JPH09269678A

JPH09269678A - 導電性ベルト

Info

Publication number: JPH09269678A
Application number: JP7984996A
Authority: JP
Inventors: Harutaka Tomokuni; 治隆友國
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1996-04-02
Filing date: 1996-04-02
Publication date: 1997-10-14

Abstract

(57)【要約】【課題】導電性ベルトの各部位の電気抵抗値のバラツ
キを矯正して均質化する。【解決手段】導電材を混練したベルト基材１とその表
面塗膜２との間に導電性塗料、アルミニウムペイント、
あるいはアルミニウム蒸着膜等による金属粒子膜３を形
成して、ベルト基材１における電気抵抗値のバラツキを
補完する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の画
像形成装置の一構成部品である転写搬送ベルトや各種機
器の一構成部品として使用される導電性ベルトに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンターあるいはファクシミ
リ装置等の電子写真方式の画像形成装置に使用される転
写搬送ベルトは、感光体ドラムの周囲において少なくと
も一対のローラ間に掛け渡された円筒状のものであっ
て、転写装置から転写搬送ベルトを通して用紙表面に電
荷を与え、感光体表面に付着したトナーを用紙表面に転
写させるため、体積抵抗率１０⁶〜１０¹²Ω・ｃｍ程度
の導電性部材が使用されている。また、この転写搬送ベ
ルトは、用紙の搬送を円滑に行うために、適正な摩擦係
数を保持するよう、ウレタン系やフッ素ゴム系の塗膜が
接着形成されている。

【０００３】このような転写搬送ベルトは、その品質上
最も重要な特性として、電気抵抗値の平均値及びそのベ
ルト表面の各部位間の抵抗値のバラツキが極力少ないこ
とが要求される。なぜならば、転写装置から転写搬送ベ
ルトを通した通電流値がベルトの部分間で異なると、感
光体からのトナー付着量に差を生じ、濃淡の発生により
画質が不具合となるからである。

【０００４】従来から、これらの特性を確保し、ベルト
基材及び塗膜の導電性を均質なものにするための種々の
試みがなされている。例えば、基材にカーボン、金属
粉、金属酸化物を分散させて導電性の均質化を図った
り、あるいはベルト表面に液状の帯電防止剤や極性溶剤
を塗布して導電性の均質化を図る技術があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基材に
カーボンブラック等の固体を分散させる方法は、固体の
分散性に問題があり、各部位間の抵抗値のバラツキによ
り必ずしも満足な均質性が得られない難点があった。ま
た、各種液状の帯電防止剤や極性溶剤を塗布する技術で
は、液体の移行により部位間に濃度のバラツキが生じ、
また、これらの帯電防止剤と基材あるいは塗膜ベースと
の相溶性に問題があった。

【０００６】本発明は、上記に鑑み、各部位間でも抵抗
値のバラツキが解消し得、均質な電気抵抗を得ることが
できる導電性ベルトの提供を目的としている。

【０００７】

【課題を解決する手段】上記目的を達成すべく、本発明
者は、鋭意研究した結果、基材あるいは表面塗膜を改良
して各部位間でバラツキのない均質な電気抵抗を得るに
は限界があるとの認識の下に、ベルト基材と表面塗膜と
の間に新たに金属粒子膜（あるいは金属粒子層）を形成
することにより、電気抵抗の均質化を図る試みをなし、
成功した。しかも、金属粒子膜の密度、膜厚あるいは層
厚を調整すれば、所望の電気抵抗も容易に得られること
を発見した。すなわち、本発明においては、ベルト面の
電気抵抗の局部的なバラツキを低減するために、ベルト
基材と表面塗膜との間に金属粒子膜を形成したことを特
徴とするものである。

【０００８】ベルト基材は、ゴム系又は熱可塑性エラス
トマーから構成可能であるが、その体積抵抗率は、例え
ば画像形成装置の転写搬送ベルトとして使用する場合に
は、１０⁶〜１０¹²Ω・ｃｍ程度であることが要求され
る。この体積抵抗率を得るには、ベルト基材自体に例え
ばカーボンブラック等の導電材を混入して所定の抵抗値
を得るようにし、金属粒子膜は、ベルト基材の各部位の
電気抵抗値のバラツキを調整する役目を果たさせるもの
である。従って、ベルト基材の電気抵抗値は、各部位に
おいてある程度均質であることが望まれる。

【０００９】このようなベルト基材の電気抵抗値のバラ
ツキを防止するためには、ベルト基材となるゴム又は熱
可塑性エラストマーのチューブを押出し成形により形成
することが望ましい。その理由は以下の通りである。す
なわち、インジェクション方式によるゴム又は熱可塑性
エラストマーチューブの成形方法では溶融ゴム又は熱可
塑性エラストマーの圧入時にその注入部あるいは注入部
末端で、乱流によりゴム等の流れが不均一となるため、
ゴム等中に分散された導電材、例えばカーボンブラック
が不均質な分散状態となって加硫終結又は冷却にて固定
化されることになる。

【００１０】また、プレス方式による成型時には上型と
下型の合わせ面において余分なゴム等が型より流出する
際に乱流を生じ、上記インジェクション方式と同様にカ
ーボンブラックが不均質な分散状態となって加硫終結又
は冷却にて固定化される。その点、押し出し成形方式に
よれば、押出し成形により未加硫ゴム又は熱可塑性エラ
ストマーチューブを成形するため、ゴム等の流れが一定
であり、カーボンブラックが均質に分散されるので、電
気抵抗ムラを極力抑えることができるからである。そこ
で、本発明では、ベルト基材を、導電材が混入されたゴ
ム又はエラストマー原料の押出し成形により形成した構
成も採用可能とした。

【００１１】また、導電性ベルトを転写搬送ベルトとし
て使用する場合には、ベルト基材の摩耗を防止して、か
つ用紙の搬送を円滑にするために表面塗膜を塗布形成す
るが、この目的を達成してベルト基材との密着性を確保
する上では、ウレタン系あるいはフッ素ゴム系の塗膜で
あることが望ましい。

【００１２】さらに、金属粒子膜は、金属塗膜、金属蒸
着膜、金属箔により形成することができる。ただ、金属
箔の場合、ベルト基材との接着性に問題があり、特にこ
れを転写搬送ベルトとして使用した場合における耐動的
伸長疲労性が低いため、採用できない。この点、金属蒸
着膜は、ベルト基材との接着性の点でも問題なく、例え
ばアルミニウム蒸着膜を採用すればコスト面からも十分
対応できる。さらに、金属塗膜の場合、金属粒子膜を、
上述のごとく、ベルト基材の電気抵抗値のバラツキを調
整して各部位において均質な電気抵抗値を得るために使
用するものであるから、塗料中に均質に分散されている
ことが望まれる。その意味からも、導電性塗料やアルミ
ニウムペイントを使用することが好ましい。ここで、導
電性塗料とは、銀、銅、ニッケルなどの金属粒子をアク
リル樹脂系ワニスなどに分散して塗料化したものをい
う。

【００１３】これらの導電性塗料あるいはアルミニウム
ペイントを使用した場合、ベルト基材に対する接着もよ
く、これを転写搬送ベルトに使用した場合における動的
伸長疲労に対する十分な耐久性が得られる。

【００１４】なお、接着性を向上させる意味から、接着
性に優れた塩素化ポリオレフィン（例えば、商品名「Ｖ
Ｐー９４８」：長島特殊塗料製）を導電性塗料のトルエ
ン溶液に添加してスプレー塗布する手段も採用できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る導電性ベルト
を転写搬送ベルトとして使用する場合の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は転写搬送ベルトの斜視
図、図２はその断面図である。図示のごとく、本発明に
係る導電性ベルトとしての転写搬送ベルトＡは、ベルト
基材１と表面塗膜２との間に金属粒子膜３が形成された
ものである。

【００１６】ベルト基材１は、導電材を混入したクロロ
プレン系ゴム組成物（以下、ＣＲゴム系組成物とい
う）、加硫剤及び軟化剤等を混練し、押出し成形により
未加硫ゴムチューブを成形後、この未加硫ゴムチューブ
を加硫し、加硫後のゴムチューブの表面及び裏面を研磨
して所定厚みにしたものである。ベルト基材１として
は、上記ＣＲゴム系組成物に限らず、ウレタンゴム系、
あるいは熱可塑性エラストマー、例えばポリウレタン系
熱可塑性エラストマー等を使用することもできる。

【００１７】この場合、転写搬送ベルトの電気抵抗値に
ついては、体積抵抗率１０⁶〜１０¹ ²Ω・ｃｍ程度であ
ることが望まれる。主として、この抵抗値はベルト基材
１に導電材を含有して導電性を持たせて達成させ、ベル
ト各部位の電気抵抗値のバラツキを金属粒子膜３で補完
する形態を採用し、電気抵抗の均質性を確保するように
している。導電材としては、カーボンブラック、金属
粉、金属酸化物などが使用されるが、安価な点、耐伸長
疲労性等を考慮すれば、カーボンブラックが最適であ
る。

【００１８】また、ベルト基材１の成形として、ゴムチ
ューブを押出し成形により形成したのは、ゴムの流れが
一定であり、カーボンブラックが均質に分散され、電気
抵抗ムラを極力抑えることができるからである。ただ、
押し出し成形は加硫缶によるスチーム加熱であるため、
酸素存在下での高温の加硫となり、ゴムが老化しやすい
といった難点がある。特に、転写搬送ベルトとして使用
する場合は、画像形成装置内部で発生するコロナ放電に
よりオゾンが発生しやすい雰囲気中で使用されるため、
耐オゾン性にも良好であることが望まれる。

【００１９】そこで、押し出し成形によりゴムチューブ
を成形する場合、その後の加硫工程において、空気を遮
断するため、未加硫ゴムチューブをマンドレルのような
中子に嵌合し、さらに外側面を袋状の弾性体で覆うこと
により、外側面部での空気の侵入を防止するとともに、
弾性体の外部から高い圧力（例えば１４ｋｇ／ｃｍ²）
をかけて、ゴムチューブの内面を中子に徐々に密着させ
ることにより、ゴムチューブ挿入時に中子とチューブと
の間に内包した空気を除去する方法を採用すれば、ゴム
の老化も防止でき、耐オゾン性に優れたベルト基材が成
形できる。

【００２０】加硫後のベルト基材１はその厚みを調整し
かつ平滑化するため、ベルトの表面のみならず、内面も
研磨するが、加硫工程において使用する中子の表面を鏡
面仕上げにしておけば、加硫完了後のベルト内面は平滑
化することになり、ベルト内面の研磨工程が省略でき
る。

【００２１】次に、表面塗膜２としては、ウレタン系塗
料あるいはフッ素ゴム系塗料を塗布する。ウレタン塗膜
は、水性エマルジョンタイプのウレタン系塗料をスプレ
ー吹き付け後に、１５０℃で１０分間加熱して硬化させ
て膜を形成する。この場合の膜厚は、７〜１０μｍとし
て、この膜厚により摩擦係数を調整するようにする。好
ましくは導電性カーボンを水性エマルジョンタイプのウ
レタン系塗料１００重量部に対して４部程度分散させて
体積抵抗率を１０¹³Ω・ｃｍ程度に調整したものを使用
すればよい。このウレタン系塗膜は、塗装時に引火しな
い、及び人体へ悪影響を及ぼさない等、安全性の面で優
れている。

【００２２】フッ素ゴム系塗膜は、摩擦抵抗が低く、塗
膜耐久性が良好である点で有用されている。このフッ素
ゴム系塗膜は、フッ素ゴム及びフッ素樹脂を有機溶剤
（例えばＭＥＫ、トルエンなど）に溶解又は分散させ、
ウレタン系塗料と同様にスプレー塗布し、加熱固化させ
て形成する。

【００２３】金属粒子膜３は、電気抵抗の均質性を補完
するために使用するもので、導電性塗料の塗布、アルミ
ニウムペイントの塗布、さらにはアルミニウム蒸着など
により形成される。導電性塗料は、銀粉、酸化銀、硝酸
銀などの銀系の導電性顔料をアクリル樹脂ワニスなどに
分散して塗料化したものである。市販の銀ーアクリル樹
脂（商品名「ドータイトＤ−５５０」：藤倉化成株式
会社製）塗料を使用した場合、このトルエン溶液をベル
ト基材１の表面にスプレー塗布して常温にて乾燥し、約
２μｍの薄膜を形成する。アルミニウムペイントは、ク
ロマン樹脂、石油樹脂を重合乾性油で変性した油性ワニ
スにアルミニウム粉又はアルミニウムペーストを混ぜ合
わせたもので、これを吹き付け乾燥させることにより
０．７μｍ程度の薄膜が形成される。アルミニウム蒸着
膜は、アルミニウムの小片を高真空中で加熱して融解・
蒸発させてベルト基材１の表面に凝着させて形成される
もので、その膜厚としては、２〜２０μｍ程度とされ
る。

【００２４】金属粒子膜３の膜厚については、主として
各部位における電気抵抗値のバラツキを調整補完するも
のであるため、１μｍ程度は必要であるが、膜厚により
転写搬送ベルト全体の平均電気抵抗値を調整することも
可能であることから、特に限定されない。ただ、耐動的
伸長疲労性を考慮すれば、概ね１〜４０μｍ程度である
ことが好ましい。

【００２５】このようにして形成された転写搬送ベルト
Ａでは、金属粒子膜３の存在により体積抵抗率のバラツ
キも解消され、均質な電気抵抗値が得られる。また、ア
ルミニウム箔等の接着の場合に比べても耐伸長疲労性も
高く、耐久性に優れた導電性ベルトを提供できる。

【００２６】なお、金属粒子膜３とベルト基材１及び表
面塗膜２との密着性を良好にして、動的伸長疲労を受け
ても形成相が破壊されないようにするため、金属粒子膜
を形成するための導電性塗料である銀ーアクリル樹脂の
トルエン溶液に塩素化ポリオレフィン（商品名「ＶＰー
９４８：長島特殊塗料株式会社製」）を添加してスプレ
ー塗布し、常温で乾燥固化するようにするのが望まし
い。この塩素化ポリオレフィンは、ポリプロピレンを特
殊な方法で塩素化したもので、塩素含量が２０〜４０パ
ーセントであり、接着性、相溶性に優れている。

【００２７】

【実施例】以下、本発明に係る導電性ベルトの実施例を
示す。［実施例１］ベルト基材１は、表１に示す配合割合（重
量部）のＣＲ系ゴム原料、加硫剤及び軟化剤等を混練
し、押出し成形により未加硫ゴムチューブを成形後、こ
の未加硫ゴムチューブを加硫し、加硫後のゴムチューブ
を幅３４０ｍｍに切断して、その表面及び内面を研磨し
て厚さ１．０ｍｍ、周長３２０ｍｍに形成したものであ
る。加硫工程においては、加硫缶内におけるスチーム加
熱により加硫する。この際、未加硫ゴムチューブをマン
ドレルのような中子に嵌合し、さらに外側面を袋状の弾
性体で覆い、ゴムチューブの外側面の空気との接触を遮
断し、さらに、弾性体の外部から１４ｋｇ／ｃｍ²の高
圧をかけて、ゴムチューブの内面を中子に徐々に密着さ
せることにより、ゴムチューブ挿入時に中子とチューブ
との間に内包した空気を除去する方法を採用した。

【００２８】

【表１】

【００２９】次に、ベルト基材１の表面にアルミニウム
ペイントを吹付け、乾燥固化して平均膜厚２μｍの金属
粒子膜を形成し、この金属粒子膜の表面にウレタン系塗
料を吹付け、これを乾燥固化させて、平均膜厚７〜１０
μｍの表面塗膜を形成したものである。

【００３０】［実施例２］ベルト基材１の構成及び形成
方法、並びに表面塗膜の形成方法及び膜厚は上記実施例
１と同様であり、金属粒子膜の膜厚のみを変更したもの
である。すなわち、ＣＲゴム系のベルト基材の表面に、
銀ーアクリル樹脂（商品名「ドータイトＤ−５５０」：
藤倉化成株式会社製）塗料を使用した場合、このトルエ
ン溶液をベルト基材１の表面にスプレー塗布して常温に
て乾燥し、約２μｍの金属粒子膜を形成し、その表面に
平均膜厚７〜１０μｍのウレタン系塗膜を形成する。

【００３１】［実施例３］ベルト基材を、実施例１、２
に示すＣＲゴム系の場合と同様に、ウレタンゴム系原料
を押出し成形によりチューブ状に形成し、これを加硫し
て厚さ１．０ｍｍ、幅３４０ｍｍ、周長３２０ｍｍに形
成する。このウレタンゴム系原料の配合割合を表２に示
す。

【００３２】

【表２】

【００３３】このベルト基材の表面にアルミニウムペイ
ントを吹付け、平均膜厚１２μｍの金属粒子膜３を形成
した後、その表面に平均膜厚７〜１０μｍの表面塗膜を
形成した。

【００３４】上記各実施例の導電性ベルトについての体
積抵抗率と耐伸長疲労性について測定した結果を表３に
示す。体積抵抗率は、ベルトの両面から電圧５００Ｖを
印加して１０箇所（ｎ＝１０）の体積抵抗率を測定し、
その１０箇所の体積抵抗率の平均値、最大値（Ｍａｘ
値）、最小値（Ｍｉｎ値）、及び、バラツキの指標とす
る最大値と最小値の比を表した。また、耐伸長疲労性の
測定は、ベルトの短冊状サンプルを５０パーセント伸長
率で繰り返し伸長させ、寿命と故障状態とを表した。こ
れらの実施例と比較する意味から、実施例１と同様にＣ
Ｒゴム系のベルト基材の表面にウレタン系塗膜を直接形
成した比較例の導電性ベルトの体積抵抗率と耐伸長疲労
性とを表３に表した。

【００３５】

【表３】

【００３６】上記表３の結果から明らかなように、実施
例１、２、３における体積抵抗率のバラツキは、比較例
の２３倍に比べて５倍程度に治まり、電気抵抗の均質化
が可能となった。また、耐伸長疲労性についても４０万
回の繰り返し伸長試験においても比較例と同様に損傷が
なく、耐久性においても比較例と変わらない結果が得ら
れた。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、導電材を混練したベルト基材とその表面塗膜と
の間に金属粒子膜を形成したから、ベルト基材における
電気抵抗値のバラツキを補完して、均質な導電性ベルト
を提供できるといった優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す転写搬送ベルトの斜
視図

【図２】同じくその拡大断面図

【符号の説明】Ａ転写搬送ベルト１ベルト基材２表面塗膜３金属粒子膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電材が混入されたベルト基材と、その
表面に形成された表面塗膜との間に、金属粒子膜を形成
してなる導電性ベルト。
【請求項２】ベルト基材が、導電材が混入されたゴム
又はエラストマー原料の押出し成形により形成された請
求項１記載の導電性ベルト。