JP5570099B2

JP5570099B2 - シームレスベルト

Info

Publication number: JP5570099B2
Application number: JP2008143063A
Authority: JP
Inventors: 府統秋葉; 喜一郎松下; 知之笠置
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2028-05-30
Also published as: JP2009288673A

Description

本発明は、導電材料の含有率が相違する多層のシームレスベルトに関する。

近年、各種画像形成装置に用いられる定着ベルト、転写搬送ベルト、中間転写ベルト、転写定着ベルト、感光体ベルトなどには高速化・高画質化が要求されるため、これら機能性ベルトにはシームレス化が望まれている。

シームレスベルトの材料としては、機械特性や耐熱性に優れる点から、通常、ポリイミドが使用されている。ポリイミドを主成分とするシームレスベルトは、例えば、ポリアミド酸と導電材料とを溶媒に溶解（または分散）させたポリアミド酸溶液（ポリイミド系樹脂の前駆体）を調製し、この溶液を筒状金型の内面に塗布した後、乾燥及び硬化させて得られる。

上述したポリイミドを主成分とするシームレスベルトを転写ベルトに使用した場合において、転写ベルトの内面の表面抵抗率（ρｓ）を高くすると、当該内面上の転写電流の流れが妨げられるため、転写効率が低下する。これを防ぐために、転写ベルト中の導電材料を増やすと、転写ベルト全体の体積抵抗率（ρｖ）が低くなるため、転写ベルトの帯電量が減衰してトナーの定着不良が発生し、印刷不良（所謂白抜け）が発生する。

上記課題を解決するため、下記特許文献１や下記特許文献２では、導電材料の含有率が高い内層と、導電材料の含有率が低い外層からなる２層シームレスベルトが提案されている。これらのベルトでは、ベルト内面のρｓを低くし、かつベルト全体のρｖを高くすることができる。

特開平０７−１５６２８７号公報特開２００１−０３４０７５号公報

しかしながら、従来の２層シームレスベルトでは、転写効率向上を目的としてベルト内層の導電材料の含有量を増加させると、内層が脆くなるため、耐久性に問題があった。また、従来の２層シームレスベルトの製造方法では、ベルト内層のみを厚くすることができなかった。つまり、従来の２層シームレスベルトの製造方法は、上記特許文献１等にも記載されているように、筒状金型の内面に外層形成用ポリアミド酸溶液を塗布した後、その塗膜面に内層形成用ポリアミド酸溶液を塗布して形成しているため、各層の厚みを制御することが困難であった。よって、従来の２層シームレスベルトの製造方法では、転写効率を向上させ、白抜け発生を防止した上で、耐久性を向上させるには、ベルト全体の厚みを厚くせざるを得ず、転写ベルトとして要求される可撓性を確保するのが困難であった。

本発明は、転写効率を向上させ、かつ白抜け発生を防止することができる上、耐久性及び可撓性の高いシームレスベルトを提供する。

本発明のシームレスベルトは、ポリイミド樹脂及び導電材料を含む第１層と、この第１層の外周を覆い且つポリイミド樹脂及び導電材料を含む第２層とを有するシームレスベルトにおいて、前記第１層におけるポリイミド樹脂１００重量部に対する導電材料の含有量をＷ_１重量部とし、前記第２層におけるポリイミド樹脂１００重量部に対する導電材料の含有量をＷ_２重量部としたときに、Ｗ_１／Ｗ_２の値が１．１０〜１．４０であり、前記第１層の厚みが前記第２層の厚みよりも厚いことを特徴とする。

本発明のシームレスベルトによれば、上記Ｗ_１／Ｗ_２の値を１．１０〜１．４０とすることにより、内側層である第１層における導電材料の含有率が、外側層である第２層における導電材料の含有率よりも高くなる。これにより、ベルト内面のρｓを低くし、かつベルト全体のρｖを高くすることができるため、転写効率を向上させ、かつ白抜け発生を防止することができる。また、第１層（内側層）の厚みが第２層（外側層）の厚みよりも厚いため、内側層の導電材料の含有量を増加させても耐久性の高いベルトが得られる。また、内側層の厚みを厚くしても、外側層の厚みを薄くすることによってベルト全体の厚みの増加を抑制できるため、可撓性の高いベルトが得られる。

本発明のシームレスベルトでは、前記第１層におけるポリイミド樹脂１００重量部に対する導電材料の含有量が、２１〜２５重量部であり、前記第２層におけるポリイミド樹脂１００重量部に対する導電材料の含有量が、１７〜２１重量部であることが好ましい。この範囲内であれば、ベルト内面のρｓ及びベルト全体のρｖを適正な範囲に容易に制御できるため、転写効率をより向上させ、かつ白抜け発生をより確実に防止できる。

本発明のシームレスベルトでは、前記第１層の厚みをＴ_１μｍとし、前記第２層の厚みをＴ_２μｍとしたときに、Ｔ_１／Ｔ_２の値が１．６〜７．０であることが好ましい。この範囲内であれば、耐久性及び可撓性をより向上させることができる。

本発明のシームレスベルトでは、前記第１層の厚みが５０〜７５μｍであり、前記第２層の厚みが５〜３０μｍであることが好ましい。この範囲内であれば、耐久性及び可撓性のバランスに優れたベルトが得られる。

本発明において、前記第１及び第２層に含まれる導電材料は、カーボンブラックであることが好ましい。容易に入手できる上、溶媒に均一に分散させることができるからである。

以下、本発明の実施形態について説明する。

本発明は、内側に配置される筒状の第１層と、この第１層の外周を覆う筒状の第２層とを有するシームレスベルトであって、各層の導電材料の含有率が相違するシームレスベルトを対象とする。本発明のシームレスベルトは、第１層におけるポリイミド樹脂１００重量部に対する導電材料の含有量をＷ_１重量部とし、第２層におけるポリイミド樹脂１００重量部に対する導電材料の含有量をＷ_２重量部としたときに、Ｗ_１／Ｗ_２の値が１．１０〜１．４０である。これにより、ベルト内面のρｓを低くし、かつベルト全体のρｖを高くすることができるため、転写効率を向上させ、かつ白抜け発生を防止することができる。本発明において、転写効率をより向上させ、かつ白抜け発生をより確実に防止するには、上記Ｗ_１／Ｗ_２が１．１６〜１．２６の範囲内であることが好ましい。なお、本発明のシームレスベルトは、上記第１層及び第２層のみからなるベルトには限定されない。本発明の効果が得られる限り、例えば第１層と第２層の間に中間層が介在していてもよい。また、第２層の外側に保護層を設けてもよい。

本発明のシームレスベルトでは、前記Ｗ_１が２１〜２５、前記Ｗ_２が１７〜２１であることが好ましく、前記Ｗ_１が２２〜２４、前記Ｗ_２が１８〜２０であることがより好ましい。この範囲内であれば、ベルト内面のρｓ及びベルト全体のρｖを適正な範囲に容易に制御できるため、転写効率をより向上させ、かつ白抜け発生をより確実に防止できる。

本発明のシームレスベルトでは、ベルト内面のρｓ（logΩ/□）が１０．５〜１１．５であることが好ましく、１０．８〜１１．２であることがより好ましい。この範囲内であれば、転写効率をより向上させることができる。また、本発明のシームレスベルトでは、ベルト全体のρｖ（logΩ・cm）が１０．５〜１３．０であることが好ましく、１０．８〜１２．６であることがより好ましく、１１．０〜１２．０であることが更に好ましい。この範囲内であれば、白抜け発生をより確実に防止できる。なお、ρｖが１３．０を超えると、連続印刷時にオフセット不良が生じる可能性がある。このオフセット不良とは、ρｖが高いため１枚目の印刷後に除電されにくくなり、帯電した状態で２枚目の印刷を行った時に生じる現象であり、２枚目の印刷でトナーが１枚目の帯電の影響を受けて、２つの画像が重なって印刷される現象をいう。

本発明のシームレスベルトについて、上記ρｓ及びρｖを上記適正な範囲とするには、例えば各層の導電材料の含有率を調整することにより制御できる。なお、上記ρｓ及びρｖは、後述する実施例に記載の方法で測定できる。

また、本発明のシームレスベルトは、第１層の厚みが第２層の厚みよりも厚い。これにより、内側層である第１層の導電材料の含有量を増加させても耐久性の高いベルトが得られる。また、内側層の厚みを厚くしても、外側層の厚みを薄くすることによってベルト全体の厚みの増加を抑制できるため、可撓性の高いベルトが得られる。

本発明のシームレスベルトでは、第１層の厚みをＴ_１μｍとし、第２層の厚みをＴ_２μｍとしたときに、Ｔ_１／Ｔ_２の値が１．６〜７．０であることが好ましく、１．８〜６．８であることがより好ましく、２．５〜５．５であることが更に好ましい。耐久性及び可撓性をより向上させることができるからである。また、本発明のシームレスベルトでは、第１層の厚みが５０〜７５μｍ、第２層の厚みが５〜３０μｍであることが好ましく、第１層の厚みが６０〜７０μｍ、第２層の厚みが１０〜２０μｍであることがより好ましい。この範囲内であれば、耐久性及び可撓性のバランスに優れたベルトが得られる。また、ベルト表面の円滑さを確保することもできる。

次に、本発明のシームレスベルトを製造するための好適な方法について説明する。

本方法では、第１層を形成するためのポリアミド酸溶液（以下、第１ポリアミド酸溶液という）と、第２層を形成するためのポリアミド酸溶液（以下、第２ポリアミド酸溶液という）の少なくとも２種類のポリアミド酸溶液を使用する。その調製方法としては、導電材料の分散液に酸二無水物又はその誘導体とジアミンとを略等モルずつ添加し、これらを有機溶媒中で反応させることにより得る方法が挙げられる。

好適な酸二無水物の例としては、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３’，４−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。

好適なジアミンの例としては、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジクロロベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノジフェニルスルフォン、１，５−ジアミノナフタレン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニルジアミン、ベンジジン、３，３’−ジメチルベンジジン、３，３’−ジメトキシベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン等が挙げられる。

好適な有機溶媒の例としては、アセトン、クロロホルム、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトニトリル、アルコール系溶媒（メタノール、エタノール、イソプロパノールなど）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などを用いることができるが、極性のアミド系溶媒であるＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ＮＭＰ、ジメチルホルムアミドが好ましい。

また、本方法で使用される導電材料としては、カーボンブラック等の各種カーボン、アルミニウム、ニッケル、酸化錫、チタン酸カリウム等の無機化合物や、ポリアニリン、ポリピロール等の導電性高分子等が使用できる。この場合、シームレスベルトの表面抵抗のばらつきを抑制するために、導電材料をポリアミド酸溶液に均一に分散させることが好ましい。

本方法で使用される複数種のポリアミド酸溶液は、要求される性能に応じて、その材料組成を適宜選択することができるが、厚み精度の向上の観点から、２５℃におけるブルックフィールド型粘度計（Ｂ型粘度計）による粘度が、いずれも２００〜１０００Ｐａ・ｓとなるように、各材料の濃度等を調整することが好ましい。

以下、本方法の具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本方法で使用される製造装置の一例を示す概略構成図である。また、図２は、図１の製造装置に使用される環状多層ダイの概略断面図である。

図１に示すように、製造装置１は、制御手段１０、環状多層ダイ２０、油圧シリンダー機構２８、筒状金型３０、供給機４０ａ，４０ｂ、ホッパー５０ａ，５０ｂ、気体注入手段６０、気圧シリンダー機構６１、コンプレッサー７０及び図示しないその他の構成要素を有して構成される。製造装置１による具体的な製造手順については後述するが、製造装置１では、環状多層ダイ２０から押し出された多層筒状膜１５（後述する図３Ａ〜Ｃ参照）の中空部分に、気体注入手段６０を用いて気体を注入するため、多層筒状膜１５の筒形状を維持しながらポリアミド酸溶液を押し出すことができる。よって、多層筒状膜１５の表面の円滑さを確保することができるため、筒状金型３０の内面に均一な厚みのシームレスベルト１８（後述する図３Ｄ参照）を形成できる。これにより、シームレスベルト１８の外観不良の低減、及び厚み精度の向上が可能となる。

制御手段１０は、タッチパネルやボタン等の入力手段（図示せず）を介してユーザーが入力した、あるいは予めメモリ上に記憶された製造条件の設定値に基づいて、供給機４０ａ，４０ｂの動作、環状多層ダイ２０の鉛直方向の動作、気体注入手段６０の動作等を制御する。制御手段１０は、通常、ＣＰＵやメモリ等で実現され得る。

図２に示すように、環状多層ダイ２０には、第１ポリアミド酸溶液１１が通流する第１流路２１と、第２ポリアミド酸溶液１２が通流する第２流路２２と、これら第１及び第２流路２１，２２に連通する環状吐出口２３とが形成されている。第１及び第２流路２１，２２は、いずれも通流方向に直交する方向の切断面が環状であり、第２流路２２は、第１流路２１の外周側に配置されている。また、得られるシームレスベルト１８の第１層１６が第２層１７より厚くなるように（後述する図３Ｄ参照）、第１流路２１の流路断面積を第２流路２２の流路断面積より大きくしている。

第１ポリアミド酸溶液１１は、供給機４０ａ（図１参照）から環状多層ダイ２０に供給され、第１流路２１を通流する。一方、第２ポリアミド酸溶液１２は、供給機４０ｂ（図１参照）から環状多層ダイ２０に供給され、第２流路２２を通流する。そして、第１流路２１と第２流路２２とが接続される接続部２４で、第１ポリアミド酸溶液１１と第２ポリアミド酸溶液１２とが合流して、環状吐出口２３から押し出される。ここで、第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２は、それぞれ粘性が高いために、相溶せずに２層からなる多層筒状膜１５として環状吐出口２３から押し出される。なお、環状吐出口２３と接続部２４との間隔Ｌは、１〜２０ｍｍが好ましく、１〜１０ｍｍがより好ましい。この範囲内であれば、吐出圧力の影響によって多層筒状膜１５の各層の厚みがばらつくことを防止できる。また、本実施形態では、第１及び第２流路２１，２２の流路断面積を変えているが、第１及び第２流路２１，２２の流路断面積は同等であってもよい。その場合、得られるシームレスベルト１８の第１層１６と第２層１７の厚み比に応じて、例えば第１ポリアミド酸溶液１１の吐出圧力を第２ポリアミド酸溶液１２の吐出圧力より大きくすることによって、第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２のそれぞれの吐出量を調整すればよい。

筒状金型３０の内径Ｄ_１（図１参照）は、環状多層ダイ２０の外周ダイリップ径Ｄ_２（図２参照）の１．０７倍以下であることが好ましく、１．０４倍以下であることがより好ましい。この場合、多層筒状膜１５の膨張が制限されるため、前記気体の注入による加圧効果が、多層筒状膜１５の膨張よりも、多層筒状膜１５の均等な圧延に対して有効に働く。これにより、厚み精度の向上が容易となる上、表面抵抗等の諸特性のばらつきを抑制できる。一方、多層筒状膜１５の筒形状を容易に維持するためには、筒状金型３０の内径Ｄ_１は、環状多層ダイ２０の外周ダイリップ径Ｄ_２の１．０２倍以上であることが好ましく、１．０３倍以上であることがより好ましい。なお、中間転写ベルトや転写搬送ベルトに適用するシームレスベルトを得る場合は、筒状金型３０の内径Ｄ_１、環状多層ダイ２０の外周ダイリップ径Ｄ_２及び環状多層ダイ２０の内周ダイリップ径Ｄ_３（図２参照）は、例えば、それぞれ８０〜５００ｍｍ、７０〜４６７ｍｍ及び６９〜４６６ｍｍ程度であればよい。

また、図１に示すように、筒状金型３０は、鉛直上向きに開口している。そして、環状多層ダイ２０は、油圧シリンダー機構２８によって、筒状金型３０の内部に挿入可能に構成されている。環状多層ダイ２０を筒状金型３０の内部に挿入する場合に、環状多層ダイ２０と筒状金型３０の内壁３０ａとの隙間は、１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲で設定されることが好ましい。この範囲であれば、筒状金型３０の内壁３０ａを傷つけることがない上、厚み精度の向上が可能となる範囲内に多層筒状膜１５の膨張比を規制することができる。なお、油圧シリンダー機構２８は、制御手段１０によって制御される。

環状多層ダイ２０や筒状金型３０の材質は、ステンレス鋼、アルミニウム、ガラスなどの耐熱性材料が好ましい。また、例えばシリコーン樹脂等の有機ケイ素酸化合物や、ポリイミド樹脂等により筒状金型３０の内壁３０ａがコーティングされていると、筒状金型３０の内壁３０ａに離型性を付与することができる。筒状金型３０の内壁３０ａが離型性を有していると、後述する製法において、筒状金型３０からシームレスベルト１８を容易に取り外せる。

本実施形態の筒状金型３０は、底部を有しており、この底部には、気体を注入するための孔３１が形成されている。なお、この孔３１の径は、特に限定されないが、厚み精度の向上の観点から、１〜１０ｍｍが好ましく、２〜５ｍｍがより好ましい。

供給機４０ａは、ホッパー５０ａから第１ポリアミド酸溶液１１を受け入れ、制御手段１０の指令に基づいて、環状多層ダイ２０に、第１ポリアミド酸溶液１１を供給（圧送）する。同様に、供給機４０ｂは、ホッパー５０ｂから第２ポリアミド酸溶液１２を受け入れ、制御手段１０の指令に基づいて、環状多層ダイ２０に、第２ポリアミド酸溶液１２を供給（圧送）する。供給機４０ａ，４０ｂは、特に限定されないが、例えば、ギヤポンプ、モーノポンプ、または、スクリュー、シリンダー及び駆動装置を主な構成とする押出機が好ましい。

気体注入手段６０は、注入ノズル６２を介して、コンプレッサー７０から供給される気体を筒状金型３０の内部に注入する機能を有する。この気体注入手段６０としては、例えば質量流量計（マスフロー流量計）やフロート面積式流量計等が使用できる。注入する気体は、入手容易であることから空気を用いることが好ましいが、樹脂成型時の反応性や気体の熱容量が影響する場合には、窒素やアルゴンあるいはヘリウムなどの安定性の高い他の気体も使用可能である。なお、気体注入手段６０は、孔３１に注入ノズル６２を介さずに固定されていてもよい。

気体注入手段６０によって気体を注入する際、多層筒状膜１５の中空部分の内圧が略一定になるように注入することが望ましい。環状多層ダイ２０が筒状金型３０に対して相対的に移動する場合においても、その内圧を略一定にすることで、多層筒状膜１５の膨張比が略一定に維持され、かつ、厚みのばらつきも生じないようにできる。

本実施形態では、気体注入手段６０が、気圧シリンダー機構６１によって鉛直方向に動作可能に構成されている。そのため、注入ノズル６２を孔３１から挿入して、環状多層ダイ２０の上昇動作に伴って、注入ノズル６２を上昇させながら、気体を注入することもできる。

なお、注入ノズル６２のノズル口は、通常、鉛直上向きに開口しているものが好ましいが、水平方向に開口していてもよい。また、注入ノズル６２を複数設けることも可能である。

本実施形態では、気体注入手段６０が筒状金型３０の底部側から気体を注入する場合を例示したが、環状多層ダイ２０に気体注入手段を設けて、ポリアミド酸溶液を押し出しながら気体を注入する構成としてもよい。

コンプレッサー７０は、気体注入手段６０に気体（不図示）を供給する。また、コンプレッサー７０は、気圧シリンダー機構６１に気体（不図示）を供給して、気体注入手段６０の鉛直方向の動作を制御する。なお、コンプレッサー７０は、制御手段１０によって制御される。

なお、本実施形態では、製造装置１の全体の動作が制御手段１０によって制御される構成としたが、例えば、手動で、各要素を操作する構成としてもよい。

次に、上記製造装置を用いた製造方法の一例について、上述した図１，２、及び図３Ａ〜Ｄを参照しながら説明する。図３Ａ〜Ｄは、本方法の一例を示す概略工程図である。

以下に説明する本実施形態は、主に、本方法の特徴部分である第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２を押し出して筒状体（シームレスベルト１８の前駆体）を形成する工程と、これに引き続いて行われる乾燥工程及びイミド化工程とを有する。

先ず、第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２を調製する。この際、得られるシームレスベルト１８において、各層の導電材料の含有率が所望の値となるように調製する。次に、第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２を、それぞれホッパー５０ａ，５０ｂに流し込む。この際、制御手段１０は、第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２が所定量以上あることを検知したら、ホッパー５０ａ，５０ｂのそれぞれの底部のボール弁（不図示）を開け、供給機４０ａ，４０ｂに第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２をそれぞれ供給するように制御する。

次に、油圧シリンダー機構２８により、環状多層ダイ２０が、筒状金型３０の内部の鉛直下方の所定位置に挿入される。ここで、環状多層ダイ２０が挿入される位置は、任意に設定できるが、筒状金型３０の底面から１ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲が好ましく、２ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲がより好ましい。この範囲内であれば、油圧シリンダー機構２８の制御が容易となる上、第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２の撓みやドローダウンを防止できる。

また、気圧シリンダー機構６１により、気体注入手段６０が、注入ノズル６２を介して孔３１に配置される。この配置動作は、環状多層ダイ２０の挿入動作の前でも後でもよく、同時でもよい。なお、注入ノズル６２を、予め孔３１に固定していてもよい。

次に、供給機４０ａ，４０ｂが、それぞれ第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２に圧力をかけて、これらを環状多層ダイ２０に送り込む。送り込まれた第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２は、それぞれ第１及び第２流路２１，２２を通流し、多層筒状膜１５として環状吐出口２３から押し出される。そして、図３Ａ〜Ｃに示すように、この押し出しと共に、油圧シリンダー機構２８が、環状多層ダイ２０を鉛直上向きに移動させる。さらに、第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２の押し出しと共に、気体注入手段６０により、多層筒状膜１５の中空部分に気体が注入される。これにより、多層筒状膜１５が筒状金型３０の内面側に膨張し、筒状金型３０の内面に接触する。なお、この段階では、多層筒状膜１５は、筒状金型３０の内面に接触していなくてもよい。

環状多層ダイ２０を上昇させる際は、第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２の下端が常に筒状金型３０の底面に接するように、第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２の落下速度に合わせて上昇させることが好ましい。筒状金型３０の底面により第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２の下端を支えて、これらの落下速度を軽減させることで、筒状金型３０の下部に溶液の溜りが発生したり、多層筒状膜１５の厚みムラが発生したりすることを防止できるからである。

多層筒状膜１５の中空部分に注入される気体の圧力（以下、ブロー圧ともいう）は、特に限定されないが、厚み精度の向上の観点から、４〜６ＭＰａが好ましく、５〜５．５ＭＰａがより好ましい。

そして、多層筒状膜１５の軸心方向の長さが所定の長さに達したときに、供給機４０ａ，４０ｂが、それぞれ第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２の圧送を停止するとともに、油圧シリンダー機構２８が、環状多層ダイ２０の上昇動作を停止する。その後、後述する乾燥工程及びイミド化工程を経て、図３Ｄに示すように、筒状金型３０の内面に、第１層１６と、この第１層１６の外周を覆う第２層１７とからなるシームレスベルト１８が形成される。この方法によれば、第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２の自重落下を利用して均一な厚みを確保するとともに、環状多層ダイ２０の停止位置によって、形成されるシームレスベルト１８の軸心方向の長さを制御できる。また、本方法では、第１層１６と第２層１７とを同時に形成するので、第１層１６を支持体として第２層１７を薄く形成できる。よって、シームレスベルト１８の可撓性の確保が容易となる。なお、第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２の圧送を停止した段階で、多層筒状膜１５が筒状金型３０の内面に接触していない場合は、ブロー圧を上げることにより更に多層筒状膜１５を膨張させて、筒状金型３０の内面に多層筒状膜１５を接触させてもよい。

本方法では、環状多層ダイ２０を移動するに際し、その移動速度を調整することで多層筒状膜１５の厚み制御をすることもできる。つまり、第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２の自重落下速度と同じ速度で環状多層ダイ２０を移動させると、環状多層ダイ２０から押し出される多層筒状膜１５の厚みを保持できる。一方、上記自重落下速度よりも遅い速度で移動させると、多層筒状膜１５の厚みを厚くすることができ、逆に、上記自重落下速度よりも速い速度で移動させると、多層筒状膜１５の厚みを薄くすることができる。また、多層筒状膜１５の厚み調整は、上記のブロー圧や第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２の押出量を制御することによっても可能であり、これらを併せて調整することで、より精緻な厚み制御も可能となる。なかでも、ブロー圧を調整して厚みを制御する方法によれば、非常に簡便かつ応答の速い制御が可能となるため好ましい。

続いて、乾燥工程及びイミド化工程について説明する。まず、その前工程として、筒状金型３０を、その軸心を中心に所定の回転数（例えば１０００〜２０００ｒｐｍ程度）で回転させ、塗膜面のレベリングおよび脱泡を行う。

次に、筒状金型３０の内面に形成されたシームレスベルト１８の前駆体が自己支持できるまで一次加熱を行う。この際の加熱温度は使用した溶媒を蒸発させることができる温度であれば特に制限はなく、適宜設定できるが、通常、８０〜２３０℃程度である。加熱時間は加熱温度に応じて適宜設定され、通常、１０〜６０分程度である。

次に、二次加熱することで、イミド化反応、残存溶媒の除去、及び閉環水の除去を行う。二次加熱の温度は、かかる目的に適した温度であれば特に制限はないが、通常、２５０℃〜４００℃程度である。加熱時間は加熱温度に応じて適宜設定され、通常、１０〜６０分程度である。

なお、上記一次及び二次加熱の際も、筒状金型３０を上述のように回転させながら行うのが好ましい。所定の回転数で回転させながら、加熱・固定化していくことで、シームレスベルト１８の諸特性のばらつきを低減できるからである。

その後、常温まで冷却し、得られたシームレスベルト１８を筒状金型３０から剥離する。なお、筒状金型３０の内面に予めシリコーン樹脂等の離型剤を塗布しておけば、シームレスベルト１８の剥離作業性が向上するため好ましい。

以上、本方法の実施形態の一例について説明したが、本方法は上記実施形態には限定されない。例えば、第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２を押し出す際、上記実施形態では、筒状金型３０を固定し、環状多層ダイ２０を鉛直上向きに移動させる例について説明したが、環状多層ダイ２０を固定し、筒状金型３０を鉛直下向きに移動させる構成にしてもよい。筒状金型３０を鉛直下向きに移動させる装置としては、例えば、油圧シリンダー機構や、リフティング装置等の昇降装置が好ましい。なお、この場合、筒状金型３０として底部を有さないものを使用し、当該筒状金型３０を昇降装置上に設置すると、上記昇降装置における筒状金型３０の設置面が、第１及び第２ポリアミド酸溶液１１，１２の下端を支える役割を果たすこととなる。

また、環状多層ダイ２０を鉛直上向きに移動させるとともに、筒状金型３０を鉛直下向きに移動させる構成としてもよい。この場合は、環状多層ダイ２０及び筒状金型３０のいずれか一方をこれらの相対移動速度の微調整に用いることが可能となるため、より精緻な製膜が可能となる。

以下に実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

後述する実施例及び比較例について、評価項目及びその測定方法を以下に示す。

＜表面抵抗率（ρｓ）＞
抵抗率測定装置（三菱化学社製、ハイレスタＵＰＭＣＰ‐ＨＴＰ１６、プローブ：ＵＲＳ）を用いて、測定温度２５℃（６０％ＲＨ）の条件で、各実施例および比較例で得られたシームレスベルトの内面の任意の１２点に電圧５００Ｖを印加し、その印加開始から１分後の表面抵抗率を測定した。ここでは、測定された１２点の平均値を表面抵抗率とした。

＜体積抵抗率（ρｖ）＞
上記抵抗率測定装置を用いて、測定温度２５℃（６０％ＲＨ）の条件で、各実施例および比較例で得られたシームレスベルトの外面の任意の１２点に電圧１００Ｖを印加し、その印加開始から１０秒後の体積抵抗率を測定した。ここでは、測定された１２点の平均値を体積抵抗率とした。

＜各層の厚み＞
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により各シームレスベルトの断面を観察して、各層の厚みを測定した。

＜実施例１＞
１６８７ｇのＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）中にイソキノリン（イミド化触媒）１６３ｇを添加し、更にカーボンブラック（ＭＡ１００、三菱化学社製、ファーネスブラック、一次粒子の平均粒子径２２ｎｍ）１８４ｇと、分散剤であるポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）１００ｇとを添加した。これをボールミルによって１２時間室温で攪拌した後、ステンレスメッシュ（＃４００）でろ過し、カーボン濃度１０重量％のカーボン分散液を得た。このカーボン分散液１９２３．３９ｇを５０００ｍｌの４つ口フラスコに移し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン２０４０．１３ｇとｐ−フェニレンジアミン２２７．０９ｇ（２．１モル）を加え、常温で攪拌させながら溶解した。次いで、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物６１７．８６ｇ（２．１モル）を添加し、２０℃の温度で１時間反応させた後、７５℃の温度で２０時間加熱しながら攪拌し、得られたワニスをステンレスメッシュ（＃８００）でろ過して、内層用ポリアミド酸溶液（Ｂ型粘度計による粘度：１５０Ｐａ・ｓ、固形分濃度２０重量％）を得た。なお、上記カーボンブラックの含有量については、形成される内層（第１層）においてポリイミド樹脂１００重量部に対して２３重量部となるように調整した。

同様に、カーボンブラックの含有量を、形成される外層（第２層）においてポリイミド樹脂１００重量部に対して１９重量部となるように調整したこと以外は、上記と同様の方法で外層用ポリアミド酸溶液を得た。

次に、図３Ａ〜Ｄに示す方法により、内層用ポリアミド酸溶液（第１ポリアミド酸溶液１１に相等）と、外層用ポリアミド酸溶液（第２ポリアミド酸溶液１２に相等）とからシームレスベルト１８を作製した。この際、筒状金型３０としては、内径Ｄ_１が３２０ｍｍで、軸方向の長さが５００ｍｍのものを用いた。また、環状多層ダイ２０としては、環状吐出口２３と接続部２４との間隔Ｌが１０ｍｍで、外周ダイリップ径Ｄ_２及び内周ダイリップ径Ｄ_３が、それぞれ３１５ｍｍ及び３１４ｍｍであり、第１及び第２流路２１，２２の流路断面積が略同等のものを用いた。また、内層用ポリアミド酸溶液の吐出量及び外層用ポリアミド酸溶液の吐出量は、それぞれ２０７．５ｇ／分及び１２４．５ｇ／分とした。また、ブロー圧は５ＭＰａとし、環状多層ダイ２０の移動速度は１０ｍｍ／秒とした。そして、筒状金型３０の内面に内層用ポリアミド酸溶液及び外層用ポリアミド酸溶液を吐出した後、筒状金型３０を１５００ｒｐｍで１０分間回転させて均一な塗布面とした。次いで、筒状金型３０を１５０℃で１５分間加熱し、さらに２℃／分の速度で３４５℃まで昇温し、３４５℃で１０分間加熱を続けて、イミド転化を進行させた。なお、上記加熱処理の際は、いずれも筒状金型３０を１０ｒｐｍで回転させながら行った。その後、室温まで冷却し、実施例１の２層シームレスベルトを得た。

＜実施例２＞
内層用ポリアミド酸溶液の吐出量及び外層用ポリアミド酸溶液の吐出量を、それぞれ２９０．５ｇ／分及び４１．５ｇ／分としたこと以外は、実施例１と同様の方法により実施例２の２層シームレスベルトを得た。

＜実施例３＞
内層用ポリアミド酸溶液の吐出量及び外層用ポリアミド酸溶液の吐出量を、それぞれ２４９．０ｇ／分及び８３．０ｇ／分としたこと以外は、実施例１と同様の方法により実施例３の２層シームレスベルトを得た。

＜実施例４＞
形成される外層（第２層）において、ポリイミド樹脂１００重量部に対するカーボンブラックの含有量が１８重量部となるように調整したこと以外は、実施例３と同様の方法により実施例４の２層シームレスベルトを得た。

＜実施例５＞
形成される外層（第２層）において、ポリイミド樹脂１００重量部に対するカーボンブラックの含有量が２０重量部となるように調整したこと以外は、実施例３と同様の方法により実施例５の２層シームレスベルトを得た。

＜比較例１＞
内層用ポリアミド酸溶液のみを用いて、吐出量を３３２．０ｇ／分にして製膜したこと以外は、実施例１と同様の方法により比較例１の単層シームレスベルトを得た。

＜比較例２＞
内層用ポリアミド酸溶液の吐出量及び外層用ポリアミド酸溶液の吐出量を、いずれも１６６．０ｇ／分としたこと以外は、実施例１と同様の方法により比較例２の２層シームレスベルトを得た。

＜比較例３＞
形成される外層（第２層）において、ポリイミド樹脂１００重量部に対するカーボンブラックの含有量が２２重量部となるように調整したこと以外は、実施例３と同様の方法により比較例３の２層シームレスベルトを得た。

＜比較例４＞
形成される外層（第２層）において、ポリイミド樹脂１００重量部に対するカーボンブラックの含有量が１６重量部となるように調整したこと以外は、実施例３と同様の方法により比較例４の２層シームレスベルトを得た。

上記実施例及び比較例の表面抵抗率（ρｓ）及び体積抵抗率（ρｖ）の結果を、下記の表１に示す。

表１に示すように、本発明の実施例１〜５は、ρｓ及びρｖのいずれについても適正な範囲内の値が得られた。これに対し、比較例１〜４は、いずれもρｖについて適正な範囲（１０．５〜１３．０）から外れる値が得られた。

＜白抜け評価＞
実施例３及び比較例３の２層シームレスベルトについて、それぞれプリンター（リコー社製、型式ＭＰＣ２５００）に中間転写ベルトとしてセットして、Ａ４用紙全面に黒べた印刷を行った。得られた印刷像について、図４Ａ（実施例３）及び図４Ｂ（比較例３）に示す。図４Ａに示すように、本発明の実施例３では、印刷不良が見られなかった。一方、図４Ｂに示すように、比較例３では、白抜けが発生していた。

＜オフセット不良の確認＞
実施例４、比較例２及び比較例４の２層シームレスベルトについて、それぞれプリンター（リコー社製、型式ＭＰＣ２５００）に中間転写ベルトとしてセットして、印刷速度を２０枚（Ａ４サイズ）／分まで上げて、連続して印刷を行った。その結果、本発明の実施例４では、印刷品質は良好であったが、比較例２及び比較例４では、２枚目以降の印刷の際にトナーが前回の印刷時の帯電の影響を受けて、２つの画像が重なる現象（オフセット不良）が生じた。

本発明の２層シームレスベルトの好適な製造方法に用いる製造装置の一例を示す概略構成図である。図１の製造装置に使用される環状多層ダイの概略断面図である。Ａ〜Ｄは、本発明の２層シームレスベルトの好適な製造方法の一例を示す概略工程図である。Ａは実施例３の白抜け評価結果を示す印刷像であり、Ｂは比較例３の白抜け評価結果を示す印刷像である。

符号の説明

１製造装置
１０制御手段
１１第１ポリアミド酸溶液
１２第２ポリアミド酸溶液
１５多層筒状膜
１６第１層
１７第２層
１８シームレスベルト
２０環状多層ダイ
２１第１流路
２２第２流路
２３環状吐出口
２４接続部
２８油圧シリンダー機構
３０筒状金型
３０ａ内壁
３１孔
４０ａ，４０ｂ供給機
５０ａ，５０ｂホッパー
６０気体注入手段
６１気圧シリンダー機構
６２注入ノズル
７０コンプレッサー

Claims

ポリイミド樹脂及び導電材料を含む第１層と、この第１層の外周を覆い且つポリイミド樹脂及び導電材料を含む第２層とを有するシームレスベルトにおいて、
前記第１層におけるポリイミド樹脂１００重量部に対する導電材料の含有量（Ｗ _１）が２１〜２５重量部、前記第２層におけるポリイミド樹脂１００重量部に対する導電材料の含有量（Ｗ _２）が１７〜２１重量部であって、かつ、Ｗ_１／Ｗ_２の値が１．２１〜１．４０であり、
前記第１層の厚み（Ｔ _１）が５０〜７５μｍ、前記第２層の厚み（Ｔ _２）が５〜３０μｍであって、かつ、Ｔ_１／Ｔ_２の値が１．６〜６．８であることを特徴とするシームレスベルト。
前記第１及び第２層に含まれる導電材料が、カーボンブラックである請求項１に記載のシームレスベルト。