JP2010127990A - 中間転写体、及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材12と、その外周面に配設された弾性層14とを有し、弾性層14が基材12上の記録媒体走行領域となる領域に設けられる第1弾性層14Aと、基材12上の記録媒体非走行領域となる領域に設けられ、前記第1弾性層よりも硬度が高い第2弾性層14Bと、を有する中間転写ベルト10(中間転写体)である。また、当該中間転写ベルトを具備する画像形成装置である。
【選択図】図1
Description
請求項1に係る発明は、
基材と、
前記基材上の記録媒体走行領域となる領域に設けられる第1弾性層と、
前記基材上の記録媒体非走行領域となる領域に設けられ、前記第1弾性層よりも硬度が高い第2弾性層と、
を備えることを特徴とする中間転写体。
感光層を有する像保持体と、
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潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像が転写される、請求項1に記載の中間転写体と、
前記トナー像を前記中間転写体に転写する一次転写手段と、
前記中間転写体に転写された前記トナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記中間転写体の幅をL1、前記記録媒体走行領域となる領域に設けられる第1弾性層の幅をL1a、前記記録媒体非走行領域となる領域に設けられる第2弾性層の幅をL1b、前記像保持体の幅をL0、及び前記感光層の幅をL0aとしたとき、下記式(1)乃至(3)の関係を満たすことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
式(1): L1≧L1a+2×L1b
式(2): L0≧L1
式(3):L0a≧L1a
前記中間転写体の幅をL1、前記記録媒体走行領域となる領域に設けられる第1弾性層の幅をL1a、前記一次転写手段の幅をL2、前記転写手段の幅をL3、前記記録媒体の幅をL4としたとき、下記式(4)乃至式(7)の関係を満たすことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
式(4):L1≧L2
式(5):L2≧L1a
式(6):L1a≧L3
式(7):L3≧L4
請求項2に係る発明によれば、本構成を有さない場合に比べて、色ずれなどの画像ずれが抑制された画像が得られる。
請求項3に係る発明によれば、各部材幅を考慮しない場合に比べ、色ずれなどの画像ずれが抑制された画像が得られる。
請求項4に係る発明によれば、各部材幅を考慮しない場合に比べ、トナー像の中間転写体への一次転写効率と共に、トナー像の記録媒体への二次転写効率の悪化が抑制される。
図1は、実施形態に係る中間転写ベルト(中間転写体)を示す概略図であり、(A)が斜視図であり、(B)が断面図である。なお、図1(B)は、図1(A)のA−A断面図である。
なお、表面粗さ(十点平均粗さ)Rzは、表面粗さ形状測定器(東京精密製サーフコム(株)1400Aシリーズ)を用い、JISB0601(1994)に準じて測定した。詳しくは測定長さ2.5mm、カットオフ波長0.8mm、測定速度0.60mm/sの条件で測定した。
本実施形態に係る中間転写ベルト(これを構成する基材及び弾性層)の体積抵抗率は、いずれも1×108Ωcm以上1×1013Ωcm以下であることが好ましく、より好ましくは1×109Ωcm以上1×1012Ωcm以下である。
この体積抵抗率が1×108Ωcm以上1×1013Ωcm以下であれば、トナー同士の静電的反発力や画像エッジのフリンジ電界の力によって、画像の周囲にトナーが飛散してしまう(ブラー)問題が発生することが少なくなる。
式:ρv=19.6×(V/I)×t
この厚みが0.05mm未満の場合には、ベルトテンションによって、ベルト周長さが変化するなどの問題が生じる場合がある。また、ベルトの厚みが0.5mmを超える場合には、ローラ屈曲部でのベルト表面の変形が大きくなるために表面にクラックがはいるなどの問題が生じる場合がある。
図3は、実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。図4は、他の実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
中間転写ベルト22に転写された多重トナー像は、中間転写ベルト22の回転で二次転写ローラ23(第二転写手段)が設置された二次転写部に到る。二次転写部は、中間転写ベルト22のトナー像が保持された表面側に設置された二次転写ローラ23と該中間転写ベルト22の裏側から二次転写ローラ23に対向するように配置されたバックアップローラ42及びこのバックアップローラ42に圧接して回転する電極ローラ46から構成される。
式(1): L1≧L1a+2×L1b
式(2): L0≧L1
式(3):L0a≧L1a
式(4):L1≧L2
式(5):L2≧L1a
式(6):L1a≧L3
式(7):L3≧L4
(ポリアミド酸溶液(A)の調製)
テトラカルボン酸二無水物として、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)と、ピロメリット酸二無水物(PMDA)との2:1の質量比率で混合した混合物100質量部と、ジアミン成分として、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)を134.3質量部とを、10℃に保持したN−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶液中で反応させ、固形分20質量%のNMP溶液を作製した。さらにこの溶液に、乾燥した酸化処理カーボンブラック(SPECIAL BLACK4(Degussa社製、pH3.0、揮発分:14.0%)をポリアミド酸樹脂固形分100質量部に対して24質量部になるよう添加して、衝突型分散機(シーナス製GeanusPY)を用い、圧力を200MPaに設定し、2分割後に1.4mm2の最小面積で衝突させ、再度2分割する経路を5回通過させて混合し、ポリアミド酸溶液(A)を調製した。
前述のポリアミド酸溶液(A)を、内径168.2mm、長さ500mmの円筒状金型内面にディスペンサーを介して0.4mmに塗布し、1500rpmで15分間回転させてた後、250rpmで回転させながら、金型の外側より60℃の熱風を30分間当て、次に150℃で60分間加熱して、溶媒の除去を行った。その後円筒状金型を室温(25℃)に戻し、円筒状金型からポリアミド酸成形品を剥がして外径168mm、長さ500mmの金属芯体に被覆した。これを毎分2℃の昇温速度で360℃まで昇温し、更に360℃で30分加熱してイミド転化反応を完結させた。その後室温(25℃)に戻し、金属芯体から樹脂を剥離し、目的とする基材(A)を作製した。
得られた基材(A)の厚みは、0.08mmであった。また、この基材のヤング率は2500MPaであり、体積抵抗率は5×1010Ωcmであった。
基材のヤング率は、JIS K 7127に準拠し、アイコーエンジニアリング社製FA1015Aを用いて測定した。測定は、基材を5mm×40mmに切断したものをサンプルとして用いて試験スピード50mm/minの条件により引張試験を行い、得られた応力・歪曲線の初期ひずみ領域の曲線に接線を引き、その傾きより求めた。
体積抵抗率の計測は、前述のように、図2に示す円形電極((株)ダイヤインスツルメント製ハイレスタUPMCP−450型URプローブを用い、J22℃/55%RH環境下にて、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100(V)を印加し、10秒後の電流値より求めた。
(弾性層材料(A)の調製)
イソシアネートプレポリマー(MC−B86:日本ポリウレタン工業(株)製)100質量部、ポリオール(ON−D55日本ポリウレタン工業(株)製)277質量部、導電剤として、カーボンブラック(プリンテックス140U(pH4.5%):デグサ・ジャパン社製)20質量部を、ボールミルにより1時間混合して弾性層材料(A)を調製した。この弾性層材料により形成される弾性層の体積抵抗率は2×1011Ωcmであった。弾性層材料により形成される弾性層のデュロメータ硬さはA30であった。また、弾性層材料により形成される弾性層の硬化条件は、80℃、3時間である。
弾性層材料により形成される弾性層のデュロメータ硬さは、JIS K 6253に準拠し、弾性層材料により形成される弾性層のみを積層して6mmの厚みとして、デュロメータータイプA(高分子計器株式会社製:ASKER A型)を用いて標準硬さを測定した。
弾性層材料(A)の調製において、潤滑性成分として、体積平均粒子径 0.2μmのフッ素樹脂粉末(ルブロンL−5:ダイキン工業(株)製)30質量部を添加して、弾性層材料(A)と同様にして、弾性層材料(B)を調製した。弾性層材料により形成される弾性層の体積抵抗率は1×1012Ωcmであった。弾性層材料により形成される弾性層のデュロメータ硬さはA40であった。
イソシアネートプレポリマー(MC−B86:日本ポリウレタン工業(株)製)100質量部、ポリオール(ON−D57日本ポリウレタン工業(株)製)65質量部、導電剤として、カーボンブラック(プリンテックス140U(pH4.5%):デグサ・ジャパン社製)20質量部を、ボールミルにより1時間混合して弾性層材料(C)を調製した。この弾性層材料により形成される弾性層の体積抵抗率は2×1011Ωcmであった。弾性層材料により形成される弾性層のデュロメータ硬さはA60であった。また、弾性層材料により形成される弾性層の硬化条件は、80℃、3時間である。
イソシアネートプレポリマー(コロネート4360:日本ポリウレタン工業(株)製)100質量部、ポリオール(ニッポラン4038:日本ポリウレタン工業(株)製)80質量部、導電剤として、カーボンブラック(プリンテックス140U(pH4.5%):デグサ・ジャパン社製)22質量部とをボールミルにより1時間混合して、弾性層材料(D)を調製した。この弾性層材料により形成される弾性層の体積抵抗率は1×1011Ωcmであった。弾性層材料により形成される弾性層のデュロメータ硬さはA76であった。また、弾性層材料により形成される弾性層の硬化条件は、120℃、3時間である。
イソシアネートプレポリマー(コロネート4370:日本ポリウレタン工業(株)製)100質量部、ポリオール(ニッポラン4378:日本ポリウレタン工業(株)製)80質量部、導電剤として、カーボンブラック(プリンテックス140U(pH4.5%):デグサ・ジャパン社製)22質量部とをボールミルにより1時間混合して、弾性層材料(E)を調製した。この弾性層材料により形成される弾性層の体積抵抗率は1×1011Ωcmであった。弾性層材料により形成される弾性層のデュロメータ硬さはA80であった。また、弾性層材料により形成される弾性層の硬化条件は、70℃、3時間である。
イソシアネートプレポリマー(コロネート4370:日本ポリウレタン工業(株)製)100質量部、ポリオール(ニッポラン4378:日本ポリウレタン工業(株)製)70質量部、導電剤として、カーボンブラック(プリンテックス140U(pH4.5%):デグサ・ジャパン社製)22質量部とをボールミルにより1時間混合して、弾性層材料(F)を調製した。この弾性層材料により形成される弾性層の体積抵抗率は1×1011Ωcmであった。弾性層材料により形成される弾性層のデュロメータ硬さはA90であった。また、弾性層材料により形成される弾性層の硬化条件は、70℃、3時間である。
外径168mm、長さ500mmの円筒状金型に前述の基材(A)を被覆し、その外側表面の端部10mmを除いて、弾性層材料(A)の塗液を塗布した。次に金型を加熱炉中で回転させながら、温度80℃の条件で120分間加熱処理して弾性層材料(A)を硬化させた。これにより第1弾性層を形成した。加熱処理を終えた後、炉内を常温常圧(25℃、760mmHg)に戻し、金型を取り出した。その外側表面の幅方向両端部10mmに、弾性層材料(E)の塗液を塗布した。次に金型を加熱炉中で回転させながら、温度70℃の条件で180分間加熱処理して弾性層材料(E)を硬化させた。これにより第2弾性層を形成した。加熱処理を終えた後、炉内を常温常圧(25℃、760mmHg)に戻し、金型を取り出した。金型から樹脂を取り外し、フッ素樹脂系の離型層を塗布して、内径168mm、幅350mm、厚さ0.38mmの半導電性ベルトを得た。このベルトの各層の厚みは、弾性層3mm、基材0.08mmであった。また、ベルトの第1弾性層幅は330mmであり、第2弾性層幅は10mmであった。
得られた半導電性ベルトを中間転写ベルトとして富士ゼロックス(株)Docu Color1255CPに装着して改造し、転写画質(「ブラー(トナーの飛び散り)」、「「ホロキャラクター(ライン画像が中抜けする画質欠陥)」、「カラーレジ(色ズレ)」)、エンボス紙走行性、一次転写効率及び二次転写効率を評価した、これらの結果を表1及び表2に示す。
ブラーの発生状況について、以下の基準により評価した。
○:ブラーの発生は、わずかであり、画質上での問題なし
△:ブラーの発生があるが、画質上での問題は少ない
×:ブラーの発生があり、画質上での問題あり
ホロキャラクターの発生状況について、以下の基準により評価した。
○:画質上の問題なし
△:発生がわずかであり、画質上の問題は少ない
×:画質上の問題あり
カラーレジの発生状況について、以下の基準により評価した。
○:画質上の問題なし
△:発生がわずかであり、画質上での問題は少ない
×:画質上の問題あり
段差80μmのエンボス紙を走行して、マゼンタ30%のハーフトーンをコピーした時の画質評価を行い、以下の基準により評価した。
○:連続1000枚走行テストで画質上問題
△:連続1000枚走行テストで画質上大きな問題なし
×:画質上の問題あり
一次転写効率は、マゼンタ100%の10×10mmのソリッド画像を形成して、「一次転写効率(%)=一次転写後のベルト上のトナー量(mg)/転写前の感光体上のトナー量(mg))×100」より求め、以下の基準により評価した。
○:転写効率:95%以上
△:転写効率:90%以上95%未満
×:転写効率:90%未満
二次転写効率は、マゼンタ100%の10×10mmのソリッドを形成して、「一次転写効率(%)={一次転写後のベルト上のトナー量(mg)―二次転写後のベルト上のトナー量(mg)}/一次転写後のベルト上のトナー量(mg)×100」より求め、以下の基準により評価した。
○:転写効率:95%以上
△:転写効率:90%以上95%未満
×:転写効率:90%未満
総合評価は、以下を基準に判定した。
上記6つの評価項目で、○を3ポイント、△を2ポイント、×を1ポイントとして合計したとき、
○:18ポイント、
△:17ポイント、
×:16ポイント以下、
とする評価基準で判定した。
実施例1において、弾性層材料(A)を弾性材料(B)に変え、フッ素樹脂系の離型層を塗布しない以外は、実施例1と同じ手順で実施例2の半導電性ベルトを得た。そして、実施例1と同様にして評価した。
実施例1において、弾性層材料(A)を弾性材料(C)に変えた以外は、実施例1と同じ手順で実施例3の半導電性ベルトを得た。そして、実施例1と同様にして評価した。
実施例3において、弾性層材料(A)と弾性材料(C)の厚みを5mmに変えた以外は、実施例3と同じ手順で実施例4の半導電性ベルトを得た。そして、実施例1と同様にして評価した。
実施例3において、弾性層材料(E)を弾性材料(F)に変え、弾性材料(F)の幅を15mmとして、硬化時間を70℃、3時間とした以外は、実施例3と同じ手順で実施例5の半導電性ベルトを得た。ベルトの第1弾性層幅は320mmであり、第2弾性層幅は15mmであった。そして、実施例1と同様にして評価した。但し、画像形成装置には幅330mmの一次転写ローラを装着して(L1a<L2)にて評価した。
実施例5と同じ半導電性ベルトを用いて、画像形成装置に幅330mmの二次転写ローラを装着し以外は(L1a<L3)、実施例1と同様にして評価した。
弾性層なしの基材(A)のみの半導電性ベルトとした。そして、実施例1と同様にして評価した。
外径168mm、長さ500mmの円筒状金型に前述の基材(A)を被覆し、その外側表面に弾性層材料(A)の塗液を均一に塗布した。次に金型を加熱炉中で回転させながら、温度80℃の条件で120分間加熱処理して弾性層材料(A)を硬化させた。加熱処理を終えた後、炉内を常温常圧に戻し、金型を取り出した。金型から樹脂を取り外し、フッ素樹脂系の離型層を塗布して、内径168mm、幅350mm、厚さ0.08mmの半導電性ベルトを得た。そして、実施例1と同様にして評価した。
外径168mm、長さ500mmの円筒状金型に前述の基材(A)を被覆し、その外側表面に弾性層材料(D)の塗液を均一に塗布した。次に金型を加熱炉中で回転させながら、温度120℃の条件で180分間加熱処理して弾性層材料(D)を硬化させた。加熱処理を終えた後、炉内を常温常圧(25℃、760mmHg)に戻し、金型を取り出した。金型から樹脂を取り外し、フッ素樹脂系の離型層を塗布して、内径168mm、幅350mm、厚さ0.38mmの半導電性ベルトを得た。そして、実施例1と同様にして評価した。
外径168mm、長さ500mmの円筒状金型に前述の基材(A)を被覆し、その外側表面に弾性層材料(F)の塗液を塗布した。次に金型を加熱炉中で回転させながら、温度70℃の条件で180分間加熱処理して弾性層材料(D)を硬化させた。加熱処理を終えた後、炉内を常温常圧(25℃、760mmHg)に戻し、金型を取り出した。金型から樹脂を取り外し、フッ素樹脂系の離型層を塗布して、内径168mm、幅350mm、厚さ0.38mmの半導電性ベルトを得た。そして、実施例1と同様にして評価した。
12 基材
14 弾性層
14A 第1弾性層
14B 第2弾性層
21 感光体(像保持体)
22 中間転写ベルト(中間転写体)
23 二次転写ローラ(第二転写手段)
24 記録媒体収納部
25 ブラック現像器
26 イエロー現像器
27 マゼンタ現像器
28 シアン現像器
29 中間転写体クリーナー
33 剥離爪
41 ベルトローラ
42 バックアップローラ
43 ベルトローラ
44 ベルトローラ
45 一次転写ローラ(第一転写手段)
46 電極ローラ
51 クリーニングブレード
61 記録紙
62 取り出しローラ
63 送り出しローラ
71 トナーカートリッジ
72 定着ローラ
73 バックアップローラ
74 支持ローラ
75 二次転写ローラ
76 用紙経路
77 用紙トレイ
78 レーザー発生装置
79 感光体
80 一次転写ローラ
81 駆動ローラ
82 転写クリーナー
83 帯電ローラ
84 感光体クリーナー
85 現像器
86 中間転写ベルト
Claims (4)
- 基材と、
前記基材上の記録媒体走行領域となる領域に設けられる第1弾性層と、
前記基材上の記録媒体非走行領域となる領域に設けられ、前記第1弾性層よりも硬度が高い第2弾性層と、
を備えることを特徴とする中間転写体。 - 感光層を有する像保持体と、
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潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像が転写される、請求項1に記載の中間転写体と、
前記トナー像を前記中間転写体に転写する一次転写手段と、
前記中間転写体に転写された前記トナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記中間転写体の幅をL1、前記記録媒体走行領域となる領域に設けられる第1弾性層の幅をL1a、前記記録媒体非走行領域となる領域に設けられる第2弾性層の幅をL1b、前記像保持体の幅をL0、及び前記感光層の幅をL0aとしたとき、下記式(1)乃至(3)の関係を満たすことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
式(1): L1≧L1a+2×L1b
式(2): L0≧L1
式(3):L0a≧L1a - 前記中間転写体の幅をL1、前記記録媒体走行領域となる領域に設けられる第1弾性層の幅をL1a、前記一次転写手段の幅をL2、前記転写手段の幅をL3、前記記録媒体の幅をL4としたとき、下記式(4)乃至式(7)の関係を満たすことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
式(4):L1≧L2
式(5):L2≧L1a
式(6):L1a≧L3
式(7):L3≧L4
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