JP6922191B2 - Conductive member for image forming device, transfer unit for image forming device and image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置用導電性部材、画像形成装置用転写ユニット及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a conductive member for an image forming apparatus, a transfer unit for an image forming apparatus, and an image forming apparatus.
電子写真方式の画像形成装置では、帯電ロール、転写ベルト、記録媒体搬送ベルト、転写ロール等、種々の導電性部材が使用されている。 In the electrophotographic image forming apparatus, various conductive members such as a charging roll, a transfer belt, a recording medium transfer belt, and a transfer roll are used.
例えば、特許文献1には、「イオン導電性ゴム材料からなる有機高分子材料連続相と、電子導電性ゴム材料からなる有機高分子材料粒子相とを含んでなる海島構造のゴム組成物であって、該イオン導電性ゴム材料は、体積固有抵抗率1×1012Ω・cm以下の原料ゴムAより主になり、該電子導電性ゴム材料は、原料ゴムBに導電粒子を配合することにより導電化されていることを特徴とする半導電性ゴム組成物」が開示されている。 For example, Patent Document 1 describes a rubber composition having a sea-island structure, which comprises a continuous phase of an organic polymer material made of an ion conductive rubber material and a particle phase of an organic polymer material made of an electron conductive rubber material. The ionic conductive rubber material is mainly composed of the raw material rubber A having a volume resistivity of 1 × 10 12 Ω · cm or less, and the electronic conductive rubber material is obtained by blending conductive particles in the raw material rubber B. A semi-conductive rubber composition characterized by being conductive "is disclosed.
イオン導電性の導電性材料および電子導電性の導電性材料を用いた、画像形成装置に用いられる導電性部材は、繰り返し高電圧が印加されることにより、抵抗変動を引き起こすことがあった。 A conductive member used in an image forming apparatus using an ionic conductive material and an electronically conductive conductive material may cause resistance fluctuations when a high voltage is repeatedly applied.
そこで、本発明は、イオン導電性の導電性材料と、電子導電性の導電性材料とを含む層を有する画像形成装置用導電性部材において、イオン導電性の導電性材料と、電子導電性の導電性材料とを含む層が、10μm×10μm角四方における導電経路8000個のうち、抵抗値11.5LogΩ以上12.0LogΩ以下の範囲の累積頻度が50未満の場合もしくは300を超える場合、又は導電経路の抵抗値11.5LogΩ未満の範囲の累積頻度が200を超える場合に比べ、高電圧が繰り返し印加されても電気抵抗の変動が抑制される画像形成装置用導電性部材を提供することを目的とする。 Therefore, according to the present invention, in a conductive member for an image forming apparatus having a layer containing an ion-conductive conductive material and an electron-conductive conductive material, the ion-conductive conductive material and the electron-conductive material are provided. Of the 8000 conductive paths in a 10 μm × 10 μm square, the layer containing the conductive material has a cumulative frequency of less than 50 or more than 300 in the range of resistance value 11.5 LogΩ or more and 12.0 LogΩ or less, or conductivity. An object of the present invention is to provide a conductive member for an image forming apparatus in which fluctuations in electrical resistance are suppressed even when a high voltage is repeatedly applied, as compared with a case where the cumulative frequency in the range of a path resistance value of less than 11.5 LogΩ exceeds 200. And.
上記目的を達成するため、以下の発明が提供される。
<1>に係る発明は、
イオン導電性の導電性材料を含む海部と、電子導電性の導電性材料の凝集体で構成された島部と、を有し、10μm×10μm角四方における導電経路8000個のうち、抵抗値11.5LogΩ以上12.0LogΩ以下の範囲の累積頻度が50以上300以下であり、導電経路の抵抗値11.5LogΩ未満の範囲の累積頻度が200以下である層を有する画像形成装置用導電性部材。
<2>に係る発明は、
前記イオン導電性の導電性材料が、ゴム材料である<1>に記載の画像形成装置用導電性部材。
<3>に係る発明は、
前記電子導電性の導電性材料が、カーボンブラックである<1>又は<2>に記載の画像形成装置用導電性部材。
<4>に係る発明は、
無端のベルト状である<1>〜<3>のいずれか1項に記載の画像形成装置用導電性部材。
The following inventions are provided in order to achieve the above object.
The invention according to <1 > is
It has a sea part containing an ionic conductive material and an island part composed of an aggregate of an electronically conductive conductive material, and has a resistance value of 11 out of 8000 conductive paths in a 10 μm × 10 μm square. A conductive member for an image forming apparatus having a layer in which the cumulative frequency in the range of 5.5 LogΩ or more and 12.0 LogΩ or less is 50 or more and 300 or less, and the cumulative frequency in the range of the resistance value of the conductive path less than 11.5 LogΩ is 200 or less.
The invention according to <2 > is
The conductive member for an image forming apparatus according to < 1 > , wherein the ionic conductive material is a rubber material.
The invention according to <3 > is
The conductive member for an image forming apparatus according to < 1 > or < 2 > , wherein the electronically conductive conductive material is carbon black.
The invention according to <4 > is
The conductive member for an image forming apparatus according to any one of < 1 > to < 3 > , which has an endless belt shape.
<5>に係る発明は、
<4>に記載の画像形成装置用導電性部材で構成された転写ベルトと、
前記転写ベルトを張力がかかった状態で掛け渡す複数のロールと、
を備えた画像形成装置用転写ユニット。
<6>に係る発明は、
前記転写ベルトが、トナー像が記録媒体に転写される転写部において前記記録媒体を搬送する記録媒体搬送転写ベルトである<5に記載の画像形成装置用転写ユニット。
The invention according to <5 > is
A transfer belt composed of the conductive member for an image forming apparatus according to < 4 >, and
A plurality of rolls that hang the transfer belt under tension, and
A transfer unit for an image forming apparatus equipped with.
The invention according to <6 > is
The transfer unit for an image forming apparatus according to < 5, wherein the transfer belt is a recording medium transfer transfer belt that conveys the recording medium in a transfer unit in which a toner image is transferred to the recording medium.
<7>に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により前記像保持体の表面の前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
<4>に記載の画像形成装置用導電性部材で構成された転写ベルトを有し、前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、
を備えた画像形成装置。
<8>に係る発明は、
前記転写ベルトが、前記トナー像が前記記録媒体に転写される転写部において前記記録媒体を搬送する前記記録媒体搬送転写ベルトである<7>に記載の画像形成装置。
The invention according to <7 > is
Image holder and
A charging means for charging the surface of the image holder and
An electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the image holder,
A developing means for developing the electrostatic latent image on the surface of the image holder with a developer containing toner to form a toner image, and
A transfer means having a transfer belt composed of the conductive member for an image forming apparatus according to < 4 >, and transferring the toner image formed on the surface of the image holder to a recording medium.
A fixing means for fixing the toner image transferred to the recording medium, and
An image forming apparatus equipped with.
The invention according to <8 > is
The image forming apparatus according to < 7 > , wherein the transfer belt is a recording medium transfer transfer belt that conveys the recording medium in a transfer unit in which the toner image is transferred to the recording medium.
<1>、<2>、<3>又は<4>に係る発明によれば、イオン導電性の導電性材料と、電子導電性の導電性材料とを含む層を有する画像形成装置用導電性部材において、イオン導電性の導電性材料と、電子導電性の導電性材料とを含む層が、10μm×10μm角四方における導電経路8000個のうち、抵抗値11.5LogΩ以上12.0LogΩ以下の範囲の累積頻度が50未満の場合もしくは300を超える場合、又は導電経路の抵抗値11.5LogΩ未満の範囲の累積頻度が200を超える場合に比べ、高電圧が繰り返し印加されても電気抵抗の変動が抑制される画像形成装置用導電性部材が提供される。
According to the invention according to < 1 > , < 2 > , < 3 > or < 4 > , the conductivity for an image forming apparatus having a layer containing an ionic conductive material and an electron conductive conductive material. In the member, the layer containing the ionic conductive material and the electronically conductive conductive material has a resistance value of 11.5 LogΩ or more and 12.0 LogΩ or less among 8000 conductive paths in a 10 μm × 10 μm square. Compared to the case where the cumulative frequency of is less than 50 or more than 300, or the cumulative frequency in the range where the resistance value of the conductive path is less than 11.5 LogΩ exceeds 200, the fluctuation of the electric resistance changes even if a high voltage is repeatedly applied. Provided is a conductive member for an image forming apparatus that is suppressed.
<5>又は<6>に係る発明によれば、転写ベルトとして、10μm×10μm角四方における導電経路8000個のうち、抵抗値11.5LogΩ以上12.0LogΩ以下の範囲の累積頻度が50未満の場合もしくは300を超える場合、又は導電経路の抵抗値11.5LogΩ未満の範囲の累積頻度が200を超える層を有する転写ベルトを備える場合に比べ、高電圧が繰り返し印加されても電気抵抗の変動が抑制される転写ベルトが適用された画像形成装置用転写ユニットが提供される。
According to the invention according to < 5 > or < 6 > , the cumulative frequency in the range of resistance value of 11.5 LogΩ or more and 12.0 LogΩ or less is less than 50 out of 8000 conductive paths in a 10 μm × 10 μm square as a transfer belt. Compared to the case where the resistance value of the conductive path exceeds 300, or the case where a transfer belt having a layer having a cumulative frequency of more than 200 in the range of the resistance value of less than 11.5 LogΩ of the conductive path is provided, the fluctuation of the electric resistance changes even if a high voltage is repeatedly applied. A transfer unit for an image forming apparatus to which a suppressed transfer belt is applied is provided.
<7>又は<8>に係る発明によれば、転写ベルトとして、10μm×10μm角四方における導電経路8000個のうち、抵抗値11.5LogΩ以上12.0LogΩ以下の範囲の累積頻度が50未満の場合もしくは300を超える場合、又は導電経路の抵抗値11.5LogΩ未満の範囲の累積頻度が200を超える層を有する転写ベルトを備える場合に比べ、高電圧が繰り返し印加されても電気抵抗の変動が抑制される転写ベルトが適用された画像形成装置が提供される。 According to the invention according to < 7 > or < 8 > , the cumulative frequency in the range of resistance value of 11.5 LogΩ or more and 12.0 LogΩ or less is less than 50 out of 8000 conductive paths in a 10 μm × 10 μm square as a transfer belt. Compared to the case where the resistance value of the conductive path exceeds 300, or the case where a transfer belt having a layer having a cumulative frequency of more than 200 in the range of the resistance value of less than 11.5 LogΩ of the conductive path is provided, the fluctuation of the electric resistance changes even if a high voltage is repeatedly applied. An image forming apparatus to which a suppressed transfer belt is applied is provided.
以下、本発明の一例である実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments that are an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[導電性部材]
本実施形態に係る画像形成装置用導電性部材(以下、単に「導電性部材」と称する場合がある。)は、イオン導電性の導電性材料を含む海部と、電子導電性の導電性材料の凝集体で構成された島部とを有する層を備える。そして、この層は、10μm×10μm角四方における導電経路(導電サイト)10μm×10μm角四方における導電経路8000個のうち、抵抗値11.5LogΩ以上12.0LogΩ以下の範囲の累積頻度が50以上300以下であり、導電経路の抵抗値11.5LogΩ未満の範囲の累積頻度が200以下である特性を有する。
なお、本明細書中において、「導電性」とは、体積抵抗率が1.0×1014Ω・cm未満であることを意味する。
[Conductive member]
The conductive member for an image forming apparatus (hereinafter, may be simply referred to as “conductive member”) according to the present embodiment includes a sea portion containing an ion conductive conductive material and an electron conductive conductive material. It is provided with a layer having an island portion composed of agglomerates. In this layer, the cumulative frequency in the range of resistance value of 11.5 LogΩ or more and 12.0 LogΩ or less is 50 or more and 300 out of 8000 conductive paths (conductive sites) in 10 μm × 10 μm square. It has the characteristic that the cumulative frequency in the range of the resistance value of the conductive path of less than 11.5 LogΩ is 200 or less.
In the present specification, "conductive" means that the volume resistivity is less than 1.0 × 10 14 Ω · cm.
電子写真方式の画像形成装置では、例えば、像保持体(以下、「電子写真感光体」又は「感光体」と称する場合がある。)の表面に形成したトナー像が記録媒体に直接、または中間転写体を介して転写される。そして、画像形成装置用導電性部材は、無端状のベルトとして、例えば、記録媒体を転写部に搬送する記録媒体搬送転写ベルト(「搬送転写ベルト」とも称する)または中間転写ベルトに適用される。
近年、画像形成装置は、高速化、高画質化が求められており、電子写真感光体の表面に形成されたトナー像を転写するときに、例えば、搬送転写ベルトまたは中間転写ベルトには高電圧(例えば、1.0kV以上)が印加される。そして、これら搬送転写ベルトおよび中間転写ベルトは、継続使用されることにより、繰り返し高電圧が印加されるため、高抵抗に設計されている。そのため、ベルトには、高抵抗化と併せて、高電圧下での使用が求められる。
In an electrophotographic image forming apparatus, for example, a toner image formed on the surface of an image holder (hereinafter, may be referred to as "electrophotographic photosensitive member" or "photoreceptor") is directly or intermediate on a recording medium. It is transferred via a transcript. The conductive member for the image forming apparatus is applied as an endless belt to, for example, a recording medium transfer transfer belt (also referred to as a “transfer transfer belt”) or an intermediate transfer belt that conveys a recording medium to a transfer unit.
In recent years, image forming apparatus is required to have high speed and high image quality, and when transferring a toner image formed on the surface of an electrophotographic photosensitive member, for example, a high voltage is applied to a transfer transfer belt or an intermediate transfer belt. (For example, 1.0 kV or more) is applied. The transfer transfer belt and the intermediate transfer belt are designed to have high resistance because a high voltage is repeatedly applied by continuous use. Therefore, the belt is required to be used under a high voltage in addition to increasing the resistance.
ところで、搬送転写ベルト、及び中間転写ベルトは、ベルトを構成する材料として、例えば、イオン導電性の導電性材料(以下、「イオン導電性材料」と称する場合がある)および電子導電性の導電性材料(以下、「電子導電性材料」と称する場合がある)が用いられている場合がある。 By the way, the transfer transfer belt and the intermediate transfer belt include, for example, an ionic conductive material (hereinafter, may be referred to as an "ionic conductive material") and an electron conductive conductive material as materials constituting the belt. A material (hereinafter, may be referred to as an "electroconductive material") may be used.
しかしながら、イオン導電性材料が用いられたベルトは、継続使用による繰り返しの高電圧印加によって抵抗上昇を引き起こす。繰り返しの高電圧印加によるイオン導電性材料の抵抗上昇は、イオンの偏在とイオン導電性材料の酸化劣化が原因であると考えられる。
一方、電子導電性材料を用いた場合の導電は、電子導電性材料間に存在するイオン導電性材料の絶縁破壊によって抵抗が低下する。これは、電子導電性材料等の導電体間のホッピング電導によるものであると考えられる。
以上のように、イオン導電性材料および電子導電性材料が用いられた、画像形成装置に用いられる導電性部材は、繰り返し高電圧が印加されることにより、抵抗変動を引き起こすことがあった。
However, belts made of ionic conductive materials cause an increase in resistance due to repeated application of high voltage due to continuous use. It is considered that the increase in resistance of the ionic conductive material due to repeated application of high voltage is caused by the uneven distribution of ions and the oxidative deterioration of the ionic conductive material.
On the other hand, when an electronically conductive material is used, the resistance of the conductivity decreases due to dielectric breakdown of the ionic conductive material existing between the electron conductive materials. It is considered that this is due to hopping conduction between conductors such as an electronically conductive material.
As described above, the conductive member used in the image forming apparatus using the ionic conductive material and the electron conductive material may cause resistance fluctuation when a high voltage is repeatedly applied.
これに対し、本実施形態に係る導電性部材では、特に、10μm×10μm角四方における導電経路が上記条件を満足することで、高電圧の印加が繰り返されても電気抵抗の変動が抑制される。その理由は定かでないが、以下のように推測される。 On the other hand, in the conductive member according to the present embodiment, in particular, when the conductive path in the square of 10 μm × 10 μm satisfies the above conditions, the fluctuation of the electric resistance is suppressed even if the high voltage is repeatedly applied. .. The reason is not clear, but it is presumed as follows.
イオン導電性材料と電子導電性材料とを含む導電性部材について、コンダクティブ原子間力顕微鏡(以下、「コンダクティブAFM」とも称する)を用いて、導電経路の抵抗値を調査した。なお、導電経路の抵抗値は、コンダクティブ原子間力顕微鏡による測定で、流れた電流値を計測したときの抵抗値である(以下、抵抗値(電流値)と表記する場合がある。)。
その結果、110μm×10μm角四方における導電経路8000個のうち、抵抗値11.5LogΩ以上12.0LogΩ以下の範囲の累積頻度が300を超える場合、又は導電経路の抵抗値11.5LogΩ未満(電流値が60pA超え)の範囲の累積頻度が大きすぎる場合、ホッピング電導による絶縁破壊での抵抗低下が発生しやすいことが分かってきた。
一方、抵抗値11.5LogΩ以上12.0LogΩ以下(電流値が20pA以上60pA以下)の範囲の累積頻度が小さ過ぎる場合、イオン偏在による抵抗上昇が発生しやすいことが分かってきた。
したがって、抵抗値11.5LogΩ以上12.0LogΩ以下(電流値が20pA以上60pA以下)の範囲の累積頻度を適度な範囲とし、導電経路の抵抗値11.5LogΩ未満(電流値が60pA超え)の範囲の累積頻度を一定以下とすれば、導電性部材全体として、抵抗上昇と抵抗低下が均衡しやすくなる。これは、導電性部材の導電経路において、抵抗上昇した箇所で減少した電流分を、他の導電経路において抵抗低下した箇所で増加した電流分が補うことで、導電性部材全体の抵抗が変動しにくくなると考えられる。
The resistance value of the conductive path of the conductive member containing the ionic conductive material and the electron conductive material was investigated using a conductive atomic force microscope (hereinafter, also referred to as "conductive AFM"). The resistance value of the conductive path is the resistance value when the flowing current value is measured by the measurement with a conductive atomic force microscope (hereinafter, may be referred to as a resistance value (current value)).
As a result, when the cumulative frequency in the range of resistance value 11.5 LogΩ or more and 12.0 LogΩ or less exceeds 300 out of 8000 conductive paths in a 110 μm × 10 μm square, or the resistance value of the conductive path is less than 11.5 LogΩ (current value). It has been found that when the cumulative frequency in the range (over 60 pA) is too large, resistance reduction due to dielectric breakdown due to hopping conduction is likely to occur.
On the other hand, it has been found that when the cumulative frequency in the range of resistance value 11.5 LogΩ or more and 12.0 LogΩ or less (current value is 20 pA or more and 60 pA or less) is too small, resistance increase due to uneven distribution of ions is likely to occur.
Therefore, the cumulative frequency in the range of resistance value 11.5 LogΩ or more and 12.0 LogΩ or less (current value is 20 pA or more and 60 pA or less) is set as an appropriate range, and the resistance value of the conductive path is less than 11.5 LogΩ (current value exceeds 60 pA). If the cumulative frequency of the above is set to a certain level or less, the increase in resistance and the decrease in resistance of the conductive member as a whole can be easily balanced. This is because the current content decreased at the location where the resistance increased in the conductive path of the conductive member is compensated for by the current component increased at the location where the resistance decreased in the other conductive path, so that the resistance of the entire conductive member fluctuates. It will be difficult.
以上の理由から、本実施形態に係る導電性部材は、高電圧の印加が繰り返されても電気抵抗の変動が抑制されると推測される。 For the above reasons, it is presumed that the conductive member according to the present embodiment suppresses fluctuations in electrical resistance even if a high voltage is repeatedly applied.
なお、本実施形態に係る導電性部材は、前述のように、イオン導電性材料を含む海部と、電子導電性材料の凝集体で構成された島部とを有する層を備える。そして、10μm×10μm角四方における導電経路が上記条件を満足する導電性部材では、電子導電性材料の凝集体で構成された島部が、イオン導電性材料を含む海部に偏在されておらず、海部の全体に均一に近い状態で分布していると考えられる。 As described above, the conductive member according to the present embodiment includes a layer having a sea portion containing an ionic conductive material and an island portion composed of an aggregate of the electron conductive material. In the conductive member whose conductive path in a 10 μm × 10 μm square satisfies the above conditions, the islands composed of aggregates of the electron conductive material are not unevenly distributed in the sea portion containing the ion conductive material. It is considered that it is distributed in a nearly uniform state throughout the sea.
本実施形態に係る導電性部材の形状は特に限定されず、例えば、無端のベルト状、ロール状、板状であってもよい。また、本実施形態に係る導電性部材は、上記特性を有する層そのままの単層体の構造であってもよく、上記層以外の層が積層された積層体の構造であってもよい。以下、本実施形態に係る導電性部材の一例として、無端のベルト状の導電性部材(以下「導電性ベルト部材」と称する場合がある。)である搬送転写ベルトについて主に説明する。 The shape of the conductive member according to the present embodiment is not particularly limited, and may be, for example, an endless belt shape, a roll shape, or a plate shape. Further, the conductive member according to the present embodiment may have a structure of a single layer as it is having the above characteristics, or may have a structure of a laminated body in which layers other than the above layers are laminated. Hereinafter, as an example of the conductive member according to the present embodiment, a transfer transfer belt which is an endless belt-shaped conductive member (hereinafter, may be referred to as a “conductive belt member”) will be mainly described.
図1は、本実施形態に係る導電性部材の一例として、導電性ベルト部材を示す概略斜視図である。図2は、層構成の一例を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic perspective view showing a conductive belt member as an example of the conductive member according to the present embodiment. FIG. 2 is a schematic view showing an example of the layer structure.
図1に示す画像形成装置用の導電性ベルト部材10は、基材層10Aと、基材層10Aの外周面上に設けられた表面層10Bと、を有している。
The
<基材層>
基材層10Aは、イオン導電性材料を含む海部と、電子導電性材料が凝集した島部とを有し、必要に応じて、その他の周知の添加剤を含んで構成される。
基材層10Aは、電子導電性材料が凝集した島部として、例えば、10μm×10μm角四方における前記島部の数が20個以上50個以下となっており、均一に近い状態で分布している。
なお、図7は、イオン導電性材料を含む海部と、電子導電性材料が凝集した島部とを有する導電性ベルト部材の断面を原子間力顕微鏡(AFM)により測定して得られた画像の一例であり、高コントラスト位置(黒点部分)がカーボンブラックの凝集した島部である。
<Base layer>
The
The
In addition, FIG. 7 is an image obtained by measuring a cross section of a conductive belt member having a sea portion containing an ion conductive material and an island portion in which an electron conductive material is aggregated by an atomic force microscope (AFM). As an example, the high contrast position (black spot part) is an agglomerated island part of carbon black.
(イオン導電性材料)
基材層10Aに含まれるイオン導電性材料としては、イオン導電性を有する導電性材料であれば、特に限定されない。例えば、イオンが乖離してそのイオンが移動することで導電性を示すものであり、具体的な材料としては、樹脂材料又はゴム材料が挙げられる。イオン導電性材料は、本実施形態に係る導電性部材を搬送転写ベルトとして用いる場合、基材層10Aに含まれるイオン導電性材料は、弾性の観点からゴム材料であることが好ましい。
(Ion conductive material)
The ionic conductive material contained in the
ゴム材料としては、例えば、イソプレンゴム、クロロプレンゴム(CR)、エピクロロヒドリンゴム(ECO)、ブチルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロロヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロロヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン3元共重合ゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、天然ゴム等、及びこれらを混合したゴムが挙げられる。 Examples of rubber materials include isoprene rubber, chloroprene rubber (CR), epichlorohydrin rubber (ECO), butyl rubber, polyurethane, silicone rubber, fluororubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, nitrile rubber, ethylene propylene rubber, and epi. Chlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer rubber, ethylene-propylene-diene ternary copolymer rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), natural rubber, etc. , And rubber in which these are mixed.
これらのゴム材料の中でも、エピクロロヒドリンゴム(ECO)、クロロプレンゴム(CR)、EPDM等の極性ゴム、及びこれらを混合したゴムが好適に挙げられる。 Among these rubber materials, polar rubbers such as epichlorohydrin rubber (ECO), chloroprene rubber (CR), and EPDM, and rubbers mixed thereto are preferably mentioned.
基材層10Aにおけるゴム材料の含有量は50質量%以上90質量%以下が好ましく、70質量%以上85質量%以下がより好ましく、75質量%以上80質量%以下が特に好ましい。
また、電気抵抗制御の観点から、導電性の有機高分子材料は、ゴム成分としてEPDM、CR、ECO、及びNBRを配合したゴム材料が好ましい。これらの各ゴム成分は、例えば、ゴム材料100質量%に対し、以下の質量比で含むことがより好ましい。
・EPDM:20質量%以上45質量%以下(さらに好ましくは35質量%以上40質量%以下)
・CR:20質量%以上40質量%以下(さらに好ましくは30質量%以上35質量%以下)
・ECO:0質量%以上20質量%以下(さらに好ましくは10質量%以上15質量%以下)
・NBR:0質量%以上15質量%以下
The content of the rubber material in the
From the viewpoint of controlling electrical resistance, the conductive organic polymer material is preferably a rubber material containing EPDM, CR, ECO, and NBR as rubber components. It is more preferable that each of these rubber components is contained in the following mass ratio with respect to 100% by mass of the rubber material, for example.
EPDM: 20% by mass or more and 45% by mass or less (more preferably 35% by mass or more and 40% by mass or less)
-CR: 20% by mass or more and 40% by mass or less (more preferably 30% by mass or more and 35% by mass or less)
-ECO: 0% by mass or more and 20% by mass or less (more preferably 10% by mass or more and 15% by mass or less)
-NBR: 0% by mass or more and 15% by mass or less
(電子導電性材料)
基材層10Aに含まれる電子導電性材料は、基材層10Aにおいて凝集して島部を構成している。例えば、基材層10Aにおいて電子導電性材料が凝集して構成された島部(凝集体)のうち、粒径が100nm以上3μm以下である島部が、10μm×10μm角四方において20個以上50個以下存在していることがよい。
(Electromagnetic conductive material)
The electron conductive material contained in the
なお、本実施形態において、電子導電性材料の凝集による島部の径は、その島部の最大径を意味する。電子導電性材料の島部の径及び10μm×10μm角四方における島部の数は、導電性部材の断面を観察して測定することができ、具体的な方法は以下のとおりである。 In the present embodiment, the diameter of the island portion due to the aggregation of the electron conductive material means the maximum diameter of the island portion. The diameter of the islands of the electronically conductive material and the number of islands in a 10 μm × 10 μm square can be measured by observing the cross section of the conductive member, and the specific method is as follows.
導電性部材を片刃カミソリを用いて、厚さ方向に沿って切断して断面を切り出し、走査型電子顕微鏡(SEM)により基材層の断面を観察する。断面観察時のコントラストが低い部分を島部とし1視野内での各島部の最大径を計測した。
図8は、導電性部材の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)により測定して得られた画像であり、低コントラスト位置(白点部分)がカーボンブラックの凝集した島部である。
また、導電性部材について、後述の導電経路の測定及び島部の径の測定により、10μm×10μm角四方において、島部の数を算出する。
The conductive member is cut along the thickness direction using a single-edged razor to cut out a cross section, and the cross section of the base material layer is observed with a scanning electron microscope (SEM). The maximum diameter of each island within one field of view was measured with the part with low contrast at the time of cross-sectional observation as the island.
FIG. 8 is an image obtained by measuring the cross section of the conductive member with a scanning electron microscope (SEM), and the low contrast position (white spot portion) is an agglomerated island portion of carbon black.
Further, for the conductive member, the number of islands is calculated in a 10 μm × 10 μm square by measuring the conductive path and the diameter of the islands, which will be described later.
高電圧印加によって海部への電流の集中を抑制し、且つ、島−島間での絶縁破壊を抑制する観点から、電子導電性材料が凝集した粒径が100nm以上3μm以下である島部は、10μm×10μm角四方において20個以上50個以下であることがよい。25個以上40個以下であることが好ましい。
なお、基材層10Aにおいて粒径が100nm未満の島部が多少存在してもよいが、電子導電性材料による島部のうち、100nm以上3μm以下である島部の面積比は60%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、100%、すなわち、100nm未満の島部が存在しないことが特に好ましい。また、3μmを超える島部については、島部への電界集中による絶縁破壊を引き起こす事がある為、存在しないことが好ましい。
From the viewpoint of suppressing the concentration of current in the sea area by applying a high voltage and suppressing the dielectric breakdown between islands, the island area where the electron conductive material aggregates has a particle size of 100 nm or more and 3 μm or less is 10 μm. It is preferable that the number is 20 or more and 50 or less in a square of × 10 μm square. It is preferably 25 or more and 40 or less.
Although some islands having a particle size of less than 100 nm may be present in the
電子導電性材料は、カーボンブラック、熱分解カーボン、グラファイト、導電性金属または合金、導電性金属酸化物、表面導電化処理絶縁物質からなる群から選択される少なくとも一種であることがよい。
電子導電性材料としては、具体的には、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラック;熱分解カーボン;グラファイト;アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼などの各種導電性金属または合金;酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体などの各種導電性金属酸化物;絶縁物質の表面を導電化処理したものが挙げられる。電子導電性材料は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
The electronically conductive material may be at least one selected from the group consisting of carbon black, pyrolyzed carbon, graphite, conductive metals or alloys, conductive metal oxides, and surface conductive treated insulating materials.
Specific examples of the electronically conductive material include carbon black such as Ketjen black and acetylene black; thermally decomposed carbon; graphite; various conductive metals or alloys such as aluminum, copper, nickel and stainless steel; tin oxide. , Indium oxide, titanium oxide, tin oxide-antimony oxide solid solution, tin oxide-indium oxide solid solution, and various other conductive metal oxides; examples thereof include those obtained by conductively treating the surface of an insulating material. The electron conductive material may be used alone or in combination of two or more.
これらの中でも、ベルトの抵抗の環境変動を抑制する観点から、カーボンブラックがよい。カーボンブラックとしては、特に、電気抵抗の経時での安定性や、転写電圧による電界集中を抑制する電界依存性の観点から、pH5以下(好ましくはpH4.5以下であり、より好ましくはpH4.0以下)の酸化処理カーボンブラック(例えば表面にカルボキシル基、キノン基、ラクトン基、水酸基等を付与して得られたカーボンブラック)がよい。 Among these, carbon black is preferable from the viewpoint of suppressing environmental fluctuations in belt resistance. The carbon black has a pH of 5 or less (preferably pH 4.5 or less, more preferably pH 4.0) from the viewpoint of the stability of the electric resistance over time and the electric field dependence that suppresses the electric field concentration due to the transfer voltage. The oxidation-treated carbon black (for example, carbon black obtained by imparting a carboxyl group, a quinone group, a lactone group, a hydroxyl group, or the like to the surface) is preferable.
また、電子導電性材料の平均一次粒径としては、例えば、35nm以下(好ましくは24nm以下、より好ましくは16nm以下)であることが挙げられる。電子導電性材料の平均一次粒径がこの範囲であると、電子導電性材料が凝集して粒径が100nm以上3μm以下の島部が形成され易くなる。
特に、カーボンブラックの平均一次粒径を24nm以下とすると、カーボンブラックによる導電経路が細かく、かつ均一性が高くなり、ベルト表面での放電劣化による抵抗低下が抑制され易くなる。
なお、上記観点からは、カーボンブラックの平均一次粒径は小さい程よいが、一次粒径が小さすぎると嵩密度が小さくなり取り扱いが困難になること、及び比表面積が大きくなるために分散物がチキソ性を示すようになることから、10nm以上(好ましくは12nm以上)であることがよい。
The average primary particle size of the electron conductive material is, for example, 35 nm or less (preferably 24 nm or less, more preferably 16 nm or less). When the average primary particle size of the electron conductive material is in this range, the electron conductive material is likely to aggregate to form islands having a particle size of 100 nm or more and 3 μm or less.
In particular, when the average primary particle size of carbon black is 24 nm or less, the conductive path due to carbon black is fine and uniform, and the decrease in resistance due to discharge deterioration on the belt surface is easily suppressed.
From the above viewpoint, the smaller the average primary particle size of carbon black is, the better, but if the primary particle size is too small, the bulk density becomes small and handling becomes difficult, and the specific surface area becomes large, so that the dispersion becomes thixotropy. It is preferably 10 nm or more (preferably 12 nm or more) because it exhibits properties.
カーボンブラックの平均一次粒径は、次の方法により測定される。
導電性部材の基材層10Aから、ミクロトームにより切断して、200nmの厚さの測定サンプルを採取し、本測定サンプルをTEM(透過型電子顕微鏡)により観察する。そして、カーボンブラックの一次粒子50個の径を測定して、その平均値を平均一次粒径とする。
The average primary particle size of carbon black is measured by the following method.
A measurement sample having a thickness of 200 nm is taken from the
基材層10Aにおける電子導電性材料の含有量は、目標とする抵抗にもよるが、基材層10Aを構成する成分全体に対して1質量%以上50質量%以下(好ましくは10質量%以上40質量%以下、より好ましくは20質量%以上30質量%以下)とすることがよい。電子導電性材料の含有量を、この範囲とすることで、10μm×10μm角四方における導電経路8000個のうち、抵抗値11.5LogΩ以上12.0LogΩ以下の範囲の累積頻度が50以上300以下であり、導電経路の抵抗値11.5LogΩ未満の範囲の累積頻度が200以下となる条件を満足させ易くなる。また、例えば、電子導電性材料の凝集体で構成され、粒径が50nm以上3μm以下である島部を、10μm×10μm角四方において20個以上50個以下で存在させ易くなる。
The content of the electron conductive material in the
基材層10Aには、絶縁性又は半導電性の粒子を添加して基材層10Aの体積抵抗率を調整してもよい。例えば、シリカ、酸化亜鉛(亜鉛華)などが挙げられる。
Insulating or semi-conductive particles may be added to the
更に、基材層10Aには以下のようなゴム用配合原料を使用してもよい。
例えば充填剤として、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム等、クレー、タルク等、また、ゴム用薬品として、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、プロセスオイル等、着色剤として、各種顔料等が挙げられる。
また、受酸剤、補強剤、などを添加してもよい。
Further, the following compounding raw materials for rubber may be used for the
For example, as a filler, titanium oxide, magnesium oxide, calcium carbonate, calcium sulfate, etc., clay, talc, etc., and as a rubber chemical, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, an antiaging agent, a plasticizer, a process oil, etc. Examples of the colorant include various pigments.
Further, an acid receiving agent, a reinforcing agent, etc. may be added.
基材層10Aの厚みは、用途に応じて設定すればよい。例えば、搬送転写ベルトの基材層10Aの場合は、搬送転写ベルトとしての強度、永久伸び変化抑制、ベルト研磨時の破損又は破れの防止、表面平滑性等の観点から、基材層10Aの厚みは、好ましくは100μm以上1000μm以下、より好ましくは300μm以上600μm以下である。
The thickness of the
<表面層>
表面層10Bは、必要に応じて基材層10A上に設けられる層である。表面層10Bは、例えば、樹脂材料と導電剤を含んで構成され、必要に応じて、その他の公知の添加剤を含んで構成される。
ゴム等から構成される基材層10Aは、シワが生じやすく、また、画像形成に伴って生成する放電生成物が付着しやすいが、基材層10Aの外周面上に表面層10Bが設けられていることでシワの発生や放電生成物、トナー等の付着が抑制されやすくなる。
<Surface layer>
The
The
(樹脂)
表面層10Bを構成する樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリル樹脂などが挙げられる。
(resin)
Examples of the resin constituting the
(導電剤)
表面層10Bに含まれる導電剤としては、特に限定されない。ベルトの抵抗の環境変動を抑制する観点から、電子導電性材料がよく、具体的には、カーボンブラックがよい。
カーボンブラックとしては、特に、電気抵抗の経時での安定性や、転写電圧による電界集中を抑制する電界依存性の観点から、pH5以下(好ましくはpH4.5以下であり、より好ましくはpH4.0以下)の酸化処理カーボンブラック(例えば表面にカルボキシル基、キノン基、ラクトン基、水酸基等を付与して得られたカーボンブラック)がよい。
なお、pH5以下のカーボンブラックとしては、基材層10Aの電子導電性材料として説明したものと同様である。
(Conducting agent)
The conductive agent contained in the
The carbon black has a pH of 5 or less (preferably pH 4.5 or less, more preferably pH 4.0) from the viewpoint of the stability of the electric resistance over time and the electric field dependence that suppresses the electric field concentration due to the transfer voltage. The oxidation-treated carbon black (for example, carbon black obtained by imparting a carboxyl group, a quinone group, a lactone group, a hydroxyl group, or the like to the surface) is preferable.
The carbon black having a pH of 5 or less is the same as that described as the electronically conductive material of the
表面層10Bにおける導電剤の含有量は、目的とする抵抗により選択される。例えば、層を構成する成分全体に対して1質量%以上50質量%以下であり、好ましくは2質量%以上40質量%以下、より好ましくは4質量%以上30質量%以下である。
なお、表面層10Bにおける導電剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
The content of the conductive agent in the
The conductive agent in the
表面層10Bの厚みは、例えば2μm以上30μm以下であることがよく、好ましくは5μm以上15μm以下である。
The thickness of the
<導電性部材の特性>
(導電経路の抵抗値の累積頻度)
後述のコンダクティブAFM測定による10μm×10μm角四方における導電経路の抵抗値(電流値)11.5LogΩ以上12.0LogΩ以下(電流値が20pA以上60pA以下)の範囲の累積頻度は、50以上300以下(好ましくは、70以上280以下、より好ましくは90以上250以下)である。
また、導電経路の抵抗値(電流値)11.5LogΩ未満(電流値が60pA超え)の範囲の累積頻度は、200以下(好ましくは、180以下、より好ましくは160以下)である。なお、抵抗値の下限および電流値の上限は特に限定されないが、例えば、抵抗値の下限は11.3LogΩ以上、電流値の上限は100pA以下であることが挙げられる。
導電経路の抵抗値(電流値)の累積頻度が上記範囲であると、高電圧が繰り返し印加されても電気抵抗の変動が抑制される。
<Characteristics of conductive members>
(Cumulative frequency of resistance values in the conductive path)
The cumulative frequency in the range of resistance value (current value) of 11.5 LogΩ or more and 12.0 LogΩ or less (current value is 20 pA or more and 60 pA or less) in 10 μm × 10 μm square by conductive AFM measurement described later is 50 or more and 300 or less (current value). It is preferably 70 or more and 280 or less, and more preferably 90 or more and 250 or less).
The cumulative frequency in the range of the resistance value (current value) of the conductive path less than 11.5 LogΩ (current value exceeds 60 pA) is 200 or less (preferably 180 or less, more preferably 160 or less). The lower limit of the resistance value and the upper limit of the current value are not particularly limited. For example, the lower limit of the resistance value is 11.3 LogΩ or more, and the upper limit of the current value is 100 pA or less.
When the cumulative frequency of the resistance value (current value) of the conductive path is within the above range, the fluctuation of the electric resistance is suppressed even if a high voltage is repeatedly applied.
(導電経路の抵抗値の測定と累積頻度の算出)
導電性部材における導電経路の抵抗値(電流値)は、以下の方法によって測定する。
導電性部材から小片(試料)を切り出し、試料表面に導電性の両面テープを貼りつけた後、静電除去した試料を準備する。試料の表面に−5.0Vの測定電圧をかけながら、大気中で10μm×10μmの範囲を均等に近い状態で測定するように、格子状に512×512の分解能でコンダクティブAFM測定(Digital Instruments製、NanoscopeIIIa+D3100を使用)を行う。なお、導電経路の測定箇所は8000個とする。このとき、プローブと導電性の両面テープに3.0pA以上の電流が流れる点を導電経路(導電サイト)と定義する。
この導電経路の画像解析を行い、導電経路数(隣接する導電経路はまとめて1つと数える)が算出される。
その後、抵抗値の大きい側(電流値の小さい側)から、抵抗値(電流値)の区間毎の頻度を描き、電流値が20pA以上60pA以下であるときの導電経路の抵抗値11.5LogΩ以上12.0LogΩ以下の範囲の累積頻度、電流値が60pA超える範囲のときの導電経路の抵抗値11.5LogΩ未満の範囲の累積頻度を算出する。
(Measurement of resistance value of conductive path and calculation of cumulative frequency)
The resistance value (current value) of the conductive path in the conductive member is measured by the following method.
A small piece (sample) is cut out from the conductive member, a conductive double-sided tape is attached to the surface of the sample, and then a sample from which static electricity has been removed is prepared. Conductive AFM measurement (manufactured by Digital Instruments) with a resolution of 512 x 512 in a grid pattern so that the measurement voltage of -5.0 V is applied to the surface of the sample and the range of 10 μm × 10 μm is measured in an almost uniform state in the atmosphere. , Using Nanosample IIIa + D3100). The number of measurement points of the conductive path is 8000. At this time, the point where a current of 3.0 pA or more flows through the probe and the conductive double-sided tape is defined as a conductive path (conductive site).
Image analysis of this conductive path is performed, and the number of conductive paths (adjacent conductive paths are collectively counted as one) is calculated.
After that, the frequency of each section of the resistance value (current value) is drawn from the side with the larger resistance value (the side with the smaller current value), and the resistance value of the conductive path when the current value is 20 pA or more and 60 pA or less is 11.5 LogΩ or more. The cumulative frequency in the range of 12.0 LogΩ or less and the cumulative frequency in the range of less than 11.5 LogΩ of the resistance value of the conductive path when the current value exceeds 60 pA are calculated.
(表面抵抗率及び体積抵抗率)
本実施形態に係る導電性部材10が搬送転写ベルトの場合、その外周面の表面抵抗率は、8.5LogΩ/□以上11.0LogΩ/□以下であることが好ましく、10.0LogΩ/□以上11.0LogΩ/□以下であることがより好ましい。
また、本実施形態に係る導電性ベルト部材10が搬送転写ベルトの場合の全体の体積抵抗率は、10.0LogΩ・cm以上12.5LogΩ・cm以下であることが好ましく、10.0LogΩ・cm以上11.6LogΩ・cm以下であることがより好ましい。本実施形態に係る導電性ベルト部材10の体積抵抗率が10.0LogΩ・cm以上であれば、非通紙領域への電流の流れ込みにより発生する用紙端部の転写不良を抑制することが可能であり、12.5LogΩ・cm以下であれば、転写電圧が増えることに伴い発生する放電による不具合を抑制することが出来る。
(Surface resistivity and volume resistivity)
When the
Further, when the
表面抵抗率の測定方法は、次の通り行う。円形電極(例えば、三菱油化(株)製ハイレスターIPの「URプローブ」)を用い、JIS K6911(1995年)に従って測定する。表面抵抗率の測定方法を、図を用いて説明する。図3は、円形電極の一例を示す概略平面図(A)及び概略断面図(B)である。図3に示す円形電極は、第一電圧印加電極Aと板状絶縁体Bとを備える。第一電圧印加電極Aは、円柱状電極部Cと、該円柱状電極部Cの外径よりも大きい内径を有し、且つ円柱状電極部Cを一定の間隔で囲む円筒状のリング状電極部Dとを備える。第一電圧印加電極Aにおける円柱状電極部C及びリング状電極部Dと板状絶縁体Bとの間にベルトTを挟持し、第一電圧印加電極Aにおける円柱状電極部Cとリング状電極部Dとの間に電圧V(V)を印加したときに流れる電流I(A)を測定し、下記式により、ベルトTの転写面の表面抵抗率ρs(Ω/□)を算出する。ここで、下記式中、d(mm)は円柱状電極部Cの外径を示し、D(mm)はリング状電極部Dの内径を示す。
式:ρs=π×(D+d)/(D−d)×(V/I)
なお、表面抵抗率は、円形電極(三菱油化(株)製ハイレスターIPのURプローブ:円柱状電極部Cの外径Φ16mm、リング状電極部Dの内径Φ30mm、外径Φ40mm)を用い、22℃/55%RH環境下、電圧500V、10秒印加後の電流値を求め算出する。
The method for measuring the surface resistivity is as follows. Measurement is performed according to JIS K6911 (1995) using a circular electrode (for example, "UR probe" of Hi-Lester IP manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.). The method of measuring the surface resistivity will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic plan view (A) and a schematic cross-sectional view (B) showing an example of a circular electrode. The circular electrode shown in FIG. 3 includes a first voltage application electrode A and a plate-shaped insulator B. The first voltage application electrode A has a columnar electrode portion C and an inner diameter larger than the outer diameter of the columnar electrode portion C, and is a cylindrical ring-shaped electrode that surrounds the columnar electrode portion C at regular intervals. It includes a part D. A belt T is sandwiched between the columnar electrode portion C and the ring-shaped electrode portion D of the first voltage application electrode A and the plate-shaped insulator B, and the columnar electrode portion C and the ring-shaped electrode of the first voltage application electrode A are sandwiched between them. The current I (A) that flows when the voltage V (V) is applied to the part D is measured, and the surface resistance ρs (Ω / □) of the transfer surface of the belt T is calculated by the following formula. Here, in the following formula, d (mm) indicates the outer diameter of the columnar electrode portion C, and D (mm) indicates the inner diameter of the ring-shaped electrode portion D.
Formula: ρs = π × (D + d) / (D−d) × (V / I)
For the surface resistance, a circular electrode (UR probe of Hi-Lester IP manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd .: outer diameter Φ16 mm of columnar electrode portion C, inner diameter Φ30 mm, outer diameter Φ40 mm of ring-shaped electrode portion D) was used. The current value after applying a voltage of 500 V for 10 seconds under a 22 ° C./55% RH environment is obtained and calculated.
一方、体積抵抗率の測定は、円形電極(例えば、三菱油化(株)製ハイレスターIPのURプローブ)を用い、JIS K6911(1995年)に従って測定する。前記体積抵抗率の測定方法を、図3を用いて説明する。測定は表面抵抗率と同一の装置で測定する。但し、図3に示す円形電極において、表面抵抗率測定時の板状絶縁体Bに代えて第二電圧印加電極B’とを備える。そして、第一電圧印加電極Aにおける円柱状電極部C及びリング状電極部Dと第二電圧印加電極B’との間にベルトTを挟持し、第一電圧印加電極Aにおける円柱状電極部Cと第二電圧印加電極Bとの間に電圧V(V)を印加した時に流れる電流I(A)を測定し、下記式により、ベルトTの体積抵抗率ρv(Ωcm)を算出する。ここで、下記式中、tは、ベルトTの厚さを示す。
式ρv=19.6×(V/I)×t
なお、体積抵抗率は、円形電極(三菱油化(株)製ハイレスターIPのURプローブ:円柱状電極部Cの外径Φ16mm、リング状電極部Dの内径Φ30mm、外径Φ40mm)を用い、22℃/55%RH環境下、電圧500V、10秒印加後の電流値を求め算出する。
On the other hand, the volume resistivity is measured according to JIS K6911 (1995) using a circular electrode (for example, a UR probe of Hi-Lester IP manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.). The method for measuring the volume resistivity will be described with reference to FIG. The measurement is performed with the same device as the surface resistivity. However, in the circular electrode shown in FIG. 3, a second voltage application electrode B'is provided instead of the plate-shaped insulator B at the time of measuring the surface resistivity. Then, the belt T is sandwiched between the columnar electrode portion C and the ring-shaped electrode portion D of the first voltage application electrode A and the second voltage application electrode B', and the columnar electrode portion C of the first voltage application electrode A is sandwiched between them. The current I (A) flowing when the voltage V (V) is applied between the second voltage application electrode B and the second voltage application electrode B is measured, and the volume resistance ρv (Ωcm) of the belt T is calculated by the following formula. Here, in the following formula, t indicates the thickness of the belt T.
Equation ρv = 19.6 × (V / I) × t
For the volume resistance, a circular electrode (UR probe of Hi-Lester IP manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd .: outer diameter Φ16 mm of columnar electrode portion C, inner diameter Φ30 mm, outer diameter Φ40 mm of ring-shaped electrode portion D) was used. The current value after applying a voltage of 500 V for 10 seconds under a 22 ° C./55% RH environment is obtained and calculated.
また、上記式に示される19.6は、抵抗率に変換するための電極係数であり、円柱状電極部の外径d(mm)、試料の厚さt(cm)より、πd2/4tとして算出される。また、ベルトTの厚さは、サンコー電子社製渦電流式膜厚計CTR−1500Eを使用し測定する。 Further, 19.6 are electrodes coefficient for converting the resistivity, the outer diameter of the cylindrical electrode portion d (mm), than the thickness t (cm) of the sample, [pi] d 2 / 4t represented by the formula Is calculated as. The thickness of the belt T is measured using an eddy current film thickness meter CTR-1500E manufactured by Sanko Electronics Co., Ltd.
本実施形態に係る導電性ベルト部材10の表面抵抗率及び体積抵抗率は、イオン導電性材料の種類、電子導電性材料の種類、及び電子導電性材料の添加量等により制御される。
The surface resistivity and volume resistivity of the
<導電性部材の製造方法>
本実施形態に係る導電性部材の製造方法は特に限定されず、例えば、図2に示す層構成を有する導電性ベルト部材10を製造する場合は、基材層10Aが、イオン導電性材料を含む海部と電子導電性材料の凝集体で構成された島部とを有する構成となればよい。例えば以下のように基材層10Aを形成後、基材層10Aの外周面上に表面層10Bを形成することで製造することができる。
まず、基材層10Aの形成として、例えば、クロロプレンゴム、EPDM等のゴム材料、電子導電性材料、加硫剤、加硫促進剤等を配合したゴム組成物をバンバリーミキサーに投入し、混練する。
さらにロールによって十分混練した混練物をチューブクロスヘッド押出成形機により無端のベルト状に成形し、無端のベルト状に成形されたゴム組成物を加硫缶内で加圧蒸気により加熱することで加硫して基材ゴムを形成する。得られた基材を金属製チューブの外側に被せ、表面を研磨加工することで無端のベルト状の基材層10Aが得られる。
なお、ゴム組成物の混練は、バンバリーミキサーに限定されず、加圧ニーダー等の密閉式混練機、及びオープンロール等の開放式混練機も挙げられる。
<Manufacturing method of conductive member>
The method for manufacturing the conductive member according to the present embodiment is not particularly limited. For example, in the case of manufacturing the
First, as the formation of the
Furthermore, the kneaded product sufficiently kneaded with a roll is molded into an endless belt shape by a tube crosshead extrusion molding machine, and the rubber composition formed into an endless belt shape is heated by pressurized steam in a vulcanization can. Vulcanize to form a base rubber. The obtained base material is put on the outside of the metal tube and the surface is polished to obtain an endless belt-shaped
The kneading of the rubber composition is not limited to the Banbury mixer, and examples thereof include a closed kneader such as a pressure kneader and an open kneader such as an open roll.
上記のようにして基材層10Aを形成する場合、例えばEPDMとCBを事前に混練したゴム組成物を作製した後に、他のゴム材料、電子導電性材料、加硫剤、加硫促進剤等を配合し、ゴム組成物を混練すると、10μm×10μm角四方における導電経路8000個のうち、抵抗値11.5LogΩ以上12.0LogΩ以下の範囲の累積頻度が50以上300以下であり、導電経路の抵抗値11.5LogΩ未満の範囲の累積頻度が200以下である基材層10Aが得られる。
そして、基材層10Aでは、電子導電性材料の凝集体を形成し易く、例えば、電子導電性材料の凝集体の粒径が100nm以上3μm以下である島部を形成し、10μm×10μm角四方における前記島部の数が20個以上50個以下となり易い。なお、必要に応じて、ゴム組成物をメッシュに通し電子導電性材料の凝集物を篩いにかけることで、ゴム組成物中の電子導電性材料の凝集物の粒径を調整することもできる。
When the
Then, in the
表面層10Bを基材層10Aの外周面に形成する方法は特に限定されず、例えば、樹脂、導電剤を分散させた表面層形成用塗布液を、ディップコート法、スプレーコート法、静電塗装法、ロールコート法等により、基材層10A上に塗布した後、乾燥させることで表面層10Bが形成される。
The method of forming the
本実施形態に係る導電性ベルト部材10は、像保持体(電子写真感光体)の表面に形成したトナー像を中間転写ベルトに一次転写した後、中間転写ベルトから紙などの記録媒体に二次転写させる画像形成装置において、二次転写部において中間転写ベルトに対向して配置され、二次転写部において記録媒体を搬送する搬送転写ベルト、トナー像が転写される紙などの記録媒体を搬送しつつ、像保持体からトナー像を記録媒体に直接転写される転写部において記録媒体を搬送する搬送転写ベルト、画像形成装置の像保持体の表面に形成されたトナー像が一次転写される中間転写ベルト等の各種導電性ベルト部材として適用することができる。
The
[画像形成装置]
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーを含む現像剤により前記像保持体の表面の前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記本実施形態に係る導電性ベルト部材で構成された転写ベルトを有し、前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、を備えた画像形成装置である。
[Image forming device]
The image forming apparatus according to the present embodiment includes an image holder, a charging means for charging the surface of the image holder, and an electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the image holder. It has a developing means for developing the electrostatic latent image on the surface of the image holder with a developer containing toner to form a toner image, and a transfer belt composed of the conductive belt member according to the present embodiment. An image forming apparatus including a transfer means for transferring the toner image formed on the surface of the image holder to a recording medium, and a fixing means for fixing the toner image transferred to the recording medium.
本実施形態に係る画像形成装置が、像保持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトを介して記録媒体に転写させる構成を有する場合は、本実施形態に係る導電性ベルト部材で構成された転写ベルトは、二次転写部において中間転写ベルトに対向して配置され、記録媒体を搬送するとともにトナー像を二次転写させる搬送転写ベルトとして好適に使用することができる。あるいは、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に直接転写させる構成では、像保持体に対向して配置され、記録媒体を搬送し、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写させるための搬送転写ベルトとして好適に使用することもできる。 When the image forming apparatus according to the present embodiment has a configuration for transferring the toner image formed on the image holder to the recording medium via the intermediate transfer belt, it is composed of the conductive belt member according to the present embodiment. The transfer belt is arranged in the secondary transfer section so as to face the intermediate transfer belt, and can be suitably used as a transfer transfer belt that conveys the recording medium and secondarily transfers the toner image. Alternatively, in a configuration in which the toner image formed on the surface of the image holder is directly transferred to the recording medium, the toner image formed on the surface of the image holder is arranged so as to face the image holder and conveys the recording medium. Can also be suitably used as a transfer transfer belt for transferring the toner to a recording medium.
本実施形態に係る画像形成装置は、例えば、現像装置内に単色のトナーのみを収容する通常のモノカラー画像形成装置、像保持体上に保持されたトナー像を中間転写ベルトに順次一次転写を繰り返すカラー画像形成装置、各色毎の現像器を備えた複数の像保持体を中間転写ベルト上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置が挙げられる。 The image forming apparatus according to the present embodiment is, for example, a normal monocolor image forming apparatus in which only a single color toner is stored in a developing apparatus, and a toner image held on an image holder is sequentially subjected to primary transfer to an intermediate transfer belt. Examples thereof include a repeating color image forming apparatus and a tandem type color image forming apparatus in which a plurality of image holders equipped with a developer for each color are arranged in series on an intermediate transfer belt.
図4は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図4に示す画像形成装置は、上記本実施形態に係る導電性ベルト部材を二次転写ベルト116(搬送転写ベルトの一例)に適用した画像形成装置である。
本実施形態に係る画像形成装置100は、図4に示すように、例えば、いわゆるタンデム方式であり、電子写真感光体からなる4つの像保持体101a〜101dの周囲に、その回転方向に沿って順次、帯電装置102a〜102d、露光装置114a〜114d、現像装置103a〜103d、一次転写装置(一次転写ロール)105a〜105d、像保持体クリーニング装置104a〜104dが配置されている。尚、転写後の像保持体101a〜101dの表面に残留している残留電位を除去するために除電器を備えていてもよい。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of the image forming apparatus according to the present embodiment. The image forming apparatus shown in FIG. 4 is an image forming apparatus in which the conductive belt member according to the present embodiment is applied to a secondary transfer belt 116 (an example of a transport transfer belt).
As shown in FIG. 4, the
中間転写ベルト107が、支持ロール106a〜106d、駆動ロール111および対向ロール108により張力を付与しつつ支持され、転写ユニット107bを形成している。これらの支持ロール106a〜106d、駆動ロール111および対向ロール108により、中間転写ベルト107は、各像保持体101a〜101dの表面に接触しながら各像保持体101a〜101dと一次転写ロール105a〜105dとを矢印Aの方向に移動し得る。一次転写ロール105a〜105dが中間転写ベルト107を介して像保持体101a〜101dに接触する部位が一次転写部となり、像保持体101a〜101dと一次転写ロール105a〜105dとの接触部には一次転写電圧が印加される。
The
二次転写装置として、中間転写ベルト107および二次転写ベルト116を介して対向ロール108と二次転写ロール109が対向配置されている。二次転写ベルト116は、二次転写ロール109と支持ロール106eとによって支持されている。紙等の記録媒体115が中間転写ベルト107の表面に接触しながら中間転写ベルト107と二次転写ロール109とで挟まれる領域を矢印Bの方向に移動し、その後、定着装置110を通過する。二次転写ロール109が中間転写ベルト107および二次転写ベルト116を介して対向ロール108に接触する部位が二次転写部となり、二次転写ロール109と対向ロール108との接触部には二次転写電圧が印加される。更に、転写後の中間転写ベルト107と接触するように、中間転写ベルトクリーニング装置112および113が配置されている。
As the secondary transfer device, the opposing
この構成の多色の画像形成装置100では、像保持体101aが矢印Cの方向に回転するとともに、その表面が帯電装置102aによって帯電された後、レーザ光等の露光装置114aにより第1色目の静電潜像が形成される。形成された静電潜像はその色に対応するトナーを収容した現像装置103aにより、トナーを含む現像剤で現像(顕像化)されてトナー像が形成される。なお、現像装置103a〜103dには、各色の静電潜像に対応するトナー(例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)がそれぞれ収容されている。
In the multicolor
像保持体101a上に形成されたトナー像は、一次転写部を通過する際に、一次転写ロール105aによって中間転写ベルト107上に静電的に転写(一次転写)される。以降、第1色目のトナー像を保持した中間転写ベルト107上に、一次転写ロール105b〜105dによって、第2色目、第3色目、第4色目のトナー像が順次重ね合わせられるよう一次転写され、最終的に多色の多重トナー像が得られる。
When the toner image formed on the
中間転写ベルト107上に形成された多重トナー像は、二次転写部を通過する際に、二次転写ベルト116によって搬送された記録媒体115に静電的に一括転写される。トナー像が転写された記録媒体115は、定着装置110に搬送され、加熱および加圧、または加熱、若しくは加圧により定着処理された後、機外に排出される。
When the multilayer toner image formed on the
一次転写後の像保持体101a〜101dは、像保持体クリーニング装置104a〜104dにより残留トナーが除去される。一方、二次転写後の中間転写ベルト107は、中間転写ベルトクリーニング装置112および113により残留トナーが除去され、次の画像形成プロセスに備える。
Residual toner is removed from the
(像保持体)
像保持体101a〜101dとしては、公知の電子写真感光体が広く適用される。電子写真感光体としては、感光層が無機材料で構成される無機感光体や、感光層が有機材料で構成される有機感光体などが用いられる。有機感光体においては、露光により電荷を発生する電荷発生層と、電荷を輸送する電荷輸送層を積層する機能分離型有機感光体や、電荷を発生する機能と電荷を輸送する機能を果たす単層型有機感光体が好適に用いられる。また、無機感光体においては、感光層がアモルファスシリコンにより構成されているものが、好適に用いられる。
(Image holder)
As the
また、像保持体の形状には特に限定はなく、例えば、円筒ドラム状、シート状またはプレート状等、公知の形状が採用される。 The shape of the image holder is not particularly limited, and a known shape such as a cylindrical drum shape, a sheet shape, or a plate shape is adopted.
(帯電装置)
帯電装置102a〜102dとしては、特に制限はなく、例えば、導電性のローラ、ブラシ、フィルム、またはゴムブレード等を用いた接触型帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器など、公知の帯電器が広く適用される。これらの中でも接触型帯電器が好ましい。
(Charging device)
The
帯電装置102a〜102dは、像保持体101a〜101dに対し、通常、直流電流を印加するが、交流電流を更に重畳させて印加してもよい。
The
(露光装置)
露光装置114a〜114dとしては、特に制限はなく、例えば、像保持体101a〜101dの表面に、半導体レーザ光、LED(Light Emitting Diode、発光ダイオード)光、または液晶シャッタ光等の光源、またはこれらの光源からポリゴンミラーを介して定められた像様に露光し得る光学系機器など、公知の露光装置が広く適用される。
(Exposure device)
The
(現像装置)
現像装置103a〜103dとしては、目的に応じて選択され。例えば、一成分系現像剤または二成分系現像剤をブラシ、またはローラ等を用い接触または非接触で現像する公知の現像器などが挙げられる。
(Developer)
The developing
(一次転写ロール)
一次転写ロール105a〜105dは単層または多層のいずれでもよい。例えば、単層構造の場合は、発泡または無発泡のシリコーンゴム、ウレタンゴム、またはEPDM等にカーボンブラック等の導電性粒子が適量配合されたロールで構成される。
(Primary transfer roll)
The primary transfer rolls 105a to 105d may be either single-layer or multi-layer. For example, in the case of a single-layer structure, it is composed of a roll in which an appropriate amount of conductive particles such as carbon black is mixed with foamed or non-foamed silicone rubber, urethane rubber, EPDM or the like.
(像保持体クリーニング装置)
像保持体クリーニング装置104a〜104dは、一次転写工程後の像保持体101a〜101dの表面に付着する残留トナーを除去するためのものであり、クリーニングブレードの他、ブラシクリーニング、またはロールクリーニング等が用いられる。これらの中でもクリーニングブレードを用いることが好ましい。また、クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、またはシリコーンゴム等が挙げられる。
(Image holder cleaning device)
The image
(二次転写ロール)
二次転写ロール109の層構造は、特に限定されるものではないが、例えば、三層構造の場合、コア層と中間層とその表面を被覆する塗布層により構成される。コア層は導電性粒子を分散したシリコーンゴム、ウレタンゴム、またはEPDM等の発泡体で、中間層はこれらの無発泡体で構成される。塗布層の材料としては、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、またはパーフルオロアルコキシ樹脂などが挙げられる。二次転写ロール109の体積抵抗率は107Ωcm以下であることが好ましい。また、中間層を除いた2層構造としてもよい。
(Secondary transfer roll)
The layer structure of the
(対向ロール)
対向ロール108は、二次転写ロール109の対向電極を形成する。対向ロール108の層構造は、単層または多層のいずれでもよい。例えば単層構造の場合は、シリコーンゴム、ウレタンゴム、またはEPDM等にカーボンブラック等の導電性粒子が適量配合されたロールで構成される。二層構造の場合は、上記のゴム材料で構成される弾性層の外周面を高抵抗層で被覆したロールから構成される。
(Opposite roll)
The
対向ロール108と二次転写ロール109の芯体とには、通常1kV以上6kV以下の電圧が印加される。対向ロール108の芯体への電圧印加に代えて、対向ロール108に接触させた電気良導性の電極部材と二次転写ロール109とに電圧を印加してもよい。上記電極部材としては、金属ロール、導電性ゴムロール、導電性ブラシ、金属プレート、または導電性樹脂プレート等が挙げられる。
A voltage of 1 kV or more and 6 kV or less is usually applied to the core of the opposing
(定着装置)
定着装置110としては、例えば、熱ローラ定着器、加圧ローラ定着器、またはフラッシュ定着器など公知の定着器が広く適用される。
(Fixing device)
As the
(中間転写ベルトクリーニング装置)
中間転写ベルトクリーニング装置112および113としては、クリーニングブレードの他、ブラシクリーニング、またはロールクリーニング等が用いられる、これらの中でもクリーニングブレードを用いることが好ましい。また、クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、またはシリコーンゴム等が挙げられる。
(Intermediate transfer belt cleaning device)
As the intermediate transfer
図5は、本実施形態に係る画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。図5に示す画像形成装置は、上記本実施形態に係る導電性ベルト部材を搬送転写ベルト206に適用した画像形成装置である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing another example of the image forming apparatus according to the present embodiment. The image forming apparatus shown in FIG. 5 is an image forming apparatus in which the conductive belt member according to the present embodiment is applied to the
図5に示す画像形成装置において、ユニットY、M、C、BKは、矢印の時計方向に回転するように、それぞれ感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKが備えられる。感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKの周囲には、帯電器202Y、202M、202C、202BKと、露光器203Y、203M、203C、203BKと、各色現像装置(イエロー現像装置204Y、マゼンタ現像装置204M、シアン現像装置204C、ブラック現像装置204BK)と、感光体ドラム清掃部材205Y、205M、205C、205BKとがそれぞれ配置されている。
In the image forming apparatus shown in FIG. 5, the units Y, M, C, and BK are provided with the photoconductor drums 201Y, 201M, 201C, and 201BK, respectively, so as to rotate in the clockwise direction of the arrow. Around the photoconductor drums 201Y, 201M, 201C, 201BK, there are
ユニットY、M、C、BKは、搬送転写ベルト206に対して4つ並列に、ユニットBK、C、M、Yの順に配置されているが、ユニットBK、Y、C、Mの順等、画像形成方法に合わせて適当な順序が設定される。
Four units Y, M, C, and BK are arranged in parallel with respect to the
搬送転写ベルト206は、ベルト支持ロール210、211、212、213によって内面側から張力を付与しつつ支持され、転写ユニット220を形成している。該搬送転写ベルト206は、矢印の反時計方向に感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKと同じ周速度をもって回転するようになっており、ベルト支持ロール212、213の中間に位置するその一部が感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKとそれぞれ接するように配置されている。搬送転写ベルト206は、ベルト用清掃部材214が備えられている。
The
転写ロール207Y、207M、207C、207BKは、搬送転写ベルト206の内側であって、搬送転写ベルト206と感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKとが接している部分に対向する位置にそれぞれ配置され、感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKと、搬送転写ベルト206を介してトナー像を用紙(被転写体)216に転写する転写領域を形成している。転写ロール207Y、207M、207C、207BKは、図2に示すとおり、感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKの直下に配置していても、直下からずれた位置に配置してもよい。
The transfer rolls 207Y, 207M, 207C, and 207BK are arranged at positions inside the
定着装置209は、搬送転写ベルト206と感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKとのそれぞれの転写領域を通過した後に搬送されるように配置されている。
The fixing
用紙搬送ロール208により、用紙216は搬送転写ベルト206に搬送される。
The
図5に示す画像形成装置において、ユニットBKにおいては、感光体ドラム201BKを回転駆動させる。これと連動して帯電器202BKが駆動し、感光体ドラム201BKの表面を目的の極性・電位に帯電させる。表面が帯電された感光体ドラム201BKは、次に、露光器203BKによって像様に露光され、その表面に静電潜像が形成される。 In the image forming apparatus shown in FIG. 5, in the unit BK, the photoconductor drum 201BK is rotationally driven. In conjunction with this, the charger 202BK is driven to charge the surface of the photoconductor drum 201BK to the desired polarity and potential. The photoconductor drum 201BK whose surface is charged is then exposed to an image by the exposure device 203BK, and an electrostatic latent image is formed on the surface thereof.
続いて該静電潜像は、ブラック現像装置204BKによって現像される。すると、感光体ドラム201BKの表面にトナー像が形成される。なお、このときの現像剤は一成分系のものでもよいし二成分系のものでもよい。 Subsequently, the electrostatic latent image is developed by the black developing apparatus 204BK. Then, a toner image is formed on the surface of the photoconductor drum 201BK. The developer at this time may be a one-component type or a two-component type.
このトナー像は、感光体ドラム201BKと搬送転写ベルト206との転写領域を通過し、用紙216が静電的に搬送転写ベルト206に吸着して転写領域まで搬送され、転写ロール207BKから印加される転写バイアスによって形成される電界により、用紙216の表面に順次転写される。
This toner image passes through the transfer region between the photoconductor drum 201BK and the
この後、感光体ドラム201BK上に残存するトナーは、感光体ドラム清掃部材205BKによって清掃・除去される。そして、感光体ドラム201BKは、次の画像転写に供される。 After that, the toner remaining on the photoconductor drum 201BK is cleaned and removed by the photoconductor drum cleaning member 205BK. Then, the photoconductor drum 201BK is used for the next image transfer.
以上の画像転写は、ユニットC、MおよびYでも上記の方法によって行われる。 The above image transfer is also performed in units C, M and Y by the above method.
転写ロール207BK、207C、207Mおよび207Yによってトナー像を転写された用紙216は、さらに定着装置209に搬送され、定着が行われる。
以上により用紙上に目的とする画像が形成される。
The
As a result, the desired image is formed on the paper.
[転写ユニット]
本実施形態の画像形成装置用転写ユニット(以下、単に「転写ユニット」とも称する)は、上記本実施形態に係る導電性ベルト部材で構成された転写ベルトと、前記転写ベルトを張力がかかった状態で掛け渡す複数のロールと、を備えている。
[Transfer unit]
The transfer unit for an image forming apparatus of the present embodiment (hereinafter, also simply referred to as “transfer unit”) is a state in which a transfer belt composed of the conductive belt member according to the present embodiment and the transfer belt are tensioned. It has multiple rolls to be hung in.
転写ユニットとして、例えば、導電性ベルト部材と、導電性ベルト部材を張力がかかった状態で掛け渡す複数のロールであって、複数のロールのうち、少なくとも一つのロールが一対の規制部材を有するロールと、を備えていてもよい。例えば、この転写ユニットを適用した画像形成装置において、導電性ベルト部材が蛇行し、導電性ベルト部材が、ロールが有する規制部材に接触して機械的負荷が加わった場合であっても、導電性ベルト部材は破断の発生が抑制され易くなる。 As the transfer unit, for example, a conductive belt member and a plurality of rolls in which the conductive belt member is hung under tension, and at least one of the plurality of rolls has a pair of regulating members. And may be provided. For example, in an image forming apparatus to which this transfer unit is applied, even when the conductive belt member meanders and the conductive belt member comes into contact with the restricting member of the roll and a mechanical load is applied, the conductive belt member is conductive. The belt member is likely to suppress the occurrence of breakage.
本実施形態に係る転写ユニットは、本実施形態に係る導電性ベルト部材を搬送転写ベルトとして適用する場合、導電性ベルト部材を支持するロールとして、感光体(像保持体)の表面又は中間転写ベルトの表面のトナー像を導電性ベルト部材上に転写させるためのロールが配置されていてもよい。さらに、他の部材が配置されていてもよい。なお、導電性ベルト部材を支持するロールの数は限定されず、使用態様に応じて配置すればよい。上記構成の転写ユニットは、画像形成装置に組み込まれて使用される。 In the transfer unit according to the present embodiment, when the conductive belt member according to the present embodiment is applied as a transfer transfer belt, the surface or intermediate transfer belt of the photoconductor (image holder) is used as a roll for supporting the conductive belt member. A roll for transferring the toner image on the surface of the surface to the conductive belt member may be arranged. Further, other members may be arranged. The number of rolls that support the conductive belt member is not limited, and may be arranged according to the usage mode. The transfer unit having the above configuration is used by being incorporated in an image forming apparatus.
例えば、本実施形態に係る転写ユニットの一例として、図6に示す転写ユニットであってもよい。図6は、転写ユニットの一例を示す概略斜視図である。図6に示すように、転写ユニット330は、導電性ベルト部材310と、巻き掛けロール334と、駆動ロール336と、ステアリング機構370とを有している。そして、導電性ベルト部材310は、巻き掛けロール334、駆動ロール336、及びステアリング機構370を構成するステアリングロール372に張力がかかった状態で、巻き掛けられている。
For example, as an example of the transfer unit according to the present embodiment, the transfer unit shown in FIG. 6 may be used. FIG. 6 is a schematic perspective view showing an example of the transfer unit. As shown in FIG. 6, the
ステアリング機構370は、駆動ロール336により周回される導電性ベルト部材310の駆動ロール336の軸方向への移動を制限する機能を有する。ステアリング機構370は、図6に示されるように、ステアリングロール372と、一対のすべり軸受374と、一対の引っ張りばね376と、一対の接触部材378と、一対のガイド384(規制部材の一例)を含んで構成されている。なお、ステアリングロール372は、導電性ベルト部材310が巻き掛けられて軸周りに回転するようになっている。
The
ステアリングロール372は、シャフト(不図示)と、円筒382と、一対のガイド384と、を含んで構成されている。円筒382は、シャフトの外周に固定されている。各ガイド384は、互いに大径側の面を向き合わせた状態で、円筒382の各端面に接触しつつ、シャフトの外周に固定されている。そして、ベルト蛇行により端部がガイド384を押したときに、ガイド384が一対の接触部材378に当り、ステアリングロール372が傾斜する事で蛇行度合いを軽減していき、ベルト端部の押す力と逆方向への蛇行する力が釣り合ったところでステアリングロール372は回転し続ける。
The
一対のすべり軸受374は、ステアリングロール372の両端で、ステアリングロール372を軸周りに回転可能に支持している。一対の引っ張りばね376は、一対のすべり軸受374に張力がかかった状態で支持している。そして、ステアリングロール372は、導電性ベルト部材310の周回に伴う振動、蛇行等により、例えば駆動ロール336に対して移動及び傾斜可能とされている。
The pair of
以上、本実施形態に係る導電性部材について主に搬送転写ベルトを例に説明したが、本実施形態に係る導電性部材は、画像形成装置における導電性部材であればベルトに限らず、例えば、帯電部材、転写ロールなどにも適用することができる。 The conductive member according to the present embodiment has been described mainly by taking a transfer transfer belt as an example. However, the conductive member according to the present embodiment is not limited to the belt as long as it is a conductive member in the image forming apparatus, for example. It can also be applied to charged members, transfer rolls, and the like.
以下に、本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」は全て質量基準である。 Hereinafter, examples of the present invention will be specifically described, but the present invention is not limited to the following examples. In the following description, unless otherwise specified, "parts" and "%" are all based on mass.
<実施例1>
(基材ゴムの作製)
下記のゴム配合1の割合で各成分を配合してゴム組成物を調製した。
−ゴム配合1−
EPDM:(エチレンプロピレンジエンゴム、JSR社製 EP33)35部
CR:(クロロプレンゴム、東ソー社製 TSR−61)35部
ECO:(エピクロロヒドリンゴム、ダイソー社製 610)15部
NBR:(ニトリルブタジエンゴム、日本ゼオン社製 DN211)15部
電子導電性材料:CB(カーボンブラック、三菱化学社製 ♯3030B)23部
硫黄:(鶴見化学工業社製)0.5部
ZnO:(協同化学社製)5部
加硫促進剤:(大内新興化学工業社製、ノクセラーM)1部
ステアリン酸:0.5部
<Example 1>
(Making base rubber)
A rubber composition was prepared by blending each component in the ratio of the following rubber blending 1.
-Rubber formulation 1-
EPDM: (Ethethylene propylene diene rubber, EP33 manufactured by JSR) 35 parts CR: (Chloroprene rubber, TSR-61 manufactured by Toso) 35 parts ECO: (Epichlorohydrin rubber, 610 manufactured by Daiso) 15 parts NBR: (Nitrile butadiene Rubber, DN211 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. 15 parts Electronic conductive material: CB (carbon black, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd. # 3030B) 23 parts Sulcanization: (manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.) 0.5 parts ZnO: (manufactured by Kyodo Chemical Co., Ltd.) 5 parts Vulcanization accelerator: (manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd., Noxeller M) 1 part Stealic acid: 0.5 parts
上記ゴム配合1の組成物をバンバリーミキサーに投入して混練した後、ゴム組成物を2本ロールにて混練した。得られた混練物をチューブクロスヘッド押出成形機により無端のベルト状に成形した。
次いで、無端のベルト状に成形されたゴム組成物を加硫缶内で加圧蒸気(温度126℃、圧力1.5kg/cm2)により加熱することで加硫して基材ゴムを形成した。得られた基材ゴムを金属製チューブの外側に被せ、表面を研磨加工して無端のベルト状の基材ゴム層(径40mm、幅340mm、厚さ492μm)を作製した。
The composition of the rubber formulation 1 was put into a Banbury mixer and kneaded, and then the rubber composition was kneaded with two rolls. The obtained kneaded product was molded into an endless belt shape by a tube crosshead extrusion molding machine.
Next, the rubber composition formed into an endless belt shape was vulcanized by heating with pressurized steam (temperature 126 ° C., pressure 1.5 kg / cm 2 ) in a vulcanizing can to form a base rubber. .. The obtained base rubber was put on the outside of the metal tube, and the surface was polished to prepare an endless belt-shaped base rubber layer (diameter 40 mm, width 340 mm, thickness 492 μm).
(表面層の作製)
シリコン変性アクリルウレタン(日本アチソン社製 JYL841)100質量部に、オリオンエンジニアドカーボンズ社製カーボンブラック「FW200」を20質量部配合して表面層形成用塗布液を調製した。
作製した基材ゴム層の表面に表面層形成用塗布液をスプレーコートした後、180℃、30分間加熱乾燥して、表面層(厚さ:8μm)を形成した。
上記の方法により、径40mm、幅340mm、厚さ500μmの導電性ベルト部材を作製した。
(Preparation of surface layer)
A coating liquid for forming a surface layer was prepared by blending 20 parts by mass of carbon black "FW200" manufactured by Orion Engineered Carbons Co., Ltd. with 100 parts by mass of silicon-modified acrylic urethane (JYL841 manufactured by Nippon Achison Co., Ltd.).
A coating liquid for forming a surface layer was spray-coated on the surface of the prepared base rubber layer, and then heat-dried at 180 ° C. for 30 minutes to form a surface layer (thickness: 8 μm).
By the above method, a conductive belt member having a diameter of 40 mm, a width of 340 mm, and a thickness of 500 μm was produced.
<実施例2、及び比較例1〜3>
表1にしたがって、ゴム組成物の配合、及び混練方法をそれぞれ変更したこと以外は実施例1と同様にして導電性ベルト部材を作製した。
<Example 2 and Comparative Examples 1 to 3>
A conductive belt member was produced in the same manner as in Example 1 except that the composition of the rubber composition and the kneading method were changed according to Table 1.
[評価]
各例で得られた導電性ベルト部材について、下記の測定及び評価を行った。
[evaluation]
The following measurements and evaluations were performed on the conductive belt members obtained in each example.
<導電経路の抵抗値(電流値)の測定>
既述の方法に従って、測定を行った。
<Measurement of resistance value (current value) of conductive path>
The measurement was performed according to the method described above.
<体積抵抗率の測定>
各例で得られた導電性ベルト部材の体積抵抗値の測定は、円形電極(例えば、三菱油化(株)製ハイレスターIPのURプローブ)を用い、JIS K6911(1995年)に従って測定した。
なお、体積抵抗率は、円形電極(三菱油化(株)製ハイレスターIPのURプローブ)を用い、22℃/55%RH環境下、電圧500V、10秒印加後の電流値を求め算出した。
体積抵抗率は測定した体積抵抗を基に電極面積及び厚みで換算して算出する。
<Measurement of volume resistivity>
The volumetric resistance value of the conductive belt member obtained in each example was measured according to JIS K6911 (1995) using a circular electrode (for example, a UR probe of Hi-Lester IP manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.).
The volume resistivity was calculated by using a circular electrode (UR probe of Hi-Lester IP manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.) to obtain the current value after applying a voltage of 500 V for 10 seconds under a 22 ° C./55% RH environment. ..
The volume resistivity is calculated by converting the measured volume resistivity into the electrode area and thickness.
<通電試験前後の体積抵抗値の測定>
−通電試験−
各例で得られた導電性ベルト部材を、金属製チューブの外側に被せ、対極に金属パイプの電極を設け、10℃、15%RHの環境下で、金属チューブを速度:530mm/sで回転させ、対向の金属パイプに、高圧電源(Trek社製 610C)を用いて、−120μAの電流が流れるように電圧を調整し、120時間連続で電圧を印加した。
−体積抵抗値の測定−
試験前後の体積抵抗値の変化を前記の抵抗測定方法で測定し、通電による抵抗の変化量を算出した。
<Measurement of volume resistance before and after energization test>
-Energization test-
The conductive belt member obtained in each example is put on the outside of the metal tube, the electrode of the metal pipe is provided on the counter electrode, and the metal tube is rotated at a speed of 530 mm / s in an environment of 10 ° C. and 15% RH. Then, using a high-voltage power supply (610C manufactured by Trek), the voltage was adjusted so that a current of −120 μA flowed through the opposite metal pipe, and the voltage was applied continuously for 120 hours.
-Measurement of volume resistance value-
The change in volume resistance before and after the test was measured by the above resistance measuring method, and the amount of change in resistance due to energization was calculated.
<画質評価>
得られた導電性ベルト部材を搬送転写ベルトとして富士ゼロックス社製「Color 1000 Press」に装着し、10℃、15%RHの環境下で、用紙(A3J紙 坪量82g/m2 紙厚97μm(富士ゼロックス社製))に対し、画像濃度200%のハーフトーン画像を連続100枚形成した。得られた画像について下記のように画質を評価した。
なお、上記画質評価は、前述の通電試験前と通電試験後にそれぞれ行った。
<Image quality evaluation>
The obtained conductive belt member was attached to "Color 1000 Press" manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. as a transfer transfer belt, and the paper (A3J paper basis weight 82 g / m 2 paper thickness 97 μm) under an environment of 10 ° C. and 15% RH. (Fuji Xerox Co., Ltd.)), 100 consecutive halftone images with an image density of 200% were formed. The image quality of the obtained image was evaluated as follows.
The image quality evaluation was performed before the above-mentioned energization test and after the energization test, respectively.
評価基準は、以下の通りである。
A:画像上の色ムラ発生無し
B:軽微な色ムラ発生
C:部分的に色ムラ及び色抜け発生
D:画像全体に色ムラ及び色抜け発生
The evaluation criteria are as follows.
A: No color unevenness on the image B: Minor color unevenness C: Partial color unevenness and color loss D: Color unevenness and color loss on the entire image
10 導電性ベルト部材(導電性部材)
10A 基材層(導電層)
10B 表面層
100 画像形成装置
101a乃至101d 像保持体
102a乃至102d 帯電装置(帯電手段)
103a乃至103d、204Y、204M、204C、204BK 現像装置(現像手段)
104a乃至104d 像保持体クリーニング装置
105a乃至105d 一次転写ロール(転写手段)
106a乃至106e 支持ロール
107 中間転写ベルト
108 対向ロール
109 二次転写ロール(転写手段)
110、209 定着装置(定着手段)
111 駆動ロール
112、113 中間転写ベルトクリーニング装置
114a乃至114d 露光装置(潜像形成手段)
115 記録媒体
116 二次転写ベルト(導電性部材)
201Y、201M、201C、201BK 感光体ドラム(像保持体)
202Y、202M、202C、202BK 帯電器(帯電手段)
203Y、203M、203C、203BK 露光器(潜像形成手段)
205Y、205M、205C、205BK 感光体ドラム清掃部材
206 記録媒体搬送転写ベルト
207Y、207M、207C、207BK 転写ロール(転写手段)
214 ベルト用清掃部材
216 用紙(記録媒体)
220、330 転写ユニット
10 Conductive belt member (conductive member)
10A base material layer (conductive layer)
103a to 103d, 204Y, 204M, 204C, 204BK developing equipment (development means)
104a to 104d Image
106a to 106e
110, 209 Fixing device (fixing means)
111 Drive rolls 112, 113 Intermediate transfer
115 Recording medium 116 Secondary transfer belt (conductive member)
201Y, 201M, 201C, 201BK Photoreceptor drum (image holder)
202Y, 202M, 202C, 202BK Charger (charging means)
203Y, 203M, 203C, 203BK Exposed device (latent image forming means)
205Y, 205M, 205C, 205BK Photoreceptor
214
220, 330 transfer unit
Claims (7)
前記転写ベルトを張力がかかった状態で掛け渡す複数のロールと、
を備えた画像形成装置用転写ユニット。 A transfer belt composed of the conductive member for an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3.
A plurality of rolls that hang the transfer belt under tension, and
A transfer unit for an image forming apparatus equipped with.
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
トナーを含む現像剤により前記像保持体の表面の前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置用導電性部材で構成された転写ベルトを有し、前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、
を備えた画像形成装置。 Image holder and
A charging means for charging the surface of the image holder and
An electrostatic latent image forming means for forming an electrostatic latent image on the surface of the image holder,
A developing means for developing the electrostatic latent image on the surface of the image holder with a developer containing toner to form a toner image, and
It has a transfer belt made of the conductive member for an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, and transfers the toner image formed on the surface of the image holder to a recording medium. Transfer means to be
A fixing means for fixing the toner image transferred to the recording medium, and
An image forming apparatus equipped with.
The image forming apparatus according to claim 6 , wherein the transfer belt is a recording medium transfer transfer belt that conveys the recording medium in a transfer unit in which the toner image is transferred to the recording medium.
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