塗布装置、及び無端ベルトの製造方法
【課題】芯体上にむらなく均一に塗液を塗布することが可能な塗布装置、及び膜厚が均一な無端ベルトを製造する無端ベルトの製造方法を提供する。
【解決手段】塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布させる芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記環状体上縁に設置され、該環状体の外周部から前記塗布槽上縁までの領域を覆う、覆いを更に具備していることを特徴とする塗布装置、並びにこの塗布装置を用いて、前記芯体表面に皮膜形成用塗液を塗布した後、乾燥、加熱硬化、焼成の何れか、又は全ての処理を施して皮膜を形成し、芯体から該皮膜を取り外すことを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【解決手段】塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布させる芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記環状体上縁に設置され、該環状体の外周部から前記塗布槽上縁までの領域を覆う、覆いを更に具備していることを特徴とする塗布装置、並びにこの塗布装置を用いて、前記芯体表面に皮膜形成用塗液を塗布した後、乾燥、加熱硬化、焼成の何れか、又は全ての処理を施して皮膜を形成し、芯体から該皮膜を取り外すことを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯体上にむらなく均一に塗液を塗布することが可能な塗布装置、及び該塗布装置を用いて塗液を塗布する工程を有する無端ベルトの製造方法。該製造方法により得られる無端ベルトは、特に複写機、プリンター等の電子写真方式を利用した画像形成装置に好ましく用いられる。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、感光体、帯電体、転写体、及び定着体等の小型／高性能化のために、肉厚が薄いプラスチック製フィルムからなるベルトが用いられる場合がある。その場合、ベルトに継ぎ目（シーム）があると、出力画像に継ぎ目の跡が生じるので、継ぎ目がない無端ベルトが好ましい。無端ベルトの材料としては、強度や寸法安定性、耐熱性等の面でポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂が好ましい。（以下、ポリイミドはＰＩ、ポリアミドイミドはＰＡＩと略す場合がある。）
【０００３】
ＰＩ樹脂で無端ベルトを作製するには、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（例えば、特許文献１参照）、円筒体内面にＰＩ前駆体溶液を展開する内面塗布法（例えば、特許文献２参照）が知られているが、これら円筒体の内面に成膜する方法では、ＰＩ前駆体の加熱の際に、皮膜を円筒体から抜いて芯体に載せ換える必要があり、工数がかかるという短所がある。
【０００４】
他のＰＩ樹脂無端ベルトの製造方法として、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、加熱反応させた後、ＰＩ樹脂皮膜を芯体から剥離する方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。この方法では、塗布による塗膜形成工程から、加熱反応させる皮膜形成工程まで、芯体は一貫して同じものが使用され、載せ換える工数が不要という利点を有している。ところが、ＰＩ樹脂の前駆体溶液は非常に粘度が高く、前記浸漬塗布法で芯体上に塗布しようとすると、膜厚が所望値より厚くなりすぎることがある。
【０００５】
これに対して、環状体により、塗液の膜厚を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
環状体を用いて塗布をする場合、塗膜の厚さは芯体と環状体の円孔との間隙によって規制される。但し、溶剤乾燥後の塗膜の厚さは、固形分濃度によって異なるので、塗布する塗液の固形分濃度は均一でなくてはならない。ところが、塗液が高粘度である場合には、溶液の撹拌が困難になるため、溶剤の蒸発があると、塗液の固形分濃度が不均一になり、結果として膜厚が不均一になる場合があり、更なる改善が望まれている。
【０００６】
また、上述の塗布装置で塗布を行った後、例えば夜間に停止状態にすると、塗布時に環状体上面にて盛り上がっていた塗液が、環状体の上面にたまったまま残るが、この液だまりが芯体と円孔との間隙部において、塗液中の溶剤の蒸発あるいは空気中の水分の影響により、部分的に固化してしまうことがあった。これは溶剤が常温で揮発しにくく、かつ空気中の水分により溶液が固まる性質を有するためである。このような状態になると、環状体の内側に固化した塗液が異物として存在することになり、塗布した際に筋状に皮膜の薄い部分が存在してしまい（以後、「軸方向筋」という場合がある。）、結果として膜厚が不均一になる場合があり、更なる改善が望まれている。
【０００７】
一方、塗布時には環状体をある程度浮き上がらせることが必要であるが、塗布が終了すると環状体が塗液中に降下して、その際に気泡を巻き込むことがある。塗液中に気泡が混入すると、次に塗布したときに気泡が皮膜に付着し、膜厚が不均一になる場合があり、更なる改善が望まれている。
【０００８】
また、塗液の必要量を削減するため、環状塗布装置を用いる方法がある。図１２は、従来の環状塗布装置の停止時の概略断面図である。図１２において、環状塗布槽７の底部に、芯体の外径より若干小さい穴を有する環状シール材８を設け、芯体１を環状シール材８の中心に挿通させ、環状塗布槽７に塗液２を収容する。これにより、塗液２は漏れることがない。芯体１への塗液２の塗布時には、図１３に示すように、芯体１の下に他の芯体１’をつなぎ、芯体１を環状塗布槽７の下部から上部に押し上げて、環状体５の孔６を通ることにより、芯体１の表面に塗膜４を形成する。他の芯体１’は、ベルトを作製しない中間体であってもよい。
このような環状塗布装置では、環状塗布槽７を従来の浸漬塗布槽よりも小さくできるので、塗液２の必要量が少なくて済む利点がある。
【０００９】
上述の環状塗布装置では、環状塗布槽７内で短時間に溶液が流れればよいが、実際には底部の角の部分に塗液２の溜まりが起こるので、溶液を追加すると不均一が生じてしまうことがあった。また、溶液の必要量をさらに減少させることも望まれている。
更に、芯体１への塗液２の塗布を続けると、塗液２が減少し、塗液２を更に供給する必要があるが、塗液２の供給の際に、芯体と環状体の円孔との間隙に異物や気泡が入り込んでしまい、結果として膜厚が局所的に不均一になる場合があり、更なる改善が望まれている。
【００１０】
【特許文献１】特開昭５７−７４１３１号公報
【特許文献２】特開昭６２−１９４３７号公報
【特許文献３】特開昭６１−２７３９１９号公報
【特許文献４】特開２００２−９１０２７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、芯体上にむらなく均一に塗液を塗布することが可能な塗布装置、及び膜厚が均一な無端ベルトを製造する無端ベルトの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的は、下記の本発明により達成される。
即ち、本発明は、
＜１＞ 塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記環状体上縁に設置され、該環状体の外周部から前記塗布槽上縁までの領域を覆う、覆いを更に具備していることを特徴とする塗布装置である。
【００１３】
＜２＞ 塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記環状体の上面における内周部側縁部が、鉛直方向で最上部になることを特徴とする塗布装置である。
【００１４】
＜３＞ 塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記環状体の外周部が、鉛直方向で下に向かってテーパ形状となっていることを特徴とする塗布装置である。
【００１５】
＜４＞ 塗液を貯留し、該塗液を塗布する芯体の外径よりも小さい穴を持つ環状シール材を底部に有する環状塗布槽と、前記芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記芯体を、前記環状シール材の穴に通し、芯体の軸方向を垂直にして、前記塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記塗布槽の底面が、環状シール材側が鉛直方向で下となる傾斜面を有していることを特徴とする塗布装置である。
【００１６】
＜５＞ 塗液を貯留し、該塗液を塗布する芯体の外径よりも小さい穴を持つ環状シール材を底部に有する環状塗布槽と、前記芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記芯体を、前記環状シール材の穴に通し、体の軸方向を垂直にして、前記塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、更に、前記環状体の底部に遮へい板を具備していることを特徴とする塗布装置である。
＜６＞ 更に、前記環状塗布槽の側部に前記該塗液を供給する供給口を具備していることを特徴とする＜５＞に記載の塗布装置である。
【００１７】
＜７＞ ＜１＞〜＜６＞の何れか１つに記載の塗布装置を用いて、前記芯体表面に皮膜形成用塗液を塗布した後、乾燥、加熱硬化、焼成の何れか、又は全ての処理を施して皮膜を形成し、前記芯体から該皮膜を取り外すことを特徴とする無端ベルトの製造方法である。
＜８＞ 前記皮膜形成用塗液が、ポリイミド前駆体溶液、又はポリアミドイミド樹脂溶液である＜７＞に記載の無端ベルトの製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、芯体上にむらなく均一に塗液を塗布することが可能な塗布装置、及び膜厚が均一な無端ベルトを製造する無端ベルトの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
＜塗布装置＞
第一の本発明の塗布装置は、塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記環状体上縁に設置され、該環状体の外周部から前記塗布槽上縁までの領域を覆う、覆いを更に具備していることを特徴とする。
以下、第一の本発明の塗布装置について、図面を用いて説明する。なお、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。
【００２０】
図１は、第一の本発明の塗布装置の一例を示す概略断面図である。但し、図は主要部のみを示し、芯体の保持機構や、他の装置は省略する（以下の図においても同様。）。
図１に示す塗布装置は、塗液２を貯留するための塗布槽３と環状体５とを具備している。また、環状体５には、塗液２を塗布する芯体１の外径よりも大きな内径の孔６が設けられている。一方、環状体５上縁には、環状体５の外周部から塗布槽３上縁までの領域を覆う、覆い１０を更に具備している。
【００２１】
第一の本発明の塗布装置においては、環状体５と覆い１０とが固定されていることが好ましい。環状体５と覆い１０とが固定されていることにより、環状体５上縁が塗布槽３上縁より鉛直下方に沈み込むことがない。
【００２２】
更に、第一の本発明の塗布装置には、芯体を保持する芯体保持手段、並びに、該保持手段を上下方向に移動する第１の移動手段及び／又は塗布槽を上下方向に移動する第２の移動手段を有してもよい。
【００２３】
第一の本発明の塗布装置の一例を用いての芯体１の表面への塗液２の塗布は、図１に示すように、塗布槽３に塗液２を入れ、更に塗液２中に環状体５を浸漬させる。次いで図２に示すように、芯体１を、芯体１の軸方向を垂直にして、塗液２から相対的に上昇させて孔６を通すことにより達成される。その際の芯体１を塗液２から相対的に上昇させる速度は、０．１〜１．５ｍ／ｍｉｎが好ましい。
尚、「芯体１の表面へ塗液２を塗布する」とは、芯体１の外周面の表面、及び該表面に層を有する場合は、その層の表面に塗布することをいう。また、「芯体１を塗液２から相対的に上昇させる」とは、芯体１と塗液２の液面との相対関係であり、「芯体１を上昇させる、或いは芯体１を停止し、塗布２の液面を下降させる」等を意味する。
【００２４】
芯体１を塗液２から相対的に上昇させ孔６を通ると、環状体５は、溶液の粘性による摩擦抵抗により、覆い１０と共に持ち上げられる。環状体５は自由移動可能であるため、芯体１と環状体５との摩擦抵抗が周方向で一定になるように、すなわち芯体１表面と孔６の内壁との間隙が均一になるように環状体５は動き、芯体上には均一な膜厚の塗膜４が形成される。このように、環状体５により膜厚を規制するので、高粘度の溶液を用いることができ、浸漬塗布法の問題点である芯体上端での重力による塗膜の垂れも少なくなり、周方向でも軸方向でも膜厚を均一にすることができる。
【００２５】
芯体１の外径と円孔６の内径との間隙により、塗膜４の膜厚が決まるので、円孔６の内径は、所望の膜厚により調整する。また、円孔内径の真円度は重要である。真円度が低いと膜厚均一性が低下するので、真円度は２０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることはさらに好ましい。もちろん、真円度が０μｍであることが最適なのであるが、加工上は困難である。
【００２６】
第一の本発明の塗布装置は、上述の芯体１の表面への塗液２の塗布を行なわないときには、覆い１０が設けられていることにより、塗布槽３からの塗液２の蒸発が防止できる。その結果、芯体１の表面への塗液２の塗布を行なわないときに、塗液２が蒸発することにより発生する塗布槽３中の塗液２の表面における濃度むらを防止し、芯体１表面にむらなく均一に塗液２を塗布することが継続してでき、均一な膜厚の無端ベルトが継続して得られる。
更に、第一の本発明の塗布装置においては、環状体５の孔６の内側からの塗液２の蒸発を防止するために、図３に示すように、蓋１１を環状体５を覆うようにかぶせてもよい。
【００２７】
芯体１としては、アルミニウムやステンレス、ニッケル、銅等の金属円筒が好ましい。また、後述するように無端ベルトを製造しようとする場合は、芯体の軸方向の長さは、目的とする無端ベルトの幅以上の長さが必要であるが、端部に生じる無効領域に対する余裕幅を確保するため、目的とする無端ベルトの幅の長さより、１０〜４０％程度長いことが好ましい。芯体１の外径は、目的とする無端ベルトの直径に合わせることが好ましい。一方、肉厚は芯体としての強度が保てる厚さであればよい。
【００２８】
更に、図４を用いて芯体１を説明する。図４は芯体１の一例の断面図を示す概略断面図である。図４に示す芯体１の両端には、芯体１を保持する保持板２０を取り付ける。保持板は、ねじで固定してもよいし、芯体１と溶接してもよい。保持板２０には、必要に応じて、円形や扇形など任意形状である通風孔や、中央に心棒を通す穴、または軸２１があってもよい。また、吊り下げや載置のための部品を取り付けてもよい。
【００２９】
また、芯体１は、形成される塗液２の皮膜が芯体１表面に接着するのを防ぐため、芯体１の表面には離型性を付与してもよい。それには、芯体１表面をフッ素樹脂やシリコーン樹脂で被覆したり、芯体１表面に離型剤を塗布する方法がある。
【００３０】
塗液２の種類によっては、後述する無端ベルトの製造において、加熱時に溶剤の揮発物や、反応時に発生する気体があり、加熱後の樹脂皮膜は、発生する気体のために、部分的に膨れを生じることがある。これは特に、塗液２としてポリイミド前駆体の溶液を用い、皮膜の膜厚が５０μｍを越えるような場合に起こることがある。
上述の膨れを防止するために、特開２００２−１６０２３９号公報に記載されているように、芯体１表面をＲａ０．２〜２μｍに粗面化することが好ましい。粗面化の方法には、ブラスト、切削、サンドペーパーがけ等の方法がある。これにより、塗液２の皮膜から生じる気体は、芯体と塗液２の皮膜との間に形成されるわずかな隙間を通って外部に出ることができ、膨れを生じない。
【００３１】
塗液２としては、後述するように、更に無端ベルトを製造する場合、ポリイミド前駆体（ＰＩ前駆体）溶液又はポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ樹脂）溶液が好ましく用いられる。前記ＰＩ前駆体及びＰＡＩ樹脂としては、種々の公知のものを用いることができる。それらの溶剤は、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、アセトアミド、等の非プロトン系極性溶剤である。なお、前記ＰＩ前駆体又はＰＡＩ樹脂の溶液の濃度、粘度等は、適宜選択されるが、本発明の塗布装置に好ましく用いられる溶液の固形分濃度は１０〜４０質量％、粘度は１〜１００Ｐａ・ｓである。
【００３２】
環状体５の材質は、塗液２の溶剤によって侵されない金属やプラスチック等から選ばれることが好ましい。また、環状体５は中空構造であってもよい。
【００３３】
円孔６の内壁面は、溶液に浸る下部が広く、上部が狭い形状であれば、図１に示すような直線的傾斜面のほか、階段状や曲線的でもよい。真円度を高く加工するために、円孔内壁面の上部には、芯体と平行になる部分があってもよい。
【００３４】
第一の本発明の塗布装置としては、図５に示す塗布装置も好ましい態様である。図５は、第一の本発明の塗布装置の他の例を示す概略断面図である。
図５において、図１との違いは、塗布槽３の代わりに、底部に芯体の外径より若干小さい穴を有する環状シール材８を設けた環状塗布槽７を具備していることである。図５に示す塗布装置を用いての芯体１表面への溶液２の塗布は、芯体１を環状シール材８の中心に挿通させ、環状塗布槽７に溶液２を収容する。これにより、溶液２は漏れることがない。塗布するには、図６に示すように、芯体１の下に他の芯体１’をつなぎ、環状塗布槽７の下部から上部に押し上げて、芯体１の表面に塗膜４を形成する。他の芯体１’は、ベルトを作製しない中間体（長さが短い芯体）であってもよい。環状体５の機能は、第一の本発明の塗布装置の一例と同様である。
このような塗布法（環状塗布法）では、環状塗布槽７は図１の浸漬塗布槽３よりも小さくできるので、溶液の必要量が少なくて済む利点がある。
【００３５】
第二の本発明の塗布装置は、塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記環状体の上面における内周部側縁部が、鉛直方向で最上部になることを特徴とする。
以下、第二の本発明の塗布装置について、図７を用いて説明する。
【００３６】
図７は、第二、及び後述する第三の本発明の塗布装置の一例における環状体を示す概略断面図である。第二の本発明の塗布装置の一例は、覆い１０が設けられておらず、環状体５が、上面の内周部側縁部が鉛直方向で最上部になっている、図７に示す環状体２５に変更していること以外、図５に示す第一の本発明の塗布装置の他の例と同様である。
【００３７】
第二の本発明の塗布装置において、環状体２５で、上面の内周部側縁部を鉛直方向で最上部にするのは、環状体２５の内面に塗液２の固化物が付着しないようにするためであり、塗液２の残留物が環状体２５の上面にあったとしても、環状体２５の上面の外周部に移動させることができる。外周部に移動した塗液２は適宜拭き取ることなどにより、除去可能となる。そのため、前述のように溶液が芯体と円孔との間隙部で固化することもなく、軸方向に走る筋がない無端ベルトを得ることができ、結果として均一な膜厚の無端ベルトを得ることができる。環状体２５の上面の形状は、内周部側縁部が鉛直方向で最上部になっていれば特に限定されないが、図７に示すように内周部近傍が斜面となり内周部側縁部が盛り上がっている形状が好ましい。この場合、内周部側縁部が平坦面より１〜１０ｍｍ高いことがより好ましく、内周部近傍が平坦面に対して３０〜６０°の角度を有していることがより好ましい。
【００３８】
また、第二の本発明の塗布装置の他の例として、覆い１０が設けられておらず、環状体５が、上述の図７に示すような上面の内周部側縁部が鉛直方向で最上部になっている環状体２５に変更していること以外、図１に示す第一の本発明の塗布装置の一例と同様の塗布装置も挙げられる。
尚、第二の本発明の塗布装置における環状体２５は、外周部の形状は特に限定されないが、図７に示すように環状体２５の外周部が、鉛直方向で下に向かってテーパ形状３０となっていることがより好ましい。
【００３９】
第三の本発明の塗布装置は、塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記環状体の外周部が、鉛直方向で下に向かってテーパ形状３０となっていることを特徴とする。
以下、第三の本発明の塗布装置について、図７を用いて説明する。
【００４０】
第三の本発明の塗布装置の一例は、覆い１０が設けられておらず、環状体５が、外周部が鉛直方向で下に向かってテーパ形状３０となっている、図７に示す環状体２５に変更していること以外、図５に示す第一の本発明の塗布装置の他の例と同様である。尚、第三の本発明の塗布装置の一例における環状体２５は、上面の形状は特に限定されないが、図７に示すように、環状体２５が、上面の内周部側縁部が鉛直方向で最上部になっていることがより好ましい。
【００４１】
環状体２５は、外周部が鉛直方向で下に向かってテーパ形状３０となっていることにより、芯体１への塗液２の塗布終了後に環状体２５が塗布槽３中に降下しても、塗液２に気泡を巻き込むことを防止することができる。これにより、芯体１へ塗液２を塗布した場合に、気泡が皮膜に付着することを防ぐことができる。該テーパ部は底面に対して３０〜６０°で長さ５〜１５ｍｍであることが好ましい。
【００４２】
また、第三の本発明の塗布装置の他の例として、覆い１０が設けられておらず、環状体５が、上述の図７に示すような周部が鉛直方向で下に向かってテーパ形状３０となっている環状体２５に変更していること以外、図１に示す第一の本発明の塗布装置の一例と同様の塗布装置も挙げられる。
【００４３】
第四の本発明の塗布装置は、塗液を貯留し、該塗液を塗布する芯体の外径よりも小さい穴を持つ環状シール材を底部に有する環状塗布槽と、前記芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記環状シール材の穴に前記芯体を通した芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、前記塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記塗布槽の底面が、環状シール材方向が鉛直方向で下となる傾斜面を有していることを特徴とする。
以下、第四の本発明の塗布装置について、図面を用いて説明する。
【００４４】
図８は、第四の本発明の塗布装置の一例を示す概略断面図である。図８に示す第四の本発明の塗布装置の一例は、覆い１０が設けられてなく、環状塗布層７の底面には環状シール材８方向が鉛直方向で下となる傾斜面９を形成していること以外、図５に示す第一の本発明の塗布装置の他の例と同様である。傾斜面９により、溶液２は、環状シール材８方向へ流れやすくなり、底部に溜まることがなくなり、塗液２の量が少なくなっても均一となっており、均一な膜厚の塗膜が得られる。傾斜面９の角度は、水平に対して５〜３０°が好ましい。傾斜面９の角度が５°未満であると、塗液２の流れが滞る場合があり、３０°を超えると、塗液２を貯められる量が少なくなる場合がある。
また、傾斜面は曲面であってもよい。曲面の場合、環状塗布槽の内側を曲面状のヘラでかき取ることにより、塗布後の溶液の洗浄が容易となる。
更に、傾斜面は環状塗布層７の底面の一部に設けられていればよいが、環状塗布層７の底面の環状シール材８を除く部分全体が傾斜面となっていることが好ましい。
また、第四の本発明の塗布装置では、図８に示すように環状体５を支えるための腕１５を環状体５に設けてもよい。更に、図８では覆い１０が設けられていないが、覆い１０が環状体５上縁に設けられていることも好ましい態様である。
【００４５】
第五の本発明の塗布装置は、塗液を貯留し、該塗液を塗布する芯体の外径よりも小さい穴を持つ環状シール材を底部に有する環状塗布槽と、前記芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記環状シール材の穴に前記芯体を通した芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、前記塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記環状体の底部に遮へい板を更に具備していることを特徴とする。第五の本発明の塗布装置としては、更に、前記環状塗布槽の側部に前記該塗液を供給する供給口を具備していることが好ましい。
以下、第５の本発明の塗布装置について、図面を用いて説明する。
【００４６】
図９は、第五の本発明の塗布装置の一例を示す概略断面図である。図９に示す第五の本発明の塗布装置の一例は、覆い１０が設けられてなく、環状体５の底部に遮へい板１２が設けられていること以外、図５に示す第一の本発明の塗布装置の他の例と同様である。
また、第五の本発明の塗布装置では、図９に示すように環状体５を支えるための腕１５を環状体５に設けてもよい。更に、図９では覆い１０が設けられていないが、覆い１０が環状体５上縁に設けられていることも好ましい態様である。
【００４７】
塗布装置を用いて、芯体１表面への塗液２の塗布を行ない続けると、塗液２の減少により、ついには塗布不能となる。そこで、そうなる前に塗液２を補充する必要がある。該塗液２の補充方法としては、環状塗布槽７の上部から塗液２を投入する方法が挙げられる。しかし該環状塗布槽７の上部から塗液２を投入する方法では、気泡が混入してしまう。また、環状塗布槽７に最初に塗液２を投入するときにも、気泡が混入してしまう。第五の本発明の塗布装置の一例では、環状体５の底部に遮へい板１２が設けられていることにより、環状体５の外側にある塗液２が塗布に連れ、環状体内側の方向に移動する際、主に塗液２溶液の表面側（浅い所）に存在する異物や気泡が、溶液の移動と共に簡単に流入するのを防ぐことができる。この結果、塗液２を塗布することにより形成される塗膜に異物や気泡による筋目が発生することを防ぐことができ、膜厚を均一にすることができる。
【００４８】
塗液２の供給液は、芯体１表面へ塗液２を塗布するごとに減少分を追加してもよいし、何回か芯体１表面へ塗液２を塗布した後にまとめて追加してもよい。また、芯体１表面へ塗液２を塗布している途中に徐々に追加してもよい。
【００４９】
次に、第五の本発明の塗布装置の他の例について、図面を用いて説明する。
図１０は、第五の本発明の塗布装置の他の例を示す概略断面図である。図１０に示す第五の本発明の塗布装置の他の例は、循環塗布層層７の側面に塗液２を供給する供給口１３が設けられていること以外、図９に示す第五の本発明の塗布装置の一例と同様である。
第五の本発明の塗布装置において、塗液２を供給する方法としては、上述の環状塗布槽７の上部から塗液２を投入する方法が挙げられるが、供給口１３を設け、ポンプ等によって供給口１３より塗液２を供給することが好ましい。この場合、塗液２が１〜１００Ｐａ・ｓといった高粘度であると、環状塗布槽７に存在していた塗液２と、新たに流入してきた塗液２の間で境目を生じ、それが塗膜にも筋目となって現れることがある。これを防止するには、流入してきた塗液２を直に芯体に触れさせない必要がある。そこで第五の本発明の塗布装置では、新たに流入してきた塗液２をいったん遮へい板１２にぶつけるようにした。これにより、塗液２の間で境目が生じず、結果として、膜厚を均一にすることができる
【００５０】
また、供給口１３は対称形に複数あるのがよい。供給口１３の高さは、その出口が、待機中の環状体５の外側面から遮蔽板１１にかかる高さとすることが好ましい。こうすることにより、供給口１３から塗液２を供給した場合、供給された塗液２は環状体５の外側面および／または遮へい板１２につき当たり、その向きを変えられて、環状塗布槽７内に入る。そのため、供給された塗液２は直に芯体１に当たることがなくなり、塗膜に筋目を生じにくくなるのである。
【００５１】
図１１に、環状体５と遮へい板１１の一例を立体的に示した。図１１は、環状体５と遮へい板１２の一例を示す概略斜視図である。遮へい板１２は環状体５と一体でも、後から取り付けてもよい。遮へい板１２の厚みは、環状体５の平均厚みの３０％以下が好ましく、５％以下であることがさらに好ましい。また、遮へい板１２の素材は、塗布液２の溶剤によって侵されない金属やプラスチック等から選ばれることが好ましく、フィルム状の柔らかい素材であっても構わない。遮へい板１２の高さは、塗布時に遮へい板１２下部から環状塗布槽７の底までに十分な長さが確保できればよく、好ましくは環状体５の高さと同程度以下であり、さらに好ましくは５０％以下である。このような形状の遮へい板であれば、塗膜形成への影響は極めて小さい。
【００５２】
＜無端ベルトの製造方法＞
本発明の無端ベルトの製造方法は、既述の本発明の塗布装置を用いて、前記芯体１の表面に皮膜形成用塗液を塗布した後、乾燥、加熱硬化、焼成の何れか、又は全ての処理を施して皮膜を形成し、芯体から該皮膜を取り外すことを特徴とする。
また、皮膜形成用塗液としては、得られる皮膜の強度や寸法安定性、耐熱性等の面でＰＩ前駆体溶液及びＰＡＩ樹脂溶液が好ましい。以下、本発明の無端ベルトの製造方法を皮膜形成用塗液としてＰＩ前駆体溶液或いはＰＡＩ樹脂溶液を用いた場合について説明する。
【００５３】
本発明の無端ベルトの製造方法においては、本発明の塗布装置を用いて皮膜形成用塗液を塗布し形成された塗膜を加熱し、該塗膜中に存在する溶剤を除去し、塗膜が変形しない程度に乾燥させる。加熱条件は、９０〜１７０℃の温度で２０〜６０分間が好ましい。その際、温度が高いほど加熱時間は短くてよく、温度は、段階的、または一定速度で上昇させてもよい。
また、加熱中に塗膜に垂れが生じる場合には、芯体の長手方向を水平にして、ゆっくり回転させることが有効である。その際には、保持板の穴に心棒を通し、回転台に載せた状態で乾燥器に入れるのがよい。
【００５４】
前記皮膜形成用溶液がＰＡＩ樹脂溶液である場合には、溶剤の乾燥だけで皮膜を得ることができる。
一方、前記皮膜形成用溶液がＰＩ前駆体溶液の場合、塗膜から溶剤を除去しすぎると、塗膜はまだ強度を保持していないので、割れを生じやすい。そこで、ある程度（ＰＩ前駆体皮膜中に１５〜４５質量％）の溶剤を残留させておくことが好ましい。前記皮膜形成用溶液がＰＩ前駆体溶液の場合は、その後、２５０〜４５０℃、好ましくは３００〜３５０℃前後で、２０〜６０分間、ＰＩ前駆体皮膜を加熱して縮合反応させることで、ＰＩ樹脂皮膜が形成される。その際、温度を段階的に上昇させてもよい。
【００５５】
上述のように形成された皮膜は、冷却後に、芯体から剥離することにより無端ベルトとなる。無端ベルトには、さらに必要に応じて、穴あけ加工やリブ付け加工等が施されることがある。
【００５６】
得られた無端ベルトを転写ベルトや接触帯電ベルトとして使用する場合には、前記皮膜形成用溶液の中に必要に応じて導電性物質を分散させる。導電性物質としては、例えば、カーボンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、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、等が挙げられる。前述したように皮膜が収縮すると抵抗値にむらを生じるが、収縮を防止することにより、抵抗値も均一にすることができる。
これらの用途に好ましい無端ベルトの膜厚は３０〜１５０μｍ程度である。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし、各実施例は、本発明を制限するものではない。
（実施例１）
ＰＩ前駆体溶液（商品名：ＵワニスＡ、宇部興産製、濃度１８％）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）を固形分質量比で２３％混合し、次いで対向衝突型分散機により分散した。更に、シリコーンレベリング剤（商品名：ＤＣ３ＰＡ、ダウコーニングトーレシリコーン社製）を、濃度が５００ｐｐｍになるよう添加し、塗液２とした。
【００５８】
別途、外径３６６ｍｍ、肉厚１０ｍｍ、長さ４５０ｍｍのアルミニウム製円筒を用意し、球形アルミナ粒子によるブラスト処理により、表面をＲａ１．０μｍに粗面化した。該円筒の真円度は２０μｍ以下であった。また、厚さが１５ｍｍ、外径が前記円筒に嵌まる径、１００ｍｍ径の通風孔１２が４つ、中央に２０ｍｍ径の穴を設けた保持板を同じアルミニウム材で作製し、前記円筒に嵌め、ＴＩＧ溶接により溶接し、芯体１とした。
芯体１の表面には、シリコーン系離型剤（商品名：セパコート、信越化学製）を塗布した。芯体の端部には、幅１０ｍｍのポリエステル粘着テープを巻き付けた。これは塗膜が芯体側面に回り込まないようにするためである。
【００５９】
次いで塗液２を用い、図５に示す環状塗布装置により、ＰＩ前駆体の塗膜４を芯体１の表面（外周面）に形成した。この際、環状体５として、外径４２０ｍｍ、円孔６の最小部の内径３６７．１ｍｍ、高さ５０ｍｍのアルミニウム製のものを作製し用いた。環状体５の内壁は直線傾斜状であり、鉛直線との傾斜角は７°とした。上端には芯体１と平行になる部分を２ｍｍ形成したが、その内径の真円度は８μｍであった。
また、厚さ１ｍｍ、外径４６０ｍｍのアルミニウム製円板の中央に、内径３８０ｍｍの穴をあけ、前記環状体５の上面に取り付けて固定し、覆い１０とした。
【００６０】
一方、内径４５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの環状塗布槽７の底面に、内径３６４．５ｍｍの穴を有する厚さ０．５ｍｍの硬質ポリエチレン樹脂製の環状シール材８を取り付け、中央に芯体１を通した。環状塗布槽７に塗液２を入れ、覆い１０を設けた環状体５を配置し、待機時間中の溶剤蒸発を防止した。
次いで、図６に示すように芯体１の下に、芯体１と同様の形状の芯体１’を配置し、０．８ｍ／分で押し上げて、芯体１表面にＰＩ前駆体溶液の塗布を行った。その際、環状体５は約２０ｍｍ持ち上げられた。これにより、芯体１の上には、濡れ膜厚が約５００μｍのＰＩ前駆体の塗膜４が形成された。
【００６１】
ＰＩ前駆体の塗膜４が形成された芯体１の保持板の中央穴に、２０ｍｍφのステンレス製シャフトを通し、回転台に載せて水平にし、６ｒｐｍで回転させながら、８０℃で２０分間、１３０℃で３０分間、加熱してＰＩ前駆体の塗膜４を乾燥させた。これにより、厚さ約１５０μｍのＰＩ前駆体の皮膜を得た。この時点で、芯体端部の粘着テープは除去した。
次いで、ＰＩ前駆体の皮膜が形成された芯体１を垂直にし、シャフトを外して台に載せ、加熱装置に入れて２００℃で３０分、３４０℃で３０分加熱反応させ、芯体１の表面にＰＩ樹脂皮膜を形成した。
【００６２】
ＰＩ樹脂皮膜が形成された芯体１を室温にて冷ました後、芯体１とＰＩ樹脂皮膜との間にエアーを吹き込みながら、芯体１からＰＩ樹脂皮膜を抜き取り、無端ベルトを得た。無端ベルトの膜厚は７５μｍで均一であった。該無端ベルトは両端から約３５ｍｍずつ切断し、長さ３６０ｍｍの無端ベルトを得た。
得られた無端ベルトは、１００Ｖにおいて体積抵抗率を測定すると、約１０10Ωｃｍの半導電性を有しており、電子写真用転写ベルトとして使用することができた。
更に、上述の工程を４時間中断した後、再び同様にして無端ベルトを得た。４時間中断後に得られた無端ベルトは、最初に得た無端ベルトと同様のものであった。
【００６３】
（比較例１）
実施例１において、環状体５に覆い１０を設けなかった以外、実施例１と同様にして無端ベルトを得た。得られた無端ベルトは、実施例１において、最初に得た無端ベルト（４時間中断前）と同様のものであった。
しかし、実施例１と同様に４時間中断した後、再び同様にして無端ベルトは、得られた無端ベルトの膜厚は、８０〜８４μｍとなって不均一であった。
以上のことより、実施例１のように覆い１０がある場合は、４時間中断してもこのような問題がなかったことから、比較例１では４時間の間に、塗布槽３からＰＩ樹脂前駆体溶液が蒸発したことが原因で膜厚は不均一となったと考えられる。
【００６４】
（実施例２）
蓋１０を設置しないで、環状体５の変わりに、図７に示す環状体２５を用いたこと以外、図５に示す構成の環状塗布装置により、実施例１で調製した塗液２を、実施例１で作製した芯体１表面（外周面）に塗布し、ＰＩ前駆体の塗膜４を芯体１表面に形成した。尚、環状体２５は、外径４２０ｍｍ、円孔６の最小部の内径３６７．１ｍｍ、高さ５０ｍｍのアルミニウム製であり、内壁は直線傾斜状であり、鉛直線との傾斜角は１０°とした。また、環状体２５の上面は、内周部側縁部が鉛直方向で最上部（環状体２５の上面の平坦面からの高さが３ｍｍ）となるように、該平坦面に対して４５°の斜面（凸部）が設けられており、外周部はテーパ形状とはなっておらず、鉛直方向の壁となっている。更に、環状体２５の孔６の内壁の上端には芯体１と平行になる部分が２ｍｍ形成されており、該芯体１と平行になる部分の内径の真円度は８μｍであった。
【００６５】
一方、内径４５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの環状塗布槽７の底面に、内径３８６ｍｍの穴をあけた。また、底面の裏面には、内径３６４．５ｍｍの穴を有する厚さ０．５ｍｍの硬質ポリエチレン樹脂製の環状シール材８を取り付け、中央に芯体１を通した。環状塗布槽７に塗液２を３ｋｇ入れ、環状体２５を配置した。次いで、実施例１と同様に芯体１の下に芯体１’を配置し、０．８ｍ／分で押し上げて塗布を行った。その際、環状体２５は約５０ｍｍ持ち上げられた。これにより、芯体１の上には、濡れ膜厚が約５００μｍのＰＩ前駆体の塗膜４が形成された。
【００６６】
ＰＩ前駆体の塗膜４が形成された芯体１の保持板の中央穴に、２０ｍｍφのステンレス製シャフトを通し、回転台に載せて水平にし、６ｒｐｍで回転させながら、８０℃で２０分間、１３０℃で３０分間、加熱してＰＩ前駆体の塗膜４を乾燥させた。これにより、厚さ約１５０μｍのＰＩ前駆体皮膜を得た。この時点で、芯体端部の粘着テープは除去した。
次いで、ＰＩ前駆体皮膜が形成された芯体１を垂直にし、シャフトを外して台に載せ、加熱装置に入れて２００℃で３０分、３４０℃で３０分加熱反応させ、芯体１の表面にＰＩ樹脂皮膜を形成した。
【００６７】
ＰＩ樹脂皮膜が形成された芯体１を室温にて冷ました後、芯体１とＰＩ樹脂皮膜との間にエアーを吹き込みながら、芯体１からＰＩ樹脂皮膜を抜き取り、両端から約３５ｍｍずつ切断し、長さ３６０ｍｍの無端ベルトを得た。続いて同様にして３本の無端ベルトを作製した。さらに４本目の無端ベルト作製後に塗布装置を一晩停止状態にしてから、同様に４本の無端ベルトを作製した。合計８本の無端ベルトの膜厚は全て８０μｍで均一であり、軸方向の筋が存在するものはなかった。
また、得られた無端ベルトは、１００Ｖにおいて体積抵抗率を測定すると、約１０10Ωｃｍの半導電性を有しており、電子写真用転写ベルトとして使用することができた。
【００６８】
（比較例２）
実施例２において、上面に、内周部側縁部が鉛直方向で最上部となるように設けられていた平坦面に対して４５°の斜面を設けないこと以外環状体２５と同様の構成の環状体を、環状体２５に代えて用いたこと以外実施例２と同様にして、先ず４本の無端ベルトを得た。該４本の無端ベルトは問題なかった。さらに、一晩停止後に作製した4本の無端ベルトでは、4本とも軸方向に筋が発生し、無端ベルトの膜厚は７０〜８０μｍとなって不均一であった。
これは塗布装置を一晩停止した後の環状体の上面の内周部側に液だまりが生じ、部分的に固化し、これにより皮膜の軸方向の筋となってしまい、膜厚が不均一になっていることが確認された。
【００６９】
一方、実施例２のように、内周部側縁部が鉛直方向で最上部となるように設けられている斜面を設けた環状体２５では、芯体１より塗液２が垂れてきても、それが環状体２５の外周方向に移動するので、環状体２５と芯体１間に液だまりが生じず、軸方向筋は発生することなく均一な膜厚の無端ベルトが得られた。
【００７０】
（実施例３）
蓋１０を設置しないで、環状体５の変わりに、図７に示す環状体２５を用いたこと以外、図５に示す構成の環状塗布装置により、実施例１で調製した塗液２を、実施例１で作製した芯体１表面（外周面）に塗布し、ＰＩ前駆体の塗膜４を芯体１表面に形成した。尚、環状体２５は、外径４２０ｍｍ、円孔６の最小部の内径３６７．１ｍｍ、高さ５０ｍｍのアルミニウム製であり、外径４２０ｍｍ、円孔６の最小部の内径３６７．１ｍｍ、高さ５０ｍｍのアルミニウム製のものを作製した。内壁は直線傾斜状であり、鉛直線との傾斜角は１０°とした。また、環状体２５は、実施例２における斜面は設けておらず、外周部側がＣ１０ｍｍのテーパ形状となっている。更に、環状体２５の孔６の内壁の上端には芯体１と平行になる部分が２ｍｍ形成されており、該芯体１と平行になる部分の内径の真円度は８μｍであった。
【００７１】
一方、内径４５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの環状塗布槽７の底面に、内径３８６ｍｍの穴をあけた。また、底面の裏面には、内径３６４．５ｍｍの穴を有する厚さ０．５ｍｍの硬質ポリエチレン樹脂製の環状シール材８を取り付け、中央に芯体１を通した。環状塗布槽７に塗液２を３ｋｇ入れ、環状体２５を配置した。次いで、実施例１と同様に芯体１の下に芯体１’を配置し、０．８ｍ／分で押し上げて塗布を行った。その際、環状体２５は約５０ｍｍ持ち上げられた。これにより、芯体１の上には、濡れ膜厚が約５００μｍのＰＩ前駆体の塗膜４が形成された。
【００７２】
ＰＩ前駆体の塗膜４が形成された芯体１の保持板の中央穴に、２０ｍｍφのステンレス製シャフトを通し、回転台に載せて水平にし、６ｒｐｍで回転させながら、８０℃で２０分間、１３０℃で３０分間、加熱してＰＩ前駆体の塗膜４を乾燥させた。これにより、厚さ約１５０μｍのＰＩ前駆体皮膜を得た。この時点で、芯体端部の粘着テープは除去した。
次いで、ＰＩ前駆体皮膜が形成された芯体１を垂直にし、シャフトを外して台に載せ、加熱装置に入れて２００℃で３０分、３４０℃で３０分加熱反応させ、芯体１の表面にＰＩ樹脂皮膜を形成した。
【００７３】
ＰＩ樹脂皮膜が形成された芯体１を室温にて冷ました後、芯体１とＰＩ樹脂皮膜との間にエアーを吹き込みながら、芯体１からＰＩ樹脂皮膜を抜き取り、両端から約３５ｍｍずつ切断し、長さ３６０ｍｍの無端ベルトを得た。続いて同様にして３本の無端ベルトを作製した。さらに４本目の無端ベルト作製後に塗布装置を一晩停止状態にしてから、同様に４本の無端ベルトを作製した。合計８本の無端ベルトの膜厚は全て８０μｍで均一（最大膜厚と最小膜厚との差が３μｍ未満）であり、皮膜中に気泡が存在するものはなかった。
また、得られた無端ベルトは、１００Ｖにおいて体積抵抗率を測定すると、約１０10Ωｃｍの半導電性を有しており、電子写真用転写ベルトとして使用することができた。
【００７４】
（比較例３）
実施例３において、環状体２５を、外周部側全面を鉛直方向にしたこと以外実施例３と同様にして、４本の無端ベルトを得た。該４本の無端ベルトは最初に作製した１本目の無端ベルトは問題なかったが、２本目以降で皮膜中に気泡が混入する問題が生じ、無端ベルトの膜厚は７０〜８０μｍとなって不均一であった。
これは塗布装置が停止した際に、環状体２５が溶液中に降下し、塗布槽３中の塗液２に気泡が混入した。この気泡が２本目以降の皮膜に付着したため、気泡が存在する無端ベルトになってしまった。一方、実施例１のように環状体２５の外周面側にテーパ部を設けると、環状体２５が溶液中に降下しても気泡が混入することはなかった。
【００７５】
（実施例４）
実施例１で調製した塗液２を、図８に示す環状塗布装置により、実施例１で作製した芯体１表面（外周面）に塗布することにより、ＰＩ前駆体の塗膜４を芯体１表面に形成した。
詳しくは、内径４５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの環状塗布槽７の底面に、内径３８６ｍｍの穴をあけた。また、底面には角度１０°の傾斜面９を形成した。更に、環状塗布槽７の底面の裏面には、内径３６４．５ｍｍの穴を有する厚さ０．５ｍｍの硬質ポリエチレン樹脂製の環状シール材８を取り付け、中央に芯体１を通した。環状塗布槽７に塗液２を３ｋｇ入れ、環状体５を配置した。次いで、実施例１と同様に芯体１の下に芯体１’を配置し、０．８ｍ／分で押し上げて塗布を行った。その際、環状体２５は約２０ｍｍ持ち上げられた。これにより、芯体１の表面（外周面）には、濡れ膜厚が約５００μｍのＰＩ前駆体の塗膜４が形成された。尚、環状体５は、外径４２０ｍｍ、円孔６の最小部の内径３６７．１ｍｍ、高さ５０ｍｍのアルミニウム製のものを用いた。
【００７６】
ＰＩ前駆体の塗膜４が形成された芯体１の保持板の中央穴に、２０ｍｍφのステンレス製シャフトを通し、回転台に載せて水平にし、６ｒｐｍで回転させながら、８０℃で２０分間、１３０℃で３０分間、加熱してＰＩ前駆体の塗膜４を乾燥させた。これにより、厚さ約１５０μｍのＰＩ前駆体皮膜を得た。この時点で、芯体端部の粘着テープは除去した。
次いで、ＰＩ前駆体皮膜が形成された芯体１を垂直にし、シャフトを外して台に載せ、加熱装置に入れて２００℃で３０分、３４０℃で３０分加熱反応させ、芯体１の表面にＰＩ樹脂皮膜を形成した。
【００７７】
ＰＩ樹脂皮膜が形成された芯体１を室温にて冷ました後、芯体１とＰＩ樹脂皮膜との間にエアーを吹き込みながら、芯体１からＰＩ樹脂皮膜を抜き取り、両端から約３５ｍｍずつ切断し、長さ３６０ｍｍの無端ベルトを得た。得られた無端ベルトの膜厚は全て８０μｍで均一（最大膜厚と最小膜厚との差が３μｍ未満）であった。
また、得られた無端ベルトは、１００Ｖにおいて体積抵抗率を測定すると、約１０10Ωｃｍの半導電性を有しており、電子写真用転写ベルトとして使用することができた。
【００７８】
（比較例４）
実施例４において、環状塗布槽７の底面に傾斜面９を形成しなかったこと以外実施例４と同様にして、無端ベルトを得た。得られた無端ベルトは、膜厚が７４〜８２μｍとなり不均一であった。
これは芯体１への塗液２の付着が安定している場合は、環状体５と芯体１間で、せん断応力が均一になるように作用するため、全周にわたり環状体５と芯体間の距離が一定に保持され、結果的に均一な膜厚の皮膜が得られることになるが、比較例４のように芯体への塗液の付着が不安定になると、部分的に塗液が欠損するため、環状体５に微小な動きを誘発し、結果的に皮膜が不均一な膜厚になってしまうと考えられる。
【００７９】
（実施例５）
実施例１で調製した塗液２を、図９に示す環状塗布装置により、実施例１で作製した芯体１表面（外周面）に塗布することにより、ＰＩ前駆体の塗膜４を芯体１表面に形成した。
詳しくは、環状体５として、外径４２０ｍｍ、円孔６の最小部の内径３６７．１ｍｍ、高さ５０ｍｍのアルミニウム製のものを用いた。また、環状体５の外側にＰＥＴフィルムからなるシートを環状に巻くことにより、遮へい板９を作製した。環状体５の底部からの遮へい板９の高さは３０ｍｍである。更に、内径４５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの環状塗布槽７の底面に、内径３８６ｍｍの穴を開けた。また、環状塗布槽７の底面の裏面には、内径３６４．５ｍｍの穴を有する厚さ０．５ｍｍの硬質ポリエチレン樹脂製の環状シール材８を取り付け、中央に芯体１を通した。環状塗布槽７に塗液２を３ｋｇ入れ、環状体５を配置した。次いで、実施例１と同様に芯体１の下に芯体１’を配置し、０．８ｍ／分で押し上げて塗布を行った。その際、環状体２５は約２０ｍｍ持ち上げられた。これにより、芯体１の表面（外周面）には、濡れ膜厚が約５００μｍのＰＩ前駆体の塗膜４が形成された。
【００８０】
ＰＩ前駆体の塗膜４が形成された芯体１の保持板の中央穴に、２０ｍｍφのステンレス製シャフトを通し、回転台に載せて水平にし、６ｒｐｍで回転させながら、８０℃で２０分間、１３０℃で３０分間、加熱してＰＩ前駆体の塗膜４を乾燥させた。これにより、厚さ約１５０μｍのＰＩ前駆体皮膜を得た。この時点で、芯体端部の粘着テープは除去した。
次いで、ＰＩ前駆体皮膜が形成された芯体１を垂直にし、シャフトを外して台に載せ、加熱装置に入れて２００℃で３０分、３４０℃で３０分加熱反応させ、芯体１の表面にＰＩ樹脂皮膜を形成した。
【００８１】
ＰＩ樹脂皮膜が形成された芯体１を室温にて冷ました後、芯体１とＰＩ樹脂皮膜との間にエアーを吹き込みながら、芯体１からＰＩ樹脂皮膜を抜き取り、両端から約３５ｍｍずつ切断し、長さ３６０ｍｍの無端ベルトを得た。得られた無端ベルトの膜厚は全て８０μｍで均一（最大膜厚と最小膜厚との差が３μｍ未満）であった。
また、得られた無端ベルトは、１００Ｖにおいて体積抵抗率を測定すると、約１０10Ωｃｍの半導電性を有しており、電子写真用転写ベルトとして使用することができた。
【００８２】
（比較例５）
実施例５において、環状体５に遮へい板９を巻かなかったこと以外実施例５と同様にして、無端ベルトを得た。得られた無端ベルトは、膜厚が７４〜８２μｍとなり不均一であった。
これは芯体１への塗液２の付着が安定している場合は、環状体５と芯体１間で、せん断応力が均一になるように作用するため、全周にわたり環状体５と芯体間の距離が一定に保持され、結果的に均一な膜厚の皮膜が得られることになるが、比較例４のように芯体への塗液の付着が不安定になると、部分的に塗液が欠損するため、環状体５に微小な動きを誘発し、結果的に皮膜が不均一な膜厚になってしまうと考えられる。
【００８３】
（実施例６）
実施例５では、塗布を一回行うと、塗液３は約３００ｍｌ減少する。そのため、芯体１を３本塗布すると、塗液３の液面が低下して次の塗布に支障が生じる。そこで、実施例５の塗布装置において、図１０に示すように環状塗布槽７の側面に、内径８ｍｍの４個の供給口１３を設けた。その取り付け位置は、環状塗布槽７の上端から６０ｍｍで、流入する液が遮へい板９につき当たる高さとした。供給口１３には内径８ｍｍのフッ素樹脂チューブを接続した。そして、塗布を一回終えるごとに、０．５Ｐａの圧力で約３００ｍｌの塗液２を供給した。供給口１２より約３００ｍｌの塗液２を供給すること以外、実施例５と同様にして無端ベルトを連続して得た。その結果、常に良好なＰＩ前駆体の塗膜４を得ることができ、膜厚が８０μｍで均一な無端ベルトが連続して得られた。
【００８４】
（比較例６）
実施例６において、遮へい板９を取り外したこと以外実施例６と同様にして、供給口１２から約３００ｍｌの塗液２を供給しながら、無端ベルトを連続して得た。その結果、しだいに軸方向の筋がうすく生じているのが観察されるようになり、膜厚がではなくなっった。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】第一の本発明の塗布装置の一例の停止時の概略断面図である。
【図２】第一の本発明の塗布装置の一例の塗布時の概略断面図である。
【図３】蓋をかぶせた第一の本発明の塗布装置の一例の停止時の概略断面図である。
【図４】芯体１の一例の断面図を示す概略断面図である。
【図５】第一の本発明の塗布装置の他の例の停止時の概略断面図である。
【図６】第一の本発明の塗布装置の他の例の塗布時の概略断面図である。
【図７】第二及び第三の本発明の塗布装置の環状体の一例を示す概略断面図である。
【図８】第四の本発明の塗布装置の一例を示す概略断面図である。
【図９】第五の本発明の塗布装置の一例を示す概略断面図である。
【図１０】第五の本発明の塗布装置の他の例を示す概略断面図である。
【図１１】環状体５と遮へい板１２の一例を示す概略斜視図である。
【図１２】従来の環状塗布装置の停止時の概略断面図である。
【図１３】従来の環状塗布装置の塗布時の概略断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１ 芯体
２ 塗液
３ 塗布槽
４ 塗膜
５ 環状体
６ 孔
７ 環状塗布槽
８ 環状シール材
９ 斜面
１０ 覆い
１１ 蓋
１２ 遮へい板
１３ 供給口
１５ 腕
２０ 保持板
２１ 軸
２５ 環状体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯体上にむらなく均一に塗液を塗布することが可能な塗布装置、及び該塗布装置を用いて塗液を塗布する工程を有する無端ベルトの製造方法。該製造方法により得られる無端ベルトは、特に複写機、プリンター等の電子写真方式を利用した画像形成装置に好ましく用いられる。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、感光体、帯電体、転写体、及び定着体等の小型／高性能化のために、肉厚が薄いプラスチック製フィルムからなるベルトが用いられる場合がある。その場合、ベルトに継ぎ目（シーム）があると、出力画像に継ぎ目の跡が生じるので、継ぎ目がない無端ベルトが好ましい。無端ベルトの材料としては、強度や寸法安定性、耐熱性等の面でポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂が好ましい。（以下、ポリイミドはＰＩ、ポリアミドイミドはＰＡＩと略す場合がある。）
【０００３】
ＰＩ樹脂で無端ベルトを作製するには、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（例えば、特許文献１参照）、円筒体内面にＰＩ前駆体溶液を展開する内面塗布法（例えば、特許文献２参照）が知られているが、これら円筒体の内面に成膜する方法では、ＰＩ前駆体の加熱の際に、皮膜を円筒体から抜いて芯体に載せ換える必要があり、工数がかかるという短所がある。
【０００４】
他のＰＩ樹脂無端ベルトの製造方法として、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、加熱反応させた後、ＰＩ樹脂皮膜を芯体から剥離する方法も提案されている（例えば、特許文献３参照）。この方法では、塗布による塗膜形成工程から、加熱反応させる皮膜形成工程まで、芯体は一貫して同じものが使用され、載せ換える工数が不要という利点を有している。ところが、ＰＩ樹脂の前駆体溶液は非常に粘度が高く、前記浸漬塗布法で芯体上に塗布しようとすると、膜厚が所望値より厚くなりすぎることがある。
【０００５】
これに対して、環状体により、塗液の膜厚を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
環状体を用いて塗布をする場合、塗膜の厚さは芯体と環状体の円孔との間隙によって規制される。但し、溶剤乾燥後の塗膜の厚さは、固形分濃度によって異なるので、塗布する塗液の固形分濃度は均一でなくてはならない。ところが、塗液が高粘度である場合には、溶液の撹拌が困難になるため、溶剤の蒸発があると、塗液の固形分濃度が不均一になり、結果として膜厚が不均一になる場合があり、更なる改善が望まれている。
【０００６】
また、上述の塗布装置で塗布を行った後、例えば夜間に停止状態にすると、塗布時に環状体上面にて盛り上がっていた塗液が、環状体の上面にたまったまま残るが、この液だまりが芯体と円孔との間隙部において、塗液中の溶剤の蒸発あるいは空気中の水分の影響により、部分的に固化してしまうことがあった。これは溶剤が常温で揮発しにくく、かつ空気中の水分により溶液が固まる性質を有するためである。このような状態になると、環状体の内側に固化した塗液が異物として存在することになり、塗布した際に筋状に皮膜の薄い部分が存在してしまい（以後、「軸方向筋」という場合がある。）、結果として膜厚が不均一になる場合があり、更なる改善が望まれている。
【０００７】
一方、塗布時には環状体をある程度浮き上がらせることが必要であるが、塗布が終了すると環状体が塗液中に降下して、その際に気泡を巻き込むことがある。塗液中に気泡が混入すると、次に塗布したときに気泡が皮膜に付着し、膜厚が不均一になる場合があり、更なる改善が望まれている。
【０００８】
また、塗液の必要量を削減するため、環状塗布装置を用いる方法がある。図１２は、従来の環状塗布装置の停止時の概略断面図である。図１２において、環状塗布槽７の底部に、芯体の外径より若干小さい穴を有する環状シール材８を設け、芯体１を環状シール材８の中心に挿通させ、環状塗布槽７に塗液２を収容する。これにより、塗液２は漏れることがない。芯体１への塗液２の塗布時には、図１３に示すように、芯体１の下に他の芯体１’をつなぎ、芯体１を環状塗布槽７の下部から上部に押し上げて、環状体５の孔６を通ることにより、芯体１の表面に塗膜４を形成する。他の芯体１’は、ベルトを作製しない中間体であってもよい。
このような環状塗布装置では、環状塗布槽７を従来の浸漬塗布槽よりも小さくできるので、塗液２の必要量が少なくて済む利点がある。
【０００９】
上述の環状塗布装置では、環状塗布槽７内で短時間に溶液が流れればよいが、実際には底部の角の部分に塗液２の溜まりが起こるので、溶液を追加すると不均一が生じてしまうことがあった。また、溶液の必要量をさらに減少させることも望まれている。
更に、芯体１への塗液２の塗布を続けると、塗液２が減少し、塗液２を更に供給する必要があるが、塗液２の供給の際に、芯体と環状体の円孔との間隙に異物や気泡が入り込んでしまい、結果として膜厚が局所的に不均一になる場合があり、更なる改善が望まれている。
【００１０】
【特許文献１】特開昭５７−７４１３１号公報
【特許文献２】特開昭６２−１９４３７号公報
【特許文献３】特開昭６１−２７３９１９号公報
【特許文献４】特開２００２−９１０２７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、芯体上にむらなく均一に塗液を塗布することが可能な塗布装置、及び膜厚が均一な無端ベルトを製造する無端ベルトの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的は、下記の本発明により達成される。
即ち、本発明は、
＜１＞ 塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記環状体上縁に設置され、該環状体の外周部から前記塗布槽上縁までの領域を覆う、覆いを更に具備していることを特徴とする塗布装置である。
【００１３】
＜２＞ 塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記環状体の上面における内周部側縁部が、鉛直方向で最上部になることを特徴とする塗布装置である。
【００１４】
＜３＞ 塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記環状体の外周部が、鉛直方向で下に向かってテーパ形状となっていることを特徴とする塗布装置である。
【００１５】
＜４＞ 塗液を貯留し、該塗液を塗布する芯体の外径よりも小さい穴を持つ環状シール材を底部に有する環状塗布槽と、前記芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記芯体を、前記環状シール材の穴に通し、芯体の軸方向を垂直にして、前記塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記塗布槽の底面が、環状シール材側が鉛直方向で下となる傾斜面を有していることを特徴とする塗布装置である。
【００１６】
＜５＞ 塗液を貯留し、該塗液を塗布する芯体の外径よりも小さい穴を持つ環状シール材を底部に有する環状塗布槽と、前記芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記芯体を、前記環状シール材の穴に通し、体の軸方向を垂直にして、前記塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、更に、前記環状体の底部に遮へい板を具備していることを特徴とする塗布装置である。
＜６＞ 更に、前記環状塗布槽の側部に前記該塗液を供給する供給口を具備していることを特徴とする＜５＞に記載の塗布装置である。
【００１７】
＜７＞ ＜１＞〜＜６＞の何れか１つに記載の塗布装置を用いて、前記芯体表面に皮膜形成用塗液を塗布した後、乾燥、加熱硬化、焼成の何れか、又は全ての処理を施して皮膜を形成し、前記芯体から該皮膜を取り外すことを特徴とする無端ベルトの製造方法である。
＜８＞ 前記皮膜形成用塗液が、ポリイミド前駆体溶液、又はポリアミドイミド樹脂溶液である＜７＞に記載の無端ベルトの製造方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、芯体上にむらなく均一に塗液を塗布することが可能な塗布装置、及び膜厚が均一な無端ベルトを製造する無端ベルトの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
＜塗布装置＞
第一の本発明の塗布装置は、塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記環状体上縁に設置され、該環状体の外周部から前記塗布槽上縁までの領域を覆う、覆いを更に具備していることを特徴とする。
以下、第一の本発明の塗布装置について、図面を用いて説明する。なお、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。
【００２０】
図１は、第一の本発明の塗布装置の一例を示す概略断面図である。但し、図は主要部のみを示し、芯体の保持機構や、他の装置は省略する（以下の図においても同様。）。
図１に示す塗布装置は、塗液２を貯留するための塗布槽３と環状体５とを具備している。また、環状体５には、塗液２を塗布する芯体１の外径よりも大きな内径の孔６が設けられている。一方、環状体５上縁には、環状体５の外周部から塗布槽３上縁までの領域を覆う、覆い１０を更に具備している。
【００２１】
第一の本発明の塗布装置においては、環状体５と覆い１０とが固定されていることが好ましい。環状体５と覆い１０とが固定されていることにより、環状体５上縁が塗布槽３上縁より鉛直下方に沈み込むことがない。
【００２２】
更に、第一の本発明の塗布装置には、芯体を保持する芯体保持手段、並びに、該保持手段を上下方向に移動する第１の移動手段及び／又は塗布槽を上下方向に移動する第２の移動手段を有してもよい。
【００２３】
第一の本発明の塗布装置の一例を用いての芯体１の表面への塗液２の塗布は、図１に示すように、塗布槽３に塗液２を入れ、更に塗液２中に環状体５を浸漬させる。次いで図２に示すように、芯体１を、芯体１の軸方向を垂直にして、塗液２から相対的に上昇させて孔６を通すことにより達成される。その際の芯体１を塗液２から相対的に上昇させる速度は、０．１〜１．５ｍ／ｍｉｎが好ましい。
尚、「芯体１の表面へ塗液２を塗布する」とは、芯体１の外周面の表面、及び該表面に層を有する場合は、その層の表面に塗布することをいう。また、「芯体１を塗液２から相対的に上昇させる」とは、芯体１と塗液２の液面との相対関係であり、「芯体１を上昇させる、或いは芯体１を停止し、塗布２の液面を下降させる」等を意味する。
【００２４】
芯体１を塗液２から相対的に上昇させ孔６を通ると、環状体５は、溶液の粘性による摩擦抵抗により、覆い１０と共に持ち上げられる。環状体５は自由移動可能であるため、芯体１と環状体５との摩擦抵抗が周方向で一定になるように、すなわち芯体１表面と孔６の内壁との間隙が均一になるように環状体５は動き、芯体上には均一な膜厚の塗膜４が形成される。このように、環状体５により膜厚を規制するので、高粘度の溶液を用いることができ、浸漬塗布法の問題点である芯体上端での重力による塗膜の垂れも少なくなり、周方向でも軸方向でも膜厚を均一にすることができる。
【００２５】
芯体１の外径と円孔６の内径との間隙により、塗膜４の膜厚が決まるので、円孔６の内径は、所望の膜厚により調整する。また、円孔内径の真円度は重要である。真円度が低いと膜厚均一性が低下するので、真円度は２０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることはさらに好ましい。もちろん、真円度が０μｍであることが最適なのであるが、加工上は困難である。
【００２６】
第一の本発明の塗布装置は、上述の芯体１の表面への塗液２の塗布を行なわないときには、覆い１０が設けられていることにより、塗布槽３からの塗液２の蒸発が防止できる。その結果、芯体１の表面への塗液２の塗布を行なわないときに、塗液２が蒸発することにより発生する塗布槽３中の塗液２の表面における濃度むらを防止し、芯体１表面にむらなく均一に塗液２を塗布することが継続してでき、均一な膜厚の無端ベルトが継続して得られる。
更に、第一の本発明の塗布装置においては、環状体５の孔６の内側からの塗液２の蒸発を防止するために、図３に示すように、蓋１１を環状体５を覆うようにかぶせてもよい。
【００２７】
芯体１としては、アルミニウムやステンレス、ニッケル、銅等の金属円筒が好ましい。また、後述するように無端ベルトを製造しようとする場合は、芯体の軸方向の長さは、目的とする無端ベルトの幅以上の長さが必要であるが、端部に生じる無効領域に対する余裕幅を確保するため、目的とする無端ベルトの幅の長さより、１０〜４０％程度長いことが好ましい。芯体１の外径は、目的とする無端ベルトの直径に合わせることが好ましい。一方、肉厚は芯体としての強度が保てる厚さであればよい。
【００２８】
更に、図４を用いて芯体１を説明する。図４は芯体１の一例の断面図を示す概略断面図である。図４に示す芯体１の両端には、芯体１を保持する保持板２０を取り付ける。保持板は、ねじで固定してもよいし、芯体１と溶接してもよい。保持板２０には、必要に応じて、円形や扇形など任意形状である通風孔や、中央に心棒を通す穴、または軸２１があってもよい。また、吊り下げや載置のための部品を取り付けてもよい。
【００２９】
また、芯体１は、形成される塗液２の皮膜が芯体１表面に接着するのを防ぐため、芯体１の表面には離型性を付与してもよい。それには、芯体１表面をフッ素樹脂やシリコーン樹脂で被覆したり、芯体１表面に離型剤を塗布する方法がある。
【００３０】
塗液２の種類によっては、後述する無端ベルトの製造において、加熱時に溶剤の揮発物や、反応時に発生する気体があり、加熱後の樹脂皮膜は、発生する気体のために、部分的に膨れを生じることがある。これは特に、塗液２としてポリイミド前駆体の溶液を用い、皮膜の膜厚が５０μｍを越えるような場合に起こることがある。
上述の膨れを防止するために、特開２００２−１６０２３９号公報に記載されているように、芯体１表面をＲａ０．２〜２μｍに粗面化することが好ましい。粗面化の方法には、ブラスト、切削、サンドペーパーがけ等の方法がある。これにより、塗液２の皮膜から生じる気体は、芯体と塗液２の皮膜との間に形成されるわずかな隙間を通って外部に出ることができ、膨れを生じない。
【００３１】
塗液２としては、後述するように、更に無端ベルトを製造する場合、ポリイミド前駆体（ＰＩ前駆体）溶液又はポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ樹脂）溶液が好ましく用いられる。前記ＰＩ前駆体及びＰＡＩ樹脂としては、種々の公知のものを用いることができる。それらの溶剤は、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、アセトアミド、等の非プロトン系極性溶剤である。なお、前記ＰＩ前駆体又はＰＡＩ樹脂の溶液の濃度、粘度等は、適宜選択されるが、本発明の塗布装置に好ましく用いられる溶液の固形分濃度は１０〜４０質量％、粘度は１〜１００Ｐａ・ｓである。
【００３２】
環状体５の材質は、塗液２の溶剤によって侵されない金属やプラスチック等から選ばれることが好ましい。また、環状体５は中空構造であってもよい。
【００３３】
円孔６の内壁面は、溶液に浸る下部が広く、上部が狭い形状であれば、図１に示すような直線的傾斜面のほか、階段状や曲線的でもよい。真円度を高く加工するために、円孔内壁面の上部には、芯体と平行になる部分があってもよい。
【００３４】
第一の本発明の塗布装置としては、図５に示す塗布装置も好ましい態様である。図５は、第一の本発明の塗布装置の他の例を示す概略断面図である。
図５において、図１との違いは、塗布槽３の代わりに、底部に芯体の外径より若干小さい穴を有する環状シール材８を設けた環状塗布槽７を具備していることである。図５に示す塗布装置を用いての芯体１表面への溶液２の塗布は、芯体１を環状シール材８の中心に挿通させ、環状塗布槽７に溶液２を収容する。これにより、溶液２は漏れることがない。塗布するには、図６に示すように、芯体１の下に他の芯体１’をつなぎ、環状塗布槽７の下部から上部に押し上げて、芯体１の表面に塗膜４を形成する。他の芯体１’は、ベルトを作製しない中間体（長さが短い芯体）であってもよい。環状体５の機能は、第一の本発明の塗布装置の一例と同様である。
このような塗布法（環状塗布法）では、環状塗布槽７は図１の浸漬塗布槽３よりも小さくできるので、溶液の必要量が少なくて済む利点がある。
【００３５】
第二の本発明の塗布装置は、塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記環状体の上面における内周部側縁部が、鉛直方向で最上部になることを特徴とする。
以下、第二の本発明の塗布装置について、図７を用いて説明する。
【００３６】
図７は、第二、及び後述する第三の本発明の塗布装置の一例における環状体を示す概略断面図である。第二の本発明の塗布装置の一例は、覆い１０が設けられておらず、環状体５が、上面の内周部側縁部が鉛直方向で最上部になっている、図７に示す環状体２５に変更していること以外、図５に示す第一の本発明の塗布装置の他の例と同様である。
【００３７】
第二の本発明の塗布装置において、環状体２５で、上面の内周部側縁部を鉛直方向で最上部にするのは、環状体２５の内面に塗液２の固化物が付着しないようにするためであり、塗液２の残留物が環状体２５の上面にあったとしても、環状体２５の上面の外周部に移動させることができる。外周部に移動した塗液２は適宜拭き取ることなどにより、除去可能となる。そのため、前述のように溶液が芯体と円孔との間隙部で固化することもなく、軸方向に走る筋がない無端ベルトを得ることができ、結果として均一な膜厚の無端ベルトを得ることができる。環状体２５の上面の形状は、内周部側縁部が鉛直方向で最上部になっていれば特に限定されないが、図７に示すように内周部近傍が斜面となり内周部側縁部が盛り上がっている形状が好ましい。この場合、内周部側縁部が平坦面より１〜１０ｍｍ高いことがより好ましく、内周部近傍が平坦面に対して３０〜６０°の角度を有していることがより好ましい。
【００３８】
また、第二の本発明の塗布装置の他の例として、覆い１０が設けられておらず、環状体５が、上述の図７に示すような上面の内周部側縁部が鉛直方向で最上部になっている環状体２５に変更していること以外、図１に示す第一の本発明の塗布装置の一例と同様の塗布装置も挙げられる。
尚、第二の本発明の塗布装置における環状体２５は、外周部の形状は特に限定されないが、図７に示すように環状体２５の外周部が、鉛直方向で下に向かってテーパ形状３０となっていることがより好ましい。
【００３９】
第三の本発明の塗布装置は、塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記環状体の外周部が、鉛直方向で下に向かってテーパ形状３０となっていることを特徴とする。
以下、第三の本発明の塗布装置について、図７を用いて説明する。
【００４０】
第三の本発明の塗布装置の一例は、覆い１０が設けられておらず、環状体５が、外周部が鉛直方向で下に向かってテーパ形状３０となっている、図７に示す環状体２５に変更していること以外、図５に示す第一の本発明の塗布装置の他の例と同様である。尚、第三の本発明の塗布装置の一例における環状体２５は、上面の形状は特に限定されないが、図７に示すように、環状体２５が、上面の内周部側縁部が鉛直方向で最上部になっていることがより好ましい。
【００４１】
環状体２５は、外周部が鉛直方向で下に向かってテーパ形状３０となっていることにより、芯体１への塗液２の塗布終了後に環状体２５が塗布槽３中に降下しても、塗液２に気泡を巻き込むことを防止することができる。これにより、芯体１へ塗液２を塗布した場合に、気泡が皮膜に付着することを防ぐことができる。該テーパ部は底面に対して３０〜６０°で長さ５〜１５ｍｍであることが好ましい。
【００４２】
また、第三の本発明の塗布装置の他の例として、覆い１０が設けられておらず、環状体５が、上述の図７に示すような周部が鉛直方向で下に向かってテーパ形状３０となっている環状体２５に変更していること以外、図１に示す第一の本発明の塗布装置の一例と同様の塗布装置も挙げられる。
【００４３】
第四の本発明の塗布装置は、塗液を貯留し、該塗液を塗布する芯体の外径よりも小さい穴を持つ環状シール材を底部に有する環状塗布槽と、前記芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記環状シール材の穴に前記芯体を通した芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、前記塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記塗布槽の底面が、環状シール材方向が鉛直方向で下となる傾斜面を有していることを特徴とする。
以下、第四の本発明の塗布装置について、図面を用いて説明する。
【００４４】
図８は、第四の本発明の塗布装置の一例を示す概略断面図である。図８に示す第四の本発明の塗布装置の一例は、覆い１０が設けられてなく、環状塗布層７の底面には環状シール材８方向が鉛直方向で下となる傾斜面９を形成していること以外、図５に示す第一の本発明の塗布装置の他の例と同様である。傾斜面９により、溶液２は、環状シール材８方向へ流れやすくなり、底部に溜まることがなくなり、塗液２の量が少なくなっても均一となっており、均一な膜厚の塗膜が得られる。傾斜面９の角度は、水平に対して５〜３０°が好ましい。傾斜面９の角度が５°未満であると、塗液２の流れが滞る場合があり、３０°を超えると、塗液２を貯められる量が少なくなる場合がある。
また、傾斜面は曲面であってもよい。曲面の場合、環状塗布槽の内側を曲面状のヘラでかき取ることにより、塗布後の溶液の洗浄が容易となる。
更に、傾斜面は環状塗布層７の底面の一部に設けられていればよいが、環状塗布層７の底面の環状シール材８を除く部分全体が傾斜面となっていることが好ましい。
また、第四の本発明の塗布装置では、図８に示すように環状体５を支えるための腕１５を環状体５に設けてもよい。更に、図８では覆い１０が設けられていないが、覆い１０が環状体５上縁に設けられていることも好ましい態様である。
【００４５】
第五の本発明の塗布装置は、塗液を貯留し、該塗液を塗布する芯体の外径よりも小さい穴を持つ環状シール材を底部に有する環状塗布槽と、前記芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記環状シール材の穴に前記芯体を通した芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、前記塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、前記環状体の底部に遮へい板を更に具備していることを特徴とする。第五の本発明の塗布装置としては、更に、前記環状塗布槽の側部に前記該塗液を供給する供給口を具備していることが好ましい。
以下、第５の本発明の塗布装置について、図面を用いて説明する。
【００４６】
図９は、第五の本発明の塗布装置の一例を示す概略断面図である。図９に示す第五の本発明の塗布装置の一例は、覆い１０が設けられてなく、環状体５の底部に遮へい板１２が設けられていること以外、図５に示す第一の本発明の塗布装置の他の例と同様である。
また、第五の本発明の塗布装置では、図９に示すように環状体５を支えるための腕１５を環状体５に設けてもよい。更に、図９では覆い１０が設けられていないが、覆い１０が環状体５上縁に設けられていることも好ましい態様である。
【００４７】
塗布装置を用いて、芯体１表面への塗液２の塗布を行ない続けると、塗液２の減少により、ついには塗布不能となる。そこで、そうなる前に塗液２を補充する必要がある。該塗液２の補充方法としては、環状塗布槽７の上部から塗液２を投入する方法が挙げられる。しかし該環状塗布槽７の上部から塗液２を投入する方法では、気泡が混入してしまう。また、環状塗布槽７に最初に塗液２を投入するときにも、気泡が混入してしまう。第五の本発明の塗布装置の一例では、環状体５の底部に遮へい板１２が設けられていることにより、環状体５の外側にある塗液２が塗布に連れ、環状体内側の方向に移動する際、主に塗液２溶液の表面側（浅い所）に存在する異物や気泡が、溶液の移動と共に簡単に流入するのを防ぐことができる。この結果、塗液２を塗布することにより形成される塗膜に異物や気泡による筋目が発生することを防ぐことができ、膜厚を均一にすることができる。
【００４８】
塗液２の供給液は、芯体１表面へ塗液２を塗布するごとに減少分を追加してもよいし、何回か芯体１表面へ塗液２を塗布した後にまとめて追加してもよい。また、芯体１表面へ塗液２を塗布している途中に徐々に追加してもよい。
【００４９】
次に、第五の本発明の塗布装置の他の例について、図面を用いて説明する。
図１０は、第五の本発明の塗布装置の他の例を示す概略断面図である。図１０に示す第五の本発明の塗布装置の他の例は、循環塗布層層７の側面に塗液２を供給する供給口１３が設けられていること以外、図９に示す第五の本発明の塗布装置の一例と同様である。
第五の本発明の塗布装置において、塗液２を供給する方法としては、上述の環状塗布槽７の上部から塗液２を投入する方法が挙げられるが、供給口１３を設け、ポンプ等によって供給口１３より塗液２を供給することが好ましい。この場合、塗液２が１〜１００Ｐａ・ｓといった高粘度であると、環状塗布槽７に存在していた塗液２と、新たに流入してきた塗液２の間で境目を生じ、それが塗膜にも筋目となって現れることがある。これを防止するには、流入してきた塗液２を直に芯体に触れさせない必要がある。そこで第五の本発明の塗布装置では、新たに流入してきた塗液２をいったん遮へい板１２にぶつけるようにした。これにより、塗液２の間で境目が生じず、結果として、膜厚を均一にすることができる
【００５０】
また、供給口１３は対称形に複数あるのがよい。供給口１３の高さは、その出口が、待機中の環状体５の外側面から遮蔽板１１にかかる高さとすることが好ましい。こうすることにより、供給口１３から塗液２を供給した場合、供給された塗液２は環状体５の外側面および／または遮へい板１２につき当たり、その向きを変えられて、環状塗布槽７内に入る。そのため、供給された塗液２は直に芯体１に当たることがなくなり、塗膜に筋目を生じにくくなるのである。
【００５１】
図１１に、環状体５と遮へい板１１の一例を立体的に示した。図１１は、環状体５と遮へい板１２の一例を示す概略斜視図である。遮へい板１２は環状体５と一体でも、後から取り付けてもよい。遮へい板１２の厚みは、環状体５の平均厚みの３０％以下が好ましく、５％以下であることがさらに好ましい。また、遮へい板１２の素材は、塗布液２の溶剤によって侵されない金属やプラスチック等から選ばれることが好ましく、フィルム状の柔らかい素材であっても構わない。遮へい板１２の高さは、塗布時に遮へい板１２下部から環状塗布槽７の底までに十分な長さが確保できればよく、好ましくは環状体５の高さと同程度以下であり、さらに好ましくは５０％以下である。このような形状の遮へい板であれば、塗膜形成への影響は極めて小さい。
【００５２】
＜無端ベルトの製造方法＞
本発明の無端ベルトの製造方法は、既述の本発明の塗布装置を用いて、前記芯体１の表面に皮膜形成用塗液を塗布した後、乾燥、加熱硬化、焼成の何れか、又は全ての処理を施して皮膜を形成し、芯体から該皮膜を取り外すことを特徴とする。
また、皮膜形成用塗液としては、得られる皮膜の強度や寸法安定性、耐熱性等の面でＰＩ前駆体溶液及びＰＡＩ樹脂溶液が好ましい。以下、本発明の無端ベルトの製造方法を皮膜形成用塗液としてＰＩ前駆体溶液或いはＰＡＩ樹脂溶液を用いた場合について説明する。
【００５３】
本発明の無端ベルトの製造方法においては、本発明の塗布装置を用いて皮膜形成用塗液を塗布し形成された塗膜を加熱し、該塗膜中に存在する溶剤を除去し、塗膜が変形しない程度に乾燥させる。加熱条件は、９０〜１７０℃の温度で２０〜６０分間が好ましい。その際、温度が高いほど加熱時間は短くてよく、温度は、段階的、または一定速度で上昇させてもよい。
また、加熱中に塗膜に垂れが生じる場合には、芯体の長手方向を水平にして、ゆっくり回転させることが有効である。その際には、保持板の穴に心棒を通し、回転台に載せた状態で乾燥器に入れるのがよい。
【００５４】
前記皮膜形成用溶液がＰＡＩ樹脂溶液である場合には、溶剤の乾燥だけで皮膜を得ることができる。
一方、前記皮膜形成用溶液がＰＩ前駆体溶液の場合、塗膜から溶剤を除去しすぎると、塗膜はまだ強度を保持していないので、割れを生じやすい。そこで、ある程度（ＰＩ前駆体皮膜中に１５〜４５質量％）の溶剤を残留させておくことが好ましい。前記皮膜形成用溶液がＰＩ前駆体溶液の場合は、その後、２５０〜４５０℃、好ましくは３００〜３５０℃前後で、２０〜６０分間、ＰＩ前駆体皮膜を加熱して縮合反応させることで、ＰＩ樹脂皮膜が形成される。その際、温度を段階的に上昇させてもよい。
【００５５】
上述のように形成された皮膜は、冷却後に、芯体から剥離することにより無端ベルトとなる。無端ベルトには、さらに必要に応じて、穴あけ加工やリブ付け加工等が施されることがある。
【００５６】
得られた無端ベルトを転写ベルトや接触帯電ベルトとして使用する場合には、前記皮膜形成用溶液の中に必要に応じて導電性物質を分散させる。導電性物質としては、例えば、カーボンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、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、等が挙げられる。前述したように皮膜が収縮すると抵抗値にむらを生じるが、収縮を防止することにより、抵抗値も均一にすることができる。
これらの用途に好ましい無端ベルトの膜厚は３０〜１５０μｍ程度である。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし、各実施例は、本発明を制限するものではない。
（実施例１）
ＰＩ前駆体溶液（商品名：ＵワニスＡ、宇部興産製、濃度１８％）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）を固形分質量比で２３％混合し、次いで対向衝突型分散機により分散した。更に、シリコーンレベリング剤（商品名：ＤＣ３ＰＡ、ダウコーニングトーレシリコーン社製）を、濃度が５００ｐｐｍになるよう添加し、塗液２とした。
【００５８】
別途、外径３６６ｍｍ、肉厚１０ｍｍ、長さ４５０ｍｍのアルミニウム製円筒を用意し、球形アルミナ粒子によるブラスト処理により、表面をＲａ１．０μｍに粗面化した。該円筒の真円度は２０μｍ以下であった。また、厚さが１５ｍｍ、外径が前記円筒に嵌まる径、１００ｍｍ径の通風孔１２が４つ、中央に２０ｍｍ径の穴を設けた保持板を同じアルミニウム材で作製し、前記円筒に嵌め、ＴＩＧ溶接により溶接し、芯体１とした。
芯体１の表面には、シリコーン系離型剤（商品名：セパコート、信越化学製）を塗布した。芯体の端部には、幅１０ｍｍのポリエステル粘着テープを巻き付けた。これは塗膜が芯体側面に回り込まないようにするためである。
【００５９】
次いで塗液２を用い、図５に示す環状塗布装置により、ＰＩ前駆体の塗膜４を芯体１の表面（外周面）に形成した。この際、環状体５として、外径４２０ｍｍ、円孔６の最小部の内径３６７．１ｍｍ、高さ５０ｍｍのアルミニウム製のものを作製し用いた。環状体５の内壁は直線傾斜状であり、鉛直線との傾斜角は７°とした。上端には芯体１と平行になる部分を２ｍｍ形成したが、その内径の真円度は８μｍであった。
また、厚さ１ｍｍ、外径４６０ｍｍのアルミニウム製円板の中央に、内径３８０ｍｍの穴をあけ、前記環状体５の上面に取り付けて固定し、覆い１０とした。
【００６０】
一方、内径４５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの環状塗布槽７の底面に、内径３６４．５ｍｍの穴を有する厚さ０．５ｍｍの硬質ポリエチレン樹脂製の環状シール材８を取り付け、中央に芯体１を通した。環状塗布槽７に塗液２を入れ、覆い１０を設けた環状体５を配置し、待機時間中の溶剤蒸発を防止した。
次いで、図６に示すように芯体１の下に、芯体１と同様の形状の芯体１’を配置し、０．８ｍ／分で押し上げて、芯体１表面にＰＩ前駆体溶液の塗布を行った。その際、環状体５は約２０ｍｍ持ち上げられた。これにより、芯体１の上には、濡れ膜厚が約５００μｍのＰＩ前駆体の塗膜４が形成された。
【００６１】
ＰＩ前駆体の塗膜４が形成された芯体１の保持板の中央穴に、２０ｍｍφのステンレス製シャフトを通し、回転台に載せて水平にし、６ｒｐｍで回転させながら、８０℃で２０分間、１３０℃で３０分間、加熱してＰＩ前駆体の塗膜４を乾燥させた。これにより、厚さ約１５０μｍのＰＩ前駆体の皮膜を得た。この時点で、芯体端部の粘着テープは除去した。
次いで、ＰＩ前駆体の皮膜が形成された芯体１を垂直にし、シャフトを外して台に載せ、加熱装置に入れて２００℃で３０分、３４０℃で３０分加熱反応させ、芯体１の表面にＰＩ樹脂皮膜を形成した。
【００６２】
ＰＩ樹脂皮膜が形成された芯体１を室温にて冷ました後、芯体１とＰＩ樹脂皮膜との間にエアーを吹き込みながら、芯体１からＰＩ樹脂皮膜を抜き取り、無端ベルトを得た。無端ベルトの膜厚は７５μｍで均一であった。該無端ベルトは両端から約３５ｍｍずつ切断し、長さ３６０ｍｍの無端ベルトを得た。
得られた無端ベルトは、１００Ｖにおいて体積抵抗率を測定すると、約１０10Ωｃｍの半導電性を有しており、電子写真用転写ベルトとして使用することができた。
更に、上述の工程を４時間中断した後、再び同様にして無端ベルトを得た。４時間中断後に得られた無端ベルトは、最初に得た無端ベルトと同様のものであった。
【００６３】
（比較例１）
実施例１において、環状体５に覆い１０を設けなかった以外、実施例１と同様にして無端ベルトを得た。得られた無端ベルトは、実施例１において、最初に得た無端ベルト（４時間中断前）と同様のものであった。
しかし、実施例１と同様に４時間中断した後、再び同様にして無端ベルトは、得られた無端ベルトの膜厚は、８０〜８４μｍとなって不均一であった。
以上のことより、実施例１のように覆い１０がある場合は、４時間中断してもこのような問題がなかったことから、比較例１では４時間の間に、塗布槽３からＰＩ樹脂前駆体溶液が蒸発したことが原因で膜厚は不均一となったと考えられる。
【００６４】
（実施例２）
蓋１０を設置しないで、環状体５の変わりに、図７に示す環状体２５を用いたこと以外、図５に示す構成の環状塗布装置により、実施例１で調製した塗液２を、実施例１で作製した芯体１表面（外周面）に塗布し、ＰＩ前駆体の塗膜４を芯体１表面に形成した。尚、環状体２５は、外径４２０ｍｍ、円孔６の最小部の内径３６７．１ｍｍ、高さ５０ｍｍのアルミニウム製であり、内壁は直線傾斜状であり、鉛直線との傾斜角は１０°とした。また、環状体２５の上面は、内周部側縁部が鉛直方向で最上部（環状体２５の上面の平坦面からの高さが３ｍｍ）となるように、該平坦面に対して４５°の斜面（凸部）が設けられており、外周部はテーパ形状とはなっておらず、鉛直方向の壁となっている。更に、環状体２５の孔６の内壁の上端には芯体１と平行になる部分が２ｍｍ形成されており、該芯体１と平行になる部分の内径の真円度は８μｍであった。
【００６５】
一方、内径４５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの環状塗布槽７の底面に、内径３８６ｍｍの穴をあけた。また、底面の裏面には、内径３６４．５ｍｍの穴を有する厚さ０．５ｍｍの硬質ポリエチレン樹脂製の環状シール材８を取り付け、中央に芯体１を通した。環状塗布槽７に塗液２を３ｋｇ入れ、環状体２５を配置した。次いで、実施例１と同様に芯体１の下に芯体１’を配置し、０．８ｍ／分で押し上げて塗布を行った。その際、環状体２５は約５０ｍｍ持ち上げられた。これにより、芯体１の上には、濡れ膜厚が約５００μｍのＰＩ前駆体の塗膜４が形成された。
【００６６】
ＰＩ前駆体の塗膜４が形成された芯体１の保持板の中央穴に、２０ｍｍφのステンレス製シャフトを通し、回転台に載せて水平にし、６ｒｐｍで回転させながら、８０℃で２０分間、１３０℃で３０分間、加熱してＰＩ前駆体の塗膜４を乾燥させた。これにより、厚さ約１５０μｍのＰＩ前駆体皮膜を得た。この時点で、芯体端部の粘着テープは除去した。
次いで、ＰＩ前駆体皮膜が形成された芯体１を垂直にし、シャフトを外して台に載せ、加熱装置に入れて２００℃で３０分、３４０℃で３０分加熱反応させ、芯体１の表面にＰＩ樹脂皮膜を形成した。
【００６７】
ＰＩ樹脂皮膜が形成された芯体１を室温にて冷ました後、芯体１とＰＩ樹脂皮膜との間にエアーを吹き込みながら、芯体１からＰＩ樹脂皮膜を抜き取り、両端から約３５ｍｍずつ切断し、長さ３６０ｍｍの無端ベルトを得た。続いて同様にして３本の無端ベルトを作製した。さらに４本目の無端ベルト作製後に塗布装置を一晩停止状態にしてから、同様に４本の無端ベルトを作製した。合計８本の無端ベルトの膜厚は全て８０μｍで均一であり、軸方向の筋が存在するものはなかった。
また、得られた無端ベルトは、１００Ｖにおいて体積抵抗率を測定すると、約１０10Ωｃｍの半導電性を有しており、電子写真用転写ベルトとして使用することができた。
【００６８】
（比較例２）
実施例２において、上面に、内周部側縁部が鉛直方向で最上部となるように設けられていた平坦面に対して４５°の斜面を設けないこと以外環状体２５と同様の構成の環状体を、環状体２５に代えて用いたこと以外実施例２と同様にして、先ず４本の無端ベルトを得た。該４本の無端ベルトは問題なかった。さらに、一晩停止後に作製した4本の無端ベルトでは、4本とも軸方向に筋が発生し、無端ベルトの膜厚は７０〜８０μｍとなって不均一であった。
これは塗布装置を一晩停止した後の環状体の上面の内周部側に液だまりが生じ、部分的に固化し、これにより皮膜の軸方向の筋となってしまい、膜厚が不均一になっていることが確認された。
【００６９】
一方、実施例２のように、内周部側縁部が鉛直方向で最上部となるように設けられている斜面を設けた環状体２５では、芯体１より塗液２が垂れてきても、それが環状体２５の外周方向に移動するので、環状体２５と芯体１間に液だまりが生じず、軸方向筋は発生することなく均一な膜厚の無端ベルトが得られた。
【００７０】
（実施例３）
蓋１０を設置しないで、環状体５の変わりに、図７に示す環状体２５を用いたこと以外、図５に示す構成の環状塗布装置により、実施例１で調製した塗液２を、実施例１で作製した芯体１表面（外周面）に塗布し、ＰＩ前駆体の塗膜４を芯体１表面に形成した。尚、環状体２５は、外径４２０ｍｍ、円孔６の最小部の内径３６７．１ｍｍ、高さ５０ｍｍのアルミニウム製であり、外径４２０ｍｍ、円孔６の最小部の内径３６７．１ｍｍ、高さ５０ｍｍのアルミニウム製のものを作製した。内壁は直線傾斜状であり、鉛直線との傾斜角は１０°とした。また、環状体２５は、実施例２における斜面は設けておらず、外周部側がＣ１０ｍｍのテーパ形状となっている。更に、環状体２５の孔６の内壁の上端には芯体１と平行になる部分が２ｍｍ形成されており、該芯体１と平行になる部分の内径の真円度は８μｍであった。
【００７１】
一方、内径４５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの環状塗布槽７の底面に、内径３８６ｍｍの穴をあけた。また、底面の裏面には、内径３６４．５ｍｍの穴を有する厚さ０．５ｍｍの硬質ポリエチレン樹脂製の環状シール材８を取り付け、中央に芯体１を通した。環状塗布槽７に塗液２を３ｋｇ入れ、環状体２５を配置した。次いで、実施例１と同様に芯体１の下に芯体１’を配置し、０．８ｍ／分で押し上げて塗布を行った。その際、環状体２５は約５０ｍｍ持ち上げられた。これにより、芯体１の上には、濡れ膜厚が約５００μｍのＰＩ前駆体の塗膜４が形成された。
【００７２】
ＰＩ前駆体の塗膜４が形成された芯体１の保持板の中央穴に、２０ｍｍφのステンレス製シャフトを通し、回転台に載せて水平にし、６ｒｐｍで回転させながら、８０℃で２０分間、１３０℃で３０分間、加熱してＰＩ前駆体の塗膜４を乾燥させた。これにより、厚さ約１５０μｍのＰＩ前駆体皮膜を得た。この時点で、芯体端部の粘着テープは除去した。
次いで、ＰＩ前駆体皮膜が形成された芯体１を垂直にし、シャフトを外して台に載せ、加熱装置に入れて２００℃で３０分、３４０℃で３０分加熱反応させ、芯体１の表面にＰＩ樹脂皮膜を形成した。
【００７３】
ＰＩ樹脂皮膜が形成された芯体１を室温にて冷ました後、芯体１とＰＩ樹脂皮膜との間にエアーを吹き込みながら、芯体１からＰＩ樹脂皮膜を抜き取り、両端から約３５ｍｍずつ切断し、長さ３６０ｍｍの無端ベルトを得た。続いて同様にして３本の無端ベルトを作製した。さらに４本目の無端ベルト作製後に塗布装置を一晩停止状態にしてから、同様に４本の無端ベルトを作製した。合計８本の無端ベルトの膜厚は全て８０μｍで均一（最大膜厚と最小膜厚との差が３μｍ未満）であり、皮膜中に気泡が存在するものはなかった。
また、得られた無端ベルトは、１００Ｖにおいて体積抵抗率を測定すると、約１０10Ωｃｍの半導電性を有しており、電子写真用転写ベルトとして使用することができた。
【００７４】
（比較例３）
実施例３において、環状体２５を、外周部側全面を鉛直方向にしたこと以外実施例３と同様にして、４本の無端ベルトを得た。該４本の無端ベルトは最初に作製した１本目の無端ベルトは問題なかったが、２本目以降で皮膜中に気泡が混入する問題が生じ、無端ベルトの膜厚は７０〜８０μｍとなって不均一であった。
これは塗布装置が停止した際に、環状体２５が溶液中に降下し、塗布槽３中の塗液２に気泡が混入した。この気泡が２本目以降の皮膜に付着したため、気泡が存在する無端ベルトになってしまった。一方、実施例１のように環状体２５の外周面側にテーパ部を設けると、環状体２５が溶液中に降下しても気泡が混入することはなかった。
【００７５】
（実施例４）
実施例１で調製した塗液２を、図８に示す環状塗布装置により、実施例１で作製した芯体１表面（外周面）に塗布することにより、ＰＩ前駆体の塗膜４を芯体１表面に形成した。
詳しくは、内径４５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの環状塗布槽７の底面に、内径３８６ｍｍの穴をあけた。また、底面には角度１０°の傾斜面９を形成した。更に、環状塗布槽７の底面の裏面には、内径３６４．５ｍｍの穴を有する厚さ０．５ｍｍの硬質ポリエチレン樹脂製の環状シール材８を取り付け、中央に芯体１を通した。環状塗布槽７に塗液２を３ｋｇ入れ、環状体５を配置した。次いで、実施例１と同様に芯体１の下に芯体１’を配置し、０．８ｍ／分で押し上げて塗布を行った。その際、環状体２５は約２０ｍｍ持ち上げられた。これにより、芯体１の表面（外周面）には、濡れ膜厚が約５００μｍのＰＩ前駆体の塗膜４が形成された。尚、環状体５は、外径４２０ｍｍ、円孔６の最小部の内径３６７．１ｍｍ、高さ５０ｍｍのアルミニウム製のものを用いた。
【００７６】
ＰＩ前駆体の塗膜４が形成された芯体１の保持板の中央穴に、２０ｍｍφのステンレス製シャフトを通し、回転台に載せて水平にし、６ｒｐｍで回転させながら、８０℃で２０分間、１３０℃で３０分間、加熱してＰＩ前駆体の塗膜４を乾燥させた。これにより、厚さ約１５０μｍのＰＩ前駆体皮膜を得た。この時点で、芯体端部の粘着テープは除去した。
次いで、ＰＩ前駆体皮膜が形成された芯体１を垂直にし、シャフトを外して台に載せ、加熱装置に入れて２００℃で３０分、３４０℃で３０分加熱反応させ、芯体１の表面にＰＩ樹脂皮膜を形成した。
【００７７】
ＰＩ樹脂皮膜が形成された芯体１を室温にて冷ました後、芯体１とＰＩ樹脂皮膜との間にエアーを吹き込みながら、芯体１からＰＩ樹脂皮膜を抜き取り、両端から約３５ｍｍずつ切断し、長さ３６０ｍｍの無端ベルトを得た。得られた無端ベルトの膜厚は全て８０μｍで均一（最大膜厚と最小膜厚との差が３μｍ未満）であった。
また、得られた無端ベルトは、１００Ｖにおいて体積抵抗率を測定すると、約１０10Ωｃｍの半導電性を有しており、電子写真用転写ベルトとして使用することができた。
【００７８】
（比較例４）
実施例４において、環状塗布槽７の底面に傾斜面９を形成しなかったこと以外実施例４と同様にして、無端ベルトを得た。得られた無端ベルトは、膜厚が７４〜８２μｍとなり不均一であった。
これは芯体１への塗液２の付着が安定している場合は、環状体５と芯体１間で、せん断応力が均一になるように作用するため、全周にわたり環状体５と芯体間の距離が一定に保持され、結果的に均一な膜厚の皮膜が得られることになるが、比較例４のように芯体への塗液の付着が不安定になると、部分的に塗液が欠損するため、環状体５に微小な動きを誘発し、結果的に皮膜が不均一な膜厚になってしまうと考えられる。
【００７９】
（実施例５）
実施例１で調製した塗液２を、図９に示す環状塗布装置により、実施例１で作製した芯体１表面（外周面）に塗布することにより、ＰＩ前駆体の塗膜４を芯体１表面に形成した。
詳しくは、環状体５として、外径４２０ｍｍ、円孔６の最小部の内径３６７．１ｍｍ、高さ５０ｍｍのアルミニウム製のものを用いた。また、環状体５の外側にＰＥＴフィルムからなるシートを環状に巻くことにより、遮へい板９を作製した。環状体５の底部からの遮へい板９の高さは３０ｍｍである。更に、内径４５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの環状塗布槽７の底面に、内径３８６ｍｍの穴を開けた。また、環状塗布槽７の底面の裏面には、内径３６４．５ｍｍの穴を有する厚さ０．５ｍｍの硬質ポリエチレン樹脂製の環状シール材８を取り付け、中央に芯体１を通した。環状塗布槽７に塗液２を３ｋｇ入れ、環状体５を配置した。次いで、実施例１と同様に芯体１の下に芯体１’を配置し、０．８ｍ／分で押し上げて塗布を行った。その際、環状体２５は約２０ｍｍ持ち上げられた。これにより、芯体１の表面（外周面）には、濡れ膜厚が約５００μｍのＰＩ前駆体の塗膜４が形成された。
【００８０】
ＰＩ前駆体の塗膜４が形成された芯体１の保持板の中央穴に、２０ｍｍφのステンレス製シャフトを通し、回転台に載せて水平にし、６ｒｐｍで回転させながら、８０℃で２０分間、１３０℃で３０分間、加熱してＰＩ前駆体の塗膜４を乾燥させた。これにより、厚さ約１５０μｍのＰＩ前駆体皮膜を得た。この時点で、芯体端部の粘着テープは除去した。
次いで、ＰＩ前駆体皮膜が形成された芯体１を垂直にし、シャフトを外して台に載せ、加熱装置に入れて２００℃で３０分、３４０℃で３０分加熱反応させ、芯体１の表面にＰＩ樹脂皮膜を形成した。
【００８１】
ＰＩ樹脂皮膜が形成された芯体１を室温にて冷ました後、芯体１とＰＩ樹脂皮膜との間にエアーを吹き込みながら、芯体１からＰＩ樹脂皮膜を抜き取り、両端から約３５ｍｍずつ切断し、長さ３６０ｍｍの無端ベルトを得た。得られた無端ベルトの膜厚は全て８０μｍで均一（最大膜厚と最小膜厚との差が３μｍ未満）であった。
また、得られた無端ベルトは、１００Ｖにおいて体積抵抗率を測定すると、約１０10Ωｃｍの半導電性を有しており、電子写真用転写ベルトとして使用することができた。
【００８２】
（比較例５）
実施例５において、環状体５に遮へい板９を巻かなかったこと以外実施例５と同様にして、無端ベルトを得た。得られた無端ベルトは、膜厚が７４〜８２μｍとなり不均一であった。
これは芯体１への塗液２の付着が安定している場合は、環状体５と芯体１間で、せん断応力が均一になるように作用するため、全周にわたり環状体５と芯体間の距離が一定に保持され、結果的に均一な膜厚の皮膜が得られることになるが、比較例４のように芯体への塗液の付着が不安定になると、部分的に塗液が欠損するため、環状体５に微小な動きを誘発し、結果的に皮膜が不均一な膜厚になってしまうと考えられる。
【００８３】
（実施例６）
実施例５では、塗布を一回行うと、塗液３は約３００ｍｌ減少する。そのため、芯体１を３本塗布すると、塗液３の液面が低下して次の塗布に支障が生じる。そこで、実施例５の塗布装置において、図１０に示すように環状塗布槽７の側面に、内径８ｍｍの４個の供給口１３を設けた。その取り付け位置は、環状塗布槽７の上端から６０ｍｍで、流入する液が遮へい板９につき当たる高さとした。供給口１３には内径８ｍｍのフッ素樹脂チューブを接続した。そして、塗布を一回終えるごとに、０．５Ｐａの圧力で約３００ｍｌの塗液２を供給した。供給口１２より約３００ｍｌの塗液２を供給すること以外、実施例５と同様にして無端ベルトを連続して得た。その結果、常に良好なＰＩ前駆体の塗膜４を得ることができ、膜厚が８０μｍで均一な無端ベルトが連続して得られた。
【００８４】
（比較例６）
実施例６において、遮へい板９を取り外したこと以外実施例６と同様にして、供給口１２から約３００ｍｌの塗液２を供給しながら、無端ベルトを連続して得た。その結果、しだいに軸方向の筋がうすく生じているのが観察されるようになり、膜厚がではなくなっった。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】第一の本発明の塗布装置の一例の停止時の概略断面図である。
【図２】第一の本発明の塗布装置の一例の塗布時の概略断面図である。
【図３】蓋をかぶせた第一の本発明の塗布装置の一例の停止時の概略断面図である。
【図４】芯体１の一例の断面図を示す概略断面図である。
【図５】第一の本発明の塗布装置の他の例の停止時の概略断面図である。
【図６】第一の本発明の塗布装置の他の例の塗布時の概略断面図である。
【図７】第二及び第三の本発明の塗布装置の環状体の一例を示す概略断面図である。
【図８】第四の本発明の塗布装置の一例を示す概略断面図である。
【図９】第五の本発明の塗布装置の一例を示す概略断面図である。
【図１０】第五の本発明の塗布装置の他の例を示す概略断面図である。
【図１１】環状体５と遮へい板１２の一例を示す概略斜視図である。
【図１２】従来の環状塗布装置の停止時の概略断面図である。
【図１３】従来の環状塗布装置の塗布時の概略断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１ 芯体
２ 塗液
３ 塗布槽
４ 塗膜
５ 環状体
６ 孔
７ 環状塗布槽
８ 環状シール材
９ 斜面
１０ 覆い
１１ 蓋
１２ 遮へい板
１３ 供給口
１５ 腕
２０ 保持板
２１ 軸
２５ 環状体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、
前記環状体上縁に設置され、該環状体の外周部から前記塗布槽上縁までの領域を覆う、覆いを更に具備していることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、
前記環状体の上面における内周部側縁部が、鉛直方向で最上部になることを特徴とする塗布装置。
【請求項３】
塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、
前記環状体の外周部が、鉛直方向で下に向かってテーパ形状となっていることを特徴とする塗布装置。
【請求項４】
塗液を貯留し、該塗液を塗布する芯体の外径よりも小さい穴を持つ環状シール材を底部に有する環状塗布槽と、前記芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記芯体を、前記環状シール材の穴に通し、芯体の軸方向を垂直にして、前記塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、
前記塗布槽の底面が、環状シール材側が鉛直方向で下となる傾斜面を有していることを特徴とする塗布装置。
【請求項５】
塗液を貯留し、該塗液を塗布する芯体の外径よりも小さい穴を持つ環状シール材を底部に有する環状塗布槽と、前記芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記芯体を、前記環状シール材の穴に通し、芯体の軸方向を垂直にして、前記塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、
更に、前記環状体の底部に遮へい板を具備していることを特徴とする塗布装置。
【請求項６】
更に、前記環状塗布槽の側部に前記該塗液を供給する供給口を具備していることを特徴とする請求項５に記載の塗布装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の塗布装置を用いて、前記芯体表面に皮膜形成用塗液を塗布した後、乾燥、加熱硬化、焼成の何れか、又は全ての処理を施して皮膜を形成し、前記芯体から該皮膜を取り外すことを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項８】
前記皮膜形成用塗液が、ポリイミド前駆体溶液、又はポリアミドイミド樹脂溶液である請求項７に記載の無端ベルトの製造方法。
【請求項１】
塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、
前記環状体上縁に設置され、該環状体の外周部から前記塗布槽上縁までの領域を覆う、覆いを更に具備していることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、
前記環状体の上面における内周部側縁部が、鉛直方向で最上部になることを特徴とする塗布装置。
【請求項３】
塗液を貯留する塗布槽と、該塗液を塗布する芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記塗布槽に貯留した塗液に浸漬させた芯体を、芯体の軸方向を垂直にして、該塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、
前記環状体の外周部が、鉛直方向で下に向かってテーパ形状となっていることを特徴とする塗布装置。
【請求項４】
塗液を貯留し、該塗液を塗布する芯体の外径よりも小さい穴を持つ環状シール材を底部に有する環状塗布槽と、前記芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記芯体を、前記環状シール材の穴に通し、芯体の軸方向を垂直にして、前記塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、
前記塗布槽の底面が、環状シール材側が鉛直方向で下となる傾斜面を有していることを特徴とする塗布装置。
【請求項５】
塗液を貯留し、該塗液を塗布する芯体の外径よりも小さい穴を持つ環状シール材を底部に有する環状塗布槽と、前記芯体の外径よりも大きな内径の孔が設けられている環状体とを具備し、前記芯体を、前記環状シール材の穴に通し、芯体の軸方向を垂直にして、前記塗液から相対的に上昇させて前記孔を通過させることにより、前記芯体表面に塗液を塗布する塗布装置であって、
更に、前記環状体の底部に遮へい板を具備していることを特徴とする塗布装置。
【請求項６】
更に、前記環状塗布槽の側部に前記該塗液を供給する供給口を具備していることを特徴とする請求項５に記載の塗布装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の塗布装置を用いて、前記芯体表面に皮膜形成用塗液を塗布した後、乾燥、加熱硬化、焼成の何れか、又は全ての処理を施して皮膜を形成し、前記芯体から該皮膜を取り外すことを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項８】
前記皮膜形成用塗液が、ポリイミド前駆体溶液、又はポリアミドイミド樹脂溶液である請求項７に記載の無端ベルトの製造方法。
【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２００６−５５７７７（Ｐ２００６−５５７７７Ａ）
【公開日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２４１４５８（Ｐ２００４−２４１４５８）
【出願日】平成１６年８月２０日（２００４．８．２０）
【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１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２０日（２００４．８．２０）
【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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