JP2018159829A - 転写部材及び画像形成装置 - Google Patents
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- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
Abstract
Description
クリーニング性を付与された転写ロールとして、表面微小硬度がポリイミド樹脂に相当する値以上であるガード樹脂層を表面に設けると共に、このガード樹脂層の下地層としてガード樹脂層での電荷蓄積が抑えられる調整抵抗層を設ける転写部材が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、電子写真方式による更なる画像形成速度の向上が求められており、転写部材の表面の硬度を挙げることによるさらなるクリーニング性の向上が求められる。
転写部材の表面層の硬度を向上する方法の一例として、表面層に含まれるカーボンブラック等の導電材料の含有率を上げる方法が挙げられる。しかし、カーボンブラックの含有率が上昇するにつれて転写部材表面の抵抗率が低下する傾向にあり、転写部材表面の抵抗率が低下しすぎるとトナーの転写性に支障をきたす場合があるため、カーボンブラックの含有率の調整以外で表面層の硬度を向上する方法が求められる。
即ち、請求項1に係る発明は、
支持部材と、
前記支持部材上に配置された導電性弾性層と、
前記導電性弾性層上に配置された、イミド系樹脂、導電剤並びにウレア系溶媒、アルコキシ基含有アミド系溶媒及びエステル基含有アミド系溶媒からなる溶媒群より選択される少なくとも1種の溶媒を含有する導電性樹脂層と、
を備える転写部材。
前記溶媒群が、テトラメチル尿素、テトラエチル尿素、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N,N−ジメチルプロピレン尿素、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド及び3−n−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミドを含む請求項1に記載の転写部材。
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー像として現像する現像手段と、
記録媒体の表面に直に接する転写ロールとして請求項1又は請求項2に記載の転写部材を有し、前記像保持体の表面に形成されたトナー像を前記記録媒体の表面に直接転写する転写手段と、
を備える画像形成装置。
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー像として現像する現像手段と、
中間転写体と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー像を前記中間転写体の表面に転写する一次転写手段と、
記録媒体の表面に直に接する転写ロールとして請求項1又は請求項2に記載の転写部材を有し、前記中間転写体の表面に転写されたトナー像を前記記録媒体の表面に転写する二次転写手段と、
を備える画像形成装置。
本実施形態に係る転写部材は、支持部材と、前記支持部材上に配置された導電性弾性層と、前記導電性弾性層上に配置された、イミド系樹脂、導電剤並びにウレア系溶媒、アルコキシ基含有アミド系溶媒及びエステル基含有アミド系溶媒からなる溶媒群より選択される少なくとも1種の溶媒(以下、特定溶媒と称することがある。)を含有する導電性樹脂層と、を備える。
本実施形態に係る転写部材では、導電性樹脂層のヤング率を向上させるためにカーボンブラック等の導電材料の含有率を上げることなく導電性樹脂層のヤング率を向上することができる。そのため、電気特性が維持されたまま表面硬度に優れる転写部材が得られるようになると推察される。
図1は、本実施形態に係る転写部材の一態様である転写ロールを示す概略斜視図である。図2は、図1のA−A断面図であり、図1に図示する転写ロールを、軸方向に直交する方向且つ径方向に切断した断面図である。
支持部材は、転写ロールを画像形成装置に搭載する際の支持部材として機能し、画像形成を行う際の電極として機能する。支持部材は、中空部材であってもよいし、中実部材であってもよい。
導電性弾性層は、ゴム材料(弾性材料)を含有し、ほかに、導電剤及びその他の添加剤を含有してもよい。導電性弾性層は、発泡層でもよく非発泡層でもよく、発泡層と非発泡層とが積層されていてもよい。
導電性樹脂層は、イミド系樹脂と、導電剤と、特定溶媒とを含有し、さらにその他の添加剤を含有してもよい。
特定溶媒のうち、ウレア系溶媒としては、1,3−ジメチル尿素、1,3−ジエチル尿素、1,3−ジプロピル尿素、1,3−ジイソプロピル尿素、テトラメチル尿素、テトラエチル尿素、テトラプロピル尿素、テトライソプロピル尿素、2−イミダゾリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジエチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジプロピル−2−イミダゾリジノン、N,N−ジメチルプロピレン尿素等が挙げられる。
特定溶媒のうち、アルコキシ基含有アミド系溶媒としては、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド、3−n−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド等が挙げられる。
転写ロールは、支持部材の外周面に導電性弾性層が設けられたロール部材を用意し、その導電性弾性層の外周面に導電性樹脂層を配置することで得られる。導電性弾性層の外周面に導電性樹脂層を配置する方法は、特に限定されないが、例えば、イミド系樹脂と、導電剤と、特定溶媒とを含有する管状部材(チューブ)を用意し、この管状部材にロール部材を挿入することで、導電性弾性層の外周面に導電性樹脂層を配置する。管状部材の製造方法は、特に限定されないが、例えば下記の製造方法が挙げられる。
塗布液80の固形分濃度は、例えば10質量%以上40質量%以下としてよい。塗布液80の粘度は、塗布温度にて1Pa・s以上100Pa・s以下としてよい。
なお、導電性樹脂層の内周面側を粗面化するため、円筒状金型91の外周面に離型剤を塗布する前に円筒状金型91の外周面を粗面化してもよい。粗面化の方法としては、ブラスト、切削、サンドペーパーがけ等の方法が挙げられる。
塗布液80の樹脂材料としてポリイミド前駆体を用いる場合には、円筒状金型91の外周面上に塗布液80の塗膜を形成した後、80℃以上170℃以下で乾燥することにより溶媒を除去し(乾燥工程)、さらに200℃以上350℃以下に加熱することでイミド転化(焼成工程)させてポリイミド膜を形成する。冷却後、ポリイミド膜を円筒状金型91から剥離し、弾性層113の幅に応じた幅で切断し、導電性樹脂層114を構成する管状部材を得る。
なお、円筒状金型91の外周面を粗面化しておくことで、金型の表面粗さRaが反映された内周面を有する管状部材が得られる。
以下、本実施形態に係る画像形成装置を、図面を参照しながら説明する。
(1)カーボンブラック分散ポリイミド前駆体DMI塗布液の調製
1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)に、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物及び4,4’−ジアミノジフェニルエーテルからなるポリアミック酸が溶解した溶液であって、イミド化後の固形分が18質量%となるポリイミド前駆体DMI溶液を準備した。
ポリイミド前駆体DMI溶液に、ポリアミック酸の固形分100質量部に対してカーボンブラック(CB)粒子(Special Black 4、オリオンエンジニアドカーボンズ社)を22.5質量部添加し攪拌して、カーボンブラック分散ポリイミド前駆体DMI塗布液を得た。
外径20mm、長さ300mmのアルミニウム製円筒体を準備した。円筒体の長手方向を水平方向にした状態で300rpmで回転させながら、円筒体の外周面に、カーボンブラック分散ポリイミド前駆体DMI塗布液をディスペンサーから2.4g/15秒の速度で滴下して塗布した。次いで、円筒体の長手方向を水平方向にした状態のまま、10rpmで回転させながら140℃で30分間加熱して塗膜を乾燥させた。次いで、最高到達温度320℃で110分間加熱焼成してポリイミド皮膜を形成した。次いで、円筒体からポリイミド皮膜を剥離して、厚さ40μmのポリイミドチューブを得た。
エピクロルヒドリンゴム(ダイソー社製エピクロマーCG−102)60質量部とアクリロニトリル−ブタジエンゴム(日本ゼオン株式会社製ニポールDN−219)30質量部とを混合し、硫黄(鶴見化学工業社製200メッシュ)1質量部と、加硫促進剤(大内新興化学工業社製ノクセラーM)1.5質量部と、発泡剤としてベンゼンスルホニルヒドラジド6質量部とを添加して、オープンロールで混練りして混合物を得た。次いで、この混合物を直径12mm、長さ280mmのSUS製シャフト(支持部材)に巻き付けた。シャフトを160℃に昇温し、巻き付けた混合物を加硫発泡させ、シャフト上に導電性弾性層を形成した。この導電性弾性層の外周面を研磨して、導電性弾性層付きロールを得た。導電性弾性層は、外径20.2mm、長さ230mmとした。
ポリイミドチューブに導電性弾性層付きロールを挿入し、次いで、余分なチューブを切断して転写ロールを得た。
実施例1において、ポリイミド前駆体DMI溶液に、ポリアミック酸の固形分100質量部に対してカーボンブラック粒子(Special Black 4、オリオンエンジニアドカーボンズ社)を20.5質量部添加した以外は実施例1と同様にして転写ロールを得た。
実施例1において、ポリイミド前駆体DMI溶液に、ポリアミック酸の固形分100質量部に対してカーボンブラック粒子(Special Black 4、オリオンエンジニアドカーボンズ社)を24.5質量部添加した以外は実施例1と同様にして転写ロールを得た。
N−メチル−2−ピロリドン(NMP)に、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物及び4,4’−ジアミノジフェニルエーテルからなるポリアミック酸が溶解した溶液であって、イミド化後の固形分が18質量%となるポリイミド前駆体NMP溶液を準備した。
ポリイミド前駆体NMP溶液に、ポリアミック酸の固形分100質量部に対してカーボンブラック粒子(Special Black 4、オリオンエンジニアドカーボンズ社)を22.5質量部添加し攪拌して、カーボンブラック分散ポリイミド前駆体NMP塗布液を得た。
カーボンブラック分散ポリイミド前駆体NMP塗布液を用いた以外は実施例1と同様にして転写ロールを得た。
比較例1において、ポリイミド前駆体NMP溶液に、ポリアミック酸の固形分100質量部に対してカーボンブラック粒子(Special Black 4、オリオンエンジニアドカーボンズ社)を28質量部添加した以外は比較例1と同様にして転写ロールを得た。
ポリイミドチューブを被覆しない以外は実施例1と同様にして転写ロールを得た。
[導電性樹脂層の残留溶媒の有無]
転写ロールの導電性樹脂層から3mm四方の測定用試料を切り出し、ガスクロマトグラフ質量分析計(商品名:GCMS−QP2020、島津製作所社製)で、溶媒が残留しているか否か及び溶媒の種類を測定した。
転写ロールの導電性樹脂層から幅3mm、長さ50mm、厚さ方向全体に切り出したシートを測定用試料とした。測定用試料の厚さを膜厚計で測定した。測定用試料を、精密荷重測定器(アイコーエンジニアリング社製MODEL−1605N)に測定長30mmになるよう設置し、温度22℃下で20mm/分の速度で引っ張りながらSS曲線を測定しヤング率(MPa)を求めた。結果を表1に示す。
表面抵抗率の測定方法は、次の通り行う。円形電極(例えば、三菱油化株式会社製ハイレスター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6は、円形電極の一例を示す概略図であり、概略平面図(図6(A))及び概略断面図(図6(B))である。図6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との間にポリイミドチューブを挟持し、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、ポリイミドチューブ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(三菱油化株式会社製ハイレスター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。
体積抵抗率の測定は、円形電極(例えば、三菱油化株式会社製ハイレスター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6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6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、導電性弾性層から厚み4mm×100mm×100mmのサイズに切り出した測定試料を挟持し、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、導電性弾性層の体積抵抗率ρv(Ωcm)を算出する。ここで、下記式中、tは、導電性弾性層の厚さを示す。
式ρv=19.6×(V/I)×t
なお、体積抵抗率は、円形電極(三菱油化株式会社製ハイレスター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。
各例で作製した転写ロールを、富士ゼロックス社製 商品名:DocuCentre−II C6500の改造機に二次転写ロールとして使用し、富士ゼロックス社製 JDコート157gsm紙(A3)を用いて50%のMagentaハーフトーンを印字した。
印字された画像を目視にて下記基準より評価した。
A:ハーフトーンの濃度ムラが確認されない。
B:ハーフトーンの濃度ムラが確認される。
各例で作製した転写ロールを、富士ゼロックス社製 商品名:DocuCentre−II C6500の改造機に二次転写ロールとして使用し、富士ゼロックス社製 JDコート157gsm紙(A3)を1000枚×200回給紙して印刷した。印刷した10000枚目毎に、40mm×40mmの穴を空けた用紙に、50%のMagentaハーフトーンを印字し、二次転写ロール上にトナー像を形成させ、クリーニング後の用紙の裏面におけるトナーの付着(用紙裏面汚れ)の有無(二次転写ロール上のトナークリーニング性能)を目視にて下記基準により評価した。
A:トナーの付着が確認されない。
B:トナーの付着がわずかに確認される。
C:トナーの付着が全面でわずかに確認され、部分的に多く付着が確認される。
D:トナーの付着が全面で多く確認される。
2Y、2M、2C、2K 帯電ロール
3 露光装置
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
4Y、4M、4C、4K 現像装置
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 二次転写ロール
28 定着装置
30 中間転写ベルトクリーニング装置
P 記録紙
Claims (4)
- 支持部材と、
前記支持部材上に配置された導電性弾性層と、
前記導電性弾性層上に配置された、イミド系樹脂、導電剤並びにウレア系溶媒、アルコキシ基含有アミド系溶媒及びエステル基含有アミド系溶媒からなる溶媒群より選択される少なくとも1種の溶媒を含有する導電性樹脂層と、
を備える転写部材。 - 前記溶媒群が、テトラメチル尿素、テトラエチル尿素、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、N,N−ジメチルプロピレン尿素、3−メトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミド及び3−n−ブトキシ−N,N−ジメチルプロパンアミドを含む請求項1に記載の転写部材。
- 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー像として現像する現像手段と、
記録媒体の表面に直に接する転写ロールとして請求項1又は請求項2に記載の転写部材を有し、前記像保持体の表面に形成されたトナー像を前記記録媒体の表面に直接転写する転写手段と、
を備える画像形成装置。 - 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電した前記像保持体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
トナーを含む現像剤により、前記像保持体の表面に形成された静電荷像をトナー像として現像する現像手段と、
中間転写体と、
前記像保持体の表面に形成されたトナー像を前記中間転写体の表面に転写する一次転写手段と、
記録媒体の表面に直に接する転写ロールとして請求項1又は請求項2に記載の転写部材を有し、前記中間転写体の表面に転写されたトナー像を前記記録媒体の表面に転写する二次転写手段と、
を備える画像形成装置。
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JP2017057234A JP2018159829A (ja) | 2017-03-23 | 2017-03-23 | 転写部材及び画像形成装置 |
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Cited By (1)
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WO2021172049A1 (ja) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | ブラザー工業株式会社 | ドラムユニット、画像形成装置および画像形成方法 |
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2017
- 2017-03-23 JP JP2017057234A patent/JP2018159829A/ja active Pending
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