JP3891160B2 - Belt for image forming apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、成形寸法安定性及び耐屈曲性などの物性に優れた無端（エンドレス）のエンドレスベルトよりなる、電子写真式複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ機等に利用される中間転写ベルト、搬送転写ベルト、感光体ベルト、定着ベルト等の画像形成装置用ベルトと、この画像形成装置用ベルトを含む画像形成装置に関する。 The present invention relates to an intermediate transfer belt used for an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, a facsimile machine, and the like, comprising an endless endless belt excellent in physical properties such as molding dimensional stability and bending resistance. The present invention relates to an image forming apparatus belt such as a transfer belt, a photoreceptor belt, and a fixing belt, and an image forming apparatus including the image forming apparatus belt.
従来より、ＯＡ機器等などの画像形成装置として、感光体、トナーを用いた電子写真方式が考案され上市されている。これらの装置には継ぎ目の有無に関わらず感光体ベルト、中間転写ベルト、搬送転写ベルト、転写分離ベルト、帯電チューブ、現像スリーブ、定着用ベルト、トナー転写ベルト等の導電性、半導電性、絶縁性の各種電気抵抗に制御したエンドレスベルトが用いられている。 Conventionally, as an image forming apparatus such as an OA device, an electrophotographic system using a photoreceptor and toner has been devised and put on the market. These devices include conductive belts, intermediate transfer belts, transfer transfer belts, transfer separation belts, charging tubes, developing sleeves, fixing belts, toner transfer belts, etc., regardless of the presence or absence of seams, conductive, semiconductive, insulating Endless belts controlled to various electrical resistances are used.
例えば、中間転写装置は、中間転写体上にトナー像を一旦形成し、次に紙等へトナーを転写させるように構成されている。この中間転写体の表層におけるトナーへの帯電、除電のためにシームレスベルトよりなるエンドレスベルトが用いられている。このシームレスベルトは、マシーンの機種毎に異なった表面電気抵抗や厚み方向電気抵抗（以下「体積電気抵抗」という）に設定され、導電、半導電、又は絶縁性に調整されている。 For example, the intermediate transfer device is configured to once form a toner image on an intermediate transfer member and then transfer the toner to paper or the like. An endless belt made of a seamless belt is used for charging and discharging the toner on the surface layer of the intermediate transfer member. The seamless belt is set to have different surface electric resistance and electric resistance in the thickness direction (hereinafter referred to as “volume electric resistance”) for each machine model, and is adjusted to be conductive, semiconductive, or insulative.
また、搬送転写装置は、紙を一旦搬送転写体上に保持した上で感光体からのトナーを搬送転写体上に保持した紙上へ転写させ、更に除電により紙を搬送転写体より離すように構成されている。この搬送転写体表層においては紙への帯電、除電のためにシーム有り、無しのエンドレスベルトが用いられている。このエンドレスベルトは、上記中間転写ベルトと同様にマシーン機種毎に異なった表面電気抵抗や体積電気抵抗に設定されている。 The transport transfer device is configured to hold the paper once on the transport transfer body, transfer the toner from the photosensitive member onto the paper held on the transport transfer body, and further remove the paper from the transport transfer body by discharging. Has been. On the surface of the transport transfer body, an endless belt with or without a seam is used for charging or neutralizing paper. The endless belt is set to have different surface electric resistance and volume electric resistance for each machine model, like the intermediate transfer belt.
図２は従来の中間転写装置の側面図である。図中、１は感光ドラム、６は導電性エンドレスベルトである。１の感光ドラムの周囲には、帯電器２、半導体レーザー等を光源とする露光光学系３、トナーが収納されている現像器４及び残留トナーを除去するためのクリーナー５よりなる電子写真プロセスユニットが配置されている。導電性エンドレスベルト６は、搬送ローラ７，８，９に掛け渡されて、矢印方向に回転する感光ドラムと同調して矢印方向に移動するようになっている。
FIG. 2 is a side view of a conventional intermediate transfer apparatus. In the figure, 1 is a photosensitive drum and 6 is a conductive endless belt. 1 is an electrophotographic process unit including a
次に、動作について説明する。まず矢印Ａ方向に回転する感光ドラム１の表面を帯電器２により一様に帯電する。次に、光学系３により図示しない画像読み取り装置等で得られた画像に対応する静電潜像を感光ドラム１上に形成する。静電潜像は現像器４でトナー像に現像される。このトナー像を、静電転写機１０により導電性エンドレスベルト６へ静電転写し、搬送ローラ９と押圧ローラ１２の間で記録紙１１に転写する。
Next, the operation will be described. First, the surface of the photosensitive drum 1 rotating in the direction of arrow A is uniformly charged by the
ところで、電子写真式複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられる導電性エンドレスベルトの場合には、機能上２本以上のロールにより高張力で高電圧にて長時間駆動されるため、十分な機械的、電気的耐久性が要求される。 By the way, in the case of a conductive endless belt used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer, since it is functionally driven with a high tension and a high voltage for a long time by two or more rolls, it is sufficient. Mechanical and electrical durability is required.
特に、中間転写装置等に使用される中間転写ベルトの場合は、ベルト上でトナーによる画像を形成して紙へ転写するため、駆動中にベルトが弛んだり、伸びたり、蛇行したりすると、画像ズレの原因となるため、高寸法精度（ベルト幅方向の周長差が少ないことと厚みが均一であること）、高弾性率（ベルト周方向の引張弾性率が高いこと）、高耐屈曲性（割れにくいこと）に優れたものが望まれている。 In particular, in the case of an intermediate transfer belt used in an intermediate transfer device or the like, an image is formed with toner on the belt and transferred to paper, so if the belt is loosened, stretched or meandered during driving, the image Due to misalignment, high dimensional accuracy (small circumferential length difference in belt width and uniform thickness), high elastic modulus (high tensile elastic modulus in belt circumferential direction), high bending resistance The thing excellent in (it is hard to break) is desired.
また、近年カラーレーザプリンタやカラーＬＥＤプリンタ等の電子写真式画像形成装置は、低価格なインクジェット方式の画像形成装置との競争が一層激しくなっている。そのため、電子写真式画像形成装置は、高速での印刷技術でインクジェット方式との差別化を狙い、感光体を４つ並べたタンデム型の搬送転写、中間転写方式により高速で印刷する画像形成装置が商品化されてきた。このため、画像形成装置用エンドレスベルトには、より一層の耐久性の向上と画像ズレ防止が益々重要となってきている。 In recent years, electrophotographic image forming apparatuses such as color laser printers and color LED printers have become more competitive with low-cost inkjet image forming apparatuses. Therefore, the electrophotographic image forming apparatus aims to differentiate it from the inkjet system with a high-speed printing technology, and an image forming apparatus that performs high-speed printing with a tandem conveyance transfer and intermediate transfer system in which four photoconductors are arranged. It has been commercialized. For this reason, further improvement in durability and prevention of image misalignment have become increasingly important for endless belts for image forming apparatuses.
従来、エンドレスベルトについては、その素材の改良により一定の成果を上げてきている。しかしながら、最近では、高速印刷のみならず、画質の向上への要求も高まってきており、特に、広範囲な温度湿度の環境において、高画質な画像が得られること、カラープリンタ用の特殊な紙だけではなく、上質紙、再生紙、裏紙、ＯＨＰフィルムといった様々な用紙においても高画質が得られることがインクジェットプリンタとの差別化のために特に重要になってきている。 Conventionally, endless belts have achieved certain results by improving their materials. However, recently, not only high-speed printing but also the demand for improving image quality has been increasing. Especially, high-quality images can be obtained in a wide range of temperature and humidity environments, and only special paper for color printers. However, it is becoming particularly important for high-quality paper, recycled paper, backing paper, and OHP film to obtain high image quality for differentiation from inkjet printers.
そのため、トナーにおいては重合トナーの開発も進み、粒径４〜６μｍの小粒径で粒度ばらつきの少ないトナーが商品化されており、転写ベルトへの表面特性、化学特性、電気特性への改良要求も益々高まってきている。 As a result, development of polymerized toners has progressed, and toners with a small particle size of 4 to 6 μm and small variations in particle size have been commercialized, and there is a demand for improvements in surface properties, chemical properties, and electrical properties of transfer belts. Is also increasing.
特に、中間転写装置等に使用される転写ベルトの場合は、感光体上のトナーを静電気力にて直接転写ベルト上に転写（一次転写）し、転写ベルト上でカラー画像を合成した後トナーを紙へ静電力で転写（二次転写）させるため、転写ベルトの表面電気抵抗や体積電気抵抗特性といった電気抵抗特性が重要であるだけでなく、表面物理特性、表面化学特性等においても改良する必要がある。 In particular, in the case of a transfer belt used in an intermediate transfer device or the like, the toner on the photoconductor is directly transferred onto the transfer belt by electrostatic force (primary transfer), and after synthesizing a color image on the transfer belt, the toner is added. In order to transfer to paper with electrostatic force (secondary transfer), not only the electrical resistance characteristics such as the surface electrical resistance and volume electrical resistance characteristics of the transfer belt are important, but also the surface physical characteristics and surface chemical characteristics need to be improved. There is.
以上のことより、近年の転写ベルト等の画像形成装置用ベルトには、次の(1)〜(8)の条件が要求されている。
(1) 半導体領域にて所定の表面電気抵抗率と体積電気抵抗率を有し、抵抗ば
らつきが少ないこと
(2) トナー離型性を有していること
(3) 厚みが薄く均一であること
(4) 機械的強度が強い（伸びにくく、割れにくい）こと
(5) 環境（温度湿度）による抵抗値、寸法、機械強度の変動が少ないこと
(6) 低コストであること
(7) シームレスで真円（ベルト幅方向の周長差が少ない）ベルトであること
(8) 様々な紙の種類において高画質なプリントができること
From the above, the following conditions (1) to (8) are required for image forming apparatus belts such as transfer belts in recent years.
(1) Predetermined surface electrical resistivity and volume electrical resistivity in the semiconductor region, and less resistance variation
(2) Toner releasability
(3) Thin and uniform thickness
(4) Strong mechanical strength (hard to stretch and hard to break)
(5) Less variation in resistance, dimensions, and mechanical strength due to the environment (temperature and humidity)
(6) Low cost
(7) Seamless and perfect circle (with little difference in circumference in the belt width direction) belt
(8) Capable of high-quality printing on various paper types
現在まで、エンドレスベルトとしては、熱硬化性或いは熱可塑性樹脂にカーボンブラックや導電性金属フィラーなどの導電性フィラーを配合して成形したものやイオン導電性物質を配合して成形していたものが主として用いられており、例えば、ポリアミド、ポリイミド、ポリフッ化ビニリデン、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリカーボネート、ポリエステル等の樹脂組成物中に、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラックや絶縁性の高分子にイオン導電性物質を加えて電気抵抗率を調整したものを添加し、これを数十〜数百μｍ程度の厚さに成形することで、所定の電気抵抗率（表面電気抵抗率、体積電気抵抗率）に設定した樹脂製ベルトを、中間転写体用ベルト、紙搬送とトナー転写を兼ねた搬送転写用ベルトとすることが知られている（特開昭６３−３１１２６７号公報、特開平５−１７０９４６号公報、特開平６−２２８３３５号公報、特開平３−８９３５７号公報等）。 Up to now, endless belts have been molded by blending a thermosetting or thermoplastic resin with a conductive filler such as carbon black or conductive metal filler, or with an ion conductive material. It is mainly used, for example, carbon black such as acetylene black, furnace black, channel black and insulating properties in resin compositions such as polyamide, polyimide, polyvinylidene fluoride, ethylene tetrafluoroethylene copolymer, polycarbonate, polyester, etc. By adding an ionic conductive substance to the polymer of which the electrical resistivity is adjusted, and molding this to a thickness of several tens to several hundreds of micrometers, a predetermined electrical resistivity (surface electrical resistivity) is obtained. , Volumetric electrical resistivity), a resin belt, an intermediate transfer belt, paper transport and toner It is known to use a transfer belt that also serves as a transfer (Japanese Patent Laid-Open Nos. 63-111267, 5-170946, 6-228335, 3-89357, etc.) ).
また、樹脂素材以外のものとして、ゴムや熱可塑性エラストマー等の柔軟性素材からなるエンドレスベルトが提案されている（特開平９−５４５０６号公報、特開平８−９９３７４号公報、特開平１０−６４１１号公報、特開２０００−６２９９３号公報、特開２００１−１３８０２号公報）。 Further, as a material other than the resin material, an endless belt made of a flexible material such as rubber or thermoplastic elastomer has been proposed (Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-54506, 8-99374, and 10-6411). No., JP-A 2000-62993, JP-A 2001-13802).
なお、エンドレスベルトの作製方法としては次のような方法が考えられている。 In addition, the following methods are considered as a manufacturing method of an endless belt.
(a) 回転成形法（又は遠心成形法とも表現する場合がある）
円筒状金型の内周面に溶液を溶かした樹脂を入れ、金型を回転させながら温度を加え、溶媒を半分以上揮発させてから金型の内部よりシームレス状のチューブを取り出す工程と、別の円筒状金型の外部にシームレスチューブを装着し、温度を加えて熱硬化反応をさせる工程とからなる（特開昭６０−１７０８６２号公報）。この方法は、主にポリイミド製転写ベルトの製造に用いられる。
(a) Rotational molding method (or sometimes expressed as centrifugal molding method)
Put the resin in which the solution is dissolved on the inner peripheral surface of the cylindrical mold, apply temperature while rotating the mold, volatilize the solvent by half or more, and then remove the seamless tube from the mold. And a step of attaching a seamless tube to the outside of the cylindrical mold and applying a temperature to cause a thermosetting reaction (JP-A-60-170862). This method is mainly used for manufacturing a polyimide transfer belt.
(b) 押出成形法
導電性フィラーをコンパウンドした樹脂を環状に溶融押出しする方法である。この方法は、主にエチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリカーボネート系、ポリエステル系、ポリイミド系転写ベルトの作製方法に用いられている。
(b) Extrusion molding method This is a method in which a resin compounded with a conductive filler is melt-extruded in a ring shape. This method is mainly used in a method for producing an ethylenetetrafluoroethylene copolymer, polyvinylidene fluoride, polycarbonate-based, polyester-based, or polyimide-based transfer belt.
(c) ディッピング法
樹脂溶液を円筒状又は円柱状金型外面にディッピング塗布等により一定厚みに塗布し、加熱成膜した後、金型より成膜したチューブ状フィルムを引き抜く方法である。この方法は、主にポリフッ化ビニリデン製転写フィルムの作製に用いられている。
(c) Dipping method In this method, a resin solution is applied to the outer surface of a cylindrical or columnar mold by dipping or the like to form a fixed thickness, and after heating to form a film, the tubular film formed from the mold is pulled out. This method is mainly used for producing a transfer film made of polyvinylidene fluoride.
(d) ゴム押出成形法
ポリウレタンゴムを筒状に押し出し加硫した後、表面研磨し、再外層表面にフッ素樹脂等をコートする方法が報告されている（電子写真学会誌３３（１）４３（１９９４））。
(d) Rubber Extrusion Method A method has been reported in which polyurethane rubber is extruded and vulcanized into a cylindrical shape, and then the surface is polished and the surface of the outer layer is coated with a fluororesin or the like (Electrophotographic Society Journal 33 (1) 43 ( 1994)).
樹脂系エンドレスベルトの内、熱可塑性樹脂を主成分にしたものは、連続成形が容易であり、押出成形で作られた樹脂製エンドレスベルトが低コスト化が狙える点で広く用いられてきた（特開平３−８９３５７号公報等）。しかしながら、単に樹脂素材に導電剤を入れたエンドレスベルトは、耐屈曲性に劣り、例えば中間転写ベルトなどとして電子写真に用いた場合、使用中にクラックが発生しやすいという問題があった。 Among resin-based endless belts, those based on thermoplastic resin are easy to continuously mold, and resin-made endless belts made by extrusion have been widely used because they can aim to reduce costs. (Kaihei 3-89357). However, an endless belt in which a conductive agent is simply added to a resin material is inferior in bending resistance. For example, when used in electrophotography as an intermediate transfer belt, there is a problem that cracks are likely to occur during use.
この問題点を解決すべく、ポリカーボネートとポリブチレンテレフタレート等のポリアルキレンテレフタレートとを配合してなるアロイ化した樹脂製エンドレスベルトが提案され商品化され一定の成果を上げてきた（特開平４−３１３７５７号公報、特開平６−１４９０８３号公報）。しかし、クラックが発生しやすいといった問題が残されており、ベルト端部を補強する目的で補強テープ等を貼り合わせる必要があり、コスト高になるといった問題があった。 In order to solve this problem, an alloyed resin endless belt obtained by blending polycarbonate and polyalkylene terephthalate such as polybutylene terephthalate has been proposed and commercialized, and has achieved a certain result (Japanese Patent Laid-Open No. 4-313757). No. JP-A-6-149083). However, there remains a problem that cracks are likely to occur, and it is necessary to attach a reinforcing tape or the like for the purpose of reinforcing the belt end, resulting in an increase in cost.
また、樹脂製アロイ系ベルトとしてポリアリレート/ポリエステル,ポリアルキレンテレフタレート/ポリアミド,ポリカーボネート/ポリアミド,ポリサルフォン,ポリエーテルサルフォンとポリエステル,ポリフェニレンサルファイド等の各種のエンジニアリングプラスチックを組み合わせたアロイ系ベルトが提案されている。 Also, alloy belts combining various engineering plastics such as polyarylate / polyester, polyalkylene terephthalate / polyamide, polycarbonate / polyamide, polysulfone, polyethersulfone and polyester, polyphenylene sulfide have been proposed as resin alloy belts. Yes.
しかしながら、これら樹脂系アロイ材料は、もともと耐屈曲性が悪いばかりか、カーボン等の導電性物質を添加すると更に耐屈曲性が悪くなるという問題があった。また、低コスト化を狙う押出成形に用いた場合、耐熱性のあるエンジニアリングプラッスチックのため高温で加熱押し出しする必要があり、導電性物質そのものが劣化したり、樹脂との分解反応を促進させたりする場合が多く、分解ガスがベルト素材中残り、ベルト外観を悪化させたり、分解による耐屈曲性が極端に悪化したりするといった問題があった。 However, these resin-based alloy materials have a problem that not only the bending resistance is originally poor but also the bending resistance is further deteriorated when a conductive substance such as carbon is added. In addition, when used for extrusion molding aimed at cost reduction, it is necessary to heat and extrude at a high temperature because it is a heat-resistant engineering plastic, which deteriorates the conductive material itself or promotes the decomposition reaction with the resin. In many cases, the decomposition gas remains in the belt material, and the appearance of the belt is deteriorated, and the bending resistance due to decomposition is extremely deteriorated.
これらの樹脂系ベルトは、何れも引張弾性率が高く硬いため、感光体から転写ベルトへのトナーの転写（一次転写）において十分な転写領域（転写ニップとも言う）が得られないため、トナーの転写不良が発生しやすく、感光体側にトナーが残り堆積し固着してしまうといった現象が発生する。その結果、十分に感光体からのトナーが転写ベルトへ転写されず、一次転写部でのトナー転写効率が極度に低下しやすくなるといった問題があった。 Since these resin-based belts all have a high tensile elastic modulus and are hard, a sufficient transfer area (also referred to as a transfer nip) cannot be obtained in the transfer of toner from the photoreceptor to the transfer belt (primary transfer). A transfer failure is likely to occur, and a phenomenon occurs in which toner remains on the photosensitive member side and accumulates and adheres. As a result, there is a problem in that the toner from the photosensitive member is not sufficiently transferred to the transfer belt, and the toner transfer efficiency at the primary transfer portion is likely to be extremely reduced.
また、これらの引張弾性率が高く硬いベルトを用いた場合、二次転写工程においても比較的硬い転写ローラと硬いベルトとで挟まれたトナー層に、強い圧力が加えられ、トナー中央部のトナー層への圧力集中が発生しやすく、文字中央部のトナー層が凝集破壊してトナーが十分に転写されない（いわゆる文字中抜け）といった問題があると共に、再生紙等の表面凹凸の大きい紙に対しては、ベルトの硬さのためにトナーの転写が十分に行われないといった問題があった。 Further, when a hard belt having a high tensile elastic modulus is used, a strong pressure is applied to the toner layer sandwiched between the relatively hard transfer roller and the hard belt in the secondary transfer process, and the toner in the center of the toner Concentration of pressure on the layer is likely to occur, the toner layer in the center of the character is agglomerated and destroyed, and the toner is not transferred sufficiently (so-called character missing). Therefore, there is a problem that the transfer of toner is not sufficiently performed due to the hardness of the belt.
このような樹脂系ベルトの転写におけるトナー転写特性を改良すべく、前述の如く、ゴム等の柔軟性素材からなるエンドレスベルトが多数提案されている（特開平９−５４５０６号公報）。 A number of endless belts made of a flexible material such as rubber have been proposed as described above in order to improve toner transfer characteristics in the transfer of such a resin belt (Japanese Patent Laid-Open No. 9-54506).
しかしながら、ゴム製ベルトでは、柔軟性が有りすぎるため、ベルト周方向の引張力に対し伸びやすく、画像ズレが発生する問題があり、そのためベルト内部に織布等の伸びにくい材質のものを埋め込む必要があり、必然的にベルトの厚みが厚くなることから、厚み均一性が得られないといった問題があった。 However, since the rubber belt is too flexible, it tends to stretch with respect to the tensile force in the circumferential direction of the belt, and there is a problem that image displacement occurs. Therefore, it is necessary to embed a material that is difficult to stretch such as a woven fabric inside the belt. There is a problem that thickness uniformity cannot be obtained because the thickness of the belt is inevitably increased.
また、ゴムには加硫剤や可塑剤等の低分子のブリードしやすい添加剤が入っており、感光体を汚染するといった問題もあった。更には、バッチ式生産になるため低コスト化できないといった問題や、導電性フィラーによる半導電性領域での電気抵抗率の均一制御がしにくいため、イオン導電剤を配合しており、温度湿度の変化により抵抗値が２〜３オーダー変化するといった問題もあった。 In addition, the rubber contains additives such as vulcanizing agents and plasticizers that tend to bleed, causing a problem of contaminating the photoreceptor. Furthermore, since it is a batch type production, it is difficult to reduce the cost and it is difficult to uniformly control the electrical resistivity in the semiconductive region by the conductive filler. There was also a problem that the resistance value changed by 2 to 3 orders due to the change.
一方、ゴムの代わりに熱可塑性エラストマーを用いたベルトや熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂とをアロイ化したベルトが提案されている（特開平８−９９３７４号公報、特開平１０−６４１１号公報、特開２０００−６２９９３号公報、特開２００１−１３８０２号公報、特開２００３−２９５３７号公報）。 On the other hand, a belt using a thermoplastic elastomer instead of rubber, or a belt obtained by alloying a thermoplastic elastomer and a thermoplastic resin has been proposed (JP-A-8-99374, JP-A-10-6411, JP 2000-62993 A, JP 2001-13802 A, JP 2003-29537 A).
このうち、特開８−９９３７４号公報、特開１０−６４１１号公報では、熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーとをアロイ化したベルトが提案されているが、熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーの分散性が悪く、カーボンが凝集しやすいためか抵抗値の電圧依存性が大きく、電気抵抗率のばらつきが大きくなる傾向にあると共に、電気抵抗率の電圧依存性や温度湿度による電気抵抗率変化も大きく、あらゆる使用条件下で高精度な画質が得られないといった問題があった。また、画像形成装置に組み込んだ際に、高電圧印加によりエンドレスベルトがリークしてしまうといった問題があった。 Among these, in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-99374 and 10-6411, belts in which a thermoplastic resin and a thermoplastic elastomer are alloyed are proposed, but the dispersibility of the thermoplastic resin and the thermoplastic elastomer is proposed. This is because the resistance value has a large voltage dependency because the carbon tends to agglomerate, and the variation in the electrical resistivity tends to increase, and the electrical resistivity voltage dependency and the electrical resistance change due to temperature and humidity are also large, There was a problem that high-precision image quality could not be obtained under all use conditions. In addition, when incorporated in the image forming apparatus, there is a problem that the endless belt leaks due to application of a high voltage.
特開２０００−６２９９３号公報では、融点を低めに設定した熱可塑性エラストマーからなるエンドレスベルトのため、伸びやすく画像ズレが発生するといった問題があったとともに、熱可塑性エラストマーからなるエンドレスベルトは、エラストマーのソフトセグメント部分においてトナーの離形性が悪く、ベルトから紙への二次転写部でのトナーの転写効率が悪化しやすいといった問題があった。また、柔軟性が高いため、押出成形方法を採用した場合、真円になりにくく、熱処理等の後工程が必要になり高価になるという問題もあった。更には、結晶成分が少ないために耐薬品性に劣り、定着部材等から発生するシリコンオイル等の影響により変質してしまうという問題もあった。 In JP-A-2000-62993, the endless belt made of a thermoplastic elastomer having a low melting point has a problem in that it tends to stretch and an image shift occurs, and the endless belt made of a thermoplastic elastomer There is a problem in that the toner releasability is poor in the soft segment portion, and the transfer efficiency of the toner at the secondary transfer portion from the belt to the paper tends to be deteriorated. In addition, since the flexibility is high, when the extrusion molding method is adopted, there is a problem that it is difficult to become a perfect circle, and a post-process such as heat treatment is required, which is expensive. Furthermore, since there are few crystal components, there existed a problem that it was inferior in chemical resistance, and changed in quality by the influence of the silicone oil etc. which generate | occur | produce from a fixing member.
特開２００１−１３８０２号公報では、押出成形による熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーの積層ベルトにより伸びを低減し、柔らかさを兼ね備えたベルトが提案されているが、このような２層ベルトは、成形時のそれぞれの溶融樹脂の流動特性の乱れがお互いの層の電気抵抗率に影響を与えあうため、ベルト抵抗値がばらつくといった問題があった。また、表層は熱可塑性エラストマーのため、結晶成分が少なく耐薬品性に劣り、定着部材等から発生するシリコンオイル等の影響により、変質してしまうという問題もあった。
上述の如く、従来のベルトでは、その素材ごとに次のような問題があった。
・樹脂製ベルトでは、クラックの問題、トナーの凝集破壊による文字抜けの問題がある。
・ゴム製ベルトでは、コストの問題、温度湿度による電気抵抗率変化が大きいという問題、更には架橋剤、可塑剤等のブリードによる感光体汚染の問題がある。
・熱可塑性エラストマー製ベルトでは、トナー離形性、寸法精度、電気抵抗の電圧依存性が大きいといった問題がある。
As described above, the conventional belt has the following problems for each material.
-Resin belts have problems of cracking and missing characters due to toner cohesive failure.
The rubber belt has a problem of cost, a large change in electrical resistivity due to temperature and humidity, and a problem of contamination of the photoreceptor due to bleeding such as a crosslinking agent and a plasticizer.
-The belt made of thermoplastic elastomer has problems such as toner releasability, dimensional accuracy, and voltage dependency of electrical resistance.
このように、従来、提案ないし商品化されているエンドレスベルトには、高画質化、高耐久化、高寸法精度化、低コストを兼ね備えたエンドレスベルト素材は未だ存在せず、画像形成装置の温度湿度条件が制限されたり、印刷用紙の制限があったりする場合が殆どであった。 As described above, there is no endless belt material that combines high image quality, high durability, high dimensional accuracy, and low cost in the conventionally proposed or commercialized endless belts. In most cases, humidity conditions are limited or printing paper is limited.
従って、本発明の目的は、高画質化、高耐久化、高寸法精度化、低コストを兼ね備えた、画像形成装置の温度湿度条件や印刷用紙の制約が無い画像形成装置用ベルトと、この画像形成装置用ベルトを用いた画像形成装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus belt that has high image quality, high durability, high dimensional accuracy, and low cost, and that is free of temperature and humidity conditions of the image forming apparatus and printing paper, and the image forming apparatus belt. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus using a belt for forming apparatus.
即ち、本発明の目的は、耐屈曲性、耐薬品性、寸法安定性、電気抵抗及びこれらの特性の外部環境安定性に優れ、しかも安価で高画質、高耐久化が可能な画像形成装置用ベルトと、この画像形成装置用ベルトを用いた画像形成装置を提供することにある。 That is, an object of the present invention is for an image forming apparatus that is excellent in bending resistance, chemical resistance, dimensional stability, electrical resistance, and external environmental stability of these characteristics, and is inexpensive, capable of high image quality and high durability. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus using the belt and the belt for the image forming apparatus.
本発明の画像形成装置用ベルトは、画像形成装置に用いられるエンドレスベルトであって、熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂と導電性物質とを配合してなるエンドレスベルトにおいて、熱可塑性エラストマーがポリエステル系熱可塑性エラストマーであり、熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂とからなる熱可塑性ポリマー成分１００重量部に対して導電性物質を０．１〜３０重量部含み、更に、ＪＩＳ Ｋ７２１０によるメルトフローレート（ＭＦＲ）値（１９０℃、２．１６ｋｇｆ荷重）が０．０１〜１０ｇ／１０分の範囲の値を示すポリマーを、熱可塑性ポリマー成分１００重量部に対して０．０１〜２０重量部含むことを特徴とする。 The belt for an image forming apparatus according to the present invention is an endless belt used in an image forming apparatus, and is an endless belt formed by blending a thermoplastic elastomer, a thermoplastic resin, and a conductive material, and the thermoplastic elastomer is a polyester-based heat. a thermoplastic elastomer, the conductive material with respect to the thermoplastic polymer component 100 parts by weight comprising a thermoplastic elastomer and the thermoplastic resin comprises 0.1 to 30 parts by weight, further, melt flow rate (MFR) according to JIS K7210 (190 ° C., 2.16 kgf load) includes 0.01 to 20 parts by weight of a polymer having a value in the range of 0.01 to 10 g / 10 minutes with respect to 100 parts by weight of the thermoplastic polymer component. .
本発明者等は、上記目的を達成すべく検討を重ねる過程において、まず低コスト化を狙える素材として、押出成形が可能で柔軟性が得られる点で熱可塑性エラストマーを用い、ベルトの引張弾性率と表面粗さと表面濡れ性と導電性物質の分散状態に特に着目しつつ、電気抵抗の環境依存性と電気抵抗の電圧依存性特性を調べつつ画像テストを繰り返し実施してみた。 In the process of repeatedly studying to achieve the above object, the present inventors first used a thermoplastic elastomer as a material that can be cost-reduced in that it can be extruded and can obtain flexibility. The image test was repeatedly performed while investigating the environmental dependence of the electrical resistance and the voltage dependence characteristics of the electrical resistance, paying particular attention to the surface roughness, surface wettability, and dispersion state of the conductive material.
その結果、ある特定の引張弾性率と表面粗さ特性と表面濡れ性、電気抵抗の電圧依存性を有する導電性物質分散状態のエンドレスベルトが、一次転写部でのトナー転写効率と二次転写部でのトナー転写効率を向上させるために重要であることを知見した。また、ある特定の導電性物質を用いることにより、広範囲な温度湿度環境下でも安定した画像を形成できることを見出した。更には、ある特定の成形法により成形されたエンドレスベルトが、高画質、温度湿度環境安定性に加え、高寸法精度でかつ安価に提供されることを知見した。 As a result, an endless belt dispersed in a conductive material having a specific tensile elastic modulus, surface roughness characteristics, surface wettability, and electric resistance voltage dependency is used to achieve toner transfer efficiency in the primary transfer portion and secondary transfer portion. It was found to be important for improving the toner transfer efficiency in the toner. Further, it has been found that a stable image can be formed under a wide range of temperature and humidity environments by using a specific conductive material. Furthermore, it has been found that an endless belt molded by a specific molding method is provided with high dimensional accuracy and low cost in addition to high image quality and temperature and humidity environment stability.
しかして、このようなエンドレスベルトは、熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂と導電性物質とに更に特定のポリマーを配合することにより実現し得ることを知見した。 Thus, it has been found that such an endless belt can be realized by further blending a specific polymer with a thermoplastic elastomer, a thermoplastic resin, and a conductive material.
本発明において添加される特定のポリマー、即ち、ＪＩＳ Ｋ７２１０によるＭＦＲ値（１９０℃、２．１６ｋｇｆ荷重）が０．０１〜１０ｇ／１０分の範囲の値を示すポリマー（以下、このポリマーを「粘性ポリマー」と称す場合がある。）は、本発明の目的である、印加電圧依存性が小さい表面電気抵抗値を示すエンドレスベルトを提供するためには、不可欠なものである。即ち、粘性ポリマーを全く添加しない熱可塑性樹脂／熱可塑性エラストマー／導電性物質混合系を用いたエンドレスベルトにおいては、表面電気抵抗値における印加電圧依存性が非常に大きく、そのために高精度な画質が得られない。その原因としては、高粘度の熱可塑性樹脂と低粘度の熱可塑性エラストマーとの粘度差が大きいために、低粘度の熱可塑性エラストマーが混練時にその他の成分と十分に混ざらず、エンドレスベルト中の各成分の分散が悪いことが考えられる。この問題を解決するために、本発明においては熱可塑性樹脂／熱可塑性エラストマー／導電性物質混合系全体の粘度を増大させ、低粘度の熱可塑性エラストマーを相当量含んでいても各成分が十分に分散し得る粘度に増大させる目的で、所定のＭＦＲ値の粘性ポリマーを所定の割合で配合する。 The specific polymer added in the present invention, that is, a polymer having an MFR value (190 ° C., 2.16 kgf load) according to JIS K7210 in the range of 0.01 to 10 g / 10 min (hereinafter, this polymer is referred to as “viscosity”). Is sometimes indispensable for providing an endless belt which is an object of the present invention and exhibits a surface electric resistance value with small dependence on applied voltage. That is, in the endless belt using the thermoplastic resin / thermoplastic elastomer / conductive substance mixed system to which no viscous polymer is added, the surface electric resistance value is very dependent on the applied voltage, so that high-accuracy image quality is achieved. I cannot get it. The cause is that the viscosity difference between the high viscosity thermoplastic resin and the low viscosity thermoplastic elastomer is large, so the low viscosity thermoplastic elastomer does not mix well with other components during kneading, and each of the endless belts It is considered that the dispersion of the components is bad. In order to solve this problem, in the present invention, the viscosity of the entire thermoplastic resin / thermoplastic elastomer / conductive material mixture system is increased, and each component is sufficiently contained even if a considerable amount of low-viscosity thermoplastic elastomer is contained. In order to increase the viscosity to be dispersible, a viscous polymer having a predetermined MFR value is blended at a predetermined ratio.
請求項２の画像形成装置用ベルトは、請求項１において、熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂との重量比が、熱可塑性エラストマー／熱可塑性樹脂＝５／９５〜９５／５であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the image forming apparatus belt according to the first aspect, the weight ratio of the thermoplastic elastomer to the thermoplastic resin is thermoplastic elastomer / thermoplastic resin = 5/95 to 95/5. To do.
請求項３の画像形成装置用ベルトは、請求項２において、熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂との重量比が、熱可塑性エラストマー／熱可塑性樹脂＝１０／９０〜９０／１０であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus belt according to the second aspect, the weight ratio of the thermoplastic elastomer to the thermoplastic resin is thermoplastic elastomer / thermoplastic resin = 10/90 to 90/10. To do.
請求項４の画像形成装置用ベルトは、請求項１ないし３のいずれか１項において、熱可塑性樹脂がポリアルキレンテレフタレートを主成分とすることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus belt according to any one of the first to third aspects, the thermoplastic resin contains polyalkylene terephthalate as a main component.
請求項５の画像形成装置用ベルトは、請求項４において、ポリアルキレンテレフタレートがポリブチレンテレフタレートであることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus belt according to the fourth aspect , the polyalkylene terephthalate is polybutylene terephthalate.
これら請求項２〜５の要件を満たす熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂とのアロイ材料であれば、良好な耐久性と適度な弾性率を得ることができ、本発明の電気特性を満たすと共に、良好な押出成形性を得ることができる。
If it is an alloy material of a thermoplastic elastomer and a thermoplastic resin satisfying the requirements of these
請求項６の画像形成装置用ベルトは、請求項１ないし５のいずれか１項において、ポリマーがエポキシ基を含有するポリマーであることを特徴とする。 A belt for an image forming apparatus according to a sixth aspect is characterized in that, in any one of the first to fifth aspects, the polymer is a polymer containing an epoxy group.
請求項７の画像形成装置用ベルトは、請求項６において、ポリマーがグリシジルメタクリレート基を含有するポリマーであることを特徴とする。 A belt for an image forming apparatus according to a seventh aspect is characterized in that, in the sixth aspect , the polymer is a polymer containing a glycidyl methacrylate group.
グリシジルメタクリレート基等のエポキシ基は反応性が高いために、樹脂混練時に熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーとの反応による高分子量化が起こり、増粘効果が非常に大きい。このため、請求項６，７の粘性ポリマーを用いることにより、本発明による均一混練性の改良効果、それによる表面電気抵抗値の低印加電圧依存性をより確実に得ることができる。
Epoxy groups such as glycidyl methacrylate groups have high reactivity, so that a high molecular weight is generated by reaction with a thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer at the time of resin kneading, and the thickening effect is very large. For this reason, by using the viscous polymer of
請求項８の画像形成装置用ベルトは、請求項１ないし７のいずれか１項において、導電性物質として、ＤＢＰ吸油量５０ｃｍ３／１００ｇ以上３００ｃｍ３／１００ｇ以下、比表面積３５ｍ２／ｇ以上５００ｍ２／ｇ以下、揮発分０％以上２０％以下、平均一次粒径２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下のカーボンブラックが下記式(i)及び(ii)を満たすように配合されていることを特徴とする。
式(i)：ＬｏｇＹ≧−Ｘ＋２０
式(ii)：ＬｏｇＹ≦−Ｘ＋３０
ただし、Ｘ，Ｙは次の通り。
Ｘ：エンドレスベルト中のカーボンブラックの含有量（重量％）
Ｙ：エンドレスベルトの１００Ｖ印加電圧，１０秒での表面電気抵抗率(Ω)
The image forming apparatus belt according to claim 8, in any one of claims 1 to 7, as a conductive material, DBP oil absorption of 50 cm 3/100 g or more 300 cm 3/100 g or less and a specific surface area of 35m 2 / g or more 500m 2 / g or less, a carbon black having a volatile content of 0% to 20% and an average primary particle size of 20 nm to 50 nm is blended so as to satisfy the following formulas (i) and (ii).
Formula (i): LogY ≧ −X + 20
Formula (ii): LogY ≦ −X + 30
However, X and Y are as follows.
X: Carbon black content (% by weight) in the endless belt
Y: Surface electrical resistivity (Ω) at 100 V applied voltage, 10 seconds for endless belt
導電性物質として、上記要件を満たすようにカーボンブラックを配合することにより、良好な温度湿度環境安定性と、電気抵抗値の均一性を得ることができる。 By blending carbon black as a conductive substance so as to satisfy the above requirements, it is possible to obtain good temperature and humidity environment stability and uniformity of electrical resistance value.
請求項９の画像形成装置用ベルトは、請求項１ないし８のいずれか１項において、エンドレスベルトについて、印加電圧１００Ｖ，１０秒にて測定した表面電気抵抗率をＳＲ(１００Ｖ)、印加電圧５００Ｖ，１０秒にて測定した表面電気抵抗率をＳＲ(５００Ｖ)、印加電圧１００Ｖ，１０秒にて測定した時の体積電気抵抗率をＶＲ(１００Ｖ)、印加電圧２５０Ｖ，１０秒にて測定した時の体積電気抵抗率をＶＲ(２５０Ｖ)、としたときに、以下の式(1)、(2)及び(3)を満たすことを特徴とする。
式(1)：ＳＲ(１００Ｖ)／ＳＲ(５００Ｖ)＜ＶＲ(１００Ｖ)／ＶＲ(２５０Ｖ)
式(2)：ＳＲ(１００Ｖ)／ＳＲ(５００Ｖ)≦３０
式(3)：８≦ＶＲ(１００Ｖ)／ＶＲ(２５０Ｖ)≦１００
A belt for an image forming apparatus according to a ninth aspect is the endless belt according to any one of the first to eighth aspects, wherein the surface electrical resistivity measured at an applied voltage of 100 V for 10 seconds is SR (100 V) and an applied voltage of 500 V. When the surface electrical resistivity measured at 10 seconds is SR (500 V), the applied voltage is 100 V, when measured at 10 seconds, the volume electrical resistivity is measured at VR (100 V), the applied voltage is 250 V, and 10 seconds. The following formulas (1), (2), and (3) are satisfied when the volume electrical resistivity is VR (250 V).
Formula (1): SR (100 V) / SR (500 V) <VR (100 V) / VR (250 V)
Formula (2): SR (100 V) / SR (500 V) ≦ 30
Formula (3): 8 ≦ VR (100 V) / VR (250 V) ≦ 100
本発明の画像形成装置用ベルトにおいて、前記式(1)を満たすことは、体積電気抵抗率の電圧依存性が表面電気抵抗率の電圧依存性より大きいことを意味する。また、前記式(2)，(3)を満たすことは、表面電気抵抗率の電圧依存性が小さく、体積電気抵抗率の電圧依存性が程良く大きいことを示す。 In the image forming apparatus belt of the present invention, satisfying the expression (1) means that the voltage dependency of the volume resistivity is larger than the voltage dependency of the surface resistivity. Further, satisfying the above formulas (2) and (3) indicates that the voltage dependency of the surface electrical resistivity is small and the voltage dependency of the volume electrical resistivity is moderately large.
このように体積電気抵抗率の電圧依存性が表面電気抵抗率の電圧依存性より大きく、かつ体積電気抵抗の電圧依存性が程良く大きいことが、一次転写されたベルト上の帯電トナーが、二次転写される際に、程良くベルト厚み方向に除電され、その結果、トナーの自己除電によるトナー離形性効果を高めることができる。 As described above, the voltage dependency of the volume resistivity is larger than the voltage dependency of the surface resistivity, and the voltage dependency of the volume resistivity is moderately large. At the time of the next transfer, the charge is moderately eliminated in the belt thickness direction, and as a result, the toner releasability effect by the self-discharge of the toner can be enhanced.
請求項１０の画像形成装置用ベルトは、請求項１ないし９のいずれか１項において、エンドレスベルトの引張弾性率が３００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下であり、エンドレスベルト外表面の水との接触角が６０°以上９０°未満であり、表面粗さＲａが０．０５μｍ以上０．３μｍ以下であることを特徴とする。 A belt for an image forming apparatus according to a tenth aspect is the belt according to any one of the first to ninth aspects, wherein the tensile elastic modulus of the endless belt is 300 MPa or more and 2500 MPa or less, and the contact angle between the outer surface of the endless belt and water is 60 °. The surface roughness Ra is 0.05 μm or more and 0.3 μm or less.
このように、引張弾性率が３００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下であって、硬くも柔らかくもないベルトが、一次転写部では感光体からトナーを掻き取る効果を発現させ、二次転写部では凹凸のある用紙に対してもトナー転写効率を向上させることができる。更には、水との接触角で表される表面濡れ性が、６０°以上９０°未満と、親水性でも疎水性でもない適度な範囲であることが、一次転写部でのトナー転写効率の向上に有効であり、更には二次転写でのトナー離形性については、請求項１で規定される電気特性と、請求項２で規定される弾性特性とで補うことにより、結果としてトナーの一次、二次転写効率を向上させることが可能となる。
As described above, the belt having a tensile modulus of 300 MPa to 2500 MPa and having neither a hard nor soft belt exhibits an effect of scraping the toner from the photoreceptor in the primary transfer portion, and the uneven transfer paper is formed in the secondary transfer portion. In contrast, the toner transfer efficiency can be improved. Furthermore, the surface wettability represented by the contact angle with water is within a suitable range of 60 ° or more and less than 90 °, which is neither hydrophilic nor hydrophobic, so that the toner transfer efficiency in the primary transfer portion is improved. Further, the toner releasability in the secondary transfer is supplemented by the electrical characteristics defined in claim 1 and the elastic characteristics defined in
また、エンドレスベルトの表面粗さがＲａにて０．０５〜０．３μｍと、適度に荒れていることが、一次転写、二次転写でのトナー転写効率の向上に有効である。 Further, it is effective for improving the toner transfer efficiency in the primary transfer and the secondary transfer that the surface roughness of the endless belt is moderately rough at 0.05 to 0.3 μm in Ra.
即ち、本発明者等は、熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーのアロイ材料を用いてなるエンドレスベルトについて、引張弾性率、表面濡れ性、表面粗さとトナーの転写効率について検討することとし、まず、二次転写部におけるトナーと転写ベルトとの付着力と、トナー転写性について検討した。 That is, the present inventors will examine the tensile elastic modulus, surface wettability, surface roughness, and toner transfer efficiency of an endless belt using an alloy material of a thermoplastic resin and a thermoplastic elastomer. The adhesion between the toner and the transfer belt in the next transfer portion and the toner transferability were examined.
トナーと転写ベルトとの間の二次転写部における付着力として、
イ）転写ベルトとトナー粒子間で作用する分子間引力、いわゆるファンデルワールス力
ロ）帯電したトナーが電気的に作用する鏡像力
ハ）トナーと転写ベルトの２つの物体が接触することにより発生する接触帯電力
ニ）トナーと転写ベルト間での水分が作用する液架橋力
が、一般的に考えられ、二次転写部におけるトナー転写条件は、このイ）〜ニ）の総合的な付着力に打ち勝つように、トナーに逆方向の電界を印加してクーロン力を作用させてやることが、トナー転写条件として最低限必須であると言われている。
As the adhesive force in the secondary transfer part between the toner and the transfer belt,
B) Intermolecular attractive force acting between the transfer belt and toner particles, so-called van der Waals force b) Mirror force that the charged toner acts electrically c) Generated by the contact between the toner and the transfer belt Contact band power d) In general, the liquid bridging force due to moisture between the toner and the transfer belt is considered, and the toner transfer conditions in the secondary transfer part are the total adhesion force of a) to d). It is said that it is at least essential as a toner transfer condition to apply a reverse electric field to the toner and to apply a Coulomb force so as to overcome it.
従って、二次転写部において、ベルトとトナーとの付着力を低減するための条件として、次のようなことが考えられる。
ホ）ベルト表面を適度に荒らした方が、ファンデルワールス力が小さくなり、転写ベルト上のトナー付着力を低減することができるため、二次転写効率の向上に寄与する。
ヘ）転写ベルトの電気抵抗率が低いことが、転写ベルト上で帯電したトナーが除電されやすくなり、二次転写効率向上には有利に作用する。
ト）トナーと転写ベルトの摩擦帯電列における差が小さいことが、接触帯電力の低減に効果がある。
チ）転写ベルト表面が疎水性であることが、液架橋力を低減し、トナーの付着力を低減させる効果がある。
Therefore, the following can be considered as conditions for reducing the adhesion between the belt and the toner in the secondary transfer portion.
E) When the belt surface is appropriately roughened, the van der Waals force is reduced and the toner adhesion force on the transfer belt can be reduced, which contributes to the improvement of the secondary transfer efficiency.
F) The low electric resistivity of the transfer belt facilitates the charge removal of the toner charged on the transfer belt, which is advantageous for improving the secondary transfer efficiency.
G) A small difference in the triboelectric charging train between the toner and the transfer belt is effective in reducing the contact band power.
H) The transfer belt surface being hydrophobic has the effect of reducing the liquid crosslinking force and the toner adhesion.
つまり、二次転写効率を向上させるためには、上述のホ）〜チ）の対策が効果的であると一般には考えられるが、一方で、一次転写においては、これらの対策は全て逆効果となる。 In other words, in order to improve the secondary transfer efficiency, it is generally considered that the above measures e) to h) are effective. On the other hand, in the primary transfer, these measures are all counterproductive. Become.
そこで、本発明者等は、一次転写と二次転写でのトナー転写効率向上に必要なベルト機能をそれぞれに分担させることを発案した。つまり、トナー転写において、静電気的なクーロン力以外に機械的な力、即ち粘着性を付与させた方が良いのではないかと考え、
・二次転写におけるトナー付着力低減化については、自己除電機能を持たせた電気抵抗特性を有するベルト（即ち、体積電気抵抗率が適度な電圧依存性を有する）を作ることでトナー付着力を低減化させ、
・一次転写におけるトナー付着力向上については、ベルト素材を柔らかくすることとベルト表面をできるだけ疎水化しないことでトナー付着力を向上させ、
これらの組み合わせにより、一次転写と二次転写のトナー転写効率を同時に向上させることができると考え、転写ベルトの機械的強度を損なわせることなく、弾性率を調整できる手段として熱可塑性エラストマーに着目し、熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂とのアロイ化の検討し、前記式(1)〜(3)を満たす特有の電気抵抗電圧依存性と、更には、適度な弾性率と適度な表面濡れ性と表面粗さとを満たすことが、一次転写効率及び二次転写効率を向上さることを解明した。
Accordingly, the present inventors have proposed that the belt functions necessary for improving the toner transfer efficiency in the primary transfer and the secondary transfer are shared. In other words, in the toner transfer, it may be better to give mechanical force other than electrostatic Coulomb force, that is, adhesion.
・ To reduce the toner adhesion in secondary transfer, the toner adhesion can be reduced by making a belt with electrical resistance that has a self-removal function (that is, the volume electrical resistivity has an appropriate voltage dependency). Reduce
・ Improves toner adhesion in primary transfer by improving the toner adhesion by softening the belt material and making the belt surface as hydrophobic as possible.
These combinations are considered to be able to improve the toner transfer efficiency of primary transfer and secondary transfer at the same time, and focus on thermoplastic elastomer as a means to adjust the elastic modulus without impairing the mechanical strength of the transfer belt. The alloying of the thermoplastic elastomer and the thermoplastic resin is examined, the specific electric resistance voltage dependency satisfying the above formulas (1) to (3), and further, the appropriate elastic modulus and the appropriate surface wettability It has been clarified that satisfying the surface roughness improves the primary transfer efficiency and the secondary transfer efficiency.
しかして、前記式(1)〜(3)は、熱可塑性樹脂／熱可塑性エラストマー／導電性物質混合系に、本発明に係る特定の粘性ポリマーを所定の割合で配合することにより、その材料の均一分散性の向上効果により達成することができる。 Therefore, the above formulas (1) to (3) are obtained by blending the specific viscosity polymer according to the present invention in a predetermined ratio in the thermoplastic resin / thermoplastic elastomer / conductive substance mixed system. This can be achieved by the effect of improving the uniform dispersibility.
請求項１１の画像形成装置用ベルトは、請求項１ないし１０のいずれか１項において、ＭＦＲで示される溶融粘度が０．１ｇ／１０分以上の成形材料を押出成形してなることを特徴とする。
The belt for an image forming apparatus according to
請求項１２の画像形成装置用ベルトは、請求項１ないし１１のいずれか１項において、環状ダイから加熱押し出しした溶融チューブを冷却又は冷却固化しつつ引き取ることにより成形されてなることを特徴とする。 A belt for an image forming apparatus according to a twelfth aspect of the present invention is the belt according to any one of the first to eleventh aspects, wherein the melt tube heated and extruded from the annular die is formed by being cooled or cooled and solidified. .
請求項１３の画像形成装置用ベルトは、請求項１２において、環状ダイの円周方向に複数の温度調節機構が設けられていることを特徴とする。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus belt according to the twelfth aspect , a plurality of temperature adjusting mechanisms are provided in the circumferential direction of the annular die.
請求項１４の画像形成装置用ベルトは、請求項１２又は１３において、溶融チューブの内側又は外側に３０〜１５０℃の範囲に温度調節した金型を接触させて、溶融チューブを冷却したことを特徴とする。 A belt for an image forming apparatus according to a fourteenth aspect is the one according to the twelfth or thirteenth aspect, wherein the melting tube is cooled by contacting a mold whose temperature is adjusted to a range of 30 to 150 ° C inside or outside the melting tube. And
請求項１５の画像形成装置用ベルトは、請求項１２ないし１４のいずれか１項において、溶融チューブを円筒形状を保持して引き取ることを特徴とする。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the image forming apparatus belt according to any one of the twelfth to fourteenth aspects, the melting tube is pulled out while maintaining a cylindrical shape.
このように、環状ダイから連続押出成形にて押し出されてなるチューブを環状の状態で押し出し、筒状体のまま引き取り、これを輪切りにして得られるエンドレスベルトにより、低コスト化と寸法安定性を同時に達成できる。また、環状ダイの円周方向に複数の温度調節機構を設けることにより、電気抵抗率のばらつきの少ないエンドレスベルトを低コストに製造することができる。 In this way, the endless belt obtained by extruding the tube extruded from the annular die by continuous extrusion in an annular state and pulling it as a cylindrical body, and cutting it into a ring, reduces cost and dimensional stability. Can be achieved at the same time. Further, by providing a plurality of temperature adjusting mechanisms in the circumferential direction of the annular die, an endless belt with little variation in electrical resistivity can be manufactured at low cost.
本発明の画像形成装置用ベルトは、特に、シームレス状の中間転写ベルト、搬送転写ベルト、転写定着ベルト、定着ベルト、感光体ベルト、又は現像スリープに好適である。 The belt for an image forming apparatus of the present invention is particularly suitable for a seamless intermediate transfer belt, a conveyance transfer belt, a transfer fixing belt, a fixing belt, a photosensitive belt, or a development sleep.
本発明の画像形成装置は、このような本発明の画像形成装置用ベルトを含むことを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention includes such a belt for an image forming apparatus of the present invention.
後述の実施例及び比較例からも明らかな通り、本発明によると、熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーとをアロイ化することにより引張弾性率を制御しつつ、またカーボンブラックと粘性ポリマー配合による電気抵抗率制御を行うことにより電気抵抗率の電圧依存性が小さく、温度湿度環境による電気抵抗率の変動が小さく、耐屈曲性や耐薬品性及び成形寸法安定性に優れ、かつ低温低湿〜高温高湿のあらゆる環境下において、凹凸の大きな紙から平滑な紙までのあらゆる用紙に対して高画質が得られる画像形成装置用エンドレスベルトと、この画像形成装置用ベルトを用いた画像形成装置が提供される。 As will be apparent from the examples and comparative examples described later, according to the present invention, the tensile elastic modulus is controlled by alloying a thermoplastic resin and a thermoplastic elastomer, and the electrical resistance is obtained by blending carbon black and a viscous polymer. By controlling the rate, the voltage dependence of the electrical resistivity is small, the variation of the electrical resistivity due to the temperature and humidity environment is small, excellent in bending resistance, chemical resistance and molding dimensional stability, and low temperature low humidity to high temperature high humidity There are provided an endless belt for an image forming apparatus capable of obtaining high image quality on all types of paper from uneven papers to smooth papers, and an image forming apparatus using the belt for image forming apparatuses. .
以下に本発明の画像形成装置用ベルト及び画像形成装置の実施の形態を詳細に説明する。 Embodiments of an image forming apparatus belt and an image forming apparatus according to the present invention will be described in detail below.
（１） エンドレスベルト材料
本発明のエンドレスベルトは、熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂と導電性物質と粘性ポリマーとで構成される。本発明においては、基本的に特定の粘性ポリマーを所定の割合で含むものであれば良く、その他の材料の種類において制限はなく公知の熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂を主成分とすることができる。そして、本発明のエンドレスベルトは、導電性フィラー或いはイオン導電性物質等の導電性を発現する物質の必要量を配合することにより、所望の導電性を得ることができる。
(1) Endless belt material The endless belt of the present invention is composed of a thermoplastic elastomer, a thermoplastic resin, a conductive substance, and a viscous polymer. In the present invention, it is basically only necessary to contain a specific viscosity polymer in a predetermined ratio, and there is no limitation on the type of other materials, and a known thermoplastic elastomer and thermoplastic resin can be the main component. . And the endless belt of this invention can obtain desired electroconductivity by mix | blending the required quantity of the substance which expresses electroconductivity, such as a conductive filler or an ion conductive substance.
（熱可塑性樹脂）
本発明のエンドレスベルトに用いる熱可塑性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン（高密度，中密度，低密度，直鎖状低密度）、プロピレンエチレンブロック又はランダム共重合体、ゴム又はラテックス成分、例えばエチレン・プロピレン共重合体ゴム、スチレン・ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加誘導体、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアセタール、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリイミド、液晶性ポリエステル、ポリスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリビスアミドトリアゾール、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、アクリル、ポリフッ素化ビニリデン、ポリフッ素化ビニル、クロロトリフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、アクリル酸アルキルエステル共重合体、ポリエステルエステル共重合体、ポリエーテルエステル共重合体、ポリエーテルアミド共重合体、ポリウレタン共重合体等の１種又はこれらの２種以上の混合物からなるものが使用できる。
(Thermoplastic resin)
Examples of the thermoplastic resin used in the endless belt of the present invention include polypropylene, polyethylene (high density, medium density, low density, linear low density), propylene ethylene block or random copolymer, rubber or latex component such as ethylene Propylene copolymer rubber, styrene-butadiene rubber, styrene-butadiene-styrene block copolymer or hydrogenated derivatives thereof, polybutadiene, polyisobutylene, polyamide, polyamideimide, polyacetal, polyarylate, polycarbonate, polyimide, liquid crystalline polyester, poly Sulphone, polyphenylene sulfide, polybisamide triazole, polyether imide, polyether ether ketone, acrylic, polyfluorinated vinylidene, polyfluorinated vinyl, chlorotriflu Polyethylene, ethylenetetrafluoroethylene copolymer, hexafluoropropylene, perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, alkyl acrylate ester copolymer, polyester ester copolymer, polyether ester copolymer, polyether amide copolymer, What consists of 1 type, such as a polyurethane copolymer, or these 2 or more types of mixtures can be used.
本発明のエンドレスベルトに用いる熱可塑性樹脂の中でも、結晶性樹脂として好ましいのは、水酸基、カルボン酸基及びエステル結合の少なくとも１つを有するものであり、結晶化度が２０％以上、９０％未満であれば特に制限はなく汎用の樹脂を用いることができる。 Among the thermoplastic resins used in the endless belt of the present invention, the crystalline resin preferably has at least one of a hydroxyl group, a carboxylic acid group and an ester bond, and has a crystallinity of 20% or more and less than 90%. If it is, there will be no restriction | limiting in particular and a general purpose resin can be used.
具体的には熱可塑性結晶性樹脂の中でも、ＰＡＴ（ポリアルキレンテレフタレート）が好ましく、なかでもＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）はより好ましく、ＰＢＴは結晶化速度が速いので成形条件による結晶化度の変化が少なく、一般に３０％前後と結晶化度で安定しているので特に好ましい。 Specifically, among the thermoplastic crystalline resins, PAT (polyalkylene terephthalate) is preferable, and PBT (polybutylene terephthalate), PET (polyethylene terephthalate) and PEN (polyethylene naphthalate) are more preferable, and PBT is crystallized. Since the speed is high, there is little change in crystallinity due to molding conditions, and it is particularly preferable because it is generally stable at a crystallinity of around 30%.
また、本発明に用いる結晶性樹脂は、本発明の効果を著しく損なわない範囲で共重合成分を導入することもできる。具体的な例としてエステル結合を主鎖とし、ポリメチレングリコールなどエステル結合を導入したものなどを挙げることができる。 Moreover, a copolymerization component can also be introduce | transduced in the crystalline resin used for this invention in the range which does not impair the effect of this invention remarkably. Specific examples include those in which an ester bond is a main chain and an ester bond such as polymethylene glycol is introduced.
本発明のエンドレスベルトに用いる熱可塑性結晶性樹脂の分子量としては、重量平均分子量１０，０００〜１００，０００など一般的な分子量の樹脂を用いることができるが、引張破断伸びなどの機械物性の高い要求がある場合には、高分子量のものが好ましい。具体的には２０，０００以上が好ましく、２５，０００以上であれば更に好ましく、３０，０００以上であれば特に好ましい。 As the molecular weight of the thermoplastic crystalline resin used in the endless belt of the present invention, a resin having a general molecular weight such as a weight average molecular weight of 10,000 to 100,000 can be used, but mechanical properties such as tensile elongation at break are high. When required, high molecular weight is preferred. Specifically, it is preferably 20,000 or more, more preferably 25,000 or more, and particularly preferably 30,000 or more.
本発明のエンドレスベルトに用いる熱可塑性樹脂の中でも、非晶性樹脂として好ましいのは、水酸基、カルボン酸基及びエステル結合の少なくとも１つを有するものであり、結晶化度が０％以上、１０％未満であれば特に制限はなく汎用の樹脂を用いることができる。 Among the thermoplastic resins used in the endless belt of the present invention, the amorphous resin preferably has at least one of a hydroxyl group, a carboxylic acid group and an ester bond, and has a crystallinity of 0% or more and 10%. If it is less than this, there will be no restriction | limiting in particular and a general purpose resin can be used.
具体的にはＰＣ（ポリカーボネート）やＰＡｒ（ポリアリレート）などのポリエステルやＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）などの側鎖にエステル結合を有する樹脂が好適な例として挙げることができる。なかでもポリエステルが好ましく、ＰＣは特に好適に用いることができる。 Specifically, polyesters such as PC (polycarbonate) and PAr (polyarylate), and resins having ester bonds in the side chains such as PMMA (polymethyl methacrylate) can be given as suitable examples. Of these, polyester is preferable, and PC can be used particularly preferably.
また、本発明のエンドレスベルトに用いる非晶性樹脂は、本発明の効果を著しく損なわない範囲で共重合成分を導入することができる。具体的な例としてエステル結合を主鎖とし、ポリメチレングリコールなどエステル結合を導入したものなどを挙げることができる。 The amorphous resin used for the endless belt of the present invention can introduce a copolymer component within a range that does not significantly impair the effects of the present invention. Specific examples include those in which an ester bond is a main chain and an ester bond such as polymethylene glycol is introduced.
本発明のエンドレスベルトに用いる非晶性樹脂の分子量に特に制限はなく、例えば、重量平均分子量１０，０００〜１００，０００など一般的な分子量の樹脂を用いることができるが、引張破断伸びなど機械物性の高い要求がある場合には高分子量のものが好ましい。具体的には２０，０００以上が好ましく、２５，０００以上であれば更に好ましく、３０，０００以上であれば特に好ましい。 The molecular weight of the amorphous resin used in the endless belt of the present invention is not particularly limited. For example, a resin having a general molecular weight such as a weight average molecular weight of 10,000 to 100,000 can be used. When there is a demand for high physical properties, those having a high molecular weight are preferred. Specifically, it is preferably 20,000 or more, more preferably 25,000 or more, and particularly preferably 30,000 or more.
（熱可塑性エラストマー）
本発明で用いられる熱可塑性エラストマーは、ポリエステル系熱可塑性エラストマーである。
(Thermoplastic elastomer)
Thermoplastic elastomers used in the present invention, Ru polyester thermoplastic elastomer der.
熱可塑性エラストマーの特徴は、エンドレスベルトの耐クラック性を大幅に高めることと、柔軟性を付与できる点である。 The feature of the thermoplastic elastomer is that the crack resistance of the endless belt can be greatly enhanced and flexibility can be imparted.
熱可塑性樹脂とアロイ化する場合、熱可塑性樹脂と共通の官能基を持つなど、熱可塑性樹脂との親和性の高い熱可塑性エラストマーを用いることにより、熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーのアロイ分散性が良くなり、耐クラック性の飛躍的な向上や引張弾性率の調整が可能となり、優れた表面平滑性や、カーボンブラック等の導電性物質分散性が得られるため、好ましい。 When alloying with a thermoplastic resin, the alloy dispersibility of the thermoplastic resin and the thermoplastic elastomer can be improved by using a thermoplastic elastomer with a high affinity with the thermoplastic resin, such as having a common functional group with the thermoplastic resin. This is preferable because it improves the crack resistance and adjusts the tensile elastic modulus, and provides excellent surface smoothness and dispersibility of conductive materials such as carbon black.
従って、熱可塑性樹脂としてポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル及び／又はポリカーボネートを用いる場合には、ポリエステル系熱可塑性エラストマーを用いることが好ましい。 Therefore, when a polyester such as polybutylene terephthalate and polyethylene terephthalate and / or polycarbonate is used as the thermoplastic resin, it is preferable to use a polyester- based thermoplastic elastomer .
ポリエステル系エラストマーとしては、ハード成分に芳香族ポリエステル、ソフト成分に脂肪族ポリエーテルを用いたポリエステルポリエーテルブロック共重合体、ハード成分に芳香族ポリエステル、ソフト成分に脂肪族ポリエステルを用いたポリエステルポリエステルブロック共重合体を用いることができる。 The polyester elastomer block is a polyester polyether block copolymer using an aromatic polyester as a hard component, an aliphatic polyether as a soft component, an aromatic polyester as a hard component, and an aliphatic polyester as a soft component. Copolymers can be used.
ポリエステルポリエーテルブロック共重合体、ポリエステルポリエステルブロック共重合体としては、より具体的には、次の（Ａ），（Ｂ）を用いることができる。 More specifically, the following (A) and (B) can be used as the polyester polyether block copolymer and the polyester polyester block copolymer.
（Ａ）ポリエステルポリエーテルブロック共重合体
ポリエステルポリエーテルブロック共重合体は、（ａ）炭素数２〜１２の脂肪族及び／又は脂環式ジオールと、（ｂ）芳香族ジカルボン酸又はそのアルキルエステル、及び（ｃ）重量平均分子量が４００〜６，０００のポリアルキレンエーテルグリコールとを原料とし、エステル化反応、又は、エステル交換反応により得られたオリゴマーを重縮合させたものである。炭素数２〜１２の脂肪族及び／又は脂環式ジオールとしては例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられ、好ましくは、１，４−ブタンジオール、エチレングリコールを主成分とするものであり、これらの１種又は２種以上を併用したものを使用することができる。
(A) Polyester polyether block copolymer The polyester polyether block copolymer comprises (a) an aliphatic and / or alicyclic diol having 2 to 12 carbon atoms, and (b) an aromatic dicarboxylic acid or an alkyl ester thereof. And (c) Polyalkylene ether glycol having a weight average molecular weight of 400 to 6,000 as a raw material, and an oligomer obtained by esterification reaction or transesterification reaction is polycondensed. Examples of the aliphatic and / or alicyclic diol having 2 to 12 carbon atoms include ethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,4-cyclohexanediol, and 1,4-cyclohexanedimethanol. Preferably, 1,4-butanediol and ethylene glycol are the main components, and one or a combination of two or more of these can be used.
芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸等があり、好ましくは、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸を主成分とするものであり、これらの２種以上を併用したものでも良い。また、芳香族ジカルボン酸のアルキルエステルとしては、ジメチルテレフタレート、ジメチルイソフタレート、ジメチルフタレート、２，６−ジメチルナフタレート等のジメチルエステルが挙げられ、好ましくはジメチルテレフタレート、２，６−ジメチルナフタレートであり、これらを２種以上併用したものでも良い。また、上記以外に３官能のジオール、その他のジオールや他のジカルボン酸及びそのエステルを少量共重合したものも良く、更に、アジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸又は脂環式ジカルボン酸、又は、そのアルキルエステル等を共重合成分として使用したものも良い。 Examples of the aromatic dicarboxylic acid include terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and the like. Preferably, terephthalic acid and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid are the main components. A combination of the above may also be used. Examples of the alkyl ester of aromatic dicarboxylic acid include dimethyl esters such as dimethyl terephthalate, dimethyl isophthalate, dimethyl phthalate, and 2,6-dimethyl naphthalate, preferably dimethyl terephthalate and 2,6-dimethyl naphthalate. There may be a combination of two or more of these. In addition to the above, trifunctional diols, other diols and other dicarboxylic acids and esters thereof may be copolymerized in small amounts, and aliphatic dicarboxylic acids such as adipic acid or alicyclic dicarboxylic acids, or What uses alkylester etc. as a copolymerization component is also good.
ポリアルキレンエーテルグリコールとしては、重量平均分子量が４００〜６，０００のものが使用されるが、好ましくは５００〜４，０００のものである。ここで、ポリアルキレンエーテルグリコールとしては、ポリエチレングリコール、ポリ（１，２及び１，３−プロピレンエーテル）グリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリヘキサメチレンエーテルグリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのブロック又はランダム共重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランのブロック又はランダム共重合体等が挙げられる。特に好ましくはポリテトラメチレンエーテルグリコールである。ポリアルキレンエーテルグリコールの含有量は、生成するブロック共重合体に対し、５〜９５重量％であることが望ましく、好ましくは１０〜８５重量％であることが望ましい。 As the polyalkylene ether glycol, those having a weight average molecular weight of 400 to 6,000 are used, preferably 500 to 4,000. Here, as polyalkylene ether glycol, polyethylene glycol, poly (1,2 and 1,3-propylene ether) glycol, polytetramethylene ether glycol, polyhexamethylene ether glycol, block or random copolymer of ethylene oxide and propylene oxide And a block or random copolymer of ethylene oxide and tetrahydrofuran. Particularly preferred is polytetramethylene ether glycol. The content of the polyalkylene ether glycol is desirably 5 to 95% by weight, preferably 10 to 85% by weight, based on the block copolymer to be produced.
（Ｂ）ポリエステルポリエステルブロック共重合体
ポリエステルポリエステルブロック共重合体は、上記（ｃ）重量平均分子量が４００〜６，０００のポリアルキレンエーテルグリコールのかわりに、（ｄ）脂肪族又は脂環式ジカルボン酸と脂肪族ジオールとが縮合したポリエステルオリゴマー、（ｅ）脂肪族ラクトン又は脂肪族モノオールカルボン酸から合成されたポリエステルオリゴマーと、前記（ａ）炭素数２〜１２の脂肪族及び／又は脂環式ジオールと、（ｂ）芳香族ジカルボン酸又はそのアルキルエステルとを原料とし、エテル化反応又はエステル交換反応により得られたオリゴマーを重縮合させたものである。
(B) Polyester polyester block copolymer The polyester polyester block copolymer is (d) an aliphatic or alicyclic dicarboxylic acid instead of the above (c) polyalkylene ether glycol having a weight average molecular weight of 400 to 6,000. And a polyester oligomer obtained by condensation of an aliphatic diol, (e) a polyester oligomer synthesized from an aliphatic lactone or an aliphatic monool carboxylic acid, and (a) an aliphatic and / or alicyclic group having 2 to 12 carbon atoms. A diol and (b) an aromatic dicarboxylic acid or an alkyl ester thereof are used as raw materials, and an oligomer obtained by an etherification reaction or a transesterification reaction is polycondensed.
上記（ｄ）の例としては、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，２−シクロヘキサンジカルボン酸、ジシクロヘキシル−４，４’−ジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸又はコハク酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸のうちの一種以上とエチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール等のジオールのうちの一種以上とを縮合した構造のポリエステルオリゴマーが挙げられ、上記（ｅ）の例としてε−カプロラクトン、ω−オキシカプロン酸等から合成されたポリカプロラクトン系ポリエステルオリゴマーが挙げられる。 Examples of the above (d) include 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, alicyclic dicarboxylic acid such as dicyclohexyl-4,4′-dicarboxylic acid, or succinic acid, oxalic acid, adipic acid And polyester oligomers having a structure in which one or more aliphatic dicarboxylic acids such as sebacic acid and one or more diols such as ethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, and pentamethylene glycol are condensed. Examples of e) include polycaprolactone-based polyester oligomers synthesized from ε-caprolactone, ω-oxycaproic acid and the like.
（熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーの重量比）
本発明のエンドレスベルトの成形材料に用いる熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーの重量比に特に制限はない。ただし、一般に熱可塑性樹脂の中で結晶性樹脂は耐薬品性、耐屈曲性に優れ、非晶性樹脂は成形寸法安定性に優れるので、使用目的に応じ、熱可塑性エラストマーとの比率を設定することができるが、なかでも、熱可塑性樹脂／熱可塑性エラストマーの重量比が１／９９〜９９／１が好ましく、５／９５〜９５／５がより好ましく、１０／９０〜９０／１０が更に好ましく、７０／３０〜３０／７０が特に好ましく、６０／４０〜４０／６０がとりわけ好ましい。
(Weight ratio of thermoplastic resin to thermoplastic elastomer)
There is no particular limitation on the weight ratio of the thermoplastic resin and the thermoplastic elastomer used for the molding material of the endless belt of the present invention. However, among thermoplastic resins, crystalline resins are generally excellent in chemical resistance and flex resistance, and amorphous resins are excellent in molding dimensional stability. Therefore, the ratio to thermoplastic elastomer is set according to the purpose of use. Among them, the weight ratio of thermoplastic resin / thermoplastic elastomer is preferably 1/99 to 99/1, more preferably 5/95 to 95/5, and still more preferably 10/90 to 90/10. 70/30 to 30/70 are particularly preferable, and 60/40 to 40/60 are particularly preferable.
（熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーの粘度差）
両材料の粘度差が大きすぎると、製造条件を調整しても良好な分散が得られず、均一分散に至ることができなくなることがあるので、粘度差は小さい方が好ましい。具体的には、熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーを同一条件でＭＦＲ測定したときの比が１／２０〜２０／１程度の範囲に収まることが好ましく、１／１０〜１０／１の範囲となれば更に好ましい。
(Difference in viscosity between thermoplastic resin and thermoplastic elastomer)
If the difference in viscosity between the two materials is too large, good dispersion may not be obtained even if the production conditions are adjusted, and uniform dispersion may not be achieved. Specifically, the ratio of the thermoplastic resin and the thermoplastic elastomer measured by MFR under the same conditions is preferably within a range of about 1/20 to 20/1, and should be within a range of 1/10 to 10/1. More preferred.
なお、ＭＦＲの測定方法としてはＪＩＳ Ｋ−７２１０に準拠し、測定温度条件は熱可塑性樹脂組成物の加工温度に近い条件を選択することが好ましい。例えば、ＰＢＴとポリエステルエラストマーを選択した場合、加工温度となる２４０℃を測定温度として設定し、両材料の粘度差を比較することが好ましい。また、荷重としては例えば２．１６ｋｇを選択することで好適に測定できる。 In addition, it is preferable to select the conditions close | similar to the processing temperature of a thermoplastic resin composition as measurement temperature conditions based on JISK-7210 as a measuring method of MFR. For example, when PBT and polyester elastomer are selected, it is preferable to set a processing temperature of 240 ° C. as the measurement temperature and compare the difference in viscosity between the two materials. Moreover, it can measure suitably by selecting 2.16 kg, for example as a load.
（導電性物質）
導電性物質としては、用途に要求される性能を満たすものであれば特に制限はなく、各種のものを用いることができ、具体的には、導電性フィラーとして、カーボンブラックやカーボンファイバー、グラファイトなどのカーボン系フィラー、金属系導電性フィラー、金属酸化物系導電性フィラーなどが用いられ、導電性フィラーの他には、イオン導電性物質、例えば四級アンモニウム塩等が例示されるが、これらの導電性物質の中でも、カーボンブラックを用いることが電気抵抗率の湿度依存性が小さくなる傾向にあるため好ましい。カーボンブラックはイオン導電性物質と併用して用いても良い。
(Conductive substance)
The conductive material is not particularly limited as long as it satisfies the performance required for the application, and various materials can be used. Specifically, as the conductive filler, carbon black, carbon fiber, graphite, etc. Carbon-based fillers, metal-based conductive fillers, metal-oxide-based conductive fillers, and the like are used. In addition to the conductive fillers, ionic conductive substances such as quaternary ammonium salts are exemplified. Among conductive materials, it is preferable to use carbon black because the humidity dependency of the electrical resistivity tends to be reduced. Carbon black may be used in combination with an ion conductive substance.
本発明では、次の理由からカーボンブラックとしてＤＢＰ吸油量５０〜３００ｃｍ３／１００ｇ、比表面積３５〜５００ｍ２／ｇ、揮発分０〜２０％、平均一次粒径２０〜５０ｎｍを満たすカーボンブラックを用いることが好ましい。 In the present invention, DBP oil absorption amount as the carbon black for the following reasons 50~300cm 3 / 100g, a specific surface area 35~500m 2 / g, volatile content 0-20%, carbon black is used to satisfy the average primary particle size 20~50nm It is preferable.
１）カーボンブラックのＤＢＰ吸油量について
カーボンブラックのＤＢＰ吸油量が大きいほど、カーボンは数珠状に連なった連鎖（カーボンストラクチャクチャー）を形成しやすく、カーボン凝集体が発生しにくい利点と、少ない添加量で導電性を発現しやすいため低コストな利点があったが、その反面、材料配合から成形加工の過程においてカーボンブラックを配合した樹脂に加えられる様々な剪断力によりカーボン連鎖が壊れて電気抵抗率がばらつきやすく、安定しないといった問題点がある。
反対にカーボンブラックのＤＢＰ吸油量が少なすぎると、カーボン連鎖を形成しにくいため導電性を発現させるためのカーボン添加量が多くなりすぎ、材料の耐屈曲性を損なう問題点がある。
従って好ましいカーボンブラックのＤＢＰ吸油量は、５０〜３００ｃｍ３／１００ｇである。
1) About the DBP oil absorption amount of carbon black The larger the DBP oil absorption amount of carbon black, the easier it is for carbon to form a bead-like chain (carbon structure), and the advantage that carbon agglomerates are less likely to occur, and the addition amount is small. However, on the other hand, the carbon chain was broken by various shearing forces applied to the resin containing carbon black in the process from compounding to molding, and the electrical resistivity was reduced. However, there is a problem that the fluctuations are not stable.
On the other hand, if the DBP oil absorption amount of carbon black is too small, it is difficult to form a carbon chain, so that the amount of carbon added for expressing conductivity is excessively increased, and there is a problem that the flex resistance of the material is impaired.
Thus preferred DBP oil absorption of carbon black is 50~300cm 3 / 100g.
２）カーボンブラックの粒子径及び比表面積について
カーボンブラックの比表面積が大きいほど、少ない添加重量で導電性が発現するため、機械的強度を割れにくさの点で有利となる反面、カーボン添加量により導電性が急激に変化する傾向にあるため半導電領域にコントロールするためには±０．０５％以内の配合精度が必要であり、エンドレスベルトの抵抗ばらつきを±１オーダー以内で均一にすることが難しい。また、比表面積が大きいカーボンブラックは一般に粒径が小さいため、樹脂中に分散させる場合にカーボンブラック粒子がだまになりやすく、その結果、カーボン凝集体が成型品に混在し、カーボン凝集体の箇所に電気が集中し部分的な絶縁破壊を発生させやすい。また、カーボンブラックの比表面積が小さすぎる（カーボン粒子が大きすぎる）と、カーボン凝集体を形成しにくいため成型品の外観は平滑な反面、カーボン粒子間の接触により導電性発現が左右されやすく電気抵抗率がばらつきやすいので最適化したカーボン粒子径を選択した方が好ましい。
従って、好ましいカーボンブラックの平均一次粒径は２０〜５０ｎｍであり、比表面積は３５〜５００ｍ２／ｇである。
2) About the particle size and specific surface area of carbon black The larger the specific surface area of carbon black, the more electrically conductive it appears with less added weight, so the mechanical strength is more advantageous in terms of resistance to cracking, but depending on the amount of carbon added. Since the conductivity tends to change abruptly, in order to control to the semiconductive region, it is necessary to have a blending accuracy within ± 0.05% and to make resistance variation of the endless belt uniform within ± 1 order. difficult. In addition, since carbon black with a large specific surface area generally has a small particle size, when dispersed in a resin, the carbon black particles are likely to be fooled. As a result, carbon aggregates are mixed in the molded product, and the location of the carbon aggregates Electricity concentrates on the surface, and partial dielectric breakdown is likely to occur. Also, if the specific surface area of carbon black is too small (carbon particles are too large), it is difficult to form carbon aggregates, so the appearance of the molded product is smooth, but the electrical conductivity is easily affected by the contact between the carbon particles. Since the resistivity tends to vary, it is preferable to select an optimized carbon particle size.
Accordingly, the average primary particle size of carbon black is preferably 20 to 50 nm, and the specific surface area is 35 to 500 m 2 / g.
３）カーボンブラックの揮発分について
カーボンブラックの揮発分が多いほど、その表面特性によりカーボン分散は良好になる反面、加熱混練中にガスを発生させるため、成形上不利である。逆に、カーボンブラックの揮発分が少ないほど、加熱混練中のガスが発生しにくいため成形性は良好である反面、カーボン分散は悪化する傾向にある。
従って、好ましいカーボンブラックの揮発分量は、０〜２０％である。
3) About the volatile matter of carbon black The more the volatile matter of carbon black, the better the carbon dispersion due to its surface characteristics, but it is more disadvantageous in molding because it generates gas during heating and kneading. Conversely, the smaller the volatile content of carbon black, the less the gas is generated during heating and kneading, so the moldability is better, but the carbon dispersion tends to deteriorate.
Therefore, the preferable volatile content of carbon black is 0 to 20%.
カーボンブラックは、上記ＤＢＰ吸油量、比表面積、揮発分、平均一次粒径を満たすものであれば、その種類には特に制限はなく、また、使用するカーボンブラックは１種類であっても２種類以上であっても良い。 There are no particular restrictions on the type of carbon black as long as it satisfies the DBP oil absorption, specific surface area, volatile content, and average primary particle size, and two types of carbon black can be used. It may be above.
例えば、カーボンブラックの種類としては、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラックなどが好適に使用でき、この中でも不純物としての官能基が少なくカーボン凝集による外観不良を発生しにくいアセチレンブラックが特に好適に使用できる。また、樹脂を被覆したカーボンブラックや、加熱処理したカーボンブラックや黒鉛化処理したカーボンブラックや、酸性処理したカーボンブラック等の公知の後処理工程を施したカーボンブラックを用いても何ら問題はない。 For example, as the type of carbon black, acetylene black, furnace black, channel black, and the like can be suitably used, and among these, acetylene black that has few functional groups as impurities and hardly causes poor appearance due to carbon aggregation can be particularly suitably used. . Moreover, there is no problem even if carbon black subjected to a known post-treatment step such as resin-coated carbon black, heat-treated carbon black, graphitized carbon black, or acid-treated carbon black is used.
更に、分散性を向上させる目的、ガス発生を抑制させる目的でシラン系、アルミネート系、チタネート系、及びジルコネート系等のカップリング剤で処理したカーボンブラックを用いても良い。 Furthermore, carbon black treated with a coupling agent such as silane, aluminate, titanate, and zirconate may be used for the purpose of improving dispersibility and suppressing gas generation.
本発明において、エンドレスベルト中のカーボンブラックの含有量（以下「カーボンブラック濃度」と称す場合がある。）が、下記式(i)，(ii)を充たすことが、抵抗値の温度湿度依存性への影響が少なくなるため好ましい。
式(i)：ＬｏｇＹ≧−Ｘ＋２０
式(ii)：ＬｏｇＹ≦−Ｘ＋３０
ただし、Ｘ，Ｙは次の通り。
Ｘ：エンドレスベルト中のカーボンブラックの含有量（重量％）
Ｙ：エンドレスベルトの１００Ｖ印加電圧，１０秒での表面電気抵抗率(Ω)
In the present invention, the content of carbon black in the endless belt (hereinafter sometimes referred to as “carbon black concentration”) satisfies the following formulas (i) and (ii). This is preferable because the influence on the surface is reduced.
Formula (i): LogY ≧ −X + 20
Formula (ii): LogY ≦ −X + 30
However, X and Y are as follows.
X: Carbon black content (% by weight) in the endless belt
Y: Surface electrical resistivity (Ω) at 100 V applied voltage, 10 seconds for endless belt
即ち、例えば、表面電気抵抗率が１×１０６（Ω）のベルトの場合は、カーボンブラック濃度は１４〜２４重量％であり、表面電気抵抗率が１×１０１０（Ω）のベルトの場合は、カーボンブラック濃度は１０〜２０重量％であり、表面電気抵抗率が１×１０１４（Ω）のベルトの場合は、カーボンブラック濃度６〜１６重量％であることが、高温高湿から低温低湿での環境変動に対する、電気抵抗率の変動が少ないエンドレスベルトとすることができる点において好ましい。 That is, for example, in the case of a belt having a surface electrical resistivity of 1 × 10 6 (Ω), the carbon black concentration is 14 to 24% by weight, and in the case of a belt having a surface electrical resistivity of 1 × 10 10 (Ω). Has a carbon black concentration of 10 to 20% by weight, and in the case of a belt having a surface electrical resistivity of 1 × 10 14 (Ω), a carbon black concentration of 6 to 16% by weight This is preferable in that it can be an endless belt with little variation in electrical resistivity against environmental variation at low humidity.
Ｘ，Ｙは、特に
ｌｏｇＹ≧−Ｘ＋２１
ｌｏｇＹ≦−Ｘ＋２９
であることが好ましい。
X and Y are particularly logY ≧ −X + 21
logY ≦ −X + 29
It is preferable that
上記範囲を超えてカーボンブラック濃度が高いと、カーボンブラック自身の分解ガス等の発生により製品の外観を悪化させると共に、カーボンブラックと樹脂との反応により樹脂が分解して発泡に由来する傷が発生するため、外観上好ましくない。また、耐折れ性も悪化する。 If the carbon black concentration is higher than the above range, the appearance of the product deteriorates due to the generation of decomposition gas etc. of the carbon black itself, and the resin is decomposed by the reaction between the carbon black and the resin, and scratches derived from foaming are generated. Therefore, it is not preferable in appearance. Further, the folding resistance is also deteriorated.
上記範囲を超えてカーボンブラック濃度が低いと、導電性を発現できなくなる上に、カーボンブラック分散状態が粗くなり電気抵抗率がばらつきやすくなり、また、接触抵抗が大きく環境に左右されるようになり、画像形成装置にエンドレスベルトとして搭載した場合、環境によっては画像異常を発生させる場合がある。 If the carbon black concentration is lower than the above range, the conductivity cannot be expressed, the carbon black dispersion state becomes rough, the electric resistivity tends to vary, and the contact resistance is greatly influenced by the environment. When mounted as an endless belt in an image forming apparatus, an image abnormality may occur depending on the environment.
（粘性ポリマー）
本発明に用いる粘性ポリマーは、ＪＩＳ Ｋ７２１０によるＭＦＲ値（１９０℃、２．１６ｋｇｆ荷重）が０．０１〜１０ｇ／１０分の範囲の値を示すポリマーであれば良く、特に制限はないが、より好ましくは０．０５〜５ｇ／１０分、特に好ましくは０．１〜３ｇ／１０分のＭＦＲ値を示すポリマーである。ＭＦＲ値が０．０１ｇ／１０分未満であると粘度が高くなりすぎて混練できなくなったり、その成形品の表面外観が悪くなったりし、１０ｇ／１０分を超えると、粘性ポリマーの粘度が低すぎて、増粘効果が十分に得られない。
(Viscous polymer)
The viscous polymer used in the present invention is not particularly limited as long as it has a MFR value (190 ° C., 2.16 kgf load) according to JIS K7210 in a range of 0.01 to 10 g / 10 min. The polymer preferably exhibits an MFR value of 0.05 to 5 g / 10 min, particularly preferably 0.1 to 3 g / 10 min. When the MFR value is less than 0.01 g / 10 minutes, the viscosity becomes too high to be kneaded, or the surface appearance of the molded product is deteriorated. When the MFR value exceeds 10 g / 10 minutes, the viscosity of the viscous polymer is low. Thus, the thickening effect cannot be sufficiently obtained.
本発明に用いる粘性ポリマーの例としては、グリシジルメタクリレート基等のエポキシ基を含有するポリマーが挙げられる。前述の如く、エポキシ基は反応性が高いために、樹脂混練時に熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーとの反応による高分子量化が起こり、増粘効果が非常に大きい。エポキシ基を含有するポリマーの具体例としては、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体（ＥＧＭＡ）にＰＭＭＡがグラフト重合したモディパーＡ４２００やＥＧＭＡにアクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ）がグラフト重合したモディパーＡ４４００（共に、日本油脂製）が挙げられる。 Examples of the viscous polymer used in the present invention include polymers containing an epoxy group such as a glycidyl methacrylate group. As described above, since the epoxy group has high reactivity, a high molecular weight is generated by reaction with a thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer at the time of resin kneading, and the thickening effect is very large. Specific examples of the polymer containing an epoxy group include Modiper A4200 in which PMMA is graft-polymerized on an ethylene-glycidyl methacrylate copolymer (EGMA) and Modiper A4400 in which acrylonitrile-styrene copolymer (AS) is graft-polymerized on EGMA (both , Manufactured by Nippon Oils and Fats).
粘性ポリマーの添加量は、全熱可塑性ポリマー成分１００重量部に対して、０．０１〜２０重量部が好ましく、更に好ましくは０．０５〜１０重量部、より好ましくは０．１〜１０重量部、最も好ましくは０．１〜５重量部である。この粘性ポリマーの添加量が０．０１重量部未満であると増粘効果が十分に得られず、２０重量部を超えると粘度が高くなりすぎて混練できなくなったり、その成形品の表面外観が悪くなったりして好ましくない。 The addition amount of the viscous polymer is preferably 0.01 to 20 parts by weight, more preferably 0.05 to 10 parts by weight, and more preferably 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total thermoplastic polymer component. Most preferably, it is 0.1 to 5 parts by weight. If the addition amount of the viscous polymer is less than 0.01 parts by weight, a sufficient thickening effect cannot be obtained, and if it exceeds 20 parts by weight, the viscosity becomes too high to be kneaded or the surface appearance of the molded product is It is not preferable because it gets worse.
（重合触媒）
本発明では、熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーとを単に混合したもの、重合段階からこれらを混合したもの、これらを触媒を反応させながら混合したもの等公知のアロイ化技術を用いることができるが、重合触媒を用いて加熱混合したものがコストの観点から最も好ましい。
重合触媒は、熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーを重合する能力を有していれば特に制限はない。
(Polymerization catalyst)
In the present invention, a known alloying technique such as a simple mixture of a thermoplastic resin and a thermoplastic elastomer, a mixture of these from the polymerization stage, a mixture of these while reacting with a catalyst can be used, What was heat-mixed using the polymerization catalyst is most preferable from a viewpoint of cost.
The polymerization catalyst is not particularly limited as long as it has the ability to polymerize thermoplastic resins and thermoplastic elastomers.
重合触媒のなかでもＴｉ系重合触媒は好ましく、アルキルチタネートなどが好適に用いることができる。 Of the polymerization catalysts, Ti-based polymerization catalysts are preferred, and alkyl titanates can be suitably used.
アルキルチタネートの中でもテトラブチルチタネート又はテトラキス（２−エチルヘキシル）オルソチタネートが好ましく、これらはＴＹＺＯＲ ＴＯＴ（ＤｕＰｏｎｔ製）やＴＹＺＯＲ ＴＢＴ（ＤｕＰｏｎｔ製）として市販品を容易に入手することができる。 Among the alkyl titanates, tetrabutyl titanate or tetrakis (2-ethylhexyl) orthotitanate is preferable, and these are easily available as TYZOR TOT (manufactured by DuPont) or TYZOR TBT (manufactured by DuPont).
また、Ｔｉ系重合触媒は、アルカリ金属、アルカリ土類金属含有化合物又は亜鉛含有化合物と組み合わせることで、より有効に作用するので好ましく、なかでもマグネシウム含有化合物を重合触媒として有することは特に好ましい。 In addition, the Ti-based polymerization catalyst is preferably combined with an alkali metal, alkaline earth metal-containing compound or zinc-containing compound because it works more effectively, and it is particularly preferable to have a magnesium-containing compound as the polymerization catalyst.
マグネシウムを含む化合物として特に制限はないが有機酸マグネシウム塩が特に好ましく、酢酸マグネシウムが特に好ましい。 The compound containing magnesium is not particularly limited, but an organic acid magnesium salt is particularly preferable, and magnesium acetate is particularly preferable.
重合触媒の含有量としては、少なすぎると有効に作用しないことがあるので、ある程度高い方が好ましく、具体的には重合触媒中の金属分の質量が全熱可塑性ポリマー成分（熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーとの合計）に対し１ｐｐｍ以上が好ましく、１０ｐｐｍ以上であれば更に好ましく、２０ｐｐｍ以上であれば特に好ましい。一方、エステル系樹脂は重金属の多量存在下により、解重合を起こすことがあると知られているので、ある程度は小さい方が好ましく、具体的には１００００ｐｐｍ以下が好ましく、１０００ｐｐｍ以下であれば更に好ましく、５００ｐｐｍ以下であれば特に好ましい。なお、以下において、全熱可塑性ポリマー成分に対する重合触媒のＴｉ，Ｍｇの重量割合を「Ｔｉ濃度」，「Ｍｇ濃度」と称す場合がある If the content of the polymerization catalyst is too small, it may not work effectively, so it is preferable that the content is high to some extent. Specifically, the mass of the metal in the polymerization catalyst is the total thermoplastic polymer component (thermoplastic resin and heat 1 ppm or more is preferable with respect to the total of the plastic elastomer), more preferably 10 ppm or more, and particularly preferably 20 ppm or more. On the other hand, since ester resins are known to cause depolymerization in the presence of a large amount of heavy metals, it is preferable that they are small to some extent, specifically 10,000 ppm or less, more preferably 1000 ppm or less. 500 ppm or less is particularly preferable. In the following, the weight ratio of Ti and Mg of the polymerization catalyst to the total thermoplastic polymer components may be referred to as “Ti concentration” and “Mg concentration”.
（キレーター）
重合触媒の活性が高すぎると、熱可塑性ポリマー成分の解重合を促進して分子量低下による機械的物性低下，低分子量体発生に伴う発泡などが問題になることがあるが、重合触媒中の金属にキレートする能力を有するキレーターが存在すると、解重合を抑制することができるため、必要に応じてキレーターを用いることが好ましい。
(Chelator)
If the activity of the polymerization catalyst is too high, depolymerization of the thermoplastic polymer component may be promoted, resulting in problems such as a decrease in mechanical properties due to a decrease in molecular weight and foaming due to the generation of low molecular weight substances. When a chelator having the ability to chelate is present, depolymerization can be suppressed. Therefore, it is preferable to use a chelator as necessary.
キレーターの種類としては特に制限はなく、公知のキレーターを用いることができる。 There is no restriction | limiting in particular as a kind of chelator, A well-known chelator can be used.
例としては、亜リン酸エステル、リン酸エステル、リン酸塩、ヒドラジン類を挙げることができ、これらは例えば、イルガホス１６８（日本チバガイギー（株）製）、ＰＥＰ３６（旭電化工業（株）製）、サンドスタブＰ−ＥＰＱ（クラリアントジャパン（株）製）の亜リン酸エステル、ＩＲＧＡＮＯＸ ＭＤ１０２４（日本チバガイギー（株）製）、ＣＤＡ−６（旭電化工業（株）製）のヒドラジン類などとして容易に市場から入手することができる。 Examples include phosphites, phosphates, phosphates, and hydrazines, such as Irgafos 168 (manufactured by Ciba Geigy Japan), PEP36 (manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.). Sandstub P-EPQ (manufactured by Clariant Japan Co., Ltd.), phosphite ester, IRGANOX MD1024 (manufactured by Nippon Ciba-Geigy Co., Ltd.), CDA-6 (manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.), etc. It can be obtained from the market.
本発明では成形条件の適正化により解重合及び低分子量体発生を抑制することで、キレーター無添加とすることもできるが、解重合の抑制が必要な場合にはキレーターの添加量は、全熱可塑性ポリマー成分１００重量部に対して０．００１重量部以上添加することが好ましく、より良好な効果を得るには０．１重量部以上添加することが好ましい。 In the present invention, by suppressing the depolymerization and low molecular weight generation by optimizing the molding conditions, it is possible to add no chelator, but when it is necessary to suppress the depolymerization, the addition amount of the chelator is the total heat It is preferable to add 0.001 part by weight or more with respect to 100 parts by weight of the plastic polymer component, and it is preferable to add 0.1 part by weight or more in order to obtain a better effect.
キレーターの量が多すぎると重合触媒が活性を失い良好な物性のエンドレスベルトを得られないことがあるので添加過多にはならない方が好ましく、全熱可塑性ポリマー成分１００重量部に対し、１０重量部以下が好ましく、５重量部以下であると更に好ましい。 If the amount of the chelator is too large, the polymerization catalyst loses its activity and an endless belt having good physical properties may not be obtained. Therefore, it is preferable not to add too much, and 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total thermoplastic polymer component. The following is preferable, and the amount is further preferably 5 parts by weight or less.
一般的にはキレーターの使い方としては全熱可塑性ポリマー成分１００重量部に対して０．１重量部以下の少量添加で使うことが好ましいとされるが、本発明でキレーターを使う場合には、特に好ましい使い方の例としては、重合触媒の添加量を５０〜５００ｐｐｍと多く添加し、キレーターも０．１〜３重量部、好ましくは０．３〜１重量部と常識より高い量を用いて、更にエンドレスベルトを得るための成形条件（温度，滞留時間など）を適正化すると、熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーとの化学結合生成及び分子量増加を促進しつつ、解重合を抑制でき、従来に無い物性の優れたエンドレスベルトを得ることができる。 In general, it is preferable to use a chelator as a small amount of 0.1 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the total thermoplastic polymer component. As an example of preferred usage, the polymerization catalyst is added in an amount as large as 50 to 500 ppm, and the chelator is also used in an amount of 0.1 to 3 parts by weight, preferably 0.3 to 1 part by weight, higher than common sense. By optimizing the molding conditions (temperature, residence time, etc.) to obtain the endless belt, depolymerization can be suppressed while promoting the formation of chemical bonds and increase in molecular weight between the thermoplastic resin and the thermoplastic elastomer, and unprecedented physical properties. An excellent endless belt can be obtained.
（付加的配合材；任意成分）
本発明のエンドレスベルトには、各種目的に応じて任意の配合成分を配合することができる。
(Additional ingredients; optional ingredients)
In the endless belt of the present invention, arbitrary blending components can be blended according to various purposes.
具体的には、イルガホス１６８，イルガノックス１０１０，リン系酸化防止剤などの酸化防止剤、熱安定剤、各種可塑剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、滑剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、架橋剤、架橋助剤、着色剤、難燃剤、分散剤等の各種添加剤を添加することができる。 Specifically, irgafos 168, irganox 1010, antioxidants such as phosphorus antioxidants, heat stabilizers, various plasticizers, light stabilizers, ultraviolet absorbers, neutralizers, lubricants, antifogging agents, anti Various additives such as a blocking agent, a slip agent, a crosslinking agent, a crosslinking aid, a colorant, a flame retardant, and a dispersant can be added.
更に、本発明の効果を著しく損なわない範囲内で、第２，第３成分として各種熱可塑性樹脂、各種エラストマー、熱硬化性樹脂、フィラー等の配合材を配合することができる。 Furthermore, compounding materials such as various thermoplastic resins, various elastomers, thermosetting resins, and fillers can be blended as the second and third components within a range that does not significantly impair the effects of the present invention.
熱可塑性樹脂としてはポリプロピレン、ポリエチレン（高密度，中密度，低密度，直鎖状低密度）、プロピレンエチレンブロック又はランダム共重合体、ゴム又はラテックス成分、例えばエチレン・プロピレン共重合体ゴム、スチレン・ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエン・スチレンスチレンブロック共重合体又は、その水素添加誘導体、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアセタール、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリイミド、液晶性ポリエステル、ポリスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリビスアミドトリアゾール、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、アクリル、ポリフッ素化ビニリデン、ポリフッ素化ビニル、クロロトリフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、アクリル酸アルキルエステル共重合体、ポリエステルエステル共重合体、ポリエーテルエステル共重合体、ポリエーテルアミド共重合体、ポリウレタン共重合体等の１種又はこれらの混合物からなるものが使用できる。 Thermoplastic resins include polypropylene, polyethylene (high density, medium density, low density, linear low density), propylene ethylene block or random copolymer, rubber or latex components such as ethylene / propylene copolymer rubber, styrene Butadiene rubber, styrene / butadiene / styrene styrene block copolymer or its hydrogenated derivatives, polybutadiene, polyisobutylene, polyamide, polyamideimide, polyacetal, polyarylate, polycarbonate, polyimide, liquid crystalline polyester, polysulfone, polyphenylene sulfide, poly Bisamidotriazole, polyetherimide, polyetheretherketone, acrylic, polyfluorinated vinylidene, polyfluorinated vinyl, chlorotrifluoroethylene, ethylene Lafluoroethylene copolymer, hexafluoropropylene, perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, acrylic acid alkyl ester copolymer, polyester ester copolymer, polyether ester copolymer, polyether amide copolymer, polyurethane copolymer What consists of 1 type, such as coalescence, or these mixtures can be used.
熱硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の１種又はこれらの混合物からなるものが使用できる。また、各種フィラーとしては、例えば炭酸カルシウム（重質、軽質）、タルク、マイカ、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、ゼオライト、ウオラストナイト、けいそう土、ガラス繊維、ガラスビーズ、ベントナイト、アスベスト、中空ガラス玉、黒鉛、二硫化モリブデン、酸化チタン、炭酸繊維、アルミニウム繊維、スチレンスチール繊維、黄銅繊維、アルミニウム粉末、木粉、もみ殻、グラファイト、金属粉、導電性金属酸化物、有機金属化合物、有機金属塩等のフィラーの他、添加剤として酸化防止剤（フェノール系、硫黄系、リン酸エステル系など）、滑剤、有機・無機の各種顔料、紫外線防止剤、帯電防止剤、分散剤、中和剤、発泡剤、可塑剤、銅害防止剤、難燃剤、架橋剤、流れ性改良剤等を挙げることができる。 As a thermosetting resin, what consists of 1 type, such as an epoxy resin, a melamine resin, a phenol resin, unsaturated polyester resin, or these mixtures, for example can be used. Examples of various fillers include calcium carbonate (heavy and light), talc, mica, silica, alumina, aluminum hydroxide, zeolite, wollastonite, diatomaceous earth, glass fiber, glass beads, bentonite, asbestos, and hollow. Glass ball, graphite, molybdenum disulfide, titanium oxide, carbon fiber, aluminum fiber, styrene steel fiber, brass fiber, aluminum powder, wood powder, rice husk, graphite, metal powder, conductive metal oxide, organometallic compound, organic In addition to fillers such as metal salts, additives such as antioxidants (phenolic, sulfur, phosphate ester, etc.), lubricants, various organic and inorganic pigments, UV inhibitors, antistatic agents, dispersants, neutralization Agents, foaming agents, plasticizers, copper damage inhibitors, flame retardants, crosslinking agents, flowability improvers, and the like.
（２） エンドレスベルトの製造方法
（加熱混練及び成形）
本発明においては、熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂と導電性物質と粘性ポリマーとを加熱混練して熱可塑性樹脂組成物とした後にエンドレスベルトを成形しても良く、熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂と導電性物質と粘性ポリマーとを加熱混練してそのままエンドレスベルトを成形しても良い。
(2) Endless belt manufacturing method (heat kneading and molding)
In the present invention, the endless belt may be formed after the thermoplastic elastomer, the thermoplastic resin, the conductive material, and the viscous polymer are heat-kneaded to obtain the thermoplastic resin composition, and the thermoplastic elastomer, the thermoplastic resin, The endless belt may be formed as it is by heating and kneading the conductive substance and the viscous polymer.
この場合、熱可塑性樹脂組成物を得る段階での加熱混練か樹脂組成物をエンドレスベルトに成形する段階での加熱混練のいずれかで、所望の表面電気抵抗率が得られるような混練条件を調節する。いずれの場合でも、溶融状態でないと十分な分散ができないので、加熱温度はある程度は高い方が好ましく、具体的には結晶性樹脂の融点を目安に用いて、結晶性樹脂の融点以上とすることが好ましく、融点＋１０℃以上であると更に好ましい。また、加熱温度が高すぎると熱分解を引き起こして物性劣化を招くことがあるので高すぎるのも良くはない。具体的には結晶性樹脂の融点を目安に用いて、結晶性樹脂の融点＋８０℃以下が好ましく、融点＋６０℃以下であることが更に好ましい。 In this case, the kneading conditions are adjusted so that the desired surface electrical resistivity can be obtained by either heat kneading in the stage of obtaining the thermoplastic resin composition or heat kneading in the stage of molding the resin composition into an endless belt. To do. In any case, since sufficient dispersion is not possible unless it is in a molten state, it is preferable that the heating temperature be higher to some extent. Specifically, using the melting point of the crystalline resin as a guideline, it should be equal to or higher than the melting point of the crystalline resin. Is preferable, and it is more preferable that it is melting | fusing point +10 degreeC or more. Further, if the heating temperature is too high, thermal decomposition may be caused and physical properties may be deteriorated. Specifically, using the melting point of the crystalline resin as a guide, the melting point of the crystalline resin is preferably + 80 ° C. or lower, more preferably the melting point + 60 ° C. or lower.
また、加熱混練前には原料の乾燥をすることにより、より良い物性のエンドレスベルトを得られることがあるので乾燥は施しておいた方が好ましい。また、場合によっては、加熱混練して熱可塑性樹脂組成物とした後に、融点以下で熱処理を施してエステル結合を生成させた後、エンドレスベルトに成形することもできる。 In addition, it is preferable to dry the raw material before drying by heating since the raw material may be dried to obtain an endless belt having better physical properties. In some cases, the mixture may be heat-kneaded to obtain a thermoplastic resin composition, and after heat treatment at a melting point or lower to form an ester bond, it may be formed into an endless belt.
本発明においては熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂とのある特定の分散状態が、エンドレスベルトの良好な導電性物質の分散と表面の適度な粗さを作りだし、トナー転写性と離形性の両方に優れたエンドレスベルトを得られると考えられる。従って加熱混練時の温度、及び熱を受ける時間が重要となるので、得られるエンドレスベルトの分散形態を把握しつつ、加熱混練条件を設定することが望ましい。そのときにアロイ状態の指標となるのが、前述の電気抵抗率の電圧依存性特性と電気抵抗率のばらつきと表面電気抵抗率と体積電気抵抗率の比率である。 In the present invention, a certain dispersion state of the thermoplastic elastomer and the thermoplastic resin creates a good dispersion of the conductive material of the endless belt and an appropriate roughness of the surface, so that both toner transferability and releasability are achieved. It is considered that an excellent endless belt can be obtained. Therefore, since the temperature during heat kneading and the time for receiving heat are important, it is desirable to set the heat kneading conditions while grasping the dispersion form of the obtained endless belt. The index of the alloy state at that time is the voltage dependency characteristic of the electrical resistivity, the variation of the electrical resistivity, and the ratio of the surface electrical resistivity and the volume electrical resistivity.
加熱混練手段にも特に制限はなく公知の技術を用いることができる。例えば、まず熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、導電性物質、粘性ポリマー及び必要に応じて配合されるその他の添加成分を加熱混練して樹脂組成物とするのであれば、一軸押出機、二軸混練押出機、バンバリーミキサー、ロール、ブラベンダー、プラストグラフ、ニーダーなどを用いることができる。 There is no particular limitation on the heating and kneading means, and a known technique can be used. For example, if a thermoplastic resin, a thermoplastic elastomer, a conductive material, a viscous polymer, and other additive components blended as necessary are first heat-kneaded to form a resin composition, a single screw extruder, twin screw kneading An extruder, a Banbury mixer, a roll, a Brabender, a plastograph, a kneader, or the like can be used.
特に、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、導電性物質、粘性ポリマー及び必要に応じて配合されるその他の添加成分を例えば二軸混練押出機により混合し、ペレット化した後にエンドレスベルトとなるように成形する手法が特に好ましく用いられる。 In particular, thermoplastic resins, thermoplastic elastomers, conductive materials, viscous polymers, and other additive components blended as necessary are mixed by, for example, a twin-screw kneading extruder and pelletized to form an endless belt. In particular, the method is preferably used.
成形方法については、特に限定されるものではなく、連続溶融押出成形法、射出成形法、ブロー成形法、或いはインフレーション成形法、遠心成形法、ゴム押出成形法等の公知の方法を採用してベルトを得ることができるが、特に望ましいのは、連続溶融押出成形法である。特に、環状ダイより押し出した溶融チューブを、冷却又は冷却固化しつつ引き取る押出成形法が好ましく、特にチューブの内径を高精度で制御可能な下方押出方式の内部冷却マンドレル方式或いはバキュームサイジング方式が好ましい。特に、内部冷却マンドレル方式がシームレスなエンドレスベルトを簡単に得ることができるため画像形成装置用ベルトの成形法としては最も好ましい。この場合、環状ダイとしては、その円周方向に複数の温度調節機構が設けられているものが好ましい。また、溶融チューブの冷却は、３０〜１５０℃の範囲に温度調節した金型を、その内側又は外側に接触させて行うことが好ましく、このようにして、溶融チューブを円筒形状を保持したまま引き取ることが好ましい。 The molding method is not particularly limited, and a belt that employs a known method such as a continuous melt extrusion molding method, an injection molding method, a blow molding method, an inflation molding method, a centrifugal molding method, or a rubber extrusion molding method. Particularly desirable is the continuous melt extrusion process. In particular, an extrusion molding method in which a molten tube extruded from an annular die is drawn while being cooled or cooled and solidified is preferable, and a downward extrusion type internal cooling mandrel method or a vacuum sizing method capable of controlling the inner diameter of the tube with high accuracy is particularly preferable. In particular, an endless belt with a seamless internal cooling mandrel system can be easily obtained, so that it is most preferable as a method for forming a belt for an image forming apparatus. In this case, the annular die is preferably provided with a plurality of temperature adjusting mechanisms in the circumferential direction. The melting tube is preferably cooled by bringing a mold whose temperature is adjusted in the range of 30 to 150 ° C. into contact with the inside or the outside, and in this way, the melting tube is taken up while maintaining the cylindrical shape. It is preferable.
なお、この場合、成形材料は、溶融粘度がＭＦＲ値（２４０℃，２．１６ｋｇｆ荷重）で０．１ｇ／１０分以上であることが好ましい。成形材料の溶融粘度がＭＦＲ０．１ｇ／分未満であると押出成形時の流動性が乏しく、押出成形しにくいことに加え、溶融樹脂に加えられる剪断応力が大きくなるため、抵抗調整しにくくなる。ただし、成形材料の溶融粘度が過度に高いと溶融張力が低く、溶融状態から冷却固化するまでの間にチューブ状態を維持することが難しいため２５ｇ／１０分以下であることが好ましく、特に０．５〜２０ｇ／１０分であることが好ましい。従って、このような溶融粘度が得られるように、必要に応じて粘性ポリマーにより粘度調整することが好ましい。 In this case, the molding material preferably has a melt viscosity of 0.1 g / 10 min or more in terms of MFR value (240 ° C., 2.16 kgf load). When the melt viscosity of the molding material is less than 0.1 g / min MFR, the fluidity at the time of extrusion molding is poor, and in addition to difficulty in extrusion molding, the shear stress applied to the molten resin is increased, so resistance adjustment is difficult. However, when the melt viscosity of the molding material is excessively high, the melt tension is low, and it is difficult to maintain the tube state from the melted state until cooling and solidification, and therefore it is preferably 25 g / 10 min or less. It is preferably 5 to 20 g / 10 minutes. Therefore, it is preferable to adjust the viscosity with a viscous polymer as necessary so that such a melt viscosity can be obtained.
また、インフレーション成形法により一旦折り目有りのフィルムを作製したのち、後加工にて折り目を見かけ状無くした状態でエンドレスベルトとして用いても何ら問題はなく、帯状のシートを一旦加工した後、つないでシーム有りのエンドレスベルトとしても良い。
しかしながら引き取り手段としては、エンドレスチューブを扁平させることなく円筒状を維持したまま引き取る成形方法が好ましい。
In addition, once a film with creases is produced by the inflation molding method, there is no problem even if it is used as an endless belt in a state in which the creases are not visible in post-processing. It can be an endless belt with seams.
However, as the take-up means, a molding method is preferable in which the endless tube is taken up while being flattened without being flattened.
このような成形時の温度、滞留時間等の適正化により、より良好な物性のエンドレスベルトを得ることができるので、各配合にあわせて条件を調整することが好ましい。 Since an endless belt with better physical properties can be obtained by optimizing the molding temperature, residence time, and the like, it is preferable to adjust the conditions according to each formulation.
（熱処理）
このようにして得られたエンドレスベルトを熱処理することにより、より物性の向上したエンドレスベルトとすることが可能となる。特に、耐折回数や引張弾性率の向上が見られる。
(Heat treatment)
By heat-treating the endless belt thus obtained, an endless belt with improved physical properties can be obtained. In particular, the number of folding times and the tensile elastic modulus are improved.
熱処理条件は用いる原料樹脂にもよるが、通常６０〜２００℃の温度、好ましくは７０〜１２０℃の温度で５〜６０分、好ましくは１０〜３０分程度である。
エンドレスベルトの熱処理は、ベルトを２本以上のローラに張架させて駆動させながら熱をかけて行っても良いし、円筒状の型にエンドレスベルトを装着して熱処理しても良い。更には、円筒状のまま熱処理をしても良い。
Although the heat treatment conditions depend on the raw material resin used, the temperature is usually 60 to 200 ° C., preferably 70 to 120 ° C. for 5 to 60 minutes, preferably about 10 to 30 minutes.
The heat treatment of the endless belt may be performed by applying heat while driving the belt while being stretched around two or more rollers, or may be performed by attaching an endless belt to a cylindrical mold. Furthermore, the heat treatment may be performed in a cylindrical shape.
（３） エンドレスベルトの物性
（表面電気抵抗率と体積電気抵抗率）
本発明の画像形成装置用ベルトは、
印加電圧１００Ｖ，１０秒にて測定した表面電気抵抗率をＳＲ(１００Ｖ)、
印加電圧５００Ｖ，１０秒にて測定した表面電気抵抗率をＳＲ(５００Ｖ)、
印加電圧１００Ｖ，１０秒にて測定した時の体積電気抵抗率をＶＲ(１００Ｖ)、
印加電圧２５０Ｖ，１０秒にて測定した時の体積電気抵抗率をＶＲ(２５０Ｖ)、
としたときに、以下の式(1)、(2)及び(3)を満たすことが好ましい。
式(1)：ＳＲ(１００Ｖ)／ＳＲ(５００Ｖ)＜ＶＲ(１００Ｖ)／ＶＲ(２５０Ｖ)
式(2)：ＳＲ(１００Ｖ)／ＳＲ(５００Ｖ)≦３０
式(3)：８≦ＶＲ(１００Ｖ)／ＶＲ(２５０Ｖ)≦１００
(3) Physical properties of the endless belt (surface electrical resistivity and volume electrical resistivity)
The belt for an image forming apparatus of the present invention is
SR (100 V) is the surface electrical resistivity measured at an applied voltage of 100 V for 10 seconds.
SR (500V), the surface electrical resistivity measured at an applied voltage of 500V for 10 seconds,
The volume resistivity when measured at an applied voltage of 100 V for 10 seconds is VR (100 V),
The volume resistivity when measured at an applied voltage of 250 V for 10 seconds is VR (250 V),
It is preferable that the following expressions (1), (2) and (3) are satisfied.
Formula (1): SR (100 V) / SR (500 V) <VR (100 V) / VR (250 V)
Formula (2): SR (100 V) / SR (500 V) ≦ 30
Formula (3): 8 ≦ VR (100 V) / VR (250 V) ≦ 100
即ち、印加電圧１００〜５００Ｖで測定された表面電気抵抗率の最大値／最小値（ＭＡＸ／ＭＩＮ）で表される変化率（以下「表面電気抵抗変化率」と称す場合がある。）ＳＲ(１００Ｖ)／ＳＲ(５００Ｖ)が３０倍以下で、かつ印加電圧１００〜２５０Ｖで測定された体積電気抵抗率のＭＡＸ／ＭＩＮで表される変化率（以下「体積電気抵抗変化率」と称す場合がある。）ＶＲ(１００Ｖ)／ＶＲ(２５０Ｖ)が８〜１００で、表面電気抵抗変化率ＳＲ（１００Ｖ）／ＳＲ（５００Ｖ）と体積電気抵抗変化率ＶＲ（１００Ｖ）／ＶＲ（２５０Ｖ）との関係が表面電気抵抗率＜体積電気抵抗率、即ちＳＲ(１００Ｖ)／ＳＲ(５００Ｖ)＜ＶＲ(１００Ｖ)／ＶＲ(２５０Ｖ)であることが好ましい。 That is, the rate of change represented by the maximum / minimum value (MAX / MIN) of the surface electrical resistivity measured at an applied voltage of 100 to 500 V (hereinafter sometimes referred to as “surface electrical resistance rate of change”) SR ( 100V) / SR (500V) is 30 times or less and the change rate represented by MAX / MIN of the volume resistivity measured at an applied voltage of 100 to 250V (hereinafter sometimes referred to as "volume resistivity change rate"). The relationship between the surface electrical resistance change rate SR (100 V) / SR (500 V) and the volume electrical resistance change rate VR (100 V) / VR (250 V) when VR (100 V) / VR (250 V) is 8 to 100. Is preferably surface electrical resistivity <volume electrical resistivity, that is, SR (100 V) / SR (500 V) <VR (100 V) / VR (250 V).
表面電気抵抗変化率が小さい特性とは、ローラ等により印加される電圧変動に対しても均一にトナーの転写が行われる点で重要であるが、体積電気抵抗変化率が表面電気抵抗変化率よりも大きいことは、二次転写されずに残ったベルト上の帯電トナーが、自己除電されるクリーニング部材によりクリーニングしやすいといった効果と共に、二次転写時のベルト上のトナー転写効率を向上させる効果がある。 The characteristic that the rate of change in surface electrical resistance is small is important in that the toner is uniformly transferred even when the voltage applied by a roller or the like is changed, but the rate of change in volume electrical resistance is greater than the rate of change in surface electrical resistance. This is because the charged toner remaining on the belt that has not been subjected to the secondary transfer can be easily cleaned by the self-removing cleaning member, and the toner transfer efficiency on the belt during the secondary transfer can be improved. is there.
好ましい表面電気抵抗変化率ＳＲ（１００Ｖ）／ＳＲ（５００Ｖ）は１０倍以内で、かつ体積電気抵抗変化率ＶＲ（１００Ｖ）／ＶＲ（２５０Ｖ）との関係が、表面電気抵抗変化率の２倍が体積電気抵抗変化率以下であることが好ましい。なお、表面電気抵抗変化率の下限は特に制限はないが通常１．５程度である。 The preferred surface electrical resistance change rate SR (100 V) / SR (500 V) is within 10 times, and the relationship between the volume electrical resistance change rate VR (100 V) / VR (250 V) is twice the surface electrical resistance change rate. It is preferable that the volume electric resistance change rate or less. The lower limit of the surface electrical resistance change rate is not particularly limited, but is usually about 1.5.
また、体積電気抵抗変化率ＶＲ（１００Ｖ）／ＶＲ（２５０Ｖ）が大きすぎると、電圧変動により電流がリークしてしまう問題があるため、体積電気抵抗変化率ＶＲ（１００Ｖ）／ＶＲ（２５０Ｖ）は１００倍以内、好ましくは５０倍以内であることが重要である。なお、体積電気抵抗変化率ＶＲ（１００Ｖ）／ＶＲ（２５０Ｖ）の下限はベルトに自己除電機能を付与させる効果を発現させる点で８以上であり、特に１０以上である。 In addition, if the volume electric resistance change rate VR (100 V) / VR (250 V) is too large, there is a problem in that current leaks due to voltage fluctuation. Therefore, the volume electric resistance change rate VR (100 V) / VR (250 V) is It is important that it is within 100 times, preferably within 50 times. In addition, the lower limit of the volume electrical resistance change rate VR (100 V) / VR (250 V) is 8 or more, particularly 10 or more in terms of exhibiting the effect of giving the belt a self-static function.
従って、本発明の画像形成装置用ベルトは、特に下記式(1')，(2')，(3')を満たすことが好ましい。
式(1')：ＳＲ(100Ｖ)/ＳＲ(500Ｖ)×2≦ＶＲ(100Ｖ)/ＶＲ(250Ｖ)
式(2')：5≦ＳＲ(100Ｖ)／ＳＲ(500Ｖ)≦10
式(3')：10≦ＶＲ(100Ｖ)／ＶＲ(250Ｖ)≦50
Therefore, the image forming apparatus belt of the present invention preferably satisfies the following formulas (1 ′), (2 ′), and (3 ′).
Formula (1 ′): SR (100 V) / SR (500 V) × 2 ≦ VR (100 V) / VR (250 V)
Formula (2 ′): 5 ≦ SR (100 V) / SR (500 V) ≦ 10
Formula (3 ′): 10 ≦ VR (100 V) / VR (250 V) ≦ 50
なお、本発明の画像形成装置用ベルトの抵抗領域はその使用目的により異なるが、表面電気抵抗率１×１０６×１０１４Ω又は体積電気抵抗率１×１０６〜１×１０１４Ω・ｃｍの範囲から選定される。 The resistance region of the belt for an image forming apparatus of the present invention varies depending on the purpose of use, but the surface electrical resistivity 1 × 10 6 × 10 14 Ω or the volume electrical resistivity 1 × 10 6 to 1 × 10 14 Ω · cm. The range is selected.
抵抗領域の更に好ましい範囲は用途により異なるが、例えば感光体ベルトとして用いる場合には必要に応じて外表面の電荷を内表面に逃がせるように表面電気抵抗率１×１０１〜１×１０９Ω又は体積電気抵抗率１×１０１〜１×１０９Ω・ｃｍと低い抵抗率が好ましく、中間転写ベルトとして用いる場合には帯電−転写の容易にできる表面電気抵抗率１×１０６〜１×１０１３Ω又は体積電気抵抗率１×１０６〜１×１０１３Ω・ｃｍが好ましく、搬送転写ベルトとして用いる場合には帯電しやすく高電圧でも破損しにくい１×１０１０〜１×１０１６Ω又は体積電気抵抗率１×１０１０〜１×１０１６Ω・ｃｍと高い領域が好ましい。 Although the more preferable range of the resistance region varies depending on the application, for example, when used as a photoreceptor belt, the surface electrical resistivity 1 × 10 1 to 1 × 10 9 so that the charge on the outer surface can be released to the inner surface as necessary. Low resistivity such as Ω or volume electrical resistivity 1 × 10 1 to 1 × 10 9 Ω · cm is preferable, and when used as an intermediate transfer belt, surface electrical resistivity 1 × 10 6 to 1 that can be easily charged and transferred. × 10 13 Ω or volume electric resistivity 1 × 10 6 to 1 × 10 13 Ω · cm is preferable, and when used as a transfer transfer belt, it is easily charged and is not easily damaged even at a high voltage. 1 × 10 10 to 1 × 10 16 A high region such as Ω or volume resistivity 1 × 10 10 to 1 × 10 16 Ω · cm is preferable.
また、エンドレスベルト１本中の表面電気抵抗率の分布は狭い方が好ましく、それぞれの好ましい表面電気抵抗率領域において、１本中の最大値と最小値の差が２桁以内であること（最大値が最小値の１００倍以下であること）が好ましい。 Further, it is preferable that the distribution of the surface electrical resistivity in one endless belt is narrow, and in each preferable surface electrical resistivity region, the difference between the maximum value and the minimum value in one belt is within two digits (maximum The value is preferably 100 times or less of the minimum value).
なお、エンドレスベルトの表面電気抵抗率や体積電気抵抗率は例えばダイヤインスツルメンツ（株）製商品名「ハイレスタ」や、「ロレスタ」又はアドバンテスト（株）製商品名「Ｒ８３４０Ａ」などにより容易に測定することができる。 The surface electrical resistivity and volume electrical resistivity of the endless belt can be easily measured by, for example, “HIRESTA”, “Loresta” manufactured by Dia Instruments Co., Ltd., or “R8340A” manufactured by Advantest Corporation. Can do.
（引張弾性率）
本発明のエンドレスベルトの引張弾性率は、３００ＭＰａ以上２５００ＭＰa以下であることが好ましい。エンドレスベルトの引張弾性率が低いと、例えば中間転写ベルトとして画像形成装置に用いる場合に張力により少し伸びが発生してしまい、色ズレなどの不具合を発生することがあり、また、引張弾性率が高すぎる場合は、ベルトを駆動する際にモータ負荷がかかるため、厚み設定を薄くする必要が生じ、一旦ローラとベルト間にゴミが入り込んだり、感光体との摩擦による傷等が入るとクラックが入り易く、信頼性に問題があるため好ましくない。また、一次転写におけるトナーの転写効率を向上させるためには、ベルトが伸びない程度の引張弾性率が必要であり、かつエンドレスベルトが硬くならない程度の引張弾性率が必要である。従って、好ましい引張弾性率の範囲は３００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下、特に５００ＭＰａ以上２０００ＭＰａ以下であり、とりわけ好ましいのは６００ＭＰａ以上１８００ＭＰａ以下である。
(Tensile modulus)
The endless belt of the present invention preferably has a tensile elastic modulus of 300 MPa to 2500 MPa. If the tensile elastic modulus of the endless belt is low, for example, when it is used in an image forming apparatus as an intermediate transfer belt, a slight elongation may occur due to the tension, which may cause problems such as color misregistration. If it is too high, a motor load will be applied when driving the belt, so it will be necessary to reduce the thickness setting.If dust gets in between the roller and the belt, or if scratches due to friction with the photosensitive member enter, cracks will occur. It is not preferable because it is easy to enter and there is a problem in reliability. Further, in order to improve the transfer efficiency of the toner in the primary transfer, it is necessary to have a tensile elastic modulus that does not allow the belt to stretch and a tensile elastic modulus that does not cause the endless belt to become hard. Therefore, a preferable range of tensile elastic modulus is 300 MPa to 2500 MPa, particularly 500 MPa to 2000 MPa, and particularly preferable is 600 MPa to 1800 MPa.
エンドレスベルトの引張弾性率は、トナーの転写効率向上の観点から調整されるが、前述のようにベルト表面の化学特性（水との接触角）のトナーの転写効率向上効果、電気特性によるトナー転写効率向上効果との関係にて最も適正な範囲を決定すれば良い。 The tensile elastic modulus of the endless belt is adjusted from the viewpoint of improving the toner transfer efficiency. As described above, the toner transfer efficiency is improved by the chemical characteristics (contact angle with water) of the belt surface, and the toner transfer by the electrical characteristics The most appropriate range may be determined in relation to the efficiency improvement effect.
（水との接触角）
本発明のエンドレスベルトの外表面の水との接触角は６０°以上９０°未満であることが好ましい。外表面の水との接触角が６０°未満であるとトナーがベルト表面上にくっついて、フィルミング化してしまい、トナー二次転写効率が悪化する。また、９０°では一次転写においてトナーの転写効率が悪化する。従って、本発明のエンドレスベルトの外表面の水との接触角は６０°以上９０°未満、特に６５°以上８５°以下であることが好ましい。
(Contact angle with water)
The contact angle between the outer surface of the endless belt of the present invention and water is preferably 60 ° or more and less than 90 °. When the contact angle of the outer surface with water is less than 60 °, the toner adheres to the belt surface and forms a film, which deteriorates the toner secondary transfer efficiency. At 90 °, the toner transfer efficiency is deteriorated in the primary transfer. Therefore, the contact angle between the outer surface of the endless belt of the present invention and water is preferably 60 ° or more and less than 90 °, and particularly preferably 65 ° or more and 85 ° or less.
（表面粗さＲａ）
本発明のエンドレスベルトの表面粗さＲａは０．０５μｍ以上０．３μｍ以下であることが好ましい。表面粗さＲａが０．０５μｍ未満であると、トナー一次転写効率が悪化してしまう。また、０．３μｍを超えるとトナーの二次転写効率が悪化する。従って、本発明のエンドレスベルトの表面粗さＲａは０．０５μｍ以上０．３μｍ以下、特に０．０７μｍ以上０．２μｍ以下であることが好ましい。
(Surface roughness Ra)
The surface roughness Ra of the endless belt of the present invention is preferably 0.05 μm or more and 0.3 μm or less. When the surface roughness Ra is less than 0.05 μm, the toner primary transfer efficiency is deteriorated. On the other hand, if it exceeds 0.3 μm, the secondary transfer efficiency of the toner deteriorates. Therefore, the surface roughness Ra of the endless belt of the present invention is preferably 0.05 μm or more and 0.3 μm or less, particularly 0.07 μm or more and 0.2 μm or less.
（耐折回数）
本発明のエンドレスベルトを例えば中間転写ベルトとして画像形成装置に用いる場合には、耐屈曲性が悪いとクラックが発生して画像が得られなくなるので耐屈曲性の良好なエンドレスベルトが好ましい。
(Number of folding times)
When the endless belt of the present invention is used as an intermediate transfer belt in an image forming apparatus, for example, an endless belt having good bending resistance is preferred because cracks occur and images cannot be obtained if the bending resistance is poor.
耐屈曲性の程度は、ＪＩＳ Ｐ−８１１５の耐折回数の測定方法に従うことで定量的に評価でき、耐折回数の大きいエンドレスベルトほどクラックが入りにくく、耐屈曲性に優れていると判断することができる。 The degree of bending resistance can be quantitatively evaluated by following the method for measuring the folding endurance of JIS P-8115, and it is judged that an endless belt with a higher folding endurance is less susceptible to cracking and has superior bending resistance. be able to.
具体的な数値としては、５０００回を超えていれば装置寿命の間、エンドレスベルトとして優れた機能を発揮して使用することができるが、実用的には８０００回以上が好ましく、１００００回以上であれば更に好ましい。 As a specific numerical value, if it exceeds 5000 times, it can be used with an excellent function as an endless belt for the life of the apparatus, but practically it is preferably 8000 times or more and preferably 10,000 times or more. More preferably.
本発明によれば、熱可塑性エラストマーの添加量やアロイ化によっては、５万回以上、更には１０万以上の耐折回数が得られるので、エンドレスベルトの端部からのクラックを防止するために通常用いられるクラック防止用補強テープ等の二次加工を施さなくても、十分な耐クラック性を得られることができ、好ましい。 According to the present invention, depending on the amount of the thermoplastic elastomer added and alloying, the folding endurance of 50,000 times or more, and even 100,000 or more can be obtained. In order to prevent cracks from the end of the endless belt, It is preferable because sufficient crack resistance can be obtained without performing secondary processing such as a commonly used reinforcing tape for preventing cracks.
（収縮率）
本発明のエンドレスベルトの収縮率特性としては、温度６０℃湿度９０％、２４ｈｒ放置後の温度２３℃湿度５０％に対する収縮率が０．２％以下であることが好ましい。これらの条件範囲より収縮率が大きいと、エンドレスベルトを輸送、保管中に寸法変化が大きくなり使用できなくなるばかりか電気特性、機械特性も変化することがあるため好ましくない。より好ましい収縮率特性は０．１％以下であり、特に好ましいのは０．０５％以下である。
(Shrinkage factor)
As the shrinkage rate characteristics of the endless belt of the present invention, the shrinkage rate with respect to a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90% and a temperature after leaving for 24 hours of 23 ° C. and a humidity of 50% is preferably 0.2% or less. If the shrinkage rate is larger than these condition ranges, it is not preferable because the dimensional change becomes large during transportation and storage of the endless belt and it becomes impossible to use it, and electrical characteristics and mechanical characteristics may also change. More preferred shrinkage characteristics are 0.1% or less, and particularly preferred is 0.05% or less.
（エンドレスベルトの厚み）
エンドレスベルトの厚みが過度に大きいと、ローラとの曲率が大きい場合、ベルト外側と内側の変形差が大きく、割れ易くなる。また、外側部に転写されたトナーが変形、飛散して画像が変形するようになる。一方、エンドレスベルトの厚みが過度に小さいと、わずかなローラとベルト間に入り込んだゴミ、或いは感光体等との接触による傷によりクラックが入り易く、ベルトが破損し易くなる。従って、本発明のエンドレスベルトの厚みは７０〜３００μｍであることが好ましく、１００〜２００μｍであれば特に好ましい。
(Endless belt thickness)
If the thickness of the endless belt is excessively large, if the curvature with the roller is large, the deformation difference between the outer side and the inner side of the belt is large and the endless belt is easily cracked. Further, the toner transferred to the outer side is deformed and scattered, and the image is deformed. On the other hand, if the thickness of the endless belt is excessively small, cracks are likely to occur due to slight scratches between the roller and the belt, or scratches due to contact with the photoreceptor, and the belt is likely to break. Therefore, the thickness of the endless belt of the present invention is preferably 70 to 300 μm, and particularly preferably 100 to 200 μm.
（４） エンドレスベルトのアロイ分散形態と導電性物質分散形態
一般に、２種類の材料を溶融混合すると、完全に混じり合う場合（完全相溶化という場合もある）と、完全には混じり合わず海島構造をとる場合とがある。
(4) Alloy dispersion form and conductive substance dispersion form of endless belt Generally, when two kinds of materials are melt-mixed, they are completely mixed (sometimes referred to as complete compatibilization), and they are not completely mixed. There is a case to take.
後者においては、一般に両材料の体積分率に大きな差がある場合は、体積分率の大きい方が海で体積分率が小さい方が島の構造をとりやすく、体積分率の差が小さい場合は溶融粘度差が海島構造に影響を与え、溶融粘度の小さい方が海に、大きい方が島になりやすいと言われている。 In the latter case, in general, when there is a large difference in volume fraction between the two materials, the larger volume fraction is the sea and the smaller volume fraction is more likely to have an island structure, and the difference in volume fraction is small. The difference in melt viscosity affects the sea-island structure, and it is said that the smaller the melt viscosity is, the easier it is to the sea, and the larger is the island.
本発明において、アロイ構造は内層（エンドレスベルトの厚み方向における内層）近傍の海島構造も中層（エンドレスベルトの厚み方向における表面層と内層との中間の層）近傍の海島構造と異なる構造であっても、同一な構造であっても良く、材料が互いに混じり合って１００ｎｍ以下の島分散になっていても良い。 In the present invention, the alloy structure is different from the sea-island structure in the vicinity of the inner layer (the inner layer in the thickness direction of the endless belt) and the sea-island structure in the vicinity of the middle layer (the intermediate layer between the surface layer and the inner layer in the thickness direction of the endless belt). Alternatively, the same structure may be used, and materials may be mixed with each other to form island dispersion of 100 nm or less.
本発明において重要なことは、海島構造がどうであれ、中層の導電性物質の分散状態と外層（エンドレスベルトの厚み方向における表面側の層）の導電性物質の分散状態がほぼ同じ形態で形成されていることが重要であり、いくら海島構造体に材料を調整したとしても、成形加工条件によっては成形加工中に加わる溶融樹脂配向や溶融樹脂に加わる応力（剪断応力、剪断速度）、或いは剪断履歴、溶融樹脂が冷却される過程での配向、剪断応力、剪断速度等により、海島構造体の海と島の形状は任意に変化すると共に、導電性物質としてのカーボンブラック等の導電性フィラーを配合した材料においては、その剪断力、配向によりエンドレスベルトの厚み方向において導電性物質分散状態が変化するので、この厚み方向の導電性物質の分散状態を制御することが重要なのである。 What is important in the present invention is that the dispersed state of the conductive material in the middle layer and the dispersed state of the conductive material in the outer layer (surface layer in the thickness direction of the endless belt) are formed in almost the same form regardless of the sea-island structure. It is important that no matter how much the material is adjusted to the sea-island structure, depending on the molding process conditions, the orientation of the molten resin, the stress applied to the molten resin (shear stress, shear rate), or shear The shape of the sea and islands of the sea-island structure changes arbitrarily depending on the history, orientation in the process of cooling the molten resin, shear stress, shear rate, etc., and conductive filler such as carbon black as a conductive substance In the blended material, the state of dispersion of the conductive substance in the thickness direction of the endless belt changes depending on the shearing force and orientation. It is important to control the.
即ち、本発明者等の研究により、エンドレスベルト外層近傍と中層近傍の導電性物質の分散状態が同じになるように作成したエンドレスベルトが、表面電気抵抗率の電圧依存性が少ないことが判明した。これは、内外層での配向が違うにもかかわらず、このような導電性物質分散状態の観点から、適度に均一であることが重要であることを示している。 That is, the inventors' research has revealed that the endless belt prepared so that the dispersed state of the conductive material in the vicinity of the outer layer of the endless belt and in the vicinity of the middle layer is the same has little voltage dependency of the surface electrical resistivity. . This indicates that it is important to be moderately uniform from the viewpoint of such a conductive material dispersion state, although the orientations in the inner and outer layers are different.
また、一般的な溶融混合、加熱押出条件によっては、海島の島部分の分散粒径が５０μｍ〜１００ｎｍ程度にまでしかならないが、加熱混合条件や押出条件によっては分散粒径が数ｎｍ以下にまで微細化することがありうる。特に、１００ｎｍ以下の分散粒径であるものは、際だって機械的強度が向上する効果があるとともに、材料の溶融粘度も適度に向上し、導電性物質の分散において均一に分散できる効果が発現するので特に好ましい。 In addition, depending on the general melt mixing and heating extrusion conditions, the dispersed particle size of the island portion of the sea island is only about 50 μm to 100 nm, but depending on the heating mixing conditions and extrusion conditions, the dispersed particle size is up to several nm or less. There is a possibility of miniaturization. In particular, those having a dispersed particle size of 100 nm or less have the effect of significantly improving the mechanical strength, the material also has a moderately improved melt viscosity, and the effect of uniformly dispersing the conductive material is exhibited. Therefore, it is particularly preferable.
また、２種類の材料をアロイ化した構造やフィラー等を添加した構成の場合、加熱溶融した高分子材料は、冷却過程において構造が変化する場合がある。例えば、急激に冷却したり、フィラー等の存在下では本来結晶化すべき材料が結晶化しきれずに非晶状態で残る場合があるため、一旦成形された成形部材は、高温に晒されると再度結晶化を進行させることがあり、極度に収縮したり、機械強度が極度に低下したりする場合があるため注意する必要がある。 In addition, in the case of a structure in which two types of materials are alloyed or a structure in which fillers are added, the structure of the polymer material heated and melted may change during the cooling process. For example, in the presence of a filler or the like, the material that should be crystallized may not be crystallized and may remain in an amorphous state in the presence of a filler. Care must be taken because it may cause excessive shrinkage and mechanical strength may decrease extremely.
このような状態を阻止するためには、アロイ化する成分の内、結晶成分の材料においては成形部材として結晶化させた状態の構造をとることが好ましい。即ち、熱処理をすることが好ましいが、コストの観点から連続生産中に十分結晶化させるように成形時に除冷却手段を設置した方が好ましい。 In order to prevent such a state, it is preferable to take a structure in which a crystallized material is crystallized as a molded member among the components to be alloyed. That is, it is preferable to perform heat treatment, but from the viewpoint of cost, it is preferable to install a cooling means at the time of molding so as to sufficiently crystallize during continuous production.
なお、本発明において、海島構造の島形状の確認手法に特に制限はなく、エンドレスベルトを所定の方向で切断して超薄切片を作成し、四酸化ルテニウム（ＲｕＯ４）等の染料で約２分以上染色して、ＴＥＭ（透過電子顕微鏡）又はＳＥＭ（走査電子顕微鏡）で観察するなどの公知の方法を用いることができる。 In the present invention, the method for confirming the island shape of the sea-island structure is not particularly limited, and an endless belt is cut in a predetermined direction to create an ultrathin section, and about 2 with a dye such as ruthenium tetroxide (RuO 4 ). A publicly known method such as staining with TEM (transmission electron microscope) or SEM (scanning electron microscope) can be used.
なお、この観察には、エンドレスベルトの厚み断面の切断方向により海島構造の形態が変わるため特に注意が必要であり、エンドレスベルトの円周方向に切断した切片と幅方向に切断した切片それぞれについて外側０〜５μｍ付近、厚み中央部±５μｍ付近、内側０〜５μｍ付近の海島形態を観察する。 Note that this observation requires special attention because the shape of the sea-island structure changes depending on the cutting direction of the thickness cross section of the endless belt, and the section cut in the circumferential direction and the section cut in the width direction of the endless belt are outside. The sea-island shape is observed near 0 to 5 μm, around the center of the thickness ± 5 μm, and inside 0 to 5 μm.
（５） 画像形成装置用ベルトの用途
本発明の画像形成装置用ベルトの用途に特に制限はないが、寸法精度，耐屈曲性，引張弾性率など要求物性の厳しいＯＡ機器分野、特に機能部材には好適に用いることができる。このエンドレスベルトをシームレスベルト形状とした場合、割れ，伸びなど不具合が少ないので好適である。
(5) Application of belt for image forming apparatus There is no particular limitation on the application of the belt for image forming apparatus of the present invention. However, in the field of OA equipment, which has strict physical properties such as dimensional accuracy, bending resistance and tensile elastic modulus, especially for functional members. Can be preferably used. When this endless belt is formed in a seamless belt shape, there are few problems such as cracking and elongation, which is preferable.
本発明の画像形成装置用ベルトは、電子写真式複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ機等の画像形成装置の、特に中間転写ベルト、搬送転写ベルト、感光体ベルトなどとして好適に用いることができる。 The belt for an image forming apparatus of the present invention can be suitably used as an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a laser beam printer, or a facsimile machine, particularly as an intermediate transfer belt, a transfer transfer belt, or a photoreceptor belt.
本発明のエンドレスベルトはそのままベルトとして使用しても良いし、ドラム或いはロール等に巻き付けて使用しても良い。 The endless belt of the present invention may be used as it is, or may be wound around a drum or a roll.
また、端面補強等の目的のために、このエンドレスベルトの外側及び／又は内側に、必要に応じて側縁に沿って耐熱テープ等の補強テープを貼り合わせても良い。補強テープとしては、２軸延伸ポリエステルテープがコスト、強度の点で好ましく、そのテープ幅は４ｍｍ以上２０ｍｍ以下が装置レイアウト上コンパクトになり好ましい。補強テープの厚みは、２０μｍ以上２００μｍ以下がフレキシブルを維持するため低テンションでエンドレスベルトが駆動できる点と耐クラック発生防止の点で好ましい。 Further, for the purpose of reinforcing the end face, a reinforcing tape such as a heat-resistant tape may be bonded to the outside and / or inside of the endless belt along the side edge as necessary. As the reinforcing tape, a biaxially stretched polyester tape is preferable from the viewpoint of cost and strength, and the tape width is preferably 4 mm or more and 20 mm or less because the apparatus layout is compact. The thickness of the reinforcing tape is preferably 20 μm or more and 200 μm or less from the viewpoint of being able to drive the endless belt with low tension and preventing the occurrence of cracking.
また、エンドレスベルトの蛇行防止目的で、エンドレスベルトの側縁に、ウレタンゴムやシリコンゴム等のゴム製のシート（蛇行防止ガイド）を接着剤にて張り合わせても良い。この場合、用いるゴム製シートの好ましいシート幅は２〜１０ｍｍで装置のレイアウト上及び接着強度の点より３〜８ｍｍが特に好ましい。また、蛇行防止の観点より蛇行防止ゴムの厚みは０．５〜３ｍｍが好ましく、特に０．７〜２ｍｍが蛇行防止の貼り合わせの簡易さと蛇行防止効果の点より好ましい。 For the purpose of preventing meandering of the endless belt, a rubber sheet (meandering preventing guide) such as urethane rubber or silicone rubber may be bonded to the side edge of the endless belt with an adhesive. In this case, the preferable sheet width of the rubber sheet to be used is 2 to 10 mm, and 3 to 8 mm is particularly preferable in view of the layout of the apparatus and the adhesive strength. Further, from the viewpoint of preventing meandering, the thickness of the meander-preventing rubber is preferably 0.5 to 3 mm, and more preferably 0.7 to 2 mm from the viewpoint of simplicity of the meandering prevention and meandering preventing effect.
更には、上記補強テープと組み合わせて、補強テープをエンドレスベルトに貼り合わせた上で蛇行防止ガイドを貼り合わせた方がベルト耐クラック発生防止効果とベルト蛇行防止効果があるため好ましい。 Furthermore, in combination with the above-mentioned reinforcing tape, it is preferable that the reinforcing tape is bonded to the endless belt and then the meandering prevention guide is bonded to the belt because of the effect of preventing the occurrence of belt cracking and the belt meandering.
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.
（原料）
原料は下記のものを用い、配合割合は表１又は表３の通りとした。
・ＰＢＴ：三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製「ノバデュラン５０４０ＺＳ
」
重量平均分子量＝４０，０００
ＰＳ換算重量平均分子量＝１２２，０００
ＭＦＲ（２４０℃、２．１６ｋｇｆ荷重）：４ｇ／１０分
・ＰＣ：重量平均分子量＝２８，０００
ＰＳ換算重量平均分子量＝６４，０００
ＭＦＲ（２８０℃、２．１６ｋｇｆ荷重）：４．８ｇ／１０分
・重合触媒：チタニウム(IV)ブトキシド／酢酸マグネシウム
・キレーター：クラリアントジャパン（株）製 リン酸化酸化防止剤「ＰＥＰＱ」
・熱可塑性エラストマー１：東洋紡積（株）製 ポリエステル−エーテルエラストマー
「ペルプレンＰ１５０Ｂ」
ＭＦＲ（２４０℃、２．１６ｋｇｆ荷重）：１９ｇ／１０分
・熱可塑性エラストマー２：東洋紡積（株）製 ポリエステル−エーテルエラストマー
「ペルプレンＰ９０Ｂ」
ＭＦＲ（２４０℃、２．１６ｋｇｆ荷重）：２０ｇ／１０分
・カーボンブラック：電気化学（株）製「デンカブラック」
ＤＢＰ吸油量＝１８０ｍｌ／１００ｇ
比表面積＝６５ｍ２／ｇ
揮発分＝０％
平均一次粒径＝３９ｎｍ
・粘性ポリマー１：日本油脂（株）製グリシジルメタクリレート含有ポリマー
「モディパーＡ４４００」
ＪＩＳ Ｋ７２１０によるＭＩ値（１９０℃、２．１６ｋｇｆ荷重
）０．３ｇ／１０分
・粘性ポリマー２：日本油脂（株）製「モディパーＡ４２００」
ＪＩＳ Ｋ７２１０によるＭＩ値（１９０℃、２．１６ｋｇｆ荷重
）０．６ｇ／１０分
(material)
The following raw materials were used, and the blending ratios were as shown in Table 1 or Table 3.
・ PBT: “Novaduran 5040ZS” manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics
"
Weight average molecular weight = 40,000
PS-converted weight average molecular weight = 122,000
MFR (240 ° C., 2.16 kgf load): 4 g / 10 min. PC: Weight average molecular weight = 28,000
PS-converted weight average molecular weight = 64,000
MFR (280 ° C., 2.16 kgf load): 4.8 g / 10 minutes Polymerization catalyst: Titanium (IV) butoxide / magnesium acetate Chelator: manufactured by Clariant Japan Co., Ltd. Phosphorylation antioxidant “PEPQ”
・ Thermoplastic elastomer 1: Polyester-ether elastomer manufactured by Toyobo Co., Ltd.
"Perprene P150B"
MFR (240 ° C., 2.16 kgf load): 19 g / 10 minutes Thermoplastic elastomer 2: Polyester-ether elastomer manufactured by Toyobo Co., Ltd.
"Perprene P90B"
MFR (240 ° C., 2.16 kgf load): 20 g / 10 min. Carbon black: “Denka Black” manufactured by Electrochemical Co., Ltd.
DBP oil absorption = 180ml / 100g
Specific surface area = 65 m 2 / g
Volatile content = 0%
Average primary particle size = 39 nm
・ Viscous polymer 1: Glycidyl methacrylate-containing polymer manufactured by NOF Corporation
"Modiper A4400"
MI value according to JIS K7210 (190 ° C, 2.16 kgf load)
) 0.3 g / 10 min Viscous polymer 2: “Modiper A4200” manufactured by NOF Corporation
MI value according to JIS K7210 (190 ° C, 2.16 kgf load)
) 0.6g / 10min
（加熱混練）
各原料を、二軸混練押出機（ＩＫＧ（株）製「ＰＭＴ３２」）を用いて材料ペレット化した。条件は表１又は表３の通りとした。
(Heat kneading)
Each raw material was pelletized using a twin-screw kneading extruder (“PMT32” manufactured by IKG Corporation). The conditions were as shown in Table 1 or Table 3.
（エンドレスベルトの成形方法）
この材料ペレットを乾燥し、直径φ１６０ｍｍ、ダイスリップ幅１．５ｍｍの６条スパイラル型環状ダイ付き４０ｍｍφの押出機（環状ダイの円周方向に１６個の温度調節機構を有する。）により、環状ダイ下方に溶融チューブ状態で押し出し、押し出した溶融チューブを、環状ダイと同一軸線上に支持棒を介して装着した外径１５３ｍｍの冷却マンドレルの外表面（温度８０℃）に接しめて冷却固化させつつ、次に、シームレスベルトの中に設置されている円筒形の中子と外側に設置されている４点式ベルト式引取機により、シームレスベルトを円筒形を保持した状態で引き取りつつ３４０ｍｍ長の長さで輪切りにして、厚み１４０μｍ、表面電気抵抗率１×１０１０〜１×１０１２Ωとなるようとなるよう押出量と引取速度、押出温度を調整しつつ、内径１５１ｍｍの樹脂製シームレスベルトとした。成形条件は表１又は表３の通りとした。
(Endless belt molding method)
This material pellet was dried, and the annular die was formed by an extruder of 40 mmφ with a six-spiral annular die having a diameter of 160 mm and a die slip width of 1.5 mm (having 16 temperature control mechanisms in the circumferential direction of the annular die). While extruding in the molten tube state downward, the extruded molten tube is in contact with the outer surface (temperature 80 ° C.) of a cooling mandrel having an outer diameter of 153 mm mounted on the same axis as the annular die via a support rod, and is cooled and solidified. Next, a length of 340 mm is taken while the seamless belt is being held in a cylindrical shape by a cylindrical core installed in the seamless belt and a four-point belt type take-up machine installed on the outside. And adjust the extrusion amount, take-up speed, and extrusion temperature so that the thickness becomes 140 μm and the surface electrical resistivity becomes 1 × 10 10 to 1 × 10 12 Ω. The resin seamless belt having an inner diameter of 151 mm was prepared. The molding conditions were as shown in Table 1 or Table 3.
また、成形材料について、東洋精機（株）製メルトインデクサー「Ｔ−０１」（２４０℃，２．１６ｋｇｆ荷重）で、加熱開始後５〜６分の１分間で試料を採取し、重量を測定（ｍ）し、次式でＭＦＲを求めたＭＦＲは、表１又は表３に示す通りである。
式：ＭＦＲ＝（６００×ｍ）÷ｔ （ｇ／１０分）
ｔ＝試料採取時間（秒）（ここでは６０秒）
ｍ＝試料採取の重量（ｇ）
In addition, for the molding material, a sample was taken for 5 to 1/6 minutes after the start of heating with a melt indexer “T-01” (240 ° C., 2.16 kgf load) manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., and the weight was measured. (M) The MFR obtained by the following equation is as shown in Table 1 or Table 3.
Formula: MFR = (600 × m) ÷ t (g / 10 minutes)
t = sampling time (seconds) (here 60 seconds)
m = weight of sampling (g)
（評価）
評価は必要に応じ、エンドレスベルトを必要な大きさに切り開いて実施し、結果を表２，表４に示した。
(Evaluation)
The evaluation was carried out by cutting the endless belt into a required size as required, and the results are shown in Tables 2 and 4.
・表面電気抵抗率
ダイヤインスツルメント（株）製 商品名「ハイレスタ（ＵＲ端子）」を使用し、１００Ｖ、５００Ｖ、各１０秒の条件にて２０ｍｍピッチにてベルト円周方向を測定した。
-Surface electrical resistivity A product name "Hiresta (UR terminal)" manufactured by Dia Instruments Co., Ltd. was used, and the belt circumferential direction was measured at a pitch of 20 mm under conditions of 100 V, 500 V, and 10 seconds each.
・体積電気抵抗率
ダイヤインスツルメント（株）製 商品名「ハイレスタ（ＵＲ端子）」を使用し、１００Ｖ、２５０Ｖ、各１０秒の条件にて２０ｍｍピッチにてベルト円周方向を測定した。
-Volume resistivity The product name "Hiresta (UR terminal)" manufactured by Dia Instruments Co., Ltd. was used, and the belt circumferential direction was measured at a pitch of 20 mm under conditions of 100 V, 250 V, and 10 seconds each.
・電気抵抗環境変動率
表面電気抵抗率と体積電気抵抗率のそれぞれにおいて、温度１０℃、湿度２０％で２０ｈｒ放置後（ＬＬ条件）の電気抵抗率と、温度３０℃、湿度８０％に２０ｈｒ放置後（ＨＨ条件）の電気抵抗率との比（電気抵抗率（ＬＬ条件）／電気抵抗率（ＨＨ条件））を求め、電気抵抗環境変動率とした。
・ Electric resistance environmental fluctuation rate In each of the surface electrical resistivity and volume electrical resistivity, the electrical resistivity after leaving for 20 hours at a temperature of 10 ° C. and a humidity of 20% (LL condition), and left for 20 hours at a temperature of 30 ° C. and a humidity of 80% The ratio (electric resistivity (LL condition) / electric resistivity (HH condition)) with the subsequent electrical resistivity (HH condition) was determined and used as the electrical resistance environment fluctuation rate.
・エンドレスベルトとしての耐久性の評価
得られたエンドレスベルトを中間転写ベルトとして画像形成装置に搭載し、連続で画像出力をし、何枚出力した段階でエンドレスベルトにクラックが発生するかを評価した。
・ Evaluation of durability as an endless belt The obtained endless belt was mounted on an image forming device as an intermediate transfer belt. Images were continuously output, and how many sheets were output was evaluated for cracks in the endless belt. .
・収縮率
エンドレスベルトを２００ｍｍの一定幅に輪切り切断後、更に幅方向１カ所を切断する。次に得られたサンプルを温度２３℃、湿度５０％に２４ｈｒ放置した後、エンドレスベルトの円周方向の長さを３次元寸法測定器（ニコン社製マイクロスコープを取り付けた東京精密社製「ＧＪ８００Ａ」）にて測定した。この測定値を（Ｐ）とする。
-Shrinkage rate After cutting the endless belt into pieces with a constant width of 200 mm, further cut one place in the width direction. Next, the obtained sample was left to stand at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% for 24 hours, and then the circumferential length of the endless belt was measured using a three-dimensional dimension measuring instrument (“GJ800A” manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. equipped with a Nikon microscope). )). This measured value is defined as (P).
次に、温度６０℃、湿度９０％の条件に設定した恒温恒湿室に上述のサンプルを２４ｈｒ放置して、取り出した後、更に温度２３℃、湿度５０％で２４ｈｒ放置した後、エンドレスベルトの円周方向の長さを３次元寸法測定器を用いて測定した。この測定値を（Ｑ）とする。温度２３℃、湿度５０％に対する各温度湿度条件放置後のサンプルの収縮率は以下の式より求めた数値を用いた。
収縮率＝｛（Ｐ）−（Ｑ）｝／（Ｐ）×１００
Next, after leaving the above sample for 24 hours in a constant temperature and humidity chamber set to a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90%, the sample was left to stand for 24 hours at a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50%. The length in the circumferential direction was measured using a three-dimensional dimension measuring instrument. Let this measured value be (Q). As the shrinkage rate of the sample after being left in each temperature and humidity condition with respect to a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50%, a numerical value obtained from the following equation was used.
Shrinkage rate = {(P) − (Q)} / (P) × 100
・引張弾性率
ＩＳＯ Ｒ１１８４−１９７０に準拠し、試験片を幅１５ｍｍ、長さ１５０ｍｍに切断し、引張速度１ｍｍ／ｍｉｎ、つかみ具間距離１００ｍｍとして測定した。
-Tensile elastic modulus Based on ISO R1184-1970, the test piece was cut into a width of 15 mm and a length of 150 mm, and measured with a tensile speed of 1 mm / min and a distance between grips of 100 mm.
・降伏点強度
ＪＩＳ Ｚ１７０２−６２に準拠し、試験片を幅１５ｍｍ、長さ１５０ｍｍに切断し、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎ、つかみ具間距離１００ｍｍ、標線間隔５０ｍｍとして測定した。
-Yield point strength Based on JIS Z1702-62, the test piece was cut into a width of 15 mm and a length of 150 mm, and measured with a tensile speed of 50 mm / min, a distance between grips of 100 mm, and a marked line interval of 50 mm.
・引張破断伸び
ＪＩＳ Ｚ１７０２−６２に準拠し、試験片を幅１５ｍｍ、長さ１５０ｍｍに切断し、引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎ、つかみ具間距離１００ｍｍ、標線間隔５０ｍｍとして測定した。
-Tensile elongation at break In accordance with JIS Z1702-62, a test piece was cut into a width of 15 mm and a length of 150 mm, and measured with a tensile speed of 50 mm / min, a distance between grips of 100 mm, and a gap between marked lines of 50 mm.
・耐屈曲性（耐折れ性）
ＪＩＳ Ｐ−８１１５に準拠し、試験片を幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍの大きさに切断し、ＭＩＴ試験機にて折り曲げ速度１７５回／分、回転角度１３５°左右、引張荷重１．０ｋｇｆの条件にて、折り曲げ治具の先端部の曲率半径をＲ＝０．３８ｍｍとして破壊に至る折り曲げ回数を測定した。
・ Bending resistance (bending resistance)
In accordance with JIS P-8115, the test piece was cut into a size of 15 mm in width and 100 mm in length, and was subjected to a bending speed of 175 times / minute, a rotation angle of 135 ° left and right, and a tensile load of 1.0 kgf with an MIT tester. Then, the number of bendings to breakage was measured with the radius of curvature of the tip of the bending jig being R = 0.38 mm.
・水との接触角
エンドレスベルトの外表面に水を一滴たらし、エルマー製ゴニオメーター「Ｇ−１」を用いて１分後の水の接触角を測定した。
-Contact angle with water A drop of water was dropped on the outer surface of the endless belt, and the contact angle of water after 1 minute was measured using an Elmer goniometer "G-1."
・表面粗さ
エンドレスベルト外側表面を約５０ｍｍ×５０ｍｍのサンプルにカットし、（株）キーエンス製超深度形状測定顕微鏡商品名「ＶＫ８５００」を用い、レンズ１００倍、ピッチ０．０１μｍ、シャッタースピードＡＵＴＯ、ゲイン８３５の測定条件にて４０μｍ×４０μｍのエリアの表面粗さを４点測定し、その平均値を表面粗さの測定値とした。
・ Surface roughness Cut the outer surface of the endless belt into a sample of about 50 mm × 50 mm, and using a key depth ultra-fine shape measurement microscope product name “VK8500” manufactured by Keyence Corporation, lens 100 times, pitch 0.01 μm, shutter speed AUTO, The surface roughness of a 40 μm × 40 μm area was measured at four points under the measurement condition of the gain 835, and the average value was used as the measured value of the surface roughness.
・画像評価
図１に示す如く、エンドレスベルト２０の内、外両端部にポリエステル製厚み５０μｍ、１０ｍｍ幅のＰＥＴテープを内補強テープ２２及び外補強テープ２１として貼り、内両端部にポリウレタン製厚み１．０ｍｍ、５ｍｍ幅の蛇行防止ガイドゴム２３を貼り合せたエンドレスベルトを、セイコーエプソン（株）製のカラーレーザープリンタ機種名「ＬＰ３０００Ｃ」に搭載し、カラー画像をＣＣＤカメラにて２０倍に拡大し画像を評価した。
画像（中抜け）はトナーが転写されていない部分が５％以下であれば○とし、５％を超えるものを△とした。
画像ズレは、５０μｍ以下を○とし、５０μｍを超え８０μｍ以下を△とし、
８０μｍを超えるものを×とした。
画像の一次、二次転写特性は、トナーが転写されていない部分が５％以下であれば○とし、５％を超えるものを△とした。
Image Evaluation As shown in FIG. 1, a polyester tape of 50 μm and a width of 10 mm is attached to both outer ends of the endless belt 20 as an inner reinforcing tape 22 and an outer reinforcing tape 21, and a polyurethane thickness of 1 is attached to both inner ends. The endless belt with the 0.0mm, 5mm wide meandering prevention rubber 23 is mounted on the color laser printer model name "LP3000C" manufactured by Seiko Epson Corporation, and the color image is enlarged 20 times with a CCD camera. Images were evaluated.
The image (out of the image) was evaluated as ◯ when the portion where the toner was not transferred was 5% or less, and the image exceeding 5% was evaluated as Δ.
The image misalignment is marked as ◯ when it is 50 μm or less, and as Δ when it exceeds 50 μm and is 80 μm or less.
Those exceeding 80 μm were evaluated as x.
The primary and secondary transfer characteristics of the image were evaluated as “◯” when the portion where the toner was not transferred was 5% or less, and “△” when the portion exceeded 5%.
〔実施例１〜４〕
表１に記載の配合で、加熱混練し、材料ペレットを得た。このときの加熱混練条件は表１に示すものとし、樹脂温度と混練機内での滞留時間を調節し、混練機内での反応は抑制すると同時に電気抵抗が半導電領域になるよう混練条件を調節した。この材料ペレットを押出成形してエンドレスベルトを製造した。
[Examples 1 to 4]
The mixture shown in Table 1 was heat-kneaded to obtain material pellets. The heating and kneading conditions at this time are as shown in Table 1. The resin temperature and the residence time in the kneader were adjusted, the reaction in the kneader was suppressed, and the kneading conditions were adjusted so that the electrical resistance became a semiconductive region. . This material pellet was extruded to produce an endless belt.
いずれのエンドレスベルトも表面電気抵抗率は１×１０１０Ω／□で体積電気抵抗率は１×１０１０Ω・ｃｍであり、表面電気抵抗率の１００Ｖ〜５００Ｖの電圧依存性は１オーダー以内であり、体積電気抵抗率の１００Ｖ〜２５０Ｖの電圧依存性は２オーダー以内であり、良好な非電圧依存性が得られた。 Each endless belt has a surface electrical resistivity of 1 × 10 10 Ω / □ and a volume electrical resistivity of 1 × 10 10 Ω · cm, and the voltage dependency of the surface electrical resistivity from 100 V to 500 V is within one order. In addition, the voltage dependence of the volume resistivity of 100 V to 250 V is within 2 orders, and a good non-voltage dependence was obtained.
これらのベルトを図１のような中間転写ベルトとして画像形成装置に搭載したところ一次転写、二次転写両方においてトナー良好に画像を得ることができた。 When these belts are mounted on an image forming apparatus as intermediate transfer belts as shown in FIG. 1, images with good toner can be obtained in both primary transfer and secondary transfer.
また、この状態で２０万枚画像出力してもクラックが発生することは無く、ＨＨ条件／ＬＬ条件にて抵抗値の変動は少なく、抵抗ばらつきも少なかった。 Further, even when 200,000 images were output in this state, no crack was generated, and the resistance value varied little under the HH condition / LL condition, and the resistance variation was small.
〔実施例５〕
熱可塑性エラストマーの種類を変更した以外は、実施例１と同様にエンドレスベルトを得た。本実施例５でも外観に優れ、環境による電気抵抗率変化や電気抵抗率ばらつきが少ないエンドレスベルトを得た。このエンドレスベルトを画像形成装置に搭載したところ、良好な画像を得ることができた。
Example 5
An endless belt was obtained in the same manner as in Example 1 except that the type of the thermoplastic elastomer was changed. Also in Example 5, an endless belt was obtained that was excellent in appearance and had little change in electrical resistivity and variations in electrical resistivity due to the environment. When this endless belt was mounted on an image forming apparatus, a good image could be obtained.
〔実施例６〕
粘性ポリマーの種類を変更した以外は、実施例１と同様にエンドレスベルトを得た。本実施例６でも外観に優れ、環境による電気抵抗率変化や電気抵抗率ばらつきが少ないエンドレスベルトを得た。このエンドレスベルトを画像形成装置に搭載したところ、良好な画像を得ることができた。
Example 6
An endless belt was obtained in the same manner as in Example 1 except that the type of the viscous polymer was changed. Also in this Example 6, an endless belt was obtained which was excellent in appearance and had little change in electrical resistivity and variation in electrical resistivity due to the environment. When this endless belt was mounted on an image forming apparatus, a good image could be obtained.
〔比較例１〕
粘性ポリマーを用いずに実施例１と同様な熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂の配合比にカーボンブラックを添加し、電気抵抗率が半導電領域になるようにカーボン濃度を調整した以外は、実施例１と同様にエンドレスベルトを得た。
[Comparative Example 1]
Example except that carbon black was added to the blending ratio of the thermoplastic elastomer and the thermoplastic resin similar to Example 1 without using a viscous polymer, and the carbon concentration was adjusted so that the electrical resistivity became a semiconductive region. An endless belt was obtained in the same manner as in 1.
本比較例１では、表面粗さは良好であったが、表面電気抵抗率と体積電気抵抗率の電圧依存性は大きく、半導電の抵抗値を得るためのカーボン濃度が少量しか添加できなかったためか、環境による電気抵抗率の変動も大きかった。このベルトを中間転写方式の装置に中間転写ベルトとして用いると、厚み方向にリークした。 In this comparative example 1, the surface roughness was good, but the voltage dependence of the surface electrical resistivity and volume electrical resistivity was large, and only a small amount of carbon concentration could be added to obtain a semiconductive resistance value. Or, the electrical resistivity fluctuated greatly depending on the environment. When this belt was used as an intermediate transfer belt in an intermediate transfer type apparatus, leakage occurred in the thickness direction.
〔比較例２〕
粘性ポリマーを用いずに実施例２と同様な熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂の配合比にカーボンブラックを添加し、電気抵抗率が半導電領域になるようにカーボン濃度を調整した以外は、実施例２と同様にエンドレスベルトを得た。
[Comparative Example 2]
Example except that carbon black was added to the blending ratio of the thermoplastic elastomer and the thermoplastic resin similar to Example 2 without using a viscous polymer, and the carbon concentration was adjusted so that the electrical resistivity became a semiconductive region. An endless belt was obtained as in 2.
本比較例２では、表面粗さは良好であったが、比較例１よりは表面電気抵抗率と体積電気抵抗率の電圧依存性は大きく、半導電の電気抵抗率を得るためのカーボン濃度が少量しか添加できず、環境による電気抵抗率の変動も大きかった。 In this comparative example 2, the surface roughness was good, but the voltage dependence of the surface electrical resistivity and volume electrical resistivity was larger than in comparative example 1, and the carbon concentration for obtaining semiconductive electrical resistivity was Only a small amount could be added, and the variation in electrical resistivity due to the environment was also large.
〔比較例３〕
粘性ポリマーを用いずに実施例３と同様な熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂の配合比にカーボンブラックを添加し、電気抵抗率が半導電領域になるようにカーボン濃度を調整した以外は、実施例３と同様にエンドレスベルトを得た。
[Comparative Example 3]
Example except that carbon black was added to the same mixing ratio of the thermoplastic elastomer and the thermoplastic resin as in Example 3 without using a viscous polymer, and the carbon concentration was adjusted so that the electrical resistivity became a semiconductive region. An endless belt was obtained in the same manner as in 3.
本比較例３では、表面粗さは良好であったが、比較例１、２よりは表面電気抵抗率と体積電気抵抗率の電圧依存性は大きく、中間転写方式の装置に中間転写ベルトとして用いると、厚み方向にリークした。また、環境による抵抗値の変動も大きかった。 In Comparative Example 3, the surface roughness was good, but the voltage dependency of the surface electrical resistivity and volume electrical resistivity was larger than in Comparative Examples 1 and 2, and used as an intermediate transfer belt in an intermediate transfer type apparatus. And leaked in the thickness direction. Moreover, the resistance value fluctuated greatly depending on the environment.
〔比較例４〕
熱可塑性樹脂を配合せずに熱可塑性エラストマーにカーボンブラックを添加し、電気抵抗が半導電領域になるようカーボンブラック濃度を調整した以外は、実施例１と同様にエンドレスベルトを得た。
[Comparative Example 4]
An endless belt was obtained in the same manner as in Example 1 except that carbon black was added to the thermoplastic elastomer without blending the thermoplastic resin, and the carbon black concentration was adjusted so that the electric resistance became a semiconductive region.
本比較例４では、表面粗さは良好であったが、カーボンの分散が悪いためか、半導電の電気抵抗率を得るためのカーボン濃度が少量しか添加できず、表面電気抵抗率と体積電気抵抗率の電圧依存性が最も大きく、中間転写方式の装置に中間転写ベルトとして用いると、厚み方向にリークした。また、環境による電気抵抗率の変動も大きかった。 In this Comparative Example 4, the surface roughness was good, but because of poor carbon dispersion, only a small amount of carbon concentration for obtaining semi-conductive electrical resistivity could be added. The voltage dependency of the resistivity is the largest, and when used as an intermediate transfer belt in an intermediate transfer type apparatus, leakage occurred in the thickness direction. In addition, the variation in electrical resistivity due to the environment was large.
〔比較例５〕
熱可塑性エラストマーを配合せず、熱可塑性樹脂としてＰＢＴ／ＰＣアロイを用い、カーボンブラックを添加し、電気抵抗率が半導電領域になるように混練条件を練りしてカーボン濃度を調整した以外は、実施例１と同様にエンドレスベルトを得た。
[Comparative Example 5]
Except that the thermoplastic elastomer was not blended, PBT / PC alloy was used as the thermoplastic resin, carbon black was added, and the carbon concentration was adjusted by kneading the kneading conditions so that the electrical resistivity became a semiconductive region. An endless belt was obtained in the same manner as in Example 1.
本比較例５では、表面粗さ、表面電気抵抗率と体積電気抵抗率の電圧依存性は良好であったが、弾性率が大きいため文字の中抜けが発生した。 In Comparative Example 5, the voltage dependency of the surface roughness, the surface electrical resistivity, and the volume electrical resistivity was good, but the characters were missing due to the large elastic modulus.
〔比較例６〕
粘性ポリマーの配合量を熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーとの合計１００重量部に対して３０重量部としたこと以外は実施例１と同様にしてエンドレスベルトの製造を試みたが、粘性が高すぎるために材料の混練が不可能であった。
[Comparative Example 6]
Although an attempt was made to produce an endless belt in the same manner as in Example 1 except that the blending amount of the viscous polymer was 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total of the thermoplastic resin and the thermoplastic elastomer, the viscosity was too high. Therefore, it was impossible to knead the materials.
１ 感光ドラム
２ 帯電器
３ 露光光学系
４ 現像器
５ クリーナー
６ 導電性エンドレスベルト
７，８，９ 搬送ローラ
２０ エンドレスベルト
２１ 外補強テープ
２２ 内補強テープ
２３ 蛇行防止ガイドゴム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (17)
熱可塑性エラストマーがポリエステル系熱可塑性エラストマーであり、
熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂とからなる熱可塑性ポリマー成分１００重量部に対して導電性物質を０．１〜３０重量部含み、
更に、ＪＩＳ Ｋ７２１０によるメルトフローレート（ＭＦＲ）値（１９０℃、２．１６ｋｇｆ荷重）が０．０１〜１０ｇ／１０分の範囲の値を示すポリマーを、熱可塑性ポリマー成分１００重量部に対して０．０１〜２０重量部含むことを特徴とする画像形成装置用ベルト。 An endless belt used in an image forming apparatus, which is an endless belt formed by blending a thermoplastic elastomer, a thermoplastic resin, and a conductive material.
The thermoplastic elastomer is a polyester-based thermoplastic elastomer,
0.1 to 30 parts by weight of a conductive material is contained with respect to 100 parts by weight of a thermoplastic polymer component composed of a thermoplastic elastomer and a thermoplastic resin,
Furthermore, a polymer having a melt flow rate (MFR) value (190 ° C., 2.16 kgf load) according to JIS K7210 in the range of 0.01 to 10 g / 10 min is 0% relative to 100 parts by weight of the thermoplastic polymer component. An image forming apparatus belt comprising 0.01 to 20 parts by weight.
式(i)：ＬｏｇＹ≧−Ｘ＋２０
式(ii)：ＬｏｇＹ≦−Ｘ＋３０
ただし、Ｘ，Ｙは次の通り。
Ｘ：エンドレスベルト中のカーボンブラックの含有量（重量％）
Ｙ：エンドレスベルトの１００Ｖ印加電圧，１０秒での表面電気抵抗率(Ω) In any one of claims 1 to 7, as a conductive material, DBP oil absorption of 50 cm 3/100 g or more 300 cm 3/100 g or less and a specific surface area of 35m 2 / g or more 500 meters 2 / g or less, a volatile content of 0% or more and 20 %, And carbon black having an average primary particle size of 20 nm or more and 50 nm or less is blended so as to satisfy the following formulas (i) and (ii).
Formula (i): LogY ≧ −X + 20
Formula (ii): LogY ≦ −X + 30
However, X and Y are as follows.
X: Carbon black content (% by weight) in the endless belt
Y: Surface electrical resistivity (Ω) at 100 V applied voltage, 10 seconds for endless belt
印加電圧１００Ｖ，１０秒にて測定した表面電気抵抗率をＳＲ(１００Ｖ)、
印加電圧５００Ｖ，１０秒にて測定した表面電気抵抗率をＳＲ(５００Ｖ)、
印加電圧１００Ｖ，１０秒にて測定した時の体積電気抵抗率をＶＲ(１００Ｖ)、
印加電圧２５０Ｖ，１０秒にて測定した時の体積電気抵抗率をＶＲ(２５０Ｖ)、
としたときに、以下の式(1)、(2)及び(3)を満たすことを特徴とする画像形成装置用ベルト。
式(1)：ＳＲ(１００Ｖ)／ＳＲ(５００Ｖ)＜ＶＲ(１００Ｖ)／ＶＲ(２５０Ｖ)
式(2)：ＳＲ(１００Ｖ)／ＳＲ(５００Ｖ)≦３０
式(3)：８≦ＶＲ(１００Ｖ)／ＶＲ(２５０Ｖ)≦１００ The endless belt according to any one of claims 1 to 8 ,
SR (100 V) is the surface electrical resistivity measured at an applied voltage of 100 V for 10 seconds.
SR (500V), the surface electrical resistivity measured at an applied voltage of 500V for 10 seconds,
The volume resistivity when measured at an applied voltage of 100 V for 10 seconds is VR (100 V),
The volume resistivity when measured at an applied voltage of 250 V for 10 seconds is VR (250 V),
A belt for an image forming apparatus that satisfies the following expressions (1), (2), and (3):
Formula (1): SR (100 V) / SR (500 V) <VR (100 V) / VR (250 V)
Formula (2): SR (100 V) / SR (500 V) ≦ 30
Formula (3): 8 ≦ VR (100 V) / VR (250 V) ≦ 100
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