(57)【要約】      （修正有）【課題】転写性、転写搬送性に優れたゴムベルトの特性を損なわずに、ブリード、吸水による抵抗変化、滑り性などのゴムベルトの欠点が有効に改善された転写用ベルト部材を提供する。【解決手段】導電性ゴムからなるベルト基材１と、該ベルト基材１表面に形成されたコート層２から形成されており、前記コート層２は、前記ベルト基材１側に位置する撥水性層２ｂと、該撥水性層２ｂ上に設けられた滑性層２ａとからなることを特徴とする。【選択図】  図１
2004198713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像担持体に対面して配置され、該担持体上に形成されたトナー像が転写される転写材を搬送するための転写ベルトにおいて、
導電性ゴムからなるベルト基材と、該ベルト基材表面に形成されたコート層とから形成されており、
前記コート層は、前記ベルト基材側に位置する撥水性層と、該撥水性層上に設けられた滑性層とからなることを特徴とする転写ベルト。
【請求項２】
前記撥水性層がシリコン樹脂からなり、前記滑性層が含フッ素樹脂を含有する層である請求項１に記載の転写ベルト。
【請求項３】
前記ベルト基材の裏面には、該ベルトの伸縮を抑制する補強層が形成されている請求項１または２に記載の転写ベルト。
【請求項４】
前記補強層がポリフッ化ビニリデンからなる請求項３に記載の転写ベルト。
【請求項５】
トナー像担持体に形成されたトナー像が転写され、且つ転写されたトナー像を転写材に転写するための中間転写用ベルトにおいて、
導電性ゴムからなるベルト基材と、該ベルト基材表面に形成されたコート層とから形成されており、
前記コート層は、前記ベルト基材側に位置する撥水性層と、該撥水性層上に設けられた滑性層とからなることを特徴とする中間転写用ベルト。
【請求項６】
前記撥水性層がシリコン樹脂からなり、前記滑性層が含フッ素樹脂を含有する層である請求項５に記載の中間転写用ベルト。
【請求項７】
前記ベルト基材の裏面には、該ベルトの伸縮を抑制する補強層が形成されている請求項５または６に記載の中間転写用ベルト。
【請求項８】
前記補強層がポリフッ化ビニリデンからなる請求項７に記載の中間転写用ベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、レーザープリンタ等の電子写真法による画像形成装置に使用される転写ベルト及び中間転写用ベルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法では、感光体表面を所定極性に一様に帯電し、次いで所定の原稿情報に基づいての光照射による画像露光を行って静電荷像を形成し、この電荷像を現像してトナー像を形成し、このトナー像を紙等の転写材に転写し、定着ローラでの加熱及び加圧によって該トナー像を転写材に定着することにより、画像形成が行われる。また、トナー像転写後において、感光体表面は、クリーニングブレード等によりクリーニングされて残存するトナーが除去され、さらに必要により光照射等による除電が行われ、次の画像形成行程が行われる。
【０００３】
このような画像形成行程において、トナー像の転写行程では各種のベルト部材が実用されている。例えば、トナー像が転写される転写材を保持搬送するための転写ベルトや、感光体表面に形成されたトナー像を、中間転写するための中間転写ベルトなどである。中間転写用ベルトに転写されたトナー像は、最終的に所定の転写材に転写されて定着される。
上記のようなベルト部材は、複数色のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成するフルカラー画像形成装置で、特に汎用されている。
【０００４】
このような転写行程で使用されるベルト部材には、大きく分けて樹脂ベルトとゴムベルトとがある。樹脂ベルトの場合には、ヤング率が高いため、転写に際して文字の中抜けや感光体の摩耗などの欠点があり、また感光体表面へのトナー付着という問題もある。一方、ゴムベルトは、ヤング率が低く、転写性に優れているものの、ゴム中に配合されている各種の添加剤（例えば可塑剤や充填剤など）のブリード、吸水（抵抗変化）、滑り性（トナー剥離性や転写性）、ベルトへのトナー付着などの問題がある。
【０００５】
従って、上記の種々の問題を回避するために、ベルト表面にコート層を設けることが行われており、例えばゴムベルトでは、表面にフッ素系樹脂層を設けることが提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開１９９８−４８９６１（特許請求の範囲）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記でも述べたように、ゴムベルトでは、ブリード、吸水による抵抗変化、滑り性などの種々の欠点があり、表面コート層を設ける手段では、全ての欠点を改善することができず、何れかの欠点のみを改善することしかできなかったのが実情である。例えば、特許文献１では、滑り性を改善し、トナー剥離性や転写性を向上することはできるが、ゴムからの添加剤のブリードや吸水による抵抗変化を有効に防止することが困難であった。即ち、ブリードが生じると、感光体表面が汚染され、良好な画像形成が困難となり、また吸水が生じると、電気抵抗が低下する結果、転写のバラツキや転写自体が困難となるという不都合を生じる。
【０００８】
従って本発明の目的は、用紙吸着性に優れたゴムベルトの特性を損なわずに、ブリード、吸水による抵抗変化、滑り性などのゴムベルトの欠点が有効に改善された転写用ベルト部材、特に転写ベルト及び中間転写用ベルトを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、トナー像担持体に対面して配置され、該担持体上に形成されたトナー像が転写される転写材を搬送するための転写ベルトにおいて、
導電性ゴムからなるベルト基材と、該ベルト基材表面に形成されたコート層とから形成されており、
前記コート層は、前記ベルト基材側に位置する撥水性層と、該撥水性層上に設けられた滑性層とからなることを特徴とする転写ベルトが提供される。
本発明によればまた、トナー像担持体に形成されたトナー像が転写され、且つ転写されたトナー像を転写材に転写するための中間転写用ベルトにおいて、
導電性ゴムからなるベルト基材と、該ベルト基材表面に形成されたコート層とから形成されており、
前記コート層は、前記ベルト基材側に位置する撥水性層と、該撥水性層上に設けられた滑性層とからなることを特徴とする中間転写用ベルトが提供される。
【００１０】
上述した本発明のベルト部材、即ち転写ベルト及び中間転写用ベルトにおいては、
１．前記撥水性層がシリコン樹脂からなり、前記滑性層が含フッ素樹脂を含有する層であること、
２．前記ベルト基材の裏面には、該ベルトの伸縮を抑制する補強層が形成されていること、
３．前記補強層がポリフッ化ビニリデンからなること、
が好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のベルト部材（転写ベルト或いは中間転写用ベルト）の断面構造を示す図１において、このベルト部材は、ベルト基材１と、ベルト基材１の表面に形成されているコート層２とからなっており、コート層２は、表面側に位置する滑性層２ａと、ベルト基材１側に形成されている撥水性層２ｂとから構成されている。
【００１２】
ベルト基材１は、導電性ゴムから形成されている。導電性ゴムとしては、転写ベルト等の用途において従来から使用されているもの、例えば、クロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭ、アクリルゴムなどにカーボンブラック等の導電性粉末を配合して導電性を付与したものが使用される。かかる導電性ゴムの体積固有抵抗は、このベルト部材を転写ベルトとして使用するか或いは中間転写用ベルトとして使用するかによっても異なるが、一般的には、無水状態で測定して、１０１４Ω・ｃｍ以下、特に１０６乃至１０１４Ω・ｃｍの体積固有抵抗を有していることが好ましい。勿論、かかる導電性ゴムには、種々のゴム用配合剤、  例えば酸化防止材、可塑剤等が配合されていてよい。
また、ベルト基材１の厚みは特に制限されないが、一般には、０．０３乃至１ｍｍ程度の範囲にあるのがよい。
【００１３】
滑性層２ａは、トナーの剥離性を確保するためのものであり、通常、摩擦係数の小さい層である。具体的には、含フッ素樹脂、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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）、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）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン／クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）などから形成されている。これらの中でも、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が最も好適である。
【００１４】
また、この滑性層２ａは、優れたトナー剥離性が確保される限りにおいて、上記の含フッ素樹脂のみから形成されているものに限定されず、例えば各種の熱可塑性樹脂中に、上記の含フッ素樹脂が平均粒径が１μｍ以下で微細分散された樹脂組成物から形成されていてもよいし、或いは上記含フッ素樹脂が各種熱可塑性樹脂にブレンドされ或いはポリマーアロイ化された樹脂組成物から形成されていてもよい。
このような熱可塑性樹脂としては、例えばポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系共重合樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂などを例示することができる。
かかる樹脂組成物において、例えば含フッ素樹脂を微細分散させる場合には、その種類によっても異なるが、一般には、バインダーとなる上記熱可塑性樹脂１００重量部当り、５重量部以上、特に５乃至３０重量部の量で使用するのがよい。
【００１５】
一般に、滑性層２ａの厚みは、５０μｍ以下、特に２乃至２０μｍ程度の範囲にあることが好ましい。必要以上に厚いと、転写が困難となってしまったり、ベルト基材１のゴム的性質が損なわれてしまい、転写材の搬送保持が困難となってしまうおそれもある。
【００１６】
本発明においては、上記滑性層２ａの下側、即ちベルト基材１と滑性層２ａとの間に、撥水性層２ｂを設けることが重要な特徴である。即ち、滑性層２ａのみでは、ベルト基材１に用いているゴムからの各種添加剤のブリードを抑制することができず、像担持体である感光体の汚染を生じてしまう。また、ベルト基材１が吸水し易く、高湿度下に置かれたときに、その表面抵抗が低下してしまい、この結果、転写不良や転写ムラ等を生じてしまう。
しかるに本発明によれば、コート層２を機能分離し、表面側にトナー剥離性を持たせた滑性層２ａを設け、内側には、撥水性を持たせた撥水性層２ｂを設けることにより、吸水による電気抵抗の変化やブリードを有効に抑制することを可能としたものである。
【００１７】
このような撥水性層２ｂは、水との接触角が９０°以上のものからなり、具体的には、それ自体公知のシリコン樹脂から形成される。このシリコン樹脂は、アルコキシシラン等の加水分解性基を有するシラン化合物を重縮合することにより得られるものであり、良好な撥水性を示すと同時に、ブリード抑制効果にも優れている。
【００１８】
撥水性層２ｂの厚みは、一般に、２乃至２０μｍの範囲にあることが好ましい。即ち、上記範囲よりも厚みが薄いと、吸水抑制効果が不十分となり、例えば高湿度条件下での表面抵抗の低下を有効に抑制することができず、転写不良や転写ムラ等を生じやすくなってしまう。また、ブリード抑制効果も不満足となり、ベルト基材１からブリードした各種配合剤などによる感光体汚染等を生じてしまい、画質の低下がもたらされてしまう。撥水性層２ｂの厚みが上記範囲よりも厚くなると、転写を有効に行うことが困難となってしまうばかりか、この転写用ベルト部材を転写ベルトとして用いた場合には、用紙搬送性が低下してしまうおそれもある。
【００１９】
本発明においては、図１に示されているように、ベルト基材１の裏面に補強層３を設けることが好ましい。この補強層３は、ベルト基材１の伸縮による転写の位置ずれを防止するためのものであり、特にフルカラー画像形成装置にこの転写用ベルト部材を用いる場合には、特に必要である。即ち、この転写用ベルト部材を転写材搬送用の転写ベルトとして用いる場合、及び感光体上のトナー像を転写する中間転写用ベルトとして用いる場合の何れにおいても、一対のローラに張架されて駆動されるため、ゴム質で形成されているベルト基材１の伸縮を生じる。しかるに、フルカラーの画像を形成する場合には、各色のトナー像を転写ベルトにより保持搬送される転写材上で或いは中間転写用ベルト上で重ねあわせるため、ベルト基材１の伸縮により色ずれ等の画像不良が生じてしまう。従って、上記のような補強層３を設けることにより、ベルト基材１の伸縮を抑制し、フルカラー画像を形成する際の色ずれ等の画像不良を有効に回避することができる。
【００２０】
上記のような補強層３は、低弾性率の樹脂で形成するのがよく、特に吸水による抵抗変化を防止するために、前述した含フッ素樹脂、最も好適にはポリフッ化ビニリデン樹脂で形成するのがよい。
【００２１】
また、補強層３の厚みは、５０乃至２００μｍの範囲にあることが好ましい。この厚みが必要以上に厚くても或いは薄くても、ベルトの走行にムラが発生してしまう。
【００２２】
上述した本発明の転写用ベルト部材は、既に述べたように、トナー像が転写される転写材を搬送する転写ベルトとして、或いはトナー像を転写する中間転写用ベルトとして使用される。
図２は、タンデム式フルカラー画像形成装置の転写ベルトとしての使用例であり、図３は、タンデム式フルカラー画像形成装置の中間転写用ベルトとしての使用例である。
【００２３】
即ち、図２の例では、一対の駆動及び被動ローラ１０，１０に、図１に示す層構成を有する本発明の転写ベルト１２が張架されており、このベルト１２上には、該ベルト１２に接触するようにして像担持体である感光体ドラム１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄがサイドバイサイドに配列されている。各感光体ドラム１４ａ〜１４ｄの周囲には、図示されていないが、それぞれ、帯電器、画像露光用の光学系、現像器、クリーニング装置、及び除電器が配置され、さらに、転写ベルト１２を間に挟んで、転写ローラ１６ａ〜１６ｄが配置されている。また、この転写ベルト１２の排紙側には、加熱ローラと加圧ローラとからなる定着装置１８が配置されている。
転写ベルト１２によって、紙等の転写材２０が搬送され、各感光体ドラム１４ａ〜１４ｄ上に形成されたトナー像がこの転写材２０上に転写される。
【００２４】
例えば、公知の電子写真法により、感光体ドラム１４ａ上に黒色のトナー像が形成され、黒色トナー像は、転写ローラ１６ａに所定の転写バイアスを印加することにより、転写材２０表面に転写される。次いで、感光体ドラム１４ｂ上に形成されたシアントナー像が、同様にして転写材２０上に転写され、さらに、感光体ドラム１４ｃ上に形成されたマゼンタトナー像、及び感光体ドラム１４ｄ上に形成されたイエロートナー像が、それぞれ同様にして転写材２０上に転写される。このようにして各色のトナー像が重ね合わされてフルカラーのトナー像が転写材２０上に形成される。フルカラートナー像が形成された転写材２０は、転写ベルト２０から排紙され、定着装置１８に導入され、熱及び圧力によって転写材２０表面に定着され、これによりフルカラー画像が形成される。
【００２５】
また、図３の例では、一対の駆動及び被動ローラ３０，３０に、図１に示す層構成を有する本発明の中間転写用ベルト３２が張架されており、さらにこのベルト３２上には、図２の例と同様にして、ベルト３２に接触するようにして像担持体である感光体ドラム１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄがサイドバイサイドに配列されており、これらのドラムによって、各色のトナー像が形成されるようになっている。即ち、各感光体ドラム１４ａ〜１４ｄの周囲には、それぞれ、帯電器、画像露光用の光学系、現像器、クリーニング装置、及び除電器が配置されており、また、各感光体ドラム１４ａ〜１４ｄに対面して且つ中間転写用ベルト３２を間に挟んで、転写ローラ（一次転写ローラ）１６ａ〜１６ｄが配置されている。
即ち、図３においては、各感光体ドラム１４ａ〜１４ｄで形成された各色のトナー像（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）は、一次転写ローラ）１６ａ〜１６ｄに所定の転写バイアス電位を印加することにより、中間転写用ベルト３２に転写され、このベルト３２上で重ね合わされてフルカラーのトナー像が形成される。
【００２６】
また、中間転写用ベルト３２は、二次転写用ローラ３４とバックアップローラ３６のローラ対に挟持されており、ベルト３２の移動方向下流側には、クリーニングブレード３８が当接されている。
即ち、二次転写用ローラ３４とバックアップローラ３６との間に転写材４０が供給され、二次転写用ローラ３４に転写バイアス電位を印加することにより、ベルト３２上に形成されたフルカラーのトナー像が転写材４０上に二次転写されることになる。二次転写後、クリーニングブレード３８によって転写ベルト３２上に残存するトナーがクリーニングされ、次の画像形成が行われる。また、フルカラーのトナー像が形成された転写材４０は、図２と同様の定着装置１８に導入され、熱及び圧力によってフルカラートナー像が転写材４０の表面に定着されて装置外に排出される。
【００２７】
上述した転写ベルト１２或いは中間転写用ベルト３２として、図１に示す構造の本発明の転写用ベルト部材を使用することにより、ゴムベルトに特有のブリードによる感光体ドラムの汚染が回避され、且つ吸水による抵抗変化も有効に防止され、高湿度条件下においても、安定して転写を行うことができる。
尚、図２及び図３では、何れもタンデム式フルカラー画像形成装置を例にとったが、本発明の転写ベルト或いは中間転写用ベルトは、１個の感光体ドラムの周囲に各色のトナーが充填された複数の現像器が配置されたリバース式のフルカラー画像形成装置やモノクロの画像形成装置にも適用できることは勿論である。
【００２８】
【実施例】
以下、実験例に基づいて本発明の優れた効果を説明する。
【００２９】
実験例１
基材ベルトとして、厚みが０．５ｍｍ、体積固有抵抗が５×１０１１Ω・ｃｍのクロロプレン（ＣＲ）ゴムを使用し、以下の構造を有する３種の転写ベルトＡ〜Ｃを作成した。
転写ベルトＡ（本発明例）：
ＰＶＤＦ層／ＣＲゴム／Ｓｉコート層／ＰＴＦＥコート層
転写ベルトＢ（比較例）
ＰＶＤＦ層／ＣＲゴム／Ｓｉコート層
転写ベルトＣ（比較例）
ＰＶＤＦ層／ＣＲゴム／ＰＴＦＥコート層
尚、上記転写ベルトＡ〜Ｃにおいて、ＰＶＤＦ層は何れも基材ベルトであるＣＲゴムの裏面側に設けられており、且つＰＶＤＦ層の厚みは１００μｍ、Ｓｉコート層（シリコン樹脂層）の厚みは１０μｍ、及び、ＰＴＦＥコート層の厚みは、１０μｍとした。
【００３０】
上記の転写ベルトＡ〜Ｃについて、常温常湿（２０℃、６５％）及び高温高湿（３５℃、８５％）で表面抵抗率ρｓ（Ω／□）を測定した。
結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2004198713.tif 000003
【００３２】
表１の結果から、本発明の転写ベルトＡでは、吸水が有効に抑制され、環境変化による抵抗変化が著しく抑制されていることが判る。
【００３３】
また、転写ベルトＡ〜Ｃを、それぞれ、図２に示す構造を有する京セラミタ製のタンデム式フルカラー画像形成実験機に装着し、５０℃、湿度９０％の雰囲気中に５日間放置した後、画像形成を行い、感光体ドラムの汚染状況を目視観察した。
その結果、Ｓｉコート層が形成されている転写ベルトＡ及びＢでは、ドラム汚染は生じていなかったが、Ｓｉコート層が形成されていない転写ベルトＣでは、ゴムからのブリードにより、ドラム汚染が著しく発生していた。このことから、ＰＴＦＥ層は、ブリード抑制には全く効果がないことがわかる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、ゴム製のベルト基材表面に、例えばシリコン樹脂からなる撥水性層と、例えば含フッ素樹脂からなる滑性層とを設けることにより、ブリード、吸水による抵抗変化、滑り性などのゴムベルトの欠点が有効に改善することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の転写用ベルト部材の断面構造（層構成）を示す図。
【図２】本発明の転写用ベルト部材を、タンデム式フルカラー画像形成装置の転写ベルトとして使用した例を示す図。
【図３】本発明の転写用ベルト部材を、タンデム式フルカラー画像形成装置の中間転写用ベルトとして使用した例を示す図。
【符号の説明】
１：ベルト基材
２：コート層
２ａ：滑性層
２ｂ：撥水性層
３：補強層
１２：転写ベルト
３２：中間転写用ベルト
【図１】
2004198713.tif 000004
【図２】
2004198713.tif 000005
【図３】
2004198713.tif 000006