JP2000335773A - シームレスベルト、画像形成装置用中間転写ベルト、搬送転写ベルト、感光体ベルト、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐屈曲性に優れ、ヤング率も高く、成形性に
優れた、シームレスベルト用材料，シームレスベルト，
および、シームレスベルトを有する画像形成装置を提供
する。 【解決手段】 シームレスベルトに含まれる熱可塑性ポ
リアルキレンテレフタレートの極限粘度が１．２５〜
５．００であることを特徴とするシームレスベルト。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成形性および耐屈
曲性などの物性に優れたシームレスベルトおよび該シー
ムレスベルトを用いた、電子写真式複写機、レーザービ
ームプリンター、ファクシミリ機等に利用される中間転
写ベルト，搬送転写ベルト，感光体ベルト並びにそれら
を含む画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からＯＡ機器などには導電性シーム
レスベルトが多用されている。導電性シームレスベルト
としては、例えばポリカーボネート樹脂等の熱可塑性樹
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輪
切りにしたものが知られている（特開平３−８９３５７
号公報等）が、従来から知られている汎用的な熱可塑性
樹脂に導電性フィラーを配合した導電性フィルムや導電
性シームレスベルトでは一般的に耐屈曲性が悪く、使用
中にクラックが発生しやすいなどの問題点があった。

【０００３】また、これらの問題点を解決すべく、フッ
素樹脂からなるシームレスベルトや熱可塑性ポリアルキ
レンテレフタレートからなるシームレスベルトが提案さ
れている（特開平６−１４９０８３）。フッ素樹脂から
なるシームレスベルトはヤング率が１０，０００〜１
５，０００kgf ／cm² 程度と低く、張力をかけると伸び
が生じることがある。そのため、これらの導電性シーム
レスベルトを例えば、フルカラー電子写真の中間転写体
として使用した場合、保持画像をのせた中間転写体が伸
びてしまうため、複数の色のトナーを重ねる時点におい
て色ズレを起こすことが問題になる。

【０００４】熱可塑性ポリアルキレンテレフタレートか
らなるシームレスベルトはポリカーボネートからなるシ
ームレスベルトより耐屈曲性が高く、ヤング率も２０，
０００〜２５，０００kgf ／cm² と高く好適だが耐屈曲
性が充分ではなく、また、一般的なポリアルキレンテレ
フタレート（特に一般的なＰＢＴ）は熱可塑性樹脂の中
でも粘度が低く、ＰＢＴを主成分とする熱可塑性樹脂組
成物を押し出し成形するに於いてドローダウンしやすい
問題があり、ドローダウンし難いように成形温度を下げ
ると今度は樹脂温が下がってメルトフラクチャーを発生
しやすくなるなどの問題を有していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐屈
曲性に優れ、ヤング率も高く、成形性に優れた、シーム
レスベルト用材料，シームレスベルト，および、シーム
レスベルトを有する画像形成装置を提供するものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
のため、鋭意検討した結果、極限粘度が高い等特定の物
性の熱可塑性樹脂および導電性フィラーからなるシーム
レスベルト用材料が耐屈曲性に優れ、ヤング率も高く、
成形性に優れることを見出し、本発明に到達した。即
ち、本発明の要旨は、極限粘度が１．２５〜５．００で
ある熱可塑性ポリアルキレンテレフタレート（ＰＡＴ）
を含むことを特徴とするシームレスベルトに存する。以
下、本発明を具体的に説明する

【０００７】○成分Ａ；熱可塑性ポリアルキレンテレフ
タレート（ＰＡＴ） ・構造 本発明のＰＡＴの種類に得に制限はなく、アルキレン成
分を構成するグリコールとしてエチレングリコール、ト
リエチレングリコール、１，４−ブタンジオール、ヘキ
サメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、２，
２，４，４−テトラメチレングリコールなどの脂肪族ジ
オキシ化合物を選択できる。具体的にはポリブチレンテ
レフタレート（ＰＢＴ），ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ），ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）が好
適に使用でき、なかでも特に耐屈曲性に優れたＰＢＴが
特に好適に使用できる。これらは、共重合成分としての
第三成分を含有していても構わない。

【０００８】・ＰＡＴの極限粘度 ＰＡＴの物性としては、極限粘度が高いことが好まし
い。極限粘度の高いＰＡＴを選択することにより、耐屈
曲性の良好なシームレスベルトを得ることができるから
である。また、極限粘度が低いＰＡＴと導電性フィラー
からなる熱可塑性樹脂組成物では粘度が低く、ＭＦＲが
高くなってしまうので、押出成形によりシームレスベル
トを成形しようとすると、ドローダウンが発生して良好
なフィルムが得られないことがあり、また、ドローダウ
ンを抑制するために成形温度を下げようとすると今度は
メルトフラクチャーが発生することがあるなどの問題も
併発する。

【０００９】極限粘度の値としては具体的には１．２５
以上が好ましく、１．３０以上ならば更に好ましく、
１．３５以上であれば、耐屈曲性に優れ、メルトフラク
チャーが発生しない温度まで成形温度を上げてもドロー
ダウンすること無くシームレスベルトを得ることができ
るので特に好ましい。極限粘度の高いＰＡＴは具体的に
は強く固層重合をかけて分子量を上げることで得ること
ができ、例えば三菱エンプラ（株）製のＰＢＴ−ノバド
ゥール５０４０ＺＳ（極限粘度１．４０）などとして市
場より入手することができる。

【００１０】・ＰＡＴのＭＦＲ 粘度の指標としては極限粘度とともにＭＦＲ値が実用的
に用いられる。実用上の温度で溶融した状態での粘度を
示すためである。本発明に用いるＰＡＴのＭＦＲに特に
制限はないが、上記極限粘度の大きいＰＡＴを選択すれ
ば必然的にＭＦＲ値は低くなり、好適に押出成形できる
ようになる。

【００１１】具体的には、例えばＰＢＴにおいて、２６
０℃−2.16kg荷重条件下で測定した場合、極限粘度1.20
のＰＢＴ（市販品ではカネボーＰＢＴ１２８）のＭＦＲ
は１０g ／10min と大きく、ドローダウンさせずに押出
成形することは難しいが、極限粘度1.40のＰＢＴ（三菱
エンプラ（株）製のＰＢＴ−ノバドゥール５０４０Ｚ
Ｓ）のＭＦＲは６g ／10min と明らかにドローダウンし
にくくなるので好適に押出成形できるようになる。よっ
て、ＭＦＲ値は９g ／10min 以下が好ましく、８g ／10
min 以下であればさらに好ましく、７ｇ／10min 以下で
あればさらにドローダウンしにくくなるので特に好まし
い。ＭＦＲ値は小さい方が好ましいが、５g ／10min 以
上であれば、充分成形可能である。

【００１２】○成分Ｂ；導電性フィラー 導電性フィラーとしては用途に要求される性能を満たす
ものであれば特に制限はなく、公知のものを用いること
ができる。具体的には、カーボンブラックやカーボンフ
ァイバーやグラファイトなどのカーボン系フィラー、金
属系導電性フィラー、金属酸化物系導電性フィラーなど
を用いることができるが、なかでもカーボンブラックが
特に好ましい。カーボンブラックの種類としては、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
ックなどが好適に使用でき、この中でも不純物としての
官能基が少なくカーボン凝集による外観不良を発生しに
くいアセチレンブラックが特に好適に使用できる。さら
に、１次粒子径が１０〜１００ｎｍ、比表面積１０〜２
００ｍ² ／ｇ、ｐＨ値６〜１１のものがより好ましい。

【００１３】○シームレスベルト用材料 ・組成比 シームレスベルト用材料としては、成分Ａ；熱可塑性ポ
リアルキレンテレフタレートと、成分Ｂ；導電性フィラ
ーを含有していれば特に制限はないが、導電性フィラー
の含有量が大きすぎると、耐屈曲性が低下することがあ
るので低い方が好ましく、具体的には４０重量部以下が
好ましく、３０重量部以下であれば更に好ましく、２０
重量部以下であれば特に好ましい。また、導電性の高い
導電性フィラーを用いてわずかな添加量で導電性を発現
することも可能だが、あまり少ない添加量で導電性を発
現すると、わずかな分散不良で抵抗値の分布にムラが発
生することがあるのである程度は高い濃度で目的の導電
性を発現することが好ましく、具体的には３重量部以上
が好ましく、５重量部以上であれば更に好ましく、１０
重量部以上であれば安定して導電性を発現できるので特
に好ましい。

【００１４】・付加的配合材（任意成分） 本発明のシームレスベルトには、各種目的に応じて任意
の配合成分を配合することができる。具体的には、イル
ガホス１６８，イルガノックス1010，ＰＥＰＱなどの酸
化防止剤、熱安定剤、各種可塑剤、光安定剤、紫外線吸
収剤、中和剤、滑剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、
スリップ剤、架橋剤、架橋助剤、着色剤、難燃剤、分散
剤等の各種添加物を添加することができる。更に、本発
明の効果を著しく損なわない範囲内で、第２，第３成分
として各種熱可塑性樹脂、各種エラストマー等の配合材
を配合することができる。

【００１５】・混合方法 シームレスベルト用材料の混合方法に特に制限はなく、
公知の熱可塑性樹脂組成物の製造方法を用いて製造する
ことができる。例えば、一軸押出機、二軸混練押出機、
バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、プラスト
グラフ、ニーダーなどによりシームレスベルト用材料と
しての熱可塑性組成物を製造することが出来る。付加成
分熱可塑性樹脂としてはポリプロピレン、ポリエチレン
（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、ポリイミド、液晶性ポ
リエステル、ポリスルフォン、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
素化ビニリデン、ポリフッ素化ビニル、クロロトリフル
オロエチレン、エチレンテトラフロオロエチレン共重合
体、、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合体、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、
ポリウレタン共重合体等の１種またはこれらの混合物か
らなるものが使用できる。熱硬化性樹脂、例えばエポキ
シ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂等の１種またはこれらの混合物からなるもの
が使用できる。また、各種フィラー、例えば炭酸カルシ
ウム（重質、軽質）、タルク、マイカ、シリカ、アルミ
ナ、水酸化アルミニウム、ゼオライト、ウオラストナイ
ト、けいそう土、ガラス繊維、ガラスビーズ、ベントナ
イト、アスベスト、中空ガラス玉、黒鉛、二硫化モリブ
デン、酸化チタン、炭素繊維、アルミニウム繊維、スチ
レンスチール繊維、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の他、添
加剤として酸化防止剤（フェノール系、硫黄系、リン酸
エステル系など）、滑剤、有機・無機の各種顔料、紫外
線防止剤、帯電防止剤、分散剤、中和剤、発泡剤、可塑
剤銅害防止剤、難燃剤、架橋剤、流れ性改良剤等をあげ
ることができる。中でも二軸混練押出機により混合し、
ペレット化した後に成形に用いることが特に好ましく用
いられる。

【００１６】○シームレスベルト ・成形方法 本発明のシームレスベルトの成形方法については、特に
限定されるものではなく、連続溶融押出成形法、射出成
形法、ブロー成形法、あるいはインフレーション成形法
など公知の方法を採用して得ることができるが、特に望
ましいのは、連続溶融押出成形法である。特に押し出し
たチューブの内径を高精度で制御可能な下方押出方式の
内部冷却マンドレル方式あるいはバキュームサイジング
方式が好ましく、内部冷却マンドレル方式が最も好まし
い。連続溶融押出成形においては、成形ダイの温度が高
すぎると樹脂粘度が低くなり、ドローダウンして良好な
シームレスベルトを得られないことがあるので、ある程
度は低い方が好ましい。また、成形ダイの温度を樹脂融
点近くまで下げると樹脂の一部が固化したり、メルトフ
ラクチャーを発生したりしてシームレスベルト表面に微
少な粗さが生じることがあるので、ある程度は高い方が
好ましい。

【００１７】・物性；耐折回数 本発明に用いるシームレスベルトを例えば中間転写ベル
トとして画像形成装置に用いる場合には、耐屈曲性が悪
いとクラックが発生して画像が得られなくなるので耐屈
曲性の良好なシームレスベルトが好ましい。耐屈曲性の
程度は、ＪＩＳ Ｐ−８１１５の耐折回数の測定方法に
従うことで定量的に評価でき、耐折回数の大きいシーム
レスベルトほどクラックが入りにくく、耐屈曲性に優れ
ていると判断することができる。具体的な数値として
は、５００回以上あれば一応シームレスベルトとして機
能を発揮して使用することができるが、実用的には６０
００回以上が好ましく、８０００回以上であれば更に好
ましく、９０００回以上であれば、特にクラックが発生
しにくくなるので特に好ましい。

【００１８】・物性；表面抵抗率 本発明に用いるシームレスベルトを例えば、特定の範囲
の表面抵抗率を有することが必要で、１〜１×１０¹⁶Ω
／□であることが好ましい。更に好ましい範囲は用途に
より異なるが、例えば感光体ベルトとして用いる場合に
は必要に応じて外表面の電荷を内表面に逃がせるように
１〜１×１０⁹ Ω／□と低い表面抵抗率が好ましく、中
間転写ベルトとして用いる場合には帯電―転写の容易に
できる１×１０⁶ 〜１×１０¹¹Ω／□が好ましく、搬送
転写ベルトとして用いる場合には帯電しやすく高電圧で
も破損しにくい１×１０¹⁰〜１×１０ ¹³Ω／□と高い領
域が好ましい。また、シームレスベルト１本中の表面抵
抗率の分布は狭い方が好ましく、それぞれの好ましい表
面抵抗率領域に於いて、１本中の最大値と最小値の差が
１桁以内であることが好ましい。フィルムの表面抵抗率
は例えばダイヤインスツルメント（株）製ハイレスタ，
ロレスタなどにより容易に測定することができる。

【００１９】・物性；外観 シームレスベルトを中間転写ベルトなどとして画像形成
装置の用いる場合は表面が平滑でないと画像不良が発生
することがあるので平滑な方が好ましく、フィッシュア
イなどのブツや成形時のメルトフラクチャーなどによる
外観不良は無い方が好ましい。 ・物性；ヤング率 ヤング率が低いシームレスベルトを中間転写ベルトなど
として画像形成装置の用いると、張力により生じるベル
トの伸びが色ズレの起因となって画像不良が発生するこ
とがあるのでヤング率は高い方が好ましく、具体的には
１７，０００kgf ／cm² 以上が好ましく、２０，０００
であれば更に好ましい。

【００２０】・シームレスベルトの厚み シームレスベルトの厚みは１〜１０００μｍが好まし
く、５０〜７００μｍが更に好ましい。 ○シームレスベルトの用途 本発明のシームレスベルトの用途に特に制限はないが、
例えば、電子写真の中間転写ベルト，搬送転写ベルト，
感光体ベルトなどとして好適に用いることができる。

【００２１】

【実施例】本発明を実施例、比較例を用いて、より具体
的に説明する。 ○シームレスベルト用材料の製造 表１に記載した配合量で各成分を二軸混練機を用いて溶
融混練してペレット状の樹脂組成物とした。原料には下
記のグレードを用いた。 ・熱可塑性樹脂 成分Ａ−１ ；ＰＢＴ ；ノバドゥール5040ZS ；極
限粘度１．４０（三菱エンプラ（株）製） 成分Ａ−２ ；ＰＢＴ ；カネボーＰＢＴ１２８ ；極
限粘度１．２０（鐘紡（株）製）

【００２２】・導電性フィラー 成分Ｂ ；カーボンブラック；デンカブラック（電
気化学工業（株）製） ・混練条件 混練機 池貝機販（株）製 ＰＣＭ４５ 混練温度 ２５０℃

【００２３】○シームレスベルトの成形 上記材料をφ１８０ｍｍ環状ダイつき４０ｍｍφの押出
機により、環状ダイ下方に溶融チューブ状態で押し出
し、３４０ｍｍ長の長さで輪切りにして各表に記載の厚
みの樹脂製導電性シームレスベルトとした。成形温度は
２３０℃，２６０℃の２通りで成形した。

【００２４】○評価 評価は必要に応じ、シームレスベルトを必要な大きさに
切り開いて実施した。 ・耐折回数 ＪＩＳ Ｐ−８１１５準拠 ・表面抵抗率 （Ω／□） ダイヤインスツルメント（株）製 ハイレスタ （ＨＡ
端子） 測定電圧 ５００Ｖ 測定時間 １０秒値

【００２５】・外観 成形したシームレスベルト表面（メルトフラクチャーの
有無，その他外観）不良を目視により評価した。 ・ＭＦＲ ＪＩＳ Ｋ−７２１０準拠 測定温度 ；２６０℃ 測定荷重 ；2.16kg

【００２６】・画像評価 成形して得たシームレスベルトのうち、表面抵抗率１×
１０⁸ 〜１×１０ ⁹Ω／□のモノをを中間転写ベルトと
して画像形成装置に搭載して画像出力し、得られた画像
を目視で評価した。画像は、シアン，マゼンタ，イエロ
ー，ブラックの各単色のベタ画像とした。

【００２７】〔実施例１〜３〕得られたシームレスベル
トの特性を表１に示す。 ・実施例１ 極限粘度の高いＰＢＴとカーボンブラックからなるシー
ムレスベルト。原料ＰＢＴに極限粘度の高いグレード
（１．４０）を選択して製造したシームレスベルト。原
料ＰＢＴの粘度が高いので比較的高温でも成形可能であ
り、押出成形時に於いてもドローダウンすることなく、
良好に成形できた。得られたシームレスベルトの外観も
メルトフラクチャーが発生することなく、平滑で良好で
あった。耐折回数を測定したところ、9,100 回と高い値
を得た。このシームレスベルトを中間転写ベルトとして
画像形成装置に搭載し、画像を得たところ、良好な画像
を得た。

【００２８】・実施例２，３ 実施例１同様に、原料ＰＢＴに極限粘度の高いグレード
（１．４０）を選択して製造したシームレスベルト。導
電性フィラーとしてのカーボン濃度を調整して各種の表
面抵抗率を有するシームレスベルトを得た。耐折回数は
それぞれ11,000回、9,200 回と高い値を得た。

【００２９】・比較例１ 極限粘度が１．２０と高くないＰＢＴを原料に選択して
シームレスベルト用材料を製造した。ダイ温度２６０℃
で押出成形しようとしたが、樹脂粘度が下がりすぎ、成
形中にドローダウンしてしまいシームレスベルトを得る
ことはできなかった。

【００３０】・比較例２ 比較例１同様に極限粘度が１．２０と実施例に使用した
ＰＢＴ程は高くないＰＢＴを原料に選択してシームレス
ベルト用材料を製造した。成形温度を２３０℃と低くす
ることで、ドローダウン現象を抑制しながら押出成形
し、シームレスベルトを得た。得られた、シームレスベ
ルトの耐折回数は2,500 回で実施例のシームレスベルト
ほど高いモノは得られなかった。得られたシームレスベ
ルトの表面にメルトフラクチャー現象による表面荒れが
発生した。このシームレスベルトを中間転写ベルトとし
て画像形成装置に搭載し、画像を得たところ、出力画像
( 単色ベタ画像) に、メルトフラクチャーと対応する模
様がうすく観察された。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】本発明のによれば、耐屈曲性に優れ、押
出成形時にドローダウンすることなくシームレスベルト
を得ることができ、得られたシームレスベルトは外観が
良好で、画像形成装置等に良好に使用することができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邉 朗 茨城県稲敷郡阿見町中央八丁目３番１号 三菱化学株式会社筑波研究所内 (72)発明者 今野 勲 茨城県稲敷郡阿見町中央八丁目３番１号 三菱化学株式会社筑波研究所内 Ｆターム(参考） 2H032 BA09 BA18 DA13 2H035 CA01 CA05 CB06 3F049 BA12 LB03

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 極限粘度が１．２５〜５．００である熱
   可塑性ポリアルキレンテレフタレートを含むことを特徴
   とするシームレスベルト。
2. 【請求項２】 熱可塑性ポリアルキレンテレフタレート
   のＭＦＲ値（ＪＩＳＫ−７２１０準拠）が２g ／10min
   以上９g ／10min 以下で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。
3. 【請求項３】 熱可塑性ポリアルキレンテレフタレート
   が、ポリブチレンテレフタレートであることを特徴とす
   る、請求項１または２に記載のシームレスベルト。
4. 【請求項４】 ６０〜９７重量％の熱可塑性ポリアルキ
   レンテレフタレートを含むことを特徴とする請求項１〜
   ３に記載のシームレスベルト。
5. 【請求項５】 導電性フィラーを含有することを特徴と
   する請求項１〜４に記載のシームレスベルト。
6. 【請求項６】 導電性フィラーがカーボンブラックであ
   ることを特徴とする請求項５に記載のシームレスベル
   ト。
7. 【請求項７】 ３〜４０重量％の導電性フィラーを含む
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載のシームレスベ
   ルト。
8. 【請求項８】 表面抵抗率が、１〜１×１０¹⁶Ω／□で
   あることを特徴とする請求項１〜７に記載のシームレス
   ベルト。
9. 【請求項９】 ＪＩＳ Ｐ−８１１５に準拠した耐折回
   数が６０００回以上であることを特徴とする請求項１〜
   ８に記載のシームレスベルト。
10. 【請求項１０】 押出成形、又は射出成形によって成形
    されることを特徴とする請求項１〜９に記載のシームレ
    スベルト。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０いずれかに記載のシー
    ムレスベルトからなることを特徴とする画像形成装置用
    中間転写ベルト、搬送転写ベルト、又は感光体ベルト。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載の中間転写ベルト、
    搬送転写ベルト、又は感光体ベルトの少なくとも一つを
    含むことを特徴とする画像形成装置。