JP2022063561A - 脂肪族環を有するモノマを用いた無端ベルト - Google Patents

Abstract

【課題】可視化した画像の光沢処理を行う方法を提供する。【解決手段】ループ状の支持体２１と、前記支持体上に形成された表面層とを備える、無端ベルト２であって、表面層２２が、重合性基及び脂肪族環を有する第１のモノマと、重合性基及びフッ素原子を有する第２のモノマと、４個以上の重合性基を有する第３のモノマと、をモノマ単位として含むポリマを含有する、無端ベルト。【選択図】図２

Description

電子写真法においては、感光体表面を均一に帯電させた後、この感光体表面に静電荷像を形成し、トナーを含む現像剤で静電潜像を現像することで、トナー像として可視化する。そして、このトナー像が用紙等の表面に転写され、定着されることにより、画像が形成される。このように形成された画像は、必要に応じて、光沢処理装置によって光沢処理される。光沢処理装置は、例えば、用紙等に定着されたトナーを、加熱及び加圧することで再溶融させ、次いで、平滑なベルト面に密着した状態で冷却することで平滑化する。

例示的な光沢処理装置の模式断面図である。 例示的な無端ベルトの模式断面図である。

図１は、例示的な光沢処理装置の模式断面図である。図１に示すように、光沢処理装置１は、トナーＴＮが定着された用紙（画像支持体）Ｐを光沢処理する。光沢処理装置１は、例えば、無端ベルト（搬送ベルト）２と、第１のローラ３及び第２のローラ４（張架ローラ）と、加熱ローラ５（加熱部）と、加圧ローラ６（加圧部）と、冷却装置７（冷却部）と、を備えている。

無端ベルト２は、用紙Ｐを搬送するループ状のベルトである。無端ベルト２は、その外周面上を用紙Ｐの搬送経路として、用紙Ｐを搬送する。無端ベルト２の外周面は、用紙ＰのトナーＴＮを平滑化するために平滑面となっている。無端ベルト２の搬送速度は、例えば５～２００ｍｍ／ｓｅｃであってよい。

第１のローラ３及び第２のローラ４は、無端ベルト２に係合される張架ローラである。一例において、張架ローラは２つであるが、張架ローラは１つであってもよいし３つ以上であってもよい。第１のローラ３及び第２のローラ４は、それぞれの軸線周りに回転可能なローラである。第１のローラ３及び第２のローラ４は、それぞれ駆動ローラであってよく、従動ローラであってもよい。

加熱ローラ５は、無端ベルト２を加熱する加熱部である。加熱ローラ５は、用紙Ｐに定着されたトナーＴＮを加熱して再溶融するための加熱要素である。より詳細には、例えば、加熱ローラ５によって加熱された無端ベルト２が、用紙Ｐに定着されたトナーＴＮを加熱する。加熱ローラ５は、駆動ローラであってよく、従動ローラであってもよい。加熱ローラ５は、例えばアルミニウム又は鉄等の金属材料により形成されている。加熱ローラ５は、金属材料からなる基材と、離形層とを含む２層以上の構造を有していてもよい。加熱ローラ５の外径は、例えば２５～６０ｍｍであってよい。

第１のローラ３、加熱ローラ５、及び第２のローラ４は、無端ベルト２に沿って用紙Ｐの搬送方向（図１における矢印の方向）にこの順で配置されている。第１のローラ３、加熱ローラ５、及び第２のローラ４は、無端ベルト２の内周側に隣接して配置されて、無端ベルト２を懸架する。これにより、用紙Ｐが、例えば、加熱ローラ５と第２のローラ４との間における無端ベルト２の外周面上を搬送される。

加圧ローラ６は、加熱ローラ５に対して無端ベルト２を押し付ける加圧部である。加圧ローラ６は、無端ベルト２に対して加熱ローラ５とは反対側に配置されて、図示しない押圧機構により無端ベルト２を介して加熱ローラ５に押圧される。押圧機構は、例えば、加圧ローラ６を加熱ローラ５側に付勢する付勢機構、加圧ローラ６が加熱ローラ５に押圧された状態を維持するように加圧ローラ６を支持する支持機構である。

加圧ローラ６は、従動ローラであってよく、駆動ローラであってもよい。加圧ローラ６は、例えば基材、弾性層、及び離形層からなる３層構造を有していてよい。加圧ローラ６の内部には、加熱部材が設けられていてもよい。加圧ローラ６の基材は、例えばアルミニウム又は鉄等の金属材料により形成されている。加圧ローラ６の弾性層は、例えばシリコーンゴム等により形成されている。加圧ローラ６の離形層は、例えばＰＦＡ又はＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂により形成されている。弾性層の厚みは、例えば０．１～２０ｍｍであってよい。離形層の厚みは、例えば５～１００μｍであってよい。

加熱ローラ５と加圧ローラ６との間には、用紙Ｐを加熱及び加圧するためのニップ部が形成されている。ニップ部においては、無端ベルト２が、加熱ローラ５及び加圧ローラ６の両方に接触している。加圧ローラ６が、ニップ部を通過する用紙Ｐに圧力を加える。一例において、加熱ローラ５が、加圧ローラ６よりも硬度が高い材料で形成されているため、ニップ部においては、加圧ローラ６が加熱ローラ５に押圧されて潰れた（凹型の）形状となっている。この形状は、画像の品質を調整することなどを目的として形成されている。他の一例において、加圧ローラ６が加熱ローラ５を押圧して潰された（凸型の）形状であってもよい。

冷却装置７は、加熱ローラ５により再溶融されたトナーＴＮを冷却固化して、用紙Ｐに定着されたトナーＴＮを平滑化する。冷却装置７は、例えば、ヒートシンク、冷却ファン、ヒートパイプ、又はペルチェ素子であってよい。冷却装置７は、搬送経路における加熱ローラ５の下流側（加熱ローラ５と第２のローラ４との間）に配置される。冷却装置７は、例えば、無端ベルト２の内周側に隣接して配置されて、無端ベルト２を冷却する。より詳細には、例えば、冷却装置７によって冷却された無端ベルト２が、トナーＴＮを冷却する。

続いて、無端ベルト２についてより詳細に説明する。図２は、例示的な無端ベルトの模式断面図である。図２に示すように、無端ベルト２は、ループ状の支持体２１と、支持体２１上に形成された表面層２２とを備えている。支持体２１が無端ベルト２の内周側に位置し、表面層２２が無端ベルト２の外周側に位置する。すなわち、表面層２２は、支持体２１の外周面上に形成されており、無端ベルト２の最表面を構成している。これにより、表面層２２が、用紙Ｐに定着されたトナーＴＮに接触し、トナーＴＮを平滑化する。

支持体２１は、例えばポリマで形成されている。ポリマとしては、例えば、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、及びポリアミドイミドが挙げられる。支持体２１の厚みは、例えば、３０μｍ以上又は５０μｍ以上であってよく、１５０μｍ以下又は１００μｍ以下であってよい。支持体２１の熱伝導率は、例えば０．１～２Ｗ／ｍｋであってよい。

表面層２２は、重合性基及び脂肪族環を有する第１のモノマと、重合性基及びフッ素原子を有する第２のモノマと、４個以上の重合性基を有する第３のモノマと、をモノマ単位として含むポリマを含有する。第１のモノマ、第２のモノマ、及び第３のモノマは、それぞれ、後述するモノマの１種を含んでいてよく、後述するモノマの２種以上を含んでいてもよい。表面層２２がこのようなポリマを含有することにより、屈曲性に優れる無端ベルト２が得られる。

第１のモノマにおける重合性基、第２のモノマにおける重合性基、及び第３のモノマにおける重合性基は、互いに同一であってよく、例えば、（メタ）アクリロイル基又はエポキシ基であってよく、好ましくは（メタ）アクリロイル基であってよい。なお、（メタ）アクリロイル基は、アクリロイル基及びメタクロイル基を意味し、他の類似表現も同様である。

第１のモノマにおける脂肪族環の炭素数は、例えば、５以上、６以上、７以上、８以上、又は９以上であってよく、１２以下、１１以下、又は１０以下であってよい。脂肪族環としては、例えば、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロへプタン環、シクロオクタン環、及びトリシクロデカン環が挙げられる。

第１のモノマは、例えば、１～４個の重合性基と、脂肪族環とを有していてよく、２～３個の重合性基と、脂肪族環とを有していてよく、２個の重合性基と、脂肪族環とを有していてよい。第１のモノマは、更に優れた屈曲性が得られる観点から、下記式（１Ａ）で表される化合物又は下記式（１Ｂ）で表される化合物を含んでよく、好ましくは下記式（１Ａ）で表される化合物を含んでよい。

式中、Ｒ^１１及びＲ^１２は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Ｒ^１３は、脂肪族環を有する２価の基を表す。

式中、Ｒ^１４は、脂肪族環を有する２価の基を表す。

Ｒ^１３及びＲ^１４は、それぞれ、例えば、－Ｒ^１５－Ａ^１－Ｒ^１６－で表される２価の基であってよい。式中、Ａ^１は脂肪族環であり、例えば、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロへプタン環、シクロオクタン環、又はトリシクロデカン環であってよい。Ｒ^１５及びＲ^１６は、それぞれ独立に、アルキレン基であってよく、例えば、炭素数１～４のアルキレン基であってよく、メチレン基であってよい。

（メタ）アクリロイル基を有する第１のモノマの具体例としては、シクロペンタンジメタノールジ（メタ）アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ（メタ）アクリレート、シクロへプタンジメタノールジ（メタ）アクリレート、シクロオクタンジメタノールジ（メタ）アクリレート、及びトリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレートが挙げられる。

エポキシ基を有する第１のモノマの具体例としては、シクロペンタンジメタノールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、シクロへプタンジメタノールジグリシジルエーテル、シクロオクタンジメタノールジグリシジルエーテル、及びトリシクロデカンジメタノールジグリシジルエーテルが挙げられる。

第２のモノマは、例えば、１～４個の重合性基と、炭化水素基における少なくとも１個の水素原子がフッ素原子で置換された基（本明細書において「フッ素置換炭化水素基」という）とを有していてよく、２～３個の重合性基と、フッ素置換炭化水素基とを有していてよく、２個の重合性基と、フッ素置換炭化水素基とを有していてよい。フッ素置換炭化水素基における炭化水素基は、例えば、鎖状のアルキル基又は鎖状のアルキレン基であってよい。第２のモノマは、優れたオフセット性が得られる観点から、下記式（２Ａ）で表される化合物又は下記式（２Ｂ）で表される化合物を含んでよく、好ましくは下記式（２Ａ）で表される化合物を含んでよい。

式中、Ｒ^２１及びＲ^２２は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Ｒ^２３は、フッ素置換炭化水素基を有する２価の基を表す。

式中、Ｒ^２４は、フッ素置換炭化水素基を有する２価の基を表す。

Ｒ^２３及びＲ^２４におけるフッ素置換炭化水素基における炭化水素基は、鎖状のアルキル基又は鎖状のアルキレン基であってよい。当該鎖状のアルキル基又は鎖状のアルキレン基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。Ｒ^２３及びＲ^２４は、それぞれ、例えば、フッ素置換炭化水素基のみからなる２価の基であってよく、複数のフッ素置換炭化水素基が互いにヘテロ原子（例えば酸素原子）で結合された２価の基であってもよい。このようなフッ素置換炭化水素基の炭素数は、例えば１～８であってよい。このようなフッ素置換炭化水素基において炭化水素基におけるすべての水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい。

（メタ）アクリロイル基を有する第２のモノマの具体例としては、３，３，３－トリフルオロ－２－（トリフルオロメチル）プロパン－１，２－ジオールジ（メタ）アクリレート、１，１，１－トリフルオロ－２－（トリフルオロメチル）ペンタン－２，４－ジオールジ（メタ）アクリレート、２，２，３，３，４，４，５，５－オクタフルオロ－１，６－ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、４，４，５，５，６，６，６－ヘプタフルオロヘキサン－１，２－ジオールジ（メタ）アクリレート、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ－ペルフルオロヘプタン－１，２－ジオールジ（メタ）アクリレート、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ－ペルフルオロヘプタン－１，２－ジオールジ（メタ）アクリレート２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７－ドデカフルオロ－１，８－オクタンジオールジ（メタ）アクリレート、及び１Ｈ，１Ｈ，１１Ｈ，１１Ｈ－ペルフルオロ－３，６，９－トリオキサウンデカン－１，１１－ジオールジ（メタ）アクリレートが挙げられる。

エポキシ基を有する第２のモノマの具体例としては、３，３，３－トリフルオロ－２－（トリフルオロメチル）プロパン－１，２－ジオールジグリシジルエーテル、１，１，１－トリフルオロ－２－（トリフルオロメチル）ペンタン－２，４－ジオールジグリシジルエーテル、２，２，３，３，４，４，５，５－オクタフルオロ－１，６－ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、４，４，５，５，６，６，６－ヘプタフルオロヘキサン－１，２－ジオールジグリシジルエーテル、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ－ペルフルオロヘプタン－１，２－ジオールジグリシジルエーテル、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ－ペルフルオロヘプタン－１，２－ジオールジグリシジルエーテル、及び１Ｈ，１Ｈ，１１Ｈ，１１Ｈ－ペルフルオロ－３，６，９－トリオキサウンデカン－１，１１－ジオールジグリシジルエーテルが挙げられる。

第３のモノマにおける重合性基の数は、４個以上、５個以上、又は６個以上であってよく、８個以下、７個以下、又は６個以下であってよい。第３のモノマは、優れた強度が得られる観点から、下記式（３Ａ）で表される化合物又は下記式（３Ｂ）で表される化合物を含んでよく、好ましくは下記式（３Ａ）で表される化合物を含んでよい。

式中、ｍは４以上の整数を表し、Ｒ^３１は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Ｒ^３２は、多価アルコールからｍ個の水酸基を除いた残基を表す。

式中、ｎは４以上の整数を表し、Ｒ^３３は、多価アルコールからｎ個の水酸基を除いた残基を表す。

ｍ及びｎは、５以上又は６以上の整数であってよく、８以下、７以下、又は６以下の整数であってよい。Ｒ^３２及びＲ^３３における多価アルコールは、それぞれｍ価及びｎ価以上の多価アルコールであり、４価以上、５価以上、６価以上の多価アルコールであってよく、８価以下、７価以下、又は６価以下の多価アルコールであってよい。

（メタ）アクリロイル基を有する第３のモノマの具体例としては、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、及びＵ－６ＬＰＡ（製品名：新中村化学工業株式会社）が挙げられる。

エポキシ基を有する第３のモノマの具体例としては、ジトリメチロールプロパンテトラグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、ジペンタエリスリトールペンタグリシジルエーテル、及びジペンタエリスリトールヘキサグリシジルエーテルが挙げられる。

第１のモノマの含有量は、更に優れた屈曲性が得られる観点から、ポリマを構成するモノマ単位全量を基準として、２質量％以上、５質量％以上、１０質量％以上、１２質量％以上、１５質量％以上、又は２０質量％以上であってよい。第１のモノマの含有量は、ポリマを構成するモノマ単位全量を基準として、８０質量％以下、７０質量％以下、６０質量％以下、５０質量％以下、又は４０質量％以下であってよい。

第２のモノマの含有量は、優れた耐オフセットが得られる観点から、ポリマを構成するモノマ単位全量を基準として、０．５質量％以上、２質量％以上、５質量％以上、８質量％以上、１０質量％以上、又は１１質量％以上であってよい。第２のモノマの含有量は、ポリマを構成するモノマ単位全量を基準として、５０質量％以下、４０質量％以下、３０質量％以下、又は２０質量％以下であってよい。

第３のモノマの含有量は、優れた強度が得られる観点から、ポリマを構成するモノマ単位全量を基準として、７質量％以上、２０質量％以上、３０質量％以上、４０質量％以上、又は５０質量％以上であってよい。第２のモノマの含有量は、ポリマを構成するモノマ単位全量を基準として、８５質量％以下、８０質量％以下、７０質量％以下、６０質量％以下、又は５０質量％以下であってよい。

表面層２２におけるポリマは、モノマ単位として、第１のモノマ、第２のモノマ、及び第３のモノマのみを含んでよく、第１のモノマ、第２のモノマ、及び第３のモノマに加えて、その他のモノマを更に含んでもよい。

第１のモノマ、第２のモノマ、及び第３のモノマの合計含有量は、ポリマを構成するモノマ単位全量を基準として、８０質量％以上、８５質量％以上、９０質量％以上、９５質量％以上、又は９９質量％以上であってよく、１００質量％であってもよく、９９質量％以下であってもよい。

表面層２２におけるポリマは、優れた耐熱性が得られる観点から、１６０℃以上のガラス転移点（Ｔｇ）を有していてよい。当該ポリマのＴｇは、１７０℃以上、又は１８０℃以上であってよく、２２０℃以下であってもよい。ポリマのＴｇは、ＡＳＴＭ Ｄ ３４１８－８２に準じた測定方法により測定される。

表面層２２は、上記のポリマのみを含有していてよく、上記のポリマに加えて、その他の成分を更に含有してもよい。その他の成分としては、例えば、充填剤、老化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、接着性付与剤、分散剤、酸化防止剤、消泡剤、レベリング剤、艶消し剤、光安定剤、染料、及び顔料が挙げられる。

表面層２２におけるポリマの含有量は、表面層全量を基準として、８０質量％以上、８５質量％以上、９０質量％以上、９５質量％以上、又は９９質量％以上であってよく、１００質量％であってもよく、９９質量％以下であってもよい。

表面層２２の厚みは、例えば、０．１μｍ以上、１μｍ以上、又は２μｍ以上であってよく、２０μｍ以下、１０μｍ以下、又は６μｍ以下であってよい。

無端ベルト２は、支持体２１及び表面層２２のみからなっていてよく、支持体２１及び表面層２２に加えて、その他の層を更に備えていてもよい。その他の層としては、例えば、弾性層及びプライマ層が挙げられる。これらの弾性層及びプライマ層の一方又は両方が、支持体２１と表面層２２の間に設けられていてよい。

以上説明した無端ベルト２では、表面層２２におけるポリマが、第１のモノマ、第２のモノマ、及び第３のモノマ（特に第１のモノマ）をモノマ単位として含んでいるため、第１のモノマにおける脂肪族環が外力を緩和する機能を発揮することにより、優れた屈曲性が達成され得る。光沢処理装置１においては、トナーＴＮが定着された用紙Ｐと無端ベルト２とが接触する際に、トナーＴＮが存在する部分（画像部）と存在しない部分（非画像部）とで用紙Ｐの無端ベルト２に対する接着力が異なることによって、大きな外力が無端ベルト２に加わる場合がある。このような場合でも、無端ベルト２は当該外力を緩和することができるため、外力に起因して発生する無端ベルト２表面のクラックが抑制され、その結果、光沢処理後の画質の低下も抑制される。

光沢処理装置１は、例えば、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色を用いてカラー画像を形成する画像形成システムに組み込まれていてよい。このような画像形成システムの一例は、光沢処理装置１に加えて、用紙Ｐを搬送する搬送装置と、静電潜像を現像する現像装置と、トナーＴＮを用紙Ｐに二次転写する転写装置と、表面（周面）に静電潜像が形成される像担持体と、トナーＴＮを用紙Ｐに定着させる定着装置と、用紙Ｐを排出する排出装置と、を備えている。光沢処理装置１は、例えば、用紙Ｐの搬送経路における定着装置と排出装置との間に配置されていてよい。他の例においては、光沢処理装置１は、排出装置に装着されてもよく、光沢処理装置１以外の各構成とは別個に設けられてもよい。

続いて、無端ベルト２の製造方法について説明する。無端ベルト２の製造方法の一例は、上記第１のモノマと、上記第２のモノマと、上記第３のモノマとを含むモノマ成分を含有する組成物を、ループ状の支持体上に配置する工程と、モノマ成分を重合させて、支持体上に表面層を形成する工程と、を備えている。第１のモノマ、第２のモノマ、第３のモノマ、及び支持体の詳細は、上述したとおりである。第１のモノマ、第２のモノマ、及び第３のモノマは、それぞれ、上述したモノマの１種を含んでいてよく、上述したモノマの２種以上を含んでいてもよい。

組成物中の第１のモノマの含有量は、更に優れた屈曲性が得られる観点から、モノマ成分全量を基準として、２質量％以上、５質量％以上、１０質量％以上、１２質量％以上、１５質量％以上、又は２０質量％以上であってよい。組成物中の第１のモノマの含有量は、モノマ成分全量を基準として、８０質量％以下、７０質量％以下、６０質量％以下、５０質量％以下、又は４０質量％以下であってよい。

組成物中の第２のモノマの含有量は、優れた耐オフセットが得られる観点から、モノマ成分全量を基準として、０．５質量％以上、２質量％以上、５質量％以上、８質量％以上、１０質量％以上、又は１１質量％以上であってよい。組成物中の第２のモノマの含有量は、モノマ成分全量を基準として、５０質量％以下、４０質量％以下、３０質量％以下、又は２０質量％以下であってよい。

組成物中の第３のモノマの含有量は、優れた強度が得られる観点から、モノマ成分全量を基準として、７質量％以上、２０質量％以上、３０質量％以上、４０質量％以上、又は５０質量％以上であってよい。組成物中の第２のモノマの含有量は、モノマ成分全量を基準として、８０質量％以下、８５質量％以下、８０質量％以下、７０質量％以下、６０質量％以下、又は５０質量％以下であってよい。

モノマ成分は、第１のモノマ、第２のモノマ、及び第３のモノマのみを含有してよく、第１のモノマ、第２のモノマ、及び第３のモノマに加えて、上述したその他のモノマを更に含有してもよい。第１のモノマ、第２のモノマ、及び第３のモノマの合計含有量は、モノマ成分全量を基準として、７０質量％以上、８０質量％以上、９０質量％以上、９５質量％以上、又は９９質量％以上であってよく、１００質量％であってもよく、９９質量％以下であってもよい。

組成物は、重合開始剤を更に含有してもよい。重合開始剤は、例えば光重合開始剤であってよい。光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン化合物、ベンゾインエーテル化合物、ベンゾフェノン化合物、硫黄化合物、アゾ化合物、パーオキサイド化合物、及びホスフィンオキサイド化合物が挙げられる。組成物中の重合開始剤の含有量は、例えば、モノマ成分１００質量部に対して、１質量部以上、２質量部以上、又は３質量部以上であってよく、１０質量部以下、８質量部以下、又は６質量部以下であってよい。

組成物は、光増感剤を更に含有してもよい。光増感剤としては、ベンゾフェノン、トリフェニレン、フェナントレン、ビフェニル、及びフルオレンが挙げられる。

組成物は、モノマ成分を溶解させる溶剤を更に含有してもよい。溶剤としては、例えば、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、及びフッ素系溶剤が挙げられる。組成物は、上述したその他の成分を更に含有してもよい。

組成物中のモノマ成分の含有量は、組成物全量を基準として、７０質量％以上、８０質量％以上、９０質量％以上、９５質量％以上、又は９９質量％以上であってよく、９９質量％以下であってもよい。

組成物は、例えば、公知の塗布方法によって、支持体の外周面上に塗布される。公知の塗布方法としては、例えば、スプレー塗布法、スピンコート法、ロールコート法、カーテンコート法、はけ塗り法、流し塗り法、及び浸漬塗布法が挙げられる。この際、表面層２２が所望の厚みとなるように、組成物の塗布量を調整する。

次いで、支持体上に配置された組成物中のモノマ成分を重合させる。モノマ成分の重合は、加熱又は光照射によって行われる。例えば、組成物が光重合開始剤を含有する場合、モノマ成分を光照射により重合させる。照射される光は、光重合開始剤の種類に応じて適宜選択され、例えば紫外光であってよい。光の照射量は、例えば５００～３０００ｍＪ／ｃｍ^２であってよい。光源は、例えば、水銀ランプ又はハロゲンランプであってよい。

組成物が溶剤を含有する場合、モノマ成分の重合前、重合時、又は重合後に、加熱により溶剤を除去してよい。溶剤を除去する際の加熱温度は、例えば４０～１００℃であってよい。加熱時間は、例えば１～２０分間であってよい。

以下、実施例によって無端ベルトを更に詳細に説明するが、無端ベルトは実施例に限定されない。

［無端ベルトの作製］
＜実施例１＞
成形機として、一対の並設された回転ロール上に円筒状シリンダーが載置された構造を有して、かつ回転ロール全体を囲むように配設された取外し可能な加熱炉を有するものを準備した。円筒状シリンダーとしては、幅２５０ｍｍ、内周長２８０ｍｍで、内周面が面粗さ０．６Ｓ以上に鏡面仕上げされたものを用いた。円筒状シリンダーは、回転ロールの回転に応じて回転可能な構造である。この円筒状シリンダーを回転させながら、その内周面に後述するスラリーを所定量供給し、乾燥工程を経ることにより、自己支持性を有する支持体を作製することができる。

３，３’，４，４’－ビフェルテトラカルボン酸二無水物とＰ－フェニレンジアミンとの当量を、Ｎ－メチルピロリドン溶媒中で常温にて重合反応して、ポリアミック酸溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液に対して、溶媒であるＮ，Ｎ－ジメチルアセトアミドを加えて希釈した。次に、この中に１００℃で２時間乾燥させたカーボンブラック（ＤＢＰ吸油量：１００ｍｌ／１００ｇ、三菱ケミカル（株）製、三菱カーボンブラックＭＡ－１００）を添加し、ジルコニアビーズとともにボールミルで２時間（２５℃）十分混合した。ジルコニアビーズを除去して、スラリーを得た。このスラリーの組成は、ポリアミック酸の固形分が１４．０質量部、カーボンブラックが１２．０質量部、その他が溶媒であった。また、スラリーの粘度は、８５０ｃｐｓ（２５℃）であった。

得られたスラリー１２０ｇを、成形機における円筒状シリンダーの幅に相対する長さでスリット状の出口を有する容器に入れた。次に、成形機をゆっくりと回転駆動させながら、円筒状シリンダーの内側に、スリット状の出口を有する容器からスラリーを供給した。この供給は、円筒状シリンダーの全内表面積にわたって、ほぼ均一に塗布されるようにゆっくりと行った。全量の塗布が終了したら、回転速度を更に上げて７１５回／分の速度とし、５分間回転を継続した。全体の状態が均一になった時点で、外部加熱を開始した。徐々に温度を上げて、最終的には、１００～１２０℃で約３０分間加熱した。加熱を停止した後、常温まで冷却し回転を止めた。この段階で、溶媒は６０～８０重量％程度蒸発除去され、残りの２０～４０重量％程度の溶媒を含有するポリイミド前駆体で形成されたループ状の支持体前駆体が得られた。支持体前駆体の厚みは、１００μｍであった。この支持体前駆体を円筒状シリンダーから剥離し、次いで、支持体前駆体の内径より約３％小さい外径を有する棒体を支持体前駆体に挿入した後、別の加熱装置に入れて、徐々に温度を上げながら、２００～３００℃で４０分間、３００～４００℃で４０分間加熱した。これにより、ポリイミドで形成されたループ状の支持体（厚み：８０μｍ）が得られた。

トリシクロデカンジメタノールジアクリレート（第１のモノマ、ＴＣＤＤＡ）１５質量部と、２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７－ドデカフルオロ－１，８－オクタンジオールジアクリレート（第２のモノマ）の３０質量％溶液（溶媒：メチルエチルケトン）２５質量部と、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（第３のモノマ）６０質量部と、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（光重合開始剤）５質量部とを、メチルイソブチルケトン（溶剤）に固形分濃度が７０～９０質量％となるように溶解させて組成物を得た。続いて、エアスプレーにより、支持体の外周面上に組成物を塗布した。その後、光源として出力４００Ｗの高圧水銀ランプを用いて、支持体を回転させながら、照射距離１００ｍｍ、照射光量１Ｊ／ｃｍ^２の条件で、組成物に対して紫外光を照射して、モノマ成分を重合させた。これにより、支持体上に表面層（厚み：１５μｍ）を形成して、無端ベルトを得た。

＜実施例２～１０＞
モノマ成分（第１のモノマ、第２のモノマ、及び第３のモノマ）の組成を表１に示すとおりに変更した以外は、実施例１と同様にして無端ベルトを得た。

＜実施例１１＞
トリシクロデカンジメタノールジアクリレート（ＴＣＤＤＡ）に代えて、シクロヘキサンジメタノールジアクリレート（第１のモノマ、ＣＨＤＡ）を用い、モノマ成分（第１のモノマ、第２のモノマ、及び第３のモノマ）の組成を表１に示すとおりに変更した以外は、実施例１と同様にして無端ベルトを得た。

＜比較例１＞
第１のモノマを用いずに、モノマ成分（第２のモノマ及び第３のモノマ）の組成を表１に示すとおりに変更した以外は、実施例１と同様にして無端ベルトを得た。

［屈曲性の評価］
得られた実施例及び比較例の各無端ベルトについて、ＡＳＴＭ Ｄ５２２／Ｄ５２２Ｍ－１７に準じて、１０回連続してマンドレル試験を実施した。試験後の無端ベルトの外観を目視で観察し、以下の基準で屈曲性を評価した。結果を表１に示す。
Ａ 変化なし
Ｂ 僅かに折り曲げ部の跡が見られた
Ｃ 折り曲げ部の跡が見られた（実用上問題なし）
Ｄ 微小なクラックが発生した
Ｅ クラックが発生した

表１中、モノマ成分の組成は、モノマ成分全量を基準とした各モノマの含有量（質量％）を示す。なお、第２のモノマの含有量は、第２のモノマそれ自体（メチルエチルケトン溶液からメチルエチルケトンを除いた分）の含有量である。また、ポリマのＴｇは、ＡＳＴＭ Ｄ ３４１８－８２に準じた測定方法により測定された値である。

上記で示されるように、無端ベルトにおいて、表面層におけるポリマが、第１のモノマ、第２のモノマ、及び第３のモノマ（特に第１のモノマ）をモノマ単位として含んでいることにより、優れた屈曲性が達成され得る。

［耐熱性の評価］
実施例の各無端ベルトについては、以下の手順で耐熱性も評価した。まず、無端ベルトを１６０℃のオーブンに２４時間入れた後、取り出して室温で２４時間放置した。続いて、無端ベルトに対して、上記の屈曲性試験と同様にマンドレル試験を実施した。試験後の無端ベルトの外観を目視で観察し、以下の基準で耐熱性を評価した。結果を表２に示す。
Ａ 変化なし
Ｂ 僅かに折り曲げ部の跡が見られた
Ｃ 折り曲げ部の跡が見られた（実用上問題なし）
Ｄ 微小なクラックが発生した
Ｅ クラックが発生した

［強度の評価］
実施例の各無端ベルトについては、以下の鉛筆硬度の測定結果及び密着試験の結果に基づいて強度を評価した。結果を表２に示す。

（鉛筆硬度）
実施例の各無端ベルトについて、ＡＳＴＭ Ｄ３３６３－０５（２０１１）ｅ２に準じて鉛筆硬度を測定し、以下の基準で強度を評価した。
Ａ ３Ｈ以上
Ｂ Ｈ以上２Ｈ以下
Ｃ Ｆ以下

（密着試験）
実施例の各無端ベルトについて、ＡＳＴＭ Ｄ３３５９－１７に準じて密着試験を実施し、以下の基準で強度を評価した。
Ａ １００／１００縁欠けなし
Ｂ １００／１００縁欠けあり
Ｃ ９５／１００以上

［耐オフセット性の評価］
実施例の各無端ベルトについては、以下の手順で耐オフセット性も評価した。結果を表２に示す。
６００ＤＰＩのプリンタで、シアンの１ドット１スペースの４５ｍｍ角のハーフトーン画像を作成し、画像が上面になるようにホットプレート上に載置し、その上に、５０ｍｍ角の無端ベルトの試験片を表面が画像に接触するように載置した。さらに、その上に５ｍｍ圧のシリコーンゴムの板を置き、押圧が０．２５ｋｇ／ｃｍ^２になるように上面から荷重を加えた。その状態で、ホットプレートを加熱し、ホットプレート表面が約１℃／秒の平均昇温速度で１３０℃に到達させた。１３０℃に到達してから５秒間経過した時点で、ファンを用いて、約０．２℃／秒の平均降温速度で４０℃まで降温した。降温後、速やかに荷重を解除し、ベルト表面から画像をゆっくりと引きはがした。このベルト表面上に付着しているトナーの状態をレーザーマイクロスコープで観察し、ベルト表面におけるハーフトーン画像の接触面積に対する残留トナーの被覆面積の比率を算出し、耐オフセット性を評価した。
Ａ １％未満
Ｂ １％以上３％未満
Ｃ ３％以上５％未満
Ｄ ５％以上１０％未満
Ｅ １０％以上

上記で示されるように、無端ベルトにおいて、表面層におけるポリマが、第１のモノマに加えて、所定量の第２のモノマ及び第３のモノマをモノマ単位として含んでいることにより、優れた屈曲性に加えて、優れた耐熱性、強度及び耐オフセット性も達成され得る。

以上、無端ベルトの様々な例について具体的に説明したが、特許請求の範囲の精神の範囲を逸脱しない範囲において種々の変形及び変更が可能であることは当業者にとって明らかである。すなわち、特許請求の範囲に記載した精神を逸脱しない範囲内において全ての変更が含まれることが意図される。

Claims (15)

1. ループ状の支持体と、前記支持体上に形成された表面層とを備える、無端ベルトであって、
   前記表面層が、重合性基及び脂肪族環を有する第１のモノマと、重合性基及びフッ素原子を有する第２のモノマと、４個以上の重合性基を有する第３のモノマと、をモノマ単位として含むポリマを含有する、無端ベルト。
2. 前記第１のモノマにおける前記重合性基、前記第２のモノマにおける前記重合性基、及び前記第３のモノマにおける前記重合性基が、（メタ）アクリロイル基である、請求項１に記載の無端ベルト。
3. 前記第１のモノマが、下記式（１Ａ）で表される化合物を含む、請求項２に記載の無端ベルト。
   

   

   
   ［式中、Ｒ^１１及びＲ^１２は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Ｒ^１３は、脂肪族環を有する２価の基を表す。］
4. 前記第２のモノマが、下記式（２Ａ）で表される化合物を含む、請求項３に記載の無端ベルト。
   

   

   
   ［式中、Ｒ^２１及びＲ^２２は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Ｒ^２３は、フッ素置換炭化水素基を有する２価の基を表す。］
5. 前記第３のモノマが、下記式（３Ａ）で表される化合物を含む、請求項４に記載の無端ベルト。
   

   

   
   ［式中、ｍは４以上の整数を表し、Ｒ^３１は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Ｒ^３２は、多価アルコールからｍ個の水酸基を除いた残基を表す。］
6. 前記第１のモノマの含有量が、前記ポリマを構成するモノマ単位全量を基準として、２質量％以上８０質量％以下である、請求項３に記載の無端ベルト。
7. 前記第２のモノマの含有量が、前記ポリマを構成するモノマ単位全量を基準として、０．５質量％以上５０質量％以下である、請求項４に記載の無端ベルト。
8. 前記第３のモノマの含有量が、前記ポリマを構成するモノマ単位全量を基準として、７質量％以上８５質量％以下である、請求項５に記載の無端ベルト。
9. 請求項１に記載の無端ベルトと、
   前記無端ベルトを加熱する加熱部と、
   前記加熱部に対して前記無端ベルトを押し付ける加圧部と、
   前記無端ベルトを冷却する冷却部と、を備える、光沢処理装置。
10. 前記第１のモノマが、下記式（１Ａ）で表される化合物を含み、
    

    

    
    ［式中、Ｒ^１１及びＲ^１２は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Ｒ^１３は、脂肪族環を有する２価の基を表す。］
    前記第２のモノマが、下記式（２Ａ）で表される化合物を含み、
    

    

    
    ［式中、Ｒ^２１及びＲ^２２は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Ｒ^２３は、フッ素置換炭化水素基を有する２価の基を表す。］
    前記第３のモノマが、下記式（３Ａ）で表される化合物を含む、請求項９に記載の光沢処理装置。
    

    

    
    ［式中、ｍは４以上の整数を表し、Ｒ^３１は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Ｒ^３２は、多価アルコールからｍ個の水酸基を除いた残基を表す。］
11. 前記第１のモノマの含有量が、前記ポリマを構成するモノマ単位全量を基準として、２質量％以上８０質量％以下であり、
    前記第２のモノマの含有量が、前記ポリマを構成するモノマ単位全量を基準として、０．５質量％以上５０質量％以下であり、
    前記第３のモノマの含有量が、前記ポリマを構成するモノマ単位全量を基準として、７質量％以上８５質量％以下である、請求項１０に記載の光沢処理装置。
12. 重合性基及び脂肪族環を有する第１のモノマと、重合性基及びフッ素原子を有する第２のモノマと、４個以上の重合性基を有する第３のモノマとを含むモノマ成分を含有する組成物を、ループ状の支持体上に配置する工程と、
    前記モノマ成分を重合させて、前記支持体上に表面層を形成する工程と、
    を備える、無端ベルトの製造方法。
13. 前記第１のモノマが、下記式（１Ａ）で表される化合物を含み、
    

    

    
    ［式中、Ｒ^１１及びＲ^１２は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Ｒ^１３は、脂肪族環を有する２価の基を表す。］
    前記第２のモノマが、下記式（２Ａ）で表される化合物を含み、
    

    

    
    ［式中、Ｒ^２１及びＲ^２２は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Ｒ^２３は、フッ素置換炭化水素基を有する２価の基を表す。］
    前記第３のモノマが、下記式（３Ａ）で表される化合物を含む、請求項１２に記載の製造方法。
    

    

    
    ［式中、ｍは４以上の整数を表し、Ｒ^３１は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Ｒ^３２は、多価アルコールからｍ個の水酸基を除いた残基を表す。］
14. 前記第１のモノマの含有量が、前記モノマ成分全量を基準として、２質量％以上８０質量％以下であり、
    前記第２のモノマの含有量が、前記モノマ成分全量を基準として、０．５質量％以上５０質量％以下であり、
    前記第３のモノマの含有量が、前記モノマ成分全量を基準として、７質量％以上８５質量％以下である、請求項１３に記載の製造方法。
15. 前記組成物が、光重合開始剤を更に含有し、
    前記モノマ成分を光照射により重合させる、請求項１４に記載の製造方法。

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