JP2008116838A - Endless belt made of polyimide resin and image forming apparatus equipped with the same, and method for manufacturing endless belt made of polyimide resin - Google Patents
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Images
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Abstract
Description
本発明は、ポリイミド樹脂製無端ベルト及びそれを備えた画像形成装置、並びにポリイミド樹脂製無端ベルトの製造方法に関する。 The present invention relates to a polyimide resin endless belt, an image forming apparatus including the same, and a method for manufacturing a polyimide resin endless belt.
従来、電子写真記録装置としては、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、感光ドラム等の像担持体上の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一部採用されている。また装置の小型化等を目的に、搬送ベルトで印刷シートを搬送しながら転写を行う方式も採用されている。 Conventionally, as an electrophotographic recording apparatus, a copying machine, a laser printer, a video printer, a facsimile, a composite machine thereof, and the like are known. In this type of device, for the purpose of improving the life of the device, there are some intermediate transfer systems that temporarily transfer the image on the image carrier such as a photosensitive drum to the intermediate transfer belt, and transfer and fix it on the print sheet. It has been adopted. Further, for the purpose of reducing the size of the apparatus, a method of performing transfer while transporting a print sheet with a transport belt is also employed.
この様な中間転写ベルトや転写搬送ベルト等に用い得る半導電性ベルトとして、例えば特許文献1及び特許文献2には、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半導電性ベルトが提案されている。 As a semiconductive belt that can be used for such an intermediate transfer belt or a transfer conveyance belt, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 include a conductive filler dispersed in a polyimide resin having excellent mechanical properties and heat resistance. Semiconductive belts have been proposed.
また、印加電圧10Vでの体積抵抗率ρv1と印加電圧100Vでの体積抵抗率ρv2との関係が log(ρv1/ρv2)≦2であるカーボンブラック分散ポリイミド樹脂ベルトも提案されている(例えば、特許文献3)。さらに、カーボンブラックを含有するポリイミド樹脂からなり、カーボンブラック分散溶媒の中でポリアミック酸を重合する工程を含むことによって、カーボンブラックの分散性を向上させ、印加電圧100Vと印加電圧1000Vの表面抵抗率の常用対数値の差が1.5(logΩ/□)以内である、電界依存性を向上させた中間体が提案されている(例えば、特許文献4)。さらに、電荷依存性を改善するために、ポリイミド樹脂100重量部に対し、20〜190重量部の針状および/または板状の酸化チタンを含有し、体積抵抗値が1×109〜1×1014Ω・cmの範囲になるポリイミド管状物が提案されている(特許文献5)。 A carbon black-dispersed polyimide resin belt in which the relationship between the volume resistivity ρv1 at an applied voltage of 10 V and the volume resistivity ρv2 at an applied voltage of 100 V is log (ρv1 / ρv2) ≦ 2 has also been proposed (for example, a patent) Reference 3). Furthermore, it comprises a polyimide resin containing carbon black and includes a step of polymerizing polyamic acid in a carbon black dispersion solvent, thereby improving the dispersibility of carbon black, and surface resistivity of applied voltage 100V and applied voltage 1000V. An intermediate with improved electric field dependency, in which the difference between the common logarithmic values is 1.5 (logΩ / □) or less has been proposed (for example, Patent Document 4). Furthermore, in order to improve the charge dependency, 20 to 190 parts by weight of acicular and / or plate-like titanium oxide is contained with respect to 100 parts by weight of the polyimide resin, and the volume resistance value is 1 × 10 9 to 1 ×. A polyimide tubular material in the range of 10 14 Ω · cm has been proposed (Patent Document 5).
一方、可撓性と剛性のバランスを改善した中間転写ベルトが提案されてきている。例えば、特許文献6には、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成分とブレンドしたところにカーボンブラックを分散させて得られたポリアミック酸を重合させて半導体ベルトを製造することが提案されている。さらに、特許文献7には、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成分とブレンドしたところに、酸化処理カーボンブラックを分散させて得られたポリアミック酸を重合させて半導体ベルトを製造することが提案されている。 On the other hand, an intermediate transfer belt having an improved balance between flexibility and rigidity has been proposed. For example, Patent Document 6 discloses 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 that is a tetracarboxylic acid residue. It has been proposed to produce a semiconductor belt by polymerizing a polyamic acid obtained by dispersing carbon black in a blend with a B component formed by imide bonding of a skeleton and a diphenyl ether skeleton that is a diamine residue. Furthermore, Patent Document 7 discloses a component A in which a wholly aromatic skeleton that is a tetracarboxylic acid residue and a p-phenylene skeleton that is a diamine residue are imide-bonded, and a wholly aromatic that is a tetracarboxylic acid residue. It has been proposed to produce a semiconductor belt by polymerizing polyamic acid obtained by dispersing oxidized carbon black in a blend with B component formed by imide bond of skeleton and diamine residue diphenyl ether skeleton. ing.
上述した中間転写ベルトは、近年の高速・高画質の電子写真式画像形成装置から求められる機械的特性(具体的には高弾性率および高強度)と電気的特性(具体的には抵抗の電界依存性)を両立させるという要求に対し、不十分であった。すなわち、カーボンブラックを分散させた引張弾性率4.0GMpa以上のポリイミド樹脂として、従来の技術では、電界依存性は0.6程度が下限であった。 The above-described intermediate transfer belt has mechanical characteristics (specifically, high elastic modulus and high strength) and electrical characteristics (specifically, electric field of resistance) required from recent high-speed and high-quality electrophotographic image forming apparatuses. Dependency) was not enough. That is, as a polyimide resin having a tensile elastic modulus of 4.0 GMpa or more in which carbon black is dispersed, the electric field dependency is about 0.6 in the conventional technique.
そこで、本発明は、高弾性率のポリイミド樹脂を用いながら、導電剤であるカーボンブラックの分散性をより改善させることによって抵抗の電界依存性を向上させるとともに、可撓性とのバランスも向上させたポリイミド樹脂製無端ベルト及びそれを備えた画像形成装置、並びにポリイミド樹脂製無端ベルトの製造方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention improves the electric field dependency of resistance by improving the dispersibility of carbon black, which is a conductive agent, while also using a high elastic modulus polyimide resin, and also improves the balance with flexibility. Another object of the present invention is to provide a polyimide resin endless belt, an image forming apparatus including the same, and a method for manufacturing a polyimide resin endless belt.
本発明は、以下の特徴を有する。 The present invention has the following features.
(1)全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とジフェニルエーテル骨格を有するジアミンとがイミド結合してなる第一のポリイミド樹脂と、全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレン骨格を有するジアミンとがイミド結合してなる第二のポリイミド樹脂と、導電剤と、が含有されてなり、前記第一のポリイミド樹脂が全ポリイミド樹脂の25モル%以上70モル%以下であり、22℃55RH%の条件下において100V及び1000Vの電圧を印加した時の表面抵抗率の常用対数値の差が0.3(logΩ/□)以下であることを特徴とするポリイミド樹脂製無端ベルト。 (1) A first polyimide resin formed by imide bonding of a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and a diamine having a diphenyl ether skeleton, a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton, and p- A second polyimide resin formed by imide bonding with a diamine having a phenylene skeleton and a conductive agent are contained, and the first polyimide resin is 25 mol% or more and 70 mol% or less of the total polyimide resin. An endless belt made of polyimide resin, characterized in that the difference in common logarithm of surface resistivity when a voltage of 100 V and 1000 V is applied under the condition of 22 ° C. and 55 RH% is 0.3 (log Ω / □) or less .
(2)像担持体と、該像担持体表面を帯電させる帯電手段と、前記像担持体表面に潜像を形成させる潜像形成手段と、前記潜像をトナーにより現像してトナー像を形成させる現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写させる転写手段と、前記トナー像を記録媒体に加熱定着させる定着手段とを有し、前記転写手段に、全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とジフェニルエーテル骨格を有するジアミンとがイミド結合してなる第一のポリイミド樹脂と、全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレン骨格を有するジアミンとがイミド結合してなる第二のポリイミド樹脂と、導電剤と、が含有されてなり、前記第一のポリイミド樹脂が全ポリイミド樹脂の25モル%以上70モル%以下であり、22℃55RH%の条件下において100V及び1000Vの電圧を印加した時の表面抵抗率の常用対数値の差が0.3(logΩ/□)以下であるポリイミド樹脂製無端ベルトを備えることを特徴とする画像形成装置。 (2) An image carrier, a charging unit for charging the surface of the image carrier, a latent image forming unit for forming a latent image on the surface of the image carrier, and developing the latent image with toner to form a toner image. Developing means, transfer means for transferring the toner image to a recording medium, and fixing means for heat-fixing the toner image on the recording medium. The transfer means includes a tetracarboxylic acid diester having a wholly aromatic skeleton. A first polyimide resin formed by imide bonding of an anhydride and a diamine having a diphenyl ether skeleton, a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton, and a diamine having a p-phenylene skeleton. A second polyimide resin and a conductive agent, wherein the first polyimide resin is 25 mol% or more and 70 mol% or less of the total polyimide resin, and 22 ° C. and 55 RH%. Image forming apparatus difference common logarithm value of surface resistivity when applying a voltage of 100V and 1000V is characterized in that it comprises a polyimide resin endless belt is 0.3 (logΩ / □) or less at conditions.
(3)少なくとも以下の(a)〜(c)の工程を有することを特徴とするポリイミド樹脂製無端ベルトの製造方法。
(a)全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とジフェニルエーテル骨格を有するジアミンとを含有するポリアミック酸溶液(i)とカーボンブラックとを混合させ、カーボンブラック分散ポリアミック酸溶液(A)を調製する工程。
(b)前記カーボンブラック分散ポリアミック酸溶液(A)に、全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレン骨格を有するジアミンとを含有するポリアミック酸溶液(ii)を混合させ、カーボンブラック分散ポリアミック酸溶液(B)を調製する工程。
(c)前記(a)および(b)の工程の後、カーボンブラック分散ポリアミック酸溶液(B)を加熱してイミド化反応を行い、無端ベルトを形成する工程。
(3) A method for producing an endless belt made of polyimide resin, comprising at least the following steps (a) to (c).
(A) A polyamic acid solution (i) containing a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and a diamine having a diphenyl ether skeleton is mixed with carbon black to prepare a carbon black-dispersed polyamic acid solution (A). Process.
(B) The carbon black-dispersed polyamic acid solution (A) is mixed with a polyamic acid solution (ii) containing a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and a diamine having a p-phenylene skeleton, A step of preparing a black dispersed polyamic acid solution (B).
(C) A step of forming an endless belt by heating the carbon black-dispersed polyamic acid solution (B) and performing an imidization reaction after the steps (a) and (b).
本発明によれば、弾性率の低い第一のポリイミド樹脂と、弾性率の高い第二のポリイミド樹脂とを含有するため、弾性率と可撓性のバランスが良好であって、導電剤の分散性が高いために、抵抗における電界依存性の小さいポリイミド樹脂製無端ベルトを得ることができる。また、高品質の画像を安定して得ることができる画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, since the first polyimide resin having a low elastic modulus and the second polyimide resin having a high elastic modulus are contained, the balance between the elastic modulus and flexibility is good, and the conductive agent is dispersed. Due to its high property, it is possible to obtain an endless belt made of polyimide resin having a small electric field dependency in resistance. Further, it is possible to provide an image forming apparatus capable of stably obtaining a high quality image.
本発明の実施の形態について以下説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
本実施の形態のポリイミド樹脂製無端ベルトは、全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とジフェニルエーテル骨格を有するジアミンとがイミド結合してなる第一のポリイミド樹脂と、全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレン骨格を有するジアミンとがイミド結合してなる第二のポリイミド樹脂と、導電剤と、が含有されてなり、前記第一のポリイミド樹脂が全ポリイミド樹脂の25モル%以上70モル%以下であり、22℃55RH%の条件下において100V及び1000Vの電圧を印加した時の表面抵抗率の常用対数値の差が0.3(logΩ/□)以下である。 The polyimide resin endless belt of the present embodiment has a first polyimide resin formed by imide bonding of a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and a diamine having a diphenyl ether skeleton, and a wholly aromatic skeleton. A second polyimide resin formed by imide bonding of tetracarboxylic dianhydride and a diamine having a p-phenylene skeleton, and a conductive agent are contained, and the first polyimide resin is 25% of all polyimide resins. The difference between the common logarithmic values of the surface resistivity when a voltage of 100 V and 1000 V is applied under the condition of 22 mol% to 70 mol% and 22 ° C. and 55 RH% is 0.3 (logΩ / □) or less.
上記ポリイミド樹脂は、後述するポリアミック酸をイミド化反応(脱水閉環反応)させて得ることができる。また、上記ポリイミド樹脂製無端ベルトは、後述するように、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸を有機極性溶媒中に溶解させたポリアミック酸溶液を、金型表面に塗布した後、乾燥処理にて溶媒分を適宜除去して、その後、焼成処理を行い、ポリアミック酸のイミド化反応(脱水閉環反応)を行い得ることができる。 The polyimide resin can be obtained by imidization reaction (dehydration ring closure reaction) of a polyamic acid described later. In addition, the endless belt made of polyimide resin is coated with a polyamic acid solution in which a polyamic acid, which is a polyimide precursor, is dissolved in an organic polar solvent, as described later. Is removed as appropriate, and then a baking treatment is performed to perform an imidization reaction (dehydration ring-closing reaction) of polyamic acid.
−ポリアミック酸溶液−
本実施の形態のポリアミック酸溶液は、少なくとも、ポリアミック酸と有機極性溶媒と導電剤とが含有されてなる。以下、各構成物等について詳細に説明する。
-Polyamic acid solution-
The polyamic acid solution of the present embodiment contains at least a polyamic acid, an organic polar solvent, and a conductive agent. Hereinafter, each component etc. are demonstrated in detail.
(ポリアミック酸)
ポリアミック酸としては、下記一般式(1)で表されるポリアミック酸(以下、「ポリアミック酸」ということがある)を用いることができる。なお、ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを実質的に等モル量を有機極性溶媒中で重合反応させて得られる。成型体の強度の観点から、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族系ジアミンとからなるものが好ましい。
(Polyamic acid)
As the polyamic acid, a polyamic acid represented by the following general formula (1) (hereinafter sometimes referred to as “polyamic acid”) can be used. The polyamic acid is obtained by polymerizing a tetracarboxylic dianhydride and a diamine compound in a substantially equimolar amount in an organic polar solvent. From the viewpoint of the strength of the molded body, those composed of an aromatic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine are preferred.
なお、下記一般式(1)中の「R1」は4価の有機基であるが、具体的には、後に例示されているテトラカルボン酸(二無水物)から4つのカルボキシル基を除いた残基が挙げられる。また、下記一般式(1)中の「R2」は2価の有機基であるが、具体的には、後に例示されているジアミン化合物から2つのアミノ基を除いた残基が挙げられる。また、後述する一般式(2)中の「R3」「R4」もそれぞれ、「R1」「R2」と同様である。 In addition, “R1” in the following general formula (1) is a tetravalent organic group. Specifically, a residue obtained by removing four carboxyl groups from a tetracarboxylic acid (dianhydride) exemplified later. Groups. Moreover, “R2” in the following general formula (1) is a divalent organic group, and specific examples thereof include a residue obtained by removing two amino groups from a diamine compound exemplified later. In addition, “R3” and “R4” in the general formula (2) described later are also the same as “R1” and “R2”, respectively.
(ポリアミック酸重合温度)
ポリアミック酸重合時の反応温度としては、0℃〜80℃の範囲で行われる。反応温度が0℃以下であると、溶液の粘度が高くなり、反応系の攪拌が十分に行うことができなくなるためである。また、反応温度が80℃より高くなると、ポリアミック酸の重合と並行して、一部イミド化反応が起こるため、反応制御の点で問題がある。
(Polyamic acid polymerization temperature)
As reaction temperature at the time of polyamic acid polymerization, it is carried out in the range of 0 ° C to 80 ° C. This is because when the reaction temperature is 0 ° C. or lower, the viscosity of the solution increases and the reaction system cannot be sufficiently stirred. Moreover, when reaction temperature becomes higher than 80 degreeC, since imidation reaction occurs partially in parallel with the polymerization of polyamic acid, there is a problem in terms of reaction control.
(全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物)
上述した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。これらのうち、特に3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が好ましい。
(Tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton)
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- Examples thereof include naphthalenetetracarboxylic dianhydride or compounds obtained by substituting these aromatic rings with lower alkyl groups. Of these, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride is particularly preferable.
(ジアミン化合物)
また、第一のポリイミド樹脂を形成するジフェニルエーテル骨格を有するジアミンとしては、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等が挙げられるが、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルがより好ましい。また、第二のポリイミド樹脂を形成するp−フェニレン骨格を有するジアミンとしては、p−フェニレンジアミンが挙げられる。
(Diamine compound)
Examples of the diamine having a diphenyl ether skeleton that forms the first polyimide resin include 4,4′-diaminodiphenyl ether and 3,3′-diaminodiphenyl ether, and 4,4′-diaminodiphenyl ether is more preferable. Moreover, p-phenylenediamine is mentioned as diamine which has the p-phenylene skeleton which forms a 2nd polyimide resin.
(有機極性溶媒)
ポリアミック酸溶液に使用される有機極性溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒;N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミドなどのホルムアミド系溶媒;N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミドなどのアセトアミド系溶媒;N−メチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドンなどのピロリドン系溶媒;フェノール、o−、m−、又はp−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール、カテコールなどのフェノール系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン等のエーテル系溶媒;あるいはヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトン;などを挙げることができ、これらを単独又は混合物として用いるのが望ましいが、更にはキシレン、トルエンのような芳香族炭化水素も使用可能である。溶媒は、ポリアミック酸およびポリアミック酸−ポリイミド共重合体を溶解するものであれば特に限定されない。
(Organic polar solvent)
Examples of the organic polar solvent used in the polyamic acid solution include sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide and diethyl sulfoxide; formamide solvents such as N, N-dimethylformamide and N, N-diethylformamide; N, N-dimethyl Acetamide solvents such as acetamide and N, N-diethylacetamide; pyrrolidone solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone and N-vinyl-2-pyrrolidone; phenol, o-, m-, or p-cresol, xylenol, Phenolic solvents such as halogenated phenols and catechols; Ether solvents such as tetrahydrofuran, dioxane and dioxolane; or hexamethylphosphoramide and γ-butyrolactone; and the like can be used alone or as a mixture. It is preferable, further xylene, aromatic hydrocarbons such as toluene can be used. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves polyamic acid and polyamic acid-polyimide copolymer.
(ポリアミック酸の固形分濃度)
ポリアミック酸溶液の固形分濃度は特に規定されるものではないが、5〜50質量%が好ましく。さらに、特に10〜30質量%が好適である。固形分濃度が5質量%未満であるとポリアミック酸の重合度が低く、最終的に得られる成型体の強度が低下する。また、重合時の固形分濃度が、50質量%より高いと原料モノマーの不溶部が生じ反応が進行しない。
(Solid content concentration of polyamic acid)
The solid content concentration of the polyamic acid solution is not particularly defined, but is preferably 5 to 50% by mass. Furthermore, 10 to 30% by mass is particularly suitable. When the solid content concentration is less than 5% by mass, the degree of polymerization of the polyamic acid is low, and the strength of the molded product finally obtained is lowered. Moreover, when the solid content concentration at the time of polymerization is higher than 50% by mass, an insoluble part of the raw material monomer is generated and the reaction does not proceed.
また、ポリイミド樹脂製無端ベルト製造時の塗工のしやすさより、適当な粘度を発現する範囲が選択される。塗工上最適な粘度範囲としては、一般に1〜100Pasが好ましく、その粘度となるような固形分濃度としては、上述の固形分濃度が望ましい。 Moreover, the range which expresses a suitable viscosity is selected from the ease of the coating at the time of polyimide resin endless belt manufacture. In general, the viscosity range optimum for coating is preferably 1 to 100 Pas, and the solid content concentration described above is desirable as the solid content concentration for achieving the viscosity.
(導電剤)
導電剤としては、導電性をもつカーボンブラックが好ましい。また、分散性向上の観点から、酸性カーボンブラックを用いることが、より好ましい。本実施の形態のポリイミド樹脂製無端ベルトは、上記ポリイミド樹脂に導電剤であるカーボンブラックを分散して製造される。カーボンブラックの配合量は、上記ポリアミック酸の総量100質量部に対して、15〜35質量部、好ましくは、20〜30質量部含有するのが好ましい。カーボンブラックは均一かつ微細に分散しないと、所望の抵抗特性(特に抵抗の面内均一性や電界依存性、表面抵抗率の維持性)に優れたものは得られない。
(Conductive agent)
As the conductive agent, carbon black having conductivity is preferable. From the viewpoint of improving dispersibility, it is more preferable to use acidic carbon black. The endless belt made of polyimide resin of the present embodiment is manufactured by dispersing carbon black as a conductive agent in the polyimide resin. The compounding amount of the carbon black is 15 to 35 parts by mass, preferably 20 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polyamic acid. Unless carbon black is uniformly and finely dispersed, carbon black having excellent desired resistance characteristics (particularly, in-plane uniformity of resistance, electric field dependency, and maintainability of surface resistivity) cannot be obtained.
カーボンブラックの含有量がポリアミック酸の総量100質量部に対して15質量部未満であると、ポリイミド樹脂製無端ベルトとした際に抵抗が高くなり、例えば転写部材として使用した場合トナーを転写できなくなる。一方、35質量部を超えると、ポリイミド樹脂製無端ベルトとした際に抵抗が低くなりすぎるとともに、皮膜がもろくなって屈曲性が低下することになる。 When the content of carbon black is less than 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of polyamic acid, the resistance becomes high when an endless belt made of polyimide resin is used. For example, when used as a transfer member, toner cannot be transferred. . On the other hand, when it exceeds 35 parts by mass, the resistance becomes too low when the polyimide resin endless belt is formed, and the film becomes brittle and the flexibility is lowered.
また、上述のカーボンブラックとは異なる種類のカーボンブラック、または他の導電性もしくは半導電性の材料も使用できる。カーボンブラックの種類としては、ケッチエンブラック、アセチレンブラック等が例示される。また他の導電性もしくは半導電性の材料としては、特に制限はないが、アルミニウムやニッケル等の金属、酸化イットリウム、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。また、LiCl等のイオン導電性物質やポリアニリン、ポリピロール、ポリサルフォン、ポリアセチレンなどの導電性高分子材料の添加も可能である。そしてこれらを単独、あるいは併用して使用してもよい。 Also, a carbon black of a different type from the above-described carbon black, or other conductive or semiconductive material can be used. Examples of the carbon black include ketjen black and acetylene black. Other conductive or semiconductive materials are not particularly limited, and examples thereof include metals such as aluminum and nickel, metal oxide compounds such as yttrium oxide and tin oxide, and potassium titanate. Further, an ion conductive material such as LiCl, or a conductive polymer material such as polyaniline, polypyrrole, polysulfone, or polyacetylene can be added. These may be used alone or in combination.
本発明では、樹脂中への分散性がよいので良好な分散安定性が得られ、ポリイミド樹脂製無端ベルトの抵抗バラツキを小さくすることができるとともに、電界依存性も小さくなり、転写電圧による電界集中がおきづらくなる電気抵抗の経時での安定性より、pH5以下で揮発分が3.5%以上の酸性カーボンブラックを添加することが好ましい。 In the present invention, good dispersion stability is obtained because of good dispersibility in the resin, resistance variation of the endless belt made of polyimide resin can be reduced, electric field dependency is also reduced, and electric field concentration due to transfer voltage is reduced. It is preferable to add acidic carbon black having a pH of 5 or less and a volatile content of 3.5% or more from the stability of the electric resistance over time.
−ポリイミド樹脂製無端ベルト−
本実施の形態のポリイミド樹脂製無端ベルトは、前述したポリアミック酸溶液を、金型表面に塗布した後、乾燥処理にて溶媒分を適宜除去して、その後、焼成処理を行い、ポリアミック酸のイミド化反応(脱水閉環反応)を行い得ることができる。
-Endless belt made of polyimide resin-
The endless belt made of polyimide resin of the present embodiment is prepared by applying the above-described polyamic acid solution to the mold surface, and then removing the solvent appropriately by drying treatment, followed by firing treatment to obtain an imide of polyamic acid. The reaction can be carried out (dehydration ring closure reaction).
本実施の形態のポリイミド樹脂製無端ベルトは、全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とジフェニルエーテル骨格を有するジアミンとがイミド結合してなる第一のポリイミド樹脂と、全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレン骨格を有するジアミンとがイミド結合してなる第二のポリイミド樹脂とが含有されてなる。 The polyimide resin endless belt of the present embodiment has a first polyimide resin formed by imide bonding of a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and a diamine having a diphenyl ether skeleton, and a wholly aromatic skeleton. A second polyimide resin formed by imide bonding of tetracarboxylic dianhydride and a diamine having a p-phenylene skeleton is contained.
より好ましくは、前記第一のポリイミド樹脂が、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸骨格と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル骨格とがイミド結合してなる構造(I)が含有され、前記第二のポリイミド樹脂が、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸骨格とp−フェニレン骨格とがイミド結合してなる構造(II)が含有されてなる。
このとき、前記第一のポリイミド樹脂は全ポリイミド樹脂の25モル%以上70モル%以下であることが好ましい。25モル%未満であると導電剤の高分散性が得にくくなり、ポリイミド樹脂製無端ベルトの抵抗の電界依存性も目標レベルを達成できなくなる。また、70モル%を超えるとポリイミド樹脂製無端ベルトの弾性率や強度が低下し、例えば、画像形成装置の転写ベルトとして用いたとき、カラーレジなどの高速適性悪化や、寿命が短くなるなどの場合がある。なお、全ポリイミド樹脂に対する第一のポリイミド樹脂の割合は、全ポリアミック酸に対する第一のポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸の割合と同様であり、イミド化反応(脱水閉環反応)の前後でその割合が変化するものではない。 At this time, it is preferable that said 1st polyimide resin is 25 mol% or more and 70 mol% or less of all the polyimide resins. If it is less than 25 mol%, it becomes difficult to obtain high dispersibility of the conductive agent, and the electric field dependency of the resistance of the endless belt made of polyimide resin cannot reach the target level. On the other hand, when it exceeds 70 mol%, the elastic modulus and strength of the endless belt made of polyimide resin are lowered. For example, when used as a transfer belt of an image forming apparatus, the high-speed aptitude deterioration of a color registration or the life is shortened. There is a case. In addition, the ratio of the 1st polyimide resin with respect to all the polyimide resins is the same as the ratio of the polyamic acid which is the precursor of the 1st polyimide resin with respect to all the polyamic acids, and before and after imidation reaction (dehydration ring closure reaction) The ratio does not change.
(表面抵抗率)
本実施の形態のポリイミド樹脂製無端ベルトは、22℃55RH%の条件下において、100Vの電圧を印加した時の表面抵抗率の常用対数値が8〜13(logΩ/□)であり、好ましくは9〜12である。表面抵抗率が低すぎると、転写電流の広がりや横流れにより転写画像が乱れることがあり、一方、表面抵抗率が高すぎると、汚れ防止のために表面電位の除電機構が必要になる場合がある。
(Surface resistivity)
The endless belt made of polyimide resin of the present embodiment has a common logarithmic value of surface resistivity of 8 to 13 (log Ω / □) when a voltage of 100 V is applied under the condition of 22 ° C. and 55 RH%, preferably 9-12. If the surface resistivity is too low, the transferred image may be distorted due to the spread or lateral flow of the transfer current. On the other hand, if the surface resistivity is too high, a surface potential neutralization mechanism may be required to prevent contamination. .
(表面抵抗率の電界依存性)
また、本実施の形態のポリイミド樹脂製無端ベルトは、22℃、55RH%の条件下において100V及び1000Vの電圧を印加した時の表面抵抗率の常用対数値の差が0.3(logΩ/□)以下である。
(Electric field dependence of surface resistivity)
In addition, the endless belt made of polyimide resin of the present embodiment has a common logarithmic difference in surface resistivity of 0.3 (logΩ / □) when voltages of 100 V and 1000 V are applied under the conditions of 22 ° C. and 55 RH%. )
カーボンブラックを均一かつ微細に樹脂に含有させることで、印加電圧に対するポリイミド樹脂製無端ベルトの表面抵抗率の変化量(表面抵抗率の電界依存性)を小さくすることができる。例えば画像形成装置内では、通常、使用環境や用紙の種類によって転写電界を変化させることにより、安定して良好な画像を形成させている。しかしながら、転写電界の変化によって転写ベルトの抵抗が変化すると、安定した転写画像が得にくくなり、転写パラメータの設計も困難となる。このような転写電界による転写ベルトの抵抗変動の影響を小さくするために、転写ベルトの抵抗スペックを小さくしたり、電界依存性の小さな抵抗体(例えば、バックアップロールなど)と組み合わせて転写システムを設計したりしているが、いずれもコストアップにつながる。本発明のポリイミド樹脂製無端ベルトを画像形成装置の転写ベルトとして用いた場合、より安定して良好な画像を形成させることができるとともに、転写システム全体として低コスト設計が可能となる。 By containing carbon black uniformly and finely in the resin, the amount of change in the surface resistivity of the endless belt made of polyimide resin with respect to the applied voltage (the electric field dependence of the surface resistivity) can be reduced. For example, in an image forming apparatus, a good image is normally stably formed by changing the transfer electric field according to the use environment and the type of paper. However, if the resistance of the transfer belt changes due to a change in the transfer electric field, it becomes difficult to obtain a stable transfer image, and it becomes difficult to design transfer parameters. In order to reduce the effect of transfer belt resistance fluctuations caused by such transfer electric field, the transfer belt is designed with a smaller transfer belt resistance specification or in combination with a resistor (eg, backup roll) that has a small electric field dependency. However, both lead to cost increase. When the endless belt made of the polyimide resin of the present invention is used as a transfer belt of an image forming apparatus, a good image can be formed more stably, and the transfer system as a whole can be designed at low cost.
また、カーボンブラックを均一かつ微細に樹脂に含有させることで、繰り返し使用の前後でのポリイミド樹脂製無端ベルトの表面抵抗率の変化量が小さく、表面抵抗率の維持性に優れたものとなる。 Further, by containing carbon black uniformly and finely in the resin, the amount of change in the surface resistivity of the polyimide resin endless belt before and after repeated use is small, and the surface resistivity is excellently maintained.
表面抵抗率の変化量とは、表面抵抗率値を常用対数で表し、使用後の表面抵抗率値から使用前の表面抵抗率値を引いたときの値である。例えば、ポリイミド樹脂製無端ベルトを転写ベルトとして使用する際にその表面抵抗率の維持性が劣る場合、例えば葉書サイズへの用紙の転写を繰り返すと、転写ベルトの幅方向に葉書のサイズ分だけ抵抗率が変化し、葉書が接触しなかった転写ベルト領域との抵抗率に差が生じる。この状態で、例えばA3の用紙全面に転写を行なうと、転写画像領域内に転写ベルトの抵抗率の異なる領域があるため、転写効率が異なり、結果的にA3用紙内に画像濃度ムラが発生する。表面抵抗率の変化量は小さいほど良いが、±0.3を越えると転写時の濃度ムラとして検出されることが多い。 The amount of change in surface resistivity is a value obtained when the surface resistivity value is expressed in common logarithm, and the surface resistivity value before use is subtracted from the surface resistivity value after use. For example, when a polyimide resin endless belt is used as a transfer belt and its surface resistivity is poorly maintained, for example, if paper is repeatedly transferred to a postcard size, the resistance of the transfer belt in the width direction is the same as the postcard size. The rate changes and there is a difference in resistivity with the transfer belt area where the postcard did not contact. In this state, for example, when transfer is performed on the entire surface of the A3 sheet, the transfer image area includes areas having different resistivity of the transfer belt. Therefore, transfer efficiency is different, resulting in image density unevenness in the A3 sheet. . The smaller the amount of change in the surface resistivity, the better. However, if it exceeds ± 0.3, it is often detected as density unevenness during transfer.
(表面抵抗率の環境依存性)
また、本実施の形態のポリイミド樹脂製無端ベルトは、10℃、15RH%における100Vの電圧を印加した時の表面抵抗率と、28℃、80RH%における100Vの電圧を印加した時の表面抵抗率の常用対数値の差が0.3(logΩ/□)以下であることが好ましく、0.2以下であることがより好ましい。表面抵抗率の常用対数値の差が0.3以下であると、環境に対して広範囲な転写ラチチュードを有している。そのため、使用環境によって転写電流や電界を制御する機構が不必要であり、安価な転写システムを提供できる。
(Environmental dependence of surface resistivity)
Further, the endless belt made of polyimide resin of the present embodiment has a surface resistivity when a voltage of 100 V at 10 ° C. and 15 RH% is applied, and a surface resistivity when a voltage of 100 V at 28 ° C. and 80 RH% is applied. The difference in common logarithm is preferably 0.3 (logΩ / □) or less, more preferably 0.2 or less. When the difference in the common logarithm of the surface resistivity is 0.3 or less, a wide range of transfer latitude with respect to the environment is obtained. Therefore, a mechanism for controlling the transfer current and electric field depending on the use environment is unnecessary, and an inexpensive transfer system can be provided.
なお、表面抵抗率は、図1に示す円形電極(例えば、三菱油化(株)製ハイレスターIPのHRプローブ)を用い、JIS K6911(1995)に従い、特に指定が無い場合は電圧100Vを印加し、10秒後の電流値から求めた値である。図1は、円形電極の例を示す概略平面図(a)及び概略断面図(b)であり、円形電極は、第一電圧印加電極Aと板状絶縁体Bとを備える。第一電圧印加電極Aは、円柱状電極部Cと、該円柱状電極部Cの外径よりも大きい内径を有し、かつ円柱状電極部Cを一定の間隔で囲む円筒状のリング状電極部Dとを備える。第一電圧印加電極Aにおける円柱状電極部C及びリング状電極部Dと板状絶縁体Bとの間に試験片Tを挟持し、第一電圧印加電極Aにおける円柱状電極部Cとリング状電極部Dとの間に電圧V(V)を印加したときに流れる電流I(A)を測定し、下記式(1)により、表面抵抗率ρs(Ω/□)を算出することができる。ここで、下記式(1)中、d(mm)は円柱状電極部Cの外径を示し、D(mm)はリング状電極部Dの内径を示す。 As for the surface resistivity, a circular electrode shown in FIG. 1 (for example, HR probe of Hiresta IP manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.) is used, and a voltage of 100 V is applied unless otherwise specified according to JIS K6911 (1995). The value obtained from the current value after 10 seconds. FIG. 1 is a schematic plan view (a) and a schematic cross-sectional view (b) showing an example of a circular electrode. The circular electrode includes a first voltage application electrode A and a plate-like insulator B. The first voltage application electrode A has a columnar electrode portion C and a cylindrical ring electrode having an inner diameter larger than the outer diameter of the columnar electrode portion C and surrounding the columnar electrode portion C at regular intervals. Part D is provided. A test piece T is sandwiched between the cylindrical electrode part C and the ring-shaped electrode part D and the plate-like insulator B in the first voltage application electrode A, and the cylindrical electrode part C and the ring shape in the first voltage application electrode A. The current I (A) flowing when the voltage V (V) is applied between the electrode part D is measured, and the surface resistivity ρs (Ω / □) can be calculated by the following formula (1). Here, in the following formula (1), d (mm) indicates the outer diameter of the cylindrical electrode portion C, and D (mm) indicates the inner diameter of the ring-shaped electrode portion D.
式(1) ρs=π×(D+d)/(D−d)×(V/I) Formula (1) ρs = π × (D + d) / (D−d) × (V / I)
(引張弾性率)
また、本実施の形態のポリイミド樹脂製無端ベルトは、JIS K7127(1999)に規定される引張弾性率が4.0GPa以上である。引張弾性率が4.0GPa以上であることで、強い張力を掛けて高速回転させてもベルトの周長が伸びることがない。従って、例えば画像形成装置の転写ベルトとして使用した場合は、カラーレジの小さな高品質の画像を得ることに寄与できる。なお、引張弾性率は、JIS K 7127(1999)に準じて引張試験を行い、得られた応力・歪曲線の初期ひずみ領域の曲線に接線を引き、その傾きにより求められる。
(Tensile modulus)
Further, the endless belt made of polyimide resin of the present embodiment has a tensile elastic modulus defined by JIS K7127 (1999) of 4.0 GPa or more. When the tensile elastic modulus is 4.0 GPa or more, even when a strong tension is applied and the belt is rotated at a high speed, the peripheral length of the belt does not increase. Therefore, for example, when used as a transfer belt of an image forming apparatus, it can contribute to obtaining a high-quality image with a small color registration. The tensile elastic modulus is obtained by performing a tensile test according to JIS K 7127 (1999), drawing a tangent line to the curve in the initial strain region of the obtained stress / strain curve, and obtaining the slope.
(耐折回数)
また、本実施の形態のポリイミド樹脂製無端ベルトは、9.8Nの荷重をかけて行うMIT試験法による耐折回数が1000回以上である。耐折回数が1000回以上であるため、可撓性、追従性に優れる。該MIT試験法による耐折回数測定は、JIS P8115(2001)に準拠(JIS P8115(2001)における「紙及び板紙」を「ポリイミド樹脂製無端ベルト」に読みかえる。)する方法であり、図2に示すMIT試験機を用いて測定する。図2はMIT試験機を説明するための概略構成図である。図2に示すMIT試験機は折曲げ装置取付面4に取り付けられた、試験片9を挟み折曲げるための0.38mmの曲率半径をもつ折曲げ装置6、プランジャー8に取り付けられた荷重を掛けるためのつかみ具10からなる。前記MIT試験法による耐折回数測定の手順は以下のとおりである。試験片9の一方を折曲げ装置6で挟む。更に試験片9の他の一方をつかみ具10で挟み、試験片9に9.8N(1kgf)の荷重を掛ける。次に折曲げ装置6を135±2°の角度で、毎分175±10回となる速度で回転させて、荷重が掛けられた試験片2を折曲げ装置6の曲率面で繰り返し折り曲げ、ストレスを与えて破断させる。
(Number of folding times)
In addition, the polyimide resin endless belt of the present embodiment has a folding endurance of 1000 or more according to the MIT test method applied with a load of 9.8 N. Since the folding resistance is 1000 times or more, the flexibility and followability are excellent. The folding endurance measurement by the MIT test method is based on JIS P8115 (2001) (“paper and paperboard” in JIS P8115 (2001) is replaced with “polyimide resin endless belt”), and FIG. Measured using the MIT test machine shown in FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining the MIT testing machine. The MIT testing machine shown in FIG. 2 has a bending device 6 attached to the bending device mounting surface 4 and having a radius of curvature of 0.38 mm for sandwiching the test piece 9 and a load attached to the plunger 8. It consists of a gripping tool 10 for hanging. The procedure for measuring the folding endurance by the MIT test method is as follows. One of the test pieces 9 is sandwiched by the bending device 6. Further, the other one of the test pieces 9 is sandwiched by the gripping tool 10 and a load of 9.8 N (1 kgf) is applied to the test piece 9. Next, the bending device 6 is rotated at an angle of 135 ± 2 ° at a speed of 175 ± 10 times per minute, and the test piece 2 to which a load is applied is repeatedly bent at the curvature surface of the bending device 6 and stress is applied. To break.
耐折回数Nは、破断までの折り曲げ回数Nを用いる。また、耐折強度FEは、Nより下記式(4)に従い求められる。
FE=log10N ・・・式(4)
As the number of folding times N, the number of folding times N until the breakage is used. Further, the bending strength FE is obtained from N according to the following formula (4).
FE = log 10 N (4)
−ポリイミド樹脂製無端ベルトの製造方法−
本実施の形態のポリイミド樹脂製無端ベルトの製造方法は、少なくとも以下の(a)〜(c)の工程を有することを特徴とするポリイミド樹脂製無端ベルトの製造方法である。
(a)全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とジフェニルエーテル骨格を有するジアミンとを含有するポリアミック酸溶液(i)とカーボンブラックとを混合させ、カーボンブラック分散ポリアミック酸溶液(A)を調製する工程。
(b)前記カーボンブラック分散ポリアミック酸溶液(A)に、全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレン骨格を有するジアミンとを含有するポリアミック酸溶液(ii)を混合させ、カーボンブラック分散ポリアミック酸溶液(B)を調製する工程。
(c)前記(a)および(b)の工程の後、カーボンブラック分散ポリアミック酸溶液(B)を加熱してイミド化反応を行い、無端ベルトを形成する工程。
-Manufacturing method of endless belt made of polyimide resin-
The method for producing an endless belt made of polyimide resin according to the present embodiment is a method for producing an endless belt made of polyimide resin, characterized by having at least the following steps (a) to (c).
(A) A polyamic acid solution (i) containing a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and a diamine having a diphenyl ether skeleton is mixed with carbon black to prepare a carbon black-dispersed polyamic acid solution (A). Process.
(B) The carbon black-dispersed polyamic acid solution (A) is mixed with a polyamic acid solution (ii) containing a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and a diamine having a p-phenylene skeleton, A step of preparing a black dispersed polyamic acid solution (B).
(C) A step of forming an endless belt by heating the carbon black-dispersed polyamic acid solution (B) and performing an imidization reaction after the steps (a) and (b).
さらに、上記ポリアミック酸(i)が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からなるポリアミック酸であり、前記ポリアミック酸(ii)が3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレンジアミンからなるポリアミック酸であることが好ましい。
(カーボンブラックの分散工程)
以下、カーボンブラックを均一かつ微細に分散する工程の一例について説明する。
(Carbon black dispersion process)
Hereinafter, an example of the step of uniformly and finely dispersing carbon black will be described.
まず、全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とジフェニルエーテル骨格を有するジアミンとを含有するポリアミック酸溶液(i)に、カーボンブラックを分散させる際に、メディアを使用しない衝突型分散機を用いるのが好適である。衝突型分散機とは、2つ以上に分割した溶液を衝突させて分散する機械であり、衝突時の圧力は150MPa以上であることが好ましい。 First, when a carbon black is dispersed in a polyamic acid solution (i) containing a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and a diamine having a diphenyl ether skeleton, a collision type disperser that does not use media is used. Is preferred. The collision type disperser is a machine that collides and disperses two or more divided solutions, and the pressure at the time of the collision is preferably 150 MPa or more.
分散をするには、まず全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とジフェニルエーテル骨格を有するジアミンとを含有するポリアミック酸溶液(i)にカーボンブラックを混合し、予備分散を行う。予備分散とは、撹拌機でカーボンブラックの混合液をよく撹拌し、カーボンブラックの固まりを細かくほぐすことである。次に予備分散が済んだ溶液を衝突型分散機に通す。 For dispersion, first, carbon black is mixed in a polyamic acid solution (i) containing a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and a diamine having a diphenyl ether skeleton, and preliminary dispersion is performed. Pre-dispersion is to stir the carbon black mixture well with a stirrer to loosen the carbon black mass finely. Next, the preliminarily dispersed solution is passed through a collision type disperser.
図3は、衝突型分散機の説明図であり、上流から下流に向かって一点に連結された2つの第1流路管50と、連結部を構成する連結管52、この連結管52の一端から2つ以上に分岐した第2流路管54、とから構成された流路に、溶液を流すことにより、分散するものである。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a collision type disperser. Two first
その操作はまず、2つの第1流路管50にそれぞれ溶液を流す。この流圧を、150MPa以上とし、連結部を構成する連結管52の一端52a近傍で150MPa以上で互いの溶液を衝突させる。衝突した混合液は、連結管52を通過し、2つ以上に分岐した第2流路管54にそれぞれ流れ、再び2つに分割される。この再び2つに分割された混合溶液を、さらに第1流路管50に流し、混合・分割を2回以上の複数回繰り返すこともできる。このように150MPa以上で衝突させて混合させることで、当該溶液にせん断力と共に、強い圧力で衝突力を付加することが可能となり、均一かつ微細にカーボンブラックを高濃度で分散させることができる。
In the operation, first, the solutions are caused to flow through the two first
圧力は、150MPa以上が必要であるが、好ましくは150〜250MPa、より好ましくは180〜220MPaの圧力で互いに衝突させることが好ましい。圧力が、150MPa未満であると、カーボンブラックを微細に分散することができなくなる場合がある。 The pressure needs to be 150 MPa or more, preferably 150 to 250 MPa, more preferably 180 to 220 MPa. If the pressure is less than 150 MPa, carbon black may not be finely dispersed.
衝突した混合液は、連結管52を通過するが、この2つの第1流路管50の連結部(図中では、連結管52の一端52a近傍)、即ち2つの溶液が衝突する衝突部の最小断面積を0.07mm2以下(好ましくは0.007〜0.05mm2以下、より好ましくは0.015〜0.04mm2)とするのが好ましい。これは、溶液を衝突させる面積を小さくすることで、効率良く溶液に圧力を付加させることができるからである。ここで、2つの溶液が衝突する衝突部の最小断面積は、図中では連結管52入り口近傍での流路管50の断面積に相当する。
The mixed liquid that has collided passes through the connecting
カーボンブラックの分散性を向上させるため、例えばこの経路を合計5回通過させるが、本発明においてはさらに、第1流路管50から第2流路管54を含む分散液経路には、温度を管理した冷却媒体を循環させる機構を設け、分散液の液温度が120℃を超えないように制御する。分散液の液温度が120℃を超えると、一度分散したカーボンブラックが再度凝集して分散性が悪くなる場合がある。また、分散液の液温度が120℃を超えた状態で分散を続けると、ポリアミック酸が加水分解を起こす可能性がある。
In order to improve the dispersibility of the carbon black, for example, this path is passed five times in total. In the present invention, the temperature of the dispersion liquid path including the first
前記したように分散工程では、樹脂材料が分散時に高温、高圧にて処理される為に、樹脂の劣化が生じ機械的特性が悪化する可能性がある。分散時はカーボンブラックをなるべく高濃度で行って処理する樹脂量を少なくし、分散後に分散処理を経ていない樹脂溶液を加えて増量し、所定のカーボンブラック含有量に調製するのが好ましい。そのため、分散時のカーボンブラック混合量は、皮膜形成樹脂100質量部に対して、80〜100質量部にするのが好ましい。 As described above, in the dispersion step, since the resin material is processed at a high temperature and a high pressure during dispersion, the resin may be deteriorated and the mechanical characteristics may be deteriorated. At the time of dispersion, it is preferable to reduce the amount of resin to be processed by carrying out carbon black at as high a concentration as possible, add a resin solution that has not undergone the dispersion treatment after dispersion, and increase the amount to prepare a predetermined carbon black content. Therefore, the amount of carbon black mixed at the time of dispersion is preferably 80 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the film-forming resin.
分散後のカーボンブラックの平均粒子径は、500nm以下であることが好ましい。カーボンブラックの粒子径が大きすぎると、抵抗の電界依存性が得られない他、機械的強度が低下したり、表面抵抗率の維持性が悪化することがある。なお、カーボンブラックの平均粒子径は、例えば大塚電子製の動的光散乱式測定器PAR−IIIを用いて測定できる。測定条件はclock rate:100μs、accumulate time:10回、correlate ch:128、温度:20℃、溶媒:NMPである。 The average particle size of carbon black after dispersion is preferably 500 nm or less. If the particle size of the carbon black is too large, the electric field dependency of the resistance cannot be obtained, the mechanical strength may be lowered, and the maintainability of the surface resistivity may be deteriorated. In addition, the average particle diameter of carbon black can be measured using, for example, a dynamic light scattering type measuring device PAR-III manufactured by Otsuka Electronics. The measurement conditions are: clock rate: 100 μs, accumulate time: 10 times, correlate ch: 128, temperature: 20 ° C., solvent: NMP.
分散時、不純物の混入やカーボンブラック凝集体があった場合、溶液を、例えば、目開き25μm以下のフィルターを通すことで粗大粒子を除去し、均一な分散状態の溶液を得ることが可能である。 When impurities are mixed or carbon black aggregates are present during dispersion, it is possible to remove coarse particles by passing the solution through, for example, a filter having an aperture of 25 μm or less to obtain a uniformly dispersed solution. .
次いで、上記分散工程の後、且つ後述する混合工程の前に、溶液の温度を20〜60℃となるように制御する。一旦温度を下げる理由の1つは、後添加する全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレン骨格を有するジアミンとを含有するポリアミック酸溶液(ii)中の溶媒が急速に蒸発することを抑制するためである。 Next, the temperature of the solution is controlled to 20 to 60 ° C. after the dispersion step and before the mixing step described later. One reason for lowering the temperature is that the solvent in the polyamic acid solution (ii) containing a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and a diamine having a p-phenylene skeleton to be added later is rapidly evaporated. It is for suppressing doing.
(混合工程)
上述した全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とジフェニルエーテル骨格を有するジアミンとを含有するポリアミック酸溶液(i)とカーボンブラックとを混合させ、カーボンブラック分散ポリアミック酸溶液(A)に、全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレン骨格を有するジアミンとを含有するポリアミック酸(ii)を混合させ、カーボンブラック分散ポリアミック酸溶液(B)を調製する。
(Mixing process)
A polyamic acid solution (i) containing a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and a diamine having a diphenyl ether skeleton are mixed with carbon black, and the carbon black-dispersed polyamic acid solution (A) is completely mixed. A polyamic acid (ii) containing a tetracarboxylic dianhydride having an aromatic skeleton and a diamine having a p-phenylene skeleton is mixed to prepare a carbon black-dispersed polyamic acid solution (B).
上記混合工程において、上述した図2に示す衝突型分散機を用いてもよく、またはボールミル、サンドミル、バスケットミル、超音波分散等を用いて混合してもよい。 In the mixing step, the above-described collision type disperser shown in FIG. 2 may be used, or mixing may be performed using a ball mill, a sand mill, a basket mill, ultrasonic dispersion, or the like.
上述した全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とジフェニルエーテル骨格を有するジアミンとを含有するポリアミック酸溶液(i)および全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレン骨格を有するジアミンとを含有するポリアミック酸溶液(ii)の濃度は、適宜選択されるが、好ましい溶液の固形分濃度は10〜40質量%である。これらの溶媒としては、ジメチルアセトアミドやN−メチル−2−ピロリドン(NMP)などのアミド系溶媒等が挙げられる。溶液の粘度は合成時の分子量により調製される。このとき、前記全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とジフェニルエーテル骨格を有するジアミンとを含有するポリアミック酸は全ポリアミック酸の25モル%以上70モル%以下であることが好ましい。25モル%未満であると導電剤の高分散性が得にくくなり、70モル%を超えるとイミド化後の弾性率や強度が低下し、例えば、画像形成装置の転写ベルトとして用いたとき、カラーレジなどの高速適性悪化や、寿命が短くなるなどの場合がある。 A polyamic acid solution (i) containing the tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and a diamine having a diphenyl ether skeleton, and a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and a p-phenylene skeleton Although the density | concentration of the polyamic acid solution (ii) containing diamine is selected suitably, the solid content concentration of a preferable solution is 10-40 mass%. Examples of these solvents include amide solvents such as dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). The viscosity of the solution is adjusted by the molecular weight at the time of synthesis. At this time, the polyamic acid containing the tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and the diamine having a diphenyl ether skeleton is preferably 25 mol% or more and 70 mol% or less of the total polyamic acid. If it is less than 25 mol%, it becomes difficult to obtain high dispersibility of the conductive agent, and if it exceeds 70 mol%, the elastic modulus and strength after imidation are lowered. There is a case where the high-speed aptitude of the cash register is deteriorated or the life is shortened.
カーボンブラックとしては、上述したが、pH5以下でかつ揮発分3.5%以上のものを好ましく用いることができ、例えば、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック等の一般的なカーボンブラックが挙げられるが、分散性の点で酸性カーボンブラックが好ましい。また、1種類でなく複数種類配合することも可能である。 As described above, carbon black having a pH of 5 or less and a volatile content of 3.5% or more can be preferably used. Examples of carbon black include general carbon black such as oil furnace black and channel black. From the viewpoint of properties, acidic carbon black is preferable. Moreover, it is also possible to mix | blend multiple types instead of one type.
(成膜方法)
本発明において成膜方法は特に規定する必要はなく、一般的な遠心成形法、浸漬塗布法や環状塗布法を用いることができる。
(Film formation method)
In the present invention, the film forming method is not particularly required, and a general centrifugal molding method, a dip coating method or an annular coating method can be used.
遠心成形法の金型や浸漬塗布法や環状塗布法に用いる芯体は、アルミニウムやステンレス、ニッケル等の金属製の円筒が好ましい。円筒の長さは、目的とする無端ベルト以上の長さが必要であり、複数の無端ベルトを同時に作製する場合には、その本数分以上の長さが必要である。また、端部に生じる無効領域に対する余裕幅を確保するため、目的の長さより、10〜40%程度長いことが望ましい。 The core used for the mold for centrifugal molding, the dip coating method and the annular coating method is preferably a cylinder made of metal such as aluminum, stainless steel or nickel. The length of the cylinder needs to be equal to or longer than the target endless belt, and when a plurality of endless belts are manufactured at the same time, a length equal to or more than the number of the endless belts is required. Further, in order to secure a margin for the invalid area generated at the end, it is desirable that the length is about 10 to 40% longer than the target length.
遠心成形法で用いる円筒金型の内径や浸漬塗布法や環状塗布法に用いる円筒芯体の外径は、目的とするポリイミド樹脂製無端ベルトの直径に合わせ、肉厚は強度が保てる厚さにする。形成される皮膜が円筒金型の内表面や円筒芯体の外表面に接着するのを防ぐため、金型の内表面や芯体の外表面には離型性を付与するが、それには、該当する表面をフッ素樹脂やシリコーン樹脂で被覆したり、離型剤を塗布したりする方法がある。 The inner diameter of the cylindrical mold used in the centrifugal molding method and the outer diameter of the cylindrical core used in the dip coating method and the annular coating method are set to match the diameter of the endless belt made of polyimide resin, and the thickness should be such that the strength can be maintained. To do. In order to prevent the formed film from adhering to the inner surface of the cylindrical mold and the outer surface of the cylindrical core body, the mold inner surface and the outer surface of the core body are given releasability. There are methods of covering the corresponding surface with a fluorine resin or a silicone resin, or applying a release agent.
なお、ポリアミック酸のイミド化反応(脱水閉環反応)時には、溶媒や脱水反応時に発生する水の蒸発のため、反応後の皮膜には部分的に膨れを生じることがある。皮膜の膨れは特に膜厚が50μmを越える場合に多く発生する。この膨れを防止するために、特開2002−160239号公報開示の如く、芯体表面を粗面化することが好ましい。その方法には、ブラスト、切削、サンドペーパーがけ等の方法があり、表面粗さはRa0.2〜2μm程度が好ましい。これにより、皮膜から生じる気体は、芯体と皮膜の間に形成されるわずかな隙間を通って外部に出ることができ、膨れを生じない。 In the imidization reaction (dehydration cyclization reaction) of polyamic acid, the solvent after the reaction or evaporation of water generated during the dehydration reaction may cause partial swelling of the film after the reaction. Swelling of the film often occurs especially when the film thickness exceeds 50 μm. In order to prevent this swelling, it is preferable to roughen the core surface as disclosed in JP-A-2002-160239. As the method, there are methods such as blasting, cutting, sandpaper peeling, etc., and the surface roughness is preferably about Ra 0.2 to 2 μm. Thereby, the gas generated from the film can go out through a slight gap formed between the core and the film, and does not swell.
次に環状体を用いる環状塗布方法の一例を説明する。図4は塗布中の塗布装置の概略断面図である。但し、塗布主要部のみを示し、芯体の昇降手段などの周辺部は省略した。なお、本明細書において、「芯体上に塗布する」とは、芯体の表面上に塗液を塗布する意味である。また、「芯体を上昇」とは液面との相対関係であり、「芯体を停止し、塗布液面を下降」させる場合を含む。 Next, an example of an annular coating method using an annular body will be described. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the coating apparatus during coating. However, only the main part of the coating is shown, and the peripheral parts such as the lifting and lowering means for the core body are omitted. In the present specification, “applying onto the core” means applying a coating liquid onto the surface of the core. Further, “raising the core” is a relative relationship with the liquid level, and includes the case of “stopping the core and lowering the coating liquid level”.
図4において、溶液12を環状塗布槽7に入れ、その下部から上部へ芯体11を通過させると、塗膜14が形成され、塗布が行われる。芯体11の下には、他の芯体11’が重ねられる。環状塗布槽17の底部には、溶液が漏れないよう、シール材18を取り付ける。シール材は、ポリエチレンやシリコーンゴム、フッソ樹脂等の柔軟性板材から成る。塗液12上には、芯体11の断面の外周外径よりも大きな円孔16を設けた環状体15を自由移動可能状態で設置する。環状体は、塗布中は溶液に浮上するが、静止時に浮力が不足する場合は、沈没防止のために環状体15の外周面または塗布槽に、環状体を支える足や腕を設けてもよい。
In FIG. 4, when the
塗布の際は、芯体11と円孔16との間隙により、塗膜14の膜厚が調整されるので、その間隙は、所望の塗布膜厚を鑑みて調整する。芯体の上昇速度は0.1〜10.0m/min程度であるのが好ましく、円孔16を通して芯体11を上昇させると、溶液2の介在により、芯体11と環状体15との間隙にて摩擦抵抗が生じ、環状体15は持ち上げられる。このように環状体15が持ち上げられた際、環状体15は芯体11との摩擦抵抗が周方向で一定になるように水平方向に移動し、間隙が周方向で一定になる。そこで、環状体15が芯体1と接触することはなく、常に一定間隙が保たれる。
At the time of application, the film thickness of the
(無端ベルトの作製方法)
芯体への塗布後、塗膜を乾燥して自己支持膜となるまで溶媒を除去することが行なわれる。乾燥条件は、乾燥後の塗膜に含まれる溶媒が30〜50重量%前後になるように設定することが好ましく、温度は100〜200℃、時間は10〜60分程度が好ましい。溶剤の乾燥を促進するために、塗膜表面には熱風を吹きつけてもよい。乾燥時、塗膜が下方に垂れないよう、芯体の軸方向を水平にして、2〜20rpmで回転させるのが好ましい。
(Endless belt production method)
After application to the core, the solvent is removed until the coating film is dried to form a self-supporting film. The drying conditions are preferably set so that the solvent contained in the coated film after drying is about 30 to 50% by weight, the temperature is preferably 100 to 200 ° C., and the time is preferably about 10 to 60 minutes. In order to accelerate the drying of the solvent, hot air may be blown onto the surface of the coating film. When drying, it is preferable that the axis direction of the core is horizontal and rotated at 2 to 20 rpm so that the coating film does not hang downward.
次いで、芯体を加熱して皮膜を形成する。加熱温度は一般に250〜400℃、好ましくは300〜350℃程度である。イミド化反応は、250℃以上の温度でないと完結しにくいので、250℃以上、好ましくは300℃以上の温度に30分以上置くことが好ましい。 Next, the core is heated to form a film. The heating temperature is generally about 250 to 400 ° C, preferably about 300 to 350 ° C. Since the imidization reaction is difficult to complete unless the temperature is 250 ° C. or higher, the imidation reaction is preferably performed at a temperature of 250 ° C. or higher, preferably 300 ° C. or higher for 30 minutes or longer.
冷却後、芯体を取り出し、形成された皮膜を芯体から剥離して無端ベルトを得る。その際、剥離が容易になる観点から、芯体と皮膜との間にエアを吹き込むことが好ましい。無端ベルトは、端部の不要部分を切って所定長さに切断する。さらに必要に応じて、穴あけ加工やリブ付け加工、等を施してもよい。 After cooling, the core is taken out and the formed film is peeled off from the core to obtain an endless belt. At that time, it is preferable to blow air between the core and the film from the viewpoint of easy peeling. The endless belt is cut to a predetermined length by cutting an unnecessary portion at the end. Furthermore, you may give a drilling process, a rib attachment process, etc. as needed.
−画像形成装置−
本実施の形態の画像形成装置は、像担持体と、該像担持体表面を帯電する帯電手段と、前記像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体上に転写する転写手段と、前記トナー像を記録媒体に加熱定着させる定着手段とを有し、前記転写手段として上述のポリイミド樹脂製無端ベルトを備える。
-Image forming device-
The image forming apparatus according to the present embodiment includes an image carrier, a charging unit that charges the surface of the image carrier, a latent image forming unit that forms a latent image on the surface of the image carrier, and the latent image using toner. Development means for developing and forming a toner image; transfer means for transferring the toner image onto a recording medium; and fixing means for heating and fixing the toner image onto the recording medium. A resin endless belt is provided.
本発明の画像形成装置は、上述の構成を有する画像形成装置であれば、特に限定されるものではなく、例えば、現像装置内に単色のトナーのみを収容する通常のモノカラー画像形成装置や、像担持体上に担持されたトナー像を中間転写ベルトに順次一次転写を繰り返すカラー画像形成装置、各色毎の現像器を備えた複数の像担持体を中間転写ベルト上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置等が挙げられる。 The image forming apparatus of the present invention is not particularly limited as long as it is an image forming apparatus having the above-described configuration. For example, a normal monocolor image forming apparatus that contains only a single color toner in the developing device, A color image forming apparatus that sequentially repeats primary transfer of a toner image carried on an image carrier onto an intermediate transfer belt, and a tandem type in which a plurality of image carriers equipped with developing units for respective colors are arranged in series on the intermediate transfer belt Examples thereof include a color image forming apparatus.
更に、本発明の画像形成装置は、像担持体に形成されたトナー像を中間転写ベルトに一次転写する第一転写手段と、該中間転写ベルトに転写されたトナー像を被転写体に二次転写する第二転写手段と、を少なくとも備える画像形成装置であって、前記中間転写ベルトが、既述の本発明のポリイミド樹脂製無端ベルト(中間転写ベルト)であってもよい。ポリイミド樹脂製無端ベルトを中間転写ベルトとして用いる場合、厚さは60〜100μmが好ましい。 Further, the image forming apparatus of the present invention includes a first transfer unit that primarily transfers a toner image formed on an image carrier to an intermediate transfer belt, and a toner image transferred to the intermediate transfer belt to a transfer target. An image forming apparatus including at least a second transfer unit for transferring, wherein the intermediate transfer belt may be the polyimide resin endless belt (intermediate transfer belt) of the present invention described above. When a polyimide resin endless belt is used as the intermediate transfer belt, the thickness is preferably 60 to 100 μm.
このようなタンデム型のカラー画像形成装置の具体例について図面を用いて以下に説明する。 A specific example of such a tandem type color image forming apparatus will be described below with reference to the drawings.
図5は、本発明の画像形成方法により画像を形成するための、画像形成装置の構成例を示す概略図である。図示した画像形成装置200は、ハウジング400内において4つの電子写真感光体401a〜401dが中間転写ベルト409に沿って相互に並列に配置されている。電子写真感光体401a〜401dは、例えば、電子写真感光体401aがイエロー、電子写真感光体401bがマゼンタ、電子写真感光体401cがシアン、電子写真感光体401dがブラックの色からなる画像をそれぞれ形成することが可能である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration example of an image forming apparatus for forming an image by the image forming method of the present invention. In the illustrated
電子写真感光体401a〜401dのそれぞれは所定の方向(紙面上は反時計回り)に回転可能であり、その回転方向に沿って帯電ロール402a〜402d、現像装置404a〜404d、1次転写ロール410a〜410d、クリーニングブレード415a〜415dが配置されている。現像装置404a〜404dのそれぞれにはトナーカートリッジ405a〜405dに収容されたブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの4色のトナーが供給可能であり、また、1次転写ロール410a〜410dはそれぞれ中間転写ベルト409を介して電子写真感光体401a〜401dに当接している。
Each of the electrophotographic
さらに、ハウジング400内の所定の位置には露光装置403が配置されており、露光装置403から出射された光ビームを帯電後の電子写真感光体401a〜401dの表面に照射することが可能となっている。これにより、電子写真感光体401a〜401dの回転工程において帯電、露光、現像、1次転写、クリーニングの各工程が順次行われ、各色のトナー像が中間転写ベルト409上に重ねて転写される。
Further, an
ここで、帯電ロール402a〜402dは、電子写真感光体401a〜401dの表面に導電性部材(帯電ロール)を接触させて感光体に電圧を均一に印加し、感光体表面を所定の電位に帯電させるものである(帯電工程)。なお本実施形態において示した帯電ロールの他、帯電ブラシ、帯電フィルム若しくは帯電チューブなどを用いて接触帯電方式による帯電を行ってもよい。また、コロトロン若しくはスコロトロンを用いた非接触方式による帯電を行ってもよい。
Here, the charging
露光装置403としては、電子写真感光体401a〜401dの表面に、半導体レーザー、LED(light emitting diode)、液晶シャッター等の光源を所望の像様に露光できる光学系装置等を用いることができる。これらの中でも、非干渉光を露光可能な露光装置を用いると、電子写真感光体401a〜401dの導電性基体と感光層との間での干渉縞を防止することができる。
As the
現像装置404a〜404dには、上述の二成分静電荷像現像用現像剤を接触又は非接触させて現像する一般的な現像装置を用いて行うことができる(現像工程)。そのような現像装置としては、二成分静電荷像現像用現像剤を用いる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜公知のものを選択することができる。
For the developing
一次転写工程では、1次転写ロール410a〜410dに、像担持体に担持されたトナーと逆極性の1次転写バイアスが印加されることで、像担持体から中間転写ベルト409へ各色のトナーが順次1次転写される。
In the primary transfer process, a primary transfer bias having a polarity opposite to that of the toner carried on the image carrier is applied to the primary transfer rolls 410a to 410d, so that each color toner is transferred from the image carrier to the
クリーニングブレード415a〜415dは、転写工程後の電子写真感光体の表面に付着した残存トナーを除去するためのもので、これにより清浄面化された電子写真感光体は上記の画像形成プロセスに繰り返し供される。クリーニングブレードの材質としてはウレタンゴム、ネオプレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。 The cleaning blades 415a to 415d are for removing residual toner adhering to the surface of the electrophotographic photosensitive member after the transfer process, and the electrophotographic photosensitive member cleaned by this cleaning process is repeatedly used in the above-described image forming process. Is done. Examples of the material for the cleaning blade include urethane rubber, neoprene rubber, and silicone rubber.
中間転写ベルト409は駆動ロール406、バックアップロール408及びテンションロール407により所定の張力をもって支持されており、これらのロールの回転によりたわみを生じることなく回転可能となっている。また、2次転写ロール413は、中間転写ベルト409を介してバックアップロール408と当接するように配置されている。
The
2次転写ロール413に、中間転写体上のトナーと逆極性の2次転写バイアスが印加されることで、中間転写ベルトから記録媒体へトナーが2次転写される。バックアップロール408と2次転写ロール413との間を通った中間転写ベルト409は、例えば駆動ロール406の近傍に配置されたクリーニングブレード416或いは、除電器(不図示)により清浄面化された後、次の画像形成プロセスに繰り返し供される。また、ハウジング400内の所定の位置にはトレイ(被転写媒体トレイ)411が設けられており、トレイ411内の紙などの被転写媒体500が移送ロール412により中間転写ベルト409と2次転写ロール413との間、さらには相互に当接する2個の定着ロール414の間に順次移送された後、ハウジング400の外部に排紙される。
By applying a secondary transfer bias having a reverse polarity to the toner on the intermediate transfer member to the
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし、各実施例は、本発明を制限するものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. However, each example does not limit the present invention.
(実施例1)
宇部興産(株)製ユーワニスAの100質量部(前記式A:ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と4,4’−ジアミノビフェニルエーテルからなる(それぞれのモル比1:1)ポリアミック酸のNMP溶液、イミド転化後の固形分率が18wt%、粘度約5Pa・s)にカーボンブラック(Special Black 4 Degussa製 pH3,揮発分14wt%)を9質量部添加し、図3に示すジーナス製ジェットミル分散機(Geanus PY:衝突部の最小部断面積0.032mm2)を用い、圧力を200MPaで溶液を2分割後衝突させ、再度2分割する経路を5回通過させて分散・混合した。得られた分散液の粘度は室温で約8Pa・sであった。
(Example 1)
100 parts by mass of Uwanis A manufactured by Ube Industries, Ltd. (formula A: NMP solution of polyamic acid consisting of biphenyltetracarboxylic dianhydride and 4,4′-diaminobiphenyl ether (each molar ratio 1: 1), 9 parts by mass of carbon black (Special Black 4 Degussa, pH 3,
得られた分散液100部に対し、宇部興産(株)製ユーワニスS(前記式B:ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミンからなる(それぞれのモル比1:1)ポリアミック酸のNMP溶液、イミド転化後の固形分率が18wt%、粘度約5Pa・s)を70部添加し、(株)愛工舎製作所製アイコーミキサーを用いて攪拌・混合することによって、ポリイミド製無端ベルトの原料液を準備した。得られた原料液の粘度は室温で約約6Pa・sであった(原料液は、イミド転化後のポリイミド樹脂に対するカーボンブラックは28.4部であり、ポリイミド樹脂中のユーワニスA成分は、約51モル%である。)。 100 parts by weight of the resulting dispersion, Euvarnish S manufactured by Ube Industries, Ltd. (formula B: biphenyltetracarboxylic dianhydride and paraphenylenediamine (each molar ratio 1: 1) NMP solution of polyamic acid 70 parts of a solid fraction after imide conversion and a viscosity of about 5 Pa · s) are added, and stirred and mixed using an Aiko mixer manufactured by Aikosha Mfg. Co., Ltd. Prepared. The viscosity of the obtained raw material liquid was about 6 Pa · s at room temperature (the raw material liquid was 28.4 parts of carbon black relative to the polyimide resin after imide conversion, and the Euvarnish A component in the polyimide resin was about 51 mol%).
得られた原料液を用い、上述した図4に示すような突上環状塗布法により、ポリイミド前駆体塗膜Aを形成した。 Using the obtained raw material liquid, a polyimide precursor coating film A was formed by a protruding annular coating method as shown in FIG.
円筒成形管11として、外径364.5mm、長さ650mmのアルミニウム製円筒体を用意した。かかるアルミニウム製円筒体は、外径377mm、長さ700mmのアルミニウム製素管を350℃で10分間加熱し、自然に冷却させた後、表面を切削して、外径を364.5mにし、更に、球形ガラス粒子によるブラスト処理により、表面をRa:0.3μmに粗面化したものである。その円筒成形管31の表面にシリコーン系離型剤(商品名:KS700、信越化学(株)製)を塗布し、300℃で1時間焼き付け処理を施してアルミニウム製円筒体Aを先ず作製し、更に該アルミニウム製円筒体Aに以下の離型剤除去工程を行ない、アルミニウム製円筒体Bを作製した。
As the cylindrical formed
一方、環状体15として、外径445mm、最小部の内径366mm、高さ50mmのアルミニウム製のものを作製した。内壁は傾斜状である。
On the other hand, the
円筒成形管11(アルミニウム製円筒体B)を、その底面に内径360mmの中心孔を有するポリエチレン製の環状シール材18が取り付けられている、内径370mm、高さ150mmの環状塗布槽17に通した。そして、その環状塗布槽17にポリイミド前駆体溶液12(ポリイミド前駆体溶液A)を入れ、環状体15を配置して、円筒成形管11を5.0m/分で上昇させ、塗布を行った。これにより、円筒成形管11の表面には濡れ膜厚が約420μmのポリイミド前駆体塗膜14が形成された。
The cylindrical tube 11 (aluminum cylinder B) was passed through an
次に、円筒成形管11を水平にして、6rpmで回転させながら、170℃で30分間加熱乾燥させた。その後、320℃で30分間加熱して、イミド転化させ、カーボンブラックが分散されているポリイミド樹脂皮膜を形成した。
Next, the cylindrical molded
円筒成形管11の温度が室温まで冷えた後、円筒成形管11とポリイミド樹脂皮膜の隙間に、φ1.5のノズルから、2.0MPaのエアを吹き込むことによってポリイミド樹脂皮膜の貼り付きを解除し、皮膜全体を剥離して芯体から抜き取った。そして、しわの発生しない平均膜厚78μmのカーボンブラックが分散しているポリイミド樹脂皮膜を剥離することができた。
After the temperature of the cylindrical molded
得られたポリイミド樹脂皮膜の幅が369mmとなるように両端を切り揃え、ポリイミド製無端ベルトを得ることができた。そのポリイミド樹脂製無端ベルトを、富士ゼロックス(株)製の複写機・プリンタ複合機DocuCentre Color C6550に中間転写ベルトとして搭載し、プリントサンプルを得て画質の評価をおこなった。 Both ends were trimmed so that the width of the obtained polyimide resin film was 369 mm, and a polyimide endless belt could be obtained. The endless belt made of polyimide resin was mounted as an intermediate transfer belt in a copier / printer combined machine DocuCenter Color C6505 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd., and a print sample was obtained to evaluate the image quality.
画質の評価は、(i)4色のプロセス方向での位置ズレを評価する「カラーレジ」、(ii)プロセス方向の細線がかすれることなく再現される「細線再現性」、(iii)ハーフトーン画像(各色、濃度30%および50%)での「斑点状濃度ムラ(1次転写での感光体との剥離放電に起因する)、(iv)はがきに3,000枚プリントした後にA4のハーフトーン画像(マゼンタ、50%)をプリントしたときの「通紙部白抜け」、(v)その他総合画質評価、をおこなった。 The evaluation of image quality includes (i) “color registration” for evaluating positional deviation in the process direction of four colors, (ii) “thin line reproducibility” in which fine lines in the process direction are reproduced without fading, and (iii) halftone. In the image (each color, density 30% and 50%), “spotted density unevenness (due to peeling discharge from the photoreceptor in primary transfer), (iv) A4 half after printing 3,000 sheets on postcard “Through-sheet passing through” is printed when a tone image (magenta, 50%) is printed, and (v) other comprehensive image quality evaluation is performed.
評価方法は、次の通りである。なお、以下の実施例および比較例についても同様に評価を行った。 The evaluation method is as follows. The following examples and comparative examples were also evaluated in the same manner.
(表面抵抗率)
表面抵抗率は、上述したように、三菱油化(株)製ハイレスターIPおよびHRプローブを用い、JIS K6991(1995)に従い測定した。ベルトの24点(幅方向3箇所×周方向8箇所)を測定し、その平均値をベルトの表面抵抗率とした。
(Surface resistivity)
As described above, the surface resistivity was measured according to JIS K6991 (1995) using a Hirester IP and HR probe manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd. 24 points (3 places in the width direction × 8 places in the circumferential direction) of the belt were measured, and the average value was taken as the surface resistivity of the belt.
(表面抵抗率の電界依存性)
表面抵抗率の電界依存性は、印加電圧100Vと1000Vのそれぞれで表面抵抗率を測定し、その常用対数の差を表面抵抗率の電界依存性とした。電圧の印加時間は、それぞれ10秒間とした。
(Electric field dependence of surface resistivity)
The electric field dependency of the surface resistivity was measured at an applied voltage of 100 V and 1000 V, and the difference in common logarithm was defined as the electric field dependency of the surface resistivity. The voltage application time was 10 seconds each.
(表面抵抗率の環境依存性)
また、表面抵抗率の環境依存性は、ベルトを10℃、15RH%に24時間放置した後の100V印加時の表面抵抗率と、28℃、80RH%に24時間放置した後の100V印加時の表面抵抗率をそれぞれ測定し、それらの常用対数値の差を表面抵抗率の環境依存性とした。なお、環境依存性は0.3以下を合格とした。
(Environmental dependence of surface resistivity)
Also, the environmental dependency of the surface resistivity is that the surface resistivity when the belt is applied at 100 ° C. and 15 RH% for 24 hours and then applied at 100 V, and that the belt is applied at 28 ° C. and 80 RH% for 24 hours after 100 V is applied. The surface resistivity was measured, and the difference between the common logarithm values was defined as the environmental dependency of the surface resistivity. In addition, the environmental dependence set the 0.3 or less as the pass.
(引張弾性率)
引張弾性率の測定は、JIS K7127(1999)に準じておこない、周方向のみ5回測定した平均値を測定値とした。より詳しくは、ダンベル3号の打ち抜き試験片(幅5mm)を作製し、アイコーエンジニアリング社製MODEL−1605Nを用いて、引張速度20mm/minで測定した。なお、カーボンブラックを分散させた無端ベルトの引張り弾性率が4.0GMpa以上を合格とした。
(Tensile modulus)
The tensile modulus was measured according to JIS K7127 (1999), and the average value measured five times only in the circumferential direction was taken as the measured value. More specifically, a dumbbell No. 3 punched specimen (width 5 mm) was prepared and measured using MODEL-1605N manufactured by Aiko Engineering Co., Ltd. at a tensile speed of 20 mm / min. In addition, the tensile elastic modulus of the endless belt in which carbon black was dispersed was 4.0 GMpa or higher.
(耐折回数)
MIT試験法による耐折回数測定は、JIS P8115(2001)に準拠(JIS P8115(2001)における「紙及び板紙」を「ポリイミド樹脂製無端ベルト」に読みかえる)する方法であり、上述したように、図2に示すMIT試験機を用いて測定する。繰り返し折り曲げ、ストレスを与えて破断させ、破断までの折り曲げ回数N(5回測定の平均値)を、耐折回数とした。なお、1kg重の引張り加重を掛けておこなうMIT試験法による耐折回数が1000回以上を合格とした。
(Number of folding times)
Folding resistance measurement by the MIT test method is a method based on JIS P8115 (2001) (“paper and paperboard” in JIS P8115 (2001) is replaced with “endless belt made of polyimide resin”), as described above. Measured using the MIT testing machine shown in FIG. Folding was repeated and stressed to cause breakage, and the number of times of bending N until breakage (average value of five measurements) was defined as the number of folding times. In addition, 1000 times or more of folding-resistant frequency | count by the MIT test method performed by applying a tensile load of 1 kg weight was set as the pass.
(実施例2)
実施例1と同様に、宇部興産(株)製ユーワニスAの100質量部にカーボンブラックを18.5質量部添加し、分散・混合した。得られた分散液100質量部に対し、宇部興産(株)製ユーワニスSを210部質量添加し、攪拌・混合することによって、ポリイミド製無端ベルトの原料液を準備した(原料液は、イミド転化後のポリイミド樹脂に対するカーボンブラックは31.2部であり、ポリイミド樹脂中のユーワニスA成分は、約26モル%である。)。
(Example 2)
In the same manner as in Example 1, 18.5 parts by mass of carbon black was added to 100 parts by mass of Uwanis A manufactured by Ube Industries, Ltd., and dispersed and mixed. To 100 parts by mass of the resulting dispersion, 210 parts by mass of Ube Industries' Euvarnish S was added and stirred and mixed to prepare a raw material liquid for an endless belt made of polyimide (the raw material liquid was an imide conversion). The carbon black for the subsequent polyimide resin is 31.2 parts, and the Euvarnish A component in the polyimide resin is about 26 mol%).
得られた原料液を用い、実施例1と同様にポリイミド樹脂製無端ベルトを作製し、中間転写ベルトとしてDocuCentreColor C6550に搭載し、プリントサンプルを得て画質の評価をおこなった。 Using the obtained raw material liquid, an endless belt made of polyimide resin was produced in the same manner as in Example 1, and mounted on DocuCenterColor C6550 as an intermediate transfer belt, and a print sample was obtained to evaluate the image quality.
(実施例3)
実施例1と同様に、宇部興産(株)製ユーワニスAの100質量部にカーボンブラックを7.3質量部添加し、分散・混合した。得られた分散液100質量部に対し、宇部興産(株)製ユーワニスSを35質量部添加し、攪拌・混合することによって、ポリイミド製無端ベルトの原料液を準備した(原料液は、イミド転化後のポリイミド樹脂に対するカーボンブラックは29.4部であり、ポリイミド樹脂中のユーワニスA成分は、約68モル%である。)。
(Example 3)
Similarly to Example 1, 7.3 parts by mass of carbon black was added to 100 parts by mass of Euvarnish A manufactured by Ube Industries, Ltd., and dispersed and mixed. 35 parts by mass of Ube Kosan Co., Ltd. Euvarnish S was added to 100 parts by mass of the obtained dispersion, and a raw material liquid for an endless belt made of polyimide was prepared by mixing and stirring (the raw material liquid was an imide conversion). The carbon black for the later polyimide resin is 29.4 parts, and the Euvarnish A component in the polyimide resin is about 68 mol%).
得られた原料液を用い、実施例1と同様にポリイミド樹脂製無端ベルトを作製し、中間転写ベルトとしてDocuCentreColor C6550に搭載し、プリントサンプルを得て画質の評価をおこなった。 Using the obtained raw material liquid, an endless belt made of polyimide resin was produced in the same manner as in Example 1, and mounted on DocuCenterColor C6550 as an intermediate transfer belt, and a print sample was obtained to evaluate the image quality.
(比較例1)
実施例1と同様に、宇部興産(株)製ユーワニスAの100質量部にカーボンブラックを6.15質量部添加し、分散・混合した。得られた分散液100質量部に対し、宇部興産(株)製ユーワニスSを18質量部添加し、攪拌・混合することによって、ポリイミド製無端ベルトの原料液を準備した(原料液は、イミド転化後のポリイミド樹脂に対するカーボンブラックは28.6質量部であり、ポリイミド樹脂中のユーワニスA成分は、約80モル%である。)。
(Comparative Example 1)
In the same manner as in Example 1, 6.15 parts by mass of carbon black was added to 100 parts by mass of Uwanis A manufactured by Ube Industries, Ltd., and dispersed and mixed. 18 parts by mass of Ube Kosan Co., Ltd. Euvarnish S was added to 100 parts by mass of the obtained dispersion, and a raw material liquid for an endless belt made of polyimide was prepared by mixing and stirring (the raw material liquid was an imide conversion). The carbon black with respect to the subsequent polyimide resin is 28.6 parts by mass, and the Euvarnish A component in the polyimide resin is about 80 mol%).
得られた原料液を用い、実施例1と同様にポリイミド樹脂製無端ベルトを作製し、中間転写ベルトとしてDocuCentreColor C6550に搭載し、プリントサンプルを得て画質の評価をおこなった。 Using the obtained raw material liquid, an endless belt made of polyimide resin was produced in the same manner as in Example 1, and mounted on DocuCenterColor C6550 as an intermediate transfer belt, and a print sample was obtained to evaluate the image quality.
(比較例2)
実施例1と同様に、宇部興産(株)製ユーワニスAの100質量部にカーボンブラックを22質量部添加し、分散・混合した。得られた分散液100質量部に対し、宇部興産(株)製ユーワニスSを300質量部添加し、攪拌・混合することによって、ポリイミド製無端ベルトの原料液を準備した(原料液は、イミド転化後のポリイミド樹脂に対するカーボンブラックは28.6質量部であり、ポリイミド樹脂中のユーワニスA成分は、約20モル%である。)。
(Comparative Example 2)
In the same manner as in Example 1, 22 parts by mass of carbon black was added to 100 parts by mass of Uwanis A manufactured by Ube Industries, Ltd., and dispersed and mixed. To 100 parts by mass of the resulting dispersion, 300 parts by mass of Ube Industries S, made by Ube Industries Co., Ltd. was added, and stirred and mixed to prepare a raw material liquid for an endless belt made of polyimide (the raw material liquid was an imide conversion). The carbon black with respect to the subsequent polyimide resin is 28.6 parts by mass, and the Euvarnish A component in the polyimide resin is about 20 mol%).
得られた原料液を用い、実施例1と同様にポリイミド樹脂製無端ベルトを作製し、中間転写ベルトとしてDocuCentreColor C6550に搭載し、プリントサンプルを得て画質の評価をおこなった。 Using the obtained raw material liquid, an endless belt made of polyimide resin was produced in the same manner as in Example 1, and mounted on DocuCenterColor C6550 as an intermediate transfer belt, and a print sample was obtained to evaluate the image quality.
(実施例4)
実施例1と同様に、宇部興産(株)製ユーワニスAの100質量部にカーボンブラックを11質量部添加し、分散・混合した。得られた分散液100質量部に対し、実施例1と同じく、宇部興産(株)製ユーワニスSを70質量部添加し、攪拌・混合することによって、ポリイミド製無端ベルトの原料液を準備した(原料液は、イミド転化後のポリイミド樹脂に対するカーボンブラックは34.7部であり、ポリイミド樹脂中のユーワニスA成分は、約51モル%である。)。
Example 4
Similarly to Example 1, 11 parts by mass of carbon black was added to 100 parts by mass of Uwanis A manufactured by Ube Industries, Ltd., and dispersed and mixed. 70 parts by mass of Ube Kosan Co., Ltd. Euvarnish S was added to 100 parts by mass of the obtained dispersion, and a raw material liquid for an endless belt made of polyimide was prepared by stirring and mixing ( (The raw material liquid is 34.7 parts of carbon black relative to the polyimide resin after imide conversion, and the Euvarnish A component in the polyimide resin is about 51 mol%).
得られた原料液を用い、実施例1と同様にポリイミド樹脂製無端ベルトを作製し、中間転写ベルトとしてDocuCentreColor C6550に搭載し、プリントサンプルを得て画質の評価をおこなった。 Using the obtained raw material liquid, an endless belt made of polyimide resin was produced in the same manner as in Example 1, and mounted on DocuCenterColor C6550 as an intermediate transfer belt, and a print sample was obtained to evaluate the image quality.
(実施例5)
実施例1と同様に、宇部興産(株)製ユーワニスAの100質量部にカーボンブラックを8.5質量部添加し、分散・混合した。得られた分散液100質量部に対し、実施例1と同じく、宇部興産(株)製ユーワニスSを70質量部添加し、攪拌・混合することによって、ポリイミド製無端ベルトの原料液を準備した(原料液は、イミド転化後のポリイミド樹脂に対するカーボンブラックは26.8質量部であり、ポリイミド樹脂中のユーワニスA成分は、約51モル%である。)。
(Example 5)
Similarly to Example 1, 8.5 parts by mass of carbon black was added to 100 parts by mass of Uwanis A manufactured by Ube Industries, Ltd., and dispersed and mixed. 70 parts by mass of Ube Kosan Co., Ltd. Euvarnish S was added to 100 parts by mass of the obtained dispersion, and a raw material liquid for an endless belt made of polyimide was prepared by stirring and mixing ( The raw material liquid is 26.8 parts by mass of carbon black relative to the polyimide resin after imide conversion, and the Euvarnish A component in the polyimide resin is about 51 mol%).
得られた原料液を用い、実施例1と同様にポリイミド樹脂製無端ベルトを作製し、中間転写ベルトとしてDocuCentreColor C6550に搭載し、プリントサンプルを得て画質の評価をおこなった。 Using the obtained raw material liquid, an endless belt made of polyimide resin was produced in the same manner as in Example 1, and mounted on DocuCenterColor C6550 as an intermediate transfer belt, and a print sample was obtained to evaluate the image quality.
(比較例3)
宇部興産(株)製ユーワニスSの100質量部にカーボンブラックを12部数添加し、実施例1と同様に分散・混合した。得られた分散液100質量部部に対し、宇部興産(株)製ユーワニスAを120質量部添加し、攪拌・混合することによって、ポリイミド製無端ベルトの原料液を準備した(原料液は、イミド転化後のポリイミド樹脂に対するカーボンブラックは28.9部であり、ポリイミド樹脂中のユーワニスA成分は、約51モル%である。)。
(Comparative Example 3)
12 parts of carbon black was added to 100 parts by mass of Uwanisu S manufactured by Ube Industries, Ltd., and dispersed and mixed in the same manner as in Example 1. 120 parts by mass of Ube Kosan Co., Ltd. Euvarnish A was added to 100 parts by mass of the resulting dispersion, and a raw material liquid for an endless belt made of polyimide was prepared by mixing and stirring (the raw material liquid was an imide). The carbon black relative to the polyimide resin after conversion is 28.9 parts, and the Euvarnish A component in the polyimide resin is about 51 mol%).
得られた原料液を用い、実施例1と同様にポリイミド樹脂製無端ベルトを作製し、中間転写ベルトとしてDocuCentreColor C6550に搭載し、プリントサンプルを得て画質の評価をおこなった。 Using the obtained raw material liquid, an endless belt made of polyimide resin was produced in the same manner as in Example 1, and mounted on DocuCenterColor C6550 as an intermediate transfer belt, and a print sample was obtained to evaluate the image quality.
(画像評価)
上記実施例、比較例において以下に示す画像評価を行った。結果を表1に示す。
(Image evaluation)
The following image evaluation was performed in the above Examples and Comparative Examples. The results are shown in Table 1.
−カラ−レジ−
4色のプロセス方向での位置ズレを評価する。評価基準は、次の通りである。
◎:ズレ量が50μm以下
○:ズレ量が50μmを超え80μm以下
△:ズレ量が80μmを超え120μm以下
×:ズレ量が120μmを超える
-Color register-
The positional deviation in the process direction of the four colors is evaluated. The evaluation criteria are as follows.
A: Deviation amount is 50 μm or less B: Deviation amount exceeds 50 μm and 80 μm or less Δ: Deviation amount exceeds 80 μm and 120 μm or less X: Deviation amount exceeds 120 μm
−細線再現性−
幅150μmの線画像を作成した時の線の途切れをデジタルマイクロスコープVH−6200(キーエンス社製)にて観察して判断した。具体的な評価基準は、以下の通りである。
◎:細線がトナーにより均一に埋まっている。
○:細線がトナーによりほぼ均一に埋まっているが、濃度にムラがある。
△:細線内の一部に、トナーの抜けがある。
×:細線が点線状態で観察される。
-Fine line reproducibility-
A line break when a line image having a width of 150 μm was created was determined by observing with a digital microscope VH-6200 (manufactured by Keyence Corporation). Specific evaluation criteria are as follows.
A: The fine line is uniformly filled with toner.
○: The fine line is almost uniformly filled with toner, but the density is uneven.
Δ: Toner missing in part of fine line.
X: A thin line is observed in a dotted line state.
−放電による斑点状濃度ムラ−
各例で得られたポリイミドベルトをDocuCentreColor C6550(富士ゼロックス社製)に組み込み、ハーフトーン(マゼンタ30%)の画像をA3縦用紙に転写した画像を目視にて観察し、任意の10mm四方内の斑点状濃度ムラの数を5箇所で求め、その平均個数に対し、以下の基準により判定を行った。
<判定基準>:
◎:斑点状濃度ムラがなし
○:斑点状濃度ムラが1個を超え3個以下
△:斑点状濃度ムラが3個を超え10個以下
×:斑点状濃度ムラが10個を超える
-Spotted density unevenness due to discharge-
The polyimide belt obtained in each example was incorporated into DocuCentreColor C6550 (manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.), and an image obtained by transferring a halftone image (30% magenta) onto A3 vertical paper was visually observed. The number of spot-like density unevenness was determined at five locations, and the average number was determined according to the following criteria.
<Criteria>
◎: No spotted density unevenness ○: Spotted density unevenness exceeding 1 and 3 or less △: Spotted density unevenness exceeding 3 and 10 or less ×: Spotted density unevenness exceeding 10
−通紙部白抜け−:
はがきに3,000枚プリントした後にA4のハーフトーン画像(マゼンタ、50%)をプリントしたときの「通紙部白抜け」を目視にて観察した。
◎:A4の画像上に、はがきの通過部が全くわからない。
○:A4の画像をよく観察すると、はがきの通過部に相当する部分が、わずかに濃度が薄い。
△:A4の画像上で、はがきの通過部に相当する部分の濃度低下が分かる。
×:A4の画像上で、はがきの通過部に相当する部分が白抜けしていることが、はっきりと分かる。
-Paper passing through-:
After printing 3,000 sheets on a postcard, the “paper passing part white spot” when an A4 halftone image (magenta, 50%) was printed was visually observed.
(Double-circle): The passage part of a postcard is not recognized at all on the image of A4.
○: When the image of A4 is observed well, the density corresponding to the postcard passing portion is slightly light.
Δ: It can be seen that the density of the portion corresponding to the passage portion of the postcard is reduced on the A4 image.
X: It can be clearly seen that the portion corresponding to the passage portion of the postcard is blank on the A4 image.
−電界依存性の画像の評価−:
電界依存性の低下は、システム全体の使いこなし(設計の容易さ)への影響が大きい。しかしながら、ここでは画像への影響の一例として、厚紙での多重ブラーを評価の指標とした。多重ブラーは、幅150μmの線画像の周辺に飛び散ったトナーの状態を、デジタルマイクロスコープVH−6200(キーエンス社製)にて観察して判断した。
◎:ほとんど飛び散りなし
○:多少の飛び散りがあるが、問題とならないレベル
△:飛び散りがあり、細線のエッジがぼやけて感じる
×:かなりの飛び散りがあり、細線のエッジが不明確
-Evaluation of electric field-dependent images-:
The reduction in the electric field dependency has a great influence on the use of the whole system (ease of design). However, here, as an example of the influence on the image, a multiple blur on thick paper was used as an evaluation index. Multiple blur was determined by observing the state of toner scattered around the line image having a width of 150 μm with a digital microscope VH-6200 (manufactured by Keyence Corporation).
◎: Almost no scattering ○: Slightly scattered, but no problem level △: There is scattering and the edges of fine lines are blurred ×: There is considerable scattering, and the edges of thin lines are unclear
表面抵抗率の電界依存性は小さいほど電子写真画像形成装置の転写ベルトとして使いやすい。それは、使用する環境や、用いる用紙の種類や厚さ、両面プリントなどで転写電流や電圧を変化させてもシステム抵抗の変化が小さいからである。また、電界依存性が小さいということは、イミド樹脂にカーボンブラックが良く分散されているということであり、繰り返し転写(電界印加)による抵抗低下も改善され良くなる。 The smaller the electric field dependency of the surface resistivity, the easier it is to use as a transfer belt of an electrophotographic image forming apparatus. This is because the change in system resistance is small even if the transfer current and voltage are changed in the environment used, the type and thickness of the paper used, double-sided printing, and the like. In addition, the fact that the electric field dependency is small means that carbon black is well dispersed in the imide resin, and resistance reduction due to repeated transfer (electric field application) is also improved.
本実施例のポリイミド樹脂製無端ベルトは、表面抵抗率の電界依存性が0.3以下であり、従来以上に広範囲な転写ラチチュードを持つことができるようになった。また、繰り返し転写(電界印加)による抵抗低下も全くおこさない(Δ0.0LogΩ)を実現でき、極めて高画質の転写像を長期間(ベルトとしては長寿命で)提供することができるようになった。 The endless belt made of polyimide resin of this example has a surface resistivity of 0.3 or less, and can have a wider range of transfer latitude than before. In addition, resistance reduction due to repeated transfer (electric field application) can be prevented (Δ0.0 LogΩ), and a transfer image with extremely high image quality can be provided for a long period of time (long life as a belt). .
また、本実施例のポリイミド樹脂製無端ベルトは、イオン導電機構を用いていないため、表面抵抗率の環境依存性が0.3以下であり、環境に対して広範囲な転写ラチチュードを有している。そのため、使用環境によって転写電流や電界を制御する機構が不必要であり、安価な転写システムを提供できる。 Further, since the endless belt made of polyimide resin of this example does not use an ion conductive mechanism, the environmental dependency of the surface resistivity is 0.3 or less, and has a wide range of transfer latitude with respect to the environment. . Therefore, a mechanism for controlling the transfer current and electric field depending on the use environment is unnecessary, and an inexpensive transfer system can be provided.
本実施例のポリイミド樹脂製無端ベルトは、引張弾性率が4.0GPa以上であり、高い張力を掛けた状態で、高速の回転・転写をおこなっても、表面の当接物等に対しベルトが撓むことがほとんどなく、色ズレの無い極めて高画質の転写像を提供することができるようになった。 The endless belt made of polyimide resin of this example has a tensile elastic modulus of 4.0 GPa or more, and even when high-speed rotation / transfer is performed in a state where high tension is applied, the belt does not touch the surface contact object. It has become possible to provide an extremely high-quality transfer image with almost no deflection and no color shift.
また、本実施例のポリイミド樹脂製無端ベルトは、耐折強度が1kg重の引張り加重を掛けておこなうMIT試験法による耐折回数で1000回以上であるほどしなやかであるため、画像形成装置内で、感光体と転写ロール間のニップ追随性に優れており、細線の再現性に優れるとともに、放電による斑点状濃度ムラを抑制することができる。 In addition, the endless belt made of polyimide resin of this example is so flexible that the folding endurance is 1000 times or more according to the MIT test method in which a tensile load of 1 kg is applied. In addition, the nip following property between the photosensitive member and the transfer roll is excellent, the reproducibility of the thin line is excellent, and the spot-like density unevenness due to the discharge can be suppressed.
本発明の活用例として、耐熱性、高強度および導電性を必要とするベルト用途への適用、例えば、帯電防止部材、電磁波遮蔽部材へ適用することができ、また、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられるベルトへの適用もある。 As an application example of the present invention, it can be applied to belt applications that require heat resistance, high strength and conductivity, for example, an antistatic member, an electromagnetic wave shielding member, and copying using an electrophotographic system There are also applications to belts used in image forming apparatuses such as printers and printers.
200 画像形成装置、400 ハウジング、401a〜401d 電子写真感光体、402a〜402d 帯電ロール、403 露光装置、404a〜404d 現像装置、405a〜405d トナーカートリッジ、409 中間転写ベルト、410a〜410d 1次転写ロール、411 トレイ(被転写媒体トレイ)、413 2次転写ロール、414 定着ロール、415a〜415d、416 クリーニングブレード、500 被転写媒体。
200 Image forming apparatus, 400 housing, 401a to 401d electrophotographic photosensitive member, 402a to 402d charging roll, 403 exposure apparatus, 404a to 404d developing apparatus, 405a to 405d toner cartridge, 409 intermediate transfer belt, 410a to 410d
Claims (8)
前記第一のポリイミド樹脂が全ポリイミド樹脂の25モル%以上70モル%以下であり、22℃55RH%の条件下において100V及び1000Vの電圧を印加した時の表面抵抗率の常用対数値の差が0.3(logΩ/□)以下であることを特徴とするポリイミド樹脂製無端ベルト。 A first polyimide resin formed by imide bonding of a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and a diamine having a diphenyl ether skeleton, a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton, and a p-phenylene skeleton A second polyimide resin formed by imide bond with a diamine having, and a conductive agent,
The difference between the common logarithm values of the surface resistivity when the first polyimide resin is 25 mol% or more and 70 mol% or less of the total polyimide resin, and the voltage of 100 V and 1000 V is applied under the condition of 22 ° C. and 55 RH%. An endless belt made of polyimide resin characterized by being 0.3 (log Ω / □) or less.
前記転写手段に、全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とジフェニルエーテル骨格を有するジアミンとがイミド結合してなる第一のポリイミド樹脂と、全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレン骨格を有するジアミンとがイミド結合してなる第二のポリイミド樹脂と、導電剤と、が含有されてなり、前記第一のポリイミド樹脂が全ポリイミド樹脂の25モル%以上70モル%以下であり、22℃55RH%の条件下において100V及び1000Vの電圧を印加した時の表面抵抗率の常用対数値の差が0.3(logΩ/□)以下であるポリイミド樹脂製無端ベルトを備えることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier, a charging unit for charging the surface of the image carrier, a latent image forming unit for forming a latent image on the surface of the image carrier, and a developing unit for developing the latent image with toner to form a toner image And a transfer means for transferring the toner image to a recording medium, and a fixing means for heating and fixing the toner image to the recording medium,
A first polyimide resin formed by imide bonding of a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and a diamine having a diphenyl ether skeleton, and a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton; A second polyimide resin formed by imide bonding with a diamine having a p-phenylene skeleton and a conductive agent are contained, and the first polyimide resin is 25 mol% or more and 70 mol% or less of the total polyimide resin. And having an endless belt made of polyimide resin having a difference in common logarithm of surface resistivity of 0.3 (logΩ / □) or less when a voltage of 100 V and 1000 V is applied under the condition of 22 ° C. and 55 RH% An image forming apparatus.
(a)全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とジフェニルエーテル骨格を有するジアミンとを含有するポリアミック酸溶液(i)とカーボンブラックとを混合させ、カーボンブラック分散ポリアミック酸溶液(A)を調製する工程。
(b)前記カーボンブラック分散ポリアミック酸溶液(A)に、全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とp−フェニレン骨格を有するジアミンとを含有するポリアミック酸溶液(ii)を混合させ、カーボンブラック分散ポリイミドリアミック酸溶液(B)を調製する工程。
(c)前記(a)および(b)の工程の後、カーボンブラック分散ポリアミック酸溶液(B)を加熱してイミド化反応を行い、無端ベルトを形成する工程。 A method for producing an endless belt made of polyimide resin, comprising at least the following steps (a) to (c).
(A) A polyamic acid solution (i) containing a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and a diamine having a diphenyl ether skeleton is mixed with carbon black to prepare a carbon black-dispersed polyamic acid solution (A). Process.
(B) The carbon black-dispersed polyamic acid solution (A) is mixed with a polyamic acid solution (ii) containing a tetracarboxylic dianhydride having a wholly aromatic skeleton and a diamine having a p-phenylene skeleton, A step of preparing a black-dispersed polyimide reamic acid solution (B).
(C) A step of forming an endless belt by heating the carbon black-dispersed polyamic acid solution (B) and performing an imidization reaction after the steps (a) and (b).
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