JP2013024947A

JP2013024947A - 無端ベルト

Info

Publication number: JP2013024947A
Application number: JP2011157325A
Authority: JP
Inventors: Tsukasa Fujita; 司藤田; Teruyoshi Kanehara; 輝佳金原; Satoshi Endo; 里志遠藤; Keisuke Tokoro; 圭輔所
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2011-07-18
Filing date: 2011-07-18
Publication date: 2013-02-04

Abstract

【課題】従来に比べ、ベルト表面が柔軟であり、かつ、平滑である無端ベルトを提供する。
【解決手段】無端ベルト１は、合成樹脂を主成分とする筒状の基層２と、基層の外周面に積層された弾性層３とを有する。弾性層は、表面改質剤を含有する架橋ゴムから形成されており、表面改質剤は、シリコーングラフトアクリル樹脂およびフッ素含有基グラフトアクリル樹脂から選択される少なくとも１種以上である。シリコーングラフトアクリル樹脂、フッ素含有基グラフトアクリル樹脂は、ＯＨ基およびＣＯＯＨ基から選択される少なくとも１種以上の官能基を有することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、無端ベルトに関する。

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、例えば、一対のローラ間等に張架されて使用される。このような無端ベルトは、例えば、電子写真方式を採用するプリンターやファクシミリ、コピー機等の画像形成装置の分野等においては、ポリイミド等の合成樹脂からなる基層単体が広く使用されてきた。最近では、基層表面に他層を積層した積層構造の無端ベルトも提案されるようになっている。

例えば、特許文献１には、ポリアミドイミドからなる基層の表面に樹脂層が積層された２層構造の無端ベルトが開示されている。この無端ベルトにおいて、樹脂層は、アクリル樹脂と、フッ素樹脂、変性アクリル樹脂およびシリコーン樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つを含む樹脂組成物をディッピング法にて基層表面に塗工して形成されている。

また例えば、特許文献２には、基層の表面に、所定の化合物にて表面処理を施した架橋ゴムからなる弾性層を設けた無端ベルトが開示されている。

特開２０１０−７２２２０号公報特開２０１０−１５６７６０号公報

しかしながら、従来の無端ベルトは以下の点で問題がある。すなわち、広く知られている合成樹脂製の基層のみからなる無端ベルトは、合成樹脂からなるためベルト表面の硬度が高くなり、ベルト表面の柔軟性に劣る。基層表面に樹脂層を設けた無端ベルトも同様の問題がある。

一方、合成樹脂製の基層にゴム層を設けた無端ベルトは、ゴム層の存在によってベルト表面の柔軟性が増加する。しかし、基層にゴム層を塗工する際に、塗工液の粘性が高くなりがちで、塗り目等に起因する表面凹凸ができやすい。そのため、ベルト表面の平滑性を確保するのは難易度が高い。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、従来に比べ、ベルト表面が柔軟であり、かつ、平滑である無端ベルトを提供することにある。

本発明の一態様は、合成樹脂を主成分とする筒状の基層と、該基層の外周面に積層された弾性層とを有し、
上記弾性層は、表面改質剤を含有する架橋ゴムから形成されており、
上記表面改質剤は、シリコーングラフトアクリル樹脂およびフッ素含有基グラフトアクリル樹脂から選択される少なくとも１種以上であることを特徴とする無端ベルトにある（請求項１）。

上記無端ベルトは、基層の外周面に積層された弾性層が架橋ゴムから形成されている。そのため、弾性層のゴム弾性によりベルト表面が柔軟性に富む。また、弾性層を形成する架橋ゴム中には上記特定の表面改質剤が含まれている。そのため、弾性層の形成時には、表面改質剤によってゴム成分による表面凹凸がならされる。よって、塗り目等の表面凹凸が抑制され、ベルト表面の平滑性に優れる。

以上、本発明によれば、従来に比べ、ベルト表面が柔軟であり、かつ、平滑である無端ベルトを提供することができる。

実施例に係る無端ベルトの外観斜視図である。図１におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。図２におけるＢ−Ｂ断面を示す断面図である。

上記無端ベルト（シームレスベルト）は、円筒状等の筒状の基層と、弾性層とを有している。基層の筒径は、用途に応じて適宜決定することができる。例えば、電子写真方式を採用する画像形成装置に用いる場合には、通常、１２０ｍｍ〜５００ｍｍ程度とすることができる。基層の厚みも、用途に応じて適宜決定することができる。例えば、電子写真方式を採用する画像形成装置に用いる場合には、通常、５０μｍ〜２００μｍ程度とすることができる。

基層は、合成樹脂を主成分とする。つまり、基層は、５０質量％以上が合成樹脂である。合成樹脂の種類としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、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。これら合成樹脂のうち、好ましくは、無端ベルトの剛性に優れる、耐久性向上などの観点から、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂である。

基層は、合成樹脂以外にも必要に応じて、導電剤（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電子導電剤、第四級アンモニウム塩等のイオン導電剤、各種のイオン液体等）、難燃剤（三酸化アンチモン、水酸化マグネシウムなど）、充填剤（炭酸カルシウム等）、レべリング剤等の各種添加剤を１種または２種以上含有することができる。

弾性層は、基層の外周面に積層されている。弾性層は、１または２以上の層から構成することができる。弾性層の厚みは、用途に応じて適宜決定することができる。例えば、電子写真方式を採用する画像形成装置に用いる場合には、通常、１０μｍ〜５００μｍ程度とすることができる。

弾性層は、架橋ゴムから形成されている。架橋ゴムを構成するゴム種としては、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、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）等を好適に用いることができる。これらゴムは、上記表面改質剤による弾性層表面の平滑性確保、柔軟性のバランスが良好なため好適に用いることができる。これらゴムは１種または２種以上併用することができる。なお、弾性層が２以上の層からなる場合には、各層は同じゴム材料から形成されていてもよいし、異なるゴム材料から形成されていてもよい。

ここで、弾性層を形成する架橋ゴムは、シリコーングラフトアクリル樹脂およびフッ素含有基グラフトアクリル樹脂から選択される少なくとも１種以上の表面改質剤を含有している。

架橋ゴム中に含まれる表面改質剤は、架橋ゴムに一部または全部が固定された状態で存在していてもよいし、架橋ゴム中に含浸された状態で存在していてもよい。あるいは、固定状態と含浸状態とが混在していてもよい。また、表面改質剤は、弾性層の内周面よりも外周面に多く存在していることが好ましい。この場合には、弾性層の形成時に、表面改質剤によってゴム成分による表面凹凸がならされやすい。そのため、ベルト表面の平滑性を確保しやすくなる。なお、弾性層の厚み方向における表面改質剤の存在状態を確認するには、弾性層表面からの深さ方向についてＳｉやＦ等の表面改質剤に特有の元素の含有量等を調査すればよい。

表面改質剤のシリコーングラフトアクリル樹脂は、アクリル樹脂の主鎖にシリコーン側鎖がグラフトされたポリマーである。また、フッ素含有基グラフトアクリル樹脂は、アクリル樹脂の主鎖にフッ素含有基の側鎖がグラフトされたポリマーである。なお、シリコーン（ポリシロキサン）側鎖としては、例えば、ジメチルシロキサン、ジエチルシロキサン、ジプロピルシロキサン等のアルキル置換シロキサンなどを例示することができる。フッ素含有基としては、例えば、パーフルオロアルキルエチレンオキシド基、パーフルオロアルキル基、フッ素基（−Ｆ）などを例示することができる。これらシリコーン側鎖、フッ素含有基は、１種または２種以上グラフトされていてもよい。

シリコーングラフトアクリル樹脂、フッ素含有基グラフトアクリル樹脂は、いずれも他の官能基を１種または２種以上有していてもよい。例えば、上記無端ベルトにおいて、シリコーングラフトアクリル樹脂、フッ素含有基グラフトアクリル樹脂は、ＯＨ基およびＣＯＯＨ基から選択される少なくとも１種以上の官能基を有することができる（請求項２）。この場合には、ゴム架橋反応時にゴム成分と表面改質剤とが架橋反応し、表面改質剤がゴム成分に固定される。そのため、表面改質剤が弾性層表面に長期にわたってブリードし難くなり、耐久性が向上する。上記官能基は、好ましくは、ＯＨ基であるとよい。ＯＨ基を有する場合には、ＣＯＯＨ基を有する場合に比較して、架橋反応が弱くなる傾向がある。そのため、弾性層を必要以上に架橋により硬化させることがなくなる。それ故、柔軟性を確保しつつ、耐ブリード性を得ることができる。

上記無端ベルトにおいて、表面改質剤の含有量は、架橋ゴム成分１００質量部に対し０．１〜１５質量部の範囲内であるとよい（請求項３）。

この場合には、ベルト表面の柔軟性および平滑性のバランスに優れる。また、ベルト耐久性も向上させることができる。表面改質剤の含有量が、架橋ゴム成分１００質量部に対し０．１質量部以上であると、ベルト表面の平滑性を向上させやすくなる。また、表面改質剤の含有量が、架橋ゴム成分１００質量部に対し１５質量部以下であると、ベルト耐久性を向上させやすくなる。そのため、例えば、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に用いた場合に、長期にわたって高画質化を図れるなどの利点がある。表面改質剤の含有量の下限値は、好ましくは、０．３質量部である。表面改質剤の含有量の上限値は、好ましくは、１０質量部、より好ましくは、８質量部、さらに好ましくは、５質量部である。

上記無端ベルトにおいて、シリコーングラフトアクリル樹脂、フッ素含有基グラフトアクリル樹脂におけるアクリル骨格の重量平均分子量Ｍｗは、１０００００以下であるとよい（請求項４）。

この場合には、弾性層を塗工法により形成する際に、弾性層を形成するための液状の弾性層形成材料の粘度が過度に高くなるのを抑制することができる。そのため、高粘度に起因する弾性層の表面凹凸を抑制しやすく、表面改質剤の効果も相まって、ベルト表面の平滑性を確保しやすくなる。なお、重量平均分子量Ｍｗは、ゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）により測定することができる。

弾性層は、上述した表面改質剤以外にも必要に応じて、導電剤（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電子導電剤、第四級アンモニウム塩等のイオン導電剤、各種のイオン液体等）、難燃剤（三酸化アンチモン、水酸化マグネシウムなど）、充填剤（炭酸カルシウム等）等の各種添加剤を１種または２種以上含有することができる。

弾性層の表面は、ベルト表面について十分な平滑性を得るなどの観点から、ＪＩＳＢ０６０１：１９９４に準拠して測定される弾性層の十点平均粗さＲｚが、好ましくは、２μｍ未満、より好ましくは、１．５μｍ以下、さらに好ましくは１．５μｍ未満であるとよい。また、弾性層の表面は、ベルト表面について十分な柔軟性を得るなどの観点から、ＩＳＯ１４５７７−１に準拠して測定されるマルテンス硬度が、好ましくは、５．０未満、より好ましくは、４．５未満、さらに好ましくは４．０未満であるとよい。

上記無端ベルトにおいて、弾性層は、弾性層を形成するための液状の弾性層形成材料が基層の外周面に塗工された後、架橋処理されて形成されたものとすることができる（請求項５）。この場合には、基層の外周面に塗工された塗膜表面において、ゴム成分による表面凹凸が表面改質剤によってならされた後、架橋処理によってゴム成分が架橋されている。そのため、弾性層の表面凹凸が抑制され、ベルト表面の平滑性に優れる。

上記無端ベルトにおいて、弾性層は、らせん状塗膜の連続体から構成されているとよい。この場合には、比較的均一な厚みの弾性層とすることができる。

上記無端ベルトは、ベルト表面の平滑性および柔軟性を損なわない範囲内であれば、弾性層の外周面に、耐久性向上、離型性確保、ベルト表面保護等の目的で、表層を形成することができる。表層は、例えば、アクリル樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂などから形成することができる。

上記無端ベルトは、静電潜像担体に担持されたトナー像を中間転写体に一次転写した後、該トナー像を上記中間転写体から転写材へ２次転写する画像形成装置における上記中間転写体として用いることができる（請求項６）。

ベルト表面の平滑性、柔軟性の欠如は、上記無端ベルトを、上記のような電子写真方式を採用する画像形成装置の中間転写体に用いたときに特に顕著な問題として現れる。その理由は以下の通りである。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、画像形成装置の中間転写体として用いられる無端ベルトには、トナー像をできる限り均一にのせるための平滑性が求められる。さらに、均一にのせたトナーを各種用紙の表面凹凸に追従して転写するための柔軟性が求められる。

したがって、上記無端ベルトを画像形成装置の中間転写体として用いた場合には、ベルト表面の平滑性、柔軟性を十分に発揮することができる。そのため、電子写真方式を採用するプリンター、コピー機、複合機等ばかりではなく、多品種少量で多様な用紙への高画質印刷が求められるＰＯＤ（Print On Demand）装置等への適用拡大を促進することが可能となる。

上記無端ベルトは、例えば、以下のようにして製造することができる。

先ず、軸中心に回転可能な円筒状または円柱状の基体と、この基体の外周面と近接する位置で、基体の軸方向に沿って移動可能な二つのノズル（第１ノズル、第２ノズル）とを準備する。その一方、基層を形成するための液状の基層形成材料と、弾性層を形成するための液状の弾性層形成材料とを調製し、これら液状材料を、異なるエアー加圧タンクにそれぞれ収容する。

なお、弾性層形成材料に含まれるゴムには、上述したゴムの液状物（液状ゴム）を用いてもよいし、上述したゴムの固形物（ソリッドゴム）を用いてもよい。後者の場合には、適当な有機溶媒を用いて液状に調製すればよい。弾性層形成材料は、例えば、１０００〜５００００ｍＰａ・ｓ（２５．０℃）の粘度範囲に調製することができる。弾性層形成材料に含まれるゴムとして液状ゴムを用いた場合には、有機溶媒を用いる必要がない、あるいは使用する場合であっても少量で済む。そのため、塗工後の有機溶媒の除去のための乾燥工程が不要となり、製造ラインの小型化を図ることができる。また、省エネ化にも寄与することができ、地球環境にも優しい。一方、基層形成材料についても、弾性層形成材料と同様にして、上述した合成樹脂を適当な有機溶媒を用いて液状に調製するなどして準備することができる。また、その際の粘度範囲は、５００〜３００００ｍＰａ・ｓ（２５．０℃）に調製することができる。

次いで、例えば、特許第３８５５８９６号（図２等）に記載の方法のように、基体を垂直にした状態で軸中心に回転させる。回転数は、通常、５０〜５００ｒｐｍ程度に設定される。基体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第１ノズルに圧送し、基体の外周面に向けて、第１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、第１ノズルを、基体の軸方向に沿って一定速度で基体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、基体の外周面には、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。その後、この全体塗膜を、必要に応じて加熱処理し、有機溶媒を除去する。これにより、筒状の基層が形成される。

次に、外周面に基層が形成された基体を垂直にした状態で軸中心に回転させる。回転数は、通常、５０〜５００ｒｐｍ程度に設定される。基体を回転させた状態で、弾性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、内部の弾性層形成材料を第２ノズルに圧送し、基体に形成された基層の外周面に向けて、第２ノズルから弾性層形成材料を吐出させる。この弾性層形成材料の吐出と同時に、第２ノズルを、基体の軸方向に沿って一定速度で基体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、基層の外周面には、弾性層形成材料が一定幅のらせん状に塗工され、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が形成される。

ここで、上記弾性層形成材料には特定の表面改質剤が含有されている。そのため、従来に比べ、塗膜形成時に塗膜表面の表面張力を均一にし、ゴム成分の粘性によってできる表面凹凸が平滑にならされる。この際、基層の軸方向を鉛直方向と略平行にした状態で、基層の外周面に弾性層形成材料を塗工するようにした場合には、塗液が重力方向に適度に流れる。そのため、表面改質剤による効果と相まってゴム成分による表面凹凸が平滑にならされ、ベルト表面の平滑性を向上させやすい。また、周方向において均一な厚みを有する弾性層を形成しやすい。その後、得られた全体塗膜に対して加熱等による架橋処理を施す。これにより、筒状の基層の外周面に弾性層が積層される。以上のようにして、筒状の基層と、基層の外周面に積層された弾性層とを有する二層構造の無端ベルトを製造することができる。

実施例に係る無端ベルトについて、図面を用いて具体的に説明する。
実施例に係る無端ベルトの概略構成を図１〜図３を用いて説明する。図１〜図３に示すように、無端ベルト１は、合成樹脂を主成分とする筒状の基層２と、基層２の外周面に積層された弾性層３とを有する。弾性層３は、表面改質剤を含有する架橋ゴムから形成されている。表面改質剤は、シリコーングラフトアクリル樹脂およびフッ素含有基グラフトアクリル樹脂から選択される少なくとも１種以上である。

次に、各種条件の異なる無端ベルトの試料を作製し、評価を行った。以下にその実験例について説明する。

（実験例）
＜基層形成材料の調製＞
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、液状の基層形成材料を調製した。なお、調製した基層形成材料の粘度は１００００ｍＰａ・ｓ（２５．０℃）であった。

＜弾性層形成材料の調製＞
表１に示すように、各成分を各割合にて配合し、混合することにより、液状の弾性層形成材料（配合１〜配合１３）を調製した。なお、調製に使用した各成分は、以下の通りである。
・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１３１２」（液状ゴム）]
・ブタジエンゴム（ＢＲ）[日本ゼオン（株）製「ニポールＢＲ１２２０」（ソリッドゴム）]
・スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）[旭化成（株）製「タフデン１０００」（ソリッドゴム）]
・ブチルゴム（ＩＩＲ）[ＪＳＲ（株）製「ＪＳＲＢＵＴＹＬ３６５」（ソリッドゴム）]
・クロロプレンゴム（ＣＲ）[電気化学工業（株）製「デンカクロロプレンＤＣＲ−７５」（ソリッドゴム）]
・表面改質剤（１）[ビックケミージャパン（株）製「ＢＹＫ−ＳＩＬＣＬＥＡＮ３７００」（シリコーングラフトアクリル樹脂、ＯＨ基を含有、粘度５３ｍＰａ・ｓ、アクリル骨格の重量平均分子量Ｍｗ＝８５０００）」]
・表面改質剤（２）[ＤＩＣ（株）製「メガファックＦ４４４」（フッ素含有基グラフトアクリル樹脂、フッ素含有基はパーフルオロアルキルエチレンオキシド基、ＯＨ基を含有、粘度２００ｍＰａ・ｓ、アクリル骨格の重量平均分子量Ｍｗ＝９００００））」]
・表面改質剤（３）[東亞合成（株）製「サイマックＵＳ−３５０」（シリコーングラフトアクリル樹脂、ＣＯＯＨ基を含有、粘度２９０ｍＰａ・ｓ、アクリル骨格の重量平均分子量Ｍｗ＞１０００００））」]
・表面改質剤（４）[東亞合成（株）製「サイマックＧＳ−１０１」（シリコーングラフトアクリル樹脂、ＯＨ基およびＣＯＯＨ基を含有せず、粘度３０ｍＰａ・ｓ、アクリル骨格の重量平均分子量Ｍｗ＝８００００））」]
・架橋剤（１）[住友ベークライト（株）製「スミライトレジンＰＲ−１１０７８」（フェノール樹脂系架橋剤）]
・有機系難燃剤（１）[大八化学工業（株）製「ＣＲ−７４１」（非ハロゲンリン酸エステル）]
・イオン導電剤[和光純薬工業（株）製「テトラブチルアンモニウムハイドロゲンサルファート」（第四級アンモニウム塩）]
・有機溶媒：シクロヘキサノン

＜表層形成材料の調製＞
有機溶媒としてのトルエンに、アクリル樹脂 [根上工業（株）製「プレコート２００」]１００質量部と、表面改質剤（１）[ビックケミージャパン（株）製「ＢＹＫ−ＳＩＬＣＬＥＡＮ３７００」（シリコーングラフトアクリル樹脂、ＯＨ基を含有、粘度５３ｍＰａ・ｓ、アクリル骨格の重量平均分子量Ｍｗ＝８５０００）」]０．８質量部と、架橋剤[旭化成株式会社製「デュラネートＴＰＡ−Ｂ８０Ｅ」]２質量部と、カーボンブラック[三菱化学工業（株）製「カーボンブラックＭＡ−１００」]４０質量部とを混合することにより、液状の表層形成材料（１）を調製した。なお、調製した表層形成材料（１）の粘度は１０ｍＰａ・ｓ（２５．０℃）であった。

表層形成材料（１）の調製において、表面改質剤（１）１質量部に代えて、表面改質剤（２）[ＤＩＣ（株）製「メガファックＦ４４４」（フッ素含有基グラフトアクリル樹脂、フッ素含有基はパーフルオロアルキルエチレンオキシド基、ＯＨ基を含有、粘度２００ｍＰａ・ｓ、アクリル骨格の重量平均分子量Ｍｗ＝９００００））」０．８質量部を用いた以外は同様にして、表層形成材料（２）を調製した。なお、調製した表層形成材料（２）の粘度は１０ｍＰａ・ｓ（２５．０℃）であった。

表層形成材料（１）の調製において、表面改質剤（１）１質量部に代えて、表面改質剤（３）[東亞合成（株）製「サイマックＵＳ−３５０」（シリコーングラフトアクリル樹脂、ＣＯＯＨ基を含有、粘度２９０ｍＰａ・ｓ、アクリル骨格の重量平均分子量Ｍｗ＞１０００００））」１．０質量部を用いた以外は同様にして、表層形成材料（３）を調製した。なお、調製した表層形成材料（３）の粘度は１５ｍＰａ・ｓ（２５．０℃）であった。

＜無端ベルトの作製＞
基体として、アルミニウム製の円筒状金型を準備した。また、２つの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。このディスペンサのノズルは、内径φ＝１ｍｍのニードルノズルである。次いで、上記調製した液状の基層形成材料および弾性層形成材料をそれぞれ別のエアー加圧タンクに収容し、金型の外周面とノズルとのクリアランスを１ｍｍとして、金型およびノズルをセットした。次いで、金型を垂直にした状態で、回転数１００ｒｐｍ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、金型の外周面上にらせん状に塗工し、螺旋状塗膜の連続体からなる全体塗膜を形成した。なお、形成された全体塗膜の厚さは６０μｍであった。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た。これにより、金型の外周面上にポリアミドイミド樹脂を主成分とする円筒状の基層を形成した。

次に、上記基層が形成された金型を、回転数２００ｒｐｍで軸中心に回転させながら、弾性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０．５ＭＰａ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、金型の外周面上にある基層表面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を形成した。なお、形成された全体塗膜の厚さは２００μｍであった。次いで、形成された全体塗膜に対して、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架橋処理を施した。これにより、円筒状の基層の外周面に、表面改質剤を含有する架橋ゴムから形成された弾性層を積層した。以上のようにして、表２および表３に示す構成を有する試料１〜試料７、試料１０〜試料１５の無端ベルトを作製した。

また、弾性層の表面にさらに表層（厚み５μｍ）を有する試料８、試料９の無端ベルトを作製した。具体的には、試料１の無端ベルトの作製と同様にして弾性層を形成した後、弾性層の表面に表層形成材料（１）または表層形成材料（２）を塗工し、その後、１５０℃で０．５時間加熱処理を施すことにより、表２に示す構成を有する試料８、試料９の無端ベルトを作製した。

また、試料１の無端ベルトの作製時に得られた円筒状の基層単体からなる無端ベルトを試料１６（表３）とした。

また、基層の表面に表層（厚み５μｍ）を有する試料１７の無端ベルトを作製した。具体的には、試料１の無端ベルトの作製において、弾性層を形成することなく、基層の表面に表層形成材料（３）を塗工し、１５０℃で０．５時間加熱処理を施すことにより、表３に示す構成を有する試料１７の無端ベルトを作製した。

また、試料１の無端ベルトの作製において、配合１の弾性層形成材料に代えて、表面改質剤を含まない配合１３の弾性層形成材料を用いた以外は同様にして、円筒状の基層の外周面に、表面改質剤を含有しない架橋ゴムから形成された弾性層を積層した。以上のようにして、表３に示す構成を有する試料１８の無端ベルトを作製した。

＜ベルト表面の柔軟性＞
ＩＳＯ１４５７７に準拠し、微小硬度計[（株）フィッシャー・インストルメンツ製「Ｈ１００」]を用いて、ビッカース圧子により荷重：１０ｍＮ、保持時間：３０秒にて圧縮したときのベルト表面のマルテンス硬度を測定した。マルテンス硬度が４．０Ｎ／ｍｍ^２未満の場合を、ベルト表面の柔軟性に優れるとして「Ａ」とした。マルテンス硬度が４．０Ｎ／ｍｍ^２以上４．５Ｎ／ｍｍ^２未満の場合を、ベルト表面の柔軟性が良好であるとして「Ｂ」とした。マルテンス硬度が５．０Ｎ／ｍｍ^２以上の場合を、ベルト表面の柔軟性に劣るとして「Ｃ」とした。なお、上記値は、円筒状の無端ベルトの軸方向中央部における周方向の３箇所（周方向の間隔は等間隔）につき３点、合計９点について測定した値の平均値である。

＜ベルト表面の平滑性＞
ＪＩＳＢ０６０１：１９９４に準拠し、表面粗さ測定機[（株）東京精密製「サーフコム１４００Ｄ」]を用いて、ベルト表面の表面粗さ（十点平均粗さ）Ｒｚを測定した。測定されたＲｚが１．５μｍ未満の場合を、平滑性に優れるとして「Ａ」とした。Ｒｚが１．５μｍ以上２．０μｍ以下未満の場合を、平滑性が良好であるとして「Ｂ」とした。Ｒｚが２．０μｍ以上の場合を、平滑性に劣るとして「Ｃ」とした。なお、上記値は、円筒状の無端ベルトの軸方向中央部における周方向の３箇所（周方向の間隔は等間隔）につき３点、合計９点について測定した値の平均値である。

＜ベルト耐久性＞
試料１〜試料１８の無端ベルトを、市販のマルチファンクションプリンタ（富士ゼロックス（株）製「ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ−IV Ｃ２２６０」の中間転写ベルトとして組み込み、２３．５℃×５３％ＲＨの環境下で、１０００００枚の画像出力（テストパターン印刷）を行った。その後、得られた画像を目視で観察し、白点画像や未転写部分等の画像不具合が認められない場合を、優れた耐久性を有するとして「Ａ」とした。わずかな画像不具合が見られるが品質上問題のない場合を、良好な耐久性を有するとして「Ｂ」とした。画像不具合が認められる場合を、耐久性を有さないとして「Ｃ」とした。なお、この評価は、参考データの取得のために行ったものである。

表２および表３に、試料１〜試料１８の無端ベルトの詳細な構成および評価結果をまとめて示す。

表２および表３を相対比較すると以下のことがわかる。すなわち、試料１６の無端ベルトは、特定の表面改質剤を含有する架橋ゴムから形成された弾性層を有しておらず、基層単体からなる。そのため、ベルト表面の柔軟性、平滑性に劣る。

試料１７の無端ベルトは、特定の表面改質剤を含有する架橋ゴムから形成された弾性層を有しておらず、基層の外周面に表層が直接形成されている。表層表面は、表層形成材料を調製することによって平滑性が確保されているものの、表層は樹脂からなる上、上記弾性層を有していないので、ベルト表面の柔軟性に劣る。

試料１８の無端ベルトは、基層の外周面に弾性層を有しているため、ベルト表面の柔軟性は有している。しかし、弾性層を形成する架橋ゴムには特定の表面改質剤が含まれていないため、ベルト表面の平滑性に劣る。

これらに対し、試料１〜１５の無端ベルトは、ＰＡＩを主成分とする筒状の基層と、基層の外周面に積層された弾性層とを有している。そして弾性層は、シリコーングラフトアクリル樹脂およびフッ素含有基グラフトアクリル樹脂から選択される少なくとも１種以上の表面改質剤を含有する架橋ゴムから形成されている。そのため、試料１６〜試料１８の無端ベルトに比較して、ベルト表面の柔軟性、平滑性に優れていた。

また、ＸＰＳ（角度分解測定法）による表面元素分析により、試料１の無端ベルトにおける弾性層表面からの推定深さ２ｎｍ（光電子取り出し角度１５°）、推定深さ７ｎｍ（光電子取り出し角度７５°）の位置におけるＳｉ比率[ａｔｍ％]を測定した。その結果、推定深さ２ｎｍの位置におけるＳｉ比率は７．１[ａｔｍ％]、推定深さ７ｎｍの位置におけるＳｉ比率は２．６[ａｔｍ％]であった。この結果によれば、表面改質剤（１）は、表面から深くなるほど表面改質剤（１）に起因するＳｉの存在割合が小さくなることから、弾性層の内周面よりも外周面に多く存在しているものと推察される。そのため、弾性層の形成時に、表面改質剤（１）によってゴム成分による表面凹凸が十分にならされ、上記のように優れたベルト表面の平滑性を確保することができたと考えられる。

また、弾性層に用いた表面改質剤がＯＨ基および／またはＣＯＯＨ基を有していない試料１５の無端ベルトは、長期間使用すると表面改質剤がブリードし、画像形成装置の中間転写体として用いた場合の耐久性が低下する傾向が見られた。これに対し、弾性層に用いた表面改質剤がＯＨ基および／またはＣＯＯＨ基を有している試料１〜試料１４の無端ベルトは、長期間使用した場合でもベルト表面に表面改質剤がブリードし難く、耐久性が向上した。そのため、上記構成の無端ベルトを画像形成装置の中間転写ベルトとして用いた場合には、画像形成装置の耐久性向上に寄与することができるといえる。

また、弾性層における表面改質剤の含有量が架橋ゴム成分１００質量部に対し０．１質量部以上１５質量部以下である試料１〜試料１１の無端ベルトは、上記含有量の範囲外である試料１２、試料１３の無端ベルトに比べ、ベルト表面の柔軟性および平滑性のバランスに優れる上、ベルト耐久性も向上させることができた。

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。

１無端ベルト
２基層
３弾性層

Claims

合成樹脂を主成分とする筒状の基層と、該基層の外周面に積層された弾性層とを有し、
上記弾性層は、表面改質剤を含有する架橋ゴムから形成されており、
上記表面改質剤は、シリコーングラフトアクリル樹脂およびフッ素含有基グラフトアクリル樹脂から選択される少なくとも１種以上であることを特徴とする無端ベルト。
請求項１に記載の無端ベルトにおいて、
上記シリコーングラフトアクリル樹脂、上記フッ素含有基グラフトアクリル樹脂は、ＯＨ基およびＣＯＯＨ基から選択される少なくとも１種以上の官能基を有することを特徴とする無端ベルト。
請求項１または２に記載の無端ベルトにおいて、
上記表面改質剤の含有量は、上記架橋ゴム成分１００質量部に対し０．１〜１５質量部の範囲内であることを特徴とする無端ベルト。
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、
上記シリコーングラフトアクリル樹脂、上記フッ素含有基グラフトアクリル樹脂におけるアクリル骨格の重量平均分子量Ｍｗは、１０００００以下であることを特徴とする無端ベルト。
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、
上記弾性層は、該弾性層を形成するための液状の弾性層形成材料が上記基層の外周面に塗工された後、架橋処理され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１〜５のいずれか１項に記載の無端ベルトは、静電潜像担体に担持されたトナー像を中間転写体に一次転写した後、該トナー像を上記中間転写体から転写材へ２次転写する画像形成装置における上記中間転写体として用いられることを特徴とする無端ベルト。