JP2012247600A - Intermediate transfer belt - Google Patents

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Muneo Tsukamoto
宗夫 塚本
Hidekazu Yoshida
英一 吉田
Miyuki Murakami
深雪 村上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an intermediate transfer belt which has a small water absorption, causes no image unevenness depending on an environment, causes no toner scattering and has excellent durability for long-term use.SOLUTION: There is provided an intermediate transfer belt made of a polyimide resin containing a conductive filler, in which 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride (BPDA) is used as an anhydrous carboxylic acid monomer constituting the polyimide resin and p-phenylenediamine (PDA) and 4,4'-diaminophenyl ether (ODA) are used as the diamine. A molar ratio of the diamine component, PDA/(PDA+ODA), is 10 to 38% and the content of carbon black as the conductive filler is 10 to 25 mass%.

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に近年広く用いられるようになった中間転写ベルトに関するものである。   The present invention relates to an intermediate transfer belt that has been widely used in recent years for electrophotographic image forming apparatuses.

従来より、電子写真方式で像を形成記録する画像形成装置としては、複写機やレーザープリンタ、ビデオプリンタやファクシミリ、それらの複合機等が知られている。この種の装置では装置寿命の向上などを目的として、近年感光ドラム等の像担持体上のトナー像を中間転写ベルトに一旦転写し、それを印刷シート上に転写・定着させる中間転写方式等が広く採用されている。   Conventionally, as an image forming apparatus for forming and recording an image by an electrophotographic method, a copying machine, a laser printer, a video printer, a facsimile, a complex machine thereof, and the like are known. In order to improve the life of the apparatus of this type, an intermediate transfer system has been recently developed in which a toner image on an image carrier such as a photosensitive drum is once transferred to an intermediate transfer belt and then transferred and fixed on a printing sheet. Widely adopted.

中間転写ベルトに用い得る半導電性ベルトとして、機械特性や耐熱性に優れたポリイミド樹脂に導電性フィラーを分散してなる中間転写ベルトが提案されている。   As a semiconductive belt that can be used for an intermediate transfer belt, an intermediate transfer belt is proposed in which a conductive filler is dispersed in a polyimide resin having excellent mechanical properties and heat resistance.

しかしながら、これまでに提案されているポリイミド樹脂からなる半導電性中間転写ベルトは可とう性と剛性のバランスが悪く、中間転写ベルトや転写搬送ベルトとしての耐久性等が十分とは言えなかった。またポリイミド樹脂からなる中間転写ベルトでは、可とう性は十分でも、切り裂き強度の低下が見られ、長期使用においてベルト端部から割れが生じ易いという問題があった(特許文献1参照)。   However, the semiconductive intermediate transfer belt made of polyimide resin proposed so far has a poor balance between flexibility and rigidity, and it cannot be said that the durability as an intermediate transfer belt or a transfer conveyance belt is sufficient. In addition, the intermediate transfer belt made of polyimide resin has a problem that even if the flexibility is sufficient, the tear strength is reduced, and cracking is likely to occur from the end of the belt in long-term use (see Patent Document 1).

又、従来使用されている、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)と4,4′−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)を用いた、BPDA/ODA系ポリイミドは、可とう性が高く、中間転写ベルトとして耐久性に優れているが、剛性が低いため、ベルト自体が伸び易くなり、感光体から中間転写ベルトに転写された画像も伸びることで、正規な位置から画像がずれてしまい画像ずれが発生しやすく、また、中間転写ベルトとして、含水率がやや大きいためか抵抗率の環境依存性が大きくなり、環境変化により画像ムラが発生する。この特性を改良するために、ジアミンはODAに代えてp−フェニレンジアミン(PDA)を用いた剛性の高いBPDA/PDA系ポリイミドを添加するとよいが、BPDA/PDA比率を高くすると、可とう性が不十分で、長期使用でベルト割れが発生する(特許文献2)。   In addition, BPDA / ODA type polyimides using 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) and 4,4′-diaminodiphenyl ether (ODA), which are conventionally used, High flexibility and excellent durability as an intermediate transfer belt, but because the rigidity is low, the belt itself is easy to stretch, and the image transferred from the photoconductor to the intermediate transfer belt also stretches, so that it can be Image misalignment is likely to occur, and as an intermediate transfer belt, the moisture content is slightly high, so the resistivity is highly dependent on the environment, and image unevenness occurs due to environmental changes. In order to improve this property, a diamine may be added with a highly rigid BPDA / PDA-based polyimide using p-phenylenediamine (PDA) instead of ODA. However, if the ratio of BPDA / PDA is increased, flexibility is improved. Insufficient and long-term belt cracking occurs (Patent Document 2).

即ち、BPDA/ODAでは、剛性が不十分で、画像ずれが生じやすく、カラー画像では色ずれの問題が顕著になる。可とう性と剛性のバランスをとるため、特許文献2ではBPDA/ODA系ポリイミドに加えるBPDA/PDA系ポリイミドの比率を規定している。しかしながら、十分な特性が得られているとは言い難いのが実情である。   That is, with BPDA / ODA, the rigidity is insufficient and image misalignment is likely to occur, and with color images, the problem of color misalignment becomes significant. In order to balance flexibility and rigidity, Patent Document 2 defines the ratio of BPDA / PDA polyimide added to BPDA / ODA polyimide. However, it is difficult to say that sufficient characteristics are obtained.

特開2005−247988号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-247988 特許第4263825号公報Japanese Patent No. 4263825

本発明は上記課題を解決する為に成された。さらに、最近の高画質指向を踏まえ、検討を行ったところ、上記した従来技術を用いると画像上にトナーの飛び散りが発生することも明らかになった。   The present invention has been made to solve the above problems. Furthermore, as a result of studies based on the recent trend toward high image quality, it has become clear that toner scattering occurs on an image when the above-described conventional technology is used.

トナーの飛び散りの要因を解析するため、発生場所を確認すると、既に中間転写ベルト上に転写された画像上で飛び散りが確認された。さらに要因解析を進めると、要因の1つに画像形成動作による中間転写ベルトの駆動によって、ベルト自身が振動し、感光体から中間転写ベルトへトナーが静電移動する際、その振動の影響を受け、正しく転写されないことが判明した。   In order to analyze the cause of the scattering of the toner, when the occurrence location was confirmed, the scattering was confirmed on the image already transferred onto the intermediate transfer belt. When the factor analysis is further advanced, one of the factors is that the belt itself vibrates due to the driving of the intermediate transfer belt by the image forming operation, and the toner is electrostatically moved from the photosensitive member to the intermediate transfer belt. It was found that it was not transcribed correctly.

即ち、本発明の目的は、環境によって画像ムラの発生がないことに加え、トナーの飛び散りが発生せず、しかも長期使用に耐える耐久性にも優れた中間転写ベルトを提供することである。   That is, an object of the present invention is to provide an intermediate transfer belt that is free from toner scattering due to the environment and also has excellent durability that can withstand long-term use.

従来使用されている、BPDA/ODA系ポリイミドは、可とう性が高く、中間転写ベルトとして耐久性に優れているが、剛性が低いため中間転写ベルトとして画像ずれが発生しやすい、あるいは、吸水性が高いため、中間転写ベルトとして、抵抗率の環境依存性が大きくなり、環境変化により画像ムラが発生する。   Conventionally used BPDA / ODA-based polyimide has high flexibility and excellent durability as an intermediate transfer belt, but because of low rigidity, image misalignment is likely to occur as an intermediate transfer belt, or water absorption Therefore, the resistivity of the intermediate transfer belt is highly dependent on the environment, and image unevenness occurs due to environmental changes.

しかしながら、本発明者が鋭意検討した結果、限られた領域ではあるが、これらのバランスがとれ、吸水率が小さく環境により画像ムラを発生することがなく、トナーの飛び散りが発生せず、しかも長期使用においてベルト端部から割れが生じることもない、耐久性にも優れた中間転写ベルトが得られる構成があることがわかり本発明に至った。   However, as a result of intensive studies by the inventor, although this is a limited region, these balances are balanced, the water absorption is small, image unevenness does not occur due to the environment, toner scattering does not occur, and long-term It has been found that there is a configuration in which an intermediate transfer belt excellent in durability can be obtained without causing cracks at the end of the belt in use.

即ち、本発明の目的は、下記構成を採ることにより達成されることがわかった。   That is, it has been found that the object of the present invention is achieved by adopting the following configuration.

(1)
ポリイミド樹脂に導電性フィラーを含有する中間転写ベルトにおいて、
ポリイミド樹脂を構成する単量体の無水カルボン酸は3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)を使用し、
ジアミンはp−フェニレンジアミン(PDA)および4,4′−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)を使用し、
ジアミン成分のPDA/(PDA+ODA)のモル比率が10〜38%であり、
導電性フィラーとしてカーボンブラックを10〜25質量%含有する
ことを特徴とする中間転写ベルト。
(1)
In an intermediate transfer belt containing a conductive filler in polyimide resin,
As the monomeric carboxylic anhydride constituting the polyimide resin, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) is used,
As the diamine, p-phenylenediamine (PDA) and 4,4′-diaminodiphenyl ether (ODA) are used.
The molar ratio of PDA / (PDA + ODA) of the diamine component is 10 to 38%,
An intermediate transfer belt comprising 10 to 25% by mass of carbon black as a conductive filler.

(2)
前記中間転写ベルトの全体質量から導電性フィラー質量を引いた質量の95質量%以上がBPDA、PDA、ODAの合計質量であることを特徴とする(1)記載の中間転写ベルト。
(2)
The intermediate transfer belt according to (1), wherein 95% by mass or more of the mass obtained by subtracting the mass of the conductive filler from the total mass of the intermediate transfer belt is the total mass of BPDA, PDA, and ODA.

(3)
前記ポリイミド樹脂が重量平均分子量70,000以上200,000以下であることを特徴とする(1)記載の中間転写ベルト。
(3)
The intermediate transfer belt according to (1), wherein the polyimide resin has a weight average molecular weight of 70,000 or more and 200,000 or less.

本発明により、環境によって画像ムラの発生がないことに加え、トナーの飛び散りが発生せず、しかも長期使用に耐える耐久性にも優れた中間転写ベルトを提供することが出来る。   According to the present invention, it is possible to provide an intermediate transfer belt that does not cause image unevenness depending on the environment, does not scatter toner, and has excellent durability for long-term use.

本発明につきさらに説明する。   The present invention will be further described.

本発明においてBPDA/ODA系ポリイミドベルトでは、画像ズレが生じ、BPDA/ODA系ポリイミドにBPDA/PDA系ポリイミドを添加するあるいは、これらの共重合体を用いると改良されることがわかった。しかし、それでも子細に画像を見るとトナーの飛散が生じていることがわかった。   In the present invention, the BPDA / ODA-based polyimide belt has an image shift, and it has been found that the addition of BPDA / PDA-based polyimide to the BPDA / ODA-based polyimide or the use of these copolymers improves the BPDA / ODA-based polyimide belt. However, it was found that even when the image was viewed in detail, toner scattering occurred.

この点につき推論すると、振動吸収性を反映する損失正接(tanδ)が関係しているものと考えられる。   Inferring this point, it is considered that the loss tangent (tan δ) reflecting the vibration absorption is related.

即ち、弾性、粘性を併せ持つ高分子の力学的特性を分析する方法のひとつに動的粘弾性測定法があり、弾性に相当する貯蔵弾性率(E’)と粘性に相当する損失弾性率(E”)、またE”とE’の比であり、振動吸収性を反映する損失正接(tanδ)が測定できる。   That is, there is a dynamic viscoelasticity measurement method as one of the methods for analyzing the mechanical properties of a polymer having both elasticity and viscosity, and a storage elastic modulus (E ′) corresponding to elasticity and a loss elastic modulus (E) corresponding to viscosity. "), And the ratio of E" and E ', and the loss tangent (tan δ) reflecting the vibration absorption can be measured.

BPDA/ODAにBPDA/PDAの比率の異なるベルトについて動的粘弾性を測定すると、BPDA/ODA系ポリイミドにBPDA/PDAを添加すると、BPDA/PDA比率が25%までは、tanδが高くなり、それ以上混合比を高くすると、低下する傾向がみられた。これはBPDA/PDAの割合を高くしていくと、ベルトの性質が可とう性から剛性へと変化して、ベルト自体が固くなるため、材料自身の振動吸収性が失われることが考えられる。   When dynamic viscoelasticity is measured for belts with different ratios of BPDA / PDA to BPDA / ODA, when BPDA / PDA is added to BPDA / ODA-based polyimide, tan δ increases until BPDA / PDA ratio is up to 25%. When the mixing ratio was increased as described above, a tendency to decrease was observed. As the ratio of BPDA / PDA is increased, the belt property changes from flexible to rigid, and the belt itself becomes hard. Therefore, it is considered that the vibration absorbability of the material itself is lost.

tanδが高くなると、振動吸収性が大きくなりベルト駆動時の振動が抑制される。これにより、トナー飛び散りが減少し画質の向上がみられた。tanδが0.025以上で効果があり、その時のBPDA/ODAとBPDA/PDAの比率は10モル%〜38モル%の範囲であった。   As tan δ increases, vibration absorbability increases and vibration during belt driving is suppressed. As a result, toner scattering was reduced and image quality was improved. An effect was obtained when tan δ was 0.025 or more, and the ratio of BPDA / ODA and BPDA / PDA at that time was in the range of 10 mol% to 38 mol%.

本発明においてtanδ値の測定は、セイコーインスツル粘弾性スペクトロメータEXSTAR DMS6100にて、周波数50Hz、温度30度で測定した。   In the present invention, the tan δ value was measured with a Seiko Instruments Viscoelastic Spectrometer EXSTAR DMS6100 at a frequency of 50 Hz and a temperature of 30 degrees.

又、BPDA/PDA比率の少ない領域では剛性が低下するが、剛性を高くするためには、分子量を高くする必要があり、重量平均分子量で、70,000以上が望ましい。その上限は特に限定されないと思われるが、塗布時の粘度等から重量平均分子量200,000以下が好都合である。   Further, the rigidity decreases in a region where the ratio of BPDA / PDA is small, but in order to increase the rigidity, it is necessary to increase the molecular weight, and the weight average molecular weight is preferably 70,000 or more. The upper limit is not particularly limited, but a weight average molecular weight of 200,000 or less is convenient from the viscosity at the time of coating.

また、剛性を高くするためには、イミド化反応を十分に行うことが望ましく、特に最適イミド転化温度が異なる2種のポリイミドを使用する場合、300℃で1時間以上の加熱が必要である。   In order to increase the rigidity, it is desirable to sufficiently perform the imidization reaction. In particular, when two kinds of polyimides having different optimum imide conversion temperatures are used, heating at 300 ° C. for 1 hour or more is necessary.

〔ポリイミド樹脂〕
本発明におけるポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸残基である全芳香族骨格とジアミン残基であるp−フェニレン骨格とがイミド結合してなるA成分と、テトラカルボン酸残基である全芳香族骨格とジアミン残基であるジフェニルエーテル骨格とがイミド結合してなるB成分とを繰返してなる共重合体、及び/又は前記A成分を繰返し単位とする重合体とB成分を繰返し単位とする重合体とを混合してなるブレンド体である。但し、前述のような理由より、共重合体を使用するのが好ましい。
[Polyimide resin]
The polyimide resin in the present invention comprises a component A formed by imide bonding of a wholly aromatic skeleton that is a tetracarboxylic acid residue and a p-phenylene skeleton that is a diamine residue, and a wholly aromatic skeleton that is a tetracarboxylic acid residue. And a copolymer obtained by repeating a B component formed by imide bonding of a diamine residue and a diphenyl ether skeleton, and / or a polymer having the A component as a repeating unit and a polymer having the B component as a repeating unit, Is a blended body. However, for the reasons described above, it is preferable to use a copolymer.

更に、かかる共重合体は、例えばA成分を形成するための全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物等の酸成分、及びp−フェニレン骨格を有するジアミン成分、並びにB成分を形成するための全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物等の酸成分(A成分と同じ場合は不要)、及びジフェニルエーテル骨格を有するジアミン成分を共重合することで得ることができる。また、ブレンド体は、例えばA成分を形成するための全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物等の酸成分、及びp−フェニレン骨格を有するジアミン成分を予め重合してポリアミド酸(重合ワニス)を得ると共に、B成分を形成するための全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物等の酸成分、及びジフェニルエーテル骨格を有するジアミン成分を予め重合してポリアミド酸(重合ワニス)を得た後、両者のポリアミド酸を混合してからイミド転化することで得ることができる。   Further, such a copolymer forms, for example, an acid component such as a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton for forming the A component, a diamine component having a p-phenylene skeleton, and a B component. It can be obtained by copolymerizing an acid component such as tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton (unnecessary if it is the same as component A) and a diamine component having a diphenyl ether skeleton. In addition, the blend is prepared by previously polymerizing an acid component such as a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton for forming the component A and a diamine component having a p-phenylene skeleton to form a polyamic acid (polymerization varnish). ) And an acid component such as tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton for forming the B component and a diamine component having a diphenyl ether skeleton were previously polymerized to obtain a polyamic acid (polymerized varnish). Then, after mixing both polyamic acids, it can obtain by carrying out imide conversion.

上記の全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3′,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、又はこれらの芳香環を低級アルキル基等で置換した化合物等が挙げられるが、これらのうち、本発明においては3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を用いる。   Examples of the tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4. '-Biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8- Naphthalenetetracarboxylic dianhydride, or compounds obtained by substituting these aromatic rings with lower alkyl groups, etc. are mentioned. Among them, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid is used in the present invention. Use dianhydride.

又、p−フェニレン骨格を有するジアミン成分としては、p−フェニレンジアミン又はその芳香環を低級アルキル基等で置換した化合物等が挙げられるが、本発明としては、p−フェニレンジアミンを用いる。更に、ジフェニルエーテル骨格を有するジアミン成分としては、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又はこれらの芳香環を低級アルキル基等で置換した化合物等が挙げられるが、本発明においては4,4′−ジアミノジフェニルエーテルを用いる。   Examples of the diamine component having a p-phenylene skeleton include p-phenylenediamine or a compound obtained by substituting the aromatic ring with a lower alkyl group, etc. In the present invention, p-phenylenediamine is used. Furthermore, examples of the diamine component having a diphenyl ether skeleton include 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl ether, and compounds obtained by substituting these aromatic rings with lower alkyl groups. 4,4'-diaminodiphenyl ether is used.

〔導電性フィラー〕
本発明における導電性フィラーとしては、導電性もしくは半導電性の微粉末が使用でき、特に制限はないが、ケッチエンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック、アルミニウムやニッケル等の金属、酸化錫等の酸化金属化合物、チタン酸カリウム等が例示できるが、本発明においてはカーボンブラックを用いる。特に、平均一次粒子径が、5〜100nmのものが好ましく、特に10〜50nmのものが好ましい。
[Conductive filler]
As the conductive filler in the present invention, conductive or semiconductive fine powder can be used, and there is no particular limitation, but carbon black such as Ketchen black and acetylene black, metals such as aluminum and nickel, tin oxide and the like Examples of the metal oxide compound and potassium titanate are carbon black in the present invention. In particular, the average primary particle diameter is preferably 5 to 100 nm, and particularly preferably 10 to 50 nm.

導電性フィラーの配合量はフィラーの種類、粒子径、ポリイミド樹脂(固形分)100質量部に対して、1〜50質量部の範囲が好ましく、2〜30質量部がより好ましい。本発明では、導電性フィラーを選択することと適当な配合量の組み合わせにより、中間転写ベルト等に適した表面抵抗率(10〜1016Ω/□)と体積抵抗率(10〜1016Ω・cm)の範囲に調整されることが好ましい。 The amount of the conductive filler is preferably in the range of 1 to 50 parts by mass, more preferably 2 to 30 parts by mass with respect to the type of filler, particle size, and 100 parts by mass of the polyimide resin (solid content). In the present invention, the surface resistivity (10 8 to 10 16 Ω / □) and the volume resistivity (10 8 to 10 16 ) suitable for the intermediate transfer belt and the like are selected by combining the conductive filler and an appropriate blending amount. (Ω · cm) is preferably adjusted.

体積抵抗率等が高すぎるとトナー像の転写時に転写ベルトが著しく帯電することから像担持体と離れる際、剥離放電が起こり転写されたトナー像が飛散する。また、体積抵抗率等が低すぎる場合、転写ベルトと像担持体との間に過大な電流が流れることから、ベルトに転写されたトナー像が像担持体に戻ってしまう。かかる観点より、好ましくは、表面抵抗率が10〜1013Ω/□、体積抵抗率が10〜1012Ω・cmであるのがよい。 If the volume resistivity or the like is too high, the transfer belt is remarkably charged when the toner image is transferred, so that when the toner image is separated from the image carrier, peeling discharge occurs and the transferred toner image is scattered. If the volume resistivity or the like is too low, an excessive current flows between the transfer belt and the image carrier, so that the toner image transferred to the belt returns to the image carrier. From this viewpoint, it is preferable that the surface resistivity is 10 9 to 10 13 Ω / □ and the volume resistivity is 10 8 to 10 12 Ω · cm.

本発明では、導電性フィラーの配合量に応じて適切なポリイミド樹脂の組成範囲が存在する。本発明の半導電性ベルトは、例えば、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸を合成する際に使用する溶媒に導電性フィラーを均一分散させた後、ジアミン成分(p−フェニレンジアミンと4,4′−ジアミノジフェニルエーテル)と酸二無水物成分(3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物)を特定量添加し共重合してポリアミド酸溶液を得た後、このポリアミド酸溶液をベルト状に製膜し、加熱乾燥、イミド転化を行って製造することができる。また、その際、ポリアミド酸として、上記の如き混合物を使用することで、ポリイミド樹脂のブレンド体に導電性フィラーを含有してなる半導電性ベルトを製造することができる。   In this invention, the composition range of a suitable polyimide resin exists according to the compounding quantity of an electroconductive filler. The semiconductive belt of the present invention is obtained by, for example, uniformly dispersing a conductive filler in a solvent used for synthesizing a polyamic acid which is a polyimide precursor, and then, after the diamine component (p-phenylenediamine and 4,4 ′ -Diaminodiphenyl ether) and acid dianhydride component (3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride) were added in a specific amount and copolymerized to obtain a polyamic acid solution. Can be formed into a belt shape, dried by heating and imide conversion. At that time, by using the mixture as described above as the polyamic acid, a semiconductive belt comprising a polyimide resin blend containing a conductive filler can be produced.

このとき、本発明の効果を得るためには、カーボンブラックの含有量は、ベルトの質量の10質量%から25質量%である必要があり、p−フェニレンジアミン成分と4,4′−ジアミノジフェニルエーテル成分のモル比が10/90から38/62である。また、樹脂ベルトの全体質量から導電性フィラーを差し引いた質量の95質量%以上が、p−フェニレンジアミンと4,4′−ジアミノジフェニルエーテル成分とp−フェニレンジアミン成分と4,4′−ジアミノジフェニルエーテル成分との総和である中間転写ベルトであることが必要であることが判明した。   At this time, in order to obtain the effect of the present invention, the carbon black content needs to be 10% to 25% by weight of the belt, and the p-phenylenediamine component and 4,4′-diaminodiphenyl ether are required. The molar ratio of the components is 10/90 to 38/62. Further, 95% by mass or more of the mass obtained by subtracting the conductive filler from the total mass of the resin belt is p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenyl ether component, p-phenylenediamine component, and 4,4′-diaminodiphenyl ether component. It was found that the intermediate transfer belt must be the sum of the above.

〔中間転写ベルト〕
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明の中間転写ベルトは、ポリイミド樹脂に導電性フィラーを含有してなるものである。
[Intermediate transfer belt]
Embodiments of the present invention will be described below. The intermediate transfer belt of the present invention comprises a polyimide resin containing a conductive filler.

ポリイミド樹脂に導電性フィラーを均一に分散する方法としては特に制限はなく、ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸溶液に導電性フィラーをプラネタリーミキサーやビーズミルや三本ロール等で混合・分散する方法や、ポリアミド酸合成時に使用する溶媒中に導電性フィラーをボールミルあるいは超音波等で分散後、この溶媒を用いてポリアミド酸を合成する方法等がある。   The method of uniformly dispersing the conductive filler in the polyimide resin is not particularly limited, and the method of mixing and dispersing the conductive filler in the polyamic acid solution, which is a polyimide precursor, using a planetary mixer, a bead mill, a three-roll, etc. There is a method in which a conductive filler is dispersed in a solvent used for synthesizing a polyamic acid with a ball mill or ultrasonic waves, and then the polyamic acid is synthesized using this solvent.

製膜法については特に制限はなく、金型の内周面、あるいは外周面に導電性フィラーを含有するポリアミド酸を浸漬法、遠心成型法、コーティング法等により塗布した後、溶媒除去、イミド転化し、その後、金型より剥離することにより得ることが出来る。その際、イミド転化の加熱温度は、ポリイミド樹脂の種類にもよるが、例えば300〜450℃で行われ、イミド転化が十分完了するまで行うのが好ましい。また、必要に応じて、金型を離型処理してもよく、また、脱泡工程を行ってもよい。   The film forming method is not particularly limited, and after applying polyamic acid containing a conductive filler on the inner peripheral surface or outer peripheral surface of the mold by dipping method, centrifugal molding method, coating method, etc., solvent removal, imide conversion And it can obtain by peeling from a metal mold | die after that. In that case, although the heating temperature of imide conversion is based also on the kind of polyimide resin, it is preferable to carry out at 300-450 degreeC, for example, and to carry out until imide conversion is fully completed. Further, if necessary, the mold may be released from the mold, or a defoaming step may be performed.

以上のようにして得られる本発明の中間転写ベルトは、引張り弾性率が1800N/mm以上、特に、引張り弾性率が2200N/mm以上、MIT回数で10000回以上であることがより好ましい。 The intermediate transfer belt of the present invention obtained as described above, a tensile modulus of 1800 N / mm 2 or more, in particular, tensile modulus 2200N / mm 2 or more, and more preferably at least 10000 times MIT times.

本発明の中間転写ベルトの厚さは、その使用目的などに応じて適宜決定しうるが、一般には強度や柔軟性等の機械特性などの点により、厚さ5〜500μmが好ましく、厚さ20〜200μmがより好ましい。   The thickness of the intermediate transfer belt of the present invention can be appropriately determined according to the purpose of use and the like, but in general, the thickness is preferably 5 to 500 μm and the thickness is 20 from the viewpoint of mechanical properties such as strength and flexibility. -200 micrometers is more preferable.

次に、本発明の代表的実施態様とその効果を示しさらに説明するが、無論、本発明の範囲はこれらにより限定されるものではない。   Next, typical embodiments of the present invention and the effects thereof will be shown and further described, but the scope of the present invention is not limited thereto.

実施例1
1947.26gのN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を70℃に加温し、その中に3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)294.20gと、4,4′−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)と、p−フェニレンジアミン(PDA)をモル比PDA/ODA=10/90でそれぞれ10.81g、181.80gを溶解し、3時間撹拌した後に冷却してポリアミド酸を取り出す。
Example 1
1947.26 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is heated to 70 ° C., and 294.20 g of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) is contained therein, Dissolve 10.81 g and 181.80 g of 4,4'-diaminodiphenyl ether (ODA) and p-phenylenediamine (PDA) at a molar ratio of PDA / ODA = 10/90, respectively, stir for 3 hours, and then cool. Take out the polyamic acid.

ここで得られたポリアミド酸とカーボンブラック(Degussa製、Specialblack4)48.68g(ポリイミド固形分100質量部に対し10質量部)を、ビーズミル分散機にて3時間分散し、ポリアミド酸溶液を得た。   The obtained polyamic acid and 48.68 g of carbon black (Degussa, Special black 4) (10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polyimide solid content) were dispersed for 3 hours with a bead mill disperser to obtain a polyamic acid solution. .

アルミニウム製の、真円度25μm、直径300mm、長さ500mm、両端に保持部材を有した円柱状の芯金を準備し、芯金の位置を固定し、回転しながらノズルを芯金の回転軸方向に移動する。以下に示す条件で準備した芯金の周面全面にポリアミド酸溶液をノズルを使用して螺旋状に塗布し、塗膜成形後、平坦化処理を行い、さらに硬化処理し、樹脂層を得た。その後、芯金を抜き取り外径300mmの管状物を製造し、目的とする中間転写ベルトを得た。このベルトの厚さは70μmであった。   A cylindrical metal core made of aluminum with a roundness of 25 μm, a diameter of 300 mm, a length of 500 mm, and holding members at both ends is prepared, the position of the metal core is fixed, and the nozzle is rotated while rotating the nozzle. Move in the direction. A polyamic acid solution was applied in a spiral shape to the entire peripheral surface of the cored bar prepared under the conditions shown below using a nozzle, and after forming a coating film, it was flattened and further cured to obtain a resin layer. . Thereafter, the cored bar was pulled out to produce a tubular product having an outer diameter of 300 mm to obtain a target intermediate transfer belt. The belt thickness was 70 μm.

実施例2
実施例1において、ODAとPDAのモル比をODA/PDA=8:2(それぞれ161.60g/21.63gとする以外は、実施例1と同様にして、ポリアミド酸溶液を得た。その後、実施例1と同じ方法で製膜し、厚さ70μmの中間転写ベルトを得た。
Example 2
In Example 1, a polyamic acid solution was obtained in the same manner as in Example 1 except that the molar ratio of ODA to PDA was ODA / PDA = 8: 2 (161.60 g / 21.63 g respectively). A film was formed by the same method as in Example 1 to obtain an intermediate transfer belt having a thickness of 70 μm.

同様に、実施例3〜12、比較例1〜19の中間転写ベルトを作製した。表1にその構成、添加量等をまとめて記載した。   Similarly, intermediate transfer belts of Examples 3 to 12 and Comparative Examples 1 to 19 were produced. Table 1 summarizes the configuration, amount of addition, and the like.

Figure 2012247600
Figure 2012247600

〔特性の評価〕
上記、実施例1〜12、比較例1〜19の中間転写ベルトの性能評価を下記項目につき行った。
[Evaluation of properties]
The performance evaluation of the intermediate transfer belts of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 19 was performed for the following items.

(引張り強度、破断伸度)
JISK7127に基づきフィルムの引張破断強度を測定した。試験片は1B型試験片形状にシート状成形品を切り出して、5mm/分の速度で測定した。引張り強度が50MPa以上なら実用上の問題は生じない。
(Tensile strength, elongation at break)
The tensile strength at break of the film was measured based on JISK7127. As the test piece, a sheet-like molded product was cut into a 1B type test piece shape and measured at a speed of 5 mm / min. If the tensile strength is 50 MPa or more, there is no practical problem.

(MIT試験)
MIT値は東洋精機製MIT揉疲労試験機MIT−Dを用いて、加重250g、振り角90°、回数175回/分にて計測した。数値は破断したときの振り回数で示し、5サンプルの平均値を求める。MIT値は5000回以上が実用上問題のない範囲である。
(MIT test)
The MIT value was measured using a MIT 揉 fatigue tester MIT-D manufactured by Toyo Seiki at a weight of 250 g, a swing angle of 90 °, and a frequency of 175 times / minute. The numerical value indicates the number of swings at the time of breakage, and the average value of 5 samples is obtained. The MIT value is 5000 times or more in a range where there is no practical problem.

(粘弾性;tanδ)
tanδ値の測定は、セイコーインスツル粘弾性スペクトロメータEXSTAR DMS6100にて、周波数50Hz、温度30度で測定した。
(Viscoelasticity; tan δ)
The tan δ value was measured with a Seiko Instruments Viscoelastic Spectrometer EXSTAR DMS6100 at a frequency of 50 Hz and a temperature of 30 degrees.

tanδが0.025以上であれば効果がある。   If tan δ is 0.025 or more, there is an effect.

(表面抵抗率)
表面抵抗率の測定は、ハイレスタUP MCP−HT450型(三菱化学アナリテック社製)を用い、プローブURタイプ、測定電圧500V、10秒後の値を測定した。表面抵抗率が10〜1013Ω/□の範囲にあることが望ましい。
(Surface resistivity)
The surface resistivity was measured using a Hiresta UP MCP-HT450 type (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.), a probe UR type, a measurement voltage of 500 V, and a value after 10 seconds. The surface resistivity is desirably in the range of 10 9 to 10 13 Ω / □.

(体積抵抗率)
体積抵抗率の測定は、ハイレスタUP MCP−HT450型(三菱化学アナリテック社製)を用い、プローブUR、測定電圧10V、10秒後の値を測定した。体積抵抗率が10〜1012Ω・cmの範囲にあることが望ましい。
(Volume resistivity)
The volume resistivity was measured using a Hiresta UP MCP-HT450 type (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.) and the value after 10 seconds of probe UR, measurement voltage 10V. The volume resistivity is desirably in the range of 10 8 to 10 12 Ω · cm.

(トナー画像飛び散り)
コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製bizhub650に、上記で製造された中間転写ベルトを搭載し、画素率が7%の文字画像(3ポイント、5ポイント)をA4版の上質紙(64g/m)にプリントした。チャートを連続的に10万枚印字した。連続印字後において中間転写ベルトの画像形成側表面についての視覚評価と、最後に印字された画像について、下記に基づき品質評価を行った。
(Toner image scattering)
The intermediate transfer belt manufactured above is mounted on the bizhub 650 manufactured by Konica Minolta Business Technologies, Inc., and a character image (3 points, 5 points) with a pixel rate of 7% is printed on high-quality paper (64 g / m 2 ) on A4 size. did. 100,000 charts were printed continuously. After continuous printing, the visual evaluation of the image forming surface of the intermediate transfer belt and the quality evaluation of the last printed image were performed based on the following.

○;100000枚目のプリント終了まで、トナー飛び散りが少ない
△;50000枚目のプリント終了まで、トナー飛び散りが少ないが、100000枚目のプリントでトナー飛び散りが多かった(実用上問題あり)
×;10000枚未満のプリントでトナー飛び散りが増加し、実用上問題となるレベル
○: Toner scattering is small until the end of printing on the 100,000th sheet. Δ; Toner scattering is small until the end of printing on the 50,000th sheet, but there was much toner scattering on the 100,000th print (practical problem).
X: Level of causing a problem in practical use due to increased toner scattering in a print of less than 10,000 sheets

Figure 2012247600
Figure 2012247600

Figure 2012247600
Figure 2012247600

本発明内の実施例1〜12は、いずれの特性も実用上問題のないレベルであり、特にトナー画像の飛び散りがない。これに対し、本発明外の比較例1〜19は、少なくとも何れかの特性に問題があり、トナー画像の飛び散りに関してはいずれのものも本発明内のものより劣る。   In Examples 1 to 12 in the present invention, all of the characteristics are at a level that causes no problem in practical use, and there is no scattering of the toner image. On the other hand, Comparative Examples 1 to 19 outside the present invention have a problem in at least one of the characteristics, and any of the toner images is inferior to that in the present invention with respect to scattering of the toner image.

Claims (3)

ポリイミド樹脂に導電性フィラーを含有する中間転写ベルトにおいて、
ポリイミド樹脂を構成する単量体の無水カルボン酸は3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)を使用し、
ジアミンはp−フェニレンジアミン(PDA)および4,4′−ジアミノジフェニルエーテル(ODA)を使用し、
ジアミン成分のPDA/(PDA+ODA)のモル比率が10〜38%であり、
導電性フィラーとしてカーボンブラックを10〜25質量%含有する
ことを特徴とする中間転写ベルト。
In an intermediate transfer belt containing a conductive filler in polyimide resin,
As the monomeric carboxylic anhydride constituting the polyimide resin, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) is used,
As the diamine, p-phenylenediamine (PDA) and 4,4′-diaminodiphenyl ether (ODA) are used.
The molar ratio of PDA / (PDA + ODA) of the diamine component is 10 to 38%,
An intermediate transfer belt comprising 10 to 25% by mass of carbon black as a conductive filler.
前記中間転写ベルトの全体質量から導電性フィラー質量を引いた質量の95質量%以上がBPDA、PDA、ODAの合計質量であることを特徴とする請求項1記載の中間転写ベルト。 2. The intermediate transfer belt according to claim 1, wherein 95% by mass or more of the mass obtained by subtracting the mass of the conductive filler from the total mass of the intermediate transfer belt is a total mass of BPDA, PDA, and ODA. 前記ポリイミド樹脂が重量平均分子量70,000以上200,000以下であることを特徴とする請求項1記載の中間転写ベルト。 The intermediate transfer belt according to claim 1, wherein the polyimide resin has a weight average molecular weight of 70,000 or more and 200,000 or less.
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JP2014535066A (en) * 2011-09-30 2014-12-25 コーロン インダストリーズ インク Endless belt

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