WO2006013891A1

WO2006013891A1 - 画像形成装置用転写ベルトの製造方法と製造装置および画像形成装置用転写ベルト

Info

Publication number: WO2006013891A1
Application number: PCT/JP2005/014204
Authority: WO
Inventors: Kazuaki Ikeda; Hiroshi Okazaki; Masahiro Habuka
Original assignee: Sumitomo Electric Fine Polymer, Incorporated
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2005-08-03
Publication date: 2006-02-09
Also published as: CN100581797C; KR20070050435A; CN101035669A; US20080085367A1

Description

明細書

画像形成装置用転写ベルトの製造方法と製造装置および画像形成装置用転写ベルト

技術分野

[0001] 本発明は、画像形成装置用転写ベルトの製造方法と製造装置および画像形成装置用転写ベルトに関し、特にカラー複写機、カラーレーザープリンターなどの電子写真方式を用いたカラー画像形成装置において、感光ドラム上のトナー像を転写材（紙）に転写するために用いられる画像形成装置用転写ベルトの製造方法と製造装置およびそれらの製造方法または製造装置によって製造された画像形成装置用転写ベルトに関する。

背景技術

[0002] カラー複写機、カラーレーザープリンターなどのカラー画像形成装置における画像の転写方式として、感光ドラム上に形成されたトナー像を、画像形成装置用転写べルトを用いて転写材 (紙）に転写する方式が、標準的になりつつある。

[0003] 図 8は、この方式の 1つである中間転写方式の概略を示す説明図である。図 8に示す通り、トナー 1と現像ローラ 2により、感光ドラム 3上に、トナー像が形成される。この方式は、 4連タンデム方式であるため、 4色のトナーとそれぞれに対応する現像ローラ、感光ドラムが、設けられている。感光ドラム 3上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ 4と、感光ドラム 3と、画像形成装置用転写ベルト 5とにより、画像形成装置用転写ベルト 5に転写される。形成されたカラー画像は、二次転写ローラ 6と、画像形成装置用転写ベルト 5と、転写材 (紙） 7とにより、転写材 (紙） 7に転写され、定着ローラ（図示されていない。）により定着される。多重転写方式の場合も、基本的な原理は、同様である。

[0004] これらの方式で用いられる画像形成装置用転写ベルトについては、ベルトの周方向の大きな抵抗率 (表面抵抗率）、および表面抵抗率よりは小さい厚み方向の抵抗率 (体積抵抗値)を有し、かつこれらの抵抗率がベルト面上の位置、使用環境、電圧などにより変動しないこと、ベルトの周方向の引張弾性率が高いこと、表面が平滑でかつ接触角が大きくトナーがベルトから転写材 (紙）に転写されやすレ、こと (優れた離トナー性）、感光ドラムやトナーなどを化学的に汚染しないこと (優れた非汚染性）、難燃性であること、などの特性が望まれている。

[0005] 単層の画像形成装置用転写ベルトにより、これらの多数の特性を満たすことは困難であるので、多層からなる画像形成装置用転写ベルトが提案されており、例えば、特開 2002— 287531号公報には、低抵抗値の熱可塑性エラストマ一のベース層と、高抵抗値の熱可塑性エラストマ一の表層とを有し、前記ベース層と前記表層とが加熱成形により形成されていることを特徴とする画像形成装置用転写ベルトが開示されている。

[0006] また、近年は、厚み方向に弾性を有する画像形成装置用転写ベルトも望まれており、この性質を満たす画像形成装置用転写ベルトとして、上記のようなベース層と表層に加えて、弾性体により形成される弾性層を有するものも考えられる。

[0007] この多層の画像形成装置用転写ベルトにおいては、ベルトの周方向の高引張弾性率はベース層により、厚み方向の弾性は弾性層により達成される。一方、安定した体積抵抗値は、ベース層および弾性層を形成する材質の選択などにより制御される。また、大きな表面抵抗率、優れた離トナー性、優れた非汚染性は、表層により達成されることが望まれる。

[0008] しかし、従来は、これらの特性を十分に満足する画像形成装置用転写ベルトは得られていなかった。

[0009] このような要求を満足させられる画像形成装置用転写ベルトとして、本発明者らは、以下の画像形成装置用転写ベルトを見出した。

[0010] 即ち、ベース層と、前記ベース層上に設けられたウレタン等のエラストマ一により形成される弾性層と、前記弾性層上に設けられたフッ素含有ポリマーにより形成される表層を有することを特徴とする画像形成装置用転写ベルトを見出した。

[0011] 前記の画像形成装置用転写ベルトは、表層として、フッ素含有ポリマーにより形成される表層が用いられているため、大きな表面抵抗率、優れた離トナー性、優れた非汚染性を達成することができ、またベース層と表層の間に、ウレタン等のエラストマ一により形成される弾性層が設けられているため、厚み方向の十分な柔軟性を有しており、トナーを潰すことなぐ搬送ができ、高画質化に対応できる画像形成装置用転写ベルトが得られる。

[0012] しかし、前記発明の場合、表層を構成するフッ素含有ポリマーと、弾性層を構成するウレタン等のエラストマ一との接着は、一般的にはプラズマ処理やブラストなどの物理的処理、あるいはプライマーによるが、前者の場合、過大な労力、時間を要し、コスト高になり、後者の場合、薄い表層を通して汚染物質がブリードする可能性がある。

[0013] また、表層を形成する物質を、弾性層を形成するウレタン等にスプレー法ゃデイツプ法により塗布し、その後焼成することが考えられる力弾性層のウレタン等の熱分解点が、表層の焼成温度より低いため、表層を焼成することができない。

[0014] また、ベース層と弾性層により形成した成型体に、押し出しチューブ状の表層をはめ込む方法も考えられる力小さい径（Φ 100mm未満）の画像形成装置用転写べルトしか製造することができない。また、 30 / m未満の薄肉の表層を得ることが困難である。

さらにこのような問題に加え、画像形成装置用転写ベルトの場合、エンドレス形状に製造する必要がある。

特許文献 1 :特開 2002— 287531号公報 (請求項 1)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0015] 本発明は、ベース層と、前記ベース層上に設けられた弾性層と、前記弾性層上に設けられたフッ素含有ポリマーにより形成される表層を有することを特徴とする画像形成装置用転写ベルトについて、より大きな表面抵抗率、優れた離トナー性、優れた非汚染性、安定した体積抵抗値などを有すると共に、汚染物質のブリードの問題が発生する可能性もなぐさらに表層と弾性層との優れた接着力が確保された画像形成装置用転写ベルトを、過大な労力、時間を要することなぐまた弾性層が融けたり、熱変形することもなく製造する方法や製造装置、およびその製造方法や製造装置によって製造された画像形成装置用転写ベルトの開発が望まれていた。

[0016] また、近年の信頼性と耐久性に対するユーザの要求は益々厳しくなつており、このため弾性層とフッ素含有ポリマーにより形成される表層とを従来以上に確実かつ効率的に接着する技術の開発が望まれてレ、た。

さらに、かかる接着を行う製造方法や装置の開発が望まれていた。

課題を解決するための手段

[0017] 本発明者は、鋭意検討の結果、各層に画像形成装置用転写ベルトとして最適の材質を選定すると共に、表層と弾性層との間に、特定のノインダ一層を設け、さらに表層とバインダー層からなる複合体と、ベース層と弾性層からなる複合体を、それぞれ別個に製造し、その後両複合体を合体させること、またエンドレス形状にするために、表層とバインダー層からなる複合体を、外筒内面に形成することにより前記課題が達成されることを見出した。

[0018] また、バインダー層に表層と共通する物質を配合することにより接着性が改善されることを見出した。

また、それぞれ別個に製造された表層とバインダー層からなる第 1複合体と、ベース層と弾性層からなる第 2複合体とを確実、効率的に接着する方法とその方法を実施する装置を開発した。

[0019] 本発明の請求項 1は、

外筒内面に、ポリテトラフルォロエチレン（PTFE)またはテトラフルォロエチレン'パ一フルォロアルキビニルエーテル（PFA)力なる表層を設けた後、前記表層上に、バインダー層を設けて、第 1複合体を形成する第 1複合体形成工程と、

ポリイミド（PI)、ポリアミドイミド（PAI)、およびポリビニリデンフロライド（PVDF)からなる群から選択された少なくとも 1つからなるベース層上に、エラストマ一からなる弾性層を設けて、第 2複合体を形成する第 2複合体形成工程と

前記第 1複合体のバインダー層と、前記第 2複合体の弾性層とを熱融着させる複合体融着工程とを有し、

前記バインダー層が、融点が、前記弾性層を構成する材料の熱分解点以下であり、熱分解点が、前記表層を構成する材料の融点以上である材料により形成されていることを特徴とする画像形成装置用転写ベルトの製造方法を提供するものである。

[0020] 本発明では、画像形成装置用転写ベルトの表層として、フッ素含有ポリマーの中でも、表面抵抗率、非汚染性に優れると共に、接触角が高く（大きく）、トナー等の付着物をきれいに剥がせることができるポリテトラフルォロエチレン（PTFE)またはテトラフルォロエチレン.パーフルォロアルキビニルエーテル（PFA)が用いられている。

[0021] また、弾性層として、弾性力のあるエラストマ一が用いられている。

[0022] さらに、ベース層として、画像形成装置用転写ベルトとしての引張弾性率、弾性層との接着性などの点で特に優れるポリイミド（PI)、ポリアミドイミド（PAI)、ポリビニリデンフロライド（PVDF)などが用いられてレ、る。

[0023] そして、本発明では、このような優れた層を有する画像形成装置用転写ベルトについて、前記の通り、表層と前記の特定のバインダー層からなる第 1複合体を形成し、別途、ベース層と弾性層からなる第 2複合体を形成し、前記バインダー層と前記弾性層を熱融着させて画像形成装置用転写ベルトを製造する。

[0024] そして、前記製造法を実現させるため、本発明のバインダー層としては、融点が、前記弾性層を構成する材料の熱分解点以下であり、熱分解点が、前記表層を形成する材料の融点以上である材料が用いられている。

[0025] 即ち、前記バインダー層は、融点が、前記弾性層を構成する材料の熱分解点以下であるため、前記バインダー層および前記弾性層の融点以上で、前記バインダー層および前記弾性層の熱分解点以下の温度に加熱しながら、前記バインダー層と前記弾性層とを圧着させることにより、強固に接着させることができる。

[0026] また、前記バインダー層は、熱分解点が、前記表層を構成する材料の融点以上である材料で構成されているため、前記表層の融点以上、かつ前記表層の熱分解点以下の温度に加熱することにより両者を融着させることができる。

[0027] このように、前記バインダー層の形成には、過大な労力、時間を要することもなさらにプライマーの様に表層を汚染する物質が混入されておらず、薄い表層を通して汚染物質がブリードする可能'性もない。

[0028] また、弾性層に欠陥があっても、バインダー層と熱融着させる際に、前記弾性層が溶融するため、このような欠陥を消去することができる。

[0029] また、大口径（Φ 100mm以上）の画像形成装置用転写ベルトを製造することができる。さらに、 30 x m未満、特に l z m程度の薄肉の表層を得ることも容易にでき、一方厚肉の表層にも対応することができる。 [0030] このように、本発明は、特定の優れた層が組み合わされた画像形成装置用転写べルトについて、特定の材質の層を追カロしながら前記課題を達成する製造方法を見出したものである。

[0031] なお、本発明の製造方法においては、前記した各層の直上に、前記した他の層が設けられている構成に限られず、本発明の目的を損なわない範囲において、各層の間に、接着層その他の他の層が設けられていることを妨げない。

[0032] 画像形成装置用転写ベルトにおいては、離トナー性を向上させるために、表層表面の粗さを小さくすることが好ましい。本発明においては、外筒内面を鏡面加工することだけで、この要請に容易に対応することができる。

[0033] 請求項 2は、この好ましい態様に該当するものであり、前記の画像形成装置用転写ベルトの製造方法であって、前記外筒内面が、鏡面加工されていることを特徴とする画像形成装置用転写ベルトの製造方法を提供するものである。

[0034] 前記の外筒内面に第 1複合体が形成されるため、第 2複合体は、前記外筒内に設ける必要がある。このような第 2複合体の形成は、円筒状金型上に、前記ベース層を設け、前記ベース層上に、前記弾性層を設け、前記ベース層と前記弾性層よりなる第 2複合体を、前記円筒状金型より分離する工程によることにより効率的に製造すること力 Sできる。

[0035] 請求項 3は、この好ましい態様に該当するものであり、前記の画像形成装置用転写ベルトの製造方法であって、

第 2複合体形成工程が、

円筒状金型上に、前記ベース層を設ける工程と、

前記ベース層上に、前記弾性層を設ける工程と、

前記ベース層と前記弾性層よりなる複合体を、前記円筒状金型より分離し、円筒状の第 2複合体を形成する工程

とを有することを特徴とする画像形成装置用転写ベルトの製造方法を提供するものである。

[0036] 外筒内面に、前記表層と前記バインダー層とからなる第 1複合体を形成した後、前記第 1複合体と、別途形成した前記ベース層と前記弾性層とからなる円筒状の第 2複合体とを、前記第 1複合体のバインダー層と、前記第 2複合体の弾性層とを熱融着させて合体させる必要がある。

[0037] この融着方法としては、円筒状の前記第 2複合体を外筒内部に挿入した後、前記第 2複合体を加熱すると共に、膨張させて、外筒内面に形成された前記第 1複合体に圧接する方法が、効率的であり好ましい。

[0038] このような方法としては、火薬など爆発力を利用する方法などがあるが、熱膨張係数の差を利用する方法が、加熱手段と共用できるため好ましい。

[0039] 具体的には、円筒状の前記第 2複合体の内面に、熱膨張係数が外筒の熱膨張係数より大きい中子を挿入し、前記中子を前記外筒内に挿入し、前記外筒と前記中子を加熱して、 2つの複合体を熱融着させる方法が効率的である。

[0040] 請求項 4は、この好ましい態様に該当するものであり、前記の画像形成装置用転写ベルトの製造方法であって、

前記複合体融着工程が、

円筒状に形成された前記第 2複合体の内面に、熱膨張係数が外筒の熱膨張係数より大きい中子を挿入する中子第 1挿入工程と、

前記第 2複合体に挿入された前記中子を前記外筒に挿入する中子第 2挿入工程と前記外筒と前記中子を加熱し、前記第 1複合体のバインダー層と前記第 2複合体の弾性層を熱融着させる複合体融着工程

[0041] 中子は、熱膨張係数が大きい材質により形成されていることが好ましぐ特に MCナィロンまたはフッ素樹脂により形成されていることが好ましい。

[0042] 請求項 5は、この好ましい態様に該当するものであり、前記の画像形成装置用転写ベルトの製造方法であって、前記中子が、 MCナイロンまたはフッ素樹脂により形成されていることを特徴とする画像形成装置用転写ベルトの製造方法を提供するものである。

[0043] 他の好ましい方法としては、流体圧を使用する方法がある。この方法においては加熱を併用するだけでなぐ接着は真空雰囲気で行われるため、接着面にガスが残らず、確実な接着がなされることとなる。

[0044] 請求項 6の発明は、この好ましい製造方法に該当するものであり、前記の画像形成装置用転写ベルトの製造方法であって、

前記複合体融着工程が、

内部に充填されている流体の圧力を調節して半径を増減させることが可能な、両端が閉じられた中空円筒状のウォーターバックの外周に前記第 2複合体をはめ込み、さらにその状態で外筒内面側に固着されている前記第 1複合体内に挿入するウォータ一バック挿入ステップと、

前記ウォーターバック挿入ステップの終了後、前記ウォーターバックの周囲を真空にする真空ステップと、

前記ウォーターバック挿入ステップの終了後、前記ウォーターバック内に充填されている流体の圧力を上げて前記ウォーターバックの直径を大きくし、その外周にある前記第 2複合体の外周面を、前記第 1複合体の内周面に押圧させる押圧ステップと、前記真空ステップと前記押圧ステップの終了後、前記真空室の内部を加熱して前記第 2複合体の外周面と前記第 1複合体の内周面とを接着させる接着ステップとを、有していることを特徴とする画像形成装置用転写ベルトの製造方法を提供するものである。

[0045] この製造方法では、両端部が閉じられた中空円筒状のウォーターバックにベース層と弾性層を有する第 2複合体をはめ込んだ状態で、外筒内面側に固着されている第 1複合体内に揷入し、圧力調整用ポンプによりウォーターバック内に充填されている流体の圧力を上げてウォーターバックの径を第 2複合体ごと増加させ、その外側面を第 1複合体の内側面に押付け、この状態で真空にし、真空室ごと加熱して第 1複合体と第 2複合体の接着を行う。両方の複合体の接着が終了し、圧力を元の大気圧とし、さらに温度を低下させた後、ウォーターバック内に充填されている流体の圧力を下げてウォーターバックの径を減少させ、第 1複合体と第 2複合体がしつカ^と接着された樹脂製ベルトからウォーターバックを引抜くこととなる。

さらに、最後に、この樹脂製ベルトが、外筒の内面から剥される。 [0046] ここに、ウォーターバックは、内部の流体により径を制御可能であれば、その材質は問わない。

また、流体とは、水に限定されず、ガス、シリコンオイル等をも含む。特に、接着時に 150°C以上に加熱する場合には、蒸気圧が低いオイルの方が水より好ましい。また、圧力調整用ポンプとは、ウォーターバック内の圧力を制御、調節可能であれば、ポンプには限定されない。

なお、接着時に真空にしているのは、接着面にガスが取残され、ボイドが発生することを防止するためである。

[0047] また、第 1複合体の内側面と第 2複合体の外側面との接着は、第 1複合体をその外側面が金属円筒製の外筒に固定された状態とし、第 2複合体をその内側から半径方向外部側に押圧した状態でなされるため、両方の複合体の接着が確実に成され、寸法精度も良好となる。

また、接着は真空中でなされるため、接着面にガスが取残されたりする等の不具合の発生がなぐこの面からも良好な接着と寸法の確保がなされる。

[0048] さらに、接着時に第 1複合体を内側から半径方向外部側に押圧するウォーターバックは、内部の流体圧を制御することにより外径を伸縮可能であるため、接着前の第 1 複合体への挿入、接着後の両方の複合体が接着されたベルトの取外しも容易となる

[0049] この際、ウォーターバックは、シリコンゴム製であれば、少なくとも樹脂層の接着時に押圧する円筒状の部分は、 200〜250°C程度の高温まで柔軟性を失わず、また樹脂との離型性が優れるため接着処理終了後に第 1複合体と第 2複合体が接着してなる樹脂製ベルトからウォーターバッグを引抜く作業が容易になるので好ましい。

[0050] 請求項 7の発明は、この好ましい態様に該当するものであり、前記の画像形成装置用転写ベルトの製造方法であって、

前記ウォーターバックは、外周面にシリコンゴムを使用しているものであることを特徴とする画像形成装置用転写ベルトの製造方法を提供するものである。

[0051] バインダー層を形成する材料は、溶剤に溶ける材料であることが好ましい。即ち、前記バインダー層を構成する材料を、溶剤に溶かし、スプレー法やディップ法により表層に塗布するのみで接着させることができる。

[0052] 請求項 8は、この好ましい態様に該当するものであり、前記の画像形成装置用転写ベルトの製造方法であって、バインダー層を形成する材料力溶剤に溶ける材料であることを特徴とする画像形成装置用転写ベルトの製造方法を提供するものである。

[0053] バインダー層は、フッ素含有ポリマーであることが好ましぐ中でも四フッ化成分を含んでいるため PTFE、 PFAと接着しやすいこと、融点が 110°Cと低いグレード品があること、分解点が 400°C (PTFEの融点以上）と高いこと、ウレタン等との接着性に優れていること、柔カいこと等の理由より、テトラフルォロエチレン、へキサフルォロプロピレン、およびビニリデンフロライドの共重合体 (THV)であることが特に好ましレ、。特に、バインダー層が THVであり、表層が PTFEであり、弾性層がウレタンである場合が、最も好ましい。

[0054] 請求項 9は、この好ましい態様に該当するものであり、前記の画像形成装置用転写ベルトの製造方法であって、バインダー層が、テトラフルォロエチレン、へキサフルォ口プロピレン、およびビニリデンフロライドの共重合体 (THV)であることを特徴とする画像形成装置用転写ベルトの製造方法を提供するものである。

[0055] 前記の通り、本発明の画像形成装置用転写ベルトの表層として用いられているフッ素含有ポリマーは離トナー性に優れている。このようなフッ素含有ポリマーを表層に用レ、る場合は、バインダー層もフッ素含有ポリマーで形成することにより、両層の接着は充分強固である。また、表層を形成するフッ素含有ポリマーと同一のフッ素含有ポリマーをバインダー層のポリマーに添加することにより、両層の接着力をより高めることができる。この方法では、たとえバインダー層がフッ素含有ポリマーでなくても表層との接着ができる。

[0056] ノインダ一層に含有させるフッ素含有ポリマーは、粉状物として、ノインダ一層を形成する材料に含有させることが好ましい。この場合、粉状物の粒径は 0. 01〜： lO x m であることが好ましい。粒径が 0. 01 z m未満の粉状物は製造が困難であり、一方粒径が 10 z mを越えると沈降の問題が発生しやすぐさらに表面荒さが悪くなり易いためである。

[0057] 次に、バインダー層に含有させるフッ素含有ポリマーの量は、少な過ぎると充分な接着力向上の効果が得られず、一方、多過ぎるとバインダー層の主たる構成材料である THV等の特性への影響が大きくなる。以上を考慮したバインダー層に含有させるフッ素含有ポリマーの好ましい量は、バインダー層を形成する材料 100部に対して、：!〜 300部である。特に、表層が PFAから形成され、バインダー層力 THVから形成される場合は、 THVに PFAが 10〜100部含有されていることが好ましい。

[0058] 請求項 10は、前記の好ましい態様に該当するものであり、前記の画像形成装置用転写ベルトの製造方法であって、バインダー層に、表層を形成するフッ素含有ポリマ一が含有されていることを特徴とする画像形成装置用転写ベルトの製造方法を提供するものである。

[0059] 弾性層のエラストマ一としては、ウレタン、アクリロニトリルブタジエンゴム、エチレンゴム、シリコンゴム、ポリアミド等が挙げられる力 S、ウレタンを用いること力最も好ましい。

また、エラストマ一は、イオン導電化されたエラストマ一を用いることが、体積抵抗値を安定させる観点より好ましレ、。

[0060] 請求項 11は、この好ましい態様に該当するものであり、前記の画像形成装置用転写ベルトの製造方法であって、エラストマ一が、ウレタンであることを特徴とする画像形成装置用転写ベルトの製造方法を提供するものである。

[0061] 前記の製造方法により得られる画像形成装置用転写ベルトは、より大きな表面抵抗率、優れた離トナー性、優れた非汚染性、さらに安定した体積抵抗値などを有すると共に、汚染物質のブリードの問題が発生する可能性もなぐまた表層と弾性層との優れた接着力が確保されており、高画質に対応できる画像形成装置用転写ベルトである。

[0062] 請求項 12は、この好ましい態様に該当するものであり、前記の各製造方法によって製造されることを特徴とする画像形成装置用転写ベルトを提供するものである。

[0063] このような画像形成装置用転写ベルトにおける好ましい層厚は、表層は 1〜： 15 z m 、ノインタ、、一層 fま 0. 1〜10 μ πι、弓単十生層 ίま 50〜300 μ πι、ベース層 fま 30〜100 μ mである。

[0064] 請求項 1から請求項 3および請求項 6から請求項 11のいずれかに記載の画像形成装置用転写ベルトの製造は、製造方法の発明である請求項 6の発明を製造装置から捉えた、第 1複合体と第 2複合体の接着面を押圧するウォーターバックとその圧力調整用ポンプ、押圧時のウォーターバックを収納する真空室、および真空室内を加熱するヒータとを有する装置を使用して行われることが好ましい。

[0065] 請求項 13の発明は、この好ましい態様に該当するものであり、

請求項 1から請求項 3および請求項 6から請求項 11のいずれかに記載の画像形成装置用転写ベルトの製造方法に使用する製造装置であって、

前記第 2複合体を外周にはめ込んだ状態で前記外筒内面側に固着されている第 1 複合体内に挿入され、さらに内部に充填されている流体の圧力を調節して半径を増減させることが可能な中空円筒状のウォーターバックと、

前記ウォーターバック内に充填されている流体の圧力を調節する圧力調整用ボンプと、

前記ウォーターバックが前記圧力調整用ポンプに連通されている状態で内部に設置可能な真空室と、

前記真空室の内部を加熱するヒータと、

を有していることを特徴とする画像形成装置用転写ベルトの製造装置を提供するものである。

[0066] この製造装置の発明においても、請求項 7の発明と同じぐウォーターバックはシリコンゴムであることが好ましレ、。

[0067] 請求項 14の発明は、この好ましい態様に該当するものであり、

前記ウォーターバックは、外周面にシリコンゴムを使用していることを特徴とする画像形成装置用転写ベルトの製造装置を提供するものである。

[0068] なお、本発明の画像形成装置用転写ベルトには、転写と定着を同時に行なう画像形成装置用転写定着ベルトも含まれ、特に効率化の面からこのような画像形成装置用転写ベルトに本発明を適用することは好ましいことである。発明の効果

[0069] 本発明により、より大きな表面抵抗率、優れた離トナー性、優れた非汚染性、安定した体積抵抗値などを有すると共に、汚染物質のブリードの問題が発生する可能性もなぐさらに表層と弾性層との優れた接着力が確保された画像形成装置用転写ベルトを、過大な労力、時間を要することなぐまた弾性層が融けたり、熱変形することもなく製造することができる。

図面の簡単な説明

[0070] [図 1]外筒の内面に第 1複合体を形成している様子を概念的に示す図である。

[図 2]ドラム状金型の外面に第 2複合体を形成している様子を概念的に示す図である

[図 3]第 2複合体の内部に中子を嵌め込んだ様子を概念的に示す図である。

[図 4]外筒の内面の第 1複合体内に、第 2複合体内に嵌め込まれた状態の中子を挿入している様子を概念的に示す図である。

[図 5]本発明にかかわる画像形成装置用転写ベルトの一実施の形態の断面図である

[図 6]ウォーターバックを使用して第 1複合体と第 2複合体の接着を行う装置の構成を概念的に示す図である。

[図 7]上記装置を使用して接着を行っている様子を概念的に示す図である。

[図 8]画像形成装置用転写ベルトが用いられる画像転写方式の概略説明図である。符号の説明

[0071] 1 トナー

2 現像ローラ

3 感光ドラム

4 一次転写ローラ

5 画像形成装置用転写ベルト

6 二次転写ローラ

7 転写材

8 外筒

9 表層

10 ドラム状金型

11 ベース層 12 弾性層

13 中子

14 バインダー層

50 ウォーターバ

51 胴部

52 膨張した胴部

55 エンドプレート

59 ポンプ

60 真空室

61 蓋

62 真空ポンプ

70 ヒータ

発明を実施するための最良の形態

[0072] 以下、本発明をその最良の実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなぐ本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えてもよい。

(第 1の実施の形態）

本実施の形態は、表層の内面側にバインダー層を形成した第 1複合体の内面側に

、ベース層の外面側に弾性体層を形成した第 2複合体層を挿入し、両層の接着に中子を使用するものである。

[0073] 先ず、図 1に示す通り、内面を鏡面加工した熱膨張係数 1 · 76 X 10^_5/°Cの鋼鉄製の外筒 8の内面に、 PTFE (融点 327°C、熱分解点 400°C)を、ディップ法により塗布し、 380°Cで焼成し、表層 9を設けた。

[0074] さらに、 THVポリマー（融点 120°C、熱分解点 400°C)を酢酸ブチルに溶融し、表層 9上に、ディップ法により製膜して、乾燥させ、バインダー層 14を設けた。さらに、バインダ一層 14を PTFEと THVの融点以上の 350°Cで加熱し、表層 9に密着させた。

[0075] 次に、図 2に示す通り、ドラム状金型 10表面に、カーボン導電処理を行い、体積抵抗値を調整したポリイミドを製膜し、 380°Cで焼成し、ベース層 11を設けた。 [0076] さらに、ベース層 11上に、イオン導電化された水性ウレタン（融点 120°C、熱分解点 180°C)をディップ法により塗布し、乾燥させて弾性層 12を設けた。

イオン導電処理は、水性ウレタンに、イオン導電剤を分散させることにより行った。

[0077] 次に、ドラム状金型 10表面に設けられたベース層 11と弾性層 12の複合体を、ドラム状金型 10から剥がし、円筒状に形成された複合体を、図 3に示す通り、 MCナイ口ン製の熱膨張係数 8. O X 10^_5Z°Cの中子 13外周に嵌め込んだ。

[0078] 次に、図 4に示す通り、ベース層 11と弾性層 12の複合体が嵌め込まれた中子 13を、バインダー層 14と表層 9の複合層が内面に設けられた外筒 8内に挿入し、真空中で 150°Cに加熱した。この加熱により、外筒 8と中子 13の熱膨張係数には差があるため、熱膨張した中子 13が、外筒 8の内面を押圧し、ベース層 11と弾性層 12の複合層と、バインダー層 14と表層 9の複合層との図 5に示される 4層構造の複合体が得られ /こ

[0079] 次に、中子 13、外筒 8を冷却し、これらから 4層構造の複合体を分離し、画像形成装置用転写ベルトを得た。

[0080] 得られた画像形成装置用転写ベルトは、厚み 65 μ mのベース層（ポリイミド）上に、厚み 200 μ mの弾性層（イオン導電化されたウレタン）と、厚み 3 μ mのバインダー層 (THV)と、厚み 7 μ mの表層（PTFE)を有する画像形成装置用転写ベルトであり、表面抵抗率、離トナー性、非汚染性共に優れた画像形成装置用転写ベルトを得ることができた。

[0081] また、表層とバインダー層の間、バインダー層と弾性層の間は、強固に接着されており、ブリードも発生していな力つた。

[0082] また、バインダー層の THVポリマーの熱分解点は、 120°Cである力表層の PTFE の融点は、 327°Cであるため、スプレー法などを利用して、ベース層より順次、弾性層、バインダー層、表層を設ける方法では、表層を焼成することが困難であるが、前記製法によることにより、確実な表層の焼成ができた。

[0083] (第 2の実施の形態）

本実施の形態は、表層を形成するフッ素含有ポリマーが含有されているバインダー層に関する。図 1に示す通り、内面を鏡面加工した熱膨張係数 1. 76 X 10— ⁵/°Cの鋼鉄製の外筒 8の内面に、 PFA (デュポン社製 350Jデイスパージヨン、粒径 0. 2 μ τη) (融点 295 °C)を、ディップ法により塗布し、 380°Cで焼成し、表層 9を設けた。

[0084] さらに、 THVポリマー（住友 3M社製 THV220) (融点 120。C、熱分解点 400°C)を酢酸ブチルに溶融し、表層 9上に、ディップ法により製膜して、乾燥させ、バインダー層 14を設けた。さらに、バインダー層 14を PFAと THVの融点以上の 350°Cで加熱し、表層 9に密着させた。他は第 1の実施の形態と同じ方法により画像形成装置用転写ベルトを得た。

[0085] 得られた画像形成装置用転写ベルトは、厚み 60 μ mのベース層（ポリイミド）上に、厚み 200 μ mの弾性層（イオン導電化されたウレタン）と、厚み 3 μ mのバインダー層 (THV)と、厚み 5 μ mの表層（PFA)を有する画像形成装置用転写ベルトであり、表面抵抗率、離トナー性、非汚染性共に優れた画像形成装置用転写ベルトを得ることができた。

[0086] また、画像形成装置用転写ベルトの体積抵抗値は、弾性層 12により安定して制御されていた。

[0087] さらに、表層とバインダー層の間、バインダー層と弾性層の間は、強固に接着されており、ブリードも発生していな力た。

[0088] また、バインダー層の THVポリマーの融点は、 120°Cである力表層の PFAの融点は、 295°Cであるため、スプレー法を利用して、ベース層より順次、弾性層、バインダ一層、表層を設ける方法では、表層を焼成することが困難であるが、前記製法によることにより、弾性層とバインダー層を強固に接着することができた。

[0089] (第 3の実施の形態）

本実施の形態も、表層を形成するフッ素含有ポリマーが含有されているバインダー層に関する。

バインダー層を設けるにあたり、 THVポリマー（住友 3M社製 THV220)に表層を形成する PFAの粉状物（デュポン社製 340J、粒径 0. 2 μ m)を THVポリマー 100部に対して 60部予め添加して、 THVポリマーを酢酸ブチルに溶融した。他は実施例 2 と同じ方法により画像形成装置用転写ベルトを得た。 [0090] 得られた画像形成装置用転写ベルトは、厚み 60 μ mのベース層（ポリイミド）上に、厚み 200 μ mの弾性層（イオン導電化されたウレタン）と、厚み 3 μ mのバインダー層 (THV)と、厚み 5 μ mの表層（PFA)を有する画像形成装置用転写ベルトであり、表面抵抗率、離トナー率、非汚染製共に優れた画像形成装置用転写ベルトを得ることができた。

[0091] 次に、第 1の実施の形態ないし第 3の実施の形態で得られた画像形成装置用転写ベルトの表層とバインダー層の接着力を測定した。測定は以下の方法により行った。即ち表層とバインダー層に lcm幅の切り込みを入れて設けた測定箇所において、両層を引きはがすために必要な力を接着力として測定した。

測定の結果、第 1の実施の形態、第 2の実施の形態の場合は接着力が 0. 06kg/ cmであったが、第 3の実施の形態の場合には 0. 35kg/cmであった。以上の結果より、バインダー層に、表層を形成するフッ素含有ポリマーが含有されていることにより、表層とバインダー層の接着力が向上することが確認できた。

[0092] (第 4の実施の形態）

本実施の形態は、第 1複合体と第 2複合体の接着にウォーターバックを使用するものである。

[0093] 先ず、装置にっレ、て説明する。

第 1複合体と第 2複合体の接着を、図 6、図 7を参照しつつ説明する。図 6において、 50はウォーターバック全体を指し、実線で示す 51はその胴部であり、破線で示す 5 2は径が増大した状態の胴部であり、 55は胴部の上下両端のエンドプレート (鏡板）であり、 59はポンプである。 60は真空室であり、 61はその蓋であり、 62は真空ポンプである。図 7において、 70は取り外し可能な電気ヒータである。

[0094] ウォーターバック 50は全体が一種の液体容器となっており、さらにその胴部 51はシリコンゴム製である。このため、図 6に示す様にポンプ 59により内部の流体の圧力を増加させることにより、その胴部 51を膨らますことができる。なお、胴部 51の厚さは、自立性を持たせるため 10mmとしている力これは膨張性に何等悪影響を及ぼさなレ、。

また、接着面の中央から側部方向に良好にガスが抜ける様に、ゴムの中央部は少し薄めにしている。

また、真空室 60は一種の容器であり、外周に半製品の樹脂ベルトを卷いたウォータ一バック 50を外部にあるポンプ 59と連結した状態でその内部に出し入れ可能となつている。このため、その上部には開閉自在の蓋 61が設けられおり、また内部は真空ポンプ 62に接続されている。

[0095] なお、実際にはこれら各部は、例えばウォーターバック 50の胴部 51とエンドプレート 55との接続には複雑なシール機構を有している等、構造は多少複雑であるが、本発明の趣旨には関係が薄いので、それらは図示していない。

[0096] 次に、接着を行っている時の様子を、図 7を参照しつつ説明する。

図 7は、ベース層 11と弾性層 12からなる半製品の第 2複合体が嵌め込まれたゥォ一ターバック 50を、バインダー層 14と表層 9からなる半製品の第 1複合体が内側面に固着された外筒 8内に挿入し、さらに真空室 60内部に設置し、内部の流体の圧力を上昇させた状態を示す。

このため、 4層の樹脂層からなる半製品の樹脂ベルトは、ウォーターバック 50の内圧で膨らんだ胴部 52により、外筒 8の内面に押付けられている。

なおこの際、外筒 8はステンレス製であり全く変形しない。一方、ウォーターバック 50 の胴部 51、 52はシリコンゴム製の膜であるため、ウォーターバック 50内の流体圧を 1 00気圧に上げると、両端のエンドプレート 55の有る無しに無関係に、全体が均一に樹脂層を外筒 8の内側面に押圧することとなる。

[0097] この際、真空室 60内部の空気も真空ポンプ 62により排出されおり、このため真空室 60内部は真空になっている。

この状態で、真空室 60内部を 120°Cに保持して 4層からなるエンドレス樹脂を加熱した。この加熱時にウォーターバック 50の膨らんだ胴部 52が、外筒 8を内面側から均一に押圧し、ベース層 11と中間層 12からなる第 2複合体と、バインダー層 14と表層 9 力もなる第 1複合体とがしつかりと接着した 4層構造の樹脂ベルトが得られた。

[0098] 次に、真空室 60内を大気圧に戻し、併せて室温に低下させ、その後ウォーターパック 50内の流体圧を低下させて内側面に 4層の樹脂層が付着した外筒 8を真空室 6 0外に取り出した。そしてさらに、外筒 8から 4層構造の樹脂ベルトを取外し、画像形成装置用転写ベルトを得た。

得られた画像形成装置用転写ベルトは、厚み 60 μ mのベース層（ポリイミド）上に、厚み 200 μ mの中間層（ウレタン）と、厚み 1 μ mのバインダー層（THV)と、厚み 5 μ mの表層（PTFE)を有する画像形成装置用転写ベルトであり、表面抵抗率、離トナ一性、非汚染性共に優れた画像形成装置用転写ベルトを得ることができた。

さらに、中間層とバインダー層との接着性も良好であった。

Claims

請求の範囲

[1] 外筒内面に、ポリテトラフルォロエチレン（PTFE)またはテトラフルォロエチレン'パ一フルォロアルキビニルエーテル（PFA)力なる表層を設けた後、前記表層上に、ノインダ一層を設けて、第 1複合体を形成する第 1複合体形成工程と、

前記バインダー層が、融点が、前記弾性層を構成する材料の熱分解点以下であり、熱分解点が、前記表層を構成する材料の融点以上である材料により形成されていることを特徴とする画像形成装置用転写ベルトの製造方法。

[2] 前記外筒内面が、鏡面加工されていることを特徴とする請求項 1に記載の画像形成装置用転写ベルトの製造方法。

[3] 第 2複合体形成工程が、

円筒状金型上に、前記ベース層を設ける工程と、

前記ベース層上に、前記弾性層を設ける工程と、

とを有することを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載の画像形成装置用転写ベルトの製造方法。

[4] 前記複合体融着工程が、

前記第 2複合体に挿入された前記中子を前記外筒に挿入する中子第 2挿入工程と前記外筒と前記中子を加熱し、前記第 1複合体のバインダー層と前記第 2複合体の弾性層を熱融着させる複合体融着工程とを有することを特徴とする請求項 1ないし請求項 3のいずれかに記載の画像形成装置用転写ベルトの製造方法。

[5] 前記中子が、 MCナイロンまたはフッ素樹脂により形成されていることを特徴とする請求項 4に記載の画像形成装置用転写ベルトの製造方法。

[6] 前記複合体融着工程が、

前記ウォーターバック挿入ステップの終了後、前記ウォーターバック内に充填されている流体の圧力を上げて前記ウォーターバックの直径を大きくし、その外周にある前記第 2複合体の外周面を、前記第 1複合体の内周面に押圧させる押圧ステップと前記真空ステップと前記押圧ステップの終了後、前記真空室の内部を加熱して前記第 2複合体の外周面と前記第 1複合体の内周面とを接着させる接着ステップとを、有していることを特徴とする請求項 1ないし請求項 3のいずれかに記載の画像形成装置用転写ベルトの製造方法。

[7] 前記ウォーターバックは、外周面にシリコンゴムを使用しているものであることを特徴とする請求項 6に記載の画像形成装置用転写ベルトの製造方法。

[8] 前記バインダー層を形成する材料が、溶剤に溶ける材料であることを特徴とする請求項 1なレ、し請求項 7のレ、ずれかに記載の画像形成装置用転写ベルトの製造方法。

[9] 前記バインダー層が、テトラフルォロエチレン、へキサフルォロプロピレン、およびビ二リデンフロライドの共重合体 (THV)であることを特徴とする請求項 1ないし請求項 8 のいずれかに記載の画像形成装置用転写ベルトの製造方法。

[10] 前記バインダー層に、表層を形成するフッ素含有ポリマーが含有されていることを特徴とする請求項 1ないし請求項 9のいずれかに記載の画像形成装置用転写ベルトの製造方法。

[11] 前記エラストマ一がウレタンであることを特徴とする請求項 1ないし請求項 10のいずれかに記載の画像形成装置用転写ベルトの製造方法。

[12] 請求項 1ないし請求項 11のいずれかに記載の製造方法によって製造されることを特徴とする画像形成装置用転写ベルト。

[13] 請求項 1から請求項 3および請求項 6から請求項 11のいずれかに記載の画像形成装置用転写ベルトの製造方法に使用する製造装置であって、

前記真空室の内部を加熱するヒータと、

を有していることを特徴とする画像形成装置用転写ベルトの製造装置。

[14] 前記ウォーターバックは、外周面にシリコンゴムを使用していることを特徴とする請求項 13に記載の画像形成装置用転写ベルトの製造装置。