JP6451295B2 - Conductive elastic belt, conductive elastic belt unit, image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、導電性弾性ベルト、導電性弾性ベルトユニット、画像形成装置に関する。 The present invention relates to a conductive elastic belt, a conductive elastic belt unit, and an image forming apparatus.
例えば、特許文献1には、ゴム、エラストマーなどの伸縮性材料の成型物の表面に、溶剤可溶性ナイロン、ナイロンの架橋剤、該成型物への接着性改良剤、及び有機溶媒を含有するナイロン被膜形成用組成物の被膜が形成された、ベルト等に用いるナイロン被覆成型物が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a nylon coating containing a solvent-soluble nylon, a nylon cross-linking agent, an adhesion improver for the molded product, and an organic solvent on the surface of a molded product of a stretchable material such as rubber or elastomer. A nylon-coated molded product used for a belt or the like on which a film of the forming composition is formed is disclosed.
また、特許文献2には、弾性体基材層に潤滑層形成塗料を塗布して塗膜層を形成し、塗膜層を乾燥して潤滑層とする乾燥工程を有する製造方法により得られた半導電性シームレスベルトが開示されている。
特許文献3には、半導電性ゴムからなる弾性層と表面層とを有する半導電性ベルトであって、表面層はポリ四フッ化エチレン樹脂微粉末を含有する樹脂層からなり、表面層のSPM法で測定した硬度対応ピーク電圧値が−6.35V以下である半導電性ベルトが開示されている。
Further, Patent Document 2 was obtained by a manufacturing method having a drying step of applying a lubricant layer forming coating to an elastic substrate layer to form a coating layer, and drying the coating layer to form a lubricant layer. A semiconductive seamless belt is disclosed.
Patent Document 3 discloses a semiconductive belt having an elastic layer made of semiconductive rubber and a surface layer, the surface layer comprising a resin layer containing polytetrafluoroethylene resin fine powder, A semiconductive belt having a hardness-corresponding peak voltage value measured by the SPM method of −6.35 V or less is disclosed.
さらに、特許文献4には、添加物の厚み方向の偏在により表面と裏面とで異なる性質を持つ単一層からなる基材を有するシームレスベルトが開示されている。
特許文献5には、シート状基体の表面に、耐熱性弾性層とフッ素樹脂層とが順次積層された電子写真用の定着用ベルトであって、表面の厚み方向の圧力に対する歪み量の関係を示すグラフの傾きをKとしたとき、K≧2.0×10−11m/Paであり、表面の厚み方向の圧力に対する復元率をRとしたとき、R≧60%である定着用ベルトが開示されている。
特許文献6には、基層に積層された弾性層と感光層とを有し、さらに、弾性層と感光層との間に、弾性層のヤング率よりも大きく、感光層のヤング率よりも小さいヤング率を示す緩衝層を有する中間転写ベルトが開示されている。
特許文献7には、弾性層上に表面層を有し、表面層が潤滑性粒子を表面層全体の全固形分に対して、10質量%以上80質量%以下含有し、表面層における潤滑性粒子の分布が、3.0≧表面層表面の潤滑性粒子量/表面層内部の潤滑性粒子量≧0.8の範囲であり、表面粗さが0.1μm以上3μm以下の範囲である中間転写体が開示されている。
特許文献8には、ベース層、弾性層および表層の少なくとも3層が内周面から外周面に向かって順次積層され、表層が、フッ素樹脂1質量部に対してフッ素ゴムを1質量部より多く、5質量部以下の割合で含むゴムラテックスおよび硬化剤を有する多層ベルトが開示されている。
Further, Patent Document 4 discloses a seamless belt having a base material composed of a single layer having different properties on the front surface and the back surface due to uneven distribution of additives in the thickness direction.
Patent Document 5 discloses a fixing belt for electrophotography in which a heat-resistant elastic layer and a fluororesin layer are sequentially laminated on the surface of a sheet-like substrate, and the relationship between the strain amount and the pressure in the thickness direction of the surface is disclosed. When the slope of the graph shown is K, K ≧ 2.0 × 10 −11 m / Pa, and when the restoration rate with respect to the pressure in the thickness direction of the surface is R, a fixing belt with R ≧ 60% is obtained. It is disclosed.
Patent Document 6 has an elastic layer and a photosensitive layer laminated on a base layer, and further, between the elastic layer and the photosensitive layer, is larger than the Young's modulus of the elastic layer and smaller than the Young's modulus of the photosensitive layer. An intermediate transfer belt having a buffer layer exhibiting Young's modulus is disclosed.
Patent Document 7 has a surface layer on an elastic layer, and the surface layer contains lubricating particles in an amount of 10% by mass to 80% by mass with respect to the total solid content of the entire surface layer. Particle distribution is in the range of 3.0 ≧ the amount of lubricating particles on the surface layer surface / the amount of lubricating particles inside the surface layer ≧ 0.8 and the surface roughness is in the range of 0.1 μm to 3 μm A transfer body is disclosed.
In Patent Document 8, at least three layers of a base layer, an elastic layer, and a surface layer are sequentially laminated from the inner peripheral surface toward the outer peripheral surface, and the surface layer contains more than 1 part by mass of fluoro rubber with respect to 1 part by mass of the fluororesin. A multilayer belt having a rubber latex and a curing agent in a proportion of 5 parts by weight or less is disclosed.
本発明の課題は、導電性弾性ベルトが、ゴム基材と離型層の2層のみの構造から形成されている場合に比べて、又は、離型層のマルテンス硬度が中間層のマルテンス硬度よりも小さい場合に比べて、離型層の摩耗を適度に抑えつつ、離型層の亀裂の拡張を抑制する導電性弾性ベルトを提供することである。 The problem of the present invention is that the conductive elastic belt is formed from a structure having only two layers of a rubber base material and a release layer, or the Martens hardness of the release layer is higher than the Martens hardness of the intermediate layer. The present invention also provides a conductive elastic belt that suppresses the expansion of cracks in the release layer while appropriately suppressing the wear of the release layer as compared with the case where the size of the release layer is small.
上記課題は、以下の手段により解決される。 The above problem is solved by the following means.
<1>に係る発明は、
導電性のゴム基材と、
前記導電性のゴム基材上に設けられた保護層であって、離型層と、前記導電性のゴム基材および前記離型層の間に設けられ、前記離型層よりもマルテンス硬度が低い中間層と、を含む保護層と、
を有する導電性弾性ベルトである。
The invention according to <1>
A conductive rubber substrate;
A protective layer provided on the conductive rubber base material, provided between the release layer, the conductive rubber base material and the release layer, and has a Martens hardness higher than that of the release layer. A protective layer comprising a lower intermediate layer;
A conductive elastic belt having
<2>に係る発明は、
前記離型層のマルテンス硬度が10N/mm2以上25N/mm2以下であり、前記中間層のマルテンス硬度が5N/mm2以上10N/mm2未満である<1>に記載の導電性弾性ベルトである。
The invention according to <2>
The Martens hardness of the release layer is at 10 N / mm 2 or more 25 N / mm 2 or less, the conductive elastic belt according to the Martens hardness of the intermediate layer is less than 5N / mm 2 or more 10N / mm 2 <1> It is.
<3>に係る発明は、
前記離型層が、ウレタン樹脂と、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン、黒鉛、窒化ホウ素、シリカ、及びポリアミド粉からなる群から選ばれる少なくとも1種の潤滑剤と、を含有する<1>または<2>に記載の導電性弾性ベルトである。
The invention according to <3>
The release layer contains a urethane resin and at least one lubricant selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, molybdenum disulfide, graphite, boron nitride, silica, and polyamide powder <1> or It is an electroconductive elastic belt as described in <2> .
<4>に係る発明は、
前記離型層が、さらに補強剤を含有する<1>〜<3>のいずれか1項に記載の導電性弾性ベルトである。
The invention according to <4>
The conductive elastic belt according to any one of <1> to <3> , wherein the release layer further contains a reinforcing agent.
<5>に係る発明は、
前記保護層の総厚みが1μm以上15μm以下であり、前記離型層と前記中間層との厚みの比(前記離型層の厚み/前記中間層の厚み)が、1/10以上10/1以下である<1>〜<4>のいずれか1項に記載の導電性弾性ベルトである。
The invention according to <5>
The total thickness of the protective layer is 1 μm or more and 15 μm or less, and the ratio of the thickness of the release layer to the intermediate layer (the thickness of the release layer / the thickness of the intermediate layer) is 1/10 or more and 10/1. The conductive elastic belt according to any one of <1> to <4> , which is the following.
<6>に係る発明は、
前記導電性弾性ベルトの体積抵抗率が105Ωcm以上108Ωcm以下であり、前記離型層面から測定した前記導電性弾性ベルトの表面抵抗率が107Ω/□以上1011Ω/□以下である<1>〜<5>のいずれか1項に記載の導電性弾性ベルトである。
The invention according to <6>
The volume resistivity of the conductive elastic belt is from 10 5 Ωcm to 10 8 Ωcm, and the surface resistivity of the conductive elastic belt measured from the release layer surface is from 10 7 Ω / □ to 10 11 Ω / □. The conductive elastic belt according to any one of <1> to <5> .
<7>に係る発明は、
<1>〜<6>のいずれか1項に記載の導電性弾性ベルトと、
前記導電性弾性ベルトを張力がかかった状態で掛け渡す複数のロールと、
を備えたベルトユニットである。
The invention according to <7>
<1> to the conductive elastic belt according to any one of <6> ,
A plurality of rolls that span the conductive elastic belt in a tensioned state;
It is a belt unit provided with.
<8>に係る発明は、
<1>〜<6>のいずれか1項に記載の導電性弾性ベルトを備える画像形成装置である。
The invention according to <8>
An image forming apparatus comprising the conductive elastic belt according to any one of <1> to <6> .
<1>、<3>、又は<4>に係る発明によれば、導電性弾性ベルトが、ゴム基材と離型層の2層のみの構造から形成されている場合に比べて、又は、離型層のマルテンス硬度が中間層のマルテンス硬度よりも小さい場合に比べて、離型層の摩耗を適度に抑えつつ、離型層の亀裂の拡張が抑制される導電性弾性ベルトが提供される。
請求項2に係る発明によれば、離型層のマルテンス硬度が10N/mm2未満25N/mm2を超え、中間層のマルテンス硬度が5N/mm2未満10N/mm2以上である場合に比べて、離型層の摩耗を適度に抑えつつ、離型層の亀裂の拡張が抑制される導電性弾性ベルトが提供される。
According to the invention according to <1>, <3>, or <4> , compared to a case where the conductive elastic belt is formed of a structure having only two layers of a rubber base material and a release layer, or Provided is a conductive elastic belt that suppresses the expansion of cracks in the release layer while appropriately suppressing the wear of the release layer as compared with the case where the Martens hardness of the release layer is smaller than the Martens hardness of the intermediate layer. .
According to the invention of claim 2, Martens hardness of the release layer is more than 10 N / mm 2 less than 25 N / mm 2, compared to the case Martens hardness of the intermediate layer is 5N / mm 2 less than 10 N / mm 2 or more Thus, a conductive elastic belt is provided in which the wear of the release layer is moderately suppressed and the expansion of cracks in the release layer is suppressed.
<5>に係る発明によれば、離型層と中間層との厚みの比(離型層の厚み/中間層の厚み)が、10/1を超える場合に比べて、離型層の亀裂の拡張が抑制される導電性弾性ベルトが提供される。
<6>に係る発明によれば、導電性弾性ベルトの体積抵抗率が105Ωcm未満であり、導電性弾性ベルトの離型層面から測定した表面抵抗率が105Ω/□未満である場合に比べて、離型層の亀裂の拡張が抑制される導電性弾性ベルトが提供される。
According to the invention according to <5> , the ratio of the thickness of the release layer to the intermediate layer (the thickness of the release layer / the thickness of the intermediate layer) is larger than that in the case where the ratio exceeds 10/1. There is provided a conductive elastic belt in which expansion of the belt is suppressed.
According to the invention according to <6> , the volume resistivity of the conductive elastic belt is less than 10 5 Ωcm, and the surface resistivity measured from the release layer surface of the conductive elastic belt is less than 10 5 Ω / □. In comparison with the above, a conductive elastic belt in which expansion of cracks in the release layer is suppressed is provided.
<7>、又は<8>に係る発明によれば、導電性弾性ベルトが、ゴム基材と離型層の2層の構造から形成されている導電性弾性ベルト、又は、離型層のマルテンス硬度が中間層のマルテンス硬度よりも小さい導電性弾性ベルト、を適用した場合に比べて、離型層の摩耗を適度に抑えつつ、離型層の亀裂の拡張が抑制される導電性弾性ベルトを備えるベルトユニット、又は画像形成装置が提供される。
According to the invention according to <7> or <8> , the conductive elastic belt is formed of a two-layer structure of a rubber base material and a release layer, or the Martens of the release layer. Compared to the case where a conductive elastic belt whose hardness is lower than the Martens hardness of the intermediate layer is applied, a conductive elastic belt that suppresses the expansion of cracks in the release layer while suppressing the wear of the release layer moderately. A belt unit or an image forming apparatus is provided.
以下、本発明の一例である実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment which is an example of the present invention will be described in detail.
<導電性弾性ベルト>
本実施形態に係る導電性弾性ベルトは、導電性のゴム基材と、この導電性のゴム基材上に設けられた保護層とを有する。さらに、この保護層は、離型層と、中間層とを含み、この中間層は、導電性のゴム基材および前記離型層の間に設けられている。そして、この中間層のマルテンス硬度は、離型層のマルテンス硬度よりも低くなるように形成されている。
<Conductive elastic belt>
The conductive elastic belt according to the present embodiment includes a conductive rubber base material and a protective layer provided on the conductive rubber base material. Further, the protective layer includes a release layer and an intermediate layer, and the intermediate layer is provided between the conductive rubber base material and the release layer. And it forms so that the Martens hardness of this intermediate | middle layer may become lower than the Martens hardness of a mold release layer.
本実施形態に係る導電性弾性ベルトは、上記構成を有することにより、離型層の摩耗を適度に抑えつつ、離型層の亀裂の拡張が抑制される。この理由は定かではないが、以下のように推測される。 Since the conductive elastic belt according to the present embodiment has the above-described configuration, expansion of cracks in the release layer is suppressed while appropriately suppressing wear of the release layer. The reason for this is not clear, but is presumed as follows.
例えば、導電性のゴム基材上に、離型層からなる保護層を設けた導電性弾性ベルト(すなわち、中間層を有しない導電性弾性ベルト)は、例えば、電子写真方式の複写機、画像形成装置において用いられている、記録媒体を搬送する記録媒体搬送ベルト(以下、「用紙搬送ベルト」と称する)に適用される場合がある。上記の導電性弾性ベルトを用紙搬送ベルトに適用した場合、環境及び繰り返し屈曲回転運動による伸張変化に伴い離型層に亀裂(以下、「亀裂」を「クラック」と称することがある)が発生しやすいことがあった。この離型層の亀裂は、用紙搬送剥離時の放電現象によるオゾン劣化やブレード等のクリーニング負荷による物理的変形、画像形成装置の使用環境の変化に伴う弾性ベルトの伸長負荷の変化により、ベルト基材の伸長に離型層が追従し難いこと等によって生じる。 For example, a conductive elastic belt (that is, a conductive elastic belt having no intermediate layer) in which a protective layer made of a release layer is provided on a conductive rubber substrate is used in, for example, an electrophotographic copying machine, an image In some cases, the present invention is applied to a recording medium conveyance belt (hereinafter referred to as a “paper conveyance belt”) that is used in a forming apparatus and conveys a recording medium. When the above-mentioned conductive elastic belt is applied to a paper conveying belt, a crack (hereinafter, “crack” may be referred to as “crack”) occurs in the release layer due to an expansion change due to the environment and repeated bending and rotating motion. Sometimes it was easy. This release layer crack is caused by belt degradation due to ozone deterioration due to the discharge phenomenon at the time of paper conveyance peeling, physical deformation due to the cleaning load of the blade, etc., and changes in the elongation load of the elastic belt due to changes in the usage environment of the image forming apparatus. This is caused by the difficulty of the release layer following the elongation of the material.
この離型層の亀裂は、画像形成装置の使用環境の変化に伴う弾性ベルトの伸長作用等により、離型層に生じた亀裂どうしが、連結していき、亀裂が拡張されやすいことがある。亀裂が拡張されると、例えば、用紙搬送ベルトの表面に付着した付着物を掻き取るクリーニングブレードが、用紙搬送ベルトに対して入り込みやすくなり、さらに、亀裂が拡張されやすくなる。そのうえ、クリーニングブレードの端部に欠けが生じてしまい、クリーニング性が低下することがある。また、離型層の耐摩耗性が低い場合、クリーニングブレードによって、離型層が摩耗することで、クリーニング性が低下することがある。また、クリーニングブレードが用紙搬送ベルトに対して入り込みやすくなるため、離型層に生じた亀裂が、さらに、亀裂が拡張されやすくなる。 In some cases, the cracks in the release layer are connected to each other due to the stretching action of the elastic belt accompanying the change in the use environment of the image forming apparatus, and the cracks are easily expanded. When the crack is expanded, for example, a cleaning blade that scrapes off deposits adhering to the surface of the paper transport belt can easily enter the paper transport belt, and the crack can be easily expanded. In addition, the end of the cleaning blade may be chipped and the cleaning performance may be reduced. In addition, when the wear resistance of the release layer is low, the cleaning property may deteriorate due to wear of the release layer by the cleaning blade. In addition, since the cleaning blade easily enters the paper transport belt, the crack generated in the release layer is further easily expanded.
一方で、亀裂の発生を抑制するように、高硬度の離型層を形成した場合には、トナーや紙粉等による汚れが固着(フィルミング)することがある。そのため、離型層の硬度を高めることにより、離型層の耐摩耗性が高くなりすぎると、ブレード等のクリーニング性が低下することがある。 On the other hand, when a release layer having a high hardness is formed so as to suppress the occurrence of cracks, dirt due to toner, paper powder, or the like may be fixed (filming). Therefore, if the wear resistance of the release layer becomes too high by increasing the hardness of the release layer, the cleaning properties of the blade and the like may be lowered.
上記のように、離型層の耐摩耗性が低くすぎると、離型層に温度変化や伸張変化による亀裂が生じやすく、さらに、生じた亀裂がさらに連続して拡張されやすくなる。その結果、クリーニング性が低下しやすくなる。また、離型層の耐摩耗性が高すぎても、クリーニング性が低下しやすくなる。つまり、離型層は、摩耗性が適度に抑えられていることにより、クリーニング性の低下が抑制されやすくなると考えられる。 As described above, if the wear resistance of the release layer is too low, the release layer is likely to crack due to temperature change or elongation change, and further, the generated crack is more likely to be expanded continuously. As a result, the cleaning property tends to be deteriorated. Further, even if the release layer has too high wear resistance, the cleaning property tends to be lowered. That is, it is considered that the mold release layer is easily suppressed from being deteriorated in cleaning properties because the wear property is moderately suppressed.
これに対して、本実施形態に係る導電性弾性ベルトは、中間層および離型層を有し、中間層のマルテンス硬度が離型層のマルテンス硬度よりも低くなるように形成された保護層を有している。そして、離型層のマルテンス硬度よりも低いマルテンス硬度を示す中間層を有していることにより、使用環境の変化に伴って導電性弾性ベルトが伸長した場合でも、中間層に緩衝作用が生じるため、離型層に生じた亀裂が連結して拡張することが抑制される。
また、中間層のマルテンス硬度が離型層のマルテンス硬度よりも低い、すなわち、離型層のマルテンス硬度が、中間層のマルテンス硬度よりも高いことにより、離型層は適度な摩耗性を有している。
その結果、本実施形態に係る導電性弾性ベルトは、離型層の摩耗を適度に抑えつつ、離型層の亀裂の拡張が抑制されると考えられる。
なお、適度な摩耗性を有している場合には、多量(例えば、10万枚)に画像形成を行っても、ベルトの駆動トルクの変化は小さいが、適度な摩耗性を有していない場合には、多量(例えば、10万枚)に画像形成を行うと、表面性低下とクラックによるベルトの駆動トルクの変化が大きくなるという現象がみられることがある。
In contrast, the conductive elastic belt according to the present embodiment has an intermediate layer and a release layer, and a protective layer formed so that the Martens hardness of the intermediate layer is lower than the Martens hardness of the release layer. Have. In addition, since the intermediate layer having a Martens hardness lower than the Martens hardness of the release layer has a buffering effect on the intermediate layer even when the conductive elastic belt expands due to a change in use environment. The cracks generated in the release layer are suppressed from being connected and expanded.
In addition, since the Martens hardness of the intermediate layer is lower than the Martens hardness of the release layer, that is, the Martens hardness of the release layer is higher than the Martens hardness of the intermediate layer, the release layer has appropriate wear resistance. ing.
As a result, the conductive elastic belt according to the present embodiment is considered to suppress expansion of cracks in the release layer while appropriately suppressing wear of the release layer.
In addition, when it has moderate abrasion, even if image formation is carried out in large quantities (for example, 100,000 sheets), the change in belt driving torque is small, but it does not have moderate abrasion. In some cases, when image formation is performed in a large amount (for example, 100,000 sheets), there may be a phenomenon in which a change in driving torque of the belt due to a decrease in surface properties and a crack becomes large.
前述のように、従来の導電性弾性ベルトは、使用環境の変化に伴う伸長作用等により、離型層に生じた亀裂が拡張するやすくなる。また、離型層は、適度な摩耗性を有していない場合には、ベルトの駆動トルクの変化が大きくなることがある。これらの現象は、特に、低温低湿度環境下で使用された後に、高温高湿度環境下で使用されるというように、使用環境が繰り返し変化する場合に、顕著に発生しやすい。
しかしながら、本実施形態に係る導電性弾性ベルトは、上記構成を有することにより、使用環境や連続使用によるベルト屈曲運動が、上記のように繰り返される場合であっても、離型層の摩耗を適度に抑えつつ、離型層の亀裂の拡張が抑制される。
As described above, in the conventional conductive elastic belt, cracks generated in the release layer are easily expanded due to an elongation action or the like accompanying a change in use environment. Further, when the release layer does not have an appropriate wear property, a change in the driving torque of the belt may become large. These phenomena are particularly likely to occur when the usage environment changes repeatedly, such as when used in a high temperature and high humidity environment after being used in a low temperature and low humidity environment.
However, the conductive elastic belt according to the present embodiment has the above-described configuration, so that the wear of the release layer is moderated even when the belt bending motion due to the use environment or continuous use is repeated as described above. In addition, the expansion of cracks in the release layer is suppressed.
また、本実施形態に係る導電性弾性ベルトは、中間層を有していることで、離型層に生じた亀裂が、導電性のゴム基材にまで達することが抑制される。さらに、中間層を有していることで、導電性弾性ベルトに緩衝作用が付与され、クリーニングブレードの押圧力によって生じる離型層の亀裂の発生が抑制される。 In addition, since the conductive elastic belt according to the present embodiment has the intermediate layer, the crack generated in the release layer is suppressed from reaching the conductive rubber base material. Furthermore, by having the intermediate layer, a buffering action is imparted to the conductive elastic belt, and the occurrence of cracks in the release layer caused by the pressing force of the cleaning blade is suppressed.
上記では、本実施形態に係る導電性弾性ベルトの一例として、用紙搬送ベルトに適用した場合について説明したが、中間転写ベルト等の他の導電性弾性ベルトに適用した場合でも、離型層の摩耗を適度に抑えつつ、離型層の亀裂の拡張が抑制される。 In the above, as an example of the conductive elastic belt according to the present embodiment, the case where it is applied to a paper conveyance belt has been described. However, even when applied to another conductive elastic belt such as an intermediate transfer belt, the wear of the release layer While suppressing moderately, expansion of the crack of a mold release layer is suppressed.
なお、導電性弾性ベルトは、基材の弾性に追従して柔軟性を維持させつつ保護層の劣化に伴う用紙搬送性の低下、基材のオゾン劣化耐性を抑制し、かつ蛇行防止機能を保持させるように形成されている。 The conductive elastic belt keeps flexibility while following the elasticity of the base material, suppresses paper transportability deterioration due to deterioration of the protective layer, suppresses ozone deterioration resistance of the base material, and maintains a meandering prevention function It is formed to let you.
〔マルテンス硬度〕
前述のように、本実施形態に係る導電性弾性ベルトにおいて、保護層は、離型層と、中間層とを有しており、この中間層のマルテンス硬度は、離型層のマルテンス硬度よりも低くなるように形成されている。
[Martens hardness]
As described above, in the conductive elastic belt according to this embodiment, the protective layer has a release layer and an intermediate layer, and the Martens hardness of the intermediate layer is higher than the Martens hardness of the release layer. It is formed to be low.
マルテンス硬度とは、一定の深さの凹みに作るのに要した荷重で硬さの度合いを示した指標である。本実施形態に係る導電性弾性ベルトにおいて、中間層、及び離型層のマルテンス硬度は、以下の方法によって測定される。
測定対象となる導電性弾性ベルトのゴム基材上に、中間層を形成したベルト試料を用意する。つまり、測定対象となる導電性弾性ベルトのゴム基材と同じ組成のベルト基材を準備し、このベルト基材の上に、測定対象となる導電性弾性ベルトの中間層と同じ組成の中間層を形成してベルト試料を用意する。そして、このベルト試料をダイナミック超微小硬度計DUH−211(島津製作所社製)の測定装置にセットし、対面90度のピラミッド形状のダイヤモンドを用いて、中間層に、0.01mmの引っ掻き幅が生じるときの荷重を測定し、中間層のマルテンス硬度を測定する。
別途、測定対象となる導電性弾性ベルトを用意する。そして、中間層のマルテンス硬度の測定と同様の手順により、離型層のマルテンス硬度を測定する。
なお、マルテンス硬度の測定条件は三角推圧子稜間角115°で、試験力: 0.5mN、負荷速度:0.03mN/秒、負荷保持時間:5秒で測定を行う。
Martens hardness is an index showing the degree of hardness by the load required to make a recess of a certain depth. In the conductive elastic belt according to the present embodiment, the Martens hardness of the intermediate layer and the release layer is measured by the following method.
A belt sample in which an intermediate layer is formed on a rubber base material of a conductive elastic belt to be measured is prepared. That is, a belt base material having the same composition as the rubber base material of the conductive elastic belt to be measured is prepared, and an intermediate layer having the same composition as the intermediate layer of the conductive elastic belt to be measured is provided on the belt base material. A belt sample is prepared. Then, this belt sample is set in a measuring device of a dynamic ultra-micro hardness meter DUH-211 (manufactured by Shimadzu Corporation), and a 90 mm facing pyramid-shaped diamond is used to form a scratch width of 0.01 mm on an intermediate layer. Measure the load when the sag occurs, and measure the Martens hardness of the intermediate layer.
Separately, a conductive elastic belt to be measured is prepared. Then, the Martens hardness of the release layer is measured by the same procedure as the measurement of the Martens hardness of the intermediate layer.
The Martens hardness is measured at a triangular thruster ridge angle of 115 °, with a test force of 0.5 mN, a load speed of 0.03 mN / sec, and a load holding time of 5 seconds.
上記のように、中間層のマルテンス硬度は、離型層のマルテンス硬度よりも低くなるように形成されている。離型層の摩耗をより適度に抑えつつ、離型層の亀裂の拡張をより抑制する観点から、離型層のマルテンス硬度と中間層のマルテンス硬度との差は、5N/mm2以上が好ましく、7N/mm2以上であることがさらに好ましい。また、上限としては、特に限定されないが、例えば、10N/mm2以下であることがよい。 As described above, the Martens hardness of the intermediate layer is formed to be lower than the Martens hardness of the release layer. The difference between the Martens hardness of the release layer and the Martens hardness of the intermediate layer is preferably 5 N / mm 2 or more from the viewpoint of further suppressing crack extension of the release layer while suppressing the wear of the release layer more appropriately. 7 N / mm 2 or more is more preferable. Moreover, although it does not specifically limit as an upper limit, For example, it is good that it is 10 N / mm < 2 > or less.
本実施形態に係る導電性弾性ベルトは、離型層の摩耗をより適度に抑えつつ、離型層の亀裂の拡張をより抑制する観点から、離型層のマルテンス硬度が5N/mm2以上25N/mm2以下であることが好ましく、中間層のマルテンス硬度が5N/mm2以上15N/mm2以下であることが好ましい。また、離型層のマルテンス硬度が5N/mm2以上20N/mm2以下であることがより好ましく、中間層のマルテンス硬度が5N/mm2以上10N/mm2未満であることがより好ましい。 The conductive elastic belt according to the present embodiment has a release layer with a Martens hardness of 5 N / mm 2 or more and 25 N from the viewpoint of further suppressing the expansion of cracks in the release layer while suppressing the wear of the release layer more appropriately. / Mm 2 or less is preferable, and the Martens hardness of the intermediate layer is preferably 5 N / mm 2 or more and 15 N / mm 2 or less. Further, more preferably Martens hardness of 20 N / mm 2 or less 5N / mm 2 or more of the release layer, and more preferably Martens hardness of the intermediate layer is less than 5N / mm 2 or more 10 N / mm 2.
(体積抵抗率と表面抵抗率)
本実施形態に係る導電性弾性ベルトは、離型層の摩耗を適度に抑えつつ、離型層の亀裂の拡張を抑制する観点から、体積抵抗率が105Ωcm以上108Ωcm以下であり、離型層面側から測定した前記導電性弾性ベルトの表面抵抗率が107/□以上1011□以下であることが好ましい。また、表面抵抗率、及び離型層面側から測定した表面抵抗率が上記範囲であると、感光体や用紙間の剥離放電に伴うオゾン劣化によって生じる離型層の亀裂の発生が抑制される。
(Volume resistivity and surface resistivity)
The conductive elastic belt according to the present embodiment has a volume resistivity of 10 5 Ωcm or more and 10 8 Ωcm or less from the viewpoint of suppressing expansion of cracks in the release layer while appropriately suppressing wear of the release layer. It is preferable that the surface resistivity of the conductive elastic belt measured from the release layer surface side is 10 7 / □ or more and 10 11 □ or less. Further, when the surface resistivity and the surface resistivity measured from the side of the release layer are in the above range, the occurrence of cracks in the release layer caused by ozone deterioration accompanying peeling discharge between the photoreceptor and the paper is suppressed.
本実施形態に係る導電性弾性ベルトの表面抵抗率及び体積抵抗率は、円形電極(例えば、三菱油化(株)製ハイレスターIPのURプローブ)を用い、JIS K 6911(1995年)に従って測定する。
表面抵抗率ρs(Ω/□)は下記式により算出する。ここで、下記式において、d(mm)は円柱状電極部の外径、D(mm)はリング状電極部の内径を示す。また、電圧V(V)は印加電圧、電流I(A)は電圧を印加したときに流れる電流を示す。
式:ρs=π×(D+d)/(D−d)×(V/I)
なお、表面抵抗率は、円形電極(三菱油化(株)製ハイレスターIPのURプローブ:円柱状電極部の外径Φ16mm、リング状電極部の内径Φ30mm、外径Φ40mm)を用い、22℃/55%RH環境下、電圧500V、10秒印加後の電流値を求め算出する。
The surface resistivity and volume resistivity of the conductive elastic belt according to the present embodiment are measured in accordance with JIS K 6911 (1995) using a circular electrode (for example, UR probe of Hiresta IP manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.). To do.
The surface resistivity ρs (Ω / □) is calculated by the following formula. Here, in the following formula, d (mm) represents the outer diameter of the cylindrical electrode portion, and D (mm) represents the inner diameter of the ring-shaped electrode portion. The voltage V (V) indicates the applied voltage, and the current I (A) indicates the current that flows when the voltage is applied.
Formula: ρs = π × (D + d) / (D−d) × (V / I)
The surface resistivity is 22 ° C. using a circular electrode (UR probe of Hiresta IP manufactured by Mitsubishi Oil Chemical Co., Ltd .: outer diameter Φ16 mm of the cylindrical electrode portion, inner diameter Φ30 mm of the ring electrode portion, outer diameter Φ40 mm). The current value after application of voltage 500 V for 10 seconds under the / 55% RH environment is calculated.
体積抵抗率の測定は、表面抵抗率の測定で使用した装置を用いて測定する。但し、円形電極において、表面抵抗率測定時の板状絶縁体に代えて第二電圧印加電極を備える。そして、下記式により、体積抵抗率ρv(Ωcm)を算出する。ここで、下記式において、tは導電性弾性ベルトのTの厚さを示す。また、電圧V(V)は印加電圧、電流I(A)は電圧を印加したときに流れる電流を示す。
式ρv=2.011×(V/I)×t
なお、体積抵抗率は、円形電極(三菱油化(株)製ハイレスターIPのURプローブ:円柱状電極部の外径Φ16mm、リング状電極部の内径Φ30mm、外径Φ40mm)を用い、22℃/55%RH環境下、電圧500V、10秒印加後の電流値を求め算出する。
ここで、上記式に示される2.011は、抵抗率に変換するための電極係数であり、円柱状電極部の外径d(mm)、試料の厚さt(cm)より、πd2/4tとして算出される。また、導電性弾性ベルトの厚さは、サンコー電子社製渦電流式膜厚計CTR−1500Eを使用し測定する。
The volume resistivity is measured using the apparatus used for measuring the surface resistivity. However, the circular electrode is provided with a second voltage application electrode instead of the plate-like insulator at the time of measuring the surface resistivity. Then, the volume resistivity ρv (Ωcm) is calculated by the following formula. Here, in the following formula, t represents the thickness of T of the conductive elastic belt. The voltage V (V) indicates the applied voltage, and the current I (A) indicates the current that flows when the voltage is applied.
Formula ρv = 2.010 × (V / I) × t
The volume resistivity is 22 ° C. using a circular electrode (UR probe of Hiresta IP manufactured by Mitsubishi Oil Chemical Co., Ltd .: outer diameter Φ16 mm of the cylindrical electrode portion, inner diameter Φ30 mm of the ring electrode portion, outer diameter Φ40 mm). The current value after application of voltage 500 V for 10 seconds under the / 55% RH environment is calculated.
Here, 2.011 shown in the above equation is an electrode coefficient for conversion into resistivity, and from the outer diameter d (mm) of the cylindrical electrode portion and the thickness t (cm) of the sample, πd 2 / Calculated as 4t. The thickness of the conductive elastic belt is measured using an eddy current film thickness meter CTR-1500E manufactured by Sanko Electronics.
次に、本実施形態に係る導電性弾性ベルトを構成する各層の材料について詳細に説明する。 Next, the material of each layer constituting the conductive elastic belt according to this embodiment will be described in detail.
〔導電性のゴム基材〕
本実施形態に係る導電性弾性ベルトの導電性のゴム基材は、導電性を有するゴム材料から構成される。導電性のゴム基材は、例えば、ゴム材料と導電剤とを含み、必要に応じて、その他の添加剤とを含んでいてもよい。
なお、導電剤とは、例えば、体積抵抗率で107Ωcm未満の材料を示す。
[Conductive rubber substrate]
The conductive rubber base material of the conductive elastic belt according to the present embodiment is made of a conductive rubber material. The conductive rubber substrate includes, for example, a rubber material and a conductive agent, and may include other additives as necessary.
The conductive agent refers to a material having a volume resistivity of less than 10 7 Ωcm, for example.
(ゴム材料)
ゴム材料としては、具体的には、例えば、イソプレンゴム(IR)、クロロプレンゴム(CR)、エピクロロヒドリンゴム(CO)、ブチルゴム(IIR)、ウレタンゴム(U)、シリコーンゴム(Si,Q)、フッ素ゴム(FKM)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、ニトリルゴム(NBR)、水素添加されたNBR(HNBR)、エチレンプロピレンゴム(EPM)、エピクロロヒドリン・エチレンオキシドゴム(ECO)、エピクロロヒドリン・エチレンオキシド・アリルグリシジルエーテルゴム(GECO)、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)、アクリロニトリル・ブタジエンゴム(NBR)、天然ゴム(NR)等が挙げられる。これらのゴム材料は、1種単独でもよく、2種以上を混合して用いてもよい。なお、以下の説明において、ゴム材料を上記のカッコ内に示した略号で記載する場合がある。
(Rubber material)
Specific examples of rubber materials include isoprene rubber (IR), chloroprene rubber (CR), epichlorohydrin rubber (CO), butyl rubber (IIR), urethane rubber (U), and silicone rubber (Si, Q). , Fluoro rubber (FKM), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), nitrile rubber (NBR), hydrogenated NBR (HNBR), ethylene propylene rubber (EPM), epichlorohydrin / ethylene oxide rubber (ECO), epichlorohydrin / ethylene oxide / allyl glycidyl ether rubber (GECO), ethylene / propylene / diene rubber (EPDM), acrylonitrile / butadiene rubber (NBR), natural rubber (NR) and the like. These rubber materials may be used alone or in combination of two or more. In the following description, rubber materials may be indicated by abbreviations shown in parentheses.
これらのゴム材料の中でも、比較的剛性が高く、それ自体が半導電性に近い体積抵抗率を有し、成形型内での流動性が良好であるという観点から、NBR、HNBR、CR、CO、ECO、Uが好ましい。また、難燃性が向上する点で、CRが好ましく、耐オゾン劣化性が向上する点で、EPDMが好ましい。これらのゴム材料の中でも、CR、NBRは、それ自体がイオン導電特性を有する点でより好ましい。また、エピクロロヒドリンゴム系のCOやECOを配合することにより、体積抵抗率を調整しやすくなる点で、CRおよびNBRに加えて、COやECOを配合することがさらに好ましい。ゴム相溶性や加硫バランス調整、および耐オゾン性の向上の面と上記の観点から、CRとNBRとEPDMとCO(又はECO)が混合されたゴム材料が特に好ましい。 Among these rubber materials, NBR, HNBR, CR, and CO are relatively high in rigidity, have a volume resistivity close to semiconductivity, and have good fluidity in a mold. , ECO and U are preferred. Moreover, CR is preferable in terms of improving flame retardancy, and EPDM is preferable in terms of improving ozone deterioration resistance. Among these rubber materials, CR and NBR are more preferable because they themselves have ionic conductivity. Further, in addition to CR and NBR, it is more preferable to add CO or ECO in that the volume resistivity can be easily adjusted by adding epichlorohydrin rubber-based CO or ECO. A rubber material in which CR, NBR, EPDM, and CO (or ECO) are mixed is particularly preferable from the viewpoints of rubber compatibility, vulcanization balance adjustment, and ozone resistance improvement, and the above viewpoint.
(導電剤)
導電剤としては、電子導電剤とイオン導電剤とが挙げられ、電子導電剤とイオン導電剤とのいずれか一方、または両方を併用して用いてもよい。導電性弾性ベルトの電気的特性(体積抵抗率)の環境安定性の観点から、電子導電剤とイオン導電剤とを併用することが好ましい。
(Conductive agent)
Examples of the conductive agent include an electronic conductive agent and an ionic conductive agent, and either or both of the electronic conductive agent and the ionic conductive agent may be used in combination. From the viewpoint of environmental stability of the electrical characteristics (volume resistivity) of the conductive elastic belt, it is preferable to use an electronic conductive agent and an ionic conductive agent in combination.
電子導電剤としては、具体的には、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック;熱分解カーボン、グラファイト;アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属又は合金;酸化錫、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫−酸化アンチモン固溶体、酸化錫−酸化インジウム固溶体等の各種導電性金属酸化物;絶縁物質の表面を導電化処理したもの;などの粉末が挙げられる。
ここで、カーボンブラックとして具体的には、オリオンエンジニアドカーボンズ社製の「スペシャルブラック350」、同「スペシャルブラック100」、同「スペシャルブラック250」、同「スペシャルブラック5」、同「スペシャルブラック4」、同「スペシャルブラック4A」、同「スペシャルブラック550」、同「スペシャルブラック6」、同「カラーブラックFW200」、同「カラーブラックFW2」、同「カラーブラックFW2V」、キャボット社製「MONARCH1000」、キャボット社製「MONARCH1300」、キャボット社製「MONARCH1400」、同「MOGUL−L」、同「REGAL400R」等が挙げられる。
電子導電剤は、単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
電子導電剤の含有量は、例えば、ゴム材料100質量部に対して、1質量部以上50質量部以下であることが好ましく、15質量部以上35質量部以下であることがより好ましい。
Specific examples of the electronic conductive agent include carbon black such as ketjen black and acetylene black; pyrolytic carbon, graphite; various conductive metals or alloys such as aluminum, copper, nickel, and stainless steel; tin oxide, Examples thereof include various conductive metal oxides such as indium oxide, titanium oxide, tin oxide-antimony oxide solid solution, tin oxide-indium oxide solid solution, and the like.
The carbon black specifically includes “Special Black 350”, “Special Black 100”, “Special Black 250”, “Special Black 5”, and “Special Black” manufactured by Orion Engineered Carbons. 4 ”,“ Special Black 4A ”,“ Special Black 550 ”,“ Special Black 6 ”,“ Color Black FW200 ”,“ Color Black FW2 ”,“ Color Black FW2V ”,“ MONARCH1000 ”manufactured by Cabot Corporation "MONARCH1300" manufactured by Cabot Corporation, "MONARCH1400" manufactured by Cabot Corporation, "MOGUL-L", "REGAL400R", and the like.
An electronic conductive agent may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.
The content of the electronic conductive agent is, for example, preferably from 1 part by weight to 50 parts by weight, and more preferably from 15 parts by weight to 35 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber material.
イオン導電剤としては、具体的には、例えば、四級アンモニウム塩(例えば、ラウリルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、オクタドデシルトリメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸・ジメチルエチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エトサルフェート塩、ハロゲン化ベンジル塩(例えば、臭化ベンジル塩、塩化ベンジル塩等)等);脂肪族スルホン酸塩;高級アルコール硫酸エステル塩;高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩;高級アルコール燐酸エステル塩;高級アルコールエチレンオキサイド付加燐酸エステル塩;各種ベタイン;高級アルコールエチレンオキサイド;ポリエチレングリコール脂肪酸エステル;多価アルコール脂肪酸エステル;各種イオン液体やフッ素系帯電防止剤;ポリアニリン、ポリピロール、ポリサルフォン、ポリアセチレン等の導電性高分子等が挙げられる。
イオン導電剤の含有量は、例えば、ゴム材料100質量部に対して、0.1質量部以上5.0質量部以下の範囲であることが好ましく、0.5質量部以上3.0質量部以下であることがより好ましい。
Specific examples of the ion conductive agent include quaternary ammonium salts (for example, lauryltrimethylammonium, stearyltrimethylammonium, octadodecyltrimethylammonium, dodecyltrimethylammonium, hexadecyltrimethylammonium, modified fatty acid, dimethylethylammonium, etc. Perchlorate, chlorate, borofluoride, sulfate, ethosulphate, halogenated benzyl salt (eg, benzyl bromide, benzyl chloride, etc.); aliphatic sulfonate; higher alcohol Higher alcohol ethylene oxide addition sulfate ester; Higher alcohol phosphate ester salt; Higher alcohol ethylene oxide addition phosphate ester salt; Various betaines; Higher alcohol ethylene oxide; Polyethylene Glycol fatty acid esters; polyhydric alcohol fatty acid esters; various ionic liquids or fluorine antistatic agents; polyaniline, polypyrrole, polysulfone, conductive polymers such as polyacetylene.
The content of the ionic conductive agent is, for example, preferably in the range of 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less, and 0.5 parts by mass or more and 3.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber material. The following is more preferable.
さらに、ゴム材料には、上記に挙げた成分以外に、以下のゴム用配合原料を使用してもよい。例えば、充填剤として酸化亜鉛、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、クレー、タルク、シリカ等が挙げられる。また、酸化亜鉛(亜鉛華)等の絶縁性充填剤を添加してゴム基材の体積抵抗率を調整してもよい。これら充填剤の形状としては特に限定されず、粒子状、長繊維状などの形状のものが使用される。
また、ゴム用薬品として、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、プロセスオイル等が挙げられ、着色剤として、各種顔料が挙げられる。
Furthermore, in addition to the components listed above, the following rubber compounding raw materials may be used for the rubber material. Examples of the filler include zinc oxide, titanium oxide, magnesium oxide, calcium carbonate, calcium sulfate, clay, talc, and silica. Further, an insulating filler such as zinc oxide (zinc white) may be added to adjust the volume resistivity of the rubber base material. The shape of these fillers is not particularly limited, and those in the form of particles, long fibers and the like are used.
Examples of rubber chemicals include vulcanizing agents, vulcanization accelerators, anti-aging agents, plasticizers, process oils, and the like, and examples of colorants include various pigments.
導電性のゴム基材の厚みは、例えば、用紙搬送ベルトに適用した場合、ベルトとしての強度を保持する観点や、永久伸び変化抑制、蛇行抑制する等の観点から、100μm以上1000μm以下、より好ましくは300μm以上600μm以下とすることが好ましい。 The thickness of the conductive rubber base material is, for example, 100 μm or more and 1000 μm or less, more preferably 100 μm or more and 1000 μm or less from the viewpoint of maintaining the strength as a belt, suppressing permanent elongation change, suppressing meandering, etc. Is preferably 300 μm or more and 600 μm or less.
導電性のゴム基材の体積抵抗率は、保護層を形成した導電性弾性ベルトの体積抵抗率の安定性等を得る観点から、107Ω/cm以下であることが好ましく、106Ω/cm以下がより好ましい。また、104Ω/cm以上であることが好ましく、105Ω/cm以上がより好ましい。体積抵抗率は、上記の導電剤の含有量や、使用するゴム材料等によって調整される。 Conductive volume resistivity of the rubber base material, from the viewpoint of obtaining stability of the volume resistivity, etc. to form a protective layer conductive elastic belt, preferably not more than 10 7 Ω / cm, 10 6 Ω / More preferable is cm or less. Further, it is preferably 10 4 Ω / cm or more, and more preferably 10 5 Ω / cm or more. The volume resistivity is adjusted by the content of the conductive agent and the rubber material used.
〔保護層〕
保護層は、中間層と離型層とを含んで形成される。保護層は、中間層と離型層との2層の構造で形成されてもよいが、必要に応じて、ゴム基材と中間層との間、中間層と離型層との間に接着層を設けてもよい。中間層は、1層でもよいが、離型層のマルテンス硬度よりも低く形成されている限り、2層以上の構造に形成されてもよい。
また、本実施形態に係る導電性弾性ベルトの保護層において、接着層を含む場合、接着層のマルテンス硬度は、離型層のマルテンス硬度よりも低いことが好ましい。ただし、導電性弾性ベルトの製造工程が煩雑となるため、接着層は含まないことが好ましい。なお、接着層は中間層の概念には含まれないものである。
[Protective layer]
The protective layer is formed including an intermediate layer and a release layer. The protective layer may be formed in a two-layer structure of an intermediate layer and a release layer, but if necessary, adhered between the rubber base material and the intermediate layer, or between the intermediate layer and the release layer. A layer may be provided. The intermediate layer may be one layer, but may be formed in a structure of two or more layers as long as it is formed lower than the Martens hardness of the release layer.
In addition, when the protective layer of the conductive elastic belt according to the present embodiment includes an adhesive layer, the Martens hardness of the adhesive layer is preferably lower than the Martens hardness of the release layer. However, since the manufacturing process of the conductive elastic belt becomes complicated, it is preferable not to include an adhesive layer. The adhesive layer is not included in the concept of the intermediate layer.
(離型層)
離型層は、離型層の摩耗をより適度に抑えつつ、離型層の亀裂の拡張をより抑制する観点から、樹脂を含むことが好ましい。また、必要に応じて、樹脂に加えて、潤滑剤、及び補強剤のいずれか一方、または両方を含んでいてもよい。
(Release layer)
The release layer preferably contains a resin from the viewpoint of further suppressing crack expansion of the release layer while suppressing wear of the release layer more appropriately. Moreover, in addition to resin, you may contain any one or both of a lubrication agent and a reinforcing agent as needed.
−樹脂−
樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリル樹脂、シリコーン樹脂、又はフッ素含有樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、1種類単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの樹脂の中でも、使用環境の変化に伴うベルト基材の伸長に追従しやすくなる点で、ポリウレタン樹脂を用いることが好ましい。
-Resin-
Examples of the resin include polyurethane resin, polyester resin, polyamide resin, polyacrylic resin, silicone resin, and fluorine-containing resin. These resins may be used alone or in combination of two or more. Among these resins, it is preferable to use a polyurethane resin because it is easy to follow the elongation of the belt base material accompanying a change in use environment.
マルテンス硬度を調整する点で、上記の樹脂は、架橋剤により架橋させていてもよい。架橋剤としては、例えば、イソシアネート化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、カルボジイミド化合物、シランカップリング剤等の架橋剤が挙げられる。 In terms of adjusting the Martens hardness, the above resin may be crosslinked with a crosslinking agent. As a crosslinking agent, crosslinking agents, such as an isocyanate compound, a melamine compound, an epoxy compound, an oxazoline compound, a carbodiimide compound, a silane coupling agent, are mentioned, for example.
離型層に用いる樹脂として、上記の点から、ポリウレタン樹脂を用いる場合、例えば、主剤と硬化剤とが混合されている1液型のポリウレタン樹脂、または、主剤と硬化剤とを用いる2液硬化型のポリウレタン樹脂等が挙げられ、いずれのポリウレタン樹脂を用いてもよい。 In the case of using a polyurethane resin from the above points as the resin used for the release layer, for example, a one-component polyurethane resin in which a main agent and a curing agent are mixed, or two-component curing using a main agent and a curing agent. Type polyurethane resin and the like, and any polyurethane resin may be used.
2液硬化型のポリウレタン樹脂を用いる場合、主剤としては、硬化剤であるイソシアネート基と反応し得る官能基を有する樹脂が挙げられる。例えば、具体的には、分子内に水酸基を有するアクリルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリオレフィンポリオール等のポリオールが挙げられる。これらの主剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。
また、イソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)等の脂肪族イソシアネート;トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)等の芳香族イソシアネート;ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)のイソシアヌレート3量体;イソホロンジイソシアネート(IPDI)のイソシアヌレート3量体;HDIとトリレンジイソシアネート(TDI)との混合イソシアヌレート3量体;その他イソシアヌレート3量体、アダクト体、ビュレット体等が挙げられる。これらのイソシアネート化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。
When using a two-component curable polyurethane resin, examples of the main agent include a resin having a functional group capable of reacting with an isocyanate group as a curing agent. Specific examples include polyols such as acrylic polyols having a hydroxyl group in the molecule, polyester polyols, polyether polyols, polycarbonate polyols, polycaprolactone polyols, and polyolefin polyols. These main agents may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the isocyanate compound include aliphatic isocyanates such as hexamethylene diisocyanate (HDI) and isophorone diisocyanate (IPDI); aromatic isocyanates such as tolylene diisocyanate (TDI) and diphenylmethane diisocyanate (MDI); hexamethylene diisocyanate (HDI). ) Isocyanurate trimer; isophorone diisocyanate (IPDI) isocyanurate trimer; mixed isocyanurate trimer of HDI and tolylene diisocyanate (TDI); other isocyanurate trimers, adducts, burettes, etc. Is mentioned. These isocyanate compounds may be used alone or in combination of two or more.
ここで、ポリオールとイソシアネート化合物は、ポリオール中の水酸基(OH基)に対するイソシアネート基(NCO基)のモル比(NCO/OH)が1.0以上1.5以下の範囲となる配合比で混合することが好ましい。1.0以上1.3以下の範囲がより好ましく、1.0以上1.15以下の範囲さらに好ましい。 Here, the polyol and the isocyanate compound are mixed at a blending ratio in which the molar ratio (NCO / OH) of the isocyanate group (NCO group) to the hydroxyl group (OH group) in the polyol is in the range of 1.0 to 1.5. It is preferable. The range of 1.0 to 1.3 is more preferable, and the range of 1.0 to 1.15 is more preferable.
−潤滑剤−
離型層には、さらに、離型層の離型性がより向上する点で、潤滑剤を含むことが好ましい。この潤滑剤としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、二硫化モリブデン、黒鉛、窒化ホウ素、シリカ、ポリアミド粉等が挙げられる。これらの中でも、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、二硫化モリブデン、及び黒鉛からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。これらの潤滑剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。これらの中でも、離型層の離型性がより向上する点から、PTFEを用いることがより好ましい。
-Lubricant-
The release layer preferably further contains a lubricant from the viewpoint of further improving the release property of the release layer. Examples of the lubricant include polytetrafluoroethylene (PTFE), molybdenum disulfide, graphite, boron nitride, silica, polyamide powder, and the like. Among these, at least one selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene (PTFE), molybdenum disulfide, and graphite is preferable. These lubricants may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is more preferable to use PTFE from the point which the mold release property of a mold release layer improves more.
離型層に含有する潤滑剤の含有量は、離型層の摩耗をより適度に抑えつつ、離型層の亀裂の拡張をより抑制する観点から、離型層に含有する樹脂100質量部に対して、5質量部以上50質量部以下であることが好ましく、10質量部以上30質量部以下であることがさらに好ましい。潤滑剤の含有量がこの範囲であることで、さらに離型性が高まる。 The content of the lubricant contained in the release layer is 100 mass parts of resin contained in the release layer from the viewpoint of further suppressing the expansion of cracks in the release layer while suppressing the wear of the release layer more appropriately. On the other hand, it is preferably 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, and more preferably 10 parts by mass or more and 30 parts by mass or less. When the content of the lubricant is within this range, the releasability is further enhanced.
−補強剤−
離型層には、離型層の摩耗をより適度に抑えつつ、離型層の亀裂の拡張をより抑制する点で、さらに、補強剤を含有することが好ましい。補強剤は、上記に挙げた潤滑剤以外の粒子であり、離型層を補強する効果を有する樹脂粒子、又は無機粒子である。
補強剤としては、具体的には、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・ビニリデンフルオライド共重合体(THV)、及びポリビニリデンフルオライド(PVDF)等のフッ素含有化合物の樹脂粒子;ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂等のフッ素樹脂以外の樹脂粒子;カーボンブラック、シリカ、酸化チタン、酸化スズ、酸化マグネシウム、酸化ケイ素アンチモン、酸化アルミニウム等の無機粒子が挙げられる。これらの補強剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用して用いてもよい。これらの中でも、カーボンブラックを用いることが好ましい。
-Reinforcing agent-
It is preferable that the release layer further contains a reinforcing agent in terms of further suppressing crack extension of the release layer while suppressing wear of the release layer more appropriately. The reinforcing agent is particles other than the lubricants listed above, and is resin particles or inorganic particles having an effect of reinforcing the release layer.
Specific examples of the reinforcing agent include tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer (PFA), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene / vinylidene fluoride copolymer (THV), and polyvinylidene fluoride. Resin particles of fluorine-containing compounds such as (PVDF); resin particles other than fluorine resins such as polyimide resin, polyester resin, acrylic resin, polyolefin resin; carbon black, silica, titanium oxide, tin oxide, magnesium oxide, antimony silicon oxide, Inorganic particles such as aluminum oxide can be used. These reinforcing agents may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use carbon black.
離型層に含有する補強剤の含有量は離型層の摩耗をより適度に抑えつつ、離型層の亀裂の拡張をより抑制する観点から、補強層に含有する樹脂100質量部に対して、5質量部以上50質量部以下であることが好ましく、10質量部以上30質量部以下であることがさらに好ましい。 The content of the reinforcing agent contained in the release layer is based on 100 parts by mass of the resin contained in the reinforcement layer from the viewpoint of further suppressing the expansion of cracks in the release layer while suppressing the abrasion of the release layer more appropriately. It is preferably 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, and more preferably 10 parts by mass or more and 30 parts by mass or less.
(中間層)
中間層に用いる材料は、離型層のマルテンス硬度よりも低くなるように形成し、離型層、及びゴム基材と剥離しない限り、特に限定されない。中間層の緩衝作用による、離型層の亀裂の拡張をより抑制する観点から、中間層には、樹脂を含むことが好ましい。また、必要に応じて、樹脂に加えて、潤滑剤、及び補強剤のいずれか一方、または両方を含んでいてもよい。しかしながらその配合割合を制御することにより、硬度や界面接着性、柔軟性などが調整されることから同材料系でも添加剤の配合内容とその比率調整による積層化で対応してもよい。
(Middle layer)
The material used for the intermediate layer is not particularly limited as long as it is formed so as to be lower than the Martens hardness of the release layer and is not peeled off from the release layer and the rubber base material. From the viewpoint of further suppressing expansion of cracks in the release layer due to the buffering action of the intermediate layer, the intermediate layer preferably contains a resin. Moreover, in addition to resin, you may contain any one or both of a lubrication agent and a reinforcing agent as needed. However, by controlling the blending ratio, the hardness, interfacial adhesion, flexibility, and the like are adjusted. Therefore, even in the same material system, the blending contents of the additive and lamination by adjusting the ratio may be handled.
−樹脂−
中間層には、離型層に用いる樹脂で例示した樹脂を用いることができる。具体的には、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリル樹脂、シリコーン樹脂、又はフッ素含有樹脂等が挙げられる。中でも、離型層との密着性が向上する点で、離型層に使用した樹脂と同じ種類の樹脂を用いることが好ましい。一例としては、離型層にポリウレタン樹脂を用いた場合には、中間層にもポリウレタン樹脂を用いることが好ましい。ただし、中間層のマルテンス硬度やその界面の密着性を調整する点や、中間層の緩衝作用の点から、中間層に用いる樹脂は、架橋させない、または架橋させる程度を離型層よりも小さくするほうが好ましい。
-Resin-
For the intermediate layer, the resin exemplified for the resin used for the release layer can be used. Specifically, for example, a polyurethane resin, a polyester resin, a polyamide resin, a polyacrylic resin, a silicone resin, a fluorine-containing resin, or the like can be given. Especially, it is preferable to use the same kind of resin as the resin used for the release layer in that the adhesion to the release layer is improved. As an example, when a polyurethane resin is used for the release layer, it is preferable to use a polyurethane resin for the intermediate layer. However, from the viewpoint of adjusting the Martens hardness of the intermediate layer and the adhesion of the interface, and the buffer action of the intermediate layer, the resin used for the intermediate layer is not crosslinked or the degree of crosslinking is made smaller than that of the release layer. Is preferred.
−潤滑剤−
中間層には、離型層に用いる潤滑剤で例示した潤滑剤を用いることができる。具体的には、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、二硫化モリブデン、及び黒鉛からなる群から選ばれる少なくとも1種の潤滑剤が挙げられる。
-Lubricant-
For the intermediate layer, the lubricant exemplified in the lubricant used for the release layer can be used. Specific examples include at least one lubricant selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene (PTFE), molybdenum disulfide, and graphite.
−補強剤−
中間層には、離型層に用いる補強剤で例示した、無機粒子、及び樹脂粒子の補強剤を用いることができる。具体的には、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・ビニリデンフルオライド共重合体(THV)、及びポリビニリデンフルオライド(PVDF)等のフッ素含有化合物の樹脂粒子;ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂等のフッ素樹脂以外の樹脂粒子;カーボンブラック、シリカ、酸化チタン、酸化スズ、酸化マグネシウム、酸化ケイ素アンチモン、酸化アルミニウム等の無機粒子が挙げられる。
-Reinforcing agent-
In the intermediate layer, inorganic particles and resin particle reinforcing agents exemplified in the reinforcing agent used in the release layer can be used. Specifically, for example, tetrafluoroethylene / perfluoroalkoxyethylene copolymer (PFA), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene / vinylidene fluoride copolymer (THV), and polyvinylidene fluoride (PVDF) are used. Resin particles of fluorine-containing compounds; resin particles other than fluorine resins such as polyimide resin, polyester resin, acrylic resin, polyolefin resin; inorganic such as carbon black, silica, titanium oxide, tin oxide, magnesium oxide, silicon antimony oxide, aluminum oxide Particles.
中間層に、上記の潤滑剤や補強剤を用いる場合、離型層のマルテンス硬度よりも低くなるように形成する点で、中間層の潤滑剤、及び補強剤の含有量は、離型層中の含有量よりも少ないことが好ましい。また、潤滑剤、及び補強剤は、中間層に含まなくてもよい。 When using the above-mentioned lubricant or reinforcing agent for the intermediate layer, the content of the lubricant and reinforcing agent in the intermediate layer is in the release layer in that it is formed to be lower than the Martens hardness of the release layer. The content is preferably less than the content of. Further, the lubricant and the reinforcing agent may not be included in the intermediate layer.
(保護層の厚み、及び中間層と離型層との厚みの比)
保護層は、離型層の摩耗をより適度に抑えつつ、離型層の亀裂の拡張をより抑制する点で、総厚みが、1μm以上15μm以下であり、離型層と中間層との厚みの比(離型層の厚み/中間層の厚み)が、1/10以上10/1以下であることが好ましい。総厚みが、2μm以上15μm以下であり、離型層と中間層との厚みの比が、1/8以上8/1以下であることがより好ましく、総厚みが、3μm以上10μm以下であり、離型層と中間層との厚みの比が、1/5以上5/1以下であることがさらに好ましい。
(The ratio of the thickness of the protective layer and the thickness of the intermediate layer and the release layer)
The protective layer has a total thickness of 1 μm or more and 15 μm or less in terms of suppressing the expansion of cracks in the release layer while suppressing wear of the release layer more appropriately. The thickness of the release layer and the intermediate layer The ratio (thickness of the release layer / thickness of the intermediate layer) is preferably 1/10 or more and 10/1 or less. The total thickness is 2 μm or more and 15 μm or less, the ratio of the thickness of the release layer and the intermediate layer is more preferably 1/8 or more and 8/1 or less, and the total thickness is 3 μm or more and 10 μm or less, More preferably, the thickness ratio of the release layer to the intermediate layer is from 1/5 to 5/1.
(保護層の厚み、及び中間層と離型層との厚みの測定方法)
保護層の厚み、及び中間層の厚みと離型層との厚みの測定方法は、以下のようにして行う。例えば、塗膜の各比重から塗布量に対してその重量差より換算して平均的な膜厚を算出する方法や、塗布する際に基材の膜厚を予め測定しておき、塗布後の乾燥膜厚からその差を測定する方法を用いる。膜厚は直接マイクロメーターやレーザー粗さ計、うず電流測定計等の測定機器を用いる。上記測定方法により得られた中間層の厚みと、離型層との厚みとから、中間層と離型層との厚みの比(離型層の厚み/中間層の厚み)を算出する。
(Measurement method of thickness of protective layer and thickness of intermediate layer and release layer)
A method for measuring the thickness of the protective layer and the thickness of the intermediate layer and the release layer is performed as follows. For example, a method for calculating the average film thickness by converting the specific gravity of the coating film from the weight difference with respect to the coating amount, or measuring the film thickness of the substrate in advance when coating, A method of measuring the difference from the dry film thickness is used. The film thickness is directly measured using a measuring instrument such as a micrometer, laser roughness meter, eddy current meter, or the like. From the thickness of the intermediate layer obtained by the above measurement method and the thickness of the release layer, the ratio of the thickness of the intermediate layer to the release layer (the thickness of the release layer / the thickness of the intermediate layer) is calculated.
<導電性弾性ベルトの製造方法>
次に、本実施形態に係る導電性弾性ベルトの製造方法について説明する。
<Method for producing conductive elastic belt>
Next, a method for manufacturing the conductive elastic belt according to the present embodiment will be described.
(導電性のゴム基材の製造)
導電性のゴム基材の製造方法については、導電性のゴム基材が得られる限り、特に限定されない。例えば、ゴム材料と導電剤とを混練し、加硫剤、加硫促進剤等の各種添加剤を加えて押出加工を行った後、加硫処理を行い、導電性のゴム基材が得られる。例えば、具体的に、クロロプレンゴム(CR)とアクリロニトリル・ブタジエンゴム(NBR)とエチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)とエピクロロヒドリンゴム(CO)アリルグリシジルエーテル共重合体(GECO)とをブレンドした材料を一例として挙げると、以下のように製造される。
(Manufacture of conductive rubber substrate)
The method for producing a conductive rubber substrate is not particularly limited as long as a conductive rubber substrate is obtained. For example, a rubber material and a conductive agent are kneaded, and various additives such as a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator are added and subjected to extrusion, followed by vulcanization to obtain a conductive rubber base material. . For example, specifically, a material obtained by blending chloroprene rubber (CR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) and epichlorohydrin rubber (CO) allyl glycidyl ether copolymer (GECO). As an example, it is manufactured as follows.
導電性のゴム基材を製造するには、CR、NBR、EPDM、及びCOに対し、電子導電剤やイオン導電剤等の導電剤を混入分散させた後、これらのクロロプレンゴムとEPDMとを加圧式ニーダー等の混練機で混練させ、加硫剤、加硫促進剤等を加えて押出加工を行う。
導電性のゴム基材を得るための上記の混練されたゴム材料を押出成形する場合には、加硫マンドレルと呼ばれる、ベルト内径と同サイズの外径を持つ金属製のシリンダに、混練したゴム材料を覆い被せた状態で予め定めた条件(例えば、170℃で1時間)にて加硫させる。その後、研磨用マンドレルに加硫したゴム材料を被せて、導電性のゴム基材の内周面と外周面とを研磨し、厚みと、表面の平滑性を調整して導電性のゴム基材が得られる。
In order to produce a conductive rubber base material, a conductive agent such as an electronic conductive agent or an ionic conductive agent is mixed and dispersed in CR, NBR, EPDM, and CO, and then these chloroprene rubber and EPDM are added. The mixture is kneaded with a kneader such as a pressure kneader, and a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, etc. are added to perform extrusion.
When extruding the kneaded rubber material described above to obtain a conductive rubber base material, the kneaded rubber is called a vulcanization mandrel and is kneaded in a metal cylinder having the same outer diameter as the belt inner diameter. The material is covered and vulcanized under predetermined conditions (for example, at 170 ° C. for 1 hour). Then, a vulcanized rubber material is placed on the polishing mandrel, the inner and outer peripheral surfaces of the conductive rubber substrate are polished, and the conductive rubber substrate is adjusted by adjusting the thickness and surface smoothness. Is obtained.
(保護層の形成)
保護層の形成方法は、導電性のゴム基材上に、中間層と離型層とを有する保護層を形成し得る限り、特に限定されない。例えば、一例としては、中間層を形成するための樹脂を含む中間層用塗布液と、離型層を形成するための潤滑剤および補強剤を含有した樹脂と樹脂を架橋するための架橋剤とを含む離型層用塗布液と、を準備する。そして、導電性のゴム基材上に、ディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法等の塗布方法により、中間層用塗布液を塗布し、ついで、離型層用塗布液を塗布する。その後、導電性のゴム基材上に付着した中間層用塗布液と離型層用塗布液とを同時に加熱硬化処理を行う方法が挙げられる。中間層用塗布液の塗布後、離型層用塗布液の塗布のいずれか一方、又は、その両方において、硬化処理を行う前に、予備乾燥を行い、塗膜を乾燥固化させてもよい。
他の形成方法の一例としては、導電性のゴム基材上に付着した中間層用塗布液を加熱して硬化処理を行う。次いで、乾燥した中間層上に、離型層用塗布液を塗布した後、加熱して硬化処理を行う方法が挙げられる。
(Formation of protective layer)
The method for forming the protective layer is not particularly limited as long as a protective layer having an intermediate layer and a release layer can be formed on the conductive rubber substrate. For example, as an example, an intermediate layer coating solution containing a resin for forming an intermediate layer, a resin containing a lubricant and a reinforcing agent for forming a release layer, and a crosslinking agent for crosslinking the resin And a release layer coating solution. Then, the intermediate layer coating solution is applied onto the conductive rubber substrate by a coating method such as a dip coating method, a spray coating method, or a roll coating method, and then a release layer coating solution is applied. Then, the method of performing the heat-curing process simultaneously with the coating liquid for intermediate | middle layers and the coating liquid for mold release layers adhering on the conductive rubber base material is mentioned. After application of the intermediate layer coating solution, preliminary coating may be performed and the coating film dried and solidified before performing the curing treatment in either one or both of the application of the release layer coating solution.
As an example of another forming method, the intermediate layer coating solution attached on the conductive rubber base material is heated to perform the curing treatment. Next, there is a method in which a release layer coating liquid is applied on the dried intermediate layer and then heated to perform a curing treatment.
上記に挙げた例のように、中間層と離型層とを塗布液を用いて形成する場合、塗布液は水系、又は溶剤系のいずれの塗布液でもよい。作業環境の点で、水系の塗布液を用いることが好ましい。また、水系である場合には、エマルション、ディスパージョンのいずれの形態であってもよい。なお、溶剤系とは、有機溶媒により固形分が溶解又は分散されている形態であり、水系とは、水、又は水と水混和性有機溶媒(例えば、アルコール)との混合溶媒により固形分が溶解、又は分散されている形態のことを示す。 When the intermediate layer and the release layer are formed using a coating liquid as in the example given above, the coating liquid may be either a water-based or solvent-based coating liquid. In view of the working environment, it is preferable to use an aqueous coating solution. Moreover, when it is an aqueous system, any form of an emulsion and a dispersion may be sufficient. The solvent system is a form in which a solid content is dissolved or dispersed in an organic solvent, and the aqueous system is a solid content in water or a mixed solvent of water and a water-miscible organic solvent (for example, alcohol). It indicates a dissolved or dispersed form.
<その他の用途>
本実施形態の導電性弾性ベルトは、電子写真方式の画像形成装置における用紙搬送ベルトとして好適に用いられる。また、中間転写ベルトにも適用してもよい。その他、定着装置を通過した後の用紙を冷却するための冷却ベルト、駆動ベルト等の他の導電性弾性ベルトに適用してもよい。
<Other uses>
The conductive elastic belt of the present embodiment is suitably used as a paper conveying belt in an electrophotographic image forming apparatus. The present invention may also be applied to an intermediate transfer belt. In addition, you may apply to other electroconductive elastic belts, such as a cooling belt for cooling the paper after passing a fixing device, and a drive belt.
<画像形成装置>
次に、本実施形態に係る導電性弾性ベルトを適用した画像形成装置の一例について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置は、例えば、電子写真感光体と、電子写真感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した電子写真感光体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーを含む現像剤により電子写真感光体の表面に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える。
<Image forming apparatus>
Next, an example of an image forming apparatus to which the conductive elastic belt according to the present embodiment is applied will be described.
The image forming apparatus according to the present embodiment includes, for example, an electrophotographic photosensitive member, a charging unit that charges the surface of the electrophotographic photosensitive member, and an electrostatic latent image that forms an electrostatic latent image on the surface of the charged electrophotographic photosensitive member. Image forming means, developing means for developing the electrostatic latent image formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member with a developer containing toner to form a toner image, and transfer means for transferring the toner image to the surface of the recording medium And comprising.
本実施形態に係る画像形成装置は、記録媒体の表面に転写されたトナー像を定着する定着手段を備える装置、電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を直接記録媒体に転写する直接転写方式の装置;電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を中間転写体の表面に一次転写し、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体の表面に二次転写する中間転写方式の装置、トナー像の転写後、帯電前の電子写真感光体の表面をクリーニングするクリーニング手段を備えた装置、トナー像の転写後、帯電前に像保持体の表面に除電光を照射して除電する除電手段を備える装置、電子写真感光体の温度を上昇させ、相対温度を低減させるための電子写真感光体加熱部材を備える装置等の周知の画像形成装置が適用される。 The image forming apparatus according to the present embodiment includes a fixing unit that fixes a toner image transferred to the surface of a recording medium, and a direct transfer that directly transfers the toner image formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member to the recording medium. Type apparatus; intermediate transfer in which the toner image formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member is primarily transferred onto the surface of the intermediate transfer member, and the toner image transferred onto the surface of the intermediate transfer member is secondarily transferred onto the surface of the recording medium. System, a device equipped with a cleaning means for cleaning the surface of the electrophotographic photoreceptor before charging after transferring the toner image, and irradiating the surface of the image holding body with charge-removing light after transferring the toner image and before charging. A well-known image forming apparatus such as an apparatus provided with static elimination means for eliminating static electricity, an apparatus provided with an electrophotographic photosensitive member heating member for increasing the temperature of the electrophotographic photosensitive member and reducing the relative temperature is applied.
直接転写方式の装置の場合、例えば、転写手段は、記録媒体を搬送する用紙搬送ベルトと、電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を直接記録媒体に転写する転写部材と、を有する構成が適用される。そして、この用紙搬送ベルトに、本実施形態に係る導電性弾性ベルトが適用される。
また、中間転写方式の装置の場合、転写手段は、例えば、表面にトナー像が転写される中間転写体と、電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を中間転写体(中間転写ベルト)の表面に一次転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体の表面に二次転写する二次転写手段と、を有する構成が適用される。そして、この中間転写ベルトに、本実施形態に係る導電性弾性ベルトが適用される。
In the case of a direct transfer type apparatus, for example, the transfer unit includes a paper transport belt that transports the recording medium, and a transfer member that directly transfers the toner image formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member to the recording medium. Applies. The conductive elastic belt according to the present embodiment is applied to the paper transport belt.
In the case of an intermediate transfer type apparatus, for example, the transfer means includes an intermediate transfer member on which a toner image is transferred to the surface and a toner image formed on the surface of the electrophotographic photosensitive member as an intermediate transfer member (intermediate transfer belt). A configuration having primary transfer means for primary transfer to the surface of the recording medium and secondary transfer means for secondary transfer of the toner image transferred to the surface of the intermediate transfer member to the surface of the recording medium is applied. The conductive elastic belt according to this embodiment is applied to this intermediate transfer belt.
本実施形態に係る画像形成装置は、乾式現像方式の画像形成装置、湿式現像方式(液体現像剤を利用した現像方式)の画像形成装置のいずれであってもよい。 The image forming apparatus according to the present embodiment may be either a dry developing type image forming apparatus or a wet developing type (developing type using a liquid developer).
以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示すが、これに限定されるわけではない。なお、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。 Hereinafter, an example of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described, but the present invention is not limited thereto. In addition, the main part shown to a figure is demonstrated and the description is abbreviate | omitted about others.
図1は、本実施形態の導電性弾性ベルトを適用した一例として、電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を直接、記録媒体に転写する直接転写方式の装置の用紙搬送ベルトとして備えた画像形成装置の構成を概略的に示している。
図1に示す画像形成装置100は、矢印A方向に回転する電子写真感光体10の周囲に、電子写真感光体10の表面を帯電する帯電装置11(帯電手段の一例)、帯電した電子写真感光体10の表面に露光ビームBmを照射して静電潜像を形成する露光装置12(静電潜像形成手段の一例)、トナーを収容し、電子写真感光体10上の静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置13(現像手段の一例)、電子写真感光体10上の残留トナーを除去するクリーニング装置17(クリーニング手段の一例)を備えている。そして、このクリーニング装置17には、クリーニングブレード17a、潤滑材18を電子写真感光体10の表面に供給する繊維状部材16(ロール状)が設けられている。
さらに、図1に示す画像形成装置100は、転写ユニット20、記録媒体Pに転写された未定着トナー像を定着する定着装置60、各装置(各部)の動作を制御する制御部(不図示)を備えている。
FIG. 1 shows an example in which the conductive elastic belt according to the present embodiment is applied as a paper conveyance belt of a direct transfer type apparatus that directly transfers a toner image formed on the surface of an electrophotographic photosensitive member to a recording medium. 1 schematically shows a configuration of an image forming apparatus.
An image forming apparatus 100 shown in FIG. 1 includes a charging device 11 (an example of a charging unit) that charges the surface of the electrophotographic photosensitive member 10 around the electrophotographic photosensitive member 10 that rotates in the direction of arrow A, and a charged electrophotographic photosensitive member. An exposure device 12 (an example of an electrostatic latent image forming unit) that irradiates the surface of the body 10 with an exposure beam Bm to form an electrostatic latent image, contains toner, and forms an electrostatic latent image on the electrophotographic photosensitive member 10 A developing device 13 (an example of a developing unit) that forms a toner image by developing with toner, and a cleaning device 17 (an example of a cleaning unit) that removes residual toner on the electrophotographic photosensitive member 10 are provided. The cleaning device 17 includes a cleaning blade 17 a and a fibrous member 16 (roll shape) that supplies the lubricant 18 to the surface of the electrophotographic photosensitive member 10.
Further, the image forming apparatus 100 shown in FIG. 1 includes a transfer unit 20, a fixing device 60 that fixes an unfixed toner image transferred to the recording medium P, and a control unit (not shown) that controls the operation of each device (each unit). It has.
上記の転写ユニット20(転写手段の一例)は、転写部15における静電転写に先立って電子写真感光体10上のトナー像を帯電する転写前帯電装置14、電子写真感光体10上に形成されたトナー像を転写部15において記録媒体P(例えば、記録紙(用紙))に転写する用紙搬送ベルト21を備えている。
また、転写ユニット20は、駆動ロール22と従動ロール23とによって張力を持って架け渡された用紙搬送ベルト21(導電性弾性ベルトを適用した一例)と、用紙搬送ベルト21の内側に配設され、用紙搬送ベルト21を介して電子写真感光体10に押圧される転写ロール24とを備えている。さらに、駆動ロール22を通過した後に用紙搬送ベルト21の表面上の付着物を掻き取るクリーニングブレード25が設けられている。
転写ユニット20は、矢印B方向に回転する用紙搬送ベルト21により、転写部15に搬送されてくる記録媒体Pに電子写真感光体10上のトナー像を転写する機能と、転写部15においてトナー像が転写された記録媒体Pを定着装置60まで搬送する機能とを有している。
The transfer unit 20 (an example of a transfer unit) is formed on the electrophotographic photosensitive member 10 and the pre-transfer charging device 14 that charges the toner image on the electrophotographic photosensitive member 10 prior to electrostatic transfer in the transfer unit 15. The transfer unit 15 includes a paper transport belt 21 that transfers the toner image onto a recording medium P (for example, recording paper (paper)).
In addition, the transfer unit 20 is disposed inside a paper conveyance belt 21 (an example in which a conductive elastic belt is applied) that is stretched between a driving roll 22 and a driven roll 23 with tension, and inside the paper conveyance belt 21. And a transfer roll 24 that is pressed against the electrophotographic photosensitive member 10 via the paper conveying belt 21. Further, a cleaning blade 25 is provided for scraping off deposits on the surface of the paper transport belt 21 after passing through the drive roll 22.
The transfer unit 20 has a function of transferring the toner image on the electrophotographic photosensitive member 10 to the recording medium P conveyed to the transfer unit 15 by the paper conveyance belt 21 rotating in the arrow B direction, and the toner image in the transfer unit 15. Has a function of conveying the recording medium P onto which the toner has been transferred to the fixing device 60.
また、本実施形態の画像形成装置は、記録媒体Pを収容する記録媒体収容部50、この記録媒体収容部50に集積された記録媒体Pを予め定められたタイミングで取り出して搬送する取り出しロール51、取り出しロール51により繰り出された記録媒体Pを搬送する搬送ロール52、搬送された記録媒体Pを予め定められたタイミングで転写部15に送り込む位置決めロール54、位置決めロール54から送り出された記録媒体Pを転写部15に導く案内部55、転写ユニット20によりトナー像が転写されて搬送されてくる記録媒体Pを定着装置60へ導く案内部56を備えている。 Further, the image forming apparatus according to the present embodiment includes a recording medium accommodating unit 50 that accommodates the recording medium P, and a taking-out roll 51 that takes out and conveys the recording medium P accumulated in the recording medium accommodating unit 50 at a predetermined timing. , A transport roll 52 for transporting the recording medium P fed out by the take-out roll 51, a positioning roll 54 for feeding the transported recording medium P to the transfer unit 15 at a predetermined timing, and a recording medium P fed from the positioning roll 54 The guide unit 55 guides the toner image to the transfer unit 15, and the guide unit 56 guides the recording medium P transferred with the toner image transferred by the transfer unit 20 to the fixing device 60.
なお、本実施形態の導電性弾性ベルトを適用した一例として、用紙搬送ベルトとして備えた画像形成装置を例に挙げて説明したが、例えば、本実施形態の導電性弾性ベルトは、中間転写ベルトとして備えた画像形成装置に適用してもよい。 As an example to which the conductive elastic belt of the present embodiment is applied, the image forming apparatus provided as a paper conveyance belt has been described as an example. For example, the conductive elastic belt of the present embodiment is used as an intermediate transfer belt. You may apply to the provided image forming apparatus.
<導電性弾性ベルトユニット>
次に、本実施形態に係る導電性弾性ベルトを適用した導電性弾性ベルトユニット(以下、「ベルトユニット」と称する)について説明する。
本実施形態に係る導電性弾性ベルトが適用されたベルトユニットは、導電性弾性ベルトと、張力がかかった状態で掛け渡す複数のロールと、を備えている。例えば、導電性弾性ベルトは、互いに対向して配置された駆動ロール及び従動ロールにより張力がかかった状態で掛け渡されている。
本実施形態に係る導電性弾性ベルトを、例えば、用紙搬送ベルトとして適用した場合、ベルトユニットは、上記の各ロール(駆動ロール及び従動ロール)に加えて、感光体(像保持体)表面のトナー像を記録媒体に転写させるための転写ロールを備えたものであってもよい。例えば、図1に示す画像形成装置において、駆動ロール22と従動ロール23とによって張力がかかった状態で架け渡された用紙搬送ベルト21と、用紙搬送ベルト21の内側に配設され、用紙搬送ベルト21を介して電子写真感光体10に押圧される転写ロール24とを備えたユニットは、本実施形態に係る導電性弾性ベルトを用紙搬送ベルトとして適用した場合のベルトユニットの一例である。
また、例えば、中間転写ベルトとして適用した場合、上記の各ロール(駆動ロール及び従動ロール)に加えて、感光体(像保持体)表面のトナー像を中間転写ベルト(導電性弾性ベルトを適用した他の一例)上に1次転写させるためのロールと、中間転写ベルト上に転写されたトナー像をさらに記録媒体に2次転写させるためのロールが配置されていてもよい。
なお、張力がかかった状態で掛け渡すためのロールの数や位置は限定されず、使用態様に応じて配置すればよい。
<Conductive elastic belt unit>
Next, a conductive elastic belt unit (hereinafter referred to as “belt unit”) to which the conductive elastic belt according to the present embodiment is applied will be described.
The belt unit to which the conductive elastic belt according to the present embodiment is applied includes a conductive elastic belt and a plurality of rolls that are stretched in a tensioned state. For example, the conductive elastic belt is stretched in a state in which tension is applied by a driving roll and a driven roll arranged to face each other.
When the conductive elastic belt according to the present embodiment is applied as, for example, a paper transport belt, the belt unit includes toner on the surface of the photosensitive member (image holding member) in addition to the above-described rolls (driving roller and driven roller). It may be provided with a transfer roll for transferring an image to a recording medium. For example, in the image forming apparatus shown in FIG. 1, the sheet conveying belt 21 that is stretched in a state where tension is applied by the driving roll 22 and the driven roll 23, and disposed inside the sheet conveying belt 21. The unit including the transfer roll 24 that is pressed against the electrophotographic photosensitive member 10 via 21 is an example of a belt unit in the case where the conductive elastic belt according to the present embodiment is applied as a paper transport belt.
Further, for example, when applied as an intermediate transfer belt, in addition to each of the above rolls (drive roll and driven roll), a toner image on the surface of the photoreceptor (image holding body) is applied to an intermediate transfer belt (conductive elastic belt). Another example) a roll for primary transfer and a roll for secondary transfer of the toner image transferred onto the intermediate transfer belt to the recording medium may be disposed.
In addition, the number and position of the roll for passing in a state where tension is applied are not limited, and may be arranged according to the usage mode.
以下に実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」はすべて質量基準である。 Examples will be described below, but the present invention is not limited to these examples. In the following description, “part” and “%” are all based on mass unless otherwise specified.
<実施例1>
ゴム材料として、クロロプレンゴム(CR)(WRT:昭和電工社製)30部、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)(エスプレン505:住友化学社製)70部を加圧式ニーダーで混錬し、電子導電剤として、カーボンブラック(アセチレンブラック:電気化学工業社製)30部、充填剤として、酸化亜鉛(日本化学工業社製)5部、酸化マグネシウム(共和化学社製)5部、硫黄加硫剤(サルファックスPMC:鶴見化学工業社製)1部、加硫促進剤(ノクセラーTS,ノクセラーDT:いずれも大内新興化学工業社製)各1部を投入し、2本加熱ロールでさらに混錬した。
この混練物をベルト状(95mmφ)に肉厚1.2mmで押出加工し、アルミニウム製ドラム面に被覆成形させた。この後、飽和蒸気高圧缶で、170℃、1時間加硫させた。次いで、円筒研磨で0.45mmの厚さになるように研磨して、導電性のゴム基材(ゴム硬度5.5度)を作製した。
次に、導電性のゴム基材上に、中間層と離型層とを含む保護層を形成した。
上記で得た導電性のゴム基材の上に、中間層用塗布液として、黒鉛を含有した1液型の水系ポリウレタン樹脂(ボンデライトL−GP154(鉛筆硬度B、黒鉛5質量部含有):ヘンケル社製)を、スプレーコートによって、2μm(乾燥固化後の膜厚)になるように塗布し、室温で乾燥固化させた。次いで、乾燥固化した中間層用塗布液の塗膜上に、離型層用塗布液として、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含有した2液硬化型の水系ポリウレタン樹脂(ボンデライトS−FN345(鉛筆硬度H、PTFE15質量部含有):ヘンケル社製)を、スプレーコートによって、3.2μm(乾燥固化後の膜厚)になるように塗布した。その後、ゴム基材上に乾燥固化させた中間層とともに、120℃、30分加熱して、硬化処理を行い、導電性弾性ベルトを得た。
この導電性弾性ベルトに対して引張試験を行い、引張伸長率とクラックの関係について評価を行った。実施例1の導電性弾性ベルトは、引張伸長率として97%まで伸張させても、G3以上のクラックの悪化は見られなかった。なお、クラックは、後述する亀裂の評価基準に準じて評価を行った(以下の実施例、及び比較例も同じ)。
<Example 1>
As a rubber material, 30 parts of chloroprene rubber (CR) (WRT: Showa Denko) and 70 parts of ethylene / propylene / diene rubber (EPDM) (Esprene 505: manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) are kneaded with a pressure kneader to conduct electronic conduction. 30 parts of carbon black (acetylene black: manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as an agent, 5 parts of zinc oxide (manufactured by Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd.), 5 parts of magnesium oxide (manufactured by Kyowa Chemical Co., Ltd.), sulfur vulcanizing agent ( Sulfax PMC (made by Tsurumi Chemical Co., Ltd.) 1 part, vulcanization accelerator (Noxeller TS, Noxeller DT: both made by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) 1 part each were added and further kneaded with 2 heating rolls .
This kneaded product was extruded into a belt shape (95 mmφ) with a wall thickness of 1.2 mm, and coated on an aluminum drum surface. Thereafter, the mixture was vulcanized with a saturated steam high pressure can at 170 ° C. for 1 hour. Subsequently, it grind | polished so that it might become thickness of 0.45 mm by cylindrical grinding | polishing, and produced the electroconductive rubber base material (rubber hardness 5.5 degree | times).
Next, a protective layer including an intermediate layer and a release layer was formed on the conductive rubber substrate.
On the conductive rubber substrate obtained above, as an intermediate layer coating solution, a one-component aqueous polyurethane resin containing graphite as a coating solution for the intermediate layer (Bondelite L-GP154 (pencil hardness B, containing 5 parts by mass of graphite): Henkel Was applied by spray coating to a thickness of 2 μm (film thickness after drying and solidification), and was dried and solidified at room temperature. Next, a two-component curable aqueous polyurethane resin (bonderite S-FN345 (pencil hardness) containing polytetrafluoroethylene (PTFE) as a release layer coating solution on the dried and solidified coating solution of the intermediate layer coating solution. H, containing 15 parts by weight of PTFE): manufactured by Henkel Co., Ltd.) was applied by spray coating so as to have a thickness of 3.2 μm (film thickness after drying and solidification). Then, together with the intermediate layer dried and solidified on the rubber substrate, it was heated at 120 ° C. for 30 minutes to carry out a curing treatment to obtain a conductive elastic belt.
A tensile test was performed on the conductive elastic belt, and the relationship between tensile elongation and cracks was evaluated. Even when the conductive elastic belt of Example 1 was stretched to a tensile elongation rate of 97%, no deterioration of cracks of G3 or more was observed. The cracks were evaluated according to the crack evaluation criteria described later (the same applies to the following examples and comparative examples).
<実施例2>
中間層用塗布液として、フッ素ゴムエマルション(GL252EA:ダイキン工業社製)を用い、3μm(乾燥固化後の膜厚)になるように塗布したこと以外は、実施例1と同様にして、導電性弾性ベルトを得た。
この導電性弾性ベルトに対して引張試験を行い、引張伸長率とクラックの関係について評価を行った。実施例2の導電性弾性ベルトは、引張伸長率として40%まで伸張させても、G2以下のクラックを保持していた。
<Example 2>
As a coating solution for the intermediate layer, a conductive material was used in the same manner as in Example 1 except that a fluororubber emulsion (GL252EA: manufactured by Daikin Industries, Ltd.) was used and applied to a thickness of 3 μm (film thickness after drying and solidification). An elastic belt was obtained.
A tensile test was performed on the conductive elastic belt, and the relationship between tensile elongation and cracks was evaluated. Even when the conductive elastic belt of Example 2 was stretched to 40% as the tensile elongation rate, it retained cracks of G2 or less.
<実施例3>
中間層用塗布液として、紫外線硬化型ポリウレタン樹脂(アロニックスM−1310/アロニックスM−110=80部/20部:いずれも東亜合成社製、ポリエステル系ポリウレタン)100部と光重合開始剤(イルガキュア184:BASF社製)1部とを用いて調製し、ロールコートによって、2μm(乾燥固化後の膜厚)になるように塗布したこと以外は、実施例1と同様にして、導電性弾性ベルトを得た。
<Example 3>
As the coating solution for the intermediate layer, 100 parts of UV curable polyurethane resin (Aronix M-1310 / Aronix M-110 = 80 parts / 20 parts: polyester polyurethane produced by Toa Gosei Co., Ltd.) and a photopolymerization initiator (Irgacure 184) : Manufactured by BASF Co., Ltd.), and a conductive elastic belt was prepared in the same manner as in Example 1 except that it was applied by roll coating so as to have a thickness of 2 μm (film thickness after drying and solidification). Obtained.
<実施例4>
ゴム材料として、CRを20部、EPDMを45部、エピクロロヒドリンゴム(CO)を30部とし、電子導電剤として、カーボンブラックを30部、及び、イオン導電剤として、過塩素酸リチウム(和光純薬工業社製)を1部としたこと以外は、実施例1と同様にして、導電性弾性ベルトを得た。
この導電性弾性ベルトに対して引張試験を行い、引張伸長率とクラックの関係について評価を行った。実施例4の導電性弾性ベルトは、引張伸長率を35%まで伸張させても、G2以下のクラックを保持していた。
<Example 4>
The rubber material is 20 parts CR, 45 parts EPDM, 30 parts epichlorohydrin rubber (CO), 30 parts carbon black as an electronic conductive agent, and lithium perchlorate (sum) as an ionic conductive agent. A conductive elastic belt was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1 part (manufactured by Kojun Pharmaceutical Co., Ltd.) was used.
A tensile test was performed on the conductive elastic belt, and the relationship between tensile elongation and cracks was evaluated. The conductive elastic belt of Example 4 retained cracks of G2 or less even when the tensile elongation rate was extended to 35%.
<実施例5>
離型層用塗布液として、二硫化モリブデン配合のL−GPM210(ヘンケル社製)を用いて、2.7μm(乾燥固化後の膜厚)になるように塗布したこと以外は、実施例1と同様にして、導電性弾性ベルトを得た。
この導電性弾性ベルトに対して引張試験を行い、引張伸長率とクラックの関係について評価を行った。実施例5の導電性弾性ベルトは、引張伸長率を40%まで伸張させても、G2以下のクラックを保持していた。
<Example 5>
Example 1 except that L-GPM210 (manufactured by Henkel) containing molybdenum disulfide was used as the release layer coating solution, and the coating was applied to a thickness of 2.7 μm (film thickness after drying and solidification). Similarly, a conductive elastic belt was obtained.
A tensile test was performed on the conductive elastic belt, and the relationship between tensile elongation and cracks was evaluated. The conductive elastic belt of Example 5 retained cracks of G2 or less even when the tensile elongation rate was extended to 40%.
<比較例1>
中間層を形成せず、離型層用塗布液のみを塗布して離型層を設けたこと以外は、実施例1と同様にして、導電性弾性ベルトを得た。この導電性弾性ベルトは、導電性のゴム基材上に、離型層のみ形成されている導電性弾性ベルトである。
この導電性弾性ベルトに対して引張試験を行い、引張伸長率とクラックの関係について評価を行った。比較例1の導電性弾性ベルトは、引張伸長率を5%まで伸張すると、G3のクラックが発生した。
<Comparative Example 1>
A conductive elastic belt was obtained in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer was not formed and only the release layer coating solution was applied to provide the release layer. This conductive elastic belt is a conductive elastic belt in which only a release layer is formed on a conductive rubber substrate.
A tensile test was performed on the conductive elastic belt, and the relationship between tensile elongation and cracks was evaluated. When the tensile elongation of the conductive elastic belt of Comparative Example 1 was extended to 5%, G3 cracks occurred.
<比較例2>
離型層用塗布液として、実施例1の離型層用塗布液のPTFE含有量を半減した(ドックタイトT820F)を用いて離型層を設けた以外は、比較例1と同様にして、導電性弾性ベルトを得た。
この導電性弾性ベルトに対して引張試験を行い、引張伸長率とクラックの関係について評価を行った。比較例2の導電性弾性ベルトは、引張伸長率を11%まで伸張すると、G3のクラックが発生した。
<Comparative Example 2>
As the release layer coating solution, the same procedure as in Comparative Example 1 was conducted except that the release layer was provided by using half the PTFE content of the release layer coating solution of Example 1 (Doctite T820F). A conductive elastic belt was obtained.
A tensile test was performed on the conductive elastic belt, and the relationship between tensile elongation and cracks was evaluated. When the tensile elongation of the conductive elastic belt of Comparative Example 2 was extended to 11%, G3 cracks occurred.
<評価>
各実施例、及び各比較例で得られた導電性弾性ベルトについて、下記の評価を行った。結果を表1に示す。
<Evaluation>
The following evaluation was performed about the electroconductive elastic belt obtained by each Example and each comparative example. The results are shown in Table 1.
〔マルテンス硬度〕
各実施例、及び各比較例で得られたゴム基材上に、各例の中間層を形成した導電性弾性ベルト試料を準備して、既述の方法により、中間層のマルテンス硬度を測定した。また、各実施例、及び各比較例で得られた導電性弾性ベルトを用意して、既述の方法により、離型層のマルテンス硬度を測定した。
[Martens hardness]
A conductive elastic belt sample in which the intermediate layer of each example was formed on the rubber base material obtained in each example and each comparative example was prepared, and the Martens hardness of the intermediate layer was measured by the method described above. . Moreover, the electroconductive elastic belt obtained by each Example and each comparative example was prepared, and the Martens hardness of the mold release layer was measured by the method as stated above.
〔離型層および中間層の厚み〕
既述の方法で測定を行い、保護層の総厚み、離型層と中間層との厚みの比(離型層の厚み/中間層の厚み)を算出した。
[Thickness of release layer and intermediate layer]
Measurement was performed by the method described above, and the total thickness of the protective layer and the ratio of the thickness of the release layer to the intermediate layer (the thickness of the release layer / the thickness of the intermediate layer) were calculated.
〔離型層の亀裂の評価〕
各導電性弾性ベルトを、富士ゼロックス社製D110(モノクロ複合機)の用紙搬送ベルトとして装着し、A4普通紙を用いて画像の形成を行った。画像形成は、以下の条件で行った。まず、低温低湿度環境下(10℃、相対湿度15%RH)で2万枚の画像形成を行い、高温高湿度環境下(30℃、相対湿度80%RH)で2万枚の画像形成を行う。さらに、低温低湿度環境下(条件同じ)で2万枚、高温高湿度環境下(条件同じ)で2万枚、低温低湿度環境下(条件同じ)で2万枚の画像形成を繰り返し行い、合計で10万枚の画像を形成した。10万枚の画像を形成した後に、導電性弾性ベルトの離型層面を観察して亀裂の状態の評価を行った。
評価基準は以下のとおりである。
G1:離型層部分ではほとんどクラックは見られない
G2:離型層で一部亀裂発生がみられる
G3:離型層で短いクラックが発生
G4:離型層で一部長いクラックが発生
G5:離型層で全面に長いクラックが発生
[Evaluation of release layer cracks]
Each conductive elastic belt was mounted as a paper transport belt of D110 (monochrome multifunction machine) manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd., and an image was formed using A4 plain paper. Image formation was performed under the following conditions. First, 20,000 sheets of images are formed in a low temperature and low humidity environment (10 ° C., relative humidity 15% RH), and 20,000 sheets of images are formed in a high temperature and high humidity environment (30 ° C., relative humidity 80% RH). Do. Furthermore, 20,000 images were repeatedly formed in a low temperature and low humidity environment (same conditions), 20,000 images in a high temperature and high humidity environment (same conditions), and 20,000 images in a low temperature and low humidity environment (same conditions). A total of 100,000 images were formed. After forming 100,000 images, the release layer surface of the conductive elastic belt was observed to evaluate the crack state.
The evaluation criteria are as follows.
G1: Almost no cracks are observed in the release layer portion G2: Some cracks are observed in the release layer G3: Short cracks are generated in the release layer G4: Some long cracks are generated in the release layer G5: Long cracks occur on the entire surface of the release layer
〔離型層の摩耗性の評価〕
各導電性弾性ベルトを、富士ゼロックス社製D110(モノクロ複合機)の用紙搬送ベルトとして装着し、上記の離型層の亀裂の評価と同様の条件で、A4普通紙を用いて画像形成を行った。高温高湿度環境下で画像を形成した8万枚の画像を形成した後の用紙搬送ベルトの駆動トルクを測定し、さらに、低温低湿度環境下で画像を形成した10万枚の画像を形成した後の用紙搬送ベルト(導電性弾性ベルト)の駆動トルクを測定して、両者の駆動トルクの差(「10万枚の画像形成したときの駆動トルク」−「8万枚の画像形成したときの駆動トルク」)を算出した。なお、駆動トルクは、トルクゲージ(富士ゼロックスで作製)を用紙搬送ベルトの離型層面側に装着して測定した。駆動トルクの差が大きい場合には、離型層は摩耗が適度に抑制されていないことになる。
評価基準は以下のとおりである。
G1:0.2kgf・cm以上0.7kgf・cm以下
G2:0.8kgf・cm以上1.0kgf・cm以下(スミヤ発生:画像濃度むら)
G3:1.1kgf・cm以上(ブレードメクレ、クリーニング不良発生)
[Evaluation of Abrasion of Release Layer]
Each conductive elastic belt is mounted as a paper conveyance belt for D110 (monochrome multifunction device) manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd., and image formation is performed using A4 plain paper under the same conditions as in the evaluation of cracks in the release layer. It was. The drive torque of the paper conveying belt after forming 80,000 images formed in an environment of high temperature and high humidity was measured, and 100,000 images of images were formed in an environment of low temperature and low humidity. The driving torque of the subsequent paper conveying belt (conductive elastic belt) is measured, and the difference between the two driving torques (“driving torque when 100,000 images are formed” − “when 80,000 images are formed” Driving torque ") was calculated. The driving torque was measured by attaching a torque gauge (manufactured by Fuji Xerox) to the release layer side of the paper conveying belt. When the difference in driving torque is large, wear of the release layer is not appropriately suppressed.
The evaluation criteria are as follows.
G1: 0.2 kgf · cm or more and 0.7 kgf · cm or less G2: 0.8 kgf · cm or more and 1.0 kgf · cm or less (smear generation: uneven image density)
G3: 1.1 kgf · cm or more (blade mekre, defective cleaning)
下記の表1において、中間層の「無」は、中間層を形成していないことを、「PU」はポリウレタンを、「PTFE」は、ポリテトラフルオロエチレンを、「C.B」はカーボンブラックを、「2硫化Mo」は、二硫化モリブデンを、それぞれ表す。 In Table 1 below, “No” in the intermediate layer indicates that no intermediate layer is formed, “PU” indicates polyurethane, “PTFE” indicates polytetrafluoroethylene, and “CB” indicates carbon black. “Mo 2 disulfide” represents molybdenum disulfide, respectively.
上記結果から、本実施例では、比較例に比べ、離型層の亀裂の拡張が抑制されていることがわかる。また、本実施例では、比較例に比べ、導電性弾性ベルトの駆動トルク差が小さいことから、離型層の摩耗が適度に抑えられていることがわかる。 From the above results, it can be seen that in this example, expansion of cracks in the release layer is suppressed as compared with the comparative example. Further, in this example, it can be seen that the wear of the release layer is moderately suppressed because the difference in driving torque of the conductive elastic belt is smaller than in the comparative example.
10 電子写真感光体
11 帯電装置
12 露光装置
13 現像装置
14 転写前帯電装置
15 転写部
17 クリーニング装置
20 転写ユニット
21 用紙搬送ベルト
22 駆動ロール
23 従動ロール
24 転写ロール
50 記録媒体収容部
51 取り出しロール
52 搬送ロール
54 位置決めロール
55 案内部
56 案内部
60 定着装置
100 画像形成装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electrophotographic photoreceptor 11 Charging device 12 Exposure device 13 Developing device 14 Pre-transfer charging device 15 Transfer portion 17 Cleaning device 20 Transfer unit 21 Paper transport belt 22 Drive roll 23 Follow roll 24 Transfer roll 50 Recording medium storage portion 51 Take-out roll 52 Conveying roll 54 Positioning roll 55 Guide unit 56 Guide unit 60 Fixing device 100 Image forming apparatus
Claims (13)
前記導電性のゴム基材上に設けられた保護層であって、離型層と、前記導電性のゴム基材および前記離型層の間に設けられ、前記離型層よりもマルテンス硬度が低い中間層と、を含む保護層と、
を有し、前記離型層のマルテンス硬度が10N/mm 2 以上25N/mm 2 以下であり、前記中間層のマルテンス硬度が5N/mm 2 以上10N/mm 2 未満である導電性弾性ベルト。 A conductive rubber substrate;
A protective layer provided on the conductive rubber base material, provided between the release layer, the conductive rubber base material and the release layer, and has a Martens hardness higher than that of the release layer. A protective layer comprising a lower intermediate layer;
Have a, the Martens hardness of the release layer is at 10 N / mm 2 or more 25 N / mm 2 or less, the intermediate layer conductive elastic belt Martens hardness of less than 5N / mm 2 or more 10 N / mm 2 in.
前記導電性のゴム基材上に設けられた保護層であって、離型層と、前記導電性のゴム基材および前記離型層の間に設けられ、前記離型層よりもマルテンス硬度が低い中間層と、を含む保護層と、A protective layer provided on the conductive rubber base material, provided between the release layer, the conductive rubber base material and the release layer, and has a Martens hardness higher than that of the release layer. A protective layer comprising a lower intermediate layer;
を有し、前記離型層が、ウレタン樹脂と、ポリテトラフルオロエチレン、二硫化モリブデン、黒鉛、窒化ホウ素、シリカ、及びポリアミド粉からなる群から選ばれる少なくとも1種の潤滑剤と、を含有する導電性弾性ベルト。And the release layer contains a urethane resin and at least one lubricant selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, molybdenum disulfide, graphite, boron nitride, silica, and polyamide powder. Conductive elastic belt.
前記導電性のゴム基材上に設けられた保護層であって、離型層と、前記導電性のゴム基材および前記離型層の間に設けられ、前記離型層よりもマルテンス硬度が低い中間層と、を含む保護層と、A protective layer provided on the conductive rubber base material, provided between the release layer, the conductive rubber base material and the release layer, and has a Martens hardness higher than that of the release layer. A protective layer comprising a lower intermediate layer;
を有し、前記保護層の総厚みが1μm以上15μm以下であり、前記離型層と前記中間層との厚みの比(前記離型層の厚み/前記中間層の厚み)が、1/10以上10/1以下である導電性弾性ベルト。 The total thickness of the protective layer is 1 μm or more and 15 μm or less, and the ratio of the thickness of the release layer to the intermediate layer (the thickness of the release layer / the thickness of the intermediate layer) is 1/10. A conductive elastic belt that is 10/1 or less.
前記導電性弾性ベルトを張力がかかった状態で掛け渡す複数のロールと、
を備えた導電性弾性ベルトユニット。 The conductive elastic belt according to any one of claims 1 to 11 ,
A plurality of rolls that span the conductive elastic belt in a tensioned state;
Conductive elastic belt unit with
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