JP2008040139A - Endless belt and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、無端ベルト及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、長期間にわたって高品質の画像を形成することのできる無端ベルト及びこの無端ベルトを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an endless belt and an image forming apparatus, and more particularly to an endless belt capable of forming a high-quality image over a long period of time and an image forming apparatus including the endless belt.
電子写真式画像形成装置には、金属製ドラム体又は弾性ローラに代えて、又は、これらに加えて、熱可塑性樹脂等によって形成された無端ベルトが用いられる。このような無端ベルトとしては、例えば、転写ベルト、中間転写ベルト、転写搬送ベルト、搬送ベルト、現像ベルト、感光ベルト及び定着ベルト等が挙げられる。これらの無端ベルトは、常に張力がかけられた状態で、複数の支持ローラに張架されて、無限軌道上を走行する。 In the electrophotographic image forming apparatus, an endless belt formed of a thermoplastic resin or the like is used instead of or in addition to the metal drum body or the elastic roller. Examples of such an endless belt include a transfer belt, an intermediate transfer belt, a transfer conveyance belt, a conveyance belt, a development belt, a photosensitive belt, and a fixing belt. These endless belts are stretched around a plurality of support rollers in a state where tension is always applied, and travel on an endless track.
このような無端ベルトとしては、例えば、「導電性カーボンを配合したポリカーボネートの継目のないチューブ状フィルムを軸方向と直角の方向に所定長さに切断して得られ、フィルム各部の表面電気抵抗が105〜1013Ω/□の範囲にあり且つ表面電気抵抗の最大値に対する最小値の比が0.01以上の範囲にあることを特徴とする、継目のない半導電性ベルト」が挙げられ(特許文献1参照。)、また、「被転写物に転写された静電画像を定着する定着・加圧ベルトにおいて、ポリアミドイミド樹脂からなるベルト本体と、このベルト本体の表面にシリコーンゴムの被覆層を形成したことを特徴とする定着・加圧ベルト」が挙げられる(特許文献2参照。)。
As such an endless belt, for example, “obtained by cutting a tubular film of polycarbonate blended with conductive carbon into a predetermined length in a direction perpendicular to the axial direction, the surface electric resistance of each part of the film is obtained. A seamless semiconductive belt characterized in that it is in the range of 10 5 to 10 13 Ω / □ and the ratio of the minimum value to the maximum value of the surface electrical resistance is in the range of 0.01 or more. (Refer to
無端ベルトを用いた画像形成装置において高品質の画像を形成するには、無端ベルトが複数の支持ローラ間を安定して走行することに加えて、無端ベルトが無限軌道上を走行する際に、所望の当接面積及び当接圧力等で被当接体に当接又は圧接するように、無端ベルトを画像形成装置における所定の位置に装着する必要がある。 In order to form a high-quality image in an image forming apparatus using an endless belt, in addition to the endless belt traveling stably between a plurality of support rollers, when the endless belt travels on an endless track, It is necessary to attach the endless belt to a predetermined position in the image forming apparatus so as to contact or press contact with the contacted body with a desired contact area and contact pressure.
ところが、特許文献1に記載の無端ベルトは、例えば、実施例1等のように、通常、樹脂材料で単層構造に形成されるから、基本的に被当接体に対して線接触にて当接する。それ故、この無端ベルトは、通常、無限軌道上を走行する際に、所望の当接面積及び当接圧力等で被当接体に当接又は圧接するように、画像形成装置に装着されることは難しい。そのため、この無端ベルトを画像形成装置に装着する場合には、無端ベルト及び支持ローラ等の寸法精度、無端ベルトの装着方法等の装着条件等を詳細に設定する必要がある。さらに、所望の当接面積及び当接圧力等で被当接体に当接又は圧接するように無端ベルトを画像形成装置に装着することができても、特許文献1に記載の無端ベルトは導電性カーボンを配合したポリカーボネートのチューブ状フィルムであるから、画像形成時の環境等の画像形成条件等が変化すると、また、この無端ベルトが長期間にわたって張力がかけられた状態で支持ローラに張架されると、無端ベルトの延伸等による張力変化及び/又は蛇行走行等によって、所望のように調節した当接面積及び当接圧力等が次第に変化し、その結果、長期間にわたって高品質の画像を形成することができないことがある。
However, since the endless belt described in
また、特許文献2に記載の定着・加圧ベルトは、ポリアミドイミド樹脂からなるベルト本体の表面にシリコーンゴムの被覆層が形成されているが、このシリコーンゴムの被覆層は50〜100μm程度(特許文献2の第2頁右欄第26行〜第27行)に薄く形成されるから、シリコーンゴムの被覆層は、ポリアミドイミド樹脂から成るベルト本体の特性を改善するほどの効果を発揮することができず、その結果、特許文献2に記載の定着・加圧ベルトも、前記問題を十分に解決することはできないと予想される。
The fixing / pressurizing belt described in
この発明は、前記問題を解消することを目的とし、長期間にわたって高品質の画像を形成することのできる無端ベルト及びこの無端ベルトを備えた画像形成装置を提供することを、目的とする。 An object of the present invention is to provide an endless belt capable of forming a high-quality image over a long period of time and an image forming apparatus including the endless belt.
前記課題を解決するための手段として、
請求項1は、ベルト基層と、前記ベルト基層の外周面に形成された発泡体弾性層と、前記発泡体弾性層の外周面に形成された表皮層とを備えた無端ベルトであり、
請求項2は、前記表皮層の外周面にコート層を備えた請求項1に記載の無端ベルトであり、
請求項3は、請求項1又は2に記載の無端ベルトを備えた画像形成装置である。
As means for solving the problems,
A third aspect of the present invention is an image forming apparatus including the endless belt according to the first or second aspect.
この発明に係る無端ベルトは、ベルト基層の外周面に発泡体弾性層を備えているから、ベルト基層が樹脂組成物によって形成されていても、また、無端ベルトの装着条件及び画像形成条件等を詳細に設定しなくても、無端ベルトと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を前記発泡体弾性層が長期間にわたって効果的に吸収することができる。したがって、この発明によれば、長期間にわたって高品質の画像を形成することのできる無端ベルトを提供することができる。 Since the endless belt according to the present invention includes the foam elastic layer on the outer peripheral surface of the belt base layer, even if the belt base layer is formed of a resin composition, the endless belt mounting conditions, image forming conditions, etc. Even if it is not set in detail, the foam elastic layer can effectively absorb changes in the contact area and contact pressure between the endless belt and the contacted body over a long period of time. Therefore, according to the present invention, an endless belt capable of forming a high-quality image over a long period of time can be provided.
また、この発明によれば、この発明に係る無端ベルトを備えているから、長期間にわたって高品質の画像を形成することのできる画像形成装置を提供することができる。 Further, according to the present invention, since the endless belt according to the present invention is provided, an image forming apparatus capable of forming a high-quality image for a long period of time can be provided.
以下、この発明の一例である無端ベルトを図面に基づいて説明する。無端ベルト1Aは、図1及び図2に示されるように、ベルト基層2と、前記ベルト基層2の外周面に形成された発泡体弾性層3Aと、前記発泡体弾性層3Aの外周面に形成された表皮層4Aとを備えている。
Hereinafter, an endless belt as an example of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 and 2, the endless belt 1A is formed on the
ベルト基層2は、図1に示されるように、後述する樹脂組成物によって、環状に形成されて成る。ベルト基層2は、図1及び図2に示されるように、単層構造とされているが、ベルト基層2は、二以上の層を積層した多層構造とされてもよい。ベルト基層2の厚さは、特に限定されないが、通常、例えば、0.03〜1mmであるのが好ましく、0.04〜0.2mmであるのがより好ましく、0.05〜0.15mm程度であるのが特に好ましい。ベルト基層2の厚さが0.03mm未満であると、ベルト基層2及び無端ベルト1Aの機械的強度が低下することがあり、一方、1mmを超えると、ベルト基層2及び無端ベルト1Aの可撓性が低下し、耐久性に劣ることがある。ベルト基層2の幅及び内周径は、無端ベルト1Aの用途等、すなわち、画像形成装置に配設される位置(構成部分)、張架される複数のローラ間隔等に応じて、任意に設定される。その一例を挙げると、例えば、ベルト基層2の幅は200〜350mmであり、内周径は350〜2,500mmである。
As shown in FIG. 1, the
前記発泡体弾性層(以下、弾性層と称することがある。)3Aは、後述するゴム組成物によって、ベルト基層2の外周面に形成されて成る。この弾性層3Aは、図1及び図2に示されるように、ベルト基層2の外周面全面に形成されるのが好ましいが、無端ベルト1Aの用途等に応じて、ベルト基層2の外周面の一部に形成されてもよい。
The foam elastic layer (hereinafter sometimes referred to as an elastic layer) 3A is formed on the outer peripheral surface of the
弾性層3Aは、図2に示されるように、その内部及び/又は弾性層3Aと前記表皮層4Aとの境界近傍にセル7(図1において図示しない。)を有していればよく、弾性層3Aに有するセル7は、図2に示されるように、互いに他のセル7に接することのない若しくは連通することのない状態(独立セル状態と称する。)であってもよく、他のセル7に接し若しくは連通している状態(連通セル状態と称する。)であってもよく、又は、前記独立セル状態と前記連通セル状態とが共存する状態であってもよい。このセル7は、弾性層3Aに均一に分散又は散在しているのがよい。
As shown in FIG. 2, the elastic layer 3A only needs to have cells 7 (not shown in FIG. 1) inside and / or near the boundary between the elastic layer 3A and the skin layer 4A. As shown in FIG. 2, the
弾性層3Aがセル7を有していると、弾性層3Aの硬度等を容易に調節することができ、その結果、前記ベルト基層2が前記樹脂組成物によって形成されていても、また、無端ベルト1Aの装着条件(例えば、無端ベルト1Aにかかる張力、無端ベルト1Aと被当接体との当接面積及び当接圧力等)及び画像形成条件等を詳細に設定しなくても、無端ベルト1Aと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができる。
When the elastic layer 3A has the
セル7は、無端ベルト1Aの用途等に応じて、及び/又は、弾性層3AのアスカーC硬度が後述する範囲内となるように、その大きさ等の物性が決定されるのが好ましい。例えば、セル7は、平均セル径が100〜800μmであるのが好ましく、200〜400μmであるのが特に好ましい。セル7が前記範囲内の平均セル径を有すると、無端ベルト1Aとしたときに、無端ベルト1Aと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができる。セル7の平均セル径は、弾性層3Aの表面又は断面の約2mm2の領域を電子顕微鏡で観察したときの観察視野内に存在するセル7における最大径(各セルの開口部における最大長さ)についての算術平均で求めることができる。
It is preferable that the physical properties such as the size of the
また、セル7は、最小セル径rminに対する最大セル径rmaxの割合(rmax/rmin)が1.5以下であるのが好ましく、1.45以下であるのがより好ましく、1.4以下であるが特に好ましい。セル7が前記範囲のrmax/rminを有すると、弾性層3Aの物性が均一になり、無端ベルト1Aとしたときに、無端ベルト1Aと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたってより一層効果的に吸収することができる。なお、前記rmax/rminの下限は、1であるのがよいが、1.2程度でもこの発明の目的を十分に達成することができる。最小セル径に対する最大セル径の割合(rmax/rmin)は、弾性層3Aの表面又は断面の約2mm2の領域を電子顕微鏡等で観察し、観察視野内に存在する複数のセルにおいて、各セルの開口部における最大長さを測定し、測定された最大長さをセルのセル径rとして、最小セル径rminを有するセルに対する最大セル径rmaxを有するセルのセル径比(rmax/rmin)を算出することにより、求めることができる。なお、観察は複数の領域、例えば、3箇所の領域で行い、それらを平均するのがよい。
The
セル7は、そのセル径の標準偏差σが0.10以下であるのが好ましく、0.07以下であるのがより好ましく、0.05以下であるが特に好ましい。セル径が前記範囲の標準偏差σを有すると、弾性層3Aの物性が均一になり、無端ベルト1Aとしたときに、無端ベルト1Aと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたってより一層効果的に吸収することができる。ここで、セル径の標準偏差σは常法により求めることができる。具体的には、弾性層3Aの表面又は断面の約2mm2の領域を電子顕微鏡等で観察し、観察視野内に存在する各セル7の開口部における最大長さを測定し、測定された最大長さをセルのセル径とし、標準偏差σを求めることができる。なお、観察は複数の領域、例えば、3箇所の領域で行い、好ましくは、弾性層3の表面、弾性層3の軸線方向に沿って切断された切断面、及び、弾性層3の厚さ方向に沿って切断された切断面のうちから任意に3箇所の観察領域を選択する。
The
セル7は、周囲に存在する他のセル7との距離(以下、セル間距離と称することがある。)が、例えば、0.1〜0.6mmであるのが好ましく、0.1〜0.3mmであるのが特に好ましい。セル間距離が前記範囲内にあると、無端ベルト1Aとしたときに、無端ベルト1Aと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができる。セル7の距離は、弾性層3Aの表面又は断面の約2mm2の領域を電子顕微鏡で観察し、観察視野内に存在する複数のセル7において、ある特定のセル7と、その周囲に存在する複数のセルとの中心間距離の算術平均で求めることができる。
The
セル7の形状は、特に限定されず、例えば、図2に示されるように、略球状であってもよく、また、楕円形、不定形であってもよく、また、複数のセルが連通して管状となっていてもよい。
The shape of the
弾性層3Aは、前記セル7を複数有していればよいが、そのアスカーC硬度が10〜50であるのが好ましい。弾性層3AのアスカーC硬度が前記範囲内にあると、前記ベルト基層2が前記樹脂組成物によって形成されていても、また、無端ベルト1Aの装着条件及び画像形成条件等を詳細に設定しなくても、無端ベルト1Aと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を、弾性層3Aが長期間にわたって効果的に吸収することができる。弾性層3Aが、前記当接面積及び当接圧力等の変化をより長期間にわたって、かつ、所望のように吸収することができる点で、弾性層3AのアスカーC硬度は、10〜30であるのがより好ましく、10〜20であるのが特に好ましい。弾性層3AのアスカーC硬度は、ベルト基層2の外周面に形成された状態で、JIS K6253に準拠して測定することができる。弾性層3AのアスカーC硬度は、例えば、弾性層3Aを形成するゴム組成物に含有されるゴム及び発泡剤等の種類を選択し、及び/又は、それらの含有量等を変更することにより、調整することができる。
The elastic layer 3A only needs to have a plurality of the
また、弾性層3Aは、その密度が0.1〜0.6g/cm3であるのが好ましい。弾性層3Aの密度が前記範囲内にあると、無端ベルト1Aとしたときに、無端ベルト1Aの撓み等による無端ベルト1Aと被当接体との当接面積及び当接圧力等の低下を防止することができる。前記当接面積及び当接圧力等の低下を所望のように防止することができる点で、弾性層3Aの密度は、0.2〜0.5g/cm3であるのがより好ましく、0.3〜0.4g/cm3であるのが特に好ましい。弾性層3Aの密度は、無端ベルト1Aに形成された弾性層3を切り出した試験片、又は、弾性層3と同様のゴム組成物を同様の条件で成形して成る試験片を準備し、重量秤を用いて常法により測定することができる。なお、図2に示されるように、弾性層3と表皮層4とが一体に形成される場合には、弾性層3の密度は、弾性層3Aと表皮層4Aとを1つの層と考えたときの密度をいう。
The elastic layer 3A preferably has a density of 0.1 to 0.6 g / cm 3 . When the density of the elastic layer 3A is within the above range, when the endless belt 1A is used, the contact area and contact pressure between the endless belt 1A and the contacted body are prevented from being lowered due to the bending of the endless belt 1A. can do. The density of the elastic layer 3A is more preferably 0.2 to 0.5 g / cm 3 in that the contact area, the contact pressure, and the like can be prevented as desired. It is particularly preferably 3 to 0.4 g / cm 3 . For the density of the elastic layer 3A, a test piece obtained by cutting out the
無端ベルト1Aに導電性が要求される場合には、弾性層3Aは、その体積抵抗率(ρv)が1×109〜1×1013Ω・cmであるのが好ましく、1×1010〜1×1012Ω・cmであるのが特に好ましい。体積抵抗率(ρv)が前記範囲内にあると、無端ベルト1Aを画像形成装置に使用した場合に、高品質の画像を形成することができる。体積抵抗率(ρv)は、体積抵抗測定装置(三菱化学株式会社製、商品名:Hiresta−UP、使用プローブ:URS)により測定することができる。 If the conductivity is required to the endless belt 1A, the elastic layer 3A, the volume resistivity ([rho] v) is preferably in the range of 1 × 10 9 ~1 × 10 13 Ω · cm, 1 × 10 10 ~ It is particularly preferably 1 × 10 12 Ω · cm. When the volume resistivity (ρv) is within the above range, a high-quality image can be formed when the endless belt 1A is used in an image forming apparatus. The volume resistivity (ρv) can be measured by a volume resistance measuring device (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, trade name: Hirosta-UP, probe used: URS).
弾性層3Aの厚さは、特に限定されないが、通常、例えば、0.1〜3mmであるのが好ましく、0.5〜2mmであるのがより好ましく、1〜1.5mm程度であるのが特に好ましい。弾性層3Aの厚さが、0.1mm未満であると、セル7を十分に形成することができず、弾性層3Aを形成したことによる前記効果が十分に発揮されないことがあり、一方、3mmを超えると、被当接体とのニップ幅(当接部分の幅)が大きすぎて、被当接体との当接部にしわが発生することがある。また、無端ベルト1Aを転写搬送ベルトとして画像形成装置に装着した場合には、無端ベルト1Aによって搬送される用紙に被当接体と無端ベルト1Aとのニップ痕が残ることがある。
The thickness of the elastic layer 3A is not particularly limited, but usually, for example, it is preferably 0.1 to 3 mm, more preferably 0.5 to 2 mm, and about 1 to 1.5 mm. Particularly preferred. When the thickness of the elastic layer 3A is less than 0.1 mm, the
前記表皮層4Aは、後述するゴム組成物によって、前記弾性層3Aの外周面に、弾性層3Aと一体に、形成されて成る。この表皮層4Aは、図2に示されるように、弾性層3Aの外周面全面に形成されるのが好ましいが、無端ベルト1Aの用途等に応じて、弾性層3Aの外周面の一部に形成されてもよい。 The skin layer 4A is formed integrally with the elastic layer 3A on the outer peripheral surface of the elastic layer 3A by a rubber composition to be described later. As shown in FIG. 2, the skin layer 4A is preferably formed on the entire outer peripheral surface of the elastic layer 3A. However, depending on the use of the endless belt 1A, the skin layer 4A is formed on a part of the outer peripheral surface of the elastic layer 3A. It may be formed.
この表皮層4Aは、セル7を有しない以外は、前記弾性層3Aと基本的に同様である。ただし、表皮層4AのアスカーC硬度は、弾性層3AのアスカーC硬度に依存し、前記弾性層3Aよりもわずかに大きく、例えば、15〜55であるのが好ましい。表皮層4AのアスカーC硬度が前記範囲内にあると、表皮層4Aが弾性層3Aと同様に機能し、無端ベルト1Aと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を弾性層3A及び表皮層4Aが長期間にわたって効果的に吸収することができる。弾性層3A及び表皮層4Aが、前記当接面積及び当接圧力等の変化をより長期間にわたって、かつ、所望のように吸収することができる点で、表皮層4AのアスカーC硬度は、15〜35であるのがより好ましく、15〜25であるのが特に好ましい。
This skin layer 4A is basically the same as the elastic layer 3A except that the
無端ベルト1Aに導電性が要求される場合には、表皮層4Aが弾性層3Aの導電性を維持することができれば、表皮層4Aは、導電性を有していなくてもよいが、体積抵抗率(ρv)が1×109〜1×1013Ω・cmであるのが好ましく、1×1010〜1×1012Ω・cmであるのが特に好ましい。体積抵抗率(ρv)が前記範囲内にあると、無端ベルト1Aを画像形成装置に使用した場合に、高品質の画像を所望のように形成することができる。体積抵抗率(ρv)は、前記方法により測定することができる。 When the endless belt 1A is required to have conductivity, the skin layer 4A may not have conductivity as long as the skin layer 4A can maintain the conductivity of the elastic layer 3A. The rate (ρv) is preferably 1 × 10 9 to 1 × 10 13 Ω · cm, and particularly preferably 1 × 10 10 to 1 × 10 12 Ω · cm. When the volume resistivity (ρv) is within the above range, a high-quality image can be formed as desired when the endless belt 1A is used in an image forming apparatus. The volume resistivity (ρv) can be measured by the above method.
表皮層4Aの厚さは、特に限定されないが、通常、例えば、0.01〜1mmであるのが好ましく、0.1〜0.5mm程度であるのが特に好ましい。表皮層4Aの厚さが、0.01mm未満であると、弾性層3Aの表面に開口するセル7によって、表皮層4Aの表面を平滑に調整することができないことがあり、一方、1mmを越えると、表皮層4Aによって前記弾性層3Aの特性を大きく損なうことがある。
Although the thickness of 4 A of skin layers is not specifically limited, Usually, it is preferable that it is 0.01-1 mm, for example, and it is especially preferable that it is about 0.1-0.5 mm. If the thickness of the skin layer 4A is less than 0.01 mm, the surface of the skin layer 4A may not be adjusted smoothly due to the
この無端ベルト1Aは、図2に示されるように、セル7を有する弾性層3Aとセル7を有しない表皮層4Aとを備え、好ましくは、表皮層4Aが弾性層3AのアスカーC硬度を維持することができるアスカーC硬度を有しているから、前記ベルト基層2が後述する樹脂組成物によって形成されていても、また、無端ベルト1Aの装着条件及び画像形成条件等を詳細に設定しなくても、無端ベルト1Aと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができる。
As shown in FIG. 2, the endless belt 1A includes an elastic layer
次に、この発明の別の一例である無端ベルトを図面に基づいて説明する。無端ベルト1Bは、図3に示されるように、ベルト基層2と、前記ベルト基層2の外周面に形成された発泡体弾性層3Bと、前記発泡体弾性層3Bの外周面に発泡体弾性層3Bと個別に形成された表皮層4Bと、前記表皮層4Bの外周面に形成されたコート層5とを備えて成る。無端ベルト1Bのベルト基層2は無端ベルト1Aのベルト基層2と基本的に同様であり、無端ベルト1Bの発泡体弾性層3B及び表皮層4Bは、それぞれが個別に形成されている以外は、無端ベルト1Aの発泡体弾性層3A及び表皮層4Aと基本的に同様である。
Next, an endless belt as another example of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 3, the endless belt 1B includes a
なお、表皮層4Bが発泡体弾性層3Bと個別に形成される場合は、表皮層4Bは、その密度が1.0〜2.0g/cm3であるのが好ましい。表皮層4Bの密度が前記範囲内にあると、表皮層4Bと前記弾性層3Bとが協同することによって、無端ベルト1Bとしたときに、無端ベルト1Bの撓み等による無端ベルト1Bと被当接体との当接面積及び当接圧力等の低下を防止することができる。前記当接面積及び当接圧力等の低下を所望のように防止することができる点で、表皮層4Bの密度は、1.0〜1.5g/cm3であるのがより好ましく、1.0〜1.2g/cm3であるのが特に好ましい。表皮層4Bの密度は前記方法によって、測定することができる。 In addition, when the skin layer 4B is formed separately from the foam elastic layer 3B, the skin layer 4B preferably has a density of 1.0 to 2.0 g / cm 3 . When the density of the skin layer 4B is within the above range, the skin layer 4B and the elastic layer 3B cooperate to form the endless belt 1B, so that the endless belt 1B is brought into contact with the endless belt 1B due to bending or the like. It is possible to prevent a decrease in the contact area with the body and the contact pressure. The density of the skin layer 4B is more preferably 1.0 to 1.5 g / cm 3 in that the reduction of the contact area and the contact pressure can be prevented as desired. Particularly preferred is 0 to 1.2 g / cm 3 . The density of the skin layer 4B can be measured by the above method.
前記コート層5は、トナー剥離性と、像担持体等の被当接体に対する非粘着性とを向上させる。コート層5は、図3に示されるように、後述する材料によって、表皮層4Bの外周面全面に形成されるのが好ましいが、無端ベルト1Bの用途等に応じて、表皮層4Bの外周面の一部に形成されてもよい。コート層5は、被当接体に当接又は圧接されるから、その平面は平滑であるのが好ましい。
The
コート層5の厚さは、特に限定されないが、通常、例えば、1〜100μmであるのが好ましく、1〜50μmであるのがより好ましく、1〜20μmであるのが特に好ましい。コート層5の厚さが前記範囲にあると、トナー剥離性と被当接体に対する非粘着性とを向上させることができるだけでなく、コート層5によって発泡体弾性層3B及び表皮層4Bの特性を大きく損なうことがない。
The thickness of the
無端ベルト1Bは、図3に示されるように、ベルト基層2と発泡体弾性層3Bと表皮層4Bとコート層5とを備え、好ましくは、表皮層4Bが弾性層3BのアスカーC硬度を維持することができるアスカーC硬度を有しているから、前記ベルト基層2が後述する樹脂組成物によって形成されていても、また、無端ベルト1Bの装着条件及び画像形成条件等を詳細に設定しなくても、無端ベルト1Bと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができる。
As shown in FIG. 3, the endless belt 1B includes a
前記無端ベルト1A及び1B(以下、これらを無端ベルト1と称することがある。)のベルト基層2を形成する樹脂組成物は、ある程度の強度を有し、かつ、繰返し変形に耐える可撓性に富む樹脂単体又は複数種類の樹脂を含有してなる樹脂組成物であるのがよく、このような樹脂組成物に含有される樹脂としては、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、架橋型ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、フッ素樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂が好ましく、特にポリアミドイミド樹脂、さらには芳香族ポリアミドイミド樹脂が、強度、可撓性、寸法安定性及び耐熱性等の機械的特性がバランスよく優れており、無端ベルト1としたときに、長期間にわたって所望のように支持ローラに張架されることができる点で、好ましい。
The resin composition forming the
前記芳香族ポリアミドイミド樹脂は、トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とを反応させるジイソシアネート法により製造することができ、原料の入手、反応性及び副生成物が少ない等の点で優れている。この他にも、芳香族ポリアミドイミド樹脂は、ジイソシアネート化合物に代えてジアミン化合物を用いて製造することもできる。ジアミン化合物を用いて得られる芳香族ポリアミドイミド樹脂は、ヤング率が高く、無端ベルト1を形成する樹脂組成物に含まれる樹脂として好適である。芳香族ポリアミドイミド樹脂を合成する重縮合反応に使用される溶媒としては、溶解性の点で極性溶媒が好ましく、反応性を考慮すると非プロトン性極性溶媒が特に好ましい。前記トリカルボン酸無水物としては芳香族トリカルボン酸無水物が好ましく、前記ジイソシアネート化合物としては芳香族ジイソシアネート化合物を好ましい。
The aromatic polyamideimide resin can be produced by a diisocyanate method in which a tricarboxylic acid anhydride and a diisocyanate compound are reacted, and is excellent in terms of availability of raw materials, reactivity, and a small amount of byproducts. In addition, the aromatic polyamideimide resin can be produced using a diamine compound instead of the diisocyanate compound. An aromatic polyamideimide resin obtained using a diamine compound has a high Young's modulus and is suitable as a resin contained in the resin composition forming the
また、トリカルボン酸無水物の一部をテトラカルボン酸二無水物に代えてイミド結合を増加させた芳香族ポリアミドイミド樹脂は、前記特性に加えて耐湿性にも優れている。芳香族ポリアミドイミド樹脂は、適宜の溶媒中で、常圧下、及び、常温下又は加熱下で反応させることにより、容易に合成することができる。テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、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、2,3,6,7−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)スルホン酸二無水物、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、及びこれらの誘導体等が挙げられる。 In addition to the above properties, the aromatic polyamideimide resin in which part of the tricarboxylic acid anhydride is replaced with tetracarboxylic dianhydride to increase the imide bond is excellent in moisture resistance. The aromatic polyamideimide resin can be easily synthesized by reacting in an appropriate solvent under normal pressure and at normal temperature or under heating. Examples of the tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid. Dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,2′-bis (3,4-dicarboxyphenyl) ) Propane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfonic dianhydride, perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether And dianhydrides, ethylenetetracarboxylic dianhydrides, and derivatives thereof.
無端ベルト1に導電性が要求される場合には、樹脂組成物に導電性付与剤が添加され、導電性樹脂組成物とされる。導電性付与剤としては、各種カーボンブラック、黒鉛粉末、金属又は合金等の粉末等が挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが、粒径、導電性及び樹脂との親和性等がバランスよく優れている点で、好ましい。導電性付与剤の添加量は、導電性付与剤の導電性及び粒径、並びに、無端ベルト1に要求される導電性等により、適宜調整すればよいが、通常、導電性樹脂組成物の全質量100質量%に対して1〜25質量%であるのが好ましい。導電性が要求される無端ベルトとしては、例えば、転写ベルト、中間転写ベルト、転写搬送ベルト、搬送ベルト、現像ベルト及び感光ベルト等が挙げられる。
When the
樹脂組成物及び導電性樹脂組成物は、前記樹脂又は前記樹脂及び前記導電性付与剤に加えて、例えば、シリコーン系化合物、フッ素系有機化合物、カップリング剤、滑剤、酸化防止剤、可塑剤、着色剤、帯電防止剤、老化防止剤、補強性充填材、反応助剤、反応抑制剤等の各種添加剤、他の樹脂及び溶媒等を含有してもよい。 In addition to the resin or the resin and the conductivity imparting agent, the resin composition and the conductive resin composition include, for example, a silicone compound, a fluorine organic compound, a coupling agent, a lubricant, an antioxidant, a plasticizer, Various additives such as a colorant, an antistatic agent, an anti-aging agent, a reinforcing filler, a reaction aid, a reaction inhibitor, and other resins and solvents may be contained.
樹脂組成物及び導電性樹脂組成物は、例えば、ミキシングロール、加圧式ニーダ、押出機、三本ロール、ホモジナイザー、ボールミル及びビーズミル等を用いて調製することができる。 The resin composition and the conductive resin composition can be prepared using, for example, a mixing roll, a pressure kneader, an extruder, a three roll, a homogenizer, a ball mill, a bead mill, and the like.
無端ベルト1の前記弾性層3A及び3B(以下、これらを弾性層3と称することがある。)を形成するゴム組成物は、ゴムと、発泡剤と、所望により各種添加剤等とを含有する組成物であればよく、前記ゴムとしては、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム(エチレンプロピレンジエンゴムを含む。)、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロールヒドリンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等が挙げられるが、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム及びウレタンゴムが、成形が容易で、耐熱性、耐久性、耐残留歪み特性等から画像形成装置の高速運転にも十分に耐えることができる点で、好ましい。
The rubber composition for forming the elastic layers 3A and 3B (hereinafter sometimes referred to as the elastic layer 3) of the
前記発泡剤としては、従来、発泡ゴムに用いられる発泡剤であればよく、例えば、無機系発泡剤として、重炭酸ソーダ、炭酸アンモニウム等が挙げられ、有機系発泡剤として、ジアゾアミノ誘導体、アゾニトリ誘導体、アゾジカルボン酸誘導体等の有機アゾ化合物等が挙げられる。通常、ゴムに連通セルを形成する場合には無機系発泡剤が用いられ、独立セルを形成する場合には有機系発泡剤が用いられる。前記各種添加剤は、従来、ゴム組成物に用いられる各種添加剤を特に制限されずに用いることができる。また、無端ベルト1に導電性が要求される場合には、前記ベルト基体2を形成する樹脂組成物に含有される導電性付与剤と同様の導電性付与剤が添加される。
The foaming agent may be any foaming agent conventionally used for foamed rubber. Examples of the inorganic foaming agent include sodium bicarbonate and ammonium carbonate. Examples of the organic foaming agent include diazoamino derivatives, azonitri derivatives, azo And organic azo compounds such as dicarboxylic acid derivatives. Usually, an inorganic foaming agent is used when forming a continuous cell in rubber, and an organic foaming agent is used when forming an independent cell. As the various additives, various additives conventionally used in rubber compositions can be used without particular limitation. When the
前記ゴム組成物の中でも、独立セル状態のセルを形成することのできる発泡シリコーンゴム系組成物及び発泡ウレタンゴム系組成物等が弾性層3を形成するのに好ましく用いられる。特に、独立セル状態のセルを形成することのできる発泡シリコーンゴム系組成物は、耐熱性、耐久性及び耐残留歪み特性等に優れ、画像形成装置の高速運転にも耐えられる好適なゴム組成物である。このような発泡シリコーンゴム系組成物として、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が特に好ましい。
Among the rubber compositions, a foamed silicone rubber-based composition and a foamed urethane rubber-based composition that can form a cell in an independent cell state are preferably used for forming the
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物は、ビニル基含有シリコーン生ゴムと、シリカ系充填材と、発泡剤と、付加反応架橋剤と、付加反応触媒と、反応制御剤と、所望により、有機過酸化物架橋剤と、各種添加剤とを含有する。 The addition reaction type foamed silicone rubber composition comprises a vinyl group-containing silicone raw rubber, a silica-based filler, a foaming agent, an addition reaction crosslinking agent, an addition reaction catalyst, a reaction control agent, and an organic peroxide as required. Contains a crosslinking agent and various additives.
前記ビニル基含有シリコーン生ゴムは、例えば、ミラブル型シリコーンゴム、熱架橋シリコーンゴム(HTV:High Temperature Vulcanizing)等が挙げられる。これらのビニル基含有シリコーン生ゴムは、後工程で、発泡剤及び架橋剤等をロールミル等で容易に混練りすることができるという特性を有し、一種単独又は二種以上を混合して用いることができる。 Examples of the vinyl group-containing silicone raw rubber include millable silicone rubber and heat-crosslinked silicone rubber (HTV: High Temperature Vulcanizing). These vinyl group-containing silicone raw rubbers have the property that a foaming agent, a crosslinking agent, etc. can be easily kneaded with a roll mill or the like in a later step, and may be used alone or in combination of two or more. it can.
前記シリカ系充填材は、補強性を有する煙霧質シリカ又は沈降性シリカ等が挙げられ、一般式がRSi(OR’)3で示されるシランカップリング剤で表面処理された、補強効果の高い表面処理シリカ系充填材が好ましい。ここで、前記一般式におけるRは、グリシジル基、ビニル基、アミノプロピル基、メタクリロキシ基、N−フェニルアミノプロピル基又はメルカプト基等であり、前記一般式におけるR’はメチル基又はエチル基である。前記一般式で示されるシランカップリング剤は、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「KBM1003」及び「KBE402」等として、容易に入手することができる。このようなシランカップリング剤で表面処理されたシリカ系充填材は、定法に従って、シリカ系充填材の表面を処理することにより、得られる。シリカ系充填材の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム100質量部に対して、5〜100質量部であるのがよい。 Examples of the silica-based filler include a fumed silica or a precipitated silica having a reinforcing property, and a surface having a high reinforcing effect that is surface-treated with a silane coupling agent represented by a general formula RSi (OR ′) 3. A treated silica-based filler is preferred. Here, R in the general formula is a glycidyl group, vinyl group, aminopropyl group, methacryloxy group, N-phenylaminopropyl group, mercapto group or the like, and R ′ in the general formula is a methyl group or an ethyl group. . The silane coupling agent represented by the general formula can be easily obtained, for example, as trade names “KBM1003” and “KBE402” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Such a silica-based filler surface-treated with a silane coupling agent can be obtained by treating the surface of the silica-based filler according to a conventional method. The compounding amount of the silica-based filler is preferably 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the vinyl group-containing silicone raw rubber.
前記発泡剤は、独立セル状態のセルを形成することができる点で、前記有機系発泡剤であるのが好ましく、具体的には、例えば、アゾジカルボンアミド、アゾビス−イソブチロニトリル等のアゾ化合物が好適に使用される。特に、ジメチル−1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)が好適に使用される。発泡剤の含有量は、発泡剤の種類によって相違するが、弾性層3のアスカーC硬度が前記範囲内となるように調整するのがよい。具体的には、例えば、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム100質量部に対して、1〜10質量部、特に1〜7質量部であるのがよい。発泡剤の含有量が、1質量部未満であると、形成される弾性層3に十分なセルを形成することができないことがあり、一方、10質量部を超えると、発泡シリコーンゴムとしての形態を維持することができなくなり、弾性層3の機械的強度が低下することがある。発泡剤として、ジメチル−1,1'−アゾ−ビス(1−シクロヘキサンカルボキシレート)を選択する場合には、その含有量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム100質量部に対して3〜5質量部であるのが特によい。
The foaming agent is preferably the organic foaming agent in that it can form a cell in an independent cell state. Specifically, for example, azodicarbonamide, azobis-isobutyronitrile and the like can be used. Compounds are preferably used. In particular, dimethyl-1,1'-azobis (1-cyclohexanecarboxylate) is preferably used. The content of the foaming agent varies depending on the type of foaming agent, but it is preferable to adjust the Asker C hardness of the
前記付加反応架橋剤は、例えば、一分子中に2個以上のSiH基(SiH結合)を有する付加反応型の架橋剤として公知のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを使用することができる。このオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、直鎖状、環状、分枝状のいずれであってもよい。オルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム100質量部に対して、0.01〜20質量部であるのがよい。 As the addition reaction crosslinking agent, for example, a known organohydrogenpolysiloxane can be used as an addition reaction type crosslinking agent having two or more SiH groups (SiH bonds) in one molecule. The organohydrogenpolysiloxane may be linear, cyclic, or branched. The compounding amount of the organohydrogenpolysiloxane is preferably 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the vinyl group-containing silicone raw rubber.
前記付加反応触媒は、例えば、周期律表第9属又は第10属の金属単体及びその化合物が挙げられ、より具体的には、シリカ、アルミナ又はシリカゲル等の担体上に吸着された微粒子状白金金属、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸六水塩とオレフィン又はジビニルジメチルポリシロキサンとの錯体、塩化白金酸六水塩のアルコール溶液等の白金系触媒、パラジウム触媒、ロジウム触媒等が挙げられる。これら付加反応触媒の配合量は、触媒量で十分であり、通常、周期律表第9属又は第10属の金属量に換算して、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物全体に対して、1〜1,000ppmであるのがよく、10〜500ppmであるのが特によい。付加反応触媒の配合量が、周期律表第9属又は第10属金属量に換算して、1ppmより少ないと、ビニル基含有シリコーン生ゴムの架橋反応が十分に進行せず、ビニル基含有シリコーン生ゴムの硬化が不十分となることがあり、一方、1,000ppmを超えると、ビニル基含有シリコーン生ゴムの架橋反応を促進する能力が向上せず、かえって、経済性が低下することがある。 The addition reaction catalyst includes, for example, a simple substance of Group 9 or 10 of the periodic table and a compound thereof, and more specifically, particulate platinum adsorbed on a carrier such as silica, alumina, or silica gel. Metals, platinum chloride, chloroplatinic acid, chloroplatinic acid hexahydrate and olefin or divinyldimethylpolysiloxane complexes, platinum-based catalysts such as chloroplatinic acid hexahydrate alcohol solutions, palladium catalysts, rhodium catalysts, etc. Can be mentioned. The addition amount of these addition reaction catalysts is sufficient as the catalyst amount, and is usually 1 in terms of the total amount of addition reaction type foamed silicone rubber composition in terms of the metal amount of Group 9 or Group 10 of the Periodic Table. It is good that it is -1,000 ppm, and it is especially good that it is 10-500 ppm. When the compounding amount of the addition reaction catalyst is less than 1 ppm in terms of the group 9 or 10 metal content of the periodic table, the crosslinking reaction of the vinyl group-containing silicone raw rubber does not proceed sufficiently, and the vinyl group-containing silicone raw rubber On the other hand, if it exceeds 1,000 ppm, the ability to accelerate the crosslinking reaction of the vinyl group-containing silicone raw rubber is not improved, and the economic efficiency may be lowered.
前記反応制御剤は、公知の反応制御剤を特に制限されることなく使用することができ、例えば、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド等が挙げられる。反応制御剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム100質量部に対して0.1〜2質量部であるのがよい。 As the reaction control agent, a known reaction control agent can be used without particular limitation, and examples thereof include methylvinylcyclotetrasiloxane, acetylene alcohols, siloxane-modified acetylene alcohol, and hydroperoxide. The compounding amount of the reaction control agent is preferably 0.1 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the vinyl group-containing silicone raw rubber.
前記有機過酸化物架橋剤は、単独でビニル基含有シリコーン生ゴムを架橋させることも可能であるが、付加反応架橋剤の補助架橋剤として併用すれば、シリコーンゴムの強度、歪み等の物性がより向上する。有機過酸化物架橋剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ビス−2,−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン等が挙げられる。有機過酸化物架橋剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム100質量部に対して0.3〜10質量部であるのがよい。 The organic peroxide cross-linking agent can be used alone to cross-link vinyl group-containing silicone raw rubber, but if used in combination as an auxiliary cross-linking agent for an addition reaction cross-linking agent, the physical properties of the silicone rubber, such as strength and strain, can be improved. improves. Examples of the organic peroxide crosslinking agent include benzoyl peroxide, bis-2, -dichlorobenzoyl peroxide, dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis ( t-butylperoxy) hexane and the like. The compounding amount of the organic peroxide crosslinking agent is preferably 0.3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the vinyl group-containing silicone raw rubber.
前記各種添加剤は、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック、炭酸カルシウム等の充填材、着色剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、熱伝導性向上剤等の添加剤、離型剤、アルコキシシラン、ジフェニルシランジオール、カーボンファンクショナルシラン、両末端シラノール基封鎖低分子シロキサン等の分散剤、及び、得られるゴムの硬度を調整することのできる粉砕石英、珪藻土等の非補強性シリカ等が挙げられる。これらの各種添加剤は、所望の配合量で配合される。 The various additives include, for example, carbon black such as acetylene black, furnace black, channel black, filler such as calcium carbonate, colorant, heat resistance improver, flame retardant improver, heat conductivity improver, etc. Agents, mold release agents, alkoxysilanes, diphenylsilanediols, carbon functional silanes, dispersants such as both-end silanol-blocked low molecular siloxanes, and crushed quartz, diatomaceous earth, etc. that can adjust the hardness of the resulting rubber Non-reinforcing silica is exemplified. These various additives are blended in a desired blending amount.
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物は、無端ベルト1に導電性が要求される場合には、前記ベルト基体2を形成する樹脂組成物に含有される導電性付与剤と同様の導電性付与剤が添加される。導電性付与剤の添加量は、導電性付与剤の導電性及び粒径、並びに、無端ベルト1に要求される導電性等により、適宜調整すればよいが、通常、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物の全質量に対して1〜25質量%であるのが好ましい。
The addition reaction type foamed silicone rubber composition has a conductivity imparting agent similar to the conductivity imparting agent contained in the resin composition forming the
前記ビニル基含有シリコーン生ゴム、前記シリカ系充填材及び前記各種添加剤を含有するシリコーンゴム組成物として、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「KEシリーズ」及び「KEGシリーズ」等を容易に入手することができる。 As the silicone rubber composition containing the vinyl group-containing silicone raw rubber, the silica filler, and the various additives, for example, trade names “KE series” and “KEG series” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. can be easily used. It can be obtained.
ゴム組成物は、二本ロール、三本ロール、ロールミル、バンバリーミキサ、ドウミキサ(ニーダー)等のゴム混練り機等を用いて、均一に混合されるまで、例えば、数分から数時間、好ましくは5分以上1時間以下にわたって、常温又は加熱下で混練して、得られる。 The rubber composition is, for example, several minutes to several hours, preferably 5 until it is uniformly mixed using a rubber kneader such as a two-roll, three-roll, roll mill, Banbury mixer, dough mixer (kneader) or the like. It is obtained by kneading at room temperature or under heating for 1 minute to 1 hour.
前記表皮層4A及び4B(以下、これらを表皮層4と称することがある。)を形成するゴム組成物は、基本的には、前記弾性層3を形成するゴム組成物と同様である。
The rubber composition for forming the skin layers 4A and 4B (hereinafter sometimes referred to as the skin layer 4) is basically the same as the rubber composition for forming the
前記コート層5を形成する材料は、特に制限されるものではないが、無端ベルト1は被当接体に当接又は圧接されるから、永久変形しにくい材料であるのが好ましく、例えば、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等のアルキッド樹脂変性物、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミドイミド系樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。
The material for forming the
本発明に係る無端ベルト1の製造方法を説明する。無端ベルト1を製造するには、まず、ベルト基層2を公知の成形方法によって成形する。例えば、ベルト基層2を形成する樹脂組成物に含有される樹脂として熱可塑性樹脂を選択した場合には、遠心成形、押出成形、射出成形等により、一方、樹脂として熱硬化性樹脂を選択した場合には、遠心成形、RIM成形等により、ベルト基層2を成形することができる。これらの成形方法の中でも、材料を問わずに適用可能であり、かつ厚さ精度に優れる等の点で、遠心成形が好ましい。
A method for manufacturing the
ベルト基層2を遠心成形によって成形する場合には、ベルト基層2を形成する樹脂組成物は成形時の粘度を50,000mPa・s以下に調整するのが好ましい。粘度が50,000mPa・sを超えると、厚さの均一なベルト基層2を製造するのが困難になることがある。樹脂組成物の粘度の下限については、特に限定されるものではないが、10mPa・sであるのが好ましい。樹脂組成物の粘度が上記範囲を外れる場合は、前記溶媒の添加量等を調節することにより、樹脂組成物の粘度を前記範囲内に調整することができる。
When the
遠心成形によると、流動性の樹脂組成物を円筒形の金型に注入し、金型を回転させて遠心力で金型内周面にフィルム状成形体を均一に成形し、溶媒を乾燥除去して、ベルト基層2が製造される。金型は各種金属管を用いることができる。好適な金型としては、金型の内周面は鏡面研磨されており、鏡面となった内周面はフッ素樹脂やシリコーン樹脂等の離型剤により離型処理され、形成した無端ベルトが内周面から容易に脱型できるようにされた金属管を挙げることができる。
According to centrifugal molding, a fluid resin composition is injected into a cylindrical mold, and the mold is rotated to uniformly mold a film-shaped molded body on the inner peripheral surface of the mold by centrifugal force, and the solvent is removed by drying. Thus, the
金型内周面に成形されたフィルム状成形体から溶媒を除去する処理として、以下の一次溶媒除去工程及び二次溶媒除去工程からなる溶媒除去処理を挙げることができる。一次溶媒除去工程では、金型を回転して遠心成形されたフィルム状成形体から、金型を回転したまま5〜60分間、40〜150℃の熱風を金型内に通過させることにより、溶媒が除去される。一次溶媒除去工程に続く二次溶媒除去工程では、フィルム状成形体を金型ごと遠心成形機から取り出し、取り出したフィルム状成形体を加熱炉、例えば、過熱水蒸気炉で、110〜350℃に10〜120分間加熱し、これによってフィルム状成形体中の溶媒を除去する。 Examples of the process for removing the solvent from the film-shaped molded body formed on the inner peripheral surface of the mold include a solvent removal process including the following primary solvent removal process and secondary solvent removal process. In the primary solvent removal step, the solvent is obtained by passing hot air of 40 to 150 ° C. into the mold for 5 to 60 minutes while the mold is rotated from the film-shaped molded body that is centrifugally formed by rotating the mold. Is removed. In the secondary solvent removal step following the primary solvent removal step, the film-shaped molded body is taken out of the mold together with the mold, and the taken-out film-shaped molded body is heated to 110 to 350 ° C. in a heating furnace, for example, a superheated steam furnace. Heat for ~ 120 minutes, thereby removing the solvent in the film-like molded body.
フィルム状成形体を均一に成形した後、金型ごとフィルム状成形体を取り出し、又は、フィルム状成形体から溶媒を除去した後、フィルム状成形体を取り出し、放冷する。なお、金型ごとフィルム状成形体を放冷すると、金型とフィルム状成形体との熱膨張率の差により、樹脂組成物でできたフィルム状成形体を脱型することができる。脱型した円筒状のフィルム状成形体の両側端部を除去し、所定幅毎に裁断すれば、ベルト基層2が製造される。
After uniformly forming the film-shaped molded body, the film-shaped molded body is taken out together with the mold, or after removing the solvent from the film-shaped molded body, the film-shaped molded body is taken out and allowed to cool. In addition, when the film-shaped molded body is allowed to cool together with the mold, the film-shaped molded body made of the resin composition can be removed due to the difference in thermal expansion coefficient between the mold and the film-shaped molded body. The
なお、樹脂組成物に含まれる樹脂としてポリアミドイミド樹脂を選択する場合には、上述した遠心成形による他に、ポリアミドイミド樹脂の原料であるトリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とが一部重合したポリアミド酸の溶液を、金型の内周面や外周面に浸漬方式、遠心方式、塗布方式等によってコートし、又は前記ポリアミド酸の溶液を注形型に充填する等の適宜な方式で筒状に展開し、その展開層を乾燥製膜してベルト形に成形し、その成形物を加熱処理してポリアミド酸をイミドに転化して型より回収する周知の方法(特開昭61−95361号公報、特開昭64−22514号公報、特開平3−180309号公報等)等により、ベルト基層2を製造することもできる。
When a polyamideimide resin is selected as the resin contained in the resin composition, in addition to the above-described centrifugal molding, a polyamic acid obtained by partially polymerizing a tricarboxylic acid anhydride and a diisocyanate compound, which are raw materials of the polyamideimide resin, is used. Is applied to the inner and outer peripheral surfaces of the mold by a dipping method, a centrifugal method, a coating method, etc., or is developed into a cylindrical shape by an appropriate method such as filling the casting mold with the polyamic acid solution. The developed layer is dried to form a belt shape, and the molded product is heat treated to convert the polyamic acid to an imide and recover from the mold (Japanese Patent Laid-Open No. 61-95361, The
弾性層3を形成する前に、ベルト基層2と弾性層3との密着性を確保することができる点で、ベルト基層2の表面を表面処理してもよく、また、ベルト基層2の表面にプライマー層及び/又は接着層を設けてもよい。
Before the
ベルト基層2の表面処理は、特に限定されず、例えば、紫外線照射による表面処理、赤外線照射による表面処理等が挙げられる。これらの表面処理の条件は任意に選択することができる。
The surface treatment of the
プライマー層及び接着層は、接着剤又はプライマーを、スプレー法、ロールコート法、浸漬法等によって、ベルト基層2の表面に塗布して形成される。プライマーとしては、特に限定されず、例えば、シランカップリング系プライマー等が挙げられる。また、接着剤としては、特に制限されないが、例えば、アミノ基及び/又は水酸基を有する接着剤が好適である。その一例として、例えば、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等のアルキッド樹脂変性物、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂及びこれらの混合物が挙げられる。また、これらの樹脂を硬化させるための架橋剤として、イソシアネート化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物、過酸化物、フェノール化合物、ハイドロジェンシロキサン化合物等が用いられる。
The primer layer and the adhesive layer are formed by applying an adhesive or a primer to the surface of the
次いで、所望により、表面処理され、並びに/又は、プライマー層及び/若しくは接着層が形成されたベルト基層2の外周面に弾性層3を形成する。例えば、ベルト基層2の外周面に、弾性層3を形成可能な前記ゴム組成物を塗工し、このゴム組成物を硬化させて、弾性層3を形成することができる。具体的には、ベルト基層2の内径と略同一の外径を有する円筒状内側金型と、この円筒状内側金型の外周径より、弾性層3の線収縮分を考慮した無端ベルト1の合計厚さ分だけ大きな内径を有する円筒状外側金型とを用いて、内側金型の外周面にベルト基層2を装入し、前記内側金型と前記外側金型とを組み立てる前又は後に、このベルト基層2の外周面に前記ゴム組成物を積層して、ゴム組成物を硬化させる方法が挙げられる。なお、前記外側金型は、発泡剤から発生されるガスを金型外に逃がすためのガス抜孔を有している。
Next, if desired, the
ベルト基層2の外周面にゴム組成物を積層する方法は、特に限定されず、例えば、(1)ミキシングロール等の押出機により、所望の厚さに分出しされたシート形状のゴム組成物の原反を、所望の長さに切り出し、ベルト基層2の外周面に巻き付ける方法、(2)押出し成形法等により、継目が無く押し出し成形された円筒状のゴム組成物の原反を、ベルト基層2の外周面に積層する方法、(3)ベルト基層2が装入された内側金型と外側金型とを組み立てた後、外側金型に設けたゴム組成物注入口から、ベルト基層2と外側金型との間に形成された間隙にゴム組成物を射出して、ベルト基層2の外周面にゴム組成物を積層又は装入する方法等が挙げられる。これらの方法の中でも、弾性層に継目が形成されず、全周にわたって均一な弾性層3を形成することができる点で、前記(2)及び(3)の方法が好ましい。
The method of laminating the rubber composition on the outer peripheral surface of the
次いで、ベルト基層2の外周面に積層したゴム組成物を硬化させる。硬化条件は、ゴム組成物及び発泡剤等に応じて公知の条件を選択すればよく、例えば、ゴム組成物として前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を選択する場合には、通常、加熱温度は100〜500℃、好ましくは200〜400℃、加熱時間は数分以上1時間以下、好ましくは5〜30分間の条件が選択される。なお、所望によりゴム組成物を二次加熱してもよい。
Next, the rubber composition laminated on the outer peripheral surface of the
このように、内側金型と外側金型とを用いて、前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物によってベルト基層2の外周面に弾性層3を形成すると、この弾性層3には、図2に示されるように、その外表面側に、外側金型における内周面の表面状態が転写された表面を有する表皮層4Aが弾性層3Aと一体に形成される。表皮層4Aの厚さは、例えば、内側金型と外側金型との間隙(クリアランス)を調整すること等により、調整することができる。
In this way, when the
なお、弾性層3と表皮層4とを個別に形成するには、例えば、前記ゴム組成物、例えば、前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物以外のゴム組成物を前記方法に従って硬化させて、弾性層3Bを形成し、又は、前記方法に従って、弾性層3Aと一体に形成された表皮層4を研磨等により切削して、弾性層3Bとし、次いで、弾性層3Bの外周面に前記ゴム組成物を前記方法に従って硬化させればよい。
In order to form the
次いで、所望により、前記材料をスプレー法、ロールコート法及び浸漬法等によって、表皮層4の表面に塗布し、塗布した材料を焼成又は乾燥させて、コート層5が形成される。
Next, if desired, the material is applied to the surface of the
前記無端ベルト1の製造方法では、ベルト基体2の外周面に弾性層3等を形成しているが、ベルト基体2の内周面に弾性層3等を形成した後、ベルト基体2の表裏を反転させて、無端ベルト1を製造することもできる。
In the manufacturing method of the
前記無端ベルト1は、弾性層3が一層とされているが、この発明においては、弾性層は、二層以上とされてもよい。
The
前記無端ベルト1は、無端ベルト1の蛇行防止部材を備えていないが、この発明においては、ベルト基体の少なくとも一方の端部近傍に、ベルト基体の円周方向に延在する桿状、軌条状及び帯状等の細長い形状を成した蛇行防止部材を備えていてもよい。
The
次に、この発明に係る無端ベルト1を備えた画像形成装置(以下、この発明に係る画像形成装置と称することがある。)の一例を、図4を参照して、説明する。無端ベルト1が装着される条件等は特に限定されないが、画像形成装置において、無端ベルト1は、例えば、100〜3,000gfの張力で支持ローラに張架される。
Next, an example of an image forming apparatus provided with the
この発明に係る画像形成装置10は、図4に示されるように、静電潜像が形成される回転可能な像担持体11例えば感光体と、像担持体11に当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体11を帯電させる帯電手段12例えば帯電ローラと、像担持体11の上方に設けられ、像担持体11に静電潜像を形成する露光手段13と、像担持体11に当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体11に一定の層厚で現像剤22を供給し、静電潜像を現像する現像手段20と、像担持体11の下方に圧接するように設けられ、現像された静電潜像を像担持体11から記録体16例えば記録紙上に転写する転写手段14例えば転写ローラと、記録体16の搬送方向の下流に設けられ、記録体16に転写された現像剤22(静電潜像)を定着させる定着手段15例えば定着装置と、記録体16に転写されず像担持体11に残留した現像剤22及び/又は像担持体11に付着したゴミ等を除去するクリーニング手段17とを備えている。
As shown in FIG. 4, the image forming apparatus 10 according to the present invention includes a rotatable image carrier 11 on which an electrostatic latent image is formed, for example, a photosensitive member, and abuts or presses against the image carrier 11 or A charging unit 12 that charges the image carrier 11, for example, a charging roller, and an exposure unit 13 that is provided above the image carrier 11 and forms an electrostatic latent image on the image carrier 11. A developing
前記定着手段15は、図4にその断面が示されるように、記録体16を通過させる開口19を有する筐体18内に、定着ローラ15aと、定着ローラ15aの近傍に配置された無端ベルト支持ローラ15cと、定着ローラ15a及び無端ベルト支持ローラ15cに巻き掛けられた無端ベルト1Aと、定着ローラ15aと対向配置された加圧ローラ15bとを備え、無端ベルト1Aを介して定着ローラ15aと加圧ローラ15bとが、互いに当接又は圧接するように、回転自在に支持されて成る圧力熱定着装置である。定着ローラ15a、加圧ローラ15b及び無端ベルト支持ローラ15cはそれぞれ、加熱体(図示しない。)が内蔵され、加圧ローラ15bはスプリング等の付勢手段(図示しない。)によって、無端ベルト1Aを介して定着ローラ15aに圧接している。なお、無端ベルト1Aは、定着ローラ15a及び無端ベルト支持ローラ15cに、例えば、張力100〜3,000gfで、張架されている。
The fixing means 15 has a fixing roller 15a and an endless belt support disposed in the vicinity of the fixing roller 15a in a
前記現像手段20は、図4に示されるように、現像剤22を収容する筐体21と、前記像担持体11に近接して配置されると共に筐体21に収容された現像剤22を像担持体11に供給する現像剤担持体24例えば現像ローラと、現像剤担持体24に当接若しくは圧接して設けられ、現像剤担持体24に現像剤22を供給する回転可能な現像剤供給手段23例えば現像ローラと、前記現像剤担持体24の表面に一定の厚さで現像剤22が保持されるように現像剤22の厚みを調整する弾性部材製の現像剤量調節手段25例えばブレードとを備えて成る。現像剤22としては、摩擦により帯電可能で、記録体16に定着可能な一成分系現像剤又は二成分系現像剤であれば、乾式現像剤であっても湿式現像剤であってもよく、また、非磁性現像剤であっても磁性現像剤であってもよい。一成分系現像剤又は二成分系現像剤は、公知の現像剤を特に限定されることなく、使用することができる。
As shown in FIG. 4, the developing
この画像形成装置10によると、以下のようにして記録体16に画像が形成される。すなわち、露光手段13により、回転する像担持体11の表面に静電潜像が形成される。現像剤担持体24により現像剤22が現像手段20から像担持体11に供給されることにより、像担持体11の表面に形成された静電潜像に現像剤22が静電付着して現像が形成される。搬送手段(図示せず。)により搬送される記録体16が転写手段14と像担持体11とに挟まれてこれらの間を通過すると、像担持体11の表面に形成されている現像が記録体16の表面に転写される。現像が転写された記録体16は、搬送手段により搬送されて定着手段15に到る。定着手段15では、搬送されてきた記録体16が無端ベルト1Aと加圧ローラ15bとの間を通過する。これにより記録体16の表面に存在する現像を形成する現像剤22が加圧と同時に加熱されて溶融し、記録体16に定着する。かくして記録体16の表面に、現像剤による画像が形成される。
According to the image forming apparatus 10, an image is formed on the recording body 16 as follows. That is, the exposure unit 13 forms an electrostatic latent image on the surface of the rotating image carrier 11. When the
この画像形成装置10においては、定着ベルトとして無端ベルト1Aが用いられているから、定着ローラ15a、無端ベルト支持ローラ15c及び無端ベルト1Aの寸法及び定着ローラ15aと無端ベルト支持ローラ15cとの距離等を極めて厳密に調整しなくても、また、定着ローラ15a及び無端ベルト支持ローラ15cに張架される無端ベルト1Aの張力等を厳密に調整しなくても、無端ベルト1Aと加圧ローラ15bとの当接面積及び当接圧力等を所望のように調整することができる。また、画像形成装置10が長期間にわたって稼動しても、無端ベルト1Aと加圧ローラ15bとの当接面積及び当接圧力等の変化を無端ベルト1Aが効果的に吸収することができる。さらに、無端ベルト1Aは、加圧ローラ15bとの当接面積を大きくすることができ、すなわち、記録紙16との当接面積を大きくすることができるから、所望のように現像剤22を記録紙16に定着させることができる。したがって、この画像形成装置10によれば、無端ベルト1Aの装着条件及び画像形成条件等にかかわらず、長期間にわたって高品質の画像を形成することができる。
In the image forming apparatus 10, since the endless belt 1A is used as the fixing belt, the dimensions of the fixing roller 15a, the endless belt support roller 15c, the endless belt 1A, the distance between the fixing roller 15a and the endless belt support roller 15c, and the like. Without adjusting the endless belt 1A and the
次に、この発明に係る画像形成装置の別の一例を図5を参照して説明する。画像形成装置30は、図5に示されるように、各色の現像ユニットB、C、M及びYに装備された複数の像担持体11B、11C、11M及び11Yを無端ベルト1B上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置であり、したがって、現像ユニットB、C、M及びYが無端ベルト1B上に直列に配置されている。この画像形成装置においては、転写搬送ベルトとして無端ベルト1Bが用いられている。なお、無端ベルト1Bは、二本の支持ローラ33に、例えば、張力100〜3,000gfで、張架されている。前記現像ユニットB、C、M及びYはそれぞれ、図4に示される画像形成装置10における現像装置と同様に構成されている。なお、図5においては、現像剤供給手段23は図示されていない。
Next, another example of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, the image forming apparatus 30 has a plurality of image carriers 11B, 11C, 11M, and 11Y that are mounted on the developing units B, C, M, and Y of the respective colors arranged in series on the endless belt 1B. Therefore, the developing units B, C, M and Y are arranged in series on the endless belt 1B. In this image forming apparatus, an endless belt 1B is used as a transfer conveyance belt. The endless belt 1B is stretched between two
画像形成装置30に使用される現像剤22B、22C、22M及び22Yはそれぞれ、摩擦により帯電可能で、記録体16に定着可能な一成分系現像剤又は二成分系現像剤であれば、乾式現像剤でも湿式現像剤でもよく、また、非磁性現像剤でも磁性現像剤でもよい。現像ユニットB、C、M及びYはそれぞれ、筐体21B、21C、21M及び21Y内に、一成分系又は二成分系の、黒色現像剤22B、シアン現像剤22C、マゼンタ現像剤22M及び黄色現像剤22Yが収納されている。
The
図5に示されるように、現像ユニットB、C、M及びYにおける像担持体11と転写手段14とは、二本の支持ローラ33に張架された無端ベルト1Bを介して、当接若しくは圧接している。無端ベルト1Bは、二本の支持ローラ33に、例えば、張力100〜3,000gfで、張架されている。そして、記録体16は、無端ベルト1Bにより、像担持体11と転写手段14との当接部を通過するように、搬送される。
As shown in FIG. 5, the image carrier 11 and the transfer unit 14 in the developing units B, C, M, and Y are in contact with each other via an
図5に示されるように、画像形成装置30の底部には、記録体16として複数枚の記録体を積層収容してなるカセット31が設置されており、カセット31内の記録体は給紙ローラ等によって1枚ずつ送り出されて、無端ベルト1B上に搬送される。
As shown in FIG. 5, at the bottom of the image forming apparatus 30, a
図5に示されるように、画像形成装置30における記録体16の搬送方向下流には、記録体16に転写された現像剤22(静電潜像)を定着させる定着手段15が配置されている。前記定着手段15は、転写ベルトを備えていない以外は、図4に示される画像形成装置10における定着手段15と基本的に同様に構成されている。
As shown in FIG. 5, a fixing
画像形成装置30は、以下のようにして記録体16にカラー画像が形成される。まず、現像ユニットBにおいて、画像形成装置10と同様にして、黒色に現像された静電潜像が記録体16上に顕像化される。次いで、現像ユニットBと同様にして、現像ユニットC、M及びYによって、静電潜像が黒像に顕像化され、無端ベルト1Bによって搬送されてくる記録体16に、それぞれシアン像、マゼンタ像及び黄色像が重畳され、カラー像が顕像化される。次いで、カラー像が顕像化された記録体16は、定着手段15に搬送され、定着手段15によりカラー像が永久画像として記録体16に定着される。このようにして、記録体16にカラー画像を形成することができる。
The image forming apparatus 30 forms a color image on the recording body 16 as follows. First, in the developing unit B, similarly to the image forming apparatus 10, the electrostatic latent image developed in black is visualized on the recording medium 16. Next, in the same manner as the developing unit B, the electrostatic latent images are visualized as black images by the developing units C, M, and Y, and the cyan image and magenta are respectively transferred to the recording medium 16 conveyed by the endless belt 1B. The image and the yellow image are superimposed, and the color image is visualized. Next, the recording body 16 in which the color image is visualized is conveyed to the fixing
この画像形成装置30においては、転写搬送ベルトとして無端ベルト1Bが用いられているから、像担持体11、転写手段14、無端ベルト1B及び支持ローラ33の寸法及び距離を極めて厳密に調整しなくても、また、支持ローラ33に張架される無端ベルト1Bの張力等を厳密に調整しなくても、無端ベルト1Bと転写手段14との当接面積及び当接圧力等を所望のように調整することができる。また、画像形成装置10が長期間にわたって稼動しても、無端ベルト1Bと転写手段14との当接面積及び当接圧力等の変化を無端ベルト1Bが効果的に吸収することができる。さらに、無端ベルト1Bは、転写手段14との当接面積を大きくすることができ、すなわち、記録紙16との当接面積を大きくすることができる上、像担持体11に対する非粘着性に優れているから、搬送時に位置ズレを起こすことなく記録体16を各現像ユニットB、C、M及びYに搬送することができ、かつ、紙詰まりを起こすことなく記録体16を定着手段15に搬送することができる。したがって、この画像形成装置30によれば、無端ベルト1Bの装着条件及び画像形成条件等にかかわらず、長期間にわたって高品質の画像を形成することができる。
In this image forming apparatus 30, since the endless belt 1B is used as the transfer conveyance belt, the dimensions and distances of the image carrier 11, the transfer unit 14, the endless belt 1B, and the
画像形成装置10及び30において、無端ベルト1は定着ベルト及び転写搬送ベルトとして用いられているが、この発明において、無端ベルト1は、転写ベルト、中間転写ベルト、搬送ベルト、現像ベルト等として、画像形成装置に装着されてもよい。前記転写ベルト(感光ベルトとも称することがある。)は、前記像担持体11と同様の役割を担う。前記中間転写ベルトは、像担持体11で顕像化された現像剤像が一旦転写(一次転写)され、次いで、記録体16に転写(二次転写)されて、記録体16に画像を転写する際に、一次転写体として使用される。前記搬送ベルトは、記録体16を搬送する。前記現像ベルトは、前記現像剤供給手段23と同様の役割を担う。
In the image forming apparatuses 10 and 30, the
前記したように、無端ベルト1を転写ベルト、中間転写ベルト及び現像ベルトとして画像形成装置10及び30に装着すると、無端ベルト1が、被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができるから、長期間にわたって高品質の画像を形成することができるうえ、記録体16との当接面積が大きくなり、所望のように記録体16を搬送することができる。また、画像形成装置10及び30に無端ベルト1Bを装着すると、トナー剥離性及び被当接体に対する非粘着性に優れているから、所望のように現像剤を供給又は搬送することができ、より高品質の画像を形成することができる。
As described above, when the
前記画像形成装置10及び30は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置とされる。 The image forming apparatuses 10 and 30 are image forming apparatuses such as copiers, facsimiles, and printers.
画像形成装置10及び30は、電子写真方式の画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置10及び30は、電子写真方式には限定されず、例えば、静電方式の画像形成装置であってもよい。また、無端ベルト1が配設される画像形成装置は、単一の現像ユニットを備えたモノクロ画像形成装置10、及び、各色の現像ユニットを備えた複数の像担持体を転写搬送ベルト上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置30に限られず、例えば、像担持体上に担持された現像剤像を無端ベルトに順次一次転写を繰り返す4サイクル型カラー画像形成装置等であってもよい。
The image forming apparatuses 10 and 30 are electrophotographic image forming apparatuses. However, in the present invention, the image forming apparatuses 10 and 30 are not limited to the electrophotographic system, and for example, electrostatic image forming. It may be a device. Further, the image forming apparatus provided with the
(実施例1)
反応容器内で、当量のトリメリット酸無水物と4,4′−ジアミノジフェニルメタンとをN,N−ジメチルアセトアミドに溶解し、これを加熱して、固形分濃度(実質的全閉環のポリアミドイミド)28質量%の芳香族ポリアミドイミド溶液を得た。この溶液に、N,N−ジメチルアセトアミドをさらに加え、固形分濃度15質量%、固形分の比重1.2のポリアミドイミド溶液を調製した。このポリアミドイミド溶液に、導電性付与剤として酸化処理カーボンブラック(商品名「プリンテックス150T」、Degussa社製、pH5.8、揮発分10.0%)をポリアミドイミド溶液と導電性付与剤との合計100質量%に対して15質量%となるように配合し、ポットミルで24時間混合分散し、樹脂組成物混合溶液を得た。成形に使用する金型は、内径226mm、外径246mm、長さ400mmの大きさを有し、金型内面はポリッシングにより鏡面研磨されている。この金型両端の開口部に、リング状の蓋(内径170mm、外径250mm)をそれぞれ嵌合して、金型を閉塞し、調製した混合溶液を1000rpmの速度で回転する金型内周に190g注入した。次いで、金型を同速度で回転させて、溶液をレベリングし、熱風乾燥機により金型周囲の温度を80℃に保ち、この状態を30分間保持した。その後、金型の回転を停止し、金型ごと180℃のオーブンに45分間投入した。次いで、金型をオーブンから取り出し、金型を放置して室温で冷却し、金型と無端ベルト基材の熱膨張差を利用して、無端ベルト成形体を金型から脱型した。無端ベルト成形体の両端部をそれぞれカットして240mmの幅とし、外径226mm、厚さ約100μmのベルト基層2を作製した。
(Example 1)
In a reaction vessel, an equivalent amount of trimellitic anhydride and 4,4'-diaminodiphenylmethane are dissolved in N, N-dimethylacetamide and heated to obtain a solid concentration (substantially fully ring-closed polyamideimide). A 28% by weight aromatic polyamideimide solution was obtained. N, N-dimethylacetamide was further added to this solution to prepare a polyamideimide solution having a solid content concentration of 15% by mass and a solid content specific gravity of 1.2. To this polyamide-imide solution, an oxidized carbon black (trade name “Printex 150T”, manufactured by Degussa, pH 5.8, volatile content 10.0%) as a conductivity-imparting agent is added to the polyamide-imide solution and the conductivity-imparting agent. It mix | blended so that it might become 15 mass% with respect to a total of 100 mass%, and it mixed and disperse | distributed with the pot mill for 24 hours, and obtained the resin composition mixed solution. The mold used for molding has an inner diameter of 226 mm, an outer diameter of 246 mm, and a length of 400 mm, and the inner surface of the mold is mirror-polished by polishing. Ring-shaped lids (inner diameter: 170 mm, outer diameter: 250 mm) are fitted into the openings at both ends of the mold to close the mold, and the prepared mixed solution is placed on the inner periphery of the mold rotating at a speed of 1000 rpm. 190 g was injected. Next, the mold was rotated at the same speed to level the solution, and the temperature around the mold was maintained at 80 ° C. by a hot air dryer, and this state was maintained for 30 minutes. Thereafter, the rotation of the mold was stopped, and the entire mold was put into an oven at 180 ° C. for 45 minutes. Next, the mold was removed from the oven, the mold was left to cool at room temperature, and the endless belt molded body was removed from the mold by utilizing the difference in thermal expansion between the mold and the endless belt base material. Both end portions of the endless belt molded body were cut to a width of 240 mm, and a
このベルト基層2の表面に低圧水銀灯により主波長が253.7nm及び184.9nmで、積算光量が1.2〜76J/cm2である紫外線を照射し、次いで、プライマー「No.101A/B」(信越化学工業株式会社製:商品名)を塗布した。プライマー処理したベルト基層2を、ギアーオーブンを用いて、180℃の温度にて30分焼成処理した後、常温にて30分以上冷却し、プライマー層を形成した。
The surface of the
一方、ビニル基含有シリコーン生ゴムとシリカ系充填材とを含むシリコーンゴム組成物「KE−904FU」(信越化学工業株式会社製:商品名)100質量部と、付加反応架橋剤「C−153A」(信越化学工業株式会社製:商品名)2.0質量部と、発泡剤「KEP−13」(信越化学工業株式会社製:商品名)3.0質量部と、付加反応触媒としての白金触媒適量と、反応制御剤適量と、有機過酸化物架橋剤としての「C−3」(信越化学工業株式会社製:商品名)適量とを、導電性付与剤を配合せずに、二本ロールで十分に混練して、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を調整した。 On the other hand, a silicone rubber composition “KE-904FU” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: trade name) containing a vinyl group-containing silicone raw rubber and a silica-based filler, and an addition reaction crosslinking agent “C-153A” ( Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: trade name) 2.0 parts by mass, foaming agent “KEP-13” (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: trade name) 3.0 parts by mass, and an appropriate amount of platinum catalyst as an addition reaction catalyst And a suitable amount of a reaction control agent and an appropriate amount of “C-3” (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: trade name) as an organic peroxide cross-linking agent without using a conductivity-imparting agent. The addition reaction type foamed silicone rubber composition was prepared by sufficiently kneading.
次いで、プライマー層が形成されたベルト基層2を内側金型(外径226.5mm)に挿入し、内側金型と外側金型(内径229.5mm)及び2つの蓋部材とを組立て、外側金型のゴム組成物注入口からベルト基層2と外側金型との間に形成された間隙に、調製した付加反応型発泡シリコーンゴム組成物8gを装入した。次いで、赤外線加熱炉(IR炉)を用いて、金型ごと、250℃で10分間加熱して、前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を発泡架橋させた。その後、さらに、ギアーオーブンを用いて、200℃で7時間にわたって、発泡架橋後の付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を二次加熱し、常温にて1時間放置して、ベルト基層2の全外周面に厚さ2.9mmの発泡体弾性層3Aと、発泡体弾性層3Aの全外周面に厚さ100μmの表皮層4Aとを一体に形成し、無端ベルトIを作製した。
Next, the
弾性層3Aに形成されたセル7の平均セル径、最小セル径rminに対する最大セル径rmaxの割合(rmax/rmin)、セル径の標準偏差σ及びセル間距離を前記方法により測定したところ、セル7の平均セル径は300μmであり、rmax/rminは1.4であり、セル7のセル径の標準偏差σは0.05であり、セル間距離は0.3mmであった。また、表皮層4AのアスカーC硬度、及び、発泡体弾性層3Aと表皮層4Aとを1層としたときの密度を前記方法により測定したところ、アスカーC硬度は35であり、密度は0.35g/cm3であった。
The average cell diameter of the
(実施例2)
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物における発泡剤「KEP−13」の配合量を2.0質量%に代えた以外は、実施例1と同様にして、無端ベルトIIを作製した。無端ベルトIIにおいて、セル7の平均セル径は400μmであり、rmax/rminは1.45であり、セル7のセル径の標準偏差σは0.07であり、セル間距離は0.4mmであった。また、アスカーC硬度は55であり、密度は0.3g/cm3であった。
(実施例3)
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物における発泡剤「KEP−13」の配合量を4.0質量%に代えた以外は、実施例1と同様にして、無端ベルトIIIを作製した。無端ベルトIIIにおいて、セル7の平均セル径は500μmであり、rmax/rminは1.5であり、セル7のセル径の標準偏差σは0.1であり、セル間距離は0.5mmであった。また、アスカーC硬度は25であり、密度は0.25g/cm3であった。
(実施例4)
実施例1と同様にして発泡体弾性層3A及び表皮層4Aを一体に形成した後、表皮層4Aの外周面に、ウレタン系塗料(商品名「タケラックE−553」、三井化学ポリウレタン株式会社製)を塗布した。次いで、ギアーオーブンを用いて、200℃の温度にて30分焼成処理して、表皮層4の全外周面にコート層5が形成された無端ベルトIVを作製した。無端ベルトIVにおいて、セル7の平均セル径は300μmであり、rmax/rminは1.4であり、セル7のセル径の標準偏差σは0.05であり、セル間距離は0.3mmであった。また、アスカーC硬度は35であり、密度は0.35g/cm3であった。さらに、コート層5のアスカーC硬度は40であった。
(Example 2)
An endless belt II was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of the foaming agent “KEP-13” in the addition reaction type foamed silicone rubber composition was changed to 2.0 mass%. In the endless belt II, the average cell diameter of the
(Example 3)
An endless belt III was produced in the same manner as in Example 1, except that the amount of the foaming agent “KEP-13” in the addition reaction type foamed silicone rubber composition was changed to 4.0% by mass. In the endless belt III, the average cell diameter of the
Example 4
After the foam elastic layer 3A and the skin layer 4A were integrally formed in the same manner as in Example 1, a urethane paint (trade name “Takelac E-553”, manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethane Co., Ltd.) was formed on the outer peripheral surface of the skin layer 4A. ) Was applied. Next, using a gear oven, a baking treatment was performed at a temperature of 200 ° C. for 30 minutes to produce an endless belt IV in which the
なお、無端ベルトI〜IVを別に製造し、発泡体弾性層3Aをベルト基層2から剥離して、その発泡体弾性層3AのアスカーC硬度を前記方法により測定した。その結果、無端ベルトI〜IVの発泡体弾性層3Aは、いずれも10〜50のアスカーC硬度を有していた。
In addition, the endless belts I to IV were separately manufactured, the foam elastic layer 3A was peeled from the
(比較例1)
発泡体弾性層3A及び表皮層4Aを形成しなかった以外は、実施例1と同様にして、無端ベルトVを作製した。
(比較例2)
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物における発泡剤「KEP−13」を配合しなかった以外は、実施例1と同様にして、セルを有しない弾性層及び表皮層4Aを有する無端ベルトVIを作製した。無端ベルトVIにおいて、アスカーC硬度は80であり、密度は1.3g/cm3であった。
(Comparative Example 1)
An endless belt V was produced in the same manner as in Example 1 except that the foam elastic layer 3A and the skin layer 4A were not formed.
(Comparative Example 2)
An endless belt VI having an elastic layer having no cells and a skin layer 4A was produced in the same manner as in Example 1 except that the foaming agent “KEP-13” in the addition reaction type foamed silicone rubber composition was not blended. . In endless belt VI, Asker C hardness was 80, and density was 1.3 g / cm 3 .
このようにして作製した無端ベルトI〜VIを、図5に示される画像形成装置商品名「DocuPrint C830」、富士ゼロックス株式会社製)における転写搬送ベルトとして装着し、装着状態及び装着作業性を評価した。 The endless belts I to VI thus produced are mounted as a transfer conveyance belt in the image forming apparatus trade name “DocuPrint C830” (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.) shown in FIG. 5, and the mounted state and mounting workability are evaluated. did.
装着状態は、無端ベルトI〜VIを支持ローラ33に張架したときに、像担持体11B〜11Y及び転写手段14B〜14Yに対する当接面積及び当接圧力、無端ベルトI〜VIにかかる張力が、所望の範囲内にあるか否かで評価した。また、装着作業性は、前記画像形成装置を複数準備し、各画像形成装置に無端ベルトを同様にして装着したときの、作業効率及び前記装着状態により評価した。
In the mounted state, when the endless belts I to VI are stretched around the
その結果、無端ベルトI〜IV及びVIは、いずれの画像形成装置においても、前記当接面積、当接圧力及び張力が所望の範囲内にあり、装着作業性にも優れていたのに対して、無端ベルトVは、複数の画像形成装置において、前記当接面積、当接圧力及び張力の少なくとも1つは所望の範囲内になった上、装着作業性も劣っていた。 As a result, in the endless belts I to IV and VI, in any of the image forming apparatuses, the contact area, the contact pressure, and the tension are within desired ranges, and the mounting workability is excellent. In the plurality of image forming apparatuses, the endless belt V has at least one of the contact area, the contact pressure, and the tension within a desired range, and has poor mounting workability.
また、無端ベルトI〜VIを装着した各画像形成装置を用いて、温度22℃、相対湿度60%の環境下、10,000枚印刷した後、同様にして、装着状態及び装着作業性を評価した。その結果、無端ベルトI〜IVは、いずれの画像形成装置においても、前記当接面積、当接圧力及び張力が所望の範囲内を保持していたのに対して、無端ベルトV及びVIは、複数の画像形成装置において、所望の範囲内にあった当接面積、当接圧力及び張力の少なくとも1つが10,000枚印刷後には、所望の範囲内を保持していなかった。 Also, using each image forming apparatus equipped with the endless belts I to VI, after printing 10,000 sheets in an environment of a temperature of 22 ° C. and a relative humidity of 60%, the mounting state and the mounting workability are similarly evaluated. did. As a result, in the endless belts I to IV, in any of the image forming apparatuses, the contact area, the contact pressure, and the tension are within the desired ranges, whereas the endless belts V and VI are In a plurality of image forming apparatuses, at least one of the contact area, the contact pressure, and the tension that were within the desired range was not maintained within the desired range after printing 10,000 sheets.
さらに、無端ベルトI〜VIを装着した各画像形成装置を、温度22℃、相対湿度60%の環境下から温度35℃、相対湿度95%の環境下に変更して、10,000枚印刷した後、同様にして、装着状態及び装着作業性を評価した。その結果、無端ベルトI〜IVは、いずれの画像形成装置においても、前記当接面積、当接圧力及び張力が所望の範囲内を保持していたのに対して、無端ベルトV及びVIは、複数の画像形成装置において、所望の範囲内にあった当接面積、当接圧力及び張力の少なくとも1つが画像形成条件変更後には、所望の範囲内を保持していなかった。 Further, each image forming apparatus equipped with the endless belts I to VI was changed from an environment having a temperature of 22 ° C. and a relative humidity of 60% to an environment having a temperature of 35 ° C. and a relative humidity of 95%, and 10,000 sheets were printed. Thereafter, the mounting state and the mounting workability were evaluated in the same manner. As a result, in the endless belts I to IV, in any of the image forming apparatuses, the contact area, the contact pressure, and the tension are within the desired ranges, whereas the endless belts V and VI are In a plurality of image forming apparatuses, at least one of the contact area, the contact pressure, and the tension that were within the desired range was not maintained within the desired range after the image forming conditions were changed.
無端ベルトI〜VIを、画像形成装置における搬送ベルト、現像ベルト及び定着ベルトとして装着して、10,000枚印刷しても、所望の搬送量で現像剤を搬送し、かつ所望のように記録体を搬送することができ、その結果、高品質の画像を形成することができた。 The endless belts I to VI are mounted as a conveyor belt, a developing belt, and a fixing belt in an image forming apparatus, and even when 10,000 sheets are printed, the developer is conveyed by a desired conveyance amount and recorded as desired. The body could be transported, resulting in the formation of high quality images.
なお、前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物に、その全質量100質量%に対して20質量%の導電性付与剤(カーボンブラック、商品名「IGS−60」、新日化テクノカーボン株式会社製)を配合して、発泡体弾性層3A及び表皮層4Aを形成した無端ベルトを作製し、同様にして、装着状態、装着作業性及び画像品質等を評価した。その結果、実施例1〜4並びに比較例1及び2と基本的に同様の結果が得られた。 The addition reaction type foamed silicone rubber composition has 20% by mass of a conductivity-imparting agent (carbon black, trade name “IGS-60”, manufactured by Nippon Kasei Techno Carbon Co., Ltd. with respect to the total mass of 100% by mass. ) To prepare an endless belt having the foam elastic layer 3A and the skin layer 4A formed thereon, and the mounting state, mounting workability, image quality, and the like were evaluated in the same manner. As a result, basically the same results as in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were obtained.
1A、1B 無端ベルト
2 ベルト基層
3A、3B 発泡体弾性層(弾性層)
4A、4B 表皮層
5 コート層
7 セル
10、30 画像形成装置
11、11B、11C、11M、11Y 像担持体
12、12B、12C、12M、12Y 帯電手段
13、13B、13C、13M、13Y 露光手段
14、14B、14C、14M、14Y 転写手段
15 定着手段
15a 定着ローラ
15b 加圧ローラ
15c 無端ベルト支持ローラ
16 記録体
17、17B、17C、17M、17Y クリーニング手段
18、21、21B、21C、21M、21Y 筐体
19 開口
20、20B、20C、20M、20Y 現像手段
22、22B、22C、22M、22Y 現像剤
23 現像剤供給手段
24、24B、24C、24M、24Y 現像剤担持体
25、25B、25C、25M、25Y 現像剤規制部材
31 カセット
33 支持ローラ
B、C、M、Y 現像ユニット
1A, 1B
4A,
Claims (3)
An image forming apparatus comprising the endless belt according to claim 1.
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