シームレスベルトの成形金型および製造方法
【課題】樹脂合流部におけるウエルドラインの発生を十分に抑制するシームレスベルトの成形金型および製造方法を提供すること。
【解決手段】内側マンドレル２１、外側マンドレル３１、および該内側マンドレルと外側マンドレルとの隙間に溶融樹脂を注入するための樹脂注入口４１を備え、内側マンドレルが外周面に、樹脂注入口から注入された溶融樹脂を内側マンドレルと外側マンドレルとの隙間において周方向に拡散させるコートハンガー型樹脂流路５１を有し、コートハンガー型樹脂流路５１が、内側マンドレル２１の軸を中心としたとき樹脂注入口４１とは略反対側の位置方向Ｓのところで、該流路内の樹脂の流れをせき止めるための流れ止め部５２を有し、該流れ止め部５２の周方向長さｔ１が内側マンドレルの外周長Ｌに対して０．０５０〜０．４００％であるシームレスベルトの成形金型、および該金型を用いるシームレスベルトの製造方法。
【解決手段】内側マンドレル２１、外側マンドレル３１、および該内側マンドレルと外側マンドレルとの隙間に溶融樹脂を注入するための樹脂注入口４１を備え、内側マンドレルが外周面に、樹脂注入口から注入された溶融樹脂を内側マンドレルと外側マンドレルとの隙間において周方向に拡散させるコートハンガー型樹脂流路５１を有し、コートハンガー型樹脂流路５１が、内側マンドレル２１の軸を中心としたとき樹脂注入口４１とは略反対側の位置方向Ｓのところで、該流路内の樹脂の流れをせき止めるための流れ止め部５２を有し、該流れ止め部５２の周方向長さｔ１が内側マンドレルの外周長Ｌに対して０．０５０〜０．４００％であるシームレスベルトの成形金型、および該金型を用いるシームレスベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂を押出成形して環状シームレスベルトを製造するための成形金型、および方法に関する。本発明は、特に、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置の中間転写ベルトなどに適した性能を備えたシームレスベルトを製造するための成形金型および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置では、感光体を均一に帯電させ、その上に画像を露光して画像潜像を形成する。そして形成された画像潜像をトナーで現像して画像のトナー像を形成し、これを中間転写ベルトに転写した上でさらに記録媒体に転写し、転写されたトナー像を定着装置により加熱定着処理して画像形成を行なう。
【０００３】
中間転写ベルトは、画像形成処理の過程でトナー像を一時的に保持するため、画像品質に及ぼす影響が大きく、中間転写ベルトは、その帯電性能ばかりでなく、表面の平滑性、ベルトの厚みのムラなどの品質に対する要求水準が極めて高い。
【０００４】
中間転写ベルトとしては、例えば非結晶性熱可塑性のポリカーボネイト樹脂や、結晶性質導電性熱可塑性のポリエチレンテレフタレートなどに導電性フィラーであるカーボンブラックを配合した材料を使用するものが提案されている（特許文献１）。
【０００５】
中間転写ベルトは、シームレスベルト製造装置により製造されるのが一般的である。シームレスベルト製造装置としては、内側マンドレルと外側マンドレルとの間にシームレスベルトの厚みに相当する隙間を形成させた成形金型を使用するものが実用化されている。
【０００６】
図６及び図７はコートハンガー溝と呼ばれる樹脂流路を備えた成形金型を示すものである。図６は外側マンドレル２０２の一部を省略して内側マンドレル２０１を主に示した模式的斜視図である。図７（Ａ）は図６の成形金型２１０の断面模式図を示し、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の内側マンドレル２０１における上部円筒部２０１ａの展開図を示す。図７（Ｂ）において、樹脂注入口２０３の位置方向をＲ、内側マンドレル２０１の軸を中心としたとき樹脂注入口２０３から約１８０度ずれた位置方向をＳで示す。樹脂注入口２０３は樹脂注入管２０４に連結される。
【０００７】
内側マンドレル２０１は、上部円筒部２０１ａ、円筒状樹脂フイルムを形成するダイランド部２０１ｃ、及び上部円筒部２０１ａとダイランド部２０１ｃとを繋ぐ円錐部２０１ｂから構成される。また、外側マンドレル２０２は、上部円筒部２０２ａ、円筒状の樹脂フイルムを形成するダイランド部２０２ｃ、及び円錐部２０２ｂから構成され、それぞれは内側マンドレル２０１の上部円筒部２０１ａ、ダイランド部２０１ｃ、及び円錐部２０１ｂに対応する位置に配置されている。
【０００８】
内側マンドレル２０１の外径は外側マンドレル２０２の内径よりも小さく、特に、内側マンドレルのダイランド部２０１ｃと、外側マンドレルのダイランド部２０２ｃとの間には、製造するベルトの厚みよりも大きい隙間、例えば０．６〜１．０ｍｍ程度の隙間が形成されている。
【０００９】
内側マンドレル２０１の上部円筒部２０１ａには、その表面にコートハンガー溝と呼ばれる樹脂流路２１１が環形状で形成されている。樹脂流入口２０３から上記樹脂流路２１１に溶融樹脂を押し出すと、溶融樹脂は樹脂流路２１１から内側マンドレル２０１と外側マンドレル２０２との隙間を拡散しながら、フイルム形成部である前記ダイランド部２０１ｃと２０２ｃとの隙間を流下して金型から溶融状態の円筒状の樹脂として吐出され、成形金型の下側から連続的に押し出されてくる。
【００１０】
成形金型から連続的に押し出されてきた溶融状態の円筒状の樹脂は、サイジング部（金型）で冷却されつつ引き取られることにより、所定の厚さの円筒状のフイルムが形成される。形成された円筒状のフイルムは、所定のサイズに輪切り切断され、継ぎ目のないベルト、即ちシームレスベルトが完成する。
【００１１】
上記したコートハンガー溝２１１を備えた成形金型２１０では、樹脂注入口２０３の一方向Ｒとは略反対側の位置方向Ｓで、樹脂流路２１１を右側から流れて隙間を拡散しながら流下した樹脂と、樹脂流路２１１を左側から流れて隙間を拡散しながら流下した樹脂とが合流する。この部分を樹脂合流部と呼ぶが、形成された円筒状のフイルムには樹脂合流部にウエルドラインと呼ばれる線が形成される。
【００１２】
このウエルドラインは、成形金型を右側から流れた樹脂と左側から流れた樹脂とが合流部で合流しても十分に混ざり合わないことが主たる原因となって形成されるものである。その結果、ウエルドラインの部分ではフイルムの厚みの均一性、表面の平滑性が劣り、さらには添加剤、特に導電性フィラーの分散均一性も劣り、中間転写ベルトとして要求される品質を十分に満たすものではない。例えば、上記したコートハンガーダイで製造したフィルムが有するウエルドライン部は、特に、厚みが円周上の他の箇所より５％乃至８％厚くなり、少なくともポリフェニレンサルファイドとナイロンを含む樹脂組成物を原料として用いた場合、厚みが均一なフィルムの形成は著しく困難であった。そのようなフィルムからなる中間転写ベルトを用いて画像形成を行うと、中間転写ベルト上の突起、或いは局所的抵抗・膜厚ムラによって、記録紙に転写後に画像ノイズとして現れたり、転写効率が低下したりした。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第２８４５０５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、樹脂合流部におけるウエルドラインの発生を十分に抑制するシームレスベルトの成形金型を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明は、厚みの均一性、表面平滑性の均一性、および表面抵抗の均一性に優れたシームレスベルトの成形金型、特に中間転写ベルトの成形金型を提供することを目的とする。
【００１６】
本発明は、厚みの均一性、表面平滑性の均一性、および表面抵抗の均一性に優れ、画像ノイズの発生を十分に抑制するシームレスベルトの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、内側マンドレル、該内側マンドレルに対して所定の間隔を隔てて同軸に配置された外側マンドレル、および該内側マンドレルと外側マンドレルとの隙間に溶融樹脂を注入するための樹脂注入口を備え、内側マンドレルが外周面に、樹脂注入口に連通すると共に、樹脂注入口から注入された溶融樹脂を内側マンドレルと外側マンドレルとの隙間において周方向に拡散させるコートハンガー型樹脂流路を有するシームレスベルトの成形金型であって、
コートハンガー型樹脂流路が、内側マンドレルの軸を中心としたとき樹脂注入口とは略反対側の位置方向のところで、該流路内の樹脂の流れをせき止めるための流れ止め部を有し、該流れ止め部の周方向長さｔ１が内側マンドレルの外周長Ｌに対して０．０５０〜０．４００％であることを特徴とするシームレスベルトの成形金型に関する。
【００１８】
本発明はまた、上記シームレスベルトの成形金型を用いることを特徴とするシームレスベルトの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る成形金型を用いると、樹脂合流部においてウエルドラインと呼ばれる線が形成されることなく、厚みの均一性、表面平滑性の均一性、および表面抵抗の均一性に優れたシームレスベルト、例えば中間転写ベルトを得ることができる。
特に、ポリフェニレンサルファイドとナイロンを含む樹脂組成物を原料として用いる場合であっても、厚みが均一なシームレスベルト、例えば中間転写ベルトを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るシームレスベルトの成形金型を備えたシームレスベルト製造装置の構成の概略を説明する斜視図である。
【図２】本発明に係るシームレスベルトの成形金型の一実施形態について、外側マンドレルの一部を省略して内側マンドレルを主に示した模式的斜視図である。
【図３】（Ａ）は図２に示す成形金型の断面模式図において、内側マンドレルのみを見取り図で示した図を示し、（Ｂ）は（Ａ）の内側マンドレルにおける上部円筒部の展開図を示す。
【図４】別の実施形態における本発明の成形金型の断面模式図において、内側マンドレルのみを見取り図で示した図を示す。
【図５】タンデム方式のフルカラー画像形成装置の概略構成を説明する図である。
【図６】従来技術におけるシームレスベルトの成形金型について、外側マンドレルの一部を省略して内側マンドレルを主に示した模式的斜視図である。
【図７】（Ａ）は図６に示す従来の成形金型の断面模式図を示し、（Ｂ）は（Ａ）の内側マンドレルにおける上部円筒部の展開図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（シームレスベルトの製造装置）
本発明に係るシームレスベルトの成形金型を備えたシームレスベルトの製造装置の一実施形態を図１に示す。図１は、シームレスベルト製造装置１０の構成の概略を説明する斜視図である。
【００２２】
図１において、シームレスベルト製造装置１０は、後で詳細に説明する本発明に係る成形金型１と、当該成形金型１の樹脂注入口に連通された樹脂注入管２、当該樹脂注入管２に接続されたギアポンプ３、当該ギヤポンプに接続された押出機４、成形金型１の出口の下方に配置されたサイジング金型７、円筒状フイルムＦを引き取る引取機８、及び切断機９から構成されている。
【００２３】
次に、その動作の概略を説明する。押出機４の材料投入口６から投入された樹脂は、押出機４の内部で撹拌混合され加熱溶融されて押し出され、押し出された溶融樹脂はさらにギアポンプ３により、樹脂注入管２を経て成形金型１に流入する。
【００２４】
成形金型１に流入した溶融樹脂は、成形金型１の内側マンドレルと外側マンドレルとの間の隙間を拡散しながら流下して、溶融状態の円筒状のフイルムＦとなって成形金型１の外部に連続的に出てくる。成形金型１から連続的に出てきた溶融状態の円筒状のフイルムＦは、成形金型１の出口の下方に配置されたサイジング金型７の外周面に沿いつつ、引取機８の搬送ベルト８ａにより引き出される。
【００２５】
溶融状態の円筒状のフイルムＦがサイジング金型７の外周面に沿うことで、冷却固化されると共に、所定の周長と所定の厚みに形成される。この後、円筒状のフイルムＦは、切断機９で所定の寸法に輪切り切断されてシームレスベルトが完成する。
【００２６】
成形金型１は外周面にバンドヒータ（図示せず）を巻いて加温され、樹脂の溶融温度よりも高い所定温度を保ように構成されている。また、サイジング金型７は内部に冷却水の循環路が設けられており、冷却水を循環させて約８０℃を保ち、成形金型１から連続的に出てきた溶融状態の円筒状のフイルムＦを冷却するように構成されている。
【００２７】
（シームレスベルトの成形金型）
本発明に係るシームレスベルトの成形金型１の一実施形態を図２および図３に示し、別の実施形態を図４に示す。図２は本発明に係るシームレスベルトの成形金型の一実施形態について、外側マンドレルの一部を省略して内側マンドレルを主に示した模式的斜視図である。図３（Ａ）は図２に示す成形金型の断面模式図において、内側マンドレルのみを見取り図で示した図を示し、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の内側マンドレルにおける上部円筒部２１ａの外周面展開図を示す。図３（Ｂ）において、Ｒは、内側マンドレル２１における樹脂注入口４１側の位置方向（以下、位置方向Ｒという）を示す。Ｓは、内側マンドレル２１の軸を中心としたとき樹脂注入口４１とは略反対側の位置方向（以下、位置方向Ｓという）を示す。位置方向Ｓは、樹脂注入口４１から注入された溶融樹脂が成形金型１内で合流する樹脂合流部の位置方向に対応する。図４は、別の実施形態における本発明の成形金型の断面模式図において、内側マンドレルのみを見取り図で示した図を示す。なお、図４において５１０は、樹脂注入口４１から注入された樹脂を受けるために、流路５１を拡張形成した部分である。
【００２８】
成形金型１は、内側マンドレル２１、該内側マンドレルに対して所定の間隔を隔てて同軸に配置された外側マンドレル３１、および該内側マンドレルと外側マンドレルとの隙間に溶融樹脂を注入するための樹脂注入口４１を備えたものである。
【００２９】
内側マンドレル２１および外側マンドレル３１の構成は、内側マンドレル２１の外周面に所定のコートハンガー型樹脂流路５１を有する限り特に制限されず、通常は、図２および図３ならびに図４に示すような３段構造を有する。具体的には、内側マンドレル２１は、所定のコートハンガー型樹脂流路を外周面に有する第１の成形部である上部円筒部２１ａ、所定寸法の円筒状成形体を形成するダイランド部２１ｃ、及び上部円筒部２１ａとダイランド部２１ｃとを繋ぐ第２の成形部である円錐部２１ｂとから構成される。外側マンドレル３１は、第１の成形部である上部円筒部３１ａ、所定寸法の円筒状成形体を形成するダイランド部３１ｃ、及び上部円筒部３１ａとダイランド部３１ｃとを繋ぐ第２の成形部である円錐部３１ｂとから構成され、それぞれは内側マンドレル２１の上部円筒部２１ａ、ダイランド部２１ｃ、及び円錐部２１ｂに対応する位置に配置される。
【００３０】
内側マンドレル２１の外径は外側マンドレル３１の内径よりも小さく、特に、内側マンドレル２１のダイランド部２１ｃと、外側マンドレル３１のダイランド部３１ｃとの間には、製造するベルトの厚みより大きい隙間、例えば、０．８〜３．０ｍｍ、好ましくは０．９〜１．２ｍｍ程度の隙間が形成されている。
【００３１】
コートハンガー型樹脂流路５１は、いわゆるコートハンガー溝と呼ばれる切り込み溝である。そのようなコートハンガー型樹脂流路５１は、内側マンドレル２１と外側マンドレル３１との隙間を介して、樹脂注入口４１に連通すると共に、樹脂注入口４１から注入された溶融樹脂を内側マンドレルと外側マンドレルとの隙間において周方向に拡散させる。コートハンガー型とは、当該樹脂流路５１が、図３（Ｂ）および図４に示すように、樹脂注入口４１（Ｒ）から離れるに従って内側マンドレルの軸方向Ｘに関して連続的に下降するように傾斜した形状を意味するものである。図２〜図４において、樹脂流路５１は、樹脂注入口４１から離れるに従って軸方向Ｘに関して滑らかに湾曲しながら下降しているが、これに制限されるものではなく、例えば、樹脂注入口４１から離れるに従って直線的に下降してもよい。
【００３２】
コートハンガー型樹脂流路５１が内側マンドレル２１（特に上部円筒部２１ａ）の外周面上で形成する全体形状は、樹脂注入口４１とは略反対側の位置方向Ｓのところで分断された非環形状である。すなわち、コートハンガー型樹脂流路５１は、内側マンドレル２１の軸を中心としたとき樹脂注入口４１とは略反対側の位置方向Ｓのところで、当該流路内の樹脂の流れをせき止めるための流れ止め部５２を有するものである。詳しくはコートハンガー型樹脂流路５１は、円筒部２１ａの外周面に周方向で環状の溝を形成するに際し、樹脂注入口４１とは略反対側の位置方向Ｓのところで未加工部を残すことによって形成される。これによって得られる未加工部を流れ止め部５２として利用する。コートハンガー型樹脂流路５１は、好ましくは、樹脂流入口４１から離れるに従って、内側マンドレル２１の軸を通る断面積が連続的に小さくなるように形成される。すなわち、コートハンガー型樹脂流路５１は、流れ止め部５２（未加工部）に近づくに従って、溝の深さが徐々に浅くなるように形成されることが好ましい。より好ましくは、コートハンガー型樹脂流路５１は、流れ止め部５２（未加工部）に近づくに従って、溝の深さが徐々に浅くなり、最終的には流れ止め部５２（未加工部）のところで溝がなくなるように形成されることが好ましい。樹脂注入口４１とは略反対側の位置方向Ｓのところに流れ止め部５２を設けることによって、シームレスベルトの樹脂合流部においてウエルドラインの発生を十分に抑制できる。その結果、厚みの均一性、表面平滑性の均一性、および表面抵抗の均一性に優れたシームレスベルト、例えば中間転写ベルトを容易に製造できる。
【００３３】
上記位置方向Ｓに流れ止め部５２を設けることによって、ウエルドラインの発生を抑制するメカニズムの詳細は以下のメカニズムに基づくものと考えられる。流路が従来のように流れ止め部５２を有しない場合、当該流路内で樹脂が合流すると、当該合流部において圧力が増大する。そのため、樹脂が流下して吐出されるとき、合流部の流量が増大し、厚みも増大し、ウエルドラインが発生するものと考えられる。このとき、樹脂の合流部において導電性フィラーなどの添加剤が集まるため、表面抵抗や体積抵抗が不均一になるものと考えられる。本発明において上記位置方向Ｓに流れ止め部５２を設けると、樹脂の合流部における圧力の増大を十分に抑制できる。その結果、合流部での流量の増大が回避されウエルドラインの発生が抑制され、しかも表面抵抗や体積抵抗の不均一化も十分に抑制できるものと考えられる。
【００３４】
流れ止め部５２の周方向長さｔ１（ｍｍ）は内側マンドレル２１の外周長Ｌ（ｍｍ）に対して０．０５０〜０．４００％、好ましくは０．２００〜０．３００％である。長さｔ１が短すぎると、樹脂合流部での圧力の増大を十分に回避できないため、ウエルドラインが形成され、厚み、表面平滑性および表面抵抗が不均一になる）。長さｔ１が長すぎると、樹脂流路を右側から流れて隙間を拡散しながら流下する樹脂と、樹脂流路５１を左側から流れて隙間を拡散しながら流下する樹脂との合流が弱いために、ウエルドライン状のスジが生じ、ベルト厚み、表面抵抗および体積抵抗が不均一になると同時に、ベルトがスジ部から裂け易くなる。
【００３５】
流れ止め部５２は、内側マンドレルの半径方向から見たとき、図３（Ｂ）に示すように略方形形状を有していてよいが、図４に示すように、上底が下底より長い略台形形状を有することが好ましい。流れ止め部５２が、図４に示すように上底が下底より長い略台形形状を有する場合、流路５１の幅は、流れ止め部の近傍において流れ止め部に近づくに従って小さくなり、かつ当該流路５１を規定する上側輪郭ラインは下側輪郭ラインに徐々に近づく。これによって、樹脂合流部における圧力の増大をより一層、有効に抑制できる。流れ止め部５２が当該略台形形状を有する場合、下底の周方向長さが上記ｔ１に相当すればよい。この場合、上底の周方向長さｔ２（ｍｍ）は特に制限されないが、内側マンドレル２１の外周長Ｌ（ｍｍ）に対して０．１００％以上が好ましく、より好ましくは０．７５０〜６．０００％である。
【００３６】
内側マンドレル２１の外周長Ｌは、特に３段構造を有する場合、上部円筒部２１ａの外周長と同意であり、製造されるべきシームレスベルトの寸法よりも大きな任意の長さであってよい。そのような外周長Ｌは通常、製造されるべきシームレスベルトの周長よりも＋１２〜＋２５％、好ましくは＋１８〜＋２２％だけ長い周長を確保する。
【００３７】
樹脂流路５１の寸法は、本発明の目的が達成される限り特に制限されず、通常は、幅および深さは、内側マンドレルの外周長Ｌに応じて設計される。例えば、内側マンドレルの外周長Ｌが５００〜１０００ｍｍのとき、幅（最大幅）は１５〜２５ｍｍが好ましく、深さ（最大深さ）は５〜１０ｍｍが好ましい。
【００３８】
内側マンドレル２１の軸方向Ｘに関する樹脂流路５１の高低差ｈ（ｍｍ）（図３（Ｂ）および図４参照）は、本発明の目的が達成される限り特に制限されず、通常は内側マンドレル２１の外周長Ｌ（ｍｍ）に対して３〜１０％、特に４〜５．５％が好ましい。
【００３９】
樹脂流路５１の断面形状は（内側マンドレル２１の軸を通る断面における形状）は特に制限されず、任意の形状であってよく、例えば、図２および図３に示すように略半円形状を有していても良いし、図４に示すように半涙滴型形状を有していても良いし、方形形状を有していても良い。好ましい形状は半涙滴型形状である。
【００４０】
内側マンドレル２１、外側マンドレル３１および流れ止め部５２を構成する材料は、従来のシームレスベルトの成形金型の分野で使用されている材料が使用可能である。
【００４１】
（シームレスベルトの製造方法）
シームレスベルトは、上記した成形金型を用いることを特徴とする方法によって製造できる。
すなわち、以上の構成において、樹脂注入口４１から溶融樹脂を注入すると、溶融樹脂はコートハンガー型樹脂流路５１を左周り方向および右周り方向で通りながら、内側マンドレル２１と外側マンドレル３１との隙間に拡散・流下し、樹脂注入口４１とは略反対側の位置方向Ｓ（樹脂合流部）で合流する。溶融樹脂は、円錐部２１ｂと円錐部３１ｂとの隙間およびダイランド部２１ｃとダイランド部３１ｃとの隙間に流れ、溶融状態の円筒状フイルムＦとなって成形金型１の外部に連続的に出てくる。
【００４２】
成形金型１の外部に出てきた溶融状態の円筒状フイルムＦは、図１に示すように、サイジング金型７の外周面に沿って進行して冷却固化され、所定の周長と所定の厚さの円筒状フイルムＦが形成される。この後、円筒状フイルムＦは、引取機８により引き出され、切断機９で所定の寸法に輪切り切断されてシームレスベルトが完成する。
【００４３】
樹脂注入口４１から注入される樹脂は、熱可塑性樹脂であれば特に制限されず、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ナイロン）、ポリエーテルサルフォン、ポリエステル、ポリカーボネートおよびそれらの混合物等が挙げられる。ポリエステルの具体例として、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が挙げられる。特に、中間転写ベルトを製造する場合は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ナイロン）、またはそれらの混合物が好ましく使用される。
【００４４】
本発明で使用される樹脂の粘度は、特に制限されるものではないが、例えば、ＭＦＲが４０〜５０ｇ／１０分が好ましく使用できる。
ＭＦＲはメルトフローインデクサー（チアスト社製）によって測定された値を用いている。
【００４５】
樹脂注入口４１から注入される溶融樹脂には、必要により、導電性フィラー、滑剤、着色剤等の添加剤が含有されてよい。特に、中間転写ベルトを製造する場合は、導電性フィラー、滑剤が含有されることが好ましい。
【００４６】
導電性フィラーおよび滑剤としては、それぞれ、中間転写ベルトの分野で従来から導電性フィラーおよび滑剤として使用されているものが使用可能である。導電性フィラーの具体例として、例えば、カーボンブラック、イオン導電性液体等が挙げられる。滑剤の具体例として、例えば、モンタン酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、モンタン酸エステルワックス等が挙げられる。
【００４７】
本発明に係る成形金型を用いて製造されたシームレスベルトは、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に使用される中間転写ベルトとしての使用に適している。
【００４８】
（画像形成装置）
本発明に係る成形金型を用いて製造されたシームレスベルトを中間転写ベルトとして用いた画像形成装置について説明する。
【００４９】
図５は、タンデム方式のフルカラー画像形成装置の一例の概略構成を説明する図である。中間転写ベルト１１５は駆動ローラ１１３と従動ローラ１１４との間に架設され、図示しない駆動機構により矢印ａ方向に一定速度で駆動される。それぞれが帯電装置、感光体、露光装置、現像装置を備えたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４個の作像ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋが、中間転写ベルト１１５に沿って一列に配列され、各作像ユニット１１１Ｙ〜１１１Ｋの感光体１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃ、１３１Ｋに対向する位置には、中間転写ベルト１１５を介在させて転写装置１１８Ｙ、１１８Ｍ、１１８Ｃ、１１８Ｋが配置されている。
【００５０】
駆動ローラ１１３に対向する位置には、中間転写ベルト１１５を介在させて転写ローラ１１６が配置され、図示されていない給紙機構から転写ローラ１１６と中間転写ベルト１１５とのニップ部に記録紙を給紙するように構成され、また、記録紙の搬送方向下流側には図示されていないが、定着装置と排紙部が配置されている。さらに、中間転写ベルト１１５の移動方向の作像ユニット１１１よりも最上流側には帯電装置１１７が配置され、最下流側には、中間転写ベルト１１５の上の残留トナーを清掃除去するクリーナ１１９が配置されている。
【００５１】
次に、その動作を簡単に説明する。電源が投入されると、各作像ユニット１１１Ｙ〜１１１Ｋが動作を開始し、各感光体１３１Ｙ〜１３１Ｋは一定速度で回転を開始し、中間転写ベルト１１５は感光体の周速度に等しい一定速度で矢印ａ方向に移動を開始する。
【００５２】
図示しない画像読取装置で読み取られ色分解された画像信号、或いはパソコン等から出力された赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の画像信号は、その各色に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の各作像ユニット１１１Ｙ〜１１１Ｋの各露光装置１３６Ｙ〜１３６Ｋに順次入力されて各感光体の上に画像潜像が形成される。各画像潜像は、各現像装置１３３Ｙ〜１３３Ｋに装填されているトナーにより現像され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像が以下のように順次形成される。
【００５３】
まず、イエロー（Ｙ）の作像ユニットの感光体１３１Ｙの上にイエロー（Ｙ）のトナー像が形成され、イエロー（Ｙ）のトナー像は転写装置１１８Ｙの動作により中間転写ベルト１１５の上に転写される。イエロー（Ｙ）のトナー像がマゼンタ（Ｍ）の作像ユニットの位置に到達するタイミングに合わせてマゼンタ（Ｍ）の作像ユニットの感光体１３１Ｍの上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が形成され、イエロー（Ｙ）のトナー像の上に重畳して転写される。
【００５４】
以下同様にして、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像が順次形成されて、その前に転写されたトナー像の上に重畳して転写され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像が重畳して転写され、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト１１５の上に形成される。
【００５５】
中間転写ベルト１１５の上に形成されたフルカラーのトナー像は、転写位置において転写ローラ１１６の動作により記録紙Ｐの上に転写され、図示しない定着装置で定着処理され、排紙部に排出されて、記録紙へのフルカラーの画像形成処理が完了する。
【実施例】
【００５６】
（実施例１）
図４に示す成形金型１を備えた図１に示すシームレスベルトの製造装置１０を用いて中間転写ベルトを製造した。詳しくは、ポリフェニレンサルファイド（Ｅ２１８０；東レ社製）８４．７重量部、ナイロン樹脂（アミランＣＭ１０２１Ｔ；東レ社製）６．０重量部、酸性カーボンブラック（ＰｒｉｎｔｅｘＵ；エボニックデグサ社製）９．３重量部の混合物を、押出機４の材料投入口６から投入し、押出機４により溶融・混練して、押し出した。押し出された溶融樹脂はさらにギアポンプ３を経て、樹脂注入管２から所定の成形金型１の樹脂注入口４１に注入した。成形金型１の各種条件を表に示した。流れ止め部５２は、所定の溝形成加工により、コートハンガー型樹脂流路内における所定の位置に設けた。所定の位置とは、内側マンドレルの軸を中心としたとき樹脂注入口とは正反対側の位置であった。所定の溝形成加工とは、円筒部２１ａの外周面に周方向で環状の溝を形成するに際し、樹脂注入口とは正反対側の位置で未加工部を残すように溝を形成する加工であり、結果として非環形状の溝として流路５１を形成した。流路５１は、詳しくは、流れ止め部５２（未加工部）に近づくに従って、溝の深さが徐々に浅くなり、最終的には流れ止め部５２（未加工部）のところで溝の深さがなくなるように形成された。これによって得られる未加工部を流れ止め部５２とした。成形金型１に流入した溶融樹脂は、成形金型１の内側マンドレルと外側マンドレルとの間の隙間を拡散しながら流下して、溶融状態の円筒状のフイルムＦとなって成形金型１の外部に連続的に出てきた。成形金型１から連続的に出てきた溶融状態の円筒状のフイルムＦを、成形金型１の出口の下方に配置されたサイジング金型７の外周面に沿わせつつ、引取機８の搬送ベルト８ａにより引き出した。この後、円筒状のフイルムＦを、切断機９で所定の寸法に輪切り切断し、中間転写ベルトを得た。
【００５７】
（実施例２〜３／比較例１〜２）
成形金型の各種条件を表１に示すように変更したこと以外、実施例１と同様の方法により、中間転写ベルトを製造した。
【００５８】
（評価）
中間転写ベルトを観察し、中間転写ベルトにおける成形金型内での樹脂合流部に対応する部分（任意の５点）と、その他の部分（任意の３５点）とについて、膜厚および表面抵抗を測定した。
【００５９】
・ウエルドライン
中間転写ベルトを目視観察し、ウエルドラインの発生状況について評価した。
○；ウエルドラインは全く発生しなかった；
×；ウエルドラインが発生した。
【００６０】
・膜厚
膜厚をデジマイクロ（ミツトヨ社製）によって測定し、最大値および最小値を求めた。バラツキは、「最大値−最小値」に基づいて求めた。バラツキは１０μｍ以下が実用上問題のない範囲内（合格）であり、６μｍ以下が好ましく、１０μｍ超が不合格である。
【００６１】
・表面抵抗
表面抵抗は、「ハイレスタ」抵抗計（三菱化学（株）製）を使用し、測定電圧５００Ｖ、測定時間１０秒で測定し、最大値および最小値を求めた。バラツキは、「最大値／最小値」に基づいて求めた。バラツキは、２．０以下が実用上問題のない範囲内（合格）であり、１．７０以下が好ましく、２．０超が不合格である。
【００６２】
・画像ノイズ
中間転写ベルトをフルカラー複合機（bizhub C360）に搭載し、記録紙上に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の４色トナー像（２色ベタ画像）を印字した。記録紙上の画像品質を目視により判定し、以下のようにランク付けし、「○」、「△」および「×」で表示した。
【００６３】
○；中間転写ベルト上の突起、或いは局所的抵抗・膜厚ムラに基づく画像ノイズが印字画像に現れなかった；
△；中間転写ベルト上の突起、或いは局所的抵抗・膜厚ムラに基づく画像ノイズが印字画像に僅かに現れたものの、実用上問題なかった；
×；中間転写ベルト上の突起、或いは局所的抵抗・膜厚ムラに基づく画像ノイズが印字画像にかなり醜く現れて、実用上問題があった。
【００６４】
【表１】
【符号の説明】
【００６５】
１：成形金型
２：樹脂注入管
３：ギアポンプ
４：押出機
６：材料投入口
７：サイジング金型
８：引取機
９：切断機
１０：シームレスベルト製造装置
２１：内側マンドレル
２１ａ：上部円筒部（第１の成形部）
２１ｂ：円錐部（第２の成形部）
２１ｃ：ダイランド部
３１：外側マンドレル
３１ａ：上部円筒部（第１の成形部）
３１ｂ：円錐部（第２の成形部）
３１ｃ：ダイランド部
４１：樹脂注入口
５１：コートハンガー型樹脂流路
５２：流れ止め部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂を押出成形して環状シームレスベルトを製造するための成形金型、および方法に関する。本発明は、特に、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置の中間転写ベルトなどに適した性能を備えたシームレスベルトを製造するための成形金型および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置では、感光体を均一に帯電させ、その上に画像を露光して画像潜像を形成する。そして形成された画像潜像をトナーで現像して画像のトナー像を形成し、これを中間転写ベルトに転写した上でさらに記録媒体に転写し、転写されたトナー像を定着装置により加熱定着処理して画像形成を行なう。
【０００３】
中間転写ベルトは、画像形成処理の過程でトナー像を一時的に保持するため、画像品質に及ぼす影響が大きく、中間転写ベルトは、その帯電性能ばかりでなく、表面の平滑性、ベルトの厚みのムラなどの品質に対する要求水準が極めて高い。
【０００４】
中間転写ベルトとしては、例えば非結晶性熱可塑性のポリカーボネイト樹脂や、結晶性質導電性熱可塑性のポリエチレンテレフタレートなどに導電性フィラーであるカーボンブラックを配合した材料を使用するものが提案されている（特許文献１）。
【０００５】
中間転写ベルトは、シームレスベルト製造装置により製造されるのが一般的である。シームレスベルト製造装置としては、内側マンドレルと外側マンドレルとの間にシームレスベルトの厚みに相当する隙間を形成させた成形金型を使用するものが実用化されている。
【０００６】
図６及び図７はコートハンガー溝と呼ばれる樹脂流路を備えた成形金型を示すものである。図６は外側マンドレル２０２の一部を省略して内側マンドレル２０１を主に示した模式的斜視図である。図７（Ａ）は図６の成形金型２１０の断面模式図を示し、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の内側マンドレル２０１における上部円筒部２０１ａの展開図を示す。図７（Ｂ）において、樹脂注入口２０３の位置方向をＲ、内側マンドレル２０１の軸を中心としたとき樹脂注入口２０３から約１８０度ずれた位置方向をＳで示す。樹脂注入口２０３は樹脂注入管２０４に連結される。
【０００７】
内側マンドレル２０１は、上部円筒部２０１ａ、円筒状樹脂フイルムを形成するダイランド部２０１ｃ、及び上部円筒部２０１ａとダイランド部２０１ｃとを繋ぐ円錐部２０１ｂから構成される。また、外側マンドレル２０２は、上部円筒部２０２ａ、円筒状の樹脂フイルムを形成するダイランド部２０２ｃ、及び円錐部２０２ｂから構成され、それぞれは内側マンドレル２０１の上部円筒部２０１ａ、ダイランド部２０１ｃ、及び円錐部２０１ｂに対応する位置に配置されている。
【０００８】
内側マンドレル２０１の外径は外側マンドレル２０２の内径よりも小さく、特に、内側マンドレルのダイランド部２０１ｃと、外側マンドレルのダイランド部２０２ｃとの間には、製造するベルトの厚みよりも大きい隙間、例えば０．６〜１．０ｍｍ程度の隙間が形成されている。
【０００９】
内側マンドレル２０１の上部円筒部２０１ａには、その表面にコートハンガー溝と呼ばれる樹脂流路２１１が環形状で形成されている。樹脂流入口２０３から上記樹脂流路２１１に溶融樹脂を押し出すと、溶融樹脂は樹脂流路２１１から内側マンドレル２０１と外側マンドレル２０２との隙間を拡散しながら、フイルム形成部である前記ダイランド部２０１ｃと２０２ｃとの隙間を流下して金型から溶融状態の円筒状の樹脂として吐出され、成形金型の下側から連続的に押し出されてくる。
【００１０】
成形金型から連続的に押し出されてきた溶融状態の円筒状の樹脂は、サイジング部（金型）で冷却されつつ引き取られることにより、所定の厚さの円筒状のフイルムが形成される。形成された円筒状のフイルムは、所定のサイズに輪切り切断され、継ぎ目のないベルト、即ちシームレスベルトが完成する。
【００１１】
上記したコートハンガー溝２１１を備えた成形金型２１０では、樹脂注入口２０３の一方向Ｒとは略反対側の位置方向Ｓで、樹脂流路２１１を右側から流れて隙間を拡散しながら流下した樹脂と、樹脂流路２１１を左側から流れて隙間を拡散しながら流下した樹脂とが合流する。この部分を樹脂合流部と呼ぶが、形成された円筒状のフイルムには樹脂合流部にウエルドラインと呼ばれる線が形成される。
【００１２】
このウエルドラインは、成形金型を右側から流れた樹脂と左側から流れた樹脂とが合流部で合流しても十分に混ざり合わないことが主たる原因となって形成されるものである。その結果、ウエルドラインの部分ではフイルムの厚みの均一性、表面の平滑性が劣り、さらには添加剤、特に導電性フィラーの分散均一性も劣り、中間転写ベルトとして要求される品質を十分に満たすものではない。例えば、上記したコートハンガーダイで製造したフィルムが有するウエルドライン部は、特に、厚みが円周上の他の箇所より５％乃至８％厚くなり、少なくともポリフェニレンサルファイドとナイロンを含む樹脂組成物を原料として用いた場合、厚みが均一なフィルムの形成は著しく困難であった。そのようなフィルムからなる中間転写ベルトを用いて画像形成を行うと、中間転写ベルト上の突起、或いは局所的抵抗・膜厚ムラによって、記録紙に転写後に画像ノイズとして現れたり、転写効率が低下したりした。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第２８４５０５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、樹脂合流部におけるウエルドラインの発生を十分に抑制するシームレスベルトの成形金型を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明は、厚みの均一性、表面平滑性の均一性、および表面抵抗の均一性に優れたシームレスベルトの成形金型、特に中間転写ベルトの成形金型を提供することを目的とする。
【００１６】
本発明は、厚みの均一性、表面平滑性の均一性、および表面抵抗の均一性に優れ、画像ノイズの発生を十分に抑制するシームレスベルトの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、内側マンドレル、該内側マンドレルに対して所定の間隔を隔てて同軸に配置された外側マンドレル、および該内側マンドレルと外側マンドレルとの隙間に溶融樹脂を注入するための樹脂注入口を備え、内側マンドレルが外周面に、樹脂注入口に連通すると共に、樹脂注入口から注入された溶融樹脂を内側マンドレルと外側マンドレルとの隙間において周方向に拡散させるコートハンガー型樹脂流路を有するシームレスベルトの成形金型であって、
コートハンガー型樹脂流路が、内側マンドレルの軸を中心としたとき樹脂注入口とは略反対側の位置方向のところで、該流路内の樹脂の流れをせき止めるための流れ止め部を有し、該流れ止め部の周方向長さｔ１が内側マンドレルの外周長Ｌに対して０．０５０〜０．４００％であることを特徴とするシームレスベルトの成形金型に関する。
【００１８】
本発明はまた、上記シームレスベルトの成形金型を用いることを特徴とするシームレスベルトの製造方法に関する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る成形金型を用いると、樹脂合流部においてウエルドラインと呼ばれる線が形成されることなく、厚みの均一性、表面平滑性の均一性、および表面抵抗の均一性に優れたシームレスベルト、例えば中間転写ベルトを得ることができる。
特に、ポリフェニレンサルファイドとナイロンを含む樹脂組成物を原料として用いる場合であっても、厚みが均一なシームレスベルト、例えば中間転写ベルトを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るシームレスベルトの成形金型を備えたシームレスベルト製造装置の構成の概略を説明する斜視図である。
【図２】本発明に係るシームレスベルトの成形金型の一実施形態について、外側マンドレルの一部を省略して内側マンドレルを主に示した模式的斜視図である。
【図３】（Ａ）は図２に示す成形金型の断面模式図において、内側マンドレルのみを見取り図で示した図を示し、（Ｂ）は（Ａ）の内側マンドレルにおける上部円筒部の展開図を示す。
【図４】別の実施形態における本発明の成形金型の断面模式図において、内側マンドレルのみを見取り図で示した図を示す。
【図５】タンデム方式のフルカラー画像形成装置の概略構成を説明する図である。
【図６】従来技術におけるシームレスベルトの成形金型について、外側マンドレルの一部を省略して内側マンドレルを主に示した模式的斜視図である。
【図７】（Ａ）は図６に示す従来の成形金型の断面模式図を示し、（Ｂ）は（Ａ）の内側マンドレルにおける上部円筒部の展開図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（シームレスベルトの製造装置）
本発明に係るシームレスベルトの成形金型を備えたシームレスベルトの製造装置の一実施形態を図１に示す。図１は、シームレスベルト製造装置１０の構成の概略を説明する斜視図である。
【００２２】
図１において、シームレスベルト製造装置１０は、後で詳細に説明する本発明に係る成形金型１と、当該成形金型１の樹脂注入口に連通された樹脂注入管２、当該樹脂注入管２に接続されたギアポンプ３、当該ギヤポンプに接続された押出機４、成形金型１の出口の下方に配置されたサイジング金型７、円筒状フイルムＦを引き取る引取機８、及び切断機９から構成されている。
【００２３】
次に、その動作の概略を説明する。押出機４の材料投入口６から投入された樹脂は、押出機４の内部で撹拌混合され加熱溶融されて押し出され、押し出された溶融樹脂はさらにギアポンプ３により、樹脂注入管２を経て成形金型１に流入する。
【００２４】
成形金型１に流入した溶融樹脂は、成形金型１の内側マンドレルと外側マンドレルとの間の隙間を拡散しながら流下して、溶融状態の円筒状のフイルムＦとなって成形金型１の外部に連続的に出てくる。成形金型１から連続的に出てきた溶融状態の円筒状のフイルムＦは、成形金型１の出口の下方に配置されたサイジング金型７の外周面に沿いつつ、引取機８の搬送ベルト８ａにより引き出される。
【００２５】
溶融状態の円筒状のフイルムＦがサイジング金型７の外周面に沿うことで、冷却固化されると共に、所定の周長と所定の厚みに形成される。この後、円筒状のフイルムＦは、切断機９で所定の寸法に輪切り切断されてシームレスベルトが完成する。
【００２６】
成形金型１は外周面にバンドヒータ（図示せず）を巻いて加温され、樹脂の溶融温度よりも高い所定温度を保ように構成されている。また、サイジング金型７は内部に冷却水の循環路が設けられており、冷却水を循環させて約８０℃を保ち、成形金型１から連続的に出てきた溶融状態の円筒状のフイルムＦを冷却するように構成されている。
【００２７】
（シームレスベルトの成形金型）
本発明に係るシームレスベルトの成形金型１の一実施形態を図２および図３に示し、別の実施形態を図４に示す。図２は本発明に係るシームレスベルトの成形金型の一実施形態について、外側マンドレルの一部を省略して内側マンドレルを主に示した模式的斜視図である。図３（Ａ）は図２に示す成形金型の断面模式図において、内側マンドレルのみを見取り図で示した図を示し、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の内側マンドレルにおける上部円筒部２１ａの外周面展開図を示す。図３（Ｂ）において、Ｒは、内側マンドレル２１における樹脂注入口４１側の位置方向（以下、位置方向Ｒという）を示す。Ｓは、内側マンドレル２１の軸を中心としたとき樹脂注入口４１とは略反対側の位置方向（以下、位置方向Ｓという）を示す。位置方向Ｓは、樹脂注入口４１から注入された溶融樹脂が成形金型１内で合流する樹脂合流部の位置方向に対応する。図４は、別の実施形態における本発明の成形金型の断面模式図において、内側マンドレルのみを見取り図で示した図を示す。なお、図４において５１０は、樹脂注入口４１から注入された樹脂を受けるために、流路５１を拡張形成した部分である。
【００２８】
成形金型１は、内側マンドレル２１、該内側マンドレルに対して所定の間隔を隔てて同軸に配置された外側マンドレル３１、および該内側マンドレルと外側マンドレルとの隙間に溶融樹脂を注入するための樹脂注入口４１を備えたものである。
【００２９】
内側マンドレル２１および外側マンドレル３１の構成は、内側マンドレル２１の外周面に所定のコートハンガー型樹脂流路５１を有する限り特に制限されず、通常は、図２および図３ならびに図４に示すような３段構造を有する。具体的には、内側マンドレル２１は、所定のコートハンガー型樹脂流路を外周面に有する第１の成形部である上部円筒部２１ａ、所定寸法の円筒状成形体を形成するダイランド部２１ｃ、及び上部円筒部２１ａとダイランド部２１ｃとを繋ぐ第２の成形部である円錐部２１ｂとから構成される。外側マンドレル３１は、第１の成形部である上部円筒部３１ａ、所定寸法の円筒状成形体を形成するダイランド部３１ｃ、及び上部円筒部３１ａとダイランド部３１ｃとを繋ぐ第２の成形部である円錐部３１ｂとから構成され、それぞれは内側マンドレル２１の上部円筒部２１ａ、ダイランド部２１ｃ、及び円錐部２１ｂに対応する位置に配置される。
【００３０】
内側マンドレル２１の外径は外側マンドレル３１の内径よりも小さく、特に、内側マンドレル２１のダイランド部２１ｃと、外側マンドレル３１のダイランド部３１ｃとの間には、製造するベルトの厚みより大きい隙間、例えば、０．８〜３．０ｍｍ、好ましくは０．９〜１．２ｍｍ程度の隙間が形成されている。
【００３１】
コートハンガー型樹脂流路５１は、いわゆるコートハンガー溝と呼ばれる切り込み溝である。そのようなコートハンガー型樹脂流路５１は、内側マンドレル２１と外側マンドレル３１との隙間を介して、樹脂注入口４１に連通すると共に、樹脂注入口４１から注入された溶融樹脂を内側マンドレルと外側マンドレルとの隙間において周方向に拡散させる。コートハンガー型とは、当該樹脂流路５１が、図３（Ｂ）および図４に示すように、樹脂注入口４１（Ｒ）から離れるに従って内側マンドレルの軸方向Ｘに関して連続的に下降するように傾斜した形状を意味するものである。図２〜図４において、樹脂流路５１は、樹脂注入口４１から離れるに従って軸方向Ｘに関して滑らかに湾曲しながら下降しているが、これに制限されるものではなく、例えば、樹脂注入口４１から離れるに従って直線的に下降してもよい。
【００３２】
コートハンガー型樹脂流路５１が内側マンドレル２１（特に上部円筒部２１ａ）の外周面上で形成する全体形状は、樹脂注入口４１とは略反対側の位置方向Ｓのところで分断された非環形状である。すなわち、コートハンガー型樹脂流路５１は、内側マンドレル２１の軸を中心としたとき樹脂注入口４１とは略反対側の位置方向Ｓのところで、当該流路内の樹脂の流れをせき止めるための流れ止め部５２を有するものである。詳しくはコートハンガー型樹脂流路５１は、円筒部２１ａの外周面に周方向で環状の溝を形成するに際し、樹脂注入口４１とは略反対側の位置方向Ｓのところで未加工部を残すことによって形成される。これによって得られる未加工部を流れ止め部５２として利用する。コートハンガー型樹脂流路５１は、好ましくは、樹脂流入口４１から離れるに従って、内側マンドレル２１の軸を通る断面積が連続的に小さくなるように形成される。すなわち、コートハンガー型樹脂流路５１は、流れ止め部５２（未加工部）に近づくに従って、溝の深さが徐々に浅くなるように形成されることが好ましい。より好ましくは、コートハンガー型樹脂流路５１は、流れ止め部５２（未加工部）に近づくに従って、溝の深さが徐々に浅くなり、最終的には流れ止め部５２（未加工部）のところで溝がなくなるように形成されることが好ましい。樹脂注入口４１とは略反対側の位置方向Ｓのところに流れ止め部５２を設けることによって、シームレスベルトの樹脂合流部においてウエルドラインの発生を十分に抑制できる。その結果、厚みの均一性、表面平滑性の均一性、および表面抵抗の均一性に優れたシームレスベルト、例えば中間転写ベルトを容易に製造できる。
【００３３】
上記位置方向Ｓに流れ止め部５２を設けることによって、ウエルドラインの発生を抑制するメカニズムの詳細は以下のメカニズムに基づくものと考えられる。流路が従来のように流れ止め部５２を有しない場合、当該流路内で樹脂が合流すると、当該合流部において圧力が増大する。そのため、樹脂が流下して吐出されるとき、合流部の流量が増大し、厚みも増大し、ウエルドラインが発生するものと考えられる。このとき、樹脂の合流部において導電性フィラーなどの添加剤が集まるため、表面抵抗や体積抵抗が不均一になるものと考えられる。本発明において上記位置方向Ｓに流れ止め部５２を設けると、樹脂の合流部における圧力の増大を十分に抑制できる。その結果、合流部での流量の増大が回避されウエルドラインの発生が抑制され、しかも表面抵抗や体積抵抗の不均一化も十分に抑制できるものと考えられる。
【００３４】
流れ止め部５２の周方向長さｔ１（ｍｍ）は内側マンドレル２１の外周長Ｌ（ｍｍ）に対して０．０５０〜０．４００％、好ましくは０．２００〜０．３００％である。長さｔ１が短すぎると、樹脂合流部での圧力の増大を十分に回避できないため、ウエルドラインが形成され、厚み、表面平滑性および表面抵抗が不均一になる）。長さｔ１が長すぎると、樹脂流路を右側から流れて隙間を拡散しながら流下する樹脂と、樹脂流路５１を左側から流れて隙間を拡散しながら流下する樹脂との合流が弱いために、ウエルドライン状のスジが生じ、ベルト厚み、表面抵抗および体積抵抗が不均一になると同時に、ベルトがスジ部から裂け易くなる。
【００３５】
流れ止め部５２は、内側マンドレルの半径方向から見たとき、図３（Ｂ）に示すように略方形形状を有していてよいが、図４に示すように、上底が下底より長い略台形形状を有することが好ましい。流れ止め部５２が、図４に示すように上底が下底より長い略台形形状を有する場合、流路５１の幅は、流れ止め部の近傍において流れ止め部に近づくに従って小さくなり、かつ当該流路５１を規定する上側輪郭ラインは下側輪郭ラインに徐々に近づく。これによって、樹脂合流部における圧力の増大をより一層、有効に抑制できる。流れ止め部５２が当該略台形形状を有する場合、下底の周方向長さが上記ｔ１に相当すればよい。この場合、上底の周方向長さｔ２（ｍｍ）は特に制限されないが、内側マンドレル２１の外周長Ｌ（ｍｍ）に対して０．１００％以上が好ましく、より好ましくは０．７５０〜６．０００％である。
【００３６】
内側マンドレル２１の外周長Ｌは、特に３段構造を有する場合、上部円筒部２１ａの外周長と同意であり、製造されるべきシームレスベルトの寸法よりも大きな任意の長さであってよい。そのような外周長Ｌは通常、製造されるべきシームレスベルトの周長よりも＋１２〜＋２５％、好ましくは＋１８〜＋２２％だけ長い周長を確保する。
【００３７】
樹脂流路５１の寸法は、本発明の目的が達成される限り特に制限されず、通常は、幅および深さは、内側マンドレルの外周長Ｌに応じて設計される。例えば、内側マンドレルの外周長Ｌが５００〜１０００ｍｍのとき、幅（最大幅）は１５〜２５ｍｍが好ましく、深さ（最大深さ）は５〜１０ｍｍが好ましい。
【００３８】
内側マンドレル２１の軸方向Ｘに関する樹脂流路５１の高低差ｈ（ｍｍ）（図３（Ｂ）および図４参照）は、本発明の目的が達成される限り特に制限されず、通常は内側マンドレル２１の外周長Ｌ（ｍｍ）に対して３〜１０％、特に４〜５．５％が好ましい。
【００３９】
樹脂流路５１の断面形状は（内側マンドレル２１の軸を通る断面における形状）は特に制限されず、任意の形状であってよく、例えば、図２および図３に示すように略半円形状を有していても良いし、図４に示すように半涙滴型形状を有していても良いし、方形形状を有していても良い。好ましい形状は半涙滴型形状である。
【００４０】
内側マンドレル２１、外側マンドレル３１および流れ止め部５２を構成する材料は、従来のシームレスベルトの成形金型の分野で使用されている材料が使用可能である。
【００４１】
（シームレスベルトの製造方法）
シームレスベルトは、上記した成形金型を用いることを特徴とする方法によって製造できる。
すなわち、以上の構成において、樹脂注入口４１から溶融樹脂を注入すると、溶融樹脂はコートハンガー型樹脂流路５１を左周り方向および右周り方向で通りながら、内側マンドレル２１と外側マンドレル３１との隙間に拡散・流下し、樹脂注入口４１とは略反対側の位置方向Ｓ（樹脂合流部）で合流する。溶融樹脂は、円錐部２１ｂと円錐部３１ｂとの隙間およびダイランド部２１ｃとダイランド部３１ｃとの隙間に流れ、溶融状態の円筒状フイルムＦとなって成形金型１の外部に連続的に出てくる。
【００４２】
成形金型１の外部に出てきた溶融状態の円筒状フイルムＦは、図１に示すように、サイジング金型７の外周面に沿って進行して冷却固化され、所定の周長と所定の厚さの円筒状フイルムＦが形成される。この後、円筒状フイルムＦは、引取機８により引き出され、切断機９で所定の寸法に輪切り切断されてシームレスベルトが完成する。
【００４３】
樹脂注入口４１から注入される樹脂は、熱可塑性樹脂であれば特に制限されず、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ナイロン）、ポリエーテルサルフォン、ポリエステル、ポリカーボネートおよびそれらの混合物等が挙げられる。ポリエステルの具体例として、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が挙げられる。特に、中間転写ベルトを製造する場合は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ナイロン）、またはそれらの混合物が好ましく使用される。
【００４４】
本発明で使用される樹脂の粘度は、特に制限されるものではないが、例えば、ＭＦＲが４０〜５０ｇ／１０分が好ましく使用できる。
ＭＦＲはメルトフローインデクサー（チアスト社製）によって測定された値を用いている。
【００４５】
樹脂注入口４１から注入される溶融樹脂には、必要により、導電性フィラー、滑剤、着色剤等の添加剤が含有されてよい。特に、中間転写ベルトを製造する場合は、導電性フィラー、滑剤が含有されることが好ましい。
【００４６】
導電性フィラーおよび滑剤としては、それぞれ、中間転写ベルトの分野で従来から導電性フィラーおよび滑剤として使用されているものが使用可能である。導電性フィラーの具体例として、例えば、カーボンブラック、イオン導電性液体等が挙げられる。滑剤の具体例として、例えば、モンタン酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、モンタン酸エステルワックス等が挙げられる。
【００４７】
本発明に係る成形金型を用いて製造されたシームレスベルトは、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に使用される中間転写ベルトとしての使用に適している。
【００４８】
（画像形成装置）
本発明に係る成形金型を用いて製造されたシームレスベルトを中間転写ベルトとして用いた画像形成装置について説明する。
【００４９】
図５は、タンデム方式のフルカラー画像形成装置の一例の概略構成を説明する図である。中間転写ベルト１１５は駆動ローラ１１３と従動ローラ１１４との間に架設され、図示しない駆動機構により矢印ａ方向に一定速度で駆動される。それぞれが帯電装置、感光体、露光装置、現像装置を備えたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４個の作像ユニット１１１Ｙ、１１１Ｍ、１１１Ｃ、１１１Ｋが、中間転写ベルト１１５に沿って一列に配列され、各作像ユニット１１１Ｙ〜１１１Ｋの感光体１３１Ｙ、１３１Ｍ、１３１Ｃ、１３１Ｋに対向する位置には、中間転写ベルト１１５を介在させて転写装置１１８Ｙ、１１８Ｍ、１１８Ｃ、１１８Ｋが配置されている。
【００５０】
駆動ローラ１１３に対向する位置には、中間転写ベルト１１５を介在させて転写ローラ１１６が配置され、図示されていない給紙機構から転写ローラ１１６と中間転写ベルト１１５とのニップ部に記録紙を給紙するように構成され、また、記録紙の搬送方向下流側には図示されていないが、定着装置と排紙部が配置されている。さらに、中間転写ベルト１１５の移動方向の作像ユニット１１１よりも最上流側には帯電装置１１７が配置され、最下流側には、中間転写ベルト１１５の上の残留トナーを清掃除去するクリーナ１１９が配置されている。
【００５１】
次に、その動作を簡単に説明する。電源が投入されると、各作像ユニット１１１Ｙ〜１１１Ｋが動作を開始し、各感光体１３１Ｙ〜１３１Ｋは一定速度で回転を開始し、中間転写ベルト１１５は感光体の周速度に等しい一定速度で矢印ａ方向に移動を開始する。
【００５２】
図示しない画像読取装置で読み取られ色分解された画像信号、或いはパソコン等から出力された赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の画像信号は、その各色に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の各作像ユニット１１１Ｙ〜１１１Ｋの各露光装置１３６Ｙ〜１３６Ｋに順次入力されて各感光体の上に画像潜像が形成される。各画像潜像は、各現像装置１３３Ｙ〜１３３Ｋに装填されているトナーにより現像され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像が以下のように順次形成される。
【００５３】
まず、イエロー（Ｙ）の作像ユニットの感光体１３１Ｙの上にイエロー（Ｙ）のトナー像が形成され、イエロー（Ｙ）のトナー像は転写装置１１８Ｙの動作により中間転写ベルト１１５の上に転写される。イエロー（Ｙ）のトナー像がマゼンタ（Ｍ）の作像ユニットの位置に到達するタイミングに合わせてマゼンタ（Ｍ）の作像ユニットの感光体１３１Ｍの上にマゼンタ（Ｍ）のトナー像が形成され、イエロー（Ｙ）のトナー像の上に重畳して転写される。
【００５４】
以下同様にして、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像が順次形成されて、その前に転写されたトナー像の上に重畳して転写され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像が重畳して転写され、フルカラーのトナー像が中間転写ベルト１１５の上に形成される。
【００５５】
中間転写ベルト１１５の上に形成されたフルカラーのトナー像は、転写位置において転写ローラ１１６の動作により記録紙Ｐの上に転写され、図示しない定着装置で定着処理され、排紙部に排出されて、記録紙へのフルカラーの画像形成処理が完了する。
【実施例】
【００５６】
（実施例１）
図４に示す成形金型１を備えた図１に示すシームレスベルトの製造装置１０を用いて中間転写ベルトを製造した。詳しくは、ポリフェニレンサルファイド（Ｅ２１８０；東レ社製）８４．７重量部、ナイロン樹脂（アミランＣＭ１０２１Ｔ；東レ社製）６．０重量部、酸性カーボンブラック（ＰｒｉｎｔｅｘＵ；エボニックデグサ社製）９．３重量部の混合物を、押出機４の材料投入口６から投入し、押出機４により溶融・混練して、押し出した。押し出された溶融樹脂はさらにギアポンプ３を経て、樹脂注入管２から所定の成形金型１の樹脂注入口４１に注入した。成形金型１の各種条件を表に示した。流れ止め部５２は、所定の溝形成加工により、コートハンガー型樹脂流路内における所定の位置に設けた。所定の位置とは、内側マンドレルの軸を中心としたとき樹脂注入口とは正反対側の位置であった。所定の溝形成加工とは、円筒部２１ａの外周面に周方向で環状の溝を形成するに際し、樹脂注入口とは正反対側の位置で未加工部を残すように溝を形成する加工であり、結果として非環形状の溝として流路５１を形成した。流路５１は、詳しくは、流れ止め部５２（未加工部）に近づくに従って、溝の深さが徐々に浅くなり、最終的には流れ止め部５２（未加工部）のところで溝の深さがなくなるように形成された。これによって得られる未加工部を流れ止め部５２とした。成形金型１に流入した溶融樹脂は、成形金型１の内側マンドレルと外側マンドレルとの間の隙間を拡散しながら流下して、溶融状態の円筒状のフイルムＦとなって成形金型１の外部に連続的に出てきた。成形金型１から連続的に出てきた溶融状態の円筒状のフイルムＦを、成形金型１の出口の下方に配置されたサイジング金型７の外周面に沿わせつつ、引取機８の搬送ベルト８ａにより引き出した。この後、円筒状のフイルムＦを、切断機９で所定の寸法に輪切り切断し、中間転写ベルトを得た。
【００５７】
（実施例２〜３／比較例１〜２）
成形金型の各種条件を表１に示すように変更したこと以外、実施例１と同様の方法により、中間転写ベルトを製造した。
【００５８】
（評価）
中間転写ベルトを観察し、中間転写ベルトにおける成形金型内での樹脂合流部に対応する部分（任意の５点）と、その他の部分（任意の３５点）とについて、膜厚および表面抵抗を測定した。
【００５９】
・ウエルドライン
中間転写ベルトを目視観察し、ウエルドラインの発生状況について評価した。
○；ウエルドラインは全く発生しなかった；
×；ウエルドラインが発生した。
【００６０】
・膜厚
膜厚をデジマイクロ（ミツトヨ社製）によって測定し、最大値および最小値を求めた。バラツキは、「最大値−最小値」に基づいて求めた。バラツキは１０μｍ以下が実用上問題のない範囲内（合格）であり、６μｍ以下が好ましく、１０μｍ超が不合格である。
【００６１】
・表面抵抗
表面抵抗は、「ハイレスタ」抵抗計（三菱化学（株）製）を使用し、測定電圧５００Ｖ、測定時間１０秒で測定し、最大値および最小値を求めた。バラツキは、「最大値／最小値」に基づいて求めた。バラツキは、２．０以下が実用上問題のない範囲内（合格）であり、１．７０以下が好ましく、２．０超が不合格である。
【００６２】
・画像ノイズ
中間転写ベルトをフルカラー複合機（bizhub C360）に搭載し、記録紙上に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の４色トナー像（２色ベタ画像）を印字した。記録紙上の画像品質を目視により判定し、以下のようにランク付けし、「○」、「△」および「×」で表示した。
【００６３】
○；中間転写ベルト上の突起、或いは局所的抵抗・膜厚ムラに基づく画像ノイズが印字画像に現れなかった；
△；中間転写ベルト上の突起、或いは局所的抵抗・膜厚ムラに基づく画像ノイズが印字画像に僅かに現れたものの、実用上問題なかった；
×；中間転写ベルト上の突起、或いは局所的抵抗・膜厚ムラに基づく画像ノイズが印字画像にかなり醜く現れて、実用上問題があった。
【００６４】
【表１】
【符号の説明】
【００６５】
１：成形金型
２：樹脂注入管
３：ギアポンプ
４：押出機
６：材料投入口
７：サイジング金型
８：引取機
９：切断機
１０：シームレスベルト製造装置
２１：内側マンドレル
２１ａ：上部円筒部（第１の成形部）
２１ｂ：円錐部（第２の成形部）
２１ｃ：ダイランド部
３１：外側マンドレル
３１ａ：上部円筒部（第１の成形部）
３１ｂ：円錐部（第２の成形部）
３１ｃ：ダイランド部
４１：樹脂注入口
５１：コートハンガー型樹脂流路
５２：流れ止め部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側マンドレル、該内側マンドレルに対して所定の間隔を隔てて同軸に配置された外側マンドレル、および該内側マンドレルと外側マンドレルとの隙間に溶融樹脂を注入するための樹脂注入口を備え、内側マンドレルが外周面に、樹脂注入口に連通すると共に、樹脂注入口から注入された溶融樹脂を内側マンドレルと外側マンドレルとの隙間において周方向に拡散させるコートハンガー型樹脂流路を有するシームレスベルトの成形金型であって、
コートハンガー型樹脂流路が、内側マンドレルの軸を中心としたとき樹脂注入口とは略反対側の位置方向のところで、該流路内の樹脂の流れをせき止めるための流れ止め部を有し、該流れ止め部の周方向長さｔ１が内側マンドレルの外周長Ｌに対して０．０５０〜０．４００％であることを特徴とするシームレスベルトの成形金型。
【請求項２】
内側マンドレルが、前記コートハンガー型樹脂流路を外周面に有する上部円筒部、所定寸法の円筒状成形体を形成するダイランド部、及び上部円筒部とダイランド部とを繋ぐ円錐部から構成され、
外側マンドレルが、上部円筒部、所定寸法の円筒状成形体を形成するダイランド部、及び上部円筒部とダイランド部とを繋ぐ円錐部から構成され、それぞれは内側マンドレルの上部円筒部、ダイランド部、及び円錐部に対応する位置に配置される請求項１に記載のシームレスベルトの成形金型。
【請求項３】
請求項１または２に記載のシームレスベルトの成形金型を用いることを特徴とするシームレスベルトの製造方法。
【請求項４】
樹脂注入口から注入される溶融樹脂がポリフェニレンサルファイドおよびナイロンを含む請求項３に記載のシームレスベルトの製造方法。
【請求項１】
内側マンドレル、該内側マンドレルに対して所定の間隔を隔てて同軸に配置された外側マンドレル、および該内側マンドレルと外側マンドレルとの隙間に溶融樹脂を注入するための樹脂注入口を備え、内側マンドレルが外周面に、樹脂注入口に連通すると共に、樹脂注入口から注入された溶融樹脂を内側マンドレルと外側マンドレルとの隙間において周方向に拡散させるコートハンガー型樹脂流路を有するシームレスベルトの成形金型であって、
コートハンガー型樹脂流路が、内側マンドレルの軸を中心としたとき樹脂注入口とは略反対側の位置方向のところで、該流路内の樹脂の流れをせき止めるための流れ止め部を有し、該流れ止め部の周方向長さｔ１が内側マンドレルの外周長Ｌに対して０．０５０〜０．４００％であることを特徴とするシームレスベルトの成形金型。
【請求項２】
内側マンドレルが、前記コートハンガー型樹脂流路を外周面に有する上部円筒部、所定寸法の円筒状成形体を形成するダイランド部、及び上部円筒部とダイランド部とを繋ぐ円錐部から構成され、
外側マンドレルが、上部円筒部、所定寸法の円筒状成形体を形成するダイランド部、及び上部円筒部とダイランド部とを繋ぐ円錐部から構成され、それぞれは内側マンドレルの上部円筒部、ダイランド部、及び円錐部に対応する位置に配置される請求項１に記載のシームレスベルトの成形金型。
【請求項３】
請求項１または２に記載のシームレスベルトの成形金型を用いることを特徴とするシームレスベルトの製造方法。
【請求項４】
樹脂注入口から注入される溶融樹脂がポリフェニレンサルファイドおよびナイロンを含む請求項３に記載のシームレスベルトの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１６７９１８（Ｐ２０１１−１６７９１８Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３３４１９（Ｐ２０１０−３３４１９）
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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