JP3637783B2

JP3637783B2 - 電子写真装置用無端ベルト駆動ローラ

Info

Publication number: JP3637783B2
Application number: JP24127598A
Authority: JP
Inventors: 誠市原
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1998-08-27
Filing date: 1998-08-27
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2018-08-27
Also published as: JP2000075579A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置用の無端ベルト駆動装置に関する。更に詳しくは、内周面にガイド用リブを有する無端ベルトを長期に亘って安定して駆動し得る電子写真装置用無端ベルトの駆動ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真式画像形成方法は、即時に高品質の画像が得られることから、近年では、複写機やプリンター等において広く利用されている。そして、その中核となる感光体として、性状がフレキシブルで装置内での配設の自由度が大きい等の理由から無端ベルト状電子写真感光体が広く使用されている。
無端ベルト状感光体２０は、合成樹脂フィルム上に、金属層を積層し、その上に電荷発生層、電荷輸送層等の感光体層を形成した感光体シートを所定の寸法に裁断し、図５に示すようにその両端部を超音波シール機等を用いて融着して環状に形成して作成され、画像形成機構として用いられている。２１は帯電器、２２は露光用光学系、２３は現像器、２４はクリーナー、２５は転写荷電器、２６は転写用の用紙である。
【０００３】
また、電子写真装置においては、中間転写ベルト３０が使用される。中間転写ベルト３０は、図６に示すように、感光ドラム２０ａ上に現像器２３によって現像された画像を一旦中間転写ベルト３０上に転写して、これを用紙２６に再度転写するものである。
しかして、無端ベルト状電子写真感光体２０あるいは中間転写ベルト３０は走行中に横方向の力が加わって蛇行が発生しやすいという問題がある。
【０００４】
このため、無端ベルト状感光体２０等は図７に示すように、その裏面の側縁に沿って、ゴム状の柔軟材料からなるリブ材を接合してガイド用のリブ３１を接合し、該リブ３１をローラ３２の溝３３に嵌合して走行させることによって蛇行を防止する方法がとられている。
しかし、従来の駆動ローラ３２は、図８に示すようにガイド用リブ３１を受ける溝３３の側壁面３４はローラ３２の中心軸に対して垂直に形成されている。このため、図に示すように無端ベルト状感光体２０等が横方向にずれが生じるとそれを規制する溝３３の側壁面３４による押圧応力がガイド用リブ３１の根元部ａに集中して作用する結果となっている。
このため、従来の駆動用ローラを使用した場合、ガイド用リブ３１と基材３５との接着が剥れ、耐久性が低いという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、無端ベルトに横方向の力が生じたとき、それを規制するガイド用壁面によって受ける力を分散せしめることによってガイド用リブの剥離を防止し、長期に安定して駆動できる電子写真装置用駆動ローラを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる目的を達成するために鋭意検討した結果なされたもので、可撓性フィルム状の基材を環状に形成すると共にその内周面に側縁に沿って柔軟性材料からなるガイド用リブを接合した無端ベルトの駆動ローラにおいて、ローラ周面に断面が台形状である溝型形状のガイド用リブ受け入れ部を形成すると共に、溝の両側壁面をガイド用リブ受け入れ部幅が外周方向に拡大するように傾斜させ、かつ溝の両側壁面とガイド用リブとの間に空隙を有することを特徴とする電子写真装置用無端ベルト駆動ローラを提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に使用される無端ベルト１は、図１に示すように可撓性フィルム状の基材２が環状に形成されたものである。
なお、本発明においてシートとフィルムは同義語として使用され膜厚による識別は行なわないものとする。
無端ベルトを電子写真感光体として使用する例について述べれば、可撓性フィルム状の基材２として導電性支持体が用いられ、導電性支持体上に感光体層が形成される。
【０００８】
導電性支持体としては、二軸延伸フィルムに金属層を積層したものが好ましく、二軸延伸フィルムの材質としては、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等の線状ポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂等が挙げられるが、機械的強度、寸法安定性等の点から線状ポリエステル樹脂、特に、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
【０００９】
なお、樹脂フィルムの厚みは、通常、５０〜１５０μｍ程度である。
また、導電性支持体を構成する金属層は金属蒸着層を用いることができ、金属蒸着層の金属としては、銅、ニッケル、亜鉛、アルミニウム等が挙げられるが、中でも、アルミニウムが好ましい。
なお、金属蒸着層の厚みは、通常、４００〜１０００Å程度であり、前記樹脂フィルムへの蒸着は、前記金属を電熱加熱溶融蒸着法、イオンビーム蒸着法、イオンプレーティング法等の公知の蒸着法でなされる。また、金属層としては、アルミニウム箔、ニッケル箔等の金属箔や、これ等金属を積層したラミネートフィルムを用いることができる。この場合の金属箔は５μｍ以下が好ましい。
【００１０】
導電性支持体と感光体層の間には通常使用されるような公知のバリアー層を設けることができる。バリアー層としては、例えば、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、セルロース類、ゼラチン、デンプン、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミド等の有機層が使用され、必要に応じて酸化チタン、酸化アルミニウム等の無機粒子を添加してもよい。
【００１１】
感光体層は、電荷発生物質と電荷輸送物質を含む単層型であってもよく、また、電荷発生層と電荷輸送層を積層した機能分離型であってもよい。機能分離型感光体について述べれば、電荷発生層に用いられる電荷発生物質としては、公知の電荷発生物質がいずれも使用でき、フタロシアニン、アゾ色素、キナクリドン、多環キノン、ピリリウム塩、チアピリリウム塩、インジゴ、チオインジゴ、アントアントロン、ピラントロン、シアニン等の各種有機顔料、染料等が挙げられる。中でも無金属フタロシアニン、銅塩化インジウム、塩化ガリウム、錫、オキシチタニウム、亜鉛、バナジウム等の金属または、その酸化物、塩化物の配位したフタロシアニン類が好ましい。
【００１２】
電荷発生層のバインダーとしては、ポリビニルブチラールなどのポリアセタール、ポリ酢酸ビニル、フェノキシ樹脂等の樹脂を用いることができる。
電荷発生層の膜厚としては通常、０．１μｍ〜１μｍ、好ましくは０．１５μｍ〜０．６μｍが好適である。またここで使用される電荷発生物質の含有量は、バインダー樹脂１００重量部に対して２０〜３００重量部、好ましくは５０〜２００重量部の範囲で用いられる。
【００１３】
電荷輸送層中の電荷輸送材料としては、各種ピラゾリン誘導体、オキサゾール誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、アリールアミン等の低分子化合物を使用することができる。
これらの電荷輸送材料とともにバインダー樹脂が配合される。好ましいバインダー樹脂としては例えばポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のビニル重合体、およびその共重合体、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリケトン、フェノキシ、エポキシ、シリコーン樹脂等が挙げられ、またこれらの部分的架橋硬化物も使用される。
【００１４】
更に電荷輸送層には酸化防止剤、増感剤等の各種添加剤を含んでいてもよい。電荷輸送層の膜厚は、１０〜４０μｍ、好ましくは１０〜３０μｍの厚みで使用されるのが良い。
こうして得られた感光体シートは所定の寸法に裁断した後両端部を接合する。接合方法としては、接着剤による接合であっても、ヒートシールバーあるいは超音波による融着装置による溶着であってもよい。
【００１５】
なお、後述するように、基材２の両端部を接合する前にガイド用リブ３を接合することもできる。
無端ベルトを中間転写ベルトとして用いるときは、可撓性フィルム状の基材２の樹脂組成物は、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂またはゴムのいずれも使用可能であるが、熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エラストマーが連続押し出し成形が可能であるため製造コストの点で望ましい。
【００１６】
熱可塑性樹脂としては、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、ポリエチレンテレフタレート、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、ポリブチレンテレフタレート、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、エチレンテトラフロロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム、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、オレフィン共重合体、ポリウレタン共重合体、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。
【００１７】
特に中間転写ベルト用として好ましい樹脂は、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、エチレンテトラフロロエチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂やフッ素ゴムがトナー等からの汚れを防止するためにも好ましく、また、ポリカーボネートや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等のエステル系熱可塑性樹脂ないし熱可塑性エラストマーが耐電気特性において電気抵抗値の変動が少なく安定のため好ましい。
【００１８】
また、これらの材料に導電性フィラーを加え、電気抵抗を調整したものもよい。導電性フィラーとしては、カーボンブラック、グラファイト、カーボン繊維、金属粉、導電性金属酸化物、有機金属酸化物、有機金属化合物、有機金属塩、導電性高分子等から選ばれる少なくとも１種またはこれら数種の混合物からなるものが好ましい。その中でも特にカーボンブラックが好ましい。カーボンブラックとしては、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等のカーボンブラックがある。フィルムの外観を損なわないためにも分散性に優れたアセチレンブラックを使用したものが好ましい。
【００１９】
カーボンブラックの配合量は、カーボンブラックの種類により異なるが、アセチレンブラックの場合、熱可塑性樹脂１００重量部に対して３〜２５重量部が好ましく、ケッチェンブラックの場合には１〜１０重量部が好ましい。上記範囲未満では導電性に乏しく、上記範囲以上では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。
【００２０】
樹脂組成物には、本発明の目的を阻害しない限りにおいて、通常の樹脂組成物に配合される各種の付加的成分を含むことができる。このような成分としては、酸化防止剤、滑剤、離型剤などがある。
これ等の中間転写ベルト用材料はＴダイあるいは環状ダイを用いてフラットシートを成形し、これを所定の寸法に切断した後両端部を接合することによって得ることができる。接合は、無端ベルト状感光体について述べた手段を利用することができる。
【００２１】
また、環状ダイを用いて内部マンドレル方式で筒状に成形し、これを所定の長さで裁断することによってシームレスチューブとすることもできる。
無端ベルト１は、環状の基材２、あるいはフラットな基材２を環状に接合した後、または接合する前のフラットな状態において、所定の幅をもつ可撓性フィルム２の内周となる面にその側縁に沿って図１に示すように、細幅帯状体が接合されてガイド用リブ３が形成される。
ガイド用リブ３の材質は、柔軟性があり、耐屈曲性のある材料であれば特に制限はないが、ＪＩＳＫ７２１５（Ａ型）による硬度が２０〜９０度、好ましくは３０〜８０度のエラストマーが適し、具体的には、ネオプレンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム等が好ましい。
【００２２】
中でも基材への接着性、電気絶縁性、耐湿・耐溶剤・耐オゾン・耐熱等の環境性等よりウレタンゴムあるいはシリコーンゴムが良い。シリコーンゴムとしては特に制限はなく、熱加硫型、低温硬化型のいずれであってもよい。また成形方法もいかなる成形法であってもよく、基材２の裏面に表裏に貫通する型窪を有する型板を当て、型窪内に材料を注入して成形する直接注型成形法であってもよいし、また、射出成形、押出成形、カレンダー成形、注型成形等目的に応じた方法で予じめ成形されたガイド用リブ３を接合してもよい。
【００２３】
接合方法としては、接着剤による接着、両面感圧接着テープによる接着、超音波シール機等による融着方法等を用いることができる。
ガイド用リブ３を形成した無端ベルト１は図２に示すようなガイド用リブ３の受け入れ部が形成された駆動ローラによって駆動される。
本発明において駆動ローラとは、無端ベルト１を回転走行させるためのローラを意味し、駆動源に連結されたローラの他、従動ローラをも含むものとする。
図２（Ａ）に示す駆動ローラ５は、その両端部が縮径されて段差６，６が形成され、縮径部がガイド用リブ受け入れ部７，７を形成している。
【００２４】
ガイド用リブ受け入れ部７は溝型に形成することもでき、図２（Ｂ）に示すように駆動ローラ５の両端部に溝状に段差６を形成することができる。
しかして、本発明においては、ガイド用リブ受け入れ部７のローラー中央側の側壁面８が傾斜した状態に形成される。
すなわち、図３（Ａ）に示すように段差６のローラ中央側の側壁面８をガイド用リブ受け入れ部７が外周方向に拡大するように傾斜して設けられる。傾斜角は、ローラ中心軸垂直線に対する角θが５度以上、好ましくは１０度以上、特に１５〜３０度の範囲が望ましい。
【００２５】
このように形成された駆動ローラ５を用いて無端ベルト１を駆動すれば、無端ベルト１に横方向の力が加わって蛇行を生じさせた場合、図４（Ａ）に示すように、ガイド用リブ３の先端角部３ａが駆動ローラ５のガイド用リブ受け入れ部７の側壁部８に衝当して横ぶれが規制される。この場合、側壁部８が傾斜しているため、ガイド用リブ３はその先端部、図においては下方部が側壁部８と衝当し、側壁部８から受ける力は矢印で示すようにガイド用リブ３内で分散される。このためガイド用リブ３と基材２との接着部３ｂに応力が集中することが防止され、従って、ガイド用リブ３の剥離を防止することができる。
【００２６】
ガイド用リブ受け入れ部７を溝状に形成するときは、図３（Ｂ）に示すようにガイド用リブ受け入れ部７の側壁面はローラ５の中央側の側壁面８ａを傾斜させると共に反対側の側壁面すなわち駆動ローラ５の端部側の側壁面８ｂも併せてガイド用リブ受け入れ部７の幅が外周方向に拡大するように傾斜させることが望ましい。
駆動ローラ５の端部側の側壁面８ｂを傾斜させることによって、無端ベルト１を駆動している際に、図４（Ｂ）に示すように無端ベルト１にロール端部方向に力が加わった場合にはガイド用リブ３の駆動ローラ５の端部側先端部３ｃに力が作用し、ガイド用リブ３の駆動ローラ５中央側を外周方向に浮き上がらせる力が発生する。
このため、無端ベルト１の基材２が外周方向に浮き上がり、駆動ローラ５との付着力が低下し、無端ベルト１が正位置に復帰することが容易となる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、リブ付無端ベルト駆動用ローラのリブ受け入れ部の側壁を傾斜させたから、ガイド用リブが蛇行を防止する側壁面から受ける力が分散されガイド用リブの接着部に応力が集中することが回避され、ガイド用リブの剥離が防止され、長期に亘って安定して駆動し得る電子写真装置用駆動ロールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子写真装置用の無端ベルトの一部切欠き斜視図。
【図２】（Ａ）（Ｂ）は、いずれも本発明駆動ロールの例を示す側面図。
【図３】（Ａ）（Ｂ）は、いずれもガイド用リブ受け入れ部の例を示す部分断面図。
【図４】（Ａ）（Ｂ）は、いずれも傾斜した側壁面の機能を示す部分断面図。
【図５】無端ベルトを電子写真感光体として使用する例を示す側面図。
【図６】無端ベルトを中間転写ベルトとして使用する例を示す側面図。
【図７】ガイド用リブ付無端ベルトの駆動を示す一部切欠き斜視図。
【図８】従来の駆動ローラを使用したときの作用を示す部分断面図。
【符号の説明】
１無端ベルト
２基材
３ガイド用リブ
５駆動ローラ
６段差
９ガイド用リブ受け入れ部
８，８ａ，８ｂ側壁面
２０電子写真感光体
３０中間転写ベルト

Claims

可撓性フィルム状の基材を環状に形成すると共にその内周面に側縁に沿って柔軟性材料からなるガイド用リブを接合した無端ベルトの駆動ローラにおいて、ローラ周面に断面が台形状である溝型形状のガイド用リブ受け入れ部を形成すると共に、該ガイド用リブ受け入れ部の幅が外周方向に拡大するように傾斜させ、かつ溝の両側壁面とガイド用リブとの間に空隙を有することを特徴とする電子写真装置用無端ベルト駆動ローラ。
ガイド用リブ受け入れ部がローラの両端部に形成されてなる請求項１に記載の電子写真装置用無端ベルト駆動ローラ。
ガイド用リブ受け入れ部の両端壁面のローラ中心軸垂直線に対する傾斜角が、ガイド用リブの側壁面の傾斜角より大きいことを特徴とする、請求項１または２に記載の電子写真装置用無端ベルト駆動ローラ。
ガイド用リブ受け入れ部の両側壁面の傾斜角がローラ中心軸垂直線に対して５度以上傾斜した請求項１〜３いずれか１項に記載の電子写真装置用無端ベルト駆動ローラ。