JP2013148737A - ポリイミド樹脂フィルム、管状体、管状体ユニット、中間転写体、及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリイミド樹脂とフッ素樹脂粒子と下記一般式(II)で表される化合物とを含む層の単層体で構成されるか、又は、前記層を最外層121として有する2層以上の積層体で構成されたポリイミド樹脂フィルム100である。
【選択図】図1
Description
請求項1に係る発明は、
ポリイミド樹脂とフッ素樹脂粒子と下記一般式(II)で表される化合物とを含む層の単層体で構成された、又は前記層を最外層として有する2層以上の積層体で構成されたポリイミド樹脂フィルムである。
前記一般式(II)で表される化合物の数平均分子量が1000以上30000以下である、請求項1に記載のポリイミド樹脂フィルムである。
請求項1又は請求項2に記載のポリイミド樹脂フィルムからなる管状体である。
請求項3に記載の管状体と、前記管状体を掛け渡す複数のロールと、を備え、画像形成装置本体に対して脱着される管状体ユニットである。
請求項3に記載の管状体からなる中間転写体である。
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像保持体の表面の潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像が転写される中間転写体であって、請求項5に記載の中間転写体と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を前記中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、
前記中間転写体の表面に転写された前記トナー像を記録媒体に二次転写する二次転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、
を備えた画像形成装置である。
図1は、本実施形態に係るポリイミド樹脂フィルム(以下、「フィルム」と称する場合がある)の断面を模式的に示す模式断面図である。
そして、最外層121として、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂粒子、及び一般式(II)で表される化合物を含んで構成された層を適用している。
なお、一般式(II)で表される化合物は、フッ素原子を含む非イオン性界面活性剤に相当する化合物である。
樹脂中にフッ素樹脂粒子を分散させる手法としては、例えば、樹脂にフッ素系グラフトポリマーを含有させる方法が挙げられる。この方法は、例えば樹脂としてウレタン樹脂を用いた場合には有効である一方、本実施形態のように樹脂としてポリイミド樹脂を用いた場合には、ウレタン樹脂等を用いた場合に比べるとフッ素樹脂粒子の分散性が向上しにくいと考えられる。
一方本実施形態のフィルム100では、ポリイミド樹脂と一般式(II)で表される化合物とを用いているため、一般式(II)で表される化合物に代えてフッ素系グラフトポリマーを用いた場合に比べても、最外層121におけるフッ素樹脂粒子の分散性が良好である。
具体的には、一般式(II)で表される化合物はフッ素系グラフトポリマーに比べて分子が小さいため、フッ素樹脂粒子への吸着効率が高いと考えられる。また、それに加えて一般式(II)で表される化合物は、フッ素系グラフトポリマーに比べて分子運動の自由度が高いため、樹脂とフッ素樹脂粒子と溶媒との間の安定構造が形成しやすいと考えられる。特に本実施形態のように樹脂としてポリイミド樹脂を用いる場合は、ポリイミド樹脂フィルムを製造する過程で前記溶媒としてアミン系溶媒を用いることが考えられる。そしてその場合は特に、フッ素系グラフトポリマーを用いた場合と一般式(II)で表される化合物を用いた場合とで、前記安定構造の形成しやすさの差が大きくなるものと推測される。
また本実施形態のフィルム100からなる管状体を用いた中間転写体では、上記の通り樹脂としてポリイミド樹脂が用いられているため、他の樹脂にフッ素樹脂粒子が分散された中間転写体に比べて、最外層121の摩耗に伴う抵抗低下(特に高電圧(例えば500V)をかけたときの抵抗低下)が抑制されると考えられる。
まず、最外層121について説明する。
最外層121は、ポリイミド樹脂、一般式(II)で表される化合物、及びフッ素樹脂粒子を含んで構成される。最外層121は、フィルム100の用途に応じて、その他の成分を含んで構成されてもよい。
ポリイミド樹脂について説明する。
ポリイミド樹脂としては、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との重合体であるポリアミド酸のイミド化物が挙げられる。ポリイミド樹脂として具体的には、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との等モル量を溶媒中で重合反応させてポリアミド酸の溶液として得て、そのポリアミド酸をイミド化して得られたもが挙げられる。
ポリイミド樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
次に、フッ素樹脂粒子について説明する。
フッ素樹脂粒子としては、例えば、4フッ化エチレン樹脂、3フッ化塩化エチレン樹脂、6フッ化プロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、2フッ化2塩化エチレン樹脂及びそれらの共重合体の粒子が挙げられる。
これらの中も、フッ素樹脂粒子としては、特に、ポリテトラフルオロエチレン(4フッ化エチレン樹脂「PTFE」)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(「FEP」)、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体(「PFA」)が望ましい。
これは、フッ素樹脂粒子が、一次粒子、二次粒子(一次粒子が2つ以上凝集した凝集状態)、又はこれらの混合状態で分散・含有されており、少なくとも凝集粒子の状態での二次粒子径が上記範囲となっていること、つまり、フッ素樹脂粒子の凝集が抑制された状態で分散されていることを意味する。
なお、フッ素樹脂粒子の一次粒子(凝集していない状態の粒子径:一次粒径)は、0.1μm以上0.3μm以下であることがよい。
フッ素樹脂粒子は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
一般式(II)で表される化合物は、下記に示されるものである。
前記一般式(II)中、R1及びR2は、上記の通り、それぞれ独立に、直鎖状若しくは分岐状のフッ化アルキル基を表す。そして、フッ化アルキル基は、全フッ化アルキル基であってもよいし、部分フッ化アルキル基であってもよい。
R1及びR2で表されるフッ化アルキル基に含まれるフッ素原子数は特に限定されず、フッ化アルキル基の炭素数によっても異なるが、例えば1以上の範囲が挙げられ、2以上が望ましく、R1及びR2で表される基がパーフルオロアルキル基であることが望ましい。
R1及びR2で表されるフッ化アルキル基の具体例としては、例えば、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロヘプチル基、パーフルオロオクチル基、これら基のフッ素原子の一部が水素原子であるもの等が挙げられる。
また、R1及びR2で表される基としては、上記の中でも、炭素数1以上10以下の直鎖状のフッ化アルキル基が望ましく、炭素数2以上9以下の直鎖状のパーフルオロアルキル基がさらに望ましい。
前記一般式(II)中、R3は、上記の通り、水素原子、メチル基、又はエチル基を表す。また、前記一般式(II)中、R4は、上記の通り、水素原子、直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、アルキルアルコール基を表す。
R4で表されるアルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。
R4で表されるアルキルアルコール基の具体例としては、例えば、メチルアルコール基、エチルアルコール基、プロピルアルコール基等が挙げられる。
前記一般式(II)中、L1及びL2は、上記の通り、それぞれ独立に、単結合、直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基を表す。
L1及びL2で表されるアルキレン基の具体例としては、例えば、エチレン基、プロピレン基、1−メチルエチレン基、2−メチルエチレン基等が挙げられる。
前記一般式(II)中、L3は、上記の通り、直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基を表す。
L3で表されるアルキレン基の具体例としては、例えば、−CH2CH2−、−CH2CH(CH3)−、−CH(CH3)CH2−、−CH2CH2CH3−、−CH2CH2CH3CH3−等が挙げられる。
前記一般式(II)中、nは、上記の通り、5以上500以下の整数を表し、10以上300以下が望ましい。
上記数平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定される。このGPCによる数平均分子量の測定は、東ソー社製のHLC−8120GPCを使用し、カラム温度40℃、ポンプ流量0.4mL/分、検出器としてRI(GPC本体に内蔵されている)を用いる。データ処理は、あらかじめ分子量が既知の標準PEG(ポリエチレングリコール)の検量線(分子量1000以上での検量)を用いて、PEG換算分子量より分子量を得る。なお、測定条件は以下の通りである。
使用カラム:SuperAWM−H+SuperAWM−H+SuperAW3000
移動相:10mM LiBr+N−メチルピロリドン
注入量:20μl
サンプル濃度:0.1%(w/w)
なお、上記一般式(II)で表される化合物に加えて、必要に応じて他の界面活性剤を併用してもよい。
上記の通り、最外層121は、フィルム100の用途に応じてその他の成分を含んでよい。具体的には、例えば、フィルム100を中間転写体(例えば中間転写ベルト)や搬送転写体(例えば搬送転写ベルト)等の転写体に適用する場合、フィルムを半導電性(例えば体積抵抗率107Ω・cm以上1013Ω・cm以下、以下同様である)とするため、最外層121に導電剤を含有させてもよい。
導電剤の種類としては、特に制限はないが、例えば、カーボンブラック(例えばケッチエンブラック、アセチレンブラック、表面が酸化処理されたカーボンブラック等)、金属(例えばアルミニウムやニッケル等)、酸化金属化合物(例えば酸化イットリウム、酸化錫等)、イオン導電性物質(例えばチタン酸カリウム、LiCl等)、導電性高分子(例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリサルフォン、ポリアセチレンなど)等が挙げられる。
導電剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
次に、基材層122について説明する。
基材層122は、例えば、樹脂材料を含んで構成される。
基材層122も、フィルム100の用途に応じてその他の成分を含んでもよく、例えば、前記の通りフィルム100を転写体に適用する場合、フィルムを半導電性とするため、基材層122に導電剤を含有させてもよい。
樹脂材料について説明する。
樹脂材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、補強材を添加してなるポリエステル樹脂などが挙げられる。
特に本実施形態では、前記の通り、最外層121がポリイミド樹脂を含んで構成されることから、最外層121と接触する下層に相当する基材層122もポリイミド樹脂を含んで構成させることで、最外層121と下層となる基材層122との密着性が向上すると考えられ、当該層間の剥離が抑制される。
なお、ポリイミド樹脂としては、最外層121を構成するポリイミド樹脂と同様なものが挙げられる。
導電剤について説明する。
導電剤についても、最外層121を構成する導電剤と同様なものが挙げられる。
次に、本実施形態に係るフィルム100の形状及び特性について説明する。
フィルム100の形状は特に限定されないが、用途に応じて選択され、例えばシート状であってもよく、無端状であってもよい。すなわち、例えばフィルム100を定着用摺動部材等に適用する場合は、フィルム100をシート状のポリイミド樹脂シートとすればよい。また、例えば前記のようにフィルム100を転写ベルト、定着ベルト、又は用紙搬送ベルト等に適用する場合は、フィルム100を無端状の管状体とすればよい。
図2は、本実施形態のフィルムからなる管状体(以下「無端ベルト」と称する場合がある)の概略斜視図である。
図2に示す無端ベルト101は、上記の通り本実施形態のフィルム100を無端状にしたものであり、無端ベルト101の外周面110側における最表面層が上記最外層121となっている。
式:ρs=π×(D+d)/(D−d)×(V/I)
なお、表面抵抗率は、円形電極(三菱油化(株)製ハイレスターIPのURプローブ:円柱状電極部Cの外径Φ16mm、リング状電極部Dの内径Φ30mm、外径Φ40mm)を用い、22℃/55%RH環境下、電圧500V、10秒印加後の電流値を求め算出する。
式ρv=19.6×(V/I)×t
なお、体積抵抗率は、円形電極(三菱油化(株)製ハイレスターIPのURプローブ:円柱状電極部Cの外径Φ16mm、リング状電極部Dの内径Φ30mm、外径Φ40mm)を用い、22℃/55%RH環境下、電圧500V、10秒印加後の電流値を求め算出する。
以下、本実施形態に係るフィルム100の製造方法の一例として、フィルム100を無端状とした無端ベルト101の製造方法について説明するがこれに限られない。例えばフィルム100をシート状としたポリイミド樹脂シートを製造する場合は、後述する芯体をシートの形状に応じて選択すればよい。
また、無端ベルト101として、基材層122の樹脂材料としてポリイミド樹脂を用い、かつ、基材層122及び最外層121に導電剤としてカーボンブラックを含ませた形態の製造方法について説明するが、これに限られるわけではない。
具体的には、例えば、有機極性溶媒中にテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物を溶解させ、これにカーボンブラックを分散させた後、重合してカーボンブラックを分散させたポリアミド酸溶液を準備する方法が挙げられる。また、有機極性溶媒中にテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物を溶解させて重合した後に、カーボンブラックを添加し、例えば高圧分散機等を用いてカーボンブラックを分散させ、ポリアミド酸溶液を準備してもよい。
この際、ポリアミド酸溶液における、モノマー濃度(溶媒中におけるテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物の濃度)は種々の条件により設定されるが、5質量%以上30質量%以下が望ましい。また、重合反応温度は80℃以下に設定することが望ましく、特に望ましくは5℃以上50℃以下であり、重合反応時間は5時間以上10時間以下である。
塗布液の円筒状金型への塗布方法は、特に制限はなく、例えば、円筒状金型の外周面に浸漬する方法や、円筒状金型の内周面に塗布する方法、軸を水平にして円筒状金型を回転させながら、その外周面又は内周面に「らせん塗布方法」や「ダイ方式塗布方法」により塗布する方法等が挙げられる。
具体的には、有機極性溶媒中にテトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物を溶解させ、これにカーボンブラックを分散させた後、重合してカーボンブラックを分散させたポリアミド酸溶液を準備する。
一方で、有機極性溶媒中にフッ素樹脂粒子及び一般式(II)で表される化合物を加えて混合したフッ素樹脂粒子分散液を準備する。
そして、前記カーボンブラックを分散させたポリアミド酸溶液と、フッ素樹脂粒子分散液と、を混合することで、最外層形成用塗布液としての混合溶液を準備する。
塗布液の円筒状金型への塗布方法は、特に制限はなく、基材層形成用塗布液の塗布方法と同様である。
ここで、イミド化の処理(焼成)条件としては、例えば250℃以上450℃以下(望ましくは300℃以上350℃以下)で、20分間以上60分間以下加熱することで、イミド化反応が起こり、ポリイミド樹脂の皮膜が形成される。加熱反応の際、加熱の最終温度に達する前に、温度を段階的、又は一定速度で徐々に上昇させて加熱することがよい。
なお、基材層122と最外層121との密着性の観点から、基材層及び最外層となる皮膜に対して同時にイミド化処理(焼成)を行うことからよいが、基材層となる皮膜に対してイミド化処理(焼成)を行って基材層を形成した後、最外層形成用塗布液を塗布し、基材層を形成してもよい。
また、本実施形態に係る無端ベルト101は、ポリイミド樹脂とフッ素樹脂粒子と一般式(II)で表される化合物とを含む層の単層体で構成された形態であってもよい。
図4は、本実施形態に係る管状体ユニットを示す概略斜視図である。
本実施形態に係る管状体ユニット130(以下、無端ベルトユニットと称する)は、図4に示すように、上記本実施形態に係る無端ベルト101を備えており、例えば、無端ベルト101は対向して配置された駆動ロール131及び従動ロール132により張力がかかった状態で掛け渡されている。
ここで、本実施形態に係る無端ベルトユニット130は、無端ベルト101を中間転写体として適用させる場合、無端ベルト101を支持するロールとして、感光体(像保持体)表面のトナー像を無端ベルト101上に1次転写させるためのロールと、無端ベルト101上に転写されたトナー像をさらに記録媒体に2次転写させるためのロールが配置される。
なお、無端ベルト101を支持するロールの数は限定されず、使用態様に応じて配置すればよい。このような構成の無端ベルトユニット130は、装置に組み込まれて使用され、駆動ロール131,従動ロール132の回転に伴って無端ベルト101も回転する。
本実施形態に係る画像形成装置は、像保持体と、像保持体表面を帯電する帯電手段と、像保持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段と、を有し、転写手段が、上記本実施形態に係る無端ベルトを備えるものである。
なお、支持ロール24は、図示しないバネ等により駆動ロール22から離れる方向に付勢されており、両者に巻回された中間転写ベルト20に特定の張力が与えられている。また、中間転写ベルト20の像保持体側面には、駆動ロール22と対向して中間転写体クリーニング装置30が備えられている。
また、各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収容されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーが供給される。
尚、1次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。更に、各1次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、1次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。各バイアス電源は、図示しない制御部による制御によって、各1次転写ロールに印加する転写バイアスを可変する。
感光体1Yは、導電性(20℃における体積抵抗率:1×106Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂程度の抵抗)であるが、レーザ光線3Yが照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3を介してレーザ光線3Yを出力する。レーザ光線3Yは、感光体1Yの表面の感光層に照射され、それにより、イエロー印字パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
このようにして感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って特定の現像位置まで回転される。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによって可視像(現像像)化される。
一方、感光体1Y上に残留したトナーはクリーニング装置6Yで除去されて回収される。
こうして、第1ユニット10Yにてイエロートナー像の転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4ユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー像が重ねられて多重転写される。
なお、上記例示した画像形成装置は、中間転写ベルト20を介してトナー像を記録媒体Pに転写する構成となっているが、この構成に限定されるものではなく、感光体から直接トナー像が記録媒体Pに転写される構造であってもよい。
以上により記録媒体上に画像が形成される。
(基材層形成用塗布液の調整)
まず、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)との重合体であるポリアミド酸のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶液(ユニチカ社製UイミドKX/固形分濃度20質量%)中にカーボンブラック(SPECIAL Black 4、エボニックデグサジャパン社製)を固形分質量比で18質量%投入し、ジェトミル分散機(ジーナス社製:GeanusPY)で分散処理(200N/mm2、5パス)を行った。得られたカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液を、ステンレス製20μmメッシュに通過させて、異物及びカーボンブラック凝集物を取り除いた。更に、攪拌しながら真空脱泡を15分間行い、最終的な溶液(基材層形成用塗布液)を作製した。これを基材層形成用塗布液とした。
−カーボンブラック分散ポリアミド酸溶液の調製−
まず、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)との重合体であるポリアミド酸のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶液(ユニチカ社製UイミドKX/固形分濃度20質量%)中にカーボンブラック(SPECIAL Black 4、エボニックデグサジャパン社製)を固形分質量比で15質量%投入し、ジェトミル分散機(ジーナス社製:GeanusPY)で分散処理(200N/mm2、5パス)を行った。得られたカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液を、ステンレス製20μmメッシュに通過させて、異物及びカーボンブラック凝集物を取り除いた。更に、攪拌しながら真空脱泡を15分間行い、最終的な溶液(カーボンブラック分散ポリアミド酸溶液)を作製した。
まず、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)1000質量部に、一次粒径0.2μmのPTFE粒子を1000質量部と、界面活性剤として前記具体例化合物(II−1)[数平均分子量:9100]を50質量部と、を添加し、25℃において3時間攪拌しながら放置した。
なお、具体例化合物(II−1)は、特開2004−292658に記載の合成方法を利用して合成した。
得られた混合液を、ジェトミル分散機(ジーナス社製:GeanusPY)で分散処理(200N/mm2、5パス(3時間))を行った。ステンレス製20μmメッシュに通過させて、異物及びPTFE凝集物を取り除いた。更に、攪拌しながら真空脱泡を15分間行い、最終的な溶液(フッ素樹脂粒子分散液)を作製した。
カーボンブラック分散ポリアミド酸溶液3000質量部と、フッ素樹脂粒子分散ポリアミド酸溶液2000質量部と、を回転式攪拌機により混合した後、ジェトミル分散機(ジーナス社製:GeanusPY)で分散処理(200N/mm2、5パス(3時間))を行った。
これを最外層形成用塗布液とした。
外径600mm、肉厚8mm、長さ900mmのSUS304製円筒を用意し、保持板として厚さ8mm、外径が上記円筒に嵌まる径、150mm径の通風孔を4つ設けた円板を同じSUS材で作製し、上記円筒の両端に嵌めて溶接し、芯体とした。芯体の外周面は、アルミナ粒子によるブラスト処理によりRa0.4μmに粗面化した。
ここで、基材層形成用塗布液の塗布は、らせん塗布方法を適用して行った。
塗布条件は、15リットルの基材層形成用塗布液が入った容器にモーノポンプを連結した流下装置のノズルから毎分20mlの基材層形成用塗布液の吐出を行い、芯体を20rpmで回転させ、吐出された基材層形成用塗布液が芯体に付着後、その表面にブレードを押し当て、芯体軸方向に210mm/分の速度で移動させて行った。ブレードは、厚さ0.2mmのステンレス板を幅20mm、長さ50mmに加工したものを適用した。また、塗布幅は芯体の軸方向の端部10mmの位置から、他端部10mmの位置までとした。塗布後、そのまま5分間回転を続けることで、塗膜表面のらせん筋は消失した。
その後、芯体を10rpmで回転させながら180℃の乾燥炉に入れ、基材層形成用塗布液の塗膜を20分間乾燥させた。これにより、基材層となる皮膜を形成した。
ここで、最外層形成用塗布液の塗布は、基材層形成用塗布液の塗布と同様にして行った。但し、塗布条件は、ノズルから吐出量を毎分40mlとし、塗布幅はやはり芯体の軸方向における端部10mmの位置から、他端部10mmの位置までとした。そして、塗布後、そのまま5分間回転を続けることで、塗膜表面のらせん筋は消失した。
その後、芯体を10rpmで回転させながら185℃の乾燥炉に入れ、最外層形成用塗布液の塗膜を30分間乾燥させた。これにより、最外層となる皮膜を形成した。
この無端ベルトの幅方向の中央を切断し、さらに不要部分を両端から切断して、幅360mmの2本の無端ベルトを得た軸方向について5箇所、周方向について10箇所の計50箇所について、その平均膜厚をダイヤルゲージで測定すると、総厚みは100μmであった。
実施例A1のフッ素樹脂粒子分散液の調製において、界面活性剤として前記具体例化合物(II−1)の代わりに前記具体例化合物(II−2)(数平均分子量:2400)を用いた以外は、実施例A1と同様にして無端ベルトを得た。
なお、前記具体例化合物(II−2)は、特開2004−292658に記載の合成方法を利用して合成した。
実施例A1のフッ素樹脂粒子分散液の調製において、界面活性剤として前記具体例化合物(II−1)の代わりに前記具体例化合物(II−3)(数平気分子量:4100)を用いた以外は、実施例A1と同様にして無端ベルトを得た。
なお、前記具体例化合物(II−3)は、特開2004−292658に記載の合成方法を利用して合成した。
実施例A1のフッ素樹脂粒子分散液の調製において、前記具体例化合物(II−1)の添加量を80質量部とした以外は、実施例A1と同様にして無端ベルトを得た。
実施例A1のフッ素樹脂粒子分散液の調製において、前記具体例化合物(II−1)の添加量を30質量部とした以外は、実施例A1と同様にして無端ベルトを得た。
実施例A1のフッ素樹脂粒子分散ポリアミド酸溶液の調製において、PTFE樹脂粒子の代わりに一次平均粒径0.2μmのPFA樹脂粒子を使用すること以外は実施例A1と同様にして無端ベルトを得た。
実施例A1のフッ素樹脂粒子分散液の調製において、前記具体例化合物(II−1)の代わりに、下記式(1)で示される構造を有するフッ素系グラフトポリマー(数平気分子量:50000、l:m=1:1、s=1、n=60を表す。)を用いた以外は、実施例A1と同様にして無端ベルトを得た。
実施例A1の最外層形成用塗布液におけるカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液の調整において、ポリアミド酸のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶液(ユニチカ社製UイミドKX/固形分濃度20質量%)の代わりに、ポリアミドイミド樹脂溶液(東洋紡製、バイロマックス16NN、溶媒:N−メチルピロリドン(NMP)、固形分率17質量%)を使用し、カーボンブラック分散ポリアミドイミド樹脂溶液を調整した以外は、実施例A1と同様にして無端ベルトを得た。
得られた無端ベルトについて、以下の評価を行った。
(最外層のフッ素樹脂粒子の分散状態)
最外層のフッ素樹脂粒子の分散状態について、次のようにして調べた。
日本電子社製電界放射型走査型電子顕微鏡JSM 6700Fで、ベルト本体Aの内面の周方向6点、軸方向3点の合計18点で加速電圧5kV、20000倍で観察し、分散状態を下記評価基準にて評価した。
評価基準は以下の通りである。
G3:フッ素樹脂粒子が1次粒子の状態で分散している割合が90%未満で、最大2次粒子径が2μm以上
G2:フッ素樹脂粒子が1次粒子の状態で分散している割合が90%未満で、最大2次粒子径が2μm未満(許容レベル内)
G1:フッ素樹脂粒子が1次粒子の状態で分散している割合が90%以上
最外層の離型性について、次のようにして調べた。
協和界面科学社製の水接触角計DM−501により、水接触角を測定した。
評価基準は以下の通りである。
G3:水接触角が90°未満
G2:水接触角が90°以上、100°未満(許容レベル内)
G1:水接触角が100°以上
最外層の抵抗特性(膜減りよる抵抗低下)について、次のようにして調べた。
体積抵抗率は、円形電極(三菱油化(株)製ハイレスターIPのURプローブ:円柱状電極部Cの外径Φ16mm、リング状電極部Dの内径Φ30mm、外径Φ40mm)を用い、22℃/55%RH環境下、電圧500V、10秒印加後の電流値を求め算出する。 そして、画像形成装置(DocuColor 8000 Digital Press:富士ゼロックス社製)にて1万枚プリント前後の抵抗変化率を算出した。
評価基準は以下の通りである。
G3:変化量が0.5LogΩcm以上
G2:変化量が0.2LogΩcm以上、0.5LogΩcm未満(許容レベル内)
G1:変化量が0.2LogΩcm未満
無端ベルトを中間転写体(中間転写ベルト)として利用し、次のようにして、画質について評価した。
図5に示す基本構成を有する画像形成装置(DocuColor 8000 Digital Press:富士ゼロックス社製)を改造した画像評価機(2次転写ロールを評価機本体内蔵の電源から切り離して、外部電源(TRek社製 MODEL 610D)に接続し、2次転写ロールに外部から直接電圧を印加するように改造)に、前記中間転写ベルトを搭載した。プリント時に二次転写ロールに印加される転写電圧を4.0kVに設定した。Cyanベタ(濃度100%)画像で微小白点および転写不良を、Cyanハーフトーン(濃度70%)でウロコ状濃度ムラを、Cyanハーフトーン(濃度30%)でHTムラをグレード評価し、最もグレード悪い画質故障を評価グレードとした。
評価基準は以下の通りである。
G3:発生が顕著になり許容レベルを大きく超える
G2:発生が見られる(許容レベル内)
G1:発生が無い
実施例A1の混合溶液の調製において、ジェトミル分散機(ジーナス社製:GeanusPY)で分散処理(200N/mm2、5パス(3時間))を行った代わりに、ジェトミル分散機(ジーナス社製、型番:GeanusPY)で分散処理(50N/mm2、3時間)を行った以外は、実施例A1と同様にして無端ベルトを得た。
実施例A1の混合溶液の調製において、カーボンブラック分散ポリアミド酸溶液を用いる代わりに、ポリアミド酸のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶液(ユニチカ社製UイミドKX/固形分濃度20質量%)を混合すること以外は、実施例A1と同様にして表面層にCBが入っていない無端ベルトを得た。
実施例A1の無端ベルトの作製において、基材層形成用塗布液を芯体の外周面に塗布せずに、最外層形成用塗布液を基材層となる皮膜の外周面に塗布して、最外層形成用塗布液の塗膜を形成した。
ここで、最外層形成用塗布液の塗布は、基材層形成用塗布液の塗布と同様にして行った。但し、塗布条件は、ノズルから吐出量を毎分80mlとし、塗布幅はやはり芯体の軸方向における端部10mmの位置から、他端部10mmの位置までとした。そして、塗布後、そのまま5分間回転を続けることで、塗膜表面のらせん筋は消失した。
これにより、膜厚が約500μmの最外層形成用塗布液の塗膜が形成された。この厚さは、でき上がり膜厚100μmに相当する。
その後、芯体を10rpmで回転させながら185℃の乾燥炉に入れ、最外層形成用塗布液の塗膜を30分間乾燥させた。これにより、最外層となる皮膜を形成した。上記以外は、実施例A1と同様にして無端ベルトを得た。
比較例A1の混合溶液の調製において、ジェトミル分散機(ジーナス社製:GeanusPY)で分散処理(200N/mm2、5パス(3時間))を行った代わりに、分散機(ジーナス社製、型番:GeanusPY)で分散処理(50N/mm2、3時間)を行った以外は、比較例A1と同様にして無端ベルトを得た。
得られた無端ベルトについて、以下の評価を行った。
(最外層のフッ素樹脂粒子の分散状態)
最外層のフッ素樹脂粒子の分散状態について、次のようにして調べた。
日本電子社製電界放射型走査型電子顕微鏡JSM 6700Fで、ベルト本体Aの内面の周方向6点、軸方向3点の合計18点で加速電圧5kV、20000倍で観察し、分散状態を下記評価基準にて評価した。
評価基準は以下の通りである。
G3:フッ素樹脂粒子が1次粒子の状態で分散している割合が90%未満で、最大2次粒子径が2μm以上
G2:フッ素樹脂粒子が1次粒子の状態で分散している割合が90%未満で、最大2次粒子径が2μm未満(許容レベル内)
G1:フッ素樹脂粒子が1次粒子の状態で分散している割合が90%以上
最外層の離型性について、次のようにして調べた。
協和界面科学社製の水接触角計DM−501により、水接触角を測定した。
評価基準は以下の通りである。
G3:水接触角が90°未満
G2:水接触角が90°以上、100°未満(許容レベル内)
G1:水接触角が100°以上
無端ベルトを中間転写体(中間転写ベルト)として利用し、次のようにして、画質について評価した。
図5に示す基本構成を有する画像形成装置(DocuColor 8000 Digital Press:富士ゼロックス社製)を改造した画像評価機(2次転写ロールを評価機本体内蔵の電源から切り離して、外部電源(TRek社製 MODEL 610D)に接続し、2次転写ロールに外部から直接電圧を印加するように改造)に、前記中間転写ベルトを搭載した。プリント時に二次転写ロールに印加される転写電圧を4.0kVに設定した。Cyanベタ(濃度100%)画像で微小白点および転写不良を、Cyanハーフトーン(濃度70%)でウロコ状濃度ムラを、Cyanハーフトーン(濃度30%)でHTムラをグレード評価し、最もグレード悪い画質故障を評価グレードとした。
評価基準は以下の通りである。
G3:発生が顕著になり許容レベルを大きく超える
G2:発生が見られる(許容レベル内)
G1:発生が無い
なお、実施例B2では、画質評価において、連続印刷したところ、濃度ムラが若干発生した。
2Y、2M、2C、2K 帯電ロール
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
3 露光装置
4Y、4M、4C、4K 現像装置
5Y、5M、5C、5K 1次次転写ロール
6Y、6M、6C、6K クリーニング装置
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト
22 駆動ロール
24 支持ロール
26 2次転写ロール
30 中間転写体クリーニング装置
100 フィルム
101 管状体(無端ベルト)
130 管状体ユニット(無端ベルトユニット)
131 駆動ロール
132 従動ロール
201Y、201M、201C、201BK 感光体ドラム
202Y、202M、202C、202BK 帯電ロール
203Y、203M、203C、203BK 露光器
204Y、204M、204C、204BK 現像装置
205Y、205M、205C、205BK 感光体ドラム清掃部材
206 記録媒体搬送転写ベルト
207Y、207M、207C、207BK 転写ロール
208 記録媒体搬送ロール
209 定着装置
210 ベルト支持ロール
212 ベルト支持ロール
214 ベルト用清掃部材
216 記録媒体
Y、M、C、BK 画像形成ユニット
Claims (6)
- ポリイミド樹脂とフッ素樹脂粒子と下記一般式(II)で表される化合物とを含む層の単層体で構成された、又は前記層を最外層として有する2層以上の積層体で構成されたポリイミド樹脂フィルム。
(前記一般式(II)中、R1及びR2は、それぞれ独立に直鎖状若しくは分岐状の全フッ化アルキル基、又は直鎖状若しくは分岐状の部分フッ化アルキルを表す。R3は、水素原子、メチル基、又はエチル基を表す。R4は、水素原子、又は直鎖状若しくは分岐状のアルキル基を表す。L1及びL2は、それぞれ独立に単結合、又は直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基を表す。L3は、直鎖状若しくは分岐状のアルキレン基を表す。nは、5以上500以下の整数を表す。) - 前記一般式(II)で表される化合物の数平均分子量が1000以上30000以下である、請求項1に記載のポリイミド樹脂フィルム。
- 請求項1又は請求項2に記載のポリイミド樹脂フィルムからなる管状体。
- 請求項3に記載の管状体と、前記管状体を掛け渡す複数のロールと、を備え、画像形成装置本体に対して脱着される管状体ユニット。
- 請求項3に記載の管状体からなる中間転写体。
- 像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記像保持体の表面の潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像が転写される中間転写体であって、請求項5に記載の中間転写体と、
前記像保持体の表面に形成された前記トナー像を前記中間転写体の表面に一次転写する一次転写手段と、
前記中間転写体の表面に転写された前記トナー像を記録媒体に二次転写する二次転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着する定着手段と、
を備えた画像形成装置。
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