記実施形態係る環状塗布装置(図1及び2:但し環状体は下記環状体を適用)により、PI前駆体塗膜を形成する。環状体として、外径420mm、円孔の最小部の内径367.1mm、高さ50mmのアルミニウム製のものを作製した。内壁直線傾斜状であり、鉛直線との傾斜角は10°とした。上端には芯体と平行になる部分を4mm形成した。

0059

一方、内径450mm、高さ100mmの環状塗布槽の底面に、内径386mmの穴をあけた。また、底面には角度10°の傾斜面を形成した。また、底面の裏面には、内径364.5mmの穴を有する厚さ0.5mmの硬質ポリエチレン樹脂製の環状シール材を取り付け、中央に芯体を通した。環状塗布槽にPI前駆体溶液を3kg入れ、環状体を配置した。

0060

次いで、芯体の下に他の芯体を配置し、0.8m/分で押し上げて塗布を行った(図2参照)。その際、環状体は約50mm持ち上げられた。これにより、芯体の上には、濡れ膜厚が約500μmのPI前駆体塗膜が形成された。

0061

芯体の保持板の中央穴に、20mmφのステンレス製シャフトを通し、回転台に載せて水平にし、6rpmで回転させながら、80℃で20分間、130℃で30分間、加熱してPI前駆体塗膜を乾燥させた。これにより、厚さ約150μmのPI前駆体皮膜を得た。この時点で、芯体端部の粘着テープは除去した。

0062

次いで、芯体を垂直にし、シャフトを外して台に載せ、加熱装置に入れて200℃で30分、340℃で30分加熱反応させ、PI樹脂皮膜を形成した。

0063

室温に冷えた後、芯体と皮膜の間にエアを吹き込みながら、芯体から皮膜を抜き取り、無端ベルトを得た。また、皮膜中に気泡が存在するものや軸方向筋が存在するものはなかった。該無端ベルトは両端から約35mmずつ切断し、幅360mmの無端ベルトを得た。

0064

得られた無端ベルトは、100Vにおいて体積抵抗率を測定すると、約1010Ωcmの半導電性を有しており、また、膜厚は80±1.5μmとなり所望の膜厚が得られ、電子写真用転写ベルトとして使用することができた。

0065

−試験例2−
芯体表面にキズ等が発生し使用できなくなった金型再切削加工し外径365.8mm、肉厚9.5mm、長さ450mmのアルミニウム製円筒を10本用意した。それぞれ5箇所の外径を測定した平均値を外径とした場合、外径は365.8±0.02mのばらつきがあった。

0066

また、塗液としては上記試験例1と同様なものを容易した。

0067

次いで上記塗液を用い、上記実施形態係る環状塗布装置(図1及び2参照)により、PI前駆体塗膜を形成する。環状体として、外径420mm、円孔の最小部の内径367.1mm、高さ50mmのアルミニウム製の環状体本体を塗液に浮かべたまま、その上面(上端部)に外径420mm、内径366.9mm、厚み4mmの内径調節部材を環状体本体に取り付けてネジで固定した(図3及び図4参照)。

0068

一方、内径450mm、高さ100mmの環状塗布槽の底面に、内径386mmの穴をあけた。また、底面には角度10°の傾斜面を形成した。また、底面の裏面には、内径364.5mmの穴を有する厚さ0.5mmの硬質ポリエチレン樹脂製の環状シール材を取り付け、中央に芯体を通した。環状塗布槽にPI前駆体溶液を3kg入れ、環状体を配置した。

0069

次いで、芯体の下に他の芯体を配置し、0.8m/分で押し上げて塗布を行った。その際、環状体は約50mm持ち上げられた。これにより、芯体の上には、濡れ膜厚が約500μmのPI前駆体塗膜が形成された。

0070

芯体の保持板の中央穴に、20mmφのステンレス製シャフトを通し、回転台に載せて水平にし、6rpmで回転させながら、80℃で20分間、130℃で30分間、加熱してPI前駆体塗膜を乾燥させた。これにより、厚さ約150μmのPI前駆体皮膜を得た。この時点で、芯体端部の粘着テープは除去した。

0071

次いで、芯体を垂直にし、シャフトを外して台に載せ、加熱装置に入れて200℃で30分、340℃で30分加熱反応させ、PI樹脂皮膜を形成した。

0072

室温に冷えた後、芯体と皮膜の間にエアを吹き込みながら、芯体から皮膜を抜き取り、無端ベルトを得た。また、皮膜中に気泡が存在するものや軸方向筋が存在するものはなかった。該無端ベルトは両端から約35mmずつ切断し、幅360mmの無端ベルトを得た。

0073

得られた無端ベルトは、100Vにおいて体積抵抗率を測定すると、約1010Ωcmの半導電性を有しており、また、膜厚は80±1.5μmとなり所望の膜厚が得られ、電子写真用転写ベルトとして使用することができた。

0074

−試験例3−
試験例2で使用した再生芯体を使用した以外は、試験例1と同様にしてベルトを作製した。つまり金型外径は365.8±0.02mm、環状体内径は367.1mmの組み合わせである。

0075

得られた無端ベルトの膜厚は94.5±1.5μmとなり所望の膜厚が得られず無端ベルトとして使用不可能であった。

0076

これらの試験例のまとめを表1に示す。なお、転写ベルトとしての使用可否は、所望の膜厚が得られたものを「○」、得られなかったものを「×」として評価した。

0077

0078

これら試験例から、内径調節部材がないと、芯体表面にキズ等が発生し使用できなくなった芯体を再切削加工して用いる場合には環状体を再切削した金型の外径に応じて環状体を都度交換する必要があることがわかる。

0079

また、試験例3のように、芯体の外径と環状体の円孔内径が合わないとき、環状塗布槽(塗液)から環状体全体ごとを取り出して交換を行なうと、この取り出す際に塗液中に泡が発生してしまう。また、塗液の粘度が高粘度の為、この泡抜き作業に時間がかかり連続生産が不可能となる。さらに、再生芯体の外径が数種類存在すればそれに応じた環状体を準備する必要があり結果的にベルトのコストアップなってしまう。

0080

これに対し、試験例2(本実施形態に係る塗布装置)のように、用いる芯体の外径の大きさに応じて、環状体の内径調節部材のみを交換すれば、所望の膜厚を均一に得ることが可能であることがわかる。しかも、内径調節部材は環状体本体を塗液に浮かべたまま交換できるので、上述のように塗液内に気泡が混入したり、塗布停止時間の短縮や環状体の洗浄作業が不要となる。

図面の簡単な説明

0081

本発明の実施形態に係る塗布装置の停止時を示す概略構成図である。
本発明の実施形態に係る塗布装置の塗布時を示す概略構成図である。
本発明の実施形態に係る環状体を示す概略断面図である。
本発明の実施形態に係る環状体を示す分解斜視図である。

符号の説明

0082

10芯体
11環状塗布槽
12塗液
12A塗膜
13環状シール材
20環状体
21 環状体本体
21A 開口
21B 凹部
21Cねじ穴
22内径調節部材
22A円孔
22B ねじ穴
23 腕
24 ねじ

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