JP2018084815A - 中間転写ベルトおよび画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
中間転写ベルト10は、図1Aに示されるように、無端状のベルトである。また、中間転写ベルト10は、図1Bに示されるように、基材層12と、基材層12上に配置されている弾性層14と、弾性層14上に配置されている表面層16と、を有する。
基材層12は、所期の導電性と可撓性を有する無端状のベルトであり、弾性層14および表面層16を支持している。基材層12は、例えば、可撓性を有する樹脂によって構成されている。機械的強度および耐久性の観点から、中間転写ベルト10は、基材層12を有することが好ましい。上記の観点から、基材層12の厚さは、30〜140μmであることが好ましく、50〜130μmであることがより好ましい。基材層12の厚さは、例えば、中間転写ベルト10を積層方向に切断したときの断面から得られる測定値またはその平均値として決定されうる。
弾性層14は、基材層12の外周面上に配置されており、電気特性および弾性を有する層である。弾性層14は、例えば、弾性を有するゴム組成物で構成されている。成形性の観点からは、ゴム組成物は、例えば、ジエン系架橋ゴムを含有することが好ましい。
このような観点から、例えば、弾性層14が上記ジエン系架橋ゴムおよび上記イオン導電剤を含むゴム組成物で構成されている場合、上記ジエン系架橋ゴムの溶解パラメータ(SP値)と上記イオン導電剤の溶解パラメータとの差(ΔSP)は6.15(J/cm3)1/2未満であることが好ましい。
たとえば、ゴム組成物に含まれるゴムが、高ニトリルNBR(SP値:10.3(J/cm3)1/2)である場合、イオン導電剤は、テトラブチルアンモニウムブロミド(SP値:7.3(J/cm3)1/2)であることが好ましい。また、ゴム組成物に含まれるゴムが、低ニトリルNBR(SP値:8.7(J/cm3)1/2)である場合、イオン導電剤はテトラメチレンスルホン酸リチウム(SP値:13.5(J/cm3)1/2)であることが好ましい。さらに、ゴム組成物に含まれるゴムが、クロロプレンゴム(SP値:8.1(J/cm3)1/2)である場合、イオン導電剤はテトラブチルアンモニウムブロミド(SP値:7.3(J/cm3)1/2)であることが好ましい。
本実施の形態に係る中間転写ベルト10の単位面積当たりの静電容量は、13.5〜14.5pF/cm2である。当該単位面積当たりの静電容量が13.5pF/cm2未満の場合、中間転写ベルト10上のトナーが記録媒体に移動し難くなり、転写不良が発生することがある。上記単位面積当たりの静電容量が14.5pF/cm2超の場合、中間転写ベルト10が帯電し難くなり、転写不良が発生することがある。このような観点から、上記単位面積当たりの静電容量は、13.6〜14.3pF/cm2であることが好ましい。上記単位面積当たりの静電容量は、例えば、弾性層14を構成するゴム組成物の含有成分およびその含有量と、弾性層14の厚さとによって調整されうる。
次いで、本実施の形態に係る中間転写ベルト10の製造方法について説明する。本実施の形態に係る中間転写ベルト10の製造方法は、1)基材層12上に弾性層14を形成する第1工程と、2)弾性層14上に表面層16を形成する第2工程と、を含む。
第1工程は、例えば、弾性層形成用の材料を含む弾性層形成用の塗布液Aを基材層12上に塗布して、基材層12上に塗布液Aの塗膜を形成する工程と、塗布液Aの塗膜を乾燥させ、硬化させることで弾性層14を形成する工程と、を含む。
第2工程は、例えば、表面層形成用の材料を含む表面層形成用の塗布液Bを弾性層14上に塗布して、弾性層14上に塗布液Bの塗膜を形成する工程と、塗布液Bに含まれるラジカル重合性化合物をラジカル重合させて表面層16を形成する工程と、を含む。
本実施の形態に係る画像形成装置は、感光体に形成されたトナー画像を記録媒体に転写するための中間転写ベルトを有する。ここで、記録媒体の例には、薄紙および厚紙を含む普通紙と、アート紙およびコート紙を含む印刷用紙と、和紙と、はがき用紙と、OHP用のプラスチックフィルムと、布と、エンボス紙を含む凹凸紙と、を含む。
以下の実施例に限定されない。
(基材層の形成)
ポリアミドイミドワニス(HR−16NN;東洋紡株式会社製)の樹脂成分100質量部に対して、カーボンブラック(導電剤、SPECIAL BLACK4;Degussa社製)19質量部となるように、これらの材料を、ミキサーを用いて混合することにより基材層形成用の塗布液を調製した。
下記成分を下記量で固形分濃度が20質量%となるようにトルエンに溶解、分散させる
ことにより弾性層形成用塗布液を調製した。
アクリロニトリルブタジエンゴム1 100質量部
クロロプレンゴム 10質量部
サーマルカーボン 30質量部
イオン導電剤1(テトラブチルアンモニウムブロミド) 20質量部
水酸化アルミニウム粒子 30質量部
酸化マグネシウム粒子 5質量部
酸化亜鉛粒子 10質量部
酸化チタン粒子 10質量部
シリカ粒子 15質量部
下記成分を下記量で固形分濃度が10質量%となるようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート中に溶解、分散させて分散液を調製した後、さらに表面張力調整剤(シルフェイスSAG008;日信化学工業株式会社製、「シルフェイス」は同社の登録商標)を、上記分散液の総量に対して1質量%となるように上記分散液に添加して、表面層形成用塗布液を調製した。
多官能アクリレート 50質量部
多官能ウレタンアクリレート 50質量部
重合開始剤 5質量部
(スプレー塗布条件)
ノズルスキャン速度:1〜10mm/秒
ノズル口から塗膜の表面までの距離:100〜150mm
ノズル数:1
塗布液の供給量:1〜5mL/分
酸素流量:2〜6L/分
(照射条件)
光源の種類:高圧水銀ランプ(H04−L41;アイグラフィックス社製)
照射口から塗膜の表面までの距離:100mm
照射光量:1J/cm2
照射時間(基材を回転させている時間):240秒
表1に示されるように、弾性層におけるアクリロニトリルブタジエンゴムの種類と、イオン導電剤の種類および含有量と、弾性層の厚さと、を変更した以外は、中間転写ベルト1と同様にして、中間転写ベルト2〜11およびC1〜C5を作製した。
中間転写ベルト2〜11およびC1〜C5は、弾性層の厚さが中間転写ベルト1と同じ300μmのものの他、200μmのもの、150μmのもの、400μmのものがある。200μmの弾性層は弾性層形成用塗布液の量を300μmの弾性層作製時の3分の2にして、また、150μmの弾性層は弾性層形成用塗布液の量を300μmの弾性層作製時の2分の1に、400μmの弾性層は弾性層形成用塗布液の量を300μmの弾性層作製時の3分の4にした以外は、中間転写ベルト1の弾性層作製と同じ手順で作製した。
また、中間転写ベルト2〜11およびC1〜C5は、単位面積あたりの静電容量が13.0、13.5、14.0、14.5、15.5pF/cm2のいずれかの値を有するが、後述する表1に示すように、弾性層形成用塗布液へのイオン導電剤添加量を変えたり、弾性層の厚さを変えることで単位面積あたりの静電容量を制御した。
さらに、中間転写ベルト2〜11およびC1〜C5は、静電容量の標準偏差が中間転写ベルト1と同じ200pFの他、150pFや220pF、250pFになっているものがある。ここでは、弾性層形成用塗布液を調製する際に行う撹拌時間を変えて弾性層含有成分の分散状態の均一性に変化をもたせることにより、上記偏差にしている。具体的には弾性層形成用塗布液を調製する際、2時間の撹拌処理を行った塗布液より作製した弾性層を有する中間転写ベルトは静電容量の標準偏差が200pF、3時間の撹拌処理を行った塗布液より作製した弾性層を有する中間転写ベルトは静電容量の標準偏差は150pF、1時間の撹拌処理を行った塗布液より作製した弾性層を有する中間転写ベルトの標準偏差は250pF、撹拌処理を1時間30分行った塗布液で作製した弾性層を有する中間転写ベルトの標準偏差は220pFになった。
前記中間転写ベルト11を作製する際に使用した弾性層形成用塗布液に対し、アクリロニトリルブタジエンゴム1の添加量を90質量部、クロロプレンゴムの添加量を9質量部に変更し、さらに市販の溶媒溶解性改良ポリカーボネート(ユピゼータ(登録商標);三菱ガス化学社製)を10質量部添加した他は変更のない弾性層形成用塗布液を用意し、中間転写ベルト11と同じ手順で基材層上に弾性層を形成、さらに同じ条件の表面層を形成して、中間転写ベルト12を作製した。
また、前記中間転写ベルト12を作製する際に使用した弾性層形成用塗布液に対し、溶媒溶解性改良ポリカーボネートに代えて、市販の湿気硬化型のウレタン樹脂(バーノック(登録商標);DIC社製)10質量部を用いた他は変更のない弾性層形成用塗布液を用いて、中間転写ベルト12と同じ手順で基材層上に弾性層を形成、さらに同じ条件で表面層を形成することにより中間転写ベルト13を作製した。
前記中間転写ベルト1の作製で表面層を形成する際、表面層の乾燥膜厚が10μmになる様に表面層を形成することで中間転写ベルト14を、また、表面層の乾燥膜厚が12μmになる様に表面層を形成することで中間転写ベルト15を作製した。具体的には、スプレー塗布条件のノズル数、塗布液の供給量、酸素流量を変更して、上記乾燥膜厚が得られる塗膜を形成し、さらに前述の高圧水銀ランプの照射時間を変更することにより作製した。
製)を用いて、各中間転写ベルトの表面抵抗率を測定した。
(1)凹凸紙に対する転写性
作製した中間転写ベルトを、フルカラー複写機(bizhub PRESS C1100:コニカミノルタ株式会社製、「bizhub」は同社の登録商標)にそれぞれ搭載した。そして、20℃、50%RHの環境下において、エンボス紙(レザック66、秤量302g、特殊東海製紙製、「レザック」は同社の登録商標)に、YMCKの各色で形成されるRGBの255階調を10段階に区切ったグラデーションパターンを印刷した。次いで、上記エンボス紙の凹部において、トナーの転写状態を観察した。そして、下記評価基準に基づいて、各中間転写ベルトの凹凸紙に対する転写性を評価した。このとき、階調0〜124の部分をハーフトーン部ともいい、階調125〜255の部分をベタ部ともいう。評価結果がランク3以上の場合を合格と判定した。
ランク5:トナー積層部およびトナー単層部において、転写不良は観察されなかった。
ランク4:トナー積層部において転写不良が観察されたが、トナー単層部において転写不良は観察されなかった。
ランク3:トナー積層部と、トナー単層部(ハーフトーン部)とにおいて転写不良が観察されたが、トナー単層部(ベタ部)において、転写不良は観察されなかった。
ランク2:トナー積層部およびトナー単層部において、転写不良が観察された。
ランク1:エンボス紙の凹部において、トナーが全く転写されておらず、紙面が表面に露出していた。
作製した中間転写ベルトを、上記フルカラー複写機にそれぞれ搭載した。そして、40℃、80%RHの環境下において、エンボス紙(レザック66、秤量151g、特殊東海製紙製、「レザック」は同社の登録商標)に、YMCKの各色で形成されるRGBの255階調を10段階に区切ったグラデーションパターンを印刷した。次いで、上記エンボス紙の凸部において、トナーの濃度ムラを観察した。そして、下記評価基準に基づいて、各中間転写ベルトの凹凸紙に対する凸部がさつきを評価した。このとき、階調0〜59の部分を低濃度部ともいい、階調60〜124の部分をハーフトーン部ともいい、階調125〜255の部分をベタ部ともいう。評価結果がランク3以上の場合を合格と判定した。
ランク5:YMCK各色について、濃度ムラは観察されなかった。
ランク4:黒色(K)の低濃度部において、濃度ムラが観察された。
ランク3:黒色(K)のハーフトーン部において、濃度ムラが観察された。
ランク2:黒色(K)のベタ部において、濃度ムラが観察された。
ランク1:YMCのいずれかの色について、濃度ムラが観察された。
密閉空間において、常時100μAの電流を流し、かつ10Nのテンションを加えた状態で、作製した各中間転写ベルトを300時間、それぞれ回転駆動させた。次いで、中間転写ベルトの表面の状態を目視で観察した。そして、下記評価基準に基づいて、各中間転写ベルトの耐久性を評価した。評価結果が「○」および「△」の場合を合格と判定した。
(評価基準)
○:長さ3μm未満の割れが、観察された。
△:長さ3μm以上の割れが、5個未満観察された。
×:長さ3μm以上の割れが、5個以上観察された。
凸紙に対する凸部がさつき、および耐久性の評価結果を表2に示す。表2において、「ベ
ルトNo.」は中間転写ベルトNo.を表す。
10 中間転写ベルト
12 基材層
14 弾性層
16 表面層
30 画像処理部
40 画像形成部
41Y、41M、41C、41K 画像形成ユニット
42 中間転写ユニット
43 二次転写ユニット
50 用紙搬送部
51 給紙部
51a、51b、51c 給紙トレイユニット
52 排紙部
52a 排紙ローラー
53 搬送経路部
53a レジストローラー対
60 定着装置
62 定着ローラー
63 発熱ベルト
64 加圧ローラー
110 画像読取部
111 給紙装置
112 スキャナー
112a CCDセンサー
411 露光装置
412 現像装置
413 感光体ドラム
414 帯電装置
415 ドラムクリーニング装置
422 一次転写ローラー
423、431 支持ローラー
423A バックアップローラー
426 ベルトクリーニング装置
426A クリーニング部材
431A 二次転写ローラー
432 二次転写ベルト
D 原稿
S 用紙
Claims (6)
- 厚さが200〜300μmである弾性層と、前記弾性層上に配置されている表面層と、
を有する無端状の中間転写ベルトであって、
単位面積あたりの静電容量は、13.5〜14.5pF/cm2であり、
静電容量の標準偏差は、200pF以下である、
中間転写ベルト。 - 体積抵抗率は、108〜1012Ω・cmであり、
表面抵抗率は、1011〜1013Ω/□である、
請求項1に記載の中間転写ベルト。 - 前記弾性層は、ジエン系架橋ゴムおよび非ジエン系ポリマーを含むゴム組成物で構成されている、請求項1または2に記載の中間転写ベルト。
- 前記弾性層は、ジエン系架橋ゴムおよびイオン導電剤を含むゴム組成物で構成されており、
前記ジエン系架橋ゴムの溶解パラメータと、前記イオン導電剤の溶解パラメータとの差は、6.15(J/cm3)1/2未満である、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の中間転写ベルト。 - 前記表面層の厚さは、10μm以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の中間転写ベルト。
- 感光体に形成されたトナー画像を記録媒体に転写するための中間転写ベルトを有する電子写真方式の画像形成装置であって、
前記中間転写ベルトは、請求項1〜5のいずれか一項に記載の中間転写ベルトである、
画像形成装置。
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