JP2008241906A - 電子写真機器用無端ベルト - Google Patents

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Abstract

【課題】画像における虫食いの発生を抑制するとともに、白斑点の発生をも抑制することができる電子写真機器用無端ベルトを提供する。
【解決手段】基層1の表面に、直接もしくは他の層を介して表層2が形成されてなる電子写真機器用無端ベルトであって、上記表層2がアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂およびアルキッド樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つを主成分とする表層材料からなり、かつ、上記主成分の含有量が表層材料(固形分)中の50〜80重量%の範囲に設定されているとともに、下記の特性(A)〜(D)を全て備えている。
(A)ベルト表面の表面抵抗率が1×1011〜1×1013(Ω/□)の範囲。
(B)ベルト表面の表面抵抗のばらつきが0.3桁以下。
(C)ブローオフ帯電量測定法により得られる、表層材料のトナーに対する平均摩擦帯電量が50〜90(−μC/g)の範囲。
(D)ベルト表面の静摩擦係数が0.20〜0.60の範囲。
【選択図】図1

Description

本発明は、電子写真機器用無端ベルトに関するものであり、詳しくはフルカラーLBP(レーザービームプリンター)やフルカラーPPC(プレーンペーパーコピア)等の電子写真技術を採用した電子写真機器において、中間転写ベルトや紙転写搬送ベルト等に用いられる電子写真機器用無端ベルトに関するものである。
一般に、フルカラーLBPやフルカラーPPC等の電子写真技術を採用した電子写真機器において、トナー像の転写用,紙転写搬送用,感光体基体用等の用途に、中間転写ベルト等の無端ベルト(シームレスベルト)が多用されている。この中でも、トナー像の転写用に使用する中間転写ベルトには、感光体上のトナーをベルトに引きつけ(一次転写)、さらにそのトナーを用紙に移す(二次転写)役割があり、静電気の力によりトナーの移動を行っている。そのため、無端ベルト自身には精密な導電性制御が求められ、一般に、ベルト基材(基層)を構成するポリマーに、種々の導電剤を混合し導電性を持たせる等の方法により、導電性制御を行っている。また、中間転写体表面との摩擦による摩擦帯電量を、正帯電トナーの場合には、0〜40(μC/g)の範囲に設定した画像形成装置も提案されている(例えば、特許文献1)。
特開平9−230714号公報
ところで、上記電子写真機器用無端ベルト(中間転写ベルト)を用いた画像形成においては、用紙上に印刷された画像上に、細かい星状の白点が点在し発生する画像異常の問題がある。このような異常が発生する原因としては、つぎのような理由が考えられる。すなわち、無端ベルトから用紙上にトナー像を転写する二次転写部において、印加バイアスによる局部的な微小放電が発生し、転写前のトナーの帯電電荷が減少し、用紙に移動するのに充分な電荷量が得られず、その部分が白点状の白抜けとなる。また、ベルトと用紙の接触による物理的な摩擦により静電気が発生し、転写後のベルトと用紙が剥離する際、剥離放電が発生して、同様にトナー帯電電荷が減少し、結果、画像上の白点抜けが発生する。近年、画像に対する要求レベルが従来以上に高くなり、従来の細線画像における虫食い不具合に加えて、ベタ画像における白斑点(微小領域のトナーが紙に転写されないことで発生する細かい星状の白点)の発生の抑制が要求されつつある。
上記特許文献1には、中間転写体表面との摩擦による摩擦帯電量を、正帯電トナーの場合には、0〜40(μC/g)の範囲に設定する旨の記載があるが、摩擦帯電量を単に上記範囲に設定するだけでは、虫食いや白斑点の抑制効果が不充分である。
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、画像における虫食いの発生を抑制するとともに、白斑点の発生をも抑制することができる電子写真機器用無端ベルトの提供をその目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の電子写真機器用無端ベルトは、基層の表面に、直接もしくは他の層を介して表層が形成されてなる電子写真機器用無端ベルトであって、上記表層がアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂およびアルキッド樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つを主成分とする表層材料からなり、かつ、上記主成分の含有量が表層材料(固形分)中の50〜80重量%の範囲に設定されているとともに、下記の特性(A)〜(D)を全て備えているという構成をとる。
(A)ベルト表面の表面抵抗率が1×1011〜1×1013(Ω/□)の範囲。
(B)ベルト表面の表面抵抗のばらつきが0.3桁以下。
(C)ブローオフ帯電量測定法により得られる、表層材料のトナーに対する平均摩擦帯電量が50〜90(−μC/g)の範囲。
(D)ベルト表面の静摩擦係数(μs)が0.20〜0.60の範囲。
すなわち、本発明者らは、画像における虫食いの発生を抑制するとともに、白斑点の発生をも抑制することができる電子写真機器用無端ベルトを得るため、ベルト表層を構成する主成分のポリマー種と、各種特性に着目し、鋭意研究を重ねた。その結果、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂およびアルキッド樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つを主成分とし、その含有量が表層材料(固形分)中の50〜80重量%の範囲に設定された表層材料を用いて表層を形成するとともに、表面抵抗率、表面抵抗のばらつき、平均摩擦帯電量(トナー帯電量)およびベルト表面の静摩擦係数(μs)をそれぞれ特定の範囲に設定すると、所期の目的を達成できることを見いだし、本発明に到達した。
このように、本発明の電子写真機器用無端ベルトは、所定の樹脂材を主成分とし、その含有量が特定の範囲に設定された表層材料を用いて表層が形成されているとともに、表面抵抗率、表面抵抗のばらつき、平均摩擦帯電量(トナー帯電量)およびベルト表面の静摩擦係数(μs)がそれぞれ特定の範囲に設定されている。すなわち、紙との摩擦帯電列が近い樹脂材として、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、アルキッド樹脂を選択し、これらを表層材料の主成分として用いるため、ベルト/紙間の物理的な摩擦による静電気の帯電が少なくなり、転写後のベルトと用紙が剥離する際の剥離放電を抑制することができる。また、表面抵抗率を高い値に設定し、表面抵抗のばらつきを0.3桁以下としているため、印加バイアスによる微小放電(トナーが局所的に抜ける白斑点の原因)の発生を抑制できることと、ブローオフ帯電量測定法により得られる、表層材料のトナーに対する平均摩擦帯電量(トナー帯電量)を、従来よりも高い値に設定しているため、微小放電が発生したとしても、トナー帯電電荷減少への影響が低下する。ここで、上記平均摩擦帯電量を高い値に設定すると虫食いが発生しやすくなるが、ベルト表面の静摩擦係数(μs)を小さく(0.20〜0.60の範囲)しているため、虫食いの発生を抑制することができる。
また、フッ素系樹脂を含有する表層材料を用いると、トナーに対する剥離性を付与し、また、上記のベルト表面の静摩擦係数(μs)が制御しやすくなる。
また、カーボンブラックおよびイオン導電剤の少なくとも一方を含有した表層材料を用いると、電気抵抗を所定の範囲に設定し、また、電圧依存性、環境依存性を適宜に抑制することができる。
さらに、上記基層が、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、フッ素系樹脂およびポリカーボネート樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つを主成分とすると、ベルトの要求寿命に応じた機械的強度を付与することができる。
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の電子写真機器用無端ベルトは、基層の表面に、直接もしくは他の層を介して表層が形成されてなる。
ここで、本発明においては、上記表層が、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂およびアルキッド樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つを主成分とする表層材料からなり、かつ、上記主成分の含有量が表層材料(固形分)中の50〜80重量%の範囲に設定されているとともに、下記の特性(A)〜(D)を全て備えているのであって、これらが最大の特徴である。
(A)ベルト表面の表面抵抗率が1×1011〜1×1013(Ω/□)の範囲。
(B)ベルト表面の表面抵抗のばらつきが0.3桁以下。
(C)ブローオフ帯電量測定法により得られる、表層材料のトナーに対する平均摩擦帯電量が50〜90(−μC/g)の範囲。
(D)ベルト表面の静摩擦係数(μs)が0.20〜0.60の範囲。
本発明の電子写真機器用無端ベルトとしては、例えば、図1に示すように、基層1の外周面に表層2が形成されて構成されたものがあげられる。なお、本発明の電子写真機器用無端ベルトは、基層1と表層2との間に中間層を介在させたものであっても差し支えない。
上記基層1を形成する材料(基層用材料)の主成分としては、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂,ポリエーテルスルホン樹脂,フッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
なお、本発明において、主成分とは、通常、全体(固形分)の50重量%以上を占める成分を意味し、全体が主成分のみからなる場合も含む。
上記ポリアミドイミド(PAI)樹脂としては、特に限定はなく、例えば、脂肪族ポリアミドイミド樹脂と、芳香族ポリアミドイミド樹脂等があげられるが、フィルム機械特性に優れる点で、芳香族ポリアミドイミド樹脂が好適に用いられる。
上記芳香族ポリアミドイミド樹脂としては、例えば、下記の一般式(1)で表される繰り返し構造(すなわち、ベンゼン環とイミド基とアミド基との組み合わせによる分子構造)を有するものがあげられる。
Figure 2008241906
上記ポリアミドイミド樹脂は、例えば、トリメリット酸,その無水物,酸塩化物等の酸成分と、ジアミンまたはジイソシアネートとを、N,N−ジメチルアセトアミドやN−メチル−2−ピロリドン(NMP)等の極性溶剤中、所定温度(通常、60〜200℃程度)に加熱しながら撹拌することにより製造することができる。
上記ポリアミドイミド樹脂の製造に用いる酸成分としては、例えば、トリメリット酸およびその無水物または酸塩化物の他、ベンゼン−1,2,4,5−テトラカルボン酸(ピロメリット酸),ビフェニルテトラカルボン酸,ビフェニルスルホンテトラカルボン酸,ベンゾフェノンテトラカルボン酸,ビフェニルエーテルテトラカルボン酸,エチレングリコールビストリメリテート,プロピレングリコールビストリメリテート等のテトラカルボン酸およびこれらの無水物、シュウ酸,アジピン酸,マロン酸,セバチン酸,アゼライン酸,ドデカンジカルボン酸,ジカルボキシポリブタジエン,ジカルボキシポリ(アクリロニトリル−ブタジエン),ジカルボキシポリ(スチレン−ブタジエン)等の脂肪族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸,1,3−シクロヘキサンジカルボン酸,4,4′−ジシクロヘキシルメタンジカルボン酸,ダイマー酸等の脂環族ジカルボン酸、テレフタル酸,イソフタル酸,ジフェニルスルホンジカルボン酸,ジフェニルエーテルジカルボン酸,ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。これらのなかでも、反応性、耐熱性、溶解性等の点から、トリメリット酸無水物が好適に用いられる。
また、上記ポリアミドイミド樹脂の製造に用いるジアミンまたはジイソシアネートとしては、例えば、エチレンジアミン,プロピレンジアミン,ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミンおよびこれらのジイソシアネートや、1,4−シクロヘキサンジアミン,1,3−シクロヘキサンジアミン,イソホロンジアミン,4,4′−ジシクロヘキシルメタンジアミン等の脂環族ジアミンおよびこれらのジイソシアネートや、m−フェニレンジアミン,p−フェニレンジアミン,4,4′−ジアミノジフェニルメタン,4,4′−ジアミノジフェニルエーテル,4,4′−ジアミノジフェニルスルホン,ベンジジン,o−トリジン,2,4−トリレンジアミン,2,6−トリレンジアミン,キシリレンジアミン等の芳香族ジアミンおよびこれらのジイソシアネート等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。これらのなかでも、耐熱性、機械的特性,溶解性等の点から、4,4′−ジアミノジフェニルメタンおよびそのジイソシアネート、2,4−トリレンジアミンおよびそのジイソシアネート、o−トリジンおよびそのジイソシアネート、イソホロンジアミンおよびそのジイソシアネートが好適に用いられる。
また、上記ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量(Mn)は、5,000〜100,000の範囲内が好ましく、特に好ましくは10,000〜50,000の範囲内である。なお、数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)法により測定することができる。
つぎに、上記基層用材料の主成分として用いられるポリイミド(PI)樹脂としては、例えば、下記の一般式(2)で表される繰り返し構造(すなわち、ベンゼン環とイミド基との組み合わせによる分子構造)を有するものであれば特に限定されるものではない。
Figure 2008241906
上記一般式(2)において、Rで表される2価の有機基としては、例えば、エチレンジアミン,プロピレンジアミン,ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミンや、1,4−シクロヘキサンジアミン,1,3−シクロヘキサンジアミン,イソホロンジアミン,4,4′−ジシクロヘキシルメタンジアミン等の脂環族ジアミンや、m−フェニレンジアミン,p−フェニレンジアミン,4,4′−ジアミノジフェニルメタン,4,4′−ジアミノジフェニルエーテル,4,4′−ジアミノジフェニルスルホン,ベンジジン,o−トリジン,2,4−トリレンジアミン,2,6−トリレンジアミン,キシリレンジアミン等の芳香族ジアミン等のジアミン残基等があげられる。
上記ポリイミド樹脂は、上記一般式(2)で表される繰り返し構造中のR(2価の有機基)の種類により、熱可塑性ポリイミド樹脂と熱硬化性ポリイミド樹脂とに分類されるが、構造が剛直でフィルム機械特性に優れる点で、熱硬化性ポリイミド樹脂が好適に用いられる。
上記ポリイミド樹脂は、例えば、酸ジ無水物と、ジアミンとを、N,N−ジメチルアセトアミドやN−メチル−2−ピロリドン(NMP)等の極性溶剤中、イミド化しない程度の低温(約25℃以下)で攪拌しながら重縮合反応させることにより、全芳香族ポリアミド酸等のポリイミド前駆体を得ることができる。
上記酸ジ無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。なお、上記ジアミンとしては、前述のポリアミドイミド樹脂に関する記載で例示したものと同様のものが用いられる。
また、上記ポリイミド樹脂の数平均分子量(Mn)は、1,000〜50万の範囲内が好ましく、特に好ましくは1万〜10万の範囲内である。
また、上記基層用材料の主成分として用いられるポリエーテルスルホン(PES)樹脂としては、例えば、芳香族環が、スルホニル基(−SO2 −)またはエーテル基(−O−)を介して結合された構造単位を繰り返し単位とするものであれば特に限定はない。上記ポリエーテルスルホン樹脂は、このような構造単位を繰り返し単位として高分子化した固形ポリマーであって、熱によって可塑化し、押出成形等によってフィルム状に成形可能な高分子量体である。この熱による可塑化温度(軟化温度)は、重合度(n)により若干の差はあるものの、通常、200〜270℃程度の範囲内にある。
上記構造単位としては、特に限定はないが、下記の化学式(3)〜(5)で表される構造単位が好適に用いられる。上記ポリエーテルスルホン樹脂としては、上記化学式(3)〜(5)で表される構造単位の一種を単独で繰り返し単位とするものに限定されず、上記化学式(3)〜(5)で表される構造単位の二種以上を繰り返し単位とするものであっても差し支えない。
Figure 2008241906
Figure 2008241906
Figure 2008241906
上記化学式(3)で表される構造単位を繰り返し単位とするポリエーテルスルホン樹脂は、例えば、4,4′−ジヒドロキシジフェニルスルホンと、4,4′−ジクロロジフェニルスルホンとの当モルを、有機極性溶媒中で混合し、通常、150〜350℃の加熱下で、縮合重合することによって合成することができる。
また、上記化学式(4)で表される構造単位を繰り返し単位とするポリエーテルスルホン樹脂は、4,4′−ジクロロフェニルスルホンと、1,4−ジヒドロキシフェニルとの当モルを、有機極性溶媒中で混合し、通常、150〜350℃の加熱下で、縮合重合することによって合成することができる。
さらに、上記化学式(5)で表される構造単位を繰り返し単位とするポリエーテルスルホン樹脂は、4,4′−ジクロロフェニルスルホンと、4,4−ジヒドロキシジフェニルとの当モルを、有機極性溶媒中で混合し、通常、150〜350℃の加熱下で、縮合重合することによって合成することができる。
上記有機極性溶媒としては、特に限定はないが、出発原料および合成したポリエーテルスルホン樹脂の双方を溶解可能であるものが好ましく、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAC)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)等があげられる。
なお、上記化学式(5)で表される構造単位は、2つのフェニル基が直結されているものに限定されず、アルキレン基等を介して、2つのフェニル基が結合されていても差し支えない。
上記ポリエーテルスルホン樹脂の数平均分子量(Mn)は、10,000〜500,000の範囲内が好ましく、特に好ましくは20,000〜400,000の範囲内である。
また、上記基層用材料の主成分として用いられるフッ素系樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
上記基層用材料の主成分として用いられるポリカーボネート樹脂としては、例えば、水酸基を2個以上有するカーボネート系ポリオール等があげられる。
なお、上記基層1の形成に用いる材料(基層用材料)としては、上記主成分となるPAI樹脂等とともに、導電性充填剤、難燃剤、有機溶剤(DMF,DMAC,トルエン,アセトン,NMP等)、充填剤(炭酸カルシウム等)、レベリング剤等を必要に応じて適宜含有させることも可能である。
上記導電性充填剤としては、特に限定はないが、例えば、カーボンブラック,グラファイト等の導電性粉末、アルミニウム粉末,ステンレス粉末等の金属粉末、導電性酸化亜鉛(c−ZnO),導電性酸化チタン(c−TiO2 ),導電性酸化鉄(c−Fe3 4 ),導電性酸化錫(c−SnO2 )等の導電性金属酸化物、第四級アンモニウム塩,リン酸エステル,スルホン酸塩,脂肪族多価アルコール,脂肪族アルコールサルフェート塩のようなイオン性導電剤等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
また、上記難燃剤としては、特に限定はないが、例えば、リン系難燃剤(リン含有ポリエスル系樹脂等)、無機系難燃剤(アンチモン化合物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等)等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
上記基層用材料は、例えば、主成分となるPAI樹脂等と、導電性充填剤と、有機溶剤と、充填剤とを必要に応じて適宜に配合し、撹拌羽根で混合した後、リングミル,ボールミル,サンドミル等を用いて分散させることにより調製することができる。
つぎに、上記表層2の形成に用いる材料(表層用材料)の主成分としては、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂およびアルキッド樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つのバインダーポリマーが用いられる。
上記アクリル系樹脂としては、アクリル系単量体(モノマー)を構造単位とするものであれば、特に限定するものではない。上記アクリル系単量体は、アクリル酸およびその誘導体のみならず、メタクリル酸およびその誘導体、さらにはそれらを重合させて得られる共重合体も含む趣旨である。このようなアクリル系単量体としては、例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸プロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸sec−ブチル、アクリル酸tert−ブチル、アクリル酸2,2−ジメチルプロピル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸−2−tert−ブチルフェニル、アクリル酸2−ナフチル、アクリル酸フェニル、アクリル酸4−メトキシフェニル、アクリル酸2−メトキシカルボニルフェニル、アクリル酸2−エトキシカルボニルフェニル、アクリル酸2−クロロフェニル、アクリル酸4−クロロフェニル、アクリル酸ベンジル、アクリル酸2−シアノベンジル、アクリル酸4−シアノフェニル、アクリル酸p−トリル、アクリル酸イソノニル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、アクリル酸2−ヒドロキシブチル、アクリル酸2−シアノエチル、アクリル酸3−オキサブチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸sec−ブチル、メタクリル酸tert−ブチル、メタクリル酸2,2−ジメチルプロピル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸−2−tert−ブチルフェニル、メタクリル酸2−ナフチル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸4−メトキシフェニル、メタクリル酸2−メトキシカルボニルフェニル、メタクリル酸2−エトキシカルボニルフェニル、メタクリル酸2−クロロフェニル、メタクリル酸4−クロロフェニル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸2−シアノベンジル、メタクリル酸4−シアノフェニル、メタクリル酸p−トリル、メタクリル酸イソノニル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸2−ヒドロキシブチル、メタクリル酸2−シアノエチル、メタクリル酸3−オキサブチル、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、アクリルアミド、ブチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、ピペリジルアクリルアミド、メタクリルアミド、4−カルボキシフェニルメタクリルアミド、4−メトキシカルボキシフェニルメタクリルアミド、メチルクロロアクリレート、エチル−α−クロロアクリレート、プロピル−α−クロロアクリレート、イソプロピル−α−クロロアクリレート、メチル−α−フルオロアクリレート、ブチル−α−ブトキシカルボニルメタクリレート、ブチル−α−シアノアクリレート、メチル−α−フェニルアクリレート、イソボニルアクリレート、イソボニルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート等のラジカル重合性単量体があげられる。
上記アクリル系樹脂としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸n−ブチル、ポリメタクリル酸イソブチル、ポリアクリル酸n−ブチル、ポリアクリル酸イソブチル等が用いられる。また、上記アクリル系樹脂としては、シリコーン変性,フッ素変性等した変性アクリル系樹脂を用いることもできる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。上記シリコーン変性アクリル系樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂(主鎖)にシリコーン系樹脂がグラフト重合したシリコーングラフトアクリル系樹脂等があげられる。
また、上記バインダーポリマーとして用いられるウレタン系樹脂としては、特に限定はないが、例えば、芳香族イソシアネートと、ポリオールとの組み合わせにより得られるものが好ましい。
上記芳香族イソシアネートとしては、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリメリックMDI、トリレンジイソシアネート(TDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(NDI)、トリジンジイソシアネート(TODI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシレンジイソシアネート(TMXDI)等や、これらイソシアネートのビュレットタイプ、イソシアヌレートタイプ、トリメチロールプロパン変性タイプ、カルボジイミド変性タイプおよびこれらのブロックタイプ等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
上記芳香族イソシアネートは、成形性の点から、常温(通常、20〜30℃)で液状のものが好ましい。また、上記芳香族イソシアネートのイソシアネート含有率(NCO%)は、15〜53重量%の範囲内が好ましく、特に好ましくは23〜35重量%の範囲内である。
上記芳香族イソシアネートとともに用いられるポリオールとしては、ポリエステルポリオールが好ましく、例えば、ポリエチレンアジペート(PEA)、ポリブチレンアジペート(PBA)、PEAとPBAの共重合体、ポリイソブチレンアジペート等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
上記ポリオールは、成形性の点から、常温で液状のものが好ましい。また、上記ポリオールのOH価は、50〜300KOHmg/gの範囲内が好ましく、特に好ましくは100〜230KOHmg/gの範囲内である。
また、上記バインダーポリマーとして用いられるアルキッド樹脂とは、多価アルコールと、多塩基酸との縮合反応によって得られる合成樹脂をいう。上記アルキッド樹脂としては、多価アルコールと多塩基酸のみの縮合物である純粋アルキッド樹脂、脂肪油,天然樹脂,合成樹脂等の変性剤で変性した変性アルキッド樹脂があげられる。上記多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール,ジエチレングリコール,トリエチレングリコール,プロピレングリコール,トリメチレングリコール,テトラメチレングリコール等の二価アルコール、グリセリン,トリメチロールプロパン等の三価アルコール、ジグリセリン,トリグリセリン,ペンタエリトリット,ジペンタエリトリット,マンニット,ソルビット等の多価アルコール等があげられ、単独でもしくは二種以上併せて用いられる。また、上記多塩基酸としては、例えば、無水フタル酸,テレフタル酸,コハク酸,アジピン酸,セバシン酸等の飽和多塩基酸、マレイン酸,無水マレイン酸,フマル酸,イタコン酸,無水シトラコン酸等の不飽和多塩基酸、シクロペンタジエン−無水マレイン酸付加物,テルペン−無水マレイン酸付加物,ロジン−無水マレイン酸付加物等のディールス−アルダー反応による多塩基酸等があげられ、単独でもしくは二種以上併せて用いられる。また、上記変性剤として用いられる脂肪油としては、例えば、ステアリン酸,オレイン酸,リノール酸,リノレン酸,エレオステアリン酸,リシノレイン酸,脱水リシノレイン酸等があげられ、単独でもしくは二種以上併せて用いられる。また、上記変性剤として用いられる天然樹脂としては、例えば、ロジン,コーパル,コハク,セラック等があげられ、単独でもしくは二種以上併せて用いられる。また、上記変性剤として用いられる合成樹脂としては、例えば、エステルガム,フェノール樹脂,尿素樹脂,メラミン樹脂等があげられ、単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
なお、上記表層用材料には、アクリル系樹脂等のバインダーポリマーに加えて、フッ素系樹脂、カーボンブラック、イオン導電剤、架橋剤、有機溶剤等を適宜配合してもよい。
上記フッ素系樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
上記フッ素系樹脂の配合量は、アクリル系樹脂等のバインダーポリマー100重量部(以下、「部」と略す)に対して、5〜30部の範囲が好ましく、特に好ましくは10〜25部の範囲である。
上記架橋剤としては、例えば、メチレンジフェニルジイソシアネート(MDI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、ヘキサメチレジイソシアネート(HDI)等があげられる。これらは単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
上記表層用材料は、例えば、前記主成分となるアクリル系樹脂等に加えて、カーボンブラック、イオン導電剤、架橋剤、有機溶剤とを適宜に配合し、撹拌羽根で混合することにより調製することができる。なお、各層を精度良く形成するためには、隣接する層の形成材料に用いる有機溶剤は、互いに異なった種類のものを使用することが好ましい。すなわち、表層用材料に用いる有機溶剤と、基層用材料に用いる有機溶剤とは、互いに異なった種類のものを使用することが好ましい。
上記有機溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、n−ブタノール、キシレン、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、トルエン、アセトン等があげられ、単独でもしくは二種以上併せて用いられる。
本発明の電子写真機器用無端ベルトは、例えばつぎのようにして作製することができる。すなわち、まず、周方向に回転しうる円筒状または円柱状の基体と、上記基体の外周面に近接する位置で上記基体の軸方向に沿って移動しうる第1のノズルおよび第2のノズルとを準備する。また、前記と同様の方法にて、基層用材料および表層用材料を調製し、それぞれエアー加圧タンク等に収容する。そして、図2に示すように、上記円筒状または円柱状の基体3を垂直にした状態で周方向に回転させる。その状態で、エアー加圧タンク6に所定の圧力をかけて基層用材料5を第1のノズル4に圧送し、第1のノズル4から上記基体3の外周面に向かって基層用材料5を吐出させる。と同時に、上記第1のノズル4を上記基体3の軸方向に沿って一定速度で移動させる。これにより、上記基体3の外周面に基層用材料5を一定幅の帯でらせん状に塗布して(通常は、上側の帯と下側の帯との間に間隔を設けて塗る。場合によっては、間隔をあけなくてもよい)、上記基体3の外周面に上記らせん状塗膜の連続による全体塗膜(基層となる)を形成する。つぎに、上記全体塗膜を所定の条件(150〜300℃で1〜3時間)で加熱処理して、基層を形成する。なお、上記塗布の際に、基体3の外周面に基層用材料5を連続して塗布するだけではなく、基体3の外周面に一周塗布する帯状の基層用材料5と、そのつぎに一周塗布する帯状の基層用材料5とが、基体3の外周面の全ての部分で、基体3の軸方向においても隙間なく繋がっているようにする。
つぎに、基層を形成した基体3を、垂直にした状態で周方向に回転させ、その状態で、上記基層の外周面に近接させた第2のノズル(図示せず)から上記基層の外周面に向かって、上記表層用材料を吐出させ、同時に、上記第2のノズルを上記基体3の軸方向に沿って移動させることにより、上記基層の外周面に上記表層用材料をらせん状に塗布してらせん状塗膜の連続による全体塗膜(表層になる)を形成する。つぎに、上記全体塗膜を所定の条件(100〜200℃で1〜2時間)で加熱処理後、基層の一端縁と基体3の外周面との間から高圧エアーを吹き込む等の手法により、基体3を抜き取る。これにより、全体塗膜からなる基層の表面に、全体塗膜からなる表層が形成されてなる2層構造の電子写真機器用無端ベルトを得ることができる。
なお、上記円筒状または円柱状の基体3としては、例えば、金属(鉄,アルミニウム,ステンレス等)製の回転ドラム等が用いられる。なお、上記基体3は、基体回転部の負担を軽くできる観点から、円筒状であることが好ましい。上記基体3の直径は、通常、120〜350mmであり、軸方向の長さは、通常、300〜600mmである。このような大きさであると、電子写真機器用の電子写真用無端ベルトを作製するのに好適である。また、上記基体3の回転数は、50〜500rpmの範囲が好ましい。すなわち、回転数が低すぎると、重力で塗料が下に落ちてしまう傾向がみられ、逆に回転数が高すぎると、遠心力が強すぎて塗料が飛び散る傾向がみられるからである。
上記第1,第2のノズルとしては、例えば、ニードルノズル等が用いられる。また、上記ノズルの吐出部形状としては、丸形状,平形状,矩形状等のものを用いることができる。基体3の軸方向に沿って移動するノズルの速度、基体3とノズルとの距離は、各材料の粘度,ノズル形状,吐出圧等に応じて適宜設定できるが、各材料の吐出量は0.15〜0.25g/secにすることが好ましく、その流量変動は2%以内にすることが好ましい。
なお、本発明の電子写真機器用無端ベルトの基層1および表層2の製法は、上記製法(ノズルコート法)に限定されるものではなく、押出成形法、インフレーション法、ブロー成形法、ディッピング法等により、作製することも可能である。
本発明の電子写真機器用無端ベルトの基層1の厚みは、30〜300μmの範囲が好ましく、特に好ましくは50〜200μmの範囲である。また、表層2の厚みは、1〜10μmの範囲が好ましく、特に好ましくは1〜5μmの範囲である。すなわち、表層2が薄膜すぎると、耐圧が劣る傾向がみられ、逆に表層2が厚膜すぎると、電荷が残り、残像(ゴースト)が生じたり、また、柔軟性が劣る傾向がみられるからである。また、本発明の電子写真機器用無端ベルトは、内周長が90〜1500mmで、幅が100〜500mm程度のものが好ましい。すなわち、上記寸法の範囲に設定すると、電子写真複写機等に組み込んで使用するのに適した大きさとなるからである。
上記基層1および表層2の膜厚は、例えば、走査電子顕微鏡,マイクロメーター等を用いて測定することができる。
なお、本発明の電子写真機器用無端ベルトは、上記図1に示した構造のものに限定されるものではなく、例えば、基層の表面に、中間層を介して表層が形成されてなる三層構造であっても差し支えない。
本発明の電子写真機器用無端ベルトは、フルカラーLBPやフルカラーPPC等の電子写真技術を採用した電子写真機器において、トナー像の転写用,紙転写搬送用,感光体基体用等の用途に好適に用いられるが、これに限定するものではなく、例えば、フルカラーではない、単色の電子写真複写機の転写ベルト等にも使用することができる。
本発明の電子写真機器用無端ベルトは、前述のように、下記の特性(A)〜(D)を全て備えている。
(A)ベルト表面の表面抵抗率が1×1011〜1×1013(Ω/□)の範囲。
(B)ベルト表面の表面抵抗のばらつきが0.3桁以下。
(C)ブローオフ帯電量測定法により得られる、表層材料のトナーに対する平均摩擦帯電量が50〜90(−μC/g)の範囲。
(D)ベルト表面の静摩擦係数(μs)が0.20〜0.60の範囲。
上記特性(A)の表面抵抗率は1×1011〜1×1013(Ω/□)の範囲であるが、好ましくは1×1011〜1×1012(Ω/□)の範囲である。すなわち、上記表面抵抗率が下限未満であると、微小放電が局部的にとどまらず、全体的に広がり易くなり、白斑点画像が悪化してしまい、逆に上記表面抵抗率が上限を超えると、残像等の転写不良が発生するからである。
上記表面抵抗率は、例えば、つぎのようにして測定することができる。すなわち、電子写真機器用無端ベルトの周方向4ヶ所、軸方向5ヶ所を等分し、計20ヶ所の表面抵抗率を、三菱化学社製のハイレスタUP(URSプローブ)等を用いて測定する。なお、上記表面抵抗率は、20ヶ所の表面抵抗率の平均値を示す。
つぎに、上記特性(B)の表面抵抗のばらつきは0.3桁以下であるが、好ましくは0.2桁以下である。すなわち、上記表面抵抗のばらつきが0.3桁を超えると、局部的に表面抵抗の低い部分に微小放電が集中し、白斑点画像が悪化するからである。
上記表面抵抗のばらつきは、例えば、つぎのようにして測定することができる。すなわち、図3に示すように、無端ベルト11を2軸のローラ12で張架し、金属の触針13を所定の間隔(例えば、3mm)で固定する。無端ベルト11を回転させながら、触針13を軸方向(矢印A方向)に走査し、無端ベルト11の全周をらせん状になぞっていき、電気特性測定器14を用いて、抵抗値(Ω)を連続的に測定する。そして、連続的に測定した抵抗値の常用対数値をとり、その最大値と最小値の差を、表面抵抗のばらつきとする。
また、上記特性(C)のブローオフ帯電量測定法により得られる、表層材料のトナーに対する平均摩擦帯電量(以下、単に「トナー帯電量」という)は50〜90(−μC/g)の範囲であるが、好ましくは70〜82(−μC/g)の範囲である。すなわち、上記トナー帯電量が50(−μC/g)未満であると、用紙へのトナーの移動が不充分となり転写効率が悪化するとともに、微小放電によるトナー電荷の減少の影響を受け易くなり、白斑点画像が悪化し、逆に上記トナー帯電量が90(−μC/g)を超えると、トナーとベルトとのクーロン力が高くなりすぎ、その吸着力でトナーが移動しにくくなり、転写効率(特に虫食い版画と呼ばれる画像不良が発生)が悪化するからである。
上記トナー帯電量は、例えば、日本画像学会から市販されているトナー帯電量測定用標準現像剤の、負帯電極性トナー用標準キャリアおよび標準キャリア検定用トナーを用いて、つぎのようにして測定することができる。すなわち、まず、固形分濃度を3重量%に調整した表層用材料の溶液を準備し、その中に上記標準キャリア2gを添加し、10分以上浸漬した後、400メッシュステンレススクリーンで濾過し、さらに30分以上乾燥させた後ほぐし、表層被覆キャリアを作製する。上記表層被覆キャリアに対し、5重量%の割合で上記検定用トナーを混合し、バイアル瓶中で約1分間振り混ぜ混合する。上記試料を50mg測定容器に入れ、窒素ガス流量0.098MPa(1.0kgf/cm2 )、流入時間30秒の条件で、ブローオフ帯電量測定器を用いて測定する。
また、上記特性(D)のベルト表面の静摩擦係数(μs)は、0.20〜0.60の範囲であるが、好ましくは0.20〜0.35の範囲である。すなわち、上記ベルト表面の静摩擦係数(μs)が下限未満であると、感光体からベルトへのトナー転写(一次転写)における転写効率が悪化し、一次転写での中抜け(虫食い版画)等が発生し、逆に上記ベルト表面の静摩擦係数(μs)が上限を超えると、用紙へのトナー転写(二次転写)における転写効率が悪化し、二次転写で同様に中抜け(虫食い版画)等が発生してしまうからである。
上記ベルト表面の静摩擦係数(μs)は、例えば、摩擦係数測定器(新東科学社製、ヘイドン トライボギア ミューズ TYPE94iII)を用いて、測定することができる。
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
〔実施例1〕
(基層用材料の調製)
撹拌機、窒素導入管、温度計、冷却管を備えた反応容器に、MDI(日本ポリウレタン工業社製、ミリオネートMT、Mn:250.06)22部と、TODI(日本曹達社製、TODI/R203、Mn:264.29)29部と、芳香族系多価カルボン酸無水物である無水トリメリット酸(Mn:192.12)36部と、カルボン酸両末端ポリブタジエン(日本曹達社製、C−1000、酸価:52mgKOH/g、Mn:2158)20部と、NMP溶剤250部とを仕込み、窒素気流下、撹拌しながら1時間かけて130℃まで昇温し、そのまま130℃で約5時間反応させた後反応を停止し、PAI−NMP溶液(固形分濃度:26重量%)を調製した。つぎに、このPAI−NMP溶液に、カーボンブラック(昭和キャボット社製、ショウブラックN220)4部を配合し、撹拌羽根で混合した後、ボールミル分散させて基層用材料を調製した。この基層用材料の粘度は、5000mPa・s(B型粘度計の測定値)に調整した。
(表層用材料の調製)
後記の表1に示す材料を同表に示す割合で配合し、混練した後、撹拌羽根で混合して、表層用材料を調製した。この表層用材料の粘度は、50mPa・s(B型粘度計の測定値)に調整した。
(無端ベルトの作製)
金型として、アルミニウム製の円筒形基体を準備し、第1および第2のノズルとして、ディスペンサーを準備した。このノズルは、内径φ1mmのニードルノズルである。そして、基層用材料,表層用材料をそれぞれエアー加圧タンクに収容し、円筒形基体およびノズルをセットした。このとき、円筒形基体の外周面と第1のノズルとのクリアランスを1mmに設定した。つぎに、円筒形基体を垂直にした状態で回転数200rpmで周方向に回転させながら第1のノズルを1mm/secの移動速度で軸方向に下降させ、同時に、エアー加圧タンクに0.4MPaの圧力をかけて基層用材料を第1のノズルに圧送し、第1のノズルから基層用材料を吐出して円筒形基体の外周面上にらせん状にコーティングし、円筒形基体の外周面上にらせん状塗膜の連続による全体塗膜を形成した(図2参照)。このとき、基層用材料の吐出は、吐出量0.2g/sec,変動2%以内になるようにして行った。上記全体塗膜を300℃で3時間加熱処理して基層を形成した。
つぎに、上記基層を形成した円筒形基体を、垂直にした状態で回転数200rpmで周方向に回転させながら第2のノズルを2mm/secの移動速度で軸方向に沿って移動させ、同時に、エアー加圧タンクに0.4MPaの圧力をかけて表層用材料を第2のノズルに圧送し、第2のノズルから表層用材料を吐出して基層の外周面上にらせん状にコーティングし、基層の外周面上にらせん状塗膜の連続による全体塗膜を形成した。このとき、表層用材料の吐出は、吐出量0.2g/sec,変動2%以内になるようにして行った。上記全体塗膜を180℃で1時間加熱処理して表層を形成した。つぎに、基層の一端縁と基体の外周面との間から高圧エアーを吹き込むことにより、基体を抜き取った。これにより、基層の表面に表層が形成されてなる2層構造の無端ベルトを作製した。
〔実施例2〜5、比較例1〜9〕
表層用材料の配合組成を、下記の表1〜表3に示すように変更する以外は、実施例1と同様にして、表層用材料を調製した。そして、この表層用材料を用いる以外は、実施例1に準じて、基層の表面に表層が形成されてなる2層構造の無端ベルトを作製した。
〔実施例6〕
(中間層用材料の調製)
クロロプレンゴム(電気化学工業社製、デンカクロロプレンA−30)100部と、加硫剤(三新化学工業社製、サンセラー22C)1.5部と、カーボンブラック(ケッチェンブラックインターナショナル社製、ケッチェンEC)2部とを混練りした後、MEK溶剤に溶解し、中間層用材料を調製した。この中間層用材料の粘度は、5000mPa・s(B型粘度計の測定値)に調整した。
(無端ベルトの作製)
まず、実施例1と同様にして、基層を形成した。つぎに、上記基層を形成した円筒形基体を、垂直にした状態で回転数200rpmで周方向に回転させながら第3のノズルを2mm/secの移動速度で軸方向に沿って移動させ、同時に、エアー加圧タンクに0.4MPaの圧力をかけて中間層用材料を第3のノズルに圧送し、第3のノズルから中間層材料を吐出して基層の外周面上にらせん状にコーティングし、基層の外周面上にらせん状塗膜の連続による全体塗膜を形成した。このとき、中間層用材料の吐出は、吐出量0.2g/sec,変動2%以内になるようにして行った。上記全体塗膜を150℃で2時間加熱処理して中間層を形成した。続いて、上記中間層を形成した円筒形基体の外周表面に、実施例1と同様にして、表層を形成した。つぎに、基層の一端縁と基体の外周面との間から高圧エアーを吹き込むことにより、基体を抜き取った。これにより、基層の表面に中間層が形成され、さらにその表面に表層が形成されてなる3層構造の無端ベルトを作製した。
〔実施例7〕
(中間層用材料の調製)
光重合性モノマー(東亞合成社製、アロニックスM−5700)100部と、光開始剤(チバスペシャリティケミカルズ社製、ダロキュアー1173)3部を配合し、攪拌羽根で混合して、中間層用材料を調製した。この中間層用材料の粘度は、15000mPa・s(B型粘度計の測定値)に調整した。
(無端ベルトの作製)
まず、実施例1と同様にして、基層を形成した。つぎに、上記基層を形成した円筒形基体を、垂直にした状態で回転数200rpmで周方向に回転させながら第3のノズルを2mm/secの移動速度で軸方向に沿って移動させ、同時に、エアー加圧タンクに0.4MPaの圧力をかけて中間層用材料を第3のノズルに圧送し、第3のノズルから中間層材料を吐出して基層の外周面上にらせん状にコーティングし、基層の外周面上にらせん状塗膜の連続による全体塗膜を形成した。このとき、中間層用材料の吐出は、吐出量0.2g/sec,変動2%以内になるようにして行った。上記全体塗膜に紫外線を照射して中間層を形成し、さらにその表面に実施例1と同様にして表層が形成されてなる3層構造の無端ベルトを作製した。この紫外線照射の際には、紫外線照射機(アイグラフィック社製、UB031−2A/BM)の紫外線ランプ(水銀ランプ形成)と円筒形基体との距離を100mmとし、円筒形基体を垂直にした状態で回転数200rpmで回転させ、紫外線を30秒間(積算光量:120mW/cm2 )照射した。
Figure 2008241906
Figure 2008241906
Figure 2008241906
なお、上記表1〜表3に示した材料は、下記のとおりである。
〔アクリル系樹脂〕
三菱レイヨン社製、ダイナトールBR106
〔アルキッド樹脂〕
日立化成社製、フタルキッドE4330−1
〔ウレタン系樹脂〕
大日精化工業社製、ハイムレンY−258
〔塩化ビニル〕
新第一塩ビ社製、ZEST C150ML
〔ポリアミド樹脂〕
東レ社製、AQナイロン
〔フッ素系樹脂〕
アトフィナジャパン社製、カイナーSL
〔カーボンブラック〕
昭和キャボット社製、ショウブラックN220
〔イオン導電剤〕
ライオン社製、TBAHS
〔架橋剤(イソシアネート)〕
HDI(日本ポリウレタン社製、コロネートHX)
このようにして得られた実施例および比較例の無端ベルトを用い、後記の基準に従って各特性の評価を行った。これらの結果を下記の表4〜表6に併せて示した。
Figure 2008241906
Figure 2008241906
Figure 2008241906
〔表面抵抗率〕
無端ベルトの周方向4ヶ所、軸方向5ヶ所を等分し、計20ヶ所の表面抵抗率を、三菱化学社製のハイレスタUP(URSプローブ)を用いて、25℃×50%RHの環境下で測定した。そして、20ヶ所の表面抵抗率の平均値を表示した。
〔表面抵抗のばらつき〕
図3に示すように、無端ベルト11を2軸のローラ12で張架し、金属の触針13(先端R0.1)を3mmの間隔で固定した。無端ベルト11を回転させながら、触針13を軸方向(矢印A方向)に走査し、無端ベルト11の全周をらせん状になぞっていき、電気特性測定器(ケースレー社製、ケースレー237)14を用いて、抵抗値(Ω)を連続的に測定した。そして、連続的に測定した抵抗値の常用対数値をとり、その最大値と最小値の差を、表面抵抗のばらつきとして表示した。
〔トナー帯電量〕
日本画像学会から市販されているトナー帯電量測定用標準現像剤の、負帯電極性トナー用標準キャリアおよび標準キャリア検定用トナーを用いて、つぎのようにしてトナー帯電量を測定した。すなわち、まず、固形分濃度を3重量%に調整した表層用材料の溶液50mlを準備し、その中に上記標準キャリア2gを添加し、10分以上浸漬した後、400メッシュステンレススクリーンで濾過し、さらに30分以上乾燥させた後ほぐし、表層被覆キャリアを作製した。上記表層被覆キャリアに対し、5重量%の割合で上記検定用トナーを混合し、バイアル瓶中で約1分間振り混ぜ混合した。上記試料を50mg測定容器に入れ、窒素ガス流量0.098MPa(1.0kgf/cm2 )、流入時間30秒の条件で、ブローオフ帯電量測定器(東芝ケミカル社製、TB−200)を用いて測定した。
〔静摩擦係数〕
摩擦係数測定器(新東科学社製、ヘイドン トライボギア ミューズ TYPE94iII)を用いて、無端ベルトの静摩擦係数(μs)を測定した。
〔白斑点画像〕
無端ベルトを複写機(リコー社製、イマジオMPC2500)に組み込み、ベタ画像(黒)を印刷し、ベタ画像部に白斑点画像の有無を目視で観察した。評価は、白斑点画像がなかったものを○、白斑点画像があったものを×とした。
〔虫食い版画〕
無端ベルトを複写機(リコー社製、イマジオMPC2500)に組み込み、格子状の細線ライン画像(赤)を印刷し、画像上のライン部分を100倍に拡大し、線上のトナーの中抜け画像(虫食い版画)の有無を目視で観察した。評価は、中抜け画像(虫食い版画)がなかったものを○、中抜け画像(虫食い版画)があったものを×とした。
上記表4〜6の結果から、いずれの実施例品も、白斑点画像、中抜け画像(虫食い版画)がなく、良好な画像が得られた。
これに対し、比較例1,2品は、表面抵抗率が所定の範囲(1×1011〜1×1013Ω/□)から外れるため、白斑点画像があった。比較例3品は、表面抵抗のばらつきが下限(0.3桁)未満であるため、白斑点画像があった。比較例4品は、トナー帯電量が下限(50−μC/g)未満であるため、白斑点画像があった。比較例5品は、トナー帯電量が上限(90−μC/g)を超えるため、中抜け画像(虫食い版画)があった。比較例6品は、アクリル系樹脂(主成分)の含有量が下限(50重量%)未満であるため、白斑点画像があった。比較例7品は、アクリル系樹脂(主成分)の含有量が上限(80重量%)を超えるため、白斑点画像があった。比較例8品は、静摩擦係数(μs)が下限(0.20)未満であるため、中抜け画像(虫食い版画)があった。比較例9品は、表面抵抗率が所定の範囲(1×1011〜1×1013Ω/□)から外れ、かつ、静摩擦係数(μs)が上限(0.60)を超えるため、中抜け画像(虫食い版画)があった。
本発明の電子写真機器用無端ベルトは、フルカラーLBP(レーザービームプリンター)やフルカラーPPC(プレーンペーパーコピア)等の電子写真技術を採用した電子写真機器において、中間転写ベルトや紙転写搬送ベルト等に好適に用いられる。
本発明の電子写真機器用無端ベルトの一例を示す部分断面図である。 本発明の電子写真機器用無端ベルトの製法の一例を示す説明図である。 表面抵抗のばらつきの評価方法を示す模式図である。
符号の説明
1 基層
2 表層

Claims (4)

  1. 基層の表面に、直接もしくは他の層を介して表層が形成されてなる電子写真機器用無端ベルトであって、上記表層がアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂およびアルキッド樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つを主成分とする表層材料からなり、かつ、上記主成分の含有量が表層材料(固形分)中の50〜80重量%の範囲に設定されているとともに、下記の特性(A)〜(D)を全て備えていることを特徴とする電子写真機器用無端ベルト。
    (A)ベルト表面の表面抵抗率が1×1011〜1×1013(Ω/□)の範囲。
    (B)ベルト表面の表面抵抗のばらつきが0.3桁以下。
    (C)ブローオフ帯電量測定法により得られる、表層材料のトナーに対する平均摩擦帯電量が50〜90(−μC/g)の範囲。
    (D)ベルト表面の静摩擦係数(μs)が0.20〜0.60の範囲。
  2. 上記表層材料が、フッ素系樹脂を含有している請求項1記載の電子写真機器用無端ベルト。
  3. 上記表層材料が、カーボンブラックおよびイオン導電剤の少なくとも一方を含有している請求項1または2記載の電子写真機器用無端ベルト。
  4. 上記基層が、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、フッ素系樹脂およびポリカーボネート樹脂からなる群から選ばれた少なくとも一つを主成分とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子写真機器用無端ベルト。
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