JPH09269675A

JPH09269675A - プラスチック無端ベルト

Info

Publication number: JPH09269675A
Application number: JP7700796A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Ito; 研一伊藤; Tsukasa Fujita; 司藤田; Eiji Yasui; 栄治安井
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1997-10-14

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】引張強度が高いため転写の際トナーのずれを生
じず、しかもトナー離型性に優れ、経済的にも優れ、ま
た難燃性にも優れるプラスチック無端ベルトの提供す
る。【解決手段】内層１３とこれに隣接する中間層１４とこ
の中間層に隣接する外層１５の３層構造を有し、上記内
層が下記（Ａ）成分で形成され、上記中間層がポリアミ
ド樹脂で形成され、上記外層がフッ素樹脂で形成されて
いる。（Ａ）塩化ビニル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタ
クリレートからなる群から選ばれた少なくとも一つの合
成樹脂。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機に
おいて、感光体上のトナーを写し取る転写中間体等に用
いられるプラスチック無端ベルトに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、フルカラー複写機等の電子写真複
写機の実用化に伴って、感光体上に現像されたトナー像
を複写紙に転写する際に、一旦トナーを転写中間体に写
し取った後、複写紙に転写するというプロセスが採用さ
れている。

【０００３】その一例を図３に示す。すなわち、このプ
ロセスでは、感光ドラム１の表面が帯電ロール２により
帯電された後、露光機構部３を介して原稿光像のスリッ
ト露光４が感光ドラム１表面に到達し、原稿像に対応し
た静電潜像が感光ドラム１表面に形成され、現像装置５
によってトナー像が形成されるようになっている。ま
た、上記感光ドラム１の下部には、転写中間体である無
端ベルト６が、一次転写ローラ７を介して感光ドラム１
に圧接されており、上記感光ドラム１上に現像されたト
ナー像が上記無端ベルト６の表面に転写されるようにな
っている。そして、この無端ベルト６の走行により、上
記トナー像は、この無端ベルト６と二次転写ローラ８と
の間に挟まれた転写紙９に転写される。なお、二次転写
後に無端ベルト６の表面上に残留するトナーはクリーニ
ングブレード１０によって回収され、無端ベルト６はつ
ぎの転写に備えるようになっている。また、一次転写後
に感光ドラム１表面上に残留するトナーはクリーニング
装置１１によって回収され、その後、感光ドラム１表面
はイレーザーランプ１２により除電される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記無端ベルト６とし
ては、従来から、ポリカーボネート（以下「ＰＣ」と略
す）やポリエチレンテレフタレート（以下「ＰＥＴ」と
略す）等に導電性フィラーを配合した半導電性熱可塑性
樹脂が用いられている。しかしながら、上記ＰＣは耐屈
曲疲労性が劣るため、長期にわたって使用するとひび割
れを生じるという問題がある。また、ＰＣは極性が高い
ため、トナー離型性が悪く、経時的にトナーがベルト表
面に固着する結果、画像に悪影響を与えるという問題も
ある。一方、ＰＥＴにおいても、トナー離型性の悪さが
問題となっている。

【０００５】そこで、上記問題を解決するため、少なく
とも表面層が導電性フィラーを所定の割合で配合された
フッ素樹脂である導電性プラスチックベルト（特開平７
−９２８２５号公報）が提案されている。しかし、上記
導電性プラスチックベルトは、伸びに対して強度的に弱
く、一定の張力を保つことができないため、ベルトがた
るみ転写の際トナーがずれてしまうという新たな問題が
生じている。また、上記フッ素樹脂は高価であるため、
経済的に好ましくない。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、引張強度が高いため転写の際トナーのずれを生
じず、しかもトナー離型性に優れ、かつ経済的にも優
れ、また難燃性にも優れるプラスチック無端ベルトの提
供をその目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のプラスチック無端ベルトは、内層とこれに
隣接する中間層とこの中間層に隣接する外層の３層構造
を有し、上記内層が下記（Ａ）成分で形成され、上記中
間層がポリアミド樹脂で形成され、上記外層がフッ素樹
脂で形成されているという構成をとる。（Ａ）塩化ビニル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタ
クリレートからなる群から選ばれた少なくとも一つの合
成樹脂。

【０００８】すなわち、本発明者らは、フルカラー複写
機等の電子写真複写機において、転写の際トナーのずれ
を生じず、しかも優れたトナー離型性を有する無端ベル
トについて、一連の研究を重ねた。その結果、合成樹脂
〔（Ａ）成分〕をその内層形成材料に用い、フッ素樹脂
をその外層形成材料に用いることにより、所期の目的を
達成できるのではないかと想起し、さらに研究を重ね
た。その結果、上記フッ素樹脂と合成樹脂〔（Ａ）成
分〕とを積層するだけでは、十分な密着強度が得られな
いことが判明したため、両者の間に中間層としてポリア
ミド樹脂を形成材料とする層を介在させ、互いに密着強
度を高めることにより、本発明に到達した。

【０００９】なお、本発明において、内層を形成する合
成樹脂〔（Ａ）成分〕が、鉛筆硬度Ｂ〜２Ｈでかつ引張
強度２００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ²である場合、特に優
れた機械的強度が得られ、転写の際トナーのずれ防止効
果が高い。

【００１０】また、本発明において、外層を形成するフ
ッ素樹脂として、溶剤可溶なフッ素樹脂を主体とするも
のを用いると製法的に有利であるという効果を奏する。
なお、ここで「主体とする」とは、外層を形成するフッ
素樹脂として、溶剤可溶なフッ素樹脂のみからなる場合
も含めるという趣旨である。

【００１１】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態につ
いて説明する。

【００１２】本発明のプラスチック無端ベルトは、図１
に示すように、内層１３とこれに隣接する中間層１４と
この中間層１４に隣接する外層１５の３層構造を有して
いる。

【００１３】上記内層１３の形成材料としては、塩化ビ
ニル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタクリレート
（以下「ＰＭＭＡ」と略す）が用いられ、なかでも、塩
化ビニル系樹脂が好ましい。また、これらを２種以上組
み合わせて用いることもできる。

【００１４】上記塩化ビニル系樹脂としては、数平均分
子量４０００〜４００００の塩化ビニル−酢酸ビニル共
重合樹脂等が用いられる。また、そのような塩化ビニル
系樹脂の市販品としては、例えばソリューションビニル
樹脂ＶＡＧＨ（ユニオン・カーバイド社製）、デンカラ
ック（電気化学工業社製）等が知られている。

【００１５】そして、上記塩化ビニル系樹脂の溶剤とし
ては、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、アセト
ン、トルエン、メチルイソブチルケトン等が用いられ
る。そして、これらは単独で用いてもよいし、２種以上
併用してもよい。なかでも、アセトン／トルエン混合溶
剤（アセトン／トルエン＝３／１）が好適である。

【００１６】上記ＡＢＳ樹脂としては、数平均分子量４
０００〜４００００である従来公知の安価なＡＢＳ樹脂
が用いられる。また、そのようなＡＢＳ樹脂の市販品と
しては、例えばトヨラック（東レ社製）、サイコラック
（宇部サイコン社製）等が知られている。

【００１７】そして、上記ＡＢＳ樹脂の溶剤としては、
酢酸エチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケ
トン等のケトン類、塩化メチレン、クロロホルム等の塩
素化炭化水素が用いられる。なかでも、塩化メチレンが
好適である。

【００１８】上記ＰＭＭＡとしては、数平均分子量４０
００〜４００００である従来公知の安価なＰＭＭＡが用
いられる。また、そのようなＰＭＭＡの市販品として
は、例えばバイヨン（呉羽化学工業社製）、スミペック
ス（住友化学工業社製）等が知られている。

【００１９】そして、上記ＰＭＭＡの溶剤としては、ベ
ンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、酢酸
メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、塩化
メチレン、クロロホルム等の塩素化炭化水素等が用いら
れる。なかでも、塩化メチレンが好適である。

【００２０】なお、上記内層１３の形成材料の鉛筆硬度
は、Ｂ〜２Ｈであることが好ましい。また、上記鉛筆硬
度は、ＪＩＳＫ５４００の鉛筆ひっかき値に準じて
測定されるものである。

【００２１】また、上記内層１３の形成材料の引張強度
は、２００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ²であることが好まし
い。すなわち、上記範囲内を外れると、転写の際トナー
のずれを生じるおそれがあるからである。なお、上記引
張強度は、ＪＩＳＫ６２５１に準じて測定されるも
のである。

【００２２】上記中間層１４の形成材料には、ポリアミ
ド樹脂が用いられる。上記ポリアミド樹脂として、Ｎ−
メトキシメチル化ナイロン（以下「ナイロン８」と略
す）、ナイロン１２、共重合ナイロン等があげられる。
なかでも、内層１３と外層１５との密着強度を向上さ
せ、しかもその２層が混ざらないようにするために、ナ
イロン８を用いることが好適である。

【００２３】そして、上記ポリアミド樹脂の溶剤として
は、メタノール、エタノール等の単独溶剤またはそれら
単独溶剤に水、トルエン等を混合させた混合溶剤、１−
プロパノール、２−プロパノール等が用いられる。なか
でも、ナイロン８とメタノール／水混合溶剤（メタノー
ル／水＝３／１）との組合わせが好適である。

【００２４】上記外層１５の形成材料としては、フッ素
樹脂が用いられる。上記フッ素樹脂としては、フッ化ビ
ニリデン−四フッ化エチレン共重合体〔以下「Ｐｏｌｙ
（ＶｄＦ−ＴＦＥ）」と略す〕、エチレン−四フッ化エ
チレン共重合体（以下「ＥＴＦＥ」と略す）、ポリクロ
ロトリフルオロエチレン（以下「ＰＣＴＦＥ」と略
す）、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（以下「ＦＥＰ」と略す）、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（以下「ＰＦＡ」と略す）等が用いられる。なかで
も、溶剤可溶性のものとして、Ｐｏｌｙ（ＶｄＦ−ＴＦ
Ｅ）が好適である。すなわち、製法的に有利だからであ
る。

【００２５】そして、上記溶剤可溶性フッ素樹脂の溶剤
としては、メチルエチルケトン（以下「ＭＥＫ」と略
す）、アセトン、メチルイソブチルケトン（以下「ＭＩ
ＢＫ」と略す）、トルエン、酢酸エチル、テトラヒドロ
フラン（以下「ＴＨＦ」と略す）等が用いられる。なか
でも、Ｐｏｌｙ（ＶｄＦ−ＴＦＥ）とアセトンの組合わ
せが好適である。

【００２６】また、上記内層１３、中間層１４、外層１
５の少なくとも１層に、導電性フィラーを含有させても
よい。上記導電性フィラーとしては、アルミニウム粉
末、ステンレス粉末等の金属粉末、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−Ｔ
ｉＯ₂、ｃ−ＺｎＯ₄、ｃ−ＳｎＯ₂等の導電性金属酸
化物、グラファイト、カーボンブラック等の導電性粉
末、４級アンモニウム塩、リン酸エステル、スルホン酸
塩、脂肪族多価アルコール、脂肪族アルコールサルフェ
ート塩等のイオン性導電材等があげられる。これら導電
性フィラーは、単独でもしくは２種以上を併せて用いら
れる。これら導電性フィラーのなかでも、分散性の点か
ら、ｃ−ＴｉＯ₂およびｃ−ＳｎＯ₂が好ましい。な
お、上記「ｃ−」とは、導電性を有するという意味であ
る。

【００２７】なお、上記内層１３の形成材料と外層１５
の形成材料においては、外層１５の形成材料の収縮率の
方が内層１３の形成材料のそれより大きくなるよう調製
することが好ましい。すなわち、外層１５の形成材料の
収縮率より、内層１３の形成材料の収縮率の方が大きい
とプラスチック無端ベルト成形の際、内側に変形してし
まうおそれがあるからである。

【００２８】上記プラスチック無端ベルトは、例えばつ
ぎのようにして作製することができる。すなわち、ま
ず、各層１３〜１５の形成材料およびその溶剤を、それ
ぞれ適宜に配合し、ボールミル等で混練し、ついで攪拌
し、各コーティング液を調製する。そして、このように
して調製されたコーティング液の濃度は、層の厚みに応
じて適宜に設定される。すなわち、層の厚みはコーティ
ング液の粘度調整が大きな要因となり、この粘度調整に
よって設定され、上記粘度はコーティング液の濃度に決
定される。

【００２９】ついで、上記各コーティング液を、図２に
示すようにそれぞれ槽１６、槽１７、槽１８に収容す
る。一方、金属製の軸体（例えばアルミニウム、ステン
レス等）１９を準備し、この軸体１９を垂直に立てて、
まず槽１６に収容されているコーティング液中に繰り返
し浸漬する。そして、所定の回数浸漬を繰り返した後、
コーティング液中から軸体１９を引き上げる。ついで、
同様の操作を行い、３層構造を形成する。つぎに、乾燥
し溶剤を除去した後、加熱処理（例えば６０〜１５０℃
×６０分間）を行い、上記軸体１９を抜き取ると、図１
に示すプラスチック無端ベルトが得られる。

【００３０】なお、上記製法以外に、押出成型法、スプ
レーコーティング法、インフレーション法、ブロー成形
法等の方法により、プラスチック無端ベルトを得ること
ができる。

【００３１】このようにして得られたプラスチック無端
ベルトは、引張強度が高く、しかもトナー離型性に優
れ、経済的にも優れている。そして、難燃性についても
ＶＴＭ−０〜ＶＴＭ−２の範囲内であるので、非常に優
れている。なお、上記難燃性は、ＵＬ−９４ＶＴＭ試験
法に準じて測定されるものである。

【００３２】なお、本発明のプラスチック無端ベルトに
おいて、上記合成樹脂〔（Ａ）成分〕で形成された内層
１３とフッ素樹脂で形成された外層１５の合計の厚みは
５０〜２００μｍであることが好ましい。より好ましく
は、１００〜１５０μｍである。すなわち、厚みが５０
μｍ未満であると強度が不足するおそれがあり、２００
μｍを超えると耐屈曲疲労性に劣るおそれがあるからで
ある。

【００３３】そして、ポリアミド樹脂で形成された中間
層１４の厚みは１〜５０μｍであることが好ましい。よ
り好ましくは、５〜２０μｍである。すなわち、厚みが
１μｍ未満であると電気的特性の経時変化が大きくなる
おそれがあり、５０μｍを超えるとベルト全体の強度と
屈曲性を両立させることが困難となるおそれがあるから
である。

【００３４】そして、プラスチック無端ベルト全体の特
性として、その体積抵抗率が１０⁶〜１０¹⁴Ω・ｃｍに
設定されていることが好ましい。より好ましくは、１０
⁸〜１０¹²Ω・ｃｍである。すなわち、１０⁶Ω・ｃｍ
未満であると電荷の減衰が早すぎ電源の容量を大きくす
る必要が生ずるおそれがあり、１０¹⁴Ω・ｃｍを超える
と電荷の減衰が遅すぎ、除電のシステムを必要とするお
それがあるからである。また、上記プラスチック無端ベ
ルトの表面抵抗率が１０⁶〜１０¹⁴Ω／□に設定されて
いることが好ましい。より好ましくは、１０⁸〜１０¹⁴
Ω／□である。すなわち、１０⁶Ω／□未満であると電
荷の減衰が早すぎ電源の容量を大きくする必要が生ずる
おそれがあり、１０¹⁴Ω／□を超えると電荷の減衰が遅
すぎ、除電のシステムを必要とするおそれがあるからで
ある。

【００３５】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００３６】

【実施例１〜３】下記の表１に示す配合割合で、各層の
形成材料と各層の溶剤とを配合し、そしてボールミル等
で混練し、ついで攪拌することにより、各コーティング
液を調製した。各コーティング液の粘度を、同じく表１
に示した。また、内層形成材料の鉛筆硬度および各層形
成材料の収縮率を下記に示す方法で測定し、その結果を
表２に示した。ついで、上記のようにして調製された各
コーティング液を、それぞれ別々の槽に収容した（図２
参照）。そして、前述の方法に従い、アルミニウム製の
軸体の周囲に順次、内層、中間層、外層となる層を積層
形成し、乾燥し溶剤を除去した後、加熱処理（６０〜１
５０℃×６０分間）を行うことにより各層を形成した。
ついで、上記アルミニウム製の軸体を抜き取って、目的
とするプラスチック無端ベルトを得た。このようにし
て、得られたプラスチック無端ベルトについて、各層お
よび全体の厚み、全体の引張強度、体積抵抗率、表面抵
抗率、耐屈曲疲労性、難燃性を調べ、その結果を下記の
表２、表３に示した。なお、各測定方法は以下の通りで
ある。

【００３７】〔粘度〕Ｂ型粘度計を用いて測定した。

【００３８】〔鉛筆硬度〕ＪＩＳＫ５４００の鉛筆
ひっかき値に準じて測定した。

【００３９】〔引張強度〕ＪＩＳＫ６２５１に準じ
て測定した。

【００４０】〔収縮率〕円筒金型周長と製品内周長の比
の方法で測定した。

【００４１】〔厚み〕マイクロメータを用いて測定し
た。

【００４２】〔体積抵抗率および表面抵抗率〕ＪＩＳ
Ｋ６９１１の抵抗率試験法に準じて、印加電圧１００
Ｖ時の体積抵抗率および表面抵抗率を算出した。

【００４３】〔耐屈曲疲労性〕ＭＩＴ耐折強さ試験機を
用いて、規定寸法の試験片を繰り返し折り曲げ、切れる
までの往復回数を測定した。

【００４４】〔難燃性〕ＵＬ−９４ＶＴＭ試験法に準じ
て測定した。

【００４５】

【表１】

【００４６】＊１：ソリューションビニル樹脂ＶＡＧ
Ｈ（ユニオンカーバイド社製）＊２：トヨラックパレル（東レ社製）＊３：バイヨン（呉羽化学社製）＊４：チタンブラック１３Ｍ（三菱マテリアル社製）＊５：マグネタイトＴＭ−６２０（三菱マテリアル社
製）＊６：タイペークＥＴ−５００Ｗ（石原産業社製）＊７：タイペークＦＴ−１０００（石原産業社製）＊８：トレジンＥＦ−３０Ｔ（帝国化学産業社製）＊９：チタンブラック１３Ｒ（三菱マテリアル社製）＊１０：導電性酸化スズＴ−１（三菱マテリアル社製）＊１１：ネオフロンＶＴ−１００（ダイキン工業社製）

【００４７】

【表２】

【００４８】

【表３】

【００４９】

【比較例１、２】下記の表４に示す配合割合で、各層の
形成材料と各層の溶剤とを配合し、実施例１と同様にし
て、公知のプラスチック無端ベルトを成形した。

【００５０】

【表４】

【００５１】＊１：ユーピロンＳ２０００（三菱ガス
化学社製）＊２：ネオフロンＶＴ−１００（ダイキン工業社製）＊３：マグネタイトＴＭ−６２０（三菱マテリアル社
製）＊４：トレジンＥＦ−３０Ｔ（帝国化学産業社製）＊５：導電性酸化スズＴ−１（三菱マテリアル社製）

【００５２】そして、上記比較例１品、２品について、
実施例１と同様にして評価した。その結果を下記の表
５、表６に示した。

【００５３】

【表５】

【００５４】

【表６】

【００５５】これらの表の結果から、上記実施例１品〜
３品はすべて、引張強度に優れ、しかも耐屈曲疲労性も
良好である。そして、難燃性にも優れている。これに対
して、上記比較例１品は耐屈曲疲労性に劣り、比較例２
品は引張強度が低いことがわかる。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明のプラスチック無
端ベルトは、内層とこれに隣接する中間層とこの中間層
に隣接する外層の３層構造を有し、上記内層が特定の合
成樹脂〔（Ａ）成分〕で形成され、上記中間層がポリア
ミド樹脂で形成され、上記外層がフッ素樹脂で形成され
ているため、引張強度が高く、転写の際トナーのずれを
生じない。そして、トナー離型性にも優れている。さら
に、上記内層を形成する特定の合成樹脂〔（Ａ）成分〕
は汎用されているものであるので安価で入手することが
できる。したがって、本発明のプラスチック無端ベルト
は、従来のものに比べ、高品質かつ経済的である。

【００５７】特に、本発明のプラスチック無端ベルトに
おいて、その内層形成材料である合成樹脂〔（Ａ）成
分〕の鉛筆硬度を特定の範囲内に設定すると、特に優れ
た機械的強度が得られ、転写の際トナーのずれ防止効果
が高い。

【００５８】また、外層を形成するフッ素樹脂として、
溶剤可溶なフッ素樹脂を主体とするものを用いると製法
的に有利であるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプラスチック無端ベルトを示す断面図
である。

【図２】本発明のプラスチック無端ベルトの製法の一例
を示す説明図である。

【図３】電子写真複写機の複写機構を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１３内層１４中間層１５外層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内層とこれに隣接する中間層とこの中間
層に隣接する外層の３層構造を有し、上記内層が下記
（Ａ）成分で形成され、上記中間層がポリアミド樹脂で
形成され、上記外層がフッ素樹脂で形成されていること
を特徴とするプラスチック無端ベルト。（Ａ）塩化ビニル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタ
クリレートからなる群から選ばれた少なくとも一つの合
成樹脂。
【請求項２】上記（Ａ）成分が、鉛筆硬度Ｂ〜２Ｈで
かつ引張強度２００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ²に設定され
ている請求項１記載のプラスチック無端ベルト。
【請求項３】上記フッ素樹脂が、溶剤可溶なフッ素樹
脂を主体とする材料で形成されている請求項１または２
記載のプラスチック無端ベルト。