(57)【要約】【課題】半導電性ベルトにおける電気抵抗値の電圧依存性を小さくすることが可能であるとともに、電気抵抗値の面内バラツキを抑制可能な、電気特性に優れた半導電性ベルトの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】導電性フィラーを含有するポリエーテルサルホン系樹脂フィルムからなる半導電性ベルトを製造する方法であって、前記導電性フィラーを含有するポリエーテルサルホン系樹脂をフィルム状に成形した後、該フィルムの表裏面に電極対を接触させて高電圧印加処理を施す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性フィラーを含有するポリエーテルサルホン系樹脂フィルムからなる半導電性ベルトを製造する方法であって、前記導電性フィラーを含有するポリエーテルサルホン系樹脂をフィルム状に成形した後、該フィルムの表裏面に電極対を接触させて高電圧印加処理を施すことを特徴とする半導電性ベルトの製造方法。
【請求項２】
前記高電圧印加処理の際に、前記電極対の少なくとも一方の電極と、前記フィルムとの間に、導電性弾性体層を介在させた状態で高電圧を印加することを特徴とする請求項１記載の半導電性ベルトの製造方法。
【請求項３】
前記電極対は、両方の電極がロール状に形成されたものを使用することを特徴とする請求項１又は２記載の半導電性ベルトの製造方法。
【請求項４】
前記高電圧印加処理を施す前記フィルムが、サーキュラーダイスを備えた押出成形装置から押し出された筒状のものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導電性ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子材料、なかでも特にカラー画像形成装置の中間転写ベルト、転写搬送ベルト等にとして使用される半導電性ベルトの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
主にカラー画像形成装置には、感光体上に形成されるトナー像をいったん転写した後、さらにこの転写像を転写材に転写するのに用いられる中間転写ベルトや、感光体上に形成されるトナー像を転写材に直接転写するために用いられる転写搬送ベルトなどの半導電性ベルトが使用されている。
【０００３】
これら画像形成装置に使用される半導電性ベルトは、高精度の画像を形成するために、初期弾性率等の機械的強度に優れていることが要求される。このような半導電性ベルトとしては、特許文献１に示すように、機械的強度に優れたスーパーエンジニアリングプラスチックであるポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）を用い、これを押出成形装置によって円筒状に押し出した後、これをカットしたものが知られている。
【特許文献１】特開平１１−１１５０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記押出成形装置によってＰＥＳを円筒状に押し出す場合、押出ダイスとしては、サーキューラーダイスが使用される。このサーキューラーダイスは、ダイスを構成する内筒部と外筒部の間の隙間から円筒状のＰＥＳフィルムを押し出す構造となっている。
【０００５】
ところが、押出成形装置から押し出されたＰＥＳフィルムは、電気抵抗値の印加電圧依存性が大きいという問題があった。これはＰＥＳを溶融押出しした場合、最表面層に極薄いＰＥＳの絶縁層が形成されている等の理由が考えられる。加えて、ＰＥＳを溶融押出しするには３００℃以上の高温が必要となるため、どうしても押出成形装置に温度ムラが生じ、この温度ムラが半導電性フィルムの電気特性に影響を与えているものと考えられた。
【０００６】
画像形成装置の中間転写ベルトや転写搬送ベルト等に半導電性ベルトを使用し、電気抵抗値の印加電圧依存性が大きい場合、ベルトに印加される電圧が変動すると、それに伴って半導電性ベルトの電気抵抗値が変動し、これが画像不良の原因となっていた。したがって、半導電性ベルトに印加される電圧を一定にする装置が別途必要となり、装置自体のコストが高くなるといった問題があった。
【０００７】
また、上記押出成形装置から押し出されたＰＥＳフィルムは、電気抵抗値の面内バラツキも大きくなっており、これがトナー転写量の不均一を引き起こし、画像不良の原因となっていた。
【０００８】
そこで、本願発明においては、半導電性ベルトにおける電気抵抗値の電圧依存性を小さくすることが可能であるとともに、電気抵抗値の面内バラツキを抑制可能な、電気特性に優れた半導電性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】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明では、導電性フィラーを含有するポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）系樹脂フィルムからなる半導電性ベルトを製造する方法であって、導電性フィラーを含有するポリエーテルサルホン系樹脂をフィルム状に成形した後、該ＰＥＳ系樹脂フィルム（以下、ＰＥＳフィルムという）の表裏面に電極対を接触させて高電圧印加処理を施すことを特徴とするものである。
【００１０】
上記構成によれば、電気抵抗値の電圧依存性が小さく、さらに電気抵抗値の面内バラツキが抑制された、電気特性に優れた半導電性ベルトを製造することが可能となる。
【００１１】
また、高電圧印加処理の際に、前記電極対の少なくとも一方の電極と、ＰＥＳフィルムとの間に、導電性弾性体層を介在させた状態で高電圧を印加するのが好ましい。これにより上記電気抵抗値の改善効果がさらに高くなる。この理由については不明であるが、剛性が高く、クッション性に乏しいＰＥＳフィルムを直接電極で挟み込むのに比べて、電極とＰＥＳフィルムとの間に導電性弾性体層を介在させた場合には、電極又は導電性弾性体層とＰＥＳフィルムとを、両者の間に隙間を生じることなく密着させることが可能となる。
【００１２】
これにより、電極が接触しているＰＥＳフィルム全体に均一に電圧を印加することができるためと考えられる。ここで、導電性弾性体とは、半導電性であるＰＥＳフィルムよりも導電性を備えた弾性体を意味し、より具体的にはＰＥＳフィルムよりも体積抵抗率が低いことを意味する。このような導電性弾性体は、例えば、ゴムにカーボンブラックを混合することによって得ることができる。
【００１３】
電極対は、ＰＥＳフィルムを挟んで高電圧を印加できるものであればよく、例えば、板状のものを用いることができる。その他、両方の電極をロール状に形成したものを使用することも可能である。この場合には電極を回転させることにより、電圧を印加しながらＰＥＳフィルムを移動させることができ、これによりＰＥＳフィルム全体に均一に電圧を印加することが可能となる。
【００１４】
高電圧印加処理を施すＰＥＳフィルムとしては、サーキュラーダイスを備えた押出成形装置から押し出された筒状のものを使用することができ、これによりシームレスベルトを得ることができる。この場合、筒状のＰＥＳフィルムを離間して対向配置された一対の回転ロールに張架し、この状態でフィルムの一部を挟むように電極対を設置すれば回転ロールを回転させることによりＰＥＳフィルムを容易にスライド移動させることができる。
【００１５】
さらに、上記回転ロールのうちの一方を電極とし、この電極に対してフィルムを挟んで対となるロール状の電極を配すれば筒状のＰＥＳフィルムに容易かつ均一に高電圧印加処理を施すことができる。なお、高電圧印加処理を施すＰＥＳフィルムは、最初から筒状に形成したものを使用することができるほか、シート状に形成した後、これを筒状に加工することも可能である。
【００１６】
ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）は、[−ｐｈ−ＳＯ2−ｐｈ−Ｏ−]（ただし、ｐｈはフェニル基を示す）で示される繰返し構造単位からなる樹脂であるが、ＰＥＳの特性を阻害しない範囲内で他の繰返し構造単位を含む共重合体であってもよい。また、同じ趣旨で、その他の熱可塑性樹脂等をブレンドして使用してもよい。本発明では、これらを総称してポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）系樹脂としている。
【００１７】
導電性フィラーとしては、半導電性ベルトに導電性を付与するために用い得るフィラーであれば特に限定されないが、カーボンブラック、グラファイト、鉄、銅、銅合金、ニッケル、アルミニウム等の金属若しくは合金、又は酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン酸化錫−酸化インジウム若しくは酸化錫−酸化アンチモン複合酸化物等の金属酸化物の微粉末が例示される。これらの金属若しくは合金若しくは金属酸化物は、単独で又は２種以上を混合して用いることができる。中でも、安価で汎用性があることからカーボンブラックを用いるのが好ましい。
【００１８】
そして、本発明における半導電性ベルトとは、上記導電性フィラーを配合することによって体積抵抗率（１５０μｍ厚）が、中間転写ベルトや、転写搬送ベルトに用いられる１０6Ω・ｃｍ〜１０13Ω・ｃｍの範囲に調整されたベルトを意味する。
【００１９】
本発明において高電圧印加処理に用いられるＰＥＳフィルムとしては、通常、半導電性ベルトとして使用される数十μｍ〜数百μｍの厚みのものであれば問題なく使用することができる。
【００２０】
導電性弾性体としては、ＰＥＳフィルムに比べて充分なクッション性を有するものであれば材質は特に制限されず、例えば、ＮＢＲ等のゴムを挙げることができる。導電性弾性体層の形態としては、導電性弾性体を電極表面に積層してもよいし、シート状にして電極とＰＥＳフィルムとの間に挟み込むようにして用いることもできる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、前記導電性フィラーを含有するポリエーテルサルホン系樹脂をフィルム状に成形した後、該フィルムの表裏面に電極対を接触させて高電圧印加処理を施すようにしたため、電気抵抗値の電圧依存性が小さく、さらに電気抵抗値の面内バラツキが抑制された半導電性ベルトを製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
[第１実施形態]
以下、図面を基に本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本発明に係る半導電性ベルトの製造方法に用いられる、ＰＥＳフィルムに高電圧を印加するための電圧印加装置を示す概略図である。
【００２３】
本実施形態では、電圧印加装置１の電極対として、板状の電極２、２を用いており、そのうちの一方の電極表面にアセチレンブラックを混合したＮＢＲからなる導電性弾性体層３が形成されている。導電性弾性体層３の体積抵抗率は、３．０×１０7Ω・ｃｍとされている。導電性弾性体層３の厚みは、電極２，２がＰＥＳフィルムに充分密着可能なクッション性を発揮する程度であればよく、通常、０．３ｍｍ〜３ｍｍであるのが好ましく、本実施形態では０．５ｍｍとされている。
【００２４】
電極対２，２間には直流高電圧を印加される構成とされている。電気抵抗値の電圧依存性等の改善効果を得るには、電極２，２に５００Ｖ以上の直流電圧を１０秒以上印加するのがよいが、より安定して効果を得るには１０００Ｖ以上で５分以上印加するのが好ましい。
【００２５】
図２は、上記電圧印加装置１を用いてＰＥＳフィルムに電圧印加する一態様を示す概略図である。本実施形態では、ＰＥＳフィルム４として、ＰＥＳ系樹脂をサーキュラーダイスを備えた押出成形装置から押出した筒状のものを使用している。筒状のＰＥＳフィルム４は、離間して対向配置された一対の回転ロール５，５に張架され、該ロール５，５の間に電圧印加装置１が設置されている。
【００２６】
電圧印加装置１の電極２，２は、電圧印加処理時にＰＥＳフィルム４を挟み込んでＰＥＳフィルム４に密着し、電圧印加終了後に離間するようになっている。そして、ＰＥＳフィルム４は、回転ロールによってスライド移動し、電圧印加の未処理面を電極２，２の間に導きいれる。これを繰り返すことによって、筒状体全周に対して高電圧印加処理を施すことが可能となり、電気特性に優れた半導電性ベルトを得ることができる。
【００２７】
[第２実施形態]
図３は、電圧印加装置の別の形態を示す平面図であり、図４は、電圧印加装置の断面図である。本実施形態では、電圧印加装置６として、電極対にロール状電極７，７が使用されており、そのうち一つの電極７が第１実施形態における回転ロールとして機能する点が特徴とされている。
【００２８】
すなわち、電圧印加装置６は、離間して対向配置された一対の回転ロール５，７を備えており、回転ロール７が電極として兼用されている。そして、この回転ロール兼電極７に接するように他方のロール状電極７が配されている。
【００２９】
ＰＥＳフィルム４は、電極７，７間に挟み込まれた状態で直流高電圧が印加される。なお、本実施形態では、電極７，７及び回転ロール５をそれぞれ回転させることにより、電極７，７間に高電圧を印加しながらＰＥＳフィルム４を移動させることが可能となる。
【実施例】
【００３０】
[半導電性ベルトの作製]
上記第１実施形態で説明した電圧印加装置１を使用して半導電性ベルトを作製し、電気抵抗値の電圧依存性及び電気抵抗値の面内バラツキの電気特性について評価を行った。以下にその試験条件を記す。
【００３１】
先ず、ＰＥＳフィルムの原料であるＰＥＳ系樹脂として、住友化学社製ポリエーテルサルホン（スミカエクセル４１００Ｐ）を使用し、ＰＥＳ系樹脂１００重量部に対して導電性フィラーとして電気化学工業社製カーボンブラック（アセチレンブラック、デンカブラック粒状）を１３重量部添加し、２軸スクリューを有する押出機にて溶融混練押出しして、ペレット状に造粒した。
【００３２】
このペレット状原料を、口径９４ｍｍのサーキュラーダイスを備えた押出成形装置により、筒状に押出して、外径８８ｍｍ、表面温度２３０℃に設定したサイジングマントルに沿わせ、冷却しつつ引取り、厚さ１５０μｍの円筒状フィルムを成形した。その円筒状フィルムから長さ２６６ｍｍの筒状ＰＥＳフィルム４を作製した。
【００３３】
得られたＰＥＳフィルム４を電圧印加装置１を用いて高電圧印加処理を施した。印加電圧は１０００Ｖ、電圧印加時間は８分とした。このようにして得られた半導電性ベルトについて以下の評価試験を行った（発明品）。なお、比較材としては、電圧印加処理以外は同じ方法によって作製した半導電性ベルトを使用した。
【００３４】
[評価試験]
（１）電気抵抗値の電圧依存性
ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準拠して上記半導電性ベルトの表面抵抗率及び体積抵抗率を抵抗測定装置（アドバンテスト社製Ｒ８３４０Ａ）により、印加電圧１００Ｖ、２５０Ｖ及び５００Ｖで測定した。
【００３５】
測定に関しては、図５及び図６に示すように、半導電性ベルトをシート状に切り開いてＴＤ方向（ベルト周方向）に８点、ＭＤ方向（ベルト周方向に対して垂直方向）に４点をとり、各交点の３２箇所において実施し、その平均値を算出した。発明品の結果を図７に比較材の結果を図８にそれぞれ示す。
【００３６】
（２）電気抵抗値の面内バラツキ
上記と同様に、ＪＩＳ  Ｋ６９１１に準拠して印加電圧５００Ｖで半導電性ベルトの表面抵抗率及び体積抵抗率を３２箇所で測定した。その結果を、発明品については図９〜図１０に、比較材については図１１〜図１２にそれぞれ示す。
【００３７】
［評価結果］
電気抵抗値の電気依存性について、１００Ｖ印加時の平均測定値を５００Ｖ印加時の平均測定値で割ったｌｏｇ値を表１に示す。また、電気抵抗値の面内バラツキについて、３２点測定値の最大値を最低値で割ったｌｏｇ値を表１に示す。
【００３８】
図７、図８及び表１より、ＰＥＳフィルムに高電圧印加処理を施すことにより、表面抵抗率及び体積抵抗率ともに、電圧依存性が著しく改善されることが判明した。また、図９〜図１２及び表１より、表面抵抗率及び体積抵抗率の面内バラツキについても大幅に改善されることが判明した。
【００３９】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明において用いられる電圧印加装置を示す概略図
【図２】図１の装置を用いてＰＥＳフィルムに電圧印加する一態様を示す概略図
【図３】図１と別の形態の電圧印加装置を示す平面図
【図４】図３の電圧印加装置の断面図
【図５】半導電性ベルトを示す概略図
【図６】半導電性ベルトの電気抵抗値の測定箇所を示す概略図
【図７】本発明で得られた半導電性ベルトの電気抵抗値の電圧依存性を示すグラフ
【図８】比較材の電気抵抗値の電圧依存性を示すグラフ
【図９】本発明で得られた半導電性ベルトの表面抵抗率のバラツキを示すグラフ
【図１０】本発明で得られた半導電性ベルトの体積抵抗率のバラツキを示すグラフ
【図１１】比較材の表面抵抗率のバラツキを示すグラフ
【図１２】比較材の体積抵抗率のバラツキを示すグラフ
【符号の説明】
【００４１】
１                電圧印加装置
２                電極
３                導電性弾性体層
４                ＰＥＳフィルム
５                回転ロール
６                電圧印加装置
７                ロール状電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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