JP6981362B2 - 転写体部材、中間転写ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1Aは、転写体部材の斜視図であり、図1Bは、図1Aに示される一点鎖線で囲まれた領域Aの部分拡大断面図である。
S−2:CH2=CHSi(OCH3)3
S−3:CH2=CHSiCl3
S−4:CH2=CHCOO(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2
S−5:CH2=CHCOO(CH2)2Si(OCH3)3
S−6:CH2=CHCOO(CH2)3Si(CH3)(OCH3)2
S−7:CH2=CHCOO(CH2)3Si(OCH3)3
S−8:CH2=CHCOO(CH2)2Si(CH3)Cl2
S−9:CH2=CHCOO(CH2)2SiCl3
S−10:CH2=CHCOO(CH2)3Si(CH3)Cl2
S−11:CH2=CHCOO(CH2)3SiCl3
S−12:CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(CH3)(OCH3)2
S−13:CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(OCH3)3
S−14:CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(CH3)(OCH3)2
S−15:CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OCH3)3
S−16:CH2=C(CH3)COO(CH2)2Si(CH3)Cl2
S−17:CH2=C(CH3)COO(CH2)2SiCl3
S−18:CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(CH3)Cl2
S−19:CH2=C(CH3)COO(CH2)3SiCl3
S−20:CH2=CHSi(C2H5)(OCH3)2
S−21:CH2=C(CH3)Si(OCH3)3
S−22:CH2=C(CH3)Si(OC2H5)3
S−23:CH2=CHSi(OCH3 )3
S−24:CH2=C(CH3)Si(CH3)(OCH3)2
S−25:CH2=CHSi(CH3)Cl2
S−26:CH2=CHCOOSi(OCH3)3
S−27:CH2=CHCOOSi(OC2H5)3
S−28:CH2=C(CH3)COOSi(OCH3)3
S−29:CH2=C(CH3)COOSi(OC2H5)3
S−30:CH2=C(CH3)COO(CH2)3Si(OC2H5)3
S−31:(SH)CH2CH2COOSi(OCH3)3
S−32:(SH)CH(CH3)CH2COOSi(OCH3)3
S−33:(SH)CH(CH3)OCOO(CH2)3Si(OC2H5)3
表面処理剤がシランカップリング剤の場合、カップリング剤が外れ始める温度は200℃、カップリング剤が全分解する温度は400℃であるため、200℃における重量および400℃における重量の差/200°における重量(重量減少比率)をΔMとすると、C(%)=ΔM×100/(S/A)で算出できる。
本実施の形態に係る画像形成装置は、前述した転写体部材(中間転写体)21を有していれば、その他の構成は公知の構成を特に制限することなく採用できる。
(1)カップリング剤(被覆層)による被覆率が過剰に高い場合、第1粒子と樹脂との間の親和性が極端に増えすぎて、第1粒子の表面に対して、樹脂が多量に付着する。これにより、第1粒子に対する樹脂による被覆も分厚くなるため、樹脂により表面層21bの表面が平滑化されてしまい、第1粒子による表面の凹凸を形成する効果が少なくなってしまう。表面の凹凸が小さくなってしまうと、トルク低減、摩擦低減の効果が少なくなり、クリーニング性も低くなる。また、また、第1粒子の比抵抗が増え、被覆層の電気抵抗の調整が困難になり、転写の基本特性が劣化するおそれがある(図4B参照)。
(2)カップリング剤(被覆層)による被覆率が異常に低い場合、第1粒子が凝集体として樹脂中に分散するため、第1粒子の分散性が不良になり、第1粒子の総個数に応じた表面の凹凸を形成する効果が少なくなる。これは、凝集体の内側に埋もれた第1粒子が、凹凸の形成に寄与できず、凝集体が大きな粒子のように振る舞うため、凹凸が過剰に大きくなり、外添剤が過剰にすり抜けてしまい、フィルミングなどの不具合が起こりやすくなる。すなわち、摩擦力は低減できるが、摩擦力を低減することよるクリーニング性の向上は困難になる(図4A参照)。
ポリフェニレンサルファイド(E2180;東レ株式会社)100体積部と、導電フィラー(カーボンブラック#3030B;三菱化学株式会社)16体積部と、グラフト共重合体(モディパー(登録商標)A4400;日本油脂株式会社)1体積部と、滑材(モンタン酸カルシウム)0.2体積部とを単軸押出機に投入し、溶融混練させて樹脂混合物を得た。
3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)とp−フェニレンジアミン(PDA)とからなるポリアミド酸のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶液(ユーワニスS、固形分18質量%;宇部興産株式会社)に、乾燥した酸化処理カーボンブラック(SPECIAL BLACK4、pH3.0、揮発分:14.0%;Degussa社)をポリイミド系樹脂固形分100質量部に対して、23質量部になるよう添加した。この組成物を2分割後、衝突型分散機(GeanusPY;シーナス社)を用い、圧力200MPa、最小面積が1.4mm2で衝突させ、再度2分割する経路を6回通過させて、混合して、カーボンブラック入りポリアミド酸溶液を得た。
ポリアミドイミドワニス(バイロマックス(登録商標)HR−11NN、溶媒:N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、含まれるポリアミドイミドの重量平均分子量:7.2万、含まれるポリアミドイミドの数平均分子量:1.9万;東洋紡株式会社)963.86gと、カーボンナノファイバー分散液(AMC(登録商標)、5.0質量%分散液、溶媒:NMP、カーボンナノファイバーの平均粒子径:11nm;宇部興産株式会社)36.145gとを混合し、数回分に分けて自転・公転ミキサー(AR−250;株式会社シンキー)で脱泡し、塗布液とした。
酸化亜鉛1の粒子100体積部に対して、表面処理剤である3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−5103;信越化学工業株式会社)8体積部と、溶媒(トルエン:メタノール=1:1(体積比)の混合溶媒)300体積部とを混合し、湿式メディア分散型装置を使用して45分間分散し、その後溶媒を除去した。続いて、150℃で10分間乾燥して、表面処理済みの酸化亜鉛1を得た。TG測定を行い、被覆率を計算したところ、被覆率は35%であった。
酸化亜鉛2の粒子100体積部に対して、表面処理剤である3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−5103;信越化学工業株式会社)8体積部と、溶媒(トルエン:メタノール=1:1(体積比)の混合溶媒)300体積部とを混合し、湿式メディア分散型装置を使用して45分間分散し、その後溶媒を除去した。続いて、150℃で10分間乾燥して、表面処理済みの酸化亜鉛2を得た。TG測定を行い、被覆率を計算したところ、被覆率は45%であった。
酸化亜鉛3の粒子100体積部に対して、表面処理剤である3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−5103;信越化学工業株式会社)25体積部と、溶媒(トルエン:メタノール=1:1(体積比)の混合溶媒)900体積部とを混合し、湿式メディア分散型装置を使用して45分間分散し、その後溶媒を除去した。続いて、150℃で10分間乾燥して、表面処理済みの酸化亜鉛3を得た。TG測定を行い、被覆率を計算したところ、被覆率は30%であった。
酸化チタン1の粒子100体積部に対して、表面処理剤である3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−5103;信越化学工業株式会社)8体積部と、溶媒(トルエン:イソプロピルアルコール=1:1(体積比)の混合溶媒)300体積部とを混合し、湿式メディア分散型装置を使用して60分間分散し、その後溶媒を除去した。続いて、150℃で10分間乾燥して、表面処理済みの酸化チタン1を得た。TG測定を行い、被覆率を計算したところ、被覆率は39%であった。
酸化チタン2の粒子100体積部に対して、表面処理剤である3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−5103;信越化学工業株式会社)11体積部と、溶媒(トルエン:イソプロピルアルコール=1:1(体積比)の混合溶媒)400体積部とを混合し、湿式メディア分散型装置を使用して60分間分散し、その後溶媒を除去した。続いて、150℃で10分間乾燥して、表面処理済みの酸化チタン2を得た。TG測定を行い、被覆率を計算したところ、被覆率は34%であった。
酸化チタン3の粒子100体積部に対して、表面処理剤である3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−5103;信越化学工業株式会社)30体積部と、溶媒(トルエン:イソプロピルアルコール=1:1(体積比)の混合溶媒)800体積部とを混合し、湿式メディア分散型装置を使用して60分間分散し、その後溶媒を除去した。続いて、150℃で10分間乾燥して、表面処理済みの酸化チタン3を得た。TG測定を行い、被覆率を計算したところ、被覆率は31%であった。
酸化チタン4の粒子100体積部に対して、表面処理剤である3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−5103;信越化学工業株式会社)23体積部と、溶媒(トルエン:イソプロピルアルコール=1:1(体積比)の混合溶媒)800体積部とを混合し、湿式メディア分散型装置を使用して60分間分散し、その後溶媒を除去した。続いて、130℃で50分間乾燥して、表面処理済みの酸化チタン4を得た。TG測定を行い、被覆率を計算したところ、被覆率は43%であった。
酸化スズ1の粒子 100体積部に対して、表面処理剤である3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−5103;信越化学工業株式会社)20体積部と、溶媒(トルエン:イソプロピルアルコール=1:1(体積比)の混合溶媒)700体積部とを混合し、湿式メディア分散型装置を使用して40分間分散し、その後溶媒を除去した。続いて、150℃で10分間乾燥して、表面処理済みの酸化スズ1を得た。TG測定を行い、被覆率を計算したところ、被覆率は40%であった。
表面処理が施された酸化亜鉛1(第1粒子)10体積部と、表面処理が施された酸化スズ1(第2粒子)15体積部、モノマー1(KAYARAD DPEA−12;日本化薬株式会社)68体積部、光重合開始剤1(Irgacure OXE02;BASF社)5体積部、反応促進剤(KAYACURE EPA、日本化薬株式会社)2体積部とを、固形分濃度が15質量%となるように、溶剤であるメチルイソブチルケトン(MIBK)中に溶解、分散させることにより表面層形成用の塗布液1を調製した。
第1粒子を酸化亜鉛2に変更したこと以外は、塗布液1と同様にして塗布液2を調製した。
第2粒子を酸化チタン3に変更し、光重合開始剤を開始剤2(Irgacure TPO;BASF社)に変更したこと以外は、塗布液1と同様にして塗布液3を調製した。
第1粒子を酸化チタン2に変更し、第2粒子を酸化チタン3に変更し、モノマーをモノマー2(KAYARAD T−1420;日本化薬株式会社)に変更し、光重合開始剤を開始剤2に変更したこと以外は、塗布液1と同様にして塗布液4を調製した。
第2粒子を酸化チタン4に変更したこと以外は、塗布液1と同様にして塗布液5を調製した。
第1粒子を配合しなかったこと以外は、塗布液1と同様にして塗布液6を調製した。
第1粒子を酸化亜鉛3に変更したこと以外は、塗布液1と同様にして塗布液7を調製した。
第1粒子を酸化チタン3に変更したこと以外は、塗布液1と同様にして塗布液8を調製した。
基層1の外周面上に、塗布液1を、塗布装置を使用して浸漬塗布方法(塗布液供給量:1L/min)によって、乾燥膜厚が4.0μmとなるように塗布することによって塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に活性光線(活性エネルギー線)として紫外線を、下記の照射条件で照射することにより、塗膜を硬化して表面層を形成した。以上の工程により、実施例1の転写体部材1を得た。なお、紫外線の照射は、光源を固定し、基層1の外周面上に塗膜が形成された前駆体を周速度60mm/sで回転しながら行った。
(紫外線の照射条件)
光源の種類:365nm LED光源(SPX−TA;アイグラフィックス社)
照射口から塗膜の表面までの距離:50mm
雰囲気:窒素(酸素濃度 600ppm以下)
照射光量:3.3J/cm2
照射時間(前駆体の回転時間):240秒間
塗布液を塗布液2〜5にそれぞれ変更したこと以外は、転写体部材1と同様にして実施例2〜5の転写体部材2〜5をそれぞれ作製した。
基層を基層2に変更し、基層の厚さを80μmにしたこと以外は、転写体部材1と同様にして実施例6の転写体部材6を作製した。
基層を基層3に変更し、基層の厚さを80μmにし、塗布液を塗布液3に変更したこと以外は、転写体部材1と同様にして実施例7の転写体部材7を作製した。
基層を基層4に変更し、基層厚を100μmにし、塗布液を塗布液4に変更したこと以外は、転写体部材1と同様にして実施例8の転写体部材8を作製した。ポリフッ化ビニリデン樹脂(カイナー740;アルケマ株式会社)85重量部と、導電フィラー(カーボンブラック#3030B;三菱化学株式会社)16重量部とを加え、二軸混錬気を用いて溶融混錬して、ペレット状の導電性樹脂組成物とした。次に、単軸押出機の先端に、スリット状でシームレスベルト形状の吐出口を有する環状ダイスを取り付けた。そして、得られた樹脂混合物を、シームレスベルト形状に押し出した。次いで、押し出されたシームレスベルト形状の樹脂混合物を、吐出先に設けた円筒状の冷却筒に外挿させて冷却して固化することにより、厚さ120μm、周長750mm、幅359mmでシームレス円筒状(無端ベルト状)の転写体部材用の基層4を作製した。
塗布液を塗布液6〜8にそれぞれ変更したこと以外は、転写体部材1と同様にして比較例1〜3の転写体部材9〜11をそれぞれ作製した。
下の測定方法において、画像形成装置として、Bizhub C658(コニカミノルタ株式会社)の改造品を使用した。現像剤は、Bizhub C658の純正品を使用した。
Bizhub C658と同じ構成の駆動テスターに動ひずみ測定器(株式会社共和電業社)を接続した。Bizhub C658用の中間転写ユニットの転写体部材を、作製した各転写体部材に交換した。Bizhub C658の純正の中間転写ユニットと、各転写体部材を組み込んだ中間転写ユニットとを、30℃85%RHの環境(HH環境)で調湿して、12時間以上放置した。次に、各転写体部材の全面に対して、4g/m2の濃度となるように、Bizhub C658の純正品のイエロートナーをまぶした。
◎ :85%未満
○ :85%以上95%未満
△ :95%以上105%未満
× :105%以上115%未満
×× :120%以上
×××:ブレードめくれ発生
クリーニング用のブレードめくれ(以後、「ブレードめくれ」ともいう)が発生の場合は、以後の評価を中断して、評価結果を×××とした。
初期トルクの測定の後で、5%文字チャートをA4のJペーパー(コニカミノルタ株式会社)に対して、20℃50%RHの環境(NN環境)下で、10,000枚印刷した。なお、印刷1の途中で、ブレードめくれによる、中間転写ユニットの駆動停止や、転写体部材が破損し、継続不可能になった場合の評価結果を×とし、最後まで継続できた場合の評価結果を○とした。
中間転写ユニットについて、印刷1の後の中間転写ユニットに変更した以外は、初期トルクと同様に中期トルクの平均値を測定した。初期トルクのリファレンス(純正の転写体部材の場合)の結果を100%とし、初期トルクのリファレンスに対する測定した中期トルクの測定値の比率を求め、以下の基準で評価した。
◎ :85%未満
○ :85%以上95%未満
△ :95%以上105%未満
× :105%以上115%未満
×× :120%以上
×××:ブレードめくれ発生
中期トルクの測定の後で、5%文字チャートをA4のJペーパー(コニカミノルタ株式会社)に対して、20℃50%RHの環境(NN環境)下で、60,000枚印刷した。なお、印刷1の途中で、ブレードめくれによる、中間転写ユニットの駆動停止や、転写体部材が破損し、継続不可能になった場合の評価結果を×とし、最後まで継続できた場合の評価結果を○とした。
中間転写ユニットについて、印刷2の後の中間転写ユニットに変更した以外は、初期トルクと同様に末期トルクの平均値を測定した。初期トルクのリファレンス(正規の転写体部材の場合)の結果を100%とし、初期トルクのリファレンスに対する測定した末期トルクの測定値の比率を求め、以下の基準で評価した。
◎ :85%未満
○ :85%以上95%未満
△ :95%以上105%未満
× :105%以上115%未満
×× :120%以上
×××:ブレードめくれ発生
末期トルクの測定が終了した直後の転写体部材を用いて、クリーニング特性の評価を行った。評価装置として、30℃、80%RHの環境(HH環境)に調湿済みのBizhub C658を使用した。まず、評価装置の初期化および安定化を行った。次いで、2次転写ローラを外した状態で、A3のPODグロスコート紙(128g/m2;王子製紙株式会社)に対して、ベタ画像(濃度255)の印刷を行った。次いでに、2次転写ローラを取り付けた状態で、A3のPODグロスコート紙(128g/m2;王子製紙株式会社)に対して、イエローのベタ画像(濃度255)の印刷を行った。A3のイエロー画像において、最初の画像由来の色(シアン、マゼンタ)が混じっている場合は、最初に印刷をしたときの由来の現像剤がクリーニング不良であったと判断できるので、これを不合格とした。一方、最初の画像由来の色が混じってない場合を合格とした。クリーニング特性の評価は、合計3回行い、以下の基準で評価した。
◎:1回目〜3回目の全てが合格
○:3回目のみが不合格
△:2回目以降が不合格
×:すべての試験で不合格
試験を繰り返す場合は、2次転写ローラを掃除機で清掃して復元して使用した。中間転写ユニットについては特に何も操作をせず、そのまま続きの試験に使用した。
クリーニング特性の評価に引き続き、30℃85%の環境(HH環境)でフィルミング防止性の評価を行った。まず、2次転写ローラなどを正規の装着状態とした条件で、A3のPODグロスコート紙(128g/m2;王子製紙株式会社)に対して、シアンベタ(濃度255)の画像を片面に3枚連続で印刷し、3枚の画像の画像ムラを確認し、以下の基準で評価した。紙種設定は、厚紙2設定で行った。
○:画像の異常がない。
△:画像に軽度のムラがあるが、合格範囲内。
×:画像にムラがあり、不合格である。
○:フィルミングなし
△:軽度のフィルミングあり(総面積10cm2以下)
×:フィルミングあり(総面積10cm2以上)
10 画像形成部
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
11 感光体ドラム
12 帯電装置
13 露光装置
14 現像装置
15 一次転写ローラ
16 感光体クリーニング装置
20 中間転写ユニット
21 転写体部材(中間転写体)
22 二次転写ローラ
24 駆動ローラ
25 従動ローラ
26 ベルトクリーニング装置
26a クリーニングブレード(クリーニング部材)
30 用紙搬送部
31 搬送路
32 排紙ローラ
33 排紙トレイ
40 定着装置
45 制御部
S 用紙
Claims (12)
- 無端状であって、最も表側に位置する最表層を有し、
前記最表層は、無機の導電粒子を含む第1粒子を有し、
前記第1粒子は、5組以上の凸部を有し、
前記第1粒子を平面視したときに、前記第1粒子を内側に含む最も小さい円の直径をRとし、前記第1粒子に全てが重なる最も大きい円の直径をrとしたとき、1.1≦R/r≦3.0を満たす、
転写体部材。 - 前記第1粒子は、酸化チタン、酸化亜鉛および酸化スズからなる群から選択される1以上の酸化物を含む、請求項1に記載の転写体部材。
- 前記第1粒子の形状は、板状集積型、星形、または毛玉型である、請求項1または請求項2に記載の転写体部材。
- 前記第1粒子は、ケイ素、チタン、アルミニウムおよびジルコニウムからなる群から選択される1以上の元素を含むカップリング剤によって表面処理されており、かつ、前記カップリング剤による被覆率が5%以上95%以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の転写体部材。
- 前記転写体部材は、基層と、前記基層の上に配置された表面層を有し、
前記表面層は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の最表層である、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の転写体部材。 - 前記表面層は、硬化(メタ)アクリル樹脂を含む、請求項5に記載の転写体部材。
- 前記最表層は、平均粒子径が100nm以下の第2粒子をさらに含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の転写体部材。
- 前記第2粒子は、導電性を有する、請求項7に記載の転写体部材。
- 前記第1粒子および前記第2粒子は、構成元素として炭素以外の元素を含む、請求項7または請求項8に記載の転写体部材。
- 前記転写体部材は、基層と、前記基層の上に配置された表面層を有し、
前記基層は、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミドイミド、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトンおよびポリフッ化ビニリデンからなる群から選択される1以上の樹脂を含む、請求項5〜9のいずれか一項に記載の転写体部材。 - 請求項1〜10のいずれか一項に記載の転写体部材を含む、中間転写ユニット。
- 像担持体に担持されたトナー画像を転写体に転写した後、前記トナー画像を記録媒体に2次転写するための転写体部材と、
前記転写体部材の外側に配置され、ブレードおよびロールから選択される1以上の弾性体からなる電子写真部材と、を有し、
前記電子写真部材は、圧力が付与されることで、一部を弾性変形させた状態で前記転写体部材に接触し、前記転写体部材の表面に残留する前記トナー画像をクリーニングし、
前記転写体部材は、請求項1〜10のいずれか一項に記載の転写体部材である、
画像形成装置。
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