JP3574619B2

JP3574619B2 - Belt manufacturing method and belt

Info

Publication number: JP3574619B2
Application number: JP2000323131A
Authority: JP
Inventors: 俊朗松尾; 雅和田中
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2000-10-23
Filing date: 2000-10-23
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2020-10-23
Also published as: JP2002127265A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベルトに関し、詳しくは、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いられる金属薄膜を表面に有するイミドベルトで、特に、カラープリンタ用の中間転写ベルトと定着ベルトの性能を兼ね備えたベルトとして好適に用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
中間転写ベルトが用いられた画像形成装置で画像が形成される場合、まず感光ドラム上に静電潜像が形成される。次いで、感光ドラム上にトナーが供給され、トナー像が形成される。このトナー像は感光ドラムから中間転写ベルトの外周面に一旦転写され、さらにこの中間転写ベルトから紙等の被印刷体に転写されて定着される。従来の中間転写ベルトはゴム又は合成樹脂を主体とし、トナー像の転写機構上、その体積固有抵抗値が１０^６Ω・ｃｍから１０^１２Ω・ｃｍ程度の導電性を付与されている。
【０００３】
高画質達成に有利な液状トナーには大量の有機溶剤が用いられているため人体への悪影響が問題となるが、特開平１１―１６７２９５号公報には、有機溶剤の使用量が少なく人体への悪影響が抑制されるという優れた液状トナーが用いられる転写ドラム式の画像形成装置が開示されている。
【０００４】
しかしながら、液状トナーが用いられる場合、中間転写ベルト上で加熱されることとなるため、中間転写ベルトは耐熱性を備えていることが必要となるが、上記従来例では加熱される事を前提とした設計がなされておらず、耐熱性の点で問題がある。
【０００５】
また、近年の画像形成材（プリンターや複写機）に求められる性能として、高速化と共に省力化が挙げられ、その一環として中間転写ベルトと定着ベルトの性能を兼ね備えたベルトの開発が要求されている。これらに対応するため、ポリイミドを主成分とする基体表面に銅等の金属薄膜を形成し、これをマイクロヒーターとして用いたものが提案されている。これにより、粉体トナーや液状トナーをメディアに固着させるための省力化定着装置を実現している。
【０００６】
しかし、従来、ポリイミドを主成分とする基体表面に銅等の金属薄膜を形成する際には、一般的にプライマー等の接着剤を用いて貼り付けるという手法が用いられていた。このようなプライマー等の接着剤を用いた貼り付けでは、液状トナー加熱時に接着剤が溶融し、上記基体と上記金属薄膜の耐熱接着性が劣るという問題がある。
【０００７】
上記問題に対して、本出願人は先に特願平１１−２３７８６３号において、融点が２８０℃以上であるポリイミドを主成分とする樹脂製基体の表面に銅からなる金属層を積層し、該金属層の表面に保護層を備えた中間転写ベルトを提案している。上記したポリイミドを主成分とする基体と銅等の金属層の耐熱接着性を向上させるために、スパッタリング法やイオンプレーティング法等のＰＶＤ法（ｐｈｙｓｉｃａｌｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、物理蒸着法）により、ポリイミドを主成分とする基体表面に銅からなる金属層が形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スパッタリング法やイオンプレーティング法等のＰＶＤ法で、ターゲット金属を蒸発、イオン化して基体上に金属層を形成すると、金属層の成膜中、基体表面にイオン化されなかった金属の液滴（ドロップレット）が、小さいもので０．１μｍ〜５μｍ程度、大きいもので１０μｍを越えるものが付着し、金属層の表面に凸部を作ってしまう場合がある。この凸部は、金属層より突出し、大きいとことで、膜自体の設定厚みより０．５μｍ〜２５μｍ程度、部分的に厚くなっているため、金属層中に剛性の違いが生じる。そのため、熱をかけてベルトを回転させる際に、厚み差のある部分の周辺で耐久性が劣るという問題があり、従来に比べ耐熱接着性及び耐久性は改善してはいるものの十分とは言えず未だ改良の余地がある。
【０００９】
一般的にスパッタリングやイオンプレーティング等の手法で金属薄膜形成を行う際、金属の高エネルギー粒子を基体表面にぶつけることにより、基体表面に強固な金属膜を作ることができる。よって、強固な金属膜を成膜するには金属の高エネルギー粒子を多く発生させる必要がある。しかし、多くの粒子を発生させるために、ターゲット金属（固体蒸発源）にエネルギーを与えすぎると、本来成膜に必要な金属のイオンや原子だけではなく、イオン化されなかった金属の液滴（ドロップレット）までもが基体の方に飛来する。このため、上記のように金属の液滴の付着により金属層の表面に凸部が発生し、金属層の厚さが不均一となりベルトの耐久性が劣ることが判明した。イオンプレーティング法は全般としてドロップレットが発生しやすいことが知られており、中でもイオンプレーティング法の一種であるアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）法では、特に、ドロップレットが発生しやすく、その制御が特に問題となっている。
【００１０】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、スパッタリング法やイオンプレーティング法等のＰＶＤ法で金属層を形成する際に、ドロップレットの発生を抑え、膜厚を均一に制御し、ベルトの耐熱接着性、耐久性を向上させることを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ポリイミドを主成分としたベルト基体を形成し、
上記ベルト基体を２００℃以上でアニールし、
ついで、上記基体表面をアルゴンプラズマ処理にてイオンクリーニングし、
ついで、スパッタリング法あるいはイオンプレーティング法にて薄膜金属からなるターゲットアンカー層を形成し、
ついで、高周波スパッタリング法あるいは上記基体とターゲット金属（固体蒸発源）との間に遮蔽板を配置してアークイオンプレーティング法にて、厚みの最大値と最小値の差が１０μｍ以下になる金属層を形成し、
上記金属層の表側に保護層を形成しているベルトの製造方法を提供している。
【００１２】
上記のように、通常のスパッタリング法でも金属層にドロップレットが発生するが、スパッタリング法は、イオンプレーティング法に比べてドロップレットを生じにくい。よって、ターゲット金属にかける電圧を下げたり、成膜スピードを抑えて膜成形を行うことにより、ドロップレットを発生させにくくすることができる。
【００１４】
上記のように、蒸着時に基体とターゲット金属の間に、遮蔽板を用いて成膜すると、ターゲット金属から飛来するイオン化されなかった金属の液滴は遮蔽板に付着し、金属イオンのみが遮蔽板を回り込んで基体の表面に付着する。よって、基体表面には金属イオンにより厚さの均一な金属層を形成することができる。
上記方法は、イオンプレーティング法の中でもアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）法で特に有用である。アークイオンプレーティング（ＡＩＰ）法は、スパッタリング法に比べ、成膜スピードが速く、しかも上記のように遮蔽板を用いると均一な金属層を得られるため金属層の形成に特に好ましい。
【００１６】
上記のように基体の表面にターゲットアンカー層を形成しておくと、銅等の金属層の金属がポリイミドを主成分とする基体に拡散・溶出するのを防止することができる。このような拡散障壁としてのはたらきにより、金属層の接着強度を向上させることができる。該ターゲットアンカー層の厚みは、０．０１μｍ以上０．５μｍ以下としている。その理由は、厚みが上記範囲未満であると、遮蔽効果が少なくなり、逆に、厚みが上記範囲を超えても、効果が少なく、効率が悪いことに因る。
【００１７】
上記のように、本発明では、ポリイミド製の基体表面をアルゴンプラズマ処理にてイオンクリーニングを行っている。イオンクリーニングは１分以上１時間以下、好ましくは１５分〜３０分程度、行うのが好ましい。これにより、イミド（基体）表面の油分や酸化被膜などの不純物を除去することができる。上記イオンクリーニング時間が上記範囲未満であると、イミド（基体）膜の成膜時に付着している離型の為の不純物が除去しにくくなり、逆に、イオンクリーニング時間が上記範囲を超えても、効果が少なく、効率が悪くなる。
【００１８】
上記基体（ポリイミドを主成分）は２００℃以上、好ましくは２５０℃以上でアニール（焼鈍）されている。
これによりベルト表面の皺の発生を抑えると共に耐久性、耐熱接着性も向上させることができる。また、アニール温度が２００℃より低いと、イオンプレーティングやスパッタリング時に基体（ポリイミドフィルム）が収縮して金属膜に皺が生じるという問題がある。
【００１９】
本発明は、上記した方法により製造されたベルトを提供している。
上記ベルトは、基体表面側にＰＶＤ法で形成される金属層にドロップレットの発生を抑制し、その厚みの最大値と最小値の差が１０μｍ以下に制御している。よって、上記ドロップレットをできるだけ小さく、あるいは、発生させないように金属層の成膜条件を制御することで、金属層の厚さを均一としている。これにより、従来、ドロップレット周辺の厚みの違いにより生じていた剛性の偏りを抑えることが可能となり、ベルトの耐久性、耐熱接着性を飛躍的に向上させることができる。
なお、金属層の厚みの最大値と最小値の差が１０μｍより大きくなると、金属層の厚さに不均一性が生じ、金属層中の剛性の違いにより金属層の耐久性が劣ることとなる。
【００２０】
即ち、本発明に係わるベルトは、ポリイミド製のベルト基体の表面に厚さ０．５μｍ以上２０μｍ以下の金属層を備え、該金属層の最大厚みと最小厚みの差を１０μｍ以下とし、かつ、該金属層の表側に保護層を備えていることを特徴とするものである。
【００２１】
金属層の厚みは０．５μｍ以上２０μｍ以下としているが、その理由は、厚みが上記範囲未満であると、液状トナーや粉体トナーが中間転写ベルトに均一に保持されなくなってしまうことがあることに因る。逆に、厚みが上記範囲を超えると、金属層の剛性が高すぎて亀裂が発生したり、金属層が基体から剥離を起こす恐れがあることに因る。なお、金属層の厚さは、１μｍ以上１０μｍ以下が特に好ましい。
【００２２】
上記金属層は銅を用いることが好ましい。
銅は磁性を持たないので、中間転写ベルトの静電吸着性を高めることができる。ここで、銅とは、純銅の他、純銅を主成分とする銅合金も含まれる。なお、銅と同様に磁性を持たないアルミニウムによって、金属層を構成してもよい。
上記銅からなる金属層は、空気にさらされると、酸化しやすいため、スパッタリングやイオンプレーティング法により成膜する場合、連続工程で、酸化防止層を銅上に成膜してもよい。例えば、イオンプレーティング法により銅成膜する際には、銅層を空気中にさらすことなく、連続的にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）などを銅上に成膜することもできる。
【００２３】
また、上記保護層をフッ素樹脂やポリイミド、ポリアミドイミド等の耐熱性樹脂から形成することもできる。
好適な耐熱性フッ素樹脂としては、フッ化ビニリデン系樹脂、テトラフルオロエチレン系樹脂、トリフルオロエチレン系樹脂等が挙げられ、これらは単独で用いられてもよく、また、２種以上が併用されてもよい。また、ポリイミドは一般的なカプトンやユーピレックスのモノマーやオリゴマーをベルトに塗布、焼結して作成できる。
これらの樹脂はトナー粒子の離脱性に優れるので、被印刷体へのトナー粒子の転写が円滑となる。さらに、これらの樹脂には誘電層としての機能を併せ持たせることも可能である。
【００２４】
耐熱性フッ素樹脂の融点は、液状トナーの加熱温度（通常１５０℃から２００℃）よりも高く、よって、加熱時に保護層が溶融、変形することはない。また、これらの耐熱性フッ素樹脂の融点は、基体を構成するポリイミドを主成分とする樹脂の融点よりも低く、これによって保護層焼成時の基体の溶融、変形等が防止される。通常、保護層の焼成は、２６０℃程度でなされる。
なお、フッ化ビニリデン系樹脂は、主モノマーとしてのフッ化ビニリデンと他のモノマーとの共重合体である。好適なフッ化ビニリデン系樹脂としては、２６０℃で有効に保護層が焼成・製膜されるという理由より、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体が挙げられる。
【００２５】
保護層の厚みは０．５μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。その理由は、０．５μｍ未満であると、使用中に保護層が摩滅してトナー粒子の離脱性が劣ってしまうことがあり、５０μｍを越えると、保護層の形成に時間と手間とがかかり、中間転写ベルトの材料コストが高くなることによる。該保護層の厚さは３μｍ以上３０μｍ以下が特に好ましい。
【００２６】
上記保護層が形成された後のベルトの表面粗さＲｚは、４μｍ以下が好ましい。粗さが４μｍを超えると、ベルトから被印刷体へのトナー粒子の転写性が悪くなることがある。
【００２７】
上記基体と金属層との間に、拡散障壁となるターゲットアンカー層を設ける場合には、該ターゲットアンカー層は、純チタンまたは純パラジウムの他、純チタンまたは純パラジウムを主成分とする合金、チタンまたはパラジウムを主成分とする化合物でも良い。
チタン（Ｔｉ）あるいはパラジウム（Ｐｄ）を用いる理由は、ポリイミドの表面にスパッタリングやイオンプレーティングで成膜できることに因る。
なお、上記ターゲットアンカー層としては、チタンあるいはパラジウムが好適に用いられるが、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、コバルト（Ｃｏ）等を用いてもよい。チタンを用いるとドロップレットが生じにくいため好ましい。
上記ターゲットアンカー層は、ポリイミドからなる基体へスパッタリング又はイオンプレーティングによって成膜積層しているが、これらの方法により積層すると、ターゲットアンカー層の基体への密着性を非常に優れたものとすることができる。
【００２８】
上記ベルトは、複写機、プリンタ、ファクシミリを含む画像形成装置内において、液状トナーあるいは粉体トナーを担持させ、これを転写及び／あるいは定着させるベルトとして好適に用いられる。
【００２９】
上記ベルトの基体は融点が２８０℃以上であるポリイミドを主成分としているので、耐熱性があり、液状トナーが使用される画像形成装置において、中間転写ベルトとして用いられた場合、液状トナー加熱時の熱にも耐えることができる。また、このベルトは銅からなる金属層を備えているので、所要の導電性があり、このベルトが中間転写ベルトとして使用した場合、静電吸着性に優れ、感光ドラムから液状トナーを吸着しやすい。さらに、保護層を備えているので、トナー粒子の被印刷体への転写が円滑に行われる。
【００３０】
上記ポリイミドには必要に応じ、種々の添加剤（カーボンブラックや金属粉末などの導電性付与剤、ガラス繊維や合成樹脂繊維などの補強剤など）が配合されても良い。
【００３１】
基体の厚みは１０μｍ以上５０μｍ以下とすることが好ましい。この理由は、１０μｍ未満であるとベルトの耐久性が損なわれる恐れがあるためであり、５０μｍを越えると基体の成形に時間とコストがよりかかるためである。
さらに、ベルトが中間転写ベルトである場合、上記範囲より薄い場合には中間転写ベルトの強度が不足し、また、保護層の成形が困難となるためであり、逆に、厚みが上記範囲を超えると、剛性が高すぎて基体に亀裂が発生しやすく、さらに、ベルトの加熱容量が多くなり、加熱する際に大きな熱量を必要とし、ベルトを付設する装置の省力化が図れない。さらに、液状トナーが用いられて加熱冷却のされる時、熱しにくく、冷めにくいものとなる。
【００３２】
基体のベルトは、遠心成形法などにより成形される無端ベルトであっても良いし、フィルム成形されたものを公知の方法により貼りつけ、無端ベルト化してもよい。但し、加熱耐久性の点から貼り付けで無端ベルトとするよりは、遠心成形法で無端ベルトとして成形した方が好ましい。
【００３３】
上記ベルトの全体の厚さは、１０μｍ以上１５０μｍ以下とするのが好ましい。上記範囲より薄い場合には、ベルトとしての強度が不足するという問題があり、逆に、厚みが上記範囲を超えると、回転時に金属層がはがれやすくなるという問題があるためである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明のベルトからなる中間転写ベルト１を示し、該中間転写ベルト１の全体形状は、無端状の円環形状である。この中間転写ベルト１は可撓性に富んでいて自重等で自在に変形し得るので、種々の形状となり得る。図１では、２つの軸間に張設された場合が想定された全体形状（すなわち、進行方向における断面が略長円形状）で示している。
【００３５】
この中間転写ベルトは、図２に示すように、基体３、ターゲットアンカー層４、金属層５及び保護層６の積層体からなる。この中間転写ベルト１の外周面８は、液状トナーが付着する面である。また、内周面１１は、回転中に駆動軸、従動軸等と直接接触する面である。
【００３６】
金属層５は、ターゲットアンカー層４の表面にアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）法（遮蔽板使用）にて直接成膜形成している。即ち、図３に示すように、基体３とターゲット金属（固体蒸発源）５０の間に、遮蔽板４０を配置し、ターゲット金属（固体蒸発源）５０にエネルギーを与え、金属イオン５１が遮蔽板４０を回り込んで基体３の表面３ａに膜を形成するようにして金属層５を成膜している。これにより、ターゲット金属５０からイオン化されなかった金属の液滴（ドロップレット）５２が基体３の表面３ａに飛来するのを防止し、金属層５の厚みの最大値と最小値の差が１０μｍ以下になるように金属層５の厚みを均一に制御している。また、金属層５には銅を用い、金属層５の厚みは０．５μｍ以上２０μｍ以下としている。
【００３７】
なお、本実施形態では、アークイオンプレーティング（ＡＩＰ）法を用いているが、高周波スパッタリングにより金属層５を形成してもよい。
【００３８】
上記基体３の表面には、ターゲット金属（固体蒸発源）のアンカーとして、チタンからなるターゲットアンカー層４（拡散障壁）をスパッタリング法にて形成している。これにより、金属層５の金属が基体３に拡散するのを防止している。また、このターゲットアンカー層４の形成前に、基体３の表面処理としてアルゴンプラズマ処理にてイオンクリーニングを行っている。
【００３９】
基体３は、融点が２８０℃以上のポリイミドを主成分とする樹脂から構成しており、２００℃以上でアニール（焼鈍）され形成されている。また、基体３の厚みは１０μｍ以上５０μｍ以下としている。
【００４０】
通常、トナー粒子に用いられるバインダー樹脂の融点は１５０℃から２００℃程度であり、中間転写ベルト１上の液状トナーはこのバインダー樹脂の融点よりも若干高めの温度まで加熱される。この際、基体３の融点が２８０℃以上であるので、基体３が溶融したり変形することはない。また、ターゲットアンカー層４および金属層５が成膜形成される場合及び保護層７が焼成される場合（焼成温度は通常２６０℃程度）でも、基体３が溶融、変形することはない。
【００４１】
保護層６は、耐熱性フッ素樹脂からなり、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体で構成されている。これによって、保護層６が誘電層として機能し、液状トナーの吸着がなされる。また、保護層６によってトナー粒子の離脱性が高まり、被印刷体へのトナー粒子の転写が円滑となる。
【００４２】
図４は、図１の中間転写ベルト１が装着された画像形成装置が示された模式的正面図である。この画像形成装置は、駆動軸１３、第一従動軸１５、第二従動軸１７、感光ドラム１９、転写ロール２１、シリコーン系スポンジロール２３及びヒーター２５を備えている。そして、駆動軸１３、第一従動軸１５及び第二従動軸１７に、中間転写ベルト１が張設されている。中間転写ベルト１は、図中矢印Ａで示される方向に回転している。
【００４３】
この画像形成装置によって画像が形成される場合、まず現像ロール（図示されず）によって感光ドラム１９の上に液状トナーが供給され、トナー像が形成される。次に、感光ドラム１９と転写ロール２１との間を通過する中間転写ベルト１に、トナー像が転写される。次に、液状トナーがヒーター２５によって加熱される。この加熱によって液状トナーの揮発成分がある程度揮発し、また、トナー粒子のバインダー樹脂が溶融する。次に、中間転写ベルト１とスポンジロール２３との間に供給された被印刷体２７に、トナー像が転写される。このトナー像が定着されて、画像が形成される。この図では１つの感光ドラム１９が示されているが、カラー印刷の場合は、ブラック、マゼンダ、シアン及びイエローの４色のトナーのそれぞれに、感光ドラム１９が用意される。中間転写ベルト１は耐熱性であるので、ヒーター２５によって加熱されても溶融したり変形したりしない。
【００４４】
ヒーター２５を設けず、駆動軸１３が高温とされることによって液状トナーを加熱してもよい。この場合は、中間転写ベルト１の裏側に位置する駆動軸１３から表側に位置する液状トナーに熱が伝導する必要があるので、熱効率の観点から、中間転写ベルト１の厚みを比較的薄くする必要がある。具体的には、基体３の厚みを５０μｍ以下とすることが好ましい。本発明では基体３にポリイミドを主成分とする樹脂を用いているので、遠心成形法又は塗工成形法が適用可能で、基体３の薄肉化が達成され得る。
【００４５】
本発明に係るベルトからなる実施例１及び実施例２と、比較例１及び比較例２を作製し、金属層のピーク位置厚み（最大値）、ベルトの表面状態（成膜直後、１ヶ月放置後）、金属層の５０μｍ以上の凸部の有無、サイクル加熱耐久性について測定、評価した。その結果を下記の表１に示す。
【００４６】
【表１】

【００４７】
［実施例１］
ポリイミド（宇部興産社の商品名「Ｕワニス−Ｓ」）からなる厚みが２５μｍの基体を遠心成型法にて成形し、３００℃でアニール（焼鈍）し無端状のベルトを得た。この基体を１０^―５ｔｏｒｒ程度の高真空下において、アルゴン封入後プラズマ処理してポリイミド表面を３０分間イオンクリーニングした。その後、この基体の外側表面に、Ｃｕ（金属層）のポリイミド膜（基体）への溶出を防ぐため、Ｔｉのスパッタリングを施し、厚みが約０．１μｍ以上のターゲットアンカー層を形成した。引き続いて、このターゲットアンカー層の表面に、高周波スパッタリング法によって、銅からなる厚みが２μｍである金属層を積層成膜した。この銅からなる金属層の表面に、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体を主成分とする樹脂組成物（ダイキン工業社の商品名「ダイエルラテックスＧＬＳ−２１３」）を塗布して温度１００℃で１０分間乾燥し、さらに温度２６０℃で３０分間硬化させ、厚みが約１０μｍの保護層を形成し、中間転写ベルト用のベルトを得た。
【００４８】
［実施例２］
ターゲットアンカーとしてのターゲットアンカー層を銅（Ｃｕ）とし、銅からなる金属層をアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）法によって、図３に示すように遮蔽板を使用して形成した他は実施例１と同様とした。
【００４９】
［比較例１］
ポリイミドからなる基体のアニール温度を２００℃とし、銅からなる金属層をアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）法によって、図５に示すように遮蔽板を使用せずに形成した。他は実施例２と同様とした。
即ち、ターゲット金属（固体蒸発源）５０にエネルギーを与え、直接、金属イオン５１を基体３の表面３ａに付着させ金属層５を成膜した。
【００５０】
［比較例２］
銅からなる金属層の厚みを３．５μｍとし、銅からなる金属層をアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）法によって、図５に示すように遮蔽板を使用せず形成した。他は実施例２と同様とした。
【００５１】
（サイクル加熱耐久性評価）
各実施例及び比較例のベルトを、冷却プーリー（５０℃）と加熱プーリー（２００℃）の２つのプーリーによって張架し、この状態で、７５ｍｍ／ｓｅｃの回転スピードで３００時間ベルトを回転させ、ベルトの耐久性を評価した。
【００５２】
上記表１に示すように、実施例１及び実施例２では、金属層のピーク位置厚みが４μｍ、６μｍであり、金属層（Ｃｕ）厚み（２μｍ）との差がそれぞれ２μｍ、４μｍとなり、金属層の厚さが均一となっており、アニール温度も最適である。従って、成膜直後にベルト表面に皺もなく、サイクル加熱耐久性の評価結果も良好であり、耐熱接着性、耐久性に優れることが確認できた。
【００５３】
一方、比較例１では、金属層のピーク位置厚みが６５μｍと大きく、金属層（Ｃｕ）厚み（２μｍ）との差が６３μｍと非常に大きくなっており金属層の厚みが不均一であると共に、ポリイミドを主成分とする基体を縮ませて成膜直後に皺が発生した。比較例２では、成膜直後に皺は見られなかったが、ピーク位置厚みが３８μｍと大きく、金属層（Ｃｕ）厚み（３．５μｍ）との差が３４．５μｍと大きく、金属層の厚みが不均一である。従って、サイクル加熱耐久性評価において、ベルト回転１００時間で金属層の凸部が欠落し、金属層（Ｃｕ）に穴が開いてしまい、十分な耐久性は得られなかった。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、ドロップレットの基体への飛散を防止し、金属層の膜厚を均一に制御することにより、ベルトの耐久性、耐熱接着性を飛躍的に向上させることができる。これにより長期間の使用が可能とされ経済上も有利である。また、アニール温度を規定することによりベルト表面の皺の発生を抑え、実用に優れたベルトを提供することができる。
【００５５】
特に、液状トナーが用いられる画像形成装置において中間転写ベルトとして用いた場合、耐熱性に優れると共に、所要の強度があるため、高速化と省力化に優れた画像形成材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるベルトからなる中間転写ベルトを示した斜視図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】遮蔽板を使用したアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）法による金属層の形成方法の概略図である。
【図４】図１の中間転写ベルトを装着した画像形成装置の模式的正面図である。
【図５】遮蔽板を使用しないアークイオンプレーティング（ＡＩＰ）法による金属層の形成方法の概略図である。
【符号の説明】
１中間転写ベルト
３基体
４ターゲットアンカー層
５金属層
６保護層
８外周面
４０遮蔽板
５０ターゲット金属（固体蒸発源）
５１金属イオン
５２金属の液滴（ドロップレット）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a belt, and more particularly, to an imide belt having a metal thin film on its surface used for an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and particularly, it has the performance of an intermediate transfer belt and a fixing belt for a color printer. It is preferably used as a belt.
[0002]
[Prior art]
When an image is formed by an image forming apparatus using an intermediate transfer belt, first, an electrostatic latent image is formed on a photosensitive drum. Next, toner is supplied onto the photosensitive drum to form a toner image. The toner image is temporarily transferred from the photosensitive drum to the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt, and further transferred from the intermediate transfer belt to a printing medium such as paper and fixed. A conventional intermediate transfer belt is mainly made of rubber or synthetic resin, and has a volume specific resistance of 10 due to a toner image transfer mechanism.⁶Ω · cm to 10¹²A conductivity of about Ω · cm is provided.
[0003]
Since a large amount of an organic solvent is used in a liquid toner that is advantageous for achieving high image quality, an adverse effect on the human body poses a problem. However, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-167295 discloses that a small amount of an organic solvent is A transfer drum type image forming apparatus using an excellent liquid toner that suppresses adverse effects is disclosed.
[0004]
However, when a liquid toner is used, since the intermediate transfer belt is heated on the intermediate transfer belt, it is necessary that the intermediate transfer belt be provided with heat resistance. There is a problem in terms of heat resistance because the design has not been made.
[0005]
In addition, the performance required for image forming materials (printers and copiers) in recent years includes speeding up and labor saving, and as part of this, the development of a belt having both the performance of the intermediate transfer belt and the fixing belt is required. . In order to cope with these problems, there has been proposed a technique in which a metal thin film such as copper is formed on the surface of a substrate mainly composed of polyimide, and this is used as a micro heater. As a result, a labor-saving fixing device for fixing the powder toner or the liquid toner to the medium is realized.
[0006]
However, conventionally, when a metal thin film such as copper is formed on the surface of a substrate mainly composed of polyimide, a method of attaching the thin film using an adhesive such as a primer has been generally used. In the pasting using such an adhesive such as a primer, there is a problem that the adhesive melts when the liquid toner is heated, and the heat-resistant adhesion between the base and the metal thin film is poor.
[0007]
In order to solve the above problem, the present applicant previously disclosed in Japanese Patent Application No. 11-237863 a method in which a metal layer made of copper was laminated on the surface of a resin base mainly composed of polyimide having a melting point of 280 ° C. or higher, An intermediate transfer belt having a protective layer on the surface of a metal layer has been proposed. In order to improve the heat-resistant adhesion between the above-mentioned polyimide-based substrate and a metal layer such as copper, polyimide is mainly formed by a physical vapor deposition (PVD) method such as a sputtering method or an ion plating method. A metal layer made of copper is formed on the surface of the substrate as a component.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the target metal is evaporated and ionized to form a metal layer on the substrate by a PVD method such as a sputtering method or an ion plating method, droplets of the metal that are not ionized on the substrate surface during the formation of the metal layer. (Droplets) may be as small as about 0.1 μm to 5 μm, and as large as more than 10 μm, and may form projections on the surface of the metal layer. Since the projections protrude from the metal layer and are large, they are partially thicker by about 0.5 μm to 25 μm than the set thickness of the film itself, so that a difference in rigidity occurs in the metal layer. Therefore, when rotating the belt by applying heat, there is a problem that the durability is inferior in the vicinity of a portion having a thickness difference, and although the heat-resistant adhesiveness and the durability are improved as compared with the conventional one, it can be said that it is sufficient. There is still room for improvement.
[0009]
Generally, when a metal thin film is formed by a technique such as sputtering or ion plating, a high-strength metal film can be formed on the surface of the substrate by bombarding the surface of the substrate with high-energy metal particles. Therefore, in order to form a strong metal film, it is necessary to generate many high-energy particles of the metal. However, if too much energy is applied to the target metal (solid evaporation source) in order to generate many particles, not only ions and atoms of the metal originally required for film formation but also droplets of the metal that have not been ionized (drops) Lett) fly toward the substrate. For this reason, it turned out that a convex part was generated on the surface of the metal layer due to the adhesion of the metal droplets as described above, the thickness of the metal layer was uneven, and the durability of the belt was poor. It is known that droplets are easily generated in the ion plating method as a whole, and in particular, in the arc ion plating (AIP) method, which is a kind of the ion plating method, the droplets are particularly easily generated and the control thereof is performed. Is a particular problem.
[0010]
The present invention has been made in view of the above problems, when forming a metal layer by a PVD method such as a sputtering method or an ion plating method, suppressing the generation of droplets, uniformly controlling the film thickness, It is an object to improve the heat-resistant adhesiveness and durability of the belt.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention forms a belt base mainly composed of polyimide,
The above belt baseAnneal at 200 ℃ or more,
ThenThe above substrate surface is ion-cleaned by argon plasma treatment.,
Next, a target anchor layer made of a thin film metal is formed by a sputtering method or an ion plating method,
Then, high frequency sputtering method orA shielding plate is arranged between the base and the target metal (solid evaporation source).AForming a metal layer in which the difference between the maximum value and the minimum value of the thickness is 10 μm or less by the ion plating method,
A method for manufacturing a belt having a protective layer formed on the front side of the metal layer is provided.
[0012]
As described above, droplets are generated in the metal layer even by the ordinary sputtering method, but the sputtering method is less likely to generate droplets than the ion plating method. Therefore, by lowering the voltage applied to the target metal or performing film formation while suppressing the film formation speed, it is possible to make it difficult to generate droplets.
[0014]
As described above, when a film is formed between the substrate and the target metal using a shielding plate at the time of vapor deposition, droplets of non-ionized metal flying from the target metal adhere to the shielding plate, and only metal ions are deposited on the shielding plate. And adhere to the surface of the substrate. Therefore, a metal layer having a uniform thickness can be formed on the surface of the base by the metal ions.
The above method is particularly useful in arc ion plating (AIP) among ion plating methods. The arc ion plating (AIP) method is particularly preferable for forming a metal layer because a film forming speed is faster than a sputtering method, and a uniform metal layer can be obtained by using a shielding plate as described above.
[0016]
By forming the target anchor layer on the surface of the base as described above, it is possible to prevent the metal of the metal layer such as copper from diffusing and eluting into the base containing polyimide as a main component. By acting as such a diffusion barrier, the adhesive strength of the metal layer can be improved. The thickness of the target anchor layer is 0.01 μm or more and 0.5 μm or less. The reason is that if the thickness is less than the above range, the shielding effect is reduced, and conversely, if the thickness exceeds the above range, the effect is small and the efficiency is poor.
[0017]
As described above, in the present invention, the surface of the polyimide substrate is subjected to ion cleaning by argon plasma treatment. The ion cleaning is preferably performed for 1 minute to 1 hour, preferably for about 15 minutes to 30 minutes. Thereby, impurities such as oil and oxide film on the surface of the imide (substrate) can be removed. If the ion cleaning time is less than the above range, it is difficult to remove impurities for mold release attached during the formation of the imide (substrate) film, and conversely, even if the ion cleaning time exceeds the above range. Less effective and less efficient.
[0018]
The substrate (mainly composed of polyimide) is annealed (annealed) at 200 ° C. or higher, preferably 250 ° C. or higher.
Thereby, the generation of wrinkles on the belt surface can be suppressed, and the durability and heat-resistant adhesiveness can be improved. On the other hand, if the annealing temperature is lower than 200 ° C., there is a problem that the substrate (polyimide film) shrinks during ion plating or sputtering, and wrinkles occur in the metal film.
[0019]
The present invention provides a belt manufactured by the above method.
In the belt, the generation of droplets on the metal layer formed by the PVD method on the surface side of the base is suppressed, and the difference between the maximum value and the minimum value of the thickness is controlled to 10 μm or less. Therefore, the thickness of the metal layer is made uniform by controlling the conditions for forming the metal layer so that the droplets are made as small as possible or are not generated. As a result, it is possible to suppress unevenness in rigidity, which has conventionally occurred due to a difference in thickness around the droplet, and it is possible to dramatically improve the durability and heat-resistant adhesiveness of the belt.
When the difference between the maximum value and the minimum value of the thickness of the metal layer is larger than 10 μm, the thickness of the metal layer becomes non-uniform, and the durability of the metal layer is deteriorated due to the difference in rigidity in the metal layer. .
[0020]
That is, the belt according to the present invention includes a metal layer having a thickness of 0.5 μm or more and 20 μm or less on the surface of a polyimide belt base, a difference between a maximum thickness and a minimum thickness of the metal layer is 10 μm or less, and A protective layer is provided on the front side of the metal layer.
[0021]
The thickness of the metal layer is 0.5 μm or more and 20 μm or less. If the thickness is less than the above range, the liquid toner or the powder toner may not be uniformly held on the intermediate transfer belt. Depends on Conversely, if the thickness exceeds the above range, the rigidity of the metal layer is too high, which may cause cracks or peeling of the metal layer from the substrate. The thickness of the metal layer is particularly preferably from 1 μm to 10 μm.
[0022]
It is preferable that copper is used for the metal layer.
Since copper has no magnetism, the electrostatic attraction of the intermediate transfer belt can be enhanced. Here, copper includes not only pure copper but also a copper alloy containing pure copper as a main component. The metal layer may be made of aluminum which does not have magnetism like copper.
The metal layer made of copper is easily oxidized when exposed to air. Therefore, when the metal layer is formed by sputtering or ion plating, an antioxidant layer may be formed on copper in a continuous process. For example, when forming a copper film by an ion plating method, diamond-like carbon (DLC), titanium nitride (TiN), and silicon oxide (SiO) are continuously exposed without exposing the copper layer to the air.₂) Can be formed on copper.
[0023]
Further, the protective layer may be formed from a heat-resistant resin such as a fluororesin, polyimide, or polyamideimide.
Suitable heat-resistant fluororesins include vinylidene fluoride-based resins, tetrafluoroethylene-based resins, trifluoroethylene-based resins, and the like, which may be used alone or in combination of two or more. Is also good. Polyimide can be prepared by applying a general Kapton or Iupirex monomer or oligomer to a belt and sintering the belt.
Since these resins are excellent in releasing property of toner particles, transfer of the toner particles to a printing medium becomes smooth. Further, these resins can also have a function as a dielectric layer.
[0024]
The melting point of the heat-resistant fluororesin is higher than the heating temperature of the liquid toner (usually 150 ° C. to 200 ° C.), so that the protective layer does not melt or deform during heating. In addition, the melting point of these heat-resistant fluororesins is lower than the melting point of the resin containing polyimide as a main component of the base, thereby preventing the base from being melted or deformed when the protective layer is fired. Usually, the baking of the protective layer is performed at about 260 ° C.
The vinylidene fluoride resin is a copolymer of vinylidene fluoride as a main monomer and another monomer. Suitable vinylidene fluoride resins include vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer because the protective layer is effectively baked and formed at 260 ° C.
[0025]
The thickness of the protective layer is preferably 0.5 μm or more and 50 μm or less. The reason is that if the thickness is less than 0.5 μm, the protective layer may be worn out during use and the releasability of the toner particles may be deteriorated. If the thickness exceeds 50 μm, it takes time and effort to form the protective layer. This is because the material cost of the intermediate transfer belt increases. The thickness of the protective layer is particularly preferably from 3 μm to 30 μm.
[0026]
The surface roughness Rz of the belt after the formation of the protective layer is preferably 4 μm or less. When the roughness exceeds 4 μm, the transferability of the toner particles from the belt to the printing medium may be deteriorated.
[0027]
When a target anchor layer serving as a diffusion barrier is provided between the substrate and the metal layer, the target anchor layer is made of pure titanium or pure palladium, pure titanium or an alloy mainly containing pure palladium, titanium, Alternatively, a compound containing palladium as a main component may be used.
The reason for using titanium (Ti) or palladium (Pd) is that a film can be formed on the surface of polyimide by sputtering or ion plating.
As the target anchor layer, titanium or palladium is preferably used, but copper (Cu), tantalum (Ta), vanadium (V), cobalt (Co), or the like may be used. The use of titanium is preferable because droplets are less likely to occur.
The target anchor layer is deposited and laminated on a polyimide substrate by sputtering or ion plating. When laminated by these methods, the adhesion of the target anchor layer to the substrate is extremely excellent. Can be.
[0028]
The belt is suitably used as a belt for carrying liquid toner or powder toner and transferring and / or fixing the toner in an image forming apparatus including a copying machine, a printer, and a facsimile.
[0029]
Since the main body of the belt is mainly composed of polyimide having a melting point of 280 ° C. or more, it has heat resistance and, when used as an intermediate transfer belt in an image forming apparatus using a liquid toner, when the liquid toner is heated. Can withstand heat. Further, since this belt is provided with a metal layer made of copper, it has a required conductivity, and when this belt is used as an intermediate transfer belt, it has excellent electrostatic attraction and easily absorbs liquid toner from the photosensitive drum. . Further, the provision of the protective layer facilitates the transfer of the toner particles to the printing medium.
[0030]
Various additives (such as a conductivity-imparting agent such as carbon black and metal powder and a reinforcing agent such as glass fiber and synthetic resin fiber) may be added to the polyimide, if necessary.
[0031]
It is preferable that the thickness of the substrate is 10 μm or more and 50 μm or less. The reason is that if it is less than 10 μm, the durability of the belt may be impaired, and if it exceeds 50 μm, it takes more time and cost to mold the base.
Further, when the belt is an intermediate transfer belt, if the belt is thinner than the above range, the strength of the intermediate transfer belt is insufficient, and it is also difficult to form the protective layer. Conversely, the thickness exceeds the above range. If the rigidity is too high, cracks are likely to occur in the base, and the heating capacity of the belt increases, requiring a large amount of heat for heating. Furthermore, when a liquid toner is used and heated and cooled, it is difficult to heat and cool.
[0032]
The base belt may be an endless belt formed by a centrifugal molding method or the like, or a film-formed belt may be attached by a known method to form an endless belt. However, it is more preferable to form the endless belt by the centrifugal molding method than to form the endless belt by sticking from the viewpoint of heat durability.
[0033]
It is preferable that the overall thickness of the belt be 10 μm or more and 150 μm or less. If the thickness is smaller than the above range, there is a problem that the strength of the belt is insufficient. Conversely, if the thickness exceeds the above range, there is a problem that the metal layer is easily peeled during rotation.
[0034]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an intermediate transfer belt 1 made of the belt of the present invention, and the overall shape of the intermediate transfer belt 1 is an endless annular shape. Since the intermediate transfer belt 1 is highly flexible and can be freely deformed by its own weight or the like, it can take various shapes. FIG. 1 shows the entire shape (that is, the cross section in the traveling direction is substantially an elliptical shape) assuming a case of being stretched between two shafts.
[0035]
As shown in FIG. 2, the intermediate transfer belt includes a laminate of a base 3, a target anchor layer 4, a metal layer 5, and a protective layer 6. The outer peripheral surface 8 of the intermediate transfer belt 1 is a surface to which the liquid toner adheres. The inner peripheral surface 11 is a surface that directly contacts a drive shaft, a driven shaft, and the like during rotation.
[0036]
The metal layer 5 is formed directly on the surface of the target anchor layer 4 by an arc ion plating (AIP) method (using a shielding plate). That is, as shown in FIG. 3, the shielding plate 40 is arranged between the base 3 and the target metal (solid evaporation source) 50, energy is given to the target metal (solid evaporation source) 50, and the metal ions 51 The metal layer 5 is formed so as to form a film on the surface 3 a of the base 3 by going around 40. This prevents metal droplets (droplets) 52 not ionized from the target metal 50 from flying to the surface 3 a of the base 3, and the difference between the maximum value and the minimum value of the thickness of the metal layer 5 is 10 μm or less. The thickness of the metal layer 5 is controlled uniformly so that Further, copper is used for the metal layer 5, and the thickness of the metal layer 5 is 0.5 μm or more and 20 μm or less.
[0037]
In this embodiment, the arc ion plating (AIP) method is used, but the metal layer 5 may be formed by high frequency sputtering.
[0038]
On the surface of the substrate 3, a target anchor layer 4 (diffusion barrier) made of titanium is formed by a sputtering method as an anchor for a target metal (solid evaporation source). This prevents the metal of the metal layer 5 from diffusing into the base 3. Before the formation of the target anchor layer 4, ion cleaning is performed by argon plasma treatment as a surface treatment of the substrate 3.
[0039]
The base 3 is made of a resin mainly composed of polyimide having a melting point of 280 ° C. or more, and is formed by annealing (annealing) at 200 ° C. or more. Further, the thickness of the base 3 is set to 10 μm or more and 50 μm or less.
[0040]
Usually, the melting point of the binder resin used for the toner particles is about 150 ° C. to 200 ° C., and the liquid toner on the intermediate transfer belt 1 is heated to a temperature slightly higher than the melting point of the binder resin. At this time, since the melting point of the base 3 is 280 ° C. or higher, the base 3 is not melted or deformed. Even when the target anchor layer 4 and the metal layer 5 are formed and the protective layer 7 is fired (the firing temperature is usually about 260 ° C.), the base 3 is not melted or deformed.
[0041]
The protective layer 6 is made of a heat-resistant fluororesin, and is made of a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer. Thus, the protective layer 6 functions as a dielectric layer, and the liquid toner is adsorbed. Further, the protective layer 6 enhances the releasability of the toner particles, and facilitates the transfer of the toner particles to the printing medium.
[0042]
FIG. 4 is a schematic front view illustrating the image forming apparatus to which the intermediate transfer belt 1 of FIG. 1 is attached. This image forming apparatus includes a drive shaft 13, a first driven shaft 15, a second driven shaft 17, a photosensitive drum 19, a transfer roll 21, a silicone sponge roll 23, and a heater 25. The intermediate transfer belt 1 is stretched around the drive shaft 13, the first driven shaft 15, and the second driven shaft 17. The intermediate transfer belt 1 is rotating in a direction indicated by an arrow A in the figure.
[0043]
When an image is formed by this image forming apparatus, first, liquid toner is supplied onto the photosensitive drum 19 by a developing roll (not shown) to form a toner image. Next, the toner image is transferred to the intermediate transfer belt 1 passing between the photosensitive drum 19 and the transfer roll 21. Next, the liquid toner is heated by the heater 25. By this heating, volatile components of the liquid toner are volatilized to some extent, and the binder resin of the toner particles is melted. Next, the toner image is transferred onto the printing medium 27 supplied between the intermediate transfer belt 1 and the sponge roll 23. This toner image is fixed to form an image. Although one photosensitive drum 19 is shown in this figure, in the case of color printing, the photosensitive drum 19 is prepared for each of the four color toners of black, magenta, cyan and yellow. Since the intermediate transfer belt 1 is heat-resistant, it does not melt or deform even when heated by the heater 25.
[0044]
The liquid toner may be heated by setting the drive shaft 13 at a high temperature without providing the heater 25. In this case, since it is necessary to conduct heat from the drive shaft 13 located on the back side of the intermediate transfer belt 1 to the liquid toner located on the front side, it is necessary to make the thickness of the intermediate transfer belt 1 relatively thin from the viewpoint of thermal efficiency. There is. Specifically, it is preferable that the thickness of the base 3 be 50 μm or less. In the present invention, since a resin containing polyimide as a main component is used for the substrate 3, a centrifugal molding method or a coating molding method can be applied, and the thickness of the substrate 3 can be reduced.
[0045]
Example 1 and Example 2 comprising the belt according to the present invention and Comparative Examples 1 and 2 were prepared, and the peak position thickness (maximum value) of the metal layer, the surface state of the belt (immediately after film formation, left for 1 month) After), the presence or absence of a protrusion of 50 μm or more in the metal layer and the cycle heating durability were measured and evaluated. The results are shown in Table 1 below.
[0046]
[Table 1]

[0047]
[Example 1]
A 25 μm thick substrate made of polyimide (trade name “U Varnish-S” of Ube Industries, Ltd.) was molded by a centrifugal molding method, and annealed (annealed) at 300 ° C. to obtain an endless belt. This substrate is^-5Under a high vacuum of about torr, plasma treatment was performed after enclosing argon, and the polyimide surface was subjected to ion cleaning for 30 minutes. Thereafter, to prevent Cu (metal layer) from being eluted into the polyimide film (substrate), Ti was sputtered on the outer surface of the substrate to form a target anchor layer having a thickness of about 0.1 μm or more. Subsequently, a metal layer having a thickness of 2 μm made of copper was formed on the surface of the target anchor layer by high frequency sputtering. A resin composition having a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer as a main component (trade name “Dai Latex GLS-213” manufactured by Daikin Industries, Ltd.) was applied to the surface of the copper metal layer, and the temperature was adjusted to 100 ° C. After drying at a temperature of 260 ° C. for 30 minutes, a protective layer having a thickness of about 10 μm was formed to obtain a belt for an intermediate transfer belt.
[0048]
[Example 2]
Example 1 was the same as Example 1 except that the target anchor layer as the target anchor was made of copper (Cu), and the metal layer made of copper was formed by an arc ion plating (AIP) method using a shielding plate as shown in FIG. Same as above.
[0049]
[Comparative Example 1]
The annealing temperature of the substrate made of polyimide was set to 200 ° C., and a metal layer made of copper was formed by an arc ion plating (AIP) method without using a shielding plate as shown in FIG. Others were the same as Example 2.
That is, energy was applied to the target metal (solid evaporation source) 50, and the metal ions 51 were directly attached to the surface 3a of the base 3 to form the metal layer 5.
[0050]
[Comparative Example 2]
The thickness of the metal layer made of copper was 3.5 μm, and the metal layer made of copper was formed by an arc ion plating (AIP) method without using a shielding plate as shown in FIG. Others were the same as Example 2.
[0051]
(Cycle heating durability evaluation)
The belts of the respective examples and comparative examples were stretched by two pulleys, a cooling pulley (50 ° C.) and a heating pulley (200 ° C.). In this state, the belt was rotated at a rotation speed of 75 mm / sec for 300 hours. The durability of the belt was evaluated.
[0052]
As shown in Table 1 above, in Example 1 and Example 2, the peak position thickness of the metal layer was 4 μm and 6 μm, and the difference from the metal layer (Cu) thickness (2 μm) was 2 μm and 4 μm, respectively. The layer thickness is uniform and the annealing temperature is optimal. Accordingly, there was no wrinkle on the belt surface immediately after the film formation, and the evaluation result of the cycle heating durability was good, and it was confirmed that the belt had excellent heat-resistant adhesiveness and durability.
[0053]
On the other hand, in Comparative Example 1, the peak position thickness of the metal layer was as large as 65 μm, and the difference from the metal layer (Cu) thickness (2 μm) was as large as 63 μm. Wrinkles occurred immediately after the film was formed by shrinking the substrate mainly composed of polyimide. In Comparative Example 2, wrinkles were not observed immediately after film formation, but the peak position thickness was as large as 38 μm, the difference from the metal layer (Cu) thickness (3.5 μm) was as large as 34.5 μm, and the thickness of the metal layer was large. Are non-uniform. Therefore, in the cycle heating durability evaluation, the convex portion of the metal layer was lost after 100 hours of rotation of the belt, and a hole was opened in the metal layer (Cu), and sufficient durability was not obtained.
[0054]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, the durability of the belt and the heat-resistant adhesiveness are dramatically improved by preventing the droplets from scattering on the substrate and uniformly controlling the thickness of the metal layer. Can be improved. This enables long-term use and is economically advantageous. Further, by defining the annealing temperature, the occurrence of wrinkles on the belt surface can be suppressed, and a practically excellent belt can be provided.
[0055]
In particular, when used as an intermediate transfer belt in an image forming apparatus using a liquid toner, since it has excellent heat resistance and required strength, an image forming material excellent in speeding up and labor saving can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an intermediate transfer belt including a belt according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a schematic view of a method for forming a metal layer by an arc ion plating (AIP) method using a shielding plate.
FIG. 4 is a schematic front view of the image forming apparatus equipped with the intermediate transfer belt of FIG.
FIG. 5 is a schematic view of a method for forming a metal layer by an arc ion plating (AIP) method without using a shielding plate.
[Explanation of symbols]
1 Intermediate transfer belt
3 Substrate
4 Target anchor layer
5 Metal layer
6 Protective layer
8 Outer surface
40 shielding plate
50 Target metal (solid evaporation source)
51 metal ion
52 Metal Droplets

Claims

Form a belt base mainly composed of polyimide,
Anneal the above-mentioned belt base at 200 ° C. or higher ,
Next, the substrate surface was ion-cleaned by argon plasma treatment ,
Next, a target anchor layer made of a thin film metal is formed by a sputtering method or an ion plating method,
Then, in arc ion plating by placing a shield plate between the high-frequency sputtering method or the substrate and the target metal (solid evaporation source), the difference between the maximum value and the minimum value of the thickness is 10μm or less Forming a metal layer,
A method for manufacturing a belt, wherein a protective layer is formed on the front side of the metal layer.

A belt formed by the manufacturing method according to claim 1 .

A belt that carries a liquid toner or a powder toner and transfers and / or fixes the toner in an image forming apparatus including a copier, a printer, and a facsimile,
On the surface side of the belt substrate made of polyimide and having a thickness of 10 μm or more and 50 μm or less, a metal layer made of copper having a thickness of 0.5 μm or more and 20 μm or less and a difference between the maximum thickness and the minimum thickness of 10 μm or less is provided, and the metal layer The belt according to claim 2, further comprising a fluororesin layer having a surface of 0.5 μm or more and 50 μm or less .