JP2016109792A - シームレスベルトの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＥＥＫ樹脂とカーボンとを含有する樹脂組成物からなるシームレスベルトの通電による電気抵抗の低下を抑制することを可能とするシームレスベルトの製造方法を提供する。【解決手段】ポリエーテルエーテルケトン樹脂と導電性カーボンブラックとを含有する樹脂組成物を溶融して円筒ダイスより押し出しながら延伸してシームレスベルトを成形するシームレスベルトの製造方法において、円筒ダイスのリップ幅をＷ、シームレスベルトの厚みの平均値をＴとしたとき、Ｗ／Ｔで定義される引取量を９．５以下に設定する。【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置において中間転写ベルトなどとして用いられるシームレスベルトの製造方法に関するものである。

従来、電子写真方式などを利用した画像形成装置では、電子写真感光体などの像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトへ一次転写し、このトナー像を中間転写ベルトから記録材へ二次転写する中間転写方式を採用したものがある。このような画像形成装置で用いられる中間転写ベルトは、中抵抗領域のゴムや樹脂で無端状に形成したベルトからなり、複数の支持ローラに張架されて回転駆動されると共に、像担持体と接触する一次転写部と、記録材と接触する二次転写部とを形成する。そして、このような画像形成装置には、一次転写部で像担持体から中間転写ベルトへ、また二次転写部で中間転写ベルトから記録材へとトナー像を転写するための転写電界を形成するために、転写電圧（転写バイアス）を印加する手段が設けられる。転写電圧は、例えば、一次転写部に配置された一次転写部材としての一次転写ローラ、二次転写部に配置された二次転写部材としての二次転写ローラを介して印加され、これにより中間転写ベルトに電流が流れる。

このように、中間転写ベルトは、像担持体上の帯電したトナー粒子を電界で中間転写ベルト表面に移動させるため、また中間転写ベルト上の帯電したトナー粒子を電界で記録材上に移動させるために、電流が流れるように構成される。また、中間転写ベルトは、トナー粒子を静電気力で中間転写ベルトの表面に担持するために、体積抵抗率が１×１０^８Ω・ｃｍ以上、１×１０^１３Ω・ｃｍ以下程度の中抵抗とされる。

ここで、一次転写部、二次転写部でそれぞれ中間転写ベルトに流れる電流量が不均一な場合、トナー粒子の転写率に差が生じて、画像ムラが発生することがある。そのため、中間転写ベルトに使用される材料の電気抵抗は均一であることが望まれる。また、中間転写ベルトは、複数の支持ローラに張架されて比較的高速で回転される。そのため、中間転写ベルトに使用される材料は、中間転写ベルトが高速で回転された時に変形してその表面に担持されたトナー粒子を飛び散らせることがないように、回転負荷で変形しない十分な硬さを有していることが望まれる。また、中間転写ベルトは、高速で回転された時に、支持ローラに巻き掛けられた部分で繰返し動的屈曲負荷が与えられる。そのため、中間転写ベルトに使用される材料は、上記動的屈曲負荷が繰り返し与えられても破断しないように、十分な柔軟性を有していることが望まれる。さらに、中間転写ベルトは、停止時に支持ローラで長時間与えられる静的屈曲負荷によって変形することがある。そのため、中間転写ベルトに使用される材料は、上記静的屈曲負荷によって変形して一次転写部、二次転写部にそれぞれ形成される転写ニップが不安定となることで画像ムラが発生することがないように、十分な耐クリープ性を有することが望まれる。このように、中間転写ベルトは、電気抵抗の均一性とともに、材料として一見相反する特性を併せ持つことが望まれる。

上述のような要求に応える中間転写ベルトとして、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（以下「ＰＥＥＫ樹脂」ともいう。）と導電性カーボンブラック（以下「カーボン」ともいう。）とを含有する樹脂組成物からなる中間転写ベルトがある（特許文献１）。この中間転写ベルトは、上記樹脂組成物を、押出成形機で溶融し、環状ダイからチューブ状フィルムとして押し出すと共に、延伸して所望の厚みとして、その後冷却して固化させることで製造することができる。

熱可塑性樹脂であるＰＥＥＫ樹脂を主成分とする中間転写ベルトは、現在多用されている熱硬化性のポリイミド系樹脂を主成分とする中間転写ベルトに対して、製造コストを著しく低減することが可能である。具体的には、ポリイミド系樹脂を主成分とする中間転写ベルトは、溶剤除去と熱硬化反応のために典型的には１個当たり数十分の時間が必要である。これに対して、熱可塑性であり押出成形機で環状ダイスより押し出すことで製造することが可能なＰＥＥＫ樹脂を主成分とする中間転写ベルトは、典型的には１個当たり数秒の時間で製造することが可能である。

特開２００５−１１２９４２号公報

しかしながら、ＰＥＥＫ樹脂とカーボンとを含有する樹脂組成物からなる中間転写ベルトは、その製造工程における引取量（ダイスのリップ幅÷成形されたシームレスベルトの厚み）の設定によっては、望ましい性能が得られなくなることがあることがわかった。

例えば、上記樹脂組成物を一軸押出成形機で溶融し、リップ幅０．７ｍｍで内径２５５ｍｍの環状ダイスで押し出しながら延伸し、内径が２５２ｍｍで厚み５５μｍの中間転写ベルトを作成した。そして、この中間転写ベルトを用いたカラー画像形成装置で耐久試験を行って画像を評価したところ、中間転写ベルトの繰り返し使用量が増加すると、記録材の搬送方向の先端部などにおいて転写白抜けが発生することがあった。そこで、この中間転写ベルトの電気抵抗を調べたところ、表面抵抗率が著しく低下していることがわかった。そして、この中間転写ベルトの表面抵抗率の低下は、転写電圧による通電劣化が原因であり、特に低湿環境で著しいことがわかった。

この転写白抜け現象の原因は、次のように考えられる。つまり、中間転写ベルトの電気抵抗が低下することで、中間転写ベルトの移動方向に対して二次転写部のより上流まで二次転写電圧によるより強い電界が形成されるようになる。この電界により、中間転写ベルト上のトナーと記録材との間で異常放電が発生し、トナーの帯電極性が反転する。そして、二次転写電圧でトナーが記録材上に転写されずに中間転写ベルト上に残留することで転写白抜けが発生する。この転写白抜け現象が発生する程度は、二次転写部を構成する各部材の配置で多少の差があり、二次転写電圧が高くなると発生しやすくなる傾向がある。そのため、比較的高い二次転写電圧が必要な、例えばＡ４サイズ紙を横送りして毎分５０枚以上プリントするような高速機では、中間転写ベルトの表面抵抗率は設定された寿命期間を通して概ね１×１０^１０Ω／□以上であることが望まれる。

以上では、シームレスベルトが特に中間転写ベルトとして用いられる場合を例に、従来の課題について説明した。電子写真方式や静電記録方式の画像形成装置では、中間転写ベルト以外にも、例えば像担持体からトナー像が転写される記録材を担持して搬送する記録材担持ベルトとしてもシームレスベルトが用いられることがある。このような画像形成装置の要素として用いられるシームレスベルトは、良好な画像形成を可能とするように所定の電気抵抗を有するように設計されるので、繰り返し使用によって電気抵抗が低下することが望ましくないのは上記中間転写ベルトの場合と同様である。

そこで、本発明の目的は、ＰＥＥＫ樹脂とカーボンとを含有する樹脂組成物からなるシームレスベルトの通電による電気抵抗の低下を抑制することを可能とするシームレスベルトの製造方法を提供することである。

上記目的は本発明に係るシームレスベルトの製造方法にて達成される。要約すれば、本発明は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂と導電性カーボンブラックとを含有する樹脂組成物を溶融して円筒ダイスより押し出しながら延伸してシームレスベルトを成形するシームレスベルトの製造方法において、前記円筒ダイスのリップ幅をＷ、前記シームレスベルトの厚みの平均値をＴとしたとき、Ｗ／Ｔで定義される引取量を９．５以下に設定することを特徴とするシームレスベルトの製造方法である。

本発明の他の態様によると、ポリエーテルエーテルケトン樹脂と導電性カーボンブラックとを含有する樹脂組成物を溶融して円筒ダイスより押し出しながら延伸して、表面抵抗率の平均値が１×１０^１０Ω／□以上、１×１０^１４Ω／□以下のシームレスベルトを成形するシームレスベルトの製造方法において、前記円筒ダイスのリップ幅をＷ、前記シームレスベルトの厚みの平均値をＴとしたとき、Ｗ／Ｔで定義される引取量を、前記シームレスベルトの寿命期間を通して前記シームレスベルトの表面抵抗率の平均値が１×１０^１０Ω／□以上に維持されるように設定することを特徴とするシームレスベルトの製造方法が提供される。

本発明によれば、ＰＥＥＫ樹脂とカーボンとを含有する樹脂組成物からなる中間転写ベルトの通電による電気抵抗の低下を抑制することが可能となる。

画像形成装置の一例の概略構成を示す模式図である。 シームレスベルトの製造装置の概略構成を示す模式図である。 円筒ダイスの側面及び下面の概略構成を示す模式図である。 シームレスベルトの製造工程における引取量とシームレスベルトの繰り返し使用後の表面抵抗率との関係を示すグラフ図である。 シームレスベルトの繰り返し使用による電気抵抗の低下現象を説明するための模式図である。

以下、本発明に係るシームレスベルトの製造方法を図面に則して更に詳しく説明する。

［第１実施形態］
１．画像形成装置
図１は、本発明に係る製造方法で製造された中間転写ベルトを用いることのできる電子写真方式の画像形成装置（電子写真画像形成装置）の一例の断面構成図である。

図１に示す画像形成装置１００は、中間転写ベルト１の直線区間に、第１、第２、第３、第４の画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋの４つの画像形成部（ステーション）が配列されたタンデム型フルカラー複写機である。各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋの感光ドラム２にそれぞれ形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、各一次転写部Ｔ１ｙ、Ｔ１ｍ、Ｔ１ｃ、Ｔ１ｋにおいて中間転写ベルト１に順次重ねられて一次転写される。中間転写ベルト１に一次転写された４色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて、記録材Ｐへ二次転写される。二次転写部Ｔ２で４色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置３で加熱及び加圧されて、その表面にトナー像が定着された後に、画像形成装置１００の外部へと排出される。定着装置３は、ハロゲンヒータを備えた定着ローラ４と、定着ローラ４に圧接する加圧ローラ５とを有するローラ定着器であり、記録材Ｐに静電的に担持されたトナー像を、熱と圧力により記録材Ｐの表面に固定する。

ここで、画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋは、それぞれが有する現像装置６ｙ、６ｍ、６ｃ、６ｋで用いるトナーの色がそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は実質的に同一の構成とされる。したがって、以下、代表して第１の画像形成部Ｐｙについて説明する。

画像形成部Ｐｙは、トナー像を担持する回転可能な像担持体として、ドラム型（円筒形）の電子写真感光体（感光体）である感光ドラム２ｙを有する。感光ドラム２ｙの周囲には、帯電手段としての帯電装置７ｙ、露光手段としての露光装置８ｙ、現像手段としての現像装置６ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラ９ｙ、クリーニング手段としてのクリーニング装置１０ｙが配置されている。

感光ドラム２ｙは、アルミニウム製シリンダの外周面に、帯電極性が負極性の有機感光体材料（ＯＰＣ）の光導電体層が形成されて構成されている。感光ドラム２ｙは、図示しない駆動手段としての駆動モータによって、２００ｍｍ／秒の周速度（プロセススピード）で図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。

帯電装置７ｙは、感光ドラム２ｙに当接して配置された接触帯電部材としての帯電ローラで構成される。帯電ローラ７ｙは、図示しない付勢手段としての加圧バネによって、総荷重３Ｎ（≒３００ｇｆ）で感光ドラム２ｙに圧接され、感光ドラム２ｙの回転に従動して回転する。帯電ローラ７ｙは、金属軸（芯金）上に、カーボン分散ＥＰＤＭ系発泡スポンジゴムの弾性層、カーボン分散ＮＢＲ系ゴムの中間層、カーボンを分散させたフッ素系樹脂の離型層を順に積層した３層構成を有する。帯電ローラ７ｙの芯金には、図示しない帯電電源から、直流電圧−６００Ｖと周波数１５００Ｈｚの交流電圧１４００Ｖｐｐ（ピーク間電圧）とが重畳された帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。

露光装置８ｙは、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを、回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム２ｙの表面を露光する。これにより、感光ドラム２ｙの表面に静電潜像（静電像）が形成される。

現像装置６ｙは、現像剤として、主に非磁性トナー粒子（トナー）と、磁性キャリア粒子（キャリア）とが混合された二成分現像剤を用いる。現像装置６ｙは、二成分現像剤を攪拌して、トナーを負極性（正規の帯電極性）に帯電させる。現像装置６ｙは、現像剤担持体として内部に固定磁極が配置された現像スリーブ１１ｙを有する。帯電したトナーがキャリアの表面に付着した二成分現像剤は、固定磁極の磁力によって現像スリーブ１１ｙの表面に穂立ち状態で担持されて、感光ドラム２ｙを摺擦する。現像スリーブ１１ｙは、３５０μｍのギャップを隔てて感光ドラム２ｙに対向して配置される。現像スリーブ１１ｙは、感光ドラム２ｙに対してカウンタ方向（対向部で互いの移動方向が逆方向となる方向）に回転駆動される。現像スリーブ１１ｙには、図示しない現像電源から、直流電圧−４５０Ｖに２０００Ｈｚの交流電圧１８００Ｖｐｐを重畳した現像電圧（現像バイアス）が印加される。そして、現像スリーブ１１ｙよりも相対的に正極性となった感光ドラム２ｙの静電潜像の画像部へ現像スリーブ１１ｙ上の二成分現像剤からトナーが移動して、感光ドラム２ｙ上の静電潜像が反転現像される。すなわち、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム２ｙ上の露光部に、感光ドラム２ｙの帯電極性と同極性に帯電したトナーが付着する。

中間転写ベルト１を介して感光ドラム１と対向する位置に、一次転写ローラ９ｙが配置されている。一次転写ローラ９ｙは、感光ドラム２ｙとの間に、総荷重１０Ｎ（≒１０００ｇｆ）で中間転写ベルト１を挟み込んで、感光ドラム２ｙと中間転写ベルト１との間に一次転写部Ｔ１ｙを形成する。一次転写ローラ９ｙは、中間転写ベルト１の回転に従動して回転する。一次転写ローラ９ｙは、金属軸上に、弾性層として半導電性のポリウレタン系発泡ゴム層を形成して構成されている。この一次転写ローラ９ｙは、弾性層の硬度がアスカーＣ硬度１０で、ローラ抵抗が１×１０^６Ωの半導電性ローラである。なお、ローラ抵抗は、温度２３℃、相対湿度５０％ＲＨの環境で、一次転写ローラ９ｙの金属軸の両端に各５００ｇの錘を載せ、電流計を介してアースされた金属板に押圧し、金属軸の一端に５０Ｖの電圧を印加して測定した金属板に流れる電流から算出した。一次転写ローラ９ｙの金属軸には、一次転写電源Ｅ１ｙから、一次転写電圧（一次転写バイアス）として正極性の直流電圧が印加される。これにより、感光ドラム２ｙに担持された負極性に帯電したトナーからなるトナー像は、一次転写部Ｔ１ｙを通過する中間転写ベルト１に転写（一次転写）される。

クリーニング装置１０ｙは、硬度がデュロメータＡ硬度７０で厚みが２ｍｍのポリウレタン製の板状部材で構成されたクリーニングブレードを有する。クリーニング装置１０ｙは、クリーニングブレードによって回転する感光ドラム２ｙの表面を摺擦して、中間転写ベルト１に一次転写されずに感光ドラム２ｙの表面に残留した一次転写残トナーを感光ドラム２ｙの表面から除去して回収する。

例えばフルカラー画像の形成時には、上述のような帯電、露光、現像、一次転写、クリーニングが、各画像形成部Ｐｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋにおいて行われ、４色のトナー像が中間転写ベルト１上に順次重ね合わせるようにして一次転写される。

中間転写ベルト１は、複数の支持ローラとして、駆動ローラ１２、バックアップローラ１３及びテンションローラ１４に掛け渡されて支持されている。中間転写ベルト１は、図示しない駆動手段としての駆動モータによって駆動ローラ１２が回転駆動されることで、図中矢印Ｒ２方向に回転駆動される。中間転写ベルト１の電気抵抗としては、表面抵抗率が１×１０^１０Ω／□以上、１×１０^１４Ω／□以下であることが好ましい。また、表面抵抗率が１×１０^１１Ω／□以上、１×１０^１３Ω／□以下であることがより好ましい。表面抵抗率の測定は、温度２３℃、相対湿度５０％ＲＨの環境で、三菱化学アナリテック社製のハイレスタ−ＵＰとＵＲプローブ（主電極外径１６ｍｍ、リング電極内径３０ｍｍ）、レジテーブルＵＦＬ（測定はテフロン（登録商標）面で実施）を使用して行った。また、印加電圧１００Ｖ、チャージ時間１０秒の条件で測定した。なお、中間転写ベルト１の製造方法については後述して詳しく説明する。

中間転写ベルト１を介してバックアップローラ１３と対向する位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ１６が配置されている。二次転写ローラ１９は、バックアップローラ１３との間に中間転写ベルト１を挟みこんで、中間転写ベルト１と二次転写ローラ１９との間に二次転写部Ｔ２を形成する。中間転写ベルト１に一次転写されたトナー像は、転写材Ｐが二次転写部Ｔ２において中間転写ベルト１と二次転写ローラ１９とで挟持されて搬送される過程で、中間転写ベルト１から記録材Ｐへ転写（二次転写）される。記録材Ｐは、二次転写部Ｔ２を通過するトナー像とタイミングが合わされてレジストローラ１５から二次転写部Ｔ２に搬送される。二次転写ローラ１９は、その回転中心がバックアップローラ１３の中心よりも、記録材Ｐの搬送方向の上流側に２ｍｍずれた位置に配置される。そして、二次転写ローラ１９は、中間転写ベルト１を介してバックアップローラ１３の方向に、総荷重５０Ｎ（≒５ｋｇｆ）で押し付けられ、中間転写ベルト１の回転に従動して回転する。バックアップローラ１３は、金属軸上に、弾性層としてカーボン分散ＥＰＤＭゴムの低抵抗層を形成したゴムローラであり、接地電位に接続されている。また、二次転写ローラ１９は、金属軸上に、弾性層として半導電性のＮＢＲゴムとヒドリンゴムを主成分とする発泡ゴム層を形成して構成されている。この二次転写ローラ１９は、硬度がアスカーＣ硬度３０で、ローラ抵抗が１×１０^８Ωの半導電性ローラである。なお、ローラ抵抗は、温度２３℃、相対湿度５０％ＲＨの環境で、二次転写ローラ１９の金属軸の両端に各５００ｇの錘を載せ、電流計を介してアースされた金属板に押圧し、金属軸の一端に２ｋＶの電圧を印加して測定した金属板に流れる電流から算出した。二次転写ローラ１９の金属軸には、二次転写電源Ｅ２から、二次転写電圧（二次転写バイアス）として正極性の直流電圧が印加される。これにより、中間転写ベルト１に担持された負極性に帯電したトナーからなるトナー像は、二次転写部Ｔ２を通過する記録材Ｐに二次転写される。

記録材Ｐに二次転写されずに中間転写ベルト１の表面に残留した二次転写残トナーや、二次転写部Ｔ２で記録材Ｐから中間転写ベルト１に付着した紙粉などの付着物は、中間転写ベルトクリーニング装置１８により除去されて回収される。中間転写ベルトクリーニング装置１８は、硬度がデュロメータＡ硬度７５で厚みが２ｍｍのポリウレタン製の板状部材で構成されたクリーニングブレードを有する。そして、中間転写ベルトクリーニング装置１８は、クリーニングブレードの先端を中間転写ベルト１の表面にカウンタ方向（自由端が中間転写ベルト１の移動方向の上流側を向く方向）に当接させて、回転する中間転写ベルト１の表面を摺擦する。これにより、中間転写ベルトクリーニング装置１８は、中間転写ベルト１上の二次転写残トナーや紙粉などの付着物を中間転写ベルト１の表面から除去して回収する。

２．中間転写ベルトの製造方法
次に、本実施形態における中間転写ベルト１の製造方法について説明する。図２は、本実施形態で用いる製造装置２０の概略構成を示す模式図である。また、図３は、本実施形態で用いる円筒ダイス３３の側面及び下面の概略構成を示す模式図である。

製造装置２０は、熱可塑性樹脂としてのポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ樹脂）と導電性フィラーとしての導電性カーボンブラック（カーボン）とを含有する樹脂組成物から、中間転写ベルト１に用いられるシームレスベルトを製造する。

製造装置２０は、ＰＥＥＫ樹脂にカーボンを分散させた樹脂組成物のペレット（以下「材料ペレット」ともいう。）を溶融して押し出しシームレスベルトを成形する一軸押出成形機３０を有する。

ここで、材料ペレットは、公知の技術でＰＥＥＫ樹脂にカーボンを二軸混練機により均一に分散させたものである。より詳しくは、次のようにして作製したものである。つまり、ＰＥＥＫ樹脂とカーボンをタンブラーで混合して２軸混錬機に供給する。そして、バレル温度をＰＥＥＫ樹脂の溶融温度以上、熱劣化を起こさない温度以下、例えば３４０℃以上、４２０℃以下で混錬しつつ、溶融押出を行い、裁断してペレットを作製する。

ＰＥＥＫ樹脂としては、下記式（１）で表されるオキシ−１，４−フェニレン−オキシ−フェニレン−カルボニル−１，４−フェニレンの構成単位を有する重合体を使用することができる。また、導電性カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、チャネルブラックなどが挙げられる。中でも、アセチレンブラックが好ましい。本実施形態では、ＰＥＥＫ樹脂として、Ｖｉｃｔｒｅｘ社製、商品名ビクトレックスＰＥＥＫ４５０Ｇを使用した。また、本実施形態では、カーボンとして、電気化学工業製、商品名デンカブラックを使用した。ＰＥＥＫ樹脂中のカーボン含有量は、１６ｗｔ％以上、２６ｗｔ％以下の範囲で、所望の表面抵抗率の中間転写ベルト１となるように調整した。

一軸押出成形器３０は、ホッパー３４を有する。一軸押出成形機３０には、ホッパー３４から図示しない重量フィーダーで計量された材料ペレットが導入される。本実施形態では、押出量は毎時４ｋｇに設定され、材料ペレットが５秒毎に投入量をフィードバック制御しながら略連続的に毎時４ｋｇで一軸押出成形機３０に導入される、所謂ハングリーフィード方式を採用した。

また、一軸押出成形機３０は、バレル３１を有する。バレル３１は、外周面に加熱のためのヒーターが配置され、内部に１本のスクリューが配置されている。ホッパー３４から導入された材料ペレットは、バレル３１で溶融温度以上に加熱され、溶融状態で搬送される。バレル３１のヒーターの設定温度は、一軸押出成形機３０の（バレル３１内の溶融樹脂の搬送方向に対して）上流から下流方向に温度が高くなる勾配が付けられており、３６０℃以上、３８０℃以下に制御される。

また、一軸押出成形機３０は、ギアポンプ３２を有する。ギアポンプ３２は、外周面に加熱のためのヒーターが配置され、毎時４ｋｇの溶融樹脂を搬送する。ギアポンプ３２のヒーターの設定温度は、３８０℃に制御される。

また、一軸押出成形機３０は、円筒ダイス３３を有する。図３に示すように、円筒ダイス３３は、同心円状の外リップ３３ａと内リップ３３ｂとを有し、外リップ３３ａの外周面に外リップヒーター３３ｃが配置され、内リップ３３ｂの内部に内リップヒーター３３ｄが配置されている。ギアポンプ３２から送られた一定量の溶融樹脂は、外リップ４１と内リップ４２とで形成された、外リップ３３ａ及び内リップ４２と同心円状の隙間であるリップ３３ｅから、図２に示すように本実施形態では鉛直方向下方にチューブ１Ａの形状で押し出される。外リップヒーター３３ｃ、内リップヒーター３３ｄの設定温度は、３８０℃に制御される。本実施形態では、円筒ダイス３３の内リップ３３ｂの外径は２５５ｍｍ、外リップ３３ａの内径は２５６．４ｍｍである。したがって、リップ３３ｅの幅（リップ幅、リップクリアランス）は０．７ｍｍ（７００μｍ）である。

また、製造装置２０は、冷却装置として第一マンドレル４１、第二マンドレルを備えたチューブ冷却装置４２、第三マンドレル４３を有する。第一マンドレル４１は、チューブ１Ａの内側に配置され、一軸押出成形機３０のダイス３３から押し出されてチューブ１Ａの形状に成形された樹脂を、溶融温度以下に冷却して固化させる。第一マンドレル４１の外径は２５３ｍｍで、結晶化度を制御するために内部に配置されたヒーターで２３０℃に制御される。チューブ冷却装置４２は、内部に図示しない第二マンドレルが配置されており、チューブ１Ａの搬送方向に対して上流の樹脂温度に影響がないように下方にエアーを噴出して、チューブ１Ａを１２０℃以下になるように冷却する。第三マンドレル４３は、チューブ１Ａの内側に配置され、後述する引取装置５０との間でチューブ１Ａを挟持すると共に、チューブ１Ａを更に冷却する。

また、製造装置２０は、チューブ１Ａを引き取る引取装置（引取ユニット部）５０を有する。引取装置５０は、チューブＡの外側に配置され、チューブ１Ａを下方に引っ張る方向に回転する無端状のベルトを有して構成されており、そのベルトをチューブ１Ａを挟んで第三マンドレル４３に当接させることで、チューブ１Ａを下方に引き取る。引取装置５０は、チューブ１Ａの外周に６台配置されている（図２には２台のみ図示）。ここで、円筒ダイス３３からの樹脂の押出量は一定としているため、引取装置５０の引取速度設定を調整することで、チューブ１Ａの厚みを制御することが可能である。

さらに、製造装置２０は、切断装置６０を有している。切断装置６０は、連続して押し出されるチューブ１Ａを所定の幅（チューブ１Ａの搬送方向の長さ）で切断する。本実施形態では、チューブ１Ａを幅４５０ｍｍごとに切断してシームレスベルト（ベルト体）１Ｂとし、さらに公知の技術でシームレスベルト１Ｂの幅方向の両端部に補強テープを貼り、中間転写ベルト１を作製した。

３．実施例及び比較例
上述の製造装置２０を用いて、引取装置５０の引取速度を調整することで、表１に示す実施例１〜３、比較例１の中間転写ベルト１を作製した。実施例１〜３、比較例１の中間転写ベルト１は、表１に示すように、周方向に６点測定した時の平均の厚みが６０μｍ以上、８７μｍ以下の範囲、周方向に６点測定した時の平均の表面抵抗率が２×１０^１１Ω／□以上、８×１０^１２Ω／□以下の範囲で異なる。この表面抵抗率は、中間転写ベルト１の初期（画像形成に使用する前）の値である。繰り返し使用後の表面抵抗率については後述する。なお、リップ幅も、周方向に６点測定した時の平均値で代表することができる。

表１に示す引取量は、「リップ幅Ｗ（μｍ）÷成形されたシームレスベルトの厚みの平均値Ｔ（μｍ）」の計算式で定義されるものである。この引取量は、円筒ダイス３３から一定量で押し出された樹脂を所望の厚みにするために引き伸ばす量を表している。具体的には、リップ幅が７００μｍの場合、例えば厚み６０μｍのシームレスベルト１Ｂでは、引取量は「７００÷６０」で「１１．７」と計算される。同様に、例えば厚み８５μｍのシームレスベルト１Ｂでは、引取量は「８．２」と計算される。すなわち、引取量が小さい方が、円筒ダイス３３から樹脂が押し出された時に引き伸ばされる量が小さい（押出量が一定量の場合、シームレスベルトの厚みは厚い）ことを表している。

また、上述と同様の製造方法において、内リップ３３ｂの外径が２５５ｍｍ、外リップ３３ａの内径が２５７ｍｍ、リップ幅が１．０ｍｍ（１０００μｍ）の円筒ダイス３３を使用して、表１に示す比較例２の中間転写ベルト１も作製した。この中間転写ベルト１は、上記同様にして測定した平均の厚みが８２μｍ、上記同様にして測定した平均の表面抵抗率が２×１０^１２Ω／□である。この表面抵抗率は、中間転写ベルト１の初期（画像形成に使用する前）の値である。繰り返し使用後の表面抵抗率については後述する。また、この中間転写ベルト１の引取量は１２．２である。

ここで、表面抵抗率の調整方法について説明する。本実施形態の中間転写ベルト１では、表面抵抗率は、ＰＥＥＫ樹脂中のカーボン含有量で調整するが、表２に示すように、同一のカーボン含有量でも、引取量を変えた場合には表面抵抗率が著しく変化する。

そのため、カーボン含有量を変量させた材料ペレット（ＰＥＥＫ樹脂にカーボンを分散させた樹脂組成物）を数水準用意して、その混合比率を変えることで表面抵抗率を調整した。具体的には、引取量を大きく（シームレスベルトの厚みは薄い）すると表面抵抗率は高くなるため、引取量が大きいシームレスベルトは、引取量が小さいシームレスベルトよりＰＥＥＫ樹脂中に含有されるカーボンの量が多くなるようにして表面抵抗率を調整した。それぞれのカーボン含有量の材料ペレットは、一軸押出成形機３０内で溶融され、スクリューで混合されるため、カーボン含有量が異なる材料ペレットを使用したことで電気抵抗ムラが大きくなることはなく、表面抵抗率を調整することが可能であった。

次に、中間転写ベルト１の通電劣化による電気抵抗の低下の評価方法について説明する。評価は、上述のカラー複写機に実施例及び比較例の中間転写ベルト１を搭載し、２５万枚プリント出力（Ａ４横通紙）することで実施した。なお、この評価は、電気抵抗の低下の原因を究明するために、電気抵抗の低下がより顕著となる低湿環境、具体的には温度２３℃、相対湿度５％に調整された評価室にカラー複写機を装置本体ごと入れて実施した。

次に、２５万枚プリント出力後の画像と表面抵抗率の評価結果について説明する。評価結果は、表１及び図４に示す。

まず、２５万枚プリント出力後の画像の評価結果については、引取量を比較例１、２よりも小さく設定した実施例１〜３の中間転写ベルト１を使用した場合、転写白抜けは発生しなかった。一方、引取量を実施例１〜３よりも大きく設定した比較例１、２の中間転写ベルト１を使用した場合、記録材Ｐの搬送方向の先端部で転写白抜けが発生した。

次に、２５万枚プリント出力後の表面抵抗率は、実施例１〜３の中間転写ベルト１では１×１０^１０Ω／□以上であった。一方、記録材Ｐの先端部で転写白抜けが発生した比較例１、２の中間転写ベルト１では、８乗台（１０^８Ω／□）まで低下していた。

そこで、更に評価結果を詳細に検討し、中間転写ベルト１の通電による電気抵抗の低下現象について、次のことが見出された。
（１）引取量を９．５以下に設定することで、繰り返し使用後の中間転写ベルト１の表面抵抗率を、転写白抜けの発生しない１×１０^１０Ω／□以上に維持することが可能である。すなわち、例えば寿命の設定がＡ４横通紙で２５万枚以上の本実施形態のカラー複写機などで用いられる中間転写ベルト１は、その寿命期間を通して表面抵抗率を１×１０^１０Ω／□以上に維持するには、引取量を９．５以下に設定する必要がある（図４参照）。
（２）引取量が同水準で、カーボン含有量を調整することで表面抵抗率を概ね１×１０^１１Ω／□以上、１×１０^１３以下の範囲とした中間転写ベルト１は、繰り返し使用後にはほぼ同じ水準まで表面抵抗率が低下する（実施例１、２の比較）。
（３）厚みが同水準で、リップ幅を変えることで引取量に差をつけた中間転写ベルト１では、引取量が大きい方が繰り返し使用後の表面抵抗率は小さくなる（実施例１、２と比較例２の比較）。

そこで、本実施形態では、ポリエーテルエーテルケトン樹脂と導電性カーボンブラックとを含有する樹脂組成物を溶融して円筒ダイスより押し出しながら延伸してシームレスベルトを成形するシームレスベルトの製造方法を、次のような設定とする。すなわち、円筒ダイスのリップ幅をＷ、前記シームレスベルトの厚みの平均値をＴとしたとき、Ｗ／Ｔで定義される引取量を９．５以下に設定する。換言すれば、本実施形態では、上記樹脂組成物の溶融押出を行いながら延伸して、表面抵抗率の平均値が１×１０^１０Ω／□以上、１×１０^１４Ω／□以下、より好ましくは１×１０^１１Ω／□以上、１×１０^１３Ω／□以下のシームレスベルトを成形する。そして、この場合に、本実施形態では、引取量Ｗ／Ｔを、シームレスベルトの寿命期間を通してシームレスベルトの表面抵抗率の平均値が１×１０^１０Ω／□以上に維持されるように設定する。

なお、シームレスベルトの厚みは、これに限定されるものではないが、５０μｍ以上、１００μｍ以下であることが、シームレスベルトの厚みを均一にしやすく、また柔軟性を良好にする点から好ましい。また、リップ幅は、これに限定されるものではないが、上述のような厚みのシームレスベルトを成形する場合、１０００μｍ以下であることが、良好な特性のシームレスベルトを成形する点から好ましい。そして、所定のリップ幅に対して、引取速度を調整することで、引取量を上記所定値以下して、所望の厚みのシームレスベルトを成形することができる。また、引取量は、１より大きく、これに限定されるものではないが、典型的には８以上である。

ここで、図５を参照して、上述の電気抵抗の低下現象のメカニズムについて説明する。

図５（Ａ）は、引取量が相対的に小さい場合のカーボン粒子（二次ストラクチャー）のＰＥＥＫ樹脂中での分散状態を表した模式図である。一般に、カーボンを分散させて半導電性を付与した半導電性樹脂では、カーボン粒子間ａをトンネル電流が流れることで、図５（Ａ）中矢印で示す導電経路ｄに微小な電流が流れて半導電性を示すと言われている。

図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の矢印ｅの方向へ樹脂を延伸して引取量を図５（Ａ）よりも大きくした場合の、カーボン粒子のＰＥＥＫ樹脂中での分散状態を表した模式図である。図５（Ｂ）では、図５（Ａ）において存在したカーボン粒子間ａ以外に、樹脂をより延伸したことでカーボン粒子の絡み付きが解れて、カーボン粒子間ａよりカーボン粒子間距離が小さいカーボン粒子間ｂが生成する。そのため、引取量を大きくすると、表面抵抗率が高くなる（表２参照）。

そして、図５（Ｂ）の樹脂組成物に転写電圧が印加されると、カーボン粒子間ｂはカーボン粒子間の距離が極めて小さいため、カーボン粒子とカーボン粒子の間で放電が発生する。その時に一時的に流れる放電による電流は、トンネル電流と比較して著しく多く流れる。そのため、その大電流により、カーボン粒子間ｂ及びカーボン粒子間ａの樹脂が炭化して導電性を示し、図５（Ｃ）中に太い矢印で示す導電経路ｄ’が形成されて、表面抵抗率が低下する。すなわち、引取量が大きいほどカーボン粒子間ｂの発生量が多いため、それに起因する通電での電気抵抗の低下はより顕著となる。

以上、本実施形態では、ＰＥＥＫ樹脂と導電性カーボンブラックとを含有する樹脂組成物を溶融して押し出すと共に延伸することで中間転写ベルト１を製造する際に、引取量を所定値よりも小さくする。これにより、中間転写ベルト１の通電による電気抵抗の低下を抑制し、中間転写ベルト１の耐久性を向上させることが可能となる。したがって、本実施形態によれば、例えば従来のポリイミドの中間転写ベルトと同等の機能を有した中間転写ベルトを、低コストで提供することが可能となり、それを用いた画像形成装置のランニングコストを低減することが可能となる。

［その他の実施形態］
以上、本発明を具体的な実施形態に即して説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では、シームレスベルトが中間転写方式の画像形成装置において中間転写ベルトとして用いられる場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、使用（特に、電圧の印加）により電気抵抗が低下してしまうことが望ましくない、画像形成装置用のシームレスベルトの製造方法として、広く適用できるものである。例えば、シームレスベルトは、直接転写方式の画像形成装置において記録材担持ベルトとして用いられるものであってもよい。直接転写方式の画像形成装置は、図１に示す中間転写方式の画像形成装置における中間転写ベルトに代えて、記録材担持ベルトを有する。そして、各画像形成部で像担持体に形成されたトナー像は、図１の画像形成装置における一次転写手段に対応する転写手段に電圧が印加されるなどして、記録材担持ベルト上に担持されて搬送される記録材上に転写される。

１ 中間転写ベルト
２０ 製造装置
３０ 一軸押出成形機
３３ 円筒ダイス
５０ 引取装置

Claims (4)

1. ポリエーテルエーテルケトン樹脂と導電性カーボンブラックとを含有する樹脂組成物を溶融して円筒ダイスより押し出しながら延伸してシームレスベルトを成形するシームレスベルトの製造方法において、
   前記円筒ダイスのリップ幅をＷ、前記シームレスベルトの厚みの平均値をＴとしたとき、Ｗ／Ｔで定義される引取量を９．５以下に設定することを特徴とするシームレスベルトの製造方法。
2. 前記シームレスベルトの表面抵抗率の平均値は、１×１０^１０Ω／□以上、１×１０^１４Ω／□以下であることを特徴とする請求項１に記載のシームレスベルトの製造方法。
3. ポリエーテルエーテルケトン樹脂と導電性カーボンブラックとを含有する樹脂組成物を溶融して円筒ダイスより押し出しながら延伸して、表面抵抗率の平均値が１×１０^１０Ω／□以上、１×１０^１４Ω／□以下のシームレスベルトを成形するシームレスベルトの製造方法において、
   前記円筒ダイスのリップ幅をＷ、前記シームレスベルトの厚みの平均値をＴとしたとき、Ｗ／Ｔで定義される引取量を、前記シームレスベルトの寿命期間を通して前記シームレスベルトの表面抵抗率の平均値が１×１０^１０Ω／□以上に維持されるように設定することを特徴とするシームレスベルトの製造方法。
4. 前記シームレスベルトは、電子写真画像形成装置において像担持体から一次転写されたトナー像を記録材に二次転写するために担持して搬送する中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のシームレスベルトの製造方法。

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