JP2005182003A - 電子写真エンドレスベルト、電子写真エンドレスベルトの製造方法、電子写真装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリアミドを含有する樹脂組成物からなる樹脂層を有する電子写真エンドレスベルトにおいて、樹脂組成物がさらにオレフィンおよび酸素を含む複素環式化合物の共重合によって得られる共重合体を含有し、樹脂組成物の温度と溶融粘度の常用対数との関係を示す曲線(T−log10η曲線)は、log101000〜log108000のlog10η範囲に傾き(Δlog10η/ΔT)が−0.02〜0である緩傾斜領域を有し、緩傾斜領域の温度範囲が10℃以上であり、樹脂層の厚さの最大値が樹脂層の厚さの平均値の115%以下であり、かつ、樹脂層の厚さの最小値が樹脂層の厚さの平均値の85%以上である。
【選択図】図5
Description
近年、電子写真エンドレスベルトとして、樹脂を含有する樹脂組成物からなる層(樹脂層)を有するエンドレスベルトが多用されている。
例えば、ポリカーボネートは耐クラック性があまり高くないため、これを用いたエンドレスベルトを繰り返し使用するとクラック(ひび割れ)が生じやすく、寿命が短いという欠点を持っている。
また、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体はクリープしやすいため、これを用いたエンドレスベルトを繰り返し使用するとエンドレスベルトが伸びてきて、寿命が短いという欠点をもっている。クリープ量を少なくする方法として、エンドレスベルトの厚さを厚くする方法があるが、エンドレスベルトの厚さを厚くすると耐クラック性が低くなる。また、電子写真装置本体に装備されるエンドレスベルトを張架する機構に、エンドレスベルトの長さに応じてエンドレスベルトにかかるテンションを変える機構を付加し、エンドレスベルトのクリープによる弊害を抑制する方法もあるが、この場合、部品が増え、電子写真装置本体の大型化やコストの上昇を招く。
また、ポリアルキレンテレフタレートとポリカーボネートとのポリマーブレンドはポリカーボネートに比べて耐クラック性がある程度高くなっているものの、近年の高画質化・高耐久化の要求には十分に対応しきれないのが実情である。
本発明の目的は、厚さの均一性・転写性に優れ、かつ、耐久性に優れた電子写真エンドレスベルト、該電子写真エンドレスベルトの製造方法、該電子写真エンドレスベルトを有する電子写真装置を提供することである。
該樹脂組成物がさらにオレフィンおよび酸素を含む複素環式化合物の共重合によって得られる共重合体を含有し、
該樹脂組成物の温度(T[℃])と溶融粘度(η[Pa・s])の常用対数(log10η)との関係を示す曲線(T−log10η曲線)は、log101000〜log108000のlog10η範囲に傾き(Δlog10η/ΔT)が−0.02〜0である緩傾斜領域を有し、かつ、該緩傾斜領域の温度範囲が10℃以上であり、
該樹脂層の厚さの最大値が該樹脂層の厚さの平均値の115%以下であり、かつ、該樹脂層の厚さの最小値が該樹脂層の厚さの平均値の85%以上である
ことを特徴とする電子写真エンドレスベルトである。
該樹脂組成物がさらにオレフィンおよび酸素を含む複素環式化合物の共重合によって得られる共重合体を含有し、
該樹脂組成物の温度(T[℃])と溶融粘度(η[Pa・s])の常用対数(log10η)との関係を示す曲線(T−log10η曲線)は、log101000〜log108000のlog10η範囲に傾き(Δlog10η/ΔT)が−0.02〜0である緩傾斜領域を有し、かつ、該緩傾斜領域の温度範囲が10℃以上であり、
該樹脂組成物を押し出す際の該樹脂組成物の温度は、該緩傾斜領域の温度範囲内である
ことを特徴とする電子写真エンドレスベルトの製造方法である。また、本発明は、上記電子写真エンドレスベルトまたは上記製造方法により製造された電子写真エンドレスベルトを有する電子写真装置である。
ポリアミドを含有する樹脂組成物に、さらにオレフィンおよび酸素を含む複素環式化合物の共重合によって得られる共重合体(以下「特定の変性オレフィン」ともいう。)を含有させることで、ポリアミドを含有する樹脂組成物の温度に対する溶融粘度の変化率を小さくすることができ、それによって成形安定性が向上し、押し出し機を用いて成形する際の押し出し変動が抑制され、その結果、厚さのムラの小さい樹脂層を得ることができる。
なお、上記特定の変性オレフィンは、二元共重合体のものに限られず、オレフィンや、酸素を含む複素環式化合物以外の化合物をさらに用いた三元以上の共重合体であってもよい。オレフィンや酸素を含む複素環式化合物以外の化合物としては、酢酸ビニルやアクリル酸メチルなどが挙げられる。
・log101000〜log108000のlog10η範囲に傾き(Δlog10η/ΔT)が−0.02〜0である緩傾斜領域を有し、かつ、
・該緩傾斜領域の温度範囲が10℃以上、
という条件を満足しなければならないが、これは、樹脂組成物の温度に対する溶融粘度の変化率が十分に小さい領域が、成形条件(押し出し条件)の振れに十分に対応できるだけの範囲存在する、ということを意味する。この緩傾斜領域の温度範囲内に樹脂組成物の温度が収まるようにして該樹脂組成物の押し出しを行うことで、押し出し条件に振れがあっても厚さのムラの小さい樹脂層を得ることができるのである。
なお、上記の緩傾斜領域がlog108000を超える領域にある場合であって、樹脂組成物の温度をその緩傾斜領域の温度にして押し出しを行った場合、押し出しに高い圧力が必要になり、成形が安定せず、厚さのムラが発生しやすくなる。一方、上記の緩傾斜領域がlog101000未満の領域にある場合であって、樹脂組成物の温度をその緩傾斜領域の温度にして押し出しを行った場合、樹脂組成物の溶融粘度が低すぎて成形時に波打ちが発生し、やはり、厚さのムラが発生しやすくなる。
図5中の曲線(1)のように、T−log10η曲線の傾き(Δlog10η/ΔT)が−0.02〜0の範囲を外れる、すなわち、樹脂組成物の温度に対する溶融粘度の変化率が大きいと、成形条件(押し出し条件)の振れに十分に対応することができなくなる。曲線(2)や(3)は、T−log10η曲線の傾き(Δlog10η/ΔT)が−0.02〜0である緩傾斜領域を有している曲線である。
フローテスターのシリンダー孔を通してシリンダーに充填できるように樹脂組成物を粉状にし、これを温度75〜85℃、湿度0〜50%RHの環境下4時間で乾燥させる。
一定温度下、プランジャーからピストンを介して試料に5kgの荷重(試験圧力P=0.49MPa)をかけ、穴の直径D=1mm、長さL=1mmのダイから押し出し、押し出し量に応じてフローテスターのピストンの移動量を測定する。この移動量、すなわち流出速度を各温度で測定し、その値から下記式(1)によって溶融粘度η[Pa・s]を求める。
γ=(32Q/πD3)×103
の関係にあり、また、τは剪断応力[Pa]であって、試験圧力P[MPa]、ダイの穴の直径D[mm]およびダイの長さL[mm]と
τ=PD/4L
の関係にある。また、流出速度Q[cm3/s]は、計測時間t[s]、計測時間t[s]に対するピストンの移動量X[mm]およびピストンの断面積A[cm2]と
Q=(X/10)×(A/t)
の関係にある。
昇温速度:5℃/min
測定間隔:2℃−1
予熱時間:120s
プランジャー面積:1cm2
温度20〜30℃、湿度30〜70%RHの範囲で上記のフローテスターを用いた測定を行い、温度1℃ごとに溶融粘度の常用対数をプロットし、T−log10η曲線を得る。
本発明において、T−log10η曲線の任意の温度(To[℃])における傾きΔlog10η/ΔTは、下記式(2)によって定義される。
ηTo+5:To+5[℃]における溶融粘度[Pa・s]
ηTo−5:To−5[℃]における溶融粘度[Pa・s]
である。
したがって、ポリアミドおよび上記特定の変性オレフィンを含有する樹脂組成物が、
・T−log10η曲線が、log101000〜log108000のlog10η範囲に傾き(Δlog10η/ΔT)が−0.02〜0である緩傾斜領域を有し、かつ、
・該緩傾斜領域の温度範囲が10℃以上、
という条件を満足するようにするためには、上記の各種類および各比率などを適宜調整する必要がある。
例えば、ポリアミドの量に対して上記特定の変性オレフィンの量を増やすほど、また、上記特定の変性オレフィン中、オレフィン由来のユニットの量に対して酸素を含む複素環式化合物由来のユニットの量を増やすほど、樹脂組成物のT−log10η曲線の傾き(Δlog10η/ΔT)の絶対値は小さくなる傾向にある。ただし、樹脂組成物中のポリアミドの量が少なすぎると、上述のポリアミドを用いることによる効果が乏しくなる。
また、ポリアミドは、ポリアミド6・10(ナイロン6・10)、ポリアミド6・12(ナイロン6・12)、ポリアミド11(ナイロン11)およびポリアミド12(ナイロン12)からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂であることが好ましい。
また、上記特定の変性オレフィンの原料であるオレフィンとしては、エチレンが好ましく、酸素を含む複素環式化合物としては、グリシジルメタクリレートや無水マレイン酸が好ましい。
また、上記特定の変性オレフィン中のオレフィン由来のユニットと酸素を含む複素環式化合物由来のユニットとの比率は、99:1〜83:12の範囲にあることが好ましく、また、上記特定の変性オレフィンの分子は、オレフィン由来のユニットと酸素を含む複素環式化合物由来のユニットとが直鎖状に結合した分子であることが好ましい。
例えば、エチレンおよびグリシジルメタクリレートの共重合によって得られる共重合体(エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体)の製品としては、住友化学(株)製の「ボンドファーストE」(エチレン由来のユニット/グリシジルメタクリレート由来のユニット=88/12)や、住友化学(株)製の「ボンドファースト2C」(エチレン由来のユニット/グリシジルメタクリレート由来のユニット=94/6)や、住友化学(株)製の「ボンドファースト2B」(エチレン由来のユニット/グリシジルメタクリレート由来のユニット/酢酸ビニル由来のユニット=83/12/5)や、住友化学(株)製の「ボンドファースト7B」(エチレン由来のユニット/グリシジルメタクリレート由来のユニット/酢酸ビニル由来のユニット=83/12/5)や、住友化学(株)製の「ボンドファースト7L」(エチレン由来のユニット/グリシジルメタクリレート由来のユニット/アクリル酸メチル由来のユニット=67/3/30)や、住友化学(株)製の「ボンドファースト7M」(エチレン由来のユニット/グリシジルメタクリレート由来のユニット/アクリル酸メチル由来のユニット=64/6/30)などが挙げられる。これらの製品は、いずれも、オレフィン(エチレン)由来のユニットと酸素を含む複素環式化合物(グリシジルメタクリレート)由来のユニットとが直鎖状に結合した分子のものである。
また、エチレンおよび無水マレイン酸の共重合によって得られる共重合体(エチレン−無水マレイン酸共重合体)の製品としては、例えば、宇部興産(株)製の「F3000」(エチレン由来のユニット/無水マレイン酸由来のユニット=99/1)などが挙げられる。その他に、日本ユニカー(株)製の「ナックエースGA−002」や「ナックエースGA−004」なども挙げられる。
本発明の電子写真エンドレスベルトの製造方法は、上述のとおり、樹脂組成物を環状ダイに接続された押し出し機の内部から環状ダイを経由して押し出し機の外部へ押し出すことによって樹脂組成物の筒体を得る工程と、樹脂組成物の筒体を用いて電子写真エンドレスベルトの樹脂層を成形する工程とを有する製造方法である。
樹脂組成物の筒体を用いて電子写真エンドレスベルトの樹脂層を成形する工程においては、電子写真エンドレスベルトの樹脂層の厚さが環状ダイのダイギャップよりも薄くなるような条件で成形を行うことが好ましい。
例えば、ダイギャップ150μmの環状ダイで厚さ150μmの樹脂層を成形する場合、ダイギャップが10μmずれたとき樹脂層の厚さはそのまま10μm変化してしまうため、例えば、樹脂層の厚さのムラを1μm以下に抑えるためには、ダイギャップの振れを1μm以下に抑えなければならないが、ダイギャップを1μm単位で調整するのは困難であり、よって、樹脂層の厚さのムラを小さくすることは困難となる。
ところが、ダイギャップ1500μmの環状ダイで厚さ150μmの樹脂層を成形する場合であれば、ダイギャップが10μmずれても樹脂層の厚さの変化はその1/10すなわち1μmとなるため、その結果、樹脂層の厚さのムラを小さくすることができるのである。
前者の方法を採る場合、拡大率(樹脂層の口径/環状ダイの口径)は4.0以下が好ましい。拡大率が大きすぎると、樹脂層の厚さのムラが大きくなることがある。
後者の方法は、樹脂組成物の溶融粘度が比較的低い場合に有用である。なぜならば、樹脂組成物の溶融粘度が低い場合、これを拡大膨張させると穴が開くことがあるからである。後者の方法を採る場合は、上記の拡大率を1以下にすることができるが、0.5以上であることが好ましい。拡大率が小さすぎると、引き取り速度を大幅に速くする必要があり、それによって樹脂層の厚さのムラが大きくなることがある。
前者の方法、すなわち、環状ダイの口径よりも樹脂層の口径が大きくなるように樹脂組成物の筒体を拡大膨張させる方法の一例として、インフレーション成形法が挙げられる。
まず、ポリアミドおよび上記特定の変性オレフィンを所定の処方に基づいて予備混合してなる樹脂組成物を、ホッパー102から押し出し機101に投入する。押し出し機101における温度やスクリュー構成は、樹脂組成物が成形可能な溶融粘度となるように、また、ポリアミドと上記特定の変性オレフィンとが相互に均一分散するように選択される。
樹脂組成物は、押し出し機101中で溶融混練されて溶融体となり、環状ダイ103を経由して押し出し機101の外へ出され、樹脂組成物の筒体となる。
樹脂組成物を押し出す際の樹脂組成物の温度は、温度計120によって、または、環状ダイ103の出口近傍に配置した温度計(不図示)によって測定することができる。
このようにして、電子写真エンドレスベルトの樹脂層を成形することができる。単層型の電子写真エンドレスベルトの場合は、この樹脂層が電子写真エンドレスベルトである。
また、カッターによって樹脂組成物のフィルムを所定の長さに切断する場合、樹脂組成物のフィルムをその母線方向に対して垂直の方向に連続的に切断することが好ましい。連続的に切断する場合、カッターを停止した状態でカットすると切り始めと切り終わりで、時間差ができ、斜めにカットされてしまうため、引き取り速度と同一速度で移動するカッターを用いることが好ましい。
具体的には、小径の円筒型(内型)の熱膨張率が、大径の円筒型(外型)の熱膨張率より大きくなるようにし、この内型に成形したエンドレスベルトを被せた後、その内型を外型内に挿入して、内型と外型で筒状フィルムを挟み込むようにする。内型と外型の間のギャップは、加熱する温度と内型・外型の熱膨張率の差および必要とされる圧力で計算して求める。
電子写真エンドレスベルトの体積抵抗率は、100〜1013Ω・cmであることが好ましく、特には108〜1013Ω・cmであることがより好ましい。
また、電子写真エンドレスベルトの表面抵抗値は、100〜1017Ω/□であることが好ましく、特には106〜1014Ω/□であることがより好ましい。
電子写真エンドレスベルトの体積抵抗率や表面抵抗値を上記のように調整するには、例えば、導電剤を添加すればよく、導電剤としては、電子導電性導電剤、イオン導電性導電剤のどちらを用いてもよい。
イオン導電性導電剤としては、例えば、ラウリルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、オクタドデシルトリメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウニウムの過塩素酸塩、塩素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エトサルフェート塩、臭化ベンジル塩、塩化ベンジル塩などのハロゲン化ベンジル塩などの第四級アンモニウム塩などの陽イオン性界面活性剤、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加リン酸エステル塩などの陰イオン界面活性剤、各種ベタインなどの両性イオン界面活性剤、高級アルコールエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステルなどの非イオン性界面活性剤などの帯電防止剤、LiCF3SO3、NaClO4、LiClO4、LiAsF6、LiBF4、NaSCN、KSCN、NaClなどのLi+、Na+、K+などの周期律表第1族の金属塩、あるいは、NH4+の塩などの電解質、また、Ca(ClO4)2などのCa2+、Ba2+などの周期律表第2族の金属塩、ならびに、これらが、少なくとも1個の水酸基、カルボキシル基、一級ないし二級アミン基などのイソシアネートと反応する活性水素を有する基を持ったものが挙げられる。さらに、それらなどと1,4−ブタンジオール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの多価アルコールとその誘導体などの錯体あるいはエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのモノオールとの錯体が挙げられる。
導電剤は、1種類あるいは2種類以上使用することができる。
特に、電子写真エンドレスベルトの周方向における体積抵抗率の最大値が最小値の20倍以内にあることが好ましい。これは、周方向における体積抵抗率の最大値が最小値の20倍より大きいと周方向に転写ムラが発生したり、複数箇所で電圧を印加する場合、その電圧が印加される一部の箇所から他の印加される箇所へ周方向の抵抗が低い部分を介して電流が流れ込むことがあり、他の箇所の電圧制御を乱すことで、正常な動作が行えない場合があるからである。
また、周方向における表面抵抗値の最大値が最小値の20倍以内にあることが好ましい。これはベルトの周方向における表面抵抗値の最大値が最小値の20倍より大きいと、周方向に転写ムラが発生したり、複数箇所で電圧を印加する場合、その電圧が印加される一部の箇所から他の印加される箇所へ周方向の抵抗が低い部分を介して電流が流れ込み、他の箇所の電圧制御を乱すことで、正常な動作が行えない場合があるからである。
また、母線方向における表面抵抗値の最大値が最小値の20倍以内にあることが好ましい。これは、母線方向における表面抵抗値の最大値が最小値の20倍より大きいと母線方向に転写ムラが発生したり、転写残トナーに所定の電荷を与え、電子写真感光体上に戻すクリーニング方法を用いる場合、電荷を与える帯電部材からベルトの表面抵抗値最小部位に過大な電流が流れ込み、その箇所の母線方向に十分な電界がかからないので母線方向にクリーニングムラが発生する場合があるからである。
したがって、体積抵抗率および表面抵抗値がともに上記の範囲に入ることが、転写性やクリーニング性の観点から好ましい。
抵抗計:超高抵抗計R8340A((株)アドバンテスト製)
試料箱:超高抵抗測定用資料箱TR42((株)アドバンテスト製)
主電極は直径25mm、ガード・リング電極は内径41mm、外径49mmとした。
電子写真エンドレスベルトを直径56mmの円形に切断する。切断後、一方の面にはその全面にPt−Pd蒸着膜により電極を設け、他方の面には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((株)日立製作所製)を用いて蒸着操作を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。
測定雰囲気:23℃/55%RH
なお、測定サンプルは、あらかじめ23℃、55%RH環境下に12時間以上放置しておく。
測定モード:ディスチャージ10秒、チャージおよびメジャー30秒
印加電圧:100V
電子写真エンドレスベルトの厚さは、45〜300μmであることが好ましく、50〜270μmであることがより好ましい。
また、電子写真エンドレスベルトの厚さのムラは±15%以内であることが好ましい。すなわち、電子写真エンドレスベルトの厚さの最大値はその平均値の115%以下であって、かつ、その最小値はその平均値の85%以上であることが好ましい。
また、電子写真エンドレスベルトの樹脂層の厚さのムラは±15%以内であることが好ましい。すなわち、電子写真エンドレスベルトの樹脂層の厚さの最大値はその平均値の115%以下であって、かつ、その最小値はその平均値の85%以上であることが好ましい。
本発明において、電子写真エンドレスベルトの厚さは、最低値1μmのダイアルゲージにより、電子写真エンドレスベルト中央の周方向に等間隔で40点、全周にわたって測定し、平均した値である。
図3において、1は円筒状の電子写真感光体であり、矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。
回転駆動される電子写真感光体1の表面は、一次帯電部材3により、正または負の所定電位に均一に帯電され、次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光などの露光手段(不図示)から出力される露光光(画像露光光)4を受ける。この際の露光光は、目的のカラー画像の第1色成分像(例えばイエロー成分像)に対応した露光光である。こうして電子写真感光体1の表面に、目的のカラー画像の第1色成分像に対応した第1色成分静電潜像(イエロー成分静電潜像)が順次形成されていく。
張架ローラー12および二次転写対向ローラー13によって張架された中間転写ベルト11は、矢印方向に電子写真感光体1とほぼ同じ周速度(例えば電子写真感光体1の周速度に対して97〜103%)で回転駆動される。
第1色トナー像転写後の電子写真感光体1の表面は、クリーニング部材7によって一次転写残りの現像剤(トナー)の除去を受けて清浄面化された後、次色の画像形成に使用される。
中間転写ベルト11の表面に形成された合成トナー像は、二次転写帯電部材6sからの二次転写バイアスによって、転写材供給手段から二次転写対向ローラー13・中間転写ベルト11と二次転写帯電部材6sとの間(当接部)に中間転写ベルト11の回転と同期して取り出されて給送された転写材(紙など)Pに順次二次転写されていく。
合成トナー像転写後の中間転写ベルト11の表面には電荷付与部材7rが当接される。電荷付与部材7rは、中間転写ベルト11の表面の二次転写残りの現像剤(トナー)に一次転写時と逆極性の電荷を付与する。一次転写時と逆極性の電荷が付与された二次転写残りの現像剤(トナー)は、電子写真感光体1と中間転写ベルト11との当接部およびその近傍において、電子写真感光体1の表面に静電的に転写される。こうして合成トナー像転写後の中間転写ベルト11の表面は、転写残りの現像剤(トナー)の除去を受けて清浄面化される。電子写真感光体1の表面に転写された二次転写残りの現像剤(トナー)は、電子写真感光体1の表面の一次転写残りの現像剤(トナー)とともに、クリーニング部材7によって除去される。中間転写ベルト11から電子写真感光体1への二次転写残りの現像剤(トナー)の転写は、一次転写と同時に行うことができるため、スループットの低下を生じない。
また、クリーニング部材7による転写残りの現像剤(トナー)除去後の電子写真感光体1の表面を、前露光手段からの前露光光により除電処理してもよいが、図3に示すように、電子写真感光体の表面の帯電にローラー形状の一次帯電部材(一次帯電ローラー)などを用いた接触帯電を採用した場合は、前露光は必ずしも必要ではない。
図4において、1Y、1M、1C、1Kは円筒状の電子写真感光体(第1色〜第4色用電子写真感光体)であり、それぞれ矢印方向に所定の周速度で回転駆動される。
回転駆動される第1色用電子写真感光体1Yの表面は、第1色用一次帯電部材3Yにより、正または負の所定電位に均一に帯電され、次いで、スリット露光やレーザービーム走査露光などの露光手段(不図示)から出力される露光光(画像露光光)4Yを受ける。露光光4Yは、目的のカラー画像の第1色成分像(例えばイエロー成分像)に対応した露光光である。こうして第1色用電子写真感光体1Yの表面に、目的のカラー画像の第1色成分像に対応した第1色成分静電潜像(イエロー成分静電潜像)が順次形成されていく。
第1色用電子写真感光体1Yの表面に形成された第1色成分静電潜像は、第1色用現像剤担持体5Yに担持された現像剤に含まれる第1色トナーにより現像されて第1色トナー像(イエロートナー像)となる。次いで、第1色用電子写真感光体1Yの表面に形成担持されている第1色トナー像が、第1色用転写帯電部材(第1色用転写帯電ローラー)6Yからの転写バイアスによって、第1色用電子写真感光体1Yと第1色用転写帯電部材6Yとの間を通過する転写材搬送ベルト14に担持された転写材Pに順次転写されていく。
第1色用電子写真感光体1Y、第1色用一次帯電部材3Y、第1色用露光手段、第1色用現像剤担持体5Y、第1色用転写帯電部材6Yをまとめて第1色用画像形成部と称する。
第2色用電子写真感光体1M、第2色用一次帯電部材3M、第2色用露光手段、第2色用現像剤担持体5M、第2色用転写帯電部材6Mを有する第2色用画像形成部、第3色用電子写真感光体1C、第3色用一次帯電部材3C、第3色用露光手段、第3色用現像剤担持体5C、第3色用転写帯電部材6Cを有する第3色用画像形成部、第4色用電子写真感光体1K、第4色用一次帯電部材3K、第4色用露光手段、第4色用現像剤担持体5K、第4色用転写帯電部材6Kを有する第4色用画像形成部の動作は、第1色用画像形成部の動作と同様であり、転写材搬送ベルト14に担持され、第1色トナー像が転写された転写材Pに、第2色トナー像(マゼンタトナー像)、第3色トナー像(シアントナー像)、第4色トナー像(ブラックトナー像)が順次転写されていく。こうして転写材搬送ベルト14に担持された転写材Pに目的のカラー画像に対応した合成トナー像が形成される。
また、第1色〜第4色用クリーニング部材7Y、7M、7C、7Kによる転写残りの現像剤(トナー)除去後の第1色〜第4色用電子写真感光体1Y、1M、1C、1Kの表面を、前露光手段からの前露光光により除電処理してもよいが、図4に示すように、電子写真感光体の表面の帯電にローラー形状の一次帯電部材(一次帯電ローラー)などを用いた接触帯電を採用した場合は、前露光は必ずしも必要ではない。
なお、図4中、16は転写材搬送ベルトから転写材を分離するための分離帯電器である。
以上、本発明の電子写真エンドレスベルトに関して、主に、中間転写ベルトまたは転写材搬送ベルトとして用いる場合を中心に説明してきたが、本発明は、中間転写ベルトや転写材搬送ベルト以外にも、感光ベルト、転写材搬送ベルト以外の搬送ベルト、定着ベルト、現像ベルト、帯電ベルト、給紙ベルトなどの電子写真装置に使用されるエンドレスベルト全般に適用することができる。
電子写真エンドレスベルトには、必要に応じて、補強部材やガイド部材や位置検知部材を取り付けてもよい。
・樹脂組成物の配合
ポリアミド12 72部
エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体(ボンドファーストE) 2部
アセチレンブラック(デンカブラック粉状品(電気化学(株)製)) 13部
酸化亜鉛 13部
・混練
混練機:直径30mm同方向回転噛合2軸混練機
スクリュー:2条タイプ、L/D=38
樹脂組成物の温度:280℃
スクリュー回転:300rpm
吐出速度:20kg/h
タンブラーによる混合によって得られた上記配合の樹脂組成物を上記2軸混練機で混練して粒径2〜3mmの混練物とした。
上記の粒径2〜3mmの混練物(樹脂組成物)を図1に示される構成の装置のホッパー102から260〜270℃に調節した押し出し機101の中に投入し、これを溶融させて環状ダイ103(直径100mm、ダイギャップ800μm)から押し出し、樹脂組成物の筒体とした。押し出しの際の樹脂組成物の温度は、温度計110で測定したところ260℃であり、環状ダイ103の出口近傍に配置した温度計で測定したところ265℃であった。また、樹脂組成物が環状ダイ103から押し出される速度は1m/minであった。
引き続き、気体導入路104から空気を吹き込み、樹脂組成物の筒体を拡大膨張させてフィルム状とし、これを引き取り速度5m/minで引き取り、これを300mmごとに母線方向に対して垂直の方向に連続的に切断することにより、エンドレス形状のベルト1とした。拡大率は1.6であった。
このベルト1について、熱膨張率の異なる金属からなる1組の円筒型を用いてサイズと表面平滑性の調整を行った。内型には熱膨張率の高いアルミニウムを、外型にはアルミニウムより熱膨張率の低いステンレスを用いた。外型は内面にバフがけを行って鏡面に仕上げたものを用いた。内型の外径と外型の内径の寸法ギャップは140μmであった。内型にベルト1を被せて、これを外型に挿入し、220℃で5分間加熱した。冷却後、内型・外型からベルト1を外して端部をカットし、直径160mmの「樹脂層」を得た。
これに、蛇行防止部材を取り付け、位置検知部材として黒色のシールを貼り付けた。
このようにして、単層型の電子写真エンドレスベルト1を作製した。
電子写真エンドレスベルト1の樹脂層の樹脂組成物のT−log10η曲線には、log101000〜log108000のlog10η範囲に、傾き(Δlog10η/ΔT)が−0.02〜0である緩傾斜領域が存在した。また、この緩傾斜領域の温度範囲は10℃以上であった(具体的には、220℃から270℃までで、差し引き50℃)。
電子写真エンドレスベルト1の樹脂層の体積抵抗率の平均値は9.2×1010Ω・cmおよび最大値/最小値は3.5、ならびに、表面抵抗値の平均値は5.0×1011Ω/□および最大値/最小値は3.3であった。
電子写真エンドレスベルト1の樹脂層の厚さの平均値は100μmであり、厚さの最大値はその平均値の104%であり、かつ、厚さの最小値はその平均値の96%であった。
実施例1において、樹脂組成物の配合を表1または2に示すとおりにし、押し出しを行う前の混練の際の条件(樹脂組成物の温度、スクリュー回転および吐出速度)、押し出しを行う際の条件(押し出し機の温度および樹脂組成物の温度)ならびにサイズと表面平滑性の調整を行う際の条件(温度)を表3に示すとおりにした以外は、実施例1と同様にして単層型の電子写真エンドレスベルトを作製した。順に、電子写真エンドレスベルト2〜13とする。
電子写真エンドレスベルト2〜13についての樹脂組成物のT−log10η曲線、樹脂層の体積抵抗率および表面抵抗値、ならびに、樹脂層の厚さについては、表4に示す。
電子写真エンドレスベルト1、3、4、6〜10および13をそれぞれ図4に示される構成のインライン方式のカラー電子写真装置に転写材搬送ベルトとして装着し、15℃、10%RH環境下(L/L)および30℃、80%RH環境下(H/H)で、80g/m2紙に2色ベタ画像およびハーフトーン画像をプリントし、出力画像の評価を行った。
出力画像の評価の結果、電子写真エンドレスベルト1、3、4および6〜9を用いた場合は、出力画像に転写ムラおよび転写抜けの発生がなかった。
電子写真エンドレスベルト10および13を用いた場合は、出力画像に転写ムラおよび転写抜けが発生した。
また、電子写真エンドレスベルト1、3、4、6〜10および13をそれぞれ図4に示される構成のインライン方式のカラー電子写真装置に転写材搬送ベルトとして装着し、23℃、50%RH環境下(N/N)で、5万枚の画像を出力し、耐久性の評価を行った。
耐久性の評価の結果、電子写真エンドレスベルト1、3、4および6〜13には、ひび割れや伸びは発生しなかった。
電子写真エンドレスベルト2、5、10および12をそれぞれ図3に示される構成の中間転写方式のカラー電子写真装置に中間転写ベルトとして装着し、15℃、10%RH環境下(L/L)および30℃、80%RH環境下(H/H)で、80g/m2紙に2色ベタ画像およびハーフトーン画像をプリントし、出力画像の評価を行った。
出力画像の評価の結果、電子写真エンドレスベルト2、5および10を用いた場合は、出力画像に転写ムラおよび転写抜けの発生がなかった。
電子写真エンドレスベルト12を用いた場合は、出力画像に転写ムラおよび転写抜けが発生した。
また、電子写真エンドレスベルト2、5、10および12をそれぞれ図3に示される構成の中間転写方式のカラー電子写真装置に中間転写ベルトとして装着し、23℃、50%RH環境下(N/N)で、5万枚の画像を出力し、耐久性の評価を行った。
耐久性の評価の結果、電子写真エンドレスベルト2、5、10および12には、ひび割れや伸びは発生しなかった。
実施例および比較例の結果から以下のことがいえる。
すなわち、実施例および比較例の電子写真エンドレスベルトは、いずれもポリアミド(ナイロン)を用いているため耐久性が高く、5万枚の画像を出力しても、ひび割れ(クラック)や伸びが発生しなかった。
しかしながら、実施例と比較例1および2とを対比すれば明らかなように、比較例1および2の電子写真エンドレスベルトは、実施例の電子写真エンドレスベルトと異なり、オレフィンおよび酸素を含む複素環式化合物の共重合によって得られる共重合体を用いていないため、厚さの均一性が劣り、その結果、転写性が劣る結果となっている。
また、実施例と比較例3とを対比すれば明らかなように、比較例3の電子写真エンドレスベルトは、オレフィンおよび酸素を含む複素環式化合物の共重合によって得られる共重合体を用いているものの、実施例の電子写真エンドレスベルトと異なり、樹脂組成物のT−log10η曲線に関する本発明の規定を満足していないため、厚さの均一性が劣り、その結果、転写性が劣る結果となっている。
102 ホッパー
103 環状ダイ
104 気体導入路
105 気体
106 成形体
107 寸法安定ガイド
108 冷却リング
109 カッター
110 温度計
201 押し出し機201
202 ホッパー
210 温度計
1 電子写真感光体
3 一次帯電部材
4 露光光(画像露光光)
5 現像剤担持体
6 転写帯電部材
7 クリーニング部材
8 定着手段
11 中間転写ベルト
12 張架ローラー
5Y 第1色用現像剤担持体
5M 第2色用現像剤担持体
5C 第3色用現像剤担持体
5K 第4色用現像剤担持体
6p 一次転写帯電部材
6s 二次転写帯電部材
7r 電荷付与部材
1Y 第1色用電子写真感光体
1M 第2色用電子写真感光体
1C 第3色用電子写真感光体
1K 第4色用電子写真感光体
3Y 第1色用一次帯電部材
3M 第2色用一次帯電部材
3C 第3色用一次帯電部材
3K 第4色用一次帯電部材
4Y 露光光
4M 露光光
4C 露光光
4K 露光光
6Y 第1色用転写帯電部材
6M 第2色用転写帯電部材
6C 第3色用転写帯電部材
6K 第4色用転写帯電部材
7Y 第1色用クリーニング部材
7M 第2色用クリーニング部材
7C 第3色用クリーニング部材
7K 第4色用クリーニング部材
13 二次転写対向ローラー
14 転写材搬送ベルト
16 分離帯電器
P 転写材
Claims (19)
- ポリアミドを含有する樹脂組成物からなる樹脂層を有する電子写真エンドレスベルトにおいて、
該樹脂組成物がさらにオレフィンおよび酸素を含む複素環式化合物の共重合によって得られる共重合体を含有し、
該樹脂組成物の温度(T[℃])と溶融粘度(η[Pa・s])の常用対数(log10η)との関係を示す曲線(T−log10η曲線)は、log101000〜log108000のlog10η範囲に傾き(Δlog10η/ΔT)が−0.02〜0である緩傾斜領域を有し、かつ、該緩傾斜領域の温度範囲が10℃以上であり、
該樹脂層の厚さの最大値が該樹脂層の厚さの平均値の115%以下であり、かつ、該樹脂層の厚さの最小値が該樹脂層の厚さの平均値の85%以上である
ことを特徴とする電子写真エンドレスベルト。 - 前記樹脂組成物中の前記ポリアミドの割合が前記樹脂組成物全質量に対して40〜74質量%である請求項1に記載の電子写真エンドレスベルト。
- 前記オレフィンがエチレンである請求項1または2に記載の電子写真エンドレスベルト。
- 前記酸素を含む複素環式化合物がグリシジルメタクリレートである請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真エンドレスベルト。
- 前記酸素を含む複素環式化合物が無水マレイン酸である請求項1〜3のいずれかに記載の電子写真エンドレスベルト。
- 前記オレフィンおよび酸素を含む複素環式化合物の共重合によって得られる共重合体の分子が、前記オレフィン由来のユニットと前記酸素を含む複素環式化合物由来のユニットとが直鎖状に結合した分子である請求項1〜5のいずれかに記載の電子写真エンドレスベルト。
- 前記ポリアミドが、ポリアミド6・10、ポリアミド6・12、ポリアミド11およびポリアミド12からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂である請求項1〜6のいずれかに記載の電子写真エンドレスベルト。
- 前記電子写真エンドレスベルトが転写材搬送ベルトである請求項1〜7のいずれかに記載の電子写真エンドレスベルト。
- 前記電子写真エンドレスベルトが中間転写ベルトである請求項1〜7のいずれかに記載の電子写真エンドレスベルト。
- ポリアミドを含有する樹脂組成物からなる樹脂層を有する電子写真エンドレスベルトの製造方法であって、該樹脂組成物を環状ダイに接続された押し出し機の内部から該環状ダイを経由して該押し出し機の外部へ押し出すことによって該樹脂組成物の筒体を得る工程と、該樹脂組成物の筒体を用いて該電子写真エンドレスベルトの該樹脂層を成形する工程とを有する電子写真エンドレスベルトの製造方法において、
該樹脂組成物がさらにオレフィンおよび酸素を含む複素環式化合物の共重合によって得られる共重合体を含有し、
該樹脂組成物の温度(T[℃])と溶融粘度(η[Pa・s])の常用対数(log10η)との関係を示す曲線(T−log10η曲線)は、log101000〜log108000のlog10η範囲に傾き(Δlog10η/ΔT)が−0.02〜0である緩傾斜領域を有し、かつ、該緩傾斜領域の温度範囲が10℃以上であり、
該樹脂組成物を押し出す際の該樹脂組成物の温度は、該緩傾斜領域の温度範囲内である
ことを特徴とする電子写真エンドレスベルトの製造方法。 - 前記樹脂組成物中の前記ポリアミドの割合が前記樹脂組成物全質量に対して40〜74質量%である請求項10に記載の電子写真エンドレスベルトの製造方法。
- 前記オレフィンがエチレンである請求項10または11に記載の電子写真エンドレスベルトの製造方法。
- 前記酸素を含む複素環式化合物がグリシジルメタクリレートである請求項10〜12のいずれかに記載の電子写真エンドレスベルトの製造方法。
- 前記酸素を含む複素環式化合物が無水マレイン酸である請求項10〜12のいずれかに記載の電子写真エンドレスベルトの製造方法。
- 前記オレフィンおよび酸素を含む複素環式化合物の共重合によって得られる共重合体の分子が、前記オレフィン由来のユニットと前記酸素を含む複素環式化合物由来のユニットとが直鎖状に結合した分子である請求項10〜14のいずれかに記載の電子写真エンドレスベルトの製造方法。
- 前記ポリアミドが、ポリアミド6・10、ポリアミド6・12、ポリアミド11およびポリアミド12からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂である請求項10〜15のいずれかに記載の電子写真エンドレスベルトの製造方法。
- 前記電子写真エンドレスベルトが転写材搬送ベルトである請求項10〜16のいずれかに記載の電子写真エンドレスベルトの製造方法。
- 前記電子写真エンドレスベルトが中間転写ベルトである請求項10〜16のいずれかに記載の電子写真エンドレスベルトの製造方法。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の電子写真エンドレスベルトまたは請求項10〜18のいずれかに記載の製造方法により製造された電子写真エンドレスベルトを有することを特徴とする電子写真装置。
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