塗布方法、及び塗布装置
【課題】例えば、粘度の高い塗液を用いて、その膜厚が比較的厚い場合であっても膜厚を均一に塗布できる塗布方法及び塗布装置を提供すること。
【解決手段】 芯体１表面に塗液２を塗布する塗布方法であって、芯体１断面の外径よりも大きな孔６を設けた環状体５を、環状塗布槽７に満たされた塗液２に自由移動可能状態で設置した後、環状体５の孔６に芯体１を通して環状体５が塗液２液面から持ち上げられつつ、かつ環状体５の底面が塗液２液面から離脱しないような所望の高さになるように、環状体５の位置を検知し、芯体１の上昇速度を塗布開始時よりも減じる制御をして、芯体１を塗液２から相対的に上昇させることを特徴とする塗布方法塗布方法及び塗布装置である。
【解決手段】 芯体１表面に塗液２を塗布する塗布方法であって、芯体１断面の外径よりも大きな孔６を設けた環状体５を、環状塗布槽７に満たされた塗液２に自由移動可能状態で設置した後、環状体５の孔６に芯体１を通して環状体５が塗液２液面から持ち上げられつつ、かつ環状体５の底面が塗液２液面から離脱しないような所望の高さになるように、環状体５の位置を検知し、芯体１の上昇速度を塗布開始時よりも減じる制御をして、芯体１を塗液２から相対的に上昇させることを特徴とする塗布方法塗布方法及び塗布装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘度の高い塗液を芯体表面に塗布し、比較的厚い膜を形成する塗布方法、塗布装置、及びそれによって得られる無端ベルトに関する。特に、電子写真装置において、感光体、定着ロール、帯電ロール、転写ロール、転写ベルト、及び定着ベルト等のロール又はベルト部材を製造する際に好ましく適用することができる塗布方法及び塗布装置に関する
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置では、感光体、帯電体、転写体及び定着体などに、金属、各種プラスチック、又はゴム製の回転体が使用されている。装置の小型化或いは高性能化のために、例えば特開平８−２６２９０３号公報や特開平１１−１３３７７６号公報に記載のように、定着回転体としては変形可能なものが好ましいことがあり、それには肉厚が薄い樹脂製ベルトが用いられる。この場合、ベルトに継ぎ目（シーム）があると、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じるので、継ぎ目がない無端ベルトが好ましい。その材料としては、強度や寸法安定性、耐熱性等の面でポリイミド（以後、ＰＩと略す）樹脂が特に好ましい。
【０００３】
ＰＩ樹脂製の無端ベルトを作製するには、例えば、特開昭５７−７４１３１号公報記載のように、円筒体の内面にＰＩ前駆体溶液を塗布し、回転しながら乾燥させる遠心成形法や、特開昭６２−１９４３７号公報記載のように、円筒体内面にＰＩ前駆体溶液を展開する内面塗布法があった。但し、これらの内面に成膜する方法では、ＰＩ前駆体を加熱反応させる際に、皮膜を円筒体から抜いて外型に載せ換える必要があり、工数が増える問題がある。
【０００４】
他の無端ベルトの製造方法として、例えば、特開昭６１−２７３９１９号公報に記載のように、芯体の表面に、浸漬塗布法によってＰＩ前駆体溶液を塗布して乾燥し、加熱した後、ＰＩ樹脂皮膜を芯体から剥離する方法もある。この方法では、外型に載せ換える工数が不要なので有利である。但し、芯体の表面に、浸漬塗布法によってＰＩ前駆体溶液を塗布すると、一般にＰＩ前駆体溶液は粘度が非常に高いために、塗膜の付着量が多くなり、膜厚が厚くなり過ぎるという問題がある。
【０００５】
そこで、例えば特開平６−２３７７０号公報や特開平７−２４８５９号公報に開示されているように、芯体の表面に樹脂又はその前駆体を含有する塗液を厚く付着させた後、所定の間隙の内径を有した外型を通過させて、余分の塗液を掻き落とす方法もあった。しかしながら、作業工程が増加するという短所があった。
【０００６】
また、ＰＩ前駆体を含有する塗液を希釈して、膜厚が厚くなりすぎないように浸漬塗布することもできるが、塗布上端部の垂れが大きくなり、膜厚の均一性が大いに損なわれる問題があった。
【０００７】
一方、感光体、定着ロール、帯電ロール、転写ロールには、回転体の表面に、機能性の被膜を形成したものがある。機能性被膜として、定着ロールの場合にはトナーの定着性や離型性を調整する非粘着性の被膜、帯電ロールの場合には感光体への放電特性、帯電性、電荷リーク等を調整する半導電性の被膜、転写ロールの場合には導電性、ニップ等を調整する被膜、感光体の場合には感光層又は保護層がある。このような被膜は、一般的に１０〜１００μｍの厚みのものが所望されるが、被膜を浸漬塗布法で形成すると、やはり塗布上端部の垂れが大きくなるなどの問題がある。
【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】特開昭５７−７４１３１号公報
【特許文献４】特開昭６２−１９４３７号公報
【特許文献５】特開昭６１−２７３９１９号公報
【特許文献６】特開平６−２３７７０号公報
【特許文献７】特開平７−２４８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、例えば、粘度の高い塗液を用いて、その膜厚が比較的厚い場合であっても膜厚を均一に塗布できる塗布方法、及び塗布装置を提供することを目的とする。
また、この塗布方法、及び塗布装置を用いて、電子写真感光体用支持体上に比較的厚い膜の電荷輸送層を均一に塗布することや、この塗布方法を用いて、定着ロール、帯電ロール、転写ロールの機能性被膜を均一に塗布することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、本発明は、
（１）芯体表面に塗液を塗布する塗布方法であって、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けた環状体を、環状塗布槽に満たされた前記塗液に自由移動可能状態で設置した後、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記環状体が塗液面から持ち上げられつつ、かつ前記環状体の底面が塗液面から離脱しないような所望の高さになるように、前記環状体の位置を検知し、前記芯体の上昇速度を塗布開始時よりも減じる制御をして、前記芯体を前記塗液から相対的に上昇させることを特徴とする塗布方法。
【００１０】
（２）前記環状体、或いは前記環状塗布槽に、前記環状体の前記塗液への沈没を防止するための沈没防止部材を設けるたことを特徴とする前記（１）に記載の塗布方法。
【００１１】
（３） 芯体断面の外径よりも大きな円形の孔を設けた環状体を、環状塗布槽に満たされた塗液に自由移動可能状態で設置した後、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇させて、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布方法であって、
前記芯体は、上昇方向先端部に当該先端部の外径が芯体の外径よりも大きくかつ前記環状体の孔の最小径未満となる間隔調節部材が設けられ、前記間隔調節部材により前記芯体の上昇時に前記芯体と前記環状体との間隙を均一に合わせることを特徴とする塗布方法。
【００１２】
（４） 芯体表面に塗液を塗布するための塗布装置であって、
前記塗液を貯留する環状塗布槽と、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けると共に、前記塗液に自由移動可能状態で設置する環状体と、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇する昇降手段と、
前記環状体の高さを検知する検知手段と、
前記検知手段による信号に基づいて、前記環状体が塗液面から持ち上げられつつ、かつ前記環状体の底面が塗液面から離脱しないような所望の高さとなるように、前記芯体の上昇速度を塗布開始時よりも減じる調節をする制御手段と、
を備えることを特徴とする塗布装置。
【００１３】
（５） 芯体表面に塗液を塗布するための塗布装置であって、
前記塗液を満たすための環状塗布槽と、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けると共に、前記塗液に自由移動可能状態で設置する環状体と、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇する昇降手段と、
を備え、
前記芯体は、その上昇方向先端部に当該先端部の外径が芯体の外径よりも大きくかつ前記環状体の孔の最小径未満となる間隔調節部材が設けられ、前記間隔調節部材により前記芯体の上昇時に前記芯体と前記環状体との間隙を均一に合わせることを特徴とする塗布装置。
【００１４】
（６） 前記環状体、或いは前記環状塗布槽に、前記環状体の塗液への沈没を防止するための沈没防止部材が設けられることを特徴とする前記（５）に記載の塗布装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の塗布方法により、膜厚が比較的厚い場合でもあっても、その膜厚を均一に塗布することができる。この塗布方法を用いて、定着体、帯電体、転写体等の機能性被膜を均一に塗布することができる。さらに、本発明により、均一な膜厚の無端ベルトを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の塗布方法について、図面を用いて説明する。なお、本発明の塗布方法と共に、本発明の塗布装置についても説明する。また、実質的に同様の機能を有するものには、全図面通して同じ符号を付して説明し、場合によってはその説明を省略することがある。
【００１７】
図１は、参考例の塗布方法に適用される塗布装置を示す概略構成図である。但し、塗布主要部のみを示し、周辺部は省略した。なお、本明細書において、「円筒芯体上に塗布する」とは、円筒芯体の表面上、及び該表面に層を有する場合はその層上に塗液を塗布する意味である。例えば、円筒芯体が電子写真感光体用支持体であるとき、支持体上への塗布は、表面に層を有する時は、その層上に塗布する場合を含む。また、「円筒芯体を上昇」とは、塗液面との相対関係であり、「円筒芯体を停止し、塗液面を下降」させる場合を含む。また、以下、環状体５の孔６の最小内径部分における円筒芯体１との間隙を本発明では「間隙」とし、環状体の「高さ」とは、環状体の孔の最小径部分から液面まで高さを示す。
【００１８】
図１に示す塗布装置は、円筒芯体１をその長手方向を垂直にしてに取り付けて塗液２に浸漬するためのチャッキング装置２０（昇降手段）と、塗液２が満たされた塗布槽３とから構成されている。塗液２上には、円筒芯体１の断面の外周外径よりも大きな円形の孔６を設けた環状体５を自由移動可能状態で設置されている。チャッキング装置２０は、螺旋状の溝が形成された回転軸２１と、円筒芯体１をその長手方向を垂直にしてに取り付けると共に回転軸２１に連結されるアーム２２と、を備えている。アーム２２の回転軸２１との連結部には、図示しないが、回転軸２１の螺旋状の溝に係合する突起部を有し、回転軸２１の回転に伴いアーム２２が昇降する。また、チャッキング装置２０には、図１及び図３に示すように、回転軸２１を駆動する駆動部２３と、環状体５の高さを検知する検知器２４（検知手段）と、検知器２４からの情報に基づいて駆動部による回転軸２１の回転速度を制御する制御部２５とを備えている。
【００１９】
浸漬塗布装置には、必要に応じて、ポンプなどの、塗布槽３に塗液２を入れる塗液供給手段、円筒芯体１を塗液２に浸漬した際に、塗布槽３上部から溢流する塗液を受ける溢流受け手段、溢流塗液を再度容器に循環させる再供給手段、などを有していてもよい。
【００２０】
図１に示す塗布装置では、円筒芯体１を塗液２を塗布槽３に入れ、回転軸２１の回転によりアーム２２が降りと共に塗液２に円筒芯体１が浸漬し、次いで、回転軸２１の逆回転によりアーム２２が上がると共に円筒芯体１が上昇して塗布が行われ、皮膜形成用塗膜４が形成される。この際、円筒芯体１を孔６を通して塗液２に浸漬し、次いで、円筒芯体を上昇させ、円筒芯体１と孔６との間隙により、塗膜４の膜厚が制限される。
【００２１】
環状体５の材質は、塗液によって侵されないものであり、種々の金属、プラスチック等から選ばれる。環状体は、軽量化のために、例えば中空構造でもよい。
【００２２】
環状体５の孔６の内径と円筒芯体１の外径との間隙は、所望の膜厚を鑑みて調整する。乾燥膜厚は、濡れ膜厚と塗液の不揮発分濃度の積であるが、これから所望の濡れ膜厚が求められ、前記間隙は、所望の濡れ膜厚の１倍〜２倍にするのがよい。１倍〜２倍とするのは、塗液の粘度及び／又は表面張力、及び皮膜の収縮などにより、間隙の距離が濡れ膜厚になるとは限らないからである。
【００２３】
環状体５に設けられる孔６の内壁の形状は、図１の断面図に示すように、塗液に浸る下部で芯体との間隙が広く、上部が狭い形状であれば、斜めの直線状であるもののほか、階段状や曲線状でもよい。
【００２４】
環状体５は、図４（ａ）に示すように、その孔６の最小内径部分を含む構成部材５２と、この構成部材５２に脱着可能なそれ以外の構成部材５３とが、孔６の開口軸方向に分かれた構造であってもよい。このような構成とすることで、例えば、所望とする円筒芯材１のサイズ、或いは所望とする塗膜４の厚さに合わせて、孔６の最小内径部分サイズを変化させた構成部材５２のみを交換すれば、所望とする環状体５を準備することができ、低コスト化が実現できる。また、例えば、孔６の最小内径部分を含む構成部材５２よりも比重が重い材料で、それ以外の構成部材５３を作製して、環状体の重心を低くし、持ち上がり時の安定性を向上させることができる。なお、環状体５は、図４（ｂ）に示すように、その孔６の最小内径部分を含む構成部材５２と、この構成部材５２に脱着可能なそれ以外の構成部材５３とが、孔６の開口軸方向とは略直交方向に分かれた構造であってもよい。
【００２５】
そして、本発明の塗布方法は、参考例の塗布方法を、図２に示す塗布方法に適用したものである。図２に示す塗布方法に適用される塗布装置では、塗液２を環状塗布槽７に入れ、その下部から上部へ円筒芯体１を通過させると、塗布が行われる。環状塗布槽７の底部には、塗液が漏れないよう、シール材８を取り付ける。シール材は、ポリエチレンやシリコーンゴム、フッソ樹脂等の柔軟性板材からなる。これ以外の構成は、図１に示す塗布装置と同様な構成である。
【００２６】
この環状塗布槽７を用いる環状塗布方法は、図１に示した浸漬塗布方法より、塗液が少なくてすむ利点がある。環状体５を塗液２上に自由移動可能状態で設置するのは、前記と同じである。
【００２７】
このように、本発明の塗布方法において、環状体５は、塗液２上でわずかの力で動くことができるよう、自由移動可能状態で設置するが、その方法としては、環状体５を塗液上に浮遊させる方法のほか、環状体５をロールやベアリングで支える方法、環状体５をエア圧で支える方法、などがある。また、図１又は２に示すように、環状体５の沈没防止のために、環状体５の外周面又は塗布槽３に、環状体を支えて塗液２への沈没を防止するための支持棒５１を設けてもよい。この沈没防止部材としての支持棒５１は、環状体５の外周面に設けられる場合、例えば、図２に示すように、環状体５が塗液２にある程度浸る高さで塗布槽３の外壁上端に当接する長さで設けられ、塗布槽３に設けられる場合、例えば、図１に示すように、塗布槽内壁の所定の箇所に、環状体５が塗液２にある程度沈むと干渉するように設けられる。なお、沈没防止部材の構成は、支持棒に限らず、環状体５の沈没を防止する構成であれば、例えば、板状、突起状、リング状の如何なる構成であってもよい。
【００２８】
本発明の塗布方法においては、環状体５の孔６を通して円筒芯体１を上昇させると、塗液２の介在により、円筒芯体１と環状体５との間隙にて摩擦抵抗が生じ、環状体５には上昇力が作用し、環状体５は持ち上げられる。
【００２９】
このように環状体５が持ち上げられた際、環状体５は円筒芯体１との摩擦抵抗が周方向で一定になるように水平方向に移動し、間隙が周方向で一定になる。環状体５が一方向にずれた場合、間隙が狭まろうとした部分では摩擦抵抗が大きくなり、その反対側では間隙が広がって摩擦抵抗が小さくなる不均衡状態が生じるが、摩擦抵抗が大きな部分は小さくなるよう、すなわち間隙が広くなるように環状体５が水平方向に移動するので、環状体５が円筒芯体１と接触することはなく、常に一定間隙が保たれる。
【００３０】
円筒芯体１を上昇させる際、円筒芯体１が多少傾いていても、あるいは、円筒芯体１の上昇手段にフレを有する場合でも、環状体５は円筒芯体１に追随して水平方向に動きうるので、膜厚は一定に塗布できる利点もある。
【００３１】
このように環状体５が作用するには、環状体５は、ある程度、持ち上げられなくてはならない。環状体５の持ち上げられる高さが低い場合、環状体５が中心位置に復元する力が弱いので、間隙が周方向である方向にずれて塗布されることになるが、その場合の膜厚は、図５に示すように、正弦波のうねりが生じたものとなる。すなわち、間隙が広い部分の膜厚は厚く、逆の部分の膜厚は薄くなるのである。ここで、うねりの山と谷の差の膜厚を、「うねりによる膜厚むら」と指すこととする。うねりによる膜厚むらは、使用される無端ベルトの用途にもよるが、通常、平均膜厚の５％以下であることを必要とされる。
【００３２】
これを達成するために本発明者等が検討した結果では、環状体５の孔６の最小内径部分が塗液２液面から持ち上げられつつ、かつ環状体５の底面が塗液２液面から離脱しないような所望の高さになるようにして、円筒芯体１を塗液２から相対的に環状体５の孔６を通じて上昇させることがよいと判明した。特に、この環状体５の孔６の最小内径部分が持ち上げられる高さは、塗液２液面から５ｍｍ以上、好ましくは、５〜５０ｍｍであることがよいと判明した。
【００３３】
この環状体５の上昇力は、円筒芯体１の上昇速度が速いほど強くなるが、環状体５が持ち上げられすぎて、その底面が液面から離れてしまうと、底面から塗液２中に空気が巻き込まれるようになり、塗膜４に気泡が入る問題が生じる。また、環状体５の底面が塗液２液面から離れると、塗布終了時に環状体５が塗液２液面に落下することになるが、その際にはやはり塗液２に泡が巻き込まれるので、塗布作業を繰り返す場合は非常に不都合である。
【００３４】
ここで、本発明において、環状体５を塗液２から引上げると、塗液２はある程度の高さの粘度を有するため、環状体５底面に追随して、環状体５底面縁部から塗液２液面の裾が形成されるが、この裾が環状体５底面縁部よりも外側に位置している場合、「環状体５の底面が塗液２液面から離脱しない」と見なし、内側に位置した場合、「環状体５の底面が塗液２液面から離脱した」と見なす。なお、この塗液２液面の裾が、環状体５底面縁部よりも内側に位置してしまうと、この裾から空気が巻きこまれ、上述のように塗膜４に気泡が入る問題が生じることとなる。
【００３５】
以上の理由により、円筒芯体１を上昇させる際には、環状体５は高すぎず低すぎず、一定範囲の高さであることが必要である。そのために本発明では、円筒芯体１の上昇速度を調節するのである。すなわち、環状体５の持ち上げ量（高さ）が低い場合は速度を速くし、逆に、環状体が上がりすぎて、その底面が液面から離れようとした場合には、上昇速度を遅くする。但し、本発明においては、円筒芯体１の上昇速度は、塗布開始時よりも減じる制御を行う。
【００３６】
このため、図１に示す塗布方法においては、検知器２４により、環状体の高さを検知して、それに応じて制御部２５により駆動部２３を制御し回転軸２１の回転速度を速くしたり遅くしたりして、環状体５の上昇速度を調整する。この検知器２４には、機械式や光学式の各種検知器を用いることができ、例えば、光学式スイッチ、レーザー式距離計や超音波式距離計等を使用することができる。また、検知器２４を使用せず、簡便には、目視で環状体の高さを判断し、手動で速度を調整することもできる。
【００３７】
なお、塗布時に環状体５が持ち上げられる高さは、次の条件ほど高くなる。
（１）環状体５と円筒芯体１との間隙が狭い（すなわち膜厚が薄い）。
（２）塗液２の粘度が高い。
（３）環状体５の質量が軽い。
【００３８】
ここで、環状体５と円筒芯体１との間隙は、目的とする膜厚を得るために必須の条件であるし、塗液２の粘度は容易には変更できない場合が多いので、塗布速度を所望値にしたい場合は、環状体５の質量を調整するのが好都合である。その場合、環状体５が図４に示すように分離した構造であると、孔６の最小内径部分を含む構成部材５２はそのままで、それ以外の構成部材５３を重さの違うものに交換すればよい。
【００３９】
環状体５の質量と塗布速度（円筒芯体１の上昇速度）の関係は、円筒芯体１を相対的に上昇させる速度が、環状体の質量に対して、比例の関係である。例えば、芯体の直径が０．３６６ｍφの場合、２．６ｋｇの環状体を塗液に浮かべた後、芯体を上昇させ、環状体の高さを約２０ｍｍに安定させた時の芯体上昇速度は０．６７ｍ／ｍｉｎであり、次に、３．８ｋｇの環状体５を塗液２に浮かべた後、芯体１を上昇させ、環状体５の高さを約２０ｍｍに安定させた時の芯体上昇速度は１．０ｍ／ｍｉｎであった。いずれも、環状体５の質量が１ｋｇあたり、０．２６ｍ／ｍｉｎの塗布速度であった。この関係は、塗布速度を所望値にしたい場合の、環状体設計の目安となる。さらに、環状体５の重さを２回変えて実験したところ、環状体の質量と塗布速度の関係は、図６のグラフに示すように直線比例の関係であった。
【００４０】
なお、円筒芯体１を上昇させて環状体５が持ち上げられて、環状体５が水平方向に移動し、環状体５と円筒芯体１との間隙が均一になるまでには、多少の時間がかかることもある。その場合は、円筒芯体の上部では、膜厚の均一領域が減ることとなる。
【００４１】
そこで、円筒芯体１の上昇方向先端部に当該先端部の外径が芯体の外径よりも大きくかつ前記環状体の孔の最小径未満となる間隔調節部材を設けることが好ましい。具体的には、例えば、図７に示すように、環状体５の位置合わせを行わせられるよう、先端部の外径が環状体５の孔６の最小径と略同等となる板状の間隙調節部材９を設ける。
【００４２】
間隙調節部材９は、円筒芯体１の上昇方向先端部が、間隙にほぼ等しいか、少し薄い厚さの突起物が好ましく、板状であることがより好ましい。間隙調節部材９は、図７に示すように、少なくとも３ヵ所以上にあればよい。この板状の場合、円筒芯体１の上端部に全周にわたってあってもよい。図８に示すように、間隙調節部材９が取り付けられた円筒芯体１部分が環状体５の孔６が通過することで、環状体５は強制的に位置合わせが行われ、円筒芯体１の上昇直後から円筒芯体１との間隙は均一になるのである。このように、円筒芯体１の上昇直後から、環状体５との間隔が一定となり、円筒芯体１全体に渡ってうねりよる膜厚むらを小さいくできる。特に、環状体５が塗液２中に持ち上げられる高さが５ｍｍ未満でも、うねりによる膜厚むらを小さくできる。もちろん、高さが５ｍｍ以上であれば更に好ましい。
【００４３】
次に、円筒芯体について説明する。被塗布物としての円筒芯体１は、感光体の場合、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属や、導電性を付与したプラスチックが用いられる。被塗布物が帯電ロールの場合、円筒芯体１は芯金の周囲に例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性に優れたゴム材からなる弾性層を設けたロールが用いられる。被塗布物が帯電ロールの場合、円筒芯体１は芯金の周囲に例えばウレタンゴムやスポンジ等の弾性層を設けたロールが用いられる。
【００４４】
以下、本発明の塗布方法により作製される無端ベルトについて説明する。
本発明の塗布方法により無端ベルトを作製するには、円筒芯体１に皮膜形成用塗液を塗布した後、乾燥、加熱硬化、焼成のいずれか又は全ての処理を施して皮膜を形成し、形成された皮膜を芯体から剥離する。上述のように、本発明の塗布方法は膜厚を均一に塗布できるので、これにより作製された無端ベルトは、うねりによる膜厚むらが少なく、膜厚の正弦波成分のうねりが平均膜厚の５％以下ものとなる。
【００４５】
無端ベルトを作製するための円筒芯体は、ベルトの脱離のためには熱膨張率が大きい方がよいという観点から、アルミニウムが好適である。また、皮膜の剥離性を良くするため、その表面は、クロムやニッケルでメッキしたり、フッ素樹脂やシリコーン樹脂で表面を被覆したり、あるいは表面に離型剤を塗布することも有効である。
【００４６】
なお、アルミニウムは２００℃以上に加熱すると、強度が低下して変形を起こしやすいが、そのようなアルミニウムの熱変形は、芯体形状への冷間加工中に歪みが蓄積していると発生しやすい。その歪みを取り去るには、アルミニウムを焼鈍（焼きなまし）する方法がある。但し、焼鈍によっても熱変形が起こりうるので、芯体形状への加工は、焼鈍後に施す必要がある。前記焼鈍は、アルミニウム素材を３００〜４００℃に加熱し、空気中で自然に冷却すればよい。
【００４７】
次に塗液２について説明する。本明細書において、「塗液２」とは、種々の溶液、分散液などの液体を含む意である。
【００４８】
塗液２は、摩擦力により環状体５を持ち上げる関係から、粘度が２００ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましく、４００ｍＰａ・ｓ以上がより好ましい。粘度が２００ｍＰａ・ｓ以上の塗液は、上端部での垂れは少なくなる。したがって、従来の浸漬塗布方法において常に課題であった上端部での垂れを、本発明の方法では低減することができる。
【００４９】
被塗布物（円筒芯体１）が有機感光体の場合、本発明の塗布方法は、膜厚が厚い電荷輸送層に適用するのがよい。電荷発生層は一般に、膜厚が薄いので、従来の浸漬塗布方法で塗布可能である。但し、膜厚の厚い電荷発生層が必要な場合は、本発明の塗布方法を用いることができる。
【００５０】
本発明の塗布方法に好ましい電荷輸送層に関して、簡単に述べる。電荷輸送層はヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、ベンジジン化合物、ブタジエン化合物、トリフェニルアミン化合物などの電荷輸送剤を、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエステルなどのバインダー樹脂と混合して塗液にされる。バインダー樹脂は分子量が大きいほど摩耗しにくくなり好ましいが、分子量が大きいと塗液にした際の粘度が高くなるので、従来の浸漬塗布方法では膜厚が厚くなり過ぎて、塗布が困難であった。また、粘度を下げるために希釈溶剤の量を多くすれば、垂れによる膜厚の不均一が拡大する問題があった。しかしながら、本発明の塗布方法では、塗液の粘度が高い場合でも、膜厚を制御することができるので、従来の浸漬塗布方法より分子量が大きなバインダー樹脂を採用することができる。
【００５１】
塗液２には各種の溶媒が用いられる。この溶媒として、トルエン、キシレン、モノクロロベンゼン等の芳香族炭化水素；塩化メチレン、クロロホルム、クロロセン等の塩素化炭化水素；アセトン、ブタノン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類が挙げられる。これらを単独又は複数を混合して使用することもできる。
【００５２】
塗液２の固形分濃度は２０〜５０％程度、粘度は２００〜８０００ｍＰａ・ｓ程度が好ましく、より好ましくは４００ｍＰａ・ｓ以上である。これは、従来の浸漬塗布方法に適用される電荷輸送層の塗液より、高濃度、高粘度である。電荷輸送層の膜厚は、１５〜４０μｍ程度が一般的であるが、本発明では特に２５μｍ以上の膜厚を塗布したい場合に好ましい。塗布の条件として、上昇速度が０．１〜０．８ｍ／ｍｉｎ程度であるのが好ましい。
【００５３】
次に、定着ロールの表面に形成される機能性被膜に関して、簡単に述べる。該機能性被膜としては、例えば特開平９−２２２１２号や特開平１１−３３８２８３号に記載されている離型層が挙げられる。その塗液はフッ素ゴムを主体とし、必要に応じてフッ素樹脂粒子やＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ3等の無機粒子を混合したものが挙げられる。
【００５４】
フッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）を主成分とするもの、ＶｄＦとヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）との共重合体、上記ＶｄＦ−ＨＦＰ共重合体とテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）との３元共重合体、ＴＦＥとプロピレンとの交互共重合体等のフッ素系エラストマーが挙げられる。この他、ＶｄＦ−クロロトリフルオロエチレン共重合体や、例えばシリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム等とＶｄＦを主成分とする上記フッ素系エラストマーとの混合物を用いることもできる。これらのフッ素ゴムは、前記弾性層の構成材料とすることもできる。なお、フッ素ゴムを主体とする塗液の粘度は２００ｍＰａ・ｓ以上である場合が多く、このような高粘度の塗液を用いると、従来の浸漬塗布方法では膜厚が厚くなりすぎるが、環状体を用いることにより、塗布が可能となる。離型層の厚さは５〜３０μｍの範囲が好ましい。
【００５５】
本発明の塗布方法を適用するのが好ましい帯電ロール及び転写ロールの表面に形成される機能性被膜に関して、簡単に述べる。
【００５６】
これらの機能性被膜に用いられる塗液２は、ナイロン系やウレタン系、アクリル系などのバインダー樹脂の、単独、又は導電性粒子を分散した液である。なお、弾性層を有しないハード転写ロールに適用される塗液２は、後述する転写ベルトの材料と同じであってよい。
【００５７】
これらの塗液２において、導電性粒子は、無端ベルトを帯電体或いは転写ベルトとして使用する場合に挙げるものと同じでよいが、一般にバインダー樹脂溶液に導電性粒子を分散すると、粘度が１０〜３０％上昇する性質があり、粘度は２００ｍＰａ・ｓ以上になることがある。そのような場合、従来は浸漬塗布方法では膜厚が厚くなりすぎるので塗布できなかったが、環状体を用いることにより、やはり塗布が可能となる。帯電ロール又は転写ロールに塗布される被膜の厚さは２〜３０μｍの範囲が好ましい。
【００５８】
無端ベルトを作製する場合、塗液２は樹脂材料及び／又はこれらの前駆体（以下、「樹脂材料等」という場合がある）を含有するものである。樹脂材料等として、ポリイミド（ＰＩと略す）、ポリアミドイミド、ポリベンズイミダゾール、フタル酸系ポリエステル、ポリカーボネート等がある。これらの中では、強度や寸法安定性の面でＰＩが特に好ましい。樹脂材料等を含有する塗液の固形分濃度は、１５〜５０％程度、粘度は１０〜１０００Ｐａ・ｓ、上昇速度は０．１〜１．５ｍ／ｍｉｎ程度であるのが好ましい。無端ベルトの厚さは、２５〜２００μｍの範囲であることが好ましい。
【００５９】
無端ベルトを作製するには、円筒芯体１を環状体５の孔６を通して上記塗液２から引き上げて、芯体の表面に塗布する。塗液を乾燥後、塗膜を芯体ごと所定温度で加熱すると、樹脂材料等が硬化し、皮膜が形成される。乾燥時に塗液が下方に垂れる場合、芯体を横にして回転しながら乾燥させてもよい。形成された皮膜を芯体から剥離して無端ベルトを得る。
乾燥時に、残留溶剤を完全に除去できない場合、あるいは加熱反応時に樹脂から発生する水等の気化成分が除去しきれない場合、樹脂皮膜に膨れが生じることが避けられないことがある。これは特にＰＩ樹脂皮膜の膜厚が５０μｍを越えるような場合に顕著である。
その場合、芯体の表面を、Ｒａ０．２〜２μｍ程度に粗面化することが有効である。これにより、ＰＩ樹脂皮膜から生じる残留溶剤又は水の蒸気は、芯体とＰＩ樹脂皮膜の間にできるわずかな隙間を通って外部に出ることができ、膨れを防止することができる。芯体表面の粗面化には、ブラスト、切削、サンドペーパーがけ等の方法がある。
【００６０】
無端ベルトを接触帯電フィルムのような帯電体、或いは転写ベルトとして使用する場合、樹脂材料等の中に必要に応じて予め導電性粒子を分散させる。導電性粒子としては、例えば、カーボンブラック、カーボンブラックを造粒したカーボンビーズ、カーボンファイバー、グラファイト等の炭素系物質；銅、銀、アルミニウム等の金属又は合金；酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、ＳｎＯ2・Ｉｎ2Ｏ3複合酸化物等の導電性金属酸化物；チタン酸カリウム等の導電性ウィスカー等が挙げられる。
【００６１】
無端ベルトから定着ベルトを製造するには、無端ベルト表面にトナーの付着を防止するために、非粘着性被膜を形成することが好ましい。非粘着性の材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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ーテル共重合体（ＰＦＡ）、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（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂が好ましい。フッ素樹脂層の厚さは５〜５０μｍが好ましく、１０〜４５μｍがより好ましい。
【００６２】
フッ素樹脂層を形成するには、その水分散液を塗布して焼き付け加工する方法を適用することが好ましい。塗布方法としては、図９に示すような浸漬塗布方法が塗膜の平滑性や膜厚の均一性の面で好ましい。図９に示すような浸漬塗布をするには、皮膜形成用塗膜４を形成した円筒芯体１を、フッ素樹脂分散液１０に浸漬し、次いで上昇させて、フッ素樹脂の塗膜１１を形成する。
【００６３】
その際、芯体表面にフッ素樹脂分散液が塗布されたり、芯体と塗膜の隙間にフッ素樹脂分散液が侵入することを防止するために、芯体をその中心軸を垂直にした際に下端側となる部分の塗膜の端部、及び芯体表面の露出部分があれば、その部分に被覆材１２により被覆処理を施すことが好ましい。
【００６４】
前記フッ素樹脂の水分散液の粘度が高く、やはり膜厚が厚くなりすぎる場合には、環状体を用いる本発明の塗布方法を採用することもできる。また、塗布後、溶媒を乾燥し、フッ素樹脂を焼成する。焼成の際に、皮膜形成用塗膜の熱処理を同時に行ってもよい。
【００６５】
本発明の塗布方法によって得られる無端ベルトは、ロールの表面にかぶせることにより、表面が機能性被膜（例えばＰＩ樹脂等）からなる定着ロール、帯電ロール、又は転写ロールを製造することができる。すなわち、定着ロールを製造する場合には、芯金の周囲にシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性ゴム材からなる弾性層を設けたロールの表面に、無端ベルトをかぶせる。帯電ロールや転写ロールを製造する場合、金属の筒体、又は芯金の周囲に導電性を付与したゴムやスポンジ等の弾性層を設けたロールの表面に、導電性粒子を分散させた無端ベルトをかぶせる。
【００６６】
ロールの表面にＰＩ樹脂からなる無端ベルトをかぶせることにより、耐久性を増すことができる。無端ベルトをロールの表面にかぶせる際は、ロールに設けられている弾性層を収縮させて行うことがよい。その場台、弾性層を冷却して収縮させてから無端ベルトをロールの表面にかぶせる方法もある。さらに、弾性層と無端ベルトのずれを防止するために、接着剤を介在させてもよい。
【実施例】
【００６７】
以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。
【００６８】
（参考例１）
ポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液（商品名：ＵワニスＳ、宇部興産（株）製）を塗液２とした。固形分濃度は約１８％、粘度は５Ｐａ・ｓである。これを図１に示す構成と同様な内径８０ｍｍ、高さ５００ｍｍの塗布槽に入れた。
【００６９】
外径３０ｍｍ、長さ４００ｍｍのアルミニウム製円筒を用意し、球形アルミナ粒子（不二製作所社製、粒径１０５〜１２５μｍ）によるブラスト処理により、表面をＲａ０．８μｍに粗面化した後、表面にシリコーン系離型剤（商品名：ＫＳ７００、信越化学（株）製）を塗布して、３００℃で１時間、焼き付け処理し、芯体１とした。
【００７０】
一方、環状体として、高さが２５ｍｍ、外径が６０ｍｍで、最も狭い部分の内径が３１．２ｍｍの孔６を設けたポリアセタール樹脂製の中空体を作製した。その内壁は傾斜面である。この環状体の質量は０．２９ｋｇであった。
【００７１】
環状体を上記塗液に浮かべた。環状体の液面からの高さは、目視によって検出するようにした。まず、環状体を沈まないように固定して、芯体をその中に１ｍ／ｍｉｎの速度で浸漬した。次いで環状体の固定を解除し、芯体を０．７ｍ／ｍｉｎの速度で上昇させたところ、環状体はすぐに液面より約２０ｍｍ持ち上げられ、芯体の上昇と共に、環状体の高さは増した。そこで、速度を徐々に減じたところ、芯体が約６０ｍｍ上昇した時点で、環状体の高さは約２０ｍｍで安定したので、芯体の上昇速度を一定にした。その時の速度は０．４ｍ／ｍｉｎであった。
【００７２】
芯体の上昇途中で環状体が芯体に接触することはなく、塗布後には、芯体に濡れ膜厚が約６００μｍの塗膜４が形成された。その膜厚は芯体と環状体の孔の間隙により定まり、芯体の上昇速度には左右されなかった。
【００７３】
その後、芯体の軸方向を水平にして２０ｒｐｍで回転させながら、１２０℃で６０分間乾燥し、次いで芯体を縦にして２００℃で３０分間、３８０℃で１時間加熱して樹脂を反応させた。室温に冷えてから皮膜を取り出すことにより、ポリイミド樹脂製の無端ベルトを得ることができた。
【００７４】
膜厚を測定すると、上端部から３０ｍｍを除いて、７０μｍで均一であった。上端部から３０ｍｍ内の膜厚は、周方向で厚い部分と薄い部分があったが、これは、環状体が水平方向に移動して、芯体との間隙が均一に合うまでに、多少の時間がかかったためと考えられる。
【００７５】
次に、生産性を考えて、塗布速度を１ｍ／ｍｉｎとしたかったので、環状体底面に環状の錘りを取り付け、質量を２．５倍の０．７３ｋｇとしたところ、塗布速度は１ｍ／ｍｉｎにすることができた。
【００７６】
（参考例２）
参考例１において、図７に示す構造と同様に芯体の上昇方向先端部に、間隙調節部材として、５ｍｍ角に切った０．５ｍｍ厚のポリエチレンシートを３箇所、１２０°ずつずらして貼り付けた。芯体を塗液に浸漬する際には、その部分が環状体の最小内径部分の位置まで浸漬した。これにより、環状体は塗布の最初から中心位置が合わされたことになる。次いで、他は参考例１と同様にして塗布作業を行い、乾燥後に間隙調節部材を除去した。
【００７７】
得られた無端ベルトの膜厚を測定すると、上端から１０ｍｍより下の部分は７０μｍで均一であり、参考例１よりも膜厚均一部分は多く得られた。
【００７８】
（比較例１）
参考例１において、環状体を使用しないで芯体への塗布を行ったところ、濡れ膜厚が約２ｍｍ以上に塗布され、厚すぎるばかりでなく、下端からの液の滴下があり、乾燥することが困難であった。環状体を使用しないと、このように膜厚が厚くなりすぎた。
【００７９】
（比較例２）
比較例１において、Ｎ−メチルピロリドンとジオキサンの１：１混合溶剤で塗液を希釈して、粘度１５０ｍＰａ・ｓ、固形分濃度約１０％に調整した以外は、比較例１と同様に芯体へ塗布したところ、濡れ膜厚が約１２０μｍの被膜が形成された。しかし、固形分濃度も低いので、最終膜厚が１８μｍにしかならず、当初目的の膜厚、即ち参考例１で得られた７０μｍの膜厚より薄いものしか得られなかった。
【００８０】
（比較例３）
参考例１において、芯体の上昇速度を最初から０．７ｍ／ｍｉｎの一定速度で塗布を行ったところ、環状体は芯体の上昇と共にどんどん上昇し、芯体が上から約９０ｍｍ通過した時点で環状体の下部が液面から離れ、塗布終了時には約１００ｍｍの高さになり、芯体の上昇停止と共に環状体は液上に落下した。その際、塗膜には細かい気泡が多数発生し、また、塗液にも泡が混入した。塗液は粘度が高いために、泡はなかなか消える事はなく、次の塗布作業に支障をきたした。
【００８１】
（実施例３）
外径６８ｍｍ、長さ４００ｍｍのアルミニウム製円筒を用意した。これは、外径７０ｍｍ、長さ４００ｍｍの素管を３００℃で１０分間加熱し、冷却した後、表面を切削して外径を６８ｍｍにしたものである。次いで、球形アルミナによるブラスト処理により、表面をＲａ０．９μｍに粗面化した後、表面にシリコーン系離型剤（商品名：ＫＳ７００、信越化学（株）製）を塗布し、３００℃で３０分間、焼き付け処理して芯体とした。
【００８２】
図２に示すものと同様な構成である内径１００ｍｍ、高さ５０ｍｍの環状塗布槽に、中央に内径６７ｍｍの穴を設けた０．５ｍｍ厚の軟質ポリエチレン製の環状シール材を取り付けた。その穴に、外径６８ｍｍ、長さ６０ｍｍのポリエーテル樹脂製の中間体を嵌めた後、参考例１と同じ塗液２を塗布槽に入れた。
【００８３】
また、環状体は、最小内径６９．２ｍｍ、最大内径８０ｍｍで、内壁が傾斜面であり、外径８６ｍｍ、高さ３０ｍｍのアルミニウム加工品であり、その外側に３本の支持棒を取り付け、支持棒が環状塗布槽の外壁上端に載るようにして環状体を塗液上に設置した。環状体の高さは、上記支持棒の近傍に設けた２つの光学式スイッチによって検出するようにした。
【００８４】
塗布は、芯体１をまず１ｍ／ｍｉｎの速度で上昇させた。環状体が液面から３０ｍｍ上昇した時に、上限スイッチが作動して速度を減少させ、２０ｍｍの高さで下限スイッチが作動して速度を増すように制御して塗布した。これにより、芯体が約５０ｍｍ上昇した時点からは、速度はほぼ０．５ｍ／ｍｉｎとなった。
【００８５】
塗布終了後、芯体には濡れ膜厚が約６００μｍのＰＩ前駆体塗膜が形成された。次いで、軸方向を水平にして２０ｒｐｍで回転させながら、１２０℃で６０分間乾燥すると、約１５０μｍ厚のＰＩ前駆体皮膜が形成された。端部の片側の皮膜には、幅２０ｍｍのポリエステル粘着テープを一周にわたって張り付け、皮膜と芯体の露出部分とを被覆した。
【００８６】
図８に示すように、ＰＦＡの水性塗料（商品名：７１０ＣＬ、三井デュポンフロロケミカル社製、濃度６０％、粘度４００ｍＰａ・ｓ、溶媒として水のほかに、エタノール、ｔ-ブタノールを含む）を、内径９０ｍｍ、高さ４８０ｍｍの塗布槽に入れた。この中に前記芯体を、被覆を下側にして垂直にし、上部のＰＩ前駆体皮膜を５ｍｍだけ残して浸漬した。次いで０．３ｍ／分の速度で引き上げ、ＰＦＡ塗膜を形成した。
【００８７】
８０℃で１０分間の乾燥後、被覆を除去した。次に１５０℃で２０分間、続いて２００℃で２０分間加熱乾燥させた。これにより、ＰＩ前駆体皮膜からは溶剤が除去され、ＰＦＡ塗膜からは水が除去された。その後、３８０℃で３０分間加熱してＰＩ前駆体皮膜を反応させてＰＩ樹脂皮膜を形成すると共に、ＰＦＡ塗膜を焼成した。室温に冷えた後、芯体から皮膜を取り外し、無端ベルトを得た。膜厚を測定すると、上端から３０ｍｍを除いて、ＰＩ樹脂は７５μｍ、ＰＦＡ層は３０μｍであった。この無端ベルトを３２０ｍｍの長さに切断して、無端定着ベルトとした。ＰＩ樹脂とＰＦＡ層の密着性は強固であった。
【００８８】
（参考例４）
３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、ｐ−フェニレンジアミンの等モルを反応させて、ＰＩ前駆体の溶液を用意した。濃度は２３質量％、粘度は約１０Ｐａ・ｓに調整した。ＰＩ前駆体溶液に、カーボンブラック（商品名：スペシャルブラック４、デグザヒュルス社製）を固形分質量比２３％で混合し、次いで高圧ジェットミルにより２時間分散し、塗液とした。
【００８９】
一方、外径３６６ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミニウム製円筒を用意し、その表面には参考例１と同じく粗面化処理とシリコーン系離型剤の処理をして、芯体とした。環状体として、外径４００ｍｍ、最小内径３６７．２ｍｍ、高さ３０ｍｍのステンレス製の中空リングを作製し、この内壁は傾斜面とした。質量は２．１ｋｇであった。
【００９０】
次いで、環状体の液面からの高さをレーザー式距離計（キーエンス（株）製）で測定し、それが常に２０ｍｍになるよう、芯体の上昇速度を０．５〜１ｍ／ｍｉｎの範囲で調整して塗布を行ったところ、０．５５ｍ／ｍｉｎの速度で安定した。次いで、参考例１と同様にして乾燥と加熱を行った。
【００９１】
室温に冷えてからＰＩ樹脂皮膜を取り外すことにより、ＰＩ樹脂製の無端ベルトを得ることができた。この無端ベルトの膜厚は７５μｍであり、周方向に膜厚分布を調べると、図１０に示すような正弦波のうねりが見られ、山と谷の膜厚差は３μｍあった。平均膜厚に対するうねりの比率は４％であり、また、体積抵抗を測定すると、約１０9Ωｃｍであり、電子写真用転写ベルトとして使用することができた。
【００９２】
（参考例５）
参考例４において、連続的な生産を行うには、塗布時間は３０秒以内とする方が好都合である。そこで、環状体として、最小内径は同じにして外径を変え、４．０ｋｇの質量のものを作製した。これを使用して塗布したところ、安定した塗布速度は１．１ｍ／ｍｉｎとなり、長さ５００ｍｍの芯体に対し、３０秒以内で塗布することができた。
【００９３】
（比較例４）
参考例４において、芯体の上昇速度を最初から０．２ｍ／ｍｉｎの一定速度で塗布を行ったところ、環状体は芯体の上昇と共に少し液面から持ち上がったが、その高さは最大でも約３ｍｍ程度であった。他は同様にして無端ベルトを作製し、膜厚を測定すると、平均膜厚は７５μｍであったが、周方向に膜厚分布を調べると、図１０に示すような正弦波のうねりが見られ、山と谷の膜厚差は６μｍあった。平均膜厚に対するうねりの比率は８％であり、用紙の搬送ベルトとして使用することはできるが、転写ベルトとして使用すると、転写トナーの色ずれの原因になるため、品質的に劣るものであった。
【００９４】
（参考例６）
参考例４において、環状体として、図４（ａ）に示す構造と同様な、その孔の最小内径部分を含む構成部材と、この構成部材に脱着可能なそれ以外の他の構成部材とが、孔の開口軸方向に分かれた構造のものを用いた以外は、参考例４と同様に塗布したところ、良好なＰＩ樹脂製の無端ベルトを得ることができた。用いた環状体は、内壁を傾斜面した外径４００ｍｍ、最小内径３６７．２ｍｍ、高さ３０ｍｍであり、最小内径部分を含む構成部材はアルミニウム製で構成し（質量１．３ｋｇ）、他の構成部材はステンレス製で構成した（質量１．５ｋｇ）ものを用いた（総質量２．８ｋｇ）。
【００９５】
（参考例７）
また、参考例５と同様に、連続的な生産を行うために、上記他の構成部材として、参考例６のものに代えて、質量２．７ｋｇのものを用い、環状体の総質量を４ｋｇとして塗布を行なったこところ、参考例５と同様に塗布速度を早くすることができた。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】参考例の塗布方法を説明するための概略構成図である。
【図２】本発明の塗布方法を説明するための概略構成図である。
【図３】本発明の塗布方法に用いるチャッキング装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の塗布方法に用いる環状体を示す概略断面図である。
【図５】無端ベルトの膜厚に見られる正弦波のうねりを示す関係図である。
【図６】環状体の質量と塗布速度の関係を示す関係図である。
【図７】本発明の塗布方法に用いる間隙調節部材が設けられた筒状芯体を示す概略構成図である。
【図８】間隙調節部材を説明するための説明図である。
【図９】浸漬塗布法を説明するための概略構成図である。
【図１０】参考例４及び比較例４で得られた無端ベルトの膜厚に見られる正弦波のうねりを示す関係図である。
【符号の説明】
【００９７】
１ 円筒芯体
２ 塗液
３ 塗布槽
４ 皮膜形成用塗膜
５ 環状体
６ 孔
７ 環状塗布槽
８ シール材
９ 間隙調節部材
１０ フッ素樹脂分散液
１１ 塗膜
１２ 被覆材
２０ チャッキング装置
２１ 回転軸
２２ アーム
２３ 駆動部
２４ 検知器
２５ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘度の高い塗液を芯体表面に塗布し、比較的厚い膜を形成する塗布方法、塗布装置、及びそれによって得られる無端ベルトに関する。特に、電子写真装置において、感光体、定着ロール、帯電ロール、転写ロール、転写ベルト、及び定着ベルト等のロール又はベルト部材を製造する際に好ましく適用することができる塗布方法及び塗布装置に関する
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置では、感光体、帯電体、転写体及び定着体などに、金属、各種プラスチック、又はゴム製の回転体が使用されている。装置の小型化或いは高性能化のために、例えば特開平８−２６２９０３号公報や特開平１１−１３３７７６号公報に記載のように、定着回転体としては変形可能なものが好ましいことがあり、それには肉厚が薄い樹脂製ベルトが用いられる。この場合、ベルトに継ぎ目（シーム）があると、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じるので、継ぎ目がない無端ベルトが好ましい。その材料としては、強度や寸法安定性、耐熱性等の面でポリイミド（以後、ＰＩと略す）樹脂が特に好ましい。
【０００３】
ＰＩ樹脂製の無端ベルトを作製するには、例えば、特開昭５７−７４１３１号公報記載のように、円筒体の内面にＰＩ前駆体溶液を塗布し、回転しながら乾燥させる遠心成形法や、特開昭６２−１９４３７号公報記載のように、円筒体内面にＰＩ前駆体溶液を展開する内面塗布法があった。但し、これらの内面に成膜する方法では、ＰＩ前駆体を加熱反応させる際に、皮膜を円筒体から抜いて外型に載せ換える必要があり、工数が増える問題がある。
【０００４】
他の無端ベルトの製造方法として、例えば、特開昭６１−２７３９１９号公報に記載のように、芯体の表面に、浸漬塗布法によってＰＩ前駆体溶液を塗布して乾燥し、加熱した後、ＰＩ樹脂皮膜を芯体から剥離する方法もある。この方法では、外型に載せ換える工数が不要なので有利である。但し、芯体の表面に、浸漬塗布法によってＰＩ前駆体溶液を塗布すると、一般にＰＩ前駆体溶液は粘度が非常に高いために、塗膜の付着量が多くなり、膜厚が厚くなり過ぎるという問題がある。
【０００５】
そこで、例えば特開平６−２３７７０号公報や特開平７−２４８５９号公報に開示されているように、芯体の表面に樹脂又はその前駆体を含有する塗液を厚く付着させた後、所定の間隙の内径を有した外型を通過させて、余分の塗液を掻き落とす方法もあった。しかしながら、作業工程が増加するという短所があった。
【０００６】
また、ＰＩ前駆体を含有する塗液を希釈して、膜厚が厚くなりすぎないように浸漬塗布することもできるが、塗布上端部の垂れが大きくなり、膜厚の均一性が大いに損なわれる問題があった。
【０００７】
一方、感光体、定着ロール、帯電ロール、転写ロールには、回転体の表面に、機能性の被膜を形成したものがある。機能性被膜として、定着ロールの場合にはトナーの定着性や離型性を調整する非粘着性の被膜、帯電ロールの場合には感光体への放電特性、帯電性、電荷リーク等を調整する半導電性の被膜、転写ロールの場合には導電性、ニップ等を調整する被膜、感光体の場合には感光層又は保護層がある。このような被膜は、一般的に１０〜１００μｍの厚みのものが所望されるが、被膜を浸漬塗布法で形成すると、やはり塗布上端部の垂れが大きくなるなどの問題がある。
【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】特開昭５７−７４１３１号公報
【特許文献４】特開昭６２−１９４３７号公報
【特許文献５】特開昭６１−２７３９１９号公報
【特許文献６】特開平６−２３７７０号公報
【特許文献７】特開平７−２４８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、例えば、粘度の高い塗液を用いて、その膜厚が比較的厚い場合であっても膜厚を均一に塗布できる塗布方法、及び塗布装置を提供することを目的とする。
また、この塗布方法、及び塗布装置を用いて、電子写真感光体用支持体上に比較的厚い膜の電荷輸送層を均一に塗布することや、この塗布方法を用いて、定着ロール、帯電ロール、転写ロールの機能性被膜を均一に塗布することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、本発明は、
（１）芯体表面に塗液を塗布する塗布方法であって、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けた環状体を、環状塗布槽に満たされた前記塗液に自由移動可能状態で設置した後、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記環状体が塗液面から持ち上げられつつ、かつ前記環状体の底面が塗液面から離脱しないような所望の高さになるように、前記環状体の位置を検知し、前記芯体の上昇速度を塗布開始時よりも減じる制御をして、前記芯体を前記塗液から相対的に上昇させることを特徴とする塗布方法。
【００１０】
（２）前記環状体、或いは前記環状塗布槽に、前記環状体の前記塗液への沈没を防止するための沈没防止部材を設けるたことを特徴とする前記（１）に記載の塗布方法。
【００１１】
（３） 芯体断面の外径よりも大きな円形の孔を設けた環状体を、環状塗布槽に満たされた塗液に自由移動可能状態で設置した後、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇させて、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布方法であって、
前記芯体は、上昇方向先端部に当該先端部の外径が芯体の外径よりも大きくかつ前記環状体の孔の最小径未満となる間隔調節部材が設けられ、前記間隔調節部材により前記芯体の上昇時に前記芯体と前記環状体との間隙を均一に合わせることを特徴とする塗布方法。
【００１２】
（４） 芯体表面に塗液を塗布するための塗布装置であって、
前記塗液を貯留する環状塗布槽と、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けると共に、前記塗液に自由移動可能状態で設置する環状体と、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇する昇降手段と、
前記環状体の高さを検知する検知手段と、
前記検知手段による信号に基づいて、前記環状体が塗液面から持ち上げられつつ、かつ前記環状体の底面が塗液面から離脱しないような所望の高さとなるように、前記芯体の上昇速度を塗布開始時よりも減じる調節をする制御手段と、
を備えることを特徴とする塗布装置。
【００１３】
（５） 芯体表面に塗液を塗布するための塗布装置であって、
前記塗液を満たすための環状塗布槽と、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けると共に、前記塗液に自由移動可能状態で設置する環状体と、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇する昇降手段と、
を備え、
前記芯体は、その上昇方向先端部に当該先端部の外径が芯体の外径よりも大きくかつ前記環状体の孔の最小径未満となる間隔調節部材が設けられ、前記間隔調節部材により前記芯体の上昇時に前記芯体と前記環状体との間隙を均一に合わせることを特徴とする塗布装置。
【００１４】
（６） 前記環状体、或いは前記環状塗布槽に、前記環状体の塗液への沈没を防止するための沈没防止部材が設けられることを特徴とする前記（５）に記載の塗布装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の塗布方法により、膜厚が比較的厚い場合でもあっても、その膜厚を均一に塗布することができる。この塗布方法を用いて、定着体、帯電体、転写体等の機能性被膜を均一に塗布することができる。さらに、本発明により、均一な膜厚の無端ベルトを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の塗布方法について、図面を用いて説明する。なお、本発明の塗布方法と共に、本発明の塗布装置についても説明する。また、実質的に同様の機能を有するものには、全図面通して同じ符号を付して説明し、場合によってはその説明を省略することがある。
【００１７】
図１は、参考例の塗布方法に適用される塗布装置を示す概略構成図である。但し、塗布主要部のみを示し、周辺部は省略した。なお、本明細書において、「円筒芯体上に塗布する」とは、円筒芯体の表面上、及び該表面に層を有する場合はその層上に塗液を塗布する意味である。例えば、円筒芯体が電子写真感光体用支持体であるとき、支持体上への塗布は、表面に層を有する時は、その層上に塗布する場合を含む。また、「円筒芯体を上昇」とは、塗液面との相対関係であり、「円筒芯体を停止し、塗液面を下降」させる場合を含む。また、以下、環状体５の孔６の最小内径部分における円筒芯体１との間隙を本発明では「間隙」とし、環状体の「高さ」とは、環状体の孔の最小径部分から液面まで高さを示す。
【００１８】
図１に示す塗布装置は、円筒芯体１をその長手方向を垂直にしてに取り付けて塗液２に浸漬するためのチャッキング装置２０（昇降手段）と、塗液２が満たされた塗布槽３とから構成されている。塗液２上には、円筒芯体１の断面の外周外径よりも大きな円形の孔６を設けた環状体５を自由移動可能状態で設置されている。チャッキング装置２０は、螺旋状の溝が形成された回転軸２１と、円筒芯体１をその長手方向を垂直にしてに取り付けると共に回転軸２１に連結されるアーム２２と、を備えている。アーム２２の回転軸２１との連結部には、図示しないが、回転軸２１の螺旋状の溝に係合する突起部を有し、回転軸２１の回転に伴いアーム２２が昇降する。また、チャッキング装置２０には、図１及び図３に示すように、回転軸２１を駆動する駆動部２３と、環状体５の高さを検知する検知器２４（検知手段）と、検知器２４からの情報に基づいて駆動部による回転軸２１の回転速度を制御する制御部２５とを備えている。
【００１９】
浸漬塗布装置には、必要に応じて、ポンプなどの、塗布槽３に塗液２を入れる塗液供給手段、円筒芯体１を塗液２に浸漬した際に、塗布槽３上部から溢流する塗液を受ける溢流受け手段、溢流塗液を再度容器に循環させる再供給手段、などを有していてもよい。
【００２０】
図１に示す塗布装置では、円筒芯体１を塗液２を塗布槽３に入れ、回転軸２１の回転によりアーム２２が降りと共に塗液２に円筒芯体１が浸漬し、次いで、回転軸２１の逆回転によりアーム２２が上がると共に円筒芯体１が上昇して塗布が行われ、皮膜形成用塗膜４が形成される。この際、円筒芯体１を孔６を通して塗液２に浸漬し、次いで、円筒芯体を上昇させ、円筒芯体１と孔６との間隙により、塗膜４の膜厚が制限される。
【００２１】
環状体５の材質は、塗液によって侵されないものであり、種々の金属、プラスチック等から選ばれる。環状体は、軽量化のために、例えば中空構造でもよい。
【００２２】
環状体５の孔６の内径と円筒芯体１の外径との間隙は、所望の膜厚を鑑みて調整する。乾燥膜厚は、濡れ膜厚と塗液の不揮発分濃度の積であるが、これから所望の濡れ膜厚が求められ、前記間隙は、所望の濡れ膜厚の１倍〜２倍にするのがよい。１倍〜２倍とするのは、塗液の粘度及び／又は表面張力、及び皮膜の収縮などにより、間隙の距離が濡れ膜厚になるとは限らないからである。
【００２３】
環状体５に設けられる孔６の内壁の形状は、図１の断面図に示すように、塗液に浸る下部で芯体との間隙が広く、上部が狭い形状であれば、斜めの直線状であるもののほか、階段状や曲線状でもよい。
【００２４】
環状体５は、図４（ａ）に示すように、その孔６の最小内径部分を含む構成部材５２と、この構成部材５２に脱着可能なそれ以外の構成部材５３とが、孔６の開口軸方向に分かれた構造であってもよい。このような構成とすることで、例えば、所望とする円筒芯材１のサイズ、或いは所望とする塗膜４の厚さに合わせて、孔６の最小内径部分サイズを変化させた構成部材５２のみを交換すれば、所望とする環状体５を準備することができ、低コスト化が実現できる。また、例えば、孔６の最小内径部分を含む構成部材５２よりも比重が重い材料で、それ以外の構成部材５３を作製して、環状体の重心を低くし、持ち上がり時の安定性を向上させることができる。なお、環状体５は、図４（ｂ）に示すように、その孔６の最小内径部分を含む構成部材５２と、この構成部材５２に脱着可能なそれ以外の構成部材５３とが、孔６の開口軸方向とは略直交方向に分かれた構造であってもよい。
【００２５】
そして、本発明の塗布方法は、参考例の塗布方法を、図２に示す塗布方法に適用したものである。図２に示す塗布方法に適用される塗布装置では、塗液２を環状塗布槽７に入れ、その下部から上部へ円筒芯体１を通過させると、塗布が行われる。環状塗布槽７の底部には、塗液が漏れないよう、シール材８を取り付ける。シール材は、ポリエチレンやシリコーンゴム、フッソ樹脂等の柔軟性板材からなる。これ以外の構成は、図１に示す塗布装置と同様な構成である。
【００２６】
この環状塗布槽７を用いる環状塗布方法は、図１に示した浸漬塗布方法より、塗液が少なくてすむ利点がある。環状体５を塗液２上に自由移動可能状態で設置するのは、前記と同じである。
【００２７】
このように、本発明の塗布方法において、環状体５は、塗液２上でわずかの力で動くことができるよう、自由移動可能状態で設置するが、その方法としては、環状体５を塗液上に浮遊させる方法のほか、環状体５をロールやベアリングで支える方法、環状体５をエア圧で支える方法、などがある。また、図１又は２に示すように、環状体５の沈没防止のために、環状体５の外周面又は塗布槽３に、環状体を支えて塗液２への沈没を防止するための支持棒５１を設けてもよい。この沈没防止部材としての支持棒５１は、環状体５の外周面に設けられる場合、例えば、図２に示すように、環状体５が塗液２にある程度浸る高さで塗布槽３の外壁上端に当接する長さで設けられ、塗布槽３に設けられる場合、例えば、図１に示すように、塗布槽内壁の所定の箇所に、環状体５が塗液２にある程度沈むと干渉するように設けられる。なお、沈没防止部材の構成は、支持棒に限らず、環状体５の沈没を防止する構成であれば、例えば、板状、突起状、リング状の如何なる構成であってもよい。
【００２８】
本発明の塗布方法においては、環状体５の孔６を通して円筒芯体１を上昇させると、塗液２の介在により、円筒芯体１と環状体５との間隙にて摩擦抵抗が生じ、環状体５には上昇力が作用し、環状体５は持ち上げられる。
【００２９】
このように環状体５が持ち上げられた際、環状体５は円筒芯体１との摩擦抵抗が周方向で一定になるように水平方向に移動し、間隙が周方向で一定になる。環状体５が一方向にずれた場合、間隙が狭まろうとした部分では摩擦抵抗が大きくなり、その反対側では間隙が広がって摩擦抵抗が小さくなる不均衡状態が生じるが、摩擦抵抗が大きな部分は小さくなるよう、すなわち間隙が広くなるように環状体５が水平方向に移動するので、環状体５が円筒芯体１と接触することはなく、常に一定間隙が保たれる。
【００３０】
円筒芯体１を上昇させる際、円筒芯体１が多少傾いていても、あるいは、円筒芯体１の上昇手段にフレを有する場合でも、環状体５は円筒芯体１に追随して水平方向に動きうるので、膜厚は一定に塗布できる利点もある。
【００３１】
このように環状体５が作用するには、環状体５は、ある程度、持ち上げられなくてはならない。環状体５の持ち上げられる高さが低い場合、環状体５が中心位置に復元する力が弱いので、間隙が周方向である方向にずれて塗布されることになるが、その場合の膜厚は、図５に示すように、正弦波のうねりが生じたものとなる。すなわち、間隙が広い部分の膜厚は厚く、逆の部分の膜厚は薄くなるのである。ここで、うねりの山と谷の差の膜厚を、「うねりによる膜厚むら」と指すこととする。うねりによる膜厚むらは、使用される無端ベルトの用途にもよるが、通常、平均膜厚の５％以下であることを必要とされる。
【００３２】
これを達成するために本発明者等が検討した結果では、環状体５の孔６の最小内径部分が塗液２液面から持ち上げられつつ、かつ環状体５の底面が塗液２液面から離脱しないような所望の高さになるようにして、円筒芯体１を塗液２から相対的に環状体５の孔６を通じて上昇させることがよいと判明した。特に、この環状体５の孔６の最小内径部分が持ち上げられる高さは、塗液２液面から５ｍｍ以上、好ましくは、５〜５０ｍｍであることがよいと判明した。
【００３３】
この環状体５の上昇力は、円筒芯体１の上昇速度が速いほど強くなるが、環状体５が持ち上げられすぎて、その底面が液面から離れてしまうと、底面から塗液２中に空気が巻き込まれるようになり、塗膜４に気泡が入る問題が生じる。また、環状体５の底面が塗液２液面から離れると、塗布終了時に環状体５が塗液２液面に落下することになるが、その際にはやはり塗液２に泡が巻き込まれるので、塗布作業を繰り返す場合は非常に不都合である。
【００３４】
ここで、本発明において、環状体５を塗液２から引上げると、塗液２はある程度の高さの粘度を有するため、環状体５底面に追随して、環状体５底面縁部から塗液２液面の裾が形成されるが、この裾が環状体５底面縁部よりも外側に位置している場合、「環状体５の底面が塗液２液面から離脱しない」と見なし、内側に位置した場合、「環状体５の底面が塗液２液面から離脱した」と見なす。なお、この塗液２液面の裾が、環状体５底面縁部よりも内側に位置してしまうと、この裾から空気が巻きこまれ、上述のように塗膜４に気泡が入る問題が生じることとなる。
【００３５】
以上の理由により、円筒芯体１を上昇させる際には、環状体５は高すぎず低すぎず、一定範囲の高さであることが必要である。そのために本発明では、円筒芯体１の上昇速度を調節するのである。すなわち、環状体５の持ち上げ量（高さ）が低い場合は速度を速くし、逆に、環状体が上がりすぎて、その底面が液面から離れようとした場合には、上昇速度を遅くする。但し、本発明においては、円筒芯体１の上昇速度は、塗布開始時よりも減じる制御を行う。
【００３６】
このため、図１に示す塗布方法においては、検知器２４により、環状体の高さを検知して、それに応じて制御部２５により駆動部２３を制御し回転軸２１の回転速度を速くしたり遅くしたりして、環状体５の上昇速度を調整する。この検知器２４には、機械式や光学式の各種検知器を用いることができ、例えば、光学式スイッチ、レーザー式距離計や超音波式距離計等を使用することができる。また、検知器２４を使用せず、簡便には、目視で環状体の高さを判断し、手動で速度を調整することもできる。
【００３７】
なお、塗布時に環状体５が持ち上げられる高さは、次の条件ほど高くなる。
（１）環状体５と円筒芯体１との間隙が狭い（すなわち膜厚が薄い）。
（２）塗液２の粘度が高い。
（３）環状体５の質量が軽い。
【００３８】
ここで、環状体５と円筒芯体１との間隙は、目的とする膜厚を得るために必須の条件であるし、塗液２の粘度は容易には変更できない場合が多いので、塗布速度を所望値にしたい場合は、環状体５の質量を調整するのが好都合である。その場合、環状体５が図４に示すように分離した構造であると、孔６の最小内径部分を含む構成部材５２はそのままで、それ以外の構成部材５３を重さの違うものに交換すればよい。
【００３９】
環状体５の質量と塗布速度（円筒芯体１の上昇速度）の関係は、円筒芯体１を相対的に上昇させる速度が、環状体の質量に対して、比例の関係である。例えば、芯体の直径が０．３６６ｍφの場合、２．６ｋｇの環状体を塗液に浮かべた後、芯体を上昇させ、環状体の高さを約２０ｍｍに安定させた時の芯体上昇速度は０．６７ｍ／ｍｉｎであり、次に、３．８ｋｇの環状体５を塗液２に浮かべた後、芯体１を上昇させ、環状体５の高さを約２０ｍｍに安定させた時の芯体上昇速度は１．０ｍ／ｍｉｎであった。いずれも、環状体５の質量が１ｋｇあたり、０．２６ｍ／ｍｉｎの塗布速度であった。この関係は、塗布速度を所望値にしたい場合の、環状体設計の目安となる。さらに、環状体５の重さを２回変えて実験したところ、環状体の質量と塗布速度の関係は、図６のグラフに示すように直線比例の関係であった。
【００４０】
なお、円筒芯体１を上昇させて環状体５が持ち上げられて、環状体５が水平方向に移動し、環状体５と円筒芯体１との間隙が均一になるまでには、多少の時間がかかることもある。その場合は、円筒芯体の上部では、膜厚の均一領域が減ることとなる。
【００４１】
そこで、円筒芯体１の上昇方向先端部に当該先端部の外径が芯体の外径よりも大きくかつ前記環状体の孔の最小径未満となる間隔調節部材を設けることが好ましい。具体的には、例えば、図７に示すように、環状体５の位置合わせを行わせられるよう、先端部の外径が環状体５の孔６の最小径と略同等となる板状の間隙調節部材９を設ける。
【００４２】
間隙調節部材９は、円筒芯体１の上昇方向先端部が、間隙にほぼ等しいか、少し薄い厚さの突起物が好ましく、板状であることがより好ましい。間隙調節部材９は、図７に示すように、少なくとも３ヵ所以上にあればよい。この板状の場合、円筒芯体１の上端部に全周にわたってあってもよい。図８に示すように、間隙調節部材９が取り付けられた円筒芯体１部分が環状体５の孔６が通過することで、環状体５は強制的に位置合わせが行われ、円筒芯体１の上昇直後から円筒芯体１との間隙は均一になるのである。このように、円筒芯体１の上昇直後から、環状体５との間隔が一定となり、円筒芯体１全体に渡ってうねりよる膜厚むらを小さいくできる。特に、環状体５が塗液２中に持ち上げられる高さが５ｍｍ未満でも、うねりによる膜厚むらを小さくできる。もちろん、高さが５ｍｍ以上であれば更に好ましい。
【００４３】
次に、円筒芯体について説明する。被塗布物としての円筒芯体１は、感光体の場合、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属や、導電性を付与したプラスチックが用いられる。被塗布物が帯電ロールの場合、円筒芯体１は芯金の周囲に例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性に優れたゴム材からなる弾性層を設けたロールが用いられる。被塗布物が帯電ロールの場合、円筒芯体１は芯金の周囲に例えばウレタンゴムやスポンジ等の弾性層を設けたロールが用いられる。
【００４４】
以下、本発明の塗布方法により作製される無端ベルトについて説明する。
本発明の塗布方法により無端ベルトを作製するには、円筒芯体１に皮膜形成用塗液を塗布した後、乾燥、加熱硬化、焼成のいずれか又は全ての処理を施して皮膜を形成し、形成された皮膜を芯体から剥離する。上述のように、本発明の塗布方法は膜厚を均一に塗布できるので、これにより作製された無端ベルトは、うねりによる膜厚むらが少なく、膜厚の正弦波成分のうねりが平均膜厚の５％以下ものとなる。
【００４５】
無端ベルトを作製するための円筒芯体は、ベルトの脱離のためには熱膨張率が大きい方がよいという観点から、アルミニウムが好適である。また、皮膜の剥離性を良くするため、その表面は、クロムやニッケルでメッキしたり、フッ素樹脂やシリコーン樹脂で表面を被覆したり、あるいは表面に離型剤を塗布することも有効である。
【００４６】
なお、アルミニウムは２００℃以上に加熱すると、強度が低下して変形を起こしやすいが、そのようなアルミニウムの熱変形は、芯体形状への冷間加工中に歪みが蓄積していると発生しやすい。その歪みを取り去るには、アルミニウムを焼鈍（焼きなまし）する方法がある。但し、焼鈍によっても熱変形が起こりうるので、芯体形状への加工は、焼鈍後に施す必要がある。前記焼鈍は、アルミニウム素材を３００〜４００℃に加熱し、空気中で自然に冷却すればよい。
【００４７】
次に塗液２について説明する。本明細書において、「塗液２」とは、種々の溶液、分散液などの液体を含む意である。
【００４８】
塗液２は、摩擦力により環状体５を持ち上げる関係から、粘度が２００ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましく、４００ｍＰａ・ｓ以上がより好ましい。粘度が２００ｍＰａ・ｓ以上の塗液は、上端部での垂れは少なくなる。したがって、従来の浸漬塗布方法において常に課題であった上端部での垂れを、本発明の方法では低減することができる。
【００４９】
被塗布物（円筒芯体１）が有機感光体の場合、本発明の塗布方法は、膜厚が厚い電荷輸送層に適用するのがよい。電荷発生層は一般に、膜厚が薄いので、従来の浸漬塗布方法で塗布可能である。但し、膜厚の厚い電荷発生層が必要な場合は、本発明の塗布方法を用いることができる。
【００５０】
本発明の塗布方法に好ましい電荷輸送層に関して、簡単に述べる。電荷輸送層はヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、ベンジジン化合物、ブタジエン化合物、トリフェニルアミン化合物などの電荷輸送剤を、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエステルなどのバインダー樹脂と混合して塗液にされる。バインダー樹脂は分子量が大きいほど摩耗しにくくなり好ましいが、分子量が大きいと塗液にした際の粘度が高くなるので、従来の浸漬塗布方法では膜厚が厚くなり過ぎて、塗布が困難であった。また、粘度を下げるために希釈溶剤の量を多くすれば、垂れによる膜厚の不均一が拡大する問題があった。しかしながら、本発明の塗布方法では、塗液の粘度が高い場合でも、膜厚を制御することができるので、従来の浸漬塗布方法より分子量が大きなバインダー樹脂を採用することができる。
【００５１】
塗液２には各種の溶媒が用いられる。この溶媒として、トルエン、キシレン、モノクロロベンゼン等の芳香族炭化水素；塩化メチレン、クロロホルム、クロロセン等の塩素化炭化水素；アセトン、ブタノン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類が挙げられる。これらを単独又は複数を混合して使用することもできる。
【００５２】
塗液２の固形分濃度は２０〜５０％程度、粘度は２００〜８０００ｍＰａ・ｓ程度が好ましく、より好ましくは４００ｍＰａ・ｓ以上である。これは、従来の浸漬塗布方法に適用される電荷輸送層の塗液より、高濃度、高粘度である。電荷輸送層の膜厚は、１５〜４０μｍ程度が一般的であるが、本発明では特に２５μｍ以上の膜厚を塗布したい場合に好ましい。塗布の条件として、上昇速度が０．１〜０．８ｍ／ｍｉｎ程度であるのが好ましい。
【００５３】
次に、定着ロールの表面に形成される機能性被膜に関して、簡単に述べる。該機能性被膜としては、例えば特開平９−２２２１２号や特開平１１−３３８２８３号に記載されている離型層が挙げられる。その塗液はフッ素ゴムを主体とし、必要に応じてフッ素樹脂粒子やＳｉＣ、Ａｌ２Ｏ3等の無機粒子を混合したものが挙げられる。
【００５４】
フッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）を主成分とするもの、ＶｄＦとヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）との共重合体、上記ＶｄＦ−ＨＦＰ共重合体とテトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）との３元共重合体、ＴＦＥとプロピレンとの交互共重合体等のフッ素系エラストマーが挙げられる。この他、ＶｄＦ−クロロトリフルオロエチレン共重合体や、例えばシリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム等とＶｄＦを主成分とする上記フッ素系エラストマーとの混合物を用いることもできる。これらのフッ素ゴムは、前記弾性層の構成材料とすることもできる。なお、フッ素ゴムを主体とする塗液の粘度は２００ｍＰａ・ｓ以上である場合が多く、このような高粘度の塗液を用いると、従来の浸漬塗布方法では膜厚が厚くなりすぎるが、環状体を用いることにより、塗布が可能となる。離型層の厚さは５〜３０μｍの範囲が好ましい。
【００５５】
本発明の塗布方法を適用するのが好ましい帯電ロール及び転写ロールの表面に形成される機能性被膜に関して、簡単に述べる。
【００５６】
これらの機能性被膜に用いられる塗液２は、ナイロン系やウレタン系、アクリル系などのバインダー樹脂の、単独、又は導電性粒子を分散した液である。なお、弾性層を有しないハード転写ロールに適用される塗液２は、後述する転写ベルトの材料と同じであってよい。
【００５７】
これらの塗液２において、導電性粒子は、無端ベルトを帯電体或いは転写ベルトとして使用する場合に挙げるものと同じでよいが、一般にバインダー樹脂溶液に導電性粒子を分散すると、粘度が１０〜３０％上昇する性質があり、粘度は２００ｍＰａ・ｓ以上になることがある。そのような場合、従来は浸漬塗布方法では膜厚が厚くなりすぎるので塗布できなかったが、環状体を用いることにより、やはり塗布が可能となる。帯電ロール又は転写ロールに塗布される被膜の厚さは２〜３０μｍの範囲が好ましい。
【００５８】
無端ベルトを作製する場合、塗液２は樹脂材料及び／又はこれらの前駆体（以下、「樹脂材料等」という場合がある）を含有するものである。樹脂材料等として、ポリイミド（ＰＩと略す）、ポリアミドイミド、ポリベンズイミダゾール、フタル酸系ポリエステル、ポリカーボネート等がある。これらの中では、強度や寸法安定性の面でＰＩが特に好ましい。樹脂材料等を含有する塗液の固形分濃度は、１５〜５０％程度、粘度は１０〜１０００Ｐａ・ｓ、上昇速度は０．１〜１．５ｍ／ｍｉｎ程度であるのが好ましい。無端ベルトの厚さは、２５〜２００μｍの範囲であることが好ましい。
【００５９】
無端ベルトを作製するには、円筒芯体１を環状体５の孔６を通して上記塗液２から引き上げて、芯体の表面に塗布する。塗液を乾燥後、塗膜を芯体ごと所定温度で加熱すると、樹脂材料等が硬化し、皮膜が形成される。乾燥時に塗液が下方に垂れる場合、芯体を横にして回転しながら乾燥させてもよい。形成された皮膜を芯体から剥離して無端ベルトを得る。
乾燥時に、残留溶剤を完全に除去できない場合、あるいは加熱反応時に樹脂から発生する水等の気化成分が除去しきれない場合、樹脂皮膜に膨れが生じることが避けられないことがある。これは特にＰＩ樹脂皮膜の膜厚が５０μｍを越えるような場合に顕著である。
その場合、芯体の表面を、Ｒａ０．２〜２μｍ程度に粗面化することが有効である。これにより、ＰＩ樹脂皮膜から生じる残留溶剤又は水の蒸気は、芯体とＰＩ樹脂皮膜の間にできるわずかな隙間を通って外部に出ることができ、膨れを防止することができる。芯体表面の粗面化には、ブラスト、切削、サンドペーパーがけ等の方法がある。
【００６０】
無端ベルトを接触帯電フィルムのような帯電体、或いは転写ベルトとして使用する場合、樹脂材料等の中に必要に応じて予め導電性粒子を分散させる。導電性粒子としては、例えば、カーボンブラック、カーボンブラックを造粒したカーボンビーズ、カーボンファイバー、グラファイト等の炭素系物質；銅、銀、アルミニウム等の金属又は合金；酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、ＳｎＯ2・Ｉｎ2Ｏ3複合酸化物等の導電性金属酸化物；チタン酸カリウム等の導電性ウィスカー等が挙げられる。
【００６１】
無端ベルトから定着ベルトを製造するには、無端ベルト表面にトナーの付着を防止するために、非粘着性被膜を形成することが好ましい。非粘着性の材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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ーテル共重合体（ＰＦＡ）、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（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂が好ましい。フッ素樹脂層の厚さは５〜５０μｍが好ましく、１０〜４５μｍがより好ましい。
【００６２】
フッ素樹脂層を形成するには、その水分散液を塗布して焼き付け加工する方法を適用することが好ましい。塗布方法としては、図９に示すような浸漬塗布方法が塗膜の平滑性や膜厚の均一性の面で好ましい。図９に示すような浸漬塗布をするには、皮膜形成用塗膜４を形成した円筒芯体１を、フッ素樹脂分散液１０に浸漬し、次いで上昇させて、フッ素樹脂の塗膜１１を形成する。
【００６３】
その際、芯体表面にフッ素樹脂分散液が塗布されたり、芯体と塗膜の隙間にフッ素樹脂分散液が侵入することを防止するために、芯体をその中心軸を垂直にした際に下端側となる部分の塗膜の端部、及び芯体表面の露出部分があれば、その部分に被覆材１２により被覆処理を施すことが好ましい。
【００６４】
前記フッ素樹脂の水分散液の粘度が高く、やはり膜厚が厚くなりすぎる場合には、環状体を用いる本発明の塗布方法を採用することもできる。また、塗布後、溶媒を乾燥し、フッ素樹脂を焼成する。焼成の際に、皮膜形成用塗膜の熱処理を同時に行ってもよい。
【００６５】
本発明の塗布方法によって得られる無端ベルトは、ロールの表面にかぶせることにより、表面が機能性被膜（例えばＰＩ樹脂等）からなる定着ロール、帯電ロール、又は転写ロールを製造することができる。すなわち、定着ロールを製造する場合には、芯金の周囲にシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性ゴム材からなる弾性層を設けたロールの表面に、無端ベルトをかぶせる。帯電ロールや転写ロールを製造する場合、金属の筒体、又は芯金の周囲に導電性を付与したゴムやスポンジ等の弾性層を設けたロールの表面に、導電性粒子を分散させた無端ベルトをかぶせる。
【００６６】
ロールの表面にＰＩ樹脂からなる無端ベルトをかぶせることにより、耐久性を増すことができる。無端ベルトをロールの表面にかぶせる際は、ロールに設けられている弾性層を収縮させて行うことがよい。その場台、弾性層を冷却して収縮させてから無端ベルトをロールの表面にかぶせる方法もある。さらに、弾性層と無端ベルトのずれを防止するために、接着剤を介在させてもよい。
【実施例】
【００６７】
以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。
【００６８】
（参考例１）
ポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液（商品名：ＵワニスＳ、宇部興産（株）製）を塗液２とした。固形分濃度は約１８％、粘度は５Ｐａ・ｓである。これを図１に示す構成と同様な内径８０ｍｍ、高さ５００ｍｍの塗布槽に入れた。
【００６９】
外径３０ｍｍ、長さ４００ｍｍのアルミニウム製円筒を用意し、球形アルミナ粒子（不二製作所社製、粒径１０５〜１２５μｍ）によるブラスト処理により、表面をＲａ０．８μｍに粗面化した後、表面にシリコーン系離型剤（商品名：ＫＳ７００、信越化学（株）製）を塗布して、３００℃で１時間、焼き付け処理し、芯体１とした。
【００７０】
一方、環状体として、高さが２５ｍｍ、外径が６０ｍｍで、最も狭い部分の内径が３１．２ｍｍの孔６を設けたポリアセタール樹脂製の中空体を作製した。その内壁は傾斜面である。この環状体の質量は０．２９ｋｇであった。
【００７１】
環状体を上記塗液に浮かべた。環状体の液面からの高さは、目視によって検出するようにした。まず、環状体を沈まないように固定して、芯体をその中に１ｍ／ｍｉｎの速度で浸漬した。次いで環状体の固定を解除し、芯体を０．７ｍ／ｍｉｎの速度で上昇させたところ、環状体はすぐに液面より約２０ｍｍ持ち上げられ、芯体の上昇と共に、環状体の高さは増した。そこで、速度を徐々に減じたところ、芯体が約６０ｍｍ上昇した時点で、環状体の高さは約２０ｍｍで安定したので、芯体の上昇速度を一定にした。その時の速度は０．４ｍ／ｍｉｎであった。
【００７２】
芯体の上昇途中で環状体が芯体に接触することはなく、塗布後には、芯体に濡れ膜厚が約６００μｍの塗膜４が形成された。その膜厚は芯体と環状体の孔の間隙により定まり、芯体の上昇速度には左右されなかった。
【００７３】
その後、芯体の軸方向を水平にして２０ｒｐｍで回転させながら、１２０℃で６０分間乾燥し、次いで芯体を縦にして２００℃で３０分間、３８０℃で１時間加熱して樹脂を反応させた。室温に冷えてから皮膜を取り出すことにより、ポリイミド樹脂製の無端ベルトを得ることができた。
【００７４】
膜厚を測定すると、上端部から３０ｍｍを除いて、７０μｍで均一であった。上端部から３０ｍｍ内の膜厚は、周方向で厚い部分と薄い部分があったが、これは、環状体が水平方向に移動して、芯体との間隙が均一に合うまでに、多少の時間がかかったためと考えられる。
【００７５】
次に、生産性を考えて、塗布速度を１ｍ／ｍｉｎとしたかったので、環状体底面に環状の錘りを取り付け、質量を２．５倍の０．７３ｋｇとしたところ、塗布速度は１ｍ／ｍｉｎにすることができた。
【００７６】
（参考例２）
参考例１において、図７に示す構造と同様に芯体の上昇方向先端部に、間隙調節部材として、５ｍｍ角に切った０．５ｍｍ厚のポリエチレンシートを３箇所、１２０°ずつずらして貼り付けた。芯体を塗液に浸漬する際には、その部分が環状体の最小内径部分の位置まで浸漬した。これにより、環状体は塗布の最初から中心位置が合わされたことになる。次いで、他は参考例１と同様にして塗布作業を行い、乾燥後に間隙調節部材を除去した。
【００７７】
得られた無端ベルトの膜厚を測定すると、上端から１０ｍｍより下の部分は７０μｍで均一であり、参考例１よりも膜厚均一部分は多く得られた。
【００７８】
（比較例１）
参考例１において、環状体を使用しないで芯体への塗布を行ったところ、濡れ膜厚が約２ｍｍ以上に塗布され、厚すぎるばかりでなく、下端からの液の滴下があり、乾燥することが困難であった。環状体を使用しないと、このように膜厚が厚くなりすぎた。
【００７９】
（比較例２）
比較例１において、Ｎ−メチルピロリドンとジオキサンの１：１混合溶剤で塗液を希釈して、粘度１５０ｍＰａ・ｓ、固形分濃度約１０％に調整した以外は、比較例１と同様に芯体へ塗布したところ、濡れ膜厚が約１２０μｍの被膜が形成された。しかし、固形分濃度も低いので、最終膜厚が１８μｍにしかならず、当初目的の膜厚、即ち参考例１で得られた７０μｍの膜厚より薄いものしか得られなかった。
【００８０】
（比較例３）
参考例１において、芯体の上昇速度を最初から０．７ｍ／ｍｉｎの一定速度で塗布を行ったところ、環状体は芯体の上昇と共にどんどん上昇し、芯体が上から約９０ｍｍ通過した時点で環状体の下部が液面から離れ、塗布終了時には約１００ｍｍの高さになり、芯体の上昇停止と共に環状体は液上に落下した。その際、塗膜には細かい気泡が多数発生し、また、塗液にも泡が混入した。塗液は粘度が高いために、泡はなかなか消える事はなく、次の塗布作業に支障をきたした。
【００８１】
（実施例３）
外径６８ｍｍ、長さ４００ｍｍのアルミニウム製円筒を用意した。これは、外径７０ｍｍ、長さ４００ｍｍの素管を３００℃で１０分間加熱し、冷却した後、表面を切削して外径を６８ｍｍにしたものである。次いで、球形アルミナによるブラスト処理により、表面をＲａ０．９μｍに粗面化した後、表面にシリコーン系離型剤（商品名：ＫＳ７００、信越化学（株）製）を塗布し、３００℃で３０分間、焼き付け処理して芯体とした。
【００８２】
図２に示すものと同様な構成である内径１００ｍｍ、高さ５０ｍｍの環状塗布槽に、中央に内径６７ｍｍの穴を設けた０．５ｍｍ厚の軟質ポリエチレン製の環状シール材を取り付けた。その穴に、外径６８ｍｍ、長さ６０ｍｍのポリエーテル樹脂製の中間体を嵌めた後、参考例１と同じ塗液２を塗布槽に入れた。
【００８３】
また、環状体は、最小内径６９．２ｍｍ、最大内径８０ｍｍで、内壁が傾斜面であり、外径８６ｍｍ、高さ３０ｍｍのアルミニウム加工品であり、その外側に３本の支持棒を取り付け、支持棒が環状塗布槽の外壁上端に載るようにして環状体を塗液上に設置した。環状体の高さは、上記支持棒の近傍に設けた２つの光学式スイッチによって検出するようにした。
【００８４】
塗布は、芯体１をまず１ｍ／ｍｉｎの速度で上昇させた。環状体が液面から３０ｍｍ上昇した時に、上限スイッチが作動して速度を減少させ、２０ｍｍの高さで下限スイッチが作動して速度を増すように制御して塗布した。これにより、芯体が約５０ｍｍ上昇した時点からは、速度はほぼ０．５ｍ／ｍｉｎとなった。
【００８５】
塗布終了後、芯体には濡れ膜厚が約６００μｍのＰＩ前駆体塗膜が形成された。次いで、軸方向を水平にして２０ｒｐｍで回転させながら、１２０℃で６０分間乾燥すると、約１５０μｍ厚のＰＩ前駆体皮膜が形成された。端部の片側の皮膜には、幅２０ｍｍのポリエステル粘着テープを一周にわたって張り付け、皮膜と芯体の露出部分とを被覆した。
【００８６】
図８に示すように、ＰＦＡの水性塗料（商品名：７１０ＣＬ、三井デュポンフロロケミカル社製、濃度６０％、粘度４００ｍＰａ・ｓ、溶媒として水のほかに、エタノール、ｔ-ブタノールを含む）を、内径９０ｍｍ、高さ４８０ｍｍの塗布槽に入れた。この中に前記芯体を、被覆を下側にして垂直にし、上部のＰＩ前駆体皮膜を５ｍｍだけ残して浸漬した。次いで０．３ｍ／分の速度で引き上げ、ＰＦＡ塗膜を形成した。
【００８７】
８０℃で１０分間の乾燥後、被覆を除去した。次に１５０℃で２０分間、続いて２００℃で２０分間加熱乾燥させた。これにより、ＰＩ前駆体皮膜からは溶剤が除去され、ＰＦＡ塗膜からは水が除去された。その後、３８０℃で３０分間加熱してＰＩ前駆体皮膜を反応させてＰＩ樹脂皮膜を形成すると共に、ＰＦＡ塗膜を焼成した。室温に冷えた後、芯体から皮膜を取り外し、無端ベルトを得た。膜厚を測定すると、上端から３０ｍｍを除いて、ＰＩ樹脂は７５μｍ、ＰＦＡ層は３０μｍであった。この無端ベルトを３２０ｍｍの長さに切断して、無端定着ベルトとした。ＰＩ樹脂とＰＦＡ層の密着性は強固であった。
【００８８】
（参考例４）
３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、ｐ−フェニレンジアミンの等モルを反応させて、ＰＩ前駆体の溶液を用意した。濃度は２３質量％、粘度は約１０Ｐａ・ｓに調整した。ＰＩ前駆体溶液に、カーボンブラック（商品名：スペシャルブラック４、デグザヒュルス社製）を固形分質量比２３％で混合し、次いで高圧ジェットミルにより２時間分散し、塗液とした。
【００８９】
一方、外径３６６ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミニウム製円筒を用意し、その表面には参考例１と同じく粗面化処理とシリコーン系離型剤の処理をして、芯体とした。環状体として、外径４００ｍｍ、最小内径３６７．２ｍｍ、高さ３０ｍｍのステンレス製の中空リングを作製し、この内壁は傾斜面とした。質量は２．１ｋｇであった。
【００９０】
次いで、環状体の液面からの高さをレーザー式距離計（キーエンス（株）製）で測定し、それが常に２０ｍｍになるよう、芯体の上昇速度を０．５〜１ｍ／ｍｉｎの範囲で調整して塗布を行ったところ、０．５５ｍ／ｍｉｎの速度で安定した。次いで、参考例１と同様にして乾燥と加熱を行った。
【００９１】
室温に冷えてからＰＩ樹脂皮膜を取り外すことにより、ＰＩ樹脂製の無端ベルトを得ることができた。この無端ベルトの膜厚は７５μｍであり、周方向に膜厚分布を調べると、図１０に示すような正弦波のうねりが見られ、山と谷の膜厚差は３μｍあった。平均膜厚に対するうねりの比率は４％であり、また、体積抵抗を測定すると、約１０9Ωｃｍであり、電子写真用転写ベルトとして使用することができた。
【００９２】
（参考例５）
参考例４において、連続的な生産を行うには、塗布時間は３０秒以内とする方が好都合である。そこで、環状体として、最小内径は同じにして外径を変え、４．０ｋｇの質量のものを作製した。これを使用して塗布したところ、安定した塗布速度は１．１ｍ／ｍｉｎとなり、長さ５００ｍｍの芯体に対し、３０秒以内で塗布することができた。
【００９３】
（比較例４）
参考例４において、芯体の上昇速度を最初から０．２ｍ／ｍｉｎの一定速度で塗布を行ったところ、環状体は芯体の上昇と共に少し液面から持ち上がったが、その高さは最大でも約３ｍｍ程度であった。他は同様にして無端ベルトを作製し、膜厚を測定すると、平均膜厚は７５μｍであったが、周方向に膜厚分布を調べると、図１０に示すような正弦波のうねりが見られ、山と谷の膜厚差は６μｍあった。平均膜厚に対するうねりの比率は８％であり、用紙の搬送ベルトとして使用することはできるが、転写ベルトとして使用すると、転写トナーの色ずれの原因になるため、品質的に劣るものであった。
【００９４】
（参考例６）
参考例４において、環状体として、図４（ａ）に示す構造と同様な、その孔の最小内径部分を含む構成部材と、この構成部材に脱着可能なそれ以外の他の構成部材とが、孔の開口軸方向に分かれた構造のものを用いた以外は、参考例４と同様に塗布したところ、良好なＰＩ樹脂製の無端ベルトを得ることができた。用いた環状体は、内壁を傾斜面した外径４００ｍｍ、最小内径３６７．２ｍｍ、高さ３０ｍｍであり、最小内径部分を含む構成部材はアルミニウム製で構成し（質量１．３ｋｇ）、他の構成部材はステンレス製で構成した（質量１．５ｋｇ）ものを用いた（総質量２．８ｋｇ）。
【００９５】
（参考例７）
また、参考例５と同様に、連続的な生産を行うために、上記他の構成部材として、参考例６のものに代えて、質量２．７ｋｇのものを用い、環状体の総質量を４ｋｇとして塗布を行なったこところ、参考例５と同様に塗布速度を早くすることができた。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】参考例の塗布方法を説明するための概略構成図である。
【図２】本発明の塗布方法を説明するための概略構成図である。
【図３】本発明の塗布方法に用いるチャッキング装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の塗布方法に用いる環状体を示す概略断面図である。
【図５】無端ベルトの膜厚に見られる正弦波のうねりを示す関係図である。
【図６】環状体の質量と塗布速度の関係を示す関係図である。
【図７】本発明の塗布方法に用いる間隙調節部材が設けられた筒状芯体を示す概略構成図である。
【図８】間隙調節部材を説明するための説明図である。
【図９】浸漬塗布法を説明するための概略構成図である。
【図１０】参考例４及び比較例４で得られた無端ベルトの膜厚に見られる正弦波のうねりを示す関係図である。
【符号の説明】
【００９７】
１ 円筒芯体
２ 塗液
３ 塗布槽
４ 皮膜形成用塗膜
５ 環状体
６ 孔
７ 環状塗布槽
８ シール材
９ 間隙調節部材
１０ フッ素樹脂分散液
１１ 塗膜
１２ 被覆材
２０ チャッキング装置
２１ 回転軸
２２ アーム
２３ 駆動部
２４ 検知器
２５ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯体表面に塗液を塗布する塗布方法であって、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けた環状体を、環状塗布槽に満たされた前記塗液に自由移動可能状態で設置した後、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記環状体が塗液面から持ち上げられつつ、かつ前記環状体の底面が塗液面から離脱しないような所望の高さになるように、前記環状体の位置を検知し、前記芯体の上昇速度を塗布開始時よりも減じる制御をして、前記芯体を前記塗液から相対的に上昇させることを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
前記環状体、或いは前記環状塗布槽に、前記環状体の前記塗液への沈没を防止するための沈没防止部材を設けるたことを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
【請求項３】
芯体断面の外径よりも大きな円形の孔を設けた環状体を、環状塗布槽に満たされた塗液に自由移動可能状態で設置した後、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇させて、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布方法であって、
前記芯体は、上昇方向先端部に当該先端部の外径が芯体の外径よりも大きくかつ前記環状体の孔の最小径未満となる間隔調節部材が設けられ、前記間隔調節部材により前記芯体の上昇時に前記芯体と前記環状体との間隙を均一に合わせることを特徴とする塗布方法。
【請求項４】
芯体表面に塗液を塗布するための塗布装置であって、
前記塗液を貯留する環状塗布槽と、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けると共に、前記塗液に自由移動可能状態で設置する環状体と、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇する昇降手段と、
前記環状体の高さを検知する検知手段と、
前記検知手段による信号に基づいて、前記環状体が塗液面から持ち上げられつつ、かつ前記環状体の底面が塗液面から離脱しないような所望の高さとなるように、前記芯体の上昇速度を塗布開始時よりも減じる調節をする制御手段と、
を備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項５】
芯体表面に塗液を塗布するための塗布装置であって、
前記塗液を満たすための環状塗布槽と、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けると共に、前記塗液に自由移動可能状態で設置する環状体と、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇する昇降手段と、
を備え、
前記芯体は、その上昇方向先端部に当該先端部の外径が芯体の外径よりも大きくかつ前記環状体の孔の最小径未満となる間隔調節部材が設けられ、前記間隔調節部材により前記芯体の上昇時に前記芯体と前記環状体との間隙を均一に合わせることを特徴とする塗布装置。
【請求項６】
前記環状体、或いは前記環状塗布槽に、前記環状体の塗液への沈没を防止するための沈没防止部材が設けられることを特徴とする請求項５に記載の塗布装置。
【請求項１】
芯体表面に塗液を塗布する塗布方法であって、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けた環状体を、環状塗布槽に満たされた前記塗液に自由移動可能状態で設置した後、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記環状体が塗液面から持ち上げられつつ、かつ前記環状体の底面が塗液面から離脱しないような所望の高さになるように、前記環状体の位置を検知し、前記芯体の上昇速度を塗布開始時よりも減じる制御をして、前記芯体を前記塗液から相対的に上昇させることを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
前記環状体、或いは前記環状塗布槽に、前記環状体の前記塗液への沈没を防止するための沈没防止部材を設けるたことを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
【請求項３】
芯体断面の外径よりも大きな円形の孔を設けた環状体を、環状塗布槽に満たされた塗液に自由移動可能状態で設置した後、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇させて、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布方法であって、
前記芯体は、上昇方向先端部に当該先端部の外径が芯体の外径よりも大きくかつ前記環状体の孔の最小径未満となる間隔調節部材が設けられ、前記間隔調節部材により前記芯体の上昇時に前記芯体と前記環状体との間隙を均一に合わせることを特徴とする塗布方法。
【請求項４】
芯体表面に塗液を塗布するための塗布装置であって、
前記塗液を貯留する環状塗布槽と、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けると共に、前記塗液に自由移動可能状態で設置する環状体と、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇する昇降手段と、
前記環状体の高さを検知する検知手段と、
前記検知手段による信号に基づいて、前記環状体が塗液面から持ち上げられつつ、かつ前記環状体の底面が塗液面から離脱しないような所望の高さとなるように、前記芯体の上昇速度を塗布開始時よりも減じる調節をする制御手段と、
を備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項５】
芯体表面に塗液を塗布するための塗布装置であって、
前記塗液を満たすための環状塗布槽と、
前記芯体断面の外径よりも大きな孔を設けると共に、前記塗液に自由移動可能状態で設置する環状体と、
前記環状体の孔に前記芯体を通して前記芯体を前記塗液から相対的に上昇する昇降手段と、
を備え、
前記芯体は、その上昇方向先端部に当該先端部の外径が芯体の外径よりも大きくかつ前記環状体の孔の最小径未満となる間隔調節部材が設けられ、前記間隔調節部材により前記芯体の上昇時に前記芯体と前記環状体との間隙を均一に合わせることを特徴とする塗布装置。
【請求項６】
前記環状体、或いは前記環状塗布槽に、前記環状体の塗液への沈没を防止するための沈没防止部材が設けられることを特徴とする請求項５に記載の塗布装置。
【図４】
【図１０】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−７８２６８（Ｐ２００９−７８２６８Ａ）
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７５９７１（Ｐ２００８−２７５９７１）
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【分割の表示】特願２００３−３２０４４（Ｐ２００３−３２０４４）の分割
【原出願日】平成１５年２月１０日（２００３．２．１０）
【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２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２７日（２００８．１０．２７）
【分割の表示】特願２００３−３２０４４（Ｐ２００３−３２０４４）の分割
【原出願日】平成１５年２月１０日（２００３．２．１０）
【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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