JP7094822B2 - Intermediate transfer belt, image forming device, and method for manufacturing the intermediate transfer belt - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真用の中間転写ベルト及びこれを備えた画像形成装置並びに中間転写ベルトの製造方法に関する。 The present invention relates to an intermediate transfer belt for electrophotographic, an image forming apparatus including the intermediate transfer belt, and a method for manufacturing the intermediate transfer belt.
電子写真方式の画像形成装置には、感光体の表面に形成したトナー像を中間転写ベルトに一次転写し、中間転写ベルトに担持されたトナー像を記録材に二次転写する中間転写方式のものが知られている。中間転写ベルトとしては、適度な導電性が付与された樹脂製の無端ベルトが広く用いられている。 The electrophotographic image forming apparatus is an intermediate transfer method in which the toner image formed on the surface of the photoconductor is primaryly transferred to the intermediate transfer belt, and the toner image carried on the intermediate transfer belt is secondarily transferred to the recording material. It has been known. As the intermediate transfer belt, a resin endless belt to which appropriate conductivity is imparted is widely used.
中間転写ベルトは、ベルト表面を清掃するクリーニングブレード、感光体、転写ローラ、記録材等と接触するため、高い耐摩耗性が求められる。特許文献1には、基材層の上に熱架橋性樹脂を含むコート層を形成し、コート層の表面硬度を250N/mm2以上700N/mm2以下とした画像形成装置用の積層ベルトが記載されている。
Since the intermediate transfer belt comes into contact with a cleaning blade, a photoconductor, a transfer roller, a recording material, etc. that clean the belt surface, high wear resistance is required.
ところで、中間転写ベルトの製造工程には、ベルト状加工物の側部を金属刃で切断し、所定のベルト幅に成形する工程が含まれる。しかしながら、上記文献に記載のベルト部材のように表面に硬度の高い層を有する中間転写ベルトを製造しようとすると、切断を繰り返す間に金属刃にダメージが蓄積して劣化が進行する。そして、頻繁に金属刃を交換する必要が生じて、製造時の生産性の低下を招く可能性があった。 By the way, the manufacturing process of the intermediate transfer belt includes a step of cutting the side portion of the belt-shaped work piece with a metal blade and forming the belt into a predetermined belt width. However, when an attempt is made to manufacture an intermediate transfer belt having a layer having a high hardness on the surface like the belt member described in the above document, damage is accumulated on the metal blade during repeated cutting and deterioration progresses. Then, it becomes necessary to replace the metal blade frequently, which may lead to a decrease in productivity at the time of manufacturing.
そこで、本発明は、中間転写ベルトの耐摩耗性を確保しつつ、製造時の生産性を向上することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to improve the productivity at the time of manufacturing while ensuring the wear resistance of the intermediate transfer belt.
本発明の一態様は、電子写真用の中間転写ベルトであって、基層と、前記基層の外周側に形成された表層と、を有し、ナノインデンテーション法により測定した前記表層の表面の硬度が、ベルト幅方向において、最大画像形成領域の全域を含む第1領域では160N/mm2以上340N/mm2以下であり、前記ベルト幅方向において前記第1領域よりも外側にあって前記中間転写ベルトの端部を含む第2領域では70N/mm2以上120N/mm2以下である、ことを特徴とする。 One aspect of the present invention is an intermediate transfer belt for electrophotographic, which has a base layer and a surface layer formed on the outer peripheral side of the base layer, and has a surface hardness of the surface layer measured by a nanoindentation method. However, in the belt width direction, it is 160 N / mm 2 or more and 340 N / mm 2 or less in the first region including the entire area of the maximum image forming region, and is outside the first region in the belt width direction and the intermediate transfer. The second region including the end of the belt is characterized by being 70 N / mm 2 or more and 120 N / mm 2 or less.
また、本発明の他の態様は、電子写真用の中間転写ベルトの製造方法であって、基層をベルト状に形成する基層形成工程と、前記基層の外周側に、光硬化性の樹脂材料を含む塗工液を塗布する塗布工程と、前記塗工液が塗布されたベルト状加工物の表面に光を照射する照射工程と、光を照射された前記ベルト状加工物の、ベルト幅方向における側部を切断する切断工程と、を含み、ナノインデンテーション法により測定した中間転写ベルトの表面の硬度が、前記ベルト幅方向において最大画像形成領域を含む第1領域では160N/mm2以上340N/mm2以下となり、前記ベルト幅方向において前記第1領域より外側にあって前記切断工程における切断位置を含む第2領域では70N/mm2以上120N/mm2以下となるように、前記照射工程において前記ベルト状加工物の前記第2領域に照射される光の量を、前記第1領域に照射される光の量に比べて少ない値に設定する、ことを特徴とする。 Further, another aspect of the present invention is a method for manufacturing an intermediate transfer belt for electrophotographic, in which a base layer forming step of forming a base layer in a belt shape and a photocurable resin material are applied to the outer peripheral side of the base layer. A coating step of applying the coating liquid containing the coating liquid, an irradiation step of irradiating the surface of the belt-shaped workpiece coated with the coating liquid with light, and a belt-shaped workpiece irradiated with light in the belt width direction. The surface hardness of the intermediate transfer belt measured by the nanoindentation method, including the cutting step of cutting the side portion, is 160 N / mm 2 or more and 340 N / in the first region including the maximum image forming region in the belt width direction. In the irradiation step, the thickness is 2 or less, and 70 N / mm 2 or more and 120 N / mm 2 or less in the second region which is outside the first region in the belt width direction and includes the cutting position in the cutting step. It is characterized in that the amount of light radiated to the second region of the belt-shaped processed product is set to a value smaller than the amount of light radiated to the first region.
本発明によれば、中間転写ベルトの耐摩耗性を確保しつつ、製造時の生産性を向上することができる。 According to the present invention, it is possible to improve the productivity at the time of manufacturing while ensuring the wear resistance of the intermediate transfer belt.
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る画像形成装置100を示す概略図である。画像形成装置100は、中間転写ベルト7の回転方向に沿って4つの画像形成部PY,PM,PC,PKを配列した、所謂タンデム型中間転写方式の画像形成エンジンを備えたフルカラープリンタである。
FIG. 1 is a schematic view showing an
各画像形成部PY~PKは、感光体である感光ドラム1と、帯電装置2と、現像装置4と、露光装置3と、ドラムクリーナ6とを備え、電子写真プロセスを実行することにより、それぞれイエロー・マゼンタ・シアン・ブラックのトナー像を形成する。即ち、帯電装置2によって感光ドラム1の表面が一様に帯電させられ、露光装置3が照射するレーザ光によって感光ドラム1が露光される。このとき、出力すべき画像を単色画像に分解したデータに基づいてレーザ光が変調されて出力され、感光ドラム1の表面に単色画像に対応する静電潜像が形成される。現像装置4は、容器内部でトナーを含む現像剤を撹拌し、帯電させた状態のトナー粒子を現像スリーブ等の現像剤担持体に担持させ、感光ドラム1に供給する。感光ドラム1に担持された静電潜像は、現像装置4から供給されるトナーによって現像され、トナー像が可視化される。
Each of the image forming units PY to PK includes a
画像形成部PY~PKによって形成されたトナー像は、中間転写ユニット15を介して記録材Pに転写される。中間転写ユニット15は、中間転写体である中間転写ベルト7が、駆動ローラ8、テンションローラ9及び従動ローラ10に張架されて構成されている。駆動ローラ8は駆動源によって回転駆動され、中間転写ベルト7を感光ドラム1の回転方向に沿った方向(図中反時計回り方向)に回転させる。テンションローラ9は、中間転写ベルト7に適度な張力を付与すると共に、自身の回転軸線を駆動ローラ8の回転軸線に対して傾動させることで中間転写ベルト7の寄り(ベルト幅方向の偏り)を補正する補正ローラを兼ねている。
The toner images formed by the image forming portions PY to PK are transferred to the recording material P via the
中間転写ベルト7の内周側には、中間転写ベルト7を挟んで各感光ドラム1に対応する位置に一次転写ローラ5が配置され、感光ドラム1と中間転写ベルト7との間のニップ部として一次転写部T1が形成されている。感光ドラム1に担持されたトナー像は、一次転写部T1において、一次転写ローラ5により中間転写ベルト7に互いに重なり合うように一次転写される。中間転写ベルト7に転写されずに感光ドラム1に残った一次転写残トナー等の付着物は、ドラムクリーナ6によって除去される。
On the inner peripheral side of the
中間転写ベルト7を挟んで駆動ローラ8に対向する位置には二次転写ローラ12が配置され、中間転写ベルト7と二次転写ローラ12との間のニップ部として二次転写部T2が形成されている。二次転写ローラ12は、中間転写ベルト7から記録材Pにトナー像を転写するための本実施形態の転写手段である。カセット又はトレイ等の収納部から給送される記録材Pは、レジストレーションローラ対13により、中間転写ベルト7に担持されたトナー像が二次転写部T2に到達するタイミングに合わせて二次転写部T2に送り込まれる。二次転写部T2において、二次転写ローラ12により中間転写ベルト7から記録材Pへとトナー像が二次転写される。
The
中間転写ユニット15は、中間転写ベルト7の表面を清掃するベルトクリーナ16を備える。ベルトクリーナ16は、本実施形態のクリーニング手段である。ベルトクリーナ16は、ウレタンゴム等の弾性材料で構成され、先端部において中間転写ベルト7に当接するブレード部材であるクリーニングブレード11を有し、中間転写ベルト7の回転に伴ってベルト表面を清掃する。記録材Pに転写されずに中間転写ベルト7に残った二次転写残トナー等の付着物は、クリーニングブレード11に掻き取られて除去され、回収容器に回収される。
The
トナー像を転写された記録材Pは、その後、定着装置へと搬送される。定着装置は、記録材Pを挟持して搬送するローラ対と、ハロゲンランプ等の熱源とを有し、トナー像に熱及び圧力を付与する。これにより、トナーが溶融・混色して記録材Pに固着することで、記録材Pに定着した定着画像が得られる。定着装置を通過した記録材Pは、画像形成装置100の外部に排出される。
The recording material P to which the toner image is transferred is then conveyed to the fixing device. The fixing device has a roller pair that sandwiches and conveys the recording material P and a heat source such as a halogen lamp, and applies heat and pressure to the toner image. As a result, the toner melts and mixes colors and adheres to the recording material P, so that a fixed image fixed on the recording material P can be obtained. The recording material P that has passed through the fixing device is discharged to the outside of the
[中間転写ベルト]
電子写真用の中間転写ベルト7の構成について説明する。本実施形態に係る中間転写ベルト7は、図2に示すように基層31と、基層31の外周側に形成された表層32(コート層)との2層で形成された層構造を有する。表層32の表面7aは、トナー像を担持し、或いは感光ドラム1、二次転写ローラ12、クリーニングブレード11及び記録材Pに当接する、中間転写ベルト7の外周面である(図1参照)。
[Intermediate transfer belt]
The configuration of the
(基層)
基層31を構成する材料としては、中間転写体としての機械的強度及び耐屈曲性を有する樹脂が好ましい。具体的にはポリアミド、ポリアセタール、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニルサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリエーテルアミド共重合体、ポリウレタン共重合体、ポリイミド、ポリアミドイミド等である。これら樹脂のうち一種または、これらの混合物から形成される。また、基層31は、表層32の硬化方法(本実施例では紫外線)に反応して硬度が変化することのない(又は変化が無視できる)材料を用いる。
(Base layer)
As the material constituting the
基層31には、導電性を付与するために、導電性物質を添加することができる。導電性物質としては、カーボンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノチューブなどのカーボン系の無機導電粒子や、アンチモン酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタンなどの金属酸化物などの導電粒子が使用される。このような導電性物質を必要に応じて添加することにより、基層31の体積抵抗値は108~1012[Ω・cm]の範囲に調整されている。この体積抵抗値があまり大きいと、所定の転写バイアス印加による一次転写性、あるいは二次転写性が低下する恐れがあり、また、あまり小さい場合には、抵抗ムラが顕著になりやすくなり、転写ムラ等を発生し、画像不良を生じやすくなってしまう。基層31の厚さは、機械的強度及び耐屈曲性の観点から40μm以上200μm以下が好ましい。
A conductive substance can be added to the
(表層)
表層32は、主に、光硬化性の樹脂材料、光重合開始剤、導電性物質等で構成される。また、離型性を向上させる為に、フッ素系樹脂等を添加してもよい。光硬化性の樹脂材料としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、メタクリル樹脂、マレイミド樹脂、オキセタン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリビニルエーテル樹脂などの紫外線硬化性樹脂が挙げられる。中でも、表層32が感光体やクリーニングブレード等の他部材と摺擦することを考慮すると、高い硬度を有するアクリル系樹脂であることが特に好ましい。このような紫外線硬化性樹脂は、紫外線硬化性のモノマー、オリゴマー、プレポリマーなどを硬化させることによって得ることができる。
(surface)
The
光重合開始剤としては、ベンゾフェノン、チオキサントン系化合物、ベンジルジメチルケタール、α-ヒドロキシケトン、α-ヒドロキシアルキルフェノン、α-アミノケトン、α-アミノアルキルフェノン、モノアシルフォスフィンオキサイド、ビスアシルフォスフィンオキサイド、ヒドロキシベンゾフェノン、アミノベンゾフェノン、チタノセン系、オキシムエステル、オキシフェニル酢酸エステルなどのラジカル発生型の光重合開始剤が挙げられる。 Examples of the photopolymerization initiator include benzophenone, thioxanthone-based compound, benzyldimethylketal, α-hydroxyketone, α-hydroxyalkylphenone, α-aminoketone, α-aminoalkylphenone, monoacylphosphine oxide, and bisacylphosphinoxide. Examples thereof include radical generation type photopolymerization initiators such as hydroxybenzophenone, aminobenzophenone, titanosen-based, oxime ester, and oxyphenyl acetate.
導電性物質としては、カーボンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノチューブなどのカーボン系の無機導電粒子やアンチモン酸亜鉛、酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタンなどの金属酸化物が挙げられる。 Examples of the conductive substance include carbon-based inorganic conductive particles such as carbon black, carbon fiber and carbon nanotube, and metal oxides such as zinc antimonate, zinc oxide, tin oxide and titanium oxide.
表層32の厚さは、1μm以上20μm以下であることが望ましい。表層32の厚さが1μm未満であると、クリーニングブレード11等との摩擦により、累積使用時間の増加に伴って表層32が摩耗することで、中間転写ベルト7の本来の性能が損なわれる可能性がある。表層32の厚さが20μmより大きいと、中間転写ベルト7の柔軟性が不足し、表層32のひび割れが生じるなど耐屈曲性を満足しない恐れがある。
The thickness of the
(製造方法)
中間転写ベルト7は、次の手順で製造することができる。
(a)まず、上述の基層31の構成材料を、無端ベルト状のフィルムに成形したベルト状加工物を得る(基層形成工程)。基層31の成形方法は、押し出し成形、インフレーション法、遠心成形法等、既知の方法を用いることができる。
(b)次に、上述の表層32の構成材料を適当な有機溶媒中に溶解、分散させた表層用塗工液を、リングコート、ディップコート、スプレーコート等のいずれかの方法により、基層31を有するベルト状加工物の外周面に塗布する(塗布工程)。
(c)表層用塗工液が塗布されたベルト状加工物を、有機溶媒を除去する目的で乾燥する。乾燥工程は、ラジカル反応を誘発しないよう30~60℃程度の環境下で行うことができる。
(d)紫外線照射機を用いてベルト状加工物に紫外線を照射して樹脂材料を硬化させ、表層32が形成されたベルト状加工物を得る(照射工程)。
(e)ベルト状加工物をベルト幅方向に所定の長さに切断し、切断片を除去して中間転写ベルト7を得る(切断工程)。
(Production method)
The
(A) First, a belt-shaped processed product obtained by molding the above-mentioned constituent material of the
(B) Next, a surface layer coating liquid in which the above-mentioned constituent material of the
(C) The belt-shaped work piece coated with the surface coating liquid is dried for the purpose of removing the organic solvent. The drying step can be performed in an environment of about 30 to 60 ° C. so as not to induce a radical reaction.
(D) The belt-shaped work piece is irradiated with ultraviolet rays using an ultraviolet irradiation machine to cure the resin material, and a belt-shaped work piece on which the
(E) The belt-shaped workpiece is cut to a predetermined length in the belt width direction, and the cut pieces are removed to obtain an intermediate transfer belt 7 (cutting step).
ここで、上記切断工程では、タングステン鋼等の金属刃によってベルト幅方向におけるベルト状加工物の側部を切断する。しかしながら、本実施形態のように高硬度の樹脂で表層32を構成する場合、切断工程を繰り返すことで刃先にダメージが蓄積するため金属刃を頻繁に交換する必要が生じ、生産性の低下を招いてしまう。
Here, in the above-mentioned cutting step, the side portion of the belt-shaped workpiece in the belt width direction is cut by a metal blade such as tungsten steel. However, when the
そこで、本実施形態では、表層32のベルト幅方向における両側の端部位置の表面硬度を、中央位置の表面硬度に比べて小さく設定することで、高硬度の表層32を用いるメリットを損なうことなく生産性の向上を図っている。ここでいう「端部位置」とは、切断工程によって得られた中間転写ベルト7の端部位置であり、切断面に隣接する位置を指す。
Therefore, in the present embodiment, by setting the surface hardness of the end positions on both sides of the
[中間転写ベルトの構成例及びその評価]
以下、本実施形態に沿った中間転写ベルト7の構成例(実施例)と、実施例及び比較例を用いて行った評価試験の結果について説明する。評価試験に用いた中間転写ベルト7の作成方法は、次の通りである。
[Structure example of intermediate transfer belt and its evaluation]
Hereinafter, the configuration example (Example) of the
(基層形成工程)
基層31は、厚さ100μm、体積抵抗率ρv=5×109[Ω・cm]、表面抵抗率ρs=5×1012[Ω/□]の、導電性物質を含むポリエーテルエーテルケトン樹脂からなる筒状のフィルムを用いた。この筒状のフィルムは筒押出し成形により調製したものであり、フィルムを所望の長さで切断することにより筒状の無端ベルトを得た。
(Base layer forming step)
The
(塗布工程)
表層32を形成するための塗工液は、以下に示す処方に従って調製した。
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 8.0質量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート 17.0質量部
ペンタエリスリトールトリアクリレート 5.0質量部
メチルエチルケトン 47.0質量部
エチレングリコール 15.0質量部
アンチモンドープ酸化錫微粒子(石原産業社製 SN-100P)
6.0質量部
光重合開始剤(チバガイギー社製イルガキュア184)
2.0質量部
(Applying process)
The coating liquid for forming the
Dipentaerythritol hexaacrylate 8.0 parts by mass Pentaerythritol tetraacrylate 17.0 parts by mass Pentaerythritol triacrylate 5.0 parts by mass Methylethylketone 47.0 parts by mass Ethylene glycol 15.0 parts by mass Antimony-doped tin oxide fine particles (Ishihara Sangyo Co., Ltd.) Made by SN-100P)
6.0 parts by mass Photopolymerization initiator (Irgacure 184 manufactured by Ciba Geigy)
2.0 parts by mass
これらの材料を撹拌式ホモジナイザーで混合分散したのち、分散装置ナノマイザー(吉田機械興業社製)によりさらに分散を行い、混合分散液を得た。この混合分散液を、リングコート法により上記円筒状の無端ベルトに塗布した。コート液を塗布したベルト状加工物を80℃の乾燥炉に1分間投入し、溶剤を揮発させた。 These materials were mixed and dispersed with a stirring homogenizer, and then further dispersed with a disperser nanomizer (manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.) to obtain a mixed and dispersed liquid. This mixed dispersion was applied to the cylindrical endless belt by the ring coating method. The belt-shaped work piece coated with the coating liquid was put into a drying oven at 80 ° C. for 1 minute to volatilize the solvent.
(照射工程)
その後、図3に示すように、ベルト状加工物Wを中子41に嵌め合わせて保持させ、中子41を周方向D1に回転させながら紫外線を照射して硬化させた。このとき、ベルト状加工物Wの低硬度領域21,21に照射される紫外線量の積算値(積算光量)が、高硬度領域22の積算光量に比べて少なくなるように設定した。ただし、低硬度領域21,21とは、ベルト幅方向D2におけるベルト状加工物Wの両側の側部の領域であり、切断工程における切断位置を含んでいる。高硬度領域22とは、低硬度領域21,21の間に位置し、画像形成装置に装着された状態でトナー像を担持する担持面となる領域である。紫外線の積算光量が大きい程、樹脂材料の架橋反応が進行し、表面硬度が高くなる。
(Irradiation process)
Then, as shown in FIG. 3, the belt-shaped workpiece W was fitted and held in the
低硬度領域21,21の積算光量を高硬度領域22の積算光量に比べて少なくする方法としては、次の2つのいずれかを用いることができる。
(1)光源から放射される紫外線をベルト状加工物Wに向けて導く光学系を構成するミラーの設置位置及び角度を調整することにより、ベルト幅方向における紫外線の照射量の分布を不均一化する方法。
(2)光源とベルト状加工物Wとの間に、低硬度領域21を覆うようにフィルタを配置し、低硬度領域21に到達する紫外線の割合を高硬度領域22に比べて低減する方法。
As a method of reducing the integrated light amount of the
(1) By adjusting the installation position and angle of the mirror constituting the optical system that guides the ultraviolet rays radiated from the light source toward the belt-shaped workpiece W, the distribution of the ultraviolet rays irradiation amount in the belt width direction is made non-uniform. how to.
(2) A method in which a filter is arranged between the light source and the belt-shaped workpiece W so as to cover the
実施例1では、ミラーの配置によりベルト状加工物に照射される光の量を不均一化させ、高硬度領域22の積算光量を2.8J/cm2、低硬度領域21の積算光量を1.3J/cm2に設定した。このとき、得られた中間転写ベルト7の表面硬度は、ベルト幅方向の中央位置で160N/mm2、端部位置で120N/mm2であった。表面硬度の測定方法については後述する。
In Example 1, the amount of light applied to the belt-shaped workpiece is made non-uniform by arranging the mirrors, the integrated light amount of the
実施例2では、高硬度領域22の積算光量を3.5J/cm2、低硬度領域21の積算光量を0.5J/cm2に設定した。このとき、得られた中間転写ベルト7の表面硬度は、ベルト幅方向の中央位置で340N/mm2、端部位置で70N/mm2であった。
In Example 2, the integrated light amount of the
比較例1~3では、実施例1,2とは異なり、ベルト状加工物Wに対してベルト幅方向に関して均一に紫外線が照射されるように光学設計した。比較例1では積算光量を1.3J/cm2に設定し、表面硬度120N/mm2の中間転写ベルトを得た。比較例2では積算光量を2.8J/cm2に設定し、表面硬度160N/mm2の中間転写ベルトを得た。比較例3では積算光量を4.0J/cm2に設定し、表面硬度480N/mm2の中間転写ベルトを得た。 In Comparative Examples 1 to 3, unlike Examples 1 and 2, the belt-shaped workpiece W was optically designed so as to be uniformly irradiated with ultraviolet rays in the belt width direction. In Comparative Example 1, the integrated light intensity was set to 1.3 J / cm 2 , and an intermediate transfer belt having a surface hardness of 120 N / mm 2 was obtained. In Comparative Example 2, the integrated light intensity was set to 2.8 J / cm 2 , and an intermediate transfer belt having a surface hardness of 160 N / mm 2 was obtained. In Comparative Example 3, the integrated light intensity was set to 4.0 J / cm 2 , and an intermediate transfer belt having a surface hardness of 480 N / mm 2 was obtained.
(切断工程)
照射工程により得られたベルト状加工物を中子に嵌め合わせ、中子を2rpmで回転させながら、刃厚0.3mmのタングステン鋼円形刃を侵入させることによって、ベルト状加工物の両端部を切断した。そして、切断片を除去し、中間転写ベルトを得た。
(Cutting process)
The belt-shaped workpiece obtained by the irradiation process is fitted to the core, and while the core is rotated at 2 rpm, both ends of the belt-shaped workpiece are inserted by inserting a tungsten steel circular blade with a blade thickness of 0.3 mm. I disconnected. Then, the cut pieces were removed to obtain an intermediate transfer belt.
各サンプルに共通して、製造時の寸法は次のように設定した(図4参照)。なお、ここでは、低硬度領域21,21と高硬度領域22との間に表面硬度が両者の中程度となるように積算光量の調整を行った中硬度領域23,23を有するサンプルを用いている。
切断前のベルト状加工物の幅 L ・・・410mm
切断後の中間転写ベルトの幅 Lb ・・・360mm
ベルト状加工物の切断幅(切り代) La ・・・ 25mm
高硬度領域の幅 Lm ・・・312mm
低硬度領域の幅 Lr ・・・ 31mm
中硬度領域の幅 Ls ・・・ 18mm
最大画像幅 Li ・・・298mm
非画像領域の幅 Ln ・・・ 31mm
クリーニングブレードの幅Lc ・・・328mm
Common to each sample, the dimensions at the time of manufacture were set as follows (see FIG. 4). Here, a sample having
Width of belt-shaped work piece before cutting L ・ ・ ・ 410mm
Width of intermediate transfer belt after cutting Lb ・ ・ ・ 360 mm
Cutting width (cutting allowance) of belt-shaped workpiece La ・ ・ ・ 25 mm
Width of high hardness area Lm ・ ・ ・ 312mm
Width of low hardness region Lr ・ ・ ・ 31mm
Width of medium hardness area Ls ・ ・ ・ 18mm
Maximum image width Li ・ ・ ・ 298mm
Width of non-image area Ln ・ ・ ・ 31mm
Cleaning blade width Lc ・ ・ ・ 328mm
ただし、最大画像幅Liとは、画像形成部PY~PKが形成可能なトナー像のベルト幅方向における最大長さ、つまり中間転写ベルトに画像を形成可能な最大画像形成領域の幅を指す。非画像領域とは、中間転写ベルトの表面の内、トナー像を担持しない領域(つまり最大画像幅の範囲の外側領域)を指す。また、クリーニングブレードの幅Lcとは、中間転写ベルトに当接するクリーニングブレード11の先端部の長さを指す。
However, the maximum image width Li refers to the maximum length in the belt width direction of the toner image that can be formed by the image forming portions PY to PK, that is, the width of the maximum image forming region that can form an image on the intermediate transfer belt. The non-image region refers to a region on the surface of the intermediate transfer belt that does not carry the toner image (that is, an region outside the range of the maximum image width). Further, the width Lc of the cleaning blade refers to the length of the tip portion of the
(表面硬度の測定)
以上の工程により製造された中間転写ベルトの表面の硬さは、フィッシャースコープ社製の微小硬度計(製品名:HM2000)を用いて、ISO14577に準拠したナノインデンテーション法により測定した。測定条件は、最大押し込み荷重0.2mN、押し込み時間5秒とした。また、測定結果のばらつきを考慮して、同一箇所につき、3回測定し、その平均値を硬度の測定値として採用した。
(Measurement of surface hardness)
The surface hardness of the intermediate transfer belt manufactured by the above steps was measured by a nanoindentation method compliant with ISO14577 using a microhardness meter (product name: HM2000) manufactured by Fisherscope. The measurement conditions were a maximum pushing load of 0.2 mN and a pushing time of 5 seconds. Further, in consideration of the variation in the measurement results, the measurement was performed three times at the same location, and the average value was adopted as the measurement value of the hardness.
(評価方法)
中間転写ベルトの各サンプルを評価するため、切断の容易さ(カット性)、耐摩耗性及びコート割れの観点から評価を行った。
(Evaluation method)
In order to evaluate each sample of the intermediate transfer belt, evaluation was performed from the viewpoints of ease of cutting (cuttability), wear resistance, and coat cracking.
カット性の評価は、切断工程によりベルト状加工物Wを切断する度に、得られた中間転写ベルトのカット段差及び真直度を計測し、下記基準により評価した。ただし、カット段差とは、切断面の段差の有無を表すものであり、周方向に等間隔で配置した所定数の測定点における切断位置(ベルト幅方向における切断面の位置)を測定した場合の、隣り合う測定点についての測定値の差の絶対値を指す。また、真直度とは、周方向に等間隔で配置した所定数の測定点における切断位置を測定した場合の、切断位置のバラつきの程度を指す。
○:中間転写ベルトを100枚切断した際、カット段差又は真直度が規格値を満たさないサンプルが30枚未満の場合
×:中間転写ベルトを100枚切断した際、カット段差又は真直度が規格値を満たさないサンプルが30枚以上発生した場合
The cutability was evaluated by measuring the cut step and straightness of the obtained intermediate transfer belt each time the belt-shaped workpiece W was cut by the cutting step, and evaluated according to the following criteria. However, the cut step indicates the presence or absence of a step on the cut surface, and when the cut position (the position of the cut surface in the belt width direction) at a predetermined number of measurement points arranged at equal intervals in the circumferential direction is measured. , Refers to the absolute value of the difference between the measured values for adjacent measurement points. Further, the straightness refers to the degree of variation in the cutting position when the cutting positions at a predetermined number of measurement points arranged at equal intervals in the circumferential direction are measured.
◯: When less than 30 samples have a cut step or straightness that does not meet the standard value when 100 intermediate transfer belts are cut ×: When 100 intermediate transfer belts are cut, the cut step or straightness is the standard value. When 30 or more samples that do not meet the requirements are generated
なお、表1に示す評価試験における規格値は次の通りである。カット段差については、測定点の数を3100個とし、隣り合う測定点の間のカット段差がいずれも100μm以下(最大のカット段差が100μm以下)である場合に規格値を満たすものとした。また、真直度については測定点の数を31300個とし、ベルト幅方向における切断位置のバラつきが150μm以下(ベルト幅方向の一方に延びる座標軸について、切断位置の最大値と最小値との差が150μm以下)である場合に規格値を満たすものとした。 The standard values in the evaluation test shown in Table 1 are as follows. Regarding the cut step, the number of measurement points was set to 3100, and the standard value was satisfied when the cut step between adjacent measurement points was 100 μm or less (the maximum cut step was 100 μm or less). Regarding the straightness, the number of measurement points is 31,300, and the variation of the cutting position in the belt width direction is 150 μm or less (the difference between the maximum value and the minimum value of the cutting position is 150 μm for the coordinate axis extending in one direction in the belt width direction). The following) is assumed to satisfy the standard value.
耐摩耗性の評価は、中間転写ベルトの各サンプルを評価装置に装着し、多数の記録材に画像を形成させる耐久試験を行うことにより評価した。評価環境は高温高湿(32.5℃/85%RH)環境とした。評価装置としては、キヤノン社製カラー複合機(製品名iRC2620)を使用し、当該装置に組み付けられているポリイミド製中間転写ベルトの代わりに本実施形態の中間転写ベルトを装着した。10万枚の画像出力を行った後、中間転写ベルトの表層32の削れを下記の判断基準により評価した。
○:耐久試験前に比べて、表層32の膜厚の減少量が1μm未満
×:耐久試験前に比べて、表層32の膜厚の減少量が1μm以上
The wear resistance was evaluated by attaching each sample of the intermediate transfer belt to the evaluation device and performing a durability test in which an image was formed on a large number of recording materials. The evaluation environment was a high temperature and high humidity (32.5 ° C / 85% RH) environment. As an evaluation device, a Canon color multifunction device (product name iRC2620) was used, and the intermediate transfer belt of the present embodiment was attached instead of the polyimide intermediate transfer belt attached to the device. After outputting 100,000 images, the scraping of the
◯: The amount of decrease in the film thickness of the
なお、中間転写ベルト7とウレタンゴム製のクリーニングブレード11との当接部位における、長手方向(ベルト幅方向)の単位長さ当たりの加圧力(線圧)は、580mN/cmになるように設定した。また、クリーニングブレード11には、iRC2620で行われている潤滑剤の塗布は行わなかった。また、使用したトナーの重量平均粒径は5.0μm、平均円形度は0.985であった。
The pressing force (linear pressure) per unit length in the longitudinal direction (belt width direction) at the contact portion between the
コート割れの評価は、切断工程によって得られた中間転写ベルトの表面を目視で観察し、表層32のひび割れを視認できなかった場合を○とし、ひび割れを視認できた場合を×とした。各サンプルの評価結果を表1にまとめる。
In the evaluation of coat cracks, the surface of the intermediate transfer belt obtained by the cutting step was visually observed, and the case where the cracks on the
表1に示す通り、実施例1,2については、製造時のカット性及び使用時の耐摩耗性が良好であり、表面のコート割れも生じていなかった。これに対し、中央位置の表面硬度が160N/mm2に満たない比較例1の中間転写ベルトは、カット性は良好であるものの、表層32の膜厚の減少量が大きく、実施例1,2に比べて耐摩耗性が劣っていた。また、端部位置の表面硬度が120N/mm2を超える比較例2の中間転写ベルトは、耐摩耗性が高いものの、金属刃の劣化が早く進行してしまい、実施例1,2に比べて製造時の生産性が劣るものであった。さらに、表面硬度が340N/mm2を超える比較例3の中間転写ベルトではコート割れが発生していた。なお、コート割れが生じたものは中間転写ベルトとしての使用に適さないため、比較例3については耐摩耗性の評価を行っていない。
As shown in Table 1, in Examples 1 and 2, the cuttability at the time of manufacture and the wear resistance at the time of use were good, and the coat crack on the surface did not occur. On the other hand, the intermediate transfer belt of Comparative Example 1 having a surface hardness of less than 160 N / mm 2 at the center position has good cutability, but the amount of decrease in the film thickness of the
以上から、中間転写ベルトの最大画像形成領域を含む第1領域の表面硬度を160N/mm2以上340N/mm2以下に設定し、かつ中間転写ベルトの端部を含む第2領域の表面硬度を70N/mm2以上120N/mm2以下に設定すればよいことが分かる。このような設定により、耐摩耗性を確保しつつ、製造時の生産性を向上可能な中間転写ベルトを提供することが可能となる。 From the above, the surface hardness of the first region including the maximum image forming region of the intermediate transfer belt is set to 160 N / mm 2 or more and 340 N / mm 2 or less, and the surface hardness of the second region including the end portion of the intermediate transfer belt is set. It can be seen that it should be set to 70 N / mm 2 or more and 120 N / mm 2 or less. With such a setting, it becomes possible to provide an intermediate transfer belt capable of improving productivity at the time of manufacturing while ensuring wear resistance.
また、中間転写ベルトが担持するトナー像の最大画像幅Liの範囲内における表面硬度の平均値を160N/mm2以上340N/mm2以下に設定すると好適である。上記実施例1,2では、最大画像幅Liよりも広い幅Lmの高硬度領域22に亘って硬度が一定(160N/mm2又は340N/mm2)に設定されているため、この条件を満たしている。本実施形態では、高硬度領域22における硬度のばらつき(硬度の測定値の標準偏差)が30N/mm2以下に設定される。さらに、硬度のばらつきが20N/mm2以下であると好ましく、より好ましくは硬度のばらつきが10N/mm2以下である。このような設定により、少なくともトナー像の担持面となる領域においては、硬度の高い表層32によって中間転写ベルト7の摩耗が低減されるため、中間転写ベルト7の性能を長期間に亘って維持することが可能となる。
Further, it is preferable to set the average value of the surface hardness within the range of the maximum image width Li of the toner image carried by the intermediate transfer belt to 160 N / mm 2 or more and 340 N / mm 2 or less. In Examples 1 and 2, the hardness is set to be constant (160 N / mm 2 or 340 N / mm 2 ) over the
また、本実施形態の中間転写ベルトは、ベルト幅方向の中央位置を含む第1領域(高硬度領域22)と、第1領域より外側に位置し、ベルトの端部位置(切断工程の切断位置)を含む第2領域(低硬度領域21,21)とを有する。第1領域の表面の硬度が、製造時の許容誤差を除いて一定と見做せるものである。このとき、第1領域が占める面積の割合は、中間転写ベルト全体の表面の2分の1以上(Lm/L≧1/2)であるようにする。これにより、耐摩耗性が高く、トナー像を担持する面として適した第1領域が確保された中間転写ベルトを提供することが可能となる。なお、ベルト幅方向における第1領域の長さ(Lm)を、記録材として広く用いられているサイズ(例えば、A4の長辺長さである297mm)以上に設定するとより好適である。
Further, the intermediate transfer belt of the present embodiment is located in the first region (high hardness region 22) including the central position in the belt width direction and outside the first region, and the end position of the belt (cutting position in the cutting step). ) Is included in the second region (
また、本実施形態において、中間転写ベルトの幅Lb>クリーニングブレードの幅Lcであり、中間転写ベルト7の端部位置はベルト幅方向に関してクリーニングブレード11の外側に位置している(図4参照)。通常、高硬度領域22の設定硬度から低硬度領域21の設定硬度まで硬度は勾配を持って分布する。このため、クリーニングブレード11に当接する範囲は、少なくとも低硬度領域21より硬度が高い領域内に設定されることが好ましい。即ち、ベルト幅方向におけるクリーニングブレード11の先端部の両端部が、低硬度領域21,21の内側の端部より内側に配置され、低硬度領域21にはクリーニングブレード11に当接しない構成であることが好ましい。
Further, in the present embodiment, the width Lb of the intermediate transfer belt> the width Lc of the cleaning blade, and the end position of the
本実施形態においては、高硬度領域22と低硬度領域21の間に中硬度領域23を設けており、クリーニングブレード11の端部は中硬度領域23に当接する。中硬度領域23の硬度は、「低硬度領域21の硬度<中硬度領域23の硬度<高硬度領域22の硬度」の関係を満たすように設定されている。ただし、中硬度領域の範囲は図示した範囲より狭くても良い。また、中硬度領域23を設けずに高硬度領域22を延長して、クリーニングブレード11の端部が高硬度領域22に当接するようにしてもよい。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態では低硬度領域21及び高硬度領域22の目標となる硬度がそれぞれ設定され、この目標硬度に対して硬度の測定値のばらつきが所定値以下の範囲で許容された構成を採用しているが、ベルト表面の硬度が連続的に変化するようにしてもよい。即ち、ベルト幅方向に沿ってベルト表面の硬度を測定した場合に、グラフが階段状とならずに滑らかな曲線となるような形態であってもよい。この場合、第1領域とは、最大画像形成領域の全域を含み、硬度の測定値が160N/mm2以上340N/mm2以下である領域を指す。また、第2領域とは、中間転写ベルトの端部を含み、硬度の測定値が70N/mm2以上120N/mm2以下である領域を指す。
In this embodiment, the target hardnesses of the
また、本実施形態では、表層32の構成材料として光硬化性樹脂を用いているが、これに限らず、例えば表層32の構成材料として熱硬化性樹脂を用いてもよい。この場合、硬化反応における温度分布を制御することで、ベルト状加工物の切断位置の表面硬度を中央位置に比べて低く設定することができる。
Further, in the present embodiment, the photocurable resin is used as the constituent material of the
1…感光体/7…中間転写ベルト/11…ブレード部材(クリーニングブレード)/12…転写手段(二次転写ローラ)/16…クリーニング手段(ベルトクリーナ)/21…第2領域(低硬度領域)/22…第1領域(高硬度領域)/31…基層/32…表層/100…画像形成装置/Li…最大画像幅/PY,PM,PC,PK…画像形成部/W…ベルト状加工物 1 ... Photoreceptor / 7 ... Intermediate transfer belt / 11 ... Blade member (cleaning blade) / 12 ... Transfer means (secondary transfer roller) / 16 ... Cleaning means (belt cleaner) / 21 ... Second region (low hardness region) / 22 ... 1st region (high hardness region) / 31 ... Base layer / 32 ... Surface layer / 100 ... Image forming apparatus / Li ... Maximum image width / PY, PM, PC, PK ... Image forming part / W ... Belt-shaped work piece
Claims (6)
基層と、
前記基層の外周側に形成された表層と、を有し、
ナノインデンテーション法により測定した前記表層の表面の硬度が、
ベルト幅方向において、最大画像形成領域の全域を含む第1領域では160N/mm2以上340N/mm2以下であり、前記ベルト幅方向において前記第1領域よりも外側にあって前記中間転写ベルトの端部を含む第2領域では70N/mm2以上120N/mm2以下である、
ことを特徴とする中間転写ベルト。 An intermediate transfer belt for electrophotographic
With the base layer,
It has a surface layer formed on the outer peripheral side of the base layer, and has.
The hardness of the surface of the surface layer measured by the nanoindentation method is
In the belt width direction, it is 160 N / mm 2 or more and 340 N / mm 2 or less in the first region including the entire area of the maximum image forming region, and is outside the first region in the belt width direction and of the intermediate transfer belt. In the second region including the end, it is 70 N / mm 2 or more and 120 N / mm 2 or less.
An intermediate transfer belt characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の中間転写ベルト。 The surface layer contains a photocurable resin material.
The intermediate transfer belt according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の中間転写ベルト。 The surface layer has a variation in surface hardness of 30 N / mm 2 or less in the first region.
The intermediate transfer belt according to claim 1 or 2.
前記画像形成部によって形成されたトナー像が転写される、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルトに担持されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、を備え、
前記最大画像形成領域における前記表層の表面の硬度の平均が、160N/mm2以上340N/mm2以下である、
ことを特徴とする画像形成装置。 An image forming portion having a photoconductor and forming a toner image on the surface of the photoconductor,
The intermediate transfer belt according to any one of claims 1 to 3, wherein the toner image formed by the image forming unit is transferred.
A transfer means for transferring a toner image supported on the intermediate transfer belt to a recording material is provided.
The average hardness of the surface of the surface layer in the maximum image forming region is 160 N / mm 2 or more and 340 N / mm 2 or less.
An image forming apparatus characterized in that.
前記ベルト幅方向において、前記ブレード部材の前記先端部の両端は、前記第2領域の内側の端部よりも内側に配置されている、
ことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 It has a blade member that abuts on the intermediate transfer belt at the tip portion, and further comprises a cleaning means for cleaning the surface of the intermediate transfer belt as the intermediate transfer belt rotates.
In the belt width direction, both ends of the tip portion of the blade member are arranged inside the inner end portion of the second region.
The image forming apparatus according to claim 4.
基層をベルト状に形成する基層形成工程と、
前記基層の外周側に、光硬化性の樹脂材料を含む塗工液を塗布する塗布工程と、
前記塗工液が塗布されたベルト状加工物の表面に光を照射する照射工程と、
光を照射された前記ベルト状加工物の、ベルト幅方向における側部を切断する切断工程と、を含み、
ナノインデンテーション法により測定した中間転写ベルトの表面の硬度が、前記ベルト幅方向において最大画像形成領域を含む第1領域では160N/mm2以上340N/mm2以下となり、前記ベルト幅方向において前記第1領域より外側にあって前記切断工程における切断位置を含む第2領域では70N/mm2以上120N/mm2以下となるように、前記照射工程において前記ベルト状加工物の前記第2領域に照射される光の量を、前記第1領域に照射される光の量に比べて少ない値に設定する、
ことを特徴とする中間転写ベルトの製造方法。
A method for manufacturing intermediate transfer belts for electrophotographic photography.
The base layer forming step of forming the base layer in a belt shape,
A coating step of applying a coating liquid containing a photocurable resin material to the outer peripheral side of the base layer, and
An irradiation step of irradiating the surface of the belt-shaped work piece coated with the coating liquid with light, and
Including a cutting step of cutting the side portion of the belt-shaped workpiece irradiated with light in the belt width direction.
The hardness of the surface of the intermediate transfer belt measured by the nanoindentation method is 160 N / mm 2 or more and 340 N / mm 2 or less in the first region including the maximum image forming region in the belt width direction, and the first in the belt width direction. Irradiate the second region of the belt-shaped work piece in the irradiation step so that the second region outside the first region and including the cutting position in the cutting step is 70 N / mm 2 or more and 120 N / mm 2 or less. The amount of light to be applied is set to a value smaller than the amount of light emitted to the first region.
A method for manufacturing an intermediate transfer belt.
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