JP2001142311A

JP2001142311A - 電子写真装置用ベルトおよびその製造方法

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Publication number: JP2001142311A
Application number: JP32289099A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Sako; 康浩迫
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2001-05-25
Anticipated expiration: 2019-11-12
Also published as: JP4209055B2

Abstract

(57)【要約】【課題】伸びが少なく、高精度で耐久性の優れ、蛇行
が少ない電子写真装置用ベルトおよびその製法を提供す
る。【解決手段】電子写真装置用ベルトは、芯体層２と弾
性層３を含む２層構であって、芯体層２がポリオール
と、低分子量の芳香族アミンと、２官能基と３官能基を
有する脂肪族イソシアネートとから形成されるポリウレ
タンから成り、金型の内面に弾性層３を半硬化形成し、
その上に芯層体２を構成するポリウレタン樹脂原液を注
型して弾性層３と芯体層２とを一体的に遠心硬化形成し
て製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置用ベ
ルトに関し、特に中間転写ベルト、転写搬送ベルトに関
する。また電子写真用ベルトの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真装置用の中間転写ベル
ト、転写搬送ベルトに関しては、ポリイミド樹脂フィル
ム、ポリカーボネート樹脂フィルムなどの合成樹脂製フ
ィルムが用いられている。前記電子写真装置用のベルト
は、継目がないことが必須条件であり、これら合成樹脂
製フィルムを継目がない状態（シームレス）で押出し成
形する必要がある。シームレスの押出しは、加工方法が
非常に困難で厚みにバラツキが生じたり、表面に肌荒れ
が生じるといった製造上のトラブルが起こりやすい。ま
たこれらのトラブルが起こらないで円筒状に押出せて
も、工程中、運搬中に折り傷が発生するという問題があ
る。

【０００３】また最近は、電子写真装置の画質向上の要
求が高く、そのためベルト表面へのトナーの保持性を向
上させることが必要とされる。前記合成樹脂ベルトで
は、表面が硬く、トナーの保持性が劣り、トナーのずれ
が生じて、４色で構成されるカラー画像に色ずれが生じ
るという問題がある。さらにシート体である紙は、表面
に凹凸があり、合成樹脂フィルムのようにベルト表面が
硬いと、この凹凸にベルト表面が追従せず、不均一転写
となり、結果的に画像に抜けが生じるという問題があ
る。

【０００４】上述の点を改善するために、ベルト表面に
ある程度弾性のある低硬度の弾性体を用いることが考え
られる。しかし弾性体のみでベルトを構成すると、ベル
ト自体に伸びが生じ、カラー画像を構成するために、４
色の色がさねする際に、色ずれが生じる。これを解決す
るには、芯体に低硬度である程度弾性を有するコードや
帆布を用いることが提案されている。コードや帆布は、
撚り糸で構成されており、ベルトの進行に伴って糸の撚
り方向にベルトが蛇行する。これを防ぐためにベルトに
ガイドを付けたり、煩雑な蛇行制御装置を設けたりせね
ばならず、ベルトおよびその付属装置が高価になり、コ
ンパクトにできないという問題がある。

【０００５】さらにコードや帆布は、弾性層が薄いと、
コードの巻きピッチや帆布の織目が画像にそのまま転写
されるため、弾性層を薄くできず、ベルトの総厚みが厚
くなるという問題がある。

【０００６】またフィルム状芯体層に弾性層を積層する
方法も提案されているが、シームレスフィルムを押出し
成形後、弾性層を接着させるために接着剤を必要とし、
接着剤がベルトの厚みのバラツキの原因になる。導電性
ベルトとするために弾性層および芯体フィルムに導電剤
を添加したときは、接着剤には導電剤を添加することが
できず、導電性が阻害される。使用中に接着界面で剥離
するといった問題がある。またフィルムベルト上に弾性
層を接着する必要があり、製造コストが大幅に上昇す
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
問題点を解決し、伸びは少なく高精度で耐久性に優れ、
蛇行の少ない電子写真装置用ベルトおよびその製造方法
を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、芯体層と弾性
層とを含む少なくとも２層構造から成る電子写真装置用
ベルトにおいて、芯体層がポリオールと、低分子量の芳
香族アミンと、２官能基および３官能基を有する脂肪族
イソシアネートとから形成されるポリウレタンから成る
ことを特徴とする電子写真装置用ベルトである。

【０００９】本発明に従えば、芯体層がポリオールと、
低分子量の芳香族アミンと、２官能基および３官能基を
有するイソシアネートとから形成されるポリウレタンか
ら成る。芯体層は、ベルトとして引張力が作用したと
き、伸びないことが必要である。このため、１０００Ｍ
ＰＡ以上の高弾性率で、永久歪が少ないことが要求され
る。一般にポリウレタンを高弾性率にするには、構造上
剛直な芳香族イソシアネートを使用し、これに芳香族低
分子量のアミンを硬化剤として用いたハードセグメント
をポリオールから成るソフトセグメント中に多量に含む
構造としている。剛直な芳香族イソシアネートと芳香族
系低分子量アミンとを用いると、反応性が早くて、均一
で薄い層を形成できないので、本発明では芳香族イソシ
アネートの代りに脂肪族イソシアネートを用いる。さら
に引張力が作用したときに伸びを少なくするために、ハ
ードセグメントの構造中に架橋成分を比較的多く導入す
る必要がある。架橋成分を多く導入するためには、多官
能基（一般には３官能基）を有する脂肪族イソシアネー
トが用いられるが、３官能基を有する脂肪族イソシアネ
ートを多量に用いると、拘束点が多くなりすぎ、高弾性
にできるが割れやすくなる。したがって、２官能基と３
官能基とを有する脂肪族イソシアネートを併用すること
で、高弾性率で耐割れ性と耐屈曲疲労性とを向上でき
る。この他にベルトに導電性を付与するためにカーボン
ブラックのような導電性付与剤を用いてもよいし、硬化
反応を促進するために公知の触媒を用いてもよい。また
弾性層の外側（紙などのシート体と接する側）に表面層
を設けた３層構造としてもよい。

【００１０】また本発明は、前記ポリオールと低分子量
の芳香族アミンとの混合比率が重量比で７０：３０〜３
０：７０であり、かつ２官能基を有する脂肪族イソシア
ネートと３官能基を有する脂肪族イソシアネートとの混
合比率が重量比で５０：５０〜８０：２０であることを
特徴とする。

【００１１】また本発明は、前記３官能基を有するイソ
シアネートがヘキサンジイソシアネートの変成体である
ことを特徴とする。

【００１２】本発明に従えば、ポリオールと低分子量芳
香族アミンとの混合比率および２官能基を有する脂肪族
イソシアネートと３官能基を有する脂肪族イソシアネー
トの混合比率は、前記範囲であることが好ましい。

【００１３】ポリオールの混合比率が７０％を超えると
高弾性率とすることができず、これが３０％未満では、
耐割れ性と耐屈曲疲労性とが保持できない。

【００１４】２官能基を有する脂肪族イソシアネートが
５０％未満では、拘束点が多くなり割れやすくなり、こ
れが８０％を超えると引張力に対して伸びが多くなる。

【００１５】ポリオール、低分子量の芳香族アミンとし
ては、公知のいかなるものでもよいが、分子量は５００
〜２０００のものが特に好ましい。

【００１６】２官能基を有する脂肪族イソシアネートと
しては、特に限定されるものではないが、ジフェニルメ
タンジイソシアネートの水添加したもの、イソホロンジ
イソシアネートなどが例示される。３官能基を有する脂
肪族イソシアネートとしては、特に限定されるものでは
ないが、ヘキサメチレンジイソシアネートを変成したも
のが好ましく、さらにヌレート変成したものが特に好ま
しい。

【００１７】また本発明は、前記弾性層の硬度が３０Ａ
〜９５Ａのポリウレタンであることを特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、弾性層はポリウレタンか
ら成り、その硬度は前記範囲が好ましい。これが３０Ａ
未満では、弾性層にタックを生じたり、トナーの保持性
が良すぎて転写効率が低下する。これが９５Ａを超える
と紙の凹凸への追従性が低下し、シャープな画像が得ら
れない。ここで硬度３０Ａ，９５Ａなどは、ＪＩＳに従
うＡ硬度をいう。

【００１９】また本発明は、感光体上のトナー像が転写
され、さらに転写体に転写する中間転写ベルトであるこ
とを特徴とする。

【００２０】また本発明は、感光体上のトナー像をシー
ト体上に転写し、シート体を搬送する転写搬送ベルトで
あることを特徴とする。

【００２１】本発明に従えば、前記電子写真装置用ベル
トは、中間転写ベルトおよび転写搬送ベルトに好適に用
いられる。中間転写ベルトおよび転写搬送ベルトは、伸
びが少なく高精度で、蛇行しないことが要求され、前記
ベルトはその要求を満たすものである。

【００２２】また本発明は、弾性層を構成する樹脂原液
を金型に注入し、金型を加熱しながら回転して弾性層の
膜を金型の内面に半硬化形成し、芯体層を構成するポリ
ウレタン原液を弾性層上に注型し、弾性層と芯体層とを
一体的に遠心硬化形成することを特徴とする電子写真装
置用ベルトの製造方法である。

【００２３】本発明に従えば、シームレスな２層の電子
写真装置用ベルトが一体的に製造され、従来技術で述べ
たような芯体層に弾性層を接着積層するものと異なり、
接着剤によるベルトの厚みのバラツキが生じることがな
く、均一な厚さのベルトを容易に製造できる。また接着
面での剥離の問題も生じない。弾性層上に表面層を設け
る場合は、表面層を構成する樹脂原液を弾性層上に塗布
し、乾燥後加熱して硬化する。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
電子写真装置用ベルト１の側面図である。ベルト１は、
芯体層２と弾性層３とから成る２層構造である。図２
は、本発明の実施の他の形態の電子写真装置用ベルト１
ａの側面図である。ベルト１ａは、先の実施の形態のベ
ルト１を構成する弾性層３の外側に、さらに表面層４を
有する３層構造である。

【００２５】本発明の電子写真装置用ベルトは、弾性層
を構成する樹脂原液、一般にはポリウレタン原液を、加
熱した金型に規定量注入し、金型を加熱しながら回転し
て弾性層の膜を金型の内面に半硬化形成し、弾性層上に
芯体層を構成するポリウレタン原液を注型して、弾性層
と芯体層とを一体的に形成して製造される。

【００２６】図３は、本発明の電子写真装置用半導電性
ベルトを中間転写ベルト１６として用いたカラーコピー
用電子写真装置の感光体１１周辺の側面図である。感光
体１１は、帯電ローラ１２によって一様に帯電される。
帯電した感光体１１は、図示しない被複写体からの反射
光によって露光される。カラーコピーの場合、反射光は
青、緑、赤にカラーフィルタによって分光され、各別に
露光される。たとえば青色のカラーフィルタを透光した
光は、青色の補色である黄色の光によって感光体１１上
に静電潜像が形成される。感光体１１は、矢符１３方向
に回転し、第１の現像ローラ１４Ｙに接触し、第１の現
像ローラ１４Ｙから黄色のトナーが供給され、被複写体
の黄色成分が現像される。第２〜第４の現像ローラ１４
Ｍ，１４Ｃ，１４Ｂは、感光体１１と接触しておらず、
感光体１１は第１の転写ローラ１５によって転写ベルト
１６に接触する。転写ベルト１６は２つのプーリ１７，
１８によって矢符１９方向に移動し、感光体１１上の黄
色の像が転写ベルト１６上に転写される。感光体１１
は、クリーニングブレード２０で残った黄色トナーを除
去され、除電される。

【００２７】黄色のカラーフィルタを通した露光が終わ
れば、カラーフィルタが緑色に入替わり、緑色の補色で
あるマゼンタの光によって感光体１１上に静電潜像が形
成される。このときは第１、第３、第４の現像ローラ１
４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｂは感光体１１に接触せず、第２の
現像ローラ１４Ｍのみが感光体１１に接触し、感光体１
１上にマゼンタの像が現像される。転写ベルト１６は、
黄色像の転写が終われば、第１の転写ローラ１５が感光
体１１から離れ、矢符１９方向と反対方向にプーリ１
７，１８によって回転し、元の位置に戻る。感光体１１
上のマゼンタ像が転写ベルト１６に接触する位置にきた
とき、第１の転写ローラ１５によって感光体１１上のマ
ゼンタ像が転写ベルト１６に転写される。これによって
黄色像とマゼンタ像が転写ベルト１６上に重ね合わされ
る。

【００２８】同様にして赤色のカラーフィルタを通した
シアンの像が感光体１１上に現像され、転写ベルト１６
上で重ね合わされる。最後にカラーフィルタを用いない
白色の反射光によって、黒色の像が感光体１１上に現像
され転写ベルト１６上に重ね合わされる。これによって
転写ベルト１６上には、被複写体と同じカラー像が形成
される。転写ベルト１６上のカラー像は、第２の転写ロ
ーラ２１とプーリ１８との間に供給されるシート体、た
とえば紙２２上に転写される。紙２２上のカラー像は、
図示しない定着装置で紙２２に定着される。転写ベルト
１６は、カラー像を紙２２に転写した後、クリーニング
ブレード２３によって残ったトナーが除去される。

【００２９】図４は、本発明の電子写真装置用半導電性
ベルトを転写搬送ベルト２４として用いたモノクロ用コ
ピー用電子写真装置の感光体１１周辺の側面図である。
感光体１１は、帯電ローラ１２によって一様に帯電され
る。帯電した感光体１１は、図示しない被複写体からの
反射光によって露光され、静電潜像が形成される。静電
潜像は、現像ローラ１４から供給される黒色トナーによ
って現像され、転写搬送ベルト２４との接触点で、紙２
２上に転写され、さらに転写搬送ベルト２４によって加
熱ローラ２５と加圧ローラ２６との接触点まで搬送さ
れ、トナー像が定着される。加熱ローラ２５には加熱手
段２７が設けられる。転写搬送ベルト２４は、２つのプ
ーリ２８，２９によって矢符方向に移動する。感光体１
１は、図３と同様にクリーニングブレード２０で残った
トナーを除去され、除電される。

【００３０】トナーは、トナーボックス３１に蓄えら
れ、撹拌機３２によって撹拌され、供給ローラ３３を介
して現像ローラ１４に供給される。現像ローラ１４上の
余分のトナーは、規制ブレード３４によって規制され、
感光体１１上には常に一定のトナーが現像ローラ１４か
ら供給される。このようなトナー供給手段３０は、図３
の各現像ローラ１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｂにも設
けられているが、図面が複雑になるので省略してある。

【００３１】（実施例１）ポリオール成分として、ポリ
テトラメチレングリコール（保工ケ谷化学製、ＰＴＭＧ
１０００ＳＮ、商品名）９８部に導電性付与剤としての
ケッチンブラック２部を混練し、前記ポリオール５０部
に、低分子量の芳香族アミンとして、３，３′−ジクロ
ロ−４，４′−ジアミノジフェニルメタン（イハラケミ
カル工業製、ＭＯＣＡ、商品名）を５０部を混合し、１
２０℃で溶解脱水し、触媒として東ソー製、ＴＥＤＡ３
３ＬＶ（商品名）を０．１部添加した。また３官能基を
有する脂肪族イソシアネートとして、ヘキサメチレンジ
イソシアネートのヌレート変成体（住友バイエルウレタ
ン製、スミジュールＮ３５００、商品名）と、２官能基
を有する脂肪族イソシアネートとして、イソホロンジイ
ソシアネート（住友バイエルウレタン製、デスモジュー
ルＩ、商品名）とを３５：６５の割合でブレンドし、こ
のブレンドしたイソシアネートを、前記芳香族アミンを
添加したポリオールに対し、ポリオール中の活性水素の
モル数［Ｈ＊］がイソシアネート中のイソシアネート基
のモル数［ＮＣＯ］に対し、０．９５になるように添加
して芯体層用ポリウレタン原液とした。

【００３２】一方、導電性カーボンを分散させ、硬化後
の硬度が５０Ａとなるポリウレタン原液を弾性層用ポリ
ウレタン原液とし、１２０℃に保温した金型に弾性層用
ポリウレタン原液を所定量注入し、金型を３０分回転
し、金型内面上に弾性層用ポリウレタン原液を半硬化
し、この上に芯体層用ポリウレタン原液を所定量注入
し、３０分１５０℃に加熱しながら回転し、弾性層と芯
体層とを一体的に硬化させ、脱型後１１０℃で１２時間
アフターキュアして２層構造の電子写真装置用ベルトを
得た。

【００３３】（実施例２，３）３官能基を有する脂肪族
イソシアネート（Ｎ３５００）と２官能基を有する脂肪
族イソシアネート（デスモジュールＩ）との配合割合を
５０：５０および２０：８０にした以外は実施例１と同
様にして、２層構造の電子写真装置用ベルトを得た。

【００３４】（実施例４，５）ポリテトラメチレングリ
コール（ＰＴＭＧ１０００ＳＮ）と３，３′−ジクロロ
−４，４′−ジアミノジフェニルメタン（ＭＯＣＡ）と
の配合割合を７０：３０および３０：７０にした以外は
実施例と同様にして、２層構造の電子写真装置用ベルト
を得た。

【００３５】（比較例１，２）ポリテトラメチレングリ
コール（ＰＴＭＧ１０００ＳＮ）と３，３′−ジクロロ
−４，４′−ジアミノジフェニルメタン（ＭＯＣＡ）と
の配合割合を８０：２０および２０：８０にした以外は
実施例と同様にして、２層構造の電子写真装置用ベルト
を得た。

【００３６】（比較例３，４）３官能基を有する脂肪族
イソシアネート（Ｎ３５００）と２官能基を有する脂肪
族イソシアネート（デスモジュールＩ）との配合割合を
６０：４０および１０：９０にした以外は実施例１と同
様にして、２層構造の電子写真装置用ベルトを得た。

【００３７】（比較例５）低分子量芳香族アミン（ＭＯ
ＣＡ）を脂肪族のアミンであるジエタノールアミンにし
た以外は実施例１と同様にして、２層構造の電子写真装
置用ベルトを得た。

【００３８】（比較例６）２官能基および３官能基を有
する脂肪族イソシアネートの代りに芳香族イソシアネー
トとして４，４′ジフェニルメタンジイソシアネートに
した以外は実施例１と同様にして、２層構造の電子写真
装置用ベルトを得た。

【００３９】前記実施例および比較例によって得られた
電子写真装置用ベルトの成形性、弾性率およびこれを図
３に示す中間転写ベルトとして用いた場合のベルト性能
を表１および表２に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】表１の結果から本発明の電子写真装置用ベ
ルトは、成形性がよく、弾性率も１０００ＭＰＡ以上と
高く、ベルトは使用中に伸びることはない。これに対
し、比較例１に示すベルトは、弾性率が低く使用中にベ
ルトが伸び、画像にずれが生じ、比較例２，３に示すベ
ルトは、弾性率が高すぎて使用中に芯体層に割れが発生
した。比較例４は、初期は良好な画像が得られたが、１
０００枚走行後にベルトに伸びが発生し、画像ずれが生
じた。比較例５，６は、アミンを含むポリオール成分と
イソシアネート成分との２液を混合した状態で硬化した
りゲル化したりしてベルトに成形できなかった。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電子写真
装置用ベルトは、弾性層および芯体層を含む少なくとも
２層構造であり、芯体層がポリオールと低分子量の芳香
族アミンと、２官能基および３官能基を有する脂肪族イ
ソシアネートから形成されるポリウレタンによって構成
される。これによって１０００ＭＰＡ以上の高弾性率で
あって使用中に割れを生ぜず、撚り糸を使わないので、
蛇行の少ない高精度で耐久性のあるベルトが得られる。

【００４４】また本発明のベルトは、電子写真装置用の
中間転写ベルトおよび転写搬送ベルトに好適に用いられ
る。

【００４５】また本発明の電子写真装置用ベルトは、金
型の内面に半硬化した弾性層上に芯体層用ポリウレタン
原液を注入し、一体的に遠心硬化形成して製造されるの
で、接着剤を使う必要がなく、均一な厚さのベルトが容
易に製造できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の電子写真装置用ベルト
１の側面図である。

【図２】本発明の実施の他の形態の電子写真装置用ベル
ト１ａの側面図である。

【図３】本発明の電子写真装置用ベルトを中間転写ベル
ト１６に用いた電子写真装置の感光体１１周辺の側面図
である。

【図４】本発明の電子写真装置用ベルトを転写搬送ベル
ト２４に用いた電子写真装置の感光体１１周辺の側面図
である。

【符号の説明】

１，１ａ電子写真装置用ベルト２芯体層３弾性層４表面層１１感光体１２帯電ローラ１４，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｂ現像ローラ１５，２１転写ローラ１６中間転写ベルト２０，２３クリーニングブレード２２紙（シート体）２４転写搬送ベルト２５加熱ローラ２６加圧ローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯体層と弾性層とを含む少なくとも２層
構造から成る電子写真装置用ベルトにおいて、芯体層がポリオールと、低分子量の芳香族アミンと、２
官能基および３官能基を有する脂肪族イソシアネートと
から形成されるポリウレタンから成ることを特徴とする
電子写真装置用ベルト。
【請求項２】前記ポリオールと低分子量の芳香族アミ
ンとの混合比率が重量比で７０：３０〜３０：７０であ
り、かつ２官能基を有する脂肪族イソシアネートと３官
能基を有する脂肪族イソシアネートとの混合比率が重量
比で５０：５０〜８０：２０であることを特徴とする請
求項１記載の電子写真装置用ベルト。
【請求項３】前記３官能基を有するイソシアネートが
ヘキサンジイソシアネートの変成体であることを特徴と
する請求項２記載の電子写真装置用ベルト。
【請求項４】前記弾性層の硬度が３０Ａ〜９５Ａのポ
リウレタンであることを特徴とする請求項１記載の電子
写真装置用ベルト。
【請求項５】感光体上のトナー像が転写され、さらに
転写体に転写する中間転写ベルトであることを特徴とす
る請求項１記載の電子写真装置用ベルト。
【請求項６】感光体上のトナー像をシート体上に転写
し、シート体を搬送する転写搬送ベルトであることを特
徴とする請求項１記載の電子写真装置用ベルト。
【請求項７】弾性層を構成する樹脂原液を金型に注入
し、金型を加熱しながら回転して弾性層の膜を金型の内
面に半硬化形成し、芯体層を構成するポリウレタン原液
を弾性層上に注型し、弾性層と芯体層とを一体的に遠心
硬化形成することを特徴とする電子写真装置用ベルトの
製造方法。