(57)【要約】【課題】機械的強度が良好であり、画像形成装置に用いた場合に良好な画像を得ることが可能な無端ベルト、上記無端ベルトの製造に適した製造方法、上記無端ベルトの製造方法に適した金型を提供する。【解決手段】無端ベルト１は、筒状に形成された樹脂製の基層１０を有している。基層１０は、繋ぎ目のない状態で形成されており、一方の筒開口側１０ａから他方の筒開口側１０ｂにわたって筒外方に線状に突出する突出部１１を有している。基層１０は、金属板材２を接合することによって筒状に形成された筒状金型３の外周面に、基層１０を形成するための液状の基層形成材料を塗工する工程を経て形成することができる。突出部１１表面の最大高さうねりＷｚは、１ｍｍ以下であることが好ましい。突出部１１は、筒軸線方向と交差する方向に形成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に形成された樹脂製の基層を有する無端ベルトであって、
上記基層は、繋ぎ目のない状態で形成されており、一方の筒開口側から他方の筒開口側にわたって筒外方に線状に突出する突出部を有することを特徴とする無端ベルト。
【請求項２】
請求項１に記載の無端ベルトにおいて、
上記突出部表面の最大高さうねりＷｚが、１ｍｍ以下であることを特徴とする無端ベルト。
【請求項３】
請求項１または２に記載の無端ベルトにおいて、
上記突出部は、筒軸線方向と交差する方向に形成されていることを特徴とする無端ベルト。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の無端ベルトにおいて、
上記基層の外径が４００ｍｍ以上であることを特徴とする無端ベルト。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の無端ベルトにおいて、
上記基層は、金属板材を接合することによって筒状に形成された筒状金型の外周面に、上記基層を形成するための液状の基層形成材料が塗工される工程を経て形成されたものであることを特徴とする無端ベルト。
【請求項６】
繋ぎ目のない筒状に形成された基層を有する無端ベルトの製造方法であって、
金属板材を接合することによって筒状に形成された筒状金型を準備する工程と、
上記準備した筒状金型の外周面に、上記基層を形成するための液状の基層形成材料を塗工する工程とを有することを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項７】
金属板材が接合されることによって筒状に形成されていることを特徴とする無端ベルト形成用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端ベルトおよびその製造方法ならびに無端ベルト形成用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な分野において、無端ベルトが使用されている。無端ベルトとしては、合成樹脂からなる筒状体が公知である。この筒状の無端ベルトは、一般に、所定距離だけ離間させて配置した複数のローラ間に張架されて使用される。電子写真方式を採用するプリンター、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置の分野では、樹脂製の基層単体からなる無端ベルトが広く用いられている。
【０００３】
具体的には、例えば、特許文献１には、樹脂フィルムシートの両端部をテーピングにより繋ぎ合わせることにより筒状に形成してなる繋ぎ目のある無端ベルトが開示されている。
【０００４】
また例えば、特許文献２には、樹脂フィルムシートの両端部を互いに重ね合わせ、接着剤や熱溶着によって接合することにより筒状に形成してなる繋ぎ目のある無端ベルトが開示されている。同文献には、繋ぎ目を有する無端ベルトを画像形成装置の転写ベルトに適用するに当たり、無端ベルトの繋ぎ目を検知する検知手段を画像形成装置に設け、繋ぎ目の部分にトナーを転写させないように、ベルトタイミングを調整する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１０−５００６２８号公報
【特許文献２】特開平８−３０５１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来知られる繋ぎ目を有する無端ベルトは以下の点で問題がある。
すなわち、テーピングによる繋ぎ目を有する無端ベルトは、ベルト材料の強度に比べ、テーピングによる接着部分の強度が不足しがちである。そのため、ベルト使用時に破断するおそれがある。また、テーピングにより電気抵抗が明らかに異なる部分がベルト表面に帯状に形成され、テーピング部分とそれ以外の部分との間に電気抵抗の差が生じやすい。そのため、この電気抵抗の差に起因して画像不具合が生じやすい。
【０００７】
一方、接着剤や熱溶着による繋ぎ目を有する無端ベルトも、繋ぎ目の部分に接着剤やフィルムの重なり、熱溶着部が存在する。そのため、上記と同様に、繋ぎ目の部分とそれ以外の部分との間に電気抵抗の差が生じやすい。特に、熱溶着部が存在する場合には、樹脂が溶融することにより、基層に配合した導電剤の分散状態や配列が変化したり、ベルト表面に導電剤の存在割合が極端に少ない部分が形成されたりする。そのため、導電性が不均一となり、電気抵抗の差に起因して画像不具合が生じやすい。
【０００８】
また、これら繋ぎ目のある無端ベルトを用いるにあたり、繋ぎ目を検知する検知手段を画像形成装置に設ける場合には、装置構成が複雑になる上、画像形成装置のコストも上昇してしまう。
【０００９】
さらに、繋ぎ目のない無端ベルトを製造する方法としては、汎用の配管用パイプ鋼材を金型に用い、この金型の外周面に無端ベルトを形成することが考えられる。しかし、外径の大きな無端ベルトを製造することができる汎用の配管用パイプ鋼材は入手が困難である。したがって、より大きな外径（例えば、外径４００ｍｍ以上）を有する無端ベルトを得ようとする場合には、上述のように、樹脂フィルムシートをテーピングや接着剤、熱溶着等によって繋ぎ合わせるほか方法がないのが現状である。このように、無端ベルトにおける繋ぎ目の問題は、無端ベルトが大口径化するほど顕著になりやすい。
【００１０】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、機械的強度が良好であり、画像形成装置に用いた場合に良好な画像を得ることが可能な無端ベルトを提供することにある。また、上記無端ベルトの製造に適した製造方法を提供することにある。また、上記無端ベルトの製造方法に適した金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様は、筒状に形成された樹脂製の基層を有する無端ベルトであって、上記基層は、繋ぎ目のない状態で形成されており、一方の筒開口側から他方の筒開口側にわたって筒外方に線状に突出する突出部を有することを特徴とする無端ベルトにある（請求項１）。
【００１２】
本発明の他の態様は、繋ぎ目のない筒状に形成された基層を有する無端ベルトの製造方法であって、金属板材を接合することによって筒状に形成された筒状金型を準備する工程と、上記準備した筒状金型の外周面に、上記基層を形成するための液状の基層形成材料を塗工する工程とを有することを特徴とする無端ベルトの製造方法にある（請求項６）。
【００１３】
本発明のさらに他の態様は、金属板材が接合されることによって筒状に形成されていることを特徴とする無端ベルト形成用金型にある（請求項７）。
【発明の効果】
【００１４】
上記無端ベルトは、筒状に形成された樹脂製の基層を有しており、この基層は、繋ぎ目のない状態で形成されている。そのため、良好な機械的強度が得られる。また、基層は、一方の筒開口側から他方の筒開口側にわたって筒外方に線状に突出する突出部を有している。この突出部と突出部の周辺とは同じ樹脂材料で一体化されている。そのため、テーピングや接着剤、熱溶着などを利用した従来の無端ベルトに比べ、突出部があっても筒周方向に比較的滑らかに連続しており、突出部において電気抵抗の不均一が生じ難い。そのため、画像形成装置に組み込んだ場合に良好な画像を得ることができる。また、上記無端ベルトを画像形成装置に組み込んだ場合に、繋ぎ目を検知する検知手段を余分に設ける必要がない。そのため、装置構成の簡略化、コスト抑制を図ることができる。
【００１５】
上記無端ベルトの製造方法は、金属板材を接合することによって筒状に形成された筒状金型を準備する工程と、準備した筒状金型の外周面に、基層を形成するための液状の基層形成材料を塗工する工程とを有している。従来、無端ベルトを大口径化するための方法としては、ベルト材料を繋ぎ合わせる手法が通常であった。これに対し、上記無段ベルトの製造方法は、ベルト材料を繋ぎ合わせるのではなく、金属板材を筒状に繋ぎ合わせることにより金型を大口径化し、この金型の外周面に無端ベルトの基層を形成する。
【００１６】
上記無端ベルトの製造方法では、筒状金型の外周面に形成された基層のうち、接合部に沿った部分に、一方の筒開口側から他方の筒開口側にわたって筒外方に線状に突出する上述の突出部が形成される。つまり、上記突出部を有するが繋ぎ目のない無端ベルトを形成することができる。このような突出部が形成されるのは、筒状にされた金属板材に作用する金属板材の剛性や自重等により、筒軸方向から筒状金型を見たときに、筒状金型がその外周上に接合部よりなる凸部を有する略円形状を呈することや、接合部の転写等の影響によるものと考えられる。
【００１７】
上記無端ベルト形成用金型は、金属板材が接合されることによって筒状に形成されている。そのため、筒状にされた金属板材に作用する金属板材の剛性や自重等により、筒軸方向から見たときの形状が、外周上に接合部よりなる凸部を有する略円形状を呈する。したがって、この金型の外周面に、基層を形成するための液状の基層形成材料を塗工する工程を経れば、上記突出部を備えた繋ぎ目のない基層を有する無端ベルトを製造することができる。それ故、上記無端ベルトの製造方法に好適に用いることができる。
【００１８】
以上、本発明によれば、機械的強度が良好であり、画像形成装置に用いた場合に良好な画像を得ることが可能な繋ぎ目のない無端ベルトを提供することができる。また、上記無端ベルトの製造に適した製造方法を提供することができる。また、上記無端ベルトの製造方法に適した金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１に係る無端ベルトを模式的に示した図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面の一部を示す断面図である。
【図３】実施例１に係る無端ベルトの製造方法に用いる金属板材を模式的に示した図である。
【図４】実施例１に係る無端ベルトの製造方法において準備した筒状金型を模式的に示した図である。
【図５】実施例１に係る無端ベルトの製造方法において、筒状金型の外周面に塗工により形成した基層の断面の一部（接合部の周辺）を模式的に示した図である。
【図６】実施例２に係る無端ベルトを模式的に示した図である。
【図７】実施例２に係る無端ベルトの製造方法において準備した筒状金型を模式的に示した図である。
【図８】実施例３に係る無端ベルトを模式的に示した図である。
【図９】実施例３に係る無端ベルトの製造方法において準備した筒状金型を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
上記無端ベルトは、例えば、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、複合機、印刷機などの画像形成装置に適用することができる。より具体的には、例えば、静電潜像担体に担持されたトナー像を中間転写ベルトに一次転写した後、トナー像を中間転写ベルトから用紙等の転写材へ二次転写する画像形成装置における上記中間転写ベルトとして用いることができる。
【００２１】
上記無端ベルトは、繋ぎ目のない筒状に形成された基層を有している。つまり、上記無端ベルトの基層は、従来の無端ベルトに存在するような、基層の端部どうしを重ね合わせて接着した繋ぎ目や熱溶着による繋ぎ目、テーピングによる繋ぎ目等を有していない。
【００２２】
基層は、樹脂製である。基層を主に構成する樹脂としては、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、フッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。基層を主に構成する樹脂としては、高剛性、高耐久性の観点から、ポリアミドイミドおよびポリイミドから選択される１種または２種以上の樹脂を好適に用いることができる。
【００２３】
基層は、導電性を有することができる。基層の導電性は、例えば、基層を構成する樹脂中に導電剤を含有させることにより付与することができる。導電剤としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ等の炭素系材料、アルミニウム粉末、ステンレス粉末等の金属粉末材料、導電性酸化亜鉛（ｃ−ＺｎＯ）、導電性酸化チタン（ｃ−ＴｉＯ２）、導電性酸化鉄（ｃ−Ｆｅ３Ｏ４）、導電性酸化錫（ｃ−ＳｎＯ２）等の導電性金属酸化物などといった電子導電剤を好適なものとして例示することができる。他にも、例えば、第四級アンモニウム塩、リン酸エステル、スルホン酸塩、脂肪族多価アルコール、脂肪族アルコールサルフェートなどのイオン導電剤を用いることもできる。これらは１種または２種以上併用することができる。導電剤としては、必要な体積抵抗率の調整がしやすい等の観点から、好ましくは、カーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ等の炭素系材料よりなる電子導電剤を好適に用いることができる。基層は、導電剤以外にも、必要に応じて、難燃剤（無機系難燃剤、有機系難燃剤）、充填剤（炭酸カルシウム等）、レべリング剤などの各種添加剤を１種または２種以上含有することができる。
【００２４】
ここで、基層は、一方の筒開口側から他方の筒開口側にわたって筒外方に線状に突出する微小な突出部を有している。この突出部は、具体的には、例えば、基層の筒外側面が筒外方に線状に突出するとともに、それに沿って基層の筒内側面も筒外方に線状に突出する部位として構成することができる。このような構成は、上述した無端ベルトの製造方法によって好適に形成することができる。
【００２５】
上記無端ベルトにおいて、筒外側面における突出部表面の最大高さうねりＷｚは１ｍｍ以下とすることができる（請求項２）。この場合には、上記無端ベルトを、電子写真方式を採用する画像形成装置の中間転写ベルト等に用いた場合に、突出部に起因する画像不具合が一層生じ難くなる。また、基層の外周面に沿ってゴム弾性層等の弾性層を設ける構成を採用した場合に、突出部表面のうねりに起因するうねりが弾性層の表面に生じ難く、弾性層表面の平滑化にも寄与することができる。
【００２６】
上記突出部表面の最大高さうねりＷｚの上限値は、上記中間転写ベルトに用いた場合における突出部起因の濃度ムラ、クリーニング不良等の観点から、好ましくは、５００μｍ、より好ましくは、３５０μｍ、さらに好ましくは、２００μｍとすることができる。一方、突出部表面の最大高さうねりＷｚの下限値は、特に限定されるものではない。突出部表面のうねりは、ほとんどないことが望ましいからである。もっとも、突出部表面のうねりを完全に無くすことは、製造上の難易度が高くなる上、ベルト製造コストを上昇させることにもつながる。そのため、突出部表面の最大高さうねりＷｚの下限値は、好ましくは、１μｍ、より好ましくは、１０μｍ、さらに好ましくは、５０μｍとすることができる。なお、上記最大高さうねりＷｚは、張力をかけない状態で無端ベルトを台上に自然に載置し、ＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準拠して、ベルト幅方向の中央部と両縁部の３箇所における突出部の頂点部分の表面の最大高さうねりを測定し、得られた測定値の平均値のことである。
【００２７】
上記無端ベルトにおいて、突出部の高さは１ｍｍ以下とすることができる。この場合には、上記突出部表面の最大高さうねりＷｚを１ｍｍ以下とする場合の作用効果を大きくすることができる。
【００２８】
上記突出部の高さの上限値は、上記中間転写ベルトに用いた場合における突出部起因の濃度ムラ、クリーニング不良等の観点から、好ましくは、５００μｍ、より好ましくは、３００μｍ、さらに好ましくは、２００μｍとすることができる。一方、突出部表面の高さの下限値は、特に限定されるものではない。突出部の高さは、低いほど好ましいからである。もっとも、突出部を完全に無くすことは、製造上の難易度が高くなる上、ベルト製造コストを上昇させることにもつながる。そのため、突出部の高さの下限値は、好ましくは、１μｍ、より好ましくは、１０μｍ、さらに好ましくは、５０μｍとすることができる。なお、上記突出部の高さは、張力をかけない状態で無端ベルトを台上に自然に載置し、ベルト幅方向の中央部と両縁部の３箇所について、断面観察により突出部の頂点部と突出部周辺の平坦な基層表面との距離を測定し、得られた測定値の平均値のことである。
【００２９】
上記無端ベルトにおいて、線状をなす突出部は、筒軸線方向とほぼ平行に形成されていてもよいし、筒軸線方向と交差する方向に形成されていてもよい（請求項３）。突出部が筒軸線方向と交差する方向に形成されている場合には、次の利点がある。すなわち、上記無端ベルトを、電子写真方式を採用する画像形成装置の中間転写ベルト等に用いる場合、感光体や二次転写部材やベルト表面をクリーニングするためのクリーニング部材等がベルト周囲に配設される。このような場合であっても上記構成を採用したときには、転写及びベルトクリーニング時に突出部の全部が各部材と軸方向で一度に干渉せず、一点で突出部と干渉し、各部材との当たりが緩和される。これにより、各部材とのギャップを最小限に抑制しやすくなる。
【００３０】
上記において、線状の突出部と筒軸線方向とのなす角（交差角度）は、ベルト寸法精度、筒状金型の製造性、形成される画像の画質などの観点から、好ましくは、０°超〜６０°以下、より好ましくは、０°超〜４５°以下、さらに好ましくは、０°超〜２０°以下とすることができる。
【００３１】
上記無端ベルトにおいて、突出部は、基層に１本だけ形成されていてもよいし、２本以上形成されていてもよく、その本数は特に制限されるものではない。突出部は、ベルト寸法精度、形成される画像の画質、金型製造工程の削減等の観点から、好ましくは、基層に２本以下、より好ましくは、１本だけ形成されているとよい。
【００３２】
上記無端ベルトにおいて、基層の外径は４００ｍｍ以上とすることができる（請求項４）。従来、大口径の無端ベルトは繋ぎ目のあるものしか製造が困難であったため、繋ぎ目に起因する画像不具合が生じることを承知で使用するか、その対策のための機構を設けざるを得なかった。上記無端ベルトは、繋ぎ目がなく良好な機械的強度を有し、突出部に起因する画像不具合も生じ難く、上記対策のための機構も不要である。そのため、近年、需要が高まっており、基層の外径（直径）が４００ｍｍ以上と大口径の無端ベルトが求められる商業用のデジタル印刷機（オンデマンド印刷機）等に特に好適に用いることができる。
【００３３】
基層の外径の下限値は、好ましくは、４５０ｍｍ、より好ましくは、５００ｍｍである。なお、基層の外径の上限値は、特に限定されるものではないが、画像形成装置の大きさ等を考慮して、好ましくは、１５００ｍｍ、より好ましくは、１０００ｍｍであるとよい。
【００３４】
上記無端ベルトは、上述した基層の外周面に沿って、必要に応じて、ゴム弾性層等の弾性層を有していてもよい。近年、画像形成装置は、印刷品質のさらなる向上が求めらる中で、表面凹凸の大きなざらつきのある紙の使用や、凹凸模様のあるデザイン紙といった表面品質の異なる用紙への使用が増えており、これらへの対応力が求められている。そのため、これら画像形成装置に組み込まれる無端ベルトの構成を、基層の外周面に弾性層を有する構成とした場合には、ベルト表面の柔軟性が向上するため、トナーを各種用紙の表面凹凸に追従して転写しやすくなる。
【００３５】
弾性層は、具体的には、例えば、導電剤を含有するゴム（エラストマーも含む）などのポリマーから構成することができる。弾性層を構成するポリマーとしては、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、アクリルゴム、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、紫外線硬化ゴムなどを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。導電剤としては、例えば、第四級アンモニウム塩、リン酸エステル、スルホン酸塩、脂肪族多価アルコール、脂肪族アルコールサルフェートなどのイオン導電剤を例示することができる。他にも上述した電子導電剤を用いることもできる。弾性層は、導電剤以外にも、必要に応じて、難燃剤（無機系難燃剤、有機系難燃剤）、架橋剤、充填剤（炭酸カルシウム等）、レべリング剤などの各種添加剤を１種または２種以上含有することができる。なお、弾性層の表面は、紫外線照射等の光照射処理、塩素化合物および／またはフッ素化合物を含有する表面処理液などにより、表面処理されていてもよい。
【００３６】
上記無端ベルトは、必要に応じて、上述した基層の外周面に沿って表層、あるいは、上述した弾性層の外周面に沿って表層を有していてもよい。表層を有する場合には、トナーの離型性を向上させることができ、クリーニング性などを向上させることができる。
【００３７】
なお、基層の厚みは、５０μｍ〜２００μｍ程度とすることができる。弾性層の厚みは、１０μｍ〜５００μｍ程度とすることができる。表層の厚みは、０．１μｍ〜５０μｍ程度とすることができる。
【００３８】
上記無端ベルトにおいて、基層は、金属板材を接合することによって筒状に形成された筒状金型の外周面に、基層を形成するための液状の基層形成材料が塗工される工程を経て形成されたものであるとよい（請求項５）。このような工程を経て基層を形成することにより、基層に上記突出部を簡単に形成することができる。この点については、以下に説明する無端ベルトの製造方法にて詳述する。
【００３９】
上記無端ベルトの製造方法は、上述した構成の無端ベルトを好適に製造することが可能な方法である。上記無端ベルトの製造方法では、金属板材を接合することによって筒状に形成された筒状金型を準備する。具体的には、例えば、基層に突出部を１本有する無端ベルトを製造する場合には、１枚の四角形状の金属板材を準備し、この金属板材を筒状に丸めて対向する辺どうしを突き合わせる、あるいは、重ね合わせた後、辺どうしを接合し、全体として筒状に形成することができる。また例えば、基層に突出部を２本有する無端ベルトを製造する場合には、２枚の四角形状の金属板材を準備し、一方の金属板材の一辺と他方の金属板材の一辺とを突き合わせる、あるいは、重ね合わせた後、これら辺どうしを接合するとともに、さらに、一方の金属板材の接合した一辺と対向する辺と他方の金属板材の接合した一辺と対向する辺とを突き合わせる、あるいは、重ね合わせ後、これら辺どうしを接合することにより、全体として筒状に形成することができる。上記筒状金型は、作製する無端ベルトの突出部の本数を考慮して、その外周面に、一方の筒開口側から他方の開口側にわたって１本の線状の接合部を有していてもよいし、２本以上の線状の接合部を有していてもよく、特に制限されるものではない。
【００４０】
また、線状をなす突出部を基層の筒軸方向と交差させてなる無端ベルトを作製する場合には、例えば、筒状に丸めたときに筒軸方向と交差可能な辺を有する四角形状の金属板材を準備すればよい。つまり、筒状金型において、接合部は、金型の筒軸線方向とほぼ平行に形成されていてもよいし、筒軸線方向と交差する方向に形成されていてもよく、特に制限されるものではない。
【００４１】
なお、接合方法は、特に限定されるものではなく、例えば、ＴＩＧ溶接、レーザー溶接、電子ビーム溶接、摩擦撹拌接合などを例示することができる。好ましくは、歪みが少なく精密な溶接に適するなどの観点から、ＴＩＧ溶接を好適に用いることができる。
【００４２】
筒状金型の準備に用いる金属板材の材質は、特に限定されるものではないが、好ましくは、例えば、ステンレス鋼、ばね鋼等の金属（合金含む）材料などを例示することができる。
【００４３】
上記金属板材の厚みは、好ましくは、０．１ｍｍ〜５ｍｍの範囲内とすることができる。金属板材の厚みが上記範囲内にある場合には、筒状金型の製造性、取扱い性、筒状金型の外周に形成した無端ベルトの脱型性に優れる利点がある。具体的には、金属板材の厚みが０．１ｍｍ未満になると、剛性が低下し、筒状金型の形状保持が難しくなり、取扱う上で金型が折れるなどの不都合が生じやすくなる傾向がある。一方、金属板材の厚みが５ｍｍを上回ると、金型重量が増加し、取扱い性が低下する傾向がある。
【００４４】
また、金型の表面性状をよくする、金型表面に耐傷付き性を付与する、基層材料の離型性をよくするなどのため、筒状金型の表面には、金属めっき処理などの表面処理を施すことができる。また、金型の表面性状をよくするなどのため、必要に応じて、金型表面を研磨することもできる。
【００４５】
準備する筒状金型の外径は４００ｍｍ以上とすることができる。このような大きさの汎用の配管用パイプ鋼材はめったになく、さらに４５０ｍｍを超えるサイズのものは、パイプ鋼材を入手すること自体が困難である。また、無垢の金属材料からの削り出しにより外径４００ｍｍ以上の円柱状中実体を形成することも材料費や製造コストが高くなり不利である。そのため、準備する筒状金型の外径が４００ｍｍ以上である場合には、外径４００ｍｍ以上を有する無端ベルトを簡易に得る成形金型として有用性が高い。なお、筒状金型の外径の下限値は、好ましくは、４５０ｍｍ、より好ましは、５００ｍｍである。また、筒状金型の外径の上限値は、特に限定されるものではないが、画像形成装置に用いた場合の画像形成、装置の大きさ等を考慮して、好ましくは、１５００ｍｍ、より好ましは、１０００ｍｍであるとよい。
【００４６】
このように金属板材が接合されることによって筒状に形成されている筒状金型は、一方の筒開口側から他方の筒開口側にわたって線状に延びる接合部を有している。そのため、この筒状金型において、接合部とそれ以外の非接合部とは全く同じ挙動をとるわけではない。つまり、この筒状金型は、筒状に曲げられた金属板材に作用する金属板材の剛性や自重等により、筒軸方向から見たときの形状（筒軸方向に垂直な断面形状でも可）が、外周上に接合部よりなる凸部を有する略円形状になっており、完全な円形状（真円）にはなっていない。
【００４７】
それ故、この準備した筒状金型の外周面に、基層を形成するための液状の基層形成材料を塗工する工程を経れば、筒状金型の外周面に形成された基層のうち、接合部に沿った部分に、一方の筒開口側から他方の筒開口側にわたって筒外方に線状に突出する上述の突出部が形成される。これにより、突出部を備えた繋ぎ目のない基層を有する無端ベルトが得られる。
【００４８】
上記基層形成材料の塗工法は、特に限定されるものではないが、例えば、ノズルコート法、ディッピング法などを例示することができる。好ましくは、上記筒状金型の筒軸方向を鉛直方向と略平行にし、この筒状金型の外周に液状の基層形成材料をノズルコート法により塗工する方法を採用するとよい。この場合には、塗工した後に基層形成材料が重力方向に適度に流れる。そのため、基層に形成される突出部表面の凹凸がならされ、突出部表面のうねりを小さくしやすいからである。なお、これにより、突出部表面の最大うねり高さを、基層の内側面における上記突条部の裏面の最大うねり高さよりも小さくすることができる。
【００４９】
上記ノズルコート法による塗工は、例えば、次のようにして行うことができる。
【００５０】
先ず、筒軸中心に回転可能に設けた筒状金型と、この筒状金型の外周面と近接する位置で、筒状金型の軸方向に沿って移動可能なノズルを準備する。その一方、無端ベルトの基層を形成するための液状の基層形成材料を調製し、この液状材料をエアー加圧タンクに収容する。
【００５１】
次いで、筒状金型の筒軸方向を鉛直方向と略平行にした状態で筒軸中心に回転させる。回転数は、通常、１０〜１００ｒｐｍ程度に設定することができる。筒状金型を回転させた状態で、基層形成材料が収容されたエアー加圧タンクに所定の圧力をかけ、内部の基層形成材料をノズルに圧送し、筒状金型の外周面に向けて、ノズルから基層形成材料を吐出させる。この基層形成材料の吐出と同時に、ノズルを、筒状金型の筒軸方向に沿って一定速度で筒状金型の一方端部から他方端部にかけて移動させる。これにより、筒状金型の外周面には、基層形成材料が一定幅のらせん状に塗工され、基層形成材料のらせん状塗膜の連続体からなる全体塗膜が形成される。この際、筒状金型が有する線状の接合部に沿って、突出部となる部分が形成される。その後、この全体塗膜を、必要に応じて乾燥、加熱処理し、有機溶媒を除去する。これにより、繋ぎ目がない筒状に形成されており、一方の筒開口側から他方の筒開口側にわたって筒外方に線状に突出する突出部を有する基層を形成することができる。基層からなる無端ベルトとする場合には、この段階で筒状金型と基層とを分離し、脱型すればよい。また、基層の外周面に弾性層を有する無端ベルトとする場合には、筒状金型の外周面に形成した基層の外周面上に、さらに上記と同様にして、別のノズルから弾性層形成材料を吐出し、弾性層形成材料のらせん状塗膜の連続体からなる全体塗膜を形成後、必要に応じて乾燥、加熱処理し、筒状金型と基層とを分離し、脱型すればよい。
【００５２】
なお、筒状金型と無端ベルトとの脱型方法は、特に限定されるものではない。上記脱型方法としては、例えば、筒状金型と基層との間に高圧エアを吹き込むことにより無端ベルトの脱型を行う方法などを例示することができる。
【実施例】
【００５３】
実施例に係る無端ベルトおよびその製造方法ならびに無端ベルト形成用金型について、図面を用いて具体的に説明する。
（実施例１）
実施例１に係る無端ベルトの概略構成を図１、図２を用いて説明する。図１、図２に示すように、無端ベルト１は、筒状に形成された樹脂製の基層１０を有している。この基層１０は、繋ぎ目のない状態で形成されている。なお、本例では、無端ベルト１は、基層１０単体からなっている。基層１０は、電子導電剤であるカーボンブラックを含有するポリアミドイミド樹脂から構成されている。基層１０の外径（直径）は５１０ｍｍであり、基層の厚みは６０μｍである。
【００５４】
基層１０は、一方の筒開口側１０ａから他方の筒開口側１０ｂにわたって筒外方に線状に突出する突出部１１を１本有している。突出部１１は、具体的には、基層１０の筒外側面１０１ａが筒外方に線状に突出するとともに、それに沿って基層１０の筒内側面１０１ｂも筒外方に線状に突出する部位として構成されている。上述したＪＩＳ  Ｂ０６０１：２００１に準拠して測定される突出部１１表面の最大高さうねりＷｚは、１００μｍである。突出部１１は、筒軸線方向と略平行な方向に形成されている。この無端ベルト１は、以下に説明する実施例１に係る無端ベルトの製造方法によって製造されている。
【００５５】
次に、実施例１に係る無端ベルトの製造方法についてその概略を図３〜図５を用いて説明する。実施例１に係る無端ベルトの製造方法は、金属板材を接合することによって筒状に形成された筒状金型を準備する工程を有している。本例では、具体的には、次のようにして筒状金型３（つまり、実施例１に係る無端ベルト形成用金型）を準備した。
【００５６】
すなわち、図３に示すような矩形状の金属板材２を用意し、図４に示すように金属板材２を筒状に丸めて対向する辺２ａ、２ｂどうしを突き合わせた後、溶接により辺２ａ、２ｂどうしを接合し、全体として筒状（外径５１０ｍｍ）に形成した。なお、本例で用いた金属板材２は、縦５００ｍｍ×横（筒状にしたときの筒周方向に相当）１６００ｍｍ×板厚２ｍｍの大きさを有するＳＫ５製の金属板材である。
【００５７】
筒状金型３の接合部３０は、一方の筒開口側３０ａから他方の筒開口側３０ｂにわたって筒軸方向と略平行に線状に延びている。筒状金型３は、筒状に曲げられた金属板材２に作用する金属板材２の剛性や自重等により、筒軸方向から見たときの形状が、外周上に接合部３０よりなる凸部を一つ有する略円形状、つまり、接合部３０を頂点とする略雫形状になっており、完全な円形状（真円）にはなっていない。
【００５８】
実施例１に係る無端ベルトの製造方法は、上記準備した筒状金型３の外周面に、上記基層１０を形成するための液状の基層形成材料を塗工する工程を有している。本例では、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）[東洋紡績（株）製「バイロマックスＨＲ−１６ＮＮ」]１００質量部と、カーボンブラック[電気化学工業（株）製「デンカブラック」]１０質量部と、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）８００質量部とを混合することにより基層形成用材料（２５℃における粘度は１００００ｍＰａ・ｓ）を調製し、これを以下のようにして実施例１に係る筒状金型３の外周面に塗工し、基層１０を形成した。
【００５９】
すなわち、内径φ＝１ｍｍのニードルノズルを有するディスペンサ（液体定量吐出装置）を準備した。次いで、上記基層形成材料をエアー加圧タンクに収容し、筒状金型３の外周面とノズルとのクリアランスを１ｍｍとして、筒状金型３およびノズルをセットした。次いで、筒状金型３の筒軸方向を鉛直方向と略平行にした状態で、回転数４０ｒｐｍで軸中心に回転させながら、基層形成材料を吐出するノズルを１ｍｍ／ｓｅｃの移動速度で軸方向下方に移動させるとともに、エアー加圧タンクに０．４ＭＰａの圧力をかけて基層形成材料をノズルに圧送し、ノズルから基層形成材料を吐出させ、筒状金型３の外周面上にらせん状に塗工し、らせん状塗膜の連続体からなる全体塗膜（厚み６０μｍ）を形成した。なお、筒状金型３は、両筒開口部をチャックすることにより、筒軸方向に回転可能とした。
【００６０】
次いで、形成された全体塗膜に対して、２時間で２５０℃まで昇温し、２５０℃で１時間保持するという条件にて加熱処理を施し、筒状金型３の外周面上に繋ぎ目のない筒状の基層１０を形成した。これにより、図５に示すように、筒状金型３の外周面に形成された基層１０のうち、接合部３０に沿った部分に、一方の筒開口側１０ａから他方の筒開口側１０ｂにわたって筒外方に線状に突出する突出部１１を形成することができる。
【００６１】
次いで、筒状金型３０と基層１０との間に高圧エアを吹き込むことにより、筒状金型３０から基層１０を脱型した。以上のようにして、上述した構成を有する実施例１に係る無端ベルト１を作製した。
【００６２】
（実施例２）
実施例２に係る無端ベルトの概略構成を図６を用いて説明する。図６に示すように、実施例２に係る無端ベルト１は、実施例１に係る無端ベルト１と比較して、基層１０に形成した線状の突出部１１が筒軸線方向と交差する方向に形成されており、線状の突出部１１と筒軸線方向とのなす角が約１０°とされている点で大きく異なっている。また、突出部１１表面の最大高さうねりＷｚは、２００μｍである。
【００６３】
実施例２に係る無端ベルト１は、実施例１に係る無端ベルトの製造方法にて準備した図４の筒状金型３に代えて、図７に示した筒状金型３（実施例２に係る無端ベルト形成用金型）を準備し、この筒状金型３の外周面に基層形成材料を塗工して基層を形成した点、金型の接合仕様を変更した点以外は実施例１と同様にして作製したものである。
【００６４】
図７に示した筒状金型３は、１枚の平行四角形状の金属板材（不図示）を用意し、この金属板材を筒状に丸めて対向する斜辺どうしを突き合わせた後、溶接により斜辺どうしを接合することにより、全体として筒状（外径５１０ｍｍ）に形成したものである。なお、本例で用いた金属板材は、斜辺５０８ｍｍ×横（筒状にしたときの筒周方向に相当）１６００ｍｍ×板厚２ｍｍの大きさを有するＳＫ５製の金属板材である。
【００６５】
図７に示した筒状金型３の接合部３０は、一方の筒開口側３０ａから他方の筒開口側３０ｂにわたって筒軸方向に対して約１０°傾斜した状態で線状に延びている。この筒状金型３も、実施例１と同様に、筒軸方向から見たときの形状が、外周上に接合部３０よりなる凸部を一つ有する略円形状、つまり、接合部３０を頂点とする略雫形状になっている。
【００６６】
（実施例３）
実施例３に係る無端ベルトの概略構成を図８を用いて説明する。図８に示すように、実施例３に係る無端ベルト１は、実施例１に係る無端ベルト１と比較して、基層１０に形成した線状の突出部１１が筒軸線方向と交差する方向に２本形成されており、それぞれの線状の突出部１１と筒軸線方向とのなす角が約２０°とされている点で大きく異なっている。また、一方の突出部１１表面の最大高さうねりＷｚは、２００μｍであり、他方の突出部１１表面の最大高さうねりＷｚは、２００μｍである。
【００６７】
実施例３に係る無端ベルト１は、実施例１に係る無端ベルトの製造方法にて準備した図４の筒状金型３に代えて、図９に示した筒状金型３（実施例３に係る無端ベルト形成用金型）を準備し、この筒状金型３の外周面に基層形成材料を塗工して基層を形成した点、金型の接合仕様を変更した点以外は実施例１と同様にして作製したものである。
【００６８】
図９に示した筒状金型３は、２枚の同形状の平行四角形状の金属板材（不図示）を用意し、これら金属板材を半割の筒状に丸めて対向する斜辺どうしを突き合わせた後、溶接により斜辺どうしを接合することにより、全体として筒状（外径５１０ｍｍ）に形成したものである。本例で用いた金属板材は、斜辺５３２ｍｍ×横（筒状にしたときの筒周方向に相当）１６００ｍｍ×板厚２ｍｍの大きさを有するＳＫ５製の金属板材である。
【００６９】
図９に示した筒状金型３の２本の接合部３０は、ともに、一方の筒開口側３０ａから他方の筒開口側３０ｂにわたって筒軸方向に対して約２０°傾斜した状態で線状に延びている。この筒状金型３は、筒軸方向から見たときの形状が、外周上に接合部３０よりなる凸部を２つ有する略円形状になっている。
【００７０】
（実施例４）
上述した実施例１〜実施例３の作製において、筒状金型３０に基層１０を形成した後に脱型を行わず、さらに、上記ディスペンサ（液体定量吐出装置）の別のエアー加圧タンクに収容した弾性層形成材料を、同様にして、基層の外周面上にらせん状に塗工して全体塗膜を形成し、加熱処理を施した後、筒状金型と基層とを分離した。これにより、突出部を有する各基層の外周面に弾性層が形成されてなる実施例４〜実施例６に係る無端ベルト（不図示）を作製した。
【００７１】
なお、弾性層形成材料は、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）[日本ゼオン（株）製、「ニポールＤＮ１０１」]１００質量部と、架橋剤（フェノール樹脂系）[住友ベークライト（株）製、「スミライトレジンＰＲ−１１０７８」]５０質量部と、イオン導電剤（ＴＢＡＨＳ）[和光純薬工業（株）製]と、有機系難燃剤（フォスファゼン誘導体）[（株）伏見製薬所、「ラビトルＦＰ−１１０」]５０質量部と、無機系難燃剤（水酸化アルミニウム）[ナバルテック社製、「ＡＰＹＲＡＬ」]１００質量部とを配合し、混合することにより調製した。なお、弾性層形成材料の調製に際しては、溶媒としてシクロヘキサノンを用い、弾性層形成材料に含まれるシクロヘキサノンの質量割合（溶媒比率）は、７５％とした。
【００７２】
また、弾性層形成材料の塗工は、基層が形成された筒状金型の回転数：４０ｒｐｍ、エアー加圧タンクの圧力：０．５ＭＰａ、形成した全体塗膜の厚さ：２００μｍ、全体塗膜に対する加熱処理条件：０．５時間で１７０℃まで昇温し、１７０℃で０．５時間保持する、という条件にて行った。
【００７３】
（画像形成）
複写機（富士ゼロックス（株）製「ＤｏｃｕＣｅｎｔｅｒ−IV  Ｃ２２６０」）の中間転写ベルトに幅方向３００ｍｍ×周方向２００ｍｍ四方の切り抜き部を形成した。次いで、実施例１〜６に係る無端ベルトから、線状突出部を含んで上記切り抜き部と同形状に形成した部位をそれぞれ採取し、これらを上記切り抜き部にそれぞれ貼り付け、各画像評価用ベルトとした。次いで、各画像評価用ベルトを上記複写機に組み込み、２３．５℃×５３％ＲＨの環境下で、黒ベタ画像の画像出力を行った。そして、得られた画像を目視にて観察した。基層に形成された線状の突出部に起因する画像不具合が認められない場合を、良好な画像が得られると判断とした。基層に形成された線状の突出部に起因する画像不具合が認められた場合を、画像不良と判断とした。
【００７４】
作製した実施例１〜６に係る無端ベルトは、いずれも、従来の無端ベルトに存在するような、基層の端部どうしを重ね合わせて接着した繋ぎ目や熱溶着による繋ぎ目、テーピングによる繋ぎ目を有していない。そのため、ベルト使用時にこのような繋ぎ目にて破断することがなく、機械的強度に優れているといえる。
【００７５】
また、従来の無端ベルトは、テーピングや接着剤、熱溶着などを利用するため、その部分において電気抵抗の不均一が生じやすいが、実施例１〜６に係る無端ベルトは、基層の突出部と突出部周辺とが同じ材料から一体に形成されている。そのため、突出部があっても筒周方向に比較的滑らかに連続しており、突出部において電気抵抗の不均一が生じ難い。それ故、上記のように画像形成装置に組み込んだ場合に、基層に形成された線状の突出部に起因する画像不具合がいずれの実施例についても認められず、良好な画像が得られた。また、実施例１〜６に係る無端ベルトによれば、繋ぎ目を検知する検知手段を余分に設ける必要がないため、装置構成の簡略化、コスト抑制を図ることができるといえる。
【００７６】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１  無端ベルト
１０  基層
１０ａ  一方の筒開口側
１０ｂ  他方の筒開口側
１１  突出部
２  金属板材
３  筒状金型
３０ａ  一方の筒開口側
３０ｂ  他方の筒開口側
【図１】
2013097353.tif 000003
【図２】
2013097353.tif 000004
【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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