JP2000010384A

JP2000010384A - シームレスベルト

Info

Publication number: JP2000010384A
Application number: JP17643798A
Authority: JP
Inventors: Makoto Morikoshi; 誠森越; Norihiro Otsu; 紀宏大津; Katsuhiro Furuta; 克宏古田
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1998-06-23
Publication date: 2000-01-14

Abstract

(57)【要約】【課題】厚み方向の電気抵抗値の印加電圧による変化
特性に着目し、ある特性を有するベルトのみが長時間使
用に耐え得る即ち電圧を連続的に印加しても電気抵抗値
の変化（低下）が少ないシームレスベルトを提供するこ
と。【解決手段】印加電圧３００Ｖでの体積抵抗率が１×
１０⁶（Ω・ｃｍ）〜１×１０¹⁵（Ω・ｃｍ）の範囲内
にあるシームレスベルトであって、このシームレスベル
トにおける任意の表面位置での３００Ｖの体積抵抗率で
印加電圧１００Ｖでの体積抵抗率を除した値が１０００
０未満である特性を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシームレスベルトに
関し、更に詳細には例えば複写機等の電子機器における
帯電ローラースリーブ、現像ローラースリーブ、感光
体、中間転写体、紙搬送転写体等に用いられる導電性、
半導電性の無端ベルトやドラム、ローラー被覆用チュー
ブやスリーブ等に使用するのに好適なシームレスベルト
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真式複写機等の中間転写装
置、転写分離装置、帯電装置等においては、エンドレス
ベルト、特にシームレスベルトが多用されていることは
よく知られている。図１は、中間転写方式の複写機の要
部を示す構成説明図である。この中間転写方式の複写機
は、感光ドラム１及び導電性シームレスベルト６を備
え、更に感光ドラム１の周囲には、電子写真プロセスユ
ニットが配置されている。

【０００３】この電子写真プロセスユニットは、帯電器
２、半導体レーザー等を光源とする露光光学系３、トナ
ーが収納されている現像器４及び残留トナーを除去する
ためのクリーナー５等から主に構成されている。導電性
シームレスベルト６は、搬送ローラ７、８、９に掛け渡
されて、矢印Ａ方向に回転する感光ドラム１と同調して
矢印Ｂ方向に移動するように構成されている。

【０００４】次に、この中間転写方式の複写機の動作に
ついて説明する。まず矢印Ａ方向に回転する感光ドラム
１の表面を帯電器２により一様に帯電させる。次に、光
学系３により図示しない画像読み取り装置等で得られた
画像に対応する静電潜像を感光ドラム１上に形成する。
静電潜像は現像器４でトナー像に現像される。このトナ
ー像は静電転写器１０により導電性のシームレスベルト
６へ静電転写され、搬送ローラ９と押庄ローラ１２との
間で記録紙１１に転写される。

【０００５】このような静電転写法でトナー像を中間転
写体である導電性シームレスベルト６に転写するに当た
っては、かかる導電性シームレスベルト６が所定の表面
抵抗率を有していることが重要である。仮に表面抵抗率
が高すぎると、トナー像の転写時に導電性シームレスベ
ルト６が著しく帯電することから、該導電性シームレス
ベルト６が感光ドラム１と離間する際に剥離放電が発生
し、導電性シームレスベルト６に転写されたトナー像が
該放電に伴って飛散してしまう。

【０００６】一方、導電性シームレスベルト６の表面抵
抗率が低すぎると、導電性シームレスベルト６と感光ド
ラム１との間に過大な電流が流れることから、一度は導
電性シームレスベルト６に転写されたトナー像が感光ド
ラム１に戻ってしまう、所謂「リトランスファー」とい
う現象が発生してしまうからである。

【０００７】このため、従来ではポリアミド、ポリイミ
ド、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の樹脂組成物
中に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を添加し、これを数
十〜数百μｍ程度の厚さに成形することで所定の表面抵
抗率の中間転写体ベルトを得たもの（特開昭６３−３１
１２６７号公報、特開平５−１７０９４６号公報、特開
平６−２２８３３５号公報等）や、ポリカーボネート樹
脂、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂に導
電性のカーボンブラックを配合し、円筒ダイを用いて筒
状フィルムに押出成形し、この筒状フィルムを水平方向
に輪切りにしたものが知られている（特開平２−２３３
７６５号公報、特開平３−８９３５７号公報及び特開昭
６４−２６４３９号公報等に開示）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
導電性転写ベルトを連続で長時間使用するとある特定の
ベルト材質（フッ素樹脂やポリイミド樹脂等）によって
はその電気抵抗値が低下し、転写された画像が悪化する
という問題があり、約数千枚の転写でこの転写ベルトを
交換しなければならないといった問題があった。図２に
示すように、フッ素系樹脂で形成されたベルトについて
２００Ｖの電圧を連続印加した場合の体積抵抗変化を見
ると、連続印加時間１分から体積抵抗率が急激に低下し
ていることが分かる。

【０００９】さて、本発明の発明者等が以前に発明した
特開平７−１７２６１３号公報には、体積抵抗の連続電
圧印加時間特性から、ある範囲であれば長時間優れた画
像を維持できることが開示されている。しかし、最近の
研究では、上記特許公報に記載されたシームレスベルト
と同じ材料配合で形成しても、コンパウンド条件が異な
ったり、成形条件が異なるだけで連続使用に耐えられな
いことが分かってきている。

【００１０】また、転写ベルトの抵抗を安定化させる手
法として特開平９−２９７４７２号公報には、電圧をあ
る一定時間印加する方法が開示されているが、一般に電
圧を印加するとベルト内のある欠陥部分に集中して電流
が流れてしまい、鮮明な画像が得られないばかりか、印
加時間が長いためベルト表面の特性を損なわせ、転写し
たトナーが剥がれ難くなる（固着しやすい）といった問
題があった。

【００１１】本発明者等はベルトの厚み方向の電気抵抗
値の印加電圧による変化特性に着目した結果、ある特性
を有するベルトのみが長時間使用に耐え得る、即ち電圧
を連続的に印加しても電気抵抗値の変化（低下）が少な
いことを知見し、本発明に至った。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はシームレスベル
トであり、前述した技術的課題を解決するために以下の
ように構成されている。すなわち、本発明のシームレス
ベルトは、印加電圧３００Ｖでの体積抵抗率が１×１０
⁶（Ω・ｃｍ）〜１×１０¹⁵（Ω・ｃｍ）の範囲内にあ
るシームレスベルトであって、このシームレスベルトに
おける任意の表面位置での３００Ｖの体積抵抗率で印加
電圧１００Ｖでの体積抵抗率を除した値が１００００未
満である特性を有することを特徴とする。

【００１３】＜本発明における付加的構成＞本発明のシ
ームレスベルトは、前述した必須の構成要素からなる
が、その構成要素に更に以下のような構成を加えた場合
であっても成立する。その付加的構成要素とは、前記シ
ームレスベルトの特性として、当該シームレスベルト表
面における水との接触角が７０度〜１１０度の範囲内に
あることを特徴とする。

【００１４】また、本発明のシームレスベルトでは、そ
の特性としてこのシームレスベルトの引っ張り弾性率が
５００ＭＰａ〜４０００ＭＰａの範囲内にあることも好
ましく、更にこのシームレスベルトが、押出し成形され
たシームレスチューブを輪切り状に切断して得たシーム
レスベルト状体に、その厚み方向に電圧を印加して処理
することで形成されたものであることが好ましい。

【００１５】前述したような厚み方向への電圧印加処理
によりシームレスベルトを形成する場合には、厚み方向
への電圧印加処理前のシームレスベルト状体における表
面抵抗率及び体積抵抗率のそれぞれについて最大値／最
小値で表されるばらつきが５０倍以内であり、このシー
ムレスベルト状体に、その厚み方向に電圧を印加して処
理することで形成されたシームレスベルトにおける表面
抵抗率及び体積抵抗率のそれぞれについて最大値／最小
値で表されるばらつきが１００倍以下であることが好ま
しい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明における半導電性の
シームレスベルトを具体例を挙げて更に詳細に説明す
る。（１）シームレスベルトの電気抵抗：シームレスベルト
の電気特性は、印加電圧３００Ｖでの体積抵抗率が１×
１０ ⁶（Ω・ｃｍ）〜１×１０¹⁵（Ω・ｃｍ）の範囲内
にあることが必要である。そして更に、このシームレス
ベルトにおける任意の表面位置での３００Ｖの体積抵抗
率で印加電圧１００Ｖでの体積抵抗率を除した値が１０
０００未満であることが必要であり、好ましくは１００
０以下である。体積抵抗率（１００Ｖ）／体積抵抗率
（３００Ｖ）が１００００より大きいと、ベルトの電気
抵抗が電圧により低下しやすいため長時間使用に耐え得
ることができない。

【００１７】（２）シームレスベルトの製造方法シームレスベルトの製造方法としては特に制限はなく公
知のものが挙げられるが、特に好ましいシームレスベル
トの製造方法としては、押出し機先端に取り付けた環状
ダイより熱可塑性樹脂、エラストマー等をチューブ状に
溶融押出し、チューブの外部及び／又は内部を冷却して
連続的にシームレスチューブを成形することが可能な溶
融押し出し成形法が連続生産性、電気抵抗の均一性、内
径の均一性の点で好ましい。

【００１８】押出し方向は垂直方向、水平方向どちらで
も構わないが、チューブの内径を高精度で制御可能な重
力に影響を受けない垂直方向の下方押出し方式が好まし
い。また、環状ダイとしては、サイドフィードダイやマ
ンドレルサポートダイやクロスヘッドダイ、オフセット
ダイ等が挙げられるが、樹脂合流部で厚みムラ、電気抵
抗値の変動が発生しにくいスパイラルダイが好ましい。

【００１９】さらに、均一な抵抗値を得るために、ギャ
ポンプで溶融樹脂を定量押出ししたり、ダイス内の温度
や、溶融樹脂温度を均一にコントロールしたり、環状ダ
イ内の温度を均一にしたり、ダイス内に分割したヒータ
ー等を設けダイス内の温度や溶融樹脂温度を個別に独立
してコントロールしてもよい。重要なことは、シームレ
スベルトの抵抗値ばらつきが、ある一定範囲に制御され
ていることである。

【００２０】このようにして形成されるシームレスベル
トにおいて、電気抵抗低下の少ないベルトを得るための
好ましい方法としては、押出し成形されたシームレスチ
ューブを輪切り状に切断して得たシームレスベルト状体
に、少なくともトナー像を形成する部分においてベルト
厚み方向に印加電圧Ｖ／（ベルト移動速度ｖ＊処理幅）
で表される処理量を０．０２（Ｖ・ｍｉｎ／ｍ）ｍ²以
上の処理で形成される。

【００２１】その際、ベルト厚み方向への電圧印加処理
前のシームレスベルト状体における表面抵抗率及び体積
抵抗率のそれぞれについて最大値／最小値で表されるば
らつきが５０倍以内であり、このシームレスベルト状体
に、その厚み方向に電圧を印加して処理することで形成
されたシームレスベルトにおける表面抵抗率及び体積抵
抗率のそれぞれについて最大値／最小値で表されるばら
つきが１００倍以下であることが好ましい。

【００２２】（３）接触角：シームレスベルト外表面の
水との接触角は、トナーによるシームレスベルトの汚れ
防止と関係し、ある特定の範囲以上でなければトナーで
シームレスベルトが汚染されやすくなる。好ましいのは
７０度以上である。また、水との接触角はカーボンとの
親和性を示す指標とも考えられ、１１０度以上では、カ
ーボンとの親和性が悪いためか電気抵抗の経時低下が発
生するため好ましくない。従って、結論的には７０〜１
１０度であることが好ましい。

【００２３】（４）引っ張り弾性率シームレスベルトの引っ張り弾性率は、５００ＭＰａ〜
４０００ＭＰａ、好ましくは５００ＭＰａ〜３０００Ｍ
Ｐａの範囲内である。シームレスベルトの引っ張り弾性
率がこの範囲内であれば、ベルトの引っ張り伸びが画像
に現れ難く、かつベルトがフレキシブルであるためロー
ラによる駆動に優れることから性能的に好ましい。

【００２４】（５）シームレスベルトの厚み：シームレ
スベルトの厚みは、２５以上１０００μｍ以下が好まし
く、５０μｍ以上２００μｍ以下が更に好ましい。２５
μｍ未満になると２本以上のローラで張架して駆動させ
た時に伸びてしまい好ましくない。また、１０００μｍ
を越えるとシームレスベルトが硬くなり弾性変形をしな
くなりフレキシブルでなくなり２本以上のローラで張架
して駆動させにくいため好ましくない。

【００２５】（６）シームレスベルトの材料：本発明に
おいて適用されるシームレスベルトの樹脂組成物は、基
本的に熱可塑性樹脂を主原料とした樹脂組成物で、導電
性フィラーを配合したものも含まれる。熱可塑性樹脂
としては、エチレン（高密度、中密度、低密度、直鎖状
低密度）、プロピレンエチレンブロックまたはランダム
共重合体、ゴムまたはラテックス成分例えばエチレン・
プロピレン共重合体ゴム、スチレン・ブタジエンゴム、
スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体また
はその水素添加誘導体、ポリブタジエン、ポリイソブチ
レン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアセター
ル、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリフェニレ
ンエーテル、変成ポリフェニレンエーテル、ポリイミ
ド、液晶性ポリエステル、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフ
ェニレンサルファイド、ポリビスアミドトリアゾール、
ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポ
リエーテルエーテルケトン、アクリル、ポリフッ化ビニ
リデン、ポリフッ化ビニル、エチレンテトラフロロエチ
レン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、テト
ラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレン共重合
体、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニ
ルエーテル共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、フ
ッ素ゴム、アクリル酸アルキルエステル共重合体、ポリ
エステルエステル共重合体、ポリエーテルエステル共重
合体、ポリエーテルアミド共重合体、オレフイン共重合
体、ポリウレタン共重合体、の１種又はこれらの混合物
からなるもの等が使用される。

【００２６】特に電子写真式の複写機、プリンター用の
中間転写体用抵抗制御シームレスベルトとして好ましい
樹脂は、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、エ
チレンテトラフロロエチレン共重合体、ポリクロロトリ
フルオロエチレン、テトラフルオロエチレンヘキサフル
オロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレンパー
フルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリテトラ
フルオロエチレン等のフッ素樹脂やフッ素ゴムがトナー
等からの汚れを防止するためにも好ましく、また、ポリ
カーボネートやポリブチレンテレフタレート、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリエステルエステル共重合体、
ポリエーテルエステル共重合体等のエステル系熱可塑性
樹脂が耐電気特性において電気抵抗値の変動が少なく安
定のため好ましい。

【００２７】（７）導電性フィラーまた、これらの熱可塑性樹脂に導電性を付与するため
に、導電性フイラーが添加される。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。カー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。フィルムの外観を損なわないためにも
分散性に優れたアセチレンブラックが好ましい。

【００２８】カーボンブラックの配合量は、カーボンブ
ラックの種類により異なるが、アセチレンブラックの場
合、熱可塑性樹脂１００重量部に対して３〜２５重量部
で配合されていることがが好ましく、さらには、熱可塑
性樹脂に５〜２０重量％配合されていることが特に好ま
しい。ケッチェンブラックの場合には１〜１０重量％が
好ましく、アセチレンブラックと併用して用いてもよ
い。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。

【００２９】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。

【００３０】更に、発明の効果を著しく損なわない限
り、上記以外の以下のような付加成分を更に添加しても
構わない。熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、各種フィラー
としては、例えば、炭酸カルシウム（重質、軟質）、タ
ルク、マイカ、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、ゼ
オライト、ウオラストナイト、けいそう土、ガラスビー
ズ、ベントナイト、モンモリナイト、アスベスト、中空
ガラス球、黒鉛、二硫化モリブデン、酸化チタン、アル
ミニウム繊維、ステンレススチール繊維、黄銅繊維、ア
ルミニウム粉末、木粉、もみ殻、グラファイト、金属
粉、導電性金属酸化物、有機金属化合物、有機金属塩等
のフィラーをあげることができる。

【００３１】また、添加剤としては、例えば、酸化防止
剤（フェノール系、硫黄系等）、滑剤、有機・無機系の
各種顔料、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、中和
剤、発泡剤、可塑剤、銅害防止剤、架橋剤、流れ性改良
剤等を挙げることができる。

【００３２】なお、本発明のシームレスベルトは、例え
ば複写機等の電子機器における帯電ローラースリーブ、
現像ローラースリーブ、感光体、中間転写体、紙搬送転
写体等に用いられる導電性、半導電性の無端ベルトやド
ラム、ローラー被覆用チューブやスリーブ等に使用する
ことができる。

【００３３】

【実施例】次に、本発明におけるシームレスベルトの実
施例と、比較例とを示すが、本発明はその要旨を越えな
い限り、これらに限定されるものではない。なお、実施
例、比較例において用いた評価方法は以下の通りであ
る。１．表面固有抵抗（Ω／□）抵抗計ハイレスタＨＡプローブ（ダイヤインスツルメン
ツ社製）を用い、測定電圧５００Ｖ、測定時間１０秒に
てチューブ円周方向２０ｍｍピッチで測定した。２．体
積固有抵抗（Ω・ｃｍ）抵抗計ハイレスタＨＲＳプローブ（ダイヤインスツルメ
ンツ社製）を用い、測定電圧１００Ｖ、測定時間１０秒
にてチューブ円周方向２０ｍｍピッチで測定した。３．接触角エルマ社製ゴニオメータ式接触角測定器Ｇ−１型を用い
て測定した。４．体積抵抗耐電圧（１）測定器：Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社製）（２）電極：Ｒ１２７０２Ａ（導電性ゴム付き）（３）測定条件：１０秒値、４Ｋｇｆ荷重（４）印加電圧：１００Ｖ、３００Ｖ５．電気処理方法図３のような装置を用いてベルトを移動させながらベル
ト厚み方向に電極を印加する。すなわち、それぞれ３０
ｍｍφの２本のアルミ製支持ローラー２を間隔をあけて
平行に設置し、これにシームレスベルト１を掛け渡して
送行させ、一方の支持ローラー２に並んで設けられたア
ルミ製の電極ローラー３との間に所定の電圧を印加す
る。６．画像試験図１に示す装置にて画像試験を行う。すなわち、リコー
社製プリテール６５０（商品名）を用いて印画し、白抜
けの有無等で評価する

【００３４】次に、実施例及び比較例を示す。［実施例］実施例１〜７として、前述した溶融押し出し
成形法によりシームレスベルトを製造した。各実施例１
〜７のシームレスベルトにおける材料、厚み、カーボン
濃度、高電圧印加処理前後の抵抗、電圧処理条件、画像
試験、及び判定は表１に示す通りである。また、実施例
１〜７におけるシームレスベルトの引っ張り弾性率は表
２に示す通りである。

【００３５】［比較例］また、比較例１、２として、従
来のこの種の一般的なシームレスベルトについて材料、
厚み、カーボン濃度、高電圧印加処理前後の抵抗、電圧
処理条件は表１に示す通りであり、更にそれらの引っ張
り弾性率は表２に示す通りである。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のシームレ
スベルトによれば、印加電圧３００Ｖでの体積抵抗率が
１×１０⁶（Ω・ｃｍ）〜１×１０¹⁵（Ω・ｃｍ）の範
囲内にあるシームレスベルトであって、このシームレス
ベルトにおける任意の表面位置での３００Ｖの体積抵抗
率で印加電圧１００Ｖでの体積抵抗率を除した値が１０
０００未満である特性を有することにより、抵抗値の経
時的低下を少なくすることができ、これによりこの種の
シームレスベルトの長寿命化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】中間転写方式の複写機の要部を示す側面図であ
る。

【図２】フッ素系樹脂で形成された従来の一般的なシー
ムレスベルトについて２００Ｖの電圧を連続印加した場
合の体積抵抗変化を示す特性図である。

【図３】本発明の一実施例に係るシームレスベルトを製
造する際に使用した電圧印加装置の概略的構成を示す構
成説明図である。

【符号の説明】

１感光ドラム２帯電器３露光光学系４現像器５クリーナー６シームレスベルト７、８、９搬送ローラ１０静電転写器１１記録紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古田克宏三重県四日市市東邦町１番地三菱化学株式会社四日市事業所内Ｆターム(参考） 2H003 BB11 BB13 BB16 CC04 2H032 BA09 4F213 AG16 AH81 WA06 WA53 WA63 WB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】印加電圧３００Ｖでの体積抵抗率が１×
１０⁶（Ω・ｃｍ）〜１×１０¹⁵（Ω・ｃｍ）の範囲内
にあるシームレスベルトであって、このシームレスベルトにおける任意の表面位置での３０
０Ｖの体積抵抗率で印加電圧１００Ｖでの体積抵抗率を
除した値が１００００未満である特性を有するシームレ
スベルト。
【請求項２】前記シームレスベルト表面における水と
の接触角が７０度〜１１０度の範囲内にあることを特徴
とする請求項１に記載のシームレスベルト。
【請求項３】前記シームレスベルトの引っ張り弾性率
が５００ＭＰａ〜４０００ＭＰａの範囲内にあることを
特徴とする請求項１又は２に記載のシームレスベルト。
【請求項４】前記シームレスベルトが、押出し成形さ
れたシームレスチューブを輪切り状に切断して得たシー
ムレスベルト状体に、その厚み方向に電圧を印加して処
理することで形成されることを特徴とする請求項１〜３
のいずれかに記載のシームレスベルト。
【請求項５】厚み方向への電圧印加処理前の前記シー
ムレスベルト状体における表面抵抗率及び体積抵抗率の
それぞれについて最大値／最小値で表されるばらつきが
５０倍以内であり、このシームレスベルト状体に、その
厚み方向に電圧を印加して処理することで形成された前
記シームレスベルトにおける表面抵抗率及び体積抵抗率
のそれぞれについて最大値／最小値で表されるばらつき
が１００倍以下であることを特徴とする請求項４に記載
のシームレスベルト。