JP4560257B2

JP4560257B2 - ポリアナリンおよびカーボンブラック充填ポリイミド中間転写部品

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Publication number: JP4560257B2
Application number: JP2001301506A
Authority: JP
Inventors: ビーカルーサーズジュニアエドワード; エスバーデシャサントク; エルシュロイタージュニアエドワード; エムフレッチャージェラルド
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: DE60112218D1; BR0104828B1; MXPA01010935A; EP1205821B1; EP1205821A3; JP2002182492A; US6489020B1; DE60112218T2; CA2359386A1; BR0104828A; EP1205821A2; CA2359386C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真ディジタル機を含む静電写真機において、感光体またはもう一つの転写部材から複写基板またはもう一つの転写部材に現像済み画像を転写する際に有用な転写部品、より詳しくは中間転写部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
代表的な静電写真複写装置において、複写しようとする原稿の光画像を感光部材上に静電潜像の形で記録し、その後、トナーと一般に呼ばれるエレクトロスコピック熱可塑性樹脂粒子の適用によって潜像を可視化する。感光体をその表面上で電荷によって帯電させ、電荷には電圧を電源から供給する。その後、レーザーおよび発光ダイオードなどの光学システムまたは画像入力装置からの光に感光体を画像状に露光させて、静電潜像を感光体上に形成させる。一般に、現像剤ステーションからの現像剤混合物を静電潜像と接触させることにより静電潜像を現像する。磁気ブラシ、粉末クラウドまたは他の知られている現像方法の使用によって現像を行うことができる。乾燥現像剤混合物は、通常、摩擦電気でトナー粒子がそれに付着している担体粒子を含む。その上にトナー粉末画像を形成する潜像にトナー粒子を担体粒子から引き付ける。あるいは、トナー粒子をその中に分散させた液体担体を含む液体現像剤材料を用いることができる。液体現像剤材料を静電潜像に接触するよに前進させ、トナー粒子を画像構成において潜像上に沈着させる。
【０００３】
トナー粒子が光導電性表面上に沈着した後、圧力転写または静電転写であることが可能である転写手段によって複写シートにトナー粒子を画像構成で転写させる。あるいは、現像された画像を中間転写部材またはバイアス転写部材に転写させることができ、その後、もう一つの転写部材または複写シートに転写させることができる。画像形成部材から中間転写エレメントへの現像済み画像の転写および中間転写エレメントから複写基板への画像の転写は、コロナ転写、圧力転写、バイアス転写およびこれらの転写手段の組合せなどの静電写真において従来から用いられている。
【０００４】
トナー粒子は、まず中間転写部材等に転写され、次に複写シート等に転写されるが、この転写工程の少なくとも一部は、荷電したトナー粒子に働く電場によって行われる。例えば、転写部材に所定の電圧を印可した場合、中間転写部材の電気抵抗により、中間転写部材を通過する場合における電圧降下、転写時にトナー粒子に働く力等が定まる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
それゆえ、転写前に絶縁破壊を起こさない範囲で印刷工程のスピードに応じた所望の転写用電場を提供する中間転写部材が望まれる。しかしながら、上記要求を満足するためには、中間転写部材の取り得る抵抗の範囲は、非常に小さいものに限られてしまうため、実際には、従来上記要求を十分満足する部材をうることは困難であった。
【０００６】
本願は、上記課題に鑑みてなされたものであり、印刷工程のスピードに応じて所望の範囲の抵抗を取り得る中間転写部材を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の実施形態において、ポリアナリンおよびカーボンブラックの導電性充填剤を含む層を備える転写部品が選択される。実施形態において、転写部材はポリイミド基板も備える。本発明は、実施形態において、転写場（field）における広い変動に対して優れた電気特性をもたらすと共に転写部材が多様なプロセス速度で有用であることを可能にする、固有抵抗が転写のために必要な範囲内の転写部品の調製および製造を考慮に入れている。本発明は、実施形態において、転写部材の転写前空中破壊（pre-transfer air breakdown）の減少または排除も考慮に入れている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態は、ポリアナリン導電性充填剤およびカーボンブラック導電性充填を分散させたポリイミド基板を備える転写部材を含む。
【０００９】
さらに、実施形態は、静電潜像をその上で受け取るための電荷保持表面と、電荷保持表面にトナーを適用（apply）して静電潜像を現像し、電荷保持表面上に現像済み画像を形成するための現像部品と、電荷保持表面から複写基板に現像済み画像を転写するための転写部品と、ポリアナリン導電性充填剤およびカーボンブラック導電性充填を分散させたポリイミド基板を備える転写部材とを含む記録媒体上に画像を形成するための画像形成装置を含む。
【００１０】
さらに、実施形態は、全固形物の約５〜約２５重量％のポリアナリン導電性充填剤および全固形物の約１〜約１０重量％の導電性充填剤を分散させたポリイミドを含む基板を備える、約１０^７〜約１０^１３オーム−ｃｍの体積固有抵抗を有する転写部材を含む。
【００１１】
本発明は、基板に導電性充填剤を分散させたか、あるいは基板に導電性充填剤を含めたポリイミド基板を備える転写部材に関する。実施形態において、導電性充填剤はポリアナリン充填剤とカーボンブラック充填剤とを含む。好ましい実施形態において、ポリイミド基板は、カーボンブラック導電性充填剤とポリアナリン導電性充填剤の両方を含む。転写部材は、基板上に外層を含むことが可能であり、そして外層と基板との間に中間層を含むことも可能である。
【００１２】
図１を参照すると、代表的な静電写真複写装置において、複写しようとする原稿の光画像を感光部材上に静電潜像の形で記録し、その後、トナーと一般に呼ばれるエレクトロスコピック熱可塑性樹脂粒子の適用によって潜像を可視化する。
詳しくは、感光体１０をその表面上で電荷１２によって帯電させ、電荷１２には電圧を電源１１から供給する。その後、レーザーおよび発光ダイオードなどの光学システムまたは画像入力装置１３からの光に感光体を画像状に露光させて、静電潜像を感光体上に形成させる。一般に、現像剤ステーション１４からの現像剤混合物を静電潜像と接触させることにより静電潜像を現像する。磁気ブラシ、粉末クラウドまたは他の知られている現像方法の使用によって現像を行うことができる。乾燥現像剤混合物は、通常、摩擦電気でトナー粒子がそれに付着している担体粒子を含む。その上にトナー粉末画像を形成する潜像にトナー粒子を担体粒子から引き付ける。あるいは、トナー粒子をその中に分散させた液体担体を含む液体現像剤材料を用いることができる。液体現像剤材料を静電潜像に接触するよに前進させ、トナー粒子を画像構成において潜像上に沈着させる。
【００１３】
トナー粒子が光導電性表面上に沈着した後、圧力転写または静電転写であることが可能である転写手段１５によって複写シート１６にトナー粒子を画像構成で転写させる。あるいは、現像された画像を中間転写部材またはバイアス転写部材に転写させることができ、その後、もう一つの転写部材または複写シートに転写させることができる。複写基板の例には、紙、ポリエステルまたはポリカーボネートなどのトランスペアレンシ材料、布地、木材あるいは最終画像を載せる他の望ましいあらゆる材料が挙げられる。
【００１４】
現像された画像の転写が完了した後、複写シート１６は、定着ロール２０および圧力ロール２１（圧力ロールと接触している定着ベルトおよび圧力ベルトと接触している定着ロールなどの他のあらゆる定着部品は本装置と合わせて用いるために適するけれども）として図１に描かれている定着ステーション１９に進み、そこで、定着部材と圧力部材との間に複写シート１６を通すことにより、現像済み画像を複写シート１６に定着させ、よって永久画像を形成する。あるいは、トランスフィックスアプリケーションによって転写および定着を行うことができる。トランスフィックスアプリケーションにおいて、マーキング材料を好ましい実施形態において最終画像受取り媒体に転写前および／または転写中に加熱することにより軟化させることができる。このようにして、転写後に冷却することにより画像を最終画像受取り媒体に定着させ、その後の定着工程をなくす。
【００１５】
感光体１０は、転写後に、クリーニングステーション１７に進み、そこで、ブレード（図１に示したようなもの）、ブラシまたは他のクリーニング装置の使用によって、感光体１０上に残った一切のトナーを感光体から取り除く。
【００１６】
本発明のために用いられる転写部材は、適するあらゆる構成の転写部材であることが可能である。適する構成の例には、シート、フィルム、ウェブ、ホイル、ストリップ、コイル、シリンダ、ドラム、エンドレスモビウスストリップ、円形ディスク、エンドレスベルトを含むベルト、エンドレスシーム付可撓性ベルト、エンドレスシームレス可撓性ベルトおよびパズルカットシームを有するエンドレスベルトなどが挙げられる。
【００１７】
本発明の転写部品は、感光体から中間転写部品へのトナー入り画像（複数を含む）のイメージオンイメージ転写またはタンデム転写において、あるいは同時の転写と、転写された現像済み潜像の複写基板への定着とのためのトランスフィックスシステムにおいて用いることができる。イメージオンイメージ転写において、カラートナー画像を感光体上で最初に沈着させ、その後、すべてのカラートナー画像を中間転写部品に同時に転写する。タンデム転写において、トナー画像を感光体から中間転写部品の同じ領域へ一回に一つのカラーずつ転写する。
【００１８】
画像形成部材から中間転写エレメントへの現像済み画像の転写および中間転写エレメントから複写基板への画像の転写は、コロナ転写、圧力転写、バイアス転写およびこれらの転写手段の組合せなどの静電写真において従来から用いられている適するあらゆる技術によることが可能である。中間転写媒体から基板への転写の状況において、受取り基板が現像剤材料に対して接着特性を有する接着転写などの転写方法も用いることができる。代表的なコロナ転写は、沈着したトナー粒子を基板と接触させ、基板の表面上にトナー粒子と逆の静電荷を適用することを伴う。約５，０００〜約８，０００ボルトの間の電位をそれに印加させた単線コロトロンは満足な転写をもたらす。特定のプロセスにおいて、コロナ発生装置は、画像を転写させようとする部材に画像受取り部材の裏側を連結させるように画像受取り部材の裏側を適切な電位に帯電させるためにイオンを用いて画像受取り部材の裏側に噴霧し、トナー粉末画像を画像保持部材から画像受取り部材に引き付ける。転写後に、コロナ発生装置は、受取り部材を逆極性に帯電させて、現像済み画像を当初に保持した部材から受取り部材を引き離し、それに基づいて、画像を当初に保持した部材から画像受取り部材を分離させる。
【００１９】
カラー画像形成に関して、一般に、印刷しようとするカラーごとに一つずつ四つ以上の画像形成装置を用いる。カラーは、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックであることが可能であるか、あるいは六色のプロセスカラー組であることが可能であるか、あるいは一つ以上のスポットカラーおよび／またはワニスを含むことも可能である。画像形成装置は、他の画像受取り部材の感光体の形を取った画像受取り部材をそれぞれ備えることが可能である。本発明の実施形態の中間転写部材をエンドレス経路における移動のために支持して、その増分は画像受取り部材の各々からの画像の転写のために画像形成部品を過ぎて移動する。互いの重複レジスト（registration）において中間転写部材への異なるカラートナー画像の逐次転写を可能にするために、各画像形成部品を中間転写部材に隣接して配置する。
【００２０】
その各増分が最初に画像形成部品を過ぎて移動し、画像受取り部材上の現像済みカラー画像と接触するに至るように、中間転写部材は移動する。コロナ放電装置を含むことが可能である転写装置は、受取り部材と中間転写部材との間の接触の領域で画像のカラー成分の転写を引き起こすように機能する。類似の方式で、原稿文書に対応するレッド、ブルー、ブラウン、グリーン、オレンジ、マゼンタ、シアン、イエローおよびブラックなどのカラーの画像成分を、一つのカラーを他のカラーの上にして中間転写部材上に形成して、フルカラー画像をもたらすことも可能である。
【００２１】
転写シートまたは複写シートは、移動して中間転写部材上のトナー画像と接触するに至る。バイアス転写部材は、転写ステーションにおいてシートとトナー画像との間で良好な接触をもたらすために用いることができる。コロナ転写装置は、画像転写を引き起こす際にバイアス転写部材を支援するために設けることもできる。これらの画像形成工程は、中間転写部材の異なる増分で同時に起きることが可能である。本願において用いられる転写方法の一層の詳細事項は、マミノ（Ｍａｍｍｉｎｏ）による米国特許第５，２９８，９５６号に記載されている。
【００２２】
本願における中間転写部材は、米国特許第３，８９３，７６１号、第４，５３１，８２５号、第４，６８４，２３８号、第４，６９０，５３９号、第５，１１９，１４０号および第５，０９９，２８６号に記載された装置に限定されないが、それらを含む種々の装置において用いることができる。
【００２３】
転写および定着は、トランスフィックス構成において同時に起きることが可能である。図２に示したように、転写装置１５は、駆動ロール２２および加熱ロール２によって所定の位置に保持されるトランスフィックスベルト４として描かれている。加熱ロール２は加熱エレメント３を含む。トランスフィックスベルト４は、矢印８の方向に駆動ロール２２によって駆動される。（ロール１によって方向７に駆動される）感光体１０からの現像済み画像は、感光体１０とベルト４との接触が起きる時にトランスフィックスベルト４に転写される。圧力ロール５は、感光体１０からトランスフィックスベルト４への現像済み画像の転写を助ける。転写された画像は、その後複写基板１６に転写され、ベルト４（現像済み画像を含んでいる）と圧力ロール９との間で複写基板１６を通すことにより複写基板１６に同時に定着される。ニップは、加熱エレメント３を中に備える加熱ロール２および圧力ロール９によって形成される。複写基板１６は、加熱ロール２および圧力ロール９によって形成されたニップを通過し、複写基板１６への現像済み画像の同時の転写と定着が起きる。
【００２４】
図３は、本発明のもう一つの実施形態を示しており、画像形成部材１０と転写ロール２９との間に配置された中間転写部材２４を備える転写装置１５を描いている。画像形成部材１０は感光体ドラムによって例示されている。しかし、他の適切な画像形成部材は、イオノグラフィックベルトおよびドラムならびに電子光写真ベルトなどの他の静電写真画像形成レセプターを含むことが可能である。
【００２５】
図３の多画像形成システムにおいて、転写される各画像は、画像形成ステーション３６によって画像形成ドラム上に形成される。これらの画像の各々は、その後現像ステーション３７で現像され、そして中間転写部材２４に転写される。画像の各々は、感光体ドラム１０上に形成され、逐次現像され、その後、中間転写部材２４に転写されうる。別の方法において、各画像は、感光体ドラム１０上に形成され、現像され、そして中間転写部材２４にレジストにおいて転写される、本発明の好ましい実施形態において、多画像システムはカラー複写システムである。このカラー複写システムにおいて、複写される画像の各カラーは、感光体ドラム上に形成される。各カラー画像は現像され、中間転写部材２４に転写される。上述したように、カラー画像の各々は、ドラム１０上に形成され、逐次現像され、その後、中間転写部材２４に転写されうる。別の方法において、画像の各カラーは、感光体ドラム１０に形成され、現像され、そして中間転写部材２４にレジストにおいて転写されうる。
【００２６】
潜像形成ステーション３６が感光体ドラム１０上に潜像を形成し、感光体の潜像が現像ステーション３７で現像された後、現像ステーション３７からの帯電トナー粒子３３は、感光体ドラム１０によって引き付けられ保持される。感光体ドラム１０がトナー粒子３３の電荷とは逆の電荷３２をもっているからである。図３において、トナー粒子は負に帯電されて示され、感光体ドラム１０は正に帯電されて示されている。これらの電荷は、用いられるトナーと機械の性質に応じて逆転させることが可能である。
【００２７】
感光体ドラム１０とは逆に配置されたバイアス転写ロール２９は、感光体１０の表面より高い電圧を有する。図３に示したように、バイアス転写ロール２９は、中間転写部材２４の裏側２６を正電荷で帯電させる。本発明の別の実施形態において、コロナまたは他のあらゆる帯電メカニズムは、中間転写部材２４の裏側２６を帯電させるために用いることができる。
【００２８】
負に帯電されたトナー粒子３３は、中間転写部材２４の裏側２６上の正電荷２６によって中間転写部材２４の前側２５に引き付けられる。
【００２９】
中間転写部材は、図３において見られるように、シート、ウェブまたはベルトの形態、あるいはロールの形態または他の適する形状を取ることが可能である。
本発明の好ましい実施形態において、中間転写部材はベルトの形態を取る。図に示していない本発明のもう一つの実施形態において、中間転写部材はシートの形態を取ることが可能である。
【００３０】
図４は、本発明の実施形態の二層構成を示している。基板４０および外層４１が二層構成中に含まれる。好ましくは、基板は、ポリイミド材料などの適する高弾性率の材料から成る。材料は導電性粒子を添加すると導電性になることが可能であるのがよい。高弾性率を有するポリイミドは、高弾性率が延伸レジスト（stretch registration）および転写順応性を最適化するので好ましい。本願において用いられるポリイミドは、転写部品用のフィルムのために用いられる公知の材料と比べて、改善された可撓性寿命および画像レジスト、液体現像剤またはトナー添加剤への化学的安定性、トランスフィックスアップリケーションのための熱安定性、改善された上塗り製造、改善された耐溶媒性の利点を有する。
【００３１】
適するポリイミドには、ポリ（アミド−イミド）、ポリエーテルイミド、例えば、マサツセッチュ州ピッツフィールドのゼネラルエレクトリック（ＧｅｎｅｒａｌＥｌｅｃｔｒｉｃ）から入手できるＳＩＬＴＥＭＳＴＭ−１３００などのシロキサンポリエーテルイミドブロックコポリマーなどの種々のジアミンおよび二無水物から形成されるものが挙げられる。好ましいポリイミドには、デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）から商品名ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）で販売されているもの、デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）から入手できる商品名ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）−Ｔｙｐｅ−ＨＮで販売されているピロメリト酸とジアミノジフェニルエーテルの反応によって形成されるものなどの芳香族ポリイミドが挙げられる。デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）から入手でき、ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）−Ｔｙｐｅ−ＦＰＣ−Ｅとして販売されているもう一つの適するポリイミドは、ｐ−フェニレンジアミンおよびジアミノジフェニルエーテルなどの二種の芳香族シアミンによるビフェニルテトラカルボン酸およびピロメリト酸などのコポリマー酸のイミド化によって製造される。もう一つの適するポリイミドには、ルイジアナ州バトンルージュのエチルコーポレーション（ＥｔｈｙｌＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）からＥＹＭＹＤｔｙｐｅＬ−２０Ｎとして入手できる、２，２−ビス[４−（８−アミノフェノキシ）フェノキシ）]−ヘキサフルオロプロパンと反応したピロメリト酸二無水物とベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物コポリマー酸が含まれる。他の適する芳香族ポリイミドには、ニューヨーク州ホワイトプレーンのユニグローブキスコ（ＵｎｉｇｌｏｂｅＫｉｓｃｏ，Ｉｎｃ．）から入手できるＵＰＩＬＥＸ（登録商標）−Ｓなどの１，２，１’，２’−ビフェニルテトラカルボキシイミド基およびパラフェニレン基を含むもの、これもユニグローブキスコ（ＵｎｉｇｌｏｂｅＫｉｓｃｏ，Ｉｎｃ．）から入手できるＵＰＩＬＥＸ（登録商標）−Ｒなどのジフェニレン末端スペーサーキャラクタリゼーションを伴ったビフェニルテトラカルボキシイミド官能基を有するものが挙げられる。
【００３２】
ポリイミドは、全固形物の約６５〜約９４重量％、好ましくは全固形物の約７９〜約８７重量％の量でフィルム中に存在する。本願において用いられる全固形物は、層中のポリマー、導電性充填剤およびあらゆる添加剤の全重量％を含む。
【００３３】
ポリイミドが二種の導電性充填剤を含有することが好ましい。好ましい充填剤の一つの種類は、例えば、ポリアナリン、ポリピロール、ポリチオフェンおよびポリアセチレンなどの有機高分子充填剤である。特に好ましい有機充填剤はポリアナリン充填剤である。有機充填剤は、全固形物の約５〜約２５、好ましくは約１０〜約１５重量％の量で基板中に存在する。
【００３４】
好ましい充填剤の第２の種類は、例えば、カーボンブラックおよびグラファイトなどの炭素充填剤、ドープ酸化錫などのドープ金属酸化物、銅、鉄、マグネシウムおよびカルシウムなどの金属、酸化鉄、酸化銅、二酸化マグネシウムおよび水酸化カルシウムなどの金属酸化物などの従来の導電性粒状材料充填剤である。
【００３５】
好ましい実施形態において、粒状充填剤は炭素充填剤である。適する炭素充填剤の例には、カーボンブラック、グラファイトおよび弗化炭素などが挙げられる。炭素充填剤は、全固形物の約１〜約１０、好ましくは約３〜約６重量％の量で基板中に存在する。
【００３６】
ポリマーを導電性にするためにカーボンブラック系を確立することができる。本願において開示されたようなカーボンブラックの組合せの使用によって、ポリマーを予想されるよりも意外により高い（抵抗は意外にもより低い）望ましい導電性に調整することができる。例えば、本発明者らは、ポリマー層（例えば、フルオロエラストマー、１１．２５×２２．５ｃｍ（４．５×９インチ）にグラファイトを分散させることにより、層の抵抗が約３０オームであることを実証した。ポリマー（例えば、フルオロエラストマー、１１．２５×２２．５ｃｍ（４．５×９インチ）にＢＬＡＣＫＰＥＡＲＬ（登録商標）２０００などの非グラファイトカーボンブラックを分散させることにより、層の抵抗は１２７０オームであることが測定された。グラファイトカーボンブラックと非グラファイトカーボンブラックとを含む混合カーボンブラック系を組み合わせ、混合カーボンブラック系をポリマーに分散させることにより、本発明者らは、両方の導電率よりも意外と高く、層の抵抗が１０オームであることを見出した。
【００３７】
本願において用いられる「カーボンブラックの二種以上」または「異なる種類のカーボンブラック」という言葉は、粒子形状が異なるカーボンブラック、固有抵抗または導電率が異なるカーボンブラック、化学成分が異なるカーボンブラック、表面添加剤が異なるカーボンブラック、および／または粒子サイズが異なるカーボンブラックを使用することに関連する。こうしたカーボン系を使用すると、温度、相対湿度の変化および充填剤装填量の比較的小さい変化によって実質的に影響を受けない望ましい固有抵抗範囲内に導電率が制御されているコーティングが得られる。本願において定義されたような炭素系を用いる抵抗加熱層も、より高い厚さ制御およびコーティング一定性をもたらす。
【００３８】
好ましい実施形態において、グラファイトカーボンブラックは、グラファイト以外であるカーボンブラック、すなわち、非グラファイトカーボンブラックと組み合わせて用いられる。グラファイトカーボンブラックは、カーボンブラックの結晶質形態（shape）または結晶質同素性形態（form）のものであると定義され、非グラファイトカーボンブラックは、カーボンブラックの微細形態である。グラファイトにおいて、炭疽原子は、対称六角形の平面に配置され、グラファイト中にこれらの平面の層と層が存在する。本願において用いられる非グラファイトカーボンブラックとは、結晶質同素性形態のものではないあらゆるカーボンブラックを意味する。非グラファイトカーボンブラックは、炭化水素などの有機物質の不完全燃焼によって形成される。非グラファイトカーボンブラックの例には、ファーネスブラック、ガスブラック、サーマルブラック、ランプブラックおよびアセチレンブラックなどが挙げられる。構造的には、非グラファイトカーボンブラックは、約３．５×１０^−８ｃｍ（オングストローム）〜３．８×１０^−８ｃｍ（オングストローム）の間の距離の平行配向グラファイト平面の束から成る。
【００３９】
カーボンブラックのもう一つの好ましい混合物は、充填剤の最適充填および従って最適導電率を得るために、粒子形状が異なるカーボンブラックまたはグラファイトを組み合わせて用いられる、球、フレーク、小板、繊維、ウィスカーまたは矩形の粒子形状を有するカーボンブラックまたはグラファイトを含む。例えば、結晶質形態を有するグラファイトは、結晶質形態以外の形態を有する非グラファイトカーボンブラックと合わせて用いることができる。
【００４０】
同様に、比較的小さい粒子サイズの非グラファイトカーボンブラックを比較的大きい粒子サイズのグラファイトと合わせて用いることにより、より小さい粒子は、抵抗加熱層の充填空隙領域に「ぴったり入」って粒子接触を改善する。例として、約１マイクロメートル〜約１００マイクロメートル、好ましくは約２〜約１０マイクロメートル、特に好ましくは約５〜約１０マイクロメートルの粒子サイズが比較的大きいグラファイトカーボンブラックは、約１０ナノメートル〜約１マイクロメートル、好ましくは約１０ナノメートル〜約１００ナノメートル、特に好ましくは約１０ナノメートル〜約８０ナノメートルの粒子サイズが比較的小さい非グラファイトカーボンブラックと組み合わせて用いることができる。
【００４１】
もう一つの好ましい実施形態において、約１０^０〜約１０^−５オーム−ｃｍ、好ましくは約１０^−１〜約１０^−４オームｃｍのバルク固有抵抗を有する第１のグラファイトカーボンブラックを約１０^４〜約１０^−２オーム−ｃｍ、好ましくは約１０^２〜約１０^−１オームｃｍのバルク固有抵抗を有する第２の非グラファイト導電性カーボンブラックと混合することは好ましい。
【００４２】
第２の好ましくは非グラファイトカーボンブラック充填剤の約５〜約８０重量％、好ましくは約２５〜約７５重量％の量の第１の好ましくはグラファイトカーボンブラックは、好ましくは、第１のカーボンブラック充填剤の約１〜約３０重量％、好ましくは約３〜約２０重量％の量の第２の導電性カーボンブラックと組み合わせて用いられる。
【００４３】
本願において有用な適するカーボンブラックの例には、アーマクコーポレーション（ＡＲＭＡＫＣｏｒｐ．）製のＫＥＴＪＥＮＢＬＡＣＫ（登録商標）、キャボットコーポレーション（ＣａｂｏｔＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋｓＤｉｖｉｓｉｏｎ）製のＶＵＬＣＡＮ（登録商標）ＸＣ７２、ＶＵＬＣＡＮ（登録商標）ＸＣ７２、ＢＬＡＣＫＰＥＡＲＬＳ（登録商標）２０００およびＲＥＧＡＬ（登録商標）２５０Ｒなどの非グラファイトカーボンブラック、バンデビルト（ＶａｎＤｅｒｂｉｌｔ，Ｉｎｃ．）製のＴＨＥＲＭＡＬＢＬＡＣＫ（登録商標）、シェブロンケミカルカンパニ（ＳｈｅｖｒｏｎＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ）製のＳｙａｗｉｎｉｎｇＡｃｅｔｙｌｅｎｅＢｌａｃｋｓ、ファーネスブラック、バンデビルト（Ｒ．Ｔ．Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ，Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｉｎｃ．）製のＥＮＳＡＣＯ（登録商標）ＣａｒｂｏｎＢｌａｃｋおよびＴＨＥＲＭＡＸＣａｒｂｏｎＢｌａｃｋ、テキサス州ブルネットのサウスウェスタングラファイト（ＳｏｕｔｈｗｅｓｔｅｒｎＧｒａｐｈｉｔｅ）製のグラファイト、グラファイトセール（ＧｒａｐｈｉｔｅＳａｌｅ）製のＧＲＡＰＨＩＴＥ５６−５５（１０マイクロメートル、１０^−１オーム／ｓｑ）、ＧｒａｐｈｉｔｅＦＰ４２８Ｊ、スペリアグラファイト（ＳｕｐｅｒｉｏｒＧｒａｆｉｔｅ）製のＧｒａｆｉｔｅ２１３９、２９３９および５５３５、アスベリー（Ａｓｂｕｒｒｙ）製のＧｒａｆｉｔｅＭ４５０およびＨＰＭ８５０、ニュージャージー州モリスタウンのアライドシグナル（ＡｌｌｉｅｄＳｉｇｎａｌ）製のＡＣＣＵＦＬＯＵＲ（登録商標）２０２８およびＡＣＣＵＦＬＯＵＲ（登録商標）２０１０が挙げられる。
【００４４】
本発明の特に好ましい実施形態において、カーボンブラックの好ましい混合物は、密度約２４ｍｇ／ｃｍ^３〜約３６ｍｇ／ｃｍ^３（約１．５〜約２．２５ｌｂｓ／ｆｔ^３）、摩擦係数約０．１μ、結晶質形態および粒子サイズ約１０マイクロメートルを有するグラファイトカーボンブラックと組み合わせて用いられる窒素表面積１５００ｍ^２／ｇ、油吸収３００ｍｍ^３／１００ｇ、非結晶質形態、粒子サイズ１２ナノメートルおよび密度０．１４４ｇ／ｃｍ^３（９ｌｂｓ／ｆｔ^３）を有するＢＬＡＣＫＰＥＡＲＬ（登録商標）２０００などの非グラファイトカーボンブラックを含む。
【００４５】
層構成を伴った本発明の実施形態に今戻ると、図４は、本発明の実施形態を示しており、ポリイミド基板４０と外層４１を描いている。
【００４６】
図６は、本発明の別の実施形態を示しており、導電性充填剤４３（カーボンブラック）および４４（ポリアナリン）をポリイミドフィルム４０内に分散させているか、あるいはポリイミドフィルム４０内に含めているポリイミドフィルム４０を描いている。
【００４７】
本発明のもう一つの実施形態において、転写部材は、図５に示したような三層構成のものである。この三層構成において、転写部材は、上で定義され基板上に配置された接着剤層４２が上にあるポリイミド基板４０と中間層上に配置された外剥離層４１とを含む。三層構成は液体現像で極めてうまく機能する。
【００４８】
好ましい外剥離層４１（図４および５）には、弗素化エチレンプロピレンコポリマー（ＦＥＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシテトラフルオロエチレン（ＰＦＡＴＥＦＬＯＮ（登録商標））および他のＴＥＦＬＯＮ様材料を含むＴＥＦＬＯＮ様材料、フルオロシリコーンなどのシリコーン材料、バージニア州リッチモンドのサンプソンコーティングズ（ＳａｍｐｓｏｎＣｏａｔｉｎｇｓ）製のＳｉｌｉｃｏｎｅＲｕｂｂｅｒ５５２（ポリジメチルシロキサン／ジブチル錫ジアセテート、ポリジメチルシロキサンゴム混合物１００ｇ当たりＤＢＴＤＡ０．４５ｇ、分子量約３，５００）などのシリコーンゴム、ＶＩＴＯＮＡ（登録商標）、ＶＩＴＯＮＥ（登録商標）、ＶＩＴＯＮＥ６０Ｃ（登録商標）、ＶＩＴＯＮＥ４５（登録商標）、ＶＩＴＯＮＥ４３０（登録商標）、ＶＩＴＯＮＢ９１０（登録商標）、ＶＩＴＯＮＧＨ（登録商標）、ＶＩＴＯＮＢ５０（登録商標）、ＶＩＴＯＮＥ４５（登録商標）およびＶＩＴＯＮＧＦ（登録商標）として種々の商品名で商業的に知られている弗化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンのコポリマーまたはターポリマーなどの商品名ＶＩＴＯＮ（登録商標）で販売されているものなどのフルオロエラストマーなどの低表面エネルギー材料が挙げられる。商品名ＶＩＴＯＮ（登録商標）は、デュポン・ヌムール（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ．）の登録商標である。知られている二つの好ましいフルオロエラストマーは、（１）ＶＩＴＯＮ（登録商標）Ａとして商業的に知られている弗化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンのコポリマーの種類、（２）ＶＩＴＯＮ（登録商標）Ｂとして商業的に知られている弗化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびテトラフルオロエチレンのターポリマーの種類、および（３）キュアサイトモノマー２％を伴った弗化ビニリデン３５モル％、ヘキサフルオロプロピレン３４モル％およびテトラフルオロエチレン２９モル％のＶＩＴＯＮＧＦ（登録商標）などの弗化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレンおよびキュアサイトモノマーのターポリマーの種類である。キュアサイトモノマーは、４−ブロモパーフルオロブテン−１，１，１−ジヒドロ−４−ブロモパーフルオロブテン−１、３−−ブロモパーフルオロプロパン−１，１，１−ジヒドロ−３−ブロモパーフルオロプロペン−１などのデュポン（ＤｅＰｏｎｔ）から入手できるもの、あるいは適する他の公知のあらゆる市販キュアサイトモノマーであることが可能である。
【００４９】
好ましい接着剤層４２（図５）には、シラン、エポキシドおよび他の公知の接着剤が挙げられる。
【００５０】
接着剤層および／または外剥離層は、カーボンブラック、グラファイト、ポリマー充填剤、金属充填剤、金属酸化物充填剤および／またはドープ金属酸化物充填剤などの充填剤を含むことも可能である。
【００５１】
添加剤を中間転写部材に添加することができる。より詳しくは、相溶化剤、湿潤剤および／または導電性改良材を添加することができる。こうした薬剤は、カーボンブラックの分散を助けるため、カーボンブラックとホストポリマーとの間の化学的相互作用を調節するため、および／またはポリアナリンの固有抵抗を制御するために添加することが可能である。例えば、分散を助けカーボンブラックの固有抵抗を改良するために、カーボンブラックの表面を弗素化することが可能である（ＡＣＣＵＦＬＵＯＲ（登録商標）２０２８およびＡＣＣＵＦＬＵＯＲ（登録商標）２０１０がそうであるように）。もう一つの例として、ポリアナリンの導電率を制御するために燐酸をポリアナリンに添加することが可能である。
【００５２】
転写部材の体積固有抵抗は、約１０^７〜約１０^１３、好ましくは約１０^９〜約１０^１１オーム−ｃｍである。この狭い固有抵抗範囲は半絶縁であり、そして高すぎる導電率の欠点も高すぎる絶縁の欠点も伴わないプロセス速度の広い範囲にわたるトナー画像の十分な転写を考慮に入れている。詳しくは、この狭い固有抵抗範囲内で、電荷不足スポットでのアーク放電および転写の前に空中破壊およびトナー放電を引き起こす高プレ転写場は減少され、および／または排除される。
さらに、半絶縁中間転写部材によって、中間転写部材の両端での大きな電圧降下およびトナーを転写するための弱い場も減少され、および／または排除される。
さらに、本半絶縁中間転写部材によって、相対湿度の変化から生じる固有抵抗の劇的な変化および／または即刻の変化も減少され、および／または排除される。
【００５３】
１層〜４層またはそれ以上の層のフィルム構成あるいはベルト構成における部品の円周および幅は、その部品を用いるプリントエンジンの構成に応じて決まる。代表的な四色プリントエンジンにおける円周は、約２０ｃｍ〜約３００ｃｍ（約８〜約１２０インチ）、好ましくは約２５ｃｍ〜約２７５ｃｍ（約１０〜約１１０インチ）、特に好ましくは約１１０ｃｍ〜約２７５ｃｍ（約４４〜約１１０インチ）である。フィルムまたはベルトの幅は、約２０ｃｍ〜約１００ｃｍ（約８〜約４０インチ）、好ましくは約２５ｃｍ〜約９０ｃｍ（約１０〜約３６インチ）、特に好ましくは約２５ｃｍ〜約７５ｃｍ（約１０〜約３０インチ）である。フィルムが、パズルカットシーム（複数を含む）を含んでもよく、あるいは含まなくてもよいエンドレスシームレス可撓性ベルトまたはシーム付可撓性ベルトであることが好ましい。こうしたベルトの例は、米国特許第５，４８７，７０７号、第５，５１４，４３６号および１９９４年８月２９日出願の米国特許出願０８／第２９７，２０３号に記載されている。強化シームレスベルトを製造する方法は、米国特許第５，４０９，５５７号に記載されている。
【００５４】
他の機械構成において、ロールの形を取った転写部材を用いることが有利な場合がある。ポリマーホストマトリックス、ポリアナリンおよび一種以上のカーボンブラック物質の組合せを含む好ましい実施形態をこうしたロールのために使用できることは言うまでもないであろう。好ましい発明において、ポリマーホストマトリックス、ポリアナリンおよび一種以上のカーボンブラック物質の組合せは、接地またはバイアスされうる導電性シリンダー上のコーティングとして用いられるであろう。
【００５５】
外層、あるいは中間層と外層とを含む実施形態において、その一層または複数層を周知されたコーティング方法によって基板上に沈着させることができる。ディッピング、極めて薄いフィルムの多回噴霧塗布によるなどの噴霧、キャスティング、フローコーティング、ウェブコーティング、ロールコーティング、押出または成形などの基板フィルム上に外層（複数を含む）を形成するために知られている方法を用いることができる。極めて薄いフィルムの多回噴霧塗布によるなどの噴霧、キャスティング、ウェブコーティング、フローコーティング、最も好ましくは貼合せによって層を沈着させることは好ましい。
【００５６】
本願において記載したような基板またはコーティングの厚さは、約２マイクロメートル〜約２００マイクロメートルである。ポリイミドをホストポリマーとして用いる時、その高い強度によって、例えば、約５０〜約１５０マイクロメートル、好ましくは約７５〜約１００マイクロメートルなどのより薄いベルトが可能になる。
【００５７】
【実施例】
実施例１
表面固有抵抗の測定
ＨｉｒｅｓｔａＩＰメーターおよびＨＲプローブを用いて表面固有抵抗を測定した。このプローブは、外環電極（内径３０ｍｍ）および内部ディスク電極（直径１６ｍｍ）から成っていた。ベルトサンプルを非導電性表面上に置き、プローブをサンプル上に置いた。電圧を環電極に印加し、ディスク電極からの電流を測定した。オーム／ｓｑｕａｒｅでの表面固有抵抗を電圧と電流から計算した。
ベルト材料の逆側にある直径３／８’’および厚さ約１００ｎｍの金電極を最初に蒸発させることにより体積固有抵抗を測定した。電圧を一方の電極に印加した。その後、反対電極からの電流を測定した。オーム／ｃｍでの体積固有抵抗を電圧、電流、サンプル厚さおよび金電極面積から計算した。
【００５８】
実施例２
パーコレーション限界値
種々のカーボンブラック装填量を含むＶＩＴＯＮ（登録商標）フルオロエラストマーフィルムについて表ＩおよびＩＩに示したデータは、炭素装填ポリマーで通常存在するパーコレーション限界値を実証している。カーボンブラック（このカーボンブラックは弗素化されていない）が装填されたＶＩＴＯＮ（登録商標）の被覆フィルムの場合、カーボンブラック装填量が０から２％に増加するにつれて、横固有抵抗は約８桁減少する。ＡＣＣＵＦＬＵＯＲ（登録商標）２０１０（弗素化カーボンブラック）が装填されたＶＩＴＯＮ（登録商標）のブレード被覆フィルムの場合、カーボンブラック装填量が０から５％に増加するにつれて、固有抵抗は約８桁減少する。ＡＣＣＵＦＬＵＯＲ（登録商標）２０１０（弗素化カーボンブラック）が装填されたＶＩＴＯＮ（登録商標）の噴霧被覆フィルムの場合、カーボンブラックが５％を超えるまで、固有抵抗の減少が始まらず、その後、カーボンブラック装填量が５％から１０％に増加するにつれて、固有抵抗は７桁減少する。ＶＩＴＯＮ（登録商標）中のＡＣＣＵＦＬＵＯＲ（登録商標）２０２８の特定の場合のみが、カーボンブラック装填量が１５％から３５％に増加するにつれて、７桁のより制御可能な固有抵抗の減少を示している。
【００５９】
【表１】

【表２】

実施例３
種々のカーボンブラック装填量によって示されたポリアナリン充填剤とカーボンブラック充填剤を伴ったポリイミドの意外な結果
約１５重量％のポリアナリンおよび種々のカーボンブラック装填量を用いることにより、サンプルベルトを製造した。実施例１に概説した手順に従って、これらのフィルムの固有抵抗を試験した。図８は、ＫＡＰＴＯＮ（登録商標）タイプのポリイミドの場合に、ポリアナリン装填量を一定にしておき、カーボンブラック装填量を変えることにより体積固有抵抗を調節できることを示している。サンプル中のカーボンブラックは、ＡＣＣＵＦＬＵＯＲ（登録商標）のような弗素化カーボンブラックではないデグッサ（Ｄｅｇｕｓｓａ）製のＳＢ４であった。図８で示されているように、パーコレーション限界値付近のカーボンブラック装填量の小さな変化に通常は特有の大きな変動は示していない。
【００６０】
図７は、ポリアナリンとカーボンブラックの両方を用いて製造されたフィルムのもう一つの利点を示している。図は、三つの異なる環境条件で測定された一つのサンプルの体積固有抵抗の場依存性を示している。「Ａゾーン」は、２７°Ｃ（８０°Ｆ）および相対湿度８０％を表している。Ｂゾーンは、２２°Ｃ（７２°Ｆ）および相対湿度５０％を表している。Ｃゾーンは、１５°Ｃ（６０°Ｆ）および相対湿度２０％を表している。これらのゾーンは、電子写真複写機およびプリンタが動作する環境の範囲に及んでいる。図７は、本発明の実施形態内に入る組成の場合、固有抵抗は、場の変化、環境の変化につれて大きくは変化しないことを示している。
【００６１】
実施例４
ポリアナリン、カーボンブラックおよびドープ金属酸化物充填剤を伴ったポリイミドベルト
ポリアナリン、カーボンブラックおよびＺＥＬＥＣ（登録商標）（アンチモンドープ酸化錫粒子）をポリイミドベルトに装填した。下の表ＩＩＩは、他の重要な物理的特性、この場合には湿度膨張係数（ＣＨＥ）を調節するために、ポリアナリン、カーボンブラックおよびドープ金属酸化物を含む混合充填剤系を使用できることを示している。約１５重量％のポリアナリンおよびカーボンブラックのみを伴ったＣＨＥが比較的高いフィルムを試験した。結果は、フィルム寸法が湿度の１％増加ごとに約６０ｐｐｍ増加したことを示している。フィルム寸法は、今度は、湿度が減少するにつれて似た量だけ減少する。約２．５体積％のＺＥＬＥＣ（登録商標）を添加することにより、ＣＨＥは、カーボンブラック装填量の範囲、すなわち、約４％〜約６％について、４０ｐｐｍ／％ＲＨ未満に減少する。混合充填剤系を用いると、およそ、約±０．５％〜約±０．２５％だけベルトまたはロールの収縮および縮みが減少する。この減少したサイズ変動は、大きなベルト周囲および幅に関して特に重要である。
【００６２】
【表３】

【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像装置を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態の図であり、トランスフィックス部材を示している。
【図３】中間転写部材を備える画像現像システムを示す概略図である。
【図４】本願において記載されたような基板と外層を含む二層転写フィルムを示している本発明の実施形態を示す図である。
【図５】本願において記載されたような基板と中間層と外層とを有する三層転写フィルムを示している本発明の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の実施形態を示す図であり、カーボンブラック導電性充填剤とポリアナリン導電性充填剤の両方を基板に分散させた転写部材を示している。
【図７】約１５％のポリアナリンと約４．９％のカーボンブラックを有するポリイミド基板の本発明の好ましい実施形態に関する体積固有抵抗対、印加電圧の環境依存性を示すグラフである。
【図８】約１５重量％のポリアナリンを含有するポリイミドフィルムに関する体積固有抵抗対、カーボンブラック含有率のグラフである。
【符号の説明】
１ロール、２加熱ロール、３加熱エレメント、４トランスフィックスベルト、５圧力ロール、１０感光体、１１電源、１２電荷、１３画像入力装置、１４現像剤ステーション、１５転写装置、１６複写シート、１７クリーニングステーション、１９定着ステーション、２０定着ロール、２１圧力ロール、２２駆動ロール、２４中間転写部材、２５中間転写部材の前側、２６中間転写部材の裏側、２９転写ロール、３２感光体ドラムの電荷、３３帯電トナー粒子、４０基板、４１外層、４２接着剤層、４３カーボンブラック、４４ポリアナリン。

Claims

ポリアナリン導電性充填剤、グラファイトカーボンブラック導電性充填剤、及び非グラファイトカーボンブラック導電性充填剤を分散させたポリイミド基板を備える転写部材。
前記転写部材は、１０ ⁷ 〜１０ ¹³オーム−ｃｍの体積固有抵抗を有する請求項１に記載の転写部材。
前記ポリアナリン導電性充填剤は、全固形物の５〜２５重量％の量で前記基板中に存在する請求項１に記載の転写部材。