(57)【要約】【課題】バイアスロール用の被覆チューブに関し、電気抵抗の安定性が高く、磨耗性・耐久性に優れたチューブを提供することを目的とする。【解決手段】カーボンブラックを含有するポリイミド系樹脂で形成され、チューブの弾性率が所定の範囲にあることを特徴とする。ここで、チューブの表面粗さＲｚが所定の範囲にあることが好適である。また、チューブ内に含有するカーボンブラックの量が所定の範囲にあることが好ましい。さらに、チューブの表面抵抗および体積抵抗が所定の範囲にあること、チューブ内の表面抵抗バラツキおよび表面抵抗率の環境変動値が所定値以下であることが好ましい。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンブラックを含有するポリイミド系樹脂で形成され、チューブの弾性率が３０００ＭＰａ以上の範囲にあることを特徴とするバイアスロール用の被覆チューブ。
【請求項２】
チューブの表面粗さＲｚが１．０μｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載のバイアスロール用の被覆チューブ。
【請求項３】
チューブ内に含有するカーボンブラックの量は４０重量％以下の範囲にあることを特徴とする請求項１または２に記載のバイアスロール用の被覆チューブ。
【請求項４】
チューブの表面抵抗が１×１０２  〜１×１０８  （Ω／□）、体積抵抗が１×１００  〜１×１０８  （Ωｃｍ）の範囲にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のバイアスロール用の被覆チューブ。
【請求項５】
チューブ内の表面抵抗バラツキの常用対数値が１．０桁（ｌｏｇΩ／□）以下の範囲にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のバイアスロール用の被覆チューブ。
【請求項６】
３０℃／８５％ＲＨと１０℃／１５％ＲＨにおける表面抵抗率の常用対数値の差が１．０桁（ｌｏｇΩ／□）以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のバイアスロール用の被覆チューブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バイアスロール用の被覆チューブに関するもので、例えば、電子写真複写機などの画像形成装置における転写用バイアスロールの表面を被覆するチューブとして特に有用である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式で像を形成記録する電子写真記録装置としては、複写機やレーザープリンタ、ビデオプリンタやファクシミリ、それらの複合機等が知られている。この種の装置では、装置寿命の向上などを目的として、感光ドラム等の像担持体にトナー等の記録剤により形成された像を印刷シート上に直接定着させる方式を回避すべく、像担持体上の像を中間転写ベルトに一次転写し、それを印刷シート上に二次転写したのちに定着させる中間転写方式を用いているものがある。このような装置においては、トナーを印刷シート上に二次転写するのに電荷を加えて静電的にトナーを転写するバイアスロール方式を使用している。
【０００３】
バイアスロール方式を用いた転写装置例としては、今までに種々報告されているが、バイアスロールの一般的な構造としては、金属のみでできている金属ロール、金属芯とその外周面を弾性材で被覆した複合ロールなどがある。また，金属ロール、複合ロールの外周面にＰＦＡ樹脂などコーティングするものなどもある（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３１８４９５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画像形成装置におけるバイアスロールにおいて、低抵抗の導電性バイアスロール（例：金属ロール）を用いると転写電流が電圧の影響を強く受け、転写に必要な転写電流の範囲が狭くなることや必要な転写電流が得られず用紙の端部で転写不良などの問題が発生する。
【０００６】
また、半導電性バイアスロールを使用した場合においては、転写シートが搬送されないときに、中間転写ベルトに残留していたトナーがバイアスロールに転移して、バイアスロールや転写シートの裏面を汚すなどの問題が発生する。
【０００７】
この問題の解決案として、非転写時にバイアスロールと像担持体との間に電荷を印加する方法、バイアスロールにクリーニングブレード（金属ブレード）を設置する方法などが考えられるが、電荷を印加する方法においてはクリーニングに高電界が必要となり装置が大掛かりになるおそれがあり、クリーニングブレードを用いる方法でもブレードとバイアスロールとの摩擦でバイアスロールが損傷したり回転トルクが大きくなるなどの問題がある。そこで、バイアスロール表面を導電材含有のフッ素系樹脂でコーティングするなどの対処法を用いるものもあるが、経時での抵抗変化、コーティング材の磨耗などで長時間使用できないなどの問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、電気抵抗の安定性が高く、磨耗性・耐久性に優れたカーボンブラック含有のポリイミド系樹脂のバイアスロール用チューブを提供し、これを用いる画像形成装置等に負担をかけないことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく、バイアスロールの表面を被覆するチューブについて鋭意研究したところ、下記のチューブによって、上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明は、バイアスロール用の被覆チューブであって、カーボンブラックを含有するポリイミド系樹脂で形成され、チューブの弾性率が３０００ＭＰａ以上の範囲にあることを特徴とする。このように少量で導電特性を満足するカーボンブラックを含有することによって、電気抵抗の安定性を確保しつつ高い弾性によってチューブの磨耗・消耗を軽減することができ、かつ耐久性に優れたバイアスロール用チューブを提供することができる。
【００１１】
ここで、チューブの表面粗さＲｚが１．０μｍ以下の範囲にあることが好適である。こうしたバイアスロール用チューブによって、摩耗現象が起こり難くなり、また、クリーニング部での異物噛み込みが起こった場合にも、異物が脱落しやすくなる効果が得られ易くなる。
【００１２】
また、チューブ内に含有するカーボンブラックの量は４０重量％以下の範囲にあることが好ましい。こうした構成によって、チューブの強度、耐屈曲性等の機械強度を維持し、かつ電気抵抗の安定性を確保しつつ、耐久性に優れたバイアスロール用チューブを提供することができる。
【００１３】
さらに、チューブの表面抵抗が１×１０２  〜１×１０８  （Ω／□）、体積抵抗が１×１００  〜１×１０８  （Ωｃｍ）の範囲にあることが好適である。こうしたベルトによって、電子写真記録装置等に搭載される中間転写ベルトや転写搬送ベルト等で用いられた場合のトナーの飛散による画質の悪化や転写時の電荷の残留による画像ムラを防止することができる。
【００１４】
また、チューブ内の表面抵抗バラツキの常用対数値が１．０桁（ｌｏｇΩ／□）以下の範囲にあることが好ましい。このようにバイアスロール用チューブとして適正な範囲内にすることによって、画像ムラを防止することができる。
【００１５】
さらに、３０℃／８５％ＲＨと１０℃／１５％ＲＨにおける表面抵抗率の常用対数値の差が１．０桁（ｌｏｇΩ／□）以下であることが好ましい。チューブの製造過程における樹脂溶液の塗布方法や温度制御方法等を改善することにより、環境変動に伴う画質の変化や画像ムラが発生を抑えた、表面抵抗率の変動の少ないバイアスロール用チューブを提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、説明する。
本発明は、バイアスロール用の被覆チューブであって、カーボンブラックを含有するポリイミド系樹脂で形成され、チューブの弾性率が３０００ＭＰａ以上の範囲にあることを特徴とする。つまり、本発明者は、カーボンブラック含有のポリイミドチューブの製造過程において、ポリイミド前駆体であるポリアミド酸を円筒状金型内面に塗布して、溶媒除去およびイミド転化工程において加熱温度および昇温速度を制御することにより、上記目標を達成できることを見出したもので、こうした構成によって、長時間の使用でも安定した転写性とクリーニング性を維持でき、バイアスロールの長寿命化が達成され、バイアスロールの交換等のメンテナンスとランニングコストを低減できる。
【００１７】
このとき、チューブの強度、耐屈曲性等の機械強度を維持する点より、導電性の添加剤の使用量は少ない方が好ましく、少ない量で導電特性を満足する点においてカーボンブラックがより好ましく用いることができる。また、チューブの弾性率が３０００ＭＰａよりも低くなると、チューブの伸び率が高くなり、寸法安定性が乏しくなるために、画像形成装置内等に組み込んで稼動すると徐々にチューブが伸びてしまい、最終的にはテンションが緩みバイアスロール部で空回りしてしまうこととなる。従って、バイアスロール用の被覆チューブとして３０００ＭＰａ以上の範囲にあることが必要とされる。なお、ここでいう弾性率は、後述の＜評価方法＞に記載した方法を用いて測定した値を基準とする。
【００１８】
ここで、チューブの表面粗さＲｚが１．０μｍ以下の範囲にあることが好適である。外面の表面粗さＲｚが１．０μｍを超えると、一連の転写およびクリーニング工程において転写シートやクリーニングブレード等といった部材と接触した場合に、表面の荒れが大きすぎるため、特にベルトの凹部においてトナー残りが起こり易くなり、結果として、形成画像に影響が生じ好ましくない。また、規定の範囲にすることで、摩耗現象が起こり難くなり、また、クリーニング部での異物噛み込みが起こった場合にも、異物が脱落しやすくなる効果が得られ易くなる。なお、ここでいう表面粗さは、後述の＜評価方法＞に記載した方法を用いて測定した値を基準とする。
【００１９】
また、チューブ内に含有するカーボンブラックの量は４０重量％以下の範囲にあることが好ましい。さらには、０〜１０重量％がより好ましい。チューブ内に含有するカーボンブラックの量が４０重量％より多いと，ポリイミド樹脂本来の高い機械特性が損なわれ、脆性が発現し、チューブをバイアスロールに被覆する際にベルト端面に亀裂を生じることがある。
【００２０】
さらに、チューブの表面抵抗が１×１０２  〜１×１０８  （Ω／□）、体積抵抗が１×１００  〜１×１０８  （Ωｃｍ）の範囲にあることが好適である。ここで、画像形成装置内等に組み込んで用いられた場合には、表面抵抗が１×１０２  （Ω／□）未満あるいは体積抵抗が１×１００  （Ωｃｍ）未満となると、画質が粗くなってしまうおそれがある一方、表面抵抗が１×１０８  （Ω／□）を超えるあるいは体積抵抗が１×１０８  （Ωｃｍ）を超えると、電荷がチューブに残り画像ムラをおこすおそれがある。従って、このようにバイアスロール用チューブとして適正な範囲内にあることによって、画質の悪化や画像ムラを防止することができる。なお、ここでいう表面抵抗および体積抵抗は、後述の＜評価方法＞に記載した方法を用いて測定した値を基準とする。
【００２１】
また、チューブ内の表面抵抗バラツキの常用対数値が１．０桁（ｌｏｇΩ／□）以下の範囲にあることが好ましい。表面抵抗バラツキが上記範囲を外れた場合には、局部的に画像のムラが発生するおそれがあり、このようにバイアスロール用チューブとして適正な範囲内にすることによって、画像ムラを防止することができる。具体的には、後述の樹脂溶液の分散性を上げる等の手法によって、バラツキの発生を抑えることができる。なお、ここでいう表面抵抗バラツキは、後述の＜評価方法＞に記載した方法を用いて測定した値を基準とする。
【００２２】
さらに、３０℃／８５％ＲＨと１０℃／１５％ＲＨにおける表面抵抗率の常用対数値の差が１．０桁（ｌｏｇΩ／□）以下であることが好ましい。環境変動比（高温高湿条件下での値と低温低湿条件下での値との比較）が１．０桁（ｌｏｇΩ／□）を超えた場合には、環境因子の変動に対する表面抵抗率が無視できず、画質の変化や画像ムラが発生するおそれがある。カーボンブラック含有のポリイミドチューブの製造過程において、後述のような樹脂溶液の塗布方法や温度制御方法等を改善することにより、表面抵抗率の変動の少ないバイアスロール用チューブを提供することができる。なお、ここでいう表面抵抗率の環境変動値は、後述の＜評価方法＞に記載した方法を用いて測定した値を基準とする。
【００２３】
本発明のポリイミドチューブは、ポリイミド樹脂の単一層からなることを特徴とする。以下、その詳細について説明する。
ポリイミド樹脂の形成は、カーボンブラックを添加したテトラカルボン酸二無水物やその誘動体とジアミンを溶媒中で重合反応させてなるカーボンブラック含有のポリアミド酸溶液を所定の金属等の耐熱性材料からなるシリンダー内にディスペンサー及びスプレーにより内面に供給した後、金属、プラスチック、ガラス等からなる弾丸状体ないし球状体を走行させることにより均一塗布し、加熱乾燥により溶媒を除去し、イミド転化までを金型内面で完了させる。
【００２４】
具体的には、まず、前記有機極性溶媒中にカーボンブラック及び高分子分散剤を添加、分散してカーボンブラック分散液を調製する。本発明に用いるカーボンブラックは、平均粒子径が５〜１００ｎｍであり、好ましくは１０〜７０ｎｍであり、より好ましくは１５〜６０ｎｍである。平均粒子径が５ｎｍ未満のものは、実質的に入手することが困難であり、平均粒子径が１００ｎｍを越える場合、該カーボンブラックを含有したポリイミド樹脂組成物の表面粗さ、機械的強度及び電気抵抗制御性等の観点から実用上満足できるものが得られ難いからである。前記平均粒子径は、電子顕微鏡などで測定された一次粒子径に基づく平均粒子径を示す。
【００２５】
また、前記カーボンブラックは、粒子表面にポリマーをグラフト化させたり，絶縁材を被覆したりすることで電気抵抗を制御してもよく、カーボンブラック粒子表面に酸化処理を施してもよい。本発明において、導電性を付与する為にポリイミド樹脂に分散させるカーボンブラックとしては、デグサジャパン社製Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｂｌａｃｋ４、Ｐｒｉｎｅｘ  Ｖ、Ｐｒｉｎｔｅｚ  １４０Ｖ、三菱化学社製ＭＡ１００、ライオン社製ケッチェンブラックＥＣなどが挙げられ、好ましくはライオン社製ケッチェンブラックＥＣである。
【００２６】
ポリイミド樹脂中へのカーボンブラックの配合は、例えば上記したポリアミド酸を調整する際にその溶液にプラネタリミキサーやビーズミルや３本ロール等の適宜な分散機にてカーボンブラックを混合分散して混合させて配合し、それをフィルム成形に供する方式などの適宜な方式にて行うことができる。本発明に用いられる高分子分散剤としては、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、ポリ（Ｎ，Ｎ’−ジエチルアクリルアジド）、ポリ（Ｎ−ビニルホルムアミド）、ポリ（Ｎ−ビニルアセトアミド）、ポリ（Ｎ−ビニルフタルアミド）、ポリ（Ｎ−ビニルコハク酸アミド）、ポリ（Ｎ−ビニル尿素）、ポリ（Ｎ−ビニルピペリドン）、ポリ（Ｎ−ビニルカプロラクタム）、ポリ（Ｎ−ビニルオキサゾリン）等が挙げられ、単独又は複数の高分子分散剤を添加することができる。
【００２７】
また、この他に本発明の目的の範囲内で、高分子材料、界面活性剤、無機塩害の分散安定化剤を用いることもできる。
【００２８】
本発明に用いる有機極性溶媒は、カーボンブラックの分散性を高めるものであれば特に制限されないが、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミド類が有用であり、例えば低分子量のものとして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が挙げられる。これらは、蒸発、置換又は拡散によりポリアミド酸及びポリアミド酸成形品から容易に除去することができる。また、上記以外の有機極性溶媒として、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、ビリジン、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が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、分散方法としては公知の方法が適用でき、ボールミル、サンドミル、バスケットミル、超音波分散等が挙げられる。
【００２９】
次に、半導電性ポリアミド酸溶液を調製するためには、有機極性溶媒中にジアミンと酸二無水物を溶解し、重合反応後得られたポリアミド酸溶液中に該カーボンブラック分散液を添加し混合・損拝する方法、該カーボンブラック分散液中にジアミン及び酸二無水物を溶解し、重合反応する方法等が挙げられるが、カーボンブラックの分散性を均一にするためには、後者の方法が好ましい。
【００３０】
酸二無水物成分としては、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。
【００３１】
ジアミンとしては、４，４’−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’−ジ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’−ビフェニルジアミン、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’−ジアミノジフェニルスルホン、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−ｔ−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、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、２，１１−ジアミノドデカン、２，１７−ジアミノエイコサデカン、１，４−ジアミノシクロへキサン、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、
Ｈ２  Ｎ（ＣＨ２  ）３  Ｏ（ＣＨ２  ）２  ＯＣＨ２  ＮＨ２  、
Ｈ２  Ｎ（ＣＨ２  ）３  Ｓ（ＣＨ２  ）３  ＮＨ２  、
Ｈ２  Ｎ（ＣＨ２  ）３  Ｎ（ＣＨ２  ）２  （ＣＨ２  ）３  ＮＨ２
等が挙げられる。
【００３２】
これらの酸二無水物とジアミンを重合反応させる際の溶媒としては適宣なものを用いうるが、溶解性等の点から有機極性溶媒が好ましく用いられ、カーボンブラックの分散用と重合反応の溶媒用とを兼用できるものがより好ましい。
【００３３】
前記半導電性ポリアミド酸溶液のモノマー濃度（溶媒中の酸二無水物成分とジアミン成分の濃度）は、種々の条件に応じて設定されるが、５〜３０重量％が好ましい。
【００３４】
また、重合反応は窒素雰囲気下で行い、反応温度は６０℃以下に設定することが好ましく、反応時間は０．５〜１０時間程度が好ましい。
【００３５】
半導電性ポリアミド酸溶液は、重合反応の進行に従い、溶液粘度が増大するため、粘度を調整することができる。また、溶媒の添加等でモノマー濃度を下げることによって、粘度の調整も可能である。本発明における半導電性ポリアミド酸溶液の粘度は、通常、１〜１０００Ｐａ・ｓである。
【００３６】
各原料の配合量に関しては、最終的に得られるポリイミド樹脂組成物の目的とする用途により、これに適合した組成を実験的に検討する必要がある。例えば、表面抵抗率の常用対数値が２〜７（ｌｏｇΩ／□）である半導電性ポリイミドチューブを得るためのカーボンブラックの添加量は、上述のように、ポリイミド樹脂固形分に対し４０重量％以下が好ましい。
【００３７】
以上は、バイアスロール用の被覆チューブについて述べたが、同様の技術は、上記に限定されるものでないことはいうまでもなく、半導電性あるいは高弾性および耐熱性などの特性を生かした、あらゆる分野に用いられるチューブやベルトに適用できる。
【００３８】
【実施例】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。ただし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。
【００３９】
＜評価方法＞
実施例及び比較例で得た半導電性ポリアミド酸及びシームレスベルトについて下記の特性を調べた。
（１）弾性率
ダンベル３号の打ち抜き試験片（幅５ｍｍ）について、引っ張り強度（速度１００ｍｍ／分）で測定した。
（２）表面粗さＲｚ
ＪＩＳ  Ｂ０６０１に準じ、ベルト表面の任意の５点よりサンプルを採取し、その周方向に関して、表面粗さ計（サーフコム５５４Ａ、東京精密社製）にてカットオフ値０．３２ｍｍ、測定長さ２．５ｍｍ、駆動速度０．１２ｍｍ／ｓｅｃ、触針７０ｍｇにて測定を行った。
（３）表面抵抗率および体積抵抗率
半導電性シームレスベルトの表面抵抗率の測定には、表面抵抗率１０６  （Ω／□）以下ではローレスタＩＰ（三菱油化社製）と、１０６  （Ω／□）以上ではハイレスタＵＰ（三菱油化社製）を用いる。ローレスタＩＰの測定についてはプローブＡＳＰで行い、ハイレスタＵＰの測定についてはプローブＵＲＳＳ、印加電圧１０Ｖ、１０秒値で行った。
また、体積抵抗率の測定も同様に、表面抵抗率１０６  （Ωｃｍ）以下ではローレスタＩＰ（三菱油化社製）と、１０６  （Ωｃｍ）以上ではハイレスタＵＰ（三菱油化社製）を用いて測定した。ローレスタＩＰの測定についてはプローブＡＳＰで行い、ハイレスタＵＰの測定についてはプローブＵＲＳＳ、印加電圧１０Ｖ、１０秒値で行った。
（４）表面抵抗のバラツキ
チューブの幅方向３点、周方向３点の計９点の表面抵抗を測定し、最大値と最小値の差を計算した。
（５）表面抵抗の環境変動幅
高温高湿環境（３０℃／８５％ＲＨ）と低温低湿環境（１０℃／１５％）における表面抵抗の常用体数値の差を計算した。
（６）転写性
転写性は、画像形成装置を使用し、実際に印刷を行って評価した。ＰＫ色の転写性が得られる転写電流（下限の電流値）とＫ色のリトランスファーに問題がない転写電流（上限の電流値）の範囲が２μＡ以上ある場合を転写性ありと判定した。評価指標は以下の通りである。
○：転写電流の範囲が２μＡ以上
×：転写電流の範囲が２μＡ未満
（７）クリーニング性
クリーニング性の評価は、図１に示す構成のクリーニング方式で行った。固定治具１に固定された、厚み０．０５ｍｍのＳＵＳ板材２（金属ブレード）をフリーレングス７．５ｍｍ、食い込み量１．２ｍｍ、ニップ量１．２５ｍｍでバイアスロール３に当接して、バイアスロール３の表面にＣ色１００％の６ｍｍ×６ｍｍのトナー像を転写して、このトナー像が、バイアスロール３の１回転でＳＵＳ板材２でトナーを除去できるかによって判定した。評価指標は以下の通りである。
○：１回転でトナーを除去できる
×：１回転でトナーを除去できない
（８）２０ＫＰＶ相当ランニング後のバイアスロール表面の傷の発生の有無
２０ＫＰＶ相当ランニング後の上記クリーニング性の評価により判断した。評価指標は以下の通りである。
○：１回転でトナーを除去できる
×：１回転でトナーを除去できない
【００４０】
＜実施例１＞
Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）１８５０ｇ中にカーボンブラック（ケッチェンブラックＥＣ、ライオン社製、一次粒子に基づく平均粒子径３０ｎｍ）１００ｇとポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）５０ｇを添加した。ボールミルで１２時間室温で攪拌することにより分散した後、＃４００ステンレスメッシュでろ過しカーボン濃度５％のカーボン分散液を得た。このカーボン液１１７２．３５ｇを５０００ｍＬの４つ口フラスコに移し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン２３３９．６２ｇとｐ−フェニレンジアミン２１６．２８ｇ（２．０モル）を仕込み、常温で攪拌させながら溶解した。次いで、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物５８８．４４（２．０モル）を添加し、温度２０℃で１時間反応させた後、７５℃で２０時間加熱しながら撹拌することにより、Ｂ型粘度計による溶液粘度が１５０Ｐａ・ｓのカーボンブラック含有ポリイミド前駆体溶液（固形分濃度２０ｗｔ％、カーボンブラックの添加量樹脂に対して８部）を得た。このカーボンブラック含有ポリイミド前駆体溶液を＃８００のステンレスメッシュを用いてろ過した。次に、このカーボンブラック含有ポリアミド酸溶液をディスペンサー及びスプレーにより複合管状物の内面に供給した後、金属、プラスチック、ガラス等からなる弾丸状体ないし球状体を走行させて、直径１７ｍｍ、長さ５００ｍｍの金属製円筒状金型の内周面に厚みが３６０μｍになるように塗布した。次に、該金属製円筒状金型の外側より１３０℃の熱風を５分間吹き付け乾燥させた後、２５０℃で５分間、３８０℃で１０分間加熱処理して、溶媒の除去とイミド化を完結させた。その後、冷却、金型より剥離して、３１μｍのポリイミドチューブを得た。
【００４１】
このチューブの特性は、表面抵抗率６．１（ｌｏｇΩ／□）、体積抵抗率５．９（ｌｏｇΩ／□）、表面抵抗バラツキ０．３（ｌｏｇΩ／□）、表面抵抗の環境変動幅０．２（ｌｏｇΩ／□）、表面粗さＲｚ０．  ３１μｍ、引っ張り弾性率６５００ＭＰａであった。
このチューブを金属芯と弾性層（フェノール樹脂）で構成されているバイアスロールの最表面に被覆した。そして、このバイアスロールを実際の印刷に用いて転写性、クリーニング性の耐久試験、耐久試験後のバイアスロールの表面観察を行った。
【００４２】
＜実施例２＞
実施例１で得られたカーボン液１２３１．３０ｇを５０００ｍＬの４つ口フラスコに移し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン２４４２．７７ｇとｐ−フェニレンジアミン１７３．０２ｇ（１．６モル）と４，４’−ジアミノジフェニルエーテル８０．１０ｇ（０．４モル）を仕込み、常温で攪拌させながら溶解した。次いで、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物５８８．４４ｇ（２．０モル）を添加し，温度２０℃で１時間反応させた後、７５℃で２０時間加熱しながら攪拌することにより、Ｂ型粘度計による溶液粘度が１３０Ｐａ・ｓのカーボンブラック含有ポリイミド前駆体溶液（固形分濃度２０ｗｔ％、カーボンブラックの添加量樹脂に対して８部）を得た。このカーボンブラック含有ポリイミド前駆体溶液を＃８００のステンレスメッシュを用いてろ過した。次に、このカーボンブラック含有ポリアミド酸溶液をディスペンサー及びスプレーにより複合管状物の内面に供給した後、金属、プラスチック、ガラス等からなる弾丸状体ないし球状体を走行させて、直径１７ｍｍ、長さ５００ｍｍの金属製円筒状金型の内周面に厚みが３６０μｍになるように塗布した。次に、該金属製円筒状金型の外側より１３０℃の熱風を５分間吹き付け乾燥させた後、２５０℃で５分間、３８０℃で１０分間加熱処理して、溶媒の除去とイミド化を完結させた。その後、冷却、金型より剥離して、２８μｍのポリイミドチューブを得た。
【００４３】
このチューブの特性は、表面抵抗率６．３（ｌｏｇΩ／□）、体積抵抗率６．０（ｌｏｇΩ／□）、表面抵抗バラツキ０．３（ｌｏｇΩ／□）、表面抵抗の環境変動幅０．３００ｇΩ／□）、表面粗さＲｚ０．３５μｍ、引っ張り弾性率５４００ＭＰａであつた。
このチューブを金属芯と弾性層（フェノール樹脂）で構成されているバイアスロールの最表面に被覆した。そして、このバイアスロールを実際の印刷に用いて転写性、クリーニング性の耐久試験、耐久試験後のバイアスロールの表面観察を行った。
【００４４】
＜比較例１＞
金属のみでできたバイアスロール表面を酸化処理したものを用いて、実施例１と同様な試験を行った。
【００４５】
＜比較例２＞
金属芯と弾性層（フェノール樹脂）で構成されたバイアスロールを用いて、実施例１と同様な試験を行った。
【００４６】
＜比較例３＞
実施例１に示されているバイアスロールの表面層（ポリイミド層）をＰＦＡ樹脂に置き換えた以外は実施例１と同様な試験を行った。
【００４７】
＜比較例４＞
実施例１に示されているバイアスロールの表面層（ポリイミド層）をＰＶＤＦ樹脂に置き換えた以外は実施例１と同様な試験を行った。
【００４８】
＜評価結果＞
以上の実施例、比較例における評価結果を表１にまとめる。
【表１】
2004302069.tif 000002
表１の結果が示すように、カーボンブラック含有のポリイミドチューブで被覆したバイアスロールを用いると長時間の使用でも安定した転写性とクリーニング性を維持できる。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、本発明のカーボンブラックを含有したポリイミドチューブで被覆したバイアスロールを用いると、長時間の使用でも安定した転写性とクリーニング性を維持でき、バイアスロールの長寿命化が達成され、バイアスロールの交換等のメンテナンスとランニングコストを低減できる。
【００５０】
つまり、カーボンブラックを含有するポリイミド系樹脂で形成され、所定の弾性率を有することによって、電気抵抗の安定性を確保しつつ、高い弾性によってチューブの磨耗・消耗を軽減することができ、かつ耐久性に優れたバイアスロール用チューブを提供することができる。
【００５１】
ここで、チューブの表面粗さＲｚが所定の範囲にあることによって、摩耗現象が起こり難くなり、また、クリーニング部での異物噛み込みが起こった場合にも、異物が脱落しやすくなる効果が得られ易くなる。
【００５２】
また、チューブ内に含有するカーボンブラックの量が所定の範囲にあることによって、チューブの強度、耐屈曲性等の機械強度を維持し、かつ電気抵抗の安定性を確保しつつ、耐久性に優れたバイアスロール用チューブを提供することができる。
【００５３】
さらに、チューブの表面抵抗および体積抵抗が所定の範囲にあることによって、電子写真記録装置等に搭載される中間転写ベルトや転写搬送ベルト等で用いられた場合のトナーの飛散による画質の悪化や転写時の電荷の残留による画像ムラを防止することができる。
【００５４】
また、チューブ内の表面抵抗バラツキが所定の範囲にあることによって、画像ムラを防止することができる。
【００５５】
さらに、表面抵抗率の環境変動値が所定値以下であることにより、環境変動に伴う画質の変化や画像ムラが発生を抑えたバイアスロール用チューブを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における評価項目「クリーニング性」の試験方法に関する説明図
【符号の説明】
１    固定治具
２    ＳＵＳ板材
３    バイアスロール
【図１】
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