JP2005062520A - Endless belt and method for manufacturing it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、プリンター等の画像形成装置用の中間トナー担持体として利用される無端状ベルト及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an endless belt used as an intermediate toner carrier for an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, and a manufacturing method thereof.
複写機、プリンター等の画像形成装置を用いて用紙等の記録媒体に画像を出力するには、まず、伝導性材料からなる感光体上に一様な電荷を付与し、該感光体に画像信号を変調したレーザー光等を用いて静電潜像を形成した後に、帯電したトナーを用いて静電潜像を現像してトナー像を形成する。その後、トナー像を直接又は中間トナー担持体（中間転写体）を用いて用紙等に転写することによって所望の画像を出力する。無端状ベルトは、上述した中間トナー担持体として利用されるものである。 In order to output an image to a recording medium such as paper using an image forming apparatus such as a copying machine or a printer, first, a uniform charge is applied to the photosensitive member made of a conductive material, and an image signal is applied to the photosensitive member. After forming an electrostatic latent image using a laser beam or the like that is modulated, the electrostatic latent image is developed using charged toner to form a toner image. Thereafter, a desired image is output by transferring the toner image onto a sheet or the like directly or using an intermediate toner carrier (intermediate transfer member). The endless belt is used as the intermediate toner carrier described above.
無端状ベルトは、遠心成型法、浸漬法、押し出し法等により継ぎ目が生じないようにして製造される。遠心成型法により無端状ベルトの製造を行なう場合には、回転する塗布型の内面にスプレー塗布等を用いて塗布液（溶液）を流し込んでから塗布型を高速回転させ、回転による遠心力を用いて塗布液を周方向に拡げて均一の膜を形成する。その後、無端状ベルトは、均一膜を乾燥固化した後に剥離して取り出すことによって形成される。 The endless belt is manufactured by a centrifugal molding method, a dipping method, an extrusion method or the like so that no seam is generated. When manufacturing an endless belt by the centrifugal molding method, the coating liquid (solution) is poured into the inner surface of the rotating coating mold using spray coating, etc., and then the coating mold is rotated at high speed, and the centrifugal force generated by the rotation is used. The coating solution is spread in the circumferential direction to form a uniform film. Thereafter, the endless belt is formed by drying and solidifying the uniform film, and then peeling it off.
このようにして形成された無端状ベルトを、筒状の形を保ったまま塗布型から取り出してそのままユニットに取り付けて使用すると、回転時の左右の摺動ムラや蛇行等によって無端状ベルトがセット位置からずれて、シワがよりやすくなり、無端状ベルトの端部から亀裂が生じて破断するおそれがあった。 When the endless belt formed in this way is taken out from the coating mold while maintaining its cylindrical shape and attached to the unit as it is, the endless belt is set due to left / right sliding unevenness or meandering during rotation. There was a risk of wrinkling more easily due to displacement from the position, and cracking occurred from the end of the endless belt.
こうした不具合を防止するために、無端状ベルトの端面に位置ずれ防止用のテープを張り付けて位置ずれを防止し、無端状ベルトの破断を防止する方法が考案されている。さらに、無端状ベルトの強度を増す必要性がある場合には、無端状ベルトに対してテープをミシン糸で縫いつける方法も考案されている（特許文献１参照）。 In order to prevent such inconveniences, a method has been devised in which a misalignment prevention tape is attached to the end face of the endless belt to prevent misalignment and prevent the endless belt from breaking. Furthermore, when it is necessary to increase the strength of the endless belt, a method of sewing a tape to the endless belt with a sewing thread has been devised (see Patent Document 1).
しかしながら、弾力性や可撓性のある無端状ベルトに対する位置ずれを防止するためにテープを貼る場合には、特別の貼付装置とジグが必要であり、さらに、無端状ベルトの製品精度を確保するためにも高精度の貼付装置が必要であった。また、ミシン縫いにより無端状ベルトにテープを縫いつける工程は、作業工程の増加を招くという問題があった。さらに、無端状ベルトにテープを縫いつける方法は、ゴム等の弾力性のある材質からなる無端状ベルトに対しては効果的であるが、プラスチック等の弾性が小さく引き裂き強度の劣る材質からなる無端状ベルトには不向きであるという問題があった。特に、無端状ベルトとして多く用いられるポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂の膜により形成される無端状ベルトの場合、引裂強度が弱いため無端状ベルトにテープを縫いつける方法は必ずしも好適なものではなかった。 However, when applying a tape to prevent displacement with respect to the elastic or flexible endless belt, a special application device and a jig are required, and further, the product accuracy of the endless belt is ensured. Therefore, a high-accuracy sticking device was necessary. Further, the process of sewing the tape to the endless belt by sewing the sewing machine has a problem that the work process is increased. Furthermore, the method of sewing the tape on the endless belt is effective for the endless belt made of a resilient material such as rubber, but the endless shape made of a material such as plastic that has low elasticity and poor tear strength. There was a problem of being unsuitable for belts. In particular, in the case of an endless belt formed of a polyimide resin or polyamide-imide resin film that is often used as an endless belt, the method of sewing a tape on the endless belt is not always suitable because of its low tear strength.
このため、無端状ベルト形成時に位置ずれ（寄り止め）部を一体成形する方法が考案されている（特許文献２〜４参照）。この方法を用いて形成された無端状ベルトは、両端部に厚みを持たせる構造であるため、引張強度や引裂強度が効果的に向上するという特徴がある。 For this reason, a method of integrally forming a misalignment (detent) portion when forming an endless belt has been devised (see Patent Documents 2 to 4). An endless belt formed using this method has a feature that the tensile strength and tear strength are effectively improved because it has a structure in which both end portions are thickened.
しかしながら、最近の無端状ベルトは、複写機、プリンター等の高画質化の要求に伴って、転写体の表層を弾性体とすることによって転写時のニップ幅を稼ぐ構造となっており、基体に弾性体を積層した複数の層構成により構成されている。 このような構成よりなる無端状ベルトを形成する場合、現在の工法では一旦形成した基体の表面にゴムのような弾性体を塗布加熱する処理が行われている。この場合、基体は可撓性の材質であるから、撓まないように基体ベルトの中に支持体を挿入するが、両端に段差がある場合や中央部との厚みの違いがある場合には支持体の挿入がスムーズにできなくなる。さらに、無端状ベルトの両端に段差がある場合や中央部との厚みの違いがある場合、両端部の厚み等により無端状ベルトの軸方向中央部に緩みが生じ、弾性層を形成したときに弾性体の加熱硬化による収縮で無端状ベルトが鼓型に変形してしまうおそれがあった。 However, recent endless belts have a structure that increases the nip width at the time of transfer by using the surface layer of the transfer body as an elastic body in response to the demand for higher image quality in copying machines, printers, etc. It is comprised by the several layer structure which laminated | stacked the elastic body. In the case of forming an endless belt having such a configuration, in the current construction method, an elastic body such as rubber is applied and heated on the surface of the substrate once formed. In this case, since the base is made of a flexible material, the support is inserted into the base belt so as not to bend. However, if there are steps at both ends or there is a difference in thickness from the center, The support cannot be inserted smoothly. Furthermore, when there is a step at both ends of the endless belt or when there is a difference in thickness from the center portion, loosening occurs in the axial center portion of the endless belt due to the thickness of both end portions, etc. There is a possibility that the endless belt may be deformed into a drum shape by contraction due to heat curing of the elastic body.
一方、無端状ベルトの破断を防止するために繊維や織布に樹脂を塗布してベルトを補強する方法が考案されている（特許文献５参照）。 On the other hand, in order to prevent breakage of an endless belt, a method of reinforcing a belt by applying a resin to a fiber or a woven fabric has been devised (see Patent Document 5).
しかしながら、上記の方法は、弾性層や離型層からなる積層タイプの無端状ベルトの基体層に適用する場合には良いが、単層タイプの無端状ベルトに適用する場合には、感光体から担持体を受け取り転写紙へ受け渡す一次転写、二次転写のプロセスにおいて抵抗のバランス制御を行う必要が生じるので好適な方法とはいえなかった。具体的には、無端状ベルトの表面抵抗が１０の１０乗Ω程度の抵抗であって表面電位が低い場合であっても、無端状ベルトに対してカラー画像形成のため複数のトナーを積層した場合に抵抗分布のバラツキが生じてしまうおそれがある。このバラツキが微視的な領域にしか生じない場合であっても濃淡が適正に表現されない画像（「転写チリ」が発生した異常画像）になってしまうという問題があり、この問題に対処するために抵抗のバランス制御を行うことが容易ではないという不都合が生じていた。 However, the above method is good when applied to a base layer of a laminated type endless belt composed of an elastic layer or a release layer, but when applied to a single layer type endless belt, Since it is necessary to perform resistance balance control in the primary transfer process and the secondary transfer process in which the carrier is received and transferred to the transfer paper, it is not a preferable method. Specifically, even when the surface resistance of the endless belt is about 10 10 Ω and the surface potential is low, a plurality of toners are laminated on the endless belt to form a color image. In some cases, the resistance distribution may vary. In order to deal with this problem, there is a problem that even if this variation occurs only in a microscopic region, an image in which shading is not properly expressed (an abnormal image in which “transfer dust” occurs) is generated. However, there is a disadvantage that it is not easy to perform resistance balance control.
そこで、無端状ベルトの端部膜中のみにＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）等の繊維を入れて引裂強度を向上させる方法が考案されている（特許文献４、６参照）。
In view of this, a method has been devised in which fibers such as PBO (polyparaphenylene benzobisoxazole) are inserted only into the end film of the endless belt to improve the tear strength (see
一方で、繊維が含有されていない無端状ベルトに対してもさまざまな強度強化法が考案されており、その一例として無端状ベルトの破裂強度又は引裂強度を補強するために、端部に補強テープを貼り付ける方法が考案されている。
しかしながら、補強テープを端部に貼り付けた無端状ベルトであっても、ポリイミド系樹脂からなる無端状ベルトの場合には、端部の切断面がきれいに整っていないとその一部から亀裂が入り、補強テープの貼り付け面を通り越して軸方向に沿ってベルト内部まで亀裂が進行し、ついにはベルト全周にわたって裂けてしまうことがあった。 However, even in the case of an endless belt with a reinforcing tape attached to the end, in the case of an endless belt made of polyimide resin, if the end cut surface is not clean, cracks will form from that part. In some cases, the crack progresses to the inside of the belt along the axial direction through the surface to which the reinforcing tape is attached, and finally it is torn all around the belt.
特に、ポリイミド樹脂は機械的強度・安定性が高く、耐磨耗性・自己潤滑性等の性質に優れるため複写機、プリンター等の中間トナー担持体（中間転写体、中間体用担持体）に好適であり、無端状ベルトにおいても使用頻度が高い材料であるため、上述の問題は大きなものであった。 In particular, polyimide resin has high mechanical strength and stability, and has excellent properties such as abrasion resistance and self-lubrication, so it can be used as an intermediate toner carrier (intermediate transfer member, intermediate carrier) for copying machines and printers. Since the material is suitable and is frequently used even in an endless belt, the above-described problems are serious.
このような問題に対応するために特開２００２−２４００６３号公報のように、ポリイミド樹脂よりなる無端状ベルトの軸方向の引裂伝搬強度を周方向の引裂伝搬強度よりも大きくして、軸方向と周方向の収縮率の異方性を用いる方法が提案されている。しかしながら、この方法を用いて無端状ベルトを形成する場合には、乾燥から硬化までの加熱処理のコントロールが非常に困難であり、超精密な温度制御装置が必要であるという生産上の問題が存在していた。 In order to cope with such a problem, as disclosed in JP-A-2002-240063, the axial tear propagation strength of an endless belt made of polyimide resin is made larger than the circumferential tear propagation strength, A method using anisotropy of shrinkage in the circumferential direction has been proposed. However, when forming an endless belt using this method, it is very difficult to control the heat treatment from drying to curing, and there is a production problem that an ultra-precise temperature control device is required. Was.
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、端部の亀裂による破断を防止して耐久性を向上させることが可能な無端状ベルト及びその製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an endless belt capable of preventing breakage due to cracks at the end and improving durability and a method for manufacturing the same.
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、画像形成装置に用いられる無端状ベルトの全領域あるいは一部領域を配向させて軸方向と周方向とに対する異方性を付与した無端状ベルトであることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the invention according to
請求項２に係る発明は、画像形成装置に用いられる無端状ベルトにおいて、該無端状ベルトの周端面部を周方向に配向させて、軸方向と周方向とに対する異方性を付与した無端状ベルトであることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in an endless belt used in an image forming apparatus, the endless belt is oriented in the circumferential direction so as to have anisotropy in the axial direction and the circumferential direction. It is a belt.
請求項３に係る発明は、塗布型の塗布膜形成面に対して塗布液を塗布して画像形成装置に用いられる無端状ベルトを形成する無端状ベルト製造方法において、前記塗布膜を軸方向あるいは周方向に配向させるために表面をラビングして配向処理を施してから前記塗布膜形成面に対して前記塗布液を塗布することによって、軸方向と周方向とに対する異方性を備える前記無端状ベルトを製造する無端状ベルトの製造方法であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an endless belt manufacturing method for forming an endless belt for use in an image forming apparatus by applying a coating liquid on a coating type coating film forming surface. The endless shape having anisotropy with respect to the axial direction and the circumferential direction by rubbing the surface in order to align in the circumferential direction and then applying the coating solution to the coating film forming surface. It is a manufacturing method of an endless belt for manufacturing a belt.
請求項４に係る発明は、塗布型の塗布膜形成面に対して塗布液を塗布して画像形成装置に用いられる無端状ベルトを形成する無端状ベルト製造方法において、前記塗布膜を軸方向あるいは周方向に配向させるために表面に予め配向処理が施された前記塗布膜形成面に対して前記塗布液を塗布することによって、軸方向と周方向とに対する異方性を備える前記無端状ベルトを製造する無端状ベルトの製造方法であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an endless belt manufacturing method for forming an endless belt for use in an image forming apparatus by applying a coating liquid on a coating type coating film forming surface. The endless belt having anisotropy in the axial direction and the circumferential direction is obtained by applying the coating liquid to the coating film forming surface whose surface has been previously subjected to an orientation treatment in order to be oriented in the circumferential direction. It is a manufacturing method of an endless belt to be manufactured.
請求項５に係る発明は、塗布型の塗布膜形成面に対して塗布液を塗布して画像形成装置に用いられる無端状ベルトを形成する無端状ベルト製造方法において、前記塗布膜を周方向に配向させるために前記塗布膜形成面の非転写領域の端面部に対して配向処理を施してから前記塗布膜形成面に前記塗布液を塗布することによって、軸方向と周方向とに対する異方性を備える前記無端状ベルトを製造する無端状ベルトの製造方法であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an endless belt manufacturing method for forming an endless belt used in an image forming apparatus by applying a coating liquid on a coating type coating film forming surface. Anisotropy with respect to the axial direction and the circumferential direction by applying an alignment treatment to the end surface portion of the non-transfer area of the coating film forming surface for orientation and then applying the coating liquid to the coating film forming surface. It is a manufacturing method of the endless belt which manufactures the said endless belt provided with.
また、請求項６に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の無端状ベルトを用いた画像形成装置であることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is an image forming apparatus using the endless belt according to
請求項１に係る発明により、無端状ベルトを配向させて、該無端状ベルトに軸方向と周方向とに対する異方性を生じさせることにより、無端状ベルトの引裂強度、破裂強度等の値を軸方向と周方向とで相違させることができ、容易に無端状ベルトが破断することを防止することが可能となる。
According to the invention of
また、無端状ベルトに対して軸方向と周方向との異方性を付与することにより、ベルトの各種特牲の差異を利用した特性向上や検知機構が可能となる。 Further, by imparting an anisotropy between the axial direction and the circumferential direction to the endless belt, it is possible to improve the characteristics and detect the mechanism using the difference in various characteristics of the belt.
特に、請求項２に係る発明のように、該無端状ベルトの周端面部を周方向に配向させることによって、ベルト端部における軸方向に対する軸方向の引裂強度・破断強度を向上させることができる。 In particular, as in the invention according to claim 2, by orienting the peripheral end surface portion of the endless belt in the circumferential direction, the tear strength / rupture strength in the axial direction relative to the axial direction at the belt end portion can be improved. .
また、請求項３に係る発明により、塗布膜を形成する前に塗布型の塗布膜形成面に対してラビングにより配向処理を施すことによって、無端状ベルトそのものをラビングすることなく配向性を付与することが可能となる。このため、本請求項に係る製造方法を用いて製造された無端状ベルトは軸方向と周方向との異方性を備えているので、容易に無端状ベルトが破断することを防止することが可能となる。
Further, according to the invention of
特に、請求項４に係る発明のように、塗布膜形成面に対して予め配向処理が施された塗布型を用いて無端状ベルトを製造することによって、無端状ベルトを製造する度に毎回ラビング処理を行う必要がなくなるので作業工程を減らして作業負担の低減を図ることが可能となる。例えば、塗布型の離型層を永久配向させておくことにより、上記効果をより顕著に奏することが可能となる。
In particular, as in the invention according to
請求項５に係る発明のように、塗布膜形成面の非転写領域の端面部に対して配向処理を施してから塗布膜形成面に塗布液を塗布することによって、製造された無端状ベルトの周縁部が周方向に配向するため、周方向の引裂強度が高まり、ベルト端部からの破断を減少させることが可能となるので、無端状ベルトの耐久性を高めて製品寿命を延ばすことが可能となる。 As in the invention according to claim 5, the endless belt manufactured by applying the coating liquid to the coating film forming surface after performing the orientation treatment on the end surface portion of the non-transfer region of the coating film forming surface. Since the peripheral edge is oriented in the circumferential direction, the tearing strength in the circumferential direction is increased and the breakage from the belt end can be reduced, so the durability of the endless belt can be increased and the product life can be extended. It becomes.
請求項６に係る発明では、請求項１又は請求項２に記載の無端状ベルトを用いることによって、容易に無端状ベルトが破断することを防止することが可能となり、画像形成装置における不具合発生頻度の低減を図ることができると共に、無端状ベルトの交換等により生ずるランニングコストの低減を図ることが可能となる。
In the invention according to claim 6, by using the endless belt according to
以下、本発明に係る無端状ベルト及びその製造方法について図面を用いて説明する。 Hereinafter, an endless belt according to the present invention and a manufacturing method thereof will be described with reference to the drawings.
無端状ベルトは、ポリイミド樹脂又はフッ素化ポリイミド樹脂により形成されている。カラー複写機等の中間転写体として用いられる無端状ベルトには、難燃性、強度、電気安定性等が要求されており、ポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂等を用いることによりこの要求を満たす無端状ベルトを形成することが可能である。特に、ポリイミド樹脂は強度や摩擦帯電性に優れており、中間転写体として多用される材料である。 The endless belt is made of polyimide resin or fluorinated polyimide resin. An endless belt used as an intermediate transfer member for color copying machines, etc. is required to have flame retardancy, strength, electrical stability, etc., and endless belts that satisfy this requirement by using polyimide resin, polyamideimide resin, etc. It is possible to form a belt. In particular, the polyimide resin is excellent in strength and frictional chargeability, and is a material frequently used as an intermediate transfer member.
ポリイミド樹脂により無端状ベルトを形成するために、原料として、その前駆体であるポリアミド酸を用いる。ポリアミド酸は熱又は触媒によってイミド閉環してポリイミドに変化する性質を有しており、また、特定の溶剤に溶解する性質を有しているので希釈して使用することができる。また中抵抗を得るためにポリアミド酸にカーボンを分散して使用する。 In order to form an endless belt from a polyimide resin, the precursor polyamic acid is used as a raw material. Polyamic acid has the property of changing to polyimide by imide ring closure by heat or a catalyst, and also has the property of dissolving in a specific solvent, so that it can be used after diluting. In order to obtain a medium resistance, carbon is dispersed in the polyamic acid and used.
無端状ベルトを構成するポリイミド樹脂及びフッ素樹脂は平滑な膜を形成すると光沢度１００以上の高い光沢性を得ることができるという性質を備えている。一方で、無端状ベルトに対して離型性を持たせるために表面層を形成すると、一般的に離型層が薄いために膜の配向秩序性が乏しくなり、離型層膜による光吸収が生じて光沢度が低下するという問題がある。そこで、無端状ベルトの反射率をできるだけ大きく維持するために、本発明に係る無端状ベルトは積層構造とせずに単層膜構造した。 The polyimide resin and fluororesin constituting the endless belt have a property that high glossiness of 100 or more can be obtained when a smooth film is formed. On the other hand, when a surface layer is formed to give releasability to an endless belt, generally, the release layer is thin, so that the orientational order of the film is poor, and light absorption by the release layer film is reduced. This causes a problem that the glossiness is lowered. Therefore, in order to keep the reflectance of the endless belt as large as possible, the endless belt according to the present invention has a single layer film structure instead of a laminated structure.
また、ポリイミド、ポリエステルやフッ素膜は液晶表示装置等でよく知られるように、ラビングを行なうことにより表面に微小のラダー構造を形成する性質を備えており、ラビングされた部分に塗布液が塗布されると、極性を持つ塗布液分子が一定の方向性を持つように形成される。 In addition, as is well known in liquid crystal display devices, polyimide, polyester and fluorine films have the property of forming a fine ladder structure on the surface by rubbing, and the coating solution is applied to the rubbed part. Then, polar coating solution molecules are formed to have a certain direction.
そこで、本発明に係る無端状ベルトは、塗布液が接する塗布型の表面（塗布膜形成面）に対して、配向性を示す材質を用いて予めラビングを行った後に塗布液を塗布する処理を行って無端状ベルトを製造する。この方法を用いて形成された塗布膜をこの状態で乾燥硬化することにより、配向して高度な光沢度を有する塗布膜を製造することができる。なお、無端状ベルトに対して行うラビング方法として、従来から一般的に用いられている方法である布を無端状ベルトの一方向にこすりつける方法を用いてもよい。さらに、ラビングを行う方法はこれらの方法に限定されるものではなく、特開2000−327924号公報に開示されているように偏光紫外線を無端状ベルトに照射して配向膜を形成する方法を用いてもよい。 Therefore, the endless belt according to the present invention is a process in which the coating liquid is applied after rubbing in advance using a material exhibiting orientation on the coating-type surface (coating film forming surface) in contact with the coating liquid. Go to produce an endless belt. By drying and curing the coating film formed using this method in this state, it is possible to produce a coating film that is oriented and has high glossiness. In addition, as a rubbing method performed on the endless belt, a method of rubbing cloth in one direction of the endless belt, which is a generally used method, may be used. Furthermore, the method of rubbing is not limited to these methods, and a method of forming an alignment film by irradiating an endless belt with polarized ultraviolet rays as disclosed in JP-A-2000-327924 is used. May be.
なお、塗布型の塗布液が塗布される塗布膜形成面は、乾燥処理された塗布膜が塗布型から容易にはがれて取り出せるように、フッ素樹脂等からなる離型性の素材により被膜されている。 The coating film forming surface to which the coating type coating liquid is applied is coated with a releasable material made of a fluororesin or the like so that the dried coating film can be easily peeled off from the coating mold. .
また、無端状ベルトの離型性に関しては、フッ素樹脂を用いたものが優れているが、フッ素樹脂は融点が高いことから成膜状態での取扱いが困難である。最近では一部をフッ素化した高分子を使用することにより離型性の向上が図られており、本実施例のサンプル２において使用する無端状ベルトのポリイミド樹脂に関しても特開2000-137396号公報や特開平05-109114号公報で開示されているように部分的にフッ素化されたポリイミド樹脂を使用した。 Further, regarding the releasability of the endless belt, the one using a fluororesin is excellent, but since the fluororesin has a high melting point, it is difficult to handle it in a film formation state. Recently, the release property has been improved by using a partially fluorinated polymer, and the endless belt polyimide resin used in Sample 2 of this example is also disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-137396. And partially fluorinated polyimide resin as disclosed in JP-A-05-109114.
無端状ベルトは、後述するサンプル１〜５の説明に示すように、スプレー塗布法と、遠心成型法等とを用いて製造する。なお、無端状ベルトの製造方法は、これらに限定されるものではなく、ディッピング等の他の方法を用いて製造するものであっても良い。また、ラビング可能な塗布型を用いることによって配向性を備えた無端状ベルトを製造する方法であって、後述するサンプル１〜５と異なる方法により製造するものであってもよい。
The endless belt is manufactured using a spray coating method, a centrifugal molding method, or the like, as shown in the description of
なお、画像形成装置の中間転写体に使用される無端状ベルトは、検知器にＰセンサーやＣＣＤのような一般的な検知器を用いて液晶表示装置のようにブレティルト角や偏光を考慮する必要がなく、光強度を検出する際に同軸度を取り易い軸方向において、ラビングの方向性が反射強度の強いものであればよい。 Note that the endless belt used for the intermediate transfer member of the image forming apparatus needs to consider a Brettilt angle and polarization as in a liquid crystal display device using a general sensor such as a P sensor or CCD as a detector. In the axial direction in which the coaxiality can be easily obtained when detecting the light intensity, the rubbing directionality may be high if the reflection intensity is strong.
以下、本発明に係る無端状ベルトを次述する４つの製造方法により４種類（サンプル１〜４）作成し、従来型サンプルとの比較を行った。
［サンプル１］
サンプル１に係る無端状ベルト１は、内径180φのアルミ材質よりなる円筒状の遠心成形用塗布金型（塗布型）２ａ（図１参照）の内周面に膜厚100μｍのポリイミド皮膜（塗布膜）３を形成することによって作成した。
Hereinafter, four types (
[Sample 1]
An
具体的には、図２に示すように、塗布型２ａの内周面（離形層４の表面）であって転写体として必要とされる寸法領域の端部部分（Ｓ、Ｓ）を、レーヨン布を巻きつけた挿入棒５ａでこすってから、図３に示すように、ポリアミド酸ワニスを希釈した塗布液を、塗布型２ａを回転させながら塗布型２ａの内周面（離形層４の表面）に流し込んで塗布した。
Specifically, as shown in FIG. 2, the end portions (S, S) of the dimension area required as a transfer body on the inner peripheral surface of the
指触乾燥確認後、塗布型２ａの回転を止めて塗布型２ａを加熱炉に入れ、図３に示すように、ポリイミド皮膜３を加熱硬化した。図３において、符号６ａはポリイミド皮膜３においてラビングが行われていない部分（非ラビング部）であり、符号６ｂはポリイミド皮膜３においてラビングが行われた部分（ラビング部）を示したものである。
After confirming finger touch drying, the rotation of the
その後、ポリイミド皮膜３の両端であってラビング処理が施された領域６ｂの端部を所定の寸法分（図４における矢印より外側端部）だけカットし、図５に示すように無端状ベルト１を形成した。なお、カットを行う際に、切断点を周方向にスムーズに進行させて端部の切断を行うことによって、切断面を滑らかにした。このようにして形成された無端状ベルト１を、以下サンプル１とした。
［サンプル２］
サンプル２に係る無端状ベルト１は、内径180φのアルミ材質よりなる円筒状の遠心成形用塗布金型（塗布型）２ａ（図１参照）の内周面に膜厚100μｍのフッ素化ポリイミド皮膜３を形成することによって作成した。
Thereafter, both ends of the
[Sample 2]
The
具体的には、図２に示すように、この塗布型２ａの内周面（離形層４の表面）であって転写体として必要とされる寸法領域の端部部分（Ｓ、Ｓ）を、レーヨン布を周りに巻きつけた挿入棒５ａでこすってから、図３に示すように、ポリアミド酸ワニスを希釈した塗布液を、塗布型２ａを回転させながら塗布型２ａの内周面（離形層４の表面）に流し込んで塗布した。
Specifically, as shown in FIG. 2, the end portions (S, S) of the inner peripheral surface of the
指触乾燥確認後、塗布型２ａの回転を止めて塗布型２ａを加熱炉に入れ、図３に示すように、フッ素化ポリイミド皮膜３を加熱硬化した。図３において、符号６ａはフッ素化ポリイミド皮膜３においてラビングが行われていない部分（非ラビング部）であり、符号６ｂはフッ素化ポリイミド皮膜３においてラビングが行われた部分（ラビング部）を示したものである。
After confirming the touch-drying, the rotation of the
その後、フッ素化ポリイミド皮膜３の両端であってラビング処理が施された領域６ｂの端部を所定の寸法分（図４における矢印より外側端部）だけカットし、図５に示すように無端状ベルト１を形成した。なお、カットを行うに際して、切断点を周方向にスムーズに進行させて端部の切断を行うことによって、切断面を滑らかにした。このようにして形成された無端状ベルト１を、以下サンプル２とした。
［サンプル３］
サンプル３に係る無端状ベルト１は、内径180φのアルミ材質よりなる円筒状のスプレー塗布金型（塗布型）２ｂの外周面に膜厚100μｍのポリイミド皮膜３ａを形成することによって作成した。
Thereafter, both ends of the
[Sample 3]
The
具体的には、図６に示すように、塗布型２ｂの外周面であって転写体として必要とされる寸法領域の端部部分（Ｓ、Ｓ）を、レーヨン布を周りに巻きつけたローラー棒５ｂを押し当ててこすってから、ポリアミド酸ワニスを希釈した塗布液を、塗布型２ｂを回転させながら塗布型２ｂの外周面にスプレー塗布した。 Specifically, as shown in FIG. 6, a roller in which an end portion (S, S) of a dimensional area required as a transfer body on the outer peripheral surface of the coating die 2 b is wound around a rayon cloth. After the stick 5b was pressed and rubbed, the coating solution diluted with the polyamic acid varnish was spray coated on the outer peripheral surface of the coating mold 2b while rotating the coating mold 2b.
指触乾燥確認後、塗布型２ｂの回転を止めて塗布型２ｂを加熱炉に入れ、ポリイミド皮膜３を加熱硬化した。その後、ポリイミド皮膜３のラビング処理が施された領域６ｂの端部を所定の寸法分（図４における矢印より外側端部）だけカットし、図５に示すように無端状ベルト１を形成した。カットを行う際に、切断点を周方向にスムーズに進行させて端部の切断を行うことによって、切断面を滑らかにした。このようにして形成された無端状ベルト１を、以下サンプル３とした。
［サンプル４］
サンプル４に係る無端状ベルト１は、内径180φのアルミ材質よりなる円筒状の遠心成形用塗布金型（塗布型）２ａの内周面に膜厚100μｍのポリイミド皮膜３を形成することによって作成した。
After confirming the touch-drying, the rotation of the coating mold 2b was stopped, the coating mold 2b was placed in a heating furnace, and the
[Sample 4]
The
具体的には、この塗布型２ａの内周面（離形層４の表面）であって、画像転写時に必要とされない領域の端面部（非転写領域の端面部、画像非使用部領域の一部基体）を、レーヨン布を周りに巻きつけた挿入棒５ａで塗布型２ａの周方向にこすって配向させて部分的な配向膜層を形成した。その後、ポリアミド酸ワニスを希釈した塗布液を、塗布型２ａを回転させながら塗布型２ａの内周面に流し込んで塗布した。
Specifically, the inner peripheral surface of the
指触乾燥確認後、塗布型２ａの回転を止めて塗布型２ａを加熱炉に入れ、ポリイミド皮膜３を加熱硬化した。その後、ポリイミド皮膜３のラビング処理が施された領域６ｂの端部を所定の寸法分（図４における矢印より外側端部）だけカットし、図５に示すように無端状ベルト１を形成した。カットを行う際に切断点を周方向にスムーズに進行させて端部の切断を行うことによって、切断面を滑らかにした。このようにして形成された無端状ベルト１を以下サンプル４とした。
After confirming finger touch drying, the rotation of the
［比較サンプル］
比較サンプルに係る無端状ベルトは、サンプル１と同様に、内径180φのアルミ材質よりなる円筒状の遠心成形用塗布金型（塗布型）２ａの内周面に膜厚100μｍのポリイミド皮膜３を形成することによって作成した。但し、塗布型２ａの内周面を、レーヨン布を巻きつけた挿入棒でこすることをせず（つまりラビングすることなく）、ポリアミド酸ワニスを希釈した塗布液を、塗布型２ａを回転させながら塗布型２ａの内周面に流し込んで塗布した。また、無端状ベルトの端部をカットする際には、切断面を軸方向に垂直に切断することによって、断面が斜めにくい込んだり、端部が微細なジグザグ形状とならないようにした。このようにして形成された無端状ベルトを、以下サンプル５とした。
[Comparative sample]
The endless belt according to the comparative sample is formed with a
上述のようにして形成される無端状ベルトは単層膜であるため、離形層４樹脂をラビングすることにより塗布膜材料が高分子であっても膜表層が特定方向へ配向性を有することになるので、無端状ベルトの異方性の効果が顕著になる。上述した方法により図７に示すように形成されたサンプル１〜４とサンプル５とを用いて、次述する３つの試験を実施した。
［破断強度試験］
まず、図８に示すように、幅２０ｍｍの短冊形に切り出されたサンプル１〜５の試料７の一部に５ｍｍの切り込み７ａを入れ、試料７の端部を切込方向に直交する方向（図８における矢印方向）に引っ張って、サンプル１〜５における軸方向と周方向との破断強度を測定した。
Since the endless belt formed as described above is a single layer film, the surface layer of the film has orientation in a specific direction even if the coating film material is a polymer by rubbing the
[Break strength test]
First, as shown in FIG. 8, a 5
表１は測定された破断強度結果を示したものである。サンプル１〜４は、ラビングすることによって周方向に配向性を持たせたので、縦方向に較べて周方向の破断強度が向上している。
Table 1 shows the measured breaking strength results. Since
［引裂強度試験］
次にJIS K 7128−1に準拠して、幅40ｍｍの短冊状に切り出されたサンプル１〜５の試料８の中央に図９（ａ）に示すように切り込み８ａを入れて、切り込みが入れられた端部９ａ、９ｂを図９（ｂ）に示すように180度開いて互いに逆方向に引っ張ることにより、サンプル１〜５における軸方向と周方向との引裂強度を測定した。
[Tear strength test]
Next, in accordance with JIS K 7128-1, a
表２は測定された引裂強度結果を示したものである。測定された結果から明らかなように、サンプル１〜４は、上述した破断強度に較べて軸方向と周方向の異方性が逆転しており、軸方向の引裂強度の方が周方向の引裂強度に較べて高い値を示している。サンプル１〜４は、配向性を備えることによって軸方向への引裂強度が向上しており、軸方向に裂け目が入っても破断の進行が周方向になり、軸方向へ進行しない。
Table 2 shows the measured tear strength results. As is clear from the measured results,
［耐久性試験］
サンプル１〜５の両端部にＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる補強テープを貼り付け、株式会社リコー製のフルカラー複写機Ipsioの中間転写ベルトユニットにサンプル１〜５に該当する無端状ベルトを取り付けて、無端状ベルトを周動させて画出しを繰り返すことによってベルトの耐久性を評価した。
[Durability test]
Affixing a reinforcing tape made of PET (polyethylene terephthalate) to both ends of
サンプル５の無端状ベルトは、トラブルなく順調に回転を続けているときには問題なく５万枚以の画出しを行うことができたが、一旦捩れたり端部がローラジグに乗り上げたりして無端状ベルトの端部に裂け目等が生じた場合には、画出しが１千枚以下でも無端状ベルトが破断して使用できなくなることがあった。一方、サンプル１〜４の無端状ベルトは、端部に裂け目が生じても軸方向の破断は進行せず、５万枚の画出しを繰り返し行っても無端状ベルトの形状及びコピー品質に何ら異常が発生しなかった。
The endless belt of Sample 5 was able to output more than 50,000 images without any problems when it continued to rotate smoothly without any trouble. However, the endless belt could be twisted or the end could run up onto a roller jig. When a tear or the like occurs at the end of the belt, the endless belt sometimes breaks and cannot be used even if the number of images is 1,000 or less. On the other hand, the endless belts of
以上説明したように、本発明に係る無端状ベルトは配向性を備えており、軸方向と周方向とで異方性を有しているので、無端状ベルトの引裂強度、破裂強度等の値を軸方向と周方向とで相違させることができ、容易に無端状ベルトが破断することを防止することが可能となる。 As described above, since the endless belt according to the present invention has orientation and has anisotropy in the axial direction and the circumferential direction, values such as tear strength and burst strength of the endless belt. Can be made different between the axial direction and the circumferential direction, and the endless belt can be easily prevented from breaking.
また、無端状ベルトが軸方向と周方向との異方性を有していることによって、ベルトの各種特牲の差異を利用した特性向上や検知機構が可能となる。 In addition, since the endless belt has anisotropy between the axial direction and the circumferential direction, it is possible to improve the characteristics and detect the mechanism using the difference in various characteristics of the belt.
特に、無端状ベルトの周端面部を周方向に配向させることによって、無端状ベルトの端部において軸方向に対する軸方向の引裂強度・破断強度を向上させることができる。 In particular, by orienting the circumferential end surface portion of the endless belt in the circumferential direction, it is possible to improve the tearing strength and breaking strength in the axial direction with respect to the axial direction at the end of the endless belt.
また、塗布膜を形成する前に塗布型の塗布膜形成面に対してラビングにより配向処理を施すことによって、無端状ベルトそのものをラビングすることなく無端状ベルトに配向性を付与することが可能となる。このため、無端状ベルトは軸方向と周方向との異方性を備えているので、容易に無端状ベルトが破断することを防止することが可能となる。 In addition, it is possible to impart orientation to the endless belt without rubbing the endless belt itself by performing an alignment treatment by rubbing the coating type coating film forming surface before forming the coating film. Become. For this reason, since the endless belt has anisotropy between the axial direction and the circumferential direction, the endless belt can be easily prevented from breaking.
特に、塗布膜形成面に対して予め配向処理が施された塗布型を用いて無端状ベルトを製造することによって、無端状ベルトを製造する度に毎回ラビング処理を行う必要がなくなるので作業工程を減らして作業負担の低減を図ることが可能となる。例えば、塗布型の離型層を永久配向させておくことにより、この効果がより顕著なものとなる。 In particular, by manufacturing an endless belt using a coating mold in which an orientation treatment has been performed on the coating film forming surface in advance, it is not necessary to perform a rubbing process every time an endless belt is manufactured. It is possible to reduce the work burden by reducing the work load. For example, this effect becomes more remarkable by permanently aligning the coating type release layer.
さらに、塗布膜形成面の非転写領域の端面部に対して配向処理を施してから塗布膜形成面に塗布液を塗布することによって、製造された無端状ベルトの周縁部が周方向に配向するため、周方向の引裂強度が高まり、ベルト端部からの破断を減少させることが可能となるので、無端状ベルトの耐久性を高めて製品寿命を延ばすことが可能となる。 Furthermore, the peripheral portion of the manufactured endless belt is oriented in the circumferential direction by applying an orientation treatment to the end face portion of the non-transfer area of the coating film forming surface and then applying the coating liquid to the coating film forming surface. Therefore, the tearing strength in the circumferential direction is increased and the breakage from the belt end can be reduced, so that the durability of the endless belt can be increased and the product life can be extended.
また、本発明に係る無端状ベルトを画像形成装置に用いることによって、容易に無端状ベルトが破断することを防止することが可能となり、画像形成装置の不具合発生頻度の低減を図ることが可能となると共に、無端状ベルトの交換等により生ずるランニングコストの低減を図ることが可能となる。 Further, by using the endless belt according to the present invention for an image forming apparatus, it is possible to prevent the endless belt from being easily broken, and to reduce the frequency of occurrence of problems in the image forming apparatus. In addition, it is possible to reduce the running cost caused by replacing the endless belt.
１ 無端状ベルト
２ａ 遠心成形用塗布金型（塗布型）
２ｂ スプレー塗布金型（塗布型）
３ ポリイミド皮膜、フッ素化ポリイミド皮膜（塗布膜）
４ 離形層
５ａ 挿入棒
５ｂ ローラー棒
６ａ 非ラビング部
６ｂ ラビング部
1
2b Spray coating mold (coating mold)
3 Polyimide film, fluorinated polyimide film (coating film)
4
Claims (6)
前記塗布膜を軸方向あるいは周方向に配向させるために表面をラビングして配向処理を施してから前記塗布膜形成面に対して前記塗布液を塗布することによって、軸方向と周方向とに対する異方性を備える前記無端状ベルトを製造することを特徴とする無端状ベルトの製造方法。 In an endless belt manufacturing method for forming an endless belt used in an image forming apparatus by applying a coating liquid to a coating type coating film forming surface,
In order to orient the coating film in the axial direction or the circumferential direction, the surface is rubbed and subjected to an alignment treatment, and then the coating liquid is applied to the coating film forming surface, whereby the difference between the axial direction and the circumferential direction is achieved. A method for producing an endless belt, comprising producing the endless belt having directionality.
前記塗布膜を軸方向あるいは周方向に配向させるために表面に予め配向処理が施された前記塗布膜形成面に対して前記塗布液を塗布することによって、軸方向と周方向とに対する異方性を備える前記無端状ベルトを製造することを特徴とする無端状ベルトの製造方法。 In an endless belt manufacturing method for forming an endless belt used in an image forming apparatus by applying a coating liquid to a coating type coating film forming surface,
Anisotropy with respect to the axial direction and the circumferential direction by applying the coating liquid to the coating film forming surface whose surface has been previously subjected to an orientation treatment in order to orient the coating film in the axial direction or the circumferential direction. A process for producing an endless belt, comprising: manufacturing the endless belt.
前記塗布膜を周方向に配向させるために前記塗布膜形成面の非転写領域の端面部に対して配向処理を施してから、前記塗布膜形成面に前記塗布液を塗布することによって、軸方向と周方向とに対する異方性を備える前記無端状ベルトを製造することを特徴とする無端状ベルトの製造方法。 In an endless belt manufacturing method for forming an endless belt used in an image forming apparatus by applying a coating liquid to a coating type coating film forming surface,
In order to orient the coating film in the circumferential direction, an orientation process is performed on the end surface portion of the non-transfer area of the coating film forming surface, and then the coating liquid is applied to the coating film forming surface, thereby axially And manufacturing the endless belt having anisotropy with respect to the circumferential direction.
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|---|---|---|---|---|
| JP2012078514A (en) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Bridgestone Corp | Conductive endless belt |
| WO2021141782A1 (en) * | 2020-01-06 | 2021-07-15 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Belt for improved gloss on print media |
-
2003
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