JP2012194281A - Component for image forming apparatus, fixing device, and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置用部材、定着装置、及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus member, a fixing device, and an image forming apparatus.
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では、記録紙に形成されたトナー像を定着装置によって定着して画像形成している。 In an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic system, a toner image formed on a recording sheet is fixed by a fixing device to form an image.
例えば、定着装置に関しては、特許文献1に、「定着ロールと、この定着ロールに接触したまま走行可能な加圧ベルトと、を備えたベルトニップ方式と呼ばれる定着装置」が提案されている。
また、特許文献2、3には、「耐摩耗性の高いポリイミドとフッ素樹脂を混合して使用し、フッ素樹脂をベルト表面に析出、偏在させることで、耐摩耗性と離型性を兼ね備えることを目的とした無端ベルト」が提案されている。
また、特許文献4には、「耐摩耗性の高いポリイミドに離型性を保持させる目的として、フッ素化ポリイミドを主成分とする無端ベルト」が提案されている。
For example, regarding a fixing device, Patent Document 1 proposes a “fixing device called a belt nip system including a fixing roll and a pressure belt that can run while being in contact with the fixing roll”.
Patent Documents 2 and 3 also state that “a combination of highly wear-resistant polyimide and fluororesin is used, and the fluororesin is deposited and unevenly distributed on the belt surface, so that both wear resistance and releasability are achieved. An endless belt for the purpose has been proposed.
Patent Document 4 proposes “an endless belt containing fluorinated polyimide as a main component for the purpose of maintaining release properties in a highly wear-resistant polyimide”.
その他、特許文献5には、「ポリマーにグリシジルメタクリレート基等のエポキシ基を含有する画像形成装置用ベルト」が提案されている。
また、特許文献6には、「被覆層を形成する被覆剤にエポキシ基含有シラン変性樹脂を含有する摺動部材」が提案されている。
In addition, Patent Document 5 proposes “a belt for an image forming apparatus in which a polymer contains an epoxy group such as a glycidyl methacrylate group”.
Patent Document 6 proposes “a sliding member containing an epoxy group-containing silane-modified resin in a coating agent for forming a coating layer”.
本発明の課題は、耐摩耗性と共に離型性に優れた画像形成装置用部材を提供することである。 An object of the present invention is to provide a member for an image forming apparatus having excellent wear resistance and releasability.
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
下記一般式(1)で表される繰り返し構造単位を有し、前記繰り返し構造単位の構造単位間に部分的に下記一般式(2)で示される構造単位が介在したポリイミド樹脂を含む層を表面に有する画像形成装置用部材。
The above problem is solved by the following means. That is,
The invention according to claim 1
A surface comprising a polyimide resin having a repeating structural unit represented by the following general formula (1) and having a structural unit represented by the following general formula (2) partially interposed between the structural units of the repeating structural unit A member for an image forming apparatus.
(一般式(1)及び(2)中、Arは、芳香環を1個以上有する4価の有機基を示す。
Yは、2価の有機基を示す。
Rは、水酸基を有する有機基を示す。
Xは、フッ素原子を有する有機基を示す。
nは、1以上の整数を示す。)
(In the general formulas (1) and (2), Ar represents a tetravalent organic group having one or more aromatic rings.
Y represents a divalent organic group.
R represents an organic group having a hydroxyl group.
X represents an organic group having a fluorine atom.
n represents an integer of 1 or more. )
請求項2に記載の発明は、
前記一般式(2)のXは、3個以上20個以下のフッ素原子を有する有機基を示す請求項1に記載の画像形成装置用部材。
The invention described in claim 2
The image forming apparatus member according to claim 1, wherein X in the general formula (2) represents an organic group having 3 to 20 fluorine atoms.
請求項3に記載の発明は、
前記ポリイミド樹脂を含む層の表面における、X線光電子分光分析法により測定されるフッ素原子含有率が、5%以上60%以下である請求項1又は2に記載の画像形成装置用部材。
The invention according to claim 3
3. The member for an image forming apparatus according to claim 1, wherein a fluorine atom content measured by X-ray photoelectron spectroscopy on the surface of the layer containing the polyimide resin is 5% or more and 60% or less.
請求項4に記載の発明は、
繰り返し構造単位の一部の構造単位に対して、フッ素原子を持つエポキシ化合物を反応させたポリアミド酸樹脂をイミド化させたポリイミド樹脂を含む層を表面に有する画像形成装置用部材。
The invention according to claim 4
A member for an image forming apparatus, comprising a layer containing a polyimide resin obtained by imidizing a polyamic acid resin obtained by reacting an epoxy compound having a fluorine atom with some structural units of a repeating structural unit.
請求項5に係る発明は、
加熱部材と、前記加熱部材と接して配設される加圧部材と、とを備え、
前記加熱部材及び前記加圧部材の少なくとも一方が、請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置用部材を備える定着装置。
The invention according to claim 5
A heating member, and a pressure member disposed in contact with the heating member,
5. A fixing device in which at least one of the heating member and the pressure member includes the image forming apparatus member according to claim 1.
請求項6に係る発明は、
像保持体と、
前記像保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に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着手段と、
を備え、
前記定着手段が、請求項5に記載の定着装置である画像形成装置。
The invention according to claim 6
An image carrier,
Latent image forming means for forming a latent image on the surface of the image carrier;
Developing means for developing the latent image with toner to form a toner image;
Transfer means for transferring the toner image to a recording medium;
Fixing means for fixing the toner image to the recording medium;
With
The image forming apparatus according to claim 5, wherein the fixing unit is a fixing device.
請求項1に係る発明によれば、一般式(1)で表される繰り返し構造単位の構造単位間に部分的に一般式(2)で示される構造単位が介在しないポリイミド樹脂を採用した場合に比べ、耐摩耗性と共に離型性に優れた画像形成装置用部材を提供できる。
請求項2に係る発明によれば、一般式(2)のXが表す有機基のフッ素原子数が上記範囲外の場合に比べ、耐摩耗性と共に離型性に優れた画像形成装置用部材を提供できる。
請求項3に係る発明によれば、ポリイミド樹脂を含む層の表面のフッ素原子含有率が上記範囲外である場合に比べ、耐摩耗性と共に離型性に優れた画像形成装置用部材を提供できる。
According to the invention of claim 1, when a polyimide resin in which the structural unit represented by the general formula (2) is not partially interposed between the structural units of the repeating structural unit represented by the general formula (1) is employed. In comparison, it is possible to provide a member for an image forming apparatus having excellent wear resistance and releasability.
According to the second aspect of the invention, there is provided an image forming apparatus member having excellent wear resistance and releasability as compared with the case where the number of fluorine atoms of the organic group represented by X in the general formula (2) is outside the above range. Can be provided.
According to the invention of claim 3, it is possible to provide an image forming apparatus member that is excellent in wear resistance and releasability as compared with the case where the fluorine atom content on the surface of the layer containing the polyimide resin is out of the above range. .
請求項4に係る発明によれば、繰り返し構造単位の一部の構造単位に対して、フッ素原子を持つエポキシ化合物を反応させないポリアミド酸を採用した場合に比べ、耐摩耗性と共に離型性に優れた画像形成装置用部材を提供できる。 According to the invention of claim 4, compared to the case where a polyamic acid that does not react with an epoxy compound having a fluorine atom is used for some structural units of the repeating structural unit, it has excellent wear resistance and releasability. A member for an image forming apparatus can be provided.
請求項5、6に係る発明によれば、一般式(1)で表される繰り返し構造単位の構造単位間に部分的に一般式(2)で示される構造単位が介在しないポリイミド樹脂を採用した画像形成装置用部材を備える場合に比べ、画像形成装置用部材の耐摩耗及び離型性の低下に起因した定着不良が抑制される定着装置、及び画像形成装置を提供できる。 According to the inventions according to claims 5 and 6, a polyimide resin in which the structural unit represented by the general formula (2) is not partially interposed between the structural units of the repeating structural unit represented by the general formula (1) is employed. As compared with a case where an image forming apparatus member is provided, it is possible to provide a fixing apparatus and an image forming apparatus in which fixing defects due to a decrease in wear resistance and releasability of the image forming apparatus member are suppressed.
以下、実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
[画像形成装置用部材]
本実施形態に係る画像形成装置用部材(以下、無端ベルトと称する)は、例えば、無端状に形成され、例えば厚み30μm以上200μm以下のポリイミド樹脂を含む層(以下、ポリイミド樹脂層と称する)の単層体で構成されている。
そして、ポリイミド樹脂として、一般式(1)で表される繰り返し構造単位を有し、当該繰り返し構造単位の構造単位間に部分的に一般式(2)で示される構造単位が介在したポリイミド樹脂を適用する。
[Image forming apparatus member]
The image forming apparatus member (hereinafter referred to as an endless belt) according to the present embodiment is formed, for example, in an endless manner, for example, a layer containing a polyimide resin having a thickness of 30 μm to 200 μm (hereinafter referred to as a polyimide resin layer). It is composed of a single layer.
And as a polyimide resin, the polyimide resin which has a repeating structural unit represented by General formula (1), and the structural unit shown by General formula (2) partially intervened between the structural units of the said repeating structural unit. Apply.
本実施形態に係る無端ベルトでは、上記構成とすることで、耐摩耗性と共に離型性に優れたものとなる。 In the endless belt according to the present embodiment, by adopting the above-described configuration, the wear resistance and the releasability are excellent.
ここで、ポリイミド樹脂とフッ素樹脂とを混合して、フッ素樹脂をベルト表面に析出、偏在させることで、耐摩耗性と離型性を兼ね備える無端ベルトを実現する技術(特許文献2〜3)が知られているが、本技術では、無端ベルトの表面に露出するフッ素樹脂が少ない傾向にあり、離型性が向上され難く、離型性を向上させようとフッ素樹脂の量を増加させると、無端ベルトの機械的強度が低下する傾向となる。
また、フッ素化ポリイミド樹脂を用いる技術(特許文献4)も知られているが、フッ素化ポリイミド樹脂は、市販されている完全フッ素化ポリイミドにおいてもフッ素原子含有率が例えば40%に満たず、離型性を向上させるには限界があるのが現状である。
Here, there is a technology for realizing an endless belt having both wear resistance and releasability by mixing polyimide resin and fluororesin and precipitating and unevenly distributing fluororesin on the belt surface (Patent Documents 2 to 3). As is known, in the present technology, there is a tendency that less fluororesin is exposed on the surface of the endless belt, and it is difficult to improve the releasability, and when the amount of the fluororesin is increased to improve the releasability, The mechanical strength of the endless belt tends to decrease.
Also, a technique using a fluorinated polyimide resin (Patent Document 4) is known. However, the fluorinated polyimide resin has a fluorine atom content of, for example, less than 40% even in a commercially available fully fluorinated polyimide. At present, there is a limit to improving moldability.
これに対して、一般式(1)で表される繰り返し構造単位の構造単位間に部分的に一般式(2)で示される構造単位が介在したポリイミド樹脂は、一般式(1)で表される繰り返し構造単位を持ち、その構造単位に由来する機械的強度を維持しつつ、一般式(2)で示される構造単位中に含まれるフッ素含有基(−O−R−X)が移動し易い構造となっており、配向・偏在化し易くなると考えられる。
このため、本ポリイミド樹脂で構成されるポリイミド樹脂層は、機械的強度を高めつつ、その表面のフッ素原子含有率も高められるものと考えられる。
In contrast, a polyimide resin in which the structural unit represented by the general formula (2) is partially interposed between the structural units of the repeating structural unit represented by the general formula (1) is represented by the general formula (1). The fluorine-containing group (—O—R—X) contained in the structural unit represented by the general formula (2) easily moves while maintaining the mechanical strength derived from the structural unit. It has a structure and is considered to be easily oriented and unevenly distributed.
For this reason, it is thought that the polyimide resin layer comprised with this polyimide resin can raise the fluorine atom content rate of the surface, raising mechanical strength.
したがって、本実施形態に係る無端ベルトでは、耐摩耗性と共に離型性に優れたものとなると考えられる。 Therefore, the endless belt according to the present embodiment is considered to be excellent in wear resistance and releasability.
以下、本実施形態に係る無端ベルトの構成材料や特性について詳細に説明する。 Hereinafter, constituent materials and characteristics of the endless belt according to the present embodiment will be described in detail.
(ポリイミド樹脂層)
ポリイミド樹脂層は、ポリイミド樹脂と、必要に応じて、その他添加剤と、を含んで構成される。
(Polyimide resin layer)
A polyimide resin layer is comprised including a polyimide resin and another additive as needed.
ポリイミド樹脂層は、具体的には、例えば、特定ポリイミド樹脂の前駆体とポリイミド樹脂の前駆体を溶解する溶媒と含む樹脂組成物により形成された層である。
つまり、ポリイミド樹脂層は、上記樹脂組成物の塗膜に対して、加熱処理を施し、特定ポリイミド樹脂の前駆体のイミド化反応を生じさせ、特定ポリイミド樹脂を形成することで得られる層である。
Specifically, for example, the polyimide resin layer is a layer formed of a resin composition including a precursor of a specific polyimide resin and a solvent for dissolving the precursor of the polyimide resin.
That is, the polyimide resin layer is a layer obtained by subjecting the coating film of the resin composition to a heat treatment, causing an imidization reaction of the precursor of the specific polyimide resin, and forming the specific polyimide resin. .
ポリイミド樹脂層を形成するための樹脂組成物は、例えば、ポリイミド樹脂の前駆体と層状構造を持つ無機系潤滑性粉末とポリイミド樹脂の前駆体を溶解する溶媒と共に、必要に応じて、充填材料、触媒としての3級アミン、カルボン酸無水物、分散剤などの添加物を含んでもよい。 The resin composition for forming the polyimide resin layer includes, for example, a polyimide resin precursor, an inorganic lubricating powder having a layered structure, and a solvent for dissolving the polyimide resin precursor, as necessary, a filling material, An additive such as a tertiary amine, a carboxylic acid anhydride, or a dispersant as a catalyst may be included.
−ポリイミド樹脂(その前駆体)−
ポリイミド樹脂(その前駆体)について説明する。
ポリイミド樹脂としては、一般式(1)で表される繰り返し構造単位を有し、当該繰り返し構造単位の構造単位間に部分的に一般式(2)で示される構造単位が介在したポリイミド樹脂(以下、特定ポリイミド樹脂と称する)が適用される。
-Polyimide resin (its precursor)-
The polyimide resin (precursor thereof) will be described.
The polyimide resin has a repeating structural unit represented by the general formula (1), and a polyimide resin in which the structural unit represented by the general formula (2) is partially interposed between the structural units of the repeating structural unit (hereinafter referred to as “polyimide resin”). , Referred to as a specific polyimide resin).
一般式(1)及び(2)中、Arは、芳香環を1個以上有する4価の有機基を示す。
Yは、2価の有機基を示す。
Rは、水酸基を有する有機基を示す。
Xは、フッ素原子を有する有機基を示す。
nは、1以上の整数を示す。
In general formulas (1) and (2), Ar represents a tetravalent organic group having one or more aromatic rings.
Y represents a divalent organic group.
R represents an organic group having a hydroxyl group.
X represents an organic group having a fluorine atom.
n represents an integer of 1 or more.
ここで、一般式(1)及び(2)中、Arが表す「芳香環を1個以上有する4価の有機基」としては、原料となる芳香族テトラカルボン酸二無水物より4つのカルボニル基を除いたその残基であるが、具体的な芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホ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、3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
これらの中でも、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物が望ましい。
Here, in the general formulas (1) and (2), the “tetravalent organic group having one or more aromatic rings” represented by Ar has four carbonyl groups from the starting aromatic tetracarboxylic dianhydride. The specific aromatic tetracarboxylic dianhydride is, for example, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride. 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyl ether tetracarboxylic acid Examples thereof include acid dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-dimethyldiphenylsilanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-tetraphenylsilanetetracarboxylic dianhydride, and the like.
Among these, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, and 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride are desirable.
一般式(1)及び(2)中、Yが表す「2価の有機基」としては、原料となるジアミン化合物から2つのアミノ基を除いたその残基であるが、具体的なジアミン化合物としては、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォンが挙げられる。
これらの中でも、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、1,5−ジアミノナフタレン、3,3−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、5−アミノ−1−(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、6−アミノ−1−(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、4,4’−ジアミノベンズアニリド、3,5−ジアミノ−3’−トリフルオロメチルベンズアニリド、3,5−ジアミノ−4’−トリフルオロメチルベンズアニリド、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,7−ジアミノフルオレン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパンが望ましい。
In the general formulas (1) and (2), the “divalent organic group” represented by Y is a residue obtained by removing two amino groups from a diamine compound as a raw material. Are, for example, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, 4, 4'-diaminodiphenyl sulfone is mentioned.
Among these, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 1,5-diaminonaphthalene, 3,3- Dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 5-amino-1- (4′-aminophenyl) -1,3,3-trimethylindane, 6-amino-1- (4′-aminophenyl) -1,3 , 3-trimethylindane, 4,4′-diaminobenzanilide, 3,5-diamino-3′-trifluoromethylbenzanilide, 3,5-diamino-4′-trifluoromethylbenzanilide, 3,4′- Diaminodiphenyl ether, 2,7-diaminofluorene, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane are preferred .
一般式(1)及び(2)中、Rが表す「水酸基を有する有機基」としては、例えば、一つ以上の水酸基で置換された炭素数2以上10以下(望ましくは炭素数2以上8以下、より炭素数2以上6以下)のアルキレン基、一部または全部の水素原子がフッ素原子に置換されたフルオロアルキレン基等が挙げられる。 In the general formulas (1) and (2), the “organic group having a hydroxyl group” represented by R is, for example, 2 to 10 carbon atoms substituted with one or more hydroxyl groups (desirably 2 to 8 carbon atoms). And an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms), a fluoroalkylene group in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, and the like.
一般式(1)及び(2)中、Xが表すフッ素原子を有する有機基としては、例えば、フッ化アルキル基等が挙げられる。 In the general formulas (1) and (2), examples of the organic group having a fluorine atom represented by X include a fluorinated alkyl group.
フッ化アルキル基として具体的には、例えば、−(CF2)m1−Xa(但し、m1は0以上20以下の自然数を表す。Xaは−CH2F基、−CHF2基、又は−CF3基を表す。)が挙げられる。
m1は、0以上20以下の自然数を表すが、望ましくは0以上15以下の自然数、より望ましくは0以上10以下の自然数である。
Xaは、−CH2F基、−CHF2基、又は−CF3基を表すが、望ましくは−CHF2基、又は−CF3基である。
Specific examples of the fluorinated alkyl group include, for example, — (CF 2 ) m1 —Xa (where m1 represents a natural number of 0 or more and 20 or less. Xa represents —CH 2 F group, —CHF 2 group, or —CF Represents 3 groups).
m1 represents a natural number of 0 or more and 20 or less, preferably a natural number of 0 or more and 15 or less, more preferably a natural number of 0 or more and 10 or less.
Xa represents a —CH 2 F group, a —CHF 2 group, or a —CF 3 group, and preferably a —CHF 2 group or a —CF 3 group.
ここで、Xが表すフッ素原子を有する有機基は、3個以上20個以下(望ましくは5個以上20個以下、より望ましくは10個以上20個以下)のフッ素原子を有する有機基であることがよい。
本フッ素原子数を上記範囲とすると、無端ベルト(ポリイミド樹脂層)の耐摩耗性と共に離型性が向上し易くなる。
Here, the organic group having a fluorine atom represented by X is an organic group having 3 or more and 20 or less (preferably 5 or more and 20 or less, more preferably 10 or more and 20 or less) fluorine atoms. Is good.
When the number of fluorine atoms is within the above range, the releasability is easily improved together with the wear resistance of the endless belt (polyimide resin layer).
一般式(1)及び(2)中、nは、1以上の整数を示すが、望ましくは50以上10000000以下の整数を示す。なお、nは、重合度を示している。 In general formulas (1) and (2), n represents an integer of 1 or more, and desirably represents an integer of 50 or more and 10000000 or less. Note that n represents the degree of polymerization.
ここで、特定ポリイミド樹脂において、一般式(1)で表される繰り返し構造単位に対する、一般式(2)で示される構造単位の割合は、例えば、一般式(1)で表される繰り返し構造単位の構造単位100個に対して一般式(2)で示される構造単位が1以上1000以下の範囲であることがよく、望ましくは、50以上800以下、より望ましくは100以上500以下の範囲である。
本割合を上記範囲とすると、無端ベルト(ポリイミド樹脂層)の耐摩耗性と共に離型性が向上し易くなる。
Here, in the specific polyimide resin, the ratio of the structural unit represented by the general formula (2) to the repeating structural unit represented by the general formula (1) is, for example, the repeating structural unit represented by the general formula (1). The structural unit represented by the general formula (2) may be in the range of 1 to 1000, preferably in the range of 50 to 800, more preferably in the range of 100 to 500. .
When the ratio is within the above range, the releasability is easily improved together with the wear resistance of the endless belt (polyimide resin layer).
一方、特定ポリイミド樹脂の前駆体としては、例えば、イミド化反応を経てイミド環へと変化するポリアミド酸樹脂、具体的には、一般式(11)で表される繰り返し構造単位を有し、当該繰り返し構造単位の構造単位間に部分的に一般式(21)で示される構造単位が介在したポリアミド酸樹脂(以下、特定ポリアミド酸樹脂)が適用される。 On the other hand, as a precursor of the specific polyimide resin, for example, a polyamic acid resin that changes to an imide ring through an imidization reaction, specifically, a repeating structural unit represented by the general formula (11), A polyamic acid resin (hereinafter referred to as a specific polyamic acid resin) in which the structural unit represented by the general formula (21) is partially interposed between the structural units of the repeating structural unit is applied.
一般式(11)及び(21)中、Ar、Y、R、X、nは、一般式(1)及び(2)中のものと同義である。 In general formulas (11) and (21), Ar, Y, R, X, and n are as defined in general formulas (1) and (2).
特定ポリイミド樹脂の前駆体である特定ポリアミド酸樹脂は、下記スキームに示すように、テトラカルボン酸二無水物とジアミン化合物とを等モル量を有機極性溶媒中で重合反応させてポリアミド酸樹脂を生成した後、これに、フッ素原子を持つエポキシ化合物(O3−R−X:但し、R、Xは一般式(1)及び(2)中のものと同義)を反応させて得られる。具体的には、ポリアミド酸樹脂の繰り返し構造単位(一般式(11))の一部の構造単位が持つ2つのカルボン酸のうち、一方のカルボン酸とフッ素原子を持つエポキシ化合物を反応させて、特定ポリアミド酸樹脂を得る。
つまり、特定ポリイミド樹脂は、繰り返し構造単位の一部の構造単位に対して、フッ素原子を持つエポキシ化合物を反応させた特定ポリアミド酸をイミド化させたポリイミド樹脂である。
なお、得られた特定ポリアミド酸樹脂は、部分的にイミド化反応を行ったポリアミド酸−ポリイミド共重合体であってもよい。
The specific polyamic acid resin, which is the precursor of the specific polyimide resin, produces a polyamic acid resin by polymerizing equimolar amounts of tetracarboxylic dianhydride and diamine compound in an organic polar solvent as shown in the following scheme. Then, it is obtained by reacting this with an epoxy compound having a fluorine atom (O 3 -R—X: where R and X are the same as those in formulas (1) and (2)). Specifically, among two carboxylic acids possessed by some structural units of the polyamic acid resin repeating structural unit (general formula (11)), one carboxylic acid and an epoxy compound having a fluorine atom are reacted, A specific polyamic acid resin is obtained.
That is, the specific polyimide resin is a polyimide resin obtained by imidizing a specific polyamic acid obtained by reacting an epoxy compound having a fluorine atom with some structural units of the repeating structural unit.
The obtained specific polyamic acid resin may be a polyamic acid-polyimide copolymer that has been partially imidized.
特定ポリアミド酸樹脂を形成するためのテトラカルボン酸二無水物としては、特に制限はなく、芳香族系テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。 There is no restriction | limiting in particular as tetracarboxylic dianhydride for forming specific polyamic acid resin, An aromatic tetracarboxylic dianhydride is mentioned.
芳香族系テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−フランテトラカルボン酸二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、4,4’−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、3,3’,4,4’−パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(フタル酸)フェニルホスフィンオキサイド二無水物、p−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、m−フェニレン−ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジフェニルエーテル二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)−4,4’−ジフェニルメタン二無水物等が挙げられる。 Examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzoenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4 ′. -Biphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalene tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4 '-Biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-dimethyldiphenylsilane tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ', 4,4'-tetraphenylsilane tetracarboxylic dianhydride 1,2,3,4-furantetracarboxylic dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenyl sulfide dianhydride, 4,4′-bis (3,4-di Carboxyphe Xyl) diphenylsulfone dianhydride, 4,4′-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) diphenylpropane dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-perfluoroisopropylidenediphthalic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, bis (phthalic acid) phenylphosphine oxide dianhydride, p-phenylene-bis (triphenylphthalic acid) dianhydride, m-phenylene-bis (Triphenylphthalic acid) dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4,4′-diphenyl ether dianhydride, bis (triphenylphthalic acid) -4,4′-diphenylmethane dianhydride, and the like.
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’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、が望ましい。
これらのテトラカルボン酸二無水物は、単独で又は2種以上組み合わせて用いる。
Examples of tetracarboxylic dianhydrides include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenylsulfone tetracarboxylic acid dianhydride. Anhydrous is desirable.
These tetracarboxylic dianhydrides are used alone or in combination of two or more.
特定ポリアミド酸樹脂を形成するためのジアミン化合物は、分子構造中に2つのアミノ基を有するジアミン化合物であれば特に限定されない。
ジアミン化合物としては、例えば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、1,5−ジアミノナフタレン、3,3−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、5−アミノ−1−(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、6−アミノ−1−(4’−アミノフェニル)−1,3,3−トリメチルインダン、4,4’−ジアミノベンズアニリド、3,5−ジアミノ−3’−トリフルオロメチルベンズアニリド、3,5−ジアミノ−4’−トリフルオロメチルベンズアニリド、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、2,7−ジアミノフルオレン、2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’−メチレン−ビス(2−クロロアニリン)、2,2’,5,5’−テトラクロロ−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’−ジクロロ−4,4’−ジアミノ−5,5’−ジメトキシビフェニル、3,3’−ジメトキシ−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)−ビフェニル、1,3’−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、4,4’−(p−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、4,4’−(m−フェニレンイソプロピリデン)ビスアニリン、2,2’−ビス[4−(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−2−トリフルオロメチル)フェノキシ]−オクタフルオロビフェニル等の芳香族ジアミン;ジアミノテトラフェニルチオフェン等の芳香環に結合された2個のアミノ基と当該アミノ基の窒素原子以外のヘテロ原子を有する芳香族ジアミン;1,1−メタキシリレンジアミン、1,3−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、4,4−ジアミノヘプタメチレンジアミン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、イソフォロンジアミン、テトラヒドロジシクロペンタジエニレンジアミン、ヘキサヒドロ−4,7−メタノインダニレンジメチレンジアミン、トリシクロ[6,2,1,02.7]−ウンデシレンジメチルジアミン、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルアミン)等の脂肪族ジアミン及び脂環式ジアミン等が挙げられる。
The diamine compound for forming the specific polyamic acid resin is not particularly limited as long as it is a diamine compound having two amino groups in the molecular structure.
Examples of the diamine compound include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide. 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 1,5-diaminonaphthalene, 3,3-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 5-amino-1- (4′-aminophenyl) -1,3,3 -Trimethylindane, 6-amino-1- (4'-aminophenyl) -1,3,3-trimethylindane, 4,4'-diaminobenzanilide, 3,5-diamino-3'-trifluoromethylbenzanilide 3,5-diamino-4′-trifluoromethylbenzanilide, 3,4′-diaminodiphenyl ether, , 7-diaminofluorene, 2,2-bis (4-aminophenyl) hexafluoropropane, 4,4′-methylene-bis (2-chloroaniline), 2,2 ′, 5,5′-tetrachloro-4 , 4'-diaminobiphenyl, 2,2'-dichloro-4,4'-diamino-5,5'-dimethoxybiphenyl, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diamino -2,2'-bis (trifluoromethyl) biphenyl, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoro Propane, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis (4-aminophenoxy) -biphenyl, 1,3′-bis (4-aminophenoxy) benzene, 9,9-bi (4-aminophenyl) fluorene, 4,4 ′-(p-phenyleneisopropylidene) bisaniline, 4,4 ′-(m-phenyleneisopropylidene) bisaniline, 2,2′-bis [4- (4-amino- Aromatic diamines such as 2-trifluoromethylphenoxy) phenyl] hexafluoropropane, 4,4′-bis [4- (4-amino-2-trifluoromethyl) phenoxy] -octafluorobiphenyl; diaminotetraphenylthiophene, etc. An aromatic diamine having two amino groups bonded to the aromatic ring and a hetero atom other than the nitrogen atom of the amino group; 1,1-metaxylylenediamine, 1,3-propanediamine, tetramethylenediamine, penta Methylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, 4,4-diaminohe Tamethylenediamine, 1,4-diaminocyclohexane, isophoronediamine, tetrahydrodicyclopentadienylenediamine, hexahydro-4,7-methanoindanylenediethylenediamine, tricyclo [6,2,1,02.7]- Examples thereof include aliphatic diamines such as undecylenedimethyldiamine and 4,4′-methylenebis (cyclohexylamine), and alicyclic diamines.
ジアミン化合物としては、p−フェニレンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ジアミノジフェニルスルフォン、が望ましい。
これらのジアミン化合物は、単独で又は2種以上組み合わせて用いる。
As the diamine compound, p-phenylenediamine, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl sulfide, and 4,4′-diaminodiphenyl sulfone are desirable.
These diamine compounds are used alone or in combination of two or more.
特定ポリアミド酸樹脂を形成するためのフッ素原子を持つエポキシ化合物(以下、フッ素含有エポキシドと称する)としては、例えば、分子構造中にフッ素原子を有するエポキシ化合物(エポキシド)であれば特に限定されない。
フッ素原子を持つエポキシ化合物としては、例えば、ヘキサフルオロエポキシプロパン、3−パーフルオロブチル−1,2−エポキシプロパン、3−パーフルオロヘキシル−1,2−エポキシプロパン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)、3−パーフルオロブチル−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルオキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−[2−(ペルフルオロヘキシル)エトキシ]−1,2−エポキシプロパン、3,3,3−トリフルオロ−1,2−エポキシプロパン、3−パーフルオロブチル−1,2−エポキシプロパン、3−パーフルオロエチル−1,2−エポキシプロパン、3−パーフルオロプロピル−1,2−エポキシプロパン、3−パーフルオロヘキシル−1,2−エポキシプロパン、3−パーフルオロオクチル−1,2−エポキシプロパン等が挙げられる。
The epoxy compound having a fluorine atom (hereinafter referred to as fluorine-containing epoxide) for forming the specific polyamic acid resin is not particularly limited as long as it is an epoxy compound (epoxide) having a fluorine atom in the molecular structure.
Examples of the epoxy compound having a fluorine atom include hexafluoroepoxypropane, 3-perfluorobutyl-1,2-epoxypropane, 3-perfluorohexyl-1,2-epoxypropane, hexafluoropropylene, perfluoro (propyl). Vinyl ether), 3-perfluorobutyl-1,2-epoxypropane, 3- (1H, 1H, 5H-octafluoropentyloxy) -1,2-epoxypropane, 3- [2- (perfluorohexyl) ethoxy]- 1,2-epoxypropane, 3,3,3-trifluoro-1,2-epoxypropane, 3-perfluorobutyl-1,2-epoxypropane, 3-perfluoroethyl-1,2-epoxypropane, 3, -Perfluoropropyl-1,2-epoxypropane, 3-perf Orohekishiru 1,2-epoxypropane, 3-perfluorooctyl-1,2-epoxypropane, and the like.
これらのフッ素含有エポキシドは、単独で又は2種以上組み合わせて用いる。
These fluorine-containing epoxides are used alone or in combination of two or more.
ここで、フッ素含有エポキシド(O3−R−X)の添加量は、例えば、生成したポリアミド酸樹脂の溶液の固形分(ポリアミド酸樹脂)に対して、0.1質量%以上90質量%以下であることがよく、望ましくは1質量%以上80質量%以下、より望ましくは5質量%以上70質量%以下である。
本添加量を上記範囲とすると、無端ベルト(ポリイミド樹脂層)の耐摩耗性と共に離型性が向上し易くなる。
Here, the addition amount of the fluorine-containing epoxide (O 3 —R—X) is, for example, 0.1% by mass or more and 90% by mass or less with respect to the solid content (polyamic acid resin) of the produced polyamic acid resin solution. Preferably, it is 1 to 80% by mass, more preferably 5 to 70% by mass.
When this addition amount is within the above range, the releasability is easily improved together with the wear resistance of the endless belt (polyimide resin layer).
また、特定ポリアミド酸樹脂の生成反応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、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール系溶媒、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系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、トルエンの如き芳香族炭化水素も使用可能である。溶媒は、ポリアミド酸樹脂を溶解するものであれば特に限定されない。 Examples of the organic polar solvent used in the reaction for producing the specific polyamic acid resin include sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide and diethyl sulfoxide, and formamide solvents such as N, N-dimethylformamide and N, N-diethylformamide. Acetamide solvents such as N, N-dimethylacetamide and N, N-diethylacetamide, pyrrolidone solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone and N-vinyl-2-pyrrolidone, phenol, o-, m-, or Phenolic solvents such as p-cresol, xylenol, halogenated phenol, catechol, ether solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, dioxolane, alcohol solvents such as methanol, ethanol, butanol, cellosolve such as butyl cellosolve, or Kisa methyl phosphoramide, .gamma.-butyrolactone, etc. can be mentioned, but it is desirable to use them alone or as a mixture, further xylene, can also be used aromatic hydrocarbons such as toluene. The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the polyamic acid resin.
また、特定ポリアミド酸樹脂の生成時の溶剤の固形分濃度は特に規定されるものではないが、例えば5質量%以上50質量%以下が好ましく、さらに10質量%以上30質量%以下が好ましい。 Further, the solid content concentration of the solvent at the time of producing the specific polyamic acid resin is not particularly specified, but is preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 30% by mass or less.
また、特定ポリアミド酸樹脂の生成時(重合時)の反応温度としては、例えば0℃以上80℃以下の範囲であることがよい。 Moreover, as reaction temperature at the time of production | generation (at the time of superposition | polymerization) of specific polyamic acid resin, it is good in the range of 0 degreeC or more and 80 degrees C or less, for example.
また、特定ポリアミド酸樹脂を部分的にイミド化し、ポリアミド酸−ポリイミド共重合体とする場合、ポリアミド酸樹脂を加熱処理によりイミド化する方法、又は脱水剤及び/又は触媒を作用させて化学的にイミド化する方法により、ポリアミド酸樹脂中のポリアミド酸構造の少なくとも一部を脱水閉環反応によってイミド基に転換する。 In addition, when a specific polyamic acid resin is partially imidized to form a polyamic acid-polyimide copolymer, a method of imidizing the polyamic acid resin by heat treatment, or a dehydrating agent and / or a catalyst is allowed to act chemically. By the imidization method, at least a part of the polyamic acid structure in the polyamic acid resin is converted to an imide group by a dehydration ring-closing reaction.
ここで、加熱処理によりイミド化する方法における加熱温度は、例えば、通常60℃以上200℃以下とされ、望ましくは100℃以上170℃以下とされる。 Here, the heating temperature in the method of imidizing by heat treatment is usually 60 ° C. or more and 200 ° C. or less, and preferably 100 ° C. or more and 170 ° C. or less.
一方、化学的にイミド化する方法は、特定ポリアミド酸樹脂溶液中に脱水剤及び/又は触媒を添加し化学的にイミド化反応を進行させる。脱水剤は、1価カルボン酸無水物であれば特に限定はされない。例えば、無水酢酸、プロピオン酸無水物、トリフルオロ酢酸無水物、ブタン酸無水物及びシュウ酸無水物などの酸無水物から選ばれる1種類又は2種類以上を用いることができる。脱水剤の使用量は、特定ポリアミド酸樹脂の繰り返し構造単位1モルに対して0.01モル以上2モル以下とするのが好ましい。 On the other hand, in the method of chemically imidizing, a dehydrating agent and / or a catalyst is added to the specific polyamic acid resin solution to chemically advance the imidization reaction. The dehydrating agent is not particularly limited as long as it is a monovalent carboxylic anhydride. For example, one kind or two or more kinds selected from acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic acid anhydride, trifluoroacetic acid anhydride, butanoic acid anhydride, and oxalic acid anhydride can be used. The amount of the dehydrating agent used is preferably 0.01 mol or more and 2 mol or less with respect to 1 mol of the repeating structural unit of the specific polyamic acid resin.
化学的にイミド化する方法において、使用する触媒としては、例えばピリジン、ピコリン、コリジン、ルチジン、キノリン、イソキノリン、トリエチルアミンなどの3級アミンから選ばれる1種類又は2種類以上を用いることができるが、これらに限定されるものではない。触媒の使用量は、使用する脱水剤1モルに対して0.01モル以上2モル以下とするのが好ましい。
化学的にイミド化する反応は、ポリアミド酸樹脂溶液中に脱水剤及び/又は触媒を添加し必要に応じて加熱することにより行われる。脱水閉環の反応温度は、通常0℃以上180℃以下、望ましくは60℃以上150℃以下とされる。
In the method of chemically imidizing, as the catalyst to be used, for example, one kind or two or more kinds selected from tertiary amines such as pyridine, picoline, collidine, lutidine, quinoline, isoquinoline, and triethylamine can be used. It is not limited to these. The amount of the catalyst used is preferably 0.01 mol or more and 2 mol or less with respect to 1 mol of the dehydrating agent to be used.
The reaction for chemically imidizing is performed by adding a dehydrating agent and / or a catalyst to the polyamic acid resin solution and heating as necessary. The reaction temperature for dehydration and ring closure is usually 0 ° C. or higher and 180 ° C. or lower, preferably 60 ° C. or higher and 150 ° C. or lower.
なお、ポリアミド酸−ポリイミド共重合体に、作用させた脱水剤及び/又は触媒は除去しなくともよいが、以下の方法で除去してもよい。作用させた脱水剤及び/又は触媒を除去する方法としては、減圧加熱、又は再沈殿法を用いることができる。減圧加熱は、真空下80℃以上120℃以下の温度で行われ、触媒として使用される3級アミン、未反応の脱水剤及び加水分解されたカルボン酸を留去する。また、再沈殿法は、触媒、未反応の脱水剤及び加水分解されたカルボン酸を溶解させ、ポリアミド酸−ポリイミド共重合体は溶解させない貧溶媒を用い、この貧溶媒の大過剰中に、反応液を加えることによって行われる。貧溶剤としては、特に制限はなく、水や、メタノール、エタノールなどのアルコール系溶剤、アセトンやメチルエチルケトンの如きケトン系溶剤、ヘキサンなどの如き炭化水素系溶剤、などが使用できる。析出するポリアミド酸−ポリイミド共重合体は、ろ別・乾燥後、再度γ−ブチロラクトン、N−メチル−2−ピロリドン等の溶剤に溶解させる。 Note that the dehydrating agent and / or the catalyst that acted on the polyamic acid-polyimide copolymer need not be removed, but may be removed by the following method. As a method for removing the dehydrating agent and / or the catalyst that has acted, heating under reduced pressure or a reprecipitation method can be used. The reduced pressure heating is performed at a temperature of 80 ° C. or higher and 120 ° C. or lower under vacuum to distill off the tertiary amine, unreacted dehydrating agent and hydrolyzed carboxylic acid used as a catalyst. The reprecipitation method uses a poor solvent that dissolves the catalyst, the unreacted dehydrating agent and the hydrolyzed carboxylic acid, and does not dissolve the polyamic acid-polyimide copolymer. This is done by adding liquid. The poor solvent is not particularly limited, and water, alcohol solvents such as methanol and ethanol, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, hydrocarbon solvents such as hexane, and the like can be used. The precipitated polyamic acid-polyimide copolymer is dissolved in a solvent such as γ-butyrolactone and N-methyl-2-pyrrolidone after filtration and drying.
−溶媒−
ポリイミド樹脂層を形成するための樹脂組成物に使用する溶媒について説明する。
溶媒は、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、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール系溶媒、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系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、トルエンの如き芳香族炭化水素も使用可能である。
溶媒は、特定ポリイミド樹脂の前駆体を溶解するものであれば特に限定されない。
-Solvent-
The solvent used for the resin composition for forming the polyimide resin layer will be described.
Examples of the solvent include sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide and diethyl sulfoxide, formamide solvents such as N, N-dimethylformamide and N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and N, N-diethylacetamide. Acetamide solvents, N-methyl-2-pyrrolidone, pyrrolidone solvents such as N-vinyl-2-pyrrolidone, phenol solvents such as phenol, o-, m-, or p-cresol, xylenol, halogenated phenol, catechol , Ether solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, dioxolane, alcohol solvents such as methanol, ethanol, butanol, cellosolve such as butyl cellosolve, hexamethylphosphoramide, γ-butyrolactone, etc. Can, but it is desirable to use them alone or as a mixture, further xylene, it can also be used aromatic hydrocarbons such as toluene.
The solvent is not particularly limited as long as it dissolves the precursor of the specific polyimide resin.
溶媒は、先の特定ポリイミド樹脂の前駆体である特定ポリアミド酸樹脂合成時から使用しても、特定ポリアミド酸樹脂合成後に目的とする溶媒に置換してもよい。溶媒の置換には、合成後の特定ポリアミド酸樹脂の溶液に目的とする量の溶剤を添加して希釈する方法、合成後の特定ポリアミド酸樹脂を再沈殿した後に目的とする溶媒中に再溶解させる方法、溶剤を徐々に留去しながら目的とする溶媒を添加して組成を調整する方法のいずれかでもよい。 The solvent may be used from the time of synthesizing the specific polyamic acid resin, which is a precursor of the specific polyimide resin, or may be replaced with a target solvent after synthesizing the specific polyamic acid resin. For solvent replacement, add the target amount of solvent to the solution of the specific polyamic acid resin after synthesis and dilute, re-precipitate the specific polyamic acid resin after synthesis and then redissolve in the target solvent. Or a method of adjusting the composition by adding a target solvent while gradually distilling off the solvent.
−充填材料−
充填材料について説明する。
充填材料は、導電性付与、耐久性、熱伝導性向上、表面の滑り性を向上させる目的で添加されるものである。
充填材料としては、例えば、金属酸化物微粒子、ケイ酸塩鉱物、カーボンブラック、及び窒素化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種であることがよい。
これらの中でも、ケッチェンブラック、黒鉛、アセチレンブラック、BaSO4、ゼオライト、酸化ケイ素、酸化スズ、酸化銅、酸化鉄、酸化ジルコニウム、ITO(錫ドープ酸化インジウム)、AZO(アルミニウム添加酸化亜鉛)、Sb doped SnO2被覆TiO2、窒化珪素、窒化ホウ素、窒化チタン、マイカなどより選ばれる少なくとも1種であるが望ましい。
充填材料は、1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。
充填材料の平均粒径は、例えば0.01μm以上20μmであることがよい。
-Filling material-
The filling material will be described.
The filling material is added for the purpose of imparting conductivity, improving durability, improving thermal conductivity, and improving surface slipperiness.
The filling material may be at least one selected from the group consisting of metal oxide fine particles, silicate minerals, carbon black, and nitrogen compounds, for example.
Among these, ketjen black, graphite, acetylene black, BaSO4, zeolite, silicon oxide, tin oxide, copper oxide, iron oxide, zirconium oxide, ITO (tin-doped indium oxide), AZO (aluminum-added zinc oxide), Sb doped Desirably, at least one selected from SnO 2 -coated TiO 2 , silicon nitride, boron nitride, titanium nitride, mica, and the like.
The filler material may be used alone or in combination of two or more.
The average particle diameter of the filling material is preferably 0.01 μm or more and 20 μm, for example.
充填材料の含有量は、例えば、全樹脂成分100質量部に対して、0.01質量部以上30質量部以下であることがよい。 The content of the filling material is, for example, preferably 0.01 parts by mass or more and 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of all resin components.
−3級アミン−
ポリイミド樹脂層を形成するための樹脂組成物に使用する3級アミンについて説明する。
3級アミンは、イミド化反応の触媒と働くものであり、例えば、ピリジン、ピコリン、コリジン、ルチジン、キノリン、イソキノリン、トリエチルアミンから選ばれる1種又は2種以上を好適に挙げられる。
-Tertiary amine-
The tertiary amine used in the resin composition for forming the polyimide resin layer will be described.
The tertiary amine works as a catalyst for imidization reaction, and for example, one or more selected from pyridine, picoline, collidine, lutidine, quinoline, isoquinoline, and triethylamine are preferable.
3級アミンの含有量は、例えば、全樹脂成分100質量部に対して、0.1以上30質量部以下であることがよい。 The content of the tertiary amine is, for example, preferably from 0.1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of all resin components.
−カルボン酸無水物−
ポリイミド樹脂層を形成するための樹脂組成物に使用するカルボン酸無水物について説明する。
カルボン酸無水物は、イミド化反応時の脱水剤として働き、イミド化反応を促進するものである。カルボン酸無水物としては、無水酢酸、トリフルオロ酢酸無水物、プロピオン酸無水物、ブタン酸無水物及びシュウ酸無水物などが挙げられ、これらの中でも無水酢酸が好適である。これらは、1種類又は2種類以上用いてもよい。
-Carboxylic anhydride-
The carboxylic acid anhydride used for the resin composition for forming the polyimide resin layer will be described.
Carboxylic anhydride serves as a dehydrating agent during the imidization reaction and promotes the imidization reaction. Examples of the carboxylic acid anhydride include acetic anhydride, trifluoroacetic acid anhydride, propionic acid anhydride, butanoic acid anhydride, oxalic acid anhydride, and the like. Among these, acetic anhydride is preferable. These may be used alone or in combination of two or more.
カルボン酸無水物の含有量は、例えば、全樹脂成分100質量部に対して、0.1質量部以上30質量部以下であることがよい。 The content of the carboxylic acid anhydride is, for example, preferably from 0.1 parts by weight to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total resin components.
−分散剤−
ポリイミド樹脂層を形成するための樹脂組成物に使用する分散剤について説明する。
分散剤としては、充填材料(粒状の充填材料)を分散させるためのものであり、低分子量でも高分子量のものでもよく、またカチオン系、アニオン系、非イオン系から選ばれるいずれの種類の分散剤が挙げられるが、特に、非イオン系高分子が望ましい。
非イオン系高分子としては、ポリ(N−ビニル−2−ピロリドン)、ポリ(N,N’−ジエチルアクリルアジド)、ポリ(N−ビニルホルムアミド)、ポリ(N−ビニルアセトアミド)、ポリ(N−ビニルフタルアミド)、ポリ(N−ビニルコハク酸アミド)、ポリ(N−ビニル尿素)、ポリ(N−ビニルピペリドン)、ポリ(N−ビニルカプロラクタム)、ポリ(N−ビニルオキサゾリン)等が挙げられ、単独又は複数の非イオン系高分子を添加してもよい。
本分散剤の添加量は、全樹脂成分100質量部に対して、例えば、0.2質量部以上3質量部以下であることがよい。
-Dispersant-
The dispersant used for the resin composition for forming the polyimide resin layer will be described.
The dispersant is used to disperse the filler (particulate filler), which may be low molecular weight or high molecular weight, and any kind of dispersion selected from cationic, anionic and nonionic Among them, nonionic polymers are particularly desirable.
Nonionic polymers include poly (N-vinyl-2-pyrrolidone), poly (N, N′-diethylacrylazide), poly (N-vinylformamide), poly (N-vinylacetamide), poly (N -Vinylphthalamide), poly (N-vinylsuccinic acid amide), poly (N-vinylurea), poly (N-vinylpiperidone), poly (N-vinylcaprolactam), poly (N-vinyloxazoline) and the like. A single or a plurality of nonionic polymers may be added.
The amount of the dispersant added may be, for example, 0.2 parts by mass or more and 3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of all resin components.
−ポリイミド樹脂層を形成するための樹脂組成物の特性−
樹脂組成物の固形分濃度は、特に規定されるものではないが、無端ベルト製造時の塗工プロセスのしやすさより選択される。塗工上、樹脂組成物の粘度としては、例えば、一般に1Pa・s以上100Pa・s以下が望ましく、その粘度となる樹脂組成物の固形分濃度としては、例えば、塗工溶媒(例えば有機極性溶媒)100質量部に対して10質量%以上40質量%以下が望ましい。
-Characteristics of resin composition for forming polyimide resin layer-
The solid content concentration of the resin composition is not particularly defined, but is selected based on the ease of the coating process when manufacturing the endless belt. In terms of coating, the viscosity of the resin composition is generally preferably, for example, from 1 Pa · s to 100 Pa · s, and the solid content concentration of the resin composition having the viscosity is, for example, a coating solvent (for example, an organic polar solvent) 10 mass% or more and 40 mass% or less are desirable with respect to 100 mass parts.
(無端ベルトの特性)
次に、本実施形態に係る無端ベルトの特性について説明する。
本実施形態に係る無端ベルト(ポリイミド樹脂層)の表面(表層部)は、そのフッ素原子含有率が5%以上60%以下であることがよく、望ましくは10%以上55%以下、より望ましくは20%以上50%以下である。
本フッ素原子含有率を上記範囲とすると、無端ベルト(ポリイミド樹脂層)の耐摩耗性と共に離型性が向上し易くなる。
(Characteristics of endless belt)
Next, the characteristics of the endless belt according to the present embodiment will be described.
The surface (surface layer portion) of the endless belt (polyimide resin layer) according to this embodiment may have a fluorine atom content of 5% to 60%, preferably 10% to 55%, and more preferably 20% or more and 50% or less.
When the fluorine atom content is in the above range, the releasability is easily improved along with the wear resistance of the endless belt (polyimide resin layer).
フッ素含有量は、X線光電子分光分析法(以下、XPSとも記載する。)を用いて測定される値である。
具体的には、XPS測定装置として「VG製 ESCALAB−220i」を使用し、測定は、X線源として単色化されたAlKα線を用い、加速電圧を10kV、エミッション電流を20mVに設定して実施し、フッ素原子について測定する。分析領域は、約1mmφ、検出深さは、5nmとする。そして、フッ素原子について、C1sスペクトルを測定し、当該フッ素原子のスペクトル基づいて、元素個数を求めて、特定ポリイミド樹脂の全原子量に対するフッ素原子含有率を算出する。
The fluorine content is a value measured using X-ray photoelectron spectroscopy (hereinafter also referred to as XPS).
Specifically, “VG ESCALAB-220i” is used as an XPS measurement device, and measurement is performed using a monochromatic AlKα ray as an X-ray source, setting an acceleration voltage to 10 kV, and an emission current to 20 mV. Measure for fluorine atoms. The analysis region is about 1 mmφ and the detection depth is 5 nm. And about a fluorine atom, C1s spectrum is measured, the number of elements is calculated | required based on the spectrum of the said fluorine atom, and the fluorine atom content rate with respect to the total atomic weight of specific polyimide resin is calculated.
(無端ベルトの製造方法)
以下、本実施形態に係る無端ベルトの製造方法について説明する。
まず、芯体を準備する。準備する芯体としては、円筒状金型等が挙げられる。芯体の素材としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、ニッケル等の金属が挙げられる。芯体の長さは、目的とする無端ベルト以上の長さが必要であるが、目的とする無端ベルトの長さより、10%以上40%以下長いことが望ましい。
(Endless belt manufacturing method)
Hereinafter, the manufacturing method of the endless belt according to the present embodiment will be described.
First, a core body is prepared. Examples of the core to be prepared include a cylindrical mold. Examples of the core material include metals such as aluminum, stainless steel, and nickel. The length of the core needs to be longer than the target endless belt, but is preferably 10% to 40% longer than the target endless belt.
次に、特定ポリアミド酸樹脂溶液を芯材としての円筒状金型に塗布し、特定ポリアミド酸樹脂溶液の塗膜を形成する。
特定ポリアミド酸樹脂溶液の円筒状金型への塗布方法は、特に制限はなく、例えば、円筒状金型の外周面に浸漬する方法や、円筒状金型の内周面に塗布する方法、軸を水平にして円筒状金型を回転させながら、その外周面又は内周面に「らせん塗布方法」や「ダイ方式塗布方法」により塗布する方法等が挙げられる。
Next, the specific polyamic acid resin solution is applied to a cylindrical mold as a core material to form a coating film of the specific polyamic acid resin solution.
The method of applying the specific polyamic acid resin solution to the cylindrical mold is not particularly limited. For example, the method of immersing in the outer peripheral surface of the cylindrical mold, the method of applying to the inner peripheral surface of the cylindrical mold, the shaft For example, a method of coating the outer peripheral surface or inner peripheral surface of the cylindrical mold with the “spiral coating method” or the “die method coating method” while rotating the cylindrical mold.
次に、特定ポリアミド酸樹脂溶液の塗膜を乾燥させ、ポリイミド基層となる皮膜(乾燥したイミド化前の塗膜)を形成する。乾燥条件は、例えば80℃以上200℃以下の温度で10分間以上60分間以下がよく、温度が高いほど加熱時間は短くてよい。加熱の際、熱風を当てることも有効である。加熱時は、温度を段階的に上昇させたり、速度を変化させずに上昇させてもよい。芯体の軸方向を水平にして、芯体を5rpm以上60rpm以下で回転させるのがよい。乾燥後は芯体を垂直にしてもよい。 Next, the coating film of the specific polyamic acid resin solution is dried to form a coating film (dried coating film before imidization) to be a polyimide base layer. The drying conditions are, for example, from 80 ° C. to 200 ° C. for 10 minutes to 60 minutes, and the higher the temperature, the shorter the heating time. It is also effective to apply hot air during heating. During heating, the temperature may be increased stepwise or increased without changing the speed. It is preferable to rotate the core body at 5 rpm or more and 60 rpm or less with the axial direction of the core body horizontal. The core may be vertical after drying.
次に、ポリイミド樹脂層となる皮膜に対して、加熱処理を行う。
本加熱処理は、ポリイミド樹脂層となる皮膜の特定ポリアミド酸樹脂がイミド化する条件(温度・時間)で行う。
そして、本加熱処理を行った後、皮膜を芯体から抜き取る。これにより、ポリイミド樹脂層の単層体で構成された無端ベルトが得られる。
Next, heat treatment is performed on the film to be the polyimide resin layer.
This heat treatment is performed under conditions (temperature / time) under which the specific polyamic acid resin of the film to be the polyimide resin layer is imidized.
And after performing this heat processing, a membrane | film | coat is extracted from a core. Thereby, the endless belt comprised by the single layer body of the polyimide resin layer is obtained.
ここで、イミド化(焼成)する加熱条件としては、例えば250℃以上450℃以下(望ましくは300℃以上350℃以下)で、20分間以上60分間以下加熱することで、イミド化反応が起こり、ポリイミド樹脂の皮膜が形成される。加熱反応の際、加熱の最終温度に達する前に、温度を段階的、又は一定速度で徐々に上昇させて加熱することがよい。 Here, as heating conditions for imidization (firing), for example, by heating at 250 ° C. or higher and 450 ° C. or lower (desirably 300 ° C. or higher and 350 ° C. or lower) for 20 minutes or longer and 60 minutes or shorter, an imidization reaction occurs, A polyimide resin film is formed. In the heating reaction, before reaching the final temperature of heating, it is preferable to heat by gradually increasing the temperature stepwise or at a constant rate.
また、乾燥のための加熱、イミド化(焼成)のための加熱は、疎水雰囲気環境下(例えば、窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガスの雰囲気下)で行うことがよい。これにより、特定ポリイミド樹脂が持つフッ素含有基(−O−R−X)が、ポリイミド樹脂層表面へ移動し、配向・偏在化し易くなると考えられ、形成されるポリイミド樹脂層表面のフッ素原子含有率が向上する。 Further, heating for drying and heating for imidization (firing) are preferably performed in a hydrophobic atmosphere environment (for example, in an atmosphere of nitrogen gas, helium gas, neon gas, argon gas, or krypton gas). Thereby, it is considered that the fluorine-containing group (—O—R—X) possessed by the specific polyimide resin moves to the polyimide resin layer surface, and is easily oriented and unevenly distributed, and the fluorine atom content rate on the surface of the formed polyimide resin layer Will improve.
以上説明した本実施形態に係る無端ベルトは、ポリイミド樹脂層の単層体で構成された形態を説明したが、これに限られず、例えば、ポリイミド樹脂層を表面層として有する2層以上の積層体、具体的には、例えば、厚み30μm以上120μm以下の基材層と基材層12の外周面に設けられた厚み5μm以上70μm以下の表面層(ポリイミド樹脂層)との2層構造積層体や、当該2層構造積層体の基材層の内周面にさらにポリイミド樹脂層を有する3層構造積層体、2層構造積層体又は3層構造積層体のいずれかの層間に中間層(例えば無端ベルトを電磁誘導加熱方式の加熱ベルトとして適用する場合、金属発熱層等)等を有する多層構造積層体、などであってもよい。
なお、基材層としては、例えば、樹脂材料(例えば例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、補強材を添加してなるポリエステル樹脂等)と必要に応じて充填材料等のその他添加剤を含んで構成させる。
The endless belt according to the present embodiment described above has been described as having a single layer structure of a polyimide resin layer. However, the endless belt is not limited to this. For example, a laminate of two or more layers having a polyimide resin layer as a surface layer is used. Specifically, for example, a two-layer structure laminate of a base material layer having a thickness of 30 μm or more and 120 μm or less and a surface layer (polyimide resin layer) having a thickness of 5 μm or more and 70 μm or less provided on the outer peripheral surface of the base material layer 12 An intermediate layer (for example, endless) between any one of the three-layer structure laminate, the two-layer structure laminate, and the three-layer structure laminate further having a polyimide resin layer on the inner peripheral surface of the base layer of the two-layer structure laminate When the belt is applied as an electromagnetic induction heating type heating belt, a multilayer structure laminate having a metal heating layer or the like may be used.
In addition, as a base material layer, for example, a resin material (for example, a polyester resin formed by adding a polyimide resin, a polyamide resin, a polyamideimide resin, a polyether ether ester resin, a polyarylate resin, a polyester resin, a reinforcing material, or the like) And other additives such as fillers as necessary.
また、本実施形態では、画像形成装置用部材としての無端ベルトについて説明したが、ベルト部材に限られず、画像形成装置用部材としては、ポリイミド樹脂層を表面に有していれば、ロール部材であってもよい。
ロール部材としては、芯金(例えばアルミ、SUS、鉄、銅等の金属、合金、セラミックス、FRM(繊維強化メタル)製の円筒基材)とその外周面に2μm以上100μm以下のポリイミド樹脂層を表面層として有するロール部材が挙げられ、芯金と表面層(ポリイミド樹脂層)との間に、弾性層(例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴムで構成された弾性層)を有していてもよい。
In this embodiment, the endless belt as the image forming apparatus member has been described. However, the endless belt is not limited to the belt member, and the image forming apparatus member may be a roll member as long as it has a polyimide resin layer on the surface. There may be.
As the roll member, a core metal (for example, a cylindrical base material made of metal such as aluminum, SUS, iron, copper, alloy, ceramics, FRM (fiber reinforced metal)) and a polyimide resin layer of 2 μm or more and 100 μm or less on the outer peripheral surface thereof. The roll member which has as a surface layer is mentioned, You may have an elastic layer (For example, the elastic layer comprised by silicone rubber and fluororubber) between the metal core and the surface layer (polyimide resin layer).
本実施形態に係る画像形成装置用部材(無端ベルトや、その他、ロール形状の部材)は、例えば、中間転写体、記録媒体搬送転写部材、記録媒体搬送部材、定着部材(加熱部材や加圧部材)等の画像形成装置用部材として利用される。 The image forming apparatus member (endless belt or other roll-shaped member) according to the present embodiment includes, for example, an intermediate transfer member, a recording medium conveyance transfer member, a recording medium conveyance member, and a fixing member (heating member or pressure member). And the like as a member for an image forming apparatus.
[定着装置]
以下、本実施形態に係る定着装置の一例について説明する。
本実施形態に係る定着装置としては、種々の構成があり、以下に、第1実施形態として、加熱源を有する加熱ロールと圧力パッドが押圧された加圧ベルトと備えた定着装置を説明し、第2実施形態として、加熱源が押圧された加熱ベルトと加圧ロールと備えた定着装置を説明する。
これらの定着装置における加熱ベルト、加圧ベルトとして上記本実施形態に係る画像形成装置用部材が適用される。
なお、加熱ロールや、加圧ロール、摺動シート等として上記本実施形態に係る画像形成装置用部材を適用してもよい。
[Fixing device]
Hereinafter, an example of the fixing device according to the present embodiment will be described.
The fixing device according to the present embodiment has various configurations. Hereinafter, as the first embodiment, a fixing device including a heating roll having a heating source and a pressure belt pressed by a pressure pad will be described. As a second embodiment, a fixing device including a heating belt pressed by a heat source and a pressure roll will be described.
The member for an image forming apparatus according to this embodiment is applied as a heating belt and a pressure belt in these fixing devices.
The member for an image forming apparatus according to this embodiment may be applied as a heating roll, a pressure roll, a sliding sheet, or the like.
−定着装置の第1実施形態−
まず、第1実施形態に係る定着装置60について説明する。図1は、第1実施形態の定着装置60の構成を示す概略図である。
-First Embodiment of Fixing Device-
First, the fixing device 60 according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a fixing device 60 according to the first embodiment.
第1実施形態に係る定着装置60は、図1に示すように、回転駆動する回転体の一例としての加熱ロール61と、加圧ベルト62と、加圧ベルト62を介して加熱ロール61を加圧する圧力部材の一例としての圧力パッド64とを備えて構成されている。なお、圧力パッド64は、加圧ベルト62と加熱ロール61とが相対的に加圧されていればよい。従って、加圧ベルト62側が加熱ロール61に加圧されても良く、加熱ロール61側が加熱ロール61に加圧されても良い。 As shown in FIG. 1, the fixing device 60 according to the first embodiment adds a heating roll 61 as an example of a rotating body that is rotationally driven, a pressure belt 62, and a heating roll 61 via the pressure belt 62. And a pressure pad 64 as an example of a pressure member to be pressed. The pressure pad 64 only needs to be relatively pressurized with the pressure belt 62 and the heating roll 61. Therefore, the pressure belt 62 side may be pressed by the heating roll 61, and the heating roll 61 side may be pressed by the heating roll 61.
加熱ロール61は、金属製のコア(円筒状芯金)611の周囲に耐熱性弾性体層612及び離型層613を積層して構成されたものである。加熱ロール61の内部には、挟込領域において未定着トナー像を加熱する加熱手段の一例としてのハロゲンランプ66が配設されている。加熱手段としては、ハロゲンランプに限られず、発熱する他の発熱部材を用いてもよい。 The heating roll 61 is configured by laminating a heat-resistant elastic body layer 612 and a release layer 613 around a metal core (cylindrical cored bar) 611. Inside the heating roll 61, a halogen lamp 66 is disposed as an example of a heating unit for heating the unfixed toner image in the sandwiching area. The heating means is not limited to the halogen lamp, and other heat generating members that generate heat may be used.
一方、加熱ロール61の表面には感温素子69が接触して配置されている。この感温素子69による温度計測値に基づいて、ハロゲンランプ66の点灯が制御され、加熱ロール61の表面温度が所定の設定温度(例えば、150℃)を維持される。 On the other hand, a temperature sensitive element 69 is disposed in contact with the surface of the heating roll 61. The lighting of the halogen lamp 66 is controlled based on the temperature measurement value by the temperature sensing element 69, and the surface temperature of the heating roll 61 is maintained at a predetermined set temperature (for example, 150 ° C.).
加圧ベルト62は、内部に配置された圧力パッド64とベルト走行ガイド63と、後段で述べる両端部に配置されたエッジガイド80によって回転自在に支持されている。そして、挟込領域Nにおいて加熱ロール61に対して圧接されて配置されている。 The pressure belt 62 is rotatably supported by a pressure pad 64 and a belt traveling guide 63 disposed inside, and edge guides 80 disposed at both ends described later. And it is arranged in pressure contact with the heating roll 61 in the sandwiching region N.
圧力パッド64は、加圧ベルト62の内側において、加圧ベルト62を介して加熱ロール61に加圧される状態で配置され、加熱ロール61との間で挟込領域Nを形成している。圧力パッド64は、幅の広い挟込領域Nを確保するためのプレ挟込部材64aを挟込領域Nの入口側に配置し、加熱ロール61に歪みを与えるための剥離挟込部材64bを挟込領域Nの出口側に配置している。 The pressure pad 64 is disposed inside the pressure belt 62 in a state of being pressed by the heating roll 61 via the pressure belt 62, and forms a sandwiching region N between the pressure pad 64 and the heating roll 61. The pressure pad 64 has a pre-clamping member 64a for securing a wide clamping region N arranged on the inlet side of the clamping region N, and sandwiches a peeling clamping member 64b for distorting the heating roll 61. It is arranged on the exit side of the insertion area N.
さらに、加圧ベルト62の内周面と圧力パッド64との摺動抵抗を小さくするために、前挟込部材64a及び剥離挟込部材64bの加圧ベルト62と接する面に摺動シート68が設けられている。そして、圧力パッド64と摺動シート68とは、金属製の保持部材65に保持されている。 Further, in order to reduce the sliding resistance between the inner peripheral surface of the pressure belt 62 and the pressure pad 64, a sliding sheet 68 is provided on the surface of the front sandwiching member 64a and the peeling sandwiching member 64b in contact with the pressure belt 62. Is provided. The pressure pad 64 and the sliding sheet 68 are held by a metal holding member 65.
さらに、保持部材65にはベルト走行ガイド63が取り付けられ、加圧ベルト62が回転する構成となっている。 Further, a belt traveling guide 63 is attached to the holding member 65 so that the pressure belt 62 rotates.
そして加熱ロール61は、図示しない駆動モータにより矢印C方向に回転し、この回転に従動して加圧ベルト62は、加熱ロール61の回転方向と反対の方向へ回転する。すなわち、加熱ロール61が図1における時計方向へ回転するのに対して、加圧ベルト62は反時計方向へ回転する。 The heating roll 61 is rotated in the direction of arrow C by a drive motor (not shown), and the pressure belt 62 is rotated in the direction opposite to the rotation direction of the heating roll 61 following the rotation. That is, the heating roll 61 rotates in the clockwise direction in FIG. 1, whereas the pressure belt 62 rotates in the counterclockwise direction.
未定着トナー像を有する用紙K(記録媒体)は、定着入口ガイド56によって導かれて、挟込領域Nに搬送される。そして、用紙Kが挟込領域Nを通過する際に、用紙K上のトナー像は挟込領域Nに作用する圧力と、加熱ロール61から供給される熱とによって定着される。 The sheet K (recording medium) having the unfixed toner image is guided by the fixing inlet guide 56 and conveyed to the sandwiching area N. When the paper K passes through the sandwiching area N, the toner image on the paper K is fixed by the pressure acting on the sandwiching area N and the heat supplied from the heating roll 61.
第1実施形態の定着装置60では、加熱ロール61の外周面に倣う凹形状の前挟込部材64aにより、前挟込部材64aがない構成に比して、広い挟込領域Nを確保される。 In the fixing device 60 according to the first embodiment, the concave front sandwiching member 64a that follows the outer peripheral surface of the heating roll 61 secures a wide sandwiching region N as compared with the configuration without the front sandwiching member 64a. .
また、第1実施形態に係る定着装置60では、加熱ロール61の外周面に対し突出させて剥離挟込部材64bを配置することにより、挟込領域Nの出口領域において加熱ロール61の歪みが局所的に大きくなるように構成されている。 Further, in the fixing device 60 according to the first embodiment, the peeling of the heating roll 61 is disposed so as to protrude from the outer peripheral surface of the heating roll 61, so that the distortion of the heating roll 61 is locally generated in the exit area of the clamping area N. It is comprised so that it may become large automatically.
このように剥離挟込部材64bを配置すれば、定着後の用紙Kは、剥離挟込領域を通過する際に、局所的に大きく形成された歪みを通過することになるので、用紙Kが加熱ロール61から剥離しやすい。 If the peeling and clamping member 64b is arranged in this way, the paper K after fixing passes through the locally formed distortion when passing through the peeling and clamping area, so that the paper K is heated. Easy to peel off from the roll 61.
また、剥離の補助手段として、加熱ロール61の挟込領域Nの下流側に、剥離部材70を配設されている。剥離部材70は、剥離爪71が加熱ロール61の回転方向と対向する向き(カウンタ方向)に加熱ロール61と近接する状態で保持部材72によって保持されている。 In addition, a peeling member 70 is disposed on the downstream side of the sandwiching region N of the heating roll 61 as an auxiliary means for peeling. The peeling member 70 is held by the holding member 72 in a state where the peeling claw 71 is close to the heating roll 61 in a direction (counter direction) opposite to the rotation direction of the heating roll 61.
−定着装置の第2実施形態−
次に、第2実施形態に係る定着装置90について説明する。図2は、第2実施形態の定着装置90の構成を示す概略図である。
なお、第1実施形態に係る定着装置と同様な構成については、同様の符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
-Second Embodiment of Fixing Device-
Next, the fixing device 90 according to the second embodiment will be described. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of the fixing device 90 according to the second embodiment.
Note that the same components as those of the fixing device according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted here.
第2実施形態に係る定着装置90は、図2に示すように、加熱ベルト92と、加圧ロール91とを備えて構成されている。 As shown in FIG. 2, the fixing device 90 according to the second embodiment includes a heating belt 92 and a pressure roll 91.
そして、加熱ベルト92が用紙Kのトナー像保持面側に配置されるとともに、加熱ベルト92の内側には、加熱手段の一例としての抵抗発熱体であるセラミックヒータ82が配設され、セラミックヒータ82から挟込領域Nに熱を供給するように構成している。 The heating belt 92 is disposed on the toner image holding surface side of the paper K, and a ceramic heater 82 that is a resistance heating element as an example of a heating unit is disposed inside the heating belt 92. Is configured to supply heat to the sandwiching region N.
セラミックヒータ82は、加圧ロール91側の面がほぼフラットに形成されている。そして、加熱ベルト92を介して加圧ロール91に加圧される状態で配置され、挟込領域Nを形成している。したがって、セラミックヒータ82は圧力部材としても機能している。挟込領域Nを通過した用紙Kは、挟込領域Nの出口領域(剥離挟込部)において加熱ベルト92の曲率の変化によって加熱ベルト92から剥離される。 The ceramic heater 82 has a substantially flat surface on the pressure roll 91 side. And it arrange | positions in the state pressurized by the pressurization roll 91 via the heating belt 92, and forms the clamping area | region N. FIG. Therefore, the ceramic heater 82 also functions as a pressure member. The paper K that has passed through the sandwiching area N is peeled from the heating belt 92 by the change in the curvature of the heating belt 92 in the exit area (peeling sandwiching portion) of the sandwiching area N.
さらに、加熱ベルト92内周面とセラミックヒータ82との間には、加熱ベルト92の内周面とセラミックヒータ82との摺動抵抗を小さくするため、摺動シート68が配設されている。この摺動シート68は、セラミックヒータ82と別体に構成しても、セラミックヒータ82と一体的に構成してもよい。 Further, a sliding sheet 68 is disposed between the inner peripheral surface of the heating belt 92 and the ceramic heater 82 in order to reduce the sliding resistance between the inner peripheral surface of the heating belt 92 and the ceramic heater 82. The sliding sheet 68 may be configured separately from the ceramic heater 82 or may be configured integrally with the ceramic heater 82.
一方、加圧ロール91は加熱ベルト92に対向するように配置され、図示しない駆動モータにより矢印D方向に回転し、この回転に従動して加熱ベルト92が回転するように構成されている。加圧ロール91は、コア (円柱状芯金)911と、コア911の外周面に被覆した耐熱性弾性体層912と、さらに耐熱性樹脂被覆又は耐熱性ゴム被覆による離型層913とが積層されて構成され、必要に応じて各層はトナーのオフセット対策としてカーボンブラックなどの添加により半導電性化されている。 On the other hand, the pressure roll 91 is disposed so as to face the heating belt 92, and is configured to rotate in the direction of arrow D by a drive motor (not shown), and the heating belt 92 rotates following the rotation. The pressure roll 91 includes a core (columnar core) 911, a heat-resistant elastic body layer 912 coated on the outer peripheral surface of the core 911, and a release layer 913 made of a heat-resistant resin coating or a heat-resistant rubber coating. As necessary, each layer is made semiconductive by adding carbon black or the like as a countermeasure against toner offset.
また、剥離の補助手段として、加熱ベルト92の挟込領域Nの下流側に、剥離部材70を配設してもよい。剥離部材70は、剥離爪71が加熱ベルト92の回転方向と対向する向き(カウンタ方向)に加熱ベルト92と近接する状態で保持部材72によって保持されている。 Further, the peeling member 70 may be disposed on the downstream side of the sandwiching region N of the heating belt 92 as an auxiliary means for peeling. The peeling member 70 is held by the holding member 72 in a state where the peeling claw 71 is close to the heating belt 92 in a direction (counter direction) opposite to the rotation direction of the heating belt 92.
加えて、保持部材95の両端部にはエッジガイド(不図示)が配設されている。エッジガイドは、保持部材95の両端部において対向するように配置された両エッジガイドの内側面が、加熱ベルト92の幅と略一致する間隔を持つように配置されている。そして、加熱ベルト92が回転する際には、加熱ベルト92の端部が両エッジガイドの内側面に接触することによって、加熱ベルト92の幅方向への移動(ベルトウォーク)が規制されている。このように、加熱ベルト92は、エッジガイドによって片寄りが規制されるように設定されている。 In addition, edge guides (not shown) are disposed at both ends of the holding member 95. The edge guides are arranged such that inner surfaces of both edge guides arranged so as to face each other at both end portions of the holding member 95 have a distance substantially matching the width of the heating belt 92. When the heating belt 92 rotates, movement of the heating belt 92 in the width direction (belt walk) is restricted by the end portions of the heating belt 92 coming into contact with the inner surfaces of both edge guides. Thus, the heating belt 92 is set so that the deviation is regulated by the edge guide.
そして、未定着トナー像を有する用紙Kは、定着入口ガイドによって定着装置90の挟込領域Nに導かれる。用紙Kが挟込領域Nを通過する際には、用紙K上のトナー像は、挟込領域Nに作用する圧力と、加熱ベルト92側のセラミックヒータから供給される熱とによって定着される。 Then, the sheet K having the unfixed toner image is guided to the sandwiching area N of the fixing device 90 by the fixing entrance guide. When the paper K passes through the sandwiching area N, the toner image on the paper K is fixed by the pressure acting on the sandwiching area N and the heat supplied from the ceramic heater on the heating belt 92 side.
[画像形成装置]
次に、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。
図3は、本実施形態に係る画像形成装置の構成を示した概略構成図である。
本実施形態に係る画像形成装置では、上記実施形態に係る定着装置が適用される。また、中間転写ベルトや搬送ベルトとして、上記本実施形態に係る電子写真用部材を適用してもよい。
[Image forming apparatus]
Next, the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment.
In the image forming apparatus according to the present embodiment, the fixing device according to the above-described embodiment is applied. The electrophotographic member according to the present embodiment may be applied as an intermediate transfer belt or a conveyance belt.
本実施形態に係る画像形成装置100は、図3に示すように、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式の画像形成装置であって、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット1Y、1M、1C、1Kと、各画像形成ユニット1Y、1M、1C、1Kにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト15に順次転写(一次転写)させる一次転写部10と、中間転写ベルト15上に転写された重畳トナー像を記録媒体である用紙Kに一括転写(二次転写)させる二次転写部20と、二次転写された画像を用紙K上に定着させる定着装置60とを備えている。また、画像形成装置100は、各装置(各部)の動作を制御する制御部40を有している。 As shown in FIG. 3, an image forming apparatus 100 according to this embodiment is an intermediate transfer type image forming apparatus generally called a tandem type, and a plurality of images in which toner images of respective color components are formed by an electrophotographic method. A primary transfer unit 10 that sequentially transfers (primary transfer) the color component toner images formed by the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K to the intermediate transfer belt 15; A secondary transfer unit 20 that collectively transfers (secondary transfer) the superimposed toner image transferred onto the transfer belt 15 onto a sheet K as a recording medium, and a fixing device 60 that fixes the secondary transferred image onto the sheet K. And. Further, the image forming apparatus 100 includes a control unit 40 that controls the operation of each device (each unit).
この定着装置60が既述の第1実施形態の定着装置であり、当該定着装置は既述の本実施形態の加圧ベルト62を有してなる。なお、画像形成装置100は、既述の第2実施形態に係る定着装置90を備える構成であってもよい。 The fixing device 60 is the fixing device of the first embodiment described above, and the fixing device includes the pressure belt 62 of the present embodiment described above. The image forming apparatus 100 may be configured to include the fixing device 90 according to the second embodiment described above.
画像形成装置100の各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、表面に形成されるトナー像を保持する像保持体の一例として、矢印A方向に回転する感光体11を備えている。 Each of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K of the image forming apparatus 100 includes a photoconductor 11 that rotates in the arrow A direction as an example of an image holding body that holds a toner image formed on the surface.
感光体11の周囲には、前記像保持体の表面を帯電させる帯電手段の一例として、感光体11を帯電させる帯電器12が設けられ、前記帯電手段により帯電した像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段の一例として、感光体11上に静電潜像を書込むレーザー露光器13(図中露光ビームを符号Bmで示す)が設けられている。 A charging device 12 for charging the photosensitive member 11 is provided around the photosensitive member 11 as an example of a charging unit for charging the surface of the image holding member. A latent image is formed on the surface of the image holding member charged by the charging unit. As an example of a latent image forming means for forming a laser beam, a laser exposure device 13 for writing an electrostatic latent image on the photosensitive member 11 (the exposure beam is indicated by Bm in the figure) is provided.
また、感光体11の周囲には、前記潜像形成手段により前記像保持体の表面に形成された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の一例として、各色成分トナーが収容されて感光体11上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像器14が設けられ、感光体11上に形成された各色成分トナー像を一次転写部10にて中間転写ベルト15に転写する一次転写ロール16が設けられている。 Further, around the photosensitive member 11, each color component toner is accommodated as an example of a developing unit that forms a toner image by developing the latent image formed on the surface of the image holding member with the toner by the latent image forming unit. Then, a developing device 14 for visualizing the electrostatic latent image on the photoconductor 11 with toner is provided, and each color component toner image formed on the photoconductor 11 is transferred to the intermediate transfer belt 15 by the primary transfer unit 10. A primary transfer roll 16 for transferring is provided.
さらに、感光体11の周囲には、感光体11上の残留トナーが除去される感光体クリーナ17が設けられ、帯電器12、レーザー露光器13、現像器14、一次転写ロール16及び感光体クリーナ17の電子写真用デバイスが感光体11の回転方向に沿って順次配設されている。これらの画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは、中間転写ベルト15の上流側から、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の順に、略直線状に配置されている。 Further, around the photoconductor 11, a photoconductor cleaner 17 for removing residual toner on the photoconductor 11 is provided, and a charger 12, a laser exposure device 13, a developing device 14, a primary transfer roll 16, and a photoconductor cleaner. Seventeen electrophotographic devices are sequentially arranged along the rotation direction of the photoconductor 11. These image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K are arranged substantially linearly in the order of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) from the upstream side of the intermediate transfer belt 15. Has been.
中間転写体である中間転写ベルト15は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂をベース層としてカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたフィルム状の加圧ベルトで構成されている。そして、その体積抵抗率は106〜1014Ωcmとなるように形成されており、その厚みは、例えば、0.1mm程度に構成されている。 The intermediate transfer belt 15 which is an intermediate transfer member is constituted by a film-like pressure belt containing a resin such as polyimide or polyamide as a base layer and containing an appropriate amount of an antistatic agent such as carbon black. And the volume resistivity is formed so that it may become 10 < 6 > -10 < 14 > (omega | ohm) cm, The thickness is comprised by about 0.1 mm, for example.
中間転写ベルト15は、各種ロールによって図3に示すB方向に所定の速度で循環駆動(回転)されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ(図示せず)により駆動されて中間転写ベルト15を回転させる駆動ロール31、各感光体11の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト15を支持する支持ロール32、中間転写ベルト15に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト15の蛇行を防止する補正ロールとして機能する張力付与ロール33、二次転写部20に設けられる背面ロール25、中間転写ベルト15上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニング背面ロール34を有している。 The intermediate transfer belt 15 is circulated and driven (rotated) at a predetermined speed in the direction B shown in FIG. 3 by various rolls. As these various rolls, a drive roll 31 that is driven by a motor (not shown) having excellent constant speed to rotate the intermediate transfer belt 15, and an intermediate transfer belt that extends substantially linearly along the arrangement direction of the respective photoreceptors 11. 15, a support roll 32 that supports the intermediate transfer belt 15, a tension applying roll 33 that functions as a correction roll that applies a constant tension to the intermediate transfer belt 15 and prevents the intermediate transfer belt 15 from meandering, and a back roll provided in the secondary transfer unit 20. 25. A cleaning back roll 34 is provided in a cleaning unit that scrapes off residual toner on the intermediate transfer belt 15.
一次転写部10は、中間転写ベルト15を挟んで感光体11に対向して配置される一次転写ロール16で構成されている。一次転写ロール16は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは、鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したNBRとSBRとEPDMとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が107.5〜108.5Ωcmのスポンジ状の円筒ロールである。 The primary transfer unit 10 includes a primary transfer roll 16 that is disposed to face the photoconductor 11 with the intermediate transfer belt 15 interposed therebetween. The primary transfer roll 16 includes a shaft and a sponge layer as an elastic layer fixed around the shaft. The shaft is a cylindrical bar made of metal such as iron or SUS. Sponge layer is formed of blend rubber of NBR, SBR and EPDM mixed with a conducting agent such as carbon black, the volume resistivity is spongy cylindrical roll of 107.5-10 8.5 [Omega] cm.
そして、一次転写ロール16は中間転写ベルト15を挟んで感光体11に圧接配置され、さらに一次転写ロール16にはトナーの帯電極性(マイナス極性とする。以下同様。)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体11上のトナー像が中間転写ベルト15に順次、静電吸引され、中間転写ベルト15上において重畳されたトナー像が形成されるようになっている。 The primary transfer roll 16 is placed in pressure contact with the photoconductor 11 with the intermediate transfer belt 15 in between. Further, the primary transfer roll 16 has a voltage (primary polarity) opposite to the toner charging polarity (negative polarity; the same applies hereinafter). Transfer bias) is applied. As a result, the toner images on the respective photoconductors 11 are sequentially electrostatically attracted to the intermediate transfer belt 15 so that the superimposed toner images are formed on the intermediate transfer belt 15.
二次転写部20は、背面ロール25と、前記現像手段により形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段の一例としての、中間転写ベルト15のトナー像保持面側に配置される二次転写ロール22と、を備えて構成されている。 The secondary transfer unit 20 is a secondary roller disposed on the toner image holding surface side of the intermediate transfer belt 15 as an example of a transfer unit that transfers the toner image formed by the back roll 25 and the developing unit to a recording medium. And a transfer roll 22.
背面ロール25は、表面がカーボンを分散したEPDMとNBRのブレンドゴムのチューブ、内部はEPDMゴムで構成されている。そして、その表面抵抗率が107〜1010Ω/□となるように形成され、硬度は、例えば、70°(アスカーC:高分子計器社製、以下同様。)に設定される。この背面ロール25は、中間転写ベルト15の裏面側に配置されて二次転写ロール22の対向電極を構成し、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール26が接触配置されている。 The back roll 25 is made of a tube of EPDM and NBR blend rubber with carbon dispersed on the surface, and the inside is made of EPDM rubber. And it is formed so that the surface resistivity may be 10 7 to 10 10 Ω / □, and the hardness is set to, for example, 70 ° (Asker C: manufactured by Kobunshi Keiki Co., Ltd., the same shall apply hereinafter). The back roll 25 is disposed on the back side of the intermediate transfer belt 15 to constitute a counter electrode of the secondary transfer roll 22, and a metal power supply roll 26 to which a secondary transfer bias is stably applied is disposed in contact. ing.
一方、二次転写ロール22は、シャフトと、シャフトの周囲に固着された弾性層としてのスポンジ層とで構成されている。シャフトは鉄、SUS等の金属で構成された円柱棒である。スポンジ層はカーボンブラック等の導電剤を配合したNBRとSBRとEPDMとのブレンドゴムで形成され、体積抵抗率が107.5〜108.5Ωcmのスポンジ状の円筒ロールである。 On the other hand, the secondary transfer roll 22 includes a shaft and a sponge layer as an elastic layer fixed around the shaft. The shaft is a cylindrical bar made of metal such as iron or SUS. The sponge layer is a sponge-like cylindrical roll formed of a blend rubber of NBR, SBR and EPDM containing a conductive agent such as carbon black and having a volume resistivity of 10 7.5 to 10 8.5 Ωcm.
そして、二次転写ロール22は中間転写ベルト15を挟んで背面ロール25に圧接配置され、さらに二次転写ロール22は接地されて背面ロール25との間に二次転写バイアスが形成され、二次転写部20に搬送される用紙K上にトナー像を二次転写する。 The secondary transfer roll 22 is placed in pressure contact with the back roll 25 with the intermediate transfer belt 15 in between. Further, the secondary transfer roll 22 is grounded and a secondary transfer bias is formed between the secondary transfer roll 22 and the back roll 25. The toner image is secondarily transferred onto the paper K conveyed to the transfer unit 20.
また、中間転写ベルト15の二次転写部20の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト15上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト15の表面をクリーニングする中間転写ベルトクリーナ35が接離自在に設けられている。 Further, on the downstream side of the secondary transfer portion 20 of the intermediate transfer belt 15, an intermediate transfer belt that removes residual toner and paper dust on the intermediate transfer belt 15 after the secondary transfer and cleans the surface of the intermediate transfer belt 15. A cleaner 35 is provided so as to be able to contact and separate.
一方、イエローの画像形成ユニット1Yの上流側には、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kにおける画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ(ホームポジションセンサ)42が配設されている。また、黒の画像形成ユニット1Kの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ43が配設されている。この基準センサ42は、中間転写ベルト15の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部40からの指示により、各画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kは画像形成を開始するように構成されている。 On the other hand, on the upstream side of the yellow image forming unit 1Y, a reference sensor (home position sensor) 42 that generates a reference signal serving as a reference for taking image forming timings in the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K. It is arranged. Further, an image density sensor 43 for adjusting image quality is disposed on the downstream side of the black image forming unit 1K. The reference sensor 42 recognizes a predetermined mark provided on the back side of the intermediate transfer belt 15 and generates a reference signal. Each image forming unit is instructed by an instruction from the control unit 40 based on the recognition of the reference signal. 1Y, 1M, 1C, and 1K are configured to start image formation.
更に、本実施形態の画像形成装置では、用紙Kを搬送する搬送手段として、用紙Kを収容する用紙収容部50、この用紙収容部50に集積された用紙Kを所定のタイミングで取り出して搬送する給紙ロール51、給紙ロール51により繰り出された用紙Kを搬送する搬送ロール52、搬送ロール52により搬送された用紙Kを二次転写部20へと送り込む搬送ガイド53、二次転写ロール22により二次転写された後に搬送される用紙Kを定着装置60へと搬送する搬送ベルト55、用紙Kを定着装置60に導く定着入口ガイド56を備えている。 Further, in the image forming apparatus according to the present embodiment, as a transport unit that transports the paper K, the paper storage unit 50 that stores the paper K, and the paper K accumulated in the paper storage unit 50 is taken out and transported at a predetermined timing. A paper feed roll 51, a transport roll 52 that transports the paper K fed by the paper feed roll 51, a transport guide 53 that feeds the paper K transported by the transport roll 52 to the secondary transfer unit 20, and the secondary transfer roll 22. A conveyance belt 55 that conveys the sheet K conveyed after the secondary transfer to the fixing device 60 and a fixing entrance guide 56 that guides the sheet K to the fixing device 60 are provided.
次に、本実施形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。
本実施形態に係る画像形成装置では、図示しない画像読取装置や図示しないパーソナルコンピュータ(PC)等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置により所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって作像作業が実行される。
Next, a basic image forming process of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described.
In the image forming apparatus according to the present embodiment, image data output from an image reading device (not shown) or a personal computer (PC) (not shown) is subjected to predetermined image processing by an image processing device (not shown), and then image formation is performed. The image forming work is executed by the units 1Y, 1M, 1C, and 1K.
画像処理装置では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Y、M、C、Kの4色の色材階調データに変換され、レーザー露光器13に出力される。 The image processing apparatus performs predetermined image processing such as shading correction, position shift correction, brightness / color space conversion, gamma correction, frame deletion, color editing, moving editing, and other various image editing on the input reflectance data. Is given. The image data that has been subjected to image processing is converted into color material gradation data of four colors Y, M, C, and K, and is output to the laser exposure unit 13.
レーザー露光器13では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザーから出射された露光ビームBmを画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各々の感光体11に照射している。画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの各感光体11では、帯電器12によって表面が帯電された後、このレーザー露光器13によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kによって、Y、M、C、Kの各色のトナー像として現像される。 The laser exposure unit 13 irradiates each of the photoconductors 11 of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K with, for example, an exposure beam Bm emitted from a semiconductor laser in accordance with the input color material gradation data. . In each of the photoreceptors 11 of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K, the surface is charged by the charger 12, and then the surface is scanned and exposed by the laser exposure unit 13 to form an electrostatic latent image. The formed electrostatic latent images are developed as toner images of respective colors Y, M, C, and K by the respective image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K.
画像形成ユニット1Y,1M,1C,1Kの感光体11上に形成されたトナー像は、各感光体11と中間転写ベルト15とが接触する一次転写部10において、中間転写ベルト15上に転写される。より具体的には、一次転写部10において、一次転写ロール16により中間転写ベルト15の基材に対しトナーの帯電極性(マイナス極性)と逆極性の電圧(一次転写バイアス)が付加され、トナー像を中間転写ベルト15の表面に順次重ね合わせて一次転写が行われる。 The toner images formed on the photoconductors 11 of the image forming units 1Y, 1M, 1C, and 1K are transferred onto the intermediate transfer belt 15 in the primary transfer unit 10 where the photoconductors 11 and the intermediate transfer belt 15 are in contact with each other. The More specifically, in the primary transfer portion 10, a voltage (primary transfer bias) having a polarity opposite to the toner charging polarity (minus polarity) is applied to the base material of the intermediate transfer belt 15 by the primary transfer roll 16, and the toner image. Are sequentially superimposed on the surface of the intermediate transfer belt 15 to perform primary transfer.
トナー像が中間転写ベルト15の表面に順次一次転写された後、中間転写ベルト15は移動してトナー像が二次転写部20に搬送される。トナー像が二次転写部20に搬送されると、搬送手段では、トナー像が二次転写部20に搬送されるタイミングに合わせて給紙ロール51が回転し、用紙収容部50から所定サイズの用紙Kが供給される。給紙ロール51により供給された用紙Kは、搬送ロール52により搬送され、搬送ガイド53を経て二次転写部20に到達する。この二次転写部20に到達する前に、用紙Kは一旦停止され、トナー像が保持された中間転写ベルト15の移動タイミングに合わせてレジストロール(図示せず)が回転することで、用紙Kの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。 After the toner images are sequentially primary transferred onto the surface of the intermediate transfer belt 15, the intermediate transfer belt 15 moves and the toner image is conveyed to the secondary transfer unit 20. When the toner image is transported to the secondary transfer unit 20, the transport unit rotates the paper feed roll 51 in accordance with the timing at which the toner image is transported to the secondary transfer unit 20. Paper K is supplied. The paper K supplied by the paper feed roll 51 is transported by the transport roll 52, and reaches the secondary transfer unit 20 through the transport guide 53. Before reaching the secondary transfer unit 20, the sheet K is temporarily stopped, and the registration roll (not shown) rotates in accordance with the movement timing of the intermediate transfer belt 15 on which the toner image is held. And the position of the toner image are aligned.
二次転写部20では、中間転写ベルト15を介して、二次転写ロール22が背面ロール25に加圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Kは、中間転写ベルト15と二次転写ロール22との間に挟み込まれる。その際に、給電ロール26からトナーの帯電極性(マイナス極性)と同極性の電圧(二次転写バイアス)が印加されると、二次転写ロール22と背面ロール25との間に転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト15上に保持された未定着トナー像は、二次転写ロール22と背面ロール25とによって加圧される二次転写部20において、用紙K上に一括して静電転写される。 In the secondary transfer unit 20, the secondary transfer roll 22 is pressed against the back roll 25 via the intermediate transfer belt 15. At this time, the sheet K conveyed at the same timing is sandwiched between the intermediate transfer belt 15 and the secondary transfer roll 22. At this time, when a voltage (secondary transfer bias) having the same polarity as the toner charging polarity (negative polarity) is applied from the power supply roll 26, a transfer electric field is formed between the secondary transfer roll 22 and the back roll 25. Is done. The unfixed toner image held on the intermediate transfer belt 15 is collectively electrostatically transferred onto the paper K in the secondary transfer unit 20 pressed by the secondary transfer roll 22 and the back roll 25. The
その後、トナー像が静電転写された用紙Kは、二次転写ロール22によって中間転写ベルト15から剥離された状態でそのまま搬送され、二次転写ロール22の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト55へと搬送される。搬送ベルト55では、定着装置60における最適な搬送速度に合わせて、用紙Kを定着装置60まで搬送する。定着装置60に搬送された用紙K上の未定着トナー像は、定着装置60によって熱及び圧力で定着処理を受けることで用紙K上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Kは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙収容部(不図示)に搬送される。 Thereafter, the sheet K on which the toner image has been electrostatically transferred is conveyed as it is while being peeled off from the intermediate transfer belt 15 by the secondary transfer roll 22, and is conveyed downstream of the secondary transfer roll 22 in the sheet conveyance direction. It is conveyed to the belt 55. The transport belt 55 transports the paper K to the fixing device 60 in accordance with the optimal transport speed in the fixing device 60. The unfixed toner image on the paper K conveyed to the fixing device 60 is fixed on the paper K by receiving a fixing process with heat and pressure by the fixing device 60. Then, the sheet K on which the fixed image is formed is conveyed to a paper discharge container (not shown) provided in the discharge unit of the image forming apparatus.
一方、用紙Kへの転写が終了した後、中間転写ベルト15上に残った残留トナーは、中間転写ベルト15の回転に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニング背面ロール34及び中間転写ベルトクリーナ35によって中間転写ベルト15上から除去される。 On the other hand, after the transfer to the paper K is completed, the residual toner remaining on the intermediate transfer belt 15 is conveyed to the cleaning unit as the intermediate transfer belt 15 rotates, and is cleaned by the cleaning back roll 34 and the intermediate transfer belt cleaner 35. It is removed from the intermediate transfer belt 15.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定的に解釈されるものではなく、種々の変形、変更、改良が可能であり、本発明の要件を満足する範囲内で実現可能であることは言うまでもない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not construed as being limited to the above-described embodiments, and various modifications, changes, and improvements can be made, and a range that satisfies the requirements of the present invention. Needless to say, this is feasible.
なお、本実施形態に係る画像形成装置では、電子写真方式の画像形成装置について説明したが、これに限られず、電子写真方式以外の公知の画像形成装置(例えば、用紙搬送用の無端ベルトを備えたインクジェット記録装置など)であってもよい。 In the image forming apparatus according to the present embodiment, the electrophotographic image forming apparatus has been described. However, the image forming apparatus is not limited to this, and a known image forming apparatus other than the electrophotographic system (for example, an endless belt for paper conveyance is provided). Or an inkjet recording apparatus).
以下に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
(接触角の測定)
ポリイミド無端ベルトの機能面(外周面)の純水との接触角の測定には協和界面科学(株)製表面接触角測定器を使用し、サンプル表面にイオン交換水の水滴を滴下し、その水滴とサンプル表面との接触角を側面より測定した。
(Measurement of contact angle)
To measure the contact angle of the functional surface (outer peripheral surface) of the polyimide endless belt with pure water, use a surface contact angle measuring device manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. The contact angle between the water droplet and the sample surface was measured from the side.
(フッ素原子含有率の測定)
ポリイミド無端ベルトの機能面(外周面)のフッ素原子含有率は、XPS装置を用いて、上述のようにして算出した。
(Measurement of fluorine atom content)
The fluorine atom content of the functional surface (outer peripheral surface) of the polyimide endless belt was calculated as described above using an XPS apparatus.
(評価)
ポリイミド無端ベルトの用紙摺擦に対する耐摩耗性、トナーとの離型性の評価は次の方法で行った。
加熱ロール・加圧ベルト方式の定着装置(図1参照)を搭載した富士ゼロックス社製DCC400に対して、得られたポリイミド無端ベルトを加圧ベルトとしてセットし、以下の評価を行った。結果を表1に示す。
(Evaluation)
Evaluation of the abrasion resistance of the polyimide endless belt against paper rubbing and the releasability from the toner was performed by the following method.
The obtained polyimide endless belt was set as a pressure belt on a Fuji Xerox DCC400 equipped with a heating roll / pressure belt type fixing device (see FIG. 1), and the following evaluation was performed. The results are shown in Table 1.
−加圧ベルトの耐摩耗性−
加圧ベルトの耐摩耗性の評価は次のようにして行った。上記電子写真装置を、加熱ロール内部に800Wのハロゲンランプヒーターを有し、150℃の設定温度、150mm/secのスピード、8mmのニップ幅を有する様に設定した。また、トナーは、富士ゼロックス社製DocuCenterColor400用カラートナー(シアン色)を使用し、富士ゼロックス社製「J紙」に定着させた。上記条件により、100,000枚 (100kpv)のテストを実施し、耐摩耗性の評価は、テスト後の加圧ベルトの膜厚を測定し、1kpv当たりの減少量を摩耗量として求めることにより行った。
-Wear resistance of pressure belt-
The wear resistance of the pressure belt was evaluated as follows. The electrophotographic apparatus was set to have an 800 W halogen lamp heater inside the heating roll, a set temperature of 150 ° C., a speed of 150 mm / sec, and a nip width of 8 mm. As the toner, color toner (cyan) for DocuCenterColor400 manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. was used and fixed on “J paper” manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd. Under the above conditions, 100,000 sheets (100 kpv) were tested, and the abrasion resistance was evaluated by measuring the thickness of the pressure belt after the test and calculating the amount of decrease per 1 kpv as the amount of wear. It was.
−加圧ベルトの離型性−
加圧ベルトの離型性の評価は次のようにして行った。電子写真装置の条件は上記耐摩耗性評価と同様にして行い、印字サンプルを両面出力で100枚通紙し、ジャム(加圧ベルトとの剥離不良)発生が無い場合、良好とし、不良の場合、ジャム発生枚数を評価した。
-Releasability of pressure belt-
Evaluation of releasability of the pressure belt was performed as follows. The conditions of the electrophotographic apparatus are the same as in the above-mentioned abrasion resistance evaluation. When the print sample passes 100 sheets with double-sided output and there is no occurrence of jamming (separation failure from the pressure belt), it is judged as good. The number of jams was evaluated.
(実施例1)
まず、ポリアミド酸樹脂溶液として、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とを、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)中で合成することにより得られたポリアミド酸を含む、固形分濃度18%(質量%、以下同じ)、粘度20Pa・sの溶液を用意した。
次に、このポリアミド酸樹脂溶液に、フッ素含有エポキシドとしてヘキサフルオロエポキシプロパン(ダイキン工業社製)をポリアミド酸樹脂溶液の固形分に対し、10%の濃度になるよう添加し、撹拌した。
このようにして得られたポリアミド酸樹脂溶液を、内径30mm、長さ450mmの円筒状アルミニウム製金型(円筒状芯体)表面に塗布し、塗膜を形成した。なお、この円筒状金型には、表面に離型剤を予め塗布することで、ベルト成形後の剥離性を向上させた。
次に金型を20rpmで円筒円周方向に回転させた状態で、窒素ガス雰囲気下、100℃で60分間乾燥させた。
乾燥工程後、金型をオーブンに入れ、窒素ガス雰囲気下で段階的に350℃まで昇温して、イミド化した。段階的な昇温は160℃で1時間、250℃で30分、350℃で1時間行った。その後、金型を室温(25℃)で放冷し、金型から樹脂を取り外し、目的のポリイミド無端ベルトを得た。
得られたポリイミド無端ベルトの外周面の純水との接触角を測定した結果、108度であった。
得られたポリイミド無端ベルトの外周面のフッ素原子含有率は35%であった。
得られたポリイミド無端ベルトの耐摩耗性と離型性は表1の通り、比較例に比べ、優れた耐摩耗性と離型性が得られた。
Example 1
First, as a polyamic acid resin solution, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and p-phenylenediamine are synthesized in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). A solution containing the obtained polyamic acid and having a solid content concentration of 18% (mass%, the same applies hereinafter) and a viscosity of 20 Pa · s was prepared.
Next, hexafluoroepoxypropane (manufactured by Daikin Industries) as a fluorine-containing epoxide was added to the polyamic acid resin solution so as to have a concentration of 10% with respect to the solid content of the polyamic acid resin solution, and stirred.
The polyamic acid resin solution thus obtained was applied to the surface of a cylindrical aluminum mold (cylindrical core) having an inner diameter of 30 mm and a length of 450 mm to form a coating film. In addition, the release property after belt molding was improved by previously applying a release agent to the surface of the cylindrical mold.
Next, the mold was dried at 100 ° C. for 60 minutes in a nitrogen gas atmosphere in a state where the mold was rotated in the cylindrical circumferential direction at 20 rpm.
After the drying process, the mold was placed in an oven and gradually heated to 350 ° C. in a nitrogen gas atmosphere to imidize. Stepwise heating was performed at 160 ° C. for 1 hour, 250 ° C. for 30 minutes, and 350 ° C. for 1 hour. Thereafter, the mold was allowed to cool at room temperature (25 ° C.), the resin was removed from the mold, and the target polyimide endless belt was obtained.
As a result of measuring the contact angle of the outer peripheral surface of the obtained polyimide endless belt with pure water, it was 108 degrees.
The fluorine atom content on the outer peripheral surface of the obtained polyimide endless belt was 35%.
As shown in Table 1, the wear resistance and releasability of the obtained polyimide endless belt were superior to those of the comparative examples, and excellent wear resistance and releasability were obtained.
(実施例2)
実施例1と同様にしてポリアミド酸樹脂溶液を用意し、このポリアミド酸樹脂溶液に、フッ素含有エポキシドとして3−パーフルオロヘキシル−1,2−エポキシプロパン(ダイキン工業社製)をポリアミド酸樹脂溶液の固形分に対し、8%の濃度になるよう添加し、撹拌した。実施例1と同様にして無端ベルトを作製し、外周面の純水との接触角を測定した結果、112度であった。
得られたポリイミド無端ベルトの外周面のフッ素原子含有率は32%であった。
得られたポリイミド無端ベルトの耐摩耗性と離型性は表1の通り、比較例に比べ、優れた耐摩耗性と離型性が得られた。
(Example 2)
A polyamic acid resin solution was prepared in the same manner as in Example 1. To this polyamic acid resin solution, 3-perfluorohexyl-1,2-epoxypropane (produced by Daikin Industries) as a fluorine-containing epoxide was added. The solution was added to a solid content of 8% and stirred. An endless belt was produced in the same manner as in Example 1, and the contact angle with pure water on the outer peripheral surface was measured. As a result, it was 112 degrees.
The fluorine atom content of the outer peripheral surface of the obtained polyimide endless belt was 32%.
As shown in Table 1, the wear resistance and releasability of the obtained polyimide endless belt were superior to those of the comparative examples, and excellent wear resistance and releasability were obtained.
(実施例3)
実施例1と同様にしてポリアミド酸樹脂溶液を用意し、このポリアミド酸樹脂溶液に、フッ素含有エポキシドとして3−パーフルオロヘキシル−1,2−エポキシプロパン(ダイキン工業社製)をポリアミド酸樹脂溶液の固形分に対し、40%の濃度になるよう添加し、撹拌した。実施例1と同様にしてポリイミド無端ベルトを作製し、外周面の純水との接触角を測定した結果122度であった。
得られたポリイミド無端ベルトの外周面のフッ素原子含有率は52%であった。これはポリイミドとフッ素含有エポキシドの総原子量におけるフッ素原子量より大きい数であるが、XPSは最表面分析であり、本実施例のポリイミド無端ベルトは乾燥、焼成中にフッ素原子が選択的に疎水雰囲気である最表面に集まっているためと考えられる。
得られたポリイミド無端ベルトの耐摩耗性と離型性は表1の通り、比較例に比べ、優れた耐摩耗性と離型性が得られた。
(Example 3)
A polyamic acid resin solution was prepared in the same manner as in Example 1. To this polyamic acid resin solution, 3-perfluorohexyl-1,2-epoxypropane (produced by Daikin Industries) as a fluorine-containing epoxide was added. The solution was added to a solid content of 40% and stirred. A polyimide endless belt was produced in the same manner as in Example 1, and the contact angle with pure water on the outer peripheral surface was measured and found to be 122 degrees.
The fluorine atom content on the outer peripheral surface of the obtained polyimide endless belt was 52%. This is a number larger than the fluorine atom weight in the total atomic weight of polyimide and fluorine-containing epoxide, but XPS is the outermost surface analysis, and the polyimide endless belt of this example is selectively dried in a hydrophobic atmosphere during firing. It is thought that it is gathered on a certain outermost surface.
As shown in Table 1, the wear resistance and releasability of the obtained polyimide endless belt were superior to those of the comparative examples, and excellent wear resistance and releasability were obtained.
(比較例1)
実施例1と同様にしてポリアミド酸樹脂溶液を用意し、フッ素含有エポキシドを添加せず、実施例1と同様に円筒状芯体表面に塗布し、塗膜を形成した。
次に、金型を20rpmで円筒円周方向に回転させた状態で、窒素ガス雰囲気下、100℃で60分間乾燥させた。
乾燥工程後、溶媒として水を含むPTFE水性塗料(フッ素樹脂分散液、固形分濃度60%、粘度200mPa・s、)を用意した。この塗料を螺旋塗布方式により均一に塗布し、塗布後、80℃の無風乾燥炉で10分間乾燥した。乾燥後、実施例1と同様にしてオーブンでイミド化させた。その後、円筒状金型より脱型し、ポリイミド無端ベルトを得た。得られた無端ベルト表面の純水との接触角を測定した結果、135度であった。
得られたポリイミド無端ベルトの外周面のフッ素原子含有率は76%であった。
得られたポリイミド無端ベルトの耐摩耗性と離型性の評価の結果、表1のように耐摩耗性は実施例に比べ大きく低下していた。
(Comparative Example 1)
In the same manner as in Example 1, a polyamic acid resin solution was prepared, and a fluorine-containing epoxide was not added, and the same was applied to the surface of the cylindrical core as in Example 1 to form a coating film.
Next, the mold was dried at 100 ° C. for 60 minutes in a nitrogen gas atmosphere in a state where the mold was rotated in the cylinder circumferential direction at 20 rpm.
After the drying step, a PTFE aqueous paint (fluorine resin dispersion, solid content concentration 60%, viscosity 200 mPa · s) containing water as a solvent was prepared. This paint was uniformly applied by a spiral application method, and after application, the paint was dried in an airless drying oven at 80 ° C. for 10 minutes. After drying, it was imidized in an oven in the same manner as in Example 1. Thereafter, the mold was removed from the cylindrical mold to obtain a polyimide endless belt. As a result of measuring the contact angle of the endless belt surface with pure water, it was 135 degrees.
The fluorine atom content of the outer peripheral surface of the obtained polyimide endless belt was 76%.
As a result of evaluation of the wear resistance and releasability of the obtained polyimide endless belt, as shown in Table 1, the wear resistance was greatly reduced as compared with the Examples.
(比較例2)
実施例1と同様にしてポリアミド酸樹脂溶液を用意し、フッ素含有エポキシドを添加せず、実施例1と同様に円筒状芯体表面に塗布、イミド化し、実施例1と同様に無端ベルトを作製した。外周面の純水との接触角を測定した結果、70度であった。
得られたポリイミド無端ベルトの外周面のフッ素原子含有率は0%であった。
得られたポリイミド無端ベルトの耐摩耗性と離型性の評価の結果、表1のように両面出力通紙で100枚ジャムが発生した。
(Comparative Example 2)
Prepare a polyamic acid resin solution in the same manner as in Example 1, add no fluorine-containing epoxide, apply and imidize on the surface of the cylindrical core as in Example 1, and produce an endless belt as in Example 1. did. As a result of measuring the contact angle of the outer peripheral surface with pure water, it was 70 degrees.
The fluorine atom content on the outer peripheral surface of the obtained polyimide endless belt was 0%.
As a result of evaluation of the wear resistance and releasability of the obtained polyimide endless belt, as shown in Table 1, 100 sheets of jam occurred on the double-sided output paper.
(比較例3)
実施例1のポリアミド酸樹脂溶液にテトラカルボン酸二無水物として、3,3‘,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、ジアミン化合物として2,2−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパンを用いてポリアミド酸樹脂溶液を用意し、フッ素含有エポキシドを添加せず、実施例1と同様にして無端ベルトを作製し、外周面の純水との接触角を測定した結果、82度であった。
得られたポリイミド無端ベルトの外周面のフッ素原子含有率は15%であった。
得られたポリイミド無端ベルトの耐摩耗性と離型性の評価の結果、表1のように両面出力通紙で45枚ジャムが発生した。
(Comparative Example 3)
3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride as a tetracarboxylic dianhydride and 2,2-bis (4-aminophenyl) as a diamine compound in the polyamic acid resin solution of Example 1 A polyamic acid resin solution was prepared using hexafluoropropane, an endless belt was prepared in the same manner as in Example 1 without adding a fluorine-containing epoxide, and the contact angle with pure water on the outer peripheral surface was measured. It was a degree.
The fluorine atom content on the outer peripheral surface of the obtained polyimide endless belt was 15%.
As a result of the evaluation of the wear resistance and releasability of the obtained polyimide endless belt, as shown in Table 1, 45 sheets jam occurred when the double-sided output paper was passed.
(実施例4)
実施例1と同様にしてポリアミド酸樹脂溶液を用意し、このポリアミド酸樹脂溶液に、フッ素含有エポキシドとして3−パーフルオロヘキシル−1,2−エポキシプロパン(ダイキン工業社製)をポリアミド酸樹脂溶液の固形分に対し、50%の濃度になるよう添加し、撹拌した。実施例1と同様にして無端ベルトを作製し、外周面の純水との接触角を測定した結果119度であった。
得られたポリイミド無端ベルトの外周面のフッ素原子含有率67%であった
得られたポリイミド無端ベルトの耐摩耗性と離型性は表1の通り、離型性は比較例に比べ優れていたが、耐摩耗性が比較例1に比べ低下した。
Example 4
A polyamic acid resin solution was prepared in the same manner as in Example 1. To this polyamic acid resin solution, 3-perfluorohexyl-1,2-epoxypropane (produced by Daikin Industries) as a fluorine-containing epoxide was added. It added and stirred so that it might become a 50% density | concentration with respect to solid content. An endless belt was produced in the same manner as in Example 1, and the contact angle with pure water on the outer peripheral surface was measured and found to be 119 degrees.
The fluorine atom content on the outer peripheral surface of the obtained polyimide endless belt was 67%. The wear resistance and releasability of the obtained polyimide endless belt are as shown in Table 1, and the releasability was superior to that of the comparative example. However, the wear resistance was lower than that of Comparative Example 1.
(実施例5)
ポリアミド酸樹脂溶液としてピロメリット酸二無水物と4,4’−ジアミノジフェニルメタンを用意した以外は実施例1と同様にして、無端ベルトを作製した。外周面の純水との接触角を測定した結果、109度であった。
得られたポリイミド無端ベルトの外周面のフッ素原子含有率は30%であった。
得られたポリイミド無端ベルトの耐摩耗性と離型性は表2の通り、比較例に比べ、優れた耐摩耗性と離型性が得られた。
(Example 5)
An endless belt was produced in the same manner as in Example 1 except that pyromellitic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenylmethane were prepared as the polyamic acid resin solution. As a result of measuring the contact angle of the outer peripheral surface with pure water, it was 109 degrees.
The fluorine atom content of the outer peripheral surface of the obtained polyimide endless belt was 30%.
As shown in Table 2, the obtained polyimide endless belt had excellent wear resistance and releasability as compared with Comparative Example.
(実施例6)
実施例1と同様にしてポリアミド酸樹脂溶液を用意し、このポリアミド酸樹脂溶液に、フッ素含有エポキシドとして3−パーフルオロブチル−1,2−エポキシプロパンをポリアミド酸樹脂溶液の固形分に対し、15%の濃度になるよう添加し、撹拌した。実施例1と同様にして無端ベルトを作製し、外周面の純水との接触角を測定した結果、114度であった。
得られたポリイミド無端ベルトの外周面のフッ素原子含有率は32%であった。
得られたポリイミド無端ベルトの耐摩耗性と離型性は表2の通り、比較例に比べ、優れた耐摩耗性と離型性が得られた。
(Example 6)
A polyamic acid resin solution was prepared in the same manner as in Example 1. To this polyamic acid resin solution, 3-perfluorobutyl-1,2-epoxypropane as a fluorine-containing epoxide was added to the solid content of the polyamic acid resin solution. % Concentration was added and stirred. An endless belt was produced in the same manner as in Example 1, and the contact angle with pure water on the outer peripheral surface was measured. As a result, it was 114 degrees.
The fluorine atom content of the outer peripheral surface of the obtained polyimide endless belt was 32%.
As shown in Table 2, the obtained polyimide endless belt had excellent wear resistance and releasability as compared with Comparative Example.
(比較例4)
実施例1と同様にしてポリアミド酸樹脂溶液を用意し、このポリアミド酸樹脂溶液に、フッ素含有エポキシドとしてヘキサフルオロエポキシプロパン(ダイキン工業社製)をポリアミド酸樹脂溶液の固形分に対し、2%の濃度になるよう添加し、撹拌した。実施例1と同様にして無端ベルトを作製し、外周面の純水との接触角を測定した結果、78度であった。
得られたポリイミド無端ベルトの外周面のフッ素原子含有率は3.5%であった。
得られたポリイミド無端ベルトの耐摩耗性と離型性は表2の通り、離型性が不足していた。
(Comparative Example 4)
A polyamic acid resin solution was prepared in the same manner as in Example 1. To this polyamic acid resin solution, hexafluoroepoxypropane (produced by Daikin Industries) as a fluorine-containing epoxide was 2% of the solid content of the polyamic acid resin solution. Added to a concentration and stirred. An endless belt was produced in the same manner as in Example 1, and the contact angle with pure water on the outer peripheral surface was measured. As a result, it was 78 degrees.
The fluorine atom content of the outer peripheral surface of the obtained polyimide endless belt was 3.5%.
As shown in Table 2, the obtained polyimide endless belt had insufficient wear resistance and release properties.
(実施例7)
実施例1と同様にしてポリアミド酸樹脂溶液を用意し、このポリアミド酸樹脂溶液に、フッ素含有エポキシドとしてヘキサフルオロエポキシプロパン(ダイキン工業社製)をポリアミド酸樹脂溶液の固形分に対し、5%の濃度になるよう添加し、撹拌した。実施例1と同様にして無端ベルトを作製し、外周面の純水との接触角を測定した結果、98度であった。
得られたポリイミド無端ベルトの外周面のフッ素原子含有率は6%であった。
得られたポリイミド無端ベルトの耐摩耗性と離型性は表2の通り、比較例に比べ、優れた耐摩耗性と離型性が得られた。
(Example 7)
A polyamic acid resin solution was prepared in the same manner as in Example 1. In this polyamic acid resin solution, hexafluoroepoxypropane (produced by Daikin Industries) as a fluorine-containing epoxide was 5% of the solid content of the polyamic acid resin solution. Added to a concentration and stirred. An endless belt was produced in the same manner as in Example 1, and the contact angle with pure water on the outer peripheral surface was measured. As a result, it was 98 degrees.
The fluorine atom content of the outer peripheral surface of the obtained polyimide endless belt was 6%.
As shown in Table 2, the obtained polyimide endless belt had excellent wear resistance and releasability as compared with Comparative Example.
(実施例8)
実施例1と同様にしてポリアミド酸樹脂溶液を用意し、このポリアミド酸樹脂溶液に、フッ素含有エポキシドとしてヘキサフルオロエポキシプロパン(ダイキン工業社製)をポリアミド酸樹脂溶液の固形分に対し、45%の濃度になるよう添加し、撹拌した。実施例1と同様にして無端ベルトを作製し、外周面の純水との接触角を測定した結果、120度であった。
得られたポリイミド無端ベルトの外周面のフッ素原子含有率は55%であった。
得られたポリイミド無端ベルトの耐摩耗性と離型性は表2の通り、比較例に比べ、優れた耐摩耗性と離型性が得られた。
(Example 8)
A polyamic acid resin solution was prepared in the same manner as in Example 1. To this polyamic acid resin solution, hexafluoroepoxypropane (produced by Daikin Industries) as a fluorine-containing epoxide was 45% of the solid content of the polyamic acid resin solution. Added to a concentration and stirred. As a result of producing an endless belt in the same manner as in Example 1 and measuring the contact angle of the outer peripheral surface with pure water, it was 120 degrees.
The fluorine atom content of the outer peripheral surface of the obtained polyimide endless belt was 55%.
As shown in Table 2, the obtained polyimide endless belt had excellent wear resistance and releasability as compared with Comparative Example.
1Y,1M,1C,1K 画像形成ユニット
10 一次転写部
11 感光体
12 帯電器
13 レーザー露光器
14 現像器
15 中間転写ベルト
16 一次転写ロール
17 感光体ムクリーナ
20 二次転写部
22 二次転写ロール
25 背面ロール
26 給電ロール
31 駆動ロール
32 支持ロール
33張力付与ロール
34 クリーニング背面ロール
35 中間転写ベルトクリーナ
40 制御部
42 基準センサ
43 画像濃度センサ
50 用紙収容部
51 給紙ロール
52 搬送ロール
53 搬送ガイド
55 搬送ベルト
56 定着入口ガイド
60 定着装置
61 加熱ロール
611 コア
612 耐熱性弾性体層
613 離型層
62 加圧ベルト
63 ベルト走行ガイド
64a 前挟込部材
64 圧力パッド
64b 剥離挟込部材
65保持部材
66 ハロゲンランプ
68 摺動シート
69 感温素子
70 剥離部材
71 剥離爪
72保持部材
80 エッジガイド
82 セラミックヒータ
90 定着装置
91 加圧ロール
911 コア
912 耐熱性弾性体層
913 離型層
92 加熱ベルト
95保持部材
100 画像形成装置
1Y, 1M, 1C, 1K Image forming unit 10 Primary transfer unit 11 Photoconductor 12 Charger 13 Laser exposure unit 14 Developer 15 Intermediate transfer belt 16 Primary transfer roll 17 Photoconductor mcleaner 20 Secondary transfer unit 22 Secondary transfer roll 25 Back roll 26 Power supply roll 31 Drive roll 32 Support roll 33 Tension applying roll 34 Cleaning back roll 35 Intermediate transfer belt cleaner 40 Control unit 42 Reference sensor 43 Image density sensor 50 Paper storage unit 51 Paper feed roll 52 Transport roll 53 Transport guide 55 Transport Belt 56 Fixing entrance guide 60 Fixing device 61 Heating roll 611 Core 612 Heat resistant elastic layer 613 Release layer 62 Pressure belt 63 Belt running guide 64a Front clamping member 64 Pressure pad 64b Peeling clamping member 65 Holding member 66 Halogen lamp 68 Sliding sheet 6 Temperature sensitive element 70 separating member 71 separation claw 72 holding member 80 the edge guide 82 ceramic heater 90 the fixing device 91 the pressure roll 911 core 912 heat-resistant elastic layer 913 release layer 92 heating belt 95 retaining member 100 an image forming apparatus
Claims (6)
(一般式(1)及び(2)中、Arは、芳香環を1個以上有する4価の有機基を示す。
Yは、2価の有機基を示す。
Rは、水酸基を有する有機基を示す。
Xは、フッ素原子を有する有機基を示す。
nは、1以上の整数を示す。) A surface comprising a polyimide resin having a repeating structural unit represented by the following general formula (1) and having a structural unit represented by the following general formula (2) partially interposed between the structural units of the repeating structural unit A member for an image forming apparatus.
(In the general formulas (1) and (2), Ar represents a tetravalent organic group having one or more aromatic rings.
Y represents a divalent organic group.
R represents an organic group having a hydroxyl group.
X represents an organic group having a fluorine atom.
n represents an integer of 1 or more. )
前記加熱部材及び前記加圧部材の少なくとも一方が、請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像形成装置用部材を備える定着装置。 A heating member, and a pressure member disposed in contact with the heating member,
5. A fixing device in which at least one of the heating member and the pressure member includes the image forming apparatus member according to claim 1.
前記像保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に転写する転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着させる定着手段と、
を備え、
前記定着手段が、請求項5に記載の定着装置である画像形成装置。 An image carrier,
Latent image forming means for forming a latent image on the surface of the image carrier;
Developing means for developing the latent image with toner to form a toner image;
Transfer means for transferring the toner image to a recording medium;
Fixing means for fixing the toner image to the recording medium;
With
The image forming apparatus according to claim 5, wherein the fixing unit is a fixing device.
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2011
- 2011-03-15 JP JP2011057077A patent/JP2012194281A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140603 |