JP7501040B2 - 画像形成装置用ベルト及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
<1>
基材と、
前記基材上に設けられた弾性層と、
自己修復性樹脂粒子と、を有し、
前記弾性層上に表面層を有する場合は、前記表面層の表面から前記自己修復性樹脂粒子が露出した状態で、前記表面層に前記自己修復性樹脂粒子を含有し、
前記弾性層上に表面層を有しない場合は、前記弾性層の表面から前記自己修復性樹脂粒子が露出した状態で、前記弾性層に前記自己修復性樹脂粒子を含有する画像形成装置用ベルト。
<2>
前記自己修復性樹脂粒子の体積平均粒径D50vが5μm以上20μm以下である前記<1>に記載の画像形成装置用ベルト。
<3>
前記自己修復性樹脂粒子がアクリルウレタン樹脂を含有する粒子である前記<1>又は<2>に記載の画像形成装置用ベルト。
<4>
前記アクリルウレタン樹脂を含有する粒子が、23℃でのマルテンス硬度が0.5N/mm2以上220N/mm2以下、23℃での戻り率が70%以上100%以下である前記<3>に記載の画像形成装置用ベルト。
<5>
前記アクリルウレタン樹脂が、ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)と、複数のヒドロキシル基を有し且つ前記ヒドロキシル基が炭素数6以上の炭素鎖を介するポリオール(b)と、多官能イソシアネート(c)と、の反応物である前記<3>又は<4>に記載の画像形成装置用ベルト。
<6>
前記表面層又は前記弾性層の表面から露出する前記自己修復性樹脂粒子の存在割合が、400個/mm2以上40000個/mm2以下である前記<1>~<5>のいずれか1つに記載の画像形成装置用ベルト。
<7>
前記表面層の厚みが1.0μm以上20.0μm以下である前記<1>~<6>のいずれか1つに記載の画像形成装置用ベルト。
<8>
前記表面層又は前記弾性層の表面粗さRaが0.1μm以上10.0μm以下である前記<1>~<7>のいずれか1つに記載の画像形成装置用ベルト。
<9>
前記表面層がアクリルウレタン樹脂を含有する前記<1>~<8>のいずれか1つに記載の画像形成装置用ベルト。
<10>
前記アクリルウレタン樹脂が、ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)と、複数のヒドロキシル基を有し且つ前記ヒドロキシル基が炭素数6以上の炭素鎖を介するポリオール(b)と、多官能イソシアネート(c)と、の反応物である前記<9>に記載の画像形成装置用ベルト。
<11>
前記<1>~<10>のいずれか1つに記載の画像形成装置用ベルトを備える画像形成装置。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
本実施形態に係る画像形成装置用ベルトは、例えば、図1及び図2に示すように、基材70と、前記基材70上に設けられた弾性層72と、自己修復性樹脂粒子76と、を有する。
図1に示すように、前記弾性層72上に表面層74を有する場合は、前記表面層74の表面から前記自己修復性樹脂粒子76が露出した状態で、前記表面層74に前記自己修復性樹脂粒子76を含有する。
図2に示すように、前記弾性層72上に表面層を有しない場合は、前記弾性層72の表面から前記自己修復性樹脂粒子76が露出した状態で、前記弾性層72に前記自己修復性樹脂粒子76を含有する。
本実施形態に係る画像形成装置用ベルトの表面に存在する自己修復性樹脂粒子76は、柔軟性を有する。そのため、画像形成装置用ベルトの表面は追従性を有し、転写時に部分的な空隙の発生を低減でき、画像抜けが抑制される。
また、画像形成装置用ベルトの表面に存在する自己修復性樹脂粒子76は、自己修復性を有する。そのため、使用による表面の状態の変化が生じにくく、連続使用しても画像抜けを抑制する効果が低下しにくい。
(基材)
基材は樹脂を含有し、必要に応じて、導電剤を含んで構成される。
樹脂としては、ポリイミド樹脂、フッ素系樹脂、フッ化ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂などが挙げられる。
ポリイミド樹脂としては、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との重合体であるポリアミド酸のイミド化物が挙げられる。ポリイミド樹脂として具体的には、例えば、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物との等モル量を溶媒中で重合反応させてポリアミド酸の溶液として得て、そのポリアミド酸をイミド化して得られたものである。
樹脂は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
導電剤としては、特に制限はないが、例えば、カーボンブラック(例えばケッチェンブラック、アセチレンブラック、表面が酸化処理されたカーボンブラック等)、金属(例えばアルミニウムやニッケル等)、酸化金属化合物(例えば酸化イットリウム、酸化錫等)、イオン導電性物質(例えばチタン酸カリウム、LiCl等)、導電性高分子(例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリサルフォン、ポリアセチレンなど)等が挙げられる。
なお、導電剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
他の添加剤としては、例えば、発泡剤、発泡助剤、軟化剤、可塑剤、硬化剤、架橋剤、架橋促進剤、酸化防止剤、界面活性剤、カップリング剤、充填剤(シリカ、炭酸カルシウム等)などの、基材に添加され得る公知の材料が挙げられる。
弾性層は、ゴム材料を含有し、必要に応じて、導電剤及び他の添加剤を含有してもよい。
ゴム材料としては、エラストマー及びゴムからなる群から選択される少なくとも1種のが挙げられる。
エラストマーとしては、ブタジエン系ポリマー、スチレン-ブタジエン系ポリマー、スチレン-イソプレン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、オレフィン系ポリマー、ウレタン系ポリマー、ポリエステル系ポリマー、ニトリル系ポリマー、ポリアミド系ポリマーなどが挙げられる。これらは、ホモポリマーとしてもよいし、コポリマーやポリマーブレンドの形態をとってもよい。これらのポリマーは2種以上のポリマーの混合物として用いてもよい。
ゴムとしては、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エピクロルヒドリン-エチレンオキシドゴム、エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、塩素化ポリイソプレン、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム、水素化ポリブタジエン、ブチルゴム、シリコーンゴム等、又は、これらの2種以上の混合材料が挙げられる。
これらの中でも、弾性層は、アクリルゴムを含むことが好ましい。
自己修復性樹脂粒子は、連続使用による画像抜けを抑制できる画像形成装置用ベルトを得る観点から、アクリルウレタン樹脂を主成分として含むことが好ましい。
ここで、「自己修復性」とは、応力によってできた歪を応力の除荷時に復元する性質を指す。
また、「アクリルウレタン樹脂」とは、アクリル系樹脂に由来するセグメントを分子構造中に有するとともに、ウレタン結合(-NHCOO-)を有する樹脂を指す
アクリルウレタン樹脂としては、具体的には、アクリル系の単量体(例えば下記式(ac)で表される単量体)を少なくとも含み、且つビニル基(例えば「(RB)2-C=C-(RB)-」で表される基、なお前記RBはそれぞれ独立に水素原子、フッ素原子、又は炭素数1以上8以下のアルキル基(例えばメチル基、エチル基等)を表す)を有する単量体を含んでもよい重合性単量体群が重合してなるアクリル系樹脂に由来するセグメントを分子構造中に有するとともに、ウレタン結合(-NHCOO-)を有する樹脂を指す。
「式ac:(Rac1-)2C=C(-Rac1)(-COO-Rac2)」
(式ac中、Rac1は、それぞれ独立に、水素原子、又は炭素数1以上8以下のアルキル基(例えばメチル基、エチル基等)を表す。Rac2は、有機基を表す。なお、有機基とは、C、H、O、及びNからなる原子群から選択される少なくとも1種の原子を含む有機系の基が挙げられ、例えば炭化水素基(アルキル基、アリール基等)、フッ化アルキル基(パーフルオロアルキル基等)等が挙げられる。前記炭化水素基及びフッ化アルキル基は、さらに置換基やヘテロ原子(例えば-OH、-O-、-C(=O)-、-C(=O)-O-等)を有していてもよい。
本実施形態では、自己修復性樹脂粒子がアクリルウレタン樹脂を主成分として含むことが好ましいが、その含有率としては、樹脂粒子全体に対し50質量%以上100質量%以下であることが好ましく、60質量%以上100質量%以下であることがより好ましい。
また、アクリルウレタン樹脂は、連続使用による画像抜けを抑制できる画像形成装置用ベルトを得る観点から、上記(a)、(b)、及び(c)を重合成分全体に対して合計で90質量%以上含む重合成分群の反応物であることがさらに好ましい。
本実施形態では、アクリルウレタン樹脂の原料としてヒドロキシル基(-OH)を有するヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)が用いられる。なお、ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)中に含まれるヒドロキシル基(-OH)は、カルボキシ基(-COOH)の形態であってもよい。
ヒドロキシル基を有する重合性単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、及びN-メチロールアクリルアミン等の、(1)ヒドロキシル基を有するエチレン性の重合性単量体等が挙げられる。
また、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、及びマレイン酸等の、(2)カルボキシ基を有するエチレン性の重合性単量体を用いてもよい。
樹脂粒子に含まれるアクリルウレタン樹脂が、ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)と、長鎖ポリオール(b)と、多官能イソシアネート(c)と、の反応物である場合、上記ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)は、ヒドロキシル基を有する側鎖全体のうち、ヒドロキシル基を有し且つ炭素数(側鎖部分における炭素数)が10未満である側鎖(以下「短側鎖ヒドロキシル基」とも称す)に対する、ヒドロキシル基を有し且つ炭素数(側鎖部分における炭素数)が10以上の側鎖(以下「長側鎖ヒドロキシル基」とも称す)の含有比(モル比)が、1/3未満であってもよい。
ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)が、短側鎖ヒドロキシル基に対する長側鎖ヒドロキシル基の比が1/3未満であり、つまり短側鎖ヒドロキシル基に比べて長側鎖ヒドロキシル基が少ない構造であっても、さらに長鎖ポリオール(b)が用いられることで、アクリルウレタン樹脂における戻り率は大きくなり且つマルテンス硬度は小さくなる傾向にある。そして、連続使用による画像抜けを抑制できる画像形成装置用ベルトを得易くなる。なお、長鎖ポリオール(b)の使用量が増えるほど、アクリルウレタン樹脂における戻り率は大きくなり且つマルテンス硬度は小さくなる傾向にある。
短側鎖ヒドロキシル基を導入するための重合性単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシブチル、N-メチロールアクリルアミン、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、フマル酸、及びマレイン酸等が挙げられる。
長側鎖ヒドロキシル基を導入するための重合性単量体としては、弾力性を増しやすい構造であるε-ラクトン環を開環したものが好ましく、例えば3モル以上5モル以下のε-カプロラクトンを1モルの(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチルに付加したもの等が好ましい。
ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)中へのフッ素原子の導入は、例えばヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)の原料となる重合性単量体としてフッ素原子を有する重合性単量体を用いることで行われる。具体的には、フッ素原子を含む基とビニル基とを有する重合性単量体によって導入することができる。
なお、ビニル基とは「(RB-)2C=C(-RB)-」(前記RBは、それぞれ独立に水素原子、フッ素原子、又は炭素数1以上8以下のアルキル基を表す)の構造式で表される基を指す。RBとしては、水素原子、フッ素原子、又はメチル基が好ましい。本明細書におけるビニル基の例としては、例えばCH2=CH-、CH2=C(CH3)-、CF2=CF-等の基が挙げられる。
フッ素原子を有する重合性単量体1分子に含まれるフッ素原子数は特に限定されないが、例えば1以上25以下が好ましく、3以上17以下がより好ましい。
0.5質量%以上であることで、自己修復性樹脂粒子を粒子形状に成形する成形性が高め易くなる。一方、15質量%以下であることで、連続使用による画像抜けを抑制できる画像形成装置用ベルトが得易くなる。
自己修復性樹脂粒子中におけるフッ素原子の含有率は、ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)を合成する全重合性単量体中における、フッ素原子を有する重合性単量体の割合、ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)と他の成分(長鎖ポリオール(b)、多官能イソシアネート(c)等)との割合等によって調整される。
水酸基価が40mgKOH/g以上であることにより架橋密度が高いアクリルウレタン樹脂が重合され、連続使用による画像抜けを抑制できる画像形成装置用ベルトが得易くなる。一方、280mgKOH/g以下であることにより適度な柔軟性をもつアクリルウレタン樹脂が得られる。
ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)の水酸基価は、ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)を合成する全重合性単量体中における、ヒドロキシル基を有する重合性単量体の割合等によって調整される。
ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)の重量平均分子量が5000以上であることで、連続使用による画像抜けを抑制できる画像形成装置用ベルトが得易くなる。一方、重量平均分子量が100000以下であることで、柔軟性に優れた樹脂粒子が得易くなる。
長鎖ポリオールは、複数のヒドロキシル基(-OH)を有し、且つ前記ヒドロキシル基が炭素数(ヒドロキシル基同士を結ぶ直鎖の部分における炭素数)が6以上の炭素鎖を介するポリオールである。つまり、長鎖ポリオールは全てのヒドロキシル基同士が炭素数(ヒドロキシル基同士を結ぶ直鎖の部分における炭素数)が6以上の炭素鎖によって連結されるポリオールである。
Rで表される2価の基としては、炭素数1以上10以下(好ましくは炭素数2以上5以下)の直鎖状もしくは分枝鎖状のアルキレン基が好ましく、また炭素数1以上5以下(好ましくは炭素数1以上3以下)の直鎖状もしくは分枝鎖状のアルキレン基2つが-O-もしくは-C(=O)-(好ましくは-O-)で連結されてなる基が好ましい。これらの中でも、*-C2H4-*、*-C2H4OC2H4-*、又は*-C(CH3)2-(CH2)2-*で表される2価の基がより好ましい。なお、上記に列挙した2価の基は、それぞれ「*」部分で結合する。
m及びnは、それぞれ独立に1以上35以下の整数を表し、2以上10以下であることが好ましい。
また上記Rは、上記に示すアルキレン基から水素原子を1つ除いた3価の基と、アルキレン基(例えば炭素数1以上10以下のアルキレン基)、-O-、及び-C(=O)-から選択される1つ以上の基と、を組み合わせてなる3価の基であってもよい。
Rで表される3価の基としては、炭素数1以上10以下(好ましくは炭素数3以上6以下)の直鎖状もしくは分枝鎖状のアルキレン基から水素原子を1つ除いた3価の基が好ましい。これらの中でも、*-CH2-CH(-*)-CH2-*、CH3-C(-*)(-*)-(CH2)2-*、CH3CH2C(-*)(-*)(CH2)3-*で表される3価の基がより好ましい。なお、上記に列挙した3価の基は、それぞれ「*」部分で結合する。
l、m、及びnは、それぞれ独立に1以上28以下の整数を表し、2以上10以下であることが好ましい。l+m+nは3以上30以下であり、6以上30以下であることが好ましい。
多官能イソシアネート(c)はイソシアネート基(-NCO)を複数有する化合物であり、例えばヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)が有するヒドロキシル基、長鎖ポリオール(b)が有するヒドロキシル基等と反応してウレタン結合(-NHCOO-)を形成する。そして、ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)同士、ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)と長鎖ポリオール(b)、長鎖ポリオール(b)同士を架橋する架橋剤として機能する。
なお、多官能イソシアネートとして市販品を用いてもよく、例えば旭化成(株)製のポリイソシアネート(デュラネート)等が挙げられる。
多官能イソシアネートは1種のみを用いても、2種以上を混ぜて用いてもよい。
本実施形態では、自己修復性樹脂粒子に他の添加剤が含まれていてもよい。例えば、他の添加剤としては、着色剤、帯電防止剤、ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)及び長鎖ポリオール(b)におけるヒドロキシル基(-OH)と多官能イソシアネート(c)におけるイソシアネート基(-NCO)との反応を促進させる反応促進剤等が挙げられる。
着色剤としては、例えば、カーボンブラック、クロムイエロー、ハンザイエロー、ベンジジンイエロー、スレンイエロー、キノリンイエロー、ピグメントイエロー、パーマネントオレンジGTR、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、ウオッチヤングレッド、パーマネントレッド、ブリリアントカーミン3B、ブリリアントカーミン6B、デュポンオイルレッド、ピラゾロンレッド、リソールレッド、ローダミンBレーキ、レーキレッドC、ピグメントレッド、ローズベンガル、アニリンブルー、ウルトラマリンブルー、カルコオイルブルー、メチレンブルークロライド、フタロシアニンブルー、ピグメントブルー、フタロシアニングリーン、マラカイトグリーンオキサレートなどの種々の顔料、又は、アクリジン系、キサンテン系、アゾ系、ベンゾキノン系、アジン系、アントラキノン系、チオインジコ系、ジオキサジン系、チアジン系、アゾメチン系、インジコ系、フタロシアニン系、アニリンブラック系、ポリメチン系、トリフェニルメタン系、ジフェニルメタン系、チアゾール系などの各種染料等が挙げられる。
帯電防止剤の具体例としては、カチオン系の界面活性化合物(例えばテトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩、アルキルアミンの塩酸塩、イミダゾリウム塩等)、アニオン系の界面活性化合物(例えばアルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフォスフェート等)、非イオン系の界面活性化合物(例えばグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、N,N-ビス-2-ヒドロキシエチルアルキルアミン、ヒドロキシアルキルモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、脂肪酸ジエタノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン脂肪酸エステル等)、両性の界面活性化合物(例えばアルキルベタイン、アルキルイミダゾリウムベタイン等)等が挙げられる。
具体的には、トリ-n-ブチルメチルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホンイミド、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、オクチルジメチルエチルアンモニウムエチルサルフェート、ジデシルジメチルアンモニウムクロライド、ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ステアリルジメチルヒドロキシエチルアンモニウムパラトルエンスルフォネート、トリブチルベンジルアンモニウムクロライド、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ラウリン酸アミドプロピルベタイン、オクタン酸アミドプロピルベタイン、ポリオキシエチレンステアリルアミンの塩酸塩等が挙げられる。これらの中でも、トリ-n-ブチルメチルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホンイミドが好ましい。
高分子量の帯電防止剤としては、例えば、4級アンモニウム塩基含有アクリレートを重合した高分子化合物、ポリスチレンスルホン酸型高分子化合物、ポリカルボン酸型高分子化合物、ポリエーテルエステル型高分子化合物、エチレンオキシド-エピクロルヒドリン型高分子化合物、ポリエーテルエステルアミド型高分子化合物等が挙げられる。
高分子量の帯電防止剤は、同じ重合性単量体からなる高分子化合物のみを用いても、異なる重合性単量体からなる2種以上の高分子化合物を併用してもよい。
表面抵抗及び体積抵抗は、(株)ダイヤインスツルメント製ハイレスタUPMCP-450型URプローブを用いて、22℃、55%RHの環境下で、JIS-K6911に従い測定される。
なお、画像形成装置用ベルトの表面抵抗及び体積抵抗は、帯電防止剤を含有させる場合であれば、その種類や含有量等の調整によって制御される。
ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)及び長鎖ポリオール(b)におけるヒドロキシル基(-OH)と多官能イソシアネート(c)におけるイソシアネート基(-NCO)との反応を促進させる反応促進剤を加えることもできる。促進剤としては、オクチル酸スズ、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジラウレート、オクチル酸ビスマス、デカン酸ビスマスなどの金属触媒が挙げられる。たとえば、日東化成株式会社のネオスタンU-28、U-50、U-600等が挙げられる。
マルテンス硬度(23℃)が220N/mm2以下であることにより、連続使用による画像抜けを抑制できる画像形成装置用ベルトを得易くなる。一方、0.5N/mm2以上であることにより、自己修復性樹脂として求められる形状を保持し易くなる。
戻り率は、自己修復性樹脂粒子の自己修復性(応力によってできた歪を応力の除荷後1分以内に復元する性質、即ち傷の修復の度合い)を示す指標である。つまり、戻り率(23℃)が70%以上であることで傷の修復のし易さ(つまり自己修復性)が向上し、連続使用による画像抜けを抑制できる画像形成装置用ベルトを得易くなる。
なお、この測定の際のサンプルとしては、上記測定装置における圧子により直接荷重を負荷することができる大きさの自己修復性樹脂粒子である場合には、自己修復性樹脂粒子自体(1つの自己修復性樹脂粒子)をサンプルとして用いる。一方、自己修復性樹脂粒子が圧子により直接荷重を負荷することができない大きさである場合には、自己修復性樹脂粒子の構成成分を分析によって解析し、この構成成分と同じ成分で樹脂膜(平均厚さ5μm)を形成して、この樹脂膜をサンプルとして用いる。
なお、通常であれば、体積平均粒径D50vが10μm以上の自己修復性樹脂粒子であれば、圧子により直接荷重を負荷することができる。
体積平均粒径D50vが5μm以上であることで、連続使用による画像抜けを抑制できる画像形成装置用ベルトを得易くなる。一方、20μm以下であることで画像形成装置用ベルト表面の追従性が向上する。
測定対象となる自己修復性樹脂粒子100個の円相当径を求める画像解析は、解析装置(ERA-8900:エリオニクス社製)を用いて、倍率10,000倍の二次元画像を撮影し、画像解析ソフトWinROOF(三谷商事社製)を用いて、0.010000μm/pixel条件で投影面積を求め、式:円相当径=2√(投影面積/π)で円相当径を求める。
自己修復性樹脂粒子の含有量は、例えば、弾性層上に表面層を有さず、弾性層の表面から自己修復性樹脂粒子が露出した状態で自己修復性樹脂粒子を含有する場合は、4質量%以上40質量%以下であることが好ましく、5質量%以上30質量%以下であることがより好ましく、6質量%以上20質量%以下であることが更に好ましい。
有機粒子としては、例えば、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の自己修復性樹脂粒子以外の粒子が挙げられる。
無機粒子としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸三カルシウム、酸化セリウム等の粒子が挙げられる。
アクリルウレタン樹脂を主成分として自己修復性樹脂粒子の製造方法について、詳しく説明する。
本実施形態に係る自己修復性樹脂粒子の製造方法は限定されるものではない。ただし、例えば溶解懸濁法等の湿式製法によって製造することが好ましい。
本実施形態に係る自己修復性樹脂粒子を製造する溶解懸濁法としては、有機溶剤中に少なくとも重合成分(例えば前述のヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)、長鎖ポリオール(b)、多官能イソシアネート(c)等)を溶解または分散させて油相を調製する油相調製工程と、該油相成分を水相中で懸濁造粒する造粒工程と、溶媒を除去する溶媒除去工程と、を有する方法が挙げられる。
溶解懸濁法では、まず、重合成分(例えば前述のヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)、長鎖ポリオール(b)、多官能イソシアネート(c)等)を有機溶剤中に溶解または分散させて油相を調製する。
次に、これら油相成分は水相中で求められる粒径になるように懸濁造粒される。尚、水相の主要媒体は水であり、分散剤を混合することが好ましい。また、水には食塩を添加して食塩水として用いてもよい。
分散剤は、親水性コロイドを形成することにより油相液滴を分散安定化する。無機の分散剤としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、リン酸三カルシウム、ヒドロキシアパタイト、珪酸ケイソウ土、粘土などがある。
また、これら無機の分散剤と共に有機の分散剤を併用してもよい。有機の分散剤としては、具体的には、ゼラチン、ゼラチン誘導体(例えば、アセチル化ゼラチン、フタル化ゼラチン、コハク化ゼラチン等)、アルブミン、カゼイン等の蛋白質類、コロジオン、アラビアゴム、寒天、アルギン酸、セルロース誘導体(例えば、カルボキシメチルセルロースのアルキルエステル、ヒドロキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等)、合成高分子(例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩、ポリマレイン酸塩、ポリスチレンスルホン酸塩)等が挙げられる。
これらの分散剤は、単独で用いてもよく、また、二種類以上を混合して用いてもよい。
分散剤は、水相の主要媒体に対して0.001質量%以上5質量%以下の範囲で用いることが好ましい。
造粒工程中または造粒工程後、溶媒(有機溶剤)を取り除く。溶媒の除去は、常温(例えば25℃)で行ってもよく、さらに減圧下で行ってもよい。常温で行うためには、溶媒の沸点より低く、かつ樹脂(アクリルウレタン樹脂)のガラス転移温度Tgを考慮した温度をかけることが望ましい。樹脂のTgを大きく超えると自己修復性樹脂粒子の合一が起こることがある。
例えば、反応促進剤の添加量にもよるが、一般に40℃で1時間以上3時間以下撹拌して溶媒除去を行い、次いで60℃で2時間以上6時間以下撹拌して架橋反応を進行させることで、造粒することができる。なお、減圧する際は20mmHgから150mmHgで行うのが好ましい。
乾燥は、従来の一般的な乾燥方法が利用できる。例えば気流乾燥装置を用いる方法が挙げられ、例えばフラッシュジェットドライヤーを用いた乾燥処理や、流動床(Fluid Bed)による処理等を挙げることができる。さらに凍結乾燥法も使用できる。特にフッ素原子が無い場合は乾燥工程で凝集し易いので、凍結乾燥法が好適に使用できる。
本実施形態に係る画像形成装置用ベルトは、弾性層上に表面層を有する場合は、前記表面層の表面から自己修復性樹脂粒子が露出した状態で、前記表面層に前記自己修復性樹脂粒子を含有し、弾性層上に表面層を有しない場合は、前記弾性層の表面から自己修復性樹脂粒子が露出した状態で、前記弾性層に前記自己修復性樹脂粒子を含有する。
まず、画像形成装置用ベルトの自己修復性樹脂粒子が露出している表面を、光学顕微鏡(VHX-6000、キーエンス社製)を用いて、倍率800倍にて観察する。100μm×100μmの領域に存在する、表面から露出する前記自己修復性樹脂粒子の個数を数え、1μm2当たりの表面から露出する前記自己修復性樹脂粒子の個数(つまり、単位は「個/μm2」)を算出する。そして、得られる1μm2当たりの表面から露出する前記自己修復性樹脂粒子の個数を、1mm2当たりの表面から露出する前記自己修復性樹脂粒子の個数に単位換算(つまり、単位は「個/mm2」)することで算出する。
ここで、表面粗さRaは、JIS B0601(1994)規格に基づいている。測定装置は、東京精密社製SURFCOMである。測定長さは4〔mm〕、カットオフ波長は0.8〔mm〕、カットオフ種別はガウシアン、測定速度は0.3〔mm/s〕となっている。
表面層が含有する樹脂としては、例えば、ポリイミド樹脂、フッ化ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種の樹脂が挙げられる。
前記アクリルウレタン樹脂としては、前記(自己修復性樹脂粒子)において記載されているアクリルウレタン樹脂と同じ樹脂が適用される。
前記弾性層上に表面層を有しない場合は、硬化前の弾性層を基材上に形成し、アニックスロール等を使用したロールコート等の方法により、自己修復性樹脂粒子を硬化前の弾性層上に付着させ、加熱して硬化する方法が挙げられる。
アニロックスロールを用いて、自己修復性樹脂粒子を硬化前の弾性層上に付着させる場合、自己修復性樹脂粒子は粉体のままでもよいし、アセトン等の溶剤に分散させた状態であっても良い。溶剤に分散させた場合は塗膜表面に埋め込む前に溶剤を揮発させることが好ましい。
本実施形態に係る画像形成装置用ベルトは、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用いる中間転写ベルト及び用紙搬送ベルトとして用いることができる。
また、本実施形態に係る画像形成装置用ベルトは、インクジェット方式の画像形成装置に用いる用紙搬送ベルト及び中間転写ベルトとして用いることもできる。
次に、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。
以下の説明では、電子写真方式の画像形成装置について説明するが、本実施形態に係る画像形成装置は、これに限定されるわけではなく、例えば、インクジェット方式の画像形成装置であってもよい。
また、本実施形態に係る画像形成装置は、例えば、直接転写方式の画像形成装置の場合は、用紙搬送用ベルトとして、本実施形態に係る画像形成装置用ベルトを備える態様が挙げられる。
-基材用塗工液の調製-
N-メチル-2-ピロリドン80質量部、及び、カーボンブラック(SpecialBlack4、エボニックデグザ社製)20質量部をビーズミルを用いて攪拌し、分散液を得た。得られた分散液16質量部を、ポリイミド前駆体溶液(U-ワニス-A、宇部興産社製)100質量部に加え、攪拌混合し、基材用塗工液を得た。
下記に示す化合物を、2軸混練機を用いて混練した。
・アクリルゴム(ニポールAR12、日本ゼオン社製):100部
・ステアリン酸(ビーズステアリン酸つばき、日油株式会社):1部
・赤リン(ノーバエクセル140F、燐化学工業社製):10部
・水酸化アルミニウム(ハイジライトH42M、昭和電工社製):60部
・ヘキサメチレンジアミンカーバメイト(Diak.No1、デュポン ダウ エラストマージャパン社製):0.6部
・架橋促進剤(VULCOFACACT55、70% 1,8-ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン-7と二塩基酸との塩、及び、30% アモルファスシリカの混合物、Safic alca社製):1部
・過塩素酸テトラブチルアンモニウム(QAP-01、日本カーリット社製):0.3部
得られた混練物をメチルイソブチルケトンに溶解し、35%の溶液として、弾性層用塗工液を得た。
ヒドロキシエチルメタクリレート286.8部と、ブチルメタクリレート313.2部と、重合開始剤(過酸化ベンゾイル、BPO)27部と、酢酸ブチル60部と、からなるモノマー溶液を滴下ロートに入れ、窒素還流下で110℃に昇温した酢酸ブチル300部中に、攪拌下3時間かけて滴下し重合した。さらに酢酸ブチル135部とBPO3部とからなる液を1時間かけて滴下し、反応を完結させた。尚、反応中は常に110℃に保持して攪拌し続けた。こうしてアクリル樹脂プレポリマーA1を合成した。
下記A液と下記B液とを、下記の割合で混合したのち、下記C液をさらに加え10分間減圧下で脱泡し表面層用塗工液1を得た。
・A液(上記アクリル樹脂プレポリマーA1液、44.2%、水酸基価206):113部
・B液(ポリオール、ダイセル化学工業社製、プラクセル208、ポリカプロラクタンジオール、水酸基価138、[ヒドロキシル基同士が炭素数約42の鎖によって連結]):149.6部
・C液(イソシアネート、旭化成ケミカルズ社製、デュラネートTKA100、化合物名:ヘキサメチレンジイソシアネートのポリイソシアヌレート体):138.2部
n-ブチルメタクリレート(nBMA)と、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)と、フッ素原子及びビニル基を有するアクリルモノマー(FAMAC6、ユニマテック株式会社製)と、の各重合性単量体を、2.5:3:0.5のモル比で混合した。さらに、対重合性単量体比2質量%の重合開始剤(アゾビスイソブチロニトリル(AIBN))及び対重合性単量体比40質量%のメチルエチルケトン(MEK)を添加して重合性単量体溶液を調製した。
この重合性単量体溶液を滴下ロートに入れ、窒素還流下で80℃に昇温した対重合性単量体比50質量%のMEK中に、攪拌下3時間かけて滴下し重合した。さらに対重合性単量体比10質量%のMEKと対重合性単量体比0.5質量%のAIBNとからなる液を1時間かけて滴下し、反応を完結させた。尚、反応中は80℃に保持して攪拌し続けた。こうしてアクリル樹脂プレポリマーB1を合成した。
得られたアクリル樹脂プレポリマーB1の水酸基価を、JIS K0070-1992に定められた方法(電位差滴定法)に準じて測定したところ、水酸基価175mgKOH/gであった。
また、アクリル樹脂プレポリマーB1の重量平均分子量を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いた前述の方法により測定したところ、重量平均分子量19000であった。
続いて、下記の成分を混合し、10分間減圧下で脱泡して、重合成分溶液を得た。
・アクリル樹脂プレポリマーB1液(固形分50質量%):4.4部
・長鎖ポリオール(ポリカプロラクトントリオール、プラクセル308、(株)ダイセル社製、分子量850、水酸基価190~200mgKOH/g):5.2部
・多官能イソシアネート(デュラネートTPA100、旭化成ケミカルズ社製、化合物名:ヘキサメチレンジイソシアネートのポリイソシアヌレート体):6.4部
・架橋触媒(ネオスタンU-600、日東化成社製、化合物名:ジブチル錫):0.08部
・メチルエチルケトン:12部
・炭酸カルシウム(丸尾カルシウム(株)製ルミナス):36部
・アニオン性界面活性剤(第一工業製薬(株)製、ネオゲンRK):1.0部
・食塩(NaCl):90部
・イオン交換水:420部
自己修復性樹脂粒子B1の体積平均粒径D50vは15μm、マルテンス硬度は3.5N/mm2、戻り率は86%であった。
重合成分溶液調製の際、アクリル樹脂プレポリマーB1液(固形分50質量%)の添加量を0.4部に変更した以外は、自己修復性樹脂粒子B1の作製と同様にして自己修復性樹脂粒子B2を得た。
自己修復性樹脂粒子B2の体積平均粒径D50vは10μm、マルテンス硬度は0.4N/mm2、戻り率は65%であった。
重合成分溶液調製の際、アクリル樹脂プレポリマーB1液(固形分50質量%)の添加量を1.0部に、長鎖ポリオールを8.6部に変更した以外は、自己修復性樹脂粒子B1の作製と同様にして自己修復性樹脂粒子B3を得た。
自己修復性樹脂粒子B3の体積平均粒径D50vは14μm、マルテンス硬度は0.5N/mm2、戻り率は92%であった。
重合成分溶液調製の際、長鎖ポリオールの添加量を0.4部に変更した以外は、自己修復性樹脂粒子B1の作製と同様にして自己修復性樹脂粒子B4を得た。
自己修復性樹脂粒子B4の体積平均粒径D50vは12μm、マルテンス硬度は210N/mm2、戻り率は70%であった。
重合性単量体溶液調製の際、n-ブチルメタクリレート(nBMA)をメタクリル酸メチルに変更し、重合成分溶液調製の際、長鎖ポリオールの添加量を0.4部に、多官能イソシアネート(デュラネートTPA100)を二官能イソシアネート(デュラネートD101)に変更した以外は、自己修復性樹脂粒子B1の作製と同様にして自己修復性樹脂粒子B5を得た。
自己修復性樹脂粒子B5の体積平均粒径D50vは10μm、マルテンス硬度は225N/mm2、戻り率は68%であった。
乳化の際、炭酸カルシウムの添加量を46部に変更し、食塩90部の代わりにカルボキシメチルセルロースナトリウム(第一工業製薬社製セロゲン)1.0部に変更した以外は、自己修復性樹脂粒子B1の作製と同様にして自己修復性樹脂粒子B6を得た。
自己修復性樹脂粒子B6の体積平均粒径D50vは4μm、マルテンス硬度は3.5N/mm2、戻り率は86%であった。
乳化の際、炭酸カルシウムの添加量を46部に変更し、食塩90部の代わりにカルボキシメチルセルロースナトリウム(第一工業製薬社製セロゲン)0.5部に変更した以外は、自己修復性樹脂粒子B1の作製と同様にして自己修復性樹脂粒子B7を得た。
自己修復性樹脂粒子B7の体積平均粒径D50vは5μm、マルテンス硬度は3.5N/mm2、戻り率は86%であった。
乳化の際、炭酸カルシウムの添加量を16部に変更し、食塩90部の代わりにカルボキシメチルセルロースナトリウム(第一工業製薬社製セロゲン)1.0部に変更した以外は、自己修復性樹脂粒子B1の作製と同様にして自己修復性樹脂粒子B8を得た。
自己修復性樹脂粒子B8の体積平均粒径D50vは20μm、マルテンス硬度は3.5N/mm2、戻り率は86%であった。
乳化の際、炭酸カルシウムの添加量を16部に変更し、食塩90部の代わりにカルボキシメチルセルロースナトリウム(第一工業製薬社製セロゲン)0.5部に変更した以外は、自己修復性樹脂粒子B1の作製と同様にして自己修復性樹脂粒子B9を得た。
自己修復性樹脂粒子B9の体積平均粒径D50vは21μm、マルテンス硬度は3.5N/mm2、戻り率は86%であった。
(画像形成装置用ベルトの作製)
-基材の作製-
円筒状金型を、回転速度を35mm/secとして塗布ローラーに近づけ、円筒状金型外側に基材用塗工液を塗布した。なお、円筒状金型と塗布ローラーとのギャップは0.4mmとした。円筒状金型の回転を維持しながら、熱風循環乾燥機に円筒状金型を投入し、110℃に昇温した後30分間加熱を行った。続いて、200℃に昇温した後30分間加熱を行った。円筒状金型の回転を停止し、円筒状金型を焼成炉に移して、320℃に昇温
した後60分加熱を行い、膜厚80μmの基材を円筒状金型上に得た。
-弾性層及び自己修復性樹脂粒子を含有する表面層の作製-
基材が形成された円筒状金型を回転させながら、弾性層用塗工液をノズルから吐出させて、基材上にらせん状に弾性層用塗工液を塗布した。塗布量は、弾性層の膜厚が75μmとなるような条件とした。
表面層用塗工液1に、溶液全体に対して35%となるように、自己修復性樹脂粒子B1を添加し、溶液中の全固形分濃度が80%になるようにメチルエチルケトンを加えて調整した後、自己修復性樹脂粒子を分散させた。自己修復性樹脂粒子B1が分散した表面層用塗工液1を、アニックスロールを用いて、弾性層用塗工液の塗布により形成された層の表面に塗布しつつ120℃で加熱した。弾性層用塗工液の塗布により形成された層の表面全体に、自己修復性樹脂粒子B1が分散した表面層用塗工液1が塗布された後、アニックスロールによる塗布を止め、熱風循環乾燥機に円筒状金型を投入し、120℃に昇温した後60分間加熱を行った。得られた画像形成装置用ベルトを円筒状金型から外し、画像形成装置用ベルト1を得た。得られた画像形成装置用ベルト1の弾性層の膜厚は75μmであり、表面層の膜厚は8μmであった。
実施例1と同様の手順により、円筒状金型上に、基材用塗工液により基材を形成した後、基材上に弾性層用塗工液を塗布した。塗布量としては最終的な膜厚が75μmになるような液量の条件とした。所定の全量を流し終えて塗膜がまんべんなく広がった時点で、アニロックスロールにより粒子配列を規制して、自己修復性樹脂粒子B1を塗膜表面に付着させ、次いでポリウレタンゴムブレードの押し付け部材を押し当てて弾性層に埋め込んだ。このとき、押し付け部材の押圧力は100mN/cmとした。弾性層用塗工液の塗布により形成された層上に自己修復性樹脂粒子B1が埋め込まれた円筒状金型を塗布熱風循環乾燥機に投入し、120℃に昇温した後60分間加熱を行った。得られた画像形成装置用ベルトを円筒状金型から外し、画像形成装置用ベルト2を得た。得られた画像形成装置用ベルト2の弾性層の膜厚は75μmであった。
表面層用塗工液1を、DM-A6000(株式会社ダイゾー製、PTFE含有ウレタン樹脂)、およびDM-A6000XL(株式会社ダイゾー製、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン硬化剤)を95:5の質量比で混合した混合液とし、表面層の膜厚を表1記載の通りに変更した以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト3を得た。
表面層用塗工液1を、B-19034X(大阪ソーダ社製、シリコーンアクリル樹脂)に変更し、表面層の膜厚を表1記載の通りに変更した以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト4を得た。
B-19034Xに分散させる粒子として、自己修復性樹脂粒子B1及び他の粒子であるシリカ粒子(サンスフェアH51、AGC社製、体積平均粒径5μm)を使用し、表面層の膜厚を表1記載の通りに変更した以外は、実施例4と同様にして画像形成装置用ベルト5を得た。
なお、シリカ粒子は、自己修復性樹脂粒子B1に対して15質量%使用した。
B-19034Xに分散させる粒子として、自己修復性樹脂粒子B1及び他の粒子であるナイロン樹脂粒子(SP-10、東レ社製、体積平均粒径10μm)を使用し、表面層の膜厚を表1記載の通りに変更した以外は、実施例4と同様にして画像形成装置用ベルト6を得た。
なお、ナイロン樹脂粒子は、自己修復性樹脂粒子B1に対して10質量%使用した。
表面層用塗工液1に、自己修復性樹脂粒子B1の代わりに自己修復性樹脂粒子B6を添加した以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト7を得た。
表面層用塗工液1に、自己修復性樹脂粒子B1の代わりに自己修復性樹脂粒子B7を添加した以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト8を得た。
表面層用塗工液1に、自己修復性樹脂粒子B1の代わりに自己修復性樹脂粒子B8を添加した以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト9を得た。
表面層用塗工液1に、自己修復性樹脂粒子B1の代わりに自己修復性樹脂粒子B9を添加した以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト10を得た。
実施例1における樹脂粒子B1作製の際のアクリル樹脂プレポリマーB1液(固形分50質量%):4.4部を0.4部に変更した以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト11を得た。
実施例1における樹脂粒子B1作製の際のアクリル樹脂プレポリマーB1液(固形分50質量%)4.4部を1.0部に、長鎖ポリオール5.2部を8.6部に変更した以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト12を得た。
実施例1における樹脂粒子B1作製の際の長鎖ポリオール5.2部を0.4部に変更した以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト13を得た。
実施例1におけるアクリル樹脂プレポリマーB1合成の際及びアクリル樹脂プレポリマーB1合成の際のn-ブチルメタクリレート(nBMA)をメタクリル酸メチルに変更し、樹脂粒子B1作製の際の長鎖ポリオール5.2部を0.4部に、さらに樹脂粒子B1作製の際の多官能イソシアネート(デュラネートTPA100)を二官能イソシアネート(デュラネートD101)に変更した以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト14を得た。
実施例1における表面層用塗工液1に、溶液全体に対して25%から35%の範囲で自己修復性樹脂粒子B1を添加し、自己修復性樹脂粒子を分散させ、表面から露出する前記自己修復性樹脂粒子の存在割合が、390個/mm2にコントロールした以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト15を得た。
実施例1における表面層用塗工液1に、溶液全体に対して25%から35%の範囲で自己修復性樹脂粒子B1を添加し、自己修復性樹脂粒子を分散させ、表面から露出する前記自己修復性樹脂粒子の存在割合が、420個/mm2にコントロールした以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト16を得た。
実施例1における表面層用塗工液1に、溶液全体に対して35%から45%の範囲で自己修復性樹脂粒子B1を添加し、自己修復性樹脂粒子を分散させ、表面から露出する前記自己修復性樹脂粒子の存在割合が、39000個/mm2にコントロールした以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト17を得た。
実施例1における表面層用塗工液1に、溶液全体に対して35%から45%の範囲で自己修復性樹脂粒子B1を添加し、自己修復性樹脂粒子を分散させ、表面から露出する前記自己修復性樹脂粒子の存在割合が、41000個/mm2にコントロールした以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト18を得た。
実施例1におけるアニロックスロールの線数を、55線/インチ~2400線/インチまで変化させ、表面層の厚みを0.9μmにコントロールした以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト19を得た。
同様に、表面層の厚みを1.0μmにコントロールした以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト20を得た。
同様に、表面層の厚みを20.0μmにコントロールした以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト21を得た。
同様に、表面層の厚みを21.0μmにコントロールした以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト22を得た。
実施例1における自己修復性樹脂粒子B1の添加量を溶液全体に対して5%から50%まで変化させ、表2のとおりに表面層の表面粗さRa及び膜厚をコントロールしたこと以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト23を得た。
同様に、表2のとおりに表面層の表面粗さRa及び膜厚をコントロールしたこと以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト24を得た。
同様に、表2のとおりに表面層の表面粗さRa及び膜厚をコントロールしたこと以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト25を得た。
同様に、表2のとおりに表面層の表面粗さRa及び膜厚をコントロールしたこと以外は、実施例1と同様にして画像形成装置用ベルト26を得た。
自己修復性樹脂粒子B1を使用せず、表2の通りに膜厚をコントロールしたこと以外は、実施例3と同様にして画像形成装置用ベルトC1を得た。
自己修復性樹脂粒子B1を使用せず、表2の通りに膜厚をコントロールしたこと以外は、実施例4と同様にして画像形成装置用ベルトC2を得た。
自己修復性樹脂粒子B7の代わりに、ベンゾグアナミン樹脂粒子(日本触媒社製:エポスターM05、平均粒径5μm)を使用したこと以外は、実施例8と同様にして画像形成装置用ベルトC3を得た。
各例で得られた画像形成装置用ベルトを中間転写ベルトとして、画像形成装置「富士ゼロックス社製D110(モノクロ複合機)」の転写部の搬送転写ベルトとして装着し、レザック66(凸凹紙)50万枚に対して連続して画像出力した後、画像濃度100%のシアン及びマゼンタから構成されるブルーの画像について画質評価を行った。
ここで、画質評価は以下の基準で評価した。
A(◎):画像濃度低下なし
B(〇):わずかに画像濃度が低下する(許容レベル内)
C(△):画像濃度が低下する(許容できないレベル)
D(×):画像濃度が顕著に低下する(許容レベルを大きく超える)
各例で得られた画像形成装置用ベルトを中間転写ベルトとして、画像形成装置「富士ゼロックス社製D110(モノクロ複合機)」の転写部の搬送転写ベルトとして装着しに搭載し、レザック66(凸凹紙)250万枚通紙した後、中間転写ベルトの摩耗状態について目視で評価を行った。
ここで、耐摩耗性評価は以下の基準で評価した。
A(◎):初期とほぼ変化なし
B(〇):わずかに摩耗は生じたが実用可能なレベル
C(△):傷又は表面の剥がれが生じたが実用可能なレベル
D(×):摩耗が大きく実用不可能なレベル
「表面粗さ」は、実施例及び比較例で作成した画像形成装置用ベルトの表面粗さの測定値を表す。
「塗工液」は、実施例及び比較例で使用した表面層用塗工液の種類を表し、「樹脂種」は表面層を構成する樹脂成分の主成分(表面層を構成する樹脂で質量比での含有率が最も多い成分)を表す。
「他の粒子」は、実施例及び比較例で作成した画像形成装置用ベルトが、自己修復性樹脂粒子以外の他の粒子を含有する場合、「粒子種」に他の粒子の種類を記載し、「粒径(他の粒子の列内に記載されたもの)」の欄に他の粒子の粒径を記載する。
「-」は、表面層若しくは他の粒子を有しない、又は、表面層の厚み若しくは他の粒子の粒径を測定していないこと表す。
「Si粒子」は、シリカ粒子を表し、「Ny粒子」は、ナイロン粒子を表す。
10 一次転写部
11 感光体
12 帯電器
13 レーザ露光器
14 現像器
15 中間転写ベルト
16 一次転写ロール
17 感光体クリーナ
20 二次転写部
22 二次転写ロール
25 背面ロール
26 給電ロール
31 駆動ロール
32 支持ロール
33 張力付与ロール
34 クリーニング背面ロール
35 中間転写ベルトクリーナ
40 制御部
42 基準センサ
43 画像濃度センサ
50 用紙収容部
51 給紙ロール
52 搬送ロール
53 搬送ガイド
55 搬送ベルト
56 定着入口ガイド
60 定着装置
100 画像形成装置
70 基材
72 弾性層
74 表面層
76 自己修復性樹脂粒子
Claims (9)
- 基材と、
前記基材上に設けられた弾性層と、
自己修復性樹脂粒子と、を有し、
前記弾性層上に表面層を有する場合は、前記表面層の表面から前記自己修復性樹脂粒子が露出した状態で、前記表面層に前記自己修復性樹脂粒子を含有し、
前記弾性層上に表面層を有しない場合は、前記弾性層の表面から前記自己修復性樹脂粒子が露出した状態で、前記弾性層に前記自己修復性樹脂粒子を含有し、
前記自己修復性樹脂粒子がアクリルウレタン樹脂を含有する粒子であり、
前記アクリルウレタン樹脂を含有する粒子が、23℃でのマルテンス硬度が0.5N/mm 2 以上220N/mm 2 以下、23℃での戻り率が70%以上100%以下である画像形成装置用ベルト。 - 前記自己修復性樹脂粒子の体積平均粒径D50vが5μm以上20μm以下である請求項1に記載の画像形成装置用ベルト。
- 前記アクリルウレタン樹脂が、ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)と、複数のヒドロキシル基を有し且つ前記ヒドロキシル基が炭素数6以上の炭素鎖を介するポリオール(b)と、多官能イソシアネート(c)と、の反応物である請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置用ベルト。
- 前記表面層又は前記弾性層の表面から露出する前記自己修復性樹脂粒子の存在割合が、400個/mm2以上40000個/mm2以下である請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の画像形成装置用ベルト。
- 前記表面層の厚みが1.0μm以上20.0μm以下である請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の画像形成装置用ベルト。
- 前記表面層又は前記弾性層の表面粗さRaが0.1μm以上10.0μm以下である請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置用ベルト。
- 前記表面層がアクリルウレタン樹脂を含有する請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置用ベルト。
- 前記アクリルウレタン樹脂が、ヒドロキシル基含有アクリル樹脂(a)と、複数のヒドロキシル基を有し且つ前記ヒドロキシル基が炭素数6以上の炭素鎖を介するポリオール(b)と、多官能イソシアネート(c)と、の反応物である請求項7に記載の画像形成装置用ベルト。
- 請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の画像形成装置用ベルトを備える画像形成装置。
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