【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面にトナー像が形成される電子写真感光体と中間転写ベルトとが一体化されたプロセスカートリッジ及び該プロセスカートリッジを具備する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ベルト状の中間転写体である中間転写ベルトを使用した画像形成装置は、複数の色画像を転写材に順次積層転写して画像形成物を出力するフルカラー画像形成装置や多色画像形成装置として有効である。
【０００３】
このような画像形成装置は、特開昭６３−３０１９６０号公報中で述べられたごとくの転写装置、即ち、転写ドラム上に、張り付けたられたり、吸着されたりした第２の画像担持体としての転写材に、第１の画像担持体である潜像担持体から画像を転写する画像形成装置と比較すると、中間転写ベルトを用いることによって、転写材に加工や制御（例えば、グリッパーに把持する、吸着する、曲率をもたせる等）をする必要がなくなるため、封筒、ハガキ及びラベル紙等、薄い紙（４０ｇ／ｍ２紙）から厚い紙（２００ｇ／ｍ２紙）まで、幅の広狭や長さの長短によらず、多種多様な転写材を選択することができるという利点を有している。
【０００４】
また、中間転写体をベルト形状とすれば、中間転写ドラムのような剛体のシリンダーを用いる場合と比較して、画像形成装置内部に配置する際の自由度が増して、スペースの有効利用による装置本体の小型化やコストダウンを行うことができる。
【０００５】
しかしながら、中間転写ベルトの寿命は、通常、装置本体の寿命よりも短いため、現状では装置の使用途中での交換が必須となっている。また、中間転写ベルトに残留した現像剤（以下「トナー」という）の処理も必要である。これらに加えて、潜像担持体や現像器、現像剤等、多くの部品について交換が必要となっている。
【０００６】
これらの交換部品をユニット化して本体から容易に着脱する方法として、特開平８−１３７１８１号公報では、中間転写ベルトと潜像担持体をそれぞれ独立したユニットとして本体から容易に着脱できるように配置することが開示されている。
【０００７】
しかしながら、この手段では交換ユニットの数が多く、ユーザーの操作が煩雑になる。また、各ユニットがそれぞれ独立して設計、配置されているため、大型化やコストの上昇を招く等の問題も生じる。
【０００８】
この問題を解決する手段として、交換部品である中間転写ベルトと潜像担持体を一体のユニットとして装置本体から同時に着脱し、交換する手段が、特開平６−１１０２６１号公報、特開平１０−１７７３２９号公報及び特開平１１−３０９４４号公報等に開示されている。
【０００９】
しかしながら、中間転写ベルトと潜像担持体を一体のユニットとして構成し、装置本体から容易に着脱できるプロセスカートリッジとする方法は、装置本体を設置する際に中間転写ベルトをセットする場合と異なり、一体化に起因するいくつかの問題が発生し易い。その一つとして、中間転写ベルト−潜像担持体一体カートリッジ（プロセスカートリッジ）が流通段階で受ける振動による潜像担持体の傷や摩耗の問題が挙げられる。流通段階での振動により潜像担持体に摺擦傷が付いたり、摩耗したりすると、潜像担持体の特性が変化してしまい、出力される画像に濃度差等の異常画像を生じることがある。
【００１０】
特に、近年は画形成装置の技術が進歩し、デジタル現像方式のプリンターや複写機では露光スポット径の小サイズ化や高密度化により解像度６００ｄｐｉ以上の微細で緻密な画素の現像が可能になり、それに加えて精密な電界の制御等で高品位の画像が得られるようになってきている。その結果、従来は問題にならなかった流通段階における潜像担持体の軽微な傷や摩耗も画質に大きく影響することがあり、その解決は重要な課題である。特に、潜像担持体が支持体として円筒状の剛体を有する場合、駆動機構が比較的簡単であることから、低コスト化とプロセスカートリッジ及び画像形成装置の小型化が可能である反面、潜像担持体がベルト状である場合よりも、中間転写ベルトと潜像担持体が強い力で接触し易いため、この問題は特に顕著に生じる。更に、外径が６０ｍｍ以下、特には３０ｍｍ以下である剛体の潜像担持体では、この問題はより一層顕著に生じる。
【００１１】
しかしながら、前述のいずれの公報においても、中間転写ベルト−潜像担持体一体カートリッジが、画像形成装置から取り出された流通時等の振動による、潜像担持体の摺擦傷や摩耗に対する対策は何らなされておらず、流通過程を考慮した設計がされているとは言えないため、製造後のカートリッジの取り扱い方法の制限等といった管理費用の増大やユーザークレームの増加等の問題が生じる。
【００１２】
これらに加えてランニングコストの削減も重要な課題であり、交換部品となる中間転写ベルト、中間転写ベルト−潜像担持体一体カートリッジは、より一層のコストダウンが必要である。更に、取り扱いを容易にするために、小型化や廃トナーの処理についても十分配慮しなければならない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、メンテナンスが容易で装置の小型化とコストダウンが図れ、しかも、流通段階における潜像担持体の摺擦傷や摩耗による画像不良を回避し、長期間の輸送や放置においても良好な画像が得られるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って、電子写真装置本体に脱着自在であるプロセスカートリッジであって、少なくとも、トナー画像を担持するための電子写真感光体と、該電子写真感光体との当接部を形成可能な構成に張架された中間転写ベルトと、該当接部にて該電子写真感光体から該中間転写ベルトへ該トナー画像を一次転写するための一次転写手段とを一体に支持したプロセスカートリッジにおいて、該電子写真感光体が支持体として円筒状の剛体を有する電子写真感光ドラムであり、該一次転写手段がローラ形状である一次転写ローラであり、該中間転写ベルトと該電子写真感光ドラムの当接圧力Ｐ［Ｎ／ｃｍ２］と、該電子写真感光ドラム表面と該中間転写ベルト表面との摩擦係数μと、該電子写真感光ドラム表面の塑性変形硬さＨＰ［Ｎ／ｍｍ２］及び該中間転写ベルト表面の塑性変形硬さＨＩ［Ｎ／ｍｍ２］が以下の関係式を満たすことを特徴とするプロセスカートリッジ及び該プロセスカートリッジを具備した画像形成装置が提供される。
【００１５】
【数３】
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電子写真感光体と中間転写ベルトとが一体化されたプロセスカートリッジ及び該プロセスカートリッジを具備する画像形成装置の一例を図面に基づいて更に詳しく説明する。図１は、例えば、複写機やレーザービームプリンターとされる電子写真プロセスを利用したフルカラー画像形成装置の概略構成図である。
【００１７】
この画像形成装置は、第１の画像担持体として繰り返し使用される回転ドラム型の潜像担持体（以下「感光ドラム」という）１を有し、感光ドラム１は、矢印の方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動する。
【００１８】
感光ドラム１は回転過程で、電源３２に接続された一次帯電器２により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。一次帯電器の電源３２から一次帯電器２に印加するバイアスとして、ここでは直流に交流を重畳したバイアスを印加しているが、直流のみでもよい。次いで、不図示の露光手段（カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービームを出力するレーザースキャナによる走査露光系等）による露光光３を受けることにより目的のカラー画像の第１の色成分像（例えばイエロー色成分像）に対応した静電潜像が形成される。
【００１９】
次いで、その静電潜像が第１の現像器（イエロー色現像器４１）により第１色であるイエロートナーＹにより現像され、イエローの顕画像、すなわち、トナー像となる。イエロートナー像が形成されている間、第２〜第４の現像器（マゼンタ色現像器４２、シアン色現像器４３及びブラック色現像器４４）の各現像器は、作動−オフになっていて感光ドラム１には作用せず、上記第１色のイエロートナー像は上記第２〜第４の現像器により影響を受けない。
【００２０】
こうして感光ドラム１上に形成されたイエロートナー像は、まず第２の画像担持体である中間転写体に一次転写される。ここでは、中間転写体はベルト状の中間転写ベルト５であり、中間転写ベルト５は図１では矢印方向に、感光ドラム１とニップを形成しながら、略同一周速度をもって回転駆動されている。また、中間転写ベルト５の内側には一次転写バイアスを印加する一次転写手段である一次転写ローラ６が配置されている。
【００２１】
中間転写ベルト５上には、その内部に配置されている一次転写手段である一次転写ローラ６から印加される一次転写バイアスによって、電界が形成され、感光ドラム１上に形成担持された上記第１色のイエロートナー像は、感光ドラム１と中間転写ベルト５とのニップ部を通過し、中間転写ベルト５の外周面に一次転写される。
【００２２】
中間転写ベルト５に対応する第１色のイエロートナー像の転写を終えた感光ドラム１の表面は、クリーニング装置１３により清掃される。
【００２３】
以下、それに引き続いて、同様に第２色のマゼンタトナー像、第３色のシアントナー像、第４色のブラックトナー像が順次中間転写ベルト５上に重ね合わせて一次転写され、中間転写ベルト５上に目的のカラー画像に対応した合成カラートナー像が形成される。
【００２４】
感光ドラム１から中間転写ベルト５への第１〜第４色のトナー像の順次重畳転写のための一次転写バイアスは、トナーとは逆極性（＋）でバイアス電源３０に接続した一次転写ローラ６から印加される。その印加電圧は、例えば＋１００Ｖ〜２ｋＶの範囲である。
【００２５】
こうして中間転写ベルト５上に転写された合成カラートナー像は、次いで、第３の画像担持体である記録紙等の転写材Ｐに一括して二次転写される。二次転写手段としては、二次転写ローラ７が駆動ローラ８に対応し平行に軸受させて中間転写ベルト５の下面部に離間可能な状態に配設してある。感光ドラム１から中間転写ベルト５への第１〜第３色のトナー像の一次転写工程においては、二次転写ローラ７は中間転写ベルト５から離間させることも可能である。
【００２６】
中間転写ベルト５上に転写された合成カラートナー像の第３の画像担持体である転写材Ｐへの転写は、二次転写ローラ７が中間転写ベルト５に当接されると共に、給紙ローラ１１から転写材ガイド１０を通って、中間転写ベルト５と二次転写ローラ７との当接ニップに所定のタイミングで転写材Ｐが給送され、二次転写バイアスが電源３１から二次転写ローラ７に印加されることによってなされる。この二次転写バイアスにより中間転写ベルト５から第２の画像担持体である転写材Ｐへ合成カラートナー像が二次転写される。
【００２７】
トナー画像の転写を受けた転写材Ｐは、定着器１５へ導入され加熱定着される。転写材Ｐへの画像転写終了後、中間転写ベルト５には離接自在に配置されたクリーニング用帯電部材９が当接され、感光ドラム１とは逆極性のバイアスを電源３３より印加することにより、転写材Ｐに転写されずに中間転写ベルト５上に残留している転写残トナーに一次転写時と逆極性の電荷が付与される。クリーニング用帯電部材９にクリーニングバイアスを印加するバイアス電源３３は、ここでは直流に交流を重畳して印加している。一次転写時と逆極性に帯電された前記転写残トナーは、感光ドラム１とのニップ部及びその近傍において感光ドラム１に静電的に転写されることにより、中間転写ベルト５がクリーニングされる。この中間転写ベルトクリーニング機構では、中間転写ベルト５のクリーニングが一次転写と同時に行うことができるため、スループットの低下を生じない。
【００２８】
また、図１の画像形成装置では、上記に説明した中間転写ベルト５と感光ドラム１を含む図２に示す中間転写ベルト潜像担持体一体カートリッジＡが、画像形成装置本体に着脱自在とされ、メンテナンス性が優れた構造となっている。
【００２９】
次に、本発明の中間転写ベルト潜像担持体一体カートリッジについて、本発明の中間転写ベルト潜像担持体一体カートリッジの一態様である図２を用いて説明する。図２に示されるカートリッジＡでは、中間転写ベルト５と潜像担持体としての感光ドラム１、中間転写ベルトクリーニング機構９及び潜像担持体１のクリーニング機構１３が一体のユニットとして構成され、本体と容易に着脱できるようになっている。
【００３０】
中間転写ベルト５のクリーニングは、前述のように転写残トナーをクリーニング機構９より一次転写と逆の極性に帯電させ、一次転写部で感光ドラム１に戻すために必要な機構であり、本図では中抵抗の弾性体からなるクリーニングローラ９を装備している。感光ドラム１のクリーニングは、クリーニング容器１３に取付けた感光ドラム１に接触したブレード１３’によるブレードクリーニングである。本カートリッジには廃トナー容器（図示せず）も一体となっており、中間転写ベルト５、感光ドラム１双方の転写残トナーもカートリッジＡ交換時に同時に廃棄されるため、メンテナンス性の向上に貢献している。
【００３１】
また、中間転写ベルト５は、駆動ローラ８及びテンションローラ１２の２本のローラで張架され、部品点数の削減と小型化を図っている。ここで、ベルト５の進行方向で感光ドラム１の位置から上流に配置されている駆動ローラ８は、駆動ローラであると同時に、クリーニングローラ９の対向ローラ及び画像形成装置にカートリッジＡが取付けられた際の二次転写ローラ７の対向ローラとなっている。中間転写ベルト５に従動して回転するテンションローラ１２は、スライドする機構を有しており、圧縮ばねにより矢印の方向に圧接され、中間転写ベルト５に張力を与えている。そのスライド幅は１〜２０ｍｍ程度で、ばねの圧力合計は５〜２００Ｎ程度である。また、潜像担持体１と駆動ローラ８はカップリング（図示せず）を有し、本体から回転駆動力が伝達されるようになっている。
【００３２】
本発明の特徴は、こうした外部情報より感光ドラム上に形成された各色のカラートナー像を中間転写ベルト５に転写する一次転写工程と、中間転写ベルト５に転写されたカラートナー合成画像を一括して転写材Ｐに転写する二次転写工程とを有する画像形成装置において、少なくとも、中間転写ベルト５と、潜像担持体である電子写真感光体１と、一次転写手段である一次転写ローラ６とが一体のユニット内に配置され、本体と着脱自在に構成されたプロセスカートリッジ及びこのプロセスカートリッジを具備する画像形成装置であり、中間転写ベルトと電子写真感光ドラムとの当接圧力をＰ［Ｎ／ｃｍ２］、電子写真感光ドラム表面と中間転写ベルト表面との摩擦係数をμ、電子写真感光ドラム表面の塑性変形硬さをＨＰ［Ｎ／ｍｍ２］、及び中間転写ベルト表面の塑性変形硬さをＨＩ［Ｎ／ｍｍ２］とした場合、以下の関係式を満たすことである。
【００３３】
【数４】
【００３４】
すなわち、中間転写ベルトと電子写真感光ドラムとの摩擦係数μ、及び中間転写ベルトと電子写真感光ドラムとの当接圧力Ｐ［Ｎ／ｃｍ２］を小さくすることにより、電子写真感光ドラムが受ける機械的ストレスを小さくすると同時に、電子写真感光ドラムの塑性変形硬さＨＰに中間転写ベルトの塑性変形硬さＨＩと電子写真感光ドラムの塑性変形硬さＨＰの比を乗じた値を大きくする（電子写真感光ドラムの塑性変形硬さＨＰを大きく、中間転写ベルトの塑性変形硬さＨＩを小さくする）ことにより、すなわち前記摩耗係数（Ａ）をある値よりも小さくすることにより、中間転写ベルトと電子写真感光ドラムが当接した状態で外部からの振動を受けた場合の電子写真感光ドラム表面における傷や摩耗の発生を抑制することが可能となることを見出し、これまでの中間転写ベルト潜像担持体一体カートリッジ特有の問題であった、輸送等の流通段階の振動等による感光ドラム表面の傷や摩耗を防止することが可能となり、出力される画像に濃度ムラ等の異常画像が発生するといった不具合を防止することが可能となった。
【００３５】
本発明において、前記摩耗係数（Ａ）は１×１０−２未満である必要があり、好ましくは１×１０−３未満、より好ましくは５×１０−４未満である。
【００３６】
ここで、中間転写ベルトと電子写真感光ドラムとの当接圧力Ｐ［Ｎ／ｃｍ２］と、電子写真感光ドラム表面と中間転写ベルト表面との摩擦係数μと、電子写真感光ドラム表面の塑性変形硬さＨＰ［Ｎ／ｍｍ２］、及び中間転写ベルト表面の塑性変形硬さＨＩ［Ｎ／ｍｍ２］の関係が上記関係式を満たすようにする手段は特に限定されるものではないが、以下に手段の例を示す。
【００３７】
中間転写ベルトと電子写真感光ドラムとの当接圧力は、例えば、中間転写ベルトと電子写真感光ドラムとを当接させる一次転写ローラの当接力と、中間転写ベルトと電子写真感光ドラムが形成する一次転写ニップのニップ面積を調整することによりコントロールすることができる。具体的には、中間転写ベルトを電子写真感光ドラムに押し付けている一次転写ローラの当接バネのバネ定数とバネの圧縮長さを調整することにより一次転写ローラの当接力を変化することが可能であり、一次転写ローラの硬度、外径及び電子写真感光ドラムの外径を調整することにより、一次転写ローラを任意の当接力で中間転写ベルトを電子写真感光ドラムに当接させた際の、電子写真感光ドラムと中間転写ベルトとのニップ幅を変化させることが可能である。
【００３８】
また、電子写真感光ドラム表面と中間転写ベルト表面との摩擦係数μ、電子写真感光ドラム表面の塑性変形硬さＨＰ［Ｎ／ｍｍ２］、中間転写ベルト表面の塑性変形硬さＨＩ［Ｎ／ｍｍ２］は、中間転写ベルト及び感光ドラムの原材料となる樹脂や各種の添加剤の選択によって、ある程度コントロールすることが可能である。
【００３９】
ここで、中間転写ベルトと電子写真感光ドラムとの当接圧力Ｐ［Ｎ／ｃｍ２］を変化させることが可能な手段を設けることが好ましい。このような手段を設けることにより、プロセスカートリッジ輸送時には当接圧力を下げる、あるいは中間転写ベルトと電子写真感光ドラムを離間させることにより、前記摩耗係数（Ａ）を容易にコントロールすることが可能となり、プロセスカートリッジ輸送時に発生する電子写真感光ドラム表面に発生する摺擦傷や摩耗を非常に効率良く抑制することが可能となると同時に、プロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着されて画像出力される際には、中間転写ベルトと電子写真感光ドラムの当接圧力を適当な当接圧力に設定することで、中間転写ベルトと電子写真感光ドラムとの当接部に適当な一次転写ニップを形成可能となり、高品位な画像を得ることが可能となる。
【００４０】
ここで、中間転写ベルトと電子写真感光ドラムとの当接圧力Ｐ［Ｎ／ｃｍ２］を変化させることが可能な手段としては、前記当接圧力を変化することができればどのような手段でもよいが、例えば、図６のように感光ドラム１に中間転写ベルト５を押し付ける一次転写ローラ６のバネ圧を規制することにより感光ドラム１と中間転写ベルト５の当接圧力Ｐを変化させる、又は感光ドラム１と中間転写ベルト５を離間させる方法や、図７のように中間転写ベルト５を張架している駆動ローラ８及び／又はテンションローラ１２を可動とすることで、感光ドラム１と中間転写ベルト５の当接圧力Ｐを変化させる、又は感光ドラム１と中間転写ベルト５を離間させる方法等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４１】
また、本発明においては、中間転写ベルトのクリーニング手段としては、中間転写ベルト上のトナーを電子写真感光ドラムとの当接部にて、電子写真感光ドラムに戻して中間転写ベルトをクリーニングするために、中間転写ベルト上のトナーに一次転写時のトナーの極性と逆極性の電荷を付与するための電荷付与手段を有する（以下「バイアスクリーニング方式」ともいう）ことが好ましい。具体的には、中間転写ベルト上に離接可能に配置したクリーニングローラ等の電荷付与手段に電圧を印加して中間転写ベルト上の二次転写残トナーに一次転写時のトナーと逆極性の電荷を与え、続く一次転写部において一次転写電界により電子写真感光ドラムに戻す手段である。トナーを逆極性に帯電する手段は、ブレードやコロナ帯電器等を用いてもよく、中間転写ベルト上の転写残トナーに電荷を付与できればどのような手段を用いても構わない。中間転写ベルト上から電子写真感光ドラムに戻されたトナーは、クリーニングブレード等の電子写真感光ドラムのクリーニング手段で除去される。このバイアスクリーニング方式は、潜像担持体と中間転写ベルト双方にクリーニングブレード等と廃トナーの送り手段や容器を設置する方式に比べ、カートリッジの小型化と低コスト化に大きな効果がある。
【００４２】
また、本発明を適用するカートリッジとしては、少なくとも中間転写ベルトと電子写真感光ドラムと一次転写ローラとが一体化されており、更にそれに加えて、図２のような中間転写ベルト及び電子写真感光ドラムのクリーニング手段をも有することが好ましいが、中間転写ベルトか電子写真感光ドラムかのいずれか一つのクリーニング手段のみ有するもの、又は、中間転写ベルト、電子写真感光ドラム及び一次転写ローラのみでクリーニング手段を有さないカートリッジにも本発明は適用できる。
【００４３】
また、プロセスカートリッジや画像形成装置の小型化・低価格化を進めるためには、カートリッジに組み込まれる電子写真感光ドラムの形状も重要な要素の一つである。従って、電子写真感光ドラムの直径は小径である６０ｍｍ以下が好ましい。ここで、小径の感光ドラムを用いた場合、感光ドラムの曲率の関係で感光ドラムと中間転写ベルトのニップ幅が狭くなり易いことから、中間転写ベルトと感光ドラムの当接圧力が高くなり易く、振動により感光ドラム表面に傷や摩耗といった不具合が発生し易いが、本発明のような関係を保つことにより、上述のような問題を防止でき、且つプロセスカートリッジや画像形成装置の小型化が可能となる。
【００４４】
同様の目的で中間転写ベルトは、図１及び図２に示した例のように、２本のローラで張架する方式が部品点数の削減や小型化が促進され、好ましい。
【００４５】
中間転写ベルトに張力をかけるテンションローラは、中間転写ベルトに伸びに対応するために中間転写ベルトの伸び方向に対して１〜２０ｍｍスライドすることが可能であることが好ましい。スライド幅が１ｍｍに満たないと、中間転写ベルトがクリープにより伸びた場合にベルトのテンションを確保できなくなりベルトの駆動が不安定になり易く、２０ｍｍを超えると、カートリッジの大型化を招き好ましくない。また、ばねの圧力合計は５〜２００Ｎであることが好ましい。ばねの圧力の合計が５Ｎに満たないと、ベルトを駆動する駆動ローラとの摩擦不足により安定した駆動が取れない場合があり、２００Ｎを超えると、ベルトを駆動するために必要なトルクが大きくなり好ましくない。
【００４６】
また、中間転写ベルトの表面粗さＲａは１μｍ以下であることが好ましい。表面の粗さＲａが、１μｍを超えると感光ドラムと摺擦した場合に、感光ドラムに傷や摩耗が発生し易く、出力される画像に濃度ムラ等の画像不良が発生する場合がある。特に、この画像問題は、本来高品位な画像を得ることができる６００ｄｐｉ以上のデジタル方式の画像形成装置で顕著である。このことは、非常に軽微な傷や摩耗においても高解像度化された画像形成装置では画像不良として現れ易いからであると思われるが、本発明のような関係を満たしていることにより上述のような画像不良を防止することが可能で、安定して高品位な画像を出力することができる。
【００４７】
本発明において、表面粗さを調整する手段も特に制限されるものではないが、例えば遠心成形する場合には使用する型の表面性を調整することで、得られる中間転写ベルトの表面性を変化させることが可能である。また、中間転写ベルトを例えば押し出し成形により成形する場合には、使用する樹脂剤材料の溶融特性の選択と成形時の温度条件や冷却条件を調整することで、フィルム状に溶融押し出しされた成形物が溶融状態から固化する際に、より平滑な面を得られるよう調整する方法がある。また、ベルト表面を研磨する方法や、中間転写ベルトが熱可塑性樹脂を主成分とする場合には、ベルト状に成形した後、平滑な型を当てて加熱し、型の表面状態と同等になるように加工する方法等がある。
【００４８】
また、中間転写ベルトは抵抗制御剤量を調節したりして抵抗値の調整をすることが好ましく、良好な画像が得られる中間転写ベルトの体積抵抗率の範囲は１０６Ω・ｃｍ以上８×１０１３Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。体積抵抗率が１０６Ω・ｃｍ未満では抵抗が低過ぎて、例えば転写材としてハガキ等の小サイズの厚紙を使用した場合には、二次転写時に、転写材が介在していな中間転写ベルトと二次転写部材との当接部位のみに転写電流が流れることから、十分な転写電界が得られず、画像の抜けやガサツキを生じ易く。一方で、体積抵抗率が８×１０１３Ω・ｃｍより高いと転写電圧も高くする必要があり、電源の大型化やコストの増大を招くことがある。
【００４９】
また、中間転写ベルトの厚さは４０μｍ以上３００μｍ以下の範囲が好ましい。４０μｍ未満では成形安定性に欠け、厚さムラを生じ易く、耐久強度も不十分で、ベルトの破断や割れが発生する場合がある。一方で、３００μｍを超えると材料が増えコストが高くなる上に、プリンタ等の架張軸部位での内面と外面の周速差が大きくなり、外面の伸縮による画像飛び散り等の問題が発生し易い。また、屈曲耐久性の低下やベルトの剛性が高くなり過ぎて駆動トルクが増大し、本体の大型化やコスト増加を招くといった問題も生じる。
【００５０】
中間転写ベルトの成形方法は特に限定されないが、シームレスベルトの製造が可能で、且つ製造効率が高くてコストを抑制できる製造方法が好ましい。その手段として環状ダイから連続溶融押し出しし、その後、必要な長さに切断してベルトを製造する方法が挙げられる。例えば、インフレーション成形が好適である。
【００５１】
図３に本発明に係わるインフレーション成形方式の成形装置一例を示す。本装置は、基本的には、押し出し機１００、押し出しダイス１０３及び気体吹き込み装置１０４で構成される。
【００５２】
まず、ポリカーボネート樹脂等の成形用樹脂、導電剤、添加剤等を所望の処方に基づき、予め予備混合後、混練分散をせしめた成形用原料を押し出し機１００に具備したホッパー１０２に投入する。押し出し機１００は、成形用原料が後工程でのベルト成形が可能となる溶融粘度となり、また、原料相互が均一分散するように、設定温度及び押し出し機１００のスクリュー構成は選択される。成形用原料は押し出し機１００中で溶融混練され溶融体となり、押し出し機１００に連結された環状ダイス１０３に入る。環状ダイス１０３には気体導入路１０４が配設されており、気体導入路１０４より気体が環状ダイス１０３の中央に吹き込まれることにより、ダイス１０３を通過した溶融体は径方向に拡大膨張し、筒状フィルム１１０となる。
【００５３】
この時吹き込まれる気体は、大気中の空気以外には、窒素、二酸化炭素又はアルゴン等を選択することができる。膨張した成形体は、環状ダイス１０３に取り付けてある外部冷却リング１０５により冷却されつつ上方向に引き上げられ、筒状フィルム１１０に形成される。通常、インフレーション装置では上方に位置する安定板１０６で筒状フィルム１００を左右から押し潰して、シート状に折り畳み、ピンチローラ１０７で内部のエアーが抜けないように挟持して一定速度で引き取る方法がとられる。次いで、引き取られたフィルム１１０をカット装置１０８で切断し、所望の大きさの筒状フィルムを得る。
【００５４】
次に、この筒状フィルムに表面平滑性や寸法を調整したり、成形の際にフィルムについた折り目を除去したりするために、型を使用した加工を行う。
【００５５】
具体的には、図４に示したような、加熱熱膨張率の異なる材料で作られた直径の異なる一組の円筒型１１１及び１１２を使用する方法がある。小径の円筒型（内型）１１１の熱膨張率は、大径の円筒型（外型）１１２の熱膨張率より大きくなるようにし、この内型１１１に成形した筒状フィルム５を被せた後、その内型１１１を外型内１１２に挿入して、内型１１１と外型１１２で筒状フィルム５を挟み込むようにする（図４（ａ））。内型１１１と外型１１２との間のギャップは、加熱する温度と、内型１１１と外型１１２の熱膨張率の差及び必要とされる圧力で計算して求める。内型１１１、筒状フィルム５、外型１１２の順でセットされたものを樹脂の軟化点温度付近まで加熱する。加熱により熱膨張率の大きい内型１１１は外型１１２より膨張し、筒状フィルム５全面に均一な圧力がかかる。この時、軟化点付近に達した樹脂フィルム５の表面は平滑に加工した外型１１２内面に押し付けられ、樹脂フィルム５表面の平滑性が向上する。その後、冷却してフィルム５を型から外すことで平滑な表面性を得ることができる（図４（ｂ））。
【００５６】
この後、筒状フィルム５に対して、必要に応じて補強部材やガイド部材、位置検知部材等の付属部材の取り付けや精密カットを行って中間転写ベルト５を製造する。
【００５７】
また、説明は単層ベルトに関してであったが、２層の場合は図５に示されるように更に押し出し機１０１を追加配置し、押し出し機１００の混練溶融体と同時に２層用の環状ダイス１０３へ、押し出し機１０１の混練溶融体を送り込み、２層同時に拡大膨張させ２層ベルトを得ることができる。
【００５８】
もちろん３層以上の時は、層数に応じ相応に押し出し機を準備すればよい。このように本発明は単層のみならず、多層構成の電子写真用ベルトを一段工程で、且つ短時間に寸法精度良く、成形することが可能である。このように短時間成形が可能ということは、量生産及び低コスト生産が可能であることを十分示唆するものである。
【００５９】
本発明における環状ダイス１０３と成形された筒状フィルムの肉厚比は、環状ダイ１０３のギャップ（スリット）の幅に対して成形された筒状フィルムの厚さの比較であり、前者に対して後者は１／３以下であることが好ましく、更に好ましくは１／５以下である。
【００６０】
同様に環状ダイスと成形された筒状フィルムの直径の比率とは、環状ダイス１０３のダイスリットの外径に対して、筒状フィルム１１０の外径の比をパーセントで表すもので、５０％〜４００％の範囲が好ましい。
【００６１】
これらは材料の延伸状態を表すものであり、厚さ比（筒状フィルムの厚さ／環状ダイス１０３のギャップ）が１／３より大きい場合は、延伸が不十分で強度の低下や抵抗及び厚さのムラ等の不具合が発生し易い。一方で環状ダイス１０３のダイスリットに対する筒状フィルムの外径が４００％を超える場合は過剰に延伸され、必要な厚さの確保ができなかったり、抵抗ムラが生じ易い。また、５０％未満の場合では成形安定性が低下したりする。
【００６２】
本発明の中間転写ベルトに用いられる樹脂は、本発明の特性を満たしていれば特に制約はないが、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂やポリスチレン系樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリアリレート等のポリエステル樹脂、ポリカーボネート、ポリサルホンやポリエーテルサルホン及びポリフェニレンサルファイド等の硫黄含有樹脂、ポリフッ化ビニリデンやポリエチレン−四フッ化エチレン共重合体等のフッ素含有樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ケトン樹脂、ポリ塩化ビニリデン、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等やこれらの各種変性樹脂や共重合体を１種類あるいは２種類以上を使用することができる。ただし、上記材料に限定されるものではない。
【００６３】
次に、本発明の中間転写ベルトの電気抵抗値を調節するために混合する添加剤は特に制限されるものではないが、抵抗を調整する導電性フィラーとしてはカーボンブラックや各種の導電性金属酸化物等があり、非フィラー系抵抗調整剤としては各種金属塩やグリコール類等の低分子量のイオン導電材やエーテル結合や水酸基等を分子内に含んだ帯電防止樹脂又は電子導電性を示す有機高分子化合物等である。
【００６４】
また、本発明の中間転写ベルトには、充填剤、酸化防止剤、造核材等の各種添加剤を添加することも可能である。
【００６５】
また、本発明に用いられる感光ドラムとしては、例えば導電性支持体の上に有機感光層を設けたもので必要に応じて両者間にバリアー機能と接着機能を持つ下引層を設けたものがある。
【００６６】
このような有機電子写真感光体の特徴として、安全性が高い、帯電性が良好、生産性が良い、安価である等の理由から第１の画像担持体として用いられることが多い。
【００６７】
本発明に用いられる感光体用導電性支持体としては、例えば以下に示したものを使用することができる。
（１）アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス及び銅等の金属
（２）ガラス、樹脂及び紙等の非導電性支持体や前記（１）の導電性支持体の表面にアルミニウム、パラジウム、ロジウム、金及び白金等の金属を蒸着もしくはラミネートすることにより薄膜を形成したもの
（３）ガラス、樹脂及び紙等の非導電性支持体や前記（１）の導電性支持体の表面に導電性高分子、酸化スズ及び酸化インジウム等の導電性化合物の層を蒸着もしくは塗布することにより形成したもの
【００６８】
下引層形成材料としては、通常、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、メチルセルロース、カゼイン、ポリアミド、ニカワ及びゼラチン等が挙げられる。
【００６９】
有機感光層は、電荷発生層と電荷輸送層からなり、例えば電荷注入制御のために感光層の上に保護層を設けてもよい。
【００７０】
電荷発生層は、電荷発生材料を適当な結着樹脂に分散し、これを導電性支持体上に塗工することにより形成することができる。また、導電性支持体上に蒸着、スパッタ又はＣＶＤ等の乾式法で薄膜を形成することもできる。電荷発生材料としては、例えば以下のような物質が挙げられる。これらの電荷発生材料は単独で用いてもよく、２種類以上組み合わせて用いることもできる。
【００７１】
（１）モノアゾ、ビスアゾ及びトリスアゾ等のアゾ系顔料
（２）インジゴ及びチオインジゴ等のインジゴ系顔料
（３）金属フタロシアニン、非金属フタロシアニン等のフタロシアニン系顔料
（４）ペリレン酸無水物及びペリレン酸イミド等のペリレン系顔料
（５）アンスラキノン及びヒドロキノン等の多環キノン系顔料
（６）スクワリリウム色素
（７）ピリリウム塩、チオピリリウム塩類
（８）トリフェニルメタン系色素
【００７２】
また、結着樹脂としては広範囲な結着樹脂から選択でき、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、ブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、スチレン−ブタジエン共重合樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂及び塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらは、単独又は共重合体ポリマーとして１種又は２種以上混合してもよい。
【００７３】
電荷発生層中に含有する樹脂は、８０質量％以下が好ましく、特には４０質量％以下が好ましい。また、電荷発生層の膜厚は５μｍ以下が好ましく、特には０．０１μｍ〜２μｍの薄膜層とすることが好ましい。電荷発生層には更に種々の増感剤を添加してもよい。
【００７４】
電荷発生層は、主として電荷輸送材料と結着樹脂とを溶剤中に溶解させた塗料を塗工・乾燥して成形する。電荷輸送材料としては、トリアリールアミン系化合物、ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、ピラゾリン系化合物、オキサゾール系化合物、チアゾール系化合物及びトリアリールメタン系化合物等が挙げられる。
【００７５】
また、結着樹脂としては、上述したものを用いることができる。これらの有機感光層の塗布には、従来知られたディッピング法、スプレーコーティング法、スピンナーコーティング法、ビードコーティング法、ブレードコーティング法、ビームコーティング法又はロールコーティング法等いずれの方法も用いることができる。
【００７６】
以下に、本発明に係わる諸物性の測定方法を示す。
【００７７】
＜中間転写ベルトと電子写真感光ドラムとの摩擦係数μの測定方法＞
図８に示すような測定装置（例えば新東科学製表面性測定機ＨＥＩＤＯＮ−１４ＤＲのサンプル移動装置を感光ドラム回転装置に改造したもの）を用いることにより中間転写ベルトと電子写真感光ドラムとの摩擦係数μの測定を行う。図８において、支持棒２０６は支点２０７及び２０８を介して摩擦係数測定装置２００本体と接続されており、また、ロードセル２０５と接続可能な構成となっている。ここで、ロードセル２０５は垂直方向に移動可能な構成となっており、測定時に支持棒２０６を水平に保つことが可能となっている。また、支点２０７も垂直方向に移動可能な構成となっており、（ｉ）と（ｉｉ）の状態とすることが可能となっている。２０１は感光ドラムを回転するためのローラ部材であり、任意の速度で感光ドラムを回転することが可能である。２０２は中間転写ベルトサンプル支持部材（ＡＳＴＭ Ｄ−１８９４で規定された平面圧子）であり、幅６３ｍｍの中間転写ベルトサンプルを支持できるようになっている。中間転写ベルトサンプルＳは、中間転写ベルトサンプル支持部材２０２に貼り付けるか、又は巻きつけることにより固定されている。測定時には、受皿２０３の上に任意の重さの分銅Ｗを載せることにより荷重をかけられる構成となっている。
【００７８】
以下に測定方法を詳しく説明する。中間転写ベルトを幅６３ｍｍに切り取り中間転写ベルトサンプルＳとし、中間転写ベルトサンプル支持部材２０２に貼り付けるか、又は巻きつけて固定する。
【００７９】
分銅Ｗを載せない状態で、バランサーウェイト２０４の重さや取り付け位置を調整して支持棒２０６が水平になるように調整する（この時、感光ドラム１及びロードセル２０６とは接触しないようにする：図７（ｉｉ）の状態）。
【００８０】
受皿２０３に１００ｇの分銅Ｗを載せ、感光体１と中間転写ベルトサンプルＳを接触させ、支点２０７を調整することにより、支持棒２０６を水平に調整する。ロードセルの高さを調節し、支持棒と接続する。
【００８１】
感光ドラムを回転させるためのローラ部材２０１を駆動し、感光ドラムの表面速度が１００ｍｍ／ｓｅｃ．となるようにする。
【００８２】
ロードセル２０５で測定された力Ｆ［Ｎ］と測定荷重である０．９８［Ｎ］から摩擦係数μを計算する。計算式は以下に示す通り；
（摩擦係数μ）＝Ｆ／０．９８
測定雰囲気は２３±１℃、６０±５％Ｒｈとし、測定サンプルは予め同雰囲気下に８時間以上放置しておく。
【００８３】
＜中間転写ベルトと電子写真感光ドラムの当接圧力をＰの測定方法＞
中間転写ベルトと電子写真感光ドラムの当接圧力Ｐは、一次転写ローラの当接力Ｆ１［Ｎ］と、中間転写ベルトと電子写真感光ドラムが形成するニップ面積Ｓｎ［ｍｍ２］から計算される。以下にニップ面積の測定方法を示す。
【００８４】
下の配合の塗料をビーズミルで１時間分散し、ニップ幅測定用シリコーンオイル（１）を作製する。
【００８５】
シリコーンオイル ９質量部
（東レ・ダウコーニング・シリコーン社製ＳＨ２８ＰＡ）
カーボンブラック １質量部
イソプロピルアルコール ９０質量部
【００８６】
上記で作製したシリコーンオイル（１）を中間転写ベルトへベーカーアプリケーターを用いて塗布する。この時の厚み設定は１２．５μｍにする。塗布幅は少なくとも１０ｍｍ以上は必要であり、塗布方向はニップの長手方向である。
【００８７】
塗布後１０分間風乾させ、イソプロピルアルコールを除去することで、ベルト表面にシリコーンオイル皮膜を作る。
【００８８】
ベルト表面にシリコーンオイル皮膜を形成したベルトをシリコーンオイル皮膜に触れないように図２のカートリッジＡに組み付け、感光ドラムも組み付ける。感光ドラムは組み付け時に回転させないように取付ける。取り付けたのち、１分間放置させ感光ドラムを回転させないように取り外す。このことで、感光体表面のニップ部分にはシリコーンオイルが付着する。
【００８９】
感光ドラムに転写されたシリコーンオイルの幅を実体顕微鏡により測定するが、この時、測定されるのは図９（ａ）である。実際に必要な数値はＸであるので、下記式によってＸ（ニップ幅）を算出する；
Ｘ＝２ｒ（ｓｉｎ−１ａ／２ｒ）
式中、ｒは感光ドラムの半径、ｓｉｎ−１で示される値はラジアンである。
【００９０】
上記のようにして求めたニップ幅Ｘとニップ長手方向長さＬとからニップ面積Ｓｎ［ｍｍ２］を求める。
【００９１】
求められたニップ面積Ｓｎ［ｍｍ２］と一次転写ローラの当接力Ｆ１［Ｎ］から中間転写ベルトと電子写真感光ドラムの当接圧力Ｐ［Ｎ／ｍｍ２］を以下の計算式から計算する；
Ｐ＝Ｆ１／Ｓｎ
【００９２】
ここで、中間転写ベルトと電子写真感光ドラムが当接していない場合は、当然のことながら、中間転写ベルトと電子写真感光ドラムの当接圧力は０［Ｎ／ｍｍ２］とする。
【００９３】
＜中間転写ベルトの塑性変形硬さＨＩと電子写真感光ドラムの塑性変形硬さＨＰの測定方法＞
本発明の中間転写ベルトの塑性変形硬さＨＩと電子写真感光ドラムの塑性変形硬さＨＰの測定は、ドイツ・フィッシャー社製硬度計フィッシャースコープＨ１００を用いて行った。測定条件を以下に示す。
【００９４】
＜圧子＞
形状が四角錐で対面角度が１３６°のダイヤモンド圧子
＜荷重増加パラメータ＞
荷重の平方根の増加／時間の増加が一定
深さ５μｍまで荷重をかける
段階的に荷重を増加：荷重ステップ数６０、
：荷重ステップ保持時間１．０秒
＜荷重減少パラメータ＞
荷重増加と同様に減少
ここで、電子写真感光ドラムの塑性変形硬さＨＰを測定する場合には、電子写真感光ドラムを適当な部材（例えばＶブロック等）で動かないように設置して測定する。また、中間転写ベルトの塑性変形硬さＨＩを測定する場合には、中間転写ベルトを適当な大きさに切り取り、厚さ３ｍｍのアルミニウム板上に中間転写ベルト表面側を測定可能な状態に設置して測定する。
【００９５】
測定雰囲気は２３±１℃、６０±５％Ｒｈとし、測定サンプルは予め同雰囲気下に８時間以上放置しておく。
【００９６】
＜表面粗さＲａの測定方法＞
ＪＩＳ Ｂ０６０１に順ずる。
【００９７】
＜中間転写ベルトの体積抵抗率の測定方法＞
測定装置は、抵抗計に超高抵抗計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社製）、試料箱は超高抵抗測定用試料箱ＴＲ４２（アドバンテスト社製）を使用するが、主電極は直径２５ｍｍ、ガード・リング電極は内径４１ｍｍ、外径４９ｍｍとする。
【００９８】
サンプルは次のように作製する。まず、中間転写ベルトを直径５６ｍｍの円形に打ち抜き機又は鋭利な刃物で切り抜く。切り抜いた円形片の片面（中間転写ベルト内面）は、その全面をＰｔ−Ｐｄ蒸着膜により電極を設け、もう一方の面（中間転写ベルト表面）はＰｔ−Ｐｄ蒸着膜により直径２５ｍｍの主電極と内径３８ｍｍ、外径５０ｍｍのガード電極を設ける。Ｐｔ−Ｐｄ蒸着膜は、マイルドスパッタＥ１０３０（日立製作所製）で蒸着操作を２分間行うことにより得られる。蒸着操作を終了したものを測定サンプルとする。
【００９９】
測定雰囲気は２３±１℃、６０±５％ＲＨとし、測定サンプルは予め同雰囲気下に８時間以上放置しておく。測定はディスチャージ１０秒、チャージ３０秒、メジャー３０秒とし、印加電圧１００Ｖで測定を行う。
【０１００】
＜中間転写ベルトの厚さの測定方法＞
最低値１μｍのダイアルゲージにおいて、ベルトの両端部から５０ｍｍ、中央について周方向に等間隔で４点全周にわたって測定し、中間転写ベルト１本につき合計１２点を平均する。
【０１０１】
【実施例】
以下、具体的な実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお、実施例中の「部」は「質量部」を意味する。
【０１０２】
（実施例１）
（１）中間転写ベルトの作製
配合ａ：ポリフッ化ビニリデン樹脂（ＰＶｄＦ） １００部
ポリエーテルエステルアミド樹脂 １４部
【０１０３】
コンパウンディング
上記配合ａを２軸の押し出し機で２２０℃で溶融混練して各材料を混合し、直径２ｍｍ程度のストランドで押し出してカットし、ペレットとした。これを成形用原料ａ’とする。
【０１０４】
フィルム成形
次に、図３の成形装置において、成形用ダイ１０３は単層用環状ダイとし、ダイスリットの外径が１００ｍｍのものを用い、ダイスリットは０．８ｍｍとした。この成形装置の材料ホッパー１０２に、十分に加熱乾燥させた前記成用原料ａ’を投入し、加熱溶融してダイ１０３から２１０℃で筒状に押し出した。ダイ１０３の周囲には外部冷却リング１０５が設置されており、押し出されたフィルムに周囲から空気を吹き付け、冷却を行う。
【０１０５】
また、押し出された筒状フィルムの内部には気体導入路１０４より空気を吹き込み、直径１４０ｍｍまで拡大膨張した後、引き取り装置で一定の速度で連続的に引き取った。尚、空気の導入は直径が所望の値になった時点で停止している。更に、ピンチローラに続くカット装置１０８で筒状フィルムをカットする。厚さが約１００μｍで安定した後、長さ３１０ｍｍで切断して筒状フィルムを成形した。
【０１０６】
折り目除去加工
得られた筒状フィルムを熱膨張率の異なる金属からなる一組の円筒型を用いてサイズと表面平滑性の調整と折り目の除去を行った。熱膨張率の高い内型に筒状フィルムを被せて、その内型を内面を平滑に加工した外型に挿入し、１７０℃に加熱し、冷却後シリンダーから外して端部をカットすることにより、直径１４０ｍｍ、幅２５０ｍｍの中間転写ベルトＡを３本作製した。
【０１０７】
物性測定
中間転写ベルトＡのうち１本を２３±１℃、６０±５％Ｒｈの環境に２４時間放置し、各種物性測定を行った。その結果、この中間転写ベルトＡの塑性変形硬さＨＩは９０［Ｎ／ｍｍ２］、表面粗さＲａは０．０４μｍ、厚さ１００μｍ、体積抵抗値５．２×１０１１Ω・ｃｍであった。
【０１０８】
（２）感光ドラムの作製
＜１＞１０％の酸化アンチモンを含有する酸化スズで被覆した導電性酸化チタン粉体５０部、フェノール樹脂２５部、メチルセロソルブ２０部、メタノール５部及びシリコーンオイル（ポリジメチルシロキサンポリオキシアルキレン共重合体、数平均分子量３０００）０．００２部をφ１ｍｍガラスビーズを用いたサンドミル装置で、２時間分散して導電用塗料を調製した。
【０１０９】
＜２＞アルミニウムシリンダー（φ４６．７ｍｍ×３００ｍｍ）上に、上記塗料をディッピング塗工し、１４０℃で３０分間乾燥させ、膜厚が２０μｍの導電層を形成した。
【０１１０】
＜３＞次に、メトキシメチル化ポリアミド樹脂（数平均分子量３２０００）３０部とアルコール可溶性共重合ポリアミド樹脂（数平均分子量２９０００）１０部をメタノール２６０部／ブタノール４０部の混合溶媒中に溶解した液を上記導電層上にディッピング塗工機で塗布し、乾燥後の膜厚が１μｍの下引層を設けた。
【０１１１】
＜４＞ジスアゾ顔料を４部、ベンザール樹脂２部及びテトラヒドロフラン４０部をφ１ｍｍガラスビーズを用いたサンドミル装置で６０時間分散した後、シクロヘキサノン／テトラヒドロフラン混合溶媒で希釈し電荷発生層用塗料を調製した。
【０１１２】
＜５＞この塗工液を上記、下引き層上に、ディッピング塗工機で塗布し、乾燥後の膜厚が０．１μｍの電荷発生層を設けた。
【０１１３】
＜６＞次に、電荷輸送材料１０部及びポリアリレート樹脂（数平均分子量１２００００）１０部をジクロロメタン２０部／モノクロロベンゼン４０部の混合溶媒中に溶解し、この液を前記電荷発生層上にディッピング塗工し、１２０℃で６０分間乾燥させ、膜厚が２４μｍの電荷輸送層を形成し感光ドラムＡを３本作製した。
【０１１４】
＜７＞感光ドラムＡのうち１本を２３±１℃、６０±５％Ｒｈの環境に２４時間放置し、塑性変形硬さＨＰの測定を行った。その結果、この感光ドラムＡの塑性変形硬さＨＰは３８０［Ｎ／ｍｍ２］であった。また、中間転写ベルトＡと感光ドラムＡとの摩擦係数μは０．７であった。
【０１１５】
（３）プロセスカートリッジの作製
残りの２本の中間転写ベルト１と感光ドラム１を、図２のプロセスカートリッジＡに組み込み、２つのプロセスカートリッジ１を作製した。そのうちの１つを用いて各種測定を行ったところ、中間転写ベルトＡと感光ドラムＡとの当接圧力Ｐは０．７８［Ｎ／ｍｍ２］、テンションローラ１２のバネ圧は左右合計で４０Ｎ、テンションローラ１２のスライド量は２．０ｍｍであり、摩耗係数（Ａ）は３．４×１０−４であった。
【０１１６】
（４）振動試験
もう１本のプロセスカートリッジ１を用いて、長期輸送の代替試験として以下のような振動試験を行った。
【０１１７】
ＪＩＳ Ｚ０２３２に記載の振動装置を用いて、振動加速度：正弦波９．８ｍ／ｓｅｃ２、振動数：１０Ｈｚ〜１００Ｈｚ、スイープ時間：５分間（１往復）、振動時間：１時間（１２往復）、振動方向：ｘ、ｙ、ｚ方向にて振動試験を行った。振動試験後の感光ドラムＡ表面を目視により観察したところ、傷や摩耗等の欠陥は見られなかった。
【０１１８】
（５）画像出力試験
振動試験を行った後のプロセスカートリッジ１を、図１の電子写真装置にセットして８０ｇ／ｍ２紙にフルカラー画像出力試験を行った。
【０１１９】
また、電子写真装置の解像度は６００ｄｐｉのデジタルレーザー方式とした。この画像プリント試験は２３±１℃、６０±５％Ｒｈの環境で行った。
【０１２０】
得られた画像を目視で評価したところ画像全面において濃度ムラ等の不具合のない均一な画像が得られた。
【０１２１】
その後、８０ｇ／ｍ２紙にフルカラー５０００枚の耐久試験を行い、試験後の画像を目視で評価したところ、初期と同様に画像全面において濃度ムラ等の不具合のない均一な画像が得られた。
【０１２２】
（実施例２）
（１）中間転写ベルトの作製
配合を下記の配合ｂに変更し、押し出し機による溶融混練温度を２４０℃、フィルム成形温度を２３０℃、折り目除去加工時の温度を２００℃に変更した以外は、実験例１と同様にして中間転写ベルトＢを３本作製した。
配合ｂ：アモルファスポリアミド樹脂 １００部
導電性カーボンブラック １７部
【０１２３】
中間転写ベルトＢの各種物性測定を実施例１と同様に行った結果、この中間転写ベルトＢの塑性変形硬さＨＩは２８０［Ｎ／ｍｍ２］、表面粗さＲａは０．０４μｍ、厚さ１００μｍ、体積抵抗値８．３×１０１０Ω・ｃｍであった。
【０１２４】
（２）感光ドラムの作製
感光ドラムとしては、実験例１と同じ感光ドラムＡを３本作製した。また、実施例１と同様にして中間転写ベルトＢと感光ドラムＡとの摩擦係数を測定した結果、摩擦係数μは０．４であった。
【０１２５】
（３）プロセスカートリッジの作製
残りの２対の中間転写ベルトＢと感光ドラムＡを、実施例１と同様の図２のプロセスカートリッジＡに組み込み、２つのプロセスカートリッジ２を作製した。そのうちの１つを用いて各種測定を行ったところ、中間転写ベルトＢと感光ドラムＡとの当接圧力Ｐは０．７８［Ｎ／ｍｍ２］、テンションローラ１２のバネ圧は左右合計で４０Ｎ、テンションローラ１２のスライド量は２．０ｍｍであり、摩耗係数（Ａ）は６．０×１０−４であった。
【０１２６】
（４）振動試験
プロセスカートリッジ２を実施例１と同様に振動試験を行った結果、振動試験後の感光ドラムＡの表面に極めて軽微な傷が確認された。
【０１２７】
（５）画像出力試験
実施例１と同様に振動試験後のプロセスカートリッジ２を用いて画像出力試験を行ったところ、画像出力初期には画像全面において濃度ムラ等の不具合のない均一な画像が得られたが、５０００枚の耐久試験後の画像上には、実使用上問題のないレベルの、極めて軽微な画像濃度ムラが確認された。
【０１２８】
耐久試験後の感光ドラムＡの表面を確認したところ、振動試験後に確認された傷が成長したと思われる傷が軽微に確認され、画像濃度ムラと対応していた。
【０１２９】
（実施例３）
（１）中間転写ベルトの作製
Ｎ−メチル−２−ピロリドンを溶媒とするポリイミドワニスに、その樹脂成分１００部に対して導電性カーボンブラックを１０部添加してミキサーで混合し、中間転写ベルト原料を得た。この原料を円筒型に注入して加熱しつつ遠心成形し、半硬化した状態で脱型した。その後、脱型したベルトを鉄芯に被せて３０分間かけて１２０℃から３５０℃に加熱して溶媒を蒸発させた後、更に４５０℃で２０分間加熱してポリアミック酸を脱水縮合させる本硬化（イミド化反応）を行った。カーボンブラック分散ポリイミドフィルムの端部をカットすることにより、直径１４０ｍｍ、幅２５０ｍｍの中間転写ベルトＣを３本作製した。
【０１３０】
中間転写ベルトＣの各種物性測定を実施例１と同様に行った結果、この中間転写ベルトＣの塑性変形硬さＨＩは６６０［Ｎ／ｍｍ２］、表面粗さＲａは０．１μｍ、厚さ７０μｍ、体積抵抗値５．２×１０１０Ω・ｃｍであった。
【０１３１】
（２）感光ドラムの作製
電荷輸送材料１０部及びビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂（数平均分子量２００００）１０部及びポリ四フッ化エチレン樹脂粒子（平均粒径０．２μｍ）５部をモノクロロベンゼン６５部中に分散し、この液をディッピング塗工して膜厚２０μｍの電荷輸送層を形成した以外は、実施例１と同様にして感光ドラムＢを３本作製した。
【０１３２】
この感光ドラムＢのうち１本を実施例１と同様に塑性変形硬さＨＰを測定したところ、感光ドラムＢの塑性変形硬さＨＰは３２０［Ｎ／ｍｍ２］であった。また、実施例１と同様にして中間転写ベルトＣと感光ドラムＢとの摩擦係数を測定した結果、摩擦係数μは０．３であった。
【０１３３】
（３）プロセスカートリッジの作製
残りの２対の中間転写ベルトＣと感光ドラムＢを、実施例１と同様の図２のプロセスカートリッジＡに組み込み、２つのプロセスカートリッジ３を作製した。そのうちの１つを用いて各種測定を行ったところ、中間転写ベルトＣと感光ドラムＢとの当接圧力Ｐは０．７８［Ｎ／ｍｍ２］、テンションローラのバネ圧は左右合計で４０Ｎ、テンションローラのスライド量は２．０ｍｍであり、摩耗係数（Ａ）は１．５×１０−３であった。
【０１３４】
（４）振動試験
プロセスカートリッジ３を実施例１と同様に振動試験を行った結果、振動試験後の感光ドラムＢの表面に軽微な傷が確認された。
【０１３５】
（５）画像出力試験
実施例１と同様に振動試験後のプロセスカートリッジ３を用いて画像出力試験を行ったところ、画像出力初期から実使用上問題のないレベルの、極めて軽微な画像濃度ムラが確認された。
【０１３６】
また、実施例１と同様に画像出力耐久試験を行ったところ、５０００枚の耐久試験後の画像上には、実使用上問題のないレベルではあるが、初期よりも若干悪いレベルの画像濃度ムラが確認された。
【０１３７】
耐久試験後の感光ドラムＢの表面を確認したところ、振動試験後に確認された傷が成長したと思われる傷が確認され、画像濃度ムラと対応していた。
【０１３８】
（実施例４）
（１）中間転写ベルトの作製
中間転写ベルトとしては、実施例１と同じ中間転写ベルトＡを３本作製した。
【０１３９】
（２）感光ドラムの作製
感光ドラムとしては、実施例１と同じ感光ドラムＡを３本作製した。
【０１４０】
（３）プロセスカートリッジの作製
実施例１において、一次転写ローラの硬度を高くし、一次転写ローラの当接バネを強くしてローラの当接力を強くした以外は、実施例１と同様にしてプロセスカートリッジ４を作製した。そのうちの１つを用いて各種測定を行ったところ、中間転写ベルトＡと感光ドラムＡとの当接圧力Ｐは１９．６［Ｎ／ｍｍ２］、テンションローラのバネ圧は左右合計で４０Ｎ、テンションローラのスライド量は２．０ｍｍであり、摩耗係数（Ａ）は８．６×１０−３であった。
【０１４１】
（４）振動試験
プロセスカートリッジ４を実施例１と同様に振動試験を行った結果、振動試験後の感光ドラムＡの表面に軽微な傷が確認された。
【０１４２】
（５）画像出力試験
実施例１と同様に振動試験後のプロセスカートリッジ４を用いて画像出力試験を行ったところ、画像出力初期から実使用上問題のないレベルの、極めて軽微な画像濃度ムラが確認された。
【０１４３】
また、実施例１と同様に画像出力耐久試験を行ったところ、５０００枚の耐久試験後の画像上には、実使用上問題のないレベルではあるが、初期よりも若干悪いレベルの画像濃度ムラが確認された。
【０１４４】
耐久試験後の感光ドラムＡの表面を確認したところ、振動試験後に確認された傷が成長したと思われる傷が確認され、画像濃度ムラと対応していた。
【０１４５】
（実施例５）
（１）中間転写ベルトの作製
中間転写ベルトとしては、実施例３と同じ中間転写ベルトＣを３本作製した。
【０１４６】
（２）感光ドラムの作製
感光ドラムとしては、実施例３と同じ感光ドラムＢを３本作製した。
【０１４７】
（３）プロセスカートリッジの作製
２対の中間転写ベルトＣと感光ドラムＢを、図６のプロセスカートリッジＢに組み込み、２つのプロセスカートリッジ５を作製した。このプロセスカートリッジ５には、一次転写ローラを離間することにより中間転写ベルトＣと感光ドラムＢの当接圧力を変化させることができる手段を有しており、一次転写ローラを離間した状態で各種測定を行ったところ、中間転写ベルトＣと感光ドラムＢとの当接圧力は０［Ｎ／ｍｍ２］であり、摩耗係数（Ａ）は０であった。
【０１４８】
（４）振動試験
プロセスカートリッジ５において、一次転写ローラ６を離間した状態で実施例１と同様に振動試験を行った結果、振動試験後の感光ドラムＢの表面には傷や摩耗等の欠陥は見られなかった。
【０１４９】
（５）画像出力試験
振動試験後のプロセスカートリッジ５において、一次転写ローラの離間手段を解除して、実施例１と同様に画像出力試験を行ったところ、画像全面において濃度ムラ等のない均一な画像が得られた。ここで、プロセスカートリッジ５において、一次転写ローラの離間手段を解除した状態での中間転写ベルトＣと感光ドラムＢとの当接圧力Ｐは０．７８［Ｎ／ｍｍ２］、テンションローラのバネ圧は左右合計で４０Ｎ、スライド量は２．０ｍｍであった。
【０１５０】
また、実施例１と同様に画像出力耐久試験を行ったところ、初期と同様に画像全面において濃度ムラ等の不具合のない均一な画像が得られた。
【０１５１】
（実施例６）
（１）中間転写ベルトの作製
中間転写ベルトとしては、実施例３と同じ中間転写ベルトＣを３本作製した。
【０１５２】
（２）感光ドラムの作製
感光ドラムとしては、実施例３と同じ感光ドラムＢを３本作製した。
【０１５３】
（３）プロセスカートリッジの作製
２対の中間転写ベルトＣと感光ドラムＢを、図７のプロセスカートリッジＣに組み込み、２つのプロセスカートリッジ６を作製した。このプロセスカートリッジ６は、テンションローラが可動な構成を有し、図７のＸの状態とすることにより中間転写ベルトＣと感光ドラムＢとを離間させることが可能な構成となっている。図７のＸの状態において各種測定を行ったところ、中間転写ベルトＣと感光ドラムＢとの当接圧力は０［Ｎ／ｍｍ２］であり、摩耗係数（Ａ）は０であった。
【０１５４】
（４）振動試験
プロセスカートリッジ６において、図７のＸの状態で実施例１と同様に振動試験を行った結果、振動試験後の感光ドラムＢの表面には傷や摩耗等の欠陥は見られなかった。
【０１５５】
（５）画像出力試験
振動試験後のプロセスカートリッジ６において、テンションローラの位置を変化させることにより中間転写ベルトＣと感光ドラムＢを当接させ、実施例１と同様に画像出力試験を行ったところ、画像全面において濃度ムラ等のない均一な画像が得られた。ここで、プロセスカートリッジ６において、中間転写ベルトＣと感光ドラムＢを当接させた状態での中間転写ベルトＣと感光ドラムＢとの当接圧力Ｐは０．７８［Ｎ／ｍｍ２］、テンションローラのバネ圧は左右合計で４０Ｎ、スライド量は２．０ｍｍであった。
【０１５６】
また、実施例１と同様に画像出力耐久試験を行ったところ、初期と同様に画像全面において濃度ムラ等の不具合のない均一な画像が得られた。
【０１５７】
（比較例１）
（１）中間転写ベルトの作製
中間転写ベルトとしては、実施例３と同じ中間転写ベルトＣを３本作製した。
【０１５８】
（２）感光ドラムの作製
感光ドラムとしては、実施例３と同じ感光ドラムＢを３本作製した。
【０１５９】
（３）プロセスカートリッジの作製
実施例３において、一次転写ローラの硬度を高くし、一次転写ローラの当接バネを強くしてローラの当接力を強くした以外は、実施例３と同様にしてプロセスカートリッジ７を作製した。そのうちの１つを用いて各種測定を行ったところ、中間転写ベルトＣと感光ドラムＢとの当接圧力Ｐは１９．６［Ｎ／ｍｍ２］、テンションローラのバネ圧は左右合計で４０Ｎ、テンションローラのスライド量は２．０ｍｍであり、摩耗係数（Ａ）は３．８×１０−２であった。
【０１６０】
（４）振動試験
プロセスカートリッジ７を実施例１と同様に振動試験を行った結果、振動試験後の感光ドラムＢの表面に顕著な傷が確認された。
【０１６１】
（５）画像出力試験
実施例１と同様に振動試験後のプロセスカートリッジ７を用いて画像出力試験を行ったところ、画像出力初期から顕著な画像濃度ムラが確認され、感光ドラムＢ表面の傷と画像濃度ムラが対応していた。また、画像出力初期から顕著な画像濃度ムラが確認されたことから、耐久試験は行わなかった。
【０１６２】
（比較例２）
（１）中間転写ベルトの作製
配合を下記の配合ｃに変更した以外は、実験例２と同様にして中間転写ベルトＤを３本作製した。
配合ｃ：アモルファスポリアミド樹脂 １００部
導電性カーボンブラック １７部
酸化チタン ５０部
【０１６３】
中間転写ベルトＤの各種物性測定を実施例１と同様に行った結果、この中間転写ベルトＤの塑性変形硬さＨＩは３５０［Ｎ／ｍｍ２］、表面粗さＲａは０．０４μｍ、厚さ１００μｍ、体積抵抗値６．７×１０１０Ω・ｃｍであった。
【０１６４】
（２）感光ドラムの作製
感光ドラムとしては実験例１と同じ感光ドラムＡを３本作製した。また、実施例１と同様にして中間転写ベルトＤと感光ドラムＡとの摩擦係数を測定した結果、摩擦係数μは０．４であった。
【０１６５】
（３）プロセスカートリッジの作製
残りの２対の中間転写ベルトＤと感光ドラムＡを、一次転写ローラの硬度を高くし、一次転写ローラの当接バネを強くしてローラの当接力を強くした以外は実施例１と同様の図２のプロセスカートリッジＡに組み込み、２つのプロセスカートリッジ８を作製した。そのうちの１つを用いて各種測定を行ったところ、中間転写ベルトＤと感光ドラムＡとの当接圧力Ｐは１９．６［Ｎ／ｍｍ２］、テンションローラのバネ圧は左右合計で４０Ｎ、テンションローラのスライド量は２．０ｍｍであり、摩耗係数（Ａ）は１．９×１０−２であった。
【０１６６】
（４）振動試験
プロセスカートリッジ８を実施例１と同様に振動試験を行った結果、振動試験後の感光ドラムＡの表面に顕著な傷が確認された。
【０１６７】
（５）画像出力試験
実施例１と同様に振動試験後のプロセスカートリッジ８を用いて画像出力試験を行ったところ、画像出力初期から顕著な画像濃度ムラが確認され、感光ドラムＡ表面の傷と画像濃度ムラが対応していた。また、画像出力初期から顕著な画像濃度ムラが確認されたことから、耐久試験は行わなかった。
【０１６８】
【表１】
【０１６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、プロセスカートリッジの長期間の輸送や放置における振動によって生じる、感光ドラムと中間転写ベルトとの摺擦による感光ドラムの傷や摩耗を回避でき、そのことによって、プロセスカートリッジを画像形成装置に配設した場合、良好な画像が得られ、メンテナンスが容易で、更に、装置の小型化とコストダウンが図れるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明のプロセスカートリッジの一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の中間転写ベルトの製造に用いられる製造装置の一例を示す概略図である。
【図４】本発明の中間転写ベルトの型加工の方法を説明する概略図である。
【図５】本発明の中間転写ベルトの製造に用いられる製造装置の他の例を示す概略図である。
【図６】本発明の実施例５の中間転写体潜像担持体一体カートリッジを示す概略断面図である。
【図７】本発明の実施例６の中間転写体潜像担持体一体カートリッジを示す概略断面図である。
【図８】本発明の中間転写ベルトと感光ドラムとの摩擦係数の測定方法を説明する概略図である。
【図９】本発明の中間転写ベルトと感光ドラムのニップ幅の測定方法を説明する概略図である。
【符号の説明】
１ 感光ドラム（潜像担持体）
２ 一次帯電器
３ 露光光
５ 中間転写ベルト（中間転写体）
６ 一次転写ローラー
７ 二次転写ローラー
８ 駆動ローラー
９ 中間転写ベルトクリーニング部材
１０ 転写材ガイド
１１ 給紙ローラー
１２ テンションローラー
１３ 潜像担持体クリーニング部材
１５ 定着器
３０、３１、３３ バイアス電源
３２ 一次帯電器電源
４１ イエロー色現像装置
４２ マゼンタ色現像装置
４３ シアン色現像装置
４４ ブラック色現像装置
１００、１０１ １軸押し出し機
１０２ ホッパー
１０３ 環状ダイス
１０４ 気体導入路
１０５ 外部冷却リング
１０６ 安定板
１０７ ピンチローラー
１０８ カット装置
１１０ 筒状フィルム
Ｐ 転写材[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a process cartridge in which an electrophotographic photosensitive member having a surface on which a toner image is formed and an intermediate transfer belt, and an image forming apparatus including the process cartridge.
[0002]
[Prior art]
An image forming apparatus using an intermediate transfer belt, which is a belt-shaped intermediate transfer member, is effective as a full-color image forming apparatus or a multi-color image forming apparatus that outputs an image formed by sequentially transferring a plurality of color images onto a transfer material in a stacked manner. It is.
[0003]
Such an image forming apparatus is a transfer device as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-301960, that is, a second image carrier which is stuck or adsorbed on a transfer drum. When compared with an image forming apparatus that transfers an image from a latent image carrier, which is a first image carrier, to a transfer material, processing and control (for example, gripping by a gripper, Since there is no need to perform adsorption or giving a curvature, thin paper (40 g / m2) such as envelopes, postcards and label paper2Paper) to thick paper (200g / m2Paper) can be selected from a wide variety of transfer materials regardless of the width or length.
[0004]
Further, if the intermediate transfer member is formed in a belt shape, the degree of freedom in arranging the intermediate transfer member inside the image forming apparatus is increased as compared with the case where a rigid cylinder such as an intermediate transfer drum is used, and the apparatus is effectively used for space. The size and cost of the main body can be reduced.
[0005]
However, the service life of the intermediate transfer belt is usually shorter than the service life of the apparatus main body, and at present, replacement during the use of the apparatus is essential. It is also necessary to treat the developer (hereinafter referred to as “toner”) remaining on the intermediate transfer belt. In addition, many components such as a latent image carrier, a developing device, and a developer need to be replaced.
[0006]
As a method of easily attaching and detaching these replacement parts from the main body as a unit, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-137181, the intermediate transfer belt and the latent image carrier are arranged as independent units so as to be easily detachable from the main body. It is disclosed.
[0007]
However, this means requires a large number of replacement units, which complicates user operations. In addition, since each unit is independently designed and arranged, problems such as an increase in size and an increase in cost arise.
[0008]
As means for solving this problem, means for simultaneously attaching / detaching an intermediate transfer belt and a latent image carrier, which are replacement parts, as an integrated unit from the apparatus main body and replacing them are disclosed in JP-A-6-110261 and JP-A-10-177329. And Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-30944.
[0009]
However, unlike the case where the intermediate transfer belt is set when the apparatus main body is set, the method of forming the intermediate transfer belt and the latent image carrier as an integral unit and forming the process cartridge that can be easily detached from the apparatus main body is different from the case where the intermediate transfer belt is set when the apparatus main body is installed. Some problems are likely to occur due to the formation. As one of the problems, there is a problem that the latent image carrier is scratched or worn due to vibration applied to the intermediate transfer belt-latent image carrier integrated cartridge (process cartridge) in the distribution stage. If the latent image carrier is scratched or worn due to vibration at the distribution stage, the characteristics of the latent image carrier may change, and an abnormal image such as a density difference may be generated in the output image. .
[0010]
In particular, in recent years, the technology of image forming apparatuses has advanced, and the development and development of fine and dense pixels with a resolution of 600 dpi or more have become possible in digital developing printers and copiers by reducing the exposure spot diameter and increasing the density. In addition, high-quality images can be obtained by precise electric field control and the like. As a result, minor scratches or abrasion of the latent image carrier at the distribution stage, which has not been a problem in the past, can greatly affect image quality, and the solution is an important issue. In particular, when the latent image carrier has a cylindrical rigid body as a support, the driving mechanism is relatively simple, so that the cost can be reduced and the process cartridge and the image forming apparatus can be downsized. This problem is particularly significant because the intermediate transfer belt and the latent image carrier are more likely to come into contact with each other with a stronger force than when the carrier is in a belt shape. Further, in the case of a rigid latent image carrier having an outer diameter of 60 mm or less, particularly 30 mm or less, this problem occurs more remarkably.
[0011]
However, in any of the above-mentioned publications, no measures are taken against the abrasion and abrasion of the latent image carrier due to vibration when the intermediate transfer belt-latent image carrier integrated cartridge is removed from the image forming apparatus during distribution. Therefore, it cannot be said that the cartridge is designed in consideration of the distribution process, which causes problems such as an increase in management cost such as a restriction on a handling method of the cartridge after manufacture and an increase in user complaints.
[0012]
In addition to these, the reduction of running costs is also an important issue, and further cost reduction is required for the intermediate transfer belt and the intermediate transfer belt-latent image carrier integrated cartridge, which are replacement parts. Further, in order to facilitate the handling, it is necessary to sufficiently consider downsizing and treatment of waste toner.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to facilitate maintenance, reduce the size and cost of the apparatus, and avoid image defects due to abrasion and abrasion of the latent image carrier at the distribution stage, and are excellent in long-term transportation and standing. An object of the present invention is to provide a process cartridge and an image forming apparatus capable of obtaining a stable image.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, there is provided a process cartridge detachable from an electrophotographic apparatus main body, wherein at least an electrophotographic photosensitive member for carrying a toner image and a contact portion with the electrophotographic photosensitive member can be formed. A process cartridge integrally supporting a stretched intermediate transfer belt and primary transfer means for primary transferring the toner image from the electrophotographic photosensitive member to the intermediate transfer belt at a corresponding contact portion; The photosensitive member is an electrophotographic photosensitive drum having a cylindrical rigid body as a support, the primary transfer means is a primary transfer roller having a roller shape, and a contact pressure P [of the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum] N / cm2], The coefficient of friction μ between the surface of the electrophotographic photosensitive drum and the surface of the intermediate transfer belt, and the plastic deformation hardness H of the surface of the electrophotographic photosensitive drum.P[N / mm2] And plastic deformation hardness H of the surface of the intermediate transfer beltI[N / mm2Satisfies the following relational expression, and an image forming apparatus provided with the process cartridge:
[0015]
(Equation 3)
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an example of a process cartridge in which an electrophotographic photosensitive member and an intermediate transfer belt according to the present invention are integrated and an image forming apparatus including the process cartridge will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a full-color image forming apparatus using an electrophotographic process such as a copying machine or a laser beam printer.
[0017]
This image forming apparatus has a rotating drum type latent image carrier (hereinafter, referred to as a “photosensitive drum”) 1 that is repeatedly used as a first image carrier. It is driven to rotate at a speed (process speed).
[0018]
During the rotation process, the photosensitive drum 1 is uniformly charged to a predetermined polarity and potential by the primary charger 2 connected to the power supply 32. As a bias applied from the power supply 32 of the primary charger to the primary charger 2, a bias in which an alternating current is superimposed on a direct current is applied here, but only a direct current may be used. Next, exposure means (not shown) (a color separation / imaging exposure optical system for a color original image, a scanning exposure system using a laser scanner for outputting a laser beam modulated according to a time-series electric digital pixel signal of image information, etc.) , An electrostatic latent image corresponding to a first color component image (for example, a yellow color component image) of a target color image is formed.
[0019]
Next, the electrostatic latent image is developed by the first developing device (yellow color developing device 41) with the first color yellow toner Y, and becomes a yellow visible image, that is, a toner image. While the yellow toner image is being formed, each of the second to fourth developing devices (the magenta developing device 42, the cyan developing device 43, and the black developing device 44) is in the operation-off state. It does not act on the photosensitive drum 1, and the first color yellow toner image is not affected by the second to fourth developing units.
[0020]
The yellow toner image thus formed on the photosensitive drum 1 is first primarily transferred to an intermediate transfer body as a second image carrier. Here, the intermediate transfer member is a belt-shaped intermediate transfer belt 5, and the intermediate transfer belt 5 is rotationally driven at substantially the same peripheral speed while forming a nip with the photosensitive drum 1 in an arrow direction in FIG. A primary transfer roller 6 serving as a primary transfer unit for applying a primary transfer bias is disposed inside the intermediate transfer belt 5.
[0021]
An electric field is formed on the intermediate transfer belt 5 by a primary transfer bias applied from a primary transfer roller 6 which is a primary transfer unit disposed inside the intermediate transfer belt 5, and the electric field is formed on the photosensitive drum 1. The yellow toner image of the color passes through a nip portion between the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer belt 5 and is primarily transferred onto the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 5.
[0022]
After the transfer of the first color yellow toner image corresponding to the intermediate transfer belt 5, the surface of the photosensitive drum 1 is cleaned by the cleaning device 13.
[0023]
Subsequently, subsequently, similarly, a magenta toner image of the second color, a cyan toner image of the third color, and a black toner image of the fourth color are sequentially superimposed on the intermediate transfer belt 5 and primary-transferred. A composite color toner image corresponding to the target color image is formed on the top.
[0024]
The primary transfer bias for the sequential superimposition transfer of the toner images of the first to fourth colors from the photosensitive drum 1 to the intermediate transfer belt 5 has a polarity (+) opposite to that of the toner and is connected to a primary transfer roller 6 connected to a bias power supply 30. Is applied. The applied voltage is, for example, in the range of +100 V to 2 kV.
[0025]
The composite color toner image transferred on the intermediate transfer belt 5 in this manner is then collectively and secondarily transferred onto a transfer material P such as a recording paper serving as a third image carrier. As the secondary transfer means, a secondary transfer roller 7 is provided in parallel with the drive roller 8 so as to be supported in parallel, and is disposed on the lower surface of the intermediate transfer belt 5 so as to be separated therefrom. In the primary transfer process of the first to third color toner images from the photosensitive drum 1 to the intermediate transfer belt 5, the secondary transfer roller 7 can be separated from the intermediate transfer belt 5.
[0026]
The transfer of the composite color toner image transferred onto the intermediate transfer belt 5 onto a transfer material P, which is a third image carrier, is performed while the secondary transfer roller 7 is in contact with the intermediate transfer belt 5 and the paper feed roller 11, the transfer material P is fed at a predetermined timing to a contact nip between the intermediate transfer belt 5 and the secondary transfer roller 7 through a transfer material guide 10, and a secondary transfer bias is applied from a power source 31 to the secondary transfer roller. 7 is applied. With this secondary transfer bias, the composite color toner image is secondarily transferred from the intermediate transfer belt 5 to the transfer material P as the second image carrier.
[0027]
The transfer material P to which the toner image has been transferred is introduced into the fixing device 15 and is heated and fixed. After the image transfer to the transfer material P is completed, the cleaning charging member 9 arranged to be detachable from the intermediate transfer belt 5 is brought into contact with the intermediate transfer belt 5, and a bias having a polarity opposite to that of the photosensitive drum 1 is applied from the power supply 33. The transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 5 without being transferred to the transfer material P is given a charge having a polarity opposite to that of the primary transfer. The bias power supply 33 that applies a cleaning bias to the cleaning charging member 9 applies a direct current and an alternating current in this case. The transfer residual toner charged to a polarity opposite to that of the primary transfer is electrostatically transferred to the photosensitive drum 1 in a nip portion with the photosensitive drum 1 and in the vicinity thereof, whereby the intermediate transfer belt 5 is cleaned. In the intermediate transfer belt cleaning mechanism, the cleaning of the intermediate transfer belt 5 can be performed simultaneously with the primary transfer, so that the throughput does not decrease.
[0028]
Further, in the image forming apparatus of FIG. 1, the intermediate transfer belt latent image carrier integrated cartridge A shown in FIG. 2 including the above-described intermediate transfer belt 5 and the photosensitive drum 1 is detachably attached to the image forming apparatus main body. The structure has excellent maintainability.
[0029]
Next, the intermediate transfer belt latent image carrier integrated cartridge of the present invention will be described with reference to FIG. 2, which is an embodiment of the intermediate transfer belt latent image carrier integrated cartridge of the present invention. In the cartridge A shown in FIG. 2, the intermediate transfer belt 5, the photosensitive drum 1 as a latent image carrier, the intermediate transfer belt cleaning mechanism 9, and the cleaning mechanism 13 for the latent image carrier 1 are configured as an integrated unit, It can be easily attached and detached.
[0030]
The cleaning of the intermediate transfer belt 5 is a mechanism necessary to charge the transfer residual toner to a polarity opposite to that of the primary transfer by the cleaning mechanism 9 and return the toner to the photosensitive drum 1 in the primary transfer unit as described above. A cleaning roller 9 made of a medium-resistance elastic body is provided. The cleaning of the photosensitive drum 1 is blade cleaning by a blade 13 ′ that is in contact with the photosensitive drum 1 attached to the cleaning container 13. A waste toner container (not shown) is also integrated with this cartridge, and the transfer residual toner on both the intermediate transfer belt 5 and the photosensitive drum 1 is also discarded at the time of replacement of the cartridge A, thereby contributing to an improvement in maintainability. ing.
[0031]
Further, the intermediate transfer belt 5 is stretched by two rollers of a drive roller 8 and a tension roller 12, thereby reducing the number of parts and reducing the size. Here, the driving roller 8 disposed upstream from the position of the photosensitive drum 1 in the traveling direction of the belt 5 is a driving roller, and at the same time, the cartridge A is attached to the opposing roller of the cleaning roller 9 and the image forming apparatus. In this case, the secondary transfer roller 7 is opposed to the secondary transfer roller 7. The tension roller 12 that rotates following the intermediate transfer belt 5 has a sliding mechanism. The tension roller 12 is pressed against the intermediate transfer belt 5 by a compression spring in the direction of the arrow to apply tension to the intermediate transfer belt 5. The slide width is about 1 to 20 mm, and the total pressure of the spring is about 5 to 200 N. Further, the latent image carrier 1 and the driving roller 8 have a coupling (not shown) so that a rotational driving force is transmitted from the main body.
[0032]
The feature of the present invention is that the primary transfer process of transferring the color toner images of each color formed on the photosensitive drum from the external information to the intermediate transfer belt 5 and the color toner composite image transferred to the intermediate transfer belt 5 are collectively performed. In an image forming apparatus having a secondary transfer step of transferring to a transfer material P, at least an intermediate transfer belt 5, an electrophotographic photosensitive member 1 as a latent image carrier, and a primary transfer roller 6 as a primary transfer unit Are disposed in an integral unit and are detachably attached to the main body, and an image forming apparatus including the process cartridge. The contact pressure between the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum is P [N / cm2], The friction coefficient between the electrophotographic photosensitive drum surface and the intermediate transfer belt surface is μ, and the plastic deformation hardness of the electrophotographic photosensitive drum surface is H.P[N / mm2], And the plastic deformation hardness of the surface of the intermediate transfer belt is HI[N / mm2], The following relational expression is satisfied.
[0033]
(Equation 4)
[0034]
That is, the friction coefficient μ between the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum, and the contact pressure P [N / cm) between the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum2], The mechanical stress applied to the electrophotographic photosensitive drum is reduced, and at the same time, the plastic deformation hardness H of the electrophotographic photosensitive drum is reduced.PThe plastic deformation hardness H of the intermediate transfer beltIAnd the plastic deformation hardness H of the electrophotographic photosensitive drumP(The plastic deformation hardness H of the electrophotographic photosensitive drum)PAnd the plastic deformation hardness H of the intermediate transfer beltI, That is, by making the wear coefficient (A) smaller than a certain value, the electrophotographic photosensitive drum when the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum are in contact with each other and subjected to external vibration. It has been found that it is possible to suppress the occurrence of scratches and wear on the drum surface. This makes it possible to prevent scratches and abrasion on the surface, and to prevent problems such as the occurrence of an abnormal image such as uneven density in an output image.
[0035]
In the present invention, the wear coefficient (A) is 1 × 10-2Less than 1 × 10-3Less, more preferably 5 × 10-4Is less than.
[0036]
Here, the contact pressure P [N / cm) between the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum2], The coefficient of friction μ between the surface of the electrophotographic photosensitive drum and the surface of the intermediate transfer belt, and the plastic deformation hardness H of the surface of the electrophotographic photosensitive drum.P[N / mm2], And plastic deformation hardness H of the surface of the intermediate transfer beltI[N / mm2Means for making the relationship satisfy the above relational expression are not particularly limited, but examples of the means are shown below.
[0037]
The contact pressure between the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum is, for example, the contact force of the primary transfer roller that makes the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum contact, and the primary pressure formed by the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum. It can be controlled by adjusting the nip area of the transfer nip. Specifically, the contact force of the primary transfer roller can be changed by adjusting the spring constant of the contact spring of the primary transfer roller pressing the intermediate transfer belt against the electrophotographic photosensitive drum and the compression length of the spring. By adjusting the hardness of the primary transfer roller, the outer diameter and the outer diameter of the electrophotographic photosensitive drum, when the intermediate transfer belt is brought into contact with the electrophotographic photosensitive drum with any contact force of the primary transfer roller, It is possible to change the nip width between the electrophotographic photosensitive drum and the intermediate transfer belt.
[0038]
Also, the coefficient of friction μ between the surface of the electrophotographic photosensitive drum and the surface of the intermediate transfer belt, the plastic deformation hardness H of the surface of the electrophotographic photosensitive drum,P[N / mm2], Plastic deformation hardness H of intermediate transfer belt surfaceI[N / mm2Can be controlled to some extent by selecting resins and various additives as raw materials for the intermediate transfer belt and the photosensitive drum.
[0039]
Here, the contact pressure P [N / cm) between the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum2] Is preferably provided. By providing such means, it is possible to easily control the wear coefficient (A) by lowering the contact pressure during transport of the process cartridge or by separating the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum, It is possible to very effectively suppress the abrasion and abrasion generated on the surface of the electrophotographic photosensitive drum during transport of the process cartridge, and at the same time, when the process cartridge is mounted on the image forming apparatus main body and an image is output. By setting the contact pressure between the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum to an appropriate contact pressure, it is possible to form an appropriate primary transfer nip at the contact portion between the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum. A high-quality image can be obtained.
[0040]
Here, the contact pressure P [N / cm) between the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum2Any means can be used as long as the contact pressure can be changed. For example, a primary transfer roller for pressing the intermediate transfer belt 5 against the photosensitive drum 1 as shown in FIG. 6, the contact pressure P between the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer belt 5 is changed by regulating the spring pressure, or the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer belt 5 are separated from each other, or as shown in FIG. The contact pressure P between the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer belt 5 is changed or the photosensitive drum 1 and the intermediate transfer belt 5 are separated by making the drive roller 8 and / or the tension roller 12 that The method is not limited to these.
[0041]
Further, in the present invention, the cleaning means for the intermediate transfer belt is used for cleaning the intermediate transfer belt by returning the toner on the intermediate transfer belt to the electrophotographic photosensitive drum at a contact portion with the electrophotographic photosensitive drum. It is preferable to have a charge applying means for applying a charge having a polarity opposite to the polarity of the toner during the primary transfer to the toner on the intermediate transfer belt (hereinafter, also referred to as a “bias cleaning method”). Specifically, a voltage is applied to a charge applying means such as a cleaning roller which is detachably disposed on the intermediate transfer belt to charge the secondary transfer residual toner on the intermediate transfer belt with a charge having a polarity opposite to that of the toner during the primary transfer. And returns the image to the electrophotographic photosensitive drum by the primary transfer electric field in the subsequent primary transfer section. As a means for charging the toner to the opposite polarity, a blade, a corona charger, or the like may be used, and any means may be used as long as the transfer residual toner on the intermediate transfer belt can be charged. The toner returned from the intermediate transfer belt to the electrophotographic photosensitive drum is removed by cleaning means for the electrophotographic photosensitive drum such as a cleaning blade. This bias cleaning method has a great effect on reducing the size and cost of the cartridge as compared with a method in which a cleaning blade and the like and a waste toner feeding means and a container are provided on both the latent image carrier and the intermediate transfer belt.
[0042]
Further, as a cartridge to which the present invention is applied, at least an intermediate transfer belt, an electrophotographic photosensitive drum, and a primary transfer roller are integrated, and in addition thereto, an intermediate transfer belt and an electrophotographic photosensitive drum as shown in FIG. It is preferable to also have a cleaning means, but a cleaning means having only one of the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum, or a cleaning means only with the intermediate transfer belt, the electrophotographic photosensitive drum and the primary transfer roller The present invention can be applied to a cartridge having no cartridge.
[0043]
In order to reduce the size and cost of the process cartridge and the image forming apparatus, the shape of the electrophotographic photosensitive drum incorporated in the cartridge is also an important factor. Therefore, the diameter of the electrophotographic photosensitive drum is preferably 60 mm or less, which is a small diameter. Here, when a small-diameter photosensitive drum is used, the contact pressure between the intermediate transfer belt and the photosensitive drum tends to increase because the nip width between the photosensitive drum and the intermediate transfer belt tends to be narrow due to the curvature of the photosensitive drum. Problems such as scratches and abrasion are likely to occur on the photosensitive drum surface due to vibration, but by maintaining the relationship as in the present invention, the above-described problems can be prevented, and the process cartridge and the image forming apparatus can be reduced in size. Become.
[0044]
For the same purpose, it is preferable that the intermediate transfer belt be stretched by two rollers as in the examples shown in FIGS. 1 and 2 because reduction in the number of parts and miniaturization are promoted.
[0045]
The tension roller that applies tension to the intermediate transfer belt is preferably capable of sliding by 1 to 20 mm in the extension direction of the intermediate transfer belt in order to cope with the extension of the intermediate transfer belt. If the slide width is less than 1 mm, the tension of the belt cannot be secured when the intermediate transfer belt is stretched due to creep, and the driving of the belt tends to become unstable. If the slide width exceeds 20 mm, the size of the cartridge is increased, which is not preferable. Further, the total pressure of the spring is preferably 5 to 200 N. If the total pressure of the spring is less than 5N, stable driving may not be obtained due to insufficient friction with the driving roller for driving the belt. If it exceeds 200N, the torque required to drive the belt increases. Not preferred.
[0046]
Further, the surface roughness Ra of the intermediate transfer belt is preferably 1 μm or less. If the surface roughness Ra exceeds 1 μm, the photosensitive drum is liable to be scratched or worn when rubbed against the photosensitive drum, and an output image may have image defects such as uneven density. In particular, this image problem is remarkable in a digital image forming apparatus of 600 dpi or more that can originally obtain a high-quality image. This is presumably because even a very small scratch or abrasion easily appears as an image defect in an image forming apparatus with high resolution, but as described above by satisfying the relationship as in the present invention. Image defects can be prevented, and a high-quality image can be stably output.
[0047]
In the present invention, the means for adjusting the surface roughness is not particularly limited. For example, in the case of centrifugal molding, the surface property of the obtained intermediate transfer belt is changed by adjusting the surface property of the mold used. It is possible to do. Further, when the intermediate transfer belt is molded by, for example, extrusion molding, by selecting the melting characteristics of the resin material to be used and adjusting the temperature conditions and cooling conditions at the time of molding, the molded product melt-extruded into a film shape. There is a method of adjusting so that a smoother surface can be obtained when is solidified from a molten state. Also, in the case of a method of polishing the belt surface or when the intermediate transfer belt is mainly composed of a thermoplastic resin, after forming into a belt shape, a flat mold is applied and heated to be equivalent to the surface state of the mold. And the like.
[0048]
It is preferable to adjust the resistance value of the intermediate transfer belt by adjusting the amount of a resistance controlling agent, and the range of the volume resistivity of the intermediate transfer belt at which a good image can be obtained is 10%.6Ω · cm or more 8 × 1013It is preferably Ω · cm or less. Volume resistivity is 106If it is less than Ωcm, the resistance is too low.For example, when a small-sized cardboard such as a postcard is used as the transfer material, at the time of the secondary transfer, the intermediate transfer belt and the secondary transfer member where the transfer material is not interposed Since a transfer current flows only in the contact portion of the above, a sufficient transfer electric field cannot be obtained, and the image is likely to be missing or rough. On the other hand, the volume resistivity is 8 × 1013If it is higher than Ω · cm, it is necessary to increase the transfer voltage, which may lead to an increase in the size of the power supply and an increase in cost.
[0049]
Further, the thickness of the intermediate transfer belt is preferably in a range from 40 μm to 300 μm. If it is less than 40 μm, the molding stability is lacking, the thickness tends to be uneven, the durability is insufficient, and the belt may be broken or cracked. On the other hand, if the thickness exceeds 300 μm, the amount of material increases and the cost increases. In addition, the peripheral speed difference between the inner surface and the outer surface at the stretch shaft portion of the printer or the like increases, and problems such as image scattering due to expansion and contraction of the outer surface tend to occur. . In addition, there is also a problem that the bending durability is reduced and the rigidity of the belt is too high, so that the driving torque is increased, which results in an increase in the size of the main body and an increase in cost.
[0050]
The method of forming the intermediate transfer belt is not particularly limited, but a manufacturing method capable of manufacturing a seamless belt, having high manufacturing efficiency, and suppressing costs is preferable. As a means therefor, there is a method of manufacturing a belt by continuously melting and extruding from an annular die and then cutting the belt to a required length. For example, inflation molding is suitable.
[0051]
FIG. 3 shows an example of an inflation molding type molding apparatus according to the present invention. This apparatus basically includes an extruder 100, an extrusion die 103, and a gas blowing device 104.
[0052]
First, a molding resin such as a polycarbonate resin, a conductive agent, an additive, and the like are preliminarily mixed based on a desired formulation, and then the kneading-dispersed molding material is put into a hopper 102 provided in an extruder 100. In the extruder 100, the set temperature and the screw configuration of the extruder 100 are selected so that the raw material for molding has a melt viscosity that allows the belt to be formed in a subsequent step, and the raw materials are uniformly dispersed. The raw material for molding is melted and kneaded in the extruder 100 to form a melt, and enters the annular die 103 connected to the extruder 100. The annular die 103 is provided with a gas introduction path 104. When gas is blown into the center of the annular die 103 from the gas introduction path 104, the melt that has passed through the die 103 expands and expands in the radial direction, and the cylinder Film 110.
[0053]
As the gas blown at this time, nitrogen, carbon dioxide, argon, or the like can be selected other than the air in the atmosphere. The expanded molded body is pulled up upward while being cooled by the external cooling ring 105 attached to the annular die 103, and is formed on the tubular film 110. Normally, in the inflation device, a method is used in which the tubular film 100 is crushed from the left and right by a stabilizer 106 positioned above, folded into a sheet shape, pinched by a pinch roller 107 so as to prevent internal air from escaping, and pulled at a constant speed. Be taken. Next, the taken film 110 is cut by the cutting device 108 to obtain a cylindrical film having a desired size.
[0054]
Next, in order to adjust the surface smoothness and dimensions of the cylindrical film and to remove folds formed on the film during molding, processing using a mold is performed.
[0055]
Specifically, there is a method using a set of cylindrical molds 111 and 112 having different diameters made of materials having different thermal expansion coefficients as shown in FIG. The coefficient of thermal expansion of the small-diameter cylindrical mold (inner mold) 111 is set to be larger than the coefficient of thermal expansion of the large-diameter cylindrical mold (outer mold) 112, and after covering the inner mold 111 with the formed cylindrical film 5. Then, the inner mold 111 is inserted into the outer mold 112 so that the tubular film 5 is sandwiched between the inner mold 111 and the outer mold 112 (FIG. 4A). The gap between the inner mold 111 and the outer mold 112 is obtained by calculation based on the heating temperature, the difference in the coefficient of thermal expansion between the inner mold 111 and the outer mold 112, and the required pressure. The inner mold 111, the cylindrical film 5, and the outer mold 112 which are set in this order are heated to around the softening point temperature of the resin. Due to the heating, the inner mold 111 having a large coefficient of thermal expansion expands from the outer mold 112, and a uniform pressure is applied to the entire surface of the tubular film 5. At this time, the surface of the resin film 5 which has reached the vicinity of the softening point is pressed against the inner surface of the outer mold 112 which has been smoothed, and the smoothness of the surface of the resin film 5 is improved. Thereafter, the film 5 is cooled and the film 5 is removed from the mold, so that a smooth surface property can be obtained (FIG. 4B).
[0056]
Thereafter, attachment members such as a reinforcing member, a guide member, and a position detection member are attached to the cylindrical film 5 as necessary, and precision cutting is performed to manufacture the intermediate transfer belt 5.
[0057]
Although the description has been made with respect to a single-layer belt, in the case of two layers, an extruder 101 is additionally arranged as shown in FIG. , The kneaded melt of the extruder 101 is fed, and two layers are simultaneously expanded and expanded to obtain a two-layer belt.
[0058]
Of course, when there are three or more layers, an extruder may be prepared according to the number of layers. As described above, according to the present invention, not only a single layer but also a multi-layered electrophotographic belt can be formed in a single-step process with high dimensional accuracy in a short time. The fact that the molding can be performed in a short time sufficiently indicates that mass production and low-cost production are possible.
[0059]
The thickness ratio between the annular die 103 and the formed cylindrical film in the present invention is a comparison of the thickness of the formed cylindrical film with respect to the width of the gap (slit) of the annular die 103. The latter is preferably 1/3 or less, more preferably 1/5 or less.
[0060]
Similarly, the ratio between the diameter of the annular die and the diameter of the formed cylindrical film is a percentage of the outer diameter of the cylindrical film 110 with respect to the outer diameter of the die slit of the annular die 103, and is 50% to 50%. A range of 400% is preferred.
[0061]
These indicate the stretched state of the material. If the thickness ratio (thickness of the tubular film / gap of the annular die 103) is greater than 1/3, the stretching is insufficient and the strength is reduced, and the resistance and the thickness are reduced. Inconveniences such as unevenness of the surface tend to occur. On the other hand, when the outer diameter of the cylindrical film with respect to the die slit of the annular die 103 exceeds 400%, the film is excessively stretched, so that a required thickness cannot be secured or resistance unevenness is likely to occur. If it is less than 50%, the molding stability may be reduced.
[0062]
The resin used for the intermediate transfer belt of the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the characteristics of the present invention. For example, olefin resins such as polyethylene and polypropylene, polystyrene resins, acrylic resins, polyethylene terephthalate and polyarylate Polyester resins such as, polycarbonate, sulfur-containing resins such as polysulfone, polyethersulfone and polyphenylene sulfide, fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride and polyethylene-tetrafluoroethylene copolymer, polyurethane resins, silicone resins, ketone resins, One or more kinds of polyvinylidene chloride, thermoplastic polyimide resin, polyamide resin, modified polyphenylene oxide resin and the like, and various modified resins and copolymers thereof can be used. However, the material is not limited to the above.
[0063]
Next, the additives to be mixed for adjusting the electric resistance value of the intermediate transfer belt of the present invention are not particularly limited, but carbon black or various conductive metal oxides may be used as the conductive filler for adjusting the resistance. Non-filler-based resistance modifiers include low-molecular-weight ionic conductive materials such as various metal salts and glycols, antistatic resins containing ether bonds, hydroxyl groups, and the like in their molecules, and organic conductive materials that exhibit electronic conductivity. And molecular compounds.
[0064]
Various additives such as a filler, an antioxidant, and a nucleating material can be added to the intermediate transfer belt of the present invention.
[0065]
Further, as the photosensitive drum used in the present invention, for example, a photosensitive drum provided with an organic photosensitive layer on a conductive support and provided with an undercoat layer having a barrier function and an adhesive function between the two if necessary. is there.
[0066]
Such organic electrophotographic photosensitive members are often used as the first image carrier because of their high safety, good chargeability, good productivity, and low cost.
[0067]
As the conductive support for the photoreceptor used in the present invention, for example, those shown below can be used.
(1) Metals such as aluminum, aluminum alloys, stainless steel and copper
(2) A thin film is formed by depositing or laminating a metal such as aluminum, palladium, rhodium, gold and platinum on the surface of a non-conductive support such as glass, resin and paper or the conductive support of the above (1). What
(3) A layer of a conductive compound such as a conductive polymer, tin oxide and indium oxide is deposited or applied on the surface of a non-conductive support such as glass, resin and paper or the surface of the conductive support of the above (1). Formed by
[0068]
Examples of the material for forming the undercoat layer include polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, ethyl cellulose, methyl cellulose, casein, polyamide, glue, gelatin and the like.
[0069]
The organic photosensitive layer includes a charge generation layer and a charge transport layer. For example, a protective layer may be provided on the photosensitive layer for controlling charge injection.
[0070]
The charge generation layer can be formed by dispersing a charge generation material in a suitable binder resin and applying the dispersion to a conductive support. Further, a thin film can be formed on the conductive support by a dry method such as evaporation, sputtering, or CVD. Examples of the charge generation material include the following substances. These charge generation materials may be used alone or in combination of two or more.
[0071]
(1) Azo pigments such as monoazo, bisazo and trisazo
(2) Indigo pigments such as indigo and thioindigo
(3) Phthalocyanine pigments such as metal phthalocyanines and non-metal phthalocyanines
(4) Perylene pigments such as perylene anhydride and perylene imide
(5) Polycyclic quinone pigments such as anthraquinone and hydroquinone
(6) Squalilium dye
(7) pyrylium salts, thiopyrylium salts
(8) Triphenylmethane dye
[0072]
The binder resin can be selected from a wide range of binder resins, for example, polycarbonate resin, polyarylate resin, polyester resin, polyacrylate resin, butyral resin, polystyrene resin, polyvinyl acetal resin, diallyl phthalate resin, acrylic resin, methacrylic Resins, vinyl acetate resins, phenolic resins, silicone resins, polysulfone resins, styrene-butadiene copolymer resins, alkyd resins, epoxy resins, urea resins, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resins, and the like, but are not limited thereto. Not something. These may be used alone or in combination of two or more kinds as a copolymer polymer.
[0073]
The amount of the resin contained in the charge generation layer is preferably 80% by mass or less, and particularly preferably 40% by mass or less. Further, the thickness of the charge generation layer is preferably 5 μm or less, and particularly preferably a thin film layer having a thickness of 0.01 μm to 2 μm. Various sensitizers may be further added to the charge generation layer.
[0074]
The charge generation layer is formed by applying and drying a paint in which a charge transport material and a binder resin are dissolved in a solvent. Examples of the charge transport material include a triarylamine compound, a hydrazone compound, a stilbene compound, a pyrazoline compound, an oxazole compound, a thiazole compound, and a triarylmethane compound.
[0075]
Further, as the binder resin, those described above can be used. For application of these organic photosensitive layers, any of conventionally known methods such as a dipping method, a spray coating method, a spinner coating method, a bead coating method, a blade coating method, a beam coating method and a roll coating method can be used.
[0076]
Hereinafter, methods for measuring various physical properties according to the present invention will be described.
[0077]
<Method of measuring friction coefficient μ between intermediate transfer belt and electrophotographic photosensitive drum>
The friction between the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum is obtained by using a measuring device as shown in FIG. 8 (for example, a sample moving device of Shinto Kagaku's surface property measuring device HEIDON-14DR modified to a photosensitive drum rotating device). The coefficient μ is measured. 8, the support bar 206 is connected to the friction coefficient measuring device 200 via fulcrums 207 and 208, and can be connected to the load cell 205. Here, the load cell 205 is configured to be movable in the vertical direction, so that the support bar 206 can be kept horizontal during measurement. Further, the fulcrum 207 is also configured to be movable in the vertical direction, and can be in the states (i) and (ii). Reference numeral 201 denotes a roller member for rotating the photosensitive drum, which can rotate the photosensitive drum at an arbitrary speed. Reference numeral 202 denotes an intermediate transfer belt sample supporting member (a flat indenter defined by ASTM D-1894), which can support an intermediate transfer belt sample having a width of 63 mm. The intermediate transfer belt sample S is fixed by being attached to or wound around the intermediate transfer belt sample support member 202. At the time of measurement, a weight can be applied by placing a weight W of an arbitrary weight on the tray 203.
[0078]
Hereinafter, the measurement method will be described in detail. The intermediate transfer belt is cut to a width of 63 mm to form an intermediate transfer belt sample S, and the intermediate transfer belt sample S is attached to or wound around the intermediate transfer belt sample support member 202 and fixed.
[0079]
In a state where the weight W is not placed, the weight and the mounting position of the balancer weight 204 are adjusted so that the support bar 206 is horizontal (at this time, the photosensitive drum 1 and the load cell 206 are not contacted: FIG. 7 (ii)).
[0080]
A weight W of 100 g is placed on the tray 203, the photosensitive member 1 is brought into contact with the intermediate transfer belt sample S, and the fulcrum 207 is adjusted, so that the support bar 206 is adjusted horizontally. Adjust the height of the load cell and connect to the support bar.
[0081]
The roller member 201 for rotating the photosensitive drum is driven, and the surface speed of the photosensitive drum is set to 100 mm / sec. So that
[0082]
The friction coefficient μ is calculated from the force F [N] measured by the load cell 205 and the measured load 0.98 [N]. The calculation formula is as shown below:
(Friction coefficient μ) = F / 0.98
The measurement atmosphere is 23 ± 1 ° C. and 60 ± 5% Rh, and the measurement sample is previously left in the same atmosphere for 8 hours or more.
[0083]
<Method of measuring the contact pressure between the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum P>
The contact pressure P between the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum is the contact force F of the primary transfer roller.1[N] and a nip area S formed by the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum.n[Mm2]. The method for measuring the nip area will be described below.
[0084]
A paint having the following composition is dispersed in a bead mill for 1 hour to prepare a nip width measurement silicone oil (1).
[0085]
Silicone oil 9 parts by mass
(SH28PA manufactured by Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.)
1 part by mass of carbon black
Isopropyl alcohol 90 parts by mass
[0086]
The silicone oil (1) prepared above is applied to the intermediate transfer belt using a baker applicator. At this time, the thickness is set to 12.5 μm. The application width must be at least 10 mm or more, and the application direction is the longitudinal direction of the nip.
[0087]
After application, the film is air-dried for 10 minutes to remove isopropyl alcohol, thereby forming a silicone oil film on the belt surface.
[0088]
The belt having the silicone oil film formed on the belt surface is assembled to the cartridge A shown in FIG. 2 so as not to touch the silicone oil film, and the photosensitive drum is also assembled. The photosensitive drum is mounted so as not to rotate during assembly. After the attachment, leave it for one minute and remove it without rotating the photosensitive drum. As a result, the silicone oil adheres to the nip on the surface of the photoconductor.
[0089]
The width of the silicone oil transferred to the photosensitive drum is measured by a stereoscopic microscope. At this time, FIG. 9A shows the measured value. Since the actually required numerical value is X, X (nip width) is calculated by the following equation;
X = 2r (sin-1a / 2r)
Where r is the radius of the photosensitive drum, sin-1The value indicated by is in radians.
[0090]
The nip area S is obtained from the nip width X and the nip longitudinal length L obtained as described above.n[Mm2].
[0091]
The calculated nip area Sn[Mm2] And the contact force F of the primary transfer roller1From [N], the contact pressure P [N / mm] between the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum2] Is calculated from the following formula;
P = F1/ Sn
[0092]
Here, when the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum are not in contact with each other, the contact pressure between the intermediate transfer belt and the electrophotographic photosensitive drum is naturally 0 [N / mm].2].
[0093]
<Plastic deformation hardness H of the intermediate transfer beltIAnd the plastic deformation hardness H of the electrophotographic photosensitive drumPMeasurement method>
Plastic deformation hardness H of the intermediate transfer belt of the present inventionIAnd the plastic deformation hardness H of the electrophotographic photosensitive drumPWas measured using a hardness tester Fischerscope H100 manufactured by Fischer, Germany. The measurement conditions are shown below.
[0094]
<Indenter>
Diamond indenter with square pyramid and facing angle of 136 °
<Load increase parameter>
Constant increase in square root of load / time
Apply a load to a depth of 5 μm
Increasing the load stepwise: 60 load steps
： Load step holding time 1.0 second
<Load reduction parameter>
Decreases as load increases
Here, the plastic deformation hardness H of the electrophotographic photosensitive drumPIs measured by setting the electrophotographic photosensitive drum with a suitable member (for example, a V block or the like) so as not to move. Also, the plastic deformation hardness H of the intermediate transfer beltIIs measured, the intermediate transfer belt is cut into an appropriate size, and the surface of the intermediate transfer belt is placed on a 3 mm-thick aluminum plate in a measurable state.
[0095]
The measurement atmosphere is 23 ± 1 ° C. and 60 ± 5% Rh, and the measurement sample is previously left in the same atmosphere for 8 hours or more.
[0096]
<Method of measuring surface roughness Ra>
It conforms to JIS B0601.
[0097]
<Method of measuring volume resistivity of intermediate transfer belt>
The measuring device uses an ultra-high resistance meter R8340A (manufactured by Advantest) for the resistance meter and a sample box TR42 (manufactured by Advantest) for the ultra-high resistance measurement. The main electrode is 25 mm in diameter, and the guard ring electrode is The inner diameter is 41 mm and the outer diameter is 49 mm.
[0098]
The sample is prepared as follows. First, the intermediate transfer belt is cut into a circle having a diameter of 56 mm by a punching machine or a sharp blade. One side of the cut-out circular piece (the inner surface of the intermediate transfer belt) is provided with electrodes on the entire surface thereof by a Pt-Pd vapor-deposited film, and the other surface (the surface of the intermediate transfer belt) is formed of a main electrode having a diameter of 25 mm by a Pt-Pd vapor-deposited film. A guard electrode having an inner diameter of 38 mm and an outer diameter of 50 mm is provided. The Pt-Pd vapor-deposited film can be obtained by performing a vapor-deposition operation with mild sputter E1030 (manufactured by Hitachi, Ltd.) for 2 minutes. The sample after the vapor deposition operation is used as a measurement sample.
[0099]
The measurement atmosphere is 23 ± 1 ° C. and 60 ± 5% RH, and the measurement sample is left in the same atmosphere for 8 hours or more in advance. The measurement is performed for 10 seconds for discharging, 30 seconds for charging, and 30 seconds for measuring, and is performed at an applied voltage of 100 V.
[0100]
<Method of measuring thickness of intermediate transfer belt>
Using a dial gauge having a minimum value of 1 μm, measurement is performed over all four points at equal intervals in the circumferential direction at 50 mm from both ends of the belt and at the center, and a total of 12 points are averaged for one intermediate transfer belt.
[0101]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. In the examples, “parts” means “parts by mass”.
[0102]
(Example 1)
(1) Production of intermediate transfer belt
Formulation a: polyvinylidene fluoride resin (PVdF) 100 parts
Polyetheresteramide resin 14 parts
[0103]
Compounding
The compound a was melt-kneaded at 220 ° C. with a biaxial extruder to mix the respective materials, extruded with a strand having a diameter of about 2 mm, and cut into pellets. This is referred to as molding material a '.
[0104]
Film forming
Next, in the forming apparatus shown in FIG. 3, the forming die 103 was a single-layer annular die, the outer diameter of the die slit was 100 mm, and the die slit was 0.8 mm. The raw material a 'sufficiently heated and dried was put into the material hopper 102 of the molding apparatus, heated and melted, and extruded from the die 103 into a cylinder at 210C. An external cooling ring 105 is provided around the die 103, and air is blown from the periphery to the extruded film to perform cooling.
[0105]
Air was blown into the extruded cylindrical film from the gas introduction passage 104 to expand and expand to a diameter of 140 mm, and then continuously taken out at a constant speed by a take-off device. The introduction of air is stopped when the diameter reaches a desired value. Further, the tubular film is cut by the cutting device 108 following the pinch roller. After the thickness was stabilized at about 100 μm, it was cut at a length of 310 mm to form a cylindrical film.
[0106]
Crease removal processing
The size and surface smoothness of the obtained cylindrical film were adjusted using a pair of cylindrical molds made of metals having different coefficients of thermal expansion, and folds were removed. By covering the inner mold with a high coefficient of thermal expansion with a cylindrical film, inserting the inner mold into the outer mold whose inner surface is smoothed, heating to 170 ° C, removing from the cylinder after cooling, and cutting the end And three intermediate transfer belts A having a diameter of 140 mm and a width of 250 mm.
[0107]
Physical property measurement
One of the intermediate transfer belts A was left in an environment of 23 ± 1 ° C. and 60 ± 5% Rh for 24 hours to measure various physical properties. As a result, the plastic deformation hardness H of the intermediate transfer belt A isIIs 90 [N / mm2], Surface roughness Ra is 0.04 μm, thickness is 100 μm, and volume resistance is 5.2 × 1011Ω · cm.
[0108]
(2) Production of photosensitive drum
<1> 50 parts of conductive titanium oxide powder coated with tin oxide containing 10% antimony oxide, 25 parts of phenolic resin, 20 parts of methyl cellosolve, 5 parts of methanol, and silicone oil (polydimethylsiloxane polyoxyalkylene copolymer) (Coating, number average molecular weight 3000) 0.002 parts was dispersed in a sand mill using φ1 mm glass beads for 2 hours to prepare a conductive paint.
[0109]
<2> The above coating material was dipped on an aluminum cylinder (φ46.7 mm × 300 mm) and dried at 140 ° C. for 30 minutes to form a conductive layer having a thickness of 20 μm.
[0110]
<3> Next, a solution prepared by dissolving 30 parts of a methoxymethylated polyamide resin (number average molecular weight 32,000) and 10 parts of an alcohol-soluble copolymerized polyamide resin (number average molecular weight 29000) in a mixed solvent of 260 parts of methanol / 40 parts of butanol. Was applied onto the above-mentioned conductive layer by a dipping coating machine, and an undercoat layer having a thickness of 1 μm after drying was provided.
[0111]
<4> After dispersing 4 parts of disazo pigment, 2 parts of benzal resin and 40 parts of tetrahydrofuran in a sand mill using φ1 mm glass beads for 60 hours, the mixture was diluted with a mixed solvent of cyclohexanone / tetrahydrofuran to prepare a coating for a charge generation layer.
[0112]
<5> This coating solution was applied on the undercoat layer by a dipping coating machine, and a charge generation layer having a thickness of 0.1 μm after drying was provided.
[0113]
<6> Next, 10 parts of a charge transporting material and 10 parts of a polyarylate resin (number average molecular weight 120000) are dissolved in a mixed solvent of 20 parts of dichloromethane / 40 parts of monochlorobenzene, and this liquid is dipped on the charge generation layer. It was coated and dried at 120 ° C. for 60 minutes to form a charge transporting layer having a thickness of 24 μm, thereby producing three photosensitive drums A.
[0114]
<7> One of the photosensitive drums A was left in an environment of 23 ± 1 ° C. and 60 ± 5% Rh for 24 hours to obtain a plastic deformation hardness H.PWas measured. As a result, the plastic deformation hardness H of the photosensitive drum A isPIs 380 [N / mm2]Met. The friction coefficient μ between the intermediate transfer belt A and the photosensitive drum A was 0.7.
[0115]
(3) Production of process cartridge
The remaining two intermediate transfer belts 1 and photosensitive drums 1 were incorporated into a process cartridge A shown in FIG. When various measurements were performed using one of them, the contact pressure P between the intermediate transfer belt A and the photosensitive drum A was 0.78 [N / mm.2], The spring pressure of the tension roller 12 is 40 N in total on the left and right, the sliding amount of the tension roller 12 is 2.0 mm, and the wear coefficient (A) is 3.4 × 10-4Met.
[0116]
(4) Vibration test
Using the other process cartridge 1, the following vibration test was performed as an alternative test for long-term transport.
[0117]
Using a vibration device described in JIS Z0232, vibration acceleration: sine wave 9.8 m / sec2A vibration test was performed in a frequency of 10 Hz to 100 Hz, a sweep time of 5 minutes (one reciprocation), a vibration time of one hour (12 reciprocations), and a vibration direction of x, y, and z directions. When the surface of the photosensitive drum A after the vibration test was visually observed, no defect such as a scratch or abrasion was observed.
[0118]
(5) Image output test
The process cartridge 1 after the vibration test was set in the electrophotographic apparatus of FIG.2A full-color image output test was performed on paper.
[0119]
The resolution of the electrophotographic apparatus was set to a digital laser method of 600 dpi. This image print test was performed in an environment of 23 ± 1 ° C. and 60 ± 5% Rh.
[0120]
When the obtained image was visually evaluated, a uniform image free from defects such as density unevenness was obtained over the entire image.
[0121]
After that, 80g / m2A durability test was performed on 5000 sheets of full-color paper, and the image after the test was visually evaluated. As a result, a uniform image free from defects such as density unevenness was obtained over the entire image as in the initial stage.
[0122]
(Example 2)
(1) Production of intermediate transfer belt
Except that the composition was changed to the following composition b, the melt kneading temperature by the extruder was changed to 240 ° C., the film forming temperature was changed to 230 ° C., and the temperature at the time of the fold removal processing was changed to 200 ° C. Three transfer belts B were produced.
Formulation b: amorphous polyamide resin ポ リ ア ミ ド 100 parts
Conductive carbon black 17 parts
[0123]
Various physical properties of the intermediate transfer belt B were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the plastic deformation hardness H of the intermediate transfer belt B was measured.IIs 280 [N / mm2], Surface roughness Ra is 0.04 μm, thickness is 100 μm, and volume resistance is 8.3 × 1010Ω · cm.
[0124]
(2) Production of photosensitive drum
As the photosensitive drums, three photosensitive drums A, which were the same as in Experimental Example 1, were produced. The friction coefficient between the intermediate transfer belt B and the photosensitive drum A was measured in the same manner as in Example 1. As a result, the friction coefficient μ was 0.4.
[0125]
(3) Production of process cartridge
The remaining two pairs of the intermediate transfer belt B and the photosensitive drum A were assembled into the process cartridge A shown in FIG. When various measurements were performed using one of them, the contact pressure P between the intermediate transfer belt B and the photosensitive drum A was 0.78 [N / mm.2], The spring pressure of the tension roller 12 is 40N in total on the left and right, the sliding amount of the tension roller 12 is 2.0 mm, and the wear coefficient (A) is 6.0 × 10-4Met.
[0126]
(4) Vibration test
As a result of performing a vibration test on the process cartridge 2 in the same manner as in Example 1, extremely slight scratches were confirmed on the surface of the photosensitive drum A after the vibration test.
[0127]
(5) Image output test
An image output test was performed using the process cartridge 2 after the vibration test in the same manner as in Example 1. As a result, in the initial stage of the image output, a uniform image without defects such as density unevenness was obtained over the entire image. In the image after the durability test, extremely slight image density unevenness at a level that does not cause a problem in practical use was confirmed.
[0128]
When the surface of the photosensitive drum A after the durability test was confirmed, a flaw which was considered to have grown after the vibration test was slightly confirmed, and corresponded to the image density unevenness.
[0129]
(Example 3)
(1) Production of intermediate transfer belt
To a polyimide varnish using N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent, 10 parts of conductive carbon black was added to 100 parts of the resin component and mixed with a mixer to obtain an intermediate transfer belt material. This raw material was injected into a cylindrical mold, centrifugally molded while heating, and demolded in a semi-cured state. Thereafter, the removed belt is placed on an iron core, heated from 120 ° C. to 350 ° C. over 30 minutes to evaporate the solvent, and then further heated at 450 ° C. for 20 minutes to complete dehydration and condensation of polyamic acid ( Imidation reaction). By cutting the ends of the carbon black dispersed polyimide film, three intermediate transfer belts C having a diameter of 140 mm and a width of 250 mm were produced.
[0130]
Various physical properties of the intermediate transfer belt C were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the plastic deformation hardness H of the intermediate transfer belt C was measured.IIs 660 [N / mm2], Surface roughness Ra is 0.1 μm, thickness is 70 μm, volume resistance is 5.2 × 1010Ω · cm.
[0131]
(2) Production of photosensitive drum
10 parts of a charge transport material, 10 parts of a bisphenol Z-type polycarbonate resin (number average molecular weight 20,000) and 5 parts of polytetrafluoroethylene resin particles (average particle size: 0.2 μm) are dispersed in 65 parts of monochlorobenzene, and this liquid is dispersed. Three photosensitive drums B were produced in the same manner as in Example 1 except that a charge transport layer having a thickness of 20 μm was formed by dipping.
[0132]
One of the photosensitive drums B was subjected to plastic deformation hardness H similarly to the first embodiment.PWas measured, the plastic deformation hardness H of the photosensitive drum B was measured.PIs 320 [N / mm2]Met. Further, the friction coefficient between the intermediate transfer belt C and the photosensitive drum B was measured in the same manner as in Example 1, and as a result, the friction coefficient μ was 0.3.
[0133]
(3) Production of process cartridge
The remaining two pairs of the intermediate transfer belt C and the photosensitive drum B were assembled into the process cartridge A of FIG. When various measurements were performed using one of them, the contact pressure P between the intermediate transfer belt C and the photosensitive drum B was 0.78 [N / mm.2], The spring pressure of the tension roller is 40 N in total on the left and right, the sliding amount of the tension roller is 2.0 mm, and the wear coefficient (A) is 1.5 × 10-3Met.
[0134]
(4) Vibration test
As a result of performing a vibration test on the process cartridge 3 in the same manner as in Example 1, slight scratches were confirmed on the surface of the photosensitive drum B after the vibration test.
[0135]
(5) Image output test
An image output test was performed using the process cartridge 3 after the vibration test in the same manner as in Example 1. As a result, from the initial stage of the image output, extremely slight unevenness in image density was observed at a level having no problem in practical use.
[0136]
When an image output durability test was conducted in the same manner as in Example 1, the image after the durability test on 5000 sheets had a level of image density unevenness which was at a level having no problem in practical use but slightly worse than the initial level. Was confirmed.
[0137]
When the surface of the photosensitive drum B after the durability test was confirmed, a flaw which was considered to have grown after the vibration test was confirmed, which corresponded to the image density unevenness.
[0138]
(Example 4)
(1) Production of intermediate transfer belt
As the intermediate transfer belt, three intermediate transfer belts A as in Example 1 were produced.
[0139]
(2) Production of photosensitive drum
As the photosensitive drums, three photosensitive drums A that were the same as in Example 1 were produced.
[0140]
(3) Production of process cartridge
A process cartridge 4 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the hardness of the primary transfer roller was increased and the contact spring of the primary transfer roller was strengthened to increase the contact force of the roller. When various measurements were performed using one of them, the contact pressure P between the intermediate transfer belt A and the photosensitive drum A was 19.6 [N / mm.2], The spring pressure of the tension roller is 40 N in total on the left and right, the sliding amount of the tension roller is 2.0 mm, and the wear coefficient (A) is 8.6 × 10-3Met.
[0141]
(4) Vibration test
A vibration test was performed on the process cartridge 4 in the same manner as in Example 1. As a result, slight scratches were confirmed on the surface of the photosensitive drum A after the vibration test.
[0142]
(5) Image output test
An image output test was performed using the process cartridge 4 after the vibration test in the same manner as in Example 1. As a result, extremely slight unevenness in image density was observed from the initial stage of image output to a level having no practical problem.
[0143]
When an image output durability test was conducted in the same manner as in Example 1, the image after the durability test on 5000 sheets had a level of image density unevenness which was at a level having no problem in practical use but slightly worse than the initial level. Was confirmed.
[0144]
When the surface of the photosensitive drum A after the durability test was confirmed, a flaw which was considered to have grown after the vibration test was confirmed and corresponded to the image density unevenness.
[0145]
(Example 5)
(1) Production of intermediate transfer belt
As the intermediate transfer belt, three same intermediate transfer belts C as in Example 3 were produced.
[0146]
(2) Production of photosensitive drum
As the photosensitive drums, three photosensitive drums B, which were the same as in Example 3, were produced.
[0147]
(3) Production of process cartridge
The two pairs of the intermediate transfer belt C and the photosensitive drum B were incorporated into the process cartridge B shown in FIG. The process cartridge 5 has a means for changing the contact pressure between the intermediate transfer belt C and the photosensitive drum B by separating the primary transfer roller. Various measurements can be performed with the primary transfer roller separated. Was performed, the contact pressure between the intermediate transfer belt C and the photosensitive drum B was 0 [N / mm2And the wear coefficient (A) was 0.
[0148]
(4) Vibration test
In the process cartridge 5, a vibration test was performed in the same manner as in Example 1 with the primary transfer roller 6 being separated, and as a result, no defects such as scratches and abrasion were found on the surface of the photosensitive drum B after the vibration test.
[0149]
(5) Image output test
In the process cartridge 5 after the vibration test, the separation means of the primary transfer roller was released, and an image output test was performed in the same manner as in Example 1. As a result, a uniform image without density unevenness was obtained over the entire image. Here, in the process cartridge 5, the contact pressure P between the intermediate transfer belt C and the photosensitive drum B in a state where the separation means of the primary transfer roller is released is 0.78 [N / mm].2], The spring pressure of the tension roller was 40N in total on the left and right, and the slide amount was 2.0 mm.
[0150]
When an image output durability test was performed in the same manner as in Example 1, a uniform image free from defects such as density unevenness was obtained over the entire image as in the initial stage.
[0151]
(Example 6)
(1) Production of intermediate transfer belt
As the intermediate transfer belt, three same intermediate transfer belts C as in Example 3 were produced.
[0152]
(2) Production of photosensitive drum
As the photosensitive drums, three photosensitive drums B, which were the same as in Example 3, were produced.
[0153]
(3) Production of process cartridge
The two pairs of the intermediate transfer belt C and the photosensitive drum B were incorporated into the process cartridge C shown in FIG. The process cartridge 6 has a configuration in which the tension roller is movable, and is configured such that the intermediate transfer belt C and the photosensitive drum B can be separated by setting the state of X in FIG. When various measurements were performed in the state of X in FIG. 7, the contact pressure between the intermediate transfer belt C and the photosensitive drum B was 0 [N / mm].2And the wear coefficient (A) was 0.
[0154]
(4) Vibration test
As a result of performing a vibration test on the process cartridge 6 in the state of X in FIG. 7 in the same manner as in Example 1, no defects such as scratches and abrasion were found on the surface of the photosensitive drum B after the vibration test.
[0155]
(5) Image output test
In the process cartridge 6 after the vibration test, the intermediate transfer belt C was brought into contact with the photosensitive drum B by changing the position of the tension roller, and an image output test was performed in the same manner as in Example 1. A uniform image without any other factors was obtained. Here, in the process cartridge 6, the contact pressure P between the intermediate transfer belt C and the photosensitive drum B in a state where the intermediate transfer belt C and the photosensitive drum B are in contact with each other is 0.78 [N / mm].2], The spring pressure of the tension roller was 40N in total on the left and right, and the slide amount was 2.0 mm.
[0156]
When an image output durability test was performed in the same manner as in Example 1, a uniform image free from defects such as density unevenness was obtained over the entire image as in the initial stage.
[0157]
(Comparative Example 1)
(1) Production of intermediate transfer belt
As the intermediate transfer belt, three same intermediate transfer belts C as in Example 3 were produced.
[0158]
(2) Production of photosensitive drum
As the photosensitive drums, three photosensitive drums B, which were the same as in Example 3, were produced.
[0159]
(3) Production of process cartridge
A process cartridge 7 was manufactured in the same manner as in Example 3, except that the hardness of the primary transfer roller was increased and the contact spring of the primary transfer roller was strengthened to increase the contact force of the roller. When various measurements were performed using one of them, the contact pressure P between the intermediate transfer belt C and the photosensitive drum B was 19.6 [N / mm].2], The spring pressure of the tension roller is 40N in total on the left and right, the sliding amount of the tension roller is 2.0 mm, and the wear coefficient (A) is 3.8 × 10-2Met.
[0160]
(4) Vibration test
As a result of performing a vibration test on the process cartridge 7 in the same manner as in Example 1, remarkable scratches were confirmed on the surface of the photosensitive drum B after the vibration test.
[0161]
(5) Image output test
When an image output test was performed using the process cartridge 7 after the vibration test in the same manner as in Example 1, remarkable image density unevenness was confirmed from the beginning of the image output, and the scratches on the surface of the photosensitive drum B corresponded to the image density unevenness. I was In addition, since remarkable image density unevenness was confirmed from the beginning of the image output, the durability test was not performed.
[0162]
(Comparative Example 2)
(1) Production of intermediate transfer belt
Three intermediate transfer belts D were produced in the same manner as in Experimental Example 2 except that the composition was changed to the following composition c.
Formulation c: amorphous polyamide resin 100 parts
Conductive carbon black 17 parts
Titanium oxide 50 parts
[0163]
Various physical properties of the intermediate transfer belt D were measured in the same manner as in Example 1. As a result, the plastic deformation hardness H of the intermediate transfer belt D was measured.IIs 350 [N / mm2], Surface roughness Ra is 0.04 μm, thickness is 100 μm, and volume resistance is 6.7 × 1010Ω · cm.
[0164]
(2) Production of photosensitive drum
Three photosensitive drums A, which were the same as those in Experimental Example 1, were produced as the photosensitive drums. The friction coefficient between the intermediate transfer belt D and the photosensitive drum A was measured in the same manner as in Example 1. As a result, the friction coefficient μ was 0.4.
[0165]
(3) Production of process cartridge
The remaining two pairs of the intermediate transfer belt D and the photosensitive drum A were the same as in Example 1 except that the hardness of the primary transfer roller was increased, and the contact spring of the primary transfer roller was strengthened to increase the contact force of the roller. Two process cartridges 8 were fabricated by incorporating the process cartridge A in FIG. When various measurements were performed using one of them, the contact pressure P between the intermediate transfer belt D and the photosensitive drum A was 19.6 [N / mm].2], The spring pressure of the tension roller is 40N in total on the left and right, the sliding amount of the tension roller is 2.0 mm, and the wear coefficient (A) is 1.9 × 10-2Met.
[0166]
(4) Vibration test
A vibration test was performed on the process cartridge 8 in the same manner as in Example 1. As a result, significant scratches were confirmed on the surface of the photosensitive drum A after the vibration test.
[0167]
(5) Image output test
When an image output test was performed using the process cartridge 8 after the vibration test in the same manner as in Example 1, remarkable image density unevenness was confirmed from the beginning of the image output, and the scratches on the surface of the photosensitive drum A corresponded to the image density unevenness. I was In addition, since remarkable image density unevenness was confirmed from the beginning of the image output, the durability test was not performed.
[0168]
[Table 1]
[0169]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to avoid scratches and abrasion of the photosensitive drum due to rubbing between the photosensitive drum and the intermediate transfer belt caused by vibration during long-term transportation and leaving of the process cartridge. When the cartridge is provided in the image forming apparatus, it is possible to provide a process cartridge and an image forming apparatus which can obtain a good image, are easy to maintain, and can reduce the size and cost of the apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view illustrating an example of an image forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of the process cartridge of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view illustrating an example of a manufacturing apparatus used for manufacturing the intermediate transfer belt of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a method of forming an intermediate transfer belt according to the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing another example of the manufacturing apparatus used for manufacturing the intermediate transfer belt of the present invention.
FIG. 6 is a schematic sectional view showing an intermediate transfer member latent image carrier integrated cartridge according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic sectional view showing an intermediate transfer member latent image carrier integrated cartridge according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a method for measuring a coefficient of friction between an intermediate transfer belt and a photosensitive drum according to the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a method for measuring the nip width between the intermediate transfer belt and the photosensitive drum according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1. Photosensitive drum (latent image carrier)
2 Primary charger
3 Exposure light
5 Intermediate transfer belt (intermediate transfer body)
6 Primary transfer roller
7 Secondary transfer roller
8 drive roller
9 Intermediate transfer belt cleaning member
10 Transfer material guide
11 paper feed roller
12 tension roller
13 Latent image carrier cleaning member
15mm fuser
30, 31, 33 ° bias power supply
32 primary charger power supply
41 yellow developing device
42 magenta color developing device
43 cyan developing device
44 black color developing device
100, 101 Single-screw extruder
102 hopper
103 circular die
104 gas introduction path
105 ° external cooling ring
106mm stabilizer
107 pinch roller
108 cutting device
110 ° tubular film
P transfer material
