JPH04255332A - 抵抗制御エンドレスベルト材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式複写機、レ
ーザープリンタ等の感光体装置、中間転写装置、転写分
離装置、帯電装置等において使用するエンドレスベルト
の素材となる抵抗制御エンドレスベルト材の製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真式複写機、レーザープリ
ンタ等の感光体装置、中間転写装置、転写分離装置、帯
電装置等においては、継ぎ目部を有するエンドレスベル
トが多用されている。

【０００３】このような継ぎ目部を有するエンドレスベ
ルトを駆動する場合には、継ぎ目部で微小振動が発生し
、高速化できないという問題点を有している。又、感光
体装置、中間転写装置等の抵抗制御エンドレスベルトと
して使用する場合には、継ぎ目部における感光性能、転
写性能が他の部分と著しく異なり、機能上使用できない
という問題点を有している。

【０００４】そこで、継ぎ目部を有さないエンドレスベ
ルトを得る種々の製造方法が提案されているが、未だ満
足すべき製造方法は得られていないというのが現状であ
る。

【０００５】このようなエンドレスベルトの製造方法と
して、本発明者等は、特開平１−２２８８２３号公報に
おいてポリカーボネート製のエンドレスベルト材の製造
方法を提案した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特開平１−２２８８２
３号公報において提案したような環状ダイ近傍の温調リ
ングから気体を吹き付けた後、内部からマンドレルのみ
で冷やす方法では、得られたエンドレスベルトの表面抵
抗は±２〜３オーダー以上バラツクことが判明した。こ
の程度の抵抗制御レベルのエンドレスベルトを電子写真
式複写機等に使用すると、画像ムラが発生して鮮明な画
像が得られないという問題点を有していた。

【０００７】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、真円かつ肉厚が
均一であって、表面抵抗レベルも均一なエンドレスベル
ト材を得る製造方法を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記問題点
を解決すべく鋭意検討を行った結果、エンドレスベルト
表面の抵抗レベルが不均一となるのは、環状ダイから押
し出された溶融状態のチュ−ブがマンドレルを通過する
間に不均一に冷却されるためであることを見出した。そ
して、チューブが最も大きく変形するマンドレル上端近
傍においてチューブの外周面から再度気体を吹き付けて
その外周面温度をマンドレル温度に近づけることにより
、エンドレスベルトの表面抵抗レベルを±１オーダー以
内に制御可能なことを見出したのである。

【０００９】すなわち、本発明のエンドレスベルト材の
製造方法は、導電性フィラ−を配合した熱可塑性樹脂組
成物を溶融し、押出機に装着した環状ダイより下方にチ
ュ−ブ状に押し出し、このチューブの外周面に温調した
気体を吹き付けるとともに、チューブの内側に供給圧力
と供給流量を制御した気体を連続的に供給・排除させ、
次いで、温調されたマンドレルに接触させるとともに、
マンドレルに接触を開始する近傍のチューブの外周面に
再度温調した気体を吹き付け、しかる後、チューブ状を
維持したままで連続して引き取って輪切り状に切断する
ことにようにしたことを特徴とする抵抗制御エンドレス
ベルト材の製造方法である。

【００１０】

【実施例】本発明において適用される樹脂組成物は、基
本的に熱可塑性樹脂に導電性フィラーを配合したもので
ある。

【００１１】熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート
、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテル
ケトン、ポリフッカビニリデン、ポリアミド、アクリル
、ポリオレフィン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホ
ン、エチレンテトラフロロエチレン共重合体、アクリル
共重合体、ポリエステルエステル共重合体、ポリエ−テ
ルエステル共重合体、ポリエーテルアミド共重合体、オ
レフィン共重合体、ポリウレタン共重合体から選ばれる
少なくとも１種またはこれら数種の混合物からなるもの
が好ましい。

【００１２】導電性フィラーとしては、カーボンブラッ
ク、グラファイト、カーボン繊維、金属粉、導電性金属
酸化物、有機金属化合物、有機金属塩、導電性高分子等
から選ばれる少なくとも１種またはこれら数種の混合物
からなるものが好ましい。その中でも特に、カーボンブ
ラックが好ましい。カ−ボンブラックとしては、アセチ
レンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラッ
ク等のカーボンブラックがある。比表面積の大きいＳ．
Ｃ．Ｆ．（Ｓｕｐｅｒ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｆｕｒ
ｎａｃｅ）　、Ｅ．Ｃ．Ｆ．（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏ
ｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｆｕｒｎａｃｅ）、ケッチェンブラ
ックＥＣ（ＡＫＺＯ社製商品名）を用いると少量の配合
割合で目的の導電性が得られる点で有利である。

【００１３】カ−ボンブラックの配合量は、熱可塑性樹
脂１００重量部に対して３〜２５重量部である。カーボ
ンブラックが上記範囲未満では導電性に乏しく、上記範
囲以上では製品の外観が悪くなり、また、材料強度が低
下して好ましくない。

【００１４】樹脂組成物には、本発明の目的を阻害しな
い限りにおいて、通常の樹脂組成物に配合される各種の
付加的成分を含むことができる。このような成分として
は、酸化防止剤、滑剤、離型剤などがある。

【００１５】エンドレスベルト材の製造装置１は、図１
、図２および図３に示すように、押出機２に装着した環
状ダイ３に支持管棒４の上部を同軸状に固定し、この支
持管棒４の下部にマンドレル５を同軸状に固定したもの
である。

【００１６】環状ダイ３とマンドレル５との間に支持管
棒４と同軸状に温調リング６，６′，６″を配設し、マ
ンドレルの下方には複数組のニップロ−ル９を配設して
ある。ニップロ−ル９はマンドレル５の下方の支持管棒
４の外周に配設した複数の内側ロール７，７と、これら
内側ロール７，７に対応して配設した外側ロール８，８
とからなる。

【００１７】前記支持管棒４には供給圧力・供給流量制
御気体連続供給機構１０およびマンドレル内熱媒供給機
構１１を付設してある。

【００１８】前記供給圧力・供給流量制御気体連続供給
機構１０は、前記支持管棒４内を通り吹出口１２に開口
する供給管１３と、前記支持管棒４内を通り吹込口１４
に開口する排出管１５とよりなる。

【００１９】前記マンドレル内熱媒供給機構１１は、前
記支持管棒４内を通りマンドレル５内の流入口１６に開
口してある供給管１７と、前記支持管棒４内を通りマン
ドレル５内の流出口１８に開口する排出管１９とよりな
る。

【００２０】環状ダイ３の向きは、押出機２に対して上
向きとすると自重によりチュ−ブが変形し折り目等が発
生するため、下向きに取り付けなければならない。

【００２１】環状ダイ３の構造は、何等制限されるもの
ではないが、チューブの肉厚の均一性という点からはス
パイラルダイが好ましい。また、単層ダイでも多層ダイ
でもよく、多層ダイの場合において各層の樹脂組成物は
同一のものであってもよいし、異なるものであってもよ
い。

【００２２】マンドレル５は環状ダイ３の下方に離隔し
て位置させてあるが、環状ダイ３の下方に接続してもよ
く、環状ダイ３を貫通して外部の構造体に接続してもよ
い。

【００２３】環状ダイ３のダイリップと溶融状態のチュ
ーブが最初にマンドレル５に接する位置との距離は２０
ｍｍ以上５００ｍｍ以下が望ましい。２０ｍｍ未満とす
ると、ダイリップとマンドレル５間でチューブが急激に
変形するため切断し易くなり、連続生産が困難となる。 一方、５００ｍｍ以上とすると、ダイリップとマンドレ
ル５間のチューブにおいて溶融張力の小さい溶融チュー
ブの占める割合が大となるためチューブ形状が不安定と
なり、安定的連続生産が困難となる。

【００２４】環状ダイ３のダイリップの直径Ｄ１　とマ
ンドレル５の直径Ｄ２　との関係は、図３に示すように
、Ｄ２　＝３Ｄ１以下、Ｄ２　＝０．５Ｄ１　以上とす
ることが望ましく、好ましくはＤ２　＝１．５Ｄ１　以
下、Ｄ２　＝０．６Ｄ１　以上であり、さらに好ましく
はＤ２　＝０．９９Ｄ１　以下、Ｄ２　＝０．８Ｄ１　
以上である。マンドレル５の直径Ｄ２　が３Ｄ１　以上
であると、溶融状態のチューブがマンドレル５に接する
位置でスティックスリップによる垂みが発生し、長手方
向に肉厚の均一なチューブが得られなくなる。一方、Ｄ
２　が０．５Ｄ１　未満であると、溶融状態のチューブ
が円周方向において同時にマンドレル５に接触しなくな
り、肉厚の均一なチューブが得られなくなる。

【００２５】もっとも望ましくは、図３に示すように、
ダイリップの直径Ｄ１　よりマンドレル５の直径Ｄ２　
を若干小とし、マンドレル５にチューブを完全に接触さ
せて温調固化させるとよい。

【００２６】マンドレル５の環状ダイ３側の周縁部は２
ｍｍＲ以上２０ｍｍＲ以下の面取りをするのが好ましい
。

【００２７】マンドレル５の長手方向の長さは、望まし
くは１０ｍｍ以上であるが、２０ｍｍ以上かつダイリッ
プの直径Ｄ１　の３倍以下が好ましい。１０ｍｍ未満で
あると、ダイリップとマンドレル５と溶融状態のチュー
ブとで囲まれた空間内の圧力制御が不安定となる。ダイ
リップの直径Ｄ１　の３倍以上となると、固化したチュ
ーブとマンドレル５側面との摩擦力が増大し、マンドレ
ル５と続いて位置するニップロール９との間で固化した
チューブが塑性変形し、チューブの肉厚が不均一になる
。

【００２８】マンドレル５の表面状態は０．３μ以上の
凹凸を有するいわゆる梨地加工処理とするのが望ましく
、好ましくは凹凸を０．５μ以上２５μ以下とし、さら
に好ましくは１μ以上１０μ以下とするのがよい。凹凸
が０．３μ未満であると、溶融状態のチューブがマンド
レル５に接する位置でスティックスリップを発生し長手
方向に均一な肉厚のチューブが得られなくなり、凹凸が
２５μ以上であると、チューブの内面に引掻き傷が発生
するとともに、ダイリップとマンドレル５と溶融状態の
チューブとで囲まれた空間内の圧力制御が不安定となる
。

【００２９】マンドレル５の素材は金属、セラミックス
、木、布等が望ましく、好ましくは金属またはセラミッ
クスである。テフロン等のプラスチック素材はスティッ
クスリップが発生し易いため好ましくない。

【００３０】マンドレル５は、真円で長手方向直径を一
定としたもの、あるいはダイリップに近い側の直径を大
とし５／１００以下の勾配を有する逆テーパー状とした
もの、いずれであってもよい。

【００３１】マンドレル５の表面温度はガラス転位点（
Ｔｇ）以下あるいは融点（Ｔｍ）以下とすることが望ま
しく、好ましくはＴｇ−１０℃以下あるいはＴｍ−１０
℃以下である。ＴｇあるいはＴｍ以上となるとマンドレ
ル５上でスティックスリップが発生し、長手方向に肉厚
の均一なチューブが得られなくなる。

【００３２】マンドレル５の表面温度調整には公知の手
段を採用し得るが、温調精度および温調能力の点から、
マンドレル５内部に温調した熱媒を循環させるようにす
るのが望ましい。

【００３３】ダイリップとマンドレル５と溶融状態のチ
ューブとで囲まれた空間には、供給圧力と供給量を制御
した気体を連続的に供給しかつ排出する必要があり、前
記空間が密閉状態にあると、チユーブの肉厚の均一性に
は影響を与えない程度の微小な引取りむらを起生し、あ
るいはダイリップとマンドレル５との間の溶融状態にあ
るチューブが周方向において同時に接触しなくなり、肉
厚の均一なチューブが得られなくなる。

【００３４】連続的に供給する気体としては空気、窒素
が好ましく、また供給する気体の温度は一定温度とする
ことが好ましい。

【００３５】図１および図３に示すように、溶融状態の
チューブがマンドレル５に接する位置の近傍において、
環状ダイ３の中心とマンドレル５の中心とを通る垂直面
で切った断面に関し、溶融状態のチューブがマンドレル
５に接する点をＡ点とし、このＡ点直近上位のチューブ
上の点をＢ点とし、Ａ点を通り環状ダイ３の中心とマン
ドレル５の中心とを通る線に平行な線上の点をＣ点とす
る。

【００３６】マンドレル５に向かって左側に関し、Ａ点
とＣ点を結ぶ線ＡＣと、Ａ点とＢ点とを結ぶ線ＡＢとの
なす∠ＣＡＢが時計回りを−、反時計回りを＋とすると
き、∠ＣＡＢは＋２０°以下−４５°以上が望ましく、
好ましくは＋１０°以下−３０°以上、さらに好ましく
は０°以下−２０°以上とするとよい。∠ＣＡＢが＋２
０°以上になると、溶融状態のチューブがマンドレル５
に周方向同時に接触しなくなり肉厚の均一なチューブが
得られなくなる。一方、∠ＣＡＢが−４５°未満になる
と、マンドレル５上でスティックスリップが発生し均一
な肉厚のチューブが得られなくなる。

【００３７】固化したチューブに折り目を付けずに連続
的に引取る手段としては、ニップロ−ルを採用する。連
続的に移動しているチューブの内側に支持管棒の周囲に
少なくとも２ケ所以上に内側ロール７を取付け、これら
に内側ロール７に対応してチューブの外側にゴム弾性体
で被覆した外側ロール８を配設し、。内側ロール７と外
側ロール８とによりチューブを挾み付けることによりチ
ュ−ブを連続的に引き取る。。

【００３８】チューブを引取る駆動力は、外側ロール８
側に付与する方が装置の簡易性、操作性の点から好まし
い。

【００３９】ニップロール９により引き取ったチューブ
は、多少の変形が許される場合には、チューブ内に気体
を保持したままの状態で巻取ることができるし、僅かの
変形も許されない場合には、ニップロール９より引き取
ったチューブを所望の長さに輪切り状に切断すればよい
。

【００４０】本発明により得るチューブの肉厚は１０μ
以上２０００μ以下が望ましく、好ましくは２０μ以上
１０００μ以下である。チューブの肉厚が１０μ未満に
なると、ニップロール９で引き取る際塑性変形し肉厚の
均一なチューブが得られない。２０００μ以上になると
、マンドレル５上での冷却が困難となる。

【００４１】このように、押出機２に装着した環状ダイ
３より押出された溶融チューブの外周面を温調リング６
，６′，６″から吹出す気体により温調するとともに、
供給管１３より供給圧力・供給流量を制御された気体を
連続して供給して常に内側圧力を所定圧力としながら、
チューブの内側をマンドレル５に接触させて温調固化さ
せ、次いで支持管棒４の周方向に所定間隔毎に配設した
ニップロール９間に通しチューブ状を維持しながら引取
るから、引き取られたチューブを輪切り状に切断しても
継ぎ目、折り目はない。

【００４２】なお、得られたチューブは、熱的、経時的
寸法安定性を向上するため、また微小な塑性変形を修正
するために、張力を付与した状態で熱処理するとよい。

【００４３】次に、本発明の具体的実施例について説明
する。

【００４４】（実施例１）ダイリツプの外径１４０ｍｍ
φ、リップ間隙１ｍｍの４条環状スパイラルダイとした
環状ダイ３を貫通する支持管棒４に、外径１３５ｍｍφ
、側面の長さ５０ｍｍ、環状ダイ３側の周縁を５ｍｍＲ
で面取りし、アルミナ系セラミックスを表面凹凸２μに
なるように溶射した鋼製マンドレル５を環状ダイ３の端
面より１００ｍｍの位置に取付ける。さらに、マンドレ
ル５の下端より下方１００ｍｍの位置に１０ｍｍφのゴ
ム製内側ロ−ル７，７を取り付け、これら２個の内側ロ
ール７，７にそれぞれ対応してチューブの外側に位置し
、かつモーター（図示しない）によって駆動される５０
ｍｍφのゴム製外側ロール８，８を設け、内側ロール７
と外側ロール８とからニップロール９，９を構成する。

【００４５】メルトフローレート（ＭＦＲ）が４．６ｇ
／１０分（２８０℃）のポリカーボネート（三菱瓦斯化
学（株）製ユーピロンＥ−２０００）８３重量部、ＭＦ
Ｒが４．３２ｇ／１０分（２３０℃）のポリブチレンテ
レフタレート（三菱化成（株）製ノバドール５０２０）
１７重量部、および比表面積７０ｍ２　／ｇのアセチレ
ンブラック（電気化学（株）製）１６重量部をベント付
二軸押出機を用いて混練造粒し、得られたペレットを、
５０ｍｍφの押出機より２８０℃の温度で押出し、環状
ダイ３に近接した温調リング６より１５０℃の空気を、
マンドレルの上端より上方２０ｍｍの位置の温調リング
６′より８０℃の空気を、マンドレルの上端より下方２
０ｍｍの位置の温調リング６″より８０℃の空気をそれ
ぞれ吹き付けるとともに、供給管１３から０．０３ｋｇ
／ｃｍ２　、ＩＮＬ／ｍｉｎの空気を供給し、∠ＣＡＢ
を−５°とした溶融状態のチューブを、供給管１７から
８５℃の温水を２Ｌ／ｍｉｎで循環させてあるマンドレ
ル５に接触せしめた後、ニップロール９，９によって２
ｍ／ｍｉｎで引き取り、肉厚１５０μのチューブを得た
。

【００４６】得られたチューブの長手方向の直径変化は
±０．５ｍｍであり、円周方向の肉厚変化は±５％であ
った。又、表面抵抗計ハイレスタＨＡプローブ（三菱油
化（株）製）を用い、測定電圧１００ｖ、測定時間１０
秒で評価したところ、長手方向および円周方向の表面抵
抗は３×１０８　〜８×１０８　Ω／口の範囲にあり電
子写真式複写機用の抵抗制御エンドレスベルトとして十
分満足のいくものであった。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、直径と肉厚が均一で、
かつ、表面抵抗も均一な折り目のない抵抗制御エンドレ
スベルト材を製造することができ、所望の長さに輪切り
状に切断し、電子写真式複写機用の抵抗制御エンドレス
ベルトとして好適に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の抵抗制御エンドレスベルト材の製造方
法に適用する装置の要部断面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線から視た断面図である。

【図３】環状ダイとマンドレルとチューブとの関係を示
す説明図である。

【符号の説明】

１　　抵抗制御エンドレスベルト材の製造装置２　　押
出機 ３　　環状ダイ ４　　支持管棒 ５　　マンドレル ６，６′，６″　　温調リング ７　　内側ロール ８　　外側ロール ９　　ニップロール １０　　供給圧力・供給流量制御気体連続供給機構１１
　　マンドレル内熱媒供給機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　導電性フィラーを配合した熱可塑性樹
   脂組成物を溶融し、押出機に装着した環状ダイより下方
   にチューブ状に押し出し、このチューブの外周面に温調
   した気体を吹き付けるとともに、チューブの内側に供給
   圧力と供給流量を制御した気体を連続的に供給・排除さ
   せ、次いで、温調されたマンドレルに接触させるととも
   に、マンドレルに接触を開始する近傍のチューブの外周
   面に再度温調した気体を吹き付け、しかる後、チューブ
   状を維持したままで連続して引き取って輪切り状に切断
   するようにしたことを特徴とする抵抗制御エンドレスベ
   ルト材の製造方法。