JPH0266009A - 搬送用ベルトと搬送方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子写真装置等の転写型の静電記録装置に用い
られる搬送用ベルト、とくにその中の転写用ベルト及び
それを用いる転写・搬送方法に関する。

（従来の技術） 従来、電子写真装置に用いられる転写用ベルトとしてポ
リエチレンテレフタレート等の誘電体フィルムを熱溶着
、超音波溶着等の手段でつなぎ合せベルト状としたもの
、また上記誘電体フィルムの内層にアルミニウム、金、
酸化スズ、カーボン等の導電性部材を蒸着したもの、Ｎ
ＢＲ，ＳＢＲ，ＥＰＤＭ等のゴムを導電性として、その
上に上記フィルムを巻きつけたものが知られている。

またエンドレスベルトとしては例えば特開昭６２−１５
６６８２号に示されたように、体積固有抵抗が１０′４
ΩｃＩ１１以上である熱可塑性樹脂層とその内層に体積
固有抵抗が１０６ΩｃＩｗ以下の熱可塑性エラストマー
又はアイオノマーを設け、両層を一体的に押出しブロー
成型でエンドレスベルト化することが開示されている。

さらに特開昭６２−２０３１６９号では熱可塑性エラス
トマー又はアイオノマーでその体積固有抵抗がＩＯ＋２
〜１０１６Ωｃａｍである表面誘電体層とその内層に体
積固有抵抗が１０’〜１０１２Ωｃｍである半導電性の
熱可塑性エラストマー又はアイオノマーを有し、両層を
一体的に押出しブロー成型したエンドレスベルトも開示
されている。

（発明が解決しようとしている課題］ しかしながら上記従来例においては次のような問題点が
ある。例えばポリエチレンテレフタレートの様な誘電体
フィルムを熱溶着又は超音波溶着した系ではつなぎ目で
の段差により転写ベルト上に付着したトナーがそこに溜
まり、クリーニングしきれず被転写材の裏汚れが生じ、
さらにつなぎ目の強度が弱いため耐久性に問題が生じる
。

また絶縁性の誘電体フィルムにおいては誘電体表面の電
位を安定させることが難しく、静電ｍｆｇｌ担持体から
被転写材が剥離する時、被転写材が転写ベルトから分離
する時の剥離放電により誘電体フィルム表面に転写電界
と逆極性の電荷がＭ積し、いわゆるチャージアップ現象
を生じ被転写材の吸着不良、トナー像の転写不良を生じ
ることがある。

一方、誘電体フィルムの裏面に導電層を設けた構成は、
特開昭５６−１５４７７２号、特開昭６２−１５０３６
２号等に示されているように、導電層を基準電位面とし
表面層を接触帯電、コロナ帯電等で常に一定に保つよう
にすることが知られている１本方式においては、誘電体
フィルムのつなぎ目の問題は上記従来例と同様であるが
、チャージアップ現象は生じにくくなっている。しかし
裏面に導電層を有しているため転写ベルト表面上の電界
が均一なため像担持体と転写ベルトが接触する以前に静
電潜像担持体方向へ静電潜像相持体上のトナーを引きつ
ける方向の電界が働き該トナーが転写ベルトの方向へ飛
翔してしまいトナー像の忠実な転写を行なうことができ
ず、いわゆるーとびちり′　（文字部のまわりにトナー
粒子が敗っている状態）という現象が生じ易い、この現
象を防止するために転写ベルト表面上の電界を弱くして
い（と１例えば文字部の周辺部のみを転写する“中抜け
”という現象を生じたり、転写効率の低下をまねくとい
う欠点を有している。

特開昭６２−１５６６８２号では導電層を内層に有した
エンドレスベルトが開示されているが、ベルトがエンド
レスであるためつなぎ目の段差の問題等は解消されるが
、導電層を内層に有することによる欠点は解消されない
６ 方、特開昭６２−２０３１６９号で開示された転写用の
エンドレスベルトでは表層の誘電体層が１０１２〜１０
”ΩｃＩＩ＋の抵抗を有した熱可塑性エラストマー又は
アイオノマーであり、かつ該誘電体層は一定時間（数秒
程度以下）電荷を保持し、その俊速やかに（数秒程度）
電荷が減衰してい（特性が示されている。しかし、この
ような特性を得るためには誘電体層の抵抗容量の関係が
きびしく限定される。一方、１０”〜１０１６Ωｃｆｆ
Ｉという体積固有抵抗を安定して得ることは難しく、材
料の製造条件等によるバラツキ、環境変動による影響も
受けやすく１本公報で開示された効果を得ることは実用
上困難である。

さらに、本公報では前記従来例と同様に転写ベルトが転
写部へ向う以前に転写ベルト表面に帯電を行ない転写ベ
ルト表面を一定電位に安定させる方法を用いているため
、“とびらり゛、°゛中抜“等の問題を解消することは
できない、また本公報では表層及び内層ともに熱可塑性
エラストマー層で形成されているため、エラストマー層
の長期耐久による摩耗、変形、伸び等が問題となり、さ
らにひどい場合には耐久途中で転写ベルトが切れてしま
うという問題もある。

本発明の目的は上記従来例の欠点を除去し、環境変動が
少なく常に安定した被転写材の吸着を可能とし、高い転
写効率が得られ、静電潜像担持体上のトナー像を忠実に
転写し高画質を得ることが＝ｒ能な搬送用ベルト特に転
写用ベルト及びそれを使用した転写・搬送方法を提供す
ることにある。

さらに本発明の他の目的は表面の平滑性に優れ転写用ベ
ルトに付着したトナーのクリーニング性に優れ、長期間
の使用に耐える特性を有する転写用ベルト及び千わを使
用した転写・搬送方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、合成樹脂からなる第１の層と、熱可塑性エラ
ストマーからなり体積固有抵抗が１０’〜１０１４ΩＣ
ｌ１１である第２の層を有する搬送用ベルトであって、
好ましくは第１の層がポリエチレンテレフタレート、フ
ッ素樹脂、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポ
リカーボネート、ポリサルフォンから選ばれた樹脂層で
あり、上記高抵抗層はポリオレフィン系熱可塑性エラス
トマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウ
レタン系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラ
ストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリ
アミド系熱可塑性エラストマー、ポリプタジエン系熱可
塑性エラストマー、ポリエチレン系熱可塑性エラストマ
ー、エチレン−酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ポ
リ塩化ビニル系熱可塑性エラストマーから選ばれた熱可
塑性エラストマー層であることを特徴としたエンドレス
の搬送用ベルトである。

第１図は転写用ベルト１の層構成を示す図であり、第１
の層としての合成樹脂よりなる絶縁層３１、接着層３２
、第２の層としての体積固有抵抗が１０＆〜ｌＱ＋４Ω
ｃｍである高抵抗層３３の３層構成となっている。第２
図にはエンドレスベルトの概念図を示す。

絶縁層３１はポリエチレンテレフタレート、四弗化エチ
レン・六弗化プロピレン（ＦＥＰ）、四弗化エチレン・
パーフロロアルコキシエチレン（ｐＦＡ）、ポリフッ化
ビニリデン、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネー
ト、ポリサルフォン等の樹脂層で体積固有抵抗値が１０
１４Ωｃｍ以上で厚みがｌθ〜１５０μｌの間とされ、
好ましくは２０〜７０μ巾の間がよい。

高抵抗層３３はポリオレフィン系熱可塑性エラストマー
、ポリエステル系熱可塑性エラストマーポリウレタン系
熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラス
トマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、フッ素系
熱可塑性エラストマー、ポリプタジエン系熱可塑性エラ
ストマーポリエチレン系熱可塑性エラストマー、エチレ
ン−酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニ
ル系熱可塑性エラストマー等からなるエラストマー層で
、該エラストマーにはカーボンブラック、金属粉等の導
電性フィラー、チタン化合物。

ニッケル化合物、シリコン化合物等の半導電性フィラー
を混入させたもの、ポリマーの構造を変化させてエラス
トマー自体を高抵抗化したものなどが用いられ、このと
きのエラストマー層の体積固有抵抗は１０’〜１０１４
Ωｃｍの間にコントロールされ、厚みは５０〜３００μ
ｌの間とされる。

接着層３２は高抵抗層、絶縁層の材質に応じて適宜選ぶ
ことができる。このとき接着層３２の体積固有抵抗は高
抵抗層より高いことが望ましい。

上記材質を用いて本発明では各層を押出しあるいは遠心
分離成型等でエンドレスベルトを作製し、その後接着剤
を塗布し絶縁層と高抵抗層を貼り合せる方法、特開昭６
２−１５６６８２号公報で開示されている押出ブロー成
形による同時にかつ一体に成型する方法等、使用する材
質に応じて適宜選ぶことが可能となる。

このとき内層の高抵抗層として成形性のよい熱可塑性エ
ラストマーを用いることで押出しにより２０〜３００μ
ｌ程度の厚みが任意に成形可能となり、転写用ベルトと
して最適な肉厚を有するエンドレスベルトを比較的低コ
ストで得ることが可能となる。

第３図は本発明のベルトを用いた転写・搬送装置の略断
面図である。静電潜像担持体である感光ドラムＩＩ上に
形成されたトナー像はベルト１を挟んで感光ドラム１１
と対向する位置に設けられた転写帯電器１２の作用によ
り被転写材Ｐ上へ転写される。その後被転写材Ｐはベル
ト１に静電吸着され安定的に搬送される。ベルト１は第
１のローラ１４又は第２のローラ１６で駆動を受は感光
ドラム１１と同速度で回転する。

ここで第１０−ラ１４と第２０−ラ１６は導電性を有し
、各々接地されている。ベルト１上に付着したトナーは
クリーナー１５でクリーニングされる。

このときクリーナーとしてはブレードを設けるのが好ま
しく、ウレタン、クロロプレーン、ＮＢＲ等のゴムを用
いることができる。ベルト１上には感光ドラム１１との
剥離時及び被転写材Ｐがベルト１から分離する時の気中
放電により転写用の帯電と逆極性の電荷がベルト表面に
蓄積するために、該電荷を除去するための除電器１３が
設けられている。除電器には転写帯電と逆極性の直流電
圧又は交流電圧が印加される。

［実施例］ 転写ベルト１としてはポリエチレンテレフタレート樹脂
をチューブ状に押出し、さらに二輪延伸して所望の寸法
のチューブを得る。本実施例では直径８０ｍｍ、幅２３
０ｍｍ　、厚み３０μｍの寸法とした。さらにポリオレ
フィン系の熱可塑性エラストマーを同様に押出し成形し
、直径７９．４ｍｍ、幅２３０［１１１１、厚み１００
μｌのチューブを得た。この時エラストマー中にカーボ
ンブラックを５〜３０胃Ｌ％の範囲内で混合し所望の抵
抗値を得る。この様にして得られたポリエチレンテレフ
タレートチューブ、エラストマーチューブを重ね合せ、
接着剤により接着を行ないヘルド１が得られた。ここで
接着剤層の厚みは２０μｍで、転写ベルト１のトータル
厚みは　１５０μｍとなった。

このようにして得られた転写ベルトを用い、内層のエラ
ストマー層の抵抗をカーボンブラックの分散量を変え第
３図に示した転写・搬送装置を用いて１０枚連続して通
紙したときの転写効率の変化を以下に示す。このとき、
紙送りスピードは１００ｍａｄ／ｓｅｃ、感光ドラム１
１として長波長側に増感された有機光導電体（以下ｏｐ
ｃと略す）を用い、半導体レーザー（不図示）を用いて
潜像を形成し、１成分の負極性磁性トナーにより露光部
を現像する反転現像方式を用いて実験を行なった。さら
に転写帯電器！２は２００μＡの定電流制御でコロナ放
電を行ない、除電器１３には１５０μ＾の定電流制御で
コロナ放電を行なわせた。表１にこのときの実験結果を
示す。

表１ この実験結果から、転写効率として実用上十分な値を７
５％以上で、より好ましい値を８０％以上とすると、エ
ラストマー層として必要な体積固有抵抗値は　１０８〜
１ＱＩ４ΩＣ１ｍであることがわかる。この理由は、抵
抗が低すぎるとエラストマー層を介して転写のための電
荷がリークしてしまうために十分な強さの転写電界が存
在しなくなること、また抵抗が高すぎるとチャージアッ
プ現象が生じ転写効率が徐々に下っていくと考えられる
。

一方エラストマー層は高抵抗層のため、その厚みはベル
ト１の静電容量に影響し、厚みが厚すぎると静電容量が
小さくなり、転写電界を強くすることができず、転写効
率に影響を及ぼしてしまう。表２は高抵抗層であるエラ
ストマー層の体積固在抵抗値を１０１１ΩＣｌｌ１とし
、前記実験例と同じ条件でニラストアー層の厚みを変え
て転写効率を測定した結果である。

表２ この実験結果から実用上エラストマー層の厚みは３００
Ｌ１ｍ以下、好ましくは２００μｌ以下である必要があ
る。ところでエラストマーは一般的に弾性体で有り、永
久変形、引っ張り強度、耐摩耗性等は樹脂に比べて弱い
。そのため、転写用ベルトとして用いられる場合、エラ
ストマー層のみでは十分な耐久性が得られず、とくに強
度的に十分な特性を得て３０万枚以上の通紙耐久に耐え
るには３００μＩ以上の厚みが必要となる。一方、本発
明の様に表面に耐摩耗性、引っ張り強度、永久変型等に
優れた特性をもち、特に引っ張り強度が１５０ｋｇ／ｃ
ｍ２以上、好ましくは３００ｋｇ／ｃｍ２以上の樹脂層
を表層に有することで、エラストマー層は薄くても十分
な耐久性を得ることができる。さらに表面の樹脂層も薄
いほど転写効率は良くなるが、極端に薄いと前述と同様
の理由で耐久性が劣ってしまう。

本発明者の検討によると表面の樹脂層は厚みが１０〜１
００μｍの間、より好ましくは２０〜７０μｌの間にあ
るものが転写効率及び耐久性の点で優れている。またク
リーニング特性からは表面の平滑性が要求され、以上の
様な特性を満たす樹脂層としてはポリエチレンテレフタ
レート、四フッ化エチレン樹脂、四フッ化エチレン・六
フッ化プロピレン樹脂、四フッ化エチレン・パーフロロ
アルコキシエチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂等
のフッ素樹脂、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミド
、ポリカーボネート、ポリサルフォン等が挙げられ、よ
り好ましくはポリエチレンテレフタレート、ポリアミド
、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリサルフォン等か
挙げられる。

第４図は本発明を実施するための転写・搬送装置の略断
面図である。感光ドラム１１上に形成されたトナー像は
、あらかじめ吸着用ローラ４４によってベルト１上に静
電吸着された被転写材Ｐ上に転写ローラ４２の電界で転
写される。ベルト１上にあるトナーはクリーナー１５に
よってクリーニングされ、ベルト１上に存在する転写電
界と逆極性の電荷は接地された除電ブラシ４５で除電さ
れる。このとき転写ローラ４２には電源４３によりトナ
ーと逆極性の一定電圧で０．５〜３ｋＶが印加される。

また吸着用ローラ４４には電源４６によりトナーと同極
性の電圧で０．２〜１．５ｋＶが印加され被転写材上に
電荷が注入され、該電荷と逆極性の電荷がベルト１の高
抵抗層に誘起されることにより、両者の電荷の静電気力
で被転写材Ｐはベルト１上に強く静電吸着される。この
結果被転写材Ｐは重力に逆らって搬送することが可能と
なる。

さらに具体的に説明すると、転写ローラ４２は体積固有
抵抗が１０６Ωｃｍ以下で硬度が２０〜５０度（ＪＩＳ
Ａ）のＥＰＤＭ、ＣＲ，ＮＢＲ，シリコーンゴム等の導
電性ゴム、あるいは硬度１５〜４０　（ＡＳＫＥＲＣ）
のウレタン、シリコーン等の導電性スポンジを用いる。

吸着用ローラ４４も同様にＥＰＤＭ、ＣＲｌＮＢＲ、シ
リコーンゴム等の導電性ゴムローラを用い、被転写材の
ベルト１への密着性を良くする。

本実施例の構成においては、被転写材Ｐのベルト１への
静電吸着力が十分強い必要がある。本発明者の検討によ
ると被転写材Ｐとベルト１どの間の静電吸着力はベルト
１の表面層の抵抗及び平滑性に依存し、とくに表面層の
抵抗値はベルト１の電荷保持能力を表わし、高温高湿下
（例えば３５℃８５％）で被転写材である紙が低抵抗化
したときの吸着力に影響を与える。

本実施例においてはベルトとして前記実施例と同様のも
のを使用するが、ベルトの直径は１５０ＩＩＩＩ１１の
ものを使用した。また表層の絶縁層として用いるポリエ
チレンテレフタレート層中に界面活性剤又はカーボンブ
ラック等の導電性フィラーを分散混入させることにより
抵抗値をコントロールし実験し、被転写材Ｐのベルト１
への吸着力を評価したものを表３に示す。このとき紙送
りスピードは３０ｍｍ／ｓｅｃであり、その他の画像形
成条件は前記実施例と同様とした。また被転写材として
は坪量５８ｇ／ｍ２の紙を３５℃、８５％下に２日放置
したもの、吸着用ローラ４４には一５００ｖの電圧を印
加、転写ローラ４２には＋１．５ｋＶの電圧を印加して
実験を行なった。

表３ ここで吸着力の評価で○は分離時まで完全に被転写材Ｐ
が密着していることを示し、△は分離部近傍でわずかに
被転写材Ｐがベルト１から離れかけた状態、Ｘは感光ド
ラムＩｔから被転写材Ｐが分離した直後に被転写材Ｐが
ベルト１から離れてしまう状態を示す。またベルト表面
電位半減時間は、ベルト表面を一定電位に帯電させた後
、表面電位計で表面電位の時間推移を測定した結果であ
る。

このように高温高湿下でも被転写材とベルトが十分な吸
着力を得るためには、ベルト表層の抵抗がＩＱ＋４Ωｃ
ｏｔ以上、好ましくは１０１５Ωｃｍ以上必要なことが
わかる。これは紙上に与えられた吸着用の電荷が低抵抗
化してしまった紙及び転写ベルト表層からリークするの
を防止するためと考えられる。また本実施例のようにベ
ルト１と接触した電荷供給部材（本実施例では吸着用ロ
ーラ４４）を有する場合、ベルト表面の絶縁層にピンホ
ール等があるとそこから電圧がリークしてしまう。従っ
てベルト１の表面層としてはピンホールレスの絶縁層が
望ましい。更に電気抵抗の低いフィラーを表面絶縁層に
混入した場合も同様な現象が生じ易いため、表面絶縁層
内にはフィラーを混入しないことが望ましい。

このように上記特性を満たす抵抗値を有し、ピンホール
の存在しにくい絶縁層としてはポリエチレンテレフタレ
ート、四フッ化エチレン・パーフロロアルコキシエチレ
ン、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン、ポリフッ
化ビニリデン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミド
、ポリカーボネート、ポリサルフォン等の樹脂層が好適
に使用できる。

さらに本構成において転写効率、画質等は前記実施例と
同様の理由で十分優れたものを得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにベルトとして表層が樹脂層で形成さ
れ、樹脂層の内層には体積固有抵抗が１０’〜１Ｑ１４
Ωｃｌ１１である高抵抗層を形成し、該高抵抗層が熱可
塑性エラストマーで形成することにより、高抵抗層内の
電荷が容易に除去できるためチャージアップ現象が生じ
にくく、また転写電界を部分的に集中することができる
ため高転写効率及び静電潜像担持体上のトナー像を忠実
に転写し高画質を得ることが可能となる。

さらに表層に強度が強く耐摩耗性、永久変形、平滑性に
優れた樹脂層を有するために長期にわたって通紙が可能
なベルトが得られる。さらに表層の樹脂層の強度が強い
ため、ベルトの厚みを全体として十分薄くできるため、
像担持体に対して十分な強度の転写電界を得ることがで
き、高い転写効率が得やすくなる。

また内層の高抵抗層として押出し成形性が良好なエラス
トマーを用いることができ、ベルトの径、厚みを自由に
選ぶことが可能となる。さらに転写ベルト自体の機械的
特性は表層の樹脂層によって支配されるため、内層のエ
ラストマー層に用いるエラストマーの材質の選定に自由
度が広がり、抵抗値をコントロールする際のフィラーの
分散性に優れたものを使うことができ、抵抗値コントロ
ールのしづらい１０８〜１０目Ωｃｍの間でも比較的粒
度良く所望の抵抗値を得ることができ、生産性に優れた
ものとなる。

またベルト表層の樹脂層の抵抗を１０１４ΩｃＩ１１以
上とし、十分な電荷保持性をもたせることで、高温高湿
下においても吸湿紙に対して十分な静電吸着力を得るこ
とが可能となり、さらに転写ベルト表層に接触帯電を施
しても、ピンホール等耐圧が局所的に弱いところがない
ためリーク等を起こす心配がない。

なお、本明細書では転写ベルトとして使用した場合につ
いて説明したが、その他の紙、フィルム等の搬送用ベル
トに本発明は通用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるベルトの層構成を示す図、 第２図は本発明による転写用ベルトの略断面図、 第３図、第４図は本発明によるベルトを備える転写・搬
送装置の略断面図 である。 １：ベルト １１：感光ドラム １２：転写帯電器 １３：除電器 ＋４．１６：ローラ １５：クリーナー ３１：絶縁層 ３２：接着層 ３３：高抵抗層 ４２：転写ローラ ４３：電源 ４４：吸着用ローラ ４５：除電ブラシ ４６：電源 ｂ ｋＡ３図 第２図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）合成樹脂からなる第１の層と、熱可塑性エラストマ
   ーからなり体積固有抵抗が１０＾８〜１０＾１＾４Ωｃ
   ｍである第２の層を有する搬送用ベルト。 ２）第１の層がポリエチレンテレフタレート、フッ素樹
   脂、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカー
   ボネート、ポリサルフォンのいずれかからなる請求項１
   に記載のベルト。 ３）第１の層の体積固有抵抗が１０＾１＾４Ωｃｍ以上
   である請求項１または２に記載のベルト。 ４）第２の層がポリオレフィン系熱可塑性エラストマー
   、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン
   系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラ
   ストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、フッ素
   系熱可塑性エラストマー、ポリプタジエン系熱可塑性エ
   ラストマー、ポリエチレン系熱可塑性エラストマー、エ
   チレン−酢酸ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化
   ビニル系熱可塑性エラストマーから選ばれた熱可塑性エ
   ラストマー層である請求項１、２または３に記載のベル
   ト。 ５）エンドレス状である請求項１から４までのいずれか
   １項に記載のベルト。 ６）請求項１から５までのいずれか１項に記載のベルト
   および／または被転写材を帯電させ、被転写材を該ベル
   トに静電気力によって吸着させ、該ベルトを動かすこと
   によって被転写材を搬送する搬送方法。