JP2002321295A

JP2002321295A - ポリイミド複合管状物及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002321295A
Application number: JP2001129991A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Matsumura; 将文松村; Aki Sasaki; 亜樹佐々木
Original assignee: IST Corp Japan
Current assignee: IST Corp Japan
Priority date: 2001-04-26
Filing date: 2001-04-26
Publication date: 2002-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】電磁誘導発熱方式により発熱させても、ポリイ
ミド層と金属層が高温定着時にも高い密着強度を持ち、
かつ高速回転しても高耐久性を持ち、十分な定着温度が
得られるポリイミド複合管状物とその製造方法を提供す
る。【解決手段】複合管状物10は、基材がガラス転移温度が
２５０℃以上３００℃未満のポリイミド樹脂層1であ
り、外層に金属薄膜層2が一体成形されている。最表層
にはフッ素樹脂などの離型層3を形成してもよい。その
製法は、成形用芯体の外面に、ガラス転移温度が２５０
℃以上３００℃未満のポリイミド樹脂の前駆体液を成形
し、予備乾燥または第１イミド転化させ、前記予備乾燥
または半硬化ポリイミド前駆体成形外面に金属薄膜層を
形成し、しかる後に第２イミド転化を進行させて、ポリ
イミド管状物の外層に金属薄膜層を一体成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポリイミド複合管状
物とその製造方法に関するものである。詳しくは複写機
やプリンターなどに使用され、ポリイミド樹脂前駆体か
らイミド転化させて得られるポリイミド複合管状物とそ
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリイミド樹脂は優れた耐熱性、寸法安
定性、機械的特性および化学的特性を有しており、その
用途としては複写機やレーザービームプリンターなどの
熱定着ベルトやトナー画像の中間転写ベルトなど広い分
野で使用されている。その用途の一例として複写機やレ
ーザービームプリンターなどの熱定着ベルトが挙げられ
る。

【０００３】ここで、複写機やレーザービームプリンタ
ーの定着部品として使用されるポリイミド複合管状物に
ついて例を挙げて説明する。電子写真技術を利用した複
写機やレーザービームプリンターにおいては、複写紙や
転写紙上に形成したトナー像を定着するための定着装置
として熱ローラー方式すなわち、加熱機構を有する定着
ローラーとこれに圧接した加圧ローラーの両ローラーの
間にトナー像が形成された複写紙を順次送り込み、トナ
ーを加熱溶融させ、トナー像を複写紙上に定着させる方
式がある。また定着時の電気エネルギーを少なくする方
法、あるいは電源を入れてから複写するまで待ち時間を
短縮するための方法として、オンデマンド方式と呼ばれ
ている方法がある。この方法は、ポリイミド樹脂管状物
を使用したベルト定着方式に技術開発が進められ、図５
に示すようにポリイミド樹脂管状物６１の内側にセラミ
ックスヒーター６３及びフイルムガイド６２を備え、ヒ
ーター６３と圧接した加圧ロール６４の間にトナー像６
７を形成した複写紙６６を順次送り込みながら、トナー
６７を加熱溶融させ、トナー像を複写紙上に定着する方
法に変わってきている。図５において、６５はサーミス
タ、６８は定着物、６９は加圧ロールの芯金、Ｎはニッ
プ点である。

【０００４】さらに近年、省エネルギー化、複写速度の
高速化、待ち時間ゼロなどの要求により、ポリイミド樹
脂フイルムの表面に金属薄膜層を設けその金属層を電磁
誘導作用により発熱させ、トナー像を複写紙に熱定着さ
せる方法が提案されている（例えば特開２０００−１８
８１７７号）。

【０００５】このような電磁誘導発熱作用を利用したト
ナー定着装置に使用するためのポリイミド複合管状物に
おいて、ポリイミド樹脂フイルムに金属薄膜層を積層す
る方法としては、接着剤を用いて金属箔を貼り合わせる
ラミネート法やスパッタリング法、イオンプレーティン
グ法、蒸着法、無電解めっき法、ダイレクトメタラリゼ
ーション法などによって直接あるいは間接的に金属層を
ポリイミド層に積層する方法がある。特に、ダイレクト
メタラリゼーション法は、低コストでの量産が可能な点
から注目されている。

【０００６】しかしながら、前記のトナー定着用ポリイ
ミド管状物は電磁誘導作用により瞬間的に急激に金属層
のみが発熱させられるために、膨張率の異なるポリイミ
ドフイルム層と金属層の接着力が十分なものが得られて
おらず、剥離してしまう問題がある。また銅箔や銅板に
直接ポリイミド前駆体液を塗布しイミド転化させたもの
は、銅がポリイミド樹脂内へ拡散を起こすために密着強
度が低下することが明らかにされている。

【０００７】上記の問題を解決する方法として、ポリイ
ミド樹脂に銅層を形成する際に樹脂と銅層との中間にニ
ッケルなどの金属を形成する方法（特開昭６３−２８６
５８０号公報等）、あるいはあらかじめポリイミド前駆
体液に金属粉末を混合させイミド転化後フイルム表面に
突出する金属紛を核に無電解めっき、及び電解めっきを
行いポリイミドフイルムと金属層を積層する方法（特開
平７−２１６２２５号公報）など提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のいずれ
の方法もポリイミド層と、金属層の接着力が満足なもの
が得られておらず、常温と２００℃の定着温度のヒート
サイクル条件下で数十万枚の複写耐久性及び高速回転に
必要な十分な機械的強度が要求される電磁誘導発熱定着
方式に使用できるポリイミド樹脂製ベルトは実現されて
いない。特に極端に熱膨張率の異なるポリイミドと金属
層との接着力の要求特性において十分な複合管状物は開
発されていない。

【０００９】本発明は前記従来の問題を解決するため、
ポリイミド層と金属層が高温定着時にも高い密着強度を
持ち、かつ高速回転においても高耐久性を持ち、電磁誘
導発熱方式で十分な定着温度が得られるポリイミド複合
管状物とそれを安定的かつ容易に製造する方法を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成させるた
めに本発明のポリイミド複合管状物は、ガラス転移温度
が２５０℃以上３００℃未満のポリイミド樹脂製管状物
の外層に金属薄膜層が一体成形されていることを特徴と
する。

【００１１】前記金属薄膜層の厚みは１〜５０μmの範
囲であることが好ましい。

【００１２】また前記金属薄膜層の外層に、さらにシリ
コーンゴム層、フッ素ゴム層及びフッ素樹脂層から選ば
れる少なくとも一つの層が積層されていることが好まし
い。

【００１３】次に本発明のポリイミド複合管状物の製造
方法は、成形用芯体の外面に、ガラス転移温度が２５０
℃以上３００℃未満のポリイミド樹脂の前駆体液を成形
し、予備乾燥または第１イミド転化させ、前記予備乾燥
または半硬化ポリイミド前駆体成形外面に金属薄膜層を
形成し、しかる後に第２イミド転化を進行させて、ポリ
イミド樹脂製管状物の外層に金属薄膜層を一体成形する
ことを特徴とする。

【００１４】前記方法においては、半硬化ポリイミド前
駆体成形体外面に金属薄膜層を形成させる手段が、金属
蒸着、スパッタリング、ダイレクトメタラリゼーショ
ン、無電解めっきおよび電気めっきから選ばれる少なく
とも一つの手段であることが好ましい。

【００１５】また、前記第２イミド転化を、円筒状内金
型と円筒状外金型との間に狭接し、圧縮成形して行うこ
とが好ましい。

【００１６】また、予備乾燥または第１イミド転化が、
厚み収縮率６５％以上９０％以下の範囲であることが好
ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。

【００１８】図１は本発明の一実施の形態の複合管状物
１０の断面図である。同図において、基材であるポリイ
ミド管状物１の外層に金属薄膜層３が一体成形されてい
る。一体成形は、半硬化ポリイミド前駆体成形外面に金
属薄膜層を形成し、しかる後にイミド転化を進行させる
ことにより実現できる。

【００１９】発熱用金属薄膜層２の形成方法は、電気め
っき、イオンスパッタリング、蒸着、無電解めっき、ダ
イレクトメタラリゼーション、低温溶融金属槽への浸漬
など種々の方法が利用できる。２〜１０μｍの厚さの金
属薄膜を得るためには、電気めっき方法は安価で簡単な
方法で好ましい。

【００２０】またポリイミド系管状物の発熱用金属薄膜
層２の外層には、シリコーンゴム層、フッ素ゴムあるい
はフッ素樹脂層のいずれか一つの離型層３が積層されて
いることが好ましい。離型層３として、シリコーンゴ
ム、フッ素ゴムあるいはフッ素樹脂などを使用すること
ができる。これらの材料のいずれか一つの材料が積層さ
れていると、トナー定着時に溶融したトナーがポリイミ
ド管状物の最外表面に付着し複写紙に再転写（オフセッ
ト現象）することを防止できるので好ましい。またシリ
コーンゴム層はカラートナーの定着において基本色の溶
融したトナー像を混色させるために、シリコーンゴムの
弾力性が有用であり、好ましい材料である。シリコーン
ゴム層の厚みは５０〜５００μの厚さが好ましい。シリ
コーンゴムと同様にフッ素ゴムも使用できる。またフッ
素樹脂材料の種類は特に限定するものではなくポリテト
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）が単体でまた混合体で使
用することができる。ＰＦＡは耐熱性、及び耐久性の面
から好ましい材料である。フッ素樹脂層の平均厚みも１
０〜３０μｍの範囲が好ましい。また、これらの材料の
チューブを被覆することもできる。

【００２１】本発明の複合管状物は、電磁誘導作用によ
って前記金属薄膜層２が発熱する方式の定着装置に有用
である。この原理の一例を図２を用いて説明する。電磁
誘導発熱装置２０は、鉄心（磁心）２１の突起部に電源
に接続する励磁回路２２からワークコイル（巻線）２３
に高周波電力を流すようになっている。これにより、金
属薄膜層２にジュール熱が発生する。すなわち、電磁誘
導作用は前記複合管状物に隣接した高周波電源により交
番磁束を発生させ、管状物表面の金属薄膜部分のみを発
熱させるものであり、前記金属薄膜の材料が非磁性体で
あれば金属薄膜の厚みが２〜１０μｍの範囲が好まし
く、また磁性体材料であると２〜１００μｍの厚い方が
好ましい。高周波電磁誘導発熱を利用する場合は、発生
周波数は１〜１００ｋＨｚの範囲を用いることができ、
２０〜４０ｋＨｚの範囲が実用的である。本発明は高周
波誘導発熱に限定されるものではなく、商用波数の５０
Ｈｚまたは６０Ｈｚ以上前記高周波の領域までの範囲で
使用できる。

【００２２】以下に本発明の複合管状物及びその製造方
法について代表的な実施の形態に従って説明する。本発
明のポリイミド樹脂製管状物は、芳香族テトラカルボン
酸成分と芳香族ジアミン成分を極性有機溶媒中で、重合
させてなるポリイミド前駆体液を製造した後、このポリ
イミド前駆体液を公知の管状物製造方法に従って、円筒
状金型の外面に塗布し予備乾燥する。次いで、該予備乾
燥物の外表面にダイレクトメタラリゼーション法で金属
薄膜層を形成させ、さらに電気めっきして金属薄膜を積
層し、その後高温加熱してイミド転化を行う方法により
複合管状物を製造することができる。その後、該複合管
状物に、シリコーンゴム、フッ素ゴムあるいはフッ素樹
脂などの離型層を積層することができる。ここで、ダイ
レクトメタラリゼーション法について説明する。非導電
体表面にめっきを施す場合は、通常、無電解めっきが行
われるが、ダイレクトメタラリゼーション法は、これに
代わる方法であり、非導電体の表面改質技術を利用して
樹脂表面を金属化する方法である。例えば、ポリイミド
樹脂の表面をＫＯＨ水溶液で処理して、樹脂表面にカチ
オン交換基であるカルボキシル基を形成させ、次いでイ
オン交換反応により金属イオンを吸着させた後、前記金
属イオンを還元して樹脂表面を金属化することができ
る。

【００２３】前記芳香族テトラカルボン酸成分の代表例
としては次のようなものが上げられる。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、あるいはこれらテトラカルボン酸エステル、上記
各テトラカルボン酸類の混合物でも良い。

【００２４】一方、芳香族ジアミン成分としては特に制
限はなく、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'−ジアミノジ
フェニルメタン、3,3'−ジメトキシベンチジン、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〕プロパンなどが挙げられる。

【００２５】本発明で使用されるガラス転移温度が２５
０℃以上３００℃未満のポリイミド樹脂は、上記した芳
香族カルボン酸成分あるいはその混合物と芳香族ジアミ
ン成分あるいはその混合物を組み合わせることにより製
造することができる。

【００２６】本発明の方法においてはポリイミド前駆体
が有機極性溶媒に溶解している組成物（原料）を用いて
管状物を製作する。有機極性溶媒としては、ジメチルア
セトアミド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチル−２−
ピロリドン、フェノール類などが挙げられる。これらの
有機極性溶媒にはキシレン、ヘキサン、トルエンなどの
炭化水素類などを混合することもできる。

【００２７】また、芳香族テトラカルボン酸成分と芳香
族ジアミン成分とを有機極性溶媒中で重合させて得られ
たポリイミド前駆体液の中に必要に応じて窒化ホウ素、
アルミナ、炭化珪素、シリカ、酸化チタン、金属粉末な
どの熱伝導改良剤などを混合しても良い。熱伝導性フィ
ラーの形状は球状、鱗片状、繊維状のいずれも使用でき
るが、管状物表面の平滑性を確保するために球状である
ことが好ましい。さらに好ましくは、平均粒径１〜２０
ミクロンの球状粒子を挙げることができる。

【００２８】前記した本発明のポリイミド複合管状物に
よれば、ポリイミド前駆体液を円筒型芯体の外型表面に
一定の厚みにキャスト成形し、予備乾燥させ、次いでイ
ミド転化させる前に金属薄膜をダイレクトメタラリゼー
ション法等の方法で形成させ、その後イミド転化を行
う。

【００２９】また金属薄膜の厚みが１〜５０μｍの範囲
であると電磁誘導作用により十分な定着温度を確保で
き、電力量の削減、同時に待ち時間ゼロで複写が可能に
なる。またポリイミド系管状物の金属薄膜層の外層に、
シリコーンゴム層、フッ素ゴム層あるいはフッ素樹脂層
のいずれ一つが積層されていると、トナー定着時に溶融
したトナーがポリイミド管状物の表面に付着し複写紙に
再転写（オフセット現象）することを防止できる。また
シリコーンゴム層はカラートナーの定着において基本色
の溶融したトナー像を混色させるためにシリコーンゴム
の弾力性が有用であり好ましい材料である。シリコーン
ゴム層の厚みは５０〜５００μｍの厚さが好ましい。ま
たフッ素樹脂材料の種類は特に限定するものではなくＰ
ＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰが単体でまた混合体で使用する
ことができる。ＰＦＡは耐熱性、及び耐久性の面から好
ましい材料である。フッ素樹脂層の厚みも１０〜３０μ
ｍの厚さが好ましい。またこれらの材料のチューブを被
覆することもできる。

【００３０】本発明の好ましい第１のイミド転化工程の
熱処理条件は、約１２０℃で６０分間、その後２００℃
で２０分間加熱処理することであり、また、厚み収縮率
が６５〜９０％、好ましくは７０〜８５％になるまでイ
ミド転化を進行させることが好ましい。しかしながらポ
リイミド前駆体の種類、溶媒の種類、固形分濃度、ある
いは金型の材質、熱膨張率、２つの金型の組合わせなど
の条件によって温度条件は異なる。前記において厚み収
縮率のほかにポリイミドの半硬化状態を確認する方法と
して、イミド転化率を赤外吸収スペクトル分析（ＩＲ）
によって確認することができる。また簡単な方法ではポ
リイミド半硬化物中の溶媒の残留量の測定などでも確認
できる。

【００３１】図４は、成形用芯体の外周上でポリイミド
前駆体液成形物の第１のイミド転化工程を終了させ、外
層に金属薄膜層を形成して複合管状物中間体３３を形成
した後、前記複合管状物中間体３３を内金型３１の表面
に配置し、外金型３２を挿入していく状態を示した一部
切り欠き斜視図である。矢印３４は外金型３２の挿入方
向である。その後、第２のイミド化工程を進める。３０
は前記第２のイミド化工程に使用する加熱成形（挟接）
装置である。

【００３２】本発明の製造方法で使用する円筒状金型
は、熱膨張率の異なる金型２個（外金型と内金型）を１
組として使用する。第２のイミド化工程では、第１のイ
ミド化工程よりさらに高温で熱処理する。内金型の熱膨
張率が外金型の熱膨張率より大きくなるように両金型材
料を選択することにより、第２のイミド化工程で、外層
に金属薄膜層を形成した半硬化状管状物中間体を２つの
金型間に挟接させながら、すなわち、両金型により前記
中間体に半径方向に適度の圧縮荷重を付与しながらイミ
ド転化反応を完了させることができる。したがって、圧
縮成形を行うことができる。

【００３３】例えば、アルミニウム製内金型（線膨張係
数２３．６×１０−６）と鉄製外金型（線膨張係数１
１．４×１０−６）を使用して本発明を実施することが
できる。内金型の外側に前駆体液を塗布し第１のイミド
転化を行なう場合には、アルミニウム製内金型の外表面
に前駆体液を塗布し、第１のイミド転化の熱処理条件で
所定の半硬化管状物が得られるまでイミド転化を進行さ
せてもよい。その後、表面に金属層を形成して複合管状
物中間体３３を得る。その後、アルミニウム製内金型の
外側に鉄製外金型を挿入し、イミド転化の完結温度まで
加熱して第２のイミド転化を行なう。この場合、アルミ
ニウム製内金型の外径と鉄製外金型の内径を、イミド転
化を完結するための最高温度、それぞれの金型材料の線
膨張係数、さらにポリイミド管状物の厚みなどから算出
した所定のサイズに加工しておく。これにより、イミド
転化の温度を段階的に上げ加熱することによってアルミ
ニウム製内金型と鉄製外金型の間隙はその熱膨張率の差
によって徐々に小さくなって行き、ポリイミド半硬化管
状物は両金型間に挟接されたままイミド転化して行く。
したがって、ポリイミド樹脂層と金属薄膜層との一体化
がより高くなる。

【００３４】半硬化管状物を２つの金型の間隙で挟接さ
せるための、常温時の両金型のサイズは前述のように金
型の材質、金型の組合わせ、イミド転化温度、前駆体の
種類、管状物の厚みなどの要素から算出しあらかじめ設
定することができる。

【００３５】円筒状金型は上記の例に限定されず一般的
な金属材料が用いられる。金型材料としてはアルミニウ
ム、ジュラルミン、鉄、ステンレス、ニッケルなどが有
用でありこれら金属材料の中で熱伝導率の異なる材料を
用いて本発明の金型に使用できる。金型の内面あるいは
外面など、ポリイミド前駆体液あるいはポリイミド管状
物が接する面はメッキ、研磨、ホーニング加工などによ
って平滑に仕上げたものを使用することができる。また
ポリイミド管状物の用途に応じポリイミド前駆体液ある
いはポリイミド管状物が接する金型表面を、あらかじめ
所定の規格に仕上げたものを使用することができる。こ
のとき、ポリイミド管状物の使用目的に応じて、内金型
の外表面と外金型の内表面とをそれぞれ異なる状態に仕
上げておくこともできる。

【００３６】金型表面を所定の粗さにあらかじめ加工し
た金型で成形し、その金型表面の形状を転写させた管状
物は、その管状物を回転駆動する場合のスリップを防止
するなどの効果を発揮させることができる。

【００３７】また、鏡面形状を持つ２つの金型表面で挟
接して得られたポリイミド管状物の表面は、ポリイミド
中に微粒子状フィラーを混合したものであっても、その
表面は極めて平滑で優れた表面粗度を有する。

【００３８】また金型のポリイミド前駆体液が接する部
分は離型性を良くするためにシリコン樹脂、フッ素樹脂
あるいはセラミックなどの離型剤を塗布することもでき
る。

【００３９】

【実施例】以下に実施例を用いて、本発明をさらに具体
的に説明する。

【００４０】（実施例１）外径が３５ｍｍ、長さ５００
ｍｍ、厚み３ｍｍの円筒状アルミニウム製金型を用意し
た。この金型の表面に酸化けい素コーティング剤を塗布
・焼付けして酸化けい素の被膜を形成させた。

【００４１】次に3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカ
ルボン酸二無水物と4,4'−ジアミノフェニルメタンをＮ
−メチル−２−ピロリドン中で重合させた粘度１５００
ポアズのポリイミド前駆体溶液中に、前記金型を４００
ｍｍ部分まで浸漬し、前記溶液を付着させた。これを溶
液中から引き上げ、内径３６．５ｍｍのリング状ダイス
を前記金型の上部から挿入し走行させ、前記金型の表面
に７５０μｍの厚みのポリイミド前駆体液をキャスト成
形した。

【００４２】しかる後、第１のイミド転化工程として、
１２０℃のオーブン中で６０分間乾燥後、２００℃で３
０分間保持し、次いで冷却した後、金型と管状物を分離
して予備乾燥または半硬化状態のポリイミド管状物中間
体を得た。なお、この予備乾燥状態のポリイミド管状物
の端部を切り取り、４００℃で６０分間イミド転化処理
した試料のガラス転移温度は２７５℃であった。また、
予備乾燥または半硬化状態のポリイミド管状物中間体の
厚み縮小率は８１％であった。

【００４３】次に前記ポリイミド管状物を、５０℃で５
モルのＫＯＨ溶液に５分間浸漬後、水洗した。その後、
０．０５モルのＮｉＳＯ₄溶液に１分間浸漬後、水洗お
よび０．０１モルのＮａＢＨ₄溶液に５分間浸漬する工
程を５回繰返し、ポリイミド表面にニッケル層を形成し
た。さらにその後、電気めっきを行なった。電気めっき
液の条件は、次のとおりである。（１）ＣｕＳＯ₄：０．１Ｍ（２）エチレンジアミン：０．３Ｍ（３）（ＮＨ₄）₂ＳＯ₄：１．５Ｍ（４）グリシン：０．３Ｍまた、めっき条件は、次のとおりである。（１）ＰＨ：５（２）めっき液温度：２５℃ （３）電流：３．８Ａ（４）処理時間：３０分次に、電気めっきした管状物をめっき槽から取り出し、
水洗後、前記した円筒状アルミニウム製金型を挿入し、
更にこれを内径３５．１ｍｍ、長さ５００ｍｍ、厚み１
ｍｍのステンレス製パイプに挿入して、管状物が内型と
外型との間で狭接された状態で、第２イミド転化工程と
して、３２０℃で４０分間、４００℃で２０分間加熱し
てポリイミド前駆体液のイミド転化を完了させた。第２
イミド転化工程では、イミド転化反応とともに、圧縮加
熱成形ができた。オーブンから取り出し冷却した後、金
型と管状物を分離し目的とする複合管状物を製作した。
この複合管状物の内径は３５ｍｍ、長さは３５０ｍｍで
あった。また、金属薄膜層を含む複合管状物の総厚みは
８０μｍ、金属銅のめっき厚みは５μｍ、ポリイミド樹
脂層の厚みは７５μｍであった。この複合管状物の表面
粗度はＲｚ０．７μｍであった。

【００４４】この複合管状物を切り開き平面状の電磁誘
導加熱プレートに載せ２０ＫＨｚの周波数で印加したと
ころ、印加電圧に応じて複合管状物の表面温度を任意に
制御することができた。更に、印加電圧を変えて複合管
状物の表面温度を３５０℃まで昇温させ、次いで冷却し
て昇温と冷却のヒートサイクルを繰り返したが金属銅層
とポリイミド樹脂層の剥離はまったく生じなかった。

【００４５】（実施例２）実施例１と同様の方法によ
り、ポリイミド樹脂層の表面に銅めっき処理した複合管
状物を作製した。得られた複合管状物の内径は３５ｍ
ｍ、長さは３５０ｍｍであった。また、金属薄膜層を含
む管状物の総厚みは８０μｍ、金属銅のめっき厚みは５
μｍ、ポリイミド樹脂層の厚みは７５μｍであった。こ
の複合管状物の表面粗度はＲｚ０．７μｍであった。

【００４６】前記複合管状物に外径３５ｍｍのステンレ
スパイプを挿入し、下部をマスキング後、フッ素樹脂プ
ライマー液（デュポン社製：「テフロン（登録商標）」
８５５−００３）に浸漬し、４μｍの厚みにコーティン
グした。その後２００℃の温度で３０分間乾燥し再び常
温まで冷却した。

【００４７】次いでＰＴＦＥディスパーション（デュポ
ン社製８５５−５１０）に浸漬し引き上げ１０μｍの厚
みにコーティングし２００℃で１０分、３２０℃で４０
分、４００℃で２０分間加熱し、前記複合管状物の表面
に焼成されたＰＴＦＥ樹脂がコーティングされた複合管
状物を得た。この複合管状物の内径は３５ｍｍでＰＴＦ
Ｅ樹脂を含む総厚みは９４μｍであり、複合管状物の表
面粗度はＲｚ０．５μｍであった。

【００４８】このポリイミド管状物を図３の電磁誘導発
熱装置を有する定着機に組み込み、毎分１２枚の複写速
度でモノクロ複写の通紙耐久テストを行った結果、２０
万枚の通紙耐久性が得られた。図３において、４１は複
合管状物、４２は電磁誘導発熱装置、４３は加圧ロー
ル、４４は複写紙、４５はトナー像、４６はフッ素樹脂
コーティング層、４８は発熱用金属薄膜層、５０はポリ
イミドベース層、５１はバックアップ支持体、５２は擢
動バックアップパッド、５３は加圧ロール芯金である。

【００４９】（比較例）実施例１と同様に、酸化けい素
膜を被覆した円筒状アルミニウム製金型の外表面に、3,
3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とパラ
フェニレンジアミンをＮ−メチル−２−ピロリドン中で
重合させた粘度１５００ポイズのポリイミド前駆体溶液
を、実施例１と同様にして７５０μｍの厚みでキャスト
成形した。次いで、実施例１と同様にして金属薄膜層を
形成させた。この複合管状物を切り開き、平面状の電磁
誘導加熱プレートに載せ２０ＫＨｚの周波数で印加した
ところ、金属薄膜とポリイミド樹脂層の剥離が生じた。

【００５０】なお、このポリイミド樹脂のガラス転移温
度は３３５℃であった。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したとおり本発明は、ポリイミ
ド層と金属層が高温定着時にも高い密着強度を持ち、な
おかつ高速回転においても高耐久性を持ち、電磁誘導発
熱方式で十分な定着温度が得られるポリイミド樹脂複合
管状物とそれを安定的かつ容易に製造する方法を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電磁誘導加熱用複合管状物
の断面図。

【図２】本発明の一実施例の電磁誘導加熱用複合管状物
を発熱させる装置の断面図。

【図３】本発明の一実施例の電磁誘導発熱装置を有する
定着機の断面図。

【図４】本発明の一実施例の第２イミド転化工程で用い
る加熱成形装置の部分切り欠き斜視図。

【図５】従来例の電磁誘導発熱装置を有する定着機の断
面図。

【符号の説明】

１基材のポリイミド樹脂層２電磁誘導発熱用金属薄膜層３離型層１０複合管状物２０電磁誘導発熱装置２１鉄心（磁心）２２励磁回路２３ワークコイル（巻線）３０第２のイミド化工程に使用する加熱成形装置３１内金型３２外金型３３複合管状物中間体３４外金型の挿入方向４１複合管状物４２電磁誘導発熱装置４３加圧ロール４４複写紙４５トナー像４６フッ素樹脂コーティング層４８発熱用金属薄膜層５０ポリイミドベース層５１バックアップ支持体５２擢動バックアップパッド５３加圧ロール芯金６１ポリイミド樹脂管状物６２フイルムガイド６３セラミックスヒーター６４加圧ロール６５サーミスタ６６複写紙６７トナー像６８定着物６９加圧ロールの芯金Ｎニップ点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ３２Ｂ 25/20 Ｂ３２Ｂ 25/20 27/30 27/30 Ｄ 27/34 27/34 Ｇ０３Ｇ 15/16 Ｇ０３Ｇ 15/16 15/20 １０１ 15/20 １０１ // Ｂ２９Ｋ 79:00 Ｂ２９Ｋ 79:00 Ｂ２９Ｌ 23:00 Ｂ２９Ｌ 23:00 Ｆターム(参考） 2H033 AA23 AA31 BA11 BA12 BA25 BE06 2H200 FA13 GB22 JC03 JC13 JC15 JC17 LC03 LC04 LC09 MA04 MA20 MC18 4F100 AB01B AB10 AK17C AK49A AK52C BA03 BA07 BA10A BA10C DD31 EH46 EH66B EH71B GB41 JA05A JL00 JL11 JM02B YY00A YY00B 4F204 AA16 AA40 AA45 AG03 AG08 FA01 FB01 FG02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス転移温度が２５０℃以上３００℃
未満のポリイミド樹脂製管状物の外層に金属薄膜層が一
体成形されていることを特徴とするポリイミド複合管状
物。
【請求項２】前記金属薄膜層の厚みが１〜５０μmの
範囲である請求項１に記載のポリイミド複合管状物。
【請求項３】前記金属薄膜層の外層に、さらにシリコ
ーンゴム層、フッ素ゴム層及びフッ素樹脂層から選ばれ
る少なくとも一つの層が積層されている請求項１または
２に記載のポリイミド複合管状物。
【請求項４】成形用芯体の外面に、ガラス転移温度が
２５０℃以上３００℃未満のポリイミド樹脂の前駆体液
を成形し、予備乾燥または第１イミド転化させ、前記予
備乾燥または半硬化ポリイミド前駆体成形外面に金属薄
膜層を形成し、しかる後に第２イミド転化を進行させ
て、ポリイミド樹脂製管状物の外層に金属薄膜層を一体
成形することを特徴とするポリイミド複合管状物の製造
方法。
【請求項５】半硬化ポリイミド前駆体成形体外面に金
属薄膜層を形成させる手段が、金属蒸着、スパッタリン
グ、ダイレクトメタラリゼーション、無電解めっきおよ
び電気めっきから選ばれる少なくとも一つの手段である
請求項４に記載のポリイミド複合管状物の製造方法。
【請求項６】第２イミド転化を、円筒状内金型と円筒
状外金型との間に狭接し圧縮成形して行う請求項４また
は５に記載のポリイミド複合管状物の製造方法。
【請求項７】予備乾燥または第１イミド転化が、厚み
収縮率６５％以上９０％以下の範囲である請求項４〜６
のいずれかに記載のポリイミド複合管状物の製造方法。