無端帯状体の製造方法
【課題】大径の無端帯状体の製造を容易にする無端帯状体の製造方法の提供。
【解決手段】塗布工程において、円筒状芯体３８を軸周りに回転させる際に、変形していない状態の円筒状芯体３８の外周面の軸方向の各端部に接する位置に配置されたロール３６を備え、円筒状芯体３８をロール３６により支持する回転装置を用いる。
【解決手段】塗布工程において、円筒状芯体３８を軸周りに回転させる際に、変形していない状態の円筒状芯体３８の外周面の軸方向の各端部に接する位置に配置されたロール３６を備え、円筒状芯体３８をロール３６により支持する回転装置を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端帯状体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置において、像保持体表面に形成された可視像を媒体に転写する前に一時的に転写される中間転写体や、媒体を表面に保持して搬送する媒体搬送部材として、樹脂製の無端帯状体（無端ベルト）が広く採用されている。
【０００３】
無端帯状体を製造する製造方法として、特許文献１には、シリンダーの内面に、有機高分子材料と導電性微粉末が混合された原材料が溶かされた溶媒を塗布して、加熱器内で加熱して、強度や寸法安定性、耐熱性等が優れたポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂に導電性粒子が分散されたシームレスの無端ベルトを製造する技術が記載されている。
特許文献２には、非対称性のビフェニルテトラカルボン酸成分を含むカーボンブラック分散ポリイミド前駆体を、円筒状芯体に塗布して、乾燥、加熱して半導電性ポリイミドベルトを製造する技術が記載されている。
【０００４】
芯体には一般的に金属製の剛性円筒体が用いられるが、特許文献３、４、５等では、図１１のように芯体として柔軟性の無端ベルト基体１０を２本乃至３本のロール１２に張架して用いる方法が開示されている。
【０００５】
上記柔軟性の無端ベルト基体は、金属薄板または樹脂製の薄膜を丸めて、端部を溶接や接着等の方法で接合することにより作製される。特許文献３では、ベルト基体の継ぎ目と塗布の開始位置とを一致させて、無端帯状体に生じる筋を一本にする方法を開示している。金属薄板を溶接して作製したベルト基体の継ぎ目を平滑にするには、継ぎ目の部分をよく研磨して、板材と同等に仕上げる方法がある。
【０００６】
特許文献５では、ベルト基体としてニッケルスリーブを使用する例が開示されており、これは継ぎ目がないのでシームレス体である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−７７２５２号公報
【特許文献２】特開２００８−７６５１８号公報
【特許文献３】特開２００６−２５５６１６号公報
【特許文献４】特開２００６−２５６０９８号公報
【特許文献５】特開２００６−３０５９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、大径の無端帯状体の製造を容易にする無端帯状体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】
【０００９】
即ち、請求項１に係る発明は、
軸が水平方向を向いた状態で自重により扁平円筒状に変形しうる円筒状芯体を、回転装置により前記円筒状芯体の軸が水平方向を向いた状態で軸周りに回転させながら前記円筒状芯体の外周面に皮膜形成樹脂溶液を塗布して塗膜を形成する塗布工程と、
回転している前記円筒状芯体の外周面に形成された前記塗膜を乾燥する乾燥工程と、を含み、
前記回転装置が、変形していない状態の前記円筒状芯体の外周面の軸方向の各端部に接する位置に配置された複数のロールを備えるものであり、前記円筒状芯体は前記ロールにより支持される、無端帯状体の製造方法である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、
前記回転装置が、前記円筒状芯体の内周面のうち鉛直方向において前記円筒状芯体の軸位置よりも上方にある部分に接する支持ロールを備える請求項１に記載の無端帯状体の製造方法である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、
複数の前記ロールが、前記円筒状芯体を軸方向に見たときに、変形していない状態の前記円筒状芯体の軸を通る水平仮想線と前記円筒状芯体の外周とが交差する位置に配置される一対の挟持ロールを含む請求項１又は請求項２に記載の無端帯状体の製造方法である。
【００１２】
請求項４に係る発明は、
前記円筒状芯体が、四角形の金属性板材を丸めて両端部を溶接接合して環状体とし、前記環状体を熱処理した後に前記環状体の外周面を研磨加工したものである請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の無端帯状体の製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、大径の無端帯状体が容易に製造される。
止される。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、大径の無端帯状体が容易に製造される。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、大径の無端帯状体が容易に製造される。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、円筒状芯体の継ぎ目の転写で生じる欠陥部の発生が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】環状体の溶接接合部の拡大断面図である。
【図２】軸が水平方向を向いた状態で自重により扁平円筒状に変形した状態の円筒状芯体を示す側面図である。
【図３】本実施形態で用いられる円筒状芯体の回転装置の一例を示す斜視図である。
【図４】回転装置の側面図（円筒状芯体を軸方向に見た図）である。
【図５】段差部を設けたロールを用いた場合におけるロールと円筒状芯体との接触部の拡大図である。
【図６】規制部材と円筒状芯体との位置関係を説明するための図である。
【図７】本実施形態で用いられる円筒状芯体の回転装置の他の一例を示す側面図である。
【図８】らせん塗布方法の説明図である。
【図９】円筒状芯体の上部に遮蔽部材を配置した状態を示す図である。
【図１０】実施例３で用いられた回転装置を示す側面図である。
【図１１】無端ベルト基体を２本のロールに張架した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の無端帯状体の製造方法の実施形態について詳細に説明する。なお、図面では理解の容易のために、説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。また、同様の機能を有する部材には、全図面を通じて同じ符合を付与し、その説明を省略することがある。
本実施形態では、無端帯状体、すなわち無端ベルトの一例としての中間転写ベルトの製造方法を例に説明するが、本実施形態に係る製造方法を用紙搬送ベルト等のその他の無端帯状体の製造に適用してもよい。
【００１９】
−塗布工程−
本実施形態の無端帯状体の製造方法は、軸が水平方向を向いた状態で自重により扁平円筒状に変形しうる円筒状芯体を、回転装置により前記円筒状芯体の軸が水平方向を向いた状態で軸周りに回転させながら前記円筒状芯体の外周面に皮膜形成樹脂溶液を塗布して塗膜を形成する塗布工程を含む。
【００２０】
無端ベルトを構成する皮膜形成樹脂は、強度や寸法安定性、耐熱性等の面でポリイミド樹脂（ＰＩ）やポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）が使用されているが、これらに限定されるものではない。ＰＩまたはＰＡＩとしては、種々の公知のものを用いることができ、ＰＩの場合はその前駆体を塗布することもある。
皮膜形成樹脂溶液であるＰＩ前駆体溶液は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン成分を、溶剤中で反応させることによって得ることができる。各成分の種類は特に制限されないが、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン成分とを反応させて得られるものが、皮膜強度の点から好ましい。
【００２１】
上記芳香族テトラカルボン酸の代表例としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，３，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、あるいはこれらのテトラカルボン酸エステル、又は上記各テトラカルボン酸類の混合物等が挙げられる。
一方、上記芳香族ジアミン成分としては、パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノフェニルメタン、ベンジジン、３，３’−ジメトキシベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン等が挙げられる。
一方、ＰＡＩは、酸無水物、例えばトリメリット酸無水物、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート、プロピレングリコールビスアンヒドロトリメリテート、ピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物等と、上記ジアミンを組み合わせて、当モル量で重縮合反応することで得られる。ＰＡＩはアミド基を有するため、イミド化反応が進んでも溶剤に溶解し易いので、１００％イミド化したものが好ましい。
【００２２】
皮膜形成樹脂溶液に含まれる溶剤としては、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が用いられる。溶液の濃度・粘度等に限定はないが、本実施形態において望ましい溶液の固形分濃度は１０質量％以上４０質量％以下、粘度は１Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下である。
【００２３】
皮膜形成樹脂溶液には必要に応じて導電性粒子を添加してもよい。樹脂溶液に分散す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、酸化アンチモン等の導電性金属酸化物、チタン酸カリウム等のウィスカー、等が挙げられる。中でも、液中の分散安定性、半導電性の発現性、価格等の観点で、カーボンブラックは特に好ましい。
【００２４】
導電性粒子の分散方法としては、ボールミル、サンドミル（ビーズミル）、ジェットミル（対抗衝突型分散機）等、公知の方法をとることができる。分散助剤として、界面活性剤やレベリング剤等を添加してもよい。導電性粒子の分散濃度は、樹脂成分１００部（質量部、以下同様）に対して、１０部以上４０部以下、特には１５部以上３５部以下が好ましい。
【００２５】
本実施形態で用いられる円筒状芯体の材質は、加工性や耐久性の面でステンレスが特に好ましい。円筒状芯体の幅（軸方向の長さ）は、目的とする無端帯状体以上の幅が必要であるが、端部に生じる無効領域に対する余裕領域を確保するため、目的とする無端帯状体の幅より、１０％乃至４０％程度長いことが望ましい。円筒状芯体の長さ（周長）は、目的とする無端帯状体の長さと同等か、わずかに大きくする。
円筒状芯体の厚さは、０．１ｍｍ乃至２ｍｍ程度が好適である。これよりも薄い場合は溶接が困難であり、厚い場合は円筒形に丸めるのが難しくなる。円筒状芯体を作製するには、四角形の金属製板材を予め定められた幅と長さに切断した後、丸めて両端部同士を溶接接合する。これにより、金属製の環状体が得られる。
溶接方法には、ガス溶接、アーク溶接、プラズマ溶接、電気抵抗溶接、ＴＩＧ溶接：Tungsten Inert Gas溶接、ＭＩＧ溶接：Metal Inert Gas溶接、ＭＡＧ溶接：Metal Active Gas溶接等、種々あるが、金属の種類により、最適な方法が選択される。
なお、溶接接合部は元の金属製板材よりも盛り上がる。図１は、環状体の溶接接合部の拡大断面図を示す。図１に示すように、環状体２０の内外面に凸部２２が生じる。この凸部２２は研磨して平坦にすればよいが、溶接された箇所は、元の金属製板材と熱履歴が異なるために硬度が違い、研磨しても段差が残りやすい。
【００２６】
ここで、ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４に代表されるオーステナイト系ステンレスや、ＳＵＳ４３０に代表されるフェライト系ステンレスの場合、溶接接合部は熱により柔らかくなる。そこで、溶接後の環状体全体を、固溶化温度である１０５０℃以上１１００℃以下に加熱し、全体を軟質化して硬度を均質にしてから環状体の外周面を研磨することにより、全体を平滑な表面に仕上げることで円筒状芯体としてもよい。但し、円筒状芯体全体が軟質化して強度が弱くなるため、板厚が薄い場合には研磨時に変形しやすいので適用しにくく、厚さは１ｍｍ乃至２ｍｍ程度が好適である。
次に、ＳＵＳ４１０に代表されるマルテンサイト系ステンレスの場合、溶接接合部はやはり柔らかくなるが、熱処理後に焼入れができる。そこで、溶接後の環状体全体を、固溶化温度である１０００℃以上１１００℃以下に加熱した後、焼入れを行って全体を硬質化してから研磨をすればよい。
また、ＳＵＳ６３１に代表される析出硬化系ステンレスの場合、溶接接合部は硬くなる。そこで、溶接後の環状体全体を、硬化温度である４８０℃以上５５０℃以下に加熱し、全体を硬質化してから研磨することにより、全体を平滑な表面に仕上げてもよい。
上記研磨の方法として、凸部は砥石研磨で除去するのが好ましい。この方法では研磨箇所は粗い面となるので、その後にバフ研磨やバーチカル研磨で仕上げるのが好ましい。
【００２７】
円筒状芯体の外周面には、離型層を形成してもよい。この離型層は、円筒状芯体の外周面全面にわたって均一に離型剤を塗布することで形成される。これによって、円筒状芯体の外周面の全領域が離型性を有する状態となる。この離型剤としては、シリコーン系やフッ素系のオイルを変性して耐熱性を持たせたものが有効である。また、シリコーン樹脂の粒子を水に分散させた水系離型剤も用いられる。この離型層の形成は、円筒状芯体の外周面に離型剤を塗布し、溶剤を乾燥させてそのまま、或いは焼き付けて行われる。
【００２８】
オーステナイト系ステンレスとフェライト系ステンレスは肉厚が厚いため、また、マルテンサイト系ステンレスと析出硬化系ステンレスは薄くても硬いため、円筒状芯体は柔軟性が乏しくなる。そのため、図１１に示すようにして円筒状芯体をロール１２に張架して張力をかけると、円筒状芯体にはロールの外寸に沿って変形が残り、円滑に回転させることができないことがある。
【００２９】
また、円筒状芯体を、該円筒状芯体の軸方向の各端部のそれぞれに一対（２個）ずつ配置された円筒状のロールに軸が水平方向を向いた状態で配置して、円筒状芯体を該ロールで支持した場合、円筒状芯体を構成する材質や肉厚によっては、自重を支えきれずに円筒状芯体が変形することがある。図２は、軸が水平方向を向いた状態で自重により扁平円筒状に変形した状態の円筒状芯体を示す側面図である。図２において、２４は変形していない状態の円筒状芯体を示し、２６は自重により扁平円筒状に変形した状態の円筒状芯体を示す。
図２に示すように、円筒状芯体を片側２個のロール２８に載せると、円筒状芯体は自重により扁平円筒状に変形する場合がある。ロール２８に駆動力を与えることで変形した状態の円筒状芯体を軸周りに回転させると、皮膜形成樹脂溶液を安定して塗布できないばかりか、円筒状芯体が振動してロール２８から落下するおそれがある。
【００３０】
円筒状芯体の変形を防ぐためには、円筒状芯体を構成する材料を目的に応じて選択したり、円筒状芯体の肉厚を厚くする必要がある。しかし、適切な材料を選択することにより円筒状芯体の変形を防ごうとすると、円筒状芯体を構成する材料の選択の自由度が狭められる。また、肉厚を厚くすることで円筒状芯体の変形を防ごうとすると、円筒状芯体の重量が増加し、取り扱いに困難を来す場合がある。
一方、軸が水平方向を向いた状態で自重により扁平円筒状に変形しうる円筒状芯体は、構成材料の制限が少なく、さらには、重量が軽くなる利点を有する。
【００３１】
そこで、本実施形態においては、軸が水平方向を向いた状態で自重により扁平円筒状に変形しうる円筒状芯体を軸周りに円滑に回転させるために、変形していない状態の円筒状芯体の外周面の軸方向の各端部に接する位置に配置された複数のロールを備え、前記円筒状芯体は前記ロールにより支持される回転装置を用いることとした。
円筒状芯体を支持するロールを、変形していない状態の円筒状芯体の外周面に沿って配置することで、円筒状芯体の自重による変形がロールにより規制される。その結果として自重により扁平円筒状に変形しうる円筒状芯体が、変形することなく軸周りに回転する。
【００３２】
図３は、本実施形態で用いられる円筒状芯体の回転装置の一例を示す斜視図である。
回転装置１００は、矩形の底板部３０と、底板部３０の対向する両端部に立設された一対の側板３２及び側板３４と、側板３２及び側板３４の対向する面側に回転可能に取り付けられたロール３６と、を備える。円筒状芯体３８は、円筒状芯体３８の軸方向の各端部において、ロール３６により軸が水平方向を向いた状態で下方から支持される。
図４は、回転装置１００の側面図（円筒状芯体３８を軸方向に見た図）である。図４から明らかなように、ロール３６は、変形していない状態の円筒状芯体３８の外周面に接する位置に配置される。
【００３３】
ロール３６は、不図示の外部動力によって回転駆動されるもので、樹脂やゴムからなるコロ状の回転体が用いられる。図３においては、ロール３６は円筒状芯体３８の各端部に２個ずつ配置されるが、円筒状芯体３８の各端部に配置されるロール３６の個数Ｎは、円筒状芯体３８の一方の端部あたり、円筒状芯体３８の直径L（ｍｍ）に対して、Ｎ＝L／１００（小数点以下切捨て）の式で示される値以上あるのがよい。これより少ないと、円筒状芯体３８を円筒状に保てない虞がある。ロール３６の個数は多いほどよいが、配置するのがむずかしくなるので、L／１００（小数点以下切捨て）の2倍程度が限度である。ロール３６は円筒状芯体３８の端部のみに接し、塗膜を形成する部分に当たってはならない。ロール３６と円筒状芯体３８とが接する部分の幅は、円筒状芯体３８の端部から軸方向に５ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度とされる。
【００３４】
回転装置１００は、円筒状芯体３８の内周面のうち鉛直方向において円筒状芯体３８の軸位置よりも上方にある部分（図３では、円筒状芯体３８の軸の直上）に接する支持ロール４０をさらに備える。回転装置１００に支持ロール４０を設けることで、円筒状芯体３８が内側から支えられるため、円筒状芯体３８の自重による変形がさらに効果的に抑制される。
回転装置１００が支持ロール４０を備えると、円筒状芯体３８の各端部に配置されるロール３６の個数ＮはL／１００（小数点以下切捨て）より少ない場合でも円筒状芯体３８の自重による変形が効果的に抑制される。
【００３５】
回転装置１００は、円筒状芯体３８の内周面に接し、円筒状芯体３８を挟んでロール３６と対向する位置に、対向ロール４２をさらに備える。本実施形態では、対向ロール４２は側板３２に取り付けられており、側板３４には固定されていない態様とされる。対向ロール４２を設けることで、円筒状芯体３８はロール３６側に付勢される。円筒状芯体３８がロール３６方向に付勢されることで、ロール３６と円筒状芯体３８との間の摩擦力が大きくなる。そのため、ロール３６を不図示の外部動力によって回転駆動させて円筒状芯体３８に駆動力を与えて軸周りに回転させる場合に、ロール３６と円筒状芯体３８との間の摩擦力不足によるスリップが防止される。
【００３６】
対向ロール４２は皮膜形成樹脂溶液の塗布される円筒状芯体３８の外周面に接することはないため、図３に示すように円筒状芯体３８の軸方向長さにわたって一本のロールにより構成されてもよいし、ロール３６と同程度の軸方向の長さのロールで構成されていてもよい。
【００３７】
回転装置１００においては、全てのロール３６と対向する位置に対向ロール４２が設けられているが、対向ロール４２を設けることで円筒状芯体３８をロール３６側に付勢できればよいので、全てのロール３６と対向する位置に対向ロール４２を設ける必要はない。例えば、円筒状芯体３８の軸の直下であって内周面に接するように対向ロールを設ける構成であってもよい。
【００３８】
円筒状芯体３８を回転装置１００に設置する場合、対向ロール４２が設置の障害となるため、側板３４を取り外した状態で円筒状芯体３８を設置した後に側板３４を底板部３０に取り付ける。
【００３９】
円筒状芯体３８を回転装置１００に設置した状態でロール３６を回転駆動させると、円筒状芯体３８の自重による円筒状芯体３８とロール３６との間の摩擦力により円筒状芯体３８が軸周りに回転する。円筒状芯体３８を回転駆動させる場合、スリップの発生を防止するために全てのロール３６を回転駆動することが望ましい。
【００４０】
円筒状芯体３８を軸周りに回転させるに際し円筒状芯体３８の蛇行を防止するために、ロールの軸方向の円筒状芯体と接する側に形成され、円筒状芯体と接しない側よりも小径の段差部を設けたロールを用いてもよい。
図５に、段差部を設けたロールを用いた場合におけるロールと円筒状芯体との接触部の拡大図を示す。図５では、ロール３６に設けられた段差部４４により円筒状芯体３８が支持されている。段差部４４により円筒状芯体３８が支持されることで、円筒状芯体３８が軸周りに回転する際の軸方向の移動が抑制され、その結果として円筒状芯体３８の蛇行が抑制される。
【００４１】
また、円筒状芯体３８の蛇行を防止するために、円筒状芯体３８の軸方向の端部に接触して軸方向の移動を規制する規制部材を回転装置に設けてもよい。
図６は、規制部材と円筒状芯体との位置関係を説明するための図である。規制部材と円筒状芯体との位置関係の把握を容易にするため、図６には、円筒状芯体３８とロール３６と規制部材である規制板４６のみを示す。
【００４２】
図７は、本実施形態で用いられる円筒状芯体の回転装置の他の一例を示す側面図である。
回転装置１０２は、円筒状芯体３８を軸方向（図７の紙面と直交する方向）に見たときに、変形していない状態の円筒状芯体３８の軸を通る水平仮想線Ａと円筒状芯体３８の外周とが交差する位置に配置される一対の挟持ロール４８を備える。また、円筒状芯体３８の下部に、円筒状芯体３８の周方向に等間隔にロール３６が設けられる。
円筒状芯体３８は、一対の挟持ロール４８により挟持されることで水平方向の変形を規制される。そのため、円筒状芯体３８は自重により変形することなく軸周りに回転する。
なお、回転装置１０２は、円筒状芯体３８の内周面のうち鉛直方向において円筒状芯体３８の軸位置よりも上方にある部分に接する支持ロールをさらに備えてもよい。
【００４３】
回転装置１００及び回転装置１０２において、ロール３６及び挟持ロール４８は、全てが外部動力によって回転駆動される態様であってもよいし、一部が回転駆動される態様であってもよい。一部が回転駆動される態様である場合、回転駆動されないロールは、円筒状芯体３８の回転に従って連れ回る。また、回転駆動される全てのロール３６及び挟持ロール４８の周速度は一致していることが望ましい。
【００４４】
皮膜形成樹脂がＰＩ樹脂の場合、ＰＩ前駆体の加熱反応時に気体発生が多くあり、発生する気体のために、ＰＩ樹脂皮膜には部分的に提灯状の膨れを生じやすく、特に皮膜の膜厚が５０μｍを越えるような厚い場合に顕著である。加熱反応時に発生する気体には、残留溶剤の揮発気体と、反応時に発生する水の蒸気がある。
膨れを防止するために、例えば、特開２００２−１６０２３９号公報記載の技術のように、円筒状芯体の表面を算術平均粗さＲａが０．２μｍ乃至２μｍ程度に粗面化することが好ましい。算術平均粗さＲａが０．２μｍより小さいと、揮発気体や水蒸気等の気体が抜けにくいことがあり、Ｒａが２μｍより大きくなると、作製された無端ベルトの表面に凹凸が形成されることがある。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が、粗面化を行う場合でも、円筒状芯体は板材部分と溶接部分で同じ硬さであるので、粗さも同じにできる利点がある。粗面化により、ＰＩ樹脂から生じる気体は、円筒状芯体表面とＰＩ樹脂皮膜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。
【００４５】
円筒状芯体表面に皮膜形成樹脂溶液を塗布する前に、円筒状芯体の両端部に、剥離補助部材の一例としてマスキング部材を巻いて貼り付けてもよい。マスキング部材としては、ポリエステルやポリプロピレン等の樹脂フィルム、もしくはクレープ紙や平坦紙等の紙材を基材とした粘着テープが使用可能である。粘着テープの幅は、１０ｍｍ乃至２５mm程度が好ましい。粘着テープの粘着材はアクリル系粘着材が好ましく、特に、剥がした時に粘着材が円筒状芯体表面に残らないものが好適である。
【００４６】
本実施形態において、皮膜形成樹脂溶液の塗布方法は特に限定されるものではないが、例えば、らせん塗布方法を用いてもよい。
図８は、らせん塗布方法の説明図である。らせん塗布方法では、図８に示すように、円筒状芯体３８の軸方向を水平にして軸周りに回転させながら、皮膜形成樹脂溶液５０を流下装置５２から吐出して芯体表面に付着させる。皮膜形成樹脂溶液５０は、皮膜形成樹脂溶液５０を貯留するタンク５４からポンプ５６により供給管５８を通じて流下装置５２に供給される。円筒状芯体３８の表面に付着した皮膜形成樹脂溶液５０は、へら６０によって平滑化される。円筒状芯体３８は、上述した本実施形態の回転装置により軸方向を水平にした状態で軸周りに矢印Ｂ方向に回転する。
本実施形態においては、流下装置５２の一例としてモーノポンプが挙げられる。
流下装置５２とへら６０とは、円筒状芯体３８の軸方向に移動可能に支持されており、円筒状芯体３８を予め設定された回転速度で回転させた状態で、流下装置５２とへら６０とが円筒状芯体３８の軸方向（矢印Ｃ方向）に移動しつつ皮膜形成樹脂溶液５０を吐出することで、円筒状芯体３８の表面に螺旋状に皮膜形成樹脂溶液５０が塗布され、へら６０で平滑化させて螺旋状の筋を消滅させ、継ぎ目のない塗膜６２が形成される。膜厚は、できあがり後の状態で、５０μｍ乃至１５０μｍの範囲で、必要に応じて設定される。
【００４７】
−乾燥工程−
本実施形態の無端帯状体の製造方法は、回転している円筒状芯体の外周面に形成された塗膜を乾燥する乾燥工程を含む。
具体的には、円筒状芯体を上述の回転装置により回転させたまま、加熱して乾燥させることが好ましい。加熱条件は、８０℃以上２００℃以下の温度で、１０分以上６０分以下が好ましく、温度が高いほど加熱時間、乾燥時間は短くてよい。加熱の際、熱風を当てることも有効である。加熱は段階的に温度を上昇させたり、一定速度で上昇させてもよい。加熱中は円筒状芯体を５ｒｐｍ乃至６０ｒｐｍ程度でゆっくり回転させ、塗膜の垂れを防止する。
【００４８】
乾燥後、マスキング部材を設けた場合は、マスキング部材を剥がす。マスキング部材を剥がすことにより、乾燥した塗膜の端部の少なくとも一部と円筒状芯体との間に間隙（隙間）が設けられる。そして、この間隙に気体を吹き込み、円筒状芯体から後述の加熱工程を経て得られた樹脂皮膜を抜き取ることで、容易かつ効率的に無端ベルトが作製される。また、抜き取る際に過剰な力がかからないため、不良品の発生が防がれる。
【００４９】
−加熱工程−
本実施形態の無端帯状体の製造方法は、乾燥した塗膜を加熱固化することで樹脂皮膜を形成する加熱工程を含んでもよい。
加熱工程は、皮膜形成樹脂にＰＩ前駆体等の加熱により硬化反応を生ずる材料を用いた際に必要となる。
加熱工程では、加熱炉に円筒状芯体を入れて加熱する。加熱温度は、好ましくは２５０℃以上４５０℃以下、より好ましくは３００℃以上３５０℃以下程度であり、２０分乃至６０分間、ＰＩ前駆体の皮膜を加熱させることでイミド化反応が起こり、ＰＩ樹脂皮膜が形成される。加熱反応の際、加熱の最終温度に達する前に、温度を段階的、又は一定速度で徐々に上昇させて加熱することが好ましい。
皮膜形成樹脂がＰＡＩの場合には、溶剤を乾燥させるだけで皮膜が形成される。
【００５０】
なお、このような高い温度では、回転装置に備えられるロールは耐熱性がないため、上記加熱工程では、円筒状芯体を回転装置からおろして加熱炉に入れるのがよい。通常は、円筒状芯体の軸方向を重力方向に沿った状態、すなわち、垂直に立てて加熱炉に入れる。加熱炉としては、内部の温度ムラをなるべくなくすために、垂直に立てられた円筒状芯体の上方から熱風を吹き出す構成を有するものが好ましい。また、円筒状芯体上部に熱風が直に吹き当たるのを防止するため、円筒状芯体上部に風を遮断する遮蔽部材を設置してもよい。遮蔽部材としては、円筒状芯体の一端を覆うことのできるものであればその形状に特に限定はない。
【００５１】
加熱終了後、円筒状芯体を加熱炉から取り出し、形成された皮膜を円筒状芯体から抜き取ると、無端帯状体が得られる。その際、マスキング部材を剥がすことにより設けられた皮膜の端部の隙間に加圧空気を吹き込んで、皮膜と円筒状芯体との密着を解除すると抜き取りやすくなる。得られた皮膜の端部には、しわや、膜厚の不均一等の欠陥があるため、不要部分が切断され、無端帯状体となる。無端帯状体には、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。
【００５２】
本実施形態により得られる無端ベルトは、電子写真複写機やレーザープリンタ等の機能性ベルトとして、画像形成装置に使用される。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例により本実施形態をさらに詳細に説明するが、本実施形態は以下の実施例により限定されるものではない。
【００５４】
（実施例１）
円筒状芯体の作製のため、幅５００ｍｍ、長さ１１４９ｍｍ、肉厚０．３ｍｍのＳＵＳ６３２（析出硬化系ステンレス）の板材を用意した。これを長手方向に丸めて、端部同士をＴＩＧ溶接により接合し、幅５００ｍｍ、外径３６６ｍｍの環状体を得た。溶接部には図１に示すように、平均した高さが約３０μｍの凸部２２が生じていた。そこで環状体全体を４８０℃で１時間加熱処理して硬化させた後、環状体の表面全体を砥石研磨後、バフ研磨してＲａ０．０５μｍに仕上げて、円筒状芯体とした。研磨処理により、凸部２２はなくなった。内側の凸部は無端帯状体の製造に支障を来さないのでそのままにした。円筒状芯体の重量は１３７０ｇであった。
円筒状芯体表面を、球形アルミナ粒子によるブラスト処理により、Ｒａ０．４μｍに粗面化した。その際、板部も溶接部も同じＲａであった。
さらに円筒状芯体表面には、シリコーン系離型剤（商品名：セパコート（登録商標）、信越化学工業株式会社製）をスプレーで塗布して、３００℃の加熱炉に１時間入れて、焼き付け処理を施した。このようにして、円筒状芯体３８を準備した。
【００５５】
回転装置として、図３、図４に示す構造のものを準備した。すなわち、円筒状芯体３８の外周面に接するロール３６として、シリコーンゴム製で、外径６０ｍｍ、幅３０ｍｍのコロを用いた。これを円筒状芯体の片側に２個ずつ、１２０ｍｍ間隔で側板３２及び側板３４に配置した。側板３２に配置した２個のロール３６には回転力を与えることとした。円筒状芯体３８はロール３６の幅１５ｍｍに接して載せられる。
【００５６】
支持ロール４０としては、直径２０ｍｍ、長さ６００ｍｍのＳＵＳ３０４からなる丸棒の表面に外径５０ｍｍ、幅５３０ｍｍのシリコーンゴムロール層を設けたものを用いた。支持ロール４０は、円筒状芯体３８の軸の直上に円筒状芯体３８の内周面に接するように配置した。この支持ロール４０は側板３２に片持ち状態で支持され、自由に回転できる。ロール３６と支持ロール４０が取り付けられた状態で円筒状芯体３８を回転装置に設置したところ、円筒状芯体３８の上部のたわみは生じなかった。
【００５７】
対向ロール４２としては、支持ロール４０と同じものを用いた。
対向ロール４２を図３、図４に示すように、ロール３６が円筒状芯体３８の外周面に接する位置の内側にロール３６と対向するように２本配置した。対向ロール４２は側板３２に片持ち状態で支持され、自由に回転できるほか、上下に２０ｍｍ移動できる。円筒状芯体３８を回転装置に設置する場合、対向ロール４２を上に移動させて円筒状芯体３８を嵌めた後、対向ロール４２を下に移動させて、ロール３６の１個あたり１０Ｎの力で円筒状芯体３８を押さえるようにした。この状態で側板３２に配置した２個のロール３６を回転させた場合、円筒状芯体３８は円筒形状を保ったまま確実に回転することができた。
【００５８】
別途、ＰＩ前駆体溶液（商品名：Ｕワニス、宇部興産株式会社製、固形分濃度１８％、溶剤はＮ−メチルピロリドン）１００部に、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２７％混合し、次いで対向衝突型分散機（株式会社ジーナス製、ＧｅａｎｕｓＰＹ）により分散し、２５℃での粘度が約４２Ｐａ・ｓの塗液を得た。
上記塗液を用い、図８に示すらせん塗布方法により、ＰＩ前駆体塗膜を形成した。
【００５９】
塗布作業は、モーノポンプにより皮膜形成樹脂溶液５０であるＰＩ前駆体溶液を毎分６０ｍｌで吐出して行った。円筒状芯体３８を２０ｒｐｍで回転させ、ＰＩ前駆体溶液が円筒状芯体３８に付着後、その表面にへら６０を押し当てた。流下装置５２とへら６０とは一体的に円筒状芯体３８の軸方向に５０ｍｍ／分の速度で移動させ、らせん状に塗膜を形成した。
へら６０として、厚さ０．２ｍｍのステンレス板を幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍに加工したものを用いた。塗布幅は、円筒状芯体３８の一端から２０ｍｍの位置から、他端から２０ｍｍの位置までとした。
【００６０】
塗布後、そのまま、５分間回転を続けることで、塗膜表面のらせん筋は消失した。これにより、膜厚が約５００μｍの塗膜が形成された。
【００６１】
その後、円筒状芯体３８を１０ｒｐｍで回転させながら回転装置ごと１５０℃の乾燥炉に入れ、１６分間、乾燥させた。次に、円筒状芯体３８を回転装置から下ろして軸方向を垂直にした状態で、図９に示すように、上部に遮蔽部材６４を設置した。遮蔽部材は、底面の外径３６６ｍｍ、高さ８０ｍｍで、中央に、直径５０ｍｍの通風口が形成されており、１ｍｍ厚のＳＵＳ３０４の板を加工して作製した。遮蔽部材６４は加熱炉の熱気が円筒状芯体３８の上部に直に当たって上部から温度が上昇するのを防止する。
【００６２】
次いで遮蔽部材６４を配置した円筒状芯体３８を加熱炉に入れて、２００℃で３０分、３００℃で３０分加熱して、残留溶剤の乾燥と、ＰＩ前駆体のイミド化反応を行った。なお、加熱炉の内寸は幅１．８ｍ、高さ２．４ｍ、奥行き１．５ｍであり、上方から加熱空気が吹き降り、下方で吸い込まれる構成である。
【００６３】
円筒状芯体３８が室温に冷えた後、円筒状芯体３８と樹脂皮膜との隙間に加圧空気を吹き込んで樹脂皮膜を抜き取り、無端皮膜を得た。さらに、無端皮膜の両側の不要部分を切断して、幅３６０ｍｍの無端中間転写ベルトを得た。軸方向５箇所、周方向１０箇所の計５０箇所について、無端中間転写ベルトの膜厚をダイヤルゲージで測定すると、平均の膜厚は８０μｍであった。また、円筒状芯体３８の溶接箇所に相当するベルトの位置をよく観察しても、凸部に起因するような筋や膜厚異常はなかった。
【００６４】
（比較例１）
円筒状芯体を図１１に示すように、２本のロール１２に張架するに際し、円筒状芯体を変形させて形状が残らないようにするには、ロール１２の直径が肉厚の１０００倍以上であるのが好ましい。
そのため、実施例１で用いた円筒状芯体３８の肉厚は０．３ｍｍであるから、実施例１で用いた円筒状芯体３８を図１１に示すように２本のロール１２に張架する場合、ロールの直径は少なくとも３００ｍｍである必要がある。しかし、実施例１の円筒状芯体３８の場合、直径が３６６ｍｍであるので、直径３００ｍｍのロールを２本配置することができない。
一方、直径２００ｍｍのロールを用いた場合、中心間距離を２６０ｍｍにすれば、２本配置することができる。しかしながら、円筒状芯体３８を無理につぶして２本のロール１２に張架しようとすると、円筒状芯体３８が元の形状に戻らなくなり、回転させることはできなかった。
【００６５】
（実施例２）
実施例１において、溶接後の円筒状芯体を加熱処理しないで使用した。すなわち、溶接部には図１に示すように、平均した高さが約３０μｍの凸部２２が生じたまま、研磨を行った。研磨後、凸部の高さは約１０μｍに低下した。他は実施例１と同様にして無端帯状体を製造した。
得られた無端帯状体の平均の膜厚は８０μｍであったが、円筒状芯体の溶接箇所に相当する位置を観察すると筋が見られ、その部分の膜厚は７５μｍ乃至８５μｍに乱れていた。この無端帯状体は中間転写ベルトとして使用すると、筋に対応して、画像にも濃度むらの筋が生じるが、用紙搬送ベルトとしては使用可能である。
【００６６】
（実施例３）
円筒状芯体の作製のため、幅１ｍ、長さ２９２０ｍｍ、肉厚１．２ｍｍのＳＵＳ３０１（オーステナイト系ステンレス）の板材を用意した。これを長手方向に丸めて、端部同士をＴＩＧ溶接により接合し、幅１ｍ、外径９３０ｍｍの円筒体を得た。溶接部には図１に示すように、平均した高さが約５０μｍの凸部２２が生じていた。そこで円筒全体を１０５０℃で１時間加熱して固溶化処理した。その後、円筒体の表面全体を砥石研磨後、バフ研磨してＲａ０．０５μｍに仕上げて、円筒状芯体とした。これにより、凸部２２はなくなった。なお、内側の凸部は無端帯状体の製造に支障を来さないのでそのままにした。芯体重量は２７．９ｋｇであった。円筒状芯体を図２のように２個のロールで支えた場合、円筒状芯体の上部は円筒形状に比較して約４０ｍｍ下にたわんだ。
次いで、円筒状芯体表面は球形アルミナ粒子によるブラスト処理により、Ｒａ０．４μｍに粗面化した。その際、板部も溶接部も同じＲａであった。
さらに芯体表面には、シリコーン系離型剤（商品名：セパコート（登録商標）、信越化学工業株式会社製）をスプレーで塗布して、３００℃の加熱炉に１時間入れて、焼き付け処理を施した。
【００６７】
実施例３では、回転装置として、図１０に示す構造のものを使用した。すなわち、ロール３６として、シリコーンゴム製で、外径６０ｍｍ、幅３０ｍｍのコロを用いた。Ｌ＝９３０として、Ｎ＝Ｌ／１００の式にあてはめると、ロール３６は少なくとも片側９個必要である。そこで図１０に示すようにロール３６を９個、側板３２及び側板３４に配置した。ロール３６の配置位置は、円筒状芯体の軸に対して等距離で等間隔とした。また、円筒状芯体３８の軸を通る水平仮想線と円筒状芯体の外周とが交差する位置にロール３６（挟持ロール４８）を配置した。また、全ての回転体に回転力を与えるようにした。
この回転装置に円筒状芯体を載せて回転させたところ、５ｒｐｍ乃至５０ｒｐｍの間で、円筒状芯体は変形や回転むらを生じることなく、円滑に回転した。
【００６８】
円筒状芯体を回転させて、実施例１と同じＰＩ前駆体溶液を同様にして塗布し、実施例１と同様の工程を経て無端帯状体を得た。得られた無端帯状体は、膜厚８０μｍであり、円筒状芯体の溶接箇所に相当するベルトの位置をよく観察しても、凸部に起因するような筋や膜厚異常はなかった。
【００６９】
（比較例２）
実施例３で用いた円筒状芯体は、肉厚が厚いので、一端を押し縮めて短径を６００ｍｍ以下の楕円状にしようとしたところ、変形が残ってしまい、円筒状でなくなった。従って、図１１に示すように、２本のロール１２に張架することは不可能であった。
【００７０】
（比較例３）
円筒状芯体の作製のため、幅５００ｍ、長さ２９２０ｍｍ、肉厚０．３ｍｍのＳＵＳ６３２（実施例１と同じ）板材を用意した。これを長手方向に丸めて、端部同士をＴＩＧ溶接により接合し、幅５００ｍｍ、外径９３０ｍｍの円筒体を得た。溶接部には図１に示すように、平均した高さが約３０μｍの凸部２２が生じていた。そこで円筒体全体を４８０℃で１時間加熱処理して硬化させた後、円筒体の表面全体を砥石研磨後バフ研磨してＲａ０．０５μｍに仕上げて、円筒状芯体とした。これにより、凸部２２はなくなった。同様に裏面の凸部も研磨して平滑にした。
この円筒状芯体を図１１に示すように、２本のロール１２に張架した。この円筒状芯体は外径が大きいので、比較例１とは違って、直径３００ｍｍのロール１２を中心間距離を９８９ｍｍで２本配置することができる。表面を硬質クロムめっきした直径３００ｍｍ、長さ６００ｍｍの鋼製ロールを２本配置して円筒状芯体を張架した。回転速度５０ｒｐｍで円筒状芯体を回転させたところ、回転させるごとに円筒状芯体は軸方向の一方に少しずつ寄っていく現象が発生し、ロールの調整で直すことは困難であった。そのため、らせん塗布方法のように円筒状芯体の回転数が非常に多い塗布方法の場合、円筒状芯体はどうしても一方に寄ってしまい、回転継続ができない。これは、円筒状芯体の両端で周長がわずかに異なるためと考えられ、現実の加工精度では完全になくすのは不可能と考えられる。
【符号の説明】
【００７１】
３０ 底板部
３２、３４ 側板
３６ ロール
３８ 円筒状芯体
４０ 支持ロール
４２ 対向ロール
４６ 規制板
４８ 挟持ロール
１００、１０２ 回転装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端帯状体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置において、像保持体表面に形成された可視像を媒体に転写する前に一時的に転写される中間転写体や、媒体を表面に保持して搬送する媒体搬送部材として、樹脂製の無端帯状体（無端ベルト）が広く採用されている。
【０００３】
無端帯状体を製造する製造方法として、特許文献１には、シリンダーの内面に、有機高分子材料と導電性微粉末が混合された原材料が溶かされた溶媒を塗布して、加熱器内で加熱して、強度や寸法安定性、耐熱性等が優れたポリイミド樹脂やポリアミドイミド樹脂に導電性粒子が分散されたシームレスの無端ベルトを製造する技術が記載されている。
特許文献２には、非対称性のビフェニルテトラカルボン酸成分を含むカーボンブラック分散ポリイミド前駆体を、円筒状芯体に塗布して、乾燥、加熱して半導電性ポリイミドベルトを製造する技術が記載されている。
【０００４】
芯体には一般的に金属製の剛性円筒体が用いられるが、特許文献３、４、５等では、図１１のように芯体として柔軟性の無端ベルト基体１０を２本乃至３本のロール１２に張架して用いる方法が開示されている。
【０００５】
上記柔軟性の無端ベルト基体は、金属薄板または樹脂製の薄膜を丸めて、端部を溶接や接着等の方法で接合することにより作製される。特許文献３では、ベルト基体の継ぎ目と塗布の開始位置とを一致させて、無端帯状体に生じる筋を一本にする方法を開示している。金属薄板を溶接して作製したベルト基体の継ぎ目を平滑にするには、継ぎ目の部分をよく研磨して、板材と同等に仕上げる方法がある。
【０００６】
特許文献５では、ベルト基体としてニッケルスリーブを使用する例が開示されており、これは継ぎ目がないのでシームレス体である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−７７２５２号公報
【特許文献２】特開２００８−７６５１８号公報
【特許文献３】特開２００６−２５５６１６号公報
【特許文献４】特開２００６−２５６０９８号公報
【特許文献５】特開２００６−３０５９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、大径の無端帯状体の製造を容易にする無端帯状体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】
【０００９】
即ち、請求項１に係る発明は、
軸が水平方向を向いた状態で自重により扁平円筒状に変形しうる円筒状芯体を、回転装置により前記円筒状芯体の軸が水平方向を向いた状態で軸周りに回転させながら前記円筒状芯体の外周面に皮膜形成樹脂溶液を塗布して塗膜を形成する塗布工程と、
回転している前記円筒状芯体の外周面に形成された前記塗膜を乾燥する乾燥工程と、を含み、
前記回転装置が、変形していない状態の前記円筒状芯体の外周面の軸方向の各端部に接する位置に配置された複数のロールを備えるものであり、前記円筒状芯体は前記ロールにより支持される、無端帯状体の製造方法である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、
前記回転装置が、前記円筒状芯体の内周面のうち鉛直方向において前記円筒状芯体の軸位置よりも上方にある部分に接する支持ロールを備える請求項１に記載の無端帯状体の製造方法である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、
複数の前記ロールが、前記円筒状芯体を軸方向に見たときに、変形していない状態の前記円筒状芯体の軸を通る水平仮想線と前記円筒状芯体の外周とが交差する位置に配置される一対の挟持ロールを含む請求項１又は請求項２に記載の無端帯状体の製造方法である。
【００１２】
請求項４に係る発明は、
前記円筒状芯体が、四角形の金属性板材を丸めて両端部を溶接接合して環状体とし、前記環状体を熱処理した後に前記環状体の外周面を研磨加工したものである請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の無端帯状体の製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、大径の無端帯状体が容易に製造される。
止される。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、大径の無端帯状体が容易に製造される。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、大径の無端帯状体が容易に製造される。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、円筒状芯体の継ぎ目の転写で生じる欠陥部の発生が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】環状体の溶接接合部の拡大断面図である。
【図２】軸が水平方向を向いた状態で自重により扁平円筒状に変形した状態の円筒状芯体を示す側面図である。
【図３】本実施形態で用いられる円筒状芯体の回転装置の一例を示す斜視図である。
【図４】回転装置の側面図（円筒状芯体を軸方向に見た図）である。
【図５】段差部を設けたロールを用いた場合におけるロールと円筒状芯体との接触部の拡大図である。
【図６】規制部材と円筒状芯体との位置関係を説明するための図である。
【図７】本実施形態で用いられる円筒状芯体の回転装置の他の一例を示す側面図である。
【図８】らせん塗布方法の説明図である。
【図９】円筒状芯体の上部に遮蔽部材を配置した状態を示す図である。
【図１０】実施例３で用いられた回転装置を示す側面図である。
【図１１】無端ベルト基体を２本のロールに張架した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の無端帯状体の製造方法の実施形態について詳細に説明する。なお、図面では理解の容易のために、説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。また、同様の機能を有する部材には、全図面を通じて同じ符合を付与し、その説明を省略することがある。
本実施形態では、無端帯状体、すなわち無端ベルトの一例としての中間転写ベルトの製造方法を例に説明するが、本実施形態に係る製造方法を用紙搬送ベルト等のその他の無端帯状体の製造に適用してもよい。
【００１９】
−塗布工程−
本実施形態の無端帯状体の製造方法は、軸が水平方向を向いた状態で自重により扁平円筒状に変形しうる円筒状芯体を、回転装置により前記円筒状芯体の軸が水平方向を向いた状態で軸周りに回転させながら前記円筒状芯体の外周面に皮膜形成樹脂溶液を塗布して塗膜を形成する塗布工程を含む。
【００２０】
無端ベルトを構成する皮膜形成樹脂は、強度や寸法安定性、耐熱性等の面でポリイミド樹脂（ＰＩ）やポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）が使用されているが、これらに限定されるものではない。ＰＩまたはＰＡＩとしては、種々の公知のものを用いることができ、ＰＩの場合はその前駆体を塗布することもある。
皮膜形成樹脂溶液であるＰＩ前駆体溶液は、テトラカルボン酸二無水物とジアミン成分を、溶剤中で反応させることによって得ることができる。各成分の種類は特に制限されないが、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミン成分とを反応させて得られるものが、皮膜強度の点から好ましい。
【００２１】
上記芳香族テトラカルボン酸の代表例としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，３，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、あるいはこれらのテトラカルボン酸エステル、又は上記各テトラカルボン酸類の混合物等が挙げられる。
一方、上記芳香族ジアミン成分としては、パラフェニレンジアミン、メタフェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノフェニルメタン、ベンジジン、３，３’−ジメトキシベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン等が挙げられる。
一方、ＰＡＩは、酸無水物、例えばトリメリット酸無水物、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート、プロピレングリコールビスアンヒドロトリメリテート、ピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸無水物等と、上記ジアミンを組み合わせて、当モル量で重縮合反応することで得られる。ＰＡＩはアミド基を有するため、イミド化反応が進んでも溶剤に溶解し易いので、１００％イミド化したものが好ましい。
【００２２】
皮膜形成樹脂溶液に含まれる溶剤としては、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が用いられる。溶液の濃度・粘度等に限定はないが、本実施形態において望ましい溶液の固形分濃度は１０質量％以上４０質量％以下、粘度は１Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下である。
【００２３】
皮膜形成樹脂溶液には必要に応じて導電性粒子を添加してもよい。樹脂溶液に分散す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、酸化アンチモン等の導電性金属酸化物、チタン酸カリウム等のウィスカー、等が挙げられる。中でも、液中の分散安定性、半導電性の発現性、価格等の観点で、カーボンブラックは特に好ましい。
【００２４】
導電性粒子の分散方法としては、ボールミル、サンドミル（ビーズミル）、ジェットミル（対抗衝突型分散機）等、公知の方法をとることができる。分散助剤として、界面活性剤やレベリング剤等を添加してもよい。導電性粒子の分散濃度は、樹脂成分１００部（質量部、以下同様）に対して、１０部以上４０部以下、特には１５部以上３５部以下が好ましい。
【００２５】
本実施形態で用いられる円筒状芯体の材質は、加工性や耐久性の面でステンレスが特に好ましい。円筒状芯体の幅（軸方向の長さ）は、目的とする無端帯状体以上の幅が必要であるが、端部に生じる無効領域に対する余裕領域を確保するため、目的とする無端帯状体の幅より、１０％乃至４０％程度長いことが望ましい。円筒状芯体の長さ（周長）は、目的とする無端帯状体の長さと同等か、わずかに大きくする。
円筒状芯体の厚さは、０．１ｍｍ乃至２ｍｍ程度が好適である。これよりも薄い場合は溶接が困難であり、厚い場合は円筒形に丸めるのが難しくなる。円筒状芯体を作製するには、四角形の金属製板材を予め定められた幅と長さに切断した後、丸めて両端部同士を溶接接合する。これにより、金属製の環状体が得られる。
溶接方法には、ガス溶接、アーク溶接、プラズマ溶接、電気抵抗溶接、ＴＩＧ溶接：Tungsten Inert Gas溶接、ＭＩＧ溶接：Metal Inert Gas溶接、ＭＡＧ溶接：Metal Active Gas溶接等、種々あるが、金属の種類により、最適な方法が選択される。
なお、溶接接合部は元の金属製板材よりも盛り上がる。図１は、環状体の溶接接合部の拡大断面図を示す。図１に示すように、環状体２０の内外面に凸部２２が生じる。この凸部２２は研磨して平坦にすればよいが、溶接された箇所は、元の金属製板材と熱履歴が異なるために硬度が違い、研磨しても段差が残りやすい。
【００２６】
ここで、ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４に代表されるオーステナイト系ステンレスや、ＳＵＳ４３０に代表されるフェライト系ステンレスの場合、溶接接合部は熱により柔らかくなる。そこで、溶接後の環状体全体を、固溶化温度である１０５０℃以上１１００℃以下に加熱し、全体を軟質化して硬度を均質にしてから環状体の外周面を研磨することにより、全体を平滑な表面に仕上げることで円筒状芯体としてもよい。但し、円筒状芯体全体が軟質化して強度が弱くなるため、板厚が薄い場合には研磨時に変形しやすいので適用しにくく、厚さは１ｍｍ乃至２ｍｍ程度が好適である。
次に、ＳＵＳ４１０に代表されるマルテンサイト系ステンレスの場合、溶接接合部はやはり柔らかくなるが、熱処理後に焼入れができる。そこで、溶接後の環状体全体を、固溶化温度である１０００℃以上１１００℃以下に加熱した後、焼入れを行って全体を硬質化してから研磨をすればよい。
また、ＳＵＳ６３１に代表される析出硬化系ステンレスの場合、溶接接合部は硬くなる。そこで、溶接後の環状体全体を、硬化温度である４８０℃以上５５０℃以下に加熱し、全体を硬質化してから研磨することにより、全体を平滑な表面に仕上げてもよい。
上記研磨の方法として、凸部は砥石研磨で除去するのが好ましい。この方法では研磨箇所は粗い面となるので、その後にバフ研磨やバーチカル研磨で仕上げるのが好ましい。
【００２７】
円筒状芯体の外周面には、離型層を形成してもよい。この離型層は、円筒状芯体の外周面全面にわたって均一に離型剤を塗布することで形成される。これによって、円筒状芯体の外周面の全領域が離型性を有する状態となる。この離型剤としては、シリコーン系やフッ素系のオイルを変性して耐熱性を持たせたものが有効である。また、シリコーン樹脂の粒子を水に分散させた水系離型剤も用いられる。この離型層の形成は、円筒状芯体の外周面に離型剤を塗布し、溶剤を乾燥させてそのまま、或いは焼き付けて行われる。
【００２８】
オーステナイト系ステンレスとフェライト系ステンレスは肉厚が厚いため、また、マルテンサイト系ステンレスと析出硬化系ステンレスは薄くても硬いため、円筒状芯体は柔軟性が乏しくなる。そのため、図１１に示すようにして円筒状芯体をロール１２に張架して張力をかけると、円筒状芯体にはロールの外寸に沿って変形が残り、円滑に回転させることができないことがある。
【００２９】
また、円筒状芯体を、該円筒状芯体の軸方向の各端部のそれぞれに一対（２個）ずつ配置された円筒状のロールに軸が水平方向を向いた状態で配置して、円筒状芯体を該ロールで支持した場合、円筒状芯体を構成する材質や肉厚によっては、自重を支えきれずに円筒状芯体が変形することがある。図２は、軸が水平方向を向いた状態で自重により扁平円筒状に変形した状態の円筒状芯体を示す側面図である。図２において、２４は変形していない状態の円筒状芯体を示し、２６は自重により扁平円筒状に変形した状態の円筒状芯体を示す。
図２に示すように、円筒状芯体を片側２個のロール２８に載せると、円筒状芯体は自重により扁平円筒状に変形する場合がある。ロール２８に駆動力を与えることで変形した状態の円筒状芯体を軸周りに回転させると、皮膜形成樹脂溶液を安定して塗布できないばかりか、円筒状芯体が振動してロール２８から落下するおそれがある。
【００３０】
円筒状芯体の変形を防ぐためには、円筒状芯体を構成する材料を目的に応じて選択したり、円筒状芯体の肉厚を厚くする必要がある。しかし、適切な材料を選択することにより円筒状芯体の変形を防ごうとすると、円筒状芯体を構成する材料の選択の自由度が狭められる。また、肉厚を厚くすることで円筒状芯体の変形を防ごうとすると、円筒状芯体の重量が増加し、取り扱いに困難を来す場合がある。
一方、軸が水平方向を向いた状態で自重により扁平円筒状に変形しうる円筒状芯体は、構成材料の制限が少なく、さらには、重量が軽くなる利点を有する。
【００３１】
そこで、本実施形態においては、軸が水平方向を向いた状態で自重により扁平円筒状に変形しうる円筒状芯体を軸周りに円滑に回転させるために、変形していない状態の円筒状芯体の外周面の軸方向の各端部に接する位置に配置された複数のロールを備え、前記円筒状芯体は前記ロールにより支持される回転装置を用いることとした。
円筒状芯体を支持するロールを、変形していない状態の円筒状芯体の外周面に沿って配置することで、円筒状芯体の自重による変形がロールにより規制される。その結果として自重により扁平円筒状に変形しうる円筒状芯体が、変形することなく軸周りに回転する。
【００３２】
図３は、本実施形態で用いられる円筒状芯体の回転装置の一例を示す斜視図である。
回転装置１００は、矩形の底板部３０と、底板部３０の対向する両端部に立設された一対の側板３２及び側板３４と、側板３２及び側板３４の対向する面側に回転可能に取り付けられたロール３６と、を備える。円筒状芯体３８は、円筒状芯体３８の軸方向の各端部において、ロール３６により軸が水平方向を向いた状態で下方から支持される。
図４は、回転装置１００の側面図（円筒状芯体３８を軸方向に見た図）である。図４から明らかなように、ロール３６は、変形していない状態の円筒状芯体３８の外周面に接する位置に配置される。
【００３３】
ロール３６は、不図示の外部動力によって回転駆動されるもので、樹脂やゴムからなるコロ状の回転体が用いられる。図３においては、ロール３６は円筒状芯体３８の各端部に２個ずつ配置されるが、円筒状芯体３８の各端部に配置されるロール３６の個数Ｎは、円筒状芯体３８の一方の端部あたり、円筒状芯体３８の直径L（ｍｍ）に対して、Ｎ＝L／１００（小数点以下切捨て）の式で示される値以上あるのがよい。これより少ないと、円筒状芯体３８を円筒状に保てない虞がある。ロール３６の個数は多いほどよいが、配置するのがむずかしくなるので、L／１００（小数点以下切捨て）の2倍程度が限度である。ロール３６は円筒状芯体３８の端部のみに接し、塗膜を形成する部分に当たってはならない。ロール３６と円筒状芯体３８とが接する部分の幅は、円筒状芯体３８の端部から軸方向に５ｍｍ以上３０ｍｍ以下程度とされる。
【００３４】
回転装置１００は、円筒状芯体３８の内周面のうち鉛直方向において円筒状芯体３８の軸位置よりも上方にある部分（図３では、円筒状芯体３８の軸の直上）に接する支持ロール４０をさらに備える。回転装置１００に支持ロール４０を設けることで、円筒状芯体３８が内側から支えられるため、円筒状芯体３８の自重による変形がさらに効果的に抑制される。
回転装置１００が支持ロール４０を備えると、円筒状芯体３８の各端部に配置されるロール３６の個数ＮはL／１００（小数点以下切捨て）より少ない場合でも円筒状芯体３８の自重による変形が効果的に抑制される。
【００３５】
回転装置１００は、円筒状芯体３８の内周面に接し、円筒状芯体３８を挟んでロール３６と対向する位置に、対向ロール４２をさらに備える。本実施形態では、対向ロール４２は側板３２に取り付けられており、側板３４には固定されていない態様とされる。対向ロール４２を設けることで、円筒状芯体３８はロール３６側に付勢される。円筒状芯体３８がロール３６方向に付勢されることで、ロール３６と円筒状芯体３８との間の摩擦力が大きくなる。そのため、ロール３６を不図示の外部動力によって回転駆動させて円筒状芯体３８に駆動力を与えて軸周りに回転させる場合に、ロール３６と円筒状芯体３８との間の摩擦力不足によるスリップが防止される。
【００３６】
対向ロール４２は皮膜形成樹脂溶液の塗布される円筒状芯体３８の外周面に接することはないため、図３に示すように円筒状芯体３８の軸方向長さにわたって一本のロールにより構成されてもよいし、ロール３６と同程度の軸方向の長さのロールで構成されていてもよい。
【００３７】
回転装置１００においては、全てのロール３６と対向する位置に対向ロール４２が設けられているが、対向ロール４２を設けることで円筒状芯体３８をロール３６側に付勢できればよいので、全てのロール３６と対向する位置に対向ロール４２を設ける必要はない。例えば、円筒状芯体３８の軸の直下であって内周面に接するように対向ロールを設ける構成であってもよい。
【００３８】
円筒状芯体３８を回転装置１００に設置する場合、対向ロール４２が設置の障害となるため、側板３４を取り外した状態で円筒状芯体３８を設置した後に側板３４を底板部３０に取り付ける。
【００３９】
円筒状芯体３８を回転装置１００に設置した状態でロール３６を回転駆動させると、円筒状芯体３８の自重による円筒状芯体３８とロール３６との間の摩擦力により円筒状芯体３８が軸周りに回転する。円筒状芯体３８を回転駆動させる場合、スリップの発生を防止するために全てのロール３６を回転駆動することが望ましい。
【００４０】
円筒状芯体３８を軸周りに回転させるに際し円筒状芯体３８の蛇行を防止するために、ロールの軸方向の円筒状芯体と接する側に形成され、円筒状芯体と接しない側よりも小径の段差部を設けたロールを用いてもよい。
図５に、段差部を設けたロールを用いた場合におけるロールと円筒状芯体との接触部の拡大図を示す。図５では、ロール３６に設けられた段差部４４により円筒状芯体３８が支持されている。段差部４４により円筒状芯体３８が支持されることで、円筒状芯体３８が軸周りに回転する際の軸方向の移動が抑制され、その結果として円筒状芯体３８の蛇行が抑制される。
【００４１】
また、円筒状芯体３８の蛇行を防止するために、円筒状芯体３８の軸方向の端部に接触して軸方向の移動を規制する規制部材を回転装置に設けてもよい。
図６は、規制部材と円筒状芯体との位置関係を説明するための図である。規制部材と円筒状芯体との位置関係の把握を容易にするため、図６には、円筒状芯体３８とロール３６と規制部材である規制板４６のみを示す。
【００４２】
図７は、本実施形態で用いられる円筒状芯体の回転装置の他の一例を示す側面図である。
回転装置１０２は、円筒状芯体３８を軸方向（図７の紙面と直交する方向）に見たときに、変形していない状態の円筒状芯体３８の軸を通る水平仮想線Ａと円筒状芯体３８の外周とが交差する位置に配置される一対の挟持ロール４８を備える。また、円筒状芯体３８の下部に、円筒状芯体３８の周方向に等間隔にロール３６が設けられる。
円筒状芯体３８は、一対の挟持ロール４８により挟持されることで水平方向の変形を規制される。そのため、円筒状芯体３８は自重により変形することなく軸周りに回転する。
なお、回転装置１０２は、円筒状芯体３８の内周面のうち鉛直方向において円筒状芯体３８の軸位置よりも上方にある部分に接する支持ロールをさらに備えてもよい。
【００４３】
回転装置１００及び回転装置１０２において、ロール３６及び挟持ロール４８は、全てが外部動力によって回転駆動される態様であってもよいし、一部が回転駆動される態様であってもよい。一部が回転駆動される態様である場合、回転駆動されないロールは、円筒状芯体３８の回転に従って連れ回る。また、回転駆動される全てのロール３６及び挟持ロール４８の周速度は一致していることが望ましい。
【００４４】
皮膜形成樹脂がＰＩ樹脂の場合、ＰＩ前駆体の加熱反応時に気体発生が多くあり、発生する気体のために、ＰＩ樹脂皮膜には部分的に提灯状の膨れを生じやすく、特に皮膜の膜厚が５０μｍを越えるような厚い場合に顕著である。加熱反応時に発生する気体には、残留溶剤の揮発気体と、反応時に発生する水の蒸気がある。
膨れを防止するために、例えば、特開２００２−１６０２３９号公報記載の技術のように、円筒状芯体の表面を算術平均粗さＲａが０．２μｍ乃至２μｍ程度に粗面化することが好ましい。算術平均粗さＲａが０．２μｍより小さいと、揮発気体や水蒸気等の気体が抜けにくいことがあり、Ｒａが２μｍより大きくなると、作製された無端ベルトの表面に凹凸が形成されることがある。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が、粗面化を行う場合でも、円筒状芯体は板材部分と溶接部分で同じ硬さであるので、粗さも同じにできる利点がある。粗面化により、ＰＩ樹脂から生じる気体は、円筒状芯体表面とＰＩ樹脂皮膜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。
【００４５】
円筒状芯体表面に皮膜形成樹脂溶液を塗布する前に、円筒状芯体の両端部に、剥離補助部材の一例としてマスキング部材を巻いて貼り付けてもよい。マスキング部材としては、ポリエステルやポリプロピレン等の樹脂フィルム、もしくはクレープ紙や平坦紙等の紙材を基材とした粘着テープが使用可能である。粘着テープの幅は、１０ｍｍ乃至２５mm程度が好ましい。粘着テープの粘着材はアクリル系粘着材が好ましく、特に、剥がした時に粘着材が円筒状芯体表面に残らないものが好適である。
【００４６】
本実施形態において、皮膜形成樹脂溶液の塗布方法は特に限定されるものではないが、例えば、らせん塗布方法を用いてもよい。
図８は、らせん塗布方法の説明図である。らせん塗布方法では、図８に示すように、円筒状芯体３８の軸方向を水平にして軸周りに回転させながら、皮膜形成樹脂溶液５０を流下装置５２から吐出して芯体表面に付着させる。皮膜形成樹脂溶液５０は、皮膜形成樹脂溶液５０を貯留するタンク５４からポンプ５６により供給管５８を通じて流下装置５２に供給される。円筒状芯体３８の表面に付着した皮膜形成樹脂溶液５０は、へら６０によって平滑化される。円筒状芯体３８は、上述した本実施形態の回転装置により軸方向を水平にした状態で軸周りに矢印Ｂ方向に回転する。
本実施形態においては、流下装置５２の一例としてモーノポンプが挙げられる。
流下装置５２とへら６０とは、円筒状芯体３８の軸方向に移動可能に支持されており、円筒状芯体３８を予め設定された回転速度で回転させた状態で、流下装置５２とへら６０とが円筒状芯体３８の軸方向（矢印Ｃ方向）に移動しつつ皮膜形成樹脂溶液５０を吐出することで、円筒状芯体３８の表面に螺旋状に皮膜形成樹脂溶液５０が塗布され、へら６０で平滑化させて螺旋状の筋を消滅させ、継ぎ目のない塗膜６２が形成される。膜厚は、できあがり後の状態で、５０μｍ乃至１５０μｍの範囲で、必要に応じて設定される。
【００４７】
−乾燥工程−
本実施形態の無端帯状体の製造方法は、回転している円筒状芯体の外周面に形成された塗膜を乾燥する乾燥工程を含む。
具体的には、円筒状芯体を上述の回転装置により回転させたまま、加熱して乾燥させることが好ましい。加熱条件は、８０℃以上２００℃以下の温度で、１０分以上６０分以下が好ましく、温度が高いほど加熱時間、乾燥時間は短くてよい。加熱の際、熱風を当てることも有効である。加熱は段階的に温度を上昇させたり、一定速度で上昇させてもよい。加熱中は円筒状芯体を５ｒｐｍ乃至６０ｒｐｍ程度でゆっくり回転させ、塗膜の垂れを防止する。
【００４８】
乾燥後、マスキング部材を設けた場合は、マスキング部材を剥がす。マスキング部材を剥がすことにより、乾燥した塗膜の端部の少なくとも一部と円筒状芯体との間に間隙（隙間）が設けられる。そして、この間隙に気体を吹き込み、円筒状芯体から後述の加熱工程を経て得られた樹脂皮膜を抜き取ることで、容易かつ効率的に無端ベルトが作製される。また、抜き取る際に過剰な力がかからないため、不良品の発生が防がれる。
【００４９】
−加熱工程−
本実施形態の無端帯状体の製造方法は、乾燥した塗膜を加熱固化することで樹脂皮膜を形成する加熱工程を含んでもよい。
加熱工程は、皮膜形成樹脂にＰＩ前駆体等の加熱により硬化反応を生ずる材料を用いた際に必要となる。
加熱工程では、加熱炉に円筒状芯体を入れて加熱する。加熱温度は、好ましくは２５０℃以上４５０℃以下、より好ましくは３００℃以上３５０℃以下程度であり、２０分乃至６０分間、ＰＩ前駆体の皮膜を加熱させることでイミド化反応が起こり、ＰＩ樹脂皮膜が形成される。加熱反応の際、加熱の最終温度に達する前に、温度を段階的、又は一定速度で徐々に上昇させて加熱することが好ましい。
皮膜形成樹脂がＰＡＩの場合には、溶剤を乾燥させるだけで皮膜が形成される。
【００５０】
なお、このような高い温度では、回転装置に備えられるロールは耐熱性がないため、上記加熱工程では、円筒状芯体を回転装置からおろして加熱炉に入れるのがよい。通常は、円筒状芯体の軸方向を重力方向に沿った状態、すなわち、垂直に立てて加熱炉に入れる。加熱炉としては、内部の温度ムラをなるべくなくすために、垂直に立てられた円筒状芯体の上方から熱風を吹き出す構成を有するものが好ましい。また、円筒状芯体上部に熱風が直に吹き当たるのを防止するため、円筒状芯体上部に風を遮断する遮蔽部材を設置してもよい。遮蔽部材としては、円筒状芯体の一端を覆うことのできるものであればその形状に特に限定はない。
【００５１】
加熱終了後、円筒状芯体を加熱炉から取り出し、形成された皮膜を円筒状芯体から抜き取ると、無端帯状体が得られる。その際、マスキング部材を剥がすことにより設けられた皮膜の端部の隙間に加圧空気を吹き込んで、皮膜と円筒状芯体との密着を解除すると抜き取りやすくなる。得られた皮膜の端部には、しわや、膜厚の不均一等の欠陥があるため、不要部分が切断され、無端帯状体となる。無端帯状体には、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。
【００５２】
本実施形態により得られる無端ベルトは、電子写真複写機やレーザープリンタ等の機能性ベルトとして、画像形成装置に使用される。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例により本実施形態をさらに詳細に説明するが、本実施形態は以下の実施例により限定されるものではない。
【００５４】
（実施例１）
円筒状芯体の作製のため、幅５００ｍｍ、長さ１１４９ｍｍ、肉厚０．３ｍｍのＳＵＳ６３２（析出硬化系ステンレス）の板材を用意した。これを長手方向に丸めて、端部同士をＴＩＧ溶接により接合し、幅５００ｍｍ、外径３６６ｍｍの環状体を得た。溶接部には図１に示すように、平均した高さが約３０μｍの凸部２２が生じていた。そこで環状体全体を４８０℃で１時間加熱処理して硬化させた後、環状体の表面全体を砥石研磨後、バフ研磨してＲａ０．０５μｍに仕上げて、円筒状芯体とした。研磨処理により、凸部２２はなくなった。内側の凸部は無端帯状体の製造に支障を来さないのでそのままにした。円筒状芯体の重量は１３７０ｇであった。
円筒状芯体表面を、球形アルミナ粒子によるブラスト処理により、Ｒａ０．４μｍに粗面化した。その際、板部も溶接部も同じＲａであった。
さらに円筒状芯体表面には、シリコーン系離型剤（商品名：セパコート（登録商標）、信越化学工業株式会社製）をスプレーで塗布して、３００℃の加熱炉に１時間入れて、焼き付け処理を施した。このようにして、円筒状芯体３８を準備した。
【００５５】
回転装置として、図３、図４に示す構造のものを準備した。すなわち、円筒状芯体３８の外周面に接するロール３６として、シリコーンゴム製で、外径６０ｍｍ、幅３０ｍｍのコロを用いた。これを円筒状芯体の片側に２個ずつ、１２０ｍｍ間隔で側板３２及び側板３４に配置した。側板３２に配置した２個のロール３６には回転力を与えることとした。円筒状芯体３８はロール３６の幅１５ｍｍに接して載せられる。
【００５６】
支持ロール４０としては、直径２０ｍｍ、長さ６００ｍｍのＳＵＳ３０４からなる丸棒の表面に外径５０ｍｍ、幅５３０ｍｍのシリコーンゴムロール層を設けたものを用いた。支持ロール４０は、円筒状芯体３８の軸の直上に円筒状芯体３８の内周面に接するように配置した。この支持ロール４０は側板３２に片持ち状態で支持され、自由に回転できる。ロール３６と支持ロール４０が取り付けられた状態で円筒状芯体３８を回転装置に設置したところ、円筒状芯体３８の上部のたわみは生じなかった。
【００５７】
対向ロール４２としては、支持ロール４０と同じものを用いた。
対向ロール４２を図３、図４に示すように、ロール３６が円筒状芯体３８の外周面に接する位置の内側にロール３６と対向するように２本配置した。対向ロール４２は側板３２に片持ち状態で支持され、自由に回転できるほか、上下に２０ｍｍ移動できる。円筒状芯体３８を回転装置に設置する場合、対向ロール４２を上に移動させて円筒状芯体３８を嵌めた後、対向ロール４２を下に移動させて、ロール３６の１個あたり１０Ｎの力で円筒状芯体３８を押さえるようにした。この状態で側板３２に配置した２個のロール３６を回転させた場合、円筒状芯体３８は円筒形状を保ったまま確実に回転することができた。
【００５８】
別途、ＰＩ前駆体溶液（商品名：Ｕワニス、宇部興産株式会社製、固形分濃度１８％、溶剤はＮ−メチルピロリドン）１００部に、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２７％混合し、次いで対向衝突型分散機（株式会社ジーナス製、ＧｅａｎｕｓＰＹ）により分散し、２５℃での粘度が約４２Ｐａ・ｓの塗液を得た。
上記塗液を用い、図８に示すらせん塗布方法により、ＰＩ前駆体塗膜を形成した。
【００５９】
塗布作業は、モーノポンプにより皮膜形成樹脂溶液５０であるＰＩ前駆体溶液を毎分６０ｍｌで吐出して行った。円筒状芯体３８を２０ｒｐｍで回転させ、ＰＩ前駆体溶液が円筒状芯体３８に付着後、その表面にへら６０を押し当てた。流下装置５２とへら６０とは一体的に円筒状芯体３８の軸方向に５０ｍｍ／分の速度で移動させ、らせん状に塗膜を形成した。
へら６０として、厚さ０．２ｍｍのステンレス板を幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍに加工したものを用いた。塗布幅は、円筒状芯体３８の一端から２０ｍｍの位置から、他端から２０ｍｍの位置までとした。
【００６０】
塗布後、そのまま、５分間回転を続けることで、塗膜表面のらせん筋は消失した。これにより、膜厚が約５００μｍの塗膜が形成された。
【００６１】
その後、円筒状芯体３８を１０ｒｐｍで回転させながら回転装置ごと１５０℃の乾燥炉に入れ、１６分間、乾燥させた。次に、円筒状芯体３８を回転装置から下ろして軸方向を垂直にした状態で、図９に示すように、上部に遮蔽部材６４を設置した。遮蔽部材は、底面の外径３６６ｍｍ、高さ８０ｍｍで、中央に、直径５０ｍｍの通風口が形成されており、１ｍｍ厚のＳＵＳ３０４の板を加工して作製した。遮蔽部材６４は加熱炉の熱気が円筒状芯体３８の上部に直に当たって上部から温度が上昇するのを防止する。
【００６２】
次いで遮蔽部材６４を配置した円筒状芯体３８を加熱炉に入れて、２００℃で３０分、３００℃で３０分加熱して、残留溶剤の乾燥と、ＰＩ前駆体のイミド化反応を行った。なお、加熱炉の内寸は幅１．８ｍ、高さ２．４ｍ、奥行き１．５ｍであり、上方から加熱空気が吹き降り、下方で吸い込まれる構成である。
【００６３】
円筒状芯体３８が室温に冷えた後、円筒状芯体３８と樹脂皮膜との隙間に加圧空気を吹き込んで樹脂皮膜を抜き取り、無端皮膜を得た。さらに、無端皮膜の両側の不要部分を切断して、幅３６０ｍｍの無端中間転写ベルトを得た。軸方向５箇所、周方向１０箇所の計５０箇所について、無端中間転写ベルトの膜厚をダイヤルゲージで測定すると、平均の膜厚は８０μｍであった。また、円筒状芯体３８の溶接箇所に相当するベルトの位置をよく観察しても、凸部に起因するような筋や膜厚異常はなかった。
【００６４】
（比較例１）
円筒状芯体を図１１に示すように、２本のロール１２に張架するに際し、円筒状芯体を変形させて形状が残らないようにするには、ロール１２の直径が肉厚の１０００倍以上であるのが好ましい。
そのため、実施例１で用いた円筒状芯体３８の肉厚は０．３ｍｍであるから、実施例１で用いた円筒状芯体３８を図１１に示すように２本のロール１２に張架する場合、ロールの直径は少なくとも３００ｍｍである必要がある。しかし、実施例１の円筒状芯体３８の場合、直径が３６６ｍｍであるので、直径３００ｍｍのロールを２本配置することができない。
一方、直径２００ｍｍのロールを用いた場合、中心間距離を２６０ｍｍにすれば、２本配置することができる。しかしながら、円筒状芯体３８を無理につぶして２本のロール１２に張架しようとすると、円筒状芯体３８が元の形状に戻らなくなり、回転させることはできなかった。
【００６５】
（実施例２）
実施例１において、溶接後の円筒状芯体を加熱処理しないで使用した。すなわち、溶接部には図１に示すように、平均した高さが約３０μｍの凸部２２が生じたまま、研磨を行った。研磨後、凸部の高さは約１０μｍに低下した。他は実施例１と同様にして無端帯状体を製造した。
得られた無端帯状体の平均の膜厚は８０μｍであったが、円筒状芯体の溶接箇所に相当する位置を観察すると筋が見られ、その部分の膜厚は７５μｍ乃至８５μｍに乱れていた。この無端帯状体は中間転写ベルトとして使用すると、筋に対応して、画像にも濃度むらの筋が生じるが、用紙搬送ベルトとしては使用可能である。
【００６６】
（実施例３）
円筒状芯体の作製のため、幅１ｍ、長さ２９２０ｍｍ、肉厚１．２ｍｍのＳＵＳ３０１（オーステナイト系ステンレス）の板材を用意した。これを長手方向に丸めて、端部同士をＴＩＧ溶接により接合し、幅１ｍ、外径９３０ｍｍの円筒体を得た。溶接部には図１に示すように、平均した高さが約５０μｍの凸部２２が生じていた。そこで円筒全体を１０５０℃で１時間加熱して固溶化処理した。その後、円筒体の表面全体を砥石研磨後、バフ研磨してＲａ０．０５μｍに仕上げて、円筒状芯体とした。これにより、凸部２２はなくなった。なお、内側の凸部は無端帯状体の製造に支障を来さないのでそのままにした。芯体重量は２７．９ｋｇであった。円筒状芯体を図２のように２個のロールで支えた場合、円筒状芯体の上部は円筒形状に比較して約４０ｍｍ下にたわんだ。
次いで、円筒状芯体表面は球形アルミナ粒子によるブラスト処理により、Ｒａ０．４μｍに粗面化した。その際、板部も溶接部も同じＲａであった。
さらに芯体表面には、シリコーン系離型剤（商品名：セパコート（登録商標）、信越化学工業株式会社製）をスプレーで塗布して、３００℃の加熱炉に１時間入れて、焼き付け処理を施した。
【００６７】
実施例３では、回転装置として、図１０に示す構造のものを使用した。すなわち、ロール３６として、シリコーンゴム製で、外径６０ｍｍ、幅３０ｍｍのコロを用いた。Ｌ＝９３０として、Ｎ＝Ｌ／１００の式にあてはめると、ロール３６は少なくとも片側９個必要である。そこで図１０に示すようにロール３６を９個、側板３２及び側板３４に配置した。ロール３６の配置位置は、円筒状芯体の軸に対して等距離で等間隔とした。また、円筒状芯体３８の軸を通る水平仮想線と円筒状芯体の外周とが交差する位置にロール３６（挟持ロール４８）を配置した。また、全ての回転体に回転力を与えるようにした。
この回転装置に円筒状芯体を載せて回転させたところ、５ｒｐｍ乃至５０ｒｐｍの間で、円筒状芯体は変形や回転むらを生じることなく、円滑に回転した。
【００６８】
円筒状芯体を回転させて、実施例１と同じＰＩ前駆体溶液を同様にして塗布し、実施例１と同様の工程を経て無端帯状体を得た。得られた無端帯状体は、膜厚８０μｍであり、円筒状芯体の溶接箇所に相当するベルトの位置をよく観察しても、凸部に起因するような筋や膜厚異常はなかった。
【００６９】
（比較例２）
実施例３で用いた円筒状芯体は、肉厚が厚いので、一端を押し縮めて短径を６００ｍｍ以下の楕円状にしようとしたところ、変形が残ってしまい、円筒状でなくなった。従って、図１１に示すように、２本のロール１２に張架することは不可能であった。
【００７０】
（比較例３）
円筒状芯体の作製のため、幅５００ｍ、長さ２９２０ｍｍ、肉厚０．３ｍｍのＳＵＳ６３２（実施例１と同じ）板材を用意した。これを長手方向に丸めて、端部同士をＴＩＧ溶接により接合し、幅５００ｍｍ、外径９３０ｍｍの円筒体を得た。溶接部には図１に示すように、平均した高さが約３０μｍの凸部２２が生じていた。そこで円筒体全体を４８０℃で１時間加熱処理して硬化させた後、円筒体の表面全体を砥石研磨後バフ研磨してＲａ０．０５μｍに仕上げて、円筒状芯体とした。これにより、凸部２２はなくなった。同様に裏面の凸部も研磨して平滑にした。
この円筒状芯体を図１１に示すように、２本のロール１２に張架した。この円筒状芯体は外径が大きいので、比較例１とは違って、直径３００ｍｍのロール１２を中心間距離を９８９ｍｍで２本配置することができる。表面を硬質クロムめっきした直径３００ｍｍ、長さ６００ｍｍの鋼製ロールを２本配置して円筒状芯体を張架した。回転速度５０ｒｐｍで円筒状芯体を回転させたところ、回転させるごとに円筒状芯体は軸方向の一方に少しずつ寄っていく現象が発生し、ロールの調整で直すことは困難であった。そのため、らせん塗布方法のように円筒状芯体の回転数が非常に多い塗布方法の場合、円筒状芯体はどうしても一方に寄ってしまい、回転継続ができない。これは、円筒状芯体の両端で周長がわずかに異なるためと考えられ、現実の加工精度では完全になくすのは不可能と考えられる。
【符号の説明】
【００７１】
３０ 底板部
３２、３４ 側板
３６ ロール
３８ 円筒状芯体
４０ 支持ロール
４２ 対向ロール
４６ 規制板
４８ 挟持ロール
１００、１０２ 回転装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸が水平方向を向いた状態で自重により扁平円筒状に変形しうる円筒状芯体を、回転装置により前記円筒状芯体の軸が水平方向を向いた状態で軸周りに回転させながら前記円筒状芯体の外周面に皮膜形成樹脂溶液を塗布して塗膜を形成する塗布工程と、
回転している前記円筒状芯体の外周面に形成された前記塗膜を乾燥する乾燥工程と、を含み、
前記回転装置が、変形していない状態の前記円筒状芯体の外周面の軸方向の各端部に接する位置に配置された複数のロールを備えるものであり、前記円筒状芯体は前記ロールにより支持される、無端帯状体の製造方法。
【請求項２】
前記回転装置が、前記円筒状芯体の内周面のうち鉛直方向において前記円筒状芯体の軸位置よりも上方にある部分に接する支持ロールを備える請求項１に記載の無端帯状体の製造方法。
【請求項３】
複数の前記ロールが、前記円筒状芯体を軸方向に見たときに、変形していない状態の前記円筒状芯体の軸を通る水平仮想線と前記円筒状芯体の外周とが交差する位置に配置される一対の挟持ロールを含む請求項１又は請求項２に記載の無端帯状体の製造方法。
【請求項４】
前記円筒状芯体が、四角形の金属性板材を丸めて両端部を溶接接合して環状体とし、前記環状体を熱処理した後に前記環状体の外周面を研磨加工したものである請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の無端帯状体の製造方法。
【請求項１】
軸が水平方向を向いた状態で自重により扁平円筒状に変形しうる円筒状芯体を、回転装置により前記円筒状芯体の軸が水平方向を向いた状態で軸周りに回転させながら前記円筒状芯体の外周面に皮膜形成樹脂溶液を塗布して塗膜を形成する塗布工程と、
回転している前記円筒状芯体の外周面に形成された前記塗膜を乾燥する乾燥工程と、を含み、
前記回転装置が、変形していない状態の前記円筒状芯体の外周面の軸方向の各端部に接する位置に配置された複数のロールを備えるものであり、前記円筒状芯体は前記ロールにより支持される、無端帯状体の製造方法。
【請求項２】
前記回転装置が、前記円筒状芯体の内周面のうち鉛直方向において前記円筒状芯体の軸位置よりも上方にある部分に接する支持ロールを備える請求項１に記載の無端帯状体の製造方法。
【請求項３】
複数の前記ロールが、前記円筒状芯体を軸方向に見たときに、変形していない状態の前記円筒状芯体の軸を通る水平仮想線と前記円筒状芯体の外周とが交差する位置に配置される一対の挟持ロールを含む請求項１又は請求項２に記載の無端帯状体の製造方法。
【請求項４】
前記円筒状芯体が、四角形の金属性板材を丸めて両端部を溶接接合して環状体とし、前記環状体を熱処理した後に前記環状体の外周面を研磨加工したものである請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の無端帯状体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−７３３２４（Ｐ２０１２−７３３２４Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１６６８２（Ｐ２０１０−２１６６８２）
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【特許番号】特許第４７２０９５４号（Ｐ４７２０９５４）
【特許公報発行日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【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２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２８日（２０１０．９．２８）
【特許番号】特許第４７２０９５４号（Ｐ４７２０９５４）
【特許公報発行日】平成２３年７月１３日（２０１１．７．１３）
【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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