专利名称：环形带及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种环形带和一种制造该环形带的方法。特别地，本发明涉及一种成像装置用环形带，该成像装置例如是使用电子照像方法的彩色复印机或彩色激光打印机，环形带用于将感光鼓上的调色剂图像转印和定影到纸张上。本发明还涉及一种制造该环形带的方法。
背景技术：
环形带用于不同的领域。例如，作为在彩色成像装置中，如彩色复印机和彩色激光打印机中，转印和定影图像的方法，使用下述方法其中形成在感光鼓上的调色剂图像，通过用于成像装置的环形带(以下简称为“带”，特别是在背景技术中)，转印并定影在纸张等上。上述方法正在成为标准的方法。
图9是说明作为这种方法的一个例子的中间转印方法的示意图。如图9所示，调色剂图像用调色剂1和显影辊2形成在感光鼓3上。这种系统是一种四联(quadruple tandem)转印系统。即设置了四色调色剂盒、显影辊和感光鼓。形成在感光鼓3上调色剂图像通过成像装置的一次转印辊4、感光鼓3和转印带5转印到成像装置的转印带5上。通过二次转印辊6、成像装置的转印带5和转印材料(纸)7，将形成的彩色图像转印到转印材料(纸)7上，然后用定影辊(未示出)定影。在多层转印方法的情况下，基本原理和上面所述的相同。
带，在这种方法中使用的成像装置用转印带，在其周向具有高电阻率(表面电阻率)，在其厚度方向具有比表面电阻率低的电阻率(体积电阻率)。带需要有下面的特性例如，这些电阻率不会因带表面上的位置、使用环境、电压等的变化而改变；带周向的拉伸模量高；表面光滑；接触角大；调色剂容易转印到转印材料(纸)上(优异的调色剂脱离性)；感光鼓和调色剂不被带化学污染(优异的无污染性)；并且带是阻燃的。
用于成像装置的单层带难于满足这些特性。因此，研发了用于成像装置的多层带。例如日本未审专利申请第2002-287531号公开了一种成像装置用转印带，这种转印带包括由热塑性弹性体构成的低电阻率基层(baselayer)，由热塑性弹性体构成的高电阻率表面层(surface layer)，基层和表面层通过加热成型而形成。
近些年，希望成像装置用转印带在厚度方向具有弹性。为了满足该特性，用于成像装置的带，除了基层和表面层以外，还可包括由弹性体构成的弹性层。
在用于成像装置的多层带中，通过基层获得周向的高拉伸模量，通过弹性层获得在厚度方向的弹性。另一方面，通过对例如基层和弹性层的材料的选择来控制稳定的体积电阻率。另外，希望通过表面层获得高表面电阻率、优异的调色剂脱离特性以及优异的无污染特性。
但是，在过去无法生产出充分地满足这些特性的用于成像装置的带，特别是这样的转印带。发明人发现下面的成像装置用转印带可以作为满足成像装置的这些需要的转印带。
即，发明人发现一种成像装置用转印带，该转印带包括基层、设置在基层上的弹性层以及设置在弹性层上的表面层，该弹性层由弹性体如聚氨酯构成，该表面层由含氟的聚合物构成。
成像装置用转印带包括具有含氟的聚合物的表面层，因此可以获得高表面电阻率、优异的调色剂脱离特性和优异的无污染特性。由弹性体例如聚氨酯(urethane)构成的弹性层设置在基层和表面层之间；因此，带在厚度方向具有充分的柔性。由此，得到成像装置周转印带，该转印带能够在不压碎调色剂的情况下传输材料，并且获得更高质量的图像。
但是，在上面所述的发现中，由于聚氨酯的热分解温度低，在不改性的情况下，很难制备构成表面层的含氟聚合物和构成弹性层的弹性体如聚氨酯。
可想到的是，通过溅射或浸渍，将构成表面层的材料涂覆到构成弹性层的聚氨酯等上，然后进行烘焙。但是，表面层不能被烘焙，因为弹性层的聚氨酯等的热分解温度比表面层的烘焙温度低。
还可以想到的是，将软管形式的表面层安装到由基层和弹性层形成的成型制品上。但是，只能够生产具有较小直径(小于100毫米)的成像装置用转印带。另外，难于生产厚度小于30微米的薄表面层。
除了这些问题，用于成像装置的多层带需要是环形的。
专利文件1日本未审专利申请公开第2002-287531号(权利要求1)。
因此，相对于如下的带来说，例如成像装置用转印带，即包括基层、设置在基层上的弹性层和设置在弹性层之上的、由含氟聚合物构成的表面层的带，希望开发一种生产用于成像装置的带的方法，不需要过多的投入和过长的时间周期，用该方法制造的用于成像装置的带具有较高的表面电阻率、优异的调色剂脱离特性、优异的无污染特性、稳定的体积电阻率和类似特性，并且保证表面层和弹性层之间良好的粘接，避免发生污染物的不利渗出的可能性。
另外，近些年，用户对可靠性和耐久性的要求迫切增加。例如，弹性层不被融化或不被热变形。因此，需要开发一种技术，和已知技术相比，能够更安全更有效地将弹性层粘接到由含氟的聚合物构成的表面层上。
此外，需要开发一种用于制造带但不限于用于成像装置的带的方法，该带包括至少三层，在层之间具有良好的粘接，不需要过多的投入和过长的时间周期，以及通过这种方法制造的带，该带包括最外层和底层之间的中间层，该中间层由热分解温度低于最外层和底层中每层的析出温度(deposition temperature)的材料构成。
例如，在成像装置中，构成表面层的氟树脂(如PTFE或PFA)和作为基层的聚酰亚胺树脂层需要在约380℃烘焙。中间聚氨酯层具有150℃到180℃的热分解温度。因此，不可能按从最上层或最低层开始，依顺序来形成各层。
另外，需要开发用于粘合这些层的方法，以及由这种方法生产的带，具体地说，用于成像装置的带。
发明内容
发明人进行了深入的研究，并且发现通过以下方法可以克服这些问题，包括优化环形带(具体地说是用于成像装置的转印环形带)的层的材料，在外筒的内表面上形成表面层，在与表面隔开的基层的外表面上形成具有弹性层的环形复合体(endless composite)，在加热的作用下将环形复合体挤压至设置在外筒内表面的表面层的内表面。
另外，发明人发现通过以下方法可以克服这些问题，包括在外筒的内表面上形成表面层和弹性层(elastic layer)，独立地形成环形基层，并且在加热条件下，将环形复合体挤压至具有设置在外筒的内表面上的表面层和弹性层的复合体的内表面。
另外，发明人开发了通过热压(pressure heating)来结合层的最佳方法来克服上述问题。
本发明提供了一种制造环形带的方法，该带具有包括至少三层的结构，中间层设置在最外层和底层之间，并且中间层由热分解温度比最外层和底层中每一层的析出温度都低的材料构成，该方法包括设置步骤，将最外层固定到刚性体的内侧，并且依次设置中间层和底层，中间层与底层相对；和膨胀加压步骤，从底层的内侧向最外层挤压底层，以形成具有至少三层的环形带。
在本发明中，可以生产如下结构的环形带，例如成像装置用环形带，该环形带具有包括至少三层的结构，中间层被设置在最外层和底层之间，并且中间层由热分解温度低于最外层和最底层中每一层的析出温度的材料构成。该环形带通过如下方法制造在刚性体上形成并固定所述最外层，依次设置中间层和底层，中间层和底层相对，并且从底层的内侧向最外层挤压底层以形成具有至少三层的环形带。
由具有低热分解温度的材料构成的中间层优选设置在最外层的内侧或最内层的外侧。
术语“具有低热分解温度的材料”不限于构成中间层的树脂(中间层的基础树脂)，也包括混合剂(compounding agent)等。
本发明包括具有多个中间层的情况，只要有一层由具有低热分解温度的材料构成即可。
在从底层的内侧向最外层挤压底层的膨胀加压步骤中，底层被膨胀或拉伸。同时可以进行如抽真空或加热处理。当最外层由具有差粘接性的材料构成时，可进行其它步骤，例如，使内表面经受提高粘性的处理的步骤。
本发明提供制造如上所述环形带的方法，其中环形带具有三层，刚性体是外筒，所述设置步骤包括表面层形成子步骤和复合体形成子步骤，所述膨胀加压步骤包括热粘接子步骤，所述表面层形成子步骤包括在外筒的内表面上形成表面层并将其固定，所述表面层由聚四氟乙烯(PTFE)和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚(PFA)中的至少一种作为基材构成，所述复合体形成子步骤包括形成圆筒形复合体，该复合体具有设置在基层上的弹性层，所述弹性层由弹性体构成，所述基层由选自聚酰亚胺(PIs)、聚酰胺酰亚胺(PAIs)和聚偏二氟乙烯(PVDFs)中的至少一种材料构成，和所述热粘接子步骤包括通过热粘接将表面层结合到所述复合体的弹性层。
在本发明中，所述三层环形带中的表面层的基材(即基础树脂)是四氟乙烯(PTFE)和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚中的至少一种，即它们中的一种或两种的混合物作为基础(基材)。在含氟的聚合物中，PTFE和PFA中每个都具有优异的表面电阻率、优异的无污染特性、高(大)接触角。另外，附着物如调色剂可以干净地分离。
弹性层由具有弹性力的弹性体构成。
基层由聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等构成，从这些材料各自具有适合于成像装置用环形带的拉伸模量并且各自对于弹性层都具有合适的粘接性这个角度来看它们都特别地令人满意。
在本发明中，如上所述，具有如此优异层的环形带通过以下方法制造在外筒的内表面上形成和固定表面层，单独地形成具有基层和弹性层的圆筒形复合体，通过热粘接将圆筒形复合体的弹性层的外表面粘接到表面层的内表面。
在热粘接中，加压是在真空下以弹性层的熔点或更高的温度在0.1MPa或更高压力下进行的，优选1Mpa或更高。
可以生产大环形带(具有100毫米或更大的直径)，例如成像装置用环形带。另外，可以容易地生产小于30微米、特别是约1微米的薄表面层。另外，也可以生产厚表面层。
本发明提供一种制造环形带的方法，该带包括具有优异的特定属性的层的组合。注意，表面层、弹性层和基层分别对应于最外层、中间层和底层。
在环形带中，特别是，使用微细颗粒如调色剂的装置用环形带，例如成像装置用环形带，为了提高调色剂脱离特性，优选减小表面层的表面粗糙度。在本发明中，该要求可以仅通过将外筒的内表面经过镜面磨光而容易地获得。
本发明提供一种制造环形带的方法，其中外筒的内表面是镜面磨光的(mirror-finished)。
由于表面层形成在外筒的内表面，复合体需要形成在外筒上。复合体可以通过在圆筒形模具上形成基层、在基层上形成弹性层、从圆筒形模具上分离具有基层和弹性层的复合体的步骤而有效地生产。
本发明提供了制造如上所述的环形带的方法，其中复合体形成子步骤包括基层形成子子步骤(subsubstep)，在圆筒形模具上形成基层；弹性层形成子子步骤，在所述基层上形成所述弹性层；复合体形成子子步骤，从所述圆筒形模具上分离具有基层和弹性层的复合体以形成所述圆筒形复合体。
所述表面层在所述外筒的内表面上形成以后，需要将所述表面层结合到单独形成的圆筒形复合体的所述弹性层上，该复合体具有基层和弹性层。
在热粘接中，如下方法是有效的并且优选的，即所述圆筒形复合体插入所述外筒的内侧以后，对所述复合体加热，使其膨胀从而结合到设置在所述外筒的内表面上的表面层。
所述方法的例子包括采用爆炸物质(explosive)爆炸力的方法。利用热膨胀系数差异的方法是优选的因为加热装置可以共用。
具体地说，如下方法是一种有效的方法，即将热膨胀系数高于所述圆筒形复合体的芯插入圆筒形复合体中，将芯插入外筒，对外筒与芯加热，通过热粘接将表面层结合到复合体。
本发明提供了制造上述环形带的方法，其中热粘接子步骤包括第一芯插入子子步骤，将芯插入圆筒形成复合体的内侧，所述芯与外筒相比具有较大的热膨胀系数；第二芯插入子子步骤，将设置在所述复合体中的所述芯插入所述外筒；和压力热粘接子子步骤，加热外筒和芯，在压力作用下通过热粘接以将表面层结合到复合体的弹性层。
芯优选由与金属外筒相比热膨胀系数大很多的材料构成。例如，芯优选由尼龙(尼龙6(商标名称MC尼龙))或氟树脂构成，其中尼龙的热膨胀系数约是8.0×10-5/℃，氟树脂的热膨胀系数约是14×10-5/℃。
本发明提供了用于制造上述的环形带的方法，其中所述芯由尼龙或氟树脂构成。
作为另一个优选方法，其中芯由柔性弹性材料，如硅橡胶构成，利用压力机等，在轴向挤压圆筒形芯的两端(面)，从而使中间部分膨胀并且直径增大，从而将芯挤压至外筒。
本发明提供了用于制造上述环形带的方法，其中所述热粘接子步骤包括第一芯插入子子步骤，将芯插入圆筒形复合体的内侧，所述芯由弹性材料构成；第二芯插入子子步骤，将设置在所述复合体中的所述芯插入所述外筒；芯加压子子步骤，通过压设置在外筒中的芯的两端，以使芯膨胀并增加芯中间部分的直径，从而将所述复合体的所述弹性层挤压至所述表面层；和压力热粘接子子步骤，在对芯的两端加压的同时，加热外筒和芯，在压力作用下通过热粘接以将表面层粘合到复合体的弹性层。
采用流体压力的方法作为另一个优选的方法。在该方法中，结合是在真空环境下加热而进行的。所以，不会产生气体混入，可得到可靠的结合。甚至当使用上述的芯时，热粘接也优选在真空的环境下进行。
本发明提供了制造上述环形带的方法，其中热粘接子步骤包括水袋插入子子步骤，圆筒形复合体配合于中空圆筒形水袋的周边，该水袋具有封闭的端部并且通过调整水袋中流体的压力能改变水袋的半径，并且将配合了复合体的水袋插入表面层的内侧，该表面层固定到所述外筒的内表面；真空子子步骤，在完成所述水袋插入子子步骤以后，对所述水袋周围的区域进行抽真空；加压子子步骤，在完成所述水袋插入子子步骤以后，通过增加所述水袋中流体的压力来增加所述水袋的直径，将所述复合体的外周挤压至所述表面层的内周，所述复合体设置在水袋的周边；结合子子步骤，在完成所述真空子子步骤和所述加压子子步骤以后，加热真空室的内部，以将所述复合体的外周粘合到表面层的内周。
在这种制造方法中，具有基层和弹性层的复合体配合在具有封闭端的中空圆筒形水袋的周围。所形成的带有复合体的水袋插入固定在外筒的内表面的表面层的内侧。对水袋周围的区域抽真空。用泵使水袋中流体的压力增加，调整压力以增加和复合体设置在一起的水袋的直径，因此将设置在水袋的周围的复合体的外周挤压至表面层的内周。加热真空室以将表面层结合到复合体。结合完成以后，压力释放到大气压力。冷却以后，水袋中流体的压力减少从而减小水袋的直径。然后，水袋从树脂环形带中取出，表面层紧紧地结合到复合体中。
最后，将树脂环形带与外筒的内表面分离。
水袋可以由任何材料构成，只要直径可以通过其中的流体进行控制。
术语“流体”不限于水，还包括气体、硅油等。特别地，当结合在150℃或更高进行时，由于油的蒸汽气压低，油比水优选。
用于调整压力的泵不限于泵，只要水袋中的压力可以被控制和调整即可。
在真空中进行结合的原因是防止在结合面之间产生混入气体而形成空隙。
在表面层的内表面和复合体的外表面结合的情况下，如果形成表面层的内表面并将其固定在金属外筒上，在将复合体从其内侧沿径向挤压至外侧的同时进行结合，可以实现可靠的结合和满意的尺寸精度。
在真空下进行结合，则可消除如在结合面之间的混入气体的问题，并且保证满意的结合和尺寸精度。
在结合过程中，沿径向方向，从内侧向外侧压表面层，在水袋中通过控制水袋中的流体压力，可以改变直径，因此便于在结合前将水袋插入表面层的内侧，并且结合后从多层环形带中分离水袋。水袋优选由硅橡胶构成。因此，在树脂层的结合过程中被压的圆筒形部分在达到约200℃到250℃的温度时是柔性的。另外，水袋相对于树脂而言具有满意的脱离性。因此，在完成结合处理以后，容易地将水袋与树脂环形带分离，该环形带具有与复合体结合的表面层。
本发明提供了用于制造上述环形带的方法，其中水袋的周边由硅橡胶构成。
本发明用于制造环形带的上述方法包括在外筒的内表面上形成和固定表面层；单独地形成圆筒形复合体，该复合体具有设置在基层外周的弹性层，并且将圆筒形复合体配合于芯或水袋；在加热作用下，膨胀芯或水袋，优选在加热和真空下；并且通过热粘接将表面层的内表面结合到复合体的外周。但是，环形带也可以如下生产通过在表面层的内表面而不是在外周形成弹性层；仅将圆筒形弹性层配合到芯或水袋；在加热下膨胀芯或水袋，优选在加热和真空下；并且通过热结合将表面层的内表面结合到复合体的外周；并且通过热粘接进一步紧紧地将表面层结合到弹性层。下面描述相应于本发明的优选实施例。
本发明提供用于制造环形带的方法，该方法包括在外筒的内表面上形成表面层，在表面层的内表面上形成弹性层，其中所述环形带有三层，所述刚性体是外筒，所述设置步骤包括复合体形成子步骤和基层形成子步骤，所述膨胀加压步骤包括热粘接子步骤，所述复合体形成子步骤包括在外筒的内表面形成表面层并将其固定，所述表面层由聚四氟乙烯(PTFE)和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚(PFA)中的至少一种作为基材构成，并且在所述表面层的内表面形成由弹性体构成的弹性层，所述基层形成子步骤包括在圆筒形模具上形成基层，所述基层由选自聚酰亚胺(PIs)、聚酰胺酰亚胺(PAIs)和聚偏二氟乙烯(PVDFs)中的至少一种材料构成，和所述热粘接子步骤包括从圆筒形模具上分离所述基层，通过热粘接将所述圆筒形基层结合到所述复合体的所述弹性层，并且通过热粘接进一步紧紧地将所述表面层结合到所述弹性层。
本发明提供的上述用于制造环形带的方法，其中所述外筒的所述内表面是镜面磨光的。
本发明提供的上述用于制造环形带的方法，其中所述热粘接子步骤包括第一芯插入子子步骤，将芯插入所述圆筒形基层的内侧，所述芯的热膨胀系数大于外筒的热膨胀系数；第二芯插入子子步骤，将设置在所述基层的所述芯插入所述外筒；和压力热粘接子子步骤，加热外筒和芯，在压力作用下通过热粘接将复合体的弹性层结合到所述基层，而且将所述表面层紧紧地结合到所述弹性层。
本发明提供的上述用于制造环形带的方法，其中所述芯由尼龙或氟树脂构成。
本发明提供的上述用于制造环形带的方法，其中所述热粘接子步骤包括第一芯插入子子步骤，将芯插入圆筒形基层的内侧，所述芯由弹性材料构成；第二芯插入子子步骤，将设置在所述基层中的所述芯插入所述外筒；和芯加压子子步骤，通过挤压设置在所述外筒中的所述芯的两端，使所述芯膨胀并且增加所述芯的所述中间部分的直径，以将所述基层挤压至所述弹性层；和压力热粘接子子步骤，挤压所述芯的两端的同时，加热所述外筒和所述芯，在压力作用下通过热粘接将所述基层结合到所述复合体的所述弹性层，而且将所述表面层紧紧地结合到所述弹性层。
本发明提供的上述用于制造环形带的方法，其中所述热粘接子步骤包括水袋插入子子步骤，使所述基层配合在中空水袋的周边，该水袋具有封闭的端部并且通过调整水袋中流体的压力能改变水袋的半径；并且将配合于基层的水袋插入所述复合体的内侧，该复合体固定到所述外筒的内表面；真空子子步骤，在完成所述水袋插入子子步骤以后，对所述水袋周围的区域进行抽真空；加压子子步骤，在完成所述水袋插入子子步骤以后，通过增加所述水袋中流体的压力来增加所述水袋的直径，将所述基层的外周挤压至所述弹性层的内周，所述基层设置在水袋的周边；和粘接子子步骤，在完成所述真空子子步骤和所述加压子子步骤以后，加热真空室的内部以将所述基层的外周结合到所述弹性层的内周，并且通过热粘接将所述表面层结合到所述弹性层。
本发明提供的上述用于制造环形带的方法，其中所述水袋的所述周边由硅橡胶构成。
构成弹性层的弹性体的例子包括聚氨酯、丙烯腈丁二烯橡胶、乙烯橡胶、硅橡胶和聚酰胺。优选使用聚氨酯。
从体积电阻率稳定性的方面考虑，优选使用离子导电弹性体。
本发明提供的上述用于制造环形带的方法，其中所述弹性体是聚氨酯。
上述的用于制造环形带的方法，特别地适合用于制造成像装置用环形带的方法。
本发明提供的上述用于制造环形带的方法，其中所述环形带是成像装置用环形带。
通过上面描述的方法产生的环形带具有较大的表面电阻率、优异的调色剂脱离特性、优异的无污染特性、稳定的体积电阻率、在表面层和弹性层之间优异的粘接，不会产生不利的污染物泄漏，因此可以用于高质量图像。
本发明提供由任何上述的制造方法生产的环形带。
环形带特别适合于成像装置用环形带。
本发明提供成像装置用环形带，该环形带由任何上面描述的制造方法生产。
在成像装置用环形带中，表面层优选具有1到15微米的厚度，弹性层优选具有50到300微米的厚度，基层优选具有30到100微米的厚度。
本发明的环形带，具体地，成像装置用环形带，包括用于成像装置的转印和定影环形带，其中用转印和定影环形带同时进行转印和定影。从更高效率的角度来看，本发明特别优选地应用于这样一种成像装置用转印环形带。
依据本发明，可以容易地生产具有至少三层结构的环形带，中间层设置在最外层和底层之间，中间层由热分解温度低于最外层和底层中每一层的析出温度的材料构成。
环形带包括由含氟树脂构成的表面层、弹性层和由含酰亚胺构成的基层，因此具有较大的表面电阻率、优异的调色剂脱离性、优异的无污染特性、稳定体积电阻率以及类似特性，并保证在表面层和弹性层之间满意的粘接，不会产生不利的污染物泄漏。生产这样的环形带是可能的，特别是，成像装置用环形带，无需过多的投入、过长的时间周期，不会产生弹性层的熔化或弹性层的热变形。
图1是表示复合体形成在外筒的内表面的状态的示意图。
图2是表示复合体形成在鼓形模具的外表面的状态的示意图。
图3是表示在复合体中装配好芯的状态的示意图。
图4是表示装配在复合体中的芯插入设置在外筒的内表面的表面层的内侧中的状态的示意图。
图5是依照本发明实施例的成像装置用环形带的截面图。
图6是表示装配在基层的芯插入设置在外筒的内表面的复合体的内侧的状态的示意图。
图7是表示用于使用水袋将表面层结合到复合体的装置结构示意图。
图8是表示用该装置进行结合的状态的示意图。
图9是表示用于成像装置的具有转印带的图像转印系统的说明性示意图。
具体实施例方式
以实施本发明的最佳方式为基础，将在下面进行详细描述本发明。本发明不受下面描述的实施例的限制。在本发明相同或等价的范围内，可对下面实施例进行不同的改变。
第一实施例在该实施例中，将包括设置在基层外侧上的弹性层的复合体插入表面层的内侧，并且采用芯来结合表面层和弹性层。
如图1所示，通过浸渍将PTFE(熔点327℃，热分解温度400℃)施加在外筒8的内表面，以及在380℃进行烘焙而形成表面层9，所述圆筒8具有镜面磨光的内表面并由热膨胀系数为1.76×10-5/℃的钢(不锈钢)构成。
如图2所示，鼓形模具10的表面用碳进行导电处理。具有调整的体积电阻率的聚酰亚胺形成其上并且在380℃烘焙以形成基层11。通过浸渍将赋予离子导电性的水性聚氨酯(熔点120℃，热分解温度180℃)施加在基层11上并且干燥以形成弹性层12。通过在水性聚氨酯(aqueous urethane)中分散离子导体来进行离子导电性处理。
将设置在鼓形模具表面上的基层11和弹性层12的复合体从鼓形模具10上分离。如图3所示，将生成的圆筒形复合体配合到芯13的周边，芯13由具有8.0×10-5/℃的热膨胀系数的尼龙6(MC尼龙，由Mippon PolypencoLimited制造)构成。
如图4所示，将具有基层11和弹性层12的芯13插入外筒8，并且在真空下加热到150℃，该圆筒具有设置在其内表面的表面层9。由于外筒8和芯13的热膨胀系数的差，通过加热产生热膨胀的芯13，在由图4所示的箭头示出的方向上，挤压至外筒8的内表面。结果，具有基层11和弹性层12的复合层的弹性层12紧紧地和表面层9通过热粘合牢固地结合在一起，形成图5所示的三层复合体。对芯13和外筒8冷却。将三层复合体与这些部件分离，以产生成像装置用环形带。
在这种情况下，镜面磨光的外筒产生了表面层的镜面磨光的外表面。而且，复合体容易从外筒上分离。
生成的成像装置用环形带包括设置在厚为65微米的基层(聚酰亚胺)上的厚为200微米的弹性层(离子导电聚氨酯)和厚度为7微米的表面层(PTEE)。可以生产出具有优异的表面电阻率、优异的调色剂脱离性和优异的无污染特性的成像装置用环形带。
第二实施例将表面层无渗漏地紧紧地结合在弹性层上。在该实施例中，弹性层形成在由含氟聚合物构成的表面层的内表面上。通过热粘接，将基层结合在弹性层的内表面。通过热粘接，将表面层进一步紧紧地结合到弹性层上。
以和第一实施例相同的方式，通过浸渍，将PFA(由E，I，Du Pont deNemours&Company Inc.制造的350J分散体，粒径为0.2微米)(熔点295℃)施加到外筒8的内表面，在380℃烘焙以形成表面层，其中圆筒8具有镜面磨光的内表面并且由热膨胀系数为1.76×10-5/℃的钢构成。
对表面层的内表面进行粘合改良处理，如等离子处理或自由基处理。通过浸渍，施加已经赋予离子导电性的聚氨酯(熔点120℃，热分解温度180℃)，并且干燥以形成弹性层。
通过在水性聚氨酯中分散离子导体进行离子导电处理。
以和第一实施例中相同的方法，在鼓形模的表面上形成基层。然后，将基层从鼓形模具上分离。将生成的圆筒形基层配合到由柔性硅橡胶构成的芯的周边。
如图6所示，将具有基层11的芯16插入具有表面层9和弹性层12的外筒8中。由尼龙6构成的盘状隔板15挤压门隔离层(gate-insulating layer)16的两端。然后，在140℃进行加热20分钟。由于如图6中的P指示的压力，芯16的中间部分将膨胀，即芯16的直径将会增加。但是，由于金属外筒8基本上不变形，在热和压力作用下通过热粘接将基层11结合到弹性层12上。通过热粘接，将表面层9进一步紧紧地结合到弹性层12上。因此，生产出与图5中所示的类似的三层复合体。
芯16比表面层9、基层11和弹性层12中每一个层宽度稍长，这样在施压过程中，仅仅施加从芯16到外筒8的方向上的压力。
隔板15带有线14和用于抽真空的真空泵62。这样，抽真空可以在加压之前进行。
下面，整体冷却。释放压力，使压力回到大气压力下，并且取出芯16。三层复合体从外筒8上分离以产生成像装置用环形带。
生成的成像装置用环形带，包括设置在厚为60微米的基层(聚酰亚胺)上的厚为200微米的弹性层(离子导电聚氨酯)和厚度为5微米的表面层(PFA)。可以生产出具有优异的表面电阻率、优异的调色剂脱离性和优异的无污染特性的成像装置用环形带。
另外，成像装置用环形带的体积电阻率用弹性层12稳定地控制。
进一步，弹性层没有渗漏地紧紧地结合在基层和表面层上第三实施例在该实施例中，构成表面层的含氟聚合物由70份的PFA和30份的PTEE构成。如第一实施例那样生产复合体。采用水袋来结合表面层和复合体。
首先，对装置进行描述。
参考图7和图8描述表面层和复合体的结合。图7表示整个水袋50，由水袋实线标出的中间部分51、由虚线标出的直径增加时的中间部分52、设置在中间部分的上下端的端板(面板)55、泵59、真空室60、真空室的盖61和真空泵62。图8示出了可分离的电加热器70。
水袋50整体上是液体的容器。中间部分51由硅橡胶构成。因此，如图7所示，中间部分51可以通过用泵59增加容纳的液体的压力而膨胀。为了自支撑，中间部分51的厚度为10毫米。这不会影响膨胀性。
硅橡胶的中间部分的厚度轻微地变小，从而使得水袋50从附着物的中间部分膨胀。
真空室60是一种容器。真空室60按这种方式配置，使得在真空室60与泵59相连的情况下，具有半成品树脂带缠绕其周边的水袋50相对于真空室60的内侧可分离地连接到泵59。因此，将可以打开和关闭的盖61设置在真空室60的上侧。真空泵62连接到真空室60的内部。
实际上，这些部件具有更复杂的结构。例如，水袋50的中间部分51用复杂的密封机构连接到端板55。但是，该复杂结构远离本发明的相关的要旨，因此没有示出。
下面参考图8描述进行结合的状态。
图8表示了这样状态，其中带有基层11和弹性层12构成的复合体半成品的水袋50设置在具有固定在其内表面的表面层9的外筒8上，该外筒8设置在真空室60中，并且水袋内含液体的压力在真空环境下升高。
结果，由三层树脂层形成的半成品的树脂带被压到外筒8的内表面，同时在水袋50的中间部分52在内部压力下膨胀。
此时，外筒8由不锈钢制成，因此不会变形。中间部分51和52由由硅橡胶构成的膜形成，因此，当水袋50中的流体压力增加到100大气压时，水袋50整体均匀地将树脂层挤压至外筒8的内表面，不管在两端的端板55的存在。
在这一点上，真空室60内的空气用真空泵62排出以在真空室60中获得真空。
在真空室60的内部保持在120℃，同时保持这个状态以加热三层环形树脂20分钟。在加热期间膨胀的水袋50中间部分52均匀地挤压至外筒8的内表面以产生三层树脂带，该树脂带具有紧紧地结合到具有基层11和弹性层12的复合体的表面层9。
然后，将真空室60中的压力释放到大气压力，温度降低到室温。水袋50中的流体压力降低。在内表面上具有三层树脂层的外筒8从真空室60中取出。三层树脂带从外筒8上分离以获得成像装置用环形带。
生成的成像装置用环形带，包括设置在厚为60微米的基层(聚酰亚胺)上的厚为200微米的中间层(聚氨酯)和厚度为5微米的表面层(PFA和PTFE)。可以生产出具有优异的表面电阻率、优异的调色剂脱离性和优异的无污染特性的成像装置用环形带。
另外，中间层和表面层之间的粘接是满意的。
第四实施例在该实施例中，表面层和第三实施例相同。用与第二实施例相同的方法，在表面层内表面形成弹性层。圆筒形基层以和第二实施例相同的方法形成。以和第三实施例相同的方式，用水袋通过热粘接将弹性层结合到基层。进而通过热粘接，表面层紧紧地粘合到弹性层上。
在该实施例中也可以生产非常优异的环形带。
制造环形带的方法和技术内容(如材料)，基本与上面描述的实施例相同。因此，在此省略详细的描述。
权利要求
1.一种用于制造环形带的方法，该环形带具有包括至少三层的结构，中间层被设置在最外层和底层之间，并且中间层由热分解温度低于最外层和底层中每一层的析出温度的材料构成，该方法包括设置步骤，将最外层固定到刚性体的内侧，并且依次设置中间层和底层，中间层与底层相对；和膨胀加压步骤，从底层的内侧向最外层挤压底层，以形成具有至少三层的环形带。
2.如权利要求1所述的环形带的制造方法，其中所述环形带具有三层，刚性体是外筒，所述设置步骤包括表面层形成子步骤和复合体形成子步骤，所述膨胀加压步骤包括热粘接子步骤，所述表面层形成子步骤包括在外筒的内表面上形成表面层并将其固定，所述表面层由聚四氟乙烯(PTFE)和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚(PFA)中的至少一种作为基材构成，所述复合体形成子步骤包括形成圆筒形复合体，该复合体具有设置在基层上的弹性层，所述弹性层由弹性体构成，所述基层由聚酰亚胺(PIs)、聚酰胺酰亚胺(PAIs)和聚偏二氟乙烯(PVDFs)中的至少一种构成，和所述热粘接子步骤包括通过热粘接将表面层结合到所述复合体的弹性层。
3.如权利要求2所述的制造环形带的方法，其中所述外筒的内表面是镜面磨光的。
4.如权利要求2或3所述的制造环形带的方法，其中所述复合体形成子步骤包括基层形成子子步骤，在圆筒形模具上形成基层，弹性层形成子子步骤，在所述基层上形成所述弹性层，和复合体形成子子步骤，从所述圆筒形模具上分离具有基层和弹性层的复合体，以形成所述圆筒形复合体。
5.如权利要求2所述的环形带的制造方法，其中热粘接子步骤包括第一芯插入子子步骤，将芯插入圆筒形复合体的内侧，所述芯与外筒相比具有较大的热膨胀系数，第二芯插入子子步骤，将设置在所述复合体中的所述芯插入所述外筒，和压力热粘接子子步骤，加热所述外筒和芯，在压力作用下通过热粘接将表面层结合到复合体的弹性层。
6.如权利要求5所述的环形带制造方法，其中所述芯由尼龙或氟树脂构成。
7.如权利要求2所述的环形带制造方法，其中所述热粘接子步骤包括第一芯插入子子步骤，将芯插入圆筒形复合体的内侧，所述芯由弹性材料构成，第二芯插入子子步骤，将设置在所述复合体中的所述芯插入所述外筒，芯加压子子步骤，通过挤压设置在所述外筒内的所述芯的两端，使芯膨胀并且增加所述芯的所述中间部分的直径，将所述复合体的所述弹性层挤压在所述表面层上，压力热粘接子子步骤，在对所述芯的两端挤压的同时，加热外筒和芯，在压力作用下通过热粘接将表面层粘合到复合体的弹性层。
8.如权利要求2所述的环形带制造方法，其中所述热粘接子步骤包括水袋插入子子步骤，圆筒形复合体配合到中空圆筒形水袋的周边，该水袋具有封密的端部，并且通过调整水袋中流体的压力能改变水袋的半径，并且将与复合体配合的水袋插入表面层的内侧，该表面层固定到所述外筒的内表面，真空子子步骤，在完成所述水袋插入子子步骤以后，对所述水袋周围的区域抽真空，加压子子步骤，在完成所述水袋插入子子步骤以后，通过增加所述水袋中流体的压力来增加所述水袋的直径，从而将设置在水袋周边的所述复合体的外周挤压至所述表面层的内周，和结合子子步骤，在完成所述真空子子步骤和所述加压子子步骤以后，加热真空室的内部以将所述复合体的外周结合到表面层的内周。
9.如权利要求8所述的环形带的制造方法，其中所述水袋的外周面由硅橡胶构成。
10.如权利要求1所述的环形带的制造方法，其中所述环形带具有三层，所述刚性体是外筒，所述设置步骤包括复合体形成子步骤和基层形成子步骤，所述膨胀加压步骤包括热粘接子步骤，所述复合体形成子步骤包括在外筒的内表面形成表面层并将其固定，所述表面层由聚四氟乙烯(PTFE)和四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚(PFA)中的至少一种作为基材构成，并且在所述表面层的内表面形成由弹性体构成的弹性层，所述基层形成子步骤包括在圆筒形模具上形成基层，所述基层由选自聚酰亚胺(PIs)、聚酰胺酰亚胺(PAIs)和聚偏二氟乙烯(PVDFs)中的至少一种材料构成，和所述热粘接子步骤包括从圆筒形模具上分离所述基层，通过热粘接将所述圆筒形基层结合到所述复合体的所述弹性层，并且通过热粘接进一步紧紧地将所述表面层粘合到所述弹性层。
11.如权利要求10所述的环形带制造方法，其中所述外筒的所述内表面是镜面磨光的。
12.如权利要求10所述的环形带制造方法，其中所述热粘接子步骤包括第一芯插入子子步骤，将芯插入所述圆筒形基层的内侧，所述芯与外筒相比具有较大的热膨胀系数，第二芯插入子子步骤，将设置在所述基层的所述芯插入所述外筒，和压力热粘接子子步骤，加热外筒和芯，在压力作用下通过热粘接将复合体的弹性层结合到所述基层，而且将所述表面层进一步紧紧地结合到所述弹性层。
13.如权利要求12所述的环形带制造方法，其中所述芯由尼龙或氟树脂构成。
14.如权利要求10所述的环形带制造方法，其中所述热粘接子步骤包括第一芯插入子子步骤，将芯插入圆筒形基层的内侧，所述芯由弹性材料构成，第二芯插入子子步骤，将设置在所述基层中的所述芯插入所述外筒，和芯加压子子步骤，通过挤压设置在所述外筒的所述芯的两端，使所述芯膨胀并且增加所述芯的中间部分的直径，以将所述基层挤压至所述弹性层，和压力热粘接子子步骤，在对芯的两端加压的同时，加热所述外筒和所述芯，在压力作用下通过热粘接将所述基层结合到所述复合体的所述弹性层，而且将所述表面层进一步紧紧地结合到所述弹性层。
15.如权利要求10所述的制造环形带的方法，其中所述热粘接子步骤包括水袋插入子子步骤，使所述基层配合在中空水袋的周边，该水袋具有封闭的端部并且通过调整水袋中流体的压力能改变水袋的半径，并且将配合有基层的水袋插入所述复合体的内侧，该复合体固定到所述外筒的内表面，真空子子步骤，在完成所述水袋插入子子步骤以后，对所述水袋周围的区域进行抽真空，加压子子步骤，在完成所述水袋插入子子步骤以后，通过增加所述水袋中流体的压力来增加所述水袋的直径，从而将所述基层的外周挤压至所述弹性层的内周，所述基层设置在水袋的周边，和结合子子步骤，在完成所述真空子子步骤和所述加压子子步骤以后，加热真空室的内部以通过热粘接将所述基层的外周结合到所述弹性层的内周，并且将所述表面层进一步紧紧结合到所述弹性层。
16.如权利要求15所述的环形带的制造方法，其中所述水袋的所述周边由硅橡胶构成。
17.如权利要求2所述的环形带的制造方法，其中所述弹性体是聚氨酯。
18.如权利要求1所述的环形带的制造方法，其中所述环形带是成像装置用环形带。
19.通过权利要求1所述的方法制造的环形带。
20.成像装置用环形带，所述环形带通过权利要求1所述的方法制造。
全文摘要
本发明提供一种环形带，该带具有至少三层的结构，中间层设置在最外层和底层之间，所述中间层由热分解温度低于最外层和底层中任一个的析出温度的材料构成，还提供一种生产这种环形带的方法。这里提供的环形带具有高表面电阻率、优异的调色剂脱离性能、优异的无污染性、稳定的体积电阻率、表面层和弹性层之间优异的粘接等性能，不产生污染物有害的泄漏。还提供了制造这种环形带的方法。
文档编号G03G15/00GK101075120SQ20071012928
公开日2007年11月21日 申请日期2007年2月6日 优先权日2006年2月6日
发明者池田一秋 申请人:住友电工超效能高分子股份有限公司