JP5983004B2 - 中間転写ベルト、及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Description
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、画像の色ずれ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ベルト方式を採用することが主流になってきている。
また、上述した弾性層は、凹凸への追従性の効果を出すために基材層に比べて厚い膜とすることが多いが、一般的に弾性層と呼ばれる柔軟な材料はポリイミドなどの基材層よりも熱膨張係数が大きいため、でき上がったベルトが外側に大きく反ってしまう。これらのベルトを画像形成装置に組み込んだ場合は、走行不良及びクリーニング不良などを引き起こしやすいという問題がある。
このような中間転写ベルトは、従来の中間転写ベルトに比べて乾燥時の熱収縮量が大きくなることにより、端部がさらに反りやすくなるという課題がある。その結果、ベルト端部がさらに破損しやすいという不具合が生じる。
本発明の中間転写ベルトは、像担持体上に形成された潜像をトナーにより現像して得られたトナー像が転写される中間転写ベルトであって、
基材層と、該基材層上に形成された弾性層とを有し、
前記基材層が、ピロメリット酸に由来する構造単位とジアミノジフェニルエーテルに由来する構造単位とを有するポリイミドを含み、
反り量の絶対値が、1.5mm以下であることを特徴とする。
本発明の中間転写ベルトは、基材層と弾性層とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の層を有する。
前記中間転写ベルトは、像担持体上に形成された潜像をトナーにより現像して得られたトナー像が転写される中間転写ベルトである。
前記基材層は、ピロメリット酸に由来する構造単位とジアミノジフェニルエーテルに由来する構造単位とを有するポリイミドを含む。
前記中間転写ベルトは、反り量の絶対値が、1.5mm以下である。
前記基材層は、ピロメリット酸に由来する構造単位とジアミノジフェニルエーテルに由来する構造単位とを有するポリイミドを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の成分を含む。
前記ポリイミドは、ピロメリット酸に由来する構造単位とジアミノジフェニルエーテルに由来する構造単位とを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の構造単位を有する。
前記ピロメリット酸に由来する構造単位は、ピロメリット酸、及びピロメリット酸二無水物の少なくともいずれかを用いてポリイミドを合成することにより、前記ポリイミドに導入することができる。
前記ジアミノジフェニルエーテルに由来する構造単位は、ジアミノジフェニルエーテルを用いてポリイミドを合成することにより、前記ポリイミドに導入することができる。
前記その他の構造単位としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、多価カルボン酸に由来する構造単位(ただし、前記ピロメリット酸に由来する構造単位を除く)、アミン化合物に由来する構造単位(ただし、前記ジアミノジフェニルエーテルに由来する構造単位を除く)などが挙げられる。
前記芳香族多価カルボン酸に由来する構造単位は、例えば、芳香族多価カルボン酸、及び芳香族多価カルボン酸無水物の少なくともいずれかを用いてポリイミドを合成することにより、前記ポリイミドに導入することができる。
前記芳香族ジアミン化合物に由来する構造単位は、例えば、芳香族ジアミン化合物を用いてポリイミドを合成することにより、前記ポリイミドに導入することができる。
前記ポリイミド、特に芳香族系ポリイミドは、その剛直な主鎖構造により溶媒などに対して不溶であり、また不融の性質を有する。そのため、例えば、前記ポリイミドは、先ず、芳香族多価カルボン酸無水物と芳香族ジアミン化合物との反応により、有機溶媒に可溶なポリイミド前駆体(ポリアミック酸、又はポリアミド酸)を合成し、このポリアミック酸の段階で様々な方法で成形加工を行い、その後ポリアミック酸を加熱又は化学的な方法で脱水反応させて環化(イミド化)することで合成される。芳香族系ポリイミドを得る反応を例にして、前記ポリイミドの合成方法の一例の概略を下記反応式(1)に示す。
前記有機極性溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド等のホルムアミド系溶媒;N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド等のアセトアミド系溶媒;N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン等のピロリドン系溶媒;フェノール、o−、m−、又はp−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール、カテコール等のフェノール系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン等のエーテル系溶媒;メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール系溶媒;ブチルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒;ヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンが、溶解性が高く重合しやすい点で、好ましい。
まず、アルゴン、窒素などの不活性ガス雰囲気下において、前記ジアミノジフェニルエーテルを少なくとも含むジアミン化合物を前記有機溶媒に溶解するか、又はスラリー状に分散させる。この溶液に前記ピロメリット酸二無水物を少なくとも含む芳香族多価カルボン酸無水物、又はその誘導体を添加(固体状態のままでも、有機溶媒に溶解した溶液状態でも、スラリー状態でもよい)すると、発熱を伴って開環重付加反応が起こり、急速に溶液の粘度増大が見られ、高分子量のポリアミック酸(ポリイミド前駆体)溶液が得られる。
前記ポリイミド前駆体の合成における反応時間としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、30分間〜12時間程度が挙げられる。
前記ポリイミド前駆体の合成における反応温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、−20℃〜100℃が好ましく、−20℃〜60℃がより好ましい。
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。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、電気抵抗調整剤、分散助剤、補強剤、潤滑剤、熱伝導剤、酸化防止剤などが挙げられる。
前記電気抵抗調整剤は、前記基材層中の電気抵抗を調整する充填剤(又は、添加剤)である。
前記電気抵抗調整剤としては、例えば、金属酸化物、カーボンブラック、イオン導電剤、導電性高分子材料などが挙げられる。
前記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、酸化珪素などが挙げられる。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。
前記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、ガスブラックなどが挙げられる。
前記イオン導電剤としては、例えば、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルサルフェート、グルセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪アルコールエステル、アルキルベタイン、過塩素酸リチウムなどが挙げられる。
前記導電性高分子材料としては、例えば、ポリパラフェニレン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリパラフェニレンビニレンなどが挙げられる。
前記電気抵抗調整剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記含有量が、前記好ましい範囲の下限値未満であると、電気抵抗を調整する効果が十分に得られないことがあり、前記好ましい範囲の上限値を超えると、前記中間転写ベルトの機械強度が低下することがある。
前記平均厚みは、任意に10点の厚みを測定した際の平均値である。なお、前記厚みは、例えば、アンリツ社のエレクトリックマイクロメーターにより測定することができる。
前記基材層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記ポリイミド前駆体溶液(ポリアミック酸溶液)に、必要に応じて、前記電気抵抗調整剤などの前記その他の成分を分散した塗工液を調製し、該塗工液を支持体に塗布した後、加熱などの処理をすることにより、層を形成するとともに、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸からポリイミドへ転化(イミド化)を行うことにより形成する方法などが挙げられる。
前記支持体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円筒状の金属金型などが挙げられる。
円筒状の型、例えば、円筒状の金属金型をゆっくりと回転させながら、ポリイミド前駆体を含有する塗工液を、ノズル、ディスペンサーなどの液供給装置にて前記円筒状の型の外面全体に均一になるように塗布し流延(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。そして、回転させつつ徐々に昇温させながら、80℃〜150℃の温度で塗膜中の溶媒を蒸発させていく。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金型ごと高温処理の可能な加熱炉(焼成炉)に移し、段階的に昇温し、最終的に250℃〜450℃程度で高温加熱処理(焼成)し、十分にポリイミド前駆体のイミド化を行う。
前記弾性層は、少なくとも、弾性を有する材料を有してなり、更に必要に応じて、その他の成分を有する。
前記弾性層とは、25℃50%RH環境下でのマイクロゴム硬度が90°以下の層をいう。前記マイクロゴム硬度は、市販のマイクロゴム硬度計を使用することができ、例えば、高分子計器株式会社製のMD−1により測定することができる。
前記弾性を有する材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エラストマー、ゴムなどが挙げられる。
前記エラストマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱可塑性エラストマー、熱硬化性エラストマーなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記熱可塑性エラストマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー、ポリエーテルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリスチレンエラストマー、ポリアクリルエラストマー、ポリジエンエラストマー、シリコーン変性ポリカーボネートエラストマー、フッ素共重合体エラストマーなどが挙げられる。
前記熱硬化性エラストマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリウレタンエラストマー、シリコーン変性エポキシエラストマー、シリコーン変性アクリルエラストマーなどが挙げられる。
前記ゴムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イソプレンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、フッ素ゴム、ウレタンゴム、ヒドリンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、加硫ゴムなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、アクリロニトリルブタジエンゴム、加硫ゴムが、弾性層の表面に粒子を固定化する際に、硬化反応に寄与する官能基の効果により前記粒子との密着性、接着性に優れ、接着層などを設けずに確実に前記粒子を固定化することができる点で、好ましい。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、電気抵抗調整剤、難燃性を得るための難燃剤、酸化防止剤、補強剤、充填剤、加硫促進剤などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記電気抵抗調整剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、カーボンブラック、金属酸化物などは柔軟性を損なうため、使用量を抑えることが好ましく、また、イオン導電剤、導電性高分子材料などを用いることが好ましい。
また、前記中間転写ベルトが無端ベルトであって、そのベルト周長が1,000mm以上となるような中間転写ベルトの場合は、熱収縮量がより大きくなり更に外反りしやすくなることからも、前記弾性層の平均厚みは、1,500μm以下が好ましい。
前記平均厚みは、任意に10点の厚みを測定した際の平均値である。なお、前記厚みは、例えば、キーエンス社製の走査型電子顕微鏡VE−7800でベルト断面を観察することにより測定することができる。
前記弾性層の表面の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、球形微粒子を面方向に配列させて形成される凹凸形状であることが、紙への転写性の点で好ましい。
前記球形微粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂などの樹脂、ゴムを主成分としてなる球形微粒子、これらの球形微粒子の表面を異種材料で表面処理を施してなる中空、多孔質の球形微粒子、ゴム系材料で作製された粒子の表面を硬い樹脂を用いてコートしてなる球形微粒子、重合の際に形状を制御することにより作製された球形のシリコーン樹脂粒子やフッ素樹脂粒子などが挙げられる。
これらの中でも、重合の際に形状を制御することにより作製された球形のシリコーン樹脂粒子やフッ素樹脂粒子が、滑性を有し、トナーに対しての離型性、耐磨耗性を付与できる機能が高い点で、好ましく、真球に近いものほどより好ましい。
ここで、球形微粒子とは、平均粒子径が100μm以下で真球状の形状をしており、有機溶剤に不溶で3%熱分解温度が200℃以上である微粒子のことをいう。
これらの中でも、弾性層の厚み方向に単一層で形成される形態が、前記弾性層の上に粉体をそのまま直接塗布して、ならすことにより容易に均一に整列させることができ、安定した高品質画像を維持することができる点で、好ましい。
一方、前記厚み方向に複数の球形微粒子を含むような形態は、球形微粒子の分布がムラになり、球形微粒子の有する電気抵抗値の影響により、ベルト表面の電気特性が不均一となり画像乱れを生じることがある。具体的には、球形微粒子が多く存在する部分での電気抵抗値が高くなり、ここに残留電荷による表面電位が発生し、ベルト表面において表面電位のばらつきが発生し、隣接した部分での画像濃度に差が生じる等による画像乱れが顕在化することがある。
前記凹凸形状を有する弾性層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、図3に示すように、粉体供給装置35と押し当て部材33を設置し、回転させながら粉体供給装置35から球形微粒子34を表面に均一にまぶし、表面にまぶされた球形微粒子34を押し当て部材33により一定圧力にて押し当てることにより、金属ドラム31上に形成された基材層及び弾性層を積層したベルト32の弾性層へ球形微粒子34を埋設させて、余剰な球形微粒子34を取り除き、弾性層の表面に均一な凹凸形状を形成した後、回転させながら所定温度、所定時間で加熱することにより、硬化させる方法が挙げられる。
前記凹凸形状を有する弾性層の形成に用いられる球形微粒子として、単分散の球形微粒子を用いると、前記押し当て部材での、ならし工程のみで、均一な粒子層を形成することができる。
前記弾性層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、射出成形、押し出し成形などにより前記基材層上に弾性層を形成する方法、弾性層を形成する材料を含有する塗工液を前記基材層上に塗布し、弾性層を形成する方法などが挙げられる。
円筒状の金属金型を嵌め込んだ無端の前記基材層をゆっくりと回転させながら、弾性層を形成する材料を含有する塗工液を、ノズル、ディスペンサーなどの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し流延(塗膜を形成)する。その後、回転速度を所定速度まで上げ、所望の時所定速度に達したら一定速度に維持し、回転を継続し、十分にレベリングすることにより、弾性層を形成する。なお回転中には、必要に応じて、加熱を行ってもよい。
前記の他の層としては、例えば、離型層などが挙げられる。
前記離型層は、トナーとの離型性、クリーニング性を高めるために、必要に応じて形成される。
前記離型層は、例えば、前記弾性層上に、樹脂によるコーティング処理などのより形成される。
前記マイクロゴム硬度は、例えば、マイクロゴム硬度計(高分子計器株式会社製、MD−1)により測定することができる。
前記中間転写ベルトの反り量は、10cm角に切り出したサンプルを用い、25℃50RH環境下で24時間放置後、最も反りの大きい箇所を測定することにより求めることができる。なお、外反り(基材層と弾性層との積層体における弾性層側への反り)をプラス、内反り(基材層と弾性層との積層体における基材層側への反り)をマイナスとする。
前記中間転写ベルトの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円筒状の金属金型上に、基材層を形成し、前記基材層の上に弾性層を積層する方法などが挙げられる。
前記基材層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記基材層の説明において例示した方法などが挙げられる。
前記弾性層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記弾性層の説明において例示した方法などが挙げられる。
前記金属金型は、充分に冷却後、脱離することができる。
本発明の画像形成装置は、潜像が形成され、トナー像を担持可能な像担持体と、該像担持体上に形成された潜像をトナーで現像する現像手段と、該現像手段により現像されたトナー像が1次転写される中間転写ベルトと、該中間転写ベルト上に担持されたトナー像を記録媒体に2次転写する転写手段とを有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段、例えば、除電手段、クリーニング手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
この場合、前記画像形成装置がフルカラー画像形成装置であって、各色の現像手段を有
する複数の像担持体を直列に配置してなるものが好ましい。
図1に示す層構成は、比較的屈曲性が得られる剛性な基材層1の上に柔軟な弾性層2が積層されており、更に球形微粒子3が弾性層2上に一部埋め込まれ、弾性層2に凹凸形状を形成した構成である。
また、図2に、本発明に好適に用いられる中間転写ベルトの表面構造の一例を示す。
前記弾性層の表面形状は、弾性層2上に、球形微粒子3を面方向に単層に配列させて形成された凹凸形状である。
なお、図4において各符号、Lは露光手段、70は除電ローラ、80はアースローラ、204は電位センサ、205はトナー画像濃度センサ、503は帯電チャージャ、513はトナー画像をそれぞれ示す。
なお、図5において、符号26はベルト従動ローラ、符号40はバイアスローラをそれぞれ示す。
なお、以下の実施例において、実施例1〜7、及び実施例9〜12は、それぞれ参考例1〜7、及び参考例9〜12と読み替える。
ポリイミド前駆体溶液の粘度は、HAAKE社製のRheoStress600を用いて測定した。具体的には、直径35mmチタン製コーンセンサー(角度1°)を使い、25℃で、1rpmで60秒間回転させた後の粘度を測定した。
(中間転写ベルトの反り量)
中間転写ベルトの反り量は、10cm角に切り出したサンプルを用い、最も反りの大きい箇所を測定した。なお、外反り(基材層と弾性層との積層体における弾性層側への反り)をプラス、内反り(基材層と弾性層との積層体における基材層側への反り)をマイナスとした。
マイクロゴム硬度は、マイクロゴム硬度計(高分子計器株式会社製、MD−1)を使用して、25℃50%RH環境下で測定した。
<シームレスベルトAの作製>
<<ポリイミド前駆体溶液Aの調製>>
ピロメリット酸二無水物(PMDA)と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)とをモル比(PMDA:DDE)=1.0:1.0で、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)中で重合して固形分18質量%のポリイミド前駆体溶液Aを調製した。
固形分18質量%のポリイミド前駆体溶液A(NMP溶液)の粘度は、6.2Pa・sであった。
エボニックデグサ社製のSpecial Black 4と上記ポリイミド前駆体溶液AとNMPとを、Special Black 4:ポリイミド前駆体溶液A:NMP(質量比)=12:13:75で混合した溶液をφ(直径)1mmジルコニア製メディアのボールミルにて12時間分散し、カーボンブラック分散液Aを調製した。
その後、上記カーボンブラック分散液Aとポリイミド前駆体溶液Aをカーボンブラックが固形分に対して17.5質量%となるように混合して充分に攪拌、脱泡して基材層用塗工液Aを調製した。
次に、外面をブラスト処理にて粗面化した外径375mm、周長1,178mm、長さ360mmの金属製円筒を型として用い、この円筒型を50rpm(回/分間)で回転させながら、上記基材層用塗工液Aを該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した。所定の全量を流し終えて塗膜が均一に広がった時点で、回転数を100rpmに上げ、熱風循環乾燥機に導入して、120℃まで徐々に昇温して120℃で60分間加熱した。更に昇温して200℃で20分間加熱し、回転を停止、徐冷して成形膜が形成された円筒型を取り出し、これを高温処理の可能な加熱炉(焼成炉)に導入し、段階的に320℃まで昇温して320℃で60分間加熱処理(焼成)し、平均厚み60μmのポリイミド基材層ベルトAを得た。
下記に示す各構成材料を混合し、2軸混練機を用いて十分に混練し、溶剤に溶解させて弾性層用塗工液を作製した。
・アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR) Nipol DN003(日本ゼオン社製) 100質量部
・カーボンブラック MA77(三菱化学社製) 4質量部
・酸化亜鉛 Pazet CK(ハクスイテック社製) 3質量部
・硫黄 Sulfax PS(鶴見化学工業社製) 1質量部
・2−ヘプタノン(協和発酵ケミカル社製 ※溶解用) 200質量部
上記弾性層用塗工液を、ディスペンサーを用い、金型(前記金属製円筒)を回転させながらポリイミド基材層ベルトA上に均一に流延して塗布した。塗布量としては、弾性層の最終的な平均厚みが500μmになるような液量の条件とした。その後、金型をそのまま回転しながら熱風循環乾燥機に投入して、昇温速度4℃/分間で90℃まで昇温して、90℃で30分間加熱した。続いて、昇温速度4℃/分間で150℃まで昇温して、150℃で60分間加熱処理し、シームレスベルトAを得た。
得られたシームレスベルトAの反り量は、プラス0.58mm、マイクロゴム硬度は、43°であった。
なお、弾性層(平均厚みが500μm)単独のマイクロゴム硬度は、32°であった。
得られたシームレスベルトAを図4の画像形成装置に搭載し、以下の評価を実施した。
転写紙として、表面に凹凸を施してある紙(レザック66、175kg紙)を用い、これに青色のベタ画像を出力する操作を実施した。出力後のベタ画像を観察し以下の評価基準により評価した。結果を表1に示す。
○:ベタ濃度が均一
△:紙の凹部の濃度がやや薄いが使用可能レベル
×:紙の凹部の濃度が薄すぎて使用不可
テストチャートを連続1万枚出力した後、連量215kgレザック紙に全面シアン単色のハーフトーン画像を出力した。この連続出力中(ハーフトーン画像の出力中)にベルト反りによる紙詰まり及び端部と中央部の濃度ムラを確認し、下記評価基準により評価した。結果を表1に示す。
〔紙詰まり〕
○:ベルト反りによる紙詰まりが1度も起こらなかった。
×:ベルト反りによる紙詰まりが少なくとも1度起こった。
〔濃度ムラ〕
○:端部と中央部の濃度ムラが起こらなかった。
×:端部と中央部の濃度ムラが起こった。
<シームレスベルトBの作製>
<<ポリイミド前駆体溶液Bの調製>>
4,4’−オキシジフタル酸二無水物(ODPA)とピロメリット酸二無水物(PMDA)と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)とをモル比(ODPA:PMDA:DDE)=0.8:0.2:1.0で、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)中で重合して固形分18質量%のポリイミド前駆体溶液Bを調製した。
固形分18質量%のポリイミド前駆体溶液B(NMP溶液)の粘度は、24.5Pa・sであった。
実施例1において、ポリイミド前駆体溶液Aをポリイミド前駆体溶液Bに代えた以外は、実施例1と同様にして、シームレスベルトBを得た。
得られたシームレスベルトBの反り量は、プラス0.47mm、マイクロゴム硬度は、42°であった。
実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
<シームレスベルトCの作製>
<<ポリイミド前駆体溶液Cの調製>>
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)とピロメリット酸二無水物(PMDA)と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)とをモル比(BPDA:PMDA:DDE)=0.7:0.3:1.0で、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)中で重合して固形分18質量%のポリイミド前駆体溶液Cを調製した。
固形分18質量%のポリイミド前駆体溶液C(NMP溶液)の粘度は、15.4Pa・sであった。
実施例1において、ポリイミド前駆体溶液Aをポリイミド前駆体溶液Cに代えた以外は、実施例1と同様にして、シームレスベルトCを得た。
得られたシームレスベルトCの反り量は、プラス0.38mm、マイクロゴム硬度は、43°であった。
実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
<シームレスベルトDの作製>
実施例1において、ポリイミド基材層ベルトの平均厚みを130μmに変えた以外は、実施例1と同様にして、シームレスベルトDを作製した。
得られたシームレスベルトDの反り量は、マイナス0.82mm、マイクロゴム硬度は、43°であった。
実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
<シームレスベルトEの作製>
実施例1において、弾性層の平均厚みを1,500μmに変えた以外は、実施例1と同様にして、シームレスベルトEを作製した。
得られたシームレスベルトEの反り量は、プラス0.94mm、マイクロゴム硬度は、25°であった。
実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
<シームレスベルトFの作製>
実施例1において、ポリイミド基材層ベルトの平均厚みを35μmに変えた以外は、実施例1と同様にして、シームレスベルトFを作製した。
得られたシームレスベルトFの反り量は、プラス0.97mm、マイクロゴム硬度は、43°であった。
実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
<シームレスベルトGの作製>
実施例1において、弾性層の平均厚みを190μmに変えた以外は、実施例1と同様にして、シームレスベルトGを作製した。
得られたシームレスベルトGの反り量は、マイナス0.91mm、マイクロゴム硬度は、62°であった。
実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
<シームレスベルトHの作製>
<<ポリイミド前駆体溶液Hの調製>>
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)とをモル比(BPDA:PDA)=1.0:1.0で、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)中で重合して固形分18質量%のポリイミド前駆体溶液Hを調製した。
固形分18質量%のポリイミド前駆体溶液H(NMP溶液)の粘度は、6.1Pa・sであった。
<<シームレスベルトHの作製>>
実施例1において、ポリイミド前駆体溶液Aをポリイミド前駆体溶液Hに代えた以外は、実施例1と同様にして、シームレスベルトHを作製した。
得られたシームレスベルトHの反り量は、プラス3.11mm、マイクロゴム硬度は、42°であった。
実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
<シームレスベルトIの作製>
<<ポリイミド前駆体溶液Iの調製>>
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)とp−フェニレンジアミン(PDA)とをモル比(BPDA:DDE:PDA)=1.0:0.5:0.5で、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)中で重合して固形分18質量%のポリイミド前駆体溶液Iを調製した。
固形分18質量%のポリイミド前駆体溶液I(NMP溶液)の粘度は、6.5Pa・sであった。
<<シームレスベルトIの作製>>
実施例1において、ポリイミド前駆体溶液Aをポリイミド前駆体溶液Iに代えた以外は、実施例1と同様にして、シームレスベルトIを作製した。
得られたシームレスベルトIの反り量は、プラス3.87mm、マイクロゴム硬度は、42°であった。
実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
<シームレスベルトJの作製>
実施例1で調製したポリイミド基材層ベルトAに、実施例1で調製した弾性層用塗工液を外面に均一にディスペンサーを用いて金型を回転させながら流延して塗布した。塗布量としては弾性層の最終的な膜厚が500μmになるような液量の条件とした。その後、金型をそのまま回転しながら熱風循環乾燥機に投入して、昇温速度4℃/分間で90℃まで昇温して30分間加熱した。その後乾燥機から取り出し室温まで冷却後、シリコーン球形粒子「トスパール120」(体積平均粒子径2.0μm品;モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)を均一に表面にまぶし、図3の装置を用いてポリウレタンゴムブレードの押し付け部材を押し当てて弾性層に固定化した。その後150℃で60分間加熱処理をし、弾性層上に球形微粒子を面方向に配列させて凹凸形状を形成させた粒子層を形成して、シームレスベルトJを得た。
得られたシームレスベルトJの反り量は、プラス0.55mm、マイクロゴム硬度は、44°であった。
実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
<シームレスベルトKの作製>
実施例1において、弾性層の平均厚みを2,200μmに変えた以外は、実施例1と同様にして、シームレスベルトKを作製した。
得られたシームレスベルトKの反り量は、プラス1.74mm、マイクロゴム硬度は、21°であった。実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
実施例1において、弾性層用塗工液を以下の弾性層用塗工液に代えた以外は、実施例1と同様にして、シームレスベルトLを得た。
<<弾性層用塗工液>>
・アクリルゴム(日本ゼオン社製、NipolAR12) 100質量部
・ステアリン酸(日油社製、ビーズステアリン酸つばき) 1質量部
・赤リン(燐化学工業社製、ノーバエクセル140F) 10質量部
・水酸化アルミニウム(昭和電工社製、ハイジライトH42M) 50質量部
・架橋剤(デュポン ダウ エラストマー ジャパン社製、Diak.No1(ヘキサメチレンジアミンカーバメイト)) 0.6質量部
・架橋促進剤(Safic alcan社製、VULCOFAC ACT55(70質量%1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7と二塩基酸との塩、30%質量アモルファスシリカ)) 0.6質量部
・ニトリルゴム(アクリロニトリルとブタジエンとのゴム状共重合体)(日本ゼオン社製、Nipol 1042) 10質量部
・硫黄(鶴見化学工業社製、200mesh硫黄) 0.1質量部
・酸化亜鉛(正同化学工業社製、亜鉛華2種) 0.3質量部
・加硫促進剤(大内新興化学工業社製、ノクセラーCZ) 0.1質量部
・導電剤(日本カーリット社製、QAP−01(過塩素酸テトラブチルアンモニウム)) 0.3質量部
得られたシームレスベルトLの反り量は、プラス1.36mm、マイクロゴム硬度は、43°であった。実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
なお、弾性層(平均厚みが500μm)単独のマイクロゴム硬度は、33°であった。
実施例1のポリイミド前駆体溶液の調製において、ジアミンとしての4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)を3,4’−ジアミノジフェニルエーテルに代えた以外は、実施例1と同様にして、固形分18質量%のポリイミド前駆体溶液Mを調製した。
固形分18質量%のポリイミド前駆体溶液M(NMP溶液)の粘度は、6.9Pa・sであった。
実施例1において、ポリイミド前駆体溶液Aをポリイミド前駆体溶液Mに代えた以外は、実施例1と同様にして、シームレスベルトMを得た。
得られたシームレスベルトMの反り量は、プラス0.77mm、マイクロゴム硬度は、43°であった。実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
実施例1のポリイミド前駆体溶液の調製において、ジアミンとしての4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)を4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)とm−フェニレンジアミン(m−PDA)とに代え、PMDA:DDE:m−PDAをモル比で1.0:0.6:0.4に変えた以外は、実施例1と同様にして、固形分18質量%のポリイミド前駆体溶液Nを調製した。
固形分18質量%のポリイミド前駆体溶液N(NMP溶液)の粘度は、12.4Pa・sであった。
実施例1において、ポリイミド前駆体溶液Aをポリイミド前駆体溶液Nに代えた以外は、実施例1と同様にして、シームレスベルトNを得た。
得られたシームレスベルトNの反り量は、プラス0.88mm、マイクロゴム硬度は、43°であった。実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
<シームレスベルトOの作製>
<<ポリイミド前駆体溶液Oの調製>>
3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)とピロメリット酸二無水物(PMDA)と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)とをモル比(BPDA:PMDA:DDE)=0.3:0.7:1.0で、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)中で重合して固形分18質量%のポリイミド前駆体溶液Oを調製した。
固形分18質量%のポリイミド前駆体溶液O(NMP溶液)の粘度は、16.2Pa・sであった。
実施例1において、ポリイミド前駆体溶液Aをポリイミド前駆体溶液Oに代えた以外は、実施例1と同様にして、シームレスベルトOを得た。
得られたシームレスベルトOの反り量は、プラス0.29mm、マイクロゴム硬度は、43°であった。
実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
なお、クリーニング不良とは、出力した画像が異常画像である場合に、トナー、外添剤、紙粉などが残っていることが原因により起こる不良を意味し、シームレスベルトを観察することにより確認できる。
また、ポリイミドにおけるピロメリット酸に由来する構造単位の含有量が、ポリイミドにおける多価カルボン酸に由来する構造単位全量に対するモル比(前記ピロメリット酸に由来する構造単位/前記多価カルボン酸に由来する構造単位全量)で、0.3〜0.7である実施例3及び12では、反り量が非常に小さく非常に優れたシームレスベルトを得ることができた。
<1> 像担持体上に形成された潜像をトナーにより現像して得られたトナー像が転写される中間転写ベルトであって、
基材層と、該基材層上に形成された弾性層とを有し、
前記基材層が、ピロメリット酸に由来する構造単位とジアミノジフェニルエーテルに由来する構造単位とを有するポリイミドを含み、
反り量の絶対値が、1.5mm以下であることを特徴とする中間転写ベルトである。
<2> 弾性層の平均厚みが、400μm〜1,500μmである前記<1>に記載の中間転写ベルトである。
<3> 無端ベルトであり、前記無端ベルトの周長が、1,000mm以上である前記<1>から<2>のいずれかに記載の中間転写ベルトである。
<4> ポリイミドにおけるピロメリット酸に由来する構造単位の含有量が、前記ポリイミドにおける多価カルボン酸に由来する構造単位全量に対するモル比(前記ピロメリット酸に由来する構造単位/前記多価カルボン酸に由来する構造単位全量)で、0.3〜0.7である前記<1>から<3>のいずれかに記載の中間転写ベルトである。
<5> 基材層の平均厚みが、40μm〜120μmである前記<1>から<4>のいずれかに記載の中間転写ベルトである。
<6> 弾性層の表面が、球形微粒子を面方向に配列させて形成される凹凸形状である前記<1>から<5>のいずれかに記載の中間転写ベルトである。
<7> マイクロゴム硬度が、60°以下である前記<1>から<6>のいずれかに記載の中間転写ベルトである。
<8> 潜像が形成され、トナー像を担持可能な像担持体と、該像担持体上に形成された潜像をトナーで現像する現像手段と、該現像手段により現像されたトナー像が1次転写される中間転写ベルトと、該中間転写ベルト上に担持されたトナー像を記録媒体に2次転写する転写手段とを有してなり、
前記中間転写ベルトが前記<1>から<7>のいずれかに記載の中間転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置である。
<9> フルカラー画像形成装置であって、各色の現像手段を有する複数の像担持体を直列に配置してなる前記<8>に記載の画像形成装置である。
2 弾性層
3 球形微粒子
10 プリンタ本体
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
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
26 ベルト従動ローラ
27 潤滑剤塗布装置
31 金属ドラム
32 基材層及び弾性層を積層したベルト
33 押し当て部材
34 球形微粒子
35 粉体供給装置
40 バイアスローラ
50 転写搬送ベルト
60 2次転写バイアスローラ
70 除電ローラ
80 アースローラ
200 感光体ドラム
201 感光体クリーニング装置
202 除電ランプ
203 帯電チャージャ
204 電位センサ
205 トナー画像濃度センサ
210 ベルト搬送装置
230 リボルバ現像ユニット
231Y Y現像器
231BK BK現像器
231C C現像器
231M M現像器
270 定着装置
271 定着ローラ
272 定着ローラ
500 中間転写ユニット
501 中間転写ベルト
502 トナーシール部材
503 帯電チャージャ
504 ベルトクリーニングブレード
505 潤滑剤塗布ブラシ
506 潤滑剤
507 1次転写バイアスローラ
508 ベルト駆動ローラ
509 ベルトテンションコントローラ
510 2次転写対向ローラ
511 クリーニング対向ローラ
512 フィードバッグ電流検知ローラ
513 トナー画像
514 光学センサ
600 2次転写ユニット
601 転写紙ガイド板
605 2次転写バイアスローラ
606 転写紙除電チャージャ
608 クリーニングブレード
610 レジストローラ
801 1次転写電源
802 2次転写電源
P 転写紙
L 露光手段
Claims (8)
- 像担持体上に形成された潜像をトナーにより現像して得られたトナー像が転写される中間転写ベルトであって、
基材層と、該基材層上に形成された弾性層とを有し、
前記基材層が、ピロメリット酸に由来する構造単位とジアミノジフェニルエーテルに由来する構造単位とを有するポリイミドを含み、
前記弾性層の表面が、球形微粒子を面方向に配列させて形成される凹凸形状であり、
反り量の絶対値が、1.5mm以下であることを特徴とする中間転写ベルト。 - 弾性層の平均厚みが、400μm〜1,500μmである請求項1に記載の中間転写ベルト。
- 無端ベルトであり、前記無端ベルトの周長が、1,000mm以上である請求項1から2のいずれかに記載の中間転写ベルト。
- ポリイミドにおけるピロメリット酸に由来する構造単位の含有量が、前記ポリイミドにおける多価カルボン酸に由来する構造単位全量に対するモル比(前記ピロメリット酸に由来する構造単位/前記多価カルボン酸に由来する構造単位全量)で、0.3〜0.7である請求項1から3のいずれかに記載の中間転写ベルト。
- 基材層の平均厚みが、40μm〜120μmである請求項1から4のいずれかに記載の中間転写ベルト。
- マイクロゴム硬度が、60°以下である請求項1から5のいずれかに記載の中間転写ベルト。
- 潜像が形成され、トナー像を担持可能な像担持体と、該像担持体上に形成された潜像をトナーで現像する現像手段と、該現像手段により現像されたトナー像が1次転写される中間転写ベルトと、該中間転写ベルト上に担持されたトナー像を記録媒体に2次転写する転写手段とを有してなり、
前記中間転写ベルトが請求項1から6のいずれかに記載の中間転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置。 - フルカラー画像形成装置であって、各色の現像手段を有する複数の像担持体を直列に配置してなる請求項7に記載の画像形成装置。
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