JPH06228335A - シームレスベルト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子写真式複写機、レーザープリンター等の
感光体装置、フルカラー中間転写装置、転写分離装置、
搬送装置、帯電装置、現像装置等に使用されるシームレ
スベルトにおいて、難燃性が高く、耐久性に富みかつ伸
びにくいシームレスベルトを提供すること。 【構成】 引張弾性率が１００００（Ｋｇ／ｃｍ² ）以
上でメルトフローレートが１０ｇ／１０ｍｉｎ以下の、
ポリフッ化ビニリデンを主成分とする樹脂組成物９７〜
７５重量％とカーボンブラック３〜２５重量％からな
り、かつシームレスベルトの表面および裏面の表面導電
性が１×１０⁰ 〜１×１０¹³Ω／□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中間転写装置、転写分離装置、搬
送装置、帯電装置、現像装置等に使用される導電性のシ
ームレスベルトに関し、特に難燃性が高く、耐久性に富
みかつベルトが変形しにくいシームレスベルトに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から電子写真式複写機等の、中間転
写装置、転写分離装置、搬送装置、帯電装置、現像装置
等においては、エンドレスベルトが多用されている。図
１は中間転写装置の平面図である。図中、１は感光ドラ
ム、６は導電性エンドレスベルトである。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。導電性エンド
レスベルト６は、搬送ローラ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。

【０００３】次に、動作を説明する。まず矢印方向に回
転する感光ドラム１の表面が帯電器２により一様に帯電
される。次にこの上に光学系４により静電潜像が形成さ
れ、この潜像が現像器により現像される。この現像によ
り形成されたトナー像は、静電転写器１０により導電性
エンドレスベルト６へ静電転写される。このベルト上に
転写されたトナー像は、搬送ローラ７、８、９により搬
送され、搬送ローラ９と押圧ローラ１２の間で記録紙１
１に転写される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなシームレス
ベルトは装置内で、高温部品の近くや高温雰囲気中で長
時間使用されるため、難燃性が必要である。具体的に
は、電気機器やプラスチック材料の難燃性の尺度として
よく知られる、米国のＵＬ規格に準じた難燃性が要求さ
れる。

【０００５】また、機能上２本以上のロールを用いて高
張力下で長時間使用されるため、十分な強度および耐久
性を有していなければならない。更に、中間転写装置等
に使用されるベルトの場合には、ベルトが伸びると画像
ズレの原因となるため、ベルトの伸びを防ぐ必要があ
る。さらには、ベルト表面にトナーが固着すると画像の
鮮明さが損なわれてしまうために、ベルト表面にトナー
が固着しないことが重要である。

【０００６】従来の熱可塑性樹脂製導電性シームレスベ
ルトは、熱可塑性樹脂にカーボンブラック等、可燃性の
導電性粒子を添加した材料を用いていたため、ベルトの
難燃性が低い。そこで、様々な難燃剤を添加して難燃性
を改良する試みがとられているが、難燃剤を添加した樹
脂からなる導電性シームレスベルトは、難燃剤を添加し
ない導電性シームレスベルトに比べ、ベルト駆動時にク
ラックが発生しやすく耐久性が劣ることが判ってきた。

【０００７】一方、難燃性の高いフッ素系樹脂を用いる
ことも行われてきているが、フッ素樹脂の弾性率が低い
ため、ベルト駆動時にベルトが伸びて変形し画像がズレ
てしまうという問題点を有している。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、電子写
真式複写機、レーザープリンター等の感光体装置、フル
カラー中間転写装置、転写分離装置、搬送装置、帯電装
置、現像装置等に使用されるシームレスベルトにおい
て、難燃性が高く、耐久性に富みかつ伸びにくいシーム
レスベルトを提供することにある。

【０００９】このため、本発明においては、シームレス
ベルトを構成するフッ素系樹脂として、特定のポリフッ
化ビニリデン系樹脂を選択する事により、目的を達成し
た。すなわち、本発明のシームレスベルトは、引張弾性
率が１００００Ｋｇ／ｃｍ²以上で、メルト・フロー・
レート（ＭＦＲ）が１０ｇ／１０ｍｉｎ以下のポリフッ
化ビニリデン系樹脂組成物９７〜７５重量％とカーボン
ブラック３〜２５重量％からなり、シームレスベルトの
表面および裏面の表面導電性が１×１０⁰ 〜１×１０¹³
Ω／□であることを特徴とするシームレスベルトであ
る。

【００１０】以下、本発明を具体的に説明する。 （１）ポリフッ化ビニリデン系樹脂組成物 本発明で使用されるポリフッ化ビニリデン系樹脂組成物
とは、引張弾性率が１００００（Ｋｇ／ｃｍ² ）以上
で、メルト・フロー・レートは１０ｇ／１０ｍｉｎ以下
であれば、フッ化ビニリデンの単独重合体のみならず、
六フッ化プロピレンや四フッ化エチレン等との共重合
体、及び、これら重合体と他の樹脂との混合物を用いる
ことができる。

【００１１】混合物に用いることのできる樹脂として
は、ポリメチルメタクリレートやエチレン・アクリル酸
アルキルエステル共重合体等のアクリル系樹脂をあげる
ことができるが、これらは可燃性でありまたトナーと固
着しやすいため、配合量は２０重量％以下にするのが望
ましい。好ましい引張弾性率は１２０００（Ｋｇ／ｃｍ
² ）以上で、特に好ましい引張弾性率は１５０００（Ｋ
ｇ／ｃｍ² ）以上である。引張弾性率が１００００（Ｋ
ｇ／ｃｍ² ）未満になるとベルトが伸びてしまい画像を
転写する際に画像ズレを発生する。

【００１２】好ましいメルト・フロー・レートは４ｇ／
１０ｍｉｎ未満で、特に好ましくは、２ｇ／１０ｍｉｎ
未満が好ましい。メルト・フロー・レートが１０ｇ／１
０ｍｉｎを越えると極めて耐クラック性が悪くなり耐久
性が劣る。これらのポリフッ化ビニリデン系樹脂組成物
には本発明の効果を著しく損なわない限り、上記以外に
熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、各種フィラーおよび添加
剤等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叉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・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または
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、ポリアミドイミド、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ド、ポリビスアミド
トリアゾール、ポリエーテルイミド、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、クロロトリフル
オロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレン共重合
体、ヘキサフッルオロプロピレン、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等の１種またはこれ
らの混合物からなるものが使用される。

【００１３】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種叉はこれらの混合物からなるものが使用
される。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
リロナイト、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。

【００１４】また添加剤としては、例えば、酸化防止剤
（フェーノール系、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。

【００１５】（２）カーボンブラック 本発明で使用されるカーボンブラックとして好ましいの
は、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャン
ネルブラックである。その中でも、シームレスベルトの
外観を損なわないために、分散性の良いアセチレンブラ
ックが特に好ましい。

【００１６】（３）配合量 本発明のポリフッ化ビニリデン系樹脂とカーボンブラッ
クの配合量は、ポリフッ化ビニリデン系樹脂９７〜７５
重量％に対しカーボンブラック３〜２５重量％、好まし
くは、ポリフッ化ビニリデン系樹脂９０〜８０重量％に
対しカーボンブラック１０〜２０重量％である。カーボ
ンブラックが３重量％未満では導電性に乏しく、２５重
量％を越えると製品の外観が悪くなり、また、材料強度
が低下して好ましくない。

【００１７】（４）導電性 表面導電性は、１０⁰ 〜１０¹³Ω／□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、１０⁰ 〜１０⁵ Ω／□が好
ましく、１０⁰ 〜１０³ Ω／□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１０⁵ 〜１０¹³ ／□が好ましく、１０⁷
〜１０¹²Ω／□が特に好ましい。

【００１８】（５）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。

【００１９】（６）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
ィルム成形法等公知の方法を採用することが出来る。望
ましい製造方法は連続溶融押出成形法である。

【００２０】シームレスベルトの望ましい連続溶融押出
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下
方押し出し方式の内部冷却マンドレル方式、直径が３０
ｍｍ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。

【００２１】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。さらに、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。

【００２２】（７）シームレスベルト シームレスベルトの厚みは、５０μｍ以上１０００μｍ
以下が好ましく、１００μｍ以上７００μｍ以下がさら
に好ましい。５０μｍ未満になるとシームレスベルトが
伸び易くなる為、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出来なくなる。また、１００
０μｍ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、画像の転写ずれ
が生じる。さらに、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ことができ
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。

【００２３】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、図２に示すように、蛇行防止
や端面補強等の目的のために、所定の寸法のシームレス
ベルトの内側面端部を耐熱テープ１３或いは、シリコン
ゴム１４等で処理しても良い。

【００２４】

【実施例】

（実施例１〜３、比較例１〜２）表１に記載したように
各成分を所定の割合にて押出成形機に供給し、混練し、
ペレットを製造した。得られたペレットを、環状ダイ付
き４０φの押出機を用い、押出温度を２３０℃にて１５
０φの環状ダイより下方に溶融チューブの状態で押出し
た。この溶融チューブを、環状ダイの同一軸線上に支持
棒を介して装着された冷却マンドレル外表面に接触させ
冷却固化し、１２０ｍｍφで厚み１５０μｍのシームレ
スチューブとした。そして、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、シームレスチューブ（所定の長さに切断したものが
シームレスベルト）を円筒を保持した状態にて（折り目
を付けずに）引き取った。得られたベルトの導電性、引
張弾性率、耐折強さ、耐久性、画像ズレを評価した。評
価結果を第１表に示す。

【００２５】（比較例３〜４）押出温度を２８０℃にて
１５０φの環状ダイより下方に溶融チューブの状態で押
出した以外は、上記実施例１〜３、比較例１〜２と同様
にシームレスチューブを得た。

【００２６】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．ポリフッ化ビニリデン（三菱油化社製、商品名「Ｋ
ＹＮＡＲ７４０」） ＭＦＲ：０．３ｇ／１０ｍｉｎ ２３０℃ ２．ポリフッ化ビニリデン（ダイキン工業社製、商品名
「ネオフロンＶＰ８２０」）ＭＦＲ：１ｇ／１０ｍｉｎ
２３０℃ ３．ポリフッ化ビニリデン（三菱油化社製、商品名「Ｋ
ＹＮＡＲ７２０」） ＭＦＲ：４ｇ／１０ｍｉｎ ２３０℃ ４．ポリフッ化ビニリデン（三菱油化社製、商品名「Ｋ
ＹＮＡＲ７１０」） ＭＦＲ：１２ｇ／１０ｍｉｎ ２３０℃ ５．ポリフッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合
体（三菱油化社製、商品名「ＫＹＮＡＲ２８１２」） ＭＦＲ：０．３ｇ／１０ｍｉｎ ２３０℃ ６．ポリカーボネート（三菱瓦斯化学社製、商品名「ユ
ーピロンＥ２０００」） ＭＦＲ：５ｇ／１０ｍｉｎ ２８０℃ ７．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」） ８．難燃剤 （帝人化成社製、ファイヤーガード７００
０） 実施例及び比較例においての評価方法は、下記の通りで
ある。

【００２７】１．ＭＦＲ 実施例１〜３、比較例１〜２は、ＪＩＳ Ｋ−７２１０
に準拠し、温度２３０℃、荷重２．１６Ｋｇで測定し
た。比較例３は、ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準拠し、温度
２８０℃、荷重２．１６Ｋｇで測定した。

【００２８】２．導電性（表面抵抗：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。

【００２９】３．引張弾性率 ＩＳＯ Ｒ１１８４に準拠し、試験片は、幅１５ｍｍ長
さ１５０ｍｍの短冊型試験片を用い、オートグラフ引張
試験機で引張速度１．０ｍｍ／ｍｉｎ、チャック間距離
１００ｍｍで測定した。

【００３０】４．耐折強さ ＪＩＳ Ｐ−８１１５に準拠し、試験片は、幅１０ｍ
ｍ、長さ８０ｍｍの試験片を用い、ＭＩＴ試験機で速度
１８０回／分、回転角度９０゜左右、引張り荷重０．５
ｋｇの条件で破壊回数を測定した。

【００３１】５．耐久性 ２００ｍｍ幅のシームレスベルトを、両ロール径２５φ
ｍｍ、ロール速度１００ｍｍ／ｓｅｃ、ベルト張力８Ｋ
ｇ／ベルト全巾、２５℃、５５％の条件で図２の装置に
セットし、ベルトの割れ状態を目視にて観察した。１０
０時間以上の耐久性を持つものを○とした。

【００３２】６．画像ズレ 図１に示す装置でベルトへの張力を１０Ｋｇ／２００ｍ
ｍと１２Ｋｇ／２００ｍｍに変化させて、画像のズレが
０．１ｍｍ以下を○、０．２ｍｍ以上を×とした。

【００３３】７．難燃性 厚み１５０μｍのシートサンプルをＵＬ−９４ＶＴＭに
準拠し燃焼試験を行った。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特定のフッ素系樹脂組成物を用いてシームレスベルトを
構成することにより、難燃性が高く、耐久性に優れ、か
つ伸びにくいシームレスベルトが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】中間転写方式の複写機における要部側面図であ
る。

【図２】端面を補強したシームレスベルトの斜視図であ
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 シームレスベルト ６ａ 内側面 ６ｂ 外側面 ７，８，９ 搬送ローラ １０ 静電転写器 １１ 記録紙 １２ 押圧ローラ １３ 補強用テープ １４ ガイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 15/00 １０８ 7369−2Ｈ 15/16 // Ｂ６５Ｇ 15/32 7030−3Ｆ (72)発明者 清水 秀人 茨城県稲敷郡阿見町中央８丁目３番１号 三菱油化株式会社筑波総合研究所内 (72)発明者 谷本 敏彦 茨城県稲敷郡阿見町中央８丁目３番１号 三菱油化株式会社筑波総合研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 引張弾性率が１００００（Ｋｇ／ｃ
   ｍ² ）以上でメルトフローレートが１０ｇ／１０ｍｉｎ
   以下の、ポリフッ化ビニリデンを主成分とする樹脂組成
   物９７〜７５重量％とカーボンブラック３〜２５重量％
   からなり且つ、シームレスベルトの表面および裏面の表
   面導電性が１×１０⁰ 〜１×１０¹³Ω／□であるシーム
   レスベルト。