(57)【要約】【課題】  製造時及び画像形成装置装着時のいずれににおいても折れ跡が付きにくい無端ベルトを提供すること。【解決手段】  電子写真方式の画像形成装置に用いられる無端ベルトであって、円筒状ベルト部分と、ベルト幅方向の片端部若しくは両端部に、前記円筒状ベルト部分よりも円筒内周方向に向かって膜厚が厚くなっている端部厚み部分と、を有し、且つ、上記円筒状ベルト部分と端部厚み部分とが、一体成形されていることを特徴とする無端ベルト。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置に用いられる無端ベルトであって、
円筒状ベルト部分と、ベルト幅方向の片端部若しくは両端部に、前記円筒状ベルト部分よりも円筒内周方向に向かって膜厚が厚くなっている端部厚み部分と、を有し、
且つ、上記円筒状ベルト部分と端部厚み部分とが、一体成形されていることを特徴とする無端ベルト。
【請求項２】
円筒状芯体の外周面に樹脂皮膜を形成して請求項１に記載の無端ベルトを得る無端ベルトの製造方法であって、
上記円筒状芯体として、少なくとも軸方向の片端部に、外径が小さくなっている部分を有する円筒状芯体を用いることを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項３】
像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された前記像担持体表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにより可視像化しトナー像を得る現像手段と、前記トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、前記記録媒体上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を少なくとも有する画像形成装置であって、
前記転写手段における中間転写ベルト又は転写搬送ベルトとして、或いは、前記定着手段における定着ベルトとして、請求項１に記載の無端ベルトを用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に好適に用いることができる無端ベルト、該無端ベルトの製造方法、及び該無端ベルトを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置には、中間転写ベルト（感光体上に形成されたトナー画像を、紙などの記録媒体に転写する前に、一旦前記トナー像を中間転写ベルト上に転写して、その後中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体に転写して画像を得るために用いるベルト）、転写搬送ベルト（像担持体上のトナー像を、紙などの記録媒体に転写し、かつ該記録媒体を搬送するために用いるベルト）、定着ベルトといったベルトが用いられている。
【０００３】
前記ベルトの製造方法として、芯体を回転させながら高粘度の樹脂溶液をディスペンサーにより供給し、かつディスペンサーを芯体の軸方向に移動し、らせん状に巻回して塗布して樹脂被膜を形成し、芯体から取り外す方法がある（例えば、特許文献１参照）。
また、上記ベルトを定着ベルトとして用いるべく、ポリイミド樹脂ベルト表面にフッ素樹脂等の離型層を形成する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
電子写真装置用のベルトは、薄く、幅広で、大径である必要があるために、無端ベルトの製造時に、特に芯体から無端ベルトを取り外す際ベルトを折ってしまい、ベルトに折れ跡を付け易いという製造上の問題があった。また同様に、画像形成装置に装着する際にも折れ跡を付け易く、上記折れ跡は、例えば中間転写ベルトの場合画像濃度ムラとなり、転写搬送ベルトの場合紙の吸着性が劣り、色ズレが生じるという画像品質上の不具合を生じる。
【０００５】
これに対し、ベルト成形後、端部に別部材を取り付けて端部厚み部分を設け、強度向上と共に、ベルトの蛇行防止をはかるものが知られている（例えば、特許文献３参照）。しかし、上記端部厚み部分は後から取り付けるため加工工程が複雑になるという欠点があり、更には、上記製造時における折れ跡防止には効果がなかった。
【０００６】
また、端部の内径が大きい成形用外型の内周面に樹脂チューブを配接し、端部が外側に向かって厚くなっているベルトを得、製造時の折れを防止する方法が開示されている（例えば、特許文献４参照）。しかし、もし外側に向かって厚くなっているベルトをそのまま画像形成装置に装着した場合、例えばクリーニングブレード等との接触領域において著しく妨げとなるため、外側に向かって厚くなっている端部は切断除去して用いなければならず、画像形成装置に装着する際の折れ跡防止には効果がなかった。
【特許文献１】特開平１０−６９１８３号公報
【特許文献２】特開２００１−１９８９３０号公報
【特許文献３】特開平３−８９３５７号公報
【特許文献４】特開２００４−７８１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、製造時及び画像形成装置装着時のいずれににおいても折れ跡が付きにくい無端ベルトを提供することを目的とする。また、製造時における折れ跡の発生を効果的に防止し、且つ製造工程が簡略化できる無端ベルトの製造方法を提供することを目的とする。更には、上記無端ベルトを用いた画像形成装置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】
【０００８】
上述の課題は、以下の本発明によって達成される。即ち、本発明は、
＜１＞  電子写真方式の画像形成装置に用いられる無端ベルトであって、円筒状ベルト部分と、ベルト幅方向の片端部若しくは両端部に、前記円筒状ベルト部分よりも円筒内周方向に向かって膜厚が厚くなっている端部厚み部分と、を有し、且つ、上記円筒状ベルト部分と端部厚み部分とが、一体成形されていることを特徴とする無端ベルトである。
【０００９】
＜２＞  前記端部厚み部分の最小内径をＡ、前記円筒状ベルト部分の内径をＢとしたとき、下記式１を満たすことを特徴とする前記＜１＞に記載の無端ベルト。
Ａ＋３０（μｍ）≦Ｂ≦Ａ＋３００（μｍ）        （式１）
【００１０】
＜３＞  前記端部厚み部分の形状がギア形状となっていることを特徴とする前記＜１＞又は＜２＞に記載の無端ベルトである。
【００１１】
＜４＞  外側最表面に少なくとも１種類の異なる材質の被膜を形成することを特徴とする前記＜１＞〜＜３＞の何れか１項に記載の無端ベルトである。
【００１２】
＜５＞  円筒状芯体の外周面に樹脂皮膜を形成して前記＜１＞〜＜４＞の何れか１項に記載の無端ベルトを得る無端ベルトの製造方法であって、上記円筒状芯体として、少なくとも軸方向の片端部に、外径が小さくなっている部分を有する円筒状芯体を用いることを特徴とする無端ベルトの製造方法である。
【００１３】
＜６＞  前記樹脂皮膜が、ポリイミド前駆体溶液を塗布し、加熱焼成して得られるポリイミド樹脂皮膜であることを特徴とする前記＜５＞に記載の無端ベルトの製造方法である。
【００１４】
＜７＞  前記樹脂皮膜が、熱可塑性樹脂を主成分とし、射出成形によって形成されたことを特徴とする前記＜５＞に記載の無端ベルトの製造方法である。
【００１５】
＜８＞  前記樹脂皮膜にカーボンブラックを含有させることを特徴とする前記＜５＞〜＜７＞の何れか１項に記載の無端ベルトの製造方法である。
【００１６】
＜９＞  像担持体と、前記像担持体を帯電する帯電手段と、帯電された前記像担持体表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーにより可視像化しトナー像を得る現像手段と、前記トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、前記記録媒体上に転写されたトナー像を定着する定着手段と、を少なくとも有する画像形成装置であって、前記転写手段における中間転写ベルト又は転写搬送ベルトとして、或いは、前記定着手段における定着ベルトとして、前記＜１＞〜＜４＞の何れか１項に記載の無端ベルトを用いることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、製造時及び画像形成装置装着時のいずれににおいても折れ跡が付きにくい無端ベルトを提供することができる。また、製造時における折れ跡の発生を効果的に防止し、且つ製造工程が簡略化できる無端ベルトの製造方法を提供することができる。更には、上記無端ベルトを用いた画像形成装置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】
【００１８】
以下に、本発明を詳細に説明する。
＜無端ベルト＞
本発明の無端ベルトは、円筒状ベルト部分と、ベルト幅方向の片端部若しくは両端部に、前記円筒状ベルト部分よりも円筒内周方向に向かって膜厚が厚くなっている端部厚み部分と、を有し、且つ、上記円筒状ベルト部分と端部厚み部分とが、一体成形されていることを特徴とする。
【００１９】
−無端ベルトの形状−
ここで、上記無端ベルトの形状について図面を用いて説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は、芯体５１及び無端ベルト５４の実施形態を示す断面図である。本発明の無端ベルトにおける端部厚み部分は、円筒状ベルト部分よりも円筒内周方向に向かって膜厚が厚くなっていることが必須であり、上記要件を満たすものであれば、図１（ａ）に示す形状や、図１（ｂ）の（Ａ）〜（Ｃ）に示す形状など、いかなる形状であってもよい。
端部の膜厚が厚い無端ベルトであると、膜厚が厚くなった部分は腰が強いため、製造時芯体から取り外す際、及び、画像形成装置に装着する際の折れを効果的に防止でき、折れ跡のない、高品質な無端ベルトとすることができる。
尚、上記「端部厚み部分」とは、図１（ａ）に示す無端ベルトを例に取ると、矢印Ｌ１であらわされる領域を表し、また「円筒状ベルト部分」とは、矢印Ｌの領域において、矢印Ｌ１の領域を除いた部分を表す。
【００２０】
また、前記端部厚み部分の最小内径をＡ、前記円筒状ベルト部分の内径をＢとしたとき、本発明の無端ベルトは、下記式１を満たすことがより好ましい。
Ａ＋３０（μｍ）≦Ｂ≦Ａ＋３００（μｍ）        （式１）
【００２１】
即ち、膜厚の厚い端部厚み部分の最小内径が、膜厚の薄い円筒状ベルト部分の内径よりも、３０〜３００μｍ小さいことが好ましい。３０μｍ以上であることにより、本発明の効果を顕著に発揮することができ、また３００μｍ以下であることにより、特に上記無端ベルトがポリイミド樹脂からなる場合には、製造の段階で発生する、溶媒の気化による膨れや、厚さ方向への波打ちが効果的に抑制できる。
尚、更に下記式２を満たすことがより好ましい。
Ａ＋４０（μｍ）≦Ｂ≦Ａ＋２００（μｍ）      （式２）
【００２２】
また、上記無端ベルトにおける円筒状ベルト部分の膜厚は、特に限定されるわけではないが、例えばポリイミド樹脂無端ベルトの場合には、５０〜２００μｍのものが好ましい。また、例えば熱可塑性樹脂無端ベルトの場合には、１〜１０００μｍのものが一般的であり、５０〜７００μｍであることがより好ましい。
【００２３】
更に、図１に示すように、上記無端ベルトの幅（軸方向の幅）をＬ、上記端部厚み部分の幅をＬ１とした場合、Ｌに対するＬ１の比率は、１〜１０％であることが好ましく、１〜８％であることがより好ましい。端部厚み部分の幅が１％以上でありかつ１０％以下ることにより、本発明の効果を顕著に発揮することができという利点がある。
【００２４】
また、図２（ａ）（ｂ）に示すように、無端ベルト５４の端部厚み部分は、ギア形状に形成されていても構わない。該ギア形状は、芯体５１を予めギア形状としておくことにより形成することができ、ギア形状を有する無端ベルトであれば、画像形成装置に装着した際、駆動軸よりベルト端部ギア形状を介してベルトを駆動させる機構とすることができる。
【００２５】
＜無端ベルトの製造方法＞
上述した本発明の無端ベルトは、少なくとも軸方向の片端部に、外径が小さくなっている部分を有する円筒状芯体を用い、該円筒状芯体の外周面に樹脂皮膜を形成することによって得ることができる。
上記形状の円筒状芯体によって無端ベルトを形成することにより、芯体から無端ベルトを取り外す際に発生する折れの現象を効果的に防止することができる。
【００２６】
尚、特にポリイミド樹脂無端ベルトを製造する場合には、上記円筒状芯体は、前記外径が小さくなっている部分（即ち、無端ベルトの端部厚み部分に該当する部分をさし、以下「端部厚み該当部分」とよぶ）の最小外径をＡ’、外径が小さくなっていない部分（即ち、無端ベルトの円筒状ベルト部分に該当する部分をさし、以下「円筒状ベルト該当部分」とよぶ）の外径をＢ’としたとき、下記式４を満たすことが好ましい。
Ａ’＋０．５（ｍｍ）≦Ｂ’≦Ａ’＋５（ｍｍ）        （式４）
【００２７】
上記式４を満たす円筒状芯体を用いてポリイミド樹脂無端ベルトを製造することにより、前述の式１の要件を満たす無端ベルトを製造することができる。
尚、更に下記式５を満たすことがより好ましい。
Ａ’＋１（ｍｍ）≦Ｂ’≦Ａ’＋４（ｍｍ）      （式５）
【００２８】
また、樹脂皮膜形成後、無端ベルトを円筒状芯体から取り外す際に、容易に取り外すことができるという観点から、上記円筒状芯体においては、外径が小さくなっている部分は片端部であることがより好ましい。
【００２９】
上記無端ベルトを構成する部材としては、例えば、ポリイミド樹脂や熱可塑性樹脂を挙げることができる。
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。
【００３０】
（ポリイミド樹脂無端ベルトの製造方法）
−ポリイミド前駆体溶液の調製−
ポリイミド前駆体溶液には、ポリイミド前駆体（ポリアミド酸）が含有され、該ポリアミド酸は、一般に極性溶媒中でテトラカルボン酸無水物とジアミンとの重合により合成される。溶媒可溶性のポリイミド前駆体が皮膜に成形加工され、その後、ポリイミド前駆体皮膜を２８０℃以上の高温に加熱し脱水縮合することによりポリイミド化されて、ポリイミド樹脂無端ベルトが成形される。
【００３１】
上記酸無水物として用いられるテトラカルボン酸としては、ピロメリット酸、ナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸、ナフタレン−２，３，６，７−テトラカルボン酸、２，３，５，６−ビフェニルテトラカルボン酸、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−アゾベンゼンテトラカルボン酸、ビス（２，３−ジカルポキシフェニル）メタン、ビス（３，４−ジカルポキシフェニル）メタン、β，β−ビス（３，４−ジカルポキシフェニル）プロパン、β，β−ビス（３，４−ジカルポキシフェニル）ヘキサフオロプロパン等があり、これらのテトラカルボン酸類の混合物でもよい。これらの中でも、ピロメリット酸、ナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸、ナフタレン−２，３，６，７−テトラカルボン酸、２，３，５，６−ビフェニルテトラカルボン酸がより好ましい。
【００３２】
また、前記ジアミンとしては、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、２，４−ジアミノクロロベンゼン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、１，４−ジアミノナフタレン、１，５−ジアミノナフタレン、２，６−ジアミノナフタレン、２，４’−ジアミノナフタレビフェニル、ベンジジン、３，３−ジメチルベンジジン、３，３’−ジメトキシベンジジン、３，４’−ジアミノジフェニルエ−テル、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノフェニルスルホン、４，４’−ジアミノアゾベンゼン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、β，β−ビス（４−アミンフェニル）プロパン等が挙げられる。これらの中でも、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、２，４−ジアミノクロロベンゼン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、１，４−ジアミノナフタレン、１，５−ジアミノナフタレン、２，６−ジアミノナフタレンがより好ましい。
尚、上記のうちでも、テトラカルボン酸として、２，３，５，６−ビフェニルテトラカルボン酸を用い、且つジアミンとして、４，４’−ジアミノジフェニルエーテルを用いる態様が、機械的強度、耐久性という観点で特に好ましい。
【００３３】
前記極性溶媒としては、ジメチルアセトアミド（ｂｐ；１６６℃）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ｂｐ；２０２℃）、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルトリアミド等を挙げることができ、更には、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが好ましい。
これらの有機極性溶媒には、必要に応じて、クレゾール、フェノール、キシレノール等のフェノール類、ヘキサン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素類を混合することができ、これらの溶剤も、単独又は２種類以上の混合物として用いることができる。
【００３４】
本発明のポリイミド前駆体溶液には、必要に応じて導電剤を含有させてもよい。前記導電剤を含有させることにより、ポリイミド樹脂無端ベルトに半導電性を付与させることが可能となり、本発明のポリイミド樹脂無端ベルトを転写ベルト等として好適に用いることが可能となる。
前記導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト等の導電性炭素系物質、アルミニウム、ニッケル、銅合金等の金属または合金、さらには酸化錫、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化インジウム、チタン酸カリウム、酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物、酸化インジウム−酸化錫複合酸化物等の導電性金属酸化物などの１種または２種以上の微粉末が用いられる。前記金属酸化物は硫酸バリウム、炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム等の絶縁性微粒子に被覆したものであってもよい。
また、イオン伝導性導電剤として、スルホン酸塩やアンモニア塩など、また、カチオン系、アニオン系、ノニオン系などの各種の界面活性剤を挙げることもできる。
【００３５】
更には、導電性ポリマーをブレンドする方法があり、導電性ポリマーとしては、例えば、カルボキシル基に４級アンモニユム塩基を結合する（メタ）アクリレートとの各種（例えばスチレン）共重合体、４級アンモニウム塩基と結合するマレイミドとメタアクリレートとの共重合体等の４級アンモニウム塩基を結合するポリマー、ポリスルホン酸ナトリウムなどのスルホン酸のアルカリ金属塩を結合するポリマー、分子鎖中に少なくともアルキルオキシドの親水性ユニットを結合するポリマー、例えば、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール系ポリアミド共重合体、ポリエチレンオキド−エピクロルヒドリン共重合体ポリエーテルアミドイミド、ポリエーテルを主セグメントとするブロック型のポリマー、更には、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレンなどを挙げることができ、これらの導電性ポリマーを脱ドープ状態、又はドープ状態で用いることができる。上記、導電剤又は導電性ポリマー、又は、界面活性剤を１種又は２種以上を組み合わせ用いることによって、前記した電気抵抗を安定して得ることができる。
【００３６】
これらの導電剤の中でも、カーボンブラック、カーボンブラックを造粒したカーボンビーズ、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等の複合酸化物、導電性酸化チタン等がより好ましく、価格、及び環境安定性の点でカーボンブラック、導電性酸化チタンが特に好ましい。
【００３７】
前記導電剤をポリイミド前駆体溶液に分散する方法としては、前記テトラカルボン酸無水物とジアミンとを含む極性溶媒中に、あらかじめ前記導電剤を添加した状態で重合させ、ポリイミド前駆体を合成する方法、あるいは、既に重合したポリイミド前駆体溶液中に導電剤を添加し、分散機で充分に分散する方法等がある。前記ポリイミド前駆体溶液は、塗布前にフィルターを通し、二次凝集して粗大化した導電剤や異物を取り除くことが望ましい。
【００３８】
前記ポリイミド前駆体溶液（導電剤を含んでいない状態）の固形分濃度は、一般に１５〜５０質量％の範囲が好ましく、該固形分１００質量部に対して２０〜３０質量部の導電剤が配合されることが好ましい。この配合量は導電剤の種類により異なるが、ベルトの所望の表面抵抗率もしくは体積抵抗率に応じて適宜調整される。また、溶液の濃度及び粘度等は適宜選択される。
【００３９】
−ポリイミド前駆体塗膜形成工程−
前記ポリイミド前駆体溶液の塗布方法としては、芯体の形状にもよるが、芯体をポリイミド前駆体溶液に浸漬して引き上げる浸漬塗布法、芯体をその中心軸に対して水平方向に回転させながらその表面に溶液を吐出する流し塗り法、その際にブレードで皮膜をメタリングするブレード塗布法等、既存の公知の方法が採用できる。上記流し塗り法やブレード塗布法では、塗布部を芯体の中心軸方向に水平移動させることにより、塗膜はらせん状に形成されるが、ポリイミド前駆体溶液の溶剤は常温での乾燥が遅いために、らせん状の継ぎ目は自然に平滑化される。
【００４０】
前記浸漬塗布法においては、ポリイミド前駆体溶液は粘度が非常に高く、液の付着量が多くなり過ぎるので、芯体の外径よりも大きな円形の孔を設けた環状体を、ポリイミド前駆体溶液上に自由移動可能状態で設置し、環状体の液面からの高さが一定範囲内に収まるよう、芯体の速度を調節しながら、環状体の孔を通して芯体を前記溶液から相対的に上昇させる方法をとることが好ましい。
【００４１】
前記浸漬塗布法について、更に図面を用いて説明する。図３は、浸漬塗布装置の構造を示す概略断面図である。なお、本発明において、「芯体上に塗布する」とは、芯体の表面、又は、該芯体の表面に層を有する場合にはその層の表面に塗布する意味である。また、「芯体を上昇」とは、芯体とポリイミド前駆体溶液の液面との相対関係であり、芯体を固定し、液面を下降させる場合を含む。
【００４２】
図３において、ポリイミド前駆体溶液５２を塗布槽５３に入れ、その中に芯体５１を浸漬し、次いで上昇させることにより塗布が行われ、塗膜５４が形成される。ポリイミド前駆体溶液５２の液面上には、芯体５１の外径よりも大きな円形の孔５６を設けた環状体５５が自由移動可能状態で設置される。塗膜５４の濡れ膜厚は、芯体５１と孔５６との間隙により定まるので、孔５６の内径は、所望の膜厚を鑑みて設定される。すなわち、乾燥工程後の膜厚は、濡れ膜厚と溶液の不揮発分濃度の積であり、これから所望の濡れ膜厚が求められる。
なお、環状体５５は中空構造であっても、また、沈没防止のために、環状体５５の外周面または塗布槽５３に、環状体５５を支える足や腕を設けてもよい。
【００４３】
さらに、前記浸漬塗布法に類似の塗布方法である、環状塗布層を用いた環状塗布法について、図４を用いて説明する。
環状塗布法は、ポリイミド前駆体溶液５２を環状塗布槽５７に入れ、その下部から上部へ芯体５１を通過させて塗布を行う方法である。環状塗布槽５７の底部には、溶液が漏れないよう、ポリエチレンやシリコーンゴム等の柔軟性板材から成る環状のシール材５８が設けられる。芯体５１の上下には、中間体５９が取り付けられる。芯体５１は、環状塗布槽５７の下部から上部に順次つき上げられ、シール材５８を挿通させることにより、表面に塗膜５４が塗布される。環状体５５の機能は、前述の浸漬塗布法と同様である。
環状塗布槽５７を用いる環状塗布法は、図３に示した浸漬塗布法より、ポリイミド前駆体溶液５２が少なくて済む利点がある。環状体５５をポリイミド前駆体溶液５２の液面上に自由移動可能状態で設置するのは、前記と同じである。
【００４４】
尚、前記浸漬塗布法、環状塗布法の何れにおいても、環状体５５は、ポリイミド前駆体溶液５２の液面上でわずかの力で動くことができるよう、自由移動可能状態で設置されるが、その方法としては、ポリイミド前駆体溶液５２の液面に浮遊させる方法のほか、環状体５５をロールやベアリングで支える方法、環状体５５をエア圧で支える方法などがある。環状体５５の孔５６を通して芯体５１を上昇させると、ポリイミド前駆体溶液５２の介在により、芯体５１と環状体５５との間に摩擦抵抗が生じ、環状体５５には上昇力が作用し、環状体５５は少し持ち上げられる。この時、環状体５５は芯体５１との摩擦抵抗が周方向で一定になるように移動し、環状体５５と芯体５１との間隙が一定になるので、塗布される膜厚は周方向で均一になる。
【００４５】
−ポリイミド前駆体塗膜乾燥工程−
ポリイミド前駆体塗膜乾燥工程においては、ポリイミド前駆体塗膜中に過度に残留する極性溶媒を除去する目的で、静置しても前記塗膜が変形しない程度の乾燥を行う。乾燥条件は適宜設定されるが、具体的には１００〜２００℃の温度で３０〜９０分加熱することにより行うことが好ましい。尚、乾燥時における塗膜の垂れを防止するために、芯体をその中心軸に対して水平にして回転させながら乾燥させることが好ましく、その回転は５〜３０ｒｐｍが好ましい。
また、乾燥時に、加熱することに加え、風を当てることも有効である。乾燥温度は、極性溶媒の溶存気体が気泡になることを低減させるために、時間内において、段階的に上昇させたり、一定速度で上昇させることが好ましい。
【００４６】
−ポリイミド前駆体皮膜加熱焼成工程−
次いでポリイミド前駆体皮膜を２８０℃以上の高温で加熱することにより、ポリイミド樹脂皮膜が形成される。この場合、垂れの発生はないので、芯体の回転は不要であり、加熱装置としては箱型の汎用装置を使用できる。
尚、ポリイミド前駆体皮膜が形成された芯体を加熱装置に入れ、室温若しくは任意の温度から、上記２８０℃以上の高温（即ち、最終到達温度）まで昇温させるのだが、膨れ防止及び製造効率の観点から、１〜１０℃／ｍｉｎであることが好ましい。
【００４７】
−ポリイミド樹脂皮膜剥離工程−
加熱焼成後、形成されたポリイミド樹脂皮膜を芯体から剥離する工程を経て、ポリイミド樹脂無端ベルトが得られる。かかる無端ベルトには、更に、必要に応じて、端部の切断加工、穴あけ加工、テープ巻き付け加工等が施すことができる。
【００４８】
このようにして得られる本発明のポリイミド樹脂無端ベルトは、電子写真複写機やレーザープリンタ等の画像形成装置における転写ベルト又は定着ベルト等に好適に利用することができる。
【００４９】
−芯体−
ここで、本発明に用いる芯体について説明する。
ポリイミド樹脂無端ベルトの基体となる円筒状芯体の素材としては、アルミニウムや銅、ステンレス等の金属が好ましく用いられ、熱膨張率が大きいという観点から、アルミニウムであることがより好ましい。
なお、円筒状芯体がアルミニウムの場合、例えば３５０℃に加熱すると強度が低下して変形を起こしやすい。このようなアルミニウムの熱変形は、芯体形状への冷間加工中に歪みが蓄積していると発生しやすい。そのような歪みを取り去るには、アルミニウムを焼鈍（焼きなまし）する方法がある。焼鈍とは、アルミニウム素材を３００〜４００℃に加熱し、空気中で自然に冷却する方法である。但し、焼鈍によっても熱変形が起こることがあるので、芯体の所定形状への加工は、その後に施すことが好ましい。
【００５０】
また、金属製の芯体表面にポリイミド前駆体溶液を直接塗布した場合には、形成されたポリイミド樹脂皮膜が芯体表面に接着してしまう可能性が高いため、芯体の表面には離型性が付与されていることが更に好ましい。
離型性を付与するためには、芯体表面をクロムやニッケルでメッキしたり、フッ素系樹脂やシリコーン樹脂で表面を被覆したり、あるいは表面にポリイミド樹脂が接着しないよう、表面に離型剤を塗布することが有効である。
【００５１】
（熱可塑性樹脂無端ベルトの製造方法）
本発明における熱可塑性樹脂無端ベルトの製造は、前述の芯体上に、射出成形にて無端ベルトを形成する態様が好ましい。
本発明に使用する熱可塑性樹脂は、特に限定されるわけではないが、通常無端ベルトには高強度が求められるため、これに適合した材料であることが好ましい。具体的には、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステルテレフタレート、ポリカーボネート等のエステル系熱可塑性ポリマー、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２等のアミド系熱可塑性ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル等のポリエーテル系熱可塑性ポリマー等が使用できる。これらの中でも、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステルテレフタレート、ポリカーボネート等のエステル系熱可塑性ポリマーがより好ましい。
また、ベルトに柔軟性を付加させるために、熱可塑性エラストマーを配合してもよい。
【００５２】
また、ベルトに導電性を付与する場合は導電性物質を配合してもよい。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、導電性酸化チタン、ＳｎＯ2−Ｉｎ2Ｏ3複合酸化物等の導電性金属酸化物等が挙げられる。これらの中でも、カーボンブラック、導電性酸化チタンがより好ましい。
またベルト表面等に所望の特性を得るために、各種フィラーを配合してもよい。フィラーとしては、例えば、ガラス繊維、ガラスビーズ、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、アルミナ、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、ゼオライト等が挙げられる。
【００５３】
尚、射出成形機は、一般に用いられている公知のものを用いることができ、また、円筒状芯体も前述の要件を満たすものであれば特に限定されるものではなく、例えば、その素材は、一般にアルミニウムや銅、ステンレス等の金属からなるものが用いられる。
【００５４】
（離型層）
上記ポリイミド樹脂無端ベルトや、熱可塑性樹脂無端ベルトには、外側最表面に異なる材質の被膜を形成することができ、例えば、トナーとの離型性を向上させるための離型層、弾性を持たせるための弾性層等の表面層が挙げられる。特に上記より得られる無端ベルトを定着ベルトとして用いる場合には、上記離型層を設けることが好ましい。
表面層の材質としては、シリコン樹脂、シリコンゴム、フッ素樹脂、フッ素ゴム等が挙げられる。
【００５５】
（端部厚み部分の切断）
上記製造方法によって得られた無端ベルトは、画像形成装置への装着時の折れ防止の観点からそのまま用いることが好ましいが、製造後、端部厚み部分を切断し、全幅にわたって均一な膜厚を有する無端ベルトとすることもできる。尚、端部厚み部分を切断削除する装置に装着する際、端部厚み部分を有しているため、折れの発生を防止することができる。
【００５６】
＜画像形成装置＞
上述した本発明の無端ベルトは、画像形成装置において、中間転写ベルト、転写搬送ベルト、定着ベルト等として用いることができる。以下、図面を用いて、本発明の画像形成装置について説明する。
【００５７】
図５は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
尚、図５においては、中間転写ベルト２０及び定着装置４５における定着ベルトとして、本発明の無端ベルトを用いている。
図５に示す画像形成装置は、感光体ドラム１０と、この感光体ドラム１０からトナー像を転写させるために前記感光体ドラム１０に一定領域にて感光体ドラム１０形状に沿うように接触する中間転写ベルト２０とを有する。本実施の形態において、感光体ドラム１０は光の照射によって抵抗値が低下する感光層を備えたものであり、この感光体ドラム１０の周囲には、感光体ドラム１０を帯電する帯電装置１１と、帯電された感光体ドラム１０上に各色成分（本例ではブラック、イエロ、マゼンタ、シアン）の静電潜像を書込む露光装置１２と、感光体ドラム１０上に形成された各色成分潜像を各色成分トナーにて可視像化するロータリ型現像装置１３と、前記中間転写ベルト２０と、感光体ドラム１０上の残留トナーを清掃するクリーニング装置１７とが配設されている。
【００５８】
ここで、帯電装置１１としては、例えば帯電ロールが用いられるが、コロトロンなどの帯電器を用いてもよい。また、露光装置１２は感光体ドラム１０上に光によって像を書き込めるものであればよく、本例では、例えばＬＥＤを用いたプリントヘッドが用いられるが、これに限られるものではなく、ＥＬを用いたプリントヘッドでも、レーザビームをポリゴンミラーでスキャンするスキャナなど適宜選定して差し支えない。更に、ロータリ型現像装置１３は各色成分トナーが収容された現像器１３Ａ〜１３Ｄを回転可能に搭載したものであり、例えば感光体ドラム１０上で露光によって電位が低下した部分に各色成分トナーを付着させるものであれば適宜選定して差し支えなく、使用するトナーも形状、粒径など特に制限はなく、感光体ドラム１０上の静電潜像上に正確に載るものであればよいが、良好な画質を得る観点からは、球形のトナーを用いることが好ましい。尚、本例では、ロータリ型現像装置１３が用いられているが、４台の現像装置を用いるようにしてもよい。更にまた、クリーニング装置１７については、感光体ドラム１０上の残留トナーを清掃するものであれば、ブレードクリーニング方式を採用したもの等適宜選定して差し支えない。但し、転写率の高いトナーを使用する場合にはクリーニング装置１７を使用しない態様もあり得る。
【００５９】
また、中間転写ベルト２０は、４つの張架ロール２１〜２４に掛け渡されるものであって、ロータリ型現像装置１３とクリーニング装置１７との間に位置する感光体ドラム１０面に沿う形で所定の接触領域だけ密着配置されている。ここで、この中間転写ベルト２０と感光体ドラム１０とは夫々別駆動系で駆動されていてもよいが、中間転写ベルト２０として弾性ベルトを用いた場合、感光体ドラム１０の周面に沿って接触配置されていることから、中間転写ベルト２０は、例えば感光体ドラム１０を駆動源として、従動回転させることができる。
【００６０】
そして、中間転写ベルト２０が感光体ドラム１０に密着した接触領域の一部には中間転写ベルト２０の裏側から一次転写装置としての一次転写ロール２５が接触配置されており、所定の一次転写バイアスが印加されている。更に、中間転写ベルト２０の張架ロール２２に対向した部位には、二次転写装置としての二次転写ロール３０が張架ロール２２をバックアップロールとして対向配置されており、例えば二次転写ロール３０に所定の二次転写バイアスが印加され、バックアップロールを兼用する張架ロール２２が接地されている。更にまた、中間転写ベルト２０の張架ロール２３に対向した部位には、ベルトクリーニング装置としてのクリーニングロール２６が配設されており、このクリーニングロール２６には所定のクリーニングバイアスが印加され、張架ロール２３が接地されている。また、用紙などの記録材４０は、供給トレイ４１に収容されており、ピックアップロール４２にて供給された後、レジストロール４３を経て二次転写部位に導かれ、搬送ベルト４４を通じて定着装置４５へ搬送されるようになっている。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。尚、実施例中「％」は、特に断りのない限り「質量％」を表す。
（実施例１）
図１（ａ）において、Ａ＝３６３ｍｍ、Ｂ＝３６５ｍｍ、Ｌ＝４５０ｍｍ、Ｌ１＝２０ｍｍ、の寸法を有するアルミニウム製の芯体（即ち、円筒状ベルト該当部分と端部厚み該当部分との外径差が２ｍｍ）を準備した。その表面にはシリコーン系離型剤（商品名：ＫＳ７００、信越化学(株)製）を塗布して、３８０℃で２０分間焼き付け処理した。
【００６２】
ポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液（商品名：Ｕワニス、宇部興産（株）製、固形分濃度１８％、粘度５Ｐａ・ｓ）に、カーボンブラック（商品名：Ｃｏｎｄｕｃｔｅｘ９７５、コロンビヤンカーボン社製）を固形分質量比２３％で混合し、サンドミルにより２４時間分散し、ポリイミド前駆体溶液を調製した。これを図４における、内径６００ｍｍ、高さ２５０ｍｍの環状塗布槽５７に入れた。
【００６３】
一方、環状体５５として、外径４５０ｍｍ、内径４００ｍｍ、高さ５０ｍｍのステンレス製の中空状のリングを作製し、この内側に、外径が４００ｍｍで断面が三角形で、最も狭い部分の内径が３６６．４ｍｍのテフロン（登録商標）製リングを嵌合させたものを用意した。
【００６４】
環状体を上記溶液に浮かべた後、環状体を動かないよう固定し、芯体の軸方向を垂直にしてその中に５００ｍｍ／ｍｉｎの速度で挿入し、浸漬した。次いで環状体の固定を解除し、６００ｍｍ／ｍｉｎの速度で芯体を引き上げた。引き上げ途中では環状体が芯体に接触することはなく、芯体のＢの部分には濡れ膜厚が約４５０μｍ、Ａの部分には約１４５０μｍのポリイミド前駆体塗膜が形成された。
【００６５】
芯体を引き上げた後、すぐに横にして10rpm回転させながら芯体を、あらかじめ１３０℃に設定しておいた乾燥炉に入れた。
【００６６】
その後３０分間加熱して塗膜を乾燥させた。乾燥炉から芯体を取り出して縦にして焼成炉に入れて、３８０℃で３０分間加熱して、ポリイミド樹脂皮膜を形成した。室温に冷えてから皮膜を取り外すことにより、膨れの無いポリイミド樹脂皮膜を得ることができた。芯体表面には離型剤を塗布してあるので、樹脂皮膜が接着することはなく、これを芯体から取り外した。得られた中間転写ベルトの円筒上ベルト部分厚みを、シックネスゲージを用いて測定した所、７８〜８２μｍであった。また、端部厚み部分は、円筒上ベルト部分に比べ約２００μｍ厚くなっており、無端ベルトの製造工程中において該無端ベルトに折り目をつけることはなかった。
得られた無端ベルトを図５に示す画像形成装置に中間転写ベルトとして組み込み、画像を確認した。組み込みの際に折り目の発生はなく、また折り目に起因する画像不良は認められなかった。
【００６７】
（実施例２〜５）
また、円筒状ベルト該当部分と端部厚み該当部分との外径差を０．５〜５ｍｍまで変化させた芯体を用い、実施例１と同様に無端ベルトを作製した。
円筒状ベルト該当部分と端部厚み該当部分との外径差（芯体外径差）、無端ベルトにおける円筒状ベルト部分と端部厚み部分との内径差（ベルト内径差）、円筒状ベルト部分の膜厚、端部厚み部分の膜厚、及び折れの発生具合を下記基準により判定した結果を、表１に示す。
○：折れ跡がなかった。
×：折れ跡があった。
△：折れ跡はなかったが、端部厚み部分近辺で波打ち、膨れが発生した。
【００６８】
（比較例1）
図１（ａ）において、Ａ＝３６５ｍｍ、Ｌ＝４５０ｍｍ、寸法を有するアルミニウム製の芯体を用いた以外は、全て実施例１と同様にして無端ベルトを作製した。つまり、端部厚み部分のない無端ベルトを作製した。端部に厚みがなく補強効果がないため、芯体から無端ベルトを取り外す際に、無端ベルトにシワ、折れが入ってしまった。結果を表１に示す。
得られた無端ベルトを図５に示す画像形成装置に中間転写ベルトとして組み込み、画像を確認した。組み込みの際に無端ベルトに折り目が発生し、また形成された画像には折り目に起因する画像不良が認められた。
【００６９】
（実施例６）
図１において、Ａ＝３５８ｍｍ、Ｂ＝３６５ｍｍ、Ｌ＝４５０ｍｍの寸法を有するアルミニウム製の芯体（即ち、芯体外径差が７ｍｍである芯体）を用いた以外は、全て実施例１と同様にして無端ベルトを作製した。
端部厚み部分は、円筒上ベルト部分に比べ約４２０μｍ厚くなっており、無端ベルトの製造工程中において該無端ベルトに折り目をつけることはなかった。ただし、波打ち、膨れが発生していた。
【００７０】
得られた無端ベルトを、図５に示す画像形成装置に組み込んで、実施例１と同様にして画像を確認した。組み込みの際には折り目の発生はなかったが、波打ち、膨れが発生している部分の画像には、若干の画像乱れが生じていた。結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】
2006276301.tif 000002
【００７２】
（実施例７）
熱可塑性樹脂としてポリカーボネート（商品名：ユーピロンＥ２０００Ｆ、三菱エンジニアリングプラスチックス製）１００質量部と、導電性フィラーとして、ｐＨ４．５のカーボンブラックの独Ｄｅｇｕｓｓａ社のＰｒｉｎｔｅｘ１４０Ｔ  １６質量部を分散してなる樹脂組成物を用いた。
該樹脂組成物を使用し、射出成形機を用い、図１に示す形状を有する芯体表面に無端ベルトを作製した。得られたベルトの円筒状ベルト部分内径はΦ１３０ｍｍ、円筒状ベルト部分膜厚１５０μｍ、端部厚み部分膜厚３ｍｍであり、製造時に折れの発生はなかった。
【００７３】
この無端ベルトを、図５に示す画像形成装置に中間転写ベルトとして装着したところ、良好な画像が得られた。また５０００枚プリントした後も、画像の変化は見られなかった。
【００７４】
（実施例８）
端部厚み該当部分をギア形状に形成した芯体を使用した以外は、実施例７と同様の条件で無端ベルトを作製した。得られたベルトは端部厚み部分にギア形状が形成されていた。
この無端ベルトを、図５に示す画像形成装置に中間転写ベルトとして装着した。このとき、駆動軸よりベルト端部ギア形状を介してベルトが駆動するように、上記無端ベルトを装着した。得られた画像は良好であった。
【００７５】
（実施例９）
実施例７で得た無端ベルトの外表面上に、フッ素樹脂からなる表面層を形成するためにフッ素樹脂塗料として、水のほかに、エタノール、ｔ−ブタノールを含むＰＦＡ水性塗料（商品名：７１０ＣＬ，三井フロロケミカル社製、固形分比率６０％、粘度５００ｍＰａ・ｓ）を用意し塗布することにより表面層を形成した。表面層膜厚は３０μｍであった。
この無端ベルトを、図５に示す画像形成装置に定着ベルトとして装着した。このとき、ベルトの蛇行やベルト表面へのトナー付着は発生せず、良好な画像が得られた。
【００７６】
（比較例２）
実施例７において、端部厚み該当部分のない芯体を用いた以外は、同様にしてベルトを作製し、全域にわたって膜厚の均一な無端ベルトを得た。この無端ベルトに端部厚み部分を形成するために、別部材として、タイガースポリマー（株）製の硬度７０°のウレタンゴムシート（タイプレンＴＲ１００−７０：商品名）を用い、このゴムシートを厚さ１．０ｍｍ、幅５ｍｍで成形した。成形したゴムシートをベルト両端部内側の面の幅方向の両側縁に液状の弾性エポキシ系接着剤であるシリル基含有特殊ポリマー（セメダイン社製のスーパーＸ  Ｎｏ，８００８）を用いて積層、加圧して接着して無端ベルトを得た。この別部材の取りつけ、及び接着剤の硬化に約２時間を要した。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】（ａ）、（ｂ）ともに、本発明における、芯体及び無端ベルトの実施形態を示す断面図である。
【図２】（ａ）は本発明における、ギア形状を有する無端ベルトの製造に用いる芯体の斜視図であり、（ｂ）はギア形状を有する無端ベルトの実施形態を示す斜視図である。
【図３】浸漬塗布装置の構造を示す概略断面図である。
【図４】環状塗布装置の構造を示す概略断面図である。
【図５】本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００７８】
１０  感光体ドラム
１１  帯電装置
１２  露光措置
１３  ロータリ型現像装置
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ  現像器
１７  クリーニング装置
２０  中間転写ベルト
２１，２２，２３，２４  張架ロール
２５  一次転写ロール
２６  クリーニングロール
３０  二次転写ロール
４０  記録媒体
４１  供給トレイ
４２  ピックアップロール
４３  レジストロール
４４  搬送ベルト
４５  定着装置
５１  芯体
５２  ポリイミド前駆体溶液
５３  塗布槽
５４  塗膜
５５  環状体
５６  環状体の孔
５７  環状塗布槽
５８  環状シール材
５９  中間体
【図１】
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【図２】
2006276301.tif 000004
【図３】
2006276301.tif 000005
【図４】
2006276301.tif 000006
【図５】
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