JP3685641B2

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Publication number: JP3685641B2
Application number: JP6983699A
Authority: JP
Inventors: 紀宏大津; 英之久; 誠森越
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1999-03-16
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2019-03-16
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シームレスベルトとそれを使った半導電性部材に関するものであり、詳しくは、複写機、プリンターの感光体、中間転写ベルト、紙搬送転写ベルト、中間転写ドラム、等に好適に使用されるシームレスベルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の中間転写ベルトを使用して記録画像の形成を行う画像形成装置としては、特開昭６２ー２０６５６７号公報等に開示されたものが知られている。また、複写機の帯電ロール、現像ロール、転写ロール、定着ロールやプリンターの分野においては、半導電性ロールが注目されている（例えば特開平８−１５７７２１号公報、特開平９−２２２７８８号公報など）。
図１は電子写真装置の側面図である。
図中、１は被帯電体としての感光ドラム、６は中間転写体である導電性ベルトである。
１の感光ドラムの周囲には、帯電器としての帯電ロール２、半導体レーザー等を光源とする露光光学系３、トナーが供給され現像機能を行う現像ロール４及び残留トナーを除去するためのクリーナー５よりなる電子写真プロセスユニットが配置されている。
【０００３】
動作について説明する。
まず矢印方向に回転する感光ドラム１の表面を帯電ロール２により一様に帯電する。
次に、光学系３により図示しない画像読み取り装置等で得られた画像に対応する静電潜像を感光ドラム１上に形成する。
静電潜像は現像ロール４でトナー像に現像される。
このトナー像を、転写ロール１０により半導電性ベルト６へ静電転写し、搬送ローラ９と転写ローラ１２の間で記録紙１１に転写する。
【０００４】
中間転写用の半導電性ベルト６としては、ポリアミド、ポリイミド、ポリフッ化ビニリデン等の合成樹脂にアセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラックを添加し、これを数十〜数百μｍ程度の厚さに成形することで所定の抵抗の中間転写体（半導電性ベルト６）を得ている。（特開昭６３−３１１２６７、特開平５−１７０９４６、特開平６−２２８３３５公報等）
帯電ロール２、転写ロール１０としては、オゾンの発生を低減すべくローラ帯電法、ロール転写法等が開発されている。（特開平１−２０５１８号公報、１−２１１７７９号公報）
【０００５】
このような帯電装置、転写装置に用いられるロールとしては、導電性支持体（金属軸芯）とその外周に（半）導電性弾性体層を被覆したものが用いられている。
現像ロール４としては、表面層に駆動ローラの周長よりも長目の周長を有し、駆動ローラーに外装された筒状の薄層現像スリーブを用いた構成のものが提案されており、そのスリーブとして熱可塑性樹脂である結晶性、非晶性ナイロンを用いたものが提案されている。（特開平４ー２４７４７８号公報）
また、このような半導電性ローラの製造方法として、特開平３ー５９６８２号公報、特開平５ー２４８４２６号公報では、表面性の優れた収縮、未収縮のシームレスチューブを被覆した構造の帯電、転写、現像用の半導電性ローラが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシームレスベルトは、その表面における抵抗値が各場所によって変動しており、均一でないと言う問題がある。
上記の特許公報においても指摘されている様に、半導体領域の抵抗値の全面的な均一化は特に難かしいが、抵抗値にムラがあると複写ムラや白抜けの原因となるので、出来る限り均一な抵抗値のものが望まれていた。
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、その目的は、表面の抵抗値が均一なシームレスベルトを提供することにある。
即ち、シームレスベルトの抵抗値が例えば１０¹³〜１０⁴Ω・ｃｍの範囲の、いわゆる半導体領域の電気抵抗がシームレスベルトの全面に渡り均一で安定化されているシームレスベルトを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成すべく種々検討を重ねた結果、シームレスベルトに配合されるカーボンブラックとして特殊の加工カーボンブラックを使用することにより、上記の目的を達成し得るとの知見を得た。
本発明は、上記の知見に基づき完成されたものであり、その要旨は、導電性物質を含有させた合成樹脂を、筒状に成形した半導電性シームレスベルトであって、導電性物質が樹脂被覆カーボンブラックであり、合成樹脂が可撓性を有する合成樹脂であることを特徴とする半導電性シームレスベルトに存する。
また、樹脂被覆カーボンブラックが以下に定義するＡに対するＢの値（Ｂ／Ａ）が１．１以上の被覆安定化特性を有する態様等も本発明の特徴の一つとなる。
【０００８】
Ａ：樹脂被覆カーボンブラックに使用したのと同一種類のカーボンブラックを塩化ビニル樹脂に配合して得られる組成物の抵抗値が１０¹³〜１０⁴Ω・ｃｍに変化するのに要するカーボンブラックの配合量。
Ｂ：樹脂被覆カーボンブラックを塩化ビニル樹脂に配合して得られる組成物の抵抗値が１０¹³〜１０⁴Ω・ｃｍに変化するのに要するカーボンブラックの配合量。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。本発明のシームレスベルトは、可撓性を有する合成樹脂に樹脂被覆カーボンブラックを配合して成る組成物を筒状に成形して成る。
（１）可撓性を有する合成樹脂
合成樹脂を内径２０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍ、長さ２０ｍｍの円筒状に成形し、その筒状体を軸を水平になるように置き、上方から長さ２０ｍｍ、重さ１００ｇの錘を軸と平行方向に乗せた時、筒状体の直径が２０％以上変形する（すなわち１６ｍｍ以下となる）合成樹脂である。
それ以上の剛性を有する（硬い）合成樹脂の場合は、シームレスベルトが硬くなり、ベルトとした場合にベルトを支持するロール間に適切に張りめぐらすことが難しくなり、駆動力が伝わらず、ベルトとしての使用は難しい。
また、樹脂被覆カーボンブラックと基材樹脂との親和性も低下する。
【００１０】
（２）合成樹脂の種類
本発明に使用し得る合成樹脂としては、具体的には下記の材料等が例示できる。例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、（高密度、中密度、低密度、直鎖状低密度）、プロピレンエチレンブロック又はランダム共重合体、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、ポリイミド、液晶性ポリエステル、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイト、ポリビスアミドトリアゾール、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、アクリル、アクリル酸、アルキルエステル共重合体、ポリエステルエステル共重合体、ポリエーテルエステル共重合体、ポリエーテルアミド共重合体、ポリウレタン共重合体の１種又はこれらの混合物等である。
【００１１】
熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリメリットイミド、メラミン、フェノール、不飽和ポリエステルの１種又はこれらの混合物からなるものが使用される。
これらの熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂は、必要強度、導電性等から用途に応じ適宜選択して用いられる。
発明の効果を著しく損なわない限り、基材樹脂である熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂に可塑剤、充填剤、難燃剤等の付加成分を更に添加して良いことは勿論である。
【００１２】
（３）樹脂被覆カーボンブラック
ベース樹脂である熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂に配合される樹脂被覆カーボンブラックとは次記の様なものである。
樹脂被覆カーボンブラック自体は、既に、本発明者らの一人によって提案され公知である（例えば、特開平９−７１７３３号公報、同９−９５６２５号公報、同９−１２４９６９号公報など）。
斯かるカーボンブラックは、樹脂で被覆されているため、表面がある程度絶縁性であり、ゴムや合成樹脂に配合する際の分散性に優れる等の特徴を有する。
図５は、塩化ビニル樹脂にカーボンブラックを配合した際の配合量と当該組成物の体積固有抵抗との関係を示す模式的説明図であるが、同図に示す通り、配合量の増加に従って体積固有抵抗は小さくなる。
【００１３】
ところが、通常のカーボンブラック（すなわち、樹脂被覆していないカーボンブラック）を配合した組成物（ａ）の場合は、配合量の増加に伴い抵抗が急激に低下するのに対し、樹脂被覆カーボンブラックを配合した組成物（ｂ）の場合は徐々に低下する。従って、組成物（ａ）の場合の抵抗は、カーボンブラックの混練条件や成形条件の僅かな差による分散状態の微妙な違いや配合量の微小変動により、抵抗の絶対値のみでなく半導電層の各所の変動が大きくなる。
これに対し、組成物（ｂ）の場合の抵抗は、配合量の増加に伴う抵抗値の変化（減少）が緩やかなので配合量による抵抗値のコントロールが容易であり、半導電層の樹脂被覆カーボンブラックの濃度差による抵抗の変動が少なく、安定した抵抗が得られる。
【００１４】
本発明においては、上記の様な樹脂被覆カーボンブラックの特性を被覆安定化特性と称する。
上記の被覆安定化特性の大きさは、カーボンブラックの種類、被覆用の樹脂の種類および被覆量によって異なる。そこで、本発明においては、以下に定義するＡに対するＢの値（Ｂ／Ａ）が１．１以上、好ましくは１．３以上、更に好ましくは１．５以上の被覆安定化特性が得られる様に上記の条件を適宜決定するのがよい。
Ａ：樹脂被覆カーボンブラックに使用したのと同一種類のカーボンブラックを塩化ビニル樹脂に配合して得られる組成物の体積固有抵抗値が１０¹³〜１０⁴Ω・ｃｍに変化するのに要するカーボンブラックの配合量。
Ｂ：樹脂被覆カーボンブラックを塩化ビニル樹脂に配合して得られる組成物の体積固有抵抗値が１０¹³〜１０⁴Ω・ｃｍに変化するのに要するカーボンブラックの配合量。
【００１５】
使用するカーボンブラックの種類は、特に制限されず、例えば、チャンネルブラック、アセチレンブラック、ファーネスブラック等が挙げられ、これらは単独又は２種以上を混合して使用することも出来る。
また、使用するカーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、通常３５〜３５０ｍｌ／１００ｇ、好ましくは４５〜１５０ｍｌ／１００ｇである。
ＤＢＰ吸油量が３５ｍｌ／１００ｇより小さい場合は、被覆する樹脂とカーボンブラックとの親和性が低く、カーボンブラックから樹脂皮膜が剥がれる現象が見られる。
ＤＢＰ吸油量が３５０ｍｌ／１００ｇを超えると被覆する樹脂がカーボンブラック中に吸収され過ぎ、被覆樹脂を多く必要とする。
【００１６】
使用するカーボンブラックの平均一次粒子径（樹脂被覆前の粒子径）は、通常１０〜３００ｎｍ、好ましくは１５〜１００ｎｍである。粒子径が小さ過ぎると導電性および分散性が低下することがある。
カーボンブラックの被覆に使用する樹脂は、特開平９−７１７３３号公報、同９−９５６２５号公報および同９−１２４９６９号公報に記載の各種の樹脂を適宜選択して使用することが出来る。
好ましくは、熱硬化性樹脂であり、後述する溶融押出成形において、カーボンブラックから剥離することのないように、溶融押出成形時の温度で分解することが無く、押出機による溶融混練に耐える被膜の丈夫さ、すなわち当該硬化性樹脂をガラス面に塗布硬化させた際における鉛筆硬度にして、Ｂ以上の硬度を有していることが望ましい。特に特開９−１２４９６９号公報に記載の多官能エポキシ樹脂が推奨される。
【００１７】
多官能エポキシ樹脂の具体例としては、グリシジルアミン型エポキシ樹脂（住友化学社製の「スミエポキシ」ＥＬＭ−１００、１２０、４３４等）、トリフェニルグリシジルメタン型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製「エピコート」１０３２Ｈ５０、１０３２Ｈ６０等）、テトラフェニルグリシジルメタン型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製「エピコート」１０３１等）、アミノフェノール型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製「エピコート」１５４、６３０等）、ジアミドジフェニルメタン型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製「エピコート」６０４等）、フェノールノボラック型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製「エピコート」１５２等）、オルソクレゾール型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製「エピコート」１８０Ｓ６５等）、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂（油化シェルエポキシ社製「エピコート」１５７Ｓ６５、１５７Ｓ７０等）等が挙げられる。
【００１８】
これらのエポキシ樹脂は、常法に従い、硬化剤や硬化促進剤と共に使用される。
カーボンブラックに対する樹脂の被覆量は、使用するカーボンブラックのＤＢＰ吸油量（吸油性能）にもよるが、ＤＢＰ吸油量が３５〜３５０ｍｌ／１００ｇのものであれば、カーボンブラックと樹脂（硬化、乾燥後）の合計量に対する樹脂の割合として、通常３〜４０重量％の範囲から選択される。
樹脂分が少なすぎると被覆安定化特性が満足されず、樹脂分が多すぎると絶縁性が大きくなりすぎて使用し難くなる。
被覆方法としては、例えばスクリュー型攪拌機付き容器にカーボンブラックの水スラリーを収容し、攪拌下に樹脂溶液を少量ずつ添加する方法を採用することが出来る。
【００１９】
斯かる処理により、水に分散していたカーボンブラックは樹脂溶液側に移行して約１ｍｍの粒子となる。
その後、水切りを行い、次いで、真空乾燥して溶剤と水とを除去することにより、樹脂被覆カーボンブラックを得ることが出来る。
樹脂被覆カーボンブラックの熱可塑性樹脂への配合量は、原料カーボンブラックの種類により異なるが、アセチレンブラックを原料とした場合、熱可塑性樹脂１００重量部に対して３〜４０重量部配合するのが好ましく、ケッチェンブラックを原料とした場合には１〜２０重量部が好ましい。
上記範囲未満では導電性に乏しく、上記範囲以上では製品の外観が悪くなり、また材料強度が低下して好ましくない。
【００２０】
（４）付加成分
前述した基材樹脂に添加される付加的成分の具体例を挙げる。
フィラーとしては例えば、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸バリウム、酸化亜鉛、ゼオライト、ウオラストナイト、けいそう土、ガラスビーズ、ベントナイト、モンモリナイト、アスベスト、中空ガラス球、黒鉛、二硫化モリブデン、酸化チタン、アルミニウム繊維、ステンレススチール繊維、黄銅繊維、アルミニウム粉末、木粉、もみ殻、グラファイト、金属粉、導電性金属酸化物、有機金属化合物、有機金属塩等のフィラーをあげることができる。
【００２１】
また添加剤としては、例えば、酸化防止剤（フェノール系、硫黄系等）、滑剤、有機・無機系の各種顔料、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、中和剤、発泡剤、可塑剤、銅害防止剤、架橋剤、流れ性改良剤等あげることができる。
基材樹脂と樹脂被覆カーボンブラック、要すれば付加的成分からなる組成物は、所望により一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、プラストグラフ、ニーダー等の通常の混練機を用いて混練ペレット化するのが好ましい。
押出機等で各成分を各々別々に混練してペレット状とし、これらをブレンドして加工に供するか、更にコンパウンドにした後成形することもできる。
【００２２】
（５）シームレスベルトの製造方法
シームレスベルトの製造方法としては、例えば、合成樹脂に樹脂被覆カーボンブラックを配合して２軸押出機等にて混練してペレットを作り、このペレットを環状ダイを装着した押出機から押出し、要すれば押し出された筒状体の内部に挿入された冷却マンドレルにて冷却する等して寸法を規制し、半導電性の筒状体を得、これを軸方向と交差する方向に切断して筒状のシームレスベルトを得る方法。（特開平４ー２５５３３２号公報参照）
また、その他の製造方法として、有機高分子材料の例えば、ポリイミド溶液に樹脂被覆カーボンブラックを分散させ、筒状シリンダーの内面に塗布し、筒状シリンダーを回転させてその遠心力により筒状のシームレスベルトを得る遠心成形等があげられる。（特開平５ー７７２５２号公報参照）
【００２３】
さらに、例えば、溶剤可溶性のフッ化ビニリデンー四フッ化エチレン共重合体を溶剤に溶解し、樹脂被覆カーボンブラックを分散させ、このコーティング液を金属製円筒体上に塗布し、乾燥硬化した後、硬化した樹脂筒状体を金属製円筒体から抜き取る事により筒状のシームレスベルトを得るディッピング方式等があげられる。（特開平７ー０９２８２５号公報参照）
【００２４】
（６）シームレスベルトの熱収縮率
これらの方法によって得られた半導電性シームレスベルトはいずれも本発明の半導電性ロールとして使用可能であるが、本発明の半導電性シームレスベルトとしては熱収縮率が１０％以下の物が好適に用いられる。より好ましい熱収縮率は、５％以下である。
１０％を越えると電気抵抗の変動が生じ易くなる。尚、熱収縮率が１０％以下となるようにある程度の延伸加工を施すことも可能である。
熱収縮率が小さいと云うことはシームレスベルトに残留する成型時の応力が小さいことを意味し、導電性が安定したベルトとなる。
熱収縮率の測定は、被測定シームレスベルトを押し出し方向に切り開き、１００℃の恒温槽に６０分間加熱保持した後恒温槽から取り出し、常温まで放冷して円周方向の長さを測り、｛（元の長さ−加熱後の長さ）／（元の長さ）｝×１００（％）で表した値である。
【００２５】
（７）ロール
シームレスベルトを掛け渡すために装置内に設けられるロールは、シームレスベルトに適度の張力を加えて張架しうる強度を有するものであればどのような材質のものでもよいが、具体的には芯材をステンレス鋼製、アルミニウム合金製、銅合金製等の導電性の金属棒、パイプ等とし、芯材そのものもしくは芯材の表面に合成樹脂等の層や後述する弾性層等を設けたものをロールとして用いるのが良い。
【００２６】
（８）ロールの径
ロールの径は、装置の大きさ等により適宜決めれば良いが、あまりに細いとロールに掛け渡されるベルトがロール面上で極端に屈曲されることになるので、通常、直径２０ｍｍ以上とされる。
直径６０ｍｍ以上のロールを用いてロール間を掛け渡す構造とすると、装置的に大きなものとなるので、この場合は、ロールの表面に半導電性ベルト（チューブ）を被覆した半導電性ロール（ドラム）を用いた方が良い。
【００２７】
（９）ロール表面層
ベルトが張架される複数本のロールは通常、金属製のものが用いられるが、その複数本のロールのうちの少なくとも一本のロールの表面には、シームレスベルトとの摩擦力を向上させる、クッション効果を得る、等のために合成樹脂、弾性材料等からなる表面層が設けられるのが好ましい。
このロール表面層は、芯材（通常はステンレス、アルミニウム等の金属からなるロール）の表面に設けられる、この表面層を構成する合成樹脂等にカーボンブラック等の導電性材料を配合し、半導電層とする場合もある。
【００２８】
ロール表面層は弾性を有する弾性層とされるのが良く、例えば、ポリウレタン、天然ゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、シリコーンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム等のゴム状材料やこれらの混合物が代表的材料として挙げられる。
上記のゴム材料の場合には通常、加硫剤、加硫助剤、軟化剤、その他の添加剤が添加される。
表面層は、芯材の表面に、射出成形、プレス成形、押し出し成形などの任意の手段により形成すれば良い。
【００２９】
また用途によっては発泡体として用いることもできる。
表面層自体を半導電層とする場合には、ベース樹脂に樹脂被覆カーボンブラックを配合した半導電性樹脂組成物を用いればなおよい。
表面層の抵抗値としてはシームレスベルトの抵抗値に近い抵抗値とするのがよく、通常は、平均値にして、シームレスベルトの抵抗値の１０倍から１／１０００程度の抵抗値に調節される。
シームレスベルトの抵抗値を安定させる上からは、ロール表面層の抵抗値は、平均値にして、シームレスベルトの抵抗値より低い（導電性が大きい）ことが望ましく、平均値にして、１／１から１／１０００程度、好ましくは１／１０から１／１００程度とするのが良い。
【００３０】
すなわち、表面層をシームレスベルトと同等もしくは、シームレスベルトより導電性に優れたものとする。このようにすることにより、シームレスベルトの比較的均一な抵抗値が表面層に阻害されることなく安定に発揮される。
（１０）シームレスベルトの導電性
半導電性シームレスベルトとして好ましい抵抗値は、１×１０¹³〜１０⁴Ω・ｃｍの範囲である。
導電性が高（抵抗が低）すぎると、印加した電圧がリークしてしまう場合がある。
導電性が低（抵抗が高）すぎると、導電性能が不足し、導電効果が現れない。
（１１）シームレスベルトの導電性のバラツキ
シームレスベルトの導電性のばらつき範囲は、最大値が最小値の１０倍以内であることが望ましい。
導電性のバラツキとは体積固有抵抗を、後述する測定方法に従い、２０箇所測定し、その最大値と最小値との差を云う。
【００３１】
また、平均値とは２０箇所の測定値の平均値である。
また、シームレスベルトはロール間に張架され、ロール上ではロールのアールに沿って曲げられた状体となり、屈曲が繰り返されることになる。
屈曲を繰り返す内にベルト中のカーボンブラックのストラクチャー間距離が変化してわずかに抵抗値が変動することが考えられるため、ばらつきは５倍以内であることが好ましい。
ばらつきが１０倍を越えるとシームレスベルトの性能、即ち、転写、現像等の性能が低下し転写ムラや現像ムラ等が多くなる。
【００３２】
（１２）シームレスベルトの厚み
シームレスベルトの厚みは、２５μm 以上、１０００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以上２００μｍ以下が更に好ましい。
２５μｍ未満になるとその材質にもよるが、シームレスベルトが伸びやすくなるため、色ズレ、色ムラ等の問題が生じる。
また、耐電圧が不足し、転写に必要な電荷を付与するのに充分な電圧を印可することが出来なくなる。
また、１０００μｍを越えるとその材質にもよるが、柔軟な変形が困難になるため小径ロールによる均一な速度の駆動が出来ず、画像の転写ずれが生じる。
さらに、静電容量が小さくなるため、高電圧を印加しないと転写に必要な電荷を付与することが出来ず、電源装置の高コスト化、大型化のみならず、周辺機器部品間での放電等の問題が生じる。
【００３３】
（１３）引張伸び
シームレスベルトはロール間に張架されて用いられるので、使用時にテンションによって伸長することのない強度も必要となる。装置構造にもよるが、通常ベルトには単位断面積当たり０．０１ｋｇ／ｍｍ²〜１ｋｇ／ｍｍ²程度のテンションが加わるので、この程度の張力付加時にベルト周長が、無負荷時のベルト周長に対し、１０１％以下であるのが好ましく、更に好ましくは、１００．５％以下である。
１０１％を超えれば、マシン構成によっては、ベルトにテンションを与えることが出来なくなる。
通常は、６０℃の恒温槽内で、ベルトの周方向に単位断面積当たり０．１ｋｇ／ｍｍ²の荷重を加えて２４時間保持した際の元の長さ（５０ｃｍ）に対する伸長後の長さの割合（％）が１０１％以内となるように材質、組成等を設定する。
【００３４】
（１４）ベルトの応用構造
シームレスベルトは通常は単層で十分な強度、性能を発揮するが、場合によっては補強、摩擦係数調整等のため裏側（ロールと接する側）に裏打ち層を設けても良い。
シームレスベルトの抵抗値を安定させる上からは、裏打ち層の抵抗値は、平均値にして、シームレスベルトの抵抗値より低い（導電性が大きい）ことが望ましく、抵抗値の平均値にして、１／１から１／１０００程度、好ましくは１／１０から１／１００程度とするのが良い。
裏打ち層の材質はシームレスベルトに用いられる樹脂と同様の樹脂が適宜用いられる。選択に当たってはシームレスベルトとの接着性、強度等を考慮して決定すればよい。また、裏打ち層にガラス繊維、炭素繊維等の繊維質補強材を埋設する事もできる。
【００３５】
シームレスベルトを弾性層を有するもしくは有さないロール（ドラム）に被せる、即ち被着して半導電性ロールを構成する事も出来るがこのような場合にはシームレスベルトの厚みは比較的薄くても良く、２５μｍ以上１０００μｍ以下程度の厚さのシームレスベルトが好適に用いられる。
ロール等にシームレスベルトを被着して用いる場合、通常直径５ｍｍ〜４０ｍｍ位は一般にロールと呼ばれる部材に使用される。例えば、帯電ロール、現像ロール、転写ロール、定着ロールである。
また、直径１００ｍｍ〜２５０ｍｍ位は一般にドラムと呼ばれる部材に使用される。例えば、中間転写ドラム、紙搬送転写ドラムである。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
（１）樹脂被覆カーボンブラックの調製
平均一次粒子径４０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量６５ｍｌ／１００ｇのカーボンブラック５４０ｇと純水１４５０ｇとをホモミキサーにより６，０００ｒｐｍで３０分混合処理してスラリーを調製した。
一方、油化シェルエポキシ社製「エピコート６３０」６０ｇをトルエン６００ｇに溶解してエポキシ樹脂溶液を調製した。
スクリュー型攪拌機付き容器に上記のスラリーを移し、約１，０００ｒｐｍの攪拌条件下、上記のエポキシ樹脂溶液を少量ずつ添加した。
約１５分経過後、水に分散していたカーボンブラックは、全量トルエン側に移行して約１ｍｍの粒子となった。
【００３７】
次いで、６０メッシュの金網で水切りを行なった後、真空乾燥機により７０℃で７時間乾燥し、水とトルエンとを除去した。
得られた樹脂被覆カーボンブラック中の平均残存トルエン量は５０ｐｐｍ、平均残存水量は５００ｐｐｍであった。
また、上記の樹脂被覆カーボンブラックの本文で定義した被覆安定化特性（Ｂ／Ａ）は、１×１０⁷Ω・ｃｍにおいて、２３／１８＝1 ．２８であった。
【００３８】
実施例１
表１にて示した配合の材料を直径３０ｍｍの押出機で混練した。
得られたペレットを環状ダイ付きの直径４０ｍｍの押出機を用い、環状ダイより下方に溶融チューブの状態で押し出した。
押出した溶融チューブを、環状ダイと同一軸線上に支持棒を介して装着した冷却マンドレル外表面に接しめて冷却固化させて筒状体とした。
筒状体の中に設置した中子と、外側に設置したロールにより、筒状体を円筒形を保持した状態で引き取りつつ軸方向と交差する方向に切断してシームレスベルトを得た。
シームレスベルトは厚み１５０μm 、口径１７０ｍｍ、長さ３００ｍｍであった。得られたシームレスベルトの体積抵抗の最小値は１．２×１０⁹Ω・ｃｍであり最大値は８．４×１０⁹Ω・ｃｍ、体積抵抗の２０点平均値は２．６×１０⁹Ω・ｃｍであった。
使用したＰＢＴの可撓性は５５％であった。
【００３９】
得られたシームレスベルトの６０℃、０．１Ｋｇ／ｍｍ²荷重における伸びは１００．２％であった。
得られたシームレスベルトの熱収縮率は０．６％であった。
シームレスベルトを図１の装置に中間転写ベルトとして設置し、画像を評価したところ、画像ムラは認められなかった。
図１中のロール７、８、９は、ロール７及び８は直径３０ｍｍのアルミニウム製ロールとし、ロール９は直径５０ｍｍのアルミニウム製金属芯の外周にウレタンゴムにカーボンブラック（平均一次粒径４０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量６５ｍｌ／１００ｇ）を１５重量％混入した組成物から成る抵抗値１０⁸Ω・ｃｍの導電性弾性体層（体積抵抗の２０点平均値２．６×１０⁸Ω・ｃｍ）を設けた直径６０ｍｍのロールを用いた。
【００４０】
比較例１
表１に示したごとく導電性フィラーとしてのカーボンブラックを樹脂被覆されていないカーボンブラック（平均一次粒子径４０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量６５ｍｌ／１００ｇ）に変えた以外は、実施例１と同様にシームレスベルトを得た。
得られたシームレスベルトの体積抵抗の最小値は４．１×１０⁸Ω・ｃｍであり最大値は１．１×１０¹⁰Ω・ｃｍ、体積抵抗の２０点平均値は１．９×１０⁹Ω・ｃｍであった。
使用したＰＢＴの可撓性は５５％であった。
得られたシームレスベルトの６０℃、０．１Ｋｇ／ｍｍ²荷重における伸びは１００．２％であった。
得られたシームレスベルトの熱収縮率は０．６％であった。
得られた中間転写ベルトを図１の装置に中間転写ベルトとして設置し、画像を評価したところ、画像ムラが発生した。
【００４１】
実施例２
表１にて示した配合の材料を直径３０ｍｍの押出機で混練した。
得られたペレットを環状ダイ付きの直径４０ｍｍの押出機を用い、環状ダイより下方に溶融チューブの状態で押し出した。
押出した溶融チューブを、環状ダイと同一軸線上に支持棒を介して装着した冷却マンドレル外表面に接しめて冷却固化させて筒状体とした。
筒状体の中に設置した中子と、外側に設置したロールにより、筒状体を円筒形を保持した状態で引き取りつつ軸方向と交差する方向に切断してシームレスベルトを得た。
得られたシームレスベルトの体積抵抗の最小値は１．３×１０⁹Ω・ｃｍであり最大値は９．１×１０⁹Ω・ｃｍ、体積抵抗の２０点平均値は３．１×１０⁹Ω・ｃｍであった。
得られたシームレスベルトの６０℃、０．１Ｋｇ／ｍｍ²荷重における伸びは１００．４％であった。
使用したＥＴＦＥの可撓性は１００％であった。
得られたシームレスベルトの熱収縮率は２．２％であった。
【００４２】
得られた厚み１５０μm 、口径１７０ｍｍ、長さ３００ｍｍのシームレスベルトを、口径１６０ｍｍの金属製の円筒状の芯材の外周にウレタンゴムにカーボンを混入した組成物から成る抵抗値１０⁸Ω・ｃｍの導電性弾性体層を設けた直径１７０ｍｍのドラムに嵌め込み、中間転写ドラムを作成した。
得られた中間転写ドラム１３を図２の装置に設置し、画像を評価したところ、画像ムラの発生は認められなかった。
【００４３】
比較例２
表１に示したごとく導電性フィラーとしてのカーボンブラックを樹脂被覆されていないカーボンブラック（平均一次粒子径４０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量６５ｍｌ／１００ｇ）に変えた以外は、実施例２と同様にシームレスベルトを得た。
得られたシームレスベルトの体積抵抗の最小値は５．３×１０⁸Ω・ｃｍであり最大値は２．０×１０¹⁰Ω・ｃｍ、体積抵抗の２０点平均値は２．９×１０⁹Ω・ｃｍであった。
使用したＥＴＦＥの可撓性は１００％であった。
得られたシームレスベルトの６０℃、０．１Ｋｇ／ｍｍ²荷重における伸びは１００．４％であった。
得られたシームレスベルトの熱収縮率は２．２％であった。
得られたシームレスベルトを実施例２と同様にして中間転写ドラム１３とし、図２の装置に設置し、画像を評価したところ、画像ムラが発生した。
【００４４】
実施例３
表１にて示した配合の材料をサイドミルにて混合攪拌し、得られた溶液を遠心成形装置を用いて筒状に成形した。
遠心成形装置の温度を徐々に上昇せしめ１２０℃で１２０分間、シリンダー回転数は１０００ｒｐｍに保持して成形した。
成形後、温度４５０℃で２０分間熱風乾燥機中に入れてポリアミド酸の脱水重合反応を完結させた。
得られたシームレスベルトの体積抵抗の最小値は１．１×１０¹¹Ω・ｃｍであり最大値は８．８×１０¹¹Ω・ｃｍ、体積抵抗の２０点平均値は２．４×１０¹¹Ω・ｃｍであった。
使用したＰＩワニスの可撓性は４０％であった。
得られたシームレスベルトの６０℃、０．１Ｋｇ／ｍｍ²荷重における伸びは１００．２％であった。
得られたシームレスベルトの熱収縮率は０．３％であった。
得られた厚み１５０μm 、口径３００ｍｍ、長さ３００ｍｍのシームレスベルトを紙搬送転写ベルト１４として用い、図３の装置に設置し、画像を評価したところ、画像ムラの発生は認められなかった。
【００４５】
比較例３
表１に示したごとく導電性フィラーとしてのカーボンブラックを樹脂被覆されていないカーボンブラック（平均一次粒子径４０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量６５ｍｌ／１００ｇ）に変えた以外は、実施例３と同様にしてシームレスベルト及び紙搬送転写ベルトを得た。
得られたシームレスベルトの体積抵抗の最小値は１．１×１０¹⁰Ω・ｃｍであり最大値は１．０×１０¹²Ω・ｃｍ、体積抵抗の２０点平均値は４．１×１０¹¹Ω・ｃｍであった。
使用したＰＩワニスの可撓性は４０％であった。
得られたシームレスベルトの６０℃、０．１Ｋｇ／ｍｍ²荷重における伸びは１００．２％であった。
得られたシームレスベルトの熱収縮率は０．３％であった。
得られた紙搬送転写ベルト１４を図３の装置に設置し、画像を評価したところ、画像ムラが発生した。
【００４６】
実施例４
表１にて示した配合の材料をサイドミルにて混合攪拌し、得られた溶液をアルミニウム製円筒体上に塗布し、乾燥硬化した後形成された樹脂筒状体を抜き取りシームレスベルトを得た。
得られたシームレスベルトの体積抵抗の最小値は１．４×１０¹¹Ω・ｃｍであり最大値は８．４×１０¹¹Ω・ｃｍ、体積抵抗の２０点平均値は４．２×１０¹¹Ω・ｃｍであった。
使用したＰＶＤＦを主原料とする原料の可撓性は７０％であった。
得られたシームレスベルトの６０℃、０．１Ｋｇ／ｍｍ²荷重における伸びは１００．３％であった。
得られたシームレスベルトの熱収縮率は０．２％であった。
得られたシームレスベルトは厚み１５０μm 、口径１７０ｍｍ、長さ３００ｍｍであった。
このシームレスベルトを口径１６０ｍｍの金属製の円筒芯材の外周にウレタンゴムにカーボンを混入した組成物から成る抵抗値１０⁹Ω・ｃｍの導電性弾性体層を設けた直径１７０ｍｍのドラムに嵌め込み、紙搬送転写ドラムとした。
得られた紙搬送転写ドラム１５を図４の装置に設置し、画像を評価したところ、画像ムラの発生は認められなかった。
【００４７】
比較例４
表１に示したごとく導電性フィラーとしてのカーボンブラックを樹脂被覆されていないカーボンブラック（平均一次粒子径４０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量６５ｍｌ／１００ｇ）に変えた以外は、実施例４と同様にシームレスベルトと紙搬送転写ドラムを得た。
得られたシームレスベルトの体積抵抗の最小値は１．１×１０¹⁰Ω・ｃｍであり最大値は１．０×１０¹²Ω・ｃｍ、体積抵抗の２０点平均値は４．１×１０¹¹Ω・ｃｍであった。
使用したＰＶＤＦを主原料とする原料の可撓性は７０％であった。
得られたシームレスベルトの６０℃、０．１Ｋｇ／ｍｍ²荷重における伸びは１００．３％であった。
得られたシームレスベルトの熱収縮率は０．２％であった。
得られた紙搬送転写ドラム１５を図４の装置に設置し、画像を評価したところ、画像ムラが発生した。
【００４８】
実施例５
表１にて示した配合の材料をサイドミルにて混合攪拌し、得られた溶液をアルミニウム製円筒体上に塗布し、乾燥固化した後樹脂筒状体を抜き取ることによりシームレスベルトを得た。
得られたシームレスベルトの体積抵抗の最小値は１．４×１０⁷Ω・ｃｍであり最大値は４．２×１０⁷Ω・ｃｍ、体積抵抗の２０点平均値は３．１×１０⁷Ω・ｃｍであった。
使用したＰＶＤＦを主原料とする原料の可撓性は７０％であった。
得られたシームレスベルトの６０℃、０．１Ｋｇ／ｍｍ²荷重における伸びは１００．３％であった。
得られたシームレスベルトの熱収縮率は０．２％であった。
得られたシームレスベルトは厚み１００μm 、口径１６．０２ｍｍ、長さ３００ｍｍであった。
このシームレスベルトを直径４ｍｍの金属芯材の外周にウレタンゴムにカーボンを混入した組成物から成る抵抗値１０⁷Ω・ｃｍの導電性弾性体層を設けた直径１６ｍｍのロールへ嵌め込み、１００℃で６０分間加熱して僅かに収縮させることによりロールに密着させ、転写ローラとした。
得られた転写ローラを図１の装置に設置し、画像を評価したところ、画像ムラは認められなかった。
【００４９】
比較例５
表１に示したごとく導電性フィラーとしてのカーボンブラックを樹脂被覆されていないカーボンブラック（平均一次粒子径４０ｎｍ、ＤＢＰ吸油量６５ｍｌ／１００ｇ）に変えた以外は、実施例５と同様にシームレスベルトと転写ロールを得た。
得られたシームレスベルトの体積抵抗の最小値は１．４×１０¹¹Ω・ｃｍであり最大値は８．４×１０¹¹Ω・ｃｍ、体積抵抗の２０点平均値は４．２×１０¹¹Ω・ｃｍであった。
使用したＰＶＤＦを主原料とする原料の可撓性は７０％であった。
得られたシームレスベルトの６０℃、０．１Ｋｇ／ｍｍ²荷重における伸びは１００．３％であった。
得られたシームレスベルトの熱収縮率は０．２％であった。
得られた転写ロールを図１の装置に設置し、画像を評価したところ、画像ムラが発生した。
【００５０】
実施例６
実施例１で用いたシームレスベルト用の組成物を表層側、比較例１で用いた組成物のカーボンブラック添加量を１５Ｗｔ％とした以外は同様として裏打ち層として用いた。
２層押し出し環状ダイつきの直径４０ｍｍの押出機を用い、環状ダイより下方に２層溶融チューブの状態で押し出した。
押出した２層溶融チューブを、環状ダイと同一軸線上に支持棒を介して装着した冷却マンドレル外表面に接しめて冷却固化させて２層筒状体とした。
２層筒状体の中に設置した中子と、外側に設置したロールにより、筒状体を円筒形を保持した状態で引き取りつつ軸方向と交差する方向に切断して２層シームレスベルトを得た。
得られたシームレスベルトの体積抵抗の最小値は１．２×１０⁸Ω・ｃｍであり最大値は６．０×１０⁸Ω・ｃｍ、体積抵抗の２０点平均値は３．１×１０⁸Ω・ｃｍであった。
使用したＰＢＴの可撓性は５５％であった。
得られたシームレスベルトの６０℃、０．１Ｋｇ／ｍｍ²荷重における伸びは１００．２％であった。
得られたシームレスベルトの熱収縮率は０．６％であった。
シームレスベルトは厚み１５０μｍ（表層１０μｍ、裏打ち層１４０μｍ）口径１７０ｍｍ、長さ３００ｍｍであった。
シームレスベルトを図１の装置に中間転写ベルトとして設置し、画像を評価したところ、画像ムラは認められなかった。
【００５１】
【表１】

【００５２】
実施例及び比較例においての使用材料は、下記の通りである。
１．エチレンテトラフルオロエチレン共重合体（旭硝子社製、商品名「アフロンＣＯＰＣ５５ＡＰ
２．ＰＢＴ（三菱エンジニアリングプラスチックス株社製、商品名「ノバドール５０２０」
３．ＰＣ（三菱エンジニアリングプラスチックス株社製、商品名「ユーピロンＥ２０００」
４．ポリイミドワニス（宇部興産株製、商品名「Ｕワニス−Ｓ」）
５．フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン共重合体（ダイキン株社製、商品名「ネオフロン」）
実施例及び比較例においての実験、評価方法は、下記の通りである。
【００５３】
［シームレスベルトの体積固有抵抗］（Ω・ｃｍ）
抵抗計ハイレスタＨＲＳプローブ（油化電子社製）を用い、測定電圧５００Ｖ、測定時間１０秒にてベルト円周方向５ｍｍピッチで２０箇所測定した。
［ロール状体の体積固有抵抗］（Ω・ｃｍ）
図６に示した電極板１８、切替リレー１９、抵抗測定器２０からなる装置を用い、成形したロール１６を１２ｍｍ幅の銅製電極１７が並列に設けられた電極板１８に乗せ、ロール１６に３．２ｇ／ｍｍの荷重を加え、印加電流５００Ｖ、印加時間１０秒にて順次２０点測定し、最大値、最小値および平均値を算出した値である。（弾性層や弾性層にシームレスベルトを被覆したものの測定）
【００５４】
［熱収縮率］
被測定シームレスベルトを押し出し方向に切り開き、１００℃の恒温槽に６０分間加熱保持した後恒温槽から取り出し、常温まで放冷して円周方向の長さを測り、｛（元の長さ−加熱後の長さ）／（元の長さ）｝×１００（％）で表した値である。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は、可撓性を有する合成樹脂に樹脂被覆カーボンブラックを配合して成る半導電性シームレスベルトであって、半導電性シームレスベルトが例えば１０¹³〜１０⁴Ω・ｃｍの範囲のいわゆる半導体領域の電気抵抗が安定化された半導電性シームレスベルトが提供され、本発明の実用的価値は顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシームレスベルトを組み込んだ電子写真方式のプリンターにおける要部側面図である。
【図２】本発明のシームレスベルト装着半導電性ドラムを組み込んだ電子写真方式のプリンターにおける要部側面図である。
【図３】本発明のシームレスベルトを組み込んだ電子写真方式のプリンターにおける要部側面図である。
【図４】本発明のシームレスベルト装着半導電性ドラムを組み込んだ電子写真方式のプリンターにおける要部側面図である。
【図５】塩化ビニル樹脂にカーボンブラックを配合した際の配合量と当該組成物の体積固有抵抗との関係を示す模式的説明図
【図６】抵抗測定装置の説明図
【符号の説明】
１感光ドラム
２帯電ロール
３露光用光学系
４現像ロール器
５クリーナー
６中間転写ベルト
７搬送ロール
８搬送ロール
９搬送ロール
１０転写ロール
１１記録紙
１２転写ロール
１３中間転写ドラム
１４紙搬送転写ベルト
１５紙搬送転写ドラム
１６ロール
１７銅製電極
１８電極板
１９切替リレー
２０抵抗測定器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seamless belt and a semiconductive member using the seamless belt, and more specifically, is suitably used for a copying machine, a photoconductor of a printer, an intermediate transfer belt, a paper conveyance transfer belt, an intermediate transfer drum, and the like. This is related to the seamless belt.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as an image forming apparatus for forming a recorded image using this type of intermediate transfer belt, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-206567 is known. Further, in the fields of a charging roll, a developing roll, a transfer roll, a fixing roll, and a printer of a copying machine, a semiconductive roll is attracting attention (for example, JP-A-8-157721, JP-A-9-222788, etc.). ).
FIG. 1 is a side view of the electrophotographic apparatus.
In the figure, 1 is a photosensitive drum as a member to be charged, and 6 is a conductive belt as an intermediate transfer member.
Around the photosensitive drum 1, there are a charging roll 2 as a charger, an exposure optical system 3 using a semiconductor laser as a light source, a developing roll 4 which is supplied with toner and performs a developing function, and a cleaner 5 for removing residual toner. An electrophotographic process unit is arranged.
[0003]
The operation will be described.
First, the surface of the photosensitive drum 1 rotating in the direction of the arrow is uniformly charged by the charging roll 2.
Next, an electrostatic latent image corresponding to an image obtained by an image reading device (not shown) is formed on the photosensitive drum 1 by the optical system 3.
The electrostatic latent image is developed into a toner image by the developing roll 4.
This toner image is electrostatically transferred to the semiconductive belt 6 by the transfer roll 10 and transferred to the recording paper 11 between the transport roller 9 and the transfer roller 12.
[0004]
As the semiconductive belt 6 for intermediate transfer, carbon black such as acetylene black, furnace black, and channel black is added to a synthetic resin such as polyamide, polyimide, and polyvinylidene fluoride, and this is about tens to hundreds of μm. An intermediate transfer body (semiconductive belt 6) having a predetermined resistance is obtained by forming the film to a thickness. (JP-A-63-111267, JP-A-5-170946, JP-A-6-228335, etc.)
As the charging roll 2 and the transfer roll 10, a roller charging method, a roll transfer method, and the like have been developed to reduce the generation of ozone. (JP-A-1-20518, 1-21179)
[0005]
As a roll used in such a charging device and a transfer device, a conductive support (metal shaft core) and an outer periphery thereof coated with a (semi) conductive elastic layer are used.
The developing roll 4 has a configuration in which the surface layer has a circumferential length longer than the circumferential length of the driving roller, and a configuration using a cylindrical thin-layer developing sleeve covered with the driving roller, As the sleeve, one using a crystalline or amorphous nylon which is a thermoplastic resin has been proposed. (Japanese Patent Laid-Open No. 4-247478)
In addition, as a method for manufacturing such a semiconductive roller, JP-A-3-59682 and JP-A-5-248426 disclose that the surface is excellent in shrinkage and is charged with a structure covered with a non-shrinkable seamless tube. Semiconductive rollers for transfer and development have been proposed.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional seamless belt has a problem that the resistance value on the surface varies depending on each place and is not uniform.
As pointed out in the above patent publication, it is particularly difficult to make the resistance value of the semiconductor region uniform over the entire surface. However, if the resistance value is uneven, it causes copy unevenness and white spots. A uniform resistance value has been desired.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a seamless belt having a uniform surface resistance.
That is, the resistance value of the seamless belt is, for example, 10 ¹³ -10 ^Four An object of the present invention is to provide a seamless belt in which the electrical resistance in a so-called semiconductor region in the range of Ω · cm is uniform and stabilized over the entire surface of the seamless belt.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of various studies to achieve the above object, the present inventors have found that the above object can be achieved by using a specially processed carbon black as a carbon black to be blended in a seamless belt. Got.
The present invention has been completed on the basis of the above knowledge, and the gist thereof is a semiconductive seamless belt obtained by molding a synthetic resin containing a conductive material into a cylindrical shape, and the conductive material is a resin. A semiconductive seamless belt characterized in that it is coated carbon black and the synthetic resin is a synthetic resin having flexibility.
Another aspect of the present invention is an aspect in which the resin-coated carbon black has a coating stabilization characteristic in which the value B (B / A) with respect to A defined below is 1.1 or more.
[0008]
A: The resistance value of the composition obtained by blending the same type of carbon black used for the resin-coated carbon black with the vinyl chloride resin is 10 ¹³ -10 ^Four The amount of carbon black required to change to Ω · cm.
B: The resistance value of the composition obtained by blending resin-coated carbon black with vinyl chloride resin is 10 ¹³ -10 ^Four The amount of carbon black required to change to Ω · cm.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The seamless belt of the present invention is formed by molding a composition obtained by blending resin-coated carbon black with flexible synthetic resin into a cylindrical shape.
(1) Flexible synthetic resin
A synthetic resin is molded into a cylindrical shape having an inner diameter of 20 mm, a thickness of 0.2 mm, and a length of 20 mm, and the cylindrical body is placed so that the axis is horizontal, and a weight having a length of 20 mm and a weight of 100 g is used as the axis. When placed in a parallel direction, it is a synthetic resin that deforms the cylindrical body by 20% or more in diameter (that is, 16 mm or less).
In the case of a synthetic resin with higher rigidity (hard), the seamless belt becomes harder, and when it is made into a belt, it becomes difficult to properly stretch between the rolls that support the belt, the driving force is not transmitted, and the belt Is difficult to use.
In addition, the affinity between the resin-coated carbon black and the base resin also decreases.
[0010]
(2) Type of synthetic resin
Specific examples of the synthetic resin that can be used in the present invention include the following materials. For example, polypropylene, polyethylene, (high density, medium density, low density, linear low density), propylene ethylene block or random copolymer, polybutadiene, polyisobutylene, polyamide, polyacetal, polyarylate, polycarbonate, polyphenylene ether, modified Polyphenylene ether, polyimide, liquid crystalline polyester, polysulfone, polyether sulfone, polyphenylene sulfite, polybisamide triazole, polyether imide, polyether ether ketone, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, ethylene tetra Fluoroethylene copolymer, chlorotrifluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoroalkyl vinyl Ether copolymer, acrylic, acrylic acid, alkyl ester copolymer, polyester ester copolymer, polyether ester copolymer, polyether amide copolymer, polyurethane copolymer, or a mixture thereof. .
[0011]
As the thermosetting resin, for example, one made of epoxy, polyimide, polyamideimide, polymellitic imide, melamine, phenol, unsaturated polyester or a mixture thereof is used.
These thermoplastic resins and thermosetting resins are appropriately selected according to the intended use from the required strength, conductivity and the like.
Of course, additional components such as plasticizers, fillers, and flame retardants may be further added to the thermoplastic resin and thermosetting resin as the base resin, as long as the effects of the invention are not significantly impaired.
[0012]
(3) Resin-coated carbon black
The resin-coated carbon black blended with the thermoplastic resin or thermosetting resin as the base resin is as follows.
The resin-coated carbon black itself has already been proposed and known by one of the present inventors (for example, JP-A Nos. 9-71733, 9-95625, 9-124969, etc.).
Since such carbon black is coated with a resin, the surface has a certain degree of insulation, and has characteristics such as excellent dispersibility when blended with rubber or synthetic resin.
FIG. 5 is a schematic explanatory view showing the relationship between the blending amount when carbon black is blended with vinyl chloride resin and the volume resistivity of the composition, and as shown in the figure, the volume increases as the blending amount increases. The specific resistance becomes small.
[0013]
However, in the case of the composition (a) in which ordinary carbon black (that is, carbon black not coated with resin) is blended, the resistance rapidly decreases as the blending amount increases. In the case of the blended composition (b), it gradually decreases. Therefore, the resistance in the case of the composition (a) is not only the absolute value of resistance but also a semiconductive layer due to a slight difference in dispersion state due to a slight difference in the kneading conditions and molding conditions of carbon black and a minute variation in the blending amount. The fluctuations of each place will be large.
On the other hand, the resistance in the case of the composition (b) is easy to control the resistance value depending on the blending amount because the change (decrease) in the resistance value is moderate with the blending amount, and the resin-coated carbon of the semiconductive layer. There is little variation in resistance due to the density difference of black, and a stable resistance can be obtained.
[0014]
In the present invention, the characteristics of the resin-coated carbon black as described above are referred to as coating stabilization characteristics.
The magnitude of the above-mentioned coating stabilization characteristic varies depending on the type of carbon black, the type of coating resin, and the coating amount. Therefore, in the present invention, it is possible to obtain a coating stabilization characteristic in which the value of B with respect to A (B / A) defined below is 1.1 or more, preferably 1.3 or more, and more preferably 1.5 or more. It is preferable to appropriately determine the above conditions.
A: The volume specific resistance value of the composition obtained by blending the same type of carbon black used for the resin-coated carbon black with the vinyl chloride resin is 10 ¹³ -10 ^Four The amount of carbon black required to change to Ω · cm.
B: The volume resistivity value of the composition obtained by blending resin-coated carbon black with vinyl chloride resin is 10 ¹³ -10 ^Four The amount of carbon black required to change to Ω · cm.
[0015]
The type of carbon black to be used is not particularly limited, and examples thereof include channel black, acetylene black, furnace black, and the like, and these can be used alone or in combination of two or more.
The DBP oil absorption amount of the carbon black used is usually 35 to 350 ml / 100 g, preferably 45 to 150 ml / 100 g.
When the DBP oil absorption is smaller than 35 ml / 100 g, the affinity between the resin to be coated and the carbon black is low, and a phenomenon in which the resin film is peeled off from the carbon black is observed.
When the DBP oil absorption exceeds 350 ml / 100 g, the resin to be coated is excessively absorbed in the carbon black, and a large amount of coating resin is required.
[0016]
The average primary particle size (particle size before resin coating) of the carbon black to be used is usually 10 to 300 nm, preferably 15 to 100 nm. If the particle size is too small, the conductivity and dispersibility may be reduced.
As the resin used for coating the carbon black, various resins described in JP-A Nos. 9-71733, 9-95625, and 9-124969 can be appropriately selected and used.
Preferably, it is a thermosetting resin, and does not decompose at the temperature at the time of melt extrusion molding so as not to be peeled off from carbon black in the melt extrusion molding described later, and a film that can withstand melt kneading by an extruder. It is desirable to have a hardness of B or higher in terms of durability, that is, the pencil hardness when the curable resin is applied and cured on the glass surface. In particular, a polyfunctional epoxy resin described in JP-A-9-124969 is recommended.
[0017]
Specific examples of the polyfunctional epoxy resin include glycidylamine type epoxy resins (“SUMI Epoxy” ELM-100, 120, 434, etc. manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), triphenylglycidylmethane type epoxy resins (“Epicoat” manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.) 1032H50, 1032H60, etc.), tetraphenylglycidyl methane type epoxy resin ("Epicoat" 1031 made by Yuka Shell Epoxy), aminophenol type epoxy resin ("Epicoat" 154, 630 made by Yuka Shell Epoxy), diamide, etc. Diphenylmethane type epoxy resin (“Epicoat” 604 manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), phenol novolak type epoxy resin (“Epicoat” 152 manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.), etc., Orthocresol type epoxy resin (manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. “ Epi Over preparative "180S65, etc.), bisphenol A novolac type epoxy resin (Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.," Epikote "157S65,157S70 like).
[0018]
These epoxy resins are used together with a curing agent and a curing accelerator according to a conventional method.
The coating amount of the resin on the carbon black depends on the DBP oil absorption amount (oil absorption performance) of the carbon black used, but if the DBP oil absorption amount is 35 to 350 ml / 100 g, the carbon black and the resin (after curing and drying) ) Is generally selected from the range of 3 to 40% by weight.
If the resin content is too small, the coating stabilization property is not satisfied, and if the resin content is too large, the insulation becomes too large to be used.
As a coating method, for example, a method of containing a water slurry of carbon black in a container with a screw type stirrer and adding the resin solution little by little while stirring can be employed.
[0019]
By such treatment, the carbon black dispersed in water moves to the resin solution side and becomes particles of about 1 mm.
Thereafter, draining is performed, followed by vacuum drying to remove the solvent and water, whereby a resin-coated carbon black can be obtained.
The blending amount of the resin-coated carbon black into the thermoplastic resin varies depending on the type of raw material carbon black, but when acetylene black is used as the raw material, it is preferable to blend 3 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic resin. When using ketjen black as a raw material, 1 to 20 parts by weight is preferable.
If it is less than the above range, the conductivity is poor, and if it is above the above range, the appearance of the product is deteriorated and the material strength is lowered, which is not preferable.
[0020]
(4) Additional ingredients
The specific example of the additional component added to the base resin mentioned above is given.
Examples of fillers include calcium carbonate, talc, mica, silica, alumina, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, barium sulfate, zinc oxide, zeolite, wollastonite, diatomaceous earth, glass beads, bentonite, montmorillonite, asbestos, hollow Glass sphere, graphite, molybdenum disulfide, titanium oxide, aluminum fiber, stainless steel fiber, brass fiber, aluminum powder, wood powder, rice husk, graphite, metal powder, conductive metal oxide, organometallic compound, organometallic salt, etc. The filler can be raised.
[0021]
Examples of additives include antioxidants (phenolic, sulfur-based, etc.), lubricants, various organic and inorganic pigments, ultraviolet absorbers, antistatic agents, dispersants, neutralizing agents, foaming agents, plasticizers. , Copper damage prevention agents, crosslinking agents, flowability improvers, and the like.
A composition comprising a base resin and a resin-coated carbon black and, if necessary, an additional component is optionally mixed with a conventional kneader such as a single screw extruder, twin screw extruder, Banbury mixer, roll, brabender, plastograph, kneader, etc. It is preferable to knead and pelletize using
Each component can be kneaded separately with an extruder or the like to form pellets, which can be blended for processing, or further compounded and molded.
[0022]
(5) Manufacturing method of seamless belt
As a method for producing a seamless belt, for example, resin-coated carbon black is mixed with synthetic resin and kneaded with a twin-screw extruder or the like to make pellets, and the pellets are extruded from an extruder equipped with an annular die. If the size is regulated by cooling with a cooling mandrel inserted into the extruded cylindrical body, a semiconductive cylindrical body is obtained, and this is cut in a direction intersecting the axial direction to obtain a cylinder. To get a seamless belt. (See Japanese Patent Laid-Open No. 4-255332)
As another manufacturing method, for example, resin-coated carbon black is dispersed in an organic polymer material such as a polyimide solution, applied to the inner surface of the cylindrical cylinder, and the cylindrical cylinder is rotated and the cylindrical seamless force is obtained by rotating the cylindrical cylinder. Centrifugal molding to obtain a belt is exemplified. (See JP-A-5-77252)
[0023]
Furthermore, for example, a solvent-soluble vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer is dissolved in a solvent, resin-coated carbon black is dispersed, this coating solution is applied onto a metal cylinder, dried and cured, and then cured. For example, a dipping method for obtaining a cylindrical seamless belt by pulling out the resin cylindrical body from the metal cylindrical body can be used. (See JP-A-7-092825)
[0024]
(6) Heat shrinkage rate of seamless belt
Any of the semiconductive seamless belts obtained by these methods can be used as the semiconductive roll of the present invention. However, the semiconductive seamless belt of the present invention preferably has a heat shrinkage of 10% or less. Used for. A more preferable heat shrinkage rate is 5% or less.
If it exceeds 10%, the electric resistance tends to fluctuate. It should be noted that a certain degree of stretching can be applied so that the thermal shrinkage rate is 10% or less.
The fact that the thermal shrinkage rate is small means that the stress at the time of molding remaining on the seamless belt is small, and the belt has a stable conductivity.
The heat shrinkage rate is measured by opening the seamless belt to be measured in the direction of extrusion, heating and holding in a 100 ° C. constant temperature bath for 60 minutes, taking out from the constant temperature bath, allowing to cool to room temperature, measuring the length in the circumferential direction, { (Original length−length after heating) / (original length)} × 100 (%).
[0025]
(7) Roll
The roll provided in the apparatus for laying the seamless belt may be made of any material as long as it has a strength that allows the seamless belt to be stretched by applying appropriate tension. Materials made of conductive steel rods, pipes, etc. made of stainless steel, aluminum alloy, copper alloy, etc., with the core material itself or the surface of the core material provided with a layer of synthetic resin, an elastic layer described later, etc. It is good to use as a roll.
[0026]
(8) Roll diameter
The diameter of the roll may be appropriately determined depending on the size of the apparatus, but if it is too thin, the belt stretched over the roll will be extremely bent on the roll surface, so that the diameter is usually 20 mm or more.
A structure in which rolls having a diameter of 60 mm or more are used to extend between the rolls is large in terms of apparatus. In this case, a semiconductive roll (drum having a roll surface covered with a semiconductive belt (tube) is used. ) Is better.
[0027]
(9) Roll surface layer
A plurality of rolls around which the belt is stretched are usually made of metal, but the surface of at least one of the plurality of rolls improves the frictional force with the seamless belt. A surface layer made of a synthetic resin, an elastic material or the like is preferably provided for obtaining a cushioning effect.
This roll surface layer is provided on the surface of a core material (usually a roll made of a metal such as stainless steel or aluminum), and a conductive material such as carbon black is blended with a synthetic resin or the like constituting the surface layer to produce a semiconductive material. It may be a layer.
[0028]
The roll surface layer is preferably an elastic layer having elasticity. For example, polyurethane, natural rubber, butyl rubber, nitrile rubber, polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, silicone rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene rubber, ethylene- Typical materials include rubber-like materials such as propylene-diene rubber, chloroprene rubber, acrylic rubber, and mixtures thereof.
In the case of the rubber material described above, a vulcanizing agent, a vulcanization aid, a softening agent, and other additives are usually added.
The surface layer may be formed on the surface of the core material by any means such as injection molding, press molding or extrusion molding.
[0029]
Moreover, it can also be used as a foam depending on a use.
When the surface layer itself is a semiconductive layer, a semiconductive resin composition in which a resin-coated carbon black is blended with a base resin may be used.
The resistance value of the surface layer is preferably a resistance value close to the resistance value of the seamless belt. Usually, the resistance value is adjusted to an average value of about 10 to 1/1000 of the resistance value of the seamless belt. .
From the viewpoint of stabilizing the resistance value of the seamless belt, it is desirable that the resistance value of the roll surface layer is an average value and is lower than the resistance value of the seamless belt (high conductivity), and the average value is 1/1. To about 1/1000, preferably about 1/10 to 1/100.
[0030]
That is, the surface layer is equivalent to the seamless belt or has better conductivity than the seamless belt. By doing so, a relatively uniform resistance value of the seamless belt is stably exhibited without being obstructed by the surface layer.
(10) Conductivity of seamless belt
The preferred resistance value for the semiconductive seamless belt is 1 × 10 ¹³ -10 ^Four The range is Ω · cm.
If the conductivity is too high (resistance is low), the applied voltage may leak.
If the conductivity is too low (resistance is too high), the conductive performance is insufficient and the conductive effect does not appear.
(11) Variation in conductivity of seamless belt
As for the range of conductivity variation of the seamless belt, it is desirable that the maximum value is within 10 times the minimum value.
The variation in conductivity is the difference between the maximum value and the minimum value of volume resistivity measured at 20 points according to the measurement method described later.
[0031]
Moreover, an average value is an average value of 20 measured values.
Further, the seamless belt is stretched between rolls, becomes a bent body along the round of the roll on the roll, and the bending is repeated.
Since it is considered that the distance between the structures of the carbon black in the belt changes while the bending is repeated and the resistance value slightly fluctuates, the variation is preferably within 5 times.
When the variation exceeds 10 times, the performance of the seamless belt, that is, the performance of transfer, development, etc., decreases, and transfer unevenness, development unevenness, etc. increase.
[0032]
(12) Thickness of seamless belt
The thickness of the seamless belt is preferably 25 μm or more and 1000 μm or less, and more preferably 50 μm or more and 200 μm or less.
If it is less than 25 μm, although it depends on the material, the seamless belt is likely to be stretched, which causes problems such as color misregistration and color unevenness.
In addition, the withstand voltage is insufficient, and it is impossible to apply a voltage sufficient to give a charge necessary for transfer.
On the other hand, when the thickness exceeds 1000 μm, although it depends on the material, flexible deformation becomes difficult, so that it is not possible to drive at a uniform speed with a small-diameter roll, resulting in image transfer deviation.
Furthermore, since the capacitance is small, it is not possible to apply the charge necessary for transfer unless a high voltage is applied, and not only the cost and size of the power supply device is increased, but also discharge between peripheral device parts, etc. Problem arises.
[0033]
(13) Tensile elongation
Since the seamless belt is used while being stretched between rolls, it is necessary to have strength that does not elongate due to tension during use. Depending on the structure of the device, the normal belt has 0.01 kg / mm per unit cross-sectional area. ² ~ 1kg / mm ² Since a certain amount of tension is applied, the belt circumferential length when this level of tension is applied is preferably 101% or less, more preferably 100.5% or less with respect to the belt circumferential length when no load is applied.
If it exceeds 101%, the belt cannot be tensioned depending on the machine configuration.
Normally, 0.1 kg / mm per unit cross-sectional area in the circumferential direction of the belt in a constant temperature bath at 60 ° C. ² The material, composition, and the like are set so that the ratio (%) of the length after extension to the original length (50 cm) when the load is maintained for 24 hours is within 101%.
[0034]
(14) Belt application structure
A seamless belt usually exhibits sufficient strength and performance with a single layer, but in some cases, a backing layer may be provided on the back side (side in contact with the roll) for reinforcement, friction coefficient adjustment, and the like.
In order to stabilize the resistance value of the seamless belt, it is desirable that the resistance value of the backing layer is an average value and is lower than the resistance value of the seamless belt (high conductivity). / 1 to about 1/1000, preferably about 1/10 to 1/100.
As the material for the backing layer, a resin similar to the resin used for the seamless belt is appropriately used. The selection may be made in consideration of adhesiveness with the seamless belt, strength, and the like. Further, a fiber reinforcing material such as glass fiber or carbon fiber can be embedded in the backing layer.
[0035]
A seamless belt can be covered with a roll (drum) with or without an elastic layer, that is, a semiconductive roll can be formed by coating, but in such a case, the thickness of the seamless belt can be relatively thin. A seamless belt having a thickness of about 25 μm or more and 1000 μm or less is preferably used.
When a seamless belt is attached to a roll or the like, a diameter of about 5 mm to 40 mm is usually used for a member called a roll. For example, a charging roll, a developing roll, a transfer roll, and a fixing roll.
A diameter of about 100 mm to 250 mm is generally used for a member called a drum. For example, an intermediate transfer drum and a paper conveyance transfer drum.
[0036]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.
(1) Preparation of resin-coated carbon black
A slurry was prepared by mixing 540 g of carbon black having an average primary particle size of 40 nm and a DBP oil absorption of 65 ml / 100 g and 1450 g of pure water with a homomixer at 6,000 rpm for 30 minutes.
On the other hand, 60 g of “Epicoat 630” manufactured by Yuka Shell Epoxy Co., Ltd. was dissolved in 600 g of toluene to prepare an epoxy resin solution.
The above slurry was transferred to a container equipped with a screw type stirrer, and the above epoxy resin solution was added little by little under stirring conditions of about 1,000 rpm.
After about 15 minutes, the carbon black that had been dispersed in the water was transferred to the toluene side in all amounts and became particles of about 1 mm.
[0037]
Next, after draining with a 60-mesh wire mesh, it was dried at 70 ° C. for 7 hours with a vacuum dryer to remove water and toluene.
The average residual toluene amount in the obtained resin-coated carbon black was 50 ppm, and the average residual water amount was 500 ppm.
Further, the coating stabilization characteristic (B / A) defined in the text of the above resin-coated carbon black is 1 × 10. ⁷ In Ω · cm, 23/18 = 1. 28.
[0038]
Example 1
The materials having the composition shown in Table 1 were kneaded with an extruder having a diameter of 30 mm.
The obtained pellets were extruded in the form of a molten tube below the annular die using an extruder with a diameter of 40 mm with an annular die.
The extruded melting tube was brought into contact with the outer surface of the cooling mandrel mounted on the same axis as that of the annular die via a support rod, and cooled and solidified to obtain a cylindrical body.
A seamless belt was obtained by cutting the cylindrical body in a direction intersecting the axial direction while taking the cylindrical body in a state of holding the cylindrical shape with a core installed in the cylindrical body and a roll installed on the outside.
The seamless belt had a thickness of 150 μm, a diameter of 170 mm, and a length of 300 mm. The minimum volume resistance of the seamless belt obtained is 1.2 × 10 ⁹ Ω · cm and the maximum value is 8.4 × 10 ⁹ The average value of 20 points of Ω · cm and volume resistance is 2.6 × 10 ⁹ It was Ω · cm.
The flexibility of the PBT used was 55%.
[0039]
60 ° C. of the obtained seamless belt, 0.1 kg / mm ² The elongation at load was 100.2%.
The resulting seamless belt had a heat shrinkage of 0.6%.
When the seamless belt was installed as an intermediate transfer belt in the apparatus of FIG. 1 and the images were evaluated, no image unevenness was observed.

Rolls

7, 8 and 9 in FIG. 1 are rolls made of aluminum having a diameter of 30 mm, and roll 9 is made of urethane rubber and carbon black (average primary particle size of 40 nm, DBP oil absorption 65 ml / 100 g) having a resistance value of 10 comprising a composition mixed with 15% by weight ⁸ Conductive elastic layer of Ω · cm (20 point average value of volume resistance 2.6 × 10 ⁸ A roll having a diameter of 60 mm provided with (Ω · cm) was used.
[0040]
Comparative Example 1
As shown in Table 1, a seamless belt was prepared in the same manner as in Example 1 except that carbon black as a conductive filler was changed to carbon black not coated with resin (average primary particle size 40 nm, DBP oil absorption 65 ml / 100 g). Obtained.
The minimum value of the volume resistance of the obtained seamless belt is 4.1 × 10. ⁸ Ω · cm and the maximum value is 1.1 × 10 ^Ten The average value of 20 points of Ω · cm and volume resistance is 1.9 × 10 ⁹ It was Ω · cm.
The flexibility of the PBT used was 55%.
60 ° C. of the obtained seamless belt, 0.1 kg / mm ² The elongation at load was 100.2%.
The resulting seamless belt had a heat shrinkage of 0.6%.
When the obtained intermediate transfer belt was installed in the apparatus of FIG. 1 as an intermediate transfer belt and the image was evaluated, image unevenness occurred.
[0041]
Example 2
The materials having the composition shown in Table 1 were kneaded with an extruder having a diameter of 30 mm.
The obtained pellets were extruded in a molten tube state below the annular die using an extruder having a diameter of 40 mm with an annular die.
The extruded melting tube was brought into contact with the outer surface of the cooling mandrel mounted on the same axis as that of the annular die via a support rod, and cooled and solidified to obtain a cylindrical body.
A seamless belt was obtained by cutting the cylindrical body in a direction intersecting the axial direction while taking the cylindrical body in a state of holding the cylindrical shape with a core installed in the cylindrical body and a roll installed on the outside.
The minimum value of the volume resistance of the obtained seamless belt is 1.3 × 10 ⁹ It is Ω · cm and the maximum value is 9.1 × 10 ⁹ The average value of 20 points of Ω · cm and volume resistance is 3.1 × 10 ⁹ It was Ω · cm.
60 ° C. of the obtained seamless belt, 0.1 kg / mm ² The elongation at load was 100.4%.
The flexibility of the ETFE used was 100%.
The resulting seamless belt had a heat shrinkage of 2.2%.
[0042]
A resistance value of 10 comprising a seamless belt having a thickness of 150 μm, a diameter of 170 mm, and a length of 300 mm, and a metal cylindrical core material having a diameter of 160 mm mixed with carbon in urethane rubber. ⁸ An intermediate transfer drum was prepared by fitting into a drum having a diameter of 170 mm provided with a conductive elastic layer of Ω · cm.
When the obtained intermediate transfer drum 13 was installed in the apparatus of FIG. 2 and the image was evaluated, no occurrence of image unevenness was observed.
[0043]
Comparative Example 2
As shown in Table 1, a seamless belt was prepared in the same manner as in Example 2 except that carbon black as a conductive filler was changed to carbon black not coated with resin (average primary particle size 40 nm, DBP oil absorption 65 ml / 100 g). Obtained.
The minimum value of the volume resistance of the obtained seamless belt is 5.3 × 10. ⁸ Ω · cm and the maximum value is 2.0 × 10 ^Ten The average value of 20 points of Ω · cm and volume resistance is 2.9 × 10 ⁹ It was Ω · cm.
The flexibility of the ETFE used was 100%.
60 ° C. of the obtained seamless belt, 0.1 kg / mm ² The elongation at load was 100.4%.
The resulting seamless belt had a heat shrinkage of 2.2%.
The obtained seamless belt was used as the intermediate transfer drum 13 in the same manner as in Example 2 and installed in the apparatus shown in FIG.
[0044]
Example 3
The materials having the composition shown in Table 1 were mixed and stirred by a side mill, and the resulting solution was molded into a cylindrical shape using a centrifugal molding apparatus.
The temperature of the centrifugal molding apparatus was gradually increased, and molding was performed at 120 ° C. for 120 minutes while maintaining the cylinder rotation speed at 1000 rpm.
After molding, it was placed in a hot air dryer at a temperature of 450 ° C. for 20 minutes to complete the polyamic acid dehydration polymerization reaction.
The minimum value of the volume resistance of the obtained seamless belt is 1.1 × 10. ¹¹ Ω · cm and the maximum value is 8.8 × 10 ¹¹ The average value of 20 points of Ω · cm and volume resistance is 2.4 × 10 ¹¹ It was Ω · cm.
The flexibility of the PI varnish used was 40%.
60 ° C. of the obtained seamless belt, 0.1 kg / mm ² The elongation at load was 100.2%.
The resulting seamless belt had a heat shrinkage of 0.3%.
When the obtained seamless belt having a thickness of 150 μm, a diameter of 300 mm, and a length of 300 mm was used as the paper conveyance transfer belt 14 and installed in the apparatus of FIG. 3 and the image was evaluated, the occurrence of image unevenness was not observed.
[0045]
Comparative Example 3
As shown in Table 1, the seamless belt was the same as in Example 3 except that carbon black as the conductive filler was changed to carbon black not coated with resin (average primary particle size 40 nm, DBP oil absorption 65 ml / 100 g). And a paper conveying transfer belt.
The minimum value of the volume resistance of the obtained seamless belt is 1.1 × 10. ^Ten Ω · cm and maximum value is 1.0 × 10 ¹² The average value of 20 points of Ω · cm and volume resistance is 4.1 × 10 ¹¹ It was Ω · cm.
The flexibility of the PI varnish used was 40%.
60 ° C. of the obtained seamless belt, 0.1 kg / mm ² The elongation at load was 100.2%.
The resulting seamless belt had a heat shrinkage of 0.3%.
When the obtained paper conveyance transfer belt 14 was installed in the apparatus shown in FIG. 3 and the image was evaluated, image unevenness occurred.
[0046]
Example 4
The materials shown in Table 1 were mixed and stirred with a side mill, and the resulting solution was applied onto an aluminum cylinder, dried and cured, and the formed resin cylinder was extracted to obtain a seamless belt.
The minimum value of the volume resistance of the obtained seamless belt is 1.4 × 10. ¹¹ Ω · cm and the maximum value is 8.4 × 10 ¹¹ The average value of 20 points of Ω · cm and volume resistance is 4.2 × 10 ¹¹ It was Ω · cm.
The flexibility of the raw material mainly composed of PVDF used was 70%.
60 ° C. of the obtained seamless belt, 0.1 kg / mm ² The elongation under load was 100.3%.
The resulting seamless belt had a heat shrinkage of 0.2%.
The obtained seamless belt had a thickness of 150 μm, a diameter of 170 mm, and a length of 300 mm.
This seamless belt is made of a composition in which carbon is mixed with urethane rubber on the outer periphery of a metal cylindrical core material having a diameter of 160 mm. ⁹ It was fitted into a drum having a diameter of 170 mm provided with a conductive elastic body layer of Ω · cm to obtain a paper conveyance transfer drum.
When the obtained paper conveyance transfer drum 15 was installed in the apparatus of FIG. 4 and the image was evaluated, the occurrence of image unevenness was not observed.
[0047]
Comparative Example 4
As shown in Table 1, the seamless belt was the same as in Example 4 except that carbon black as the conductive filler was changed to carbon black not coated with resin (average primary particle size 40 nm, DBP oil absorption 65 ml / 100 g). A paper transfer transfer drum was obtained.
The minimum value of the volume resistance of the obtained seamless belt is 1.1 × 10. ^Ten Ω · cm and maximum value is 1.0 × 10 ¹² The average value of 20 points of Ω · cm and volume resistance is 4.1 × 10 ¹¹ It was Ω · cm.
The flexibility of the raw material mainly composed of PVDF used was 70%.
60 ° C. of the obtained seamless belt, 0.1 kg / mm ² The elongation under load was 100.3%.
The resulting seamless belt had a heat shrinkage of 0.2%.
When the obtained paper conveyance transfer drum 15 was installed in the apparatus shown in FIG. 4 and the image was evaluated, image unevenness occurred.
[0048]
Example 5
The materials having the composition shown in Table 1 were mixed and stirred by a side mill, the obtained solution was applied onto an aluminum cylinder, dried and solidified, and then the resin cylinder was taken out to obtain a seamless belt.
The minimum value of the volume resistance of the obtained seamless belt is 1.4 × 10. ⁷ Ω · cm and the maximum value is 4.2 × 10 ⁷ The average value of 20 points of Ω · cm and volume resistance is 3.1 × 10 ⁷ It was Ω · cm.
The flexibility of the raw material mainly composed of PVDF used was 70%.
60 ° C. of the obtained seamless belt, 0.1 kg / mm ² The elongation under load was 100.3%.
The resulting seamless belt had a heat shrinkage of 0.2%.
The obtained seamless belt had a thickness of 100 μm, a diameter of 16.02 mm, and a length of 300 mm.
This seamless belt has a resistance value of 10 consisting of a composition in which carbon is mixed with urethane rubber on the outer periphery of a metal core having a diameter of 4 mm. ⁷ The transfer roller was fitted into a roll having a diameter of 16 mm provided with a conductive elastic body layer of Ω · cm, heated at 100 ° C. for 60 minutes and slightly shrunk to be in close contact with the roll.
When the obtained transfer roller was installed in the apparatus shown in FIG. 1 and the image was evaluated, no image unevenness was observed.
[0049]
Comparative Example 5
As shown in Table 1, the seamless belt was the same as in Example 5 except that carbon black as the conductive filler was changed to carbon black not coated with resin (average primary particle diameter 40 nm, DBP oil absorption 65 ml / 100 g). A transfer roll was obtained.
The minimum value of the volume resistance of the obtained seamless belt is 1.4 × 10. ¹¹ Ω · cm and the maximum value is 8.4 × 10 ¹¹ The average value of 20 points of Ω · cm and volume resistance is 4.2 × 10 ¹¹ It was Ω · cm.
The flexibility of the raw material mainly composed of PVDF used was 70%.
60 ° C. of the obtained seamless belt, 0.1 kg / mm ² The elongation under load was 100.3%.
The resulting seamless belt had a heat shrinkage of 0.2%.
When the obtained transfer roll was installed in the apparatus shown in FIG. 1 and the image was evaluated, image unevenness occurred.
[0050]
Example 6
The composition for seamless belt used in Example 1 was used as the backing layer in the same manner except that the amount of carbon black added to the composition used in Comparative Example 1 was 15 Wt%.
Using an extruder having a diameter of 40 mm with a two-layer extruded annular die, it was extruded in the form of a two-layer molten tube below the annular die.
The extruded two-layer melting tube was brought into contact with the outer surface of the cooling mandrel mounted on the same axis as the annular die via a support rod, and cooled and solidified to obtain a two-layer cylindrical body.
A two-layer seamless belt is obtained by cutting the tubular body in a direction intersecting the axial direction while taking the tubular body while holding the cylindrical shape with a core installed in the two-layer cylindrical body and a roll installed on the outside. It was.
The minimum volume resistance of the seamless belt obtained is 1.2 × 10 ⁸ It is Ω · cm and the maximum value is 6.0 × 10 ⁸ The average value of 20 points of Ω · cm and volume resistance is 3.1 × 10 ⁸ It was Ω · cm.
The flexibility of the PBT used was 55%.
60 ° C. of the obtained seamless belt, 0.1 kg / mm ² The elongation at load was 100.2%.
The resulting seamless belt had a heat shrinkage of 0.6%.
The seamless belt had a thickness of 150 μm (surface layer 10 μm, backing layer 140 μm), a diameter of 170 mm, and a length of 300 mm.
When the seamless belt was installed as an intermediate transfer belt in the apparatus of FIG. 1 and the images were evaluated, no image unevenness was observed.
[0051]
[Table 1]

[0052]
The materials used in the examples and comparative examples are as follows.
1. Ethylenetetrafluoroethylene copolymer (Asalon Glass Co., Ltd., trade name “Aflon COPC55AP
2. PBT (Mitsubishi Engineering Plastics, trade name “Novadol 5020”)
3. PC (Mitsubishi Engineering Plastics Co., Ltd., trade name "Iupilon E2000"
4). Polyimide varnish (trade name “U Varnish-S” manufactured by Ube Industries, Ltd.)
5. Vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer (Daikin Co., Ltd., trade name "Neofluon")
Experiments and evaluation methods in Examples and Comparative Examples are as follows.
[0053]
[Volume resistivity of seamless belt] (Ω · cm)
Using an ohmmeter Hiresta HRS probe (manufactured by Yuka Denshi Co., Ltd.), 20 points were measured at a pitch of 5 mm in the belt circumferential direction at a measurement voltage of 500 V and a measurement time of 10 seconds.
[Volume Specific Resistance of Rolled Body] (Ω · cm)
Using the apparatus including the electrode plate 18, the switching relay 19, and the resistance measuring device 20 shown in FIG. 6, the formed roll 16 is placed on the electrode plate 18 provided with a 12 mm-wide copper electrode 17 in parallel. This is a value obtained by applying a load of .2 g / mm, measuring 20 points sequentially at an applied current of 500 V and an applied time of 10 seconds, and calculating a maximum value, a minimum value, and an average value. (Measurement of elastic layer or elastic layer covered with seamless belt)
[0054]
[Heat shrinkage]
Open the measured seamless belt in the direction of extrusion, heat and hold in a 100 ° C constant temperature bath for 60 minutes, then remove from the constant temperature bath, let cool to room temperature, measure the length in the circumferential direction, {(original length-heated This is a value expressed by (Long Length) / (Original Length)} × 100 (%).
[0055]
【The invention's effect】
The present invention relates to a semiconductive seamless belt obtained by blending resin-coated carbon black with flexible synthetic resin, and the semiconductive seamless belt is, for example, 10 ¹³ -10 ^Four A semiconductive seamless belt in which the electrical resistance of a so-called semiconductor region in the range of Ω · cm is stabilized is provided, and the practical value of the present invention is remarkable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of an essential part of an electrophotographic printer incorporating a seamless belt according to the present invention.
FIG. 2 is a side view of an essential part of an electrophotographic printer incorporating a seamless belt-equipped semiconductive drum according to the present invention.
FIG. 3 is a side view of an essential part of an electrophotographic printer incorporating a seamless belt according to the present invention.
FIG. 4 is a side view of an essential part of an electrophotographic printer incorporating a seamless belt-equipped semiconductive drum according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic explanatory diagram showing the relationship between the blending amount when carbon black is blended with a vinyl chloride resin and the volume resistivity of the composition.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a resistance measuring apparatus.
[Explanation of symbols]
1 Photosensitive drum
2 Charging roll
3 Optical system for exposure
4 Developing roll unit
5 Cleaner
6 Intermediate transfer belt
7 Transport roll
8 Transport roll
9 Transport roll
10 Transfer roll
11 Recording paper
12 Transfer roll
13 Intermediate transfer drum
14 Paper transfer belt
15 Paper transfer transfer drum
16 rolls
17 Copper electrodes
18 Electrode plate
19 switching relay
20 Resistance measuring instrument

Claims

It is a semiconductive seamless belt obtained by molding a synthetic resin containing a conductive material into a cylindrical shape, wherein the conductive material is resin-coated carbon black and the synthetic resin is a flexible synthetic resin. Characteristic semi-conductive seamless belt.

The seamless belt according to claim 1, wherein the resin-coated carbon black has a coating stabilization characteristic in which a value B (B / A) with respect to A defined below is 1.1 or more.
A: Blending of carbon black required for the resistance value of the composition obtained by blending the same kind of carbon black used for resin-coated carbon black with vinyl chloride resin to 10 ¹³ to 10 ⁴ Ω · cm amount.
B: Compounding amount of carbon black required for the resistance value of the composition obtained by blending resin-coated carbon black to vinyl chloride resin to be changed to 10 ¹³ to 10 ⁴ Ω · cm.

The seamless belt according to claim 1, wherein the resistance value of the seamless belt is 10 ¹³ to 10 ⁴ Ω · cm, and the maximum value and the minimum value thereof are within 10 times.

The seamless belt according to claim 1, wherein the synthetic resin having flexibility is at least one selected from polyamide, polyimide, and polyvinylidene fluoride.

A semiconductive member having a structure in which the seamless belt according to claim 1 is stretched between a plurality of rolls.