KR20060055519A - 화상형성장치용 엔드레스 벨트 및 화상형성장치 - Google Patents

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마코토 모리코시
토시히로 오쓰
카쯔시 야마오카
카즈야 미즈모토
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미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤
유까덴시 가부시키가이샤
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Abstract

열가소성 엘라스토머, 열가소성 수지와 도전성 물질의 배합물을 성형하여 이루어지는 화상형성장치용 엔드레스 벨트에 있어서, 이하의 식(1), (2) 및 (3)을 만족하는 화상형성장치용 엔드레스벨트 및 이의 화상형성장치용 벨트를 사용한 화상형성장치에 관한 것이다.
SR(100V)/SR(500V)<VR(100V)/VR(250) (1)
SR(100V)/SR(500V)≤30 (2)
8≤VR(100V)/VR(250V)≤100 (3)
식중에서,
SR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내고,
SR(500V)는, 전압 500V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내며,
VR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 때의 체적전기저항율을 나타내며,
ⅤR(250V)는, 전압 250V를 10초간 인가하여 측정한 때의 체적전기저항율을 나타낸다.
이 화상형성장치용 벨트는 내굴곡성, 내약품성, 치수안정성, 전기저항 및 이들의 특성의 외부 환경안정성이 우수하고, 더구나 저렴하고 고화질, 고내구화가 가 능하다.
화상형성장치, 엔드레스 벨트, 치수안정성, 내굴곡성, 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머

Description

화상형성장치용 엔드레스 벨트 및 화상형성장치{Endless belt for image forming devices and image forming device}
본 발명은 화상형성장치용 엔드레스(endless) 벨트 및 화상형성장치에 관한 것이고, 상세하게는 성형 치수안정성, 내굴곡성 등의 물성이 우수한 무단(엔드레스)의 화상형성장치용 엔드레스 벨트 및 이 엔드레스 벨트를 구비한 화상형성장치에 관한 것이다. 본 발명의 엔드레스 벨트는 전자사진식 복사기, 레이저 비임 프린터, LED 프린터, 팩시밀리기 등에 사용되는 중간전사 벨트, 반송전사 벨트, 감광체 벨트, 정착 벨트 등의 화상형성장치용 벨트로서 적합하다.
종래, OA 기기 등의 화상형성장치로서 감광체 및 토너를 사용한 전자사진 방식이 고안되어 시판되어 있다. 이들 장치에는 심(seam)형 또는 심리스(seamless)형에 상관없이 감광체 벨트, 중간전사 벨트, 반송전사 벨트, 전사분리 벨트, 대전 벨트, 현상 벨트, 정착용 벨트, 토너 전사 벨트 등의 도전성, 반도전성 또는 절연성을 갖도록 전기저항을 억제한 엔드레스 벨트가 사용되고 있다.
예컨대 중간전사 장치에서는 중간전사체상에 토너상을 일단 형성하고, 이어서 종이등으로 토너를 전사시키는 방식으로 구성되어 있고, 그래서 중간전사체의 표층에서 토너로의 대전 또는 제극을 하기 위하여 심리스 벨트로 구성되는 엔드레 스 벨트가 사용되고 있다. 이 엔드레스 벨트는 기계의 기종 마다 상이한 표면 전기 저항과 두께 방향 전기 저항(이하, "체적 전기저항"이라 칭함)을 갖도록 설정되어 있고 도전성, 반도전성 또는 절연성으로 제조되고 있다.
또한 반송전사장치에서는 종이를 일단 반송전사체 상에 유지시키고, 감광체로부터의 토너를 반송전사체 상에 유지시킨 종이 상으로 전사시키고, 이어서 제극에 의해 종이를 반송전사체로부터 분리하도록 구성되어 있고, 반송전사체 표층에서 종이로의 대전 또는 제극을 위하여 심(seam)을 갖거나 또는 갖지 않는 엔드레스 벨트가 사용되고 있다. 이 엔드레스 벨트는 상술한 중간전사 벨트와 동일하게 기계 기종 마다 상이한 표면전기저항 및 체적전기저항을 갖도록 설정되어 있고, 도전성, 반도전성 또는 절연성으로 제조되고 있다.
그런데, 전자사진식 복사기, 프린터 등의 화상형성장치에 사용되는 도전성엔드레스 벨트는, 기능상 2개 이상의 롤에 의해 고장력으로 고전압에 의해 장시간 구동되기 때문에, 충분한 기계적, 전기적 내구성이 요구된다.
특히, 중간전사 장치 등에 사용되는 중간전사 벨트의 경우, 벨트상에 토너에 의한 화상을 형성하여 종이에 전사하기 때문에, 구동중에 벨트가 이완되거나 펴지거나, 꾸불꾸불 나아가든가(사행) 하면, 화상 얼룩의 원인으로 된다. 그 때문에 중간 전사 벨트로서, 고치수 정밀도(벨트 폭방향의 원주길이 차가 적을 것과 두께가 균일할 것), 고탄성율(벨트 원주 방향의 인장탄성율이 높을 것), 고내굴곡성(파손되기 어려운 것)이 우수한 것이 요구되고 있다.
또 근년 컬러 레이저 프린터나 컬러 LED 프린터 등의 전자사진식 화상형성장 치는, 저가격인 잉크 젯 방식의 화상형성장치와의 경쟁이 한층 더 심해지고 있다. 이 때문에, 전자 사진식 화상형성장치는, 고속 인쇄 기술로서, 잉크 젯 방식과의 차별화를 노리고, 감광체를 4개 늘어놓은 탄뎀(tandem)형의 반송 전사, 중간 전사 방식에 의해 고속으로 인쇄하는 화상형성장치가 상품화 되어 오고 있다.이 때문에, 화상형성장치용 엔드레스 벨트로는 내구성이 더욱 향상되고 화상 얼룩 방지 기능 방지 기능이 요구되고 있다.
종래, 엔드레스 벨트에 관해서는, 그 소재의 개량에 의해 상술한 바와 같은 요구에 대해 일정의 성과를 올려 오고 있다.
그러나, 최근에서는, 고속 인쇄뿐만 아니라, 화질 향상에 대한 요구가 높아지고 있고, 특히 광범위한 온도 습도의 환경에서 고화질의 화상을 얻을 수 있고, 컬러 프린터용의 특수한 종이뿐만 아니라, 상질지, 재생지, 이면지, OHP 필름 등의 모든 용지에서도 고화질을 얻을 수 있는 것이 잉크젯 프린터와의 차별화를 위하여 특히 중요하게 되고 있다. 그 때문에, 토너로서, 중합토너의 개발도 진행되고, 입경 4∼6 ㎛의 소입경이고 입도 불균일이 적은 토너가 상품화되고 있다. 한편, 상술한 요구에 부응하기 위하여, 전사 벨트에 대한 표면 특성, 화학특성, 전기 특성으로의 개량 요구도 점점 높아지고 있다.
특히, 중간 전사 장치 등에 사용되는 전사 벨트의 경우는, 감광체 상의 토너를 정전기력에 의해 직접 전사 벨트 상으로 전사(1차 전사)하고, 전사 벨트 상에서 컬러 화상을 합성한 후 토너를 종이에 정전력으로 전사(2차 전사)시키기 위하여, 전사 벨트의 표면 전기저항이나 체적 전기저항 특성과 같은 전기 저항 특성의 향상 이 중요할 뿐만 아니라, 표면 물리 특성, 표면 화학 특성 등도 개량할 필요가 있다.
이상의 점에서, 근년의 전사 벨트 등의 화상형성장치용 엔드레스 벨트에는, 다음 (1)∼(8)이 요구되어 있다.
(1) 반도체 영역에서 소정의 표면전기저항율과 체적전기저항율을 갖고, 저항 불균일이 적을 것,
(2) 토너 이형성을 가지고 있을 것,
(3) 두께가 얇고 균일할 것,
(4) 기계적 강도가 강할 것(연신되기 어렵고, 파손되기 어려울)것,
(5) 환경(온도 습도)에 의한 저항치, 치수, 기계 강도의 변동이 적을 것,
(6) 저렴할 것,
(7) 심리스(seamless)로 원형(벨트 폭방향의 원주길이 차가 적은) 벨트일 것,
(8) 여러 가지 종이 종류에 있어서 고화질의 프린트가 가능할 것,
그리고, 엔드레스 벨트로서는, 열경화성 또는 열가소성 수지의 수지 소재에 카본블랙이나 도전성 금속 필러 등의 도전성 필러를 배합하여 성형한 것이나 이온 도전성 물질을 배합하여 성형한 것이 주로 사용되고 있다. 예를 들면, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리플루오르화 비닐리덴, 에틸렌테트라플루오로에틸렌 공중합체, 폴리카보네이트, 폴리에스테르 등의 수지 조성물중에, 아세틸렌 블랙, 파네스 블랙, 채널 블랙 등의 카본블랙이나 절연성의 고분자 화합물에 이온 도전성 물질을 부가 하여 전기저항율을 조정한 화합물을 첨가하여, 얻은 혼합물을 수십 내지 수백 ㎛ 정도의 두께의 벨트 상으로 성형하여 수득한 소정의 전기저항율(표면전기저항율, 체적전기저항율)을 갖는 수지제 벨트를 중간전사체용 벨트 또는 종이 반송 토너 전사를 겸한 반송전사용 벨트로서 사용하는 것이 알려져 있다(특허문헌 1~4).
또 수지 소재로서 상술한 이외의 고무나 열가소성 엘라스토머 등의 유연성 소재를 사용한 엔드레스 벨트도 제안되어 있다(특허 문헌 5∼9).
또한, 엔드레스 벨트의 제작 방법으로서는 다음과 같은 방법이 예시된다.
(a) 회전 성형법(또는 원심성형법으로도 표현하는 경우가 있다):
원통 모양 금형의 내주면에 용액에 녹인 수지를 넣고, 금형을 회전시키면서온도를 높여서, 용매를 반 이상 휘발시킨 후, 금형의 내부로부터 심리스(seamless)상의 튜브를 얻는 공정, 다른 원통 모양 금형의 외부에 심리스(seamless) 튜브를 장착하고, 온도를 가하고 열경화반응시키는 공정으로 구성된다. 이 방법은, 주로 폴리이미드제 전사 벨트의 제조에 적용된다(특허문헌 10).
(b) 압출성형법:
도전성 필러를 배합한 수지를 환상으로 용융압출하는 방법이다. 이 방법은,주로 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 공중합체, 폴리플루오르화 비닐리덴, 폴리카보네이트계, 폴리에스테르계, 폴리이미드계 전사 벨트의 제조에 적용된다.
(c) 디핑(dipping)법:
원통 모양 또는 원주 모양 금형 외면에 디핑 도포 등에 의해 수지 용액을 일정 두께로 도포하고, 가열 성막한 후, 금형으로부터 성막한 튜브상 필름을 뽑아내 는 방법이다. 이 방법은 주로 폴리플루오르화 비닐리덴제 전사 필름의 제조에 적용된다.
(d) 고무 압출성형법:
폴리우레탄 고무를 통 모양으로 압출하고, 가황한 후, 표면 연마하고, 다시 외층 표면에 플루오르 수지 등을 코팅하는 방법이다. (비특허문헌 1).
수지계 엔드레스 벨트에 있어서, 열가소성 수지를 주성분으로 한 것은, 연속 성형이 용이하고, 특히, 비용이 적게 드는 관점에서, 열가소성 수지제 엔드레스 벨트의 압출 성형이 제안되어 있다(특허문헌 11). 그러나, 단순히 수지 소재에 도전제를 첨가한 엔드레스 벨트는 내굴곡성이 열등하기 때문에, 예컨대 중간 전사 벨트로서 사용한 경우, 사용중에 크랙(crack)이 발생하기 쉬운 문제가 있다.
이 문제점을 해결하기 위해, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리알킬렌 테레프탈레이트와 폴리카보네이트를 배합하여 알로이화한 수지제 엔드레스 벨트가 제안되어 있다(특허문헌 12). 그러나, 크랙이 발생하기 쉬운 문제는 여전히 남아 있기 때문에 벨트 단부의 보강 목적으로 보강 테이프 등을 접착시킬 필요가 있고, 그 결과, 비용이 높아지는 문제가 있다.
또 수지제 알로이계 벨트로서 폴리아릴레이트와 폴리에스테르, 폴리알킬렌 테레프탈레이트와 폴리아미드, 폴리카보네이트와 폴리아미드, 폴리술폰 또는 폴리에테르술폰과 폴리에스테르 또는 폴리페닐렌 술파이드의 각종 엔지니어링 플라스틱을 조합한 알로이계 벨트가 제안되어 있다.
그렇지만, 이들 수지계 알로이 재료는, 본래부터 내굴곡성이 열등하다. 그리 고, 카본 등의 도전성 물질을 첨가하면, 내굴곡성이 더욱 더 나빠지는 문제가 있다. 또 압출 성형하는 경우, 내열성을 갖는 엔지니어링 플라스틱이기 때문에, 고온에서 가열 압출하지 않으면 안된다. 그 결과, 도전성 물질 자체가 악화하거나, 수지와의 분해 반응이 촉진되기도 하고, 분해 가스가 벨트 소재 중에 잔존하기 때문에 벨트 외관이 악화되기도 하고, 수지계 알로이 재료의 분해에 의해 내굴곡성이 아주 악화되기도 하는 문제가 있다.
또 이러한 수지계 벨트는, 어느 것이나 인장 탄성율이 높아서 딱딱하기 때문에, 감광체로부터 전사 벨트로의 토너의 전사(1차 전사)에서 충분한 전사 영역(전사 닙이라 함)을 얻을 수 없다. 이 때문에, 토너의 전사 불량이 발생하기 쉽고, 감광체 측에 토너가 남아 퇴적하여 고착되어 버리는 현상이 발생한다. 그 결과, 토너가 감광체로부터 전사 벨트로 충분히 전사되지 않고, 1차 전사부에서의 토너 전사 효율이 극도로 저하되는 문제가 있다.
또 상술한 바와 같이 인장 탄성율이 높아서 딱딱한 벨트를 사용한 경우, 2차 전사 공정에서도 비교적 딱딱한 전사 로울러와 딱딱한 벨트에 의해 협지된 토너층에 강한 압력이 부가된다. 그 결과, 문자 중앙부의 토너층에 응력 집중이 생겨서 문자 중앙부의 토너층이 응집 파괴되며, 토너가 충분히 전사되지 않는(소위 문자 결락(missing or lacking)) 문제가 생긴다. 또한, 벨트가 딱딱하기 때문에 재생지 등의 표면 요철이 큰 종이에 대해 토너의 전사가 충분히 실시되지 않는 문제가 있다.
이와 같은 수지계 벨트의 토너 전사 특성을 개량해기 위해 고무 등의 유연성 소재로 이루어진 엔드레스 벨트가 제안되어 있다(특허 문헌 5).
그렇지만, 고무제 벨트에서는, 유연성이 지나치게 많기 때문에, 벨트 원주 방향의 인장력에 대해 연신되기 쉽고, 화상 얼룩이 발생하는 문제가 있다. 이 문제를 해결하기 위하여, 벨트 내부에 직포 등의 연신되기 어려운 재질을 메우는 것이 행해지고, 이 경우, 필연적으로 벨트의 두께가 두꺼워져서, 균일한 두께를 얻을 수 없는 문제가 있다.
또 고무에는 가황제나 가소제 등의 저분자의 블리드(bleed) 하기 쉬운 첨가제가 포함되어 있고, 감광체를 오염시키는 문제도 있다. 또한 뱃치식 생산으로 되기 때문에, 저비용화가 될 수 없고, 또 도전성 필러에 의한 반전도성 영역에서의 전기저항율의 균일억제가 어려운 문제를 해결하기 위하여 일반적으로 이온 도전제가 배합되어 있다. 그를 위하여, 온도 습도의 변화에 의한 벨트의 저항치가 2 내지 3 오더(digit) 변화되는 문제가 생긴다.
한편, 고무 대신에 열가소성 엘라스토머를 사용한 벨트나 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지를 알로이화 한 벨트가 제안되어 있다(특허 문헌 6∼9,14).
열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머를 알로이화 한 벨트(특허 문헌 6,7)에
있어서, 열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머의 분산성이 나쁘고, 카본이 응집되기 쉽기 때문에 저항치의 전압의존성이 크고, 전기저항율의 불균일이 크게되는 경향이 있다. 또한 전기저항율의 전압의존성 및 온도 습도에 의한 전기저항율 변화도 크서, 소위 사용 조건하에서 고정밀도의 화질을 얻을 수 없는 문제가 있다. 또한 화상형성장치에 조립한 경우에 고전압 인가에 의해 엔드레스 벨트가 리크(leak) 되 어 버리는 문제도 있다.
열가소성 수지와 저융점의 열가소성 엘라스토머를 알로이화한 벨트(특허문헌 8)는 저융점의 열가소성 엘라스토머의 사용에 의해 벨트가 연신되기 쉽기 때문에, 화상 얼룩이 발생하는 문제가 있다. 또한 열가소성 엘라스토머의 소프트 세그먼트 부분에서 토너의 이형성이 나쁘기 때문에, 벨트로부터 종이로의 2차 전사부에서의 토너의 전사 효율이 악화되기 쉬운 문제가 있다. 또한 압출 성형방법을 채용한 경우, 유연성이 높기 때문에, 엔드레스 벨트가 원형으로 되기 어렵고, 열처리 등의 후공정이 필요하게 되는 문제가 있다. 또한 결정 성분이 적기 때문에 내약품성이 열등하고, 정착 부재 등으로부터 발생하는 실리콘 오일 등의 영향에 의해 변질되기 쉬운 문제도 있다.
압출 성형에 의한 열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머의 적층 벨트에 의해 연신을 저감시키고, 유연성을 겸비한 벨트(특허 문헌 9)는 성형 시 각각의 용융 수지의 유동 특성의 변동에 의해 각 층의 전기저항율에 영향을 주기 때문에, 벨트 저항치가 불균일한 문제가 있다. 또한 표층은 열가소성 엘라스토머이기 때문에 결정 성분이 적고 내약품성이 열등하며 정착 부재 등으로부터 발생하는 실리콘 오일 등의 영향에 의해 변질되어 버리는 문제도 있다.
특허문헌 1: 일본 특개소 63-311267호 공보
특허문헌 2: 일본 특개평 5-170946호 공보
특허문헌 3: 일본 특개평 6-228335호 공보
특허문헌 4: 일본 특개평 3-89357호 공보
특허문헌 5: 일본 특개평 9-54506호 공보
특허문헌 6: 일본 특개평 8-99374호 공보
특허문헌 7: 일본 특개평 10-6411호 공보
특허문헌 8: 일본 특개 2000-62993호 공보
특허문헌 9: 일본 특개 2001-13802호 공보
특허문헌 10: 일본 특개소 60-170862호 공보
특허문헌 11: 일본 특개평 3-89357호 공보
특허문헌 12: 일본 특개평 4-313757호 공보
특허문헌 13: 일본 특개평 6-149083호 공보
특허문헌 14: 일본 특개 2003-29537호 공보
비특허문헌 1: 전자사진학회지 33 (1) 43 (1994)
발명의 개시
발명이 해결하고자하는 과제
즉, 종래의 벨트는 다음과 같은 문제가 있다.
(1) 수지제 벨트는 크랙이 발생하기 쉽고, 또 토너의 응집 파괴에 의한 문자 결락이 일어나기 쉬운 문제가 있다.
(2) 고무제 벨트는 비용이 높고, 온도 습도에 의한 전기저항율 변화가 큰 문제가 있고, 또 가교제, 가소제 등의 블리드에 의한 감광체의 오염이 생기는 문제가 있다.
(3) 열가소성 엘라스토머제 벨트는 토너 이형성, 치수정밀도, 전기저항의 전압의존성이 큰 문제가 있다. 또한 화상형성장치에서 벨트가 정지하고 있는 사이에 롤러에 걸려서 만곡되어 있는 부분에 "굴곡 변형(bending deformation (reshaping) )"이 생기기 쉽고 따라서 생긴 굴곡 변형에 의해 화상 결함이 생기는 문제가 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 엔드레스 벨트에는 고화질화, 고내구화, 고치수정밀화 및 저비용을 겸비한 엔드레스 벨트 소재는 아직 존재하지 않고, 화상형성장치의 습도 온도 조건이 제한되어 있거나, 인쇄용지의 제한이 있는 것이 대부분이었다.
본 발명은 이러한 실정을 감안한 것으로, 그 목적은 고화질화, 고내구화, 고치수정밀화, 저비용화를 겸비한 화상형성장치의 온도 습도 조건 및 인쇄용지의 제약이 없는 화상형성장치용 엔드레스 벨드 및 이 화상형성장치용 엔드레스 벨트를 사용한 화상형성장치를 제공하는 것에 있다.
또한 본 발명의 목적은 내굴곡성, 내약품성, 내롤러변형성, 치수안정성, 전기저항 및 이들 특성의 환경안정성이 우수하고, 더구나 저가로 고화질, 고내구화가 가능한 화상형성장치용 엔드레스 벨트를 제공하는 것에 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위하여 검토를 중첩한 과정에 있어서 먼저 저비용화를 달성하는 소재로서 압출 성형이 가능하고 유연성을 얻을 수 있는 점에서 열가소성 엘라스토머를 사용하고, 벨트의 인장 탄성율과 표면 조도와 표면습윤성과 도전성 물질의 분산 상태에 착안하여 전기저항의 환경 의존성과 전기 저 항의 전압의존성 특성을 조사하면서 화상 데스트를 반복하여 실시하였다.
그 결과, 특정의 열가소성 엘라스토머를 사용하는 것에 의해 특정의 인장탄성율과 표면 조도 특성과 표면습윤성을 갖고 또 전기 저항의 전압의존성을 갖는 도전성 물질이 분산 상태로 있는 엔드레스 벨트가 1차 전사부에서의 토너 전사 효율과 2차 전사부에서의 토너 전사 효율을 향상시키는 것, 그리고 그와 같은 엔드레스 벨트가 사용중 바람직하지 않은 변형을 갖지 않는다는 것을 발견하였다. 또한 특정의 도전성 물질을 사용하는 것에 의해 광범위한 온도 습도 조건하에서도 안정한 화상을 형성할 수 있는 것을 발견하였다. 그리고 그와 같은 배합물을 사용하여 특정의 성형법에 의해 성형된 엔드레스 벨트가 고화질화, 고온도 습도 환경안정성 등의 고내구화, 고 치수정밀화 및 저 비용화를 달성할 수 있는 것을 발견하였다.
본 발명은 상기 발견을 기초로하여 완성된 것이고 제1 요지는 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지와 도전성 물질의 배합물을 형성하는 것으로 구성되는 화상형성장치용 엔드레스 벨트에 있어서, 이하의 식(1), (2) 및 (3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 엔드레스 벨트에 존재한다:
SR(100V)/SR(500V)<VR(100V)/VR(250) (1)
SR(100V)/SR(500V)≤30 (2)
8≤VR(100V)/VR(250V)≤100 (3)
식중에서,
SR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내고,
SR(500V)는, 전압 500V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내며,
VR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 때의 체적전기저항율을 나타내며,
ⅤR(250V)는, 전압 250V를 10초간 인가하여 측정한 때의 체적전기저항율을 나타낸다.
또한 본 발명의 제2 요지는 열가소성 엘라스토머, 열가소성 수지와 도전성 물질의 배합물을 성형하여 이루어지는 화상형성장치용 엔드레스 벨트에 있어서,
JIS K7210에 의한 용융유동율 값(190℃, 2.16kgf 하중)이 0.01∼10g/10분인 점성 중합체를 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지와의 합계량 100 중량부에 대하여 0.01∼20 중량부 함유하고,
도전성 물질의 양이 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지와의 합계량 100중량부에 대해 0.1∼30 중량부임을 특징으로 하는 화상형성장치용 엔드레스 벨트에 존재한다.
또한, 본 발명의 제3의 요지는,
열가소성 엘라스토머를 포함하는 열가소성 중합체 성분과 도전성 물질의 배합물을 성형하여 이루어지는 화상형성장치용 엔드레스 벨트에 있어서, 열가소성 엘라스토머가 방향족 폴리에스테르의 하드 세그먼트와 지방족 폴리에스테르의 소프트 세그먼트로 이루어지는 폴리에스테르 폴리에스테르 블록 공중합체로 구성되고, 열가소성 중합체 성분 중의 열가소성 엘라스토머의 양이 10 중량% 이상이며, 도전성 물질의 양이 열가소성 중합체 성분 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부이며,
100V의 전압에서 측정한 표면전기저항율이 1 x 106 내지 1 x 1014 Ω/□이고, 체적저항율이 1 x 106 내지 1 x 1013 Ω.cm 이며, 각 전기저항율의 불균일이 최대치/최소치 ≤ 100 인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 엔드레스 벨트에 존재한다.
또 본 발명의 제4 요지는, 이하의 식(1), (2) 및 (3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 엔드레스 벨트에 존재한다:
SR(100V)/SR(500V)<VR(100V)/VR(250) (1)
SR(100V)/SR(500V)≤30 (2)
8≤VR(100V)/VR(250V)≤100 (3)
식중에서,
SR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내고,
SR(500V)는, 전압 500V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내며,
VR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 때의 체적전기저항율을 나타내며,
ⅤR(250V)는, 전압 250V를 10초간 인가하여 측정한 때의 체적전기저항율을 나타낸다.
발명의 효과
본 발명에 의하면, 내굴곡성, 내약품성, 내변형성, 치수안정성, 전기저항 및 이러한 특성의 외부 환경 안정성이 뛰어나고, 게다가 저렴하고 고화질, 고내구화가 가능한 화상형성장치용 벨트, 및 이 화상형성장치용 벨트를 사용한 화상형성장치를 제공할 수 있다. 또 본 발명에 의하면, 열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머를 알로이화 하는 것에 의해 인장탄성율을 억제하면서, 카본 블랙과 점성 중합체(증점제)를 배합하여 전기저항율의 억제를 실시하는 것에 의해 전기저항율의 전압의존성이 작고, 온도습도 환경에 의한 전기 저항율의 변동이 적으며, 내굴곡성 및 내약품성 및 성형 치수안정성이 우수하며 또 저온저습 내지 고온고습 등 모든 환경하에서 요철이 큰 종이부터 평활한 종이까지의 모든 용지에 대하여 고화질을 얻을 수 있는 화상형성장치용 엔드레스 벨트, 및 이 화상형성장치용 벨트를 사용한 화상형성장치를 제공할 수 있다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명의 설명에 앞서, 도 2를 사용하여 엔드레스 벨트가 조립되어 있는 중간전사장치를 설명한다. 도 2는 중간전사장치의 설명도이다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 감광 드럼(1)의 주위에는 대전기(2), 반도체 레이저 등을 광원으로 하는 노광광학계(3), 토너가 수납되어 있는 현상기(4) 및 잔류 토너를 제거하기 위한 클리너(5)로 이루어진 전자사진 프로세스 유닛이 배치되어 있다. 도전성 엔드레스 벨트(6)은 반송 롤러(7,8,9)에 걸려서 보내지며, 화살표 방향으로 회전되는 감광드럼과 동조하여 화살표 방향으로 이동하도록 되어 있다.
이어, 동작에 관하여 설명한다. 먼저, 화살표 A방향으로 회전하는 감광 드(1)의 표면을 대전기(2)에 의해 더욱 대전된다. 이어, 광학계(3)에 의해 도시되지 않은 화상 독출장치 등으로 얻은 화상에 대응하는 정전잠상을 감광 드럼(1)상에 형성한다. 정전잠상은 현상기(4)에서 토너상으로 현상된다. 이 토너 상은 정전전사기(10)에 의해 도전성 엔드레스벨트(6)로 정전전사되고 반송 롤러(9)와 압력 롤러(12) 사이에서 기록지(11)에 전사된다.
이어, 본 발명의 엔드레스 벨트에 관하여 설명한다.
(1) 엔드레스 벨트의 재료
본 발명의 엔드레스 벨트는 열가소성 엘라스토머를 포함하는 열가소성 중합체 성분과 열가소성 수지와 도전성 물질로 구성된다. 본 발명에서 기본적으로 인장탄성율, 표면습윤성, 내굴곡성이 있는 범위를 만족하고 있으면, 재료의 종류에 제한은 없다. 그래서 열가소성 중합체 성분은 열가소성 엘라스토머에 대하여 필요에 따라서 열가소성 수지 등을 배합하여도 좋고, 즉, 공지의 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지를 주성분으로 할 수 있다. 그리고, 본 발명의 엔드레스 벨트는 도전성 필러 또는 이온 도전성 물질 등의 도전성을 발현하는 물질을 필요량 배합하는 것에 의해 소망하는 도전성을 얻을 수 있다.
(A) 열가소성 엘라스토머:
본 발명에 사용되는 열가소성 엘라스토머로서는, 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리에테르계, 폴리올레핀계, 폴리우레탄계, 염화비닐 계 등의 열가소성 엘라스토머 등을 사용할 수 있다.
열가소성 엘라스토머는, 결정 융점이 바람직하게는 190∼220℃이고, JIS K7210 (240℃, 2.16kgf 하중)으로 계측되는 용융 유동율(MFR)이 바람직하게는 10g/10 분∼18g/10분이다. 이러한 특성의 열가소성 엘라스토머를 사용한 벨트는 성형이 용이하다.
열가소성 엘라스토머는, 엔드레스 벨트의 내크랙성을 대폭적으로 높이고, 유연성을 부여하는 특징을 가진다.
후술하는 열가소성 수지와 알로이화 하는 경우, 열가소성 수지와 공통 관능기를 갖는 등의 열가소성 수지와의 친화성이 높은 열가소성 엘라스토머를 사용하는 것에 의해, 열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머의 알로이 분산성이 양호하게 되고, 내크랙성의 비약적인 향상과 인장탄성율의 조정이 가능하게 되며, 평면 평활성이 우수하고 또 카본 블랙 등의 도전성 물질의 분산성이 우수하다.
따라서, 열가소성 수지로서 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르 및/또는 폴리카보네이트를 사용하는 경우는 폴리에스테르 계 또는 폴리에테르 계의 열가소성 엘라스토머를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 나일론 등의 아미드계 열가소성 수지를 사용햐는 경우, 폴리아미드 계의 열가소성 엘라스토머를 사용하는 것이 바람직하다.
폴리에스테르 계 엘라스토머로서는, 하드 성분으로 방향족 폴리에스테르, 소프트 성분으로는 지방족 폴리에테르를 사용한 폴리에스테르폴리에테르 블록 공중합체 및 하드 성분으로 방향족 폴리에스테르, 소프트 성분으로 지방족 폴리에스테르를 사용한 폴리에스테르 폴리에스테르 블록 공중합체를 사용할 수 있다.
폴리에스테르폴리에테르 블록 공중합체, 폴리에스테르폴리에스테르 블록 공중합체로서는 다음의 블록 공중합체를 들 수 있다.
<폴리에스테르 폴리에테르 블록 공중합체>
폴리에스테르 폴리에테르 블록 공중합체는 (a) 탄소수 2 내지 12의 방향족 및/또는 지환식 디올, (b) 방향족 디카르복시산 또는 그의 알킬에스테르, (c) 중량평균 분자량이 400 내지 6,000인 폴리알킬렌에테르 글리콜을 원료로 하고 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환반응에 의해 얻은 올리고머를 중축합시킨 것이다.
(a) 탄소수 2 내지 12의 지방족 및/또는 지환식 디올로서는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 트리메틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 1,4-부탄디올 및 에틸렌글리콜이 바람직하다. 이들은 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.
(b) 방향족 디카르복시산으로서는 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌 디카르복시산 등을 들 수 있다. 그 중에서도 테레프탈산 또는 2,6-나프탈렌 디카르복시산이 바람직하다. 이들은 1 종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다. 또한 방향족 디카르복시산의 알킬 에스테르로서는 디메틸 테레프탈레이트, 디메틸 이소프탈레이트, 디메틸 프탈레이트, 2,6-디메틸 나프탈레이트 등의 디메틸 에스테르를 들 수 있다. 그 중에서, 디메틸 테레프탈레이트 및 2,6-디메틸 나프탈레이트가 바람직하다. 이들은 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다. 상기 이외에 3관능의 디올, 그외의 디올, 다른 디카르복시산 및 그의 에스테르, 아디프산 등의 지방족 디카르복시산 또는 지환식 디카르복시산 및 그의 알킬에스테르 등을 공중합 성분으로서 소량 사용하여도 좋다.
(c) 폴리알킬렌에테르글리콜이라는 것은 폴리에틸렌 글리콜, 폴리(1,2- 또는 1,3-프로필렌에테르)글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르 글리콜, 폴리헥사메틸렌에테르 글리콜, 에틸렌옥시드와 프로필렌 옥시드의 블록 또는 랜덤 공중합체, 에틸렌 옥시드와 테트라히드로푸란의 블록 또는 랜덤 공중합체 등을 들 수 있다. 특히, 폴리테트라메틸렌에테르 글리콜이 바람직하다. 폴리알킬렌에테르글리콜의 중량 평균 분자량은 통상 400 내지 6,000, 바람직하게는 500 내지 4,000 이다. 폴리알킬렌에테르글리콜의 배합량은 생성되는 블록 공중합체에 대하여 통상 5 내지 95 중량%, 바람직하게는 10 내지 85 중량% 이다.
<폴리에스테르 폴리에스테르 블록 공중합체>
폴리에스테르폴리에스테르 블록 공중합체로서는 전술한 (a) 탄소수 2 내지 12의 지방족 및/또는 지환식 디올, 전술한 (b) 방향족 디카르복시산 또는 그의 알킬에스테르, (d) 지방족 또는 지환식 디카르복시산과 지방족 디올이 축합된 폴리에스테르 올리고머, (e) 지방족 락톤 또는 지방족 모노카르복시산으로 구성된 폴리에스테르 올리고머를 원료로 하고, 에테르화 반응 또는 에스테르 교환반응에 의해 얻은 올리고머를 중축합시킨 것이다.
(d) 폴리에스테르 올리고머로서는 1,4-시클로헥산디카르복시산, 1,2-시클로헥산디카르복시산, 디시클로헥실-4,4'-디카르복시산 등의 지환식 디카르복시산, 또는 숙신산, 옥살산, 아디프산, 세바스산 등의 지방족 디카르복시산의 1종 이상과 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 펜타메틸렌글리콜 등의 디올 1종 이상을 축합한 구조의 폴리에스테르 올리고머를 들 수 있다.
(e) 폴리에스테르 올리고머로서는 ε-카프로락톤, ω-옥시카프론산 등으로 합성된 폴리카프로락톤계 폴리에스테르 올리고머를 들 수 있다.
상술한 폴리에스테르계 이외의 열가소성 엘라스토머로서는 폴리스티렌계 열가소성 엘라스토머, 폴리염화 비닐계 열가소성 엘라스토머, 올레핀계 열가소성 엘라스토머, 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머, 폴리아미드계 열가소성 엘라스토머 및 우레탄계 열가소성 엘라스토머를 들 수 있다.
구체적으로는 폴리스티렌계 열가소성 엘라스토머로서는 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체, 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌 공중합체 등을 사용할 수 있고, 폴리 염화비닐 계 열가소성 엘라스토머로서는 가교(3차원) 염화 비닐 직쇄 염화 비닐 중합체 등을 사용할 수 있다.
또한 올레핀계 열가소성 엘라스토머로서는 폴리에틸레 EPDM 공중합체, 폴리프로필렌 EPDM 공중합체, 폴리에틸렌 EPDM 공중합체 폴리프로필렌 EPM 공중합체 등을 사용할 수 있고, 폴리에스테르 계 열가소성 엘라스토머로서는 PBT(1,4-부타디디올 테레프탈레이트 축합물)-PTMEGT (폴리테트라메틸렌 글리콜 테레프탈산 축합물)공중합체 등을 사용할 수 있다.
폴리아미드계 열가소성 엘라스토머로서는 나일론 올리고머 디카르복시산 폴리에테르 올리고머를 기본 골격으로한 공중합체를 예시할 수 있고, 나일론 올리고머로서는 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610, 나일론 612, 나일론 11, 나일론 12 등을 사용할 수 있고, 폴리에테르 올리고머로서는 폴리에테르 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리테르라메틸렌 글리콜 등을 사용할 수 있다.
또한 우레탄 계 열가소성 엘라스토머로서는 폴리우레탄 폴리카보네이트 폴리올 공중합체, 폴리우레탄 폴리에테르 폴리올 공중합체, 폴리우레탄 폴리카프로락톤 폴리에스테르 공중합체, 폴리우레탄 아디페이트 폴리에스테르 코콜리머를 사용할 수 있다.
(B) 열가소성 수지:
열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머를 알로이화한 경우, 열가소성 수지로서는 열가소성 엘라스토머와 공통의 관능기를 갖는 것, 열가소성 엘라스토머와 친화성이 높은 열가소성 수지가 바람직하다. 이것에 의해 열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머의 알로이 분산성이 양호하게 되며, 내크랙성의 비약적인 향상 및 인장탄성율의 조정이 가능하게 되고, 우수한 표면 평활성 및 카본 블랙 등의 도전성 물질 분산성을 얻을 수 있다.
본 발명의 엔드레스 벨트에 사용되는 열가소성 수지로서는 결정성 수지 및 비결정성 수지를 들 수 있다. 구체적으로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 (고밀도, 중밀도, 저밀도, 직쇄상 저밀도), 프로필렌 에틸렌 글리콜 또는 랜덤 공중합체, 에틸렌 프로필렌 공중합체 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 스티렌 부타디엔 스티렌 블록 공중합체 또는 그의 수소첨가 유도체 등의 고무 또는 라텍스, 폴리부타디엔, 폴리이소부틸렌, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리아세탈, 폴리아릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리이미드, 액정성 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리비스아미드아릴아졸, 폴리에테르이미드, 폴리에테르에테르케톤, 아크릴, 폴리플루오르화 비닐리덴, 폴리플루오르화 비닐, 클로로트리플루오로에틸렌, 에틸렌테트라플루오로에틸렌 공중합체, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로알킬비닐리덴 공중합체, 아크릴산 알킬에스테르 공중합체, 폴리에스테르 에스테르 공중합체, 폴리에테르에스테르 공중합체, 폴리에테르 아미드 공중합체, 폴리우레탄 공중합체 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용될 수 있다.
상술 열가소성 수지 중에서도, 결정성 수지가 바람직하다. 결정성 수지로서는, 히드록시기, 카르복시산 기 및 에스테르 결합의 적어도 1개를 갖는 수지이고, 결정화도가 20% 내지 90%이면 특히 제한은 없고, 범용 수지를 사용할 수 있다.
열가소성 결정성 수지 중에서도, 구체적으로는, PAT(폴리알킬렌테레프탈레이트)가 바람직하고, PBT (폴리부틸렌 테레프탈레이트), PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트)가 보다 바람직하다. PBT는 결정화 속도가 빠르기 때문에 성형 조건에 의한 결정화도의 변화가 적고 일반적으로 결정화도가 30% 전후이면 안정하기 때문에 특히 바람직하다.
또 본 발명에 사용하는 결정성 수지는, 본 발명의 효과를 현저하게 손상하지 않는 범위에서 공중합 성분을 도입해도 된다. 구체적으로는, 에스테르 결합을 주쇄로 하고, 폴리메틸렌 글리콜 등 에스테르 결합을 도입한 수지 등을 들 수 있다.
본 발명의 엔드레스 벨트에 사용되는 열가소성 결정성 수지의 분자량은, 통상 중량 평균 분자량 10,000∼100,000이다. 인장파단연신 등의 기계물성이 높은 요구가 있는 경우에는, 고분자량, 구체적으로는, 바람직하게는 20,000 이상, 보다 바람직하게는 25,000이상, 더욱 더 바람직하게는 30,000 이상이 요구되어 있다.
열가소성 수지 중, 비정성 수지로서는, 히드록시기, 카르복시산기 및 에스테르 결합의 적어도 하나를 갖는 수지가 바람직하고, 결정화도가 0% 내지 10% 이면, 특히 제한은 없고, 범용 수지를 사용할 수 있다.
구체적으로는, PC(폴리카보네이트), PAr(폴리아릴레이트) 등의 폴리에스테르, PMＭＡ（폴리메틸메타크릴레이트) 등의 측쇄 에스테르 결합을 갖는 수지를 적합한 예로 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리에스테르가 바람직하고, ＰＣ가 특히 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 엔드레스 벨트에 사용되는 비정성 수지로는, 본 발명의 효과를 현저하게 손상하지 않는 범위로, 공중합 성분을 도입할 수 있다. 구체적인 예로서, 에스테르 결합을 주쇄로 하고, 폴리메틸렌글리콜 등의 에스테르 결합을 도입한 수지 등을 들 수 있다.
본 발명의 엔드레스 벨트에 사용하는 비정성수지의 분자량은, 특히 제한은 없고, 통상 중량 평균 분자량 10,000∼100,000이다. 인장파단연신율 등 기계물성이 높은 요구가 있는 경우는, 고분자량인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 바람직하게는 20,000 이상, 보다 바람직하게는 25,000 이상, 더욱 더 바람직하게는 30,000 이상이다.
<열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머의 중량비>
본 발명의 엔드레스 벨트의 성형 재료에 사용되는 열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머의 혼합 비율 (중량비)에는 특히 제한은 없다. 일반적으로, 열가소성 수지 중에서 결정성 수지는, 내약품성 및 내굴곡성이 뛰어나고, 비정성 수지는,성형 치수 안정성이 우수하다. 그 때문에 사용 목적에 따라, 열가소성 엘라스토머와의 비율을 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 열가소성 수지/열가소성 엘라스토머의 혼합 비율(중량비)은 통상 1/99∼99/1, 바람직하게는 5/95∼95/5, 보다 바람직하게는 10/90∼90/10, 더욱 더 바람직하게는 70/30∼30/70, 가장 바람직하게는 60/40∼40/60 이다.
열가소성 엘라스토머가 상술 범위보다 많은 경우, 즉, 열가소성 수지가 소량인 경우, 벨트가 지나치게 부드러워져서 벨트 텐션을 가하였을 때 벨트가 연신되어 버리고, 토너 화상이 얼룩지기 때문에 바람직하지 않다. 반대로, 열가소성 엘라스토머가 적은 경우, 즉, 열가소성 수지가 많은 경우, 벨트가 지나치게 딱딱해져서 크랙이 생기기 쉽고 롤러의 변형이 쉬워지기 때문에 바람직하지 않다.
<열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머의 점도 차>
열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머와의 점도 차가 지나치게 크면, 제조 조건을 조정해도 양호한 분산이 얻어지지 않아 균일 분산에 이를 수 없기 때문에, 점도 차가 작은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머를 동일 조건으로 MFR 측정했 때의 얻은 MFR 값의 비가, 바람직하게는 1/20∼20/1, 보다 바람직하게는 1/10∼10/1이다.
MFR의 측정 방법으로서 JIS K-7210에 준하고, 측정 온도 조건은, 열가소성 수지 조성물의 가공 온도에 가까운 조건을 선택한다. 예를 들면, PBT와 폴리에스테르 엘라스토머를 선택한 경우, 가공 온도인 240℃를 측정 온도로서 설정하고, 열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머와의 점도차를 비교한다. 또 하중으로서는, 예를 들면, 2.16kg를 선택한다.
(C) 도전성 물질:
도전성 물질로서는, 용도에 요구되는 성능을 만족시키는 것이면 특히 제한은 없고, 다양한 것을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 도전성 필러로서 카본 블랙, 카본 파이버, 그래파이트 등의 카본계 필러, 금속 계 도전성 필러, 금속 산화물계 도전성 필러 등을 예시할 수 있다. 도전성 필러 이외에, 이온 도전성 물질, 예를 들면, 4급 암모늄염 등이 예시된다. 이러한 도전성 물질 중에서도, 카본 블랙의 사용은, 전기저항율의 습도 의존성을 작게 하는 경향이 있기 때문에 바람직하다. 카본 블랙은, 이온 도전성 물질과 병용하여 사용해도 된다.
카본 블랙으로서는, DBP 흡유량이 통상 50∼300 cm3/ 100g, 비표면적이 통상35∼500 m2/g, 휘발 분량이 통상 0∼20%, 평균 1차 입경이 통상 20∼50 nm인 카본 블랙이 바람직하다.
1)카본 블랙의 DBP 흡유량에 대해서:
DBP 흡유량이 클수록, 카본은, 염주 모양으로 연속해 있었던 연쇄(카본 스트럭쳐)를 형성하기 쉽고, 카본 응집체가 발생하기 어려운 이점과, 적은 첨가량으로 도전성을 발현하기 쉽기 때문에 저비용인 이점이 있다. 그렇지만, 재료 배합부터 성형가공 과정에 있어서, 카본 블랙을 배합한 수지 조성물에 부가되는 다양한 전단력에 의해 카본 연쇄가 부서져 전기저항율이 불균일해지고 또 안정하지 않은 문제점이 생긴다. 한편, DBP 흡유량이 지나치게 적으면, 카본 연쇄를 형성하기 어렵기 때문에, 도전성을 발현시키기 위한 카본 첨가량이 많이 지고, 재료의 내굴 곡성을 손상시키는 문제점이 생긴다. 따라서, 카본 블랙의 DBP 흡유량은, 50∼300 cm3/ 100g가 바람직하고, 80∼240 cm3/100g가 보다 바람직하다.
2) 카본 블랙의 입경 및 비표면적에 대해서:
비표면적이 클수록, 적은 첨가 중량으로 도전성이 발현하기 때문에, 기계적 강도를 갈라지게 하는 점에서 유리하다. 그렇지만, 카본 첨가량에 의해 도전성이 급격하게 변화하는 경향이 있기 때문에, 반도전 영역으로 콘트롤 하려면, ±0.05% 이내의 배합 정밀도가 필요하고, 엔드레스 벨트의 저항 불균일을 ±1 오더 이내로 균일하게 하는 것은 곤란하다. 또 비표면적이 큰 카본 블랙은 일반적으로 입경이 작기 때문에, 수지 중에 분산시킬 때에, 카본 블랙 입자가 응집되기 쉬워진다. 그 결과, 카본응집체가 성형품에 혼재하고, 카본 응집체의 개소에 전기가 집중하여 부분적인 절연 파괴를 발생시키기 쉽다. 또 카본 블랙의 비표면적이 지나치게 작은(카본 입자가 지나치게 큰) 경우는, 카본 응집체를 형성하기 어렵기 때문에, 성형품의 외관은 평활하고 미끄러운 반면, 카본 입자간의 접촉에 의해 도전성 발현이 좌우 되기 쉽고, 전기저항율이 불균일해 지기 쉽다. 따라서, 카본 블랙의 바람직한 평균 1차 입경은 20∼50nm이고, 바람직한 비표면적은 35∼500 m2/g이다.
3) 카본 블랙의 휘발 분량에 대해서:
카본 블랙의 휘발 분량이 많을 수록, 표면 특성에 의해 카본의 분산은 양호하게 된다. 그러나, 가열혼련 중에 가스를 발생시키기 때문에, 성형상 불리하다. 한편, 카본 블랙의 휘발 분량이 적을 수록, 가열 혼련 중의 가스가 발생하기 어렵게 되기 때문에, 성형성은 양호하지만, 카본 분산은 악화되는 경향이 있다. 따라서, 카본 블랙의 휘발 분량은, 0∼20중량%가 바람직하다.
카본 블랙은, 상기 DBP 흡유량, 비표면적, 휘발분, 평균 1차 입경을 충족하는 것이라면, 그 종류에는 특히 제한은 없고, 또 사용하는 카본 블랙은 1종 또는 2종 이상의 혼합물이어도 좋다.
예를 들면, 카본 블랙의 종류로서는, 아세틸렌 블랙, 퍼네스 블랙, 채널 블랙 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 불순물로서의 관능기가 적고 카본 응집에 의한 외관 불량을 발생하기 어려운 아세틸렌 블랙이 바람직하다. 또 수지를 피복한 카본 블랙, 가열처리한 카본 블랙, 흑연화 처리한 카본 블랙, 산성 처리한 카본 블랙 등의 공지의 후처리 공정을 실시한 카본 블랙을 사용할 수 있다.
또한, 분산성을 향상시키고 및 가스 발생을 억제시킬 목적으로, 실란계, 알루미네이트 계, 티타네이트 계 및 지르코네이트 계 등의 커플링제로 표면처리한 카본 블랙을 사용하여도 좋다.
본 발명에 있어서, 엔드레스 벨트중의 카본 블랙의 함유량(이하「카본 블랙 농도」라고 칭함)은, 저항치의 온도습도 의존성에 대한 영향이 적은 점에서, 이하의 식(4) 및 (5)를 만족하는 것이 바람직하다.
LogY≥ -Ⅹ + 20 (4)
LogY≤ -Ⅹ + 30 (5)
식중에서,
X는 엔드레스 벨트중의 카본 블랙의 함량(중량%)을 나타내고,
Y는 엔드레스 벨트에 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율(Ω)을 나타낸다.
예컨대, 고온고습부터 저온저습에서의 환경변동에 대한 전기저항율의 변동이 적은 점을 고려하면, 표면전기저항율이 1×106 (Ω)인 엔드레스 벨트의 경우, 카본 블랙 농도는 14∼24중량%이고, 표면전기저항율이 1×1010(Ω)인 엔드레스 벨트의 경우, 카본 블랙 농도는 10∼20중량%이고, 표면 전기저항 비율이 1×1014(Ω유)인 엔드레스 벨트의 경우, 카본 블랙 농도는 6∼16중량% 이다.
특히, Ⅹ 및 Y는, 이하의 식(6) 및 (7)을 만족하는 것이 보다 바람직하다.
logY ≥ -Ⅹ + 21 (6)
logY ≤ -Ⅹ + 29 (7)
엔드레스 벨트 중의 카본 블랙 농도가 지나치게 높으면, 카본 블랙 자신의 분해 가스 등의 발생에 의해 제품의 외관을 악화시키는 동시에, 카본 블랙과 수지의 반응에 의해 수지가 분해되어 발포에 유래하는 상처가 발생하기 때문에, 외관상 바람직하지 않고, 또 내굴절성도 악화된다.
엔드레스 벨트중의 카본 플라스틱 농도가 지나치게 낮으면, 도전성을 발현할 수 없게 되는 것과 함께 카본 블랙 분산 상태가 악화되어 전기저항율이 불균일해 진다. 또한 접촉저항이 크게 되고, 환경에 좌우되게 되어, 화상형성장치에 엔드레스 벨트로서 탑재된 경우, 환경에 의해 화상이상을 발생할 수가 있다.
(D) 중합촉매:
열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머의 알로이화의 방법으로서는, 열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머를 단순히 혼합하는 방법, 중합단계에서 이들을 혼합하는 방법, 이들을 촉매 존재하에 반응시키면서 혼합하는 방법 등 공지의 알로이화 기술을 사용할 수 있다. 특히, 중합촉매를 사용하여 가열 혼합한 것이 비용 관점에서 바람직하다. 중합촉매는, 열가소성 수지 및 열가소성 엘라스토머를 중합하는 능력을 가지고 있으면 특히 제한은 없다.
중합촉매 중에서도, Ti계 중합촉매가 바람직하고, 특히, 알킬티타네이트 등이 바람직하게 사용될 수 있다.
알킬티타네이트 중에서도, 테트라부틸티타네이트 또는 테트라키스(2-에틸헥실)오르소티타네이트가 바람직하다. 이들은 TYZORTOT (DuPont제)나 TYZORTBT (DuPont제)로서 시판품을 용이하게 입수할 수 있다.
Ti계 중합촉매는, 알칼리 금속, 알칼리 토금속 함유 화합물 또는 아연 함유화합물과 조합하는 것에 의해 유효하게 작용하기 때문에 바람직하고, 그중에서도,마그네슘 함유 화합물을 함유하는 중합촉매가 보다 바람직하다.
마그네슘을 포함하는 화합물로서는, 특히 제한은 없지만, 유기산 마그네슘염이 바람직하고, 아세트산 마그네슘이 보다 바람직하다.
중합촉매의 함유량은, 지나치게 적으면 유효하게 작용하지 않는 일이 있기 때문에, 어느 정도 높은 함유량이 바람직하다. 구체적으로는, 중합촉매중의 금속 성분의 질량은, 전체 열가소성 중합체 성분(열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머와의 합계)에 대해 바람직하게는 1ppm 이상, 보다 바람직하게는 10ppm 이상, 더욱 더 바람직하게는 20ppm 이상이다. 한편, 에스테르계 수지는, 중금속의 다량 존재하에 의해 해중합을 일으키는 일이 있다고 알려져 있기 때문에, 어느 정도 적은 함유량이 바람직하다. 구체적으로는, 중합촉매 중의 금속 성분의 질량은, 전체 열가소성 중합체 성분(열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머의 합계)에 대해 바람직하게는 10000 ppm 이하, 보다 바람직하게는 1000 ppm 이하, 더욱 더 바람직하게는 500ppm이하이다. 더우기, 전체 열가소성 중합체 성분에 대한 중합촉매 Ti, Mg의 중량 비율을「Ti농도」,「Mg농도」라고 칭할 경우가 있다.
(E) 킬레이트화제
중합촉매 활성이 지나치게 높으면, 열가소성 중합체 성분의 해중합을 촉진하여 분자량 저하에 의한 기계적 물성 저하, 저분자량체 발생을 수반하는 발포 등이 문제로 될 경우가 있다. 이 때문에, 중합 촉매중의 금속에 킬레이트되는 능력을 갖는 킬레이트화제를 존재시켜 해중합을 억제하는 것이 바람직하다.
킬레이트화제의 종류로서는 특히 제한은 없고, 공지의 킬레이트화제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 아인산 에스테르,인산 에스테르, 인산염, 히드라진 류를 들 수 있다. 구체적으로는, 아인산 에스테르로서,「IRGAPHOS 168(상품명)」(일본 시바 가이기 (주) 제조),「PEP36(상품명)」(아사히덴카 고교(주) 제조),「SANDSTUB P-EPQ(상품명)」(클라리언트 재팬(주) 제조)를 들 수 있고, 히드라진 류로서,「IRGANOX MDlO24(상품명)」(일본 시바 가이기(주) 제조),「CDA-6(상품명)」(아사히덴카고교 (주) 제조)를 들 수 있다.
본 발명에서는, 성형 조건의 적정화에 의해 해중합 및 저분자량체 발생을 억제하는 것으로 킬레이트화제 무첨가로 할 수 있다. 그렇지만, 해중합의 억제가 필요한 경우의 킬레이트화제의 첨가량은 전체 열가소성 중합체 성분 100 중량부에 대해 바람직하게는 0.001 중량부 이상, 보다 바람직하게는 0.1 중량부 이상이다.
킬레이트화제의 양이 지나치게 많으면, 중합 촉매가 활성을 손실하는 양호한 물성의 엔드레스 벨트를 얻을 수 없기 때문에, 첨가량 과다로 되지 않도록 하지 않으면 안된다. 예컨대 킬레이트화제 양의 상한치는 전체 열가소성 중합체 성분 100중량부에 대해 바람직하게는 10중량부, 보다 바람직하게는 5중량부이다.
일반적으로, 킬레이트화제의 양은 전체 열가소성 중합체 성분 100중량부에 대해 0.1 중량부 이하의 소량 첨가가 바람직하다. 그러나, 본 발명에서의 킬레이트화제의 바람직한 사용 방법의 예로서는 중합촉매 첨가량을 바람직하게는 50∼500ppm 으로 많이 첨가하고, 킬레이트화제도 바람직하게는 0.1∼3중량부, 보다 바람직하게는 0.3∼1중량부로 통상 보다 많은 양을 사용하며, 또한 엔드레스 벨트를 얻기 위한 성형 조건(온도, 체류시간 등)을 적정화하면, 열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머의 화학결합 생성 및 분자량 증가를 촉진하면서, 해중합을 억제할 수 있어, 종래에 없는 물성이 뛰어난 엔드레스 벨트를 얻을 수 있다.
(F)점성 중합체(증점제):
점성 중합체(증점제)는, 엔드레스 벨트의 표면전기저항율의 인가전압의존성을 보다 작게 하는 데 기여한다. 즉, 점성 중합체(증점제)를 전혀 첨가하지 않는 열가소성수지/열 가소성 엘라스토머/도전성 물질의 배합물을 사용한 엔드레스 벨트는, 표면전기저항율에서의 인가전압의존성이 커지는 경향이 있고, 그 이유로 고정밀도의 화질이 얻어지지 않는 일이 있다. 그 원인으로서는, 고점도의 열가소성 수지와 저점도의 열가소성 엘라스토머의 점도 차가 크기 때문에, 저점도의 열가소성 엘라스토머 혼련할 때에 기타 성분과 충분히 섞이지 않아 엔드레스 벨트중의 각 성분의 분산성이 나쁜 것을 생각할 수 있다. 이 때문에, 본 발명에 있어서는, 열가소성 수지/열가소성 엘라스토머/도전성 물질의 혼합계 전체의 점도를 증대시키고, 저점도의 열가소성 엘라스토머를 상당량 포함해도 각 성분이 충분히 분산할 수 있는 점도로 하는 목적으로, 점성 중합체(증점제)를 배합시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 점성 중합체(증점제)는, JIS K7210에 의한 MFR값 (190℃, 2.16kgf 하중)이 통상 0.01∼10g/10분, 바람직하게는 0.05∼5g/10분, 보다 바람직하게는 0.1∼3g/10분의 MFR값을 나타내는 중합체이다. MFR값이 0.01g/10분 미만인 경우는, 점도가 지나치게 높아져서 혼련될 수 없고, 10g/10분을 초과하는 경우는, 증점제의 점도가 지나치게 낮아져서, 증점효과를 충분히 얻을 수 없다.
본 발명에 사용되는 점성 중합체(증점제)로서는, 글리시딜메타크릴레이트 기 등의 에폭시 기를 함유하는 중합체를 들 수 있다. 에폭시기는 반응성이 높기 때문에, 수지 혼련시에 열가소성 수지나 열가소성 엘라스토머의 반응에 의한 고분자량화가 일어나서, 증점효과가 대단히 크다. 에폭시기를 함유하는 중합체의 구체적인 사례로서는 일본 유시 제조의 에틸렌 글리시딜 메타크릴레이트 공중합체(EGMA)에 PMMA가 그라프트 중합된 「MODIPERA4200(상품명)」, EGMA에 아크릴로니트릴 스티렌 공중합체(AS)가 그라프트 중합된 「MODIPERA4400(상품명)」을 들 수 있다.
점성 중합체(증점제)의 첨가량은, 전체 열가소성 중합체 성분 100중량부에 대해 통상 0.01∼20중량부, 바람직하게는 0.05∼10중량부, 보다 바람직하게는 0.1∼10중량부, 더욱 더 바람직하게는 0.1∼5중량부이다. 점성 중합체의 첨가량이 0.01중량부 미만인 경우는, 증점효과가 충분히 얻어지지 않고, 20 중량부를 초과하는 경우는, 점도가 지나치게 높아져서 혼련할 수 없게 된다.
(G) 부가적 배합재(임의 성분):
본 발명의 엔드레스 벨트에는, 각종 목적에 따라 임의로 다음 배합 성분을 배합할 수 있다.
구체적으로는, IRGAPHOS 168, IRGANOX 1010, 인계 산화방지제 등의 산화방지제, 열안정제, 각종 가소제, 광안정제, 자외선 흡수제, 중화제, 윤활제, 방담제, 블로킹차단제, 슬립제, 가교제, 가교보조제, 착색제, 난연제, 분산제 등의 각종 첨가제를 첨가할 수 있다. 특히, 토너와 엔드레스 벨트의 이형성, 엔드레스 벨트 상의 잔류 토너를 잡기 위한 클리닝 블레이드의 세정 효과를 높이기 위한 목적으로, 몬탄 왁스 (산 왁스, 에스테르 왁스, 부분 겔화 에스테르 왁스, 몬탄산 금속 염)이나 폴리올레핀 왁스 (폴리에틸렌 왁스, 폴리프로필렌 왁스, 산화 폴리프로필렌 왁스, HDPE 산화 왁스, EVA 왁스, 미분쇄 왁스)를 첨가하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 효과를 현저하게 손상하지 않는 범위 내에서, 제2, 제3 성분으로 각종 열가소성 수지, 각종 엘라스토머, 열경화성 수지, 필러 등의 배합재를 배합할 수 있다.
부가적 배합재의 열가소성 수지로서는, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌(고밀도, 중밀도, 저밀도, 직쇄상 저밀도), 프로필렌 에틸렌 블록 또는 랜덤 공중합체, 에틸렌 프로필렌 공중합체 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 스티렌 부타디엔 스티렌 스티렌 블록 공중합체 또는 그의 수소첨가 유도체 등의 고무 또는 라텍스 성분, 폴리부타디엔, 폴리이소부틸렌, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리아세탈, 폴리아릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리이미드, 액정성 폴리에스테르, 폴리술폰, 폴리페닐렌 술파이드, 폴리비스아미드아릴아졸, 폴리에테르이미드, 폴리에테르 에테르 케톤, 아크릴, 폴리플루오르화 비닐리덴, 폴리플루오르화 비닐, 클로로트리플루오로에틸렌, 에틸렌테트라플루오로에틸렌 공중합체, 헥사플루오로프로필렌, 퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체, 아크릴산 알킬 에스테르 공중합체, 폴리에스테르 에스테르 공중합체, 폴리에테르 에스테르 공중합체, 폴리에테르 아미드 공중합체, 폴리우레탄 공중합체 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.
열경화성 수지로서는 예컨대 에폭시 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 불포화 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다. 이들은 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.
각종 필러로서는, 예를 들면, 탄산 칼슘(중질, 경질), 탈크, 운모, 실리카, 알루미나, 수산화 알루미늄, 제올라이트, 월라스토나이트, 규조토, 유리 섬유, 유리 비즈, 벤토나이트, 아스베스토스, 중공 유리구, 흑연, 이황화 몰리브덴, 산화 티탄, 탄산섬유, 알루미늄 섬유, 스티렌 스틸 섬유, 황동 섬유, 알루미늄 분말, 목분, 왕겨, 그래파이트, 금속 분말, 도전성 금속 산화물, 유기 금속 화합물, 유기 금속 염 등의 필러를 들 수 있다. 또한 첨가제로서 산화방지제(페놀계, 유황계, 인산 에스테르 계 등), 윤활제, 유기· 무기의 각종 안료, 자외선 방지제, 대전방지제, 분산제, 중화제, 발포제, 가소제, 동해방지제(copper inhibitor), 난연제, 가교제, 유동개량제 등을 들 수 있다.
(2) 엔드레스 벨트의 물성:
(a) 표면전기저항율과 체적전기저항율:
본 발명의 화상형성장치용 엔드레스 벨트는, 이하의 식(1), (2) 및 (3)을 만족하는 표면저항율과 체적전기저항율을 갖는다.
SR(100V)/SR(500V)<VR(100V)/VR(250) (1)
SR(100V)/SR(500V)≤30 (2)
8≤VR(100V)/VR(250V)≤100 (3)
식중에서,
SR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내고,
SR(500V)는, 전압 500V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내며,
VR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 때의 체적전기저항율을 나타내며,
ⅤR(250V)는, 전압 250V를 10초간 인가하여 측정한 때의 체적전기저항율을 나타낸다.
즉, 인가전압 100 ~ 500V에서 측정한 표면전기저항율의 최대치/최소치(MAX/MIN)으로 표시되는 변화율(이하, "표면전기저항 변화율"이라 칭함): SR(100V)/SR(500V)가 통상 30배 이하이고, 인가전압 100~250V에서 측정한 체적전기저항율의 MAX/MIN으로 표시되는 변화율(이하, "체적전기저항 변화율"이라 칭함):VR(100V)/VR(250V)이 통상 8 내지 100이고, 또 표면전기저항 변화율:SR(100V)/SR(500V)과 체적전기저항변화율:VR(100V)/VR(250V)의 관계가 표면전기저항율 < 체적전기저항율이고, 즉 SR(100V)/SR(500V) <VR(100V)/VR(250V)이다.
표면 전기저항 변화율이 작은 특성은, 롤러 등에 의해 인가되는 전압 변동에 대해 균일하게 토너의 전사가 행해지는 점에서 바람직하다. 그리고, 체적 전기저항 변화율이 표면 전기저항 변화율보다 큰 것은, 2차 전사되지 않고 남은 벨트 상의 대전 토너가 자기 제전(self-destaticization)되기 때문에, 클리닝 부재에 의해 클리닝 하기 쉬운 효과와 함께 2차전사시의 벨트 상의 토너 전사 효율을 향상시키는 효과가 있다.
표면 전기저항 변화율:SR(100V)/SR(500V)이 10배 이내이고, 또 체적 전기저항 변화율:VR(100V)/VR(250V)의 관계가 표면 전기저항 변화율의 2배가 체적전기저항 변화율 이하인 것이 바람직하다. 표면전기저항 변화율의 하한은 특히 제한은 없지만, 통상 1.5 정도이다.
또한 체적 전기저항 변화율:VR(100V)/VR(250V)이 지나치게 큰 경우, 전압 변동에 의해 전류가 누설되어 버리는 문제가 있다. 이 때문에, 체적 전기저항 변화율:VR(100V)/VR(250V)는, 통상 100배 이내, 바람직하게는 50배 이내이다. 또한, 체적전기저항 변화율:VR(100V)/VR(250V)의 하한은, 벨트에 자기제전 기능을 부여시키는 효과를 발현하는 점을 고려하고, 바람직하게는 8이고, 보다 바람직하게는 10이다.
따라서, 본 발명의 화상형성장치용 엔드레스 벨트는, 특히 이하의 식(8)∼(10)을 만족하는 바람직하다.
SR(100V)/SR(500V)×2≤VR(100V)/VR(250) (8)
1≤SR(100V)/SR(500V)≤10 (9)
10≤VR(100V)/VR(250V)≤50 (10)
또한 본 발명의 화상형성장치용 엔드레스 벨트의 저항 영역은 그 사용 목적에 따라 다르지만, 표면전기저항율은, 통상 1×106∼1×1014 Ω 또는 체적전기저항율은 통상 1×106∼1×1014 Ω·cm 이다.
상술한 저항 영역의 더욱 바람직한 범위는 용도에 따라 다르지만, 예를 들면, 감광체 엔드레스 벨트로서 사용하는 경우는, 필요에 따라, 외표면의 전하를 내표면을로 내놓도록(leak) 하기 위하여, 표면전기저항율:1×101∼1×109 Ω.cm 또는 체적전기저항율: 1×101∼1×109 Ω·cm으로 낮은 영역이 바람직하다. 중간 전사 엔드레스 벨트로서 사용하는 경우는, 대전 전사가 용이하게 될 수 있도록 표면전기 저항율 :1×106∼1×1013 Ω 또는 체적전기저항율:1×106∼1×1013 Ω·cm이 바람직하다. 반송 전사 벨트로서 사용하는 경우는, 대전되기 쉽고, 고전압에서도 파손되기 어렵도록 표면전기저항율:1×1010∼1×1016 Ω·cm 또는 체적전기저항율:1×1010∼1×1016 Ω·cm의 높은 영역이 바람직하다.
또 엔드레스 벨트 1개 중의 표면전기저항율의 분포는, 좁은 편이 바람직하고, 각각의 바람직한 표면전기저항율 영역에 있어서, 1개 중의 최대치와 최소치의 차가 2자리수 이내인 것(최대치가 최소의 100배 이하인 것)이 바람직하다.
더우기, 엔드레스 벨트의 표면전기저항율이나 체적전기저항율은, 예를 들면 다이아 인스트루먼트가 제조한 「HIRESTER UP (상품명)」 및 「LORESTER(상품명)」, 어드밴테스트 (주)가 제조한「R8340A(상품명)」에 의해 용이하게 측정할 수 있다.
(b) 인장 탄성율:
본 발명의 엔드레스 벨트의 인장 탄성율은, 통상 300∼2500MPa이다. 엔드레스 벨트의 인장 탄성율이 낮으면, 예를 들면, 중간 전사 벨트로서 화상형성장치에 사용되는 경우, 장력에 의해 약간 연신되어 버리고, 색 얼룩(color deviation) 등의 결함이 발생할 수 있다. 또한 인장 탄성율이 지나치게 높으면, 벨트를 구동할 때에 모터 부하가 걸리기 때문에 두께 설정을 얇게 할 필요가 생긴다. 이 경우, 일단 롤러와 벨트 사이에 먼지가 들어가거나, 감광체와의 마찰에 의한 손상이 생기면, 크랙이 생기기 쉬워, 신뢰성에 문제가 있기 때문에 바람직하지 않다. 또 1차 전사에서의 토너의 전사 효율을 향상시키기 위하여, 벨트가 신장되지 않는 정도의 인장탄성율이 필요하고, 또 엔드레스 벨트가 딱딱하게 되지 않는 정도의 인장탄성율이 필요하다. 인장 탄성율은, 바람직하게는 300∼2500 MPa, 보다 바람직하게는 500∼2000 MPa, 더욱 더 바람직하게는 600∼1800 MPa 이다.
엔드레스 벨트의 인장탄성율은 토너의 전사 효율 향상의 관점에서 조정되지만, 벨트 표면의 화학 특성(물과의 접촉각)의 토너의 전사 효율 향상 효과, 전기특성에 의한 토너 전사 효율 향상 효과의 관계에 의해 적정한 범위를 결정하면 좋다.
(c) 물과의 접촉각:
본 발명의 엔드레스 벨트의 외표면의 물과의 접촉각은 통상 60°이상 90°미만, 바람직하게는 65° ~ 85°이다. 외표면의 물과의 접촉각이 60° 미만인 경우는 토너가 벨트 표면상에 부착되어 필름 형상으로 형성되어, 토너 2차 전사 효과가 악화될 수 있다. 또한 90°이상인 경우, 1차 전사에서 토너의 전사 효율이 악화된다.
(d) 표면 조도 Ra:
본 발명의 엔드레스 벨트의 표면 조도 Ra는 통상 0.05 ~ 0.3 ㎛, 바람직하게는 0.07 ~ 0.2 ㎛ 이다. 표면 조도 Ra가 0.05 ㎛ 미만인 경우는 토너 1차 전사 효율이 악화될 수 있다. 또한 0.3 ㎛를 초과하는 경우는 토너의 2차 전사 효율이 악화될 수 있다.
(e) 내굴절 회수:
본 발명의 엔드레스 벨트가, 예를 들면, 중간 전사 벨트로서 화상형성장치에 사용된 경우에는, 내굴곡성이 나쁘면 크랙이 발생해서 화상이 얻어지지 않게 되기 때문에 내굴곡성이 양호한 엔드레스 벨트가 바람직하다.
내굴곡성의 정도는, JIS P-8115의 내굴절 회수의 측정 방법에 따르는 것으로 정량적으로 평가할 수 있고, 내굴절 회수가 큰 엔드레스 벨트일수록 크랙이 들어가기 어렵고 내굴곡성이 우수한 것으로 판단될 수 있다.
구체적으로는, 내굴절 회수는, 통상 5000회를 초과해 있으면 장치 수명의 사이, 엔드레스 벨트로서 우수한 기능을 발휘하여 사용할 수 있다. 실용적으로는, 내굴절 회수는 8000회 이상이 바람직하고, 10000회 이상이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 열가소성 엘라스토머의 첨가량이나 알로이화에 의해 내굴절 회수는 통상 5만회 이상, 바람직하게는 10만 이상이다. 그 결과, 엔드레스 벨트의 단부로부터 크랙을 방지하기 위하여 통상 행해지는 크랙 방지용 보강 테이프 등의 2차 가공을 실시하지 않아도 충분한 내크랙성을 얻을 수 있다.
(f) 수축률:
본 발명의 엔드레스 벨트의 수축률 특성으로서는, 온도 60℃, 습도 90%, 24 시간 방치 후의 온도 23℃, 습도 50%에 대한 수축률이 통상 0.2% 이하, 바람직하게는 0.1% 이하이고, 보다 바람직하게는 0.05% 이하이다. 이러한 조건 범위보다 수축률이 크면, 엔드레스 벨트를 수송, 보관 중에 치수변화가 크게되어 사용할 수 없게 되든가, 전기특성, 기계특성도 변화될 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
(g) 엔드레스 벨트의 두께:
엔드레스 벨트의 두께가 과도하게 두꺼우면, 롤러와의 곡율이 큰 경우에는 벨트 외측과 내측의 변형 차가 크서, 손상되기 쉬워진다. 또 외측부에 전사된 토너가 변형, 비산되어 화상이 변형되게 된다. 한편, 엔드레스 벨트의 두께가 지나치게 작으면, 미소한 롤러와 벨트 사이에 들어간 먼지 또는 감광체 등과의 접촉에 의한 손상에 의해 균열이 생기기 쉽고, 벨트가 파손되기 쉽게 된다. 따라서, 본 발명의 엔드레스 벨트의 두께는 70∼300 ㎛인 것이 바람직하고, 100∼200 ㎛이면 특히 바람직하다.
즉, 본 발명의 화상형성장치용 엔드레스 벨트는, 인장탄성율이 통상 300∼2500 MPa이고, 엔드레스 벨트 외표면의 물과의 접촉각이 통상 60°이상 90°미만이고, 표면조도 Ra가 통상 0.05∼0.3 ㎛이다. 이와 같게, 인장탄성율이 통상 300M∼2500MPa이고, 딱딱하지도 부드럽지도 않은 벨트가 1차 전사부에서는 감광체로부터 토너를 긁어내는 효과를 발현시키고, 2차 전사부에서는 요철이 있는 용지에 대해 서도 토너 전사 효율을 향상시킨다. 또한 물과의 접촉각으로 표현되는 표면 습윤성이 통상 60°이상 90°미만이면, 친수성도 소수성도 아닌 특성을 갖는 것이 1차 전사부에서의 토너 전사 효율 향상에 유리하고, 따라서, 2차 전사에서의 토너 이형성을 전기특성과 탄성 특성으로 보충하게 되어, 결과로서 토너의 1차, 2차 전사 효율이 향상된다.
또한 엔드레스 벨트의 표면 조도(Ra)가 통상 0.05∼0.3 ㎛이고, 적절하게 거친 점이 1차 전사, 2차 전사에서의 토너 전사 효율 향상에 유리하다.
본 발명자들은, 열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머의 알로이 재료를 함유하는 엔드레스 벨트의 인장 탄성율, 표면 습윤성, 표면 조도 및 토너의 전사 효율에 주목하고, 먼저 2차 전사부에서의 토너와 전사 벨트의 부착력과, 토너 전사성에 대해 검토하였다.
토너와 전사 벨트 간의 2차 전사부에서의 부착력으로서, 일반적으로 이하의 힘을 생각할 수 있다.
a) 전사 벨트와 토너 입자 사이에 작용하는 분자간 인력, 이른바, 반데르 발스력,
b) 대전된 토너가 전기적으로 작용하는 거울상 력,
c) 토너와 전사 벨트가 접촉하는 것에 의해 발생하는 접촉 대전력,
d) 토너와 전사 벨트 간의 수분이 작용하는 액가교력.
그 때문에, 2차 전사부에서의 토너 전사 조건은, 상술한 a)∼d)의 종합적인 부착력을 이겨내도록 토너에 역방향의 전계를 인가하여 쿨롱력을 작용시키는 것이 토너 전사 조건으로서 필수라고 말할 수 있다.
따라서, 2차 전사부에 있어서, 벨트와 토너의 부착력을 저감시키기 위한 조건으로서, 다음 e)∼h)를 생각할 수 있다.
e) 벨트 표면의 적당한 조면화는, 반데르발스력이 적아져서 전사 벨트 상의 토너 부착력을 저감시킬 수 있어, 2차 전사 효율의 향상에 기여한다.
f) 전사 벨트의 전기저항율의 저감은, 전사 벨트 상에서 대전된 토너의 제전(destaticization) 용이성에 기여하여, 2차 전사 효율 향상에 유리하게 작용한다.
g) 토너와 전사 벨트의 마찰 대전 예의 차가 작은 것은 접촉 대전력의 저감에 효과가 있다.
h) 전사 벨트 표면이 소수성인 것은, 액가교력의 저감에 기여하고, 토너의 부착력을 저감시키는 효과가 있다.
요컨대, 2차 전사 효율을 향상시키기 위해서는, 상술한 e)∼h)의 대책이 효과적인 것으로 일반적으로 생각되고 있지만, 1차 전사에 있어서는, 이러한 대책은 전부 역효과로 된다.
그래서, 본 발명자들은, 1차 전사와 2차 전사에서의 토너 전사 효율 향상에 필요한 벨트 기능을 각각으로 분담시키는 것을 제안했다. 즉, 토너 전사에 있어서,정전기적인 쿨롱력 이외에 기계적인 힘, 즉, 벨트에 점착성을 부여시키는 것을 생각하였다.
(a) 2차 전사에서의 토너 부착력 저감화에 관해서는, 자기 제전 기능을 가갖게 한 전기저항 특성을 갖는 벨트(즉, 체적전기저항율이 적당한 전압의존성을 가진다)를 만드는 것으로 토너 부착력을 저감시킨다.
(b) 1차 전사에서의 토너 부착력 향상에 관해서는, 벨트 소재를 부드럽게 하는 것과 벨트 표면을 가능한 한 소수화 하지 않는 것으로 토너 부착력을 향상시킨다.
또한 본 발명자들은, 상술한 (a)와 (b)를 조합하는 것에 의해, 1차 전사와 2
차 전사 토너 전사 효율을 동시에 향상시킬 수 있다고 생각했다. 그래서 전사 벨트의 기계적 강도를 손상함 없이, 탄성율을 조정할 수 있는 수단으로서 열가소성 엘라스토머에 주목하고, 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 알로이화를 검토했다. 그 결과, 상기 식(1)∼(3)을 만족하는 특유의 전기저항 전압의존성, 적당한 탄성율, 적당한 표면 습윤성과 표면 조도를 갖는 것이 1차 전사 효율 및 2차 전사 효율 향상에 기여하는 것을 알아내었다.
또한 도전성 물질로서, DBP 흡유량이 통상 50 cm3/ 100g∼300cm3/100g 이하, 비표면적이 통상 35∼500 m2/g, 휘발분량이 통상 20% 이하, 평균 1차 입경이 통상 20∼50 nm이고, 또 상기 식(4)∼(5)를 만족하는 카본 블랙을 배합하는 것에 의해 양호한 온도습도 환경 안정성과 전기저항율의 균일성을 얻을 수 있다.
(3) 엔드레스 벨트의 제조 방법:
(a) 가열혼련 및 성형:
본 발명에 있어서는, 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지와 도전성 물질을 가열 혼련하여 열가소성 수지 조성물로 한 후에 엔드레스 벨트를 성형해도 되고, 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지와 도전성 물질을 가열 혼련하여 그대로 엔드레스 벨트를 성형해도 된다.
이 경우, 열가소성 수지 조성물을 얻는 단계에서의 가열혼련 또는 수지 조성물을 엔드레스 벨트로 성형하는 단계에서의 가열 혼련 어느 것으로도 소망하는 표면전기저항율을 얻을 수 있도록 혼련 조건을 조절한다. 어떤 경우에서도, 용융 상태가 아니면 충분한 분산을 이룰 수 없기 때문에, 가열 온도는 어느 정도 높은 편이 바람직하다. 구체적으로는, 가열 온도의 하한치는 바람직하게는 결정성 수지의 융점, 보다 바람직하게는 융점 + 10℃이다. 한편, 가열온도가 지나치게 높으면, 열분해를 유발하여 물성 열화를 초래할 수 있다. 따라서, 구체적으로는, 가열 온도의 상한치는, 바람직하게는 결정성 수지의 융점 +80℃, 보다 바람직하게는 융점 + 60℃이다.
또한 가열혼련 전에 원료를 건조하면, 더욱 좋은 물성의 엔드레스 벨트를 얻을 수 있기 때문에, 건조 처리를 하는 것이 바람직하다. 또 경우에 따라서는, 가열혼련하여 열가소성 수지 조성물로 한 후에, 융점 이하에서 열처리하여 에스테르 결합을 생성시킨 후, 엔드레스 벨트로 성형하여도 좋다.
본 발명에 있어서, 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 어떤 특정의 분산상태(알로이 상태)가 엔드레스 벨트의 양호한 도전성 물질의 분산과 표면의 적절한 조도를 만들고, 그 결과, 토너 전사성과 이형성 모두가 우수한 엔드레스 벨트를 얻을 수 있는 것으로 생각할 수 있다. 따라서, 가열혼련시의 온도 및 열을 받는 시간이 중요하게 된다. 따라서, 얻을 수 있는 에드레스 벨트의 분산상태를 파악하면서 가열혼련 조건을 설정하는 것이 바람직하다. 이때 알로이 상태의 지표로 되는 것은, 전술한 전기 저항율의 전압의존성 특성과 전기 저항율의 불균일 및 표면전기 저항율과 체적전기저항율의 비율이다.
가열혼련 수단은 특히 제한은 없고, 공지의 기술을 사용할 수 있다. 예를 들면, 열가소성 엘라스토머, 열가소성 수지, 도전성 물질 및 필요에 따라 배합되는 그외의 첨가 성분을 가열혼련하여 수지 조성물을 형성하는 것이라면 특히 제한은 없고, 1축 압출기, 2축 혼련압출기, 밴배리 믹서, 롤, 브라벤더, 플라스토그래프, 니더(kneader) 등을 사용할 수 있다.
특히, 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머, 도전성 물질 및 필요에 따라 배
합되는 기타의 첨가 성분을 2축 혼련압출기에 의해 혼합하고, 펠릿화한 후에 엔드레스 벨트로 성형하는 수법이 바람직하다.
성형 방법에 관해서는, 특히 한정되는 것은 아니고, 연속 용융압출성형법, 사출성형법, 블로 성형법, 인플레이션 성형법, 원심성형법, 고무 압출 성형법 등의 공지의 방법을 채용하여 벨트를 얻을 수 있다. 그 중에서도, 연속용융 압출 성형법이 바람직하다. 구체적으로는, 환상 다이로부터 압출한 용융 튜브를 냉각 또는 냉각 고화하면서 인출하는 압출성형법이 바람직하고, 따라서 튜브의 내경을 고정밀도로 제어 가능한 하방 압출 방식의 내부 냉각 맨드렐 방식 또는 진공 사이징 방식이 보다 바람직하다. 특히 심리스 엔드레스 벨트를 간단하게 얻을 수 있는 내부 냉각 맨드렐 방식이 화상형성장치용 벨트의 성형법으로서 보다 바람직하다. 이 경우, 환상 다이로서 그 원주 방향으로 복수의 온도 조절기구가 설치되어 있는 것을 사용하고, 통상 30 내지 150℃의 범위로 온도 조절한 금형을 튜브의 내측 또는 외측에 접촉시켜 용융 튜브의 냉각을 실시한다. 따라서 용융 튜브를 원통 형상을 유지시킨 채로 인출하는 것이 바람직하다.
이 경우, 성형재료의 용융 점도가 MFR값 (240℃, 2.16 kgf 하중)은, 통상0.1g/10분 이상, 바람직하게는 0.5g/10분 이상, 보다 바람직하게는 1g/10분 이상이다. 성형 재료의 용융점도가 MFR O.1g/분 미만인 경우는, 압출성형시의 유동성이 부족하고, 압출성형하기 어려운 것 이외에, 용융수지에 가해지는 전단응력이 커지기 때문에, 저항 조정이 곤란하게 된다. 한편, 성형 재료의 용융점도가 과도하게 높으면, 용융장력이 낮고, 용융상태부터 냉각 고화되기 까지의 사이에 튜브 상태를 유지하는 것이 곤란하게 된다. MFR치의 상한은, 바람직하게는 25g/10분, 보다 바람직하게는 20g/10분, 더욱 바람직하게는 10g/10분이다. 그 때문에, 이와 같은 용융점도를 얻을 수 있도록 필요에 따라서 점성 중합체(증점제)에 의해 점도를 조정하는 것이 바람직하다.
또한 인플레이션 성형법에 의해 일단 접은 자국이 있는 필름을 제작한 후, 후가공에 의해 접은 자국을 겉보기상 없앤 상태로 하여 엔드레스 벨트로서 사용하여도 어떠한 문제도 없고 또 띠 모양의 시트를 일단 가공한 후, 이어서 심(seam)을 갖는 엔드레스 벨트로 하여도 좋다. 인출 수단으로서는 엔드레스 튜브를 편평하게 하지 않고 원통상을 유지시킨 채 인출하는 성형방법이 바람직하다.
이와 같은 성형시의 온도, 체류 시간 등의 적정화에 의해, 보다 양호한 물성의 엔드레스 벨트를 얻을 수 있기 때문에 배합 상태를 모은 조건을 조정하는 것이 바람직하다.
(b) 열처리:
수득한 엔드레스 벨트를 열처리하여 보다 물성이 향상된 엔드레스 벨트를 제조할 수 있다. 특히 내굴절 회수 및 인장탄성율이 향상된다.
열처리 조건은 사용하는 원료 수지에 따라 다르지만, 통상 60∼200℃, 바람직하게는 70∼120℃의 온도에서 통상 5∼60분, 바람직하게는 10∼30분 정도이다. 엔드레스 벨트의 열처리는, 벨트를 2개 이상의 롤러에 걸어서 구동시키면서 실시하여도 좋고, 원통상의 형으로 엔드레스 벨트를 장착하여도 좋다. 또한 원통상 그대로 열처리를 하여도 좋다.
즉, 환상 다이로부터 연속 압출 성형에 의해 압출되는 튜브를 환상의 상태로 압출하고, 원통상을 유지하면서 인출하고, 이것을 둥글게 잘라 얻을 수 있는 엔드레스 벨트에 의해 저비용화와 치수 안정성을 동시에 달성할 수 있다. 또 환상 다이의 원주 방향으로 복수의 온도 조절 기구를 설치하는 것에 의해 전기저항율의 불균일이 적은 엔드레스 벨트를 저비용으로 제조할 수 있다.
(4) 엔드레스 벨트의 알로이 분산 형태와 도전성 물질 분산 형태:
일반적으로, 2종류의 재료를 용융혼합하면, 완전히 혼합되는 경우(완전 상용화되는 경우)와 완전히는 혼합되지 않고, 바다/섬 구조를 취하는 경우가 있다. 후자에 있어서, 일반적으로 양쪽 재료의 체적분율에 큰 차이가 있는 경우는 체적분율이 큰 편이 바다이고, 체적분율이 작은 편이 섬의 구조를 취하기 쉽고, 체적분율의 차가 작은 경우는 용융 점도차가 바다/섬 구조에 영향을 주며, 용융 점도가 작은 편이 바다, 큰 편이 섬으로 되기 쉽다고 말해지고 있다.
본 발명에 있어서, 알로이 구조는 내측 부분(엔드레스 벨트의 두께 방향에서의 내측 표면 부분) 근방의 바다/섬 구조는, 중간 부분(엔드레스 벨트의 두께 방향에서의 외측 표면 부분과 내측 표면 부분 사이의 부분) 근방의 바다/섬 구조와 다른 구조이더라도 좋고, 동일 구조이어도 좋으며, 재료가 서로 혼합되어 100 nm 이하의 섬이 바다 부분에 분산될 수 있다.
본 발명에 있어서 중요한 것은, 바다/섬 구조가 어떻게 되어 있고, 중간 부분의 도전성 물질의 분산 상태와 외측 부분(엔드레스 벨트의 두께 방향에서의 외측 표면 부분)의 도전성 물질의 분산 상태가 거의 같은 형태로 형성되어 있는 것이 중요하다. 즉, 아무리 바다/섬 구조체에 재료를 조정했다 하더라도, 성형가공 조건에 따라서는 성형 가공 중에 가해지는 용융 수지 배향 및 용융 수지에 가해지는 응력(전단응력, 전단 속도) 또는 전단 이력, 용융 수지가 냉각되는 과정에서의 배향, 전단응력, 전단 속도 등에 의해 바다/섬 구조체의 바다와 섬의 형상은 임의로 변화되는 것과 함께, 도전성 물질로서의 카본 블랙 등의 도전성 필러를 배합한 재료에서도 그 전단력, 배향에 의한 엔드레스 벨트의 두께 방향에서 도전성 물질 분산상태가 변화되기 때문에, 이 두께 방향의 도전성 물질의 분산 상태를 제어하는 것이 중요하다.
즉, 본 발명자들의 연구에 의해 엔드레스 벨트 외측 부분의 근방과 중간 부분의 근방의 도전성 물질의 분산 상태가 동일하게 되도록 작성한 엔드레스 벨트가, 표면전기저항율의 전압의존성이 작은 것을 발견하였다. 이것은 외측 부분과 내측 부분에서의 배향이 상이함에도 불구하고, 이와 같은 도전성 물질 분산상태의 관점에서 적절하게 균일한 것이 중요한 것을 나타내고 있다.
또한, 일반적인 용융 혼합, 가열 압출 조건에 따라서는 바다/섬 구조의 섬 부분의 분산 입경이 50 ㎛ 내지 100 nm 정도 밖에 되지 않지만, 가열 혼합 조건이나 압출 조건에 따라서 분산 입경이 수 nm 이하까지 미세화될 수 있다. 특히 100 nm 이하의 분산 입경인 것은, 현저하게 기계적 강도가 향상되는 효과가 있는 것과 함께, 재료의 용융 점도도 적절하게 향상되고, 도전성 물질의 분산에서도 균일하게 분산될 수 있는 효과가 발현되기 때문에 바람직하다.
또한 2종류의 재료를 알로이화한 구조나 필러 등을 첨가한 구성인 경우, 가열 용융한 고분자 재료는 냉각 과정에서 구조가 변화될 경우가 있다. 예컨대, 급격하게 냉각시킨 경우, 필러 등의 존재하에서는 본래 결정화되기 위한 재료가 결정화되지 않고 비정 상태로 남는 경우가 있기 때문에, 일단 성형된 성형 부재는 고온에 노출되면 다시 한번 결정화를 진행시킬 수 있어, 극도로 수축되거나 기계 강도가 극도로 저하되기도 하는 경우가 있기 때문에 주의할 필요가 있다.
이와 같은 상태를 저지하기 위해서는, 알로이화하는 성분의 내, 결정 성분의 재료에서 성형 재료로서 결정화시킨 상태의 구조를 하는 것이 바람직하다. 즉, 열처리를 하는 것이 바람직하지만, 비용 관점에서 연속 생산 중에 충분히 결정화시키도록 성형시에 제냉각 수단을 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 바다/섬 구조의 섬 모양 형상의 확인 수법에 특히 제한은 없지만, 엔드레스 벨트를 소정 방향에서 절단하여 초박 절편을 작성하고 4산화 루테늄(RuO4) 등의 염료로 약 2분 이상 염색하여 TEM(투과전자현미경) 또는 SEM(주사전자현미경)으로 관찰하는 등의 공지 방법을 이용할 수 있다.
이 관찰에는, 엔드레스 벨트의 두께 단면의 절단 방향에 의해 바다/섬 구조의 형태가 변하기 때문에 특히 주의가 필요하고, 엔드레스 벨트의 원주 방향으로 절단한 절편과 폭방향으로 절단한 절편 각각에 관하여 외측 0∼5㎛ 부근, 두께 중간부 ±5㎛ 부근, 내측 0 ∼5 ㎛ 부근의 바다/섬 형태를 관찰한다.
(5) 화상형성장치용 벨트의 용도:
본 발명의 화상형성장치용 벨트의 용도에는 특히 제한은 없지만, 치수 정밀도, 내굴곡성, 인장 탄성율 등 요구 물성이 엄격한 ＯＡ기기 분야, 특히 기능부재에 적합하게 사용될 수 있다. 이 엔드레스 벨트를 심리스 벨트 형상으로 한 경우, 파손되고, 연신되는 등의 부적합이 적기 때문에 적합하다.
본 발명의 화상형성장치용 벨트는, 전자 사진식 복사기, 레이저 빔 프린터, 팩시밀리기 등의 화상형성장치의, 특히 중간전사 벨트, 반송전사 벨트, 감광체 벨트 등으로 적합하다.
본 발명의 엔드레스 벨트는 그대로 벨트로서 사용해도 되고, 드럼 또는 롤 등에 권취하여 사용하여도 좋다.
또한 단면 보강 등의 목적을 위하여, 이 엔드레스 벨트의 외측 및/또는 내측에 필요에 따라서 측연을 따라 내열 테이프 등의 보강 테이프를 부착시켜도 좋다. 보강 테이프로서는 2축 연신 폴리에스테르 테이프가 비용, 강도 면에서 바람직하고, 그 테이프 폭은 4 mm 이상 20 mm 이하가 장치 레이 아웃 상 컴팩트하게 되어 바람직하다. 보강 테이프의 두께는 20 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하가 유연성을 유지하기 때문에 저 텐션에서 엔드레스 벨트가 구동될 수 있는 점과 내크랙 발생 방지의 측면에서 바람직하다.
또한 엔드레스 벨트의 사행(meander) 방지 목적으로 엔드레스 벨트의 측연에 우레탄 고무나 실리콘 고무 등의 고무로된 시트(사행 방지 가이드)를 접착제로 접착시켜도 좋다. 이 경우, 사용하는 고무제 시트의 바람직한 시트 폭은 2 ~ 10 mm 이고 장치의 레이 아웃상 및 접착강도의 점에서 3 ~ 8 mm 가 특히 바람직하다. 또한 사행 방지의 관점에서 사행 방지 고무의 두께는 0.5 ~ 3 mm가 바람직하고, 특히 0.7 ~ 2 mm가 사행방지 접착의 용이성과 사행방지 효과의 관점에서 바람직하다.
또한 상기 보강 테이프와 조합하여 보강 테이프를 엔드레스 벨트에 접착시킨 사행방지 가이드를 부착한 편이 벨트 내크랙 발생 방지 효과와 벨트 사행방지 효과가 있기 때문에 바람직하다.
즉, 본 발명의 화상형성장치용 벨트는, 특히, 심리스(seamless)상의 중간 전사벨트, 반송전사 벨트, 전사정착 벨트, 정착벨트, 감광체 벨트, 또는 현상 슬리브에 적합하다.
이하, 본 발명의 제1∼3의 요지의 화상형성장치용 엔드레스 벨트에 대해서 각각 설명한다.
<제1 요지의 발명>
열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지와 도전성 물질과의 배합물을 성형하여 이루어지며, 이하의 식 (1), (2) 및 (3)을 만족하는 화상형성장치용 엔드레스 벨트이다:
SR(100V)/SR(500V)<VR(100V)/VR(250) (1)
SR(100V)/SR(500V)≤30 (2)
8≤VR(100V)/VR(250V)≤100 (3)
식중에서,
SR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내고,
SR(500V)는, 전압 500V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내고,
VR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정했 때의 체적전기저항율을 나타내고,
VR(250V)는, 전압 250V를 10초간 인가하여 측정했 때의 체적전기저항율을 나타낸다.
제1 요지의 발명의 화상형성장치용 벨트에 있어서, 상기 식(1)을 만족하는 것은 체적전기저항율의 전압의존성이 표면전기저항율의 전압의존성보다 큰 것을 나타낸다. 또한 식(2) 및 (3)을 만족하는 것은 표면전기저항율의 전압의존성이 작고, 체적전기저항율의 전압의존성이 양호하게 큰 것을 나타낸다.
이와 같이 체적전기저항율의 전압의존성이 표면전기저항율의 전압의존성 보다 크고, 또 체적 전기저항의 전압의존성이 적합하게 큰 것에 의해 1차 전사된 벨트 상의 대전 토너가 2차 전사될 경우에 조금 양호하게 벨트 두께 방향으로 제전되며 그 결과 토너의 자기 제전에 의한 토너 이형성 효과를 높일 수 있다.
<제2 요지의 발명>
열가소성 엘라스토머, 열가소성 수지와 도전성 물질 JIS K7210에 의한 용융유동율 값(190℃, 2.16kgf 하중)이 0.01∼10g/10분인 점성 중합체와의 배합물을 성형하여 완성되고, 점성 중합체 함유량이 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 합계량 100 중량부에 대해 0.01∼20 중량부이고, 도전성 물질의 함유량이 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 합계량 100중량부에 대해 0.1∼30 중량부인 화상형성장치용 엔드레스 벨트이다.
첨가되는 점성 중합체, 즉, JISK 7210에 의한 MFR값(190℃, 2.16kgf 하중)이 0.01∼10g/10분의 범위의 값을 나타내는 점성 중합체는, 인가전압 의존성이 작은 표면전기저항치의 발현에 기여한다. 즉, 점성 중합체를 전혀 첨가하지 않는 열가소성 수지/열가소성 엘라스토머/도전성 물질 혼합계를 사용한 엔드레스 벨트에서 표면전기저항치에서 인가전압의존성이 충분히 작다고는 말할 수 없고, 고정밀도의 화질을 얻는 것이 곤란한 경우가 있다. 그 이유는 고정밀도의 열가소성 수지와 저점도의 열가소성 엘라스토머의 점도차가 충분히 크기 때문에, 저점도의 열가소성 엘라스토머가 혼련시에 그외의 성분과의 혼합이 충분하다는 말할 수 없고, 엔드레스 벨트 중의 각 성분의 분산성이 낮은 것을 생각할 수 있다. 분산성을 높이기 위하여 열가소성 수지/열가소성 엘라스토머/도전성 물질 혼합계 전체의 점도를 증대시키고, 저점도의 열가소성 엘라스토머를 상당량 포함해도 각 성분이 충분히 분산할 수 있는 점도로 높이는 목적으로 소정의 MFR값의 점성 중합체를 소정의 비율로 배합한다.
점성 중합체는 바람직하게는 에폭시기를 가지는 중합체이고, 보다 바람직하게는 글리시딜 메타크릴레이트 기를 갖는 중합체이다. 글리시딜 메타크릴레이트 기 등의 에폭시 기를 갖는 중합체는 반응성이 높기 때문에 수지 혼련시에 열가소성 수지나 열가소성 엘라스토머와 반응하여 고분자량화가 생기고, 증점효과가 매우 크다. 따라서, 에폭시 기를 함유하는 중합체, 바람직하게는 글리시딜 메타크릴레이트 기를 갖는 점성 중합체를 사용하는 것에 의해 균일 혼련성의 개량 효과, 그것에 의한 표면전기 저항치의 저인가 전압 의존성을 더욱 확실하게 얻을 수 있다.
제2 요지의 발명에 있어서, 열가소성 엘라스토머, 열가소성 수지와 도전성 물질 및 점성 중합체를 가열혼련하여 열가소성 수지 조성물로 한 후에 엔드레스 벨트를 성형해도 되고, 열가소성 엘라스토머, 열가소성 수지, 도전성 물질과 점성 중합체를 가열혼련하여 그대로 엔드레스 벨트를 성형하여도 좋다.
가열혼련 수단에는 특히 제한은 없고 공지의 기술을 사용할 수 있다. 예를 들면, 우선 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머, 도전성 물질, 점성 중합체 및 필요에 따라 배합되는 기타 첨가 성분을 가열 혼련하고, 벨트화한 후에 엔드레스 벨트로 되도록 성형하는 방법이 바람직하다.
<제3 요지의 발명>
열가소성 엘라스토머를 포함하는 열가소성 중합체 성분과 도전성 물질의 배합물을 성형하여 완성되고, 열가소성 엘라스토머가 방향족 폴리에스테르의 하드 세그먼트와 지방족 폴리에스테르의 소프트 세그먼트로 이루어지는 폴리에스테르 폴리에스테르 블록 공중합체로 구성되고, 열가소성 중합체 성분 중의 열가소성 엘라스토머의 양이 10중량% 이상이고, 도전성 물질의 양이 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 합계 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부이며, 100V의 전압에서 측정되는 표면전기저항율이 1×106∼1×1014 Ω/□이고, 체적저항율이 1×106∼1×1013 Ω·cm이고, 각 전기저항율의 불균일이 최대치/최소치 ≤ 100인 화상형성장치용 엔드레스 벨트이다.
제3 요지의 발명에서 사용되는 열가소성 엘라스토머는, 하드 세그먼트로 폴리에스테르를 사용하고, 소프트 세그먼트로 지방족 폴리에스테르를 사용한 폴리에스테르 폴리에스테르 블록 공중합체로 구성된다.
하드 세그먼트가 방향족 폴리에스테르이고, 소프트 세그먼트가 지방족 폴리에스테르인 폴리에스테르폴리에스테르 블록 공중합체로 이루어진 열가소성 엘라스토머를 사용한 엔드레스 벨트는 접힘에 의해 변형이 거의 되지 않고 또 치수정밀도가 우수하다. 즉, 엔드레스 벨트가 변형되지 않는 것은 엔드레스 벨트의 내크랙성을 대폭적으로 향상시키며, 엔드레스 벨트에 적절한 유연성을 부여하는 특징을 갖는다.
폴리에스테르 폴리에스테르 블록 공중합체로서는, 보다 구체적으로는 (a) 탄소수 2 ∼12의 지방족 및/또는 지환식 디올, (b) 방향족 디카르복시산 또는 그의 알킬에스테르, 및 (c) 지방족 또는 지환식 디카르복시산과 지방족 디올이 축합된 폴리에스테르 올리고머, (d) 지방족 락톤 또는 지방족 모노올 카르복시산으로 합성된 폴리에스테르 올리고머를 원료로 하고, 에스테르화 반응 또는 에스테르 교환반응에 의해 얻은 올리고머를 중축합시킨 것이다.
제3 요지의 발명에 있어서, 사용되는 열가소성 엘라스토머는 결정융점이 190∼220℃이고, JIS K7210 (240℃, 2.16kgf 하중)에 의한 용융 유동율(MFR)이 10g/10 분이상, 18g/10분 이하인 것이 바람직하다.
결정 융점이 190℃ 미만인 경우는, 지나치게 부드러워지고, 벨트에 텐션을 가했을 때, 벨트가 연신되어 버릴 수가 있다. 결정 융점이 220℃를 초과하는 경우는, 지나치게 딱딱해져서 벨트가 파손되기 쉽게 되며, 충분한 기계적 내구성을 얻을 수 없게되고, 또 내롤러변형성도 악화된다.
MFR이 10g/10분 미만인 경우는, 카본 블랙 등의 도전성 물질을 혼련할 경우에, 반죽이 양호하게 되며, 분산성이 좋게되지만, 용융 점도가 높게 되기 때문에 성형가공시에 재료에 가해지는 전단응력이 지나치게 높아져서 재료가 발열하여, 열열화되어 버릴 수가 있다. 18g/10분을 초과하는 경우는, 용융점도가 낮기 때문에, 반죽이 되기 어렵고, 도전성 물질의 분산성이 악화될 수 있다.
제3 요지의 발명의 엔드레스 벨트에 사용하는 열가소성 중합체 성분은, 앞에서 말한 열가소성 엘라스토머 이외에 열가소성 수지를 포함해도 된다.
본 발명의 엔드레스 벨트의 성형 재료로 사용되는 열가소성 중합체 성분 중의 열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머의 중량비는, 바람직하게는 10/90∼90/10, 보다 바람직하게는 80/20∼20/80, 더욱 더 바람직하게는 60/40∼40/60이다.
열가소성 엘라스토머가 열가소성 엘라스토머/열가소성 수지(중량비) = 90/10을 초과하는 경우, 즉, 열가소성 수지가 적은 경우는, 벨트가 지나치게 부드러워져, 벨트 텐션을 가하였을 때 벨트가 연신되어 버리고, 토너 화상이 얼룩지기 때문에 바람직하지 않다. 반대로, 열가소성 엘라스토머가 열가소성 엘라스토머/열가소성 수지(중량비) = 10/90 미만인 경우, 즉 열가소성 수지가 많은 경우는, 벨트가 지나치게 딱딱해서 크랙이 들어가기 쉽고 롤러에 의해 변형되기 쉬워지기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 열가소성 수지의 MFR이 열가소성 엘라스토머의 MFR보다 작은 편이 도전성 물질의 분산성의 관점에서 바람직하고, 특히 1/2 이하이면 특히 바람직하다.
중합촉매는 열가소성 수지에 포함되어 있어도 된다. 예를 들면, 폴리알킬렌테레프탈레이트의 합성용 촉매로서는 폴리알킬렌 테레프탈레이트 중에 잔류한 촉매를, 열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머의 중합 촉매로서 이용하여도 좋다.
또한 제3 요지의 발명의 엔드레스 벨트는, 표면전기저항율이 비교적 높고, 체적전기저항율이 비교적 낮고, 전기저항율의 불균일이 작기 때문에, 감광체부터 벨트의 토너 전사성이 우수함과 함께 벨트로부터 종이로의 토너의 전사성도 양호하며, 변형에 의한 화질 열화도 방지된다.
<제4 요지의 발명>
이하의 식(1), (2) 및 (3)을 만족하는 화상형성장치용 엔드레스 벨트이다: SR(100V)/SR(500V)<VR(100V)/VR(250) (1)
SR(100V)/SR(500V)≤30 (2)
8≤VR(100V)/VR(250V)≤100 (3)
식중에서,
SR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내고,
SR(500V)는, 전압 500V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내며,
VR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 때의 체적전기저항율을 나타내며,
ⅤR(250V)는, 전압 250V를 10초간 인가하여 측정한 때의 체적전기저항율을 나타낸다.
제4 요지의 발명의 화상형성장치용 벨트에 있어서, 상기 식(1)을 만족하는 것은, 체적전기저항율의 전압의존성이 표면전기저항율의 전압의존성보다 큰 것을 나타낸다. 또 식(2) 및 (3)을 만족하는 것은 표면전기저항율의 전압의존성이 작고, 체적 전기저항율의 전압의존성이 적당히 큰 것을 가리킨다. 이와 같이 체적전기저항율의 전압의존성이 표면전기저항율의 전압의존성 보다 크고, 또한 체적 전기저항의 전압의존성이 적당히 큰 것에 의해, 1차 전사된 벨트상의 대전 토너가 2차 전사될 때에, 적당히 벨트 두께 방향으로 제전되고, 그 결과, 토너의 자기제전에 의한 토너 이형성 효과를 높일 수 있다.
도 1은 실시예 및 비교예에 따른 평가용 중간전사 벨트를 나타내는 사시도이다.
도 2는 중간전사장치의 설명도이다.
도 3은 내롤러변형성의 평가방법을 나타내는 사시도이다.
도 4는 실시예 및 비교예에 따른 표면전기저항율의 인가 전압 의존성을 나타 내는 그래프이다.
도 5는 실시예 및 비교예에 따른 체적전기저항율의 인가 전압 의존성을 나타내는 그래프이다.
도 6은 실시예 및 비교예에 따른 내롤러변형성(롤러 변형 복원율)을 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 벗어나지 않는 한 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한 이하의 예에 있어서 사용한 원료, 가열혼련 방법, 엔드레스 벨트의 특성의 평가 방법은 다음과 같다.
<원료>
원료는 이하의 것을 사용했다. 표 중에서, PEER는 폴리에스테르 폴리에스테르 공중합체 엘라스토머를 나타내고, PBT는 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 나타낸다. 표에 나타내는 배합 비율에 있어서, 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 합계량을 100 중량부로 한다.
(1) PBTl: 미츠비시 엔지니어링 플라스틱스(주)가 제조한「NOVADURAN 5040ZS (상품명」 (「5040ZS」라고 약칭한다);
중량 평균 분자량 = 40,000
PS 환산 중량 평균 분자량 = 122,000
MFR (240℃, 2.16kgf 하중): 4g/10분
(2) PBT2: 미츠비시 엔지니어링 플라스틱스(주)가 제조한 「NOVADURAN 5010 (상품명)」 (「5010」이라고 약칭한다);
MFR (240℃, 2.16 kgf 하중): 16g/10분
(3) PBT3: 가네보 고센(주) 제조의 「128(상품명)」 (「Kanebo128」로 약칭");
중량 평균 분자량 = 40,000
PS 환산 중량 평균 분자량 = 122,000
MFR (240℃, 2.16 kgf 하중): 7g/10분
(4) PC (「PC」라고 약칭한다):
중량 평균 분자량 = 28,000
PS 환산 중량 평균 분자량 = 64,000
MFR (280℃, 2.16 kgf 하중): 4.8g/10분
(5) 열가소성 엘라스토머 1: 토요보(주) 제조의 폴리에스테르-에테르 엘라스토머「PERPRENE P150B(상품명)」 (「P150B」로 약칭한다);
MFR (240℃, 2.16 kgf 하중): 19g/10분
(6)열가소성 엘라스토머 2: 토요보(주) 제조의 폴리에스테르-에테르 엘라스토머「PERPRENE P90B」 (「P90B」로 약칭한다);
MFR (240℃, 2.16 kgf 하중): 20g/10분
(7) 열가소성 엘라스토머 3: 토요보(주) 제조의 폴리에스테르-폴리에스테르 엘라스토머「PERPRENES3001(상품명)」(「S3001」으로 약칭한다);
MFR (240℃, 2.16 kgf 하중): 21g/10분
(8) 열가소성 엘라스토머 4: 토요보(주) 제조의 폴리에스테르-폴리에스테르 엘라스토머「PERPRENES2001(상품명)」 (「2001」로 약칭한다);
MFR (240℃, 2.16 kgf 하중): 21g/10분,
결정 융점: 206℃
(9) 열가소성 엘라스토머 5: 토요보(주) 제조의 폴리에스테르-폴리에스테르 엘라스토머「PERPRENESlOOl(상품명)」 (「SlOOl」으로 약칭한다);
MFR (240℃, 2.16 kgf 하중): 21g/10분,
결정 융점:200℃
(10) 열가소성 엘라스토머 6: 토요보(주) 제조의 폴리에스테르-폴리에스테르 엘라스토머「PERPRENES6001(상품명)」 (「S6001」으로 약칭한다);
MFR(240℃, 2.16 kgf 하중): 15g/10분,
결정 융점 218℃
(11) 카본 블랙: 덴키카가쿠(주) 제조의「덴카블랙(상품명)」
DBP 흡유량 = 180ml/100g
비표면적 = 65m2/g
휘발분량 = 0%
평균 1차입경 = 39nm
(12) 증점제 1: 니혼 유시(주) 제조의 글리시딜 메타크릴레이트 함유 중합 체 「MODIPER A4400(상품명)」 (「A4400」라 약칭한다);
JIS K7210에 의한 MI 값 (190℃, 2,16 kgf 하중): 0.3g/10분
(13) 증점제 2: 니혼 유시(주) 제조의「MODIPER A4200(상품명)」(「A4200」이라고 약칭한다);
JIS K7210에 의한 MI치(190℃, 2.16 kgf 하중): 0.6g/10분
(14) 중합촉매: 티타늄(IV) 부톡시드/아세트산 마그네슘
(15) 킬레이트화제: 클라리안트 재팬(주)제 인산화 산화방지제 「PEPQ(상품명」
<가열혼련>
각 원료를, 2축 혼련압출기(IKG(주)제조의「PMT32」)를 사용해 표에 기재한 조건에서 재료를 펠릿화하였다.
<엔드레스 벨트의 성형 방법>
얻어진 재료 펠릿을 건조시키고, 직경 φ160mm, 다이 슬립 폭 1.5 mm의 6조 나선형 환상 다이 달린 40mmφ의 압출기(환상 다이의 원주 방향으로 16개의 온도 조절 기구를 가짐)에 의해 환상 다이 하방으로 용융튜브 상태로 압출하고, 압출한 용융 튜브를, 환상 다이와 동일 축선 상에, 지지 봉을 통하여 장착된 외경 153 mm의 냉각 맨드렐의 외표면 (온도 80℃)에 접촉시켜 냉각 고화시켰다. 이렇게 얻은 심리스 벨트 형태의 튜브를, 튜브 내부에 설치되어 있는 원통형 코어(core)와 튜브외측에 설치되어 있는 4점식 벨트식 인출기에 의해, 그의 원통형을 유지시킨 상태로 인출한 다음 340 mm 길이로 둥글게 자르고, 두께 140 ㎛, 표면전기저항율 1× 1010∼1×1012 Ω로 되도록 압출량과 인출 속도, 압출 온도를 조정하면서 내경 151 mm의 수지 심리스 벨트를 얻었다. 성형 조건은 표에 기재한다.
또한 성형 재료에 대해서, 토요 세이미쯔 기카이(주) 제조의 멜트인덱사 「T-01(상품명)」(240℃, 2.16 kgf 하중)으로, 가열개시후 5∼6분의 1분간에 시료를 채취하고, 중량을 측정(m)하여, 식: MFR(g/10분) = (600×m)÷t (t는 시료 채취 시간(초)(여기에서는 60초)를 나타내고, m은 시료 채취 중량(g)을 나타냄)으로 MFR을 구했다.
<평가>
평가는 필요에 따라, 엔드레스 벨트를 필요한 크기로 절개하여 실시하고, 결과를 표에 나타낸다.
(1) 표면전기저항율:
(주) 다이아 인스트루먼트 제조의 「HIRESTER UP(상품명)(UR단자)」를 사용하고, 100V, 500V, 각 10초의 조건에서 20 mm 피치로 벨트 원주방향을 측정하였다.
(2) 체적전기저항율:
(주) 다이아 인스트루먼트 제조의 「HIRESTER UP(상품명)(UR단자)」를 사용하고, 100V, 250V, 각 10초의 조건에서 20 mm 피치로 벨트 원주 방향을 측정했다.
(3) 전기저항 환경 변동율:
표면전기저항율과 체적전기저항율의 각각에 있어서, 온도 10℃, 습도 20%에 20hr 방치 후(LL조건)의 전기저항율과 온도 30℃, 습도 80%에 20hr 방치 후(HH조건)의 전기저항율의 비(전기저항율(LL조건)/전기저항율(HH조건))을 구하고, 전기저항 환경 변동율로 하였다.
(4) 엔드레스 벨트로서의 내구성의 평가:
얻어진 엔드레스 벨트를 중간 전사 벨트로 하여 화상형성장치에 탑재하고, 연속으로 화상 출력을 하고, 몇 장 출력한 단계에서 엔드레스 벨트에 크랙이 발생하는지를 평가하였다.
(5) 수축률:
엔드레스 벨트를 200 mm의 일정폭으로 둥글게 절단한 후, 또한 폭방향 1개소를 절단한다. 이어서 얻은 샘플을 온도 23℃, 습도 50%에 24hr 방치한 후, 엔드레스 벨트의 원주 방향의 길이를 3차원 치수 측정기(니콘사제 현미경을 장착한 도쿄 세이미쯔샤 제조의「GJ800A(상품명)」)으로 측정했다. 이 측정값을 (P)라고 한다.
다음으로, 온도 60℃, 습도 90%의 조건으로 설정한 항온항습실에 상기 샘플을 24hr 방치하고, 꺼낸 후, 또한 온도 23℃, 습도 50%에 24hr 방치한 후, 엔드레스 벨트의 원주 방향의 길이를 3차원 치수측정기를 사용해 측정했다. 이 측정값을 (Q)이라고 한다. 온도 23℃, 습도 50%에 대한 각 온도 습도 조건 방치 후의 샘플의 수축 비율은, 식: 수축률 ={(P)-(Q)}/(P)×100 으로부터 구했다.
(6) 원주 길이 차:
엔드레스 벨트를 200mm의 일정폭으로 둥글게 절단 후, 또한 폭방향 1개소를 절단한다. 이어 얻어진 샘플을 온도 23℃, 습도 50%에 24hr 방치한 후, 엔드레스 벨트의 양단부의 원주 방향의 길이를 각각 3차원 치수측정기(니콘사제 현미경을 장착한 도쿄 세이미쯔샤 제조의「GJ800A(상품명)」)으로 측정했다. 양단부의 원주 방향의 길이의 차를 원주길이 차로 한다.
(7) 인장 탄성율
ISO Rl184-1970에 준하고, 시험편을 폭 15mm, 길이 150mm로 절단하고, 인장속도 1 mm/분, 잡아당기는 구간 거리 100mm으로서 측정하였다.
(8) 항복점 강도:
JIS Z1702-62에 준하고, 시험편을 폭 15 mm, 길이 150mm로 절단하고, 인장속도 50 mm/분, 잡아당기는 구간거리 100mm, 표선 간격 50 mm으로 하여 측정하였다. (8) 인장 파단 연신율:
JIS Z1702-62에 준하고, 시험편을 폭 15mm, 길이 150mm로 절단하고, 인장속도 50 mm/분, 잡아당기는 구간 거리 100 mm, 표선 간격 50 mm으로 하여 측정하였다.
(9) 내굴곡성(내접힘성):
JIS P-8115에 준하고, 시험편을 폭 15mm, 길이 100mm의 크기로 절단하고, MI
T 시험기에 의해 굴곡 속도 175회/분, 회전 각도 135°좌우, 인장 하중 1.Okgf의 조건에서, 굴곡 지그(jig)의 곡율 반경을 R = 0.38mm으로 하여 파괴에 이르는 접힘 굴곡 회수를 측정하였다.
(10) 내롤러 변형성:
도 3은, 내롤러변형성의 평가 방법을 나타내는 사시도이다. 도 3a에 나타낸 바와 같이, φ14 mm의 롤러(30)의 외주에 폭 15mm, 길이44mm의 샘플(31)을 권취하고, 양단부를 테이프로 고정시키며, 온도 60℃, 습도 90%의 환경하에서 2시간 방치하고, 온도 23℃, 습도 50%의 환경하에서 24시간 방치하고, 그 후, 롤러(30)으로부터 샘플(31)을 빼내고, 도 3b와 같이, 샘플(31)의 양단수 변간의 거리 L(mm)을 측정하고, 롤러 변형 복원율을 식: 롤러 변형 복원율 = L/44 × 100으로 산출하고, 내롤러변형성으로 하였다.
(11) 물과의 접촉각:
엔드레스 벨트의 외표면에 물을 1방울 적하하고, 엘머사 제조의 고니오미터 「G-1」을 이용하여 1분 후의 물의 접촉각을 측정하였다.
(12) 표면 조도:
엔드레스 벨트 외측 표면을 약 50mm X 50mm의 샘플로 절단하고, (주)키엔스제조의 초심도 형상측정 현미경 상품명 「VK8500」를 사용하고, 렌즈 100배, 피치 0.01 ㎛, 셔터 스피드 AUTO, 게인 835의 측정 조건으로 하여 40 ㎛ X 40 ㎛의 에리어의 표면조도를 4점 측정하고, 그 평균치를 표면조도의 측정치로 하였다.
(13) 화상 평가:
도 1은, 중간 전사 벨트를 나타내는 사시도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 엔드레스 벨트(20)의 내, 외 양단부에 폴리에스테르로 된 두께 50 ㎛, 10 mm 폭의 PET 테이프를 내보강 테이프(22) 및 외보강 테이프(21)로 하여 접착시키고, 내양단부에 폴리우레탄제 두께 1.0 mm, 5 mm 폭의 사행 방지 가이드 고무(23)를 접착시킨 엔드레스 벨트를 세이코 엡손(주)제의 칼러 레이저 프린터 기종 명 「LP3000C」에 탑재시키고, 칼러 화상을 CCD 카메라에 의해 20배 확대하여 화상을 평가하였다.
화상(결락)은, 토너가 전사되어 있지 않은 부분이 5% 이하이면 ○으로 하고, 5%를 초과하는 것을 △라고 했다.
화상 얼룩은, 50 ㎛ 이하를 ○으로 하고, 50 ㎛을 초과하고 80㎛ 이하를 △로 하며, 80㎛를 초과하는 것을 X로 하였다.
화상의 1차, 2차 전사 특성은 토너가 전사되지 않은 부분이 5% 이하이면 ○으로 하고, 5%를 초과하면 △로 하였다.
<실시예 1∼8, 비교예 1∼4, 참고예 1>
이들 예는 제1 요지, 제2 요지 및 제4 요지 발명을 설명하기 위한 것이다.
실시예 1∼4:
표 1에 기재된 혼합비로, 각 성분을 가열혼련하여 재료 펠릿을 얻었다. 이때의 가열 혼련 조건은 표 1에 나타낸다. 수지 온도와 혼련기내의 체류 시간을 조절하여 혼련기내에서의 반응을 제어하는 것과 동시에, 전기저항율이 반도전 영역에 들도록 혼련조건을 조절하였다. 이렇게 하여 얻은 성형 재료 펠릿을 압출 성형하여 엔드레스 벨트를 제조하였다. 표 1중, 배합 *에서의 카본 블랙, 킬레이트화제 및 증점제의 양은 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 합계량 100 중량부에 대한 중량부이다.
실시예 1-4에서 얻은 엔드레스 벨트는 모두 표면전기저항율이 SR(100V) 평균치로 1×1011∼2×1011 Ω/□이고, 체적전기저항율은 VR(100V) 평균치로 3.6×1010∼ 6.0×1010Ω·cm이고, 표면전기저항율의 100V∼500V의 전압 의존성 SR(100V)/SR(500V)는, 1.5∼5로서 1 오더(10배) 이내이며, 체적전기저항율의 100V∼250V의 전압의존성VR(100V)/VR(250V)는, 25∼40으로서 2 오더(100 배) 이내이며, 양호한 전압 비의존성을 얻을 수 있다.
이들 엔드레스 벨트를 도 1과 같이 중간 전사 벨트로서 화상형성장치에 탑재할 경우 1차 전사, 2차 전사 방향에서 양호한 토너 화상을 얻을 수 있다.
또한 이 상태에서 20만장 화상 출력하여도 엔드레스 벨트는 크랙 발생이 없고, HH 조건/LL 조건에 의한 저항치의 변동이 적고, 저항 불균일도 적었다. 엔드레스 벨트의 이러한 특성을 표 2에 나타낸다.
실시예 5
열가소성 엘라스토머의 종류를 변경한 이외는 실시예 1과 동일하게 실시하여 엔드레스 벨트를 얻었다. 실시예 5에서 얻은 엔드레스 벨트는 외관이 우수하고, 환경에 의한 전기저항율 변동이나 전기저항율 불균일이 적었다. 이 엔드레스 벨트를 화상형성장치에 탑재한 경우, 양호한 화상을 얻을 수 있었다. 이때 주요 제조 조건 및 여러 특성을 표 1 및 표 2에 나타낸다.
실시예 6
증점제의 종류를 변경한 이외는, 실시예1과 같이 실시하여 엔드레스 벨트를 얻었다. 실시예 6에서 얻은 엔드레스 벨트는 외관이 뛰어나고, 환경에 의한 전기저항율 변화나 전기저항율 불균일이 적었다. 이 엔드레스 벨트를 화상형성장치에 탑 재한 경우, 양호한 화상을 얻을 수 있었다. 이때의 주요 제조 조건 및 여러 특성을 표 1 및 표 2에 나타낸다.
실시예 7:
열가소성 엘라스토머의 종류를 변경한 이외는, 실시예 1과 같이 실시하여 엔드레스 벨트를 얻었다. 실시예 7에서 얻은 엔드레스 벨트는 외관이 뛰어나고, 환경에 의한 전기저항율 변화나 전기저항율 불균일이 적었다. 이 엔드레스 벨트를 화상형성장치에 탑재한 경우, 양호한 화상을 얻을 수 있었다. 이때의 주요 제조 조건 및 여러 특성을 표 1 및 2에 나타낸다.
실시예 8:
증점제를 사용하지 않은 이외에는 실시예 7과 같이 실시하여 엔드레스 벨트를 얻었다. 실시예 8에서 얻은 엔드레스 벨트는 외관이 뛰어나고, 환경에 의한 전기저항율 변화나 전기저항율 불균일이 적었다. 이 엔드레스 벨트를 화상형성장치에 탑재한 경우, 양호한 화상을 얻을 수 있었다. 이것은, 증점제를 사용하지 않아도 중합촉매가 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지와의 상용성을 촉진시켜서, 증점효과를 발생시키며, 카본블랙 분산성이 향상된 것에 의한 것으로 추정될 수 있다. 이때의 주요 제조 조건 및 여러 특성을 표 1 및 2에 나타낸다.
비교예 1:
증점제를 사용하지 않고서 실시예 1과 동일한 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 배합비로 카본 블랙을 첨가하여, 전기저항율이 반도전 영역에 들도록 카본블랙 농도를 조정한 이외는 실시예 1과 동일한 과정을 실시하여 엔드레스 벨트를 얻었다. 이 때의 주요 제조 조건을 표 3에 나타낸다. 또한 표 3 중에서, 배합 *에서의 카본 블랙, 킬레이트화제 및 증점제의 양은 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 합계량 100중량부 대한 중량부이다.
비교예 1에서 얻은 엔드레스 벨트는 표면 조도는 양호하지만, 표면전기저항율과 체적전기저항율의 전압의존성이 크고, 반도전의 저항치를 얻기 위한 카본블랙이 소량밖에 첨가되지 않아서, 환경에 의한 전기저항율의 변동도 컸다. 이 벨트를 중간전사 방식의 장치에 중간 전사 벨트로서 사용하면, 두께 방향으로 전류 누설이 생겼다. 여러 특성을 표 4에 나타낸다.
비교예 2:
증점제를 사용하지 않고 실시예 2와 동일한 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 배합비로 카본 블랙을 첨가하고, 전기저항율이 반도전 영역에 들도록 카본 블랙 농도를 조정한 이외는, 실시예 2와 동일한 과정으로 엔드레스 벨트를 얻었다. 이 때의 주요 제조 조건을 표 3에 나타낸다.
비교예 2에서 얻은 엔드레스 벨트는 표면 조도는 양호하지만, 비교예 1보다는 표면전기저항율과 체적전기저항율의 전압의존성이 크고, 반도전의 전기저항율을 얻기 위한 카본블랙이 소량밖에 첨가될 수 없기 때문에, 환경에 의한 전기저항율의 변동도 컸다. 여러 특성을 표 4에 나타낸다.
비교예 3:
증점제를 사용하지 않고 실시예 3과 동일한 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 배합비로 카본 블랙을 첨가하고, 전기저항율이 반도전 영역에 들도록 카본 블랙 농도를 조정한 이외는, 실시예 3과 동일한 과정을 실시하여 엔드레스 벨트를 얻었다. 이때의 주요 제조 조건을 표 3에 나타낸다.
비교예 3에서 얻은 엔드레스 벨트는 표면 조도는 양호하지만, 비교예 1, 2보다는 표면전기저항율과 체적전기저항율의 전압의존이은 크고, 중간 전사 방식의 장치에 중간전사 벨트로서 사용하면, 두께 방향으로 전류누설이 생겼다. 또 환경에 의한 저항치의 변동도 컸다. 여러 특성을 표 4에 나타낸다.
비교예 4:
열가소성 수지를 배합하지 않고 열가소성 엘라스토머에 카본 블랙을 첨가하고, 전기저항이 반도전 영역이 되도록 카본 블랙 농도를 조정한 이외는, 실시예 1과 동일한 엔드레스 벨트를 얻었다. 이 때의 주요 제조 조건을 표 3에 나타낸다.
비교예 4에서 얻은 엔드레스 벨트는 표면 조도는 양호하지만, 카본블랙의 분산이 나쁘고 또 반도전의 전기저항율을 얻기 위해 오직 소량의 카본블랙을 부가하였기 때문에, 표면전기저항율과 체적전기저항율의 전압의존성이 가장 컸다. 이 엔드레스 벨트를 중간 전사 방식의 장치에 중간 전사 벨트로서 사용하면, 두께 방향으로 전류 누설이 생겼다. 또 환경에 의한 전기저항율의 변동도 크다. 여러 특성을 표 4에 나타낸다.
참고예 1:
열가소성 엘라스토머를 배합하지 않고, 열가소성 수지로서 PBT/PC 알로이를 사용하고, 카본 블랙을 첨가하고, 전기저항율이 반도전 영역에 들도록 혼련 조건을 연속하여 카본 블랙 농도를 조정한 이외는 실시예 1과 동일한 과정으로 엔드레스 벨트를 얻었다. 이때의 주요 제조 조건을 표 3에 나타낸다.
참고예 1에서 얻은 엔드레스 벨트는 표면 조도, 표면전기저항율과 체적전기저항율의 전압의존성은 양호하였지만, 탄성율이 크기 때문에 문자의 결락이 약간 발생했다. 여러 특성을 표 4에 나타낸다.
Figure 112006004637190-PCT00001
Figure 112006004637190-PCT00002
Figure 112006004637190-PCT00003
Figure 112006004637190-PCT00004
표 2 및 4로부터 분명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 전기저항율의 전압의존성이 작고, 온도 습도 환경에 의한 전기저항율의 변동이 작고, 내굴곡성 및 내약품성 및 성형치수안정성이 우수하고, 또 저온저습~고온고습의 모든 환경하에서 요철이 큰 종이부터 평활한 종이에 이르기까지 모든 용지에 대하여 고화질을 얻을 수 있는 화상형성장치용 엔드레스 벨트가 제공된다.
<실시예 9~ 18, 비교예 5 ~ 7, 참고예 2>
이들 예는 제3 요지 발명을 설명하기 위한 것이다.
실시예 9 ~ 12
표 5에 기재한 바와 같이, 열가소성 엘라스토머로서 토요보(주) 제조의 폴리에스테르 폴리에스테르 엘라스토머 「PERPRENE S3001(상품명)」을 사용하고, 열가소성 수질로서 가네보 고센「128(상품명)」을 사용하였다(실시예 9에서는 열가소성수지 배합하지 않음). 이 열가소성 엘라스토머, 열가소성수지와 킬레이트화제, 증점제 및 카본블랙의 조합물을 가열혼련시키고, 재료 펠릿을 얻었다. 이 때의 가열혼련 조건은 표 5에 나타낸 것으로 하고, 수지 온도와 혼련기내에서의 체류 시간을 조절하며, 혼련기내에서의 반응은 억제함과 동시에, 전기저항이 반도전 영역에 들도록 혼련 조건을 조절하였다. 이 재료 펠릿을 압출 성형하여 엔드레스 벨트를 제조하였다. 실시예 9 ~ 12에서 얻은 이들 엔드레스 벨트는 내롤러변형성이 우수한 특성을 나타내었다. 이때의 주요 제조 조건을 표 5에 나타낸다.
또한 실시예 9~12에서 얻은 엔드레스 벨트는 모두 표면전기저항율이 SR(100V) 평균치로 1 x 1011 Ω/□ ~ 7 x 1011Ω/□ 이고 체적전기저항율이 VR(100V) 평균치로 8 x 1010 Ω·cm ~ 9 x 1012 Ω·cm 이며, 표면전기저항율의 100V ~ 500V의 전압의존성 SR(100V)/SR(500V)는 2.7~ 6.7 이고 1오더(10배) 이내이며, 체적전기저항율의 100V ~ 250V의 전압의존성 VR(100V)/VR(250V)은 10 ~ 23.1로 2 오더(100배) 이내이며, 양호한 전압 비의존성을 나타내었다. 여러 특성을 표 6에 나타낸다.
이들 엔드레스 벨트를 도 1과 같은 중간전사 벨트로서 화상형성장치에 탑재한 경우 1차 전사, 2차 전사 양쪽에서 문자의 결락이 적은 양호한 화상을 얻을 수 있었다.
또한 이 상태에서 20만장 화상 출력하여도 엔드레스 벨트는 크랙 발생이 없고, HH 조건/LL 조건에 의한 저항치의 변동이 적고, 저항 불균일도 적었다. 또한 롤러의 변형이 화상에 미치는 영향은 거의 확인되지 않았다.
실시예 13 ~ 15:
열가소성 수지를, 중합촉매를 함유한 PBT (미쓰비시 엔지니어링 플라스틱스(주) 제조의 「NOVADURAN 5040ZS(상품명)」으로 변경하고, 열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머의 배합 및 증점제의 배합량을 조정(실시예 13, 14에서는 증점제 첨가하지 않음)하는 것과 함께 중합 촉매를 배합한 이외는 실시예 12와 동일하게하여 엔드레스 벨트를 얻었다. 본 실시예 13 ~ 15에서도 내롤러변형성이 우수한 엔드레스 벨트를 얻었지만, 열가소성 수지의 비율이 실시예 13에서 14로 많아짐에 따라서, 내접힘 회수는 저감되고, 내롤러변형성도 저하되는 경향이 있는 것을 알았다. 이 엔드레스 벨트를 화상형성장치에 탑재한 경우, 양호한 화상을 얻을 수 있었다. 이때의 주요 제조 조건 및 여러 특성을 표 5 내지 8에 나타낸다.
실시예 16 ~ 18:
열가소성 엘라스토머의 종류를 변경한 이외는 실시예 15와 동일하게 하여 엔드레스 벨트를 얻었다. 본 실시예 16 내지 18에서도 외관이 우수하고, 내롤러변형성이 우수한 엔드레스 벨트를 얻었지만, 열가소성 엘라스토머의 융점이 높아짐에 따라서 내롤러변형성이 악화되는 경향이 있는 것이 밝혀졌다. 이 엔드레스 벨트를 화상형성장치에 탑재한 경우, 양호한 화상을 얻을 수 있었다. 이 때의 주요 제조 조건 및 특성을 표 7 및 8에 나타낸다.
참고예 2:
실시예 14로 부터 열가소성 엘라스토머 (토요보(주) 제조의 폴리에스테르 폴리에스테르 엘라스토머「베르플렌S3001」(상품명))의 비율을 적게하여 5%로 한 이외는 실시예 13과 동일하게 하여 엔드레스 벨트를 얻었다. 이때의 주요 제조 조건을 표 9에 나타낸다.
참고예 2에서 얻은 엔드레스 벨트는 표면조도는 양호하였지만, 내롤러변형성이 약간 나빠서, 장시간 양호한 화상을 얻는 것이 곤란할 수 있었다. 여러 특성을 표 10에 나타낸다.
비교예 5 ~ 7:
하드 세그먼트로 방향족 폴리에스테르, 소프트 세그먼트로 지방족 폴리에테르를 사용한 폴리에스테르 폴리에테르 타입을 열가소성 엘라스토머로서 사용하고 또 열가소성 수지로서 미쓰비시 엔지니어링 플라스틱스(주) 제조의 「NOVADURAN 5010 (상품명)」을 사용하고 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 배합 비율을 변화시키고, 중합 촉매를 첨가하지 않은 이외는 실시예 13과 동일하게 하여 엔드레스 벨트를 얻었다. 이때의 주요 제조 조건을 표 9에 나타낸다.
이들 비교예에서 얻은 엔드레스 벨트는 모두 내롤러변형성이 나쁘고, 열가소성 엘라스토머의 종류가 내롤러변형성에 영향을 미치는 것이 밝혀졌다. 또한 실시예 9 ~ 18 및 참고예 2로부터는 표면전기저항율과 체적전기저항율의 각각의 전압 의존성은 컸다. 이것은 PBT의 점도 및 엘라스토머의 점도가 적절하지 않고 또 혼련시의 카본 블랙의 분산이 균일하지 않았기 때문에 엔드레스 벨트 성형시의 배향이 외측 표면부와 중앙부의 카본블랙 분산에 영향을 주고, 엔드레스 벨트의 두께 방향으로 불균일한 카본 분산이 형성되었기 때문으로 추정된다. 특성을 표 10에 나타낸다.
Figure 112006004637190-PCT00005
Figure 112006004637190-PCT00006
Figure 112006004637190-PCT00007
Figure 112006004637190-PCT00008
Figure 112006004637190-PCT00009
Figure 112006004637190-PCT00010
각 실시예 9 ~ 18, 비교예 5~7 및 참고예 2에서 표면전기저항율의 인가전압의존성을 도 4에, 체적전기저항율의 인가전압의존성을 도 5에 나타낸다. 또한 내롤러변형성(롤러변형 복원율)을 도 6에 도시한다.
표 6, 8 및 10과 도 4 내지 6로부터 분명한 바와 같이, 실시예 9 ~ 18에 의하면, 내롤러변형성이 우수하고, 전기저항율의 전압의존성이 작고, 온도 습도 환경에 의한 전기저항율의 변동이 작고, 내굴곡성과 내약품성 및 성형치수안정성이 우수하며, 또 저온저습 ~ 고온고습 등 모든 환경하에서 요철이 큰 종이부터 평활한 종이까지 모든 용지에 대하여 고화질을 얻을 수 있는 화상형성장치용 엔드레스 벨트가 제공된다.
부호의 설명
1...감광 드럼 2...대전기
3...노광 광학계 4...현상기
5...클리너 6...도전성 엔드레스 벨트
7, 8, 9...반송 롤러 20...엔드레스 벨트
21...외보강 테이프 22...내보강 테이프
23...사행방지 가이드 고무 30...롤러
31...샘플

Claims (25)

  1. 열가소성 엘라스토머, 열가소성 수지와 도전성 물질의 배합물을 성형하는 것으로 이루어지는 화상형성장치용 엔드레스 벨트에 있어서, 이하의 식(1), (2) 및 (3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 엔드레스 벨트:
    SR(100V)/SR(500V)<VR(100V)/VR(250) (1)
    SR(100V)/SR(500V)≤30 (2)
    8≤VR(100V)/VR(250V)≤100 (3)
    식중에서,
    SR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내고,
    SR(500V)는, 전압 500V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내며,
    VR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 때의 체적전기저항율을 나타내며,
    ⅤR(250V)는, 전압 250V를 10초간 인가하여 측정한 때의 체적전기저항율을 나타낸다.
  2. 열가소성 엘라스토머, 열가소성 수지와 도전성 물질의 배합물을 성형하여 이루어지는 화상형성장치용 엔드레스 벨트에 있어서,
    JIS K7210에 의한 용융유동율 값(190℃, 2.16kgf 하중)이 0.01∼10g/10분인 점성 중합체를 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 합계량 100 중량부에 대하여 0.01∼20 중량부 함유하고,
    도전성 물질의 양이 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 합계량 100중량부에 대해 0.1∼30 중량부임을 특징으로 하는 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  3. 열가소성 엘라스토머를 포함하는 열가소성 중합체 성분과 도전성 물질의 배합물을 성형하여 이루어지는 화상형성장치용 엔드레스 벨트에 있어서,
    열가소성 엘라스토머가 방향족 폴리에스테르의 하드 세그먼트와 지방족 폴리에스테르의 소프트 세그먼트로 이루어지는 폴리에스테르 폴리에스테르 블록 공중합체로 구성되고, 열가소성 중합체 성분 중의 열가소성 엘라스토머의 양이 10 중량% 이상이며, 도전성 물질의 양이 열가소성 중합체 성분 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부이며,
    100V의 전압에서 측정한 표면전기저항율이 1 x 106 내지 1 x 1014 Ω/□이고, 체적저항율이 1 x 106 내지 1 x 1013 Ω.cm 이며, 각 전기저항율의 불균일이 최대치/최소치 ≤ 100 인 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  4. 제 1항에 있어서, 도전성 물질의 양이 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지 의 합계량 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 30 중량부인 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  5. 제 3항에 있어서, 열가소성 엘라스토머의 결정 융점이 190 ~ 220℃이고, JIS K7210에 의한 용융유동율 값(240℃, 2.16 kgf 하중)이 10 g/10분 ~ 18g/10분이고, 열가소성 중합체 성분이 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지로 이루어진 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  6. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 배합물이 JIS K7210에 의한 용유유동율 값(240℃, 2.16 kgf 하중)이 0.01 ~ 10g/10분인 점성 중합체를 함유하고, 그 함유량이 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 합계량 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 20 중량부인 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  7. 제 2항 또는 제 6항에 있어서, 점성 중합체가 에폭시 기를 갖는 증점제인 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  8. 제 7항에 있어서, 점성 중합체가 글리시딜 메타크릴레이트 기를 함유하는 증점제인 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  9. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    엔드레스 벨트가 이하의 식(1), (2) 및 (3)을 만족하는 화상형성장치용 엔드 레스 벨트:
    SR(100V)/SR(500V)<VR(100V)/VR(250) (1)
    SR(100V)/SR(500V)≤30 (2)
    8≤VR(100V)/VR(250V)≤100 (3)
    식중에서,
    SR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내고,
    SR(500V)는, 전압 500V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내며,
    VR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 때의 체적전기저항율을 나타내며,
    ⅤR(250V)는, 전압 250V를 10초간 인가하여 측정한 때의 체적전기저항율을 나타낸다.
  10. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 엔드레스 벨트의 인장탄성율이 300 ~ 2500 MPa이고, 엔드레스 벨트 외표면의 물과의 접촉각이 60°이상 90° 미만이며, 표면조도 Ra가 0.05 ~ 0.3 ㎛인 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  11. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 중량비(열가소성 엘라스토머/열가소성 수지)가 5/95 ~ 95/5인 화상형성 장치용 엔드레스 벨트.
  12. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 중량비(열가소성 엘라스토머/열가소성 수지)가 10/90 ~ 90/10인 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  13. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 엘라스토머와 열가소성 수지의 중량비(열가소성 엘라스토머/열가소성 수지)가 20/80 ~ 80/20인 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  14. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 엘라스토머가 폴리에스테르계 열가소성 엘라스토머인 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  15. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 수지가 폴리알킬렌 테레프탈레이트를 주성분으로 하는 수지인 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  16. 제 15항에 있어서, 폴리알킬렌 테레프탈레이트가 폴리부틸렌 테레프탈레이트인 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  17. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 도전성 물질이 카본블랙이고, 그 카본 블랙의 DBP 흡유량이 50 cm3/100g ~ 300cm3/100g 이고, 비표면적이 35 ~ 500m2/g 이며, 휘발분량이 20% 이하, 평균 1차 입경이 20 ~ 50 nm이며, 그 카본 블랙의 양이 이하의 식(4) 및 (5)를 만족하는 양인 화상형성장치용 엔드레스 벨트: LogY≥ -Ⅹ + 20 (4)
    LogY≤ -Ⅹ + 30 (5)
    식중에서,
    X는 엔드레스 벨트중의 카본 블랙의 함량(중량%)를 나타내고,
    Y는 엔드레스 벨트로 전압 100V를 10 초간 인가하여 측정한 표면전기저항율(Ω)를 나타낸다.
  18. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서, 배합물의 용융 점도가 JIS K7210에 의한 용융유동율 값(190℃, 2.16kgf 하중)으로 0.1g/10분 ~ 25 g/10분인 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  19. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 엔드레스 벨트가 환상 다이로부터 가열압출된 용융 튜브를 냉각 또는 냉각 고화시키면서 인출하는 것에 의해 성형된 것인 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  20. 제 19항에 있어서, 환상 다이가 그의 원주 방향으로 복수의 온도 조절기구를 갖고 있는 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  21. 제 19항에 있어서, 용융 튜브의 내측 또는 외측을 30 ~ 150℃로 온도 조절한 금형을 접촉시켜서 용융 튜브를 냉각시키는 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  22. 제 19항 또는 제 21항에 있어서, 용융 튜브를 원통 형상을 유지하여 인출하는 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  23. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 엔드레스 벨트가 심리스 상의 중간전사 벨트, 반송전사 벨트, 전사정착 벨트, 정착 벨트, 감광체 벨트 또는 현상 슬리브인 화상형성장치용 엔드레스 벨트.
  24. 제 1항 내지 제 23항 중 어느 한 항에 기재된 화상형성장치용 벨트를 갖는 것을 특징으로 하는 화상형성장치.
  25. 이하의 식(1), (2) 및 (3)을 만족하는 것을 특징으로 하는 화상형성장치용 엔드레스 벨트:
    SR(100V)/SR(500V)<VR(100V)/VR(250) (1)
    SR(100V)/SR(500V)≤30 (2)
    8≤VR(100V)/VR(250V)≤100 (3)
    식중에서,
    SR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내고,
    SR(500V)는, 전압 500V를 10초간 인가하여 측정한 표면전기저항율을 나타내며,
    VR(100V)는, 전압 100V를 10초간 인가하여 측정한 때의 체적전기저항율을 나타내며,
    ⅤR(250V)는, 전압 250V를 10초간 인가하여 측정한 때의 체적전기저항율을 나타낸다.
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