JP2020052169A - Intermediate transfer body and image forming apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式や静電記録方式を利用した画像形成装置、例えば複写機、レーザープリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に用いる中間転写体およびそれを用いた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an intermediate transfer member used for an image forming apparatus using an electrophotographic method or an electrostatic recording method, for example, an image forming apparatus such as a copying machine, a laser printer, and a facsimile, and an image forming apparatus using the same.
従来、電子写真方式や静電記録方式等で下記のようないわゆる中間転写方式の画像形成装置が知られている。中間転写方式の画像形成装置では、第一の像担持体としての感光体上に形成された静電潜像を現像装置で現像して現像剤像（トナー像）を形成する。そして、第二の像担持体である中間転写体に、このトナー像を一次転写し、その後に用紙などの記録材に二次転写する。 2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus of a so-called intermediate transfer system such as an electrophotographic system or an electrostatic recording system has been known. In an intermediate transfer type image forming apparatus, a developing device develops an electrostatic latent image formed on a photoconductor as a first image carrier to form a developer image (toner image). Then, this toner image is primarily transferred to an intermediate transfer body as a second image carrier, and then secondarily transferred to a recording material such as paper.
中間転写体を構成する材料としては、一般的に樹脂材料が広く使用されている。その具体例として、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂等が用いられている。また、中間転写体は前記の樹脂材料をシームレスベルト形状に成形した、いわゆる中間転写ベルトが広く用いられている。
また、中間転写体のクリーニング方法として、二次転写後の残留トナーをウレタンゴム製ブレードでかき取る、いわゆる「ブレードクリーニング方式」が採用されている。
In general, a resin material is widely used as a material constituting the intermediate transfer member. Specific examples thereof include a polyimide resin, a polyamideimide resin, a polycarbonate resin, a polyvinylidene fluoride resin, a polyetheretherketone resin, and the like. As the intermediate transfer member, a so-called intermediate transfer belt formed by molding the above resin material into a seamless belt shape is widely used.
Further, as a cleaning method of the intermediate transfer member, a so-called “blade cleaning method” in which residual toner after the secondary transfer is scraped off with a urethane rubber blade is used.
また、樹脂基材上に表面層としてアクリル系樹脂を被覆した２層構成の中間転写ベルトが提案されている。特許文献１には、ウレタン（メタ）アクリレートを主成分とする電離放射線硬化型アクリル系塗工剤を塗布し、硬化させて得られる表面層を有する画像形成装置用転写ベルトが開示されている。 Further, an intermediate transfer belt having a two-layer structure in which an acrylic resin is coated as a surface layer on a resin base material has been proposed. Patent Literature 1 discloses a transfer belt for an image forming apparatus having a surface layer obtained by applying and curing an ionizing radiation-curable acrylic coating agent containing urethane (meth) acrylate as a main component.
また、特許文献２には、中間転写ベルト基材上に粉体が露出した接着層を設けて、ベルト表面へのトナーの残留を抑制して、転写性を向上させる転写部材用の導電性エンドレスベルトが開示されている。かかるベルトは、ベルト本体の外周面上に設けられた接着層の表面全体にわたり、少なくとも一部が露出した状態でトナー粒径より小径の粉体が埋設されており、かつ該粉体の露出部が、接着層表面全体の３０〜９９％の面積を占めることを特徴とする。 Patent Document 2 discloses a conductive endless conductive member for a transfer member in which an adhesive layer in which powder is exposed is provided on an intermediate transfer belt base material to suppress toner from remaining on the belt surface and improve transferability. A belt is disclosed. In such a belt, a powder having a diameter smaller than the toner particle diameter is embedded over at least a part of the entire surface of the adhesive layer provided on the outer peripheral surface of the belt body, and the exposed portion of the powder is exposed. Occupies an area of 30 to 99% of the entire surface of the adhesive layer.
さらに、特許文献３には、中間転写体のクリーニング不良及びブレードめくれを回避するために、中間転写体の表面にフィラーの突起を設ける搬送転写体が開示されている。かかる搬送転写体は、少なくとも画像を担持する側の表面近傍がフィラーを含有する高分子組成物で形成され、その表面にフィラーによる突起が散在し、フィラーの突起が所定の分散粒子径をもつ。さらにフィラーの搬送転写体の表面から突出する部分の表面被覆率が０.５％以上１３％未満になるように形成されている。 Further, Patent Document 3 discloses a transfer transfer member having a protrusion of a filler on the surface of the intermediate transfer member in order to avoid poor cleaning of the intermediate transfer member and turning of the blade. In such a transfer transfer body, at least the vicinity of the surface on which the image is carried is formed of a polymer composition containing a filler, projections of the filler are scattered on the surface, and the projections of the filler have a predetermined dispersed particle diameter. Further, the surface coverage of the portion of the filler projecting from the surface of the transfer body is 0.5% or more and less than 13%.
しかしながら、特許文献１に係る中間転写体では、繰り返し画像を出力する通紙耐久試験において、表面層が放電や摩耗によって劣化して表面の動摩擦係数が上昇する。このため、クリーニングブレードが中間転写体の移動方向にめくれてしまう、いわゆる「ブレードめくれ」が発生することがあり、トナーのクリーニング性において、改善の余地があった。 However, in the intermediate transfer body according to Patent Literature 1, in a paper passing durability test in which images are repeatedly output, the surface layer is deteriorated due to discharge or wear, and the dynamic friction coefficient of the surface increases. For this reason, the cleaning blade may be turned up in the moving direction of the intermediate transfer member, so-called "blade turn-up", and there is room for improvement in the cleaning property of the toner.
また、特許文献２に係る中間転写体では、通紙耐久試験によってベルト表面に汚れが付着するという課題があった。
また、特許文献３に係る中間転写体では、フィラーの表面被覆率が所定範囲であっても、フィラーの形状や露出状態によっては、通常の転写残トナーよりも多い大量のトナーがブレードニップ部へ突入した場合に、次のような課題があった。すなわち、トナーがブレードニップ部に侵入する力が大きくなり、その結果、トナーがクリーニングブレードと中間転写体との間をすり抜けていってしまう、いわゆる「トナーすり抜け」が発生するという課題である。また、中間転写体の表面のフィラーが樹脂に覆われた状態では、耐久によって摩擦係数が上昇して、「ブレードめくれ」が発生するという課題があった。
Further, the intermediate transfer member according to Patent Document 2 has a problem that dirt adheres to the belt surface in a paper passing durability test.
Further, in the intermediate transfer body according to Patent Document 3, even when the surface coverage of the filler is within a predetermined range, a large amount of toner, which is larger than the normal transfer residual toner, flows to the blade nip depending on the shape and exposure state of the filler. There are the following problems when the vehicle enters. That is, there is a problem in that the force of toner entering the blade nip increases, and as a result, so-called “toner slippage” occurs in which the toner slips between the cleaning blade and the intermediate transfer member. In addition, when the filler on the surface of the intermediate transfer member is covered with the resin, there is a problem that the friction coefficient increases due to the durability and “blade turning” occurs.
そこで、本発明の一態様は、ブレードクリーニング性に優れた電子写真用の中間転写体の提供に向けたものである。また、本発明の他の態様は、高品位な電子写真画像を出力できる画像形成装置の提供に向けたものである。 Therefore, an aspect of the present invention is to provide an intermediate transfer member for electrophotography which has excellent blade cleaning properties. Another aspect of the present invention is directed to providing an image forming apparatus capable of outputting a high-quality electrophotographic image.
本発明の一態様によれば、
基材層の上に表面層を有し、該表面層が少なくともウレタン（メタ）アクリレート樹脂および球状シリカ粒子を含有する中間転写体であって、
該表面層に含まれる球状シリカ粒子の平均粒子径が１００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲にあり、
該球状シリカ粒子の累積粒度分布のＤ９０／Ｄ１０が４以下であり、
該表面層における球状シリカ粒子の表面露出面積率が１５％〜５０％の範囲にある中間転写体が提供される。
また、本発明の他の態様によれば、上記の中間転写体を具備する画像形成装置が提供される。
According to one aspect of the present invention,
An intermediate transfer member having a surface layer on the base material layer, the surface layer containing at least a urethane (meth) acrylate resin and spherical silica particles,
The average particle diameter of the spherical silica particles contained in the surface layer is in the range of 100 nm to 300 nm,
D90 / D10 of the cumulative particle size distribution of the spherical silica particles is 4 or less;
An intermediate transfer member is provided wherein the surface exposure area ratio of the spherical silica particles in the surface layer is in the range of 15% to 50%.
According to another aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including the above-described intermediate transfer member.
本発明の一態様によれば、繰り返し画像出力後においても、ブレードクリーニング性に優れ、初期と同様のクリーニング性が得られる中間転写体を提供することができる。また、繰り返しの画像出力耐久によっても、表面に割れや剥離を生じない耐久性を有する中間転写体を提供することができる。
また、本発明の他の態様によれば、上記中間転写体を用いた画像形成装置を提供することが可能となる。
According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide an intermediate transfer member that is excellent in blade cleaning properties even after repeated image output and that can obtain cleaning properties similar to those at the initial stage. Further, it is possible to provide an intermediate transfer member having durability which does not cause cracking or peeling on the surface even by repeated image output durability.
Further, according to another aspect of the present invention, it is possible to provide an image forming apparatus using the above-mentioned intermediate transfer member.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を例示的に詳細に説明する。ただしこの実施をするための形態に記載の構成要素はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be illustratively described in detail with reference to the drawings. However, the components described in the mode for carrying out this embodiment are merely examples, and do not limit the technical scope of the present invention.
＜中間転写体＞
図１に本発明に係る中間転写体の具体的な層構成を示す。
中間転写体は、図１（ａ）に示すように導電性付与剤を分散させた基材層８ｂとその表面に表面層８ａを直接設けてもよいし、図１（ｂ）に示すように、基材層８ｂと表面層８ａとの間に、密着性や平滑性を向上させる目的で中間層８ｃを設けてもよい。
<Intermediate transfer member>
FIG. 1 shows a specific layer structure of the intermediate transfer member according to the present invention.
The intermediate transfer member may be provided with a base layer 8b in which a conductivity-imparting agent is dispersed and a surface layer 8a directly on the surface thereof as shown in FIG. 1 (a), or as shown in FIG. 1 (b). An intermediate layer 8c may be provided between the base material layer 8b and the surface layer 8a for the purpose of improving adhesion and smoothness.
＜中間転写体の基材層＞
中間転写体の基材層は、シームレスベルト状や円筒ドラム状、ローラ状などの形状で、導電性付与剤が分散された樹脂や熱可塑性エラストマー、加硫ゴムなどの材料を用いる。
本発明の中間転写体の基材層に使用できる樹脂としては、特に制約はないが、例えば以下のものが挙げられる。ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂、環状オレフィン共重合樹脂、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、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート及びポリアリレートなどの芳香族ポリエステル樹脂、シクロヘキシレンジメチレンテレフタレートなどの脂環族ポリエステル樹脂、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スルフィドなどの硫黄含有樹脂、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などのフッ素含有樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂。これらの熱可塑性樹脂は単独で用いても良いし、複数の樹脂を混合して用いても良い。また、ポリイミド樹脂やポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化樹脂を使用することもできる。
<Base layer of intermediate transfer member>
The base layer of the intermediate transfer member has a shape such as a seamless belt shape, a cylindrical drum shape, or a roller shape, and is made of a material in which a conductivity imparting agent is dispersed, such as a resin, a thermoplastic elastomer, or a vulcanized rubber.
The resin that can be used for the base layer of the intermediate transfer member of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include the following. Olefin resins such as polyethylene and polypropylene, cyclic olefin copolymer resins, polystyrene resins, acrylic resins, aromatic polyester resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polycarbonate and polyarylate, cyclohexylene dimethylene terephthalate, etc. Alicyclic polyester resins, sulfur-containing resins such as polysulfone, polyethersulfone and polyphenylene sulfide, fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride and polyethylene-tetrafluoroethylene copolymer, polyetheretherketone resins, thermoplastic polyimides Resin, polyamide resin, polyamideimide resin, modified polyphenylene oxide resin. These thermoplastic resins may be used alone or as a mixture of a plurality of resins. Further, a thermosetting resin such as a polyimide resin, a polyester resin, a polyurethane resin, and an epoxy resin can also be used.
基材層に使用できる熱可塑性エラストマーとしては、以下のものが挙げられる。ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー等。
基材層に使用できる加硫ゴムとしては、以下のものが挙げられる。アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、シリコンゴム、エチレン・プロピレンゴム等。
Examples of the thermoplastic elastomer that can be used for the base layer include the following. Polyolefin-based thermoplastic elastomer, polyurethane-based thermoplastic elastomer, polyester-based thermoplastic elastomer, polystyrene-based thermoplastic elastomer, polyamide-based thermoplastic elastomer, and the like.
The following can be mentioned as the vulcanized rubber that can be used for the base material layer. Acrylonitrile / butadiene rubber, epichlorohydrin rubber, chloroprene rubber, acrylic rubber, butadiene rubber, styrene / butadiene rubber, isoprene rubber, urethane rubber, silicone rubber, ethylene / propylene rubber, etc.
基材層に使用できる導電性付与剤としては、公知の導電性付与剤を用いることができる。例えば以下のものが挙げられる。カーボンブラック、カーボングラファイト、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、導電性酸化錫、導電性酸化チタン、導電性酸化亜鉛、導電性硫酸バリウムなどの導電性粉末、導電性チタン酸カリウムウィスカー、導電性チタン酸バリウムウィスカー、カーボンウィスカーなどの導電性ウィスカー、四級アンモニウム塩、ポリアルキレングリコールのアルカリ金属塩、ポリエーテルアミドのアルカリ金属塩、アルキル硫酸エステルのアルカリ金属塩、グリセリンモノ脂肪酸エステルなどのイオン導電性付与剤。なかでも、少ない添加量で電気特性を広範囲で制御できることから、カーボンブラックを用いることが好ましい。
中間転写体の基材層の抵抗は、前記導電性付与剤の添加量や分散条件などの手段によって、体積抵抗率として、１×１０３Ωｃｍ以上１×１０１１Ωｃｍ以下の範囲に調整する。
As the conductivity imparting agent that can be used for the base material layer, a known conductivity imparting agent can be used. For example, the following are mentioned. Conductive powders such as carbon black, carbon graphite, carbon nanofibers, carbon nanotubes, conductive tin oxide, conductive titanium oxide, conductive zinc oxide, and conductive barium sulfate, conductive potassium titanate whiskers, and conductive barium titanate Conductive whiskers such as whiskers and carbon whiskers, quaternary ammonium salts, alkali metal salts of polyalkylene glycols, alkali metal salts of polyetheramides, alkali metal salts of alkyl sulfates, and ionic conductivity imparting agents such as glycerin monofatty acid esters . Among them, it is preferable to use carbon black since electric characteristics can be controlled in a wide range with a small amount of addition.
The resistance of the base layer of the intermediate transfer member is adjusted to a volume resistivity of 1 × 10 3 Ωcm or more and 1 × 10 11 Ωcm or less by means such as the amount of the conductivity-imparting agent added and dispersion conditions.
＜中間転写体の表面層＞
本発明に係る中間転写体は、基材層の表面に表面層を積層したものである。表面層は、ウレタン（メタ）アクリレート樹脂および球状シリカ粒子を少なくとも含有し、ウレタン（メタ）アクリレート樹脂の表面に球状粒子が露出した表面構造を有している。「（メタ）アクリレート」は、アクリレートとメタクリレートの総称である。
<Surface layer of intermediate transfer member>
The intermediate transfer member according to the present invention is obtained by laminating a surface layer on the surface of a base material layer. The surface layer contains at least a urethane (meth) acrylate resin and spherical silica particles, and has a surface structure in which the spherical particles are exposed on the surface of the urethane (meth) acrylate resin. “(Meth) acrylate” is a generic term for acrylate and methacrylate.
本発明で用いるウレタン（メタ）アクリレート樹脂は、分子鎖中にウレタン結合及びアクリロイル基またはメタクリロイル基を有する多官能型ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーを、紫外線や電子線などを照射することによって硬化させたものである。ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーは、ヒドロキシ（メタ）アクリレート、ポリオール、およびポリイソシアネートを原料として作られる。なかでも、強度の点から、分子中に３個以上の（メタ）アクリロイル基を有する３官能以上のウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーを用いることが好ましい。さらに、表面の高硬度化および耐摺擦性の点から、分子中に４個以上の（メタ）アクリロイル基を有する４官能以上の多官能型ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーを用いることがより好ましい。 The urethane (meth) acrylate resin used in the present invention is obtained by curing a polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer having a urethane bond and an acryloyl group or a methacryloyl group in a molecular chain by irradiating an ultraviolet ray or an electron beam. Things. Urethane (meth) acrylate oligomers are made from hydroxy (meth) acrylates, polyols, and polyisocyanates. Above all, it is preferable to use a trifunctional or higher urethane (meth) acrylate oligomer having three or more (meth) acryloyl groups in the molecule from the viewpoint of strength. Furthermore, it is more preferable to use a tetrafunctional or higher polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer having four or more (meth) acryloyl groups in the molecule, from the viewpoint of increasing the surface hardness and rubbing resistance.
本発明では、高硬度、耐摩耗性および硬化時に反りが少ない点から、
ヒドロキシ（メタ）アクリレートとしてペンタエリスリトールトリアクリレート、
ポリオールとしてトリシクロデカンジオール、および
ポリイソシアネートとしてヘキサメチレンジイソシアネート
を主成分とする脂肪族ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー（６官能）を用いることが好ましい。
In the present invention, in terms of high hardness, abrasion resistance and less warpage during curing,
Pentaerythritol triacrylate as hydroxy (meth) acrylate,
It is preferable to use an aliphatic urethane (meth) acrylate oligomer (hexafunctional) having tricyclodecanediol as a polyol and hexamethylene diisocyanate as a main component as a polyisocyanate.
また、多官能型ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマーを紫外線によって硬化させるためには、光重合開始剤を併用することが好ましい。光重合開始剤としては、ベンゾインエーテル系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、アセトフェノン系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤などを用いることができる。電子線によって硬化させる場合は、光重合開始剤を用いる必要は特にない。 Further, in order to cure the polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer by ultraviolet rays, it is preferable to use a photopolymerization initiator in combination. As the photopolymerization initiator, a benzoin ether-based photopolymerization initiator, a benzophenone-based photopolymerization initiator, an acetophenone-based photopolymerization initiator, a thioxanthone-based photopolymerization initiator, or the like can be used. When curing with an electron beam, it is not particularly necessary to use a photopolymerization initiator.
本発明に用いる球状シリカ粒子は、平均粒子径が１００ｎｍ〜３００ｎｍであり、その粒子径分布の９０％粒子径（Ｄ９０）と１０％粒子径（Ｄ１０）との比（＝Ｄ９０／Ｄ１０）が４以下である。ここで「平均粒子径」は「体積平均粒子径」を指す。後述する実施例において、球状シリカ粒子としては、ゾルゲル法によって製造したコロイダルシリカ粒子を用いた。 The spherical silica particles used in the present invention have an average particle diameter of 100 nm to 300 nm, and the ratio (= D90 / D10) of the 90% particle diameter (D90) to the 10% particle diameter (D10) of the particle diameter distribution is 4%. It is as follows. Here, “average particle diameter” refers to “volume average particle diameter”. In Examples described below, colloidal silica particles produced by a sol-gel method were used as the spherical silica particles.
１０％粒子径（Ｄ１０）とは、球状シリカ粒子の全体積を１００％としたときに、小粒径の粒子の体積から大粒径の粒子の体積へと累積した粒子の累積体積が１０％となるときの粒子径である。
９０％粒子径（Ｄ９０）とは、球状シリカ粒子の全体積を１００％としたときに、小粒径の粒子の体積から大粒径の粒子の体積へと累積した粒子の累積体積が９０％となるときの粒子径である。
The 10% particle diameter (D10) is defined as the cumulative volume of the particles accumulated from the volume of the small-sized particles to the volume of the large-sized particles when the total volume of the spherical silica particles is 100%. Is the particle size when
The 90% particle diameter (D90) is defined as a 90% cumulative volume of the particles accumulated from the small particle volume to the large particle volume when the total volume of the spherical silica particles is 100%. Is the particle size when
球状シリカ粒子の粒子径を検討した結果、平均粒子径が３００ｎｍを超えると、クリーニングブレードを摩耗させ、繰り返し使用するとクリーニング性を損なうという課題があった。また、平均粒子径が１μｍを超えると粒子間の隙間に汚れが滞留して、画像を損なうという課題があった。
一方、平均粒子径が１００ｎｍ未満の場合、球状シリカが表面層の表面に露出しにくくなり、クリーニング性が低下する欠点がある。
As a result of examining the particle diameter of the spherical silica particles, when the average particle diameter exceeds 300 nm, there is a problem that the cleaning blade is worn, and when used repeatedly, the cleaning property is impaired. Further, when the average particle diameter exceeds 1 μm, there is a problem that dirt stays in gaps between the particles and damages an image.
On the other hand, when the average particle diameter is less than 100 nm, there is a disadvantage that the spherical silica is hardly exposed on the surface of the surface layer and the cleaning property is reduced.
また、球状シリカ粒子の粒子径分布を検討した結果、Ｄ９０／Ｄ１０が４を超えると、粒子径のバラツキによって、均一な表面が形成されなかった。
また、球状シリカ粒子が表面に露出した表面構造を形成するためには、球状シリカ粒子の疎水性表面処理が効果的であった。
図４は球状シリカ粒子の露出状態を走査型電子顕微鏡で撮影した写真である。球状シリカ粒子の添加量を２０質量％に固定したとき、疎水性球状シリカ粒子を用いた場合は図４（Ａ）に示すように粒子が露出したのに対し、未処理球状シリカ粒子を用いた場合は図４（Ｂ）に示すように粒子が露出しなかった。
Further, as a result of examining the particle size distribution of the spherical silica particles, when D90 / D10 exceeded 4, a uniform surface was not formed due to variation in the particle size.
In order to form a surface structure in which the spherical silica particles are exposed on the surface, a hydrophobic surface treatment of the spherical silica particles was effective.
FIG. 4 is a photograph taken with a scanning electron microscope of the exposed state of the spherical silica particles. When the addition amount of the spherical silica particles was fixed to 20% by mass, when the hydrophobic spherical silica particles were used, the particles were exposed as shown in FIG. 4A, whereas the untreated spherical silica particles were used. In this case, no particles were exposed as shown in FIG.
本発明において、表面層における球状シリカ粒子の表面露出面積率は１５％〜５０％の範囲にあることが必要である。
図５は、球状シリカ粒子のメタノール疎水化度と表面層におけるシリカ粒子の露出面積率との関係を示したものである。
球状シリカ粒子のメタノール疎水化度は次のように測定した。分散媒としてメタノール濃度を変化させたメタノール水溶液を用いた。疎水性球状シリカ粒子としてはポリジメチルシロキサン処理した球状シリカ粒子を使用した。メタノール疎水化度０％の球状シリカ粒子としては未処理の球状シリカ粒子を使用した。球状シリカ粒子のメタノール疎水化度は、粉体濡れ性試験機（（株）レスカ製、商品名「ＷＥＴ-１００Ｐ」）を用いて測定した。
具体的には、蒸留水５０ｍＬに球状シリカ粒子５０ｍｇを添加し、マグネチックスターラーで攪拌した。次いで球状シリカ粒子が表面に浮遊した液中にメタノールを滴下しながら、メタノール水溶液に波長７８０ｎｍの光を照射して透過率を測定した。球状シリカ粒子が懸濁・沈降して、透過率が８０％になったときのメタノール水溶液の体積濃度（％）をメタノール疎水化度とした。
In the present invention, the surface exposed area ratio of the spherical silica particles in the surface layer needs to be in the range of 15% to 50%.
FIG. 5 shows the relationship between the methanol hydrophobicity of spherical silica particles and the exposed area ratio of the silica particles in the surface layer.
The methanol hydrophobicity of the spherical silica particles was measured as follows. A methanol aqueous solution having a changed methanol concentration was used as a dispersion medium. As the hydrophobic spherical silica particles, spherical silica particles treated with polydimethylsiloxane were used. As the spherical silica particles having a methanol hydrophobicity of 0%, untreated spherical silica particles were used. The methanol hydrophobicity of the spherical silica particles was measured using a powder wettability tester (trade name “WET-100P” manufactured by Resca Corporation).
Specifically, 50 mg of spherical silica particles were added to 50 mL of distilled water, and the mixture was stirred with a magnetic stirrer. Next, the methanol aqueous solution was irradiated with light having a wavelength of 780 nm while methanol was dropped into the liquid having the spherical silica particles floating on the surface, and the transmittance was measured. The volume concentration (%) of the aqueous methanol solution when the spherical silica particles were suspended and sedimented to have a transmittance of 80% was defined as the methanol hydrophobicity.
また、表面層における球状シリカ粒子の粒子露出率は、次の方法で算出した。すなわち、表面層を切り出して、走査型電子顕微鏡で表面を観察した。倍率５千倍から１万倍で撮影した顕微鏡画像を使用して、画像解析装置（（株）ニレコ製、商品名「Ｌｕｚｅｘ ＡＰ」）を用いて２値化して、表面層の面積に対する粒子の露出面積の比率を粒子露出面積率とした。さらに、シリカ粒子が実際に露出しているかどうかは、低加速電圧走査電子顕微鏡で表面層の最表面を観察して判定した。
検討試料として以下の材料を用い、後述する製造方法にしたがって中間転写ベルトを作製した。
The particle exposure rate of the spherical silica particles in the surface layer was calculated by the following method. That is, the surface layer was cut out and the surface was observed with a scanning electron microscope. Using a microscope image photographed at a magnification of 5,000 to 10,000 times, binarization is performed using an image analyzer (manufactured by Nireco Co., Ltd., trade name “Luzex AP”). The ratio of the exposed area was defined as the particle exposed area ratio. Further, whether or not the silica particles were actually exposed was determined by observing the outermost surface of the surface layer with a low acceleration voltage scanning electron microscope.
The following materials were used as the test samples, and an intermediate transfer belt was manufactured according to a manufacturing method described later.
・ウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー（固形分濃度９５質量％、酢酸エチル５質量％含有、６官能）・・・１００質量部
・球状シリカ粒子（平均粒子径１００ｎｍ、Ｄ９０／Ｄ１０＝３、メタノール疎水化度
７０％）・・・２３.７５質量部
・メチルイソブチルケトン・・・３５６質量部
・光重合開始剤Ａ・・・２.８５質量部
（光重合開始剤Ａ：（２−ヒロドキシ−１−｛４−［４−（２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオニル）−ベンジル］フェニル｝−２−メチル−プロパン−１−オン））
・ Urethane (meth) acrylate oligomer (solid content: 95% by mass, ethyl acetate content: 5% by mass, hexafunctional): 100 parts by mass ・ Spherical silica particles (average particle size: 100 nm, D90 / D10 = 3, methanol hydrophobization) 23.75 parts by mass, methyl isobutyl ketone 356 parts by mass, photopolymerization initiator A 2.85 parts by mass (photopolymerization initiator A: (2-hydroxyl-1-) {4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] phenyl} -2-methyl-propan-1-one))
図５に示すように、球状シリカの疎水化度が４０％以上になると球状シリカ粒子の粒子露出率が２０％以上になった。つまり球状シリカの添加量を一定にした場合、メタノール疎水化度が低くなると球状シリカ粒子が表面に露出しにくくなることがわかった。
ここで、疎水性表面処理をした球状シリカ粒子が表面に露出する推定メカニズムについて説明する。基材層に塗布された直後の表面層には希釈溶剤が含まれている。時間とともに希釈溶剤は揮発するが、球状シリカ粒子の表面を疎水化処理した影響で、球状シリカ粒子から周辺に希釈溶剤の流れが生じる。このとき球状シリカ粒子間にメニスカスが形成され、希釈溶剤の液面が内側に湾曲する。メニスカスの内部は大気圧に比べて負圧になるため、メニスカス部分が内部に引き込まれ、一方、球状シリカ粒子は表面側に移動する。このようにして球状シリカ粒子が表面に露出するものと推定している。
As shown in FIG. 5, when the degree of hydrophobicity of the spherical silica became 40% or more, the particle exposure rate of the spherical silica particles became 20% or more. In other words, it was found that when the amount of the spherical silica added was constant, the spherical silica particles were less likely to be exposed on the surface when the hydrophobicity of methanol was reduced.
Here, a description will be given of the mechanism by which the hydrophobic silica-treated spherical silica particles are exposed on the surface. The diluting solvent is contained in the surface layer immediately after being applied to the base material layer. The diluting solvent volatilizes with time, but a flow of the diluting solvent flows from the spherical silica particles to the periphery due to the effect of the hydrophobic treatment of the surface of the spherical silica particles. At this time, a meniscus is formed between the spherical silica particles, and the liquid surface of the diluent solvent curves inward. Since the inside of the meniscus has a negative pressure as compared with the atmospheric pressure, the meniscus portion is drawn inside, while the spherical silica particles move to the surface side. It is presumed that the spherical silica particles are exposed on the surface in this way.
そして、表面層の形状を原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）や触針式微小粗さ計で測定したところ、平均粒子径１００ｎｍの球状シリカを用いた場合、表面に高さが４０ｎｍ〜５０ｎｍ程度の半球状突起が形成されていた。また、平均粒子径３００ｎｍの球状シリカを用いた場合、表面に高さが１００ｎｍ〜１５０ｎｍ程度の半球状突起が形成されていた。 Then, the shape of the surface layer was measured by an atomic force microscope (AFM) or a stylus-type micro-roughness meter. When spherical silica having an average particle diameter of 100 nm was used, a hemisphere having a height of about 40 nm to 50 nm on the surface. A projection was formed. When spherical silica having an average particle diameter of 300 nm was used, hemispherical projections having a height of about 100 nm to 150 nm were formed on the surface.
球状シリカ粒子の疎水性表面処理としては、シリコーンオイル処理やシランカップリング剤処理が好ましく用いられる。シリコーンオイルとしては、ジメチルシロキサン、分子の側鎖や末端に反応性基を有する反応性の変性シリコーンオイル、分子の側鎖や末端に非反応性の有機基を有する非反応性の変性シリコーンオイルを用いることができる。
また、シランカップリング剤としては、疎水性を発現させるためにアルキル基の炭素数が６個以上の長鎖アルキル基を有するシランカップリング剤を用いることが好ましい。
As the hydrophobic surface treatment of the spherical silica particles, a silicone oil treatment or a silane coupling agent treatment is preferably used. Examples of the silicone oil include dimethylsiloxane, a reactive modified silicone oil having a reactive group on a side chain or a terminal of a molecule, and a non-reactive modified silicone oil having a non-reactive organic group on a side chain or a terminal of a molecule. Can be used.
As the silane coupling agent, it is preferable to use a silane coupling agent having a long-chain alkyl group having 6 or more carbon atoms in the alkyl group in order to develop hydrophobicity.
また、疎水性表面処理をした球状シリカ粒子が表面に露出すると、中間転写ベルト表面の表面自由エネルギーが低くなる。中間転写体の表面層の表面自由エネルギーが３５ｍＪ／ｍ２以下であることが、トナーとの非静電的付着力低減や、外添剤、紙粉、感光体の削れ粉、放電生成物などの汚れ付着抑制効果の点から好ましく、その結果、ブレードクリーニング性が向上する。 Further, when the spherical silica particles subjected to the hydrophobic surface treatment are exposed on the surface, the surface free energy of the surface of the intermediate transfer belt decreases. When the surface free energy of the surface layer of the intermediate transfer member is 35 mJ / m 2 or less, reduction of non-electrostatic adhesion to toner, external additives, paper powder, shavings of photoreceptor, discharge products, etc. Is preferable from the viewpoint of the effect of suppressing the adhesion of dirt, and as a result, the blade cleaning property is improved.
中間転写体の表面層の表面自由エネルギーは、非特許文献１に記載されている「北崎・畑の方法」で算出することができる。具体的には、中間転写ベルト表面の表面自由エネルギーは次のように求めた。
まず、水、ｎ−ヘキサデカン、ジヨードメタンを標準液体として、中間転写ベルト表面の接触角を測定した（測定環境：温度２３℃、相対湿度５５％）。次いで各接触角測定結果を用いて、北崎・畑の理論（非特許文献１）にしたがって、「拡張Ｆｏｗｋｅｓの式」から表面自由エネルギーを求めた。測定には接触角計（協和界面科学（株）製、商品名「ＤＭ−７０１」）を使用し、表面自由エネルギー解析には解析ソフトウェア（協和界面科学（株）製、商品名「ＦＡＭＡＳ」）を使用した。
The surface free energy of the surface layer of the intermediate transfer member can be calculated by the “Kitazaki-Hata method” described in Non-Patent Document 1. Specifically, the surface free energy of the surface of the intermediate transfer belt was obtained as follows.
First, the contact angle of the surface of the intermediate transfer belt was measured using water, n-hexadecane, and diiodomethane as standard liquids (measurement environment: temperature 23 ° C., relative humidity 55%). Next, using the contact angle measurement results, the surface free energy was obtained from the “expanded Fowkes equation” according to Kitazaki and Hata's theory (Non-Patent Document 1). A contact angle meter (trade name “DM-701” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) is used for measurement, and analysis software (trade name “FAMAS” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) is used for surface free energy analysis. It was used.
また、中間転写体の表面層の膜厚は、０.３μｍ以上３μｍ以下の範囲が好ましい。表面層の膜厚が０.３μｍより薄くなると、基材層あるいは中間層の表面粗さの影響を受け、膜厚のムラやピンホールが生じやすくなる。それらは表面層の強度低下につながりやすい。一方、表面層の膜厚が３μｍより厚くなると、残留応力の影響を受けて、表面層の割れや中間転写体の変形（ねじれや反り）が生じやすくなる。 The thickness of the surface layer of the intermediate transfer member is preferably in the range of 0.3 μm to 3 μm. When the thickness of the surface layer is smaller than 0.3 μm, the thickness of the base layer or the intermediate layer is affected by the surface roughness, and unevenness of the thickness and pinholes are likely to occur. They tend to reduce the strength of the surface layer. On the other hand, when the film thickness of the surface layer is more than 3 μm, cracks in the surface layer and deformation (twisting or warping) of the intermediate transfer body are likely to occur due to the influence of residual stress.
次に表面層の形成方法の概略について説明する。
上記の疎水性球状シリカ粒子を有機溶剤に溶解したウレタン（メタ）アクリレートオリゴマー中に添加して、ビーズミルや衝突式分散機、三本ロール、ボールミル、ペイントシェーカーなどの機械式分散機よって分散して、分散液を作製する。
次いで、紫外線硬化する場合は、分散液に光重合開始剤を加えた後、基材層表面にスプレーコート、リングコート、ロールコート、ディップコート、バーコート、ブレードコートなどのコーティング方式を用いて塗布する。電子線を照射して硬化する場合は、光重合開始剤を添加する必要はない。
次いで、分散液を基材層に塗布した後、有機溶剤を室温乾燥あるいは加熱乾燥によって除去した後に紫外線や電子線を一定時間照射して、表面層を硬化して、基材層上に所定厚みの表面層を形成する。
Next, an outline of a method for forming the surface layer will be described.
The above hydrophobic spherical silica particles are added to a urethane (meth) acrylate oligomer dissolved in an organic solvent, and dispersed by a mechanical disperser such as a bead mill, a collision disperser, a three-roll, a ball mill, and a paint shaker. To prepare a dispersion.
Next, in the case of UV curing, after adding a photopolymerization initiator to the dispersion, apply it to the surface of the base material layer using a coating method such as spray coating, ring coating, roll coating, dip coating, bar coating, and blade coating. I do. When curing by irradiation with an electron beam, it is not necessary to add a photopolymerization initiator.
Next, after the dispersion liquid is applied to the base layer, the organic solvent is removed by drying at room temperature or drying by heating, followed by irradiation with ultraviolet light or an electron beam for a certain period of time to cure the surface layer, and a predetermined thickness on the base layer. To form a surface layer.
＜中間転写体の中間層＞
本発明に係る中間転写体の中間層は、基材層用材料として前述した各種導電性付与剤を分散させた樹脂や熱可塑性エラストマー、加硫ゴムなどを使用してもよい。各種導電性付与剤を分散させる樹脂としては、ウレタン（メタ）アクリレート樹脂や（メタ）アクリル酸エステル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂等を使用してもよい。また、二酸化ケイ素、一酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシム、酸化亜鉛などの無機酸化物薄膜やアルミニウム、チタンなどの金属薄膜を使用してもよい。
<Intermediate layer of intermediate transfer member>
The intermediate layer of the intermediate transfer body according to the present invention may use, as a material for the base layer, a resin, a thermoplastic elastomer, a vulcanized rubber, or the like in which the above-described various conductivity imparting agents are dispersed. Urethane (meth) acrylate resin, (meth) acrylate resin, urethane resin, polyester resin, epoxy resin, butyral resin, and the like may be used as the resin in which various conductivity imparting agents are dispersed. Further, an inorganic oxide thin film such as silicon dioxide, silicon monoxide, aluminum oxide, titanium oxide, magnesium oxide, or zinc oxide, or a metal thin film such as aluminum or titanium may be used.
＜中間転写体の抵抗＞
本発明に係る中間転写体は、少なくとも導電性付与剤を分散させた基材層と表面層とを有しているが、この中間転写体の表面抵抗率は１×１０９Ω／□〜１×１０１２Ω／□の範囲にあることが好ましい。
表面抵抗率が１×１０１２Ω／□以下の場合には転写に高い印加電圧を必要とせず、電源が大型化したり、転写電流の不足によって転写効率が低下したりするなどの問題が発生しにくい。また、転写工程、記録材の剥離工程等において中間転写ベルト表面の帯電電位が低くなり、かつ電荷減衰が容易になるため除電手段を設ける必要が生じない。一方、表面抵抗率が１×１０９Ω／□以上の場合には、中間転写ベルトに十分な転写電圧がかかり、また電荷が与えられれば表面の電荷がすぐに減衰したりせず、トナーを静電気的に保持することができ、画像ムラや転写効率の低下を生じたりしない。
<Resistance of intermediate transfer member>
The intermediate transfer member according to the present invention has at least a substrate layer in which a conductivity-imparting agent is dispersed and a surface layer, and the surface resistivity of the intermediate transfer member is 1 × 10 9 Ω / □ to 1 It is preferably in the range of × 10 12 Ω / □.
When the surface resistivity is 1 × 10 12 Ω / □ or less, a high applied voltage is not required for the transfer, and a problem such as an increase in the power supply or a decrease in the transfer efficiency due to an insufficient transfer current occurs. Hateful. In addition, the charge potential on the surface of the intermediate transfer belt is lowered in the transfer step, the recording material peeling step, and the like, and the charge is easily attenuated. On the other hand, when the surface resistivity is 1 × 10 9 Ω / □ or more, a sufficient transfer voltage is applied to the intermediate transfer belt, and if a charge is applied, the charge on the surface does not immediately attenuate and the toner is It can be held electrostatically, and does not cause image unevenness or a decrease in transfer efficiency.
［実施例１−１］
中間転写体としてシームレスベルト形状の中間転写ベルトの製造法について説明する。
＜中間転写ベルトの製造例＞
＜中間転写ベルトに用いる基材層の製造例＞
＜カーボンブラック含有ＰＰＳ樹脂ペレットの作製＞
ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂ペレット（東レ（株）製、商品名「トレリナ」）を凍結機械粉砕して、平均粒子径２００μｍのＰＰＳ樹脂粉末１を作製した。
次に、ホッパーと定量供給器を備えた二軸押出機を用いて、定量供給器からホッパー中にＰＰＳ樹脂粉末１を１００質量部とカーボンブラック（電気化学工業（株）製、商品名「デンカブラック粒状品」）２５質量部を供給し、溶融混練した。このとき押出機のシリンダー設定温度は２９０℃〜３２０℃とした。溶融混練物はストランドダイから紐状に押出し、冷却水槽で冷却した後、ペレタイザーで切断して外径約２ｍｍ、長さ約３ｍｍのカーボンブラック含有ＰＰＳ樹脂ペレットを作製した。
[Example 1-1]
A method for producing an intermediate transfer belt having a seamless belt shape as an intermediate transfer member will be described.
<Production example of intermediate transfer belt>
<Example of manufacturing base material layer used for intermediate transfer belt>
<Preparation of PPS resin pellet containing carbon black>
Polyphenylene sulfide (PPS) resin pellets (trade name “Torelina”, manufactured by Toray Industries, Inc.) were subjected to freeze mechanical pulverization to prepare PPS resin powder 1 having an average particle diameter of 200 μm.
Next, using a twin screw extruder equipped with a hopper and a quantitative feeder, 100 parts by mass of PPS resin powder 1 and carbon black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo KK, trade name “DENKA Black granules "), 25 parts by mass, and melt kneading. At this time, the cylinder set temperature of the extruder was 290 ° C to 320 ° C. The melt-kneaded product was extruded in a string form from a strand die, cooled in a cooling water bath, and then cut with a pelletizer to produce carbon black-containing PPS resin pellets having an outer diameter of about 2 mm and a length of about 3 mm.
＜シームレスベルトの作製＞
前記カーボンブラック含有ＰＰＳ樹脂ペレットを成形材料として、環状ダイとギヤポンプを備えた単軸押出機を用いて、厚み１００μｍの円筒状のフィルムを成形した。このとき押出機のシリンダー設定温度は３１０℃〜３３０℃とした。
次いで、得られた円筒状のフィルムをスリッターで所定の幅にカットし、ＰＰＳ樹脂製シームレスベルトを作製した。
<Production of seamless belt>
Using the carbon black-containing PPS resin pellets as a molding material, a cylindrical film having a thickness of 100 μm was molded using a single screw extruder equipped with an annular die and a gear pump. At this time, the cylinder set temperature of the extruder was 310 ° C. to 330 ° C.
Next, the obtained cylindrical film was cut into a predetermined width by a slitter to produce a PPS resin seamless belt.
＜体積抵抗率の測定＞
ＰＰＳ樹脂製シームレスベルトの体積抵抗率は、ＪＩＳ規格Ｋ６９１１にしたがって、超高抵抗用抵抗計（（株）エーディーシー製、商品名「Ｒ８３４０Ａ」）、および下記の電極を用いて測定した。
・測定電極（主電極、外径２５ｍｍ、高さ１０ｍｍ、ステンレス製）
・ガード電極（リング状、内径３５ｍｍ、外径４０ｍｍ、高さ１０ｍｍ、ステンレス製）・対向（裏面）電極（外径８０ｍｍ、厚み５ｍｍ、ステンレス製）
測定条件は、印加電圧１００Ｖ、測定時間１０秒とした（測定雰囲気：温度２３℃、相対湿度５５％）。測定の結果、体積抵抗率は２×１０７Ω・ｃｍであった。このＰＰＳ樹脂製シームレスベルトを実施例１−１の基材層１とした。
<Measurement of volume resistivity>
The volume resistivity of the PPS resin seamless belt was measured according to JIS K6911 using a resistance meter for ultra-high resistance (trade name “R8340A” manufactured by ADC Corporation) and the following electrodes.
・ Measurement electrode (main electrode, outer diameter 25mm, height 10mm, made of stainless steel)
-Guard electrode (ring shape, inner diameter 35mm, outer diameter 40mm, height 10mm, stainless steel)-Opposite (back side) electrode (outer diameter 80mm, thickness 5mm, stainless steel)
The measurement conditions were an applied voltage of 100 V and a measurement time of 10 seconds (measurement atmosphere: temperature 23 ° C., relative humidity 55%). As a result of the measurement, the volume resistivity was 2 × 10 7 Ω · cm. This PPS resin seamless belt was used as the base material layer 1 of Example 1-1.
＜中間転写ベルトに用いる表面層の製造例＞
表面層の材料として表１に示す原料を用いた。
<Production example of surface layer used for intermediate transfer belt>
The materials shown in Table 1 were used as the material for the surface layer.
上記原料の混合液を竪型ビーズミルで、合成ジルコニアビーズ（粒子径０.３ｍｍ）を分散メディアとして分散した後、リングコート装置を用いて基材層１の上に塗布した。次いで、室温で６０秒間静置した後、高圧水銀ランプ（２４０Ｗ／ｃｍ）を９０秒間照射して、表面層を硬化させた。
基材層１の上に形成された前記表面層の膜厚は、分光式膜厚計（（株）ラムダビジョン製、商品名「ＴＦＷ−１００」）用いて測定した。表面層の膜厚は１.１μｍであった。
さらに、基材層の上に表面層が形成されたシームレスベルトの内周面の両端の縁部分に、内側に突出して該ベルトの軸方向の移動を制限するウレタンゴム製のリブ（幅５ｍｍ、高さ１ｍｍ）を内面の一周に連続して取り付けた。
このようにして、実施例１−１の中間転写ベルトを作製した。
The mixed liquid of the above raw materials was dispersed in a vertical bead mill using synthetic zirconia beads (particle diameter: 0.3 mm) as a dispersion medium, and then applied onto the base material layer 1 using a ring coater. Next, after leaving still at room temperature for 60 seconds, a high pressure mercury lamp (240 W / cm) was irradiated for 90 seconds to cure the surface layer.
The thickness of the surface layer formed on the base material layer 1 was measured using a spectral film thickness meter (trade name “TFW-100” manufactured by Lambda Vision Co., Ltd.). The thickness of the surface layer was 1.1 μm.
Further, ribs made of urethane rubber (width 5 mm, width of 5 mm, protruding inward to limit axial movement of the belt) are formed at the edge portions at both ends of the inner peripheral surface of the seamless belt having the surface layer formed on the base material layer. (Height: 1 mm) was continuously attached to one circumference of the inner surface.
Thus, the intermediate transfer belt of Example 1-1 was manufactured.
＜表面抵抗率の測定＞
中間転写ベルトの表面抵抗率は、ＪＩＳ規格Ｋ６９１１にしたがって、超高抵抗用抵抗計（（株）エーディーシー製、商品名「Ｒ８３４０Ａ」）、および下記の電極を用いて測定した。
・測定電極（主電極、外径２５ｍｍ、高さ１０ｍｍ、ステンレス製）
・対向電極（リング状、内径３５ｍｍ、外径４０ｍｍ、高さ１０ｍｍ、ステンレス製）
・ガード（裏面）電極（外径８０ｍｍ、厚み５ｍｍ、ステンレス製））
測定条件は、印加電圧１００Ｖ、測定時間１０秒とした（測定雰囲気：温度２３℃、相対湿度５５％）。
<Measurement of surface resistivity>
The surface resistivity of the intermediate transfer belt was measured using a resistance meter for ultra-high resistance (trade name “R8340A” manufactured by ADC Corporation) and the following electrodes in accordance with JIS K6911.
・ Measurement electrode (main electrode, outer diameter 25mm, height 10mm, made of stainless steel)
・ Counter electrode (ring shape, inner diameter 35 mm, outer diameter 40 mm, height 10 mm, stainless steel)
・ Guard (back side) electrode (outer diameter 80 mm, thickness 5 mm, stainless steel))
The measurement conditions were an applied voltage of 100 V and a measurement time of 10 seconds (measurement atmosphere: temperature 23 ° C., relative humidity 55%).
＜画像形成装置＞
図２は、本実施例の電子写真方式のタンデム型フルカラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
本発明に係る画像形成装置の構成について以下で簡単に説明する。
この画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１ａと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１ｂと、シアン色の画像を形成する画像形成部１ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１ｄの４つの画像形成部を備えている。これらの４つの画像形成部（画像形成ユニット）は一定の間隔をおいて一列に配置されている。
<Image forming apparatus>
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an electrophotographic tandem-type full-color image forming apparatus according to the present embodiment.
The configuration of the image forming apparatus according to the present invention will be briefly described below.
This image forming apparatus includes an image forming unit 1a for forming a yellow image, an image forming unit 1b for forming a magenta image, an image forming unit 1c for forming a cyan image, and a black image. It has four image forming units of an image forming unit 1d to be formed. These four image forming units (image forming units) are arranged in a line at a fixed interval.
各画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄには、それぞれ像担持体としての感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが設置されている。各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの周囲には、帯電部材３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、ドラムクリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃがそれぞれ設置されている。帯電器３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄとの間の上方には露光装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄがそれぞれ設置されている。各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されている。 In each of the image forming units 1a, 1b, 1c, and 1d, photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d as image carriers are provided, respectively. Around the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, 2d, charging members 3a, 3b, 3c, 3d, developing devices 4a, 4b, 4c, 4d, and drum cleaning devices 6a, 6b, 6c are respectively installed. Exposure devices 7a, 7b, 7c, 7d are provided above the chargers 3a, 3b, 3c, 3d and the developing devices 4a, 4b, 4c, 4d, respectively. The developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d store yellow toner, magenta toner, cyan toner, and black toner, respectively.
感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、本実施例では負帯電の有機感光体で、アルミニウムなどのドラム基体（不図示）上に感光層（不図示）を有しており、駆動装置（不図示）によって所定のプロセススピードで回転駆動される。
帯電部材３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面を所定の極性、電位に均一に帯電する。
In the present embodiment, the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d are organic photosensitive members that are negatively charged. The photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d have a photosensitive layer (not shown) on a drum base (not shown) made of aluminum or the like. (Shown) to rotate at a predetermined process speed.
The charging members 3a, 3b, 3c, and 3d uniformly charge the surfaces of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d to predetermined polarities and potentials by a charging bias applied from a charging bias power supply (not shown).
露光装置（レーザスキャナ装置）７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、ホストコンピュータ（不図示）からそれぞれ入力される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光がレーザ出力部（不図示）から出力される。レーザ光によって、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面を画像露光することによって、各帯電部材３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄで帯電された各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する。 Exposure devices (laser scanner devices) 7a, 7b, 7c, and 7d are provided with a laser output unit (a laser output unit) that modulates laser light corresponding to a time-series electric digital pixel signal of image information input from a host computer (not shown). (Not shown). The surfaces of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d are image-exposed with laser light, so that the surfaces of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d charged by the charging members 3a, 3b, 3c, and 3d are exposed. An electrostatic latent image corresponding to image information is formed.
現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、それぞれ感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面に形成される静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。ここで、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは１成分接触現像装置を用いている。
各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面に形成されたトナー像は、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと中間転写体８とが当接して形成するニップ部（一次転写部）を通過する過程で、中間転写体８の外周面に転写（一次転写）される。具体的には、各一次転写ローラ５a、５ｂ、５ｃ、５ｄを介して一次転写バイアス電源９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄによってトナーの正規の帯電極性とは逆極性の電圧（一次転写バイアス）が印加される。この一次転写バイアスによって形成される電界と、圧力とによって、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面に形成されたトナー像は、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄから中間転写体８の外周面に転写（一次転写）される。一次転写ローラ５は、体積抵抗率が１０７〜１０９Ωｃｍ、ゴム硬度が３０度（アスカーＣ硬度）の弾性ローラを用いた。
The developing devices 4a, 4b, 4c, and 4d attach toner to the electrostatic latent images formed on the surfaces of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d, respectively, and develop (visualize) the toner images. Here, the developing devices 4a, 4b, 4c and 4d use one-component contact developing devices.
The toner image formed on the surface of each of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d has a nip portion (primary transfer portion) formed by the contact between each of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d and the intermediate transfer member 8. During the passage, the toner image is transferred (primary transfer) to the outer peripheral surface of the intermediate transfer body 8. Specifically, a voltage (primary transfer bias) having a polarity opposite to the normal charge polarity of the toner is applied by the primary transfer bias power supplies 9a, 9b, 9c, 9d via the primary transfer rollers 5a, 5b, 5c, 5d. Is done. The toner image formed on the surface of each of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d by the electric field formed by the primary transfer bias and the pressure is transferred from the respective photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d to the intermediate transfer member 8. (Primary transfer) on the outer peripheral surface of the. As the primary transfer roller 5, an elastic roller having a volume resistivity of 10 7 to 10 9 Ωcm and a rubber hardness of 30 degrees (Asker C hardness) was used.
一次転写されずに感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃに残った転写残トナーはドラムクリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃにて除去・回収される。感光ドラム２ｄの表面の転写残トナーは、ドラムクリーニング装置がないため、帯電器３ｄによってトナーの正規帯電極性（負極性）に帯電された後、現像装置４ｄによって回収される。 The transfer residual toner remaining on the photosensitive drums 2a, 2b, 2c without being primary-transferred is removed and collected by the drum cleaning devices 6a, 6b, 6c. Since there is no drum cleaning device, the transfer residual toner on the surface of the photosensitive drum 2d is charged to the normal charging polarity (negative polarity) of the toner by the charger 3d, and then collected by the developing device 4d.
中間転写体８は、駆動ローラ１１、二次転写対向ローラ１２、テンションローラ１３間に張架されている（３本合わせて、「張架ローラ」とも称する）。中間転写体８は、モータ（不図示）が接続された駆動ローラ１１の駆動によって矢印方向（反時計回り方向）に回転（移動）される。
駆動ローラ１１は、中間転写体８を駆動するために表層に高摩擦のゴム層を設け、ゴム層の体積抵抗率が１０５Ωｃｍ以下の導電性を有する。
The intermediate transfer member 8 is stretched between the drive roller 11, the secondary transfer opposing roller 12, and the tension roller 13 (the three are collectively referred to as a "stretch roller"). The intermediate transfer body 8 is rotated (moved) in the direction of the arrow (counterclockwise) by the driving of the drive roller 11 to which a motor (not shown) is connected.
The drive roller 11 is provided with a high friction rubber layer on the surface layer for driving the intermediate transfer member 8, and has a conductivity of a volume resistivity of 10 5 Ωcm or less.
二次転写対向ローラ１２は、中間転写体８を介して二次転写ローラ１５と二次転写部を形成している。二次転写対向ローラ１２は、表層にゴム層を設け、ゴム層の体積抵抗率が１０５Ωｃｍ以下の導電性を有する。
駆動ローラ１１および二次転写対向ローラ１２は、電気的に絶縁されている。
テンションローラ１３は、金属ローラからなり、総圧約６０Ｎの張力を中間転写体８に付与し、中間転写ベルト８に従動して回転する。テンションローラ１３には中間転写体バイアス電源２０が接続されている。
The secondary transfer facing roller 12 forms a secondary transfer portion with the secondary transfer roller 15 via the intermediate transfer body 8. The secondary transfer opposed roller 12 is provided with a rubber layer on a surface layer, and has conductivity in which the volume resistivity of the rubber layer is 10 5 Ωcm or less.
The drive roller 11 and the secondary transfer opposing roller 12 are electrically insulated.
The tension roller 13 is made of a metal roller, applies a tension having a total pressure of about 60 N to the intermediate transfer body 8, and rotates following the intermediate transfer belt 8. An intermediate transfer member bias power source 20 is connected to the tension roller 13.
二次転写ローラ１５としては、体積抵抗率が１０７〜１０９Ωｃｍ、ゴム硬度が３０度（アスカーＣ硬度）である弾性ローラを用いた。また、二次転写ローラ１５は、中間転写体８を介して二次転写対向ローラ１２に対し、総圧約３９．２Ｎで押圧される。また、二次転写ローラ１５は、中間転写体８の回転に伴い、従動して回転する。また、二次転写ローラ１５には、二次転写バイアス電源（高圧電源）１９が接続されており、−２．０ｋＶ〜＋５．０ｋＶの電圧が印加可能となっている。 As the secondary transfer roller 15, an elastic roller having a volume resistivity of 10 7 to 10 9 Ωcm and a rubber hardness of 30 degrees (Asker C hardness) was used. Further, the secondary transfer roller 15 is pressed against the secondary transfer opposing roller 12 via the intermediate transfer member 8 at a total pressure of about 39.2N. The secondary transfer roller 15 rotates following the rotation of the intermediate transfer member 8. A secondary transfer bias power supply (high-voltage power supply) 19 is connected to the secondary transfer roller 15 so that a voltage of −2.0 kV to +5.0 kV can be applied.
中間転写ベルト８の外側には、中間転写ベルト８の表面に残った転写残トナーを除去して回収するベルトクリーニング装置７５が設置されている。クリーニング装置７５には、ゴム硬度が７０度（ＪＩＳ−Ａ硬度）の硬さのウレタンゴム製のクリーニングブレード７５ａが設けられており、中間転写体の回転移動方向に対してクリーニングブレードの先端がカウンター方向に当接するように取り付けられている。
また、二次転写対向ローラ１２と二次転写ローラ１５とが当接する二次転写部の転写材Ｐの搬送方向下流側には、定着ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂを有する定着装置１７が設置されている。
Outside the intermediate transfer belt 8, a belt cleaning device 75 for removing and collecting transfer residual toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 8 is provided. The cleaning device 75 is provided with a cleaning blade 75a made of urethane rubber having a rubber hardness of 70 degrees (JIS-A hardness), and the tip of the cleaning blade is countered in the rotational movement direction of the intermediate transfer member. It is attached so that it contacts in the direction.
A fixing device 17 having a fixing roller 17a and a pressure roller 17b is installed downstream of the transfer material P in the secondary transfer section where the secondary transfer opposing roller 12 and the secondary transfer roller 15 are in contact with each other. ing.
次に、上記した画像形成装置による画像形成動作について説明する。
コントローラから画像形成動作を開始するための開始信号が発せられると、カセット（不図示）から転写材（用紙）が一枚ずつ送り出され、レジストローラ（不図示）まで搬送される。その時、レジストローラ（不図示）は停止されており、転写材の先端は二次転写部の直前で待機している。
Next, an image forming operation by the above-described image forming apparatus will be described.
When a start signal for starting an image forming operation is issued from the controller, transfer materials (sheets) are sent out one by one from a cassette (not shown) and conveyed to registration rollers (not shown). At this time, the registration roller (not shown) is stopped, and the leading end of the transfer material is waiting just before the secondary transfer unit.
一方、各画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄでは、開始信号が発せられると、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが、所定のプロセススピードで回転し始める。各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、それぞれ帯電部材３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄによって一様に、負極性に帯電される。そして、露光装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、ホストコンピュータ（不図示）から入力されるカラー色分解された画像信号をレーザ出力部（不図示）にて光信号にそれぞれ変換する。そして、露光装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、変換された光信号であるレーザ光を、帯電された各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上にそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。 On the other hand, in each of the image forming units 1a, 1b, 1c, and 1d, when a start signal is issued, each of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d starts rotating at a predetermined process speed. The photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d are uniformly charged to a negative polarity by the charging members 3a, 3b, 3c, and 3d, respectively. The exposure devices 7a, 7b, 7c, and 7d convert the color-separated image signals input from the host computer (not shown) into optical signals at a laser output unit (not shown). The exposure devices 7a, 7b, 7c, and 7d scan and expose the converted laser signals, which are optical signals, onto the charged photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d, respectively, to form electrostatic latent images. I do.
そして、先ず感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、感光ドラム２ａの帯電極性（負極性）と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによりイエローのトナーを付着させて、トナー像として可視像化する。現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは１成分接触現像装置を用いている。 First, yellow toner is caused to adhere to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 2a by the developing device 4a to which a developing bias having the same polarity as the charging polarity (negative polarity) of the photosensitive drum 2a is applied. Visualize as an image. The developing devices 4a, 4b, 4c and 4d use one-component contact developing devices.
感光ドラムの表面電位は、帯電部材により帯電された後の電位が−４５０Ｖ、露光装置により露光された後の電位（画像部）が−１００Ｖとなるよう帯電量、露光量を調整し、現像バイアスを−３００Ｖとしている。また、プロセススピードを６０ｍｍ／ｓｅｃとし、搬送方向と垂直方向の長さである画像形成幅は２１５ｍｍである。さらに画像ベタ部の感光ドラム上のトナー量は０．４ｍｇ／ｃｍ２、感光ドラム上のトナー帯電量は−４０μＣ／ｇとなるよう設定している。 The surface potential of the photosensitive drum is adjusted such that the potential after being charged by the charging member is -450 V and the potential (image portion) after being exposed by the exposure device is -100 V, and the developing bias is adjusted. Is -300V. The process speed is 60 mm / sec, and the image forming width, which is the length in the direction perpendicular to the transport direction, is 215 mm. Further, the toner amount on the photosensitive drum in the solid image portion is set to 0.4 mg / cm 2 , and the toner charge amount on the photosensitive drum is set to −40 μC / g.
このイエロートナー像は、一次転写部にて、中間転写体８の上に一次転写される。このとき、一次転写ローラ５には、一次転写バイアス電源９から、一次転写バイアスとして、+３００Ｖの直流電圧が印加される。ここで、各感光ドラムに対向して、各感光ドラムからトナー像が転写される部分、又は、転写される位置を、一次転写部とする。この一次転写部は、複数の像担持体の各々に対応する形で中間転写体８の上に複数ある。 This yellow toner image is primarily transferred onto the intermediate transfer body 8 at the primary transfer section. At this time, a DC voltage of +300 V is applied to the primary transfer roller 5 from the primary transfer bias power supply 9 as a primary transfer bias. Here, the portion where the toner image is transferred from each photosensitive drum or the position where the toner image is transferred is referred to as a primary transfer portion, facing each photosensitive drum. The plurality of primary transfer units are provided on the intermediate transfer body 8 in a form corresponding to each of the plurality of image carriers.
イエロートナー像が転写された中間転写体８は画像形成部１ｂ側に移動する。そして、画像形成部１ｂにおいても、前記と同様にして感光ドラム２ｂに形成されたマゼンタトナー像が、中間転写体８の上に転写されたイエロートナー像の上に重ね合わせて転写される。
以下、同様にして中間転写体８の上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、画像形成部１ｃ、１ｄの感光ドラム２ｃ、２ｄで形成されたシアン、ブラックのトナー像を順次重ね合わせて、フルカラーのトナー像を中間転写体８の上に形成する。
The intermediate transfer body 8 onto which the yellow toner image has been transferred moves to the image forming unit 1b. Then, also in the image forming section 1b, the magenta toner image formed on the photosensitive drum 2b is transferred in a manner superimposed on the yellow toner image transferred on the intermediate transfer member 8 in the same manner as described above.
Hereinafter, the cyan and black toner images formed on the photosensitive drums 2c and 2d of the image forming units 1c and 1d are sequentially superimposed on the yellow and magenta toner images superimposed and transferred on the intermediate transfer body 8 in the same manner. At the same time, a full-color toner image is formed on the intermediate transfer member 8.
そして、中間転写体８の上に形成されたフルカラーのトナー像の先端が二次転写部に移動するタイミングに合わせて、レジストローラ（不図示）により転写材をこの二次転写部に搬送する。そして、この転写材に、二次転写バイアス（トナーと逆極性（正極性）の直流電圧（例えば+１０００Ｖ））が印加された二次転写ローラ１５によりフルカラーのトナー像が一括して二次転写される。 Then, the transfer material is conveyed to the secondary transfer unit by a registration roller (not shown) at the timing when the leading end of the full-color toner image formed on the intermediate transfer body 8 moves to the secondary transfer unit. Then, a full-color toner image is collectively secondary-transferred to the transfer material by the secondary transfer roller 15 to which a secondary transfer bias (a DC voltage (for example, +1000 V) having a polarity opposite to that of the toner (positive polarity)) is applied. Is done.
フルカラーのトナー像が形成された転写材Ｐは、定着装置１７に搬送されて、定着ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとの間の定着ニップ部で、加熱、加圧される。そして、フルカラーのトナー像が転写材Ｐの表面に熱定着された後に、転写材Ｐが外部に排出されて、一連の画像形成動作が終了する。
なお、上記した各一次転写の後に、感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの上に残留している一次転写残トナーは、それぞれドラムクリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、および現像装置４ｄによって回収される。
また、二次転写後に中間転写ベルト８上に残った二次転写残トナーは、中間転写体クリーニング装置７５によって中間転写体８上から除去される。
The transfer material P on which the full-color toner image is formed is conveyed to the fixing device 17 and is heated and pressed at a fixing nip between the fixing roller 17a and the pressure roller 17b. Then, after the full-color toner image is thermally fixed on the surface of the transfer material P, the transfer material P is discharged to the outside, and a series of image forming operations is completed.
The primary transfer residual toner remaining on the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d after each primary transfer described above is collected by the drum cleaning devices 6a, 6b, 6c, and the developing device 4d, respectively. .
The secondary transfer residual toner remaining on the intermediate transfer belt 8 after the secondary transfer is removed from the intermediate transfer body 8 by the intermediate transfer body cleaning device 75.
前記中間転写ベルトを、図２に示した画像形成装置に組み込んで、耐久画像評価を行った。
トナーは懸濁重合法により製造された、ワックス成分を内包した略球形形状を有する粒径６μｍの非磁性１成分ケミカルトナーを使用した。
The intermediate transfer belt was incorporated into the image forming apparatus shown in FIG. 2 to evaluate a durable image.
As the toner, a non-magnetic one-component chemical toner having a substantially spherical shape and containing a wax component and having a particle diameter of 6 μm and manufactured by a suspension polymerization method was used.
［画像耐久時のクリーニング性評価方法］
温度１５℃、相対湿度１０％の雰囲気中で、レターサイズの記録紙（坪量７５ｇ／ｍ２）を使用し、画像比率１％の評価用画像を横送りで６万枚出力した。このとき５千枚出力ごとに、二次転写ローラを外して、２色ベタ画像（中間転写ベルト上のトナー量０.８ｍｇ／ｃｍ２）２枚分をクリーニングブレードによってクリーニングさせた後、中間転写ベルトを取り出した。そして、中間転写ベルトのブレード下流部におけるトナーのすり抜けの有無を目視で確認した。
[Evaluation method of cleaning performance during image durability]
In an atmosphere of a temperature of 15 ° C. and a relative humidity of 10%, using a letter-size recording paper (basis weight: 75 g / m 2 ), 60,000 sheets of an evaluation image having an image ratio of 1% were fed sideways. At this time, after every 5,000 sheets output, the secondary transfer roller is removed and two two-color solid images (toner amount on the intermediate transfer belt: 0.8 mg / cm 2 ) are cleaned by a cleaning blade, and then the intermediate transfer is performed. I took out the belt. Then, the presence or absence of toner slippage at the downstream portion of the intermediate transfer belt blade was visually confirmed.
＜クリーニング性のランク＞
Ａ・・・初期および６万枚の画像出力後のクリーニング性が良好であった。（トナーのすり抜けなし）
Ｂ・・・初期のクリーニング性は良好であった（トナーのすり抜けはなかった）が、４万枚の画像出力以降にクリーニング性が低下した。（スジ状のすり抜けが発生）
Ｃ・・・初期のクリーニング性は良好であった（トナーのすり抜けはなかった）が、５千枚〜４万枚未満の画像出力以降にクリーニング性が低下した。（スジ状のすり抜けが発生）
Ｄ・・・初期のクリーニング性は良好であった（トナーのすり抜けはなかった）が、５千枚未満でクリーニングブレードがめくれて画像不良が発生した。
画像耐久時のクリーニング性評価結果を表１に示す。
<Cleaning rank>
A: The cleaning property was good at the initial stage and after the image output of 60,000 sheets. (No toner slipping through)
B: The cleaning property at the initial stage was good (there was no toner slip-through), but the cleaning property was reduced after the image output of 40,000 sheets. (Streak-like slippage occurs)
C: The initial cleaning property was good (the toner did not slip through), but the cleaning property deteriorated after the image output of 5,000 to less than 40,000 sheets. (Streak-like slippage occurs)
D: The initial cleaning property was good (there was no slip-through of the toner), but when less than 5,000 sheets, the cleaning blade was turned up and an image defect occurred.
Table 1 shows the evaluation results of the cleaning performance during image durability.
また、通紙耐久試験の前後に中間転写ベルトの回転トルクを測定した（ベルト周速：２５０ｍｍ／秒）。トルクは次のようにして求めた。
トルク（ｋｇｆ・ｃｍ）＝（クリーニングブレードを中間転写ベルトに当接させたときのトルクの平均値）−（クリーニングブレードを中間転写ベルトに当接させないときのトルクの平均値）
このときトルクの平均値は、ベルトの周速が２５０ｍｍ／秒に達してから、１０秒間のトルク値の平均値を用いた。
さらに、耐久開始時のトルクと耐久終了時（６万枚出力後）のトルクの差を、耐久によるトルク変化として表１に示した。
Before and after the paper passing durability test, the rotational torque of the intermediate transfer belt was measured (belt peripheral speed: 250 mm / sec). The torque was determined as follows.
Torque (kgf · cm) = (Average value of torque when cleaning blade is in contact with intermediate transfer belt) − (Average value of torque when cleaning blade is not in contact with intermediate transfer belt)
At this time, as the average value of the torque, the average value of the torque values for 10 seconds after the peripheral speed of the belt reached 250 mm / sec was used.
Further, Table 1 shows the difference between the torque at the start of durability and the torque at the end of durability (after output of 60,000 sheets) as a torque change due to durability.
［実施例１−２〜１−５］
表１に示すように疎水性球状シリカ粒子の含有量（質量部）を変化させた以外は実施例１−１と同様にして、中間転写体を作製した。得られた中間転写体の物性値および評価結果を表１に示した。
実施例１−１〜１−５で用いた中間転写ベルトの表面抵抗率は、２×１０１１Ω／□〜５×１０１１Ω／□の範囲であった。
[Examples 1-2 to 1-5]
As shown in Table 1, an intermediate transfer member was produced in the same manner as in Example 1-1, except that the content (parts by mass) of the hydrophobic spherical silica particles was changed. Table 1 shows the physical property values and evaluation results of the obtained intermediate transfer member.
The surface resistivity of the intermediate transfer belt used in Examples 1-1 to 1-5 was in the range of 2 × 10 11 Ω / □ to 5 × 10 11 Ω / □.
［比較例１−１〜１−４］
表１に示すように疎水性球状シリカ粒子の含有量（質量部）を変化させた以外は実施例１−１と同様にして、中間転写体を作製した。得られた中間転写体の物性値および評価結果を表１に示した。
比較例１−１〜１−４で用いた中間転写ベルトの表面抵抗率は、２×１０１１Ω／□〜５×１０１１Ω／□の範囲であった。
[Comparative Examples 1-1 to 1-4]
As shown in Table 1, an intermediate transfer member was produced in the same manner as in Example 1-1, except that the content (parts by mass) of the hydrophobic spherical silica particles was changed. Table 1 shows the physical property values and evaluation results of the obtained intermediate transfer member.
The surface resistivity of the intermediate transfer belt used in Comparative Examples 1-1 to 1-4 was in the range of 2 × 10 11 Ω / □ to 5 × 10 11 Ω / □.
表１に示したように、表面層の球状シリカ粒子の表面露出面積率が１５％〜５０％の範囲では、耐久の初期から終了時までクリーニング性は良好であった。また、球状シリカ粒子の表面露出面積率が１５％未満の場合は、中間転写ベルトの回転トルクが上昇した。なかでも、球状シリカ粒子を添加していない表面層（比較例１−１）は初期のクリーニング性は良好であったものの、５千枚出力未満で急激なトルクアップによって、クリーニングブレードがめくれて画像不良が発生した。シリカ粒子が表面に露出していない部分（樹脂部）の劣化によるものと考えられる。 As shown in Table 1, when the surface exposed area ratio of the spherical silica particles in the surface layer was in the range of 15% to 50%, the cleaning property was good from the beginning to the end of the durability. Further, when the surface exposure area ratio of the spherical silica particles was less than 15%, the rotational torque of the intermediate transfer belt increased. Above all, the surface layer to which no spherical silica particles were added (Comparative Example 1-1) had good initial cleaning properties, but the cleaning blade turned up due to a sudden increase in torque when the output was less than 5,000 sheets. A defect has occurred. This is considered to be due to deterioration of the portion (resin portion) where the silica particles are not exposed on the surface.
一方、球状シリカ粒子の表面露出面積率が５０％を超えると、初期からトナーのすり抜けが発生したことから、ブレード先端が滑ることによりトナーをせき止めるために必要なブレード先端の圧力が低くなったものと考えられる。
以上より、中間転写体においては、表面の球状シリカ粒子の表面露出面積率が１５％〜５０％の範囲にあることが必要である。
On the other hand, when the surface exposed area ratio of the spherical silica particles exceeds 50%, since the toner has slipped through from the beginning, the pressure at the tip of the blade necessary for damping the toner by slipping the tip of the blade has decreased. it is conceivable that.
As described above, in the intermediate transfer member, the surface exposed area ratio of the spherical silica particles on the surface needs to be in the range of 15% to 50%.
［実施例２−１］
実施例２の基材層は、実施例１で作製した基材層を用いた。
実施例２の表面層は下記の材料を用いて、実施例１と同様の方法で中間転写ベルトを作製した。
・脂肪族系ウレタンアクリレートオリゴマー（６官能、樹脂固形分９５質量％）
・・・１００質量部
・疎水性表面処理球状シリカ（体積平均粒子径３００ｎｍ、Ｄ９０／Ｄ１０＝３）
・・・変量
・メチルイソブチルケトン・・・３５１質量部
・光重合開始剤（２−ヒロドキシ−１−｛４−［４−（２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオニル）−ベンジル］フェニル｝−２−メチル−プロパン−１−オン）・・・２.８５質量部
実施例２の中間転写ベルトの膜厚は１μｍであった。また、表面抵抗率は、球状シリカ粒子の含有量を変化させても２×１０１１Ω／□〜５×１０１１Ω／□の範囲であった。
得られた中間転写ベルトを実施例１において用いた画像形成装置に組み込んで、実施例１と同様の方法で耐久画像評価を行った。結果を表２に示す。
[Example 2-1]
As the substrate layer of Example 2, the substrate layer prepared in Example 1 was used.
An intermediate transfer belt was produced in the same manner as in Example 1 using the following materials for the surface layer of Example 2.
-Aliphatic urethane acrylate oligomer (6-functional, resin solid content 95 mass%)
... 100 parts by mass, hydrophobic surface-treated spherical silica (volume average particle diameter 300 nm, D90 / D10 = 3)
... variable amount-methyl isobutyl ketone-351 parts by mass-photopolymerization initiator (2-hydroxy-1- {4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] phenyl} -2 2.85 parts by mass) The thickness of the intermediate transfer belt of Example 2 was 1 μm. The surface resistivity was in the range of 2 × 10 11 Ω / □ to 5 × 10 11 Ω / □ even when the content of the spherical silica particles was changed.
The obtained intermediate transfer belt was incorporated in the image forming apparatus used in Example 1, and a durable image evaluation was performed in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results.
表２に示すように、表面層の球状シリカ粒子の表面露出面積率が２０％以上４０％以下の範囲では、耐久の初期から終了時までクリーニング性は良好であった。また、球状シリカ粒子の表面露出面積率が１３％以下の場合（比較例２−１、２−２）は、比較例１−１と同様に中間転写ベルトの回転トルクが上昇した。一方、球状シリカ粒子の表面露出面積率が６８％では、比較例１−１と同様に初期からトナーのすり抜けが発生した。 As shown in Table 2, when the surface exposed area ratio of the spherical silica particles in the surface layer was in the range of 20% or more and 40% or less, the cleaning property was good from the beginning to the end of the durability. Further, when the surface exposed area ratio of the spherical silica particles was 13% or less (Comparative Examples 2-1 and 2-2), the rotational torque of the intermediate transfer belt was increased as in Comparative Example 1-1. On the other hand, when the surface exposed area ratio of the spherical silica particles was 68%, toner slippage occurred from the beginning as in Comparative Example 1-1.
［比較例３−１］
比較例３−１の基材層は、実施例１で作製した基材層を用いた。
比較例３−１の表面層は表３に示す材料を用いて、実施例１と同様の方法で中間転写ベルトを作製した。
比較例３−１〜３−３において、光重合開始剤としては、（２−ヒロドキシ−１−｛４−［４−（２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオニル）−ベンジル］フェニル｝−２−メチル−プロパン−１−オン）を使用した。
[Comparative Example 3-1]
As the substrate layer of Comparative Example 3-1, the substrate layer produced in Example 1 was used.
An intermediate transfer belt was manufactured in the same manner as in Example 1 using the materials shown in Table 3 for the surface layer of Comparative Example 3-1.
In Comparative Examples 3-1 to 3-3, the photopolymerization initiator was (2-hydroxy-1- {4- [4- (4-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] phenyl} -2-). Methyl-propan-1-one) was used.
得られた中間転写ベルトを実施例１において用いた画像形成装置に組み込んで、実施例１と同様の方法で耐久画像評価を行った。比較例１の中間転写ベルト表面における球状シリカ粒子の表面露出面積率は３５％であったが、耐久評価において、５千枚出力後に画像ムラが発生した。中間転写ベルトの表面を光学顕微鏡で観察すると、球状シリカ粒子間に汚れが付着しており、しかも球状シリカ粒子の脱落跡や摩耗が見られた。
比較例１の結果から、球状シリカ粒子の平均粒子径が６００ｎｍであると、球状シリカ粒子の累積粒度分布のＤ９０／Ｄ１０および表面層における表面露出面積率が所定の値であっても、中間転写体の表面に汚れが付着することが分かった。
The obtained intermediate transfer belt was incorporated in the image forming apparatus used in Example 1, and a durable image evaluation was performed in the same manner as in Example 1. Although the surface exposure area ratio of the spherical silica particles on the surface of the intermediate transfer belt of Comparative Example 1 was 35%, in the durability evaluation, image unevenness occurred after outputting 5,000 sheets. Observation of the surface of the intermediate transfer belt with an optical microscope revealed that dirt was adhered between the spherical silica particles, and that the spherical silica particles were traced and worn.
From the results of Comparative Example 1, when the average particle diameter of the spherical silica particles is 600 nm, even if the cumulative particle size distribution of the spherical silica particles is D90 / D10 and the surface exposed area ratio in the surface layer is a predetermined value, the intermediate transfer is performed. Dirt was found to adhere to the body surface.
［比較例３−２］
比較例３−２の基材層は、実施例１で作製した基材層を用いた。
比較例３−２の表面層は表３に示す材料を用いて、実施例１と同様の方法で中間転写ベルトを作製した。
[Comparative Example 3-2]
As the base material layer of Comparative Example 3-2, the base material layer prepared in Example 1 was used.
An intermediate transfer belt was produced in the same manner as in Example 1 using the materials shown in Table 3 for the surface layer of Comparative Example 3-2.
得られた中間転写ベルトを実施例１において用いた画像形成装置に組み込んで、実施例１と同様の方法で耐久画像評価を行った。比較例２の中間転写ベルト表面における球状シリカ粒子の表面露出面積率は３０％であったが、耐久評価において、１万枚出力後にスジ状の画像不良が発生した。クリーニングブレードを目視観察したところ、先端部分が不均一に削れていた。ブレードの削れ方のムラによって、トナーのすり抜けが発生したものと推定される。
比較例２の結果から、粒子径分布が広い（Ｄ９０／Ｄ１０＝７）場合は、球状シリカ粒子の平均粒子径および表面層における表面露出面積率が所定の値であっても、クリーニングブレードの先端の不均一な損耗によってクリーニング不良が発生することが分かった。
The obtained intermediate transfer belt was incorporated in the image forming apparatus used in Example 1, and a durable image evaluation was performed in the same manner as in Example 1. The surface exposure area ratio of the spherical silica particles on the surface of the intermediate transfer belt of Comparative Example 2 was 30%, but in the durability evaluation, a streak-like image defect occurred after 10,000 sheets were output. When the cleaning blade was visually observed, the tip was unevenly scraped. It is estimated that toner slippage occurred due to unevenness of the blade shaving.
From the results of Comparative Example 2, when the particle size distribution is wide (D90 / D10 = 7), even if the average particle size of the spherical silica particles and the surface exposed area ratio in the surface layer are predetermined values, the tip of the cleaning blade It has been found that cleaning failure occurs due to uneven wear of.
［比較例３−３］
比較例３−３の基材層は、実施例１で作製した基材層を用いた。
比較例３−３の表面層は表３に示す材料を用いて、実施例１と同様の方法で中間転写ベルトを作製した。
[Comparative Example 3-3]
As the base material layer of Comparative Example 3-3, the base material layer prepared in Example 1 was used.
An intermediate transfer belt was produced in the same manner as in Example 1 using the materials shown in Table 3 for the surface layer of Comparative Example 3-3.
得られた中間転写ベルトを実施例１に示した画像形成装置に組み込んで、実施例１と同様の方法で耐久画像評価を行った。比較例３−３の中間転写ベルトの表面における炭酸カルシウムの表面露出面積率は２５％であったが、耐久評価において、５千枚出力後にスジ状の画像不良が発生した。クリーニングブレードを観察したところ、先端部分が不均一に削れていた。炭酸カルシウムを用いた場合は、粒子形状が不定形のためブレードの削れ方にムラが生じたり、欠けが発生して、トナーのすり抜けが発生したものと推定される。 The obtained intermediate transfer belt was incorporated in the image forming apparatus shown in Example 1, and a durable image evaluation was performed in the same manner as in Example 1. Although the surface exposed area ratio of calcium carbonate on the surface of the intermediate transfer belt of Comparative Example 3-3 was 25%, a streak-like image defect occurred after 5,000 sheets were output in the durability evaluation. Observation of the cleaning blade revealed that the tip was scraped unevenly. In the case of using calcium carbonate, it is presumed that unevenness or chipping of the blade occurred due to the irregular shape of the particles, and toner slippage occurred.
［実施例３］
実施例３の基材層２は、以下の材料を用いて、実施例１と同様の方法で作製した。
＜基材層２の材料＞
・ポリフェニレンスルフィド樹脂（東レ（株）製、商品名「トレリナ」）
・・・１００質量部
・カーボンブラック（電気化学工業（株）製、商品名「デンカブラック粒状品」）
・・・４０質量部
[Example 3]
The base material layer 2 of Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 using the following materials.
<Material of base material layer 2>
・ Polyphenylene sulfide resin (trade name “TORELINA” manufactured by Toray Industries, Inc.)
... 100 parts by mass carbon black (trade name "Denka Black Granules", manufactured by Denki Kagaku Kogyo KK)
... 40 parts by mass
基材層２の厚みは１００μｍで作製した。基材層２の体積抵抗率は２×１０４Ω・ｃｍ、基材層２内面の表面抵抗率は５×１０５Ω／□であった。（測定条件：印加電圧１００Ｖ、印加時間１０秒）
また、実施例３の表面層は、実施例１と同じ材料を使用して作製した。実施例３の中間転写ベルトの膜厚は１μｍであった。表面抵抗率は２×１０１０Ω／□であった。
The thickness of the base material layer 2 was 100 μm. The volume resistivity of the base material layer 2 was 2 × 10 4 Ω · cm, and the surface resistivity of the inner surface of the base material layer 2 was 5 × 10 5 Ω / □. (Measurement conditions: applied voltage 100 V, applied time 10 seconds)
Further, the surface layer of Example 3 was manufactured using the same material as that of Example 1. The film thickness of the intermediate transfer belt of Example 3 was 1 μm. The surface resistivity was 2 × 10 10 Ω / □.
＜画像形成装置＞
図３は、本発明の実施例３において用いられる電子写真方式のタンデム型フルカラー画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
中間転写体は前記中間転写ベルトを使用した。
この装置の構成について以下で簡単に説明を行う。
<Image forming apparatus>
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of an electrophotographic tandem type full-color image forming apparatus used in Embodiment 3 of the present invention.
As the intermediate transfer member, the above-mentioned intermediate transfer belt was used.
The configuration of this device will be briefly described below.
図３は、インライン方式（４ドラム系）のカラー画像形成装置の構成図である。画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１ａと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１ｂと、シアン色の画像を形成する画像形成部１ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１ｄの４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備えている。これらの４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されている。 FIG. 3 is a configuration diagram of an in-line (four-drum) color image forming apparatus. The image forming apparatus includes an image forming unit 1a for forming a yellow image, an image forming unit 1b for forming a magenta image, an image forming unit 1c for forming a cyan image, and a black image. The image forming unit 1d includes four image forming units (image forming units). These four image forming units are arranged in a line at a fixed interval.
各画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄには、それぞれ像担持体である感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが配置されている。感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、本実施例では負帯電の有機感光体でアルミニウムなどのドラム基体（不図示）上に感光層（不図示）を有しており、駆動部（不図示）によって所定のプロセススピードで回転駆動される。
各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの周囲には、ローラ形状の帯電部材（以下「帯電ローラ」とも記載する。）３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像手段４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄがそれぞれ配置されている。さらに、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの周囲には、ドラムクリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ設置されている。さらに、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの上方には、露光手段７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄがそれぞれ設置されている。
各現像手段４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されている。本実施例のトナーの正規の帯電極性は、負極性である。
In each of the image forming units 1a, 1b, 1c, and 1d, photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d as image carriers are disposed, respectively. In the present embodiment, the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d are negatively charged organic photosensitive members and have a photosensitive layer (not shown) on a drum base (not shown) made of aluminum or the like. ) To rotate at a predetermined process speed.
Around the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d, roller-shaped charging members (hereinafter, also referred to as "charging rollers") 3a, 3b, 3c, and 3d, and developing units 4a, 4b, 4c, and 4d, respectively. Are located. Further, drum cleaning devices 6a, 6b, 6c and 6d are installed around the respective photosensitive drums 2a, 2b, 2c and 2d. Further, above the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, 2d, exposure means 7a, 7b, 7c, 7d are provided, respectively.
The developing units 4a, 4b, 4c, and 4d store yellow toner, magenta toner, cyan toner, and black toner, respectively. The normal charging polarity of the toner of this embodiment is negative.
各画像形成部の対向する位置に、中間転写体であって、回転可能な無端状の中間転写ベルト８が設置されている。中間転写ベルト８は、駆動ローラ１１、二次転写対向ローラ１２、およびテンションローラ１３によって支持されている（以上の３本のローラの夫々を、「支持部材」とする。）モータ（不図示）が接続された駆動ローラ１１の駆動によって、中間転写ベルト８は、矢印方向（反時計方向）に回転（移動）される。以下、中間転写ベルト８の回転方向を中間転写ベルト８の周方向とする。
駆動ローラ１１は、中間転写ベルト８を駆動するために表層に高摩擦のゴム層を設け、ゴム層を体積抵抗率が１０５Ωｃｍ以下の導電性を有する。
二次転写対向ローラ１２は、中間転写ベルト８を介して二次転写ローラ１５と二次転写部を形成している。二次転写対向ローラ１２は、表層にゴム層を設け、ゴム層を体積抵抗率が１０５Ωｃｍ以下の導電性とした。
テンションローラ１３は、金属ローラからなり、総圧約６０Ｎの張力を中間転写ベルト８に付与し、中間転写ベルト８に従動して回転する。
A rotatable endless intermediate transfer belt 8, which is an intermediate transfer body, is installed at a position facing each image forming unit. The intermediate transfer belt 8 is supported by a drive roller 11, a secondary transfer opposing roller 12, and a tension roller 13 (each of the three rollers is referred to as a "support member"). A motor (not shown) The intermediate transfer belt 8 is rotated (moved) in the direction of the arrow (counterclockwise) by the driving of the drive roller 11 to which is connected. Hereinafter, the rotation direction of the intermediate transfer belt 8 is referred to as the circumferential direction of the intermediate transfer belt 8.
The drive roller 11 is provided with a high-friction rubber layer on the surface layer for driving the intermediate transfer belt 8, and the rubber layer has conductivity with a volume resistivity of 10 5 Ωcm or less.
The secondary transfer facing roller 12 forms a secondary transfer portion with the secondary transfer roller 15 via the intermediate transfer belt 8. The secondary transfer opposed roller 12 was provided with a rubber layer on the surface layer, and the rubber layer was made conductive with a volume resistivity of 10 5 Ωcm or less.
The tension roller 13 is made of a metal roller, applies a tension having a total pressure of about 60 N to the intermediate transfer belt 8, and rotates following the intermediate transfer belt 8.
駆動ローラ１１、二次転写対向ローラ１２、およびテンションローラ１３は、所定の抵抗値の抵抗体を介して接地している。本実施例では、抵抗体の抵抗値は１ＧΩ、１００ＭΩ、１０ＭΩと３種類を使用している。駆動ローラ１１、二次転写対向ローラ１２の各ゴム層の抵抗は、１ＧΩ、１００ＭΩ、１０ＭΩに比べて十分に小さいため、電気的影響を無視することができる。 The driving roller 11, the secondary transfer opposing roller 12, and the tension roller 13 are grounded via a resistor having a predetermined resistance value. In this embodiment, three kinds of resistance values of the resistor are used: 1 GΩ, 100 MΩ, and 10 MΩ. Since the resistance of each rubber layer of the driving roller 11 and the secondary transfer opposing roller 12 is sufficiently smaller than 1 GΩ, 100 MΩ, and 10 MΩ, the electric influence can be ignored.
二次転写ローラ１５としては、体積抵抗率が１０７〜１０９Ωｃｍ、ゴム硬度が３０度（アスカーＣ硬度）の弾性ローラを用いた。また、二次転写ローラ１５は、中間転写ベルト８を介して二次転写対向ローラ１２に対し、総圧約３９．２Ｎで押圧される。また、二次転写ローラ１５は、中間転写ベルト８の回転に伴い、従動して回転する。さらに、二次転写ローラ１５には、転写電源２１から、−２．０〜７．０ｋＶの電圧の印加が可能となっている。本実施例の二次転写ローラ１５は、一次転写と二次転写を行うための共通の電圧電源である転写電源２１から電圧が印加され、中間転写ベルト８の周方向に電流を供給する電流供給部材である。 As the secondary transfer roller 15, an elastic roller having a volume resistivity of 10 7 to 10 9 Ωcm and a rubber hardness of 30 degrees (Asker C hardness) was used. The secondary transfer roller 15 is pressed with a total pressure of about 39.2 N against the secondary transfer opposing roller 12 via the intermediate transfer belt 8. The secondary transfer roller 15 rotates following the rotation of the intermediate transfer belt 8. Further, a voltage of −2.0 to 7.0 kV can be applied to the secondary transfer roller 15 from the transfer power supply 21. The secondary transfer roller 15 of this embodiment is supplied with a voltage from a transfer power supply 21 which is a common voltage power supply for performing the primary transfer and the secondary transfer, and supplies a current to supply a current in a circumferential direction of the intermediate transfer belt 8. It is a member.
中間転写ベルト８の外側には、中間転写ベルト８の表面に残った転写残トナーを除去して回収するベルトクリーニング手段７５が設置されている。クリーニング装置７５には、ゴム硬度が７０度（ＪＩＳ−Ａ硬度）のウレタンゴム製のクリーニングブレード７５ａが設けられており、中間転写体の回転移動方向に対してブレードの先端がカウンター方向に当接するように取り付けられている。
また、中間転写ベルト８の回転方向において、二次転写対向ローラ１２と二次転写ローラ１５とが当接する二次転写部の下流側には、定着ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂとを有する定着手段１７が設置されている。
Outside the intermediate transfer belt 8, a belt cleaning means 75 for removing and collecting the transfer residual toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 8 is provided. The cleaning device 75 is provided with a cleaning blade 75a made of urethane rubber having a rubber hardness of 70 degrees (JIS-A hardness), and the tip of the blade abuts in the counter direction with respect to the rotational movement direction of the intermediate transfer body. So that it is attached.
Further, in the rotation direction of the intermediate transfer belt 8, a fixing unit having a fixing roller 17a and a pressure roller 17b downstream of a secondary transfer portion where the secondary transfer opposing roller 12 and the secondary transfer roller 15 abut. 17 are installed.
次に、画像形成動作について説明する。
コントローラから画像形成動作を開始するための開始信号が発せられると、カセット（不図示）から転写材（記録媒体）が一枚ずつ送り出され、レジストローラ（不図示）まで搬送される。その時、レジストローラ（不図示）は停止されており、転写材の先端は二次転写部の直前で待機している。
Next, the image forming operation will be described.
When a start signal for starting an image forming operation is issued from the controller, transfer materials (recording media) are sent out one by one from a cassette (not shown) and conveyed to registration rollers (not shown). At this time, the registration roller (not shown) is stopped, and the leading end of the transfer material is waiting just before the secondary transfer unit.
一方、各画像形成部１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄでは、開始信号が発せられると、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが、所定のプロセススピードで回転し始める。各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、それぞれ帯電ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄによって一様に、本実施例では負極性に帯電される。そして、露光手段７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、レーザ光を各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上にそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。 On the other hand, in each of the image forming units 1a, 1b, 1c, and 1d, when a start signal is issued, each of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d starts rotating at a predetermined process speed. The photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d are uniformly charged by the charging rollers 3a, 3b, 3c, and 3d, respectively, to a negative polarity in this embodiment. Then, the exposure means 7a, 7b, 7c, 7d scan and expose the laser beam to each of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, 2d to form an electrostatic latent image.
そして、先ず感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、感光ドラム２ａの帯電極性（負極性）と同極性である現像バイアスが印加された現像手段４ａによりイエローのトナーを付着させて、トナー像として可視像化する。
感光ドラムの電位は、帯電ローラにより帯電された後の電位が−５００Ｖ、露光手段により露光された後の電位（画像部）が−１００Ｖとなるよう帯電量、露光量を調整し、現像バイアスを−３００Ｖとしている。また、プロセススピードを２５０ｍｍ／ｓｅｃとする。搬送方向（回転方向）と垂直方向の長さである画像形成幅は２１５ｍｍ、トナー帯電量は−４０μＣ／ｇ、画像ベタ部の感光ドラム上のトナー量は０．４ｍｇ／ｃｍ２となるよう設定している。
First, yellow toner is caused to adhere to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 2a by the developing unit 4a to which a developing bias having the same polarity as the charging polarity (negative polarity) of the photosensitive drum 2a is applied. The image is visualized as a toner image.
The potential of the photosensitive drum is adjusted so that the potential after being charged by the charging roller is -500 V, and the potential (image portion) after being exposed by the exposure unit is -100 V, and the developing bias is adjusted. -300V. Further, the process speed is set to 250 mm / sec. The image forming width, which is the length in the transport direction (rotation direction) and the vertical direction, is set to 215 mm, the toner charge amount is set to -40 μC / g, and the toner amount on the photosensitive drum in the solid image portion is set to 0.4 mg / cm 2. doing.
このイエローのトナー像は、回転している中間転写ベルト８上に一次転写される。ここで、各感光ドラムに対向して、各感光ドラムからトナー像が転写される転写される部分、又は、転写される位置を、一次転写部とする。この一次転写部は、複数の像担持体の各々に対応する形で中間転写ベルト８の上に複数ある。 This yellow toner image is primarily transferred onto the rotating intermediate transfer belt 8. Here, a portion where the toner image is transferred from each photosensitive drum, or a position where the toner image is transferred, facing each photosensitive drum, is referred to as a primary transfer portion. The plurality of primary transfer portions are provided on the intermediate transfer belt 8 in a form corresponding to each of the plurality of image carriers.
前記複数の像担持体上のトナー像を前記複数の像担持体に対応した複数の一次転写部で前記中間転写ベルトに一次転写する。なお、図３に示すように、本実施例の画像形成装置は中間転写ベルト８を介して、各画像形成部の対向する位置に一次転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを有する。対向する各感光ドラムに対して中間転写ベルト８を押圧する一次転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄによって一次転写部を形成することで、一次転写部の幅を広く安定させることが可能である。
本実施例では一次転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、一次転写用の電圧電源に接続される被電圧印加部材ではなく、電気的に絶縁になるようにしている。
The toner images on the plurality of image carriers are primarily transferred to the intermediate transfer belt by a plurality of primary transfer units corresponding to the plurality of image carriers. As shown in FIG. 3, the image forming apparatus of the present embodiment has primary transfer rollers 5a, 5b, 5c, and 5d at positions opposing each image forming section via the intermediate transfer belt 8. By forming the primary transfer portion by the primary transfer rollers 5a, 5b, 5c, and 5d that press the intermediate transfer belt 8 against the opposing photosensitive drums, the width of the primary transfer portion can be widened and stabilized.
In this embodiment, the primary transfer rollers 5a, 5b, 5c, and 5d are not the voltage-applying members connected to the primary transfer voltage power supply, but are electrically insulated.
イエローのトナー像が転写された領域は、中間転写ベルト８の回転によって画像形成部１ｂ側に移動する。そして、画像形成部１ｂにおいても、同様にして感光ドラム２ｂに形成されたマゼンタのトナー像が、中間転写ベルト８上のイエローのトナー像上に重ね合わせて転写される。以下、同様にして中間転写ベルト８上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、画像形成部１ｃ、１ｄの感光ドラム２ｃ、２ｄで形成されたシアン、ブラックのトナー像を、順次重ね合わせてフルカラーのトナー像を中間転写ベルト８上に形成する。 The area where the yellow toner image has been transferred moves to the image forming unit 1b side by the rotation of the intermediate transfer belt 8. Then, also in the image forming section 1b, the magenta toner image formed on the photosensitive drum 2b is transferred in a superimposed manner on the yellow toner image on the intermediate transfer belt 8 in the same manner. Thereafter, the cyan and black toner images formed on the photosensitive drums 2c and 2d of the image forming units 1c and 1d are sequentially superimposed on the yellow and magenta toner images superimposedly transferred on the intermediate transfer belt 8 in the same manner. At the same time, a full-color toner image is formed on the intermediate transfer belt 8.
そして、中間転写ベルト８上のフルカラーのトナー像の先端が二次転写部に移動されるタイミングに合わせて、レジストローラ（不図示）により転写材をこの二次転写部に搬送する。中間転写ベルト８上のフルカラーのトナー像が、二次転写電圧（トナーと逆極性（正極性）の電圧）が印加された二次転写ローラ１５により転写材に一括して二次転写される。フルカラーのトナー像が形成された転写材は定着手段１７に搬送される。定着ローラ１７ａと加圧ローラ１７ｂによって形成される定着ニップ部で、フルカラーのトナー像は加熱及び加圧され、転写材Ｐの表面に熱定着された後に外部に排出される。 Then, the transfer material is conveyed to the secondary transfer unit by a registration roller (not shown) at the timing when the leading end of the full-color toner image on the intermediate transfer belt 8 is moved to the secondary transfer unit. The full-color toner image on the intermediate transfer belt 8 is collectively and secondarily transferred onto the transfer material by the secondary transfer roller 15 to which a secondary transfer voltage (a voltage having a polarity opposite to that of the toner (positive polarity)) is applied. The transfer material on which the full-color toner image has been formed is conveyed to the fixing unit 17. At the fixing nip formed by the fixing roller 17a and the pressure roller 17b, the full-color toner image is heated and pressed, is thermally fixed on the surface of the transfer material P, and is discharged to the outside.
本実施例は、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄから中間転写ベルト８にトナー像を転写する一次転写を、図３に示すように一次転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄに電圧を印加せずに行うことを特徴とする。そのため、本実施例に用いる中間転写ベルトの内面の表面抵抗率は１×１０４〜１×１０７Ω／□の範囲になるように調整することが必要である。中間転写ベルトの内面の表面抵抗率が１×１０４Ω／□より低いと、表面層の膜厚を１μｍ以下にした場合、表面層が絶縁破壊を起こすことがある。また、中間転写ベルトの内面の表面抵抗率が１×１０７Ω／□より高いと、二次転写ローラ１５に接続した転写電源２１から一次転写電圧を印加しても一次転写部において所定のベルト電位が得られない。また、実施例３に示した画像形成装置では、実施例１および２に用いた中間転写体に比べて基材層の抵抗が低いため、一次転写部において放電電流量が多くなる。よって中間転写体の表面層の耐放電性がより必要である。
図３に示す画像形成装置に、上記実施例３の中間転写ベルトを組み込んで、実施例１と同様の方法で、耐久性評価を行った。耐久性評価結果を表４に示す。
In this embodiment, primary transfer for transferring a toner image from each of the photosensitive drums 2a, 2b, 2c, and 2d to the intermediate transfer belt 8 is performed by applying a voltage to the primary transfer rollers 5a, 5b, 5c, and 5d as shown in FIG. It is characterized in that it is performed without performing. Therefore, it is necessary to adjust the surface resistivity of the inner surface of the intermediate transfer belt used in the present embodiment so as to be in the range of 1 × 10 4 to 1 × 10 7 Ω / □. When the surface resistivity of the inner surface of the intermediate transfer belt is lower than 1 × 10 4 Ω / □, when the film thickness of the surface layer is 1 μm or less, the surface layer may cause dielectric breakdown. Further, when the surface resistivity of the inner surface of the intermediate transfer belt is higher than 1 × 10 7 Ω / □, even if a primary transfer voltage is applied from the transfer power supply 21 connected to the secondary transfer roller 15, the predetermined belt in the primary transfer section is No potential is obtained. Further, in the image forming apparatus shown in the third embodiment, since the resistance of the base material layer is lower than that of the intermediate transfer member used in the first and second embodiments, the discharge current amount in the primary transfer portion is large. Therefore, the surface layer of the intermediate transfer member needs to have higher discharge resistance.
The durability of the image forming apparatus shown in FIG. 3 was evaluated by incorporating the intermediate transfer belt of Example 3 in the same manner as in Example 1. Table 4 shows the durability evaluation results.
表４に示すように、実施例３の画像形成装置に組み込んだ中間転写ベルトのクリーニング性および耐久性は良好であった。
表１、表２および表４に示したように、本発明に係る表面層の構成および特性とすることで、ブレードクリーニング性が良好であり、耐久性に優れた中間転写体が得られることが分かった。
実施例では本発明に係る中間転写体をシームレスベルト形状の中間転写ベルトを例に説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、円筒ドラム状の中間転写ドラムにも容易に適用できるものである。
As shown in Table 4, the cleaning performance and durability of the intermediate transfer belt incorporated in the image forming apparatus of Example 3 were good.
As shown in Table 1, Table 2 and Table 4, it is possible to obtain an intermediate transfer member having good blade cleaning properties and excellent durability by setting the configuration and characteristics of the surface layer according to the present invention. Do you get it.
In the embodiments, the intermediate transfer member according to the present invention has been described with reference to a seamless belt-shaped intermediate transfer belt as an example. However, the present invention is not limited to this, and can be easily applied to a cylindrical drum-shaped intermediate transfer drum. You can do it.
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 画像形成部
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ 感光ドラム（像担持体）
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 帯電部材（帯電手段）
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 現像装置（現像手段）
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ 一次転写ローラ（転写手段）
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ ドラムクリーニング装置（像担持体清掃手段）
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 露光装置（露光手段）
８ 中間転写体（中間転写ベルト）
８ａ 中間転写体の表面層
８ｂ 中間転写体の基材層
８ｃ 中間転写体の中間層
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ 一次転写バイアス電源
１１ 駆動ローラ
１２ 二次転写対向ローラ
１３ テンションローラ
１５ 二次転写ローラ
１７ａ 定着ローラ
１７ｂ 加圧ローラ
１９ 二次転写バイアス電源
２０ 中間転写体バイアス電源
２１ 転写電源
７５ 中間転写体クリーニング装置
７５ａ クリーニングブレード
1a, 1b, 1c, 1d Image forming units 2a, 2b, 2c, 2d Photosensitive drum (image carrier)
3a, 3b, 3c, 3d Charging member (charging means)
4a, 4b, 4c, 4d Developing device (developing means)
5a, 5b, 5c, 5d Primary transfer roller (transfer means)
6a, 6b, 6c, 6d Drum cleaning device (image carrier cleaning means)
7a, 7b, 7c, 7d Exposure apparatus (exposure means)
8 Intermediate transfer body (intermediate transfer belt)
8a Surface layer 8b of intermediate transfer body Base layer 8c of intermediate transfer body Intermediate layers 9a, 9b, 9c, 9d of intermediate transfer body Primary transfer bias power supply 11 Drive roller 12 Secondary transfer facing roller 13 Tension roller 15 Secondary transfer roller 17a Fixing roller 17b Pressure roller 19 Secondary transfer bias power supply 20 Intermediate transfer body bias power supply 21 Transfer power supply 75 Intermediate transfer body cleaning device 75a Cleaning blade
Claims (8)
該表面層に含まれる球状シリカ粒子の平均粒子径が１００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲にあり、
該球状シリカ粒子の累積粒度分布のＤ９０／Ｄ１０が４以下であり、
該表面層における球状シリカ粒子の表面露出面積率が１５％〜５０％の範囲にあることを特徴とする中間転写体。 An intermediate transfer member having a surface layer on the base material layer, the surface layer containing at least a urethane (meth) acrylate resin and spherical silica particles,
The average particle diameter of the spherical silica particles contained in the surface layer is in the range of 100 nm to 300 nm,
D90 / D10 of the cumulative particle size distribution of the spherical silica particles is 4 or less;
An intermediate transfer member, wherein the surface exposure area ratio of the spherical silica particles in the surface layer is in the range of 15% to 50%.
前記中間転写体が請求項１〜５のいずれか一項に記載の中間転写体であることを特徴とする画像形成装置。 The toner image formed on the image carrier is transferred to an intermediate transfer body at a primary transfer unit, and the toner image transferred to the intermediate transfer body is transferred from the intermediate transfer body to a transfer material at a secondary transfer unit. In an image forming apparatus for cleaning the toner remaining on the intermediate transfer body using a blade,
An image forming apparatus, wherein the intermediate transfer member is the intermediate transfer member according to claim 1.
前記中間転写体に接触して前記中間転写体に電流を供給する電流供給部材を有し、
前記中間転写体は導電性を備え、前記供給部材によって供給された電流が前記中間転写ベルトの周方向に流れることで、複数の前記一次転写部で前記像担持体から前記中間転写体にトナー像が一次転写される画像形成装置において、
前記中間転写体が請求項１〜５のいずれか一項に記載の中間転写体であることを特徴とする画像形成装置。 A plurality of image carriers that carry toner images, and an endless and rotatable intermediate transfer body, wherein a plurality of primary images corresponding to the plurality of image carriers are provided on the plurality of image carriers. After the primary transfer to the intermediate transfer member at the transfer portion, the toner image transferred to the intermediate transfer member is transferred from the intermediate transfer member to the transfer material at the secondary transfer portion, and the toner remaining on the intermediate transfer member is bladed. An image forming apparatus for cleaning using
A current supply member that contacts the intermediate transfer member and supplies a current to the intermediate transfer member,
The intermediate transfer member has conductivity, and a current supplied by the supply member flows in a circumferential direction of the intermediate transfer belt, so that the toner image is transferred from the image carrier to the intermediate transfer member at the plurality of primary transfer portions. Is primarily transferred in an image forming apparatus,
An image forming apparatus, wherein the intermediate transfer member is the intermediate transfer member according to claim 1.
The image forming apparatus according to claim 7, wherein a surface resistivity of an inner surface of the intermediate transfer member is 1 × 10 4 Ω / □ to 1 × 10 7 Ω / □.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2018180007A JP2020052169A (en) | 2018-09-26 | 2018-09-26 | Intermediate transfer body and image forming apparatus using the same |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2018180007A JP2020052169A (en) | 2018-09-26 | 2018-09-26 | Intermediate transfer body and image forming apparatus using the same |
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| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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| Country | Link |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7505141B1 (en) | 2022-12-12 | 2024-06-24 | 日本発條株式会社 | Resin molding machine, motor core manufacturing device, resin molding method, and motor core manufacturing method |
-
2018
- 2018-09-26 JP JP2018180007A patent/JP2020052169A/en active Pending
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