JP6859664B2 - ベルト部材、ベルト部材ユニット、及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
<1>に係る発明は、
内周表面を構成し、JIS−A硬度が50°以上90°以下である弾性層と、
外周表面を構成し、弾性率が2000MPa以上6000MPa以下である樹脂層と、
を有する画像形成装置用のベルト部材。
前記内周表面における、算術平均粗さRa(JIS−B0601:2001年)が2μm以下であり、かつ最大高さRz(JIS−B0601:2001年)が7μm以下である<1>に記載のベルト部材。
前記樹脂層の平均厚さが50μm以上70μm以下である<1>又は<2>に記載のベルト部材。
前記弾性層の平均厚さが300μm以上600μm以下である<1>〜<3>のいずれか一項に記載のベルト部材。
前記樹脂層がポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の樹脂を含有する<1>〜<4>のいずれか一項に記載のベルト部材。
<1>〜<5>のいずれか一項に記載のベルト部材と、
前記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と、
を備え、画像形成装置に対して脱着されるベルト部材ユニット。
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、
トナーを含む現像剤を収容し、前記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画像として現像する現像手段と、
<6>に記載のベルト部材ユニットを有し、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を前記ベルト部材の外周表面に一次転写し、かつ前記ベルト部材に転写されたトナー画像を記録媒体に二次転写する転写手段と、
を備える画像形成装置。
<2>に係る発明によれば、内周表面の算術平均粗さRaが2μm超えの場合、又は最大高さRzが7μm超えの場合に比べ、画像形成装置内において複数のロールに張力が掛かった状態で架け渡されると共に他の部材との間でニップを形成するよう配置された状態で画像の形成に用いられた際に生じる像ズレの発生が抑制されるベルト部材が提供される。
<3>に係る発明によれば、樹脂層の平均厚さが50μm未満の場合に比べ、画像形成装置内において複数のロールに張力が掛かった状態で架け渡されると共に他の部材との間でニップを形成するよう配置された状態で画像の形成に用いられた際に生じる像ズレの発生が抑制されるベルト部材が提供される。
<4>に係る発明によれば、弾性層の平均厚さが300μm未満の場合に比べ、画像形成装置内において複数のロールに張力が掛かった状態で架け渡されると共に他の部材との間でニップを形成するよう配置された状態で画像の形成に用いられた際に生じる像ズレの発生が抑制されるベルト部材が提供される。
本実施形態に係る画像形成装置用のベルト部材は、内周表面を構成する弾性層と外周表面を構成する樹脂層とを有する。そして、弾性層はJIS−A硬度が50°以上90°以下であり、樹脂層は弾性率が2000MPa以上6000MPa以下である。
その理由は以下の通り推察される。
なお、画像形成装置に用いられるこれらのベルト部材は、通常、複数のロールに張力が掛かった状態で架け渡されて、内周表面側がこれらのロールに接触するよう設置されている。
また、他部材との間で接触領域(ニップ部)を形成するよう配置されることが多く、例えば中間転写ベルトであれば像保持体と接触する箇所(つまりトナー画像の一次転写位置)や二次転写部材と接触する箇所(つまりトナー画像の記録媒体への二次転写位置)においてニップ部を形成するよう配置される。二次転写ベルトについても中間転写体と接触する箇所(つまりトナー画像の記録媒体への二次転写位置)においてニップ部が形成され、記録媒体搬送ベルトに関しても像保持体と接触する箇所(つまりトナー画像の記録媒体への転写位置)でニップ部を形成するよう配置される。なお、ベルト部材が他部材との間で接触領域(ニップ部)を形成する場合、この他部材がベルト部材の外周表面に接し、一方この他部材に対してベルト部材を介し対向する位置(内周表面側)に対向部材が配置され、この二部材の間にベルト部材が挟み込まれるようにして配置されることでニップ部が形成される。
このように、画像形成装置に用いられる各種のベルト部材は、複数のロールに張力が掛かった状態で架け渡され、かつ二つの部材(前記他部材及び対向部材)に挟み込まれることで接触領域(ニップ部)を形成するよう配置されて用いられる。
一方で、ニップ部では二つの部材に挟み込まれたベルト部材が厚み方向に圧縮された状態となっており、ニップ部でベルト部材に加えられる圧縮方向への圧力にバラツキが生じることがある。
そして、こうしたベルト部材において一時的かつ局所的に生じる速度変動や、ニップ部で生じる圧力バラツキ等の影響により、ベルト部材において本来制御しようとする位置からの部分的なズレ(位置ズレ)が生じることがあり、この位置ズレが生じた状態でトナー画像の転写が行われると、結果として画像にズレが生じる、いわゆる像ズレが発生することがある。
内周表面を構成する弾性層が前記範囲の硬度を有しているということは、つまりベルト部材の内周表面が適度な弾性を有していることを表し、これにより内周表面に接触する部材に対して優れた追従性や従動性が発揮される。そのため、ニップ部においては内周表面に接してベルト部材に圧力を加える対向部材に対し、良好な追従性が発揮され、仮にニップ部でベルト部材に加えられる圧力にバラツキが生じた場合であっても、ベルト部材における位置の部分的なズレ(位置ズレ)の発生が抑制される。また、ベルト部材を掛け渡す複数のロールに対しても良好な従動性が発揮され、仮にベルト部材に掛けられる張力(ベルトテンション)にムラが生じたり、ロールが軸方向において外径差を有する場合であっても、回転駆動するベルト部材に速度変動が生じることが抑制され、結果ベルト部材における位置ズレの発生が抑制される。
また、外周表面を構成する樹脂層が前記範囲の弾性率を有しているということは、つまりベルト部材の外周表面が剛性を有し変形し難くなっていることを表す。そのため、仮にベルト部材に掛けられる張力(ベルトテンション)にムラが生じたり、ロールが軸方向において外径差を有する場合であっても、変形し難い樹脂層によりベルト部材に生じる張力差の影響が低減され、回転駆動するベルト部材に速度変動が生じることが抑制される。これにより、ベルト部材における位置の部分的なズレ(位置ズレ)の発生が抑制される。
以上のとおり、ベルト部材における本来制御しようとする位置からの部分的なズレ(位置ズレ)が抑制されることにより、形成される画像におけるズレ(像ズレ)の発生が抑制される。
このベルト部材15は、図2に示すように、内周表面を構成する弾性層15Bと、この弾性層15Bの外周側に配置されて外周表面を構成する樹脂層(表面層)15Aと、により構成される。
弾性層は、弾性を有する材料(弾性材料)を含んで構成され、好ましくはゴム材料を含む。また、弾性層には導電性を付与する観点で導電剤が含有されてもよく、さらにその他周知の添加剤を含んで構成されてもよい。
弾性層のJIS−A硬度は50°以上90°以下である。より好ましくは60°以上80°以下であり、さらに好ましくは70°以上80°以下である。
一方、JIS−A硬度が50°以上であることで、複数のロールに張力が掛かった状態で架け渡されて回転駆動される際のベルト伸びに伴う張力変化が抑制され、ベルト部材としての駆動伝達性の点で優れる。
弾性層は、その内周表面の算術平均粗さRaが2μm以下であることが好ましく、より好ましくは1μm以下である。
算術平均粗さRaが2μm以下であることで、複数のロールに張力が掛かった状態で架け渡されて回転駆動される際に該ロールとの摩擦性(回転駆動性)に優れる。そのため、画像形成装置内において複数のロールに張力が掛かった状態で架け渡されると共に他の部材との間でニップを形成するよう配置された状態で画像の形成に用いられた際に生じる像ズレの発生が抑制される。
最大高さRzが7μm以下であることで、複数のロールに張力が掛かった状態で架け渡されて回転駆動される際に該ロールとの摩擦性(回転駆動性)に優れる。そのため、画像形成装置内において複数のロールに張力が掛かった状態で架け渡されると共に他の部材との間でニップを形成するよう配置された状態で画像の形成に用いられた際に生じる像ズレの発生が抑制される。
・測定種別:粗さ測定
・測定長さ:4.0mm
・カットオフ波長:0.8mm
・測定レンジ:±32.0μm
・測定速度:0.5mm/s
・カットオフ種別:2RC(位相非補償)
・傾斜補正:最小二乗直線補正
弾性層に用いられる弾性材料としては、例えば、ウレタンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム(EPDM)、エピクロルヒドリンゴム(ECO)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、スチレン−ブタジエン共重合ゴム(SBR)、塩素化ポリイソプレンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、水素添加ポリブタジエンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム材料、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリプロピレン等の樹脂等が挙げられ、これらを1種類又は2種類以上混合してなる材料が挙げられる。
弾性層には、導電性を付与する観点で導電剤が含有されてもよい。
導電剤としては、導電性(例えば体積抵抗率107Ω・cm未満、以下同様である)もしくは半導電性(例えば体積抵抗率107Ω・cm以上1013Ω・cm以下、以下同様である)の粉末(1次粒径が10μm未満の粒子からなる粉末がよく、好ましくは1次粒径が1μm以下の粒子からなる粉末)が挙げられる。
カーボンブラックの平均一次粒子径は、次の方法により測定される。
まず、測定対象となるベルト部材から、ミクロトームにより切断して、100nm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粒子50個の各々の投影面積に等しい円の直径を粒子径として、その平均値を平均一次粒子径とする。
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。
導電剤以外のその他の添加剤としては、例えば、導電剤(カーボンブラック等)の分散性を向上するための分散剤、機械強度などの各種機能を付与するための各種充填剤、触媒、製膜品質向上のためのレベリング剤、離型性を向上させるための離型性材料(例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、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(FEP)等のフッ素樹脂粒子)等が挙げられる。
弾性層の厚さは、その平均厚さが300μm以上600μm以下が好ましく、より好ましくは400μm以上500μm以下である。
弾性層の平均厚さが300μm以上であることで、二部材間(前記他部材及び対向部材の間)にベルト部材が挟み込まれた位置において良好なニップの形成性に優れ、かつ複数のロールに張力が掛かった状態で架け渡されて回転駆動される際に該ロールとの従動性に優れる。そして、画像形成装置内において複数のロールに張力が掛かった状態で架け渡されると共に他の部材との間でニップを形成するよう配置された状態で画像の形成に用いられた際に生じる像ズレの発生が抑制される。
一方、平均厚さが600μm以下であることで、トナー等を転写させる転写部における転写電界形成において過剰な電圧印加を行わずとも安定的に転写を行い得る点で優れる。
本実施形態に係るベルト部材には、弾性層と樹脂層とを接着層を介して形成してもよい。接着層に用いられる接着剤としては、特に限定されず公知のものが用いられ、例えばシランカップリング剤、シリコーン系接着剤、ウレタン系接着剤等が挙げられる。
樹脂層は、樹脂材料を含んで構成され、また導電性を付与する観点で導電剤が含有されてもよく、さらにその他周知の添加剤を含んで構成されてもよい。
樹脂層の弾性率は2000MPa以上6000MPa以下である。より好ましくは3000MPa以上6000MPa以下である。
一方、弾性率が6000MPa以下であることで、複数のロールに張力が掛かった状態で架け渡されて繰り返し回転駆動された際の回転動作による負荷や、ベルト軸方向端部への応力集中によって促進される疲労破壊に対する耐久性の点で優れる。
ベルト部材幅2mmのシート状に切り出して弾性層を引き剥がし、測定サンプルとする。この測定サンプルを、動的粘弾性試験装置(株式会社エー・アンド・デイ製、DDV−01FP)を使用してJIS K7244−4に準拠し、25℃での弾性率の測定を行う。
樹脂層に用いられる樹脂材料は、樹脂層における主成分であることが好ましい。例えば、樹脂層における樹脂材料の含有量は、樹脂層の全質量に対し18質量%以上30質量%以下が好ましい。
また、ポリイミド樹脂、及びポリアミドイミド樹脂の少なくとも一方を用いることで、最外表面を構成する樹脂層での摩耗や劣化が抑制されて高い耐性が得られ、かつベルト部材の外周表面をクリーニングするクリーニング装置を備える態様においても優れたクリーニング性が得られる。
ポリイミド樹脂としては、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との重合体であるポリアミド酸(ポリアミック酸)のイミド化物が挙げられる。ポリイミド樹脂として具体的には、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との等モル量を溶媒中で重合反応させてポリアミド酸の溶液として得て、そのポリアミド酸をイミド化して得られたものが挙げられる。
ポリアミドイミド樹脂は、トリカルボン酸とジアミン化合物とからの縮合物であるポリアミド−ポリアミック酸樹脂を脱水閉環反応させたポリアミドイミド樹脂が挙げられる。
具体的には、ポリアミドイミド樹脂としては、
(1)トリカルボン酸無水物とジアミンとの等モル量を有機極性溶媒中、脱水触媒存在下、高温で重縮合及びイミド化反応(脱水閉環反応)をさせる方法
(2)無水トリカルボン酸モノクロリドとジアミンとの等モル量を有機極性溶媒中、低温で重縮合及びイミド化反応をさせる方法
(3)トリカルボン酸無水物とジイソシアネートとを有機極性溶媒中、高温で重縮合及びイミド化反応させる方法
等によって得られるポリアミドイミド樹脂が挙げられる。
なお、塗布液には、ポリイミド樹脂の前駆体であるイミド化反応前のポリアミド−ポリアミック酸樹脂を含ませ、塗布後、ポリアミド−ポリアミック酸樹脂をイミド化反応して、ポリアミドイミド樹脂を形成する。
芳香族ジアミン化合物としては、例えば、3,3’−ジアミノベンゾフエノン、P−フエニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフエニル、4,4’−ジアミノジフエニルアミド、4,4’−ジアミノジフエニルメタン、4,4’−ジアミノジフエニルエーテル、ビス[4−{3−(4−アミノフエノキシ)ベンゾイル}フェニル]エーテル、4,4’−ビス(3−アミノフエノキシ)ビフェニル、ビス[4−(3−アミノフエノキシ)フェニル]スルホン2,2’−ビス[4−(3−アミノフエノキシ)フェニル]プロパン等が挙げられる。
ジイソシアネート化合物としては、例えば、3,3’−ジメチルビフェニル−4,4’−ジイソシアネート、2,2’−ジメチルビフェニル−4,4’−ジイソシアネート、ビフェニル−4,4’−ジイソシアネート、ビフェニル−3,3’−ジイソシアネート、ビフェニル−3,4’−ジイソシアネート、3,3’−ジエチルビフェニル−4,4’−ジイソシアネート、2,2’−ジエチルビフェニル−4,4’−ジイソシアネート、3,3’−ジメトキシビフェニル−4,4’−ジイソシアネート、2,2’−ジメトキシビフェニル−4,4’−ジイソシアネート等が挙げられる。
ジイソシアネート化合物としては、ブロック剤でイソシアナト基を安定化したものも挙げられる。ブロック剤としてはアルコール、フェノール、オキシム等があるが、特に制限はない。
また、樹脂層には導電剤や、導電剤以外のその他の添加剤を添加してもよい。導電剤及びその他の添加剤としては、前記弾性層の項において説明した導電剤及びその他の添加剤が挙げられる。
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。
樹脂層の厚さは、その平均厚さが50μm以上70μm以下が好ましく、より好ましくは50μm以上65μm以下であり、さらに好ましくは50μm以上60μm以下である。
樹脂層の平均厚さが50μm以上であることで、外周表面における剛性がより高められて変形のし難さが得られ易く、回転駆動するベルト部材の一時的かつ局所的な速度変動がより抑制され易い。そして、画像形成装置内において複数のロールに張力が掛かった状態で架け渡されると共に他の部材との間でニップを形成するよう配置された状態で画像の形成に用いられた際に生じる像ズレの発生が抑制され易くなる。
一方、平均厚さが70μm以下であることで、トナー等を転写させる転写部における電界形成において周方向への電荷流入が抑制され、より均一に近く安定的な転写性能が得られる点で優れる。
ここで、本実施形態に係るベルト部材を製造する方法について説明する。なお、ベルト部材を製造する方法は、特に限定されるものではないが、例えば以下の各工程を有する製造方法が挙げられる。
樹脂層を形成するための塗布液、つまり前述の樹脂材料や導電剤等が溶媒中に溶解又は分散された樹脂層形成用塗布液を準備する。
・(弾性層形成工程)
前述の弾性材料(CR、NBR、EPDM、ECOなど)に対し、必要により導電剤(電子導電剤やイオン導電剤等)などの添加剤を混入分散させた後、これを加圧式ニーダー等の混練機で混練させ、さらに加硫剤や加硫促進剤等を加えて押出加工を行う。なお、混練された弾性材料を押出成形する場合、加硫マンドレルと呼ばれるベルト内径と同サイズの外径を持つ金属製のシリンダに、混練した弾性材料を覆い被せた状態で予め定めた条件(例えば170℃で1時間)にて加硫させる方法が挙げられる。
・(樹脂層形成工程)
弾性層が形成されたシリンダの該弾性層上に、樹脂層形成用塗布液を塗布する。塗布方法は公知の方法を適用し得る。塗布液が塗布されたシリンダを、回転させながら乾燥(さらに必要であれば加熱)して、樹脂層を固化させる。
・(脱型工程)
その後、固化されたベルト部材をシリンダから取外して(脱型)、ベルト部材が得られる。
なお、さらにベルト部材の外周表面や内周表面に対し、研磨、エッチング等の表面処理を施してもよい。また、得られたベルト部材には、さらに穴あけ加工やリブ付け加工等が施されることがある。
また、樹脂層を形成する前に、弾性層上に接着剤を塗布して接着層を形成してもよい。
本実施形態に係るベルト部材の外周表面の表面抵抗率は、例えば、画像形成装置において中間転写ベルト、記録媒体搬送ベルト等として用いる場合であれば、転写性の観点から、常用対数値で9(LogΩ/□)以上13(LogΩ/□)以下であることが好ましく、10(LogΩ/□)以上12(LogΩ/□)以下であることがより好ましい。
なお、表面抵抗率の常用対数値は、導電剤の種類、及び導電剤の添加量により制御される。
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。
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。
本実施形態に係るベルト部材は、画像形成装置におけるベルト部材、例えば、像保持体上のトナー画像が転写(一次転写)されその後記録媒体上に再び転写(二次転写)させる中間転写ベルト、中間転写体上に保持されたトナー画像を記録媒体に二次転写させる際に該記録媒体の裏面(非転写面)に接して記録媒体を搬送し二次転写のため電圧を印加させる二次転写ベルト、像保持体上のトナー画像を記録媒体表面に直接転写させる態様において記録媒体を搬送すると共に転写のための電圧を印加する記録媒体搬送ベルト、等として用いられる。
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を収容し、前記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画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画像を記録媒体の表面に転写する転写手段と、を備える。
そして、前記転写手段において、本実施形態に係る前述のベルト部材と、前記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と、を備えるベルト部材ユニットを有する。
図4は、本実施形態に係る画像形成装置の一例の構成を示した概略構成図である。
本実施形態に係る画像形成装置では、図示しない画像読取装置や図示しないパーソナルコンピュータ(PC)等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置により画像処理が施された後、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって作像作業が実行される。
図4に示す画像形成装置100では、一次転写ロール16の直上に像保持体11が配置された構造、つまり一次転写ロール16の軸心と像保持体11の軸心とを結ぶ直線が中間転写ベルト15の駆動方向に対して直交する方向となる位置関係で配置された態様を示した。しかし、一次転写ロール16が配置される位置はこれに限定されず、例えば中間転写ベルト15の駆動方向にずらした(オフセットさせた)態様であってもよい。
具体的には、図5に示されるように、像保持体11の軸心の位置に対して中間転写ベルト15の駆動方向側に距離L1となるようオフセットさせ、像保持体11と中間転写ベルト15とが距離L2となる幅のニップ部を形成するような配置としてもよい。
一次転写ロール16の位置を像保持体11に対してオフセットさせることで、中間転写ベルト15の挟み込みが緩和される又は挟み込まれない状態となるため、画像の形成に用いられた際に生じる像ズレの発生がより抑制され易くなる。
次に、本実施形態に係るベルト部材を、記録媒体搬送ベルトとして用いた画像形成装置を例にして説明する。
図6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。
また、クリーニング用対向ロール213としては、前述の図3に示す画像形成装置100に用いられるクリーニング用対向ロール113と同様の構成のものを、そのまま適用し得る。
以上により用紙上に画像が形成される。
・樹脂層形成用塗布液の調製
以下のようにしてポリアミドイミド樹脂(PAI)が含まれる樹脂層形成用の塗布液(A1)を調製した。25℃での粘度が30Pa・sのポリアミドイミド溶液(日立化成社製、HPC−9000、溶媒:N−メチルピロリドン)に、カーボンブラック(商品名:スペシャルブラック4、デグザヒュルス社製)を固形分質量比で30.5%混合し、次いで対向衝突型分散機により分散し、これに界面活性剤(商品名:LS009、楠本化成社製)を5000ppm加えて樹脂層形成用塗布液(A1)とした。
弾性材料として、クロロプレンゴム(CR)(WRT:昭和電工社製)30部、及びエチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)(エスプレン505:住友化学社製)70部を加圧式ニーダーで混練し、電子導電剤としてカーボンブラック(デンカブラック(アセチレンブラック):デンカ社製)30部、充填剤として、酸化亜鉛(日本化学工業社製)5部、酸化マグネシウム(協和化学工業社製)5部、硫黄加硫剤(サルファックスPMC:鶴見化学工業社製)1部、加硫促進剤(ノクセラーTS:大内新興化学工業社製)1部、及び加硫促進剤(ノクセラーDT:大内新興化学工業社製)1部を投入し、2本加熱ロールでさらに混練した。この混練物をベルト状に押出加工し、加硫マンドレルと呼ばれる、ベルト内径と同サイズの外径を持つ金属製のシリンダ面に被覆成形させた。この後、飽和蒸気高圧缶で、170℃、1時間加硫させた。
金属製のシリンダ面に被覆成形された弾性層上に、塗布液(A1:樹脂層形成用塗布液)をフローコート(らせん塗布)装置により塗布し、175℃で15分乾燥させ、樹脂層塗布膜を形成した。
次いで、200℃で80分焼成し、金型から脱型した。
脱型したベルトを複数の張架ロールにて張力を付加しながら保持し、このベルトを回転させつつ、ベルトの内周面にWith方向(同方向)に回転する砥石を接触させてトラバース研磨を行った。
実施例1におけるベルト部材の作製において、クロロプレンゴム(CR)、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)、電子導電剤、充填剤の配合量、及び硫黄加硫剤の量を調整して弾性層の硬度が下記表1に記載の値となるよう変更した。
また、ベルト部材内周面の研磨条件を変更して、Ra1μm、Rz3μmの状態となるよう変更した。
これ以外は、実施例1と同様にしてベルト部材を得た。
実施例1におけるベルト部材の作製において、クロロプレンゴム(CR)、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)、電子導電剤、充填剤の配合量、及び硫黄加硫剤の量を調整して弾性層の硬度が下記表1に記載の値となるよう変更した。
また、ベルト部材内周面の研磨条件を変更して、Ra5μm、Rz8μmの状態となるよう変更した。
これ以外は、実施例1と同様にしてベルト部材を得た。
実施例1におけるベルト部材の作製において、クロロプレンゴム(CR)、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)、電子導電剤、充填剤の配合量、及び硫黄加硫剤の量を調整して弾性層の硬度が下記表1に記載の値となるよう変更した。
これ以外は、実施例1と同様にしてベルト部材を得た。
実施例1におけるベルト部材の作製において、クロロプレンゴム(CR)、エチレン・プロピレン・ジエンゴム(EPDM)、電子導電剤、充填剤の配合量、及び硫黄加硫剤の量を調整して弾性層の硬度が下記表1に記載の値となるよう変更。
また、フローコート(らせん塗布)装置により樹脂層形成用塗布液(A1)を塗布する際の塗布量を変更して樹脂層の厚さが平均厚さ65μmの状態となるよう変更した。
これ以外は、実施例1と同様にしてベルト部材を得た。
実施例1において、弾性層を形成せずに樹脂層のみを形成した。なお、その際フローコート(らせん塗布)装置により樹脂層形成用塗布液(A1)を塗布する際の塗出量を調整して、下記表1に記載の厚さの樹脂層を形成した。
また、ベルト部材内周面の研磨条件を変更して、Ra2μm、Rz5μmの状態となるよう変更した。
これ以外は、実施例1と同様にしてベルト部材を得た。
実施例1において、弾性層を形成せずに樹脂層のみを形成した。
また、ベルト部材内周面の研磨条件を変更して、Ra2μm、Rz8μmの状態となるよう変更した。
これ以外は、実施例1と同様にしてベルト部材を得た。
実施例1において、樹脂層に替えて離型層を形成した。すなわち、樹脂層形成用塗布液(A1)に替えて、離型層形成用の塗布液としてポリテトラフルオロエチレン(PTFE)を含有した2液硬化型の水系ポリウレタン樹脂(ボンデライトS−FN345、ヘンケル社製、鉛筆硬度H、PTFE:15質量%含有)を用いた。これを金属製のシリンダ面に被覆成形された弾性層上にスプレーコートによって、膜厚5μm(乾燥硬化後の膜厚)になるように塗布し、その後120℃、30分加熱して硬化処理を行った。
また、弾性層形成時の押出加工の条件を変更して、弾性層の厚さが平均厚さ450μmとなるよう変更した。
さらに、ベルト部材内周面の研磨条件を変更して、Ra1μm、Rz5μmの状態となるよう変更した。
これ以外は、実施例1と同様にしてベルト部材を得た。
・耐久性評価
得られたベルト部材を用い、以下の方法により耐久性を評価した。
得られたベルト部材を中間転写ベルトとして用いて画像形成装置(富士ゼロックス社製、DocuPrintCP200W)に組み込んだ。ただし、ベルト部材を掛け渡すロールとして、ベルトに対して張力を与えると共に、ベルトの蛇行を抑制する蛇行抑制部材(ベルト部材がロール軸方向の一方側に蛇行しようとした際にベルト部材の軸方向端面(側面)と衝突して蛇行を抑制する壁部材)をロール軸方向の端部に備え、かつロール軸を傾斜する動作が可能な状態として、ロール軸の傾斜角度を制御することにより、ベルトの蛇行を抑制する機能を有する張力付与ロールを用いた。その上で、ベルト部材を掛け渡した上記の張力付与ロールの動作を補正範囲上限の位置に設定した状態で固定(つまり張力付与ロールのロール軸の傾斜角度を制御上の限界角度まで大きくした状態で保持)し、ベルト部材を連続的に回転駆動させる動作を行った。ベルト部材は、蛇行抑制部材(壁部材)に端面(側面)が突き当たった状態で連続的に回転動作された。この回転動作を一定回数(A4用紙への画像形成100,000枚分に相当する回転数)行って停止し、ベルト部材の端部や端面(側面)の傷、表面傷等のベルトの状態を確認した。
(評価基準)
A(○):評価後のベルトに異常なし
B(×):評価後のベルトに異常あり
得られたベルト部材を用い、以下の方法により像ズレ(カラーレジ)を評価した。
得られたベルト部材を中間転写ベルトとして用いて画像形成装置(富士ゼロックス社製、DocuPrintCP200W)に組み込んだ。10枚の用紙上に転写像を形成してその全用紙について転写像の位置を測定し、用紙搬送方向について転写像の位置と元画像の狙い位置(画像を形成する予定であった狙いの位置)との差分を求めた。この差分の平均値を算出し、以下の基準により評価した。
(評価基準)
A(○):位置の差分 50μm以下
B(△):位置の差分 50μm超え100μm以下
C(×):位置の差分 100μm超え
得られたベルト部材を用い、以下の方法により転写性を評価した。
得られたベルト部材を中間転写ベルトとして用いて画像形成装置(富士ゼロックス社製、DocuPrintCP200W)に組み込み、ベルト部材上に形成したトナー画像を用紙上に転写したときの転写像の品質を評価した。
(評価基準)
A(○):転写像の品質に異常なし
B(×):トナー画像の転写率の低下が発生
11 感光体(像保持体)
12 帯電器
13 レーザ露光器
14 現像器
15 中間転写ベルト(ベルト部材)
15A 樹脂層(表面層)
15B 弾性層
16 一次転写ロール
17 感光体クリーナ
20 二次転写部
22 二次転写ロール
25 背面ロール
26 給電ロール
31 駆動ロール
32 支持ロール
33 張力付与ロール
34 クリーニング背面ロール
35 中間転写ベルトクリーナ
40 制御部
42 基準センサ
43 画像濃度センサ
50 用紙収容部
51 給紙ロール
52 搬送ロール
53 搬送ガイド
55 搬送ベルト
56 定着入口ガイド
60 定着装置
100 画像形成装置
113 クリーニング用対向ロール
131、132 ロール
150 ベルト部材ユニット
200 画像形成装置
201BK、201C、201M、201Y 感光体ドラム
202BK、202C、202M、202Y 帯電器
203BK ブラック現像装置
203C シアン現像装置
203M マゼンタ現像装置
203Y イエロー現像装置
204BK、204C、204M、204Y 感光体ドラム清掃部材
205BK、205C、205M、205Y 転写ロール
206 ベルト支持ロール
207 用紙搬送ベルト
208 用紙搬送ロール
210 定着装置
212 クリーニングブレード
213 クリーニング用対向ロール
214BK、214C、214M、214Y 露光器
215 用紙(記録媒体)
220 用紙搬送ベルトクリーニング装置
Claims (6)
- 内周表面を構成し、JIS−A硬度が50°以上90°以下である弾性層と、
外周表面を構成し、弾性率が2000MPa以上6000MPa以下である樹脂層と、
を有し、
前記内周表面における、算術平均粗さRa(JIS−B0601:2001年)が2μm以下であり、かつ最大高さRz(JIS−B0601:2001年)が7μm以下である画像形成装置用のベルト部材。 - 前記樹脂層の平均厚さが50μm以上70μm以下である請求項1に記載のベルト部材。
- 前記弾性層の平均厚さが300μm以上600μm以下である請求項1又は請求項2に記載のベルト部材。
- 前記樹脂層がポリイミド樹脂及びポリアミドイミド樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の樹脂を含有する請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のベルト部材。
- 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のベルト部材と、
前記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と、
を備え、画像形成装置に対して脱着されるベルト部材ユニット。 - 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、
トナーを含む現像剤を収容し、前記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画像として現像する現像手段と、
請求項5に記載のベルト部材ユニットを有し、前記像保持体の表面に形成されたトナー画像を前記ベルト部材の外周表面に一次転写し、かつ前記ベルト部材に転写されたトナー画像を記録媒体に二次転写する転写手段と、
を備える画像形成装置。
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