JP3690105B2

JP3690105B2 - Semiconductive endless plastic belt for electrophotographic copying machines

Info

Publication number: JP3690105B2
Application number: JP08479298A
Authority: JP
Inventors: 和徳遠山; 司藤田; 栄治安井; 圭輔所
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1998-03-30
Filing date: 1998-03-30
Publication date: 2005-08-31
Anticipated expiration: 2018-03-30
Also published as: JPH11282261A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フルカラー複写機等の電子写真技術を採用した機器において、感光体上のトナー像を写し取る転写中間体等に用いられる電子写真複写機用半導電性無端プラスチックベルトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フルカラー複写機等の電子写真複写機の実用化に伴って、感光体上に現像されたトナー像を複写紙に転写する際に、一旦トナー像を転写中間体に写し取った後、複写紙に転写するというプロセスが採用されている。
【０００３】
その一例を図３に示す。すなわち、このプロセスでは、感光ドラム１の表面が帯電ロール２により帯電された後、露光機構部３を介して原稿光像のスリット露光４が感光ドラム１表面に到達し、原稿像に対応した静電潜像が感光ドラム１表面に形成され、現像装置５により現像剤が供給されてトナー像が形成されるようになっている。また、上記感光ドラム１の下部には、転写中間体である無端ベルト６が、一次転写ローラ７を介して感光ドラム１に圧接されており、上記感光ドラム１上に現像されたトナー像が、上記無端ベルト６の順逆両方向の繰り返し走行により、この無端ベルト６表面に各色順に転写されるようになっている。そして、この無端ベルト６の走行により、上記トナー像は、この無端ベルト６と二次転写ローラ８との間に挟まれた複写紙９に転写される。なお、二次転写後に無端ベルト６の表面上に残留する現像剤はクリーニングブレード１０によって回収され、無端ベルト６はつぎの転写に備えるようになっている。また、一次転写後に感光ドラム１表面上に残留する現像剤はクリーニング装置１１によって回収され、その後、感光ドラム１表面はイレーザーランプ１２により除電される。
【０００４】
上記無端ベルト６としては、従来から、単層からなり、その体積抵抗率が１０⁴〜１０¹²Ω・ｃｍ程度の中抵抗に設定されているものが賞用されている。このものは、除電をスムーズに行うことができるという利点を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記中抵抗の無端ベルト６では、複写画像の高画質化への要求に対応できなくなってきている。すなわち、文字等の細線を複写すると細線が途切れたりして細線再現性に劣ったり、またイメージがないところに現像剤が飛散したりするからである。そこで、中抵抗ではなく高抵抗にすることも考えられるが、このような無端ベルト６を用いて連続的に画出しを行うと、除電が不充分なため、白抜け等の画像不良が発生したり、またこれを回避すべく除電を充分に行うようにすると、画出し間の時間が長くなるという問題が生じる。そして、この問題を解決するため、新たに除電装置を設置することも考えられるが、これでは小型化が実現できず、また高コストになるという新たな問題が生じる。したがって、細線再現性に優れ、現像剤の飛散を防止することができ、高画質化が実現できる新たな無端ベルト６の開発が望まれている。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、細線再現性に優れ、現像剤の飛散を防止することができ、複写画像の高画質化が実現できる電子写真複写機用半導電性無端プラスチックベルトの提供をその目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の電子写真複写機用半導電性無端プラスチックベルトは、内層、中間層および外層からなる三層、ないし、その三層の外周面に現像剤担持層を設けた四層構造の無端ベルトであって、上記内層が下記の（ａ）を用いて形成され、上記中間層がポリアミド樹脂を用いて形成され、上記外層が下記の（ｂ）を用いて形成され、かつ、上記多層のうち、厚みの大きい順に抽出される二層が、上記内層および外層であり、下記の要件（Ｘ），（Ｙ）を満たしているという構成をとる。
（ａ）フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン共重合体〔Ｐ（ＶＤＦ−ＴＦＥ）〕、エチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、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）、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）および三フッ化塩化エチレン樹脂（ＣＴＦＥ）からなる群から選ばれた少なくとも一つ。
（ｂ）フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン共重合体〔Ｐ（ＶＤＦ−ＴＦＥ）〕、エチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、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）、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）、三フッ化塩化エチレン樹脂（ＣＴＦＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリルゴムおよびポリウレタン（ＰＵ）からなる群から選ばれた少なくとも一つ。
（Ｘ）上記外層の体積抵抗率が、１０¹³〜１０¹⁶Ω・ｃｍの範囲に設定されている。
（Ｙ）上記内層の体積抵抗率が、外層の体積抵抗率より小さい。
【０００８】
すなわち、本発明の電子写真複写機用半導電性無端プラスチックベルトは、内層、中間層および外層からなる三層、ないし、その三層の外周面に現像剤担持層を設けた四層構造の無端ベルトであって、ベルト全体の電気的特性に大きな影響を及ぼす、厚みの大きい順に抽出された二層が、上記内層および外層であり、しかも、これらの層は特定の材料によって形成されており、特定の要件を満たすようになっている。このため、外層の高抵抗に起因して高帯電状態の維持が可能となって、部分的欠落のないトナー像をベルト表面に形成することができる。したがって、文字等を複写した場合、細線が途切れたり、イメージのないところに現像剤が飛散したりした複写画像となることもない。さらに、内層の体積抵抗率が外層の体積抵抗率より小さく設定されているため、外層に残留する電荷をスムーズに逃がすことができる。その結果、複写画像の画質を損なうことなく、短時間での連続的な複写が可能となる。このように、外層と内層にそれぞれ役割を持たせることによって、無端ベルトの帯電状態の最適化を簡単に行なうことができる。その結果、全体として複写画像の高画質化を実現することができる。
【０００９】
特に、上記外層の体積抵抗率を特定の範囲に設定することが、複写画像の画質の観点から特に好ましいことを突き止めた。
【００１０】
また、上記体積抵抗率を特定の関係を満たすようにすることに加えて、上記外層のヤング率を特定の範囲に設定し、上記内層のヤング率を上記外層のヤング率より大きくなるよう設定することが、耐久性の観点から特に好ましいことを突き止めた。
【００１１】
なお、本発明において、「厚みの大きい順に二層を抽出し」とは、その文字どおり層の厚みが大きい順に二つの層を抽出するという意味であるが、抽出された二層が、同じ厚みであってもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
本発明の電子写真複写機用半導電性無端プラスチックベルト（以下単に「ベルト」という）は、例えば、図１に示すように、内層１３と、これに隣接する中間層１４と、この中間層１４に隣接する外層１５の三層構造を有している。そして、上記内層１３と外層１５の厚みは同じで、中間層１４の厚みは両層１３，１５の厚みより小さく設定されている。
【００１４】
上記内層１３の形成材料としては、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン共重合体〔Ｐ（ＶＤＦ−ＴＦＥ）〕、エチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、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）、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）、三フッ化塩化エチレン樹脂（ＣＴＦＥ）等のフッ素樹脂があげられる。これらは単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。なかでも、ピンホールが少なく厚みが均一である層を形成できる点で、Ｐ（ＶＤＦ−ＴＦＥ）が好ましい。そして、上記フッ素樹脂の溶剤としては、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン等があげられる。これらは単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。
【００１５】
つぎに、上記内層１３に隣接して形成される中間層１４の形成材料としては、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン、ナイロン１２、共重合ナイロン等のポリアミド樹脂があげられる。なかでも、内層１３と外層１５との密着性を考慮して、Ｎ−メトキシメチル化ナイロンが好ましい。そして、上記ポリアミド樹脂の溶剤としては、メタノール、エタノール等の単独溶剤またはそれら単独溶剤と水、トルエン等を混合した混合溶剤、１−プロパノール、２−プロパノール等があげられる。
【００１６】
そして、上記中間層１４に隣接して形成される外層１５の形成材料としては、上記内層１３の形成材料として例示したフッ素樹脂があげられる。また、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリルゴム、ポリウレタン（ＰＵ）等があげられる。これらは単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。
【００１７】
なお、上記内層１３、中間層１４および外層１５の各形成材料には、必要に応じて、導電剤、帯電防止剤等を含有させてもよい。
【００１８】
上記導電剤としては、アルミニウム粉末、ステンレス粉末等の金属粉末、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＴｉＯ₂、ｃ−Ｆｅ₃Ｏ₄、ｃ−ＳｎＯ₂等の導電性金属酸化物、グラファイト、カーボンブラック等の導電性粉末、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等のイオン性導電剤等があげられる。これらは単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。なかでも、分散性の点から、ｃ−ＴｉＯ₂、ｃ−ＳｎＯ₂が好ましい。なお、上記「ｃ−」とは、導電性を有するという意味である。そして、導電剤が粒子である場合、その平均粒径としては、各層の厚みを考慮して、０．０１〜１μｍの範囲に設定されていることが好ましい。
【００１９】
本発明のベルトは、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、各層１３〜１５の形成材料およびその溶剤、ならびに必要に応じて導電剤等を、それぞれ適宜に配合し、サンドミル等で分散することにより各コーティング液を調製する。
【００２０】
つぎに、図２に示すように、上記各コーティング液をそれぞれ槽１７、槽１８、槽１９に収容する。一方、金属製の軸体（例えばアルミニウム、ステンレス等）２０を準備し、この軸体２０を垂直に立てて、まず槽１７に収容されている内層１３形成用のコーティング液中に繰り返し浸漬する。そして、所定の回数浸漬を繰り返した後、コーティング液中から軸体２０を引き上げる。ついで、中間層１４形成用のコーティング液および外層１５形成用のコーティング液を用いて、この順に同様の操作を行い、三層からなる樹脂液膜を形成する。そして、上記樹脂液膜を乾燥し溶剤を除去した後、加熱処理（例えば６０〜１５０℃×６０分間）を行い、上記軸体２０を抜き取ることにより、図１に示すベルトを得ることができる。
【００２１】
なお、上記製法以外に、多層押出成形法、スプレーコーティング法、インフレーション法等の方法により、ベルトを得ることができる。
【００２２】
このようにして得られたベルトは、その外層１５の体積抵抗率が、１０¹³〜１０¹⁶Ω・ｃｍの範囲に設定されていなければならない。より好ましくは、１０¹⁴〜１０¹⁵Ω・ｃｍの範囲である。すなわち、１０¹³Ω・ｃｍ未満であれば、高抵抗とならず、トナー像が再現性よく転写されないからであり、逆に１０¹⁶Ω・ｃｍを超えると、除電がスムーズに行えないからである。なお、上記体積抵抗率は、ＪＩＳＫ６９１１の抵抗率試験法に準じ、印加電圧１００Ｖ時の値である。
【００２３】
上記内層１３の体積抵抗率は、上記外層１５の体積抵抗率より小さくなるように設定されていなければならない。すなわち、内層１３の体積抵抗率の方が大きくなると、除電をスムーズに行えないため、連続的な複写が行えず、高性能のフルカラー複写機を提供できないからである。特に、上記内層１３の体積抵抗率は、１０⁶〜１０¹⁰Ω・ｃｍの範囲に設定されていることが好ましい。すなわち、１０⁶Ω・ｃｍ未満であると、文字等の細線を複写した場合に、細線が途中で途切れたりするおそれがあるからであり、逆に１０¹⁰Ω・ｃｍを超えると、除電に支障をきたすおそれがあるからである。
【００２４】
なお、上記外層１５のヤング率は、２０００〜９０００ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲に設定されていることが好ましい。すなわち、２０００ｋｇｆ／ｃｍ²未満であると、柔らかすぎて、現像剤の色重ね精度が悪くなるおそれがあるからである。逆に、９０００ｋｇｆ／ｃｍ²を超えると、硬すぎて、割れが発生しやすくなるおそれがあるからである。
【００２５】
また、上記内層１３のヤング率は、上記外層１５のヤング率より大きくなるよう設定されていることが好ましい。すなわち、上記外層１５のヤング率より大きくなるよう設定されていることにより、主として内層１３に強度を保つ役割を持たせて伸びによる弛みを防止することができるからである。
【００２６】
上記ヤング率はつぎのようにして求められる。すなわち、まず層形成材料を硬化させて得た試験片を準備し、その断面積（Ｚ）を測定する。ついで、この試験片に引張速度５ｍｍ／ｍｉｎの条件で荷重をかけ、歪みε＝０．００２となるところを、降伏時の最大荷重（Ｆ）とし、これを測定する。このようにして、降伏時の最大荷重（Ｆ）を測定した後、下記の数式（１）により、引張強さ（σ）を算出する。そして、この引張強さ（σ）を２点間の応力差とし、上記歪み（ε）を上記２点間の歪みの差として、下記の数式（２）により、ヤング率（Ｅｍ）を算出する。
【００２７】
【数１】

【００２８】
【数２】

【００２９】
また、上記ベルトにおいて、内層１３、中間層１４および外層１５の合計厚みは、５０〜２５０μｍの範囲に設定されていることが好ましい。より好ましくは、１００〜２００μｍである。すなわち、厚みが５０μｍ未満であると強度が不足するおそれがあり、２５０μｍを超えると耐屈曲疲労性に劣るおそれがあるからである。
【００３０】
そして、上記ベルトは、内周長が９０〜６００ｍｍで、幅が１００〜５００ｍｍ程度のものが好ましい。このような寸法であると、電子写真複写機等に組み込んで用いるのに適当な大きさとなるからである。
【００３１】
本発明のベルトは、上記三層構造に限定されるものではなく、例えば、上記外層１５の外周面にトナー離型性に優れた現像剤担持層を形成して四層構造にしてもよい。
【００３２】
また、本発明のベルトは、主としてフルカラー複写機等の転写中間体として用いられるが、フルカラーではない、単色の電子写真複写機等の転写中間体として用いることもできる。
【００３３】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【００３４】
【実施例１〜７、比較例１〜５】
まず、下記の表１および表２に示す各材料を同表に示す割合で配合し、サンドミルで分散することにより、内層形成用コーティング液および外層形成用コーティング液を調製した。なお、比較例２については、外層形成用コーティング液を調製せず、押出し成形により円筒状の成形体を作製した。
【００３５】
【表１】

【００３６】
【表２】

【００３７】
また、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン（帝国化学産業社製のトレジンＥＦ−３０Ｔ）１００重量部と、ｃ−ＳｎＯ₂（平均粒径０．０２μｍ：三菱マテリアル社製の導電性酸化スズＴ−１）６４重量部と、メタノール／水混合溶剤（メタノール／水＝３／１）４８０重量部とを準備し、これらをサンドミルで分散することにより、中間層形成用コーティング液を調製した。
【００３８】
つぎに、上記各コーティング液を用い、前述の方法に従い、軸体の周囲に順次、内層，中間層，外層となる樹脂液膜を形成した。そして、この樹脂液膜を乾燥し溶剤を除去した後、加熱処理（１０５℃×６０分間）を行うことにより各層を形成した。そして、上記軸体を抜き取って、三層からなる無端ベルトを作製した。なお、比較例２については、前記円筒状の成形体の内周面に、中間層形成用コーティング液，内層形成用コーティング液をこの順で塗布し、その後乾燥し溶剤を除去した後、加熱処理（１０５℃×６０分間）を行うことにより、三層からなる無端ベルトを作製した。
【００３９】
このようにして得られた無端ベルトについて、各層の厚み、内層および外層の体積抵抗率、複写画像の画質を測定・評価し、その結果を下記の表３および表４に示した。なお、各測定方法は以下の通りである。
【００４０】
〔体積抵抗率〕
ＪＩＳＫ６９１１の抵抗率試験法に準じて、印加電圧１００Ｖ時の体積抵抗率を算出した。
【００４１】
〔画質評価〕
得られた無端ベルトをフルカラー複写機に組み込み、これを常温常湿条件下（２３℃×５０％）にて起動させ、文字またはベタ黒画像を２万枚複写し、得られる複写画像の画質を評価した。そして、文字を複写した場合、複写画像に問題がなく、細線が鮮明に複写されたものを○、細線がとぎれたり、イメージのないところに現像剤が飛んでいたものを×として表示した。また、ベタ黒画像を複写した場合、複写画像に問題がなく、白抜けが発生していなかったものを○、白抜けが発生していたものを×として表示した。
【００４２】
【表３】

【００４３】
【表４】

【００４４】
上記結果から、実施例１品〜７品は、厚みの大きい順に抽出される二層（内層，外層）の体積抵抗率が、特定の関係を満たしているため、文字を複写した場合、細線が鮮明に複写されている。また、ベタ黒画像を複写した場合、白抜けが発生せず、良好な複写画像が得られている。したがって、各実施例品は、複写画像の高画質化を実現している。これに対して、比較例１品〜５品は、厚みの大きい順に抽出される二層（内層，外層）の体積抵抗率が、特定の関係を満たしていないため、良好な複写画像が得られていない。
【００４５】
【実施例８〜１０】
つぎに、下記の表５に示す各材料を同表に示す割合で配合し、サンドミルで分散することにより、外層形成用コーティング液および内層形成用コーティング液を調製した。そして、両コーティング液および上記中間層形成用コーティング液を用い、実施例１と同様にして、三層からなる無端ベルトを作製した。
【００４６】
【表５】

【００４７】
このようにして得られた無端ベルトについて、各層の厚み、内層および外層の体積抵抗率を上記と同様にして測定し、また内層および外層のヤング率を前述の測定方法により測定するとともに、複写画像の画質および耐久性を評価し、その結果を下記の表６に示した。なお、複写画像の画質評価は上記と同様にして、また耐久性評価は下記に示すとおりにして行った。
【００４８】
〔耐久性〕
単位幅あたり３００ｇｆ／ｃｍの荷重をかけた状態でフルカラー複写機２万枚分に相当するだけ無端ベルトを駆動させて評価した。そして、無端ベルトに割れが発生していないものを○、割れが発生しているものを×として表示した。
【００４９】
【表６】

【００５０】
上記実施例８品〜１０品は、厚みの大きい順に抽出される二層（内層，外層）の体積抵抗率が、特定の関係を満たしているため、文字を複写した場合、細線が鮮明に複写されている。また、ベタ黒画像を複写した場合、白抜けが発生せず、良好な複写画像が得られている。しかも、これら実施例品は、その二層のヤング率が、特定の関係を満たしているので、耐久性にも優れるようになっている。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように、本発明のベルトは、内層、中間層および外層からなる三層、ないし、その三層の外周面に現像剤担持層を設けた四層構造の無端ベルトであって、各層が特定の材料を用いて形成され、かつ、上記多層のうち、厚みの大きい順に抽出される二層が、上記内層および外層であり、体積抵抗率に関して、特定の関係を満たすものである。このため、外層の高抵抗に起因して高帯電状態が維持できるようになり、また内層の体積抵抗率が外層の体積抵抗率より小さく設定されていることにより、外層に残留する電荷をスムーズに逃がすことができる。したがって、フルカラー複写機等に組み込んで、文字等の細線がある画像を複写した場合、細線が途切れたり、イメージのないところに現像剤が飛散したりした複写画像となることもない。したがって、複写画像の高画質化を実現することができるという利点がある。
【００５２】
特に、上記内層の体積抵抗率が特定の範囲に設定されている場合は、無端ベルト全体の帯電状態をより適正にすることができるため、フルカラー複写機等の転写中間体として用いると、より高画質な複写画像を得ることができるという利点がある。
【００５３】
また、上記厚みの大きい順に抽出される二層（内層および外層）が、ヤング率に関して、特定の関係を満たしている場合は、耐久性が良好になり、フルカラー複写機の転写中間体として非常に好ましいという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のベルトを示す断面図である。
【図２】本発明のベルトの製法の一例を示す説明図である。
【図３】電子写真複写機の複写機構を示す構成図である。
【符号の説明】
１３内層
１５外層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductive endless plastic belt for an electrophotographic copying machine used as a transfer intermediate for copying a toner image on a photosensitive member in an apparatus employing an electrophotographic technology such as a full-color copying machine.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the practical application of electrophotographic copying machines such as full-color copying machines, when a toner image developed on a photoconductor is transferred to a copy paper, the toner image is temporarily copied to a transfer intermediate, and then copied to a copy paper. The process of transferring to is adopted.
[0003]
An example is shown in FIG. That is, in this process, after the surface of the photosensitive drum 1 is charged by the charging roll 2, the slit exposure 4 of the original optical image reaches the surface of the photosensitive drum 1 through the exposure mechanism unit 3, and the static image corresponding to the original image is obtained. An electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 1, and a developer is supplied from the developing device 5 to form a toner image. Further, an endless belt 6 as a transfer intermediate is pressed against the photosensitive drum 1 via a primary transfer roller 7 below the photosensitive drum 1, and a toner image developed on the photosensitive drum 1 is By repeatedly running the endless belt 6 in both forward and reverse directions, it is transferred onto the surface of the endless belt 6 in order of each color. As the endless belt 6 runs, the toner image is transferred to a copy paper 9 sandwiched between the endless belt 6 and the secondary transfer roller 8. Note that the developer remaining on the surface of the endless belt 6 after the secondary transfer is collected by the cleaning blade 10, and the endless belt 6 is prepared for the next transfer. Further, the developer remaining on the surface of the photosensitive drum 1 after the primary transfer is collected by the cleaning device 11, and then the surface of the photosensitive drum 1 is discharged by the eraser lamp 12.
[0004]
As the endless belt 6, a belt having a single layer and having a volume resistivity of about 10 ⁴ to 10 ¹² Ω · cm has been conventionally used. This has the advantage that the charge removal can be performed smoothly.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the medium resistance endless belt 6 cannot meet the demand for higher image quality of the copied image. That is, if a fine line such as a character is copied, the fine line is interrupted and the fine line reproducibility is inferior, and the developer is scattered where there is no image. Therefore, it is conceivable to use a high resistance instead of a medium resistance. However, if image output is performed continuously using such an endless belt 6, image defects such as white spots occur due to insufficient charge removal. In addition, if sufficient static elimination is performed to avoid this, a problem arises in that the time between image output becomes longer. In order to solve this problem, it is conceivable to install a static eliminator. However, in this case, there is a new problem that miniaturization cannot be realized and the cost is increased. Accordingly, it is desired to develop a new endless belt 6 that is excellent in fine line reproducibility, can prevent scattering of the developer, and can realize high image quality.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, excellent reproducibility of fine lines, it is possible to prevent the scattering of the developer, semiconductive endless electrophotographic copier quality of copy image can be realized The purpose is to provide a plastic belt.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the semiconductive endless plastic belt for an electrophotographic copying machine of the present invention is provided with three layers consisting of an inner layer, an intermediate layer and an outer layer, or a developer carrying layer on the outer peripheral surface of the three layers. An endless belt having a four-layer structure, wherein the inner layer is formed using the following (a), the intermediate layer is formed using a polyamide resin, and the outer layer is formed using the following (b). And the two layers extracted in order of the thickness among the multilayers are the inner layer and the outer layer, and have a configuration in which the following requirements (X) and (Y) are satisfied.
(A) Vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer [P (VDF-TFE)], ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), tetrafluoroethylene-hexa At least one selected from the group consisting of a fluoropropylene copolymer (FEP), a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), and a trifluorochloroethylene resin (CTFE).
(B) Vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer [P (VDF-TFE)], ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), tetrafluoroethylene-hexa Fluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), trifluorochloroethylene resin (CTFE), polyvinyl chloride (PVC), ABS resin, polymethyl methacrylate (PMMA) , At least one selected from the group consisting of polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), acrylic rubber and polyurethane (PU).
(X) the volume resistivity of the outer layer is set to a range of 10 ¹³ ~10 ¹⁶ Ω · cm.
(Y) the volume resistivity of the inner layer is smaller than the volume resistivity of the outer layer.
[0008]
That is, an electrophotographic copying machine semiconductive endless plastic belt of the present invention, the inner layer, three-layer consisting of the intermediate and outer layers, to no endless four-layer structure in which a developer carrying layer on the outer peripheral surface of the three-layer Two layers extracted in descending order of thickness, which are belts and greatly affect the electrical characteristics of the entire belt, are the inner layer and the outer layer, and these layers are formed of a specific material, It meets certain requirements. For this reason, it is possible to maintain a highly charged state due to the high resistance of the outer layer , and it is possible to form a toner image without partial omission on the belt surface. Therefore, when characters or the like are copied, a thin copy line is not cut off, and a copy image in which the developer is scattered where there is no image is not obtained. Furthermore, since the inner layer of the volume resistivity is set to be smaller than the volume resistivity of the outer layer can escape charges remaining outer layer smoothly. As a result, continuous copying can be performed in a short time without impairing the image quality of the copied image. As described above, the charged state of the endless belt can be easily optimized by giving the outer layer and the inner layer roles. As a result, it is possible to realize a high-quality copy image as a whole.
[0009]
In particular, it has been found that setting the volume resistivity of the outer layer in a specific range is particularly preferable from the viewpoint of the image quality of a copied image.
[0010]
In addition to that to satisfy a specific relationship to the volume resistivity, to set the Young's modulus of the outer layer to a specific range, so that the Young's modulus of the inner layer is larger than the Young's modulus of the outer layer settings It has been found that it is particularly preferable from the viewpoint of durability.
[0011]
In the present invention, “extract two layers in descending order of thickness” means that two layers are literally extracted in descending order of thickness, but the extracted two layers have the same thickness. There may be .
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described.
[0013]
A semiconductive endless plastic belt (hereinafter simply referred to as “belt”) for an electrophotographic copying machine of the present invention includes, for example, an inner layer 13, an intermediate layer 14 adjacent thereto, and the intermediate layer 14 as shown in FIG. Has a three-layer structure of the outer layer 15 adjacent thereto. And the thickness of the said inner layer 13 and the outer layer 15 is the same, and the thickness of the intermediate | middle layer 14 is set smaller than the thickness of both

layers

13 and 15. FIG.
[0014]
As the material for forming the inner layer 13, off Kka vinylidene - tetrafluoroethylene copolymer [P (VDF-TFE)], ethylene - tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE ), Tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), trifluorochloroethylene resin (CTFE), and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, P (VDF-TFE) is preferable because a layer having few pinholes and a uniform thickness can be formed. Examples of the fluororesin solvent include methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, toluene, ethyl acetate, and tetrahydrofuran. These may be used alone or in combination of two or more.
[0015]
Next, examples of the material for forming the intermediate layer 14 formed adjacent to the inner layer 13 include polyamide resins such as N -methoxymethylated nylon, nylon 12, and copolymer nylon. Among these, N-methoxymethylated nylon is preferable in consideration of adhesion between the inner layer 13 and the outer layer 15. Examples of the polyamide resin solvent include single solvents such as methanol and ethanol, mixed solvents obtained by mixing these single solvents with water, toluene, and the like, 1-propanol, 2-propanol, and the like.
[0016]
The material for forming the outer layer 15 which is formed adjacent to the intermediate layer 14, a fluororesin exemplified as the material of the upper Symbol inner layer 13 and the like. Further, polyvinyl chloride (PVC), ABS resin, polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), acrylic rubber, polyurethane (PU), and the like can be given. These may be used alone or in combination of two or more.
[0017]
In addition, you may make each formation material of the said inner layer 13, the intermediate | middle layer 14, and the outer layer 15 contain a electrically conductive agent, an antistatic agent, etc. as needed.
[0018]
Examples of the conductive agent include metal powders such as aluminum powder and stainless powder, conductive metal oxides such as c-ZnO, c-TiO ₂ , c-Fe ₃ O ₄ , and c-SnO ₂ , graphite, and carbon black. Examples thereof include ionic conductive agents such as conductive powders, quaternary ammonium salts, phosphate esters, sulfonates, aliphatic polyhydric alcohols, and aliphatic alcohol sulfate salts. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, c-TiO ₂ and c-SnO ₂ are preferable from the viewpoint of dispersibility. In addition, the above “c−” means having conductivity. And when a electrically conductive agent is particle | grains, it is preferable that the average particle diameter is set to the range of 0.01-1 micrometer in consideration of the thickness of each layer.
[0019]
The belt of the present invention can be produced, for example, as follows. That is, first, the respective coating liquids are prepared by appropriately blending the forming material of each of the layers 13 to 15 and the solvent thereof, and, if necessary, the conductive agent and dispersing them with a sand mill or the like.
[0020]
Next, as shown in FIG. 2, the coating liquids are stored in a tank 17, a tank 18, and a tank 19, respectively. On the other hand, a metal shaft body (for example, aluminum, stainless steel, etc.) 20 is prepared, this shaft body 20 is set up vertically, and is first repeatedly immersed in the coating liquid for forming the inner layer 13 accommodated in the tank 17. Then, after the immersion is repeated a predetermined number of times, the shaft body 20 is pulled up from the coating liquid. Subsequently, the same operation is performed in this order using the coating liquid for forming the intermediate layer 14 and the coating liquid for forming the outer layer 15 to form a three-layer resin liquid film. And after drying the said resin liquid film and removing a solvent, heat processing (for example, 60-150 degreeC x 60 minutes) is performed, and the belt shown in FIG. 1 can be obtained by extracting the said shaft body 20. FIG.
[0021]
In addition to the above production method, the belt can be obtained by a multilayer extrusion molding method, a spray coating method, an inflation method, or the like.
[0022]
In the belt thus obtained, the volume resistivity of the outer layer 15 must be set in the range of 10 ¹³ to 10 ¹⁶ Ω · cm. More preferably, it is in the range of 10 ¹⁴ to 10 ¹⁵ Ω · cm. That is, if it is less than 10 ¹³ Ω · cm, the resistance is not high, and the toner image is not transferred with good reproducibility. Conversely, if it exceeds 10 ¹⁶ Ω · cm, static elimination cannot be performed smoothly. . In addition, the said volume resistivity is a value at the time of the applied voltage of 100V according to the resistivity test method of JISK6911.
[0023]
The volume resistivity of the upper Symbol in layer 13, must be set to be smaller than the volume resistivity of the upper Kigai layer 15. That is, if the volume resistivity of the inner layer 13 is increased, the static elimination cannot be performed smoothly, so that continuous copying cannot be performed and a high-performance full-color copying machine cannot be provided. In particular, the volume resistivity of the inner layer 13 is preferably set in the range of 10 ⁶ to 10 ¹⁰ Ω · cm. That is less than 10 ⁶ Ω · cm, when copying a fine line characters and the like, because there is a fear that fine line or interrupted in the middle, if it exceeds ¹⁰ 10 Ω · cm Conversely, hinder neutralization It is because there is a possibility of causing.
[0024]
The Young's modulus of the outer layer 15 is preferably set in the range of 2000 to 9000 kgf / cm ² . That is, if it is less than 2000 kgf / cm ² , the developer may be too soft and the color overlay accuracy of the developer may be deteriorated. On the contrary, if it exceeds 9000 kgf / cm ² , it is too hard and cracks are likely to occur.
[0025]
The Young's modulus of the inner layer 13 is preferably set to be larger than the Young's modulus of the outer layer 15. That is, by setting it to be larger than the Young's modulus of the outer layer 15, it is possible to prevent looseness due to elongation by mainly giving the inner layer 13 a role of maintaining strength.
[0026]
The Young's modulus is obtained as follows. That is, first, a test piece obtained by curing the layer forming material is prepared, and its cross-sectional area (Z) is measured. Next, a load is applied to the test piece under the condition of a tensile speed of 5 mm / min, and the place where the strain ε = 0.002 is taken as the maximum load (F) at the yield, and this is measured. Thus, after measuring the maximum load (F) at the time of yielding, tensile strength ((sigma)) is calculated by following Numerical formula (1). Then, the Young's modulus (Em) is calculated by the following formula (2), where the tensile strength (σ) is the stress difference between the two points and the strain (ε) is the difference in strain between the two points. .
[0027]
[Expression 1]

[0028]
[Expression 2]

[0029]
In the belt, the total thickness of the inner layer 13, the intermediate layer 14, and the outer layer 15 is preferably set in the range of 50 to 250 μm. More preferably, it is 100-200 micrometers. That is, if the thickness is less than 50 μm, the strength may be insufficient, and if it exceeds 250 μm, the bending fatigue resistance may be inferior.
[0030]
The belt preferably has an inner peripheral length of 90 to 600 mm and a width of about 100 to 500 mm. This is because the size is appropriate for use in an electrophotographic copying machine or the like.
[0031]
Belt of the present invention is not limited to the above three-layer structure, if example embodiment, may be a four-layer structure to form a developer carrying layer having excellent toner releasability to the outer peripheral surface of the outer layer 15 .
[0032]
The belt of the present invention is mainly used as a transfer intermediate for a full-color copying machine or the like, but can also be used as a transfer intermediate for a non-full-color single-color electrophotographic copying machine or the like.
[0033]
Next, examples will be described together with comparative examples.
[0034]
Examples 1-7, Comparative Examples 1-5
First, the materials shown in Table 1 and Table 2 below were blended in the proportions shown in the same table and dispersed by a sand mill to prepare an inner layer forming coating solution and an outer layer forming coating solution. In Comparative Example 2, a cylindrical molded body was produced by extrusion molding without preparing an outer layer forming coating solution.
[0035]
[Table 1]

[0036]
[Table 2]

[0037]
Further, 100 parts by weight of N-methoxymethylated nylon (Torresin EF-30T manufactured by Teikoku Chemical Industry Co., Ltd.) and c-SnO ₂ (average particle size 0.02 μm: conductive tin oxide T-1 manufactured by Mitsubishi Materials Corporation) A coating solution for forming an intermediate layer was prepared by preparing 64 parts by weight and 480 parts by weight of a methanol / water mixed solvent (methanol / water = 3/1) and dispersing them with a sand mill.
[0038]
Next, using each of the coating liquids, a resin liquid film serving as an inner layer, an intermediate layer, and an outer layer was sequentially formed around the shaft body according to the method described above. And after drying this resin liquid film and removing a solvent, each layer was formed by performing heat processing (105 degreeC x 60 minutes). And the said shaft body was extracted and the endless belt which consists of three layers was produced. For Comparative Example 2, the intermediate layer forming coating liquid and the inner layer forming coating liquid were applied in this order to the inner peripheral surface of the cylindrical molded body, and then dried to remove the solvent, followed by heat treatment. By performing (105 ° C. × 60 minutes), an endless belt composed of three layers was produced.
[0039]
The endless belt thus obtained was measured and evaluated for the thickness of each layer, the volume resistivity of the inner layer and the outer layer, and the image quality of the copied image. The results are shown in Tables 3 and 4 below. In addition, each measuring method is as follows.
[0040]
[Volume resistivity]
The volume resistivity at an applied voltage of 100 V was calculated according to the resistivity test method of JIS K 6911.
[0041]
[Image quality evaluation]
The obtained endless belt is installed in a full-color copying machine, which is started under normal temperature and humidity conditions (23 ° C x 50%), and 20,000 characters or solid black images are copied. evaluated. When characters were copied, there was no problem in the copied image, and the thin line was clearly displayed as ◯, the thin line was broken, or the developer flew out where there was no image as x. In addition, when a solid black image was copied, the copy image had no problem and no white spots were displayed as ◯, and white spots were displayed as x.
[0042]
[Table 3]

[0043]
[Table 4]

[0044]
From the above results, in Examples 1 to 7, the volume resistivity of the two layers (inner layer and outer layer) extracted in descending order satisfies the specific relationship. It is clearly copied. Further, when a solid black image is copied, white spots do not occur and a good copy image is obtained. Therefore, each of the examples achieves high image quality of the copied image. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 5, the volume resistivity of the two layers (inner layer and outer layer) extracted in descending order does not satisfy a specific relationship, so that a good copy image is obtained. Not.
[0045]
Examples 8 to 10
Next, the materials shown in Table 5 below were blended in the proportions shown in the table, and dispersed by a sand mill to prepare an outer layer forming coating solution and an inner layer forming coating solution. Then, an endless belt composed of three layers was produced in the same manner as in Example 1 by using both coating liquids and the intermediate layer forming coating liquid.
[0046]
[Table 5]

[0047]
For the endless belt thus obtained, the thickness of each layer, the volume resistivity of the inner layer and the outer layer are measured in the same manner as described above, and the Young's modulus of the inner layer and the outer layer is measured by the above-described measuring method. The image quality and durability were evaluated, and the results are shown in Table 6 below. The image quality of the copied image was evaluated in the same manner as described above, and the durability was evaluated as follows.
[0048]
〔durability〕
Evaluation was performed by driving an endless belt corresponding to 20,000 full-color copiers under a load of 300 gf / cm per unit width. The endless belt was indicated as “O” when no crack was generated, and “X” when the endless belt was cracked.
[0049]
[Table 6]

[0050]
In Examples 8 to 10, the volume resistivity of the two layers (inner layer and outer layer) extracted in descending order satisfies a specific relationship. Therefore, when characters are copied, fine lines are clearly copied. Has been. Further, when a solid black image is copied, white spots do not occur and a good copy image is obtained. Moreover, since the Young's modulus of the two layers satisfies a specific relationship, these example products are also excellent in durability.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, the belt of the present invention, the inner layer, three-layer consisting of the intermediate and outer layers, to no a endless belt of four-layer structure in which a developer carrying layer on the outer peripheral surface of the three-layer, each layer Two layers formed using a specific material and extracted in order of increasing thickness among the multilayers are the inner layer and the outer layer, and satisfy a specific relationship with respect to volume resistivity. Therefore, due to the high resistance of the outer layer is as high charged state can be maintained, and by the inner layer of the volume resistivity is set to be smaller than the volume resistivity of the outer layer, smooth charges remaining outer layer I can escape. Therefore, when an image having fine lines such as characters is copied by being incorporated in a full-color copying machine or the like, the copied image does not have a fine line cut off or a developer is scattered where there is no image. Therefore, there is an advantage that a high-quality copy image can be realized.
[0052]
In particular, when the volume resistivity of the inner layer is set within a specific range, the charged state of the entire endless belt can be made more appropriate. There is an advantage that a high-quality copy image can be obtained.
[0053]
In addition, when the two layers (inner layer and outer layer) extracted in order of increasing thickness satisfy a specific relationship with respect to Young's modulus, the durability is excellent, and it is very useful as a transfer intermediate for a full-color copying machine. There is an advantage that it is preferable.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a belt of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing an example of a method for producing a belt according to the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a copying mechanism of an electrophotographic copying machine.
[Explanation of symbols]
13 Inner layer 15 Outer layer

Claims

An endless belt having a three-layer structure comprising an inner layer, an intermediate layer, and an outer layer, or a four-layer structure in which a developer carrying layer is provided on the outer peripheral surface of the three layers , wherein the inner layer is formed using the following (a) The intermediate layer is formed using a polyamide resin, the outer layer is formed using the following (b), and two layers extracted from the multilayer in descending order are the inner layer and the outer layer. A semiconductive endless plastic belt for an electrophotographic copying machine, which satisfies the following requirements (X) and (Y).
(A) Vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer [P (VDF-TFE)], ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), tetrafluoroethylene-hexa At least one selected from the group consisting of a fluoropropylene copolymer (FEP), a tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), and a trifluorochloroethylene resin (CTFE).
(B) Vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer [P (VDF-TFE)], ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), tetrafluoroethylene-hexa Fluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), trifluorochloroethylene resin (CTFE), polyvinyl chloride (PVC), ABS resin, polymethyl methacrylate (PMMA) , At least one selected from the group consisting of polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), acrylic rubber and polyurethane (PU).
(X) the volume resistivity of the outer layer is set to a range of 10 ¹³ ~10 ¹⁶ Ω · cm.
(Y) the volume resistivity of the inner layer is smaller than the volume resistivity of the outer layer.

The semiconductive endless plastic belt for an electrophotographic copying machine according to claim 1, wherein the volume resistivity of the inner layer is set in the range of 10 ⁶ to 10 ¹⁰ Ω · cm.

Young's modulus of the outer layer, 2000~9000kgf / cm is set in the ^second range, claims the inner layer of the Young's modulus is set to be larger than the Young's modulus of the outer layer 1 or 2, wherein the electrophotographic copying machine and a half Conductive endless plastic belt.