塗工装置および塗工方法
【課題】本発明は、螺旋状の塗工ムラのない管状成型体が得られる塗工方法および塗工装置、並びにクラウン状、フレア状、またはテーパ状の外周面を有する管状成型体を作製できる塗工方法および塗工装置の提供。
【解決手段】芯体１０を、軸線が水平になるように保持しつつ、回転させ、芯体１０の軸線に沿って芯体１０の一端から他端に向かってディスペンサ２０を移動させつつ、ディスペンサ２０から芯体１０の外表面に塗工液を流下させ、ブレード２２を芯体１０に押圧させてディスペンサ２０とともに芯体１０の一端から他端に移動させ、芯体１０の外表面に流下した塗工液を所定の厚みに均して塗工する塗工工程と、芯体１０の外表面に塗工された塗工液を乾燥、固化して皮膜とする皮膜形成工程と、を有し、前記塗工工程においてはディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度を制御して塗工厚みを塗工方法、および塗工装置。
【解決手段】芯体１０を、軸線が水平になるように保持しつつ、回転させ、芯体１０の軸線に沿って芯体１０の一端から他端に向かってディスペンサ２０を移動させつつ、ディスペンサ２０から芯体１０の外表面に塗工液を流下させ、ブレード２２を芯体１０に押圧させてディスペンサ２０とともに芯体１０の一端から他端に移動させ、芯体１０の外表面に流下した塗工液を所定の厚みに均して塗工する塗工工程と、芯体１０の外表面に塗工された塗工液を乾燥、固化して皮膜とする皮膜形成工程と、を有し、前記塗工工程においてはディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度を制御して塗工厚みを塗工方法、および塗工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗工装置および塗工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリ、レーザプリンタなどの電気写真方式の画像形成装置においては、感光体、中間転写ベルト、記録用紙搬送ベルト、定着ベルトとして薄肉の樹脂製ベルトが使用されることが多い。
【０００３】
前記樹脂製ベルトに継ぎ目があると、出力画像に継ぎ目の跡が生じるので、継ぎ目のない無端ベルトが好ましい、
【０００４】
画像形成装置においては近年小型化や省電力化、高速化が強く要望されているので、画像形成装置に使用される無端ベルトにも、肉厚が薄く、高い柔軟性、力学的強度、および耐久性が要求されている（特許文献１、２）
【０００５】
前記無端ベルトの材質としては、強度や寸法安定性、耐熱性などの観点からポリイミド（以下、「ＰＩ」と略称する。）樹脂やポリアミドイミド（以下、「ＰＡＩ」と略称する。）樹脂が一般的に使用されている（特許文献３〜１０）。
【０００６】
ＰＩ樹脂で無端ベルトのような管状成型体を作製する方法としては、円筒体の内面にＰＩ樹脂前駆体溶液を塗工して回転させながら乾燥させてＰＩ皮膜を形成する遠心成形法（特許文献１１）や、円筒体内面にＰＩ前駆体溶液を展開して加熱乾燥し、ＰＩ皮膜とする内面塗工法（特許文献１２）などがある。
【０００７】
ＰＩ樹脂で管状成型体を作製する別の方法としては、円柱形の芯体の外表面にＰＩ樹脂前駆体溶液を浸漬塗工法によって塗工し、加熱乾燥して芯体外表面にＰＩ樹脂皮膜を形成する方法がある。また、前記芯体の外表面にＰＩ樹脂前駆体溶液を塗工するノズルと、前記芯体の外表面に対して平行であって前記外表面から僅かな隙間をおいて設けられた面を有するガイドの内側に前記芯体を設置し、前記ガイドを前記芯体の軸線方向に移動させる塗工方法（特許文献１３）もある。
【０００８】
更に、円筒状または円柱状の芯体を回転させ、ディスペンサによってＰＩ樹脂前駆体溶液を前記芯体の外表面に供給しながら、前記ディスペンサを芯体の軸線方向に移動させ、同時に、前記ディスペンサと共に移動するブレードによって前記ＰＩ樹脂前駆体溶液を一定の厚みに均して塗工し、加熱乾燥して芯体外表面にＰＩ樹脂皮膜を形成する方法がある（特許文献１４）。
【０００９】
また、無端ベルトにおいては、外周面が、両側縁が内側にすぼまった形態や、外側に広がった形態を有するもの、および外周面が一端から他端に向かってテーパ状に縮小または拡大する形態のものが要求されることがあるが、このような無端ベルトの製造方法として、中央部が外側に突出したクラウン状、両端部が外側に拡大する逆クラウン状（フレア状）、またはテーパ状の外周面を有する芯体を用いる方法が提案された（特許文献１５）。
【００１０】
更に、シリンダ状の芯体の内表面にＰＩ樹脂前駆体溶液を塗工した後、前記芯体の内部に気流を送り、前記芯体の内表面に形成された塗膜の中央の膜厚を両端部よりも厚くすることが提案された（特許文献１６）
【特許文献１】特開平８−２６２９０３号公報
【特許文献２】特開平１１−１３３７７６号公報
【特許文献３】特開平６−２５８９６０号公報
【特許文献４】特開２００２−１４８９５１号公報
【特許文献５】特開２００２−１４８９５１号公報
【特許文献６】特開２００２−１４８９５７号公報
【特許文献７】特開２００２−２９２６５６号公報
【特許文献８】特開平８−２５９７０９号公報
【特許文献９】特開平８−２６２９０３号公報
【特許文献１０】特開２００２−２２６７６５号公報
【特許文献１１】特開昭６２−０１９４３７号公報
【特許文献１２】特開２００２−０９１０２７号公報
【特許文献１３】特開平１０−０６９１８３号公報
【特許文献１４】特開平９−２９７４８２号公報
【特許文献１５】特開平１２−０９４４６１号公報
【特許文献１６】特開平１３−００１３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、螺旋状の塗工ムラのない管状成型体が得られる塗工方法および塗工装置、並びに芯体の抜き取りが困難であるという問題なく、クラウン状、フレア状、またはテーパ状の外周面を有する管状成型体を作製できる塗工方法および塗工装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、円筒状または円柱状の芯体を、軸線が水平になるように保持しつつ、前記軸線の周りに回転させ、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かってディスペンサを移動させつつ、前記ディスペンサから前記芯体の外表面に塗工液を流下させ、ブレード部材の先端縁を前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧して前記ディスペンサとともに芯体の一端から他端に移動させ、前記芯体の外表面に流下した塗工液を所定の厚みに均して塗工する塗工工程と、芯体の外表面に塗工された塗工液を乾燥、固化して皮膜とする皮膜形成工程と、を有し、前記塗工工程においては、前記ブレード部材の先端縁から前記芯体に及ぼされる押圧力を前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向に対して前方から後方に向かって減少させる塗工方法に関する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の塗工方法において、前記塗工工程においては、前記芯体における塗工液を厚く塗工すべき箇所における前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度を、芯体の前記箇所よりも塗工液を薄く塗工すべき箇所における移動速度よりも遅くなるように設定するものに関する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、円筒状または円柱状の芯体を、軸線が水平になるように保持しつつ、前記軸線の周りに回転させ、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かってディスペンサを移動させつつ、前記ディスペンサから前記芯体の外表面に塗工液を流下させ、ブレード部材を前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧させて前記ディスペンサとともに芯体の一端から他端に移動させ、前記芯体の外表面に流下した塗工液を所定の厚みに均して塗工する塗工工程と、芯体の外表面に塗工された塗工液を乾燥、固化して皮膜とする皮膜形成工程と、を有し、前記塗工工程においては、前記芯体における塗工液を厚く塗工すべき箇所における前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度を、芯体の前記箇所よりも塗工液を薄く塗工すべき箇所における移動速度よりも遅くなるように設定する塗工方法に関する。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の塗工方法において、前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度が前記芯材の中央部では前記芯材の両端部よりも高く設定されるものに関する。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の塗工方法において、前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度が前記芯材の両端部では前記芯材の中央部よりも高く設定されるものに関する。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項３〜５の何れか１項に記載の塗工方法において、前記皮膜形成工程で皮膜を形成した後に、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かってディスペンサを移動させつつ、前記ディスペンサから前記芯体の外表面に前記皮膜を形成するのに使用されたのと同一または異なる塗工液を流下させ、ブレード部材を所定の押圧力で前記芯体の外表面に押圧し、前記ディスペンサとともに芯体の一端から他端に移動させて前記芯体の外表面に流下した塗工液を所定の厚みに均して塗工する後塗工工程を有するものに関する。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の塗工方法において、前記後塗工工程を複数回行うものに関する。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、円筒状または円柱状であって、軸線が水平になるように保持されているとともに、回転手段によって前記軸線の回りに回転する芯体と、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記芯体の外表面に塗工液を流下させるディスペンサ手段と、先端縁が前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧された状態で前記ディスペンサ手段と共に前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記ディスペンサ手段から前記芯体の外表面に流下した塗工液を所定の厚みに均すブレード部材と、を備え、前記ブレード部材の先端縁から前記芯体に及ぼされる押圧力が、前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向に対して前方から後方に向かって減少するように設定されている塗工装置に関する。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の塗工装置において、前記ブレード部材は、先端縁が芯体の外表面に押圧されるブレードと、前記ブレードを支持するブレード支持部材とを備え、前記ブレード支持部材は、前記芯体に向かって前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向とは反対の方向に傾斜するように前記ブレードを保持しているとともに、前記ブレード部材の先端縁は、前記芯材の表面に対して平行に形成されているものに関する。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の塗工装置において、前記ブレード部材は、先端縁が芯体の外表面に押圧されるブレードと、前記ブレードを支持するブレード支持部材とを備え、前記ブレードの先端縁が、前記移動方向に対して前方から後方に向かって前記芯体の外表面との距離が小さくなるように形成されているものに関する。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、請求項８〜１０の何れか１項に記載の塗工装置において、前記ブレード部材が、先端縁が芯体の外表面に押圧されるブレードと、前記ブレードを支持するブレード支持部材とを備え、前記ブレードが、前記移動方向に対して前方から後方に向かって厚みが減少するように形成されているものに関する。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、請求項８〜１１の何れか１項に記載の塗工装置において、前記ブレード部材の先端における前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向に対して前方の端部と、前記移動方向に対して後方の端部とで、前記押圧力が１．３：１〜５：１に設定されているものに関する。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、請求項８〜１２の何れか１項に記載の塗工装置において、前記押圧力が０．２ＭＰａ〜２．５ＭＰａの範囲に設定されているものに関する。
【００２５】
請求項１４に記載の発明は、円筒状または円柱状であって、軸線が水平になるように保持されているとともに、回転手段によって前記軸線の回りに回転する芯体と、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記芯体の外表面に塗工液を流下させるディスペンサ手段と、先端縁が前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧された状態で前記ディスペンサ手段と共に前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記ディスペンサ手段から前記芯体の外表面に流下した塗工液を所定の厚みに均すブレード部材と、前記芯体における塗工液を厚く塗工すべき箇所においては、前記箇所よりも塗工液を薄く塗工すべき箇所と比較して前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度が遅く設定されている塗工装置に関する。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１の発明によれば、前記ブレード部材の先端縁から前記芯体に及ぼされる押圧力を前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向に対して前方から後方に向かって減少させているから、ブレード部材と芯体との間で押圧された塗工液がブレード部材の後縁で盛り上がりを形成することが少なくなり、管状成型体の外表面における螺旋状の塗工ムラの発生を効果的に抑止できる。
【００２７】
請求項２の発明によれば、軸線方向に沿って厚みが変化する管状成型体を形成する際に、前記管状成型体の外表面における螺旋状の塗工ムラの発生を効果的に抑止できる。
【００２８】
請求項３の発明においては、前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度が遅い部分においては、前記移動速度がより速い部分と比較して塗工液が芯体により厚く塗工される。したがって、外周面が円筒状であってクラウン状、フレア状、およびテーパ状の何れにも加工されていない芯体を用いることができるから、クラウン状、フレア状、およびテーパ状何れの形態の外周面を有する管状成型体も、製造後の管状成型体から芯体を抜くのが困難であるという問題無しに作製できる。
【００２９】
請求項４の発明においては、前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度は、前記芯材の中央部では前記芯材の両端部よりも高く設定されるから、両端部の厚みが薄く、中央部の厚みが厚いクラウン状の外周面を有する管状成型体が作製できる。
【００３０】
請求項５の発明によれば、前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度が、前記芯材の両端部では前記芯材の中央部よりも高く設定されるから、両端部の厚みが厚く、中央部の厚みが薄いフレア状の外周面を有する管状成型体が作製できる。
【００３１】
請求項６の発明によれば、クラウン状、フレア状、またはテーパ状の外周面を有するとともに、同一または異なる２つ以上の層からなる管状成型体が得られる。
【００３２】
請求項７の発明によれば、クラウン状、フレア状、またはテーパ状の外周面を有するとともに、同一または異なる３つ以上の層からなる管状成型体が得られる。
【００３３】
請求項８の発明によれば、請求項１に記載したのと同様の理由により、管状成型体の外表面に螺旋状の塗工ムラが生じるのを効果的に抑止できる。
【００３４】
請求項９の発明によれば、ブレードは、ブレード支持部材によって前記芯体に向かって前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向とは反対の方向に傾斜するように保持され、しかも先端縁が前記芯材の表面に対して平行に形成されているから、ブレードから芯体外表面に及ぼされる押圧力は、前記移動方向に対して前方においては後方よりも高くなる。
【００３５】
請求項１０の発明によれば、前記ブレードの先端縁が、前記移動方向に対して前方から後方に向かって前記芯体の外表面との距離が小さくなるように形成されているから、ブレードから芯体外表面に及ぼされる押圧力は、前記移動方向に対して前方においては後方よりも高くなる。
【００３６】
請求項１１の発明によれば、前記ブレードは、前記移動方向に対して前方から後方に向かって厚みが減少するように形成されているから、ブレードから芯体外表面に及ぼされる押圧力は、前記移動方向に対して前方においては後方よりも高くなる。
【００３７】
請求項１２の発明によれば、管状成型体の外表面に螺旋状の塗工ムラが生じるのを効果的に抑止できる。
【００３８】
請求項１３の発明によれば、管状成型体の外表面に螺旋状の塗工ムラが生じるのを効果的に抑止できる上、ブレード部材の先端と芯体との摩擦によって芯体の外表面が傷付くことも抑止できる。
【００３９】
請求項１４の発明によれば、請求項３に記載したのと同様の理由により、円筒状の外周面を有する芯体を用いながら、クラウン状、フレア状、テーパ状などの種々の形態の外周面を有する管状成型体を作製できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
１．実施形態１
実施形態１に係る塗工装置１００は、図１および図２に示すように、軸線が水平に位置するように、両端が保持部材１２で保持され、回転手段（図示せず。）によって軸線の回りに回転する円筒状の芯体１０と、容器１４に貯留されたＰＩ樹脂前駆体溶液を芯体１０の外表面に流下させるディスペンサ２０と、ディスペンサ２０によって芯体１０の表面に流下したＰＩ樹脂前駆体溶液を所定の厚みに均す板状部材であるブレード２２と、芯体１０の他端近傍に設けられたブレード２２を洗浄するためのスポンジ２４とを備える。ディスペンサ２０は本発明におけるディスペンサ手段に相当し、ブレード２２はブレード部材に相当する。
【００４１】
芯体１０は、矢印ａで示すように、図１および図２における時計回り方向に沿って回転する。芯体１０の直径は、管状成型体の内径に応じて選択すればよいが、一般的には１０〜１５０ｍｍの範囲である。また、肉厚は０．５〜３ｍｍが一般的である。
【００４２】
ディスペンサ２０は、芯体１０の外表面における上側の面にＰＩ前駆体溶液を流下させるように配置されている。図１および図２において、Ｓは、ディスペンサ２０から流下したＰＩ前駆体溶液の流れを示す。
【００４３】
そして、ディスペンサ２０は、ＰＩ前駆体溶液を芯体１０の外表面に向かって吐出するノズル１８と、容器１４に貯留されたＰＩ前駆体溶液をノズル１８に向かって送出するポンプ１６とを有する。ポンプ１６としては、ＰＩ前駆体溶液を一定の流量で途切れなく押し出せるものであれば特に種類を問わないが、通常は回転容積型の１軸偏心ポンプであるノーモポンプ（商品名）が使用される。
【００４４】
なお、図１および図２に示す例では、ディスペンサ２０においては、容器１４内のＰＩ前駆体溶液をポンプ１６でノズル１８に送出しているが、容器１４内を不活性ガスや空気で加圧し、このガス圧でノズル１８からＰＩ前駆体溶液を吐出するようにしてもよい。また、容器１４にピストンを設け、このピストンでＰＩ前駆体溶液を押し出してもよい。
【００４５】
ディスペンサ２０におけるノズル１８の先端と芯体１０の外表面との距離は、ＰＩ前駆体溶液の流れＳが途切れないように、１０〜１００ｍｍの範囲が好ましい。
【００４６】
ディスペンサ２０とブレード２２とは、図１において矢印ｂで示すように、相対的な位置関係を保持したまま、芯体１０の一端から他端に向かって移動手段（図示せず。）によって移動する。ディスペンサ２０とブレード２２との移動速度Ｖは、可変可能である。
【００４７】
ブレード２２は、ディスペンサ２０のノズル１８の下方に配設された板状部材であり、先端が下方に向かって湾曲している。そして、先端が所定の押圧力で芯体１０の表面に押圧されている。ブレード２２は、ＰＩ前駆体溶液に侵されたり、ＰＩ前駆体溶液を変質させたりすることのない材質が好ましく、具体的にはステンレス鋼や真鍮、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、弗素樹脂などの弾性材料のプレートが使用される。ブレード２２の幅は、ＰＩ前駆体溶液の塗工ピッチ（＝芯体１０が１回転する間にディスペンサ２０およびブレード２２が移動する距離）より広いことが好ましいが、ブレード２２の幅が余りに広いと筋が形成される可能性があるので、前記ピッチの２倍以下が好ましい。
【００４８】
以下、塗工装置１００においてＰＩ樹脂前駆体溶液を塗工してＰＩ樹脂の管状成型体を作製する条件および手順について説明する。
【００４９】
ＰＩ樹脂前駆体溶液を塗工する際の芯体１０の回転速度は２０〜２００ｒｐｍの範囲が好ましい。また、ディスペンサ２０とブレード２２との移動速度Ｖは、ディスペンサ２０からのＰＩ前駆体溶液の流下量をｆ、得られる塗膜の厚みをｔ、芯体１０の外径をＤとすると、以下の式：
【００５０】
Ｖ＝ｆ／（ｔ×Ｄ×π）
【００５１】
に従って設定できる。
【００５２】
塗工装置１００においては、上の式からもわかるようにディスペンサ２０とブレード２２との移動速度Ｖが遅くなるほど塗膜の厚みｔは大きくなり、反対に移動速度Ｖが速くなると、塗膜の厚みｔは小さくなる。
【００５３】
したがって、ディスペンサ２０とブレード２２との移動速度Ｖを芯体１０の一端から中央部に向かって増大させ、中央部から他端に向かって減少させると、図３において（Ａ）に示すように、両端部で膜厚が大きく、中央部で膜厚が小さいフレア型の管状成型体が得られる。また、前記移動速度Ｖを芯体１０の芯体１０の一端から中央部に向かって減少させ、中央部から他端に向かって増大させると、図３において（Ｂ）に示すように両端部で膜厚が小さく、中央部で膜厚が大きいクラウン型の管状成型体が得られる。更に、前記移動速度Ｖを、芯体１０の一端部ではＶ１に設定し、芯体１０の中央部ではＶ１よりも大きなＶ２とし、芯体１０の他端部では再びＶ１に戻すことにより、図３において（Ｃ）に示すように両端が一定の膜厚ｔ１を有し、中央部が膜厚ｔ１よりも小さい膜厚ｔ２を有する形態の管状成型体が得られる。塗膜の膜厚ｔは３０〜１５０μｍの範囲に設定することが好ましい。
【００５４】
なお、得られる管状成型体の膜厚の最大の部分と最小の部分との差は１０〜７０μｍ、特に２０〜５０μｎの範囲が好ましい。また、前記管状成型体が電子写真式の画像形成装置に使用される無端ベルトである場合は、中央部で３０〜１５０μｍの範囲が好ましいから、１回の塗工で所望の膜厚が得られないときは、ＰＩ樹脂前駆体溶液の塗工を複数回に分けて行えばよい。この場合、１回目の塗工で得られた塗膜を後述する条件で圧程度感動させた後に２回目以降の塗工を行うことが好ましい。
【００５５】
ＰＩ樹脂前駆体溶液を芯体１０に塗工したら、芯体１０を乾燥装置（図示せず。）に移して軸線の回りに回転させながら加熱乾燥する。芯体１０の回転速度は１〜６０ｒｐｍ、加熱温度は９０〜１７０℃、乾燥時間は２０〜６０分が好ましい。
【００５６】
なお、芯体１０に塗工する塗工液が本実施形態のようにＰＩ樹脂前駆体溶液の場合は、ＰＩ樹脂前駆体の皮膜はＰＩ樹脂皮膜ほど強くないので、塗膜から溶媒を除去しすぎると塗膜に割れが生じやすい。そこで、塗膜に１５〜４５質量％程度溶媒が残存している状態で必要に応じて２回目の塗工を行い、同様の条件で乾燥すればよい。
【００５７】
１５〜４５質量％程度溶媒が残存している状態まで塗膜を乾燥したら、２５０〜４５０℃、好ましくは３００〜３５０℃に芯体１０を加熱してＰＩ樹脂前駆体の塗膜をイミド化し、ＰＩ樹脂とする。イミド化の際には芯体１０は回転させる必要はない。塗膜のイミド化が終了したら、得られた管状成型体を芯体１０から剥離する。
【００５８】
なお、塗工液がＰＡＩ樹脂溶液のように乾燥後のイミド化反応を必要としない場合には、塗工液を芯体１０に塗工後、上述の条件で乾燥して溶媒を除去するだけで無端ベルトなどの管状成型体が得られる。
【００５９】
得られた管状成型体には必要に応じて孔開け加工やリブ付け加工などの各種の後加工を施し、最終製品とする。
【００６０】
塗工液としては、ＰＩ樹脂前駆体溶液およびＰＡＩ樹脂溶液のほか、ポリウレタン樹脂溶液、全芳香族ポリエステル樹脂溶液、ポリカーボネート樹脂溶液、ポリエステル樹脂溶液、ポリアミド樹脂溶液など、無端ベルトなどの管状成型体に使用される樹脂、または前記樹脂の前駆体の溶液が使用される。塗工液中の固形分濃度は、４〜２０質量％程度がディスペンサ２０からの塗工液の吐出を安定的に行う上からは好ましい。
【００６１】
前記管状成型体が画像形成装置用の無端ベルトであって、前記無端ベルトが転写ベルトや接触帯電ベルトとして使用するためのものである場合には、塗工液としてＰＩ樹脂前駆体溶液やＰＡＩ樹脂溶液などに導電性物質を分散させたものを使用することが好ましい。前記導電性物質としては、カーボンブラック、カーボンファイバ、カーボンなのチューブ、グラファイトなどの炭素系導電性物質、銅、金、アルミニウム、錫などの金属や合金類、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化錫インジウムなどの導電性酸化物などが挙げられる。
【００６２】
また、前記無端ベルトが定着ベルトとして使用するためのものである場合は、無端ベルトの表面にトナーに対して非粘着性の皮膜を形成することが好ましい。前記皮膜の材質としては、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエステル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体などの弗素系樹脂が好ましい。また前記皮膜の形成方法としては前記弗素系樹脂の水分散液を無端ベルトの表面に塗布して焼き付ける方法が好ましい。なお、塗工液がＰＩ樹脂前駆体溶液である場合には、塗膜が乾燥した段階で前記弗素系樹脂の水分散液を塗膜表面に塗布し、イミド化と皮膜形成とを同時に行うようにしてもよい。
【００６３】
２．実施形態２
実施形態２に係る塗工装置１０２は、図４に示すように実施形態１の塗工装置におけるブレード２２に代えてブレード部材２３を用いた以外は実施形態１の塗工装置と同様の構成を有する。
【００６４】
ブレード部材２３は、図４〜図８に示すように、芯体１０の外表面に押圧されるブレード２３Ａと、ブレード２３Ａを支持するブレード支持部材２３Ｂとを備えている。
【００６５】
ブレード２３Ａは、実施形態１のブレード２２と同様に、ＰＩ樹脂前駆体溶液に侵されたりＰＩ樹脂前駆体溶液を変質させたりすることのない材料、具体的にはポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、弗素系樹脂などの合成樹脂系材料、およびステンレス鋼や真鍮などの金属が使用される。
【００６６】
ブレード支持部材２３Ｂは、ブレード２３Ａの一端を保持するとともに、塗工液を塗工中はブレード２３Ａを先端において芯体１０の外表面に所定の押圧力で押圧し、塗工終了後はブレード２３Ａの先端を芯体１０外表面から離脱させるための機構（図示せず。）を有する。塗工装置１０２は、ブレード支持部材２３Ｂがブレード２３Ａを芯体１０に押圧する押圧力を０〜５の６段階に設定するためのダイアルゲージを備える。
【００６７】
ブレード指示部材２３Ｂによってブレード２３Ａを芯体１０に押圧する機構は特に限定されないが、例えば図５の（Ａ）に示すようにブレード２３Ａを水平方向に対して斜め上方に移動させて芯体１０に突き当てる形態、および同図の（Ｂ）に示すように、ブレード２３Ａを垂直方向に沿って上方に移動させて芯体１０に突き当てる形態の機構がある。また、図６に示すようにブレード２３Ａの一端を支持し、この支持部を軸としてブレード２３Ａを回転移動させて芯体１０に突き当てるようにしてもよい。
【００６８】
ブレード支持部材２３Ｂは、ブレード２３Ａの芯体１０への押圧力が０．２ＭＰａ〜２．５ＭＰａの範囲となり、ディスペンサ２０およびブレード部材２３の移動方向ｂに対して後方の端部と、前記移動方向に対して前方の端部とで、押圧力が１．３：１〜５：１の比率になるように構成されている。
【００６９】
以下、ブレード部材２３について詳説する。図７および図８においてブレード２３ＡについてＬ１、Ｌ２、Ｌ３とあるのは、Ｌ１は、移動方向ｂに対して前方の辺である上手辺の長さ、即ち上手辺長を、Ｌ２は、移動方向ｂに対して後方の辺である下手辺の長さである下手辺長を、Ｌ３は、塗工時に芯体１０の外側面に押圧される辺である接触辺の長さである接触辺長を示す。また、αはブレード２３Ａの上手辺先端角、即ち上手辺と接触辺との成す角度を、βはブレード２３Ａの下手辺先端角、即ち下手辺と接触辺との成す角度を示す。
【００７０】
ブレード部材２３の形態としては、図７の（Ａ）に示すように、ブレード支持部材２３Ｂがブレード２３Ａを支持する方向であるブレード支持軸とブレード２３Ａの中心線であるブレード軸とが一致し、しかもブレード軸が芯体１０の外表面に対して斜めになるようにブレード２３Ａがブレード支持部材２３Ｂに支持されている形態がある。前記形態のブレード部材２３においては、ブレード２３Ａの接触辺は芯体１０の外表面に対して平行である。
【００７１】
このときのブレード２３Ａの各部の寸法は、上手辺長Ｌ１が１５〜２００ｍｍ、下手辺長Ｌ２が２０〜２５０ｍｍ、接触辺長Ｌ３が１０〜１５０ｍｍ、ブレード２３Ａの中心線に沿った長さであるブレード長Ｌが３０〜６０ｍｍ、ブレード幅Ｌ４が１０〜１５０ｍｍの範囲であることが好ましい。そして、上手辺先端角αは１１０〜１５０度の範囲が、下手辺先端角βは３０〜７０度の範囲が好ましい。なお、ブレード２３Ａの移動方向ｂに沿った厚み分布は一定である。
以下、前記形態を「＃１」ということがある。
【００７２】
ブレード部材２３の形態としては、また、図７の（Ｂ）に示すように、ブレード支持軸が芯体１０の外表面の法線方向であって、ブレード軸が芯体１０の外表面に対して斜めになるようにブレード２３Ａがブレード支持部材２３Ｂに支持されている形態がある。前記形態のブレード部材２３においても、ブレード２３Ａの接触辺は芯体１０の外表面に対して平行である。
【００７３】
このときのブレード２３Ａの各部の寸法は、上手辺長Ｌ１が１５〜２５０ｍｍ、下手辺長Ｌ２が１５〜２５０ｍｍ、接触辺長Ｌ３が１０〜１５０ｍｍ、ブレード長Ｌが２０〜６０ｍｍ、ブレード幅Ｌ４が１０〜１５０ｍｍであることが好ましい。そして、上手辺先端角αは９１〜１５０度の範囲が、下手辺先端角βは３０〜８９度の範囲が好ましい。
以下、前記形態を「＃２」ということがある。
【００７４】
ブレード部材２３としては、他に、図８の（Ａ）に示すように、ブレード支持軸とブレード軸とが一致し、しかも芯体１０の外表面に対して直交するようにブレード２３Ａがブレード支持部材２３Ｂに支持され、しかも、上手辺長Ｌ１が下手辺長Ｌ２よりも短く形成され、従ってブレード２３Ａの接触辺が芯体１０の外表面から離脱した状態においては、接触辺が芯体１０の外表面１０に対して斜めに位置する形態のものも可能である。
【００７５】
このときのブレード２３Ａの各部の寸法は、上手辺長Ｌ１が２０〜２５０ｍｍ、下手辺長Ｌ２が１５〜２００ｍｍ、接触辺長Ｌ３が１０〜１５０ｍｍ、ブレード長Ｌが２０〜６０ｍｍ、ブレード幅Ｌ４が１０〜１５０ｍｍであることが好ましい。そして、上手辺先端角αは１１０〜１５０度の範囲が、下手辺先端角βは３０〜７０度の範囲が好ましい。
以下、前記形態を「＃３」ということがある。
【００７６】
ブレード部材２３としては、他に、図８の（Ｂ）に示すように、ブレード支持軸とブレード軸とが一致し、しかも芯体１０の外表面に対して直交するようにブレード２３Ａがブレード支持部材２３Ｂに支持され、しかも、ブレード２３Ａの上手辺が形成する縁部である前縁で最も厚く、下手辺が形成する縁部である後縁に向かって厚みが減少するように形成された形態も可能である。なお、Ｌ５はブレード２３Ａの前縁の厚みであり、Ｌ６はブレード２３Ａの後縁の厚みである。前記形態のブレード部材２３においては、ブレード２３Ａの接触辺は芯体１０の外表面に対して平行である。
【００７７】
このときのブレード２３Ａの各部の寸法は、上手辺長Ｌ１が１５〜２５０ｍｍ、下手辺長Ｌ２が１５〜２５０ｍｍ、接触辺長Ｌ３が１０〜１５０ｍｍ、ブレード長Ｌが２０〜６０ｍｍ、ブレード幅Ｌ４が１０〜１５０ｍｍであることが好ましい。なお、上手辺先端角αおよび下手辺先端角βは何れも９０度である。
以下、前記形態を「＃４」ということがある。
【００７８】
上記４つの形態のブレード部材２３のいずれにおいても、ブレード部材２３を芯体１０の外表面に押圧すると、ブレード２３Ａは、移動方向ｂに対して前方、言い換えれば上手辺側の部分よりも移動方向ｂに対して後方、言い換えれば下手辺側の部分が押圧力によって大きく撓む。したがって、図９において（Ａ）に示すように、ブレード部材２３から芯体１０の外表面への押圧力は、ブレード２３Ａにおける上手辺側の部分で最も強く、移動方向ｂに対して後方に行くに従って弱くなる。故に、ブレード部材２３を芯体１０に強く押圧した場合においても、ブレード２３Ａにおける下手辺側の部分では塗布液がブレード２３Ａと芯体１０とから受ける圧力はブレード２３Ａにおける上手辺側の部分と比較して小さいから、塗布液としてＰＩ樹脂前駆体溶液のようにチクソトロピ性の高いものを用いた場合においても、ブレード２３Ａ直後の塗布液の盛り上がりは殆どない。
【００７９】
これに対して、ブレード部材２３の芯体１０への押圧力がブレード２３Ａのどの部分においても同一のときは、ブレード部材２３を芯体１０に強く押圧すると、ブレード２３Ａにおける下手辺側の部分においても、ブレード２３Ａにおける上手辺側の部分と同様に、塗布液がブレード２３Ａと芯体１０とから大きな圧力を受ける。したがって、塗布液としてＰＩ樹脂前駆体溶液のようにチクソトロピ性の高いものを用いた場合には、ブレード２３Ａ直後に大きな塗布液の盛り上がりが生じる。
【００８０】
３．実施形態３
実施形態１または２に記載の塗工装置で作製された無端ベルトを中間転写ベルト、搬送ベルト、および定着ベルトとして用いた電子写真式の画像形成装置について以下に説明する。
【００８１】
実施形態３に係る画像形成装置２００は、図１０に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー画像が表面に形成される感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋと、感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋの表面に形成された潜像をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーで現像する現像器１０５、１０６、１０７、１０８と、上記無端ベルトから形成され、感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋの表面に当接するように配設された中間転写ベルト１０２と、中間転写ベルト１０２を張架すると共に矢印Ｂの方向に回転駆動する張架ローラ１１７〜１１９と、中間転写ベルト１０２を挟んで張架ローラ１１７に相対するように配設された二次転写ローラ１２０と、中間転写ベルト１０２を裏面側から感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋに押圧する転写バッフル１２１〜１２４と、転写バッフル１２１〜１２４に隣接して配置され、中間転写ベルト１０２を帯電させるコロナ放電器１０９〜１２１と、中間転写ベルト１０２の下方に位置し、記録用紙１０３が収納されている記録媒体収納部１１３とを備える。張架ローラ１１７と二次転写ローラ１２０と中間転写ベルト１０２とによって二次転写部１２５が形成される。そして、記録媒体収納部１１３に収納された記録用紙１０３は、送り出しローラ１２６によって二次転写部１２５に送り出される。
【００８２】
二次転写部１２５を挟んで記録媒体収納部１１３の反対側には、二次転写部１２５で記録用紙１０３に転写されたトナー画像を加熱、定着する加熱ローラ１２７と、やはり上記無端ベルトから形成され、記録用紙１０３を加熱ローラ１２７に押圧する押圧ローラ１２８とからなる定着部１２９と、二次転写部１２５でトナー画像が転写された記録用紙１０３を定着部１２９に搬送する上記無端ベルトから形成された搬送ベルトを有する搬送コンベア１１５とが設けられている。
【００８３】
中間転写ベルト１０２における二次転写部１２５よりも下流側には、二次転写部１２５において記録用紙１０３に転写されないで残ったトナーを除去するクリーナ１１５が設けられている。
【００８４】
以下、画像形成装置２００の作用について説明する。
【００８５】
る感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋの表面に潜像が形成されると、前記潜像は、現像器１０５〜１０８によってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナーで現像され、感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋの表面にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー画像が形成される。
【００８６】
感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋの表面に形成されたトナー画像は順次中間転写ベルト１０２に転写され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー画像が重ね合わされたフルカラーのトナー画像が形成される。
【００８７】
中間転写ベルト１０２上に形成されたフルカラーのトナー画像は、二次転写部１２５において記録用紙１０３に転写される。トナー画像が転写された記録用紙１０３は、搬送ベルトコンベア１１５で定着部１２９に搬送され、定着部１２９でトナー画像が記録用紙１０３に定着される。
【実施例】
【００８８】
１．実施例１
図１に示す塗工装置を用い、ＰＩ樹脂前駆体溶液（商品名：Ｕイミド、ユニチカ株式会社製、粘度１００Ｐａ（２５℃））を直径３０ｍｍ、長さ７００ｍｍの芯体１０に塗布長６００ｍｍで塗工した。塗工条件は、以下の表１の様に設定した。なお、ディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度Ｖについては、図１１に示すように、芯体１０の一端から中央部に向かって１０００ｍｍ／分から７５０ｍｍ／分まで直線的に低下させ、芯体１０の中央部から他端に向かって７５０ｍｍ／分から１０００ｍｍ／分まで再び直線的に増加させた。なお図１１において芯体位置は、芯体１０の塗工開始位置から、ある時点における芯体１０におけるディスペンサ２０からのＰＩ樹脂前駆体溶液の流下位置までの距離である。
【００８９】
【表１】
塗工終了後、芯体１０を軸線の回りに１２ｒｐｍの回転速度で回転させながら、内部が１２０℃に保持された加熱装置に居れ、４０分間乾燥させた。その後、芯体１０を垂直に保持し、１９０℃で１０分間、２５０℃で３０分間、３２０℃で３０分間加熱してＰＩ樹脂前駆体皮膜をイミド化し、ＰＩ皮膜を形成した。
【００９０】
イミド化後、芯体１０を室温まで冷却してから、芯体１０をＰＩ皮膜から抜き取り、無端ベルトを得た。
【００９１】
得られた無端ベルトは、図３の（Ｂ）に示すようなクラウン状の外周面を有し、膜厚は、図１２に示すように一端部において６０μｍであり、前記一端部から中央部に向かって上方に凸の曲線状に増加し、中央部において８０μｍであった。そして、中央部から他端部に向かって上方に凸の曲線状に減少し、他端部において６０μｍであった。
【００９２】
次に、同様の図１に示す塗工装置および芯体１０を用い、ディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度Ｖを５００ｍｍ／分から１５００ｍｍ／分まで変化させてＰＩ樹脂管状成型体を作製し、膜厚を測定した。結果を図１３に示す。
【００９３】
図１３から明らかなように、移動速度Ｖを５００ｍｍ／分から１５００ｍｍ／分まで増加すると、得られるＰＩ皮膜の膜厚は１２０μｍから４０μｍまで直線的に減少することがわかる。
【００９４】
２．実施例２
ディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度Ｖを、芯体１０の一端から中央部に向かって７５０ｍｍ／分から１０００ｍｍ／分に直線的に増加し、中央部から他端に向かって１０００ｍｍ／分から７５０ｍｍ／分に直線的に減少するように設定した以外は、実施例１と同様の手順に従って無端ベルトを作製した。
【００９５】
得られた無端ベルトは、図３の（Ａ）に示すようにフレア状の外周面を有し、両端部の膜厚は８０μｍ、中央部の膜厚は６０μｍであった。
【００９６】
３．実施例３
ディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度Ｖを、芯体１０の一端から中央部に向かって１０００ｍｍ／分から１５００ｍｍ／分に直線的に増加し、中央部から他端に向かって１５００ｍｍ／分から１０００ｍｍ／分に直線的に減少するように設定した以外は、実施例１と同様の手順に従って塗工液を芯体１０に塗工し、乾燥した。次いで、同様の手順、条件で再び塗工液を塗布し、乾燥した後、得られたＰＩ樹脂前駆体皮膜をイミド化し、無端ベルトを作製した。
【００９７】
得られた無端ベルトは、図３の（Ａ）に示すようにフレア状の外周面を有し、両端部の膜厚は１２０μｍ、中央部の膜厚は８０μｍであった。
【００９８】
４．実施例４
ディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度Ｖを、芯体１０の一端から中央部に向かって１５００ｍｍ／分から１０００ｍｍ／分に直線的に減少し、中央部から他端に向かって１０００ｍｍ／分から１５００ｍｍ／分に直線的に増加するように設定した以外は、実施例１と同様の手順に従って塗工液を芯体１０に塗工し、乾燥した。次いで、同様の手順、条件で再び塗工液を塗布し、乾燥した後、得られたＰＩ樹脂前駆体皮膜をイミド化し、無端ベルトを作製した。
【００９９】
得られた無端ベルトは、図３の（Ｂ）に示すようにクラウン状の外周面を有し、両端部の膜厚は８０μｍ、中央部の膜厚は１２０μｍであった。
【０１００】
５．実施例５
実施例２の条件で１回目の塗工を行い、乾燥した後、ディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度Ｖを１５００ｍｍ／分と一定に設定して２回目の塗工、乾燥を行った。ついで実施例１に記載の条件でイミド化を行い、ＰＩ樹脂製の無端ベルトを作製した。
【０１０１】
得られた無端ベルトは、図３の（Ａ）に示すようにフレア状の外周面を有し、両端部の膜厚は１２０μｍ、中央部の膜厚は１００μｍであった。
【０１０２】
６．実施例６
実施例１の条件で１回目の塗工を行い、乾燥した後、ディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度Ｖを１５００ｍｍ／分と一定に設定し、狙い膜厚が４０μｍになるようにポンプ１６の流量を設定して２回目の塗工、乾燥を行った。ついで実施例１に記載の条件でイミド化を行い、ＰＩ樹脂製の無端ベルトを作製した。
【０１０３】
得られた無端ベルトは、図３の（Ｂ）に示すようにクラウン状の外周面を有し、両端部の膜厚は１００μｍ、中央部の膜厚は１２０μｍであった。
【０１０４】
７．実施例７
ディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度Ｖを、芯体１０の一端および他端から５０ｍｍの範囲では７００ｍｍ／分に設定し、それよりも中央部寄りにおいては１０００ｍｍ／分に設定して塗布液の塗工を行った以外は実施例１と同様の条件でと構成の塗工、乾燥、イミド化を行って無端ベルトを作製した。
【０１０５】
得られた無端ベルトは、図３の（Ｃ）に示すように両端部が厚く、中央部が薄い断面形状を有し、両端部の膜厚は１０５μｍ、中央部の膜厚は８０μｍであった。
【０１０６】
８．実施例８
（１）ＰＩ樹脂前駆体溶液の調製
攪拌棒、温度計、および滴下ロートを取り付けたフラスコに、五酸化燐で乾燥した窒素ガスを流通させながら、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（以下、「ＮＭＰ」と略称する。）１９７７．６ｇを注入した。ＮＭＰを加熱して液温を６０℃まで上昇させた後に、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル２００．２ｇ（１．０モル）を添加して溶解させた。４，４’−ジアミノジフェニルエーテルがＮＭＰに溶解したのを角人したら、液温を６０℃に保ちながら３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物２９４．２ｇ（１．０モル）を添加して攪拌、溶解させた。３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物の溶解を確認後、更に液温を６０℃に保ちながら攪拌を継続してポリアミック酸（ＰＩ樹脂前駆体）の重合反応を行った。重合反応を２４時間継続し、固形分濃度が２０質量％のＰＩ樹脂前駆体溶液を得た。
【０１０７】
（２）ＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液の調整
次に、得られたＰＩ樹脂前駆体溶液５００ｇに非イオン系高分子としてポリビニル−２−ピロリドン（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ１７、ＢＡＳＦジャパン株式会社製、以下「ＰＶＰ」と略する。）０．５ｇを添加、溶解させた。次に、導電剤として、酸化処理カーボンブラック（ＳＰＥＣＩＡＬ ＢＬＡＣＫ４（商品名、Ｄｅｇｕｓｓａ製）、ｐＨ４．０、揮発分１４．０％、以下「ＣＢ」と略する。）２５．０ｇを添加してボールミルにて６時間処理してＣＢの分散を行った。
【０１０８】
（３）無端ベルトの作製
図４に示す塗工装置１０２に、芯体１０として、外径９０ｍｍ、長さ４５０ｍｍの金属製円筒状金型を軸線が水平になるように保持部材１２に装着した。なお、芯体１０の外表面には予め弗素系離型剤を塗布し、作製後の無端ベルトが容易に脱着できるようにした。ディスペンサ２０として、容器１４に貯留されたＰＩ前駆体溶液を空気圧で内径４ｍｍのノズル１８から押し出す形態のものを用いた。
【０１０９】
ブレード部材２３としては、図５の（Ａ）に示す形態＃１のブレード部材２３を用いた。ブレード部材２３におけるブレード２３Ａとしては、幅２０ｍｍ、厚み１ｍｍのポリエチレンシートの先端側の端縁を４５度の角度で切除したものを用い、上手辺長Ｌ１、下手辺長Ｌ２、接触辺長Ｌ３、ブレード幅Ｌ４が夫々１７８ｍｍ、１５０ｍｍ、２８ｍｍ、２０ｍｍになるようにブレード支持部材２３Ｂに装着した。
【０１１０】
次いで、芯体１０を１２０ｒｐｍで回転させ、ダイアルゲージで押圧力をゲージ値３に設定してブレード２３Ａからの押圧力を測定した。押圧力の測定は以下の手順で行った。先ず、芯体１０に円周方向に沿って１００ｍｍ幅の圧力測定フィルム（商品名：プレスケールＬＬＷ、富士フイルム株式会社製）を巻回し、ＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液を芯体１０に塗工するときの同一の回転数で回転させ、ダイアルゲージで押圧力を塗工時と同一の強さに設定してブレード２３Ａを芯体１０の外表面に押し当てる。この状態で芯体１０を１回転させた後、圧力測定フィルムを芯体１０の外表面から剥離し、剥離した圧力測定フィルムを比色を利用した圧力測定システム（富士フイルム株式会社製）にかけて押圧力を測定した。押圧力の測定箇所は、ブレード２３Ａが押圧された箇所の移動方向ｂに対して前方の縁部から１ｍｍ後方の位置と、前記箇所の移動方向ｂに対して後方の端部から１ｍｍ前方の位置と、前記箇所の中央部の３箇所とした。
【０１１１】
次いで、容器１４にＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液を注入し、０．４ＭＰａの空気圧を加えてＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液をノズル１８から芯体１０の外側面に向かって２３ｍｌ／分の流量で押し出した。同時に、ディスペンサ２０とブレード部材２３との移動速度を１８０ｍｍ／分（１．５ｍｍ／１回転）に設定して芯体１０の外側面にＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液を塗工した。
【０１１２】
上記の条件で芯体１０の一端から他端に向かってＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液が塗布されたら、芯体１０を水平に保持しつつ、２０ｒｐｍの回転速度で回転させながら、内部が１５０℃に保持された乾燥炉で６０分間乾燥した。乾燥後、芯体１０の表面には１５０μｍのＰＩ前駆体皮膜が形成されていた。ＰＩ前駆体皮膜の溶媒含有量は４０質量％であった。
【０１１３】
次に、ＰＩ前駆体皮膜が形成された芯体１０を１５０℃で２０分間、２８０℃で２０分間、３２０℃で３０分間加熱してＰＩ前駆体をイミド化した。イミド化後、芯体１０を室温まで冷却し、ＰＩ樹脂を主成分とする管状成型体を芯体１０から脱着して無端ベルトを得た。
【０１１４】
（４）無端ベルトの評価
（４−１）外観
得られた無端ベルトについては、外表面の螺旋状ムラの有無を目視で観察し、観察は３人の検査者によって行い、以下の基準で評価した。
【０１１５】
０：３人の検査者の何れも螺旋ムラの発生を認めない。
１：３人の検査者のうち、１人が螺旋ムラの発生を認めた。
２：３人の検査者のうち、２人が螺旋ムラの発生を認めた。
３：３人の検査者の何れも螺旋ムラの発生を認めた。
【０１１６】
結果は「０」であった。
【０１１７】
（４−２）膜厚
無端ベルトの膜厚は、サンコー電子株式会社製の渦ｄ年粒子機膜厚系ＣＴＲ−１５００を用いて、無端ベルトの両端部２０ｍｍの範囲内で軸方向に５ｍｍピッチ（８３点）で測定し、その平均値を求めた。膜厚は８０±２μであった。
【０１１８】
（４−３）画質
富士ゼロックス株式会社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ２２２０（商品名）の改造機（プロセス速度：２５０ｍｍ／ｓｅｃ、一次転写電流：３５μＡ）を使用し、高温高湿（２８℃、８５％ＲＨ）および低温低湿（１０℃、１５％ＲＨ）でシアンおよびマゼンタの５０％ハーフトーンを富士ゼロックス株式会社製Ｃ２記録紙に出力し、以下の基準で濃度ムラを目視で評価した。
【０１１９】
◎：濃度ムラが認められない。
○：濃度ムラは認められるが問題のないレベルである。
×：濃度ムラがはっきりと認められた。
【０１２０】
結果は高温高湿および低温低湿の何れも「◎」であった。
【０１２１】
９．実施形態９〜１６、
ブレード形状および押圧力設定値を表２、３のように変向した以外は、実施例８と同様の手順、条件で無端ベルトを作製し、無端ベルトの外観、膜厚、コピー画質を評価した。結果を表２、３に示す。なお、表３においてブレード部材の形状において「＃５」とあるのは、ブレード支持部材２３Ｂのブレード支持軸とブレード２３Ａのブレード軸とが一致し、しかも芯体１０の外表面に対して直交するようにブレード２３Ａがブレード支持部材２３Ｂに支持され、ブレード２３Ａの接触辺が芯体１０の外表面に対して平行であり、ブレード２３Ａの厚みが前縁と中央部と後縁とで何れも同一である形態をいう。
【０１２２】
【表２】
【表３】
表２および３から明らかなように、形態＃１〜＃４のブレード部材を用いた実施例９〜１６においては、無端ベルトは何れも表面に螺旋ムラの発生が認められず、高温高湿時および低温低湿時のいずれにおいてもコピー画像にムラが見られず、良好なコピー画質が得られたのに対し、形態＃５のブレード部材を用いた比較例１〜３では、得られた無端ベルトに螺旋ムラの派生が認められ、また、コピー画像に濃度ムラが見られた。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】図１は、実施形態１に係る塗工装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る塗工装置の構成の概略を示す端面図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る塗工装置で得られる管状成型体の形態の例を示す概略図である。
【図４】図４は、実施形態２に係る塗工装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図５】図５は、実施形態２に係る塗工装置においてブレード指示部材によってブレードを芯体に押圧する機構の例を示す説明図である。
【図６】図６は、実施形態２に係る塗工装置においてブレード指示部材によってブレードを芯体に押圧する機構の例を示す説明図である。
【図７】図７は、実施形態２に係る塗工装置における形態＃１および＃２のブレード部材の形態を示す平面図である。
【図８】図８は、実施形態２に係る塗工装置における形態＃３および＃４のブレード部材の形態を示す平面図である。
【図９】図９は、実施形態２に係る塗工装置において螺旋ムラの発生を抑止できることを示す説明図である。
【図１０】図１０は、実施形態１または２で作製された無端ベルトを用いた画像形成装置の一例について構成を示す概略図である。
【図１１】図１１は、実施例１におけるディスペンサおよびブレード部材の移動速度と芯体位置との関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は、実施例１で得られた無端ベルトの幅方向の厚み分布をグラフである。
【図１３】図１３は、実施例１におけるディスペンサおよびブレード部材の移動速度と得られた無端ベルトの厚みとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１２４】
１０ 芯体
１２ 保持部材
１４ 容器
１６ ポンプ
１８ ノズル
２０ ディスペンサ
２２ ブレード
２３ ブレード部材
２３Ａ ブレード
２３Ｂ ブレード支持部材
２４ スポンジ
１００ 塗工装置
２００ 画像形成装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗工装置および塗工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリ、レーザプリンタなどの電気写真方式の画像形成装置においては、感光体、中間転写ベルト、記録用紙搬送ベルト、定着ベルトとして薄肉の樹脂製ベルトが使用されることが多い。
【０００３】
前記樹脂製ベルトに継ぎ目があると、出力画像に継ぎ目の跡が生じるので、継ぎ目のない無端ベルトが好ましい、
【０００４】
画像形成装置においては近年小型化や省電力化、高速化が強く要望されているので、画像形成装置に使用される無端ベルトにも、肉厚が薄く、高い柔軟性、力学的強度、および耐久性が要求されている（特許文献１、２）
【０００５】
前記無端ベルトの材質としては、強度や寸法安定性、耐熱性などの観点からポリイミド（以下、「ＰＩ」と略称する。）樹脂やポリアミドイミド（以下、「ＰＡＩ」と略称する。）樹脂が一般的に使用されている（特許文献３〜１０）。
【０００６】
ＰＩ樹脂で無端ベルトのような管状成型体を作製する方法としては、円筒体の内面にＰＩ樹脂前駆体溶液を塗工して回転させながら乾燥させてＰＩ皮膜を形成する遠心成形法（特許文献１１）や、円筒体内面にＰＩ前駆体溶液を展開して加熱乾燥し、ＰＩ皮膜とする内面塗工法（特許文献１２）などがある。
【０００７】
ＰＩ樹脂で管状成型体を作製する別の方法としては、円柱形の芯体の外表面にＰＩ樹脂前駆体溶液を浸漬塗工法によって塗工し、加熱乾燥して芯体外表面にＰＩ樹脂皮膜を形成する方法がある。また、前記芯体の外表面にＰＩ樹脂前駆体溶液を塗工するノズルと、前記芯体の外表面に対して平行であって前記外表面から僅かな隙間をおいて設けられた面を有するガイドの内側に前記芯体を設置し、前記ガイドを前記芯体の軸線方向に移動させる塗工方法（特許文献１３）もある。
【０００８】
更に、円筒状または円柱状の芯体を回転させ、ディスペンサによってＰＩ樹脂前駆体溶液を前記芯体の外表面に供給しながら、前記ディスペンサを芯体の軸線方向に移動させ、同時に、前記ディスペンサと共に移動するブレードによって前記ＰＩ樹脂前駆体溶液を一定の厚みに均して塗工し、加熱乾燥して芯体外表面にＰＩ樹脂皮膜を形成する方法がある（特許文献１４）。
【０００９】
また、無端ベルトにおいては、外周面が、両側縁が内側にすぼまった形態や、外側に広がった形態を有するもの、および外周面が一端から他端に向かってテーパ状に縮小または拡大する形態のものが要求されることがあるが、このような無端ベルトの製造方法として、中央部が外側に突出したクラウン状、両端部が外側に拡大する逆クラウン状（フレア状）、またはテーパ状の外周面を有する芯体を用いる方法が提案された（特許文献１５）。
【００１０】
更に、シリンダ状の芯体の内表面にＰＩ樹脂前駆体溶液を塗工した後、前記芯体の内部に気流を送り、前記芯体の内表面に形成された塗膜の中央の膜厚を両端部よりも厚くすることが提案された（特許文献１６）
【特許文献１】特開平８−２６２９０３号公報
【特許文献２】特開平１１−１３３７７６号公報
【特許文献３】特開平６−２５８９６０号公報
【特許文献４】特開２００２−１４８９５１号公報
【特許文献５】特開２００２−１４８９５１号公報
【特許文献６】特開２００２−１４８９５７号公報
【特許文献７】特開２００２−２９２６５６号公報
【特許文献８】特開平８−２５９７０９号公報
【特許文献９】特開平８−２６２９０３号公報
【特許文献１０】特開２００２−２２６７６５号公報
【特許文献１１】特開昭６２−０１９４３７号公報
【特許文献１２】特開２００２−０９１０２７号公報
【特許文献１３】特開平１０−０６９１８３号公報
【特許文献１４】特開平９−２９７４８２号公報
【特許文献１５】特開平１２−０９４４６１号公報
【特許文献１６】特開平１３−００１３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、螺旋状の塗工ムラのない管状成型体が得られる塗工方法および塗工装置、並びに芯体の抜き取りが困難であるという問題なく、クラウン状、フレア状、またはテーパ状の外周面を有する管状成型体を作製できる塗工方法および塗工装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、円筒状または円柱状の芯体を、軸線が水平になるように保持しつつ、前記軸線の周りに回転させ、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かってディスペンサを移動させつつ、前記ディスペンサから前記芯体の外表面に塗工液を流下させ、ブレード部材の先端縁を前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧して前記ディスペンサとともに芯体の一端から他端に移動させ、前記芯体の外表面に流下した塗工液を所定の厚みに均して塗工する塗工工程と、芯体の外表面に塗工された塗工液を乾燥、固化して皮膜とする皮膜形成工程と、を有し、前記塗工工程においては、前記ブレード部材の先端縁から前記芯体に及ぼされる押圧力を前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向に対して前方から後方に向かって減少させる塗工方法に関する。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の塗工方法において、前記塗工工程においては、前記芯体における塗工液を厚く塗工すべき箇所における前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度を、芯体の前記箇所よりも塗工液を薄く塗工すべき箇所における移動速度よりも遅くなるように設定するものに関する。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、円筒状または円柱状の芯体を、軸線が水平になるように保持しつつ、前記軸線の周りに回転させ、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かってディスペンサを移動させつつ、前記ディスペンサから前記芯体の外表面に塗工液を流下させ、ブレード部材を前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧させて前記ディスペンサとともに芯体の一端から他端に移動させ、前記芯体の外表面に流下した塗工液を所定の厚みに均して塗工する塗工工程と、芯体の外表面に塗工された塗工液を乾燥、固化して皮膜とする皮膜形成工程と、を有し、前記塗工工程においては、前記芯体における塗工液を厚く塗工すべき箇所における前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度を、芯体の前記箇所よりも塗工液を薄く塗工すべき箇所における移動速度よりも遅くなるように設定する塗工方法に関する。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の塗工方法において、前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度が前記芯材の中央部では前記芯材の両端部よりも高く設定されるものに関する。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の塗工方法において、前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度が前記芯材の両端部では前記芯材の中央部よりも高く設定されるものに関する。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項３〜５の何れか１項に記載の塗工方法において、前記皮膜形成工程で皮膜を形成した後に、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かってディスペンサを移動させつつ、前記ディスペンサから前記芯体の外表面に前記皮膜を形成するのに使用されたのと同一または異なる塗工液を流下させ、ブレード部材を所定の押圧力で前記芯体の外表面に押圧し、前記ディスペンサとともに芯体の一端から他端に移動させて前記芯体の外表面に流下した塗工液を所定の厚みに均して塗工する後塗工工程を有するものに関する。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の塗工方法において、前記後塗工工程を複数回行うものに関する。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、円筒状または円柱状であって、軸線が水平になるように保持されているとともに、回転手段によって前記軸線の回りに回転する芯体と、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記芯体の外表面に塗工液を流下させるディスペンサ手段と、先端縁が前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧された状態で前記ディスペンサ手段と共に前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記ディスペンサ手段から前記芯体の外表面に流下した塗工液を所定の厚みに均すブレード部材と、を備え、前記ブレード部材の先端縁から前記芯体に及ぼされる押圧力が、前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向に対して前方から後方に向かって減少するように設定されている塗工装置に関する。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の塗工装置において、前記ブレード部材は、先端縁が芯体の外表面に押圧されるブレードと、前記ブレードを支持するブレード支持部材とを備え、前記ブレード支持部材は、前記芯体に向かって前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向とは反対の方向に傾斜するように前記ブレードを保持しているとともに、前記ブレード部材の先端縁は、前記芯材の表面に対して平行に形成されているものに関する。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の塗工装置において、前記ブレード部材は、先端縁が芯体の外表面に押圧されるブレードと、前記ブレードを支持するブレード支持部材とを備え、前記ブレードの先端縁が、前記移動方向に対して前方から後方に向かって前記芯体の外表面との距離が小さくなるように形成されているものに関する。
【００２２】
請求項１１に記載の発明は、請求項８〜１０の何れか１項に記載の塗工装置において、前記ブレード部材が、先端縁が芯体の外表面に押圧されるブレードと、前記ブレードを支持するブレード支持部材とを備え、前記ブレードが、前記移動方向に対して前方から後方に向かって厚みが減少するように形成されているものに関する。
【００２３】
請求項１２に記載の発明は、請求項８〜１１の何れか１項に記載の塗工装置において、前記ブレード部材の先端における前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向に対して前方の端部と、前記移動方向に対して後方の端部とで、前記押圧力が１．３：１〜５：１に設定されているものに関する。
【００２４】
請求項１３に記載の発明は、請求項８〜１２の何れか１項に記載の塗工装置において、前記押圧力が０．２ＭＰａ〜２．５ＭＰａの範囲に設定されているものに関する。
【００２５】
請求項１４に記載の発明は、円筒状または円柱状であって、軸線が水平になるように保持されているとともに、回転手段によって前記軸線の回りに回転する芯体と、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記芯体の外表面に塗工液を流下させるディスペンサ手段と、先端縁が前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧された状態で前記ディスペンサ手段と共に前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記ディスペンサ手段から前記芯体の外表面に流下した塗工液を所定の厚みに均すブレード部材と、前記芯体における塗工液を厚く塗工すべき箇所においては、前記箇所よりも塗工液を薄く塗工すべき箇所と比較して前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度が遅く設定されている塗工装置に関する。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１の発明によれば、前記ブレード部材の先端縁から前記芯体に及ぼされる押圧力を前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向に対して前方から後方に向かって減少させているから、ブレード部材と芯体との間で押圧された塗工液がブレード部材の後縁で盛り上がりを形成することが少なくなり、管状成型体の外表面における螺旋状の塗工ムラの発生を効果的に抑止できる。
【００２７】
請求項２の発明によれば、軸線方向に沿って厚みが変化する管状成型体を形成する際に、前記管状成型体の外表面における螺旋状の塗工ムラの発生を効果的に抑止できる。
【００２８】
請求項３の発明においては、前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度が遅い部分においては、前記移動速度がより速い部分と比較して塗工液が芯体により厚く塗工される。したがって、外周面が円筒状であってクラウン状、フレア状、およびテーパ状の何れにも加工されていない芯体を用いることができるから、クラウン状、フレア状、およびテーパ状何れの形態の外周面を有する管状成型体も、製造後の管状成型体から芯体を抜くのが困難であるという問題無しに作製できる。
【００２９】
請求項４の発明においては、前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度は、前記芯材の中央部では前記芯材の両端部よりも高く設定されるから、両端部の厚みが薄く、中央部の厚みが厚いクラウン状の外周面を有する管状成型体が作製できる。
【００３０】
請求項５の発明によれば、前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度が、前記芯材の両端部では前記芯材の中央部よりも高く設定されるから、両端部の厚みが厚く、中央部の厚みが薄いフレア状の外周面を有する管状成型体が作製できる。
【００３１】
請求項６の発明によれば、クラウン状、フレア状、またはテーパ状の外周面を有するとともに、同一または異なる２つ以上の層からなる管状成型体が得られる。
【００３２】
請求項７の発明によれば、クラウン状、フレア状、またはテーパ状の外周面を有するとともに、同一または異なる３つ以上の層からなる管状成型体が得られる。
【００３３】
請求項８の発明によれば、請求項１に記載したのと同様の理由により、管状成型体の外表面に螺旋状の塗工ムラが生じるのを効果的に抑止できる。
【００３４】
請求項９の発明によれば、ブレードは、ブレード支持部材によって前記芯体に向かって前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向とは反対の方向に傾斜するように保持され、しかも先端縁が前記芯材の表面に対して平行に形成されているから、ブレードから芯体外表面に及ぼされる押圧力は、前記移動方向に対して前方においては後方よりも高くなる。
【００３５】
請求項１０の発明によれば、前記ブレードの先端縁が、前記移動方向に対して前方から後方に向かって前記芯体の外表面との距離が小さくなるように形成されているから、ブレードから芯体外表面に及ぼされる押圧力は、前記移動方向に対して前方においては後方よりも高くなる。
【００３６】
請求項１１の発明によれば、前記ブレードは、前記移動方向に対して前方から後方に向かって厚みが減少するように形成されているから、ブレードから芯体外表面に及ぼされる押圧力は、前記移動方向に対して前方においては後方よりも高くなる。
【００３７】
請求項１２の発明によれば、管状成型体の外表面に螺旋状の塗工ムラが生じるのを効果的に抑止できる。
【００３８】
請求項１３の発明によれば、管状成型体の外表面に螺旋状の塗工ムラが生じるのを効果的に抑止できる上、ブレード部材の先端と芯体との摩擦によって芯体の外表面が傷付くことも抑止できる。
【００３９】
請求項１４の発明によれば、請求項３に記載したのと同様の理由により、円筒状の外周面を有する芯体を用いながら、クラウン状、フレア状、テーパ状などの種々の形態の外周面を有する管状成型体を作製できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
１．実施形態１
実施形態１に係る塗工装置１００は、図１および図２に示すように、軸線が水平に位置するように、両端が保持部材１２で保持され、回転手段（図示せず。）によって軸線の回りに回転する円筒状の芯体１０と、容器１４に貯留されたＰＩ樹脂前駆体溶液を芯体１０の外表面に流下させるディスペンサ２０と、ディスペンサ２０によって芯体１０の表面に流下したＰＩ樹脂前駆体溶液を所定の厚みに均す板状部材であるブレード２２と、芯体１０の他端近傍に設けられたブレード２２を洗浄するためのスポンジ２４とを備える。ディスペンサ２０は本発明におけるディスペンサ手段に相当し、ブレード２２はブレード部材に相当する。
【００４１】
芯体１０は、矢印ａで示すように、図１および図２における時計回り方向に沿って回転する。芯体１０の直径は、管状成型体の内径に応じて選択すればよいが、一般的には１０〜１５０ｍｍの範囲である。また、肉厚は０．５〜３ｍｍが一般的である。
【００４２】
ディスペンサ２０は、芯体１０の外表面における上側の面にＰＩ前駆体溶液を流下させるように配置されている。図１および図２において、Ｓは、ディスペンサ２０から流下したＰＩ前駆体溶液の流れを示す。
【００４３】
そして、ディスペンサ２０は、ＰＩ前駆体溶液を芯体１０の外表面に向かって吐出するノズル１８と、容器１４に貯留されたＰＩ前駆体溶液をノズル１８に向かって送出するポンプ１６とを有する。ポンプ１６としては、ＰＩ前駆体溶液を一定の流量で途切れなく押し出せるものであれば特に種類を問わないが、通常は回転容積型の１軸偏心ポンプであるノーモポンプ（商品名）が使用される。
【００４４】
なお、図１および図２に示す例では、ディスペンサ２０においては、容器１４内のＰＩ前駆体溶液をポンプ１６でノズル１８に送出しているが、容器１４内を不活性ガスや空気で加圧し、このガス圧でノズル１８からＰＩ前駆体溶液を吐出するようにしてもよい。また、容器１４にピストンを設け、このピストンでＰＩ前駆体溶液を押し出してもよい。
【００４５】
ディスペンサ２０におけるノズル１８の先端と芯体１０の外表面との距離は、ＰＩ前駆体溶液の流れＳが途切れないように、１０〜１００ｍｍの範囲が好ましい。
【００４６】
ディスペンサ２０とブレード２２とは、図１において矢印ｂで示すように、相対的な位置関係を保持したまま、芯体１０の一端から他端に向かって移動手段（図示せず。）によって移動する。ディスペンサ２０とブレード２２との移動速度Ｖは、可変可能である。
【００４７】
ブレード２２は、ディスペンサ２０のノズル１８の下方に配設された板状部材であり、先端が下方に向かって湾曲している。そして、先端が所定の押圧力で芯体１０の表面に押圧されている。ブレード２２は、ＰＩ前駆体溶液に侵されたり、ＰＩ前駆体溶液を変質させたりすることのない材質が好ましく、具体的にはステンレス鋼や真鍮、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、弗素樹脂などの弾性材料のプレートが使用される。ブレード２２の幅は、ＰＩ前駆体溶液の塗工ピッチ（＝芯体１０が１回転する間にディスペンサ２０およびブレード２２が移動する距離）より広いことが好ましいが、ブレード２２の幅が余りに広いと筋が形成される可能性があるので、前記ピッチの２倍以下が好ましい。
【００４８】
以下、塗工装置１００においてＰＩ樹脂前駆体溶液を塗工してＰＩ樹脂の管状成型体を作製する条件および手順について説明する。
【００４９】
ＰＩ樹脂前駆体溶液を塗工する際の芯体１０の回転速度は２０〜２００ｒｐｍの範囲が好ましい。また、ディスペンサ２０とブレード２２との移動速度Ｖは、ディスペンサ２０からのＰＩ前駆体溶液の流下量をｆ、得られる塗膜の厚みをｔ、芯体１０の外径をＤとすると、以下の式：
【００５０】
Ｖ＝ｆ／（ｔ×Ｄ×π）
【００５１】
に従って設定できる。
【００５２】
塗工装置１００においては、上の式からもわかるようにディスペンサ２０とブレード２２との移動速度Ｖが遅くなるほど塗膜の厚みｔは大きくなり、反対に移動速度Ｖが速くなると、塗膜の厚みｔは小さくなる。
【００５３】
したがって、ディスペンサ２０とブレード２２との移動速度Ｖを芯体１０の一端から中央部に向かって増大させ、中央部から他端に向かって減少させると、図３において（Ａ）に示すように、両端部で膜厚が大きく、中央部で膜厚が小さいフレア型の管状成型体が得られる。また、前記移動速度Ｖを芯体１０の芯体１０の一端から中央部に向かって減少させ、中央部から他端に向かって増大させると、図３において（Ｂ）に示すように両端部で膜厚が小さく、中央部で膜厚が大きいクラウン型の管状成型体が得られる。更に、前記移動速度Ｖを、芯体１０の一端部ではＶ１に設定し、芯体１０の中央部ではＶ１よりも大きなＶ２とし、芯体１０の他端部では再びＶ１に戻すことにより、図３において（Ｃ）に示すように両端が一定の膜厚ｔ１を有し、中央部が膜厚ｔ１よりも小さい膜厚ｔ２を有する形態の管状成型体が得られる。塗膜の膜厚ｔは３０〜１５０μｍの範囲に設定することが好ましい。
【００５４】
なお、得られる管状成型体の膜厚の最大の部分と最小の部分との差は１０〜７０μｍ、特に２０〜５０μｎの範囲が好ましい。また、前記管状成型体が電子写真式の画像形成装置に使用される無端ベルトである場合は、中央部で３０〜１５０μｍの範囲が好ましいから、１回の塗工で所望の膜厚が得られないときは、ＰＩ樹脂前駆体溶液の塗工を複数回に分けて行えばよい。この場合、１回目の塗工で得られた塗膜を後述する条件で圧程度感動させた後に２回目以降の塗工を行うことが好ましい。
【００５５】
ＰＩ樹脂前駆体溶液を芯体１０に塗工したら、芯体１０を乾燥装置（図示せず。）に移して軸線の回りに回転させながら加熱乾燥する。芯体１０の回転速度は１〜６０ｒｐｍ、加熱温度は９０〜１７０℃、乾燥時間は２０〜６０分が好ましい。
【００５６】
なお、芯体１０に塗工する塗工液が本実施形態のようにＰＩ樹脂前駆体溶液の場合は、ＰＩ樹脂前駆体の皮膜はＰＩ樹脂皮膜ほど強くないので、塗膜から溶媒を除去しすぎると塗膜に割れが生じやすい。そこで、塗膜に１５〜４５質量％程度溶媒が残存している状態で必要に応じて２回目の塗工を行い、同様の条件で乾燥すればよい。
【００５７】
１５〜４５質量％程度溶媒が残存している状態まで塗膜を乾燥したら、２５０〜４５０℃、好ましくは３００〜３５０℃に芯体１０を加熱してＰＩ樹脂前駆体の塗膜をイミド化し、ＰＩ樹脂とする。イミド化の際には芯体１０は回転させる必要はない。塗膜のイミド化が終了したら、得られた管状成型体を芯体１０から剥離する。
【００５８】
なお、塗工液がＰＡＩ樹脂溶液のように乾燥後のイミド化反応を必要としない場合には、塗工液を芯体１０に塗工後、上述の条件で乾燥して溶媒を除去するだけで無端ベルトなどの管状成型体が得られる。
【００５９】
得られた管状成型体には必要に応じて孔開け加工やリブ付け加工などの各種の後加工を施し、最終製品とする。
【００６０】
塗工液としては、ＰＩ樹脂前駆体溶液およびＰＡＩ樹脂溶液のほか、ポリウレタン樹脂溶液、全芳香族ポリエステル樹脂溶液、ポリカーボネート樹脂溶液、ポリエステル樹脂溶液、ポリアミド樹脂溶液など、無端ベルトなどの管状成型体に使用される樹脂、または前記樹脂の前駆体の溶液が使用される。塗工液中の固形分濃度は、４〜２０質量％程度がディスペンサ２０からの塗工液の吐出を安定的に行う上からは好ましい。
【００６１】
前記管状成型体が画像形成装置用の無端ベルトであって、前記無端ベルトが転写ベルトや接触帯電ベルトとして使用するためのものである場合には、塗工液としてＰＩ樹脂前駆体溶液やＰＡＩ樹脂溶液などに導電性物質を分散させたものを使用することが好ましい。前記導電性物質としては、カーボンブラック、カーボンファイバ、カーボンなのチューブ、グラファイトなどの炭素系導電性物質、銅、金、アルミニウム、錫などの金属や合金類、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化錫インジウムなどの導電性酸化物などが挙げられる。
【００６２】
また、前記無端ベルトが定着ベルトとして使用するためのものである場合は、無端ベルトの表面にトナーに対して非粘着性の皮膜を形成することが好ましい。前記皮膜の材質としては、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエステル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体などの弗素系樹脂が好ましい。また前記皮膜の形成方法としては前記弗素系樹脂の水分散液を無端ベルトの表面に塗布して焼き付ける方法が好ましい。なお、塗工液がＰＩ樹脂前駆体溶液である場合には、塗膜が乾燥した段階で前記弗素系樹脂の水分散液を塗膜表面に塗布し、イミド化と皮膜形成とを同時に行うようにしてもよい。
【００６３】
２．実施形態２
実施形態２に係る塗工装置１０２は、図４に示すように実施形態１の塗工装置におけるブレード２２に代えてブレード部材２３を用いた以外は実施形態１の塗工装置と同様の構成を有する。
【００６４】
ブレード部材２３は、図４〜図８に示すように、芯体１０の外表面に押圧されるブレード２３Ａと、ブレード２３Ａを支持するブレード支持部材２３Ｂとを備えている。
【００６５】
ブレード２３Ａは、実施形態１のブレード２２と同様に、ＰＩ樹脂前駆体溶液に侵されたりＰＩ樹脂前駆体溶液を変質させたりすることのない材料、具体的にはポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、弗素系樹脂などの合成樹脂系材料、およびステンレス鋼や真鍮などの金属が使用される。
【００６６】
ブレード支持部材２３Ｂは、ブレード２３Ａの一端を保持するとともに、塗工液を塗工中はブレード２３Ａを先端において芯体１０の外表面に所定の押圧力で押圧し、塗工終了後はブレード２３Ａの先端を芯体１０外表面から離脱させるための機構（図示せず。）を有する。塗工装置１０２は、ブレード支持部材２３Ｂがブレード２３Ａを芯体１０に押圧する押圧力を０〜５の６段階に設定するためのダイアルゲージを備える。
【００６７】
ブレード指示部材２３Ｂによってブレード２３Ａを芯体１０に押圧する機構は特に限定されないが、例えば図５の（Ａ）に示すようにブレード２３Ａを水平方向に対して斜め上方に移動させて芯体１０に突き当てる形態、および同図の（Ｂ）に示すように、ブレード２３Ａを垂直方向に沿って上方に移動させて芯体１０に突き当てる形態の機構がある。また、図６に示すようにブレード２３Ａの一端を支持し、この支持部を軸としてブレード２３Ａを回転移動させて芯体１０に突き当てるようにしてもよい。
【００６８】
ブレード支持部材２３Ｂは、ブレード２３Ａの芯体１０への押圧力が０．２ＭＰａ〜２．５ＭＰａの範囲となり、ディスペンサ２０およびブレード部材２３の移動方向ｂに対して後方の端部と、前記移動方向に対して前方の端部とで、押圧力が１．３：１〜５：１の比率になるように構成されている。
【００６９】
以下、ブレード部材２３について詳説する。図７および図８においてブレード２３ＡについてＬ１、Ｌ２、Ｌ３とあるのは、Ｌ１は、移動方向ｂに対して前方の辺である上手辺の長さ、即ち上手辺長を、Ｌ２は、移動方向ｂに対して後方の辺である下手辺の長さである下手辺長を、Ｌ３は、塗工時に芯体１０の外側面に押圧される辺である接触辺の長さである接触辺長を示す。また、αはブレード２３Ａの上手辺先端角、即ち上手辺と接触辺との成す角度を、βはブレード２３Ａの下手辺先端角、即ち下手辺と接触辺との成す角度を示す。
【００７０】
ブレード部材２３の形態としては、図７の（Ａ）に示すように、ブレード支持部材２３Ｂがブレード２３Ａを支持する方向であるブレード支持軸とブレード２３Ａの中心線であるブレード軸とが一致し、しかもブレード軸が芯体１０の外表面に対して斜めになるようにブレード２３Ａがブレード支持部材２３Ｂに支持されている形態がある。前記形態のブレード部材２３においては、ブレード２３Ａの接触辺は芯体１０の外表面に対して平行である。
【００７１】
このときのブレード２３Ａの各部の寸法は、上手辺長Ｌ１が１５〜２００ｍｍ、下手辺長Ｌ２が２０〜２５０ｍｍ、接触辺長Ｌ３が１０〜１５０ｍｍ、ブレード２３Ａの中心線に沿った長さであるブレード長Ｌが３０〜６０ｍｍ、ブレード幅Ｌ４が１０〜１５０ｍｍの範囲であることが好ましい。そして、上手辺先端角αは１１０〜１５０度の範囲が、下手辺先端角βは３０〜７０度の範囲が好ましい。なお、ブレード２３Ａの移動方向ｂに沿った厚み分布は一定である。
以下、前記形態を「＃１」ということがある。
【００７２】
ブレード部材２３の形態としては、また、図７の（Ｂ）に示すように、ブレード支持軸が芯体１０の外表面の法線方向であって、ブレード軸が芯体１０の外表面に対して斜めになるようにブレード２３Ａがブレード支持部材２３Ｂに支持されている形態がある。前記形態のブレード部材２３においても、ブレード２３Ａの接触辺は芯体１０の外表面に対して平行である。
【００７３】
このときのブレード２３Ａの各部の寸法は、上手辺長Ｌ１が１５〜２５０ｍｍ、下手辺長Ｌ２が１５〜２５０ｍｍ、接触辺長Ｌ３が１０〜１５０ｍｍ、ブレード長Ｌが２０〜６０ｍｍ、ブレード幅Ｌ４が１０〜１５０ｍｍであることが好ましい。そして、上手辺先端角αは９１〜１５０度の範囲が、下手辺先端角βは３０〜８９度の範囲が好ましい。
以下、前記形態を「＃２」ということがある。
【００７４】
ブレード部材２３としては、他に、図８の（Ａ）に示すように、ブレード支持軸とブレード軸とが一致し、しかも芯体１０の外表面に対して直交するようにブレード２３Ａがブレード支持部材２３Ｂに支持され、しかも、上手辺長Ｌ１が下手辺長Ｌ２よりも短く形成され、従ってブレード２３Ａの接触辺が芯体１０の外表面から離脱した状態においては、接触辺が芯体１０の外表面１０に対して斜めに位置する形態のものも可能である。
【００７５】
このときのブレード２３Ａの各部の寸法は、上手辺長Ｌ１が２０〜２５０ｍｍ、下手辺長Ｌ２が１５〜２００ｍｍ、接触辺長Ｌ３が１０〜１５０ｍｍ、ブレード長Ｌが２０〜６０ｍｍ、ブレード幅Ｌ４が１０〜１５０ｍｍであることが好ましい。そして、上手辺先端角αは１１０〜１５０度の範囲が、下手辺先端角βは３０〜７０度の範囲が好ましい。
以下、前記形態を「＃３」ということがある。
【００７６】
ブレード部材２３としては、他に、図８の（Ｂ）に示すように、ブレード支持軸とブレード軸とが一致し、しかも芯体１０の外表面に対して直交するようにブレード２３Ａがブレード支持部材２３Ｂに支持され、しかも、ブレード２３Ａの上手辺が形成する縁部である前縁で最も厚く、下手辺が形成する縁部である後縁に向かって厚みが減少するように形成された形態も可能である。なお、Ｌ５はブレード２３Ａの前縁の厚みであり、Ｌ６はブレード２３Ａの後縁の厚みである。前記形態のブレード部材２３においては、ブレード２３Ａの接触辺は芯体１０の外表面に対して平行である。
【００７７】
このときのブレード２３Ａの各部の寸法は、上手辺長Ｌ１が１５〜２５０ｍｍ、下手辺長Ｌ２が１５〜２５０ｍｍ、接触辺長Ｌ３が１０〜１５０ｍｍ、ブレード長Ｌが２０〜６０ｍｍ、ブレード幅Ｌ４が１０〜１５０ｍｍであることが好ましい。なお、上手辺先端角αおよび下手辺先端角βは何れも９０度である。
以下、前記形態を「＃４」ということがある。
【００７８】
上記４つの形態のブレード部材２３のいずれにおいても、ブレード部材２３を芯体１０の外表面に押圧すると、ブレード２３Ａは、移動方向ｂに対して前方、言い換えれば上手辺側の部分よりも移動方向ｂに対して後方、言い換えれば下手辺側の部分が押圧力によって大きく撓む。したがって、図９において（Ａ）に示すように、ブレード部材２３から芯体１０の外表面への押圧力は、ブレード２３Ａにおける上手辺側の部分で最も強く、移動方向ｂに対して後方に行くに従って弱くなる。故に、ブレード部材２３を芯体１０に強く押圧した場合においても、ブレード２３Ａにおける下手辺側の部分では塗布液がブレード２３Ａと芯体１０とから受ける圧力はブレード２３Ａにおける上手辺側の部分と比較して小さいから、塗布液としてＰＩ樹脂前駆体溶液のようにチクソトロピ性の高いものを用いた場合においても、ブレード２３Ａ直後の塗布液の盛り上がりは殆どない。
【００７９】
これに対して、ブレード部材２３の芯体１０への押圧力がブレード２３Ａのどの部分においても同一のときは、ブレード部材２３を芯体１０に強く押圧すると、ブレード２３Ａにおける下手辺側の部分においても、ブレード２３Ａにおける上手辺側の部分と同様に、塗布液がブレード２３Ａと芯体１０とから大きな圧力を受ける。したがって、塗布液としてＰＩ樹脂前駆体溶液のようにチクソトロピ性の高いものを用いた場合には、ブレード２３Ａ直後に大きな塗布液の盛り上がりが生じる。
【００８０】
３．実施形態３
実施形態１または２に記載の塗工装置で作製された無端ベルトを中間転写ベルト、搬送ベルト、および定着ベルトとして用いた電子写真式の画像形成装置について以下に説明する。
【００８１】
実施形態３に係る画像形成装置２００は、図１０に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー画像が表面に形成される感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋと、感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋの表面に形成された潜像をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーで現像する現像器１０５、１０６、１０７、１０８と、上記無端ベルトから形成され、感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋの表面に当接するように配設された中間転写ベルト１０２と、中間転写ベルト１０２を張架すると共に矢印Ｂの方向に回転駆動する張架ローラ１１７〜１１９と、中間転写ベルト１０２を挟んで張架ローラ１１７に相対するように配設された二次転写ローラ１２０と、中間転写ベルト１０２を裏面側から感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋに押圧する転写バッフル１２１〜１２４と、転写バッフル１２１〜１２４に隣接して配置され、中間転写ベルト１０２を帯電させるコロナ放電器１０９〜１２１と、中間転写ベルト１０２の下方に位置し、記録用紙１０３が収納されている記録媒体収納部１１３とを備える。張架ローラ１１７と二次転写ローラ１２０と中間転写ベルト１０２とによって二次転写部１２５が形成される。そして、記録媒体収納部１１３に収納された記録用紙１０３は、送り出しローラ１２６によって二次転写部１２５に送り出される。
【００８２】
二次転写部１２５を挟んで記録媒体収納部１１３の反対側には、二次転写部１２５で記録用紙１０３に転写されたトナー画像を加熱、定着する加熱ローラ１２７と、やはり上記無端ベルトから形成され、記録用紙１０３を加熱ローラ１２７に押圧する押圧ローラ１２８とからなる定着部１２９と、二次転写部１２５でトナー画像が転写された記録用紙１０３を定着部１２９に搬送する上記無端ベルトから形成された搬送ベルトを有する搬送コンベア１１５とが設けられている。
【００８３】
中間転写ベルト１０２における二次転写部１２５よりも下流側には、二次転写部１２５において記録用紙１０３に転写されないで残ったトナーを除去するクリーナ１１５が設けられている。
【００８４】
以下、画像形成装置２００の作用について説明する。
【００８５】
る感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋの表面に潜像が形成されると、前記潜像は、現像器１０５〜１０８によってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナーで現像され、感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋの表面にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー画像が形成される。
【００８６】
感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋの表面に形成されたトナー画像は順次中間転写ベルト１０２に転写され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー画像が重ね合わされたフルカラーのトナー画像が形成される。
【００８７】
中間転写ベルト１０２上に形成されたフルカラーのトナー画像は、二次転写部１２５において記録用紙１０３に転写される。トナー画像が転写された記録用紙１０３は、搬送ベルトコンベア１１５で定着部１２９に搬送され、定着部１２９でトナー画像が記録用紙１０３に定着される。
【実施例】
【００８８】
１．実施例１
図１に示す塗工装置を用い、ＰＩ樹脂前駆体溶液（商品名：Ｕイミド、ユニチカ株式会社製、粘度１００Ｐａ（２５℃））を直径３０ｍｍ、長さ７００ｍｍの芯体１０に塗布長６００ｍｍで塗工した。塗工条件は、以下の表１の様に設定した。なお、ディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度Ｖについては、図１１に示すように、芯体１０の一端から中央部に向かって１０００ｍｍ／分から７５０ｍｍ／分まで直線的に低下させ、芯体１０の中央部から他端に向かって７５０ｍｍ／分から１０００ｍｍ／分まで再び直線的に増加させた。なお図１１において芯体位置は、芯体１０の塗工開始位置から、ある時点における芯体１０におけるディスペンサ２０からのＰＩ樹脂前駆体溶液の流下位置までの距離である。
【００８９】
【表１】
塗工終了後、芯体１０を軸線の回りに１２ｒｐｍの回転速度で回転させながら、内部が１２０℃に保持された加熱装置に居れ、４０分間乾燥させた。その後、芯体１０を垂直に保持し、１９０℃で１０分間、２５０℃で３０分間、３２０℃で３０分間加熱してＰＩ樹脂前駆体皮膜をイミド化し、ＰＩ皮膜を形成した。
【００９０】
イミド化後、芯体１０を室温まで冷却してから、芯体１０をＰＩ皮膜から抜き取り、無端ベルトを得た。
【００９１】
得られた無端ベルトは、図３の（Ｂ）に示すようなクラウン状の外周面を有し、膜厚は、図１２に示すように一端部において６０μｍであり、前記一端部から中央部に向かって上方に凸の曲線状に増加し、中央部において８０μｍであった。そして、中央部から他端部に向かって上方に凸の曲線状に減少し、他端部において６０μｍであった。
【００９２】
次に、同様の図１に示す塗工装置および芯体１０を用い、ディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度Ｖを５００ｍｍ／分から１５００ｍｍ／分まで変化させてＰＩ樹脂管状成型体を作製し、膜厚を測定した。結果を図１３に示す。
【００９３】
図１３から明らかなように、移動速度Ｖを５００ｍｍ／分から１５００ｍｍ／分まで増加すると、得られるＰＩ皮膜の膜厚は１２０μｍから４０μｍまで直線的に減少することがわかる。
【００９４】
２．実施例２
ディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度Ｖを、芯体１０の一端から中央部に向かって７５０ｍｍ／分から１０００ｍｍ／分に直線的に増加し、中央部から他端に向かって１０００ｍｍ／分から７５０ｍｍ／分に直線的に減少するように設定した以外は、実施例１と同様の手順に従って無端ベルトを作製した。
【００９５】
得られた無端ベルトは、図３の（Ａ）に示すようにフレア状の外周面を有し、両端部の膜厚は８０μｍ、中央部の膜厚は６０μｍであった。
【００９６】
３．実施例３
ディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度Ｖを、芯体１０の一端から中央部に向かって１０００ｍｍ／分から１５００ｍｍ／分に直線的に増加し、中央部から他端に向かって１５００ｍｍ／分から１０００ｍｍ／分に直線的に減少するように設定した以外は、実施例１と同様の手順に従って塗工液を芯体１０に塗工し、乾燥した。次いで、同様の手順、条件で再び塗工液を塗布し、乾燥した後、得られたＰＩ樹脂前駆体皮膜をイミド化し、無端ベルトを作製した。
【００９７】
得られた無端ベルトは、図３の（Ａ）に示すようにフレア状の外周面を有し、両端部の膜厚は１２０μｍ、中央部の膜厚は８０μｍであった。
【００９８】
４．実施例４
ディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度Ｖを、芯体１０の一端から中央部に向かって１５００ｍｍ／分から１０００ｍｍ／分に直線的に減少し、中央部から他端に向かって１０００ｍｍ／分から１５００ｍｍ／分に直線的に増加するように設定した以外は、実施例１と同様の手順に従って塗工液を芯体１０に塗工し、乾燥した。次いで、同様の手順、条件で再び塗工液を塗布し、乾燥した後、得られたＰＩ樹脂前駆体皮膜をイミド化し、無端ベルトを作製した。
【００９９】
得られた無端ベルトは、図３の（Ｂ）に示すようにクラウン状の外周面を有し、両端部の膜厚は８０μｍ、中央部の膜厚は１２０μｍであった。
【０１００】
５．実施例５
実施例２の条件で１回目の塗工を行い、乾燥した後、ディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度Ｖを１５００ｍｍ／分と一定に設定して２回目の塗工、乾燥を行った。ついで実施例１に記載の条件でイミド化を行い、ＰＩ樹脂製の無端ベルトを作製した。
【０１０１】
得られた無端ベルトは、図３の（Ａ）に示すようにフレア状の外周面を有し、両端部の膜厚は１２０μｍ、中央部の膜厚は１００μｍであった。
【０１０２】
６．実施例６
実施例１の条件で１回目の塗工を行い、乾燥した後、ディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度Ｖを１５００ｍｍ／分と一定に設定し、狙い膜厚が４０μｍになるようにポンプ１６の流量を設定して２回目の塗工、乾燥を行った。ついで実施例１に記載の条件でイミド化を行い、ＰＩ樹脂製の無端ベルトを作製した。
【０１０３】
得られた無端ベルトは、図３の（Ｂ）に示すようにクラウン状の外周面を有し、両端部の膜厚は１００μｍ、中央部の膜厚は１２０μｍであった。
【０１０４】
７．実施例７
ディスペンサ２０およびブレード２２の移動速度Ｖを、芯体１０の一端および他端から５０ｍｍの範囲では７００ｍｍ／分に設定し、それよりも中央部寄りにおいては１０００ｍｍ／分に設定して塗布液の塗工を行った以外は実施例１と同様の条件でと構成の塗工、乾燥、イミド化を行って無端ベルトを作製した。
【０１０５】
得られた無端ベルトは、図３の（Ｃ）に示すように両端部が厚く、中央部が薄い断面形状を有し、両端部の膜厚は１０５μｍ、中央部の膜厚は８０μｍであった。
【０１０６】
８．実施例８
（１）ＰＩ樹脂前駆体溶液の調製
攪拌棒、温度計、および滴下ロートを取り付けたフラスコに、五酸化燐で乾燥した窒素ガスを流通させながら、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（以下、「ＮＭＰ」と略称する。）１９７７．６ｇを注入した。ＮＭＰを加熱して液温を６０℃まで上昇させた後に、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル２００．２ｇ（１．０モル）を添加して溶解させた。４，４’−ジアミノジフェニルエーテルがＮＭＰに溶解したのを角人したら、液温を６０℃に保ちながら３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物２９４．２ｇ（１．０モル）を添加して攪拌、溶解させた。３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物の溶解を確認後、更に液温を６０℃に保ちながら攪拌を継続してポリアミック酸（ＰＩ樹脂前駆体）の重合反応を行った。重合反応を２４時間継続し、固形分濃度が２０質量％のＰＩ樹脂前駆体溶液を得た。
【０１０７】
（２）ＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液の調整
次に、得られたＰＩ樹脂前駆体溶液５００ｇに非イオン系高分子としてポリビニル−２−ピロリドン（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ１７、ＢＡＳＦジャパン株式会社製、以下「ＰＶＰ」と略する。）０．５ｇを添加、溶解させた。次に、導電剤として、酸化処理カーボンブラック（ＳＰＥＣＩＡＬ ＢＬＡＣＫ４（商品名、Ｄｅｇｕｓｓａ製）、ｐＨ４．０、揮発分１４．０％、以下「ＣＢ」と略する。）２５．０ｇを添加してボールミルにて６時間処理してＣＢの分散を行った。
【０１０８】
（３）無端ベルトの作製
図４に示す塗工装置１０２に、芯体１０として、外径９０ｍｍ、長さ４５０ｍｍの金属製円筒状金型を軸線が水平になるように保持部材１２に装着した。なお、芯体１０の外表面には予め弗素系離型剤を塗布し、作製後の無端ベルトが容易に脱着できるようにした。ディスペンサ２０として、容器１４に貯留されたＰＩ前駆体溶液を空気圧で内径４ｍｍのノズル１８から押し出す形態のものを用いた。
【０１０９】
ブレード部材２３としては、図５の（Ａ）に示す形態＃１のブレード部材２３を用いた。ブレード部材２３におけるブレード２３Ａとしては、幅２０ｍｍ、厚み１ｍｍのポリエチレンシートの先端側の端縁を４５度の角度で切除したものを用い、上手辺長Ｌ１、下手辺長Ｌ２、接触辺長Ｌ３、ブレード幅Ｌ４が夫々１７８ｍｍ、１５０ｍｍ、２８ｍｍ、２０ｍｍになるようにブレード支持部材２３Ｂに装着した。
【０１１０】
次いで、芯体１０を１２０ｒｐｍで回転させ、ダイアルゲージで押圧力をゲージ値３に設定してブレード２３Ａからの押圧力を測定した。押圧力の測定は以下の手順で行った。先ず、芯体１０に円周方向に沿って１００ｍｍ幅の圧力測定フィルム（商品名：プレスケールＬＬＷ、富士フイルム株式会社製）を巻回し、ＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液を芯体１０に塗工するときの同一の回転数で回転させ、ダイアルゲージで押圧力を塗工時と同一の強さに設定してブレード２３Ａを芯体１０の外表面に押し当てる。この状態で芯体１０を１回転させた後、圧力測定フィルムを芯体１０の外表面から剥離し、剥離した圧力測定フィルムを比色を利用した圧力測定システム（富士フイルム株式会社製）にかけて押圧力を測定した。押圧力の測定箇所は、ブレード２３Ａが押圧された箇所の移動方向ｂに対して前方の縁部から１ｍｍ後方の位置と、前記箇所の移動方向ｂに対して後方の端部から１ｍｍ前方の位置と、前記箇所の中央部の３箇所とした。
【０１１１】
次いで、容器１４にＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液を注入し、０．４ＭＰａの空気圧を加えてＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液をノズル１８から芯体１０の外側面に向かって２３ｍｌ／分の流量で押し出した。同時に、ディスペンサ２０とブレード部材２３との移動速度を１８０ｍｍ／分（１．５ｍｍ／１回転）に設定して芯体１０の外側面にＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液を塗工した。
【０１１２】
上記の条件で芯体１０の一端から他端に向かってＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液が塗布されたら、芯体１０を水平に保持しつつ、２０ｒｐｍの回転速度で回転させながら、内部が１５０℃に保持された乾燥炉で６０分間乾燥した。乾燥後、芯体１０の表面には１５０μｍのＰＩ前駆体皮膜が形成されていた。ＰＩ前駆体皮膜の溶媒含有量は４０質量％であった。
【０１１３】
次に、ＰＩ前駆体皮膜が形成された芯体１０を１５０℃で２０分間、２８０℃で２０分間、３２０℃で３０分間加熱してＰＩ前駆体をイミド化した。イミド化後、芯体１０を室温まで冷却し、ＰＩ樹脂を主成分とする管状成型体を芯体１０から脱着して無端ベルトを得た。
【０１１４】
（４）無端ベルトの評価
（４−１）外観
得られた無端ベルトについては、外表面の螺旋状ムラの有無を目視で観察し、観察は３人の検査者によって行い、以下の基準で評価した。
【０１１５】
０：３人の検査者の何れも螺旋ムラの発生を認めない。
１：３人の検査者のうち、１人が螺旋ムラの発生を認めた。
２：３人の検査者のうち、２人が螺旋ムラの発生を認めた。
３：３人の検査者の何れも螺旋ムラの発生を認めた。
【０１１６】
結果は「０」であった。
【０１１７】
（４−２）膜厚
無端ベルトの膜厚は、サンコー電子株式会社製の渦ｄ年粒子機膜厚系ＣＴＲ−１５００を用いて、無端ベルトの両端部２０ｍｍの範囲内で軸方向に５ｍｍピッチ（８３点）で測定し、その平均値を求めた。膜厚は８０±２μであった。
【０１１８】
（４−３）画質
富士ゼロックス株式会社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ２２２０（商品名）の改造機（プロセス速度：２５０ｍｍ／ｓｅｃ、一次転写電流：３５μＡ）を使用し、高温高湿（２８℃、８５％ＲＨ）および低温低湿（１０℃、１５％ＲＨ）でシアンおよびマゼンタの５０％ハーフトーンを富士ゼロックス株式会社製Ｃ２記録紙に出力し、以下の基準で濃度ムラを目視で評価した。
【０１１９】
◎：濃度ムラが認められない。
○：濃度ムラは認められるが問題のないレベルである。
×：濃度ムラがはっきりと認められた。
【０１２０】
結果は高温高湿および低温低湿の何れも「◎」であった。
【０１２１】
９．実施形態９〜１６、
ブレード形状および押圧力設定値を表２、３のように変向した以外は、実施例８と同様の手順、条件で無端ベルトを作製し、無端ベルトの外観、膜厚、コピー画質を評価した。結果を表２、３に示す。なお、表３においてブレード部材の形状において「＃５」とあるのは、ブレード支持部材２３Ｂのブレード支持軸とブレード２３Ａのブレード軸とが一致し、しかも芯体１０の外表面に対して直交するようにブレード２３Ａがブレード支持部材２３Ｂに支持され、ブレード２３Ａの接触辺が芯体１０の外表面に対して平行であり、ブレード２３Ａの厚みが前縁と中央部と後縁とで何れも同一である形態をいう。
【０１２２】
【表２】
【表３】
表２および３から明らかなように、形態＃１〜＃４のブレード部材を用いた実施例９〜１６においては、無端ベルトは何れも表面に螺旋ムラの発生が認められず、高温高湿時および低温低湿時のいずれにおいてもコピー画像にムラが見られず、良好なコピー画質が得られたのに対し、形態＃５のブレード部材を用いた比較例１〜３では、得られた無端ベルトに螺旋ムラの派生が認められ、また、コピー画像に濃度ムラが見られた。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】図１は、実施形態１に係る塗工装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る塗工装置の構成の概略を示す端面図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る塗工装置で得られる管状成型体の形態の例を示す概略図である。
【図４】図４は、実施形態２に係る塗工装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図５】図５は、実施形態２に係る塗工装置においてブレード指示部材によってブレードを芯体に押圧する機構の例を示す説明図である。
【図６】図６は、実施形態２に係る塗工装置においてブレード指示部材によってブレードを芯体に押圧する機構の例を示す説明図である。
【図７】図７は、実施形態２に係る塗工装置における形態＃１および＃２のブレード部材の形態を示す平面図である。
【図８】図８は、実施形態２に係る塗工装置における形態＃３および＃４のブレード部材の形態を示す平面図である。
【図９】図９は、実施形態２に係る塗工装置において螺旋ムラの発生を抑止できることを示す説明図である。
【図１０】図１０は、実施形態１または２で作製された無端ベルトを用いた画像形成装置の一例について構成を示す概略図である。
【図１１】図１１は、実施例１におけるディスペンサおよびブレード部材の移動速度と芯体位置との関係を示すグラフである。
【図１２】図１２は、実施例１で得られた無端ベルトの幅方向の厚み分布をグラフである。
【図１３】図１３は、実施例１におけるディスペンサおよびブレード部材の移動速度と得られた無端ベルトの厚みとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１２４】
１０ 芯体
１２ 保持部材
１４ 容器
１６ ポンプ
１８ ノズル
２０ ディスペンサ
２２ ブレード
２３ ブレード部材
２３Ａ ブレード
２３Ｂ ブレード支持部材
２４ スポンジ
１００ 塗工装置
２００ 画像形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状または円柱状の芯体を、軸線が水平になるように保持しつつ、前記軸線の周りに回転させ、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かってディスペンサを移動させつつ、前記ディスペンサから前記芯体の外表面に塗工液を流下させ、ブレード部材の先端を前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧して前記ディスペンサとともに芯体の一端から他端に移動させ、前記芯体の外表面に流下した塗工液を均して塗工する塗工工程と、
芯体の外表面に塗工された塗工液を乾燥、固化して皮膜とする皮膜形成工程と、
を有し、
前記塗工工程においては、前記ブレード部材の先端縁から前記芯体に及ぼされる押圧力を前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向に対して前方から後方に向かって減少させる塗工方法。
【請求項２】
前記塗工工程においては、前記芯体における塗工液を厚く塗工すべき箇所における前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度を、芯体の前記箇所よりも塗工液を薄く塗工すべき箇所における移動速度よりも遅くなるように設定する請求項１に記載の塗工方法。
【請求項３】
円筒状または円柱状の芯体を、軸線が水平になるように保持しつつ、前記軸線の周りに回転させ、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かってディスペンサを移動させつつ、前記ディスペンサから前記芯体の外表面に塗工液を流下させ、ブレード部材の先端を前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧させて前記ディスペンサとともに芯体の一端から他端に移動させ、前記芯体の外表面に流下した塗工液を均して塗工する塗工工程と、
芯体の外表面に塗工された塗工液を乾燥、固化して皮膜とする皮膜形成工程と、
を有し、
前記塗工工程においては、前記芯体における塗工液を厚く塗工すべき箇所における前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度を、芯体の前記箇所よりも塗工液を薄く塗工すべき箇所における移動速度よりも遅くなるように設定する
塗工方法。
【請求項４】
前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度は、前記芯材の中央部では前記芯材の両端部よりも高く設定される請求項３に記載の塗工方法。
【請求項５】
前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度は、前記芯材の両端部では前記芯材の中央部よりも高く設定される請求項３に記載の塗工方法。
【請求項６】
前記皮膜形成工程で皮膜を形成した後に、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かってディスペンサを移動させつつ、前記ディスペンサから前記芯体の外表面に前記皮膜を形成するのに使用されたのと同一または異なる塗工液を流下させ、
ブレード部材の先端縁を所定の押圧力で前記芯体の外表面に押圧し、前記ディスペンサとともに芯体の一端から他端に移動させて前記芯体の外表面に流下した塗工液を所定の厚みに均して塗工する後塗工工程を有する請求項３〜５の何れか１項に記載の塗工方法。
【請求項７】
前記後塗工工程を複数回行う請求項６に記載の塗工方法。
【請求項８】
円筒状または円柱状であって、軸線が水平になるように保持されているとともに、回転手段によって前記軸線の回りに回転する芯体と、
前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記芯体の外表面に塗工液を流下させるディスペンサ手段と、
先端が前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧された状態で前記ディスペンサ手段と共に前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記ディスペンサ手段から前記芯体の外表面に流下した塗工液を均すブレード部材と、
を備え、
少なくとも前記塗工液の塗工時においては、前記ブレード部材の先端縁から前記芯体に及ぼされる押圧力が、前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向に対して前方から後方に向かって減少するように設定される塗工装置。
【請求項９】
前記ブレード部材は、先端縁が芯体の外表面に押圧されるブレードと、前記ブレードを支持するブレード支持部材とを備え、
前記ブレード支持部材は、前記芯体に向かって前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向とは反対の方向に傾斜するように前記ブレードを保持しているとともに、前記ブレード部材の先端縁は、前記芯材の表面に対して平行に形成されている請求項８に記載の塗工装置。
【請求項１０】
前記ブレード部材は、先端縁が芯体の外表面に押圧されるブレードと、前記ブレードを支持するブレード支持部材とを備え、
前記ブレードの先端縁は、前記移動方向に対して前方から後方に向かって前記芯体の外表面との距離が小さくなるように形成されている請求項８に記載の塗工装置。
【請求項１１】
前記ブレード部材は、先端縁が芯体の外表面に押圧されるブレードと、前記ブレードを支持するブレード支持部材とを備え、
前記ブレードは、前記移動方向に対して前方から後方に向かって厚みが減少するように形成されている請求項８に記載の塗工装置。
【請求項１２】
前記ブレード部材の先端における前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向に対して前方の端部と、前記移動方向に対して後方の端部とで、前記押圧力が１．３：１〜５：１に設定されている請求項８〜１１の何れか１項に記載の塗工装置。
【請求項１３】
前記押圧力は０．２ＭＰａ〜２．５ＭＰａの範囲に設定されている請求項８〜１２の何れか１項に記載の塗工装置。
【請求項１４】
円筒状または円柱状であって、軸線が水平になるように保持されているとともに、回転手段によって前記軸線の回りに回転する芯体と、
前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記芯体の外表面に塗布液を流下させるディスペンサ手段と、
先端が前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧された状態で前記ディスペンサ手段と共に前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記ディスペンサ手段から前記芯体の外表面に流下した塗工液を均すブレード部材と、
を備え、
前記芯体における塗工液を厚く塗工すべき箇所においては、前記箇所よりも塗工液を薄く塗工すべき箇所と比較して前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度が遅く設定されている塗工装置。
【請求項１】
円筒状または円柱状の芯体を、軸線が水平になるように保持しつつ、前記軸線の周りに回転させ、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かってディスペンサを移動させつつ、前記ディスペンサから前記芯体の外表面に塗工液を流下させ、ブレード部材の先端を前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧して前記ディスペンサとともに芯体の一端から他端に移動させ、前記芯体の外表面に流下した塗工液を均して塗工する塗工工程と、
芯体の外表面に塗工された塗工液を乾燥、固化して皮膜とする皮膜形成工程と、
を有し、
前記塗工工程においては、前記ブレード部材の先端縁から前記芯体に及ぼされる押圧力を前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向に対して前方から後方に向かって減少させる塗工方法。
【請求項２】
前記塗工工程においては、前記芯体における塗工液を厚く塗工すべき箇所における前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度を、芯体の前記箇所よりも塗工液を薄く塗工すべき箇所における移動速度よりも遅くなるように設定する請求項１に記載の塗工方法。
【請求項３】
円筒状または円柱状の芯体を、軸線が水平になるように保持しつつ、前記軸線の周りに回転させ、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かってディスペンサを移動させつつ、前記ディスペンサから前記芯体の外表面に塗工液を流下させ、ブレード部材の先端を前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧させて前記ディスペンサとともに芯体の一端から他端に移動させ、前記芯体の外表面に流下した塗工液を均して塗工する塗工工程と、
芯体の外表面に塗工された塗工液を乾燥、固化して皮膜とする皮膜形成工程と、
を有し、
前記塗工工程においては、前記芯体における塗工液を厚く塗工すべき箇所における前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度を、芯体の前記箇所よりも塗工液を薄く塗工すべき箇所における移動速度よりも遅くなるように設定する
塗工方法。
【請求項４】
前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度は、前記芯材の中央部では前記芯材の両端部よりも高く設定される請求項３に記載の塗工方法。
【請求項５】
前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度は、前記芯材の両端部では前記芯材の中央部よりも高く設定される請求項３に記載の塗工方法。
【請求項６】
前記皮膜形成工程で皮膜を形成した後に、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かってディスペンサを移動させつつ、前記ディスペンサから前記芯体の外表面に前記皮膜を形成するのに使用されたのと同一または異なる塗工液を流下させ、
ブレード部材の先端縁を所定の押圧力で前記芯体の外表面に押圧し、前記ディスペンサとともに芯体の一端から他端に移動させて前記芯体の外表面に流下した塗工液を所定の厚みに均して塗工する後塗工工程を有する請求項３〜５の何れか１項に記載の塗工方法。
【請求項７】
前記後塗工工程を複数回行う請求項６に記載の塗工方法。
【請求項８】
円筒状または円柱状であって、軸線が水平になるように保持されているとともに、回転手段によって前記軸線の回りに回転する芯体と、
前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記芯体の外表面に塗工液を流下させるディスペンサ手段と、
先端が前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧された状態で前記ディスペンサ手段と共に前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記ディスペンサ手段から前記芯体の外表面に流下した塗工液を均すブレード部材と、
を備え、
少なくとも前記塗工液の塗工時においては、前記ブレード部材の先端縁から前記芯体に及ぼされる押圧力が、前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向に対して前方から後方に向かって減少するように設定される塗工装置。
【請求項９】
前記ブレード部材は、先端縁が芯体の外表面に押圧されるブレードと、前記ブレードを支持するブレード支持部材とを備え、
前記ブレード支持部材は、前記芯体に向かって前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向とは反対の方向に傾斜するように前記ブレードを保持しているとともに、前記ブレード部材の先端縁は、前記芯材の表面に対して平行に形成されている請求項８に記載の塗工装置。
【請求項１０】
前記ブレード部材は、先端縁が芯体の外表面に押圧されるブレードと、前記ブレードを支持するブレード支持部材とを備え、
前記ブレードの先端縁は、前記移動方向に対して前方から後方に向かって前記芯体の外表面との距離が小さくなるように形成されている請求項８に記載の塗工装置。
【請求項１１】
前記ブレード部材は、先端縁が芯体の外表面に押圧されるブレードと、前記ブレードを支持するブレード支持部材とを備え、
前記ブレードは、前記移動方向に対して前方から後方に向かって厚みが減少するように形成されている請求項８に記載の塗工装置。
【請求項１２】
前記ブレード部材の先端における前記ブレード部材とディスペンサとの移動方向に対して前方の端部と、前記移動方向に対して後方の端部とで、前記押圧力が１．３：１〜５：１に設定されている請求項８〜１１の何れか１項に記載の塗工装置。
【請求項１３】
前記押圧力は０．２ＭＰａ〜２．５ＭＰａの範囲に設定されている請求項８〜１２の何れか１項に記載の塗工装置。
【請求項１４】
円筒状または円柱状であって、軸線が水平になるように保持されているとともに、回転手段によって前記軸線の回りに回転する芯体と、
前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記芯体の外表面に塗布液を流下させるディスペンサ手段と、
先端が前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧された状態で前記ディスペンサ手段と共に前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記ディスペンサ手段から前記芯体の外表面に流下した塗工液を均すブレード部材と、
を備え、
前記芯体における塗工液を厚く塗工すべき箇所においては、前記箇所よりも塗工液を薄く塗工すべき箇所と比較して前記ディスペンサ手段およびブレード部材の移動速度が遅く設定されている塗工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１０４８９３（Ｐ２０１０−１０４８９３Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７８５９３（Ｐ２００８−２７８５９３）
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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