JP2009042394A - Seamless belt for electrophotography, and manufacturing method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真に用いられるシームレスベルト及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a seamless belt used for electrophotography and a method for producing the same.
電子写真装置においては、その装置内においてさまざまな用途でシームレスベルト部材が用いられている。例えば、定着ベルト、転写ベルト、紙搬送ベルトなどが挙げられる。
その中でも、フルカラー電子写真装置において、感光体上に形成された4色のトナー画像を一旦、中間転写ベルトに転写することにより中間転写ベルト上にフルカラー画像を形成し、その後に紙などの転写媒体に一括転写する方式における中間転写ベルトがある。中間転写ベルトは、複写機のフルカラー化が進み需要が急増している。
In electrophotographic apparatuses, seamless belt members are used for various purposes in the apparatus. For example, a fixing belt, a transfer belt, a paper conveyance belt, and the like can be given.
Among them, in a full-color electrophotographic apparatus, a four-color toner image formed on a photoreceptor is temporarily transferred to an intermediate transfer belt to form a full-color image on the intermediate transfer belt, and then a transfer medium such as paper There is an intermediate transfer belt in a batch transfer system. The demand for intermediate transfer belts has been increasing rapidly as full-color copying machines have been developed.
中間転写ベルトとしては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、ゴムやエラストマーなどの材料が使用されている。
しかしながら、本方式においては、高速性を得るため、中間転写ベルトに対峙する各色の色現像装置を直列に配置したタンデム方式と言われる方式が主流となっている。本プロセスに使用される中間転写ベルトは、走行中に変形による色重ねずれが生じず、繰返し使用に耐えうる高強度のものが要求され、また、難燃性も要求されるため、ポリイミド樹脂やポリアミドイミドが好ましく用いられている。
また、ポリイミド樹脂をベースとして、表面特性を改良する目的で積層構成としたものや、ゴムやエラストマーなどの弾性層を積層するといったものもある。
As the intermediate transfer belt, materials such as thermoplastic resin, thermosetting resin, rubber, and elastomer are used.
However, in this system, in order to obtain high speed, a system called a tandem system in which color developing devices for respective colors facing the intermediate transfer belt are arranged in series is the mainstream. The intermediate transfer belt used in this process does not cause color misregistration due to deformation during running, requires high strength that can withstand repeated use, and also requires flame resistance. Polyamideimide is preferably used.
Also, there are a laminate structure based on polyimide resin for the purpose of improving surface characteristics and a laminate layer of an elastic layer such as rubber or elastomer.
いずれの構成にしろ、中間転写ベルトにおいては、その表面にトナー画像を形成し、それを紙などの転写材にトナー画像を移す(転写する)ため、その表面はトナーとの離型性に優れることが求められる。離型性が悪いと、転写時に紙に転写できず、画像の一部が抜けてしまう、中抜け、いわゆる虫食い画像となってしまう。
このような虫食い画像を生じないために、表面の摩擦係数を規定することが提案されている。
Regardless of the configuration, the intermediate transfer belt forms a toner image on its surface and transfers (transfers) the toner image to a transfer material such as paper. Therefore, the surface is excellent in releasability from the toner. Is required. If the releasability is poor, the image cannot be transferred to paper at the time of transfer, and a part of the image is lost, resulting in a so-called worm-eaten image.
In order not to generate such a worm-eaten image, it has been proposed to define a friction coefficient of the surface.
特許文献1〜3では、ポリイミド基材上にフッ素やシリコンのコート層を設け、摩擦係数を規定値になるようにしている。しかしながら、これらはいずれも表面層を設ける構成としているため構成が複雑である。
特許文献4では、ポリイミド中にフッ素粒子を含有させることにより摩擦係数を規定値にすることが提案されている。しかしながら、このようなポリイミド中への直接分散では、フッ素粒子の分散性が良くないため、接触角は規定値を実現できるが、抵抗調整する例えばカーボンブラックの分散性を損なったり、磨耗しやすく耐久性がないといった問題があった。また、ポリイミドでは作製時が高温で行なわれるために、耐熱性の点から使用できる材料が限定的であった。
特許文献5では、滑材を表面に塗布することにより、感光体及び中間転写体表面の摩擦係数を制御することが提案されている。これは、感光体、中間転写体の種類の選択幅が広いが、滑材を塗布し、この塗布条件を制御する機構が必要なため、装置が煩雑となるという問題があった。
In
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本発明は、上記従来技術の問題を解決するものであり、環境に易しく、生産性が良い方法により、表面物性を制御し、虫食いのような異常画像が発生しない高品質画像を実現できる電子写真用シームレスベルト、特にフルカラー用中間転写ベルトを提供することを課題とする。 The present invention solves the above-described problems of the prior art, and is an electrophotography that can realize a high-quality image that does not cause abnormal images such as worm-eating by controlling surface physical properties by a method that is environmentally friendly and has good productivity. It is an object of the present invention to provide a seamless belt for use in printing, particularly an intermediate transfer belt for full color.
本発明者らは鋭意検討した結果、電子写真用シームレスベルト、特に、充填材を含有するポリイミド樹脂により構成される中間転写ベルトを低分子化合物を溶解した超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素により注入させることによって効果的に実現できることを見出した。 As a result of intensive studies, the present inventors have injected a seamless belt for electrophotography, particularly an intermediate transfer belt composed of a polyimide resin containing a filler, with supercritical carbon dioxide or subcritical carbon dioxide in which a low-molecular compound is dissolved. It has been found that it can be effectively realized.
すなわち、上記課題は、以下の本発明によって解決される。
(1)「少なくとも充填材を含有する樹脂からなる電子写真用シームレスベルトを、低分子化合物を溶解させた超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素に接触させて、該シームレスベルト中に該低分子化合物を注入することにより、該シームレスベルト表面の摩擦係数を0.4未満とすることを特徴とする電子写真シームレスベルトの製造方法」、
(2)「少なくとも充填材を含有する樹脂からなる電子写真用シームレスベルトを、低分子化合物を溶解させた超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素に接触させて、該シームレスベルト中に該低分子化合物を注入してなり、該電子写真用シームレスベルトの表面の摩擦係数が0.4未満であることを特徴とする電子写真シームレスベルト」、
(3)「前記樹脂が、ポリイミド樹脂であることを特徴とする前記題(1)項に記載の電子写真用シームレスベルト」、
(4)「像担持体上に順次形成される複数のカラートナー現像画像を中間転写ベルト上に順次重ね合わせて一次転写を行ない、該一次転写画像を被記録媒体に一括して二次転写する電子写真装置に装備されるベルト構成部用のシームレスベルトにおいて、前記中間転写ベルトは、前記第(2)項又は第(3)項に記載のシームレスベルトであることを特徴とするベルト構成部用のシームレスベルト」、
(5)「像担持体上に順次形成される複数のカラートナー現像画像を中間転写ベルト上に順次重ね合わせて一次転写を行ない、該一次転写画像を被記録媒体に一括して二次転写する電子写真装置に装備されるベルト構成部用のシームレスベルトにおいて、前記中間転写ベルトは、前記第(2)項又は第(3)項に記載のシームレスベルトであり、かつ、該電子写真用シームレスベルトの表面の摩擦係数が像担持体の表面摩擦係数より大きいことを特徴とするベルト構成部用のシームレスベルト」、
(6)「像担持体上に順次形成される複数のカラートナー現像画像を中間転写ベルト上に順次重ね合わせて一次転写を行ない、該一次転写画像を被記録媒体に一括して二次転写するベルト構成部を装備した電子写真装置において、前記中間転写ベルトは、前記第(2)項乃至第(5)項のいずれかに記載のシームレスベルトであることを特徴とする電子写真装置」、
(7)「像担持体上に順次形成される複数のカラートナー現像画像を中間転写ベルト上に順次重ね合わせて一次転写を行ない、該一次転写画像を被記録媒体に一括して二次転写するベルト構成部を装備した電子写真装置において、前記中間転写ベルトは、前記第(2)項乃至第(5)項のいずれかに記載のシームレスベルトであり、かつ表面摩擦係数が像担持体表面摩擦係数より大きいことを特徴とする電子写真装置」。
That is, the said subject is solved by the following this invention.
(1) “A seamless belt for electrophotography made of a resin containing at least a filler is brought into contact with supercritical carbon dioxide or subcritical carbon dioxide in which a low molecular compound is dissolved, and the low molecular compound is contained in the seamless belt. Injecting the electrophotographic seamless belt, wherein the friction coefficient of the surface of the seamless belt is less than 0.4 ",
(2) “A seamless belt for electrophotography made of a resin containing at least a filler is brought into contact with supercritical carbon dioxide or subcritical carbon dioxide in which a low molecular compound is dissolved, and the low molecular compound is contained in the seamless belt. Electrophotographic seamless belt, wherein the friction coefficient of the surface of the electrophotographic seamless belt is less than 0.4 ",
(3) "The electrophotographic seamless belt according to item (1), wherein the resin is a polyimide resin";
(4) “A plurality of color toner developed images sequentially formed on the image carrier are sequentially superimposed on the intermediate transfer belt for primary transfer, and the primary transfer images are collectively transferred to the recording medium. In a seamless belt for a belt constituent part equipped in an electrophotographic apparatus, the intermediate transfer belt is the seamless belt according to the above item (2) or (3). Seamless belt ",
(5) “A plurality of color toner developed images sequentially formed on the image carrier are sequentially superimposed on the intermediate transfer belt for primary transfer, and the primary transfer images are collectively transferred to the recording medium. In a seamless belt for a belt constituting part equipped in an electrophotographic apparatus, the intermediate transfer belt is the seamless belt according to the item (2) or (3), and the electrophotographic seamless belt A seamless belt for a belt component characterized by having a surface friction coefficient greater than that of the image carrier ",
(6) “A plurality of color toner development images sequentially formed on the image carrier are sequentially superimposed on the intermediate transfer belt to perform primary transfer, and the primary transfer image is collectively transferred to a recording medium. In an electrophotographic apparatus equipped with a belt component, the intermediate transfer belt is the seamless belt according to any one of (2) to (5),
(7) “A plurality of color toner development images sequentially formed on the image carrier are sequentially superimposed on the intermediate transfer belt to perform primary transfer, and the primary transfer images are collectively transferred to a recording medium. In the electrophotographic apparatus equipped with the belt component, the intermediate transfer belt is the seamless belt according to any one of (2) to (5), and the surface friction coefficient is the image carrier surface friction. An electrophotographic apparatus characterized by being larger than the coefficient ".
請求項1、2によれば、高い生産性で、簡単に表面摩擦係数が0.4未満となる電子写真シームレスベルトを製造することが可能である。
請求項3によれば、より効果的に表面摩擦係数を0.4未満とすることができる。
請求項4によれば、表面摩擦係数が0.4未満のポリイミド樹脂製のシームレスベルトとすることができる。
請求項5によれば、表面摩擦係数が0.4未満のフルカラー電子写真用中間転写ベルトとすることができる。
請求項6によれば、表面摩擦係数が0.4未満のフルカラー電子写真用中間転写ベルトを用いた、環境でも安定した高品質画像の電子写真装置とすることができる。
請求項7によれば、表面摩擦係数が0.4未満のフルカラー電子写真用中間転写ベルトであり、かつ像担持体の表面摩擦係数よりも大きくすることにより、さらに安定した高品質画像の電子写真装置とすることができる。
According to the first and second aspects, it is possible to easily produce an electrophotographic seamless belt having a high productivity and a surface friction coefficient of less than 0.4.
According to the third aspect, the surface friction coefficient can be made more effectively less than 0.4.
According to the fourth aspect, a seamless belt made of polyimide resin having a surface friction coefficient of less than 0.4 can be obtained.
According to the fifth aspect, a full color electrophotographic intermediate transfer belt having a surface friction coefficient of less than 0.4 can be obtained.
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to provide an electrophotographic apparatus having a high quality image that is stable even in an environment using an intermediate transfer belt for full color electrophotography having a surface friction coefficient of less than 0.4.
According to the seventh aspect of the present invention, it is a full-color electrophotographic intermediate transfer belt having a surface friction coefficient of less than 0.4, and is made larger than the surface friction coefficient of the image bearing member, whereby a more stable high quality image electrophotography. It can be a device.
本発明で用いる電子写真用シームレスベルトに用いる樹脂としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアルキレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ABSやPVdF、ETFE等のフッ素系樹脂等の熱可塑性樹脂、エステル系、オレフィン系、アミド系、ジエン系、シリコン系等の熱可塑性エラストマー、エポキシ系、フェノール系、ウレタン系、イミド系、シリコーン系等の熱硬化性樹脂、その他、アクリロニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンゴム等のゴムなどのものが使用される。
この中でも、特に中間転写ベルト用途としての耐久性、難燃性の面でフッ素系樹脂、イミド系樹脂が好ましく用いられる。さらに好ましくは、ポリイミド、ポリアミドイミド樹脂が適用される。
As the resin used for the electrophotographic seamless belt used in the present invention, polyester, polyethylene, polypropylene, polyalkylene terephthalate, polyamide, polyimide, polycarbonate, thermoplastic resins such as fluorine resins such as ABS, PVdF, and ETFE, ester-based, Olefin-based, amide-based, diene-based, silicone-based thermoplastic elastomers, epoxy-based, phenol-based, urethane-based, imide-based, silicone-based thermosetting resins, etc., acrylonitrile rubber, chloroprene rubber, ethylene propylene diene rubber A rubber such as silicon rubber, fluorine rubber, epichlorohydrin rubber or the like is used.
Among these, fluorine resins and imide resins are preferably used particularly in terms of durability and flame retardancy as intermediate transfer belt applications. More preferably, polyimide or polyamideimide resin is applied.
特に本発明におけるポリイミド樹脂によるシームレスベルトは、有機極性溶媒を用いたポリイミド前駆体からなる溶液を塗布液とし、本塗布液を型に塗布することによって成形されるものが好ましく用いられる。 In particular, a seamless belt made of a polyimide resin in the present invention is preferably formed by applying a solution made of a polyimide precursor using an organic polar solvent as a coating solution and applying the coating solution to a mold.
本発明における塗工液の組成分であるポリイミド前駆体の加熱処理(イミド化)により生成するポリイミドについて詳しく説明する。 The polyimide produced | generated by the heat processing (imidation) of the polyimide precursor which is a component of the coating liquid in this invention is demonstrated in detail.
<ポリイミド>
本発明に用いられるポリイミドは、まず一般的に知られている芳香族多価カルボン酸無水物あるい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、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なわれ、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。反応の概略を下記化学反応式に示す。
<Polyimide>
The polyimide used in the present invention is first obtained via a polyamic acid (polyimide precursor) by reaction of a generally known aromatic polycarboxylic acid anhydride or derivative thereof with an aromatic diamine.
That is, polyimide is insoluble in solvents and the like due to its rigid main chain structure and has an infusible property. Therefore, a polyimide precursor that is soluble in an organic solvent from an acid anhydride and an aromatic diamine ( Polyamic acid or polyamic acid) is synthesized, and at this stage, molding is performed by various methods, and then the polyamic acid is subjected to dehydration reaction by heating or a chemical method to be cyclized (imidized) to obtain polyimide. The outline of the reaction is shown in the following chemical reaction formula.
(式中、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 formula, 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。これらは単独あるいは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.
次に、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。これらは単独または2種以上を混合して使用される。 Next, 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, and p-aminobenzyl. Amine, 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-amino Phenyl) sulfone, bis (4-aminophenyl) Ruhon, 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] 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- Aminophenoxy) 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′- [3- (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 are used individually or in mixture of 2 or more types.
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。 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.
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あるい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、これらを単独あるい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。 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- Phenolic 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 hex Methyl 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種あるいは複数種のジアミンを上記の有機溶媒に溶解するか、あるいはスラリー状に拡散させる。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あるいは、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、−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 a plurality of diamines are dissolved in the above organic solvent or diffused 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. The reaction temperature at this time is preferably 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あるい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。さらには、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あるいはその誘導体と、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、ポリアミック酸組成物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, the polyamic acid composition is dissolved in the organic polar solvent by polymerizing the aromatic polyvalent carboxylic acid anhydride or derivative thereof and the aromatic diamine component in about an equimolar amount of the organic polar solvent. A polyimide precursor solution is obtained in a uniformly 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。
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)、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。
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.
Typical examples include Trenice (manufactured by Toray Industries, Inc.), U-Varnish (manufactured by Ube Industries, Ltd.), Optmer (manufactured by JSR), SE812 (manufactured by Nissan Chemical Industries), CRC8000 (manufactured by Sumitomo Bakelite) It is mentioned as a thing.
合成あるいは入手したポリアミック酸溶液に、前記無機充填材を混合・分散し、さらに本発明におけるシロキサン化合物(ポリジメチルシロキサンまたはアルキレンオキサイド変性ポリメチルシロキサン)を添加混合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)が行なわれる。 The inorganic filler is mixed and dispersed in the synthesized or obtained polyamic acid solution, and the siloxane compound (polydimethylsiloxane or alkylene oxide-modified polymethylsiloxane) of the present invention is added and mixed to prepare a coating 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.
すなわち、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。
しかしながら最近では、(2)の方法の一種であるが、イミダゾールやキノリンなどのアミン類を触媒としてワニスに含有させることによって乾燥時におけるイミド化を促進させる方法がとられることも多い。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必要であるが、これによると、より低温でイミド化が促進され、機械的耐久性も向上すると言われている。しかし、これらの触媒は極少量であり、乾燥中に分解・昇華するものもあるが、不純物として残留するものもあり好ましくない。
That is, 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 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.
However, recently, although it is a kind of the method (2), a method of promoting imidization at the time of drying by incorporating an amine such as imidazole or quinoline in the varnish as a catalyst is often employed. In order to demonstrate the intrinsic performance of polyimide, it is necessary to complete the imidization by heating above the glass transition temperature of the corresponding polyimide, but this promotes imidization at a lower temperature. It is said that mechanical durability is also improved. However, these catalysts are in very small amounts, and some of them decompose and sublime during drying, but some remain as impurities, which is not preferable.
イミド化の進行状況(イミド化の程度)は、通常行な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、中でもフー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 usual 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 are used 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. Outer 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、次により表される。
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), Is done.
Imidation rate = [(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 imidization ratio can be evaluated using the following absorbance ratio.
(1) Absorbance ratio between 725 cm −1 (immobilization band of imide ring C═O group), which is one of characteristic absorptions of imide, and 1,015 cm −1 of characteristic absorption of benzene rings.
(2) Absorbance ratio between 1,380 cm −1 (inflection vibration band of imide ring C—N group), which is one of characteristic absorptions of imide, and 1,500 cm −1 of characteristic absorption of benzene rings.
(3) Absorbance ratio between 1,720 cm −1 (immobilization vibration band of imide ring C═O group) which is one of characteristic absorptions of imide and 1,500 cm −1 of characteristic absorption of benzene ring.
(4) 1,720 cm −1 which is one of characteristic absorptions of imide and 1,670 cm −1 (interaction between amide group N—H bending vibration and C—N stretching vibration) Absorbance ratio.
Moreover, if it is confirmed that the multiple absorption band derived from the amide group over 3000 to 3300 cm −1 disappears, the reliability of imidization completion is further increased.
本発明においては、前記のようなポリイミド前駆体溶液だけでなく、あらかじめイミド化されており、かつ有機極性溶媒に可溶であるいわゆる溶剤可溶ポリイミドを用いることもできる。
このようなものとしては、リカコート(新日本理化)、ブロック共重合ポリイミド(ピーアイ技研等がある。
In the present invention, not only the polyimide precursor solution as described above but also a so-called solvent-soluble polyimide that has been imidized in advance and is soluble in an organic polar solvent can be used.
Examples of such materials include Rika Coat (New Nippon Rika) and block copolymerized polyimide (PI Giken).
本発明の塗布液では、上記ポリイミドのみならず、必要に応じて他の樹脂成分を含有しても良い。また、レベリング剤、滑剤、酸化防止剤、触媒等の種々の添加剤を用いても良い。 In the coating liquid of this invention, you may contain not only the said polyimide but another resin component as needed. Moreover, you may use various additives, such as a leveling agent, a lubricant, antioxidant, a catalyst.
次に、本発明の塗工液の組成分として含有される充填材について説明する。
充填材としては、有機、無機の一般的なものが使用可能である。
本発明におけるシームレスベルト、特に、中間転写ベルトとして用いる場合には充填材として抵抗調整機能を有する抵抗調整材を用いる。抵抗調整材は、中間転写ベルトを所定の抵抗値に調整する必要上、添加が欠かせない。
抵抗制御剤としては、カーボンブラック、黒鉛、あるいは、銅、スズ、アルミニウム、インジウム等の金属や、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化スズ、スズをドープした酸化インジウム等の金属(亜)酸化物微粉末などが挙げられる。また、これらにイオン電導性抵抗制御剤として、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジル、アンモニウム塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルサルフェート、グルセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪アルコールエステル、アルキルベタイン、過塩素酸リチウムなどを用いてもよい。また導電性高分子であるポリエーテルアミドやポリエーテルエステルアミド、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンなどを用いても良い。なお、本発明における抵抗制御剤は、これらの例示化合物に限定されるものではない。
Next, the filler contained as a component of the coating liquid of the present invention will be described.
As the filler, general organic and inorganic materials can be used.
When used as a seamless belt in the present invention, particularly as an intermediate transfer belt, a resistance adjusting material having a resistance adjusting function is used as a filler. The resistance adjusting material is indispensable for adjusting the intermediate transfer belt to a predetermined resistance value.
As the resistance control agent, carbon black, graphite, or metal such as copper, tin, aluminum, indium, tin oxide, zinc oxide, titanium oxide, indium oxide, antimony oxide, bismuth oxide, tin oxide doped with antimony, Examples thereof include fine metal (sub) oxide powders such as indium oxide doped with tin. In addition, as an ion conductive resistance control agent, tetraalkylammonium salt, trialkylbenzyl, ammonium salt, alkylsulfonate, alkylbenzenesulfonate, alkylsulfate, glycerol fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine Polyoxyethylene fatty alcohol ester, alkyl betaine, lithium perchlorate and the like may be used. Further, polyether amide, polyether ester amide, polypyrrole, polythiophene, polyaniline, or the like which is a conductive polymer may be used. In addition, the resistance control agent in this invention is not limited to these exemplary compounds.
本発明においては、上記抵抗制御剤のうち、カーボンブラックが好ましく用いられる。
カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、アセチレンブラク、ケッキェンブラック、チャネルブラック、アセチレンブラックなどのものが使用できるが、これらの表面を酸化処理した酸化処理カーボンブラックが好ましい。
また、必要に応じて分散助剤を用いても良い。さらには、カーボンブラックの表面官能基と、その官能基と反応性を有する有機化合物とを反応させて表面処理したものでも良い。
In the present invention, carbon black is preferably used among the resistance control agents.
Examples of the carbon black include furnace black, acetylene black, ketjen black, channel black, and acetylene black. Oxidized carbon black obtained by oxidizing these surfaces is preferable.
Moreover, you may use a dispersion aid as needed. Furthermore, the surface functional group of carbon black and the surface treatment may be performed by reacting an organic compound having reactivity with the functional group.
次に、前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。
必要に応じて抵抗調整剤を分散させる工程、該工程により作製された塗布液を支持体(成形用の型)に塗布・流延する工程、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工程、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工程、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ことにより製造される。
Next, a method for producing a seamless belt using the coating liquid containing the polyimide precursor will be described.
A step of dispersing a resistance adjuster as necessary, a step of applying and casting a coating solution produced by the step on a support (molding mold), and a coating in a coating applied and cast on the support It is manufactured by removing the solvent by heating, heating and heating to promote imidation of the precursor contained in the coating film, and releasing the formed thin film from the support to form a seamless belt.
抵抗調整剤を分散させる工程では、ポリイミド前駆体溶液に直接抵抗制御剤を分散・混合させる方法またはあらかじめ溶媒に抵抗制御剤を分散させてからポリイミド前駆体溶液と混合させる方法がある。特に抵抗を調整させるための充填剤としては、全固形分の5〜25wt%が好ましく、さらに好ましくは、10〜20wt%である。
ここでは、抵抗制御剤としてカーボンブラックを分散させる方法を例として説明する。なお、一例でありこれに限定されるものではない。
In the step of dispersing the resistance adjusting agent, there are a method of dispersing and mixing the resistance control agent directly in the polyimide precursor solution or a method of dispersing the resistance control agent in a solvent in advance and then mixing with the polyimide precursor solution. In particular, the filler for adjusting the resistance is preferably 5 to 25 wt%, more preferably 10 to 20 wt% of the total solid content.
Here, a method of dispersing carbon black as a resistance control agent will be described as an example. Note that this is an example and the present invention is not limited to this.
N−メチル−2−ピロリドンにカーボンブラックとポリイミド前駆体少量を混合し、ジルコニアビーズを用いて、ボールミルやペイントシェーカー、ビーズミル等にて所定時間分散させる。ある程度の粒径に分散された後、取り出した液を分散液とする。
該分散液にポリイミド前駆体溶液を混合することにより所定のカーボンブラック濃度になるように希釈する。このときの混合方法としては、遠心式攪拌機、ヘンシェルミキサー、ホモジナイザー、遊星式攪拌機などを用いて行なうことができる。
必要に応じて、レベリング剤や触媒などの添加剤をこのときに添加することもできる。
また、攪拌後は真空脱泡機などを用いて脱泡することが好ましい。
N-methyl-2-pyrrolidone is mixed with a small amount of carbon black and a polyimide precursor, and dispersed in a ball mill, paint shaker, bead mill or the like for a predetermined time using zirconia beads. After being dispersed to a certain particle size, the liquid taken out is used as a dispersion.
The polyimide precursor solution is mixed with the dispersion to dilute to a predetermined carbon black concentration. As a mixing method at this time, a centrifugal stirrer, a Henschel mixer, a homogenizer, a planetary stirrer, or the like can be used.
If necessary, additives such as a leveling agent and a catalyst can be added at this time.
Further, after stirring, it is preferable to defoam using a vacuum defoamer or the like.
次に、上記作製の塗布液を塗布する工程について説明する。
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。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。
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。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、250℃〜400℃程度の高温加熱処理(焼成)し、十分にポリイミド前駆体のイミド化を行なう。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するため、離型剤または離型層を形成しておくことが好ましい。
Next, the process of applying the coating solution prepared above will be described.
First, a case where centrifugal molding is used as a support (molding mold) will be described as an example. The following description is an example and the conditions are not limited thereto.
Centrifugal molding is composed of a cylindrical rotating body. While this cylindrical rotating body is slowly rotated, coating and casting (forming a coating film) is performed so that the coating liquid is uniform throughout. . 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. 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 (baking furnace) capable of high-temperature treatment, and subjected to high-temperature heat treatment (baking) at about 250 ° C. to 400 ° C. Imidization is performed. 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 form a mold release agent or a mold release layer on the mold so that the mold can be easily peeled off.
このようにして作製されるポリイミドのシームレスベルトの表面摩擦係数は、一般的には0.4〜0.6程度と大きい。従って、トナーに対する離型性も不十分であり、転写不良から虫食い画像を発生することがある。そこで、これを改善するためにフッ素微粒子を含有させる方法もあるが、分散性が悪く、なかなか良質なベルトを得ることが難しい。 The surface friction coefficient of the polyimide seamless belt thus produced is generally as large as about 0.4 to 0.6. Therefore, the releasability with respect to the toner is insufficient, and a worm-eaten image may be generated due to poor transfer. In order to improve this, there is a method of containing fluorine fine particles, but the dispersibility is poor and it is difficult to obtain a good quality belt.
また、該ポリイミド製シームレスベルトの表面をフッ素樹脂などの疎水性樹脂で被覆することも考えられるが、これもコスト高となり好ましくない。 Further, it is conceivable to coat the surface of the polyimide seamless belt with a hydrophobic resin such as a fluororesin, but this is also not preferable because of high cost.
また、フッ素系又はシリコン系の樹脂やフッ界面活性剤を含有させることも考えられているが、ポリイミド樹脂との親和性が悪いため、ごく少量しか含有できなかったり、ポリイミド乾燥時の高い温度により熱分解し、効果が得られなかったりする。さらには、含有する抵抗調整剤であるカーボンブラックの分散性に悪影響を及ぼし電気特性を悪化させることもある。 In addition, it is also considered to contain fluorine-based or silicon-based resins and fluorine surfactants, but because of their poor affinity with polyimide resins, they can be contained in very small amounts, or due to the high temperature during polyimide drying. Thermal decomposition may not be effective. Furthermore, it may adversely affect the dispersibility of carbon black, which is a resistance adjusting agent, and may deteriorate electrical characteristics.
さらには、上記のような遠心成形を行なうと、フッ素やシリコン系添加剤は、乾燥時に空気面に偏在しやすくなり、ベルト裏面に偏在し、表面性を改善することができない。
このため、遠心成形のような型の内面での成形ではなく、型の外周に塗布する方法で成形する必要がある。
本発明では、シームレスベルトを超臨界二酸化炭素場を用いることによって効果的に、また、効率良く処理し、表面摩擦係数を0.4未満にするものである。表面摩擦係数を0.4未満に低減させるに必要な低分子化合物としての例えば潤滑性材料またはrepellantを用いるときのこれら添加量としては、0.1〜20wt%が好ましい。
Furthermore, when centrifugal molding as described above is performed, fluorine and silicon-based additives tend to be unevenly distributed on the air surface during drying, and are unevenly distributed on the back surface of the belt, so that the surface property cannot be improved.
For this reason, it is necessary not to mold on the inner surface of the mold as in the case of centrifugal molding, but to mold by a method of applying to the outer periphery of the mold.
In the present invention, the seamless belt is effectively and efficiently processed by using a supercritical carbon dioxide field, and the surface friction coefficient is made less than 0.4. For example, when a lubricating material or a repellant is used as a low-molecular compound necessary to reduce the surface friction coefficient to less than 0.4, the amount added is preferably 0.1 to 20 wt%.
次に、前述のようにして作製されるシームレスベルトの超臨界二酸化炭素による処理について説明する。
特定の低分子化合物を溶解させた超臨界二酸化炭素場にシームレスベルトを置くことにより、その流体の種類・圧力・温度条件によりシームレスベルト中に超臨界二酸化炭素に溶解している低分子化合物を注入させることができる。
超臨界二酸化炭素は、超臨界流体の中でも臨界温度が低く好ましい。
超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素処理の好ましい条件としては、温度は、30〜200℃、圧力としては、7.1〜60MPaである。
該シームレスベルトへの該低分子化合物の注入量は、超臨界二酸化炭素中に溶解させる量、圧力、温度、接触時間(流量)などによって適宜制御する。
該低分子化合物の溶解性や注入性を向上させるために前記超臨界二酸化炭素または亜臨界二酸化炭素に加え、必要に応じて他の液体(エントレイナー)を併用することもできる。
Next, the treatment of the seamless belt manufactured as described above with supercritical carbon dioxide will be described.
By placing a seamless belt in a supercritical carbon dioxide field in which a specific low molecular weight compound is dissolved, a low molecular weight compound dissolved in supercritical carbon dioxide is injected into the seamless belt depending on the fluid type, pressure, and temperature conditions. Can be made.
Supercritical carbon dioxide is preferable because it has a low critical temperature among supercritical fluids.
As preferable conditions for the supercritical carbon dioxide or subcritical carbon dioxide treatment, the temperature is 30 to 200 ° C., and the pressure is 7.1 to 60 MPa.
The amount of the low molecular compound injected into the seamless belt is appropriately controlled according to the amount dissolved in supercritical carbon dioxide, pressure, temperature, contact time (flow rate), and the like.
In order to improve the solubility and injectability of the low-molecular compound, in addition to the supercritical carbon dioxide or subcritical carbon dioxide, another liquid (entrainer) can be used in combination as necessary.
処理に用いられる装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、図3に示す処理を施すための耐圧容器(4)と、超臨界二酸化炭素を供給する加圧ポンプ(1)と、減圧バルブ(7)にて減圧後、抽出した残留物を含むガスを抽出物(10)とガス(11)とに分離する分離槽(9)と、を備えた装置が好適に挙げられる。
該装置を用いた処理方法としては、まず、前記耐圧容器(4)にシームレスベルトと超臨界二酸化炭素に溶解可能な低分子化合物を仕込む。次に、該耐圧容器(4)内に加圧ポンプ(1)により前記超臨界二酸化炭素を供給し、超臨界二酸化炭素を接触させて、該低分子化合物を溶解して、シームレスベルト中に注入させる。このときの圧力・温度条件は、前述した範囲の条件にて、該低分子化合物がシームレスベルト中に効果的に注入する条件にて行なう。
前記超臨界二酸化炭素を、常温及び常圧下に戻し、耐圧容器(4)内からシームレスベルトを取り出す。
There is no restriction | limiting in particular as an apparatus used for a process, Although it can select suitably according to the objective, For example, the pressure vessel (4) for performing the process shown in FIG. 3, and supercritical carbon dioxide are supplied. A pressure pump (1) and a separation tank (9) for separating a gas containing the extracted residue into an extract (10) and a gas (11) after being depressurized by a pressure reducing valve (7). A device is preferably mentioned.
As a treatment method using the apparatus, first, a low molecular compound that can be dissolved in a seamless belt and supercritical carbon dioxide is charged into the pressure vessel (4). Next, the supercritical carbon dioxide is supplied into the pressure vessel (4) by the pressure pump (1), the supercritical carbon dioxide is brought into contact therewith, and the low molecular compound is dissolved and injected into the seamless belt. Let The pressure and temperature conditions at this time are the conditions within the above-described range and the conditions under which the low molecular weight compound is effectively injected into the seamless belt.
The supercritical carbon dioxide is returned to room temperature and normal pressure, and the seamless belt is taken out from the pressure vessel (4).
上記方法によれば、ポリイミドシームレスベルト中に効果的に低分子化合物を注入することができる。この低分子化合物を適宜選択することにより、ポリイミドシームレスベルトの摩擦係数を低下させることが可能である。また、本処理では、ベルトの表面だけでなく裏面からも処理が行なわれるため、裏面の摩擦係数も低下する。裏面は駆動ローラにて駆動させる必要があるため、低下しすぎると駆動不良を発生することがあるため、当処理の際に、裏面をマスキングなどをする方が好ましい場合もある。 According to the above method, a low molecular compound can be effectively injected into the polyimide seamless belt. The friction coefficient of the polyimide seamless belt can be reduced by appropriately selecting this low molecular compound. Further, in this process, since the process is performed not only from the front surface of the belt but also from the back surface, the coefficient of friction on the back surface also decreases. Since the back surface needs to be driven by a driving roller, if it is too low, a drive failure may occur. Therefore, it may be preferable to mask the back surface during this processing.
該シームレスベルトに注入する吸湿膨張を防止する低分子化合物としては、数平均分子量として1万以下の化合物で、超臨界二酸化炭素に溶解し、ポリイミドに浸透するものであれば良いが、摩擦係数への効果としては疎水基を有する化合物が好ましい。
具体的には、長鎖脂肪族炭化水素基やフッ素基、シロキサン基を有するものが好ましい。
The low molecular weight compound that prevents the hygroscopic expansion injected into the seamless belt may be any compound that has a number average molecular weight of 10,000 or less, dissolves in supercritical carbon dioxide, and penetrates polyimide. As an effect, a compound having a hydrophobic group is preferred.
Specifically, those having a long-chain aliphatic hydrocarbon group, a fluorine group, or a siloxane group are preferable.
長鎖脂肪族炭化水素基含有化合物としては、例えば、天然ワックスとして、フィッシャー・トロプシュワックス、亜麻蝋、カンデリラ蝋、パーム蝋、ヌカ蝋、ジョジョバ蝋、木蝋、綿蝋、サトウキビ蝋等の植物系ワックスや、たとえば蜜蝋、鯨蝋、ラノリン、セラック蝋等の動物系ワックスや、たとえばオゾケライト、セレシン、モンタンワックス等の鉱物系ワックスや、たとえばミクロクリスタリンワックス、パラフィンワックス、ペデロラタム等の石油ワックスなどを挙げることができる。 Examples of the long-chain aliphatic hydrocarbon group-containing compound include natural waxes such as Fischer-Tropsch wax, flax wax, candelilla wax, palm wax, nuka wax, jojoba wax, wood wax, cotton wax, and sugarcane wax. And animal waxes such as beeswax, spermaceti, lanolin and shellac wax, mineral waxes such as ozokerite, ceresin and montan wax, and petroleum waxes such as microcrystalline wax, paraffin wax and pederolatam, etc. Can do.
また、合成ワックスとして、たとえばフィッシャー・トロプシュワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等の合成炭化水素系ワックスを挙げることができ、また変性ワックスとしては、たとえばモンタンワックス誘導体、パラフィンワックス誘導体、ミクロクリスタンワックス誘導体等の鉱物系ワックスまたは石油ワックスの変性物や硬化ひまし油、12−ヒドロキシステアリン酸、12−ヒドロキシステアリン酸誘導体、脂肪酸アミド、脂肪酸一価アルコールエステル、脂肪酸高アルコールエステル、脂肪酸アミン、ワックス状ジアルキルケトン等の動物系油脂の変性物などを挙げることができる。 Examples of synthetic waxes include synthetic hydrocarbon waxes such as Fischer-Tropsch wax, polyethylene wax, and polypropylene wax. Examples of modified waxes include montan wax derivatives, paraffin wax derivatives, and microcristan wax derivatives. Modified mineral wax or petroleum wax, hardened castor oil, 12-hydroxystearic acid, 12-hydroxystearic acid derivative, fatty acid amide, fatty acid monohydric alcohol ester, fatty acid high alcohol ester, fatty acid amine, waxy dialkyl ketone, etc. Examples include modified products of animal fats and oils.
また、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の金属石鹸類なども適用可能である。さらに、長鎖脂肪族炭化水素基を導入した誘導体を用いることもできる。 In addition, metal soaps such as zinc stearate and calcium stearate are also applicable. Furthermore, a derivative into which a long chain aliphatic hydrocarbon group is introduced can also be used.
シリコン系化合物としては、例えば、シリコンオイル、変性シリコンオイル、シリコン系界面活性剤、シリコンワックス、シリコン樹脂、シリコンゴムなどがある。この他ポリジメチルシロキサン基を有する誘導体を用いることができる。
フッ素系化合物としては、フッ素系界面活性剤、フッ素樹脂、フッ素ゴム、フッ素変性化合物などがある。フッ素化シリコン樹脂などのように両方の官能基を有しても良い。
これらの中から、超臨界二酸化炭素に溶解し、ポリイミド樹脂中に固定化するものを適宜選択する。例えば、あまりに低分子量の液状のものでは、シームレスベルトの長期使用において、次第にブリードアウトし、感光体などの接触部材を汚染し好ましくないため、常温固体のものの方が好ましい。
Examples of the silicon compound include silicon oil, modified silicone oil, silicon surfactant, silicon wax, silicon resin, and silicon rubber. In addition, a derivative having a polydimethylsiloxane group can be used.
Examples of the fluorine-based compound include a fluorine-based surfactant, a fluorine resin, a fluorine rubber, and a fluorine-modified compound. You may have both functional groups like a fluorinated silicon resin.
Among these, those which are dissolved in supercritical carbon dioxide and fixed in polyimide resin are appropriately selected. For example, a liquid having a too low molecular weight is preferably a solid at room temperature because it bleeds out over a long period of use of the seamless belt and contaminates contact members such as a photoreceptor.
前述において、本発明のシームレスベルトは、単層構成について説明しているが、これに限定されるものではなく、例えばポリイミド樹脂によるシームレスベルトを基材として、これに種々の樹脂、ゴム、エラストマーを複数層積層した構成のものに対しても同様に適用できる。
本発明は、幅広い材料構成のものに対して、同様の手法にて表面摩擦係数を0.4未満のものに処理することができる、非常に汎用的かつ効果的な手段である。
In the above description, the seamless belt of the present invention has been described with respect to a single-layer structure, but is not limited thereto. The present invention can be similarly applied to a structure in which a plurality of layers are stacked.
The present invention is a very versatile and effective means that can treat a material having a surface friction coefficient of less than 0.4 in the same manner for a wide range of material configurations.
次に、本発明における電子写真装置に装備されるベルト構成部に用いられるシームレスベルトについて、要部模式図を参照しながら以下に詳しく説明する。なお、模式図は一例であってこれに限定されるものではない。
図1の模式図に、ベルト構成部等を装備した電子写真装置の要部概略構成を示す。
図1に示すベルト部材を含む中間転写ユニット(500)は、複数のローラに張架された中間転写体である中間転写ベルト(501)などにより構成されている。この中間転写ベルト(501)の周りには、2次転写ユニット(600)の2次転写電荷付与手段である2次転写バイアスローラ(605)、中間転写体クリーニング手段であるベルトクリーニングブレード(504)、潤滑剤塗布手段の潤滑剤塗布部材である潤滑剤塗布ブラシ(505)などが対向するように配設されている。
Next, the seamless belt used in the belt constituting unit equipped in the electrophotographic apparatus according to the present invention will be described in detail below with reference to a schematic diagram of relevant parts. The schematic diagram is an example, and the present invention is not limited to this.
The schematic diagram of FIG. 1 shows a schematic configuration of the main part of an electrophotographic apparatus equipped with a belt component and the like.
The intermediate transfer unit (500) including the belt member shown in FIG. 1 includes an intermediate transfer belt (501) that is an intermediate transfer member stretched around a plurality of rollers. Around the intermediate transfer belt (501), there are a secondary transfer bias roller (605) as a secondary transfer charge applying means of the secondary transfer unit (600), and a belt cleaning blade (504) as an intermediate transfer body cleaning means. A lubricant application brush (505), which is a lubricant application member of the lubricant application means, is disposed so as to face each other.
また、中間転写ベルト(501)の外周面または内周面に図示しない位置検知用マークが設けられる。ただし、中間転写ベルト(501)の外周面側については位置検知用マークがベルトクリーニングブレード(504)の通過域を避けて設ける工夫が必要であり、配置上の困難さを伴うことがあるので、その場合には位置検知用マークを中間転写ベルト(501)の内周面側に設けてもよい。マーク検知用センサとしての光学センサ(514)は、中間転写ベルト(501)が架け渡されている1次転写バイアスローラ(507)とベルト駆動ローラ(508)との間の位置に設けられる。 Also, position detection marks (not shown) are provided on the outer peripheral surface or inner peripheral surface of the intermediate transfer belt (501). However, on the outer peripheral surface side of the intermediate transfer belt (501), it is necessary to devise a position detection mark that avoids the passing area of the belt cleaning blade (504), which may be difficult to arrange. In this case, a position detection mark may be provided on the inner peripheral surface side of the intermediate transfer belt (501). The optical sensor (514) serving as a mark detection sensor is provided at a position between the primary transfer bias roller (507) and the belt driving roller (508) on which the intermediate transfer belt (501) is stretched.
この中間転写ベルト(501)は、1次転写電荷付与手段である1次転写バイアスローラ(507)、ベルト駆動ローラ(508)、ベルトテンションローラ(509)、2次転写対向ローラ(510)、クリーニング対向ローラ(511)、及びフィードバック電流検知ローラ(512)に張架されている。各ローラは導電性材料で形成され、1次転写バイアスローラ(507)以外の各ローラは接地されている。1次転写バイアスローラ(507)には、定電流または定電圧制御された1次転写電源(801)により、トナー像の重ね合わせ数に応じて所定の大きさの電流または電圧に制御された転写バイアスが印加されている。 The intermediate transfer belt (501) includes a primary transfer bias roller (507), a belt driving roller (508), a belt tension roller (509), a secondary transfer counter roller (510), which are primary transfer charge applying means, and a cleaning device. It is stretched between the counter roller (511) and the feedback current detection roller (512). Each roller is made of a conductive material, and each roller other than the primary transfer bias roller (507) is grounded. The primary transfer bias roller (507) is controlled by a primary transfer power source (801) controlled by a constant current or a constant voltage so that the current or voltage is controlled to a predetermined magnitude according to the number of superimposed toner images. A bias is applied.
中間転写ベルト(501)は、図示しない駆動モータによって矢印方向に回転駆動されるベルト駆動ローラ(508)により、矢印方向に駆動される。
このベルト部材である中間転写ベルト(501)は、通常、半導体、または絶縁体で、単層または多層構造となっているが、本発明においてはシームレスベルトが好ましく用いられ、これによって耐久性が向上すると共に、優れた画像形成が実現できる。また、中間転写ベルトは、感光体ドラム(200)上に形成されたトナー像を重ね合わせるために、通紙可能最大サイズより大きく設定されている。
The intermediate transfer belt (501) is driven in the direction of the arrow by a belt drive roller (508) that is driven to rotate in the direction of the arrow by a drive motor (not shown).
The intermediate transfer belt (501) as the belt member is usually a semiconductor or an insulator and has a single-layer or multi-layer structure, but in the present invention, a seamless belt is preferably used, thereby improving durability. In addition, excellent image formation can be realized. In addition, the intermediate transfer belt is set to be larger than the maximum sheet passing size in order to superimpose the toner images formed on the photosensitive drum (200).
2次転写手段である2次転写バイアスローラ(605)は、2次転写対向ローラ(510)に張架された部分の中間転写ベルト(501)のベルト外周面に対して、後述する接離手段としての接離機構によって、接離可能に構成されている。2次転写バイアスローラ(605)は、2次転写対向ローラ(510)に張架された部分の中間転写ベルト(501)との間に被記録媒体である転写紙(P)を挟持するように配設されており、定電流制御される2次転写電源(802)によって所定電流の転写バイアスが印加されている。 A secondary transfer bias roller (605), which is a secondary transfer means, is in contact with / separating means, which will be described later, with respect to the belt outer peripheral surface of a portion of the intermediate transfer belt (501) stretched around the secondary transfer counter roller (510). It is comprised so that contact / separation is possible by the contact / separation mechanism. The secondary transfer bias roller (605) sandwiches the transfer paper (P) as a recording medium between the secondary transfer counter roller (510) and the intermediate transfer belt (501) stretched between the secondary transfer counter roller (510). A transfer bias having a predetermined current is applied by a secondary transfer power source (802) that is arranged and controlled at a constant current.
レジストローラ(610)は、2次転写バイアスローラ(605)と2次転写対向ローラ(510)に張架された中間転写ベルト(501)との間に、所定のタイミングで転写材である転写紙(P)を送り込む。また、2次転写バイアスローラ(605)には、クリーニング手段であるクリーニングブレード(608)が当接している。該クリーニングブレード(608)は、2次転写バイアスローラ(605)の表面に付着した付着物を除去してクリーニングするものである。 The registration roller (610) is a transfer sheet as a transfer material at a predetermined timing between the secondary transfer bias roller (605) and the intermediate transfer belt (501) stretched around the secondary transfer counter roller (510). Send (P). Further, a cleaning blade (608) as a cleaning unit is in contact with the secondary transfer bias roller (605). The cleaning blade (608) removes and removes adhering material adhering to the surface of the secondary transfer bias roller (605).
このような構成のカラー複写機において、画像形成サイクルが開始されると、感光体ドラム(200)は、図示しない駆動モータによって矢印で示す半時計方向に回転され、該感光体ドラム(200)上に、Bk(ブラック)トナー像形成、C(シアン)トナー像形成、M(マゼンタ)トナー像形成、Y(イエロー)トナー像形成が行なわれる。中間転写ベルト(501)はベルト駆動ローラ(508)によって矢印で示す時計回りに回転される。この中間転写ベルト(501)の回転に伴って、1次転写バイアスローラ(507)に印加される電圧による転写バイアスにより、Bkトナー像、Cトナー像、Mトナー像、Yトナー像の1次転写が行なわれ、最終的にBk、C、M、Yの順に中間転写ベルト(501)上に各トナー像が重ね合わせて形成される。 In the color copying machine having such a configuration, when the image forming cycle is started, the photosensitive drum (200) is rotated in a counterclockwise direction indicated by an arrow by a driving motor (not shown), and the photosensitive drum (200) is rotated on the photosensitive drum (200). In addition, Bk (black) toner image formation, C (cyan) toner image formation, M (magenta) toner image formation, and Y (yellow) toner image formation are performed. The intermediate transfer belt (501) is rotated clockwise by the belt driving roller (508) as indicated by an arrow. As the intermediate transfer belt (501) rotates, the primary transfer of the Bk toner image, the C toner image, the M toner image, and the Y toner image is performed by the transfer bias by the voltage applied to the primary transfer bias roller (507). Finally, toner images are formed on the intermediate transfer belt (501) in the order of Bk, C, M, and Y.
例えば、上記Bkトナー像形成は次のように行なわれる。
図1において、帯電チャージャ(203)は、コロナ放電によって感光体ドラム(200)の表面を負電荷で所定電位に一様に帯電する。上記ベルトマーク検知信号に基づき、タイミングを定め、図示しない書き込み光学ユニットにより、Bkカラー画像信号に基づいてレーザ光によるラスタ露光を行なう。このラスタ像が露光されたとき、当初一様帯電された感光体ドラム(200)の表面の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Bk静電潜像が形成される。このBk静電潜像に、Bk現像器(231K)の現像ローラ上の負帯電されたBkトナーが接触することにより、感光体ドラム(200)の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷の無い部分つまり露光された部分にはトナーが吸着し、静電潜像と相似なBkトナー像が形成される。
For example, the Bk toner image formation is performed as follows.
In FIG. 1, a charging charger (203) uniformly charges the surface of the photosensitive drum (200) to a predetermined potential with a negative charge by corona discharge. The timing is determined based on the belt mark detection signal, and raster exposure with laser light is performed based on the Bk color image signal by a writing optical unit (not shown). When this raster image is exposed, the charge proportional to the exposure light amount disappears in the exposed portion of the surface of the photosensitive drum (200) that is initially charged uniformly, and a Bk electrostatic latent image is formed. When the negatively charged Bk toner on the developing roller of the Bk developing device (231K) comes into contact with this Bk electrostatic latent image, the toner adheres to the portion where the charge of the photosensitive drum (200) remains. In other words, toner is attracted to a portion having no charge, that is, an exposed portion, and a Bk toner image similar to the electrostatic latent image is formed.
このようにして感光体ドラム(200)上に形成されたBkトナー像は、感光体ドラム(200)と接触状態で等速駆動回転している中間転写ベルト(501)のベルト外周面に1次転写される。この1次転写後の感光体ドラム(200)の表面に残留している若干の未転写の残留トナーは、感光体ドラム(200)の再使用に備えて、感光体クリーニング装置(201)で清掃される。この感光体ドラム(200)側では、Bk画像形成工程の次にY画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナによるY画像データの読み取りが始まり、そのY画像データによるレーザ光書き込みによって、感光体ドラム(200)の表面にY静電潜像を形成する。 The Bk toner image formed on the photosensitive drum (200) in this way is primary on the belt outer peripheral surface of the intermediate transfer belt (501) rotating at a constant speed while being in contact with the photosensitive drum (200). Transcribed. Some untransferred residual toner remaining on the surface of the photoreceptor drum (200) after the primary transfer is cleaned by the photoreceptor cleaning device (201) in preparation for reuse of the photoreceptor drum (200). Is done. On the photosensitive drum (200) side, the process proceeds to the Y image forming process after the Bk image forming process, and reading of Y image data by a color scanner starts at a predetermined timing. A Y electrostatic latent image is formed on the surface of the body drum (200).
そして、先のBk静電潜像の後端部が通過した後で、且つY静電潜像の先端部が到達する前にリボルバ現像ユニット(230)の回転動作が行なわれ、Y現像機(231Y)が現像位置にセットされ、Y静電潜像がYトナーで現像される。以後、Y静電潜像領域の現像を続けるが、Y静電潜像の後端部が通過した時点で、先のBk現像機(231K)の場合と同様にリボルバ現像ユニットの回転動作を行ない、次のC現像機(231C)を現像位置に移動させる。これもやはり次のC静電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。なお、C及びMの画像形成工程については、それぞれのカラー画像データ読み取り、静電潜像形成、現像の動作が上述のBk、Yの工程と同様であるので説明は省略する。 Then, after the rear end portion of the previous Bk electrostatic latent image passes and before the front end portion of the Y electrostatic latent image arrives, the revolver developing unit (230) is rotated, and the Y developing machine ( 231Y) is set at the development position, and the Y electrostatic latent image is developed with Y toner. Thereafter, the development of the Y electrostatic latent image area is continued, but when the rear end of the Y electrostatic latent image passes, the revolver developing unit is rotated in the same manner as in the previous Bk developing machine (231K). Then, the next C developing machine (231C) is moved to the developing position. This is also completed before the leading edge of the next C electrostatic latent image reaches the developing position. Note that the C and M image forming steps are the same as the Bk and Y steps described above because the color image data reading, electrostatic latent image forming, and developing operations are the same as those described above.
このようにして感光体ドラム(200)上に順次形成されたBk、Y、C、Mのトナー像は、中間転写ベルト(501)上の同一面に順次位置合わせされて1次転写される。これにより、中間転写ベルト(501)上に最大で4色が重ね合わされたトナー像が形成される。一方、上記画像形成動作が開始される時期に、転写紙Pが転写紙カセット又は手差しトレイなどの給紙部から給送され、レジストローラ(610)のニップで待機している。
そして、2次転写対向ローラ(510)に張架された中間転写ベルト(501)と2次転写バイアスローラ(605)によりニップが形成された2次転写部に、上記中間転写ベルト(501)上のトナー像の先端がさしかかるときに、転写紙(P)の先端がこのトナー像の先端に一致するように、レジストローラ(610)が駆動されて、転写紙ガイド板(601)に沿って転写紙(P)が搬送され、転写紙(P)とトナー像とのレジスト合わせが行なわれる。
The Bk, Y, C, and M toner images sequentially formed on the photosensitive drum (200) in this manner are sequentially aligned on the same surface on the intermediate transfer belt (501) and primarily transferred. As a result, a toner image having a maximum of four colors superimposed on the intermediate transfer belt (501) is formed. On the other hand, at the time when the image forming operation is started, the transfer paper P is fed from a paper feed unit such as a transfer paper cassette or a manual feed tray, and is waiting at the nip of the registration roller (610).
Then, on the intermediate transfer belt (501), the intermediate transfer belt (501) stretched around the secondary transfer counter roller (510) and the secondary transfer bias roller (605) form a nip. When the leading edge of the toner image approaches, the registration roller (610) is driven so that the leading edge of the transfer paper (P) coincides with the leading edge of the toner image, and is transferred along the transfer paper guide plate (601). The paper (P) is conveyed and registration of the transfer paper (P) and the toner image is performed.
このようにして、転写紙(P)が2次転写部を通過すると、2次転写電源(802)によって2次転写バイアスローラ(605)に印加された電圧による転写バイアスにより、中間転写ベルト(501)上の4色重ねトナー像が転写紙(P)上に一括転写(2次転写)される。この転写紙(P)は、転写紙ガイド板(601)に沿って搬送されて、2次転写部の下流側に配置した除電針からなる転写紙除電チャージャ(606)との対向部を通過することにより除電された後、ベルト構成部であるベルト搬送装置(210)により定着装置(270)に向けて送られる(図1参照)。そして、この転写紙(P)は、定着装置(270)の定着ローラ(271)、(272)のニップ部でトナー像が溶融定着された後、図示しない排出ローラで装置本体外に送り出され、図示しないコピートレイに表向きにスタックされる。なお、定着装置(270)は必要によりベルト構成部を備えた構成とすることもできる。 In this way, when the transfer paper (P) passes through the secondary transfer portion, the intermediate transfer belt (501) is transferred by the transfer bias generated by the voltage applied to the secondary transfer bias roller (605) by the secondary transfer power source (802). ) The four-color superimposed toner image on the top is transferred onto the transfer paper (P) at once (secondary transfer). This transfer paper (P) is conveyed along the transfer paper guide plate (601) and passes through a portion facing the transfer paper neutralization charger (606) comprising a static elimination needle disposed downstream of the secondary transfer portion. After being neutralized by this, the belt is conveyed toward the fixing device (270) by the belt conveying device (210) which is a belt component (see FIG. 1). Then, after the toner image is melted and fixed at the nip portion of the fixing rollers (271) and (272) of the fixing device (270), the transfer paper (P) is sent out of the apparatus main body by a discharge roller (not shown). Stacked face up on a copy tray (not shown). Note that the fixing device (270) may be configured to include a belt component if necessary.
一方、上記ベルト転写後の感光体ドラム(200)の表面は、感光体クリーニング装置(201)でクリーニングされ、上記除電ランプ(202)で均一に除電される。また、転写紙(P)にトナー像を2次転写した後の中間転写ベルト(501)のベルト外周面に残留した残留トナーは、ベルトクリーニングブレード(504)によってクリーニングされる。該ベルトクリーニングブレード(504)は、図示しないクリーニング部材離接機構によって、該中間転写ベルト(501)のベルト外周面に対して所定のタイミングで接離されるように構成されている。 On the other hand, the surface of the photosensitive drum (200) after the belt transfer is cleaned by the photosensitive member cleaning device (201) and is uniformly discharged by the discharging lamp (202). The residual toner remaining on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt (501) after the toner image is secondarily transferred to the transfer paper (P) is cleaned by the belt cleaning blade (504). The belt cleaning blade (504) is configured to contact and separate at a predetermined timing with respect to the belt outer peripheral surface of the intermediate transfer belt (501) by a cleaning member separating and contacting mechanism (not shown).
このベルトクリーニングブレード(504)の上記中間転写ベルト(501)の移動方向上流側には、該中間転写ベルト(501)のベルト外周面に対して接離するトナーシール部材(503)が設けられている。このトナーシール部材(503)は、上記残留トナーのクリーニング時に上記ベルトクリーニングブレード(504)から落下した落下トナーを受け止めて、該落下トナーが上記転写紙(P)の搬送経路上に飛散するのを防止している。このトナーシール部材(503)は、上記クリーニング部材離接機構によって、上記ベルトクリーニングブレード(504)とともに、該中間転写ベルト(501)のベルト外周面に対して接離される。 A toner seal member (503) that contacts and separates from the belt outer peripheral surface of the intermediate transfer belt (501) is provided on the upstream side of the belt cleaning blade (504) in the moving direction of the intermediate transfer belt (501). Yes. The toner seal member (503) receives the falling toner dropped from the belt cleaning blade (504) during cleaning of the residual toner, and the falling toner is scattered on the transfer path of the transfer paper (P). It is preventing. The toner seal member (503) is brought into contact with and separated from the belt outer peripheral surface of the intermediate transfer belt (501) together with the belt cleaning blade (504) by the cleaning member separating and contacting mechanism.
このようにして残留トナーが除去された中間転写ベルト(501)のベルト外周面には、上記潤滑剤塗布ブラシ(505)により削り取られた潤滑剤(506)が塗布される。該潤滑剤(506)は、例えば、ステアリン酸亜鉛などの固形体からなり、該潤滑剤塗布ブラシ(505)に接触するように配設されている。また、この中間転写ベルト(501)のベルト外周面に残留した残留電荷は、該中間転写ベルト(501)のベルト外周面に接触した図示しないベルト除電ブラシにより印加される除電バイアスによって除去される。ここで、上記潤滑剤塗布ブラシ(505)及び上記ベルト除電ブラシは、それぞれの図示しない接離機構により、所定のタイミングで、上記中間転写ベルト(501)のベルト外周面に対して接離されるようになっている。 The lubricant (506) scraped by the lubricant application brush (505) is applied to the belt outer peripheral surface of the intermediate transfer belt (501) from which the residual toner has been removed in this way. The lubricant (506) is made of, for example, a solid body such as zinc stearate, and is disposed so as to come into contact with the lubricant application brush (505). Further, residual charges remaining on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt (501) are removed by a neutralizing bias applied by a belt neutralizing brush (not shown) in contact with the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt (501). Here, the lubricant application brush (505) and the belt neutralizing brush are brought into and out of contact with the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt (501) at a predetermined timing by a contact / separation mechanism (not shown). It has become.
ここで、リピートコピーの時は、カラースキャナの動作及び感光体ドラム(200)への画像形成は、1枚目の4色目(M)の画像形成工程に引き続き、所定のタイミングで2枚目の1色目(Bk)の画像形成工程に進む。また、中間転写ベルト(501)は、1枚目の4色重ねトナー像の転写紙への一括転写工程に引き続き、ベルト外周面の上記ベルトクリーニングブレード(504)でクリーニングされた領域に、2枚目のBkトナー像が1次転写されるようにする。その後は、1枚目と同様動作になる。以上は、4色フルカラーコピーを得るコピーモードであったが、3色コピーモード、2色コピーモードの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行なうことになる。また、単色コピーモードの場合は、所定枚数が終了するまでの間、リボルバ現像ユニット(230)の所定色の現像機のみを現像動作状態にし、ベルトクリーニングブレード(504)を中間転写ベルト(501)に接触させたままの状態にしてコピー動作を行なう。 Here, at the time of repeat copy, the operation of the color scanner and the image formation on the photosensitive drum (200) are performed at a predetermined timing following the image formation process for the fourth color (M) of the first sheet. The process proceeds to the image forming process for the first color (Bk). The intermediate transfer belt (501) has two sheets in the area cleaned by the belt cleaning blade (504) on the outer peripheral surface of the belt following the batch transfer process of the first four-color superimposed toner image to the transfer paper. The Bk toner image of the eye is primarily transferred. After that, the operation is the same as the first sheet. The above is a copy mode for obtaining a four-color full-color copy. In the three-color copy mode and the two-color copy mode, the same operation as described above is performed for the designated color and number of times. In the case of the single color copy mode, only the developing device of the predetermined color of the revolver developing unit (230) is set in the developing operation state until the predetermined number of sheets is completed, and the belt cleaning blade (504) is moved to the intermediate transfer belt (501). The copy operation is performed with the touch panel kept in contact.
上記実施形態では、感光体ドラムを一つだけ備えた複写機について説明したが、本発明は、例えば、図2に示すような複数の感光体ドラムを一つの中間転写ベルトに沿って並設した画像形成装置にも適用できる。
図2は、4つの異なる色(ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン)のトナー像を形成するための4つの感光体ドラム(21BK、21Y、21M、21C)を備えた4ドラム型のデジタルカラープリンタの一構成例を示す。
In the above embodiment, the copying machine having only one photosensitive drum has been described. However, in the present invention, for example, a plurality of photosensitive drums as shown in FIG. 2 are arranged side by side along one intermediate transfer belt. It can also be applied to an image forming apparatus.
FIG. 2 shows a four-drum type digital color printer having four photosensitive drums (21BK, 21Y, 21M, 21C) for forming toner images of four different colors (black, yellow, magenta, cyan). An example of the configuration is shown.
図2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なうための、画像書込部(12)、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(12)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なう。 In FIG. 2, the printer main body (10) includes an image writing unit (12), an image forming unit (13), and a paper feeding unit (14) for performing color image formation by electrophotography. Based on the image signal, the image processing unit converts the image into black (BK), magenta (M), yellow (Y), and cyan (C) color signals for image formation, and the image writing unit (12). Send to. The image writing unit (12) is a laser scanning optical system including, for example, a laser light source, a deflector such as a rotary polygon mirror, a scanning imaging optical system, and a mirror group. Image writing corresponding to each color signal is performed on an image carrier (photoreceptor) (21BK, 21M, 21Y, 21C) provided for each color of the image forming unit (13).
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、上記書込部(12)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(表示略)、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。ベルト構成部である中間転写ベルト(22)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 image forming unit (13) includes photosensitive members (21BK, 21M, 21Y, and 21C) that are image carriers for black (BK), magenta (M), yellow (Y), and cyan (C). I have. As each photoconductor for each color, an OPC photoconductor is usually used. Around each photosensitive member (21BK, 21M, 21Y, 21C), there are a charging device, a laser beam exposure unit from the writing unit (12), and a developing device (20BK) for each color of black, magenta, yellow, and cyan. , 20M, 20Y, 20C), a primary transfer bias roller (23BK, 23M, 23Y, 23C) as a primary transfer unit, a cleaning device (not shown), a photoconductor neutralizing device (not shown), and the like. . The developing device (20BK, 20M, 20Y, 20C) uses a two-component magnetic brush developing system. The intermediate transfer belt (22), which is a belt component, is interposed between each photoconductor (21BK, 21M, 21Y, 21C) and each primary transfer bias roller (23BK, 23M, 23Y, 23C). The toner images of the respective colors formed on the photoconductor are sequentially superimposed and transferred.
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(22)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(22)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(60)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、プリンタ本体外に排出される。 On the other hand, the transfer paper (P) is fed from the paper feeding section (14) and then carried on the transfer conveyance belt (50), which is a belt constituting section, via the registration rollers (16). When the intermediate transfer belt (22) and the transfer conveying belt (50) come into contact with each other, the toner image transferred onto the intermediate transfer belt (22) is transferred to a secondary transfer bias roller (60) as a secondary transfer unit. ) For secondary transfer (collective transfer). Thereby, a color image is formed on the transfer paper (P). The transfer paper (P) on which the color image is formed is conveyed to the fixing device (15) by the transfer conveying belt (50). After the image transferred by the fixing device (15) is fixed, the transfer paper (P) To be discharged.
なお、上記2次転写時に転写されずに上記中間転写ベルト(22)上に残った残留トナーは、ベルトクリーニング装置(25)によって中間転写ベルト(22)から除去される。このベルトクリーニング装置(25)の下流側には、潤滑剤塗布装置(表示略)が配設されている。この潤滑剤塗布装置は、固形潤滑剤と、中間転写ベルト(22)に摺擦して固形潤滑剤を塗布する導電性ブラシとで構成されている。該導電性ブラシは、中間転写ベルト(22)に常時接触して、中間転写ベルト(22)に固形潤滑剤を塗布している。固形潤滑剤は、中間転写ベルト(22)のクリーニング性を高め、フィルミィングの発生を防止し耐久性を向上させる作用がある。 Residual toner remaining on the intermediate transfer belt (22) without being transferred during the secondary transfer is removed from the intermediate transfer belt (22) by the belt cleaning device (25). A lubricant application device (not shown) is disposed on the downstream side of the belt cleaning device (25). This lubricant application device includes a solid lubricant and a conductive brush that rubs the intermediate transfer belt (22) to apply the solid lubricant. The conductive brush is always in contact with the intermediate transfer belt (22) and applies a solid lubricant to the intermediate transfer belt (22). The solid lubricant has an effect of improving the cleaning property of the intermediate transfer belt (22), preventing the occurrence of filming and improving the durability.
なお、本発明におけるシームレスベルトは、上述したような中間転写ベルト(501)または(22)を装備した中間転写ベルト方式の画像形成装置に好適に適用できる他、該中間転写ベルト(501)または(22)の代りに転写搬送ベルトを装備した転写搬送ベルト方式の画像形成装置にも適用できる。さらに、転写搬送ベルト方式の画像形成装置の場合においても、前記1感光体ドラム方式あるいは4感光体ドラム方式の何れにも適用可能である。 The seamless belt according to the present invention can be preferably applied to an intermediate transfer belt type image forming apparatus equipped with the intermediate transfer belt (501) or (22) as described above, and the intermediate transfer belt (501) or ( The present invention can also be applied to a transfer / conveying belt type image forming apparatus equipped with a transfer / conveying belt instead of 22). Further, in the case of an image forming apparatus using a transfer / conveying belt system, the present invention can be applied to either the 1-photosensitive drum system or the 4-photosensitive drum system.
上記のような電子写真装置においては、感光体より中間転写ベルトに転写されたカラートナー画像を紙へもれなく転写することが重要であるが、中間転写ベルト表面の離型性が良くないとベルト上に一部トナーが転写されずに残留してしまう現象が発生する。このため、例えば図4のように画像の一部が抜けてしまうような画像、いわゆる虫食い画像となってしまう。
しかしながら、本発明では、前述の手段によりベルト表面の摩擦係数を0.4未満のものとすることにより、これを防止することができるものである。
In the electrophotographic apparatus as described above, it is important to transfer the color toner image transferred from the photosensitive member to the intermediate transfer belt to the paper, but it is important that the surface of the intermediate transfer belt is not releasable. A part of the toner remains without being transferred. For this reason, for example, an image in which a part of the image is missing as shown in FIG.
However, in the present invention, this can be prevented by making the friction coefficient of the belt surface less than 0.4 by the above-mentioned means.
しかしながら、中間転写ベルト表面の摩擦係数を低くすると、今度は、感光体から中間転写ベルトへ単色画像を転写(一次転写)する際に、感光体から中間転写ベルトへの転写不良が発生し、一次転写での虫食いが発生してしまう。感光体の摩擦係数の方が中間転写ベルトの摩擦係数よりも小さければ、この現象を防ぐことが可能である。 However, if the friction coefficient on the surface of the intermediate transfer belt is lowered, a transfer failure from the photoconductor to the intermediate transfer belt occurs when transferring a single color image (primary transfer) from the photoconductor to the intermediate transfer belt. Insect erosion occurs during transcription. This phenomenon can be prevented if the friction coefficient of the photosensitive member is smaller than that of the intermediate transfer belt.
以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限り、これら実施例によって制限されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by these examples without departing from the gist thereof.
(実施例1)
<中間転写ベルトの作製>
[塗布液の調製]
まず、下記に示す各構成材料を混合し、φ1mmのジルコニアビーズを用いて、ビーズミル分散機にて5時間分散し、カーボン分散液を作製した。
<分散液構成材料>
ポリイミド溶液U−ワニスA(宇部興産;固形分18%) 2重量部
カーボンブラックSpecialblack4(デグサ) 10重量部
N−メチル−2−ピロリドン(三菱化学) 88重量部
上記分散液を用いて、下記の構成材料を混合し、遠心式攪拌脱泡機にて、混合、脱泡し、塗布液を得た。
<塗布液構成材料>
上記カーボンブラック分散液 50重量部
ポリイミド溶液U−ワニスA(宇部興産;固形分18wt%) 50重量部
ポリエーテル変性シリコンFZ2105(東レダウコーニング) 0.01重量部
Example 1
<Preparation of intermediate transfer belt>
[Preparation of coating solution]
First, the following constituent materials were mixed and dispersed using a zirconia bead of φ1 mm for 5 hours with a bead mill disperser to prepare a carbon dispersion.
<Dispersion composition material>
Polyimide solution U-varnish A (Ube Industries; solid content 18%) 2 parts by weight Carbon black Special black 4 (Degussa) 10 parts by weight N-methyl-2-pyrrolidone (Mitsubishi Chemical) 88 parts by weight Using the above dispersion, The constituent materials were mixed, mixed and defoamed with a centrifugal stirring deaerator to obtain a coating solution.
<Coating liquid constituent material>
Carbon
[シームレスベルトの作製]
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500rpmに上げ、熱風循環乾燥機に投入して、昇温速度5℃/分で100℃まで昇温して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、昇温速度3℃/分で320℃まで昇温して60分加熱処理(焼成)した。
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70μmのシームレスベルトを得た。
[Production of seamless belt]
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 coating has spread evenly after the predetermined total amount has been flowed, the number of revolutions is increased to 500 rpm, the hot air circulating dryer is introduced, the temperature is raised to 100 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min, and heated for 30 minutes. did. Thereafter, the rotation was stopped, the mixture was put into a heating furnace (firing furnace) capable of high temperature treatment, heated to 320 ° C. at a temperature rising rate of 3 ° C./min, and subjected to heat treatment (firing) for 60 minutes.
After stopping the 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 off from the inner surface of the cylinder to obtain a seamless belt having a film thickness of 70 μm.
[シームレスベルトの超臨界二酸化炭素処理]
製作したシームレスベルトと下記化合物0.7gを図3における装置の注入槽(内容積700ml)の耐圧セル(4)に投入し、耐圧セルを封止した。
・モディパーFS700(日本油脂社製シリコングラフトポリマー)
[Supercritical carbon dioxide treatment of seamless belt]
The produced seamless belt and 0.7 g of the following compound were put into the pressure cell (4) of the injection tank (internal volume 700 ml) of the apparatus in FIG. 3, and the pressure cell was sealed.
・ Modiper FS700 (Nippon Yushi Co., Ltd. silicone graft polymer)
次いで二酸化炭素を供給ボンベにより前記耐圧セルに供給し、加圧ポンプと温度調整手段で30MPa、40℃に調節し、温度および圧力が安定した後は耐圧セルを封じきり、1時間静置した。静置後、温度は40℃に保ったまま圧力を10MPaまで低下させ、この圧力を維持したまま加圧ポンプと背圧弁を使用して、流量8l/minで30分間二酸化炭素を流すことによって、シームレスベルトに注入されなかった余分な化合物を耐圧セルから除去した。除去後、温度・圧力を徐々に大気雰囲気まで低下させることによって、本発明に記載したシームレスベルトを得た。
ベルト表面及び裏面とも、光沢のある平滑で良好な表面性のベルトであった。
Next, carbon dioxide was supplied to the pressure cell by a supply cylinder, adjusted to 30 MPa and 40 ° C. with a pressure pump and temperature adjusting means, and after the temperature and pressure were stabilized, the pressure cell was sealed and allowed to stand for 1 hour. After standing, the pressure is reduced to 10 MPa while keeping the temperature at 40 ° C., and carbon dioxide is allowed to flow for 30 minutes at a flow rate of 8 l / min using a pressure pump and a back pressure valve while maintaining this pressure. Excess compound that was not injected into the seamless belt was removed from the pressure cell. After the removal, the seamless belt described in the present invention was obtained by gradually lowering the temperature and pressure to the air atmosphere.
Both the front and back surfaces of the belt were glossy, smooth and good surface properties.
(実施例2)
実施例1における超臨界二酸化炭素処理に用いる化合物を以下のものに変える他は実施例1と同じとした。ベルト表面及び裏面とも、光沢のある良好な表面性のベルトであった。
・BY16−140(東レダウコーニング社製ジメチルシロキサン)
(Example 2)
Example 1 was the same as Example 1 except that the compound used for supercritical carbon dioxide treatment in Example 1 was changed to the following. Both the belt surface and the back surface were glossy and good surface property belts.
BY16-140 (Toray Dow Corning Dimethylsiloxane)
(実施例3)
実施例1における超臨界二酸化炭素処理に用いる化合物を以下のものに変える他は実施例1と同じとした。ベルト表面及び裏面とも、光沢のある良好な表面性のベルトであった。
・FZ−49(東レダウコーニング社製アルキル変性シロキサン)
(Example 3)
Example 1 was the same as Example 1 except that the compound used for supercritical carbon dioxide treatment in Example 1 was changed to the following. Both the belt surface and the back surface were glossy and good surface property belts.
・ FZ-49 (alkyl modified siloxane manufactured by Toray Dow Corning)
(実施例4)
実施例1における超臨界二酸化炭素処理に用いる化合物を以下のものに変える他は実施例1と同じとした。ベルト表面及び裏面とも、光沢のある良好な表面性のベルトであった。
・P110(三井化学社製ポリエチレンワックス)
Example 4
Example 1 was the same as Example 1 except that the compound used for supercritical carbon dioxide treatment in Example 1 was changed to the following. Both the belt surface and the back surface were glossy and good surface property belts.
・ P110 (Mitsui Chemicals polyethylene wax)
(比較例1)
実施例1における超臨界二酸化炭素処理を実施しない他は同じとした。
ベルト表面及び裏面とも、光沢のある良好な表面性のベルトであった。
(Comparative Example 1)
It was the same except that the supercritical carbon dioxide treatment in Example 1 was not performed.
Both the belt surface and the back surface were glossy and good surface property belts.
(比較例2)
<中間転写ベルトの作製>
[塗布液の調製]
まず、下記に示す各構成材料を混合し、φ1mmのジルコニアビーズを用いて、ビーズミル分散機にて5時間分散し、カーボン分散液を作製した。
<分散液構成材料>
ポリイミド溶液U−ワニスA(宇部興産;固形分18%) 2重量部
カーボンブラックSpecialblack4(デグサ) 10重量部
N−メチル−2−ピロリドン(三菱化学) 88重量部
上記分散液を用いて、下記の構成材料を混合し、遠心式攪拌脱泡機にて、混合、脱泡し、塗布液を得た。
<塗布液構成材料>
上記カーボンブラック分散液 50重量部
ポリイミド溶液U−ワニスA(宇部興産;固形分18wt%) 50重量部
モディパーFS700(日本油脂社製) 2重量部
ポリエーテル変性シリコンFZ2105(東レダウコーニング) 0.01重量部
(Comparative Example 2)
<Preparation of intermediate transfer belt>
[Preparation of coating solution]
First, the following constituent materials were mixed and dispersed using a zirconia bead of φ1 mm for 5 hours with a bead mill disperser to prepare a carbon dispersion.
<Dispersion composition material>
Polyimide solution U-varnish A (Ube Industries; solid content 18%) 2 parts by weight Carbon black Special black 4 (Degussa) 10 parts by weight N-methyl-2-pyrrolidone (Mitsubishi Chemical) 88 parts by weight Using the above dispersion, The constituent materials were mixed, mixed and defoamed with a centrifugal stirring deaerator to obtain a coating solution.
<Coating liquid constituent material>
Carbon
[シームレスベルトの作製]
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500rpmに上げ、熱風循環乾燥機に投入して、昇温速度5℃/分で100℃まで昇温して60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、昇温速度5℃/分で320℃まで昇温して60分加熱処理(焼成)した。
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70μmのシームレスベルトを得た。
ベルト裏面が白濁した光沢のない状態であった。
[Production of seamless belt]
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 coating has spread evenly after the predetermined total amount has been flowed, the number of rotations is increased to 500 rpm, it is put into a hot air circulating dryer, heated to 100 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min, and heated for 60 minutes. did. Thereafter, the rotation was stopped, the mixture was put into a heating furnace (baking furnace) capable of high temperature treatment, heated to 320 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min, and subjected to heat treatment (baking) for 60 minutes.
After stopping the 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 off from the inner surface of the cylinder to obtain a seamless belt having a film thickness of 70 μm.
The back of the belt was cloudy and had no gloss.
(比較例3)
比較例2で作製した塗布液を、外径100mm、長さ300mmの外面を鏡面仕上げした金属円筒の外周面にディスペンサーによって付着量を制御し、回転させながら塗布した。
塗布後、ヒーターにて外周を表面温度が120℃になるように加熱し、60分乾燥した。
ついで、これを高温処理の可能な加熱炉(焼成炉)に投入し、昇温速度5℃/分で320℃まで昇温して60分加熱処理(焼成)した。
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70μmのシームレスベルトを得た。
ベルト表面が白濁した光沢のない状態であった。
(Comparative Example 3)
The coating solution prepared in Comparative Example 2 was applied to the outer peripheral surface of a metal cylinder having a mirror-finished outer surface with an outer diameter of 100 mm and a length of 300 mm while controlling the amount of adhesion with a dispenser and rotating.
After coating, the outer periphery was heated with a heater so that the surface temperature was 120 ° C. and dried for 60 minutes.
Next, this was put into a heating furnace (firing furnace) capable of high temperature treatment, heated to 320 ° C. at a temperature rising rate of 5 ° C./min, and heat-treated (firing) for 60 minutes.
After stopping the 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 off from the inner surface of the cylinder to obtain a seamless belt having a film thickness of 70 μm.
The belt surface was cloudy and had no gloss.
上記各シームレスベルトの表面の摩擦係数は、DFPM型摩擦係数測定装置(協和界面科学社製)にて測定した。
測定条件は、以下の条件にて連続測定した静止摩擦係数の値の平均値を採用する。
摩擦圧子;SUSボール(点接触)
加重 ;50g
摩擦速度;0.1mm/sec
測定長さ;20mm
The friction coefficient of the surface of each seamless belt was measured with a DFPM type friction coefficient measuring device (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
As the measurement conditions, the average value of the static friction coefficient values continuously measured under the following conditions is adopted.
Friction indenter; SUS ball (point contact)
Weight: 50g
Friction speed: 0.1 mm / sec
Measurement length: 20mm
また、上記各シームレスベルトを図2の電子写真装置の中間転写ベルトとして搭載し、初期画像と1万枚プリント出力後のフルカラー画像における虫食い画像を以下のようなランクにて評価を行った。
ランク3;虫食い画像無し
ランク2;虫食い画像が数箇所ある。
ランク1;虫食い画像が非常に多数見受けられる。
Further, each of the seamless belts was mounted as an intermediate transfer belt of the electrophotographic apparatus shown in FIG. 2, and the worm-eaten images in the initial image and the full-color image after outputting 10,000 sheets were evaluated in the following ranks.
Rank 3: No worm-eating image Rank 2: There are several worm-eating images.
Rank 1: A large number of worm-eaten images can be seen.
なお、図2の電子写真装置に装備されている感光体は、最表面にフッ素樹脂粒子を分散した表面層をコーティングしてなり、表面摩擦係数は0.15のものである。 The photoreceptor provided in the electrophotographic apparatus shown in FIG. 2 has a surface friction coefficient of 0.15, in which the outermost surface is coated with a surface layer in which fluororesin particles are dispersed.
(実施例5)
図2の電子写真装置に装備されている感光体として、フッ素樹脂粒子を分散した表面層をコーティングしない表面摩擦係数0.45のものを用い、中間転写ベルトとして実施例1のベルトを用いた。
結果を、表1に示す。
(Example 5)
As the photosensitive member equipped in the electrophotographic apparatus of FIG. 2, a photosensitive member having a surface friction coefficient of 0.45 not coated with a surface layer dispersed with fluororesin particles was used, and the belt of Example 1 was used as an intermediate transfer belt.
The results are shown in Table 1.
表1の通り、本発明では高い生産性で、ポリイミドのような樹脂に対しても簡単にベルト表面物性を処理でき、ベルト表面の摩擦係数を0.4未満にすることによって、長期に渡り安定して虫食い画像の発生しない良好な画像を提供するフルカラー電子写真装置とすることができる。 As shown in Table 1, in the present invention, the belt surface properties can be easily processed even for resins such as polyimide with high productivity, and stable for a long period of time by making the friction coefficient of the belt surface less than 0.4. Thus, a full-color electrophotographic apparatus that provides a good image free of worm-eaten images can be obtained.
(図1)
P 転写紙
70 除電ローラ
80 アースローラ
200 感光体ドラム
201 感光体クリーニング装置
202 除電ランプ
203 帯電チャージャ
204 電位センサ
205 トナー画像濃度センサ
210 ベルト搬送装置
230 リボルバ現像ユニット
231Y Y現像機
231K Bk現像機
231C C現像機
231M M現像機
270 定着装置
271、272 定着ローラ
500 中間転写ユニット
501 中間転写ベルト
503 トナーシール部材
504 ベルトクリーニングブレード
505 潤滑剤塗布ブラシ
506 潤滑剤
507 1次転写バイアスローラ
508 ベルト駆動ローラ
509 ベルトテンションコントローラ
510 2次転写対向ローラ
511 クリーニング対向ローラ
512 フィードバッグ電流検知ローラ
513 トナー画像
514 光学センサ
600 2次転写ユニット
601 転写紙ガイド板
605 2次転写バイアスローラ
606 転写紙除電チャージャ
608 クリーニングブレード
610 レジストローラ
801 1次転写電源
802 2次転写電源
(図2)
P 転写紙
10 プリンタ本体
12 画像書込部
13 画像形成部
14 給紙部
15 定着装置
16 レジストローラ
20BK、20M、20Y、20C 現像装置
21BK、21M、21Y、21C 感光体
22 中間転写ベルト
23BK、23M、23Y、23C 1次転写バイアスローラ
25 ベルトクリーニング装置
50 転写搬送ベルト
60 2次転写バイアスローラ
(図3)
1 高圧送液ポンプ
2 ストップバルブ
3 フィルター
4 抽出槽(耐圧容器)
5 スターラー
6 フィルター
7 減圧バルブ
8 流量計
9 分離槽
10 抽出物
11 抽出ガス
T 温度計
P 圧力計
(図4)
41;色画像部
42;虫食い部
(Figure 1)
1 High-pressure liquid feed pump 2
5 Stirrer 6
41;
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