JP2020095249A - Electrophotographic belt and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機やプリンター等の電子写真画像形成装置などに用いられる、搬送転写ベルトや中間転写ベルト等の電子写真用ベルトに関し、また該電子写真用ベルトを備えた電子写真画像形成装置に関する。 The present invention relates to an electrophotographic belt such as a transfer transfer belt or an intermediate transfer belt used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and an electrophotographic image forming apparatus including the electrophotographic belt. .
電子写真画像形成装置においては、転写材を搬送する搬送転写ベルトや、中間転写ベルトとして、エンドレス形状を有する熱可塑性樹脂製の電子写真用ベルトが用いられている。このような電子写真用ベルトは、電子写真画像形成装置内において、通常、複数のローラ間に張架されて用いられるが、長期に亘る使用によって変形（以降、「クリープ」ともいう）が生じる場合がある。
特許文献１は、熱可塑性樹脂組成物から形成されたプリフォームを加熱し、金型内で延伸棒を用いて延伸し、延伸棒により延伸するプリフォーム内に気体を流入せしめて該プリフォームを膨らませることを開示している。これによってボトル状の成形物を得て、該ボトル状の成形物から、エンドレス形状の電子写真用ベルトを切り出す方法を開示している。
In the electrophotographic image forming apparatus, an electrophotographic belt made of a thermoplastic resin having an endless shape is used as a transfer belt for transferring a transfer material and an intermediate transfer belt. Such an electrophotographic belt is usually used by being stretched between a plurality of rollers in an electrophotographic image forming apparatus, but when it is deformed (hereinafter also referred to as “creep”) due to long-term use. There is.
Patent Document 1 discloses that a preform formed from a thermoplastic resin composition is heated and stretched in a mold using a stretch rod, and a gas is caused to flow into the preform stretched by the stretch rod to form the preform. It discloses inflating. This discloses a method for obtaining a bottle-shaped molded product and cutting out an endless electrophotographic belt from the bottle-shaped molded product.
特許文献１に記載されている方法によって製造された電子写真用ベルトは、周方向及び周方向に直交する方向の双方向に延伸（２軸延伸）されているため、耐クリープ性に優れている。しかしながら、本発明者らの検討によれば、２軸延伸された電子写真用ベルトを中間転写ベルトとして用いて電子写真画像を形成したところ、以下の現象が生じることがあった。すなわち、電子写真用ベルトの外周面に担持されたトナー像を紙上に転写させるときに（２次転写工程）、トナーの記録媒体上における転写位置が、本来転写されるべき位置からずれ、画像品位を低下させるというものである。
デジタルデータをより忠実に電子写真画像として再現するうえでは、この２次転写の際のトナー転写位置のずれは、解決すべき課題であると本発明者らは認識した。
本開示の一態様は、耐クリープ性に優れると共に、２次転写の際のトナーが転写位置のずれの発生を防止し得る電子写真用ベルトの提供に向けたものである。
また、本開示の他の態様は、高品位な電子写真画像を形成することのできる電子写真画像形成装置の提供に向けたものである。
The electrophotographic belt manufactured by the method described in Patent Document 1 is stretched bidirectionally (biaxially) in the circumferential direction and the direction orthogonal to the circumferential direction, and therefore has excellent creep resistance. .. However, according to the study by the present inventors, when an electrophotographic image is formed using a biaxially stretched electrophotographic belt as an intermediate transfer belt, the following phenomenon may occur. That is, when the toner image carried on the outer peripheral surface of the electrophotographic belt is transferred onto the paper (secondary transfer step), the transfer position of the toner on the recording medium deviates from the position to be originally transferred, resulting in image quality deterioration. Is to reduce.
The present inventors have recognized that the deviation of the toner transfer position during the secondary transfer is a problem to be solved in order to reproduce digital data more faithfully as an electrophotographic image.
One aspect of the present disclosure is to provide an electrophotographic belt that is excellent in creep resistance and that can prevent toner from being displaced at the transfer position during secondary transfer.
Further, another aspect of the present disclosure is directed to providing an electrophotographic image forming apparatus capable of forming a high-quality electrophotographic image.
本開示の一態様によれば、２軸延伸円筒形フィルムからなる電子写真用ベルトであって、該２軸延伸円筒形フィルムは、熱可塑性樹脂のマトリックスと、イオン導電剤を含む導電性ドメインとを有し、該２軸延伸円筒形フィルムの外周面における周方向の表面抵抗率をＡ（Ω／□）、該２軸延伸円筒形フィルムの外周面における周方向に直交する方向の表面抵抗率をＢ（Ω／□）としたとき、Ａ≧Ｂであり、
該２軸延伸円筒形フィルムの周方向の引っ張り弾性率が、１．０ＧＰａ以上、３．０ＧＰａ以下である電子写真用ベルトが提供される。
また、本開示の他の態様によれば、前記電子写真用エンドレスベルトを中間転写ベルトとして具備している電子写真画像形成装置が提供される。
According to one aspect of the present disclosure, there is provided an electrophotographic belt comprising a biaxially stretched cylindrical film, wherein the biaxially stretched cylindrical film comprises a matrix of a thermoplastic resin and a conductive domain containing an ionic conductive agent. And the surface resistivity in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the biaxially stretched cylindrical film is A (Ω/□), and the surface resistivity in the direction orthogonal to the circumferential direction on the outer peripheral surface of the biaxially stretched cylindrical film. Is B (Ω/□), A≧B,
Provided is a belt for electrophotography, in which the biaxially stretched cylindrical film has a tensile elastic modulus in the circumferential direction of 1.0 GPa or more and 3.0 GPa or less.
According to another aspect of the present disclosure, there is provided an electrophotographic image forming apparatus including the electrophotographic endless belt as an intermediate transfer belt.
本開示の一態様によれば、耐クリープ性に優れると共に、２次転写の際のトナーが転写位置のずれの発生を防止し得る電子写真用ベルトを得ることができる。また本開示の他の態様によれば、高品位な電子写真画像を形成可能な電子写真画像形成装置を得ることができる。 According to one aspect of the present disclosure, it is possible to obtain an electrophotographic belt that is excellent in creep resistance and that can prevent the occurrence of displacement of the transfer position of toner during secondary transfer. Further, according to another aspect of the present disclosure, it is possible to obtain an electrophotographic image forming apparatus capable of forming a high-quality electrophotographic image.
従来の２軸延伸された電子写真用ベルトを中間転写ベルトとして用いた場合において、前記したように、２次転写の際にトナーの転写位置がずれる現象が発生する原因を解明すべく本発明者らは更なる検討を行った。その過程で、当該電子写真用ベルトと感光ドラムとのニップ部以外の位置でも電子写真用ベルトと感光体ドラムとの間で放電が生じていることが分かった。本発明者らは、このニップ部以外の位置で発生している放電により、トナーの転写位置が乱されていると推測した。
すなわち、従来の２軸延伸された電子写真用ベルトは、特許文献１に記載されているように、試験管形状を有するプリフォームを加熱し、延伸棒を用いて、その長手方向に延伸している。これと共に、該プリフォームの内部に気体を流入させて膨張させることで該プリフォームを拡径させることによって製造されている。
このような方法で２軸延伸円筒形フィルムを作製する場合、軸方向の延伸倍率をＸ、周方向の延伸倍率をＹとすると、Ｙ/Ｘが、１よりも大きくなるように設定されているのが通常である。その理由は、周方向の延伸倍率Ｙを大きくすることは、電子写真用ベルトの耐クリープ性を向上させるうえで有利だからである。
このように、Ｙ／Ｘが１を超えるような延伸倍率にて２軸延伸成形円筒形フィルムにおいては、イオン導電剤を含むドメインが、電子写真用ベルトの周方向に、より長く延びて存在することとなり。このことにより、電子写真用ベルトの周方向における導電性が、周方向に直交する方向（軸方向）の導電性よりも高くなっている。そのため、２次転写の際に、ニップ部に所定の転写電圧が印加されたときに、電子写真用ベルトの軸方向よりも、周方向により多くの電気が流れ、ニップ部の外で放電が生じているものと考えられる。
本発明者は、２軸延伸された電子写真用ベルトにおいて、その周方向の導電性を、軸方向の導電性と同等以下とすることができれば、耐クリープ性を確保しつつ、ニップ外における放電が抑えられ、２次転写の際のトナーの転写位置の乱れを防止し得ると考えた。このような考察に基づき、本発明者は、２次転写時のトナーの転写位置の乱れを防ぐことのできる電子写真用ベルトを得ることを目的として検討を重ねた。
その結果、２軸延伸円筒形フィルムからなる電子写真用ベルトが、下記の条件を満たす場合に、上記の目的を良く達成し得ることを見出した。すなわち、周方向の引っ張り弾性率が、１．０ＧＰａ以上、３．０ＧＰａ以下であり、かつ、外周面の周方向の表面抵抗率をＡ（Ω／□）、外周面の周方向に直交する方向の表面抵抗率をＢ（Ω／□）としたとき、Ａ≧Ｂである電子写真用ベルトである。
このような電子写真用ベルトは、例えば、２軸延伸円筒形フィルムの作製時のプリフォームの周方向への延伸倍率Ｙを、耐クリープ性を損なわない範囲で小さくすることで、Ｙ／Ｘの値を小さくすることによって得ることができる。具体的には、例えば、２軸延伸成形に供するプリフォームとして、その長さに対する内径の比率（長さ／内径）を、従来のプリフォームの当該比率よりも小さくしたものと用いる方法が挙げられる。すなわち、内径が相対的に大きなプリフォームを用いることで、所定の内径を有する電子写真用ベルトを得るための周方向の延伸倍率を相対的に小さくすることができる。その結果、Ｙ／Ｘの値を小さくすることができ、上記の物性を備えた電子写真用ベルトを得ることができる。
When the conventional biaxially stretched electrophotographic belt is used as the intermediate transfer belt, the present inventors have clarified the cause of the phenomenon that the toner transfer position is displaced during the secondary transfer as described above. Et al. further examined. In the process, it was found that discharge occurred between the electrophotographic belt and the photosensitive drum even at a position other than the nip portion between the electrophotographic belt and the photosensitive drum. The present inventors presume that the transfer position of the toner is disturbed by the discharge generated at a position other than this nip portion.
That is, in the conventional biaxially stretched electrophotographic belt, as described in Patent Document 1, a preform having a test tube shape is heated and stretched in the longitudinal direction using a stretching rod. There is. Along with this, the preform is manufactured by expanding the diameter of the preform by causing gas to flow into the interior of the preform to expand the gas.
When a biaxially stretched cylindrical film is produced by such a method, Y/X is set to be larger than 1 where X is the axial draw ratio and Y is the circumferential draw ratio. Is normal. The reason is that increasing the stretching ratio Y in the circumferential direction is advantageous in improving the creep resistance of the electrophotographic belt.
As described above, in the biaxially stretch-molded cylindrical film at a stretch ratio such that Y/X exceeds 1, the domain containing the ionic conductive agent extends longer in the circumferential direction of the electrophotographic belt. That's it. As a result, the conductivity of the electrophotographic belt in the circumferential direction is higher than the conductivity in the direction (axial direction) orthogonal to the circumferential direction. Therefore, during the secondary transfer, when a predetermined transfer voltage is applied to the nip portion, more electricity flows in the circumferential direction than in the axial direction of the electrophotographic belt, and discharge occurs outside the nip portion. It is thought that it is.
If the conductivity in the circumferential direction of the biaxially stretched electrophotographic belt can be made equal to or less than the conductivity in the axial direction, the present inventor can ensure the creep resistance and discharge outside the nip. Therefore, it is considered that it is possible to prevent the disturbance of the transfer position of the toner during the secondary transfer. Based on such consideration, the present inventor has conducted repeated studies for the purpose of obtaining an electrophotographic belt capable of preventing the transfer position of toner from being disturbed at the time of secondary transfer.
As a result, they have found that an electrophotographic belt made of a biaxially stretched cylindrical film can well achieve the above object when the following conditions are satisfied. That is, the tensile elastic modulus in the circumferential direction is 1.0 GPa or more and 3.0 GPa or less, and the surface resistivity in the circumferential direction of the outer peripheral surface is A (Ω/□), which is perpendicular to the circumferential direction of the outer peripheral surface. The electrophotographic belt satisfies A≧B, where B is the surface resistivity of B (Ω/□).
Such an electrophotographic belt has a Y/X ratio of Y/X, for example, by reducing the stretching ratio Y in the circumferential direction of the preform during the production of the biaxially stretched cylindrical film within a range not impairing the creep resistance. It can be obtained by reducing the value. Specifically, for example, as a preform to be subjected to biaxial stretching, a method is used in which the ratio of the inner diameter to the length thereof (length/inner diameter) is smaller than the ratio of the conventional preform. .. That is, by using a preform having a relatively large inner diameter, the stretching ratio in the circumferential direction for obtaining an electrophotographic belt having a predetermined inner diameter can be made relatively small. As a result, the value of Y/X can be reduced, and the electrophotographic belt having the above physical properties can be obtained.
以下、２軸延伸円筒形フィルムとフィルムを構成する各材料について説明する。
＜２軸延伸円筒形フィルム＞
２軸延伸円筒形フィルムは、その周方向と、周方向に直交する方向(以降、「軸方向」とも称する)に、樹脂が延伸されている。
＜熱可塑性樹脂＞
熱可塑性樹脂としては、２軸延伸を行うことが可能であれば、特に限定されるものではない。
２軸延伸可能な捏可塑性樹脂の例は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、及び、ポリアミドを含む。中でも、電子写真用ベルトに要求される強度に鑑みると、ポリエステル、及び、ポリアミドが好ましい。
ポリエステルの例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが挙げられる。
また、ポリアミドの例としては、ポリメタキシリレンアジパミドが挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。
＜イオン導電剤＞
イオン導電剤としては、例えば高分子型帯電防止剤、イオン電解質、イオン液体が挙げられる。これらは単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用できる。イオン電解質、イオン液体は比較的少量で所望の導電率を付与することができる。
高分子型帯電防止剤の例としては、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンオキサイド共重合体、ポリエーテルエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリエーテルアミド、部分架橋ポリエチレンオキサイド共重合体、アイオノマーが挙げられる。ここで、アイオノマーとしては、側鎖にカルボン酸のアルカリ金属塩、スルホン酸のアルカリ金属塩、４級アンモニウム塩を有するポリマーを挙げることができる。
イオン電解質やイオン液体はカチオン成分とアニオン成分から成り立っている。
カチオン成分としては、イミダゾリウムイオン、ピリジニウムイオン、アンモニウムイオン、ホスホニウムイオン、スルホニウムイオン、リチウムやカリウム、ナトリウム、セシウムなどの金属イオンなどが挙げられる。
アニオン成分としては、ＡｌＣｌ４ −、Ａｌ２Ｃｌ７ −、ＮＯ３ −、ＢＦ４ −、ＰＦ６ −、ＣＨ３ＣＯＯ−、ＣＦ３ＣＯＯ−、ＣＦ３ＳＯ３ −、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｃ−、ＡｓＦ６ −、ＳｂＦ６ −などが挙げられる。
他のアニオン成分としては、Ｆ（ＨＦ）ｎ−（ｎ＝１〜４の整数）、ＣＦ３（ＣＦ２）３ＳＯ３ −、（ＣＦ３ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−、（ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＯＯ−、ＣｌＯ４ −などが挙げられる。
これらのアニオン成分のうちでは、電子吸引性のフッ素原子を含有するものが、アニオン内において負電荷の非局在化が生じ、カチオンとの静電的な相互作用が低下し、イオン解離しやすくなるなどの観点からより好ましい。
特に、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−、（ＣＦ３ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−、（ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−が好ましい。アニオン成分とカチオン成分の組合せにより、常温で液体になっているものを一般的にイオン液体、そうでないものをイオン電解質と呼称されており、イオン液体としては、特に下記式（１）で表される陰イオンを含むことが好ましい。
The biaxially stretched cylindrical film and each material constituting the film will be described below.
<Biaxially stretched cylindrical film>
In the biaxially stretched cylindrical film, the resin is stretched in the circumferential direction and in a direction orthogonal to the circumferential direction (hereinafter, also referred to as “axial direction”).
<Thermoplastic resin>
The thermoplastic resin is not particularly limited as long as it can be biaxially stretched.
Examples of the biaxially stretchable kneading resin include polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyester, polycarbonate, and polyamide. Among them, polyester and polyamide are preferable in view of the strength required for the electrophotographic belt.
Examples of polyesters include polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate.
Moreover, as an example of polyamide, polymeta-xylylene adipamide is mentioned. These thermoplastic resins may be used alone or in combination of two or more.
<Ion conductive agent>
Examples of the ionic conductive agent include polymer type antistatic agents, ionic electrolytes, and ionic liquids. These may be used alone or in combination of two or more. The desired conductivity can be imparted with a relatively small amount of ionic electrolyte and ionic liquid.
Examples of the polymeric antistatic agent include polyethylene oxide, polyethylene oxide copolymer, polyether ester amide, polyether ester, polyether amide, partially crosslinked polyethylene oxide copolymer, and ionomer. Here, examples of the ionomer include polymers having an alkali metal salt of carboxylic acid, an alkali metal salt of sulfonic acid, and a quaternary ammonium salt in the side chain.
Ionic electrolytes and ionic liquids consist of cation components and anion components.
Examples of the cation component include imidazolium ion, pyridinium ion, ammonium ion, phosphonium ion, sulfonium ion, and metal ions such as lithium, potassium, sodium, and cesium.
As the anion component, AlCl 4 − , Al 2 Cl 7 − , NO 3 − , BF 4 − , PF 6 − , CH 3 COO − , CF 3 COO − , CF 3 SO 3 − , (CF 3 SO 2 ) 2 N − , (CF 3 SO 2 ) 2 C − , AsF 6 − , SbF 6 − and the like can be mentioned.
Other anionic components, F (HF) n - ( n = 1~4 integer), CF 3 (CF2) 3 SO 3 -, (CF 3 CF 2 SO 2) 2 N -, (CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 SO 2 ) 2 N − , CF 3 CF 2 CF 2 COO − , ClO 4 − and the like can be mentioned.
Among these anion components, those containing an electron-withdrawing fluorine atom cause delocalization of negative charges in the anion, reduce electrostatic interaction with the cation, and easily dissociate into ions. It is more preferable from the viewpoint of
In particular, (CF 3 SO 2) 2 N -, (CF 3 CF 2 SO 2) 2 N -, (CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 SO 2) 2 N - is preferred. Those that are liquid at room temperature due to the combination of anion component and cation component are generally called ionic liquids, and those that are not are called ionic electrolytes. The ionic liquid is particularly represented by the following formula (1). It is preferable to include an anion.
（ここで、ｎは１〜４の整数を、ｍは１〜４の整数を表す。） (Here, n represents an integer of 1 to 4 and m represents an integer of 1 to 4.)
＜マトリックス・ドメイン構造＞
電子写真用エンドレスベルトは、熱可塑性樹脂のマトリックスと、イオン導電剤を含む導電性ドメインとを有している。
電子写真用エンドレスベルトが、熱可塑性樹脂のマトリックス、及びイオン導電剤のドメインからなるマトリックス・ドメイン構造を有することは、次の方法により確認できる。例えば、当該電子写真用エンドレスベルトから採取したサンプルの電子顕微鏡による観察、及びＸ線分析装置による分析によって確認することができ、その詳細な方法は後述する。
マトリックス中に分散されたドメインについて、その形態や大きさは特には限定されない。但し、中間転写ベルトの場合、電子写真用エンドレスベルトは、略球形状のトナーを静電気力の作用で移動させるため、ドメインの形態は球状や楕円状、棒状が好ましい。また、ドメイン径としては、１ｎｍ（０．００１μｍ）以上、１０μｍ以下、特には、１μｍ以上、５μｍ以下が好ましい。ドメイン径が上記の範囲内にある場合、電子写真用ベルトに安定した導電性を付与することができる。また、トナーの転写性にドメインが影響を与えることを抑制し得る。なお、ここで、ドメイン径とは、電子写真用エンドレスベルトの外表面を電子顕微鏡で観察したときに認識できるイオン導電剤からなるドメインの面積と同じ面積を有する円の径と定義される。
熱可塑性樹脂の含有量は、イオン導電剤を含む樹脂組成物の全質量に対して、５０質量％以上が好ましく、特には６０質量％以上、さらには７０質量％以上であることが好ましい。該含有量が５０質量％以上であれば、電子写真用ベルトの耐久性の低下をより防ぐことができる。
<Matrix domain structure>
The endless belt for electrophotography has a matrix of thermoplastic resin and a conductive domain containing an ionic conductive agent.
It can be confirmed by the following method that the electroless endless belt has a matrix-domain structure including a matrix of a thermoplastic resin and domains of an ionic conductive agent. For example, it can be confirmed by observing a sample taken from the endless belt for electrophotography with an electron microscope and analysis with an X-ray analyzer, and the detailed method will be described later.
The form and size of the domains dispersed in the matrix are not particularly limited. However, in the case of the intermediate transfer belt, since the electrophotographic endless belt moves the toner having a substantially spherical shape by the action of electrostatic force, the shape of the domain is preferably spherical, elliptical, or rod-shaped. The domain diameter is preferably 1 nm (0.001 μm) or more and 10 μm or less, and particularly preferably 1 μm or more and 5 μm or less. When the domain diameter is within the above range, stable electroconductivity can be imparted to the electrophotographic belt. Further, it is possible to prevent the domain from affecting the transferability of the toner. Here, the domain diameter is defined as the diameter of a circle having the same area as the domain of the ion conductive agent that can be recognized when the outer surface of the electrophotographic endless belt is observed by an electron microscope.
The content of the thermoplastic resin is preferably 50% by mass or more, particularly 60% by mass or more, and further preferably 70% by mass or more, based on the total mass of the resin composition containing the ion conductive agent. When the content is 50% by mass or more, the durability of the electrophotographic belt can be prevented from lowering.
＜添加剤＞
電子写真用エンドレスベルトは、本開示の効果を損なわない範囲で、その他の添加剤を含有することができる。その他の添加剤としては、例えば、導電性高分子、酸化防止剤（例えば、ヒンダードフェノール系、リン系、硫黄系など）、紫外線吸収剤、有機顔料、無機顔料、ｐＨ調整剤、架橋剤、相溶化剤、加水分解防止剤などを挙げることができる。他には、離型剤（例えば、シリコーン系、フッ素系など）、カップリング剤、滑剤、絶縁性フィラー、導電性フィラーを挙げることができる。
ここで、絶縁性フィラーとしては、例えば酸化亜鉛、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、チタン酸ストロンチウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、タルク、マイカが挙げられる。
他の絶縁性フィラーとしては、クレー、カオリン、ハイドロタルサイト、シリカ、シリコーン粒子、アルミナ、フェライト、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸ニッケルが挙げられる。
また他の絶縁性フィラーとしては、ガラス粉、石英粉末、ガラス繊維、アルミナ繊維、チタン酸カリウム繊維、熱硬化性樹脂の微粒子などが挙げられる。ここで、導電性フィラーとしては、例えば、カーボンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、導電性酸化チタン、導電性酸化錫、導電性マイカが挙げられる。これらは１種類を単独で、あるいは２種類以上を組み合せて用いることも可能である。
<Additive>
The endless belt for electrophotography may contain other additives as long as the effects of the present disclosure are not impaired. Other additives include, for example, conductive polymers, antioxidants (eg, hindered phenol-based, phosphorus-based, sulfur-based, etc.), ultraviolet absorbers, organic pigments, inorganic pigments, pH adjusters, cross-linking agents, A compatibilizer, a hydrolysis inhibitor, etc. can be mentioned. Other examples include release agents (eg, silicone-based, fluorine-based, etc.), coupling agents, lubricants, insulating fillers, and conductive fillers.
Here, examples of the insulating filler include zinc oxide, barium sulfate, calcium sulfate, barium titanate, potassium titanate, strontium titanate, titanium oxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, talc, and mica. Be done.
Examples of other insulating fillers include clay, kaolin, hydrotalcite, silica, silicone particles, alumina, ferrite, calcium carbonate, barium carbonate and nickel carbonate.
Examples of other insulating fillers include glass powder, quartz powder, glass fiber, alumina fiber, potassium titanate fiber, and fine particles of thermosetting resin. Here, examples of the conductive filler include carbon black, carbon fiber, carbon nanotube, carbon nanofiber, conductive titanium oxide, conductive tin oxide, and conductive mica. These may be used alone or in combination of two or more.
＜電子写真用エンドレスベルト＞
電子写真用エンドレスベルトの厚みは１０μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、３０μｍ以上１５０μｍ以下が特に好ましい。また、本開示に係る電子写真用エンドレスベルトは、ベルト状として使用するほか、電子写真用部材として使われているドラムあるいはロールなどに巻き付けたり、被覆したりして使用しても良い。また、本開示に係る電子写真用エンドレスベルトからのトナー離型性の改良などを目的として、該電子写真用エンドレスベルトを基層としてその上に表面層を施すことができる。なお、電子写真用エンドレスベルトには、基層と表面層との間、基層の内面上、および表面層上に、さらに別の層があっても構わない。
また、本発明に係る電子写真用エンドレスベルトの用途は特に制限はないが、例えば、中間転写ベルト、搬送転写ベルト、感光体ベルトなどに好適に用いられる。特に中間転写ベルトとして好適に使用することができる。
電子写真用エンドレスベルトを中間転写ベルトとして用いる場合には、表面抵抗率が１×１０２Ω／□以上１×１０１４Ω／□以下であることが好ましい。表面抵抗率が１×１０２Ωｃｍ以上であれば、抵抗が著しく低くなることを防ぎ、転写電界を容易に得ることができ、画像の抜けやガサツキが生じることを優れて防ぐことができる。表面抵抗率が１×１０１４Ω／□以下であれば、転写電圧を高くすることを抑えることができる。それに伴って電源の大型化、コスト増大を抑制し得る。
電子写真用エンドレスベルトの外周面における周方向の表面抵抗率Ａは、当該電子写真用エンドレスベルトの外周面おける周方向に直交する方向の表面抵抗率Ｂよりも同じか高い必要がある。表面抵抗率Ａが、表面抵抗率Ｂよりも低いと、感光体と電子写真用エンドレスベルトとのニップ部外における放電を多く生じさせることになる。その結果、トナーの飛び散りが多くなり、デジタル再現性が低下する。
この場合、表面抵抗率Ａおよび表面抵抗率Ｂのいずれの値も、１×１０８Ω／□以上、１×１０１2Ω／□以下であることが好ましい。
表面抵抗率Ａを、表面抵抗率Ｂ以上とするためには、イオン導電剤の添加量を最適化し、エンドレスベルト作製時の周方向と直交する軸方向の延伸倍率を、周方向の延伸倍率以上となるように調整することで実現できる。延伸倍率は、使用する熱可塑性樹脂の種類により適宜最適となるように調整される。
電子写真用エンドレスベルトの周方向の引っ張り弾性率は１．０ＧＰａ以上、３．０ＧＰａ以下である必要がある。該引っ張り弾性率が１．０ＧＰａ未満であると、２軸延伸が十分に行われているとはいえず、クリープが不十分となる場合がある。該引っ張り弾性率が３．０ＧＰａを越えると、２軸延伸は十分に行われているものの、硬くなりすぎることで弾性回復が生じなくなり、クリープが不十分となる場合がある。
なお、周方向と直交する軸方向の引っ張り弾性率は、延伸倍率が周方向以上とすることから、周方向の引っ張り弾性率以上となる。但し、軸方向の引っ張り弾性率があまり高くなりすぎると電子写真用エンドレスベルトが軸方向に破断しやすくなるため、軸方向の引っ張り弾性率は４．０ＧＰａ以下が好ましい。通常、軸方向の延伸倍率を周方向の延伸倍率の２倍以下とすることで達成することができる。
本開示に係る電子写真用エンドレスベルトは、外周面に溝の如き凹凸形状を有していることが好ましい。外表面が、凹凸形状を有することで、クリーニングブレードの如き他の接触部材との接触面積が小さくなり、外表面へのトナーの付着をより一層低減させ得る。
凹凸形状の付与方法としては、特に限定されないが、例えば中子などに支持された上記表層を有する中間転写ベルトを、砥粒を含有するラッピングフィルムと当接させながら周方向に回転させて、該表層の該表面を研磨し、凹凸形状を付与する方法が挙げられる。また、予め所望の形状に加工した型を当接するインプリント加工などの方法も用いることができる。
図４は、外表面に溝を有する、本開示の他の態様に係る電子写真用ベルトの説明図である。電子写真用ベルト４０５の外周側の表面（以降、「外表面」とも称する）には、複数本の溝４０１が付与されている。溝４０１の各々は電子写真用ベルト４０５の周方向に直交する方向に直線を置いたと仮定したとき、該直線と交差し、かつ、周方向に対して非平行に延在している。具体的には、溝４０１の各々は、周方向に対してなす狭角θが０°を超えて±３°未満であることが好ましい。より好ましくは狭角θが±１°未満である。溝４０１が周方向に対してなす狭角が上記の範囲内である場合、クリーニングブレードの、電子写真用ベルトの、隣接する２本の溝４０１で挟まれている領域と当接する箇所が固定されないため、その部分のみが摩耗することを抑制できる。
溝４０１は、電子写真用ベルトの外表面に複数本設けられている。該電子写真用ベルトの外表面は、その周方向に直交する方向における溝の本数がｎ本である第１領域４０２、および、その周方向に直交する方向における溝の本数がｎ本より多い第２領域４０３、のみで構成されている。該第１領域と該第２領域とは、周方向に交互に配置されている。溝４０１の本数ｎは、１以上の整数であり、トナークリーニングが安定的に行うことができれば、特には問わないが、２０００〜１２００００本であることが好ましい。２０００本以上であると、溝４０１が付与されていない部分と当接するクリーニングブレード部分の面積が減ることで、クリーニングブレードと電子写真用ベルト４０５との間に発生する摩擦力を小さくすることができる。１２００００本以下であると、溝４０１上にあるトナーを、より良く転写することができる。
該第２領域の溝の本数は、２ｎ−１０本以上、２ｎ＋１０本以下であることが好ましい。該第２領域の溝の本数が２ｎ−１０本以上であると、該第１領域と該第２領域の境界におけるクリーニングブレードの当接部の場所の変化を安定して生じさせることができる。また、該第２領域の溝の本数が、２ｎ＋１０本以下であると、溝上にあるトナーを、より良く転写させることができる。
該溝の各々について、隣り合う溝の間隔については、特に制限はないが、トナークリーニングの観点からおよそ均等であることが好ましい。間隔を均等にすることで、局所的なブレードの摩耗を抑えることができる。
該第２領域の周方向の長さは、０．０１〜５０ｍｍであることが好ましい。また該溝の各々は、周方向に非連続であり、該第２領域は、各々の溝の端部を含んでいてもよい。該第２領域の周方向の長さが５０ｍｍ以下であると、溝上にあるトナーをより良く転写させることができる。
該第２領域が、電子写真用ベルト４０５の外表面に少なくとも１個存在する。特には、１〜３個存在することが好ましく、周方向に２〜３個存在することがより好ましい。第２領域を、電子写真用ベルトの周方向に２〜３個存在させることで、溝上にあるトナーをより良く転写させることができる。
溝４０１の深さは０．１０μｍ以上５．０μｍ未満であることが好ましく、０．２０μｍ以上２．０μｍ未満であることがさらに好ましい。溝の深さを上記範囲内とすることで、電子写真用ベルトへのクリーニングブレードの当接状態を長期にわたって安定させることができる。
該溝の幅は０．１０μｍ以上３．０μｍ未満であることが好ましく、０．２０μｍ以上２．０μｍ未満であることがさらに好ましい。溝の幅を上記範囲内とすることで、トナーの転写性を維持し、電子写真用ベルトの画像品位を保つことが可能となる。該溝を形成するための加工方法としては、例えば、切削加工、エッチング加工、インプリント加工など公知の加工方法を用いて加工することができる。該溝の加工再現性や加工コストの観点からは、インプリント加工が好ましい。
電子写真用ベルト４０５の厚みは１０μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、３０μｍ以上１５０μｍ以下が特に好ましい。また、本発明の電子写真用ベルト５は、ベルトとして使用するほか、電子写真用部材として使われているドラムあるいはロールなどに巻き付けたり、被覆したりして使用しても良い。
<Endless belt for electrophotography>
The thickness of the endless belt for electrophotography is preferably 10 μm or more and 500 μm or less, and particularly preferably 30 μm or more and 150 μm or less. Further, the endless belt for electrophotography according to the present disclosure may be used in the form of a belt, or may be used by being wound or covered on a drum or a roll used as a member for electrophotography. Further, for the purpose of improving the toner releasability from the electrophotographic endless belt according to the present disclosure, a surface layer can be formed on the electrophotographic endless belt as a base layer. The electrophotographic endless belt may have additional layers between the base layer and the surface layer, on the inner surface of the base layer, and on the surface layer.
The use of the endless belt for electrophotography according to the present invention is not particularly limited, but it is preferably used as, for example, an intermediate transfer belt, a transfer belt, a photoconductor belt, or the like. In particular, it can be suitably used as an intermediate transfer belt.
When the endless belt for electrophotography is used as an intermediate transfer belt, the surface resistivity is preferably 1×10 2 Ω/□ or more and 1×10 14 Ω/□ or less. When the surface resistivity is 1×10 2 Ωcm or more, it is possible to prevent the resistance from remarkably lowering, to easily obtain the transfer electric field, and to excellently prevent the omission of the image and the rubbing. When the surface resistivity is 1×10 14 Ω/□ or less, it is possible to prevent the transfer voltage from increasing. Along with this, it is possible to suppress an increase in the size of the power supply and an increase in cost.
The circumferential surface resistivity A of the outer peripheral surface of the electrophotographic endless belt must be the same as or higher than the surface resistivity B of the outer peripheral surface of the electrophotographic endless belt in the direction orthogonal to the circumferential direction. If the surface resistivity A is lower than the surface resistivity B, a large amount of discharge will occur outside the nip portion between the photoconductor and the electrophotographic endless belt. As a result, toner scattering increases and digital reproducibility deteriorates.
In this case, both the surface resistivity A and the surface resistivity B are preferably 1×10 8 Ω/□ or more and 1×10 12 Ω/□ or less.
In order to make the surface resistivity A equal to or more than the surface resistivity B, the addition amount of the ionic conductive agent is optimized, and the stretching ratio in the axial direction orthogonal to the circumferential direction at the time of producing the endless belt is equal to or more than the stretching ratio in the circumferential direction. It can be realized by adjusting so that The draw ratio is adjusted to be optimally suitable depending on the type of thermoplastic resin used.
The tensile elastic modulus in the circumferential direction of the endless belt for electrophotography needs to be 1.0 GPa or more and 3.0 GPa or less. If the tensile elastic modulus is less than 1.0 GPa, it cannot be said that biaxial stretching is sufficiently performed, and creep may be insufficient. When the tensile elastic modulus exceeds 3.0 GPa, although biaxial stretching is sufficiently performed, it becomes too hard, elastic recovery does not occur, and creep may be insufficient.
The tensile elastic modulus in the axial direction orthogonal to the circumferential direction is equal to or more than the tensile elastic modulus in the circumferential direction because the stretching ratio is equal to or more than the circumferential direction. However, if the tensile elastic modulus in the axial direction becomes too high, the endless belt for electrophotography is easily broken in the axial direction. Therefore, the tensile elastic modulus in the axial direction is preferably 4.0 GPa or less. Usually, it can be achieved by setting the draw ratio in the axial direction to 2 times or less than the draw ratio in the circumferential direction.
The endless belt for electrophotography according to the present disclosure preferably has an uneven shape such as a groove on the outer peripheral surface. Since the outer surface has the uneven shape, the contact area with another contact member such as a cleaning blade is reduced, and the adhesion of toner to the outer surface can be further reduced.
The method of imparting the uneven shape is not particularly limited, for example, an intermediate transfer belt having the surface layer supported by a core or the like is rotated in the circumferential direction while being brought into contact with a lapping film containing abrasive grains, A method of polishing the surface of the surface layer to give an uneven shape can be mentioned. Further, a method such as imprinting in which a mold that has been previously processed into a desired shape is brought into contact can be used.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an electrophotographic belt according to another aspect of the present disclosure, which has grooves on the outer surface. A plurality of
A plurality of
The number of grooves in the second region is preferably 2n-10 or more and 2n+10 or less. When the number of grooves in the second region is 2n-10 or more, it is possible to stably cause a change in the location of the contact portion of the cleaning blade at the boundary between the first region and the second region. If the number of grooves in the second region is 2n+10 or less, the toner on the grooves can be transferred better.
The distance between adjacent grooves of each of the grooves is not particularly limited, but it is preferable that the intervals are approximately equal from the viewpoint of toner cleaning. By making the intervals even, it is possible to suppress local wear of the blade.
The circumferential length of the second region is preferably 0.01 to 50 mm. Further, each of the grooves may be discontinuous in the circumferential direction, and the second region may include an end portion of each groove. When the length of the second region in the circumferential direction is 50 mm or less, the toner on the groove can be better transferred.
At least one second region exists on the outer surface of the
The depth of the
The width of the groove is preferably 0.10 μm or more and less than 3.0 μm, and more preferably 0.20 μm or more and less than 2.0 μm. By setting the width of the groove within the above range, it becomes possible to maintain the transferability of the toner and maintain the image quality of the electrophotographic belt. As a processing method for forming the groove, for example, a known processing method such as cutting, etching, or imprinting can be used. Imprinting is preferable from the viewpoints of the reproducibility of the grooves and the processing cost.
The thickness of the
＜電子写真画像形成装置＞
本開示の一態様に係る電子写真画像形成装置は、上記した本態様に係る電子写真用エンドレスベルトを中間転写ベルトとして具備する。図１により電子写真画像形成装置の実施形態の一例を説明する。本実施形態の画像形成装置は、複数色の画像形成ステーションを電子写真用エンドレスベルト（以下、「中間転写ベルト」と称する）の回転方向に並べて配置した、所謂タンデム型の構成を有する。なお、以下の説明では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に関する構成の符号に、それぞれ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ｋの添え字を付しているが、同様の構成については添え字を省略する場合もある。
図１の符号１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋは感光ドラム（感光体、像担持体）で、感光ドラム１の周囲には、帯電装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ｋ、露光装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３ｋ、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋ、中間転写ベルト（中間転写体）６が配置される。感光ドラム１は、矢印Ｆの方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。帯電装置２は、感光ドラム１の周面を所定の極性、電位に帯電する（１次帯電）。露光装置３としてのレーザビームスキャナーは、不図示のイメージスキャナー、コンピュータ等の外部機器から入力される画像情報に対応してオン／オフ変調したレーザー光を出力して、感光ドラム１上の帯電処理面を走査露光する。この走査露光により感光ドラム１面上に目的の画像情報に応じた静電潜像が形成される。
現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ｋ）の各色成分のトナーを内包する。そして、画像情報に基づいて使用する現像装置４を選択し感光ドラム１面上に現像剤（トナー）が現像され、静電潜像がトナー像として可視化される。本実施形態では、このように静電潜像の露光部にトナーを付着させて現像する反転現像方式が用いられる。また、このような帯電装置、露光装置、現像装置により画像形成手段を構成している。
また、中間転写ベルト６は、本態様に係る電子写真用エンドレスベルトで、感光ドラム１の表面に当接されるよう配設され、複数の張架ローラ２０、２１、２２に張架されている。そして、矢印Ｇの方向へ回動するようになっている。本実施の形態では、張架ローラ２０は中間転写ベルト６の張力を一定に制御するようにしたテンションローラ、張架ローラ２２は中間転写ベルト６の駆動ローラ、張架ローラ２１は２次転写用の対向ローラである。また、中間転写ベルト６を挟んで感光ドラム１と対向する１次転写位置には、それぞれ、１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ｋが配置されている。感光ドラム１にそれぞれ形成された各色未定着トナー像は、１次転写ローラ５に定電圧源または定電流源によりトナーの帯電極性と逆極性（例えば正極性）の１次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト６上に順次静電的に１次転写される。そして、中間転写ベルト６上に４色の未定着トナー像が重ね合わされたフルカラー画像を得る。中間転写ベルト６は、このように感光ドラム１から転写されたトナー像を担持しつつ回転する。１次転写後の感光ドラム１の１回転毎に感光ドラム１の表面は、クリーニング装置１１で転写残トナーをクリーニングし、繰り返し作像工程に入る。
また、記録材７の搬送経路に面した中間転写ベルト６の２次転写位置には、中間転写ベルト６のトナー像担持面側に２次転写ローラ（転写部）９を圧接配置している。また、２次転写位置の中間転写ベルト６の裏面側には、２次転写ローラ９の対向電極をなし、バイアスが印加される対向ローラ２１が配設されている。中間転写ベルト６上のトナー像を記録材７に転写する際、対向ローラ２１にはトナーと同極性のバイアスが転写バイアス印加手段２８により印加され、例えば−１０００〜−３０００Ｖが印加され−１０〜−５０μＡの電流が流れる。このときの転写電圧は転写電圧検知手段２９により検知される。更に、２次転写位置の下流側には、２次転写後の中間転写ベルト６上に残留したトナーを除去するクリーニング装置（ベルトクリーナ）１２が設けられている。
２次転写位置に導入された記録材７は、２次転写位置で挾持搬送され、その時に、２次転写ローラ９の対向ローラ２１に２次転写バイアス印加手段２８から所定に制御された定電圧バイアス（転写バイアス）が印加される。対向ローラ２１にはトナーと同極性の転写バイアスが印加されることで転写部位にて中間転写ベルト６上に重ね合わされた４色のフルカラー画像（トナー像）を記録材７へ一括転写し、記録材上にフルカラーの未定着トナー像が形成される。トナー像の転写を受けた記録材７は不図示の定着器へ導入され加熱定着される。
本開示の一態様によれば、耐クリープ性に優れると共に、２次転写の際のトナーが転写位置のずれの発生を防止し得る電子写真用ベルトを得ることができる。また本開示の他の態様によれば、高品位な電子写真画像を形成可能な電子写真画像形成装置を得ることができる。
<Electrophotographic image forming apparatus>
An electrophotographic image forming apparatus according to an aspect of the present disclosure includes the electrophotographic endless belt according to the present aspect described above as an intermediate transfer belt. An example of the embodiment of the electrophotographic image forming apparatus will be described with reference to FIG. The image forming apparatus of the present embodiment has a so-called tandem type configuration in which image forming stations of a plurality of colors are arranged side by side in the rotation direction of an electrophotographic endless belt (hereinafter referred to as “intermediate transfer belt”). In the following description, the reference numerals of the configurations relating to the colors of yellow, magenta, cyan, and black are respectively suffixed with Y, M, C, and k, but the suffixes are omitted for similar configurations. In some cases.
Reference numerals 1Y, 1M, 1C, and 1k in FIG. 1 denote photosensitive drums (photoconductors and image carriers). Around the photosensitive drum 1, charging devices 2Y, 2M, 2C, 2k, exposure devices 3Y, 3M, 3C, 3k, developing devices 4Y, 4M, 4C, 4k, and an intermediate transfer belt (intermediate transfer member) 6 are arranged. The photosensitive drum 1 is rotationally driven in the direction of arrow F at a predetermined peripheral speed (process speed). The charging device 2 charges the peripheral surface of the photosensitive drum 1 to a predetermined polarity and potential (primary charging). The laser beam scanner as the exposure device 3 outputs a laser beam that is on/off-modulated in accordance with image information input from an external device such as an image scanner (not shown) or a computer to charge the photosensitive drum 1 Scan and expose the surface. By this scanning exposure, an electrostatic latent image according to the target image information is formed on the surface of the photosensitive drum 1.
The developing devices 4Y, 4M, 4C and 4k contain toners of yellow (Y), magenta (M), cyan (C) and black (k), respectively. Then, the developing device 4 to be used is selected based on the image information, the developer (toner) is developed on the surface of the photosensitive drum 1, and the electrostatic latent image is visualized as a toner image. In this embodiment, a reversal development method is used in which toner is attached to the exposed portion of the electrostatic latent image and developed in this manner. Further, an image forming means is constituted by such a charging device, an exposure device, and a developing device.
Further, the intermediate transfer belt 6 is an endless belt for electrophotography according to this aspect, is disposed so as to be in contact with the surface of the photosensitive drum 1, and is stretched by a plurality of stretching rollers 20, 21, 22. .. Then, it rotates in the direction of arrow G. In the present embodiment, the tension roller 20 is a tension roller configured to control the tension of the intermediate transfer belt 6 to be constant, the tension roller 22 is a driving roller of the intermediate transfer belt 6, and the tension roller 21 is for secondary transfer. The opposite roller. Further, primary transfer rollers 5Y, 5M, 5C, and 5k are arranged at primary transfer positions facing the photosensitive drum 1 with the intermediate transfer belt 6 interposed therebetween. For each color unfixed toner image formed on the photosensitive drum 1, a primary transfer bias having a polarity (eg, positive polarity) opposite to the charging polarity of the toner is applied to the primary transfer roller 5 by a constant voltage source or a constant current source. Thus, primary transfer is sequentially and electrostatically performed on the intermediate transfer belt 6. Then, a full-color image in which the unfixed toner images of four colors are superposed on the intermediate transfer belt 6 is obtained. The intermediate transfer belt 6 rotates while carrying the toner image thus transferred from the photosensitive drum 1. After the primary transfer, the surface of the photosensitive drum 1 is cleaned by the cleaning device 11 to clean the residual transfer toner after each rotation of the photosensitive drum 1, and the image forming process is repeated.
Further, at a secondary transfer position of the intermediate transfer belt 6 facing the conveyance path of the recording material 7, a secondary transfer roller (transfer section) 9 is arranged in pressure contact with the toner image bearing surface side of the intermediate transfer belt 6. Further, on the back surface side of the intermediate transfer belt 6 at the secondary transfer position, an opposed roller 21 which is an opposed electrode of the secondary transfer roller 9 and to which a bias is applied is arranged. When the toner image on the intermediate transfer belt 6 is transferred to the recording material 7, a bias having the same polarity as the toner is applied to the counter roller 21 by the transfer bias applying unit 28, for example, −1000 to −3000 V is applied to −10 to −10. A current of −50 μA flows. The transfer voltage at this time is detected by the transfer voltage detecting means 29. Further, a cleaning device (belt cleaner) 12 for removing the toner remaining on the intermediate transfer belt 6 after the secondary transfer is provided on the downstream side of the secondary transfer position.
The recording material 7 introduced to the secondary transfer position is nipped and conveyed at the secondary transfer position, and at that time, the counter voltage of the counter roller 21 of the secondary transfer roller 9 is controlled by the secondary transfer bias applying means 28 to a constant voltage. A bias (transfer bias) is applied. A transfer bias having the same polarity as the toner is applied to the opposing roller 21 to transfer the four-color full-color images (toner images) superposed on the intermediate transfer belt 6 at the transfer portion onto the recording material 7 at a time and record the images. A full-color unfixed toner image is formed on the material. The recording material 7 having the toner image transferred thereto is introduced into a fixing device (not shown) and is heated and fixed.
According to one aspect of the present disclosure, it is possible to obtain an electrophotographic belt that is excellent in creep resistance and that can prevent the occurrence of displacement of the transfer position of toner during secondary transfer. Further, according to another aspect of the present disclosure, it is possible to obtain an electrophotographic image forming apparatus capable of forming a high-quality electrophotographic image.
以下に実施例および比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。なお、実施例および比較例で作製した電子写真用エンドレスベルトの特性値や性能の評価方法は次の〔評価１〕〜〔評価５〕のとおりである。
〔評価１〕電子写真用エンドレスベルトのマトリックス・ドメイン構造
電子写真用エンドレスベルトからミクロトームで切り出したサンプルをエポキシ樹脂に包埋し、エポキシ樹脂の硬化後、さらにミクロトームにて電子写真用ベルトの断面を露出させ、切片を作製した。その後、電界放出型電子顕微鏡（商品名：ＪＥＭ２１００ＦＸ；ＪＥＯＬ社製）を用いて、加速電圧２００ｋＶ、ビーム径１ｎｍ、倍率４０００００倍にて切片の断面観察を行った。
また、同時にエネルギー分散型Ｘ線分析装置（商品名；ＪＥＤ−２３００Ｔ；ＪＥＯＬ社製）で元素マッピング分析を行った。これにより、断面写真中のマトリックス・ドメイン構造を構成している熱可塑性樹脂及びイオン導電剤を峻別した。そして、その結果を下記の基準で評価した。
＜評価基準＞
ランクＡ：熱可塑性樹脂のマトリックスとイオン導電剤のドメイン構造を有している。
ランクＢ：熱可塑性樹脂のマトリックスとイオン導電剤のドメイン構造を有していない。
〔評価２〕電子写真用エンドレスベルトの表面抵抗率
高抵抗率計（ハイレスタ−ＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）；三菱ケミカルアナリテック社製）と専用プローブであるＵＡプローブ（ピン間隔：２０ｍｍ、ピン先：２Φ×２本、ばね圧：２４０ｇ／本；三菱ケミカルアナリテック社製）を用いて、電子写真用エンドレスベルトの周方向と周方向に直交する方向の表面抵抗率を測定した。電子写真用エンドレスベルトの周方向の表面抵抗率は、ＵＡプローブの２本のピンを繋ぐ直線が電子写真用ベルトの周方向と平行となるようにＵＡプローブを配置し、印加電圧５００Ｖ、印加時間１０秒の条件で表面抵抗率を測定した。
電子写真用エンドレスベルトの周方向に直交する方向の表面抵抗率は、ＵＡプローブの２本のピンを繋ぐ直線が電子写真用ベルトの周方向に直交する方向と平行となるようにＵＡプローブを配置し、印加電圧５００Ｖ、印加時間１０秒の条件で測定した。周方向に対して９０°位相でそれぞれ４ケ所測定し、平均値を算出した。
〔評価３〕電子写真用エンドレスベルトの周方向の引っ張り弾性率
電子写真用エンドレスベルトを周方向に沿って幅１０ｍｍ、長さ５０ｍｍの短冊状に切りだし、材料引っ張り試験機（インストロン５５８２；インストロン社製）を用いて、短冊シートの両端をチャックで固定した。チャック間距離１０ｍｍ、引っ張り速度５ｍｍ／分で引っ張り、ひずみ量１％における応力値から引っ張り弾性率を測定した。Ｎ＝５で測定を行い、平均値を算出した。
〔評価４〕電子写真用エンドレスベルトのクリープ特性
図１に示した構成の電子写真画像形成装置（商品名：ＬＢＰ７１２Ｃｉ、キヤノン社製）を使用し、電子写真用ベルト５としての中間転写ベルトを装着した。この電子写真画像形成装置の中間転写ベルトは、直径が１８ｍｍの駆動ローラと、直径が１５ｍｍのテンションローラとの間に、張架応力６ｋｇｆにて架け渡されている。このレーザビームプリンタを、温度３５℃、相対湿度９５％の環境下に１ヶ月静置した。次いで、導電性ベルトを若干量回転駆動させて、静置時に駆動ローラと接していた部分を駆動ローラから離間させ、その状態で温度３５℃、相対湿度９５％の環境下で１日静置した。その後、マゼンタのハーフトーン画像を出力した。このハーフトーン画像を目視で観察し、電子写真用エンドレスベルトの静置時に駆動ローラが当接していた跡について下記の基準で評価した。
＜評価基準＞
ランクＡ：駆動ローラの当接跡が画像では目視判断できない。
ランクＢ：駆動ローラの当接跡が画像の濃淡でわずかに確認できる。
ランクＣ：駆動ローラの当接跡が画像の濃淡で明瞭に確認できる。
〔評価５〕電子写真画像形成装置のデジタル再現性
図１に示した構成の電子写真画像形成装置を使用し、電子写真用エンドレスベルトとしての中間転写ベルトを装着し、細線画像（７本／１ｍｍ）が紙上に転写にされた時点の未定着画像を出力し、それを１００℃のオーブンを用いて非加圧で定着させ画像を得た。その画像を、ルーペを用いて観察し、各細線画像のトナーの飛び散りの有無を確認し、下記の基準で評価した。
＜評価基準＞
ランクＡ：トナーの飛び散りが発生した細線画像が０本。
ランクＢ：トナーの飛び散りが発生した細線画像が１〜３本。
ランクＣ：トナーの飛び散りが発生した細線画像が４本以上。
The present invention will be specifically described below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto. The evaluation methods of the characteristic values and performances of the endless belts for electrophotography produced in Examples and Comparative Examples are as follows [Evaluation 1] to [Evaluation 5].
[Evaluation 1] Matrix domain structure of electrophotographic endless belt A sample cut from the electrophotographic endless belt with a microtome is embedded in an epoxy resin, and after the epoxy resin is cured, the cross section of the electrophotographic belt is further cut with a microtome. Exposed and sectioned. Then, using a field emission electron microscope (trade name: JEM2100FX; manufactured by JEOL), the cross section of the section was observed at an acceleration voltage of 200 kV, a beam diameter of 1 nm and a magnification of 400,000 times.
At the same time, elemental mapping analysis was performed using an energy dispersive X-ray analyzer (trade name: JED-2300T; manufactured by JEOL). As a result, the thermoplastic resin and ionic conductive agent forming the matrix/domain structure in the cross-sectional photograph were distinguished. And the result was evaluated based on the following criteria.
<Evaluation criteria>
Rank A: It has a matrix of a thermoplastic resin and a domain structure of an ion conductive agent.
Rank B: The matrix of the thermoplastic resin and the domain structure of the ion conductive agent are not included.
[Evaluation 2] Surface resistivity of endless belt for electrophotography High resistivity meter (HIRESTA-UP (MCP-HT450); manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech) and a dedicated probe, UA probe (pin spacing: 20 mm, pin tip: 2Φ×2 pieces, spring pressure: 240 g/piece; manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.) was used to measure the surface resistivity of the endless belt for electrophotography in the circumferential direction and the direction orthogonal to the circumferential direction. The surface resistivity in the circumferential direction of the electrophotographic endless belt is such that the UA probe is arranged such that the straight line connecting the two pins of the UA probe is parallel to the circumferential direction of the electrophotographic belt, and the applied voltage is 500 V and the application time is 500 V. The surface resistivity was measured under the condition of 10 seconds.
The surface resistivity in the direction orthogonal to the circumferential direction of the electrophotographic endless belt is arranged so that the straight line connecting the two pins of the UA probe is parallel to the direction orthogonal to the circumferential direction of the electrophotographic belt. The applied voltage was 500 V and the application time was 10 seconds. The measurement was carried out at 4 points in 90° phase with respect to the circumferential direction, and the average value was calculated.
[Evaluation 3] Circumferential Tensile Elastic Modulus of Electrophotographic Endless Belt An electrophotographic endless belt is cut into a strip shape having a width of 10 mm and a length of 50 mm along the circumferential direction, and a material tensile tester (Instron 5582; Ron) was used to fix both ends of the strip sheet with chucks. Tensile elastic modulus was measured from the stress value at a strain amount of 1% by pulling at a chuck distance of 10 mm and a pulling speed of 5 mm/min. The measurement was performed at N=5, and the average value was calculated.
[Evaluation 4] Creep characteristics of electrophotographic endless belt Using an electrophotographic image forming apparatus (trade name: LBP712Ci, manufactured by Canon Inc.) having the configuration shown in FIG. 1, an intermediate transfer belt as an electrophotographic belt 5 is mounted. did. The intermediate transfer belt of this electrophotographic image forming apparatus is stretched between a drive roller having a diameter of 18 mm and a tension roller having a diameter of 15 mm with a tension stress of 6 kgf. This laser beam printer was left standing for 1 month in an environment of a temperature of 35° C. and a relative humidity of 95%. Then, the conductive belt was driven to rotate a slight amount to separate the portion which was in contact with the drive roller when stationary from the drive roller, and in that state was allowed to stand for one day in an environment of temperature 35° C. and relative humidity 95%. .. After that, a magenta halftone image was output. This halftone image was visually observed, and the mark that the drive roller was in contact when the electrophotographic endless belt was allowed to stand was evaluated according to the following criteria.
<Evaluation criteria>
Rank A: The contact trace of the drive roller cannot be visually judged from the image.
Rank B: The contact trace of the driving roller can be slightly confirmed by the shade of the image.
Rank C: The contact mark of the driving roller can be clearly confirmed by the shade of the image.
[Evaluation 5] Digital reproducibility of electrophotographic image forming apparatus Using the electrophotographic image forming apparatus having the configuration shown in FIG. 1, an intermediate transfer belt as an endless belt for electrophotography is attached, and fine line images (7 lines/1 mm ) Was transferred onto the paper to output an unfixed image, which was fixed in an oven at 100° C. without pressure to obtain an image. The image was observed with a magnifying glass to confirm the presence or absence of toner scattering in each thin line image, and evaluated according to the following criteria.
<Evaluation criteria>
Rank A: No fine line image in which toner is scattered.
Rank B: 1 to 3 fine line images in which toner is scattered.
Rank C: 4 or more fine line images in which toner is scattered.
実施例および比較例に係る電子写真用エンドレスベルトの製造に用いる材料（熱可塑性樹脂、イオン導電剤）としてそれぞれ下記表１〜表２に記載の材料を用意した。なお、表２において、イオン液体１〜３は、式（１）で表される陰イオンを有する。 The materials shown in Tables 1 and 2 below were prepared as the materials (thermoplastic resin, ionic conductive agent) used to manufacture the endless belts for electrophotography according to Examples and Comparative Examples. In Table 2, each of the ionic liquids 1 to 3 has an anion represented by the formula (1).
〔実施例１〕
二軸混練押出機（商品名：ＴＥＸ３０α；日本製鋼所社製）を用いて、表３に記載の配合において熱溶融混練して樹脂組成物を調製した。熱溶融混練温度は２６０℃以上、２８０℃以下の範囲内となるように調整し、熱溶融混練時間はおよそ３〜５分とした。得られた樹脂組成物をペレット化し、温度１４０℃で６時間乾燥させた。
図２に示した構成を有する射出成形装置（ＳＥ１８０Ｄ、住友重機械工業社製）のホッパー４８内に、前記樹脂組成物の乾燥ペレットを投入した。そして、シリンダ設定温度を２９０℃にし、スクリュー４２および４２Ａ内で溶融させ、ノズル４１Ａを通して、金型内に射出成形して高さ８０ｍｍ、径５０ｍｍのプリフォーム１０４を作製した。このときの射出成形金型温度は３０℃とした。温度５００℃の加熱装置１０７内にプリフォーム１０４を入れて軟化させたのち、プリフォーム１０４を５００℃で加熱した。
その後、図３に示すブロー成形機にプリフォーム１０４を投入した。そして、金型温度を１１０℃に保った高さ４００ｍｍ、径２２６ｍｍのブロー金型１０８内で延伸棒１０９とエアーの力（ブローエアー注入部分１１０）でプリフォーム温度１０５℃以上、１６５℃以下の範囲内になるように調整し、エアー圧力０．３ＭＰａ、延伸棒速度１０００ｍｍ／ｓでブロー成形してブローボトル１１２を得た。このブローボトルの両端をカットすることにより、エンドレスベルト形状の導電性ベルトを得た。ブローボトルの高さ方向の延伸倍率は５．００倍、径方向の延伸倍率は４．５２倍であった。得られた電子写真用エンドレスベルトは、幅２４６ｍｍ、周方向の長さ７１２ｍｍ、厚み７０μｍであった。この電子写真用エンドレスベルトの評価結果を表３に示す。
[Example 1]
Using a twin-screw kneading extruder (trade name: TEX30α; manufactured by Japan Steel Works, Ltd.), the resin composition was prepared by hot-melt kneading in the formulations shown in Table 3. The hot melt kneading temperature was adjusted to be in the range of 260° C. or higher and 280° C. or lower, and the hot melt kneading time was set to about 3 to 5 minutes. The obtained resin composition was pelletized and dried at a temperature of 140° C. for 6 hours.
The dried pellets of the resin composition were put into the
Then, the
〔実施例２〜９〕
熱可塑性樹脂とイオン導電剤を表３に記載した配合組成にした以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。
〔実施例１０〕
高さ８８．５ｍｍ、径５０ｍｍのプリフォームを作成した以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。このときのブローボトルの高さ方向の延伸倍率は４．５２倍、径方向の延伸倍率は４．５２倍であった。
〔実施例１１〕
高さ７０ｍｍ、径５５ｍｍのプリフォームを作成した以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。このときのブローボトルの高さ方向の延伸倍率は５．７１倍、径方向の延伸倍率は４．１１倍であった。
〔実施例１２〕
高さ６０ｍｍ、径６０ｍｍのプリフォームを作成した以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。このときのブローボトルの高さ方向の延伸倍率は６．６７倍、径方向の延伸倍率は３．７７倍であった。
実施例１〜１２に係る電子写真用エンドレスベルトの評価結果を表３に併せて示す。
[Examples 2 to 9]
An electrophotographic endless belt was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the thermoplastic resin and the ionic conductive agent had the composition shown in Table 3.
[Example 10]
An endless belt for electrophotography was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that a preform having a height of 88.5 mm and a diameter of 50 mm was prepared. At this time, the blow bottle had a draw ratio in the height direction of 4.52 times and a draw ratio in the radial direction of 4.52 times.
[Example 11]
An endless belt for electrophotography was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that a preform having a height of 70 mm and a diameter of 55 mm was prepared. At this time, the stretch ratio in the height direction of the blow bottle was 5.71 times, and the draw ratio in the radial direction was 4.11 times.
[Example 12]
An endless belt for electrophotography was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that a preform having a height of 60 mm and a diameter of 60 mm was prepared. At this time, the blow bottle had a stretching ratio in the height direction of 6.67 times and a stretching ratio in the radial direction of 3.77 times.
Table 3 also shows the evaluation results of the electrophotographic endless belts according to Examples 1 to 12.
〔比較例１〜２〕
熱可塑性樹脂とイオン導電剤を表４に記載した配合組成にした以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。
〔比較例３〕
高さ２００ｍｍ、径８０ｍｍのプリフォームを作成した以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。このときのブローボトルの高さ方向の延伸倍率は２．００倍、径方向の延伸倍率は２．８３倍であった。
〔比較例４〕
高さ７０ｍｍ、径４５ｍｍのプリフォームを作成した以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。このときのブローボトルの高さ方向の延伸倍率は５．７１倍、径方向の延伸倍率は５．０２倍であった。
〔比較例５〕
高さ１２０ｍｍ、径６０ｍｍのプリフォームを作成した以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。このときのブローボトルの高さ方向の延伸倍率は３．３３倍、径方向の延伸倍率は３．７６倍であった。
〔比較例６〕
高さ１２０ｍｍ、径５０ｍｍのプリフォームを作成した以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。このときのブローボトルの高さ方向の延伸倍率は３．３３倍、径方向の延伸倍率は４．５２倍であった。
〔比較例７〜１１〕
熱可塑性樹脂とイオン導電剤を表４に記載した配合組成にし、高さ１２０ｍｍ、径５０ｍｍのプリフォームを作成した以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。このときのブローボトルの高さ方向の延伸倍率は３．３３倍、径方向の延伸倍率は４．５２倍であった。
比較例１〜１１に係る電子写真用エンドレスベルトの評価結果を表４に併せて示す。
[Comparative Examples 1 and 2]
An endless belt for electrophotography was prepared and subjected to evaluation in the same manner as in Example 1 except that the thermoplastic resin and the ionic conductive agent had the composition shown in Table 4.
[Comparative Example 3]
An endless belt for electrophotography was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that a preform having a height of 200 mm and a diameter of 80 mm was prepared. At this time, the blow bottle had a draw ratio in the height direction of 2.00 and a draw ratio in the radial direction of 2.83.
[Comparative Example 4]
An endless belt for electrophotography was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that a preform having a height of 70 mm and a diameter of 45 mm was prepared. At this time, the stretch ratio in the height direction of the blow bottle was 5.71 times, and the draw ratio in the radial direction was 5.02 times.
[Comparative Example 5]
An endless belt for electrophotography was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that a preform having a height of 120 mm and a diameter of 60 mm was prepared. At this time, the blow bottle had a draw ratio in the height direction of 3.33 times and a draw ratio in the radial direction of 3.76 times.
[Comparative Example 6]
An endless belt for electrophotography was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that a preform having a height of 120 mm and a diameter of 50 mm was prepared. At this time, the blow bottle had a draw ratio in the height direction of 3.33 times and a draw ratio in the radial direction of 4.52 times.
[Comparative Examples 7 to 11]
An electrophotographic endless belt was prepared in the same manner as in Example 1 except that a thermoplastic resin and an ionic conductive agent were blended as shown in Table 4, and a preform having a height of 120 mm and a diameter of 50 mm was prepared. did. At this time, the blow bottle had a draw ratio in the height direction of 3.33 times and a draw ratio in the radial direction of 4.52 times.
Table 4 also shows the evaluation results of the electrophotographic endless belts according to Comparative Examples 1 to 11.
＜結果および考察＞
〔実施例１〜９および１１〜１２〕
実施例１〜９および１１〜１２は、ベルト周方向の表面抵抗率よりも周方向に直交する方向の表面抵抗率のほうが高くなっていること、ベルトの引っ張り弾性率が１．０〜３．０ＧＰａの範囲内にあることから、耐クリープ性およびデジタル再現性に優れていた。
〔実施例１０〕
実施例１０においては、ベルト周方向の表面抵抗率と周方向に直交する方向の表面抵抗率が同等であり、ベルトの引っ張り弾性率が１．０〜３．０ＧＰａの範囲内にあることから、耐クリープ性およびデジタル再現性に優れていた。
〔比較例１および２〕
比較例１および２においては、イオン導電剤の配合量が多いことに起因して、マトリックス・ドメイン構造となっていないため、耐クリープ性およびデジタル再現性が劣っていた。
〔比較例３および４〕
比較例３および４においては、延伸倍率が低すぎるもしくは高すぎることに起因して、ベルトの引っ張り弾性率が１．０〜３．０ＧＰａの範囲外にあることから、耐クリープに劣っていた。
〔比較例５〜１１〕
比較例５〜１１においては、ブローボトルの高さ方向の延伸倍率よりも径方向の延伸倍率の方が高いことに起因して、ベルト周方向の表面抵抗率よりも周方向に直交する方向の表面抵抗率のほうが低くなっていることから、デジタル再現性が劣っていた。
<Results and discussion>
[Examples 1 to 9 and 11 to 12]
In Examples 1 to 9 and 11 to 12, the surface resistivity in the direction orthogonal to the circumferential direction is higher than the surface resistivity in the circumferential direction of the belt, and the tensile elastic modulus of the belt is 1.0 to 3. Since it was within the range of 0 GPa, it was excellent in creep resistance and digital reproducibility.
[Example 10]
In Example 10, since the surface resistivity in the belt circumferential direction and the surface resistivity in the direction orthogonal to the circumferential direction are equal, and the tensile elastic modulus of the belt is in the range of 1.0 to 3.0 GPa, It was excellent in creep resistance and digital reproducibility.
[Comparative Examples 1 and 2]
In Comparative Examples 1 and 2, since the matrix domain structure was not formed due to the large amount of the ionic conductive agent compounded, the creep resistance and digital reproducibility were poor.
[Comparative Examples 3 and 4]
In Comparative Examples 3 and 4, the tensile modulus of the belt was out of the range of 1.0 to 3.0 GPa due to the stretching ratio being too low or too high, and therefore the creep resistance was poor.
[Comparative Examples 5 to 11]
In Comparative Examples 5 to 11, due to the fact that the stretching ratio in the radial direction is higher than the stretching ratio in the height direction of the blow bottle, the surface resistivity in the belt circumferential direction is higher than that in the direction orthogonal to the circumferential direction. Due to the lower surface resistivity, the digital reproducibility was poor.
１ 感光ドラム
２ 帯電装置
３ 露光装置
４ 現像装置
６ 中間転写ベルト
９ ２次転写ローラ（転写部）
２０、２１、２２ 帳架ローラ
1 Photosensitive Drum 2 Charging Device 3 Exposure Device 4 Developing Device 6 Intermediate Transfer Belt 9 Secondary Transfer Roller (Transfer Section)
20, 21, 22 bookshelf rollers
Claims (11)
該２軸延伸円筒形フィルムは、熱可塑性樹脂のマトリックスと、イオン導電剤を含む導電性ドメインと、を有し、
該２軸延伸円筒形フィルムの外周面における周方向の表面抵抗率をＡ（Ω／□）該２軸延伸円筒形フィルムの外周面における周方向に直交する方向の表面抵抗率をＢ（Ω／□）としたとき、Ａ≧Ｂであり、
該２軸延伸円筒形フィルムの周方向の引っ張り弾性率が、１．０ＧＰａ以上、３．０ＧＰａ以下であることを特徴とする電子写真用ベルト。 An electrophotographic belt comprising a biaxially stretched cylindrical film,
The biaxially stretched cylindrical film has a matrix of thermoplastic resin and a conductive domain containing an ionic conductive agent,
The surface resistivity in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the biaxially stretched cylindrical film is A(Ω/□), and the surface resistivity in the direction orthogonal to the circumferential direction on the outer peripheral surface of the biaxially stretched cylindrical film is B(Ω/□. □), A≧B,
A belt for electrophotography, wherein the biaxially stretched cylindrical film has a tensile elastic modulus in the circumferential direction of 1.0 GPa or more and 3.0 GPa or less.
前記直線と交差する前記溝の本数がｎ本である第１領域と、
前記直線と交差する該溝の本数がｎ本より多い第２領域と、のみで構成されており、
該第１領域と該第２領域とは、前記電子写真用ベルトの周方向に交互に配置されている請求項８に記載の電子写真用ベルト（但し、ｎは、１以上の整数を表す）。 The outer peripheral surface is
A first region in which the number of the grooves intersecting the straight line is n;
And a second region in which the number of the grooves intersecting the straight line is greater than n, and
The electrophotographic belt according to claim 8, wherein the first region and the second region are alternately arranged in a circumferential direction of the electrophotographic belt (wherein n represents an integer of 1 or more). ..
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