JP2005250366A

JP2005250366A - 複合管状体

Info

Publication number: JP2005250366A
Application number: JP2004064302A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Iwamoto; 登志明岩元; Toshihiko Tomita; 俊彦富田
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2004-03-08
Filing date: 2004-03-08
Publication date: 2005-09-15

Abstract

【課題】高画質なトナー画像を得ることができる複合管状体を提供する。
【解決手段】半導電性ポリイミド樹脂からなる管状内層と、前記管状内層の外周面に半導電性シリコーンゴム製弾性体層と、前記弾性体層の外周面にフッ素樹脂層とが設けられた少なくとも三層からなる複合管状体であって、前記管状体の体積抵抗率が１０⁶〜１０¹³Ω・ｃｍであることを特徴とする複合管状体。
【選択図】なし

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真画像形成装置において、転写定着ベルトとして好適に使用できる複合管状体に関する。

ポリイミド樹脂は、耐熱性、寸法安定性、機械的特性および化学的特性に優れており、複写機等の画像形成装置の定着ベルトとして用いられている。近年、電子写真画像に対するカラー化に伴い、高画質、高速化への要求が強まっている。これに伴い、帯電、露光、現像、転写、定着という一連の電子写真プロセス（カールソン法）を複合化した電子写真画像形成装置が開発されている。一方、転写体や定着体として高強度、高精度のシームレスベルトが開発されており、これに伴い転写定着を同時に行う転写定着装置の開発が進められている（特許文献１を参照）。

電子写真方式の定着器における転写紙への画像定着方法の一例として、前記ポリイミド樹脂の管状物を用いたベルト転写定着方式がある（特許文献２を参照）。従来は転写工程と定着工程とが別れていたが、このベルト転写定着方式においては、１つのベルトで転写と定着を行うことができ、転写部から定着部へ転写材が搬送中に画像が乱れるなどの従来技術の問題点が改良されており、感光体表面に形成された現像像を忠実に鮮明な画像のまま転写材上に転写定着することができる。

このようなベルト転写定着方式では、前記シームレスベルトを極めて薄く形成することで、ヒーターの発熱を直ちにベルトに伝導させることができ、また、熱容量を小さくすることもできる。したがって、電源を入れると、直ちに定着ベルトの表面温度が所定の温度まで昇温するため、待ち時間が著しく短縮されると同時に省電力を実現できるという利点がある。
特開平５−６０５９号公報特開２００３−１７７６３０号公報

しかしながら、前記特許文献２に記載されるような転写定着ベルトは、各層のマトリックス成分として樹脂を用いているため、全体として柔軟性に劣り、それ故、より高いトナー定着性が要求されるカラー画像形成装置に対応するには十分とはいえない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、高画質なトナー画像を得ることができる複合管状体を提供することにある。

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究したところ、次の条件を兼ね備えた場合に満足する特性を有するベルトを得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の複合管状体は、半導電性ポリイミド樹脂からなる管状内層と、前記管状内層の外周面に半導電性シリコーンゴム製弾性体層と、前記弾性体層の外周面にフッ素樹脂層とが設けられた少なくとも三層からなる複合管状体であって、前記管状体の体積抵抗率が１０⁶〜１０¹³Ω・ｃｍであることを特徴とする。

前記体積抵抗率は、１０⁶〜１０¹³Ω・ｃｍの範囲に設定されていなければならない。複合管状体では、抵抗値の高い層の影響を受けるため、表面抵抗率を指標にすると実質的に表面付近層の抵抗値を反映するだけであり、複合管状体としての機能面から体積抵抗率を制御する方が好ましい。前記体積抵抗率は、好ましくは１０⁹〜１０¹²Ω・ｃｍの範囲である。複合管状体の体積抵抗率が前記範囲内であると、トナーの電荷のやりとりが効率的に行われ、また転写摩擦により発生する静電荷を効果的に逃がすことができ、感光体表面に形成された現像像を忠実に鮮明な画像のまま転写定着し、転写材上に高画質なトナー画像を得ることができる。

前記弾性体層とフッ素樹脂層との間にプライマー層がさらに設けられており、前記フッ素樹脂層を構成するフッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体、およびテトラフルオロエチレン−へキサフロロプロピレン共重合体からなる群より選ばれた１種以上からなり、かつ前記フッ素樹脂層の厚さが１〜５０μｍであることが好ましい。前記フッ素樹脂層の厚さは、５〜４０μｍがより好ましい。かかる範囲の厚さにより、耐熱性、耐久性およびトナー離型性を発現することができる。

前記複合管状体の外表面の表面粗さＲｚは、５．０μｍ以下であることが好ましく、４．０μｍ以下がより好ましい。かかる範囲内であれば、画像の転写定着性や紙の分離性に優れ、高画質および高速化に対応することができる。

本発明の複合管状体によると、少なくとも半導電ポリイミド樹脂製管状内層と、半導電シリコーンゴム製弾性体層とさらに最外層にフッ素樹脂層を有する三層からなるものであって特定の体積抵抗率に設定されているため、高い転写性および定着性を有し、シリコーンゴム製の弾性体層が設けられているため、従来のものと比較して柔軟性に優れている結果、さらに高いトナー定着性を備えたものとなり、高画質化に十分対応することができる。

また、前記複合管状体は特定の体積抵抗率を有する半導電性のものであるため、画像形成装置に組み込んでベルト転写方式、ベルト定着方式、ベルト転写・定着方式のベルトとして用いた場合、トナー転写効率が向上し、トナー転写紙との摩擦による静電荷を生じたとしても即座に除電でき、トナー画像が乱れることもない。かかる点からも、トナー画像の高画質化を実現できるという利点を有している。

また、前記複合管状体は、その外周面にフッ素樹脂層を設けているため、フッ素樹脂層を設けていない複合管状体と比較して、耐熱性およびトナー離型性に関してより優れたものとなるため、オイルレス化が図れ、耐久性に優れ、長期使用に適するものである。

本発明の複合管状体は、少なくとも半導電性ポリイミド樹脂からなる管状内層と、半導電性シリコーンゴム製弾性体層と、最外層にフッ素樹脂層とを備えた三層構造を有するものである。

本発明における半導電性とは、中間転写兼定着ベルトに要求されるトナー離型性と静電転写性とを発揮する特性をいい、通常、複合管状体の管状内層または弾性体層における表面抵抗率が１０⁸〜１０¹²Ω／□程度であり、体積抵抗率は前述の通りである。前記表面抵抗率は、ハイレスタＵＰＭＣＰ−ＨＴ４５０（三菱油化社製、プローブ：ＵＲ）にて印加電圧１００Ｖ、１０秒値の測定条件による２５℃、６０％ＲＨでの値をいう。体積抵抗率は、実施例に記載の方法により測定した値である。表面抵抗率および体積抵抗率は、導電性物質の種類や含有量により前記範囲内に調整することができる。

前記半導電性ポリイミド樹脂からなる管状内層の形成材料としては、導電性物質と、ポリイミド前駆体溶液（ポリアミド酸溶液）とを含有する材料が用いられる。

前記導電性物質としては、半導電性を付与できるものであれば特に限定されるものではなく、例えばカーボン、グラファイト、金属粉末等の導電性粉末や、導電性を有する有機化合物、無機化合物等が用いられる。

なかでも、得られる管状内層の機械的特性を良好なものとする、カーボンブラック等の導電性粉末を用いることが好ましい。

なお、前記導電性物質は、得られる管状内層の機械的特性に悪影響を与える可能性があるので、その選択および配合割合には充分に配慮する必要がある。具体的には、前記導電性物質は、前記管状内層に対して、０．５〜５０重量％の範囲内となるよう配合することが好ましい。

また、前記導電性物質の粒径としては、得られる複合管状体の摺動性を考慮して、管状内層の厚さ以下であることが好ましい。

本発明の複合管状体の管状内層を形成するポリアミド酸溶液は、テトラカルボン酸二無水物あるいはその誘導体とジアミンとの略等モルを有機溶媒中で反応させて得られる。次いで、得られたポリアミド酸溶液を、溶媒の除去後にイミド転化反応を行うことによりポリイミド樹脂からなる管状内層を形成することができる。

前記テトラカルボン酸二無水物としては、下記の一般式（Ｉ）で表されるものが挙げられる。

〔式中、Ｒは４価の有機基であり、芳香族、脂肪族、環状脂肪族、芳香族と脂肪族とを組み合わせたもの、またはそれらの置換された基を示す。〕
前記テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、ピロメリット酸二無水物、3 ，3 ′，4 ，4 ′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3 ，3 ′，4 ，4 ′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2 ，3 ，3 ′，4 ′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2 ，3 ，6 ，7 −ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1 ，2 ，5 ，6 −ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1 ，4 ，5 ，8 −ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2 ，2 ′−ビス（3 ，4 −ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（3 ，4 −ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、ペリレン−3 ，4 ，9 ，10−テトラカルボン酸二無水物、ビス（3 ，4 −ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。

また、このようなテトラカルボン酸二無水物と反応させるジアミンの具体例としては、4 ，4 ′−ジアミノジフェニルエーテル、4 ，4 ′−ジアミノジフェニルメタン、3 ，3 ′−ジアミノジフェニルメタン、3 ，3 ′−ジクロロベンジジン、4 ，4 ′−ジアミノジフェニルスルフィド、3 ，3 ′−ジアミノジフェニルスルホン、1 ，5 −ジアミノナフタレン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、3 ，3 ′−ジメチル−4 ，4 ′−ビフェニルジアミン、ベンジジン、3 ，3 ′−ジメチルベンジジン、3 ，3 ′−ジメトキシベンジジン、4 ，4 ′−ジアミノジフェニルスルホン、4 ，4 ′−ジアミノジフェニルスルフィド、4 ，4 ′−ジアミノジフェニルプロパン、2 ，4 −ビス（β−アミノ−ｔ−ブチル）トルエン、ビス（ｐ−β−アミノ−ｔ−ブチルフェニル）エーテル、ビス（ｐ−β−メチル−δ−アミノフェニル）ベンゼン、ビス−ｐ−（１，1 −ジメチル−5 −アミノ−ペンチル）ベンゼン、1 −イソプロピル−2 ，4 −ｍ−フェニレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、ジ（ｐ−アミノシクロヘキシル）メタン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ジアミノプロピルテトラメチレン、3 −メチルへプタメチレンジアミン、4 ，4 −ジメチルヘプタメチレンジアミン、2 ，１１−ジアミノドデカン、1 ，2 −ビス−3 −アミノプロポキシエタン、2 ，2 −ジメチルプロピレンジアミン、3 −メトキシヘキサメチレンジアミン、2 ，5 −ジメチルヘプタメチレンジアミン、3 −メチルへプタメチレンジアミン、5 −メチルノナメチレンジアミン、2 ，１１−ジアミノドデカン、2 ，１７−ジアミノエイコサデカン、1 ，4 −ジアミルクロヘキサン、1 ，１０−ジアミノ−1 ，１０−ジメチルデカン、1 ，１２−ジアミノオクタデカン、2 ，2 −ビス〔4 −（4 −アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン、ピぺラジン、Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₃Ｏ（ＣＨ₂)₂ＯＣＨ₂ＮＨ₂、Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₃Ｓ（ＣＨ₂)₂ＣＨ₂ＮＨ₂、Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₃Ｎ（ＣＨ₃)ＣＨ₂ＮＨ₂等が挙げられる。

前記テトラカルボン酸二無水物またはその誘導体と前記ジアミンは、それぞれの１種類以上を適宜に選定し反応させるが、その際に用いられる有機溶媒としては、その官能基がテトラカルボン酸二無水物またはジアミンと反応しない双極子を有する有機極性溶媒を用いる。また有機極性溶媒は、反応系に対して不活性であり、かつ生成物であるポリアミド酸に対しても溶媒として作用するものを用いる。しかも、有機極性溶媒は、反応成分の少なくとも一方、好ましくは両者に対して溶媒として作用するものが用いられる。前記有機極性溶媒としては、特にＮ，Ｎ−ジアルキルアミド類が有用であり、例えばこれの低分子量物であるＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。これら有機極性溶媒は、蒸発、置換または拡散によりポリアミド酸およびポリアミド酸成形品から容易に除去することができる。また、前記以外の有機極性溶媒として、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルトリアミド、Ｎ−メチル−2 −ピロリドン、ピリジン、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。さらに、前記有機極性溶媒に、クレゾール、フェノール、キシレノール等のフェノール類、ベンゾニトリル、ジオキサン、ブチロラクトン、キシレン、シクロヘキサン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン等を単独でまたは２種以上を組み合わせて混合することもできる。ただし、生成するポリアミド酸の加水分解による低分子量化を防ぐため、重合反応の際には水の使用は避けることが好ましい。

前記ポリアミド酸溶液は、前記テトラカルボン酸二無水物（ａ）とジアミン化合物（ｂ）とを有機極性溶媒中で、０．５〜１０時間程度反応させることにより得られる。なお、０．５時間未満であると反応が不十分となり、１０時間を超えてもそれ以上の効果が得られないからである。また、反応時におけるモノマー濃度〔前記溶媒中における（ａ）＋（ｂ）の濃度〕は種々の要因に応じて設定できるが、通常５〜３０重量％である。また、反応温度は８０℃以下に設定することが好ましい。なかでも、反応温度を５〜５０℃に設定することが好適である。

また、このようにして有機極性溶媒中でテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを反応させると、その反応の進行に伴い溶液の粘度が上昇するが、本発明においては対数粘度（η）が０．５以上となったポリアミド酸溶液を用いることが好ましい。すなわち、対数粘度（η）が０．５以上のポリアミド酸溶液を用いて形成される管状内層は、熱劣化に対する信頼性（耐熱性）が対数粘度０．５末満のものと比較して特に優れているという利点がある。なお、前記対数粘度（η）は毛細管粘度計を用いてポリアミド酸溶液と溶媒の落下時間を各々測定し、下記の数式（１）により算出される値である。

このようにして得られたポリアミド酸溶液中に、前記導電性物質を添加して、ボールミル、三本ロール等にて均一に混合することにより、導電性ポリアミド酸溶液を調製することができる。なお、予め前記有機極性溶媒中に導電性物質を含有させ、この導電性物質含有有機極性溶媒中で、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを反応させるようにしてもよい。この方法によれば、反応終了と同時に、導電性ポリアミド酸溶液を得ることができるという利点がある。

前記導電性ポリアミド酸溶液は、使用する際、粘度が高い場合には適当な溶媒で希釈して粘度を低くして用いる。前記導電性ポリアミド酸溶液の粘度は、塗布厚み、シリンダの内径、溶液温度、走行体の形状等に応じて設定されるが、通常、１〜１０００Ｐａ・ｓ（塗布作業時の温度で、Ｂ型粘度計での測定値）の範囲に設定されることが好ましい。

また、導電性ポリアミド酸溶液中のポリアミド酸濃度は、効果の点から、すでに述べたように５〜３０重量％の範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは１０〜２０重量％の範囲である。

前記管状内層の外周面に形成される弾性体層の形成材料としては、半導電性シリコーンゴムが用いられる。

前記半導電性シリコーンゴムとしては、特に限定されるものではないが、液状のものが好適に用いられ、例えば市販されている熱硬化性シリコーンゴム（シリコーンＲＴＶゴム）等のシリコーンゴムに導電性物質を配合したものがあげられる。

前記シリコーンゴムに配合する導電性物質としては、前記管状内層の形成材料として用いる導電性物質と同様のものがあげられる。なかでも、弾性体層の機械的特性を良好なものとする、カーボンブラック等の導電性粉末を用いることが好ましい。なお、前記導電性物質は、得られる弾性体層の機械的特性に悪影響を与える可能性があるので、その選択および配合割合には充分に配慮する必要がある。

具体的には、前記導電性物質は、前記シリコーンゴムの固形重量に対して、０．５〜５０重量％の範囲内となるよう配合することが好ましい。より好ましくは、１．０〜３０重量％である。

前記弾性体層の外周面に形成されるフッ素樹脂層の形成材料としては、非粘着性に優れたフッ素樹脂が選択される。前記フッ素樹脂は、通常、溶液状（ディスパージョンを含む）で用いられ、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−へキサフロロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）等が好ましく、これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。これらフッ素樹脂の中でも、特にトナー離型性が高いという点からＰＦＡを用いることが好ましい。

前記弾性体層とフッ素樹脂層との間には、これら二層を結合するためにプライマー層を設けることが好ましい。前記プライマー層の形成材料としては、ＰＲ−９９０ＣＬ（三井デュポンフロロケミカル社製）等の従来公知のプライマーが挙げられる。前記ＰＲ−９９０ＣＬ等のフッ素化シリコーンのプライマーは、シリコーンゴムとフッ素樹脂をより強固に接着できるため好ましい。

本発明の複合管状体は、前記各材料を用い、例えばつぎのようして製造することができる。すなわち、まず従来公知の方法にしたがって半導電性ポリイミド樹脂製管状体（管状内層に相当）を作製する。

前記導電性ポリイミド樹脂製管状体は、例えば、前記導電性ポリアミド酸溶液をシリンダの周面に均一に塗布し、これをイミド転化したのちシリンダから取り出すことによって得られる。

前記塗布方法としては、前記導電性物質含有ポリアミド酸溶液中に前記シリンダを浸潰して引き上げる方法、シリンダの片端部付近に導電性ポリアミド酸溶液を供給したのちこのシリンダと一定のクリアランスを有する走行体を走行させる方法、ディスペンサーにより塗布する方法等があげられる。また、シリンダと一定のクリアランスを有する孔内に、導電性ポリアミド酸溶液が全面または一部に供給されたシリンダを通過させる方法や、導電性ポリアミド酸溶液をシリンダの周面にスプレー塗布する方法を用いてもよい。これらは、状況等に応じて適宜に選択される。

なお、前記導電性ポリアミド酸溶液をシリンダの片端に供給した後、シリンダ内を走行させる際に用いる走行体としては、例えば、金属製、硬質プラスチック製、硬質ガラス製等のものを用いることができる。そして、この走行は、圧縮空気、ガス爆発等により走行体を押す方法、牽引ワイヤー等により牽引する方法、減圧法あるいは自重走行法（シリンダを垂直にたて、走行体をその自重により下方に走行させる）等により行うことができる。この走行をいずれの方法で行うにしても、塗布厚みを均一にするため、シリンダを垂直または水平に維持することが好ましい。また、シリンダ自体や走行体自体を、前記走行に際して回転させることもできる。

シリンダ周面に塗布された導電性ポリアミド酸溶液のイミド転化は、加熱によって行われる。加熱により、イミド転化とともに溶媒の除去がなされる。

前記加熱温度は、特に限定するものではなく適宜に設定することができるが、まず、８０〜１８０℃程度の低温で加熱して溶媒を蒸発除去し、ついで２５０〜４００℃程度に昇温してイミド転化を終了するという多段加熱法を用いるのが好ましい。加熱時の所要時間は加熱温度に応じて適宜に設定するが、通常、低温加熱およびその後の高温加熱とも２０〜６０分程度である。このような多段加熱法を用いれば、イミド転化に伴い発生する閉環水や溶媒の蒸発に起因する半導電性ポリイミド樹脂製管状体における微小ボイドの発生を防止できる。

前記イミド転化によって得られた半導電性ポリイミド樹脂製管状体をシリンダ周面から剥離する作業は、例えばシリンダの壁に小さな貫通孔を予め設けておき、この孔に空気を圧送してその圧力で半導電性ポリイミド樹脂製管状体をシリンダ壁から剥離させる方法等により行うことができる。このようにして得られた半導電性ポリイミド樹脂製管状体の厚さは、画像形成装置への組み込み等を考慮して、１０〜１５０μｍの範囲に設定されていることが好ましい。

つぎに、前記半導電性ポリイミド樹脂製管状体の外周面に導電性シリコーンゴム溶液を塗布する。なお、塗布作業の際、前記半導電性ポリイミド樹脂製管状体の内側に、形状保持のためのシリンダを嵌挿してもよい。そして、前記溶液の塗布された半導電性ポリイミド樹脂製管状体に円筒体を外挿配置させ、その状態から、前記円筒体または半導電性ポリイミド樹脂製管状体を走行させるか、もしくは前記両者を互いに反対方向に走行させて塗布厚さを均一にする。そして、導電性シリコーンゴム溶液塗布の場合は、温度２０〜１５０℃で１〜２４時間放置して硬化させることにより半導電性シリコーンゴムからなる弾性体層が形成された複合管状体を得る。

前記半導電性シリコーンゴム製弾性体層の厚さは、適度な弾性を発現してトナーを好適に定着でき、画像形成装置への組み込み等を考慮して、１０〜１０００μｍの範囲に設定されていることが好ましい。

また、弾性体層の形成は、他の製法によっても得ることができる。すなわち、前述と同様の方法により得られた半導電性ポリイミド樹脂製管状体の外周面に、導電性シリコーンゴム溶液をスプレーガン等でスプレーコートして均一に塗布する。

ついで、導電性シリコーンゴム溶液を塗布後、温度２０〜１５０℃で１〜２４時間放置して硬化させることにより、半導電性シリコーンゴムからなる弾性体層が形成された複合管状体を得る。

なお、前記スプレーコートに用いられるガンは特に限定されるものではないが、均一に塗布するには、ノズル径は小さい方が好ましく、通常、ノズル径０．１〜２．０ｍｍのものが用いられる。

また、通常、スプレー圧は１．０〜５．０ｋｇ／ｃｍ²の範囲に設定される。

すなわち、スプレー圧が低すぎるとスプレー塗布された溶液の乾きが悪くなり形成される弾性体層にクラックやピンホールを生じやすく、逆にスプレー圧が高くなりすぎるとノズル先端に溶液の詰まりが発生しやすく、塗布作業の観点から好ましくない。

なお、弾性体層を形成する際に、その接着強度を向上させるため、接着処理、例えばアルカリ処理、プライマ処理、超音波処理、エッチング処理等のウエット処理、コロナ処理、プラズマ処理、紫外線（ＵＶ）照射処理、電子線照射処理、レーザー処理等のドライ処理を施してもよい。

このようにして、半導電性ポリイミド樹脂からなる管状内層と、半導電性シリコーンゴムからなる弾性体層の二層からなる複合管状体が得られる。

次に、前記二層からなる複合管状体の外周面にスプレーコートによりフッ素樹脂層を形成する。フッ素樹脂は、通常、溶液状（ディスパージョンを含む）で用いられ、前記シリコーンゴム溶液と同様に塗布することができる。

本発明においては、前記弾性体層と前記フッ素樹脂層との間にプライマー層を設けることが好ましい。プライマー層は、シリコーンゴムとフッ素樹脂層を強固に結合するために形成されるものである。

プライマー層の形成方法は、前記管状内層を形成後、その外周面にスプレー塗布等により塗布した後、乾燥させることにより行なうことができる。

前記プライマー層の厚さは、適度な接着性を発現するとともに画像形成装置への組み込み等を考慮して、０．５〜５．０μｍの範囲に設定されていることが好ましい。

プライマー層を設けた場合は、プライマー層の外周面に前記したようにフッ素樹脂層を形成する。

このようにして得られた複合管状体は、特定の体積抵抗率を有しており、半導電性ポリイミド樹脂からなる管状内層と、半導電性シリコーンゴムからなる弾性体層と最外層にフッ素樹脂からなるフッ素樹脂層とを少なくとも有しているため、トナー転写性、定着性、トナー離型性に優れている。このため、高画質化が要求される画像形成装置の転写・定着ベルト等に極めて有用である。

［実施例］
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。

［実施例１］
Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）にポリアミド酸溶液の固形分に対して２５重量％になるようカーボン（デグサ（株）製，プリンテックスＶ）を添加し、ボールミルで１２時間分散させたＮＭＰ溶液中に、酸成分として３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を準備するとともに、アミン成分としてｐ−フェニレンジアミンと４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとの混合物（モル比７：３）を準備し、両者の略等モルをフラスコ中のＮＭＰ溶液に溶解（モノマー濃度２０重量％）した後、温度２０℃で１時間反応させ、その後、７５℃で１０時間加温して回転粘度２２０Ｐａ・ｓ（Ｂ型粘度計にて測定：測定温度２５℃）のポリアミド酸溶液（カーボンブラック含有）を調製した。その後、＃８００ステンレスメッシュを用いて濾過し、管状内層形成用のポリアミド酸溶液とした。

次に、前記のポリアミド酸溶液を内径２００ｍｍ、長さ５００ｍｍのドラム金型の内周面にディスペンサを介して厚さ４００μｍに塗布し、１５００r ｐｍで１０分間回転させて均一厚の展開層とした後、２５０r ｐｍで回転させながらドラム金型の外側より６０℃の熱風を３０分間吹き付け、ついで１５０℃で６０分間加熱した後、２℃／分の速度で３５０℃に昇温し、その温度で３０分間加熱して、溶媒の除去、脱水閉環水の除去およびイミド転化を行い、それを室温に冷却して金型より剥離し、カーボンブラックを含有する厚さ７５〜７８μｍのポリイミド樹脂製管状体を得た。

このようにして得られたポリイミド樹脂製管状体の外周面に、導電性液状シリコーンゴム（ＧＥ東芝シリコーン社製、ＸＥ１６−Ｂ６４３０）をスプレー塗布し、１５０℃の熱風循環式炉で、３０分加熱硬化させて、均一な厚さ２００μｍの弾性体層を形成した。

次に、弾性体層の上にプライマー（三井デュポンフロロケミカル社製、ＰＲ−９９０ＣＬ）をスプレー塗布し、１２０℃の熱風循環式炉で１０分加熱乾燥させて、厚さ２μｍのプライマー層を形成した。

さらに、プライマー層の上にＰＦＡ分散塗料（三井デュポンフロロケミカル製、ＥＮＡ−１２９−１）をスプレー塗布し、３２０℃の熱風循環式炉で、３０分加熱乾燥させて、厚さ１０μｍのフッ素樹脂層を形成した。総厚が２９２μｍの複合管状体が得られた。

［実施例２］
実施例１において、カーボン（デグサ（株）製，プリンテックスＶ）を３０重量％配合した厚さ７５μｍのポリイミド樹脂製管状体を用い、またフッ素樹脂層としてＰＦＡ水性塗料（ダイキン工業製、ＡＷ−５０００）をスプレー塗布し、３２０℃の熱風循環式炉で、３０分加熱乾燥させて、厚さ２０μｍのフッ素離型層を形成したこと以外は実施例１と同様にして、総厚が３００μｍの複合管状体を得た。

［実施例３］
実施例１において、カーボン（デグサ（株）製，プリンテックスＶ）を１５重量％配合した厚さ７５μｍのポリイミド樹脂製管状体を用いたこと以外は実施例１と同様にして、総厚が２９０μｍの複合管状体を得た。

［比較例１］
実施例１において、カーボン（デグサ（株）製，プリンテックスＶ）を４０重量％配合した厚さ７５μｍのポリイミド樹脂製管状体を用いたこと以外は実施例１と同様にして、総厚が３００μｍの複合管状体を得たが、ベルトとしては可撓性がないフィルムであった。

［比較例２］
実施例１において、カーボン（デグサ（株）製，プリンテックスＶ）を１０重量％配合した厚さ７５μｍのポリイミド樹脂製管状体を用いたこと以外は実施例と同様にして、総厚が３００μｍの複合管状体を得た。

［評価試験］
実施例および比較例で得た転写定着ベルトについて下記の特性を調べた。

（１）表面粗さＲｚ
ＪＩＳＢ０６０１（１９８２）に準じ、ベルト表面の任意の５点よりサンプルを採取し、その周方向に関して、表面粗さ計（サーフコム５５４Ａ（東京精密社製））にてカットオフ０．３２ｍｍ、測定長さ２．５ｍｍ、駆動速度０．１２ｍｍ／ｓｅｃ、触針荷重７０ｍｇにて測定を行った。

（２）体積抵抗率
ハイレスタＵＰＭＣＰ―ＨＴ４５０（三菱油化社製、プローブ：ＵＲ）にて印加電圧１００Ｖ、３０秒値の測定条件による２５℃、６０％ＲＨでの体積抵抗率を調べた。

（３）画像転写定着性
得られた複合管状体を幅３００ｍｍに切断して、レーザービームプリンターに転写定着ベルトとして組み込み、普通紙からなる記録シート印刷テストを行った。評価基準は、１万枚のテスト中で全て良好な転写による鮮明で正確な画像が得られた場合を良好（○）、転写不良や不鮮明な画像、不正確な画像が得られた場合を不良（×）とした。

以上の結果を表１に示す。

表１より、実施例の複合管状体は、体積抵抗率が所定の範囲内に設定されており、カラー画像形成装置の転写定着ベルトとして用いたところ、トナーの転写、定着性が良好なカラー転写・定着システムが得られ、これによって得られたトナー画像は品質に優れたものであった。一方、比較例の複合管状体は、体積抵抗率が低過ぎるものと高過ぎるものとが得られ、カラー画像形成装置の転写定着ベルトとして用いたところ、いずれもトナーの転写不良が生じ、不鮮明な画像、不正確な画像が得られた。

Claims

半導電性ポリイミド樹脂からなる管状内層と、前記管状内層の外周面に半導電性シリコーンゴム製弾性体層と、前記弾性体層の外周面にフッ素樹脂層とが設けられた少なくとも三層からなる複合管状体であって、前記管状体の体積抵抗率が１０⁶〜１０¹³Ω・ｃｍであることを特徴とする複合管状体。
前記弾性体層とフッ素樹脂層との間にプライマー層がさらに設けられており、前記フッ素樹脂層を構成するフッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフロロアルコキシエチレン共重合体、およびテトラフルオロエチレン−へキサフロロプロピレン共重合体からなる群より選ばれた１種以上からなり、かつ前記フッ素樹脂層の厚さが１〜５０μｍである請求項１記載の複合管状体。
前記複合管状体の外表面の表面粗さＲｚが５．０μｍ以下である請求項１または２に記載の複合管状体。