导电性辊、导电性辊的制造方法、转印装置、处理盒和图像形成装置

文档序号:876625 发布日期:2021-03-19 浏览:3次 >En<

阅读说明:本技术 导电性辊、导电性辊的制造方法、转印装置、处理盒和图像形成装置 (Conductive roller, method for manufacturing conductive roller, transfer device, process cartridge, and image forming apparatus ) 是由 六反实 新宫剑太 于 2020-02-17 设计创作,主要内容包括:本发明提供导电性辊、导电性辊的制造方法、转印装置、处理盒和图像形成装置,所述导电性辊具备支撑部件和配置于上述支撑部件上的导电性发泡弹性层,将上述导电性发泡弹性层的外周面的轴向的凹凸波形进行快速傅利叶变换而得到的周期(μm)和振幅(μm)的谱图中,周期100μm以上300μm以下的范围的振幅的积分值St为455μm以下。(The invention provides a conductive roller, a method for manufacturing the conductive roller, a transfer device, a process cartridge and an image forming apparatus, wherein the conductive roller comprises a support member and a conductive foamed elastic layer arranged on the support member, and in a spectrum of a period (mum) and an amplitude (mum) obtained by performing fast Fourier transform on a concave-convex waveform in an axial direction of an outer peripheral surface of the conductive foamed elastic layer, an integral value St of the amplitude in a range of 100 to 300 μm of the period is 455 μm.)

导电性辊、导电性辊的制造方法、转印装置、处理盒和图像形 成装置

技术领域

本申请涉及导电性辊、导电性辊的制造方法、转印装置、处理盒和图像形成装置。

背景技术

在日本专利第2959445号公报中公开了一种显影辊,其在圆周方向上具有倾斜的小的毛刺状的凹凸,凹凸的高度为0.1~30μm,沿圆周方向的凸部间的平均间隔为1~200μm,通过凹凸在辊表面形成沿着轴向的波状条纹,辊表面的沿着圆周方向的JIS10点平均粗糙度Rz为5~20μm,沿着轴向的JIS10点平均粗糙度Rz为3~15μm,并且沿着圆周方向的平均粗糙度Rz大于沿着轴向的平均粗糙度Rz。

在日本专利第6364333号公报中公开了一种显影剂供给辊,该显影剂供给辊的表面是包含醚系聚氨酯发泡体的高分子发泡材料,表面的表面粗糙度为40μm以上140μm以下。此处,表面粗糙度设定成测定长度为40mm、测定间隔为1mm、测定点数为40点,是全部测定点的自基准线起的位移的标准偏差。

发明内容

本申请的课题在于提供一种导电性辊,其最外层为导电性发泡弹性层,在将导电性发泡弹性层的外周面的轴向的凹凸波形进行快速傅利叶变换而得到的周期(μm)和振幅(μm)的谱图中,与周期100μm以上300μm以下的范围的振幅的积分值St超过455μm或周期300μm的振幅A300超过3.6μm的导电性辊相比,施加电压时在与对置部件之间难以产生异常放电。

根据本申请的第1方案,提供一种导电性辊,其具备支撑部件和配置于上述支撑部件上的导电性发泡弹性层,将上述导电性发泡弹性层的外周面的轴向的凹凸波形进行快速傅利叶变换而得到的周期(μm)和振幅(μm)的谱图中,周期100μm以上300μm以下的范围的振幅的积分值St为455μm以下。

根据本申请的第2方案,上述积分值St为410μm以下。

根据本申请的第3方案,具备支撑部件和配置于上述支撑部件上的导电性发泡弹性层,将上述导电性发泡弹性层的外周面的轴向的凹凸波形进行快速傅利叶变换而得到的周期(μm)和振幅(μm)的谱图中,周期300μm的振幅A300为3.6μm以下。

根据本申请的第4方案,上述振幅A300为3.0μm以下。

根据本申请的第5方案,将上述导电性发泡弹性层的外周面的轴向的凹凸波形进行快速傅利叶变换而得到的周期(μm)和振幅(μm)的谱图中,周期300μm的振幅A300与周期100μm的振幅A100之比A300/A100为1~3。

根据本申请的第6方案,上述比A300/A100为1以上2.5以下。

根据本申请的第7方案,提供上述导电性辊的制造方法,其包括:对配置于支撑部件上的导电性发泡弹性层的外周面进行研磨;和使研磨后的上述导电性发泡弹性层的外周面与加热辊旋转接触。

根据本申请的第8方案,提供一种转印装置,其具备上述导电性辊。

根据本申请的第9方案,提供一种处理盒,其具备图像保持体和上述转印装置,该处理盒装卸在图像形成装置。

根据本申请的第10方案,提供一种图像形成装置,其具备:图像保持体;充电单元,其使上述图像保持体的表面充电;静电图像形成单元,其在充电的上述图像保持体的表面形成静电图像;显影单元,其利用包含色调剂的显影剂,将形成于上述图像保持体的表面的静电图像显影,形成色调剂图像;和转印单元,其具备上述导电性辊,将上述色调剂图像转印到记录介质的表面。

发明效果

根据上述第1方案,与最外层为导电性发泡弹性层、积分值St超过455μm的导电性辊相比,可提供在施加电压时与对置部件之间难以产生异常放电的导电性辊。

根据上述第2方案,与最外层为导电性发泡弹性层、积分值St超过410μm的导电性辊相比,可提供在施加电压时与对置部件之间难以产生异常放电的导电性辊。

根据上述第3方案,与最外层为导电性发泡弹性层、振幅A300超过3.6μm的导电性辊相比,可提供在施加电压时与对置部件之间难以产生异常放电的导电性辊。

根据上述第4方案,与最外层为导电性发泡弹性层、振幅A300超过3.0μm的导电性辊相比,可提供在施加电压时与对置部件之间难以产生异常放电的导电性辊。

根据上述第5方案,与最外层为导电性发泡弹性层、上述比A300/A100超过3的导电性辊相比,可提供在施加电压时与对置部件之间难以产生异常放电的导电性辊。

根据上述第6方案,与最外层为导电性发泡弹性层、上述比A300/A100超过2.5的导电性辊相比,可提供在施加电压时与对置部件之间难以产生异常放电的导电性辊。

根据上述第7方案,与不包括使研磨后的导电性发泡弹性层的外周面与加热辊旋转接触的情况相比,可提供制造在施加电压时与对置部件之间难以产生异常放电的导电性辊的制造方法。

根据上述第8方案,与导电性辊的最外层为导电性发泡弹性层、积分值St超过455μm的情况或振幅A300超过3.6μm的情况相比,可提供在施加电压时与对置部件之间难以产生异常放电的转印装置。

根据上述第9方案,与导电性辊的最外层为导电性发泡弹性层、积分值St超过455μm的情况或振幅A300超过3.6μm的情况相比,可提供在施加电压时与对置部件之间难以产生异常放电的处理盒。

根据上述第10方案,与导电性辊的最外层为导电性发泡弹性层、积分值St超过455μm的情况或振幅A300超过3.6μm的情况相比,可提供在施加电压时与对置部件之间难以产生异常放电的图像形成装置。

附图说明

图1是示出本实施方式的导电性辊的一例的示意性立体图。

图2是示出本实施方式的导电性辊的一例的示意性截面图,是图1的A-A截面图。

图3是本实施方式的导电性辊所具有的导电性发泡弹性层的外周面的凹凸波形的一例。

图4是示出本实施方式的图像形成装置的一例的示意性构成图。

图5是示出本实施方式的图像形成装置的另一例的示意性构成图。

具体实施方式

以下,对本申请的实施方式进行说明。这些说明和实施例对实施方式进行例示,并不限制实施方式的范围。

本申请中使用“~”表示的数值范围表示包括“~”的前后记载的数值分别作为最小值和最大值的范围。

本申请中,在阶段性记载的数值范围中,在一个数值范围中记载的上限值或下限值可以置换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。另外,在本申请中记载的数值范围中,其数值范围的上限值或下限值可以置换为实施例中所示的值。

本申请中,术语“工序”不仅包括独立的工序,即使在无法与其他工序明确区分的情况下只要能达到该工序所期望的目的,就包括在本术语中。

本申请中,参照附图对实施方式进行说明的情况下,该实施方式的构成不限定于附图所示的构成。另外,各图中的部件的尺寸为示意性尺寸,部件间的尺寸的相对关系不限定于此。

本申请中,各成分可以包含两种以上的相应物质。本申请中在提及组合物中的各成分的量时,在组合物中存在两种以上符合各成分的物质时,只要不特别声明,则是指组合物中存在的该两种以上物质的总量。

本申请中,符合各成分的颗粒可以包含两种以上。组合物中存在两种以上符合各成分的颗粒时,只要不特别声明,则各成分的粒径是指组合物中存在的该两种以上颗粒的混合物的值。

<导电性辊>

本实施方式的导电性辊适合用于电子照相方式的图像形成装置的转印辊、显影辊、充电辊、图像保持体清洁辊等。但是,本实施方式的导电性辊的用途不限于上述用途。

参照附图,对本实施方式的导电性辊进行说明。

图1是示出本实施方式的导电性辊的一例的示意性立体图。图2是图1的A-A截面图,是将图1所图示出的导电性辊沿径向切断的截面图。

如图1和图2所示,导电性辊111是具有中空或非中空的圆柱状的支撑部件112和配置于支撑部件112的外周面的导电性发泡弹性层113的辊部件。导电性发泡弹性层113为导电性辊111的最外层。

本实施方式的导电性辊不限于图1和图2所示的构成,例如,在支撑部件112与导电性发泡弹性层113之间也可以具有中间层。

图3是导电性发泡弹性层113的外周面的凹凸波形的一例。

图3(a)是对导电性发泡弹性层113的外周面的轮廓进行拍摄的照片。图3(a)的照片是使用光学式的显微镜(例如,KEYENCE公司、VHX-5000),在每1像素的分辨率为2μm以下的拍摄条件下,从与导电性辊111的轴向正交的侧方、并且从外周面的轮廓的高度进行拍摄。

图3(b)是基于图3(a)的照片描绘的凹凸波形。从图3(b)的凹凸波形沿轴向取长度1mm的区间,利用快速傅利叶变换(fast Fourier transform,FFT)进行二维离散傅利叶变换(two-dimensional discrete Fourier transform,2D-DFT),得到周期(μm)与振幅(μm)的谱图。

图3(c)是对图3(b)的凹凸波形进行FFT而得到的谱图。图3(c)的谱图中,横轴为周期,纵轴为振幅,用常用对数表示横轴的刻度。

从FFT的计算结果求出周期100μm以上300μm以下的范围的振幅(μm)的积分值(μm)。积分值是离散化的每1μm的振幅(μm)之和。在至少20处(例如,轴向上5处且圆周方向上4处(每90°))求出该积分值,计算出至少20处的平均值,将该平均值作为积分值St。

由图3(c)的谱图求出周期300μm的振幅和周期100μm的振幅。与上述同样地,对至少20处求出周期300μm的振幅和周期100μm的振幅,计算出至少20处的平均值,将该平均值作为周期300μm的振幅A300和周期100μm的振幅A100

对于搭载于电子照相方式的图像形成装置的导电性辊111,在进行图像形成时施加电压,电压施加到导电性辊111时,在导电性辊111与该辊的对置部件之间有时会产生异常放电。例如导电性辊111为转印辊的情况下,由于异常放电会发生对置部件上的色调剂的反向充电,其结果,发生色调剂的转印不良或色调剂的飞散,图像有时会产生浓度不均。与此相对,导电性辊111的导电性发泡弹性层113的积分值St为455μm以下时,施加电压时在与对置部件之间难以产生异常放电。其机理推测如下。

作为导电性辊111的最外层的导电性发泡弹性层113的外周面通常实施了研磨加工,导电性发泡弹性层113的外周面的轮廓形成了复杂的凹凸波形。推测该凹凸波形中混杂有来自研磨加工的凹凸成分、来自导电性发泡弹性层113的发泡孔的凹凸成分、来自在导电性发泡弹性层113中分散包含的颗粒的凹凸成分等各种周期的凹凸成分。

本申请人对上述凹凸波形进行快速傅利叶变换而进行了研究,结果可知,通过较低地抑制周期100μm以上300μm以下的范围的凹凸成分的振幅,能够抑制导电性辊111与该辊的对置部件之间的异常放电发生。推测电场容易集中于周期100μm以上300μm以下的凸部,该凸部成为放电的起点,在与对置部件之间产生异常放电。

本申请人进一步研究,结果可知,若导电性发泡弹性层113的积分值St为455μm以下,则在导电性辊111与该辊的对置部件之间难以产生异常放电。例如导电性辊111为转印辊的情况下,若积分值St为455μm以下,则抑制了图像浓度不均的产生。

从抑制导电性辊111与该辊的对置部件之间的异常放电的方面考虑,积分值St越小越优选,更优选为410μm以下、进一步优选为380μm以下、进一步优选为350μm以下、进一步优选为320μm以下。

其中,在发泡孔存在的导电性发泡弹性层113的外周面,难以完全消除数百微米级的凹凸成分,因此积分值St的下限例如为100μm以上、150μm以上或200μm以上。

积分值St与周期300μm的振幅A300的相关性强。具有振幅A300越大则积分值St越大的倾向。周期300μm的振幅A300优选为3.6μm以下、更优选为3.0μm以下、进一步优选为2.5μm以下、进一步优选为2.0μm以下。周期300μm的振幅A300的下限没有特别限制,例如为1.5μm以上。

从抑制导电性辊111与该辊的对置部件之间的异常放电的方面考虑,周期300μm的振幅A300和周期100μm的振幅A100优选具有下述的特性。

周期300μm的振幅A300与周期100μm的振幅A100优选满足1≤A300/A100≤3的关系,更优选满足1≤A300/A100≤2.5的关系,进一步优选满足1≤A300/A100≤2的关系。

周期100μm的振幅A100优选为2μm以下、更优选为1.5μm以下、进一步优选为1.2μm以下。周期100μm的振幅A100的下限没有特别限制,例如为0.8μm以上。

以下,对构成本实施方式的导电性辊的各层的材料等进行说明。

[支撑部件]

支撑部件作为搭载于导电性辊图像形成装置时的支撑部件发挥功能,作为进行图像形成时的电极发挥功能。支撑部件可以为中空部件,也可以为实心部件。

支撑部件为导电性部件,可以举出例如:铁(易切钢等)、铜、黄铜、不锈钢、铝、镍等金属部件;外侧的面实施了镀覆处理的树脂部件或陶瓷部件;含有导电剂的树脂部件或陶瓷部件。

[导电性发泡弹性层]

导电性发泡弹性层是含有橡胶材料(弹性材料)的发泡体,可以含有导电剂或其他添加剂。

作为橡胶材料(弹性材料),可以举出例如异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、表氯醇橡胶、丁基橡胶、聚氨酯、硅酮橡胶、氟橡胶、苯乙烯·丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶、乙烯丙烯橡胶、环氧氯丙烷-环氧乙烷共聚橡胶、环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚橡胶、三元乙丙橡胶(EPDM)、丙烯腈-丁二烯共聚橡胶(NBR)、天然橡胶等以及将它们混合而成的橡胶。

作为用于使弹性层为发泡性的发泡剂,可以举出:水;偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、重氮氨基苯等偶氮化合物;苯磺酰肼、4,4’-氧代双苯磺酰肼、甲苯磺酰肼等苯磺酰肼类;通过热分解而产生二氧化碳的碳酸氢钠等碳酸氢盐;产生氮气的NaNO2与NH4Cl的混合物;产生氧的过氧化物;等。根据需要也可以使用发泡助剂、整泡剂、催化剂等。

在橡胶材料的导电性低的情况下或橡胶材料不具有导电性的情况下,使用导电剂。作为导电剂,可以举出电子导电剂和离子导电剂。

作为电子导电剂,可以举出例如:科琴黑、乙炔黑等炭黑;热解碳、石墨;铝、铜、镍、不锈钢等金属或合金;氧化锡、氧化铟、氧化钛、氧化锡-氧化锑固溶体、氧化锡-氧化铟固溶体等导电性金属氧化物;对绝缘物质的表面进行了导电化处理的物质;等粉末。电子导电剂可以单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。

其中,电子导电剂优选为炭黑,电子导电剂的平均一次粒径优选为10nm以上150nm以下、更优选为20nm以上100nm以下、进一步优选为30nm以上80nm以下。

炭黑的含量相对于橡胶材料100质量份优选为1质量份以上60质量份以下、更优选为10质量份以上40质量份以下。

作为离子导电剂,可以举出例如季铵盐(例如,月桂基三甲基铵、硬脂基三甲基铵、十八烷基三甲基铵、十二烷基三甲基铵、十六烷基三甲基铵或改性脂肪酸·二甲基乙基铵的高氯酸盐、氯酸盐、氟硼酸盐、硫酸盐、乙基硫酸盐、溴化苄基盐或氯化苄盐)、脂肪族磺酸盐、高级醇硫酸酯盐、高级醇环氧乙烷加成硫酸酯盐、高级醇磷酸酯盐、高级醇环氧乙烷加成磷酸酯盐、甜菜碱、高级醇环氧乙烷、聚乙二醇脂肪酸酯、多元醇脂肪酸酯等。离子导电剂可以单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。

离子导电剂的含量相对于橡胶材料100质量份优选为0.1质量份以上5.0质量份以下、更优选为0.5质量份以上3.0质量份以下。

作为其他添加剂,可以举出例如发泡剂、发泡助剂、软化剂、增塑剂、固化剂、硫化剂、硫化促进剂、抗氧化剂、表面活性剂、偶联剂、填充剂(二氧化硅、碳酸钙等)等能够添加到弹性层中的公知的材料。

导电性发泡弹性层的厚度例如为1mm以上20mm以下、优选为2mm以上15mm以下。

导电性发泡弹性层的利用Asker-C硬度计测定的硬度在负荷1kgf下优选为20°以上70°以下、更优选为30°以上60°以下。

<导电性辊的制造方法>

本实施方式的导电性辊通过在支撑部件上配置导电性发泡弹性层而获得。在支撑部件上配置导电性发泡弹性层的方法没有特别限定,可以举出例如:准备圆筒形状的导电性发泡弹性体,将支撑部件插入圆筒形状的导电性发泡弹性体中的方法。导电性辊的外径尺寸例如通过对配置于支撑部件上的导电性发泡弹性层的外周面进行研磨来调整。

本实施方式的导电性辊的制造方法优选包括:对配置于支撑部件上的导电性发泡弹性层的外周面进行研磨(称为“研磨工序”);和使研磨后的导电性发泡弹性层的外周面与加热辊旋转接触(称为“表面热处理工序”)。研磨工序时形成于导电性发泡弹性层的外周面的凸部通过表面热处理工序而变平,导电性发泡弹性层的外周面的周期100μm以上300μm以下的范围的凹凸成分的振幅得到抑制。

表面热处理工序例如通过将加热的金属辊按压至研磨后的导电性发泡弹性层的外周面,并使支撑部件和导电性发泡弹性层与金属辊旋转来实施。

导电性发泡弹性层的外周面的周期100μm以上300μm以下的范围的凹凸成分的振幅和积分值St可以通过导电性发泡弹性层的发泡孔的尺寸、导电性发泡弹性层的外周面的研磨工序或表面热处理工序来控制。

积分值St具有导电性发泡弹性层的发泡孔径越小则越小的倾向。其中,在将导电性辊适用于转印辊时,若转印辊外周面的发泡孔径小,则记录介质的背面(转印辊接触侧的面)有时会产生污垢,因此转印辊外周面的发泡孔径优选在某种程度上较大。推测该现象是由于,残存在图像保持体或中间转印体的色调剂有时会转移至转印辊,若转印辊外周面的发泡孔径在某种程度上较大,则色调剂容纳在开口的发泡孔中,因此随后进行图像形成的记录介质背面的色调剂附着得到抑制。

从上述方面出发,导电性发泡弹性层的发泡孔径优选为30μm以上300μm以下、更优选为40μm以上280μm以下、进一步优选为50μm以上250μm以下。

导电性发泡弹性层的发泡孔径可以通过导电性发泡弹性层的基础化合物中包含的发泡剂的含量、和/或将导电性发泡弹性层进行硫化成形的温度和时间来控制。

导电性发泡弹性层的发泡孔径的测定方法如下所述。

使用剃刀制作导电性发泡弹性层的厚度方向的截面。关于截面,与轴向平行地且在圆周方向上每隔90°合计制作4个。用激光显微镜(KEYENCE公司、VK-X200)拍摄截面的轴向中央部,取得图像。用图像分析软件(Media Cybernetics公司、Image-Pro Plus)对图像进行分析,随机地选择处于深度50μm至2050μm的2000μm间的100个发泡孔并测定长径,计算出100个的平均值,进而计算出4个截面的平均,将该平均值作为发泡孔径。

积分值St具有下述倾向:研磨工序中使用的磨石的表面粗糙度越小则越小,磨石的转速越快则越小,工件的转速越快则越小,横移速度越慢则越小。

作为磨石,可以举出例如表面具有花插座(剣山)状突起的圆筒状的金属磨石,突起优选为圆锥、或者三棱锥、四棱锥等多棱锥的形状,优选突起的高度相同。

在使用上述磨石的情况下,磨石的转速优选为5000rpm以上,工件的转速优选为1000rpm以上,横移速度优选为500mm/min以上2500mm/min以下。rpm是revolutions perminute(每分钟转数)的简称。

积分值St具有表面热处理工序的温度越高则越小的倾向。其中,若表面热处理工序的温度过高,则导电性发泡弹性层的外周面熔融并固化时,表面硬度上升,因此优选不过高。

从上述方面出发,表面热处理工序中使用的加热辊的温度优选为80℃以上180℃以下、更优选为100℃以上且小于180℃、进一步优选为120℃以上且小于180℃。

加热辊的转速优选为2rpm以上60rpm以下,工件的转速优选为2rpm以上60rpm以下。

<图像形成装置、转印装置、处理盒>

图4是示出作为本实施方式的图像形成装置的一例的直接转印方式的图像形成装置的示意性构成图。

图4所示的图像形成装置200具备:感光体207(图像保持体的一例);充电辊208,使感光体207的表面充电(充电单元的一例);曝光装置206,在充电的感光体207的表面形成静电图像(静电图像形成单元的一例);显影装置211,利用包含色调剂的显影剂,将形成于感光体207的表面的静电图像显影为色调剂图像(显影单元的一例);和转印辊212,将形成于感光体207的表面的色调剂图像转印到记录介质的表面(转印单元的一例、本实施方式的转印装置的一例)。作为转印辊212,适用本实施方式的导电性辊。

图4所示的图像形成装置200进一步具备:清洁装置213,将残留在感光体207的表面的色调剂除去;除电装置214,对感光体207的表面进行除电;定影装置215,将色调剂图像定影至记录介质(定影单元的一例)。

充电辊208可以为接触充电方式,也可以为非接触充电方式。从电源209对充电辊208施加电压。

作为曝光装置206,可以举出半导体激光器、具备LED(light emitting diode,发光二极管)等光源的光学装置。

显影装置211是将色调剂供给至感光体207的装置。显影装置211例如使卷状的显影剂保持体接触或接近感光体207,使色调剂附着于感光体207上的静电图像,形成色调剂图像。

转印辊212是直接接触记录介质的表面的转印辊,其配置于与感光体207对置的位置。记录纸500(记录介质的一例)通过供给机构被供给到转印辊212与感光体207接触的间隙。若转印偏压施加到转印辊212,则从感光体207向记录纸500的静电力作用于色调剂图像,感光体207上的色调剂图像被转印至记录纸500上。

作为定影装置215,可以举出例如具备加热辊和对该加热辊进行挤压的加压辊的加热定影装置。

作为清洁装置213,可以举出具备刀片、刷、辊等作为清洁部件的装置。

除电装置214例如是对转印后的感光体207的表面照射光而对感光体207的残余电位进行除电的装置。

感光体207和转印辊212例如可以为通过一个壳体而一体化并装卸在图像形成装置的盒结构(本实施方式的处理盒)。该盒结构(本实施方式的处理盒)中可以进一步包含选自由充电辊208、曝光装置206、显影装置211和清洁装置213组成的组中的至少1者。

图像形成装置可以为将感光体207、充电辊208、曝光装置206、显影装置211、转印辊212和清洁装置213作为1个图像形成单元,并将2个以上该图像形成单元排列搭载而成的串列方式的图像形成装置。

图5是示出作为本实施方式的图像形成装置的一例的中间转印方式的图像形成装置的示意性构成图。图5所示的图像形成装置是将4个图像形成单元并列配置而成的串列方式的图像形成装置。

图5所示的图像形成装置中,将形成于图像保持体的表面的色调剂图像转印至记录介质的表面的转印单元作为具备中间转印体、一次转印单元和二次转印单元的转印单元(本实施方式的转印装置的一例)而构成。转印单元可以为装卸在图像形成装置的盒结构。

图5所示的图像形成装置具备:感光体1(图像保持体的一例);充电辊2,使感光体1的表面充电(充电单元的一例);曝光装置3,在充电的感光体1的表面形成静电图像(静电图像形成单元的一例);显影装置4,利用包含色调剂的显影剂,将形成于感光体1的表面的静电图像显影为色调剂图像(显影单元的一例);中间转印带20(中间转印体的一例);一次转印辊5,将形成于感光体1的表面的色调剂图像转印到中间转印带20的表面(一次转印单元的一例);和二次转印辊26,将转印到中间转印带20的表面的色调剂图像转印到记录介质的表面(二次转印单元的一例)。将本实施方式的导电性辊适用于一次转印辊5和二次转印辊26中的至少一者。

图5所示的图像形成装置进一步具备:定影装置28,将色调剂图像定影至记录介质(定影单元的一例);感光体清洁装置6,将残留在感光体1的表面的色调剂除去;和中间转印带清洁装置30,将残留在中间转印带20的表面的色调剂除去。

图5所示的图像形成装置具备基于经分色的图像数据而输出黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、黑色(K)的各色图像的电子照相方式的第1~第4图像形成单元10Y、10M、10C、10K。这些图像形成单元10Y、10M、10C、10K沿水平方向间隔地并列设置。图像形成单元10Y、10M、10C、10K分别可以为装卸在图像形成装置的处理盒。

在各图像形成单元10Y、10M、10C、10K的上方,通过各图像形成单元而延伸设有中间转印带20。中间转印带20缠绕设置于与中间转印带20的内表面接触的驱动辊22和支撑辊24上,沿从第1图像形成单元10Y向第4图像形成单元10K的方向运转。支撑辊24利用未图示的弹簧等沿从驱动辊22远离的方向施加力,对缠绕于两者的中间转印带20提供张力。在中间转印带20的图像保持面侧与驱动辊22对置地具备中间转印带清洁装置30。

对于各图像形成单元10Y、10M、10C、10K的显影装置4Y、4M、4C、4K,分别供给收纳在色调剂盒8Y、8M、8C、8K中的黄色、品红色、青色、黑色的各色调剂。

第1~第4图像形成单元10Y、10M、10C、10K具有同等的构成和和操作,因此,以下在对图像形成单元进行说明的情况下,以第1图像形成单元10Y为代表进行说明。

第1图像形成单元10Y具备:感光体1Y;充电辊2Y,使感光体1Y的表面充电;显影装置4Y,利用包含色调剂的显影剂,将形成于感光体1Y的表面的静电图像显影为色调剂图像;一次转印辊5Y,将形成于感光体1Y的表面的色调剂图像转印到中间转印带20的表面;和感光体清洁装置6Y,将一次转印后残存在感光体1Y的表面的色调剂除去。

充电辊2Y使感光体1Y的表面充电。充电辊2Y可以为接触充电方式,也可以为非接触充电方式。

对于充电的感光体1Y的表面,从曝光装置3照射激光束3Y。由此,黄色的图像图案的静电图像形成于感光体1Y的表面。

在显影装置4Y内例如容纳有至少包含黄色色调剂和载体的静电图像显影剂。黄色色调剂通过在显影装置4Y的内部被搅拌而摩擦充电。通过使感光体1Y的表面在显影装置4Y中通过,形成于感光体1Y上的静电图像作为色调剂图像被显影。

一次转印辊5Y配置于中间转印带20的内侧,配置于与感光体1Y对置的位置。在一次转印辊5Y连接有施加一次转印偏压的偏置电源(未图示)。一次转印辊5Y通过静电力将感光体1Y上的色调剂图像转印到中间转印带20上。

在中间转印带20上,从第1~第4图像形成单元10Y、10M、10C、10K依次多次转印有各色的色调剂图像。通过第1~第4图像形成单元而多次转印有4色的色调剂图像的中间转印带20向由支撑辊24和二次转印辊26构成的二次转印单元移动。

二次转印辊26是与记录介质的表面直接接触的转印辊,在中间转印带20的外侧配置于与支撑辊24对置的位置。记录纸P(记录介质的一例)通过供给机构被供给至二次转印辊26和中间转印带20接触的间隙。若二次转印偏压施加到二次转印辊26,从中间转印带20向记录纸P的静电力作用于色调剂图像,中间转印带20上的色调剂图像被转印到记录纸P上。

转印有色调剂图像的记录纸P被送入由一对辊构成的定影装置28的压接部(夹部),色调剂图像被定影至记录纸P上。

本实施方式的图像形成装置中使用的色调剂和显影剂没有特别限定,公知的电子照相用色调剂和显影剂均可使用。本实施方式的图像形成装置中使用的记录介质没有特别限定,可以举出例如电子照相方式的复印机或打印机中使用的纸;OHP片;等。

实施例

以下,通过实施例详细说明本申请的实施方式,但本申请的实施方式不受这些实施例的任何限定。

<测定方法、评价方法>

适用于实施例和比较例的测定方法和评价方法如下所述。

[积分值St的计算]

使用光学式显微镜(KEYENCE公司、VHX-5000),在每1像素的分辨率为2μm以下的拍摄条件下,从与导电性辊的轴向正交的侧方、并且从导电性发泡弹性层的外周面的轮廓的高度对廓线进行拍摄。拍摄的部位为轴向5处(中央、距离中央50mm的位置、距离中央100mm的位置)和圆周方向上4处(每90°)的合计20处。

使用分析软件(ImageJ)对廓线进行图像分析,提取凹凸波形。

对于轴向的长度1mm的区间,对凹凸波形进行快速傅利叶变换而得到谱图,求出周期100μm至300μm的范围的振幅(μm)的积分值(μm)、周期300μm的振幅(μm)和周期100μm的振幅(μm),计算出20处的平均值。快速傅利叶变换和谱图分析使用了分析软件(ImageJ)。

[发泡孔径的测定]

使用剃刀制作导电性发泡弹性层的厚度方向的截面。关于截面,与轴向平行地且在圆周方向上每隔90°合计制作4个。用激光显微镜(KEYENCE公司、VK-X200)拍摄截面的轴向中央部,取得图像。用图像分析软件(Media Cybernetics公司、Image-ProPlus)对图像进行分析,随机地选择处于深度50μm至2050μm的2000μm间的100个发泡孔并测定长径,计算出100个的平均值,进而计算出4个截面的平均,将该平均值作为发泡孔径。

[浓度不均的评价]

将导电性辊作为转印辊,安装至作为直接转印方式的图像形成装置的DocuPrintCP400d(富士施乐公司制造)上,在温度10℃且相对湿度15%的环境下,将10张图像浓度100%的实心图像输出到A4尺寸的纸上。观察整张纸,按照下述评价基准进行分类。

A+(◎):未观察到浓度不均的高画质。

A(○):几乎未观察到浓度不均的良好的画质。

B(△):观察到浓度不均、但在允许范围内的画质。

C(×):观察到无法允许的浓度不均的画质。

[背面的污垢的评价]

使用上述图像形成装置,在温度28℃且相对湿度85%的环境下,将180张图像浓度50%的中间色调图像输出到A4尺寸的纸上,接下来将20张图像浓度100%的实心图像输出到A4尺寸的纸上,重复25次(合计输出5000张)。观察第4991张至第5000张(合计10张)的背面(未形成图像的面),如下对最差的污垢进行分类。

A(○):略微观察到污垢,但实用上没有问题。

B(△):观察到污垢,但在允许范围内。

C(×):观察到无法允许的污垢。

<实施例1>

[导电性发泡弹性层的形成]

·橡胶材料(环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油基醚共聚橡胶:

OSAKA SODA公司制造CG102:60%、丙烯腈丁二烯橡胶:JSR公司制造N230SV:40%)···100质量份

·炭黑(#55、Asahi Carbon公司制造)···15质量份

·硫化剂(硫)(200目、鹤见化学工业公司制造)···1质量份

·硫化促进剂(NOCCELER DM、大内新兴化学工业公司制造)···1.5质量份

·硫化促进剂(NOCCELER TET、大内新兴化学工业公司制造)···1.0质量份

·氧化锌(锌白1号、正同化学工业公司制造)···5质量份

·碳酸钙(WHITON SSB、白石钙公司制造)···10质量份

·硬脂酸(硬脂酸S、花王公司制造)···1质量份

·发泡剂(NEOCELLBORN N#5000、永和化成工业公司制造)···适量(发泡孔径达到所期望的值的量)

用开炼机对上述材料进行混炼,得到橡胶捏合材料A。将橡胶捏合材料A挤出,成型为外径19mm且内径5.6mm的圆筒形状,在160℃下加热30分钟,使其硫化发泡,得到圆筒形状的导电性发泡弹性体。将轴(SUS制、直径6mm)插入圆筒形状的导电性发泡弹性体,利用安装有具有花插座状突起的圆筒状的金属性磨石(号数F60)的橡胶用研磨机,以磨石转速7000rpm、工件转速1500rpm、横移速度1500mm/min的条件对导电性发泡弹性体的外周面进行研磨。如此得到外径16mm且长度224mm的具备导电性发泡弹性层的导电性辊1。

<实施例2>

与实施例1同样地,但是将加热变更为145℃下40分钟,将磨石转速变更为6000rpm,将横移速度变更为2000mm/min,得到导电性辊2。

<实施例3>

与实施例1同样地,但是将加热变更为135℃下50分钟,将磨石转速变更为5000rpm,将横移速度变更为2500mm/min,得到导电性辊3。

<实施例4>

与实施例1同样地,但是将加热变更为185℃下20分钟,得到导电性辊4。

<实施例5>

与实施例1同样地,但是将加热变更为175℃下20分钟,得到导电性辊5。

<比较例1>

与实施例1同样地,但是将加热变更为130℃下60分钟,将磨石变更为号数F40,将磨石转速变更为4000rpm,将横移速度变更为3000mm/min,得到导电性辊6。

<比较例2>

与比较例1同样地,但是将加热变更为190℃下15分钟,得到导电性辊7。

[表1]

<实施例11>

[导电性发泡弹性层的形成]

·橡胶材料(环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油基醚共聚橡胶:OSAKA SODA公司制造CG102:60%、丙烯腈丁二烯橡胶:JSR公司制造N230SV:40%)···100质量份

·炭黑(#55、Asahi Carbon公司制造)···15质量份

·硫化剂(硫)(200目、鹤见化学工业公司制造)···1质量份

·硫化促进剂(NOCCELER DM、大内新兴化学工业公司制造)···1.5质量份

·硫化促进剂(NOCCELER TET、大内新兴化学工业公司制造)···1.0质量份

·氧化锌(锌白1号、正同化学工业公司制造)···5质量份

·碳酸钙(WHITON SSB、白石钙公司制造)···10质量份

·硬脂酸(硬脂酸S、花王公司制造)···1质量份

·发泡剂(NEOCELLBORN N#5000、永和化成工业公司制造)···5质量份

用开炼机对上述材料进行混炼,得到橡胶捏合材料B。将橡胶捏合材料B挤出,成型为外径19mm且内径5.6mm的圆筒形状,在160℃下加热30分钟,使其硫化发泡,得到圆筒形状的导电性发泡弹性体。将轴(SUS制、直径6mm)插入圆筒形状的导电性发泡弹性体,利用安装有具有花插座状突起的圆筒状的金属性磨石(号数F60)的橡胶用研磨机,以磨石转速7000rpm、工件转速1500rpm、横移速度1500mm/min的条件对导电性发泡弹性体的外周面进行研磨,使导电性发泡弹性层的外径为16mm。

接下来,使温度调整为120℃的金属辊(SUS制、直径32mm)在研磨后的导电性发泡弹性体的外周面陷入0.8mm,在金属辊转速10rpm、工件转速10rpm的条件下接触旋转90秒。

如此得到外径16mm且长度224mm的具备导电性发泡弹性层的导电性辊11。

<实施例12>

与实施例11同样地,但是将磨石转速变更为6000rpm,将横移速度变更为2000mm/min,得到导电性辊12。

<实施例13>

与实施例11同样地,但是将磨石转速变更为5000rpm,将横移速度变更为2500mm/min,得到导电性辊13。

<实施例14>

与实施例11同样地,但是将金属辊的温度变更为80℃,得到导电性辊14。

<实施例15>

与实施例11同样地,但是将金属辊的温度变更为160℃,得到导电性辊15。

<实施例16>

与实施例11同样地,但是将金属辊的温度变更为180℃,得到导电性辊16。

<实施例17>

与实施例11同样地,但是将磨石变更为号数F40,将磨石转速变更为4000rpm,将横移速度变更为3000mm/min,将金属辊的温度变更为80℃,得到导电性辊17。

<比较例11>

与实施例17同样地,但是将金属辊的温度变更为60℃,得到导电性辊18。

<比较例12>

与实施例17同样地,但是不实施利用金属辊的表面热处理,得到导电性辊19。

[表2]

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