JP5205727B2

JP5205727B2 - 円筒状部材及び画像形成装置

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Publication number: JP5205727B2
Application number: JP2006237998A
Authority: JP
Inventors: 茂福田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2026-09-01
Also published as: JP2008056856A

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の静電複写方式を用いた画像形成装置に用いる円筒状部材、その円筒状部材を得るための樹脂組成物及びその円筒状部材を備える画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の静電複写方式を用いた画像形成装置は、光導電性感光体からなる像担持体上に一様な電荷を形成し、画像信号を変調したレーザ光等で静電潜像を形成した後、帯電したトナーで前記静電潜像を現像して可視化したトナー画像とする。そして、このトナー画像を、中間転写体を介して、あるいは直接、記録媒体に静電的に転写することにより所望の画像を得ている。

トナー画像を中間転写体を介して記録媒体に静電的に転写することにより所要の画像を得る画像形成装置として、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。

また、中間転写体方式を採用した画像形成装置に用いられる中間転写体としては、ポリカーボネート樹脂（例えば、特許文献２参照）、ポリフッ化ビニリデン（例えば、特許文献３、特許文献４参照）、ポリアルキレンフタレート（例えば、特許文献５参照）などの熱可塑性樹脂を含む導電性の無端ベルト等の円筒状部材や、ポリイミド樹脂や全芳香族ポリイミド樹脂（例えば、特許文献６参照）を含む導電性の無端ベルト等の円筒状部材を用いる提案がなされている。

また、特許文献７では、ポリイミド樹脂にアミド基を導入したポリアミドイミド系樹脂を用いることが提案されている。

さらに、特許文献８には、ポリアミドイミド系樹脂中のイミノ基を架橋点として、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、メラミン化合物から選択される少なくとも一種の化合物で架橋することにより、ポリアミドイミド系樹脂の耐熱性、機械的強度、及び弾性率を改善することが提案されている。

特開昭６２−２０６５６７号公報特開平６−０９５５２１号公報特開平５−２００９０４号公報特開平６−２２８３３５号公報特開平６−１４９０８１号公報特許第２５６０７２７号明細書特許第３２１８１９９号明細書特開２００１−９７５１９号公報

上記特許文献１〜６の提案のうち、全芳香族ポリイミド樹脂は強度が強いため中間転写体用の無端ベルトに用いられることが多いが、コストが高いという問題がある。

また、特許文献７に記載のポリアミドイミド系樹脂は、強度に優れ、全芳香族ポリイミド樹脂に比べてコストを下げることは可能である。しかし、樹脂が有するアミド基の吸湿性が高いために、ポリアミドイミド系樹脂を用いた無端ベルトは吸湿膨張係数が大きく、湿度変化による変形が起きやすく、中間転写体として使用したときに湿度変化による画像濃度ムラ等が発生するという問題点があった。

また、特許文献８に記載の方法では、ポリアミドイミド系樹脂の吸湿膨張率を低下させる程度までエポキシ化合物、イソシアネート化合物、メラミン化合物等の化合物を配合して架橋すると皮膜が硬くなり、実用に供することが困難となる。

本発明は、湿度変化による変形の少ない円筒状部材、その円筒状部材を得るための樹脂組成物、及びその円筒状部材を備える画像形成装置である。

本発明は、アミド基と反応する反応基を分子内に１つ有する有機化合物と反応させたポリアミドイミド系樹脂と、導電性フィラーとを含有し、前記ポリアミドイミド系樹脂におけるアミド基残存率が５０％以下であり、前記有機化合物が、エポキシ基またはメチロール基を含むシリコーンオイルである円筒状部材である。

また、本発明は、溶剤可溶型ポリアミドイミド系樹脂と、アミド基と反応する反応基を分子内に１つ有する有機化合物と、有機極性溶媒と、を含有し、前記有機化合物が、エポキシ基またはメチロール基を含むシリコーンオイルである樹脂組成物である。

さらに、本発明は、像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体の表面に潜像を形成させる潜像形成手段と、前記潜像をトナーにより現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写させる転写手段と、前記トナー像を記録媒体に定着させる定着手段と、を有し、アミド基と反応する反応基を分子内に１つ有する有機化合物と反応させたポリアミドイミド系樹脂と、導電性フィラーとを含有し、前記ポリアミドイミド系樹脂におけるアミド基残存率が５０％以下であり、前記有機化合物が、エポキシ基またはメチロール基を含むシリコーンオイルである円筒状部材を備える画像形成装置である。

本発明では、ポリアミドイミド系樹脂と、導電性フィラーとを含有し、ポリアミドイミド系樹脂におけるアミド基残存率を５０％以下とすることにより、湿度変化による変形の少ない円筒状部材を提供することができる。

また本発明では、円筒状部材の製造に用いる樹脂組成物において、溶剤可溶型ポリアミドイミド系樹脂と、アミド基と反応する反応基を分子内に１つ有する有機化合物と、有機極性溶媒と、を含有させることにより、湿度変化による変形の少ない円筒状部材を製造することができる。

さらに本発明では、ポリアミドイミド系樹脂と、導電性フィラーとを含有し、ポリアミドイミド系樹脂におけるアミド基残存率が５０％以下である円筒状部材を備えることにより、湿度変化による画像濃度ムラ等の発生を抑制することが可能な画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施の形態について以下説明する。

＜円筒状部材及び円筒状部材の構成材料＞
本発明者らは、鋭意検討した結果、ポリアミドイミド系樹脂と、導電性フィラーとを含有する円筒状部材において、ポリアミドイミド系樹脂におけるアミド基残存率を５０％以下にすることにより、吸湿膨張係数の小さい円筒状部材を得られることがわかった。ポリアミドイミド系樹脂におけるアミド基残存率は、５０％以下であることが好ましく、２５％以下であることがより好ましい。アミド基残存率が５０％を超えると、残存する吸湿性のアミド基が多くなり、円筒状部材の湿度変化による変形が大きくなる。

ここで、アミド基残存率は、ＩＲ、ＮＭＲ、熱分解ガスクロマトグラフ質量分析等から求めることができる。例えば、ＩＲスペクトルにおける１６６０ｃｍ^−１付近のアミド基の−ＮＨ基に由来するピークの、有機化合物との反応前のポリアミドイミド樹脂と円筒状部材との強度比からアミド基残存率を求めることができる。また、円筒状部材の熱分解ガスクロマトグラフ質量分析によってもアミド基残存率を求めることができる。また、ポリアミドイミド骨格の存在もＩＲ、ＮＭＲ等から検証することができる。

このように、ポリアミドイミド系樹脂を含む円筒状部材のアミド基残存率を５０％以下にすることで、吸湿時の変形の小さな円筒状部材を得ることができるが、これは、吸湿性の高いアミド基の含有量が少ないためである。

本実施形態において、ポリアミドイミド系樹脂におけるアミド基残存率を５０％以下にするためには、ポリアミドイミド系樹脂中のアミド基と反応する反応基を１つ有する有機化合物をポリアミドイミド系樹脂と反応させることで吸湿膨張係数の小さいポリアミドイミド系樹脂円筒状部材を得ることができる。これは、吸湿性の高いアミド基を当該有機化合物により封止することができるためである。円筒状部材の吸湿膨張係数は３０ＰＰＭ以下であることが好ましく、２５ＰＰＭ以下であることがより好ましい。

本実施形態に使用されるポリアミドイミド系樹脂は、アミド基とイミド基とが有機基を介して結合されたものを単位として繰り返された高分子組成物である。ポリアミドイミド系樹脂は通常知られている合成方法、即ち、アミド基を含有するジアミンとテトラカルボン酸二無水物、ジアミンとトリメリット酸一無水物、イソシアネートとトリメリット酸一無水物を反応させる等で製造することができる。本実施形態で好適に用いられるのは、これらポリアミドイミド系樹脂構造を持つものであり、ポリアミドイミド系樹脂の前駆体等を用いてもかまわない。また、前記有機基が脂肪族系か芳香族系かによって、脂肪族系ポリアミドイミド系樹脂と、芳香族系ポリアミドイミド系樹脂とに分類されるが、強度が高い等の点から芳香族系ポリアミドイミド系樹脂が好ましい。

ここで、「芳香族系」とは、基本的にはイミド基、アミド基が結合する有機基が１つ叉は２つ以上のベンゼン環等の芳香族環であることを意味するが、特に芳香族環が２つ以上の場合に、これらがエーテル、カルボニル、メチレン等の各基を介して結合されていてもよい。

アミド基と反応する反応基としてはアミド基と反応する置換基であれば特に制限はないが、例えば、エポキシ基、イソシアネート基、メラミン基、メチロール基等が挙げられる。このうち、反応性が高い点でエポキシ基が好ましい。

また、上記有機化合物は上記各反応基を有機化合物１分子当たり１個有するものであれば良く、反応基の位置は特に制限はない。また、本有機化合物は、アミド基、エーテル基等の吸湿性の高い置換基を有さないことが好ましい。また、すべり性等の他の特性を付与するために上記有機化合物はシリコーン基やパーフルオロアルキル基等を置換基としてさらに有していてもよい。また、上記有機化合物の分子量は１００００以下であることが好ましい。分子量が１００００を超えると、反応性が悪くなりアミド基と反応が終了しなくなる場合がある。なお、アミド基と反応する反応基を分子内に２個以上有する化合物を使用すると架橋反応が起き、膜が硬くなるため適さない。

エポキシ基、イソシアネート基、メラミン基、メチロール基を１つ含む有機化合物としてはどのようなものでも用いることができるが、潤滑性や離型性を同時に賦与できる等の点からシリコーン系の有機化合物（例えば、Ｘ２２−１７３ＤＸ、Ｘ２２−１７３ＢＸ、Ｘ２２−１７０ＢＸ、以上信越化学工業製、ＦＭ−０４１１、チッソ製等）が好ましい。

使用する上記有機化合物のポリアミドイミド系樹脂１００質量部に対する配合量は、エポキシ基／アミド基の値が０．５〜１．２の範囲となるような配合量であることが好ましい。エポキシ基／アミド基の値が０．５よりも小さい場合には、円筒状部材の吸湿度合いを抑えることが難しく、１．２を越えると未反応の有機化合物が残存するため円筒状部材の強度や耐熱性が低下する場合がある。

アミド基と反応する反応基を１つ有する有機化合物をポリアミドイミド系樹脂と反応させる方法としては、例えば、ポリアミドイミド系樹脂と上記有機化合物とをＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）等の溶媒中、１００℃〜１５０℃で加熱反応させて変性ポリアミドイミド系樹脂を得てもよいし、後述するようにポリアミドイミド系樹脂と上記有機化合物と導電性フィラー等とを混合した樹脂組成物を塗布、加熱反応して円筒状部材を作製する工程（管状体形成工程）において反応させてもよい。

本実施形態に係る円筒状部材には、導電性を付与するために導電性フィラーを含有する。

ポリアミドイミド系樹脂１００質量部に対する導電性フィラーの含有量は、１質量部以上５０質量部以下の範囲であることが好ましく、１質量部以上４０質量部以下の範囲であることがより好ましく、１質量部以上３５質量部以下の範囲であることがさらに好ましい。ポリアミドイミド系樹脂１００質量部に対する導電性フィラーの含有量が１質量部未満であると、導電性不足となり、含有量が５０質量部より多いと、機械的強度の低下（特に引裂き強度）が起こることがある。

本実施形態において用いられる導電性フィラーとしては、例えば、電子伝導性の導電性フィラーとして、カーボンブラック（アセチレンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック等）、カーボンナノチューブ、黒鉛、炭素繊維等の炭素材料；アルミニウム、マグネシウム等の金属粉；金属繊維等の金属材料；表面処理された金属酸化物粉；等を挙げることができる。また、イオン伝導性の導電性フィラーとして、過酸化リチウム等のアルカリ金属過酸化物；過塩素酸リチウム等の過塩素酸塩；テトラブチルアンモニウム塩等の４級アンモニウム塩；燐酸エステル塩；導電性高分子等を挙げることができる。但し、導電性フィラーとしては上記に限定されるものではない。

前記イオン伝導性の導電性フィラーは、熱可塑性樹脂中の不対電子を有する原子と一種の配位結合をするため、本実施形態において用いられるポリアミドイミド系樹脂中に分子レベルで均一に分散される。したがって、分散不良に伴う抵抗値のバラツキが生じないし、部分的帯電不良等に起因する画像欠陥が発生することも少ない。しかし、抵抗の環境依存性および連続通電による抵抗変動が発生するなどの問題が生じる場合があり、また、イオン伝導性の導電性フィラーの配合量については、ブリードの発生を抑制する必要があることから、ポリアミドイミド系樹脂１００質量部に対して、０．１〜５質量部の範囲で配合することが好ましい。５質量部を超えて添加した場合には、ブリードが発生するなどの問題が生じることがある。

一方、電子伝導性の導電性フィラーは、イオン伝導性の導電性フィラーを用いた場合に発生する、抵抗の環境変動及び連続通電による抵抗変動などの問題が起こることが少ないので、本実施形態においては好ましく用いることができる。

＜樹脂組成物の製造方法＞
本実施形態に用いられる樹脂組成物は、溶剤可溶型ポリアミドイミド系樹脂と、アミド基と反応する反応基を分子内に１つ有する有機化合物と、有機極性溶媒と、を含有する。樹脂組成物は、溶剤可溶型ポリアミドイミド系樹脂、導電性フィラー、アミド基と反応する反応基を分子内に１つ有する有機化合物を溶剤中で撹拌混合することにより製造することができる。この場合には、乾燥時の熱を利用してポリアミドイミド系樹脂中のアミド基と、当該アミド基と反応する反応基を分子内に１つ有する有機化合物との反応を行うことができる。また、上記有機化合物とポリアミドイミド系樹脂とを反応させた変性ポリアミドイミド系樹脂をあらかじめ製造後、溶剤中に溶かし、導電性フィラー等の各構成成分を混合機で混合することにより製造しても良い。製造性等の点から前者の方法が好ましい。樹脂組成物の製造においては、各構成成分の混合方法、混合の順序は特に限定されることはない。

樹脂組成物には、上記の構成成分の他にその特性を損なわない限りにおいて、必要に応じて任意の添加剤、例えば離型剤、帯電防止剤、光安定剤、酸化防止剤、補強剤、軟化剤、発砲剤、染顔料、及び無機充填剤等を添加することができる。

＜円筒状部材及び円筒状部材の製造方法＞
本実施形態に係る円筒状部材は、上記樹脂組成物を用いて得られるものであり、既述の如く電子写真用の画像形成装置における転写装置、帯電装置、及び現像装置等に用いられる導電部材として広く使用できるものである。本実施形態に係る円筒状部材はこれらの中では中間転写体、搬送ベルト及び帯電部材や転写部材として用いられる導電ロールに好ましく使用され、特に中間転写体に好ましく使用される。

本実施形態に係る円筒状部材は、前述のようにして得られた樹脂組成物を成形することにより、転写部材等としての円筒状部材を得ることができる。本実施形態に係る円筒状部材は、電子写真式複写機、レーザープリンタ等における感光装置、中間転写装置、転写分離装置、搬送装置、帯電装置、現像装置等に好適に使用される。円筒状部材は、用途、機能等に応じて、材質、形状、大きさ等が適宜設定される。

円筒状部材の作製工程は、塗布溶液を、円筒状の芯体（以下、円筒状基材と称する）表面に塗布して、塗膜を形成する塗膜形成工程と、該塗膜を加熱乾燥及び加熱反応させて管状体を形成する管状体形成工程と、管状体を前記円筒状基材から剥離する剥離工程とを含む。また、必要に応じて他の工程を含んでもよい。

以下、本実施形態の円筒状部材の製造方法を工程毎に分けて詳細に説明する。

（塗膜形成工程）
塗膜形成工程では、まず、上記ポリアミドイミド系樹脂、上記導電性フィラー等を、ボールミルやサンドミル、ジェットミル等を用いて混合分散した樹脂組成物（塗布溶液）を調製し、その樹脂組成物を、ブラスト加工され離形剤が予め塗布された円筒状基材表面に塗布して、塗膜を形成する。円筒状基材の表面には管状体の剥離性をあげるため、シリコーン系やフッ素系の離型剤処理等を行ってあっても良い。

円筒状基材に塗布溶液を塗布する方法としては、円筒状基材を塗布溶液に浸漬して上昇させる（引き上げる）浸漬塗布法、円筒状基材を回転させながら表面に塗布溶液を吐出する流し塗り法、その際にブレードで塗膜をメタリングするブレード塗布法など、公知の方法が採用できる。

なお、上記「円筒状基材表面に塗布する」とは、円筒状基材の表面に層を有する場合は、その層の表面に塗布することをいう。また、「円筒状基材を上昇」とは、塗布時の液面との相対関係であり、「円筒状基材を停止し、塗布液面を下降」させる場合を含む。

塗布溶液の塗布を前記浸漬塗布法で行う場合、塗布溶液は粘度が非常に高いので、膜厚が所望値より厚くなりすぎることがある。その際は、環状体により膜厚を制御する浸漬塗布法を適用してもよい。この環状体により膜厚を制御する浸漬塗布法は、塗布槽に収容された塗布溶液に、円筒状基材の外径よりも大きな円孔が設けられた環状体を浮かべ、円筒状基材を塗布槽外部から円孔を通して塗布溶液中に浸漬させた後に、円筒状基材を引き上げる塗布法である。

（管状体形成工程）
この工程においては、塗膜形成工程において形成された塗膜を加熱乾燥及び加熱反応させて、円筒状基材表面に管状体を形成する。なお、本実施形態において「管状体」とは、塗膜から溶剤を除去し加熱乾燥及び加熱反応させた膜を意味する。

まず、管状体形成工程において、塗膜中に存在する溶剤を除去する目的で、また、ポリアミドイミド系樹脂前駆体の場合には反応を行う目的で、加熱を行う。加熱は、溶剤を除去する目的の場合は使用している溶剤の沸点以上の温度、反応を伴う場合には当該反応が終了する温度以上の温度で行うことができる。加熱条件は、５０℃〜２９０℃の温度範囲で１０分間〜１２０分間であることが好ましい。その際、温度が高いほど、加熱時間は短くてよい。また、加熱することに加え、風を当てることも有効である。加熱は、段階的に温度を上昇させても、一段階で温度を上昇させてもよい。また、塗布直後に塗液が流動する場合には円筒状基材を回転させながら加熱してもよい。

（剥離工程）
加熱反応後、円筒状基材を常温（１５℃〜３０℃程度）に冷却し、形成された管状体を剥離する本工程を経ることで、円筒状部材を得ることができる。円筒状基材には、予め離型剤が塗布されているので、管状体の内周面と円筒状基材の外周面とが直接接することはないので、円筒状基材から管状体を容易に剥離して円筒状部材を得ることができる。

なお、抜き取られた円筒状部材は、その両端は膜厚の均一性が劣っていたり、皮膜の破片が付着していた場合は、不要部分として切断することが好ましい。さらに必要に応じて、穴あけ（パンチング）加工、リブ付け加工、等が施されることがある。

このようにして得られた円筒状部材は、電子写真複写機やレーザープリンタ等の画像形成装置における中間転写体や、搬送ベルト、転写ロールとして用いることができる。

＜画像形成装置＞
本実施形態に係る画像形成装置は、上記円筒状部材を中間転写体や、搬送ベルト、転写ロールとして用いた画像形成装置であれば特に限定されるものではない。例えば、現像装置内に単色のトナーのみを収容する通常のモノカラー画像形成装置や、感光体ドラム等の像担持体上に担持されたトナー画像を中間転写体に順次一次転写を繰り返すカラー画像形成装置、各色の現像装置を備えた複数の像担持体を中間転写体上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置等が挙げられる。

本実施形態に係る画像形成装置は、像担持体と、像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、像担持体の表面に潜像を形成させる潜像形成手段と、潜像をトナーにより現像してトナー像を形成させる現像手段と、トナー像を記録媒体に転写させる転写手段と、トナー像を記録媒体に定着させる定着手段と、を有する。以下に、本実施形態に係る画像形成装置の一例として、一次転写を繰り返すカラー画像形成装置を示す。

図１に示す画像形成装置１は、像担持体１０１、中間転写体（上記円筒状部材）１０２、転写電極であるバイアスローラ（二次転写ローラ）１０３、記録媒体１４１を貯留するための用紙トレイ１０４、現像手段として、ＢＫ（ブラック）トナーにより現像を行うための現像装置１０５と、Ｙ（イエロー）トナーにより現像を行うための現像装置１０６と、Ｍ（マゼンタ）トナーにより現像を行うための現像装置１０７と、Ｃ（シアン）トナーにより現像を行うための現像装置１０８、中間転写体１０２上の残留トナーを除去するためのベルトクリーナ１０９、剥離爪１１３、中間転写体１０２を支持するための支持ロール１２１，１２３，１２４、バックアップローラ１２２、導電性ローラ（一次転写ローラ）１２５、電極ローラ１２６、除電ローラ１３０、クリーニングブレード１３１、及び用紙トレイ１０４に貯留されている記録媒体１４１をピックアップしてフィードローラ１４３の設置位置へ案内するためのピックアップローラ１４２を備えている。なお、導電性ローラ１２５、バイアスローラ１０３が転写ロールに相当する。バックアップローラ１２２は、中間転写体１０２を介してバイアスローラ１０３に対向するように設けられている。バックアップローラ１２２の近傍には、バックアップローラ１２２に圧接して回転する電極ローラ１２６が設けられている。

画像形成装置１において、像担持体１０１は矢印Ａ方向に回転され、図示しない帯電装置（帯電手段）によりその表面が一様に帯電される。一様に帯電された像担持体１０１上が、図示を省略するレーザ書込み装置等の画像書込装置（潜像形成手段）によって走査露光されると、第一色（例えば、ＢＫ）の静電潜像が像担持体１０１上に形成される。この静電潜像は現像装置１０５によって現像されて可視化されたトナー像Ｔが像担持体１０１上に形成される。トナー像Ｔが、像担持体１０１の回転により導電性ローラ１２５の配置された一次転写部に到ると、導電性ローラ１２５によりトナー像Ｔに逆極性の電界が作用され、トナー像Ｔが静電的に中間転写体１０２に吸着されつつ中間転写体１０２の矢印Ｂ方向の回転により一次転写される。

以下、同様にして第２色のトナー像、第３色のトナー像、第４色のトナー像が順次像担持体１０１上に形成された後に、中間転写体１０２において重ね合わせられて、多色トナー像が形成される。なお、このときのトナーは一成分系のものでもよいし二成分系のものでもよい。

中間転写体１０２に転写された多色トナー像は、中間転写体１０２の回転によってバイアスローラ（二次転写ローラ）１０３の設置位置に到る。

記録媒体１４１は、用紙トレイ１０４からピックアップローラ１４２により一枚ずつ取り出され、フィードローラ１４３により中間転写体１０２とバイアスローラ１０３との間に所定のタイミングで給送される。給送された記録媒体１４１には、バイアスローラ１０３及びバックアップローラ１２２による圧接搬送と中間転写体１０２の回転により、中間転写体１０２に担持された多色トナー像が転写される。

多色トナー像の転写は、バイアスローラ１０３と中間転写体１０２とを介して対向配置されたバックアップローラ１２２に圧接されている電極ローラ１２６に多色トナー像の極性と同極性の転写電圧を印加することにより、多色トナー像を記録媒体１４１へ静電反発により転写する。以上のようにして、記録媒体１４１上に画像を形成することができる。

多色トナー像が転写された記録媒体１４１は、剥離爪１１３により中間転写体１０２から剥離され、図示しない定着装置（定着手段）に搬送され、加圧／加熱処理で多色トナー像を固定して定着画像とされる。なお、多色トナー像の記録媒体１４１への転写が終了した中間転写体１０２は、ベルトクリーナ１０９により残留トナーが除去される。また、バイアスローラ１０３には、ポリウレタン等からなるクリーニングブレード１３１が当接するように設けられており、転写により付着したトナー粒子や紙紛等の異物が除去される。

単色画像の転写の場合、一次転写されたトナー像を直ちに二次転写して定着装置に搬送するが、複数色の重ね合わせによる多色画像の転写の場合、各色のトナー像が一次転写部で正確に一致するように中間転写体１０２と像担持体１０１との回転を同期させて各色のトナー像がずれないように中間転写体１０２の回転及び像担持体１０１の回転が制御される。

本実施形態に係る画像形成装置において、ポリアミドイミド系樹脂と、導電性フィラーとを含有し、ポリアミドイミド系樹脂におけるアミド基残存率が５０％以下である円筒状部材２０を備えることにより、湿度変化による画像濃度ムラ等の発生を抑制することが可能であり、湿度変化に対し走行上の問題のない画像形成装置を提供することができる。

以下、実施例および比較例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
（樹脂組成物の調整）
溶剤可溶型芳香族系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％）に、導電性フィラーであるカーボンブラック（Ｄｅｇｕｓｓａ社製、スペシャルブラック４）３６質量部を添加した溶液を湿式ジェットミル（ジーナス製、ジーナスＰＹ、圧力２００ＭＰａでφ０．１ｍｍのオリフィスを５回通過）を用いて分散を行った。この溶液に、アミド基と反応する反応基を分子内に１つ有する有機化合物として、片末端にエポキシ基を有する変性シリコーンオイル（信越化学製、Ｘ−２２−１７３ＤＸ）をエポキシ基／アミド基が０．９になるように１．５３質量部添加した溶液を作製した。

（塗膜形成工程）
次に、３０ｒｐｍで回転させたφ１６８ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミ製円筒状パイプ（ブラスト加工されシリコーン系離形剤（商品名：ＫＳ７００、信越化学（株）製）が予め塗布されたもの）の外表面に、この樹脂組成物をφ３ｍｍのノズル先端より吐出させると同時に厚さｔ＝０．３ｍｍ、幅１０ｍｍのＳＵＳ製ブレードをクリアランスが０．３５ｍｍになるように押し付けて平滑化処理を行いながら１００ｍｍ／ｍｉｎで周方向に走査させることでアルミ製円筒状パイプ表面に均一なポリアミドイミド樹脂溶液膜を形成した。

（管状体形成工程）
この塗膜が形成されたアルミ製円筒状パイプを１０ｒｐｍで回転させながら１３０℃で２０分間加熱乾燥し、さらに１０ｒｐｍで回転させながら２５０℃で３０分間加熱反応させた。

（剥離工程）
加熱反応後、管状体を抜き取ることで、厚み７８μｍのポリアミドイミド樹脂製円筒状部材を得ることができた。この円筒状部材におけるアミド基残存率は１０％であった。なお、アミド基残存率は、円筒状部材について赤外分光光度計（ＳｍｉｔｈｓＤｅｔｅｃｔｉｏｎ社製、ＩｌｌｕｍｉｎａｔＩＲ）を使用して１６６０ｃｍ^−１付近のアミド基の−ＮＨ基に由来するピークの比より求めた。

（円筒状部材の評価）
以下の評価方法で円筒状部材の評価を行った。結果を表１に示した。

〔吸湿膨張係数〕
円筒状部材を１インチ×２．５インチに切断したフィルムに荷重２．３５Ｎの荷重をかけ、３５℃雰囲気中で相対湿度を２０％ＲＨで飽和させたときと、８５％ＲＨで飽和させたときの長さを測定し、その差を相対湿度差の６５で割ったものを吸湿膨張係数とした。

〔膜強度〕
各例で得られた円筒状部材から１５ｍｍ×１５０ｍｍの短冊状サンプルを切り出し、ＭＩＴ試験機（上島製作所製）を使用して、破断が生じるまでの回数を測定し、以下の基準で判定した。
◎：５０１回以上
○：２００〜５００回
△：１００〜２００回
×：１００回未満

また、各例で得られた円筒状部材から５ｍｍ×４５ｍｍの短冊状サンプルを切り出し、オートグラフ（（株）東洋精機製作所製、Ｖ１−Ｃ）を用い、ＪＩＳＫ７１６１に準拠して、常温にて引張速度を２０ｍｍ／ｓｅｃとしてヤング率を測定し、以下の基準で判定した。
○：３００１ＭＰａ以上
△：２０００〜３０００ＭＰａ
×：２０００ＭＰａ未満

〔摩擦係数〕
各例で得られた円筒状部材の摩擦係数を摩擦係数測定機（新東科学製、ヘイドン１４型）を用いて、Ａ４サイズの耐候紙（富士ゼロックスプリンティングシステム製、１０３Ｒ０１０２１）をコピー用紙とし、速度１０ｍｍ／ｓｅｃ、荷重１００ｇの条件で測定し、すべり性を以下の基準で判定した。
◎：０．１未満
○：０．１以上０．４未満
△：０．４以上０．５未満
×：０．５以上

〔画像濃度ムラ〕
円筒状部材を中間転写ベルトとして画像形成装置ＤＰＣ２２２０（富士ゼロックス製）に組み込み、２８℃２０％ＲＨ環境下で２４時間放置後、さらに２８℃８５％ＲＨ環境下に４時間放置後にハーフートーン（マゼンタ３０％）の画像をＡ３縦用紙に転写し、得られた画像を目視により以下の基準で判定した。中間転写ベルトが吸湿により変形すると画像に白抜けが発生する。
○：白抜け発生なし
△：白抜け発生わずかにあり
×：白抜け発生有り

＜実施例２＞
片末端にエポキシ基を有する変性シリコーンオイル（信越化学製、Ｘ−２２−１７３ＤＸ）の配合量をエポキシ基／アミド基が０．５になるように０．８５質量部添加した以外は実施例１と同様にして、厚み８２μｍのポリアミドイミド樹脂製円筒状部材を得た。この円筒状部材中のアミド基残存率は、５０％であった。実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。

＜実施例３＞
片末端にエポキシ基を有する変性シリコーンオイル（信越化学製、Ｘ−２２−１７３ＤＸ）の配合量をエポキシ基／アミド基が０．７になるように１．１９質量部添加した以外は実施例１と同様にして、厚み８１μｍのポリアミドイミド樹脂製円筒状部材を得た。この円筒状部材中のアミド基残存率は、３０％であった。実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。

＜実施例４＞
片末端にエポキシ基を有する変性シリコーンオイル（信越化学製、Ｘ−２２−１７３ＤＸ）の配合量をエポキシ基／アミド基が１．１になるように１．８７質量部添加した以外は実施例１と同様にして、厚み８０μｍのポリアミドイミド樹脂製円筒状部材を得た。この円筒状部材中のアミド基残存率は、０％であった。実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。

＜実施例５＞
片末端にエポキシ基を有する変性シリコーンオイル（信越化学製、Ｘ−２２−１７３ＤＸ）の配合量をエポキシ基／アミド基が１．３になるように２．２１質量部添加した以外は実施例１と同様にして、厚み８１μｍのポリアミドイミド樹脂製円筒状部材を得た。この円筒状部材中のアミド基残存率は、０％であった。実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。

＜実施例６＞
アミド基と反応する反応基を分子内に１つ有する有機化合物として、メチロール基を有する変性シリコーンオイル（信越化学製、Ｘ−２２−１７０ＤＸ）をメチロール基／アミド基が０．８になるように４．１質量部使用した以外は実施例１と同様にして厚み８２μｍのポリアミドイミド樹脂製円筒状部材を得た。この円筒状部材中のアミド基残存率は、２０％であった。実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。

＜比較例１＞
エポキシ基を有する変性シリコーンオイルを添加しなかった以外は実施例１と同様にして厚み８１μｍのポリアミドイミド樹脂製円筒状部材を得た。この円筒状部材中のアミド基残存率は、１００％であった。実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。

＜比較例２＞
片末端にエポキシ基を有する変性シリコーンオイル（信越化学製、Ｘ−２２−１７３ＤＸ）の配合量をエポキシ基／アミド基が０．３になるように０．５１質量部添加した以外は実施例１と同様にして、厚み８１μｍのポリアミドイミド樹脂製円筒状部材を得た。この円筒状部材中のアミド基残存率は、７０％であった。実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。

＜比較例３＞
両末端にエポキシ基を有するビスフェノールA型エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン製、エピコート８２８）を５．１質量部添加した以外は実施例１と同様にして、厚み８２μｍのポリアミドイミド樹脂製円筒状部材を得た。この円筒状部材中のアミド基残存率は、０％であった。実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。

実施例１〜６においては、アミド基と反応する反応基を１つ有する有機化合物をポリアミドイミド樹脂に反応させて、アミド基残存率を５０％以下とすることで吸湿膨張係数が小さくなっていることがわかる。これは、吸湿性の高いアミド基を上記有機化合物により封止することができたためと考えられる。また、アミド基残存率を５０％以下としたため、吸湿時の変形がほとんどないため、画像ムラもほとんど発生しなかった。また、アミド基残存率を０％とした実施例４では、膜強度がやや低下し、エポキシ基／アミド基を１．３とした実施例５では、エポキシ化合物が残存するため、膜強度が低下した。さらに、実施例１〜６の円筒状部材において、シリコーン基を有する有機化合物をポリアミドイミド樹脂に反応させ、ポリアミドイミド樹脂の側鎖にシリコーン基を有するため、摩擦係数が高く、すべり性が向上している。

比較例１においては、アミド基と反応する反応基を１つ有する有機化合物を反応させていないため、吸湿膨張係数が大きく、また吸湿起因の変形による画像濃度ムラが発生した。また、シリコーン基を有する有機化合物をポリアミドイミド樹脂に反応させていないため、摩擦係数が低く、すべり性が悪い。

比較例２においては、円筒状部材中のアミド基残存率が５０％を越えるため、吸湿膨張係数が大きく、また吸湿起因の変形による画像濃度ムラがわずかに発生した。

比較例３においては、アミド基と反応する反応基を２つ有する有機化合物を反応させたため、架橋反応が起きて皮膜が硬くなったため、画質評価の時に割れが発生し評価できなかった。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の一例の概略を示す図である。

符号の説明

１画像形成装置、１０１像担持体、１０２中間転写体、１０３バイアスローラ、１０４用紙トレイ、１０５現像装置（ＢＫ）、１０６現像装置（Ｙ）、１０７現像装置（Ｍ）、１０８現像装置（Ｃ）、１０９ベルトクリーナ、１２１，１２３，１２４支持ロール、１２２バックアップローラ、１２５導電性ローラ、１２６電極ローラ、１３０除電ローラ、１３１クリーニングブレード、１４１記録媒体、１４２ピックアップローラ、１４３フィードローラ。

Claims

アミド基と反応する反応基を分子内に１つ有する有機化合物と反応させたポリアミドイミド系樹脂と、導電性フィラーとを含有し、
前記ポリアミドイミド系樹脂におけるアミド基残存率が５０％以下であり、
前記有機化合物が、エポキシ基またはメチロール基を含むシリコーンオイルであることを特徴とする円筒状部材。
像担持体と、前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体の表面に潜像を形成させる潜像形成手段と、前記潜像をトナーにより現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写させる転写手段と、前記トナー像を記録媒体に定着させる定着手段と、を有し、
アミド基と反応する反応基を分子内に１つ有する有機化合物と反応させたポリアミドイミド系樹脂と、導電性フィラーとを含有し、前記ポリアミドイミド系樹脂におけるアミド基残存率が５０％以下であり、前記有機化合物が、エポキシ基またはメチロール基を含むシリコーンオイルである円筒状部材を備えることを特徴とする画像形成装置。