JP2005024873A - Semiconductive belt and method for manufacturing semiconductive belt - Google Patents
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Abstract
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、及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた画像形成装置は、無機又は有機材料からなる光導電性感光体である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。そして、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要の再生画像を得る。さらに、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が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
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剤を分散してなる半導電性ベルトが提案されている(例えば、特許文献2及び特許文献3参照。)。
【0004】
しかし、この半導電性ベルトは、主に単層タイプで構成されるため、中間転写ベルトや転写搬送ベルトとして用いた場合、可とう性と剛性のバランスが悪く、中間転写ベルトや転写搬送ベルトとしては、特性を満足しているとは言えなかった。これを改善するため、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(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が開示されている(例えば、特許文献4参照。)。このタイプの中間転写ベルトでは、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1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(ホロキャラクター)の画質欠陥を発生させる問題を生じることがあった。
【0005】
このような問題を解消すべく、ポリイミド製の半導電性ベルトを複数の層で形成し、各層の電気特性を個別に調整することにより、電気特性や機械特性を向上させる方法が提案されている。例えば、ポリイミド系樹脂を主体とし、表面抵抗率の異なる複数の層を設けることにより、電気抵抗値のバラツキ、機械的強度の低下が改善された半導電性ベルトが提案されている(例えば、特許文献5参照。)。このベルトの製法は、円筒型の内面へ第1層の原料液であるポリアミド溶液を塗布し、イミド転化が行われないような温度条件にて溶媒をある程度除去して固化させた後、その第1層の内面へ第2層の原料液を塗布し、溶媒乾燥した後、このベルト状物を円筒型の内面より剥離し、次いで該ベルト状物を内径より小さい外径を有する棒体を該ベルト状物に挿入した後、同時に両層のイミド転化を行うものである。
【0006】
しかしながら、上記の製法にて複層のベルトを作製する場合、各層ごとに溶媒乾燥を行わなければならない、ベルト状物を円筒型の内面より剥離し、棒体を該ベルト状物に挿入した後、イミド転化を行うため生産性が良くないという欠点がある。
また、溶媒残存量の差が大きい2層を同時に乾燥させなければならないため、残留応力の差などからベルトの反り等が生じ易く、極端な場合、ベルト表面にひび割れ等が発生するなどの問題が生じる問題がある。
【0007】
一方、ポリアミドを含有する複数の原料液の塗布、塗膜からの溶媒の除去、及びポリアミドのイミド転化を行う工程を有し、少なくとも1層に導電性物質を含有する複数のポリイミド系樹脂層を有する半導電性ベルトを製造する方法において、前記複数の原料液を順次又は同時に全てほぼ均一に塗布してから、各層同時に溶媒を除去する方法が提案されている(例えば、特許文献6参照。)。
【0008】
溶媒乾燥工程が1回で行なえるため生産性が向上するが、各層の界面で導電性物質の移動による層間の混合が生じ難くいため、ポリアミドの液粘度を高粘度にする必要があり、高粘度の液を平滑に塗布することが難しいために、厚みの均一化が困難となり、ベルトの平面度が悪くなる。高粘度の液であるためにカーボンブッラクを分散させた時に、液中に巻き込んだ空気などを除去が難しいために、液中の空気が、イミド転化の工程において、ベルト表面の突起を発生させるなどの問題が生じる場合がある。
【0009】
【特許文献1】
特開昭62−206567号公報
【特許文献2】
特開平5−77252号公報
【特許文献3】
特開平10−63115号公報
【特許文献4】
特開平10−63115号公報
【特許文献5】
特開平7−156287号公報
【特許文献6】
特開2002−029837号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の目的は、機械特性や電気抵抗値の均一性が良好で、かつ、生産性の向上、またベルトの反り、表面のひび割れ、突起等の外観の問題等を改善した中間転写ベルトや転写搬送ベルトとして有用な半導電性ベルトの提供、及び当該半導電性ベルトの製造方法を提供することにある。
【0011】
【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。
<1> 電子写真画像形成装置に用いられる無端ベルトであって、該無端ベルトが、外層(a)と内層(b)とを有し、前記外層(a)と内層(b)とが、いずれもポリイミド系樹脂を主体としてなり、前記内層(b)の10〜250℃における線膨張係数が、前記無端ベルト作製に用いられる金型金属の線膨張係数よりも小さく、前記内層(b)より外層(a)の線膨張係数が大きいことを特徴とする半導電性ベルト。
<2> 電子写真画像形成装置に用いられる無端ベルトであって、該無端ベルトが、外層(a)と内層(b)とを有し、前記外層(a)と内層(b)とが、いずれもポリイミド系樹脂を主体としてなり、前記内層(b)の10〜250℃における線膨張係数が、23ppm/℃以下であり、前記内層(b)より外層(a)の線膨張係数が大きいことを特徴とする半導電性ベルト。
<3> 10℃〜250℃における線膨張係数において、前記外層(a)と前記内層(b)との差が、50ppm/℃以下であり、前記内層より外層の線膨張係数が大きいことを特徴とする前記<1>又は<2>に記載の半導電性ベルト。
<4> 前記外層(a)の厚みの割合が、ベルトの総厚みの10%以上50%以下であることを特徴とする前記<1>〜<3>のいずれかに記載の半導電性ベルト。
<5> 前記内層(b)のポリイミド系樹脂の原料であるジアミンが、p−フェニレンジアミンを主成分とすることを特徴とする前記<1>〜<4>のいずれかに記載の半導電性ベルト。
<6> 前記外層(a)のポリイミド系樹脂の原料であるジアミンが、4,4’−ジアミノフェニルエーテルを主成分とすることを特徴とする前記<1>〜<5>のいずれかに記載の半導電性ベルト。
<7> 請求項1〜6のいずれかに記載の半導電性ベルトの製造方法であって、金属製芯体の外周面に、内層(b)を形成するためのポリアミド溶液を塗布し、無端ベルト状ポリイミド系前駆体を形成し、次いで、外層(a)を形成するためのポリアミド溶液を塗布し、無端ベルト状ポリイミド系前駆体を積層形成し、無端ベルト状物とした後、該無端ベルト状物を加熱することによって硬化することを特徴とする半導電性ベルトの製造方法。
<8> 前記内層(b)を形成するためのポリアミド溶液及び、外層(a)を形成するためのポリアミド溶液は、いずれもB型粘度計における25℃の溶液粘度が、10Pa・s以上80Pa・s以下の範囲内であることを特徴とする前記<7>に記載の半導電性ベルトの製造方法。
【0012】
【発明の実施の形態】
<半導電性ベルト>
本発明の半導電性ベルトは、金属製芯体の外周面に、内層のポリイミド系樹脂の原料液であるポリアミド溶液を塗布し、無端ベルト状ポリイミド系前駆体を形成し、次いで、外層のポリイミド系樹脂の原料液であるポリアミド溶液を塗布し、無端ベルト状ポリイミド系前駆体を積層形成し、無端ベルト状物とした後、これを加熱することによって硬化させることで得られる。
【0013】
本発明においては、内層(b)の10℃〜250℃における線膨張係数が、金属製芯体に用いられた金属の線膨張係数より小さいことを特徴とする。
図6は、本発明において、ポリイミドベルトの周長と金属製芯体(金型)の外径との関係を示す図である。加熱工程▲1▼において、ベルト周長は、金属製芯体に追随して変形するので、金属製芯体の外径と同じになる。加熱によって、金属製芯体の外側に被覆されたポリアミド溶液は、溶剤の除去とイミド化反応が促進され、250℃の温度領域で、ベルトの周長は、金属製芯体の外径に規制されて決定される。加熱工程▲2▼において、金属製芯体の熱膨張係数が、ポリイミドの熱膨張係数より大きいので、ポリイミドベルト周長は、金属製芯体の外径の膨張に伴い、応力を受けて変形する(金属芯体がない場合には、図6の点線で示した線にそって、膨張する)。冷却工程▲3▼においては、ポリイミドベルト周長は、金属製芯体の外径の収縮に伴って収縮するが、冷却工程▲4▼において、ポリイミドベルトの熱膨張係数が、金属製芯体の熱膨張係数より小さいので、常温においては、ポリイミドベルトの周長は、金属製芯体の外径より大きくなる(図6のΔL)。ΔL>0の場合は、ポリイミドベルトは、金属製芯体より容易に脱型することができる。
【0014】
ここで、金属製芯体としてよく用いられるアルミ材の10℃〜250℃における線膨張係数は、24ppm/℃である。アルミ材の線膨張係数は、文献(日本機会学会発行機会工学便覧(応用編)表2実用金属材料の物理的性質)による。この場合、2層構成ポリイミドベルトにおいて、内層を構成するポリイミド樹脂材料の10〜250℃における線膨張係数を23ppm/℃以下とすることによって、図6のΔLの値は、正の値となる。そのため、冷却工程において、ポリイミドベルトの外径が、金属製芯体の外径より大きくなるので、2層構成ポリイミドベルトは、金属製芯体より容易に脱型することができる。
すなわち、金属製芯体としてアルミ材を用いた場合、半導電性ベルトは、ポリイミド系樹脂を主体となす外層(a)と内層(b)とを有する無端ベルトであって、内層(b)のポリイミド系樹脂材料の10〜250℃における線膨張係数が23ppm/℃以下で、前記内層(b)より外層(a)の線膨張係数が大きい構成とすることで、厚みの均一な、高平面度でかつ外観欠陥のない半導電性ベルトを得ることができる。
【0015】
金属製芯体をアルミ以外の材料とした場合でも、内層(b)の10℃〜250℃における線膨張係数が、ベルト作製に用いられる金型金属の線膨張係数よりも小さければ、同様の効果が得られる。
【0016】
<線膨張係数>
線膨張係数は、前記の半導電性ベルトを幅3mm、長さ10mmの試験片を切り出して、評価サンプルとして、島津製作所製熱分析装置TMA−50装置にて引張り測定、昇温速度10℃/分、荷重2g、10℃〜250℃の温度範囲で測定し、その結果から、10℃〜250℃における線膨張係数を求めた。10℃〜250℃における線膨張係数とは、各温度における線膨張係数をいう。
金属製芯体としてアルミ材を用いた場合、内層(b)の線膨張係数が、いずれも23ppm/℃以下であることが好ましい。より好ましくは、20ppm/℃以上23ppm/℃以下であり、更に好ましくは、15ppm/℃以上20ppm/℃以下である。
【0017】
また、内層(b)を構成するポリイミド樹脂ベルト材料の、外層(a)の10〜250℃の各温度における線膨張係数(a1)と、内層(b)の10〜250℃の各温度における線膨張係数(b1)との関係は、a1がb1より大きくなければならない。好ましくは、a1とb1の差が、50ppm/℃以下であり、より好ましくは、35ppm/℃以下である。前記内層より外層の線膨張係数がわずかに大きいことによって、ベルト成形時の応力の不均一を緩和することができ、高い精度の平面度のベルトを得ることができる。
【0018】
(平面度)
本発明の半導電性ベルトの平面度は、4mm以下、好ましくは2mm以下である。平面度が4mmを越える場合には、ベルト駆動を行う駆動ロールと半導電性ベルトとの密着性が変化し、結果的にベルトの移動速度が変動し、各色現像器を具備した感光体に対し中間転写体の移動速度が各色で異なってしまい、高精度の画像合わせが不可能となり、色ずれ等の画像欠陥が発生する場合がある。
尚、本発明における平面度は、図7に示すように半導電性ベルトを2本の平行な軸(Φ28mm)で4kgの荷重をかけることにより張架し、その時の半導電性ベルト表面(2層構造の場合には、外層の表面)をレーザー変位計17(キーエンス社製LK−030)で張架している軸と対になっている軸の中心部を軸に平行に前記レーザー変位計17でベルト表面の変位量の最大値と最小値の差分を読み取ったものである。
【0019】
上記構成とすることで、平面度が平滑であるベルトを容易に得ることができる。また、単一の材料構成では、得られない、可とう性と剛性のバランスを満足することができる。転写面を構成する材料が、表面硬度が低く、ライン画像が中抜けする(ホロキャラクター)、トナーが飛び散る(ブラー)などの画質欠陥を発生することがなく、高画質の転写画質を安定して得ることができる。
【0020】
<内層のポリイミド樹脂>
本発明における内層のポリイミド樹脂は、芳香族骨格を有するカルボン酸と、ジアミンとが重合したものであれば、特に限定されない。好ましくは、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主成分とする場合である。ジアミン残基にp−フェニレン骨格を有するポリイミド樹脂を主成分とすることで、剛直となり、ヤング率4000MPa以上の機械特性を満足することができる。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の水素原子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、本発明においては、ヤング率4000MPa以上であり、p−フェニレン骨格がイミド結合してなる重合体を主成分としてあれば、後述する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併用してもよい。
【0021】
<外層のポリイミド樹脂>
本発明における外層のポリイミド樹脂は、芳香族骨格を有するカルボン酸と、ジアミンとが重合したものであれば、特に限定されない。好ましくは、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する場合である。ジアミン残基にエーテル骨格を有するポリイミド樹脂を主成分とすることで、ポリイミド樹脂表面の表面微小硬度が、30度以下の可とう性を有することができる。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が挙げられる。また、本発明においては、表面硬度が30度以下であり、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主成分としてあれば、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併用しても良い。
【0022】
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。
【0023】
<表面微小硬度>
本発明の半導電性ベルトは、転写面(2層構成のベルトでは、外層の表面)の硬度が、表面微小硬度で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い。前記表面微小硬度とは、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はとらず、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ることができる。試験荷重P(mN)、圧子の試料への侵入量(押し込み深さ)D(μm)とした時、表面微小硬度DHは下記式(1)で定義される。
式(1) DH≡αP/D2
ここで、αは圧子形状による定数で、α=3.8584(使用圧子:三角錐圧子の場合)である。
【0024】
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、ここで得られた表面微小硬度と、ホロキャラクターの発生レベルには極めて正確な相関があることを発見した。即ち、中間転写体の転写面の表面微小硬度が好ましくは30以下、より好ましくは25以下の場合には、上述した二次転写部において、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。
【0025】
尚、半導電性ベルトの転写面における表面微小硬度は、下記の方法によって求めた。転写面を構成する材料(表面層)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)を用いて測定する。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
【0026】
半導電性ベルト材料(ベルト状の内層材に用いられる材料)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(2)で表すことができる。
式(2) Δl=P・l・α/(t・w・E)
ここで、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/mm2)を表す。
【0027】
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、ベルト材料のヤング率と厚みに逆比例する。高ヤング率のベルト材料を用いると、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、ベルトの厚みは、厚くなると、駆動系ロールなどのベルト屈曲部でのベルトの外側表面の変形量が大きくなり、良好な画質を得られ難い、また、ベルトの外側と内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。
【0028】
本発明の半導電性ベルトの厚みは、総厚みで、0.05mm以上0.2mm以下の厚みであり、好ましくは、0.06mm以上0.15mm以下である。また、前記外層の厚みの割合が、総厚みの10〜50%である。外層の厚みが、上記範囲であれば、内層のポリイミド材料に影響されずに、半導電性ベルト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。ベルト内層の該材料のヤング率は、4000MPa以上であるので、ベルト基材としての機械特性を満足させることができる。
【0029】
内層のポリイミド樹脂が、導電剤を含有していることが好ましい。より好ましくは、内層及び外層のポリイミド樹脂が導電剤を含有している場合である。導電剤は、分散された状態で、ポリイミド樹脂に含有されていることが好ましい。導電剤としては、電性又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、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。そしてこれらを単独、あるいは併用して使用してもよい。
【0030】
本発明では、導電剤としてpH5以下の酸化処理カーボンブラックを添加することを提案する。当該カーボンブラックは、樹脂中への分散性がよいため良好な分散安定性が得られる。そのため、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き難く、電気抵抗の経時での安定性が良好となる。
【0031】
(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することで、表面にカルボキシル基、キノン基、ラクトン基、水酸基等を付与して製造することができる。この酸化処理は、高温雰囲気下で、空気と接触され、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、及び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。なお、酸性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、本発明に含まれるとみなす。
【0032】
本発明の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が存在するため、樹脂中への分散性がよく、良好な分散安定性が得られる。したがって、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難くなる。
【0033】
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、酸性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。
【0034】
酸化処理カーボンブラックは、その揮発成分が1質量%以上25質量%以下、好ましくは2質量%以上20質量%以下、より好ましくは、3.5質量%以上15質量%以下含まれていることが好適である。揮発分が1質量%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、結着樹脂への分散性が低下することがある。一方、25質量%より高い場合には、結着樹脂に分散させる際に、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ことがある。従って、揮発分を上記範囲とすることで、結着樹脂中への分散をより良好とすることができる。この揮発分は、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)の割合により求めることができる。
【0035】
本発明のポリイミドベルトにおいて、カーボンブラックは2種類以上含有してもよい。そのとき、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と好ましく、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含有させる場合も、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。
【0036】
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質量%)、同「スペシャルブラック350」(pH3.5、揮発分2.2質量%)、同「スペシャルブラック100」(pH3.3、揮発分2.2質量%)、同「スペシャルブラック250」(pH3.1、揮発分2.0質量%)、同「スペシャルブラック5」(pH3.0、揮発分15.0質量%)、同「スペシャルブラック4」(pH3.0、揮発分14.0質量%)、同「スペシャルブラック4A」(pH3.0、揮発分14.0質量%)、同「スペシャルブラック550」(pH2.8、揮発分2.5質量%)、同「スペシャルブラック6」(pH2.5、揮発分18.0質量%)、同「カラーブラックFW200」(pH2.5、揮発分20.0質量%)、同「カラーブラックFW2」(pH2.5、揮発分16.5質量%)、同「カラーブラックFW2V」(pH2.5、揮発分16.5質量%)、キャボット社製「MONARCH1000」(pH2.5、揮発分9.5質量%)、キャボット社製「MONARCH1300」(pH2.5、揮発分9.5質量%)、キャボット社製「MONARCH1400」(pH2.5、揮発分9.0質量%)、同「MOGUL−L」(pH2.5、揮発分5.0質量%)、同「REGAL400R」(pH4.0、揮発分3.5質量%)等が挙げられる。
【0037】
(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、樹脂組成物中への分散性がよいため、導電性微粉末としての添加量を高くすることが好ましい。これにより、半導電性ベルト中のカーボンブラックの量が多くなるため、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発揮することができる。
本発明では、前記酸化処理カーボンブラックを10質量%以上30質量%以下含有することにより、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など、酸化処理カーボンブラックの効果を発揮させている。この含有量が10質量%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。一方、30質量%を超えると所望の抵抗値が得られ難くなる。さらに、酸化処理カーボンブラックを18質量%以上30質量%以下含有させることにより、その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。
【0038】
<体積抵抗率>
本発明の半導電性ベルトは、2次転写部に除電装置が付与されていない画像形成装置の場合には、外層・内層のポリイミド樹脂とも、体積抵抗率は、1×108Ωcm以上1×1013Ωcm以下であることが好ましく、1×109Ωcm以上1×1012Ωcm以下であることがより好ましい。この体積抵抗率が1×108ΩCm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してしまい(ブラー)、ノイズの大きい画像が形成されることがある。また、体積抵抗率が1×1013Ωcm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表面が帯電する。この場合、除電機構を設けることで、高品質の画質を安定して得られる。
一方、2次転写部に除電装置が付与されている画像形成装置の場合には、内層及び外層の体積抵抗率が、1×1013Ωcmを超える値であっても、前記除電機構により、1次転写での転写電界で中間転写体表面を除電することができる。除電装置が備えられている場合の体積抵抗率は、好ましくは1×1013Ωcm以上1×1015Ωcm以下である。
【0039】
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、JIS K6991に従って測定することができる。前記体積抵抗率の測定方法を図4を用いて説明する。図4は、円形電極の一例を示す概略平面図(a)及び概略断面図(b)である。図4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、該円柱状電極部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。第一電圧印加電極A’における円柱状電極部C’及びリング状電極部D’と第二電圧印加電極B’との間に中間転写体Tを挟持し、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V(V)を印可したときに流れる電流I(A)を測定し、下記式(4)により、中間転写体Tの体積抵抗率ρv(Ωcm)を算出することができる。ここで、下記式(4)中、tは、半導電性ベルトTの厚さを示す。
式(4) ρv=19.6×(V/I)×t
【0040】
上記構成の本発明の半導電性ベルトは、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性質を有する。上記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用いる中間転写ベルト及び用紙搬送ベルトとして用いることができる。
【0041】
本発明の半導電性ベルトは、導電性物質以外の添加剤を含有してもよい。また、外層と内層に加えて、本発明の趣旨を損なわない範囲でさらに多層化することもできる。
【0042】
添加剤を加え作製された各層について、上記物性の好ましい範囲を記載する。外層のヤング率は、3500MPa以下が好ましく、1500MPa以上3500MPa以下がより好ましい。内層のヤング率よりも小さくすることで、転写面の押圧力が分散され、ホロキャラクター等の画質欠陥を抑制できる。
外層の表面において、表面微小硬度は、30度以下が好ましく、25度以上30度以下がより好ましい。平面度は、4mm以下が好ましく、2mm以下がより好ましい。
一方、内層のヤング率は、4000MPa以上であることが好ましく、4000MPa以上8000MPa以下がより好ましい。このようなヤング率の範囲とすることで、基材としての機械的特性を満たす。
【0043】
半導電性ベルトの形成は、ベルトが無端ベルトである場合には、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。
【0044】
各層の形成は、例えば前述のポリアミド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をイミドに転化する方法などにより行うことができる。外層と内層の積層は、これらの操作を繰り返すことで可能となるが、イミドに転化するまでの工程を繰り返した後、両層を同時にイミド転化させる方法が、各層の接着性の点から好ましい。
【0045】
シームレスベルトを形成する場合、例えばポリアミド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、その展開層を乾燥製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)。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。本発明においては、ポリアミド溶液を円筒状金型の外周面に浸漬する方式が好ましい。
【0046】
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、前記の如き成分を有する各層の原料液を用い、内層と外層とを順次形成して筒状体とした後、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,その展開層を乾燥製膜し、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。
【0047】
図8は、本発明で用いたポリイミドの原料液(例えば、ポリアミドに各種添加剤を加えた溶液)を塗布する装置である。図8において、アルミ型81は、50rpm〜250rpmの速度で回転しており、ポリイミドの原料液を入れた筒状容器(ディスペンサー)82は、一定量のポリイミドの原料液を吐出するように調節されており、アルミ型81に吐出されたポリイミドの原料液は、スクレーバーによって、均一化される。筒状容器82とスクレーバー83は、アルミ型の軸方向に50〜500mm/minの速度で移動して、筒状体のアルミ型の外周面に前記内層に用いるポリイミド液を塗布し、その展開層を形成する。次いで、100℃〜150℃で乾燥後、更に2層目のポリイミドの原料液を塗布して、展開して、乾燥する。その後360℃まで2℃/分の昇温速度で昇温し、更に300℃〜400℃の温度で一定時間加熱し、溶媒の除去、脱水閉環水の除去によりイミド転化反応の完結を行なう。その後室温に戻し、金型から剥離し、目的とする2層構成の半導電性ベルトを得る。
前記ポリイミドの原料液は、外層・内層いずれもB型粘度計における25℃の溶液粘度が10Pa・s以上80Pa・s以下の範囲内であり、好ましくは、15Pa・s以上50Pa・s以下である。原料液の粘度が、10Pa・s未満の場合には、数μmの薄い膜しか形成せきないので、所望の膜を安定してえることができない、80Pa・sを超える場合には、スクレーバー83による塗布時の均一化が困難しくありスバイラル模様が発生するなどの問題が発生して、塗膜が均一に形成できない場合がある。
ポリイミドの原料液には、ポリアミド及び各種添加物に加え、溶媒が含まれる。溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドンが好ましい。溶媒の添加量は、溶液の粘度が上記範囲に入れば、特に問わない。
尚、アルミ型の回転速度、筒状容器(ディスペンサー)およびスクレーバーの移動速度は、アルミ型の外径、原料液の液粘度、形成する膜の厚みなどによって最適な範囲があり、上記範囲に限定させるものではない。
【0048】
[画像形成装置]
本発明の画像形成装置は、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、該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であって、前記中間転写体が、上記本発明の中間転写体であることを特徴とする。本発明の画像形成装置は、上記本発明の中間転写体を備えているため、高品質の転写画質を安定して得ることができる。
【0049】
本発明は、中間転写体方式の画像形成装置であれば、特に限定されるものではない。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のいずれでもよい。
【0050】
本発明のベルト状中間転写体を用いたカラー画像形成装置の概略図を図1に示す。該画像形成装置は、像担持体としての感光体ドラム1、中間転写体としての中間転写ベルト2、転写電極であるバイアスローラ3(第二転写手段)、転写媒体である記録紙を供給する用紙トレー4、Bk(ブラック)トナーによる現像器5、Y(イエロー)トナーによる現像器6、M(マゼンタ)トナーによる現像器7、C(シアン)トナーによる現像器8、中間転写体クリーナー9、剥離爪13、ベルトローラ21、23及び24、バックアップローラ22、導電性ローラ25(第一転写手段)、電極ローラ26、クリーニングブレード31、記録紙41、ピックアップローラ42、並びにフィードローラ43を有してなる。
【0051】
図1において、感光体ドラム1は矢印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ラ25(第一転写手段)が配置された一次転写部に到り、導電性ローラ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。
【0052】
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、中間転写ベルト2において重ね合わされ、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ラ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のトナー像が担持された表面側に設置されたバイアスローラ3と該中間転写ベルト2の裏側からバイアスローラ3に対向するように配置されたバックアップローラ22及びこのバックアップローラ22に圧接して回転する電極ローラ26から構成される。
【0053】
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ラ42で一枚ずつ取り出され、フィードローラ43で二次転写部の中間転写ベルト2とバイアスローラ3との間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、バイアスローラ3及びバックアップローラ22による圧接搬送と中間転写ベルト2の回転により、該中間転写ベルト2に担持されたトナー像が転写される。
【0054】
トナー像が転写された記録紙41は、最終トナー像の一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、加圧/加熱処理でトナー像を固定して永久画像とされる。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、バイアスローラ3は、ポリウレタン等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。
【0055】
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。上記二次転写部では、バイアスローラ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ラ22に圧接した電極ローラ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。
【0056】
図2は、除電装置付きタンデム式の画像形成装置の要部部分を説明する模試図である。本発明の中間転写ベルトを備えることで、高画質の転写画像を得ることができる。具体的には、図2において感光体79表面を均一に帯電する帯電ローラ83(帯電装置)、感光体79表面を露光し静電潜像を形成するレーザー発生装置78(露光装置)、感光体79表面に形成された潜像を現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像器85(現像装置)、感光体に付着したトナーやゴミ等を除去する感光体クリ−ナー84 (クリーニング装置)、被転写材上のトナー像を定着する定着する定着ローラ72等必要に応じて公知の方法で任意に備えることができる。また、中間転写体86の電荷は、除電ローラ(除電手段)88により除電される。
上述の構成のタンデム式の画像形成装置においても、高品質の転写画質を安定して得ることができる。
【0057】
【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。
(実施例1)
(外層用ポリアミド溶液)
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)との1:1(モル比)反応物であるポリアミドの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(SPECIAL BLACK4(Degussa社製、pH3.0、揮発分:14.0%)をポリイミド樹脂固形分100質量部に対して、20質量部添加して、衝突型分散機(シーナス製GeanusPY)を用い、圧力200MPaで、最小面積が1.4mm2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、カーボンブラック入りポリアミド溶液(A)を得た。カーボンブラック入りポリアミド溶液(A)の粘度は、B型粘度計での計測結果、20Pa・sであった。
【0058】
(内層用ポリアミド溶液)
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)との1:1(モル比)反応物であるポリアミドの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(SPECIAL BLACK4(Degussa社製、pH3.0、揮発分:14.0質量%)をポリイミド樹脂固形分100質量部に対して、23質量部添加して、衝突型分散機(シーナス製GeanusPY)を用い、圧力200MPaで、最小面積が1.4mm2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、カーボンブラック入りポリアミド溶液(B)を得た。カーボンブラック入りポリアミド溶液(B)の粘度は、B型粘度計での計測結果280ポアズであった。
【0059】
ポリアミド溶液(B)を外径160mm、厚み5mmの円筒状アルミ金型を100rpmで回転させながら、外周面に、ディスペンサーとスクレイパーを移動速度150min/minで移動させながら、厚み0.3mmの展開層とした後、5rpmで回転させながら、120℃で30分間加熱し、次いで常温に冷却した。次に、得られたポリイミド前駆体の外周面に、上記ポリアミド溶液(A)を同様に塗布し、その後320℃まで2℃/分の昇温速度で昇温し、更に320℃で30分加熱し、溶媒の除去、脱水閉環水の除去により、イミド転化反応の完結を行った。その後室温に戻し、金型から剥離し、目的とする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は0.02mmであった。
【0060】
(実施例2)
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)をピロメリット酸二無水物(PMDA)とを1:1(質量比)の比率で組み合わせテトラカルボン酸二無水物とした。この無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)との1:1(モル比)反応物であるポリアミドのN−メチルー2ピロリドン(NMP)溶液(固形分18質量%))に、乾燥した酸化処理カーボンブラック(SPECIAL BLACK4(Degussa社製、pH3.0、揮発分:14.0質量%))をポリイミド樹脂固形分100質量部に対して、23質量部添加して、外層用のカーボンブラック入りポリアミド溶液(C)を得た。カーボンブラック入りポリアミド溶液(C)の粘度は、B型粘度計での計測結果18Pa・sであった。
内層用のポリアミド溶液として、実施例1で用いたポリアミド溶液(B)を用いた。
ポリアミド溶液(B)及び(C)を用い、それ以外は実施例1と同様の方法で、半導電性ベルトを得た。この半導電性ベルトの厚さは0.1mmであり、外層のポリイミミド樹脂層は0.03mmであった。
【0061】
(実施例3)
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)と、ピロメリット酸2無水物(PMDA)とを1:1(質量比)の比率で組み合わせテトラカルボン酸二無水物とした。この無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)との1:1(モル比)反応物であるポリアミドのN−メチルー2ピロリドン(NMP)溶液(固形分18質量%))に、乾燥した酸化処理カーボンブラック(SPECIAL BLACK4(Degussa社製、pH3.0、揮発分:14.0%)をポリイミド樹脂固形分100質量部に対して、3質量部添加して、外層用のカーボンブラック入りポリアミド溶液(D)を得た。カーボンブラック入りポリアミド溶液(D)の粘度は、B型粘度計での計測結果17Pa・sであった。
内層用のポリアミド溶液として、実施例1と同じカーボンブラック入りポリイミド酸溶液(B)を用いた。
ポリアミド溶液(B)及び(D)を用い、それ以外は実施例1と同様の方法で、半導電性ベルトを得た。この半導電性ベルトの厚さは0.1mmであり、外層のポリイミミド樹脂層は0.01mmであった。
【0062】
(比較例1)
カーボンブラック入りポリアミド溶液(A)のみを用いて、外径160mm、厚み5mmの円筒状アルミ金型を100rpmで回転させながら、外周面に、ディスペンサーとスクレイパーを移動速度150min/minで移動させながら、厚み0.2mmの展開層とした後、5rpmで回転させながら、120℃で30分間加熱し、次いで常温に冷却した。その後320℃まで2℃/分の昇温速度で昇温し、更に320℃で30分加熱し、溶媒の除去、脱水閉環水の除去により、イミド転化反応の完結を行った。その後室温に戻した。
この場合、金型からの剥離は、非常に困難であった。ポリイミドベルトに水分を吹きかけて、ポリイミドベルトを膨張させることで剥離することがきた。この半導電性ベルトの厚さは0.05mmであった。
【0063】
(比較例2)
実施例1の内層のポリアミド溶液(B)を外層のポリアミド溶液として用いた。
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)とのモル比率をPDA/DDE=8:2としたものをジアミン成分として用い、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)に対し、モル比1:1で反応させたポリアミドのN−メチルー2ピロリドン(NMP)溶液(固形分18質量%))に、乾燥したカーボンブラック(アセチレンブラック(電気化学工業社製pH5.7、揮発分0.89質量%)をポリイミド樹脂固形分100質量部に対して13質量部添加して、内層用のカーボンブラック分散ポリアミド溶液(E)を得た。ポリアミド溶液(E)の粘度は、B型粘度計での計測結果4Pa・sであった。
【0064】
カーボンブラック入りポリアミド溶液(B)を円筒状金型内面に、ディスペンサーを介して0.5mm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の内面に、上記カーボンブラック入りポリアミド溶液(E)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、脱水閉環水の除去によりイミド転化反応の完結を行った。その後室温に戻し、金型から剥離し、目的とする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は0.02mmであった。
【0065】
<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、平面度、転写面の表面微小硬度、体積抵抗率、転写画質(ブラー、ホロキャラ、カラーレジ)、を評価した。
【0066】
(平面度の測定)
本発明における平面度は、図7に示すように半導電性ベルトを2本の平行な軸18(Φ28mm)で4kgの荷重をかけることにより張架し、その時の半導電性ベルト表面をレーザー変位計17(キーエンス社製LK−030)で張架している軸と対になっている軸の中心部を軸に平行に前記レーザー変位計17でベルト表面の変位量の最大値と最小値の差分を読み取ったものである。
判定は、以下の基準により評価した。
○:平面度4mm以下
×:平面度4mmを越える場合
【0067】
図5は、表面層の表面微小硬度の測定原理を示す模式断面図であり、図5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(1)で表される。
式(1) 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。
【0068】
<体積抵抗率>
体積抵抗率の計測は、上述したように、円形電極(三菱油化(株)製ハイレスターIPのHRプローブ)を用い、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。
【0069】
<画質(ホロキャラクター)の評価>
上記で得られた各半導電性ベルトを、カラー画像形成装置(富士ゼロックス製Color Laser Wind改造機)に取り付け、画像形成を行い、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。(実施例3の場合には、一部改造して、除電装置を付与して画質評価を行った)。
◎: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
【0070】
<レジずれの評価>
上記で得られた各半導電性ベルトを、カラー画像形成装置(富士ゼロックス製Color Laser Wind改造機)に取り付け、画像形成を行い、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
【0071】
<総合評価>
○:実用可能
×:実用に問題あり
【0072】
これらの結果を下記表1に示す。
【表1】
【0073】
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、平面度に優れ、転写面の表面硬度が小さいため、ホロキャラクターなどの画質欠陥がなく、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は、レジずれの問題があり、本発明の方法でポリイミドベルトを成型する場合には、金型からの離型性に問題があり、水分を加えて吸水膨張により離型性の改善が必要であった。比較例2は、平面度が悪く、転写面の表面微小硬度が40と硬いために、ホロキャラクターに問題があった。
【0074】
【発明の効果】
本発明によれば、平面度に優れ、ホロキャラクター、ブラー、レジずれのない高画質を得ることのできる半導電性ベルトを安価に製造することができ、また、前記半導電性ベルトを備え、高品質の転写画質を安定して得ることができる画像形成装置を提供することができる。
【0075】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のベルト状中間転写体を用いたカラー画像形成装置を示す概略図である。
【図2】本発明のベルト状中間転写体を用いたカラー画像形成装置を示す概略図である。
【図3】本発明のベルト構成を示す断面図である
【図4】体積抵抗率の計測方法を示す図である。
【図5】表面層の表面微小硬度の測定原理を示す模式図である。
【図6】ポリイミドベルトの周長と金属製芯体(金型)の外径との関係を示す図である。
【図7】ベルトの平面度を計測する装置の概略構成図である。
【図8】本発明で用いたポリイミド液を塗布する装置の概略構成図である。
【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(第二転写手段)
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(第一転写手段)
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
71 トナーカートリッジ
72 定着ローラ
73 バックアップローラ
74 テンションローラ
75 2次転写ローラ
76 用紙経路
77 用紙トレイ
78 レーザー発生装置
79 感光体
80 1次転写ローラ
81 駆動ローラ
82 転写クリナー
83 帯電ローラ
84 感光体クリ−ナー
85 現像器
86 中間転写体
88 除電ローラ
T トナー像[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductive belt used in an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine or a printer, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
An image forming apparatus using an electrophotographic method forms a uniform charge on an image carrier, which is a photoconductive photosensitive member made of an inorganic or organic material, and uses an electrostatic image with a laser beam or the like that modulates an image signal. Then, the electrostatic latent image is developed with a charged toner to obtain a visualized toner image. Then, the toner image is electrostatically transferred to a transfer material such as a recording sheet through an intermediate transfer member or a required reproduction image is obtained. Further, there is known an image forming apparatus that employs a system in which the toner image formed on the image carrier is primarily transferred to an intermediate transfer member, and the toner image on the intermediate transfer member is secondarily transferred to a recording sheet (for example, , See Patent Document 1).
[0003]
As a semiconductive belt that can be used for such an intermediate transfer belt, a transfer conveyance belt, and the like, for example, a semiconductive belt in which a conductive agent is dispersed in a polyimide resin having excellent mechanical properties and heat resistance has been proposed ( For example, see Patent Document 2 and
[0004]
However, since this semiconductive belt is mainly composed of a single layer type, when used as an intermediate transfer belt or transfer conveyance belt, the balance between flexibility and rigidity is poor, and as an intermediate transfer belt or transfer conveyance belt, Could not be said to satisfy the characteristics. In order to improve this, for example, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, p-phenylenediamine, and polyamide (U varnish-S), which is a polymer, are used as a raw material for the polyimide resin. Discloses a belt in which a conductive filler is dispersed (for example, see Patent Document 4). This type of intermediate transfer belt is excellent in mechanical properties, has no belt deformation due to stress during driving, and can stably obtain a high-quality transfer image without color misregistration. However, since the polyimide resin material is excellent in mechanical characteristics in the transfer portion, primary transfer is performed by electrostatically transferring the toner image by pressing the recording paper against the recording medium using a bias roller and applying an electric field. Since the deformation due to the pressing force by the bias roller at the part is small, the pressing force by the bias roller is concentrated. For this reason, the toner agglomerates and the charge density becomes high, thereby causing internal discharge of the toner layer and changing the polarity of the toner. There was a thing.
[0005]
In order to solve such problems, a method has been proposed in which a semiconductive belt made of polyimide is formed of a plurality of layers, and the electrical characteristics of each layer are individually adjusted to improve electrical characteristics and mechanical characteristics. . For example, a semiconducting belt has been proposed in which variations in electrical resistance and reduction in mechanical strength are improved by providing a plurality of layers mainly composed of polyimide resin and having different surface resistivity (for example, patents) Reference 5). This belt is manufactured by applying a polyamide solution, which is a raw material solution of the first layer, to a cylindrical inner surface, solidifying by removing a solvent to some extent under a temperature condition in which imide conversion is not performed, After applying the second layer of raw material liquid to the inner surface of one layer and drying the solvent, the belt-like material is peeled off from the inner surface of the cylindrical shape, and then the belt-like material has a rod body having an outer diameter smaller than the inner diameter. After inserting into the belt-like material, imide conversion of both layers is performed simultaneously.
[0006]
However, when a multilayer belt is produced by the above-described manufacturing method, solvent drying must be performed for each layer. After the belt-like material is peeled off from the cylindrical inner surface and the rod is inserted into the belt-like material, There is a disadvantage that productivity is not good because of the imide conversion.
In addition, since the two layers having a large difference in residual solvent amount must be dried at the same time, the belt is likely to warp due to the difference in residual stress, and in extreme cases, the belt surface may be cracked. There are problems that arise.
[0007]
On the other hand, there are steps of applying a plurality of raw material liquids containing polyamide, removing a solvent from the coating film, and imido conversion of polyamide, and at least one polyimide resin layer containing a conductive substance In a method for manufacturing a semiconductive belt, a method is proposed in which the plurality of raw material liquids are sequentially or simultaneously applied almost uniformly, and then the solvent is removed simultaneously in each layer (see, for example, Patent Document 6). .
[0008]
Productivity is improved because the solvent drying process can be performed once, but mixing between layers due to movement of the conductive material is unlikely to occur at the interface of each layer, so the liquid viscosity of the polyamide needs to be high. Since it is difficult to apply the solution smoothly, it is difficult to make the thickness uniform and the flatness of the belt is deteriorated. When carbon black is dispersed because it is a highly viscous liquid, it is difficult to remove air entrained in the liquid, and the air in the liquid generates protrusions on the belt surface during the imide conversion process. May cause problems.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-62-206567
[Patent Document 2]
JP-A-5-77252
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-63115
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-63115
[Patent Document 5]
JP 7-156287 A
[Patent Document 6]
JP 2002-029837 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an intermediate transfer belt that has excellent uniformity in mechanical characteristics and electrical resistance value, improved productivity, and improved appearance problems such as belt warpage, surface cracks, and protrusions. Another object of the present invention is to provide a semiconductive belt useful as a transfer / conveying belt and a method for producing the semiconductive belt.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Means for solving the above problems are as follows.
<1> An endless belt used in an electrophotographic image forming apparatus, wherein the endless belt has an outer layer (a) and an inner layer (b), and the outer layer (a) and the inner layer (b) Is mainly composed of a polyimide resin, and the linear expansion coefficient of the inner layer (b) at 10 to 250 ° C. is smaller than the linear expansion coefficient of the metal mold used for the production of the endless belt, and the outer layer than the inner layer (b). A semiconductive belt characterized in that the linear expansion coefficient of (a) is large.
<2> An endless belt used in an electrophotographic image forming apparatus, wherein the endless belt has an outer layer (a) and an inner layer (b), and the outer layer (a) and the inner layer (b) Is mainly composed of polyimide resin, and the linear expansion coefficient of the inner layer (b) at 10 to 250 ° C. is 23 ppm / ° C. or less, and the linear expansion coefficient of the outer layer (a) is larger than that of the inner layer (b). Characteristic semi-conductive belt.
<3> In the linear expansion coefficient at 10 ° C. to 250 ° C., the difference between the outer layer (a) and the inner layer (b) is 50 ppm / ° C. or less, and the linear expansion coefficient of the outer layer is larger than that of the inner layer. The semiconductive belt according to <1> or <2>.
<4> The semiconductive belt according to any one of <1> to <3>, wherein the thickness ratio of the outer layer (a) is 10% to 50% of the total thickness of the belt. .
<5> The semiconductivity according to any one of <1> to <4>, wherein the diamine that is a raw material of the polyimide resin of the inner layer (b) contains p-phenylenediamine as a main component. belt.
<6> The diamine which is a raw material of the polyimide resin of the outer layer (a) contains 4,4′-diaminophenyl ether as a main component, and is described in any one of <1> to <5> Semi-conductive belt.
<7> The method for producing a semiconductive belt according to any one of claims 1 to 6, wherein a polyamide solution for forming the inner layer (b) is applied to the outer peripheral surface of the metal core, and the endless belt A belt-shaped polyimide precursor is formed, then a polyamide solution for forming the outer layer (a) is applied, an endless belt-shaped polyimide precursor is laminated to form an endless belt, and then the endless belt A method for producing a semiconductive belt, wherein the material is cured by heating.
<8> The polyamide solution for forming the inner layer (b) and the polyamide solution for forming the outer layer (a) both have a solution viscosity at 25 ° C. in a B-type viscometer of 10 Pa · s or more and 80 Pa · The method for producing a semiconductive belt according to <7>, wherein the method is within a range of s or less.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<Semiconductive belt>
In the semiconductive belt of the present invention, a polyamide solution, which is a raw material liquid for an inner layer polyimide resin, is applied to the outer peripheral surface of a metal core to form an endless belt-like polyimide precursor, and then an outer layer polyimide It is obtained by applying a polyamide solution, which is a raw material solution of a resin, laminating and forming an endless belt-like polyimide precursor to form an endless belt-like product, and then curing it by heating.
[0013]
In the present invention, the linear expansion coefficient of the inner layer (b) at 10 ° C. to 250 ° C. is smaller than the linear expansion coefficient of the metal used for the metal core.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the circumference of the polyimide belt and the outer diameter of the metal core (mold) in the present invention. In the heating step {circle around (1)}, the belt circumferential length is deformed following the metal core, and therefore becomes the same as the outer diameter of the metal core. By heating, the polyamide solution coated on the outside of the metal core promotes solvent removal and imidization reaction, and the belt circumference is restricted to the outer diameter of the metal core in the temperature range of 250 ° C. To be determined. In the heating step (2), since the thermal expansion coefficient of the metal core is larger than that of polyimide, the polyimide belt circumference is deformed by stress as the outer diameter of the metal core expands. (When there is no metal core, it expands along the line shown by the dotted line in FIG. 6). In the cooling step (3), the circumference of the polyimide belt shrinks with the shrinkage of the outer diameter of the metal core, but in the cooling step (4), the thermal expansion coefficient of the polyimide belt becomes smaller than that of the metal core. Since it is smaller than the thermal expansion coefficient, the peripheral length of the polyimide belt is larger than the outer diameter of the metal core at normal temperature (ΔL in FIG. 6). When ΔL> 0, the polyimide belt can be easily removed from the metal core.
[0014]
Here, the linear expansion coefficient in 10 degreeC-250 degreeC of the aluminum material often used as a metal core body is 24 ppm / degreeC. The linear expansion coefficient of the aluminum material depends on the literature (Table 2 Physical Properties of Practical Metal Materials). In this case, in the two-layer polyimide belt, the value of ΔL in FIG. 6 becomes a positive value by setting the linear expansion coefficient at 10 to 250 ° C. of the polyimide resin material constituting the inner layer to 23 ppm / ° C. or less. Therefore, in the cooling step, the outer diameter of the polyimide belt is larger than the outer diameter of the metal core, so that the two-layer polyimide belt can be easily removed from the metal core.
That is, when an aluminum material is used as the metal core, the semiconductive belt is an endless belt having an outer layer (a) and an inner layer (b) mainly composed of a polyimide resin, and the inner layer (b) The polyimide resin material has a linear expansion coefficient at 10 to 250 ° C. of 23 ppm / ° C. or less, and a larger linear expansion coefficient of the outer layer (a) than that of the inner layer (b). In addition, a semiconductive belt free from appearance defects can be obtained.
[0015]
Even when the metal core is made of a material other than aluminum, the same effect can be obtained if the linear expansion coefficient of the inner layer (b) at 10 ° C. to 250 ° C. is smaller than the linear expansion coefficient of the mold metal used for belt production. Is obtained.
[0016]
<Linear expansion coefficient>
The linear expansion coefficient was obtained by cutting out a test piece having a width of 3 mm and a length of 10 mm from the semiconductive belt, and using a thermal analysis apparatus TMA-50 manufactured by Shimadzu Corporation as an evaluation sample. Minute, load 2 g, measured in a temperature range of 10 ° C. to 250 ° C., and the linear expansion coefficient at 10 ° C. to 250 ° C. was determined from the result. The linear expansion coefficient at 10 ° C. to 250 ° C. refers to the linear expansion coefficient at each temperature.
When an aluminum material is used as the metal core, the linear expansion coefficient of the inner layer (b) is preferably 23 ppm / ° C. or less. More preferably, they are 20 ppm / degrees C or more and 23 ppm / degrees C or less, More preferably, they are 15 ppm / degrees C or more and 20 ppm / degrees C or less.
[0017]
Moreover, the linear expansion coefficient (a1) in each temperature of 10-250 degreeC of the outer layer (a) of the polyimide resin belt material which comprises an inner layer (b), and the line in each temperature of 10-250 degreeC of an inner layer (b) As for the relationship with the expansion coefficient (b1), a1 must be larger than b1. Preferably, the difference between a1 and b1 is 50 ppm / ° C. or less, and more preferably 35 ppm / ° C. or less. Since the linear expansion coefficient of the outer layer is slightly larger than that of the inner layer, it is possible to alleviate stress non-uniformity at the time of belt molding and to obtain a belt with high accuracy flatness.
[0018]
(Flatness)
The flatness of the semiconductive belt of the present invention is 4 mm or less, preferably 2 mm or less. When the flatness exceeds 4 mm, the adhesion between the driving roll for driving the belt and the semiconductive belt changes, and as a result, the moving speed of the belt fluctuates. The moving speed of the intermediate transfer member is different for each color, so that high-precision image alignment is impossible, and image defects such as color misregistration may occur.
As shown in FIG. 7, the flatness in the present invention is such that the semiconductive belt is stretched by applying a load of 4 kg with two parallel axes (Φ28 mm), and the surface of the semiconductive belt (2 In the case of a layer structure, the laser displacement meter is parallel to the center of the shaft that is paired with the shaft on which the surface of the outer layer) is stretched by a laser displacement meter 17 (LK-030 manufactured by Keyence). 17, the difference between the maximum value and the minimum value of the displacement amount of the belt surface is read.
[0019]
By setting it as the said structure, the belt whose flatness is smooth can be obtained easily. Moreover, the balance of flexibility and rigidity that cannot be obtained with a single material structure can be satisfied. The material that constitutes the transfer surface has low surface hardness, line images are not clear (holocharacter), and toner is scattered (blur). Obtainable.
[0020]
<Inner layer polyimide resin>
The inner layer polyimide resin in the present invention is not particularly limited as long as a carboxylic acid having an aromatic skeleton and a diamine are polymerized. Preferably, the main component is a polymer formed by imide bonding between a wholly aromatic skeleton that is a tetracarboxylic acid residue and a p-phenylene skeleton that is a diamine residue. By using a polyimide resin having a p-phenylene skeleton in the diamine residue as a main component, the resin becomes rigid and can satisfy mechanical properties of Young's modulus of 4000 MPa or more. Examples of the diamine component having a p-phenylene skeleton include compounds in which hydrogen atoms of p-phenylenediamine or aromatic rings thereof are substituted with lower alkyl groups and the like. In the present invention, if a polymer having a Young's modulus of 4000 MPa or more and a p-phenylene skeleton having an imide bond as a main component is used, a polymer having a diphenyl ether skeleton, which is a diamine residue described later, formed by an imide bond. May be used in combination.
[0021]
<Polyimide resin of outer layer>
The polyimide resin of the outer layer in the present invention is not particularly limited as long as a carboxylic acid having an aromatic skeleton and a diamine are polymerized. Preferably, the main component is a polymer formed by imide bonding between a wholly aromatic skeleton that is a tetracarboxylic acid residue and a diphenyl ether skeleton that is a diamine residue. By using a polyimide resin having an ether skeleton in the diamine residue as a main component, the surface microhardness of the polyimide resin surface can have flexibility of 30 degrees or less. Examples of the diamine component having a diphenyl ether skeleton include 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl ether, and compounds obtained by substituting these aromatic rings with lower alkyl groups. In the present invention, if the surface hardness is 30 degrees or less and a polymer formed by imide bonding of the diphenyl ether skeleton is a main component, the diamine residue and the p-phenylene skeleton, which will be described later, are imide bonded. These polymers may be used in combination.
[0022]
Examples of the tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton include 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, 1,4,5,8- Examples thereof include naphthalenetetracarboxylic dianhydride or compounds obtained by substituting these aromatic rings with lower alkyl groups. Of these, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride is particularly preferable.
[0023]
<Surface micro hardness>
In the semiconductive belt of the present invention, the hardness of the transfer surface (in the case of a two-layer belt, the surface of the outer layer) is preferably 30 or less, more preferably 25 or less in terms of surface microhardness. The surface microhardness is not a method of obtaining the diagonal length of the indentation like the Vickers hardness widely used for measuring the hardness of metal materials, but how much the indenter has entered the sample. It can be determined by the measurement method. When the test load P (mN) and the amount of penetration of the indenter into the sample (indentation depth) D (μm), the surface microhardness DH is defined by the following formula (1).
Formula (1) DH≡αP / D2
Here, α is a constant depending on the shape of the indenter, and α = 3.8854 (used indenter: in the case of a triangular pyramid indenter).
[0024]
This surface microhardness is the hardness obtained from the excessive weight and indentation depth in the process of indenting the indenter, and represents the strength characteristics of the material including not only plastic deformation of the sample but also elastic deformation. is there. In addition, the measurement area is very small, and more accurate hardness measurement is possible within a range close to the toner particle diameter. The present inventors have found that there is a very accurate correlation between the surface microhardness obtained here and the generation level of the holocharacter. That is, when the surface microhardness of the transfer surface of the intermediate transfer member is preferably 30 or less, more preferably 25 or less, the transfer surface of the intermediate transfer member is deformed by the pressing force of the bias roller in the secondary transfer portion described above. As a result, the pressing force concentrated on the toner on the intermediate transfer member is dispersed. For this reason, the toner does not aggregate, and image quality defects such as holocharacters in which the line image is lost do not occur.
[0025]
The surface microhardness on the transfer surface of the semiconductive belt was determined by the following method. A sheet of material (surface layer) constituting the transfer surface is cut to about 5 mm square, and the small piece is fixed to the glass plate with an instantaneous adhesive. The surface microhardness of the surface of this sample is 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
Working indenter: Triangular pyramid indenter
Test mode: 3 (soft material test)
Test load: 0.70 gf
Load speed: 0.0145 gf / sec
Holding time: 5 sec
[0026]
The relationship between the Young's modulus of the semiconductive belt material (the material used for the belt-like inner layer material) and the amount of displacement of the belt due to disturbance (load fluctuation) during belt driving can be expressed by the following equation (2).
Formula (2) Δl = P · l · α / (t · w · E)
Where Δl: belt displacement (μm)
P: Load (N)
l: Belt length between two tension rolls (mm)
α: Coefficient
t: Belt thickness (mm)
w: Belt width (mm)
E: Young's modulus of belt material (N / mm2).
[0027]
The expansion / contraction (displacement amount) of the belt due to disturbance (load fluctuation) during driving of the belt is inversely proportional to the Young's modulus and thickness of the belt material. When a belt material with a high Young's modulus is used, the amount of displacement of the belt due to disturbance (load fluctuation) during driving of the belt is reduced, and deformation of the belt with respect to stress during driving is reduced, so that good image quality can be stably obtained. . However, as the thickness of the belt increases, the amount of deformation of the outer surface of the belt at the belt bending portion such as the drive train roll increases, and it is difficult to obtain good image quality. Also, the amount of deformation between the outside and inside of the belt And the belt may be broken due to local repeated stress.
[0028]
The total thickness of the semiconductive belt of the present invention is 0.05 mm or more and 0.2 mm or less, preferably 0.06 mm or more and 0.15 mm or less. The thickness ratio of the outer layer is 10 to 50% of the total thickness. When the thickness of the outer layer is in the above range, the pressing force concentrated on the toner on the semiconductive belt is dispersed without being affected by the polyimide material of the inner layer. For this reason, the toner does not aggregate, and image quality defects such as holocharacters in which the line image is lost do not occur. Since the Young's modulus of the material of the belt inner layer is 4000 MPa or more, the mechanical properties as a belt base material can be satisfied.
[0029]
It is preferable that the polyimide resin of the inner layer contains a conductive agent. More preferably, the inner layer and outer layer polyimide resins contain a conductive agent. The conductive agent is preferably contained in the polyimide resin in a dispersed state. As the conductive agent, there is no particular limitation as long as the electric or semiconductive fine powder can be used and a desired electric resistance can be stably obtained. However, carbon black such as Ketchen black and acetylene black, aluminum and Examples thereof include metals such as nickel, metal oxide compounds such as tin oxide, and potassium titanate. These may be used alone or in combination.
[0030]
In the present invention, it is proposed to add oxidized carbon black having a pH of 5 or less as a conductive agent. Since the carbon black has good dispersibility in the resin, good dispersion stability can be obtained. Therefore, the resistance variation of the semiconductive belt can be reduced, the electric field dependency is also reduced, the electric field concentration due to the transfer voltage hardly occurs, and the stability of the electric resistance with time is improved.
[0031]
(Oxidized carbon black)
Oxidized carbon black can be produced by oxidizing carbon black to impart a carboxyl group, a quinone group, a lactone group, a hydroxyl group, or the like to the surface. This oxidation treatment is an air oxidation method in which contact is made with air in a high-temperature atmosphere to react, a method of reacting with nitrogen oxides or ozone at room temperature, and air oxidation at high temperature, followed by ozone oxidation at a low temperature. It can be performed by a method or the like. Specifically, the oxidized carbon black can be produced by a contact method. Examples of the contact method include a channel method and a gas black method. 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. Acidic 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 it to the above-mentioned liquid phase acid treatment. For this reason, the carbon black obtained by the furnace method manufacturing and adjusted to have a pH of 5 or less by the post-treatment is also considered to be included in the present invention.
[0032]
The pH value of the oxidized carbon black of the present invention is pH 5.0 or less, preferably pH 4.5 or less, more preferably pH 4.0 or less. Oxidized carbon 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, and a lactone group on the surface, so that it has good dispersibility in the resin and good dispersion stability is obtained. . Accordingly, the resistance variation of the semiconductive belt can be reduced, and the electric field dependency is also reduced, so that the electric field concentration due to the transfer voltage hardly occurs.
[0033]
It is obtained by adjusting an aqueous suspension of carbon black and measuring with a glass electrode. Moreover, pH of acidic carbon black can be adjusted with conditions, such as processing temperature in an oxidation treatment process, and processing time.
[0034]
The oxidation-treated carbon black contains 1% by mass to 25% by mass, preferably 2% by mass to 20% by mass, and more preferably 3.5% by mass to 15% by mass. Is preferred. When the volatile content is less than 1% by mass, the effect of the oxygen-containing functional group attached to the surface is lost, and the dispersibility in the binder resin may be reduced. On the other hand, if it is higher than 25% by mass, it will decompose when dispersed in the binder resin, or the amount of water adsorbed on the oxygen-containing functional group on the surface will increase. Problems such as poor appearance may occur. Therefore, the dispersion | distribution in binder resin can be made more favorable by making a volatile content into the said range. This volatile content can be determined from the ratio of organic volatile components (carboxyl group, hydroxyl group, quinone group, lactone group, etc.) that come out when carbon black is heated at 950 ° C. for 7 minutes.
[0035]
In the polyimide belt of the present invention, two or more types of carbon black may be contained. At this time, these carbon blacks are preferably substantially different in conductivity from each other. For example, those having different physical properties such as the degree of oxidation treatment, the amount of DBP oil absorption, and the specific surface area by the BET method using nitrogen adsorption are used. . When two or more types of carbon blacks having different conductivity are added in this way, for example, carbon black that expresses high conductivity is preferentially added, and then carbon black with low conductivity is added to adjust the surface resistivity. It is possible to do. Even when two or more types of carbon black are contained in this way, the mixing and dispersion of both carbon blacks can be enhanced by using the oxidized carbon black as at least one of them.
[0036]
Specific examples of the oxidation-treated carbon black include “Printex 150T” (pH 4.5, volatile content 10.0% by mass) and “Special Black 350” (pH 3.5, volatile content 2.2) manufactured by Degussa. %), “
[0037]
(Addition amount of oxidized carbon black)
Oxidized carbon black as described above has better dispersibility in the resin composition due to the effect of the oxygen-containing functional group present on the surface as described above, compared to general carbon black. It is preferable to increase the amount added as. Thereby, since the amount of carbon black in the semiconductive belt increases, the effect of using the oxidized carbon black that can suppress the in-plane variation of the electrical resistance value can be maximized. .
In the present invention, by containing the oxidation-treated carbon black in an amount of 10% by mass or more and 30% by mass or less, the effect of the oxidation-treated carbon black is exhibited, such as suppressing in-plane variation in the surface resistivity of the semiconductive belt. Yes. When the content is less than 10% by mass, the uniformity of electrical resistance is lowered, and the in-plane unevenness and electric field dependency of the surface resistivity are increased. On the other hand, when it exceeds 30 mass%, it becomes difficult to obtain a desired resistance value. Further, by containing 18% by mass or more and 30% by mass or less of oxidized carbon black, the effect can be exhibited to the maximum, and the in-plane unevenness and electric field dependency of the surface resistivity can be remarkably improved. .
[0038]
<Volume resistivity>
In the case of an image forming apparatus in which the neutralization device is not provided in the secondary transfer portion, the semiconductive belt of the present invention has a volume resistivity of 1 × 10 5 for both the outer layer and inner layer polyimide resins.8Ωcm or more 1 × 1013Preferably it is Ωcm or less, 1 × 109Ωcm or more 1 × 1012More preferably, it is Ωcm or less. This volume resistivity is 1 × 108If it is less than ΩCm, the electrostatic force that holds the electric charge of the unfixed toner image transferred from the image carrier to the intermediate transfer member becomes difficult to work. The force of the fringe electric field in the vicinity may cause toner to scatter around the image (blur) and form a noisy image. Also, the volume resistivity is 1 × 1013If it is higher than Ωcm, the surface of the intermediate transfer member is charged by the transfer electric field in the primary transfer because the charge retention is large. In this case, high quality image quality can be stably obtained by providing a static elimination mechanism.
On the other hand, in the case of an image forming apparatus in which a static eliminator is applied to the secondary transfer portion, the volume resistivity of the inner layer and the outer layer is 1 × 10.13Even if the value exceeds Ωcm, the surface of the intermediate transfer member can be neutralized by a transfer electric field in primary transfer by the neutralization mechanism. The volume resistivity when the static eliminator is provided is preferably 1 × 1013Ωcm or more 1 × 1015Ωcm or less.
[0039]
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.). A method for measuring the volume resistivity will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic plan view (a) and a schematic cross-sectional view (b) showing an example of a circular electrode. The circular electrode shown in FIG. 4 includes a first voltage application electrode A ′ and a second voltage application electrode B ′. The first voltage application electrode A ′ has a cylindrical electrode part C ′ and a cylindrical shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the cylindrical electrode part C ′ and surrounding the cylindrical electrode part C ′ at a constant interval. Ring-shaped electrode portion D ′. The intermediate transfer body T is sandwiched between the cylindrical electrode portion C ′ and the ring-shaped electrode portion D ′ and the second voltage application electrode B ′ in the first voltage application electrode A ′, and the circle in the first voltage application electrode A ′. The current I (A) that flows when the voltage V (V) is applied between the columnar electrode portion C ′ and the second voltage application electrode B ′ is measured, and the volume of the intermediate transfer body T is calculated by the following equation (4). The resistivity ρv (Ωcm) can be calculated. Here, in the following formula (4), t represents the thickness of the semiconductive belt T.
Formula (4) ρv = 19.6 × (V / I) × t
[0040]
The semiconductive belt of the present invention having the above-described configuration is excellent in that there is no decrease in resistance due to transfer voltage, no problem of shape deformation with time, no dependence on electric field, and little change in electrical resistance due to the environment. Have the same properties. The semiconductive belt of the present invention can be used as an intermediate transfer belt and a paper conveying belt used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser printer.
[0041]
The semiconductive belt of the present invention may contain additives other than the conductive material. Further, in addition to the outer layer and the inner layer, the number of layers can be further increased as long as the gist of the present invention is not impaired.
[0042]
The preferred range of the above physical properties is described for each layer prepared by adding an additive. The Young's modulus of the outer layer is preferably 3500 MPa or less, and more preferably 1500 MPa or more and 3500 MPa or less. By making it smaller than the Young's modulus of the inner layer, the pressing force on the transfer surface is dispersed, and image quality defects such as holocharacters can be suppressed.
On the surface of the outer layer, the surface microhardness is preferably 30 degrees or less, and more preferably 25 degrees or more and 30 degrees or less. The flatness is preferably 4 mm or less, and more preferably 2 mm or less.
On the other hand, the Young's modulus of the inner layer is preferably 4000 MPa or more, and more preferably 4000 MPa or more and 8000 MPa or less. By setting it as such a range of Young's modulus, the mechanical characteristics as a base material are satisfy | filled.
[0043]
When the belt is an endless belt, the semiconductive belt can be formed by an appropriate connection method such as an adhesive method using an adhesive at the film end or a seamless belt. it can. The seamless belt has an advantage that an arbitrary portion can be set as the rotation start position without any change in the thickness of the joint, and a control mechanism for the rotation start position can be omitted.
[0044]
Each layer is formed by, for example, a method in which the above-described polyamide solution is developed by an appropriate method, the development layer is dried to form a film, and the molded product is heat-treated to convert the polyamide into an imide. It can be carried out. Lamination of the outer layer and the inner layer is possible by repeating these operations, but a method of simultaneously converting both layers to imide after repeating the steps until conversion to imide is preferred from the viewpoint of adhesiveness of each layer.
[0045]
When forming a seamless belt, for example, an appropriate method such as a method in which a polyamide solution is immersed in the outer peripheral surface of a cylindrical mold, a method in which it is applied to the inner peripheral surface, a method in which centrifugation is further performed, or a method in which a casting mold is filled In a ring shape, the formed layer is dried and formed into a bell bowl shape, and the molded product is heat-treated to convert the polyamide into an imide and recover it from the mold as appropriate according to conventional methods. (Japanese Patent Laid-Open No. 61-95361, Japanese Patent Laid-Open No. 64-22514, Japanese Patent Laid-Open No. 3-180309, etc.). In forming the seamless belt, an appropriate treatment such as mold release treatment or defoaming treatment can be performed. In the present invention, a method in which the polyamide solution is immersed in the outer peripheral surface of the cylindrical mold is preferable.
[0046]
When forming the semiconductive belt of the present invention as a seamless belt, for example, using the raw material liquid of each layer having the components as described above, the inner layer and the outer layer are sequentially formed into a cylindrical body, and then imide conversion is performed. Just do it. The cylindrical body is formed, for example, by spreading the first layer raw material liquid on the outer peripheral surface of a cylindrical mold in the form of a cylinder by the above-mentioned coating method, forming the developed layer into a dry film, and further forming the second layer raw material. It may be developed and dried in the same manner using the liquid.
[0047]
FIG. 8 shows an apparatus for applying a polyimide raw material liquid (for example, a solution obtained by adding various additives to polyamide) used in the present invention. In FIG. 8, an aluminum mold 81 is rotated at a speed of 50 rpm to 250 rpm, and a cylindrical container (dispenser) 82 containing a polyimide raw material liquid is adjusted so as to discharge a certain amount of polyimide raw material liquid. The polyimide raw material liquid discharged to the aluminum mold 81 is made uniform by a scraper. The
The polyimide raw material solution has a solution viscosity at 25 ° C. in a B-type viscometer of 10 Pa · s or more and 80 Pa · s or less, preferably 15 Pa · s or more and 50 Pa · s or less. . When the viscosity of the raw material liquid is less than 10 Pa · s, only a thin film of several μm can be formed, and thus a desired film cannot be stably obtained. When it exceeds 80 Pa · s, the
In addition to polyamide and various additives, the polyimide raw material liquid contains a solvent. As the solvent, N-methyl-2-pyrrolidone is preferable. The amount of the solvent added is not particularly limited as long as the viscosity of the solution falls within the above range.
The rotational speed of the aluminum mold, the moving speed of the cylindrical container (dispenser) and the scraper have optimum ranges depending on the outer diameter of the aluminum mold, the liquid viscosity of the raw material liquid, the thickness of the film to be formed, etc. It doesn't let you.
[0048]
[Image forming apparatus]
An image forming apparatus of the present invention includes an image carrier that forms an electrostatic latent image according to image information, a developing device that visualizes the electrostatic latent image formed on the image carrier as a toner image with toner, An image forming apparatus comprising: a primary transfer unit that transfers a toner image carried on an image carrier onto an intermediate transfer member; and a secondary transfer unit that transfers a toner image on the intermediate transfer member onto a recording medium. The intermediate transfer member is the intermediate transfer member of the present invention. Since the image forming apparatus of the present invention includes the intermediate transfer body of the present invention, high-quality transfer image quality can be stably obtained.
[0049]
The present invention is not particularly limited as long as it is an intermediate transfer body type image forming apparatus. For example, a normal monocolor image forming apparatus that contains only a single color toner in a developing device, or a color image formation in which a toner image carried on an image carrier such as a photosensitive drum is sequentially subjected to primary transfer to an intermediate transfer member. The apparatus may be any of a tandem type color image forming apparatus in which a plurality of image carriers having developing units for respective colors are arranged in series on an intermediate transfer body.
[0050]
A schematic view of a color image forming apparatus using the belt-shaped intermediate transfer member of the present invention is shown in FIG. The image forming apparatus includes a photosensitive drum 1 as an image carrier, an intermediate transfer belt 2 as an intermediate transfer member, a bias roller 3 (second transfer unit) as a transfer electrode, and a sheet for supplying recording paper as a transfer medium.
[0051]
In FIG. 1, 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 the first color (for example, Bk) is formed on the charged photosensitive drum 1 by image writing means such as a laser writing device. The 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 where the conductive roller 25 (first transfer unit) is arranged by the rotation of the photosensitive drum 1, and an electric field having a reverse polarity is applied to the toner image T from the
[0052]
Thereafter, similarly, a second color toner image, a third color toner image, and a fourth color toner image are sequentially formed and superimposed on the intermediate transfer belt 2 to form a multiple toner image. The multiple toner image transferred to the intermediate transfer belt 2 reaches the secondary transfer portion where the bias roller 3 (second transfer means) is installed by the rotation of the intermediate transfer belt 2. The secondary transfer portion includes a
[0053]
The
[0054]
The
[0055]
In the case of transfer of a single color image, the primary transferred toner image T is immediately secondarily transferred and conveyed to the fixing device. In the case of transfer of a multicolor image by superimposing a plurality of colors, the toner image of each color is transferred to the primary transfer unit. Therefore, the rotation of the intermediate transfer belt 2 and the photosensitive drum 1 is synchronized so that the toner images of the respective colors do not shift so as to match exactly. In the secondary transfer section, an output pressure (transfer voltage) having the same polarity as the polarity of the toner image is applied to the
[0056]
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a main part of a tandem image forming apparatus with a static eliminator. By providing the intermediate transfer belt of the present invention, a high-quality transfer image can be obtained. Specifically, in FIG. 2, a charging roller 83 (charging device) that uniformly charges the surface of the
Even in the tandem image forming apparatus having the above-described configuration, high-quality transfer image quality can be stably obtained.
[0057]
【Example】
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
Example 1
(Polyamide solution for outer layer)
N-methyl-2 of polyamide which is a 1: 1 (molar ratio) reaction product of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) and 4,4′-diaminodiphenyl ether (DDE) Pyrrolidone (NMP) solution (Ube Industries' Euvanis A (solid content: 18% by mass)) was dried with oxidized carbon black (SPECIAL BLACK4 (Degussa, pH 3.0, volatile content: 14.0%) as a polyimide resin. Addition of 20 parts by mass to 100 parts by mass of solid content, using a collision type disperser (Geanus PY made by Seanas),
[0058]
(Polyamide solution for inner layer)
N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) of polyamide which is a 1: 1 (molar ratio) reaction product of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) and p-phenylenediamine (PDA) ) A solution (Ube Industries' Euvanis S (solid content: 18% by mass)) is dried with oxidized carbon black (SPECIAL BLACK4 (Degussa, pH 3.0, volatile content: 14.0% by mass)). 23 parts by mass are added to 100 parts by mass, and a collision type disperser (GeanusPY made by Seanas) is used. The mixture was passed through and mixed to obtain a polyamide solution (B) containing carbon black. It was measured result 280 poise at a B-type viscometer.
[0059]
While rotating the polyamide solution (B) with a cylindrical aluminum mold having an outer diameter of 160 mm and a thickness of 5 mm at 100 rpm, moving the dispenser and the scraper to the outer peripheral surface at a moving speed of 150 min / min, a developing layer having a thickness of 0.3 mm Then, while rotating at 5 rpm, it was heated at 120 ° C. for 30 minutes and then cooled to room temperature. Next, the polyamide solution (A) is similarly applied to the outer peripheral surface of the obtained polyimide precursor, and then heated to 320 ° C. at a rate of 2 ° C./min, and further heated at 320 ° C. for 30 minutes. The imide conversion reaction was completed by removing the solvent and dehydrated ring-closing water. Thereafter, the temperature was returned to room temperature, and the mold was peeled from the mold to obtain the intended semiconductive belt. The thickness of this semiconductive belt was 0.08 mm, and the outer polyimide resin layer was 0.02 mm.
[0060]
(Example 2)
Combining 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) with pyromellitic dianhydride (PMDA) at a ratio of 1: 1 (mass ratio) and tetracarboxylic dianhydride did. N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) solution of polyamide (solid content 18% by mass), which is a 1: 1 (molar ratio) reaction product of this anhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether (DDE), was dried. 23 parts by mass of oxidized carbon black (SPECIAL BLACK4 (manufactured by Degussa, pH 3.0, volatile content: 14.0% by mass)) is added to 100 parts by mass of polyimide resin solids, and carbon black for the outer layer A polyamide solution (C) was obtained. The viscosity of the polyamide solution (C) containing carbon black was 18 Pa · s as a result of measurement with a B-type viscometer.
The polyamide solution (B) used in Example 1 was used as the polyamide solution for the inner layer.
A semiconductive belt was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polyamide solutions (B) and (C) were used. The thickness of this semiconductive belt was 0.1 mm, and the outer polyimimide resin layer was 0.03 mm.
[0061]
(Example 3)
3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) and pyromellitic dianhydride (PMDA) are combined at a ratio of 1: 1 (mass ratio) tetracarboxylic dianhydride It was. N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) solution of polyamide (solid content 18% by mass), which is a 1: 1 (molar ratio) reaction product of this anhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether (DDE), was dried. 3 parts by mass of oxidized carbon black (SPECIAL BLACK4 (Degussa, pH 3.0, volatile content: 14.0%) added to 100 parts by mass of polyimide resin solids, and a polyamide containing carbon black for the outer layer Solution (D) was obtained, and the viscosity of the polyamide solution (D) containing carbon black was 17 Pa · s as measured with a B-type viscometer.
As the polyamide solution for the inner layer, the same polyimide acid solution (B) containing carbon black as in Example 1 was used.
A semiconductive belt was obtained in the same manner as in Example 1 except that the polyamide solutions (B) and (D) were used. The thickness of the semiconductive belt was 0.1 mm, and the outer polyimimide resin layer was 0.01 mm.
[0062]
(Comparative Example 1)
Using only the polyamide solution containing carbon black (A), while rotating a cylindrical aluminum mold having an outer diameter of 160 mm and a thickness of 5 mm at 100 rpm, moving the dispenser and the scraper to the outer peripheral surface at a moving speed of 150 min / min, After forming a development layer having a thickness of 0.2 mm, it was heated at 120 ° C. for 30 minutes while being rotated at 5 rpm, and then cooled to room temperature. Thereafter, the temperature was raised to 320 ° C. at a rate of 2 ° C./min, and further heated at 320 ° C. for 30 minutes, and the imide conversion reaction was completed by removing the solvent and removing dehydrated ring-closing water. Thereafter, the temperature was returned to room temperature.
In this case, peeling from the mold was very difficult. It has been peeled off by spraying moisture on the polyimide belt and expanding the polyimide belt. The thickness of this semiconductive belt was 0.05 mm.
[0063]
(Comparative Example 2)
The inner layer polyamide solution (B) of Example 1 was used as the outer layer polyamide solution.
The molar ratio of p-phenylenediamine (PDA) and 4,4′-diaminodiphenyl ether (DDE) with PDA / DDE = 8: 2 was used as the diamine component, and 3,3 ′, 4,4′-biphenyl. Polyamide N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) solution (solid content 18% by mass) reacted with tetracarboxylic dianhydride (BPDA) at a molar ratio of 1: 1 was dried carbon black (acetylene black ( Density Chemical Industries, Ltd. (pH 5.7, volatile content: 0.89% by mass) was added in an amount of 13 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyimide resin solid content to obtain a carbon black-dispersed polyamide solution (E) for the inner layer. The viscosity of the polyamide solution (E) was 4 Pa · s as measured with a B-type viscometer.
[0064]
The polyamide solution containing carbon black (B) is applied to the inner surface of the cylindrical mold to 0.5 mm via a dispenser, rotated at 1500 rpm for 15 minutes to form a spread layer having a uniform thickness, and then rotated at 250 rpm. A hot air of 60 ° C. was applied for 30 minutes from the outside of the mold, heated at 150 ° C. for 60 minutes, and then cooled to room temperature. Next, on the inner surface of the carbon black-dispersed polyimide precursor obtained in this state, the polyamide solution containing carbon black (E) was applied in the same manner, and then heated to 360 ° C. at a rate of 2 ° C./min. Furthermore, the imide conversion reaction was completed by heating at 360 ° C. for 30 minutes to remove the solvent and dehydrated ring-closing water. Thereafter, the temperature was returned to room temperature, and the mold was peeled from the mold to obtain the intended semiconductive belt. The thickness of this semiconductive belt was 0.08 mm, and the outer polyimide resin layer was 0.02 mm.
[0065]
<Evaluation>
For the semiconductive belts obtained in Examples 1, 2, and 3 and Comparative Examples 1 and 2, the flatness, the surface microhardness of the transfer surface, the volume resistivity, and the transfer image quality (blur, holo character, color register), evaluated.
[0066]
(Measurement of flatness)
As shown in FIG. 7, the flatness in the present invention is such that a semiconductive belt is stretched by applying a load of 4 kg on two parallel shafts 18 (Φ28 mm), and the surface of the semiconductive belt at that time is laser-displaced. The maximum value and the minimum value of the displacement amount of the belt surface are measured by the
Judgment was evaluated according to the following criteria.
○: Flatness 4mm or less
×: When the flatness exceeds 4 mm
[0067]
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the measurement principle of the surface microhardness of the surface layer. In FIG. 5, 50 represents the surface layer, 51 represents the needle-shaped indenter, and arrow L represents the load applied to the needle-shaped indenter 51. Means.
In measuring the surface microhardness, the tip of the needle-shaped indenter 51 having a predetermined shape is pressed onto the outermost surface portion of the surface layer 51 until the load L (mN) is changed from the
Formula (1) DH = α · P / D
In equation (2), α means a coefficient determined in advance by the shape of the needle-like indenter 51, measurement conditions, etc., P means a predetermined load (mN), and D means a surface layer of the needle-like indenter 51. This means the depth of penetration (μm) in the vertical direction into 50.
[0068]
<Volume resistivity>
As described above, the volume resistivity is measured using a circular electrode (HIROSTER IP HR probe manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.) and the cylindrical electrode portion C ′ and the second voltage in the first voltage application electrode A ′. A voltage of 100 (V) was applied between the electrode B ′ and the current value after 30 seconds.
[0069]
<Evaluation of image quality (holo character)>
Each semiconductive belt obtained above was attached to a color image forming apparatus (Color Laser Wind modified machine manufactured by Fuji Xerox), image formation was performed, and image quality (holocharacter) was evaluated according to the following criteria. (In the case of Example 3, the image quality was evaluated by partially modifying and applying a static eliminator).
◎: No holo character
○: Slight occurrence of holo-characters, but no problem in image quality
×: There is a generation of holo characters, there is a problem in image quality
[0070]
<Evaluation of cash register misalignment>
Each semiconductive belt obtained as described above was attached to a color image forming apparatus (Color Laser Wind remodeling machine manufactured by Fuji Xerox), image formation was performed, and image quality (color registration) 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
[0071]
<Comprehensive evaluation>
○: Practical
×: Practical problem
[0072]
These results are shown in Table 1 below.
[Table 1]
[0073]
From the results in Table 1, the semiconductive belts of Examples 1 to 3 of the present invention have excellent flatness and the surface hardness of the transfer surface is small. I was able to obtain it stably. On the other hand, Comparative Example 1 has a problem of misregistration. When a polyimide belt is molded by the method of the present invention, there is a problem in releasability from the mold. It was necessary to improve. In Comparative Example 2, the flatness was poor, and the surface microhardness of the transfer surface was as hard as 40, so there was a problem with the holocharacter.
[0074]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to inexpensively manufacture a semiconductive belt that is excellent in flatness and can obtain a high quality without holocharacter, blur, and misregistration, and includes the semiconductive belt, An image forming apparatus capable of stably obtaining a high-quality transfer image quality can be provided.
[0075]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a color image forming apparatus using a belt-shaped intermediate transfer member of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a color image forming apparatus using the belt-shaped intermediate transfer member of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a belt configuration of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method for measuring volume resistivity.
FIG. 5 is a schematic diagram showing the principle of measuring the surface microhardness of the surface layer.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the circumference of a polyimide belt and the outer diameter of a metal core (mold).
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an apparatus for measuring the flatness of a belt.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an apparatus for applying a polyimide liquid used in the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum (image carrier)
2 Intermediate transfer belt (intermediate transfer member)
3 Bias roller (second transfer means)
4 Paper tray
5 Black developer
6 Yellow developer
7 Magenta developer
8 Cyan developer
9 Intermediate transfer body 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 (first transfer means)
26 Electrode roller
30 Intermediate transfer drum
31 Cleaning blade
41 Recording paper
42 Pickup roller
43 Feed Roller
71 toner cartridge
72 Fixing roller
73 Backup Roller
74 Tension roller
75 Secondary transfer roller
76 Paper path
77 Paper tray
78 Laser generator
79 photoconductor
80 Primary transfer roller
81 Drive roller
82 Transcription Cleaner
83 Charging roller
84 Photoconductor cleaner
85 Developer
86 Intermediate transfer member
88 Static elimination roller
T Toner image
Claims (8)
該無端ベルトが、外層(a)と内層(b)とを有し、
前記外層(a)と内層(b)とが、いずれもポリイミド系樹脂を主体としてなり、
前記内層(b)の10〜250℃における線膨張係数が、前記無端ベルト作製に用いられる金型金属の線膨張係数よりも小さく、
前記内層(b)より外層(a)の線膨張係数が大きいことを特徴とする半導電性ベルト。An endless belt used in an electrophotographic image forming apparatus,
The endless belt has an outer layer (a) and an inner layer (b);
The outer layer (a) and the inner layer (b) are both mainly composed of a polyimide resin,
The linear expansion coefficient at 10 to 250 ° C. of the inner layer (b) is smaller than the linear expansion coefficient of the mold metal used for producing the endless belt,
A semiconductive belt, wherein the outer layer (a) has a larger linear expansion coefficient than the inner layer (b).
該無端ベルトが、外層(a)と内層(b)とを有し、
前記外層(a)と内層(b)とが、いずれもポリイミド系樹脂を主体としてなり、
前記内層(b)の10〜250℃における線膨張係数が、23ppm/℃以下であり、
前記内層(b)より外層(a)の線膨張係数が大きいことを特徴とする半導電性ベルト。An endless belt used in an electrophotographic image forming apparatus,
The endless belt has an outer layer (a) and an inner layer (b);
The outer layer (a) and the inner layer (b) are both mainly composed of a polyimide resin,
The linear expansion coefficient at 10 to 250 ° C. of the inner layer (b) is 23 ppm / ° C. or less,
A semiconductive belt, wherein the outer layer (a) has a larger linear expansion coefficient than the inner layer (b).
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