(57)【要約】【課題】製造直後に電気抵抗を測定して出荷、納入可能な半導電性シームレスベルトの製造方法を提供する。【解決手段】弾性体基材層に潤滑層形成塗料を塗布して塗膜層を形成する塗装工程及び前記塗膜層を乾燥して潤滑層とする乾燥工程を有し、前記乾燥工程は、前記塗膜層を２０〜９０℃で乾燥する工程である弾性体基材層の表面に潤滑層を有する半導電性シームレスベルトの製造方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性体基材層の表面に潤滑層を有する半導電性シームレスベルトの製造方法であって、
弾性体基材層に潤滑層形成塗料を塗布して塗膜層を形成する塗装工程及び前記塗膜層を乾燥して潤滑層とする乾燥工程を有し、
前記乾燥工程は、前記塗膜層を２０〜９０℃で乾燥する工程であることを特徴とする半導電性シームレスベルトの製造方法。
【請求項２】
前記潤滑層形成塗料が、カルボキシル基とアミノ基とを有する水性ポリウレタン樹脂、架橋剤としてシランカップリング剤、水性カルボジイミド化合物からなる群から選択される少なくとも１種、及びポリ四フッ化エチレン微粉末を含有するものであることを特徴とする請求項１に記載の半導電性シームレスベルトの製造方法。
【請求項３】
前記塗膜層の乾燥により形成される潤滑層の厚さが３〜２０μｍである請求項１又は２に記載の半導電性シームレスベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真の基本原理を使用した複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ並びにこれらの複合された機能を有するＯＡ機器等の電子写真方式による画像形成装置において使用される転写ベルト、中間転写ベルト、搬送転写ベルト等として使用可能な半導電性シームレスベルトの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置において、転写機能と用紙送り機能を併せ持たせ、転写画像を鮮明にすると共に部品点数の減少を図ることを目的として、またカラー画像形成装置においては複数色のトナーを使用してフルカラー画像形成することを目的として、転写ベルト、中間転写ベルト等が採用されつつある。
【０００３】
電子写真方式を利用した画像形成装置は、無機光導電性材料または有機光導電性材料で構成された感光体からなる像担持体上に一様な電荷を形成し、画像信号を変調したレーザ光等で静電潜像を形成した後、帯電したトナーにより静電潜像を現像して可視化されたトナー像とする現像装置と、このトナー像を直接転写するか、あるいは中間転写体を介して、用紙等の記録媒体に転写することにより所要の再生画像を得る転写装置と、該再生画像を定着する定着装置とを備えている。
【０００４】
係る転写装置に使用する転写ベルトとして、加硫ゴム等の弾性体基材層の表面に潤滑層を塗装により形成した半導電性ベルトは公知である（例えば特許文献１）。
【０００５】
特許文献１に記載の半導電性ベルトは、導電性ないし半導電性のゴムベルト基材上に、潤滑層形成塗料を塗布した後、１２０℃にて３５分加熱する方法にて製造されている。
【特許文献１】特開２００１−２０１９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
導電性充填剤を配合して半導電性とした半導電性のベルトは、その電気抵抗、特に体積抵抗率が、所定の範囲、少なくとも１桁の範囲内にあることが求められる。このため、半導電性ベルトの製造後には、１本１本を検査することにより、その体積抵抗率ないしベルトとしての電気抵抗が使用する画像形成装置の機種に応じて定められた範囲内にあるか否かが検査され、合格したものだけが出荷される。
【０００７】
弾性体ベルトは、弾性体構成重合体自体は通常絶縁体であるか、重合体自体に固有の導電性を有するものであるため、半導電性ベルトは、所定の電気抵抗とするために、弾性体原料である重合体に導電性充填剤を配合して電気抵抗が調整される。係る導電性充填剤を添加して電気抵抗を調整した上記特許文献１などに記載の弾性ベルト基材に潤滑層を形成して加熱乾燥して製造された表面潤滑層を有するシームレスベルトの電気抵抗は、製造後から経時変化を起こし、安定化するまでに数日を要するものであった。このため、製造後のベルトを放置し、検査のために安定化した後に電気抵抗を測定し、規格範囲内の製品を出荷、納入することが求められ、在庫が増加し、工程的にもコスト的にも好ましいものではなく、改善が求められていた。
【０００８】
本発明の目的は、製造直後に電気抵抗を測定して出荷、納入可能な半導電性シームレスベルトの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、弾性体基材層の表面に潤滑層を有する半導電性シームレスベルトの製造方法であって、
弾性体基材層に潤滑層形成塗料を塗布して塗膜層を形成する塗装工程及び前記塗膜層を乾燥して潤滑層とする乾燥工程を有し、
前記乾燥工程は、前記塗膜層を２０〜９０℃で乾燥する工程であることを特徴とする。  
【００１０】
係る製造方法により、製造直後に電気抵抗を測定して出荷、納入可能な半導電性シームレスベルトを製造することができる。
【００１１】
塗装により形成された塗膜層を乾燥温度２０〜９０℃にて乾燥することにより、製造直後から１ないし５日放置後においても電気抵抗がほとんど変化しない半導電性シームレスベルトが得られる科学的理由は明らかではない。
【００１２】
本発明の製造方法により得られる半導電性シームレスベルトは、各ベルトにおける体積抵抗率のばらつきも、従来の高温乾燥により得られる半導電性シームレスベルトの体積抵抗率のばらつきよりも小さくなる。この理由も明らかではないが、高温乾燥では塗膜層の厚さのわずかなばらつきにより、乾燥工程において乾燥の遅速が発生し、乾燥の遅い部分では残存する溶剤の蒸発熱により温度上昇が抑制されるために弾性体基材が受ける温度履歴にばらつきが生じるが、本発明ではかかるばらつきが抑制されることも一つの原因であると推定される。
【００１３】
ベルトの体積抵抗率ρv の経時変化は、塗装直後の体積抵抗率をρv （１）、塗装から５日後の体積抵抗率をρv （５）としたとき、
ｌｏｇ［ρv （５）］−ｌｏｇ［ρv （１）］≦０．５であることが好ましい。
【００１４】
上述の半導電性シームレスベルトの製造方法においては、前記潤滑層形成塗料は、カルボキシル基とアミノ基とを有する水性ポリウレタン樹脂、架橋剤としてシランカップリング剤、水性カルボジイミド化合物からなる群から選択される少なくとも１種、及びポリ四フッ化エチレン微粉末を含有するものであることが好ましい。
【００１５】
係る構成の潤滑層形成塗料は、潤滑性、耐摩耗性、可とう性、弾性体基材との密着性等において優れており、転写ベルト等の半導電性シームレスベルトの潤滑層として好適な皮膜を形成する。また、カルボキシル基とアミノ基とを有する水性ポリウレタン樹脂を使用し、架橋剤としてシランカップリング剤、水性カルボジイミド化合物からなる群から選択される少なくとも１種を使用することにより、塗装により形成された塗膜層を乾燥温度２０〜９０℃という、従来では十分な塗膜強度が得られないとの理由で採用されなかった低い温度にて乾燥しても、クリーニングブレードとの摺動や屈曲等に対して十分な強度、耐久性を有する潤滑層を形成することができる。
【００１６】
乾燥温度が２０℃未満では、水の蒸発速度が遅くなり、乾燥時間が長くなりすぎて好ましくなく、９０℃を超えると乾燥直後のベルトの電気抵抗が安定せず、検査までの時間を長くする必要が生じる。乾燥温度は３０〜８０℃であることが好ましく、４０〜８０℃であることがより好ましい。乾燥温度とは、乾燥チャンバーの雰囲気温度である。
【００１７】
上述の半導電性シームレスベルトの製造方法においては、前記塗膜層の乾燥により形成される潤滑層の厚さが３〜２０μｍであることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
半導電性とは、体積抵抗率が１０4 〜１０12Ω・ｃｍの範囲にあることをいう。ベルトの体積抵抗率を半導電性の範囲とすることにより、所定の転写性能を有する転写ベルト等の画像形成装置用半導電性ベルトが形成される。ベルトの体積抵抗率は、使用する機種の仕様に応じて、上記範囲の中で選択される所定の値に適宜設定される。ベルトの体積抵抗率は、電極を当てて測定した値のばらつきが、最大値と最小値の比にて１０以下であることが好ましく、５以下であることがさらに好ましい。体積抵抗率等の電気抵抗は、ベルトの厚さ方向全体に測定するものであり、基材と表面潤滑層の個々の体積抵抗率は特に限定されない。
【００１９】
弾性体基材層構成重合体は、公知の熱可塑性エラストマー、加硫ゴムなどの弾性体が限定なく使用可能である。弾性体は、硬度がショアＡ硬度にて６０〜９５であることが好ましい。基材層の厚さは特に限定されないが、一般的には０．３〜２ｍｍである。
【００２０】
熱可塑性エラストマーとしては、具体的にはポリエステル系ＴＰＥ、ポリウレタン系ＴＰＥ、ポリオレフィン系ＴＰＥ、ポリスチレン系ＴＰＥ、ポリアミド系ＴＰＥ、アイオノマー系ＴＰＥ、ジエン系ＴＰＥ、ポリ塩化ビニル系ＴＰＥ、ポリ塩化ビニル／ポリウレタンポリマーアロイ系ＴＰＥ等が例示される。またこれらの熱可塑性エラストマーにゴムを混合ないし微粒子状で分散した熱可塑性エラストマーも使用可能である。これらのＴＰＥは単独で使用可能であり、必要に応じて２種以上を混合使用してもよい。
【００２１】
加硫ゴムを構成するゴム材料としては、天然ゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ，ＥＣＯ）から選択されるゴム材料を使用する。これらのゴム材料は必要に応じて２種以上を併用してもよい。これらの中でも、カーボンブラックによる導電性の調整が容易であり、画像形成装置内で発生するオゾンによる劣化に対する耐久性が優れており、かつベルトとして求められる機械的強度も良好であることから、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴムもしくはこれらを併用することが好ましい。
【００２２】
ゴムは、架橋剤にて架橋する。架橋は、イオウ加硫、過酸化物加硫等による。ゴムの架橋に使用する架橋剤は、イオウ加硫の場合にはイオウ及び加硫促進剤を使用し、過酸化物加硫の場合にはパーオキサイドを使用する。
【００２３】
弾性体構成重合体を所定の電気特性、特に体積抵抗率を所定値に調整するためには、必要に応じて導電性材料を添加する。導電性材料は、公知の導電性材料が限定なく使用可能である。具体的には、銀粉、銅粉、ニッケル粉等の金属材料、酸化錫、酸化インジウム等の金属酸化物、金属をコーティングしたマイカ等の無機材料、カーボンブラックやグラファイト、炭素繊維等の炭素化合物、チオシアン酸アンモニウム等のイオン性導電材料が例示される。これらの導電性材料は、必要に応じて２種以上を併用する。
【００２４】
上記の導電性材料の中でも、補強効果も併せて得られることや半導電性の範囲に調整容易であることから、カーボンブラックの使用が特に好ましい。カーボンブラックとしては、具体的には、ＥＣ（Extra Conductive）カーボン、ＥＣＦ（Extra Conductive Furnace）カーボン、ＳＣＦ（Super Conductive Furnace）カーボン、ＣＦ（Conductive Furnace）カーボン、アセチレンブラック、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のカーボンブラックが例示される。これらは単独で使用してもよく、２種以上を併用してもかまわない。
【００２５】
弾性体基材層を構成する熱可塑性エラストマーもしくは加硫ゴムには、必要に応じて加工性改良剤、他の充填剤、安定剤、老化防止剤、分散改良剤等の添加剤を添加することは好ましい態様である。
【００２６】
本発明のベルトの弾性体基材は、公知の方法により製造することができる。  
【００２７】
弾性体基材としてゴムを使用する場合の製造方法は、ゴム原料並びにその配合材料を常法にて混練して加熱架橋可能な未加硫ゴム組成物を製造する混練工程、未加硫ゴム組成物を無端ベルト状に成形する成形工程を有する。必要に応じて成形工程の後に所定厚さに仕上げる研磨工程を設ける。成形工程は射出成形法、押出成形法等の公知の方法を使用する。
【００２８】
射出成形法は、好ましくは円筒状ないし円柱状の中型と円筒状の外型とを備えた２重円筒金型を使用し、中型の外面と外型の内面とにより形成されるベルト形状キャビティーに未加硫ゴム組成物を注入することにより行う。金型の温度は１００〜２００℃、好ましくは１４０〜１８０℃であり、未加硫ゴム組成物の予熱温度は６０〜１２０℃、好ましくは７０〜１１０℃である。
【００２９】
押出成形法は、好ましくはクロスヘッドを備えた押出機を使用し、円筒状ないし円柱状のマンドレルをクロスヘッドに供給し、その周囲に未加硫ゴム組成物層を形成した後に加硫反応を行わせることによりベルトを成形する。未加硫ゴム組成物の予熱温度は６０〜１２０℃、好ましくは７０〜１１０℃である。押出速度は、押出機の吐出能力、ベルトのサイズを考慮して適宜設定される。
【００３０】
弾性体基材として熱可塑性エラストマーを使用する場合には、熱可塑性エラストマー重合体と導電性充填剤などを混合してマスターバッチないし所定電気抵抗の樹脂ペレットとし、これを押出成形法、射出成形法により弾性体基材に成形する。
【００３１】
表面の潤滑層を構成する材料は、基材との密着性、潤滑性、耐久性、可とう性などのベルトの潤滑層に要求される特性を有する材料は限定なく使用可能であり、ポリウレタン樹脂や弾性エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等のバインダーに潤滑性材料を添加した樹脂、分子鎖に結合したフッ素原子を有する上記樹脂、側鎖にパーフルオロアルキル基などのフッ素含有基を有する上記樹脂が例示される。バインダーに添加する潤滑性材料としては、ポリ四フッ化エチレン微粉末、グラファイト、窒化ホウ素、二硫化モリブデン等が例示される。
【００３２】
これらの潤滑層構成材料は、塗料として使用する。塗料は有機溶剤を使用した溶剤系塗料、水を溶剤とした水系塗料のいずれであってもよい。有機溶剤を使用すると、一般的な塗料用有機溶剤は弾性体基材に浸透してベルトに残留する場合があるので、水系塗料を使用することが好ましい。水系塗料には、必要に応じて有機溶剤を添加してもよい。この場合には、弾性体基材に殆ど浸透しない水溶性の有機溶剤を使用する。
【００３３】
上記の塗料中でも、潤滑層形成塗料が、カルボキシル基とアミノ基とを有する水性ポリウレタン樹脂、架橋剤としてシランカップリング剤、水性カルボジイミド化合物からなる群から選択される少なくとも１種、及びポリ四フッ化エチレン微粉末を含有するものであることが好ましい。
【００３４】
カルボキシル基とアミノ基とを有する水性ポリウレタン樹脂は、例えばジメチロールプロピオン酸、ポリオール化合物、ジイソシアネート化合物をイソシアネート基過剰にて反応させてカルボキシル基とイソシアネート基とを含むプレポリマーとし、これを水に溶解ないし分散させてイソシアネート基と水との反応によりアミノ基を形成させることにより製造することができる。
【００３５】
シランカップリング剤としては公知のシランカップリング剤で水に溶解ないし分散するもの、例えばγ−アミノプロピルトリエトキシシラン（アミノシランＡ−１１００（日本ユニカー））等を使用する。また水性カルボジイミド化合物としては、カルボジライト水性タイプ（日清紡）が市販されており、使用可能である。
【００３６】
潤滑層を形成する塗料としては市販品を使用することも好ましく、カルボキシル基とアミノ基とを有する水性ポリウレタン樹脂をバインダーとしてポリ四フッ化エチレン微粉末を含有し、シランカップリング剤や水性カルボジイミド化合物により架橋硬化する塗料としては、エムラロン３４５（日本アチソン）が例示される。
【００３７】
潤滑層を形成する塗料には、必要に応じて導電性を調整するための導電性材料を添加することは、好適な態様である。カーボンブラックは、予め水分散液として添加することが好ましい。潤滑層を形成する塗料には、さらにベンガラ、三酸化アンチモンなどの無機化合物の粉末を添加することにより、表面の潤滑層の難燃性が高くなり、ベルト全体としての難燃性が高くなるので好ましい。
【００３８】
上記の潤滑層形成塗料を弾性体基材の表面に塗装する塗装方法は、公知の塗装方法を限定なく使用することができる。具体的にはロールコート法、スピンコート法スプレーコート法等が例示される。
【実施例】
【００３９】
以下においては、カーボンブラックを添加したクロロプレンゴムを使用した加硫ゴムを弾性体基材とし、ポリ四フッ化エチレン微粉末を含有する水系ポリウレタン塗料を潤滑層形成塗料として使用した例を示す。
（弾性体基材の製造例）
ネオプレンＷＲＴ（クロロプレンゴム）１００重量部、カーボンブラックシーストＳＯ（東海カーボン）３０重量部、プロセスオイルＮＳ−２４（出光興産）１５重量部、亜鉛華５重量部、酸化マグネシウム４重量部をバンバリーミキサーにて混練してマスターバッチを得、該マスターバッチを冷却後にニーダーにてイオウ１．０重量部、加硫促進剤アクセル２２（川口化学工業）１．０重量部、加硫促進剤ノクセラーＴＯＴ（大内新興化学工業）０．５重量部を混練して未加硫ゴム組成物とした。
【００４０】
クロスヘッドを備えた押出機に上述の未加硫ゴム組成物を供給し、クロスヘッドには外径１００ｍｍ、長さ４００ｍｍのマンドレルを連設して供給し、マンドレル外面に厚さ０．８ｍｍの未加硫ゴム層を形成した。この厚さ０．８ｍｍの未加硫ゴム層を形成したマンドレルを１６０℃にて６０分加熱して加硫し、得られた成形体の両面を研磨して厚さが０．５ｍｍの弾性体基材を得た。
（潤滑層の形成）
カルボキシル基とアミノ基とを有する水系ポリウレタン樹脂をバインダーとし、ポリ四フッ化エチレン微粉末を含有する水系塗料エムラロン３４５（日本アチソン）１００重量部にアセチレンブラックの３０重量％水分散液３．０重量部とベンガラの７０重量％水分散液３．０重量部とを混合し、これに水系カルボジイミドＶ−０２−Ｌ（日清紡）を３重量部添加、混合して潤滑層形成塗料を作製した。
【００４１】
上記の弾性体基材にスプレー塗装を行い、以下に記載の温度で乾燥した。  
実施例１：    室温（約２５℃）
実施例２：    ４０℃
実施例３：    ６０℃
実施例４：    ８０℃
比較例１：  １００℃
比較例２：  １２０℃
得られた表面潤滑層を有する半導電シームレスベルトの電気抵抗の評価は、体積抵抗率ρv （Ω・ｃｍ）を測定することにより行った。測定は室温にて行い、測定装置としてＲ８３４０Ａ（アドバンテスト社）、測定プローブとしてＨＲタイプ（三菱化学製）を使用し、印加電圧５００Ｖにて１０秒値を測定した。
【００４２】
評価結果は図１に示した。図１には、塗装前の弾性体基材の体積抵抗率と製造後１６日目までの体積抵抗率を併せて示した。
【００４３】
この結果より、９０℃以下にて乾燥した半導電性シームレスベルトの体積抵抗率は、製造後（表面の潤滑層形成後）において測定した体積抵抗率と、製造後１６日間の体積抵抗率は殆ど変化がなく、製造後から実際に使用する体積抵抗率を有するものであることが分かる。これに対して１００℃、１２０℃で塗膜層を乾燥して潤滑層を形成したベルトは、製造後６日以上経過しないと体積抵抗率が安定せずに徐々に変化しており、正確な検査をして出荷することが出来ないものであることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】表面潤滑層を形成するための塗膜層の乾燥温度と半導電性シームレスベルトの体積抵抗率の経時変化を示したグラフ
【図１】
2005284119.tif 000003