JP2008209658A - Polyimide endless seamless belt, manufacturing method thereof, and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コピー機やプリンタ等の画像形成装置に配備される、ポリイミド製エンドレスシームレスベルト、その製造方法、および画像形成装置に関する。 The present invention relates to a polyimide endless seamless belt, a manufacturing method thereof, and an image forming apparatus, which are provided in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer.
従来から、電子写真装置において、シームレスベルトが部材として用いられている。特に近年のフルカラー電子写真装置においては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色の現像画像を、一旦中間転写ベルト上に色重ねし、その後一括して紙などの転写媒体に転写する中間転写ベルトとして、このシームレスベルトが用いられている。 Conventionally, seamless belts have been used as members in electrophotographic apparatuses. Particularly in recent full-color electrophotographic apparatuses, an intermediate transfer belt that temporarily superimposes four color developed images of yellow, magenta, cyan, and black on an intermediate transfer belt and then collectively transfers the image onto a transfer medium such as paper. This seamless belt is used.
また、ベルト状の搬送装置(転写搬送ベルトなどと呼ばれる)により、記録用紙を搬送しながら像担持体上に形成したトナー像を用紙に転写するように構成された画像形成装置もよく知られている。 An image forming apparatus configured to transfer a toner image formed on an image carrier onto a sheet while conveying a recording sheet by a belt-shaped conveying device (referred to as a transfer conveying belt) is also well known. Yes.
このような画像形成装置の方式としては、高速プリントを行うために、感光体を4色分並べて各色を連続して紙に転写する、4連タンデム方式が用いられている。 As a method of such an image forming apparatus, in order to perform high-speed printing, a four-tandem tandem method is used in which a photosensitive member is arranged for four colors and each color is continuously transferred to paper.
中間転写ベルト方式では、まず中間転写ベルト上に4色分の画像を転写した後、一括して転写材に転写を行う。また、転写搬送ベルト方式では、搬送ベルトで転写材を搬送し、転写材上に直接4色分の転写を行う。 In the intermediate transfer belt method, first, images of four colors are transferred onto the intermediate transfer belt, and then transferred onto a transfer material in a lump. In the transfer conveyance belt system, a transfer material is conveyed by a conveyance belt, and four colors are directly transferred onto the transfer material.
このようなベルトでは、環境によってベルトの状態が変動するため、上記方式では各色画像を重ねる際の位置精度を合せることが非常に難しく、色ずれ画像などの不具合を引き起こすという問題点があった。 In such a belt, since the state of the belt varies depending on the environment, it is very difficult to match the position accuracy when the color images are overlapped with each other, and there is a problem in that it causes problems such as color misregistration images.
このような方式に使用されるベルトに要求される特性として、特に、位置精度の要求があり、このような位置精度の要求から、ベルトの環境変動を抑制することが求められている。ベルトの環境変動としては、温度や湿度の変動が挙げられ、これらの環境変動によっても、ベルトの周長や軸方向の長さが変動したりするのをできるだけ抑制することが求められている。 As a characteristic required for a belt used in such a system, there is a demand for positional accuracy, and it is required to suppress fluctuations in the environment of the belt because of such demand for positional accuracy. Examples of the environmental fluctuation of the belt include temperature and humidity fluctuations, and it is required to suppress fluctuations in the circumferential length and the axial length of the belt as much as possible.
そのために、周方向や軸方向の熱線膨張率と吸湿線膨張率が低い材料が望まれている。 Therefore, a material having a low coefficient of thermal expansion and a coefficient of thermal expansion in the circumferential direction and the axial direction is desired.
また、周方向の線膨張率が大きいと、ベルトの走行不良が発生したり、また、例えば周方向や軸方向の線膨張率があまり大きく異なると、ベルトの平面性が損なわれ、特に端部にソリが発生したりするなどの不具合が発生するという問題点が生じる。 Also, if the linear expansion coefficient in the circumferential direction is large, poor running of the belt may occur, or if the linear expansion coefficient in the circumferential direction or the axial direction differs greatly, for example, the flatness of the belt is impaired, particularly at the end portion. This causes a problem that a problem such as warping occurs.
このような中間転写ベルト或いは転写搬送ベルトに使用される材料は、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン、ETFE(エチレン-テトラフロロエチレン)が使用されているが、近年難燃性、高強度、熱特性に極めて優れるポリイミド材料(ポリアミドイミド等のイミド結合を有するポリマーも含む)が多く使用されてきている。 Polycarbonate, polyvinylidene fluoride, and ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene) are used as materials for such an intermediate transfer belt or transfer conveyance belt, but in recent years it has extremely high flame retardancy, high strength, and thermal characteristics. Many excellent polyimide materials (including polymers having an imide bond such as polyamideimide) have been used.
例えばこのようなポリイミド材料等を用いたベルトとしては、カーボンブラック含有量と表面抵抗を規定したポリイミド系中間転写体(特許文献1参照)や導電性微粉末を含有し体積抵抗を規定した遠心成形法により得られるシームレスベルト(特許文献2参照)などが例として挙げられる。 For example, as a belt using such a polyimide material or the like, a polyimide-based intermediate transfer body (refer to Patent Document 1) in which carbon black content and surface resistance are defined, and centrifugal molding that includes conductive fine powder and in which volume resistance is defined. Examples include a seamless belt obtained by the method (see Patent Document 2).
しかし、ポリイミドは耐熱性に優れるものの、吸湿性の点で若干劣ることが従来から指摘されており、さらなる吸湿線膨張率の改良が望まれている。 However, although polyimide has excellent heat resistance, it has been pointed out that it is slightly inferior in terms of hygroscopicity, and further improvement of the coefficient of linear expansion of moisture is desired.
従来、電子写真用ポリイミドベルトの吸湿線膨張率を改善した例として、ベルト周方向の吸湿線膨張率と(熱)線膨張率を所定の関係に制御し、寸法安定性の改良を図った例(特許文献3参照)、吸湿線膨張係数と引裂強度を同時に制御し、寸法安定性とベルト端部の割れを改良した例(特許文献4参照)が、挙げられる。 Conventionally, as an example of improving the hygroscopic linear expansion coefficient of an electrophotographic polyimide belt, an example in which the hygroscopic linear expansion coefficient in the belt circumferential direction and the (thermal) linear expansion coefficient are controlled to a predetermined relationship to improve dimensional stability. (Refer to Patent Document 3), an example (refer to Patent Document 4) in which the moisture absorption linear expansion coefficient and the tear strength are simultaneously controlled to improve the dimensional stability and cracking of the belt end.
また、周方向および軸方向の吸湿または熱線膨張率の関係を規定(周方向の線膨張率が軸方向の90%以上)した例(特許文献4参照)等が挙げられるが、上記いずれの例も走行性とソリを、十分に、かつ、同時に改善するものではなかった。 Examples of the relationship between the moisture absorption or the thermal linear expansion coefficient in the circumferential direction and the axial direction (the linear expansion coefficient in the circumferential direction is 90% or more in the axial direction) are mentioned (see Patent Document 4). However, the running performance and warpage were not improved sufficiently and simultaneously.
また、ポリイミドが使用されるもう一つの理由として、抵抗制御材と親和性が良いことが挙げられる。最も代表的な抵抗制御材であるカーボンブラックは、一般的な樹脂に添加した場合、いわゆる中抵抗領域(代表的には体積抵抗で108Ω・cm〜1012Ω・cm程度の領域)での抵抗均一性・安定性を得ることが難しく、大きな技術課題を含んでいた。なおポリイミドに添加した場合の抵抗均一性・安定性は優れており、ますますポリイミド製エンドレスシームレスベルトの重要度は増し、特に吸湿線膨張率が改良され、電気特性が制御されたベルトが望まれている。
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みて成されたものであって、中間転写ベルトあるいは転写搬送ベルトを用いた画像形成装置において、環境が異なっても安定したベルトの走行性と端部のソリが発生しない、ポリイミド製エンドレスシームレスベルト、その製造方法および画像形成装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、ベルトの走行性と端部のソリが発生せず、かつ、均一な電気特性を有する、ポリイミド製エンドレスシームレスベルト、その製造方法および画像形成装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and in an image forming apparatus using an intermediate transfer belt or a transfer conveyance belt, stable belt running performance and endlessness even in different environments. It is an object of the present invention to provide a polyimide endless seamless belt, a method for manufacturing the same, and an image forming apparatus in which no warpage occurs.
Furthermore, an object of the present invention is to provide a polyimide endless seamless belt, a method for manufacturing the same, and an image forming apparatus that do not generate belt runnability and warp at the end and have uniform electrical characteristics. .
かかる目的を達成するために、請求項1記載の発明は、吸湿線膨張率の測定条件として、高湿条件35℃/85%かつ低湿条件35℃/35%で測定されるベルト表面から中央近傍までの吸湿線膨張率(S)とベルトの中央近傍から裏面までの吸湿線膨張率(B)との比である吸湿線膨張率比(S/B)が、
0.9≦吸湿線膨張率比(S/B)≦1.1・・・・・・(1)
一般式(1)の範囲にあることを特徴とする。
In order to achieve this object, the invention according to claim 1 is characterized in that, as a condition for measuring the coefficient of linear expansion of moisture absorption, from the belt surface measured in a high humidity condition of 35 ° C./85% and a low humidity condition of 35 ° C./35%. The hygroscopic linear expansion coefficient ratio (S / B), which is the ratio between the hygroscopic linear expansion coefficient (S) up to and the hygroscopic linear expansion coefficient (B) from near the center of the belt to the back surface,
0.9 ≦ Hygroscopic linear expansion coefficient ratio (S / B) ≦ 1.1 (1)
It exists in the range of General formula (1), It is characterized by the above-mentioned.
請求項2記載の発明は、請求項1記載のポリイミド製エンドレスシームレスベルトを、ロールコート工法によって製造することを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that the polyimide endless seamless belt according to claim 1 is manufactured by a roll coat method.
請求項3記載の発明は、少なくとも、像担持体に静電潜像を形成する帯電装置と、像担持体上に各色に応じた現像材を用いてトナー像を形成する現像装置と、トナー像を無端状に走行する中間転写体上に順次重ね合わせて一時転写し、中間転写体上の一時転写画像を転写材に一括して二次転写する中間転写装置と、転写材上のトナー像を加熱または加圧してトナー像を転写材上に定着する定着装置を有する画像形成装置であって、中間転写装置は、請求項1記載のポリイミド製エンドレスシームレスベルトを搭載することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided at least a charging device that forms an electrostatic latent image on an image carrier, a developing device that forms a toner image using a developer corresponding to each color on the image carrier, and a toner image. The intermediate transfer device that sequentially superimposes the image on the intermediate transfer member running endlessly, temporarily transfers the temporary transfer image on the intermediate transfer member to the transfer material, and then transfers the toner image on the transfer material. An image forming apparatus having a fixing device for fixing a toner image on a transfer material by heating or pressurizing, wherein the intermediate transfer device is equipped with the polyimide endless seamless belt according to claim 1.
請求項4記載の発明は、少なくとも、像担持体に静電潜像を形成する帯電装置と、像担持体上に各色に応じた現像材を用いてトナー像を形成する現像装置と、トナー像を無端状に走行する転写搬送体上の転写材上に順次重ね合わせて転写する転写搬送装置と、転写材上のトナー像を加熱または加圧してトナー像を転写材上に定着する定着装置を有する画像形成装置であって、転写搬送装置は、請求項1記載のポリイミド製エンドレスシームレスベルトを搭載することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, at least a charging device that forms an electrostatic latent image on an image carrier, a developing device that forms a toner image using a developer corresponding to each color on the image carrier, and a toner image A transfer conveyance device that sequentially superimposes and transfers the image onto a transfer material on a transfer conveyance body that travels endlessly, and a fixing device that fixes the toner image on the transfer material by heating or pressurizing the toner image on the transfer material. An image forming apparatus having the polyimide endless seamless belt according to claim 1 mounted thereon.
本発明によれば、環境が異なっても安定したベルトの走行性と端部のソリが発生しない、ポリイミド製エンドレスシームレスベルト、その製造方法および画像形成装置を実現することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to realize a polyimide endless seamless belt, a method for manufacturing the same, and an image forming apparatus that do not generate stable belt runnability and warping at the end even in different environments.
以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
本発明のシームレスベルトは、電子写真装置等の画像形成装置用ポリイミドエンドレスシームレスベルトに好ましく適用することができる。
このような本発明のシームレスベルトについて、まずベルトの構成材料について説明する。
The seamless belt of the present invention can be preferably applied to a polyimide endless seamless belt for an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus.
Regarding the seamless belt of the present invention, first, the constituent materials of the belt will be described.
<ポリイミド>
本発明に用いられるポリイミドは、一般的に知られている芳香族多価カルボン酸無水物またはその誘導体と芳香族ジアミンとの反応によって、ポリアミック酸(ポリイミド前駆体)を経由して得られる。すなわち、ポリイミドは、その剛直な主鎖構造により溶媒等に対して不溶であり、また不融の性質を持つため、芳香族多価カルボン酸無水物と芳香族ジアミンから、まず有機溶媒に可溶なポリイミド前駆体(ポリアミック酸、またはポリアミド酸)を合成し、この段階で様々な方法で成型加工が行われ、その後ポリアミック酸を加熱もしくは化学的な方法で脱水反応させて環化(イミド化)しポリイミドとする。反応の概略を下記に示す。
<Polyimide>
The polyimide used in the present invention is obtained via a polyamic acid (polyimide precursor) by a reaction between a generally known aromatic polycarboxylic acid anhydride or derivative thereof and an aromatic diamine. That is, polyimide is insoluble in solvents due to its rigid main chain structure, and has infusible properties, so it is first soluble in organic solvents from aromatic polycarboxylic anhydrides and aromatic diamines. New polyimide precursor (polyamic acid or polyamic acid) is synthesized and molded by various methods at this stage, and then polyamic acid is dehydrated by heating or chemical method (imidation) And polyimide. The outline of the reaction is shown below.
上記化学式1において、Ar1は少なくとも1つの炭素6員環を含む4価の芳香族残基を示し、Ar2は少なくとも1つの炭素6員環を含む2価の芳香族残基を示す。 In the above chemical formula 1, Ar 1 represents a tetravalent aromatic residue containing at least one carbon 6-membered ring, and Ar 2 represents a divalent aromatic residue containing at least one carbon 6-membered ring.
上記芳香族多価カルボン酸無水物の具体例としては、例えば、エチレンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、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、2,2’,3,3’−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、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス(2,3−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)エーテル二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)スルホン二無水物、1,1−ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、2,2−ビス(3,4−ジカルボキシルフェニル)−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン二無水物、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、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらは単独でまたは2種以上混合して用いられる。 Specific examples of the aromatic polyvalent carboxylic acid anhydride include, for example, ethylenetetracarboxylic dianhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4 ′. -Benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 2,2 ', 3,3'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2 ', 3,3′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis (2,3-dicarboxyphenyl) propane dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, bis (3 , 4-Dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, 1,1-bis (2,3-dicarboxyphenyl) ethane dianhydride, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane dianhydride Bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane dianhydride, 2,2-bis (3,4-dicarboxylphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane dianhydride, 2 , 3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2 , 3,4-benzenetetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,7 , 8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
芳香族多価カルボン酸無水物と反応させる芳香族ジアミンの具体例としては、例えば、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、m−アミノベンジルアミン、p−アミノベンジルアミン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、ビス(3−アミノフェニル)スルフィド、(3−アミノフェニル)(4−アミノフェニル)スルフィド、ビス(4−アミノフェニル)スルフィド、ビス(3−アミノフェニル)スルフィド、(3−アミノフェニル)(4−アミノフェニル)スルホキシド、ビス(3−アミノフェニル)スルホン、(3−アミノフェニル)(4−アミノフェニル)スルホン、ビス(4−アミノフェニル)スルホン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕メタン、1,1−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エタン、1,1−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕−エタン、1,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エタン、1,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エタン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕ブタン、2,2−ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕ケトン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルフィド、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホキシド、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホキシド、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕エーテル、1,4−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル〕ベンゼン、1,3−ビス〔4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル〕ベンゼン、4,4’−ビス〔3−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル〕ジフェニルエーテル、4,4’−ビス〔3−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル〕ジフェニルエーテル、4,4’−ビス〔4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ〕ベンゾフェノン、4,4’−ビス〔4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ〕ジフェニルスルホン、ビス〔4−{4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ}フェニル〕スルホン、1,4−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ〕−α,α−ジメチルベンジル〕ベンゼン、1,3−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル〕ベンゼン等が挙げられる。これらは単独で、または2種以上を混合して使用することができる。 Specific examples of the aromatic diamine to be reacted with the aromatic polycarboxylic acid anhydride include, for example, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, p-phenylenediamine, m-aminobenzylamine, p-aminobenzylamine, 4 , 4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, bis (3-aminophenyl) sulfide, (3-aminophenyl) (4-aminophenyl) sulfide, bis (4- Aminophenyl) sulfide, bis (3-aminophenyl) sulfide, (3-aminophenyl) (4-aminophenyl) sulfoxide, bis (3-aminophenyl) sulfone, (3-aminophenyl) (4-aminophenyl) sulfone Bis (4-aminophenyl) sulfo 3,3′-diaminobenzophenone, 3,4′-diaminobenzophenone, 4,4′-diaminobenzophenone, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 3,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] methane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] methane, 1,1-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -ethane, 1,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ethane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl Nyl] propane, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] butane, 2,2-bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3 -Hexafluoropropane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (3-amino) Phenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone Bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfoxide, bis [4- (4- Aminophenoxy) phenyl] sulfoxide, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, 1,4-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 4 , 4′-bis [3- (4-aminophenoxy) benzoyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [ -(3-aminophenoxy) benzoyl] diphenyl ether, 4,4'-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] benzophenone, 4,4'-bis [4- (4-amino- α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] diphenylsulfone, bis [4- {4- (4-aminophenoxy) phenoxy} phenyl] sulfone, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy] -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, and the like. These can be used alone or in admixture of two or more.
上記芳香族多価カルボン酸無水物成分とジアミン成分とを略等モル用いて有機極性溶媒中で重合反応させることにより、ポリイミド前駆体(ポリアミック酸)を得ることができる。下記にポリアミック酸の製造方法について具体的に説明する。なお、ポリアミック酸の重合反応に使用される有機極性溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミドなどのホルムアミド系溶媒、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミドなどのアセトアミド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドンなどのピロリドン系溶媒、フェノール、o−、m−、またはp−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール、カテコールなどのフェノール系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン等のエーテル系溶媒、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール系溶媒、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系またはヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトンなどを挙げることができ、これらを単独または混合溶媒として用いるのが望ましい。溶媒は、ポリアミック酸を溶解するものであれば特に限定されないが、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンが特に好ましい。 A polyimide precursor (polyamic acid) can be obtained by carrying out a polymerization reaction in an organic polar solvent using substantially equimolar amounts of the aromatic polycarboxylic anhydride component and the diamine component. Below, the manufacturing method of a polyamic acid is demonstrated concretely. Examples of the organic polar solvent used in the polymerization reaction of polyamic acid include sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide and diethyl sulfoxide, formamide solvents such as N, N-dimethylformamide and N, N-diethylformamide, N , N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide and other acetamide solvents, N-methyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2-pyrrolidone and other pyrrolidone solvents, phenol, o-, m-, or p- Phenol solvents such as cresol, xylenol, halogenated phenol, catechol, ether solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, dioxolane, alcohol solvents such as methanol, ethanol, butanol, cellosolve such as butyl cellosolve or hexa Chill phosphoramide, .gamma.-butyrolactone, etc. may be mentioned, it is desirable to use them alone or as a mixed solvent. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves polyamic acid, but N, N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone are particularly preferable.
ポリイミド前駆体を製造する場合の例として、まず、アルゴン、窒素などの不活性ガス雰囲気下において、1種または複数種のジアミンを上記の有機溶媒に溶解するか、またはスラリー状に分散させる。この溶液に前記した少なくとも1種の芳香族多価カルボン酸無水物、またはその誘導体を添加(固体状態のままでも、有機溶媒に溶解した溶液状態でも、スラリー状態でもよい)すると、発熱を伴って開環重付加反応が起こり、急速に溶液の粘度増大が見られ、高分子量のポリアミック酸溶液が得られる。この際の反応温度は、通常−20℃〜100℃、望ましくは60℃以下に制御することが好ましい。反応時間は、30分〜12時間程度である。 As an example for producing a polyimide precursor, first, one or more kinds of diamines are dissolved in the above organic solvent or dispersed in a slurry state in an inert gas atmosphere such as argon or nitrogen. When at least one aromatic polycarboxylic acid anhydride or derivative thereof is added to this solution (either in a solid state, in a solution state dissolved in an organic solvent, or in a slurry state), it generates heat. A ring-opening polyaddition reaction occurs, and the viscosity of the solution rapidly increases, and a high molecular weight polyamic acid solution is obtained. In this case, the reaction temperature is usually controlled to −20 ° C. to 100 ° C., desirably 60 ° C. or less. The reaction time is about 30 minutes to 12 hours.
上記は一例であり、反応における上記添加手順とは逆に、まず芳香族多価カルボン酸無水物またはその誘導体を有機溶媒に溶解または拡散させておき、この溶液中に前記ジアミンを添加させてもよい。ジアミンの添加は、固体状態のままでも、有機溶媒に溶解した溶液状態でも、スラリー状態でもよい。すなわち、酸二無水物成分と、ジアミン成分との混合順序は限定されない。さらに、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを同時に有機極性溶媒中に添加して反応させてもよい。 The above is an example. Contrary to the addition procedure in the reaction, the aromatic polycarboxylic acid anhydride or derivative thereof is first dissolved or diffused in an organic solvent, and the diamine may be added to this solution. Good. The diamine may be added in a solid state, in a solution state dissolved in an organic solvent, or in a slurry state. That is, the mixing order of the acid dianhydride component and the diamine component is not limited. Further, the aromatic tetracarboxylic dianhydride and the aromatic diamine may be simultaneously added to the organic polar solvent for reaction.
上記のようにして、芳香族多価カルボン酸無水物またはその誘導体と、芳香族ジアミン成分とをおよそ等モル、有機極性溶媒中で重合反応することにより、ポリアミック酸が有機極性溶媒中に均一に溶解した状態でポリイミド前駆体溶液が得られる。 As described above, an aromatic polyvalent carboxylic acid anhydride or derivative thereof and an aromatic diamine component are polymerized in about an equimolar amount in an organic polar solvent, so that the polyamic acid is uniformly dispersed in the organic polar solvent. A polyimide precursor solution is obtained in a dissolved state.
本発明におけるポリイミド前駆体溶液(ポリアミック酸溶液)は、上記のようにして合成したものを使用することが可能であるが、簡便には有機溶媒にポリアミック酸組成物が溶解された状態の、いわゆるポリイミドワニスとして上市されているものを入手して使用することもできる。 As the polyimide precursor solution (polyamic acid solution) in the present invention, the one synthesized as described above can be used, but the so-called polyamic acid composition is simply dissolved in an organic solvent. What is marketed as a polyimide varnish can also be obtained and used.
このような例としては、トレニース(東レ社製)、U−ワニス(宇部興産社製)、リカコート(新日本理化社製)、オプトマー(JSR社製)、SE812(日産化学社製)、CRC8000(住友ベークライト社製)等が代表的なものとして挙げられる。 Examples of this include Trenys (manufactured by Toray Industries, Inc.), U-Varnish (manufactured by Ube Industries), Rika Coat (manufactured by Nippon Nippon Chemical Co., Ltd.), Optmer (manufactured by JSR), SE812 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.), CRC8000 ( Sumitomo Bakelite Co., Ltd.) is a typical example.
合成または入手したポリアミック酸溶液に、充填剤を混合・分散して塗工液が調製される。塗工液を後述のように支持体(成形用の型)に塗布した後、加熱等の処理することにより、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸からポリイミドへの転化(イミド化)が行われる。 A coating solution is prepared by mixing and dispersing a filler in the synthesized or obtained polyamic acid solution. The coating liquid is applied to a support (molding mold) as described later, and then subjected to a treatment such as heating, whereby conversion (imidation) from polyamic acid, which is a polyimide precursor, to polyimide is performed.
ポリアミック酸は、加熱する方法(1)、または化学的方法(2)によってイミド化することができる。加熱する方法(1)は、ポリアミック酸を例えば200〜350℃に加熱処理することによってポリイミドに転化する方法であり、ポリイミド(ポリイミド樹脂)を得る簡便かつ実用的な方法である。一方、化学的方法(2)は、ポリアミック酸を脱水環化試薬(カルボン酸無水物と第3アミンの混合物など)により反応した後、加熱処理して完全にイミド化する方法であり、(1)の加熱する方法に比べると煩雑でコストのかかる方法であるため、通常(1)の方法が多く用いられている。なお、ポリイミドの本来的な性能を発揮させるためには、相当するポリイミドのガラス転移温度以上に加熱して、イミド化を完結させることが好ましい。 The polyamic acid can be imidized by a heating method (1) or a chemical method (2). The heating method (1) is a method of converting polyamic acid to polyimide by heat treatment at, for example, 200 to 350 ° C., and is a simple and practical method for obtaining polyimide (polyimide resin). On the other hand, the chemical method (2) is a method in which a polyamic acid is reacted with a dehydrating cyclization reagent (such as a mixture of a carboxylic acid anhydride and a tertiary amine) and then heat-treated to completely imidize, (1 The method (1) is often used because the method is more complicated and costly than the method of heating. In order to exhibit the intrinsic performance of polyimide, it is preferable to complete imidization by heating to a temperature above the glass transition temperature of the corresponding polyimide.
イミド化の進行状況(イミド化の程度)は、通常行われているイミド化率の測定手法により評価することができる。このようなイミド化率の測定方法としては、例えば、9〜11ppm付近のアミド基に帰属される1Hと6〜9ppm付近の芳香環に帰属される1Hとの積分比から算出する核磁気共鳴分光法(NMR法)、フーリエ変換赤外分光法(FT−IR法)、イミド閉環に伴う水分を定量する方法、カルボン酸中和滴定法など種々の方法が用いられているが、中でもフ−リエ変換赤外分光法(FT−IR法)は最も一般的な方法である。 The progress of imidization (degree of imidization) can be evaluated by a commonly performed method for measuring the imidization rate. As a method for measuring such an imidization rate, for example, nuclear magnetic resonance spectroscopy calculated from an integration ratio of 1H attributed to an amide group in the vicinity of 9 to 11 ppm and 1H attributed to an aromatic ring in the vicinity of 6 to 9 ppm. Various methods such as a method (NMR method), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR method), a method for quantifying moisture accompanying imide ring closure, and a carboxylic acid neutralization titration method are used. Conversion infrared spectroscopy (FT-IR method) is the most common method.
フーリエ変換赤外分光法(FT−IR法)では、イミド化率を、例えば、次のように定義する。すなわち、焼成段階(イミド化処理段階)でのイミド基のモル数を(A)とし、100%イミド化された場合(理論的)のイミド基のモル数を(B)とすると、以下の式により表される。
イミド化率(%)=[(A)/(B)]×100
In Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR method), the imidization rate is defined as follows, for example. That is, assuming that (A) is the number of moles of imide groups at the firing stage (imidation treatment stage) and (B) is the number of moles of imide groups when 100% imidized (theoretical), the following formula: It is represented by
Imidation ratio (%) = [(A) / (B)] × 100
この定義におけるイミド基のモル数は、FT−IR法により測定されるイミド基の特性吸収の吸光度比から求めることができる。例えば、代表的な特性吸収として、以下の各吸光度比を用いてイミド化率を評価することができる。
(1)イミドの特性吸収の1つである725cm-1(イミド環C=O基の変角振動帯)と、ベンゼン環の特性吸収1,015cm-1との吸光度比
(2)イミドの特性吸収の1つである1,380cm-1(イミド環C−N基の変角振動帯)と、ベンゼン環の特性吸収1,500cm-1との吸光度比
(3)イミドの特性吸収の1つである1,720cm-1(イミド環C=O基の変角振動帯)と、ベンゼン環の特性吸収1,500cm-1との吸光度比
(4)イミドの特性吸収の1つである1,720cm-1とアミド基の特性吸収1,670cm-1(アミド基N−H変角振動とC−N伸縮振動の間の相互作用)との吸光度比
また、3000〜3300cm-1にかけてのアミド基由来の多重吸収帯が消失していることを確認すればさらにイミド化完結の信頼性は高まる。
The number of moles of the imide group in this definition can be determined from the absorbance ratio of the characteristic absorption of the imide group measured by the FT-IR method. For example, as a typical characteristic absorption, the imidation ratio can be evaluated using the following absorbance ratios.
(1) Absorbance ratio between 725 cm -1 (immobilization vibration band of imide ring C = O group) which is one of the characteristic absorptions of imide and 1,015 cm -1 of characteristic absorption of benzene ring (2) Characteristics of imide Absorbance ratio between 1,380 cm -1 (an azimuthal vibration band of imide ring CN group), which is one of the absorptions, and 1,500 cm -1 characteristic absorption of the benzene ring (3) One of the characteristic absorptions of imide Absorption ratio of 1,720 cm -1 (immobilization vibration band of imide ring C = O group) and 1,500 cm -1 characteristic absorption of benzene ring (4) 1, which is one of characteristic absorption of imide Absorbance ratio between 720 cm −1 and characteristic absorption of amide group 1,670 cm −1 (interaction between amide group N—H bending vibration and CN stretching vibration) and amide group over 3000 to 3300 cm −1 If it is confirmed that the multiple absorption band of the origin has disappeared, further imidization Reliability of the binding is enhanced.
上記ポリイミド前駆体溶液への充填剤の分散は、ビーズミル、ボールミル、ナノマイザー、ペイントシェーカー、ジェットミルなどの分散器を用いて作製する。 The filler is dispersed in the polyimide precursor solution using a disperser such as a bead mill, a ball mill, a nanomizer, a paint shaker, or a jet mill.
次に、上記ポリイミド前駆体を含む塗工液を用いてシームレスベルトを製造する方法について説明する。 Next, a method for producing a seamless belt using the coating liquid containing the polyimide precursor will be described.
まずポリイミドベルトの最も代表的な製造方法の一つである遠心成形について説明する。ただし以下の説明は一例であり、条件などこれに限定されるものではない。
シームレスベルトを製造する場合、概略次の工程を含むことにより達成できる。
すなわち、当該塗工液を支持体(成形用の型)に塗布・流延する塗布工程(ステップ1)、支持体に塗布・流延された塗膜中の溶媒を加熱により除去する除去工程(ステップ2)、昇温加熱して塗膜中に含まれる前駆体のイミド化を促進する促進工程(ステップ3)、形成された薄膜を支持体から離型し、シームレスベルトとする離型工程(ステップ4)により製造することができる。
First, centrifugal molding, which is one of the most representative methods for producing a polyimide belt, will be described. However, the following description is an example, and the conditions are not limited thereto.
When producing a seamless belt, it can be achieved by including the following steps.
That is, an application step (step 1) for applying and casting the coating liquid on a support (molding mold), and a removal step for removing the solvent in the coating film applied and cast on the support by heating (step 1). Step 2), an acceleration step (Step 3) for heating and heating to promote imidation of the precursor contained in the coating film, and a mold release step for releasing the formed thin film from the support to form a seamless belt ( It can be manufactured by step 4).
まず、支持体(成形用の型)として遠心成型を用いた場合を例として説明する。なお以下の説明は、一例であり条件(設定条件)などは、これに限定されるものではない。
遠心成型は円筒状の回転体から構成されるものであり、この円筒状の回転体をゆっくりと回転させながら塗工液を円筒の内面全体に均一になるように塗布・流延(塗膜を形成)する。その後、回転速度を所定速度まで上げ、所定速度に達したら一定速度に維持し、所望の時間回転を継続する。
First, a case where centrifugal molding is used as a support (molding mold) will be described as an example. In addition, the following description is an example and conditions (setting conditions) etc. are not limited to this.
Centrifugal molding is composed of a cylindrical rotating body. While this cylindrical rotating body is slowly rotated, coating and casting (coating film coating) is performed so that the coating liquid is uniform over the entire inner surface of the cylinder. Form. Thereafter, the rotation speed is increased to a predetermined speed, and when the predetermined speed is reached, the rotation speed is maintained at a constant speed and the rotation is continued for a desired time.
そして、回転させつつ徐々に昇温させながら、約80〜150℃の温度で塗膜中の溶媒を蒸発させていく。この過程では、雰囲気の蒸気(揮発した溶媒等)を効率よく循環して取り除くことが好ましい。自己支持性のある膜が得られたところで常温に戻し、高温処理の可能な加熱炉(焼成炉)に移し、段階的に昇温し、最終的に250℃〜450℃程度の高温加熱処理(焼成)し、十分にポリイミド前駆体またはポリアミドイミド前駆体のイミド化またはポリアミドイミド化を行う。 And the solvent in a coating film is evaporated at the temperature of about 80-150 degreeC, heating up gradually while rotating. In this process, it is preferable to efficiently circulate and remove atmospheric vapor (such as a volatilized solvent). When a self-supporting film is obtained, it is returned to room temperature, transferred to a heating furnace (firing furnace) capable of high-temperature treatment, heated in steps, and finally heated at about 250 ° C. to 450 ° C. ( Calcination) and sufficiently imidization or polyamide-imidization of the polyimide precursor or polyamide-imide precursor.
イミド化等が完了後、徐冷して薄膜を型から剥離する。このようにしてシームレスベルトが形成される。なお、型には、剥離しやすいように予め、離型剤または離型層を形成しておくことが好ましい。本成型方法により、押し出し成形などでは困難である比較的薄い膜厚のものも作製が可能となる。 After completion of imidization and the like, the thin film is peeled off from the mold by slow cooling. A seamless belt is thus formed. In addition, it is preferable to previously form a mold release agent or a mold release layer on the mold so that the mold can be easily peeled off. By this molding method, it is possible to produce a relatively thin film which is difficult by extrusion molding or the like.
遠心成型の場合、金型が高速回転するため、ポリイミドの配向度が上がり、周方向と軸方向の物性が異なる傾向があるという欠点がある。この欠点を解消したポリイミド製シームレスエンドレスベルトの製造方法としてロールコート工法が挙げられる。 In the case of centrifugal molding, since the mold rotates at a high speed, the degree of orientation of polyimide increases, and there is a drawback that physical properties in the circumferential direction and the axial direction tend to be different. A roll coat method is mentioned as a manufacturing method of the polyimide seamless endless belt which eliminated this fault.
次に、図1に基づいて、ロールコート工法について説明する。
図1に示すように、Aは塗料である脱泡したポリアミック酸を貯留するための塗料パンであり、Cは塗料パンAから塗料を連続的に汲み上げるための金属ローラであり、Dは連続的に汲み上げられた塗料の厚みを金属ローラCとの隙間で調節して所定厚さにするための偏芯ローラであり、Eは所定厚みにした塗料(塗膜)を金属ローラCから転移させて付着させるためのワーク(金型)である。
このような製造装置を用いたロールコート法において、例えば下記条件下に、製造を行う。
Next, the roll coat method will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, A is a paint pan for storing defoamed polyamic acid, which is a paint, C is a metal roller for continuously pumping paint from the paint pan A, and D is a continuous E is an eccentric roller for adjusting the thickness of the paint drawn up to the metal roller C to a predetermined thickness, and E is a transfer of the paint (coating film) having a predetermined thickness from the metal roller C. It is a work (die) for making it adhere.
In the roll coating method using such a manufacturing apparatus, for example, the manufacturing is performed under the following conditions.
〔製造条件〕
金属ローラ周速:40mm/s
ワーク周速:55mm/s
金属ローラギャップ:0.4mm
偏芯ローラ隙間:0.3mm
ワーク上Wet膜厚:約180μm
上記した条件の下に、予め十分に脱泡されたポリアミック酸塗料を塗料パンに流し込む。金属ローラの下部を塗料中に浸漬し、例えば40mm/sの非常にゆっくりとした速度で金属ローラ表面に塗料を付着、上方に汲み上げていく。その後、金属ローラ上部に設置され、金属ローラと任意の隙間を調整することが出来る偏芯ローラにより、金属ローラ上の塗料厚を調整する。次に金属ローラCとの隙間を、偏芯ローラDを用いて、例えば0.4mmに調整し、金属ローラCとは逆方向に回転するワーク(金型)E上に金型ローラCからの塗料を転移させ、金型E上に所定膜厚の塗料が付着される。
[Production conditions]
Metal roller peripheral speed: 40 mm / s
Work peripheral speed: 55mm / s
Metal roller gap: 0.4mm
Eccentric roller clearance: 0.3 mm
Wet film thickness on workpiece: about 180μm
Under the above-mentioned conditions, a polyamic acid paint that has been sufficiently defoamed is poured into a paint pan. The lower part of the metal roller is immersed in the paint, for example, the paint is attached to the surface of the metal roller at a very slow speed of 40 mm / s and pumped upward. Thereafter, the paint thickness on the metal roller is adjusted by an eccentric roller which is installed on the metal roller and can adjust an arbitrary gap with the metal roller. Next, the gap with the metal roller C is adjusted to, for example, 0.4 mm using the eccentric roller D, and the workpiece from the mold roller C on the work (mold) E rotating in the opposite direction to the metal roller C is removed. The paint is transferred, and a paint with a predetermined film thickness is deposited on the mold E.
この後の工程は前述した遠心成型工法と同様に、支持体に塗布・流延された塗膜中の溶媒を加熱により除去する除去工程(ステップ2)、昇温加熱して塗膜中に含まれる前駆体のイミド化を促進する促進工程(ステップ3)、形成された薄膜を支持体から離型し、シームレスベルトとする離型工程(ステップ4)により製造することができる。 The subsequent steps are the same as the centrifugal molding method described above, and the removal step (step 2) in which the solvent in the coating film coated and cast on the support is removed by heating, heating and heating are included in the coating film. It can be manufactured by an accelerating step (step 3) for promoting imidization of the precursor, and a releasing step (step 4) in which the formed thin film is released from the support to form a seamless belt.
また、厚膜ベルトや複層ベルトを製造する場合、除去工程(ステップ2)の後、塗工装置に戻し、さらに塗料を塗布することで任意の膜厚や層構成を有するベルトを製造することが出来る。 Moreover, when manufacturing a thick film belt or a multilayer belt, after a removal process (step 2), it returns to a coating apparatus, and also applies a coating material, and manufactures the belt which has arbitrary film thickness and layer structure. I can do it.
ロールコート工法は遠心成型工法に比べて、塗工時の金型回転速度が非常に緩やかなため、ポリイミドの配向性が少なく、周方向と軸方向の物性差が生じにくく、本発明はロールコート工法により周方向と軸方向の吸湿線膨張率の差をなくすことが出来る。 Compared with the centrifugal molding method, the roll coating method has a much slower mold rotation speed during coating, so the orientation of the polyimide is less and the difference in physical properties between the circumferential direction and the axial direction is less likely to occur. The difference in the coefficient of expansion of moisture absorption between the circumferential direction and the axial direction can be eliminated by the construction method.
本発明のシームレスベルトの吸湿線膨張率を測定することで、ベルトの走行性や端部ソリを評価することが出来る。 By measuring the coefficient of linear hygroscopic expansion of the seamless belt of the present invention, it is possible to evaluate the running performance and edge warpage of the belt.
このような吸湿線膨張率の測定方法を、図2を用いて説明する。
まず、図2に示す測定装置について説明する。a、a’はそれぞれ上部および下部アームであり、下部アームa’には所定荷重をサンプルに負荷させるための錘bが付着し、この錘bの下部は平坦(水平)となっている。たとえば錘下部は鏡面仕上げなどの平坦であってもよい。この錘の略鉛直下方向に、たとえば錘下部との距離を測定するレーザマイクロゲージを配置させて構成されている。このゲージにより、たとえば光学的に錘戸の距離を測定して膨張率などを測定する。これら上部および下部アームにサンプル(ベルト)を装着して、線膨張率の測定がたとえば光学的に測定される。
A method for measuring the coefficient of linear expansion of moisture will be described with reference to FIG.
First, the measuring apparatus shown in FIG. 2 will be described. a and a ′ are upper and lower arms, respectively, and a weight b for applying a predetermined load to the sample is attached to the lower arm a ′, and the lower portion of the weight b is flat (horizontal). For example, the lower part of the weight may be flat such as a mirror finish. For example, a laser micro gauge for measuring the distance to the lower part of the weight is arranged in a substantially vertically downward direction of the weight. With this gauge, for example, the distance of the weight door is optically measured to measure the expansion coefficient and the like. Samples (belts) are mounted on these upper and lower arms, and the linear expansion coefficient is measured, for example, optically.
〔線膨張率係数の測定方法〕
上記したような図2に示す測定装置のアームa、a’に、シームレスベルトの中央部周方向、軸方向から所定形状(巾10mm、長さ70mm)に切断したサンプルのポリイミドシートを装着し、Al製錘bの重量を調整してサンプルにかかる線圧が150g/cmになるように調整する。錘bの下部には反射型のレーザマイクロゲージcを測定装置にセットし、錘bの下部との距離を測定するようにする。
[Method of measuring linear expansion coefficient]
A sample polyimide sheet cut into a predetermined shape (
この伸び測定装置を恒温恒湿槽に入れ、35℃/35%(RH:相対湿度)及び35℃/85%(RH:相対湿度)の両環境での伸び量(ΔL)を測定し、次式を用いて吸湿線膨張率を算出した。
吸湿線膨張率(ppm/%)=(ΔL/50mm)/50%
This elongation measuring device is placed in a constant temperature and humidity chamber, and the amount of elongation (ΔL) in both environments of 35 ° C./35% (RH: relative humidity) and 35 ° C./85% (RH: relative humidity) is measured. The hygroscopic linear expansion coefficient was calculated using the formula.
Moisture absorption linear expansion coefficient (ppm /%) = (ΔL / 50 mm) / 50%
検討した結果、吸湿線膨張率の測定条件として、高湿条件35℃/85%かつ低湿条件35℃/35%で測定されるベルト表面から中央近傍までの吸湿線膨張率(S)とベルトの中央近傍から裏面までの吸湿線膨張率(B)との比である吸湿線膨張率比(S/B)が、
0.9≦吸湿線膨張率比(S/B)≦1.1・・・・・・(1)
を満足すると、ベルト端部ソリを低減できることが分かった。
As a result of the examination, the moisture absorption linear expansion coefficient (S) from the belt surface to the vicinity of the center measured under high humidity conditions 35 ° C./85% and low humidity conditions 35 ° C./35% as the measurement conditions of the moisture absorption linear expansion coefficient and the belt The hygroscopic linear expansion coefficient ratio (S / B), which is the ratio with the hygroscopic linear expansion coefficient (B) from the vicinity of the center to the back surface,
0.9 ≦ Hygroscopic linear expansion coefficient ratio (S / B) ≦ 1.1 (1)
It was found that the belt edge warpage can be reduced if the above is satisfied.
本発明では、製造されたシームレスベルトが、その表面(トナー像と接触する面)から、このシームレスベルトの厚さの半分までを、たとえば研磨等により削除して作成したサンプルAと、裏面(駆動手段と接触する面)からこのシームレスベルトの厚さの半分までを、前記同様にして削除等して作成したサンプルBとの吸湿線膨張率をそれぞれ測定し、これらの値がそれぞれSとBとして求める。これらの値を用いて、吸湿線膨張率比(S/B)が求められる。なおベルトの厚みは平均値であり、これらの平均は製造されたベルトの厚さをJIS法に従ってたとえば10点を測定する。 In the present invention, the manufactured seamless belt is prepared by removing the sample A from the front surface (the surface in contact with the toner image) to half the thickness of the seamless belt, for example, by polishing, and the back surface (driving). From the surface contacting the means) to half of the thickness of this seamless belt, the hygroscopic coefficient of linear expansion was measured with the sample B prepared by deleting in the same manner as described above, and these values were designated as S and B, respectively. Ask. Using these values, the hygroscopic linear expansion coefficient ratio (S / B) is determined. The thickness of the belt is an average value, and these averages are measured, for example, at 10 points according to the JIS method.
次にベルト端部ソリの測定方法について説明する。
〔端部ソリの測定方法〕
図3に示すように、40φ(直径40mmの)丸棒2本をシームレスベルト内部に入れ3kgの荷重をかけ張架する。丸棒に張架されたベルトの左右の端部において、ベルトの中央部の巾をノギスで測定し、40mmとの差を算出し、左右端部の差の合計を端部ソリと定義した。
Next, a method for measuring the belt edge warp will be described.
[Measurement method of edge warp]
As shown in FIG. 3, two 40φ (40 mm diameter) round bars are put in the seamless belt and stretched by applying a load of 3 kg. At the left and right ends of the belt stretched around the round bar, the width of the central portion of the belt was measured with calipers, the difference from 40 mm was calculated, and the sum of the differences between the left and right ends was defined as the edge warp.
膜厚方向で吸湿線膨張率が異なる理由は定かではないが、例えば遠心成型などでは遠心力の影響で充填剤が膜厚方向で偏在化すること、金型に接触している面と自由面が有るため、溶剤の揮発性が膜厚方向で異なることなどが挙げられる。 The reason why the coefficient of hygroscopic expansion differs in the film thickness direction is not certain, but for example, in centrifugal molding, the filler is unevenly distributed in the film thickness direction due to the influence of centrifugal force, the surface in contact with the mold and the free surface Therefore, the volatility of the solvent is different in the film thickness direction.
〔ベルトの膜厚測定方法〕
本発明のシームレスベルトの膜厚は以下の機器を用いて測定した。
測定機器 アンリツ株式会社製 測定用スタンドK402B
検出器Electronic Micrometer
測定圧力 30g(圧子球状)
測定n数 n=5
膜厚はn=5の平均値として求めた。
[Measurement method of belt thickness]
The film thickness of the seamless belt of the present invention was measured using the following equipment.
Measuring equipment Anritsu Corporation measuring stand K402B
Detector Electronic Micrometer
Measurement pressure 30g (indenter spherical)
N number of measurements n = 5
The film thickness was determined as an average value of n = 5.
次に本発明のベルトに好適に使用されるポリイミド材料以外の材料について、以下に説明する。
本発明は、カーボンブラックを抵抗制御剤に用いても良い。
Next, materials other than the polyimide material suitably used for the belt of the present invention will be described below.
In the present invention, carbon black may be used as a resistance control agent.
カーボンブラックは、少なくとも揮発分が0.4〜25%、一次粒子径10〜30nm、比表面積30〜300m2/g、吸油量30〜300cm3/100g、pH4以下の表面に酸性基を有するカーボンブラックを用いることが好ましい。このようなカーボンブラックの使用によって、抵抗均一性が高く(換言すれば抵抗のばらつきが少なく)、しかも分散安定性が良好な成膜液組成物を作成できることを見出した。分散安定性が良好なことで回転成型時遠心力による配向が抑えられ、周方向、軸方向の物性の差が低減していくものと推定される。
Carbon black, carbon having at least volatiles from 0.4 to 25 percent,
本明細書中における「酸性カーボンブラック」とは、その表面に酸性基を有するカーボンブラックを意味し、その中でもとりわけpHが4以下のカーボンブラックで揮発分が0.4〜25%のカーボンブラックを用いることが好ましい。 The term “acidic carbon black” in the present specification means carbon black having an acidic group on its surface. Among them, carbon black having a pH of 4 or less and volatile content of 0.4 to 25% It is preferable to use it.
カーボンブラックのpHが4以下であると抵抗均一性(抵抗のばらつき性)が高くなる理由は定かでないが、推測するところでは、このようなカーボンブラックではpHを左右する表面酸性基が多く存在するため、顔料粒子自体の成膜液溶媒への親和性が上がり、このために微分散が可能になり、その結果、抵抗均一性が上がる(抵抗のばらつき性が少なくなる)と思われる。 The reason why the resistance uniformity (resistance variation) becomes high when the pH of the carbon black is 4 or less is not clear, but it is estimated that such carbon black has many surface acidic groups that influence the pH. For this reason, the affinity of the pigment particles themselves to the film-forming solution solvent is increased, which enables fine dispersion, and as a result, resistance uniformity is increased (resistance variation is reduced).
また、本発明で使用されるカーボンブラックの揮発分が0.4重量%以上であると抵抗均一性が高くなる(抵抗のばらつき性が少なくなる)理由は定かでないが、推測するところでは、このようなカーボンブラックでは表面酸性基が多く存在するため、顔料粒子自体の成膜液溶媒への親和性が上がり、そのために微分散が可能になり、その結果、抵抗均一性が上がると思われる。 In addition, the reason why the uniformity of resistance is high (the resistance variation is reduced) when the volatile content of the carbon black used in the present invention is 0.4% by weight or more is not clear. Since such carbon black has many surface acidic groups, the affinity of the pigment particles per se to the film-forming solution solvent is increased, so that fine dispersion is possible, and as a result, resistance uniformity is expected to increase.
ここで、本発明で言う「カーボンブラックのpH」とは、以下の測定法によって得られる値を意味する。
即ち、カーボンブラック試料1〜10gをビーカーに秤量し、試料1gにつき10mlの割合で水を加え、時計皿で覆い、15分間煮沸する(試料をぬれやすくするため、エタノールなど数滴を加えてもよい)。煮沸後室温まで冷却し、傾斜法または遠心分離法によって上澄み液を除去して、泥状物を残す。この泥状物中にガラス電極pH計の電極を入れ、JISZ8802(pH測定法)によってpHを測定する。この場合、電極の挿入位置により測定値が変化することがあるから、ビーカーを動かして電極の位置を変えて電極面の泥状面が十分に接触するように注意して量り、pH値が一定になったときの値を読む。
Here, “pH of carbon black” in the present invention means a value obtained by the following measurement method.
That is, 1 to 10 g of carbon black sample is weighed in a beaker, water is added at a rate of 10 ml per 1 g of sample, covered with a watch glass and boiled for 15 minutes (To make the sample easy to wet, a few drops such as ethanol can be added. Good). After boiling, the mixture is cooled to room temperature, and the supernatant is removed by a gradient method or a centrifugal separation method to leave a mud. An electrode of a glass electrode pH meter is put in this mud and the pH is measured by JISZ8802 (pH measurement method). In this case, since the measured value may change depending on the electrode insertion position, the beaker is moved and the position of the electrode is changed so that the muddy surface of the electrode surface is in sufficient contact, and the pH value is constant. Read the value when.
また、本発明では、とりわけ揮発分が0.4%〜25%の範囲、より好ましくは15%〜20%の範囲のカーボンブラックを用いて本発明に使用される成膜液(図1の塗料パンに使用される塗料液)を調整し、中間転写体を作成すると電気抵抗均一性の高い中間転写体が得られる。 Further, in the present invention, the film-forming liquid (paint of FIG. 1) used in the present invention using carbon black having a volatile content in the range of 0.4% to 25%, more preferably in the range of 15% to 20%. When an intermediate transfer body is prepared by adjusting the coating liquid used for panning, an intermediate transfer body with high electrical resistance uniformity can be obtained.
さらに、成膜液を遠心成型法等で中間転写体に成型加工する方法にあっては、揮発分が25重量%を超えるカーボンブラックで成膜液を作成しても、抵抗均一性はこれ以上高くならないので、揮発分が0.4〜25%の範囲にあるカーボンブラックを用いることが特に望ましい。これは、揮発成分があまり多いとカーボンブラックの分散性の阻害の原因となるためであると考えられる。 Furthermore, in the method of forming a film forming solution into an intermediate transfer member by centrifugal molding or the like, even if the film forming solution is made of carbon black having a volatile content of more than 25% by weight, the resistance uniformity is more than this. Since it does not increase, it is particularly desirable to use carbon black having a volatile content in the range of 0.4 to 25%. This is presumably because too much volatile component causes an inhibition of the dispersibility of carbon black.
本明細書中で言う「カーボンブラックの揮発分」とは、以下の測定方法によって得られる値を意味する。
カーボンブラックの乾燥試料を白金るつぼまたはそれと同形、同容量のふた付き磁器るつぼに、ふた下2mmを超えない程度まで打振して詰め、その質量を量る。これにふたをして電気炉に入れ、脱酸素気流中(窒素気流中)において、950±25℃で正確に7分間加熱した後に取り出し、デジケーター中で室温になるまで放冷して加熱後の質量を量り、次の式によって揮発分を算出する。
V=(WD−WR)/WD×100
上記式において、
V:揮発分(%)
WD:乾燥試料の質量(g)
WR:加熱後の試料の質量(g)
である。
The term “carbon black volatile matter” as used herein means a value obtained by the following measurement method.
A dry sample of carbon black is packed into a platinum crucible or a porcelain crucible of the same shape and capacity with a lid so that it does not exceed 2 mm under the lid, and its mass is measured. Cover this, put it in an electric furnace, and in a deoxygenated stream (in a nitrogen stream), heat it at 950 ± 25 ° C for exactly 7 minutes, remove it, and let it cool to room temperature in a desiccator. Weigh the mass and calculate the volatile content using the following formula.
V = (WD−WR) / WD × 100
In the above formula,
V: Volatile content (%)
WD: mass of dry sample (g)
WR: Mass of the sample after heating (g)
It is.
このような酸性カーボンブラックは、例えば、MA7、MA8、#2200B(以上三菱化成製)、RAVEN1255(コロンビア製)、REGAL400R、MOGUL L(キヤボット製)、Color Black FW1、Color Black FW18、Color Black S170、Color Black S150、Printex U、Special Black4(デグサ社製)等の市販品が使用でき、さらに、上記したような性能を有するカーボンブラックなど、本目的のために新たに製造されたものでも使用可能である。 Such acidic carbon black is, for example, MA7, MA8, # 2200B (manufactured by Mitsubishi Kasei), RAVEN1255 (Colombia), REGAL400R, MOGUL L (manufactured by Kibot), Color Black FW1, Color Black FW18, Color Black S170, Commercially available products such as Color Black S150, Printex U, Special Black 4 (manufactured by Degussa) can be used, as well as carbon black having the above-mentioned performance, such as those newly produced for this purpose. is there.
酸性カーボンブラックの製造方法は、カーボンブラックは一般にチャンネルブラック法、ファーネスブラック法などを用いて行われる。チャンネルブラック法は天然ガス、タウンガスや炭化水素を原料として部分燃焼させて冷たい面に衝突させる。ファーネスブラック法は天然ガスや石油留分を原料として高温雰囲気に保たれ密閉式反応炉中に原料を噴霧し、熱分解する。さらに、これらのカーボンブラックを硝酸等で酸化処理を行い所望の酸性度を得ることができる。 As for the production method of acidic carbon black, carbon black is generally performed using a channel black method, a furnace black method or the like. In the channel black method, natural gas, town gas and hydrocarbons are partially burned as raw materials and collided with cold surfaces. In the furnace black method, natural gas or petroleum fraction is used as a raw material, and the raw material is sprayed into a closed reactor and thermally decomposed. Furthermore, these carbon blacks can be oxidized with nitric acid or the like to obtain a desired acidity.
本発明のベルトの原料で用いられるカーボンブラックは、分散安定性に優れるため、体積抵抗が、108Ω・cm以上1012Ω・cm以下の範囲、いわゆる中抵抗領域にベルトの電気特性を容易に制御することのできるものを用いることが好ましい。
また、本発明のベルトで使用するカーボンブラックの量は、重量比で10〜25重量%の範囲で用いることが望ましい。
添加量が10重量%未満だと抵抗を均一に制御するのが難しく、25重量%を超えるとベルトの機械特性が悪化してくる虞がある。
Since the carbon black used as the raw material of the belt of the present invention is excellent in dispersion stability, the volume resistance is in the range of 10 8 Ω · cm to 10 12 Ω · cm, that is, the electric characteristics of the belt are easily in the so-called medium resistance region. It is preferable to use those that can be controlled.
The amount of carbon black used in the belt of the present invention is desirably in the range of 10 to 25% by weight.
If the addition amount is less than 10% by weight, it is difficult to control the resistance uniformly, and if it exceeds 25% by weight, the mechanical properties of the belt may be deteriorated.
次に、本発明のシームレスベルトが搭載される画像形成装置について説明する。
図4に示す画像形成装置は、中間転写方式を採用した画像形成装置の構成の一例を示したものである。
〔中間転写方式〕
図4において、プリンタ本体10は電子写真方式によるカラー画像形成を行うための、画像書込部17、画像形成部13、給紙部14、から構成されている。画像信号を元に画像処理部で画像処理して画像形成用の黒(BK)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、シアン(C)の各色信号に変換し、画像書込部17に送信する。画像書込部12は、例えば、レーザ光源と、回転多面鏡等の偏向器と、走査結像光学系、及びミラー群、からなるレーザ走査光学系であり、上記の各色信号に対応した4つの書込光路を有し、画像形成部13の各色毎に設けられた像坦持体(感光体)21BK、21M、21Y、21Cに各色信号に応じた画像書込を行う。
Next, an image forming apparatus on which the seamless belt of the present invention is mounted will be described.
The image forming apparatus shown in FIG. 4 shows an example of the configuration of an image forming apparatus that employs an intermediate transfer method.
(Intermediate transfer method)
In FIG. 4, the printer
画像形成部13は、黒(BK)用、マゼンタ(M)用、イエロー(Y)用、シアン(C)用の各像坦持体である感光体21BK、21M、21Y、21Cを備えている。この各色用の各感光体としては、通常OPC感光体が用いられる。各感光体21BK、21M、21Y、21Cの周囲には、帯電装置、上記画像書込部17からのレーザ光の露光部、黒、マゼンタ、イエロー、シアンの各色用の現像装置20Bk、20M、20Y、20C、1次転写手段としての1次転写バイアスローラ23Bk、23M、23Y、23C、クリーニング装置(図示略)、及び、図示しない感光体除電装置等が配設されている。なお、上記現像装置20Bk、20M、20Y、20Cには、2成分磁気ブラシ現像方式を用いている。
The
ベルト構成部である中間転写ベルト24は、各感光体21BK、21M、21Y、21Cと、各1次転写バイアスローラ23Bk、23M、23Y、23Cとの間に介在し、各感光体上に形成された各色のトナー像が順次重ね合わせて転写される。
The
一方、転写紙Pは、給紙部14から給紙された後、レジストローラ16を介して、ベルト構成部である転写搬送ベルト50に担持される。そして、中間転写ベルト24と転写搬送ベルト50とが接触するところで、上記中間転写ベルト24上に転写されたトナー像が、2次転写手段としての2次転写バイアスローラ51により2次転写(一括転写)される。これにより、転写紙P上にカラー画像が形成される。このカラー画像が形成された転写紙Pは、転写搬送ベルト50により定着装置15に搬送され、この定着装置15により転写された画像が定着された後、プリンタ本体10外に排出される。
On the other hand, the transfer paper P is fed from the
〔転写搬送方式〕
図5は、電子写真方式を使用して画像を形成する画像形成装置であり、この画像形成装置は、転写搬送方式を採用したものの一例を示している。図5に示すように、本装置は、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの異なる色の画像を形成する像担持体である感光体ドラム11Y、11M、11C、11K(以下、特定しない場合には単に感光体ドラム11という)を、転写ベルト装置6の転写搬送ベルト60の移動方向である矢印A方向に沿って間隔を置いてそれぞれ配置した4連タンデム構成の直接転写式の画像形成装置である。
(Transfer conveyance method)
FIG. 5 shows an image forming apparatus that forms an image using an electrophotographic system, and this image forming apparatus shows an example employing a transfer conveyance system. As shown in FIG. 5, this apparatus includes a photosensitive drum 11Y, which is an image carrier that forms images of four different colors of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). 11M, 11C, and 11K (hereinafter simply referred to as “photosensitive drum 11 if not specified”) are arranged at intervals along an arrow A direction that is a moving direction of the
そして、その4つの感光体ドラム11は、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像を形成する各トナー像形成部1Y、1M、1C、1K(以下、特定しない場合には単にトナー像形成部1という)に設けられている。
The four photosensitive drums 11 have toner
そのトナー像形成部1Y、1M、1C、1Kは、各感光体ドラム11に対応した現像ユニット12をそれぞれ備えている。そして、その各トナー像形成部1の位置は、各感光体ドラム11の回転軸が互いに平行になり、かつ用紙移動方向(矢印しA方向)に所定の等ピッチになるようにしてある。
The toner
また、このカラーレーザプリンタは、光書込ユニット2と、給紙カセット3,4と、レジストローラ対5と、転写紙(用紙)Pを担持した状態でその転写紙Pを各トナー像形成部1に順次搬送してそれを定着ユニット7に搬送する転写ベルト装置6とを設けている。なお、この実施例では、この転写ベルト装置6が転写ユニットとしても機能する。
In addition, this color laser printer has the optical writing unit 2, the paper feed cassettes 3 and 4, the
さらに、このカラーレーザプリンタは、排紙トレイ8と、給紙部(手差しトレイ)14と、トナー補給容器22等も備えている。
The color laser printer further includes a
光書込ユニット2は、光源,ポリゴンミラー,fθレンズ,反射ミラー等を備えており、画像データに基づいて各感光体ドラム11の表面に、それぞれの色の画像に対応するレーザ光を照射して走査し、そこに各潜像を形成する。なお、定着ユニット7は、ベルト定着方式による定着装置である。
The optical writing unit 2 includes a light source, a polygon mirror, an fθ lens, a reflection mirror, and the like, and irradiates the surface of each photosensitive drum 11 with laser light corresponding to each color image based on the image data. And each latent image is formed there. The fixing
転写ベルト装置6は、駆動ローラ63を含む複数の支持ローラ54、61、62、65、66により張架されて矢印A方向に回動する転写ベルトである転写搬送ベルト60と、その転写搬送ベルト60のベルト面(この例ではベルト外面)をクリーニングするベルトクリーニング装置85とを備えており、駆動ローラ63は図示しない駆動源により矢印方向に回転される。
The transfer belt device 6 includes a
そして、この転写搬送ベルト60は、画像が転写される転写材である転写紙をベルト面に吸着させて搬送する直接転写搬送ベルトである。
The transfer / conveying
ベルトクリーニング装置85は、図5に示すように転写搬送ベルト60の駆動ローラ63に巻き掛けられたベルト部分(領域L)の駆動ローラ63と接する面と反対側の面(外面)にそれぞれ接する回転ブラシ(図示せず)とブレード(図示せず)とを備えていて、回転ブラシの回転速度と転写搬送ベルト60の移動速度との間に相対速度差を設けている。
As shown in FIG. 5, the
転写搬送ベルト60は、ベルト面に用紙を吸着し、その用紙上にトナー像が順次重ね合わせ状態に転写されていく転写紙を搬送する。
The
この転写搬送ベルト60は、複数の支持ローラ54、61、62、65、66間に張架されているが、その支持ローラのうち、転写紙移動方向上流側の入口部分の支持ローラ61には、図示しない電源から所定電圧が印加されたが対向するように転写搬送ベルト60の外周面に配置されている。
The
その支持ローラ61と静電吸着ローラ80の間に送り込まれた転写紙は、帯電された状態にある転写搬送ベルト60上に静電吸着され、それが各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kにそれぞれ接触対向する各転写位置で、各色のトナー像が重ね合わせ状態に順次転写されていく。
The transfer paper fed between the
各感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kにそれぞれ対応する各転写位置には、それぞれ転写電界を形成する転写電界形成手段として、ローラ状の転写バイアス印加部材27Y、27M、27C、27Kを、それぞれ転写搬送ベルト60の裏面に接触するように設けている。
At each transfer position corresponding to each of the photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K, roller-shaped transfer
その転写バイアス印加部材27Y、27M、27C、27Kは、それぞれスポンジ等を外周に設けたバイアスローラであり、そこには各転写バイアス電源9Y、9M、9C、9K(図示せず)からローラの芯金に転写バイアスが印加される。そして、その印加された転写バイアスの作用により、転写搬送ベルト60に転写電荷が付与され、4つの各転写位置において転写搬送ベルト60と各感光体ドラム11の表面との間に所定強度の転写電界が形成される。なお、上記各転写位置において、最良の転写ニップを得るために転写紙と各感光体ドラム11との接触を最適な状態に保つため、各転写位置の近傍にバックアップローラ68をそれぞれ設けている。
The transfer
転写バイアス印加部材27Y、27M、27Cと、それらに対応する3つの各バックアップローラ68は、図示しない揺動ブラケットにそれぞれ回転可能に保持されていて、その揺動ブラケットは回動軸(図示せず)を中心として回動可能になっている。
The transfer
その揺動ブラケットは、カム軸(図示せず)に固定されたカム(図示せず)が回転することにより回動される。 The swing bracket is rotated by rotation of a cam (not shown) fixed to a cam shaft (not shown).
また、入口側の支持ローラ61と静電吸着ローラ80は、共にローラブラケット(図示せず)に回転可能に支持されている。
Further, both the
一方、転写バイアス印加部材27Kとそれに対応するバックアップローラ68は、出口ブラケット(図示せず)に、軸(図示せず)を中心として回転可能に支持されている。
On the other hand, the transfer
この出口ブラケットは、転写ベルト装置6を本体に対し着脱する際に、図示しないハンドルを操作することにより時計回り方向に回動し、それにより転写バイアス印加部材27Kとそれに対応するバックアップローラ68が、ブラック画像用の感光体ドラム11Kから離間する。
The outlet bracket is rotated clockwise by operating a handle (not shown) when the transfer belt device 6 is attached to or detached from the main body, whereby the transfer
駆動ローラ63に対して、転写搬送ベルト60の移動方向下流側には、転写搬送ベルト60の外周面を押し込む支持ローラ54を設け、駆動ローラ63に対する転写搬送ベルト60の巻きつけ角を最適な角度にしている。
A support roller 54 that pushes the outer peripheral surface of the
その支持ローラ54のさらに下流側には、バネ59により押圧付勢されるテンション用の支持ローラ65を転写搬送ベルト60の内面に接触状態に設け、それにより転写搬送ベルト60に所定のテンションを与えるようにしている。
Further downstream of the support roller 54, a
転写紙Pは、トナー像形成部1Y、1M、1C、1Kの各転写ニップを通過する際に、各感光体ドラム11Y、11M、11C、11K上に形成されている各色のトナー像が、転写電界やニップ圧の作用により、順次重ね合わせ状態に転写されていく。それにより、転写紙P上にフルカラーのトナー像が形成される。
When the transfer paper P passes through the transfer nips of the toner
このトナー像を転写紙Pへ転写した後は、感光体ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面が各クリーニング装置によりクリーニングされると共に除電され、次の静電潜像の形成に備えられる。 After the toner image is transferred to the transfer paper P, the surfaces of the photoconductive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K are cleaned and discharged by each cleaning device, and are prepared for the next formation of an electrostatic latent image.
フルカラーのトナー像が形成された転写紙Pは、定着ユニット7でそのトナー像が定着された後、切換ガイド21の切り換え位置に応じて、矢印Bの第1の排紙方向、あるいは矢印Cの第2の排紙方向に向かう。
The transfer paper P on which the full-color toner image is formed is fixed in the first discharge direction indicated by the arrow B or the arrow C according to the switching position of the switching
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の記載によって限定されて解釈されることはなく、明細書、図面に開示された範囲で解釈される。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the description of these examples, and is interpreted within the scope disclosed in the specification and drawings.
[実施例1〜3及び比較例1、2]
〔塗工液の調製〕
ビフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸無水物と4,4’−ジアミノジフェニルエーテルとを各等モルで、N−メチルピロリドン溶媒中で重合反応させ、ポリアミック酸溶液を得た。得られたポリアミック酸溶液に、予めビーズミルにてN−メチル−2−ピロリドン中に分散させたカーボンブラック(キャボット製BP−L)分散液を、カーボン含有率がポリアミック酸固形分の17重量%になるように調合し、よく攪拌混合して塗工液を作製した。
[Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2]
[Preparation of coating solution]
Biphenyl-3,4,3 ′, 4′-tetracarboxylic acid anhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether were polymerized in equimolar amounts in an N-methylpyrrolidone solvent to obtain a polyamic acid solution. In the obtained polyamic acid solution, carbon black (BP-L manufactured by Cabot) dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone with a bead mill in advance was used, so that the carbon content was 17% by weight of the polyamic acid solid content. Then, the mixture was thoroughly mixed with stirring to prepare a coating solution.
〔シームレスベルトAの作製〕
次に、内径100mm、長さ300mmの内面を鏡面仕上げした金属製円筒を型として用い、この円筒型を50rpm(回/分)で回転させながら、上記塗工液を円筒内面に均一に流延するように流して塗布した。所定の全量を流し終えて塗膜がまんべんなく広がった時点で、回転数を150rpmに上げ、熱風循環乾燥機に投入して、120℃まで徐々に昇温して30分加熱した。その後回転を停止し、高温処理の可能な加熱炉(焼成炉)に投入し、350℃まで昇温して30分加熱処理(焼成)した。
[Preparation of seamless belt A]
Next, a metal cylinder having an inner diameter of 100 mm and a length of 300 mm having a mirror-finished inner surface is used as a mold, and the coating liquid is uniformly cast on the inner surface of the cylinder while rotating the cylinder at 50 rpm (times / minute). And then applied as if to flow. When the predetermined amount was completely poured and the coating film was spread evenly, the number of revolutions was increased to 150 rpm, the hot air circulating dryer was introduced, and the temperature was gradually raised to 120 ° C. and heated for 30 minutes. Thereafter, the rotation was stopped, the mixture was put into a heating furnace (baking furnace) capable of high temperature treatment, heated to 350 ° C., and subjected to heat treatment (baking) for 30 minutes.
所定時間処理して加熱を停止した後、常温まで徐冷してから型を取り出し、形成された塗膜を円筒内面から剥離し、膜厚60μmのポリイミド製シームレスベルトAを得た。 After stopping heating by treating for a predetermined time, the mold was taken out after gradually cooling to room temperature, and the formed coating film was peeled from the inner surface of the cylinder to obtain a polyimide seamless belt A having a film thickness of 60 μm.
〔シームレスベルトB〜Dの作製〕
回転数150rpmを、200rpm(B)、100rpm(C)、90rpm(D)にした以外は同様に行い、シームレスベルトBを得た。
[Production of seamless belts B to D]
A seamless belt B was obtained in the same manner except that the number of revolutions was 150 rpm was changed to 200 rpm (B), 100 rpm (C), and 90 rpm (D).
〔シームレスベルトEの作製〕
シームレスベルトAの作製で用いた金属製円筒を図1に示すロールコート塗工装置のワークとして取り付けた。同様の塗工液をパンに流し込み、金属ローラの回転速度40mm/secで塗料を汲み上げ、偏芯ローラギャップ0.3mmで金属ローラ上の塗料厚みを制御した。金型ワークを35mm/secに制御して、金属ローラギャップ0.1mmで塗料を均一に金型上に塗布した後、熱風循環乾燥機に投入して、90℃まで徐々に昇温して30分加熱した。その後金型を取り出し、常温まで冷却後再度上記と同様に塗料を塗工した後、熱風循環乾燥機に投入して、130℃まで徐々に昇温して40分加熱した。その後、高温処理の可能な加熱炉(焼成炉)に投入し、350℃まで昇温して30分加熱処理(焼成)した。シームレスベルトAと同様に円筒内面から剥離し、膜厚60μmのポリイミド製シームレスベルトEを得た。膜厚は、アンリツ株式会社製の測定用スタンドK402B(検出器Electronic Micrometer)を用い、測定圧力30g(圧子球状)で、測定n数5の平均値として求めた。
[Production of seamless belt E]
The metal cylinder used in the production of the seamless belt A was attached as a work of the roll coat coating apparatus shown in FIG. A similar coating solution was poured into the pan, the paint was drawn up at a rotation speed of the metal roller of 40 mm / sec, and the thickness of the paint on the metal roller was controlled with an eccentric roller gap of 0.3 mm. The mold work is controlled to 35 mm / sec, and the paint is uniformly applied on the mold with a metal roller gap of 0.1 mm, and then charged into a hot-air circulating dryer, and the temperature is gradually raised to 90 ° C. and 30 Heated for minutes. Thereafter, the mold was taken out, cooled to room temperature, and coated again in the same manner as described above, then charged into a hot air circulating dryer, gradually heated to 130 ° C. and heated for 40 minutes. Then, it put into the heating furnace (baking furnace) in which high temperature processing is possible, heated up to 350 degreeC, and heat-processed (baking) for 30 minutes. In the same manner as the seamless belt A, it was peeled from the inner surface of the cylinder to obtain a polyimide seamless belt E having a film thickness of 60 μm. The film thickness was determined as an average value of the number of
シームレスベルトA〜Eの端部ソリを測定した後、図4に示す中間転写ベルトユニットに装着し走行性を評価した。(100hr空回し試験)、その後ベルトから切り出したポリイミドサンプルを研磨し、膜厚30μmの短冊(膜厚測定法は前記同様)を用いて表面方向と裏面方向の吸湿線膨張率を測定した。なお、端部ソリの許容巾は±6mmである。以下の表1に実施例1〜3および比較例1〜2の評価結果を示す。 After measuring the edge warp of the seamless belts A to E, it was mounted on the intermediate transfer belt unit shown in FIG. (100 hr idling test) Then, the polyimide sample cut out from the belt was polished, and the hygroscopic expansion coefficients in the front and back directions were measured using a 30 μm-thick strip (the film thickness measurement method is the same as described above). The allowable width of the edge warp is ± 6 mm. Table 1 below shows the evaluation results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2.
[実施例4、5]
実施例1〜3のシームレスベルトFを図4および図5に示したような画像形成装置にそれぞれ装着し、中間転写ベルト及び転写搬送ベルトとして、10万枚通紙試験を行った。両者共に、ベルト走行性、画質(均一性)に問題は無かった。
[Examples 4 and 5]
The seamless belt F of Examples 1 to 3 was mounted on an image forming apparatus as shown in FIGS. 4 and 5, and a 100,000 sheet passing test was performed as an intermediate transfer belt and a transfer conveyance belt. In both cases, there was no problem in belt running performance and image quality (uniformity).
以上の結果から、本発明の構成とすることによって、ベルトの走行性と端部のソリが発生せずかつ均一な電気特性を有する中間転写ベルトあるいは転写搬送ベルトおよびそれらを用いた画像形成装置を提供できる。 From the above results, by adopting the configuration of the present invention, an intermediate transfer belt or a transfer conveyance belt that does not generate belt running and end warp and has uniform electric characteristics, and an image forming apparatus using them are provided. Can be provided.
以上、本発明について説明したが、上記記載に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。 Although the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above description, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
A 塗料パン
B 塗料(ポリアミック酸塗布液)
C 金属ローラ
D 偏芯ローラ
E ワーク(金型)
P 紙(転写紙)
a 上部
a’ 下部
b 錘
c 計測手段(レーザマイクロゲージ)
1C、1Y、1M、1K トナー像形成部
2 光書込ユニット
3、4 給紙カセット
5 レジストローラ対
6 転写ベルト装置
7 定着ユニット
8 排紙トレイ
10 画像形成装置(プリンタ)本体
11C、11Y、11M、11K、21C、21Y、21M、21BK 感光体ドラム(像担持体)
12 現像ユニット
13 画像形成部
14 給紙部
15 定着装置
16 レジストローラ
17 画像書込部
20C、20Y、20M、20Bk 現像装置
21 切換ガイド
22 トナー補給容器
24 中間転写ベルト
23C、23Y、23M、23Bk バイアスローラ
27C、27Y、27M、27K 転写バイアス印加部材
50 転写搬送ベルト
51 2次転写バイアスローラ
59 バネ
60 転写搬送ベルト
54、61、62、65、66 支持ローラ
63 駆動ローラ
68 バックアップローラ
80 静電吸着ローラ
85 クリーニング装置
A Paint pan B Paint (Polyamic acid coating solution)
C Metal roller D Eccentric roller E Workpiece (mold)
P paper (transfer paper)
a upper part a 'lower part b weight c measuring means (laser micro gauge)
1C, 1Y, 1M, 1K Toner image forming unit 2 Optical writing unit 3, 4
DESCRIPTION OF
Claims (4)
0.9≦吸湿線膨張率比(S/B)≦1.1・・・・・・(1)
前記一般式(1)の範囲にあることを特徴とするポリイミド製エンドレスシームレスベルト。 As the measurement conditions of the moisture absorption linear expansion coefficient, the moisture absorption linear expansion coefficient (S) from the belt surface to the vicinity of the center measured under high humidity conditions of 35 ° C./85% and low humidity conditions of 35 ° C./35% and from the vicinity of the center of the belt. The hygroscopic linear expansion coefficient ratio (S / B), which is a ratio with the hygroscopic linear expansion coefficient (B) up to the back surface,
0.9 ≦ Hygroscopic linear expansion coefficient ratio (S / B) ≦ 1.1 (1)
A polyimide endless seamless belt, which falls within the range of the general formula (1).
前記中間転写装置は、請求項1記載のポリイミド製エンドレスシームレスベルトを搭載することを特徴とする画像形成装置。 At least a charging device that forms an electrostatic latent image on the image carrier, a developing device that forms a toner image using a developer corresponding to each color on the image carrier, and an intermediate that travels the toner image endlessly An intermediate transfer device that sequentially superimposes and temporarily transfers the image on the transfer member, and temporarily transfers the temporary transfer image on the intermediate transfer member onto the transfer material, and heats or pressurizes the toner image on the transfer material. An image forming apparatus having a fixing device for fixing a toner image on the transfer material,
An image forming apparatus comprising the polyimide endless seamless belt according to claim 1.
前記転写搬送装置は、請求項1記載のポリイミド製エンドレスシームレスベルトを搭載することを特徴とする画像形成装置。 At least a charging device that forms an electrostatic latent image on an image carrier, a developing device that forms a toner image using a developer corresponding to each color on the image carrier, and a transfer that travels the toner image endlessly An image forming apparatus having a transfer conveyance device that sequentially superimposes and transfers a transfer material on a transfer material, and a fixing device that fixes the toner image on the transfer material by heating or pressurizing the toner image on the transfer material. There,
An image forming apparatus comprising the polyimide endless seamless belt according to claim 1.
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