(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内層、中間層および外層からなる三層、ないし、その三層の外周面に現像剤担持層を設けた四層構造の無端ベルトであって、上記内層および外層が下記の（ａ）を用いて形成され、上記中間層がポリアミド樹脂を用いて形成され、かつ、上記多層のうち厚みの大きい順に抽出される二層が、上記内層および外層であり、その外層のヤング率（Ａ）が、２０００〜９０００ｋｇｆ／ｃｍ2 の範囲に設定され、内層のヤング率（Ｂ）が、下記の数式（１）を満たすように設定されていることを特徴とする電子写真複写機用プラスチック無端転写ベルト。
（ａ）フッ素樹脂、塩化ビニル系樹脂（ＰＶＣ）、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリルゴムおよびポリウレタン（ＰＵ）からなる群から選ばれた少なくとも一つ。
【数１】
0003663877.tif 000012
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フルカラー複写機等の電子写真技術を採用した機器において、感光体上のトナー像を写し取る転写中間体等に用いられる電子写真複写機用プラスチック無端転写ベルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フルカラー複写機等の電子写真複写機の実用化に伴って、感光体上に現像されたトナー像を複写紙に転写する際に、一旦トナー像を転写中間体に写し取った後、複写紙に転写するというプロセスが採用されている。
【０００３】
その一例を図４に示す。すなわち、このプロセスでは、感光ドラム１の表面が帯電ロール２により帯電された後、露光機構部３を介して原稿光像のスリット露光４が感光ドラム１表面に到達し、原稿像に対応した静電潜像が感光ドラム１表面に形成され、現像装置５により現像剤が供給されてトナー像が形成されるようになっている。また、上記感光ドラム１の下部には、転写中間体である無端ベルト６が、一次転写ローラ７を介して感光ドラム１に圧接されており、上記感光ドラム１上に現像されたトナー像が、上記無端ベルト６の順逆両方向の繰り返し走行により、この無端ベルト６表面に各色順に転写されるようになっている。そして、この無端ベルト６の走行により、上記トナー像は、この無端ベルト６と二次転写ローラ８との間に挟まれた複写紙９に転写される。なお、二次転写後に無端ベルト６の表面上に残留する現像剤はクリーニングブレード１０によって回収され、無端ベルト６はつぎの転写に備えるようになっている。また、一次転写後に感光ドラム１表面上に残留する現像剤はクリーニング装置１１によって回収される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記無端ベルト６は、一次転写ローラ７、二次転写ローラ８等の数本のローラに張架されているため、長期使用によって、徐々に伸びて弛みが発生するという問題がある。このように弛みが発生すると、感光ドラム１表面のトナー像が忠実に無端ベルト６表面に転写されず、トナーの色重ね精度が悪くなる。また、無端ベルト６にかかる張架荷重が変化して一定の駆動力が伝わらなくなってスリップを起こしたりする。その結果、色ずれや色抜け等の画像不良が生じ、高画質化が実現できないという問題がある。そこで、弛みが発生しないように、無端ベルト６全体の柔軟性を小さくすることも考えられるが、その場合、回転によって負荷がかかると無端ベルト６外周側に割れが発生するという新たな問題が生じる。このように、フルカラー複写機等の転写中間体として満足のいく製品が得られていないのが実情である。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、割れが発生せず、複写画像の高画質化が実現できる電子写真複写機用プラスチック無端転写ベルトの提供をその目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の電子写真複写機用プラスチック無端転写ベルトは、内層、中間層および外層からなる三層、ないし、その三層の外周面に現像剤担持層を設けた四層構造の無端ベルトであって、上記内層および外層が下記の（ａ）を用いて形成され、上記中間層がポリアミド樹脂を用いて形成され、かつ、上記多層のうち厚みの大きい順に抽出される二層が、上記内層および外層であり、その外層のヤング率（Ａ）が、２０００〜９０００ｋｇｆ／ｃｍ2 の範囲に設定され、内層のヤング率（Ｂ）が、下記の数式（１）を満たすように設定されているという構成をとる。
（ａ）フッ素樹脂、塩化ビニル系樹脂（ＰＶＣ）、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリルゴムおよびポリウレタン（ＰＵ）からなる群から選ばれた少なくとも一つ。
【０００７】
【数２】
0003663877.tif 000002
【０００８】
すなわち、本発明の電子写真複写機用プラスチック無端転写ベルトは、内層、中間層および外層からなる三層、ないし、その三層の外周面に現像剤担持層を設けた四層構造の無端ベルトであって、無端ベルトの張架状態に大きな影響を及ぼす、厚みの大きい順に抽出された二層が、上記内層および外層であり、しかも、これらの層は特定の材料によって形成されており、外層のヤング率が特定の範囲に設定され、しかも内層のヤング率が上記外側の層のヤング率より大きく設定されるとともに、１００００ｋｇｆ／ｃｍ2 を超えない範囲に設定されている。このため、ローラに張架して長期使用した場合、主として内層によって無端ベルトの強度が保たれて、伸びによる弛みを防止できる。また、無端ベルト外周側により大きくかかる応力を外層によって緩和させて、割れが発生するのを防止できる。このように、内層と外層にそれぞれ役割を持たせることによって、無端ベルトの張架状態を良好にすることができる。その結果、特に無端ベルトの表面に各色順に転写される機構を有するフルカラー複写機に採用した場合、各色のトナーが色ずれを起こして複写画像に乱れが生じるといったことがなくなり、全体として高画質化を実現することができる。
【０００９】
なお、本発明において、「厚みの大きい順に二層を抽出し」とは、その文字どおり層の厚みが大きい順に二つの層を抽出するという意味であるが、抽出された二層が、同じ厚みであってもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
本発明の電子写真複写機用プラスチック無端転写ベルト（以下、「プラスチック無端ベルト」と略す）は、例えば、図１に示すように、内層１３と、これに隣接する中間層１４と、この中間層１４に隣接する外層１５の三層構造を有している。そして、上記内層１３と外層１５の厚みは同じで、中間層１４の厚みは両層１３，１５の厚みより小さく設定されている。
【００１２】
上記内層１３の形成材料としては、フッ素樹脂、塩化ビニル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリルゴム、ポリウレタン（ＰＵ）等があげられる。これらは単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。なかでも、フッ素樹脂とポリウレタンとのブレンド物が好ましい。
【００１３】
上記フッ素樹脂としては、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン共重合体〔以下「Ｐｏｌｙ（ＶｄＦ−ＴＦＥ）」という〕、エチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、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（ＦＥＰ）、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（ＰＦＡ）等のフッ素樹脂が用いられる。なかでも、Ｐｏｌｙ（ＶｄＦ−ＴＦＥ）が好ましい。
【００１４】
上記塩化ビニル系樹脂としては、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等があげられる。なかでも、数平均分子量が４０００〜４００００の塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体が好ましい。
【００１５】
つぎに、上記内層１３に隣接して形成される中間層１４の形成材料としては、特に限定するものではないが、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン、ナイロン１２、共重合ナイロン等のポリアミド樹脂があげられる。なかでも、Ｎ−メトキシメチル化ナイロンが好ましい。
【００１６】
そして、上記中間層１４に隣接して形成される外層１５の形成材料としては、特に限定するものではないが、上記内層１３に用いるものと同種の材料が例示できる。なかでも、塩化ビニル系樹脂とポリウレタンとのブレンド物、あるいはフッ素樹脂とアクリルゴムとのブレンド物が好ましい。
【００１７】
なお、上記内層１３、中間層１４および外層１５の各形成材料には、必要に応じて、導電剤、帯電防止剤、架橋剤等を含有させてもよい。
【００１８】
上記導電剤としては、アルミニウム粉末、ステンレス粉末等の金属粉末、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＴｉＯ2 、ｃ−Ｆｅ3 Ｏ4 、ｃ−ＳｎＯ2 等の導電性金属酸化物、グラファイト、カーボンブラック等の導電性粉末、四級アンモニウム塩、リン酸エステル、スルホン酸塩、脂肪族多価アルコール、脂肪族アルコールサルフェート塩等のイオン性導電剤等があげられる。これらは単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。なかでも、分散性の点から、ｃ−ＴｉＯ2 、ｃ−ＳｎＯ2 が好ましい。なお、上記「ｃ−」とは、導電性を有するという意味である。
【００１９】
本発明のプラスチック無端ベルトは、例えばつぎのようにして作製することができる。すなわち、まず、各層１３〜１５の形成材料およびその溶剤、ならびに必要に応じて導電剤等を、それぞれ適宜に配合し、サンドミル等で分散することにより各コーティング液を調製する。
【００２０】
つぎに、図２に示すように、上記各コーティング液をそれぞれ槽１７、槽１８、槽１９に収容する。一方、金属製の軸体（例えばアルミニウム、ステンレス等）２０を準備し、この軸体２０を垂直に立てて、まず槽１７に収容されている内層１３形成用のコーティング液中に繰り返し浸漬する。そして、所定の回数浸漬を繰り返した後、コーティング液中から軸体２０を引き上げる。ついで、中間層１４形成用のコーティング液および外層１５形成用のコーティング液を用いて、この順に同様の操作を行い、三層からなる樹脂液膜を形成する。そして、上記樹脂液膜を乾燥し溶剤を除去した後、加熱処理（例えば６０〜１５０℃×６０分間）を行い、上記軸体２０を抜き取ることにより、図１に示すプラスチック無端ベルトを得ることができる。
【００２１】
なお、上記製法以外に、多層押出成形法、スプレーコーティング法、インフレーション法等の方法により、プラスチック無端ベルトを得ることができる。
【００２２】
このようにして得られたプラスチック無端ベルトは、その外層１５のヤング率が２０００〜９０００ｋｇｆ／ｃｍ2 の範囲に設定されていなければならない。より好ましくは、２０００〜４５００ｋｇｆ／ｃｍ2 の範囲である。すなわち、２０００ｋｇｆ／ｃｍ2 未満であると、柔らかすぎて、トナーの色重ね精度が悪くなるからである。逆に、９０００ｋｇｆ／ｃｍ2 を超えると、硬すぎて、割れが発生しやすくなるからである。
【００２３】
また、内層１３のヤング率（Ａ）が、下記の数式（１）を満たすように設定されていなければならない。すなわち、内層１３のヤング率（Ａ）が、上記外層１５のヤング率（Ｂ）より大きくなるよう設定されているのは、主として内層１３に強度を保つ役割を持たせて伸びによる弛みを防止するためである。そして、内層１３のヤング率（Ａ）が、１００００ｋｇｆ／ｃｍ2 以下に設定されているのは、硬すぎて割れが発生する事態を防止するためである。
【００２４】
【数３】
0003663877.tif 000003
【００２５】
上記ヤング率はつぎのようにして求められる。すなわち、まず層形成材料をフィルムに成形した試験片を準備し、その断面積（Ｚ）を測定する。ついで、この試験片に引張速度５ｍｍ／ｍｉｎの条件で荷重をかけ、歪みε＝０．００２となるところを、降伏時の最大荷重（Ｆ）とし、これを測定する。このようにして、降伏時の最大荷重（Ｆ）を測定した後、下記の数式（２）により、引張強さ（σ）を算出する。そして、この引張強さ（σ）を２点間の応力差とし、上記歪み（ε）を上記２点間の歪みの差として、下記の数式（３）により、ヤング率（Ｅｍ）を算出する。
【００２６】
【数４】
0003663877.tif 000004
【００２７】
【数５】
0003663877.tif 000005
【００２８】
上記プラスチック無端ベルトは、外層１５のヤング率と内層１３のヤング率が特定の範囲に設定されているため、図３に示すように、ローラ２５に張架して長期使用した場合、ローラ２５に接する内層１３によって、全体の伸びを抑制して弛みの発生を防止できるとともに、ローラ２５から無端ベルトの厚み方向に最も離れた位置にある外層１５によって、外周側に大きくかかる応力を緩和して、割れの発生を防止できる。このように、張架時の不具合を解消して張架状態を良好にすることにより、フルカラー複写機に適用した場合に重要となるトナーの色重ね精度を高めることができるので、複写画像の高画質化が実現できる。
【００２９】
また、上記プラスチック無端ベルトにおいて、内層１３、中間層１４および外層１５の合計厚みは、５０〜２５０μｍの範囲に設定されていることが好ましい。より好ましくは、１００〜２００μｍである。すなわち、厚みが５０μｍ未満であると強度が不足するおそれがあり、２５０μｍを超えると耐屈曲疲労性に劣るおそれがあるからである。
【００３０】
そして、上記プラスチック無端ベルトは、内周長が２００〜６００ｍｍで、幅が２５０〜５００ｍｍ程度のものが好ましい。このような寸法であると、電子写真複写機等に組み込んで用いるのに適当な大きさとなるからである。
【００３１】
本発明のプラスチック無端ベルトは、上記三層構造に限定されるものではなく、例えば、上記外層１５の外周面にトナー離型性に優れた現像剤担持層を形成して四層構造にしてもよい。
【００３２】
また、本発明のプラスチック無端ベルトは、主としてフルカラー複写機等の転写中間体として用いられるが、フルカラーではない、単色の電子写真複写機等の転写中間体として用いることもできる。さらに、本発明のプラスチック無端ベルトは、ローラに張架して長期使用した場合に発生する割れや伸びによる弛みを防止できるため、その用途は、ローラに張架されるベルト全てに応用できる。
【００３３】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００３４】
まず、実施例および比較例に先立って、中間層形成用コーティング液を調製した。
【００３５】
〔中間層形成用コーティング液の調製〕
まず、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン（帝国化学産業社製のトレジンＥＦ−３０Ｔ）１００重量部と、ｃ−ＳｎＯ2 （三菱マテリアル社製の導電性酸化スズＴ−１）６４重量部とを準備した。ついで、Ｎ−メトキシメチル化ナイロンをメタノール／水混合溶剤（メタノール／水＝３／１）４８０重量部に溶解した後、上記ｃ−ＳｎＯ2 を添加し、サンドミルで、分散して、粘度１００ｃｐｓ（Ｂ型粘度計）の中間層形成用コーティング液を調製した。
【００３６】
【実施例１〜６、比較例１〜７、従来例】
そして、下記の表１〜表３に示す割合で配合し、サンドミルで分散することにより、外層形成用コーティング液および内層形成用コーティング液を調製した。なお、各コーティング液の粘度をＢ型粘度計で測定し、その結果を同表に併せて示した。そして、前述の方法に従い、軸体の周囲に順次、内層，中間層，外層となる樹脂液膜を形成し、乾燥し溶剤を除去した後、加熱処理（１０５℃×６０分間）を行うことにより各層を形成した。ついで、上記軸体を抜き取って、三層からなる無端ベルトを作製した。
【００３７】
【表１】
0003663877.tif 000006
【００３８】
【表２】
0003663877.tif 000007
【００３９】
【表３】
0003663877.tif 000008
【００４０】
このようにして得られた無端ベルトについて、各層の厚み、内層のヤング率、外層のヤング率、複写画像の画質、耐久性を測定・評価し、その結果を下記の表４〜表６に示した。なお、各測定方法は以下の通りである。
【００４１】
〔厚み〕
マイクロメータを用いて測定した。
【００４２】
〔ヤング率〕
前述の方法で測定した。
【００４３】
〔画質評価〕
得られた無端ベルトをフルカラー複写機に組み込み、これを常温常湿条件下（２３℃×５０％）にて起動させ、２万枚複写後に得られる複写画像の画質を評価した。そして、複写画像に色ずれや色抜け等の画像不良が確認されなかったものを○、確認されたものを×として表示した。
【００４４】
〔耐久性〕
単位幅あたり３００ｇｆ／ｃｍの荷重をかけた状態でフルカラー複写機２万枚分に相当するだけ無端ベルトを駆動させて評価した。そして、無端ベルトに割れが発生していないものを○、割れが発生しているものを×として表示した。
【００４５】
【表４】
0003663877.tif 000009
【００４６】
【表５】
0003663877.tif 000010
【００４７】
【表６】
0003663877.tif 000011
【００４８】
上記実施例１品〜６品は全て、外層のヤング率が特定の範囲に設定されており、しかも内層のヤング率が上記外層のヤング率より大きく、かつ１００００ｋｇｆ／ｃｍ2 以下に設定されているため、ローラに張架して長期使用した場合、弛みや割れといった不具合を生じない。そのため、フルカラー複写機に組み込んで用いると、色ずれ等の画像不良が発生していない、高画質な複写画像を得ることができる。これに対して、比較例１品〜７品および従来例品は、外層のヤング率および内層のヤング率の少なくとも一方が、特定の範囲から外れているため、割れが発生したり、色ずれ等の画像不良が発生したりしている。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のプラスチック無端ベルトは、内層、中間層および外層からなる三層、ないし、その三層の外周面に現像剤担持層を設けた四層構造の無端ベルトであって、厚みの大きい順に抽出される二層が、上記内層および外層であり、その外層のヤング率が特定の範囲に設定され、内層のヤング率も特定の範囲に設定されている。このため、ローラに張架して長期使用した場合、主として内層によって無端ベルトの強度が保たれて、伸びによる弛みを防止できる。また、無端ベルト外周側により大きくかかる応力を外層によって緩和させて、割れが発生するのを防止できる。したがって、本発明のプラスチック無端ベルトをフルカラー複写機の転写中間体として用いた場合、各色のトナーが色ずれを起こして複写画像が乱れるといったことがなくなり、全体として高画質化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のプラスチック無端ベルトの一例を示す断面図である。
【図２】  上記プラスチック無端ベルトの製法の一例を示す説明図である。
【図３】  上記プラスチック無端ベルトをローラに張架させた状態を示す説明図である。
【図４】  電子写真複写機の複写機構を示す構成図である。
【符号の説明】
１３  内層
１５  外層
【図１】
0003663877.tif 000013
【図２】
0003663877.tif 000014
【図３】
0003663877.tif 000015
【図４】
0003663877.tif 000016