JP6528412B2 - 画像形成装置用の管状体、管状体ユニット、中間転写体、及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
<1>
熱可塑性樹脂を含有する管状部材が熱加工されてなる管状体であり、
前記熱加工として、前記管状部材の少なくとも一方の端縁が周方向の少なくとも一部において熱溶融した後に固化してなる、
画像形成装置用の管状体。
前記熱加工として、前記管状部材の両方の端縁が周方向全体にわたって熱溶融した後に固化してなる、<1>に記載の管状体。
前記管状部材はさらに導電剤を含有する、<1>又は<2>に記載の管状体。
熱可塑性樹脂を含有し、
少なくとも一方の端縁が周方向の少なくとも一部において膨らんだ形状を有する、
画像形成装置用の管状体。
両方の端縁が周方向全体にわたって膨らんだ形状を有する、<4>に記載の管状体。
さらに導電剤を含有する、<4>又は<5>に記載の管状体。
<1>〜<6>のいずれか1項に記載の管状体と、
前記管状体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、画像形成装置に着脱される管状体ユニット。
<1>〜<6>のいずれか1項に記載の管状体からなる中間転写体。
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
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、
トナーを含む静電荷像現像剤により、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、
前記像保持体の表面に形成されたトナー像が転写される、<1>〜<6>のいずれか1項に記載の管状体からなる中間転写体と、
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、
前記中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、
を備える画像形成装置。
<4>、<5>又は<6>に係る発明によれば、両方の端縁が膨らんだ形状をまったく有しない場合に比べ、幅方向端部に亀裂が発生しにくい、画像形成装置用の管状体が提供される。
<8>に係る発明によれば、両方の端縁がまったく熱加工されていない場合に比べ、幅方向端部に亀裂が発生しにくい中間転写体が提供される。
<9>に係る発明によれば、中間転写体の両方の端縁がまったく熱加工されていない場合に比べ、中間転写体の幅方向端部に亀裂が発生しにくい画像形成装置が提供される。
本実施形態に係る管状体は、画像形成装置用の管状体である。
本実施形態に係る管状体は、熱可塑性樹脂を含有する管状部材が熱加工されてなる管状体であり、即ち、前記管状部材の少なくとも一方の端縁が、周方向の少なくとも一部において、熱溶融した後に固化してなる管状体である。
本実施形態において管状体および管状部材の「幅方向」は、画像形成の際に管状体が回転する回転軸の軸方向と平行な方向である。
加えて、本実施形態に係る管状体は、端縁が熱溶融した後に固化することで膨らんだ形状になっており、端縁が膨らんでいない形状である場合に比べて、幅方向端部の力学的強度が増していると考えられ、これによっても管状体の幅方向端部に亀裂が発生することが抑制されると考えられる。
本実施形態に係る管状体は、少なくとも一方の端縁が周方向の少なくとも一部において、図1に示すように膨らんだ形状、即ち、管状体の外周面及び内周面よりも外側に突出し断面形状が円形状である。
この膨らんだ形状の端縁は、本実施形態に係る管状体の前駆体である熱可塑性樹脂を含有する管状部材が熱加工されたことによって生じる。つまり、熱可塑性樹脂を含有する管状部材の端縁が熱溶融した後に固化したことによって、本実施形態に係る管状体の端縁は膨らんだ形状になっている。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリアミド(PA)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリフェニルサルホン(PPSU)、ポリサルフォン(PSF)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアセタール(POM)、ポリカーボネート(PC)等が挙げられる。
熱可塑性樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本実施形態に係る管状体は、画像形成装置への適用に応じて、さらに導電剤を含有していてよい。本実施形態に係る管状体が中間転写体に適用される場合、管状体は導電剤を含有することが望ましい。導電剤とは、添加することで目的とする導電性を付与しうる物質を指す。
導電剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
導電剤として用いるカーボンブラックの平均一次粒子径は、例えば10nm以上40nm以下である。
その他の添加剤としては、酸化防止剤、耐熱剤、離型剤、架橋剤、着色剤、界面活性剤など、画像形成装置の無端ベルトに配合される周知の添加剤が挙げられる。
本実施形態に係る管状体を製造する方法としては、特に制限はないが、
熱可塑性樹脂を含有する管状部材を用意する第一の工程と、
前記管状部材の少なくとも一方の端縁の、周方向の少なくとも一部に、熱を加えて溶融する第二の工程と、
前記管状部材の溶融した端縁を固化する第三の工程と、
を少なくとも含むことが望ましい。
本実施形態に係る管状体ユニットは、本実施形態に係る管状体と、前記管状体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、画像形成装置に着脱される。
本実施形態に係る管状体ユニット130は、図2に示すように、本実施形態に係る管状体101を備えており、例えば、管状体101は対向して配置された駆動ロール131及び従動ロール132により張力がかかった状態で掛け渡されている(以下、「張架」という場合がある。)。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した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、トナーを含む静電荷像現像剤により、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、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する転写手段と、を有し、転写手段が、本実施形態に係る管状体を備えるものである。
ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置4Y、4M、4C、4K(現像手段の一例)のそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収容されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーが供給される。
一次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。一次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各一次転写ロールに印加する転写バイアスを可変する。
感光体1Yは、導電性(20℃における体積抵抗率:1×10−6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂の抵抗に近い抵抗)であるが、レーザ光線3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を有する。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って現像位置まで回転し、現像位置で現像装置4Yによって可視化(現像)される。
感光体1Y上に残留したトナーはクリーニング装置6Yで除去されて回収される。
以下において「部」は特に断りのない限り質量基準である。
[樹脂ペレットの作製]
熱可塑性樹脂としてポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂(東レ社製T1881−3)を二軸溶融混練押出機(パーカーコーポレーション社製L/D60)に投入し、溶融させたPPS樹脂に、導電剤としてカーボンブラック(オリオンエンジニアードカーボンズ社製PRINTEX alpha)を樹脂100部に対し15部添加し、溶融混練した。混練された溶融物を水槽中に入れて冷却固化し、裁断し、カーボンブラックが配合された樹脂ペレットを得た。
樹脂ペレットを一軸溶融押出機(三葉製作所社製L/D24)に投入し、加熱温度330℃で溶融させ、300℃に設定した金型ダイとニップルの間隙から溶融押出ししながら、溶融樹脂の内周面に円筒状のインナーサイジングダイの外面を接触させて冷却固化し、裁断し、管状の押出成形品を得た。この押出成形品を、外周面に溝を有するマンドレルに挿入し、押出成形品の外周面からマンドレル溝部位置に対しカット刃を押しあてて押出成形品を裁断し、幅322.1mm、外周長680.5mm、平均膜厚100μmのベルトを得た。
裁断後のベルトの両端縁を肉眼で観察したところ、突起や段差などの不連続部が認められた。
ベルトの両端縁を周方向全体にわたって、295℃に加熱したデジルホットプレートスターラー(コーニング社製OC−420D)上に30秒間置くことで熱溶融させ、その後、室温(20℃乃至25℃)に放置して固化させ、両端縁が周方向全体にわたって膨らみを有するベルトを得た。
熱加工後のベルトの両端縁を肉眼で観察したところ、突起や段差などの不連続部は認められず、周方向全体にわたって膨らみが滑らかに連続していた。
熱可塑性樹脂としてポリエーテルイミド(PEI)樹脂(SABIC社製Ultem1000-1000)を用い、一軸溶融押出機の加熱温度を370℃に変更し、金型ダイ及びニップルの温度を350℃に変更し、デジルホットプレートスターラーの加熱温度を370℃に変更した以外は実施例1と同様にしてベルトを得た。
裁断後のベルトの両端縁を肉眼で観察したところ、突起や段差などの不連続部が認められた。
熱加工後のベルトの両端縁を肉眼で観察したところ、突起や段差などの不連続部は認められず、周方向全体にわたって膨らみが滑らかに連続していた。
熱可塑性樹脂としてポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹脂(ダイセルエボニック社製ベスタキープ1000G)を用い、一軸溶融押出機の加熱温度を390℃に変更し、金型ダイ及びニップルの温度を370℃に変更し、デジルホットプレートスターラーの加熱温度を390℃に変更した以外は実施例1と同様にしてベルトを得た。
裁断後のベルトの両端縁を肉眼で観察したところ、突起や段差などの不連続部が認められた。
熱加工後のベルトの両端縁を肉眼で観察したところ、突起や段差などの不連続部は認められず、周方向全体にわたって膨らみが滑らかに連続していた。
カーボンブラックの添加量を樹脂100部に対し35部に変更した以外は実施例1と同様にしてベルトを得た。
裁断後のベルトの両端縁を肉眼で観察したところ、突起や段差などの不連続部が認められた。
熱加工後のベルトの両端縁を肉眼で観察したところ、突起や段差などの不連続部は認められず、周方向全体にわたって膨らみが滑らかに連続していた。
実施例1と同様にして裁断したベルトを得た。裁断後のベルトの両端縁を肉眼で観察したところ、突起や段差などの不連続部が認められた。
裁断後のベルトの両端縁において突起や段差などの不連続部が在る箇所を、295℃に加熱したデジルホットプレートスターラーに30秒間押し当て熱溶融させ、その後、室温(20℃乃至25℃)に放置して固化させた。こうして、突起や段差などの不連続部を滑らかな膨らみに変え、周方向全体にわたって突起や段差などの不連続部のない(肉眼では観察されない)ベルトを得た。
ベルト端縁に熱加工を施さない以外は、実施例1〜3と同様にしてベルトを得た。即ち、実施例1〜3における裁断後のベルトをそれぞれ比較例1〜3のベルトとした。比較例1〜3のベルトは、端縁が熱加工されていないため、端縁に膨らんだ形状を有しない。
実施例1と同様にして裁断したベルトを得た。裁断後のベルトの両端部に、周方向全体にわたって、樹脂テープ(具体的には、アセテート布とアクリル系粘着材を積層してなる幅10mm、厚さ230μmの日東電工社製アセテート布粘着テープNo.5)を貼りつけ、端部補強を施した。比較例4のベルトは、端縁が熱加工されていないため、端縁に膨らんだ形状を有しない。
各実施例及び各比較例のベルトを中間転写ベルトとして、画像形成装置(富士ゼロックス社製DocuPrint C3350)に装着し、温度25℃/相対湿度55%の環境下で、連続5万枚の画像形成を行い、ベルトの軸方向端部を肉眼で確認し、下記の基準に従って評価した。結果を表1に示す。
A:亀裂の発生はなかった。
B:走行が可能なレベルの軽微な亀裂が発生していた。
C:走行に支障がでるほどの亀裂が発生していた。
130 管状体ユニット
131 駆動ロール
132 従動ロール
1Y、1M、1C、1K 感光体
2Y、2M、2C、2K 帯電ロール
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
3 露光装置
4Y、4M、4C、4K 現像装置
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール
6Y、6M、6C、6K クリーニング装置
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
20 中間転写ベルト
22 駆動ロール
24 背面ロール
26 二次転写ロール
28 定着装置
30 中間転写体クリーニング装置
Claims (9)
- 熱可塑性樹脂を含有する管状部材が熱加工されてなる管状体であり、
前記熱可塑性樹脂が前記管状部材の少なくとも一方の端縁の周方向の少なくとも一部において熱溶融した後に固化してなる膨らんだ形状を形成している、画像形成装置用の管状体。 - 前記熱可塑性樹脂が前記管状部材の両方の端縁の周方向全体にわたって熱溶融した後に固化してなる膨らんだ形状を形成している、請求項1に記載の管状体。
- 前記管状部材はさらに導電剤を含有する、請求項1又は請求項2に記載の管状体。
- 熱可塑性樹脂を含有し、
少なくとも一方の端縁が周方向の少なくとも一部において膨らんだ形状を有し、
前記膨らんだ形状は管状体本体と連続した端縁の形状である、画像形成装置用の管状体。 - 両方の端縁が周方向全体にわたって膨らんだ形状を有し、
前記膨らんだ形状は管状体本体と連続した端縁の形状である、請求項4に記載の管状体。 - さらに導電剤を含有する、請求項4又は請求項5に記載の管状体。
- 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の管状体と、
前記管状体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、画像形成装置に着脱される管状体ユニット。 - 請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の管状体からなる中間転写体。
- 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
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、
トナーを含む静電荷像現像剤により、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、
前記像保持体の表面に形成されたトナー像が転写される、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の管状体からなる中間転写体と、
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、
前記中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、
を備える画像形成装置。
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