説明

シームレスベルト

【目的】 電子写真式複写機等に用いられるシームレスベルトにおいて、耐久性、特に耐熱老化性に優れたシームレスベルトを提供することにある。
【構成】 熱可塑性ポリアルキレンテレフタレート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/□である未延伸シームレスベルト。

【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に使用されるシームレスベルトに関し、特に感光体基体用、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、帯電装置等においては、エンドレスベルトが多用されている。図1は従来の中間転写装置の側面図である。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。
【0004】導電性シームレスベルトとしては例えばポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂に導電性のカーボンブラックを配合し、円筒ダイを用いて筒状フィルムに押出成形し、この筒状フィルムを水平方向に輪切りしたものが知られている(特開平2−233765号公報、特開平3−89357号公報および特開昭64−26439号公報等に開示)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ポリカーボネート系シームレスベルトでは短時間で端面にクラックが入り、時間の経過と共にクラックが進展しついには破断する。また、保守点検時に使用する機械オイル等がシームレスベルトに飛散付着したり、高温にさらされる事による熱劣化等により、シームレスベルト自身の寿命が短かい。また、ポリエチレンテレフタレートの延伸シームレスベルトは、延伸操作によりその機械的強度は向上しているが、導電性が不均一なほか、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。さらに、延伸により、カーボンブラックとポリエチレンテレフタレートとの界面に剥離が生じ、脱落したカーボンが転写むら等の原因となる等の問題があった。
【0006】本発明の目的は、耐久性、特に耐熱老化性に優れたシームレスベルトを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、熱可塑性ポリアルキレンテレフタレート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/□の、耐熱老化性に優れた未延伸シームレスベルトが得られる。
【0008】以下、本発明を具体的に説明する。
(1)熱可塑性ポリアルキレンテレフタレート本発明で使用する熱可塑性樹脂であるポリアルキレンテレフタレート(PAT)としては、アルキレン成分を構成すべきグリコール成分がエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、2,2,4,4-テトラメチレングリコール等の脂肪族のジオキシ化合物が好ましい。特にエチレングリコール及びブチレングリコールが好ましいが、その40モル%までを他のジオキシ化合物とした混合物もまた好ましい。
【0009】一方、このPATのテレフタル酸成分はテレフタル酸のみからなるものが最も好ましいが、特に芳香族ジカルボン酸、例えばイソフタル酸で置き換えても良い。本発明で好ましいPATは、ポリエチレンテレフタレート(PET)及びポリブチレンテレフタレート(PBT)であるが、特に好ましいのは、PBTである。また、PBTの中でもメルト・フロー・レートが30g/10min未満のものが好ましく、特に好ましいのは、10g/10min未満のものである。PET、PBTを含めて各種のPATが市場で入手できる。
【0010】(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がある。
【0011】(3)配合量本発明におけるPATとカーボンブラックとの配合量は、熱可塑性ポリアルキレンテレフタレート97〜75重量%に対しカーボンブラック3〜25重量%が好ましい。カーボンブラック3重量%未満では導電性に乏しく、また25重量%を超えると製品の外観悪化、材料強度の低下等の問題がある。
【0012】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。
【0013】さらに本発明では、発明の効果を著しく損なわない範囲でこれらの成分の他に付加的成分を配合することが出来る。付加成分、熱可塑性樹脂としては、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また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、アクリル、ポリフッ化ビニリデン、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。熱硬化性樹脂、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種またはこれらの混合物からなるものが使用される。
【0014】また、各種フィラー、例えば、炭酸カルシウム(重質、軽質、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、ガラス繊維、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、中空ガラス玉、黒鉛、二硫化モリブデン、酸化チタン、炭素繊維、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、等のフィラーの他、添加剤として: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、難燃剤、架橋剤、流れ性改良剤等を挙げることが出来る。
【0015】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。
【0016】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。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、特に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バキュームサイジングまたは内部冷却マンドレル方式が最も好ましい。特にベルトの直径が30mmφ以上の場合には、内部冷却マンドレル方式が適しておりまた、ベルト直径が30mmφ未満の場合には、バキュームサイジング方式が適している。
【0017】押し出されたシームレスベルトは導電性、厚みの均一性、機械的強度等、要求される特性を未延伸状態で満足しなければならない。これは、延伸操作により、機械的強度の向上は期待できるものの、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クラック性も損なわれることなどの問題が生じるからである。さらに、延伸により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。
【0018】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、転写に必要な電荷の付与に十分な電圧が印加出来なくなる。一方、1000μmを越えると柔軟な変形が困難になるため、小径ロールによる一定速度の駆動ができず、画像の転写ずれが生じる。また、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、大型化ばかりでなく、周辺機器部品間での放電等の問題が生ずる。
【0019】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。
【0020】
【実施例】次に、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。なお、以下の実施例及び比較例における使用材料は、次の通りである。
1.ポリブチレンテレフタレート(三菱化成社製商品名「ノバドール:5020」)
(鐘紡社製商品名「カネボウPBT:128」)
2.ポリカーボネート(三菱瓦斯化学社製、商品名「ユーピロン:Eー2000」)
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」)
【0021】また、実施例及び比較例における物性測定および評価方法は次の通りである。
1.MFRJIS K7210に準拠し、温度260℃、荷重2.16Kgで測定した。
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。
【0022】3.ヒンジ特性JIS P−8115に準拠して、150μのシームレスベルトを幅10mm、長さ80mmの大きさに切断し、ヒンジ試験機で、速度180回/分、回転角度90゜左右、引張り荷重0.5kgの条件で破壊回数を測定した。
【0023】4.耐久性200mm幅のシームレスベルトを、両ロール径25φmm、ロール速度100mm/sec、ベルト張力8Kg/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。
【0024】5.耐油性200mm幅のシームレスベルトを、三菱石油社製「ダイヤモンドルブRO32」に浸し、その後30℃のギヤーオーブンに120時間放置した後、両ロール径25φmm、ロール速度100mm/sec、ベルト張力8Kg/ベルト全巾、25℃、55%の条件で図2の中間転写装置にセットし、ベルトの割れ状態を目視にて観察した。50時間以上使用して、割れが観察されなければ○、それ未満を×とした。
【0025】(実施例1〜4)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め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、ヒンジ特性、耐久性、耐油性の評価結果を表1に示す。
【0026】(比較例1〜3)配合以外は実施例1〜4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、ヒンジ特性、耐久性、耐油性の評価結果を表1に示す。
【0027】
【表1】


【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、耐久性及び耐熱老化性が著しく向上したシームレスベルトが得られ、その結果、電子写真式複写機等においては長期的に鮮明な画像が得られる。
【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 導電性シームレスベルト
6a 内側面
6b 外側面
7 搬送ローラ
8 搬送ローラ
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

【特許請求の範囲】
【請求項1】 熱可塑性ポリアルキレンテレフタレート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/□である未延伸シームレスベルト。

【図1】
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【図2】
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