(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基層と、この基層の表側に形成された表面層とを備えており、表側から測定されたマイクロ硬度が５０度以上であり、
上記基層がゴム組成物が架橋されることによって形成されたものであり、表面層が合成樹脂を主成分とするものであり、
上記合成樹脂がエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂又はポリイミド樹脂である転写ベルト。
【請求項２】
上記表面層が、樹脂組成物の焼き付けによって得られたものである請求項１に記載の転写ベルト。
【請求項３】
表側から測定されたマイクロ硬度が５１．０度以上６７．１度以下である請求項１又は２に記載の転写ベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式又は静電印刷方式にて画像が形成が行われる画像形成機構に用いられる転写ベルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等の画像形成機構には、転写ベルトが用いられている。図３は、本発明の転写ベルト１が用いられた画像形成機構が示された模式的正面図であるが、従来の転写ベルトが用いられた画像形成機構もほぼ同等の構成なので、以下、この図３に基づいて画像形成機構が説明される。
【０００３】
この画像形成機構は、転写ベルト１の他に帯電部材４、トナー像担持体５（例えば感光ドラム）及びクリーニングブレード６を備えている。この画像形成機構で画像が形成される場合、まず帯電部材４によってトナー像担持体５の表面に静電潜像が形成される。次いで、トナー像担持体５の表面にトナーが供給され、静電潜像に相当するトナー像が形成される。次いで、図中右側から転写ベルト１の上に被印刷体７（紙、ＯＨＰ用フィルム等）が供給され、左に向けて搬送される。トナー像担持体５の直下を通過した被印刷体７にはトナー像が静電的に引き寄せられ、転写される。被印刷体７はさらに定着機構（図示されず）に搬送され、ここで加熱によりトナー像が定着される。トナー像の転写機構上、転写ベルト１は導電性とされている。また、転写ベルト１には走行安定性及び耐久性も必要なので、柔軟であることが要求される。このため、転写ベルト１にはゴムが基材として用いられることが多い。なお、転写ベルト１は、その表面に直接トナー像が転写されない点において、中間転写ベルトとは明確に区別される。
【０００４】
転写ベルト１には、トナー像担持体５に残存したトナーや、画像形成機構内を浮遊しているトナーが付着することがある。付着したトナーが被印刷体７の裏面に移行し、これによって被印刷体７が汚れてしまうことがある。また、付着したトナーがトナー像担持体５、さらには帯電部材４に移行し、これによって帯電不良が生じることもある。また、付着したトナーが熱によって転写ベルト１に固着することがある。トナーが固着すると、画像形成完了後において転写ベルト１からの被印刷体７の分離が困難となり、いわゆる紙詰まりが発生してしまうこともある。
【０００５】
クリーニングブレード６は、転写ベルトに付着したトナーの除去のために設けられている。このクリーニングブレード６は転写ベルトに対して鋭角的に配置されており、その先端が転写ベルトと摺動する。この摺動によって転写ベルトからトナーが掻き落とされる。このようなクリーニングブレード６を備えた画像形成機構は、例えば特公平７−７４９２９号公報、特開平８−１８５０６２号公報等に開示されている。
【０００６】
転写ベルトは相当の速度で回転しており、クリーニングブレード６にはかなりの力が加わる。しかも、前述のように画像形成機構の下流には定着機構が位置するので、この定着機構からの熱がクリーニングブレード６に及ぶこともある。このため、長期間の使用によってクリーニングブレード６が徐々にへたり、転写ベルトの進行方向に向けてクリーニングブレード６の先端が変形（反り返り）を起こしてしまうことがある。クリーニングブレード６の変形が起こると、転写ベルトからトナーが除去されない。
【０００７】
特開平９−１７９３８１号公報には、ポリエチレンオキシドと特定のポリイソシアネートとの反応によって得られた皮膜を備えた転写ベルトが開示されている。この転写ベルトでは、皮膜によってクリーニングブレード６によるトナー除去性が高められている。しかしながら、クリーニングブレード６の変形の問題は、依然として解決されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、転写ベルト本来の機能である走行安定性及び耐久性を備え、しかもクリーニングブレードを変形させにくい転写ベルトの提供をその目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意検討の結果、転写ベルトとクリーニングブレードとの潤滑性が転写ベルトの表面硬度と直接的に関係することを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、上記の目的を達成するためになされた発明は、
基層と、この基層の表側に形成された表面層とを備えており、表側から測定されたマイクロ硬度が５０度以上である転写ベルト、
である。
【００１０】
この転写ベルトでは、主として基層によって柔軟性が達成され、主として表面層によってクリーニングブレードとの潤滑性が達成される。この転写ベルトが用いられることにより、クリーニングブレードの変形が抑制される。
【００１１】
好ましくは、基層はゴム組成物が架橋されることによって形成される。また、表面層は合成樹脂を主成分とする。架橋ゴムは、転写ベルトの柔軟性に寄与する。また、合成樹脂は、表側から測定された転写ベルトの高硬度に寄与する。
【００１２】
好ましくは、表面層は樹脂組成物の焼き付けによって得られる。焼き付けでは、表面層の硬度が容易に調整されうる。
【００１３】
高硬度を達成しやすい合成樹脂としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂及びポリイミド樹脂が挙げられる。これらの合成樹脂のなかから２種以上が併用されてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面が参照されつつ、実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態にかかる転写ベルト１が示された斜視図である。
この転写ベルト１は、基層２と表面層３とからなる。この転写ベルト１の全体形状は略円筒状（すなわち無端状）であるが、転写ベルト１は可撓性に富んでいて自重等で自在に変形し得るので、種々の形状となり得る。図１では、２つの軸間に張設された場合が想定された全体形状（すなわち、進行方向における断面が略長円形状）が示されている。この転写ベルト１の寸法は用途に応じて適宜決定されるが、一般的には全長（周長）が２００ｍｍから１０００ｍｍ程度であり、幅（図１において両矢印Ｗで示される）が５０ｍｍから４００ｍｍ程度であり、厚みが０．２ｍｍから５ｍｍ程度である。
【００１６】
図２は、図１の転写ベルト１の一部が示された拡大断面図である。前述のように、この転写ベルト１は基層２と表面層３とからなる。表面層３は基層２の表側に形成されており、基層２の表側面を全面的に被覆している。この表面層３は、トナー像担持体５と接触する層である。基層２の裏側や、基層２と表面層３との間に、他の層が形成されてもよい。
【００１７】
この転写ベルト１では、表側（すなわち表面層３の側）から測定されたマイクロ硬度が５０度以上であり、通常の転写ベルトよりも高硬度となっている。これによって、クリーニングブレード６の先端と転写ベルト１との潤滑性が高められている（摩擦係数が低減されている）。従って、この転写ベルト１が用いられた画像形成機構では、クリーニングブレード６にかかる力が大きくなく、よってクリーニングブレード６の先端の変形が起こりにくい。
【００１８】
マイクロ硬度は、直径が０．１６ｍｍであり長さが０．５ｍｍである押針を備えたマイクロ硬度計（高分子計器社の商品名「ＭＤ−１」）によって測定される。測定では押針が転写ベルト１に押し当てられ、その際の押針の変位量（食い込み寸法）から硬度が求められる。マイクロ硬度計では、試料の表面から極めて浅い領域における硬度が測定される。本発明ではマイクロ硬度計が表側から転写ベルト１に押し当てられるので、得られる硬度の値には、主として表面層３の性状が影響する。すなわち、この転写ベルト１の高硬度（５０度以上のマイクロ硬度）は、主として表面層３によって達成されている。もちろん、下地となる基層２が硬度の値に多少の影響を与えることもある。
【００１９】
摩擦係数の低減の観点から、マイクロ硬度は６０度以上がより好ましく、６５度以上が特に好ましい。マイクロ硬度があまりに大きい場合（すなわち表面層３が硬すぎる場合）は、基層２の変形に表面層３が追従できず、転写ベルト１の走行安定性が悪くなったり、基層２から表面層３が剥離してしまうことがある。この観点から、マイクロ硬度は９５度以下が好ましく、８５度以下が特に好ましい。
【００２０】
表面層３は、合成樹脂を主成分としている。合成樹脂は、ゴムに比べて硬質な材料である。表面層３に合成樹脂が用いられることにより、表側から測定された転写ベルト１のマイクロ硬度が５０以上とされうる。特に好ましい合成樹脂は、硬質でありしかも表面層３の形成が容易であるという理由から、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂及びポリイミド樹脂である。これらの合成樹脂は、２種以上が混合されて用いられてもよい。また、これらの合成樹脂と他の合成樹脂とが併用されてもよい。併用される場合でも、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂又はポリイミド樹脂が主成分とされるのが好ましい。具体的には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂及びポリイミド樹脂が全合成樹脂に占める比率が５０質量％以上とされるのが好ましい。
【００２１】
表面層３の形成方法は特には制限されないが、マイクロ硬度の調整が容易であるという理由から、焼き付けによって形成されるのが好ましい。焼き付けでは、基層２に塗布された樹脂組成物が加熱され、硬化する。
【００２２】
焼き付け温度の変更により、表側から測定された転写ベルト１のマイクロ硬度が調整される。一般的には、焼き付け温度が高温であるほど、硬度が大きくなる。但し、焼き付け温度があまりに高温であると、基層２又は表面層３が熱劣化を起こしてしまう。表面層３の主成分として用いられる樹脂の種類により、最適な焼き付け温度が決定される。通常は、エポキシ樹脂の場合は１０℃から１６０℃の焼き付け温度が採用され、アクリル樹脂の場合は１００℃から１８０℃の焼き付け温度が採用され、ウレタン樹脂の場合は１００℃から２００℃の焼き付け温度が採用され、ポリイミド樹脂の場合は１００℃から２００℃の焼き付け温度が採用される。
【００２３】
表面層３の厚みは、１μｍ以上２００μｍ以下が好ましい。厚みが上記範囲未満の場合、表側から測定された転写ベルト１のマイクロ硬度が低く、従ってクリーニングブレード６の変形が生じることがある。この観点から、表面層３の厚みは２μｍ以上が特に好ましい。逆に、厚みが上記範囲を超えると、基層２の変形に表面層３が追従せず、基層２から表面層３が剥離することがある。この観点から、表面層３の厚みは１００μｍ以下が特に好ましい。
【００２４】
基層２は、ゴム組成物が架橋されることによって形成されている。このため、基層２は柔軟性に富む。柔軟な基層２は、転写ベルト１の走行安定性及び耐久性に寄与する。
【００２５】
ゴム組成物に用いられる基材ゴムとしては、例えば天然ゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリイソプレン、エピクロルヒドリンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴム、ポリウレタン、クロロスルフォン化ポリエチレン等が挙げらる。これらの基材ゴムは単独で用いられてもよく、また、２種以上が併用されてもよい。また、ゴムと合成樹脂との中間的な性質を備えた熱可塑性エラストマーがゴムと併用されてもよい。
【００２６】
難燃性に優れるという理由から、基層２にクロロプレンゴムが用いられるのが好ましい。また、耐候性に優れるという理由から、基層２にＥＰＤＭが用いられてもよい。クロロプレンゴム又はＥＰＤＭが他のゴムと併用される場合でも、クロロプレンゴム又はＥＰＤＭが主成分とされるのが好ましい。具体的には、クロロプレンゴム及びＥＰＤＭが全基材ゴムに占める比率が５０質量％以上とされるのが好ましい。
【００２７】
この転写ベルト１の体積固有抵抗の常用対数値は、３以上１３以下（すなわち導電領域）である。体積固有抵抗の常用対数値をこの範囲内とする方法としては、下記の（１）から（３）に挙げられる方法が例示される。
（１）基層２にカーボンブラック、金属粉等の導電性粉末を配合する。
（２）基層２にクロロプレンゴム、エピクロルヒドリンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリルゴム等のイオン導電性ポリマーを用いる。
（３）上記（１）及び（２）の方法を併用する。
【００２８】
導電性粉末によって導電性が達成される場合の好適な導電性粉末としては、カーボンブラックが挙げられる。カーボンブラックの好ましい配合量は、その種類や基材ゴムの種類にもよるが、一般的には基材ゴム１００部に対して５部以上５０部以下、特には１０部以上４０部以下である。なお、本明細書において「部」で示される数値は、質量が基準とされたときの比を意味する。
【００２９】
基層２の架橋形態は特には制限されず、硫黄架橋等が採用されうる。また、硫黄と共に加硫促進剤が併用されてもよい。
【００３０】
基層２を形成するゴム組成物には、前述の導電性粉末、硫黄及び加硫促進剤の他に、架橋開始剤、架橋助剤、充填剤、着色剤、軟化剤、劣化防止剤等の添加剤が、必要に応じて適量配合されてもよい。
【００３１】
【実施例】
以下、実施例に基づき本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきでないことはもちろんである。
【００３２】
［実施例１］
クロロプレンゴム（デュポンダウエラストマー社の商品名「ネオプレンＷＲＴ」）８０部、ＥＰＤＭ（住友化学工業社の商品名「エスプレン５０５Ａ」）２０部、ＦＥＦカーボンブラック（東海カーボン社の商品名「シーストＳＯ」）３０部、酸化亜鉛（三井金属化学社の商品名「酸化亜鉛２種」）５部、ステアリン酸（日本油脂社）１部、酸化マグネシウム（協和化学工業社の商品名「マグサラット１５０」）４部、硫黄（鶴見化学社）１部、加硫促進剤としてのジ−ｏ−トリルグアニジン（大内新興化学工業社の商品名「ノクセラーＤＴ」）１部及び他の加硫促進剤としてのテトラメチルチウラムモノスルフィド（大内新興化学工業社の商品名「ノクセラーＴＳ」）１部を密閉式混練機で混練し、ゴム組成物を得た。このゴム組成物を押出機のシリンダーに投入し、口金から筒状に押し出した。
そして、得られた筒体を加硫缶で加硫し、所定幅に裁断して基層を得た。この基層の表側に、エポキシ樹脂組成物（ダイキン工業社の商品名「タフコートＴＣ−７４０８ＧＹ」）を塗布した。そして、１２０℃のオーブン中で３０分間かけて焼き付けて、表面層を形成した。エポキシ樹脂組成物の塗布量を調整することにより、表面層の厚みを約１０μｍとした。こうして、長さが３２１ｍｍであり、幅が３４２ｍｍであり、厚みが０．５ｍｍである実施例１の転写ベルトを得た。
【００３３】
［実施例２］
エポキシ樹脂組成物に代えてアクリル樹脂組成物（日本アチソン社の商品名「エムラロン３１２」）を用い、焼き付け温度を１７０℃とした他は実施例１と同様にして、実施例２の転写ベルトを得た。
【００３４】
［実施例３］
エポキシ樹脂組成物に代えて、１００部のウレタン樹脂組成物（武田薬品工業社の商品名「タケラックＷ−５１１」）と、５０部のフッ素樹脂（ダイキン工業社の商品名「ネオフロンＮＤ−１」）と、１０部のメラミン樹脂（三井サイテック社の商品名「サイメル３２５」）とからなる混合物を用い、焼き付け温度を１７０℃とした他は実施例１と同様にして、実施例３の転写ベルトを得た。
【００３５】
［比較例１］
エポキシ樹脂組成物に代えてフッ素ゴム組成物（ダイキン工業社の商品名「ＧＬＳ−２１３」）を用いた他は実施例１と同様にして、比較例１の転写ベルトを得た。
【００３６】
［比較例２］
エポキシ樹脂組成物に代えてアクリル樹脂組成物（日本アチソン社の商品名「エムラロン３１２」）を用いた他は実施例１と同様にして、比較例２の転写ベルトを得た。
【００３７】
［マイクロ硬度の測定］
マイクロ硬度計（高分子計器社の商品名「ＭＤ−１」）を用い、転写ベルトの表側のマイクロ硬度を測定した。測定は、気温が２３℃であり相対湿度が５０％の環境下で行った。この結果が、下記の表１に示されている。
【００３８】
［通紙テスト］
各転写ベルトを、複写機（リコー社の商品名「スピリオ７０００」）に装着した。そして、ＰＰＣ用紙を１０００００枚通紙して、クリーニングブレードの変形の有無を目視で確認した。この結果が、下記の表１に示されている。
【００３９】
【表１】
0004566391.tif 000002
【００４０】
表１において、マイクロ硬度が５０度未満である比較例１及び比較例２の転写ベルトが用いられた場合は、クリーニングブレードの変形（反り返り）が発生している。これに対し、マイクロ硬度が５０度以上である各実施例の転写ベルトが用いられた場合は、クリーニングブレードの変形が発生していない。この評価結果より、本発明の優位性は明らかである。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明の転写ベルトが用いられることにより、クリーニングブレードの変形が抑制される。また、本発明の転写ベルトは、走行安定性及び耐久性に優れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる転写ベルトが示された斜視図である。
【図２】図２は、図１の転写ベルトの一部が示された拡大断面図である。
【図３】図３は、図１の転写ベルトが用いられた画像形成機構が示された模式的正面図である
【符号の説明】
１・・・転写ベルト
２・・・基層
３・・・表面層
４・・・帯電部材
５・・・トナー像担持体
６・・・クリーニングブレード
７・・・被印刷体
【図１】
0004566391.tif 000003
【図２】
0004566391.tif 000004
【図３】
0004566391.tif 000005