(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エピクロルヒドリン単独重合体ゴム、又はエチレンオキサイド、エチレン性不飽和基を有するエチレンオキサイド誘導体の少なくとも一方とエピクロルヒドリンの共重合体ゴムであって共重合されたエチレンオキサイドの量が６０重量％以下であるゴムを主成分として使用し（液状ゴムを含むものを除く）、可塑剤及び導電性カーボンブラックを配合せず、内面が円筒形状の外型と外面が円筒形状の中型を円筒の軸芯が一致するように配置され、円筒状キャビティーを形成する金型を使用して射出成形法により成形し、前記外型と中型を同一軸芯上相互に逆向きに移動させることにより脱型する、厚さが１ｍｍ以下、幅が２２０ｍｍ以上である転写ベルトの製造方法。
【請求項２】
表面に潤滑層を形成する請求項１に記載の転写ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機において潜在画像を普通紙等に転写する工程において使用される転写ベルトに関するものである。本発明のベルトは、電子写真の基本原理を使用する他の機器、例えばレーザービームプリンター、ファクシミリ等にも使用可能であり、複数種のカラートナーを使用するカラー複写機に使用される中間転写ベルトにも使用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
一般に普通紙複写機と称されている電子写真方式の複写機は、光導電性を有する感光体上に静電気的に付着したトナーにより形成された潜在画像を普通紙、フィルムなどに転写し、転写されたトナー画像を持つ用紙をベルト等の送紙手段により定着ローラーへと搬送し、加熱された定着ローラーを通過させて用紙上に定着させることにより複写ないしプリント画像を形成することを基本原理とするものである。
【０００３】
上述の、感光体上の潜在画像を普通紙に転写する際には、帯電して感光体に付着しているトナーと逆の電荷を用紙等に与える必要が有り、かかる電荷付与のための手段としては、チャージャー、転写ローラー等が従来から使用されている。しかし、チャージャーを使用しても別途ローラー等の用紙等をニッピングする手段が必要であり、用紙を搬送する搬送ベルトも必要であり、装置の部品点数が多く必要である。
また、転写ローラーを使用する方法は、感光体とローラー間のニップ幅が狭く、転写画像の鮮明さが劣ること等の問題を有している。
【０００４】
このような問題を解決すると同時に、転写機能と用紙送り機能を併せ持たせ、転写画像を鮮明にすると共に部品点数の減少を図ることを目的として転写ベルトが採用されつつある。
【０００５】
かかる転写ベルトには、以下のような特性が要求される。また、カラー複写機の中間転写ベルトは、使用状況は通常の複写機の場合とは異なる点もあるが、帯電したトナーを逆荷電に帯電したベルトに引きつけるという機能を発揮させるためにベルトに要求される特性は同じである。
（１）感光体上に形成された潜在画像をずれなく用紙に転写するために、その表面が、トナーを引きつける電荷により均一に帯電する必要が有り、かつ転写工程中はその電荷を維持し、転写終了後は速やかにその電荷が除去される必要がある。従って、転写ベルトに要求される電気的特性としては、適切な範囲の導電性を有していること、及びベルト全体の抵抗値が均一であることの双方が要求される。転写ベルトに要求される電気抵抗は、装置の設計によっても異なるが、一般的に材料の体積抵抗率にて１０7 〜１０10Ω・ｃｍであり、１枚のベルトにおける部分的な抵抗の変動は１桁以内、即ちｍａｘ／ｍｉｎにて１０以下である。
（２）ベルトの蛇行防止、送紙の安定性の観点よりベルトの形状、特に厚みの均一性、並びにベルト自体の本来的特性としての柔軟性、弾力性、耐久性が当然にして要求される。従って、継ぎ目があってはならない。
（３）事務機器に対する火災防止の要請に基づき、部品についても難燃性が要求される。
（４）機器全体の価格低減要求により、部品であるベルトのコスト低減も要求される重要な事項であり、転写ベルトの製作の工程ができるだけ少ないことも必要である。
【０００６】
以上の要求特性に対応するものとして、転写ベルトの材料としては、カーボンブラック、若しくは過塩素酸リチウム、チオシアン酸ナトリウム等のイオン性導電剤を配合して導電性を付与したポリクロロプレン系ゴム、ポリウレタンエラストマーなどが使用されている。カーボンブラックは一般的に、カーボンブラックの種類に応じてある程度以上の量を配合すると導電性が得られるものであり、ゴム原料１００重量部に対して、ゴムの種類にもよって変動するが例えばＨＡＦカーボンでは２５重量部以上、ＦＥＦカーボンでは４０重量部以上が一般的に使用される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の転写ベルトにおいて、カーボンブラックによる導電性は、カーボンブラック粒子が数珠状に連なったストラクチャーと呼ばれる構造に基づくものであるために、カーボンブラックを配合して導電性を付与したゴムを使用すると、カーボンブラックの分散条件、配合量のばらつき等により抵抗値が変化し、所定範囲の電気抵抗を得ることが難しく、ベルト成形工程に於ける未加硫ゴムの流動による列理が大きく影響して抵抗値の大きなばらつきを引き起こしやすい。従って、電気抵抗値のばらつきを１桁以下に抑制するために成形方法が限定される一方で製品の不良率も高い。また、イオン導電性材料を使用して導電性を付与したゴムの場合は、導電剤がブリードして感光体に付着し、表面を汚染するという問題を有している。
【０００８】
また、ゴム材料としてポリクロロプレン系ゴムを使用すると、難燃性は確保できるが、所定の弾性率等を得るためには可塑剤であるプロセスオイルの添加が必須であり、転写ベルトがその使用状況において長時間感光体と接触したままで静置すると、プロセスオイルが感光体表面に移行して付着し、汚染するという問題を生じる。
【０００９】
ポリウレタンエラストマーは可塑剤を配合することなく弾力性、柔軟性が得られるが、それ自体が絶縁体であるために、導電剤の配合が不可欠であり、カーボンブラック若しくはイオン導電剤の配合による前述の問題点は解決されない。また、難燃性付与のためには、ポリクロロプレン系ゴムと比較して、より多くの難燃剤の配合も必要であり、コンパウンドの流動性を低下させる傾向にある。
【００１０】
しかも、列理現象に基づくベルトの部分的な抵抗値のばらつきを防止しつつ要求される寸法、形状のベルトを製作するためには、従来は未加硫ゴムを押出機により円筒状（チューブ状）に押し出し、次いで金型を使用して加硫し、その後所定の厚みまで研磨する工程を採用せざるをえなかった。従って、工程数が多く、コスト的不利は大きいものであった。
【００１１】
本発明の目的は、導電性カーボンブラック並びに可塑剤を配合することなく転写ベルトに要求される抵抗値を有し、そのベルト全体にわたって抵抗値が均一であって、難燃性を有し、ベルトに要求される弾性率等の特性を達成でき、しかも、研磨工程を設けることなく所定厚みのベルトが成形可能な転写ベルトの製造方法を提供することにある。
【００１２】
本願第１の発明は、エピクロルヒドリン単独重合体ゴム、又はエチレンオキサイド、エチレン性不飽和基を有するエチレンオキサイド誘導体の少なくとも一方とエピクロルヒドリンの共重合体ゴムであって共重合されたエチレンオキサイドの量が６０重量％以下であるゴムを主成分として使用し（液状ゴムを含むものを除く）、可塑剤及び導電性カーボンブラックを配合せず、内面が円筒形状の外型と外面が円筒形状の中型を円筒の軸芯が一致するように配置され、円筒状キャビティーを形成する金型を使用して射出成形法により成形し、前記外型と中型を同一軸芯上相互に逆向きに移動させることにより脱型する、厚さが１ｍｍ以下、幅が２２０ｍｍ以上である転写ベルトの製造方法に関するものである。
【００１３】
発明者は、上記構成を有するゴム材料を使用することにより、導電性カーボンブラック並びに可塑剤を配合することなく転写ベルトに要求される抵抗値を有し、そのベルト全体わたって抵抗値が均一であって、難燃性、並びにベルトに要求される弾性率等の特性を有し、しかも加工性に優れた転写ベルトが得られることを見いだし、本発明を完成した。
【００１４】
共重合体の場合は、そのエチレンオキサイドの量が６０重量％以下であることが好ましく、６０％を越えると水分吸収率が高くなる等の問題点が目立つようになり、好ましくない。
【００１５】
なお、共重合されるエチレンオキサイドの量により、ゴム材料の体積抵抗率が１０7 〜１０10Ω・ｃｍの範囲で調整することができる。また異なる体積抵抗率を有するゴムをブレンドすることによっても所望の抵抗率を有するゴム材料とすることも可能である。
【００１６】
ここに「主成分とする」とは、ゴムの加工、加硫、特性改良に必要な添加剤、触媒、助剤等を含むが、可塑剤やプロセスオイルはブリードが問題となる程度には含まないことを意味する。また、着色のために使用するカーボンブラックや導電性を付与するものではないカーボンブラックは主成分ではない。
【００１７】
転写ベルトは、感光体との接触が良好であること、用紙送りが正確であること、蛇行しないこと、感光体接触面は平滑であること等が必要であり、そのために厚みは１ｍｍ以下、特に０．６〜０．９ｍｍの範囲であって、しかも高度に均一であること、並びに適切なテンションが負荷できること等が要求される。さらにベルトの幅は、Ａ４用紙に適合したもので約２２０ｍｍ、Ａ３用紙に画像形成可能なものでは３００ｍｍ以上が要求される。
【００１８】
従来使用されていたポリクロロプレン等のゴム材料は、カーボンブラックがかなり多く配合されているために流動性が低いこと、並びに加硫反応がラジカル重合によるため流動可能時間を長くすると脱型時間が実用にならないほど長くなってしまうこと等の理由により上記の薄く長いキャビティーの金型を使用してシームレスベルトを製作することは困難であった。また、可塑剤を増量して射出成形しても厚みの薄いキャビティー内の流動により列理が起こり、金型内のわずかな流動の乱れにより電気抵抗が不均一となる結果、転写画像の鮮明さが低下し、かつ可塑剤のブリードによる感光体汚染が顕著になる。
従って上述のように、押し出し工程により所定厚みよりも厚い円筒状の未加硫ゴムチューブを作成し、円筒状金型を挿入した後加熱、加硫する加硫工程、次いでベルトの両面を研磨する研磨工程を経て製作されていた。
【００１９】
本発明では、可塑剤を添加しなくても良好な流動性を有するエピハロヒドリン系ゴムを使用し、上述のように所定のベルト形状が得られる金型を使用して射出成形するため、押し出し工程、又は押し出し工程と研磨工程のいずれもが不要となり、極めて効率的な製造方法により転写ベルトが成形できる。しかも、カーボンブラックを使用することなく目的とする導電性が得られるため、列理に基づく抵抗値の不均一が発生せず、厚み、抵抗値共に均一性の高いベルトを得ることができる。
【００２０】
なお、本発明の転写ベルトには、必要に応じて表面に潤滑層を設けてもよく、このような潤滑層の存在により機器内部において飛散し、ベルト表面に付着したトナーのクリーニングを容易に行うことができ、用紙の裏面の汚れを防止することができる。ここにいう潤滑層とはトナーが粘着することがなく、クリーニングブレード等によるクリーニングが容易な性質を有する平滑な層である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に使用するゴム材料は、エピハロヒドリン単独重合体ゴム、又はエチレンオキサイド、エチレン性不飽和基を有するエチレンオキサイド誘導体の少なくとも一方とエピハロヒドリンの共重合体ゴムであって共重合されたエチレンオキサイドの量が６０重量％以下であるゴムを主成分とするものであり、エピハロヒドリンとしては、エピクロルヒドリン、エピブロモヒドリン等が例示できる。
また、共重合に使用する単量体であるエチレン性不飽和基を有するエチレンオキサイド誘導体として代表的な化合物としてはアリルグリシジルエーテルが例示できる。
このようなエピハロヒドリン単独重合体ゴムもしくは共重合体ゴムとしては、価格的観点よりエピクロルヒドリン系のゴムの使用が特に好ましい。
【００２２】
前述のエピハロヒドリンゴム材料に添加する化合物としては、加硫剤、加硫助剤があり、加硫剤としてはトリアジンを代表例とするトリアジン化合物、エチレンチオウレア等が使用でき、加硫助剤としては一般的に酸化鉛、酸化マグネシウム、酸化亜鉛等の金属酸化物が使用される。
【００２３】
本発明の転写ベルトに使用されるゴム材料には、必要に応じて他の添加剤を使用することができる。これらの添加剤としては、着色剤としての酸化チタン、カーボンブラック、有機顔料、無機顔料等が例示でき、物理特性の改良剤としてのカーボンブラック、シリカ等、難燃剤としての三酸化アンチモン等が例示でき、ブリードが問題にならない範囲で流動性を改善する可塑剤も使用可能である。可塑剤の許容量は、共重合体の組成などにより変動する。
【００２４】
転写ベルトの表面に、必要に応じて設けられる潤滑層としては樹脂自体が潤滑性を有する材料や、接着力、弾力性に優れた樹脂、例えばポリウレタン樹脂等に潤滑性を有する材料であるポリ四フッ化エチレン、グラファイト、窒化ホウ素、タルク等の微粉末を混合した材料を塗料化し、塗装して皮膜化したものが好ましい。かかる潤滑層は、厚みが５〜５０μｍの範囲であることが好ましく、必要に応じてカーボンブラックや金属酸化物を添加、分散し導電性を付与してもかまわない。
【００２５】
ベルトの表面へ潤滑層を設けるための塗装は、粉体塗装、スプレー塗装、静電塗装、電着塗装、ディッピング塗装等、周知の方法により行うことができる。
【００２６】
本発明の転写ベルトは、要求されるベルト厚み、幅のベルトが製作できる円筒状のキャビティーを有する金型を使用した射出成形によることが好ましい。従来の転写ベルトの製作法の押し出し工程は少なくとも省略できる。本発明の成形法であっても駆動ローラーとの摩擦力を改善することなどを目的として片面を研磨することはかまわない。
【００２７】
本発明のベルトを製作するための金型（この金型を以後単に２重円筒金型と称する。）は、外型の内面、中型の外面が円筒状であって、その軸芯が一致しており、円筒のいずれか一端よりゴムを注入することにより成形を行う。外型の内面、中型の外面の一方は、感光体に接触するために平滑であることが望ましい。他の面はテンションローラー、駆動ローラーと接触するため、これらとの摩擦力等を考慮して表面状態が選択されるものであり、平滑であっても、サンドブラストなどの処理をして適切な凹凸を設けても良い。
【００２８】
金型のキャビティー形成面や、ゴムと接する面は、各成形毎に離型剤を塗布しても良いが、表面を離型処理して使用することも好ましく、かかる離型処理としては、焼き付け型シリコン離型剤による被覆、テフロンコーティング、ニッケル／テフロン離型メッキ等の耐久性ある離型処理が例示でき、特にベルト表面に塗装を施す場合には逐一離型剤を塗布しなくても良い、耐久性ある離型処理をした金型の使用が好ましい。
【００２９】
加硫、成形後のベルトは外型、中型を同一軸芯上相互に逆向きに移動させることにより脱型を行うことができる。
【００３０】
【実施例】
（実施例）
本発明の実施例は、エピクロルヒドリンゴムを使用して行った。実施例に使用したゴム材料の配合は表１にまとめて示した。
【００３１】
（比較例）
比較例の転写ベルトは、従来から使用されているポリクロロプレン系ゴムをベースのゴム材料とし、導電性カーボンブラックを用いて導電性を付与した材料を使用した。配合は、実施例と共に表１に示した。
【００３２】
【表１】
0004334624.tif 000002
【００３３】
（ベルトの製作）
本発明のエピクロルヒドリンゴムベースのベルトは、型締め圧２００トンの竪型射出成形機を使用し、上述の２重円筒金型を使用して円筒の軸方向が垂直になるように型締め機に設置し、円筒上部端よりゴム材料を注入して成形した。ベルトを形成する金型キャビティーは、厚みが０．８４ｍｍ、内径（中型の円筒部の外径）は１０３ｍｍ、長さは３１０ｍｍであった。
【００３４】
（比較例１）
比較例の材料を使用したベルトは、押出機を使用して所定ベルト内径より約１０ｍｍ内径が小さく、厚みが約２．０ｍｍの未加硫ゴムのチューブを押しだし、これを内径１０３ｍｍ、長さ４００ｍｍの円筒状金型（マンドレル）に挿入した後加硫缶を使用して加硫し、その後円筒研削盤を使用して所定厚みになるように両面を研磨仕上げすることによりベルトを製作した。
（比較例２）
比較例１と同じゴムを、実施例のベルトを製作するために使用したものと同じ２重円筒金型を使用して成形した。
【００３５】
（評価）
ベルトの評価は、体積抵抗率をベルトの幅方向に３箇所、周方向に３箇所、合計９箇所測定し、均一性の目安として各部の体積抵抗率の最大値と最小値の比であるｍａｘ／ｍｉｎを計算し、これに基づいて評価を行った。
また、可塑剤であるプロセスオイルのブリードによる感光体の汚染の評価は、代用特性としてクロームメッキを行ったアクリル樹脂板をベルト上に乗せ、荷重をかけて４０℃のオーブン中に静置し、２０日後のメッキ面の汚れを目視により観察することにより行った。
結果を表１の下欄に併せて示した。
【００３６】
この結果より、本発明のベルトは、従来のポリクロロプレン系ゴムを使用したベルトに比べて、体積抵抗率の中心値が１０7 〜１０10Ω・ｃｍの範囲で自由に調整でき、かつ均一性に優れており、しかも感光体の汚染が認められないことが明白である。
さらに、この表においてポリクロロプレン系ゴムを使用したベルトは射出成形すると、一応ベルトの成形は可能であったが、押出成形したものより体積抵抗率の均一性が悪く、実用的でないことも明らかである。しかも、押出成形によれば、射出成形により製作する場合と比較して多大の工数が必要であることも明らかである。