JP4058196B2

JP4058196B2 - Method for manufacturing transfer / conveyance seamless belt and transfer / conveyance seamless belt

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Publication number: JP4058196B2
Application number: JP15664899A
Authority: JP
Inventors: 隆草場; 明彦仲沢; 篤志田中; 稔下條; 恒徳芦邊; 秀和松田; 明島田; 廣行小林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2019-06-03
Also published as: JP2000344378A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に用いられ、抵抗制御剤により電気抵抗が制御された転写搬送シームレスベルトの製造方法及び転写搬送シームレスベルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
転写搬送エンドレスベルトは、例えば、電子写真装置等の部品であるベルト状感光体、中間転写ベルト、転写ベルト、紙搬送ベルト等の画像形成装置用として使用されている。
【０００３】
転写搬送エンドレスベルトは、樹脂、ゴム、エラストマー等のバインダー成分中に抵抗制御剤を分散して電気抵抗を調節したものが一般的であり、種々の提案がなされているが、バインダー成分中への抵抗制御剤の分散方法に関して詳細な検討がなされておらず、単軸押し出し機、二軸押し出し機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を用いて抵抗制御剤をバインダー成分中に分散するのが一般的であった。しかしながら、上記のようにバインダー成分を熱により可塑化させ、抵抗制御剤を分散する方法では、バインダー成分が熱劣化することにより機械特性が低下し、転写搬送ベルトとして使用した場合にベルトの破断、伸び、割れ等の不具合が発生する場合があった。また、上記のような方法では抵抗制御剤を均一に分散することが非常に難しいことから、転写搬送ベルトとして使用した場合に部分的な抵抗制御剤の分散不良に起因する転写抜け等の画像不良が発生する場合があった。
【０００４】
一方、画像形成装置に用いられるベルト及びチューブの製造方法は既に種々知られている。例えば、特開平３−８９３５７号公報、特開平５−３４５３６８号公報では、押し出し成型による半導電性ベルトの製造方法が提案されている。また、特開平５−２６９８４９号公報ではシートをつなぎ合わせて円筒形状とし、ベルトを得る方法が提案されている。更に、特開平９−２６９６７４号公報では円筒状基体に多層の塗工被膜を形成し、最終的に基体を取り除くことによりベルトを得る方法が提案されている。一方、特開平５−７７２５２号公報では遠心成型法によるシームレスベルトの提案がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の方法はそれぞれ一長一短があり、本発明者等が希求している方法ではない。例えば押し出し成型では単に押し出しダイスのダイギャップを所望のベルト厚みと同一寸法に設定して成型すると、例えば１００μｍ以下の薄膜を成型する場合にはかなりの困難を有し、たとえ可能であっても膜厚のムラを生じ、それに伴い電気抵抗のムラも生じ易くなり、画像形成装置用ベルトとしての性能及び品質安定性に支障をきたすことになる。また、シート状のフィルムをつなぎ合わせる場合は、つなぎ目の段差及び強度の低下が問題となる。更に、キャスト成型、塗工、遠心成型等の方法は、溶媒の蒸発が不均一になる場合にはフィルム表面に微少な凹凸が形成され、画像形成装置用ベルトとして使用した場合には、微少な凹凸に起因する不具合が発生すると同時に、工数が多く製造にかかる時間が長いことから、製造コストが増大し好ましくない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明者等は前述の問題点を解決した従来と異なる新規な転写搬送シームレスベルトの製造方法及び転写搬送シームレスベルトを提案するものである。本発明の目的は、電気抵抗が極めて均一で、過酷な耐久使用を行ってもベルトの特性に変化がなく、初期と同様な特性を維持し得る転写搬送シームレスベルトの製造方法及び転写搬送シームレスベルトを提供することにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、低コストで工数が少なく、多様性に優れた転写搬送シームレスベルトの製造方法を提供することにある。
【０００８】
すなわち、画像形成装置に用いられる、少なくとも溶剤に可溶で熱可塑性のバインダー成分と抵抗制御剤とからなる単層の転写搬送シームレスベルトの製造方法において、
（ｉ）溶剤に溶解した状態のバインダー成分中に抵抗制御剤を分散した後、前記溶剤を真空乾燥により除去することにより抵抗制御剤分散物を得る工程と；
（ｉｉ）前記抵抗制御剤分散物を適当な粒径に粉砕したものを成型用原料に用いて押し出し機と環状ダイスを用いて円筒状に溶融押し出しすることにより該転写搬送シームレスベルトを成型する工程と、を有することを特徴とする単層の転写搬送シームレスベルトの製造方法、及び上記製造方法で製造される転写搬送シームレスベルトにより上記目的は達成することができる。
【０００９】
特開昭６３−３１１２６３号公報等では、バインダー成分を溶剤に溶解した状態で抵抗制御剤を分散する方法が記載されているが、分散液をキャストすることにより得られる中間転写体であり、本発明の転写搬送シームレスベルトの製造方法及び転写搬送シームレスベルトとは明らかに異なるものである。
【００１０】
ここで、溶剤に可溶で熱可塑性のバインダー成分としては、各種溶剤に溶解する（ここでいう溶解には、膨張も含まれる）熱可塑性の樹脂、ゴム、エラストマーであればどのようなものでも構わないが、機械強度が強いことからポリカーボネート系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリサルホン系樹脂が好ましい。
【００１１】
また、溶剤に溶解した状態のバインダー成分中に抵抗制御剤を分散する方法としては、ロール、ビーズミル、サンドミル、ペイントシェイカー、ホモジナイザー、ナノマイザー等の公知の方法を用いることができる。
【００１２】
また、溶剤を除去する方法としては、溶剤を除去できればどのような方法でも構わないが、減圧乾燥機を使用することが残存溶剤量を極めて少なくすることができることから好ましい。
【００１３】
得られた抵抗制御剤分散物は、成型するために適当な粒径に粉砕しても良く、その粉砕方法もどのような方法でも構わない。
【００１４】
また、得られた抵抗制御剤分散物を、更に熱可塑性樹脂中に混合、分散して希釈して使用することも可能であり、その方法としては、前述のように溶剤に溶解して分散しても良く、更に別の方法として、バインダー成分を熱により可塑化させて混練、分散しても良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図３及び図４に本発明に係る成型装置を示す。本装置は基本的に、押し出し機、押し出しダイス（環状ダイス）及び必要に応じて気体吹き込み装置よりなる。２層構成ベルト成型用に押し出し機１００及び１１０と２基具備しているが、本発明においては１基有している。
【００１６】
次に単層のシームレスベルトの製造方法について図３を例示して説明する。まず、前述のようにして得られた抵抗制御剤分散物を適当な粒径に粉砕した成型用原料を押し出し機１００に具備したホッパー１２０に投入する。押し出し機１００では、抵抗制御剤分散物が後工程でのベルト成型が可能となる溶融粘度となり、また、抵抗制御剤分散物どうしが均一に混ざり合うように設定温度及び押し出しスクリュー構成は選択される。抵抗制御剤分散物は押し出し機１００中で溶融混練され溶融体となり、押し出しダイス１４０に入る。押し出しダイス１４０は気体導入路１５０が配設されており、気体導入路１５０より気体が吹き込まれることにより、ダイス１４０を通過した溶融体は径方向に拡大膨張され、ダイギャップよりも成型物の厚みは薄く成型される。この時、吹き込まれる気体としては、空気、窒素、二酸化炭素、アルゴン等さまざまな気体を適宜選択することができる。また、気体導入路１５０より気体を吹き込まずに環状ダイスの直径よりも小さな直径の成型物を得る場合には成型物を押し出し速度よりも速く引き取ることにより、ダイギャップよりも厚みの薄い成型物を得ることができる。
【００１７】
押し出された成型体は冷却リング１６０により吹き出される冷却エアーにより冷却されつつ上方向に引き上げられる。この時、寸法安定ガイド１７０の間を通過することにより最終的な形状寸法１８０が決定される。更にこれを所望の幅に切断することにより、本発明の転写搬送シームレスベルト１９０を得ることができる。
【００２０】
図４は本発明に係る別のシームレスベルトの製造方法である。
【００２１】
ホッパー１２０に投入された抵抗制御剤分散物は、押し出し機１００を通過する過程で均一分散された溶融体となり、押し出し環状ダイス１４１から円筒状に押し出される。押し出された円筒状の成型物は、押し出し方向に押出し吐出速度よりも速い引き取り速度で引き取られることによりダイギャップよりも薄くなり、内部冷却マンドレル１６５に円筒状成型物内面は接触しつつ冷却されることにより所望の寸法１８０に整えられ、本発明の転写搬送シームレスベルト１９０を得る。
【００２２】
ここで、押し出し環状ダイスのダイギャップよりも成型物の厚みを小さくする方法としては、前述のように成型物を膨張させる方法や、押し出し機の吐出速度よりも成型物を速く引き取る方法等があるが、押し出し環状ダイスのダイギャップよりも、得られるシームレスベルトの厚みを薄くすることにより、押し出し時の厚みのムラを小さくすることが可能となり、厚みムラに起因する転写ムラ、色ズレ等の不具合を防止することが可能となる。また、例えば１００μｍ以下の薄膜のシームレスベルトを成型する場合にも、膜厚ムラがなく滑らかな転写面を有するシームレスベルトを得ることが可能となる。
【００２３】
更に、環状ダイスの直径と比較してシームレスベルトの直径を５０％〜４５０％の範囲にすることにより、更に電気抵抗のムラを小さくすることが可能となり好ましい。ここで、環状ダイスの直径と比較してシームレスベルトの直径を５０％未満または４５０％を超えると、環状ダイスから押し出された円筒状成型物が、押し出された後に大きく変形することにより電気抵抗のムラが生じ易くなり、均一な転写搬送性能が得られない場合がある。
【００２４】
また、転写搬送シームレスベルト中の抵抗制御剤含有量は３０重量％以下であることが好ましい。３０重量％を超えると得られるシームレスベルトの機械強度が低下してしまい、長期の使用時にシームレスベルトが破損する場合がある。
【００２５】
更に、転写搬送シームレスベルトの厚みは４５〜３００μｍの範囲であることが好ましい。４５μｍ未満では、長期の使用時にシームレスベルトの伸びによる不具合が発生し易く、３００μｍを超える場合には、剛性が高く柔軟性に乏しくなり、シームレスベルトの円滑な走行性が得られ難くなる。
【００２６】
ここで、転写搬送シームレスベルトの抵抗値は１×１０³〜１×１０¹⁴Ωの範囲であることが好ましい。ベルトの抵抗値が１×１０³Ω未満である場合には、近接する部材との間でリークが発生し易くなり、１×１０¹⁴Ωを超えると、シームレスベルトが著しく帯電してしまい除電機構が必要となる。
【００２７】
更に、ベルト各部の体積抵抗率及び／または表面抵抗率は、その最大値が最小値の１００倍以内に収めた方が好ましい。それ以上の抵抗ムラがあると、ベルトの抵抗ムラが転写搬送性に悪影響を及ぼす。具体的にはハーフトーン画像等で部分的な転写抜け、画像濃度ムラ、転写材の吸着不良等の不具合が生じる場合がある。
【００２８】
ベルト各部の体積抵抗率及び表面抵抗率で、その最大値を最小値の１００倍以内に収める手段としては、本発明の樹脂と抵抗制御剤との相溶性、抵抗制御剤の分散加工時の工程条件、更にベルト製造時の各工程条件等を詳細に検討することにより、前記の範囲に収めることができる。
【００２９】
以下に本発明におけるシームレスベルトの抵抗値、表面抵抗及び体積抵抗率の測定方法を示す。
【００３０】
＜測定機＞
抵抗計；超高抵抗計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社製）
試料箱；超高抵抗測定用試料箱ＴＲ４２（アドバンテスト社製）
ただし、主電極は直径２５ｍｍ、ガード・リング電極は内径４１ｍｍ、外径４９ｍｍとする。
【００３１】
＜サンプル＞
ベルトを直径５６ｍｍの円形に切断する。切断後、片面はその全面をＰｔ−Ｐｄ蒸着膜により電極を設け、もう一方の面はＰｔ−Ｐｄ蒸着膜により直径２５ｍｍの主電極と内径３８ｍｍ、外径５０ｍｍのガード電極を設ける。Ｐｔ−Ｐｄ蒸着膜は、マイルドスパッタＥ１０３０（日立製作所社製）で蒸着操作を２分間行うことにより得られる。蒸着操作を終了したものを測定サンプルとする。
【００３２】
＜測定条件＞
測定雰囲気；２３℃／５５％。なお、測定サンプルは予め２３℃／５５％の雰囲気に１２時間以上放置しておく。
【００３３】
測定モード；プログラムモード５（ディスチャージ１０秒、チャージ及びメジャー３０秒。）
印加電圧；１〜１０００（Ｖ）
印加電圧は、本発明の画像形成装置で使用されるシームレスベルトに印加される電圧の範囲の一部である１〜１０００Ｖの間で任意に選択できる。また、サンプルの抵抗値、厚み、絶縁破壊強さ等に応じて、上記印加電圧の範囲において、使用される印加電圧は、適時変えることができる。また、前記印加電圧の何れかか一点の電圧で測定された、複数個所の抵抗値、体積抵抗率及び表面抵抗が、本発明の抵抗範囲に含まれれば、本発明の目的とする抵抗範囲であると判断される。
【００３４】
本発明のシームレスベルトの電気抵抗値を調節するための抵抗制御剤としては、以下のような物質を使用することができる。電子電導性抵抗制御剤としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、アルミニウムドープ酸化亜鉛、酸化スズ被覆酸化チタン、酸化スズ、酸化スズ被覆硫酸バリウム、チタン酸カリウム、アルミニウム金属粉末、ニッケル金属粉末などがあげられる。また、イオン電導性抵抗制御剤としては、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジル、アンモニウム塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルサルフェート、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪アルコールエステル、アルキルベタイン、過塩素酸リチウムなどがあげられるが、抵抗制御剤として使用できる物質はこれらに限定されるものではない。
【００３５】
【実施例】
以下実施例をもって本発明を詳細に説明する。実施例中の部は重量部である。
【００３６】
（実施例１）
ポリサルホン樹脂１００部
導電性カーボンブラック１５部
モノクロルベンゼン４００部
上記の配合を３本ロールにより抵抗制御剤である導電性カーボンブラックを充分にバインダー成分であるポリサルホン樹脂中に均一分散させた後、真空乾燥することにより抵抗制御剤分散物を得た。更にこれを粉砕することにより１〜２ｍｍの粒径の成型用原料とした。次に、図３に示される一軸押し出し機１００のホッパー１２０へ前記成型用原料を投入し、設定温度を３３０〜３５０℃の範囲に調節して押し出すことにより溶融体とした。溶融体は引き続いて、直径２００ｍｍ、ダイギャップ８００μｍの円筒状単層用押し出しダイス１４０に導かれ、円筒状に押し出された後、空気導入路１５０より空気を吹き込み拡大膨張させ、最終的な形状寸法１８０として直径３５０ｍｍ、厚み１５０μｍとした。更にベルト幅３３０ｍｍで切断し、抵抗制御シームレスベルト１９０を得た。
【００３７】
得られたベルトの電気抵抗は、印加電圧１００Ｖで１．２×１０⁹Ωであった。また、１００Ｖ印加での体積抵抗率及び表面抵抗率を周方向に４箇所、各位置での軸方向に２箇所、計８箇所の測定を行いベルト内の電気抵抗のバラツキを測定したが、８箇所の測定値の最大値は測定値の最小値の約４０倍程度であった。また、同様の位置での厚み測定のバラツキは１５０μｍ±１０μｍ程度であった。また、得られたシームレスベルト表面を、目視により観察したところ、ブツ、フィッシュアイ等の異物、成型不良は見られなかった。
【００３８】
更に、得られたシームレスベルトを図２に示されるフルカラー電子写真装置の転写ベルトとして装着し、８０ｇ／ｍ²紙にフルカラー画像をプリント試験を行い、その後５万枚の耐久試験を行った。その結果、初期よりベルトの抵抗不均一に起因する画像濃度ムラもなく、５万枚耐久後も該ベルトの伸びや破損に起因する色ズレや画像不良のない良好な画像を得ることができた。
【００３９】
図２において、１４は吸着ローラ、１５は分離帯電器である。他の図１と共通する部分は図１と同一の符号で示す。
【００４０】
（実施例２）
ポリカーボネート樹脂１００部
導電性カーボンブラック１７部
メチルエチルケトン４００部
上記の配合を３本ロールにより抵抗制御剤である導電性カーボンブラックを充分にバインダー成分であるポリカーボネート樹脂中に均一分散させた後、真空乾燥することにより抵抗制御剤分散物を得た。更にこれを粉砕することにより１〜２ｍｍの粒径の成型用原料とした。次に、図４に示される一軸押し出し機１００のホッパー１２０へ前記成型用原料を投入し、設定温度を２７０〜２９０℃の範囲に調節して押し出すことにより溶融体とした。溶融体は引き続いて、直径２５０ｍｍ、ダイギャップ８００μｍの円筒状単層用押し出しダイス１４１に導かれ、円筒状に押し出された。その後、冷却用マンドレル１６５に円筒状成型物内面を接触させ、冷却させながら押し出し機の吐出速度よりも速い引き取り速度で引き取り、直径１４０ｍｍ、厚み２３０μｍとした。更にベルト幅２３０ｍｍで切断して抵抗制御シームレスベルト１９０を得た。
【００４１】
得られたベルトの電気抵抗は、印加電圧１００Ｖで２．４×１０⁶Ωであった。また、１００Ｖ印加での体積抵抗率及び表面抵抗率を周方向に４箇所、各位置での軸方向に２箇所、計８箇所の測定を行いベルト内の電気抵抗のバラツキを測定したが、８箇所の測定値の最大値は測定値の最小値の約８０倍程度であった。また、同様の位置での厚み測定のバラツキは２３０μｍ±１５μｍ程度であった。また、得られたシームレスベルト表面を、目視により観察したところ、ブツ、フィッシュアイ等の異物、成型不良は見られなかった。
【００４２】
更に、得られたシームレスベルトを図１に示されるフルカラー電子写真装置の中間転写ベルトとして装着し、８０ｇ／ｍ²紙にフルカラー画像をプリント試験を行い、その後５万枚の耐久試験を行った。その結果、初期よりベルトの抵抗不均一に起因する画像濃度ムラもなく、５万枚耐久後も該ベルトの伸びや破損に起因する色ズレや画像不良のない良好な画像を得ることができた。
【００４３】
図１において、１は電子写真感光体、２は一次帯電器、３は像露光手段、４Ｙはイエロー色現像器、４Ｍはマゼンタ色現像器、４Ｃはシアン色現像器、４Ｋはブラック色現像器、５は感光体クリーナー、６は中間転写ベルト、６１は転写ベルト、７は中間転写ベルトクリーナー、７１は転写ベルトクリーナー、８は一次転写ローラ、８Ｙはイエロー色転写ブレード、８Ｍはマゼンタ色転写ブレード、８Ｃはシアン色転写ブレード、８Ｋはブラック色転写ブレード、９は二次転写ローラ、１０は転写材、１１は転写材カセット、１２は一次転写バイアス電源、１２Ｙはイエロー色転写バイアス電源、１２Ｍはマゼンタ色転写バイアス電源、１２Ｃはシアン色転写バイアス電源、１２Ｋはブラック色転写バイアス電源、１３は定着器である。
【００４４】
（実施例３）
ポリカーボネート樹脂１００部
導電性カーボンブラック１５部
メチルエチルケトン４００部
上記の配合を３本ロールにより抵抗制御剤である導電性カーボンブラックを充分にバインダー成分であるポリカーボネート樹脂中に均一分散させた後、真空乾燥することにより抵抗制御剤分散物を得た。更にこれを粉砕することにより１〜２ｍｍの粒径の成型用原料とした。次に、図３に示される一軸押し出し機１００のホッパー１２０へ前記成型用原料を投入し、設定温度を２８０〜２９０℃の範囲に調節して押し出すことにより溶融体とした。溶融体は引き続いて、直径１００ｍｍ、ダイギャップ１０００μｍの円筒状単層用押し出しダイス１４０に導かれ、円筒状に押し出された後、空気導入路１５０より空気を吹き込み拡大膨張させ、最終的な形状寸法１８０として直径３５０ｍｍ、厚み１２０μｍとした。更にベルト幅３３０ｍｍで切断し、シームレスベルト１９０を得た。
【００４５】
得られたベルトの電気抵抗は、印加電圧１００Ｖで４．３×１０⁹Ωであった。また、１００Ｖ印加での体積抵抗率及び表面抵抗率を周方向に４箇所、各位置での軸方向に２箇所、計８箇所の測定を行いベルト内の電気抵抗のバラツキを測定したが、８箇所の測定値の最大値は測定値の最小値の約１３０倍程度であった。また、同様の位置での厚み測定のバラツキは１２０μｍ±１０μｍ程度であった。また、得られた中間転写ベルト表面を、目視により観察したところ、ブツ、フィッシュアイ等の異物、成型不良は見られなかった。
【００４６】
更に、得られたシームレスベルトを図２に示されるフルカラー電子写真装置の転写ベルトとして装着し、８０ｇ／ｍ²紙にフルカラー画像をプリント試験を行い、その後５万枚の耐久試験を行った。その結果、初期より極めて軽微なベルトの抵抗不均一に起因する画像濃度ムラが見られたが、実用上問題無い範囲であると判断された。また、５万枚耐久後も、初期同様の極めて軽微な画像濃度ムラが若干見られたが、実用上問題無い範囲であると判断された。
【００４７】
（実施例４）
実施例２と同様の成型用原料を図４に示される一軸押し出し機１００のホッパー１２０へ前記成型用原料を投入し、設定温度を３３０〜３５０℃の範囲に調節して押し出すことにより溶融体とした。溶融体は引き続いて、直径３００ｍｍ、ダイギャップ５００μｍの円筒状単層用押し出しダイス１４１に導かれ、円筒状に押し出された。その後、冷却用マンドレル１６５に円筒状成型物内面を接触させ、冷却させながら押し出し機の吐出速度よりも速い引き取り速度で引き取り、直径１４０ｍｍ、厚み４０μｍとした。更にベルト幅２３０ｍｍで切断してシームレスベルト１９０を得た。
【００４８】
得られたベルトの電気抵抗は、印加電圧１００Ｖで７．８×１０⁵Ωであった。また、１００Ｖ印加での体積抵抗率及び表面抵抗率を周方向に４箇所、各位置での軸方向に２箇所、計８箇所の測定を行いベルト内の電気抵抗のバラツキを測定したが、８箇所の測定値の最大値は測定値の最小値の約２００倍程度であった。また、同様の位置での厚み測定のバラツキは４０μｍ±５μｍ程度であった。また、得られた中間転写ベルト表面を、目視により観察したところ、ブツ、フィッシュアイ等の異物、成型不良は見られなかった。
【００４９】
更に、得られた中間転写ベルトを図１に示されるフルカラー電子写真装置に装着し、８０ｇ／ｍ²紙にフルカラー画像をプリント試験を行い、その後５万枚の耐久試験を行った。その結果、初期より極めて軽微なベルトの抵抗不均一に起因する画像濃度ムラが見られたが、実用上問題無い範囲であると判断された。また、５万枚耐久後も、初期同様の極めて軽微な画像濃度ムラと同時に、中間転写ベルトの伸びに起因すると思われる色ズレも若干見られたが、実用上問題無い範囲であると判断された。
【００５０】
（実施例５）
ポリカーボネート樹脂１００部
過塩素酸リチウム１０部
メチルエチルケトン４００部
上記の配合をサンドミルにより抵抗制御剤である過塩素酸リチウムを充分にバインダー成分であるポリカーボネート樹脂中に均一分散させた後、真空乾燥することにより抵抗制御剤分散物を得た。更にこれを粉砕することにより１〜２ｍｍの粒径の成型用原料とした。次に、図３に示される一軸押し出し機１００のホッパー１２０へ前記成型用原料とポリカーボネート樹脂を１：９の比率で投入し、設定温度を２７０〜２９０℃の範囲に調節して押し出すことにより溶融体とした。溶融体は引き続いて、直径２００ｍｍ、ダイギャップ８００μｍの円筒状単層用押し出しダイス１４０に導かれ、円筒状に押し出された後、空気導入路１５０より空気を吹き込み拡大膨張させ、最終的な形状寸法１８０として直径３５０ｍｍ、厚み１５０μｍとした。更にベルト幅３３０ｍｍで切断し、抵抗制御シームレスベルト１９０を得た。
【００５１】
得られたベルトの電気抵抗は、印加電圧１００Ｖで８．７×１０⁹Ωであった。また、１００Ｖ印加での体積抵抗率及び表面抵抗率を周方向に４箇所、各位置での軸方向に２箇所、計８箇所の測定を行いベルト内の電気抵抗のバラツキを測定したが、８箇所の測定値の最大値は測定値の最小値の約２倍程度であった。また、同様の位置での厚み測定のバラツキは１５０μｍ±１０μｍ程度であった。また、得られたシームレスベルト表面を、目視により観察したところ、ブツ、フィッシュアイ等の異物、成型不良は見られなかった。
【００５２】
更に、得られたシームレスベルトを図２に示されるフルカラー電子写真装置の転写ベルトとして装着し、８０ｇ／ｍ²紙にフルカラー画像をプリント試験を行い、その後５万枚の耐久試験を行った。その結果、初期よりベルトの抵抗不均一に起因する画像濃度ムラもなく、５万枚耐久後も該ベルトの伸びや破損に起因する色ズレや画像不良のない良好な画像を得ることができた。
【００５３】
（比較例１）
実施例１と同様の成型用原料を厚さ１５０μｍのシート状に押し出し成型した後、適当な寸法に裁断し端部を溶着することにより、直径１４０ｍｍ、厚さ１５０μｍ、幅２３０ｍｍの継ぎ目のあるベルトを得た。
【００５４】
得られたベルトの電気抵抗は、印加電圧１００Ｖで２．２×１０⁵Ωであった。また、１００Ｖ印加での体積抵抗率及び表面抵抗率を周方向に４箇所、各位置での軸方向に２箇所、計８箇所の測定を行いベルト内の電気抵抗のバラツキを測定したが、８箇所の測定値の最大値は測定値の最小値の約１３０倍程度であった。また、同様の位置での厚み測定のバラツキは１５０μｍ±３０μｍ程度であったが、溶着部分の厚みが約２００μｍあり、中間転写ベルト表面を、目視により観察したところ、溶着部分に段差が確認された。
【００５５】
更に、得られたベルトを図１に示されるフルカラー電子写真装置の中間転写ベルトとして装着し、８０ｇ／ｍ²紙にフルカラー画像をプリント試験を行ったところ、初期から中間転写ベルトの溶着部分の段差が、著しく転写抜けしてしまうという不具合が確認された。そのため、耐久試験は行わなかった。
【００５６】
（比較例２）
ポリカーボネート樹脂１００部
導電性カーボンブラック１７部
上記の配合を２軸の押し出し混練機で混練し、カーボンブラックを樹脂中に分散させ、成型用原料を得た。更にこれを１〜２ｍｍの粒径の混練物とした。次に、図３に示される一軸押し出し機１００のホッパー１２０へ前記成型用原料を投入し、設定温度を２８０〜２９０℃の範囲に調節して押し出すことにより溶融体とした。溶融体は引き続いて、直径１００ｍｍ、ダイギャップ９００μｍの円筒状単層用押し出しダイス１４０に導かれ、円筒状に押し出された後、空気導入路１５０より空気を吹き込み拡大膨張させ、最終的な形状寸法１８０として直径１４０ｍｍ、厚み１５０μｍとした。更にベルト幅２３０ｍｍで切断し、シームレスベルト１９０を得た。
【００５７】
得られたベルトの電気抵抗は、印加電圧１００Ｖで８．３×１０⁴Ωであった。また、１００Ｖ印加での体積抵抗率及び表面抵抗率を周方向に４箇所、各位置での軸方向に２箇所、計８箇所の測定を行いベルト内の電気抵抗のバラツキを測定したが、８箇所の測定値の最大値は測定値の最小値の約３００倍程度であった。また、同様の位置での厚み測定のバラツキは１５０μｍ±１０μｍ程度であったが。また、得られたシームレスベルト表面を、目視により観察したところ、カーボンブラックの凝集体と思われるブツが若干確認された。
【００５８】
得られたシームレスベルトを図１に示されるフルカラー電子写真装置の中間転写ベルトとして装着し、８０ｇ／ｍ²紙にフルカラー画像をプリント試験を行い、その後耐久試験を行った。その結果、初期より極めて軽微なベルトの抵抗不均一に起因する画像濃度ムラが見られたが、実用上問題無い範囲であると判断された。また、耐久試験を行った結果、耐久が進むに連れて画像濃度ムラが徐々に悪化し、更に２万枚耐久した辺りで中間転写ベルトと感光ドラムとの間で、中間転写ベルト表面のブツが原因と思われるリークが発生したので耐久試験を中止した。
【００５９】
（比較例３）
ポリカーボネート樹脂１００部
導電性カーボンブラック１６部
メチルエチルケトン４００部
上記の配合を３本ロールにより抵抗制御剤である導電性カーボンブラックを充分にバインダー成分であるポリカーボネート樹脂中に均一分散させることにより、抵抗制御剤分散液を調製した。得られた抵抗制御剤分散液中に外径１４０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの金属シリンダーを浸漬することにより、金属シリンダー上に抵抗制御剤分散液を浸漬塗工後、１２０℃で２時間乾燥した後金属シリンダーを抜き取ることにより、厚み１００μｍ、直径１４０ｍｍ、幅約２５０ｍｍのベルト状の成型物を得た。得られたベルト状成型物の両端部を約１０ｍｍずつ切断することにより幅２３０ｍｍのシームレスベルトを得た。
【００６０】
得られたベルトの電気抵抗は、印加電圧１００Ｖで９．５×１０⁵Ωであった。また、１００Ｖ印加での体積抵抗率及び表面抵抗率を周方向に４箇所、各位置での軸方向に２箇所、計８箇所の測定を行いベルト内の電気抵抗のバラツキを測定したが、８箇所の測定値の最大値は測定値の最小値の約３０倍程度であった。また、同様の位置での厚み測定のバラツキは１５０μｍ±１０μｍ程度であった。また、得られたシームレスベルト表面を、目視により観察したところ、溶媒の不均一な蒸発に起因すると思われる微少な凹凸がベルト表面に確認された。
【００６１】
更に、得られたシームレスベルトを図１に示されるフルカラー電子写真装置の中間転写ベルトとして装着し、８０ｇ／ｍ²紙にフルカラー画像をプリント試験を行ったところ、ベルト表面の凹凸に起因する、顕著な転写抜けが確認されたため、耐久試験は行わなかった。
【００６２】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、画像形成装置に用いる、少なくとも溶剤に可溶で熱可塑性のバインダー成分と抵抗制御剤とからなる転写搬送シームレスベルトの製造方法において、前記バインダー成分中への前記抵抗制御剤の分散工程において、溶剤に溶解した状態のバインダー成分中に抵抗制御剤を分散した後、前記溶剤を除去することにより抵抗制御剤分散物を作成し、得られた抵抗制御剤分散物を押し出し機と環状ダイスを用いて円筒状に溶融押し出しすることにより継ぎ目のない抵抗制御ベルトを成型することにより、抵抗ムラが小さく、転写搬送ベルトの繰り返しの使用による過酷な耐久使用を行っても転写搬送ベルトの特性に変化がなく、初期と同様な特性を維持し得るという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に適用される電子写真プロセスを利用したカラー画像形成装置の構成の一例を示す概略断面図。
【図２】本発明に適用される電子写真プロセスを利用したカラー画像形成装置の構成の他例を示す概略断面図。
【図３】本発明に適用される成型装置の構成の一例を示す概略断面図。
【図４】本発明に適用される成型装置の構成の別の一例を示す概略断面図。
【符号の説明】
１電子写真感光体
２一次帯電器
３像露光手段
４Ｙイエロー色現像器
４Ｍマゼンタ色現像器
４Ｃシアン色現像器
４Ｋブラック色現像器
５感光体クリーナー
６中間転写ベルト
６１転写ベルト
７中間転写ベルトクリーナー
７１転写ベルトクリーナー
８一次転写ローラ
８Ｙイエロー色転写ブレード
８Ｍマゼンタ色転写ブレード
８Ｃシアン色転写ブレード
８Ｋブラック色転写ブレード
９二次転写ローラ
１０転写材
１１転写材カセット
１２一次転写バイアス電源
１２Ｙイエロー色転写バイアス電源
１２Ｍマゼンタ色転写バイアス電源
１２Ｃシアン色転写バイアス電源
１２Ｋブラック色転写バイアス電源
１３定着器
１４吸着ローラ
１５分離帯電器
１００押し出し機
１１０押し出し機
１２０ホッパー
１３０ホッパー
１４０押し出し環状ダイス
１４１押し出し環状ダイス
１５０気体導入路
１６０冷却リング
１６５内部冷却マンドレル
１７０寸法安定ガイド
１８０形状寸法
１９０転写搬送ベルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a transfer / conveyance seamless belt used in an image forming apparatus and having an electric resistance controlled by a resistance control agent, and a transfer / conveyance seamless belt.
[0002]
[Prior art]
The transfer / conveyance endless belt is used for an image forming apparatus such as a belt-like photosensitive member, an intermediate transfer belt, a transfer belt, and a paper conveyance belt, which are parts of an electrophotographic apparatus.
[0003]
A transfer / conveying endless belt generally has a resistance control agent dispersed in a binder component such as resin, rubber, or elastomer to adjust electric resistance, and various proposals have been made. No detailed investigation has been made on the dispersion method of the resistance control agent, and it is common to disperse the resistance control agent in the binder component using a single screw extruder, twin screw extruder, Banbury mixer, kneader, roll, etc. Met. However, in the method in which the binder component is plasticized by heat as described above and the resistance control agent is dispersed, the binder component is thermally deteriorated due to thermal deterioration, and the belt breaks when used as a transfer conveyance belt. In some cases, problems such as elongation and cracking occurred. In addition, since it is very difficult to uniformly disperse the resistance control agent by the above method, image defects such as transfer omission due to partial dispersion of the resistance control agent when used as a transfer conveyance belt. May occur.
[0004]
On the other hand, various methods for manufacturing belts and tubes used in image forming apparatuses are already known. For example, JP-A-3-89357 and JP-A-5-345368 propose a method for manufacturing a semiconductive belt by extrusion molding. JP-A-5-269849 proposes a method for joining a sheet into a cylindrical shape to obtain a belt. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-269673 proposes a method of obtaining a belt by forming a multilayer coating film on a cylindrical substrate and finally removing the substrate. On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 5-77252 proposes a seamless belt by a centrifugal molding method.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Each of the above methods has advantages and disadvantages, and is not a method that the present inventors are seeking. For example, in extrusion molding, if the die gap of the extrusion die is set to the same dimension as the desired belt thickness, there is considerable difficulty in forming a thin film of 100 μm or less, for example, even if possible. As a result, unevenness of the thickness is likely to occur, and unevenness of electric resistance is likely to occur, resulting in hindering performance and quality stability as the belt for the image forming apparatus. Moreover, when joining a sheet-like film, the level | step difference of a joint and the fall of intensity | strength become a problem. Further, methods such as cast molding, coating, and centrifugal molding are such that minute unevenness is formed on the film surface when the evaporation of the solvent is non-uniform, and minute when used as a belt for an image forming apparatus. At the same time as defects due to irregularities occur, the number of man-hours is long and the time required for production is long, which is undesirable because the production cost increases.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Accordingly, the present inventors propose a novel transfer / conveyance seamless belt manufacturing method and a transfer / conveyance seamless belt which are different from the conventional ones and solve the above-mentioned problems. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a transfer conveyance seamless belt and a transfer conveyance seamless belt that have extremely uniform electrical resistance and that can maintain the same characteristics as in the initial stage without any change in the characteristics of the belt even under severe use. Is to provide.
[0007]
It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a transfer / conveyance seamless belt that is low in cost, requires less man-hours, and is excellent in diversity.
[0008]
That is, in a method for producing a single-layer transfer conveyance seamless belt comprising at least a solvent-soluble thermoplastic binder component and a resistance control agent used in an image forming apparatus,
(I) After the resistance control agent is dispersed in the binder component dissolved in the solvent, the solvent is added By vacuum drying Removing the resistance control agent dispersion by removing;
(Ii) The resistance control agent dispersion Crushed to an appropriate particle size Forming a transfer / transport seamless belt by melting and extruding into a cylindrical shape using an extruder and an annular die using a molding material as a raw material for molding, The above object can be achieved by the method and the transfer / conveying seamless belt manufactured by the above manufacturing method.
[0009]
Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 63-311263, etc. describes a method of dispersing a resistance control agent in a state where a binder component is dissolved in a solvent. This is an intermediate transfer member obtained by casting a dispersion, The manufacturing method of the transfer conveyance seamless belt of the invention and the transfer conveyance seamless belt are clearly different.
[0010]
Here, as a thermoplastic binder component soluble in a solvent, any thermoplastic resin, rubber, or elastomer that can be dissolved in various solvents (this includes dissolution also includes expansion). Of course, polycarbonate resins, polyarylate resins, polyvinylidene fluoride resins, and polysulfone resins are preferred because of their high mechanical strength.
[0011]
Moreover, as a method of dispersing the resistance control agent in the binder component dissolved in the solvent, a known method such as a roll, a bead mill, a sand mill, a paint shaker, a homogenizer, or a nanomizer can be used.
[0012]
As a method for removing the solvent, any method can be used as long as the solvent can be removed, but it is preferable to use a vacuum dryer because the amount of residual solvent can be extremely reduced.
[0013]
The obtained resistance control agent dispersion may be pulverized to an appropriate particle size for molding, and the pulverization method may be any method.
[0014]
Further, the obtained resistance control agent dispersion can be further mixed, dispersed and diluted in a thermoplastic resin for use, and as a method thereof, it is dissolved and dispersed in a solvent as described above. Alternatively, as another method, the binder component may be plasticized by heat and kneaded and dispersed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
3 and 4 show a molding apparatus according to the present invention. This apparatus basically comprises an extruder, an extrusion die (annular die) and, if necessary, a gas blowing device. Two extruders 100 and 110 are provided for forming a two-layer belt. But the book 1 in the invention Basic do it Have .
[0016]
Next, a method for producing a single-layer seamless belt will be described with reference to FIG. First, a molding raw material obtained by pulverizing the resistance control agent dispersion obtained as described above to an appropriate particle size is charged into a hopper 120 provided in the extruder 100. In the extruder 100, the set temperature and the extrusion screw configuration are selected so that the resistance control agent dispersion has a melt viscosity that enables belt molding in a later process, and the resistance control agent dispersion is uniformly mixed. . The resistance control agent dispersion is melted and kneaded in the extruder 100 to become a melt, and enters the extrusion die 140. The extrusion die 140 is provided with a gas introduction path 150, and when the gas is blown from the gas introduction path 150, the melt that has passed through the die 140 is expanded and expanded in the radial direction, and the thickness of the molded product is larger than the die gap. Is thinly molded. At this time, various gases such as air, nitrogen, carbon dioxide, and argon can be appropriately selected as the gas to be blown. In addition, when a molded product having a diameter smaller than the diameter of the annular die is obtained without blowing gas from the gas introduction passage 150, the molded product having a thickness smaller than the die gap is obtained by pulling the molded product faster than the extrusion speed. Obtainable.
[0017]
The extruded molded body is pulled upward while being cooled by the cooling air blown out by the cooling ring 160. At this time, the final shape dimension 180 is determined by passing between the dimension stabilizing guides 170. Further, by cutting this into a desired width, the transfer and conveyance seamless belt 190 of the present invention can be obtained.
[0020]
FIG. 4 shows another seamless belt manufacturing method according to the present invention.
[0021]
The resistance control agent dispersion charged into the hopper 120 becomes a uniformly dispersed melt in the process of passing through the extruder 100 and is extruded from the extruded annular die 141 into a cylindrical shape. The extruded cylindrical molded product becomes thinner than the die gap by being drawn in the extrusion direction at a take-up speed faster than the extrusion discharge speed, and is cooled while the inner surface of the cylindrical molded product is in contact with the internal cooling mandrel 165. Thus, the desired dimension 180 is adjusted to obtain the transfer and conveyance seamless belt 190 of the present invention.
[0022]
Here, as a method of reducing the thickness of the molded product smaller than the die gap of the extruded annular die, there are a method of expanding the molded product as described above, a method of drawing the molded product faster than the discharge speed of the extruder, and the like. However, by reducing the thickness of the resulting seamless belt rather than the die gap of the extruded annular die, it becomes possible to reduce the thickness unevenness during extrusion, and problems such as transfer unevenness and color misregistration due to thickness unevenness. Can be prevented. For example, even when a thin seamless belt having a thickness of 100 μm or less is molded, it is possible to obtain a seamless belt having a smooth transfer surface with no film thickness unevenness.
[0023]
Furthermore, by setting the seamless belt diameter in the range of 50% to 450% as compared with the diameter of the annular die, it is possible to further reduce the unevenness of electric resistance. Here, when the diameter of the seamless belt is less than 50% or more than 450% compared to the diameter of the annular die, the cylindrical molded product extruded from the annular die is greatly deformed after being extruded, and thus the electric resistance is reduced. Unevenness is likely to occur, and uniform transfer and conveyance performance may not be obtained.
[0024]
The resistance control agent content in the transfer / conveyance seamless belt is preferably 30% by weight or less. If it exceeds 30% by weight, the mechanical strength of the seamless belt obtained is lowered, and the seamless belt may be damaged during long-term use.
[0025]
Furthermore, the thickness of the transfer / conveyance seamless belt is preferably in the range of 45 to 300 μm. If it is less than 45 μm, problems due to the elongation of the seamless belt are likely to occur during long-term use, and if it exceeds 300 μm, the rigidity is high and the flexibility is poor, and smooth running of the seamless belt is difficult to obtain.
[0026]
Here, the resistance value of the transfer conveyance seamless belt is 1 × 10. ^Three ~ 1x10 ¹⁴ A range of Ω is preferable. Belt resistance is 1 × 10 ^Three If it is less than Ω, leakage easily occurs between adjacent members, and 1 × 10 ¹⁴ If it exceeds Ω, the seamless belt becomes extremely charged and a static elimination mechanism is required.
[0027]
Furthermore, it is preferable that the volume resistivity and / or surface resistivity of each part of the belt be within 100 times the minimum value. If there is more resistance unevenness, the resistance unevenness of the belt will adversely affect the transfer and transportability. Specifically, in some cases, such as partial transfer omission, image density unevenness, and transfer material adsorption failure may occur in a halftone image or the like.
[0028]
As means for keeping the maximum value within 100 times the minimum value in the volume resistivity and surface resistivity of each part of the belt, the compatibility between the resin of the present invention and the resistance control agent, the process during dispersion processing of the resistance control agent By studying the conditions and each process condition at the time of manufacturing the belt in detail, it is possible to fall within the above range.
[0029]
The measuring method of the resistance value, surface resistance, and volume resistivity of the seamless belt in the present invention is shown below.
[0030]
<Measuring machine>
Resistance meter: Super high resistance meter R8340A (manufactured by Advantest)
Sample box for ultra-high resistance measurement Trial Charge box TR42 (manufactured by Advantest)
However, the main electrode has a diameter of 25 mm, the guard ring electrode has an inner diameter of 41 mm, and an outer diameter of 49 mm.
[0031]
<Sample>
Cut the belt into a circle with a diameter of 56 mm. After cutting, an electrode is provided on the entire surface with a Pt—Pd vapor deposition film on one side, and a main electrode with a diameter of 25 mm and a guard electrode with an inner diameter of 38 mm and an outer diameter of 50 mm are provided on the other side with a Pt—Pd vapor deposition film. The Pt—Pd vapor deposition film can be obtained by performing a vapor deposition operation for 2 minutes with mild sputtering E1030 (manufactured by Hitachi, Ltd.). The sample after the vapor deposition operation is used as a measurement sample.
[0032]
<Measurement conditions>
Measurement atmosphere: 23 ° C./55%. The measurement sample is previously left in an atmosphere of 23 ° C./55% for 12 hours or more.
[0033]
Measurement mode: Program mode 5 (discharge 10 seconds, charge and major 30 seconds)
Applied voltage: 1-1000 (V)
The applied voltage can be arbitrarily selected between 1 and 1000 V, which is a part of the voltage range applied to the seamless belt used in the image forming apparatus of the present invention. In addition, the applied voltage to be used can be changed in a timely manner within the range of the applied voltage according to the resistance value, thickness, dielectric breakdown strength, and the like of the sample. In addition, if the resistance value, volume resistivity, and surface resistance measured at any one of the applied voltages are included in the resistance range of the present invention, the target resistance range of the present invention is satisfied. It is judged that there is.
[0034]
As the resistance control agent for adjusting the electric resistance value of the seamless belt of the present invention, the following substances can be used. Examples of the electronic conductivity resistance control agent include carbon black, graphite, aluminum-doped zinc oxide, tin oxide-coated titanium oxide, tin oxide, tin oxide-coated barium sulfate, potassium titanate, aluminum metal powder, nickel metal powder, and the like. It is done. Further, as the ion conductive resistance control agent, tetraalkylammonium salt, trialkylbenzyl, ammonium salt, alkylsulfonate, alkylbenzenesulfonate, alkyl sulfate, glycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, Polyoxyethylene fatty alcohol ester, alkyl betaine, lithium perchlorate and the like can be mentioned, but substances that can be used as resistance control agents are not limited to these.
[0035]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. The part in an Example is a weight part.
[0036]
Example 1
100 parts of polysulfone resin
Conductive carbon black 15 parts
400 parts monochlorobenzene
The above blend was uniformly dispersed in a polysulfone resin, which is a binder component, with a three-roll roll, and then the resistance control agent dispersion was obtained by vacuum drying. Furthermore, this was pulverized to obtain a molding material having a particle diameter of 1 to 2 mm. Next, the molding raw material was charged into the hopper 120 of the single screw extruder 100 shown in FIG. 3, and the melt was obtained by adjusting the set temperature to a range of 330 to 350 ° C. and extruding. Subsequently, the melt is guided to a cylindrical single layer extrusion die 140 having a diameter of 200 mm and a die gap of 800 μm, and after being extruded into a cylindrical shape, air is blown and expanded through an air introduction path 150 to obtain a final shape and dimension. 180 was 350 mm in diameter and 150 μm in thickness. Furthermore, it cut | disconnected by the belt width 330mm, and obtained the resistance control seamless belt 190. FIG.
[0037]
The electric resistance of the obtained belt was 1.2 × 10 at an applied voltage of 100V. ⁹ Ω. In addition, the volume resistivity and the surface resistivity with 100 V applied were measured at four locations in the circumferential direction and two locations in the axial direction at each position, for a total of eight locations, and the variation in electrical resistance in the belt was measured. The maximum value of the measured value at the location was about 40 times the minimum value of the measured value. The variation in thickness measurement at the same position was about 150 μm ± 10 μm. In addition, when the surface of the obtained seamless belt was observed with the naked eye, no foreign matter such as butts and fish eyes and molding defects were found.
[0038]
Further, the obtained seamless belt is mounted as a transfer belt of the full-color electrophotographic apparatus shown in FIG. ² A full color image was printed on paper, and then a durability test of 50,000 sheets was performed. As a result, there was no unevenness in image density due to uneven resistance of the belt from the beginning, and it was possible to obtain a good image free from color shift and image defect due to elongation or breakage of the belt even after enduring 50,000 sheets. .
[0039]
In FIG. 2, 14 is a suction roller, and 15 is a separation charger. Portions common to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as in FIG.
[0040]
(Example 2)
100 parts of polycarbonate resin
17 parts of conductive carbon black
400 parts of methyl ethyl ketone
Conductive carbon black, which is a resistance control agent, was sufficiently dispersed in the polycarbonate resin, which is a binder component, using the three rolls described above, and then dried in vacuo to obtain a resistance control agent dispersion. Furthermore, this was pulverized to obtain a molding material having a particle diameter of 1 to 2 mm. Next, figure 4 To the hopper 120 of the single screw extruder 100 shown in FIG. Raw material for molding The melt was made by adjusting the set temperature to a range of 270 to 290 ° C. and extruding. Subsequently, the melt was introduced into a cylindrical single layer extrusion die 141 having a diameter of 250 mm and a die gap of 800 μm, and extruded into a cylindrical shape. Thereafter, the inner surface of the cylindrical molded product was brought into contact with the cooling mandrel 165, and while being cooled, it was taken up at a take-up speed faster than the discharge speed of the extruder, and the diameter was 140 mm and the thickness was 230 μm. Further, a resistance control seamless belt 190 was obtained by cutting with a belt width of 230 mm.
[0041]
The obtained belt has an electric resistance of 2.4 × 10 at an applied voltage of 100V. ⁶ Ω. In addition, the volume resistivity and the surface resistivity with 100 V applied were measured at four locations in the circumferential direction and two locations in the axial direction at each position, for a total of eight locations, and the variation in electrical resistance in the belt was measured. The maximum value of the measured value of the part was about 80 times the minimum value of the measured value. Further, the variation in thickness measurement at the same position was about 230 μm ± 15 μm. In addition, when the surface of the obtained seamless belt was observed with the naked eye, no foreign matter such as butts and fish eyes and molding defects were found.
[0042]
Further, the obtained seamless belt is mounted as an intermediate transfer belt of the full-color electrophotographic apparatus shown in FIG. ² A full color image was printed on paper, and then a durability test of 50,000 sheets was performed. As a result, there was no unevenness in image density due to uneven resistance of the belt from the beginning, and it was possible to obtain a good image free from color shift and image defect due to elongation or breakage of the belt even after enduring 50,000 sheets. .
[0043]
In FIG. 1, 1 is an electrophotographic photosensitive member, 2 is a primary charger, 3 is an image exposure means, 4Y is a yellow developer, 4M is a magenta developer, 4C is a cyan developer, and 4K is a black developer. 5 is a photoreceptor cleaner, 6 is an intermediate transfer belt, 61 is a transfer belt, 7 is an intermediate transfer belt cleaner, 71 is a transfer belt cleaner, 8 is a primary transfer roller, 8Y is a yellow transfer blade, and 8M is a magenta transfer blade. 8C is a cyan transfer blade, 8K is a black transfer blade, 9 is a secondary transfer roller, 10 is a transfer material, 11 is a transfer material cassette, 12 is a primary transfer bias power source, 12Y is a yellow color transfer bias power source, and 12M is A magenta color transfer bias power source, 12C is a cyan color transfer bias power source, 12K is a black color transfer bias power source, and 13 is a fixing device.
[0044]
(Example 3)
100 parts of polycarbonate resin
Conductive carbon black 15 parts
400 parts of methyl ethyl ketone
Conductive carbon black, which is a resistance control agent, was sufficiently dispersed in the polycarbonate resin, which is a binder component, using the three rolls described above, and then dried in vacuo to obtain a resistance control agent dispersion. Furthermore, this was pulverized to obtain a molding material having a particle diameter of 1 to 2 mm. Next, the molding raw material was charged into the hopper 120 of the single screw extruder 100 shown in FIG. 3, and the melt was obtained by adjusting the set temperature to a range of 280 to 290 ° C. and extruding. Subsequently, the melt is guided to a cylindrical single layer extrusion die 140 having a diameter of 100 mm and a die gap of 1000 μm, and after being extruded into a cylindrical shape, air is blown and expanded through the air introduction path 150 to obtain a final shape and dimension. 180 was 350 mm in diameter and 120 μm in thickness. Further, the belt was cut at a width of 330 mm to obtain a seamless belt 190.
[0045]
The electric resistance of the obtained belt is 4.3 × 10 at an applied voltage of 100V. ⁹ Ω. In addition, the volume resistivity and the surface resistivity with 100 V applied were measured at four locations in the circumferential direction and two locations in the axial direction at each position, for a total of eight locations, and the variation in electrical resistance in the belt was measured. The maximum value of the measured value at the location was about 130 times the minimum value of the measured value. Further, the variation in thickness measurement at the same position was about 120 μm ± 10 μm. Further, when the surface of the obtained intermediate transfer belt was observed with the naked eye, no foreign matter such as bumps and fish eyes and molding defects were found.
[0046]
Further, the obtained seamless belt is mounted as a transfer belt of the full-color electrophotographic apparatus shown in FIG. ² A full color image was printed on paper, and then a durability test of 50,000 sheets was performed. As a result, image density unevenness due to belt resistance non-uniformity that was extremely slight from the beginning was observed, but it was determined that this was a practically acceptable range. Further, even after the endurance of 50,000 sheets, slight slight image density unevenness similar to that in the initial stage was observed, but it was determined that it was in a practically acceptable range.
[0047]
Example 4
Figure 2 shows the same molding raw materials as in Example 2. 4 The molding raw material is put into the hopper 120 of the single screw extruder 100 shown in FIG. , Setting The melt was extruded by adjusting the constant temperature in the range of 330 to 350 ° C. Subsequently, the melt was guided to a cylindrical single layer extrusion die 141 having a diameter of 300 mm and a die gap of 500 μm, and extruded into a cylindrical shape. Thereafter, the inner surface of the cylindrical molded product was brought into contact with the cooling mandrel 165, and while being cooled, it was taken up at a take-up speed faster than the discharge speed of the extruder, and the diameter was 140 mm and the thickness was 40 μm. Further, a seamless belt 190 was obtained by cutting with a belt width of 230 mm.
[0048]
The electric resistance of the obtained belt was 7.8 × 10 at an applied voltage of 100V. ^Five Ω. In addition, the volume resistivity and the surface resistivity with 100 V applied were measured at four locations in the circumferential direction and two locations in the axial direction at each position, for a total of eight locations, and the variation in electrical resistance in the belt was measured. The maximum value of the measured value at the location was about 200 times the minimum value of the measured value. The variation in thickness measurement at the same position was about 40 μm ± 5 μm. Further, when the surface of the obtained intermediate transfer belt was observed with the naked eye, no foreign matter such as bumps and fish eyes and molding defects were found.
[0049]
Further, the obtained intermediate transfer belt is mounted on the full-color electrophotographic apparatus shown in FIG. ² A full color image was printed on paper, and then a durability test of 50,000 sheets was performed. As a result, image density unevenness due to belt resistance non-uniformity that was extremely slight from the beginning was observed, but it was determined that this was a practically acceptable range. In addition, even after the endurance of 50,000 sheets, there was slight color density unevenness similar to the initial stage, and some color misregistration that was thought to be caused by the elongation of the intermediate transfer belt, but it was judged that there was no practical problem. It was.
[0050]
(Example 5)
100 parts of polycarbonate resin
10 parts lithium perchlorate
400 parts of methyl ethyl ketone
After mixing the above-mentioned composition with a sand mill, lithium perchlorate as a resistance control agent was sufficiently uniformly dispersed in a polycarbonate resin as a binder component, followed by vacuum drying to obtain a resistance control agent dispersion. Furthermore, this was pulverized to obtain a molding material having a particle diameter of 1 to 2 mm. Next, the hopper 120 of the single screw extruder 100 shown in FIG. Raw material for molding And polycarbonate resin were added at a ratio of 1: 9, and the melt was extruded by adjusting the set temperature to a range of 270 to 290 ° C. Subsequently, the melt is guided to a cylindrical single layer extrusion die 140 having a diameter of 200 mm and a die gap of 800 μm, and after being extruded into a cylindrical shape, air is blown and expanded through an air introduction path 150 to obtain a final shape and dimension. 180 was 350 mm in diameter and 150 μm in thickness. Furthermore, it cut | disconnected by the belt width 330mm, and obtained the resistance control seamless belt 190. FIG.
[0051]
The electric resistance of the obtained belt was 8.7 × 10 at an applied voltage of 100V. ⁹ Ω. In addition, the volume resistivity and the surface resistivity with 100 V applied were measured at four locations in the circumferential direction and two locations in the axial direction at each position, for a total of eight locations, and the variation in electrical resistance in the belt was measured. The maximum value of the measured value at the location was about twice the minimum value of the measured value. The variation in thickness measurement at the same position was about 150 μm ± 10 μm. In addition, when the surface of the obtained seamless belt was observed with the naked eye, no foreign matter such as butts and fish eyes and molding defects were found.
[0052]
Further, the obtained seamless belt is mounted as a transfer belt of the full-color electrophotographic apparatus shown in FIG. ² A full color image was printed on paper, and then a durability test of 50,000 sheets was performed. As a result, there was no unevenness in image density due to uneven resistance of the belt from the beginning, and it was possible to obtain a good image free from color shift and image defect due to elongation or breakage of the belt even after enduring 50,000 sheets. .
[0053]
(Comparative Example 1)
A molding material similar to that in Example 1 is extruded into a sheet having a thickness of 150 μm, cut into an appropriate size, and welded at the ends to provide a jointed belt having a diameter of 140 mm, a thickness of 150 μm, and a width of 230 mm. Got.
[0054]
The electric resistance of the obtained belt is 2.2 × 10 at an applied voltage of 100V. ^Five Ω. In addition, the volume resistivity and the surface resistivity with 100 V applied were measured at four locations in the circumferential direction and two locations in the axial direction at each position, for a total of eight locations, and the variation in electrical resistance in the belt was measured. The maximum value of the measured value at the location was about 130 times the minimum value of the measured value. Further, the variation in thickness measurement at the same position was about 150 μm ± 30 μm, but the thickness of the welded portion was about 200 μm, and when the surface of the intermediate transfer belt was visually observed, a step was confirmed in the welded portion. .
[0055]
Further, the obtained belt is mounted as an intermediate transfer belt of the full-color electrophotographic apparatus shown in FIG. ² When a print test was performed on a full-color image on paper, it was confirmed that the step of the welded portion of the intermediate transfer belt was remarkably lost from the beginning. Therefore, the durability test was not performed.
[0056]
(Comparative Example 2)
100 parts of polycarbonate resin
17 parts of conductive carbon black
The above blend was kneaded with a biaxial extrusion kneader, and carbon black was dispersed in the resin to obtain a molding raw material. Furthermore, this was made into the kneaded material of the particle size of 1-2 mm. Next, the molding raw material was charged into the hopper 120 of the single screw extruder 100 shown in FIG. 3, and the melt was obtained by adjusting the set temperature to a range of 280 to 290 ° C. and extruding. Subsequently, the melt is guided to a cylindrical single layer extrusion die 140 having a diameter of 100 mm and a die gap of 900 μm, and after being extruded into a cylindrical shape, air is blown and expanded through the air introduction path 150 to obtain a final shape and dimension. As 180, the diameter was 140 mm and the thickness was 150 μm. Further, the belt was cut at a width of 230 mm to obtain a seamless belt 190.
[0057]
The electric resistance of the obtained belt was 8.3 × 10 at an applied voltage of 100V. ^Four Ω. In addition, the volume resistivity and the surface resistivity with 100 V applied were measured at four locations in the circumferential direction and two locations in the axial direction at each position, for a total of eight locations, and the variation in electrical resistance in the belt was measured. The maximum value of the measured value at the location was about 300 times the minimum value of the measured value. The variation in thickness measurement at the same position was about 150 μm ± 10 μm. Further, when the surface of the obtained seamless belt was observed with the naked eye, some irregularities considered to be aggregates of carbon black were confirmed.
[0058]
The obtained seamless belt is attached as an intermediate transfer belt of the full-color electrophotographic apparatus shown in FIG. ² A full color image was printed on paper, and then a durability test was performed. As a result, image density unevenness due to belt resistance non-uniformity that was extremely slight from the beginning was observed, but it was determined that this was a practically acceptable range. In addition, as a result of the durability test, the image density unevenness gradually deteriorated as the durability progressed, and the surface of the intermediate transfer belt flawed between the intermediate transfer belt and the photosensitive drum around the end of 20,000 sheets. The endurance test was stopped because a leak that seems to be the cause occurred.
[0059]
(Comparative Example 3)
100 parts of polycarbonate resin
Conductive carbon black 16 parts
400 parts of methyl ethyl ketone
A resistance control agent dispersion was prepared by uniformly dispersing conductive carbon black, which is a resistance control agent, into the polycarbonate resin, which is a binder component, using the three rolls. A metal cylinder having an outer diameter of 140 mm and a length of 250 mm is immersed in the obtained resistance control agent dispersion liquid, so that the resistance control agent dispersion liquid is dip-coated on the metal cylinder and then dried at 120 ° C. for 2 hours and then metal. By extracting the cylinder, a belt-like molded product having a thickness of 100 μm, a diameter of 140 mm, and a width of about 250 mm was obtained. A seamless belt having a width of 230 mm was obtained by cutting both end portions of the obtained belt-shaped molded article by about 10 mm.
[0060]
The electric resistance of the obtained belt was 9.5 × 10 at an applied voltage of 100V. ^Five Ω. In addition, the volume resistivity and the surface resistivity with 100 V applied were measured at four locations in the circumferential direction and two locations in the axial direction at each position, for a total of eight locations, and the variation in electrical resistance in the belt was measured. The maximum value of the measured value at the location was about 30 times the minimum value of the measured value. The variation in thickness measurement at the same position was about 150 μm ± 10 μm. Further, when the surface of the obtained seamless belt was observed with the naked eye, minute irregularities that were attributed to non-uniform evaporation of the solvent were confirmed on the belt surface.
[0061]
Further, the obtained seamless belt is mounted as an intermediate transfer belt of the full-color electrophotographic apparatus shown in FIG. ² When a full color image was printed on a paper, a remarkable transfer omission due to unevenness on the belt surface was confirmed, so the durability test was not performed.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a method for producing a transfer / transport seamless belt comprising at least a solvent-soluble thermoplastic binder component and a resistance control agent, which is used in an image forming apparatus, the binder component is incorporated into the binder component. In the step of dispersing the resistance control agent, after the resistance control agent is dispersed in the binder component dissolved in the solvent, the resistance control agent dispersion is obtained by removing the solvent to obtain the resistance control agent obtained. The dispersion is melt-extruded in a cylindrical shape using an extruder and an annular die to form a seamless resistance control belt, which reduces resistance unevenness and makes rugged use by repeated use of the transfer conveyor belt. Even in this case, there is no change in the characteristics of the transfer / conveying belt, and the same effect as that in the initial stage can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a color image forming apparatus using an electrophotographic process applied to the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing another example of the configuration of a color image forming apparatus using an electrophotographic process applied to the present invention.
FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of the configuration of a molding apparatus applied to the present invention.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing another example of the configuration of the molding apparatus applied to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Electrophotographic photoreceptor
2 Primary charger
3 Image exposure means
4Y Yellow color developer
4M Magenta color developer
4C cyan developer
4K black color developer
5 Photoconductor cleaner
6 Intermediate transfer belt
61 Transfer belt
7 Intermediate transfer belt cleaner
71 Transfer belt cleaner
8 Primary transfer roller
8Y yellow transfer blade
8M Magenta color transfer blade
8C cyan transfer blade
8K black color transfer blade
9 Secondary transfer roller
10 Transfer material
11 Transfer material cassette
12 Primary transfer bias power supply
12Y yellow color transfer bias power supply
12M magenta color transfer bias power supply
12C cyan transfer bias power supply
12K black color transfer bias power supply
13 Fixing device
14 Suction roller
15 Separating charger
100 Extruder
110 Extruder
120 hopper
130 hopper
140 Extruded annular die
141 Extruded ring die
150 Gas inlet
160 Cooling ring
165 Internal cooling mandrel
170 Dimensional stability guide
180 Geometry
190 Transfer conveyor belt

Claims

画像形成装置に用いられる、少なくとも溶剤に可溶で熱可塑性のバインダー成分と抵抗制御剤とからなる単層の転写搬送シームレスベルトの製造方法において、
（ｉ）溶剤に溶解した状態のバインダー成分中に抵抗制御剤を分散した後、前記溶剤を真空乾燥により除去することにより抵抗制御剤分散物を得る工程と；
（ｉｉ）前記抵抗制御剤分散物を適当な粒径に粉砕したものを成型用原料に用いて押し出し機と環状ダイスを用いて円筒状に溶融押し出しすることにより該転写搬送シームレスベルトを成型する工程と、を有することを特徴とする単層の転写搬送シームレスベルトの製造方法。In a method for producing a single-layer transfer conveyance seamless belt comprising at least a solvent-soluble thermoplastic binder component and a resistance control agent used in an image forming apparatus,
(I) a step of obtaining a resistance control agent dispersion by dispersing the resistance control agent in a binder component dissolved in a solvent and then removing the solvent by vacuum drying ;
(Ii) A step of molding the transfer-conveying seamless belt by pulverizing the resistance control agent dispersion to an appropriate particle size as a molding raw material and melt-extruding it into a cylindrical shape using an extruder and an annular die. And a method for producing a single-layer transfer / conveying seamless belt.

前記工程（ｉｉ）において、前記環状ダイスのダイギャップよりも前記シームレスベルトの厚みを薄く成型する請求項１に記載の転写搬送シームレスベルトの製造方法。 The method for producing a transfer / conveyance seamless belt according to claim 1, wherein in the step (ii), the thickness of the seamless belt is thinner than the die gap of the annular die.

前記工程（ｉｉ）が、環状ダイスの先端からの溶融押し出しの速度より、シームレスベルトの引き取り速度を速くすることにより、環状ダイスのダイギャップよりも厚みの薄いシームレスベルトを成型する工程を更に有する請求項１または請求項２に記載の転写搬送シームレスベルトの製造方法。 The step (ii) further includes the step of forming a seamless belt having a thickness smaller than the die gap of the annular die by increasing the take-up speed of the seamless belt from the speed of melt extrusion from the tip of the annular die. The manufacturing method of the transfer conveyance seamless belt of Claim 1 or Claim 2.

前記工程（ｉｉ）が、環状ダイスの先端から吐出された円筒状の溶融体中に気体を吹き込むことにより、環状ダイスのダイギャップよりも厚みの薄いシームレスベルトを成型する工程を更に有する請求項１から請求項３の何れかに記載の転写搬送シームレスベルトの製造方法。 The step (ii) further comprises a step of forming a seamless belt having a thickness smaller than the die gap of the annular die by blowing gas into a cylindrical melt discharged from the tip of the annular die. The manufacturing method of the transfer conveyance seamless belt in any one of Claims 1-3.

環状ダイスの直径と比較してシームレスベルトの直径が５０〜４５０％である請求項１から請求項４の何れかに記載の転写搬送シームレスベルトの製造方法。 The method for producing a transfer / conveyance seamless belt according to any one of claims 1 to 4, wherein a diameter of the seamless belt is 50 to 450% as compared with a diameter of the annular die.

請求項１〜５の何れかに記載の転写搬送シームレスベルトの製造方法により製造されたことを特徴とする転写搬送シームレスベルト。 A transfer / transport seamless belt manufactured by the method for manufacturing a transfer / transport seamless belt according to claim 1.

前記シームレスベルトの抵抗制御剤含有量が３０重量％以下であることを特徴とする請求項６に記載の転写搬送シームレスベルト。 The transfer / conveyance seamless belt according to claim 6, wherein the seamless belt has a resistance control agent content of 30% by weight or less.

前記シームレスベルトの厚みが４５〜３００μｍである請求項６又は７に記載の転写搬送シームレスベルト。 The transfer / conveyance seamless belt according to claim 6 or 7, wherein the seamless belt has a thickness of 45 to 300 µm.

前記転写搬送シームレスベルトの抵抗値が１×１０³Ω以上１×１０¹⁴Ω以下であることを特徴とする請求項６から請求項８の何れかに記載の転写搬送シームレスベルト。The transfer / transport seamless belt according to claim 6, wherein a resistance value of the transfer / transport seamless belt is 1 × 10 ³ Ω or more and 1 × 10 ¹⁴ Ω or less.

前記転写搬送シームレスベルト各部の体積抵抗率の最大値が最小値の１００倍以内であることを特徴とする請求項６から請求項９の何れかに記載の転写搬送シームレスベルト。 10. The transfer / conveyance seamless belt according to claim 6, wherein the maximum value of volume resistivity of each part of the transfer / conveyance seamless belt is within 100 times the minimum value.

前記転写搬送シームレスベルト各部の表面抵抗率の最大値が最小値の１００倍以内であることを特徴とする請求項６から請求項１０の何れかに記載の転写搬送シームレスベルト。 11. The transfer / transport seamless belt according to claim 6, wherein the maximum value of the surface resistivity of each part of the transfer / transport seamless belt is within 100 times the minimum value.