JPH08224802A

JPH08224802A - シームレスベルト

Info

Publication number: JPH08224802A
Application number: JP3252995A
Authority: JP
Inventors: Chiharu Kongou; 千晴金剛; Norihiro Otsu; 紀宏大津; Makoto Morikoshi; 誠森越; Katsumi Okuyama; 克己奥山
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1995-02-21
Publication date: 1996-09-03

Abstract

(57)【要約】【目的】フッ素系樹脂にカーボンブラックを配合して
なるシームレスベルトにおいて、体積固有抵抗の経時低
下を抑制すること。【構成】フッ素系樹脂９７〜７５重量％、一次粒子が
中空形状で、比表面積が８００ｍ²／ｇ以上、ＤＢＰ吸
油量が３００ｍｌ／１００ｇ以上のカーボンブラック３
〜２５重量％からなり、表面および裏面の表面固有抵抗
値が１×１０⁰〜１×１０¹⁵Ω／□、体積固有抵抗値が
１×１０⁹Ω・ｃｍであるシームレスベルト。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真式複写機、レ
ーザープリンター等の感光体基体用、中間転写用、搬送
用、定着用、現像用等に使用されるシームレスベルトに
関し、特に体積固有抵抗の低下を抑制したシームレスベ
ルトに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から複写機やプリンター等、電子写
真方式を採用した装置には、感光体の支持体を始め、そ
の内部機構である中間転写装置、転写分離装置、帯電装
置等において、シームレスベルトが用いられている。こ
のうち、中間転写装置の側面図である図１を用いて、中
間転写装置におけるシームレスベルトの使用例を説明す
る。

【０００３】図中、１は感光ドラム、６はシームレスベ
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。シームレスベルト６は、搬送ローラー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。

【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】ところで、この種のシームレスベルトは、
２本以上のロールにより高張力で長時間駆動されるた
め、十分な耐久性が要求される。更に、感光体の支持体
や中間転写ベルトなど、画像に直接関係する部分に用い
る場合は、駆動時にベルトが弛んだり、伸びたりする
と、画像ズレの原因となる。また、トナーの転写を静電
気的に行うため、ある程度の導電性も必要である。

【０００６】従来、この様なシームレスベルトとして
は、例えば非晶性熱可塑性樹脂のポリカーボネート樹脂
や結晶性熱可塑性樹脂のフッ素系樹脂に導電性のカーボ
ンブラックを配合したシームレスベルトが検討されてい
る。特にフッ素系樹脂はトナーの固着が少ない、難燃性
が高い等の点でポリカーボネート樹脂より優れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、フッ素系樹脂
系シームレスベルトには、時間の経過につれて体積固有
抵抗が低下するという問題がある。体積固有抵抗の低下
は画像不良の原因となるため、これを抑制することが望
ましい。発明者がこれまで検討したところでは、体積固
有抵抗の低下は樹脂の種類に依存しており、ポリカーボ
ネート樹脂を用いた場合と比較してフッ素系樹脂を用い
た場合に体積固有抵抗の低下が大きい。

【０００８】この原因は未だ不明確だが、フッ素系樹脂
とカーボンとの相互結合力（引力）が対ポリカーボネー
トに比べて弱く、使用時に繰り返し印加される高電圧に
よってカーボンが微妙に移動し、カーボンが連続（近
接）したストラクチャー（導電路）を徐々に形成するた
めではないかと推定される。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、この問題
点を解決すべく検討した結果、特定のカーボンブラック
を用いることにより、フッ素系樹脂を用いたシームレス
ベルトにおいても体積固有抵抗の経時低下が抑制され、
かつ耐久性にも優れたシームレスベルトが実現できるこ
とを見いだし本発明を完成した。

【００１０】すなわち本発明によるシームレスベルト
は、フッ素系樹脂９７〜７５％と一次粒子が中空形状
で、比表面積が８００ｍ²／ｇ以上、ＤＢＰ吸油量が３
００ｍｌ／１００ｇ以上のカーボンブラック３〜２５％
からなり、表面及び裏面の表面固有抵抗が１×１０⁸〜
１×１０¹²Ω／□、体積固有抵抗１×１０⁹Ω・ｃｍで
ある。

【００１１】以下本発明を具体的に説明する。（１）フッ素系樹脂本発明で使用できるフッ素系樹脂にはポリフッ化ビニリ
デン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴ
ＦＥ）、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体（Ｅ
ＴＦＥ）、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（ＦＥＰ）、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（ＰＦ
Ａ）等を挙げることができるが、この中でも成形性、ト
ナーとの離型性の点からＥＴＦＥが好ましい。

【００１２】（２）カーボンブラック本発明で使用するカーボンブラックは、一次粒子が中空
形状で、比表面積が８００ｍ²／ｇ以上、ＤＢＰ吸油量
が３００ｍｌ／１００ｇ以上のカーボンブラックであ
る。一次粒子が中空形状を有すると、カーボンの表面を
導電経路とするため、経時とともに表面が粗面化して抵
抗が低下しないと考えられる。

【００１３】また、カーボンの移動を抑制するという観
点から、比表面積が大きい程フッ素系樹脂との結合力が
増大し、好ましい。具体的には、比表面積が８００ｍ²
／ｇ以上であることが好ましく、特に１０００ｍ²／ｇ
以上であることが好ましい。

【００１４】また、同じ体積固有抵抗値を発現するので
あれば、カーボンの添加量が少ない方がストラクチャー
の形成が経時的に進行しにくい。導電性の発現の目安と
してＤＢＰ吸油量が大きい方が少ない添加量で高い導電
性を発現するため、好ましい。具体的にはＤＢＰ吸油量
が３００ｍｌ／１００ｇ以上であることが好ましく、特
に５００ｍｌ／１００ｇ以上であることが好ましい。

【００１５】（３）付加的成分さらに本発明では、発明の効果を著しく損なわない限
り、上記以外の以下の付加成分を更に添加しても構わな
い。熱可塑性樹脂としては、例えば、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、ゴムまたはラテックス成分、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、
ポリアミド、ポリアセタール、ポリアリレート、ポリカ
ーボネート、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニ
レンエーテル、ポリイミド、液晶性ポリエステル、ポリ
スルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレン
サルファイト、ポリビスアミドトリアゾール、ボリエー
テルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリブチレ
ンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
フッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、クロロトリフル
オロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、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、アクリ
ル酸アルキルエステル共重合体、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の１種又はこ
れらの混合物からなるものが使用される。

【００１６】熱硬化性樹脂としては、例えば、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
テル樹脂の１種又はこれらの混合物からなるものが使用
される。

【００１７】各種フィラーとしては、例えば、炭酸カル
シウム（重質、軟質、膠質）、タルク、マイカ、シリ
カ、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウ
ム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、ゼオライト、ウオラスト
ナイト、けいそう土、ガラスビーズ、ベントナイト、モ
ンモリナイト、アスベスト、中空ガラス球、黒鉛、二硫
化モリブデン、酸化チタン、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、グラファイト、金属粉、導電性金属酸化
物、有機金属化合物、有機金属塩等のフィラーがあげる
ことができる。

【００１８】また添加剤としては、例えば、酸化防止剤
（フェノール系、硫黄系等）、滑剤、有機・無機系の各
種顔料、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、中和剤、
発泡剤、可塑剤、銅害防止剤、架橋剤、流れ性改良剤等
あげることができる。

【００１９】（４）配合量本発明のシームレスベルトにおいて、フッ素系樹脂とカ
ーボンブラックの配合量はフッ素系樹脂９７〜７５重量
％、カーボンブラック３〜２５重量％が好ましく、特に
好ましくはフッ素系樹脂９６〜９２重量％、カーボンブ
ラック４〜８重量％である。カーボンブラックの配合量
が３重量％未満では導電性に乏しく、２５重量％を超え
ると製品の外観が悪くなり、また、材料強度が低下す
る。

【００２０】（５）導電性本発明のシームレスベルトにおいて、その表面抵抗値
は、１×１０⁰〜１０¹⁵Ω／□の範囲が好ましい。感光
体基体用シームレスベルト、定着用シームレスベルトに
使用する場合には、１×１０⁰〜１０³Ω／□が特に好
ましい。中間転写用シームレスベルト、搬送用シームレ
スベルト、定着用シームレスベルト、現像用シームレス
ベルト等に使用する場合には１×１０⁶〜１０¹³Ω／□
が好ましく、１×１０⁷〜１０¹²Ω／□が特に好まし
い。

【００２１】一方、体積固有抵抗値は、用途によらず１
×１０⁹〜１×１０¹¹Ω・ｃｍであることが好ましい。

【００２２】（６）配合方法上記組成物は、所望により付加的成分を一軸押出機、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加工
に供するが、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。

【００２３】（７）シームレスベルトの製造方法シームレスベルトの製造方法は、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ある。

【００２４】シームレスベルトの望ましい連続押出成形
法としては、ベルトの直径が３０ｍｍ以上の場合には、
押し出したチューブの内径を高精度で制御可能な重力に
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、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あげられ
る。

【００２５】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。更に、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。

【００２６】（８）シームレスベルトシームレスベルトの厚みは、５０以上１０００μｍ以下
が好ましく、１００μｍ以上７００μｍ以下が更に好ま
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事ができず、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。

【００２７】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、蛇行防止や端面補強等の目的
の為に、所定の寸法のシームレスベルトの内側両端面部
を耐熱テープあるいは、シリコンゴム等で処理しても良
い。

【００２８】

【実施例】

〔実施例１〜５〕表１にて示した配合にて、環状ダイ付
き４０φの押出機を用い、環状ダイより下方に溶融チュ
ーブの状態で押し出す。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
ルレスチューブ（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
れたベルトの導電性、体積抵抗保持率の評価結果を表１
に示す。表１から明らかなように、本発明によるシーム
レスベルトは、１時間の継続電圧印加時においても体積
固有抵抗値の経時的変化が見られない。

【００２９】

【表１】

【００３０】〔比較例１〜６〕配合以外は実施例１〜３
と同様にシームレスベルトを得た。得られたベルトの導
電性、体積抵抗保持率の評価結果を表２に示す。

【００３１】

【表２】

【００３２】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。１．フッ素系樹脂エチレンテトラフルオロエチレン共重合体（旭硝子社
製、商品名「アフロンＣＯＰ：Ｃ５５」）２．カーボンブラック（１）ケッチェンブラック（ケッチェンブラックインタ
ーナショナル社製、商品名「ケッチェンブラックＥ
Ｃ」）（２）ケッチェンブラック（ケッチェンブラックインタ
ーナショナル社製、商品名「ケッチェンブラック６
００ＪＤ」）（３）アセチレンブラック（電気化学社製、商品名「デ
ンカブラック」）（４）ファーネスブラック（ＣＡＢＯＴ社製、「Ｖｕｌ
ｃｕｎＸＣ−７２」）

【００３３】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．表面固有抵抗（Ω／□）表面抵抗計ハイレスタＨＡプローブ（三菱油化社製）を
用い、測定電圧５００Ｖ測定時間１０秒で測定した。

【００３４】２．体積固有抵抗（Ω・ｃｍ）アドバンテスト社製ＲＡ８３４０を用いＪＩＳＫ−６
９１１に準拠し厚み１５０μｍのサンプルを用い、測定
電圧０．７Ｖ／μｍで測定を行った。但し電極に導電性
シリコーンゴムを使用し、試料への電極押し付け力は４
ｋｇとした。

【００３５】３．体積抵抗保持率体積抵抗測定時の電圧印加を連続的に行い、１時間後の
体積抵抗を測定し、１０秒後の体積抵抗と比較し体積抵
抗の保持率を求める。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来体積固有抵抗値が経時的に低下していたフッ素樹脂
系シームレスベルトにおいて、体積固有抵抗が低下しな
いシームレスベルトが得られる。この結果、電子写真方
式を採用した装置に用いた場合、トナーの固着が起こり
にくく、且つ難燃性が高いうえ、長期的に鮮明な画像が
得られるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子写真式複写機における中間転写装置の要部
側面図である。

【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エンドレスベルト７，８，９ローラー１０静電転写器１１記録紙１２押圧ローラー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 27:12 309:04 (72)発明者奥山克己三重県四日市市東邦町１番地三菱化学株式会社四日市総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フッ素系樹脂９７〜７５重量％と、一次
粒子が中空形状で、比表面積が８００ｍ²／ｇ以上、Ｄ
ＢＰ吸油量が３００ｍｌ／１００ｇ以上のカーボンブラ
ック３〜２５重量％からなり、表面及び裏面の表面固有
抵抗が１×１０⁰〜１０¹⁵Ω／□、体積固有抵抗が１×
１０⁹〜１０¹¹Ω・ｃｍであるシームレスベルト。
【請求項２】前記フッ素系樹脂がエチレンテトラフル
オロエチレン共重合体である請求項１記載のシームレス
ベルト。