JP6302337B2 - 画像形成装置用中間転写ベルト - Google Patents
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Description
項1. (a)樹脂製の基材層、(b)ゴム弾性樹脂を含む弾性層、及び(c)ウレタンゴム及び疎水性フィラーを含み、且つ水接触角が90°以上である表面層をこの順に積層させてなることを特徴とする、画像形成装置用の中間転写ベルト。
項2. 前記ゴム弾性樹脂がウレタンゴムである、項1に記載の画像形成装置用の中間転写ベルト。
項3. 前記表面層の水接触角が90〜140°である、項1又は2に記載の画像形成装置用の中間転写ベルト。
項4. 前記疎水性フィラーが、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−フルオロアルキルビニルエーテル共重合体、シリコーン樹脂粒子、及び表面が疎水化処理されたシリカよりなる群から選択される少なくとも1種である、項1〜3のいずれかに記載の画像形成装置用の中間転写ベルト。
(a)基材層
本発明の中間転写ベルトにおいて基材層は、駆動時にかかる応力によるベルトの変形を回避するため、引張、圧縮等の外力に対する耐久性に優れた樹脂で形成される。
本発明の中間転写ベルトにおける弾性層は、主に、紙等の記録媒体に対する追従性の向上の目的で設けられる。ここで、「ゴム弾性」とは、ゴム状態の高分子物質に観測される大きな弾性変形挙動を指す。
本発明の中間転写ベルトにおける表面層は、直接トナーを乗せ、トナーを記録媒体へ転写、離型するための層である。本発明において表面層は、ウレタンゴム及び疎水性フィラーを含み、且つ水接触角が90°以上に設定される。このような特性の組成及び特定の物性値を示す表面層を形成することによって、弾性層との密着性を向上させつつ、優れた凹凸追従性を備えさせることが可能になる。
本発明の中間転写ベルトは、基材層、弾性層、及び表面層以外に、本発明の効果を損なわないことを限度として、他の層が設けられていてもよい。例えば、基材層と弾性層の間に、これらの密着性を向上させるために接着性樹脂を含むプライマー層を必要に応じて有していてもよい。
本発明の中間転写ベルトは、継目のない(シームレス)形状であることが望ましい。また、本発明の中間転写ベルトの総厚みは、通常300〜550μm、好ましくは300〜450μmが挙げられる。
本発明の中間転写ベルトが適用される画像形成装置の種類については、特に制限されず、例えば、複写機、プリンター、ファクシミリ等が挙げられる。
本発明の中間転写ベルトの製造方法については、前記基材層、弾性層、及び表面層が順に積層された中間転写ベルトが得られる限り特に制限されないが、例えば、下記工程を含む方法が挙げられる。
(1)基材層形成用組成物を遠心成型してベルト状の基材層を形成する工程、
(2)前記(1)で形成されたベルト状の基材層の表面に弾性層形成用組成物を塗布して弾性層を形成する工程、
(3)前記(2)で形成された弾性層の表面に、表面層形成用組成物を塗布して表面層を形成する工程。
工程(1)では、基材層形成用組成物を遠心成型してベルト状の基材層を形成する。遠心成型は、円筒状金型等を用いて行うことができる。基材層形成用組成物の使用量は、得られる基材層の厚みが前述する範囲となるように調整すればよい。
G(m/s2)=r・ω2=r・(2・π・n)2 (I)
ここで、rは円筒金型の半径(m)、ωは角速度(rad/s)、nは1秒間での回転数を示す。前記式(I)より、円筒状金型の回転条件を適宜設定することができる。
前記工程(1)で形成されたベルト状の基材層の表面に弾性層形成用組成物を塗布して弾性層を形成する。
前記工程(2)で形成された弾性層の表面に、表面層形成用組成物を塗布して表面層を形成する。
実施例1
以下の手順で、基材層、弾性層、及び表面層を形成し、シームレスの中間転写ベルトを製造した。
窒素流通下、N−メチル−2−ピロリドン488gに、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)47.6gを加え、50℃に保温、撹拌して完全に溶解させた。この溶液に、3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)70gを除々に添加し、ポリアミック酸溶液605.6gを得た。このポリアミック酸溶液の数平均分子量は19,000、粘度は43ポイズ、固形分濃度は18.1重量%であった。
キシレン44gに真比重1.1g/cm3のブロック型ウレタン用プレポリマー(ウレハイパーRUP1627、DIC(株)製)165.7gを溶解させた。この溶液に脂肪族ジアミン系の硬化剤CLH-5を14.23g(DIC(株)製)添加し撹拌を行い、弾性層形成用組成物を得た。
シリカ粉末は、その用途に応じてシランカップリング剤やポリマーなど表面改質処理剤により表面改質され、その粉末表面の水酸基を化学的に変換することによって多機能な特性を付与することが知られている。例えば、粉末表面の水酸基によって通常は親水性を示すシリカ粉末を適当なカップリング剤やポリマーを用いて疎水性に変換することが行われている。本件ではシリカ粉末はアドマテックス社製のSO-C1(平均粒子径0.25μm)を用いた。カップリング剤は信越シリコーン社製のビニルトリメトキシシラン(KBM-1003)を用いた。シリカ粉末をインテグラルブレンド法によりカップリング処理をし、疎水性シリカを得た。カップリング剤の添加量はシリカ重量に対して1%添加を行った。このカップリング剤で得られた疎水性シリカを疎水性シリカ1とした。
表面層形成用組成物において、ウレタンバインダー溶液の固形分量(7.5重量%)100重量部当たり疎水性シリカ1を100重量部に変更したこと以外は、実施例1と同条件で、中間転写ベルトを製造した。
表面層形成用組成物において、ウレタンバインダー溶液の固形分量(7.5重量%)100重量部当たり疎水性シリカ1を150重量部に変更したこと以外は、実施例1と同条件で、中間転写ベルトを製造した。
カップリング剤を信越シリコーン社製のビニルトリエトキシシラン(KBE-1003)を用いた以外は上記疎水性シリカ1と同条件で疎水性シリカを作製した。得られた疎水性シリカを疎水性シリカ2とした。
表面層形成用組成物において、ウレタンバインダー溶液の固形分量(7.5重量%)100重量部当たり疎水性シリカ2を60重量部に変更したこと以外は、実施例4と同条件で、中間転写ベルトを製造した。
表面層形成用組成物において、ウレタンバインダー溶液の固形分量(7.5重量%)100重量部当たり疎水性シリカ2を120重量部に変更したこと以外は、実施例4と同条件で、中間転写ベルトを製造した。
表面層形成用組成物において、ウレタンバインダー溶液の固形分量(7.5重量%)100重量部当たり疎水性シリカ2を150重量部に変更したこと以外は、実施例4と同条件で、中間転写ベルトを製造した。
表面層形成用組成物において、疎水性シリカ1の代わりにポリテトラフルオロエチレン(PTFE)(平均粒子径0.75μm)を使用し、且つウレタンバインダー溶液の固形分量(7.5重量%)100重量部当たりPTFEを40重量部に変更したこと以外は、実施例1と同条件で、中間転写ベルトを製造した。
表面層形成用組成物において、ウレタンバインダー溶液の固形分量(7.5重量%)100重量部当たりPTFEを80重量部に変更したこと以外は、実施例8と同条件で、中間転写ベルトを製造した。
表面層形成用組成物において、ウレタンバインダー溶液の固形分量(7.5%)100重量部当たりPTFEを100重量部に変更したこと以外は、実施例8と同条件で、中間転写ベルトを製造した。
表面層形成用組成物において、疎水性シリカ1の代わりにテトラフルオロエチレン−フルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)(平均粒子径0.2μm)を使用し、且つウレタンバインダー溶液の固形分量(7.5重量%)100重量部当たりPFAを100重量部に変更したこと以外は、実施例1と同条件で、中間転写ベルトを製造した。PFAは三井デュポンフロロケミカル株式会社製のMPE-018を用いた。
表面層形成用組成物において、疎水性シリカ1の代わりにシリコーン粒子(平均粒子径0.7μm)を使用し、且つウレタンバインダー溶液の固形分量(7.5重量%)100重量部当たりシリコーン粒子を100重量部に変更したこと以外は、実施例1と同条件で、中間転写ベルトを製造した。シリコーン粒子は株式会社タナック製のXC99-A8808を用いた。
表面層形成用組成物において、シリカを配合しなかったこと以外は、実施例1と同条件で、中間転写ベルトを製造した。
表面層形成用組成物において、ウレタンバインダー溶液の固形分量(7.5重量%)100重量部当たり疎水性シリカ1を20重量部に変更したこと以外は、実施例1と同条件で、中間転写ベルトを製造した。
表面層形成用組成物において、ウレタンバインダー溶液の固形分量(7.5重量%)100重量部当たり疎水性シリカ1を10重量部に変更したこと以外は、実施例4と同条件で、中間転写ベルトを製造した。
ビニリデンフロライド(VDF)(カイナー#301F、アルケマ製)100gを、N,N−ジメチルホルムアミドに固形分6.1重量%となるように溶解させ表面層形成用組成物として用いた以外は実施例1と同じ条件で、中間転写ベルトを製造した。
ビニリデンフロライド(VDF)とヘキサフルオロプロピレン(HFP)の共重合体であるVDF−HFP共重合樹脂(カイナー#2801アルケマ製:HFP11モル%)100gを、N,N−ジメチルホルムアミドに固形分6.1重量%となるように溶解させ表面層形成用組成物として用いた以外は実施例1と同じ条件で、中間転写ベルトを製造した。
主材固形分濃度20重量%のフッ素ゴム(四フッ化エチレン-プロピレンゴム(FEPM))材料(FFX−80414P、太平化成工業(株)製)20gに対し、酢酸アミル45.6gを加えることで固形分濃度6.1重量%の溶液を作製し、この原料を実施例1と同じ条件で製膜することにより表面層を形成した。それ以外は実施例1と同じ条件で、中間転写ベルトを製造した。
以下に示す方法で、表面層の水接触角、弾性層と表面層の密着性、及び二次転写性について評価した。
各中間転写ベルトの表面層の水接触角について、(KRUSS製DSA20)により測定した。
測定の際、純水の滴下量は1.0μLとした。
各中間転写ベルトについて、クロスカット試験により弾性層と表面層との密着性を判定した。試験面に対しカッターガイドを用いて弾性層まで達する11本の切り傷をつけ、ガイドを90°回転させ、上記切り傷と垂直になるように更に11本の切り傷をつけることにより100個の碁盤目を作った。切り傷の間隔は1mmとした。碁盤目部分にセロテープを圧着させテープの端を45°の角度で引き剥がし、碁盤目の状態とセロテープを圧着させる前の状態とを比較して、下記判定基準に従って、弾性層と表面層の密着性を評価した。
◎:どの格子の目にも剥がれがない。
○:格子における表面層の剥がれ箇所が10か所未満
△:格子における表面層の剥がれ箇所が10か所以上30か所未満
×:格子における表面層の剥がれ箇所が30か所以上50か所未満
××:格子における表面層の剥がれ箇所が50か所以上
各中間転写ベルトの二次転写性を評価するために、普通紙及びエンボス加工紙(富士ゼロックスオフィスサプライ社製の「レザック66」、表面凹凸差80μm、151g/m2)を用いて以下の試験を行った。各中間転写ベルトに対して、C(シアン)色のベタ画像を印刷し、印刷前後の転写ベルト上のトナー重量を測定した。次いで、下記式から二次転写効率を求め、下記判定基準に従って二次転写性を評価した。
Claims (3)
- (a)樹脂製の基材層、(b)ゴム弾性樹脂を含む弾性層、及び(c)ウレタンゴム及び疎水性フィラーを含み、且つ水接触角が90°以上である表面層をこの順に積層させてなり、
前記疎水性フィラーが、フッ素樹脂フィラー、シリコーン樹脂フィラー、及び表面が疎水化処理されたシリカよりなる群から選択される少なくとも1種であり、
前記フッ素樹脂フィラーが、ポリテトラフルオロエチレン及び/又はテトラフルオロエチレン−フルオロアルキルビニルエーテル共重合体であり、且つ、
前記ウレタンゴム100重量部当たり、前記フッ素樹脂フィラーの含有量が40〜100重量部、前記シリコーン樹脂フィラーの含有量が40〜150重量部、前記疎水化処理されたシリカの含有量が60〜180重量部であることを特徴とする、画像形成装置用の中間転写ベルト。 - 前記ゴム弾性樹脂がウレタンゴムである、請求項1に記載の画像形成装置用の中間転写ベルト。
- 前記表面層の水接触角が90〜140°である、請求項1又は2に記載の画像形成装置用の中間転写ベルト。
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