JP2003177582A

JP2003177582A - 電子写真装置用シームレスベルト

Info

Publication number: JP2003177582A
Application number: JP2002250381A
Authority: JP
Inventors: Michiya Okamura; 道也岡村; Kouichi Sakogawa; 佐子川　　広一; Tetsuo Konno; 哲郎今野
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2003-06-27

Abstract

(57)【要約】【課題】トナーとの相溶性がなく、電圧印加時の体積
固有抵抗の変化も小さい導電性樹脂組成物、およびこの
樹脂組成物からなるシームレスベルトを提供すること。【解決手段】フッ素樹脂混合物９８〜７０重量％に、
カーボンブラック２〜３０重量％を添加してなる導電性
樹脂組成物を成形してなる特定の体積固有抵抗変化率を
満足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、電子写真式複写
機、レーザープリンター等において、感光体基体用を始
め、中間転写、搬送、定着、現像等に使用されるシーム
レスベルト、およびそれに適した導電性樹脂組成物に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から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。
図１は中間転写方式の複写機の要部側面図である。

【０００３】図中、１は感光ドラム、６は導電性シーム
レスベルトである。感光ドラム１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の方向に回転
する感光ドラムと同調して矢印Ｂ方向に移動するよう構
成されている。

【０００４】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、静電転写器１０により
導電性シームレスベルト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。

【０００５】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、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したものが知られている（特
開平２−２３３７６５号公報、特開平３−８９３５７号
公報および特開昭６４−２６４３９号公報等に開示）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】電子写真式複写機に用
いるシームレスベルトには、高耐久性が要求される。し
かし、ポリカーボネート系シームレスベルトでは短時間
で端面にクラックが入り、時間の経過と共に進展して破
断に至る。また、中間転写用、転写分離用等の場合に
は、記録紙に転写されなかったトナー（残留トナー）を
繰り返し除去するため、トナーの除去特性も要求され
る。しかし、残留トナーはベルトの使用経過と共にベル
ト表面にフィルム状に付着し、容易に除去できなくなる
（フィルミング現象）。

【０００７】このフィルミング現象は、トナーと相溶性
のないフッ素系樹脂を用いることで抑制できることは知
られているが、フッ素系樹脂を用いると別の問題が生じ
てくる。すなわち、フッ素系樹脂は表面エネルギーが小
さく、分子間力も弱い。そのため、カーボンブラック等
の導電性フィラーを拘束する力も小さい。シームレスベ
ルトにはコロナ放電等により繰り返し高電圧が印加され
るため、電圧印加時にカーボンブラックが電気的な力に
より移動しやすい。カーボンブラックが移動により導電
性の回路を形成すると、シームレスベルトの体積固有抵
抗が低下する。この導電性回路はいったん形成されると
元にもどらないため、体積固有抵抗も低いまま一定の値
になってしまう。体積固有抵抗が低下しすぎると、転写
ベルトへのトナー移行量が低下し、画質の劣化、画像ム
ラ等が発生する。

【０００８】体積固有抵抗の現像を防ぐには、（１）ベース樹脂を表面エネルギーの大きな、フッ素系
以外の樹脂にする。（２）フッ素系樹脂に表面エネルギーの大きな樹脂を加
え、この樹脂または樹脂の界面にカーボンブラックを閉
じ込めてカーボンブラックの移動を抑制する。等の方法
が考えられる。しかし、これらの方法では前述したフィ
ルミング現象の問題を解決することはできない。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、トナー
との相溶性がなく、かつ体積固有抵抗の変化が小さい導
電性樹脂組成物およびそれからなるシームレスベルトを
提供することにある。本発明者は上記目的を達成するた
め検討した結果、フッ素系樹脂混合物９８〜７８重量％
に、カーボンブラックを２〜３０重量％加えた導電性樹
脂組成物をシームレスベルトに成形してなり、特定の体
積固有抵抗変化率を満足する電子写真装置用シームレス
ベルトが目的を達成し得ることを見出した。

【００１０】以下、本発明を具体的に説明する。（１）ベース樹脂本発明で使用するベース樹脂は、表面エネルギーが小さ
く、溶融成形可能なフッ素系樹脂であればよいが、成形
時の寸法精度、強度、耐久性などの点から、ＰＶＤＦま
たはＥＴＦＥが好ましい。このなかでも、フィルミング
現象の抑制の点から、ＥＴＦＥがより好ましい。

【００１１】（２）第２成分樹脂本発明で用いる第２成分樹脂には、ベース樹脂の特性を
損なうことなくカーボンブラックの移動を抑制すること
が望まれる。このためベース樹脂よりもフッ素含有量の
多いＦＥＰ、ＰＦＡが好ましい。このなかでも、ベース
樹脂と融点が近く、成形が容易なＦＥＰがより好まし
い。

【００１２】ベース樹脂に対する第２成分樹脂の配合量
は、少なすぎると導電性フィラーの分散制御に基づく体
積固有抵抗減少の抑制効果が得られず、多すぎるとベー
ス樹脂の強度、耐久性等の機械的特性を劣化させるた
め、１〜４０重量％が好ましく、２〜３０重量％がより
好ましい。

【００１３】（３）導電性フィラー本発明で使用する導電性フィラーとしては、金属粉、酸
化金属粉、カーボンブラック等を挙げることができる。
このなかでも、第２成分樹脂の添加により分散制御が可
能で、導電性の精密な制御および体積固有抵抗の減少を
効果的に抑制するという点からはアセチレンブラック、
ファーネスブラック、チャネルブラック等のカーボンブ
ラックが好ましい。

【００１４】カーボンブラックの配合量は、少なすぎる
と導電性が得られず、多すぎると強度、耐久性等の機械
的特性を劣化させるため、２〜３０重量％が好ましく、
５〜２０重量％がさらに好ましい。さらに本発明では、
付加成分として他の樹脂成分、有機化合物、無機化合物
を加えて、樹脂組成物の熱安定性、流動安定性、外観の
改良等の付加的効果を得ることもできる。

【００１５】本発明の導電性樹脂組成物は、必要な成分
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
の混練機を用いて製造することができる。通常は押出機
等で各成分を各々に混練してペレット状のコンパウンド
にした後で加工するが、特殊な場合は各成分を直接成形
機に供給し、成形機で本組成物を混練しながら成形する
こともできる。

【００１６】本発明の導電性樹脂組成物を用いたシーム
レスベルトの製造方法としては、連続溶融押出成形法、
射出成形法あるいはブロー成形法、インフレーションフ
ィルム成形法等公知の方法を採用することができる。望
ましい製造方法は連続溶融押出成形法で、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し出し方
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。

【００１７】押し出されたシームレスベルトは未延伸状
態で必要な導電性、厚みの均一性、機械的強度を有して
いなければならない。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。さらに、カーボ
ンブラックとプラスチックの界面に剥離が生じカーボン
が脱落して転写むら等の原因となる問題もある。

【００１８】シームレスベルトの厚みは、５０μｍ以上
１０００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以上７００μ
ｍ以下がさらに好ましい。５０μｍ未満になるとシーム
レスベルトが伸び易くなる為、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事ができなくなる。ま
た、１０００μｍを越え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
の転写ずれが生じる。さらに、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。

【００１９】得られたシームレスベルトの表面抵抗値
は、１０⁰〜１０¹³Ω／□の範囲が好ましい。感光体基
体用として使用する場合には、１０⁰〜１０⁵Ω／□が好
ましく、１０⁰〜１０³Ω／□が特に好ましい。中間転写
用、搬送用、定着用および現像用等に使用する場合には
１０⁵〜１０¹³Ω／□が好ましく、１０⁷〜１０¹²Ω／□
が特に好ましい。また、体積方向の抵抗値は、１０¹〜
１０¹³Ω・ｃｍの範囲が好ましい。感光体基体用として
使用する場合には、１０¹〜１０⁵Ω・ｃｍが好ましく、
１０¹〜１０³Ω・ｃｍが特に好ましい。中間転写用、搬
送用、定着用および現像用等に使用する場合には１０⁵
〜１０¹³Ω・ｃｍが好ましく、１０⁷〜１０ ¹²Ω・ｃｍ
が特に好ましい。また、１５０Ｖにおける体積固有抵抗
測定値が、第１回目と第１０回目とを比較して５０％以
内の変化率であることが好ましい。

【００２０】シームレスベルトはそのままベルトとして
使用しても良いし、ドラムあるいはロール等に巻き付け
て使用しても良い。更に、図２に示すように、蛇行防止
や端面補強等の目的のために、所定の寸法のシームレス
ベルトの内側面端部を耐熱テープ１３或いは、シリコン
ゴム１４等で処理しても良い。

【００２１】

【実施例】次に、本発明を実施例を用いて説明する。実
施例及び比較例においての使用材料は、下記の通りであ
る。ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）三菱油化社製、商品名「カイナー７２０」エチレンテトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）旭硝子社製、商品名「アフロンＣＯＰ：Ｃ５５ＡＰ」ＭＦＲ：２ｇ／１０分テトラフルオロエチレン−ヘキサフロオロプロピレン共
重合体（ＦＥＰ）ダイキン社製、商品名「ＮＰ２０」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（ＰＦＡ）旭硝子社製、商品名「アフロンＰ６６Ｐ」アセチレンブラック電気化学工業社製、商品名「デンカブラック」ファーネスブラック三菱油化社製、商品名「ＥＣカーボン」

【００２２】実施例及び比較例においての実験、評価方
法は、下記の通りである。１．体積固有抵抗三菱油化社製表面抵抗計「ロレスタ」「ハイレスタ」
を用い、測定電圧１５０Ｖ〜５００Ｖ測定時間１０秒で測定した。２．難燃性ＵＬ９４規格に準拠して測定した。３．体積固有抵抗変化率１５０Ｖで同一点を測定した体積固有抵抗値を用い、１
０回目の測定値／１回目の測定値を体積固有抵抗変化率
として求めた。４．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。

【００２３】（実施例１）表１にて示した様に、ＰＶＤ
Ｆ９７重量％とＦＥＰ３重量％からなるフッ素系樹脂混
合物８６重量％に、アセチレンブラック１４重量％を加
え、二軸混練機を用いて溶融混練してペレット状の導電
性樹脂組成物とした。つぎにこの樹脂組成物を環状ダイ
付き４０φの押出機により、環状ダイより下方に溶融チ
ューブの状態で押出す。押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、冷却マン
ドレル外表面に接しめて冷却固化させてシームレスチュ
ーブとした。次に、シームレス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、シ
ームレスチューブ（所定の長さに切断したものがシーム
レスベルト）を円筒形を保持した状態で引き取った。得
られたベルトの難燃性、体積固有抵抗変化率、接触角の
評価結果を表１に示す。

【００２４】（実施例２）ＥＴＦＥ９０重量％とＰＦＡ
１０重量％からなるフッ素系樹脂混合物８２重量％と、
ファーネスブラック１８重量％を加え、二軸混練機を用
いて溶融混練してペレット状の導電性樹脂組成物とし
た。この樹脂組成物を用いて実施例１と同様にシームレ
スベルトを作成、評価した。結果を表１に示す。

【００２５】（実施例３）ＥＴＦＥ９５重量％とＦＥＰ
５重量％からなるフッ素系樹脂混合物８４重量％と、ア
セチレンブラック１４重量％を加え、二軸混練機を用い
て溶融混練してペレット状の導電性樹脂組成物とした。
この樹脂組成物を用いて実施例１と同様にシームレスベ
ルトを作成、評価した。結果を表１に示す。

【００２６】（比較例１）ＰＶＤＦ８６重量％にアセチ
レンブラック１４重量％を加え、二軸混練機を用いて溶
融混練してペレット状の導電性樹脂組成物とした。この
樹脂組成物を用いて実施例１と同様にシームレスベルト
を作成、評価した。結果を表１に示す。

【００２７】（比較例２）ＥＴＦＥ８２重量％にファー
ネスブラック１８重量％を加え、二軸混練機を用いて溶
融混練してペレット状の導電性樹脂組成物とした。この
樹脂組成物を用いて実施例１と同様にシームレスベルト
を作成、評価した。結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フッ素系樹脂をベースとし、更にベース樹脂よりもフッ
素含有量の多いフッ素樹脂をカーボンブラックの分散制
御剤として添加することにより、トナーとの相溶性がな
く、体積固有抵抗の変化も小さい導電性樹脂組成物が得
られる。この結果、電子写真式複写機等に用いられる中
間転写ベルトなど機能性ベルトに用いることにより、フ
ィルミング現象および画像ムラの発生を抑える事ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】中間転写方式の複写機における要部側面図であ
る。

【図２】端面を補強したシームレスベルトの斜視図であ
る。

【符号の説明】

１感光ドラム２帯電器３露光用光学系４現像器５クリーナー６導電性シームレスベルト６ａ内側面６ｂ外側面７搬送ローラ８搬送ローラ９搬送ローラ１０静電転写器１１記録紙１２押圧ローラ１３補強用テープ１４ガイド

───────────────────────────────────────────────────── 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） // Ｈ０１Ｂ 1/24 Ｈ０１Ｂ 1/24 Ｚ５Ｇ３０１ (72)発明者今野哲郎三重県四日市市東邦町１番地三菱化学株式会社内Ｆターム(参考） 2H033 AA23 BA11 BA12 2H035 CA05 CB06 CF01 2H077 AD07 FA22 FA25 FA27 2H171 FA25 FA26 FA30 GA25 PA03 PA08 PA13 PA14 PA15 QA09 QA15 QA19 QA24 QA27 QA29 QB35 QB45 QB47 QC05 QC13 QC14 QC37 QC39 QC40 SA32 TA17 TB13 UA03 UA07 UA10 UA22 XA03 2H200 FA09 GA24 GB50 JB07 JC04 JC15 JC16 MA04 MA14 MA17 MB01 MB04 MB05 5G301 DA18 DA47 DD08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フッ素系樹脂９８〜７０重量％に、カー
ボンブラック２〜３０重量％を添加してなる導電性樹脂
組成物をシームレスベルトに成形してなり、１５０Ｖに
おける体積固有抵抗変化率、すなわち、１０回目の測定
値／１回目の測定値が５０％以内の変化率であることを
特徴とする電子写真装置用シームレスベルト。
【請求項２】表面抵抗値が、１〜１０¹³Ω／□である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のシ
ームレスベルト。