JP2005091789A

JP2005091789A - 転写ベルト

Info

Publication number: JP2005091789A
Application number: JP2003325432A
Authority: JP
Inventors: Tetsukazu Ueno; 哲一上野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-09-18
Filing date: 2003-09-18
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】転写ベルト１の転写性を改善する。
【解決手段】転写ベルト１を、厚さが５〜５０μｍ、表面抵抗率が１ｘ１０¹³Ω／□以上の表層１２と、厚さが５０〜２００μｍで、表面抵抗率が表層１２の０．００１以下の基層とで構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、静電記録プロセスにおいて用いられる転写ベルトに関し、特に、記憶媒体への転写性を改良したものに関する。

従来から、画像形成体をなす複数の感光体上に形成されたカラーのトナー像を、中間転写ベルトを介して紙等の記録媒体に転写する中間転写方式や、転写ベルト上に直接記録媒体を載置して各カラーのトナー像を転写する直接転写方式の静電記録プロセスが知られている。図１は、このうち中間転写方式のプロセスを用いて画像を形成する画像形成装置の略式側面図であるが、この中間転写方式プロセスは、感光ドラム２ａ上の静電潜像をイエローにより現像する第１現像装置４ａと、感光ドラム２ｂ上の静電潜像をマゼンタにより現像する第２現像装置４ｂと、感光ドラム２ｃ上の静電潜像をシアンにより現像する第３現像装置４ｃと、感光ドラム２ｄ上の静電潜像をブラックにより現像する第４現像装置４ｄとを、中間転写ベルト１０に沿って配置し、該中間転写ベルト１０を図中矢印方向に循環駆動させて各現像装置４ａ〜４ｄの感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された４色のトナー像を中間転写ベルト１０上に順次転写することにより、この中間転写ベルト１０上にカラー画像を形成し、このカラー画像を紙等の記録媒体３上に転写してプリントするものである。

なお、図中、５は、中間転写ベルト１０を循環駆動するための駆動ローラもしくはテンションローラであり、６は記録媒体送りローラ、７は記録媒体送り装置、８は記憶媒体上の画像を加熱等により定着する定着装置である。また、図中９は中間転写ベルト１０に電圧を印加する電源装置（電圧印加手段）であり、この電源装置９は感光ドラム２ａ〜２ｄからトナー像を上記中間転写ベルト１０に転写する際と、中間転写ベルト１０から記録媒体３にトナー像を転写する際とで、印加する電圧の正負を反転させることができるようになっている。

このような中間転写方式に用いられる上記中間転写ベルト１０としては、例えば、基層と表層との二層構造よりなり、いずれの層も樹脂よりなり、表層の厚さは２０μｍ以下、基層の厚さは５０〜２００μｍ、表層の表面抵抗率は１０^８〜１０^１２Ω／□、基層の表面抵抗率は１０^５〜１０^９Ω／□、そして、ベルト全体の体積抵抗は１０^６〜１０^１２Ω・ｃｍとなる特性を有したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

中間転写ベルト１０が具えなければならない特性として、トナーを感光ドラムから完全に自己の表面に乗り移らせる性能と、記憶媒体に対しては自己の表面に保持したトナーを完全に記憶媒体に転写する性能とを両立させることが要求されるが、さらに、従来は、このベルトで記憶媒体も保持することを前提にしていて、これらの要求性能を考慮して、これらの性能をバランスよく具えさせるよう、表層、基層それぞれの表面抵抗率、厚さが前述のように設定されている。

しかしながら、このようにして設定された表面抵抗率を有する中間転写ベルト１０のように、従来の転写ベルトは、転写性能だけをとると、必ずしも、満足するものではなかった。この転写性能を改善するため、発明者らは鋭意検討した結果、記憶媒体を保持する機能を担持させる必要のない条件下では、前記表面抵抗率を最適化することにより、他の性能を犠牲にすることなく転写性能を大幅に向上させることのできることを見いだして本発明はなされたものである。
特開２００２−１２３０９８号公報

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、他の性能を犠牲にすることなく転写性能を大幅に向上させることのできる転写ベルトを提供することを目的とするものである。

請求項１に記載の転写ベルトは、画像形成体表面に形成されたトナー像を記録媒体へ転写する転写ベルトにおいて、
記憶媒体に直接接触する表層と、表層の厚さ方向内側に隣接する基層との二層よりなり、これら両層を樹脂よりなるものとするとともに、樹脂表層の厚さを５〜５０μｍ、基層の厚さを５０〜２００μｍ、基層の表面抵抗率に対する表層の表面抵抗率の比を１０００以上、かつ、表層の表面抵抗率を１ｘ１０¹³Ω／□以上としてなるものである。

請求項２に記載の転写ベルトは、請求項１に記載するところにおいて、表層は、ウレタン樹脂をスプレー塗装して形成されてなるものである。

請求項１に記載の転写ベルトによれば、表層の表面抵抗率が１ｘ１０¹³Ω／□以上となるよう大きくしたので、従来のものに対比し、導電層となる基層と、感光ドラムもしくは記憶媒体との間の電荷移動に伴う、基層の電圧降下を防止し、これらの間の電界強度を高めることによりトナーの移動を容易にして転写性能を向上させることができる。また、基層の表面抵抗率に対する表層の表面抵抗率の比を１０００以上としたが、これが１０００未満であると、前記電界強度の低下を招き、転写性能を低下させる。

ここで、表層の厚さが５μｍ未満の場合、絶縁層が絶縁破壊することにより、基層の電圧が降下して電界強度が低下し、一方、絶縁層の厚みが２００μｍを越えた場合、基層と感光ドラムもしくは記憶媒体との距離が大きくなり電界強度が低下し、いずれの場合も、転写性能の低下を導く。

基層の厚さが５０μｍの場合、転写ベルトの引張り剛性が低下し、伸びが大きくなり画像精度が低下する。また、基層の厚さが２００μｍを越えると、ベルトの曲げ剛性が大きくなり、屈曲性低下にともなって安定してこれを走行させえることが難しくなりこれも画像精度が低下の原因となるとともに、曲げ応力が増加することに起因して転写ベルトの寿命を低下させる。さらに、基層、表層のそれぞれを構成する材料として樹脂を用いたが、これをゴムとした場合には、寸法安定性が低下する。

請求項２に記載の転写ベルトによれば、表層は、スプレー塗装にて形成されるので、表層の厚さを高精度なものとすることができ、また、ウレタン樹脂よりなるので、ベルトの屈曲走行に必要な柔軟性を担持することができる。

以下、本発明の実施形態について図２に基づいて説明する。図２は転写ベルトを示す断面図である。転写ベルト１は、記憶媒体との接触面１２ａを形成する表層１２と、厚さ方向最内層となる基層１３との二層構造になり、これらの層はいずれも樹脂よりなり、表層１２の厚さは５〜５０μｍであり、基層１３の厚さは５０〜２００μｍである。

また、それぞれの層の表面抵抗率は、表層で１ｘ１０^１３Ω／□以上、基層で表層の１０００分の１以下であり、例えば１ｘ１０^１０Ω／□以下とするのが好ましい。

表層１２の材料としては、ポリエステルウレタン、ポリエーテルウレタン、ウレタン変成アクリル樹脂等の樹脂を用いることができる。

また、基層に用いる材料としては、ポリアミド（ＰＡ）、ポルブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポルエレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の材料を単独にもしくは組み合わせて用いることができができる。

上記の表層１２、基層１３に所定の表面抵抗率を具えさせるには、前記樹脂材料に導電剤を添加し、その添加量を調整して行うことができる。その導電剤としては、特に限定されず、ラウリルトリメチルアンモニウム、ステアリルメチルアンモニウム、オクタドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸・ジメチルエチルアンモニウムの過塩素酸塩、塩素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エトサルフェート塩、臭化ベンジル塩、塩化ベンジル塩等のハロゲン化ベンジル塩等の第四級アンモニウム塩などの陽イオン性界面活性剤、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、高級アルコール燐酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加燐酸エステル塩などの陰イオン界面活性剤、高級アルコールエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステル等の非イオン性帯電防止剤などの帯電防止剤、ＮａＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＮａＳＣＮ、ＫＳＣＮ、ＮａＣｌ等のＬｉ⁺、Ｎａ⁺、Ｋ⁺等の周期律表第１族の金属塩、あるいはＮＨ₄ ⁺の塩などの電解質、また、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理を施したカラー（インク）用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等が挙げられる。

この転写ベルト１を形成する方法について説明すると次の通りである。まず、基層１３を形成するが、このため、最終製品の転写ベルト１と同じ周長の筒状断面の口金から樹脂を連続的に押し出し、あるいは、基層１３の他の形成方法として、円柱状金型を、基層１３を形成する材料を溶解した溶液にディップして、この材料を金型外表面にディップ塗装し、もしくは、この材料を静電気を利用して円柱状金型の外表面に粉体塗装することにより、複数個分が幅方向につながった基層１４を形成する。

次いで、このようにして形成された無端状の基層１３を、所定寸法の金型の外周面にセットし、スプレー塗装もしくはディップ塗装にて、表層１２を形成する。そして、表層１２の塗装が完了したあと、所定の温度、たとえば、１００〜２００℃の温度下で２０〜１２０分間、これを放置することにより乾燥させる。さらに、この乾燥を短縮化するため、紫外線を照射してもよい。その後、基層１３上に、表層１２が塗装された転写ベルト１を金型から脱型して、最後に、一本分の製品幅に相当する長さに定長裁断して主たる工程を終了する。

図２に示す構造の転写ベルト１を、表層１２の厚さ、基層１３の表面抵抗率、表層１２の表面抵抗率をそれぞれ変化させて、それぞれのベルトの転写性およびベルト表面外観について評価した。それぞれのベルト１についての上記の変化パラメータおよび評価結果を表１に示す。表１において、実施例１〜３は、本発明に係るものであり、比較例１〜３は、表層厚さもしくは表面抵抗率のいずれかの点において、本発明とは異なるものである。
ここで、基層の主たる材料としてナイロン樹脂を、表層の主たる材料としてポリエステルウレタン樹脂を用い、基層の厚さは、すべてのサンプルについて、１００μｍとした。

表１から明らかなように、表層厚さが５０μｍを越え、あるいは、表層１２の表面抵抗率が基層１３の１０００倍未満であり、もしくは、表層１２の表面抵抗率が1ｘ10¹³Ω／□未満である場合には、転写性が悪化することが分かる。

なお、ベルトの転写性、ベルト表面残留トナーについては以下の方法により評価した。ベルトの転写性は、画像形成装置となるレーザビームプリンタに転写ベルトを組み込み、シアンまたはマゼンダの単色ハーフトーン画像を出力し、その画像を目視観察し転写ムラの有無を判定し、転写ムラがあれば「ＮＧ」、なければ「ＯＫ」とした。また、ベルト表面残留トナーは、画像出力後、ベルト表面に残留するトナーの有無を目視で判定し、残留が確認できれば「ＮＧ」、確認できなければ「ＯＫ」とした。

以上述べたところから明らかなように、本発明の転写ベルト１によれば、厚さが５〜５０μｍ、表面抵抗率が１ｘ１０¹³Ω／□以上の表層１２と、厚さが５０〜２００μｍで、表面抵抗率が表層１２の０．００１以下の基層とを具えるので、大幅に転写性能を向上することができる。

静電記録プロセスを用いて画像を形成する画像形成装置の略式側面図である。本発明に係る実施形態の転写ベルトを示す断面図である。

符号の説明

１転写ベルト
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ感光ドラム
３記録媒体
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ現像装置
５駆動ローラもしくはテンションローラ
６記録媒体送りローラ
７記録媒体送り装置
８定着装置
９電源装置
１０中間転写ベルト
１２表層
１２ａ記憶媒体との接触面
１３基層

Claims

画像形成体表面に形成されたトナー像を記録媒体へ転写する転写ベルトにおいて、
記憶媒体に直接接触する表層と、表層の厚さ方向内側に隣接する基層との二層よりなり、これら両層を樹脂よりなるものとするとともに、樹脂表層の厚さを５〜５０μｍ、基層の厚さを５０〜２００μｍ、基層の表面抵抗率に対する表層の表面抵抗率の比を１０００以上、かつ、表層の表面抵抗率を１ｘ１０¹³Ω／□以上としてなる転写ベルト。
表層は、ウレタン樹脂をスプレー塗装して形成されてなる請求項１に記載の転写ベルト。