JP6686618B2 - 画像形成装置用導電性部材、画像形成装置用転写ユニット及び画像形成装置 - Google Patents

画像形成装置用導電性部材、画像形成装置用転写ユニット及び画像形成装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6686618B2
JP6686618B2 JP2016064700A JP2016064700A JP6686618B2 JP 6686618 B2 JP6686618 B2 JP 6686618B2 JP 2016064700 A JP2016064700 A JP 2016064700A JP 2016064700 A JP2016064700 A JP 2016064700A JP 6686618 B2 JP6686618 B2 JP 6686618B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductive
image forming
forming apparatus
image
transfer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016064700A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017181604A (ja
Inventor
雅士 古川
雅士 古川
友子 鈴木
友子 鈴木
貴彦 山崎
貴彦 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd, Fujifilm Business Innovation Corp filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP2016064700A priority Critical patent/JP6686618B2/ja
Priority to US15/251,019 priority patent/US9733596B1/en
Publication of JP2017181604A publication Critical patent/JP2017181604A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6686618B2 publication Critical patent/JP6686618B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/14Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
    • G03G15/16Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer
    • G03G15/1605Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer using at least one intermediate support
    • G03G15/162Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer using at least one intermediate support details of the the intermediate support, e.g. chemical composition
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/14Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base
    • G03G15/16Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer
    • G03G15/1665Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer by introducing the second base in the nip formed by the recording member and at least one transfer member, e.g. in combination with bias or heat
    • G03G15/167Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for transferring a pattern to a second base of a toner pattern, e.g. a powder pattern, e.g. magnetic transfer by introducing the second base in the nip formed by the recording member and at least one transfer member, e.g. in combination with bias or heat at least one of the recording member or the transfer member being rotatable during the transfer
    • G03G15/1685Structure, details of the transfer member, e.g. chemical composition

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

本発明は、画像形成装置用導電性部材、画像形成装置用転写ユニット及び画像形成装置に関する。
電子写真方式の画像形成装置では、帯電ロール、転写ベルト、記録媒体搬送ベルト、転写ロール等、種々の導電性部材が使用されている。
例えば、特許文献1には、「導電性付与剤としてイオン導電性添加塩のみを含み、電子導電性充填剤は含まない導電性有機高分子材料組成物から形成される導電層を備えた導電性ローラおよび導電性ベルトを含む画像形成装置用の導電性部材であって、
上記導電層は、連続相と1相の非連続相との2相からなり、該連続相と非連続相とが海−島構造を呈し、上記非連続相に陽イオンと陰イオンに解離可能な塩を偏在させ、該非連続相を構成する有機高分子材料は上記連続相を構成する有機高分子材料よりも上記陽イオンと陰イオンに解離可能な塩との親和性を高くし、
印加電圧100Vのもとで測定したJIS K6911に記載の体積抵抗率が10〜1012[Ω・cm]である上記有機高分子材料組成物から形成していることを特徴とする画像形成装置用の導電性部材」が開示されている。
また、特許文献2には、「イオン導電性ゴム材料からなる有機高分子材料連続相と、電子導電性ゴム材料からなる有機高分子材料粒子相とを含んでなる海島構造のゴム組成物であって、該イオン導電性ゴム材料は、体積固有抵抗率1×1012Ω・cm以下の原料ゴムAより主になり、該電子導電性ゴム材料は、原料ゴムBに導電粒子を配合することにより導電化されていることを特徴とする半導電性ゴム組成物」が開示されている。
特開2007−241307号公報 特開2002−3651号公報
本発明は、導電性の有機高分子材料を含む海部と、電子導電性の導電性付与剤の凝集体で構成され、粒径が50nm以上3μm以下である島部と、を有し、10μm×10μm角四方における前記島部の数が20個未満若しくは50個超えである導電層を有する場合に比べ、高電圧が繰り返し印加されても電気抵抗の上昇が抑制される画像形成装置用導電性部材を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、以下の発明が提供される。
<1>に係る発明は、導電性の有機高分子材料を含む海部と、電子導電性の導電性付与剤の凝集体で構成され、粒径が100nm以上3μm以下である島部と、を有し、10μm×10μm角四方における前記島部の数が20個以上50個以下である導電層を有する画像形成装置用導電性部材。
<2>に係る発明は、体積抵抗率が10.0LogΩ・cm以上12.5LogΩ・cm以下である<1>に記載の画像形成装置用導電性部材。
<3>に係る発明は、前記有機高分子材料が極性ゴムである<1>又は<2>に記載の画像形成装置用導電性部材。
<4>に係る発明は、前記導電性付与剤がカーボンブラックである<1><3>のいずれか1に記載の画像形成装置用導電性部材。
<5>に係る発明は、無端のベルト状である<1><4>のいずれか1に記載の画像形成装置用導電性部材。
<6>に係る発明は、<5>に記載の画像形成装置用導電性部材を含む転写ベルトと、前記転写ベルトを張力がかかった状態で掛け渡す複数のロールと、を備えた画像形成装置用転写ユニット。
<7>に係る発明は、前記転写ベルトが、トナー像が記録媒体に転写される転写部において前記記録媒体を搬送する記録媒体搬送転写ベルトである<6>に記載の画像形成装置用転写ユニット。
<8>に係る発明は、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静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーを含む現像剤により前記像保持体の表面の前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、<5>に記載の画像形成装置用導電性部材を含む転写ベルトを有し、前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、を備えた画像形成装置。
<9>に係る発明は、前記トナー像が前記記録媒体に転写される転写部において前記記録媒体を搬送する記録媒体搬送転写ベルトである<8>に記載の画像形成装置。
<1>、<2>、<3>、<4>又は<5>に係る発明によれば、導電性の有機高分子材料を含む海部と、電子導電性の導電性付与剤の凝集体で構成され、粒径が50nm以上3μm以下である島部と、を有し、10μm×10μm角四方における前記島部の数が20個未満若しくは50個超えである導電層を有する場合に比べ、高電圧が繰り返し印加されても電気抵抗の上昇が抑制される画像形成装置用導電性部材が提供される。
<6>又は<7>に係る発明によれば、転写ベルトとして、導電性の有機高分子材料を含む海部と、電子導電性の導電性付与剤の凝集体で構成され、粒径が50nm以上3μm以下である島部と、を有し、10μm×10μm角四方における前記島部の数が20個未満若しくは50個超えである導電層を有する無端のベルト状の画像形成装置用導電性部材を適用した場合に比べ、高電圧が繰り返し印加されて画像形成が行われても、該転写ベルトの抵抗変動が抑制されることで電源容量不足に起因する転写不良の発生が抑制される画像形成装置用転写ユニットが提供される。
<8>又は<9>に係る発明によれば、転写ベルトとして、導電性の有機高分子材料を含む海部と、電子導電性の導電性付与剤の凝集体で構成され、粒径が50nm以上3μm以下である島部と、を有し、10μm×10μm角四方における前記島部の数が20個未満若しくは50個超えである導電層を有する無端のベルト状の画像形成装置用導電性部材を適用した場合に比べ、高電圧が繰り返し印加されて画像形成が行われても転写不良の発生が抑制される画像形成装置が提供される。
本実施形態に係る画像形成装置用導電性部材の一例を示す概略斜視図である。 本実施形態に係る画像形成装置用導電性部材の層構成の一例を示す概略図である。 円形電極の一例を示す概略平面図(A)及び概略断面図(B)である。 本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 本実施形態に係る画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。 本実施形態に係る画像形成装置用転写ユニットの一例を示す概略斜視図である。 実施例で製造した無端ベルト状の導電性部材の断面の一部を原子間力顕微鏡(AFM)により測定して得られた画像である。 実施例で製造した無端ベルト状の導電性部材の断面の一部を走査型電子顕微鏡(SEM)により測定して得られた画像である。
以下、本発明の一例である実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
[導電性部材]
本実施形態に係る画像形成装置用導電性部材(以下、「導電性部材」と称する場合がある。)は、導電性の有機高分子材料と電子導電性の導電性付与剤とを含む導電層を有する。導電層は、導電性の有機高分子材料を含む海部と、電子導電性の導電性付与剤の凝集体で構成され、粒径が50nm以上3μm以下である島部と、を有し、10μm×10μm角四方における前記島部の数が20個以上50個以下である。なお、本明細書において、「導電性」とは一例として体積抵抗率が1.0×10Ω・m未満であることを意味する。
本実施形態に係る導電性部材は、高電圧(例えば、1.0kV以上)の印加が繰り返されても電気抵抗の上昇が抑制される。その理由は定かでないが、以下のように推測される。
例えば、像保持体(以下、「電子写真感光体」又は「感光体」と称する場合がある。)の表面に形成したトナー像を中間転写ベルトに一次転写した後、中間転写ベルトから紙などの記録媒体に二次転写させる場合、記録媒体がベルトによって二次転写部に搬送されて二次転写が行われる。
上記のように記録媒体を転写部に搬送する記録媒体搬送転写ベルト(以下、「搬送転写ベルト」又は「転写ベルト」と称する場合がある。)には、ベルトを構成する高分子材料としてポリイミドに代表される樹脂ベルト、又は、エチレン−プロピレン−ジエン3元共重合ゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、エピクロルヒドリンゴム(ECO)等のゴム成分を含む弾性ベルトが用いられているが、ベルトの蛇行を抑制する観点から、弾性ベルトを用いることが好ましい。
また、非通紙領域への電流の流出により発生する用紙端部の転写不良の発生を抑制する為に、搬送転写ベルトには、より高い抵抗が求められる。
例えば、高分子材料として上記ゴム成分のようなイオン導電性の弾性材料を用いた弾性ベルトでは、継続使用による繰り返しの高電圧印加によって抵抗上昇を引き起こす。ベルトの高抵抗化による画質の変動を抑制するには、ベルトの抵抗上昇に伴ってトナーの転写に必要な電圧を高くする必要があり、高抵抗化と併せてより高電圧化での使用が求められる為、電源が高容量化し、また、放電が発生し易くなる。
繰り返しの高電圧印加によるイオン導電性材料の抵抗上昇は、イオンの偏在とイオン導電性材料の酸化劣化が原因であると考えられる。
一方、導電剤として電子導電性の導電性付与剤(以下、「電子導電剤」と称する場合がある)を用いた場合の導電は、電子導電剤等の導電担体間のホッピング電導によるものであり、電子導電剤間の高分子材料の絶縁破壊によって抵抗が低下すると考えられる。
これに対し、本実施形態に係る導電性部材では、電子導電剤が凝集した粒径が50nm以上3μm以下の島部が、10μm×10μm角四方において20個以上であることで、主に導電性の高分子材料から構成される海部への電流の集中が抑制され、イオンの偏在と酸化劣化による抵抗上昇が抑制されると考えられる。一方、上記電子導電剤が凝集した島部が、10μm×10μm角四方において50個以下であることで、島部への電流強度が強くなることが抑制され、島−島間での高分子材料の絶縁破壊による抵抗低下が抑制されると考えられる。すなわち、本実施形態に係る導電性部材は、導電性の高分子材料における抵抗上昇と電子導電剤による抵抗低下がともに抑制されることで、高圧印加が繰り返されても抵抗変動が抑制されると考えられる。
本実施形態に係る導電性部材の形状は特に限定されず、例えば、無端のベルト状、ロール状、板状であってもよい。また、本実施形態に係る導電性部材は、上記導電層以外の層が積層された構造であってもよい。以下、本実施形態に係る導電性部材の一例として、無端のベルト状の導電性部材(以下「導電性ベルト部材」と称する場合がある。)である搬送転写ベルトについて主に説明する。
図1は、本実施形態に係る導電性部材の一例として、導電性ベルト部材を示す概略斜視図であり、図2は、層構成の一例を示す概略図である。
図1に示す画像形成装置用の導電性ベルト部材10は、基材層10Aと、基材層10Aの外周面上に設けられた表面層10Bと、を有している。
<基材層>
基材層10Aは、導電性の有機高分子材料と電子導電性の導電性付与剤(以下、「電子導電剤」と称する場合がある。)とを含む導電層であり、必要に応じて、その他の周知の添加剤を含んで構成される。基材層10Aは、導電性の有機高分子材料を含む海部と、電子導電剤が凝集し、粒径が50nm以上3μm以下である島部と、を有し、10μm×10μm角四方における前記島部の数が20個以上50個以下となっている。
(導電性の有機高分子材料)
導電性の有機高分子材料は、基材層10Aにおいて海部を構成する。基材層10Aに含まれる導電性の有機高分子材料としては、導電性を有する樹脂材料又はゴム材料が挙げられる。本実施形態に係る導電性部材を搬送転写ベルトとして用いる場合、基材層10Aに含まれる導電性の有機高分子材料は、弾性の観点からゴム材料が好ましい。
ゴム材料としては、例えば、イソプレンゴム、クロロプレンゴム(CR)、エピクロルヒドリンゴム(ECO)、ブチルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド共重合ゴム、エピクロルヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン3元共重合ゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、天然ゴム等、及びこれらを混合したゴムが挙げられる。
これらのゴム材料の中でも、エピクロルヒドリンゴム(ECO)、クロロプレンゴム(CR)、EPDM等の極性ゴム、及びこれらを混合したゴムが好適に挙げられる。
基材層10Aにおけるゴム材料の含有量は50質量%以上90質量%以下が好ましく、70質量%以上85質量%以下がより好ましく、75質量%以上80質量%以下が特に好ましい。
また、電気抵抗制御の観点から、導電性の有機高分子材料は、ゴム成分としてEPDM、CR、ECO、及びNBRを配合したゴム材料が好ましく、ゴム材料100質量%に対し、各ゴム成分を以下の質量比で含むことがより好ましい。
・EPDM:20質量%以上45質量%以下(さらに好ましくは35質量%以上40質量%以下)
・CR:20質量%以上40質量%以下(さらに好ましくは30質量%以上35質量%以下)
・ECO:0質量%以上20質量%以下(さらに好ましくは10質量%以上15質量%以下)
・NBR:0質量%以上15質量%以下
(電子導電性の導電性付与剤)
導電性付与剤(導電剤)としては、一般的に、電子伝導性の導電剤(電子導電剤)とイオン伝導性の導電剤(イオン導電剤)があるが、本実施形態における基材層10Aは、電子導電剤を含む。基材層10Aに含まれる電子導電剤は、基材層10Aにおいて凝集して島部を構成している。基材層10Aにおいて電子導電剤が凝集して構成された島部(凝集体)のうち、粒径が100nm以上3μm以下である島部が、10μm×10μm角四方において20個以上50個以下存在している。
なお、本実施形態において、電子導電剤の凝集による島部の径は、その島部の最大径を意味する。電子導電剤の島部の径及び10μm×10μm角四方における島部の数は、導電性部材の断面を観察して測定することができ、具体的な方法は実施例において後述する。
高電圧印加によって海部への電流の集中を抑制し、且つ、島−島間での絶縁破壊を抑制する観点から、電子導電剤が凝集した粒径が100nm以上3μm以下である島部は、10μm×10μm角四方において20個以上50個以下であることが好ましく、25個以上40個以下であることがより好ましい。
なお、基材層10Aにおいて粒径が100nm未満の島部が多少存在してもよいが、電子導電剤による島部のうち、100nm以上3μm以下である島部の面積比は60%以上であることが好ましく、80%以上であることがより好ましく、100%、すなわち、100nm未満の島部が存在しないことが特に好ましい。また、3μmを超える島部については、島部への電界集中による絶縁破壊を引き起こす事がある為、存在しないことが好ましい。
電子導電剤としては、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラックなどのカーボンブラック;熱分解カーボン;グラファイト;アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼などの各種導電性金属または合金;酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタン、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、酸化スズ−酸化インジウム固溶体などの各種導電性金属酸化物;絶縁物質の表面を導電化処理したもの;ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性高分子などの粉末が挙げられる。
これらの中でも、ベルトの抵抗の環境変動を抑制する観点から、カーボンブラックがよい。カーボンブラックとしては、特に、電気抵抗の経時での安定性や、転写電圧による電界集中を抑制する電界依存性の観点から、pH5以下(好ましくはpH4.5以下であり、より好ましくはpH4.0以下)の酸化処理カーボンブラック(例えば表面にカルボキシル基、キノン基、ラクトン基、水酸基等を付与して得られたカーボンブラック)がよい。
また、電子導電剤の平均一次粒径は、電子導電剤が凝集して粒径が100nm以上3μm以下の島部が形成され易くする観点から、例えば35nm以下が挙げられ、望ましくは24nm以下、より望ましくは16nm以下である。
特に、カーボンブラックの平均一次粒径を24nm以下とすると、カーボンブラックによる導電点が微細かつ均一性が高くなり、ベルト表面での放電劣化による抵抗低下が抑制され易くなる。
なお、上記観点からは、カーボンブラックの平均一次粒径は小さい程よいが、一次粒径が小さすぎると嵩密度が小さくなり取り扱いが困難になることや表面積が大きくなるために分散物がチキソ性を示すようになることから、10nm以上(望ましくは12nm以上)であることがよい。
カーボンブラックの平均一次粒径は、次の方法により測定される。
導電性部材の基材層10Aから、ミクロトームにより切断して、200nmの厚さの測定サンプルを採取し、本測定サンプルをTEM(透過型電子顕微鏡)により観察する。そして、カーボンブラックの一次粒子50個の径を測定して、その平均値を平均一次粒径とする。
基材層10Aにおける電子導電剤の含有量は、目標とする抵抗にもよるが、電子導電剤の凝集体で構成され、粒径が50nm以上3μm以下である島部を、10μm×10μm角四方において20個以上50個以下で存在させる観点から、基材層10Aを構成する成分全体に対して1質量%以上50質量%以下であり、好ましくは10質量%以上40質量%以下、より好ましくは20質量%以上30質量%以下である。
なお、電子導電剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
基材層10Aには、絶縁性又は半導電性の粒子を添加して基材層10Aの体積抵抗率を調整してもよい。例えば、シリカ、酸化亜鉛(亜鉛華)などが挙げられる。
更に、基材層10Aには以下のようなゴム用配合原料を使用してもよい。
例えば充填剤として、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム等、クレー、タルク等、また、ゴム用薬品として、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、プロセスオイル等、着色剤として、各種顔料等が挙げられる。
また、受酸剤、補強剤、などを添加してもよい。
基材層10Aの厚みは、用途に応じて設定すればよい。例えば、搬送転写ベルトの基材層10Aの場合は、搬送転写ベルトとしての強度、永久伸び変化抑制、ベルト研磨時の破損又は破れの防止、表面平滑性等の観点から、基材層10Aの厚みは、好ましくは100μm以上1000μm以下、より好ましくは300μm以上600μm以下である。
<表面層>
表面層10Bは、必要に応じて基材層10A上に設けられる層である。表面層10Bは、例えば、樹脂材料と導電剤を含んで構成され、必要に応じて、その他の公知の添加剤を含んで構成される。
ゴム等から構成される基材層10Aは、シワが生じやすく、また、画像形成に伴って生成する放電生成物が付着しやすいが、基材層10Aの外周面上に表面層10Bが設けられていることでシワの発生や放電生成物、トナー等の付着が抑制される。
(樹脂)
表面層10Bを構成する樹脂としては、例えば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリル樹脂などが挙げられる。
(導電剤)
表面層10Bに含まれる導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤のいずれも挙げられる。
これらの中でも、ベルトの抵抗の環境変動を抑制する観点から、電子導電剤がよく、具体的には、カーボンブラックがよい。
カーボンブラックとしては、特に、電気抵抗の経時での安定性や、転写電圧による電界集中を抑制する電界依存性の観点から、pH5以下(好ましくはpH4.5以下であり、より好ましくはpH4.0以下)の酸化処理カーボンブラック(例えば表面にカルボキシル基、キノン基、ラクトン基、水酸基等を付与して得られたカーボンブラック)がよい。
なお、pH5以下のカーボンブラックとしては、基材層10Aの電子導電剤として説明したものと同様である。
表面層10Bにおける導電剤の含有量は、目的とする抵抗により選択される。例えば、層を構成する成分全体に対して1質量%以上50質量%以下であり、好ましくは2質量%以上40質量%以下、より好ましくは4質量%以上30質量%以下である。
なお、表面層10Bにおける導電剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
表面層10Bの厚みは、例えば2μm以上30μm以下であることがよく、好ましくは5μm以上15μm以下である。
<導電性部材の特性>
(表面抵抗率及び体積抵抗率)
本実施形態に係る導電性部材10が搬送転写ベルトの場合、その外周面の表面抵抗率は、8.5LogΩ/□以上11.0LogΩ/□以下であることが好ましく、10.0LogΩ/□以上11.0LogΩ/□以下であることがより好ましい。
また、本実施形態に係る導電性ベルト部材10が搬送転写ベルトの場合の全体の体積抵抗率は、10.0LogΩ・cm以上12.5LogΩ・cm以下であることが好ましく、10.0LogΩ・cm以上11.6LogΩ・cm以下であることがより好ましい。本実施形態に係る導電性ベルト部材10の体積抵抗率が10.0LogΩ・cm以上であれば、非通紙領域への電流の流れ込みにより発生する用紙端部の転写不良を抑制することが可能であり、12.5LogΩ・cm以下であれば、転写電圧が増えることに伴い発生する放電による不具合を抑制することが出来る。
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)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3は、円形電極の一例を示す概略平面図(A)及び概略断面図(B)である。図3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との間にベルトT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、ベルトT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)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。
一方、体積抵抗率の測定は、円形電極(例えば、三菱油化(株)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3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3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’との間にベルトT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、ベルトTの体積抵抗率ρv(Ωcm)を算出する。ここで、下記式中、tは、ベルトT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)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。
また、上記式に示される19.6は、抵抗率に変換するための電極係数であり、円柱状電極部の外径d(mm)、試料の厚さt(cm)より、πd/4tとして算出される。また、ベルトTの厚さは、サンコー電子社製渦電流式膜厚計CTR−1500Eを使用し測定する。
本実施形態に係る導電性ベルト部材10の表面抵抗率及び体積抵抗率は、導電性の有機高分子材料の種類、導電剤の種類、及び導電剤の添加量等により制御される。
<導電性部材の製造方法>
本実施形態に係る導電性部材の製造方法は特に限定されず、例えば、図2に示す層構成を有する導電性ベルト部材10を製造する場合は、基材層10Aが、導電性の有機高分子材料を含む海部と、電子導電剤の凝集体で構成され、粒径が50nm以上3μm以下である島部と、を有し、10μm×10μm角四方における前記島部の数が20個以上50個以下となればよい。例えば以下のように基材層10Aを形成後、基材層10Aの外周面上に表面層10Bを形成することで製造することができる。
まず、基材層10Aの形成として、例えば、クロロプレンゴム、EPDM等のゴム材料、電子導電剤、加硫剤、加硫促進剤等を配合したゴム組成物をバンバリーミキサーに投入し、混練する。
さらにロールによって十分混練した混練物をチューブクロスヘッド押出成形機により無端のベルト状に成形し、無端のベルト状に成形されたゴム組成物を加硫缶内で加圧蒸気により加熱することで加硫して基材ゴムを形成した。得られた基材を金属製チューブの外側に被せ、表面を研磨加工することで無端のベルト状の基材層10Aが得られる。
上記のようにして基材層10Aを形成する場合、例えばEPDMとCBを事前に混練したゴム組成物を作製した後に、他のゴム材料、電子導電剤、加硫剤、加硫促進剤等を配合し、ゴム組成物を混練することによって、電子導電剤が凝集して粒径が100nm以上3μm以下である島部を形成し、10μm×10μm角四方における前記島部の数が20個以上50個以下となり易い。なお、必要に応じて、ゴム組成物をメッシュに通し電子導電材の凝集物を篩いにかけることで、ゴム組成物中の導電剤の凝集物の粒径を調整することもできる。
表面層10Bを基材層10Aの外周面に形成する方法は特に限定されず、例えば、樹脂、導電剤を分散させた表面層形成用塗布液を、ディップコート法、スプレーコート法、静電塗装法、ロールコート法等により、基材層10A上に塗布した後、乾燥させることで表皮層10Bが形成される。
本実施形態に係る導電性ベルト部材10は、像保持体(電子写真感光体)の表面に形成したトナー像を中間転写ベルトに一次転写した後、中間転写ベルトから紙などの記録媒体に二次転写させる画像形成装置において、二次転写部において中間転写ベルトに対向して配置され、二次転写部において記録媒体を搬送する搬送転写ベルト、トナー像が転写される紙などの記録媒体を搬送しつつ、像保持体からトナー像を記録媒体に直接転写される転写部において記録媒体を搬送する搬送転写ベルト、画像形成装置の像保持体の表面に形成されたトナー像が一次転写される中間転写ベルト等の各種導電性ベルト部材として適用することができる。
[画像形成装置]
本実施形態に係る画像形成装置は、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静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、トナーを含む現像剤により前記像保持体の表面の前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、前記本実施形態に係る導電性ベルト部材を含む転写ベルトを有し、前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、を備えた画像形成装置である。
本実施形態に係る画像形成装置が、像保持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトを介して記録媒体に転写させる構成を有する場合は、本実施形態に係る導電性ベルト部材を含む転写ベルトは、二次転写部において中間転写ベルトに対向して配置され、記録媒体を搬送するとともにトナー像を二次転写させる搬送転写ベルトとして好適に使用することができる。あるいは、像保持体の表面に形成されたトナー像を記録媒体に直接転写させる構成では、像保持体に対向して配置され、記録媒体を搬送し、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させるための搬送転写ベルトとして好適に使用することもできる。
本実施形態に係る画像形成装置は、例えば、現像装置内に単色のトナーのみを収容する通常のモノカラー画像形成装置、像保持体上に保持されたトナー像を中間転写ベルトに順次一次転写を繰り返すカラー画像形成装置、各色毎の現像器を備えた複数の像保持体を中間転写ベルト上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置が挙げられる。
図4は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図4に示す画像形成装置は、上記本実施形態に係る導電性ベルト部材を二次転写ベルト116(搬送転写ベルトの一例)に適用した画像形成装置である。
本実施形態に係る画像形成装置100は、図4に示すように、例えば、いわゆるタンデム方式であり、電子写真感光体からなる4つの像保持体101a〜101dの周囲に、その回転方向に沿って順次、帯電装置102a〜102d、露光装置114a〜114d、現像装置103a〜103d、一次転写装置(一次転写ロール)105a〜105d、像保持体クリーニング装置104a〜104dが配置されている。尚、転写後の像保持体101a〜101dの表面に残留している残留電位を除去するために除電器を備えていてもよい。
中間転写ベルト107が、支持ロール106a〜106d、駆動ロール111および対向ロール108により張力を付与しつつ支持され、転写ユニット107bを形成している。これらの支持ロール106a〜106d、駆動ロール111および対向ロール108により、中間転写ベルト107は、各像保持体101a〜101dの表面に接触しながら各像保持体101a〜101dと一次転写ロール105a〜105dとを矢印Aの方向に移動し得る。一次転写ロール105a〜105dが中間転写ベルト107を介して像保持体101a〜101dに接触する部位が一次転写部となり、像保持体101a〜101dと一次転写ロール105a〜105dとの接触部には一次転写電圧が印加される。
二次転写装置として、中間転写ベルト107および二次転写ベルト116を介して対向ロール108と二次転写ロール109が対向配置されている。二次転写ベルト116は、二次転写ロール109と支持ロール106eとによって支持されている。紙等の記録媒体115が中間転写ベルト107の表面に接触しながら中間転写ベルト107と二次転写ロール109とで挟まれる領域を矢印Bの方向に移動し、その後、定着装置110を通過する。二次転写ロール109が中間転写ベルト107および二次転写ベルト116を介して対向ロール108に接触する部位が二次転写部となり、二次転写ロール109と対向ロール108との接触部には二次転写電圧が印加される。更に、転写後の中間転写ベルト107と接触するように、中間転写ベルトクリーニング装置112および113が配置されている。
この構成の多色の画像形成装置100では、像保持体101aが矢印Cの方向に回転するとともに、その表面が帯電装置102aによって帯電された後、レーザ光等の露光装置114aにより第1色目の静電潜像が形成される。形成された静電潜像はその色に対応するトナーを収容した現像装置103aにより、トナーを含む現像剤で現像(顕像化)されてトナー像が形成される。なお、現像装置103a〜103dには、各色の静電潜像に対応するトナー(例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)がそれぞれ収容されている。
像保持体101a上に形成されたトナー像は、一次転写部を通過する際に、一次転写ロール105aによって中間転写ベルト107上に静電的に転写(一次転写)される。以降、第1色目のトナー像を保持した中間転写ベルト107上に、一次転写ロール105b〜105dによって、第2色目、第3色目、第4色目のトナー像が順次重ね合わせられるよう一次転写され、最終的に多色の多重トナー像が得られる。
中間転写ベルト107上に形成された多重トナー像は、二次転写部を通過する際に、二次転写ベルト116によって搬送された記録媒体115に静電的に一括転写される。トナー像が転写された記録媒体115は、定着装置110に搬送され、加熱および加圧、または加熱、若しくは加圧により定着処理された後、機外に排出される。
一次転写後の像保持体101a〜101dは、像保持体クリーニング装置104a〜104dにより残留トナーが除去される。一方、二次転写後の中間転写ベルト107は、中間転写ベルトクリーニング装置112および113により残留トナーが除去され、次の画像形成プロセスに備える。
(像保持体)
像保持体101a〜101dとしては、公知の電子写真感光体が広く適用される。電子写真感光体としては、感光層が無機材料で構成される無機感光体や、感光層が有機材料で構成される有機感光体などが用いられる。有機感光体においては、露光により電荷を発生する電荷発生層と、電荷を輸送する電荷輸送層を積層する機能分離型有機感光体や、電荷を発生する機能と電荷を輸送する機能を果たす単層型有機感光体が好適に用いられる。また、無機感光体においては、感光層がアモルファスシリコンにより構成されているものが、好適に用いられる。
また、像保持体の形状には特に限定はなく、例えば、円筒ドラム状、シート状またはプレート状等、公知の形状が採用される。
(帯電装置)
帯電装置102a〜102dとしては、特に制限はなく、例えば、導電性(ここで、帯電装置における「導電性」とは例えば体積抵抗率が10Ω・cm未満を意味する。)または半導電性(ここで、帯電装置における「半導電性」とは例えば体積抵抗率が10以上1013Ωcm以下を意味する。)のローラ、ブラシ、フィルム、またはゴムブレード等を用いた接触型帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器など、公知の帯電器が広く適用される。これらの中でも接触型帯電器が好ましい。
帯電装置102a〜102dは、像保持体101a〜101dに対し、通常、直流電流を印加するが、交流電流を更に重畳させて印加してもよい。
(露光装置)
露光装置114a〜114dとしては、特に制限はなく、例えば、像保持体101a〜101dの表面に、半導体レーザ光、LED(Light Emitting Diode、発光ダイオード)光、または液晶シャッタ光等の光源、またはこれらの光源からポリゴンミラーを介して定められた像様に露光し得る光学系機器など、公知の露光装置が広く適用される。
(現像装置)
現像装置103a〜103dとしては、目的に応じて選択され。例えば、一成分系現像剤または二成分系現像剤をブラシ、またはローラ等を用い接触または非接触で現像する公知の現像器などが挙げられる。
(一次転写ロール)
一次転写ロール105a〜105dは単層または多層のいずれでもよい。例えば、単層構造の場合は、発泡または無発泡のシリコーンゴム、ウレタンゴム、またはEPDM等にカーボンブラック等の導電性粒子が適量配合されたロールで構成される。
(像保持体クリーニング装置)
像保持体クリーニング装置104a〜104dは、一次転写工程後の像保持体101a〜101dの表面に付着する残存トナーを除去するためのものであり、クリーニングブレードの他、ブラシクリーニング、またはロールクリーニング等が用いられる。これらの中でもクリーニングブレードを用いることが好ましい。また、クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、またはシリコーンゴム等が挙げられる。
(二次転写ロール)
二次転写ロール109の層構造は、特に限定されるものではないが、例えば、三層構造の場合、コア層と中間層とその表面を被覆する塗布層により構成される。コア層は導電性粒子を分散したシリコーンゴム、ウレタンゴム、またはEPDM等の発泡体で、中間層はこれらの無発泡体で構成される。塗布層の材料としては、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、またはパーフルオロアルコキシ樹脂などが挙げられる。二次転写ロール109の体積抵抗率は10Ωcm以下であることが好ましい。また、中間層を除いた2層構造としてもよい。
(対向ロール)
対向ロール108は、二次転写ロール109の対向電極を形成する。対向ロール108の層構造は、単層または多層のいずれでもよい。例えば単層構造の場合は、シリコーンゴム、ウレタンゴム、またはEPDM等にカーボンブラック等の導電性粒子が適量配合されたロールで構成される。二層構造の場合は、上記のゴム材料で構成される弾性層の外周面を高抵抗層で被覆したロールから構成される。
対向ロール108と二次転写ロール109の芯体とには、通常1kV以上6kV以下の電圧が印加される。対向ロール108の芯体への電圧印加に代えて、対向ロール108に接触させた電気良導性の電極部材と二次転写ロール109とに電圧を印加してもよい。上記電極部材としては、金属ロール、導電性ゴムロール、導電性ブラシ、金属プレート、または導電性樹脂プレート等が挙げられる。
(定着装置)
定着装置110としては、例えば、熱ローラ定着器、加圧ローラ定着器、またはフラッシュ定着器など公知の定着器が広く適用される。
(中間転写ベルトクリーニング装置)
中間転写ベルトクリーニング装置112および113としては、クリーニングブレードの他、ブラシクリーニング、またはロールクリーニング等が用いられる、これらの中でもクリーニングブレードを用いることが好ましい。また、クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、またはシリコーンゴム等が挙げられる。
図5は、本実施形態に係る画像形成装置の他の一例を示す概略構成図である。図5に示す画像形成装置は、上記本実施形態に係る導電性ベルト部材を搬送転写ベルト206に適用した画像形成装置である。
図5に示す画像形成装置において、ユニットY、M、C、BKは、矢印の時計方向に回転するように、それぞれ感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKが備えられる。感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKの周囲には、帯電器202Y、202M、202C、202BKと、露光器203Y、203M、203C、203BKと、各色現像装置(イエロー現像装置204Y、マゼンタ現像装置204M、シアン現像装置204C、ブラック現像装置204BK)と、感光体ドラム清掃部材205Y、205M、205C、205BKとがそれぞれ配置されている。
ユニットY、M、C、BKは、搬送転写ベルト206に対して4つ並列に、ユニットBK、C、M、Yの順に配置されているが、ユニットBK、Y、C、Mの順等、画像形成方法に合わせて適当な順序が設定される。
搬送転写ベルト206は、ベルト支持ロール210、211、212、213によって内面側から張力を付与しつつ支持され、転写ユニット220を形成している。該搬送転写ベルト206は、矢印の反時計方向に感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKと同じ周速度をもって回転するようになっており、ベルト支持ロール212、213の中間に位置するその一部が感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKとそれぞれ接するように配置されている。搬送転写ベルト206は、ベルト用清掃部材214が備えられている。
転写ロール207Y、207M、207C、207BKは、搬送転写ベルト206の内側であって、搬送転写ベルト206と感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKとが接している部分に対向する位置にそれぞれ配置され、感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKと、搬送転写ベルト206を介してトナー像を用紙(被転写体)216に転写する転写領域を形成している。転写ロール207Y、207M、207C、207BKは、図2に示すとおり、感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKの直下に配置していても、直下からずれた位置に配置してもよい。
定着装置209は、搬送転写ベルト206と感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKとのそれぞれの転写領域を通過した後に搬送されるように配置されている。
用紙搬送ロール208により、用紙216は搬送転写ベルト206に搬送される。
図5に示す画像形成装置において、ユニットBKにおいては、感光体ドラム201BKを回転駆動させる。これと連動して帯電器202BKが駆動し、感光体ドラム201BKの表面を目的の極性・電位に帯電させる。表面が帯電された感光体ドラム201BKは、次に、露光器203BKによって像様に露光され、その表面に静電潜像が形成される。
続いて該静電潜像は、ブラック現像装置204BKによって現像される。すると、感光体ドラム201BKの表面にトナー像が形成される。なお、このときの現像剤は一成分系のものでもよいし二成分系のものでもよい。
このトナー像は、感光体ドラム201BKと搬送転写ベルト206との転写領域を通過し、用紙216が静電的に搬送転写ベルト206に吸着して転写領域まで搬送され、転写ロール207BKから印加される転写バイアスによって形成される電界により、用紙216の表面に順次転写される。
この後、感光体ドラム201BK上に残存するトナーは、感光体ドラム清掃部材205BKによって清掃・除去される。そして、感光体ドラム201BKは、次の画像転写に供される。
以上の画像転写は、ユニットC、MおよびYでも上記の方法によって行われる。
転写ロール207BK、207C、207Mおよび207Yによってトナー像を転写された用紙216は、さらに定着装置209に搬送され、定着が行われる。
以上により用紙上に目的とする画像が形成される。
[転写ユニット]
本実施形態の画像形成装置用転写ユニット(以下、単に「転写ユニット」とも称する)は、上記本実施形態に係る導電性ベルト部材を含む転写ベルトと、前記転写ベルトを張力がかかった状態で掛け渡す複数のロールと、を備えている。
転写ユニットとして、例えば、導電性ベルト部材と、導電性ベルト部材を張力がかかった状態で掛け渡す複数のロールであって、複数のロールのうち、少なくとも一つのロールが一対の規制部材を有するロールと、を備えていてもよい。例えば、この転写ユニットを適用した画像形成装置において、導電性ベルト部材が蛇行し、導電性ベルト部材が、ロールが有する規制部材に接触して機械的負荷が加わった場合であっても、導電性ベルト部材は破断の発生が抑制され易くなる。
本実施形態に係る転写ユニットは、本実施形態に係る導電性ベルト部材を搬送転写ベルトとして適用する場合、導電性ベルト部材を支持するロールとして、感光体(像保持体)の表面又は中間転写ベルトの表面のトナー像を導電性ベルト部材上に転写させるためのロールが配置されていてもよい。さらに、他の部材が配置されていてもよい。なお、導電性ベルト部材を支持するロールの数は限定されず、使用態様に応じて配置すればよい。上記構成の転写ユニットは、画像形成装置に組み込まれて使用される。
例えば、本実施形態に係る転写ユニットの一例として、図6に示す転写ユニットであってもよい。図6は、転写ユニットの一例を示す概略斜視図である。図6に示すように、転写ユニット330は、導電性ベルト部材310と、巻き掛けロール334と、駆動ロール336と、ステアリング機構370とを有している。そして、導電性ベルト部材310は、巻き掛けロール334、駆動ロール336、及びステアリング機構370を構成するステアリングロール372に張力がかかった状態で、巻き掛けられている。
ステアリング機構370は、駆動ロール336により周回される導電性ベルト部材310の駆動ロール336の軸方向への移動を制限する機能を有する。ステアリング機構370は、図6に示されるように、ステアリングロール372と、一対のすべり軸受374と、一対の引っ張りばね376と、一対の接触部材378と、一対のガイド384(規制部材の一例)を含んで構成されている。なお、ステアリングロール372は、導電性ベルト部材310が巻き掛けられて軸周りに回転するようになっている。
ステアリングロール372は、シャフト(不図示)と、円筒382と、一対のガイド384と、を含んで構成されている。円筒382は、シャフトの外周に固定されている。各ガイド384は、互いに大径側の面を向き合わせた状態で、円筒382の各端面に接触しつつ、シャフトの外周に固定されている。そして、ベルト蛇行により端部がガイド384を押したときに、ガイド384が一対の接触部材378に当り、ステアリングロール372が傾斜する事で蛇行度合いを軽減していき、ベルト端部の押す力と逆方向への蛇行する力が釣り合ったところでステアリングロール372は回転し続ける。
一対のすべり軸受374は、ステアリングロール372の両端で、ステアリングロール372を軸周りに回転可能に支持している。一対の引っ張りばね376は、一対のすべり軸受374に張力がかかった状態で支持している。そして、ステアリングロール372は、導電性ベルト部材310の周回に伴う振動、蛇行等により、例えば駆動ロール336に対して移動及び傾斜可能とされている。
以上、本実施形態に係る導電性部材について主に搬送転写ベルトを例に説明したが、本実施形態に係る導電性部材は、画像形成装置における導電性部材であればベルトに限らず、例えば、帯電部材、転写ロールなどにも適用することができる。
以下に、本発明の実施例について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に断りのない限り、「部」及び「%」は全て質量基準である。
<実施例1>
(基材ゴムの作製)
下記のゴム配合1の割合で各成分を配合してゴム組成物を調製した。
−ゴム配合1−
CR:(クロロプレンゴム、東ソー社製 TSR−61)35部
ECO:(エピクロロヒドリンゴム、ダイソー社製 610)15部
EPDM:(エチレンプロピレンジエンゴム、JSR社製 EP33)35部
NBR:(ニトリルブタジエンゴム、日本ゼオン社製 DN211)15部
硫黄(鶴見化学工業社製)0.5部
ZnO(協同化学社製)5部
加硫促進剤(大内新興化学工業社製、ノクセラーM)1部
ステアリン酸 0.5部
導電性付与剤:CB(カーボンブラック、三菱化学社製 ♯3030B)23部
上記ゴム配合1の組成物をバンバリーミキサーに投入して混練した後、ゴム組成物を2本ロールにて混練した。得られた混練物をチューブクロスヘッド押出成形機により無端のベルト状に成形した。
次いで、無端のベルト状に成形されたゴム組成物を加硫缶内で加圧蒸気(温度126℃、圧力1.5kg/cm)により加熱することで加硫して基材ゴムを形成した。得られた基材ゴムを金属製チューブの外側に被せ、表面を研磨加工して無端のベルト状の基材ゴム層(径40mm、幅340mm、厚さ492μm)を作製した。
(表面層の作製)
シリコン変性アクリルウレタン(日本アチソン社製 JYL841)100質量部に、デグサ社製カーボンブラック「FW200」を20質量部配合して表面層形成用溶液を調製した。
作製した基材ゴム層の表面に表面層形成用溶液をスプレーコートした後、180℃、30分間加熱乾燥して、表面層(厚さ:8μm)を形成した。
上記の方法により、径40mm、幅340mm、厚さ500μmの導電性ベルト部材を作製した。
<実施例2、3、及び比較例1乃至7>
実施例1の基材ゴムの作製においてゴム配合1をそれぞれ表1に示す配合に変更してゴム組成物を調製したこと以外は実施例1と同様にして導電性ベルト部材を作製した。
[評価]
各例で得られた導電性ベルト部材について、下記の測定及び評価を行った。
<体積抵抗率の測定>
各例で得られた導電性ベルト部材の体積抵抗値の測定は、円形電極(例えば、三菱油化(株)製ハイレスターIPのURプローブ)を用い、JIS K6911(1995年)に従って測定した。
なお、体積抵抗率は、円形電極(三菱油化(株)製ハイレスターIPのURプローブ)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した。
体積抵抗率は測定した体積抵抗を基に電極面積及び厚みで換算して算出する。
<通電試験>
各例で得られた導電性ベルト部材を、金属製チューブの外側に被せ、対極に金属パイプの電極を設け、10℃、15%RHの環境下で、金属チューブを速度:530mm/s で回転させ、対向の金属パイプに、高圧電源(Trek社製 610C)を用いて、−120μAの電流が流れるように電圧を調整し、120時間連続で電圧を印加した。
試験前後の体積抵抗値の変化を前記の抵抗測定方法で測定し、通電による抵抗の変化量を算出した。
<導電点の測定>
各例で得られた導電性ベルト部材における導電点を以下の方法によって測定した。
得られた導電性ベルト部材から小片(試料)を切り出し、試料表面に導電性の両面テープを貼りつけた後、静電除去した試料を準備する。試料の表面に−20Vの測定電圧をかけながら、大気中で10μm×10μmの範囲を512×512の分解能でコンダクティングAFM測定(Digital Instruments製、NanoscopeIIIa+D3100を使用)を行う。この際、プローブと導電性の両面テープに3.0pA以上の電流が流れる点を島部の導電点と判定した。
この導電点の画像解析を行い、導電点数(隣接する導電点はまとめて1つと数える)が算出される。本明細書において「10μm×10μm角四方における島部の数」とは当該方法によって算出されたものである。
図7は、実施例1で製造した導電性ベルト部材の断面を原子間力顕微鏡(AFM)により測定して得られた画像であり、高コントラスト位置(黒点部分)がカーボンブラックの凝集した島部である。
<島部の径の測定>
得られた導電性ベルト部材を片刃カミソリを用いて断面を切り出し、SEMにより基材層の断面を観察した。断面観察時のコントラストが低い部分を島部とし1視野内での各島部の最大径を計測した。
図8は、実施例1で製造した導電性ベルト部材の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)により測定して得られた画像であり、低コントラスト位置(白点部分)がカーボンブラックの凝集した島部である。
各例で得られた導電性ベルト部材について、上記導電点の測定及び島部の径の測定により、10μm×10μm角四方において、粒径が100nm以上3μm以下である島部の数を算出した。
<画質評価>
得られた導電性ベルト部材を搬送転写ベルトとして富士ゼロックス社製「Color 1000 Press」に装着し、10℃、15%RHの環境下で、用紙(A3J紙 坪量82g/m2 紙厚97μm(富士ゼロックス社製))に対し、画像濃度200%のハーフトーン画像を連続100枚形成した。得られた画像について下記のように画質を評価した。
なお、上記画質評価は、通電試験前と通電試験後にそれぞれ行った。
評価基準は、以下の通りである。
A:画像上の色ムラ発生無し
B:軽微な色ムラ発生
C:部分的に色ムラ及び色抜け発生
D:画像全体に色ムラ及び色抜け発生
10 導電性ベルト部材(導電性部材)
10A 基材層(導電層)
10B 表面層
100 画像形成装置
101a乃至101d 像保持体
102a乃至102d 帯電装置(帯電手段)
103a乃至103d、204Y、204M、204C、204BK 現像装置(現像手段)
104a乃至104d 像保持体クリーニング装置
105a乃至105d 一次転写ロール(転写手段)
106a乃至106e 支持ロール
107 中間転写ベルト
108 対向ロール
109 二次転写ロール(転写手段)
110、209 定着装置(定着手段)
111 駆動ロール
112、113 中間転写ベルトクリーニング装置
114a乃至114d 露光装置(潜像形成手段)
115 記録媒体
116 二次転写ベルト(導電性部材)
201Y、201M、201C、201BK 感光体ドラム(像保持体)
202Y、202M、202C、202BK 帯電器(帯電手段)
203Y、203M、203C、203BK 露光器(潜像形成手段)
205Y、205M、205C、205BK 感光体ドラム清掃部材
206 記録媒体搬送転写ベルト
207Y、207M、207C、207BK 転写ロール(転写手段)
214 ベルト用清掃部材
216 用紙(記録媒体)
220、330 転写ユニット

Claims (8)

  1. 導電性の有機高分子材料を含む海部と、電子導電性の導電性付与剤の凝集体で構成され、粒径が100nm以上3μm以下である島部と、を有し、断面の10μm×10μm角四方における前記島部の数が20個以上50個以下であり、体積抵抗率が10.0LogΩ・cm以上12.5LogΩ・cm以下である導電層を有する画像形成装置用導電性部材。
  2. 前記有機高分子材料が極性ゴムである請求項1に記載の画像形成装置用導電性部材。
  3. 前記導電性付与剤がカーボンブラックである請求項1又は請求項に記載の画像形成装置用導電性部材。
  4. 無端のベルト状である請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の画像形成装置用導電性部材。
  5. 請求項に記載の画像形成装置用導電性部材を含む転写ベルトと、
    前記転写ベルトを張力がかかった状態で掛け渡す複数のロールと、
    を備えた画像形成装置用転写ユニット。
  6. 前記転写ベルトが、トナー像が記録媒体に転写される転写部において前記記録媒体を搬送する記録媒体搬送転写ベルトである請求項に記載の画像形成装置用転写ユニット。
  7. 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静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
    トナーを含む現像剤により前記像保持体の表面の前記静電潜像を現像してトナー像を形成する現像手段と、
    請求項に記載の画像形成装置用導電性部材を含む転写ベルトを有し、前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
    前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、
    を備えた画像形成装置。
  8. 前記転写ベルトが、前記トナー像が前記記録媒体に転写される転写部において前記記録媒体を搬送する記録媒体搬送転写ベルトである請求項に記載の画像形成装置。
JP2016064700A 2016-03-28 2016-03-28 画像形成装置用導電性部材、画像形成装置用転写ユニット及び画像形成装置 Active JP6686618B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016064700A JP6686618B2 (ja) 2016-03-28 2016-03-28 画像形成装置用導電性部材、画像形成装置用転写ユニット及び画像形成装置
US15/251,019 US9733596B1 (en) 2016-03-28 2016-08-30 Conductive member for image-forming apparatus, transfer unit for image-forming apparatus, and image-forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016064700A JP6686618B2 (ja) 2016-03-28 2016-03-28 画像形成装置用導電性部材、画像形成装置用転写ユニット及び画像形成装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017181604A JP2017181604A (ja) 2017-10-05
JP6686618B2 true JP6686618B2 (ja) 2020-04-22

Family

ID=59562429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016064700A Active JP6686618B2 (ja) 2016-03-28 2016-03-28 画像形成装置用導電性部材、画像形成装置用転写ユニット及び画像形成装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9733596B1 (ja)
JP (1) JP6686618B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10372067B2 (en) * 2017-05-30 2019-08-06 Canon Kabushiki Kaisha Electrophotographic belt and electrophotographic image forming apparatus
US10871733B2 (en) * 2019-05-10 2020-12-22 Fuji Xerox Co., Ltd. Belt, intermediate transfer belt, and image forming apparatus
JP7367501B2 (ja) 2019-12-06 2023-10-24 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 転写装置及び画像形成装置
CN116420032A (zh) * 2020-11-09 2023-07-11 佳能株式会社 导电性构件、处理盒和电子照相图像形成设备
US11487214B2 (en) 2020-11-09 2022-11-01 Canon Kabushiki Kaisha Charging roller, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3639773B2 (ja) 2000-06-19 2005-04-20 キヤノン株式会社 半導電性ゴム組成物、帯電部材、電子写真装置、プロセスカートリッジ
US7641973B2 (en) * 2002-11-27 2010-01-05 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Conductive member for image-forming apparatus
JP4261594B2 (ja) 2002-11-27 2009-04-30 住友ゴム工業株式会社 画像形成装置用の導電性部材、その製造方法、及び、それを備えた画像形成装置
US9291953B2 (en) * 2014-01-17 2016-03-22 Fuji Xerox Co., Ltd. Transfer member, manufacturing method of transfer member, transfer unit, image forming apparatus, and roller

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017181604A (ja) 2017-10-05
US9733596B1 (en) 2017-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6686618B2 (ja) 画像形成装置用導電性部材、画像形成装置用転写ユニット及び画像形成装置
JP6489409B2 (ja) 画像形成装置
US8855537B2 (en) Transfer roller, image-forming apparatus, and process cartridge
JP2017207547A (ja) 画像形成装置
JP2016177044A (ja) 画像形成装置
JP6452041B2 (ja) 画像形成装置
JP2007078750A (ja) 画像形成装置
JP2004310064A (ja) ローラー部材及び画像形成装置
JP2012177792A (ja) 画像形成装置
JP6593699B2 (ja) 画像形成装置
JP6922191B2 (ja) 画像形成装置用導電性部材、画像形成装置用転写ユニット及び画像形成装置
JP2015004796A (ja) 画像形成装置
JP2004117509A (ja) 画像形成装置
US10649388B2 (en) Image forming apparatus
JP4946259B2 (ja) 画像形成装置
JP6424526B2 (ja) 半導電性フィルム、中間転写体、用紙搬送ベルト、及び画像形成装置
JP5505543B2 (ja) 導電性ロールの製造装置
JP2002162835A (ja) 画像形成装置
JP2023111245A (ja) 無端ベルト、ベルトユニット、及び画像形成装置
JP4206722B2 (ja) 半導電性ベルト、及びそれを用いた画像形成装置
JP6103362B2 (ja) 画像形成装置
JP2024048181A (ja) 記録媒体搬送転写ベルト、ベルトユニット、及び画像形成装置
JP2014219454A (ja) 管状体、管状体ユニット、中間転写体、及び、画像形成装置
JP2013057885A (ja) 転写ロール、転写装置、及び画像形成装置
JP2017198928A (ja) 画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190228

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191211

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191217

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200217

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200303

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200316

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6686618

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350