JP2000301624A

JP2000301624A - 半導電性シームレスベルト及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000301624A
Application number: JP11116311A
Authority: JP
Inventors: Kimihiro Watanabe; 公浩渡邉; Minoru Matsumura; 実松村; Seiji Tamura; 誠治田村
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2000-10-31
Anticipated expiration: 2019-04-23
Also published as: JP4115623B2

Abstract

(57)【要約】【課題】射出成形法のみで規定の厚みに成形され、研磨
工程が不要であって研磨跡がなく、しかも全体の電気抵
抗のばらつきが、体積固有抵抗のｍａｘ／ｍｉｎ比が１
０未満でありＮＢＲを主成分とし、環境条件、特に湿度
の変動による電気抵抗の変化が小さい半導電性シームレ
スベルト、並びにその製造方法を提供すること。【解決手段】周長が１５０ｍｍ以上、幅が２１０ｍｍ〜
４５０ｍｍ、厚さが０．３〜３．０ｍｍ、体積固有抵抗
が１０⁸ 〜１０¹²Ω・ｃｍのゴム状弾性を有する半導電
性シームレスベルトであって、アクリロニトリル・ブタ
ジエンゴム（ＮＢＲ）を主成分とする原料ゴム組成物
を、シームレスの２重円筒金型により形成されるキャビ
ティーを有する金型の１端から注入する射出成形法によ
り成形された、厚さ方向の研磨仕上げ加工がされていな
いものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機において静電画像を普通紙等に転写する工程におい
て使用される射出成形法によって製造された転写ベルト
に好適な半導電性シームレスベルトに関するものであ
る。本発明のベルトは、電子写真の基本原理を使用する
他の機器、例えばレーザービームプリンター、ファクシ
ミリ等にも使用可能であり、複数種のカラートナーを使
用するカラー複写機に使用され、複数色のトナーを担持
し、これを用紙等に転写する等の用途に使用される中間
転写ベルトにも使用することができる。

【０００２】

【従来の技術】一般に普通紙複写機（ＰＰＣ）と称され
ている電子写真方式の複写機やレーザービームプリンタ
ーは、光導電性を有する感光体上に静電気的に付着した
トナーにより形成されたトナー画像を普通紙、フィルム
などに転写し、転写されたトナー画像を持つ用紙をベル
ト等の送紙手段により定着ローラーへと搬送し、加熱さ
れた定着ローラーを通過させて用紙上に定着させること
により複写画像ないしプリント画像を形成することを基
本原理とするものである。

【０００３】上述の、感光体上で静電気により粉末状の
トナー粒子を付着して形成されたトナー画像を普通紙に
転写する際には、静電気の作用により感光体に付着して
いるトナーと逆の電荷を用紙等に与える必要が有り、か
かる電荷付与のための手段としては、チャージャー、転
写ローラー等が従来から使用されている。しかし、チャ
ージャーを使用しても別途ローラー等の用紙等をニッピ
ングする手段が必要であると共に用紙類を定着装置まで
搬送する搬送ベルトも必要であり、装置の部品点数が多
く必要である。そのために部品管理工数や組立工数の増
加等の課題を有する。

【０００４】また、転写ローラーを使用する方法は、感
光体とローラー間のニップ幅が狭く、転写画像の鮮明さ
が劣ること等の問題を有している。

【０００５】さらに、カラー画像の形成においては、感
光体には３色のカラートナーの画像が別々に形成され、
これをベルト上に転写して重ね、カラー画像として用紙
等に転写する方式も使用されており、この目的のために
中間転写ベルトが使用されるが、このような作用はチャ
ージャーや転写ローラーでは実現できない。

【０００６】このような問題を解決すると同時に、転写
機能と用紙送り機能を併せ持たせ、転写画像を鮮明にす
ると共に部品点数の減少を図ることを目的として転写ベ
ルトが採用されつつある。

【０００７】かかる転写ベルトには、以下のような特性
が要求される。カラー複写機の中間転写ベルトは、使用
状況は通常の複写機の場合とは異なる点もあるが、帯電
したトナーを逆荷電に帯電したベルト側に引きつけると
いう機能を発揮させるためにベルトに要求される特性は
同じである。

【０００８】（１）感光体上に形成された潜在画像をず
れなく用紙に転写するために、その表面が、トナーを引
きつける電荷により均一に帯電する必要が有り、かつ転
写工程中はその電荷を維持し、転写終了後は速やかにそ
の電荷が除去される必要がある。従って、転写ベルトに
要求される電気的特性としては、適切な範囲の導電性を
有していること、及びベルト全体の抵抗値が均一である
ことの双方が要求される。転写ベルトに要求される電気
抵抗は、装置の設計によっても異なるが、一般的に材料
の体積抵抗率にて１０⁸ 〜１０¹²Ω・ｃｍであり、１枚
のベルトにおける部分的な抵抗の変動は１桁以内、即ち
ｍａｘ／ｍｉｎにて１０以下、より高性能のものについ
ては、さらに小さい値である。

【０００９】（２）ベルトの蛇行防止、送紙の安定性の
観点よりベルトの形状、特に厚みの均一性、並びにベル
ト自体の本来的特性としての柔軟性、弾力性、耐久性が
当然にして要求される。従って、ゴムベルトの成形の際
に発生するウェルドライン、パーティングライン等があ
ってはならない。これらのウェルドライン、パーティン
グラインは、３ｍｍ以下、特に１ｍｍ以下の肉薄の半導
電性ベルトにおいては、電気抵抗の不均一を生じやす
く、研磨仕上げの際や使用時にベルトが切断する原因と
もなる。

【００１０】（３）機器全体の価格低減要求により、部
品であるベルトのコスト低減も要求される重要な事項で
あり、転写ベルトの製作の工程ができるだけ少ないこと
も必要である。

【００１１】複写機に使用する導電性ベルトに関する技
術としては、特開平９−２２２８０９号公報が公知であ
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平９−２２２
８０９号公報には、ＮＢＲや水素添加ＮＢＲを使用した
導電性ベルトが開示されているが、導電性カーボンブラ
ックやイオン導電性材料を含有するものであり、ベルト
の成形方法としては押出成形とこれによって得られるベ
ルトを研磨により所定厚みに仕上げる方法が記載されて
いる。

【００１３】カーボンブラック等の導電性フィラーを使
用すると、このような導電性フィラーによるゴムの導電
性は、ゴム中に分散された導電性フィラー粒子の接触や
トンネル効果によるものであることが知られており、導
電性フィラー粒子間の距離が変動すると変動する。従っ
て、ベルトを成形する際の原料ゴム組成物の流動によっ
て導電性フィラー粒子間の距離の変動による電気抵抗の
不均一が生じやすく、このような体積固有抵抗値のよう
な電気抵抗の変動は、転写ベルトに要求されるいわゆる
半導電性領域、即ち体積固有抵抗が１０⁸ 〜１０¹²Ω・
ｃｍの領域において顕著に発生するため、上記従来技術
による転写ベルトはその１本内の電気抵抗のばらつき
を、精度よく低減することは困難である。

【００１４】かかるベルト成形の際の原料ゴム組成物の
流動によって必然的に発生するベルトの電気抵抗の不均
一を防止するには、上記公報に記載のように、原料ゴム
組成物の流動に伴うカーボンブラックの粒子の列理を抑
制するために、所定の厚み以上のベルトを成形し、これ
を研磨することが要求される。ベルトの研磨は、工程が
一つ増加する上に研磨に要する時間が長く、上述の
（３）の要請に対応できるものではない。

【００１５】一方、イオン導電性化合物を添加する方法
は、射出成形を行ってもカーボンブラックを使用する場
合のように、列理による電気抵抗の不均一は発生しにく
いが、電気抵抗の環境依存性が大きく、好ましいもので
はない。

【００１６】本発明の目的は、射出成形法のみで規定の
厚みに成形され、研磨工程が不要であって研磨跡がな
く、しかも全体の電気抵抗のばらつきが、体積固有抵抗
のｍａｘ／ｍｉｎ比が１０未満であり、ＮＢＲを主成分
とし、環境条件、特に湿度の変動による電気抵抗の変化
が小さい転写ベルトとして好適な半導電性シームレスベ
ルト、並びにその製造方法を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、周長が１５０
ｍｍ（直径５０ｍｍの円筒形状）以上、幅が２１０ｍｍ
〜４５０ｍｍ、厚さが０．３〜３．０ｍｍ、体積固有抵
抗が１０⁸ 〜１０¹²Ω・ｃｍのゴム状弾性を有する半導
電性シームレスベルトであって、アクリロニトリル・ブ
タジエンゴム（ＮＢＲ）を主成分とする原料ゴム組成物
を、シームレスの２重円筒金型により形成されるキャビ
ティーを有する金型の１端から注入する射出成形法によ
り成形された、厚さ方向の研磨仕上げ加工のされていな
いことを特徴とするものである。

【００１８】射出成形法によってベルトを製造すること
は公知である。しかし、公知の方法は、外型をベルト幅
方向に複数個に分割したものであり、しかも厚みを厚く
してゴムの流れを良くしたものである。従って、分割し
た外型のパーティング部が存在するためにベルトにパー
ティングラインとこれによるゴムのはみだし、いわゆる
バリが残存し、半導電性シームレスベルトとするために
は少なくともこの部分の研磨仕上げ、さらには厚く成形
したベルトを研磨して規定の厚みにする工程が欠かせな
い。

【００１９】また、導電性カーボンブラック等の導電性
充填材を含むＮＢＲを主成分とするゴム組成物を、２重
円筒金型を使用して、厚さが３ｍｍ以下、幅２１０ｍｍ
以上、周長１５０ｍｍ以上に成形しようとすると、金型
キャビティーへの高温下における急速な注入が必要であ
り、硬化反応を開始して溶融粘度を高めつつ流動するた
めに導電性充填材の列理が起こりやすく、注入部近傍と
先端部の間に電気抵抗の相違やパーティング部からのは
み出しに伴って歪んだ原料ゴムの流れが発生し、ベルト
全体としての電気抵抗のばらつきを回避することが困難
であった。

【００２０】本発明者らは、上記の構成により、研磨仕
上げをいっさい必要とせず、射出成形のみで３ｍｍ以
下、特に１ｍｍ以下という薄さの所定厚みを有する、幅
が広く周長の長い、全体の電気抵抗のｍａｘ／ｍｉｎ比
が１０以下の、表面に研磨跡の全くないＮＢＲ製の半導
電性シームレスベルトを得ることに成功し、本発明を完
成した。また、金型を２重円筒として幅方向のパーティ
ング部をなくしたので原料ゴムの歪んだ流れが発生せ
ず、ベルトの体積固有抵抗の均一性が一層改善されたも
のとなる。

【００２１】厚さが３ｍｍを超えるものは、流動性が確
保できるために、他のゴムを使用しても幅２１０ｍｍ以
上、周長１５０ｍｍ以上のベルトを比較的容易に成形で
きる。また、厚さが３ｍｍを超えるものは、半導電性シ
ームレスベルトとしては剛性が高くなって使用時の張力
を大きくしなければならず、好ましくない。

【００２２】幅が２１０ｍｍ未満では、やはり成形はよ
り容易になり、幅が４５０ｍｍを超えると本発明のゴム
組成物でも流動が困難で成形できなくなる。

【００２３】体積固有抵抗が１０⁸ Ω・ｃｍ未満のベル
トは導電性充填材の添加が必要となり、射出成形すると
電気抵抗のばらつきが大きくなる。また体積固有抵抗が
１０ ¹²Ω・ｃｍを超えると転写ベルトとしての性能が発
揮されない。

【００２４】本発明の半導電性シームレスベルトにおい
ては、前記原料ゴム組成物がＮＢＲゴム１００重量部に
対してポリハロゲン化ビニル、ポリオレフィン、ハロゲ
ン化ポリオレフィンから選択される少なくとも１種の熱
可塑性樹脂が５〜４０重量部（ゴム材料＋熱可塑性樹脂
＝１００重量部とした場合、ゴム材料／熱可塑性樹脂重
量比は約９５／５〜７０／３０）配合されていることが
好ましい。

【００２５】ベルトを構成するゴム材料としては、ＮＢ
Ｒのみの使用も可能であるが、耐オゾン性を要求される
用途に対しては、上述の熱可塑性樹脂を添加・配合する
ことが好ましい。かかる熱可塑性樹脂は、ＮＢＲゴムと
相溶性が良好であり、製品である半導電性シームレスベ
ルトの強度や応力緩和、電気抵抗等の物理的特性を低下
させることなく、ベルトの耐オゾン性を高めることがで
きる。また射出成形時の加熱により溶融してゴム組成物
の流動性を改善し、金型キャビティー内への架橋性ゴム
組成物の充填を容易にする作用をも有する。

【００２６】上記熱可塑性樹脂の添加量が５重量部未満
ではゴム組成物の流動性が不十分となり、４０重量部を
超えると耐オゾン性は良いが、ベルトとして要求される
ゴム弾性が低下し、永久歪や応力緩和等の物理特性も要
求を満たさなくなる。熱可塑性樹脂の添加量は、１０〜
３０重量部であることが耐オゾン性とゴム弾性のバラン
スの点で特に好ましい。

【００２７】前記原料ゴム組成物は、必要に応じて溶解
度パラメーター値（ＳＰ値）が８〜１０である可塑剤を
その全量中５重量％以下の範囲で含有することが好まし
い。添加する可塑剤のＳＰ値は８．５〜９．５であるこ
とがより好ましい。

【００２８】ＳＰ値が８．０〜１０．０の可塑剤はＮＢ
Ｒや上述の熱可塑性樹脂との相溶性が良く、射出成形時
の流動粘度低減効果がある。可塑剤を５重量％を超えて
添加するとベルトに付着したトナーを溶解する傾向が強
くなり、好ましくない。可塑剤は添加しなくてもよい。

【００２９】ＳＰ値が８未満の場合には添加しても流動
性改善効果が小さく、１０を超えると複写機等の内部に
飛散するトナーが融着する場合があり、好ましくない。

【００３０】また、本発明の半導電性シームレスベルト
を形成する前記原料ゴム組成物は、数平均分子量５００
〜５０００のＮＢＲオリゴマーを含むものであることが
好適である。

【００３１】このようなＮＢＲオリゴマーは、常温で液
状であり、液状ＮＢＲとも称されるが、その添加によ
り、ＮＢＲゴムの架橋ゴム組成物の可塑化効果が大き
く、加熱時の流動性が向上し、射出成形が容易に行え
る。しかもＮＢＲゴムと化学組成が同じであるために特
に相溶性が良く、未加硫ゴム組成物のベルトからのブリ
ードアウトが起こらず、トナーを溶解してベルトに付着
させる問題も発生しない。

【００３２】前記ＮＢＲオリゴマーは非反応性であるこ
とが特に好適であり、射出成形性向上効果が大きい。Ｎ
ＢＲオリゴマーは、カルボキシル基等の反応性の高い官
能基を有さず、平均分子量が５００〜５０００程度のも
のは、実質的に非反応性である。

【００３３】本発明の半導電性シームレスベルトを形成
する前記原料ゴム組成物は、よう素吸着量が３６（ｍｇ
／ｇ）以下又はＤＢＰ吸油量が８０（ｍｌ／１００ｇ）
以下のカーボンブラックを含有するものであることが好
ましい。

【００３４】かかるカーボンブラックの使用により、ベ
ルト材料の体積固有抵抗に列理による影響を与えずに、
物理的特性を向上する効果を得ることができる。よう素
吸着量が３６を超えるか、又はＤＢＰ吸油量が８０を超
えるカーボンブラックは、導電性が高く、物理的特性を
向上する程度に配合すると導電性が発現し、成形に際し
てベルトの体積固有抵抗にばらつきを生じやすくなる。

【００３５】本発明の半導電性シームレスベルトを形成
する前記原料ゴム組成物は、１次凝集体の平均粒子径が
３０μｍ以下のシリカを１〜１０重量％含有するもので
あることが好ましい。

【００３６】半導電性領域において、ベルト材料の体積
固有抵抗を微調整することが可能である。添加量が１重
量％未満では体積固有抵抗は実質上変化せず、添加効果
が認められず、５重量％を超えて添加すると射出成形に
おける原料ゴム組成物の流動性が低下する。

【００３７】シリカの１次凝集体の平均粒子径は、３０
μｍを超えると混練時に１次粒子まで分散することが困
難となり、目的とする効果が十分に発揮されない。１次
粒子の径は１０〜３５ｎｍである。またシリカの１次凝
集体の平均粒子径は、小さくても１μｍである。

【００３８】本発明に使用する前記原料ゴム組成物の加
硫曲線は、ｔ₁₀＞０．５ｍｉｎ、ｔ ₉₀＜１０ｍｉｎ、Ｍ
_L 値＜１．５を充たすものであることが好ましい。これ
らの数値は、ＲＨＥＯＭＥＴＥＲＭＤＲ２０００（Ｍ
ＯＮＳＡＮＴＯ社製）を使用し、温度１７０℃、ダイ振
幅速度１００ｃｙｃｌｅ／ｍｉｎ．、振幅角度１°にて
測定したものである。

【００３９】この範囲を逸脱するものは、イ）成形時の
流動がよくない。ロ）反応が速過ぎて架橋性ゴム組成物
がキャビティーに行き渡る前に硬化してしまう。ハ）硬
化が遅過ぎて、金型内には十分行き渡るが脱型時間が長
くかかり過ぎる。等の問題を生じ、いわゆる成形性が悪
く、好ましくない。

【００４０】本発明のベルトは、一般的に使用される型
締圧が５００ｔｏｎ以下程度の低価格の射出成形機を使
用して製造可能である。

【００４１】本発明は、周長が１５０ｍｍ以上、幅が２
１０ｍｍ〜４５０ｍｍ、厚さが０．３〜３．０ｍｍ、体
積固有抵抗が１０⁸ 〜１０¹²Ω・ｃｍのゴム状弾性を有
する半導電性シームレスベルトの製造方法であって、Ｎ
ＢＲゴムを主成分とする原料ゴム組成物を、シームレス
の２重円筒金型により形成されるキャビティーを有する
金型の１端から注入する射出成形法により成形する、厚
さ方向の研磨仕上げ加工工程が不要であることを特徴と
するものである。

【００４２】

【発明の実施の形態】本発明に使用するＮＢＲゴム原料
としては、公知のＮＢＲは限定なく使用可能であり、ア
クリロニトリル含有量が２０〜５０重量％、より好まし
くは２５〜４５重量％のものの使用が好ましい。水素添
加ＮＢＲの使用も可能である。

【００４３】一般的なジエン系ゴム、例えばスチレン・
ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＩ
Ｒ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤ
Ｍ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリクロロプレン
ゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ，ＡＮＭ）等を、
特性を変化させない範囲で少量（ＮＢＲ１００重量部に
対して１０重量部以下）添加することも可能である。

【００４４】本発明において使用する熱可塑性樹脂とし
ては、選択して使用するジエン系ゴム原料と相溶性がよ
く、配合原料ゴム全体としての流動性が改善されるもの
は限定されることなく使用することができる。このよう
な熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンやポリプロピレ
ン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル等のポリハロゲ
ン化ビニル、塩素化ポリエチレン等のハロゲン化ポリオ
レフィン、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ
酢酸ビニル、ポリビニルアセタール、ポリアセタール樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、酢酸ビニル・
塩化ビニル共重合体、スチレン・アクリル共重合体、Ａ
ＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂、並びにスチレン・ブタジエ
ン・スチレン系ブロック共重合体、ポリオレフィンエラ
ストマー、ポリウレタンエラストマー、ポリアミドエラ
ストマー、アイオノマー樹脂等の熱可塑性エラストマー
が例示される。これらのなかでも上述のように、ポリハ
ロゲン化ビニル、ポリオレフィン、ハロゲン化ポリオレ
フィンから選択される樹脂の使用が好適である。これら
の熱可塑性樹脂は単独で使用してもよく、また２種以上
を併用してもよい。

【００４５】本発明において好適な可塑剤として使用可
能なジカルボン酸ジオクチルエステルを構成するジカル
ボン酸としては脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン
酸のいずれも使用可能であり、脂肪族ジカルボン酸とし
てはアジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン
酸、セバシン酸等が例示され、芳香族ジカルボン酸とし
てはフタル酸、イソフタル酸等が例示される。

【００４６】なお、上記の可塑剤においてオクチル基と
しては種々の異性体が可能であるが、２−エチルヘキシ
ル基が、特性的にはＮＢＲとの相溶性が良好であり、本
発明のように少量の添加で射出成形に好適な流動性のよ
い原料ゴム組成物を得ることができ、またコスト的にも
低価格であり好ましい。

【００４７】使用が好適な可塑剤としては具体的にはジ
オクチルフタレート（ＤＯＰ，ＳＰ＝８．９）、ジブチ
ルフタレート（ＤＢＰ，ＳＰ＝８．９）、ジオクチルア
ジペート（ＤＯＡ，ＳＰ＝８．６）、トリクレジルホス
フェート（ＴＣＰ，ＳＰ＝９．７）が例示される。

【００４８】なお上記のジカルボン酸オクチルエステル
に加えて他のジアルキルエステル類、例えばジオクチル
アセテート等の可塑剤を使用することも可能であり、こ
れに代えてもしくはこれとともに芳香族ジカルボン酸エ
ステルを一部併用してもかまわない。

【００４９】本発明の半導電性シームレスベルトに好適
なよう素吸着量（Ｉ）が３６（ｍｇ／ｇ）以下又はＤＢ
Ｐ吸油量（ｄ）が８０（ｍｌ／１００ｇ）以下であるカ
ーボンブラックとしては、ＳＲＦ（Ｉ＝２４〜３０、ｄ
＝６８）、ＧＰＦ（Ｉ＝３５、ｄ＝７７）、ＦＴ、ＭＴ
（ｄ＝４３）、ＡＰＦ（Ｉ＝３５）、ＨＭＦ（ｄ＝７
１）等が好ましいものとして例示される。これらのカー
ボンブラックは、いずれもいわゆるストラクチャー構造
が小さく、粒子径も４５ｎｍ以上と大きいものである。

【００５０】補強性のあるカーボンブラックはある程度
以上添加すると多少は導電性を発揮するものであるが、
よう素吸着量ないしはＤＢＰ吸油量が上記範囲を超える
ものは、多量に添加しないと導電性を発現しないため、
一般には導電性カーボンブラックには分類されない。上
記に例示したカーボンブラックの添加量は、導電性に変
化を与えず、補強性を発現するに十分な量であり、ゴム
１００重量部に対して２５重量部以下であることが好ま
しい。この添加量であれば、金型内の架橋性ゴム組成物
の流動性が阻害されることはない。

【００５１】本発明においては、上記の成分の他にゴム
用原料として使用される原料は全て使用可能である。具
体的には以下に例示する原料が使用可能である。充填剤：酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム
等、クレー、タルク等ゴム用薬品：加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、プロセ
スオイル等着色剤：各種顔料等一般的にゴム分子の架橋方法としてはイオウ架橋、過酸
化物架橋、オキシム架橋、金属酸化物架橋等が知られて
おり、特に限定することなく使用することができるが、
架橋速度が調節容易であり、特に射出成形において硬化
までの時間を長く設定でき、長い流動時間を確保でき、
請求項８に記載の要件の達成が容易に行えることから、
本発明のベルトの成形にはイオウ架橋が好適である。

【００５２】上述の原料ゴム組成物は各成分を当業者に
おいて周知の技術により混練することにより製造され
る。ベルトを射出成形する際の条件も当業者に一般的に
使用される条件により行う。一般的には原料ゴム組成物
は５０〜１３０℃、好ましくは６０〜１２０℃程度に加
熱された状態で射出成形機のプランジャーに送り込ま
れ、１３０〜２２０℃、好適には１５０℃〜２００℃に
加熱された金型内に射出され、数分〜数十分程度の反応
時間を置くことによって成形品が製造される。

【００５３】本発明にしようする原料ゴム組成物は加熱
により反応するものであり、金型温度を高くすると、流
動性は高くなるが金型内を流動する際の反応による硬化
速度が速く、流動中に硬化が進んで却って成形性が低下
する。また金型温度が低すぎると流動時間は確保できる
が硬化速度が遅くなり、脱型に要する時間が長く、製造
上好ましくない。

【００５４】本発明の導電性シームレスベルトの表面に
は、必要に応じて潤滑性のコーティングを行うことは好
ましい態様であり、高剛性で可とう性のある皮膜、ポリ
四フッ化エチレン、グラファイト、窒化ホウ素、二硫化
モリブデン等の潤滑性微粉末を含む可とう性樹脂の皮膜
等が好ましいコーティング層として例示される。

【００５５】成形品は２重円筒のキャビティーを構成す
る外型と中型を２重円筒の中心軸方向に相対移動させる
ことにより脱型することができる。金型の１面または両
面に脱型に問題の無いような凹凸を有するしぼを設ける
ことは好適な態様である。

【００５６】本発明においてベルトの成形に使用する射
出成形機は一般的に市販されている縦型射出成形機、横
型射出成形機のいずれもが使用可能であるが、金型の設
定やゴムの流動の観点より、縦型の射出成形機の使用が
好適である。

【００５７】本発明のベルトを製作するための金型（こ
の金型を以後単に２重円筒金型と称する。）は、外型の
内面、中型の外面が円筒状であって、その軸芯が一致し
ており、円筒のいずれか一端、好ましくは上端よりゴム
を注入することにより成形を行う。外型の内面、中型の
外面の一方は、感光体に接触するために平滑であること
が望ましい。他の面はテンションローラー、駆動ローラ
ーと接触するため、これらとの摩擦力等を考慮して表面
状態が選択されるものであり、平滑であっても、サンド
ブラストなどの処理をして適切な凹凸を設けても良い。

【００５８】金型のキャビティー形成面や、ゴムと接す
る面は、各成形毎に離型剤を塗布しても良いが、表面を
離型処理して使用することも好ましく、かかる離型処理
としては、焼き付け型シリコン離型剤による被覆、テフ
ロンコーティング、ニッケル／テフロン離型メッキ等の
耐久性ある離型処理が例示でき、特にベルト表面に塗装
を施す場合には逐一離型剤を塗布しなくても良い、耐久
性ある離型処理をした金型の使用が好ましい。

【００５９】得られたベルト成形品は金型のパーティン
グラインに由来するゴムのはみ出し、いわゆる「ばり」
がなく、所定の厚みに成形されている。従って、厚さ方
向の研磨等の仕上げが全く不要であり、両端を所定幅に
なるように切断するだけで完成品を得ることができる。

【００６０】本発明の製造方法によれば、１本のベルト
の成形に要する成形時間は１０分以下、好ましくは５分
以下である。

【００６１】図１に本発明の半導電性シームレスベルト
の製造に使用する金型の例の断面を示した。金型は大き
く外型１と中型２とから構成されており、外型１は上型
部５と横型部６とから構成されており、中型は、中型部
２ａと下型部７から構成される。横型部６は、縦方向、
即ちベルトの幅方向には全くパーティング部を有しない
円筒形状であり、中型部２ａの外面と横型部の内面の間
にベルト成形キャビティー１０が形成される。

【００６２】中型部２ａの上部は略円錐形であり、溝状
のランナー部１２が設けられていると同時に、ランナー
部１２以外では上型部５の下面と圧接するように形成さ
れる。ランナー部１２は、ベルト成形キャビティーの上
端で環状ランナー部１４を形成して原料ゴム組成物をベ
ルト成形キャビティーに均一に流動するように構成され
る。

【００６３】成形されたベルトは、外型を上方に上昇さ
せることによって脱型され、上端部と下端部を切断する
と目的とする半導電性シームレスベルトが得られる。ベ
ルト成形キャビティーを所定厚みとしておくことによっ
て、研磨仕上げをなくすことが可能となる。

【００６４】

〔原料の調整〕

（使用原料）本発明において使用した原料は表１にまと
めて示した。

【００６５】

【表１】（配合）本発明の半導電性ベルトの評価に使用したゴム
材料の配合は、表２にに示した。

【００６６】

【表２】（ベルト成形）ａ）原料ゴム組成物の調製加硫剤、加硫促進剤を除く原料成分をバンバリーミキサ
ーにて混練し、排出・冷却後混練ロールにより加硫剤並
びに加硫促進剤を混練してリボン状にするという常法に
より射出成形に使用する原料ゴム組成物を調製した。

【００６７】ｂ）射出成形射出成形実験は以下のように行った。・使用成形機ゴム射出成形機ＳＴＩ−１．６−３００（三友工業
（株）製）射出圧力：１３００ｋｇｆ／ｃｍ² 最大型締圧：３００ｔｏｎ金型温度：１７０℃ ・ベルト成形金型キャビティー：内寸＝３１４ｍｍ（直径１００ｍｍ）、
高さ（ベルト幅相当）＝３００ｍｍキャビティー間隙、即ちベルト成形厚みは、０．６ｍ
ｍ、１．０ｍｍ、２．５ｍｍ、４．５ｍｍの４種類を準
備して使用した。このベルト成形キャビティーを形成す
る中型、外型はいずれもシームレスであって、パーティ
ング部を有しないものである。

【００６８】キャビティー内寸を規定する中型の上部
に、射出成形機のプランジャーより射出される原料ゴム
組成物を案内して製品キャビティーに供給するスプール
とランナーが形成されている。

【００６９】（評価）（１）電気抵抗値（体積固有抵抗）電気抵抗測定装置としてハイレスタＩＰ−ＭＣＰ−ＨＴ
−２６０（三菱化学製）を、また測定プローブとして三
菱化学製ＨＲＳを使用し、印加電圧５００Ｖにて１０秒
値を測定した。測定はベルトの周上幅方向に５０ｍｍ間
隔で６点、周方向に３０ｍｍ間隔で１２点、計７２点の
測定を行い、平均値、最大値（ｍａｘ．）と最小値（ｍ
ｉｎ．）を求め、体積固有抵抗の均一性（体積固有抵抗
のばらつき）は、ｍａｘ．／ｍｉｎ．比として求めた。
ｍａｘ．／ｍｉｎ．が５未満のものを◎、１０未満のも
のは○、１０以上のものは画像不良が発生するため、×
として表示した。

【００７０】（２）成形性成形性は、射出成形に際して、原料ゴム組成物が金型キ
ャビティーを流動する距離を％にて測定し、１００％流
れたものを◎、９０％以上流動したものはＡ４サイズ用
紙に適用可能な幅のベルトが得られるので○、それ以外
は×として表示した。

【００７１】（３）加硫曲線ＲＨＥＯＭＥＴＥＲＭＤＲ２０００（ＭＯＮＳＡＮＴ
Ｏ社製）を使用し、温度１７０℃、ダイ振幅速度１００
ｃｙｃｌｅ／ｍｉｎ．、振幅角度１°にて測定した。

【００７２】（４）トナー溶解性ベルトサンプルの表面に市販のトナーを置き、４０℃に
て３０日間放置し、トナーの状況を目視にて評価した。

【００７３】評価の結果は、表３、表４に示した。

【００７４】（実施例１、２）実施例１、２、ＮＢＲベ
ースの原料ゴム組成物（配合番号１）を使用し、ベルト
成形厚み１．０ｍｍと０．６ｍｍにて成形した例であ
る。

【００７５】実施例１、２のベルトは、いずれも射出成
形のみで所定サイズのベルトが得られ、しかも体積固有
抵抗が１０¹⁰Ω・ｃｍ台の半導電性であって均一性が極
めて優れたものである。

【００７６】（比較例１〜３）比較例１〜３のベルトは
従来から使用されているＣＲベースの原料ゴム組成物
（配合番号６）を使用し、ベルト成形厚み１．０ｍｍ、
２．５ｍｍ、４．５ｍｍにて成形したものである。ＣＲ
ゴムはアセチレンブラックを２０部程度添加しないと１
０¹⁰Ω・ｃｍ台の体積固有抵抗が得られない。かかる原
料ゴム組成物を使用して射出成形すると、成形性は悪く
はないが、ベルト成形厚みが２．５ｍｍでもｍａｘ．／
ｍｉｎ．比は８３と大きく、ベルト成形厚みが１ｍｍ以
下のベルトは実質的に使用することができないものであ
る。

【００７７】（実施例３〜７）実施例３〜６は、補強の
ためにＳＲＦカーボンを２０重量部添加したものであ
り、ベルトの体積固有抵抗は添加しないものとほぼ同じ
である。加硫曲線測定結果におけるｔ₁₀は１．９であ
り、ｔ₉₀は４．５、Ｍ_L 値は０．６７である。その結
果、いずれも成形性が良好であって、体積固有抵抗の均
一性も優れたものであり、しかもトナーの融着も起こり
にくいベルトが得られる。

【００７８】配合番号２に使用した液状ＮＢＲ（ニッポ
ール１３１２）に代えてＤＯＰを使用した配合（配合番
号３）、配合番号３におけるシリカ（ニップシール）の
添加量を増減した配合（配合番号４、５）を使用しても
同じ成形性等の効果が得られ、かつシリカの配合により
微小な体積固有抵抗の調整も可能であることが分かる。

【００７９】なお、配合番号３においてＤＯＰを１０重
量部添加すると（配合番号８）、トナーの融着性のみが
やや低下した。配合番号３において、可塑剤としてＤＯ
Ｐに代えてジエチレングリコールジベンゾエート（ＳＰ
値１０．１）を使用すると（配合番号９）トナーの融着
性のみがさらに低下した。ただし、ベルト表面にポリウ
レタン等により形成される保護層を設ける場合には、実
用に供することは可能である。

【００８０】また配合番号２に使用した液状ＮＢＲ（ニ
ッポール１３１２）に代えて反応性の液状ＮＢＲ（ニッ
ポールＤＮ−６０１）を使用すると（配合番号１０）、
ベルト成形厚みが１ｍｍ以上の成形においては問題がな
かったが、０．６ｍｍの場合は十分な流動性がなく、成
形性はよくなかった。

【００８１】配合番号２の原料ゴム組成物において、硫
黄の使用量を３重量部、ノクセラーＴＥＴの添加量を
１．０重量部にすると（配合番号１２）加硫曲線測定結
果におけるｔ₁₀は０．４、ｔ₉₀は３．２、Ｍ_L 値は０．
８２となり、ベルト成形厚みが１ｍｍ以上の成形におい
ては問題がなかったが、０．６ｍｍの場合は十分な流動
性がなく、成形性はよくなかった。実施例７はＮＢＲの
みを使用し、熱可塑性樹脂を使用しない例（配合番号
７）であり、流動性は９０％であった。

【００８２】（比較例４）比較例４は配合番号３におい
て、ＳＲＦカーボンに代えてアセチレンブラックを使用
した例（配合番号１１）であり、体積固有抵抗は１０⁸
Ω・ｃｍと低くできるが均一性はよくないものであっ
た。

【００８３】

【表３】

【表４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導電性シームレスベルトの製造に使
用する金型の例の断面を示した図

【符号の説明】

１外型２中型１０ベルト成形キャビティー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 9/02 Ｃ０８Ｌ 9/02 23/02 23/02 27/06 27/06 Ｂ２９Ｋ 9:00 23:00 27:00 (72)発明者田村誠治大阪府大阪市西区江戸堀１丁目17番18号東洋ゴム工業株式会社内Ｆターム(参考） 2H032 AA05 BA09 BA18 4F213 AA03 AA21E AA45 AA46E AB17 AB18 AE10 AG16 WA05 WA53 WA56 WB01 4J002 AC071 BB032 BB122 BB242 BD012 BD042 DA036 DJ017 FD010 FD017 FD020 FD116

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】周長が１５０ｍｍ以上、幅が２１０ｍｍ
〜４５０ｍｍ、厚さが０．３〜３．０ｍｍ、体積固有抵
抗が１０⁸ 〜１０¹²Ω・ｃｍのゴム状弾性を有する半導
電性シームレスベルトであって、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）ゴムを主
成分とする原料ゴム組成物を、シームレスの２重円筒金
型により形成されるキャビティーを有する金型の１端か
ら注入する射出成形法により成形された、厚さ方向の研
磨仕上げ加工のされていない半導電性シームレスベル
ト。
【請求項２】前記原料ゴム組成物は、ＮＢＲゴム１０
０重量部に対してポリハロゲン化ビニル、ポリオレフィ
ン、ハロゲン化ポリオレフィンから選択される少なくと
も１種の熱可塑性樹脂が５〜４０重量部添加されたもの
である請求項１に記載の半導電性シームレスベルト。
【請求項３】前記原料ゴム組成物が、数平均分子量５
００〜５０００のＮＢＲオリゴマーを含むものである請
求項１又は２に記載の半導電性シームレスベルト。
【請求項４】前記ＮＢＲオリゴマーが非反応性である
請求項３に記載の半導電性シームレスベルト。
【請求項５】前記原料ゴム組成物が、よう素吸着量が
３６（ｍｇ／ｇ）以下又はＤＢＰ吸油量が８０（ｍｌ／
１００ｇ）以下のカーボンブラックを含有するものであ
る請求項１〜４のいずれかに記載の半導電性シームレス
ベルト。
【請求項６】前記原料ゴム組成物が、１次凝集体の平
均粒子径が３０μｍ以下のシリカを１〜１０重量％含有
するものである請求項１〜５のいずれかに記載の半導電
性シームレスベルト。
【請求項７】前記原料ゴム組成物の加硫曲線は、ｔ₁₀
＞０．５ｍｉｎ、ｔ ₉₀＜１０ｍｉｎ、Ｍ_L 値＜１．５を
充たすものである請求項１〜６のいずれかに記載の半導
電性シームレスベルト。
【請求項８】周長が１５０ｍｍ以上、幅が２１０ｍｍ
〜４５０ｍｍ、厚さが０．３〜３．０ｍｍ、体積固有抵
抗が１０⁸ 〜１０¹²Ω・ｃｍのゴム状弾性を有する半導
電性シームレスベルトの製造方法であって、ＮＢＲゴムを主成分とする原料ゴム組成物を、シームレ
スの２重円筒金型により形成されるキャビティーを有す
る金型の１端から注入する射出成形法により成形する、
厚さ方向の研磨仕上げ加工工程を有しない半導電性シー
ムレスベルトの製造方法。