(57)【要約】【課題】湿度変化による変形の少ない円筒状部材を提供する。【解決手段】ポリアミドイミド系樹脂と、有機修飾された薄片状フィラーとを含有させ、周方向の吸湿膨張係数を軸方向の吸湿膨張係数よりも小さくすることにより、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。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアミドイミド系樹脂と、有機修飾された薄片状フィラーとを含有し、周方向の吸湿膨張係数が軸方向の吸湿膨張係数よりも小さいことを特徴とする円筒状部材。
【請求項２】
ポリアミドイミド系樹脂と、有機修飾された層間剥離性フィラーとを含有する樹脂組成物を、円筒状基材の周方向に塗布しながら平滑化加工する工程を含むことを特徴とする円筒状部材の製造方法。
【請求項３】
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、
ポリアミドイミド系樹脂と、有機修飾された薄片状フィラーとを含有し、周方向の吸湿膨張係数が軸方向の吸湿膨張係数よりも小さい円筒状部材を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、その製造方法及びその円筒状部材を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−２０６５６７号公報
【特許文献２】特開平６−０９５５２１号公報
【特許文献３】特開平５−２００９０４号公報
【特許文献４】特開平６−２２８３３５号公報
【特許文献５】特開平６−１４９０８１号公報
【特許文献６】特許第２５６０７２７号明細書
【特許文献７】特許第３２１８１９９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【０００８】
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、特にベルト周方向の変形が起きやすく、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。
【０００９】
本発明は、湿度変化による変形の少ない円筒状部材、その製造方法、及びその円筒状部材を備える画像形成装置である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、ポリアミドイミド系樹脂と、有機修飾された薄片状フィラーとを含有し、周方向の吸湿膨張係数が軸方向の吸湿膨張係数よりも小さい円筒状部材である。
【００１１】
また、本発明は、ポリアミドイミド系樹脂と、有機修飾された層間剥離性フィラーとを含有する樹脂組成物を、円筒状基材の周方向に塗布しながら平滑化加工する工程を含む円筒状部材の製造方法である。
【００１２】
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、ポリアミドイミド系樹脂と、有機修飾された薄片状フィラーとを含有し、周方向の吸湿膨張係数が軸方向の吸湿膨張係数よりも小さい円筒状部材を備える画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、ポリアミドイミド系樹脂と、有機修飾された薄片状フィラーとを含有させ、周方向の吸湿膨張係数を軸方向の吸湿膨張係数よりも小さくすることにより、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。
【００１４】
また本発明では、円筒状部材の製造方法において、ポリアミドイミド系樹脂と、有機修飾された層間剥離性フィラーとを含有する樹脂組成物を、円筒状基材の周方向に塗布しながら平滑化加工することにより、湿度変化による変形の少ない円筒状部材を製造することができる。
【００１５】
さらに本発明では、ポリアミドイミド系樹脂と、有機修飾された薄片状フィラーとを含有し、周方向の吸湿膨張係数が軸方向の吸湿膨張係数よりも小さい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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態について以下説明する。
【００１７】
＜円筒状部材及び円筒状部材の構成材料＞
図１は本実施形態に係る円筒状部材の一例の外観図である。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を含む円筒状部材１０の変形は軸方向よりも周方向にベルトが伸びたために発生することがわかり、周方向の吸湿膨張係数を軸方向の吸湿膨張係数よりも小さくすることで吸湿による変形を防止できることがわかった。周方向の吸湿膨張係数は、周方向の吸湿膨張係数Ａ２と軸方向の吸湿膨張係数Ａ１との比の値（周方向の吸湿膨張係数Ａ２／軸方向の吸湿膨張係数Ａ１）で１未満であればよいが、０．９以下であることが好ましく、０．８以下であることがより好ましい。（周方向の吸湿膨張係数Ａ２／軸方向の吸湿膨張係数Ａ１）の値が１以上であると、吸湿による周方向の変形が起こりやすくなる。
【００１８】
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周方向の吸湿膨張係数を軸方向の吸湿膨張係数より小さく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、吸湿時の周方向の寸法変化が少なくなるためである。
【００１９】
本実施形態に係る円筒状部材において、ポリアミドイミド系樹脂中で薄片状フィラーが周方向に配向されていることが好ましい。本発明者らは、周方向の吸湿膨張係数を小さくする方法を検討した結果、薄片状フィラーを円筒状部材の周方向に配向させれば良いことが判った。図２に本実施形態に係る円筒状部材の周方向の断面の模式図を示す。円筒状部材１０において、ポリアミドイミド系樹脂１２中で薄片状フィラー１４が周方向に配向されている。ここで、薄片状フィラー１４の円筒状部材１０の周方向への配向は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて観察した薄片状フィラー１４の重なり距離により表され、円筒状部材１０の周方向及び軸方向におけるフィラー重なり距離の平均値の比の値（軸方向の平均フィラー重なり距離Ｄ１／周方向の平均フィラー重なり距離Ｄ２）を計算し、薄片状フィラー１４の配向度Ｘとすることができる。
【００２０】
この配向度Ｘ＝（軸方向の平均フィラー重なり距離Ｄ１／周方向の平均フィラー重なり距離Ｄ２）は、１より大きいこと、すなわち、円筒状基材の周方向における薄片状フィラーの重なり距離Ｄ２が、軸方向における重なり距離Ｄ１よりも小さいことが好ましく、１．０５以上であることがより好ましく、１．１０以上であることがさらに好ましい。
【００２１】
薄片状フィラー１４は、層間剥離性を有する薄片状（シート状）の構造体であり、少なくとも１層以上の薄片状のフィラーが積層することで構成された層状構造を有する構造体（本明細書ではこの構造体を「層間剥離性フィラー」と呼ぶ。）から剥離された構造体である。このような薄片状フィラー１４が図３に示すような無配向（ランダム）の状態ではなく、図２のように円筒状部材１０の周方向に配向されることで、薄片状フィラー１４の層間の相互作用が働き、配向方向、すなわち周方向の伸びが抑制されるものと考えられる。また、周方向に薄片状フィラー１４を密に配向させることで、吸水した時の伸びを薄片状フィラー１４の表面全体で抑制する為と考えられる。したがって、ポリアミドイミド系樹脂１２に薄片状フィラー１４を周方向に配向させることで、周方向の吸湿膨張係数が小さい円筒状部材１０を得ることができる。
【００２２】
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の合成方法としては、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物の当量とを反応させる方法や、ジアミン又はその誘導体と、トリカルボン酸無水物、またはその誘導体の当量とを反応させる方法等が挙げられる。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。
【００２３】
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。
【００２４】
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を用いてもかまわない。
【００２５】
薄片状フィラーとしては、モンモリロナイト、サポナイト、バイデライト、ヘクトライト、スティブンサイト等のスメクタイト系粘土鉱物や、バーミキュライト、ハロイサイト、膨潤性マイカ等を挙げられる。本実施形態においては、高い膨潤性を有すること等の観点から、モンモリロナイト等のスメクタイト系粘土鉱物が好ましい。また、層状構造を有する構造体としては、天然由来のものでも、天然物の処理品でも、膨潤性のフッ素化マイカのような合成品でもよい。
【００２６】
層状構造を有する構造体（層間剥離性フィラー）を構成する各薄片状フィラーは、珪酸で構成された四面体が平面方向に多数結合して形成された形態や、アルミニウムやマグネシウムを含む八面体が平面方向に多数結合して形成された形態で存在している。
【００２７】
これら薄片状フィラーとポリアミドイミド系樹脂との親和性を向上させるために、薄片状フィラーの交換性無機イオンに１〜４級アンモニウムイオン、アニオン系ポリマ、シランカップリング剤等の有機化剤を吸着もしくは反応させることが必要であり、本明細書ではこれらの処理を「有機修飾」と呼ぶ。
【００２８】
層状構造を有する上記構造体（層間剥離性フィラー）は、多数のシート状構造体（薄片状フィラー）がイオン物質を介在して積層されているので、通常の処理では、層状構造を消失させて、各薄片状フィラーを剥離することは困難である。このため、予め層状構造を有する上記構造体を有機化剤により有機化させる有機修飾処理を行い、有機化剤により各薄片状フィラー間に介在するイオン物質を化学的に結合等させた後、層状構造を消失させて薄片状フィラーを生成することが好適である。この有機修飾により、容易に積層された薄片状フィラーが剥離される。また、この有機修飾によって、各薄片状フィラーは層状構造の構造体から剥離されると共に、各薄片状フィラーの表面は有機修飾されてポリアミドイミド系樹脂との親和性が高くなる。すなわち、有機修飾されることによって、薄片状フィラーの表面には疎水基を有する上記有機化剤が吸着または結合され、親油性を有する表面に化学的に改質され、ポリアミドイミド系樹脂との親和性が高くなる。
【００２９】
有機修飾された薄片状フィラーの配合比はポリアミドイミド系樹脂１００質量部に対し、０．１質量部以上１０質量部以下の範囲が好ましい。配合比が、０．１質量部未満であると吸湿膨張係数を小さくする効果が少なく、１０質量部を越えると添加の効果がなくなるとともにポリアミドイミド系樹脂フィルムの屈曲性が低下し、円筒状部材として使用するのに不適となることがあるからである。
【００３０】
また、薄片状フィラーに対する上記有機化剤の配合比は特に制限されないが、薄片状フィラーの無機イオンが有機化剤により十分に置換されていることが望ましい。
【００３１】
１〜４級アンモニウムイオンとしては、ヘキシルアンモニウムイオン、オクチルアンモニウムイオン、２−エチルヘキシルアンモニウムイオン、ドデシルアンモニウムイオン、ラウリルアンモニウムイオン、オクタデシルアンモニウムイオン、ステアリルアンモニウムイオン、ジオクチルジメチルアンモニウムイオン、トリオクチルアンモニウムイオン、ジステアリルジメチルアンモニウムイオン、ラウリン酸アンモニウムイオン、アルキルビス（２−ヒドロキシエチル）メチルアンモニウムイオン、ポリオキシプロピレンメチルジエチルアンモニウムイオン等が挙げられ、層間剥離距離の点から炭素数６以上の長鎖の疎水基を有するジオクチルジメチルアンモニウムイオン、ジステアリルジメチルアンモニウムイオン、ラウリルアンモニウムイオン等の４級アンモニウムイオンが好ましい。
【００３２】
アニオン系ポリマとしては、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドンビニルアセテートコポリマー、ポリメチルビニルエーテルとマレイン酸のエチル及びブチルモノエステル、カルボキシル化ポリビニルアセテートコポリマー、酢酸ビニルとクロトン酸との共重合体、アクリル酸アルキルエステルとメタクリル酸アルキルエステルとの共重合体、ジメチルヒダントインホルムアルデヒド樹脂等が挙げられ、極性溶媒への親和性等の点からポリビニルピロリドンを含むものが好ましい。
【００３３】
有機修飾された薄片状フィラーの厚みは、０．００１μｍ以上０．１μｍ以下であることが好ましく、０．００１μｍ以上０．０７５μｍ以下であることがより好ましく、０．００１μｍ以上０．０５μｍ以下であることがさらに好ましい。薄片状フィラーの厚みが０．００１μｍ未満であると、補強効果低下という問題が生じ、厚みが０．１μｍより大きいと、分散性の低下という問題が生じることがある。なお、薄片状フィラーの厚みは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）観察により、ポリアミドイミド系樹脂に含有された薄片状フィラーの厚みを１０点計測し、この計測範囲を１０箇所で同様に計測し、平均値を出したものである。
【００３４】
また、薄片状フィラーの最大長は、０．０１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、０．０１μｍ以上５μｍ以下であることがより好ましく、０．０１μｍ以上２．５μｍ以下であることがさらに好ましい。薄片状フィラーの最大長が０．１μｍ未満であると、補強効果が不十分という問題が生じ、最大長が１０μｍより大きいと、表面凹凸が発生するという問題が生じることがある。なお、薄片状フィラーの最大長は、ＴＥＭ観察により、ポリアミドイミド系樹脂に含有された薄片状フィラーの最大長を１０点計測し、この計測範囲を１０箇所で同様に計測し、平均値を出したものである。
【００３５】
薄片状フィラーのアスペクト比（最大長／厚み）は、１０以上１００００以下であることが好ましく、１０以上５０００以下であることがより好ましい。薄片状フィラーのアスペクト比が１０未満であると、可とう性強度の低下という問題が生じ、アスペクト比が１００００より大きいと、脆性発現という問題が生じることがある。
【００３６】
本実施形態のポリアミドイミド系樹脂は、ポリマ構造中に、水素結合しやすいアミド基を有している。このようなポリアミドイミド系樹脂中に、有機修飾されて有機物との親和性が向上され、層間距離が拡大しているのでポリマが絡みこみやすい状態にある薄片状フィラーが含有されるので、ポリアミドイミド系樹脂のアミド基と、薄片状フィラー表面の水酸基との分子間結合が強固に行われること及び薄片状フィラーとポリマの絡み合い向上効果で、ポリアミドイミド系樹脂と薄片状フィラーとの界面の欠陥が生じにくくなる。このため、円筒状部材におけるポリアミドイミド系樹脂と薄片状フィラーとの界面剥離による摩耗、界面間のズレによるポリアミドイミド系樹脂の収縮を防止することができる。従って、円筒状部材の耐摩耗性、耐屈曲性、及び寸法安定性を向上することができる。
【００３７】
また、薄片状フィラーの厚みが０．００１μｍ以上０．１μｍ以下の範囲内であり、且つ最大長が０．０１μｍ以上１０μｍ以下の範囲内であれば、ポリアミドイミド系樹脂中に薄片状フィラーがナノレベルで分散、配合されるため、ミクロンレベルで分散しているよりも飛躍的に薄片状フィラーの表面積が増大する。そのため、薄片状フィラーにより拘束されるポリアミドイミド系樹脂の分子鎖の割合が、ミクロンレベルの分散状態と比較して非常に少ない配合量で最も大きくなり、薄片状フィラーによる補強効果が非常に大きくなる。このため、円筒状部材に、ポリアミドイミド系樹脂の特徴である機械的強度を劣化させずに高い耐摩耗性を付与させることができる。
【００３８】
層状構造を有する上記構造体の有機化剤による有機修飾処理の方法としては、例えば、第１段階として、層状構造を有する上記構造体（層間剥離性フィラー）を水中に分散させる。その固体分散濃度は通常１質量％〜１５質量％が好ましいが、層状構造を有する上記構造体が十分分散可能な濃度の範囲なら自由に設定することが出来る。次にこの懸濁液に、前述した有機化剤を含む溶液（例えば、４級アンモニウムイオンを含む溶液）を添加混合するか、又は逆に有機化剤を含む溶液（例えば、４級アンモニウムイオンを含む溶液）に、層状構造を有する上記構造体の懸濁液を添加混合する。反応は室温で十分進行するが、加温しても良い。加温の最高温度は用いる有機化剤（例えば４級アンモニウムイオン）の分解温度以下であれば、任意に設定可能である。ついで、固液を分離し、固形分を水洗浄して副生物を十分に除去する。この後、固形分を乾燥することにより有機修飾された薄片状フィラーを得ることが出来る。また、この有機化剤（例えば４級アンモニウムイオン）による処理としては、過剰の有機化剤（アンモニウムイオン）を使用して行われることが好ましい。例えば、層状構造を有する上記構造体１質量部に対して、０．５質量部以上の有機化剤の塩（例えば４級アンモニウム塩）を溶解した水溶液で処理する。
【００３９】
本実施形態に係る円筒状部材には、ポリアミドイミド系樹脂、有機修飾された薄片状フィラーの他に、導電性を付与するために導電剤（図２，３においては図示していない）を含有してもよい。
【００４０】
ポリアミドイミド系樹脂１００質量部に対する導電剤の含有量は、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剤の含有量が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。
【００４１】
本実施形態において用いられる導電剤としては、例えば、電子伝導性の導電剤として、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剤として、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、導電剤としては上記に限定されるものではない。
【００４２】
前記イオン伝導性の導電剤は、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剤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。
【００４３】
一方、電子伝導性の導電剤は、イオン伝導性の導電剤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。
【００４４】
＜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、ポリアミドイミド系樹脂、有機修飾された層間剥離性フィラー、導電剤等の各構成成分を溶剤中にて混合することにより製造することができる。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。
【００４５】
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。
【００４６】
＜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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
（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と、有機修飾された層間剥離性フィラーと、上記導電剤とを、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上げるため、シリコーン系やフッ素系の離型剤処理等を行っても良い。
【００５１】
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。本実施形態においては、薄片状フィラーを周方向に配向させるために、ポリアミドイミド系樹脂と、有機修飾された層間剥離性フィラーとを含有する樹脂組成物を、円筒状基材の周方向に塗布しながらブレード等により平滑化加工することが好ましい。このブレード等による平滑化加工により、図４に示すように、層間剥離性を有する薄片状（シート状）の構造体であり、複数の薄片状フィラーが積層することで構成された層状構造を有する構造体（層間剥離性フィラー１６）からの層間剥離が発生し、薄片状フィラー１４が周方向に配向されると考えられる。したがって、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。平滑化加工する方法としては、円筒状基材の周方向にせん断力を与える方法であればよく特に制限されないが、ＳＵＳ製等のブレード等の部材により平滑化する方法が好ましい。また、円筒状基材の内表面に塗膜を形成してもよい。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
樹脂組成物を、円筒状基材の周方向に塗布しながらブレード等により平滑化加工する方法において、ブレードが与える剪断力は大きいほうが望ましく、好ましくは０．０１ＭＰａ以上である。与える剪断力は、例えばブレードと円筒状基材との間隔を調整することにより制御することができる。
【００５５】
（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させた膜を意味する。
【００５６】
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、段階的に行っても、一段階で行ってもよい。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。
【００５７】
（剥離工程）
加熱後、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。
【００５８】
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、その部分を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。
【００５９】
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。
【００６０】
＜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。
【００６１】
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。
【００６２】
図５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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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、有機修飾された薄片状フィラーとを含有し、周方向の吸湿膨張係数が軸方向の吸湿膨張係数よりも小さい円筒状部材を中間転写体１０２として備えることにより、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。
【実施例】
【００７１】
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。
【００７２】
＜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％）に有機修飾層間剥離性フィラーとして有機修飾モンモリロナイト（ホージュン製、エスベンＥ、モンモリロナイトを４級アンモニウムイオン（ラウリルアンモニウムイオン）で処理したもの）０．５質量部と、導電剤としてカーボンブラック（Ｄｅｇｕｓｓａ社製、スペシャルブラック４）３６質量部とを添加した混合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）を用いて分散を行い、樹脂組成物を調整した。
【００７３】
（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（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。
【００７４】
（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分間加熱し、さらに１０ｒｐｍで回転させながら２５０℃で３０分間加熱させた。
【００７５】
（剥離工程）
加熱後、管状体を抜き取ることで有機修飾モンモリロナイトを含む、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。
【００７６】
（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。
【００７７】
〔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で飽和したときと、８５％ＲＨで飽和し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。周方向、軸方向についての長さ変化を測定したものを、それぞれ周方向の吸湿膨張係数Ａ２、軸方向の吸湿膨張係数Ａ１とした。
【００７８】
〔フィラー形状〕
薄片状フィラーの厚み及び最大長は、ＴＥＭ（日立製、Ｓ４８００型）観察により、ポリアミドイミド系樹脂に含有された１つの薄片状フィラーの厚みと長さを１０点計測し、この計測を１０個のフィラーについて同様に計測し、平均値を出して求めた。また、アスペクト比は本平均値の長さ／厚みとして求めた。
【００７９】
〔配向度〕
ミクロトームにて円筒状部材より切り出した約９０ｎｍの薄片をＴＥＭ（日立製、Ｓ４８００型）を用いて観察し、薄片状フィラーの重なり距離を測定した。測定は、６個の領域で各１０個のフィラーについて行い平均値を求めた。周方向及び軸方向でのフィラー重なり距離平均値Ｄ２，Ｄ１の比の値（軸方向の平均フィラー重なり距離Ｄ１／周方向の平均フィラー重なり距離Ｄ２）を計算し、配向度Ｘとした。
【００８０】
〔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。
◎：濃度ムラ、白抜けの発生なし
○：濃度ムラ、白抜けの発生はごく僅かに認められるが使用上問題無し
△：濃度ムラ、白抜けの発生が認められるが使用上問題無し
×：濃度ムラ、白抜けの発生が多く認められ、使用上問題あり
【００８１】
〔外観〕
各例で得られた円筒状部材の外観を目視により以下の基準で判定した。
○：凹凸、割れ等の欠陥の発生無し
△：凹凸、割れ等の欠陥が認められるが、使用上問題無し
×：凹凸、割れ等の欠陥の発生が認められ、使用上問題あり
【００８２】
＜実施例２＞
有機修飾モンモリロナイト（ホージュン製、エスベンＥ、モンモリロナイトを４級アンモニウムイオン（ラウリルアンモニウムイオン）で処理したもの）の添加量を５質量部とした以外は実施例１と同様にして有機修飾モンモリロナイトを含む、厚み７９μｍのポリアミドイミド樹脂製円筒状部材を得た。実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【００８３】
＜実施例３＞
有機修飾モンモリロナイト（ホージュン製、エスベンＥ、モンモリロナイトを４級アンモニウムイオン（ラウリルアンモニウムイオン）で処理したもの）の添加量を１０質量部とした以外は実施例１と同様にして有機修飾モンモリロナイトを含む、厚み７７μｍのポリアミドイミド樹脂製円筒状部材を得た。実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【００８４】
＜実施例４＞
有機修飾モンモリロナイト（ホージュン製、エスベンＥ、モンモリロナイトを４級アンモニウムイオン（ラウリルアンモニウムイオン）で処理したもの）の添加量を２０質量部とした以外は実施例１と同様にして有機修飾モンモリロナイトを含む、厚み８０μｍのポリアミドイミド樹脂製円筒状部材を得た。実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【００８５】
＜実施例５＞
有機修飾層間剥離性フィラーとして有機修飾モンモリロナイト（ホージュン製、ＢＥＮ−ＧＥＬ  Ｗ１００、モンモリロナイトをアニオン系ポリマ（ポリビニルピロリドン）で処理したもの）を使用した以外は実施例１と同様にして有機修飾モンモリロナイトを含む、厚み８１μｍのポリアミドイミド樹脂製円筒状部材を得た。実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【００８６】
＜比較例１＞
実施例２に記載の芳香族系ポリアミドイミド樹脂、層間剥離性フィラー、カーボンブラックを含む樹脂組成物を準備した。次に、φ１６８ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミ製円筒状パイプ（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、この樹脂組成物をディッピング法を用いて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。このアルミ製円筒状パイプを１０ｒｐｍで回転させながら１３０℃で２０分間加熱し、さらに１０ｒｐｍで回転させながら２５０℃で３０分間加熱させた。加熱後、管状体を抜き取ることで有機修飾モンモリロナイトを含む、厚み８０μｍ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。実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【００８７】
＜比較例２＞
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ＮＭＰ、固形分率１７質量％）に有機修飾されていないモンモリロナイト（ホージュン製、ベンゲルＡ）５質量部とカーボンブラック（Ｄｅｇｕｓｓａ社製、スペシャルブラック４）３６質量部とを添加した混合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）を用いて分散を行い、樹脂組成物を調整した。次に、３０ｒｐｍで回転させたφ１６８ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミ製円筒状パイプ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。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分間加熱し、２５０℃で３０分間加熱させた。加熱後、管状体を抜き取ることでモンモリロナイトを含む、厚み７７μｍのポリアミドイミド製円筒状部材を得た。実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【００８８】
＜比較例３＞
有機修飾モンモリロナイトを添加しなかった以外は実施例１と同様にして厚み７９μｍのポリアミドイミド樹脂製円筒状部材を得た。実施例１と同様にして評価を行った。結果を表１に示す。
【００８９】
【表１】
2008058815.tif 000002
【００９０】
実施例１〜５においては、有機修飾薄片状フィラーを配向させることで周方向の吸湿膨張係数が小さくかつ、吸湿時の変形による画像ムラもほとんど発生しなかった。ただし、実施例４においては画像評価中に割れが発生した。これは、薄片状フィラーの量が多くなり樹脂が脆くなったためと思われる。また、有機修飾薄片状フィラーが周方向に配向したのは、樹脂組成物を周方向に塗布するとともに周方向に圧力をかけて平滑化処理をする際に層間剥離性フィラーの層間剥離が発生するためと考えられる。
【００９１】
比較例１においては、有機修飾層間剥離性フィラーを添加したものの薄片状フィラーが周方向に配向されていないため、周方向の吸湿係数は軸方向の吸湿係数とほとんど同じであり、吸湿時の周方向の変形による画像濃度ムラが発生した。
【００９２】
比較例２においては有機修飾されていない層間剥離性フィラーを使用したため、ポリアミドイミド系樹脂への分散性が悪く、円筒状部材表面が凹凸となり評価できなかった。
【００９３】
比較例３においては有機修飾薄片状フィラーを使用しなかったため、周方向と軸方向の吸湿係数が同じとなり、吸湿時の周方向の変形による画像濃度ムラが発生した。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施形態に係る円筒状部材の一例の外観を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る円筒状部材において薄片状フィラーが周方向に配向されている状態を示す周方向の断面の模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係る円筒状部材において薄片状フィラーが配向されていない状態を示す周方向の断面の模式図である。
【図４】本発明の実施形態に係る層間剥離性フィラーの剥離する様子を示す模式図である。
【図５】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】
【００９５】
１  画像形成装置、１０  円筒状部材、１２  ポリアミドイミド系樹脂、１４  薄片状フィラー、１６  層間剥離性フィラー、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。
【図１】
2008058815.tif 000003
【図２】
2008058815.tif 000004
【図３】
2008058815.tif 000005
【図４】
2008058815.tif 000006
【図５】
2008058815.tif 000007