デジタル画像転写ベルトおよび作成方法
制御された伝導率をベルトにもたらすように伝導性高分子層を充填された穿孔をその中に有する基底膜層を含む、デジタル印刷用途に使用する画像転写ベルトが提供される。ベルトは、伝導性高分子層上に可撓層をさらに含む。得られたベルトは、デジタル画像転写に適する電気的特性を示す。これらの特性は、所望の用途により変化する可能性がある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像転写ベルト、およびデジタル印刷用途のために使用する、そうしたベルトを作成する方法に関し、具体的には、制御された伝導率をベルトにもたらすように伝導性高分子を充填された穿孔をその中に有する基底膜層を含む画像転写ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル画像システムは、文字列およびグラフィック画像を印刷するのに乾燥トナーまたは液体トナーが使用される、電子写真法および電位記録法の分野で広く使用される。例えば、潜像を形成するデジタル式アドレス型書込ヘッドを使用するシステムは、レーザ、発光ダイオード、および電子ビームプリンタを含む。複写機は、潜像を形成する光学的手段を使用する。潜像がどのように形成されるかにかかわらず、画像はインクを付けられ（または調色され）、転写され、次いで紙または高分子基材に定着される。
【０００３】
デジタル画像システムは、通常、潜像記録、中間画像転写（トナー画像のベルトへの転写、およびそれに続く基材への転写）、トナーの転写熱定着（熱定着していない画像のベルト上への転写および続く熱定着）、接触熱定着、または紙、透明シートなどの画像形成基材の静電転写および／もしくは摩擦転写に利用される、画像転写ベルト（ＩＴＢ）などの構成要素を含む。
【０００４】
画像転写ベルトは、画像形成または基材転写プロセスにおいて重要な役割を果たすので、厳格な基準を満たすように設計される必要がある。例えば、ベルトは、継目が画像転写を妨げないように、可撓性があり、継目がないか、または細かい継目がある必要がある。それに加えて、デジタル印刷産業は、良質の画質を達成するのに、制御された電気伝導率および高い表面平坦度を有する画像転写ベルトも要求する。ほとんどの印刷用途は、伝導性がベルト表面に垂直な次元およびベルト表面に沿った次元のどちらにおいても制御されることを要求する。
【０００５】
使用する通常の画像転写ベルトは、高分子中に分散するカーボンブラックなどの電気伝導性材料を含むポリイミド膜を含む。そうしたポリイミド膜は、単一のベルト層を含むことができるか、または可撓性のゴム表面層および／もしくは剥離被覆用の荷重支持基底層として使用することができる。しかし、画像転写ベルトにおいてポリイミド膜を使用する欠点は、ポリイミド膜を継目がないループ状に作成するにせよ、巻取部材として購入し、接合プロセスを通してループに変えるにせよ、作成するのに費用がかかることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、制御された伝導率を示し、作成するのに経済的な画像転写ベルトの必要性が残る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態は、所望の電気伝導率をベルトにもたらすのに、伝導性高分子を充填された多数の孔をもたらすように穿孔膜または微小穿孔膜を含む基底層を利用する画像転写ベルトをもたらすことにより、それらの必要性を満たす。ベルトは、作成する費用が低く、伝導性ポリイミド膜を利用する従来のベルトと同等の電気抵抗率（伝導率）を示す。
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの多孔質膜を含み、第１および第２の表面を有し、その中に複数の孔を含む、基底層を含む、デジタル印刷機用途のための画像転写ベルトが提供される。孔の少なくとも一部分は、基底層の厚さ全体を貫通して延びる。基底層の第１の表面上の伝導性高分子層は、孔を少なくとも部分的に充填する。伝導性高分子層上に、可撓層が形成される。
【０００９】
一実施形態では、伝導性高分子層は、基底層の第１の表面上に連続する層を形成する。別の実施形態では、伝導性高分子層は、基底層の第２の表面上に連続する層を形成する。「上に（ｏｎ）」により、中間層を含まないで隣接する層に直接隣接することを意味する。「上に（ｏｖｅｒ）」により、一方の層の主表面の少なくとも一部分が、他方の層の主表面の一部分に直接または間接的に接触していることを意味する。
【００１０】
基底層は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンイミン、ナイロン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート、およびポリエーテルイミド（ＰＥＩ）から選択されるのが好ましい。基底層は、複数の膜層を含むことができ、約０．０２５〜約０．１３０ｍｍ（約０．００１〜約０．００５インチ）の間の厚さを有するのが好ましい。
【００１１】
基底層中の孔は、穿孔および微小穿孔を含み、約８５〜約２００孔／ｃｍ２の間の孔密度および約１０〜約２００ミクロンの孔径を有するのが好ましい。
一実施形態では、伝導性高分子層は、エラストマまたは熱可塑性高分子を含む。伝導性高分子層は、任意選択肢として、その中に伝導性添加物を含む。別の実施形態では、伝導性高分子は、本質的に伝導性がある材料を含むことができる。
【００１２】
可撓層は、本質的に伝導性がある材料を含むこともできる。可撓層は、その中に電気伝導性添加物を含むこともできる。可撓層は、０．０８〜０．６４ｍｍ（約０．００３〜約０．０２５インチ）の厚さを有するのが好ましい。
【００１３】
伝導層または可撓層は、シリコーン、ゴム、ポリウレタン、フルオロシリコーン、フッ化炭素、ＥＰＤＭ、エチレンプロピレン共重合体、エラストマ、およびそれらの混合物から選択するのが好ましい。
【００１４】
本発明の一実施形態では、剥離層は、トナーまたはインク画像の効率的な転写および剥離のために制御された表面特性をもたらすように、可撓層上に含まれる。剥離層は、フッ素重合体樹脂を含むのが好ましい。
【００１５】
画像転写ベルトを作成する方法において、第１および第２の表面を有する少なくとも１つの膜を含む基底層が提供される。基底層は、その中に複数の孔をもたらすように穿孔され、複数の孔の少なくとも一部分は、その中を貫通して延びる。伝導性高分子層は、基底層の第１の表面上に設けられ、孔を少なくとも部分的に満たし、伝導層上に可撓層が設けられる。
【００１６】
本方法は、可撓層上に剥離層を設けるステップをさらに含むのが好ましい。画像転写ベルトは、継目がないように、すなわち連続するループ状でもたらされるように作成することができる。
【００１７】
得られたデジタル画像転写ベルトは、約１×１０３〜約１×１０１１オーム・ｃｍの間の体積抵抗率を有するのが好ましい。多孔質基底膜、基底層の孔を充填する伝導性高分子、および可撓層を含むベルトをもたらすことにより、ベルトは、特定の用途の特定の電気的要求に関して特別作成する必要がある高価格のポリイミド膜の使用を必要とすることなく、特定の用途／印刷機の電気的要求に合わせる能力を提供する。
【００１８】
したがって、本発明の特徴は、作成する費用が低く、制御可能な電気伝導特性を示す画像転写ベルトを提供することを含む。本発明のこれらおよび他の特徴および利点は、以下の詳細な説明、添付の図面、および添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】回転ローラ上に取り付けられた画像転写ベルトの一実施形態の斜視図である。
【図２】画像転写ベルトの一実施形態の斜視図である。
【図３】画像転写ベルトの一実施形態による、図２の線３−３に沿った断面図である。
【図４】画像転写ベルト内で使用する穿孔された基底層の一実施形態の斜視図である。
【図５】画像転写ベルトの別の実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の画像転写ベルトの実施形態は、ポリイミド膜から構成された従来の画像転写ベルトに勝るいくつかの利点を提供する。伝導性高分子を充填された多孔質膜基底層の使用は、ポリイミド膜の使用よりも費用がかからず、しかし、ポリイミド膜から構成されたベルトと同等の電気抵抗率特性または電気伝導特性を提供する。それに加えて、ベルトの構造は、特定の画像形成用途のための電気的要求を満たすように、ベルトの電気的特性を容易に調整することができる。ベルトは、継目がない形態で、または連続するベルトを形成するのに個々のベルトが切断され、接合される巻取部材として作成することができる。例えば、ベルトが主軸上に構築され、その上に基底層膜および伝導性高分子を施すことができるか、または、例えば連続する鋼製バンドもしくは連続する膜ループを含む巻取担体を使用することができる。
【００２１】
ここで、図１および２を参照して、継目がない均一平面構造を有する、本発明により作成されるベルトが示される。ベルト１０は、第１の端部５０および第２の端部５２を有することができる。図１に示される実施形態では、ベルト１０は、中間画像転写用に使用することができる。他の用途では、ベルトは、図１に示される記録ドラム２６などの記録ドラム上で使用することができる。図１に示されるように、コンピュータ３２は、書込ヘッド６０（例えばレーザまたはＬＥＤなど）を介する潜像２４の記録ドラム２６上への形成を制御することができる。潜像は、トナーカートリッジ２８から乾燥トナーを静電気的に引き付け、調色された熱定着していない（ｕｎｆｕｓｅｄ）画像４０を形成する。次いで、この画像は、中間画像４２の形態でベルト１０に転写することができる。ベルトは、中間画像を転写熱定着用ピット（ｎｉｐ）３０中に進めるローラ３４、３６、および３８により駆動することができ、転写熱定着用ピット３０で熱および圧力が加えられ、熱定着用（ｆｕｓｉｎｇ）ローラ４４およびベルト１０により同期させて摩擦で進めることができる基材５２上にトナー画像を同時に転写および熱定着させ、最終的な熱定着画像４６を形成する。潜像２４、熱定着していない画像４０、中間画像４２、および熱定着画像４６が、画像形成に関わるステップの順序をより十分に説明するように示されることを理解されたい。例えば、実際のプロセスでは、画像４６の基材５２上への転写および熱定着は、実際にはピット３０で起こる。上述のプロセスは、液体トナーを使用する場合にも適応させることができる。さらに、ベルト１０は、ローラ３４および３８がベルト１０に作用する電界および調色画像をもたらし、画像の転写を起こす、図１に示される転写プロセスの別の実施形態に使用することができることを理解されたい。その後、多くのデジタル印刷機械において従来通りに、後続のステップで画像４６を基材に熱定着させることができる。
【００２２】
ここで、図３〜５を参照して、画像転写ベルト１０の実施形態が示される。図３に示されるように、ベルト１０は、第１の表面１４および第２の表面１６を有する基底層１２を含む。図３および４に示される実施形態では、基底層１２は、穿孔または微小穿孔１８の形態の孔を含み、孔の少なくともいくつかは、第１および第２の表面を完全に貫通して延びる。少なくとも２５％から１００％の孔が、第１および第２の表面を貫通して延びることが好ましい。
【００２３】
ベルトは、示される実施形態では穿孔１８を充填し、基底層１２上に連続する層を形成する、伝導層２０をさらに含む。伝導層は、図５に示される第２の表面上に連続する層を形成するように、基底層１２の第２の表面１６まで孔を貫通することもできる。図示されるように、伝導層は、ベルト用の均一な内側表面２０’を形成する。可撓層２２は、伝導性高分子層２０上にある。
【００２４】
基底膜層１２は、十分な温度抵抗および電気的安定性を示す、伝導性または非伝導性高分子なら何でも含むことができる。「十分な」温度抵抗および電気的安定性は、用途および印刷機設計動作条件により変化することを理解されたい。例えば、印刷機は、温度および相対湿度の変化に由来する電気的変化を調整する能力が変化する。ベルトは、温度および相対湿度を制御する能力を有しない印刷機に使用されるとき、寸法的な安定性を維持し、印刷機内でベルトを輸送するのに必要な引張荷重の下での引張りに抵抗する十分な強度を保持し、様々な電気的範囲に調整する印刷機の能力を超えても電気抵抗率が変化しない必要がある。実際には、そうした印刷機の引張荷重は、通常２５．４ｍｍ（１インチ）幅当り約０．９１ｋｇｆ（約２ｌｂｆ）〜約１．８１ｋｇｆ（約４ｌｂｆ）の範囲にある。これらの荷重および通常６５．６℃（１５０°Ｆ）を超えない温度において、ベルトは、約０．２％を超えて伸びない必要があり、引張力および温度上昇が除去されるとき、ベルトはその元の寸法に戻ることができる必要がある。実際には、電気抵抗率が２１．１℃（７０°Ｆ）における２０％ＲＨ〜３７．８℃（１００°Ｆ）における８０％ＲＨにわたり１０倍を超えて変化しないとき、ベルトは、通常、ほとんどの印刷機設計を許容することができる。
【００２５】
好ましい実施形態では、基底膜層１２は、ポリエステル膜、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ナイロン、ポリカーボネート、またはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を含む。本発明の実施形態は、通常、ポリイミドを使用しないが、費用がかからない伝導性または非伝導性グレードのポリイミド膜を含むポリイミドを使用することができることを理解されたい。ポリイミド膜は、電気的特性を制御するカーボンブラックなどの添加物を含むことができる。高密度ポリエチレンおよびポリプロピレンなどの他の種類の膜を使用することもできる。
【００２６】
厚さ、剛性、および引張強度などの所望のベルト特性を達成するのに、基底膜層１２の複数の層を使用することができることを理解されたい。複数の膜層が使用される例では、層は、孔を充填する伝導性高分子により互いに接着されるのが好ましい。膜は、アクリル樹脂などの接着促進剤またはコロナ処理により前処理することもできる。
【００２７】
基底膜層は、０．０２５ｍｍ〜約０．０１３ｍｍ（約０．００１インチ〜約０．００５インチ）の範囲の総厚さを有するのが好ましい。
基底層中の穿孔または微小穿孔１８は、ピンローラを使用することなどを含む、高分子膜の穿孔としてよく知られる任意の数の方法により作成することができる。そうしたローラは、それから突き出る金属ピンを含む。他の適当な方法は、限定しないが、加熱ピン、熱風噴射、レーザ、または高圧水噴射を含む。基底層は、ピンローラが使用される貫通を助けるのにゴムパッドなどの背面層に一時的に接着することができる。膜中の穿孔または微小穿孔の間隔は、ベルトの所望の用途により、変化する可能性がある。大多数の穿孔は、好ましくは、膜層（複数可）を完全に貫通するべきであり、規則的に離間し、および／または整列する必要がない。孔密度および孔径平均値が維持される限り、また後続のステップで一方または両方の表面に施される伝導性材料が孔を完全に貫通し、膜の一方の表面から他方の表面まで伝導性径路を形成し、したがって、基底膜層の第１の表面および／または第２の表面の間に電気的導通をもたらす、径路が形成される限り、穿孔は、その配置が不規則であることもできる。孔密度は、約８５〜約２００孔／ｃｍ２であり、孔径は、約１０〜約２００ミクロンの範囲であることが好ましい。
【００２８】
穿孔／孔が基底層中にもたらされた後、孔が部分的または完全に湿潤し、伝導性高分子の一部分が、図５に示される基底層の内側表面の少なくとも一部分まで延びるように、伝導層２０は、基底層１２上に施される。伝導性高分子は、限定しないが、薄い溶媒和高分子層の拡散、非溶媒和プレポリマの薄い層の拡散、圧延シートの積層、流し塗り、吹付塗り、または遠心成形を含む、いくつかの方法により施すことができる。
【００２９】
層２０の厚さおよび伝導率は、所望の電気伝導率をもたらすように制御することができる。伝導層２０の厚さは、少なくとも穿孔膜厚さに等しいことが好ましく、体積抵抗率は、約１０８〜１０１１オーム・ｃｍの範囲にあるべきである。好ましい実施形態では、伝導層の厚さは約１２ミクロン〜約１００ミクロンであり、総厚さ（穿孔膜と包囲／充填用高分子との和）は約２５ミクロン〜約１５０ミクロンであり、体積抵抗率は約５×１０８〜約５×１０１０オーム・ｃｍである。
【００３０】
ある用途では、伝導層の抵抗率は、印刷性能および印刷品質を最適化するために可撓層の抵抗率と同様にすべきである。他の用途では、ベルトは、様々な伝導率／抵抗率を有する層から構成されるべきである。層の伝導率は、所望の印刷用途により変化する可能性があることを理解されたい。
【００３１】
例えば、ある印刷用途では、最も内側のベルト層の表面抵抗率は、ベルト全体の抵抗率とは独立に制御される必要がある。そうした用途では、基底層の伝導率は、限定され、可撓層の伝導率と異なる可能性がある。可撓層の伝導率および厚さは、ベルトの外側表面に均一な電界をもたらすように、基底層の伝導率および厚さ、ならびに基底層中の孔サイズおよび間隔に対して調整されるべきである。１つの好ましい実施形態では、ベルトは、１×１０１０〜１×１０１２オーム・ｃｍの体積抵抗率を有する伝導層を充填された１．０×１０１８オーム・ｃｍの体積抵抗率を有する、穿孔されたポリエステル膜と、１×１０８〜１×１０１０オーム・ｃｍの体積抵抗率を有する可撓性ニトリル／エピクロロヒドリン層とを含むことができる。
【００３２】
伝導層２０は、基底層と同じか、または異なる高分子から構成することができる。通常、伝導層は、エラストマまたは熱可塑性高分子を含む。適当なエラストマは、Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌから市販されているＶｉｓｔａｌｏｎ（商標）などのＥＰＤＭゴム、ＩｎｓａのＰａｒａｃｒｉｌなどのニトリルゴム、Ｄｏｗ ＣｏｒｎｉｎｇのＸｉａｍｅｔｅｒ（登録商標）などのフルオロシリコーンゴム、ＤｕＰｏｎｔのＶｉｔｏｎ（登録商標）などのフッ化炭素ゴム、ＬａｎｘｅｓｓのＢｕｎａ（登録商標）ＥＰなどのエチレンプロピレンゴム、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇから市販されているＳｉｌａｓｔｉｃ（登録商標）などのシリコンゴム、およびＰｏｌａｒｉｓ ＰｏｌｙｍｅｒｓのＰＦなどのポリウレタンを含む。適当な熱可塑性高分子は、Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓから市販されているＰａｒａｌｏｉｄ（商標）などの熱可塑性アクリル樹脂、Ｓｏｌｕｔｉａから市販されているＢｕｔｖａｒなどの熱可塑性ポリビニルブチラール樹脂、Ｅａｓｔｍａｎから市販されているセルロースアセテートブチレートなどの熱可塑性セルロース樹脂、およびＤｅｇｕｓｓａ Ｅｖｏｎｉｋから市販されているＤｙｎａｐｏｌ（商標）などの熱可塑性ポリエステル樹脂を含む。
【００３３】
伝導層は、所望の電気伝導率をもたらすように、その中に伝導性添加物を含むことができる。適当な添加物は、カーボンブラック、または第４級アンモニウム塩、ポリアニリン、ポロピロール、ポリチオフェン、カーボンナノチューブ、銀ナノファイバ、および銀めっき顔料などの他の添加物を含む。そうした添加物は、当技術分野で実施される従来の混合および合成方法により高分子中に取り込むことができる。使用される添加物の量は、特定の用途のための所望の電気伝導率により、変化する可能性があることを理解されたい。
【００３４】
あるいは、伝導層２０は、高分子、または、例えばエピクロロヒドリン、ポリアニリン、Ｖｕｌｋａｎｏｌ（登録商標）ＫＡ（Ｌａｎｘｅｓｓから市販されている）などのポリグリコールエーテル、Ｈｅｒｃｏｆｌｅｘ（登録商標）６００（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されている）などのペンタエリスリトールのエステル、および鉄、銅、もしくはリチウムの塩化物もしくは臭化物などの、本質的に伝導性である、高分子、可塑剤、もしくは塩の混合物を含むことができる。
【００３５】
次いで、可撓層２２は、伝導層上に被覆または接合される。可撓層は、伝導層２０と同じか、または伝導層と異なる材料を含むことができる。通常、接着剤は必要でないが、異質の層を接着するとき、接着剤が隣接する層の１つまたは複数の伝導率を合わせることを可能にする添加物を接着剤がその中に含む限り、接合を助けるのに従来の接着剤を使用することができる。
【００３６】
適当な可撓層材料の例は、限定しないが、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）、ポリウレタン、シリコーン、フルオロシリコーン、フッ化炭素、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンターポリマ）、ＥＰＭ（エチレンプロピレン共重合体）、ポリウレタンエラストマ、およびそれらの混合物などのゴムを含む。
【００３７】
可撓層は、良質な画像転写をもたらすのに十分に軟質で可撓性があり、電界を含む印刷条件に耐えることができ、良質な画像転写に要求されるレベルで伝導性があるものとすることができる。可撓層は、約３０〜８０のショアＡ硬度を有するのが好ましく、４０〜６０のショアＡ硬度を有するのがより好ましい。可撓層は、約１×１０３〜１×１０１１の体積抵抗率を有するのが好ましい。
【００３８】
図５に示されるように、ベルトは、可撓層上に任意の剥離層３０をさらに含むことができる。剥離層は、トナーまたはインク画像の効率的な転写および剥離のために制御された表面特性をもたらす。剥離層３０は、被覆または成形により施すことができ、フッ素重合体樹脂を含むのが好ましい。適当なフッ素重合体樹脂は、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオルアルコキシ（ＰＦＡ）、およびフルオロシリコーンなどを含む。それに加えて、旭硝子株式会社のＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）Ｌ−２００およびＡｓａｍｂｌｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏ．のＳｉｎｏｆｏｎ（登録商標）ＦＥＶＥなどの、イソシアネート、尿素ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド架橋剤などの他の高分子と反応することができるヒドロキシル官能性フッ素重合体を使用することができる。それに加えて、ＵＶ硬化および存在するエチレン不飽和基の架橋により剥離被覆を作成するのに使用することができる、フッ化アクリル酸材料がある。
【００３９】
剥離層にその伝導率を要望通りに調整するのに、例えば、カーボンブラック、金属塩、伝導性高分子、および伝導性可塑剤などの電気伝導性材料を加えることができる。
ベルトを構築した後、どんな溶媒も除去するのに高分子層を乾燥し、ベルトは、熱、触媒、ＵＶ光のエネルギー源、または高分子を硬化させる任意の適当な手段により硬化する。
【００４０】
得られた画像転写ベルトは、１×１０３〜１×１０１１オーム・ｃｍの範囲の体積抵抗率を示す。例えば、１×１０１３を超える体積抵抗率を有する０．１ｍｍ（４ミル）ＰＥＴ基底層、薄い伝導層（約０．０１３ｍｍ（０．０５ミル）〜約０．０２５ｍｍ（１ミル）の間）、および約３×１０８の体積抵抗率を有するゴムを含む０．３ｍｍ（１２ミル）可撓層を使用するとき、得られたベルトは、約９×１０１０オーム・ｃｍの体積抵抗率を示す。これらの特性を有するベルトの例は、１×１０１８オーム・ｃｍの体積抵抗率を有するＤｕＰｏｎｔ Ｍｙｌａｒ ０．０２３ｍｍ（０．０００９２インチ）厚さＥＬ／Ｃポリエチレンテレフタレート基底膜、９×１０９オーム・ｃｍの体積抵抗率を有するＬｏｒｄ Ｃｈｅｍｌｏｋ ２３３Ｘ下塗剤の４〜６ミクロンの伝導層、穿孔膜を充填するのに使用される伝導性充填用ゴム、および３×１０８オーム・ｃｍの体積抵抗率を有する伝導性添加物を充填されたＺｅｏｎのＮｉｐｏｌ（登録商標）などのニトリルゴムに基づく可撓層を含むことができる。
【００４１】
画像転写ベルトの抵抗率は、所望の用途により制御し／変化させることができることを理解されたい。例えば、潜像記録、中間画像転写、または熱定着用に使用されるベルトは、設置される印刷機の設計に依存する様々な電気的要求を有する。
【００４２】
本発明をより容易に理解することができるように、本発明の実施形態を説明することを目的とする、以下の実施例を参照するが、これらの実施例は本発明の範囲を限定しない。
【実施例１】
【００４３】
ゴムピンローラ（１０００ピン／２５．４ｍｍ平方）（１インチ平方）および０．２ｍｍ（０．００８インチ）径、ローラ上のテーパ付き金属ピンの貫通による単純な円形の孔から構成された孔を膜を通して形成する）を使用する約０．１ｍｍ（４ミル）の厚さを有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）膜の試料に穿孔が作成された。ＰＥＴ膜は、貫通を助ける一時的なゴム背面を設けられた。ピンローラは、約９０孔／ｃｍ２の孔密度が達成されるまで、全表面上を数回回転した。約１０〜２５ミクロンの開放孔が観測された。回転プロセスに由来する膜からの突起は、媒体粗粒研磨によってサンド処理することにより除去された。次いで、穿孔膜を浄化し、乾燥させた。
【００４４】
ブラシにより基底膜層の第１の表面上に、伝導性下塗剤（Ｃｈｅｍｌｏｋ（登録商標）２３３Ｘ、有機溶媒中に溶解するカーボンブラックを含み、Ｌｏｒｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｃａｒｙ、ＮＣから市販されている反応性接着剤）が施され、一部の下塗剤は、孔を貫通し、膜の第２の表面の湿潤部分に至った。次いで、下塗剤を乾燥した。
【００４５】
ニトリルゴムおよびエピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）の混合物を含むゴム製剤は、圧延されて薄いシートになり、下塗剤被覆膜に施された。次いで、この成層は、加熱圧縮機において約１４９℃（３００°Ｆ）で加硫され、約０．４１ｍｍ（０．０１６インチ）の総サンドイッチ厚さに至った。
【００４６】
ベルトの得られた電気的性能は、伝導率が制御されたポリイミド膜を配合された他の市販の製品と同様であった。
結果は、以下の表１に示される。
【００４７】
【表１】
市販のポリイミド膜は、体積抵抗率が１×１０７〜３×１０１２の範囲にあり、表面抵抗率が６×１０６〜１×１０１３の範囲にある。電子写真方式印刷機に使用される伝導性可撓層を含むポリイミド膜から作成された中間画像転写ベルトは、約２×１０８〜約７×１０１１の範囲の体積抵抗率および約５×１０８〜約２×１０９の範囲の表面抵抗率を示した。
【実施例２】
【００４８】
以上の実施例１で説明した穿孔膜が作成された。ニトリルゴムおよび有機溶媒（トルエン）中に溶解したＥＣＯの混合物から構成された伝導性ゴムを含むゴム接合剤が、穿孔膜に施され、接合剤の一部が孔を貫通して膜の他の側に至るようにした。実施例１と同じゴム接合剤の可撓層が、ゴム被覆膜に施された。溶媒が蒸発し、ゴムが加硫されたとき、得られたベルト構造は、デジタル中間転写ベルトとして使用するのに適する実施例１の特性と同様の特性を有した。ゴム／膜構造の引張強度は、０．４１ｍｍ（０．０１６インチ）の総厚さにおいて２．１ｋｇｆ／ｃｍ２（３０ｌｂｆ／ｉｎｃｈ）であった。
【実施例３】
【００４９】
伝導性添加物（Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから市販されているＣｙａｓｔａｔ（登録商標）ＬＳ（３−ラウラミドプロピル）トリメチルアンモニウムサルフェート）を含む反応性２液型ウレタンプレポリマ（Ｂａｙｅｒから市販されているＢａｙｔｅｃ（登録商標）ＧＳＶ８５Ａ＆Ｂ）が、実施例１により作成された穿孔膜に施され、硬化され、デジタル転写画像転写ベルトとして使用するのに適する、１０００Ｖにおいて３．０×１０９オーム・ｃｍの体積抵抗率を有するベルトを作成した。
【００５０】
本発明をその好ましい実施形態を参照して詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、変更および変形を行うことが可能であることが明らかであろう。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像転写ベルト、およびデジタル印刷用途のために使用する、そうしたベルトを作成する方法に関し、具体的には、制御された伝導率をベルトにもたらすように伝導性高分子を充填された穿孔をその中に有する基底膜層を含む画像転写ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル画像システムは、文字列およびグラフィック画像を印刷するのに乾燥トナーまたは液体トナーが使用される、電子写真法および電位記録法の分野で広く使用される。例えば、潜像を形成するデジタル式アドレス型書込ヘッドを使用するシステムは、レーザ、発光ダイオード、および電子ビームプリンタを含む。複写機は、潜像を形成する光学的手段を使用する。潜像がどのように形成されるかにかかわらず、画像はインクを付けられ（または調色され）、転写され、次いで紙または高分子基材に定着される。
【０００３】
デジタル画像システムは、通常、潜像記録、中間画像転写（トナー画像のベルトへの転写、およびそれに続く基材への転写）、トナーの転写熱定着（熱定着していない画像のベルト上への転写および続く熱定着）、接触熱定着、または紙、透明シートなどの画像形成基材の静電転写および／もしくは摩擦転写に利用される、画像転写ベルト（ＩＴＢ）などの構成要素を含む。
【０００４】
画像転写ベルトは、画像形成または基材転写プロセスにおいて重要な役割を果たすので、厳格な基準を満たすように設計される必要がある。例えば、ベルトは、継目が画像転写を妨げないように、可撓性があり、継目がないか、または細かい継目がある必要がある。それに加えて、デジタル印刷産業は、良質の画質を達成するのに、制御された電気伝導率および高い表面平坦度を有する画像転写ベルトも要求する。ほとんどの印刷用途は、伝導性がベルト表面に垂直な次元およびベルト表面に沿った次元のどちらにおいても制御されることを要求する。
【０００５】
使用する通常の画像転写ベルトは、高分子中に分散するカーボンブラックなどの電気伝導性材料を含むポリイミド膜を含む。そうしたポリイミド膜は、単一のベルト層を含むことができるか、または可撓性のゴム表面層および／もしくは剥離被覆用の荷重支持基底層として使用することができる。しかし、画像転写ベルトにおいてポリイミド膜を使用する欠点は、ポリイミド膜を継目がないループ状に作成するにせよ、巻取部材として購入し、接合プロセスを通してループに変えるにせよ、作成するのに費用がかかることである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、制御された伝導率を示し、作成するのに経済的な画像転写ベルトの必要性が残る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態は、所望の電気伝導率をベルトにもたらすのに、伝導性高分子を充填された多数の孔をもたらすように穿孔膜または微小穿孔膜を含む基底層を利用する画像転写ベルトをもたらすことにより、それらの必要性を満たす。ベルトは、作成する費用が低く、伝導性ポリイミド膜を利用する従来のベルトと同等の電気抵抗率（伝導率）を示す。
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの多孔質膜を含み、第１および第２の表面を有し、その中に複数の孔を含む、基底層を含む、デジタル印刷機用途のための画像転写ベルトが提供される。孔の少なくとも一部分は、基底層の厚さ全体を貫通して延びる。基底層の第１の表面上の伝導性高分子層は、孔を少なくとも部分的に充填する。伝導性高分子層上に、可撓層が形成される。
【０００９】
一実施形態では、伝導性高分子層は、基底層の第１の表面上に連続する層を形成する。別の実施形態では、伝導性高分子層は、基底層の第２の表面上に連続する層を形成する。「上に（ｏｎ）」により、中間層を含まないで隣接する層に直接隣接することを意味する。「上に（ｏｖｅｒ）」により、一方の層の主表面の少なくとも一部分が、他方の層の主表面の一部分に直接または間接的に接触していることを意味する。
【００１０】
基底層は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンイミン、ナイロン、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート、およびポリエーテルイミド（ＰＥＩ）から選択されるのが好ましい。基底層は、複数の膜層を含むことができ、約０．０２５〜約０．１３０ｍｍ（約０．００１〜約０．００５インチ）の間の厚さを有するのが好ましい。
【００１１】
基底層中の孔は、穿孔および微小穿孔を含み、約８５〜約２００孔／ｃｍ２の間の孔密度および約１０〜約２００ミクロンの孔径を有するのが好ましい。
一実施形態では、伝導性高分子層は、エラストマまたは熱可塑性高分子を含む。伝導性高分子層は、任意選択肢として、その中に伝導性添加物を含む。別の実施形態では、伝導性高分子は、本質的に伝導性がある材料を含むことができる。
【００１２】
可撓層は、本質的に伝導性がある材料を含むこともできる。可撓層は、その中に電気伝導性添加物を含むこともできる。可撓層は、０．０８〜０．６４ｍｍ（約０．００３〜約０．０２５インチ）の厚さを有するのが好ましい。
【００１３】
伝導層または可撓層は、シリコーン、ゴム、ポリウレタン、フルオロシリコーン、フッ化炭素、ＥＰＤＭ、エチレンプロピレン共重合体、エラストマ、およびそれらの混合物から選択するのが好ましい。
【００１４】
本発明の一実施形態では、剥離層は、トナーまたはインク画像の効率的な転写および剥離のために制御された表面特性をもたらすように、可撓層上に含まれる。剥離層は、フッ素重合体樹脂を含むのが好ましい。
【００１５】
画像転写ベルトを作成する方法において、第１および第２の表面を有する少なくとも１つの膜を含む基底層が提供される。基底層は、その中に複数の孔をもたらすように穿孔され、複数の孔の少なくとも一部分は、その中を貫通して延びる。伝導性高分子層は、基底層の第１の表面上に設けられ、孔を少なくとも部分的に満たし、伝導層上に可撓層が設けられる。
【００１６】
本方法は、可撓層上に剥離層を設けるステップをさらに含むのが好ましい。画像転写ベルトは、継目がないように、すなわち連続するループ状でもたらされるように作成することができる。
【００１７】
得られたデジタル画像転写ベルトは、約１×１０３〜約１×１０１１オーム・ｃｍの間の体積抵抗率を有するのが好ましい。多孔質基底膜、基底層の孔を充填する伝導性高分子、および可撓層を含むベルトをもたらすことにより、ベルトは、特定の用途の特定の電気的要求に関して特別作成する必要がある高価格のポリイミド膜の使用を必要とすることなく、特定の用途／印刷機の電気的要求に合わせる能力を提供する。
【００１８】
したがって、本発明の特徴は、作成する費用が低く、制御可能な電気伝導特性を示す画像転写ベルトを提供することを含む。本発明のこれらおよび他の特徴および利点は、以下の詳細な説明、添付の図面、および添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】回転ローラ上に取り付けられた画像転写ベルトの一実施形態の斜視図である。
【図２】画像転写ベルトの一実施形態の斜視図である。
【図３】画像転写ベルトの一実施形態による、図２の線３−３に沿った断面図である。
【図４】画像転写ベルト内で使用する穿孔された基底層の一実施形態の斜視図である。
【図５】画像転写ベルトの別の実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の画像転写ベルトの実施形態は、ポリイミド膜から構成された従来の画像転写ベルトに勝るいくつかの利点を提供する。伝導性高分子を充填された多孔質膜基底層の使用は、ポリイミド膜の使用よりも費用がかからず、しかし、ポリイミド膜から構成されたベルトと同等の電気抵抗率特性または電気伝導特性を提供する。それに加えて、ベルトの構造は、特定の画像形成用途のための電気的要求を満たすように、ベルトの電気的特性を容易に調整することができる。ベルトは、継目がない形態で、または連続するベルトを形成するのに個々のベルトが切断され、接合される巻取部材として作成することができる。例えば、ベルトが主軸上に構築され、その上に基底層膜および伝導性高分子を施すことができるか、または、例えば連続する鋼製バンドもしくは連続する膜ループを含む巻取担体を使用することができる。
【００２１】
ここで、図１および２を参照して、継目がない均一平面構造を有する、本発明により作成されるベルトが示される。ベルト１０は、第１の端部５０および第２の端部５２を有することができる。図１に示される実施形態では、ベルト１０は、中間画像転写用に使用することができる。他の用途では、ベルトは、図１に示される記録ドラム２６などの記録ドラム上で使用することができる。図１に示されるように、コンピュータ３２は、書込ヘッド６０（例えばレーザまたはＬＥＤなど）を介する潜像２４の記録ドラム２６上への形成を制御することができる。潜像は、トナーカートリッジ２８から乾燥トナーを静電気的に引き付け、調色された熱定着していない（ｕｎｆｕｓｅｄ）画像４０を形成する。次いで、この画像は、中間画像４２の形態でベルト１０に転写することができる。ベルトは、中間画像を転写熱定着用ピット（ｎｉｐ）３０中に進めるローラ３４、３６、および３８により駆動することができ、転写熱定着用ピット３０で熱および圧力が加えられ、熱定着用（ｆｕｓｉｎｇ）ローラ４４およびベルト１０により同期させて摩擦で進めることができる基材５２上にトナー画像を同時に転写および熱定着させ、最終的な熱定着画像４６を形成する。潜像２４、熱定着していない画像４０、中間画像４２、および熱定着画像４６が、画像形成に関わるステップの順序をより十分に説明するように示されることを理解されたい。例えば、実際のプロセスでは、画像４６の基材５２上への転写および熱定着は、実際にはピット３０で起こる。上述のプロセスは、液体トナーを使用する場合にも適応させることができる。さらに、ベルト１０は、ローラ３４および３８がベルト１０に作用する電界および調色画像をもたらし、画像の転写を起こす、図１に示される転写プロセスの別の実施形態に使用することができることを理解されたい。その後、多くのデジタル印刷機械において従来通りに、後続のステップで画像４６を基材に熱定着させることができる。
【００２２】
ここで、図３〜５を参照して、画像転写ベルト１０の実施形態が示される。図３に示されるように、ベルト１０は、第１の表面１４および第２の表面１６を有する基底層１２を含む。図３および４に示される実施形態では、基底層１２は、穿孔または微小穿孔１８の形態の孔を含み、孔の少なくともいくつかは、第１および第２の表面を完全に貫通して延びる。少なくとも２５％から１００％の孔が、第１および第２の表面を貫通して延びることが好ましい。
【００２３】
ベルトは、示される実施形態では穿孔１８を充填し、基底層１２上に連続する層を形成する、伝導層２０をさらに含む。伝導層は、図５に示される第２の表面上に連続する層を形成するように、基底層１２の第２の表面１６まで孔を貫通することもできる。図示されるように、伝導層は、ベルト用の均一な内側表面２０’を形成する。可撓層２２は、伝導性高分子層２０上にある。
【００２４】
基底膜層１２は、十分な温度抵抗および電気的安定性を示す、伝導性または非伝導性高分子なら何でも含むことができる。「十分な」温度抵抗および電気的安定性は、用途および印刷機設計動作条件により変化することを理解されたい。例えば、印刷機は、温度および相対湿度の変化に由来する電気的変化を調整する能力が変化する。ベルトは、温度および相対湿度を制御する能力を有しない印刷機に使用されるとき、寸法的な安定性を維持し、印刷機内でベルトを輸送するのに必要な引張荷重の下での引張りに抵抗する十分な強度を保持し、様々な電気的範囲に調整する印刷機の能力を超えても電気抵抗率が変化しない必要がある。実際には、そうした印刷機の引張荷重は、通常２５．４ｍｍ（１インチ）幅当り約０．９１ｋｇｆ（約２ｌｂｆ）〜約１．８１ｋｇｆ（約４ｌｂｆ）の範囲にある。これらの荷重および通常６５．６℃（１５０°Ｆ）を超えない温度において、ベルトは、約０．２％を超えて伸びない必要があり、引張力および温度上昇が除去されるとき、ベルトはその元の寸法に戻ることができる必要がある。実際には、電気抵抗率が２１．１℃（７０°Ｆ）における２０％ＲＨ〜３７．８℃（１００°Ｆ）における８０％ＲＨにわたり１０倍を超えて変化しないとき、ベルトは、通常、ほとんどの印刷機設計を許容することができる。
【００２５】
好ましい実施形態では、基底膜層１２は、ポリエステル膜、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ナイロン、ポリカーボネート、またはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を含む。本発明の実施形態は、通常、ポリイミドを使用しないが、費用がかからない伝導性または非伝導性グレードのポリイミド膜を含むポリイミドを使用することができることを理解されたい。ポリイミド膜は、電気的特性を制御するカーボンブラックなどの添加物を含むことができる。高密度ポリエチレンおよびポリプロピレンなどの他の種類の膜を使用することもできる。
【００２６】
厚さ、剛性、および引張強度などの所望のベルト特性を達成するのに、基底膜層１２の複数の層を使用することができることを理解されたい。複数の膜層が使用される例では、層は、孔を充填する伝導性高分子により互いに接着されるのが好ましい。膜は、アクリル樹脂などの接着促進剤またはコロナ処理により前処理することもできる。
【００２７】
基底膜層は、０．０２５ｍｍ〜約０．０１３ｍｍ（約０．００１インチ〜約０．００５インチ）の範囲の総厚さを有するのが好ましい。
基底層中の穿孔または微小穿孔１８は、ピンローラを使用することなどを含む、高分子膜の穿孔としてよく知られる任意の数の方法により作成することができる。そうしたローラは、それから突き出る金属ピンを含む。他の適当な方法は、限定しないが、加熱ピン、熱風噴射、レーザ、または高圧水噴射を含む。基底層は、ピンローラが使用される貫通を助けるのにゴムパッドなどの背面層に一時的に接着することができる。膜中の穿孔または微小穿孔の間隔は、ベルトの所望の用途により、変化する可能性がある。大多数の穿孔は、好ましくは、膜層（複数可）を完全に貫通するべきであり、規則的に離間し、および／または整列する必要がない。孔密度および孔径平均値が維持される限り、また後続のステップで一方または両方の表面に施される伝導性材料が孔を完全に貫通し、膜の一方の表面から他方の表面まで伝導性径路を形成し、したがって、基底膜層の第１の表面および／または第２の表面の間に電気的導通をもたらす、径路が形成される限り、穿孔は、その配置が不規則であることもできる。孔密度は、約８５〜約２００孔／ｃｍ２であり、孔径は、約１０〜約２００ミクロンの範囲であることが好ましい。
【００２８】
穿孔／孔が基底層中にもたらされた後、孔が部分的または完全に湿潤し、伝導性高分子の一部分が、図５に示される基底層の内側表面の少なくとも一部分まで延びるように、伝導層２０は、基底層１２上に施される。伝導性高分子は、限定しないが、薄い溶媒和高分子層の拡散、非溶媒和プレポリマの薄い層の拡散、圧延シートの積層、流し塗り、吹付塗り、または遠心成形を含む、いくつかの方法により施すことができる。
【００２９】
層２０の厚さおよび伝導率は、所望の電気伝導率をもたらすように制御することができる。伝導層２０の厚さは、少なくとも穿孔膜厚さに等しいことが好ましく、体積抵抗率は、約１０８〜１０１１オーム・ｃｍの範囲にあるべきである。好ましい実施形態では、伝導層の厚さは約１２ミクロン〜約１００ミクロンであり、総厚さ（穿孔膜と包囲／充填用高分子との和）は約２５ミクロン〜約１５０ミクロンであり、体積抵抗率は約５×１０８〜約５×１０１０オーム・ｃｍである。
【００３０】
ある用途では、伝導層の抵抗率は、印刷性能および印刷品質を最適化するために可撓層の抵抗率と同様にすべきである。他の用途では、ベルトは、様々な伝導率／抵抗率を有する層から構成されるべきである。層の伝導率は、所望の印刷用途により変化する可能性があることを理解されたい。
【００３１】
例えば、ある印刷用途では、最も内側のベルト層の表面抵抗率は、ベルト全体の抵抗率とは独立に制御される必要がある。そうした用途では、基底層の伝導率は、限定され、可撓層の伝導率と異なる可能性がある。可撓層の伝導率および厚さは、ベルトの外側表面に均一な電界をもたらすように、基底層の伝導率および厚さ、ならびに基底層中の孔サイズおよび間隔に対して調整されるべきである。１つの好ましい実施形態では、ベルトは、１×１０１０〜１×１０１２オーム・ｃｍの体積抵抗率を有する伝導層を充填された１．０×１０１８オーム・ｃｍの体積抵抗率を有する、穿孔されたポリエステル膜と、１×１０８〜１×１０１０オーム・ｃｍの体積抵抗率を有する可撓性ニトリル／エピクロロヒドリン層とを含むことができる。
【００３２】
伝導層２０は、基底層と同じか、または異なる高分子から構成することができる。通常、伝導層は、エラストマまたは熱可塑性高分子を含む。適当なエラストマは、Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌから市販されているＶｉｓｔａｌｏｎ（商標）などのＥＰＤＭゴム、ＩｎｓａのＰａｒａｃｒｉｌなどのニトリルゴム、Ｄｏｗ ＣｏｒｎｉｎｇのＸｉａｍｅｔｅｒ（登録商標）などのフルオロシリコーンゴム、ＤｕＰｏｎｔのＶｉｔｏｎ（登録商標）などのフッ化炭素ゴム、ＬａｎｘｅｓｓのＢｕｎａ（登録商標）ＥＰなどのエチレンプロピレンゴム、Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇから市販されているＳｉｌａｓｔｉｃ（登録商標）などのシリコンゴム、およびＰｏｌａｒｉｓ ＰｏｌｙｍｅｒｓのＰＦなどのポリウレタンを含む。適当な熱可塑性高分子は、Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓから市販されているＰａｒａｌｏｉｄ（商標）などの熱可塑性アクリル樹脂、Ｓｏｌｕｔｉａから市販されているＢｕｔｖａｒなどの熱可塑性ポリビニルブチラール樹脂、Ｅａｓｔｍａｎから市販されているセルロースアセテートブチレートなどの熱可塑性セルロース樹脂、およびＤｅｇｕｓｓａ Ｅｖｏｎｉｋから市販されているＤｙｎａｐｏｌ（商標）などの熱可塑性ポリエステル樹脂を含む。
【００３３】
伝導層は、所望の電気伝導率をもたらすように、その中に伝導性添加物を含むことができる。適当な添加物は、カーボンブラック、または第４級アンモニウム塩、ポリアニリン、ポロピロール、ポリチオフェン、カーボンナノチューブ、銀ナノファイバ、および銀めっき顔料などの他の添加物を含む。そうした添加物は、当技術分野で実施される従来の混合および合成方法により高分子中に取り込むことができる。使用される添加物の量は、特定の用途のための所望の電気伝導率により、変化する可能性があることを理解されたい。
【００３４】
あるいは、伝導層２０は、高分子、または、例えばエピクロロヒドリン、ポリアニリン、Ｖｕｌｋａｎｏｌ（登録商標）ＫＡ（Ｌａｎｘｅｓｓから市販されている）などのポリグリコールエーテル、Ｈｅｒｃｏｆｌｅｘ（登録商標）６００（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ，Ｉｎｃ．から市販されている）などのペンタエリスリトールのエステル、および鉄、銅、もしくはリチウムの塩化物もしくは臭化物などの、本質的に伝導性である、高分子、可塑剤、もしくは塩の混合物を含むことができる。
【００３５】
次いで、可撓層２２は、伝導層上に被覆または接合される。可撓層は、伝導層２０と同じか、または伝導層と異なる材料を含むことができる。通常、接着剤は必要でないが、異質の層を接着するとき、接着剤が隣接する層の１つまたは複数の伝導率を合わせることを可能にする添加物を接着剤がその中に含む限り、接合を助けるのに従来の接着剤を使用することができる。
【００３６】
適当な可撓層材料の例は、限定しないが、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）、ポリウレタン、シリコーン、フルオロシリコーン、フッ化炭素、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンターポリマ）、ＥＰＭ（エチレンプロピレン共重合体）、ポリウレタンエラストマ、およびそれらの混合物などのゴムを含む。
【００３７】
可撓層は、良質な画像転写をもたらすのに十分に軟質で可撓性があり、電界を含む印刷条件に耐えることができ、良質な画像転写に要求されるレベルで伝導性があるものとすることができる。可撓層は、約３０〜８０のショアＡ硬度を有するのが好ましく、４０〜６０のショアＡ硬度を有するのがより好ましい。可撓層は、約１×１０３〜１×１０１１の体積抵抗率を有するのが好ましい。
【００３８】
図５に示されるように、ベルトは、可撓層上に任意の剥離層３０をさらに含むことができる。剥離層は、トナーまたはインク画像の効率的な転写および剥離のために制御された表面特性をもたらす。剥離層３０は、被覆または成形により施すことができ、フッ素重合体樹脂を含むのが好ましい。適当なフッ素重合体樹脂は、フッ化ポリビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオルアルコキシ（ＰＦＡ）、およびフルオロシリコーンなどを含む。それに加えて、旭硝子株式会社のＬｕｍｉｆｌｏｎ（登録商標）Ｌ−２００およびＡｓａｍｂｌｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏ．のＳｉｎｏｆｏｎ（登録商標）ＦＥＶＥなどの、イソシアネート、尿素ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド架橋剤などの他の高分子と反応することができるヒドロキシル官能性フッ素重合体を使用することができる。それに加えて、ＵＶ硬化および存在するエチレン不飽和基の架橋により剥離被覆を作成するのに使用することができる、フッ化アクリル酸材料がある。
【００３９】
剥離層にその伝導率を要望通りに調整するのに、例えば、カーボンブラック、金属塩、伝導性高分子、および伝導性可塑剤などの電気伝導性材料を加えることができる。
ベルトを構築した後、どんな溶媒も除去するのに高分子層を乾燥し、ベルトは、熱、触媒、ＵＶ光のエネルギー源、または高分子を硬化させる任意の適当な手段により硬化する。
【００４０】
得られた画像転写ベルトは、１×１０３〜１×１０１１オーム・ｃｍの範囲の体積抵抗率を示す。例えば、１×１０１３を超える体積抵抗率を有する０．１ｍｍ（４ミル）ＰＥＴ基底層、薄い伝導層（約０．０１３ｍｍ（０．０５ミル）〜約０．０２５ｍｍ（１ミル）の間）、および約３×１０８の体積抵抗率を有するゴムを含む０．３ｍｍ（１２ミル）可撓層を使用するとき、得られたベルトは、約９×１０１０オーム・ｃｍの体積抵抗率を示す。これらの特性を有するベルトの例は、１×１０１８オーム・ｃｍの体積抵抗率を有するＤｕＰｏｎｔ Ｍｙｌａｒ ０．０２３ｍｍ（０．０００９２インチ）厚さＥＬ／Ｃポリエチレンテレフタレート基底膜、９×１０９オーム・ｃｍの体積抵抗率を有するＬｏｒｄ Ｃｈｅｍｌｏｋ ２３３Ｘ下塗剤の４〜６ミクロンの伝導層、穿孔膜を充填するのに使用される伝導性充填用ゴム、および３×１０８オーム・ｃｍの体積抵抗率を有する伝導性添加物を充填されたＺｅｏｎのＮｉｐｏｌ（登録商標）などのニトリルゴムに基づく可撓層を含むことができる。
【００４１】
画像転写ベルトの抵抗率は、所望の用途により制御し／変化させることができることを理解されたい。例えば、潜像記録、中間画像転写、または熱定着用に使用されるベルトは、設置される印刷機の設計に依存する様々な電気的要求を有する。
【００４２】
本発明をより容易に理解することができるように、本発明の実施形態を説明することを目的とする、以下の実施例を参照するが、これらの実施例は本発明の範囲を限定しない。
【実施例１】
【００４３】
ゴムピンローラ（１０００ピン／２５．４ｍｍ平方）（１インチ平方）および０．２ｍｍ（０．００８インチ）径、ローラ上のテーパ付き金属ピンの貫通による単純な円形の孔から構成された孔を膜を通して形成する）を使用する約０．１ｍｍ（４ミル）の厚さを有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）膜の試料に穿孔が作成された。ＰＥＴ膜は、貫通を助ける一時的なゴム背面を設けられた。ピンローラは、約９０孔／ｃｍ２の孔密度が達成されるまで、全表面上を数回回転した。約１０〜２５ミクロンの開放孔が観測された。回転プロセスに由来する膜からの突起は、媒体粗粒研磨によってサンド処理することにより除去された。次いで、穿孔膜を浄化し、乾燥させた。
【００４４】
ブラシにより基底膜層の第１の表面上に、伝導性下塗剤（Ｃｈｅｍｌｏｋ（登録商標）２３３Ｘ、有機溶媒中に溶解するカーボンブラックを含み、Ｌｏｒｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｃａｒｙ、ＮＣから市販されている反応性接着剤）が施され、一部の下塗剤は、孔を貫通し、膜の第２の表面の湿潤部分に至った。次いで、下塗剤を乾燥した。
【００４５】
ニトリルゴムおよびエピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）の混合物を含むゴム製剤は、圧延されて薄いシートになり、下塗剤被覆膜に施された。次いで、この成層は、加熱圧縮機において約１４９℃（３００°Ｆ）で加硫され、約０．４１ｍｍ（０．０１６インチ）の総サンドイッチ厚さに至った。
【００４６】
ベルトの得られた電気的性能は、伝導率が制御されたポリイミド膜を配合された他の市販の製品と同様であった。
結果は、以下の表１に示される。
【００４７】
【表１】
市販のポリイミド膜は、体積抵抗率が１×１０７〜３×１０１２の範囲にあり、表面抵抗率が６×１０６〜１×１０１３の範囲にある。電子写真方式印刷機に使用される伝導性可撓層を含むポリイミド膜から作成された中間画像転写ベルトは、約２×１０８〜約７×１０１１の範囲の体積抵抗率および約５×１０８〜約２×１０９の範囲の表面抵抗率を示した。
【実施例２】
【００４８】
以上の実施例１で説明した穿孔膜が作成された。ニトリルゴムおよび有機溶媒（トルエン）中に溶解したＥＣＯの混合物から構成された伝導性ゴムを含むゴム接合剤が、穿孔膜に施され、接合剤の一部が孔を貫通して膜の他の側に至るようにした。実施例１と同じゴム接合剤の可撓層が、ゴム被覆膜に施された。溶媒が蒸発し、ゴムが加硫されたとき、得られたベルト構造は、デジタル中間転写ベルトとして使用するのに適する実施例１の特性と同様の特性を有した。ゴム／膜構造の引張強度は、０．４１ｍｍ（０．０１６インチ）の総厚さにおいて２．１ｋｇｆ／ｃｍ２（３０ｌｂｆ／ｉｎｃｈ）であった。
【実施例３】
【００４９】
伝導性添加物（Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから市販されているＣｙａｓｔａｔ（登録商標）ＬＳ（３−ラウラミドプロピル）トリメチルアンモニウムサルフェート）を含む反応性２液型ウレタンプレポリマ（Ｂａｙｅｒから市販されているＢａｙｔｅｃ（登録商標）ＧＳＶ８５Ａ＆Ｂ）が、実施例１により作成された穿孔膜に施され、硬化され、デジタル転写画像転写ベルトとして使用するのに適する、１０００Ｖにおいて３．０×１０９オーム・ｃｍの体積抵抗率を有するベルトを作成した。
【００５０】
本発明をその好ましい実施形態を参照して詳細に説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、変更および変形を行うことが可能であることが明らかであろう。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル印刷用途のための画像転写ベルトであって、
第１および第２の表面を有し且つ複数の孔を有する少なくとも１つの多孔質膜を含む基底層であり、前記孔の少なくとも一部が前記膜を貫通して延びる、基底層と、
前記孔を少なくとも部分的に充填する、前記基底層の前記第１の表面上の伝導性高分子層と、
前記伝導性高分子層上の可撓層と
を含む、画像転写ベルト。
【請求項２】
前記伝導性高分子層は、前記基底層の前記第１の表面上に実質的に連続する層を形成する、請求項１に記載の画像転写ベルト。
【請求項３】
前記伝導性高分子層は、前記基底層の前記第２の表面上に実質的に連続する層を形成する、請求項１に記載の画像転写ベルト。
【請求項４】
前記基底層は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンイミン、ポリフェニレンサルファイド、ナイロン、ポリイミド、ポリカーボネート、およびポリエーテルイミドから選択される、請求項１に記載の画像転写ベルト。
【請求項５】
前記基底層は、多孔質膜の複数の層を含む、請求項１に記載の画像転写ベルト。
【請求項６】
前記伝導性層は、エラストマまたは熱可塑性高分子を含む、請求項１に記載のベルト。
【請求項７】
前記伝導性層は、その中に電気伝導性添加物を含む、請求項６に記載のベルト。
【請求項８】
前記伝導性層は、本質的に伝導性がある材料を含む、請求項６に記載のベルト。
【請求項９】
前記伝導性層または可撓層は、シリコーン、ゴム、ポリウレタン、フルオロシリコーン、フッ化炭素、ＥＰＤＭ、エチレンプロピレン共重合体、エラストマ、およびそれらの混合物から選択される、請求項１に記載のベルト。
【請求項１０】
前記可撓層は、本質的に伝導性がある材料を含む、請求項１に記載のベルト。
【請求項１１】
前記可撓層は、その中に電気伝導性添加物を含む、請求項１に記載のベルト。
【請求項１２】
前記基底層は、約０．０２５〜約０．２５０ｍｍ（約０．００１〜約０．０１０インチ）の厚さを有する、請求項１に記載のベルト。
【請求項１３】
前記可撓層は、約０．０８〜０．６４ｍｍ（０．００３〜約０．０２５インチ）の間の厚さを有する、請求項１に記載のベルト。
【請求項１４】
前記基底層中の前記孔は、約４０〜２００孔／ｃｍ２の間の孔密度を有する、請求項１に記載のベルト。
【請求項１５】
前記孔は、約１０〜２００ミクロンの孔径を有する、請求項１に記載のベルト。
【請求項１６】
前記孔は、穿孔または微小穿孔を含む、請求項１に記載のベルト。
【請求項１７】
前記可撓層上に剥離層をさらに含む、請求項１に記載のベルト。
【請求項１８】
前記剥離層は、フッ素重合体樹脂またはシリコーン樹脂を含む、請求項１７に記載のベルト。
【請求項１９】
約１×１０３〜１×１０１１オーム・ｃｍの間の体積抵抗率を有する、請求項１に記載のベルト。
【請求項２０】
デジタル印刷用途のための画像転写ベルトを作成する方法であって、
第１および第２の表面を有する少なくとも１つの膜を含む、基底層を設けるステップと、
その中に複数の孔をもたらすように前記基底層を穿孔するステップであり、前記孔の少なくとも一部が前記膜を貫通して延びる、ステップと、
前記孔を少なくとも部分的に充填する、前記基底層の前記第１の表面上の伝導性高分子層を設けるステップと、
前記伝導性層上に可撓層を設けるステップと
を含む、方法。
【請求項２１】
前記可撓層上に剥離層を設けるステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項１】
デジタル印刷用途のための画像転写ベルトであって、
第１および第２の表面を有し且つ複数の孔を有する少なくとも１つの多孔質膜を含む基底層であり、前記孔の少なくとも一部が前記膜を貫通して延びる、基底層と、
前記孔を少なくとも部分的に充填する、前記基底層の前記第１の表面上の伝導性高分子層と、
前記伝導性高分子層上の可撓層と
を含む、画像転写ベルト。
【請求項２】
前記伝導性高分子層は、前記基底層の前記第１の表面上に実質的に連続する層を形成する、請求項１に記載の画像転写ベルト。
【請求項３】
前記伝導性高分子層は、前記基底層の前記第２の表面上に実質的に連続する層を形成する、請求項１に記載の画像転写ベルト。
【請求項４】
前記基底層は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンイミン、ポリフェニレンサルファイド、ナイロン、ポリイミド、ポリカーボネート、およびポリエーテルイミドから選択される、請求項１に記載の画像転写ベルト。
【請求項５】
前記基底層は、多孔質膜の複数の層を含む、請求項１に記載の画像転写ベルト。
【請求項６】
前記伝導性層は、エラストマまたは熱可塑性高分子を含む、請求項１に記載のベルト。
【請求項７】
前記伝導性層は、その中に電気伝導性添加物を含む、請求項６に記載のベルト。
【請求項８】
前記伝導性層は、本質的に伝導性がある材料を含む、請求項６に記載のベルト。
【請求項９】
前記伝導性層または可撓層は、シリコーン、ゴム、ポリウレタン、フルオロシリコーン、フッ化炭素、ＥＰＤＭ、エチレンプロピレン共重合体、エラストマ、およびそれらの混合物から選択される、請求項１に記載のベルト。
【請求項１０】
前記可撓層は、本質的に伝導性がある材料を含む、請求項１に記載のベルト。
【請求項１１】
前記可撓層は、その中に電気伝導性添加物を含む、請求項１に記載のベルト。
【請求項１２】
前記基底層は、約０．０２５〜約０．２５０ｍｍ（約０．００１〜約０．０１０インチ）の厚さを有する、請求項１に記載のベルト。
【請求項１３】
前記可撓層は、約０．０８〜０．６４ｍｍ（０．００３〜約０．０２５インチ）の間の厚さを有する、請求項１に記載のベルト。
【請求項１４】
前記基底層中の前記孔は、約４０〜２００孔／ｃｍ２の間の孔密度を有する、請求項１に記載のベルト。
【請求項１５】
前記孔は、約１０〜２００ミクロンの孔径を有する、請求項１に記載のベルト。
【請求項１６】
前記孔は、穿孔または微小穿孔を含む、請求項１に記載のベルト。
【請求項１７】
前記可撓層上に剥離層をさらに含む、請求項１に記載のベルト。
【請求項１８】
前記剥離層は、フッ素重合体樹脂またはシリコーン樹脂を含む、請求項１７に記載のベルト。
【請求項１９】
約１×１０３〜１×１０１１オーム・ｃｍの間の体積抵抗率を有する、請求項１に記載のベルト。
【請求項２０】
デジタル印刷用途のための画像転写ベルトを作成する方法であって、
第１および第２の表面を有する少なくとも１つの膜を含む、基底層を設けるステップと、
その中に複数の孔をもたらすように前記基底層を穿孔するステップであり、前記孔の少なくとも一部が前記膜を貫通して延びる、ステップと、
前記孔を少なくとも部分的に充填する、前記基底層の前記第１の表面上の伝導性高分子層を設けるステップと、
前記伝導性層上に可撓層を設けるステップと
を含む、方法。
【請求項２１】
前記可撓層上に剥離層を設けるステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１３−５００５０１（Ｐ２０１３−５００５０１Ａ）
【公表日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５２１８０７（Ｐ２０１２−５２１８０７）
【出願日】平成２２年７月２３日（２０１０．７．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４３０２６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１１６６６
【国際公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【出願人】（３０００７８２０２）デイ インターナショナル インコーポレーテッド (21)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２３日（２０１０．７．２３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０４３０２６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０１１６６６
【国際公開日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【出願人】（３０００７８２０２）デイ インターナショナル インコーポレーテッド (21)
【Ｆターム（参考）】
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