JPH066455B2

JPH066455B2 - 画像形成装置において使用される転写ベルト

Info

Publication number: JPH066455B2
Application number: JP61196809A
Authority: JP
Inventors: 博之安川
Original assignee: Yamauchi Corp
Current assignee: Yamauchi Corp
Priority date: 1986-08-21
Filing date: 1986-08-21
Publication date: 1994-01-26
Anticipated expiration: 2009-01-26
Also published as: JPS6351236A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、ＰＰＣ（普通紙複写機）等の画像形成装置
において使用される転写ベルトに関するものである。

従来の技術一般に、ＰＰＣ（普通紙複写機）において使用される転
写ベルトは、用紙の搬送、用紙への画像の転写および転
写済み用紙の分離の作用を果たすものであるが、従来の
転写ベルトでは、転写後、ベルト表面に残存する電荷を
除電器によって取り除く必要があり、それだけプリンタ
の製造コストが高くつくという問題があった。

そこで、本出願人は、転写領域においてはチャージ特性
（電荷受能性）が良く、従って感光体ドラムから画像を
きわめて良好に転写することができ、しかもその後に帯
電電位が次第に減衰して、電荷が消失するに至り、この
ため従来の除電器が全く不要となって、それだけ画像形
成装置の構成部品が少なくなるとともに、製造コストが
安くつく画像形成装置において使用される転写ベルトを
提案した（特願昭６１−４６９６３号参照）。

発明が解決しようとする課題しかしながら、この先提案による転写ベルトでは、常温
・常湿の条件下においては確かに転写および紙の分離が
円滑に行なわれるが、例えば梅雨の時期などの高温・高
湿の条件下においては、転写ベルトの表面が吸湿して、
見かけ上抵抗が下がった状態となり、転写に必要な表面
電圧が得られず、転写不良が生じるという問題が生じ
た。そこで、このような高温・高湿の条件下でも必要な
電圧を得るために、誘電体層の抵抗を上げたり、あるい
は転写ベルトにかける電圧自体を高くすることが行なわ
れたが、それでは逆に常温・常湿の条件ではベルト表面
の電圧が高くなりすぎ、転写不良が生じて画像が乱れた
り、あるいは荷電の自然減衰による除電が行なわれず、
除電器を必要とするという問題が生じた。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、高温・高湿の
条件下においてもベルト表面の帯電電圧がほとんど低下
せず、転写および紙の分離がきわめて円滑にかつ安定し
て行なわれ、しかも除電器を使用することがなく、製造
コストが非常に安くつく画像形成装置において使用され
る転写ベルトを提供しようとするにある。

課題を解決するための手段この発明は、上記の目的を達成するために、導電性フイ
ラーを含む熱可塑性エラストマーよりなりかつ１０^７〜
１０¹²Ω・cmの体積抵抗率を有する内側半導電体層と、
親水基を含む熱可塑性エラストマーよりなりかつ１０¹⁰
〜１０¹⁶Ω・cmであって上記内側半導電体層の体積抵抗
率よりも高い体積抵抗率を有する外側誘電体層とによっ
て構成され、両層が無端環状に一体に結合されており、
外側誘電体層の表面が金属化合物を含む溶液により処理
されることにより、該表面の熱可塑性エラストマーの親
水基が金属化合物と結合して、該表面の吸湿性が低下せ
しめられたことを特徴とする、画像形成装置において使
用される転写ベルトを要旨としている。

上記において、内側半導体層は、熱可塑性エラストマー
よりなりかつ導電性フィラーが混入される。

ここで、内側半導電体層の素材として用いられる熱可塑
性エラストマーは、ポリウレタ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、ポリスチレ
ン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性
エラストマー、ポリブタジエ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、エチレン−酢
酸ビニル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、フッ素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よりなる群の中か
ら選ばれた少なくとも１つの熱可塑性エラストマーであ
る。

内側半導電体層に含まれる導電性フイラーは、カーボン
ブラック、金属粉、カーボン繊維および金属繊維よりな
る群の中から選ばれた少なくとも１つの導電性物質より
なるものである。導電性フィラー配合量は、通常５〜２
０重量％である。

内側半導電体層の厚みは、とくに制限はないが、通常２
００μｍ〜１mmの範囲で使用される。また内側半導電体
層の内径は、例えば１００〜１５０mmである。

一方、外側誘電体層を形成する熱可塑性エラストマーに
含まれる親水基は、−ＮＨＣＯ−、−ＮＨＣＯＯ−、−
ＣＯＯ−、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−ＣＯＯＨ−、−ＮＨ
_２および−ＯＨよりなる群の中から選ばれた少なくとも
１つの基である。

外側半導電体層の素材として用いられる熱可塑性エラス
トマーは、ポリウレタ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、ポリアミド系熱可塑
性エラストマー、エチレン−酢酸ビニル系熱可塑性エラ
ストマーよりなる群の中から選ばれた少なくとも１つの
熱可塑性エラストマーである。

外側誘電体層を構成する熱可塑性エラストマーとして
は、分子構造的には直鎖状ポリマーが好ましく、とくに
直鎖が長い程、帯電電位の保持率が良い。例えばポリア
ミド系熱可塑性エラストマーを使用するのが好ましく、
これは次式で表わされる。

HO｛〔CO-NH-（CH₂）_ｐ〕_ｍCO-（CH₂）12--CO-〔O-（CH₂）_４〕ｎ〕｝_ｌOH ここで、ｐ＝５または１１である。

外側誘電体層の厚みは通常１０〜１００μｍ、好ましく
は２０〜６０μｍである。ここで、外側誘電体層の厚み
が１００μｍを越えると、コロナ放電による帯電のさ
い、帯電電圧が低くなり、転写不良を生じるおそれがあ
る。またコロナ放電の電圧を高くしなければならず、消
費電力が多くなるため好ましくない。また１０μｍ未満
であれば、感光体ドラムとの接触による外側誘電体層の
摩耗により、転写ベルトの耐久性が劣るため好ましくな
い。

上記転写ベルトは、内側半導電体層が１０^７〜１０¹²Ω
・cmの体積抵抗率を有し、外側誘電体層が１０¹⁰〜１０
¹⁶Ω・cmの体積抵抗率を有するとともに、後者が前者よ
りも高い体積抵抗率を有するものとなされている。

ここで、内側半導電体層の体積抵抗率が１０^７Ω・cm未
満、かつ外側半導電体層の体積抵抗率が１０¹⁰Ω・cm未
満であれば、内側半導電体層より電荷が逃げやすく、か
つ外側半導電体層の表面に電荷が付与され難いため、外
側半導電体層表面の帯電電圧が低くなり、転写に必要な
電荷が得られず、転写不良を生じるので、好ましくな
い。また内側半導電体層の体積抵抗率が１０¹²Ω・cmを
越え、かつ外側半導電体層の体積抵抗率が１０¹⁶Ω・cm
を越えると、逆に、内側半導電体層より電荷が逃げにく
ゝ、外側半導電体層の表面の電荷が多すぎて高い電荷を
持ち、トナー粒子との間に強い静電引力が働いて、トナ
ー粒子を安定に分離・除去するのが困難になるととも
に、転写後の紙の分離も困難となるので、好ましくな
い。

そして、転写ベルトの外側誘電体層が内側半導電体層よ
りも高い体積抵抗率を有するものとし、かつ上記の範囲
内で体積抵抗率を適宜設定することにより、転写ベルト
の帯電およびその電荷の消失をスムーズにさせて、複写
紙への転写および転写後の分離を円滑に安定して行なう
ことができるものである。

また、外側誘電体層の表面を処理するための金属化合物
は、Ｃｒ⁶⁺、Ｃｒ³⁺、Ａ³⁺、Ｆｅ³⁺、Ｃｕ²⁺、Ａｇ^＋、
Ｚｎ²⁺、Ｈｇ_＋、Ｔｉ⁴⁺、Ｐｂ²⁺、Ｂｉ³⁺、Ｃｅ³⁺、Ｃ
ｅ⁴⁺よりなる群の中から選ばれた金属の酸化物、ハロゲ
ン化物、炭酸塩、硫酸塩もしくは硝酸塩である。これら
のうち、とくにＣｒＯ_３、ＡｌＯ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ａｌ
Ｃｌ_３、ＦｅＣｌ_３およびＣｕＣｌ_２等を使用するのが
好ましい。

転写ベルトの外側誘電体層の表面を処理するには、予め
無端環状のベルトの両側開口部を密閉しておき、上記金
属化合物１〜２０重量％を含有する溶液にこのベルトを
１〜２時間程度浸漬したのち、水洗することにより実施
するものである。これによりベルト表面において外側誘
電体層に含まれる親水基に金属化合物が結合（キレート
化）し、同表面が疎水化させられるため、高温・高湿の
条件下においてもベルト表面が吸湿せず、帯電電圧が低
下しないものである。

なお、内側半導電体層、外側誘電体層、および場合によ
っては中間接着剤層よりなるベルトは、例えば押出ブロ
ー成形により同時にかつ一体に成形することによりつく
られる。

また転写ベルト全体の補強のために内側半導電体層と外
側誘電体層との境界部分のうち、とくに内側半導電体層
の側に、ポリアミド繊維およびポリエステル繊維等の有
機繊維、あるいはガラス繊維、石綿等の無機繊維、およ
びこれらの繊維よりなる糸、織布等の繊維層を埋設して
もよい。

従って、この転写ベルトの外側誘電体層をコロナ放電に
よる帯電器によってプラス電荷に帯電させると、所要高
さの電位に帯電して、これが転写等に必要な一定時間保
持される。その後、電荷が外側誘電体層より体積抵抗率
の低い内側半導電体層に移行するため、帯電電位が次第
に減衰して、電荷が消失するに至るものである。従って
転写後、従来のように転写ベルト表面に残存する電荷を
除電器により取り除く必要がない。そしてこの発明で
は、とくに転写ベルトの外側誘電体層の表面が金属化合
物を含む溶液により処理されることにより、該表面の熱
可塑性エラストマーに含まれる親水基が金属化合物と結
合して、該表面の吸湿性が低下せしめられているから、
高温・高湿の条件下においても帯電電圧がほとんど低下
することなく、転写、および紙の分離が円滑に行なわれ
るものである。

実施例つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明による転写ベルトを用いたＰＰＣ
（普通紙複写機）を示すものである。同図において、
(1)は感光体ドラム、(2)は感光体ドラム(1)の下側に水
平状に配置されたこの発明の転写ベルトで、これは前後
一対の回転駆動ローラ(5)(6)に巻き掛けられ、感光体ド
ラム(1)と同期して回転せしめられる。(7)(7)は転写ベ
ルト(2)の始端部寄りに配置された給紙用タイミング・
ロール、(8)は帯電器、(9)は転写ベルト(2)の終端部下
側に配置されたクリーニング用ブレードである。

転写ベルト(2)は、導電性フイラーとしてカーボンブラ
ック１０重量％を含むポリウレタン系熱可塑性エラスト
マー（エステル系）よりなる内側半導電体層(3)と、ポ
リアミド（ナイロン１２）系熱可塑性エラストマーより
なる外側誘電体層(4)とが無端環状に一体に結合されて
いるものである。転写ベルト(2)の内径は１１５mmおよ
び幅は３２０mmであり、外側誘電体層(4)の厚みは３０
μｍである。ここで、内側半導電体層(3)と外側誘電体
層(4)の性状は、つぎのとおりである。内側半導電体層(3) 硬さ（ＪＩＳＡ）８０° 破断強度４３０Kg／cm² 破断伸び５５０％引裂強度９０Kg／cm 体積抵抗率１．６×１０¹⁰Ω・cm 厚み３００μｍ内径１１５mm外側誘電体層(4) 硬さ（ショアＤ）６２° 破断強度４００Kg／cm² 破断伸び３００％体積抵抗率１×１０¹²Ω・cm 厚み３０μｍ上記転写ベルト(2)の外側誘電体層(4)の表面を下記のよ
うな各種の金属化合物により処理した。すなわち、まず
転写ベルト(2)の素材である上記内側半導電体層(3)と外
側誘電体層(4)とよりなる無端環状ベルトの両側開口部
を密閉し、つぎにこのベルトを、水とメタノールの等量
混合物よりなる溶媒に対して１重量％の各種金属化合物
を含む溶液と、それぞれ１〜２時間浸漬して、ベルトの
外側誘電体層に含まれる親水基と金属化合物とを反応さ
せたのち、水洗し、さらにベルト両側開口部の密閉を解
除してこの発明による各種転写ベルト(2)を製造した。

上記本発明の転写ベルト（本発明品）と未処理の転写ベ
ルト（未処理品）とを比較するために、帯電特性を試験
した。すなわち、印加電圧６．５ＫＶとし、常温・常湿
（２５℃、６０％ＲＨ）および高温・高湿（３３℃、８
０％ＲＨ）の条件下で帯電状態をそれぞれ測定し、得ら
れた結果を下記表にまとめて示した。

上記表から明らかなように、本発明による転写ベルトに
よれば、高温・高湿下おけるベルト表面の帯電電圧の低
下をいずれも約１００Ｖ程度におきかえることができる
のに対し、未処理品の転写ベルトによれば、高温・高湿
下において帯電電圧が４００〜５００Ｖも低下してしま
い、転写に支障をきたすことになる。

この発明の転写ベルト(2)によれば、このように高温・
高湿の悪条件下においても高い電圧をベルト表面に帯電
させることができる。そして転写後、帯電電位が次第に
減衰して、電荷が消失するので、ベルトより紙を分離す
るさい、除電を行なう必要が全くなく、従って従来のよ
うな除電器が不要である。

発明の効果この発明の画像形成装置に使用される転写ベルトは、上
述のように、導電性フイラーを含む熱可塑性エラストマ
ーよりなりかつ１０⁷〜１０¹²Ω・cmの体積抵抗率を有
する内側半導電体層と、親水基を含む熱可塑性エラスト
マーよりなりかつ１０¹⁰〜１０¹⁶Ω・cmであって上記内
側半導電体層の体積抵抗率よりも高い体積抵抗率を有す
る外側誘電体層とによって構成され、両層が無端環状に
一体に結合されており、外側誘電体層の表面が金属化合
物を含む溶液により処理されることにより、該表面の熱
可塑性エラストマーの親水基が金属化合物と結合して、
該表面の吸湿性が低下せしめられているから、高温・高
湿の条件下においてもベルト表面の帯電電圧がほとんど
低下せず、転写がきわめて円滑にかつ安定して行なわれ
る。また、転写ベルトの外側誘電体層が内側半導電体層
よりも高い体積抵抗率を有するものとし、かつ上記の範
囲内で体積抵抗率を適宜設定することにより、転写ベル
トの帯電および転写後の電荷の消失をスムーズにさせ
て、複写紙への転写および転写後の分離を円滑に安定し
て行なうことができ、従来の除電器が全く不要となっ
て、それだけ画像形成装置の構成部品が少なくなるとと
もに、製造コストが安くつくという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の転写ベルトを用いたＰＰＣ（普通紙
複写機）の概略側面図、第２図は本発明品の部分拡大断
面図である。 (1)…感光体ドラム、(2)…転写ベルト、(3)…内側半導
電体層、(4)…外側誘電体層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性フイラーを含む熱可塑性エラストマ
ーよりなりかつ１０^７〜１０¹²Ω・cmの体積抵抗率を有
する内側半導電体層と、親水基を含む熱可塑性エラスト
マーよりなりかつ１０¹⁰〜１０¹⁶Ω・cmであって上記内
側半導電体層の体積抵抗率よりも高い体積抵抗率を有す
る外側誘電体層とによって構成され、両層が無端環状に
一体に結合されており、外側誘電体層の表面が金属化合
物を含む溶液により処理されることにより、該表面の熱
可塑性エラストマーの親水基が金属化合物と結合して、
該表面の吸湿性が低下せしめられたことを特徴とする、
画像形成装置において使用される転写ベルト。
【請求項２】外側誘電体層を形成する熱可塑性エラスト
マーに含まれる親水基が、−ＮＨＣＯ−、−ＮＨＣＯＯ
−、−ＣＯＯ−、−ＣＯ−、−ＮＨ−、−ＣＯＯＨ、−
ＮＨ_２および−ＯＨよりなる群の中から選ばれた少なく
とも１つの基である、特許請求の範囲第１項記載の転写
ベルト。
【請求項３】外側誘電体層の素材として用いられる熱可
塑性エラストマーが、ポリウレタ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、ポリアミ
ド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よりなる群の中から選ばれた少なく
とも１つの熱可塑性エラストマーである特許請求の範囲
第１項記載の転写ベルト。
【請求項４】金属化合物が、Ｃｒ⁶⁺、Ｃｒ³⁺、Ａ³⁺、Ｆ
ｅ³⁺、Ｃｕ²⁺、Ａｇ^＋、Ｚｎ²⁺、Ｈｇ^＋、Ｔｉ⁴⁺、Ｐｂ
²⁺、Ｂｉ³⁺、Ｃｅ³⁺、Ｃｅ⁴⁺よりなる群の中から選ばれ
た金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、硫酸塩もしく
は硝酸塩である特許請求の範囲第１項記載の転写ベル
ト。