JP2011059477A - 転写装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、転写材の転写ローラーからの剥離性と転写効率の向上を可能とすると共に、転写ベルトの耐久性に優れ、画像ズレの生じない転写装置および画像形成装置の提供を課題とする。
【解決手段】 本発明の転写装置は、ベース層、弾性層、及び厚さtが5〔μm〕≦t≦30〔μm〕、IRHD硬度Hw1が60≦Hw1≦100の関係を有する像が担持される表層を有し、表層側からのナノインデンターで測定した表面硬度Hm、及び表層側からのIRHD硬度Hw2が0.1MPa≦Hm≦2.0MPa(Hmは3μm押し込み時の硬度である)、40≦Hw2≦90の関係を有する転写ベルトと、転写ベルトと転写材を介して当接して転写ニップ部を形成すると共に、周面軸方向に凹部を有し、該凹部に転写材を把持する転写材把持部を有する転写ローラーと、転写ニップ部で、転写ベルトを介して転写ローラーと圧接するバックアップローラーとを備えるものである。
【選択図】 図2
【解決手段】 本発明の転写装置は、ベース層、弾性層、及び厚さtが5〔μm〕≦t≦30〔μm〕、IRHD硬度Hw1が60≦Hw1≦100の関係を有する像が担持される表層を有し、表層側からのナノインデンターで測定した表面硬度Hm、及び表層側からのIRHD硬度Hw2が0.1MPa≦Hm≦2.0MPa(Hmは3μm押し込み時の硬度である)、40≦Hw2≦90の関係を有する転写ベルトと、転写ベルトと転写材を介して当接して転写ニップ部を形成すると共に、周面軸方向に凹部を有し、該凹部に転写材を把持する転写材把持部を有する転写ローラーと、転写ニップ部で、転写ベルトを介して転写ローラーと圧接するバックアップローラーとを備えるものである。
【選択図】 図2
Description
本発明は、電子写真方式において中間転写ベルトを使用した転写装置及び画像形成装置に関する。
従来、液体現像剤を用いた電子写真方式では、転写ベルトに担持された像の転写材への転写に際して、転写後に転写ベルトから転写材が剥離しやすいこと、また、転写ベルトに担持された像の転写材への良好な転写性が求められている。
剥離性に関しては、例えば特許文献1に記載されるように、押印ローラーの周面に凹部を設けると共に凹部にグリッパー76を設け、転写に際しては転写材を把持してトナー像を転写し、トナー像が完全に転写した後はグリッパー76を開いて転写材を開放させる方式が知られている。しかし、中間転写部材40をベルト状とする場合には、中間転写ベルトが押印ローラーの胴表面への当接と凹部での離間とを繰り返すために、中間転写ベルトの伸縮が繰り返される結果、膜割れ等の耐久性劣化による問題が生じる。
また、転写性に関しては、例えば特許文献2に記載されるように、転写ローラーを中間転写ベルトに圧接した圧接ニップと、中間転写ベルトを転写ローラーに巻き掛けて圧接ニップよりはるかに長く形成された巻き掛けニップとを含む転写ロングニップを用い、転写ベルトの像に転写材を長く圧接し、また、転写バイアスの作用する時間を長くして転写効率を高めることが提案されている。しかし、転写材に転写された画像が引きずられて画像ズレが生じるという問題がある。一般に、転写ローラーの表層部はバックアップローラーの表層より柔らかく形成されているので、圧接ニップでは転写ローラーの表層側が凹み、像を担持する側の転写ベルトの表面がこの凹みに沿って伸長する方向に屈曲する。また、巻き掛けニップ側では転写ベルトの表面が転写ローラーの外周面に沿って圧縮する方向に屈曲する。このように、転写ニップで転写ベルトの表面の屈曲方向が異なるために、圧接ニップと屈曲ニップとでは転写ベルト表面速度が変化し、画像ズレが生じやすくなる。
また、使用される紙の種類は多様化しており、種々の紙で高画質な画像を転写できるシステムが求められている。例えば、非塗工紙が用いられる場合、ベース層、弾性層、表層の少なくとも3層からなる多層ベルトを中間転写ベルトとするに際して、その中間層である弾性層の硬度や厚み等を特定して転写効率の向上を図ることが知られている(特許文献3、4)が、液体トナーの粒径は1〜3μm程度と微細化の方向にあり、トナーが紙の繊維による凹凸の凹部に入り込むことが可能となっており、単に、弾性層の硬度や厚み等を特定しても、低い転写効率しか得られないという問題がある。そのため、多層ベルトを中間転写ベルトとするに際して、塗工紙のみならず、非塗工紙に対する転写効率の更なる向上が求められている。
本発明は、転写材の転写ローラーからの剥離性と転写効率の向上を可能とすると共に、転写ベルトの耐久性に優れ、画像ズレの生じない転写装置および画像形成装置の提供を課題とする。
本発明の転写装置は、ベース層、前記ベース層に配されて弾性を有する弾性層、及び前記弾性層に配されて、厚さtが5〔μm〕≦t≦30〔μm〕、IRHD硬度Hw1が60≦Hw1≦100の関係を有する像が担持される表層を有すると共に、前記表層側からのナノインデンターで測定した表面硬度Hm、及び前記表層側からのIRHD硬度Hw2が、
0.1MPa≦Hm≦2.0MPa
(ここで、Hmは、3μm押し込み時の硬度である)
40≦Hw2≦90
の関係を有する転写ベルトと、
前記転写ベルトと転写材を介して当接して転写ニップ部を形成すると共に、周面軸方向に凹部を有し、該凹部に前記転写材を把持する転写材把持部を有する転写ローラーと、
前記転写ニップ部で、前記転写ベルトを介して転写ローラーと圧接するバックアップローラーと、
を備えることを特徴とする。
0.1MPa≦Hm≦2.0MPa
(ここで、Hmは、3μm押し込み時の硬度である)
40≦Hw2≦90
の関係を有する転写ベルトと、
前記転写ベルトと転写材を介して当接して転写ニップ部を形成すると共に、周面軸方向に凹部を有し、該凹部に前記転写材を把持する転写材把持部を有する転写ローラーと、
前記転写ニップ部で、前記転写ベルトを介して転写ローラーと圧接するバックアップローラーと、
を備えることを特徴とする。
前記表層は、フッ素樹脂、前記フッ素樹脂1質量部に対して1質量部より多く、5質量部以下の割合のフッ素ゴム、及び硬化剤を有することを特徴とする。
前記表層は、フッ素樹脂、シリコン樹脂、水系ウレタン樹脂、及び硬化剤を有することを特徴とする。
前記ベース層の引っ張り弾性率Eは、
1,000MPa≦E≦8,000MPa
の関係を有し、前記転写ニップ部は、前記転写ローラーと前記バックアップローラーとの圧接により形成される圧接ニップと、前記転写ベルトの移動方向に、前記バックアップローラーに巻き掛けられた前記転写ベルトを前記転写ローラーに巻き掛けて、前記バックアップローラーと接触することなく前記転写ベルトと前記転写ローラーとの接触により形成される接触ニップとを含むことを特徴とする。
1,000MPa≦E≦8,000MPa
の関係を有し、前記転写ニップ部は、前記転写ローラーと前記バックアップローラーとの圧接により形成される圧接ニップと、前記転写ベルトの移動方向に、前記バックアップローラーに巻き掛けられた前記転写ベルトを前記転写ローラーに巻き掛けて、前記バックアップローラーと接触することなく前記転写ベルトと前記転写ローラーとの接触により形成される接触ニップとを含むことを特徴とする。
前記転写ローラーの回転方向の前記接触ニップの周面の距離は、前記転写ローラーの回転方向の前記圧接ニップの周面の距離の2分の1より小さいことを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、潜像が形成される潜像担持体と、
前記潜像を液体現像剤で現像する現像部と、
ベース層、前記ベース層に配されて弾性を有する弾性層、及び前記弾性層に配されて、厚さtが5〔μm〕≦t≦30〔μm〕、IRHD硬度Hw1が60≦Hw1≦100の関係を有して、前記現像部で現像された像が担持される表層を有すると共に、前記表層側からのナノインデンターで測定した表面硬度Hm、及び前記表層側からのIRHD硬度Hw2が、
0.1MPa≦Hm≦2.0MPa
(ここで、Hmは、3μm押し込み時の硬度である)
40≦Hw2≦90
の関係を有する転写ベルトと、
前記転写ベルトと転写材を介して当接して転写ニップ部を形成すると共に、周面軸方向に凹部を有し、該凹部に前記転写材を把持する転写材把持部を有する転写ローラーと、
前記転写ニップ部で、前記転写ベルトを介して転写ローラーと圧接するバックアップローラーと、
前記転写材に転写された像を定着する定着部と
を備えることを特徴とする。
前記潜像を液体現像剤で現像する現像部と、
ベース層、前記ベース層に配されて弾性を有する弾性層、及び前記弾性層に配されて、厚さtが5〔μm〕≦t≦30〔μm〕、IRHD硬度Hw1が60≦Hw1≦100の関係を有して、前記現像部で現像された像が担持される表層を有すると共に、前記表層側からのナノインデンターで測定した表面硬度Hm、及び前記表層側からのIRHD硬度Hw2が、
0.1MPa≦Hm≦2.0MPa
(ここで、Hmは、3μm押し込み時の硬度である)
40≦Hw2≦90
の関係を有する転写ベルトと、
前記転写ベルトと転写材を介して当接して転写ニップ部を形成すると共に、周面軸方向に凹部を有し、該凹部に前記転写材を把持する転写材把持部を有する転写ローラーと、
前記転写ニップ部で、前記転写ベルトを介して転写ローラーと圧接するバックアップローラーと、
前記転写材に転写された像を定着する定着部と
を備えることを特徴とする。
本発明の転写装置、および画像形成装置によると、良好な転写性と画質、および耐久性を確保できる。また、転写ニップとして圧接ニップと共に接触ニップとする転写ベルトの巻き掛け構成により、転写材への転写性をより高めることができる。また、巻き掛けにより転写ベルトが逆屈曲されても、ベース層の伸縮をある程度許容することで膜割れを改善できる。また、二次転写ローラー側にゴム層を形成し、バックアップローラーが二次転写ローラー側に食い込むような巻き掛けニップ部の形状として巻き掛けニップ幅(W2 )<電界ニップ幅(W1 )×0.5の関係を満たすことにより、転写ベルトが二次転写ローラーに巻きかかり、その曲率に沿ってベルト表面が圧縮される方向の屈曲をしないため、従来例のごとき転写ベルトの巻きかかり方向が切り替わることによる転写ベルト表面の速度変化が起こらない。また、巻き掛けニップ幅(W2 )を十分短くすることにより、転写ベルトにおける弾性層圧縮部/非圧縮部での速度差による影響を十分に小さくすることができ、画像ズレの発生を防止しながら、転写効率を確保できる。
以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。
図1は、本発明の転写装置及び画像形成装置の第1例を、また、図2は、本発明の転写装置及び画像形成装置の第2例を模式的にかつ部分的に示す図である。図3は、第2例の二次転写部における二次転写ニップの部分拡大図である。なお、図1の画像形成装置と図2の画像形成装置とは、二次転写部11の構成のみ相違するものである。
画像形成装置1は、液体現像剤を用いて画像形成を行うもので、図1、図2に示すように、画像形成装置1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(K)の各潜像を担持する潜像担持体である感光体2Y、2M、2C、2Kを備えている。各感光体2Y、2M、2C、2Kは、水平、またはほぼ水平にタンデムに配置されている。ここで、各感光体2Y、2M、2C、2Kにおいて2Yはイエローの感光体、2Mはマゼンタの感光体、2Cはシアンの感光体、2Kはブラックの感光体を表す。また、他の部材についても同じように、部材の畚にそれぞれ各色のY、M、C、Kを添えて各色の部材を表す。
各感光体2Y、2M、2C、2Kの周囲には、それぞれ、帯電部3Y、3M、3C、3Kが設けられている。また、各帯電部3Y、3M、3C、3Kから、それぞれ、各感光体2Y、2M、2C、2Kの回転方向αに向かって、順に、像書き込み部である露光部4Y、4M、4C、4K、現像部5Y、5M、5C、5K、転写装置である一次転写部6Y、6M、6C、6K、および感光体クリーニング部7Y、7M、7C、7Kが配置されている。各露光部4Y、4M、4C、4Kは、それぞれ各感光体2Y、2M、2C、2Kに潜像を書き込む。また、各現像部5Y、5M、5C、5Kは、それぞれ各感光体2Y、2M、2C、2Kに担持された潜像を液体現像剤で現像してトナー像を形成する。
また、画像形成装置1は、転写ベルトであると共に像担持体である無端状の中間転写ベルト(以下、転写ベルト)8を備えている。この転写ベルトは、各感光体2Y、2M、2C、2Kの上方に配置されている。そして、転写ベルト8は各一次転写部6Y、6M、6C、6Kで各感光体2Y、2M、2C、2Kに圧接されている。各一次転写部6Y、6M、6C、6Kは、各感光体2Y、2M、2C、2Kに担持した各色のトナー像をそれぞれ転写ベルト8に色重ねして転写する。これにより、フルカラーのトナー像が転写ベルト8に担持される。
転写ベルト8の構成に関しては、後述するが、基材層、弾性層、表層の順次積層体であり、基材層が内周側に位置し、表層が外周側に位置する。転写ベルト8は図示しない転写ベルト駆動モーターの駆動力が伝達される転写ベルト駆動ローラー9および転写ベルトテンションローラー10に張架されている。そして、転写ベルト8はテンションを付与された状態で、回動(移動)方向βに回動するようにされている。なお、各色Y、M、C、Kに対応する感光体等の部材の配置順序は、図1、図2に示す例に限定されることなく、任意に設定することができる。転写ベルト8の転写ベルト駆動ローラー9側には転写装置である二次転写部11が設けられている。
図1、図2に示すように、二次転写ローラー12は基材12aと、基材12aの外周面に配置された弾性部材からなる弾性層12bとを有しているが、弾性層12bは基材12aの全周には設けられていない。すなわち、弾性層12bの二次転写ローラー円周には、軸方向に凹部17を有する。その場合、弾性層12bの二次転写ローラー円周方向の長さは画像形成装置に使用される転写材15の転写材移動方向のサイズが最大サイズである転写材15の方向のサイズより長くなるように設定されている。二次転写ローラー12は導電性の基材の表面には、転写ベルトとの当接部である円弧状の外周面に巻きかけられたゴムシートを有している。このゴムシートにより二次転写ローラー12の円弧部の外周面に抵抗層が形成されている。ゴムシートは基材層、弾性層及び表層の三層構造を有する。基材層は厚さ薬80〜90μmであり、例えばポリイミド樹脂を用いて形成される。弾性層は、厚さ薬0.5〜5mmであり、例えばウレタンゴムを用いて形成される。また、表層は厚さ薬5〜25μmであり、例えば弗素ゴムを用いて形成されている。ゴムシートの体積抵抗率は1×106 〜1011Ω・cm程度である。
凹部17内には、転写材把持部材であるグリッパー18、グリッパー18が着座する転写材把持部材受け部材であるグリッパー支持部19、及び転写材剥離部材である剥離爪20が配設されており、図示しないグリッパー制御カムおよび剥離爪制御カムによって転写材の把持およびリリースの運動が制御される。
二次転写ローラー12は、図示しないスプリング等の付勢手段の付勢力により弾性層12bが転写ベルト8を介して転写ベルト駆動ローラー9に圧接されている。これにより、転写ベルト8と二次転写ローラー12の弾性層12bとの間に圧接ニップが形成される。この圧接ニップの状態は、同様であるので参照すると、図3(a)におけるW1 で示される圧接ニップ11aのみの状態に相当する。本実施例では、二次転写ローラー12を転写ベルト8を介して転写ベルト駆動ローラー9に60kgfで当接し、圧接ニップ11aとして所望のップ幅5mmとした。また、転写ベルト駆動ローラー9は直径65mmであり、また、二次転写ローラー12は直径190mmとした。
図1に示される第1例においては、転写材15を二次転写ニップ11cの方へ給送するゲートローラー16を有する。このゲートローラー16は転写材15を二次転写ニップ11cの方向ζへ給送する。
また、図2に示される第2例においては、張架ローラー13は、転写ベルト駆動ローラー9より転写ベルト8の移動方向β側に配置される。そして、図3に示されるように、圧接ニップ11aを通過した転写ベルト8が張架ローラー13に巻き掛けられて二次転写ローラー12側にガイドされる。そして、圧接ニップ11aを通過した転写ベルト8が二次転写ローラー12の弾性層12bに接触し、巻き掛けられる。これにより、転写ベルト8と二次転写ローラー12の弾性層12bとの間に接触ニップ11bが形成される。この接触ニップ11bは圧接ニップ11aの終了端(転写ベルト移動方向βにおける後側の圧接ニップ11aの端)に連続して形成される。つまり、接触ニップ11bは、転写ベルト駆動ローラー9と接触していない領域の転写ベルト8と二次転写ローラー12との接触により接触ニップとして形成される。圧接ニップ11aと接触ニップ11bとにより、転写ベルト8に形成されたトナー像が転写紙等の転写材15に二次転写されるための転写ニップ部である二次転写ニップ11cが構成される。
二次転写ニップ11cにおいて、圧接ニップ11aを通過する転写材15は、転写ベルト駆動ローラー9と二次転写ローラー12の弾性層12bとの間に転写ベルト8と共に挟圧される。また、接触ニップ11bを通過する転写材15は、転写ベルト駆動ローラー9から離間した転写ベルト8と二次転写ローラー12の弾性層12bとの間に挟圧される。接触ニップ11bを通過した転写材15は転写ベルト8から離間して二次転写ローラー12の弾性層12bに巻かれて移動し、最後に弾性層12bから離間する。
この図2、図3に示す第2例の二次転写部11では、圧接ニップ11aに続いて接触ニップ11bが形成されることで、二次転写ニップ11cが転写ロングニップとされ、図1に示される転写装置に比して、転写効率がより良好になる。
また、図3において接触ニップ幅W2 (mm)は、圧接ニップ幅W1 (mm)の1/2より小さく設定されるとよい(すなわち、W2 <W1 /2)。また、接触ニップ幅W2 は転写ベルト8の弾性層の厚さより大きく設定されている。これにより、二次転写ローラー12に巻きかけられる転写ベルト8の巻き掛け量が少なくなることから、転写ベルト8は二次転写ローラー12の外周面に沿って圧縮される方向にはほとんど屈曲しない。したがって、二次転写ニップ11cで転写ベルト8の表面の屈曲方向がほとんど変化しないため、圧接ニップ11aと接触ニップ11bとで転写ベルト8の表面速度の変化が抑制される。その結果、二次転写時に、転写材15に転写される画像のずれを抑制することができる。本実施例においては、二次転写ローラー12を転写ベルト8を介して転写ベルト駆動ローラー9に60kgfで当接させ、図3での電界ニップ幅W1 =4mm、巻き掛けニップ幅W2 =1.9mm(巻き掛けニップ幅<電界ニップ幅×0.5)とした。また、転写ベルト駆動ローラー9は直径65mmであり、また、二次転写ローラー12は直径190mmとした。
二次転写ローラークリーニング部14は、クリーニングブレード等のクリーニング部材により二次転写ローラー12の弾性層12bに付着する液体現像材を除去する。クリーニング部材で除去された液体現像剤は液体現像剤容器に回収される。
二次転写部11でトナー像が転写された転写材15は、図示しない公知の定着部に搬送される。そして、転写材15に転写されたトナー像が定着部により加熱加圧されて定着される。トナー像が定着された転写材15は図示しない拝転写材トレイに収容される。
次に、図1、図2に示される画像形成装置における転写ベルト8について説明する。
図4は、本発明の一実施形態の転写ベルト8を示す。転写ベルト8の全体形状は略円筒状のシームレスベルトであり、断面は、図5に示すように、ベース層23、弾性層25および表層27を順次積層した3層の積層体構造としている。
図4は、本発明の一実施形態の転写ベルト8を示す。転写ベルト8の全体形状は略円筒状のシームレスベルトであり、断面は、図5に示すように、ベース層23、弾性層25および表層27を順次積層した3層の積層体構造としている。
表層27を構成する表層材料としては、(1)フッ素樹脂1質量部に対してフッ素ゴムを1質量部より多く5質量部以下の割合で含むゴムラテックスと硬化剤の組合せ、または(2)フッ素樹脂とシリコン成分とを含有する水系ウレタン樹脂と硬化剤との組合せが挙げられる。
(1)について説明する。ゴムラテックスは、フッ素ゴムと加硫剤、および所望により通常の添加剤、例えば充填材、着色剤、受酸剤、加硫促進剤、共加硫剤または塗料添加剤などを含むフッ素ゴムラテックスに、フッ素樹脂が配合されているものである。
フッ素樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリクロロトリフルオロエチレン(CTFE)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン(TFE)およびこれと共重合可能な少なくとも1種の他のエチレン性不飽和単量体との共重合体が挙げられる。
フッ素ゴムとしては特に限定されず、例えば、コモノマーとしてフッ化ビニリデンを含むものであるフッ化ビニリデン系共重合体、コモノマーとしてテトラフルオロエチレンを含むものであるテトラフルオロエチレン系共重合体、エチレン/ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ホスファーゼン系ゴム等が挙げられる。加硫剤としては通常使用されるフッ素ゴムの加硫剤を用いることができる。
本発明においては、例えばダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス」を使用して調製するとよい。例えば「ダイエルラテックス GLS−213F」は、上述のフッ素ゴム25質量%、フッ素樹脂25質量%からなり、着色剤を含有するフッ素ゴムラテックスである。また、「ダイエルラテックス GLS−213CR」は、上述のフッ素ゴム25質量%、フッ素樹脂25質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックスである。さらに、「ダイエルラテックス GL−252」は、上述のフッ素ゴム50質量%からなり、着色剤を含有するフッ素ゴムラテックスとして市販されている。本発明においては、各品番のものを適宜混合して、フッ素樹脂とフッ素ゴムとの含有割合を調節するとよい。
次に、(2)について説明する。表層527を構成する表層材料として、フッ素樹脂とシリコン成分とを含有する水系ウレタン樹脂と硬化剤からなるものとしてもよく、例えば、日本アチソン(株)製ウレタン塗料「TW805」を使用して調製するとよい。
本発明者は、転写ベルトにおいて、下記の性状を有することが必要であることを知見した。
(1) 表層27は、乾燥後の厚さが5〜30μm、好ましくは10〜15μmである。表層の厚みが5μm未満であると、弾性層の上に均一に塗工することが難しく、塗布ムラが生じやすくなり、また、連続運転時に表層が磨耗し、膜割れ等の欠陥が生じ、耐久性が低下するので好ましいない。また、30μmを上回ると塗膜を安定した塗工することが困難となり、また、紙への追従性が悪化するため転写効率が悪化したり、また、粗さの大きい紙にたいして埋まりがが悪化するので好ましくない。
(2) 表層単体でのIRHD硬度が60以上、好ましくは70〜80である。
表層単体でのIRHD硬度が60未満であると、表層の形状保持性が悪化する。また、タック(粘着性)が増加するため、転写効率が悪化する。また、IRHD硬度の上限値は100である。
(3) 転写ベルト状態で表層側からのナノインデンテーション法で測定した表面硬度であって、前記表層側からの3μm押し込み時硬度が0.1MPa〜2.0MPaである。
(1) 表層27は、乾燥後の厚さが5〜30μm、好ましくは10〜15μmである。表層の厚みが5μm未満であると、弾性層の上に均一に塗工することが難しく、塗布ムラが生じやすくなり、また、連続運転時に表層が磨耗し、膜割れ等の欠陥が生じ、耐久性が低下するので好ましいない。また、30μmを上回ると塗膜を安定した塗工することが困難となり、また、紙への追従性が悪化するため転写効率が悪化したり、また、粗さの大きい紙にたいして埋まりがが悪化するので好ましくない。
(2) 表層単体でのIRHD硬度が60以上、好ましくは70〜80である。
表層単体でのIRHD硬度が60未満であると、表層の形状保持性が悪化する。また、タック(粘着性)が増加するため、転写効率が悪化する。また、IRHD硬度の上限値は100である。
(3) 転写ベルト状態で表層側からのナノインデンテーション法で測定した表面硬度であって、前記表層側からの3μm押し込み時硬度が0.1MPa〜2.0MPaである。
ナノインデンテーション法による硬度の測定は、微小なダイヤモンド圧子を薄膜に押し込みながらその荷重と押し込み深さ(変位量)の関係を測定し、測定値から硬度を算出する方法であり、μNオーダーの荷重を加えながら、ナノメートルの精度で変位量を測定できるものである。ここで多層ベルトに対する3μm押し込み時硬度は、その表面におけるトナー粒子に対する捕捉しやすさ、また、離れやすさの基準となると考えられる。また、紙などの転写材への埋まり性の基準となると考えられる。
3μm押し込み時硬度が、0.1MPaより低いと、トナーを捕捉する力が大きくなるために、ベルト表面から離れにくくなり、転写効率や埋まりが低下するという問題が生じ、また、2.0MPaより高くなると転写効率と紙への埋り率の両方を同時に向上させることができない。
(4) 転写ベルト状態で表層側からのIRHD硬度が40〜90である。
転写ベルト状態で表層側からのIRHD硬度が40未満であるとベース層と表層の変形が大きくなり、画像を正確に保持することが難しく、画像ずれが発生しやすくなる。また、90を超えると必要な転写ニップ幅の確保が難しくなったり、転写効率や埋まりが悪化しやすくなる。
(4) 転写ベルト状態で表層側からのIRHD硬度が40〜90である。
転写ベルト状態で表層側からのIRHD硬度が40未満であるとベース層と表層の変形が大きくなり、画像を正確に保持することが難しく、画像ずれが発生しやすくなる。また、90を超えると必要な転写ニップ幅の確保が難しくなったり、転写効率や埋まりが悪化しやすくなる。
また、表層および転写ベルトが上記の(1)〜(4)を満たすと共に、表層がフッ素樹脂1質量部に対してフッ素ゴムを1質量部より多く、5質量部以下の割合で含むゴムラテックスと硬化剤とを有するか、または、フッ素樹脂とシリコン成分とを含有する水系ウレタン樹脂と硬化剤とを有するものとすることにより、転写効率の向上と共に紙への埋り率の向上を図ることができ、転写効率と紙への埋り率を共に良好にできる。
また、転写装置における二次転写部11が図3に示すごとき巻き掛け構成をとする場合、転写ベルト8におけるベース層の引張弾性率を1000MPa〜8000MPaとすることにより、転写材へのトナー転写性を高めることができると共に、巻き掛けによる逆屈曲でもベース層の伸縮を或る程度許容することで、転写ベルトにおける膜割れを防止することができる。本発明の転写ベルトを用いた場合、90%以上の転写効率が得られると共にに、表層の耐久性に優れるものとでき、また、画像ズレのないものとできる。
また、本発明の画像形成装置は、粒径が1μm〜3μmの小粒径の液体現像剤の使用に適するものである。以下に実施例に使用したトナーの製造例を示す。なお、温度が記載されていない工程については、室温(25℃)で行った。
(トナーの調製)
エポキシ樹脂(商品名:エピコート1004、分子量Mn:1480、ガラス転移点Tg:53℃)と、着色剤としてシアン系顔料(大日精化社製「ピグメントブルー15:3)との混合物(質量比、R1:シアン系顔料=85:15)を用意した。これら各成分を20L型のヘンシェルミキサーを用いて混合し、トナー製造用の原料を得た。次に、この原料(混合物)を2軸混練押出機を用いて混練し、押出口から押し出された混練物を冷却し、次いでハンマーミルを用いて粗粉砕し、平均粒径:1.0mm以下の粉末とした。
エポキシ樹脂(商品名:エピコート1004、分子量Mn:1480、ガラス転移点Tg:53℃)と、着色剤としてシアン系顔料(大日精化社製「ピグメントブルー15:3)との混合物(質量比、R1:シアン系顔料=85:15)を用意した。これら各成分を20L型のヘンシェルミキサーを用いて混合し、トナー製造用の原料を得た。次に、この原料(混合物)を2軸混練押出機を用いて混練し、押出口から押し出された混練物を冷却し、次いでハンマーミルを用いて粗粉砕し、平均粒径:1.0mm以下の粉末とした。
上記の方法で得られたトナー粒子:40質量部、キャリアとして信越化学社製「シリコーンオイル KF−96(50cs)」155質量部、分散剤ソルスパース13940を5質量部とをセラミック製ポット(内容積600ml)に入れ、さらにジルコニアボール(ボール直径:10mm)を体積充填率30%になるように入れて、卓上ポットミルにて回転速度220rpmで96時間分散させ、液体現像剤を得た。得られた液体現像剤中におけるトナー粒子のDv(50)は、2.2μmであった。
以下、実施例、比較例により本発明を説明するが、実施例および比較例で作製した転写ベルトの各物性は以下のように測定したものである。
(1) 転写ベルトの表面硬度: 微小硬さ測定装置(ナノインデンター)を使用して測定するもので、この装置は、図6に示すように、トランデューサーaと先端形状が正三角形のダイヤモンド Berkovich圧子bを有し、多層ベルト表面にmgfオーダーの荷重を加えることにより、nmの精度で変位量(押し込み深さ)を測定するものである。市販のものとしては、エリオニクス社製「ENT−2100」(三角錐圧子、稜間度115度)を使用できる。この装置は、測定面からの反力(mgf/μm2 )を測定するもので、本発明においては、3μm押し込み時硬度HM(マルテンス硬度)、10mgf荷重時の硬度HM(マルテンス硬度)を測定する。後述する各例においては5点測定の平均値である。また、このときの標準偏差は測定結果に対して1桁以上小さい値であり、測定の有意性を示すものである。なお、1mgf/μm2 =10MPa、1mgf=10μNである。
(2) 引張弾性率;JISK7113に従って測定。表層、ベース層の引張弾性率は、実施例および比較例それぞれの材料をシリコンゴム製の型上に流し込み、室温乾燥後、実施例および比較例それぞれの硬化条件と同一の条件で硬化させて作製したシートを用いて測定した。10mm幅のチャック間50mm応力曲線の線形部分から測定。
(3) 表面抵抗率;株式会社ダイヤインスツルメンツ製「ハイレスタUPMCP−HT450型」を用い、URSプローブにて印加電圧250V、測定時間10秒の条件で測定した。測定環境は温度23℃、相対湿度55%である。
(4) 体積抵抗率;株式会社ダイヤインスツルメンツ製「ハイレスタUPMCP−HT450型」を用い、URSプローブにて、印加電圧250V、測定時間10秒の条件で測定した。測定環境は温度23℃、相対湿度55%である。
(5) 弾性層のJIS A硬度;JIS K6253(1993)に従って測定し、タイプAを用いた。
(6) 転写ベルト、また表層のIRHD硬度: Wallace硬度計{針形状は球状(φ0.395mm)}で押し込み深さを硬度に変換表を使用して変換するもので、得られる硬度は無次元、押し圧は15.6gfであり、例えば硬度50は160μmの押し込み深さに相当する。
(1) ベース層の作製
・ トリメリット酸とジフエニルメタンジイソシアネートから公知の方法で合成したポリアミドイミドワニス ・・・ 100質量部
・ カーボンブラック(ファーネスブラック) ・・・ 7.0質量部
・ 分散剤 ・・・ 0.1質量部
をビーズミルにて均一に混合し、円柱状金型を回転させながら、ノズルを金型外面に接触させ、ノズルから上記ベース層材料を定量供給しながら、ノズルを金型の回転軸方向に一定速度で移動させて前記材料の塗布を行った。次いで、金型を回転させながら300℃まで段階的に加熱し、冷却することにより材料を硬化させ、厚さ90μmのベース層を形成した。その引張弾性率は2300MPaであった。
・ トリメリット酸とジフエニルメタンジイソシアネートから公知の方法で合成したポリアミドイミドワニス ・・・ 100質量部
・ カーボンブラック(ファーネスブラック) ・・・ 7.0質量部
・ 分散剤 ・・・ 0.1質量部
をビーズミルにて均一に混合し、円柱状金型を回転させながら、ノズルを金型外面に接触させ、ノズルから上記ベース層材料を定量供給しながら、ノズルを金型の回転軸方向に一定速度で移動させて前記材料の塗布を行った。次いで、金型を回転させながら300℃まで段階的に加熱し、冷却することにより材料を硬化させ、厚さ90μmのベース層を形成した。その引張弾性率は2300MPaであった。
(2) 弾性層の作製
下記の表1に弾性層材料を示す。表1に示した硬化剤に含まれる成分を表1の割合でまず混合し、得られた硬化剤と主剤を表1に記載の割合で混合して、弾性層材料を作成した。かかる材料をベース層作製時と同じ装置を用いてベース層上に塗工し、弾性層を形成した。ついで、ベース層上に弾性層材料を塗工したベルトを150℃で1時間加熱し、弾性層を硬化させた。弾性層の厚さは250μm、JIS A硬度 30であった。
下記の表1に弾性層材料を示す。表1に示した硬化剤に含まれる成分を表1の割合でまず混合し、得られた硬化剤と主剤を表1に記載の割合で混合して、弾性層材料を作成した。かかる材料をベース層作製時と同じ装置を用いてベース層上に塗工し、弾性層を形成した。ついで、ベース層上に弾性層材料を塗工したベルトを150℃で1時間加熱し、弾性層を硬化させた。弾性層の厚さは250μm、JIS A硬度 30であった。
・ 主剤;ポリプロピレングリコールとトリレンジイソシアネートから得られるNCO含有量6.9%の末端プレポリマー(住化バイエルウレタン株式会社製)
・ Acclaim4220;ポリプロピレングリコール(住化バイエルウレタン株式会社製)
・ エタキュアー300;ジメチルチオトルエンジアミン(アルベマール社製)
・ 制電剤;三光化学工業株式会社製「サンコノールPEO−20R」(リチウムービス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドをポリオールに溶解した水溶液)
・ 消泡剤;共栄社化学株式会社製「フローレンAC326F」。
・ Acclaim4220;ポリプロピレングリコール(住化バイエルウレタン株式会社製)
・ エタキュアー300;ジメチルチオトルエンジアミン(アルベマール社製)
・ 制電剤;三光化学工業株式会社製「サンコノールPEO−20R」(リチウムービス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドをポリオールに溶解した水溶液)
・ 消泡剤;共栄社化学株式会社製「フローレンAC326F」。
(3) 表層の作製
次に、上記で得たベース層上の弾性層上に、下記の組成の表層をそれぞれ形成して、実施例1〜2および比較例1の転写ベルトとした。また、下記の実施例9で得られる転写ベルトについて、ナノインデンテーション法による表面硬度の測定例を示す。
次に、上記で得たベース層上の弾性層上に、下記の組成の表層をそれぞれ形成して、実施例1〜2および比較例1の転写ベルトとした。また、下記の実施例9で得られる転写ベルトについて、ナノインデンテーション法による表面硬度の測定例を示す。
図6に示すナノインデンター(エリオニクス社製「ENT−2100」)に転写ベルトを設定し、荷重変化が一定となるように荷重速度:15mgf/secとした試験荷重:150mgfとして、分割数:500step、ステップインターバル:20msecで、また、温度32℃で測定した。
図7に、得られた変位vs荷重の関係を示す。図7は、(転写ベルト表面に圧子を押圧する荷重時)→(圧子を除荷する除荷時)での荷重(mgf)と変位(μm)との関係を示すものである。この図から、荷重が10mgf時での変位Aは、2μmであることがわかる。
また、硬度(mgf/μm2 、HM、マルテンス硬さ)は、
HM=P/A
(Pは圧子に加えられた(最大)荷重であり、Aはそのときの圧子と試料間の接触射影面積である。)
で求められるものであるが、この装置を使用して、図8に示すごとき、変位(μm)vs硬度(mgf/μm2 )曲線を得ることができる。図8から、変位A(2μm)に相当する硬度(B)が得られ、10mgf(100μN)荷重時のHM硬度は、0.48MPaであることがわかる。また、図9に、図8における変位(3μm)に相当する硬度(A)を示す。3μm押し込み時硬度は、0.46MPaであることがわかる。
HM=P/A
(Pは圧子に加えられた(最大)荷重であり、Aはそのときの圧子と試料間の接触射影面積である。)
で求められるものであるが、この装置を使用して、図8に示すごとき、変位(μm)vs硬度(mgf/μm2 )曲線を得ることができる。図8から、変位A(2μm)に相当する硬度(B)が得られ、10mgf(100μN)荷重時のHM硬度は、0.48MPaであることがわかる。また、図9に、図8における変位(3μm)に相当する硬度(A)を示す。3μm押し込み時硬度は、0.46MPaであることがわかる。
(実施例1)
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GLS−213CR」(フッ素ゴム25質量%、フッ素樹脂25質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)
・・・ 40質量%
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−252CR」(フッ素ゴム50質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)・・・ 60質量%
・ 硬化剤(ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−200」)
・・・ 1.5質量%(外掛け)
を混合し、フッ素樹脂1質量部に対してフッ素ゴムを4質量部の割合で含有する表層材料を得た。得られた表層材料を静電塗装ガンにて上記で得た弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚14.8μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は68であった。
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GLS−213CR」(フッ素ゴム25質量%、フッ素樹脂25質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)
・・・ 40質量%
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−252CR」(フッ素ゴム50質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)・・・ 60質量%
・ 硬化剤(ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−200」)
・・・ 1.5質量%(外掛け)
を混合し、フッ素樹脂1質量部に対してフッ素ゴムを4質量部の割合で含有する表層材料を得た。得られた表層材料を静電塗装ガンにて上記で得た弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚14.8μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は68であった。
また、上述したナノインデンテーション法により、転写ベルトの表層側からの3μm押し込み時硬度は0.41MPa、また、マイクロ硬度(IRHD)は60であった。
また、転写ベルトの表層側の表面抵抗率(logΩ/□、以下同じ)は、10.0であり、ベース層側の表面抵抗率(logΩ/□、以下同じ)は、10.0であり、また、体積抵抗率(logΩ・cm、以下同じ)は、8.5であった。
(実施例2)
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GLS−213CR」(フッ素ゴム25質量%、フッ素樹脂25質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)
・・・ 60質量%
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−252CR」(フッ素ゴム50質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)・・・ 40質量%
・ 硬化剤(ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−200」)
・・・ 1.5質量%(外掛け)
を混合し、フッ素樹脂1質量部に対してフッ素ゴムを2.33質量部の割合で含有する表層材料を得た。得られた表層材料を静電塗装ガンにて上記で得た弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚14.2μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は78であった。
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GLS−213CR」(フッ素ゴム25質量%、フッ素樹脂25質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)
・・・ 60質量%
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−252CR」(フッ素ゴム50質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)・・・ 40質量%
・ 硬化剤(ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−200」)
・・・ 1.5質量%(外掛け)
を混合し、フッ素樹脂1質量部に対してフッ素ゴムを2.33質量部の割合で含有する表層材料を得た。得られた表層材料を静電塗装ガンにて上記で得た弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚14.2μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は78であった。
また、上述したナノインデンテーション法により、転写ベルトの表層側からの3μm押し込み時硬度は0.68MPa、また、マイクロ硬度(IRHD)は61であった。また、転写ベルトの表層側の表面抵抗率は10.0であり、ベース層側の表面抵抗率は10.0であり、また、体積抵抗率は8.5であった。
(比較例1)
ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GLS−213F」(フッ素ゴム25質量%、フッ素樹脂25質量%からなり、着色剤を含有するフッ素ゴムラテックス)を表層材料とし、静電塗装ガンにて上記で得た弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚10.0μmの表層を形成し、比較用の転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は98であった。
ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GLS−213F」(フッ素ゴム25質量%、フッ素樹脂25質量%からなり、着色剤を含有するフッ素ゴムラテックス)を表層材料とし、静電塗装ガンにて上記で得た弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚10.0μmの表層を形成し、比較用の転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は98であった。
また、上述したナノインデンテーション法により、転写ベルトの表層側からの3μm押し込み時硬度は2.6MPa、また、マイクロ硬度(IRHD)は64であった。また、転写ベルトの表層側の表面抵抗率は10.0であり、ベース層側の表面抵抗率は10.0であり、また、体積抵抗率は8.5であった。
(図1の画像形成装置への適用例)
得られた実施例1、2、比較例1の各転写ベルトを使用して、図1の画像形成装置に組み込み、下記の点について評価した。その結果を下記表に示す。
得られた実施例1、2、比較例1の各転写ベルトを使用して、図1の画像形成装置に組み込み、下記の点について評価した。その結果を下記表に示す。
(耐久性評価)
画像形成装置を300万枚に相当する回転距離を駆動させて、転写ベルトの表層における膜割れの確認を行った。
画像形成装置を300万枚に相当する回転距離を駆動させて、転写ベルトの表層における膜割れの確認を行った。
(転写効率測定)
転写効率は、転写前の転写ベルト上の画像濃度をOD1、転写後のベルト上に残留したトナーの濃度をOD2とした場合、{(OD1−OD2)/OD1}×100(%)として計算した。そして、転写バイアスを変更しながら効率を測定し、効率が最大となる時の転写バイアスでの結果を採用した。また、転写材としては塗工紙(王子製紙(株)製「ウルトラサテン金藤127.9g)および非塗工紙(富士ゼロックス(株)製J紙)の2種類を用いた。2種類の転写材について評価したのは、両者の表面粗さおよび塗工層の有無の違いにより転写の挙動が相違するためである。転写効率はいずれも90%以上であることが必要である。
転写効率は、転写前の転写ベルト上の画像濃度をOD1、転写後のベルト上に残留したトナーの濃度をOD2とした場合、{(OD1−OD2)/OD1}×100(%)として計算した。そして、転写バイアスを変更しながら効率を測定し、効率が最大となる時の転写バイアスでの結果を採用した。また、転写材としては塗工紙(王子製紙(株)製「ウルトラサテン金藤127.9g)および非塗工紙(富士ゼロックス(株)製J紙)の2種類を用いた。2種類の転写材について評価したのは、両者の表面粗さおよび塗工層の有無の違いにより転写の挙動が相違するためである。転写効率はいずれも90%以上であることが必要である。
(画像ずれの判定方法)
図10(a)に示す画像ズレ評価パターンを使用して評価した。画像ズレは、図10(a)に示すように転写材の移動方向(図にあっては左右方向)と直交方向に伸びる2ドットの横線画像について判定する。その場合、1ドットは1200DPI≒21μm×21μmである。そして、この横線画像を非塗工紙に転写した。(b)のごとく、擦ったような擦り痕がない場合は画像ズレがないとし、(c)のごとく、擦ったような擦り痕で、画像後端側に尾を引くズレが確認される場合、画像ズレがあると判定した。
図10(a)に示す画像ズレ評価パターンを使用して評価した。画像ズレは、図10(a)に示すように転写材の移動方向(図にあっては左右方向)と直交方向に伸びる2ドットの横線画像について判定する。その場合、1ドットは1200DPI≒21μm×21μmである。そして、この横線画像を非塗工紙に転写した。(b)のごとく、擦ったような擦り痕がない場合は画像ズレがないとし、(c)のごとく、擦ったような擦り痕で、画像後端側に尾を引くズレが確認される場合、画像ズレがあると判定した。
(実施例3)
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GLS−213CR」(フッ素ゴム25質量%、フッ素樹脂25質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)
・・・ 40質量%
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−252CR」(フッ素ゴム50質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)・・・ 60質量%
・ 硬化剤(ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−200」)
・・・ 5質量%(外掛け)
を混合し、フッ素樹脂1質量部に対してフッ素ゴムを4質量部の割合で含有する表層材料を得た。得られた表層材料を静電塗装ガンにて上記で得た弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚16.6μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は78であった。
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GLS−213CR」(フッ素ゴム25質量%、フッ素樹脂25質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)
・・・ 40質量%
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−252CR」(フッ素ゴム50質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)・・・ 60質量%
・ 硬化剤(ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−200」)
・・・ 5質量%(外掛け)
を混合し、フッ素樹脂1質量部に対してフッ素ゴムを4質量部の割合で含有する表層材料を得た。得られた表層材料を静電塗装ガンにて上記で得た弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚16.6μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は78であった。
また、上述したナノインデンテーション法により、転写ベルトの表層側からの3μm押し込み時硬度は0.64MPa、また、マイクロ硬度(IRHD)は62であった。また、転写ベルトの表層側の表面抵抗率は10.0であり、ベース層側の表面抵抗率は10.0であり、また、体積抵抗率は8.5であった。
(実施例4)
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GLS−213CR」(フッ素ゴム25質量%、フッ素樹脂25質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)
・・・ 60質量%
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−252CR」(フッ素ゴム50質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)・・・ 40質量%
・ 硬化剤(ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−200」)
・・・ 5質量%(外掛け)
を混合し、フッ素樹脂1質量部に対してフッ素ゴムを2.33質量部の割合で含有する表層材料を得た。得られた表層材料を静電塗装ガンにて上記で得た弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚14.4μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は86であった。
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GLS−213CR」(フッ素ゴム25質量%、フッ素樹脂25質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)
・・・ 60質量%
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−252CR」(フッ素ゴム50質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)・・・ 40質量%
・ 硬化剤(ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−200」)
・・・ 5質量%(外掛け)
を混合し、フッ素樹脂1質量部に対してフッ素ゴムを2.33質量部の割合で含有する表層材料を得た。得られた表層材料を静電塗装ガンにて上記で得た弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚14.4μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は86であった。
また、上述したナノインデンテーション法により、転写ベルトの表層側からの3μm押し込み時硬度は0.88MPa、また、マイクロ硬度(IRHD)は64であった。また、転写ベルトの表層側の表面抵抗率は10.0であり、ベース層側の表面抵抗率は10.0であり、また、体積抵抗率は8.5であった。
(実施例5)
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GLS−213CR」(フッ素ゴム25質量%、フッ素樹脂25質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)
・・・ 80質量%
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−252CR」(フッ素ゴム50質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)・・・ 20質量%
・ 硬化剤(ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−200」)
・・・ 5質量%(外掛け)
を混合し、フッ素樹脂1質量部に対してフッ素ゴムを1.5質量部の割合で含有する表層材料を得た。得られた表層材料を静電塗装ガンにて上記で得た弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚14.2μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は94であった。
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GLS−213CR」(フッ素ゴム25質量%、フッ素樹脂25質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)
・・・ 80質量%
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−252CR」(フッ素ゴム50質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)・・・ 20質量%
・ 硬化剤(ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−200」)
・・・ 5質量%(外掛け)
を混合し、フッ素樹脂1質量部に対してフッ素ゴムを1.5質量部の割合で含有する表層材料を得た。得られた表層材料を静電塗装ガンにて上記で得た弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚14.2μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は94であった。
また、上述したナノインデンテーション法により、転写ベルトの表層側からの3μm押し込み時硬度は1.00MPa、また、マイクロ硬度(IRHD)は65であった。また、転写ベルトの表層側の表面抵抗率は10.0であり、ベース層側の表面抵抗率は10.0であり、また、体積抵抗率は8.5であった。
(実施例6)
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GLS−213CR」(フッ素ゴム25質量%、フッ素樹脂25質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)
・・・ 80質量%
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−252CR」(フッ素ゴム50質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)・・・ 20質量%
・ 硬化剤(ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−200」)
・・・ 1.5質量%(外掛け)
を混合し、フッ素樹脂1質量部に対してフッ素ゴムを2.33質量部の割合で含有する表層材料を得た。得られた表層材料を静電塗装ガンにて、同様に弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚7.8μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は89であった。
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GLS−213CR」(フッ素ゴム25質量%、フッ素樹脂25質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)
・・・ 80質量%
・ ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−252CR」(フッ素ゴム50質量%からなる無着色のフッ素ゴムラテックス)・・・ 20質量%
・ 硬化剤(ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックス GL−200」)
・・・ 1.5質量%(外掛け)
を混合し、フッ素樹脂1質量部に対してフッ素ゴムを2.33質量部の割合で含有する表層材料を得た。得られた表層材料を静電塗装ガンにて、同様に弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚7.8μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は89であった。
また、上述したナノインデンテーション法により、転写ベルトの表層側からの3μm押し込み時硬度は0.44MPa、また、マイクロ硬度(IRHD)は60であった。また、転写ベルトの表層側の表面抵抗率は10.0であり、ベース層側の表面抵抗率は10.0であり、また、体積抵抗率は8.5であった。
(実施例7)
実施例5で得られる得られた表層材料を静電塗装ガンにて、実施例5同様に弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚6.4μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は94であった。
実施例5で得られる得られた表層材料を静電塗装ガンにて、実施例5同様に弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚6.4μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は94であった。
また、上述したナノインデンテーション法により、転写ベルトの表層側からの3μm押し込み時硬度は0.49MPa、また、マイクロ硬度(IRHD)は63であった。また、転写ベルトの表層側の表面抵抗率は10.0であり、ベース層側の表面抵抗率は10.0であり、また、体積抵抗率は8.5であった。
(実施例8)
実施例5における弾性層において、その厚さを100μmとした以外は同様の弾性層上に、実施例5で得られた表層材料を静電塗装ガンにて表層材料を同様に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚18μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は94であった。
実施例5における弾性層において、その厚さを100μmとした以外は同様の弾性層上に、実施例5で得られた表層材料を静電塗装ガンにて表層材料を同様に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚18μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は94であった。
また、上述したナノインデンテーション法により、転写ベルトの表層側からの3μm押し込み時硬度は1.3MPa、また、マイクロ硬度(IRHD)は63であった。また、転写ベルトの表層側の表面抵抗率は10.0であり、ベース層側の表面抵抗率は10.0であり、また、体積抵抗率は8.5であった。
(比較例2)
実施例5で得られる表層材料を静電塗装ガンにて、実施例5同様に弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚35μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は94であった。
実施例5で得られる表層材料を静電塗装ガンにて、実施例5同様に弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚35μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は94であった。
また、上述したナノインデンテーション法により、転写ベルトの表層側からの3μm押し込み時硬度は3MPa、また、マイクロ硬度(IRHD)は68であった。また、転写ベルトの表層側の表面抵抗率は10.0であり、ベース層側の表面抵抗率は10.0であり、また、体積抵抗率は8.5であった。
(比較例3)
実施例5における弾性層において、その厚さを250μmでJIS A硬度50とした以外は同様の弾性層上に、実施例5で得られる表層材料を静電塗装ガンにて同様に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚20μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は94であった。
実施例5における弾性層において、その厚さを250μmでJIS A硬度50とした以外は同様の弾性層上に、実施例5で得られる表層材料を静電塗装ガンにて同様に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚20μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は94であった。
また、上述したナノインデンテーション法により、転写ベルトの表層側からの3μm押し込み時硬度は3.5MPa、また、マイクロ硬度(IRHD)は80であった。また、転写ベルトの表層側の表面抵抗率は10.0であり、ベース層側の表面抵抗率は10.0であり、また、体積抵抗率は8.5であった。
(比較例4)
実施例5における弾性層において、その厚さを80μmでJIS A硬度80とした以外は同様の弾性層上に、実施例5で得られる表層材料を静電塗装ガンにて同様に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚20μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は94であった。
実施例5における弾性層において、その厚さを80μmでJIS A硬度80とした以外は同様の弾性層上に、実施例5で得られる表層材料を静電塗装ガンにて同様に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で60分間硬化させ、膜厚20μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は94であった。
また、上述したナノインデンテーション法により、転写ベルトの表層側からの3μm押し込み時硬度は5MPa、また、マイクロ硬度(IRHD)は95であった。また、転写ベルトの表層側の表面抵抗率は10.0であり、ベース層側の表面抵抗率は10.0であり、また、体積抵抗率は8.5であった。
(図2の画像形成装置の適用例)
次に、得られた実施例3〜8、および上述の比較例1を含め比較例2〜4で得られた各転写ベルト、および、後述する実施例9、10、および比較例5で得られた各転写ベルトを、画像形成装置に組み込んで評価を行った。実施例3〜8、および比較例1〜4で得られた各転写ベルトについての結果を表3、4に、また、後述する実施例9、10、および比較例5で得られた各転写ベルトについての結果は、表5に示す。
次に、得られた実施例3〜8、および上述の比較例1を含め比較例2〜4で得られた各転写ベルト、および、後述する実施例9、10、および比較例5で得られた各転写ベルトを、画像形成装置に組み込んで評価を行った。実施例3〜8、および比較例1〜4で得られた各転写ベルトについての結果を表3、4に、また、後述する実施例9、10、および比較例5で得られた各転写ベルトについての結果は、表5に示す。
(実施例9)
(弾性層の形成)
実施例1と同様のベース層上に、前記の表1に示した硬化剤に含まれる成分を表1の割合でまず混合し、得られた硬化剤と主剤を表1に記載の割合で混合して、弾性層材料を作成し、ベース層作製時と同じ装置を用いて同様に塗工し、弾性層を形成した。ついで、ベース層上に弾性層材料を塗工したベルトを150℃で1時間加熱し、弾性層を硬化させた。弾性層の厚さは200μm、JIS A硬度30であった。
(弾性層の形成)
実施例1と同様のベース層上に、前記の表1に示した硬化剤に含まれる成分を表1の割合でまず混合し、得られた硬化剤と主剤を表1に記載の割合で混合して、弾性層材料を作成し、ベース層作製時と同じ装置を用いて同様に塗工し、弾性層を形成した。ついで、ベース層上に弾性層材料を塗工したベルトを150℃で1時間加熱し、弾性層を硬化させた。弾性層の厚さは200μm、JIS A硬度30であった。
(表層の形成)
ウレタン樹脂をバインダーとする水系ウレタン塗料であり、フッ素樹脂粉末(PTFE)を1質量%以下、シリコン樹脂を5〜20質量%の割合でそれぞれ含有する塗料(日本アチソン株式会社製ウレタン塗料「TW805」)を主剤とし、これに硬化剤(日本アチソン株式会社製「WHI」)を主剤:硬化剤=95:5(質量比)の割合で混合し、表層材料を得た。得られた表層材料を静電塗装ガンにて上述の弾性層上に塗装した。乾燥後に120℃のオーブン内で10分間硬化させ、膜厚10.9μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。なお、また、表層単独の硬度(IRHD)は62であった。
ウレタン樹脂をバインダーとする水系ウレタン塗料であり、フッ素樹脂粉末(PTFE)を1質量%以下、シリコン樹脂を5〜20質量%の割合でそれぞれ含有する塗料(日本アチソン株式会社製ウレタン塗料「TW805」)を主剤とし、これに硬化剤(日本アチソン株式会社製「WHI」)を主剤:硬化剤=95:5(質量比)の割合で混合し、表層材料を得た。得られた表層材料を静電塗装ガンにて上述の弾性層上に塗装した。乾燥後に120℃のオーブン内で10分間硬化させ、膜厚10.9μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。なお、また、表層単独の硬度(IRHD)は62であった。
また、上述したナノインデンテーション法により、転写ベルトの表層側からの3μm押し込み時硬度は0.46MPa、また、マイクロ硬度(IRHD)は60であった。また、転写ベルトの表層側の表面抵抗率は10.0であり、ベース層側の表面抵抗率は10.0であり、また、体積抵抗率は8.5であった。
(実施例10)
(弾性層の形成)
実施例1と同様のベース層上に、上記の表1に示した硬化剤に含まれる成分を表1の割合でまず混合し、得られた硬化剤と主剤を表1に記載の割合で混合して、弾性層材料を作成し、ベース層作製時と同じ装置を用いて同様に塗工し、弾性層を形成した。ついで、ベース層上に弾性層材料を塗工したベルトを150℃で1時間加熱し、弾性層を硬化させた。弾性層の厚さは100μm、JIS A硬度 30であった。
(弾性層の形成)
実施例1と同様のベース層上に、上記の表1に示した硬化剤に含まれる成分を表1の割合でまず混合し、得られた硬化剤と主剤を表1に記載の割合で混合して、弾性層材料を作成し、ベース層作製時と同じ装置を用いて同様に塗工し、弾性層を形成した。ついで、ベース層上に弾性層材料を塗工したベルトを150℃で1時間加熱し、弾性層を硬化させた。弾性層の厚さは100μm、JIS A硬度 30であった。
次いで、弾性層上に、実施例9と同様に、膜厚13μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は62であった。
また、上述したナノインデンテーション法により、転写ベルトの表層側からの3μm押し込み時硬度は0.74MPa、また、マイクロ硬度(IRHD)は70であった。また、転写ベルトの表層側の表面抵抗率は10.0であり、ベース層側の表面抵抗率は10.0であり、また、体積抵抗率は8.5であった。
(比較例5)
実施例1と同様のベース層と弾性層上に、自己硬化型ウレタンである水系ウレタン塗料を表層材料とし、静電塗装ガンにて上記で得た弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で10分間硬化させ、膜厚12.5μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は80であった。
実施例1と同様のベース層と弾性層上に、自己硬化型ウレタンである水系ウレタン塗料を表層材料とし、静電塗装ガンにて上記で得た弾性層上に塗装した。乾燥後に150℃のオーブン内で10分間硬化させ、膜厚12.5μmの表層を形成し、転写ベルトを作製した。なお、表層の膜厚はダイヤルゲージを用いて測定した。また、表層単独の硬度(IRHD)は80であった。
また、上述したナノインデンテーション法により、転写ベルトの表層側からの3μm押し込み時硬度は2.5MPa、また、マイクロ硬度(IRHD)は66であった。また、転写ベルトの表層側の表面抵抗率は10.0であり、ベース層側の表面抵抗率は10.0であり、また、体積抵抗率は8.5であった。
1…画像形成装置、2Y、2M、2C、2K…感光体、5Y、5M、5C、5K…現像部、6Y、6M、6C、6K…一次転写部、8…中間転写ベルト、9…中間転写ベルト駆動ローラー、9a…中間転写ベルト駆動ローラーの中心、11…二次転写部(転写装置)、11a…圧接ニップ、11b…接触ニップ、11c…二次転写ニップ、12…二次転写ローラー、12a…基材、12b…弾性層、12c…二次転写ローラーの中心、13…張架ローラー、15…転写材、17…凹部、18…グリッパー、W1 …圧接ニップ幅、W2 …接触ニップ幅、R1 …二次転写ローラーの半径、R2 …中間転写ベルト駆動ローラー(バックアップローラー)の半径、23…ベース層、25…弾性層、27…表層、29…外周面、30…内周面、a…トランデューサー、b… Berkovich圧子
Claims (6)
- ベース層、前記ベース層に配されて弾性を有する弾性層、及び前記弾性層に配されて、厚さtが5〔μm〕≦t≦30〔μm〕、IRHD硬度Hw1が60≦Hw1≦100の関係を有する像が担持される表層を有すると共に、前記表層側からのナノインデンターで測定した表面硬度Hm、及び前記表層側からのIRHD硬度Hw2が
0.1MPa≦Hm≦2.0MPa
(ここで、Hmは、3μm押し込み時の硬度である)
40≦Hw2≦90
の関係を有する転写ベルトと、
前記転写ベルトと転写材を介して当接して転写ニップ部を形成すると共に、周面軸方向に凹部を有し、該凹部に前記転写材を把持する転写材把持部を有する転写ローラーと、
前記転写ニップ部で、前記転写ベルトを介して転写ローラーと圧接するバックアップローラーと、
を備えることを特徴とする転写装置。 - 前記表層は、フッ素樹脂、前記フッ素樹脂1質量部に対して1質量部より多く、5質量部以下の割合のフッ素ゴム、及び硬化剤を有する請求項1記載の転写装置。
- 前記表層は、フッ素樹脂、シリコン樹脂、水系ウレタン樹脂、及び硬化剤を有する請求項1記載の転写装置。
- 前記ベース層の引っ張り弾性率Eは、
1,000MPa≦E≦8,000MPa
の関係を有し、前記転写ニップ部は、前記転写ローラーと前記バックアップローラーとの圧接により形成される圧接ニップと、前記転写ベルトの移動方向に、前記バックアップローラーに巻き掛けられた前記転写ベルトを前記転写ローラーに巻き掛けて、前記バックアップローラーと接触することなく前記転写ベルトと前記転写ローラーとの接触により形成される接触ニップとを含む請求項1記載の転写装置。 - 前記転写ローラーの回転方向の前記接触ニップの周面の距離は、前記転写ローラーの回転方向の前記圧接ニップの周面の距離の2分の1より小さい請求項4記載の転写装置。
- 潜像が形成される潜像担持体と、
前記潜像を液体現像剤で現像する現像部と、
ベース層、前記ベース層に配されて弾性を有する弾性層、及び前記弾性層に配されて、厚さtが5〔μm〕≦t≦30〔μm〕、IRHD硬度Hw1が60≦Hw1≦100の関係を有して、前記現像部で現像された像が担持される表層を有すると共に、前記表層側からのナノインデンターで測定した表面硬度Hm、及び前記表層側からのIRHD硬度Hw2が、
0.1MPa≦Hm≦2.0MPa
(ここで、Hmは、3μm押し込み時の硬度である)
40≦Hw2≦90
の関係を有する転写ベルトと、
前記転写ベルトと転写材を介して当接して転写ニップ部を形成すると共に、周面軸方向に凹部を有し、該凹部に前記転写材を把持する転写材把持部を有する転写ローラーと、
前記転写ニップ部で、前記転写ベルトを介して転写ローラーと圧接するバックアップローラーと、
前記転写材に転写された像を定着する定着部と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009210298A JP2011059477A (ja) | 2009-09-11 | 2009-09-11 | 転写装置及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009210298A JP2011059477A (ja) | 2009-09-11 | 2009-09-11 | 転写装置及び画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011059477A true JP2011059477A (ja) | 2011-03-24 |
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ID=43947162
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JP (1) | JP2011059477A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017047746A1 (ja) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | グンゼ株式会社 | 画像形成装置用転写部材 |
-
2009
- 2009-09-11 JP JP2009210298A patent/JP2011059477A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
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WO2017047746A1 (ja) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | グンゼ株式会社 | 画像形成装置用転写部材 |
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US20180267434A1 (en) * | 2015-09-18 | 2018-09-20 | Gunze Limited | Transfer member for image forming device |
US10488788B2 (en) | 2015-09-18 | 2019-11-26 | Gunze Limited | Transfer member for image forming device |
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