JP4551576B2

JP4551576B2 - Seamless belt manufacturing method

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Publication number: JP4551576B2
Application number: JP2001059706A
Authority: JP
Inventors: 哲石崎; 誠司荻原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Nitto Denko Corp; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp; Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2021-03-05
Also published as: JP2002254448A

Description

【０００１】
【発明の属する技術】
本発明は、シームレスベルトおよびその製造方法に関する。本発明のシームレスベルトは、優れた表面精度を有する機能性シームレスベルトであり、電子写真方式の画像形成装置に用いられる中間転写ベルト、転写搬送ベルト等として有用である。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置用の回転部材として、ロールやドラムが用いられている。近年、装置の小型化等を解決するために、前記回転部材にはプラスチック製のベルトが実用に供されている。これらの回転部材は、装置内において静電潜像及びこれを現像したトナー像を形成する感光体ベルト、このトナー像を一時的に静電的に転写し記録紙に二次転写する中間転写ベルト、記録紙を搬送しながら記録紙上にトナー像を転写する転写搬送ベルト等として用いられている。これらのベルトは転写工程において、直接トナー像を担持したり、転写電圧を印加してトナー粒子の移動を行うため、精密な抵抗制御を行う必要があり、その厚み精度や表面精度等に対する高度な精度が要求される。これら厚み精度や表面精度が低いベルトを、中間転写ベルトや転写搬送ベルトとして使用すると、記録紙やベルト自身の搬送性が低下するだけでなく、印加電圧の集中や面内抵抗ムラを誘起し、またその断面形状が波打ったものとなるため、トナー保持性やトナークリーニング性が低下する等の様々な弊害が生じる。
【０００３】
上記のような用途に用いられるシームレスベルトの材料としては、ポリカーボネートやエチレンテトラフルオロエチレン共重合体等の熱可塑性樹脂が知られている（特開平１０−１０８８０号公報、特開２０００−２５０９７号公報等）。
しかしながら、上記熱可塑性樹脂は耐熱性及び耐久性が低く、また溶融押出等による方法により製造されるため、厚み精度や表面精度等の寸法精度が低く、近年、特に高速化、高画質を要求される画像形成装置として用いられるシームレスベルトとしては満足できるものではなかった。
【０００４】
これに対し、熱硬化性のポリイミド樹脂からなる画像形成装置用シームレスベルトが提案されている。たとえば、特開昭６３−３１１２６３号公報に記載の中間転写体は、流延法により得られるカーボンブラック入り芳香族ポリイミドフィルムの中心線平均粗さと最大粗さを規定することで、画質が低下したり感光ドラムに傷をつけることを防止している。また、特開平５−７７２５２号公報に記載のシームレスベルトは、遠心成形法により得られる導電性微粉末を含有したポリイミド系樹脂製シームレスベルトの表面粗さが２. ０μｍ以下である場合が好ましいという記載がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのシームレスベルトは微細な表面性状を規定しているのみである。そのため、上記シームレスベルトは、特にポスター等の多色カラー画像を画像形成する際に特徴的な全面にトナー画像（以下ベタ画像）を形成する場合や、タンデム式転写方式において色文字画像を形成する場合に、従来より要求される高精度の厚み精度と表面精度のシームレスベルトの要求性能を満足できていない。
【０００６】
また、画像形成装置用のシームレスベルトはこれらの厚み精度や表面精度が低下すると、例えば中間転写ベルトについて言えばトナー保持性、転写搬送ベルトについては記録紙保持性や搬送性等といった、本来の機能を低下させてしまうことになりかねない。このような高い表面精度を有するベルト（電子写真感光体用途）としては、ベルト表面を研磨剤を含有したテープを用いて研磨したものが提案（特開２０００−１２２３２４号公報）されている。しかし、このようにして得られるシームレスベルトは研磨ムラが生じるだけでなく、常に新しい研磨テープが必要となるため製造コストの引き上げの原因となっていた。また、樹脂溶液や前駆体溶液中にレべリング剤を添加することにより、表面粗さやうねりを改善する手法が従来より知られているが、添加剤が多量に必要となるため機械強度等本来の機能が低下するだけでなく、特に溶液粘度によっては金型に対してハジキ現象を生じて、均一な塗膜面を得ることが困難であった。
【０００７】
本発明は、上記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。すなわち、本発明の目的は、高強度で、厚み精度や表面精度に優れ、高速化及び高画質化に対応できるシームレスベルトおよびその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意研究を重ねた結果、以下に示すシームレスベルトおよびその製造方法により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、導電性付与材として少なくともカーボンブラックを含有するポリイミド系樹脂からなるシームレスベルトにおいて、外周面の中心線平均表面粗さＲａが０. ３μｍ以下であり、かつろ波最大うねりＷ_CMが２μｍ以下であることを特徴とするシームレスベルト、に関する。
【００１０】
本発明のシームレスベルトは、中心線平均表面粗さＲａが０. ３μｍ以下であるため、微細な表面の凹凸により転写画像が悪化したり、がさつき感等の画像の表面性が低下したりすることがない。中心線平均表面粗さＲａは、好ましくは０．２５μｍ以下、さらに好ましくは０．２μｍ以下である。また本発明のシームレスベルトは、ろ波最大うねりＷ_CMが２μｍ以下であるため、クリーニングブレードやブラシとの接触を均一に維持することができ、トナークリーニング性が低下したり、感光体や被転写材等のプロセス過程の他の部材との距離が不均一になって、転写ムラが発生したり、ベルトの搬送安定性が低下することがない。ろ波最大うねりＷ_CMは、好ましくは１．８μｍ以下、さらに好ましくは１．５μｍ以下である。
【００１１】
また、本発明は、円筒状金型の内周面に少なくともカーボンブラックを含有するポリアミド酸溶液を供給し、展開した後、少なくとも加熱による溶媒除去および／またはイミド転化を順次または一部同時に行ってシームレスベルトを製造する方法において、前記ポリアミド酸溶液として粘度が２３℃で０．０１〜５Ｐａ・ｓのものを用い、かつ前記ポリアミド酸溶液の展開工程を加熱下に円筒状金型を１０００ｒｐｍ以上の回転数で回転させることにより行うことを特徴とする前記シームレスベルトの製造方法、に関する。
【００１２】
前記中心線平均表面粗さＲａとろ波最大うねりＷ_CMのを有するシームレスベルトを有する本発明のシームレスベルトは、上記のように、シームレスベルトの製造工程における、円筒状金型の内周面に供給したポリアミド酸溶液の展開工程において、上記所定粘度のポリアミド酸溶液を用いて、しかも加熱下に上記所定の回転数で円筒状金型を回転させて、塗膜に遠心力を与える方法により展開させて塗膜厚を均一化することにより得られる。
【００１３】
また、本発明は、円筒状金型の外周面または内周面に、少なくともカーボンブラックを含有するポリアミド酸溶液を供給し、展開した後、少なくとも加熱による溶媒除去および／またはイミド転化を順次または一部同時に行ってシームレスベルトを製造する方法において、前記展開工程を、円筒状金型および／または展開塗膜に対して微振動を与えながら行うことを特徴とする前記シームレスベルトの製造方法、に関する。
【００１４】
前記中心線平均表面粗さＲａとろ波最大うねりＷ_CMの外周面を有する本発明のシームレスベルトは、上記のように、シームレスベルトの製造工程における、円筒状金型の内周面に供給したポリアミド酸溶液の展開工程において、円筒状金型および／または展開塗膜に対して微振動を与える方法により塗膜厚を均一化することにより得られる。
【００１５】
前記シームレスベルトの製造方法において、微振動を与える手段が超音波によるものであることが好ましい。また前記シームレスベルトの製造方法において、微振動は、円筒状金型および／または展開塗膜に、直接的または間接的に与えることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明のシームレスベルトは、導電性付与材として少なくともカーボンブラックを含有するポリイミド系樹脂からなる。ポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸二無水物あるいはその誘導体とジアミンとの略等モルを有機溶媒中で反応させて得られるポリアミド酸溶液を、溶媒の除去後にイミド転化反応を行うことにより得ることができる。
【００１７】
本発明において、好ましいポリイミド樹脂を構成するテトラカルボン酸二無水物として、具体的には、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 ′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2 ，3 ，3 ′，4 ′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2 ，3 ，6 ，7 −ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1 ，2 ，5 ，6 −ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1 ，4 ，5 ，8 −ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2 ，2 ′−ビス（3 ，4 −ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（3 ，4 −ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、ペリレン−3 ，4 ，9 ，10−テトラカルボン酸二無水物、ビス（3 ，4 −ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
【００１８】
また、このようなテトラカルボン酸二無水物と反応させるジアミンの具体例としては、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メタン、3 ，3 ′−ジアミノジフェニルメタン、3 ，3 ′−ジクロロベンジジン、4 ，4 ′−ジアミノジフェニルスルフィド、3 ，3 ′−ジアミノジフェニルスルホン、1 ，5 −ジアミノナフタレン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、3 ，3 ′−ジメチル−4 ，4 ′−ビフェニルジアミン、ベンジジン、3 ，3 ′−ジメチルベンジジン、3 ，3 ′−ジメトキシベンジジン、4 ，4 ′−ジアミノジフェニルスルホン、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プロパン、2 ，4 −ビス（β−アミノ−ｔ−ブチル）トルエン、ビス（ｐ−β−アミノ−ｔ−ブチルフェニル）エーテル、ビス（ｐ−β−メチル−ｔ−アミノフェニル）ベンゼン、ビス−ｐ−（１，1 −ジメチル−5 −アミノ−ペンチル）ベンゼン、1 −イソプロピル−2 ，4 −ｍ−フェニレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、ジ（ｐ−アミノシクロヘキシル）メタン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプ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、デカメチレンジアミン、ジアミノプロピルテトラメチレン、3 −メチルへプタメチレンジアミン、4 ，4 −ジメチルヘプタメチレンジアミン、2 ，１１−ジアミノドデカン、1 ，2 −ビス−3 −アミノプロポキシエタン、2 ，2 −ジメチルプロピレンジアミン、3 −メトキシヘキサメチレンジアミン、2 ，5 −ジメチルヘプタメチレンジアミン、3 −メチルへプタメチレンジアミン、5 −メチルノナメチレンジアミン、2 ，１１−ジアミノドデカン、2 ，１７−ジアミノエイコサデカン、1 ，4 −ジアミルクロヘキサン、1 ，１０−ジアミノ−1 ，１０−ジメチルデカン、1 ，１２−ジアミノオクタデカン、2 ，2 −ビス〔4 −（4 −アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン、ピぺラジン、Ｈ₂ Ｎ（ＣＨ₂ ）₃ Ｏ（ＣＨ₂)₂ ＯＣＨ₂ ＮＨ₂ 、Ｈ₂ Ｎ（ＣＨ₂ ）₃ Ｓ（ＣＨ₂)₂ ＣＨ₂ ＮＨ₂ 、Ｈ₂ Ｎ（ＣＨ₂ ）₃ Ｎ（ＣＨ₃)ＣＨ₂ ＮＨ₂ 、等が挙げられる。ジアミンとしては、特に芳香族ジアミンを主成分として使用することが望ましい。
【００１９】
前記テトラカルボン酸二無水物またはその誘導体と前記ジアミンは、それぞれの１種類以上を適宜に選定し反応させるが、その際に用いられる有機溶媒としては、その官能基がテトラカルボン酸二無水物またはジアミンと反応しない双極子を有する有機極性溶媒を用いる。また有機極性溶媒は、反応系に対して不活性であり、かつ生成物であるポリアミド酸に対しても溶媒として作用するものを用いる。しかも、有機極性溶媒は、反応成分の少なくとも一方、好ましくは両者に対して溶媒として作用するものが用いられる。上記有機極性溶媒としては、特にＮ，Ｎ−ジアルキルアミド類が有用であり、例えばこれの低分子量物であるＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等が挙げられる。これらは有機極性溶媒は、蒸発、置換または拡散によりポリアミド酸およびポリアミド酸成形品から容易に除去することができる。また、上記以外の有機極性溶媒として、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルトリアミド、Ｎ−メチル−2 −ピロリドン、ピリジン、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。さらに、上記反応溶媒には、上記有機極性溶媒に加えて、クレゾール、フェノール、キシレノール等のフェノール類、ベンゾニトリル、ジオキサン、ブチロラクトン、キシレン、シクロヘキサン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン等を単独でまたは２種以上を組み合わせて混合することもできる。ただし、生成するポリアミド酸の加水分解による低分子量化を防ぐため、重合反応の際には水の使用は避けることが好ましい。
【００２０】
本発明のシームレスベルトを形成するポリイミド樹脂は、導電性付与材として少なくともカーボンブラックを含有する。本発明のカーボンブラックとしては、例えばチャンネルブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等が挙げられ、これらは単独使用することもでき、または複数種類のカーボンブラックを併用してもよい。これらのカーボンブラックの種類は、目的とする導電性により適宜選択することができ、中間転写ベルトや転写搬送ベルト等の中抵抗から高抵抗域（表面抵抗率１０⁸ 〜１０¹⁴Ω／□、体積抵抗率１０⁸ 〜１０¹⁴Ω・ｃｍ）において制電性が必要である場合は、特にチャンネルブラックやファーネスブラックが好適に用いられ、その用途によっては酸化処理、グラフト処理等の酸化劣化を防止したものや溶媒への分散性を向上させたものを用いると好ましい。カーボンブラックの含有量については、その目的に応じ、添加するカーボンブラックの種類により適宜決定されるが、画像形成装置用機能性ベルトとしてはその機械的強度等から、ポリイミド系樹脂固形分に対し３〜４０重量％、より好ましくは３〜３０重量％である。
【００２１】
本発明においては、カーボンブラックを均一に分散させるために、カーボンブラックと溶媒の親和性を高めるための高分子分散剤を添加することもでき、これらの他の物性を損なわない程度に、シリコーン系またはフッ素系有機化合物、カップリング剤、滑剤、酸化防止材、その他の添加剤を含有してもよい。また、本発明の目的の範囲内であれば、他のポリマー成分をブレンドしたり、共重合させたものを用いてもよい。
【００２２】
これらの材料を用いてポリイミド系樹脂を作製するには、まずカーボンブラックを含有するポリアミド酸溶液を調製する。その調製方法として、カーボンブラックを予め分散媒中に分散させ、この分散媒中に酸無水物成分とジアミン成分を溶解・重合させてカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液を得る方法、分散媒中で酸無水物成分とジアミン成分を溶解・重合させてポリアミド酸溶液とし、この溶液中にカーボンブラックを添加する方法等があげられる。前記調製方法における分散方法には公知の分散方法を適用でき、たとえば、ボールミル、サンドミル、バスケットミル、三本ロールミル、プラネタリーミキサー、超音波分散等の方法があげられ、これらの分散方法を適宜選択して分散作業を行う。
【００２３】
本発明のポリアミド酸溶液は、前記酸無水物とジアミンとを有機極性溶媒中で反応させて調製するが、その際のモノマー濃度（溶媒中における酸無水物成分とジアミン成分の濃度）は、種々の条件に応じて設定される。通常、モノマー濃度は、５〜３０重量％程度が好ましい。また、反応温度は８０℃以下、反応時間は５〜１０時間程度に設定することが好ましい。ポリアミド酸溶液のポリマー成分は、本発明の目的を達成されるならば、上記の酸二無水物成分及びジアミン成分を共重合したものでもブレンドしたものでも構わない。
【００２４】
本発明では、このようにして得られたカーボンブラックを含有するポリアミド酸溶液を、円筒状金型表面（内周面または外周面）に供給し、次いで、以下の展開法１または展開法２により展開した後、加熱による溶媒除去およびイミド転化を順次または一部同時に行ってシームレスベルトを製造する。
【００２５】
（展開法１）
本発明では上記ポリアミド酸溶液を円筒状金型の内周面に供給した後、加熱下に、１０００ｒｐｍ以上の回転数で、円筒状金型を回転させ、展開塗膜に遠心力を与えて、塗膜厚を均一化した展開塗膜を形成する。
【００２６】
このとき用いられるポリアミド酸溶液は、２３℃におけるＢ型粘度計の測定値が０．０１〜５Ｐａ・ｓのものを用いる。前記ポリアミド酸溶液の粘度は、０．０５〜３Ｐａ・ｓであるのがより好ましい。ポリアミド酸溶液が５Ｐａ・ｓより高粘度であると、遠心力を与えるために高い回転数が必要となり、また膜厚を均一化するのに時間がかかるため好ましくない。また０．０１Ｐａ・ｓ未満であると、溶液の流れが生じやすくタレや膜厚ムラの原因となり、厚膜化が困難となるため好ましくない。ポリアミド酸溶液の粘度は、重合反応後の加熱攪拌や溶媒の添加により調整することができる。
【００２７】
円筒状金型の材質は、加熱による変形や繰返しの利用に耐えられるものが好ましく、金属やセラミック、ガラス等からなるものが用いられる。金型内周面は、その表面性状が転写され、シームレスベルトとして成形した場合の外周面となり、トナー画像担持面あるいは定着画像接触面となるので厳重に管理する必要がある。金型内周面の表面粗さは用いる目的に応じ設定され、鏡面加工、ブラスト加工、ホーニング加工、バフ加工等により加工、制御することができる。本発明の外周面の表面精度を得るためには、金型内周面は表面粗さＲａが１μｍ以下、ろ波最大うねりＷ_CMが１．５μｍ以下であると好ましい。
【００２８】
ポリアミド酸溶液の供給方法は、ダイス、円筒形ノズル、カーテン塗工用ディスペンサー、スプレーコート、ロールコート等適宜公知の方法により選択される。このようにして供給されたポリアミド酸溶液を、加熱下に、円筒状金型の主軸線方向を中心とし、回転して遠心成形することにより塗膜厚を均一化する。このときの回転数は１０００ｒｐｍ以上４０００ｒｐｍ以下とすることが好ましい。
１０００ｒｐｍより回転数が少ないと、塗布厚に対し十分な遠心力を与えることが難しく、円周方向の膜厚ムラが生じやすい。また塗布厚を均一化するのに時間がかかり、製造コストも上昇するため好ましくない。また、４０００ｒｐｍより回転数が多いと、塗膜液へかかる遠心力が大きくなりすぎるため、金型の幅方向に対して膜厚ムラが発生しやすくなり、また製造におけるエネルギー効率や作業安全上においても好ましくない。回転時の加熱温度は、分散溶媒の蒸発温度等により適宜選択されるが、上記有機極性溶媒の場合は、５０〜１８０℃程度に調整することが塗膜を均一に展開するうえで好ましい。
【００２９】
（展開法２）
また、本発明では上記ポリアミド酸溶液を、円筒状金型の外周面または内周面に供給した後、円筒状金型および／または展開塗膜に対して微振動を与えることにより塗膜厚を均一化して展開塗膜を形成する。
【００３０】
このとき用いられるポリアミド酸溶液の粘度は、特に制限されるものではないが、２３℃におけるＢ型粘度計での測定値が５〜１０００Ｐａ・ｓのものを好適に用いることができる。ポリアミド酸溶液の粘度は、５０Ｐａ・ｓ以上とするのが好ましく、また５００Ｐａ・ｓ以下とするのが好ましい。なお、円筒状金型の材質は上記展開法１に記載のものと同様のものを使用でき、またポリアミド酸溶液の供給法も同様の方法を採用できる。
【００３１】
また展開法２では、円筒状金型の内面にポリアミド酸溶液を供給、塗布することができる他、ポリアミド酸溶液が比較的高粘度（１００〜１０００Ｐａ・ｓ）の場合には、当該ポリアミド酸溶液を円筒状金型の外周面に供給、塗布することも可能である。ポリアミド酸溶液を円筒状金型の外周面に供給、塗布した場合には、空気等の気体と接触する面が得られるシームレスベルトの転写面となる。
【００３２】
微振動を与える手段としては超音波振動子、超音波ホーン等を用いることができ、円筒状金型または展開塗膜に対し、直接または間接的に微振動を与える。具体的には、図１のように円筒状金型１の内周面にポリアミド酸溶液を供給、塗布した場合には、ポリアミド酸溶液を供給した円筒状金型１を回転させながら、展開塗膜面３に対し超音波振動子2 で微振動を与える方法、図２のように円筒状金型１に対し微振動を与える方法等が考えられる。なお、円筒状金型の外周面にポリアミド酸溶液を供給、塗布した場合にも、前記同様に円筒状金型の内部または外部から、円筒状金型および／または展開塗膜に対して微振動は直接または間接的に与えることができる。このような超音波による微振動は、加温等により分散系の塗膜溶液の流動性を高める効果もあり、より均一な塗膜面を速やかに得ることができる。
【００３３】
なお、前記展開法１、２は、各展開法を同時または順次に行ってもよく、さらにはスクレーパまたは弾丸状走行体等で塗膜厚を略均一化する塗膜の展開工程を組み合わせることもできる。
【００３４】
次いで、このようにして得られたポリアミド酸溶液の展開塗膜面について、加熱による溶媒除去およびイミド転化を順次または一部同時に行う多段加熱法により、ポリイミド系樹脂からなるシームレスベルトを好適に得ることができる。
【００３５】
加熱温度は、溶媒除去工程においては溶媒の種類に応じて適宜に決定されるが概して８０〜２００℃程度、イミド転化工程は構成されるポリマー成分に応じて適宜に決定されるが概して２００〜４００℃程度である。加熱時間は適宜設定されるが、通常上記溶媒除去工程およびイミド転化工程とも２０〜６０分程度である。
【００３６】
また、前記溶媒除去工程においては、少なくとも自身の形状を保持できるまで硬化した後、円筒状金型より離型して、次いで別のシリンダに差し替えてイミド転化を行う工程を経ることが好ましい。シリンダを構成する材料としては、銅、アルミニウム、鉄、真鍮、ステンレス等の金属やポリテトラフルオロエチレン等の耐熱性プラスチックやガラス、セラミック等が用いられる。シリンダの外周面の表面粗さおよびうねりは、厳重に管理する必要があり、中心線平均表面粗さＲａが０．０５〜３μｍ、ろ波最大うねりＷ_CMが２μｍ以下であるのがと好ましい。中心線平均表面粗さＲａが０．０５μｍ未満では、シリンダ表面が平滑過ぎるため、溶媒除去の工程で除去しきれなかった残存溶媒やイミド転化の際に生じる脱閉環水が、シリンダとシームレスベルトの間に留まり膨れやうねりの原因となる。また、中心線平均表面粗さＲａが３μｍを超えると、シリンダの面粗さがベルトに転写するため好ましくない。また、ろ波最大うねりＷ_CMが２μｍを超えると、シリンダのうねりがそのままベルトに転写するため好ましくない。
【００３７】
こうして得られる本発明のシームレスベルトは、その厚さが５０〜３００μｍ程度のポリイミド系樹脂からなり、高い機械的強度や優れた抵抗安定性を有し、しかも高い表面精度を有する。そのため、例えば電子写真方式のカラー画像形成装置の中間転写ベルトや転写搬送ベルトに用いても、記録紙やトナ−搬送性やトナークリーニング性に優れ、高速化及び高画質化に対応することができる。
【００３８】
【実施例】
以下に、本発明の実施例をあげて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に制限されるものではない。
【００３９】
（評価方法）
1 ．厚さ
シームレスベルトの１２点を測定し、その平均値（最小値〜最大値）を算出した。
【００４０】
2 ．中心線平均表面粗さ（Ｒａ）およびろ波最大うねり（Ｗ_CM）
ＪＩＳＢ０６０１（１９９４）に準じ、シームレスベルトの任意の５点よりサンプルを採取し、その周方向及び幅方向に関して、接触式表面粗さ計（サーフコム５５４Ａ：東京精密社製）にて測定した。
【００４１】
3 ．表面抵抗率
ハイレスタＵＰ、ＭＣＰ−ＨＴＰ１６（三菱化学社製、プローブ：ＵＲ−１００）にて印加電圧１００Ｖ、１０秒後、測定条件２５℃、６０％ＲＨでの表面抵抗率を調べ、その表面抵抗率を常用対数値にて示した。
【００４２】
実施例１
Ｎ−メチル−2 −ピロリドン（ＮＭＰ）７２６ｇ中に、カーボンブラック（ＳＰＥＣＩＡＬＢＬＡＣＫ４，デグサ社製、ポリイミド樹脂固形分に対し２４重量％）を添加し、ボールミルで８時間室温で攪拌してカーボンブラック分散ＮＭＰ液を得た。このカーボンブラック分散ＮＭＰ液に3 ，3 ′，4 ，4 ′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物１１８ｇと、ｐ−フェニレンジアミン４３ｇを溶解し、窒素雰囲気下において室温で5 時間攪拌しながら反応させた後、粘度調整を行い、カーボンブラックを分散したポリアミド酸溶液（固形分２０重量％、２３℃におけるＢ型粘度計による溶液粘度１．５Ｐａ・ｓ）を得た。
【００４３】
このポリアミド酸溶液を、円筒状金型内面（中心線平均表面粗さＲａ＝０．２μｍ、ろ波最大うねりＷ_CM＝０．５μｍ）にダイスにより供給した後、６０℃の熱風を金型外面より当てながら２０００ｒｐｍで１０分間回転した後、１８０℃まで徐々に昇温しながら溶媒の除去により金型内面塗膜自身が皮膜として支持できるまで乾燥、硬化させた。この皮膜を円筒状金型から離型した後、金属製パイプ（外周面：中心線平均表面粗さＲａ＝２．１μｍ、ろ波最大うねりＷ_CM＝０．６μｍ）に差し替え、残存溶媒の除去、脱閉環水の除去、およびイミド転化反応の完結を行うために、３８０℃まで５℃／分の昇温速度で昇温加熱した後、室温まで冷却して平均厚さ７４μｍ（７３〜７６μｍ）、表面抵抗率１１．３（ｌｏｇΩ／□）のシームレスベルトを得た。このシームレスベルトの中心線平均表面粗さＲａは０．１２μｍであり、ろ波最大うねりＷ_CMは１．１３μｍであった。
このシームレスベルトを中間転写ベルトとして画像形成装置に搭載して、ベタ画像形成テストを行ったところ、画像ムラや画像欠損のない良好な画像が得られ、トナークリーニング性も良好であった。
【００４４】
実施例２
実施例１において、溶液粘度を３００Ｐａ・ｓに調整したこと以外は、実施例１と同様のカーボンブラックを分散したポリアミド酸溶液を調製した。このポリアミド酸溶液を実施例１と同様の円筒状金型の内面にディスペンサーによりスパイラル状に供給した後、２５０ｒｐｍで円筒状金型を回転させながら、円筒状金型内部より直接塗膜に対し１０分間超音波振動を与えた後、６０℃の熱風を円筒状金型外面より当てながら８００ｒｐｍで５分間回転した後、１８０℃まで徐々に昇温しながら溶媒の除去により金型内面塗膜自身が皮膜として支持できるまで乾燥、硬化させた。以後は、皮膜を円筒状金型から離型した後に実施例１と同様の操作を行い、厚さ７５μｍ（７４〜７７μｍ）、表面抵抗率１１．５（ｌｏｇ／□）のシームレスベルトを得た。このシームレスベルトの中心線平均表面粗さＲａは０．１３μｍであり、ろ波最大うねりＷ_CMは１．２３μｍであった。このシームレスベルトを中間転写ベルトとして画像形成装置に搭載して、ベタ画像形成テストを行ったところ、画像ムラや画像欠損のない良好な画像が得られ、トナークリーニング性も良好であった。
【００４５】
実施例３
実施例２において、超音波振動子の設置位置を円筒状金型の外部に変え、微振動を与える時間を２０分間としたこと以外は実施例２と同様にして、厚さ７５μｍ（７３〜７７μｍ）のシームレスベルトを得た。また、シームレスベルトは表面抵抗率１１．３（ｌｏｇ／□）であった。このシームレスベルトの中心線平均表面粗さＲａは０．１μｍであり、ろ波最大うねりＷ_CMは１．３７μｍであった。このシームレスベルトを中間転写ベルトとして画像形成装置に搭載して、ベタ画像形成テストを行ったところ、画像ムラや画像欠損のない良好な画像が得られ、トナークリーニング性も良好であった。
【００４６】
比較例１
実施例１において、カーボンブラックを分散したポリアミド酸溶液の溶液粘度を１０Ｐａ・ｓとしたこと以外は、実施例１と同様の操作を行い、厚さ７６μｍ（７２〜８３μｍ）、表面抵抗率１０．８（ｌｏｇ／□）のシームレスベルトを得た。このシームレスベルトの中心線平均表面粗さＲａは０．２３μｍであり、ろ波最大うねりＷ_CMは２．７８μｍであった。このシームレスベルトを中間転写ベルトとして画像形成装置に搭載して、ベタ画像形成テストを行ったところ、目視で判別できる画像ムラが発生し、トナークリーニング性も実施例と比較すると明らかに低下していた。
【００４７】
比較例２
実施例２において、超音波による振動を与えないこと以外は実施例２と同様の操作を行い、厚さ７４μｍ（６９〜７９μｍ）、表面抵抗率１０．７（ｌｏｇ／□）のシームレスベルトを得た。このシームレスベルトの中心線平均表面粗さＲａは０．３２μｍであり、ろ波最大うねりＷ_CMは３．１２μｍであった。このシームレスベルトを中間転写ベルトとして画像形成装置に搭載して、ベタ画像形成テストを行ったところ、目視で判別できる画像ムラと、画像欠陥が発生し、トナークリーニング性も実施例と比較すると明らかに低下していた。
【００４８】
【発明の効果】
本発明のシームレスベルトは、良好な表面精度や厚み精度、特にうねりや厚みバラツキが少ないシームレスベルトである。かかるシームレスベルトは本発明の製造方法により容易に得ることができる。また、このシームレスベルトを中間転写ベルトや転写搬送ベルトとして用いると、トナークリーニング性が良好であるだけでなく、特にカラー画像形成におけるべタ画像や色文字等を画像形成した場合、画像ムラや位置ズレのない良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法の実施形態の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の製造方法の別の実施形態の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１円筒状金型
２超音波振動子
３展開塗膜[0001]
[Technology to which the invention belongs]
The present invention relates to a seamless belt and a manufacturing method thereof. The seamless belt of the present invention is a functional seamless belt having excellent surface accuracy, and is useful as an intermediate transfer belt, a transfer conveyance belt, and the like used in an electrophotographic image forming apparatus.
[0002]
[Prior art]
Rolls and drums are used as rotating members for electrophotographic image forming apparatuses. In recent years, a plastic belt has been put to practical use for the rotating member in order to solve the downsizing of the apparatus. These rotating members are a photosensitive belt that forms an electrostatic latent image and a toner image obtained by developing the electrostatic latent image in the apparatus, and an intermediate transfer belt that temporarily electrostatically transfers the toner image to secondary transfer onto a recording sheet. It is used as a transfer conveyance belt for transferring a toner image onto a recording sheet while conveying the recording sheet. Since these belts directly carry a toner image or transfer toner particles by applying a transfer voltage in the transfer process, it is necessary to perform precise resistance control, and the belt has high thickness accuracy and surface accuracy. Accuracy is required. When these belts with low thickness accuracy and surface accuracy are used as intermediate transfer belts and transfer conveyance belts, not only the conveyance performance of the recording paper and the belt itself is lowered, but also concentration of applied voltage and in-plane resistance unevenness are induced, Further, since the cross-sectional shape is wavy, various adverse effects such as a decrease in toner retention and toner cleaning properties occur.
[0003]
As a material for the seamless belt used in the above-described applications, thermoplastic resins such as polycarbonate and ethylenetetrafluoroethylene copolymer are known (Japanese Patent Laid-Open Nos. 10-10880 and 2000-25097). etc).
However, the thermoplastic resin has low heat resistance and durability, and is manufactured by a method such as melt extrusion. Therefore, dimensional accuracy such as thickness accuracy and surface accuracy is low, and in recent years, particularly high speed and high image quality are required. The seamless belt used as an image forming apparatus is not satisfactory.
[0004]
On the other hand, a seamless belt for an image forming apparatus made of a thermosetting polyimide resin has been proposed. For example, in the intermediate transfer member described in JP-A-63-111263, by defining the center line average roughness and the maximum roughness of an aromatic polyimide film containing carbon black obtained by the casting method, the image quality is lowered. Or scratching the photosensitive drum. Further, the seamless belt described in JP-A-5-77252 preferably has a surface roughness of a polyimide resin seamless belt containing conductive fine powder obtained by a centrifugal molding method of 2.0 μm or less. There is a description.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, these seamless belts only define fine surface properties. Therefore, the seamless belt forms a color character image in a case where a toner image (hereinafter referred to as a solid image) is formed on the entire surface, which is characteristic when a multicolor image such as a poster is formed, or in a tandem transfer system. In this case, the required performance of a seamless belt with high thickness accuracy and surface accuracy required conventionally is not satisfied.
[0006]
In addition, when the thickness accuracy and surface accuracy of a seamless belt for an image forming apparatus are reduced, the original functions such as toner retention for an intermediate transfer belt and recording paper retention and conveyance for a transfer conveyance belt, for example. May be reduced. As a belt having such a high surface accuracy (for electrophotographic photoreceptors), a belt whose surface is polished with a tape containing an abrasive has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-122324). However, the seamless belt obtained in this way not only causes uneven polishing, but also requires a new polishing tape, which causes an increase in manufacturing costs. In addition, a technique for improving surface roughness and waviness by adding a leveling agent to a resin solution or a precursor solution has been conventionally known. In addition to the deterioration of the function, it was difficult to obtain a uniform coating surface due to a repelling phenomenon on the mold, particularly depending on the solution viscosity.
[0007]
An object of the present invention is to solve the above problems and achieve the following object. That is, an object of the present invention is to provide a seamless belt that is high in strength, excellent in thickness accuracy and surface accuracy, and capable of dealing with high speed and high image quality, and a method for manufacturing the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above object can be achieved by the seamless belt and the manufacturing method thereof shown below, and have completed the present invention.
[0009]
That is, according to the present invention, in a seamless belt made of a polyimide resin containing at least carbon black as a conductivity imparting material, the center line average surface roughness Ra of the outer peripheral surface is 0.3 μm or less, and the maximum waviness W _cm The present invention relates to a seamless belt, characterized in that is 2 μm or less.
[0010]
Since the centerline average surface roughness Ra of the seamless belt of the present invention is 0.3 μm or less, the transferred image is deteriorated due to fine irregularities on the surface, or the surface properties of the image such as a feeling of roughness are deteriorated. There is nothing. The center line average surface roughness Ra is preferably 0.25 μm or less, more preferably 0.2 μm or less. In addition, the seamless belt of the present invention has a maximum wave swell W _cm Is 2 μm or less, the contact with the cleaning blade and the brush can be maintained uniformly, and the toner cleaning performance is reduced, and the distance from other members in the process such as the photosensitive member and the transfer material is not good. Uniformity does not cause transfer unevenness or decrease in belt conveyance stability. Maximum wave swell W _cm Is preferably 1.8 μm or less, more preferably 1.5 μm or less.
[0011]
In the present invention, a polyamic acid solution containing at least carbon black is supplied to the inner peripheral surface of a cylindrical mold and developed, and then at least solvent removal by heating and / or imide conversion is sequentially or partially performed. In the method for producing a seamless belt, a polyamic acid solution having a viscosity of 0.01 to 5 Pa · s at 23 ° C. is used, and a cylindrical mold is set at 1000 rpm or more while heating the developing process of the polyamic acid solution. The present invention relates to a method for producing the seamless belt, wherein the seamless belt is rotated at a rotational speed.
[0012]
The centerline average surface roughness Ra and the maximum waviness W _cm As described above, the seamless belt of the present invention having the seamless belt has a polyamide having the predetermined viscosity in the developing step of the polyamic acid solution supplied to the inner peripheral surface of the cylindrical mold in the manufacturing process of the seamless belt. It can be obtained by using an acid solution, rotating a cylindrical mold at the above-mentioned predetermined number of rotations under heating, and developing the coating film by applying a centrifugal force to make the coating film uniform.
[0013]
In the present invention, the polyamic acid solution containing at least carbon black is supplied to the outer peripheral surface or inner peripheral surface of the cylindrical mold, and after the development, the solvent removal and / or the imide conversion by heating is sequentially or one after another. In the method of manufacturing a seamless belt by performing simultaneous operation, the developing step is performed while applying a slight vibration to a cylindrical mold and / or a developed coating film.
[0014]
The centerline average surface roughness Ra and the maximum waviness W _cm As described above, the seamless belt of the present invention having the outer peripheral surface of the cylindrical mold and / or in the developing step of the polyamic acid solution supplied to the inner peripheral surface of the cylindrical mold in the seamless belt manufacturing process. It is obtained by making the coating film thickness uniform by a method of giving fine vibration to the developed coating film.
[0015]
In the seamless belt manufacturing method, it is preferable that the means for giving a fine vibration is an ultrasonic wave. In the seamless belt manufacturing method, the slight vibration can be directly or indirectly applied to the cylindrical mold and / or the developed coating film.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
The seamless belt of the present invention comprises a polyimide resin containing at least carbon black as a conductivity imparting material. The polyimide resin can be obtained by performing an imide conversion reaction after removing the solvent from a polyamic acid solution obtained by reacting approximately equal moles of tetracarboxylic dianhydride or its derivative and diamine in an organic solvent. .
[0017]
In the present invention, as the tetracarboxylic dianhydride constituting the preferred polyimide resin, specifically, pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3, 3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,2'-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane dianhydride Bis (3,4-dicarboxyphenyl) sulfone dianhydride, perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride, bis (3,4-dicarboxyphenyl) ether dianhydride, ethylene Tetracarboxylic Dianhydride and the like.
[0018]
Specific examples of diamines to be reacted with such tetracarboxylic dianhydrides include 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 3,3'- Dichlorobenzidine, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenylsulfone, 1,5-diaminonaphthalene, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 3,3'-dimethyl-4,4'- Biphenyldiamine, benzidine, 3,3′-dimethylbenzidine, 3,3′-dimethoxybenzidine, 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminodiphenylsulfide, 4,4′-diaminodiphenylpropane, 2, 4-bis (β-amino-tert-butyl) toluene, bis (p-β-amino-tert-butyl) Tilphenyl) ether, bis (p-β-methyl-t-aminophenyl) benzene, bis-p- (1,1-dimethyl-5-amino-pentyl) benzene, 1-isopropyl-2,4-m-phenylenediamine , M-xylylenediamine, p-xylylenediamine, di (p-aminocyclohexyl) methane, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, nonamethylenediamine, decamethylenediamine, diaminopropyltetramethylene, 3-methyl Heptamethylenediamine, 4,4-dimethylheptamethylenediamine, 2,11-diaminododecane, 1,2-bis-3-aminopropoxyethane, 2,2-dimethylpropylenediamine, 3-methoxyhexamethylenediamine, 2, 5-dimethylheptamethylenediamine, 3 -Methylheptamethylenediamine, 5-methylnonamethylenediamine, 2,11-diaminododecane, 2,17-diaminoeicosadecane, 1,4-diamilklohexane, 1,10-diamino-1,10-dimethyl Decane, 1,12-diaminooctadecane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, piperazine, H ₂ N (CH ₂ ) _Three O (CH ₂ ) ₂ OCH ₂ NH ₂ , H ₂ N (CH ₂ ) _Three S (CH ₂ ) ₂ CH ₂ NH ₂ , H ₂ N (CH ₂ ) _Three N (CH _Three ) CH ₂ NH ₂ , Etc. As the diamine, it is particularly desirable to use an aromatic diamine as a main component.
[0019]
The tetracarboxylic dianhydride or derivative thereof and the diamine are appropriately selected from one or more of them and reacted. As an organic solvent used in this case, the functional group is tetracarboxylic dianhydride or An organic polar solvent having a dipole that does not react with diamine is used. As the organic polar solvent, a solvent which is inert to the reaction system and acts as a solvent for the product polyamic acid is used. Moreover, as the organic polar solvent, a solvent that acts as a solvent for at least one of the reaction components, preferably both is used. As the organic polar solvent, N, N-dialkylamides are particularly useful, and examples thereof include N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide, which are low molecular weight substances thereof. These organic polar solvents can be easily removed from the polyamic acid and the polyamic acid molded article by evaporation, substitution or diffusion. Other organic polar solvents include N, N-diethylformamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylmethoxyacetamide, dimethylsulfoxide, hexamethylphosphortriamide, N-methyl-2-pyrrolidone, pyridine , Tetramethylene sulfone, dimethyltetramethylene sulfone and the like. These may be used alone or in combination of two or more. In addition to the organic polar solvent, the reaction solvent includes phenols such as cresol, phenol and xylenol, benzonitrile, dioxane, butyrolactone, xylene, cyclohexane, hexane, benzene, toluene and the like alone or in combination. Can also be mixed. However, it is preferable to avoid the use of water in the polymerization reaction in order to prevent a reduction in molecular weight due to hydrolysis of the polyamic acid to be produced.
[0020]
The polyimide resin forming the seamless belt of the present invention contains at least carbon black as a conductivity imparting material. Examples of the carbon black of the present invention include channel black, furnace black, ketjen black, acetylene black and the like. These can be used alone or a plurality of types of carbon blacks can be used in combination. The type of these carbon blacks can be appropriately selected depending on the intended conductivity, and can be selected from a medium resistance to a high resistance range (surface resistivity 10) such as an intermediate transfer belt and a transfer conveyance belt. ⁸ -10 ¹⁴ Ω / □, volume resistivity 10 ⁸ -10 ¹⁴ When antistatic properties are required in (Ω · cm), channel black and furnace black are particularly suitable, and depending on the application, those that prevent oxidative deterioration such as oxidation treatment and grafting treatment, and dispersibility in solvents It is preferable to use a material that has improved The content of carbon black is appropriately determined depending on the type of carbon black to be added according to the purpose, but as a functional belt for an image forming apparatus, 3% of the solid content of the polyimide resin due to its mechanical strength and the like. -40% by weight, more preferably 3-30% by weight.
[0021]
In the present invention, in order to uniformly disperse the carbon black, a polymer dispersant for increasing the affinity between the carbon black and the solvent can be added. Or you may contain a fluorine-type organic compound, a coupling agent, a lubricant, antioxidant, and another additive. Further, other polymer components blended or copolymerized may be used within the scope of the object of the present invention.
[0022]
In order to produce a polyimide resin using these materials, first, a polyamic acid solution containing carbon black is prepared. As a preparation method, carbon black is previously dispersed in a dispersion medium, and an acid anhydride component and a diamine component are dissolved and polymerized in the dispersion medium to obtain a carbon black-dispersed polyamic acid solution. Examples thereof include a method in which a physical component and a diamine component are dissolved and polymerized to form a polyamic acid solution, and carbon black is added to the solution. A known dispersion method can be applied as the dispersion method in the preparation method, and examples thereof include a ball mill, a sand mill, a basket mill, a three-roll mill, a planetary mixer, and an ultrasonic dispersion method. These dispersion methods are appropriately selected. To do distributed work.
[0023]
The polyamic acid solution of the present invention is prepared by reacting the acid anhydride and diamine in an organic polar solvent, and the monomer concentration (concentration of the acid anhydride component and diamine component in the solvent) is various. It is set according to the conditions. Usually, the monomer concentration is preferably about 5 to 30% by weight. Moreover, it is preferable to set reaction temperature to 80 degrees C or less and reaction time to about 5 to 10 hours. The polymer component of the polyamic acid solution may be a copolymer or a blend of the above acid dianhydride component and diamine component as long as the object of the present invention is achieved.
[0024]
In the present invention, the polyamic acid solution containing carbon black thus obtained is supplied to the surface of the cylindrical mold (inner peripheral surface or outer peripheral surface), and then by the following development method 1 or development method 2. After the development, the removal of the solvent by heating and the imide conversion are sequentially or partially performed to produce a seamless belt.
[0025]
(Development method 1)
In the present invention, after supplying the polyamic acid solution to the inner peripheral surface of the cylindrical mold, under heating, the cylindrical mold is rotated at a rotation speed of 1000 rpm or more, and centrifugal force is applied to the developed coating film. A developed coating film with a uniform coating thickness is formed.
[0026]
The polyamic acid solution used at this time has a measured value of a B-type viscometer at 23 ° C. of 0.01 to 5 Pa · s. The viscosity of the polyamic acid solution is more preferably 0.05 to 3 Pa · s. If the polyamic acid solution has a viscosity higher than 5 Pa · s, a high rotational speed is required to give a centrifugal force, and it takes time to make the film thickness uniform. On the other hand, if it is less than 0.01 Pa · s, the flow of the solution tends to occur, causing sagging and uneven film thickness, and it is difficult to increase the film thickness. The viscosity of the polyamic acid solution can be adjusted by heating and stirring after the polymerization reaction or addition of a solvent.
[0027]
The material of the cylindrical mold is preferably one that can withstand deformation and repeated use due to heating, and one made of metal, ceramic, glass or the like is used. The inner peripheral surface of the mold has its surface properties transferred, becomes an outer peripheral surface when molded as a seamless belt, and becomes a toner image carrying surface or a fixed image contact surface, so it must be strictly controlled. The surface roughness of the inner peripheral surface of the mold is set according to the purpose of use, and can be processed and controlled by mirror surface processing, blast processing, honing processing, buffing, or the like. In order to obtain the surface accuracy of the outer peripheral surface of the present invention, the inner peripheral surface of the mold has a surface roughness Ra of 1 μm or less, and a maximum wave waviness W _cm Is preferably 1.5 μm or less.
[0028]
The method for supplying the polyamic acid solution is appropriately selected by known methods such as dice, cylindrical nozzle, curtain coating dispenser, spray coating, roll coating and the like. The polyamic acid solution supplied in this way is heated and centered in the main axis direction of the cylindrical mold, and is rotated and centrifugally molded to uniformize the coating thickness. The number of rotations at this time is preferably 1000 rpm to 4000 rpm.
When the rotational speed is less than 1000 rpm, it is difficult to give a sufficient centrifugal force to the coating thickness, and film thickness unevenness in the circumferential direction tends to occur. Further, it takes time to make the coating thickness uniform, and the manufacturing cost increases, which is not preferable. In addition, if the rotational speed is higher than 4000 rpm, the centrifugal force applied to the coating liquid becomes too large, so that uneven film thickness tends to occur in the width direction of the mold, and in terms of energy efficiency and work safety in manufacturing. Is also not preferred. The heating temperature at the time of rotation is appropriately selected depending on the evaporation temperature of the dispersion solvent, etc. In the case of the organic polar solvent, it is preferable to adjust the temperature to about 50 to 180 ° C. in order to uniformly develop the coating film.
[0029]
(Development method 2)
Further, in the present invention, after the polyamic acid solution is supplied to the outer peripheral surface or inner peripheral surface of the cylindrical mold, the coating thickness is reduced by giving a slight vibration to the cylindrical mold and / or the developed coating film. Uniform to form a spread coating.
[0030]
The viscosity of the polyamic acid solution used at this time is not particularly limited, but those having a measured value with a B-type viscometer at 23 ° C. of 5 to 1000 Pa · s can be suitably used. The viscosity of the polyamic acid solution is preferably 50 Pa · s or more, and preferably 500 Pa · s or less. The material of the cylindrical mold can be the same as that described in the development method 1, and the same method can be adopted as the method for supplying the polyamic acid solution.
[0031]
In the development method 2, the polyamic acid solution can be supplied and applied to the inner surface of the cylindrical mold, and when the polyamic acid solution has a relatively high viscosity (100 to 1000 Pa · s), the polyamic acid solution is applied. Can be supplied and applied to the outer peripheral surface of the cylindrical mold. When the polyamic acid solution is supplied and applied to the outer peripheral surface of the cylindrical mold, a surface that comes into contact with a gas such as air becomes a transfer surface of the seamless belt.
[0032]
An ultrasonic vibrator, an ultrasonic horn, or the like can be used as a means for giving fine vibration, and the fine vibration is given directly or indirectly to the cylindrical mold or the developed coating film. More specifically, when the polyamic acid solution is supplied and applied to the inner peripheral surface of the cylindrical mold 1 as shown in FIG. 1, while the cylindrical mold 1 supplied with the polyamic acid solution is rotated, the spread coating is performed. A method of giving a fine vibration to the film surface 3 with the ultrasonic vibrator 2 and a method of giving a fine vibration to the cylindrical mold 1 as shown in FIG. Even when the polyamic acid solution is supplied and applied to the outer peripheral surface of the cylindrical mold, the vibration from the inside or outside of the cylindrical mold is applied to the cylindrical mold and / or the developed coating film as described above. Can be given directly or indirectly. Such fine vibration by ultrasonic waves has an effect of increasing the fluidity of the coating solution of the dispersion system by heating or the like, and a more uniform coating surface can be obtained quickly.
[0033]
The developing methods 1 and 2 may be performed simultaneously or sequentially, and may further be combined with a coating film developing step for making the coating thickness substantially uniform with a scraper or a bullet-like traveling body. it can.
[0034]
Next, a seamless belt made of a polyimide resin is suitably obtained by a multi-stage heating method in which the solvent removal and imide conversion by heating are sequentially or partially performed on the developed coating surface of the polyamic acid solution thus obtained. Can do.
[0035]
The heating temperature is appropriately determined according to the type of solvent in the solvent removal step, but is generally about 80 to 200 ° C., and the imide conversion step is appropriately determined according to the polymer component to be formed, but is generally 200 to 400. It is about ℃. Although the heating time is appropriately set, both the solvent removal step and the imide conversion step are usually about 20 to 60 minutes.
[0036]
Moreover, in the said solvent removal process, after hardening until it can hold | maintain at least its own shape, it is preferable to pass through the process of releasing from a cylindrical metal mold | die, and then changing to another cylinder and performing imide conversion. As a material constituting the cylinder, metals such as copper, aluminum, iron, brass, and stainless steel, heat resistant plastics such as polytetrafluoroethylene, glass, ceramics, and the like are used. The surface roughness and waviness of the outer peripheral surface of the cylinder must be strictly controlled. The centerline average surface roughness Ra is 0.05 to 3 μm, and the maximum waviness W is filtered. _cm Is preferably 2 μm or less. When the center line average surface roughness Ra is less than 0.05 μm, the cylinder surface is too smooth. Therefore, the residual solvent that could not be removed in the solvent removal step and the decyclized water generated during the imide conversion are generated between the cylinder and the seamless belt. It will stay in between and cause swelling and swell. On the other hand, if the center line average surface roughness Ra exceeds 3 μm, the surface roughness of the cylinder is transferred to the belt, which is not preferable. Moreover, the maximum wave swell W _cm If it exceeds 2 μm, the undulation of the cylinder is transferred to the belt as it is, which is not preferable.
[0037]
The seamless belt of the present invention thus obtained is made of a polyimide resin having a thickness of about 50 to 300 μm, has high mechanical strength, excellent resistance stability, and high surface accuracy. Therefore, for example, even when used for an intermediate transfer belt or transfer / conveying belt of an electrophotographic color image forming apparatus, it is excellent in recording paper, toner conveying property and toner cleaning property, and can cope with high speed and high image quality. .
[0038]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.
[0039]
(Evaluation methods)
1. thickness
Twelve points of the seamless belt were measured, and the average value (minimum value to maximum value) was calculated.
[0040]
2. Centerline average surface roughness (Ra) and filtered maximum waviness (W _cm )
In accordance with JIS B0601 (1994), samples were collected from arbitrary five points of the seamless belt, and the circumferential direction and the width direction were measured with a contact surface roughness meter (Surfcom 554A: manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.).
[0041]
3. Surface resistivity
HIRESTA UP, MCP-HTP16 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, probe: UR-100), applied voltage 100V, 10 seconds later, surface resistivity was measured under measurement conditions 25 ° C. and 60% RH, and the surface resistivity was regularly used. Shown in logarithmic value.
[0042]
Example 1
Carbon black (SPECIAL BLACK4, manufactured by Degussa, 24% by weight based on polyimide resin solid content) was added to 726 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and the resulting mixture was stirred with a ball mill for 8 hours at room temperature to disperse the carbon black. An NMP solution was obtained. In this carbon black-dispersed NMP solution, 118 g of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 43 g of p-phenylenediamine were dissolved and reacted with stirring for 5 hours at room temperature in a nitrogen atmosphere. Thereafter, the viscosity was adjusted to obtain a polyamic acid solution (solid content 20% by weight, solution viscosity 1.5 Pa · s by B-type viscometer at 23 ° C.) in which carbon black was dispersed.
[0043]
This polyamic acid solution was mixed with a cylindrical mold inner surface (center line average surface roughness Ra = 0.2 μm, filtered maximum waviness W _cm = 0.5 μm), and after rotating at 2000 rpm for 10 minutes while applying hot air of 60 ° C. from the outer surface of the mold, the inner surface of the mold itself is removed by removing the solvent while gradually raising the temperature to 180 ° C. Was dried and cured until it was supported as a film. After this film was released from the cylindrical mold, a metal pipe (outer peripheral surface: centerline average surface roughness Ra = 2.1 μm, filtered maximum waviness W _cm = 0.6 μm), and heated up to 380 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min and then to room temperature in order to remove residual solvent, remove ring-closing water, and complete the imide conversion reaction. Upon cooling, a seamless belt having an average thickness of 74 μm (73 to 76 μm) and a surface resistivity of 11.3 (log Ω / □) was obtained. The seamless belt has a centerline average surface roughness Ra of 0.12 μm and a maximum waviness W _cm Was 1.13 μm.
When this seamless belt was mounted on an image forming apparatus as an intermediate transfer belt and a solid image formation test was performed, a good image free from image unevenness and image loss was obtained, and the toner cleaning property was also good.
[0044]
Example 2
In Example 1, except that the solution viscosity was adjusted to 300 Pa · s, a polyamic acid solution in which the same carbon black as in Example 1 was dispersed was prepared. This polyamic acid solution was spirally supplied to the inner surface of a cylindrical mold similar to that in Example 1 by a dispenser, and then the cylindrical mold was rotated at 250 rpm, while directly rotating the cylindrical mold from the inside of the cylindrical mold. After applying ultrasonic vibration for 5 minutes, rotate at 800 rpm for 5 minutes while applying hot air at 60 ° C. from the outer surface of the cylindrical mold, and then remove the solvent while gradually raising the temperature to 180 ° C. It was dried and cured until it could be supported as a film. Thereafter, after the coating was released from the cylindrical mold, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a seamless belt having a thickness of 75 μm (74 to 77 μm) and a surface resistivity of 11.5 (log / □). . The centerline average surface roughness Ra of this seamless belt is 0.13 μm, and the maximum waviness W _cm Was 1.23 μm. When this seamless belt was mounted on an image forming apparatus as an intermediate transfer belt and a solid image formation test was performed, a good image free from image unevenness and image loss was obtained, and the toner cleaning property was also good.
[0045]
Example 3
In Example 2, the thickness of 75 μm (73 to 77 μm) was obtained in the same manner as in Example 2 except that the installation position of the ultrasonic vibrator was changed to the outside of the cylindrical mold and the time for applying fine vibration was 20 minutes. ) Seamless belt. The seamless belt had a surface resistivity of 11.3 (log / □). The centerline average surface roughness Ra of this seamless belt is 0.1 μm, and the maximum waviness W _cm Was 1.37 μm. When this seamless belt was mounted on an image forming apparatus as an intermediate transfer belt and a solid image formation test was performed, a good image free from image unevenness and image loss was obtained, and the toner cleaning property was also good.
[0046]
Comparative Example 1
In Example 1, except that the solution viscosity of the polyamic acid solution in which carbon black was dispersed was 10 Pa · s, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a thickness of 76 μm (72 to 83 μm) and a surface resistivity of 10. A seamless belt of 8 (log / □) was obtained. The centerline average surface roughness Ra of this seamless belt is 0.23 μm, and the maximum waviness W _cm Was 2.78 μm. When this seamless belt was mounted on an image forming apparatus as an intermediate transfer belt and a solid image formation test was performed, image unevenness that could be visually identified was generated, and toner cleaning performance was clearly reduced as compared with the examples. .
[0047]
Comparative Example 2
In Example 2, the same operation as in Example 2 was performed except that vibration by ultrasonic waves was not applied, and a seamless belt having a thickness of 74 μm (69 to 79 μm) and a surface resistivity of 10.7 (log / □) was obtained. It was. This seamless belt has a center line average surface roughness Ra of 0.32 μm and a maximum waviness W _cm Was 3.12 μm. When this seamless belt was mounted on an image forming apparatus as an intermediate transfer belt and a solid image formation test was performed, image unevenness and image defects that could be visually recognized occurred, and toner cleaning performance was clearly compared with the examples. It was falling.
[0048]
【The invention's effect】
The seamless belt of the present invention is a seamless belt with good surface accuracy and thickness accuracy, particularly with less waviness and thickness variations. Such a seamless belt can be easily obtained by the production method of the present invention. Further, when this seamless belt is used as an intermediate transfer belt or a transfer conveyance belt, not only the toner cleaning property is good, but also when a solid image, a color character, or the like in color image formation is formed, image unevenness or position A good image with no deviation can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of an embodiment of a production method of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing an example of another embodiment of the production method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Cylindrical mold
2 Ultrasonic vibrator
3 Unfolding coating film

Claims

At least made of a polyimide resin containing carbon black as a conductivity imparting agent, the centerline average surface roughness Ra of the outer circumferential surface is at 0.3μm or less, Nami Suguro maximum waviness W _CM is seamless belt is 2μm or less A manufacturing method comprising:
After supplying and developing a polyamic acid solution containing at least carbon black and having a viscosity at 23 ° C. of 5 to 1000 Pa · s measured with a B-type viscometer on the outer peripheral surface or inner peripheral surface of the cylindrical mold has a sequential or partially simultaneously row cormorants step solvent removal and / or imide conversion by at least heating,
When the expanded, characterized and to Resid Muresuberuto method of manufacturing to make while applying fine vibration to the cylindrical mold and / or expanded coating.

The method for producing a seamless belt according to claim 1 , wherein the means for applying fine vibration is by ultrasonic waves.

The method for producing a seamless belt according to claim 1 or 2 , wherein the minute vibration is directly or indirectly applied to the cylindrical mold and / or the developed coating film.

The method for producing a seamless belt according to any one of claims 1 to 3, wherein the polyamic acid solution has a viscosity at 23 ° C measured by a B-type viscometer of 50 to 1000 Pa · s.