JP2625021B2 - 変形管状物およびその製法 - Google Patents

変形管状物およびその製法

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【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は変形管状物およびその製法に関するものであ
る。
〈従来の技術〉 ポリイミド樹脂は優れた耐熱性、耐薬品性、機械的特
性のために、その管状物は種々の用途が期待されてい
る。特に、近年広範に普及している複写機、ファクシミ
リ、プリンターなどの画像形成装置の定着用管状物とし
て有効なものである。
上記画像形成装置における転写紙などへの画像定着方
法としては、熱、圧力などを用いたオーブン定着法やフ
ラッシュ定着法、、圧力定着法、熱ローラー定着法など
が挙げられ、なかでも熱ローラー定着法が広く採用され
ている。
熱ローラー定着法は熱ローラーとプレスローラーを対
峙させ、その間に転写紙を通過させる方法であって、熱
ローラー内の定着ヒーターの熱とプレスローラーの圧力
によって感熱インクを転写紙に強固に定着させて画像を
形成するものである。
このような定着部に用いる管状ベルトの素材としては
上記ポリイミドが好適ではあるが、通常、管状ベルトや
その駆動用ガイドローラーの表面は平坦面であるため
に、蛇行が起こった場合、そのコントロールが難しいも
のである。
〈発明が解決しようとする課題〉 従って、本発明は上記のように蛇行コントロールしが
たかった従来の管状物欠点を解消すべく、なされたもの
であって、蛇行しがたく、例え蛇行が発生しても容易に
元に戻すことができる管状物を提供することを目的とす
る。
さらに、本発明の他の目的はこのような管状物を得る
ための製法を提供することにある。
〈課題を解決するための手段〉 本発明者らは検討を重ねた結果、管状物の周長差を端
部と中央部において特定の差とすることによって、上記
目的が達成できることを見い出し、本発明を完成するに
至った。
即ち、本発明の変形管状物はポリイミド製管状物の端
部と中央部との周長差が0.07〜20%の範囲であることを
特徴とするものである。
また、本発明の製法は均一な周長差を有するポリイミ
ド管状物を得たのち、該管状物に必要とする周長差を有
する耐熱芯体を挿入して加熱、焼成を行なうこと、およ
び均一な周長差を有するポリイミド管状物を得たのち、
該管状物を必要とする周長差を有する2本の変形ロール
間にて回転させながら、加熱、焼成を行なうことを特徴
とするものである。
本発明の変形管状物はポリイミド製管状物であって、
用いるポリイミドには特に制限はない。例えば、テトラ
カルボン酸二無水物あるいはその誘導体と、ジアミンと
の略等モルを有機極性溶媒中で反応させたポリアミド酸
をイミド化することによって得られるものであり、好ま
しくは芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミ
ンとの反応によって得られるものが採用される。
このような芳香族テトラカルボン酸二無水物の具体例
としては、ピロメリット酸二無水物、3,3′,4,4′‐ベ
ンゾフェノテトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′‐
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3′,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、2,2′‐ビス(3,4-ジカルボキシフ
ェニル)プロパン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフ
ェニル)スルホン二無水物などが挙げられる。
一方、芳香族ジアミンの具体例としては、4,4′−ジ
アミノジフェニルエーテル、4,4′‐ジアミノジフェニ
ルメタン、3,3′‐ジアミノジフェニルメタン、パラフ
ェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、ベンチジ
ン、3,3′‐ジメトキシベンチジン、4,4′‐ジアミノジ
フェニルスルホン、4,4′−ジアミノジフェニルスルフ
ィド、4,4′‐ジアミノジフェニルプロパン、2,2-ビス
〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパンなどが
挙げられる。
さらに、有機極性溶媒の具体例としては、N-メチル‐
2-ピロリドン、N,N′‐ジメチルアセトアミド、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチレ
ンホスホルトリアミドなどが挙げられる。これらの有機
極性溶媒にはクレゾール、フェノール、キシレノールな
どのフェノール類、ヘキサン、ベンゼン、トルエンなど
の炭化水素類などを混合することもできる。
芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンを
溶媒中で反応させてポリアミド酸溶液を得る際の溶媒中
でのモノマー濃度は、種々の条件に応じて設定される。
しかし、通常5〜30重量%、好ましくは10〜25重量%で
あり、通常80℃以下、好ましくは5〜50℃の範囲で約2
〜10時間反応させる。
このようにして得られるポリアミド酸溶液は反応の進
行と共に溶液粘度が上昇した状態で得られるが、本発明
においては固有粘度が0.5以上(30℃、N-メチル‐2-ピ
ロリドン中)のポリアミド酸溶液を用いることが好まし
い。即ち、固有粘度を0.5以上のポリアミド酸溶液を用
いることにより、得られる管状物は熱劣化に対する信頼
性が特に優れたものとなるからである。
本発明では上記ポリアミド酸をシリンダーの如き管状
成形型内周面に塗布、乾燥、イミド化し、有機極性溶剤
などの揮発分が1〜30重量%残存する状態のポリイミド
管状物を形成したのち、成形型から抜き出す。このとき
は管状物の端部と中央部の周長差は実質的にないが、こ
の管状物を次工程にて変形加工する。
第一の方法としては、得られたポリイミド管状物に必
要とする周長差を有する耐熱性芯体を挿入し、加熱、焼
成することによって目的とする変形管状物を得る。この
際に用いる耐熱性芯体の材質は特に制限ないが、変形管
状物形成後に、芯体を抜き取りやすくするために、線膨
張係数が2×10-5cm/cm/℃以上のものを用いることが好
ましく、例えばアルミニウム、フッ素樹脂、ポリイミド
樹脂のような材質からなる芯体が好ましい。
第二の方法としては、第1図に示すような必要とする
周長差を有する2本の変形ロール間で上記ポリイミド管
状物を回転させながら、加熱、焼成を行なって、目的と
する変形管状物を得る方法である。変形ロールの形状
は、第2図(a)および(b)に示すようにクラウン状
または逆クラウン状のものを用いることができる。
上記各方法において、加熱、焼成する際の熱処理条件
は、通常、管状物を形成する材質のガラス転移温度以
上、熱分解温度以下とする。
本発明の変形管状物は上記のように、本質的にはポリ
イミド製管状物であるが、その外面にフッ素樹脂層を有
する複層管状物とすることが好ましい。外面にフッ素樹
脂層を形成することによって、定着用管状ベルトに本発
明の変形管状物を用いた場合、転写紙との剥離性が向上
する。このようなフッ素樹脂としては、例えば市販され
ているポリ四フッ化エチレン樹脂(PTFE)、四フッ化エ
チレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂(FEP)、四フ
ッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共
重合樹脂(PFA)などが挙げられる。フッ素樹脂は溶液
状またはディスパージョン状で用いられ、その粘度は通
常、0.1〜100ポイズ(塗布作業時の温度でB型粘度計で
の測定値)に設定される。また、フッ素樹脂の溶融粘度
が6×106ポイズ(温度372℃)以下のものを用いると、
得られる管状物の外表面の粗さ(10ヵ所平均粗さ)が1
μm以下の平滑面となり、感熱インクの定着性の点から
は好ましいものとなる。また、溶液もしくはディスパー
ジョンの固形分濃度は、通常、5〜60重量%、好ましく
は20〜60重量%に設定する。
さらに、上記フッ素樹脂層に導電性物質を含有させ
て、導電性を付与することによって、管状物に除電性が
付与できて好ましい。導電性物質としては、カーボン、
グラファイト、金属粉末などの導電性粉末や、導電性を
有する有機化合物が挙げられ、特に、カーボン、グラフ
ァイト、金属粉末など導電性粉末を用いることが好まし
い。このような導電性粉末の含有量は、フッ素樹脂層中
2〜50重量%の範囲に調整することが効果の点から好ま
しい。
上記フッ素樹脂層はポリイミド管状物を変形させる前
に、その外面に自体公知の方法で塗布して、前記変形処
理を施したり、変形させた後に変形管状物の外面にフッ
素樹脂を塗布することもできる。また、ポリイミド管状
物を得る工程において、シリンダー内面に予めフッ素樹
脂を塗布してフッ素樹脂層を形成しておき、その内面に
ポリアミド酸溶液を塗布して複層管状物を作成する。こ
のようにして得られた複層管状物を前記変形処理するこ
とによって、複層の変形管状物を得ることができる。
得られた複層管状物は、通常、全体厚を10〜150μ
m、複層管状物の場合は各層の厚みを5〜145μmの範
囲、好ましくはそれぞれ12〜130μm、10〜120μmとな
るように調整する。
〈発明の効果〉 以上のように、本発明の変形管状物は、耐熱性や機械
的特性などに優れたポリイミド製管状物であり、さら
に、その端部と中央部との周長差が0.07〜20%の範囲に
設定しているので、画像形成装置の定着用に用いた場合
に蛇行しがたく、たとえ蛇行が発生してもガイドローラ
ーの傾きや管状物のテンシを調整することによって、比
較的容易に蛇行を元に戻すことができるものである。
また、管状物外面にフッ素樹脂層を設けることによっ
て転写紙の剥離性が良好となると共に、該層に導電性物
質を含有させれば除電性も付与でき、定着用管状ベルト
して優れた効果を発揮するものである。
〈実施例〉 以下に本発明の実施例を示し、さらに詳細に説明す
る。
実施例1 3,3′,4,4′‐ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
と4,4′‐ジアミノジフェニルエーテルの略等モルを、N
-メチル‐2-ピロリドン中(モノマー濃度20重量%、以
下NMPと略す)にて温度20℃で5時間反応させて溶融粘
度35000ポイズ(50℃、B型粘度計)、固有粘度2.8(30
℃、ウベローデ型粘度計)のポリアミド酸溶液を得た。
次に、この溶液100重量部に対してNMPを33重量部添加
し、さらに50℃に加温して溶液粘度を1500ポイズのポリ
アミド酸溶液を調製した。
次いで、内径123mm、長さ50cmで内周面が平滑なガラ
ス管を、上記ポリアミド酸溶液に浸漬し、速度500mm/分
でゆっくりと引き上げた。そののち、ガラス管内を外径
122.6mmの弾丸状走行体を用いて自重走行により速度20m
m/分で走行させ、ポリアミド酸溶液をガラス管内周面に
均一に塗布した。塗布後、温度150℃で60分間、さらに2
50℃で60分加熱してポリイミド管状物を得た。この管状
物内の揮発分残存率は、3.5重量%であった。
得られた管状物をガラス管から引き抜いたところ、端
部内周長および中央部の内周長は386.40mmであり、肉厚
15μm、長さ45cm(内端を切り落として45cmとした)で
あった。
この管状物を第1図に示す2本のロール(逆クラウン
ロール、第2図(b)のロール)間にて20g/20mm幅でテ
ンションをかけ、100回転/分で回転させながら、300℃
から400℃まで3.3℃/分の昇温速度にて熱処理を行な
い、乾燥および焼成を行なった。
そののち、室温まで冷却後、ロールからはずし本発明
の変形管状物を得た。この管状物端部の内周長は386.41
mm、中央部の内周長は386.82mmであり、周長差は0.1%
であった。
実施例2 実施例1にて用いた4,4′‐ジアミノジフェニルエー
テルをパラフェニレンジアミンに代えた以外は、実施例
1と同様にして固有粘度2.5のポリアミド酸溶液を調製
し、NMPによって希釈して粘度500ポイズのポリアミド酸
溶液を得た。
一方、内径45mm、長さ50cmで内周面が平滑なステンレ
ス製シリンダーをフッ素樹脂ディスパージョン(TE−33
4−J、デュポン社製)に浸漬し、速度20mm/分でゆっく
りと引上げ、これを100℃で60分間加熱して水を蒸発さ
せたのち、300℃で30分間加熱してフッ素樹脂層を形成
した。
次いで、上記フッ素樹脂層が内面に形成されたステン
レス製シリンダーを上記ポリアミド酸溶液に浸漬し、速
度500mm/分でゆっくりと引き上げた。そののち、ガラス
管内を外径44.5mmの弾丸状走行体を用いて自重走行によ
り速度20mm/分で走行させ、ポリアミド酸溶液をガラス
管内周面に均一に塗布した。塗布後、温度70℃で60分間
加熱し、さらに70℃から300℃まで速度0.3℃/分で昇温
して溶媒の除去、イミド化を行ない、ポリイミド複層管
状物を得た。この管状物内の揮発分残存率は、1.5重量
%であった。
得られた管状物をシリンダーから引き抜いたところ、
端部内周長および中央部の内周長は141.20mmであり、肉
厚22μm、長さ40cm(両端を切り落として40cmとした)
であった。
この管状物に第2図(a)の形状のクラウン状アルミ
ニウム製芯体(長さ40cm)を挿入し、400℃で30分間熱
処理を行ない、室温まで冷却して芯体を抜き取り、本発
明の変形管状物を得た。
この管状物端部の内周長は142.44mm、中央部の内周長
は141.50mmであり、周長差は0.7%であった。
上記各実施例にて得られた変形管状物を、インク再生
式熱転写プリンターの定着用管状ベルト(エンドレス)
として使用したところ、蛇行が少なく、走行性が良好な
定着システムとすることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の変形管状物を得るために用いるロール
に管状物をかけた状態を示す斜視図、第2図(a)およ
び(b)は第1図のロール形状または他の製法に用いる
芯体の形状を示す斜視図である。 1…ロール、2…管状物、3…ロール又は芯体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 泰三 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日 東電工株式会社内 (72)発明者 原田 千秋 大阪府茨木市下穂積1丁目1番2号 日 東電工株式会社内 審査官 増山 剛 (56)参考文献 特開 昭60−104980(JP,A)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリイミド製管状物の端部と中央部との周
    長差が0.07〜20%の範囲であることを特徴とする変形管
    状物。
  2. 【請求項2】ポリイミド製管状物が外面にフッ素樹脂層
    を有する複層管状物である請求項(1)記載の変形管状
    物。
  3. 【請求項3】均一な周長差を有するポリイミド管状物を
    得たのち、該管状物に必要とする周長差を有する耐熱芯
    体を挿入して加熱、焼成を行なうことを特徴とする変形
    管状物の製法。
  4. 【請求項4】均一な周長差を有するポリイミド管状物を
    得たのち、該管状物を必要とする周長差を有する2本の
    変形ロール間にて回転させながら、加熱、焼成を行なう
    ことを特徴とする変形管状物の製法。
  5. 【請求項5】請求項(3)または(4)記載の製法にお
    いて、変形管状物が外面にフッ素樹脂層を有する複層管
    状物である変形管状物の製法。
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JP4600227B2 (ja) * 2005-03-14 2010-12-15 富士ゼロックス株式会社 無端ベルト、定着装置、画像形成装置、画像形成方法、および無端ベルトの製造方法

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