JP2002214928A

JP2002214928A - エンドレスベルト、画像形成装置用ベルト及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2002214928A
Application number: JP2001011967A
Authority: JP
Inventors: Kouichi Sakogawa; 佐子川　　広一; Makoto Morikoshi; 誠森越; Norihiro Otsu; 紀宏大津; Manabu Nishikawa; 西川　　学
Original assignee: Yuka Denshi Co Ltd
Current assignee: Yuka Denshi Co Ltd
Priority date: 2001-01-19
Filing date: 2001-01-19
Publication date: 2002-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成装置に使用するに必要な十分な耐屈
曲性を有し、かつ、表面抵抗率、体積固有抵抗率の均一
性、安定性に優れ、更に、引張弾性率のバランスに優れ
た導電性のエンドレスベルトと、このエンドレスベルト
を用いた画像形成装置用ベルト及び画像形成装置を提供
する。【解決手段】樹脂と炭素フィブリルとを含む画像形成
装置用エンドレスベルト。炭素フィブリルは炭素原子を
主骨格とし、繊維径が１００ｎｍ以下で、アスペクト比
が５以上である。この画像形成装置用ベルトを用いた画
像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式複写機
及びレーザープリンタ等に組み込まれる感光体装置、中
間転写装置、紙搬送転写装置、転写分離装置、帯電装
置、現像装置、転写装置等に用いられる画像形成装置用
ベルトとして好適なエンドレスベルト及び該エンドレス
ベルトよりなる画像形成装置用ベルト並びにこの画像形
成装置用ベルトを備える画像形成装置に関する。

【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
ベルトが多用されている。図１は従来の中間転写装置の
側面図である。図中、１は感光ドラム、６は中間転写ベ
ルトとしての導電性エンドレスベルトである。１の感光
ドラムの周囲には、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よりなる
電子写真プロセスユニットが配置されている。導電性エ
ンドレスベルト６は、搬送ローラ７，８，９に掛け渡さ
れて、矢印方向に回転する感光ドラムと同調して矢印方
向に移動するようになっている。

【０００３】次に、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
様に帯電する。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。このトナー像を、静電転写機１０により
導電性エンドレスベルト６へ静電転写し、搬送ローラ９
と押圧ローラ１２の間で記録紙１１に転写する。

【０００４】このような中間転写ベルトや転写搬送ベル
ト等の画像形成装置用ベルトは、画像形成装置の画質、
耐久性、コストを左右する重要な部品であることから、
フルカラー電子写真装置の普及に伴って、より高機能で
低コストな画像形成装置用ベルトが求められるようにな
ってきている。

【０００５】従来、画像形成装置用ベルトとしては、ポ
リカーボネートやポリアルキレンテレフタレートに導電
性フィラーとしてのカーボンブラックを配合して導電性
を付与したものが提案されている（例えば、特開平３−
８９３７５号公報、特開平４−３１３７５７号公報、特
開平６−１４９０８１号公報等）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、樹脂に導電性
を付与するためにカーボンブラックなどの導電性フィラ
ーを配合した場合、ベルトの構成材料中に柔軟性のない
無機物を多量に含むことになり、エンドレスベルトとし
て用いた場合の耐屈曲性が悪くなり、例えば中間転写ベ
ルトなどとして画像形成装置に使用した場合、駆動によ
りエンドレスベルトにクラックが入り、破損しやすいと
いう問題があった。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点を解決し、画
像形成装置に使用するに必要な十分な耐屈曲性を有し、
かつ、表面抵抗率、体積固有抵抗率の均一性、安定性に
優れ、更に、引張弾性率のバランスに優れた導電性のエ
ンドレスベルトと、このエンドレスベルトを用いた画像
形成装置用ベルト及び画像形成装置を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のエンドレスベル
トは、樹脂と炭素フィブリルとを含む材料で構成された
エンドレスベルトであって、該炭素フィブリルが炭素原
子を主骨格とし、繊維径が１００ｎｍ以下で、繊維長と
繊維径との比（アスペクト比）が５以上であることを特
徴とする。

【０００９】即ち、本発明者らは、上記目的を達成する
べく鋭意検討した結果、導電性付与成分として炭素フィ
ブリルを用いることにより、樹脂に配合しても、耐屈曲
性を殆ど低下させることなく優れた導電性を付与するこ
とができることを見出し、本発明に到達した。

【００１０】本発明で用いる炭素フィブリルは、当該フ
ィブリルの円柱状軸に実質的に同心的に沿って沈着され
ているグラファイト外層を有し、その繊維中心軸は直線
状ではなく、うねうねと曲がりくねった管状の形態を有
する。本発明においては、導電性付与成分としてこのよ
うな炭素フィブリルを用いるため、次のような作用効果
が奏される。

【００１１】マトリックス樹脂中に分散した炭素フ
ィブリルが、非常に微細な導電性ネットワークを形成す
るため、ベルト表面は均一かつ滑らかであり、これに対
応して表面抵抗値も所定の範囲に安定し、微小部での抵
抗値の再現性にも優れる。

【００１２】炭素フィブリルの形状が直線状ではな
く、うねうねと曲がりくねった形状であるため、マトリ
ックス樹脂へのアンカー効果が大きく、ひっかきや摩
擦、洗浄において、炭素フィブリル自身の抜け落ちが極
めて少ない。また、炭素フィブリルから樹脂が剥がれ落
ちることも殆どない。このため、摩擦や洗浄等における
パーティクルの脱落が極めて少ない。

【００１３】炭素フィブリルは、イオンコンタミネ
ーションや不揮発性有機物によるコンタミネーションも
少ない。

【００１４】炭素フィブリルはカーボンブラックな
どの導電性フィラーよりも少量の配合量で高い導電性を
発現するので、この点からも樹脂へのカーボンブラック
配合により問題となっていた耐屈曲性の低下を回避する
ことができる。

【００１５】カーボンファイバーなどの長さ数百μ
ｍ〜数ｍｍの導電性フィラーと異なり、形状も小さいの
で、エンドレスベルトに成形したときに、ブツなどの外
観不良の原因になりにくい。

【００１６】本発明において、樹脂としては熱可塑性樹
脂、特にポリエステル樹脂が好ましい。また、炭素フィ
ブリルのアスペクト比は１００以上であることが好まし
く、樹脂と炭素フィブリルとの配合比は、重量比で樹脂
／炭素フィブリル＝９９．９／０．１〜９０／１０であ
ることが好ましい。

【００１７】また、本発明のエンドレスベルトは、体積
固有抵抗率が１〜１０^１５Ω・ｃｍの範囲であり、かつ
１本のベルト中の体積固有抵抗率の最大値／最小値が１
〜１００であり、ＪＩＳＰ８１１５による耐折回数が
２０００回以上であることが好ましい。

【００１８】本発明の画像形成装置用ベルトは、このよ
うな本発明のエンドレスベルトからなる中間転写ベル
ト、搬送転写ベルト、感光体ベルト、トナージェット用
ベルト等の画像形成装置用ベルトである。

【００１９】本発明の画像形成装置は、このような本発
明の画像形成装置用ベルトを具備するものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下本発明について詳細に説明す
る。

【００２１】（エンドレスベルトの構成成分）（１）樹脂本発明において用いられる樹脂成分に特に制限はなく、
熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などを選択使用することが
できる。

【００２２】熱硬化性樹脂としては、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、ポリイミド樹脂等が挙げられ、これらは１種を単独
で、或いは２種以上の混合物として用いることができ
る。

【００２３】また、熱可塑性樹脂としては、ポリエステ
ル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエ
ーテル樹脂等が挙げられ、これらは１種を単独で、或い
は２種以上の混合物として用いることができる。

【００２４】熱可塑性樹脂のうち、特にポリエステル樹
脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレ
ンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、
ポリエチレンナフタレートなどのポリアルキレンテレフ
タレートやポリアリレート、ポリカーボネートなどを例
示することができる。ポリアミド樹脂としては、１１ナ
イロン、１２ナイロン、６・６ナイロンなどを例示する
ことができる。ポリオレフィン樹脂としては、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又はランダム
共重合体、ゴム又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又はそ
の水素添加誘導体、ポリブタジエン、ポリイソブチレ
ン、アクリルなどを例示することができる。ポリエーテ
ル樹脂としてはポリアセタール、ポリエーテルエーテル
ケトン、ポリフェニレンエーテル、変成ポリフェニレン
エーテル、ポリエーテルスルフォンやポリフェニレンサ
ルファイドなどのチオエーテルなどを例示することがで
きる。

【００２５】熱可塑性樹脂としては、上記以外に、ポリ
アミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、液晶性ポリエ
ステル、ポリスルフォン、ポリビスアミドトリアゾー
ル、ポリエーテルイミド、ポリフッ素化ビニリデン、ポ
リフッ素化ビニル、ポリクロロトリフルオロエチレン、
エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、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、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、ポリメチルメタクリレー
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、ポリエーテルアミド共重合体、ポリウレ
タン共重合体等を用いることもできる。

【００２６】樹脂としては、連続押し出し成形が可能で
あり、製造コストが安価である点で熱可塑性樹脂が望ま
しい。特に、熱可塑性樹脂の中でも、成形性や物性のバ
ランスに優れたポリエステル樹脂が好ましい。

【００２７】熱可塑性樹脂は、１種を単独で用いても２
種以上を混合して用いても良く、例えば、高い寸法精度
と耐薬品性の両方が要求される用途ではポリカーボネー
トやポリアリレートなどの寸法精度に優れる非晶性のポ
リエステル樹脂と、ポリブチレンテレフタレートやポリ
エチレンテレフタレートなどの耐薬品性に優れる結晶性
のポリエステル樹脂とを併用すると、物性バランスに優
れたエンドレスベルトを得ることができ好ましい。

【００２８】（２）炭素フィブリル本発明では樹脂に炭素フィブリルを配合することにより
導電性を付与する。

【００２９】本発明において用いる炭素フィブリルは、
繊維径１００ｎｍ以下でアスペクト比５以上のものであ
り、例えば、特表平８−５０８５３４号公報に記載され
ているものを使用することができる。

【００３０】炭素フィブリルの繊維径が１００ｎｍを超
えるとマトリックス樹脂中での炭素フィブリル同士の接
触が不十分となり、安定した抵抗値が得られない。炭素
フィブリルの繊維径は５０ｎｍ以下が好ましく、特に２
０ｎｍ以下であることが好ましい。ただし、過度に繊維
径の小さい炭素フィブリルは製造が困難であるため、炭
素フィブリルの繊維径は０．１ｎｍ以上、特に０．５ｎ
ｍ以上であることが望ましい。

【００３１】また、炭素フィブリルのアスペクト比が５
未満であると、マトリックス樹脂に対するアンカー効果
が十分に得られず、摩耗粉やパーティクル発生の問題が
ある。このため、炭素フィブリルとしてはアスペクト比
５以上、好ましくは１００以上、より好ましくは１００
０以上のものを用いる。

【００３２】また、炭素フィブリルのＢＥＴ法による比
表面積は、１５０〜３５０ｍ^２／ｇが好ましく、ＤＢＰ
吸油量は、２００〜７００ｃｃ／１００ｇが好ましい。
また、真密度は、１．５〜２．５ｇ／ｃｍ^３であること
が好ましい。

【００３３】なお、一般に炭素フィブリルは、管状の形
態を有するが、その好ましい壁厚み（肉厚）は、通常
３．５〜７５ｎｍの範囲とされる炭素フィブリルの外径
の、約０．１〜０．４倍である。

【００３４】このような炭素フィブリルとしては市販品
を用いることができ、例えば、ハイペリオンカタリシス
インターナショナル社製「ＢＮ」（繊維径１０〜２０ｎ
ｍ，アスペクト比５００〜２０００）等を使用すること
ができる。

【００３５】なお、炭素フィブリルが、マトリックス樹
脂中において、その少なくとも一部分が凝集体の形態と
なっている場合、樹脂組成物中に、面積ベースで測定し
て約５０μｍ、好ましくは１０μｍよりも大きい径を有
するフィブリル凝集体を含有していないことが望まし
い。

【００３６】本発明においては、このような炭素フィブ
リルを樹脂と炭素フィブリルの合計重量に対して０．１
〜１０重量％配合する。この炭素フィブリルの配合量が
少なすぎると、得られるエンドレスベルトの抵抗値が高
くなり過ぎ、導電性が発現されないので、０．１重量％
以上であることが好ましい。一方、炭素フィブリルの配
合量を１０重量％以下にすれば、炭素フィブリルを配合
することによる機械物性の低下を最小限に抑えられるの
で好ましく、８重量％以下であればさらに好ましく、６
重量％以下であれば特に好ましい。

【００３７】（３）付加成分（付加的配合材：任意成
分）本発明では、各種目的に応じて、上記樹脂及び炭素フィ
ブリル以外にエンドレスベルトの構成材料として任意の
配合成分を配合することができる。

【００３８】具体的には例えば添加剤として、イルガノ
ックス１０１０（商品名）などのフェノール系酸化防止
剤、イルガホス１６８（商品名）、ＰＥＰＱ（商品名）
などのリン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤など種々の
酸化防止剤、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、有機・無機の各種顔料、架橋剤、架橋助剤、着色
剤、発泡剤、分散剤、銅害防止剤、帯電防止剤、流れ性
改良剤等の各種添加剤を添加することができる。

【００３９】また、各種フィラーとして、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、二酸化
モリブデン、酸化チタン、炭素繊維、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、金属粉、導電性金属酸化物、有機
金属化合物、有機金属塩等を添加することができる。

【００４０】更に、本発明の効果を著しく損なわない範
囲内で、各種エラストマー等の配合材を配合することが
できる。

【００４１】（エンドレスベルトの製造方法）本発明の
エンドレスベルトは、前述の各成分からなる樹脂組成物
を成形して製造される。本発明のエンドレスベルトの製
造に当たり、一旦平面状のフィルムに成形し、その後に
筒状に継ぎ合わせても良く、初めから継ぎ目の無いチュ
ーブ状に成形し、これを輪切りにするなどしてシームレ
スベルト形状のエンドレスベルトとして成形しても良い
が、継ぎ目のないシームレスベルトとして成形する方
が、画像形成装置に使用したときに継ぎ目が画像に影響
を与えることがないことから好ましい。

【００４２】エンドレスベルトの成形方法としては、一
般に押出成形法が採用されている。押出成形法として
は、各成分を、一軸押出機、二軸押出機、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
ダー等の通常の混練機を用いて混練して一度ペレット状
にした後、押出成形加工に供するのが一般的であるが、
特殊な場合は各成分を直接成形機に供給し、成形機で樹
脂組成物を混練しながら成形することもできる。

【００４３】また、各成分を混練する場合において、全
成分を一度に混練しても良く、一部の成分を先に混練し
て予めマスターバッチを製造しても良い。マスターバッ
チは多くの場合、分散性を均一にさせるために製造され
るため、炭素フィブリル等の凝集体を分散させるように
混練条件を強化して混練することが好ましい。

【００４４】エンドレスベルトは、上記のペレットを用
いてＴダイ成形機などで押出成形にてフィルム状に成形
し、必要な形状に切り開いた後、筒状に継ぎ合わせて製
造することができる。

【００４５】シームレスベルトとして成形する場合に
は、上記ペレットから環状ダイなどを用いてシームレス
チューブを押出成形し、次いでこのシームレスチューブ
を輪切り状に切断することによりシームレスベルトを製
造することができる。押出成形によりシームレスチュー
ブを成形する場合、内部応力を均一化する方法として、
内部冷却マンドレル法やアウトサイジング法が提案され
ているが、いずれの場合でも、溶融押出しされてから冷
却固化されるまでの間に、ある特定の方向にテンション
が加えられ引き取られながら成形される。

【００４６】なお、ベルトの直径が３０ｍｍ以上の場合
には、連続溶融押出成形法の中でも、押し出したチュー
ブの内径を高精度で制御可能で、重力に影響を受けない
下方押出方式の内部冷却マンドレル方式が好適であり、
直径３０ｍｍ未満の場合には、内部冷却マンドレル方式
に加えて、バキュームサイジング方式が好適である。

【００４７】押し出されたシームレスベルトは必要な導
電性、厚みの均一性、機械的強度を有していなければな
らないため、未延伸状態で引き取られることが望まし
い。これは、延伸操作により、機械的強度の向上は期待
できるが、導電性の均一性が損なわれること、延伸方向
に裂け易くなるため耐久性も損なわれてしまう等の問題
が生じるからである。

【００４８】成形されたシームレスチューブを輪切り状
に切断してシームレスベルトを製造するには、所要幅の
シームレスチューブを１対の平行なロール間に張り渡
し、ロールを回転させながらシームレスチューブにカッ
ターの刃を当てシームレスチューブを正確にその周方向
に沿って切断する方法を採用するのが簡便であるが、他
の方法によっても良い。

【００４９】（エンドレスベルトの物性）エンドレスベ
ルトのうち、特に画像形成装置用のエンドレスベルトに
要求される物性としては、耐屈曲性、ヤング率、抵抗
値、膜厚などが挙げられる。

【００５０】（１）耐屈曲性画像形成装置用ベルトは、画像形成装置を駆動すること
により、振動などによるクラックが発生しやすい状態に
なる。そして、クラックが発生すると使用できなくなる
ため、耐屈曲性に優れた、割れにくいエンドレスベルト
が好ましい。

【００５１】エンドレスベルトの耐屈曲性は、ＪＩＳ
Ｐ８１１５による耐折回数として定量的に評価すること
ができる。同じ耐折回数のエンドレスベルトであって
も、画像形成装置内での使用条件により割れ難さは変わ
るため、一概に規定することはできないが、使用条件が
一律であれば、耐折回数が高い方が割れにくいので好ま
しい。

【００５２】ＪＩＳＰ８１１５による耐折回数が５０
０回未満では、画像形成装置用ベルトとしての使用条件
を適正化しても割れやすく、実用上使用不可能であるた
め、５００回以上が好ましく、１０００回以上であれば
より好ましく、２０００回以上、更には３０００回以上
であると特に好ましい。

【００５３】（２）ヤング率（フィルム引張弾性率）一般に、柔らかい樹脂を主成分に選択するか、或いは主
成分に配合すれば、得られるエンドレスベルトは耐屈曲
性に優れ、割れ難くなるが、例えばゴム成分やエラスト
マー成分を配合して柔らかくしたエンドレスベルトは、
画像形成装置に使用すると、使用中に伸びが生じてテン
ションがかからなくなったり、画像が歪むなどの不具合
を生じるので、エンドレスベルトは上記耐屈曲性を満た
した上で伸びにくいことが好ましい。

【００５４】エンドレスベルトの伸び難さは、エンドレ
スベルトをフィルム状の試験片としてＩＳＯＲ１１８
４に準拠してヤング率を測定することにより定量化する
ことができ、このヤング率が高い方が好ましい。

【００５５】具体的には、ヤング率１０００ＭＰａ以上
が好ましく、１５００ＭＰａ以上であるとさらに好まし
く、２０００ＭＰａ以上であると、伸びによる不具合を
大幅に抑制できるので特に好ましい。

【００５６】（３）抵抗値本発明のエンドレスベルトを画像形成装置に用いる場合
には、ある程度の導電性を有する必要がある。このた
め、導電性付与成分である炭素フィブリル等の適量の配
合により、導電性を発現させる。エンドレスベルトの導
電性は例えば体積固有抵抗率の測定で定量的に評価する
ことができる。体積固有抵抗率の好適な測定器として以
下の機器が挙げられる。抵抗計；超高抵抗計Ｒ８３４０Ａ（商品名；アドバンテ
スト（株）製）電極；超高抵抗測定用試料箱ＴＲ４２（商品名；アドバ
ンテスト（株）製）

【００５７】一般に、導電性物質を配合した樹脂は印加
電圧を変えると、得られる体積固有抵抗率の値も変化す
るので、各種サンプルを比較する際には電圧条件も一定
にすることが好ましい。経験的には、例えば１００Ｖの
印加電圧で体積固有抵抗率は好適に測定することができ
る。但し、現実的には測定器の性能の都合上、低抵抗の
サンプルは測定できないことがある（例えば、Ｒ８３４
０ＡとＴＲ４２の組合せでは３×１０^７Ω・ｃｍ以下の
抵抗は印加電圧１００Ｖでは測定できない。）ので、印
加電圧を１０Ｖ或いは１Ｖにして測定したり、ダイヤイ
ンスツルメンツ（株）製低抵抗測定器ロレスタ（商品
名）を測定器に選択するなど工夫することが好ましい。

【００５８】また、電圧を印加すると経時的に測定値が
変化することがあるので、電圧印加後一定の時間経過後
の値を共通の指標とすることが好ましい。例えば、１０
秒後の値を代表値とすることで体積固有抵抗率を再現性
良く測定することができる。

【００５９】画像形成装置用のエンドレスベルトとして
は、体積固有抵抗率が１〜１０^１５Ω・ｃｍの範囲であ
ることが好ましいが、画像形成装置内での用途により好
適な抵抗率はさらに細分される。即ち、感光体基体用エ
ンドレスベルト、定着用エンドレスベルト等に使用する
場合には、体積固有抵抗率は１〜１０^５Ω・ｃｍが特に
好ましい。中間転写用エンドレスベルト、現像用エンド
レスチューブ、帯電用エンドレスチューブに使用する場
合には、体積固有抵抗率は１０^７〜１０^１３Ω・ｃｍが
特に好ましい。搬送転写用エンドレスベルト等に使用す
る場合には体積固有抵抗率は、１０^８〜１０^１５Ω・ｃ
ｍが特に好ましい。

【００６０】なお、エンドレスベルトが多層構造になっ
ている場合には、いずれかの層が上記抵抗率を有する
か、或いは複数の層のトータルとしてこれらの抵抗領域
に相当することが必要である。

【００６１】また、エンドレスベルト１本中で、体積固
有抵抗率の高い部分と低い部分が混在し、その比が大き
すぎると画像形成装置で使用したときに良好な画像が得
られないことがあるので、それぞれ、好ましい抵抗領域
内で、エンドレスベルト１本中の抵抗率の分布は小さい
方が好ましく、１本のベルト中の最大値／最小値が１〜
１００、特に１〜１０であることが好ましい。

【００６２】（４）膜厚エンドレスベルトの厚みは、厚すぎると柔軟な変形が困
難になるため、小径ロールによる均一な速度の駆動がで
きず、画像の転写ズレが生じる。更に、静電容量が小さ
くなるため、高電圧を印加しないと転写に必要な電荷を
付与することができず、電源装置の高コスト化、大型化
のみならず、周辺機器部品間での放電等の問題が生ずる
ので、ある程度は薄い方が好ましい。具体的には、１０
００μｍ以下が好ましく、５００μｍ以下であればより
好ましく、３００μｍであれば更に好ましく、２００μ
ｍ以下であれば、一般に駆動が安定できるので特に好ま
しい。

【００６３】逆に薄すぎるとエンドレスベルトが伸び易
くなるため、画像の色むら等の問題が生じる。また、耐
電圧が不足し、転写に必要な電荷を付与するのに十分な
電圧を印加することができなくなるので、ある程度は厚
い方が好ましく、具体的には５０μｍ以上が好ましく、
１００μｍ以上であればエンドレスベルトが伸びにくく
なるので特に好ましい。

【００６４】また、エンドレスベルト１本中に厚すぎる
部分と薄すぎる部分が混在すると、エンドレスベルトが
画像形成装置内で安定した速度で駆動できなくなること
があり、画質が悪くなったり、場合によってはエンドレ
スベルトが割れて破損する原因にもなるので、厚みは均
一に設定することが好ましい。

【００６５】具体的には、エンドレスベルト１本中の厚
みの分布を測定し、最大値／最小値が１〜１．４であれ
ばエンドレスベルトの画像形成装置内での駆動不安定に
よる割れは発生しにくくなるが、良好な画像を得るため
にはこの比が１〜１．３がより好ましく、１〜１．２で
あればさらに好ましく、１〜１．１５であればエンドレ
スベルトの厚み分布に起因する画像不良が殆ど発生しな
くなるので、特に好ましい。

【００６６】エンドレスベルトの膜厚は例えば東京精密
（株）製のマイクロメータ（商品名）を用いて好適に測
定することができる。

【００６７】（エンドレスベルトの用途）本発明のエン
ドレスベルトの用途に特に制限はないが、特に画像形成
装置用ベルトとして好適である。画像形成装置用ベルト
としては、例えば、中間転写ベルト、搬送転写ベルト、
感光体ベルト、トナージェット用ベルトなどとして、画
像形成装置で好適に使用することができる。

【００６８】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を
より具体的に説明する。

【００６９】なお、実施例及び比較例で使用した原料は
以下の通りである。

【００７０】・ポリブチレンテレフタレート（ＰＢ
Ｔ）；ノバドール５０１０（商品名；三菱エンジニアリ
ングプラスチックス（株）製）・ポリカーボネート（ＰＣ）；ユーピロンＥ２０００
（商品名；三菱エンジニアリングプラスチックス（株）
製）・フッ素樹脂（ＥＴＦＥ）；アフロンＣＯＰ８８Ａ（商
品名；旭硝子（株）製）・カーボンブラック；デンカブラック（商品名；電気化
学工業（株）製）・炭素フィブリル（Hyperion Catalysis International
社製）外径：１〜１７ｎｍ長さ：１〜１０μｍアスペクト比：５００〜２０００ＢＥＴ法比表面積：２２０〜３２０ｍ^２／ｇＤＢＰ吸油量：４００〜５００ｃｃ／１００ｇ真密度：１．９〜２．１ｇ／ｃｍ^３・炭素フィブリル（１２重量％）ＰＣマスターバッチ
（ベースポリマー：ポリカーボネートＭＦＲ＝１２〜１
３、Ｍｗ＝１９５００；Hyperion Catalysis Internati
onal社製、炭素フィブリルは上記炭素フィブリルと同様
の物性を示す。）・酸化防止剤；ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０（商品名；日本
チバガイギー（株）製）

【００７１】また、実施例及び比較例におけるエンドレ
スベルトの評価方法は以下の通りである。 [1] 表面抵抗率（Ω）測定装置：ハイレスターＩＰ（ダイヤインスツルメント
（株）製）測定端子：ＨＡ端子（ダイヤインスツルメント（株）
製）測定電圧：５００Ｖ測定時間：１０秒エンドレスベルト円周方向に２０ｍｍピッチで測定 [2] 体積固有抵抗率（Ω・ｃｍ）測定装置：超高抵抗計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト
（株）製）測定電極：超高抵抗測定用試料箱ＴＲ４２（アドバンテ
スト（株）製）測定電圧：１００Ｖ測定時間：１０秒エンドレスベルト円周方向に２０ｍｍピッチで測定 [3] 耐折回数（回）ＪＩＳＰ８１１５準拠 [4] ヤング率（ＭＰａ）ＩＳＯＲ１１８４準拠

【００７２】実施例１〜３、比較例１〜３表１に示す配合で各成分を配合し、ベント式二軸押出成
形機ＰＭＴ３２（商品名；ＩＫＧ（株）製）で溶融混練
し、ペレット化した。混練条件は樹脂温が２４０〜２８
０℃の範囲内におさまるように設定温度を調整し、メイ
ンスクリューの回転数１５０ｒｐｍ、吐出速度１５ｋｇ
／ｈｒとした。

【００７３】得られたペレットを、１３０℃で８時間乾
燥した後、成形温度３３０〜３６０℃でφ１８０ｍｍ、
リップ幅１ｍｍの６条スパイラル型環状ダイ付きφ４０
ｍｍ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、押し出した溶融チューブを環状ダイと同一
軸線上に支持棒を介して装着した外径φ１７０ｍｍの冷
却マンドレルの外表面に接しめて冷却固化させ、次にチ
ューブの中に設置されている中子と外側に設置されてい
るロールにより、円筒形を保持した状態で引き取りつ
つ、３４０ｍｍの長さで輪切りにして、目標の厚みとな
るよう、滞留時間と押出量と引取速度を調整して、直径
φ１６９ｍｍのシームレスベルト形状のエンドレスベル
トを得た。

【００７４】なお、フィルム厚は１４０μｍに設定し、
厚み分布がなるべく均一となるように調整しながら成形
し、±１４μｍを許容範囲とし、規格内のサンプルを各
評価に用い、評価結果を表１に示した。

【００７５】

【表１】

【００７６】表１より次のことが明らかである。

【００７７】即ち、比較例１は、樹脂とカーボンブラッ
クからなるエンドレスベルトであり、表面抵抗率約１０
^８Ω、体積固有抵抗率約１０^９Ω・ｃｍと中間転写ベル
トに好適であるが、耐折回数が１５００回と低く、割れ
やすいので実用には適さない。

【００７８】実施例１は、樹脂と炭素フィブリルからな
るエンドレスベルトであり、比較例１と同様、表面抵抗
率約１０^８Ω、体積固有抵抗率約１０^９Ω・ｃｍと中間
転写ベルトに好適であり、耐折回数は３０００回と比較
例１より顕著に高く、画像形成装置用エンドレスベルト
として用いることが可能である。これは、比較例１では
好適な抵抗値を得るために、カーボンブラックを１６重
量部要したのに対し、実施例１では炭素フィブリル僅か
４重量部で導電性を得ることができたことによる。

【００７９】比較例２は、樹脂とカーボンブラックから
なるエンドレスベルトであり、比較例１のカーボンブラ
ック１６重量部に対し、４重量部と減らすことにより、
耐折回数３１００回と高い値を得ることができたが、抵
抗値が高く、画像形成装置に用いることはできない。

【００８０】実施例２は、樹脂と炭素フィブリルからな
るエンドレスベルトであり、炭素フィブリルを実施例１
より少ない２重量部とし、表面抵抗率約１０^１２Ω、体
積固有抵抗率約１０^１３Ω・ｃｍの値を得、耐折回数の
３２００回と高い値を得た。このエンドレスベルトは、
搬送転写ベルトとして好適である。

【００８１】実施例３は、炭素フィブリルを一度ＰＣと
混練したマスターバッチを用い、樹脂材料と溶融混練し
てペレット状の導電性組成物としてから、エンドレスベ
ルトを作成したものであり、組成比は、実施例１とほぼ
同等で、物性についても実施例１とほぼ同じ値を得るこ
とができた。

【００８２】比較例３は、樹脂として柔軟で耐屈曲性に
優れるフッ素樹脂を選択し、カーボンブラックを配合し
てエンドレスベルトとしたものであり、耐折回数８００
０回と高い値を得たが、ヤング率は１３００ＭＰａと低
い値しか得られなかった。このようなエンドレスベルト
では、画像形成装置に用いると、使用条件によっては伸
びに起因する画像不良を発生するので好ましくない。

【００８３】以上の結果から、本発明によれば、引張弾
性率を殆ど損なうことなく、耐折回数が従来より大きな
耐久性の高い導電性エンドレスベルトが提供されること
がわかる。

【００８４】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、画
像形成装置に使用するに必要な十分な耐屈曲性を有し、
かつ、表面抵抗率、体積固有抵抗率の均一性、安定性に
優れ、更に、引張弾性率のバランスに優れた導電性のエ
ンドレスベルトが提供される。従って、このエンドレス
ベルトを用いた画像形成装置用ベルトであれば、電子写
真などに用いられる中間転写装置、転写分離装置、搬送
装置、帯電装置、現像装置等の画像形成装置において、
長時間に亘り破損することなく、安定に使用することが
でき、高精度で高品質の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の中間転写装置の側面図である。

【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導電性エンドレスベルト７，８，９搬送ローラ

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）Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０１Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０１Ｆ 21/00 ３５０ 21/00 ３５０ (72)発明者大津紀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 (72)発明者西川学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 CC04 2H032 BA09 BA18 DA13 2H035 CA05 CB06 2H077 AD07 FA12 FA16 FA22 FA27 4J002 AC021 BB011 BD121 BG001 BP011 BP021 CB001 CC031 CC181 CD001 CF001 CF051 CF081 CF211 CG001 CH001 CK021 CL001 CM001 CN001 DA016 FA046 FD010 FD116 GM01 GQ02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂と炭素フィブリルとを含む材料で構
成されたエンドレスベルトであって、該炭素フィブリル
が炭素原子を主骨格とし、繊維径が１００ｎｍ以下で、
繊維長と繊維径との比（以下「アスペクト比」と称
す。）が５以上であることを特徴とするエンドレスベル
ト。
【請求項２】該樹脂が熱可塑性樹脂であることを特徴
とする請求項１に記載のエンドレスベルト。
【請求項３】該熱可塑性樹脂がポリエステル樹脂であ
ることを特徴とする請求項２に記載のエンドレスベル
ト。
【請求項４】炭素フィブリルのアスペクト比が１００
以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
か１項に記載のエンドレスベルト。
【請求項５】樹脂と炭素フィブリルとの配合比が重量
比で樹脂／炭素フィブリル＝９９．９／０．１〜９０／
１０であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
か１項に記載のエンドレスベルト。
【請求項６】体積固有抵抗率が１〜１０^１５Ω・ｃｍ
の範囲であり、かつ１本のベルト中の体積固有抵抗率の
最大値／最小値が１〜１００であることを特徴とする請
求項１ないし５のいずれか１項に記載のエンドレスベル
ト。
【請求項７】ＪＩＳＰ８１１５による耐折回数が２
０００回以上であることを特徴とする請求項１ないし６
のいずれか１項に記載のエンドレスベルト。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれか１項に記載
のエンドレスベルトからなる画像形成装置用ベルト。
【請求項９】請求項８に記載の画像形成装置用ベルト
を具備してなる画像形成装置。