(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波溶着法により、フィルム両端を互いに接合して、無端ベルトを製造する方法において、前記接合に際しては、フィルム両端を重ね合わせ、そのフィルムの重ね合わせ部に粘着テープを貼って、超音波振動を与えることを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項２】
前記粘着テープの基材の軟化点温度が、前記フィルムの基材の軟化点温度より高いことを特徴とする請求項１に記載の、無端ベルトの製造方法。
【請求項３】
フィルム基材の材質が、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、セロハン、アセテート、ポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の、無端ベルトの製造方法。
【請求項４】
粘着テープの基材の材質が、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、セロハン、アセテート、ポリテトラフルオロエチレンであることを特徴とする、請求項１ないし３の何れかに記載の無端ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波融着法により、フィルム両端を互いに接合して、無端ベルトを製造する方法、それによって得られる無端ベルト、また、その無端ベルトを有する、電子写真方式の複写機、プリンタなどの、画像形成装置の転写材担持部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、熱可塑性樹脂フィルムは、その可成りの種類のものが、互いに当接し、押圧した状態で、外部からの加熱による熱エネルギー供給により軟化することで、容易に接合することができる。ところが、同じ熱可塑性樹脂フィルムでも、ポリエチレンテレフタレートフィルムのように、軟化状態での熱溶着性のないフィルムの場合、上記方法では満足に接合できない。そこで、接合部に押圧力を負荷した状態で、超音波振動を与えて、接触面を局部的に溶融し、一体化する接合方法が行われている。
【０００３】
このような、超音波振動を利用して接合するための一般的な装置は、超音波発信器、それに固定されたホーン、ホーンと対向する位置に配置されたベース台、及び、ホーンに押圧力を与える機構などにより構成されていて、ホーンとベース台との間で、フィルムを挟圧するようになっている。
【０００４】
従って、熱溶着性（ヒートシール性）が無い熱可塑性樹脂フィルムの場合でも、その接合部は、超音波ホーンとベース台とに挟持され、押圧力を受けている状態で超音波振動を受けることにより、容易に溶着する（図２を参照）。この場合、熱可塑性樹脂フィルムは、具体的には、その両端部分を重ね合わせて、超音波ホーン１３とベース台１４で挟持され、押圧下で超音波融着される。
【０００５】
この方法では、フィルムの両端部分は、互いに強固に接合したように見えるが、実際は、それらの接触面のみが溶着しているだけであり、フィルムに対して、斜め方向の力やねじれ力が加えられると、簡単に剥離するという問題がある。その上、重ね合わせにより、接合部が肉厚となり、接合されたフィルムの平坦度が悪い。さらには、超音波溶着を行っている最中、つまり、超音波発信器に固定されたホーンが、重ね合わされたシート上を走査する過程で、重ね合わされたフィルムの部分が、微少な範囲で、位置ずれを生じて、超音波溶着部に歪みを生じる虞がある。
【０００６】
このように、図２に示すように、フィルムの両端部を接合して無端ベルトを製造する方法は、溶着強度及び接合精度において、満足ではなく、また、フィルム接合部も平坦にはならないという欠点を有する。特に、このようなフィルムを画像形成装置に用いられる転写材担持部材に採用する場合、このフィルムの接合部の欠点は、致命的な問題点となる。
【０００７】
即ち、色分解像重ね合わせ転写方式のカラー画像形成装置の一つの形式として、複数の感光体に、それぞれ、異なるトナー像を形成する場合、この感光体に順次接触して、搬送される一枚の転写材に対して、位置を合わせて、各感光体上のトナー像を転写し、フルカラー画像を得るようにしたものがある。
【０００８】
この形式のカラー画像形成装置の一例は、図１に、その概略構成が示されているが、ここでは、画像形成装置は、感光ドラム１ａ〜１ｄを有し、その回りに、１次帯電気２ａ〜２ｄ、露光手段３ａ〜３ｄ、現像器４ａ〜４ｄ、転写帯電器５ａ〜５ｄ、除電放電器６ａ〜６ｄ及び７ａ〜７ｄ、感光ドラム用クリーニング装置８ａ〜８ｄが、それぞれ、配置され、更に、これらのユニットを貫通するように、感光ドラムの下方に、無端ベルト状の転写材担持部材１１が配置され、また、ウレタンブレード９を有する転写材担持部材用クリーニング装置１０が配置される。
【０００９】
転写材Ｐ’は、給紙ローラーにより給紙された後、転写材担持部材１１によって、各転写用放電器５ａ〜５ｄが配置された転写部を通して、搬送されるが、この転写材担持部材１１は、一般に、シート状誘電体フィルムの両端１２、１２を重ね合わせ、超音波融着により、接合して、無端ベルト状にしたものが使用されている。転写材担持部材１１に使用される誘電体フィルムとしては３０〜５００μｍ程度のフィルムが使用されているので、図２に示すように、接合部１５には、必然的に、概ね、その厚さだけの段差や、はみ出し部分が生じる。
【００１０】
従って、前記のクリーニング装置１０でクリーニングすると、その段差部は、クリーニングが充分できず、トナーが残るので、次に、転写材がその上に載置されると、転写材の裏面に、鮮明な筋状の裏汚れが発生する。また、転写材担持部材１１の接合部の段差や、はみ出し部分は、長期間の使用に際し、クリーニングブレード９との接触（図３を参照）、或いは、駆動ローラーへの乗り上げ（図４を参照）によって、ダメージを受け、接合部の近傍に、剥がれが生じるという問題があった。さらに、接合部は、歪みを持ち、平坦ではないため、ベルトとしての平坦度が悪く、転写材上にトナー像を転写する際、転写ムラが生じるという欠陥があった。
【００１１】
本発明は、上記事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、フィルムの溶着強度及び接合精度が充分で、かつ、平坦度が良好な接合部を与えることができる無端ベルトの製造方法を提供することである。
【００１２】
本発明のもう一つの目的は、このような特性を有する、継ぎ目のある無端ベルト、また、それを有する画像形成装置などの転写材担持部材を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、鋭意研究の結果、本発明者は、フィルムの両端を重ね合わせて、超音波発信器に固定されたホーンとベース台との間に挟持し、超音波振動を与えることで、超音波融着を行うが、その際に、重ね合わせたフィルムの上に粘着テープを貼ることにより、フィルムの接合部の段差や、はみ出し部分の形状を規正でき、融着強度及び接合精度が充分で、しかも、良好な平坦度の接合部を有する無端ベルトが得られることを発見し、本発明に到達した。
【００１４】
すなわち、本発明の無端ベルトの製造方法は、超音波溶着法により、フィルム両端を互いに接合して、無端ベルトを製造する方法において、前記接合に際しては、フィルム両端を重ね合わせ、そのフィルムの重ね合わせ部に粘着テープを貼って、超音波振動を与えることを特徴とする。
【００１５】
この場合、また、粘着テープの基材の軟化点温度は、無端ベルトを構成するフィルム基材のそれよりも高いことがよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図５は、本発明について、無端ベルト状の、画像形成装置の転写材像保持部材を、超音波融着により、製造する際の接合の状態を示すものである。図５（ａ）、（ｂ）において、フィルム２１を超音波溶着する装置は、超音波発信器（図示せず）に固定された超音波ホーン２２と、フィルムを載置する治具２３と、フィルム２１を治具２３上に固定するためのクリップ２４と、フィルム重ね合わせ部上に設けられる粘着テープ２５とを具有する。
【００１７】
クリップ２４は、スリット状の開口部２６の周囲に配置され、フィルム２１は粘着テープ２５で固定された状態で、超音波ホーン２２と治具２３とにより、挟持される。
【００１８】
このような超音波溶着装置２７において、フィルムの端部を重ね合わせた状態で、その重ね合わせ部上に粘着テープ２５を貼り付け、その状態のままで、クリップ２４により固定する。次に、クリップ２４の、スリット状開口部２６の位置において、粘着テープ２５を上部に貼ったフィルム２１を、超音波ホーン２２の先端部と治具２３との間に挟持する。この状態で押圧しながら、超音波振動を与えると、フィルム２１は、超音波エネルギーにより、粘着テープ２５を介して、溶融され、しかも、最終的に段差や、はみ出し部分の形状を矯正した、溶着強度が高く、且つ、平坦度の高い、エンドレス状の転写材担持部材を得ることができる。なお、溶着に必要な押圧力及び超音波エネルギーは、フィルムの材質、厚さ、溶着スピードなどを考慮して、適宜決めることができる。
【００１９】
この実施の形態では、図５（ｂ）に示すように、治具２３が固定され、超音波ホーン２２が移動するものであるが、他の実施の形態として、反対に、超音波ホーン２２を固定して、治具２３が移動する構成としても良い。また、超音波ホーン２２は、前述の実施の形態では、その先端がテーパー状のペンシル型であったが、フィルム幅方向に長い形状で、フィルム全幅をカバーするような、幅広のホーンの形状であってもかまわない。
【００２０】
本発明の方法で得られる無端ベルトに採用されるフィルム基材としては、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、セロハン、アセテート、ポリテトラフルオロエチレンが好ましい。
【００２１】
また、このような、無端ベルトのフィルム基材には、無機フィーラー、カーボンブラックなどの充填材や、その他、物理的特性や化学的特性などを向上する目的で、熱安定剤、光安定剤、難燃材、可塑剤、帯電防止剤などを、適宜、添加することができる。
【００２２】
さらに、本発明を適用するのが好ましいフィルムの厚さは、１〜１０００μｍ位であり、特に、３０〜５００μｍ位のフィルムが好ましい。なお、フィルム幅（接合部の長さに相当）には、何等、制限がない。また、無端ベルトの直径についても、制限がなく、５ｃｍ以下のものから数ｍ、または、それ以上のものまで広範に作製することができる。
【００２３】
図６は、本発明に用いられる粘着テープ２５の構成を示す断面図である。ここでは、基材２８の下層に、下塗層２９、粘着層３０の順序で、塗布がされており、下塗層２９は、基材と粘着層との粘着性を上げるため、もしくは、テープに着色するための層であるが、これは無くてもかまわない。また、粘着層に着色のための添加剤を加えてもかまわない。
【００２４】
粘着テープの基材２８としては、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、セロハン、アセテート、ポリテトラフルオロエチレンが挙げられる。
【００２５】
基材２８は、その軟化点温度が、無端ベルトのフィルム基材の軟化点温度よりも高い。これにより、本発明の構成で、超音波溶着を行っても、無端ベルトのフィルム基材のみが溶融し、溶着が可能となり、粘着テープとフィルム基材とが溶着することがない。また、粘着テープの基材の変形も起こらない。従って、超音波溶着後に粘着テープを剥がす事が可能となる。また、無端ベルトを使用した時に、粘着テープを、そのままの状態で残した場合には、それが溶着部の補強材として使用されることになる。
【００２６】
粘着テープの基材、粘着層の厚さは、超音波溶着を行う無端ベルトのフィルム基材の材質、厚さ、超音波による付与エネルギーの程度によって、適宜、選択されるのであって、これにより、超音波溶着部の形状を矯正することができる。
【００２７】
本発明において適用する粘着テープの厚さは、１〜１００μｍであり、特に、３〜５０μｍが好ましい。また、粘着層の厚さは、１〜１００μｍが好ましく、さらに、好ましくは１〜５０μｍであるのがよい。
【００２８】
また、本発明の方法で製造された無端ベルトを採用した、画像形成装置に用いられる転写材担持部材は、前述のように、超音波融着を行う際にフィルムの重ね合わせ部の上部に、粘着テープを貼り付けているが、この粘着テープは、その製造後において、画像形成装置の転写材担持部材として使用する時に、貼ったままでも、あるいは、剥がした状態で、使用することができる。
【００２９】
従って、超音波溶着により接合されたフィルムの接合部は、段差や、はみ出し部分の形状が矯正されており、無端ベルトの融着強度が増大し、且つ、接合精度が増し、平坦度が高くなり、ベルトクリーニング不良を起こすことなく、例えば、転写材に適用した際には、その上に均一なトナー像を得ることができる。
【００３０】
【実施例】
［実施例１］
以下、本発明の好ましい実施例を具体的に説明する。前述のように、図５に示す、例えば、画像形成装置の転写材像保持部材は、超音波融着により無端ベルト状に形成されるが、ここでは、フィルム２１としてポリカーボネートを、また、その厚さ：１００μｍ、幅：３５０ｍｍ、長さ：１４５０ｍｍを用いる。超音波溶着する装置は、前述のように、超音波発信器（図示せず）に固定された超音波ホーン２２、フィルムを載置する治具２３、フィルム１を治具２３上に固定するためのクリップ２４を用いる。また、フィルムの重ね合わせ部上には、粘着テープ２５としての基材に、ポリエチレンナフタレートフィルム（厚さ１２μｍ）を、粘着層にサイデン化学社製：サイビノールＡＴＨ−５００（１０μｍ）を用いている。
【００３１】
超音波融着装置としては、超音波工業社製のプラスチックウエルダー（ＵＥ２００Ｚ２８Ｓ−９Ｋ）を用い、図５（ａ）、（ｂ）のような構成とした。ここでは、超音波ホーン２２の押圧力：５ｋｇ／ｃｍ２  、走査スピード：１０ｍｍ／ｓｅｃで、フィルムの超音波融着を行った。
【００３２】
得られた転写材像保持部材は、図１に示すカラー画像形成装置に採用され、この画像形成装置を用いて１万枚の耐久実験を行った。その結果を表１に示す。
［実施例２］
本発明の第２の実施例は、以下の通りである。即ち、粘着テープ２５の基材としてポリイミドフィルム（厚さ：１２μｍ）を用いたことの他は、実施例１と同一の条件とした。その結果を表１に示す。
［実施例３］
本発明の第３の実施例は、以下の通りである。即ち、粘着テープ２５の基材としてポリアミドイミドフィルム（厚さ：１２μｍ）を用いたことの他は、実施例１と同一の条件とした。その結果を表１に示す。
［実施例４］
本発明の第４の実施例は、以下の通りである。即ち、フィルム２１の基材としてポリエチレンテレフタレート（厚さ：１２５μｍ）を用い、また、超音波ホーン２２の走査スピードを８ｍｍ／ｓｅｃとしたことの他は、実施例２と同一の条件とした。その結果を表１に示す。
［実施例５］
本発明の第５の実施例は、以下の通りである。即ち、粘着テープ２５の基材としてポリアミドイミドフィルム（厚さ：１２μｍ）を用いたことの他は、実施例４と同一の条件とした。その結果を表１に示す。
［比較例１］
無端ベルト製造時において、粘着テープを用いなかったことの他は、実施例１と同様にして、転写材担持部材を作成し、評価した。その結果を表１に示す。
［比較例２］
粘着テープを用いなかったことの他は、実施例４と同様にして、転写材担持部材を作成し、評価した。その結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
0003604814.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具現化し得るカラー画像形成装置の一例の概略構成図である。
【図２】（ａ）で超音波溶着によるフィルム接合法を示し、（ｂ）で超音波溶着によるフィルム接合法により接合された接合部分を示す概念図である。
【図３】画像形成装置の転写材における転写材担持部材のクリーニング方式の概念図である。
【図４】超音波溶着によるフィルム接合法により接合された接合部分が、駆動ローラー部に乗り上げたときの状況を示す概念図である。
【図５】本発明におけるフィルム接合法を示す概念図である。
【図６】本発明に使用される粘着テープの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
２１    フィルム
２２    超音波ホーン
２３    治具
２４    クリップ
２５    粘着テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003604814.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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