JP6075620B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
このような中間転写ベルト方式は、1つの感光体に対して4色の現像器を用いるシステムで用いられていたがプリント速度が遅いという欠点があった。そのため、高速プリントとしては、感光体を4色分並べ、各色を連続して紙に転写する4連タンデム方式が用いられている。しかし、この方式では紙の環境による変動などもあり、各色画像を重ねる位置精度を合わせることが非常に困難であり、色ずれ画像を引き起こしていた。そこで近年では、4連タンデム方式に中間転写方式を採用することが主流になってきている。
新たな課題1つとして、中間転写ベルトの搬送安定性がある。具体的には、「高速回転する事で中間転写ベルトとベルトを駆動させるローラでスリップが発生して色ずれが発生しやすくなる事」、「ベルト寄りが発生した場合にベルトが損傷しやすい事」、などの不具合が生じる。
また、別な課題としてはベルトサイズ大型化に伴い、1本のベルトの中で特性値のバラツキが大きくなる事が課題である。
また、ポリイミドベルト作製時に、樹脂溶液を塗布した金型を、加熱して乾燥/硬化を行うが、金型が非常に大きいため、温度ムラを抑制できず、ベルトの特性にバラツキが生じる事も新たな課題の1つである。
特許文献3(特開2001−142313号公報)では、テトラカルボキシル残基である全芳香族骨格とジアミン残基であるp−フェニレン骨格とがイミド結合してなるA成分と、テトラカルボキシル残基である全芳香族骨格とジフェニルエーテル骨格とがイミド結合してなるB成分とを繰り返してなる共重合体、及び/又は前記A成分を繰り返し単位とする重合体と前記B成分を繰り返し単位とする重合体とを混合してなるブレンド体であり、かつA成分のモル%をR、導電性フィラーのポリイミド樹脂に対する重量部数をWとするとRが(65−W)以下である事を特徴とするポリイミド樹脂が知られている。このようなポリイミド樹脂処方にする事で可とう性と剛性のバランスが改善される。しかしながら、ベルト特性のバラツキは考慮さていないため、大型ベルトを作製し、使用する場合は問題が発生する恐れがある。
また、上記のような方法では塗工液として、カーボンブラック添加量が異なる2種類の塗工液が必要であり、管理すべき塗工液の種類が増え、管理が複雑になる課題がある。
本発明の第二の目的は、長期にわたり高画質な画像を出力できる画像形成装置を提供することにある。
即ち、本発明の以下のとおりである。
中間転写ベルトを使用した画像形成装置であって、
前記中間転写ベルトは、周長が2000mm以上で、かつ中間転写ベルトの駆動線速が350mm/sec以上であり、
前記中間転写ベルトは、導電剤を分散させたポリイミド樹脂層を2層積層した構造であり、
前記2層のポリイミド樹脂層の各層は、同一材料で構成され、ポリイミド樹脂と導電剤の含有割合が同一であり、
前記ポリイミド樹脂は「3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレンジアミンとがイミド結合したポリイミド樹脂成分(以下S成分と記す)」及び「3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとがイミド結合したポリイミド樹脂成分(以下A成分と記す)」が、S成分とA成分の重量比(S/A比)が0/100〜40/60であり、
中間転写べルト外周側表面から測定した500V印加時の表面抵抗率ρs外(Ω/□)の常用対数値をLρs外、ベルト内周側表面から測定した500V印加時の表面抵抗率ρs内の常用対数値をLρs内、100V印加時の体積抵抗率ρv(Ω・cm)の常用対数値をLρvとしたとき、下記の関係を満たし、
Lρs内=10.00〜12.00
Lρs外−Lρs内>0.25
Lρs外−Lρv<1.50
前記中間転写ベルト内周面の表面粗さRa(JIS B0601:’01)が0.20〜0.40μmである
ことを特徴とする画像形成装置。
前記中間転写ベルトは、周長が2000mm以上で、かつ中間転写ベルトの駆動線速が350mm/sec以上であり、
前記中間転写ベルトは、導電剤を分散させたポリイミド樹脂層を2層積層した構造であり、
前記2層のポリイミド樹脂層の各層は、同一材料で構成され、ポリイミド樹脂と導電剤の含有割合が同一であり、
前記ポリイミド樹脂は「3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレンジアミンとがイミド結合したポリイミド樹脂成分(以下S成分と記す)」及び「3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとがイミド結合したポリイミド樹脂成分(以下A成分と記す)」が、S成分とA成分の重量比(S/A比)が0/100〜40/60であり、
中間転写べルト外周側表面から測定した500V印加時の表面抵抗率ρs外(Ω/□)の常用対数値をLρs外、ベルト内周側表面から測定した500V印加時の表面抵抗率ρs内の常用対数値をLρs内、100V印加時の体積抵抗率ρv(Ω・cm)の常用対数値をLρvとしたとき、下記の関係を満たし、
Lρs内=10.00〜12.00
Lρs外−Lρs内>0.25
Lρs外−Lρv<1.50
前記中間転写ベルト内周面の表面粗さRa(JIS B0601:’01)が0.20〜0.40μmである
また、ベルト内周側表面から測定した500V印加表面抵抗率の常用対数値をLρs内は、10.00〜12.00とする事で、チリや放電による異常画像を抑制できる。Lρs内が10.00より小さい場合、転写ニップ部以外にも電界が形成され、転写チリが発生する場合があり、また12.00より大きい場合は、放電が発生し、画像が乱れる。
前記中間転写ベルトは、以下の(1)〜(6)の作製工程により製造されてなることが好ましい。
(1)導電剤を分散させたポリイミド前駆体溶液からなる塗工液を金型へ塗布・流延して、第1層目の塗膜を形成する第1層目塗布工程
(2)前記第1層目の塗膜に含まれる溶媒を加熱乾燥により除去して第1層目の乾燥塗膜を得る第1層目乾燥工程
(3)前記第1層目の乾燥塗膜を加熱してポリイミド前駆体をイミド化して第一層目のポリイミド樹脂層を得る第1層目焼成工程
(4)前記第一層目のポリイミド樹脂層の表面に前記塗工液と同一組成の塗工液を塗布・流延して第2層目の塗膜を形成する第2層目塗布工程
(5)前記第2層目の塗膜の溶媒を加熱乾燥により除去する第2層目乾燥工程
(6)前記第2層目の乾燥塗膜を加熱してポリイミド前駆体をイミド化して第2層目のポリイミド樹脂層を得る第2層目焼成工程
また、前記第1層目乾燥工程の最高温度をT1とし、前記第2層目乾燥工程の最高温度をT2としたとき、T1とT2とが異なる温度とする。
また、前記第1層目乾燥工程の最高温度T1での保持時間をt1、前記第2層目乾燥工程の最高温度T2での保持時間をt2としたとき、t1<t2であることが好ましい。
また、前記T1及びT2は、T2−T1が50℃以上にする事により、構成材料、及びその配合比が同一な2層を積層させた場合でも、ベルト外周面側をより高抵抗化が可能となり、高い白ポチ抑制効果と中間転写ベルトの反りによる不具合が発生しにくい画像形成装置を提供できる。
上記のように、本発明では、同じ塗工液(構成材料、配合比が同一)で、電気抵抗が異なる層を積層させた2層ベルトを作製する事ができる。
本発明に使用する中間転写ベルトの構成材料としては、前記のポリイミド樹脂中に電気抵抗を調整する充填材(又は、添加材)、いわゆる導電剤を含有する。
導電剤としては、金属酸化物やカーボンブラックなどがある。
金属酸化物としては、例えば、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素等が挙げられる。また、分散性を良くするため、前記金属酸化物に予め表面処理を施したものも挙げられる。
カーボンブラックとしては、例えば、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ガスブラック等が挙げられる。
本発明における導電剤の含有量としては、カーボンブラックの場合には、塗工液中の全固形分の10〜25質量%、好ましくは15〜20質量%である。また、金属酸化物の場合の含有量としては、塗工液中の全固形分の1〜50質量%、好ましくは10〜30質量%である。
また、本発明の中間転写ベルトの製造方法における導電剤を分散させたポリイミド前駆体溶液には必要に応じて、さらに分散助剤、補強材、潤滑材、熱伝導材、酸化防止剤などの添加材を含有してもよい。
次に本発明に使用するポリイミド樹脂について説明する。
芳香族系のポリイミドは、芳香族多価カルボン酸無水物(又はその誘導体)と芳香族ジアミンとの反応によって、ポリアミック酸(ポリイミド前駆体)を経由して得られる。
溶媒は、前記ポリアミック酸を溶解するものであれば特に限定されないが、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンが特に好ましい。
このような例としては、U−ワニス(宇部興産社製)が代表的なものとして挙げられる。
加熱する方法は、ポリアミック酸を、例えば、200〜350℃に加熱処理することによってポリイミドに転化する方法であり、ポリイミド(ポリイミド樹脂)を得る簡便かつ実用的な方法である。
一方、化学的方法は、ポリアミック酸を脱水環化試薬(例えば、カルボン酸無水物と第3アミンの混合物など)により反応した後、加熱処理して完全にイミド化する方法であり、化学的方法は、加熱する方法に比べると煩雑でコストのかかる方法であるため、通常加熱する方法が多く用いられている。
なお、ポリイミドの本来的な性能を発揮させるためには、相当するポリイミドのガラス転移温度以上に加熱して、イミド化を完結させることが好ましい。
このようなイミド化率の測定方法としては、例えば、9〜11ppm付近のアミド基に帰属される1Hと、6〜9ppm付近の芳香環に帰属される1Hとの積分比から算出する核磁気共鳴分光法(NMR法)、フーリエ変換赤外分光法(FT−IR法)、イミド閉環に伴う水分を定量する方法、カルボン酸中和滴定法など種々の方法が用いられているが、中でもフーリエ変換赤外分光法(FT−IR法)は最も一般的な方法である。
すなわち、焼成段階(イミド化処理段階)でのイミド基のモル数を(A)とし、100%イミド化された場合(理論的)のイミド基のモル数を(B)とすると、次により表される。
イミド化率(%)=[(A)/(B)]×100 ・・・ (a)
(1)イミドの特性吸収の1つである725cm-1(イミド環C=O基の変角振動帯)と、ベンゼン環の特性吸収1,015cm-1との吸光度比
(2)イミドの特性吸収の1つである1,380cm-1(イミド環C−N基の変角振動帯)と、ベンゼン環の特性吸収1,500cm-1との吸光度比
(3)イミドの特性吸収の1つである1,720cm-1(イミド環C=O基の変角振動帯)と、ベンゼン環の特性吸収1,500cm-1との吸光度比
(4)イミドの特性吸収の1つである1,720cm-1とアミド基の特性吸収1,670cm-1(アミド基N−H変角振動とC−N伸縮振動の間の相互作用)との吸光度比
また、3000〜3300cm-1にかけてのアミド基由来の多重吸収帯が消失していることを確認すればさらにイミド化完結の信頼性は高まる。
導電剤を分散させたポリイミド樹脂前駆体を含む塗工液を用いて、2層中間転写ベルトを製造する方法について説明する。
また遠心成形のように塗工液を金型(円筒状の型)の内面に塗布する方法も広く一般的に知られている。
<金型外面への塗工による2層ベルト製造方法>
円筒状金型の金型外面への塗工による2層ベルト製造方法について説明する。
図1に示すように、金型外面への塗工では、最初に塗工した層(第1層目)がベルト内周面側の層になり、2回目に塗工した層(第2層目)がベルト外周面側の層になる。
外周面側の層の抵抗を高くするために、前記第2層目乾燥工程の最高温度T2を、前記第1層目乾燥工程の最高温度T1より高くする。特にT2−T1の温度差が大きい方が、第1層目と第2層目の電気抵抗の差が大きくなり、T2−T1が50℃以上である事が好ましい。また、第1層目乾燥工程の最高温度T1の保持時間t1、第2層目乾燥工程の最高温度T2の保持時間t2とすると、t1<t2とする事により、さらに、第1層目と第2層目の電気抵抗の差を大きくする事ができる。
円筒状の金型をゆっくりと回転させながら、前記導電剤を分散させたポリイミド樹脂前駆体溶液(塗工液)をノズルやディスペンサーのような液供給装置にて円筒の外面全体に均一になるように塗布・流延を行い、塗膜を形成する。その後、回転速度を所定速度まで上げ、所定速度に達したら一定速度に維持し、所望の時間回転を継続する。
回転させつつ、徐々に昇温させて加熱乾燥を行う。第1層目乾燥工程の最高温度T1については、80℃〜120℃で塗膜中の溶媒を蒸発させて第1層目の乾燥塗膜を得る。
この過程では、雰囲気の蒸気(揮発した溶媒等)を効率よく循環して取り除くことが好ましい。自己支持性のある膜が形成されたところで、除冷を行う。
自己支持性のある膜が形成されたところで金型ごと高温処理の可能な加熱炉(焼成炉)に移して昇温を行い、最終的に250℃〜450℃程度の高温加熱処理(焼成)し、十分にポリイミド樹脂前駆体のイミド化を行う。イミド化が完了後、徐冷を行い、金型外面に第1層目のポリイミド層が形成された金型を取り出す。
円筒状の金型をゆっくりと回転させながら、第1層目と同じ塗工液をノズルやディスペンサーのような液供給装置にて、第1層目が形成された円筒外面に均一になるように塗布・流延(塗膜を形成)する。その後、回転速度を所定速度まで上げ、所定速度に達したら一定速度に維持し、所望の時間回転を継続する。
第1層目と第2層目の電気抵抗値の差を大きくするために、第1層目を焼成しポリイミド層を形成した後に第2層目の塗工を行うことが好ましい。
回転させつつ徐々に昇温させて加熱乾燥を行う。第2層目乾燥工程の最高温度T2は120℃〜180℃で塗膜中の溶媒を蒸発させ第2層目の乾燥塗膜を得る。
T2はT1より高い温度に設定を行う。T2−T1が50℃以上である事が好まく、80℃以下であることがより好ましい。このT2−T1の温度差が大きいほど、1層目と2層目の電気抵抗差が大きくなる。1層目と2層目の抵抗差を設けるためには50℃以上とすることが好ましいが、T2とT1の差が大きすぎると、各層の乾燥条件が大きく異なるため、ベルトに反りなどが発生する場合がある。従って、T2−T1は80℃以下とすることがより好ましい。
また第2層目乾燥工程の乾燥最高温度T2の保持時間t2、第1層目乾燥工程の乾燥最高温度T1の保持時間をt1とするとt1<t2とする事により、さらに1層目と2層目の抵抗差が大きくなる。t1、t2については、60分以上であることが好ましい。ベルト中の残留溶媒量を少なくするためにも乾燥工程での最高温度の保持時間は60分以上が好ましい。
この過程では、雰囲気の蒸気(揮発した溶媒等)を効率よく循環して取り除くことが好ましい。自己支持性のある第2層目の膜が形成されたところで、除冷を行う。
第2層目の自己支持性のある膜が形成されたところで金型ごと高温処理の可能な加熱炉(焼成炉)に移して昇温を行い、最終的に250℃〜450℃程度の高温加熱処理(焼成)し、十分にポリイミド樹脂前駆体のイミド化を行う。イミド化が完了後、徐冷を行い、金型の取り出しを行い、金型外面に形成された2層構造のポリイミド膜の脱型を行い、ポリイミドベルトが得られる。
ベルトの総膜厚としては、100μm以下が好ましい。ベルトの膜厚が厚い、と「虫食い」の異常画像が発生しやすくなる。また、第1層目と、第2層目の層厚比については、第1層目の層厚比率を大きいと、ベルト表面と裏面から測定した時の表面抵抗率の差を小さくなるため、第1層目の層厚比率は80%以下である事が好ましい。
使用するトナーについては、好ましくは円形度が0.95以上である事が望ましい。球形に近いトナーを使用する事で、転写率が向上し、高画質化が図れる。ただし円形度が0.98より大きいと、像担持体やベルト上の残留トナーの除去を行うクリーニング工程で、クリーニング不良が発生しやすくなる。そのため使用するトナーの円形度は0.95以上0.98以下が好ましい。
なおトナーの体積平均粒径及び円形度はSysmex製FPIA-2100を用いて測定した。
好適には、少なくとも有機溶媒中に、活性水素を有する化合物及びこれと反応可能な部位を有する重合体、又は、分子内に活性水素及びこれと反応可能な部位を有すると同時に有する自己重合性材料、着色剤、離型剤を、好ましくはこれらを含有した組成物の形で、溶解又は分散させ、該活性水素と反応可能な部位を反応させた後、もしくは反応させながら、該有機溶媒及び水系媒体を除去し、洗浄、乾燥することができる。前記反応時に攪拌強さを調整したり、乾燥後に強強攪拌する事でトナーの円形度を調整しても良い。樹脂材料又は/及びそのプレポリマーとしては、各種の材料を用いることができ、特にポリエステル樹脂又は/及びポリエステルプレポリマーを好ましく用いることができる。
これらは単なる1例であって、球形状トナーは、このような製法以外の方法で製造しても無論、かまわない。
本発明の画像形成装置の一例を図2に記す。
本発明の画像形成装置は、中間転写ベルトを使用するが、カラー画像印刷時でも高速印刷ができるように、複数の感光体ドラムをシームレスベルトからなる一つの中間転写ベルトに沿って並設した画像形成装置が望ましい。図2は、4つの異なる色(ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン)のトナー像を形成するための4つの感光体ドラム21BK、21Y、21M、21Cを備えた4ドラム型のデジタルカラープリンタの一構成例を示す。
なお、いわゆる当業者は以下に示す本発明の実施例について適宜変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正は本発明に含まれるものであり、以下の説明はこの発明の好ましい実施形態における例であって、本発明を限定するものではない。
(ベルトの製造)
<塗工液の作製>
塗工液として、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレンジアミンを反応させたポリイミド樹脂前駆体を主成分とするポリイミドワニス(U−ワニスS;宇部興産社製)と、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルを反応させたポリイミド樹脂前駆体を主成分とするポリイミドワニス(U−ワニスA;宇部興産社製)について、U−ワニスSとU−ワニスAのポリアミック酸固形分換算の重量比(S/A比)が10/90になるように計りとり2種のポリイミドワニスの攪拌混合を行なう。予めビーズミルにてN−メチル−2−ピロリドン中に分散させたカーボンブラック(SpecialBlack4;エボニックデグサ社製)の分散液を、カーボンブラック含有率(以下CB含有率と記す)がポリアミック酸固形分の17重量%になるように調合し、よく攪拌混合して、塗工液Aを調整した。
第1層目 塗布工程
次に、外径700mm、長さ400mmの外面をブラスト処理にて粗面化した円筒状の金型Aを用い、この円筒型を50rpm(回/分)で回転させながら、上記の塗工液Aを円筒外面に均一に流延するようにディスペンサーにて塗布を行い、所定の全量を流し終えて塗膜をまんべんなく広げて、ポリイミド樹脂前駆体溶液の塗膜を形成した。
第1層目 乾燥工程
金型の回転数を100rpmに上げ、50℃に加熱しておいた熱風循環乾燥機に導入して、昇温速度3℃/minで90℃まで加熱を行い、90℃で60分間の加熱処理を行い、ポリイミド樹脂前駆体溶液の塗膜を乾燥させた。
(第1層目乾燥工程の最高温度T1=90℃、保持時間t1=60分)
第1層目 焼成工程
金型の回転を止めて、さらに高温処理可能な加熱炉(焼成炉)に導入し、昇温速度3℃/minで340℃まで加熱する。340℃で60分間の加熱処理(焼成)して、ポリイミド樹脂前駆体のイミド化を行った。金型外面に第1層目のポリイミド層を形成した。
冷却後に、加熱炉から金型を取り出した。
第2層目 塗布工程
前記、第1層目が形成された金型を50rpm(回/分)で回転させながら、第1層目と同じ塗工液Aを、第1層目の上に、均一に流延するようにディスペンサーにて塗工を行った。塗工液の液量は第1層目の液量に対して1/2の量を塗布して、塗膜がまんべんなく広げて、第2層目のポリイミド前駆体溶液の塗膜を形成した。
第2層目 乾燥工程
金型の回転数を100rpmに上げ、50℃に加熱しておいた熱風循環乾燥機に導入して、昇温速度3℃/minで130℃まで加熱を行い(第1層目の乾燥工程に比べ最高温度が40℃高い)、130℃で60分間の加熱処理を行い、第2層目のポリイミド前駆体の塗膜を乾燥させた。
(第2層目乾燥工程の最高温度T2=130℃、保持時間t2=60分)
金型の回転を止めて、さらに高温処理可能な加熱炉(焼成炉)に導入し、昇温速度3℃/minで340℃まで加熱する。340℃で60分間の加熱処理(焼成)して、第2層目のポリイミド樹脂前駆体のイミド化を起こった。
冷却後に、加熱炉から金型を取り出し脱型を行い、ベルトの端部を切断した。
第1層目がベルト内周面側に、第2層目がベルト外周面側に形成された、周長2200mm、幅長376mm、厚み91μmのベルトAを得た。
<表面抵抗率測定>
ハイレスター(三菱化学製)にて、URSプローブを使用して測定した。
500V/10秒印加時の表面抵抗率を測定した。ベルト周方向に対して3箇所、ベルト幅方向に3箇所(中央部及び両端部)、周方向x幅方向で合計9箇所で計測を行い、その平均値を採用した。ベルトの外周面、内周面、それぞれについて測定を実施した。
ベルト内周面の表面抵抗率の常用対数値Lρs内が11.28であり、ベルト外周面の表面抵抗率の常用対数値Lρs外は11.56であった。
また、ベルト特性値のバラツキとして、表面抵抗率のバラツキも評価した。前述のベルト内周面の表面抵抗率の常用対数値Lρs内の測定において、9箇所の測定を行っているが、そのMAX値とMIN値について、その比を算出した(Lρs内Max/Lρs内Min)。この比が大きい程、表面抵抗率のバラツキが大きい。
ハイレスター(三菱化学製)にて、URSプローブを使用して測定した。
体積抵抗については、100V/10秒印加時の測定を行った。
体積抵抗率の常用対数値Lρvは10.24であった。
ベルトの内周面(金型外面と接していた方の面)の表面粗さを JIS B0601:’01に準じて測定を行った。東京精密製 SURFCOM 1400Dで測定を行った。測定条件は測定速度0.6mm/sec、カットオフ値0.8mm、測定長さ2.5mmで行った。ベルト周方向に対して3箇所、ベルト幅方向に3箇所(中央部及び両端部)、(周方向x幅方向で合計9箇所)で、計測を行い、その平均値を採用した。
ベルトAのベルト内周面の表面粗さRaは測定した結果0.24であった。
作製したベルトは、23℃/60%、及び23℃/10%の環境に24時間放置して、それぞれの環境でベルト端部のそり量を測定した。
ベルト反り量の測定については、各環境において、2本のロール間に、ベルトをたるみなく架け渡し、ロール間の中間点におけるベルト端部の反り量を測定した。
23℃/60%の反り量は2.0mm、23℃/10%の反り量は2.5mmであった。
上記のベルト作製条件、ベルト物性の結果について表1にまとめて記す。
次に、作製したベルトの実機に装着した実機評価を行った。
・評価画像形成装置
上記の方法で作製したベルトAを、図2に示すようなタンデム型の画像形成装置に装着し、中間転写ベルト線速425mm/secで駆動させて、実機試験を行なった。
・評価トナー
トナーは体積平均粒径が5.2μm、円形度0.95の重合法で作製したトナーAを使用した。
・ランニング試験評価
10℃/15%の環境下で印字率5%文字画像を100P/Jで150K枚出力を行った。150K枚終了時に全べた画像、ハーフトーン画像、細線画像の出力を行った。べた画像の均一性、ハーフトーンの均一性、細線の再現性などランク付けによる画質と、「白ポチ」、「転写チリ」、の異常画像について目視によるランク付けによる評価を行なった。最高ランクが5であり、実使用レベルで許容できるレベルを2.5として、画像ランクの段階見本を作成し評価した。例えば、白ポチの場合は、ランク5は画像全面において、軽微の白ポチが全くないレベルであり、ランク4は画像全面において、ごく軽微な白ポチが発生しているレベルを示ししている。
さらに、上記の評価終了後に環境を27℃/80%に変更して、で印字率5%文字画像を100P/Jで150K枚出力を行った。10℃/15%の環境下の評価と同様に画像評価を行った。
試験結果は表2にまとめて記す。
(ベルトの製造)
第2層目乾燥工程の乾燥最高温度(T2)を150℃に変更した以外は、実施例1と同様にポリイミドベルトを作製して、周長2200mm、幅長376mmのポリイミドベルトBを得た。
作製条件をまとめた結果を表1に記す。
(物性測定)
実施例1と同じ方法で、表面抵抗率、体積抵抗率、ベルト内周面の表面粗さ、ベルト反り量を測定した。測定した結果を表1に記す。
(実機評価試験)
評価ベルトをベルトBにした以外は実施例1と全く同様に、ランニング評価を行った。
ランニング評価の結果を表2に記す。
(ベルトの製造)
第1層目乾燥工程の乾燥最高温度の保持時間t1を45分に変更して第2層目乾燥工程の乾燥温度(T2)を150℃に変更を行い、かつその保持時間t2を75分に変更をおこなった以外は、実施例1と全く同様にベルトを作製して、周長2200mm、幅長376mmのポリイミドベルトCを得た。
(物性測定)
実施例1と同じ方法で、表面抵抗率、体積抵抗率、ベルト内周面の表面粗さ、ベルト反り量を測定した。測定した結果を表1に記す。
(実機評価試験)
評価ベルトをベルトCにした以外は実施例1と全く同様に、ランニング評価を行った。
ランニング評価の結果を表2に記す。
(ベルトの製造)
塗工液の調製において、U−ワニスSとU−ワニスAの混合比を、ポリアミック酸固形分換算の重量比(S/A)で40/60に変更した以外は、実施例1と同様に塗工液の調製を行った塗工液Bを使用した。
使用する金型については、金型B(金型Aと同じサイズで表面をサンドブラスト処理しているが、金型Aよりも表面が粗れている金型)を使用した。
それ以外は実施例1と全く同様にベルトを作製し、周長2200mm、幅長376mmm、のポリイミドベルトDを得た。
作製条件をまとめた結果を表1に記す。
(物性測定)
実施例1と同じ方法で、表面抵抗率、体積抵抗率、ベルト内周面の表面粗さ、ベルト反り量を測定した。測定した結果を表1に記す。
(実機評価試験)
評価ベルトをベルトDにした以外は実施例1と全く同様に、ランニング評価を行った。
ランニング評価の結果を表2に記す。
(ベルトの製造)
塗工液の調製において、U−ワニスSとU−ワニスAの混合比を、ポリアミック酸固形分換算の重量比(S/A)で0/100に変更した以外は、実施例1と同様に塗工液の調製を行った塗工液Cを使用した。
それ以外は実施例1と全く同様にベルトを作製し、周長2200mm、幅長376mmm、のポリイミドベルトEを得た。
(物性測定)
実施例1と同じ方法で、表面抵抗率、体積抵抗率、ベルト内周面の表面粗さ、ベルト反り量を測定した。測定した結果を表1に記す。
(実機評価試験)
評価ベルトをベルトEにした以外は実施例1と全く同様に、ランニング評価を行った。
ランニング評価の結果を表2に記す。
使用するトナーを、体積平均粒径が6.8μm、円形度0.95の重合法で作製したトナーBを使用した以外は、実施例1と全く同様に評価した。
使用するトナーを、体積平均粒径が8.1μm、円形度0.95の重合法で作製したトナーCを使用した以外は、実施例1と全く同様に評価した。
使用するトナーを、体積平均粒径が8.4μm、円形度0.93の粉砕法で作製したトナーDを使用した以外は、実施例1と全く同様に評価した。
(ベルトの製造)
第2層目乾燥工程の最高温度T2=90℃、保持時間t2=60分に変更して、第1層目と第2層目の乾燥工程の条件を同じにした。それ以外は実施例1と全く同様に作製して、周長2200mm、幅長376mmm、のポリイミドベルトFを得た。
(物性測定)
実施例1と同じ方法で、表面抵抗率、体積抵抗率、ベルト内周面の表面粗さ、ベルト反り量を測定した。測定した結果を表1に記す。
(実機評価試験)
評価ベルトをベルトFにした以外は実施例1と全く同様に、ランニング評価を行った。
150K枚終了時の評価で、「白ポチ」が悪く、許容外のランク2となったため、以後の評価を中止した。
ランニング評価の結果を表2に記す。
(ベルトの製造)
塗工液の調製において、CB含有率がポリアミック酸固形分の18.2重量%になるように変更した以外は実施例1と同様に塗工液の調製を行った塗工液Dを使用した。
それ以外は実施例3と全く同様にベルトを作製し、周長2200mm、幅長376mmm、のポリイミドベルトGを得た。
(物性測定)
実施例1と同じ方法で、表面抵抗率、体積抵抗率、ベルト内周面の表面粗さ、ベルト反り量を測定した。測定した結果を表1に記す。
(実機評価試験)
評価ベルトをベルトGにした以外は実施例1と全く同様に、ランニング評価を行った。
150K枚終了時の評価で、転写チリがひどく、「文字チリ」、「細線再現性」、「ハーフトーン均一性」が許容外のランク2となったため、以後の評価を中止した。
(ベルトの製造)
塗工液の調製において、CB含有率がポリアミック酸固形分の16.2重量%になるように変更した以外は実施例1と同様に塗工液の調製を行った塗工液Eを使用した。
それ以外は実施例1と全く同様にベルトを作製し、周長2200mm、幅長376mmm、のポリイミドベルトHを得た。
(物性測定)
実施例1と同じ方法で、表面抵抗率、体積抵抗率、ベルト内周面の表面粗さ、ベルト反り量を測定した。測定した結果を表1に記す。
(実機評価試験)
評価ベルトをベルトHにした以外は実施例1と全く同様に、ランニング評価を行った。
150K枚終了時の評価で、画像に放電した跡が確認され、「ハーフトーン均一性」が許容外のランク2となったため、以後の評価を中止した。
(ベルトの製造)
塗工液の調製において、CB含有率がポリアミック酸固形分の重量14.5%になるように変更した以外は、実施例1と同様に塗工液の調製を行い、塗工液Fを得た。
第2層目に使用する塗工液のみを塗工液Fに変更した以外は、実施例1と全く同様にベルトの作製を行った。(1層目は塗工液Aなので、1層目と2層目でCB添加量が異なる塗工液を使用している)。周長2200mm、幅長376mmm、のポリイミドベルトIを得た。
(物性測定)
実施例1と同じ方法で、表面抵抗率、体積抵抗率、ベルト内周面の表面粗さ、ベルト反り量を測定した。測定した結果を表1に記す。
(実機評価試験)
評価ベルトをベルトIにした以外は実施例1と全く同様に、ランニング評価を行った。
150K枚終了時の評価で、画像端部に画像の乱れが発生し、「べた画像」が許容外のランク2となったため、以後の評価を中止した。
(ベルトの製造)
使用する金型を金型C(金型Aと同じサイズで表面をサンドブラスト処理しているが、金型Aよりも表面が滑らかな金型)に変更した以外は実施例1と全く同様に作製を行い、周長2200mm、幅長376mmm、のポリイミドベルトJを得た。
(物性測定)
実施例1と同じ方法で、表面抵抗率、体積抵抗率、ベルト内周面の表面粗さ、ベルト反り量を測定した。測定した結果を表1に記す。
(実機評価試験)
評価ベルトをベルトJにした以外は実施例1と全く同様に、ランニング評価を行った。
150K枚ラン途中で、「ベルト寄り」がひどく、ベルトの端部での損傷がひどいため試験を中止した。
(ベルトの製造)
使用する金型を金型D(金型Aと同じサイズで表面をサンドブラスト処理しているが、金型A、金型Bよりも表面が粗れている金型)に変更した以外は実施例1と全く同様に作製して、周長2200mm、幅長376mm、のベルトKを得た。
(物性測定)
実施例1と同じ方法で、表面抵抗率、体積抵抗率、ベルト内周面の表面粗さ、ベルト反り量を測定した。測定した結果を表1に記す。
(実機評価試験)
評価ベルトをベルトKにした以外は実施例1と全く同様に、ランニング評価を行った。
27℃/80%のランニング試験の途中でベルトスリップによる色ずれが頻発したため試験を中止した。
(ベルトの製造)
塗工液の調製において、U−ワニスSとU−ワニスAの混合比を、ポリアミック酸固形分換算の重量比(S/A)で50/50に変更した以外は、実施例1と同様に塗工液の調製を行った塗工液Gを使用した。
それ以外は実施例1と全く同様にベルトを作製し、周長2200mm、幅長376mmm、のポリイミドベルトLを得た。
(物性測定)
実施例1と同じ方法で、表面抵抗率、体積抵抗率、ベルト内周面の表面粗さ、ベルト反り量を測定した。測定した結果を表1に記す。
(実機評価試験)
評価ベルトをベルトLにした以外は実施例1と全く同様に、ランニング評価を行った。
150K枚終了時の評価で、ベルトの端部で一部損傷が見られたため、150K〜300Kの試験は中止した。
実施例1と比較例3を対比するとベルト内周面側の表面抵抗率の常用対数値Lρs内が12.00より大きい比較例3では、放電跡があり、画像が乱れている。
実施例1と比較例5を比較すると、ベルト内周面の表面粗さが0.18の比較例5では、ランニング評価において、「ベルト寄り」が発生し、ベルト端部に損傷が発生した。
一方、実施例1と比較例6を比較すると、ベルト内周面の表面粗さが0.42の比較例6では、ランニング評価において、27℃/80%のランニング評価で、ベルトのスリップにより色ずれが発生した。
実施例5と比較例7を比較すると、S/A比が50/50の比較例7では、ランニング評価において、ベルト端部に損傷が発生している。またLρs内Max/Lρs内Minが大きく、ベルト物性のバラツキが大きい。
また比較例4では、CB添加量が少ない塗工液Fでが外周面側の層を作製して、外周面側の層を高抵抗化しているが、端部の反りが大きく、湿度変化による反りの変化量も大きい。画像評価では、ベルトの反りの影響で、画像端部に乱れが発生している。
12 画像書込部
13 画像形成部
14 給紙部
15 定着装置
16 レジストローラ
20BK、20M、20Y、20C 現像装置
21BK、21M、21Y、21C 感光体ドラム(像担持体)
22 中間転写ベルト
23BK、23M、23Y、23C 1次転写バイアスローラ
25 ベルトクリーニング部材
27 潤滑剤塗布装置
50 転写搬送ベルト
P 転写紙
Claims (6)
- 中間転写ベルトを使用した画像形成装置であって、
前記中間転写ベルトは、周長が2000mm以上で、かつ中間転写ベルトの駆動線速が350mm/sec以上であり、
前記中間転写ベルトは、導電剤を分散させたポリイミド樹脂層を2層積層した構造であり、
前記2層のポリイミド樹脂層の各層は、同一材料で構成され、ポリイミド樹脂と導電剤の含有割合が同一であり、
前記ポリイミド樹脂は「3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレンジアミンとがイミド結合したポリイミド樹脂成分(以下S成分と記す)」及び「3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとがイミド結合したポリイミド樹脂成分(以下A成分と記す)」が、S成分とA成分の重量比(S/A比)が0/100〜40/60であり、
中間転写べルト外周側表面から測定した500V印加時の表面抵抗率ρs外(Ω/□)の常用対数値をLρs外、ベルト内周側表面から測定した500V印加時の表面抵抗率ρs内の常用対数値をLρs内、100V印加時の体積抵抗率ρv(Ω・cm)の常用対数値をLρvとしたとき、下記の関係を満たし、
Lρs内=10.00〜12.00
Lρs外−Lρs内>0.25
Lρs外−Lρv<1.50
前記中間転写ベルト内周面の表面粗さRa(JIS B0601:’01)が0.20〜0.40μmである
ことを特徴とする画像形成装置。 - 使用するトナーの円形度が0.95〜0.98である事を特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 使用するトナーの体積平均粒径が4μm〜8μmである事を特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 使用するトナーの体積平均粒径が4μm〜5.2μmである事を特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記中間転写ベルトの表面に潤滑剤を塗布する固形潤滑剤塗布装置を備える事を特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記潤滑剤がステアリン酸亜鉛である事を特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
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