JP3058013B2 - 電子写真用ベルト感光体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真記録装置に係
り、特にベルト状感光体をシート部材を接合してベルト
状に加工する際の接合部の処理に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】感光体を利用して画像を形成する電子写
真記録装置は、複写機，プリンタ，ファクシミリなどの
印写装置として広く用いられている。ところで、感光体
としては、ドラムタイプとベルトタイプのものがある。
ベルトタイプはドラムタイプに比較して、感光体ベルト
およびその周囲の印写プロセスは位置自由度が高く、各
印写プロセスを効率よく配置する上で、有効である。

【０００３】エンドレスの感光体ベルトは、ニッケル等
の電鋳メッキでの作成方法が知られている。しかし、製
作が難しくコスト的にも高くつくことから、シート感光
体の端面を接合したベルト感光体が用いられる場合が多
い。この感光体は、ＰＥＴなどのフィルム上にアルミ蒸
着で導電層を形成し、その上に感光層を塗布した長尺シ
ートを作成し、適当な長さに切断して、両端を超音波融
着などの方法で接続して作成される。

【０００４】この様に作成した感光体ベルトを利用する
場合、接続部での接合強度が問題となる。特に、感光体
上のトナーを弾性ブレードで掻き落とすブレードクリー
ニング方式を用いた印写プロセスで利用する場合、接続
部での亀裂や破断などが発生する。この為、特開平1−2
88860 号公報では、超音波融着で接合するとともに、接
合後の形状として接合部からのはみ出し量を１.２mm 以
下とし、接合部の段差を１００μｍ以下に規定すること
が提案されている。さらに、特開昭61−185753号公報で
は、継ぎ目部に個体潤滑材を含有する保護皮膜を形成す
る方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術によっ
て作成した感光体ベルトは、クリーニングブレードを用
いる電子写真記録装置に適用しても、接続部での亀裂や
破断などを防止することができる。

【０００６】しかし、上記構成においても接続部におけ
る不連続な形状変化や段差が存在する。この段差部をブ
レードが通過する際に、ブレードはその挙動が不安定と
なる。ブレードには、トナー以外に感光体上の異物が掻
き取られており、この段差部におけるブレードの挙動変
化によって、異物がブレードと感光体の隙間に挟み込ま
れる危険がある。特に、二成分現像方式などを適用した
電子写真プロセスでは、キャリアがブレードと感光体に
挟み込まれる。ブレードと感光体の間に挟まれたキャリ
アなど異物粒子の一部は、ブレードをすり抜けること無
くブレードと感光体の間に、保持されてしまう。前記プ
ロセスで、ブレードに保持されたキャリアなどの硬い異
物は、ほとんど移動すること無く、感光体の回転によっ
て、感光体表面の一ケ所に線状の傷を発生させる。この
傷によって、印写画像に白抜けや黒筋などの画像欠陥が
生じるとともに、感光体の寿命が大幅に短くなるという
問題が生じる。

【０００７】本発明の目的は、前記問題点を解決するた
めベルト継ぎ目の段差部にトナーやキャリアが残留しな
い形状に、継ぎ目部の形状や、継ぎ目部を塗料等で保護
する場合の形状等を規定することにより、画像欠陥のな
い印刷画像を得ること、及び感光体ベルトの超寿命化を
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】少なくともベース層上に
感光体層が形成された後、接合された電子写真プロセス
で利用されるベルト感光体において、前記接合された接
合部の形状を補正する後処理がなされてた後処理領域を
有し、前記後処理領域内における表面段差が、感光体上
に付着するキャリアの半径以下であるとともに、前記後
処理領域の端部と感光体表面の接触角の少なくとも一方
が１５度以下であるようにする。

【０００９】

【作用】上記手段では、接続部に後処理を施すととも
に、後処理領域内における表面段差が、ベルト感光体を
利用する電子写真プロセスにおいて、感光体上に付着す
ることが予想されるキャリアやその他の異物等の半径以
下であるために、ブレードと後処理面の間にキャリアや
その他の異物等の進入する大きさの隙間が発生せず、キ
ャリアやその他の異物等のブレードへの挟み込みを防止
できる。さらに、後処理領域の端部と感光体表面の接触
角の少なくとも一方が１５度以下であるように処理され
ているために、クリーニングブレードが処理領域に突入
する際の衝撃が小さく、キャリアやその他の異物等がク
リーニングブレードが処理領域への進入時もキャリアや
その他の異物等のブレードへの挟み込みを防止できる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図１２を用
いて説明する。図１は、本発明の一実施例を説明するた
めの図である。ＰＥＴフィルムからなるベースフィルム
層３上にアルミ蒸着処理により形成したアルミ層２と、
その上に感光体層１を形成したシート感光体を、約１mm
程度の幅で超音波融着４によって接続している。接続部
の表面には、樹脂を塗布し形状を補正した後処理領域５
が施されている。

【００１１】図２は、処理部の形状とクリーニングブレ
ードとの関係を示す図である。感光体ベルトは、矢印８
の方向に移動する。接合部４に図のような盛り上がった
後処理を施した場合、クリーニングブレードが後処理領
域５に進入する際に、図中の異物６（例えば、キャリア
など）がブレード先端と処理部端部５−１に挟まれる形
となり、図３に示す様にブレード下面に異物が進入す
る。キャリアに挟まれた異物は、感光体の回転にともな
い感光体表面に傷を発生させる。粘度の高い樹脂等を塗
布することで、後処理を行うと図２の様な盛り上がった
形状に成る。

【００１２】この後処理部のブレードが進入する側の端
面の角度(以下、入口角度と称す。)と傷の発生（目視に
より確認）の関係を調べた結果を図１３に示す。図１３
の実験条件はキャリア粒径が１００μｍのものを使用し
て１００程度印刷した後で観測したものである。この図
からも明らかなように、入口角度が１５度以上では、１
００μｍ程度のキャリアの挟み込みが多数発生し、感光
体に多くの傷が発生した。しかし、この角度は異物の形
状や粒径および塗布した材料の表面性状などで変化す
る。球形の異物や前記キャリアよりも粒型の大きな異物
では２５度から３０度程度でも傷が発生しない場合もあ
った。逆に、キャリア６の異形度が大きく処理領域５の
表面の摩擦抵抗が大きいなどの厳しい条件下では、処理
領域５の入口角度を５から１０度以下にすることが望ま
しい。このように感光体に傷が発生すると、その発生本
数に応じて印刷画像に印刷斑が発生し、画質が低下して
いることが分かった。

【００１３】図４は、入口角度が小さい後処理領域の他
の一例を図示したものである。図の様に処理領域が厚い
場合でも、処理層と感光体層の塗れ性が良い場合は、端
面の角度（入口角度）は小さくなる。図のような形状の
処理層でも、入口角度が前記規定の角度範囲であり、処
理面内で滑らかに形状が変化している場合、傷の発生を
防止することができる。

【００１４】図５は、処理部表面段差とクリーニングブ
レードとの関係を示す図である。図に示すように、粘度
の低い樹脂を塗ると前記の入口角度は、一般に小さくな
るが、接合部の段差位置における段差５−２（以下、表
面段差と称す。）を完全に補正することができない。ク
リーニング特性を維持する都合上、クリーンニングブレ
ード先端と感光体表面の接触角度は数度程度に設定され
ている。この為、前記段差の深さがキャリア等の異物半
径よりも深い場合、図６に示されるように、ブレードが
キャリアを挟み込んでしまう。この様なキャリアの挟み
込みを防止する為には、キャリアなどの異物の直径に対
して、発生する隙間が十分小さくなければならない。実
験的には、キャリア直径の半分以下であればかなり有効
であることがわかっている。しかし、実際はキャリアの
粒径や形状にばらつきがあることなどを考慮すると、使
用するキャリア平均粒径の１／３から１／４以下が望ま
しいと思われる。

【００１５】図１４に表面段差と感光体の傷の発生状況
の関係を示す。なお本図に示す実験で用いたキャリアの
粒径は１００μｍで約１００回程度印刷を行った後のデ
ータである。図に示すように、段差がキャリア粒径の半
分程度である５０μｍ程度までは傷の発生も１本程度
で、画質低下に影響を及ぼしていないが、それを越える
と急激に傷の発生が増加し、画質の低下が著しい。

【００１６】樹脂を塗布することで、前記したような入
口角度と表面段差を実現するためには、塗布時の樹脂の
粘度を適切に調整する必要がある。一般に、粘度を小さ
くすると、入口角度は小さくなるが、表面段差は大きく
なる。また、逆に粘度を大きくすると、表面段差は小さ
くなるが、入口角度は大きくなる。使用する樹脂によっ
て異なるが、実験の結果１から１００ポアズ程度の粘度
が適当である。また、感光体に塗布することから、熱硬
化性樹脂や紫外線硬化型樹脂は好ましくなく、溶剤揮発
型もしくは重合反応により硬化するエポキシ樹脂など
が、適当である。溶剤揮発型樹脂の場合は、塗布時と硬
化後では体積減少することから、若干粘度が高めの状態
で塗布する。実験的には数十ポアズ程度の粘度が好まし
い。これに対して、エポキシなどの重合硬化型の樹脂で
は、硬化後の体積変化が小さいことから、若干低めが適
正値となる。塗布方法は、スクリーン印刷が望ましい
が、粘度などの条件によっては、ディスペンサを用いる
方法も利用できる。

【００１７】作業行程を簡略にするためには一度の樹脂
塗りが好ましいが、入口角度および表面段差を厳しく管
理する方法として、二度塗布を行う方法が有効である。
図７に二度塗布した例を示す。同一条件の樹脂を塗るこ
とでも効果はあるが、下側の樹脂の粘度を高く、上側の
樹脂の粘度を低くすることで、入口角度が小さく表面段
差の小さい処理部形状を実現することができる。図７の
塗布例では、下塗りの幅よりも上塗りの幅を大きくした
二度塗り方法である。これに対して、図８は下塗りの幅
よりも上塗りの幅を小さくした二度塗りの実施例であ
る。この場合、下塗りの粘度は低めにし、上塗りの粘度
は高めであるとともに、下塗りの樹脂に対する表面エネ
ルギの小さな樹脂を選択する必要がある。これによっ
て、上塗りの樹脂の粘度が高い場合においても、下塗り
の樹脂との接触角度を小さく設定することができる。こ
の方法二度塗りをより簡便に実施する方法として、下塗
り層に樹脂ではなく、プライマを塗布する方法も有効で
ある。これによって、下塗り層の乾燥時間を大幅に削減
できる。なお二度塗りの状態でも図８でもかな良い結果
を得ているが、図１５に示すように高い段の方は一層目
５−３の上に二層目５−４が有り、下段の方は二層目５
−４の塗料で感光体層１を覆う形で、塗料を塗布した場
合が最も傷の発生が見られなかった。

【００１８】塗布する樹脂は、反転現像プロセスで用い
る場合は絶縁性に、正規現像プロセスで用いる場合は、
導電性のものを利用する必要がある。導電性樹脂は、カ
ーボンなどを樹脂に分散させることによって得られる。
絶縁性の場合の樹脂の体積抵抗値としては、帯電から現
像までの電荷の保持時間を考慮すると、感光体の非露光
時抵抗値である１０１３から１０１５Ω・cm以上の高抵
抗が必要である。溶剤揮発型樹脂を使用する場合、完全
に溶剤を揮発させる必要性から、加熱する必要がある。
しかし、感光体特性を損なわない加熱温度は５０から１
００℃以下であり、あまり高温にすることはできない。
この為、樹脂に用いる溶剤としては、沸点の数十度から
百数十度程度のトルエン，キシレン等の芳香族炭化水素
系溶剤やシクロヘキサノン，メチルエチルケトン等のケ
トン系溶剤あるいは、ヘキサン，ヘプタン等の炭化水素
系溶剤およびアルコール系溶剤など利用することができ
る。

【００１９】また、感光体ベルトは繰り返し屈曲を受け
ることから、継目の処理領域にもある程度の弾性が必要
である。前記の樹脂を塗布する方法においても硬化後の
樹脂の弾性は重要である。特に、エポキシ樹脂などは硬
化後の硬度が高く亀裂などが表面に発生する危険があ
る。エポキシなどは、シリコン系のフィラー等を添加し
て、硬化後の硬度を低下させ弾性を持たせることができ
る。塗布する樹脂の硬化後の硬度としては、５０から１
００程度（ＪＩＳ−Ａ）が望ましい。

【００２０】継ぎ目部の形状を、補正する後処理の他の
方法として、段差エッジを削る方法がある。図９に削っ
た後の継ぎ目状態を示す。削ることによって接合部の強
度が低下するために、超音波融着や接着剤による接続幅
４を、数mm以上の幅で広く取る必要がある。削るために
は、高精度に刃先を継ぎ目部に導く必要があり、前記樹
脂塗布に比べて、技術的な難しさがある。このため、継
ぎ目近傍を研磨する方法が、比較的容易で有効である。

【００２１】継ぎ目部の形状を、補正する後処理の他の
方法として、段差エッジを熱的に溶かす方法がある。図
１０に熱的に融解させた継ぎ目状態を示す。継ぎ目を溶
かすことで接合部の強度が低下するために、超音波融着
や接着剤による接続幅４を、数mm程度の幅で広く取る必
要がある。溶かす温度としては、ＰＥＴ等のベースフィ
ルムが融けず、ポリカーボネイトなどの感光体のバイン
ダ樹脂を溶かす温度に設定することで、接着強度の低下
を少なく、滑らかな形状に溶かすことができる。図１１
に加熱部材の形状を示す。ベルトの感光体塗布面側に
は、図に示すような形状の加熱部材１０，ベースフィル
ム面には表面に弾性体９−１を配したガイド部材９とに
よって、挟み込み接合面を加熱することで、図１０に示
すような形状に接合面を後処理する。加熱部材１０の両
端部は、緩やかな曲線を有する形状に加工することで、
溶かす領域の両端部の形状を滑らかにできる。

【００２２】図１２に本発明の感光体ベルト１１を適用
した装置の一例を示す。図は、感光体ベルト１１を用い
たフルカラーレーザプリンタである。ベルト感光体上に
スコロトロン帯電器１２で一様な帯電を行った後、レー
ザ露光装置１３でイエロー画像パターンに従った露光を
行い感光体上に静電潜像を形成する。感光体上の静電潜
像をイエロー現像器１４Ｙで現像し、現像後の画像を中
間転写ドラム１６に転写する。次に、感光体上の残留ト
ナーは、ブレードクリーナ１５によって掻き取られ、再
び、帯電・露光行程で、感光体上にマゼンタの画像パタ
ーンに従った静電潜像を形成する。そして、マゼンタの
現像器１４Ｍで現像した後、イエロー画像に重ねてマゼ
ンタ画像を中間転写ドラムに転写する。これらの行程
を、シアン画像および黒画像についても同様に行い、中
間転写ドラム上に、イエロー，マゼンタ，シアン，黒の
合成画像を形成する。中間転写ドラム上に形成した４色
画像は、給紙カセット１７から搬送された用紙に転写ロ
ーラ１８により一括転写され、定着機１９で加熱定着し
印写を完了する。本発明の感光体ベルトは、この他に電
子写真プロセスを利用する様々なプリンタ，複写機，フ
ァクシミリなどに適用することが可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上、述べたように本発明による加工方
法などを用いて、感光体継ぎ目部を後処理することで、
本感光体ベルトをブレードクリーニング方式を用いた印
写装置に適用しても、継ぎ目部でクリーニングブレード
にキャリアなどの異物を挟み込むことがなく、異物によ
る感光体の傷発生を防止することができる。これによっ
て、感光体ベルトの寿命が長くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の後処理を行った継ぎ目部を示す図であ
る。

【図２】粘度の高い樹脂を継ぎ目に塗布した状態を示す
図である。

【図３】継ぎ目処理領域の端部でのキャリア巻込みを説
明する図である。

【図４】継ぎ目領域端部の一形状を示す図である。

【図５】粘度の低い樹脂を継ぎ目に塗布した状態を説明
する図である。

【図６】継ぎ目処理領域の段差部でのキャリア巻込みを
説明する図である。

【図７】継ぎ目の二度塗り処理を説明する図である。

【図８】継ぎ目の二度塗り処理の他の例を説明する為の
図である。

【図９】端面を削ることで後処理した継ぎ目部を示す図
である。

【図１０】熱で融解することで後処理した継ぎ目部を示
す図である。

【図１１】熱で融解するための加熱部材を示す図であ
る。

【図１２】本発明のベルトを利用した装置の一実施例を
示す図である。

【図１３】入口角度と感光体状の傷の発生本数を示した
図である。

【図１４】表面段差と感光体状の傷の発生本数を示した
図である。

【図１５】継ぎ目二度塗り処理の他の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…感光体層、２…アルミ層、３…ベースフィルム層、
４…接着領域（超音波融着領域）、５…後処理領域、５
−１…処理部端部、５−２…表面段差、５−３…一層
目、５−４…二層目、６…異物（キャリアなど）、７…
クリーニングブレード、８…感光体ベルト移動方向、９
…ガイド部材、９−１…弾性体、１０…加熱部材、１１
…感光体ベルト、１２…スコロトロン帯電器、１３…レ
ーザ露光装置、１４Ｙ…イエロー現像器、１４Ｍ…マゼ
ンタ現像器、１４Ｃ…シアン現像器、１４Ｋ…黒現像
器、１５…ブレードクリーナ、１６…中間転写ドラム、
１７…給紙カセット、１８…転写ローラ、１９…定着
機、２０…中間転写クリーナ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹羽 浩一 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株式会社 日立製作所 情報映像メディ ア事業部内 (72)発明者 小野寺 浩幸 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株式会社 日立製作所 リビング機器事 業部内 (72)発明者 青柳 雄二 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株式会社 日立製作所 情報映像メディ ア事業部内 (72)発明者 鈴木 基之 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株式会社 日立製作所 リビング機器事 業部内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 5/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくともベース層上に感光体層が形成さ
   れた後、接合された電子写真プロセスで利用されるベル
   ト感光体において、 前記接合された 接合部の形状を補正する後処理がなされ
   てた後処理領域を有し、前記後処理領域内における表面
   段差が、感光体上に付着するキャリアの半径以下である
   とともに、前記後処理領域の端部と感光体表面の接触角
   の少なくとも一方が１５度以下であるベルト感光体。
2. 【請求項２】請求項１記載のベルト感光体において、 該ベルト感光体の接合部の後処理として、接合部を研磨
   または削ることにより、該形状となしたことを特徴とす
   るベルト感光体。
3. 【請求項３】請求項１記載のベルト感光体において、 該ベルト感光体の接合部に樹脂を塗布して、該形状にな
   したことを特徴とするベルト感光体。
4. 【請求項４】請求項３記載のベルト感光体において、 塗布する樹脂が、重合反応により硬化する樹脂または溶
   剤揮発により硬化する樹脂のいずれかであることを特徴
   とするベルト感光体。
5. 【請求項５】少なくともベース層上に感光体層が形成さ
   れた後、接合された電子写真プロセスで利用されるベル
   ト感光体において、 前記接合された接合部の形状を補正する後処理がなされ
   てた後処理領域を有し、前記後処理領域内における表面
   段差が５０μｍ以下であるとともに、前記後処理領域の
   端部と感光体表面の接触角の少なくとも一方が１５度以
   下であるベルト感光体。