JP2008238597A - Polyimide resin seamless belt, its manufacturing method and image forming device - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクリミリ等の電子写真方式の画像形成装置に使用されるポリイミド樹脂シームレスベルトの製造方法、その製造方法により製造されるシームレスベルト及びそのシームレスベルトを中間転写ベルトとして用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a method for producing a polyimide resin seamless belt used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine, a seamless belt produced by the production method, and the seamless belt as an intermediate transfer belt. The present invention relates to an image forming apparatus.
従来から、電子写真方式の画像形成装置として、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写ベルトに転写し、中間転写ベルト上のトナー像を転写材に転写して画像を形成するものが広く使われている。そして、この中間転写ベルトとして継ぎ目のないポリイミド樹脂シームレスベルトが使用されている。ポリイミド樹脂シームレスベルトの多くは、回転する円筒形状の金型内面にポリイミド前駆体の塗布液を流し込み、この金型を高速回転させながらその遠心力により塗布液を拡げて均一な膜とし、膜を固化させる遠心成形(内面塗布)で製造されてきた。 Conventionally, as an electrophotographic image forming apparatus, a toner image formed on an image carrier is transferred to an intermediate transfer belt, and the toner image on the intermediate transfer belt is transferred to a transfer material to form an image. Widely used. A seamless polyimide resin seamless belt is used as the intermediate transfer belt. Many polyimide resin seamless belts flow a polyimide precursor coating solution into the inner surface of a rotating cylindrical mold, and spread the coating solution by centrifugal force while rotating this mold at a high speed to form a uniform film. It has been manufactured by centrifugal molding (inner surface coating) to solidify.
しかし、遠心成形においては、シームレスベルト外面の粗さの要求精度が高いため、ベルト外面と接する金型内面の粗さを小さくしないと、光沢のある良質なシームレスベルトが得られない。そのため金型の製作費用が非常に高くなる。また、金型に囲まれた閉空間で塗布液を金型の回転と遠心力で均一に拡げなければならず、巻厚が薄いベルトになると均一な膜を成形するのが非常に難しい。 However, in centrifugal molding, since the required accuracy of the roughness of the outer surface of the seamless belt is high, a glossy and high-quality seamless belt cannot be obtained unless the roughness of the inner surface of the mold contacting the outer surface of the belt is reduced. Therefore, the manufacturing cost of the mold becomes very high. In addition, the coating solution must be spread uniformly by the rotation of the mold and centrifugal force in a closed space surrounded by the mold, and it is very difficult to form a uniform film when the belt is thin.
そこで、薄膜を塗布できる塗布装置を金型の内部に挿入してある程度均一な膜を形成してから遠心力で更に膜厚の均一化を行うという方法が取られている。しかし、金型内面への塗布のため、製造装置が大掛かりになるという欠点があるのみならず、更に塗膜の乾燥についても、金型に囲まれた閉空間で、ポリイミド前駆体の溶媒を加熱蒸発させなければならないため乾燥効率が悪く、成形に時間がかかってしまうという問題がある。 Therefore, a method is adopted in which a coating device capable of coating a thin film is inserted into the mold to form a film that is uniform to some extent, and then the film thickness is further uniformed by centrifugal force. However, not only has the disadvantage that the manufacturing equipment becomes large due to the application to the inner surface of the mold, but also the drying of the coating film involves heating the polyimide precursor solvent in a closed space surrounded by the mold. Since it has to be evaporated, there is a problem that the drying efficiency is poor and the molding takes time.
これら遠心成形の問題点を解決するため、円筒形状の金型の外面にポリイミド前駆体の塗布液を塗布し、加熱乾燥させて、シームレスベルトを製造する方法が研究されている。 In order to solve these problems of centrifugal molding, a method for producing a seamless belt by applying a polyimide precursor coating solution to the outer surface of a cylindrical mold and heating and drying it has been studied.
このように、塗布液を金型の外面に塗布することで、粗さの要求精度が高いシームレスベルト外面は塗布膜のエアー面(金型側でなくエアーの当たる方)により形成されるため、液のレベリング性を調整することで容易に要求仕様を満たすベルト表面が得られる。また、金型に接するシームレスベルト内面の粗さは要求精度が低いため、金型表面の粗さをある程度粗くすることができ、金型の製作費用を安くすることができる。また、金型の外面に塗布液を塗布するため、塗布装置の設置がし易く、シートやフィルムの塗工装置(ダイコート、ロールコート、ブレードコート等)がほぼそのまま使用できる。また、乾燥についても、塗布膜の加熱手段、発生した溶媒の蒸気を除去する給排気手段を容易に設置でき、乾燥効率も上げることが可能となり、成形時間を短縮することが可能である。 In this way, by applying the coating liquid to the outer surface of the mold, the seamless belt outer surface having a high required accuracy of roughness is formed by the air surface of the coating film (one that hits the air instead of the mold side) By adjusting the leveling properties of the liquid, a belt surface that satisfies the required specifications can be easily obtained. Further, since the required accuracy of the roughness of the inner surface of the seamless belt in contact with the mold is low, the roughness of the mold surface can be increased to some extent, and the manufacturing cost of the mold can be reduced. Further, since the coating liquid is applied to the outer surface of the mold, it is easy to install a coating apparatus, and sheet and film coating apparatuses (die coating, roll coating, blade coating, etc.) can be used almost as they are. Also, with regard to drying, a heating means for the coating film and a supply / exhaust means for removing the generated solvent vapor can be easily installed, so that the drying efficiency can be increased and the molding time can be shortened.
ところで、ポリイミドシームレスベルトの製造工程は、一般に金型の内面又は外面にポリイミド前駆体の塗布液を塗布し均一な膜厚にする塗布成膜工程、ポリイミド前駆体の溶媒を比較的低温(60〜130℃)で加熱して蒸発させるポリイミド前駆体の乾燥膜形成工程、更に加熱温度を上昇(300〜350℃程度)させイミド化反応を起こさせるポリイミド樹脂のイミド化膜形成工程、イミド化の終了したポリイミド樹脂の膜を金型から剥離する離型工程がある。 By the way, the manufacturing process of a polyimide seamless belt generally involves applying a polyimide precursor coating solution to the inner or outer surface of a mold to form a uniform film thickness, and the polyimide precursor solvent at a relatively low temperature (60- 130 ° C) is a polyimide precursor dry film forming step that evaporates by heating, a polyimide resin imidized film forming step that raises the heating temperature (about 300 to 350 ° C) to cause an imidization reaction, and the end of imidization There is a mold release step of peeling the polyimide resin film from the mold.
ところが、この製造工程におけるイミド化膜形成工程でベルトの反りが発生する。イミド化膜形成工程の加熱は、一般にヒーターで加熱した空気を循環して雰囲気加熱を行うオーブン、又は乾燥炉にポリイミド前駆体の乾燥膜が形成された金型を入れることで行う。しかし、金型の熱容量があるため、塗布膜の金型面はエアー面に比べ温度の上昇が遅れ、温度差ができる。この温度差により、エアー面のイミド化反応が先に進行し、収縮が発生する。金型面のイミド化反応が遅れて進行するため、最終的に金型面に残留応力が残る。その結果金型面側に反ろうとするポリイミド樹脂のイミド化膜が形成される。金型の内面に塗布する製造方法の場合には外反り、金型の外面に塗布する製造方法の場合は内反りする傾向がある。この反りの傾向は、イミド化膜形成工程の時間を短縮しようとして昇温レートを大きくした方が強くなる傾向がある。 However, the warp of the belt occurs in the imidized film forming process in the manufacturing process. Heating in the imidized film forming step is generally performed by placing a mold in which a dried film of a polyimide precursor is formed in an oven for heating the atmosphere by circulating air heated by a heater or a drying furnace. However, because of the heat capacity of the mold, the mold surface of the coating film is delayed in temperature rise compared to the air surface, and a temperature difference is generated. Due to this temperature difference, the imidization reaction of the air surface proceeds first and shrinkage occurs. Since the imidization reaction of the mold surface proceeds with a delay, residual stress finally remains on the mold surface. As a result, an imidized film of polyimide resin that warps toward the mold surface is formed. In the case of the manufacturing method applied to the inner surface of the mold, there is a tendency to warp, and in the case of the manufacturing method applied to the outer surface of the mold, there is a tendency to warp. This tendency of warping tends to become stronger when the temperature increase rate is increased in order to shorten the time of the imidized film forming step.
このような反りが発生したシームレスベルトを画像形成装置で使用した場合、反ったベルト端部と他の部品との干渉によりベルトを破損させたり、転写不良を起こし線状の白抜け画像など画像品質の低下を発生させたりする。 When a seamless belt with such warpage is used in an image forming device, the belt may be damaged due to interference between the warped belt end and other parts, or transfer defects may occur, resulting in image quality such as linear whiteout images. Cause a drop in
特許文献1には、もともと反りのあるベルト又は画像形成装置内で経時的に反りが増加したベルトと、該ベルトの外周面に近接して配置されたユニットとが相対移動する際に、ベルト側端部に当接して該ベルト側端部を押し下げるベルト押下部材を設け、これによりベルトの反りを矯正し、前述した干渉によるベルト側端部の破損を防止することが記載されている。
また、特許文献2には、画像形成装置の中間転写ベルトの反り量を検出して転写条件を変更する転写条件変更手段を備えることにより画像品質を安定化することが記載されている。
In
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes that image quality is stabilized by providing a transfer condition changing unit that detects a warp amount of an intermediate transfer belt of an image forming apparatus and changes a transfer condition.
このようにベルトの反り対策が種々提案されているが、これらの方策はいずれもベルトの反りを基本的に解決するものではないため、やはり限界があり、反りのない初期ベルトが要求されている。 In this way, various countermeasures against the warp of the belt have been proposed, but none of these measures basically solves the warp of the belt, so there is still a limit, and an initial belt without a warp is required. .
特許文献3には、反りの少ないポリイミド樹脂シームレスベルトを提供するため、加熱乾燥及び/又は加熱反応の際に、円筒状芯体側から加熱することで、ポリイミド前駆体塗膜の内反りを低減することが提案されている。しかし、円筒状芯体をイミド化温度(300〜350℃程度)まで均一に加熱する誘導加熱や熱風を使った加熱手段で加熱するときに、ポリイミド前駆体塗膜のエアー面は室温であるため、金型側の乾燥、イミド化がエアー面より速くなり、逆に外反りになることが懸念される。
本発明は上述の製造工程におけるイミド化膜形成工程で発生するベルトの反りをイミド化時間を短縮した条件、すなわち昇温レートの大きい条件でも防止することができるポリイミド樹脂シームレスベルトの製造方法を提供すること、また、その製造方法により製造されるポリイミド樹脂シームレスベルト、及びそのシームレスベルトを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a method for producing a polyimide resin seamless belt capable of preventing belt warpage occurring in the imidized film forming step in the above-described production process even under conditions where the imidization time is shortened, that is, under conditions where the temperature rise rate is large. It is another object of the present invention to provide a polyimide resin seamless belt manufactured by the manufacturing method and an image forming apparatus using the seamless belt.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、円筒型の内面又は外面にポリイミド前駆体の塗布液を塗布し、塗膜を形成するポリイミド前駆体の塗膜形成工程と、該ポリイミド前駆体の塗膜を加熱して塗膜中の溶媒を蒸発させるポリイミド前駆体の乾燥膜形成工程と、該乾燥膜を加熱温度を上昇させてイミド化反応させポリイミド樹脂のイミド化膜を形成するイミド化膜形成工程と、該ポリイミド樹脂のイミド化膜を前記金型から剥離する離型工程とを備えたポリイミド樹脂シームレスベルトの製造方法であって、前記ポリイミド前駆体の乾燥膜を雰囲気加熱手段により加熱してイミド化膜を形成する際、該ポリイミド前駆体乾燥膜のエアー面からの加熱を制限する加熱制限手段を用いることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のポリイミド樹脂シームレスベルトの製造方法において、前記加熱制限手段が、前記円筒型上のポリイミド前駆体乾燥膜を覆う円筒状の加熱制限カバーと該カバーを該円筒型と同心に保持する保持手段とから構成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the method for producing a polyimide resin seamless belt according to the first aspect, the heating limiting means includes a cylindrical heating limiting cover that covers the polyimide precursor dry film on the cylindrical shape, and It is characterized by comprising a holding means for holding the cover concentrically with the cylindrical shape.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のポリイミド樹脂シームレスベルトの製造方法において、前記円筒状の加熱制限カバーにガス抜き穴を設けたことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the method for producing a polyimide resin seamless belt according to the second aspect, a gas vent hole is provided in the cylindrical heating restriction cover.
請求項4に記載の発明は、請求項2又は3に記載のポリイミド樹脂シームレスベルトの製造方法において、前記保持手段が前記円筒状の加熱制限カバーを保持するリング状の治具であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a polyimide resin seamless belt according to the second or third aspect, the holding means is a ring-shaped jig for holding the cylindrical heating restriction cover. And
請求項5に記載の発明は、請求項1ないし4のいずれかに記載のポリイミド樹脂シームレスベルトの製造方法により製造されるポリイミド樹脂シームレスベルトを特徴とする。 A fifth aspect of the invention is characterized by a polyimide resin seamless belt manufactured by the method for manufacturing a polyimide resin seamless belt according to any one of the first to fourth aspects.
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載のポリイミド樹脂シームレスベルトが画像形成装置に使用される中間転写ベルトであることを特徴とする。
The invention described in
請求項7に記載の発明は、像担持体上に形成したトナー像を中間転写ベルトに転写し、該中間転写ベルト上のトナー像を転写材に転写して画像を形成する画像形成装置であって、前記中間転写ベルトが請求項5に記載のポリイミド樹脂シームレスベルトであることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is an image forming apparatus for transferring a toner image formed on an image carrier to an intermediate transfer belt, and transferring the toner image on the intermediate transfer belt to a transfer material to form an image. The intermediate transfer belt is a polyimide resin seamless belt according to
本発明によれば、ポリイミド前駆体の乾燥膜をイミド化するために、ヒーターで加熱した空気を循環して雰囲気加熱を行うオーブン、又は乾燥炉で加熱する際に、ポリイミド前駆体の乾燥膜のエアー面からの加熱を制限する加熱制限手段を用いることから、該乾燥膜のエアー面を金型面により近い温度勾配で加熱することができる結果、イミド化反応が金型面、エアー面でほぼ同時に進行するようになり、イミド化による収縮で発生する残留応力のベルト厚み方向に偏りを小さくすることができ、反りの少ないポリイミド樹脂シームレスベルトを提供することができる。 According to the present invention, in order to imidize the dried film of the polyimide precursor, when heating in an oven that heats the atmosphere by circulating air heated by a heater or a drying furnace, the dried film of the polyimide precursor is heated. Since the heating limiting means for limiting the heating from the air surface is used, the air surface of the dry film can be heated with a temperature gradient closer to the mold surface. As a result, the imidization reaction is almost complete on the mold surface and the air surface. It is possible to provide a polyimide resin seamless belt that progresses simultaneously, can reduce the deviation in the belt thickness direction of residual stress generated by shrinkage due to imidization, and has less warpage.
また、従来から使用されているオーブン、乾燥炉などの雰囲気加熱設備がそのまま使用できる上、昇温レートを大きく取ることができるためイミド化時間も短縮することができる。 In addition, conventionally used atmosphere heating equipment such as ovens and drying furnaces can be used as they are, and since the temperature increase rate can be increased, the imidization time can be shortened.
さらにまた、上記シームレスベルトを中間転写体として用いることにより、ベルト側端部の干渉によりベルトを破損させたり、転写不良による線状の白抜け画像を発生するなどの画質の低下がない、安定した画像形成装置を提供することができる。 Furthermore, by using the seamless belt as an intermediate transfer member, there is no deterioration in image quality, such as damage to the belt due to interference at the belt side end, or generation of a linear blank image due to transfer failure. An image forming apparatus can be provided.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図1は本発明のポリイミド樹脂シームレスベルトの製造工程を示す説明図である。本発明における製造工程は、まず、図1の(1)で示すように、円筒型1の外面(図(a))又は内面(図(b))にポリイミド前駆体の塗布液を塗工機10で塗布する塗布工程と、塗布されたポリイミド前駆体の塗膜2a中の溶媒を加熱乾燥させポリイミド前駆体の乾燥膜を形成する乾燥膜形成工程、次に図1の(2)で示す、前の工程で得た乾燥膜を更に高温で加熱してイミド化反応させポリイミド樹脂のイミド化膜を形成するイミド化膜形成工程、次に図1の(3)で示す、前の工程で形成されたイミド化膜、すなわちポリイミド樹脂膜を円筒型から剥離しシームレスベルトとする離型工程からなる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is an explanatory view showing a production process of the polyimide resin seamless belt of the present invention. In the manufacturing process in the present invention, first, as shown in FIG. 1 (1), a polyimide precursor coating solution is applied to the outer surface (FIG. (A)) or inner surface (FIG. (B)) of the
前記の乾燥膜形成工程では、比較的低温(60〜130℃)で加熱して円筒型を回転させながらポリイミド前駆体の溶媒を蒸発させる。この加熱乾燥でポリイミド前駆体の溶媒のほとんどが蒸発し、液だれ等の心配のないポリイミド前駆体の乾燥膜ができる。ここまでの工程では、ベルトの反りに影響する残留応力は乾燥膜内に蓄積していない。この工程における加熱乾燥は、遠赤外線ヒーターによる加熱やヒーターで加熱した空気を吹き付ける熱風乾燥が用いられる。 In the dry film forming step, the solvent of the polyimide precursor is evaporated while heating at a relatively low temperature (60 to 130 ° C.) and rotating the cylindrical mold. By this heat drying, most of the solvent of the polyimide precursor is evaporated, and a dried film of the polyimide precursor can be obtained without worrying about dripping. In the processes so far, the residual stress that affects the warp of the belt has not accumulated in the dry film. For the heat drying in this step, heating with a far infrared heater or hot air drying for blowing air heated by the heater is used.
本発明が課題とするベルトの反りの原因である残留応力は、次のイミド化膜形成工程で発生する。イミド化膜形成工程では、前工程で乾燥した乾燥膜を加熱温度300〜350℃程度まで加熱し、イミド化反応を起こさせる。この工程では、一般に、円筒型1及びポリイミド前駆体の乾燥膜全体が均一に加熱できる雰囲気乾燥手段を用いるのが望ましい。
The residual stress which is the cause of the warp of the belt which is a problem of the present invention is generated in the next imidized film forming step. In the imidized film forming step, the dried film dried in the previous step is heated to a heating temperature of about 300 to 350 ° C. to cause an imidization reaction. In this step, it is generally desirable to use an atmospheric drying means that can uniformly heat the entire dried film of the
雰囲気乾燥手段としては、例えば図1の(2)イミド化膜形成工程で示すような、ヒーター12で加熱した空気を送風機13で循環して加熱するオーブン14、あるいは乾燥炉などがある。円筒型1に付いたポリイミド前駆体の乾燥膜2bを雰囲気乾燥手段14で加熱した場合、加熱された空気にさらされる乾燥膜2bのエアー面、金型の表面1bが加熱されるが、金型1は熱容量が大きいため周りに比べて温度上昇が遅くなる。そのため、乾燥膜2bの金型面の温度は、乾燥膜2bのエアー面の温度に比べ低くなってしまう。
ここで、エアー面とは、金型上に形成した膜の金型に接していない表面をいう。金型側(金型面)は金型の表面粗さにほぼ従った膜面ができるが、エアー面は塗布液のレベリング特性、乾燥条件に従った膜面ができる。乾燥時には、金型面は型の熱容量により型の温度にほぼ従い加熱されるが、エアー面は雰囲気の空気温度に従って加熱される。
As the atmosphere drying means, for example, as shown in (2) imidized film forming step of FIG. 1, there is an
Here, the air surface means a surface that is not in contact with a mold of a film formed on the mold. On the mold side (mold surface), a film surface almost conforming to the surface roughness of the mold can be formed. On the air surface, a film surface conforming to the leveling characteristics of the coating liquid and the drying conditions can be formed. At the time of drying, the mold surface is heated according to the mold temperature by the heat capacity of the mold, while the air surface is heated according to the air temperature of the atmosphere.
そうすると、イミド化の反応も温度が上がりやすいエアー面から発生し、イミド化に伴う収縮がエアー面側に先に起こる。金型面側はエアー面に遅れてイミド化の反応が発生し、同じくイミド化に伴う収縮が起こるが、既にエアー面のイミド化が進行し膜が剛直になっているため、収縮しきれないままイミド化反応を終える。金型面のイミド化膜は収縮しようとする残留応力を貯めた状態でいるので、図1の(3)で示す離型工程で円筒型1からイミド化膜2cを剥離したときに金型面側に反りを発生する。
If it does so, the reaction of imidation will also generate | occur | produce from the air surface where temperature rises easily, and the shrinkage accompanying imidation will occur to the air surface side first. On the mold surface side, the imidization reaction occurs behind the air surface, and the shrinkage accompanying imidization also occurs. However, since the imidization of the air surface has already progressed and the film has become rigid, it cannot shrink completely. The imidization reaction is finished as it is. Since the imidized film on the mold surface stores a residual stress that tends to shrink, the mold surface when the
従って、外面塗布の場合出来上がったシームレスベルトは内側に反り、内面塗布の場合逆に外側に反る傾向がある。この反りの傾向は、昇温レートが小さい場合は少ないが、イミド化の時間を短縮するため、昇温レートを大きくしていった場合顕著になる。 Accordingly, the finished seamless belt tends to warp inward in the case of outer surface coating, and warps outward in the case of inner surface coating. This warping tendency is small when the temperature rising rate is small, but becomes prominent when the temperature rising rate is increased in order to shorten the imidization time.
本発明は、ポリイミド前駆体の乾燥膜2bのエアー面からの加熱を制限する加熱制限手段を設けるものである。これにより昇温時の乾燥膜の金型面、エアー面の温度上昇の差をできるだけ小さくし、イミド化反応の進行を金型面、エアー面ほぼ同時に進めることで、イミド化による収縮で発生する残留応力のベルト厚み方向に偏りを小さくすることができ、反りの発生を低減できる。
In the present invention, a heating limiting means for limiting heating of the polyimide precursor
加熱制限手段は、図2で具体的に示すように、円筒型1上のポリイミド前駆体の乾燥膜2bを覆う円筒状の加熱制限カバー4とそれを円筒型1と同心に保持可能な保持手段3とから構成されている。保持手段3は図示するようなリング状にすると円筒型1と同心で、かつ加熱制限カバー4を保持しやすい。
As specifically shown in FIG. 2, the heating limiting means includes a cylindrical heating limiting cover 4 that covers the polyimide precursor
すなわち保持手段3としては、加熱制限カバー4を金型(円筒型1)表面から一定の距離(5〜10mm程度→加熱制限カバー4の内径は外面塗布の場合、金型外径+10〜20mm程度)で保持するためにリング状の治具3を用いる。リング状の治具3の外周はテーパー状(くさび)になっていて、テーパー部に加熱制限カバー4が当たり保持されるようになっている。
That is, as the holding means 3, the heating restriction cover 4 is a certain distance from the surface of the mold (cylindrical mold 1) (about 5 to 10 mm → the inner diameter of the heating restriction cover 4 is about the outer diameter of the mold +10 to 20 mm when applied to the outer surface. The ring-shaped
保持方法は、
(1)図2のようにテーパー面が上になるようにリング状の治具3を置く。
(2)リング状の治具3の内径にはまるように金型(円筒型1)を立ててセットする。
(3)リング状の治具3のテーパー面に加熱制限カバー4の内径の下端が当たるようにセットする。
(4)上部のリング状の治具3をテーパー面が下になるように金型(円筒型1)と加熱制限カバー4の間にセットする。
という順番で行う。
The holding method is
(1) Place the ring-shaped
(2) Set up the mold (cylindrical mold 1) so that it fits into the inner diameter of the ring-shaped
(3) Set so that the lower end of the inner diameter of the heat limiting cover 4 hits the tapered surface of the ring-shaped
(4) The upper ring-shaped
Do in the order.
前記した状態からもわかるように、乾燥膜2bのエアー面は加熱制限カバー4と保持手段3で空気層を密閉した状態でカバーされているため、雰囲気乾燥手段14の加熱した空気が直接触れず乾燥膜2bのエアー面の温度上昇が制限される。
As can be seen from the above-described state, the air surface of the
加熱制限カバー4、金型1の熱容量、熱伝導をバランスさせることで、金型面の温度上昇に対してエアー面の温度上昇をほぼ同じか多少遅い程度に制限することができる。
By balancing the heat capacity and heat conduction of the heating restriction cover 4 and the
図2の加熱制限手段の説明では外面塗布(図1(a)参照)の円筒型1で説明しているため、円筒型1の外径より大きな内径を持つ加熱制限カバー4を被せる構成になっているが、内面塗布(図1(b)参照)の場合でも円筒型1の内径より小さな外径を持つ加熱制限カバーを被せる構成にすることで、同じような効果を得ることができる。
In the description of the heating limiting means in FIG. 2, the outer surface coating (see FIG. 1A) is described as the
加熱制限カバー4は、雰囲気乾燥手段14の加熱した空気が入らないように、できるだけ密閉した方が良いが、イミド化時に発生する残留溶媒蒸気、脱水反応による水蒸気を逃がすため、部分的に小さなガス抜きの穴を設けた方が好ましい。 The heating restriction cover 4 should be sealed as much as possible so that the heated air of the atmosphere drying means 14 does not enter. However, in order to release residual solvent vapor generated during imidization and water vapor due to dehydration reaction, a small gas is partially used. It is preferable to provide a punched hole.
図3はポリイミド前駆体の乾燥膜2bを外面に形成した円筒型1をヒーターなど雰囲気加熱用加熱源12で加熱した空気を送風機13で循環して加熱するオーブン(雰囲気加熱手段)14内に置き、該乾燥膜2bを覆うように加熱制限カバー4を保持手段3で保持して配置し、雰囲気加熱を行っている状態を示すものである。5は加熱制限カバーに設けたガス抜き用の穴である。なお、図3からもリング状の治具3の外周がテーパー状であり、テーパー部に加熱制限カバー4が当たり、保持されている様子がわかると思われる。
FIG. 3 shows that a
前記した本発明の製造方法の有効性を確認するため、以下のような試験を行った。
外径130mm、長さ300mm、厚さ5mmのSUS製円筒型1を用い、外面塗布によるポリイミド樹脂シームレスベルトを作製するため、内径140mm、長さ300mm、厚さ5mmのSUS製の加熱制限カバー4と内径130mm、平均外径140mm、幅15mmのSUS製のリング状の保持手段3を作製した。
In order to confirm the effectiveness of the production method of the present invention described above, the following tests were conducted.
In order to produce a polyimide resin seamless belt by coating the outer surface using a SUS
次に、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の等モルをN−メチルピロリドン溶媒中で常温にて重合反応してポリアミック酸を得た。この溶液にビーズミルにてN−メチルピロリドン中に微粉砕分散したカーボンブラック(キャボット製BP−L)分散液を混合した。更にポリジメチルシロキサン(トーレダウコーニングシリコーン製SH200)の25℃における動粘度が1cStであるものを前記カーボンブラック分散ポリアミック酸溶液の0.01wt%に添加し、よく攪拌混合し、塗工液を作製した。 Next, an equimolar amount of biphenyl-3,4,3 ′, 4′-tetracarboxylic anhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether is polymerized at room temperature in an N-methylpyrrolidone solvent to obtain a polyamic acid. It was. A carbon black (BP-L manufactured by Cabot) dispersion liquid finely pulverized and dispersed in N-methylpyrrolidone with a bead mill was mixed with this solution. Further, polydimethylsiloxane (Toray Dow Corning Silicone SH200) having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 1 cSt is added to 0.01 wt% of the carbon black-dispersed polyamic acid solution, and well stirred and mixed to prepare a coating solution. did.
前記円筒型を1rpmで回転させながら前記塗工液を円筒型外面にダイコート法によりダイのスリットから押し出し均一に塗布した。次いで回転数を500rpmに上げ、120℃まで昇温して30分加熱し乾燥膜を形成した。次に前記した乾燥膜の形成された円筒型を図3と同様の雰囲気加熱オーブンに入れ、乾燥膜上に加熱制限カバーを保持した後、徐々に300〜320℃まで昇温し30分焼成してイミド化膜を形成した。加熱終了後、常温まで徐冷してから取り出し、形成された塗膜を円筒型1から剥離して膜厚60〜80μmのポリイミド樹脂シームレスベルトを得た。
While the cylindrical mold was rotated at 1 rpm, the coating liquid was applied uniformly onto the outer surface of the cylindrical mold by extrusion from a die slit by a die coating method. Next, the number of revolutions was increased to 500 rpm, the temperature was raised to 120 ° C. and heated for 30 minutes to form a dry film. Next, the cylindrical mold with the dried film formed therein is put in an atmosphere heating oven similar to that shown in FIG. 3 and a heating restriction cover is held on the dried film, and then the temperature is gradually raised to 300 to 320 ° C. and baked for 30 minutes. Thus, an imidized film was formed. After the heating, the film was gradually cooled to room temperature and then taken out. The formed coating film was peeled off from the
得られたシームレスベルトは、表1に示すように前記した加熱制限カバーを用いない以外は同様にして作製したシームレスベルトと比較して明らかに反りが減少していることが認められた。表1の加熱制限カバー「無し(*)」と「有り(*)」から、昇温レートを大きくして比較した場合、加熱制限カバー「有り(*)」が明らかに「切断ベルトの直径」が大きくなっていることがわかる。
(注)表1の「切断ベルトの直径」は、φ130mmのエンドレスベルトを一箇所幅方向にカットし、シート状にしたベルトが自然にカールしたときの直径を測定した値で、カールが強いと直径が小さくなる。
As shown in Table 1, the obtained seamless belt was found to have a significantly reduced warpage as compared to the seamless belt produced in the same manner except that the above-mentioned heating restriction cover was not used. When comparing the heating limit covers “No (*)” and “Yes (*)” in Table 1 with a higher temperature rise rate, the heating limit cover “Yes (*)” is clearly “diameter of the cutting belt”. It can be seen that is increasing.
(Note) “Diameter of cutting belt” in Table 1 is a value obtained by measuring the diameter when a belt made into a sheet is naturally curled by cutting an endless belt of φ130 mm in one width direction. The diameter becomes smaller.
次に本発明のポリイミド樹脂シームレスベルトが中間転写体として使用される電子写真装置の一例について説明する。図4に示す画像形成装置200は、静電潜像担持体としての感光体ドラム100と、帯電手段としての帯電ローラ20と、露光手段としての露光装置30、現像手段としての現像装置40と、中間転写体50と、クリーニング手段としてのクリーニングブレードを有するクリーニング装置60と、除電手段としての除電ランプとを備える。
Next, an example of an electrophotographic apparatus in which the polyimide resin seamless belt of the present invention is used as an intermediate transfer member will be described. An
中間転写体50は、無端のポリイミド樹脂シームレスベルトであり、その内側に配置され、これを張架する3個のローラ51によって、矢印方向に移動可能に設計されている。3個のローラ51の一部は、中間転写体50へ所定の転写バイアス(一次転写バイアス)を印加可能な転写バイアスローラとしても機能する。中間転写体50には、その近傍にクリーニングブレードを有するクリーニング装置90が配置されており、また、最終転写材としての転写紙95にトナー像を二次転写するための転写バイアスを印加可能な転写手段としての転写ローラ80が対向して配置されている。中間転写体50の周囲には、中間転写体50上のトナー像に電荷を付与するためのコロナ帯電器58が、中間転写体50の回転方向において、感光体10と中間転写体50との接触部と、中間転写体50と転写紙95との接触部との間に配置されている。
The
前記では本発明のポリイミド樹脂シームレスベルトが中間転写体として使用される1ドラム方式の画像形成装置を示したが、もちろん4ドラム方式の画像形成装置に用いても良い。 In the above description, the one-drum type image forming apparatus in which the polyimide resin seamless belt of the present invention is used as an intermediate transfer member is shown, but of course, it may be used in a four-drum type image forming apparatus.
1 円筒型
2a ポリイミド前駆体の塗膜
2b ポリイミド前駆体の乾燥膜
2c イミド化膜又はポリイミド樹脂シームレスベルト
3 保持手段又はリング状の治具
4 円筒状の加熱制限カバー又は加熱制限カバー
5 ガス抜き用穴
10 塗布手段
11 加熱手段
12 雰囲気加熱用加熱源
13 雰囲気加熱用送風機
14 雰囲気加熱手段又は雰囲気加熱用オーブン
50 中間転写体
100 感光体ドラム又は感光体
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該ポリイミド前駆体の塗膜を加熱して塗膜中の溶媒を蒸発させるポリイミド前駆体の乾燥膜形成工程と、
該乾燥膜を加熱温度を上昇させてイミド化反応させポリイミド樹脂のイミド化膜を形成するイミド化膜形成工程と、
該ポリイミド樹脂のイミド化膜を前記金型から剥離する離型工程とを備えたポリイミド樹脂シームレスベルトの製造方法であって、
前記ポリイミド前駆体の乾燥膜を雰囲気加熱手段により加熱してイミド化膜を形成する際、該ポリイミド前駆体乾燥膜のエアー面からの加熱を制限する加熱制限手段を用いることを特徴とするポリイミド樹脂シームレスベルトの製造方法。 Applying a polyimide precursor coating solution to the cylindrical inner or outer surface, and forming a coating film of the polyimide precursor to form a coating film,
The polyimide precursor dry film forming step of heating the polyimide precursor coating film to evaporate the solvent in the coating film;
An imidized film forming step of forming an imidized film of a polyimide resin by increasing the heating temperature to imidize the dry film;
A polyimide resin seamless belt manufacturing method comprising a mold release step of peeling the polyimide resin imidized film from the mold,
A polyimide resin characterized by using a heating restriction means for restricting heating of the polyimide precursor dry film from the air surface when the polyimide precursor dry film is heated by an atmosphere heating means to form an imidized film. Seamless belt manufacturing method.
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