JP2004334150A

JP2004334150A - Semiconductive belt, method for manufacturing semiconductive belt, and image forming apparatus

Info

Publication number: JP2004334150A
Application number: JP2003173534A
Authority: JP
Inventors: Yukio Hara; 幸雄原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2004-11-25

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductive belt which easily prevents of the occurrence of holocharacter, while maintaining various kinds of characteristics at a high level. <P>SOLUTION: The endless semiconductive belt including one or more polymide layers mainly made up of a polymide resin, has an outer layer constituting the circumferential surface and consisting of a single polymide layer and an inner layer including one or more layers provided on the inner peripheral side of the outer layer and includes a conductive agent, wherein the surface microhardness of the circumferential surface is set to be ≤30. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に用いられる半導電性ベルト、該半導電性ベルトの製造方法、前記半導電性ベルトを用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた画像形成装置では、画像は次のようにして形成される。まず、無機又は有機材料からなる光導電性感光体（像担持体）上に一様な電荷を形成し、画像信号を変調したレーザー光等で静電濳像を形成した後、帯電したトナーで前記静電濳像を現像して可視化したトナー像とする。次に、上記トナー像を中間転写体を介して、あるいは、直接記録紙等の転写材に静電的に転写することにより所望の画像が形成される。特に、上記像担持体に形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、更に中間転写体上のトナー像を記録紙に二次転写する方式を採用した画像形成装置（例えば、特許文献１参照）がよく知られている。
【０００３】
前記中間転写体方式を採用した画像形成装置の中間転写体としては熱可塑性樹脂からなる導電性の無端ベルトが用いられる。この無端ベルトを構成する主な材料としては、ポリカーボネート樹脂（特許文献２参照）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）（特許文献３，４参照）、ポリアルキレンフタレート（特許文献５参照）、ＰＣ（ポリカーボネート）／ＰＡＴ（ポリアルキレンテレフタレート）のブレンド材料（特許文献６参照）、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロエチレン共重合体）／ＰＣ，ＥＴＦＥ／ＰＡＴ，ＰＣ／ＰＡＴのブレンド材料（特許文献７参照）等が挙げられる。
【０００４】
しかし、上記に列挙したようなポリカーボネート樹脂、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等の熱可塑性樹脂からなる導電性材料は機械特性が劣るために、駆動時の応力に対するベルト変形が大きく、高品質の転写画質が安定して得られない。また、駆動時にベルト端部よりクラックが発生するためにベルトライフが短いなどの問題がある。
【０００５】
また、中間転写体方式を採用した画像形成装置に用いられるベルト材料としては、ポリエステル等の織布と弾性部材を積層してなる補強材入り弾性ベルトが提案されている（特許文献８、９参照）。しかし、このような補強材入り弾性ベルトは、経時でベルト材料のクリープ変形等に起因する色ずれの問題が発生する場合がある。
【０００６】
この様な中間転写ベルトや転写搬送ベルト等に用い得る半導電性ベルトとして、例えば、機械特性や耐熱性に優れたポリイミド樹脂に導電性フィラーを分散してなる中間転写ベルトが提案されている（例えば、特許文献１０、１１参照）。
【０００７】
しかしながら、これまでに提案されているポリイミド樹脂からなる半導電性ベルトは、可とう性と剛性とのバランスが悪く、中間転写ベルトや転写搬送ベルトとして用いるには十分に特性を満足しているとは言えなかった。例えば、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンと重合物であるポリアミド酸（Ｕワニス−Ｓ）をポリイミド樹脂の原料とし、これに導電性フィラーを分散したベルト（特許文献１０参照）が提案されている。
【０００８】
このタイプの中間転写ベルトでは、表面微小硬度が４０以上であり、機械特性に優れており、駆動時の応力に対するベルト変形がなく、色ずれのない高品質の転写画質が安定して得られる。しかし、転写部において、ポリイミド樹脂材料は、機械的特性に優れるために、バイアスローラを用いて記録媒体に記録紙を押圧し、電界を印加してトナー像を静電的に転写するＢ次転写部でのバイアスローラによる押圧力による変形が少ないので、バイアスローラによる押圧力が集中する。このためトナーが凝集し、電荷密度が高くなることによってトナー層内部放電を起こし、トナー極性を変化させる等の原因によって、ライン画像が中抜けする画質欠陥（ホロキャラクター）を発生させる問題があった。
【０００９】
また、ポリイミド系樹脂を主体とする２層構成のポリイミド系樹脂ベルトとして、外層が３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンと重合物であるポリイミド系の２層構成ベルト（特許文献１１参照）が提案されている。このベルトの外層のポリイミド系樹脂材料は、特許文献１０に記載されたベルトと同様に、表面微小硬度が４０以上であり、ライン画像が中抜けする画質欠陥（ホロキャラクター）を発生させる問題を生じることがあった。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭６２−２０６５６７号公報
【特許文献２】
特開平６−０９５５２１号公報
【特許文献３】
特開平５−２００９０４号公報
【特許文献４】
特開平６−２２８３３５号公報
【特許文献５】
特開平６−１４９０８１号公報
【特許文献６】
特開平６−１４９０８３号公報
【特許文献７】
特開平６−１４９０７９号公報
【特許文献８】
特開平９−３０５０３８号公報
【特許文献９】
特開平１０−２４００２０号公報
【特許文献１０】
特開平１０−６３１１５号公報
【特許文献１１】
特開２００２−１５６８３５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来における問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、ホロキャラクターの発生を防止できると共に、他の諸特性も高いレベルで両立させることが容易な半導電性ベルト、および、前記半導電性ベルトの製造方法を提供することを課題とする。また、本発明は、ホロキャラクターの無い高品質の画像を安定して得ることができる、前記半導電性ベルトを用いた画像形成装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。即ち、本発明は
＜１＞ポリイミド系樹脂を主成分とするポリイミド層を１層以上含み、１層の前記ポリイミド層から構成され外周面を成す外層と、該外層の内周側に設けられた１以上の層を含む内層と、を有し、導電剤を含む無端状の半導電性ベルトにおいて、
前記外周面の表面微小硬度が、３０以下であることを特徴とする半導電性ベルトである。
【００１３】
＜２＞ポリイミド系樹脂を主成分とするポリイミド層を１層以上含み、１層の前記ポリイミド層から構成され外周面を成す外層と、該外層の内周側に設けられた１以上の層を含む内層と、を有し、導電剤を含む無端状の半導電性ベルトにおいて、
前記外層のヤング率が、３５００ＭＰａ以下であることを特徴とする半導電性ベルトである。
【００１４】
＜３＞前記内層が、ポリイミド層を１層以上含むことを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の半導電性ベルトである。
【００１５】
＜４＞前記内層に含まれるポリイミド層の少なくとも１層が、前記外層の内周面と接して設けられたことを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００１６】
＜５＞前記内層が、ポリイミド層のみからなることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００１７】
＜６＞前記半導電性ベルトの総厚みに対する前記外層の厚みの割合が、１０〜５０％の範囲内であることを特徴とする＜１＞〜＜５＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００１８】
＜７＞前記外層に含まれるポリイミド系樹脂が、４，４‘−ジアミノフェニルエーテルを主成分として含むことを特徴とする＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００１９】
＜８＞前記外層に含まれるポリイミド系樹脂が、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとの共重合体を主成分として含むことを特徴とする＜１＞〜＜７＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００２０】
＜９＞前記内層のヤング率が、４０００ＭＰａ以上であることを特徴とする＜１＞〜＜８＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００２１】
＜１０＞前記内層に含まれるポリイミド系樹脂が、ｐ−フェニレンジアミンを含むことを特徴とする＜３＞〜＜９＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００２２】
＜１１＞前記内層に含まれるポリイミド系樹脂が、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンとの共重合体を含むことを特徴とする＜３＞〜＜９＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００２３】
＜１２＞前記外周面の表面抵抗率が、１×１０^１０〜１×１０^１４Ω／□の範囲内であることを特徴とする＜１＞〜＜１１＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００２４】
＜１３＞内周面の表面抵抗率が、１×１０^７〜１×１０^１３Ω／□の範囲内であり、前記外周面の表面抵抗率よりも低抵抗であることを特徴とする＜１＞〜＜１２＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００２５】
＜１４＞前記導電剤が、ｐＨ５以下の酸化処理カーボンブラックであることを特徴とする＜１＞〜＜１３＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００２６】
＜１５＞＜４＞〜＜１４＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトの製造方法において、
前記半導電性ベルトが、少なくともポリアミド酸溶液を用いて、前記外層を形成する第１の膜と、前記外層に接して設けられるポリイミド層を形成する第２の膜と、を積層して形成し、前記第１の膜および前記第２の膜を同時にイミド転化する工程を経て作製されることを特徴とする半導電性ベルトの製造方法である。
【００２７】
＜１６＞＜１＞〜＜１４＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトを用いたことを特徴とする画像形成装置である。
【００２８】
＜１７＞少なくとも中間転写体を備えた＜１６＞に記載の画像形成装置において、前記中間転写体が＜１＞〜＜１４＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトであることを特徴とする画像形成装置である。
【００２９】
＜１８＞少なくとも用紙搬送体を備えた＜１６＞に記載の画像形成装置において、前記用紙搬送体が＜１＞〜＜１４＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトであることを特徴とする画像形成装置である。
【００３０】
＜１９＞球形トナーを用いて画像を形成する＜１６＞から＜１８＞のいずれか１つに記載の画像形成装置であって、
前記球形トナーの形状が、下式（１）で規定される形状係数（ＭＬ２／Ａ）で１００〜１４０の範囲内であることを特徴とする画像形成装置である。
・式（１）
（ＭＬ２／Ａ）＝［（トナー粒子の絶対最大長）×２］／［（トナー粒子の投影面積）×π×１／４×１００］
【００３１】
＜２０＞潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により前記潜像担持体表面に形成された前記潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、を少なくとも備えた２つ以上の現像ユニットと、
前記２つ以上の現像ユニット毎に形成されたトナー像を順次被転写体上に重ね合わせるトナー像重ね合わせ手段と、を少なくとも含む画像形成装置において、
前記トナー像重ね合わせ手段が、＜１＞〜＜１４＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトであることを特徴とする＜１６＞〜＜１９＞のいずれか１つに記載の画像形成装置である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、半導電性ベルト、該半導電性ベルトの製造方法、画像形成装置の順に大きくわけて説明する。
【００３３】
＜＜半導電性ベルト＞＞
以下に、本発明の半導電性ベルトを、第１の本発明の半導電性ベルト、第２の本発明の半導電性ベルト、第１および第２の本発明の半導電性ベルトに共通する事項、の順に大きく分けて説明する。なお、以下の説明において、第１および第２の本発明の半導電性ベルトの両方を指す場合には、単に、本発明の半導電性ベルトと称す。
【００３４】
＜第１の本発明の半導電性ベルト＞
第１の本発明の半導電性ベルトは、ポリイミド系樹脂を主成分とするポリイミド層を１層以上含み、１層の前記ポリイミド層から構成され外周面を成す外層と、該外層の内周側に設けられた１以上の層を含む内層と、を有し、導電剤を含む無端状の半導電性ベルトにおいて、前記外周面の表面微小硬度が、３０以下であることを特徴とする。
【００３５】
従って、第１の本発明の半導電性ベルトを用いて画像形成を行った場合には、ホロキャラクターの発生を防止することができる。
外層（半導電性ベルト）の外周面の表面微小硬度が３０を超える場合には、画像形成に際し、ホロキャラクターが発生し、高品質の画像を得ることができない。なお、外層の外周面の表面微小硬度は３０以下であることが好ましく、２５以下であることがより好ましく、２０以下であることが更に好ましい。
【００３６】
また、ホロキャラクター防止の観点からは、外周面の表面微小硬度は小さければ小さい方が好ましいが、小さ過ぎる場合には耐磨耗性が劣化したり、半導電性ベルトの外周面と当接して用いられる他の部材との間でマイクロスリップが発生したり、あるいは、画像形成に際し外周面にトナーが埋め込まれることにより転写性が劣化する等の問題が発生する場合がある。従って、このような問題の発生を防止するためには、外周面の表面微小硬度は１以上であることが好ましく、
２以上であることがより好ましい。
【００３７】
なお、本発明において表面微小硬度は、金属材料の硬さ測定等に広く用いられているビッカース硬さのように、くぼみの対角線長さを求めるという方法により求められたものではなく、圧子が試料にどれだけ侵入したかを測定する方法によって求められたものである。
【００３８】
図１は、表面微小硬度の測定原理を示す模式断面図であり、図１中、５０は表面層を、５１は針状圧子を表し、矢印Ｌは、針状圧子５１に加わる荷重を意味する。
表面微小硬度の測定に際しては、表面層５１の最表面部分に所定形状の針状圧子５１の先端を、荷重Ｌ（ｍＮ）を荷重０から所定荷重Ｐとなるまで押圧する。この時の針状圧子５１の表面層５０中への垂直方向の食い込み深さをＤ（μｍ）とした場合、表面微小硬度ＤＨは下式（２）で表される。
・式（２）ＤＨ＝α・Ｐ／Ｄ
但し、式（２）中、αは、針状圧子５１の形状や測定条件などによって予め決められる係数を意味し、Ｐは所定荷重（ｍＮ）を意味し、Ｄは針状圧子５１の表面層５０中への垂直方向の食い込み深さ（μｍ）を意味する。
なお本発明においては、表面微小硬度の測定にはα＝３．８５８４（使用圧子：三角錐圧子の場合）である針状圧子を用いた。
【００３９】
この表面微小硬度は、圧子を押し込んで行く過程の過重と押し込み深さから得られる硬さで、試料の塑性変形だけでなく、弾性変形をも含んだ状態での材料の強度特性を表すものである。なおかつ、その計測面積は微小であり、トナー粒径に近い範囲でより正確な硬度の測定が可能になる。
本発明者らは、半導電性ベルトを中間転写体等のトナーと接する部材として用いて画像形成を行った場合に、半導電性ベルトの外周面（すなわち、ポリイミド層からなる外層の外周面）の表面微小硬度と、ホロキャラクターの発生レベルとの間には、極めて正確な相関があることを発見した。
【００４０】
例えば、本発明の半導電性ベルトを中間転写体として用いた場合において、その外周面の表面微小硬度が３０以下、好ましくは２５以下の場合には、上述した外周面において、バイアスローラの押圧力によって中間転写体の外周面（転写面）の変形が起こり、これにより中間転写体上のトナーに集中していた押圧力は分散される。このためトナーは凝集せず、ライン画像が中抜けするホロキャラクター等の画質欠陥は発生しない。
【００４１】
尚、半導電性ベルト（外層）の外周面における表面微小硬度は、具体的には下記の方法によって求めた。
半導電性ベルトの外周面を構成する材料（外層）のシートを５ｍｍ角程度に切り、その小片を瞬間接着剤で硝子版に固定する。この試料の表面（半導電性ベルトの外周面に相当する面）の表面微小硬度を超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓ（株式会社島津製作所製）を用いて測定した。なお、測定条件は、以下の通りである。
・測定環境：２３℃、５５％ＲＨ
・使用圧子：三角錐圧子
・試験モード：３（軟質材料試験）
・試験荷重：０．７０ｇｆ
・負荷速度：０．０１４５ｇｆ／ｓｅｃ
・保持時間：５ｓｅｃ
【００４２】
＜第２の本発明の半導電性ベルト＞
なお、本発明者は、半導電性ベルトを構成する外層のヤング率も、上記した半導電性ベルト外周面の表面微小硬度と同様に、ホロキャラクターの発生と強い相関があることを見出した。
すなわち、第２の本発明の半導電性ベルトは、ポリイミド系樹脂を主成分とするポリイミド層を１層以上含み、１層の前記ポリイミド層から構成され外周面を成す外層と、該外層の内周側に設けられた１以上の層を含む内層と、を有し、導電剤を含む無端状の半導電性ベルトにおいて、前記外層のヤング率が、３５００ＭＰａ以下であることを特徴とする。
【００４３】
従って、第２の本発明の半導電性ベルトを用いて画像形成を行った場合には、ホロキャラクターの発生を防止することができる。
外層のヤング率が３５００ＭＰａを超える場合には、画像形成に際し、ホロキャラクターが発生し、高品質の画像を得ることができない。なお、外層のヤング率は３０００ＭＰａ以下であることが好ましく、２５００ＭＰａ以下であることがより好ましい。
【００４４】
また、ホロキャラクター防止の観点からは、外層のヤング率は小さければ小さい方が好ましいが、小さ過ぎる場合には耐磨耗性が劣化したり、半導電性ベルトの外周面と当接して用いられる他の部材との間でマイクロスリップが発生したり、あるいは、画像形成に際し外周面にトナーが埋め込まれることにより転写性が劣化する等の問題が発生する場合がある。従って、このような問題の発生を防止するためには、外層のヤング率は１０ＭＰａ以上であることが好ましく、５０ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００４５】
＜第１および第２の本発明の半導電性ベルトに共通する事項＞
以上に説明したように本発明の半導電性ベルトは、ホロキャラクターの発生を防止するために、外周面の表面微小硬度が３０以下、あるいは、外層のヤング率が３５００ＭＰａ以下であることが必要であるが、これら両方の特性を同時に満たすことがより好ましい。
次に、上記に説明した第１および第２の本発明の半導電性ベルトに共通する事項について説明する。
【００４６】
−半導電性ベルトの層構成−
本発明の半導電性ベルトの層構成は、ポリイミド系樹脂を主成分とするポリイミド層を１層以上含み、１層の前記ポリイミド層から構成され外周面を成す外層と、該外層の内周側に設けられた１以上の層を含む内層と、からなるものであれば特に限定されない。このように、本発明の半導電性ベルトは、上記したようにホロキャラクターの発生を防止することができる可とう性を有する外層（ポリイミド層）と、１以上の層を含む内層と、から構成されるものである。
【００４７】
このような層構成からなる本発明の半導電性ベルトは、個々の層の材料や物性を調整したり、これらの層の組み合わせを最適化することが容易であるために、ホロキャラクターの発生を防止できると共に半導電性ベルトとして要求されるその他の諸特性を、高いレベルで両立させることができる。さらに本発明の半導電性ベルトは、このような２層以上の構成からなるものであるため、単層構成からなる半導電性ベルトと比べて、種々の特性を高いレベルで両立させることが容易である。
【００４８】
なお、本発明の半導電性ベルトは、具体的には以下のような層構成からなるものであってもよい。
まず、内層は、１層以上の層から構成されるものであれば特に限定されないが、ポリイミド系樹脂を主成分とするポリイミド層が１層以上含まれていてもよい。また、内層にポリイミド層が１層以上含まれる場合において、内層に含まれるポリイミド層の少なくとも１層が、外層の内周面と接して設けられていてもよい。
また、本発明の半導電性ベルトにおいては、内層が、ポリイミド層のみからなることが好適である。このような２層のポリイミド層からなる半導電性ベルトは、その構成が単純であるために、コストが安く、製造も容易である。また、内層としてポリイミド層を用いているために、内層に用いられるポリイミド層を構成する材料を選択することにより、半導電性ベルトとして要求される剛性等の確保も容易である。
【００４９】
−半導電性ベルトの厚み−
本発明の半導電性ベルトの厚みは、総厚みで、０．０５〜０．２ｍｍの範囲内であることが好ましく、０．０６〜０．１５ｍｍの範囲内であることがより好ましい。また、外層の厚みの割合が、総厚みに対して１０〜５０％の範囲内であることが好ましい。
外層の厚みの割合が、総厚みに対して１０％未満である場合には、ライン画像が中抜けするホロキャラクター等の画質欠陥が発生する場合がある。これは、半導電性ベルト外周面の可とう性が、内層を構成する材料に影響されることにより、画像形成に際し半導電性ベルトの外周面にトナーが接した場合において、トナーに集中する押圧力が分散できなくなり、トナーの凝集が起こる場合があるためである。
【００５０】
一方、外層の厚みの割合が、総厚みに対して５０％を超える場合には、相対的に内層の厚みの割合が小さくなり過ぎるために、半導電性ベルトとして要求されるその他の特性、特に剛性等の機械的特性を十分に満たすことが困難になる場合がある。
【００５１】
−外層を構成するポリイミド層（ポリイミド系樹脂）−
本発明の半導電性ベルトの外層（ポリイミド層）に主成分として含まれるポリイミド系樹脂は、半導電性ベルトの外周面の表面微小硬度を３０以下、および／または、外層のヤング率を３５００ＭＰａ以下とすることができ、半導電性ベルトに適当な可とう性を付与することができるものであれば特に限定されないが、テトラカルボン酸残基である全芳香族骨格と、ジアミン残基であるジフェニルエーテル骨格と、がイミド結合してなる重合体を主成分として含むことが好ましい。
【００５２】
この場合、ジフェニルエーテル骨格を有するジアミン成分としては、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、又は、これらの芳香環を低級アルキル基等で置換した化合物等を用いることが好適である。
また、上記したように半導電性ベルトの外周面の表面微小硬度を３０以下、および／または、外層のヤング率を３５００ＭＰａ以下とすることができるのであれば、外層の主成分であるポリイミド系樹脂は、テトラカルボン酸残基である全芳香族骨格と、後述するジアミン残基であるｐ−フェニレン骨格とがイミド結合してなる重合体を含んでいてもよい。
【００５３】
また、上記の全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、又はこれらの芳香環を低級アルキル基等で置換した化合物等が挙げられる。これらのうち、特に３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が好ましい
【００５４】
−内層を構成するポリイミド層（ポリイミド系樹脂）−
既述したように、本発明の半導電性ベルトの内層はポリイミド層を含んでいてもよい。この場合、内層のポリイミド層に主成分として含まれるポリイミド系樹脂としては特に限定されるものではないが、半導電性ベルトの機械的特性を確保する観点から、テトラカルボン酸残基である全芳香族骨格と、ジアミン残基であるｐ−フェニレン骨格と、がイミド結合してなる重合体を含むことが好ましい。このようなポリイミド系樹脂は剛性に優れ、ヤング率が高い。
【００５５】
一方、画像形成に際し色ずれのない高品質の画像を安定して得るためには、半導電性ベルトは駆動時の応力に対する変形が小さいことが必要である。このような変形を抑えるためには、本発明の半導電性ベルトにおいては、内層の剛性が高いことが好ましい。具体的には内層のヤング率が４０００ＭＰａ以上であることが好ましく、４５００ＭＰａ以上であることがより好ましい。
このような機械的特性を満足させるためには、内層が上記したようなポリイミド系樹脂を少なくとも含んでいることが好ましく、内層が上記したようなポリイミド系樹脂を主成分とするポリイミド層のみからなることが更に好ましい。
【００５６】
なお、ｐ−フェニレン骨格を有するジアミン成分としては、ｐ−フェニレンジアミン又はその芳香環を低級アルキル基等で置換した化合物等が挙げられる。
また、上記したような機械的特性を満足させることができるのであれば、内層のポリイミド層に含まれるポリイミド系樹脂は、テトラカルボン酸残基である全芳香族骨格と、前述したジアミン残基であるジフェニルエーテル骨格がイミド結合してなる重合体を含んでいてもよい。
【００５７】
上記の全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物としては、外層に用いられるポリイミド系樹脂と同様の化合物が好適に利用できる。
【００５８】
−内層を構成するポリイミド層以外の層−
既述したように、本発明の半導電性ベルトの内層は、１以上の層からなるものであれば特に限定されず、ポリイミド層以外の層を含んでいてもよい。
このようなポリイミド層以外の層としては、高ヤング率であり、クリープ変形量が小さい（経時でのベルト変形が小さい）、熱膨張係数が小さい、吸水膨張係数が小さい（温湿度によるベルト変形の小さい）材料を用いることができ、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアミドイミド樹脂など及びこれらに無機充填剤を添加してなる樹脂材料を例示することができる。
【００５９】
−内層のヤング率と半導電性ベルトの変形−
既述したように、本発明の半導電性ベルトにおいては、内層の剛性が高いことが好ましく、具体的には内層のヤング率が４０００ＭＰａ以上であることが好ましい。このような場合には半導電性ベルトの変形を抑えることができるためである。
【００６０】
なお、参考までに述べれば、本発明の半導電性ベルトの内層を構成する材料（以下、「内層材料」と略す場合がある）のヤング率と、ベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの変位量と、の関係は、下記式（３）で表すことができる。
式（３） Δｌ＝Ｐ・ｌ・α／（ｔ・ｗ・Ｅ）
但し、式（３）において、
Δｌ：ベルトの変位量（μｍ）
Ｐ：負荷（Ｎ）
ｌ：２本のテンションロール間のベルトの長さ（ｍｍ）
α：係数
ｔ：ベルト厚み（ｍｍ）
ｗ：ベルト幅（ｍｍ）
Ｅ：ベルト材料のヤング率（Ｎ／ｍｍ^２）を表す。
【００６１】
半導電性ベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの伸び・縮み（変位量）は、内層材料のヤング率と、半導電性ベルトの厚みに逆比例する。高ヤング率の内層材料を用いると、ベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの変位量が少なくなり、駆動時の応力に対するベルト変形が小さくなり、良好な画質を安定して得ることができる。
但し、半導電性ベルトの厚みが厚い場合には、駆動系ロールなどのベルト屈曲部でのベルト外周面の変形量が大きくなり、良好な画質が得られにくくなる場合がある。また、ベルトの外周側と内周側との変形量が大きくなり、局部的な繰り返し応力のためにベルトが破断するなどの問題が生じる場合がある。
【００６２】
−導電剤−
本発明の半導電性ベルトには、所望の導電性が得られるように少なくとも導電剤が添加される。半導電性ベルトを構成する各層への導電剤の種類やその添加量は、必要に応じて任意に調整することができ、また、導電剤以外の添加剤も必要に応じて添加してもよい。
この導電剤としては、導電性もしくは半導電性の微粉末が使用でき、所望の電気抵抗を安定して得ることができれば、導電特性は特に制限はないが、ケッチエンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック、アルミニウムやニッケル等の金属、酸化錫等の酸化金属化合物、チタン酸カリウム等が例示できる。これらの導電剤は、単独、あるいは、併用して使用してもよい。
【００６３】
本発明の半導電性ベルトには、ポリイミド層を構成する樹脂マトリックス中への分散性が良好で、半導電性ベルトの抵抗バラツキを小さくすることができるとともに、電界依存性が小さく、転写電圧による電界集中が起こりにくく、電気抵抗の経時での安定性に優れる点から、ｐＨ５以下の酸化処理カーボンブラックが好適に用いられる。
【００６４】
−酸化処理カーボンブラック−
酸化処理カーボンブラックは、カーボンブラックを酸化処理して製造されるもので、酸化処理により、その表面にカルボキシル基、キノン基、ラクトン基、水酸基等が付与されたものである。この酸化処理は、高温雰囲気下で、空気と接触させ、反応させる空気酸化法、常温下で窒素酸化物やオゾンと反応させる方法、あるいは、高温下での空気酸化後、低い温度下でオゾン酸化する方法などにより行うことができる。具体的には、酸化処理カーボンブラックは、コンタクト法により製造することができる。このコンタクト法としては、チャネル法、ガスブラック法等が挙げられる。また、酸化処理カーボンブラックは、ガスまたはオイルを原料とするファーネスブラック法により製造することもできる。必要に応じて、これらの処理を施した後、硝酸などで液相酸化処理を行ってもよい。
【００６５】
なお、酸化処理カーボンブラックは、コンタクト法で製造することができるが、密閉式のファーネス法によって製造するのが通常である。ファーネス法では通常高ｐＨ・低揮発分のカーボンブラックしか製造されないが、これに上述の液相酸処理を施してｐＨを調整することができる。このためファーネス法製造により得られるカーボンブラックで、後工程処理によりｐＨが５以下となるように調節されたカーボンブラックも、本発明の半導電性ベルトに好適に用いられる。
【００６６】
酸化処理カーボンブラックのｐＨ値は、ｐＨ５．０以下であるが、好ましくはｐＨ４．５以下であり、より好ましくはｐＨ４．０以下である。ｐＨ５．０以下の酸化処理カーボンブラックは、表面にカルボキシル基、水酸基、キノン基、ラクトン基などの酸素含有官能基を有し、樹脂マトリックス中への分散性に優れるため、良好な分散安定性が得られ、半導電性ベルトの抵抗バラツキを小さくすることができるとともに、電界依存性も小さくなり、転写電圧による電界集中が起こりにくくなる。
【００６７】
カーボンブラックのｐＨ値は、カーボンブラックの水性懸濁液を調整し、ガラス電極で測定することで求められる。また、酸化処理カーボンブラックのｐＨは、酸化処理工程での処理温度、処理時間等の条件によって、調整することができる。
【００６８】
酸化処理カーボンブラックは、その揮発成分が１〜２５％の範囲内で含まれることが好ましく、２〜２０％の範囲内で含まれることがより好ましく、３．５〜１５％の範囲内で含まれていることが更に好ましい。揮発分が１％未満である場合には、表面に付着する酸素含有官能基の効果がなくなり、樹脂マトリックスへの分散性が低下する場合がある。一方、揮発分が２５％より高い場合には、樹脂マトリックスに分散させる際に、分解してしまう、或いは、表面の酸素含有官能基に吸着された水などが多くなるなどによって、得られる成形品の外観が悪くなるなどの問題が生じる場合がある。従って、揮発分を上記範囲とすることで、樹脂マトリックス中への分散性をより良好なものにすることができる。なお、この揮発分は、酸化処理カーボンブラックを９５０℃で７分間加熱したときに、出てくる有機揮発成分（カルボキシル基、水酸基、キノン基、ラクトン基等）の、加熱処理前の全重量に対する割合として求めることが出来る。
【００６９】
本発明の半導電性ベルトには、カーボンブラックは２種類以上含まれていてもよい。この場合、これらのカーボンブラックは実質的に互いに導電性の異なるものであることが好ましく、例えば酸化処理の度合い、ＤＢＰ吸油量、窒素吸着を利用したＢＥＴ法による比表面積等の物性が異なるものを用いることができる。このように導電性の異なる２種類以上のカーボンブラックを添加する場合、例えば高い導電性を発現するカーボンブラックを優先的に添加した後、導電率の低いカーボンブラックを添加して表面抵抗率を調整すること等が可能である。このように２種類以上のカーボンブラックを用いる場合も、少なくとも、そのうちの１種類に酸化処理カーボンブラックを使うことによって、両方のカーボンブラックの混合や分散を高めることができる。
【００７０】
酸化処理カーボンブラックとして、具体的には、デグサ社製の「プリンテックス１５０Ｔ」（ｐＨ４．５、揮発分１０．０％）、同「スペシャルブラック３５０」（ｐＨ３．５、揮発分２．２％）、同「スペシャルブラック１００」（ｐＨ３．３、揮発分２．２％）、同「スペシャルブラック２５０」（ｐＨ３．１、揮発分２．０％）、同「スペシャルブラック５」（ｐＨ３．０、揮発分１５．０％）、同「スペシャルブラック４」（ｐＨ３．０、揮発分１４．０％）、同「スペシャルブラック４Ａ」（ｐＨ３．０、揮発分１４．０％）、同「スペシャルブラック５５０」（ｐＨ２．８、揮発分２．５％）、同「スペシャルブラック６」（ｐＨ２．５、揮発分１８．０％）、同「カラーブラックＦＷ２００」（ｐＨ２．５、揮発分２０．０％）、同「カラーブラックＦＷ２」（ｐＨ２．５、揮発分１６．５％）、同「カラーブラックＦＷ２Ｖ」（ｐＨ２．５、揮発分１６．５％）、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１０００」（ｐＨ２．５、揮発分９．５％）、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１３００」（ｐＨ２．５、揮発分９．５％）、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１４００」（ｐＨ２．５、揮発分９．０％）、同「ＭＯＧＵＬ−Ｌ」（ｐＨ２．５、揮発分５．０％）、同「ＲＥＧＡＬ４００Ｒ」（ｐＨ４．０、揮発分３．５％）等が挙げられる。
【００７１】
−酸化処理カーボンブラックの添加量−
上記のような酸化処理カーボンブラックは、一般的なカーボンブラックに比べ、前述したように表面に存在する酸素含有官能基の効果により、樹脂マトリックス中への分散性に優れている。このため、樹脂マトリックス中への添加量をより高くするためには、酸化処理カーボンブラックを微粉末状にして添加することが好ましい。これにより、半導電性ベルトに含まれる酸化処理カーボンブラックの量が多くすることができるため、上記電気抵抗値の面内バラツキを押えることができる等の酸化処理カーボンブラックを用いることの効果を最大限に発揮することができる。
【００７２】
本発明の半導電性ベルトに含まれる酸化処理カーボンブラックの含有量は特に限定されないが、半導電性ベルトの表面抵抗率の面内バラツキを抑制する等の酸化処理カーボンブラックを添加することによる効果を十分に発揮させるためには、１０〜３０重量％の範囲内とすることが好ましい。
この含有量が１０重量％未満であると電気抵抗の均一性が低下し、表面抵抗率の面内ムラや電界依存性が大きくなる場合がある。一方、３０重量％を超えると所望の抵抗値が得られ難くなる場合がある。
なお、酸化処理カーボンブラックの含有量は、１８〜３０重量％の範囲内とすることがより好ましい。含有量がこのような範囲内にある場合には、酸化処理カーボンブラックを半導電性ベルトに添加することによる効果を最大限発揮させることができ、表面抵抗率の面内ムラや電界依存性を顕著に向上させることができる。
【００７３】
−表面抵抗率−
本発明の半導電性ベルトは、転写面（外周面）の表面抵抗率が１×１０^１０〜１×１０^１４Ω／□であることが好ましく、１×１０^１１〜１×１０^１３Ω／□であることがより好ましい。この表面抵抗率が１×１０^１４Ω／□より高い場合には、本発明の半導電性ベルトを、像担持体と当接する中間転写体として用いた場合において、この表面抵抗率が１×１０^１４Ω／□より高い場合には、像担持体表面と中間転写体表面とが接触状態から剥離状態へと移行するポストニップ部で剥離放電が発生し易くなり、放電が発生した部分では、白抜けする画質欠陥が発生する場合がある。
【００７４】
一方、表面抵抗率が１×１０^１０Ω／□未満の場合には、像担持体表面と中間転写体表面とが非接触状態から接触状態へと移行するプレニップ部での電界強度が強くなり、プレニップ部でのギャップ放電が発生し易くなるために画質の粒状性が悪化する場合がある。従って、外周面の表面抵抗率を、上記範囲内とすることで、表面抵抗率が高い場合に発生する放電による白抜けと、表面抵抗率が低い場合に発生する画質の悪化と、を防止することができる。
【００７５】
また、本発明の半導電性ベルトは、内周面の表面抵抗率が、１×１０^７〜１×１０^１３Ω／□の範囲内であり、外周面の表面抵抗率よりも低抵抗であることが好ましい。このような場合、半導電性ベルトが自発的な除電機能を有するために、上記したような白抜けや、画質の悪化を防止することがより容易となる。
【００７６】
本発明の半導電性ベルトにおいて、外周面や内周面の表面抵抗率は、円形電極（例えば、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰの「ＨＲプローブ」）を用い、ＪＩＳＫ６９９１に従って測定することができる。このような表面抵抗率の測定方法を図面を用いて以下に説明する。
図２は、半導電性ベルトの表面抵抗率の計測方法の一例を示す概略模式図であり、（ａ）は円形電極の一例を示す概略平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す円形電極の概略断面図である。図２に示す円形電極は、第一電圧印加電極Ａと板状絶縁体Ｂとを備える。第一電圧印加電極Ａは、円柱状電極部Ｃと、円柱状電極部Ｃの外径よりも大きい内径を有し、且つ、円柱状電極部Ｃを一定の間隔で囲む円筒状のリング状電極部Ｄと、を備える。
【００７７】
表面抵抗率の測定は、第一電圧印加電極Ａの円柱状電極部Ｃ及びリング状電極部Ｄと、板状絶縁体Ｂと、の間に半導電性ベルトＴを挟持した状態で、第一電圧印加電極Ａの円柱状電極部Ｃとリング状電極部Ｄとの間に電圧Ｖ（Ｖ）を印可したときに流れる電流Ｉ（Ａ）を測定することにより行う。
なお、半導電性ベルトＴの外周面（あるいは内周面）の表面抵抗率を測定する場合には、外周面（あるいは内周面）が円柱状電極部Ｃ及びリング状電極部Ｄに接するように半導電性ベルトＴを配置する。
この際、半導電性ベルトＴの外周面の表面抵抗率ρｓ（Ω／□）は、下記式（４）により算出することができる。ここで、下記式（４）中、ｄ（ｍｍ）は円柱状電極部Ｃの外径を示し、Ｄ（ｍｍ）はリング状電極部Ｄの内径を示す。
・式（４） ρｓ＝π×（Ｄ＋ｄ）／（Ｄ−ｄ）×（Ｖ／Ｉ）
【００７８】
−体積抵抗率−
本発明の半導電性ベルトは、体積抵抗率が１×１０^８〜１×１０^１３Ωｃｍであることが好ましく、１×１０^９〜１×１０^１２Ωｃｍであることがより好ましい。
本発明の半導電性ベルトが像担持体に当接する中間転写体として利用される場合において、この体積抵抗率が１×１０^８ΩＣｍ未満である場合には、像担持体から中間転写体に転写された未定着トナー像の電荷を保持する静電的な力が働きにくくなるため、トナー同士の静電的反発力や画像エッジ付近のフリンジ電界の力によって、画像の周囲にトナーが飛散する現象（ブラー）が発生したり、ノイズの大きい画像が形成される場合がある。一方、体積抵抗率が１×１０^１３Ωｃｍより高い場合には、電荷の保持力が大きいために、１次転写での転写電界で中間転写体の外周面が帯電するために除電機構が必要となる場合がある。従って、前記体積抵抗率を、上記範囲とすることで、トナーが飛散したり、除電機構が必要となる問題を解消することができる。
【００７９】
本発明の半導電性ベルトにおいて、体積抵抗率は、円形電極（例えば、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰのＨＲプローブ）を用い、ＪＩＳＫ６９９１に従って測定することができる。この体積抵抗率の測定方法を図を用いて以下に説明する。
図３は、半導電性ベルトの体積抵抗率の計測方法を一例を示す概略模式図であり、（ａ）は、円形電極の一例を示す概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す円形電極の概略断面図である。図３に示す円形電極は、第一電圧印加電極Ａ’と第二電圧印加電極Ｂ’とを備える。第一電圧印加電極Ａ’は、円柱状電極部Ｃ’と、円柱状電極部Ｃ’の外径よりも大きい内径を有し、且つ、円柱状電極部Ｃ’を一定の間隔で囲む円筒状のリング状電極部Ｄ’と、を備える。
【００８０】
体積抵抗率の測定は、第一電圧印加電極Ａ’の円柱状電極部Ｃ’及びリング状電極部Ｄ’と、第二電圧印加電極Ｂ’と、の間に半導電性ベルトＴを挟持した状態で、第一電圧印加電極Ａ’の円柱状電極部Ｃ’と第二電圧印加電極Ｂ’との間に電圧Ｖ（Ｖ）を印可したときに流れる電流Ｉ（Ａ）を測定することにより行う。
この際、半導電性ベルトＴの体積抵抗率ρｖ（Ωｃｍ）は、下記式（５）により算出することができる。ここで、下記式（５）中、ｔは、半導電性ベルトＴの厚さ（ｍｍ）を示す。
・式（５） ρｖ＝１９．６×（Ｖ／Ｉ）×ｔ
【００８１】
以上に説明したような本発明の半導電性ベルトを用いて画像形成を行う場合には、ホロキャラクターの発生を防止することができる。また、半導電性ベルトの層構成や、各層を構成する材料を選択することにより、転写電圧による抵抗の低下がなく、経時による形状の変形等の問題がなく、かつ、電界依存性がなく、環境による電気抵抗の変化が少ないという優れた特性も両立させることができる。このような本発明の半導電性ベルトは、電子写真複写機やレーザープリンタ等の画像形成装置において用いられる無端状で半導電性が要求されるベルト部材として利用でき、例えば、中間転写体（中間転写ベルト）や、用紙搬送体（用紙搬送ベルト）として用いることができる。
【００８２】
＜＜半導電性ベルトの製造方法＞＞
次に、本発明の半導電性ベルトの製造方法について説明する。本発明の半導電性ベルトの製造方法は、上記したような構成を有する本発明の半導電性ベルトが得られるのであれば、特に限定されず、公知の方法を利用することができる
例えば、フィルム端の接着剤等を介した接着方式などの適宜な接続方式にて形成することもできるし、シームレスベルトとして作製することもできる。シームレスベルトは、接合部の厚さ変化がなく任意な部分を回転の開始位置とすることができて、回転開始位置の制御機構を省略できる利点などを有している。
【００８３】
本発明の半導電性ベルトを構成する各層の形成は、例えば、各層の構成材料を溶解・分散させた溶液を適宜な方式で展開し、その展開層を乾燥製膜してフィルム状に成形し、その成形物を加熱処理することにより行うことができる。
また、ポリアミド層に関しても上記したような方法を利用して、ポリアミド酸溶液を適宜な方式で展開し、その展開層を乾燥製膜してフィルム状に成形し、その成形物を加熱処理してポリアミド酸をイミドに転化する方法などによりポリアミド層を形成することができる。
【００８４】
この際、半導電性ベルトを構成する各層の積層は、上記したような操作を繰り返すことにより行うことができる。
また、半導電性ベルトが、外層（ポリアミド層）の内周面に接して、内層側のポリアミド層が設けられた層構成を有する場合において、半導電性ベルトが、ポリアミド酸溶液を用いて作製される場合には以下のようにして作製されることが好ましい。
すなわち、少なくとも、ポリアミド酸溶液を用いて、外層（第１の層）を形成する第１の膜と、外層の内周面に接して設けられるポリイミド層（第２の層）を形成する第２の膜と、を積層して形成し、第１の膜および第２の膜を同時にイミド転化する工程を経て、半導電性ベルトが作製されることが好ましい。
【００８５】
このような工程を経て作製された半導電性ベルトは、第１の層と、第２の層と、の間の接着力を向上させることができ、長期の使用に際してこれら２つのポリアミド層間の剥離が起こりにくくなる。このような製造方法は、特に半導電性ベルトの内層がポリアミド層のみからなる場合（すなわち、外層（ポリアミド層）と、内層（ポリアミド層）と、からなる２層構成の場合）に好適である。
なお、このような作製方法は、第１の層および第２の層の両方が、内層に含まれた相互に隣接したポリアミド層である場合にも同様に適用できる。
【００８６】
また、シームレスベルトとして半導電性ベルトを作製する場合、例えばポリアミド酸溶液を円筒状金型の外周面に浸漬する方式や、内周面に塗布する方式や更に遠心する方式、或いは、注形型に充填する方式などの適宜な方式でリング状に展開し、その展開層を乾燥成膜してベル卜形に成形し、その成形物を加熱処理してポリアミド酸をイミドに転化して型より回収する方法などの従来に準じた適宜な方法により行うことができる（特開昭６１−９５３６１号公報、特開昭６４−２２５１４号公報、特開平３−１８０３０９号公報等）。なお、上記したような作製方法において、ポリアミド層以外の層を形成する場合には、ポリアミド酸溶液の代わりに、この層を構成する材料を分散・溶解させた溶液を用いることができる。また、シームレスベルトの形成に際しては、型の離型処理や脱泡処理などの適宜な処理を施すことができる。
【００８７】
本発明の半導電性ベルトをシームレスベルトとして形成する場合、例えば、各層を構成する材料を分散・溶解させた原料液を用い、外周側あるいは内周側の層から順次形成して筒状体とした後、加熱処理（ポリアミド層の形成に際しては過熱処理によるイミド転化）を行えばよい。筒状体の形成は、例えば一層目の原料液を円筒形状の金型の内周面や外周面に前記塗布方式にて筒状に展開して，その展開層を乾燥成膜し、さらに二層目の原料液を用いて同様に展開・乾燥等すればよい。
【００８８】
＜＜画像形成装置＞＞
本発明の画像形成装置は、本発明の半導電性ベルトを用いたものであれば特に限定されない。また、本発明の半導電性ベルトは、例えば、中間転写体や用紙搬送体として利用することができる。
以下に、本発明の画像形成装置ついて、本発明の半導電性ベルトを中間転写体として用いた場合を例として説明するが、本発明の画像形成装置は、以下の構成のみに限定されるものではない。
【００８９】
本発明の半導電性ベルトを中間転写体として用いた画像形成装置の構成例としては、画像情報に応じた静電潜像を形成する像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーによりトナー像として可視化する現像装置と、前記像担持体に担持されたトナー像を中間転写体上に転写する一次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する二次転写手段とを有する画像形成装置において、前記中間転写体として、本発明の半導電性ベルトを用いた構成が一例として挙げられる。このような画像形成装置は、本発明の半導電性ベルトを備えているため、高品質の転写画質を安定して得ることができる。
【００９０】
また、上記の構成からなる画像形成装置は、例えば、現像装置内に単色のトナーのみを収容する通常のモノカラー画像形成装置や、感光体ドラム等の像担持体上に担持されたトナー像を中間転写体に順次一次転写を繰り返すカラー画像形成装置、各色毎の現像器を備えた複数の像担持体を中間転写体上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置等であってもよい。
【００９１】
次に、本発明の半導電性ベルトを用いたカラー画像形成装置の一例を図面を用いて説明する。但し、本発明の画像形成装置は、以下に説明する構成のみに限定されるものではない。以下に、本発明の画像形成装置について、図面を参照して説明する。
図４は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略模式図であり、１は感光体ドラム（像担持体）、２は中間転写ベルト（中間転写体）、３はバイアスローラ（第一転写手段）、４は用紙トレー、５はブラック現像器、６はイエロー現像器、７はマゼンタ現像器、８はシアン現像器、９は中間転写体クリーナ、１３は剥離爪、２１はベルトローラ、２２はバックアップローラ、２３はベルトローラ、２４はベルトローラ、２５は導電性ローラ（第二転写手段）、２６は電極ローラ、３１はクリーニングブレード、４１は用紙、４２はピックアップローラ、４３はフィードローラを表す。
なお、図４に示す画像形成装置は、中間転写ベルト２として、本発明の半導電性ベルトを用いたものである。
【００９２】
次に、図４に示す画像形成装置の構成について説明する。感光体ドラム１の周囲には、これに近接し矢印Ａ方向に沿って、ブラック現像器５、イエロー現像器６、マゼンタ現像器７、シアン現像器８が順次配置されている。また、感光体ドラム１に対して、これら４色の現像器が配置された側と反対側に、中間転写ベルト２を挟んで導電性ローラ２５が、感光体ドラム１と圧接するように配置されている。
【００９３】
中間転写ベルト２は、その内周面に接して矢印Ｂ方向に順次配置された導電性ロール２５、ベルトローラ２１、ベルトローラ２３、バックアップローラ２２、ベルトローラ２４により張架されており、中間転写ベルト２を挟んで、ベルトローラ２４の反対側には中間転写体クリーナ９が配置されている。また、中間転写ベルト２の、バックアップローラ２２とベルトローラ２４とにより張架された部分の外周面に接触するように剥離爪１３が配置されている。
【００９４】
バックアップローラ２２は、中間転写ベルト２を介して、バイアスローラー３と圧接しており、用紙４１が、バックアップローラ２２（に押圧された中間転写ベルト２）とバイアスローラー３との間を挿通可能である。バイアスローラー３の周囲には、この表面に接触するようにクリーニングブレード３１が設けられている。また、バックアップローラ２２のバイアスローラー３が配置された側のほぼ反対側に、バックアップローラ２２と接して電極ローラ２６が配置されている。
【００９５】
バックアップローラ２２とバイアスローラー３との間を用紙４１が通過する方向には、一対のお互いに接触したフィードローラ４３が配置され、２つのフィードローラ４３の間を用紙４１が挿通可能である。また、一対のフィードローラ４３の、バックアップローラ２２およびバイアスローラー３が設けられた側の反対側には、用紙４１をストックした用紙トレイ４と、用紙トレイ４から用紙４１を一対のフィードローラ４３の接触部に供給するピックアップローラーが配置されている。
【００９６】
次に、図４に示す画像形成装置を用いた画像形成について説明する。まず、感光体ドラム１が矢印Ａ方向に回転し、図示しない帯電装置でその表面が一様に帯電される。帯電された感光体ドラム１にレーザー書込み装置等の画像書き込み手段（不図示）により第一色（例えば、Ｂｋ）の静電潜像が形成される。
この静電潜像はブラック現像器５によってトナー現像されて可視化されたトナー像Ｔが形成される。トナー像Ｔは、感光体ドラム１の回転で導電性ロール２５（第一転写手段）が配置された一次転写部に到り、導電性ロール２５からトナー像Ｔに逆極性の電界を作用させることにより、上記トナー像Ｔは、静電的に中間転写ベルト２外周面に吸着されつつ中間転写ベルト２の矢印Ｂ方向の回転で一次転写される。
【００９７】
以下、同様にして第２色のトナー像、第３色のトナー像、第４色のトナー像が順次形成され、各色のトナー像が、中間転写ベルト２外周面において画像情報と対応するように重ね合わされ、多重トナー像が形成される。中間転写ベルト２に転写された多重トナー像は、中間転写ベルト２の回転でバイアスロール３（第二転写手段）が設置された二次転写部に到る。
二次転写部は、中間転写ベルト２のトナー像を担持する外周面側に接して配置されたバイアスロール３と、中間転写ベルト２の内周面側からバイアスロール３に対向するように配置されたバックアップロール２２と、このバックアップロール２２に圧接して回転する電極ロール２６と、から構成される。
【００９８】
記録紙４１は、用紙トレー４に収容された記録紙束からピックアップロール４２で一枚ずつ取り出され、フィードロール４３を経て二次転写部の中間転写ベルト２とバイアスロール３との圧接部に所定のタイミングで給送される。
給送された記録紙４１は、バイアスロール３及びバックアップロール２２による圧接搬送と中間転写ベルト２の回転により、中間転写ベルト２外周面に担持された多重トナー像が転写される。
【００９９】
多重トナー像が転写された記録紙４１は、最終トナー像の二次転写終了まで退避位置にある剥離爪１３を作動せることにより中間転写ベルト２から剥離され、図示しない定着装置に搬送される。次に、記録紙４１が定着装置により加圧／加熱処理されることにより、その表面に多重トナー像が定着されることによって画像が形成される。尚、多重トナー像の記録紙４１への転写の終了した中間転写ベルト２は、二次転写部の下流に設けた中間転写体クリーナ９で残留トナーの除去が行われて次の転写に備える。また、転写ロール３は、金属からなるクリーニングブレード３１が常時当接するように取り付けられており、転写で付着したトナー粒子や紙紛等の異物が除去される。
【０１００】
単色画像の転写の場合、一次転写されたトナー像Ｔを直ちに二次転写して定着装置に搬送するが、複数色の重ね合わせによる多色画像の転写の場合、各色のトナー像が一次転写部で正確に一致するように中間転写ベルト２と感光体ドラム１との回転を同期させて各色のトナー像がずれないようにする。
上記一次転写部では、転写ロール３と中間転写ベルト２を介して対向配置したバックアップロール２２に圧接した電極ロール２６に、トナー像の極性と同極性の出圧（転写電圧）を印加することで、該トナー像を記録紙４１に静電反発で転写する。
【０１０１】
なお、上記した一次転写および二次転写は、本発明の半導電性ベルトからなる中間転写体２を介して行われるため、ホロキャラクターの無い画像が記録紙４１上に形成される。
【０１０２】
本発明の画像形成装置は、図４に示したような１つの像担持体の周囲に各色に対応した現像器を配置したような所謂４サイクル機であってもよいが、画像形成速度の高速化の点では、各色毎の現像ユニットを備えた所謂タンデム機であることがより好ましい。
【０１０３】
このような画像形成装置としては、具体的には、潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により前記潜像担持体表面に形成された前記潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、を少なくとも備えた２つ以上の現像ユニットと、前記２つ以上の現像ユニット毎に形成されたトナー像を順次被転写体上に重ね合わせるトナー像重ね合わせ手段と、を少なくとも含むものであることが好ましい。このようなタンデム機においては、トナー像重ね合わせ手段として本発明の半導電性ベルトを用いることができる。
【０１０４】
このようなタンデム型のカラー画像形成装置の具体例を図面を用いて以下に説明する。
図５は本発明の画像形成装置の他の例を示す概略模試図である。図５に示す画像形成装置は、４つのトナーカートリッジ７１、１対の定着ロール７２、バックアップロール７３、テンションロール７４、２次転写ロール７５、用紙経路７６、用紙トレイ７７、レーザー発生装置７８、４つの感光体（像担持体）７９、４つの１次転写ロール８０、駆動ロール８１、転写クリナー８２、４つの帯電ロール８３、感光体クリーナー８４、現像器８５、中間転写ベルト８６、除電ロール８８等を主用な構成部材として含んでなる。なお、図５に示す画像形成装置において、本発明の半導電性ベルトはトナー像の重ね合わせ手段およびトナー像の転写手段として機能する中間転写ベルト８６として用いられる。
【０１０５】
次に、図５に示す画像形成装置の構成について順次説明する。まず、感光体７９の周囲には、反時計回りに帯電ロール８３、現像器８５、中間転写ベルト８６を介して配置された１次転写ロール８０、感光体クリーナー８４が配置され、これら１組の部材が、１つの色に対応した現像ユニットを形成している。また、この現像ユニット毎に、現像器８５に現像剤を補充するトナーカートリッジ７１がそれぞれ設けられており、各現像ユニットの感光体７９に対して、帯電ロール８３と現像器８５との間の感光体７９表面に画像情報に応じたレーザー光を照射することができるレーザー発生装置７８が設けられている。
【０１０６】
４つの色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）に対応した４つの現像ユニットは、画像形成装置内においてほぼ水平方向に直列に配置されており、４つの現像ユニットの感光体７９と１次転写ロール８０とのニップ部を挿通するように中間転写ベルト８６が設けられている。中間転写ベルト８６は、その内周側に以下の順序で反時計回りに設けられた、バックアップロール７３、テンションロール７４、および駆動ロール８１により張架されている。なお、４つの１次転写ロールはバックアップロール７３とテンションロール７４との間に位置する。また、中間転写ベルト８６を介して駆動ロール８１の反対側には中間転写ベルト８６の外周面をクリーニングする転写クリナー８２が駆動ロール８１に対して圧接するように設けられている。
【０１０７】
また、中間転写ベルト８６を介してバックアップロール７３の反対側には用紙トレイ７７から用紙経路７６を経由して搬送される記録用紙の表面に、中間転写ベルト８６の外周面に形成されたトナー像を転写するための２次転写ロール７５が、バックアップロール７３に対して圧接するように設けられている。バックアップロール７３と駆動ロール８１との間の中間転写ベルト８６の外周面には、この外周面を除電するための除電ロール８８が設けられている。
【０１０８】
また、画像形成装置の底部には記録用紙をストックする用紙トレイ７７が設けられ、用紙トレイ７７から用紙経路７６を経由して２次転写部を構成するバックアップロール７３と２次転写ロール７５との圧接部を通過するように供給することができる。この圧接部を通過した記録用紙はさらに１対の定着ロール７２の圧接部を挿通するように不図示の搬送手段により搬送可能であり、最終的に画像形成装置外へと排出することができる。
【０１０９】
次に、図５の画像形成装置を用いた画像形成方法について説明する。トナー像の形成は各現像ユニット毎に行なわれ、帯電ロール８３により反時計方向に回転する感光体７９表面を一様に帯電した後に、レーザー発生装置７８（露光装置）により帯電された感光体７９表面に潜像を形成し、次に、この潜像を現像器８５から供給される現像剤により現像してトナー像を形成し、１次転写ロール８０と感光体７９との圧接部に運ばれたトナー像を矢印Ａ方向に回転する中間転写ベルト８６の外周面に転写する。なお、トナー像を転写した後の感光体７９は、その表面がに付着したトナーやゴミ等が感光体クリーナー８４によりクリーニングされ、次のトナー像の形成に備える。
【０１１０】
各色の現像ユニット毎に現像されたトナー像は、画像情報に対応するように中間転写体８６の外周面上に順次重ね合わされた状態で、２次転写部に運ばれ２次転写ロール７５により、用紙トレイ７７から用紙経路７６を経由して搬送されてきた記録用紙表面に転写される。トナー像が転写された記録用紙は、更に定着部を構成する１対の定着ロール７２の圧接部を通過する際に加圧加熱されることにより定着され、記録媒体表面に画像が形成された後、画像形成装置外へと排出される。
【０１１１】
２次転写部を通過した中間転写ベルトは、矢印Ａ方向に更に進み除電ロール８８により外周面が除電された後、さらに、転写クリナー８２により外周面がクリーニングされた後に次のトナー像の転写に備える。
【０１１２】
以上に説明した図５に示す本発明の画像形成装置は、中間転写ベルト８６として本発明の半導電性ベルトを用いているために、ホロキャラクターを防ぐことができると共に、他の特性も高いレベルで満足させることができる。
【０１１３】
本発明の画像形成装置に使用され得るトナーとしては、特に限定されるものではないが、高い転写効率を達成するために、球形トナーであることが好ましい。但し、この球形トナーは、その形状が下式（１）で規定される形状係数で１００〜１４０の範囲内であるものを意味し、球形トナーの形状係数は１００〜１３０の範囲内であることがより好ましく、１００〜１２０の範囲内であることが更に好ましい。
トナーの形状係数（ＭＬ２／Ａ）が１４０より大きくなると転写効率が低下してしまい、形成された画像の画質が目視で確認出来るほどに低下してしまう場合がある。
なお、形状係数とは、下式（１）で規定される値を意味する。
・式（１）
（ＭＬ２／Ａ）＝［（トナー粒子の絶対最大長）×２］／［（トナー粒子の投影面積）×π×１／４×１００］
【０１１４】
球形トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有してなるものである。この球形トナーの平均粒子径としては、好ましくは２〜１２μｍの範囲内であり、より好ましくは３〜９μｍの範囲内であることが好ましい。
【０１１５】
結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα―メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類等の単独重合体および共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレンーアクリル酸アルキル共重合体、スチレンーメタクリル酸アルキル共重合体、スチレンーアクリロニトリル共重合体、スチレンーブタジエン共重合体、スチレンー無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等も挙げられる。
【０１１６】
着色剤としては、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、カーボンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３等を代表的なものとして挙げられる。
【０１１７】
球形トナーには、帯電制御剤、離型剤、他の無機微粒子等の公知の添加剤を内添加処理や外添加処理してもよい。離型剤としては低分子ポリエチレン、低分子ポリプロピレン、フィッシャートロプシュワックス、モンタンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等を代表的なものとして挙げられる。
【０１１８】
帯電制御剤としては、公知のものを使用することができるが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いることができる。湿式製法でトナーを製造する場合、イオン強度の制御と廃水汚染の低減の点で水に溶解しにくい素材を使用するのが好ましい。
【０１１９】
他の無機微粒子としては、粉体流動性、帯電制御等の目的で、平均１次粒径が４０ｎｍ以下の小径無機微粒子を用い、更に必要に応じて、付着力低減の為、それより大径の無機あるいは有機微粒子を併用してもよい。これらの他の無機微粒子は公知のものを使用できる。例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、メタチタン酸、酸化亜鉛、ジルコニア、マグネシア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウム、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム等が挙げられる。また、小径無機微粒子については表面処理することにより、分散性が高くなり、粉体流動性をあげる効果が大きくなるため有効である。
【０１２０】
球形トナーの製造方法は特に限定されるものではなく、公知の方法により得ることができる。具体的には、例えば、▲１▼結着樹脂及び着色剤と、必要に応じて離型剤及び帯電制御剤等を混練、粉砕、分級する混練粉砕法、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力または熱エネルギーにて形状を変化させる方法、▲２▼結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、必要に応じて離型剤及び帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、球形トナーを得る乳化重合凝集法、▲３▼結着樹脂を得るための重合性単量体に、着色剤や、必要に応じて離型剤、帯電制御剤等を添加した溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、▲４▼結着樹脂及び着色剤と、必要に応じて離型剤及び帯電制御剤等を添加した溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等が挙げられる。
【０１２１】
また上記方法で得られた球形トナーをコア粒子として、このコア粒子の表面にさらに凝集粒子を付着させてシェル層を形成し、これを加熱融合してコア／シェル構造を有する球形トナーを製造することもできる。外添剤を添加する場合、球形トナー及び外添剤をヘンシェルミキサーあるいはＶブレンダー等で混合することによって製造することができる。また、球形トナーを湿式にて製造する場合は、湿式にて外添することも可能である。
【０１２２】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例１〜３においては、図６の模式断面図に示す２層のポリイミド層からなる層構成の半導電性ベルトを作製した。但し、図６において、９０は外層（ポリイミド層）、９１は内層（ポリイミド層）を示す。
【０１２３】
＜実施例１＞
（外層用ポリアミド酸溶液）
３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）と４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＤＥ）とからなるポリアミド酸のＮ−メチルー２ピロリドン（ＮＭＰ）溶液（宇部興産製ユーワニスＡ（固形分１８質量％）に、乾燥した酸化処理カーボンブラック（ＳＰＥＣＩＡＬＢＬＡＣＫ４（Ｄｅｇｕｓｓａ社製、ｐＨ３．０、揮発分：１４．０％）をポリイミド系樹脂固形分１００質量部に対して、２３質量部になるよう添加して、衝突型分散機（シーナス製ＧｅａｎｕｓＰＹ）を用い、圧力２００ＭＰａで、最小面積が１．４ｍｍ^２で２分割後衝突させ、再度２分割する経路を５回通過させて、混合して、外層用のカーボンブラック入りポリアミド酸溶液（Ａ）を得た。
【０１２４】
（内層用ポリアミド酸溶液）
３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）とｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）とからなるポリアミド酸のＮ−メチルー２ピロリドン（ＮＭＰ）溶液（宇部興産製ユーワニスＳ（固形分１８質量％）に、乾燥した酸化処理カーボンブラック（ＳＰＥＣＩＡＬＢＬＡＣＫ４（Ｄｅｇｕｓｓａ社製、ｐＨ３．０、揮発分：１４．０％）をポリイミド系樹脂固形分１００質量部に対して、２３質量部になるよう添加して、衝突型分散機（シーナス製ＧｅａｎｕｓＰＹ）を用い、圧力２００ＭＰａで、最小面積が１．４ｍｍ^２で２分割後衝突させ、再度２分割する経路を５回通過させて、混合して、内層用のカーボンブラック入りポリアミド酸溶液（Ｂ）を得た。
【０１２５】
（半導電性ベルトの作製）
カーボンブラック入りポリアミド酸溶液（Ａ）を円筒状金型内面に、ディスペンサーを介して０．０５ｍｍに塗布し、１５００ｒｐｍで１５分間回転させて均一な厚みを有する展開層とした後、２５０ｒｐｍで回転させながら、金型の外側より６０℃の熱風を３０分間あてた後、１５０℃で６０分間加熱し、次いで常温に冷却した。
次にこの状態で得られたカーボンブラック分散ポリイミド前駆体からなる層の内面に、上記カーボンブラック入りポリアミド酸溶液（Ｂ）を同様に塗布し、その後３６０℃まで２℃／分の昇温速度で昇温し、更に３６０℃で３０分加熱し、溶媒の除去、脱水閉環水の除去、及び、イミド転化反応を行った。
その後、室温に冷却し、得られた成形物を金型から剥離し、実施例１の半導電性ベルトを得た。この半導電性ベルトの厚さは０．０８ｍｍであり、外層のポリイミド樹脂層の厚みは０．０２ｍｍであった。
【０１２６】
＜実施例２＞
実施例１において、外層用のポリアミド酸溶液（Ａ）に用いた３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）の代りにピロメリット酸２無水物を用いた以外は、実施例１と同じ方法にて、実施例２の半導電性ベルトを作製した。この半導電性ベルトの厚さは０．１ｍｍであり、外層のポリイミド樹脂層の厚みは０．０１ｍｍであった。
【０１２７】
＜実施例３＞
実施例１において、内層用のポリアミド酸溶液（Ｂ）のジアミン成分として用いたｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）の代りに、ｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）と４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＤＥ）との混合物（モル比で、ＰＤＡ：ＤＤＥ＝３：７として混合したもの）を用いた以外は、実施例１と同じ方法にて、実施例３の半導電性ベルトを作製した。この半導電性ベルトの厚さは０．１ｍｍであり、外層のポリイミド樹脂層は厚みは０．０２ｍｍであった。
【０１２８】
＜比較例１＞
実施例１で用いたカーボンブラック入りポリアミド酸溶液（Ｂ）を円筒状金型内面に、ディスペンサーを介して０．４ｍｍに塗布し、１５００ｒｐｍで１５分間回転させて均一な厚みを有する展開層とした後、２５０ｒｐｍで回転させながら、金型の外側より６０℃の熱風を３０分間あてた後、１５０℃で６０分間加熱、その後３６０℃まで２℃／分の昇温速度で昇温し、更に３６０℃で３０分加熱し、溶媒の除去、脱水閉環水の除去、及びイミド転化反応を行った。
その後、室温に冷却して、得られた成形物を金型から剥離し、比較例１の半導電性ベルトを得た。このベルトの厚さは０．０８ｍｍであった。
【０１２９】
（比較例２）
ポリアミド酸溶液として、実施例２で用いた外層用カーボンブラック入りポリアミド酸溶液（Ａ）を用い、このポリアミド酸溶液（Ａ）に含まれる酸化処理カーボンブラック（ＳＰＥＣＩＡＬＢＬＡＣＫ４（Ｄｅｇｕｓｓａ社製、ｐＨ４．０、揮発分：１４．０％）を、アセチレンブラック（電気化学工業社製ｐＨ５．７、揮発分０．８９％）に変更した以外は、比較例１と同様な方法で比較例２の半導電性ベルトを作製した。このベルトの厚さは０．０８ｍｍであった。
【０１３０】
＜評価＞
−半導電性ベルトの諸特性評価−
上記実施例１，２，３及び比較例１，２で得られた半導電性ベルトについて、転写面（外周面）における表面微小硬度、ヤング率（但し、実施例１〜３の２層構成ベルトの場合は外層および内層に分けて測定し、比較例１および２はベルト全体（単層）で測定した）、表面抵抗率、体積抵抗率、表面抵抗率の面内バラツキ（最大値と最小値との差）、表面抵抗率の２８℃８５％ＲＨの高温高湿環境（Ｈ／Ｈ環境）と１０℃１５％ＲＨの低温低湿環境（Ｌ／Ｌ環境）での抵抗変動幅について測定した。これらの結果を表１に示す。
【０１３１】
−画像形成時の諸特性評価−
また、得られた半導電性ベルトを、中間転写体として画像形成装置（富士ゼロックス社製、ＣｏｌｏｒＬａｓｅｒＷｉｎｄｏｗ改造機）に取りつけ、画質（ホロキャラクター）、レジずれ、葉書を３０００枚連続コピー後にマゼンタ３０％のハーフトーンをコピーした時の白抜け発生状況、葉書を３０００枚連続コピー後の表面抵抗率の低下量について評価した。これらの結果を表１に示す。
【０１３２】
【表１】

【０１３３】
次に、上記に列挙した評価項目の詳細について以下に説明する。なお、表面微小硬度については、既述しているためこの項での説明を省略する。
【０１３４】
＜ポリイミド樹脂のヤング率＞
ＪＩＳＫ６２５１に準じて、半導電性ベルト（２層構成の場合は、内層と外層とに分けた試料）をＪＩＳ３号形状に打ち抜き、引張試験に供した。得られた応力・歪曲線の初期ひずみ領域の曲線に接線を引き、その傾きによりヤング率を求めた。
【０１３５】
＜表面抵抗率＞
表面抵抗率の測定は、既述した図２に示す測定方法に基き行った。なお、円形電極としては、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰのＨＲプローブ（円柱状電極部Ｃの外径φ１６ｍｍ、リング状電極部Ｄの内径φ３０ｍｍ、外径φ４０ｍｍ）用いた。
測定は、２２℃／５５％ＲＨ環境下にて、電圧を１００Ｖ印加し、１０秒後の電流値を求め算出した。なお、半導電性ベルトを周方向に８分割、幅方向に３分割して、ベルト面内２４点計測し、その平均値を半導電性ベルトの表面抵抗率とした。また、それらの最大値と最小値の対数値の差を、表面抵抗率の面内バラツキ（ΔＲ）とした。
【０１３６】
＜体積抵抗率＞
体積抵抗率の計測は、既述した図３に示す測定方法に基き行った。なお、円形電極としては、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰのＨＲプローブ）を用いた。測定に際しては、第一電圧印加電極Ａ’における円柱状電極部Ｃ’と第二電圧印加電極Ｂ’との間に電圧１００（Ｖ）を印可し、３０秒後の電流値より求めた。
【０１３７】
＜画質（ホロキャラクター）の評価＞
画像形成を行った際に得られた画像の画質（ホロキャラクター）について、以下の基準により評価した。
◎：ホロキャラクターの発生なし
○：ホロキャラクターの発生が僅かにあるが、画質上での問題なし
×：ホロキャラクターの発生があり、画質上での問題あり
【０１３８】
＜レジずれの評価＞
画像形成を行った際に得られた画像の画質（カラーレジ）について、以下の基準により評価した。
○：レジずれが０．０８ｍｍ以下であり、画質上での問題なし
×：レジずれが０．０８ｍｍ以上であり、画質上での問題あり
【０１３９】
＜白抜けの評価＞
葉書を３０００枚連続コピー後、マゼンタ３０％のハーフトーンをコピーした時の白抜け発生状況について、以下の基準により評価した。
○：白抜けの発生なし
×：白抜けの発生があり、画質上での問題あり
【０１４０】
表１の結果から、本発明の実施例１〜３の半導電性ベルトは、ホロキャラクターの発生が実質的に無く、極めて良好であった。さらに、表面抵抗率のばらつきがなく、高温高湿（Ｈ／Ｈ）環境と低温低湿（Ｌ／Ｌ）環境での表面抵抗率の環境変動が少なく、優れた画質を長期にわたり安定して得ることができた。
一方、比較例１、２は、転写面（外周面）の表面微小硬度が４０と硬く、また、ヤング率も実施例１〜３の内層と比べて大きいために、ホロキャラクターが発生した。また、比較例２は、連続しては葉書を３０００枚連続コピー後、葉書層後部の表面抵抗が低下して、白抜けが発生した。
【０１４１】
なお、参考までに、白抜けおよび中間転写体（半導電性ベルト）の一次転写部の表面抵抗率の低下のメカニズムについて以下に説明する。
【０１４２】
−白抜け−
図７は、葉書を３０００枚連続コピー後、普通紙にマゼンタ３０％のハーフトーンをコピーした時の白抜け発生状況を示す説明図である。図７において、（ａ）は葉書を３０００枚連続コピーした後の中間転写体外周面の表面抵抗率の分布を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）の中間転写体外周面に対応して普通紙上にマゼンタ３０％のハーフトーンをコピーした時の白抜け発生状況を示す説明図である。
【０１４３】
図７（ａ）中、６０は、葉書を３０００枚連続コピー後の中間転写体に接触させた直後（且つ、マゼンタ３０％のトナー像転写前）の中間転写体の外周面（１周分で区切った領域）、６１は葉書と繰り返し接触していた領域（通紙部：表面抵抗が低下した領域）、６２は葉書と接触していなかった部分（非通紙部：表面抵抗が低下しなかった領域）を示す。
また、図７（ｂ）中、６０’は、（ａ）に示す中間転写体の外周面６０に対応するように、普通紙上にマゼンタ３０％のハーフトーンをコピーした時の紙面、６１’は中間転写体が葉書と繰り返し接触していた部分（通紙部）に対応する領域（白抜けが起こった領域）、６２’は中間転写体が葉書と接触していなかった部分（非通紙部）に対応する領域（白抜けが起こらなかった領域）を示す。
【０１４４】
白抜け評価テストを、１０℃１５％ＲＨの低温低湿環境下において、用紙（葉書）を３０００枚連続走行して行った場合、図７（ａ）に示すように、葉書と接していた部分（符号６１で示される領域）の、表面抵抗率が、周囲（符号６２で示される領域）の表面抵抗率より低くなる（具体的には対数値で１．１桁以上低くなる）。この際、ハーフトーン（マゼンタ３０％）をコピーすると、図７（ｂ）に示すように中間転写体の葉書と接していた部分に対応する紙面上の領域（符号６１’で示される領域）に、白ぬけが発生する。
すなわち、白抜けは、中間転写体外周面の一部の表面抵抗が、他の部分よりも相対的に低下することにより、表面抵抗が低下した部分に対応して発生する現象である。
【０１４５】
−中間転写体（半導電性ベルト）の一次転写部の表面抵抗率の低下−
図８は、中間転写体（半導電性ベルト）の二次転写部の表面抵抗率の低下を説明する模式図であり（具体的には、図４において、中間転写体２を介して圧接するバイアスローラー３およびバックアップローラ２２近傍を拡大した図に相当する）。二次転写直後の、中間転写ベルト２外周面、および、記録紙４１の中間転写ベルト２外周面に接触した側の面の帯電の状態について示したものである。
図８からわかるように、二次転写直後において、中間転写ベルト２外周面はプラス側に帯電し、記録紙４１の中間転写ベルト２側の面は、マイナス側に帯電しているため、中間転写ベルト２と記録紙４１との間で剥離放電が発生し、中間転写ベルト２表面を劣化させることにより、中間転写ベルト２外周面の表面抵抗が低下する。
【０１４６】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、ホロキャラクターの発生を防止できると共に、他の諸特性も高いレベルで両立させることが容易な半導電性ベルト、および、前記半導電性ベルトの製造方法を提供することができる。また、本発明は、ホロキャラクターの無い高品質の画像を安定して得ることができる、前記半導電性ベルトを用いた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】表面微小硬度の測定原理を示す模式図である。
【図２】半導電性ベルトの表面抵抗率の計測方法の一例を示す概略模式図である。
【図３】半導電性ベルトの体積抵抗率の計測方法を一例を示す概略模式図である。
【図４】本発明の画像形成装置の一例を示す概略模式図である。
【図５】本発明の画像形成装置の他の例を示す概略模式図である。
【図６】本発明の半導電性ベルトの構成の一例を示す模式断面図である。
【図７】葉書を３０００枚連続コピー後、普通紙にマゼンタ３０％のハーフトーンをコピーした時の白抜け発生状況を示す説明図である。
【図８】中間転写体（半導電性ベルト）の一次転写部の表面抵抗率の低下を説明する模式図である。
【符号の説明】
１感光体ドラム（像担持体）
２中間転写ベルト（中間転写体）
３バイアスローラ（第一転写手段）
４用紙トレー
５ブラック現像器
６イエロー現像器
７マゼンタ現像器
８シアン現像器
９中間転写体クリーナ
１０転写ローラ
１３剥離爪
１４搬送ベルト
１６感光体クリーナ
２１ベルトローラ
２２バックアップローラ
２３ベルトローラ
２４ベルトローラ
２５導電性ローラ（第ニ転写手段）
２６電極ローラ
３０中間転写ドラム
３１クリーニングブレード
４１記録紙
４２ピックアップローラ
４３フィードローラ
５０表面層
５１針状圧子
６０葉書を３０００枚連続コピー後の中間転写体に接触させた直後（且つ、マゼンタ３０％のトナー像転写前）の中間転写体の外周面（１周分で区切った領域）
６１葉書と繰り返し接触していた領域（通紙部：表面抵抗が低下した領域）
６２葉書と接触していなかった部分（非通紙部：表面抵抗が低下しなかった領域）
６０’ 図７（ａ）に示す中間転写体の外周面６０に対応するように、普通紙上にマゼンタ３０％のハーフトーンをコピーした時の紙面
６１’ 中間転写体が葉書と繰り返し接触していた部分（通紙部）に対応する領域（白抜けが起こった領域）
６２’ 中間転写体が葉書と接触していなかった部分（非通紙部）に対応する領域（白抜けが起こらなかった領域）
７１トナーカートリッジ
７２定着ロール
７３バックアップロール
７４テンションロール
７５２次転写ロール
７６用紙経路
７７用紙トレイ
７８レーザー発生装置
７９感光体
８０１次転写ロール
８１駆動ロール
８２転写クリナー
８３帯電ロール
８４感光体クリ−ナー
８５現像器
８６中間転写体
８８除電ロール
９０外層（ポリイミド層）
９１内層（ポリイミド層）
Ｔトナー像[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductive belt used for an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, a method for manufacturing the semiconductive belt, and an image forming apparatus using the semiconductive belt.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus using an electrophotographic method, an image is formed as follows. First, a uniform charge is formed on a photoconductive photoreceptor (image carrier) made of an inorganic or organic material, and an electrostatic latent image is formed with a laser beam or the like that modulates an image signal. The electrostatic latent image is developed into a visualized toner image. Next, a desired image is formed by electrostatically transferring the toner image to a transfer material such as a recording paper via an intermediate transfer member or directly. In particular, an image forming apparatus adopting a method in which a toner image formed on the image carrier is primarily transferred to an intermediate transfer member, and a toner image on the intermediate transfer member is secondarily transferred to recording paper (for example, see Patent Document 1) ) Is well known.
[0003]
A conductive endless belt made of a thermoplastic resin is used as an intermediate transfer member of an image forming apparatus employing the intermediate transfer member system. The main materials constituting the endless belt are polycarbonate resin (see Patent Document 2), PVDF (polyvinylidene fluoride) (see Patent Documents 3 and 4), polyalkylene phthalate (see Patent Document 5), and PC (polycarbonate). / PAT (polyalkylene terephthalate) blend material (see Patent Document 6), ETFE (ethylene tetrafluoroethylene copolymer) / PC, ETFE / PAT, PC / PAT blend material (see Patent Document 7), and the like. .
[0004]
However, since the conductive materials made of the above-listed thermoplastic resins such as polycarbonate resin and PVDF (polyvinylidene fluoride) have inferior mechanical properties, belt deformation due to stress during driving is large, and high quality transfer image quality is obtained. Cannot be obtained stably. In addition, there is a problem that a belt life is short because a crack is generated from an end of the belt during driving.
[0005]
Further, as a belt material used in an image forming apparatus adopting the intermediate transfer member system, an elastic belt containing a reinforcing material formed by laminating a woven fabric such as polyester and an elastic member has been proposed (see Patent Documents 8 and 9). ). However, such an elastic belt containing a reinforcing material may cause a problem of color misregistration due to creep deformation or the like of the belt material over time.
[0006]
As a semiconductive belt that can be used for such an intermediate transfer belt or a transfer conveyance belt, for example, an intermediate transfer belt formed by dispersing a conductive filler in a polyimide resin having excellent mechanical properties and heat resistance has been proposed ( For example, refer to Patent Documents 10 and 11).
[0007]
However, the semiconductive belt made of polyimide resin proposed so far has a poor balance between flexibility and rigidity, and satisfies characteristics sufficiently to be used as an intermediate transfer belt or a transfer conveyance belt. I couldn't say. For example, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, p-phenylenediamine and a polyamic acid (U varnish-S) which is a polymer are used as a raw material of a polyimide resin, and a conductive filler is added thereto. A dispersed belt (see Patent Document 10) has been proposed.
[0008]
This type of intermediate transfer belt has a surface microhardness of 40 or more, is excellent in mechanical properties, has no belt deformation due to stress at the time of driving, and can stably obtain high-quality transfer image quality without color shift. However, in the transfer portion, the polyimide resin material has excellent mechanical properties. Therefore, a B-order transfer in which a recording paper is pressed against a recording medium using a bias roller and an electric field is applied to electrostatically transfer the toner image. Since the deformation due to the pressing force of the bias roller at the portion is small, the pressing force by the bias roller concentrates. For this reason, there is a problem in that the toner is aggregated and the charge density is increased, thereby causing a discharge inside the toner layer and causing a change in toner polarity, thereby causing image quality defects (holo characters) in which the line image is missing. .
[0009]
Further, as a two-layered polyimide resin belt mainly composed of a polyimide resin, a polyimide resin belt whose outer layer is 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, p-phenylenediamine and a polymer is used. (See Patent Document 11). The polyimide resin material of the outer layer of this belt has a surface microhardness of 40 or more similarly to the belt described in Patent Literature 10, and causes a problem of generating an image quality defect (holo character) in which a line image is missing. There was something.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-62-206567
[Patent Document 2]
JP-A-6-095521
[Patent Document 3]
JP-A-5-200904
[Patent Document 4]
JP-A-6-228335
[Patent Document 5]
JP-A-6-149081
[Patent Document 6]
JP-A-6-149083
[Patent Document 7]
JP-A-6-149079
[Patent Document 8]
JP-A-9-305038
[Patent Document 9]
JP-A-10-240020
[Patent Document 10]
JP-A-10-63115
[Patent Document 11]
JP-A-2002-156835
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the conventional problems and achieve the following objects. That is, an object of the present invention is to provide a semiconductive belt which can prevent the occurrence of a hollow character and can easily achieve other characteristics at a high level, and a method of manufacturing the semiconductive belt. And Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus using the semiconductive belt, which can stably obtain a high-quality image without a holographic character.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
Means for solving the above problem are as follows. That is, the present invention
<1> An outer layer that includes at least one polyimide layer containing a polyimide resin as a main component and forms an outer peripheral surface composed of one polyimide layer, and one or more layers provided on an inner peripheral side of the outer layer. An endless semiconductive belt including a conductive agent,
The semiconductive belt is characterized in that the outer surface has a surface microhardness of 30 or less.
[0013]
<2> An outer layer including one or more polyimide layers containing a polyimide-based resin as a main component and constituting an outer peripheral surface composed of one polyimide layer, and one or more layers provided on the inner peripheral side of the outer layer. An endless semiconductive belt including a conductive agent,
The semiconductive belt is characterized in that the outer layer has a Young's modulus of 3500 MPa or less.
[0014]
<3> The semiconductive belt according to <1> or <2>, wherein the inner layer includes one or more polyimide layers.
[0015]
<4> The semiconductive material according to any one of <1> to <3>, wherein at least one of the polyimide layers included in the inner layer is provided in contact with the inner peripheral surface of the outer layer. It is a sex belt.
[0016]
<5> The semiconductive belt according to any one of <1> to <4>, wherein the inner layer includes only a polyimide layer.
[0017]
<6> The half according to any one of <1> to <5>, wherein a ratio of a thickness of the outer layer to a total thickness of the semiconductive belt is in a range of 10 to 50%. It is a conductive belt.
[0018]
<7> The semiconductive belt according to any one of <1> to <6>, wherein the polyimide resin contained in the outer layer contains 4,4′-diaminophenyl ether as a main component. It is.
[0019]
<8> The polyimide resin contained in the outer layer contains, as a main component, a copolymer of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether. The semiconductive belt according to any one of <1> to <7>.
[0020]
<9> The semiconductive belt according to any one of <1> to <8>, wherein the inner layer has a Young's modulus of 4000 MPa or more.
[0021]
<10> The semiconductive belt according to any one of <3> to <9>, wherein the polyimide resin contained in the inner layer contains p-phenylenediamine.
[0022]
<11> The polyimide resin contained in the inner layer contains a copolymer of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and p-phenylenediamine. <3> ~ The semiconductive belt according to any one of <9>.
[0023]
<12> The surface resistivity of the outer peripheral surface is 1 × 10 ¹⁰ ~ 1 × 10 ¹⁴ The semiconductive belt according to any one of <1> to <11>, which is in the range of Ω / □.
[0024]
<13> The surface resistivity of the inner peripheral surface is 1 × 10 ⁷ ~ 1 × 10 ^Thirteen The semiconductive belt according to any one of <1> to <12>, wherein the resistance is in the range of Ω / □ and is lower than the surface resistivity of the outer peripheral surface.
[0025]
<14> The semiconductive belt according to any one of <1> to <13>, wherein the conductive agent is an oxidized carbon black having a pH of 5 or less.
[0026]
<15> The method for producing a semiconductive belt according to any one of <4> to <14>,
The semiconductive belt is formed by laminating a first film forming the outer layer and a second film forming a polyimide layer provided in contact with the outer layer using at least a polyamic acid solution. And a step of simultaneously converting the first film and the second film into imides to produce a semiconductive belt.
[0027]
<16> An image forming apparatus using the semiconductive belt according to any one of <1> to <14>.
[0028]
<17> The image forming apparatus according to <16>, including at least the intermediate transfer member, wherein the intermediate transfer member is the semiconductive belt according to any one of <1> to <14>. Image forming apparatus.
[0029]
<18> In the image forming apparatus according to <16>, including at least the sheet transporter, the sheet transporter is the semiconductive belt according to any one of <1> to <14>. Image forming apparatus.
[0030]
<19> The image forming apparatus according to any one of <16> to <18>, wherein an image is formed using a spherical toner,
An image forming apparatus, wherein the spherical toner has a shape factor (ML2 / A) defined by the following equation (1) within a range of 100 to 140.
・ Equation (1)
(ML2 / A) = [(absolute maximum length of toner particles) × 2] / [(projected area of toner particles) × π × １／ × 100]
[0031]
<20> a latent image carrier, a charging unit for charging the surface of the latent image carrier, a latent image forming unit for forming a latent image on the charged surface of the latent image carrier, and a toner including a toner and a carrier A developing device for storing a charge image developer and developing the latent image formed on the surface of the latent image carrier with the electrostatic image developer to form a toner image. Unit and
A toner image superimposing unit that superimposes the toner images formed for each of the two or more developing units on a transfer body sequentially,
The image according to any one of <16> to <19>, wherein the toner image superimposing unit is the semiconductive belt according to any one of <1> to <14>. It is a forming device.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in the order of a semiconductive belt, a method of manufacturing the semiconductive belt, and an image forming apparatus.
[0033]
<< Semiconductive belt >>
Hereinafter, the semiconductive belt of the present invention is common to the semiconductive belt of the first present invention, the semiconductive belt of the second present invention, and the semiconductive belts of the first and second present invention. The description will be roughly divided into items and order. In the following description, when referring to both the first and second semiconductive belts of the present invention, they are simply referred to as the semiconductive belt of the present invention.
[0034]
<Semiconductive belt of the first invention>
A semiconductive belt according to a first aspect of the present invention includes at least one polyimide layer containing a polyimide resin as a main component, an outer layer formed of one polyimide layer and forming an outer peripheral surface, and an inner peripheral side of the outer layer. And an inner layer including at least one layer provided on the endless semiconductive belt containing a conductive agent, wherein the outer surface has a surface microhardness of 30 or less.
[0035]
Therefore, when an image is formed using the semiconductive belt of the first aspect of the present invention, generation of a hollow character can be prevented.
If the surface microhardness of the outer peripheral surface of the outer layer (semiconductive belt) exceeds 30, holographic characters are generated during image formation, and a high-quality image cannot be obtained. In addition, the surface microhardness of the outer peripheral surface of the outer layer is preferably 30 or less, more preferably 25 or less, and further preferably 20 or less.
[0036]
In addition, from the viewpoint of preventing the holographic character, the smaller the surface microhardness of the outer peripheral surface is, the smaller it is preferable. However, if it is too small, the abrasion resistance is deteriorated or the outer peripheral surface of the semiconductive belt is in contact with the outer surface. In some cases, problems such as micro-slip occurring with other members used or transferability being deteriorated due to toner being embedded in the outer peripheral surface during image formation. Therefore, in order to prevent the occurrence of such a problem, the surface microhardness of the outer peripheral surface is preferably 1 or more,
More preferably, it is 2 or more.
[0037]
In the present invention, the surface microhardness is not obtained by a method of obtaining the diagonal length of the depression, as in Vickers hardness widely used for measuring the hardness of a metal material or the like. It was determined by a method of measuring how much infiltration occurred.
[0038]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the principle of measuring the surface microhardness. In FIG. 1, reference numeral 50 denotes a surface layer, 51 denotes a needle-like indenter, and an arrow L denotes a load applied to the needle-like indenter 51. .
In measuring the surface microhardness, the tip of the needle-shaped indenter 51 having a predetermined shape is pressed on the outermost surface portion of the surface layer 51 until the load L (mN) becomes from the load 0 to the predetermined load P. Assuming that the vertical penetration depth of the needle indenter 51 into the surface layer 50 at this time is D (μm), the surface microhardness DH is expressed by the following equation (2).
Formula (2) DH = α · P / D
In Equation (2), α denotes a coefficient determined in advance according to the shape of the needle-shaped indenter 51, measurement conditions, and the like, P denotes a predetermined load (mN), and D denotes a surface layer of the needle-shaped indenter 51. The vertical penetration depth (μm) into 50.
In the present invention, a needle-shaped indenter with α = 3.8584 (in the case of a triangular pyramid indenter) was used for measuring the surface microhardness.
[0039]
This surface microhardness is the hardness obtained from the overload and depth of the indenter in the process of pushing the indenter, and expresses the strength characteristics of the material in a state that includes not only plastic deformation but also elastic deformation of the sample. is there. In addition, the measurement area is minute, so that more accurate hardness measurement can be performed in a range close to the toner particle size.
The present inventors have found that when an image is formed using a semiconductive belt as a member that comes into contact with toner such as an intermediate transfer member, the outer peripheral surface of the semiconductive belt (that is, the outer peripheral surface of the outer layer made of a polyimide layer) It has been found that there is a very accurate correlation between the surface microhardness of the hologram and the occurrence level of the holographic character.
[0040]
For example, when the semiconductive belt of the present invention is used as an intermediate transfer member and the surface microhardness of the outer peripheral surface is 30 or less, preferably 25 or less, the pressing force of the bias roller is applied to the outer peripheral surface described above. As a result, the outer peripheral surface (transfer surface) of the intermediate transfer member is deformed, whereby the pressing force concentrated on the toner on the intermediate transfer member is dispersed. For this reason, the toner does not agglomerate, and image quality defects such as a hollow character in which a line image is missing do not occur.
[0041]
The surface microhardness on the outer peripheral surface of the semiconductive belt (outer layer) was specifically determined by the following method.
A sheet of a material (outer layer) constituting the outer peripheral surface of the semiconductive belt is cut into about 5 mm square, and a small piece thereof is fixed to a glass plate with an instant adhesive. The surface microhardness of the surface of the sample (the surface corresponding to the outer peripheral surface of the semiconductive belt) was measured using an ultra-micro hardness meter DUH-201S (manufactured by Shimadzu Corporation). The measurement conditions are as follows.
-Measurement environment: 23 ° C, 55% RH
・ Use indenter: Triangular pyramid indenter
・ Test mode: 3 (soft material test)
・ Test load: 0.70gf
-Load speed: 0.0145 gf / sec
・ Holding time: 5 sec
[0042]
<Second Conductive Belt of the Second Invention>
The inventor of the present invention has found that the Young's modulus of the outer layer constituting the semiconductive belt has a strong correlation with the generation of a hollow character, as in the case of the surface microhardness of the outer peripheral surface of the semiconductive belt described above.
That is, the semiconductive belt according to the second aspect of the present invention includes at least one polyimide layer containing a polyimide resin as a main component, an outer layer formed of one polyimide layer and forming an outer peripheral surface, and an inner layer formed of the outer layer. An endless semiconductive belt including a conductive agent and having an inner layer including one or more layers provided on a peripheral side, wherein the outer layer has a Young's modulus of 3500 MPa or less.
[0043]
Therefore, when an image is formed using the semiconductive belt of the second aspect of the present invention, generation of a hollow character can be prevented.
If the Young's modulus of the outer layer exceeds 3500 MPa, a hollow character is generated during image formation, and a high-quality image cannot be obtained. The outer layer preferably has a Young's modulus of 3000 MPa or less, more preferably 2500 MPa or less.
[0044]
In addition, from the viewpoint of preventing the holographic character, it is preferable that the Young's modulus of the outer layer is small, but if the Young's modulus is too small, the wear resistance is deteriorated or the outer layer is used in contact with the outer peripheral surface of the semiconductive belt. In some cases, problems such as occurrence of microslip between other members and deterioration of transferability due to toner being embedded in the outer peripheral surface during image formation may occur. Therefore, in order to prevent such a problem from occurring, the Young's modulus of the outer layer is preferably 10 MPa or more, and more preferably 50 MPa or more.
[0045]
<Matters Common to the First and Second Semiconductive Belts of the Present Invention>
As described above, the semiconductive belt of the present invention needs to have a surface microhardness of 30 or less on the outer peripheral surface or a Young's modulus of the outer layer of 3500 MPa or less in order to prevent generation of hollow characters. However, it is more preferable to satisfy both of these properties at the same time.
Next, matters common to the above-described first and second semiconductive belts of the present invention will be described.
[0046]
-Layer structure of semiconductive belt-
The layer configuration of the semiconductive belt of the present invention includes one or more polyimide layers containing a polyimide resin as a main component, an outer layer formed of one polyimide layer and forming an outer peripheral surface, and an inner peripheral side of the outer layer. And an inner layer including one or more layers provided in the above. As described above, the semiconductive belt of the present invention includes the flexible outer layer (polyimide layer) capable of preventing the occurrence of hollow characters as described above, and the inner layer including at least one layer. Is what is done.
[0047]
The semiconductive belt of the present invention having such a layer configuration can easily adjust the material and physical properties of the individual layers and optimize the combination of these layers. Various other properties required for the semiconductive belt can be achieved at a high level. Furthermore, since the semiconductive belt of the present invention has such a configuration of two or more layers, it is easy to achieve various characteristics at a high level as compared with a semiconductive belt having a single layer configuration. It is.
[0048]
In addition, the semiconductive belt of the present invention may specifically have the following layer configuration.
First, the inner layer is not particularly limited as long as it is composed of one or more layers, but may include one or more polyimide layers containing a polyimide resin as a main component. When one or more polyimide layers are included in the inner layer, at least one of the polyimide layers included in the inner layer may be provided in contact with the inner peripheral surface of the outer layer.
Further, in the semiconductive belt of the present invention, it is preferable that the inner layer is formed only of the polyimide layer. Such a semiconductive belt composed of two polyimide layers has a simple structure, and thus is inexpensive and easy to manufacture. Further, since the polyimide layer is used as the inner layer, the rigidity and the like required for the semiconductive belt can be easily secured by selecting a material constituting the polyimide layer used for the inner layer.
[0049]
-Thickness of semiconductive belt-
The thickness of the semiconductive belt of the present invention is preferably in the range of 0.05 to 0.2 mm in total thickness, and more preferably in the range of 0.06 to 0.15 mm. Further, the ratio of the thickness of the outer layer is preferably in the range of 10 to 50% with respect to the total thickness.
If the ratio of the thickness of the outer layer is less than 10% of the total thickness, an image quality defect such as a hollow character in which a line image is missing may occur. This is because the flexibility of the outer peripheral surface of the semiconductive belt is influenced by the material constituting the inner layer, and when toner contacts the outer peripheral surface of the semiconductive belt during image formation, the toner concentrates on the toner. This is because pressure cannot be dispersed, and toner aggregation may occur.
[0050]
On the other hand, when the ratio of the thickness of the outer layer exceeds 50% with respect to the total thickness, the ratio of the thickness of the inner layer becomes relatively too small. It may be difficult to sufficiently satisfy mechanical properties such as rigidity.
[0051]
-Polyimide layer constituting outer layer (polyimide resin)-
The polyimide resin contained as a main component in the outer layer (polyimide layer) of the semiconductive belt of the present invention has a surface microhardness of 30 or less on the outer peripheral surface of the semiconductive belt and / or a Young's modulus of the outer layer of 3500 MPa or less. It is not particularly limited as long as it can impart appropriate flexibility to the semiconductive belt, but a wholly aromatic skeleton that is a tetracarboxylic acid residue and a diphenyl ether that is a diamine residue It is preferable that the polymer contains a polymer having an imide bond with a skeleton as a main component.
[0052]
In this case, as the diamine component having a diphenyl ether skeleton, it is preferable to use 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl ether, or a compound in which these aromatic rings are substituted with a lower alkyl group or the like. is there.
Further, if the surface microhardness of the outer peripheral surface of the semiconductive belt can be set to 30 or less and / or the Young's modulus of the outer layer can be set to 3500 MPa or less as described above, the polyimide resin which is a main component of the outer layer is used. May contain a polymer in which a wholly aromatic skeleton, which is a tetracarboxylic acid residue, and a p-phenylene skeleton, which is a diamine residue described later, are imide-bonded.
[0053]
The tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton includes pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′ , 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5 Examples thereof include 8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, and compounds in which these aromatic rings are substituted with a lower alkyl group or the like. Of these, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride is particularly preferred.
[0054]
-Polyimide layer constituting inner layer (polyimide resin)-
As described above, the inner layer of the semiconductive belt of the present invention may include a polyimide layer. In this case, the polyimide resin contained as a main component in the inner polyimide layer is not particularly limited, but from the viewpoint of securing the mechanical properties of the semiconductive belt, the total aromatic It is preferable to include a polymer in which the group skeleton and the p-phenylene skeleton that is a diamine residue are imide-bonded. Such a polyimide resin has excellent rigidity and a high Young's modulus.
[0055]
On the other hand, in order to stably obtain a high-quality image without color misregistration during image formation, it is necessary that the semiconductive belt be less deformed by stress during driving. In order to suppress such deformation, in the semiconductive belt of the present invention, the inner layer preferably has high rigidity. Specifically, the Young's modulus of the inner layer is preferably 4000 MPa or more, more preferably 4500 MPa or more.
In order to satisfy such mechanical properties, it is preferable that the inner layer contains at least the polyimide resin as described above, and the inner layer is formed only of the polyimide layer containing the polyimide resin as a main component as described above. Is more preferable.
[0056]
Examples of the diamine component having a p-phenylene skeleton include p-phenylenediamine or a compound in which an aromatic ring thereof is substituted with a lower alkyl group or the like.
Also, if the mechanical properties as described above can be satisfied, the polyimide resin contained in the inner polyimide layer is a wholly aromatic skeleton that is a tetracarboxylic acid residue, and a diamine residue described above. It may include a polymer in which a certain diphenyl ether skeleton is bonded by an imide bond.
[0057]
As the above-mentioned tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton, the same compound as the polyimide resin used for the outer layer can be suitably used.
[0058]
-Layers other than the polyimide layer constituting the inner layer-
As described above, the inner layer of the semiconductive belt of the present invention is not particularly limited as long as it is composed of one or more layers, and may include a layer other than the polyimide layer.
Layers other than such a polyimide layer have a high Young's modulus, a small amount of creep deformation (small belt deformation over time), a small thermal expansion coefficient, and a small water absorption expansion coefficient (belt deformation due to temperature and humidity). (Small) materials can be used, and examples thereof include polyetheretherketone resins, polyarylate resins, polyamideimide resins, and the like, and resin materials obtained by adding an inorganic filler thereto.
[0059]
-Young's modulus of inner layer and deformation of semiconductive belt-
As described above, in the semiconductive belt of the present invention, the inner layer preferably has high rigidity, and specifically, the inner layer preferably has a Young's modulus of 4000 MPa or more. This is because in such a case, the deformation of the semiconductive belt can be suppressed.
[0060]
For reference, the Young's modulus of the material constituting the inner layer of the semiconductive belt of the present invention (hereinafter, may be abbreviated as “inner layer material”) and the belt due to disturbance (load fluctuation) during belt driving. Can be expressed by the following equation (3).
Equation (3) Δl = P · l · α / (t · w · E)
However, in equation (3),
Δl: belt displacement (μm)
P: Load (N)
l: Length of belt between two tension rolls (mm)
α: coefficient
t: Belt thickness (mm)
w: Belt width (mm)
E: Young's modulus of belt material (N / mm ² ).
[0061]
Elongation and contraction (displacement) of the belt due to disturbance (load fluctuation) during driving of the semiconductive belt are inversely proportional to the Young's modulus of the inner layer material and the thickness of the semiconductive belt. When the inner layer material having a high Young's modulus is used, the amount of displacement of the belt due to disturbance (load fluctuation) at the time of driving the belt is reduced, and the belt deformation due to the stress at the time of driving is reduced, so that good image quality can be stably obtained. .
However, when the thickness of the semiconductive belt is large, the amount of deformation of the outer peripheral surface of the belt at the bent portion of the belt such as the drive system roll becomes large, and it may be difficult to obtain good image quality. In addition, the amount of deformation between the outer peripheral side and the inner peripheral side of the belt increases, and a problem such as breakage of the belt due to local repeated stress may occur.
[0062]
-Conductive agent-
At least a conductive agent is added to the semiconductive belt of the present invention so as to obtain desired conductivity. The type and amount of the conductive agent to each layer constituting the semiconductive belt can be arbitrarily adjusted as necessary, and additives other than the conductive agent may be added as necessary. .
As the conductive agent, conductive or semiconductive fine powder can be used, and the conductive characteristics are not particularly limited as long as a desired electric resistance can be obtained stably. However, carbon such as ketchen black and acetylene black can be used. Examples include black, metals such as aluminum and nickel, metal oxide compounds such as tin oxide, potassium titanate, and the like. These conductive agents may be used alone or in combination.
[0063]
The semiconductive belt of the present invention has good dispersibility in the resin matrix constituting the polyimide layer, can reduce the resistance variation of the semiconductive belt, has a small electric field dependency, and depends on the transfer voltage. Oxidized carbon black having a pH of 5 or less is preferably used because electric field concentration hardly occurs and the electrical resistance is excellent in stability over time.
[0064]
-Oxidized carbon black-
The oxidized carbon black is produced by oxidizing carbon black, and is obtained by imparting a carboxyl group, a quinone group, a lactone group, a hydroxyl group, or the like to the surface of the oxidized carbon black. This oxidation treatment is carried out in a high-temperature atmosphere by contacting with air and reacting with air, a method of reacting with nitrogen oxides or ozone at normal temperature, or an air oxidation at high temperature followed by ozone oxidation at low temperature. It can be performed by a method such as Specifically, the oxidized carbon black can be manufactured by a contact method. Examples of the contact method include a channel method and a gas black method. The oxidized carbon black can also be produced by a furnace black method using gas or oil as a raw material. If necessary, after these treatments, a liquid phase oxidation treatment with nitric acid or the like may be performed.
[0065]
The oxidized carbon black can be produced by a contact method, but is usually produced by a closed furnace method. In the furnace method, only carbon black having a high pH and a low volatile content is usually produced, but the pH can be adjusted by subjecting the carbon black to the above-mentioned liquid acid treatment. For this reason, carbon black obtained by furnace method production and adjusted to have a pH of 5 or less by post-process treatment is also suitably used for the semiconductive belt of the present invention.
[0066]
The pH value of the oxidized carbon black is pH 5.0 or lower, preferably pH 4.5 or lower, and more preferably pH 4.0 or lower. Oxidized carbon black having a pH of 5.0 or less has an oxygen-containing functional group such as a carboxyl group, a hydroxyl group, a quinone group, or a lactone group on its surface, and has excellent dispersibility in a resin matrix. As a result, the resistance variation of the semiconductive belt can be reduced, the electric field dependency is also reduced, and the electric field concentration due to the transfer voltage is less likely to occur.
[0067]
The pH value of carbon black can be determined by adjusting an aqueous suspension of carbon black and measuring with a glass electrode. Further, the pH of the oxidized carbon black can be adjusted depending on conditions such as a treatment temperature and a treatment time in the oxidation treatment step.
[0068]
The oxidized carbon black preferably contains its volatile component in the range of 1 to 25%, more preferably in the range of 2 to 20%, and more preferably in the range of 3.5 to 15%. It is more preferred that When the volatile content is less than 1%, the effect of the oxygen-containing functional group attached to the surface is lost, and the dispersibility in the resin matrix may be reduced. On the other hand, when the volatile matter is higher than 25%, the resulting molded article is decomposed when dispersed in the resin matrix, or the amount of water or the like adsorbed by the oxygen-containing functional group on the surface increases. In some cases, such as a poor appearance of the glass. Therefore, by setting the volatile content within the above range, the dispersibility in the resin matrix can be further improved. In addition, this volatile matter is based on the total weight of the organic volatile components (carboxyl group, hydroxyl group, quinone group, lactone group, etc.) generated when the oxidized carbon black is heated at 950 ° C. for 7 minutes before the heat treatment. It can be obtained as a ratio.
[0069]
The semiconductive belt of the present invention may contain two or more types of carbon black. In this case, it is preferable that these carbon blacks have substantially different conductivity from each other. For example, carbon blacks having different physical properties such as the degree of oxidation treatment, DBP oil absorption, and specific surface area by the BET method utilizing nitrogen adsorption are preferably used. Can be used. When adding two or more types of carbon blacks having different conductivity in this way, for example, carbon black expressing high conductivity is added preferentially, and then carbon black having low conductivity is added to adjust the surface resistivity. And so on. In the case where two or more types of carbon blacks are used as described above, mixing and dispersion of both carbon blacks can be enhanced by using the oxidized carbon black for at least one of them.
[0070]
Specific examples of the oxidized carbon black include “PRINTEX 150T” (pH 4.5, volatile content 10.0%) and “Special Black 350” (pH 3.5, volatile content 2.2%) manufactured by Degussa Corporation. "Special Black 100" (pH 3.3, volatile content 2.2%), "Special Black 250" (pH 3.1, volatile content 2.0%), "Special Black 5" (pH 3.0) "Special Black 4" (pH 3.0, volatile content 14.0%), "Special Black 4A" (pH 3.0, volatile content 14.0%), "Special" “Black 550” (pH 2.8, volatile content 2.5%), “Special Black 6” (pH 2.5, volatile content 18.0%), “Color Black FW200” (pH 2.5, volatile content 20.%). 0% "Color Black FW2" (pH 2.5, volatile matter 16.5%), "Color Black FW2V" (pH 2.5, volatile matter 16.5%), "MONARCH 1000" (pH 2.5, "MONARCH 1300" (pH 2.5, volatile matter 9.5%) manufactured by Cabot Corporation, "MONARCH 1400" (pH 2.5, volatile matter 9.0%) manufactured by Cabot Corporation, "MOGUL- L "(pH 2.5, volatile content 5.0%)," REGAL400R "(pH 4.0, volatile content 3.5%) and the like.
[0071]
-Amount of oxidized carbon black-
As described above, the oxidized carbon black is more excellent in dispersibility in a resin matrix due to the effect of the oxygen-containing functional group present on the surface as compared with general carbon black. For this reason, in order to further increase the amount of addition in the resin matrix, it is preferable to add the oxidized carbon black in the form of fine powder. Thereby, since the amount of the oxidized carbon black contained in the semiconductive belt can be increased, the effect of using the oxidized carbon black such that the in-plane variation of the electric resistance value can be suppressed is maximized. Can be demonstrated to the maximum extent.
[0072]
The content of the oxidized carbon black contained in the semiconductive belt of the present invention is not particularly limited, but the effect of adding the oxidized carbon black such as suppressing the in-plane variation of the surface resistivity of the semiconductive belt is obtained. Is preferably in the range of 10 to 30% by weight.
If the content is less than 10% by weight, the uniformity of the electric resistance is reduced, and the in-plane unevenness of the surface resistivity and the electric field dependency may be increased. On the other hand, if it exceeds 30% by weight, it may be difficult to obtain a desired resistance value.
The content of the oxidized carbon black is more preferably in the range of 18 to 30% by weight. When the content is within such a range, the effect of adding the oxidized carbon black to the semiconductive belt can be maximized, and the in-plane unevenness of the surface resistivity and the electric field dependency can be reduced. It can be significantly improved.
[0073]
−Surface resistivity−
The semiconductive belt of the invention has a surface resistivity of 1 × 10 on the transfer surface (outer peripheral surface). ¹⁰ ~ 1 × 10 ¹⁴ Ω / □, preferably 1 × 10 ¹¹ ~ 1 × 10 ^Thirteen Ω / □ is more preferable. This surface resistivity is 1 × 10 ¹⁴ When the resistivity is higher than Ω / □, when the semiconductive belt of the present invention is used as an intermediate transfer member in contact with the image carrier, the surface resistivity is 1 × 10 5 ¹⁴ If it is higher than Ω / □, peeling discharge is likely to occur at the post nip where the surface of the image carrier and the surface of the intermediate transfer body shift from the contact state to the peeling state, and white spots occur at the portion where the discharge occurs. An image quality defect may occur.
[0074]
On the other hand, the surface resistivity is 1 × 10 ¹⁰ If it is less than Ω / □, the electric field strength at the pre-nip portion where the surface of the image carrier and the surface of the intermediate transfer member shift from the non-contact state to the contact state becomes strong, and gap discharge at the pre-nip portion is likely to occur. Therefore, the graininess of the image quality may be deteriorated. Therefore, by setting the surface resistivity of the outer peripheral surface within the above range, it is possible to prevent white spots due to discharge generated when the surface resistivity is high and deterioration of image quality generated when the surface resistivity is low. be able to.
[0075]
Further, the semiconductive belt of the present invention has a surface resistivity of 1 × 10 ⁷ ~ 1 × 10 ^Thirteen It is preferably in the range of Ω / □, and is preferably lower in resistance than the surface resistivity of the outer peripheral surface. In such a case, since the semiconductive belt has a spontaneous static elimination function, it becomes easier to prevent the above-described white spots and image quality deterioration.
[0076]
In the semiconductive belt of the present invention, the surface resistivity of the outer peripheral surface and the inner peripheral surface is measured according to JIS K6991 using a circular electrode (for example, “HR probe” of Hiresta IP manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.). be able to. Such a method of measuring the surface resistivity will be described below with reference to the drawings.
2A and 2B are schematic diagrams illustrating an example of a method for measuring the surface resistivity of a semiconductive belt. FIG. 2A is a schematic plan view illustrating an example of a circular electrode, and FIG. It is a schematic sectional drawing of a circular electrode. The circular electrode shown in FIG. 2 includes a first voltage application electrode A and a plate-shaped insulator B. The first voltage applying electrode A has a cylindrical electrode portion C and a cylindrical ring-shaped electrode having an inner diameter larger than the outer diameter of the columnar electrode portion C, and surrounding the cylindrical electrode portion C at regular intervals. And a unit D.
[0077]
The surface resistivity was measured by holding the semi-conductive belt T between the columnar electrode portion C and the ring-shaped electrode portion D of the first voltage applying electrode A and the plate-shaped insulator B. This is performed by measuring a current I (A) flowing when a voltage V (V) is applied between the columnar electrode portion C and the ring-shaped electrode portion D of the voltage application electrode A.
When measuring the surface resistivity of the outer peripheral surface (or the inner peripheral surface) of the semiconductive belt T, the outer peripheral surface (or the inner peripheral surface) is in contact with the columnar electrode portion C and the ring-shaped electrode portion D. The semi-conductive belt T is disposed at the bottom.
At this time, the surface resistivity ρs (Ω / □) of the outer peripheral surface of the semiconductive belt T can be calculated by the following equation (4). Here, in the following equation (4), d (mm) indicates the outer diameter of the columnar electrode portion C, and D (mm) indicates the inner diameter of the ring-shaped electrode portion D.
Equation (4) ρs = π × (D + d) / (D−d) × (V / I)
[0078]
−Volume resistivity−
The semiconductive belt of the present invention has a volume resistivity of 1 × 10 ⁸ ~ 1 × 10 ^Thirteen Ωcm, preferably 1 × 10 ⁹ ~ 1 × 10 ¹² More preferably, it is Ωcm.
When the semiconductive belt of the present invention is used as an intermediate transfer member that is in contact with an image carrier, the volume resistivity is 1 × 10 ⁸ If it is less than ΩCm, the electrostatic force for holding the charge of the unfixed toner image transferred from the image carrier to the intermediate transfer member is less likely to work, so that the electrostatic repulsive force between the toners and the image edge The phenomenon of the toner scattering around the image (blurring) or the formation of an image with large noise may be caused by the force of the nearby fringe electric field. On the other hand, the volume resistivity is 1 × 10 ^Thirteen When the resistance is higher than Ωcm, the charge retaining force is large, so that the outer peripheral surface of the intermediate transfer body is charged by the transfer electric field in the primary transfer, so that a charge removing mechanism may be required. Therefore, by setting the volume resistivity in the above range, it is possible to solve the problem that the toner is scattered or a static elimination mechanism is required.
[0079]
In the semiconductive belt of the present invention, the volume resistivity can be measured according to JIS K6991 using a circular electrode (for example, HR probe of Hiresta IP manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.). The method of measuring the volume resistivity will be described below with reference to the drawings.
3A and 3B are schematic diagrams illustrating an example of a method for measuring the volume resistivity of a semiconductive belt. FIG. 3A is a schematic plan view illustrating an example of a circular electrode, and FIG. FIG. 2 is a schematic sectional view of the circular electrode shown in FIG. The circular electrode shown in FIG. 3 includes a first voltage applying electrode A ′ and a second voltage applying electrode B ′. The first voltage applying electrode A ′ has a cylindrical electrode portion C ′ and an inner diameter larger than the outer diameter of the cylindrical electrode portion C ′, and has a cylindrical shape surrounding the cylindrical electrode portion C ′ at a constant interval. And a ring-shaped electrode portion D ′.
[0080]
For the measurement of the volume resistivity, the semiconductive belt T was sandwiched between the columnar electrode portion C ′ and the ring-shaped electrode portion D ′ of the first voltage applying electrode A ′ and the second voltage applying electrode B ′. In this state, a current I (A) flowing when a voltage V (V) is applied between the columnar electrode portion C ′ of the first voltage applying electrode A ′ and the second voltage applying electrode B ′ is measured. Do.
At this time, the volume resistivity ρv (Ωcm) of the semiconductive belt T can be calculated by the following equation (5). Here, in the following equation (5), t indicates the thickness (mm) of the semiconductive belt T.
Equation (5) ρv = 19.6 × (V / I) × t
[0081]
When an image is formed using the semiconductive belt of the present invention as described above, the occurrence of a hollow character can be prevented. Also, by selecting the layer configuration of the semiconductive belt and the material constituting each layer, there is no reduction in resistance due to the transfer voltage, no problem such as deformation of the shape over time, and no electric field dependence, The excellent characteristic that the change in electric resistance due to the environment is small can also be achieved. Such a semiconductive belt of the present invention can be used as an endless belt member that is required to have semiconductivity used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser printer. (Transfer belt) and a sheet transporter (sheet transport belt).
[0082]
<< Production method of semiconductive belt >>
Next, a method for producing the semiconductive belt of the present invention will be described. The method for producing the semiconductive belt of the present invention is not particularly limited as long as the semiconductive belt of the present invention having the above-described configuration can be obtained, and a known method can be used.
For example, it can be formed by an appropriate connection method such as an adhesion method using an adhesive at the film end or the like, or can be manufactured as a seamless belt. The seamless belt has an advantage that an arbitrary portion can be used as a rotation start position without a change in the thickness of the joining portion, and a control mechanism of the rotation start position can be omitted.
[0083]
The formation of each layer constituting the semiconductive belt of the present invention is performed, for example, by developing a solution obtained by dissolving and dispersing the constituent materials of each layer by an appropriate method, and drying and forming the developed layer into a film. The heat treatment can be performed on the molded product.
Also, for the polyamide layer, utilizing the above-described method, the polyamic acid solution is developed in an appropriate manner, the developed layer is formed into a film by dry film formation, and the molded product is subjected to heat treatment. The polyamide layer can be formed by a method of converting polyamic acid to imide.
[0084]
At this time, the layers constituting the semiconductive belt can be laminated by repeating the above-described operation.
When the semiconductive belt has a layer configuration in which an inner polyamide layer is provided in contact with the inner peripheral surface of the outer layer (polyamide layer), the semiconductive belt is formed using a polyamic acid solution. In such a case, it is preferable that the device be manufactured as follows.
That is, at least a first film forming an outer layer (first layer) and a second film forming a polyimide layer (second layer) provided in contact with the inner peripheral surface of the outer layer using a polyamic acid solution. It is preferable to form a semiconductive belt through a step of laminating the first film and the second film and simultaneously performing the imide conversion of the first film and the second film.
[0085]
The semiconductive belt produced through such a process can improve the adhesive force between the first layer and the second layer, and can be used for a long period of time to separate the two polyamide layers. Is less likely to occur. Such a manufacturing method is particularly suitable when the inner layer of the semiconductive belt is composed of only a polyamide layer (that is, a two-layer structure composed of an outer layer (polyamide layer) and an inner layer (polyamide layer)). .
Note that such a manufacturing method can be similarly applied to a case where both the first layer and the second layer are mutually adjacent polyamide layers included in the inner layer.
[0086]
When a semiconductive belt is produced as a seamless belt, for example, a method of dipping a polyamic acid solution on the outer peripheral surface of a cylindrical mold, a method of applying the polyamic acid solution to an inner peripheral surface, a method of further centrifuging, or a casting mold It is developed into a ring shape by an appropriate method such as filling the material into a ring, the developed layer is dried and formed into a belt shape, and the molded product is subjected to heat treatment to convert the polyamic acid to imide, and then from the mold. It can be carried out by an appropriate method according to the prior art such as a method of recovery (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 61-95361, 64-22514, 3-180309, etc.). When a layer other than the polyamide layer is formed in the above-described manufacturing method, a solution in which a material constituting the layer is dispersed and dissolved can be used instead of the polyamic acid solution. In forming the seamless belt, an appropriate process such as a mold releasing process or a defoaming process can be performed.
[0087]
When the semiconductive belt of the present invention is formed as a seamless belt, for example, using a raw material liquid in which the material constituting each layer is dispersed and dissolved, and sequentially forming the outer layer or the inner layer to form a cylindrical body and After that, heat treatment (imide conversion by overheat treatment when forming the polyamide layer) may be performed. The cylindrical body is formed, for example, by developing the first-layer raw material liquid on the inner peripheral surface or the outer peripheral surface of a cylindrical mold by the above-described coating method, drying the developed layer to form a film, and further forming a second layer. The development and drying may be similarly performed using the raw material liquid of the layer.
[0088]
<< Image Forming Apparatus >>
The image forming apparatus of the present invention is not particularly limited as long as it uses the semiconductive belt of the present invention. Further, the semiconductive belt of the present invention can be used, for example, as an intermediate transfer member or a sheet transport member.
Hereinafter, the image forming apparatus of the present invention will be described as an example in which the semiconductive belt of the present invention is used as an intermediate transfer member, but the image forming apparatus of the present invention is limited to only the following configuration. is not.
[0089]
Examples of the configuration of an image forming apparatus using the semiconductive belt of the present invention as an intermediate transfer member include: an image carrier for forming an electrostatic latent image corresponding to image information; and an electrostatic carrier formed on the image carrier. A developing device for visualizing the latent image as a toner image with toner, a primary transfer unit for transferring the toner image carried on the image carrier onto an intermediate transfer body, and a transfer of the toner image on the intermediate transfer body to a recording medium In an image forming apparatus having a secondary transfer unit, a configuration using the semiconductive belt of the present invention as the intermediate transfer body is given as an example. Since such an image forming apparatus includes the semiconductive belt of the present invention, high quality transfer image quality can be stably obtained.
[0090]
Further, the image forming apparatus having the above configuration is, for example, a normal mono-color image forming apparatus in which only a single-color toner is accommodated in a developing device, or a toner image carried on an image carrier such as a photosensitive drum. A color image forming apparatus in which primary transfer is sequentially performed on the intermediate transfer body, a tandem type color image forming apparatus in which a plurality of image carriers having developing units for each color are arranged in series on the intermediate transfer body, or the like may be used.
[0091]
Next, an example of a color image forming apparatus using the semiconductive belt of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the image forming apparatus of the present invention is not limited to only the configuration described below. Hereinafter, an image forming apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the image forming apparatus of the present invention, wherein 1 is a photosensitive drum (image carrier), 2 is an intermediate transfer belt (intermediate transfer member), and 3 is a bias roller (first transfer). 4) a paper tray, 5 a black developing device, 6 a yellow developing device, 7 a magenta developing device, 8 a cyan developing device, 9 an intermediate transfer body cleaner, 13 a peeling claw, 21 a belt roller, 22 Is a backup roller, 23 is a belt roller, 24 is a belt roller, 25 is a conductive roller (second transfer means), 26 is an electrode roller, 31 is a cleaning blade, 41 is paper, 42 is a pickup roller, and 43 is a feed roller. Represent.
The image forming apparatus shown in FIG. 4 uses the semiconductive belt of the present invention as the intermediate transfer belt 2.
[0092]
Next, the configuration of the image forming apparatus shown in FIG. 4 will be described. Around the photosensitive drum 1, a black developing unit 5, a yellow developing unit 6, a magenta developing unit 7, and a cyan developing unit 8 are sequentially arranged in the vicinity of the photosensitive drum 1 along the arrow A direction. A conductive roller 25 is arranged on the opposite side of the photosensitive drum 1 from the side where the four color developing units are arranged, with the intermediate transfer belt 2 interposed therebetween so as to be in pressure contact with the photosensitive drum 1. ing.
[0093]
The intermediate transfer belt 2 is stretched by conductive rolls 25, a belt roller 21, a belt roller 23, a backup roller 22, and a belt roller 24 that are sequentially arranged in the direction of arrow B in contact with the inner peripheral surface of the intermediate transfer belt 2. An intermediate transfer member cleaner 9 is arranged on the opposite side of the belt roller 24 with respect to the belt 2. The peeling claw 13 is arranged so as to contact the outer peripheral surface of the portion of the intermediate transfer belt 2 stretched by the backup roller 22 and the belt roller 24.
[0094]
The backup roller 22 is in pressure contact with the bias roller 3 via the intermediate transfer belt 2, and the paper 41 can be inserted between the backup roller 22 (the intermediate transfer belt 2 pressed against) and the bias roller 3. is there. A cleaning blade 31 is provided around the bias roller 3 so as to contact the surface. Further, an electrode roller 26 is disposed in contact with the backup roller 22 on a substantially opposite side of the backup roller 22 on which the bias roller 3 is disposed.
[0095]
A pair of feed rollers 43 that are in contact with each other are arranged in the direction in which the paper 41 passes between the backup roller 22 and the bias roller 3, and the paper 41 can be inserted between the two feed rollers 43. On the other side of the pair of feed rollers 43 opposite to the side on which the backup roller 22 and the bias roller 3 are provided, a sheet tray 4 in which the sheets 41 are stocked, and the sheet 41 from the sheet tray 4 are supplied to the pair of feed rollers 43. A pickup roller for supplying the contact portion is provided.
[0096]
Next, image formation using the image forming apparatus shown in FIG. 4 will be described. First, the photosensitive drum 1 rotates in the direction of arrow A, and its surface is uniformly charged by a charging device (not shown). An electrostatic latent image of a first color (for example, Bk) is formed on the charged photosensitive drum 1 by an image writing unit (not shown) such as a laser writing device.
This electrostatic latent image is developed with toner by the black developing device 5 to form a visualized toner image T. The toner image T reaches the primary transfer portion on which the conductive roll 25 (first transfer unit) is disposed by rotation of the photosensitive drum 1, and an electric field having a reverse polarity is applied to the toner image T from the conductive roll 25. Thus, the toner image T is primarily transferred by rotation of the intermediate transfer belt 2 in the direction of arrow B while being electrostatically attracted to the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 2.
[0097]
Hereinafter, similarly, the second color toner image, the third color toner image, and the fourth color toner image are sequentially formed, and the toner images of each color correspond to the image information on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 2. They are superimposed to form a multiple toner image. The multi-toner image transferred to the intermediate transfer belt 2 reaches a secondary transfer section provided with a bias roll 3 (second transfer unit) by rotation of the intermediate transfer belt 2.
The secondary transfer unit is disposed so as to be in contact with the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 2 that carries the toner image, and to be opposed to the bias roll 3 from the inner peripheral surface of the intermediate transfer belt 2. Backup roll 22 and an electrode roll 26 that rotates while being pressed against the backup roll 22.
[0098]
The recording paper 41 is taken out one by one from a bundle of recording papers accommodated in the paper tray 4 by a pickup roll 42, passes through a feed roll 43, and is fixed to a press-contact portion between the intermediate transfer belt 2 and the bias roll 3 in the secondary transfer section. It is fed at the timing.
The multi-toner image carried on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 2 is transferred to the fed recording paper 41 by the press-contact conveyance by the bias roll 3 and the backup roll 22 and the rotation of the intermediate transfer belt 2.
[0099]
The recording paper 41 on which the multiple toner image has been transferred is separated from the intermediate transfer belt 2 by operating the separation claw 13 at the retracted position until the secondary transfer of the final toner image is completed, and is conveyed to a fixing device (not shown). Next, the recording paper 41 is subjected to pressure / heat treatment by a fixing device, so that a multi-toner image is fixed on the surface thereof, thereby forming an image. The intermediate transfer belt 2 on which the transfer of the multi-toner image onto the recording paper 41 has been completed is subjected to removal of residual toner by an intermediate transfer member cleaner 9 provided downstream of the secondary transfer portion to prepare for the next transfer. Further, the transfer roll 3 is attached so that a cleaning blade 31 made of metal is always in contact therewith, and foreign matters such as toner particles and paper dust adhered by transfer are removed.
[0100]
In the case of transferring a single-color image, the primary-transferred toner image T is immediately secondary-transferred and conveyed to a fixing device. In the case of transferring a multi-color image by superimposing a plurality of colors, the toner image of each color is transferred to the primary transfer unit. The rotation of the intermediate transfer belt 2 and the rotation of the photosensitive drum 1 are synchronized so that the toner images of the respective colors do not shift so as to accurately match each other.
In the primary transfer section, an output pressure (transfer voltage) having the same polarity as the polarity of the toner image is applied to the electrode roll 26 which is pressed against the backup roll 22 which is disposed opposite to the transfer roll 3 via the intermediate transfer belt 2. Then, the toner image is transferred to the recording paper 41 by electrostatic repulsion.
[0101]
Since the above-described primary transfer and secondary transfer are performed via the intermediate transfer member 2 formed of the semiconductive belt of the present invention, an image without a hollow character is formed on the recording paper 41.
[0102]
The image forming apparatus of the present invention may be a so-called four-cycle machine in which developing devices corresponding to each color are arranged around one image carrier as shown in FIG. From the viewpoint of realization, a so-called tandem machine provided with a developing unit for each color is more preferable.
[0103]
Specifically, such an image forming apparatus includes a latent image carrier, charging means for charging the surface of the latent image carrier, and a latent image for forming a latent image on the charged surface of the latent image carrier. A developing unit that contains a forming unit, an electrostatic image developer including a toner and a carrier, and develops the latent image formed on the surface of the latent image carrier with the electrostatic image developer to form a toner image And at least a toner image superimposing unit that superimposes the toner images formed for each of the two or more developing units on a transfer object sequentially. preferable. In such a tandem machine, the semiconductive belt of the present invention can be used as a toner image superposing means.
[0104]
A specific example of such a tandem type color image forming apparatus will be described below with reference to the drawings.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating another example of the image forming apparatus of the present invention. The image forming apparatus shown in FIG. 5 includes four toner cartridges 71, a pair of fixing rolls 72, a backup roll 73, a tension roll 74, a secondary transfer roll 75, a paper path 76, a paper tray 77, a laser generator 78, Four photoconductors (image carriers) 79, four primary transfer rolls 80, a drive roll 81, a transfer cleaner 82, four charging rolls 83, a photoconductor cleaner 84, a developing device 85, an intermediate transfer belt 86, a neutralizing roll 88, etc. As a main constituent member. In the image forming apparatus shown in FIG. 5, the semiconductive belt of the present invention is used as an intermediate transfer belt 86 functioning as a toner image superimposing unit and a toner image transferring unit.
[0105]
Next, the configuration of the image forming apparatus shown in FIG. 5 will be sequentially described. First, around the photoreceptor 79, a charging roll 83, a developing device 85, a primary transfer roll 80 disposed via an intermediate transfer belt 86, and a photoreceptor cleaner 84 are disposed counterclockwise. The members form a developing unit corresponding to one color. Further, a toner cartridge 71 for replenishing the developer to the developing device 85 is provided for each of the developing units, and a photosensitive member 79 of each developing unit is provided with a photosensitive member 79 between the charging roll 83 and the developing device 85. A laser generator 78 capable of irradiating the surface of the body 79 with laser light according to image information is provided.
[0106]
Four developing units corresponding to four colors (for example, cyan, magenta, yellow, and black) are arranged in series in a substantially horizontal direction in the image forming apparatus. An intermediate transfer belt 86 is provided so as to pass through a nip portion with the transfer roll 80. The intermediate transfer belt 86 is stretched around its inner peripheral side by a backup roll 73, a tension roll 74, and a drive roll 81 provided counterclockwise in the following order. The four primary transfer rolls are located between the backup roll 73 and the tension roll 74. A transfer cleaner 82 for cleaning the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 86 is provided on the opposite side of the drive roll 81 via the intermediate transfer belt 86 so as to be in pressure contact with the drive roll 81.
[0107]
Further, on the opposite side of the backup roll 73 via the intermediate transfer belt 86, the toner image formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 86 is formed on the surface of the recording paper conveyed from the paper tray 77 via the paper path 76. Is provided so as to be in pressure contact with the backup roll 73. On the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 86 between the backup roll 73 and the driving roll 81, a neutralizing roller 88 for eliminating the outer peripheral surface is provided.
[0108]
A paper tray 77 for stocking recording paper is provided at the bottom of the image forming apparatus, and a backup roll 73 and a secondary transfer roll 75 forming a secondary transfer unit from the paper tray 77 via a paper path 76 are provided. It can be supplied so as to pass through the pressure contact portion. The recording paper that has passed through the pressure contact portion can be further conveyed by conveyance means (not shown) so as to pass through the pressure contact portion of the pair of fixing rolls 72, and can be finally discharged out of the image forming apparatus.
[0109]
Next, an image forming method using the image forming apparatus of FIG. 5 will be described. The toner image is formed for each developing unit, and after uniformly charging the surface of the photoconductor 79 rotating counterclockwise by the charging roll 83, the photoconductor 79 charged by the laser generator 78 (exposure device) is used. A latent image is formed on the surface, and then the latent image is developed with a developer supplied from a developing device 85 to form a toner image. The toner image is transferred to a pressure contact portion between the primary transfer roll 80 and the photoconductor 79. The transferred toner image is transferred to the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 86 rotating in the direction of arrow A. After the transfer of the toner image, the photoreceptor 79 is cleaned by a photoreceptor cleaner 84 to remove toner, dust and the like attached to the surface thereof, and prepares for the formation of the next toner image.
[0110]
The toner images developed for the respective color developing units are conveyed to the secondary transfer unit in a state where the toner images are sequentially superimposed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer body 86 so as to correspond to the image information. The image is transferred onto the surface of the recording paper conveyed from the paper tray 77 via the paper path 76. The recording paper on which the toner image has been transferred is further fixed by being heated by applying pressure when passing through a pressure contact portion of a pair of fixing rolls 72 constituting a fixing portion, and after an image is formed on the surface of the recording medium. Is discharged outside the image forming apparatus.
[0111]
The intermediate transfer belt that has passed through the secondary transfer portion further advances in the direction of arrow A, and after the outer peripheral surface is neutralized by the charge eliminating roller 88, and further, after the outer peripheral surface is cleaned by the transfer cleaner 82, the intermediate transfer belt is transferred to the next toner image. Prepare.
[0112]
The image forming apparatus of the present invention described above and shown in FIG. 5 uses the semiconductive belt of the present invention as the intermediate transfer belt 86, so that it is possible to prevent holographic characters and to have other characteristics at a high level. Can be satisfied.
[0113]
The toner that can be used in the image forming apparatus of the present invention is not particularly limited, but is preferably a spherical toner in order to achieve high transfer efficiency. However, this spherical toner means that its shape is a shape factor defined by the following equation (1) and is in the range of 100 to 140, and the shape factor of the spherical toner is in the range of 100 to 130. Is more preferable, and it is further preferable that it is in the range of 100 to 120.
When the shape factor (ML2 / A) of the toner is larger than 140, the transfer efficiency is reduced, and the image quality of the formed image may be reduced to the extent that it can be visually confirmed.
Here, the shape coefficient means a value defined by the following equation (1).
・ Equation (1)
(ML2 / A) = [(absolute maximum length of toner particles) × 2] / [(projected area of toner particles) × π × １／ × 100]
[0114]
The spherical toner contains at least a binder resin and a colorant. The average particle diameter of the spherical toner is preferably in the range of 2 to 12 μm, and more preferably in the range of 3 to 9 μm.
[0115]
Examples of the binder resin include styrenes such as styrene and chlorostyrene, monoolefins such as ethylene, propylene, butylene and isoprene, vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate and vinyl butyrate, and methyl acrylate. Α-methylene aliphatic monocarboxylic esters such as ethyl acrylate, butyl acrylate, dodecyl acrylate, octyl acrylate, phenyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, dodecyl methacrylate, vinyl Methyl ether, vinyl ethers, vinyl ethers such as vinyl butyl ether, vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, homopolymers and copolymers such as vinyl ketones such as vinyl isopropenyl ketone can be exemplified, Typical binder resins include polystyrene, styrene-alkyl acrylate copolymer, styrene-alkyl methacrylate copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-butadiene copolymer, and styrene-maleic anhydride copolymer. Coalescence, polyethylene, polypropylene and the like. Further, polyester, polyurethane, epoxy resin, silicone resin, polyamide, modified rosin, paraffin wax and the like are also included.
[0116]
Colorants include magnetic powders such as magnetite and ferrite, carbon black, aniline blue, calcoil blue, chrome yellow, ultramarine blue, Dupont oil red, quinoline yellow, methylene blue chloride, phthalocyanine blue, malachite green oxalate, and lamp black. , Rose Bengal, C.I. I. Pigment Red 48: 1, C.I. I. Pigment Red 122, C.I. I. Pigment Red 57: 1, C.I. I. Pigment Yellow 97, C.I. I. Pigment Yellow 17, C.I. I. Pigment Blue 15: 1, C.I. I. Pigment Blue 15: 3 and the like.
[0117]
Known additives such as a charge controlling agent, a release agent, and other inorganic fine particles may be internally or externally added to the spherical toner. Representative release agents include low molecular polyethylene, low molecular polypropylene, Fischer-Tropsch wax, montan wax, carnauba wax, rice wax, candelilla wax and the like.
[0118]
As the charge control agent, known ones can be used, and an azo-based metal complex compound, a metal complex compound of salicylic acid, and a resin-type charge control agent containing a polar group can be used. When the toner is manufactured by a wet manufacturing method, it is preferable to use a material that is hardly dissolved in water in terms of controlling ionic strength and reducing wastewater contamination.
[0119]
As the other inorganic fine particles, small-diameter inorganic fine particles having an average primary particle diameter of 40 nm or less are used for the purpose of powder fluidity, charge control, and the like. May be used in combination. Known inorganic fine particles can be used as these other inorganic fine particles. Examples include silica, alumina, titania, metatitanic acid, zinc oxide, zirconia, magnesia, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium phosphate, cerium oxide, strontium titanate, and the like. The surface treatment of small-diameter inorganic fine particles is effective because the dispersibility is increased and the effect of increasing powder fluidity is increased.
[0120]
The method for producing the spherical toner is not particularly limited, and can be obtained by a known method. Specifically, for example, (1) a kneading and pulverizing method in which a binder resin and a colorant and, if necessary, a release agent and a charge control agent are kneaded, pulverized, and classified, particles obtained by a kneading and pulverizing method (2) Emulsion polymerization of the polymerizable monomer of the binder resin to form a dispersion, a colorant, and, if necessary, a release agent. And a dispersion liquid such as a charge controlling agent, mixed, aggregated, and heat-fused to obtain a spherical toner. (3) A polymerizable monomer for obtaining a binder resin, a coloring agent, A suspension polymerization method in which a solution to which a release agent and a charge control agent are added as necessary is suspended in an aqueous solvent and polymerized. (4) A binder resin and a coloring agent, and a release agent and a A solution suspension method in which a solution to which a charge control agent or the like is added is suspended in an aqueous solvent and granulated, and the like.
[0121]
Further, using the spherical toner obtained by the above method as core particles, agglomerated particles are further adhered to the surface of the core particles to form a shell layer, which is heated and fused to produce a spherical toner having a core / shell structure. You can also. When an external additive is added, it can be produced by mixing the spherical toner and the external additive with a Henschel mixer or a V blender. When the spherical toner is manufactured by a wet method, it can be externally added by a wet method.
[0122]
【Example】
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples. In Examples 1 to 3 described below, a semiconductive belt having a layer configuration including two polyimide layers shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 6 was manufactured. In FIG. 6, reference numeral 90 denotes an outer layer (polyimide layer), and 91 denotes an inner layer (polyimide layer).
[0123]
<Example 1>
(Polyamic acid solution for outer layer)
N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) solution of a polyamic acid comprising 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) and 4,4'-diaminodiphenyl ether (DDE) (manufactured by Ube Industries) Euvarnish A (solid content 18% by mass) and dried oxidation-treated carbon black (SPECIAL BLACK4 (manufactured by Degussa, pH 3.0, volatile content: 14.0%) were added to 100 parts by mass of a polyimide resin solid content. 23 parts by mass, and using a collision type disperser (Genus PY manufactured by Sinus) at a pressure of 200 MPa and a minimum area of 1.4 mm. ² Then, the mixture was allowed to collide after 2 divisions, passed through the path for dividing into 2 again 5 times, and mixed to obtain a polyamic acid solution (A) containing carbon black for an outer layer.
[0124]
(Polyamic acid solution for inner layer)
N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) solution of polyamic acid composed of 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) and p-phenylenediamine (PDA) (Euvarnish S (Ube Industries) 23 parts by mass of a dry oxidized carbon black (SPECIAL BLACK4 (manufactured by Degussa, pH 3.0, volatile matter: 14.0%)) to 100 parts by mass of a polyimide resin solid content to 18 parts by mass of solid content. And a collision type dispersing machine (Genus PY manufactured by Sinus) at a pressure of 200 MPa and a minimum area of 1.4 mm. ² Then, the mixture was allowed to collide after two divisions, passed through the path for dividing again twice five times, and mixed to obtain a polyamic acid solution (B) containing carbon black for an inner layer.
[0125]
(Production of semiconductive belt)
The polyamic acid solution (A) containing carbon black is applied to the inner surface of the cylindrical mold at a thickness of 0.05 mm through a dispenser, and rotated at 1500 rpm for 15 minutes to form a spread layer having a uniform thickness, and then rotated at 250 rpm. Then, hot air of 60 ° C. was blown from the outside of the mold for 30 minutes, then heated at 150 ° C. for 60 minutes, and then cooled to room temperature.
Next, the above-mentioned polyamic acid solution containing carbon black (B) was similarly applied to the inner surface of the layer made of the carbon black-dispersed polyimide precursor obtained in this state, and then heated to 360 ° C. at a rate of 2 ° C./min. The temperature was raised, and the mixture was further heated at 360 ° C. for 30 minutes to remove the solvent, remove the dehydrated ring-closing water, and perform the imide conversion reaction.
Thereafter, the resultant was cooled to room temperature, and the obtained molded product was peeled from the mold to obtain a semiconductive belt of Example 1. The thickness of this semiconductive belt was 0.08 mm, and the thickness of the outer polyimide resin layer was 0.02 mm.
[0126]
<Example 2>
In Example 1, except that pyromellitic dianhydride was used in place of 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) used in the polyamic acid solution (A) for the outer layer. Manufactured the semiconductive belt of Example 2 in the same manner as in Example 1. The thickness of this semiconductive belt was 0.1 mm, and the thickness of the outer polyimide resin layer was 0.01 mm.
[0127]
<Example 3>
In Example 1, p-phenylenediamine (PDA) and 4,4′-diaminodiphenyl ether (DDE) were used instead of p-phenylenediamine (PDA) used as the diamine component of the polyamic acid solution (B) for the inner layer. (A mixture of PDA: DDE = 3: 7 in molar ratio) was used in the same manner as in Example 1 to produce a semiconductive belt of Example 3. The thickness of this semiconductive belt was 0.1 mm, and the thickness of the outer polyimide resin layer was 0.02 mm.
[0128]
<Comparative Example 1>
The polyamic acid solution (B) containing carbon black used in Example 1 was applied to the inner surface of a cylindrical mold at 0.4 mm via a dispenser, and rotated at 1500 rpm for 15 minutes to form a spread layer having a uniform thickness. Then, while rotating at 250 rpm, hot air of 60 ° C. was blown from the outside of the mold for 30 minutes, heated at 150 ° C. for 60 minutes, and then heated up to 360 ° C. at a rate of 2 ° C./min. The mixture was heated at 30 ° C. for 30 minutes to remove the solvent, remove the dehydrated ring-closing water, and perform the imide conversion reaction.
Thereafter, the resultant was cooled to room temperature, and the obtained molded product was peeled from the mold to obtain a semiconductive belt of Comparative Example 1. The thickness of this belt was 0.08 mm.
[0129]
(Comparative Example 2)
As the polyamic acid solution, the polyamic acid solution (A) containing carbon black for the outer layer used in Example 2 was used, and the oxidized carbon black (SPECIAL BLACK4 (manufactured by Degussa, pH 4.0) contained in the polyamic acid solution (A) was used. , Volatile matter: 14.0%) was changed to acetylene black (pH 5.7, volatile matter 0.89%, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) in the same manner as in Comparative Example 1 except that the semiconductivity was changed. The thickness of the belt was 0.08 mm.
[0130]
<Evaluation>
-Evaluation of various characteristics of semiconductive belt-
With respect to the semiconductive belts obtained in Examples 1, 2, 3, and Comparative Examples 1, 2, the surface microhardness and Young's modulus on the transfer surface (outer peripheral surface) (however, the two-layer belts of Examples 1 to 3) were used. In the case of, the measurement was performed separately for the outer layer and the inner layer, and Comparative Examples 1 and 2 were measured for the entire belt (single layer)), the surface resistivity, the volume resistivity, and the in-plane variation of the surface resistivity (the maximum value and the minimum value). , And the resistance fluctuation width in a high-temperature and high-humidity environment (H / H environment) of 28 ° C. and 85% RH and a low-temperature and low-humidity environment (L / L environment) of 10 ° C. and 15% RH. Table 1 shows the results.
[0131]
-Evaluation of various characteristics during image formation-
The obtained semiconductive belt was attached as an intermediate transfer member to an image forming apparatus (a modified Color Laser Window manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.). The occurrence of white spots when 30% halftone was copied and the decrease in surface resistivity after 3000 copies of postcards were evaluated. Table 1 shows the results.
[0132]
[Table 1]

[0133]
Next, details of the evaluation items listed above will be described below. Since the surface microhardness has already been described, the description in this section is omitted.
[0134]
<Young's modulus of polyimide resin>
In accordance with JIS K6251, a semiconductive belt (in the case of a two-layer structure, a sample divided into an inner layer and an outer layer) was punched into a JIS No. 3 shape and subjected to a tensile test. A tangent line was drawn on the curve in the initial strain region of the obtained stress-strain curve, and the Young's modulus was determined from the slope.
[0135]
<Surface resistivity>
The measurement of the surface resistivity was performed based on the above-described measurement method shown in FIG. As the circular electrode, an HR probe of Hiresta IP manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd. (outer diameter φ16 mm of the cylindrical electrode part C, inner diameter φ30 mm of the ring-shaped electrode part D, outer diameter φ40 mm) was used.
In the measurement, a voltage of 100 V was applied under a 22 ° C./55% RH environment, and a current value after 10 seconds was calculated. The semiconductive belt was divided into eight parts in the circumferential direction and three parts in the width direction, and measured at 24 points on the belt surface, and the average value was defined as the surface resistivity of the semiconductive belt. The difference between the logarithmic value of the maximum value and the minimum value was defined as the in-plane variation (ΔR) of the surface resistivity.
[0136]
<Volume resistivity>
The measurement of the volume resistivity was performed based on the above-described measurement method shown in FIG. The circular electrode used was an HR probe of Hiresta IP manufactured by Mitsubishi Yuka Corporation. In the measurement, a voltage of 100 (V) was applied between the columnar electrode portion C ′ of the first voltage application electrode A ′ and the second voltage application electrode B ′, and the current value was obtained after 30 seconds.
[0137]
<Evaluation of image quality (holo character)>
The image quality (holo character) of the image obtained when the image was formed was evaluated according to the following criteria.
◎: No holographic character
○: Holo character is slightly generated, but there is no problem in image quality
×: There is a holo character, and there is a problem in image quality
[0138]
<Evaluation of cash register misalignment>
The image quality (color registration) of the image obtained when the image was formed was evaluated according to the following criteria.
：: The registration error is 0.08 mm or less, and there is no problem in image quality.
×: The registration error is 0.08 mm or more, and there is a problem in image quality.
[0139]
<Evaluation of white spots>
After continuous copying of 3000 postcards, the occurrence of white spots when 30% halftone of magenta was copied was evaluated according to the following criteria.
：: no white spots occurred
×: There is a white spot, and there is a problem in image quality.
[0140]
From the results shown in Table 1, the semiconductive belts of Examples 1 to 3 of the present invention were substantially excellent with substantially no occurrence of hollow characters. Furthermore, there is no variation in surface resistivity, and there is little environmental fluctuation of surface resistivity in a high-temperature and high-humidity (H / H) environment and a low-temperature and low-humidity (L / L) environment. Was completed.
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, since the surface microhardness of the transfer surface (outer peripheral surface) was as hard as 40, and the Young's modulus was larger than that of the inner layers of Examples 1 to 3, holographic characters were generated. Further, in Comparative Example 2, after continuously copying 3000 postcards continuously, the surface resistance at the rear portion of the postcard layer was reduced, and white spots occurred.
[0141]
For reference, a mechanism of white spots and a decrease in the surface resistivity of the primary transfer portion of the intermediate transfer member (semiconductive belt) will be described below.
[0142]
-White spots-
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a situation in which white spots occur when 30% of magenta halftone is copied on plain paper after continuously copying 3000 postcards. 7A is an explanatory diagram showing the distribution of the surface resistivity of the outer peripheral surface of the intermediate transfer member after 3000 copies of postcards are continuously copied, and FIG. 7B is a diagram corresponding to the outer peripheral surface of the intermediate transfer member of FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the occurrence of white spots when 30% halftone of magenta is copied on plain paper.
[0143]
In FIG. 7A, reference numeral 60 denotes the outer peripheral surface of the intermediate transfer body (for one rotation) immediately after the postcard has been brought into contact with the intermediate transfer body after continuous copying of 3000 sheets (and before the transfer of the magenta 30% toner image). Area 61, the area that repeatedly contacted the postcard (paper passing area: area where the surface resistance was reduced), and the area 62 that was not in contact with the postcard (non-paper passing area: the surface resistance did not decrease) Area).
In FIG. 7B, reference numeral 60 'denotes a paper surface when a halftone of 30% of magenta is copied on plain paper so as to correspond to the outer peripheral surface 60 of the intermediate transfer member shown in FIG. A region corresponding to a portion where the intermediate transfer member repeatedly contacted the postcard (a paper passing portion) (a region where white spots occurred), and 62 ′ a portion where the intermediate transfer member did not contact the postcard (a non-paper passing portion) ) Indicates a region (a region where white spots have not occurred).
[0144]
As shown in FIG. 7A, when the white spot evaluation test was performed by continuously running 3,000 sheets of paper (postcards) in a low-temperature and low-humidity environment of 10 ° C. and 15% RH, as shown in FIG. The surface resistivity of the area indicated by reference numeral 61) is lower than the surface resistivity of the surrounding area (the area indicated by reference numeral 62) (specifically, the logarithmic value is reduced by 1.1 digits or more). At this time, when the halftone (magenta 30%) is copied, as shown in FIG. , Whitening occurs.
That is, white spots are phenomena that occur when the surface resistance of a portion of the outer peripheral surface of the intermediate transfer member is relatively lower than that of the other portions, thereby corresponding to the portion where the surface resistance is reduced.
[0145]
-Decrease in surface resistivity of primary transfer part of intermediate transfer member (semiconductive belt)-
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a decrease in the surface resistivity of the secondary transfer portion of the intermediate transfer member (semiconductive belt) (specifically, in FIG. This corresponds to an enlarged view of the vicinity of the bias roller 3 and the backup roller 22). This shows the state of charging of the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 2 and the surface of the recording paper 41 on the side in contact with the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 2 immediately after the secondary transfer.
As can be seen from FIG. 8, immediately after the secondary transfer, the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 2 is charged to the positive side, and the surface of the recording paper 41 on the intermediate transfer belt 2 side is charged to the negative side. Separation discharge occurs between the belt 2 and the recording paper 41 to degrade the surface of the intermediate transfer belt 2, thereby reducing the surface resistance of the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 2.
[0146]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the occurrence of a holographic character, and at the same time, it is easy to make other characteristics compatible at a high level, and a method of manufacturing the semiconductive belt. Can be provided. Further, the present invention can provide an image forming apparatus using the semiconductive belt, which can stably obtain a high-quality image without a holographic character.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing the principle of measuring the surface microhardness.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a method for measuring the surface resistivity of a semiconductive belt.
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a method for measuring the volume resistivity of a semiconductive belt.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing another example of the image forming apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing an example of a configuration of a semiconductive belt of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the occurrence of white spots when a halftone of 30% of magenta is copied on plain paper after continuously copying 3000 postcards.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a decrease in surface resistivity of a primary transfer portion of an intermediate transfer member (semiconductive belt).
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor drum (image carrier)
2 Intermediate transfer belt (intermediate transfer body)
3 bias roller (first transfer means)
4 Paper tray
5 Black developer
6 Yellow developing unit
7 Magenta developing device
8 Cyan developing unit
9 Intermediate transfer member cleaner
10 Transfer roller
13 Peeling nails
14 Conveyor belt
16 Photoconductor cleaner
21 Belt roller
22 Backup roller
23 Belt roller
24 belt roller
25 conductive roller (second transfer means)
26 Electrode roller
30 Intermediate transfer drum
31 Cleaning blade
41 Recording paper
42 Pickup roller
43 Feed roller
50 surface layer
51 Needle indenter
60 Outer peripheral surface of the intermediate transfer body immediately after contacting the intermediate transfer body after 3000 continuous copies (and before the transfer of the magenta 30% toner image) (area divided by one rotation)
61 Area repeatedly contacted with postcard (paper passing area: area with reduced surface resistance)
62 Part not in contact with postcard (non-sheet passing part: area where surface resistance did not decrease)
60 ′ A paper surface when a halftone of 30% of magenta is copied on plain paper so as to correspond to the outer peripheral surface 60 of the intermediate transfer member shown in FIG.
61 'The area corresponding to the area where the intermediate transfer member repeatedly contacted the postcard (paper passing area) (the area where white spots occurred)
62 'A region corresponding to a portion where the intermediate transfer body did not contact the postcard (a non-sheet passing portion) (a region where no white spots occurred)
71 Toner Cartridge
72 Fixing roll
73 Backup Roll
74 tension roll
75 Secondary transfer roll
76 Paper path
77 paper tray
78 Laser generator
79 Photoconductor
80 Primary transfer roll
81 Drive Roll
82 Transcription Cleaner
83 Charging Roll
84 Photoconductor Cleaner
85 Developer
86 Intermediate transfer member
88 Static elimination roll
90 outer layer (polyimide layer)
91 Inner layer (polyimide layer)
T toner image

Claims

One or more polyimide layers containing a polyimide-based resin as a main component, an outer layer composed of one polyimide layer and forming an outer peripheral surface, and an inner layer including one or more layers provided on the inner peripheral side of the outer layer. Having an endless semiconductive belt containing a conductive agent,
A semiconductive belt, wherein the outer surface has a surface microhardness of 30 or less.

One or more polyimide layers containing a polyimide-based resin as a main component, an outer layer composed of one polyimide layer and forming an outer peripheral surface, and an inner layer including one or more layers provided on the inner peripheral side of the outer layer. Having an endless semiconductive belt containing a conductive agent,
The semiconductive belt, wherein the Young's modulus of the outer layer is 3500 MPa or less.

The semiconductive belt according to claim 1, wherein the inner layer includes one or more polyimide layers.

The semiconductive belt according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of the polyimide layers included in the inner layer is provided in contact with an inner peripheral surface of the outer layer.

The semiconductive belt according to any one of claims 1 to 4, wherein the inner layer comprises only a polyimide layer.

The semiconductive belt according to any one of claims 1 to 5, wherein a ratio of a thickness of the outer layer to a total thickness of the semiconductive belt is in a range of 10 to 50%.

The semiconductive belt according to any one of claims 1 to 6, wherein the polyimide resin contained in the outer layer contains 4,4'-diaminophenyl ether as a main component.

The polyimide resin contained in the outer layer contains, as a main component, a copolymer of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether. The semiconductive belt according to claim 1.

The semiconductive belt according to any one of claims 1 to 8, wherein the inner layer has a Young's modulus of 4000 MPa or more.

The semiconductive belt according to any one of claims 3 to 9, wherein the polyimide resin contained in the inner layer contains p-phenylenediamine.

The polyimide-based resin contained in the inner layer contains a copolymer of 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and p-phenylenediamine, according to claim 3, wherein A semiconductive belt according to any one of the preceding claims.

The semiconductive belt according to any one of claims 1 to 11, wherein a surface resistivity of the outer peripheral surface is in a range of 1 × 10 ¹⁰ to 1 × 10 ¹⁴ Ω / □.

The surface resistivity of the inner peripheral surface is in the range of 1 × 10 ⁷ to 1 × 10 ¹³ Ω / □, and is lower than the surface resistivity of the outer peripheral surface. The semiconductive belt according to any one of the above.

The semiconductive belt according to any one of claims 1 to 13, wherein the conductive agent is an oxidized carbon black having a pH of 5 or less.

The method for producing a semiconductive belt according to any one of claims 4 to 14,
The semiconductive belt is formed by laminating a first film forming the outer layer and a second film forming a polyimide layer provided in contact with the outer layer using at least a polyamic acid solution. Wherein the first film and the second film are produced through a step of simultaneously performing imide conversion.

An image forming apparatus using the semiconductive belt according to any one of claims 1 to 14.

17. The image forming apparatus according to claim 16, further comprising at least an intermediate transfer member, wherein the intermediate transfer member is the semiconductive belt according to any one of claims 1 to 14. .

17. The image forming apparatus according to claim 16, comprising at least a sheet transporter, wherein the sheet transporter is the semiconductive belt according to any one of claims 1 to 14. .

The image forming apparatus according to any one of claims 16 to 18, wherein an image is formed using a spherical toner.
An image forming apparatus, wherein the shape of the spherical toner is within a range of 100 to 140 in a shape factor (ML2 / A) defined by the following equation (1).
・ Equation (1)
(ML2 / A) = [(absolute maximum length of toner particles) × 2] / [(projected area of toner particles) × π × １／ × 100]

A latent image carrier, a charging unit for charging the surface of the latent image carrier, a latent image forming unit for forming a latent image on the charged surface of the latent image carrier, and an electrostatic image development including a toner and a carrier Two or more developing units comprising at least a developing unit for storing a developer and developing the latent image formed on the surface of the latent image carrier with the electrostatic image developer to form a toner image;
A toner image superimposing unit that superimposes the toner images formed for each of the two or more developing units on a transfer body sequentially,
The image forming apparatus according to any one of claims 16 to 19, wherein the toner image superimposing unit is the semiconductive belt according to any one of claims 1 to 14.