説明

導電性エンドレスベルト

【課題】良好な弾性率と柔軟性(屈曲耐久性)及び表面性(光沢度)とを兼ね備えた導電性エンドレスベルトを提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂100質量部に対して、タルク0.1〜15質量部、ワックス0.05〜5質量部を含有する樹脂組成物で形成されたことを特徴とする導電性エンドレスベルト。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複写機やプリンタ、特にカラーレーザープリンタ等の電子写真装置や静電記録装置等において、中間転写ベルトや転写搬送ベルト等として好適に用いられる導電性エンドレスベルト(以下、単に「ベルト」と表記することもある)に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、複写機、プリンタ等の電子写真装置では、まず、感光体(潜像保持体)の表面を一様に帯電させ、この感光体に光学系から映像を投射して、光の当たった部分の帯電を消去することによって潜像を形成する静電潜像プロセスにより静電潜像を得、次いで、トナーの付着によるトナー像の形成、紙等の記録媒体へのトナー像の転写により、プリントする方法が採られている。このようなトナーを用いたカラープリントの方式として、中間転写ベルト方式が一般に知られている。
【0003】
中間転写ベルト方式でカラープリントを行う画像形成装置は、例えば図2に示したように、ブラックB、イエローY、マゼンタM、シアンCの4色でそれぞれ現像を行う4台の現像器1a〜1dで、各感光ドラム2a〜2dにそれぞれの色でトナー像を形成し、各感光ドラム2a〜2dに接して張設された中間転写ベルト3に転写ローラ5から電圧を印加して、各感光ドラム2a〜2dに形成された各色(ブラックB、イエローY、マゼンタM、シアンC)のトナー像を中間転写ベルト3の表面に転写して該中間転写ベルト3の表面にカラー画像を形成し、二次転写ローラ6でこの中間転写ベルト3に接触した記録用紙(記録メディア)4に電圧を印加して、中間転写ベルト3表面のカラー像を転写し、これを定着器7で加熱して定着させるようになっている。
【0004】
このような画像形成装置に用いられる上記中間転写ベルト3としては、各感光ドラム2a〜2dで形成されたトナー像を正確に転写するために、良好な弾性率及び柔軟性(屈曲耐久性)が求められている。該ベルトの弾性率が低いと、走行時にシワを生じて、トナー像の正確な転写が困難となる場合があり、柔軟性に乏しいと早期の破損につながるおそれがある。従来、良好な弾性率と柔軟性を両立させるため、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂を基材としたものが多く用いられている。また、機械的特性も求められるため、充填剤や軟化剤等を配合することも一般的に行われており(特開2003−76088号公報:特許文献1)、基材としてゴムを用いたものなども提案されている(特開平10−129876号公報:特許文献2)。
【0005】
ベルトの弾性率を上げるには、該ベルトを形成する基材にタルクを配合することが有効であるが、要求される弾性率が得られるだけの量のタルクを配合した場合、ベルトとして要求される柔軟性(屈曲耐久性)が得られないおそれがある。更には、表面性(光沢度)の低下をも招き、十分な光沢度を有していない場合には、転写残トナーのクリーニング不良が起こりやすくなり、ゴーストの発生などの印刷不良の発生を招くことがある。
【0006】
このように、導電性エンドレスベルトにおいて、印刷品質と耐久性の向上の観点から、該ベルトを形成する樹脂組成物の配合の工夫により、弾性率と柔軟性(屈曲耐久性)及び表面性(光沢度)とを両立するという二律背反的課題を解決することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2003−76088号公報
【特許文献2】特開平10−129876号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、良好な弾性率と柔軟性(屈曲耐久性)及び表面性(光沢度)とを兼ね備えた導電性エンドレスベルトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、ベルトを形成する基材として熱可塑性樹脂を用い、該樹脂にタルク及びワックスを所定量配合することで、良好な弾性率及び柔軟性(屈曲耐久性)を両立し得、更に、ベルト表面にワックスを積極的にブルームさせることにより、ワックスからなる被膜層が形成され、その表面性(光沢度)を効果的に向上させ得ることを見出し、本発明に到達した。
【0010】
即ち、本発明は、下記の(1)〜(5)の発明を提供する。
(1)熱可塑性樹脂100質量部に対して、タルク0.1〜15質量部、ワックス0.05〜5質量部を含有する樹脂組成物で形成されたことを特徴とする導電性エンドレスベルト。
(2)上記ワックスが表面にブルームしたことにより形成された被覆層を有する(1)記載の導電性エンドレスベルト。
(3)上記熱可塑性樹脂として、ポリエステル、ポリアミド、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)及び熱可塑性エラストマーから選ばれた1種又は2種以上を用いた(1)又は(2)記載の導電性エンドレスベルト。
(4)上記ワックスとして、ポリエチレンワックス、油脂系ワックス、水素化ワックス、酸化ワックス、配合ワックス、変成モンタンワックス、天然ワックスから選ばれた1種又は2種以上を用いた(1)〜(3)のいずれか1項記載の導電性エンドレスベルト。
(5)中間転写ベルト方式のカラー画像形成装置で、中間転写ベルトとして用いられるものである(1)〜(4)のいずれか1項記載の導電性エンドレスベルト。
【発明の効果】
【0011】
本発明の導電性エンドレスベルトは、良好な弾性率と柔軟性(屈曲耐久性)とを兼ね備えると共に、ベルト表面に形成された被覆層により表面性(光沢度)にも優れたものであり、該ベルトをカラー画像形成装置の中間転写ベルトとして使用することにより、中間転写ベルト方式でカラープリントを行う場合に、中間転写ベルトから記録媒体へ画像を転写する際の転写効率及び画質を有効に向上させることができ、より高品質なカラー画像を効率的に得ることができるものである。また、上記被覆層は、成形後において、基材に配合されたワックスがブルームすることにより形成されるため、後工程で被覆層を形成する必要がなく、より効率的な生産を可能とし得、コスト的にも優位なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明にかかる導電性エンドレスベルトの一実施例を示す概略断面図である。
【図2】中間転写ベルト方式によるカラー印刷電子写真装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の導電性エンドレスベルトは、図1に示したように、基層31の表面にワックスの被覆層32を形成したエンドレスベルトであり、該被覆層32は、基層31を形成する材料に配合されたワックスを、成形後のベルト表面にブルームさせることにより形成されるものである。本発明の導電性エンドレスベルトは、例えば図2の示されたような画像形成装置において、中間転写ベルト3として好適に使用されるものである。
【0014】
上記基層31は、通常樹脂材料に導電剤を添加して導電性を付与した無端樹脂ベルトが用いられ、従来から中間転写ベルトなどとして用いられる導電性エンドレスベルトの基層と同様のものを使用することができる。その基材とする材料は、熱可塑性樹脂のいずれでも使用可能である。具体的には次の材料が好適に使用される。即ち、ポリエチレンテレフタレート,ポリブチレンテレフタレート,ポリエチレンナフタレート,ポリブチレンナフタレート等のポリエステル、ポリイミド、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、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、ポリエーテルニトリル、熱可塑性ポリイミド系材料、サーモトロピック液晶ポリマー、ポリアミド酸などの熱可塑性樹脂、及びこれらの混合樹脂、またこれらの混合樹脂で調製された熱可塑性エラストマーなどを使用することができる。本発明においては、基層31の基材として、弾性率、柔軟性に優れると共に、後述するワックスのブルームしやすさの観点から、極性を有するものが好ましく、特にポリエステル樹脂及びポリエステル系熱可塑性エラストマーを好適に用いることができる。
【0015】
タルクは、ベルトの弾性率を向上させる観点から配合されるものであり、公知のものを用いることができる。具体的には、市販品としてSG−2000(日本タルク(株)製)、HT−100B(浅田製粉(株)製)等が例示され、特にHT−100Bを好適に用いることができる。配合量は、上記熱可塑性樹脂100質量部に対して0.1〜15質量部、好ましくは5〜10質量部とされる。配合量が0.1質量部未満であると、要求される弾性率が得られないおそれがあり、15質量部を超えると、柔軟性(屈曲耐久性)及び表面性(光沢度)の低下を招くおそれがある。
【0016】
なお、特に制限されるものではないが、本発明で用いる上記タルクの平均一次粒子径は通常10μm以下、好ましくは8μm以下とされる。平均一次粒子径が10μmを超えると、柔軟性(屈曲耐久性)及び表面性(光沢度)の低下を招くおそれがある。
【0017】
ワックスは、基層31に柔軟性を付与すると共に、成形後のベルト表面にブルームさせることで、基層31の表面に被覆層32を形成することを目的として配合されるものである。このワックスとしては、公知のワックスを用いることができ、特に制限されるものではないが、具体的には、ポリエチレンワックス(例えば、三洋化成工業(株)製のサンワックス171P等)、油脂系合成ワックス(高級脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、ケトン・アミン類)、水素化ワックス、酸化ワックス(例えば、日本精蝋(株)製のNPSシリーズ及びOXシリーズ、三井化学(株)製の三井ハイワックス4052E等)、配合ワックス(例えば、日本精蝋(株)製のPALVAXシリーズ及びNEOPALAXシリーズ等)、変成モンタンワックス、天然ワックス等を例示することができる。本発明においては、上記熱可塑性樹脂に配合した際のブルームさせやすさの観点から、極性有さない、もしくは小さいものを好適に使用でき、特にポリエチレンワックスを好適に用いることができる。配合量は、上記熱可塑性樹脂100質量部に対して0.05〜5質量部、好ましくは0.1〜1質量部とされる。配合量が0.05質量部未満であると、要求される表面性が得られないおそれがあり、5質量部を超えると、押出成形時に材料がスクリューにかみ込みにくくなり、ベルトの成形性が低下するおそれがある。
【0018】
通常、この基層31には導電剤が配合され、105〜1014Ω・cm程度の良好な導電性が付与される。導電剤としては、公知の電子導電性物質、イオン導電性物質を用いることができる。
【0019】
電子導電性物質としては、ケッチェンブラックEC、アセチレンブラック等の導電性カーボン、SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MT等のゴム用カーボン、酸化処理等を施したカラー(インク)用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属及び金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマーなどが挙げられる。
【0020】
また、イオン導電性物質としては、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等の無機イオン性導電物質、トリデシルメチルジヒドロキシエチルアンモニウムパークロレート、ラウリルトリメチルアンモニウムパークロレート、変性脂肪族・ジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−N−(3’−ドデシロキシ−2’−ヒドロキシプロピル)メチルアンモニウムエトサルフェート、3−ラウルアミドプロピル−トエイメチルアンモニウムメチルサルフェート、ステアルアミドプロピルジメチル−β−ヒドロキシエチル−アンモニウム−ジハイドロジェンフォスフェート、テトラブチルアンモニウムホウフッ酸塩、ステアリルアンモニウムアセテート、ラウリルアンモニウムアセテート等の第4級アンモニウムの過塩素酸塩、硫酸塩、エトサルフェート塩、メチルサルフェート塩、リン酸塩、ホウフッ化水素酸塩、アセテート等の有機イオン性導電物質或は電荷移動錯体などが挙げられる。
【0021】
導電剤の配合量は、所望の抵抗値に応じて適宜設定され、特に制限されるものではないが、電子導電性物質の場合は上記熱可塑性樹脂100質量部に対して1〜30質量部、好ましくは5〜20質量部とされ、イオン導電性物質の場合は上記熱可塑性樹脂100質量部に対して0.01〜3質量部、好ましくは0.1〜1質量部とされる。
【0022】
なお、この基層31には、必要に応じて上記の添加剤以外にも、公知の酸化防止剤、熱安定剤、可塑剤、光安定剤、滑剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、架橋剤、架橋助剤、接着剤、難燃剤、分散剤などの公知の添加剤を適宜配合することができ、また、必要に応じて、合成樹脂に添加される公知の充填剤、例えばガラス繊維、カーボン繊維、マイカ、酸化チタン、炭酸カルシウムなどの補強材と複合化することもできる。
【0023】
被覆層32は、ベルト成形後に基層31を形成する樹脂組成物に配合されたワックスがベルトの表面にブルームすることにより形成されるものである。この時、該被覆層32の厚さは特に制限されるものではないが、薄すぎると、要求される表面性(光沢度)が得られないおそれがあり、一方、厚すぎると、画像転写時に感光体を汚染するおそれがあるため、通常は0.1〜10μmとされ、特に1〜5μmであることが好ましい。
【0024】
本発明の導電性エンドレスベルトは、上記のように、良好な弾性率及び柔軟性(屈曲耐久性)を両立すると共に、表面にワックスで形成された被覆層32を有することにより良好な表面性(光沢度)を有しているため、中間転写ベルトとして使用した際に、画像品質に優れるものである。この場合、本発明導電性エンドレスベルトが適用される中間転写ベルトを用いた画像形成装置としては、図2に示された現像器1a〜1d及び感光ドラム2a〜2dをベルト3に沿って一列に並べた装置に限定されるものではなく、1つの感光ドラムに対して複数の4つの像装置を入れ替えながら各色(ブラックB、イエローY、マゼンタM、シアンC)の現像を行って感光ドラム上にカラー画像を形成し、これを中間転写ベルトに転写してこれを搬送し、紙等の記録媒体へと転写する装置など、中間転写ベルト上にトナー像を形成し、これを紙等の記録媒体へと転写する装置であれば、その中間転写ベルトとしていずれの装置にも好適に採用される。
【実施例】
【0025】
以下、本発明について実施例及び比較例を挙げて詳細に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
【0026】
[実施例1〜4、比較例1〜3]
下記表1に示す配合のベルト用材料を常法に従って混練、押出成形して図1に示した構造の導電性エンドレスベルト(幅150mm、厚さ0.1mm)を作製した。
得られた各導電性エンドレスベルトにつき、下記JIS規格に準拠して測定を行って引張弾性率、屈曲耐久性及び光沢度を評価した。
【0027】
《評価方法》
[引張弾性率]
JIS K7127に準拠し、1号形試験片を作製して、試験速度1±0.5mm/minの条件で測定を行い、以下の基準により評価した。結果は表1に示した。
◎:2300MPa以上
○:2100MPa以上2300MPa未満
△:1900MPa以上2100MPa未満
×:1900MPa未満
[屈曲耐久性]
幅15mm、長さ150mm、厚さ0.1mmの試験片を作製し、(株)東洋精機製作所製「MIT−DA」を用いて、荷重2kg、折り曲げ角度90°の条件で繰り返し屈曲を与え、破断するまでの回数を測定し、以下の基準により評価した。結果は表1に示した。
○:2000回以上
△:1000回以上2000回未満
×:1000回未満
[光沢度]
(株)堀場製作所製のハンディ光沢計を用いて測定し、以下の基準により評価した。結果は表1に示した。
◎:70以上
○:50以上70未満
△:30以上50未満
×:30未満
【0028】
【表1】

【0029】
上記表1で使用した各配合成分の詳細は以下の通りである。
PBT:ポリブチレンテレフタレート、ポリプラスチックス(株)製「800FP」
PBNE:ポリエステル系エラストマー、東洋紡績(株)製「EN16000」
タルク:浅田製粉(株)製「HT−100B」
ワックス:低分子量ポリエチレン、三洋化成工業(株)製「サンワックス171P」
カーボンブラック:電気化学工業(株)製「デンカブラック」
【0030】
表1の結果から、本発明の導電性エンドレスベルトが弾性率及び柔軟性(屈曲耐久性)を両立すると共に、良好な表面性(光沢度)を備えていることが確認された。
【符号の説明】
【0031】
1a〜1d 現像器
2a〜2d 感光ドラム
3 中間転写ベルト(導電性エンドレスベルト)
31 基層
32 被覆層
4 記録用紙(記録メディア)
5 転写ローラ
6 二次転写ローラ
7 定着装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱可塑性樹脂100質量部に対して、タルク0.1〜15質量部、ワックス0.05〜5質量部を含有する樹脂組成物で形成されたことを特徴とする導電性エンドレスベルト。
【請求項2】
上記ワックスが表面にブルームしたことにより形成された被覆層を有する請求項1記載の導電性エンドレスベルト。
【請求項3】
上記熱可塑性樹脂として、ポリエステル、ポリアミド、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)及び熱可塑性エラストマーから選ばれた1種又は2種以上を用いた請求項1又は2記載の導電性エンドレスベルト。
【請求項4】
上記ワックスとして、ポリエチレンワックス、油脂系合成ワックス、水素化ワックス、酸化ワックス、配合ワックス、変成モンタンワックス及び天然ワックスから選ばれた1種又は2種以上を用いた請求項1〜3のいずれか1項記載の導電性エンドレスベルト。
【請求項5】
中間転写ベルト方式のカラー画像形成装置で、中間転写ベルトとして用いられるものである請求項1〜4のいずれか1項記載の導電性エンドレスベルト。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2010−276937(P2010−276937A)
【公開日】平成22年12月9日(2010.12.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−130623(P2009−130623)
【出願日】平成21年5月29日(2009.5.29)
【出願人】(000005278)株式会社ブリヂストン (11,469)
【Fターム(参考)】