(57)【要約】【課題】低反発弾性で柔軟性に優れると共に、良好な耐磨耗性、低摩擦係数を有するガイドリブを有し、良好な走行安定性と走行静粛性を達成することができる導電性エンドレスベルトを提供することを目的とする。【解決手段】無端ベルトの少なくとも一面側に周方向に沿ったガイドリブ３２が突設された導電性エンドレスベルト３において、上記ガイドリブ３２をミラブルウレタンゴムを用いて形成したことを特徴とする導電性エンドレスベルトを提供することを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端ベルトの少なくとも一面側に周方向に沿ったガイドリブが突設された導電性エンドレスベルトにおいて、上記ガイドリブをミラブルウレタンゴムを用いて形成したことを特徴とする導電性エンドレスベルト。
【請求項２】
上記ガイドリブの硬度が、デュロメータＡ硬度で５０〜８０である請求項１記載の導電性エンドレスベルト。
【請求項３】
上記ガイドリブが、ポリアセタール樹脂に荷重４００ｇで圧接して５０ｍｍ／ｓｅｃで摺動させて測定した摩擦係数が１．４以下のものである請求項１又は２記載の導電性エンドレスベルト。
【請求項４】
上記ガイドリブの表面に、ショットブラスト加工、シボパターン加工、又は研磨処理を施した請求項３記載の導電性エンドレスベルト。
【請求項５】
上記ガイドリブを、無機系補強材及び／又は有機系補強材を添加したミラブルウレタンゴム組成物で形成した請求項１〜４のいずれか１項に記載の導電性エンドレスベルト。
【請求項６】
上記無機系補強材が、炭酸カルシウム、デキシクレー、珪酸マグネシウム、シリカ系充填剤、雲母から選ばれる１種又は２種以上であり、上記有機系補強材がシリコーン粉末である請求項５記載の導電性エンドレスベルト。
【請求項７】
上記ガイドリブを、ＡＣポリエチレンと球状シリコーン粉とを添加したミラブルウレタンゴム組成物で形成した請求項１〜６のいずれか１項に記載の導電性エンドレスベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式カラープリンタなどで中間転写ベルトとして好適に用いられる導電性エンドレスベルトに関し、更に詳述すると、ベルトの内周面に蛇行防止用のガイドリブが突設された導電性エンドレスベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トナーを用いたカラープリントの方式として、中間転写ベルト方式が知られている。
【０００３】
中間転写ベルト方式でカラープリントを行う画像形成装置は、図２に示したように、ブラックＢ、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣの４色でそれぞれ現像を行う４台の現像器１ａ〜１ｄで、各感光ドラム２ａ〜２ｄにそれぞれの色でトナー像を形成し、各感光ドラム２ａ〜２ｄに接して張設された中間転写ベルト３に転写ローラから電圧を印加して、各感光ドラム２ａ〜２ｄに形成された各色（ブラックＢ、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ）のトナー像を中間転写ベルト３の表面に転写して該中間転写ベルト３の表面にカラー画像を形成し、二次転写ローラ１１でこの中間転写ベルト１０に接触した記録用紙（記録メディア）４に電圧を印加して、中間転写ベルト１０表面のカラー像を転写し、これを定着器６で加熱して定着させるようになっている。
【０００４】
このような画像形成装置に用いられる上記中間転写ベルト３には、図１に示したように、ベルト本体３１内周面の側縁部に沿ってガイドリブ３２が形成される場合が多く、このガイドリブ３２をプーリーや駆動ローラに設けたガイド溝に噛み合わせて、ベルトの蛇行を防止することが行われている（特許文献１：特開平１１−３５２８３２号公報）。
【０００５】
このガイドリブ３２は、合成ゴムや液状ポリウレタン等から得られたソリッド材、ミラブルシリコーンや発泡ウレタン等の低反発材などで形成することが実施又は提案されている。
【０００６】
しかしながら、合成ゴムや液状ポリウレタン等から得られたソリッド材は、反発弾性が高く乾燥環境下での摩擦係数も高いため、プーリー通過時のスティックスリップ振動によって所謂ビビリ音が発生しやすく、またせり上がりによる脱線が発生する場合もある。また、ミラブルシリコーンや発泡ウレタン等の低反発材の場合は、引き裂き強度に劣り、また耐磨耗性も必ずしも十分ではなく、特に磨耗粉の発生により画質劣化を招く場合がある。更に、ウレタン材料の場合、用いられる硬化剤に含まれるアミンに発癌性が指摘されており、環境負荷低減のために使用をさせることが望ましい。
【０００７】
上記中間転写ベルトなどの導電性エンドレスベルトのガイドリブには、・柔軟性（癖付き防止、屈曲疲労防止）・耐磨耗性（磨耗粉防止）・低摩擦係数（せり上がり防止、スティックスリップによるビビリ異音の発生防止）などの性能が求められるが、上記のように、従来のガイドリブを形成する材料はこれらの性能を十分に満足するものではなく、これらの要求性能を満足するガイドリブの開発が望まれる。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−３５２８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、低反発弾性で柔軟性に優れると共に、良好な耐磨耗性、低摩擦係数を有するガイドリブを有し、良好な走行安定性と走行静粛性を達成することができる導電性エンドレスベルトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、無端ベルトの一面側に周方向に沿ったガイドリブが突設して、中間転写ベルトなどの導電性エンドレスベルトを製造する場合に、上記ガイドリブをミラブルウレタンゴムを用いて形成することにより、低反発弾性で、柔軟性に優れると共に、耐磨耗性にも優れるガイドリブを形成することができ、かつ摩擦係数の低減化によりスティックスリップによるビビリ音の発生も防止することが可能であり、しかも液状ポリウレタンを用いる場合のようにアミン系の硬化剤を必要とすることもないので、環境負荷も低減することができ、良好な走行安定性、耐久性及び走行静粛性を有する導電性エンドレスベルトが得られることを見出し、本発明を完成したものである。
【００１１】
従って、本発明は、無端ベルトの少なくとも一面側に周方向に沿ったガイドリブが突設された導電性エンドレスベルトにおいて、上記ガイドリブをミラブルウレタンゴムを用いて形成したことを特徴とする導電性エンドレスベルトを提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の導電性エンドレスベルトは、ミラブルウレタンゴムを用いて柔軟性、耐磨耗性、低摩擦係数に優れたガイドリブを形成したことにより、磨耗粉の発生やせり上がり、ビビリ音の発生が効果的に防止され、良好な走行安定性、耐久性及び走行静粛性を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明は、図１に示したように、無端帯状のベルト本体３１の一面側（通常は内周面）に周方向に沿ってガイドリブ３２を突設した導電性エンドレスベルトの前記ガイドリブ３２をミラブルウレタンゴムを用いて形成したものである。
【００１４】
ここで、ミラブルウレタンとは、液状ウレタン（キャスティングタイプ）や熱可塑性ウレタン（インジェクションタイプ）に対し、ロール練り可能な混練タイプのウレタンであり、混練タイプのものであればポリエーテル系、ポリエステル系のいずれのものであってもよいが、通常は耐磨耗性が重視される用途であればポリエステル系が好適に用いられ、柔軟性が重視される用途であればポリエーテル系が好適に用いられる。また、加硫系としては、硫黄、パーオキサイド、イソシアネートのいずれでもよいが、ウレタン硬度の経時的な変化や硬度のバラツキの点からパーオキサイド加硫系のものが好適に用いられる。
【００１５】
このようなミラブルウレタンゴムは、市販品を使用することができ、例えばバイエル社「ミラセンシリーズ」、「ウレパンシリーズ」やＮＯＫ社「アイアンラバーシリーズ」などが挙げられる。
【００１６】
このガイドリブ３２を形成するウレタンゴムには、炭酸カルシウム、デキシクレー、シリカ、雲母等の無機系補強材や微粒子シリコーン粉末等の有機系補強材を添加することができ、これら補強材の配合によりゴムの反発弾性を低減化又は調整することができる。この場合、特に制限されるものではないが、カーボンブラックとこれら補強材とを併用することにより、より良好に反発弾性の低減化や調整を行うことができる。なお、これら補強材の添加量は、ミラブルウレタンゴムの種類や添加する補強材の種類によって適宜設定されるものであるが、通常はミラブルウレタンゴム１００質量部に対して５〜３０質量部、特に１０〜２０質量部とすることが好ましい。また、カーボンブラックの配合量も同様に特に制限はないが、通常は１０〜２０質量部、特に１０〜１５質量部とすることが好ましい。
【００１７】
また、ＡＣポリエチレン、球状シリコーン粉末（例えば、日硝産業（株）製の商品名「トスパール」）、炭酸水素マグネシウム、炭酸水素ナトリウムなどの改質剤を添加して、摩擦係数の低減、調整を行うことができ、特に上記ＡＣポリエチレンと球状シリコーン粉末とを併用して摩擦係数の低減、調整を行うことが好ましい。この場合、ＡＣポリエチレンや球状シリコーン粉末の添加量はミラブルウレタンゴムの種類などに応じて適宜設定され、特に制限されるものではないが、通常はミラブルウレタンゴム１００質量部に対してＡＣポリエチレンは５〜２０質量部、特に１０〜１５質量部とすることが好ましく、球状シリコーン粉末は２〜１０質量部、特に５〜１０質量部とすることが好ましい。
【００１８】
更に、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）、プラストロジン、ステアリン酸亜鉛、金属石鹸などの各種改質剤、オクチルベンジルフタレート（ＯＢＰ）  安息香酸エステル（例えば、米国ＶＥＬＳＩＣＯＬ社製「ベンゾフレックス」など）、ＤＩＣ社製「Ｗ＃６２０」、ジェイプラス社製「ＤＩＮＡ  Ｄ−６４０Ａ」などの可塑剤、その他、ポリカルボジイミド（加水分解防止剤）などの公知の添加剤を適量添加することができる。
【００１９】
本発明導電性エンドレスベルトのガイドリブ３２は、上記ミラブルウレタンゴムを用いて形成したことにより、低反発弾性化を図りながら摩擦係数を低減化することができる。即ち、液状ウレタンなどの従来の材料を用いた場合は磨耗による磨耗粉の発生を防止するため摩擦係数を低減化しようとすると、ゴムが硬くなって反発弾性が高くなってせり上がりやビビリ音の発生などの走行不良が発生し、両性能を同時に満足させることは到底困難であるが、本発明ではこの二律背反的課題を同時に解決し得るものである。
【００２０】
この場合、本発明では、特に制限されるものではないが、ガイドリブを形成するゴム組成物の硬度が、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に規定のデュロメータＡ硬度で５０〜８０°、特に６０〜７０°であることが好ましく、硬度が５０°未満であるとベルト走行時にリブが変形してベルトの蛇行が発生しやすくなり、一方８０°を超えるとリブの柔軟性が低下してプーリーを周る際にプーリー径への馴染みが不十分となり、回転半径が大きくなってプーリーへの乗り上げトラブルが発生しやすく、またプーリーとの摩擦力でビビリ音が発生しやすくなる。
【００２１】
また、上記のように本発明のガイドリブ３２は低摩擦係数を達成することができるものであるが、具体的な摩擦係数は、特に制限されるものではないが、電子写真装置で中間転写ベルトの走行用プーリーの材料として汎用されるポリアセタール樹脂に対して、１．４以下（圧接荷重４００ｇ、摺動速度５０ｍｍ／ｓｅｃ）、特に１．３以下、更には１以下であることが好ましく、これによりベルト走行時のせり上がりや磨耗粉の発生を効果的に防止することができる。そして、本発明では、ミラブルウレタンゴムを用いたことにより低反発弾性を維持したまま上記摩擦係数を容易に達成することができ、より具体的には上記ＡＣポリエチレンや球状シリコーン粉末などの配合や配合量の調整、更には形成後にガイドリブ表面に施すショットブラスト加工、シボ加工、バフ・研磨加工などにより上記摩擦抵抗を達成することができる。なお、上記摩擦係数の下限値は、特に制限されるものではないが、通常は０．５〜１°くらいまで、特に０．７°くらいまでが安定した摩擦係数が得られる範囲である。
【００２２】
更に、上記のように本発明のガイドリブ３２は、上記低摩擦係数を達成しつつ低反発弾性を達成することができ、具体的には、ＪＩＳ  Ｋ６４００−３（２００４）に準拠して測定した反発弾性率が２５〜５０％、特に３５〜４０％となるように調製することが好ましい。そして、本発明では、ミラブルウレタンゴムを用いたことにより上記低反発弾性と共に、このような低摩擦係数を容易に達成することができ、より具体的には上記無機系補強材や有機系補強材の配合、配合量の調整などにより上記低摩擦係数を達成することができる。
【００２３】
このガイドリブ３２は、上記ミラブルウレタンゴムに上記配合剤及び、ミラブルウレタンゴムの種類に応じて硫黄、パーオキサイド、イソシアネートなどの加硫剤を添加配合して混練し、プレス成形、押出成形、ロール成形、射出成形等により所望のガイドリブ形状に成形すると共に、所定温度で加熱して得ることができる。なお、図１では断面台形状のガイドリブ３２を示したが、その断面形状は方形状、三角形状など台形以外の形状であってもよい。
【００２４】
また、形成後のガイドリブ３２には、その表面に上述したショットブラスト加工、シボ加工、バフ・研磨加工などの公知の後加工を施すことができ、これらの後加工により上記摩擦係数を達成することもできる。
【００２５】
このガイドリブ３２をベルト本体３１に接着する方法は、ベルト本体３１の材質などに応じて公知の方法を採用することができ、例えば両面粘着テープを用いる方法、１液製又は２液製の樹脂含有或いはゴム系接着剤を用いる方法、ホットメルト接着する方法などを適宜採用することができる。なお、ベルト本体３１の材質や構造に制限はなく、ベルトの用途に応じて公知の材質、構造のベルトをベルト本体３１として用いることができる。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例，比較例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
【００２７】
［実施例１〜９］
表１に示した各配合剤を混合し、ニーダ混練機を用いて６０℃で１５分混練してゴム組成物を調製した、これをロール成形すると共に、１５０℃に加熱して硬化させ、幅５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ、直方体形状のガイドリブ部材を作製した。
【００２８】
得られたガイドリブ部材につき、下記方法により、摩擦係数、ビビリ音の発生、耐磨耗性、硬度、圧縮永久歪、反発弾性率を評価した。結果を表１に示す。
【００２９】
［比較例１］
液状ウレタン（日本ポリウレタン社製「コロネート４０７６」１００質量部に、硬化剤として芳香族アミン（４，４’メチレン−ビスジクロロアニリン）７．４質量部を添加し、６０℃に加熱して２時間硬化させて、長さ７００ｍｍ、幅３００ｍｍのシート状サンプルを作製し、このサンプルから実施例１〜９と同様寸法のガイドリブ部材を切り出した。上記実施例１〜９と同様に摩擦係数、ビビリ音の発生、耐磨耗性、硬度、圧縮永久歪、反発弾性率を評価した。結果を表２に示す。
【００３０】
［比較例２］
天然ゴム（ＲＳＳ＃１）１００質量部、ＳＲＦカーボン１５質量部、亜鉛華５質量部、ステアリン酸１質量部、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）１０質量部、加硫促進剤：テトラメチルチウラムモノスルフィド（ＴＭＴＭ）１．５質量部、加硫促進剤：Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＣＺ）２質量部、炭酸カルシウム１０質量部、硫黄０．５部を混合し、１６０℃で２０分プレス加硫して、実施例１〜９と同様寸法のガイドリブ部材を作製した。上記実施例１〜９と同様に摩擦係数、ビビリ音の発生、耐磨耗性、硬度、圧縮永久歪、反発弾性率を評価した。結果を表２に示す。
【００３１】
［比較例３］
アクリルゴム（ＪＳＲ社製「ＡＲＥＸ４１１」）１００質量部、ＳＲＦカーボン１５質量部、ステアリン酸１質量部、老化防止剤（ノックラックＣＤ）２質量部、ステアリン酸ナトリウム２．５部、炭酸カルシウム１０質量部、硫黄（鶴見化学工業（株）製「サルファックスＰＭＣ」）０．３質量部を混合し、１０Ｌのニーダで混練し、６００ｍｍ×３００ｍｍ×１５ｍｍの金型を用いて１６０℃，１５分の条件で加硫成形し、実施例１〜９と同様寸法のガイドリブ部材を作製した。上記実施例１〜９と同様に摩擦係数、ビビリ音の発生、耐磨耗性、硬度、圧縮永久歪、反発弾性率を評価した。結果を表２に示す。
【００３２】
［比較例４］
ミラブルシリコーンゴム（信越化学工業社製「ＫＥ５７５Ｕ」高強度メチルビニル系シリコーンゴム配合品）１００質量部に、ＳＲＦカーボン１５質量部と架橋剤（信越化学工業社製「ＣＢＡ」２，５−ジメチル２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン８０％含有したもの）０．６質量部を配合し、これを１７０℃で２０分間一次加硫を行い、更に２００℃４時間二次加硫を行って、実施例１〜９と同様寸法のガイドリブ部材を作製した。上記実施例１〜９と同様に摩擦係数、ビビリ音の発生、耐磨耗性、硬度、圧縮永久歪、反発弾性率を評価した。結果を表２に示す。
【００３３】
［評価試験方法］
（摩擦係数）
ポリアセタール樹脂（旭化成社製「テナック」）のローラをガイドリブ部材に荷重２００ｇ及び４００ｇで圧接させ、５０ｍｍ／秒の周速度で回転させ、ガイドリブとポリアセタール樹脂界面の摩擦荷重を荷重変換機（フォースゲージ）で検出して、測定荷重と印加荷重との比を摩擦係数とした。
【００３４】
（ビビリ音の発生）
上記（摩擦係数）測定の際と同様にしてローラとガイドリブ部材とを摺動させ、摩擦係数を測定する際の摩擦力を高速フーリエ解析機（ＦＦＴ）を用いて周波数分析し、◎，○，△，×の４段階で評価した。
【００３５】
（耐磨耗性）
テーパー磨耗試験機（砥石ＨＣ２０）にて１５００回の磨耗回転数における磨耗量を次の基準で評価した。○：１％以下、△：１〜２％、×：２％以上
【００３６】
（ゴム硬度）
ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠してデュロメータＡ（スプリング式）を用い測定した。
【００３７】
（圧縮永久歪）
ＪＩＳ  Ｋ６２６２に準拠して、７０℃、２２時間、圧縮変形量２５％の条件で測定し、○：３％以下、△：３〜５％、×：５％以上の評価基準で評価した。
【００３８】
（反発弾性率）
ＪＩＳ  Ｋ６４００−３の規定に準拠して、鋼球を夫々１０回ずつ落下させ、その測定値の平均を反発弾性率とした。測定は２２℃，５０％の条件で行った。
【００３９】
【表１】
2009271158.tif 000003
＊１  ミラブルウレタン：バイエル社製「ミラセンＨＴ」
＊２  ＴＡＩＣ／ＯＢＰ：トリアリルイソシアヌレート／オクチルベンジルフタレート
＊３  トスパール２０００：日硝産業（株）製の球状シリコーン粉末
＊４  スタバックゾールＰ：平泉洋行（バイエル）社製の加水分解防止剤
＊５  パーヘキサ３Ｍ−４０：三新化学工業（株）製のパーオキサイド加硫剤
【００４０】
【表２】
2009271158.tif 000004
【００４１】
表１，２の結果から、本発明導電性エンドレスベルトのガイドリブを形成するゴム組成物が、ベルトの良好な性能を有するものであることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明にかかる導電性エンドレスベルトの一例を示す概略断面図である。
【図２】中間転写ベルト方式によるカラー印刷電子写真装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ａ〜１ｄ  現像器
２ａ〜２ｄ  感光ドラム
３  中間転写ベルト（導電性エンドレスベルト）
３１  ベルト本体
３２  ガイドリブ
４  記録用紙（記録メディア）
５  転写ローラ
６  定着装置
７  転写ローラ
【図１】
2009271158.tif 000005
【図２】
2009271158.tif 000006