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JP2000075695A - 転写部材 - Google Patents

転写部材

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JP2000075695A
JP2000075695A JP6299A JP6299A JP2000075695A JP 2000075695 A JP2000075695 A JP 2000075695A JP 6299 A JP6299 A JP 6299A JP 6299 A JP6299 A JP 6299A JP 2000075695 A JP2000075695 A JP 2000075695A
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JP
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black
polymer
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JP6299A
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Jr Edward L Schlueter
エル シュルーター ジュニア エドワード
L Carlston Richard
エル カールストン リチャード
James F Smith
エフ スミス ジェイムズ
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Original Assignee
Xerox Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 転写部材用の塗膜に用いられるカーボン添加
剤は固有抵抗の制御に役立ち、温度、相対湿度、運転時
間および光導電体に対する汚染の浸出の変化に対して固
有抵抗を幾分か安定にする。しかし、固有抵抗の必要な
範囲を達成するための充填剤添加量の必要な許容範囲は
極端に狭かった。更に、カーボン充填ポリマーの表面
は、代表的には、絶縁耐力が極めて劣ると共に、固有抵
抗は時には加えられた場に大幅に依存した。このため、
特定の固有抵抗および/または絶縁耐力に合わせること
ができると共に、充填剤添加量の相対的に小さな変化が
固有抵抗および/または絶縁耐力に大幅に影響しない塗
膜を得るには問題があった。 【解決手段】 ポリマーと2種以上のカーボンブラック
の混合物とを含む転写部材4である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリマーと抵抗充
填剤としてのカーボンブラックの混合物とを含む塗膜に
関する。カーボンブラックの混合物は、2種以上もしく
は少なくとも2つ異なった種類またはタイプのカーボン
ブラックから成る。カーボンブラックの混合物に加え
て、追加の充填剤を用いることができる。この塗膜は、
ディジタルを含む電子写真プロセスにおいて有用な部材
で使用される場合に固有抵抗の調整を可能にする。好ま
しい実施形態において、この塗膜は、中間転写部材また
はバイアス可能転写部材、および更に詳しくは、静電写
真機械または装置、特に電子写真機械または装置におい
て現像された画像を転写するのに有用な転写部材のため
の塗膜として有用である。実施形態において、本塗膜
は、必要な固有抵抗の範囲に調整された固有抵抗および
優れた順応性を含め、優れた電気的、化学的且つ機械的
特性を有する被覆部材の調製および製造を可能にする。
更に、混合カーボンブラック塗膜を含む中間転写部材
は、実施形態において、フルカラー画像に対してさえ、
中間転写部材からのおよび中間転写部材に対する高転写
効率を可能にし、乾式および湿式トナー現像方式の双方
において有用である。
【0002】代表的な静電写真複写装置において、複写
される原稿の光画像は、感光部材上で静電潜像の形をと
って記録され、潜像は、その後、一般にトナーと呼ばれ
る検電熱可塑性樹脂粒子の付着により可視化される。現
像された画像は、その後、複写シートに転写されるか、
または別方式において、複写シートに転写する前に中間
転写シートに転写される。こうして転写された画像は、
圧力部材と圧接する加熱された定着部材と圧力部材との
間に複写シートを移動させることにより転写シートに永
久的に定着される。
【0003】静電写真プロセスにおける転写プロセスの
重要な側面は、現像材の散乱または汚染を伴わずに転写
させるために、複写されるもとの静電潜像上と同じ静電
場のパターンと強度の維持を重視することである。この
重要且つ困難な基準は、静電場の慎重な制御により満た
されるものであり、静電場は、必要に応じてトナーを転
写させるのに十分に高い一方で、好ましくない場所でア
ーク放電や過剰な電離を起こさせないために十分に低い
ものであることが望ましい。これらの電気的障害は、ト
ナーの転写を阻害するか、または現像材の散乱または汚
染を容易に引き起こしうる制御されない転写を起こすこ
とにより、複写欠陥またはプリント欠陥を発生させう
る。特に、過度に高い転写場は、空隙の全域で必要以上
に早くトナーを転写させ、その結果解像度を低下させる
か、または画像を不鮮明にする。プレニップ空隙におけ
る高電場は、転写効率の損失、ストロービング、または
その他の画像欠陥およびシステム操作パラメータの許容
範囲の低下につながる可能性がある電離も発生させう
る。光導電体複写シート分離面における転写後の空隙領
域すなわち、いわゆるポストニップ領域において、逆
に、不十分な転写場は、画像ドロップアウトの原因にな
ることがあると共に、中抜け文字を発生させることがあ
る。
【0004】
【従来の技術】中間転写部材の固有抵抗を制御する試み
は、例えば、順応層にイオン化添加剤および/またはカ
ーボンブラックの様な導電性の充填剤を添加することに
より実施されてきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一般に、カーボン添加
剤は固有抵抗の制御に役立ち、温度、相対湿度、運転時
間および光導電体に対する汚染の浸出の変化に対して固
有抵抗を幾分か安定にする。しかし、固有抵抗の必要な
範囲を達成するための充填剤添加量の必要な許容範囲は
極端に狭かった。換言すれば、カーボンブラック充填剤
添加量の百分率を少し変えると、固有抵抗は大きく変化
した。大きなバッチ間変動だけでなく、これにより、極
端に厳密な固有抵抗管理が必要になる。更に、カーボン
充填ポリマーの表面は、代表的には、絶縁耐力が極めて
劣ると共に、固有抵抗は時には加えられた場に大幅に依
存した。これにより、電気特性が変りやすいために中心
線固有抵抗の選択で妥協することになり、引続いて最後
には性能で妥協することとなる。
【0006】従って、特定の固有抵抗および/または絶
縁耐力に合わせることができると共に、充填剤添加量の
相対的に小さな変化が固有抵抗および/または絶縁耐力
に大幅に影響しない塗膜に対する包括的な要求が存在す
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ポリマ
ーと2種以上のカーボンブラックの混合物とを含む転写
部材が提供される。
【0008】静電潜像を上に受けるための電荷保持面
と、前記電荷保持面にトナーを付着させて前記静電潜像
を現像すると共に、前記電荷保持面上に現像された画像
を形成するための現像部材と、現像された画像を前記電
荷保持面から基板に転写するための転写部材であって、
ポリマーとポリマー中に分散された2種以上のカーボン
ブラックの混合物とを含む転写部材と、定着部材と、か
らなる記録媒体上に画像を形成するための装置が更に提
供される。
【0009】本願において提供される転写部材の実施形
態を本願において更に記載するが、この転写部材は、乾
式および湿式トナー方式の双方において有用であると共
に、カラーおよびマルチカラー方式において有用であ
る。本願における転写部材は、実施形態において、必要
な固有抵抗に合わせることが可能である。
【0010】
【発明の実施の形態】図1を参照すると、代表的な静電
写真複写装置において、複写される原稿の光画像は、感
光部材上に静電潜像の形をとって記録され、その後、潜
像は一般にトナーと呼ばれる検電熱可塑性樹脂粒子の付
着により可視化される。詳しくは、感光体10は、電圧
を電源11から供給された帯電装置12によって表面上
に帯電される。感光体は、その後、レーザおよび発光ダ
イオードの様な光学システムすなわち画像入力装置13
からの光に画像の位置に露光されて、静電潜像をその上
に形成する。一般に、静電潜像は、現像ステーション1
4からの現像剤混合物を潜像と接触させることにより現
像される。現像は、磁気ブラシ、粉体クラウドまたはそ
の他の公知の現像プロセスの使用により行われる。乾式
現像剤混合物は、通常、摩擦電気により顆粒に接着する
トナー粒子を有する担体顆粒からなる。トナー粒子は、
担体顆粒から潜像に引付けられ、トナー粉画像を潜像上
に形成する。別法において、分散したトナー粒子を有す
る湿式担体を含む湿式現像剤を用いてもよい。湿式現像
剤は、前進して静電潜像と接触すると共に、トナー粒子
は、画像形状において潜像に付着される。
【0011】トナー粒子は、画像形状において光導電面
上に付着された後、転写手段15により複写シート16
に転写される。転写手段15は、圧力転写または静電転
写であってもよい。別法において、現像された画像は、
中間転写部材に転写できると共に、その後、複写シート
に転写できる。
【0012】現像された画像の転写が完了した後、複写
シート16は、定着および圧力ロールとして図1に示し
た定着ステーション19に進む。定着ステーション19
において、現像された画像は、定着部材と圧力部材との
間に複写シート16を通すことにより複写シート16に
定着され、永久画像を形成する。感光体10は転写後、
クリーニングステーション17に進み、そこで、感光体
10上に残された一切のトナーは除かれる。
【0013】図2は、転写部材がバイアス転写部材4で
ある本発明の実施形態を表している。転写は、電気的に
バイアスされた部材4により発生される静電気力場の影
響下で、帯電微粒子状トナー材料を第一の画像支持面
(すなわち、感光体10)から第二の画像支持基板(す
なわち、複写シート16)に付着させる物理的分離およ
び転写により行われる。この実施形態において、静電荷
は、例えば、バイアス転写ロール4により複写シート1
6上に置かれる。別法において、複写シート16への転
写は、複写シート16の裏面上に電荷を噴霧することに
より行うことができる。
【0014】この転写プロセスにおいて、乾式または湿
式現像剤を用いているか否かを問わず、いずれの乾式ト
ナー担体も湿式担体も複写シート16に転写しないこと
が望ましい。従って、現像された画像を被覆された中間
転写ウェブ、ベルト、ロールまたは部材に転写し、その
後、現像された画像を中間転写部材から永久基板に極め
て高い転写効率で転写することが有利である。
【0015】中間転写部材の使用は、カラー方式および
その他のマルチ撮像方式の場合に特に適用できる。図3
に示した様なマルチ撮像方式において、2つ以上の画像
が現像される。各画像は、画像入力装置13により撮像
ドラム10上に形成される。これらの画像の各々は、感
光体ドラム10上に形成され、順次現像されて、その後
中間転写部材20に転写されることが可能である。別法
において、各画像は、感光体ドラム10上に形成され、
刷り合せにおいて中間転写部材20に転写されることが
可能である。
【0016】更に詳しくは、画像入力装置13が感光体
ドラム10上に潜像を形成すると共に、感光体の潜像が
現像ステーション14で現像された後、現像ステーショ
ン14からの帯電されたトナー粒子3(図3において負
の粒子として描かれている)は、感光体ドラム10がト
ナー粒子の逆電荷2を有するために、感光体ドラム10
により引付けられ保持される。これらの電荷は、用いら
れているトナーおよび機械の性質に応じて逆であっても
よい。好ましい実施形態において、トナーは湿式現像剤
中に存在する。但し、本発明は、実施形態において、乾
式現像方式に対しても有用である。
【0017】感光体ドラム10の逆に配置されバイアス
された転写部材9(図3においてローラとして描かれて
いる)は、感光体ドラム10の表面より高い電圧を有す
る。バイアス転写部材がローラとして描かれているが、
バイアス転写部材がフィルムまたはベルト等の様なその
他の形態をとりうることは言うまでもない。バイアスさ
れた転写部材9は、正電荷1で中間転写部材20の裏面
6を帯電させる。本発明の変形の実施形態において、コ
ロナまたはいずれか別の帯電機構を用いて、中間転写部
材20の裏面6を帯電させてもよい。
【0018】負に帯電されたトナー粒子3は、中間転写
部材20の裏面6上の正電荷1により中間転写部材20
の前面5に引付けられる。
【0019】本発明の転写部材は、幾つかの異なった形
状のものであってもよい。転写部材は、ロール、フィル
ム、シート、ベルトまたはその他の適切な形状の形態を
とりうる。転写部材は、1層構成の様な幾つかの構成を
有しうる。転写部材がフィルム、シートまたはベルト等
の形態をとる場合、そのポリマーがフィルム、シートま
たはベルト等の全体を構成してもよい。変形例におい
て、フィルム、シートまたはベルト等は、基板を構成し
てもよく、その基板全体で、ポリマーはカーボンブラッ
クの混合物を含む。基板と外層との間に配置された少な
くとも1層の、好ましくは約1層から約5層の中間層を
含めてもよい。ポリマー/混合カーボンブラックの層
は、転写部材のいずれか1層、2層以上または全層を構
成してもよい。
【0020】転写部材がロールの形態をとる実施形態に
おいて、ロールコア(roll core)は基板を構
成してもよい。単一層構成において、ポリマー/混合カ
ーボンブラックの塗膜は、基板に接着される。変形の実
施形態において、ポリマー/混合カーボンブラックの塗
膜の外層と基板との間に配置された少なくとも1層の、
好ましくは約1層から約5層の中間層を含めてもよい。
【0021】ポリマーを導電性にするためにカーボンブ
ラック系を確立することができる。これは、2種以上の
カーボンブラック、すなわち、異なった粒子形状を有す
るカーボンブラック、異なった固有抵抗を有するカーボ
ンブラック、異なった化学的性質を有するカーボンブラ
ック、異なった表面積を有するカーボンブラックおよび
/または異なった粒子サイズを有するカーボンブラック
のいずれかを用いて達成される。1種のカーボンブラッ
クまたは2種以上のカーボンブラックを、他の非カーボ
ンブラック導電性充填材と一緒に用いることもできる。
【0022】2種以上、好ましくは約2から約5種の異
なったカーボンブラックを含むカーボンブラックの混合
物は、転写部材のポリマー塗膜内に分散される。種々の
形状(種類)のカーボンブラックを混合物中に用いるこ
とができるが、少なくとも2種のカーボンブラックが、
異なった粒子サイズ、異なった固有抵抗、異なった粒子
形状、表面積、化学的性質および/またはその他の異な
った特性の様な異なった特性を有する、カーボンブラッ
クの混合物を用いることが好ましい。
【0023】各々が他のカーボンブラックと少なくとも
1つの異なった特性を有する2種以上のカーボンブラッ
クを用いる例には、急な固有抵抗傾斜を有するVULC
AN(登録商標)XC72の様な高構造化ブラックと、
充填剤の添加量の増加と共に固有抵抗が低下するREG
AL250R(登録商標)の様な低構造化カーボンブラ
ックとを混合することが挙げられる。望ましい状態は、
相対的に低い充填剤添加量レベルで均衡のとれた制御さ
れた導電性を生じるカーボンブラックの2種類の混合物
である。これは機械的特性の改善を可能にする。
【0024】カーボンブラックの別の好ましい混合(m
ixer)は、最適な充填剤の充填、従って最適な導電
性を得るために、球状、フレーク、小板、繊維、ウィス
カまたは矩形の粒子形状を有するカーボンブラックまた
はグラファイトを異なった粒子形状を有するカーボンブ
ラックまたはグラファイトと配合して用いることからな
る。例えば、特殊形状を有するカーボンブラックまたは
グラファイトを、小板形状を有するカーボンブラックま
たはグラファイトと混合して用いることができる。好ま
しい実施形態において、約3:1のカーボンブラックま
たはグラファイト繊維の球に対する混合比が用いられ
る。
【0025】同様に、相対的に小さい粒子サイズのカー
ボンブラックまたはグラファイトを相対的に大きい粒子
サイズのカーボンブラックまたはグラファイトと混合し
て用いることにより、小粒子はポリマー基板の充填の間
隙領域に「填り込」んで、粒子の接触を改善する。例と
して、約1μmから約100μm、好ましくは、約5か
ら約10μm、特に好ましくは、約2から約10μmの
相対的に大きな粒子サイズを有するカーボンブラック
を、約1サブミクロンから約1μm、好ましくは、約5
から約100サブミクロンの粒子サイズを有するカーボ
ンブラックと混合して用いることができる。
【0026】別の実施形態において、カーボンブラック
の好ましい混合物は、約50から約500Kの誘電率を
有する第一のカーボンブラックと約4から約600Kの
誘電率を有する第二のカーボンブラックとからなる。
【0027】また、固有抵抗の組合せを用いて、充填剤
の添加量に対して固有抵抗変化を小さくすることができ
る。例えば、10-1から約103オーム−cm、好まし
くは10-1から約102オーム−cmの固有抵抗を有す
るカーボンブラックまたはその他の充填剤を約103
ら約107オーム−cmの固有抵抗を有するカーボンブ
ラックまたはその他の充填剤と混合して用いることがで
きる。
【0028】充填剤の粒子サイズ、形状、固有抵抗およ
び誘電率を選択し処方して、最終ポリマー/充填剤材料
の機能に対する最適充填率を得る。充填剤の少ない添加
量で導電性ポリマー配合物を生じるVULCAN(登録
商標)XC72およびケッチェンブラック(登録商標)
の様な高油吸収性カーボンブラックを用いると、混合、
製作およびサイクリング中に制御するのが難しい導電性
となる。充填剤の少ない添加量で、これらのカーボンブ
ラックは導電性、弾性率および配合物粘度を増加させ
る。サーマルブラック(登録商標)およびREGAL2
50R(登録商標)の様な球状カーボンブラックは、必
要な導電性を得るために充填剤の大きな添加量を必要と
する低油吸収性の球状粒子である。しかし、こうした低
油吸収性のカーボンブラックは、充填剤の添加量に対し
て制御され且つ緩い固有抵抗傾斜を示す。充填剤の大き
な添加量は、この種のカーボンブラックで導電性と高い
弾性率を得るために必要である。理想的には、この2種
のカーボンブラックの混合物は、最適な機械的、電気
的、化学的特性を得るために望ましい。
【0029】更に、高ヨウ素または高油吸収数(すなわ
ち、約72から約350cc/100g、好ましくは約
114から約330cc/100gの油吸収数)を示す
高表面積のカーボンブラックまたはグラファイトは、低
ヨウ素または低油吸収数(すなわち、約10から約50
ml/100g、好ましくは約30から約46cc/1
00gの油吸収数)を生じる低球形のカーボンブラック
と混合して用いるのに適する。高表面積のカーボンブラ
ックまたはグラファイトと低球形のカーボンブラックと
の混合物の特定の例には、低球形のカーボンブラックで
あるサーマルブラック(登録商標)およびREGAL2
50R(登録商標)(約10から約46cc/100g
の油吸収数)と混合して用いることができるVULCA
N(登録商標)XC72およびケッチェンブラック(登
録商標)(約174から約192cc/100gの油吸
収数)の様な高表面積のカーボンブラックの使用が挙げ
られる。油およびヨウ素吸収数は、代表的なASTM粒
子吸収手法を用いて測定できる。本発明の特に好ましい
実施形態において、ケッチェンブラック(登録商標)を
サーマルブラック(登録商標)と混合して用いる。別の
実施形態において、VULCAN(登録商標)XC72
をREGAL250R(登録商標)と混合して用いる。
【0030】混合系において充填率を支配する別の因子
は、直径に対する長さの比(L/D)および粒子の直径
の比である。好ましい混合カーボンブラック系は、10
のL/D比を有するケッチェンブラック(登録商標)繊
維と、サブミクロンの粒子サイズ(.5μm)および2
0のL/Dを有する球状サーマルブラック(登録商標)
との組合せであろう。2種の充填剤の直径の比が大きく
なる時、最密充填に近付く。この系に対する最密充填率
は、直径の比が3である前記した系の場合に得ることが
できる。
【0031】全カーボンブラック充填剤の約5から約8
0%、好ましくは約25から約75重量%の量の第一の
カーボンブラックは、好ましくは、全カーボンブラック
充填剤の約95から約20、好ましくは約75から約2
5重量%の量の第二のカーボンブラックと混合して用い
られる。本発明の好ましい実施形態において、全カーボ
ンブラック充填剤の約5%から約80、好ましくは約2
5から約75重量%の量の高表面積または高油吸収性カ
ーボンブラックまたはグラファイトは、全カーボンブラ
ック充填剤の約95%から約20、好ましくは約75か
ら約25重量%の低球形または低油吸収性カーボンブラ
ックまたはグラファイトと混合して用いられる。
【0032】適切なカーボンブラックおよびグラファイ
トの例には、テキサス州、バーネットのサウスウエスタ
ン・グラファイト(Southwestern Gra
phite)から商業的に入手できるもの、アルマク
(ARMAK Corp)からのケッチェンブラック
(登録商標)、キャボット・コーポレーション(Cab
ot Corporation)のスペッシャルブラッ
ク事業部から入手できるVULCAN(登録商標)XC
72、VULCAN(登録商標)XC72、BLACK
PEARLS 2000およびREGAL(登録商
標)250R、アールティー・ファン・デルビルト(R
T Van Derbilt,Inc.)からのサーマ
ルブラック(登録商標)、シェブロンケミカルカンパニ
ー(Chevron Chemical Compan
y)から入手できるShawinigan Acety
lene Blacks、アールティー・ファン・デル
ビルト(RT Van Derbilt Inc.)か
ら入手できるENSACO(登録商標)カーボンブラッ
クおよびTHERMAX カーボンブラック;およびG
RAPHITE 56−55(10μm、10-1オーム
−cm)が挙げられる。
【0033】転写部材は、中間転写部材またはバイアス
転写部材のいずれの形態をとってもよい。転写部材が、
例えば、中間転写部材の様な可撓性の継目のないまたは
継目のあるベルト、フィルムまたはシートの形態をとる
実施形態において、塗膜は、相対的に高い固有抵抗を有
するプラスチック製の可撓性のフィルム、シートまたは
ベルトとして存在する。適切なプラスチックの特定の例
には、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアラミド、
ポリフタルアミドの様なポリイミド、ポリフェニレンス
ルフィド、ポリフェニレンナファレート、エポキシ類、
アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)、
ポリカーボネート類、ポリアクリル酸、ポリ弗化ビニ
ル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエー
テルエーテルケトン(PEEK)およびウレタンの様な
その他のポリマーが挙げられる。好ましいウレタンに
は、ユニロイヤル(Uniroyal)、バイエル(B
ayer)、コナップ(Conap)およびその他から
入手できるポリエステル、ポリエーテルおよびポリカプ
ロラクトンベースのウレタンが挙げられる。
【0034】適切なプラスチックの特定の例には、デラ
ウェア州、ウィルミントンに所在するアイシーアイ(I
CI)から入手できるUPILEX(登録商標)Sの様
な商品名UPILEX(登録商標)、デラウェア州、ウ
ィルミントンに所在するデュポンカンパニー(Dupo
nt Company)ポリマー製品事業部、工業フィ
ルム部から入手できる商品名KAPTON(登録商
標)、ペンシルバニア州、フィラデルフィアに所在する
エルアトケム・ノースアメリカ(EL Atoche
m,North America Inc.)から入手
できるKYNAR(登録商標)7201の様な商品名K
YNAR(登録商標)を有するポリイミドが挙げられ
る。プラスチックは高い機械的強度を有することが可能
で、可撓性で抵抗性でなければならない。
【0035】転写部材は、例えば、バイアス転写部材の
様な円筒状のロールの形態をとってもよい。この実施形
態において、好ましいポリマーには、コネチカット州、
ミドルベリ、Benson Rd.に所在するユニロイ
ヤル・ケミカルカンパニー(Uniroyal Che
mical Company)から入手できるVIBR
ATHANE(登録商標)6120の様な商品名VIB
RATHANEのもとで販売されているものの様なウレ
タン、ペンシルバニア州、ピッツバーグに所在するバイ
エル・コープ(Bayer Corp.,)から商品名
MULTRATHANE(登録商標)のもとで販売され
ているウレタン、ニューヨーク州、オレアンに所在する
コナップ(Conap Inc.)から商品名CONA
THANE(登録商標)のもとで販売されているウレタ
ン、およびデラウェア州、ウィルミントンに所在するバ
ーレー・ミル・プラザ(Barley Mill Pl
aza)から入手できるTERATHANE(登録商
標)650の様なTERATHANE(登録商標)製品
等が挙げられる。ポリジメチル、ポリフェニル、および
フルオロシリコーン材料の様なシリコーンエラストマ
(HTV(熱加硫性)、LSR(液状シリコーンゴ
ム)、水素化物付加硬化反応による熱硬化可能およびR
TV(縮合硬化反応による室温加硫性))、ミシガン
州、エイドリアンに所在するワッカー・シリコーン・コ
ープ(Wacker Silicones Cor
p.)から入手できる商品名ELEKTROGUARD
(登録商標)のもとで入手できるシリコーンエラスト
マ、ダウコーニング・コープ(Dow Corning
Corp.)、ニューヨーク州、ウォーターフォード
に所在するゼネラルエレクトリクカンパニー(Gene
ral Electric Company)、マサチ
ュセッツ州、レキシントンに所在するグレース・スペシ
ャリティポリマーズ(Grace Specialty
Polymers Co.)、およびミシガン州、エ
イドリアンに所在するワッカー・シリコーン・コープ
(Wacker Silicones Corp.)か
ら入手できるものもバイアス転写部材外層として有用で
ある。
【0036】本願において用いるのに適するその他のエ
ラストマ系には、EPDM、ニトリルおよび弗化炭化水
素エラストマが挙げられる。EPDMは、オハイオ州、
アクロンに所在するバイエル・ラバー・ディビション
(Bayer RubberDivision)、テキ
サス州、ヒューストンに所在するエクソン・ケミカル
(Exxon Chemical)、デラウェア州、ウ
ィルミントンに所在するデュポン・ダウ・エラストマ
(Dupont Dow Elastomers)、ル
イジアナ州、バトンルージュに所在するDSM Cop
olymer Inc.から入手できる。ニトリルラバ
ーは、コネチカット州、ミドルベリに所在するユニロイ
ヤル・ケミカルカンパニー(Uniroyal Che
micalCo. Inc.)およびケンタッキー州、
ルイスビルに所在するゼオン・ケミカル(Zeon C
hemical Inc.)から入手できる。デラウェ
ア州、ウィルミントンに所在するデュポン・ダウ・エラ
ストマ(Dupont Dow Elastomer
s)、ニュージャージー州、モリスタウンに所在するオ
ージモント(Ausimont Inc.)、日本国、
東京に所在するダイキン工業(Daikin Indu
stries,Ltd.)およびミネソタ州、オークデ
ールに所在するダイネオン(Dyneon L.L.
C.)から入手できるものの様な弗化炭化水素エラスト
マも有用である。好ましい弗化炭化水素エラストマに
は、弗化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよび
テトラフルオロエチレンのコポリマーおよびターポリマ
ーが挙げられ、VITON A(登録商標)、VITO
N E(登録商標)、VITON E60C(登録商
標)、VITON E45(登録商標)、VITON
E430(登録商標)、VITON910(登録商
標)、VITON GH(登録商標)、VITON B
50(登録商標)、およびVITON GF(登録商
標)の様な種々の呼称で商業的に知られている。VIT
ON(登録商標)の呼称は、イーアイ・デュポン・ド・
ヌムール(E.I.DuPont de Nemour
s,Inc.)の商標である。商業的に入手できるその
他の材料には、FLUOREL 2170(登録商
標)、FLUOREL 2174(登録商標)、FLU
OREL 2176(登録商標)、FLUOREL 2
177(登録商標)およびFLUOREL LVS 7
6(登録商標)が挙げられ、FLUOREL(登録商
標)はスリーエム(3M Company)の商標であ
る。追加の商業的に入手できる材料には、スリーエム
(3M Company)から双方共入手できるAFL
AS(商標)−ポリ(プロピレン−テトラフルオロエチ
レン)およびFLUOREL II(登録商標)(LI
I 900)−ポリ(プロピレン−テトラフルオロエチ
レンビニリデンフロリド)ならびにモンテエディソン・
スペシャリティケミカルカンパニー(Montedis
on Specialty Chemical Com
pany)から入手できるFOR−60KIR(登録商
標)、FOR−LHF(登録商標)、NM(登録商
標)、FOR−THF(登録商標)、FOR−TFS
(登録商標)、TH(登録商標)、TN505(登録商
標)として区別されるTecnoflonsが挙げられ
る。
【0037】2種の好ましい公知のフルオロエラストマ
は、(1)VITON A(登録商標)として商業的に
知られている弗化ビニリデン、テトラフルオロエチレン
およびヘキサフルオロプロピレンのコポリマーの類、お
よび(2)VITON B(登録商標)として商業的に
知られている弗化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレ
ンおよびテトラフルオロエチレンのターポリマーの類で
ある。VITON A(登録商標)、VITON B
(登録商標)およびその他のVITON(登録商標)の
呼称は、イーアイ・デュポン・ド・ヌムール(E.I.
DuPont de Nemours,Inc.)の商
標である。
【0038】別の好ましい実施形態において、フルオロ
エラストマは、弗化ビニリデンの量が相対的に少ないタ
ーポリマーである。一例は、イーアイ・デュポン・ド・
ヌムール(E.I.DuPont de Nemour
s,Inc.)から入手できるVITON GF(登録
商標)である。VITON GF(登録商標)は、35
重量%の弗化ビニリデン、34重量%のヘキサフルオロ
プロピレンおよび29重量%のテトラフルオロエチレン
を有し、2重量%のキュアサイトモノマーを含んでい
る。キュアサイトモノマーは、4−ブロモペルフルオロ
ブテン−1、1,1−ジヒドロ−4−ブロモペルフルオ
ロブテン−1、3−ブロモペルフルオロプロペン−1、
1,1−ジヒドロ−3−ブロモペルフルオロプロペン−
1の様なデュポン(DuPont)から入手できるも
の、またはその他の適切な公知の商業的に入手できるい
ずれのキュアサイトモノマーであってもよい。
【0039】塗膜が基板であると共に、転写部材のため
の単一フィルム層、単一ベルト層または単一シート層等
が存在する実施形態において、塗膜の厚みは、約0.0
5から約100mil、好ましくは約0.5から約50
mil、特に好ましくは約1から約25milである。
転写部材は、基板、およびその全体に塗膜を含んでもよ
い。基板がフィルム、ベルトまたはシートおよび外面塗
膜である実施形態において、基板は約0.5から約5m
ilの厚みを有し、ロール、ベルト、フィルム、シート
の様な基板またはその他の基板上の塗膜が約0.01か
ら約40mil、好ましくは約0.5から約25mil
の厚みを有する。転写部材は、接着層を含め、1つ以
上、好ましくは約1から5の中間層も含んでよい。任意
の中間接着層および/またはポリマー層を塗布して、本
部材の必要な特性および性能目的を達成してもよい。接
着中間層は、例えば、エポキシ樹脂およびポリシロキサ
ンから選択してもよい。好ましい接着剤は、THIXO
N 403/404、Union Carbide A
−1100、Dow TACTIX 740、DowT
ACTIX 741、Dow TACTIX 742の
様な供給者専有材料である。前述した接着剤に対する特
に好ましい硬化剤は、Dow H41である。シリコー
ン接着のための好ましい接着剤は、ミシガン州 486
86、ミッドランドに所在するダウコーニング(Dow
Corning Corp.)から入手できるA40
40シランであり、同等の接着剤/プライマは、やはり
ダウコーニング(Dow Corning Cor
p.)からのD.C.1200およびマサチューセッツ
州、レキシントンに所在するグレース・スペシャリティ
ポリマーズ(Grace Specialty Pol
ymers)からのS−11シランである。弗化炭素エ
ラストマの接着は、ペンシルバニア州、エールに所在す
るロード・コープ(Lord Corp.)のCoat
ing and Lamination Divisi
onから入手できるChemlok 5150で達成さ
れる。
【0040】ポリマーは、全固形物の約40から約95
重量%、好ましくは全固形物の約60から約80重量%
の量で塗膜中に存在する。充填剤カーボンブラック混合
物は、好ましくは、全固形物の約60から約5重量%、
好ましくは全固形物の約40から約20重量%の合計量
で存在する。本願において用いられる全固形物とは、ポ
リマー、溶媒、合計のカーボンブラック充填剤、任意の
金属充填剤および任意の接着剤の重量による全量を意味
する。
【0041】カーボンブラックに加えて、その他の充填
剤をポリマーに添加し、ポリマー中に分散させることが
できる。適切な充填剤には、酸化マグネシウム、酸化
錫、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、
酸化バリウム、チタン酸バリウム、酸化ベリリウム、酸
化トリウム、酸化シリコンおよび二酸化チタン等の様な
金属酸化物、窒化シリコンおよび窒化硼素等の様な窒化
物、炭化チタン、炭化タングステン、炭化硼素および炭
化シリコン等の様な炭化物ならびにジルコン(ZrO2
・Al23)、スピネル(MgO・Al23)、ムライ
ト(3Al23・2SiO2)およびシリマナイト(A
23・SiO2)等の様な複合金属酸化物、マイカお
よびそれらの混合物が挙げられる。任意の充填剤は、全
固形物の約20から約75重量%、好ましくは全固形物
の約40から約60重量%の量でポリマー/混合カーボ
ンブラック塗膜中に存在する。
【0042】塗膜層の固有抵抗が約107から約1013
オーム/sq、好ましくは約109から約1012オーム
/sq、特に好ましくは約109から約1010オーム/
sqであることが好ましい。
【0043】別の実施形態において、ポリマー/カーボ
ンブラック混合物の薄い絶縁層が用いられ、それは約1
から約10、好ましくは5Uの誘電厚みを有する。
【0044】ポリマー/カーボンブラック混合物塗膜の
硬度は、好ましくは、約85ショアA未満、更に好まし
くは約45から約65ショアA、特に好ましくは約50
から約60ショアAである。
【0045】約1から約5層またはそれ以上の層のフィ
ルムまたはベルト形状の部材の円周は、約8から約15
0インチ(20.32〜381cm)、好ましくは約1
0から約50インチ(25.4〜127cm)、特に好
ましくは約15から約44インチ(38.1〜111.
76cm)である。フィルムまたはベルトの幅は、約8
から約60インチ(20.32〜152.4cm)、好
ましくは約12から約60インチ(30.48〜15
2.4cm)、特に好ましくは約15から54インチ
(38.1〜137.16cm)である。フィルムがパ
ズルカットシームであっても、そうでなくてもよい、エ
ンドレスで継目ありの可撓性ベルトまたは継目ありの可
撓性ベルトであることが好ましい。こうしたベルトの例
は、米国特許第5,487,707号、第5,514,
436号および1994年8月29日出願の米国特許出
願第08/297,203号に記載されており、各開示
を全体において本願に引用して援用する。強化継目なし
ベルトの製造方法は、米国特許第5,409,557号
に記載されており、この開示を全体において本願に引用
して援用する。
【0046】層または複数層は、公知の被覆プロセスを
経て基板上に被覆できる。浸漬、極薄フィルムの多回噴
霧塗布による様な噴霧、キャスティング、フローコーテ
ィング、ウェブコーティング、ロールコーティング、押
出しまたは成形等の様な基板フィルム上に外層を形成す
るための公知の方法を用いることができる。極薄フィル
ムの多回噴霧塗布、ウェブコーティングまたはフローコ
ーティングによる様な連続コーティングにより層を被覆
することが好ましい。
【0047】実施形態において、本願におけるポリマー
/カーボンブラック混合物塗膜は、導電性対充填剤添加
量の実質的に直線的なプロットを生じる。詳しくは、材
料の直線的な導電性は、充填剤添加量対導電性のプロッ
トを作成することにより決定することができる。以下
は、こうした直線プロットを作成するための1つの手順
である。ポリイミドフィルムの様な同じ材料の種々のサ
ンプルを用いてプロットを作成できる。ポリイミドフィ
ルムサンプルは、それぞれカーボンブラック混合物の異
なった充填剤添加量で充填されている。充填剤添加量
は、異なった充填剤添加量を有する統計的に有意な数の
サンプルを得るまで、サンプルごとに増加させるべきで
ある。例えば、異なった充填剤添加量を有する約5から
約25のサンプルを供するべきである。充填剤を添加さ
れた各材料の導電性は、その後、測定され、充填剤添加
量対導電性のグラフ上にプロットされる。本発明の実施
形態に関して、こうしたプロットは直線である。こうし
たプロットは、導電性を調整するために充填剤添加量を
決定するに際して有用でありうる。
【0048】本願において記載した静電写真複写プロセ
スは、公知であると共に、原稿の光レンズ複写のために
一般に用いられている。類似のプロセスも、例えば、被
変調レーザ光線を介して光導電面上に潜像を形成するデ
ィジタルレーザプリンティング、または電荷が、電気的
に発生または貯蔵された画像に反応して電荷保持面上に
置かれるイオノグラフィプリンティングおよび複写の様
なその他の静電写真プリンティング用途において存在す
る。塗膜は、こうしたすべての用途において有用であ
る。
【0049】実施例I 種々の量のカーボンブラック、VULCAN(登録商
標)XC72およびREGAL(登録商標)250R、
チタン酸バリウムおよびマイカをTERATHANE
(登録商標)650ポリエーテルウレタンに配合して、
固有抵抗、誘電率および絶縁耐力の対する充填剤の効果
を検討した。
【0050】幾つかの配合物をTERATHANE(登
録商標)650および代表的な配合物と共に処方した。
両方のカーボンブラックを3つのロールミルを用いてT
ERATHANE(登録商標)650に配合した。様々
なカーボンブラックレベルを検討した。
【0051】図4は、充填剤の重量百分率対固有抵抗
(オーム−cm)のグラフであるが、VULCAN(登
録商標)XC72の様な高構造化ブラックが急な固有抵
抗傾斜を有すると共に、低構造化ブラックであるREG
AL(登録商標)250Rが充填剤の添加量の増加と共
に固有抵抗が低下することを証明している。望ましい状
態は、充填剤添加量の中間レベルで均衡のとれた制御さ
れた導電性を生じるこの2種の粒子の混合物である。こ
れは機械的特性の改善を可能にする。
【0052】図4は、配合物中で用いたマイカおよびチ
タン酸バリウムの高添加量が固有抵抗を変化させないこ
とも証明している。これは、固有抵抗を変えずに高絶縁
耐力および高誘電率のための配合物を配合することを可
能にする。
【0053】実施例II 混合カーボンブラック ケッチェンブラック(登録商標)(高構造化カーボンブ
ラック)とサーマルブラック(登録商標)(低構造化カ
ーボンブラック)とを混合することにより被覆剤分散液
を製造できる。加工、機械的特性、電気的特性および化
学的特性の要件のすべてを実現するために、2種のカー
ボンブラックを組合せた混合物が好ましい。最適充填率
に基づいて、75%のケッチェンブラック(登録商標)
と25%のサーマルブラック(登録商標)の混合比が均
衡のとれた配合物を生じると推定される。混合カーボン
ブラック系を、TERATHANE(登録商標)650
の様なウレタン中に配合できると共に、図5に記載した
電気的特性が生じると推定される。図5は、CARBO
N BLACK 250R(登録商標)またはサーマル
ブラック(登録商標)、CARBON BLACK X
C−72(登録商標)またはケッチェンブラック(登録
商標)、およびサーマルブラック(登録商標)とケッチ
ェンブラック(登録商標)との混合物に対する充填剤の
重量百分率対固有抵抗(オーム−cm)のグラフであ
る。サーマルブラック(登録商標)とケッチェンブラッ
ク(登録商標)とを含有する混合系が好ましい範囲内で
制御された導電性をもたらすと推定されることは明らか
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 転写ステーションを含む静電写真複写装置を
示す概略図である。
【図2】 バイアス転写部材を含む静電写真複写装置を
示す概略図である。
【図3】 中間転写装置を示す断面図である。
【図4】 マイカまたはチタン酸バリウム、カーボンブ
ラック250R(登録商標)およびカーボンブラックX
C−72(登録商標)に対する充填剤重量百分率対固有
抵抗(オーム−cm)を示すグラフである。
【図5】 カーボンブラック250R(登録商標)また
はサーマルブラック(登録商標)、カーボンブラックX
C−72(登録商標)またはケッチェンブラック(登録
商標)、およびサーマルブラック(登録商標)とケッチ
ェンブラック(登録商標)との混合物に対する充填剤重
量百分率対固有抵抗(オーム−cm)を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
1 正電荷、2 感光体ドラムの電荷、3 トナー粒
子、4 バイアス転写部材、5 中間転写部材の前面、
6 中間転写部材の裏面、9 転写部材、10感光体、
11 電源、12 帯電装置、13 画像入力装置、1
4 現像ステーション、15 転写手段、16 複写シ
ート、17 クリーニングステーション、19 定着ス
テーション、20 中間転写部材。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年3月11日(1999.3.1
1)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0033
【補正方法】変更
【補正内容】
【0033】転写部材は、中間転写部材またはバイアス
転写部材のいずれの形態をとってもよい。転写部材が、
例えば、中間転写部材の様な可撓性の継目のないまたは
継目のあるベルト、フィルムまたはシートの形態をとる
実施形態において、塗膜は、相対的に高い固有抵抗を有
するプラスチック製の可撓性のフィルム、シートまたは
ベルトとして存在する。適切なプラスチックの特定の例
には、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリアラミド、
ポリフタルアミドの様なポリイミド、ポリフェニレンス
ルフィド、ポリエチレンナフレート、エポキシ類、ア
クリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)、ポ
リカーボネート類、ポリアクリル酸、ポリ弗化ビニル、
ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテル
エーテルケトン(PEEK)およびウレタンの様なその
他のポリマーが挙げられる。好ましいウレタンには、ユ
ニロイヤル(Uniroyal)、バイエル(Baye
r)、コナップ(Conap)およびその他から入手で
きるポリエステル、ポリエーテルおよびポリカプロラク
トンベースのウレタンが挙げられる。
フロントページの続き (72)発明者 リチャード エル カールストン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター ローデン ポイント ロード 409 (72)発明者 ジェイムズ エフ スミス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 オンタ リオ ファーニス ロード 7284 Fターム(参考) 2H032 AA02 AA05 AA15 BA08 BA09

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリマーと2種以上のカーボンブラック
    の混合物とを含むことを特徴とする転写部材。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の転写部材であって、 前記カーボンブラック混合物が、約1μmから約100
    μmの粒子サイズを有する第一のカーボンブラックと、
    約1サブミクロンから約1μmの粒子サイズを有する第
    二のカーボンブラックと、を含むことを特徴とする転写
    部材。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の転写部材であって、 前記カーボンブラック混合物が、約10-1から約103
    オーム−cmの表面固有抵抗を有する第一のカーボンブ
    ラックと、約103から約107オーム−cmの表面固有
    抵抗を有する第二のカーボンブラックと、を含むことを
    特徴とする転写部材。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の転写部材であって、 前記カーボンブラック混合物が、第一のカーボンブラッ
    クと、第一のカーボンブラックの粒子形状と異なる粒子
    形状を有する第二のカーボンブラックと、を含むことを
    特徴とする転写部材。
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