JP2014534453A - 蛇行防止ガイド付エンドレスベルト - Google Patents

Abstract

蛇行防止ガイド付エンドレスベルトを提供すること。本発明は、エンドレスベルトに、熱処理された蛇行防止ガイド、および熱によって粘着力が発揮される熱可塑性両面テープを適用してなる、蛇行防止ガイド付エンドレスベルトを提供する。

Description

本発明は、蛇行防止ガイドを有するエンドレスベルトに関し、プリンター、複写機、ビデオプリンターなどの電子写真記録装置などに有用である。

複写機やレーザープリンター、複合機などの受信装置は、電子写真方式の画像形成装置に組み込まれる感光装置、中間転写装置、転写搬送装置、転写分離装置などにエンドレスベルトが多く使用されてきた。エンドレスベルト（ｅｎｄｌｅｓｓ ｂｅｌｔ）は、中間転写ベルトを適用した画像形成装置に用いられるものであって、その構造の一例として、図１に示したようなものが挙げられる。これを参照すると、有機感光体ドラム（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｄｒｕｍ、ＯＰＣドラム）４（以下、「ドラム」という）の最も表面側に位置した電荷輸送層（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ、ＣＴＬ層）が帯電（１）し、帯電したドラム４にレーザービームが照射（２）され、電荷が表面に移動してドラム４の表面を相対的な（＋）状態に作って潜像を形成させる。現像ローラー（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｏｌｌｅｒ）３とドラム４とが微小な間隔を保って回転しながら、（−）成分を有するトナー粒子はレーザービームの照射されたドラムの表面に付着して実際に文字や絵を形成する。ドラムの表面に付着したトナー粒子（−）は、転写ローラー（Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｒｏｌｌｅｒ）５によって紙の裏面に形成され、（＋）電荷を帯びた紙に転写されて実際画像を形成する。紙の上に形成されたトナーを、定着ローラー６を用いて適切な熱および圧力を加えて完全に融着させて出力する。次に、クリーニングブレード７などの手段を用いて物理的または電気クリーニングを行うことにより、ＯＰＣドラム４に新しいイメージが現れるように準備する。除電（８）によって、ドラム４の表面に残っている残留電荷を一定の光で中和させて初期状態に作り、さらにドラムは電気的に再び帯電される。

中間転写ベルトを高精度で回転駆動させるためには、中間転写ベルトに接触回転する複数のローラーが軸に平行となるように直線性が高いことが必要であるうえ、中間転写ベルトの厚さおよび周長が均一であることが必要である。このような条件が満たされなければ、中間転写ベルトがくねくねと撓み、これにより露光位置または転写位置がずれるため、画像ムラまたは画像ズレ現象が発生するおそれがあり、その結果、中間転写ベルトが蛇行して壊れることもある。

エンドレスベルトの蛇行を防止するために、ベルトの両端に、ゴムやウレタンなどの弾性体からなっている蛇行防止ガイド部材を接合したベルトが報告されている。この蛇行防止ガイド部材を有するエンドレスベルトは、相当安定した機能を有するうえ、低価であることから、様々な転写写真用画像装置に有用である。

このような蛇行防止方法に関連した従来の技術の一例として、特許文献１に記載された技術を挙げることができるが、これはアクリル接着剤などを用いてエンドレスベルトに蛇行防止ガイド部材を設置する方法が提案されている。ところが、アクリル接着剤を用いる場合、アクリル接着剤が蛇行防止ガイドの外にはみ出すおそれがあり、接着剤が硬化するまでガイドを支持する必要があり、高精密の直線性を有し難くなる。また、アクリル接着剤を用いて蛇行防止ガイドをエンドレスベルトに接着する間にエンドレスベルトが連続駆動していると、ローラーの曲面に沿って長時間駆動されることによりエンドレスベルトから蛇行防止ガイドが剥離するおそれがあるという問題がある。

特許文献２には、アクリル系またはシリコーン系粘着剤に架橋剤または開始剤を添加して粘着剤を製造し、紫外線を照射し或いは高温で乾燥させて蛇行防止ガイド部材をエンドレスベルトに設置する方法が開示されているが、これは煩わしさがある。しかも、高温で乾燥させる間、弾性体である蛇行防止ガイドが熱変形を起こして形状が一定に維持されないという問題がある。

これを代替できる方法として、エンドレスベルト本体と蛇行防止ガイド部材との接着には、通常、アクリル系粘着剤を用いた両面テープが使用される。ところが、両面テープの場合、初期接着性は良好であるが、ベルト本体と蛇行防止ガイド部材との接着強度が不十分であり、耐久性が弱いという問題がある。

特許文献３には、一液性の常温硬型の変性エポキシ樹脂を用いて、ベルトに蛇行防止ガイド部材を接着する方法が提案されているが、液状の接着剤には接着剤の突出または初期接着性低下の問題がある。

かかる問題点を解決した一例として、特許文献４には、特定のアクリル系共重合体と架橋剤を含有する粘着剤組成物の架橋物を粘着層とすることにより、従来のエンドレスベルトとガイド部材とのせん断負荷に対して弱い問題点を解決する方案が提案されている。ところが、この粘着層は、エンドレスベルトとガイド部材間の１８０°剥離強度が最大７Ｎ／２０ｍｍ程度であって十分な接着性を有するとは言えない。

日本特開平７−１８７４３５号 日本特開２０００−３１０２９１号公報 日本特開２０００−１２２４３９号公報 日本特開２００１−２０６５２２号公報

本発明の目的は、エンドレスベルトを駆動する際に長期間にわたって安定な蛇行防止機能を有するために十分な接着力を実現し、容易な作業性を有する蛇行防止ガイド部材または蛇行防止ガイド部材用粘着テープ、これを用いたエンドレスベルトおよびその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、高い耐久性も満足するエンドレスベルトおよびその製造方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、特に画像形成装置用として適したエンドレスベルトおよびその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一具現例では、合成樹脂製ベルト本体、両面接着テープおよび蛇行防止ガイド部材を含み、両面接着テープは溶融可能温度が１２０〜１８０℃の範囲内に存在する粘着層を有することを特徴とする、蛇行防止ガイド付エンドレスベルトを提供する。

本発明の好適な一具現例では、蛇行防止ガイド部材の熱的安定性を確保する観点から、蛇行防止ガイド部材は１２０℃以上２３０℃以下で３０秒以上１時間以下の条件で熱処理されたものであってもよい。

本発明の好適な一具現例に係る蛇行防止ガイド付エンドレスベルトは、蛇行防止ガイド部材がポリエステル系ウレタン材質であってもよい。

本発明の一具現例に係る蛇行防止ガイド付エンドレスベルトは、合成樹脂製ベルト本体と蛇行防止ガイド部材との剥離強度が１０Ｎ／１０ｍｍ以上であってもよい。

本発明の一具現例に係る蛇行防止ガイド付エンドレスベルトは、蛇行防止ガイド部材が合成樹脂製ベルト本体の内周面に位置したものであってもよい。

本発明の好適な一実施例では、蛇行防止ガイド部材を１００℃以上３００℃以下で３０秒以上熱処理する段階と、熱処理された蛇行防止ガイド部材に、溶融可能温度が１２０〜１８０℃の範囲内に存在する粘着層を有する熱可塑性両面接着テープを１２０〜１８０℃の温度で加圧して熱可塑性両面粘着テープを仮接着する段階と、熱可塑性両面接着テープが仮接着された蛇行防止ガイド部材を合成樹脂製ベルト本体に加圧して接着させる段階とを含んでなる、蛇行防止ガイド付エンドレスベルトの製造方法を提供する。

本発明は、熱可塑性または熱硬化性両面テープを使用することにより、既存の液状接着剤を使用するときに発生しうる流れ現象、または蛇行防止ガイドの外に離脱する現象を防止することができるので、作業が良くなる。しかも、熱融着性接着タイプを適用する場合、蛇行防止ガイドとして使われるポリウレタンなどの弾性体が熱による膨張または収縮に起因するひだ又は波が生じる問題を解決することができる。また、本発明によれば、蛇行防止ガイドの剥離強度および耐久性が高い蛇行防止ガイド付エンドレスベルトを提供することができるため、より長い寿命が必要な画像形成装置に適用することができる。

エンドレスベルトの一例を簡略に示す。

本発明のエンドレスベルトは、合成樹脂製ベルト本体と、両面接着テープと、蛇行防止ガイド部材とを含んでなる。

本発明のエンドレスベルトに使用される合成樹脂製ベルト本体は、例えば、電子写真式複写機、レーザープリンターなどにおける感光装置、中間転写装置、転写分離装置、転写搬送装置、帯電装置、現像装置などに使用されるエンドレスベルトを挙げることができ、これらの用途、機能による合成樹脂製ベルト本体の材質、形状、大きさなどが適切に設定される。一例を挙げると、電子写真記録などにおける中間転写ベルトおよび転写搬送ベルトの場合、導電性フィラーを含有するポリイミド系樹脂からなる半導電性ベルトなどが使用される。その他の用途を含んで、樹脂製エンドレスベルトの材質としてはポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂などを挙げることができる。特に、耐久性という観点から、劣化または変質を起こし難いポリイミド系樹脂またはポリアミドイミド系樹脂を主成分とすることがより好ましい。エンドレスベルトに使用される導電性フィラーは、その目的に応じて適切に選択できるが、導電性フィラーとしては、ケッチェンブラック（Ketjen black）、アセチレンブラックなどの高伝導性カーボンブラック、グラファイト、炭素ナノチューブまたはポリアニリン、ポリピロールなどの導電性ポリマーなどが適切に使用できる。また、必要に応じて分散剤、添加剤などの補助剤を合樹脂製エンドレスベルトに添加することができる。また、樹脂製エンドレスベルトは、継ぎ目があってもよく無くてもよいが、好ましくは継ぎ目がない。また、ベルト本体の厚さは特に限定されないが、通常０．０２ｍｍ〜０．２０ｍｍ程度が好ましい。

蛇行防止ガイド部材としては、具体的にはポリウレタン、ネオプレンゴム、ウレタンゴム、ポリエステルエラストマー、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴムなどの適当な硬度を有する弾性体などを使用することができる。ところで、本発明では、蛇行防止ガイド部材の熱安定性を与えるために蛇行防止ガイド部材を少なくとも１００℃以上３００℃以下で３０秒以上熱処理し、好ましくは１２０〜２３０℃で３０秒以上１時間以下の条件で熱処理する。これにより電気絶縁性、耐熱性および耐摩耗性を考慮すると、特に蛇行防止ガイド部材はポリエステル系ウレタンであることが好ましい。

蛇行防止ガイド部材の厚さは、蛇行防止効果や耐久性などの観点から０．０５ｍｍ〜３．００ｍｍ程度が好ましく、特に１．００〜２．００ｍｍが好ましい。蛇行防止ガイド部材の幅は通常１〜１０ｍｍ程度が好ましく、特に４〜７ｍｍが好ましい。また、蛇行防止ガイド部材の長さはエンドレスベルトの形状、大きさおよび付着場所によって適切に設定される。

樹脂製のエンドレスベルト本体に蛇行防止ガイド部材を付着させるための位置は、蛇行防止ガイドとしての効果を達成することができる限り、いかなる位置でも構わないが、蛇行防止効果、耐久性、補強効果などを考慮すると、通常、蛇行防止ガイド部材は、合樹脂製エンドレスベルトの内周面または外周面の一端部または両端部に接着され得、エンドレスベルトの外周面が装置内で使用される場合には内周面の一端部または両端部が好ましい。

本発明において、蛇行防止ガイド部材が、溶融温度１２０〜１８０℃の粘着層を有する熱可塑性両面接着テープによって合樹脂製ベルト本体に接着される。熱可塑性両面接着テープは、通常、基材の両面に粘着層（または接着層）が形成されたもので、粘着層（または接着層）が常温では殆ど接着力および粘着力を有しない固体であるが、加熱により溶融し冷却固化するときに接着力を発揮する特性を持つ。既存の常温で減圧によって接着力が発揮される常温減圧型接着剤とは異なり、一定の温度以上で粘着剤部分が溶融して合樹脂製ベルト本体と蛇行防止ガイド部材とのとの間の詳細な凸凹部位にも入り込むことができて接着力を高めることができる。

前記熱可塑性両面接着テープに適用される粘着剤の例としては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン系樹脂、天然または合成ゴム系、ウレタン系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂などの樹脂系材料を挙げることができる。蛇行防止ガイド部材としてポリウレタンを使用する場合は、ポリエステル系樹脂または塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体を粘着剤として使用することが、接着力を高め且つずれを防止することができるので好ましい。また、両面接着テープに適用される基材としては、支持体のない無機材、フィルムタイプのＰＥＴフィルム、ＰＰフィルム、腐食布、ティシューなどがあり、特に限定されるものではない。粘着層または接着層の厚さは通常５〜５００μｍ、好ましくは２０〜２００μｍである。粘着層または接着層の厚さが５μｍ未満の場合は、蛇行防止部材と合成樹脂ベルトとの接着力が十分ではなく、粘着層または接着層の厚さが５００μｍ超過の場合は、エンドレスベルトの蛇行によるせん断力によって粘着層または接着層から蛇行防止ガイドがずれるおそれがあり、直線性を制御することが難しくなる。

上述した合成樹脂製ベルト本体、蛇行防止ガイド部材および熱可塑性両面接着テープを用いて蛇行防止ガイド部材をベルト本体に接着する好ましい方法を具体的に説明すると、まず、上述したように、蛇行防止ガイド部材の熱安定性を確保するために蛇行防止ガイド部材を少なくとも１００℃以上３００℃以下で３０秒以上、好ましくは１２０〜２３０℃で３０秒以上１時間以下熱処理する。もし蛇行防止ガイド部材を熱処理せずに熱可塑性両面接着テープを用いて合成樹脂エンドレスベルト本体に付着させた場合、このような蛇行防止ガイド付エンドレスベルトは、長期間駆動の際に熱が発生すると、蛇行防止ガイド部材の収縮及び膨張が発生して通常の状態から離脱するおそれがある。すなわち、エンドレスベルトの耐久性を担保することが難しいおそれがある。

その後、熱処理された蛇行防止ガイド部材に熱可塑性両面接着テープを１２０〜１８０℃の温度で２〜５ｂａｒの圧力で２〜５秒間加圧して仮接着する。

熱可塑性両面接着テープが仮接着された蛇行防止ガイド部材を１２０〜１８０℃の温度で２〜５ｂａｒの圧力で５〜１５秒間、合成樹脂ベルト本体に加圧して蛇行防止ガイド付エンドレスベルトを得ることができる。

こうして得られた蛇行防止ガイド付エンドレスベルトは、蛇行防止ガイド部材と合成樹脂製ベルト本体間の剥離強度が１０〜１００Ｎ／２０ｍｍが好ましく、より好ましくは２０〜１００Ｎ／２０ｍｍである。

以下、本発明の構成および効果を具体的に示す実施例などについて説明する。実施例および比較例に使用される材料は、次のとおりである。

（１）エンドレスベルト：ポリイミド製エンドレスベルト
（２）蛇行防止ガイド部材：ポリエステル系ポリウレタン（タイガースポリマー（株）製、タイブレンＴＲ１００−５０）
（３）接着剤
１：アクリル系常温減圧型両面テープ（日東電工（株）製、Ｎｏ．５００）
２：ポリエステル系熱可塑性両面テープ（日立化成ポリマー（株）製、ＺＴ８９１−１）
以下の実施例および比較例における評価方法は、次のとおりである。

（１）耐久性試験
ガイド幅５ｍｍで蛇行防止ガイドを両端に付着させた蛇行防止ガイド付エンドレスベルト（外径３００ｍｍ、ベルト幅３００ｍｍ）をロール直径３０ｍｍ、ロール速度１００ｍｍ／分、ベルト張力０．１６Ｎ／ｍｍの条件で１００時間連続駆動させ、蛇行防止ガイドのずれおよびエンドレスベルトの破壊について評価した。蛇行防止ガイド及びエンドレスベルトの変化がないものを○とし、蛇行防止ガイド部材が剥がれた或いはベルト破壊が発生したものを×とした。

（２）剥離強度試験
蛇行防止ガイド部材を熱可塑性両面テープで接着したエンドレスベルトを２０ｍｍ幅および１０ｃｍ長さに切断する。機器はＩｎｓｔｒｏｎ社の万能材料試験機を使用し、エンドレスベルトの剥離速度３００ｍｍ／ｍｉｎ、１８０°ピール角度（ｐｅｅｌ Ａｎｇｌｅ）の接着強度を測定した。

（実施例１）
厚さ１．２０ｍｍ、幅５ｍｍに裁断したポリウレタンガイド部材（タイガースポリマー（株）製、タイブレンＴＲ１００−５０）を、１８０℃にセットされたオーブンで１０分間熱処理した後、ポリウレタンガイド部材の表面をケトン類の溶剤で洗浄処理した。

前記ポリウレタンガイド部材に、厚さ０．１ｍｍのポリエステル系熱可塑性両面テープ（日立化成ポリマー（株）製、ＺＴ８９１−１）を１００℃、２ｂａｒの圧力で２秒間加圧して仮接着した。

ポリエステル系熱可塑性両面テープが仮接着されたポリウレタンガイド部材をポリイミド製のエンドレスベルト本体に付着させるために、１５０℃、５ｂａｒの圧力で５秒間加圧して蛇行防止ガイド付エンドレスベルトを得た。

（実施例２）
厚さ１．２０ｍｍ、幅５ｍｍに裁断したポリウレタンガイド部材（タイガースポリマー（株）製、タイブレンＴＲ１００−５０）を、２００℃にセットされたオーブンで５分間熱処理した後、ポリウレタンガイド部材の表面をケトン類の溶剤で洗浄処理した。

熱処理されたポリウレタンガイド部材に、厚さ０．１ｍｍのポリエステル系熱可塑性両面テープ（日立化成ポリマー（株）製、ＺＴ８９１−１）を１００℃、２ｂａｒの圧力で２秒間加圧して仮接着した。

ポリエステル系熱可塑性両面テープが仮接着されたポリウレタンガイド部材をポリイミド製のエンドレスベルト本体に付着させるために、１５０℃、５ｂａｒの圧力で５秒間加圧して蛇行防止ガイド付エンドレスベルトを得た。

（実施例３）
蛇行防止ガイドとして厚さ１．２０ｍｍ、幅５ｍｍに裁断したポリウレタン（タイガースポリマー（株）製、タイブレンＴＲ１００−５０）ガイド部材に、厚さ０．１ｍｍのポリエステル系熱可塑性両面テープ（日立化成ポリマー（株）製、ＺＴ８９１−１）を１００℃、２ｂａｒの圧力で２秒間加圧して仮接着した。ポリエステル系熱可塑性両面テープが仮接着されたポリウレタンガイド部材をポリイミド製のエンドレスベルト本体に付着させるために１５０℃、５ｂａｒの圧力で５秒間加圧して蛇行防止ガイド付エンドレスベルトを得た。

（比較例１）
蛇行防止ガイドとして厚さ１．２０ｍｍ、幅５ｍｍに裁断したポリウレタン（タイガースポリマー（株）製、タイブレンＴＲ１００−５０）ガイド部材に、厚さ０．２ｍｍのアクリル常温感圧型両面テープ（日東電工（株）製、Ｎｏ．５００、アクリル系接着剤）を減圧接着させた後、ポリウレタンガイド部材をポリイミド製エンドレスベルト本体に付着させて蛇行防止ガイド付エンドレスベルトを得た。

（比較例２）
厚さ１．２０ｍｍ、幅５ｍｍに裁断したポリウレタン（タイガースポリマー（株）製、タイブレンＴＲ１００−５０）ガイド部材を、１８０℃にセットされたオーブンで１０分間熱処理した後、ポリウレタンガイド部材の表面をケトン類の溶剤で洗浄処理した。このポリウレタンガイド部材に、厚さ０．２ｍｍのアクリル常温感圧型両面テープ（日東電工（株）製、Ｎｏ．５００、アクリル系接着剤）を減圧接着させた後、ポリウレタンガイド部材をポリイミド製ベルト本体に付着させて蛇行防止ガイド付エンドレスベルトを得た。

前記実施例および比較例で得られたエンドレスベルトの評価試験結果を表１に示した。

実施例１〜２から得られた蛇行防止ガイド付エンドレスベルトは、剥離強度テストの結果、優れた接着力を示したと共に、１００時間連続耐久性試験期間中に蛇行防止ガイド部材の離脱現象やエンドレスベルトの破壊現象も起こらなかった。一方、実施例３の場合、剥離強度測定結果は良かったが、熱可塑性両面接着剤を蛇行防止ガイドに接着するために熱を加える過程でウレタンの収縮膨張が発生して１００時間耐久性試験で蛇行防止ガイドがフィルムから離脱し、フィルムが破壊された。実施例３の結果から、接着性だけでなく耐久性まで全て充足させるためには、蛇行防止ガイド部材を熱処理した後、熱可塑性両面接着剤を用いてベルト本体に接着させることが最も好ましいことが分かる。

比較例１〜２の場合、１００時間連続耐久性試験において接着強度が十分でないため、蛇行防止ガイドの一部が剥離する現象を示したが、接着強度が十分でない場合、長時間駆動の際に蛇行防止ガイドが剥離する現象が発生するおそれがあり、これによるエンドレスベルトの破壊も起こるおそれがある。

１ 帯電
２ 照射
３ 現像ローラー
４ ＯＰＣドラム
５ 転写ローラー
６ 定着ローラー
７ クリーニングブレード（Ｃｌｅａｎｉｎｇ ｂｌａｄｅ）
８ 除電

Claims (6)

1. 合成樹脂製ベルト本体、両面接着テープおよび蛇行防止ガイド部材を含み、
   両面接着テープは溶融可能温度が１２０〜１８０℃の範囲内に存在する粘着層を有することを特徴とする、蛇行防止ガイド付エンドレスベルト。
2. 前記蛇行防止ガイド部材が１２０℃以上２３０℃以下で３０秒以上１時間以下の条件で熱処理されたことを特徴とする、請求項１に記載の蛇行防止ガイド付エンドレスベルト。
3. 前記蛇行防止ガイド部材がポリエステル系ウレタン材質であることを特徴とする、請求項１または２に記載の蛇行防止ガイド付エンドレスベルト。
4. 前記合成樹脂製ベルト本体と前記蛇行防止ガイド部材との剥離強度が１０Ｎ／１０ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載の蛇行防止ガイド付エンドレスベルト。
5. 前記蛇行防止ガイド部材が合成樹脂製ベルト本体の内周面に位置したことを特徴とする、請求項１に記載の蛇行防止ガイド付エンドレスベルト。
6. 蛇行防止ガイド部材を１００℃以上３００℃以下で３０秒以上熱処理する段階と、
   熱処理された蛇行防止ガイド部材に、溶融可能温度が１２０〜１８０℃の範囲内に存在する粘着層を有する熱可塑性両面接着テープを１２０〜１８０℃の温度で加圧して熱可塑性両面粘着テープを仮接着する段階と、
   熱可塑性両面接着テープが仮接着された蛇行防止ガイド部材を、合成樹脂製ベルト本体に加圧して接着させる段階とを含んでなることを特徴とする、蛇行防止ガイド付エンドレスベルトの製造方法。
   

Images