JP6369172B2 - 中間転写ベルト - Google Patents
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Description
一方、熱可塑性樹脂は、材料単価も低く、押出し成形により簡単に成形できるメリットがある。熱可塑性樹脂の押出し成形では、その材料の溶融粘度や金型の表面粗度が成形後のベルトの表面粗度に大きく影響し、結果的にベルト表面の光沢度に関わってくる。そのため、成形後のベルトを研磨フィルムで表面を鏡面化させることや、ベルト表面にコート層を設けるなど後加工により光沢度を上げることは既に知られている。
しかし、今までの後加工によるベルトの光沢度付与は、工程が増えることで部品コストが上がり、熱可塑性樹脂のメリットである低コストを生かすことができず、ポリイミド並みに高くなるという問題があった。
本発明とは確かに押出し成形で材料の結晶化度を冷却速度によりコントールしている点では似ている点がある。しかし、特許第5084412号公報記載の技術はベルト成形後に研磨の工程を付け加え光沢度を上げていて、製造工程数、製造コストを下げるという問題は解消できていない。
(1)「電子写真用の中間転写ベルトであって、ビニリデンジフロライド(VdF)構造を有する熱可塑性樹脂からなり、かつ結晶化度が17〜39%にあることを特徴とする中間転写ベルト」。
押出し成形では、金型から流れてきた溶融状態の材料が、カリブレータを通過する間に冷却されてチューブ状に成形される。ビニリデンジフロライド構造部位含有の高分子材料の結晶化プロセスを考えると、溶融状態から冷却されて固化するまでに、結晶化温度域を通過する時間が結晶化度を決定するため、結晶化温度域の通過時間を短縮させることが結晶化度を下げ、光沢が上がると考えられる。従って、実際の押出し成形では、金型温度(溶融)からカリブレータ温度(冷却)のギャップを大きくすることが、結晶化温度域を短縮させ、結晶化度が下がり結果として光沢度が上がったものと解される。
(2)「前記ビニリデンジフロライド(VdF)構造を有する熱可塑性樹脂が、ポリビニリデンジフロライド(PVdF)を含むことを特徴とする前記(1)に記載の中間転写ベルト」。
(3)「ビニリデンジフロライド(VdF)とヘキサフルオロプロピレン(HFP)との共重合体を含むことを特徴とする前記(1)または(2)に記載の中間転写ベルト」。
(4)「示差走査熱量計による熱分析で130〜138℃の範囲と、あるいは155〜160℃の範囲、あるいは165〜172℃の範囲に結晶融解熱に由来するピークを有し、かつ130〜138℃、155〜160℃、165〜172℃の結晶融解熱を各々△H1、△H2、△H3とすると、△H1/△H3は0.15〜0.92、△H2/△H3は0.41〜0.99の範囲にあることを特徴とする前記(1)乃至(3)のいずれかに記載の中間転写ベルト」。
(5)「光沢度が20°で50以上あることを特徴とする前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の中間転写ベルト」。
(6)「膜厚が100〜200μmであることを特徴とする前記(1)乃至(5)のいずれかに記載の中間転写ベルト」。
(7)「9.8Nの荷重をかけて行うMIT試験法による耐折回数が2万回以上であることを特徴とする前記(1)乃至(6)いずれかに記載の中間転写ベルト」。
(8)「少なくとも、像担持体上に静電潜像を形成するための静電潜像形成手段と、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナーを用いてトナー像とする現像手段と、前記像担持体上のトナー像を中間転写体上に転写する一次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を被記録媒体上に転写する二次転写手段と、該被記録媒体上の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って、前記中間転写体が前記(1)乃至(7)のいずれかに記載の中間転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置」。
要するに、押出し成形でのビニリデンジフロライド構造部位含有の高分子材料の結晶化プロセスを考えると、溶融状態から冷却されて固化するまでに、結晶化温度域を通過する時間が結晶化度を決定するため、結晶化温度域の通過時間を短縮させることが結晶化度を下げ、光沢が上がると考えられる。従って、実際の押出し成形では、金型温度(溶融)からカリブレータ温度(冷却)のギャップを大きくすることが、結晶化温度域を短縮させ、結晶化度が下がり結果として光沢度が上がることが特徴になっている。
カリブレータの温度を下げ金型温度とのギャップを大きくすることで、結晶化温度域(Tc)を通過する時間が短縮される。それによって、結晶成長が促進されずアモルファスの領域が増えて結晶化度が低くなる。結果として光沢度が上がる。
ポリビニリデンジフロライド(アルケマ社製カイナー721)87.5重量部にカーボンブラック(電気化学社製デンカブラック粒状品平均一次粒子径35nm)12.5重量部をドライブレンドした。
次にニーダーで樹脂の融点以下で加熱しながら80分混練した後、さらに2本ロールを用いて2本ロールを用いて30分間導電剤(カーボンブラック)の分散を行い、ペレタイザーでペレット化することでペレット状の樹脂組成物を得た。
なお、表1の中ではカイナー721の添加量をX1としている。
ポリビニリデンジフロライド(アルケマ社カイナー721)X1重量部にビニリデンジフロライドとヘキサフルオロプロピレンの共重合体(アルケマ社カイナー2751)Y1重量部、カーボンブラック(電気化学社製デンカブラック粒状品平均一次粒子径35nm)12.5重量部をドライブレンドした。X1、Y1の具体的な数値は下記表1中に記載した。
次にニーダーで樹脂の融点以下で加熱しながら80分混練した後、さらに2本ロールを用いて2本ロールを用いて30分間導電剤の分散を行い、ペレタイザーでペレット化することでペレット状の樹脂組成物を得た。
ポリビニリデンジフロライド(アルケマ社カイナー721)X1重量部にビニリデンジフロライドとヘキサフルオロプロピレンの共重合体(アルケマ社カイナー2751)Y1重量部、カーボンブラック(電気化学社製デンカブラック粒状品平均一次粒子径35nm)12.5重量部をドライブレンドした。X1、Y1の具体的な数値は下記表1中に記載した。
次にニーダーで樹脂の融点以下で加熱しながら80分混練した後、さらに2本ロールを用いて2本ロールを用いて30分間導電剤の分散を行い、ペレタイザーでペレット化することでペレット状の樹脂組成物を得た。
ポリビニリデンジフロライド(アルケマ社カイナー721)X1重量部にビニリデンジフロライドとヘキサフルオロプロピレンの共重合体(アルケマ社カイナー2751)Y1重量部、カーボンブラック(電気化学社製デンカブラック粒状品平均一次粒子径35nm)12.5重量部をドライブレンドした。X1、Y1の具体的な数値は下記表1中に記載した。
次にニーダーで樹脂の融点以下で加熱しながら80分混練した後、さらに2本ロールを用いて2本ロールを用いて30分間導電剤の分散を行い、ペレタイザーでペレット化することでペレット状の樹脂組成物を得た。
ポリビニリデンジフロライド(アルケマ社カイナー721)X1重量部にビニリデンジフロライドとヘキサフルオロプロピレンの共重合体(アルケマ社カイナー2751)Y1重量部、カーボンブラック(電気化学社製デンカブラック粒状品平均一次粒子径35nm)12.5重量部をドライブレンドした。X1、Y1の具体的な数値は下記表1中に記載した。
次にニーダーで樹脂の融点以下で加熱しながら80分混練した後、さらに2本ロールを用いて2本ロールを用いて30分間導電剤の分散を行い、ペレタイザーでペレット化することでペレット状の樹脂組成物を得た。
ポリビニリデンジフロライド(アルケマ社カイナー721)X1重量部にビニリデンジフロライドとヘキサフルオロプロピレンの共重合体(アルケマ社カイナー2751)Y1重量部、カーボンブラック(電気化学社製デンカブラック粒状品平均一次粒子径35nm)12.5重量部をドライブレンドした。X1、Y1の具体的な数値は下記表1中に記載した。
次にニーダーで樹脂の融点以下で加熱しながら80分混練した後、さらに2本ロールを用いて2本ロールを用いて30分間導電剤の分散を行い、ペレタイザーでペレット化することでペレット状の樹脂組成物を得た。
ポリビニリデンジフロライド(アルケマ社カイナー721)X1重量部にビニリデンジフロライドとヘキサフルオロプロピレンの共重合体(アルケマ社カイナー2751)Y1重量部、カーボンブラック(電気化学社製デンカブラック粒状品平均一次粒子径35nm)12.5重量部をドライブレンドした。X1、Y1の具体的な数値は下記表1中に記載した。
次にニーダーで樹脂の融点以下で加熱しながら80分混練した後、さらに2本ロールを用いて2本ロールを用いて30分間導電剤の分散を行い、ペレタイザーでペレット化することでペレット状の樹脂組成物を得た。
ポリビニリデンジフロライド(アルケマ社カイナー721)X1重量部にビニリデンジフロライドとヘキサフルオロプロピレンの共重合体(アルケマ社カイナー2751)Y1重量部、カーボンブラック(電気化学社製デンカブラック粒状品平均一次粒子径35nm)12.5重量部をドライブレンドした。X1、Y1の具体的な数値は下記表1中に記載した。
次にニーダーで樹脂の融点以下で加熱しながら80分混練した後、さらに2本ロールを用いて2本ロールを用いて30分間導電剤の分散を行い、ペレタイザーでペレット化することでペレット状の樹脂組成物を得た。
ポリビニリデンジフロライド(アルケマ社カイナー721)X1重量部にビニリデンジフロライドとヘキサフルオロプロピレンの共重合体(アルケマ社カイナー2851)Y2重量部、カーボンブラック(電気化学社製デンカブラック粒状品平均一次粒子径35nm)12.5重量部をドライブレンドした。X1、Y2の具体的な数値は下記表1中に記載した。
次にニーダーで樹脂の融点以下で加熱しながら80分混練した後、さらに2本ロールを用いて2本ロールを用いて30分間導電剤の分散を行い、ペレタイザーでペレット化することでペレット状の樹脂組成物を得た。
ポリビニリデンジフロライド(アルケマ社カイナー721)X1重量部にビニリデンジフロライドとヘキサフルオロプロピレンの共重合体(アルケマ社カイナー2851)Y2重量部、カーボンブラック(電気化学社製デンカブラック粒状品平均一次粒子径35nm)12.5重量部をドライブレンドした。X1、Y2の具体的な数値は下記表1中に記載した。
次にニーダーで樹脂の融点以下で加熱しながら80分混練した後、さらに2本ロールを用いて2本ロールを用いて30分間導電剤の分散を行い、ペレタイザーでペレット化することでペレット状の樹脂組成物を得た。
ポリビニリデンジフロライド(アルケマ社カイナー721)X1重量部にビニリデンジフロライドとヘキサフルオロプロピレンの共重合体(アルケマ社カイナー2851)Y2重量部、カーボンブラック(電気化学社製デンカブラック粒状品平均一次粒子径35nm)12.5重量部をドライブレンドした。X1、Y2の具体的な数値は下記表1中に記載した。
次にニーダーで樹脂の融点以下で加熱しながら80分混練した後、さらに2本ロールを用いて2本ロールを用いて30分間導電剤の分散を行い、ペレタイザーでペレット化することでペレット状の樹脂組成物を得た。
ポリビニリデンジフロライド(アルケマ社カイナー721)X1重量部にビニリデンジフロライドとヘキサフルオロプロピレンの共重合体(アルケマ社カイナー2851)Y2重量部、カーボンブラック(電気化学社製デンカブラック粒状品平均一次粒子径35nm)12.5重量部をドライブレンドした。X1、Y2の具体的な数値は下記表1中に記載した。
次にニーダーで樹脂の融点以下で加熱しながら80分混練した後、さらに2本ロールを用いて2本ロールを用いて30分間導電剤の分散を行い、ペレタイザーでペレット化することでペレット状の樹脂組成物を得た。
ポリビニリデンジフロライド(アルケマ社カイナー721)X1重量部にビニリデンジフロライドとヘキサフルオロプロピレンの共重合体(アルケマ社カイナー2851)Y2重量部、カーボンブラック(電気化学社製デンカブラック粒状品平均一次粒子径35nm)12.5重量部をドライブレンドした。X1、Y2の具体的な数値は下記表1中に記載した。
次にニーダーで樹脂の融点以下で加熱しながら80分混練した後、さらに2本ロールを用いて2本ロールを用いて30分間導電剤の分散を行い、ペレタイザーでペレット化することでペレット状の樹脂組成物を得た。
ビニリデンジフロライドとヘキサフルオロプロピレンの共重合体(アルケマ社カイナー2751)Y1、カーボンブラック(電気化学社製デンカブラック粒状品平均一次粒子径35nm)12.5重量部をドライブレンドした。
次にニーダーで樹脂の融点以下で加熱しながら80分混練した後、さらに2本ロールを用いて2本ロールを用いて30分間導電剤の分散を行い、ペレタイザーでペレット化することでペレット状の樹脂組成物を得た。
なお、表1の中ではカイナー2751の添加量をY1としている。
ポリエーテルエーテルケトン(ビクトレックス社製ビクトレックスPEEK450P)X2重量部、カーボンブラック(電気化学社製デンカブラック)15.0重量部をドライブレンドした。
次にニーダーで樹脂の融点以下で加熱しながら80分混練した後、さらに2本ロールを用いて2本ロールを用いて30分間導電剤の分散を行い、ペレタイザーでペレット化することでペレット状の樹脂組成物を得た。
なお、表1の中ではPEEK450Pの添加量をX2としている。
各々のコンパウンドの溶融押出し成形を行い、シームレス状の中間転写ベルトを成形した。
表1に記載のペレット状コンパウンドを用い、表1記載のT2で表1記載の厚さのベルト状に押出成形し、表1記載のT1になるようにカリブレータ中を表1記載の巻取速度で通過させ、ベルトを成形した。
表1に記載のペレット状コンパウンドを用い、表1記載のT2で表1記載の厚さのベルト状に押出成形し、表1記載のT1になるようにカリブレータ中を表1記載の巻取速度で通過させ、ベルトを成形した。
表1に記載のペレット状コンパウンドを用い、表1記載のT2で表1記載の厚さのベルト状に押出成形し、表1記載のT1になるようにカリブレータ中を表1記載の巻取速度で通過させ、ベルトを成形した。
表1に記載のペレット状コンパウンドを用い、表1記載のT2で表1記載の厚さのベルト状に押出成形し、表1記載のT1になるようにカリブレータ中を表1記載の巻取速度で通過させ、ベルトを成形した。
表1に記載のペレット状コンパウンドを用い、表1記載のT2で表1記載の厚さのベルト状に押出成形し、表1記載のT1になるようにカリブレータ中を表1記載の巻取速度で通過させ、ベルトを成形した。
表1に記載のペレット状コンパウンドを用い、表1記載のT2で表1記載の厚さのベルト状に押出成形し、表1記載のT1になるようにカリブレータ中を表1記載の巻取速度で通過させ、ベルトを成形した。
表1に記載のペレット状コンパウンドを用い、表1記載のT2で表1記載の厚さのベルト状に押出成形し、表1記載のT1になるようにカリブレータ中を表1記載の巻取速度で通過させ、ベルトを成形した。
表1に記載のペレット状コンパウンドを用い、表1記載のT2で表1記載の厚さのベルト状に押出成形し、表1記載のT1になるようにカリブレータ中を表1記載の巻取速度で通過させ、ベルトを成形した。
DSC(示差走査熱量計)により結晶化度を測定した。装置は、セイコーインスツル社製のDSC6200である。
押出し成形後のベルト状のサンプルを5mgアルミパンに計量し、DSC装置にセットして室温から200℃まで10℃/分で昇温し測定した。このときの結果を温度と熱量でプロットし、温度差ΔTが生じてから再びゼロになるまでのΔTを時間について積分することで、吸熱量を算出した(例として図2の斜線部分を示す)。
なお、PVDFの完全結晶の融解熱は93.1mJ/mg、PEEKの完全結晶の融解熱は130mJ/mgであり、これらの値を用いて結晶化度を算出した。
結晶化度の測定と同様にDSCを用いて行った。使用した装置やサンプルの量、温度設定は同じである。
130〜138℃、155〜160℃、165〜172℃の結晶融解熱をそれぞれ△H1、△H2、△H3として、△H1、△H2、△H3は吸熱ピークのピーク面積から算出した。
光沢度は堀場製作所製のGROSS CHECKER IG−320を用いて測定した。
光原は、LED(波長880nm)、入射角、受光角共に20°とした。
上記表1中では表面光沢度の値が60以上を◎、50以上59未満である場合を○、50未満である場合を×とした。
成形された中間転写ベルトの機械強度は耐屈曲性を評価した。
耐屈曲性は、MIT形試験機による耐折試験に則って行った。なお、折り曲げクランプの折り曲げ面の曲率半径は、より実機に則した耐屈曲性を試験するために、4.0mmとした。また、試験片の幅10mm、荷重9.8N、折り曲げ角度135°の条件で行った。
試験片が破断に至るまでの回数を耐折回数とし、上記実施例の表1中では耐折回数が5万回以上を◎、2万回以上5万回未満を○、2万回に満たないものを×とした。
Claims (7)
- 電子写真用の中間転写ベルトであって、ビニリデンジフロライド(VdF)構造を有する熱可塑性樹脂からなり、
前記熱可塑性樹脂が、ビニリデンジフロライド(VdF)とヘキサフルオロプロピレン(HFP)との共重合体を含み、
かつ結晶化度が17〜39%にあることを特徴とする中間転写ベルト。 - 前記ビニリデンジフロライド(VdF)構造を有する熱可塑性樹脂が、ポリビニリデンジフロライド(PVdF)を含むことを特徴とする請求項1に記載の中間転写ベルト。
- 示差走査熱量計による熱分析で130〜138℃の範囲と、あるいは155〜160℃の範囲、あるいは165〜172℃の範囲に結晶融解熱に由来するピークを有し、かつ130〜138℃、155〜160℃、165〜172℃の結晶融解熱を各々△H 1 、△H 2 、△H 3 とすると、△H 1 /△H 3 は0.15〜0.92、△H 2 /△H 3 は0.41〜0.99の範囲にあることを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載の中間転写ベルト。
- 光沢度が20°で50以上あることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の中間転写ベルト。
- 膜厚が100〜200μmであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の中間転写ベルト。
- 9.8Nの荷重をかけて行うMIT試験法による耐折回数が2万回以上であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の中間転写ベルト。
- 少なくとも、像担持体上に静電潜像を形成するための静電潜像形成手段と、前記像担持体上に形成された静電潜像をトナーを用いてトナー像とする現像手段と、前記像担持体上のトナー像を中間転写体上に転写する一次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を被記録媒体上に転写する二次転写手段と、該被記録媒体上の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って、前記中間転写体が請求項1乃至6のいずれかに記載の中間転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
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