JP5302845B2 - Endless belt for electrophotographic equipment - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真機器用無端ベルトに係り、特に、フルカラーLBP(レーザービームプリンタ)やフルカラーPPC(プレーンペーパーコピア)等の電子写真技術を利用した電子写真機器において、中間転写ベルト等として好適に用いられ得る電子写真機器用無端ベルトに関するものである。 The present invention relates to an endless belt for electrophotographic equipment, and particularly suitable as an intermediate transfer belt or the like in electrophotographic equipment using electrophotographic technology such as full color LBP (laser beam printer) and full color PPC (plain paper copier). The present invention relates to an endless belt for electrophotographic equipment that can be used.
従来より、フルカラーLBPやフルカラーPPC等の電子写真技術を利用した電子写真機器においては、導電性を有する無端ベルト(シームレスベルト)が様々な用途に用いられている。例えば、感光体(感光ドラム)上に形成されたトナー像を、ベルト表面に一次転写し、その後、ベルト表面のトナー像を紙等の被印刷物に二次転写するという役割を果たす電子写真機器用無端ベルトとして、中間転写ベルトが広く知られている。 Conventionally, in an electrophotographic apparatus using electrophotographic technology such as full color LBP and full color PPC, an endless belt having a conductivity (seamless belt) has been used for various purposes. For example, for an electrophotographic apparatus that plays a role of primarily transferring a toner image formed on a photoreceptor (photosensitive drum) onto a belt surface and then secondary-transferring the toner image on the belt surface to a printed material such as paper. As an endless belt, an intermediate transfer belt is widely known.
かかる中間転写ベルトに対しては、目的とする画像等を、紙等の被印刷物上に優れた画質にて印刷するために、優れた転写性が要求されることは勿論のこと、二次転写後のベルト表面を所定のクリーニング機構(クリーニングブレード等)にて処理することによって、ベルト表面にトナーが残存しないように、表面の平滑性が求められている。また、昨今、電子写真機器に対して、印刷速度の高速化や機器の高寿命化が要求されており、電子写真機器の一部材である中間転写ベルト(電子写真機器用無端ベルト)に対しても、機器の高速運転に耐えることが出来、高寿命であること、即ち、従来以上の耐久性が、要求されている。 For such an intermediate transfer belt, in order to print a target image or the like on a printing material such as paper with an excellent image quality, it is a matter of course that excellent transferability is required. Surface smoothness is required so that toner does not remain on the belt surface by processing the subsequent belt surface with a predetermined cleaning mechanism (such as a cleaning blade). In recent years, electrophotographic equipment has been required to increase the printing speed and the life of the equipment, and to an intermediate transfer belt (an endless belt for electrophotographic equipment) which is a member of electrophotographic equipment. However, there is a demand for a device that can endure high-speed operation of the device and has a long life, that is, durability that is higher than that of the conventional device.
そのような状況の下、中間転写ベルトとして有利に用いられ得る電子写真機器用無端ベルトについての開発が進められているのであり、従来より、様々な構成を有するベルトが提案されている。例えば、特許文献1(特開2000−305389号公報)においては、耐熱性樹脂を主成分とする基体フィルムの表面に耐熱弾性層を有するエンドレスベルトにおいて、基体フィルムの表面粗さRzを0.1μm〜50μmとしたことを特徴とする電子写真装置用エンドレスベルトが、明示されている。そこにおいて、かかる電子写真装置用エンドレスベルトは、駆動ロールからのベルト駆動力が耐熱弾性層側から基体フィルムに伝達されても界面剥離を防止できるように界面をアンカー効果により充分な耐剪断強度で結着してあるから、定着ロールを駆動するだけでエンドレスベルトを円滑に走行させることが出来ると、されている。 Under such circumstances, development of an endless belt for an electrophotographic apparatus that can be advantageously used as an intermediate transfer belt is underway, and conventionally, belts having various configurations have been proposed. For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-305389), in an endless belt having a heat-resistant elastic layer on the surface of a base film mainly composed of a heat-resistant resin, the surface roughness Rz of the base film is 0.1 μm. An endless belt for an electrophotographic apparatus characterized by a thickness of ˜50 μm is clearly shown. Therefore, such an endless belt for an electrophotographic apparatus has a sufficient shear resistance due to an anchor effect at the interface so that the interface peeling can be prevented even if the belt driving force from the driving roll is transmitted from the heat resistant elastic layer side to the base film. Since it is bound, it is said that the endless belt can be smoothly run only by driving the fixing roll.
しかしながら、かかる特許文献1にて提案されたエンドレスベルト、及び、その他の従来の電子写真機器用無端ベルトについて、本発明者等が詳細に検討したところ、それら従来のベルトにあっては、何れも、ベルト表面の平滑性及び/又はベルトの耐久性の点において、未だ十分なものとは言い難いものであることが、判明したのである。 However, the inventor et al. Examined the endless belt proposed in Patent Document 1 and other conventional endless belts for electrophotographic equipment in detail. It has been found that the surface of the belt and / or the durability of the belt is still not sufficient.
なお、上述した特許文献1にて提案されているエンドレスベルトにあっては、基体フィルム表面の粗さ出しとして、弾丸走行塗布法、遠心成形法において内面を粗面加工した円筒金型を用いること、または成形したエンドレスベルト基体の表面をサンドブラスト処理すること、スパッタエッチング処理すること、コロナ放電処理すること等が示されている。しかしながら、そこにおいて記載の手法等は、何れも、所定の金型や装置等が必要であったり、また、多くの場合に工程数が増えることとなる等の問題を、内在している。 In addition, in the endless belt proposed in Patent Document 1 described above, a cylindrical mold whose inner surface is roughened by a bullet travel coating method or a centrifugal molding method is used as the roughness of the base film surface. Alternatively, the surface of the molded endless belt substrate is subjected to sandblast treatment, sputter etching treatment, corona discharge treatment, and the like. However, all of the methods described therein have problems such as requiring a predetermined mold and apparatus and increasing the number of processes in many cases.
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、優れた耐久性を有すると共に、表面において優れたクリーニング性を発揮する電子写真機器用無端ベルトを提供することにある。 Here, the present invention has been made in the background of such circumstances, and the problem to be solved is an electrophotography that has excellent durability and excellent cleaning properties on the surface. It is to provide an endless belt for equipment.
そして、本発明は、そのような課題を有利に解決するために、うねり平均高さが0.5〜4.0μmである基層の表面に、弾性層が設けられてなる電子写真機器用無端ベルトであって、表面のうねりピッチが0.5〜3.0mmであり、且つ、うねり平均高さが0.7μm以下であることを特徴とする電子写真機器用無端ベルトを、その要旨とするものである。 In order to advantageously solve such a problem, the present invention provides an endless belt for an electrophotographic apparatus in which an elastic layer is provided on the surface of a base layer having an average waviness height of 0.5 to 4.0 μm. The gist of the endless belt for electrophotographic equipment is characterized in that the surface waviness pitch is 0.5 to 3.0 mm and the average waviness height is 0.7 μm or less. It is.
なお、そのような本発明に従う電子写真機器用無端ベルトにあっては、好ましい態様として、以下に示すものを挙げることが出来る。
1)前記基層が、合成樹脂材料を主成分とする液状の基層用材料を用いて、ディスペン サコーティング法に従って形成されており、前記弾性層が、ゴム材料を主成分とす る液状の弾性層用材料を用いて、ディスペンサコーティング法に従って形成されて いる。
2)前記基層用材料が、ポリイミド樹脂又はポリアミドイミド樹脂を主成分とするもの である。
3)前記弾性層用材料が、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、スチ レン−ブタジエンゴム、ブチルゴム又はクロロプレンゴムのうちの少なくとも一種 以上を主成分とするものである。
4)前記基層用材料の粘度が1000〜50000mPa・sである。
5)前記弾性層用材料の粘度が1000〜70000mPa・sである。
6)前記基層の厚さが50〜200μmである。
In addition, in such an endless belt for electrophotographic equipment according to the present invention, the following can be cited as a preferred embodiment.
1) The base layer is formed according to a dispenser coating method using a liquid base layer material mainly composed of a synthetic resin material, and the elastic layer is a liquid elastic layer mainly composed of a rubber material. The material is formed according to the dispenser coating method.
2) The base layer material is mainly composed of a polyimide resin or a polyamideimide resin.
3) The elastic layer material is mainly composed of at least one of acrylonitrile-butadiene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, butyl rubber, and chloroprene rubber.
4) The viscosity of the base layer material is 1000 to 50000 mPa · s.
5) The elastic layer material has a viscosity of 1000 to 70000 mPa · s.
6) The thickness of the base layer is 50 to 200 μm.
このように、本発明に従う電子写真機器用無端ベルトは、うねり平均高さが所定の範囲内とされた基層の表面に弾性層が設けられたものであって、表面のうねりピッチ及びうねり平均高さが、各々、所定の範囲内となるように構成されているものである。このような構成を採用したことにより、本発明の電子写真機器用無端ベルトにあっては、基層と弾性層との間における層間剥離が効果的に抑制されることから、ベルトの耐久性が有利に向上せしめられ、また、ベルト表面が効果的に平滑なものとされていることから、被印刷物への二次転写後にベルト表面にトナーが残存している場合であっても、所定のクリーニング機構によって残存トナーを除去することが容易であり、優れたクリーニング性を発揮するのである。 As described above, the endless belt for an electrophotographic apparatus according to the present invention is provided with an elastic layer on the surface of the base layer in which the average undulation height is within a predetermined range, and the undulation pitch and the average undulation height of the surface. Are configured to be within a predetermined range. By adopting such a configuration, in the endless belt for an electrophotographic apparatus of the present invention, delamination between the base layer and the elastic layer is effectively suppressed, so that the durability of the belt is advantageous. In addition, since the belt surface is effectively smoothed, even if toner remains on the belt surface after the secondary transfer to the substrate, a predetermined cleaning mechanism is used. Therefore, it is easy to remove the residual toner, and excellent cleaning properties are exhibited.
また、そのような優れた特性を発揮する電子写真機器用無端ベルトは、特に、1)基層を、合成樹脂材料を主成分とする液状の基層用材料を用いてディスペンサコーティング法に従って形成し、次いで、2)弾性層を、ゴム材料を主成分とする液状の弾性層用材料を用いてディスペンサコーティング法に従って形成することにより、有利に製造することが可能である。基層及び弾性層を作製する際のディスペンサコーティング法においては、特定形状の金型を使用する必要はなく、また、コーティングの際の条件を適宜に設定することによって、基層表面及びベルト表面の形状(うねり形状)を本発明の範囲内とすることが可能であり、特許文献1等に記載のベルト等において必要とされていた別工程での処理が不要となり、製造コストを低く抑えることが可能ならしめられるのである。 In addition, the endless belt for an electrophotographic apparatus that exhibits such excellent characteristics is, in particular, 1) a base layer is formed according to a dispenser coating method using a liquid base layer material mainly composed of a synthetic resin material, and then 2) It can be advantageously manufactured by forming the elastic layer according to a dispenser coating method using a liquid elastic layer material mainly composed of a rubber material. In the dispenser coating method for producing the base layer and the elastic layer, it is not necessary to use a mold having a specific shape, and by appropriately setting the coating conditions, the shapes of the base layer surface and the belt surface ( (Swell shape) can be within the scope of the present invention, and it is not necessary to perform a separate process required for the belt described in Patent Document 1 or the like, and the manufacturing cost can be kept low. It is squeezed.
以下、図面を適宜、参考にしつつ、本発明を更に具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings as appropriate.
図1は、本発明に従う電子写真機器用無端ベルト(以下、単にベルトともいう)の一例を、ベルトの軸方向に平行で且つ軸中心を含む面にて切断した断面説明図であり、図2は、ベルトの軸方向に直交する面(図1におけるA−A面)にて切断した断面の部分説明図である。それら図1及び図2から明らかなように、本発明の電子写真機器用無端ベルト2は、基層4の表面に、所定の架橋ゴムからなる弾性層6が設けられている。
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view of an example of an endless belt for electrophotographic equipment (hereinafter also simply referred to as a belt) according to the present invention, cut along a plane parallel to the axial direction of the belt and including the axial center. These are the partial explanatory drawings of the cross section cut | disconnected by the surface (AA surface in FIG. 1) orthogonal to the axial direction of a belt. As is apparent from FIGS. 1 and 2, the
そして、本発明の電子写真機器用無端ベルト2にあっては、基層4の表面のうねり平均高さが、0.5〜4.0μmとされているところに、第一の特徴が存在するのである。このように、基層4の表面におけるうねり平均高さを所定の範囲内とすることにより、弾性層6との間における層間剥離が効果的に抑制され、電子写真機器用無端ベルト2の耐久性が有利に向上せしめられるのである。
And, in the
ここで、基層4のうねり平均高さが0.5μm未満の場合には、ベルト2の軸方向における密着強度が不十分となり、ベルトの耐久性が十分に確保され得ない恐れがあり、その一方、基層4のうねり平均高さが4.0μmを超えると、ベルト表面の平滑性を悪化させ、充分なクリーニング性を発揮し得ない恐れがある。
Here, when the average waviness height of the
また、本明細書及び特許請求の範囲におけるうねり平均高さとは、基層4の表面(又はベルト表面)の軸方向において、JIS−B−0601:2001に準拠して測定され、算出されるうねり曲線要素の平均高さ:Wcを、また、後述するうねりピッチとは、ベルト表面の軸方向において、JIS−B−0601:2001に準拠して測定されるうねり曲線における山−山間の距離の平均値を、それぞれ意味するものである。
In addition, the average waviness height in the present specification and claims is the waviness curve measured and calculated in accordance with JIS-B-0601: 2001 in the axial direction of the surface (or belt surface) of the
なお、そのような所定のうねり平均高さを有する基層4は、合成樹脂材料を主成分とする基層用材料を用いて形成される。かかる基層用材料の主成分たる合成樹脂材料としては、従来より電子写真機器用無端ベルトにおいて用いられているもの、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、フッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂等の何れをも、単独で若しくは二種以上のものを併せて用いることが可能であるが、それらの中でも、優れた剛性等を発揮するポリイミド樹脂及び/又はポリアミドイミド樹脂が、本発明において特に有利に用いられる。
The
また、基層用材料には、必要に応じて、上述の如き合成樹脂材料と共に、導電剤や難燃剤、炭酸カルシウム等の充填剤、レベリング剤(離型剤)等の添加剤が、適宜、配合される。なお、導電剤及び難燃剤については、後述するものと同様のものを用いることが可能である。 In addition to the synthetic resin material as described above, additives such as a conductive agent, a flame retardant, a filler such as calcium carbonate, and a leveling agent (release agent) are appropriately blended in the base layer material as necessary. Is done. In addition, about a electrically conductive agent and a flame retardant, the thing similar to what is mentioned later can be used.
基層用材料に配合される導電剤は、特に限定されるものではなく、例えば、カーボンブラックやグラファイト等の導電性粉末、アルミニウム粉末やステンレス粉末等の金属粉末、導電性酸化亜鉛(c−ZnO)、導電性酸化チタン(c−TiO2 )、導電性酸化鉄(c−Fe3O4)や導電性酸化錫(c−SnO2 )等の導電性金属酸化物、第四級アンモニウム塩、リン酸エステル、スルホン酸塩、脂肪族多価アルコールや脂肪族アルコールサルフェート塩等のイオン導電剤を、用いることが出来る。また、基層用材料に配合される難燃剤としては、無機系難燃剤や有機系難燃剤等を例示することが出来る。 The conductive agent blended in the base layer material is not particularly limited. For example, conductive powder such as carbon black and graphite, metal powder such as aluminum powder and stainless powder, conductive zinc oxide (c-ZnO) , Conductive titanium oxide (c-TiO 2 ), conductive iron oxide (c-Fe 3 O 4 ), conductive tin oxide (c-SnO 2 ) and other conductive metal oxides, quaternary ammonium salts, phosphorus Ionic conductive agents such as acid esters, sulfonates, aliphatic polyhydric alcohols and aliphatic alcohol sulfate salts can be used. Moreover, as a flame retardant mix | blended with the material for base layers, an inorganic type flame retardant, an organic type flame retardant, etc. can be illustrated.
上述した合成樹脂材料等を用いた基層用材料の調製は、ベルトの製造方法に応じて行なわれる。例えば、後述するディスペンサコーティング法に従って基層4を形成せしめる場合には、上述の合成樹脂材料等を、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、トルエンやアセトン等の有機溶媒に添加し、混合することによって、液状の基層用材料が調製される。後述するディスペンサコーティング法に従って基層4を形成せしめる場合には、基層用材料の粘度が大き過ぎると、うねり平均高さが4.0μmを超える恐れがあり、その一方、粘度が小さ過ぎると、うねり平均高さが0.5μm未満となる恐れがあり、また、基層用材料が垂れやすくなり、基層ひいてはベルト全体の厚さを均一とすることが困難となる恐れがあることから、通常、基層用材料の粘度は1000〜50000mPa・sとなるように、調製される。
Preparation of the base layer material using the above-described synthetic resin material or the like is performed according to the belt manufacturing method. For example, when the
調製された基層用材料を用いて基層4を形成する際の手法としては、従来より公知の手法であって、基層4の表面におけるうねり平均高さを所定の範囲(0.5〜4.0μm)とすることが可能なものであれば、如何なる手法をも用いることが可能である。それら何れかの手法に従って形成せしめられる基層4の厚さは、電子写真機器用無端ベルト2に要求される特性等に応じて適宜に決定されるが、通常、50〜200μmとされる。
A method for forming the
そして、図1及び図2に示されている如き、本発明に係る電子写真機器用無端ベルト2にあっては、上述の如き基層用材料を用いて形成された基層4の表面に、所定の架橋ゴムからなる弾性層6が設けられており、ベルト2の表面(図1及び図2に示すベルト2においては弾性層6の表面)において、うねりピッチが0.5〜3.0mmであり、且つうねり平均高さが0.7μm以下とされているところに、第二の特徴が存在するのである。このように、ベルト2の表面(弾性層6の表面)におけるうねりピッチ及びうねり平均高さを規定することにより、本発明の電子写真機器用無端ベルト2は、ベルト表面の平滑性が担保され、以て、優れたクリーニング性を発揮するのである。即ち、ベルト2の表面におけるうねりピッチが0.5mm未満の場合や3.0mmを超える場合、更には、ベルト2の表面におけるうねり平均高さが0.7μmを超える場合には、優れたクリーニング性を発揮し得る平滑性を担保し得ないのである。
In the
そのような弾性層6を基層4の表面に形成せしめるに際しては、一般に、ゴム材料、硬化剤(架橋剤)、及び必要に応じて各種添加剤を配合してなる材料(弾性層用材料)が用いられる。
When such an
先ず、弾性層用材料の主成分たるゴム材料としては、従来より、電子写真機器用無端ベルトの弾性層を作製する際に用いられているものであれば、如何なるものであっても用いることが可能である。それらの中でも、特に、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ブチルゴム(IIR)又はクロロプレンゴム(CR)が、有利に用いられ得る。なお、これら各種ゴム材料は、単独で用い得ることは勿論のこと、2種以上を併用することも可能である。 First, as the rubber material as the main component of the elastic layer material, any rubber material can be used as long as it is conventionally used when producing an elastic layer of an endless belt for electrophotographic equipment. Is possible. Among them, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), butyl rubber (IIR) or chloroprene rubber (CR) can be advantageously used. These various rubber materials can be used alone or in combination of two or more.
また、それらゴム材料を硬化(架橋)せしめるために用いられる硬化剤(架橋剤)にあっても、従来より公知のものが何れも使用可能であり、例えば、硫黄や樹脂架橋剤等を挙げることが出来る。 Moreover, even if it exists in the hardening | curing agent (crosslinking agent) used in order to harden (crosslink) these rubber materials, all conventionally well-known things can be used, for example, sulfur, a resin crosslinking agent, etc. are mentioned. I can do it.
さらに、本発明の電子写真機器用無端ベルト2の弾性層6を作製するに際しては、弾性層用材料に、上述したゴム材料及び硬化剤(架橋剤)に加えて、各種添加剤が、それぞれの添加目的に応じて適宜、配合される。
Furthermore, when producing the
例えば、電子写真機器用無端ベルト2に導電性を付与せしめるべく、弾性層用材料には、一般に、導電剤が配合される。かかる導電剤としては、従来より広く用いられているカーボンブラックや金属酸化物のみならず、第四級アンモニウム塩、リン酸エステル、スルホン酸塩、脂肪族多価アルコールや脂肪族アルコールサルフェート塩等のイオン導電剤等を挙げることが出来、特に、イオン導電剤が有利に用いられる。導電剤は、ベルト2に要求される電気特性を発揮し得るような量的割合において、弾性層用材料に配合されることとなる。
For example, in order to impart conductivity to the
また、昨今、電子写真機器用無端ベルトに対しても難燃性が要求されていることから、弾性層用材料には難燃剤が配合されることが好ましい。架橋ゴムに難燃性を付与せしめるための難燃剤としては、一般に、無機系難燃剤(アンチモン系、金属水酸化物系)と有機系難燃剤とに大別され、本発明においては何れの難燃剤であっても用いることが可能である。本発明において用いられる無機系難燃剤としては、例えば、三酸化アンチモンや五酸化アンチモン等のアンチモン系難燃剤、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等の金属水酸化物系難燃剤等を、挙げることが出来る。また、有機系難燃剤としては、例えば、a)デカブロモジフェニルエーテル、b)テトラブロモビスフェノール−A及びその誘導体、c)ビス(ペンタブロモフェニル)エタン等の多ベンゼン環化合物、d)臭素化ポリスチレン及びポリ臭素化スチレン等の臭素系難燃剤や、e)芳香族リン酸エステル類、f)芳香族縮合リン酸エステル類、g)含ハロゲンリン酸エステル類、h)含ハロゲン縮合リン酸エステル類、i)フォスファゼン誘導体等のリン系難燃剤等を、挙げることが出来る。これらの難燃剤は、単独で使用し得ることは勿論、二種以上を併用することも可能である。なお、難燃剤の使用量は、本発明の目的を阻害しない範囲内において適宜に決定され、弾性層用材料に配合される。 In addition, recently, since flame resistance is also required for endless belts for electrophotographic equipment, it is preferable to add a flame retardant to the elastic layer material. In general, flame retardants for imparting flame retardancy to crosslinked rubber are roughly classified into inorganic flame retardants (antimony and metal hydroxides) and organic flame retardants. Even a flame retardant can be used. Examples of the inorganic flame retardant used in the present invention include antimony flame retardants such as antimony trioxide and antimony pentoxide, metal hydroxide flame retardants such as magnesium hydroxide and aluminum hydroxide, and the like. I can do it. Examples of organic flame retardants include a) decabromodiphenyl ether, b) tetrabromobisphenol-A and derivatives thereof, c) polybenzene ring compounds such as bis (pentabromophenyl) ethane, d) brominated polystyrene, and the like. Brominated flame retardants such as polybrominated styrene, e) aromatic phosphate esters, f) aromatic condensed phosphate esters, g) halogen-containing phosphate esters, h) halogen-containing condensed phosphate esters, i) Phosphorus flame retardants such as phosphazene derivatives can be mentioned. These flame retardants can be used alone or in combination of two or more. In addition, the usage-amount of a flame retardant is suitably determined within the range which does not inhibit the objective of this invention, and is mix | blended with the material for elastic layers.
その他にも、本発明の範囲内において、例えばレベリング剤等の各種添加剤も配合することが可能である。 In addition, various additives such as a leveling agent can be blended within the scope of the present invention.
なお、上述したゴム材料を用いた弾性層用材料の調製は、基層用材料の調製と同様に、ベルトの製造方法に応じて適宜、行なわれる。例えば、以下に述べるディスペンサコーティング法に従って、弾性層6を作製する場合には、上述のゴム材料等を、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、トルエンやアセトン等の有機溶媒に添加し、混合することによって、液状の弾性層用材料が調製される。後述するディスペンサコーティング法に従って弾性層6を形成せしめる場合には、弾性層用材料の粘度が大き過ぎると、うねり平均高さが0.7μmを超える恐れがあり、その一方、粘度が小さ過ぎると、弾性層用材料が垂れやすくなり、弾性層ひいてはベルト全体の厚さを均一とすることが困難となる恐れがあることから、通常、弾性層材料の粘度は1000〜70000mPa・sとなるように、調製される。
In addition, preparation of the elastic layer material using the rubber material described above is appropriately performed according to the belt manufacturing method, similarly to the preparation of the base layer material. For example, when the
調製された弾性層用材料を用いて弾性層6を形成する際の手法としては、従来より公知の手法であって、弾性層6の表面におけるうねりピッチ及びうねり平均高さを、それぞれ所定の範囲とすることが可能なものであれば、如何なる手法をも用いることが可能である。それら何れかの手法に従って形成せしめられる弾性層6の厚さは、電子写真機器用無端ベルト2に要求される特性等に応じて適宜に決定されるが、通常、100〜1000μmとされる。
The method for forming the
上述したように、本発明の電子写真機器用無端ベルト2を構成する基層4及び弾性層6は、各々、従来より公知の各種手法に従って作製することが可能であるが、本発明においては、以下に述べるディスペンサコーティング法に従って、基層4及び弾性層6を作製することが好ましい。何故ならば、後述するディスペンサコーティング法における各種条件を適宜に採用することにより、基層4の表面のうねり平均高さ、弾性層6の表面のうねりピッチ及びうねり平均高さを、それぞれ本発明の範囲内とすることが容易ならしめられるからである。以下、ディスペンサコーティング法に従って、本発明の電子写真機器用無端ベルト2を製造する場合について詳述する。
As described above, the
先ず、軸中心に回転可能な円筒状乃至は円柱状の基体と、二つのノズル(第1ノズル、第2ノズル)と、二つの材料タンク(第1材料タンク、第2材料タンク)とを有するディスペンサを準備する。二つのノズル(第1ノズル、第2ノズル)は、基体の外周面と近接する位置で、基体の軸方向に沿って移動可能に配置される。その一方、液状の基層用材料及び液状の弾性層用材料を調製し、基層用材料を第1材料タンクに、弾性層用材料を第2材料タンクに、各々、収容する。なお、基体の外径は、最終的に得られる電子写真機器用無端ベルト2の仕様に応じて決定され、通常、30〜350mmである。また、各ノズルのノズル径は、基層(弾性層)のうねり平均高さに影響を与えるものであり、一般には、ノズル径が0.5〜2.0mmのものが用いられる。
First, it has a cylindrical or columnar base body that can rotate around its axis, two nozzles (first nozzle, second nozzle), and two material tanks (first material tank, second material tank). Prepare the dispenser. The two nozzles (the first nozzle and the second nozzle) are arranged so as to be movable along the axial direction of the base at a position close to the outer peripheral surface of the base. Meanwhile, a liquid base layer material and a liquid elastic layer material are prepared, and the base layer material is accommodated in the first material tank and the elastic layer material is accommodated in the second material tank. The outer diameter of the substrate is determined according to the specifications of the
次いで、図3に示すように、円筒状の基体10を垂直にした状態で、軸中心に回転させる。かかる基体10を回転させた状態で、基層用材料12が収容された第1材料タンク14から、内蔵する基層用材料12を第1ノズル16に送り、かかる第1ノズル16から、基体10の外周面に対して基層用材料12を吐出させる。この基層用材料12の吐出と同時に、第1ノズル16を、基体10の軸方向に沿って一定速度で移動させる。これによって、基体10の外周面には、基層用材料12からなる一定幅の帯(塗膜)が、らせん状に形成されるのであり、第1ノズル16を基体10の一方の端部側から他方の端部側へ移動せしめることによって、基体10の外周面には、基層用材料12のらせん状塗膜の連続からなる全体塗膜が形成されるのである。基層用材料12のらせん状塗膜は、通常、上側の帯と下側の帯との間に所定の間隔が生ずるように、基体10の外周面上に形成される。
Next, as shown in FIG. 3, the
そのようにして基体10の外周面上に形成された、基層用材料12からなる全体塗膜に対して、所定条件にて加熱処理を施し、有機溶媒を除去することにより、先ず、基層4が形成される。
First, the
次いで、外周面上に基層4が形成された基体10を、先程と同様に(図3に示すように)、軸中心に回転させる。基体10を軸中心に回転させた状態で、弾性層用材料が収容された第2材料タンクから、内蔵する弾性層用材料を、基体10の外周面(形成された基層4の表面)に近接する第2ノズルに送り、かかる第2ノズルから、基体10の外周面上の基層4に対して、弾性層用材料を吐出させる。この弾性層用材料の吐出と同時に、第2ノズルを、基体10の軸方向に沿って一定速度で移動させる。これによって、基体10の外周面に形成された基層4の表面に、弾性層用材料からなる一定幅の帯(塗膜)が、らせん状に形成されるのであり、第2ノズルを基体10の一方の端部側から他方の端部側へ移動せしめることによって、基体10の外周面上の基層4には、その表面に、弾性層用材料のらせん状塗膜の連続からなる全体塗膜が形成されるのである。
Next, the
そして、得られた全体塗膜に対して、弾性層用材料に含まれる硬化剤(架橋剤)に応じた硬化(架橋)処理、具体的には、加熱、紫外線照射、電子線照射等を施すことによって、基層4の表面に弾性層6が設けられてなる電子写真機器用無端ベルト2が得られるのである。
And the hardening (crosslinking) process according to the hardening | curing agent (crosslinking agent) contained in the material for elastic layers with respect to the obtained whole coating film, specifically, heating, ultraviolet irradiation, electron beam irradiation, etc. are given. As a result, the
なお、上述の如きディスペンサコーティング法に従って、基層4及び弾性層6を作製する際の各種条件、具体的には、基体10の回転速度、ノズルの移動速度及び各材料の吐出量は、基層4の表面におけるうねり平均高さ、並びに、弾性層6の表面におけるうねりピッチ及びうねり平均高さが、それぞれ本発明の範囲内となるように、適宜に決定される。
Various conditions for producing the
具体的には、先ず、基体10の回転速度が大きく(小さく)なると、基層4のうねり平均高さが小さく(大きく)なることから、基体10の回転速度は、一般に、50〜500rpmの範囲内において適宜に決定される。
Specifically, first, when the rotation speed of the
また、ノズルの移動速度が大きく(小さく)なると、基層4及び弾性層6のうねりピッチが大きく(小さく)なることから、各ノズル(第1ノズル、第2ノズル)の移動速度は、通常、0.1〜10.0mm/secの範囲内において設定される。
Further, since the waviness pitch of the
さらに、基層用(弾性層用)材料の吐出量が多すぎると、得られる基層4(弾性層6)のうねり平均高さが大きくなりすぎる恐れがあり、その一方、吐出量が少なすぎると、得られる基層4(弾性層6)のうねり平均高さが小さくなりすぎる恐れがある。このため、基層用(弾性層用)材料の吐出量は、一般に、0.1〜5.0g/secの範囲内において設定される。 Furthermore, if the discharge amount of the base layer (elastic layer) material is too large, the average swell average height of the obtained base layer 4 (elastic layer 6) may be too large. On the other hand, if the discharge amount is too small, The average swell height of the obtained base layer 4 (elastic layer 6) may be too small. For this reason, the discharge amount of the base layer (elastic layer) material is generally set within a range of 0.1 to 5.0 g / sec.
なお、上述してきた手法においては、円筒状の基体10に代えて、中実の円柱状基体を用いることも可能であるが、回転部の負担を軽く出来るという観点から、円筒状基体が有利に用いられる。具体的には、鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属製の回転ドラム等が、好適に用いられ得る。
In the method described above, a solid columnar substrate can be used instead of the
また、液状材料(基層用材料、弾性層用材料)を吐出するためのノズルとしては、ニードルノズル等が用いられ、その吐出部形状は、丸形状、平形形状、矩形状等のものを用いることが出来る。 In addition, as a nozzle for discharging a liquid material (base layer material, elastic layer material), a needle nozzle or the like is used, and the discharge portion has a round shape, a flat shape, a rectangular shape, or the like. I can do it.
ところで、本発明においては、上述のようにして得られた基層4及び弾性層6からなる2層構造のベルトの表面(弾性層6の表面)に、保護層としての表層を更に設けることも可能である。かかる保護層としての表層は、アクリルフッ素樹脂等の合成樹脂材料を主成分とする材料を用いて、従来より公知の各種手法に従って作製することが可能であり、液状の材料を調製し、かかる液状材料を用いて上述のディスペンサコーティング法に従って作製することも勿論、可能である。
By the way, in the present invention, it is possible to further provide a surface layer as a protective layer on the surface of the two-layer belt composed of the
このようにして得られた電子写真機器用無端ベルト2にあっては、うねり平均高さが0.5〜4.0μmとされた基層4の表面に、弾性層6が設けられたものであって、ベルト表面、即ち、弾性層6の表面において、うねりピッチが0.5〜3.0mmとされており、且つ、うねり平均高さが0.7μm以下とされているのである。このような構成により、本発明の電子写真機器用無端ベルト2にあっては、基層4と弾性層6との間における層間剥離が効果的に抑制され、優れた耐久性を発揮すると共に、ベルト表面が効果的に平滑なものとされていることから、被印刷物への二次転写後にベルト表面にトナーが残存している場合であっても、所定のクリーニング機構によって残存トナーを除去することが容易であり、優れたクリーニング性を発揮するのである。
In the
以下に、本発明の実施例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべきである。 Some examples of the present invention will be shown below to clarify the present invention more specifically. However, the present invention is not limited by the description of such examples. Needless to say. In addition to the following examples, the present invention includes various changes and modifications based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention, in addition to the specific description described above. It should be understood that improvements can be made.
−基層用材料の調製−
先ず、ポリイミド樹脂(PI)として新日本理化株式会社製のリカコートEN-20 (商品名)を、また、ポリアミドイミド樹脂(PAI)として東洋紡績株式会社製のバイロマックスHR-16NN (商品名)を準備し、これらのうちの何れか一方の樹脂:100重量部と、カーボンブラック:10重量部とを、所定量のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に配合して、混合することにより、液状の基層用材料を調製した。尚、NMPの使用量を変えることにより、各基層用材料の粘度を調整した。下記表1及び表2に、各実施例及び比較例において用いた基層用材料について、主成分たる合成樹脂材料及び粘度を示す。
-Preparation of base layer material-
First, Rika Coat EN-20 (product name) manufactured by Shin Nippon Rika Co., Ltd. is used as the polyimide resin (PI), and Viromax HR-16NN (product name) manufactured by Toyobo Co., Ltd. is used as the polyamideimide resin (PAI). By preparing and mixing any one of these resins: 100 parts by weight and carbon black: 10 parts by weight in a predetermined amount of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and mixing, A liquid base layer material was prepared. The viscosity of each base layer material was adjusted by changing the amount of NMP used. Tables 1 and 2 below show the synthetic resin materials and viscosities that are the main components of the base layer materials used in the examples and comparative examples.
−弾性層用材料の調製−
アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブチルゴム(IIR)又はクロロプレンゴム(CR)の100重量部と、樹脂架橋剤:70重量部と、イオン導電剤:1重量部と、難燃剤:50重量部とを、所定量のシクロヘキサノン中に配合し、混合することにより、液状の弾性層用材料を複数種、調製した。尚、シクロヘキサノンの使用量を変えることにより、各弾性層用材料の粘度を調整した。弾性層用材料の調製に際して使用した各成分は、以下の通りである。下記表1及び表2に、各実施例及び比較例において用いた弾性層用材料について、主成分たるゴム材料及び粘度を示す。
・アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)
:ニポール DN101(商品名)、日本ゼオン株式会社製
・ブタジエンゴム(BR):ニポール BR1220 (商品名)、日本ゼオン株式会社製
・スチレンブタジエンゴム(SBR):タフデン 1000 (商品名)、旭化成株式会社製
・ブチルゴム(IIR):JSR BUTYL 365 (商品名)、JSR株式会社製
・クロロプレンゴム(CR)
:デンカクロロプレン DCR-75 (商品名)、電気化学工業株式会社製
・イオン導電剤:4級アンモニウム塩(テトラブチルアンモニウムハイドロゲンサルファート、TBAHS )、和光純薬工業株式会社製
・難燃剤:含ハロゲンリン酸エステル(商品名:CR-570)、大八化学工業株式会社製
-Preparation of elastic layer material-
100 parts by weight of acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), butyl rubber (IIR) or chloroprene rubber (CR), resin crosslinking agent: 70 parts by weight, and ionic conductive agent: A mixture of 1 part by weight and 50 parts by weight of a flame retardant in a predetermined amount of cyclohexanone was mixed to prepare a plurality of liquid elastic layer materials. The viscosity of each elastic layer material was adjusted by changing the amount of cyclohexanone used. Each component used in the preparation of the elastic layer material is as follows. Tables 1 and 2 below show the rubber materials and viscosities as the main components of the elastic layer materials used in the examples and comparative examples.
・ Acrylonitrile-butadiene rubber (NBR)
: Nipol DN101 (trade name), manufactured by ZEON CORPORATION ・ Butadiene rubber (BR): Nipol BR1220 (trade name), manufactured by ZEON CORPORATION ・ Styrene butadiene rubber (SBR): Toughden 1000 (trade name), Asahi Kasei Corporation・ Butyl rubber (IIR): JSR BUTYL 365 (trade name), manufactured by JSR Corporation ・ Chloroprene rubber (CR)
: Denkachloroprene DCR-75 (trade name), manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd. ・ Ionic conductive agent: quaternary ammonium salt (tetrabutyl ammonium hydrogen sulfate, TBAHS), manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. ・ Flame retardant: Halogen-containing Phosphate ester (trade name: CR-570), manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.
−表層用材料の調製−
溶媒としてのトルエンに、アクリル樹脂(根上工業株式会社製、商品名:プレコート200 )の70重量部と、フッ素変性アクリレート樹脂(DIC株式会社製、商品名:ディフェンサ TR230K )の30重量部と、架橋剤(旭化成株式会社製、商品名:デュラネート TPA-B80E )の2重量部と、カーボンブラック(三菱化学株式会社製、商品名:カーボンブラック MA-100 )の20重量部とを配合してなる、液状の表層用材料(固形分:15%)を調製した。
-Preparation of surface layer material-
Toluene as a solvent, 70 parts by weight of an acrylic resin (manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd., trade name: Precoat 200), 30 parts by weight of a fluorine-modified acrylate resin (manufactured by DIC Corporation, trade name: Defensor TR230K), and
−ベルトの作製−
基体として、アルミニウム製の円筒状金型を準備する一方、2つのノズル及び材料タンクを有するディスペンサ(液体定量吐出装置)を準備した。かかるディスペンサのノズルは、内径φ:1mmのニードルノズルである。次いで、先に準備した液状の基層用材料及び弾性層用材料を、それぞれ別の材料タンクに収容し、金型の外周面とノズルとのクリアランスを1mmとして、金型及びノズルをセットした。金型を垂直にした状態で、回転数:200rpmで軸中心に回転させながら、基層用材料を吐出するノズルを、所定の移動速度にて軸方向下方に移動させると共に、材料タンクから基層用材料をノズルへ送り、かかるノズルから基層用材料を吐出せしめて、金型の外周面上にらせん状にコーティングし、らせん状塗膜の連続からなる全体塗膜を形成した(図3参照)。なお、以下の実施例及び比較例において、ノズルの移動速度及び材料の吐出量は適宜、変更した。形成された全体塗膜に対して、加熱処理(常温→250℃:2時間、250℃:1時間)を施すことにより、金型の外周面上に基層を形成せしめた。
-Production of belt-
As a substrate, an aluminum cylindrical mold was prepared, while a dispenser (liquid metering device) having two nozzles and a material tank was prepared. The nozzle of such a dispenser is a needle nozzle having an inner diameter φ of 1 mm. Next, the previously prepared liquid base layer material and elastic layer material were accommodated in separate material tanks, and the mold and nozzle were set with the clearance between the outer peripheral surface of the mold and the nozzle set to 1 mm. While the mold is in a vertical state, the nozzle for discharging the base layer material is moved downward in the axial direction at a predetermined moving speed while rotating about the axis at a rotational speed of 200 rpm, and the base layer material is removed from the material tank. The base layer material was discharged from the nozzle, and the outer peripheral surface of the mold was spirally coated to form a whole coating film composed of a continuous spiral coating film (see FIG. 3). In the following examples and comparative examples, the moving speed of the nozzle and the discharge amount of the material were appropriately changed. A heat treatment (normal temperature → 250 ° C .: 2 hours, 250 ° C .: 1 hour) was performed on the formed whole coating film to form a base layer on the outer peripheral surface of the mold.
次いで、かかる基層が形成された金型を、回転数:200rpmで軸中心に回転させながら、弾性層用材料を吐出するノズルを、所定の移動速度にて軸方向に沿って移動させると共に、材料タンクから弾性層用材料をノズルへ送り、かかるノズルから弾性層用材料を吐出せしめて、金型の外周面上にある基層の表面にらせん状にコーティングし、らせん状塗膜の連続からなる全体塗膜を形成した。なお、以下の実施例及び比較例において、ノズルの移動速度及び材料の吐出量は適宜、変更した。形成された全体塗膜の厚さは170μmであった。形成された塗膜に対して、加熱処理(常温→170℃:3時間、170℃:0.5時間)を施すことにより、金型の外周面上に、基層表面に弾性層が設けられてなるベルトを作製した。 Next, while rotating the mold on which the base layer is formed around the axis at a rotational speed of 200 rpm, the nozzle for discharging the elastic layer material is moved along the axial direction at a predetermined moving speed, and the material The elastic layer material is sent from the tank to the nozzle, and the elastic layer material is discharged from the nozzle to coat the surface of the base layer on the outer peripheral surface of the mold in a spiral manner. A coating film was formed. In the following examples and comparative examples, the moving speed of the nozzle and the discharge amount of the material were appropriately changed. The total thickness of the formed coating film was 170 μm. By applying heat treatment (normal temperature → 170 ° C .: 3 hours, 170 ° C .: 0.5 hour) to the formed coating film, an elastic layer is provided on the base layer surface on the outer peripheral surface of the mold. A belt was produced.
そして、得られた2層構造(基層+弾性層)のベルトの表面に、基層の場合と同様の手法に従って表層用材料を塗工し、その後、150℃で0.5時間、加熱処理を施すことにより、基層、弾性層及び表層からなる3層構造の電子写真機器用無端ベルトを23種類、製造した(実施例1〜18、比較例1〜5)。なお、表層の厚さは5μmであった。 Then, a surface layer material is applied to the surface of the obtained belt having a two-layer structure (base layer + elastic layer) according to the same method as that for the base layer, and then heat-treated at 150 ° C. for 0.5 hour. Thus, 23 types of endless belts for electrophotographic equipment having a three-layer structure comprising a base layer, an elastic layer and a surface layer were produced (Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 5). The thickness of the surface layer was 5 μm.
このようにして得られた23種類のベルトについて、基層の表面におけるうねり平均高さ、ベルト表面におけるうねりピッチ及びうねり平均高さを測定乃至は算出すると共に、以下の評価を行なった。なお、うねり平均高さ及びうねりピッチの測定乃至は算出に際しては、株式会社東京精密製のサーフコム1400D (商品名)を用いた。各ベルトについての測定結果等を、下記表1及び表2に示す。 For the 23 types of belts thus obtained, the average swell height on the surface of the base layer, the swell pitch and swell average height on the belt surface were measured or calculated, and the following evaluation was performed. Note that Surfcom 1400D (trade name) manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. was used for measurement or calculation of the average swell height and swell pitch. The measurement results and the like for each belt are shown in Tables 1 and 2 below.
−ベルトにおける軸方向密着強度の評価−
ベルトから、軸方向の長さ:約120mm×幅方向の長さ:25mmの大きさの試料を切り出し、かかる試料の長手方向(ベルトの軸方向)の一方の端部をオートグラフにて把持し、他方の端部を剥離法用治具にて把持し、かかる状態にて引張速度:20mm/minにて引張試験を行ない、得られた結果の最小値をかかるベルトの密着力とした。密着力が1.0(N/25mm)以上の場合には○と、1.0(N/25mm)未満の場合は×と評価した。
-Evaluation of axial adhesion strength of belt-
A sample having a length in the axial direction: about 120 mm × a length in the width direction: 25 mm is cut out from the belt, and one end of the sample in the longitudinal direction (belt axial direction) is gripped by an autograph. The other end was gripped with a peeling method jig, a tensile test was performed at a tensile speed of 20 mm / min in this state, and the minimum value of the obtained results was defined as the belt adhesion. When the adhesive force was 1.0 (N / 25 mm) or more, it was evaluated as “good”, and when it was less than 1.0 (N / 25 mm), it was evaluated as “poor”.
−クリーニング性の評価−
得られたベルトを、市販のレーザープリンタ(コニカミノルタ社製、商品名:bizhub550 )に中間転写ベルトとして組み込み、23.5℃×53%RHの環境下、500000枚の画像出し(テストパターン印刷)耐久試験を行なった。耐久試験開始時の画像と終了時の画像とを対比し、終了時の画像について、走査方向のスジムラ、画像欠け等の異常画像の有無を目視で確認した。終了時の画像において異常画像が認められないものを○と、異常画像が認められるものを×と評価した。
-Evaluation of cleaning performance-
The obtained belt is incorporated into a commercially available laser printer (trade name: bizhub550, manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.) as an intermediate transfer belt, and 500,000 images are printed in an environment of 23.5 ° C. × 53% RH (test pattern printing). A durability test was conducted. The image at the start of the endurance test was compared with the image at the end, and the image at the end was visually checked for the presence or absence of abnormal images such as stripes in the scanning direction and missing images. In the image at the end, when an abnormal image was not recognized, ○ was evaluated, and when an abnormal image was recognized, X was evaluated.
−耐久性の評価−
上述した耐久試験の後、ベルトをレーザープリンタから取り外し、ベルトにおける物理的な亀裂、破断、破損等の有無を目視で確認した。ベルトに亀裂等が認められない場合を○と、認められる場合を×と評価した。
-Evaluation of durability-
After the durability test described above, the belt was removed from the laser printer, and the presence or absence of physical cracks, breaks, breakage, etc. in the belt was visually confirmed. The case where no crack or the like was observed on the belt was evaluated as “Good”, and the case where it was recognized as “Poor”.
かかる表1及び表2からも明らかなように、本発明に従う電子写真機器用無端ベルト(実施例1〜18)にあっては、何れも、耐久性に優れており、またクリーニング性にも優れていることから、ベルト表面の汚れや画像ムラの発生を効果的に抑制し得るものであることが、確認されたのである。 As is clear from Table 1 and Table 2, the endless belts for electrophotographic equipment (Examples 1 to 18) according to the present invention are both excellent in durability and excellent in cleaning properties. Therefore, it has been confirmed that the occurrence of contamination on the belt surface and image unevenness can be effectively suppressed.
2 電子写真機器用無端ベルト 4 基層
6 弾性層 10 基体
12 基層用材料 14 第1材料タンク
16 第1ノズル
2 Endless Belt for
Claims (7)
The endless belt for an electrophotographic apparatus according to claim 1, wherein the base layer has a thickness of 50 to 200 μm.
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