(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と表層材が中間層材を介して積層一体化されたシームレス構造の中間転写用ベルトにおいて、
前記基材が、導電性フィラーを分散したポリウレタンウレアエラストマーからなる引張弾性率２００〜４００Ｎ／ｍｍ２のものからなり、
前記表層材が、絶縁性無機フィラーの分散した表面抵抗値１０１０〜１０１３Ω／□の弾性材からなり、
前記中間層材が、導電性フィラーの分散した導電性弾性材からなることを特徴とする中間転写用ベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、中間転写用ベルトに関し、特には電子写真方式を利用した画像形成装置における中間転写用ベルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の事務機器には、電子写真方式を利用したものが多く普及している。現在多用されている電子写真方式は、帯電させた感光体をレーザーなどにより露光させて感光体（潜像保持体）表面に静電潜像を形成し、該静電潜像の極性とは反対の極性に帯電させたトナーを感光体に吸着させてトナーの像を感光体表面に形成し、前記トナーの像を帯電させた記録紙等にシームレス構造（継ぎ目なく環状とされた無端環構造）の中間転写用ベルトを用いて転写し、前記記録紙等に転写された像に熱を加えることにより像を定着させるものである。前記中間転写用ベルトは、所要間隔の軸間に張設され、回転駆動装置により所要の張力が加わるようにして回転する。
【０００３】
また、前記中間転写用ベルトとして、ステンレス鋼板等の耐熱性基体にシリコーン系やフッ素ゴム等の耐熱性転写層が積層されたもの（特開昭５８−８５４６９号公報）、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなるプラスチック製基体にシリコーンゴム等の表層が積層されたもの（特公平１−３４３７５号公報）、プラスチック製基体の表面にフッ素樹脂等がコーティングされたもの（特開平５−２０４２５５号公報）等が提案されている。
【０００４】
しかし、従来の中間転写用ベルトには次のような問題がある。まず、前記ステンレス鋼板等を用いる中間転写用ベルトにあっては、柔軟性に欠けるため、転写画像の一部が欠ける、所謂中抜けが生じたりすることがある。また、基体がプラスチック製の中間転写用ベルトにあっては、ステンレス鋼板等を用いるものに比べて柔軟性を有するものの、未だ柔軟性に欠けるため、弾性力不足による中抜けや、ローラの張力によるクリープを生じるおそれがある。なお、柔軟性を高めるために、基体をシリコーンゴムやフッ素ゴムで構成する場合には、ベルトの機械特性が劣るため、回転時にベルトの変形が大きくなってベルトの各部で伸び（変形）が異なり、それによって画像が位置ズレして記録紙等に転写されることになり、良好な転写画像が得られなくなる。
【０００５】
また、前記問題を解決する中間転写用ベルトとして、導電剤分散のポリエーテルウレア系エラストマー材を主材とし、硬度がショアＡ６０°以上ショアＤ９０°以下における引張弾性率が１０Ｎ／ｍｍ2以上２００Ｎ／ｍｍ2以下の基材と、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂及びウレタン系樹脂から選択される１又は２以上の混合樹脂材料からなる表面層とで構成したものが提案されている（特開２０００−２５０３２８号公報）。
【０００６】
しかし、前記ポリエーテルウレア系エラストマー材を基材に用いる中間転写用ベルトにあっては、使用時の環境温度変動によって感光体（潜像保持体）との間で寸法変化差が大きくなり、画像の歪みを生じ易いのみならず、強度不足によりベルト回転時にベルトが蛇行したり、転写画像に色ズレを生じ易い。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、前記の点に鑑み提案されたものであって、画像に中抜けや色ズレを生じ難く、しかも環境温度変化による転写画像への影響も小さい中間転写用ベルトを提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１の発明は、基材と表層材が中間層材を介して積層一体化されたシームレス構造の中間転写用ベルトにおいて、前記基材が、導電性フィラーを分散したポリウレタンウレアエラストマーからなる引張弾性率２００〜４００Ｎ／ｍｍ２（ＪＩＳ  Ｋ  ７１１３準拠）のものからなり、前記表層材が、絶縁性無機フィラーの分散した表面抵抗値１０１０〜１０１３Ω／□（ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１準拠）の弾性材からなり、前記中間層材が、導電性フィラーの分散した導電性弾性材からなることを特徴とする中間転写用ベルトに係る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面に基づき、この発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
図１はこの発明の一実施例に係る中間転写用ベルトの斜視図、図２はその２−２拡大断面図である。
【００１０】
図１に示す一実施例の中間転写用ベルト１０は、複写機、プリンタ、ファックス等の電子写真方式を利用した画像形成装置において、主に紙等からなる記録媒体の搬送用手段や転写用手段として用いられるものであり、所要サイズとされた継ぎ目の無いシームレス構造（無端環構造）からなる。この中間転写用ベルト１０は、図２に示す断面図のように、基材１１と表層材１２が中間層材１３を介して積層一体化されている。また、この例の中間転写用ベルト１０は公知の遠心成形法、すなわち、まず表層材用原料を円筒型に注入して高速回転させることにより、円筒型内面に表層材を形成し、次に円筒型内に中間層材用原料を注入して高速回転させることにより前記表層材の内面に中間層材を積層形成し、さらに続いて円筒型内に基材用原料を注入して高速回転させることにより中間層材内面に基材を積層形成する方法により行われているが、それに限られるものではなく、押出成形法のような他の方法で成形されてもよい。
【００１１】
前記基材１１は、前記中間転写用ベルト１０の使用時に最も内側とされる側を構成し、導電性フィラーを分散したポリウレタンウレアエラストマーからなる引張弾性率２００〜４００Ｎ／ｍｍ２のもので構成されている。前記ポリウレタンウレアエラストマーは、以下の化１の化学構造式からなり、化１の式中、Ｒ１は化２のウレタン結合を有するＭＤＩプレポリマーのＭＤＩ系特性基、Ｒ２は化３のアミノベンゾエート基、あるいは化４のジアミノジフェニルメタン系の芳香族アミン基である。前記基材１１の厚みは、１００〜４００μｍが好ましい。
【００１２】
【化１】
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【００１３】
【化２】
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【００１４】
【化３】
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【００１５】
【化４】
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【００１６】
前記基材１１を、引張弾性率が２００〜４００Ｎ／ｍｍ2のポリウレタンウレアエラストマーとすることにより、長期間に亘る使用に耐える耐久性を得ることができると共に、一般のゴム材料と比較して伸び難く、また一般の樹脂材料と比較して変形し難く、またクラックが発生し難く、またゴム弾性も備えているので、回動作動時の蛇行制御が容易になる。従って、前記中間転写用ベルト１０が用いられる前記画像形成装置においては、二次転写の際に、トナーの飛散や色ズレが少なくなり、中抜けが発生し難くくなるという利点が得られるのである。
【００１７】
また、基材１１に分散される前記導電性フィラーとしては、公知のカーボンブラック、グラファイト等のカーボン系導電剤、アンモニウム塩等が挙げられるが、この例ではアンモニウム塩を用いている。また、前記導電性フィラーの分散量としては、体積抵抗率が１０4〜１０12Ω・ｃｍ（ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１準拠）の範囲になるようにするのが好ましい。前記体積抵抗率が１０4Ω・ｃｍ未満の場合には過大な転写電流が流れたり、またチャージリークとなり、また１０12Ω・ｃｍを超えると十分な電流が得にくいため、良好な転写が損なわれ易くなる。
【００１８】
なお、前記ポリウレタンウレアエラストマーは高分子化された立体的な化学構造であるため、前記導電性フィラーを均一的に分散させることができる。従って、前記中間転写用ベルト１０の全域に亘り電気抵抗が均一なものとなり、かつ低い線膨張率で環境温度変化による寸法変化も小さいものとなって、トナー画像をそのままの状態で前記中間転写用ベルト１０に担持させることができ、これにより、良好な転写を行うことができる。また、前記基材１１は２００Ｎ／ｍｍ2以上としたため、回転軸間での強い張力に長時間耐えることができる耐久性の高い中間転写用ベルトとなる。
【００１９】
前記表層材１２は、絶縁性無機フィラーが分散した表面抵抗値１０１０〜１０１３Ω／□の弾性材からなり、より好ましくは前記表面抵抗値に加えて、引張弾性率が８０〜１００Ｎ／ｍｍ２（ＪＩＳ  Ｋ  ７１１３準拠）のものとされる。また、前記絶縁性無機フィラーは、亜鉛華、タルク、炭化珪素、ＰＴＦＥ粉末等を挙げることができ、弾性を有する主材に分散して前記表層材１２を形成している。前記主材としては、適度な弾性を有するもの、特にはフッ素ゴム、ウレタンエラストマー、ポリアミドから選択される弾性材を用いれば、好適な弾性を得ることができて、好ましい中間転写用ベルト１０となる。なお、前記絶縁性無機フィラーの分散量としては、前記表層材１２の表面抵抗値が１０１０〜１０１３Ω／□となるように調整されるものであれば何ら問題はなく、一例として前記主材１００重量部に対して１８〜４０重量％の分散量とする場合を挙げる。なお、前記列挙した絶縁性無機フィラーは、絶縁性有機フィラーであるフッ素系ゴム粉やオレフィン系樹脂粉等と比較して、取り扱い易い上、低コストで製造できる点で好ましいものである。
【００２０】
前記中間層材１３は、導電性フィラーを主材に分散した導電性弾性材からなり、一層に限らず、複層とされてもよい。分散させる導電性フィラーとしては、前記したように公知のカーボンブラック、グラファイト等のカーボン系導電剤が挙げられ、また主材としては種々の弾性材を使用できるが、中でも柔軟性及び耐久性等に優れるウレタンエラストマーが特に好適である。この中間層材１３は、前記のように表層材１２の表面抵抗値を１０１０〜１０１３Ω／□としたので、中間層材１３における好ましい体積抵抗率の範囲が広がり、具体的には１０６〜１０８Ω・ｃｍに広がり、中間層材１３に分散させる前記導電性フィラーの選択の幅も広がる。また、前記中間層材１３の好ましい引張弾性率（ＪＩＳ  Ｋ  ７１１３）は８０〜１２０Ｎ／ｍｍ２である。
【００２１】
以下に、具体的な実施例を挙げて説明する。
〔実施例〕
フッ素ゴム原料（商品名：エイトシール  Ｆ−２００Ｂ、旭硝子株式会社製）の１００重量部に、絶縁性無機フィラーとしてタルクを２０重量％となるように分散させた表層材用原料を内径１５１ｍｍ、深さ４００ｍｍの円筒型に１０ｍｌ注入して、８０℃の温度、回転速度５００回転／分で５分間回転させて、表層材を円筒型の内面に形成した。なお、この表層材は、単独で成形された際の表面抵抗値が１０１１〜１０１２Ω／□、引張弾性率（ＪＩＳ  Ｋ  ７１１３準拠）が５０〜９０Ｎ／ｍｍ２となるように、前記タルクの量が調節されている。
【００２２】
次に、前記表層材が形成された円筒型内に、ウレタンエラストマー原料の１００重量部に、導電性フィラーとしてカーボン（商品名：シーストＳＯ、東海カーボン株式会社製）５重量部を分散させた中間層材用原料を３３ｍｌ注入し、前記温度及び回転速度で円筒型を５分間回転させることにより、前記表層材の表面に中間層材を積層形成した。使用したウレタンエラストマー原料は、ウレタンプレポリマー（商品名：ニッポラン  ４５８０、日本ポリウレタン工業株式会社製）２１重量部と、硬化剤として変性ポリイソシアネート（商品名：コロネート  ４３７０、日本ポリウレタン工業株式会社製）１４重量部とからなる。なお、使用したウレタンエラストマー原料は、単独で成形された際の体積抵抗率が１０10〜１０11Ω・ｃｍ、引張弾性率が８０〜１００Ｎ／ｍｍ2でとなるように調節されている。
【００２３】
その後、前記表層材及び中間層材の形成された円筒型内に、導電性フィラーとしてポリオキシエチレン系アンモニウム塩を３重量部添加したポリウレタンウレアエラストマー（商品名：ポレア  Ｒ２００、イハラケミカル工業株式会社製）からなる基材原料を６０ｍｌ注入し、前記温度及び回転速度で円筒型を５分間回転させることにより、前記中間層材の表面に基材を積層形成した。前記基材原料は、単独で成形された場合に引張弾性率２８０〜３７０Ｎ／ｍｍ2、体積抵抗率が１０10〜１０11Ω・ｃｍとなるように調節されている。
【００２４】
前記のように表層材、中間層材及び基材を積層成形した後、円筒型の回転を停止し、成形品を脱型し、本発明品の実施例品である中間転写用ベルトを得た。得られた実施例の中間転写用ベルトは、内径１５０ｍｍφ、幅３５０ｍｍ、厚み５００μｍ、内周の長さが約４７１．２ｍｍであった。
【００２５】
また、前記実施例の中間転写用ベルト全体の物性は、引張弾性率（ＪＩＳ  Ｋ  ７１１３準拠）が２４９（Ｎ／ｍｍ２）、線膨張係率（ＪＩＳ  Ａ  １３２５準拠）が３．１×１０−４（□／℃）、表面硬度は５８度（ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３準拠）、体積抵抗率（ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１準拠）が１．０〜８．９×１０８（Ω・ｃｍ）、ベルト表面の表面抵抗値（ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１準拠）が１．０〜５．５×１０１１（Ω／□）であった。
【００２６】
前記実施例の中間転写用ベルトに対して、次のような試験を行った。試験方法は、市販のレーザー式カラープリンタ複写機の中間転写用ベルトを組替えて、空調が完備された実験室で環境温度を１５〜３８℃に変化させながら、風景のカラー画像を１００００枚コピーし、コピー画像の画質状態を判断した。その結果、実施例品を用いた場合のコピー画像については、全てのコピー画像が中抜けや色ズレの無い高画質のものであったのに対し、比較例品を用いた場合のコピー画像については、中抜けが発生し、色ズレが見られた。
【００２７】
【発明の効果】
以上図示し説明したように、この発明における中間転写用ベルトによれば、導電性フィラーを分散したポリウレタンウレアエラストマーからなる引張弾性率２００〜４００Ｎ／ｍｍ２の基材と、絶縁性無機フィラーの分散した表面抵抗値１０１１〜１０１２Ω／□の弾性材からなる表面材層とを、導電性フィラーが分散した導電性弾性材からなる中間材層を介して積層した構造であるため、回転時の張力に長期間耐えることができ、また環境温度変化による寸法変化が小さく、中抜けや色ズレの無い高画質な転写画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る中間転写用ベルトの斜視図である。
【図２】図１の２−２拡大断面図である。
【符号の説明】
１０  中間転写用ベルト
１１  基材
１２  表層材
１３  中間層材
【図１】
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【図２】
0004895445.tif 000007