(57)【要約】【課題】製品特性に優れるとともに生産コストが低い電子写真機器用無端ベルトの製法を提供する。【解決手段】円筒状または円柱状の基体１の外周面に、熱溶融性繊維材３を、複数回、相互に隙間なく、もしくは、所定の間隔をあけて巻装し、これを加熱して上記繊維材３を溶融させ、隣接する繊維材３同士を一体化して上記基体１の外周面に筒状体を形成し、ついで冷却して上記筒状体を硬化させた後、上記基体１から抜き取り、電子写真機器用無端ベルトを得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状または円柱状の無端ベルト用基体の外周面に、熱溶融性繊維材を、軸方向に複数回、相互に隙間なく、もしくは、所定の間隔をあけて巻装し、これを加熱して上記繊維材を溶融させ、隣接する繊維材同士を一体化して上記基体の外周面に筒状体を形成し、ついで冷却して上記筒状体を硬化させた後、上記基体から抜き取り、電子写真用無端ベルトを得るようにしたことを特徴とする電子写真用無端ベルトの製法。
【請求項２】
上記熱溶融性繊維材がフィラメントであり、その横断面形状が長方形である請求項１記載の電子写真用無端ベルトの製法。
【請求項３】
上記熱溶融性繊維材がフィラメントであり、その横断面形状が円形であり、その外径が０．１〜１μｍの範囲である請求項１記載の電子写真用無端ベルトの製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フルカラー複写機，フルカラープリンター等の電子写真技術を採用した機器において、感光体上のトナー像を写し取る中間転写ベルト等に用いられる電子写真用無端ベルトの製法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、フルカラー複写機等のフルカラー電子写真機器では、感光体上に現像されたトナー像を複写紙に転写する際に、一旦トナー像を中間転写ベルトに転写（１次転写）したのち、複写紙に転写（２次転写）するというプロセスが採用されている。
【０００３】
上記中間転写ベルトは、筒状の無端ベルトであり、その製法としては、成膜による製法がある。そして、その成膜方法としては、例えば、(1)遠心成形法，(2) 押出成形法，(3) ディッピング製法，(4) スプレー製法，(5) フィルム溶着製法，および(6) スパイラル塗布法〔上記基体を水平にして周方向に回転させた状態で、その外周面に上記材料をノズルから帯状に吐出させながら、らせん状に塗布する方法（例えば、特許文献１参照）〕等があげられる。そのうちの(2) 〜(6) は、円筒状の基体の外周面に、中間転写ベルト用材料を用い成膜した後、その円筒状膜を基体から抜き取る製法である。
【０００４】
一方、上記中間転写ベルトは、導電性を有する無端ベルトであり、高画質の画像を得るためには、製品特性の向上が重要となっている。すなわち、表面を全体的に平滑にすること、ならびに、厚み（膜厚）および電気特性（導電性，電気抵抗）を全体的に均一にすることが重要となっている。また、中間転写ベルトの製造メーカーとしては、その生産コストを低減することも重要となっている。
【特許文献１】特開２００２−２６３５６２号公報（段落〔００４８〕、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、(1)遠心成形法は、ロット間での電気特性のばらつきが大きく、また、成形工程が長く生産性が低い（生産コストが高い）。(2)押出成形法は、生産性に優れる（生産コストが低い）ものの、高粘度材料の押し出しにより膜厚がばらつき、しかも、ウエルドラインにより電気特性もばらつく。(3)ディッピング製法は、膜形成材料が下方に垂れて膜の厚みが下側ほど厚くなる。また、膜の一部（端部）は中間転写ベルトとならならずに切除されるため、材料の浪費が大きい（生産コストが高い）。(4)スプレー製法は、即乾材料の噴霧により表面の平滑化が困難となっている。また、材料が飛散するため、材料の浪費が大きい（生産コストが高い）。(5)フィルム溶着製法は、生産性に優れる（生産コストが低い）ものの、フィルム溶着部の表面平滑性や電気特性に劣る。(6)上記特許文献１のように基体を水平にしたスパイラル塗布法は、液体材料を流したり止めたりして塗布範囲を選択することができるため、その塗布範囲を所望の無端ベルトの幅程度にすることができ、材料の浪費が殆どない（生産コストが低い）。しかし、１回の塗布で厚い膜を形成するために高粘度材料を用いると、基体が水平であるため、基体の外周面に吐出した材料が均一に延び難く、表面が平滑にならないまま乾燥して固まり、表面の平滑化が困難となっている。
【０００６】
このように、従来の製法には、製品特性と生産コストの両方を充分に満足させる製法はない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、製品特性に優れるとともに生産コストが低い電子写真用無端ベルトの製法の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の電子写真用無端ベルトの製法は、円筒状または円柱状の無端ベルト用基体の外周面に、熱溶融性繊維材を、軸方向に複数回、相互に隙間なく、もしくは、所定の間隔をあけて巻装し、これを加熱して上記繊維材を溶融させ、隣接する繊維材同士を一体化して上記基体の外周面に筒状体を形成し、ついで冷却して上記筒状体を硬化させた後、上記基体から抜き取り、電子写真用無端ベルトを得るという構成をとる。
【０００９】
本発明者らは、電子写真用無端ベルトの製法において、作製される無端ベルトを製品特性が優れるものとなるようにするとともに、その生産コストが低くなるようにすべく、鋭意研究を重ねた。その結果、前記従来法のように、それ自体流動性を有する膜形成材料を用いるのではなく、熱溶融性を有する樹脂等からなる固形の繊維材を用い、これを無端ベルト用基体の外周面に巻装した後、加熱して上記繊維材を溶融させ、隣接する繊維材同士を一体化して上記基体の外周面に筒状体を形成し、ついで上記基体から抜き取ると、所期の目的を達成できることを見出し、本発明に到達した。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電子写真用無端ベルトの製法によれば、円筒状または円柱状の無端ベルト用基体の外周面に、熱溶融性繊維材を、巻装した後、加熱して上記繊維材を溶融させ、隣接する繊維材同士を一体化して上記基体の外周面に筒状体を形成している。このため、溶融した巻装体の材料は、適度に垂れ、その垂れにより、上記筒状体の表面、延いては無端ベルトの表面を全体的に平滑にすること、ならびに、その厚み（膜厚）および電気特性（導電性，電気抵抗）を全体的に均一にすることを、容易にすることができる。すなわち、製品特性を容易に向上させることができる。特に、繊維材の材料を調製する際の混練により、繊維材内では、導電剤が高分散化するため、無端ベルトの電気特性が安定する。また、本発明の製法では、繊維材を上記基体の外周面に巻装しているため、その巻装範囲を容易に選択することができる。このため、繊維材の浪費が殆どなく、生産コストを低減することができる。
【００１１】
特に、上記熱溶融性繊維材がフィラメントであり、その横断面形状が長方形である場合には、その繊維材を基体の外周面に巻装する際に、相互に隙間なくらせん状に巻装することができるため、容易にその巻装体に空気が入らないようにすることができ、無端ベルトの製品特性を向上させることができる。また、表面の平滑化および膜厚の均一化も容易となる。
【００１２】
また、上記熱溶融性繊維材がフィラメントであり、その横断面形状が円形であり、その外径が０．１〜１μｍの範囲である場合には、巻装体に入る空気量を少なくすることができる。また、表面の平滑化および膜厚の均一化にも有効に作用する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
つぎに、本発明を図面にもとづいて詳しく説明する。
【００１４】
図１および図２は、本発明の電子写真用無端ベルトの製法の一実施の形態を示している。この製法は、まず、図１に示すように、熱溶融性の繊維材３を準備する。そして、その繊維材３を円筒状または円柱状の無端ベルト用基体１の外周面に巻装する。この巻装は、軸方向に沿って複数回行われ、その際の繊維材３同士の隙間は、０もしくは所定の間隔とする。つぎに、これを加熱炉等に入れて加熱し、上記繊維材３を溶融させ、図２に示すように、隣接する繊維材３同士を一体化して筒状体４を形成する。ついで、上記加熱炉等から取り出して冷却し、上記筒状体４を硬化させる。その後、その筒状体４を上記基体１から抜き取り、電子写真用無端ベルトを得る。
【００１５】
このように、上記基体１の外周面に上記繊維材３を巻装して溶融させると、その溶融した巻装体は、重力方向に適度に垂れる。基体１の外周面における垂れの方向は、基体１の軸の傾きに依存するが、本発明の製法では、通常、基体１の軸を鉛直方向にして行われるため、軸方向に垂れる。この垂れ量は少なく、その垂れにより、図３に示すように、隣接する繊維材３同士を一体化して形成された筒状体４の表面には、基体１の軸方向に繊維材３の幅程度のピッチＰで、高さＨが０．０１〜２μｍ突出したうねり形状が形成され、目視で模様として見える場合があるが、全体的にみれば、表面は平滑であり、膜厚も均一になっている。その結果、得られる無端ベルトの電気特性（導電性，電気抵抗）も全体的に均一になっている。また、上記巻装の際に繊維材３同士に所定の間隔をあけた場合、その間隔を約５μｍ以下になるようにすれば、その間隔は、上記垂れにより埋めることができ、筒状体４の表面の平滑化および膜厚の均一化を確保することができる。
【００１６】
また、上記巻装体の形成方法は、図１に示すように、繊維材３を基体１の外周面に巻装するため、その巻装範囲を容易に選択することができる。その結果、繊維材３の浪費を殆どなくすことができ、生産コストを低減することができる。
【００１７】
本発明についてより詳しく説明すると、本発明の製法のように基体１の外周面に繊維材３を巻装するための巻装装置としては、例えば、つぎのようなものが使用できる。すなわち、上記基体１を同軸的かつ着脱自在に固定できる基体回転部１０と、上記繊維材３を基体１に向かって供給する供給部（図示せず）とを備え、上記基体回転部１０と供給部とが基体１の軸方向に沿って相対的にスライドしてらせん状の巻装体を軸方向に徐々に形成するようになっている巻装装置である。上記基体回転部１０としては、特に限定されないが、基体１を下端部または上端部で固定する基体固定具１１と、基体１を周方向に回転させる電動モータ１２等の駆動源とを備えているもの等があげられる。
【００１８】
上記基体１は、円筒状でも円柱状でもよいが、基体回転部１０の負担を軽くできる観点から、円筒状であることが好ましい。円筒状の基体１を使用する場合、上記基体回転部１０の基体固定具１１への固定は、円筒状の基体１の両端開口周縁部または一端開口周縁部で行ってもよいし、または、円筒状の基体１の両端開口部または一端開口部に蓋体を設け、その蓋体で上記基体固定具１１と固定するようにしてもよい。また、上記基体１の材質は、特に限定されないが、通常、金属（鉄，アルミニウム，ステンレス等）製のものが用いられる。また、上記基体１の大きさは、作製される無端ベルトの大きさにより決まり、通常、外径３０〜３５０ｍｍの範囲、軸方向の長さ３００〜６００ｍｍの範囲のものが用いられる。なお、基体１とその外周面に形成される筒状体４との離型性の観点から、基体１の外周面には、予め剥離剤を塗布しておくことが好ましい。
【００１９】
そして、異なる大きさの無端ベルトを作製する場合には、基体１を外径が異なるものに交換することにより、容易に対応することができる。また、異なる材料の無端ベルトを作製する場合や複数種類の材料で積層する場合には、繊維材３を、異なる種類の繊維材３に交換することにより、容易に対応することができる。これらのようにして、多品種のものに容易に対応することができる。
【００２０】
上記熱溶融性の繊維材３としては、例えば、下記の樹脂を主成分とし、これに導電剤を配合したものからなる、モノフィラメント，マルチフィラメント，または上記フィラメントを撚って糸状にしたもの等があげられる。すなわち、樹脂としては、例えば、ポリアリレート（ＰＡＲ），ポリエステル（ＰＥＴ），ポリアミド（ＰＡ），シンジオタクチックポリスチレン系重合体，ポリメチルペンテン（ＰＭＣ），ポリカーボネート（ＰＣ），ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ），ポリエーテルケトン（ＰＥＫ），ポリシアノアリールエーテル，ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ），ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ），ポリフェニレンサルフォン（ＰＰＳ），ポリアミドイミド（ＰＡＩ），ポリサルホン（ＰＳＵ），ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）等があげられ、これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。これらの樹脂に他の樹脂を混合して用いてもよい。また、導電剤としては、特に限定されないが、例えば、導電性金属酸化物，金属粉末，カーボンブラック，イオン性導電剤等があげられ、これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。
【００２１】
上記フィラメントの作製は、上記樹脂を溶融させたもののなかに上記導電剤を混練し、それを口金に通すことにより行われる。フィラメントの横断面形状（長手方向に直角な断面形状）は、その口金の形状によって設定することができる。そして、そのフィラメントをそのまま、または複数のフィラメントを撚って、上記繊維材３とする。この作製された繊維材３は、直接、基体１に巻装してもよいし、一旦ロール体に巻装し、そのロール体から繊維材３を繰り出して上記基体１に巻装してもよい。なお、上記フィラメントの作製の際の混練により、フィラメント内では、導電剤が高分散化するため、作製された無端ベルトは、電気特性が安定したものとなる。
【００２２】
上記フィラメントの横断面形状としては、特に限定されないが、長方形であることが好ましい。上記横断面形状が長方形であれば、そのフィラメントを基体１の外周面に巻装する際に、相互に隙間なくらせん状に巻装することができるため、その巻装体に空気が入らないようにすることが容易にでき、無端ベルトの製品特性を向上させることができるからである。また、表面の平滑化および膜厚の均一化も容易となる。上記横断面形状が長方形である場合、その大きさは特に限定されないが、幅が３０〜２００μｍ、厚みが３０〜２００μｍであることが好ましい。一方、上記横断面形状が円形のフィラメントを用いてもよいが、この場合は、横断面形状が円形であるため、空気が入らないように巻装することが困難である。このため、その空気量をできる限り少なくするために、フィラメントの外径を０．１〜１μｍの範囲の細いものとすることが好ましい。しかも、細いフィラメントを用いると、横断面形状が円形であっても、表面の平滑化および膜厚の均一化にも有効に作用する。そして、無端ベルトの厚みは、通常、５０〜５００μｍの範囲であるため、その厚みになるように、上記フィラメントを、一重巻きで巻装してもよいし、重ね巻きで巻装してもよい。なお、上記説明は、繊維材３がフィラメントである場合について行っているが、そのフィラメントを撚って糸状にしたものについても、フィラメントに準じて扱うことができる。
【００２３】
なお、図１では、基体１に対する繊維材３の巻装を、基体１を周方向に回転させることにより行ったが、逆に、基体１を周方向に回転させずに、繊維材３の供給部を基体１の周りに回転させてもよい。または、基体１と供給部とをそれぞれ反対方向に回転させてもよい。基体１と供給部との相対的なスライドも同様に、基体１だけをスライドさせてもよいし、供給部だけをスライドさせてもよいし、基体１と供給部とをそれぞれ反対方向にスライドさせてもよい。
【００２４】
このようにして上記基体１の外周面に巻装体を形成した後は、基体１を巻装装置の基体回転部１０から外し、加熱炉等に入れ、その巻装体を形成する繊維材３の融点以上に加熱し、隣接する繊維材３同士を一体化して（繊維材３の種類にもよるが、２００〜４００℃×６０〜４８０分間程度）、筒状体４を形成する。そして、上記加熱炉等から取り出して冷却し、上記筒状体４を硬化させる。そして、上記冷却を終えると、筒状体４の一端縁と基体１の外周面との間から高圧エアを吹き込む等して、硬化した筒状体４を基体１から抜き取り、無端ベルトを得ることができる。
【００２５】
なお、繊維材３の巻装における始点および終点は、例えば、つぎのようにして処理される。すなわち、図４に示すように、まず、スリット５ａ，６ａが形成された略円柱状の係止体５，６を２個準備し、各係止体５，６を基体１における巻装開始部分と巻装終了部分とにそれぞれ着脱自在かつ回転自在に取り付ける。ついで、繊維材３の先端を溶融後冷却して上記スリット５ａの幅よりも大きな塊部３ａに形成した後、その先端部分を、巻装開始部分に取り付けた上記係止体５のスリット５ａに差し込んで上記塊部３ａを係止させる。つぎに、その係止体５を回転させて繊維材３をその係止体５に数周巻き付けた後、繊維材３の巻装を開始する。そして、巻装終了後、繊維材３の終点部分を、巻装終了部分に取り付けた上記係止体６のスリット６ａに差し込み、その係止体６を回転させて繊維材３をその係止体６に数周巻き付け、その巻き付けた後側の繊維材３を溶融して切断する（この切断部は、つぎの巻装の始点の上記塊部３ａとなる）。つぎに、この状態で繊維材３を溶融させ、隣接する繊維材３同士を一体化して筒状体４（図２参照）を得る。そして、その筒状体４と各係止体５，６に巻き付けた繊維材３とを切断し、各係止体５，６を基体１から取り外す。その後、上記筒状体４を基体１から抜き取り、電子写真用無端ベルトを得る。このようにして繊維材３の始点と終点が処理されるが、その処理は、繊維材３の始点と終点が基体１に固定できれば、他でもよく、上記処理に限定されるものではない。
【００２６】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【実施例１】
【００２７】
〔繊維材３の作製〕
ポリアリレート〔クラレ社製、ベクトラン（登録商標）、融点：２９０〜３００℃〕１００重量部を溶融し、それにカーボンブラック（昭和キャボット社製、ショウブラックＮ２２０）１０重量部を混練した。そして、それを口金に通し、横断面形状が長方形（１３０μｍ×８０μｍ）の繊維材（モノフィラメント）３を得た。
【００２８】
〔巻装体の形成〕
基体１の外周面に、上記繊維材３を相互に隙間なくらせん状に巻装した。巻装は一巻きとした。なお、上記基体１は、外径２００ｍｍ、軸方向の長さ４５０ｍｍのものを用いた。そして、巻装範囲は、基体１の軸方向に４００ｍｍとした。
【００２９】
〔筒状体４の形成〕
上記巻装体を形成した後、基体１を巻装装置の基体回転部１０から外し、加熱炉に入れ加熱した（３００℃×３００分間）。その後、加熱炉から取り出して冷却した。
【００３０】
〔乾燥および無端ベルトの抜き取り工程〕
上記冷却後、筒状体４の一端縁と基体１の外周面との間から高圧エアを吹き込み、硬化した筒状体４を基体１から抜き取り、無端ベルトを得た。
【００３１】
〔比較例１〕
ディッピング製法により、基体１の外周面に、下記の液体材料からなる塗膜を形成した。基体１は、上記実施例と同様のものを用いた。そして、上記塗膜を乾燥させ、上記実施例１と同様にして、基体１から抜き取り、無端ベルトを得た。
【００３２】
〔液体材料の調製〕
溶剤可溶性のＰｏｌｙ（ＶｄＦ−ＴＦＥ）（ダイキン社製、ＶＦ１００）１００重量部と、カーボンブラック（昭和キャボット社製、ショウブラックＮ２２０）１０重量部とを、アセトン（溶剤）を所定量混合し、ボールミルで混練、攪拌することにより、粘度が５０００ｍＰａ・ｓの液体材料を調製した。
【００３３】
このようにして得られた実施例１および比較例１の無端ベルトについて、下記の基準に従い、各特性の評価を行った。
【００３４】
〔表面平滑性〕
無端ベルト外周面の幅方向（軸方向）の凹凸を、サーフコム４８０Ａ（東京精密社製）を用いて測定し、凹凸差とその凹凸差が大きく現れるピッチＰを測定した。その結果、実施例１の無端ベルトでは、上記凹凸差はあるものの小さく、しかもその凹凸差が大きく現れるピッチＰも略一定となっており、全体的にみれば、略平滑となっていた。また、比較例１の無端ベルトについても、表面は略平滑となっていた。
【００３５】
〔厚み〕
無端ベルトの厚みを、マイクロメーターを用いて測定した。この測定は、無端ベルトを切り開き、軸方向と周方向を細かく測定した。その結果、実施例１の無端ベルトについては、上記のように表面に凹凸差はあるものの小さく、しかもそのピッチＰも略一定となっており、全体的には、厚みは略一定となっていた。これに対して、比較例１の無端ベルトでは、軸方向下方にいくにつれて徐々に厚くなっていた。
【００３６】
〔電気抵抗〕
無端ベルトの電気抵抗を、三菱化学社製ハイレスタを用いて測定した。この測定は、軸方向の上端部，中央部，下端部の３点で行った。その結果、実施例１の無端ベルトでは、３点とも略一定の値を示した。これに対して、比較例１の無端ベルトでは、上端部の値と下端部の値とで約１桁の差があった。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の電子写真用無端ベルトの製法の一実施の形態を示す説明図である。
【図２】上記製法を示す説明図である。
【図３】上記製法における筒状体の表面のうねり形状を示す断面図である。
【図４】上記製法における繊維材の始点および終点の処理方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  基体
３  繊維材
【図１】
2005062860.tif 000003
【図２】
2005062860.tif 000004
【図３】
2005062860.tif 000005
【図４】
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