JPH06298952A

JPH06298952A - 管状物

Info

Publication number: JPH06298952A
Application number: JP8982493A
Authority: JP
Inventors: Toshio Nakajima; 登志雄中島; Masao Nakamura; 正雄中村; Toshihiko Tomita; 俊彦富田; Tokio Fujita; 時男藤田; Toshiaki Iwamoto; 登志明岩元; Hiroshi Ukai; 浩史鵜飼
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 1994-10-25
Anticipated expiration: 2011-07-24
Also published as: JP2516310B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ベルト定着法による画像形成装置におけるポ
リイミド樹脂製の定着用ベルトは摺動特性が不十分であ
り、駆動による摩擦のため摩耗粉を生じ易く、このため
スリップ現象や定着不良を起こすことがあったので、こ
れを改良すると共に、スリップトルクが駆動トルクの２
倍以上を維持する期間を長期とする。【構成】ポリイミド樹脂製管状層に数平均分子量が５
６０００以下の低分子量ポリテトラフルオロエチレン粉
末を分散させた単層の管状物あるいは該粉末分散ポリイ
ミド樹脂製管状内層の外周面にフッ素樹脂製管状外層を
形成した複合管状構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複写機、ファクシミリ、
プリンターのような画像形成装置の定着用ベルト等に好
適な管状物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像形成装置における転写紙への
画像定着方法としては、例えば、熱ローラー定着法があ
る。このローラー定着法は例えば図１に示すように、熱
ローラー１とプレスローラー２とを上下に対向配置し、
転写紙３を両ローラー１、２間に送り込む方法であり、
熱ローラー１に内蔵されるヒーター４の発熱により転写
紙３に仮着された感熱インク５を溶融定着させると共
に、プレスローラー２により加圧して定着を強固にし、
それによって転写紙３上に感熱インクによる画像６を形
成するものである。なお、この場合、熱ローラー表面へ
の感熱インクの付着防止のため、該ローラー表面にフッ
素樹脂コーティングを施したり、このコーティング層に
シリコーンオイルを含浸したりするのが一般的である。

【０００３】ところで、上記ローラー定着法による転写
紙への感熱インクの溶融定着に際しては、熱ローラーの
表面温度を感熱インクの溶融温度以上とする必要があ
る。従って、ローラー定着法による限り、定着作業毎に
熱ローラーの表面温度が感熱インクの溶融温度に達する
まで待たねばならず能率が悪いという不都合があった
（この待ち時間は通常２０秒〜１０分である）。

【０００４】そこで、この待ち時間短縮のため、定着ベ
ルトを使用する方法が提案された。このベルト定着法は
図２に示すように互いに隔離状態にされた２つのローラ
ー７、８およびヒーター９に定着用ベルト１０を掛け渡
して駆動すると共にヒーター９と対向させてプレスロー
ラー２を配置し、感熱インク５の仮着された転写紙３を
ベルト１０とプレスローラー２間に送り込むことによ
り、転写紙３上に感熱インク５を溶融定着させて画像６
を形成するものである。この方法によれば、ベルトは薄
く熱容量が小さいため、ヒーターの発熱により直ちに定
着作業ができ、待ち時間は極めて短時間となるので好ま
しい。

【０００５】かようなベルト定着法に用いるベルトとし
ては耐熱性や機械的強度に優れたポリイミド樹脂から成
る管状物、あるいはポリイミド樹脂製内層とこの内層外
周面に形成されたフッ素樹脂製外層から成る複合管状物
（特開平３−１３０１４９号公報）が知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記ポリイミド樹脂製
管状物あるいは複合管状物を定着用ベルトとして用いた
場合、当然のことながらローラー７、８およびヒーター
９と接触するのはポリイミド樹脂層であるが、ポリイミ
ド樹脂層は耐摩耗性が充分でなく、特にガラスコーティ
ングを施したものが多いヒーター９との摩擦により摩耗
粉を発生し易い。摩耗粉を発生し易いことは定着ベルト
としての摺動特性が不充分であることを意味する。例え
ば、摩耗粉がローラー７、８やヒーター９表面に付着す
ると定着用ベルトがスリップを起こしたり、熱伝導を阻
害して定着不良（または定着不能）を生じたりするとい
った不都合が発生する。

【０００７】この問題を解決する一つの方法として、本
出願人は先にポリイミド樹脂層中にフッ素樹脂粉末を分
散させることを提案した（特願平３−３５３２７３
号）。この提案に係るフッ素樹脂粉末を分散させたポリ
イミド樹脂製管状物、あるいはフッ素樹脂粉末を分散さ
せたポリイミド樹脂製管状内層とフッ素樹脂製管状外層
から成る複合管状物は、上記従来品に比べ摺動特性に優
れ、スリップや定着不良を生じ難い利点を有している。

【０００８】ところで、定着用ベルトに要求される実用
的な特性として、駆動トルクとスリップトルクの関係が
ある。駆動トルクとは、例えば、図２に示す装置を停止
し、ロール７または８の駆動軸を手動で回転させるに要
するトルクであり、スリップトルクとはベルトが回転し
ないように固定し、ロール７または８の駆動軸を強制的
に回転するに要するトルクである。そして、定着用ベル
トにおいてはスリップトルクが駆動トルクの２倍未満で
あるとスリップ現象を生じて画像が乱れることがあり、
１倍になると定着不能となるため、スリップトルクは駆
動トルクに対して２倍以上であることが要求される。

【０００９】上記のフッ素樹脂粉末を分散させたポリイ
ミド樹脂製管状物、あるいはフッ素樹脂粉末を分散させ
たポリイミド樹脂製管状内層とフッ素樹脂製管状外層か
ら成る複合管状物は、スリップトルクが駆動トルクの２
倍以上であり、この点においても好ましいものである。
しかし、使用開始から比較的短期間でスリップトルクが
駆動トルクの２倍よりも小さくなってしまうこともあ
り、スリップトルクが駆動トルクの２倍以上を維持する
期間をより長くすることが要望されている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記要望に応
えるため鋭意研究の結果、ポリイミド樹脂層中に分散さ
せるフッ素樹脂粉末として分子量が特定値以下のポリテ
トラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」という）を
使用することにより、摺動特性の低下を招くことなく、
スリップトルクが駆動トルクの２倍以上を維持する期間
を延長できることを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。

【００１１】即ち、本発明に係る管状物はポリイミド樹
脂製管状層から成り、該管状層に数平均分子量が５６０
００以下のＰＴＦＥ粉末が分散されていることを特徴と
するものである。

【００１２】本発明においてはポリイミド樹脂製管状層
中に数平均分子量が５６０００以下（下限は特に限定さ
れないが、耐熱性を考慮すると約５０００である）のＰ
ＴＦＥ粉末（以下、このＰＴＦＥ粉末を「低分子量ＰＴ
ＦＥ粉末」ということがある）が分散される。低分子量
ＰＴＦＥの数平均分子量（Ｍｎ）と融点（ＴＫ）との間
には下記の数１に示す関係が成立することが知られてい
る（「ふっ素樹脂ハンドブック」、日刊工業新聞社刊
行、１９９０年１１月３０日発行、第５８頁）。

【００１３】

【数１】

【００１４】従って、「数平均分子量が５６０００以下
のＰＴＦＥ粉末」とは、「融点が３２５℃以下のＰＴＦ
Ｅ粉末」と同義である。なお、ＰＴＦＥ粉末の融点は示
差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定できる。一方、通常
のＰＴＦＥ粉末の融点が３２７℃であること、および融
点が３２７℃である通常のＰＴＦＥ粉末の分子量が数十
万〜数百万（ただし、この値は数１によるものではな
い）であることは既によく知られている。従って、本発
明に用いる低分子量ＰＴＦＥ粉末と通常のＰＴＦＥ粉末
は明確に区別される。

【００１５】ポリイミド樹脂層中に分散させるＰＴＦＥ
粉末として、かような低分子量のものを使用すると何故
スリップトルクが駆動トルクの２倍以上を維持する期間
を延長できるのかは未だ解明されていないが、後述の実
施例に示されるようにその効果が確認されている。

【００１６】本発明はこのように低分子量ＰＴＦＥ粉末
を用いるものであり、該粉末の形状は球状、鱗状あるい
は無定形等いずれであってもよいが、ポリイミド樹脂層
への分散性の点からその粒径を１０μｍ以下とするのが
好ましいことが判明している。そして、該ＰＴＦＥ粉末
のポリイミド樹脂層中への分散量は管状物の機械的強
度、摺動特性を考慮すると、ポリイミド樹脂１００重量
部に対して０．１〜２０重量部の範囲とするのが好適で
ある。

【００１７】また、本発明においては低分子量ＰＴＦＥ
粉末に加え、通常の分子量を有するＰＴＦＥ、テトラフ
ルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体
（以下、「ＦＥＰ」という）、テトラフルオロエチン−
パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（以下、
「ＰＦＡ」という）、エチレン−テトラフルオロエチレ
ン共重合体（以下、「ＥＴＦＥ」という）、ポリクロロ
トリフルオロエチレン（以下、「ＰＣＴＦＥ」という）
等のフッ素樹脂粉末を併用することもできる。これらフ
ッ素樹脂粉末を併用する場合、その量は、通常、低分子
量ＰＴＦＥ粉末１００重量部に対し約２０重量部以下と
する。

【００１８】次に、本発明に係る管状物の製法について
述べる。この管状物は、例えば、低分子量ＰＴＦＥ粉末
を分散せしめたポリアミド酸（ポリイミド樹脂の前駆
体）溶液を金属やガラス等から成る耐熱性シリンダーの
内周面に塗布し、次いで加熱してポリアミド酸をイミド
転化させると共に溶媒を蒸発除去することにより、低分
子量ＰＴＦＥ粉末が分散含有せしめられたポリイミド管
状物を形成し、その後該管状物を耐熱性シリンダーから
剥離する方法により得ることができる。

【００１９】上記方法に用い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
の略等モルを有機極性溶媒中で反応させることにより得
ることができる。

【００２０】このテトラカルボン酸二無水物は下記化１
で示される。

【００２１】

【化１】

【００２２】（式中、Ｒは４価の有機基であり、芳香
族、脂肪族、環状脂肪族、芳香族と脂肪族を組み合わせ
たもの、またはそれらの置換された基である。）

【００２３】そして、この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。

【００２４】また、か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、３，３´−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´−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´−ジ
アミノビフェニル、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
ンジアミン、３−メチルヘ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−メチルヘプタメチレンジアミン、５
−メチルノナメチレンジアミン、２，１７−ジアミノエ
イコサデカン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、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、ピペラジン、Ｈ
₂Ｎ（ＣＨ₂）₃Ｏ（ＣＨ₂）₂Ｏ（ＣＨ₂）ＮＨ₂、
Ｈ₂Ｎ（ＣＨ₂）₃Ｓ（ＣＨ₂）₃ＮＨ₂、Ｈ₂Ｎ（Ｃ
Ｈ₂）₃Ｎ（ＣＨ₃）（ＣＨ₂）₃ＮＨ₃等が挙げられ
る。

【００２５】更に、テトラカルボン酸二無水物とジアミ
ンとを反応させる際に用いる有機極性溶媒の好ましい例
として、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のＮ，Ｎ−ジアルキルアミド類を挙
げることができる。これらは蒸発、置換、拡散等により
ポリアミド酸溶液から容易に除去できる。また、上記以
外の極性溶媒、例えば、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、ジメチルスルホン、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を使用するこ
ともでき、これら有機極性溶媒は単独あるいは二種以上
を併用してもよい。

【００２６】また、これら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、ヘキサン、ベンゼン、トルエン等
の一種以上を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止するた
めに水の添加は避けるべきである。

【００２７】上記テトラカルボン酸二無水物とジアミン
とを有機極性溶媒中で約０．５〜１０時間反応させるこ
とによりポリアミド酸溶液が得られる。反応時における
モノマー濃度は種々の要因に応じて設定できるが、通
常、約５〜３０重量％である。また、反応温度は８０℃
以下（より好ましくは５〜５０℃）に設定することが好
ましい。

【００２８】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を反応させるとその進行に
伴い溶液粘度が上昇するが、本発明においては対数粘度
［η］が０．５以上のポリアミド酸を使用することが好
ましい。対数粘度［η］が０．５以上のポリアミド酸を
用いて形成されるポリイミド樹脂製管状物は耐熱性が特
に優れている利点がある。なお、上記対数粘度は毛細管
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、下記数２によって算出される値である。

【００２９】

【数２】

【００３０】（式中、ｔ₀は溶媒の落下時間、ｔ₁は溶
液の落下時間、Ｃは溶液中におけるポリアミド酸の濃度
（ｇ／ｄｌ）である。）

【００３１】なお、反応系に低分子量ＰＴＦＥ粉末を添
加しておけば反応終了時に低分子量ＰＴＦＥ粉末含有ポ
リアミド酸溶液を得ることができる。勿論、反応終了後
にポリアミド酸溶液中に低分子量ＰＴＦＥ粉末を添加し
て均一に混合するようにしてもよい。

【００３２】上記方法により管状物を得るには、先ず、
低分子量ＰＴＦＥ粉末含有ポリアミド酸溶液を耐熱性シ
リンダー内周面に塗布する。該溶液のシリンダー内周面
への塗布は、該溶液中にシリンダーを浸漬して引き上げ
る方法、シリンダーの片端部内に溶液を供給した後、シ
リンダー内を弾丸状、球状等の走行体を走行させる方
法、該溶液をシリンダー内にスプレー塗布する方法、等
により行なうことができる。

【００３３】これらの方法により低分子量ＰＴＦＥ粉末
含有ポリアミド酸溶液を耐熱性シリンダー内周面に塗布
する際のポリアミド酸溶液の粘度は、作業性の点から約
１０〜１００００ポイズ（塗布作業時の温度で、Ｂ型粘
度計での測定値）とするのが好ましい。また、ここで用
いるシリンダーはその内径が目的とする管状物の外径と
ほぼ等しいものである。画像形成装置の定着用ベルトは
その外径が通常約１０〜５００ｍｍであるので、シリン
ダーとして内径がそれとほぼ等しいものを用いることが
できる。そして、管状物の外観を良好とするため、シリ
ンダー内周面の表面粗さ（Ｒｚ）は１０μｍ以下とする
のが好ましいものである。

【００３４】また、走行体としては例えば、金属製、溶
剤不溶性のプラスチック製、ガラス製のものを用いるこ
とができる。そして、その走行は圧縮空気、ガス爆発等
により走行体を押す方法、牽引ワイヤーにより牽引する
方法、減圧法あるいは自重走行法、等により行なう。こ
の走行をいずれの方法で行なうにしても塗布厚さを均一
とするため、シリンダーを垂直あるいは水平に維持する
のが好ましく、更にシリンダーや走行体を回転させるこ
ともできる。

【００３５】かようにして、耐熱性シリンダー内周面に
低分子量ＰＴＦＥ粉末含有ポリアミド酸溶液を塗布した
後、加熱してポリアミド酸をイミド転化すると共に溶媒
を除去することにより管状物を形成する。加熱温度は適
宜設定することができるが、先ず、約８０〜１８０℃の
低温で加熱しイミド転化に際して発生する閉環水および
溶媒を蒸発除去し、次いで約２５０〜４００℃に昇温さ
せてイミド転化を終了させる多段加熱法を採用するのが
好ましい。加熱所要時間は加熱温度等に応じて設定する
が、通常、低温加熱およびその後の高温加熱とも約２０
〜６０分である。かような多段加熱法を採用すれば、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
管状物内への微小ボイドの発生を防止できる。

【００３６】このようにして耐熱性シリンダーの内周面
にポリイミド樹脂製管状物を形成した後、該管状物をシ
リンダー内周面から剥離する。剥離作業は、例えばシリ
ンダーの壁に小貫通孔を予め設けておき、この孔に空気
を圧送する方法により行なうことができる。

【００３７】上記方法はポリアミド酸溶液を用いるもの
であるが、有機溶媒可溶性のポリイミド樹脂が既に知ら
れているので、このポリイミド樹脂溶液を用いてポリイ
ミド管状物を得ることもできる。ポリイミド樹脂溶液を
使用すれば、当然のことながらイミド転化は不要とな
る。

【００３８】本発明に係る管状物は上記したような低分
子量ＰＴＦＥ粉末分散ポリイミド樹脂製管状層のみから
成るものであってもよいが、更に該管状層の外周面上に
ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、ＰＣＴＦＥ等か
ら成るフッ素樹脂製管状外層を有する複層構造とするこ
ともできる。かような複合管状物は画像形成装置の定着
ベルトとして使用した際のオフセット性がより優れたも
のとなり、紙詰まりの生じ難いものとなるので好まし
い。なお、この複合管状物の内層および外層の厚さは適
宜設定できるが、通常、前者が約１０〜１５０μｍ、後
者が約１〜２０μｍである。

【００３９】この複合管状物は、例えば、耐熱性シリン
ダーの内周面にフッ素樹脂製管状物を形成した後、この
フッ素樹脂製管状物の内周面に上記と同様な低分子量Ｐ
ＴＦＥ粉末含有ポリアミド酸溶液を塗布し、次いで加熱
してポリアミド酸をイミド転化すると共に溶媒を除去し
て低分子量ＰＴＦＥ粉末分散ポリイミド樹脂製管状物を
一体的に形成し、その後シリンダー内周面から剥離する
方法により得ることができる。

【００４０】耐熱性シリンダーの内周面にフッ素樹脂製
管状物を形成するにはフッ素樹脂粉末を約５〜８０重量
％の濃度で含むディスパージョンをシリンダー内周面に
塗布し、次いで加熱により分散媒を蒸発除去し且つフッ
素樹脂をシンタリング（焼結）する方法を採用できる。
このフッ素樹脂ディスパージョンはシリンダー内周面へ
の塗布性を向上させるため、界面活性剤や増粘剤を添加
したものであってもよい。フッ素樹脂ディスパージョン
の分散媒は多くの場合水であり、従って、加熱は約８０
〜１８０℃で水を蒸発除去した後、フッ素樹脂の融点以
上の温度に加熱してシンタリングする多段加熱法による
のが好ましい。

【００４１】また、この複合管状物は低分子量ＰＴＦＥ
粉末分散ポリイミド樹脂製管状物の外周面にフッ素樹脂
ディスパージョンを塗布し、次いで加熱することにより
ディスパージョン中の分散媒を蒸発除去し且つフッ素樹
脂をシンタリングする方法によっても得ることができ
る。低分子量ＰＴＦＥ粉末分散ポリイミド樹脂製管状物
外周面へのフッ素樹脂ディスパーションの塗布は、該管
状物をフッ素樹脂ディスパージョン中に浸漬して引き上
げる方法や管状物外周面にフッ素樹脂ディスパージョン
をスプレー塗布する方法等により行なうことができる。
フッ素樹脂ディスパージョンの塗布を浸漬法により行な
うと、複合管状物の内周面にもフッ素樹脂ディスパージ
ョンが塗布されることになるが、この場合には加熱に先
立ち、該管状物内周面を拭き取り、該内周面に付着して
いるフッ素樹脂ディスパージョンを除去する。

【００４２】このような複合管状物を製造するに際して
は、フッ素樹脂製管状外層と低分子量ＰＴＦＥ粉末分散
ポリイミド樹脂製管状内層の接着強度を向上させるた
め、少なくとも一方の表面に公知の接着処理、例えばア
ルカリ金属処理、プライマー塗布処理、超音波処理、ス
パッタエッチング処理、プラズマ処理、コロナ放電処
理、紫外線照射処理、電子線照射処理、レーザー処理等
を施すことができる。

【００４３】更に、本発明における複合管状物はフッ素
樹脂製管状外層中に二酸化ケイ素、ガラスビーズ、架橋
シリコーン樹脂、セラミック、ポリイミド樹脂、ベンゾ
グアナミン樹脂等の粉末を分散させて耐摩耗性を向上さ
せることができ、また、該外層中にカーボン、グラファ
イト、金属等の導電性粉末を分散させることにより、導
電性を付与しチリ、ホコリ等の付着を防止するようにす
ることもできる。これら粉末はフッ素樹脂との分散性を
考慮し、その粒径を約５μｍ以下とするのが好ましく、
その添加量は機械的強度の点から、通常、フッ素樹脂１
００重量部に対し０．５〜５０重量部とするのが好まし
い。

【００４４】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。なお、実施例および比較例において、３，３´，
４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物は「Ｂ
ＰＤＡ」と、ピロメリット酸二無水物は「ＰＭＤＡ」
と、ｐ−フェニレンジアミンは「ＰＤＡ」と、４，４´
−ジアミノジフェニルエーテルは「ＤＤＥ」と、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドンは「ＮＭＰ」と各々略記する。

【００４５】実施例１ＰＭＤＡとＤＤＥの等モルをフラスコ中でＮＭＰに溶解
し（モノマー濃度２０重量％）、窒素ガス雰囲気中にお
いて２０℃の温度で５時間攪拌しながら反応させてポリ
アミド酸溶液を得る。このポリアミド酸溶液の回転粘度
は２７０００ポイズ、対数粘度［η］は３．３であっ
た。なお、回転粘度は温度２０℃においてＢ型粘度計で
測定した値である。

【００４６】次いで、このポリアミド酸溶液を５０℃に
加温し、この溶液中に平均粒径４．３μｍ、融点３１
８．２℃、数平均分子量１２０００のＰＴＦＥ粉末をポ
リアミド酸１００重量部に対し３重量部の割合になるよ
うに添加して攪拌し、均一に分散させる。そして、＃４
００のステンレスメッシュを用いて濾過し、低分子量Ｐ
ＴＦＥ粉末含有ポリアミド酸溶液を得る。なお、ＰＴＦ
Ｅ粉末の数平均分子量は、示差走査熱量計（セイコー電
子工業社製、ＭＡＳ５７００、ＤＳＣ２２０）により該
粉末の融点を測定し、この値を用い前記数１により算出
した。

【００４７】一方、これとは別にＰＦＡ濃度６０重量％
の水性ディスパージョン（デュポン社製、商品名ＴＥ−
３３４Ｊ）とカーボンブラック濃度１６．５重量％の水
性ディスパージョン（ライオン社製、商品名Ｗ−３１１
Ｎ）を混合することにより、ＰＦＡとカーボンブラック
を含む混合ディスパージョンを得る。なお、この混合デ
ィスパージョン中におけるＰＦＡとカーボンブラックの
割合は、ＰＦＡ１００重量部に対してカーボンブラック
４重量部である。

【００４８】内径５０ｍｍ、肉厚５ｍｍ、長さ５００ｍ
ｍ、内周面の表面粗さ（Ｒｚ）が２μｍに調整されたス
テンレス製シリンダー（円筒体）を上記の低分子量ＰＴ
ＦＥ粉末含有ポリアミド酸溶液中に浸漬して引上げ、次
いでシリンダーを垂直に保持しその中を外径４９．４ｍ
ｍの弾丸状走行体を自重により下降走行させることによ
り、シリンダー内周面にＰＴＦＥ粉末含有ポリアミド酸
溶液を均一に塗布する。

【００４９】これを温度７０℃で６０分間加熱し、温度
を３００℃に上げ更に６０分間加熱して溶媒と閉環水の
蒸発除去およびイミド転化を行い、低分子量ＰＴＦＥ粉
末分散ポリイミド樹脂製管状物を形成させ、次いで、シ
リンダーの片端部に予め設けておいた小貫通孔から空気
を圧送し、シリンダー内周面から管状物を剥離する。こ
の管状物は長さ約５００ｍｍ、外径５０ｍｍ、厚さ３０
μｍであった。

【００５０】この低分子量ＰＴＦＥ粉末分散ポリイミド
樹脂製管状物を上記混合ディスパージョン中に浸漬して
引上げ、１０分間風乾してその内周面をウエスで拭き取
る。そして、１００℃の温度で１０分間加熱して分散媒
である水を蒸発除去し、更に４００℃で５分間加熱する
ことにより低分子量ＰＴＦＥ粉末分散ポリイミド樹脂製
管状内層の外周面にＰＦＡ製管状外層（カーボンブラッ
ク分散）の形成された複合管状物を得た。なお、このＰ
ＦＡ製管状外層の厚さは８μｍ、表面粗さＲｚは３．５
μｍ、表面抵抗は２×１０⁵Ω／□であった。

【００５１】この複合管状物を幅３００ｍｍに切断し、
画像定着装置の定着用ベルト（エンドレスベルト）とし
て用いたところ、オフセット性の良いシステムとするこ
とができ、得られた画像は均質な絹目状表面をしてい
た。また、この装置について連続通紙試験を行なったと
ころ、試験開始時におけるスリップトルクは駆動トルク
の３．２倍であり、１５万枚終了時点でも２．５倍を維
持し、しかも、ベルトのスリップ現象や定着不良も生じ
なかった。

【００５２】実施例２ＰＭＤＡおよびＤＤＥに代え、ＢＰＤＡおよびＰＤＡを
用いて回転粘度３４０００ポイズ、対数粘度［η］３．
０のポリアミド酸溶液を得ること、このポリアミド酸溶
液中に添加するＰＴＦＥ粉末として平均粒径４．１μ
ｍ、融点３２０．８℃、数平均分子量１７２００のもの
を用い、ポリアミド酸１００重量部に対して４重量部の
割合とすること以外は実施例１と同様に作業して、低分
子量ＰＴＦＥ粉末分散ポリイミド樹脂製管状物を得る。

【００５３】この低分子量ＰＴＦＥ粉末分散ポリイミド
樹脂管状物の外周面に実施例１で用いたと同じ混合ディ
スパージョンをエアースプレーガンを用いてスプレー塗
布し、１０分間風乾した後１００℃で１０分間加熱し、
更に４００℃で１０分間加熱することによりＰＦＡ製管
状外層（カーボンブラック分散）を形成する。得られた
複合管状物におけるＰＦＡ製管状外層の厚さは８μｍ、
表面粗さＲｚは３．３μｍ、表面抵抗は３×１０⁵Ω／
□であった。

【００５４】この管状物を実施例１と同様にして画像定
着装置の定着用ベルトとして用いたところ、オフセット
性が良好で、得られた画像も均質な絹目状表面をしてい
た。また、連続通紙試験では試験開始時のスリップトル
クは駆動トルクの３．５倍であり、１５万枚終了時点で
も２．６倍を維持し、しかも、ベルトのスリップ現象や
定着不良も生じなかった。

【００５５】実施例３実施例１と同じシリンダーおよび混合ディスパージョン
を用意し、シリンダーを混合ディスパージョン中に浸漬
して引上げ、１００℃で６０分間加熱し、更に４００℃
に昇温して５分間加熱することにより、シリンダー内周
面にＰＦＡ製管状物（カーボンブラック分散）を形成す
る。

【００５６】次に、このシリンダーを実施例２で使用し
たのと同じ低分子量ＰＴＦＥ粉末含有ポリアミド酸溶液
中に浸漬して引上げる。そして、このシリンダーを垂直
に保持し、弾丸状走行体の自重走行、７０℃での加熱、
３００℃での加熱およびシリンダーからの剥離を実施例
１と同様に行なうことにより、ＰＴＦＥ粉末分散ポリイ
ミド樹脂製管状内層（厚さ３０μｍ）とＰＦＡ製管状外
層とから成る複合管状物を得た。該管状物における管状
外層の厚さは８μｍ、表面粗さＲｚは１．７μｍ、表面
抵抗は１×１０⁵Ω／□であった。

【００５７】この管状物を実施例１と同様にして画像定
着装置の定着用ベルトとして用いたところ、オフセット
性が良好で、得られた画像も均質な絹目状表面をしてい
た。また、連続通紙試験では試験開始時のスリップトル
クは駆動トルクの３．６倍であり、１５万枚終了時点で
も２．７倍を維持し、しかも、ベルトのスリップ現象や
定着不良も生じなかった。

【００５８】実施例４実施例２と同じ低分子量ＰＴＦＥ粉末含有ポリアミド酸
溶液を用いること以外は実施例１と同様に作業してＰＴ
ＦＥ粉末分散ポリイミド樹脂製管状内層とＰＦＡ製管状
外層とから成る複合管状物を得た。該管状物における管
状外層の厚さは８μｍ、表面粗さＲｚは３．６μｍ、表
面抵抗は２×１０⁵Ω／□であった。

【００５９】この管状物を実施例１と同様にして画像定
着装置の定着用ベルトとして用いたところ、オフセット
性が良好で、得られた画像も均質な絹目状表面をしてい
た。また、連続通紙試験では試験開始時のスリップトル
クは駆動トルクの３．８倍であり、１５万枚終了時点で
も２．７倍を維持し、しかも、ベルトのスリップ現象や
定着不良は生じなかった。

【００６０】実施例５平均粒径５．６μｍ、融点３２４．７℃、数平均分子量
４８７００の低分子量ＰＴＦＥ粉末を用いること以外は
実施例２と同様に作業してＰＴＦＥ粉末分散ポリイミド
樹脂製管状内層とＰＦＡ製管状外層とから成る複合管状
物を得た。該管状物における管状外層の厚さは８μｍ、
表面粗さＲｚは３．９μｍ、表面抵抗は４×１０⁵Ω／
□であった。

【００６１】この管状物を実施例１と同様にして画像定
着装置の定着用ベルトとして用いたところ、オフセット
性が良好で、得られた画像も均質な絹目状表面をしてい
た。また、連続通紙試験では試験開始時のスリップトル
クは駆動トルクの３．０倍であり、１５万枚終了時点で
も２．２倍を維持し、しかも、ベルトのスリップ現象や
定着不良は生じなかった。

【００６２】実施例６カーボンブラックとＰＦＡとの混合ディスパージョンに
代え、シリカ粉末とＰＦＡとの混合ディスパージョンを
用いること以外は実施例１と同様に作業して、複合管状
物を得た。なお、混合ディスパーションは平均粒径１．
５μｍのシリカ粉末をＰＦＡディスパージョン（実施例
１において使用したものと同じもの）中にＰＦＡ粉末１
００重量部に対して３．５重量部の割合になるように添
加混合したものを使用した。

【００６３】得られた複合管状物におけるＰＦＡ製管状
外層の厚さは８μｍ、表面粗さＲｚは４．５μｍ、表面
抵抗は１０¹⁰Ω／□であった。この管状物を実施例１と
同様にして画像定着装置の定着用ベルトとして用いたと
ころ、得られた画像は均質な絹目状表面をしていた。ま
た、連続通紙試験では試験開始時のスリップトルクは駆
動トクルの３．１倍であり、１５万枚終了時点でも２．
５倍を維持し、しかも、ベルトのスリップ現象や定着不
良は生じなかった。

【００６４】実施例７低分子量ＰＴＦＥ粉末分散ポリイミド樹脂製管状物外周
面へのＰＦＡ製管状外層の形成に際し、カーボンブラッ
クを混合していないＰＦＡディスパージョン（実施例１
で用いたデュポン社製、商品名ＴＥ−３３４Ｊ）を用い
ること以外は実施例１と同様に作業して、複合管状物を
得た。

【００６５】得られた複合管状物におけるＰＦＡ製管状
外層の厚さは８μｍ、表面粗さＲｚは１．７μｍ、表面
抵抗は＞１０¹²Ω／□であった。この管状物を実施例１
と同様にして画像定着装置の定着用ベルトとして用いた
ところ、得られた画像は光沢状表面をしていた。また、
連続通紙試験では試験開始時のスリップトルクは駆動ト
ルクの３．０倍であり、１５万枚終了時点でも２．４倍
を維持し、しかも、ベルトのスリップや定着不良は生じ
なかった。

【００６６】実施例８ＰＦＡ製管状外層の形成を行なわないこと以外は実施例
１と同様に作業することにより、低分子量ＰＴＦＥ粉末
含有ポリイミド樹脂層のみから成る管状物を得る。この
管状物の厚さは３０μｍ、表面粗さＲｚは１．１μｍ、
表面抵抗は＞１０¹²Ω／□であった。

【００６７】この管状物を実施例１と同様にして画像定
着装置の定着用ベルトとして用いたところ、得られた画
像は光沢状表面をしていた。また、連続通紙試験では試
験開始時のスリップトルクは駆動トルクの２．９倍であ
り、１５万枚でも２．３倍を維持し、しかも、ベルトの
スリップや定着不良は生じなかった。

【００６８】比較例ポリアミド酸溶液中に低分子量ＰＴＦＥ粉末を添加せず
に作業すること以外は実施例２と同様に作業して複合管
状物を得た。この複合管状物を実施例１と同様に画像定
着装置の定着ベルトとして用いたところ、連続通紙試験
で４．７万枚からスリップ現象を生じ始め、５．１万枚
で定着不能となった。また、試験開始時のスリップトル
クは駆動トルクの２．１倍であったが、５万枚で１．０
倍となった。

【００６９】参考例１平均粒径４．５μｍ、融点３２７℃のＰＴＦＥ粉末を用
いること以外は実施例１と同様に作業して、複合管状物
を得た。この複合管状物におけるＰＦＡ製管状外層の厚
さは８μｍ、表面粗さＲｚは３．２μｍ、表面抵抗は９
×１０⁴Ω／□であった。

【００７０】この管状物を実施例１と同様にして画像定
着装置の定着ベルトとして用いたところ、得られた画像
は均質な絹目状表面をしていた。また、連続通紙試験で
は試験開始時のスリップトルクは駆動トルクの２．６倍
であったが、１５万枚通紙時点では１．３倍となりスリ
ップを生じ始めた。

【００７１】参考例２平均粒径４．５μｍ、融点３２７℃のＰＴＦＥ粉末を用
いること以外は実施例２と同様に作業して、複合管状物
を得た。この複合管状物におけるＰＦＡ製管状外層の厚
さは８μｍ、表面粗さＲｚは３．７μｍ、表面抵抗は１
×１０⁵Ω／□であった。

【００７２】この管状物を実施例１と同様にして画像定
着装置の定着ベルトとして用いたところ、得られた画像
は均質な絹目状表面をしていた。また、連続通紙試験で
は試験開始時のスリップトルクは駆動トルクの２．７倍
であったが、１５万枚通紙時点では１．２倍となりスリ
ップを生じ始めた。

【００７３】

【発明の効果】本発明は上記のように構成され、ポリイ
ミド樹脂製管状層に低分子量ＰＴＦＥ粉末を分散含有さ
せたので、実施例にも示されるように摺動特性が優れ、
しかもスリップトルクが駆動トルクの２倍以上である期
間が長期にわたり持続する定着用ベルトを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ローラー定着法による画像形成装置の要部模式
図である。

【図２】ベルト定着法による画像形成装置の要部模式図
である。

【符号の説明】

１熱プレス２プレスローラー３転写紙４ヒーター５感熱インク６画像７ローラー８ローラー９ヒーター１０定着用ベルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｇ 15/20 １０３ (Ｃ０８Ｌ 79/08 27:18） 9166−4Ｊ (72)発明者藤田時男大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者岩元登志明大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内 (72)発明者鵜飼浩史大阪府茨木市下穂積１丁目１番２号日東電工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリイミド樹脂製管状層から成り、該管
状層に数平均分子量が５６０００以下のポリテトラフル
オロエチレン粉末が分散されていることを特徴とする管
状物。
【請求項２】数平均分子量が５６０００以下のポリテ
トラフルオロエチレン粉末が分散せしめられたポリイミ
ド樹脂製管状内層の外周面に、フッ素樹脂製管状外層が
設けられていることを特徴とする複合管状物。
【請求項３】フッ素樹脂製管状外層に粉末が分散せし
められた請求項２記載の複合管状物。
【請求項４】粉末が導電性粉末である請求項３記載の
複合管状物。