JP2006167516A - ポリイミド樹脂前駆体溶液の塗布方法、ポリイミド樹脂無端ベルトの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】そこで、本発明は、ＰＩ樹脂前駆体溶液の劣化を防止しつつ塗布可能なＰＩ樹脂前駆体溶液の塗布方法、及びこれを利用したＰＩ樹脂無端ベルトの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 容器１８内に不活性ガスと共に充填されたポリイミド樹脂前駆体溶液１４を容器１８内から吐出して、被塗布物（芯体１０）表面に塗布するポリイミド樹脂前駆体溶液の塗布方法。そして、これを利用してＰＩ樹脂無端ベルトの製造する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ポリイミド樹脂前駆体溶液を塗布する方法、これを利用して、円筒状芯体表面にポリイミド樹脂前駆体の溶液を塗布し、ポリイミド樹脂無端ベルトを製造する方法に関する。該ポリイミド樹脂無端ベルトは、複写機やレーザープリンタ等の電子写真装置に好ましく使用される。

電子写真装置においては、感光体上のトナー像を記録紙に転写するための転写体や、トナー像を記録紙上で加熱定着するための定着体として、金属やプラスチック、又はゴム製の回転体が使用されるが、装置の小型化や省電力化のために、特許文献１や特許文献２に記載のように、回転体には、変形が可能な、肉厚が薄い樹脂ベルトが用いられることがある。この場合、ベルトに継ぎ目（シーム）があると、出力画像に継ぎ目に起因する欠陥が生じるので、継ぎ目がない無端ベルトが好ましい。その材料としては、強度や寸法安定性、耐熱性等の面でポリイミド樹脂が好ましい（以後、ポリイミドはＰＩと略す）。

ＰＩ樹脂は、その前駆体を芯体に塗布し、乾燥し、加熱焼成して作製される。該前駆体は、非プロトン系極性溶剤に酸無水物とジアミンを溶解して合成されたものである。

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樹脂前駆体溶液を塗布して乾燥し、加熱することにより、芯体外面上にＰＩ樹脂皮膜を形成する方法がある。ＰＩ樹脂前駆体溶液が高粘度のために、膜厚が厚くなりすぎる場合には、特許文献３開示の如く、芯体の外径よりも大きな孔を設けた環状体をＰＩ樹脂前駆体溶液に浮かべて、ＰＩ樹脂前駆体溶液の膜厚を制御する方法がある。

また、芯体の表面にＰＩ樹脂前駆体溶液を塗布する他の方法として、特許文献４に記載のように、回転させた芯体に塗布溶液を流下させつつ、へらで塗布溶液を平坦化し、塗布溶液の流下点とへらを円筒状芯体の一端から他の一端へ水平方向に移動させることにより、ＰＩ樹脂前駆体溶液をらせん状に塗布する方法（以下「らせん塗布法」と言う場合もある）もある。
特開平８−２６２９０３号 特開平１１−１３３７７６号 特開２００２−９１０２７号 特開平１０−６９１８３号

これらの塗布方法において、ＰＩ樹脂前駆体溶液は空気に触れると、酸素や水分の影響により、加水分解して縮合反応が起きにくくなったり、皮膜強度が低下したり、又は溶液がゲル化物を生じて塗布しにくくなる等の劣化をきたすことがあった。この劣化は、溶液を１０日程度以上、空気に触れさせると生じやすい。また、芯体外面上にＰＩ樹脂前駆体溶液を塗布する方法においては、広い面積で空気に触れるので劣化の影響を受けやすく、塗布前の溶液は極力、空気に触れさせない方が良い。

そこで、本発明は、ＰＩ樹脂前駆体溶液の劣化を防止しつつ塗布可能なＰＩ樹脂前駆体溶液の塗布方法、及びこれを利用したＰＩ樹脂無端ベルトの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
本発明のＰＩ樹脂前駆体溶液の塗布方法は、容器内に不活性ガスと共に充填されたＰＩ樹脂前駆体溶液を前記容器内から吐出して、被塗布物表面に塗布することを特徴としている。

本発明のＰＩ樹脂前駆体溶液の塗布方法においては、前記容器内に前記不活性ガスを加圧しつつ充填することで、前記ＰＩ樹脂前駆体溶液を押出して吐出すことが好適である。

本発明のＰＩ樹脂前駆体溶液の塗布方法においては、前記ＰＩ樹脂前駆体溶液を前記容器内から吐出して被塗布物表面に塗布した後、塗膜面を平滑化することが好適である。このとき、前記塗膜面を平滑化する平滑化手段を、平滑化前又は後に洗浄することも好適である。

そして、前記平滑化手段の洗浄は、前記平滑化手段とスポンジとを当接して行うことが好適である。また、前記スポンジは、溶剤が含浸していることが好適である。

一方、本発明のＰＩ樹脂無端ベルトの製造方法は、上記本発明のＰＩ樹脂前駆体溶液の塗布方法により、前記ＰＩ樹脂前駆体溶液を円筒状芯体表面に塗布し、加熱して乾燥と反応を行ってＰＩ樹脂皮膜を形成し、これを円筒状芯体から抜き取って得ることを特徴としている。

本発明によれば、ＰＩ樹脂前駆体溶液の劣化を防止しつつ塗布可能なＰＩ樹脂前駆体溶液の塗布方法、及びこれを利用したＰＩ樹脂無端ベルトの製造方法を提供することができる。

以下、本発明について図面を参照しつつ説明する。なお、実質的に同一の機能を有する部材には、全図面通して同じ符合を付与し、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る塗布装置の主要部分を示す概略構成図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る塗布装置の主要部分の芯体軸方向から見た側面図である。

本実施形態の塗布装置は、らせん塗布法に適用される装置であり、被塗布物である円筒状芯体１０が図示しない保持部材により両端が保持され、保持部材を介して回転駆動される構成としている。

また、芯体１０の周辺には、ＰＩ樹脂前駆体溶液１２を流下して芯体１０表面にＰＩ樹脂前駆体溶液１２を付着させ流下装置１４（流下手段）が配置されている。

流下装置１４は、例えば、ＰＩ樹脂前駆体溶液１２を流下させるノズル１６と、図示しないノズル１６へＰＩ樹脂前駆体溶液１２を供給する容器１８とから構成されている。容器１８としては、例えば、メニカスシリンダー、スクリューなどを利用した装置が適用される。流下装置１４は、ノズル１６と容器１８とが連結管により連結してノズル１６と容器１８とが分離して別置している形態でもよいし、ノズル１６と容器１８とが一体的に構成された形態でもよい。本実施形態では、容器１８とノズル１６とが別体で、ポンプ２０を介して連結した形態を説明する。また、ノズル１６と容器１８との間には例えば電磁弁を介在させて流下量を制御してもよい。

そして、容器１８内にはＰＩ樹脂前駆体溶液１２と共に不活性ガスが満たされており、容器内のＰＩ樹脂前駆体溶液１２が空気に触れ難くしていいる。ここで、不活性ガスとは、ＰＩ樹脂前駆体溶液に対して不活性であるものを示し、具体的には、例えば窒素、アルゴン、二酸化炭素等が挙げられる。

通常、ＰＩ樹脂前駆体溶液は粘度が高いので自然には流下しないので、ポンプ２０を用いるて流下させる。塗膜の膜厚は溶液の吐出量によって定まるのため、塗布中は吐出量を一定にしなくてはならない。溶液の吐出は、加圧エアで容器から押し出す方法でもよいが、定量化を確実にするには、ポンプ２０で供給するのがよい。そのポンプ２０として、途切れなく一定量を吐出することが可能であるモーノポンプが好ましい。

さらに、容器１８からディスペンス用モーノポンプまで溶液を供給するために、別のモーノポンプを設置するのもよい。そのポンプはディスペンス用モーノポンプより供給能力の高いポンプを採用し、ディスペンス用モーノポンプでの吐出量より多めに供給する。

また、本実施形態はポンプによりＰＩ樹脂前駆体溶液を流下させる形態を説明しているが、容器１８内に不活性ガスを加圧して充填しつつ、容器１８からノズル１６を通じてＰＩ樹脂前駆体溶液１２を押出して吐出させることもできる。但し、流量が変化する場合があるので、流量を安定化するためには、やはりポンプを用いるのがよい。

ノズル１６と芯体１０の距離は任意でよいが、流下液が途切れることがないよう、１０〜１００ｍｍ程度が好ましい。液の途切れが生じると、泡を巻き込むことがある。

一方、芯体１０の周辺には、芯体１０へ付着したＰＩ樹脂前駆体溶液１２を平滑化するへら２２が配置されている。へら２２は、ＰＩ樹脂前駆体溶液に侵されない材料、例えば、ポリエチレンやフッソ樹脂等のプラスチック、又は、真鍮やステンレス等の金属の薄い板から成り、弾力性を有するもので形成される。これら材料を幅１０〜５０ｍｍに成形したへら２２は、軽く芯体１０に押し当てられる。塗布されたＰＩ樹脂前駆体溶液１２が通過すれば、へら２２は芯体１０からある隙間をもって離れ、その際にＰＩ樹脂前駆体溶液１２を押し広げるのである。

流下装置１４（ノズル１６）及びへら２２は、ＰＩ樹脂前駆体溶液１２の芯体１０への付着及び平滑化に伴い、芯体の回転毎に付着部及び平滑化部が相対的に芯体１０の一端から他の一端へ水平方向（矢印Ｂ）に移動させる。この構成は、図示しないが、流下装置１４（ノズル１６）及びへら２２を移動させる構成としてもよいし、芯体１０が移動する構成としてもよく、周知の技術により構成することができる。

流下装置１４（ノズル１６）及びへら２２とを連動させ、芯体１０の一端から他の一端へ水平方向に移動させることにより、芯体１０の表面に塗布することができる。その移動速度が塗布速度と言える。

塗布時の条件は、芯体１０の回転速度が２０〜２００ｒｐｍであり、塗布速度Ｖは、芯体の外径ｋ、ＰＩ樹脂前駆体溶液の流下量ｆ、所望の濡れ膜厚ｔと関係があり、Ｖ＝ｆ／（ｔ・ｋ・π）の式で表わされる。πは円周率を示す。

本実施形態に係る塗布装置では、まず、芯体１０を矢印Ａ方向に回転させながら、流下装置１４のノズル１６から、ＰＩ樹脂前駆体溶液１２を流下させて芯体１０にＰＩ樹脂前駆体溶液１２を付着する。これと共に、へら２２により芯体１０に付着したＰＩ樹脂前駆体溶液１２を平滑化する。そして、芯体１０の回転毎に付着点及び平滑化点を、芯体１０の一端から他の一端へ水平方向（矢印Ｂ）に移動させる。このようにして、ＰＩ樹脂前駆体溶液１２が芯体１０外周面に塗布され、塗膜が形成される。

以上、説明したように本実施形態では、流下装置１４における容器１８に、ＰＩ樹脂前駆体溶液１２と共に不活性ガスを充填しているため、容器１８内でＰＩ樹脂前駆体溶液１２が消費されても空気と触れ難くなり、効果的に当該溶液の劣化を防止することができる。

通常、ＰＩ樹脂前駆体溶液１２は、酸素や水分による劣化を防止するために空気に触れさせないのがよいが、かといって、ＰＩ樹脂前駆体溶液を密閉した状態や、真空状態で保管するのは、使用可能状態に戻すための手間が多くかかるので、好ましくない。このため、上記構成とすることで、酸素や水分を含んだ空気との接触を防止することで、効果的に劣化が防止される。

（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係る塗布装置における流下装置の容器内を示す部分構成図である。

本実施形態に係る塗布装置は、図３に示すように、流下装置１４の容器１８内に満たされたＰＩ樹脂前駆体溶液１２の液面に、落し蓋２３（浮かし蓋）を配置する形態である。

落し蓋２３は、その外寸を容器の内寸とほぼ合致するような形状であり、且つ溶液上に浮く構成であれば特に制限はなく、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどから構成される板状体を利用することができる。

これ以外の構成は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

以上、説明した本実施形態では、第１実施形態と同様に、落し蓋２３を溶液液面に配置することで、容器１８内でＰＩ樹脂前駆体溶液１２が消費されても空気と触れ難くなり、効果的に当該溶液の劣化を防止することができる。

（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態に係る塗布装置の主要部分を示す概略構成図である。

本実施形態に係る塗布装置は、芯体１０の一方の端部付近に、へら２２を洗浄するための洗浄部材２４が設けられた形態である。

塗布の際、へら２２にはＰＩ樹脂前駆体溶液１２が付着することになるが、程度が少ないうちは問題がないものの、量が多くなって、へら２２の周囲や裏面にも回り込んだりすると、過剰の液が塗膜に再付着して、塗膜に筋が形成される。そこで、塗布の前後に、へら２２を洗浄部材２４により洗浄する。

洗浄部材２４には、へら２２表面に溶剤を滴下する形態、へら２２表面を拭き取る形態等があるが、本実施形態ではへら２２表面を拭き取る形態を適用した場合を説明する。

洗浄部材２４の構成材料には、例えば、スポンジ、織物、紙などに代表される吸水性の部材が好適に適用できる。これらの中でも、スポンジが特に好適である。また、洗浄部材２４には、へらの洗浄を効果的に行うために、塗布液と同じ溶剤を染み込ませておくことがよい。

また、洗浄部材２４の形状は、例えば、ロール状、円盤状、などの形態を適用することができる。

洗浄部材２４によるへら２２の洗浄形態としては、例えば、図５に示すように一つのロール状の洗浄部材２４にへら２２を押し当てて洗浄する形態、図６に示すように一対のロール状の洗浄部材２４にへら２２を挟持して洗浄する形態、図７に示すように一対の円盤状の洗浄部材２４にへら２２を挟持して洗浄する形態が挙げられる。

いずれの洗浄形態でも、洗浄中に洗浄部材２４を回転させたり、例えば１０〜３０ｍｍの範囲で振動させたりすることで、効果的に洗浄を行うことができる。

また、図５及び図６に示す洗浄部材２４の幅（ロール軸方向の幅）をへら２２幅よりも大きくすることで、常にきれいな拭き取り位置を確保することができる（例えば、へら２２幅と同じ場合に比べ、２〜５倍の拭き取り位置を確保することができる）。一方、図７に示す形態の場合、洗浄毎に洗浄部材２４を所定範囲回転させることで、常にきれいな拭き取り位置を確保することができる（例えば、回転させない形態に比べ、へら２２幅に応じて３〜３０倍の拭き取り位置を確保できる）。

なお、図６及び図７の形態の場合、一対の洗浄部材２４間は、へら２２が洗浄部材に当たりながら前進するのを防ぐためにも３〜８ｍｍ程度開けることが望ましい。

洗浄部材２４による洗浄は、塗布の前に行ってもよいが、塗布後にしておくのが確実である。それには、へら２２が芯体１０の端部に到達して塗布が終了した時に、さらにへら２２を洗浄部材２４が設置されている位置に移動させればよい。洗浄後、へら２２は塗布の開始位置に戻される。

これ以外の構成は第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

以上、説明した本実施形態では、洗浄部材２４により、へら２２平滑化前又は後に洗浄することことで、へら２２による塗膜の平滑化を確実に実施することができる。

（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態に係る塗布装置の円筒状芯体の一例を示す斜視図である。図９は、本発明の第４実施形態に係る塗布装置の円筒状芯体の他の一例を示す斜視図である。図１０は、本発明の第４実施形態に係る塗布装置の円筒状芯体の他の一例を示す斜視図である。

らせん塗布方法を適用してのベルト作製においては、円筒状芯体１０の表面にＰＩ樹脂前駆体溶液１２を塗布し、円筒状芯体１０をその中心軸を水平にして回転させながらＰＩ樹脂前駆体溶液１２を加熱乾燥した後、必要に応じて、ＰＩ前駆体皮膜の表面にフッ素樹脂をコーティングし、加熱してベルト体とした後、円筒状芯体からベルトを抜き取って外すことにより、ベルトを作製する。

その際、円筒状芯体１０の両端部は、回転させるために駆動力を伝えたりする時に回転ローラーとの接触によって傷が発生したり、アルミ等の変形しやすい円筒状芯体１０を専用冶具に縦に置いた際に変形して膨らみ（凸部）が発生してしまう。このような傷や膨らみ（凸部）が生じると、芯体１０からベルトを抜き取る差、その部位に引っかかり、ベルトが円筒状芯体１０から取り外せなくなってしまう。

そこで、本実施形態では、図８、図９及び図１０に示すように、両端部の外径が中央部の外径よりも小さい円筒状芯体１０を用いて、両端部に上記傷や膨らみ（凸部）が生じても、ベルトが円筒状芯体から取り外せるようにする。

芯体１０は、図８に示すように、両端部を切削することで全体の内径を変化させずに、中央円筒部分１０Ａと、中央円筒部分１０Ａよりも外径の直径が小さくなっている両端円筒部分１０Ｂとで構成した形態が挙げられる。また、図９に示すように、絞り加工等で両端部の内径を小さくして、中央円筒部分１０Ａと、中央円筒部分１０Ａよりも外径の直径が小さくなっている両端円筒部分１０Ｂとで構成した形態が挙げられる。このように、これらの形態は中央円筒部分１０Ａと両端円筒部分１０Ｂが一体成形されている。

また、芯体１０は、図１０に示すように、両端円筒部分１０Ｂに乾燥時のための回転用の溝１０Ｃを切ったり（絞り加工や切削加工等）することもできる。また、両端円筒部分１０Ｂには、滑り止め加工（ブラスト加工等）を施す事も可能である。

以上、説明した本実施形態では、両端部の外径が中央部の外径よりも小さい円筒状芯体１０を用いることで、例えば、駆動用の回転ローラによって両端部に傷が付いたり、専用冶具に置く際に両端部が変形して膨らみ（凸部）が生じても、容易に、ベルトが円筒状芯体１０から取り外せることが可能となる。

（第５実施形態）
本実施形態では、上記第１〜４実施形態に係る塗布装置を適用して、ＰＩ樹脂無端ベルトを製造する方法について説明する。

本実施形態は、ＰＩ樹脂前駆体溶液１２を円筒状芯体１０表面に塗布し、加熱して乾燥と反応を行ってＰＩ樹脂皮膜を形成し、これを円筒状芯体から抜き取って得る方法である。この際、ＰＩ樹脂前駆体溶液１２の固形分比率を１０〜４０％（重量％、以下同じ）とし、塗膜形成後、芯体１０を１〜６０分間回転させ続け、次いで乾燥皮膜中の固形分比率が５０％以上になるまで回転させながら乾燥することが好適である。以下、本実施形態について詳細に説明する。

まず、上記実施形態に従って、芯体１０の表面にＰＩ樹脂前駆体溶液の塗膜を形成する。

塗布条件として、芯体回転速度は２０〜２５０ｒｐｍ程度（好ましくは２０〜２００ｒｐｍ）、吐出口とへらの水平移動速度は０．１〜１ｍ／分程度が好ましい。ＰＩ樹脂の場合は、その前駆体溶液を塗布する。らせん塗布法に好適なＰＩ樹脂前駆体溶液の粘度は１〜１５０Ｐａ・ｓ、固形分比率は１０〜４０％が好ましく、１０％未満では回転させても塗膜の垂れを防止するのが困難であり、４０％を越えると、塗膜にらせん状の筋が残りやすい。

また、塗布後、塗膜が下方に垂れないよう、芯体を水平に回転させたまま、１〜６０分間保持させる。この時間が短いと、塗膜に筋が残ることがある。逆に長すぎるのは工程上の無駄であるばかりか、その間に塗膜に異物が付着して欠陥を発生する虞がある。

ここで、ＰＩ樹脂前駆体としては、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミノ化合物とから得られるポリアミック酸が好ましい。ＰＩ前駆体を溶解する溶剤としては、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挙げられる。

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（ＰＭＤＡ）、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、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、芳香族ジアミン成分としては、パラフェニレンジアミン（ＰＤＡ）、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）、メタフェニレンジアミン、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］プロパン等が挙げられる。

なお、ＰＩ樹脂無端ベルトを転写体として使用するには、ＰＩを半導電性にする必要があるが、それにはカーボンブラックや導電性金属酸化物等の導電性材料をＰＩ樹脂前駆体溶液に分散する。

また、芯体１０の材質は、アルミニウムや、ニッケル、ステンレス鋼等の金属が好ましいが、熱膨張率が大きいという観点から、アルミニウムが特に好ましい。芯体１０表面は、クロムやニッケルでメッキしたり、フッ素樹脂やシリコーン樹脂で被覆してもよい。芯体１０表面には、ＰＩ樹脂皮膜が接着しないよう、離型剤を塗布することが好ましい。

後述する乾燥時に、残留している溶剤、あるいは加熱反応時に樹脂から発生する水が除去しきれない場合、ＰＩ樹脂皮膜に膨れが生じることが避けられないことがあり、これは特にＰＩ樹脂皮膜の膜厚が５０μｍを越えるような厚い場合に顕著であるが、その場合、芯体１０表面の粗面化が有効である。すなわち、ＰＩ樹脂皮膜から生じる残留溶剤又は水の蒸気は、芯体とＰＩ樹脂皮膜の間にできるわずかな隙間を通って外部に出ることができ、膨れが生じなくなる。粗面化の粗さは、Ｒａで０．２〜２μｍ程度が好ましい。

芯体１０表面の粗面化の方法には、ブラスト、切削、サンドペーパーがけ等の方法がある。特に、ＰＩ樹脂ベルト内面を球状凸形状にするために、芯体１０の表面は、球状の粒子を用いてブラスト処理を施すのがよい。ブラスト処理とは、直径０．１〜１ｍｍ程度のガラス、アルミナ、ジルコニア等からなる粒子を、圧縮空気によって芯体に吹き付けて圧痕を形成させる方法である。ブラスト粒子として、不定形のアルミナ粒子（例えば一般的な研磨粒子）を用いた場合には、芯体１０表面の粗面形状も不定形となり、特に鋭角の突起や窪みが形成されやすく、作製されるＰＩ樹脂ベルトの内面にも鋭角の突起や窪みが形成されて好ましくない。

次いで、芯体１０を回転させながら乾燥装置に移動させて加熱乾燥を行う。乾燥装置中の回転速度は５〜６０ｒｐｍ程度、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、段階的又は一定速度で上昇させてもよい。

芯体１０上の塗膜は乾燥の進行に伴って、固形分比率が上昇していくが、固形分比率が５０％以上になると、塗膜の垂れはほぼなくなってくる。

一般に、加熱装置に芯体を回転させるための装置を設けると、設備が複雑になり、費用が増加するので、回転しながらの加熱乾燥時間はなるべく短くして、いったん芯体を取り出して、回転装置のない別の加熱装置で加熱を継続するのがよい。そこで、本実施形態では、固形分比率が５０％以上になるまでは芯体を回転させたまま加熱乾燥し、それ以後は、回転させることは不要とするものである。それ以後の加熱は、芯体１０は水平のままでもよいし、垂直に立ててもよい。垂直に立てる方が複数の芯体を高密度に加熱装置に入れることができて好都合である。

なお、ＰＩ樹脂前駆体溶液は、塗膜から溶剤を除去しすぎると、皮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、固形分比率は高くしすぎず、具体的には８５％以下であることが好ましい（５０〜８０％が好適である）。但し、芯体１０を、回転装置が付いた加熱装置から、回転装置のない別の加熱装置に移動させるまでの時間が短く、芯体の温度が冷えない場合は、皮膜に割れを生じにくいので、乾燥後の固形分比率は８５％以上であっても良い。

その後、芯体を回転装置のない別の加熱装置に移し、２５０〜４５０℃、好ましくは３００〜４００℃前後で、２０〜６０分間、皮膜を加熱して残りの溶剤を全て乾燥させ、縮合反応させることで、樹脂皮膜が形成される。加熱温度は、段階的に上昇させてもよい。

冷却後、形成された皮膜を芯体から剥離して無端ベルトが得られる。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。

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、ＰＩ樹脂前駆体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。

無端ベルトを定着ベルトとするには、ＰＩ樹脂の表面に、トナーに対して非粘着性のフッ素樹脂層を形成する。その材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等のフッ素系樹脂が好ましい。また、非粘着性の樹脂皮膜には、耐久性や静電オフセットの向上のためにカーボン粉末が分散されていてもよい。定着ベルトにおいて、ＰＩ樹脂層の厚さは２５〜１００μｍ、フッ素樹脂層の厚さは１０〜５０μｍの範囲が好ましい。

フッ素系樹脂皮膜を形成するには、その水分散液をＰＩ樹脂の表面に塗布して焼き付け処理する方法が好ましい。また、フッ素系樹脂皮膜の密着性が不足する場合には、必要に応じて、ＰＩ樹脂表面にプライマー層をあらかじめ塗布形成する方法がある。

ＰＩ樹脂表面にフッ素系樹脂皮膜を形成するには、加熱されたＰＩ樹脂皮膜を芯体の表面に形成してから、これらを塗布してもよいが、ＰＩ樹脂前駆体溶液を塗布して加熱乾燥させ、常温にしてからフッ素系樹脂分散液を塗布し、その後に加熱してイミド化反応とフッ素系樹脂皮膜の焼成処理を同時に行ってもよい。この場合、プライマー層がなくてもフッ素系樹脂皮膜の密着性が強固になる。この方法では、乾燥後の固形分比率は５０〜８５％であるＰＩ樹脂前駆体皮膜にフッ素系樹脂分散液を塗布するのがよい。５０％未満では皮膜に垂れが生じるし、８５％を越えると皮膜が割れやすくなるためである。

フッ素樹脂分散液を塗布するには、浸漬塗布法が好ましい。その場合、まず、乾燥皮膜又はＰＩ前駆体皮膜の端部、及び芯体１０表面の金属露出部に被覆処理を施す。必要に応じて、芯体１０の下端側となる部分に蓋を嵌める。被覆処理には、蓋も合わせて、皮膜の端部と芯体表面露出部とを覆うように粘着テープを貼り付ける方法がある。

次いで、図１１に示すように、芯体１０を保持部材３０に取り付け、塗布槽３２内のフッ素樹脂分散液３４に浸漬し、引き上げることにより、フッ素樹脂分散液の被膜３４Ａが形成される。フッ素樹脂分散液３４は、塗布槽３２に溜め置きしてもよいが、図に示すように、塗布槽３２の外側に、芯体１０の体積以上の容量を有する外部槽３６を設け、ポンプ２０により、塗布槽３２の下部から供給し、上部から溢流させて、循環させるのがよい。

このようにして循環をさせると、フッ素樹脂分散液３４の沈降や凝集を防止でき、液の表面を常に新鮮な状態に確保することができる。外部槽３６との間で循環させることは、外部に別の塗料タンクを設けて循環するよりも、高価なフッ素樹脂分散液の総量を少なくできるほか、塗布槽３２上部から溢流するフッ素樹脂分散液が、外部塗料タンクに落流することによる泡立ちが起きにくい利点もある。循環経路にはポンプ３８、フィルター４０を付加している。また、循環経路には粘度計、希釈液追加装置等も付加してもよい。また、また、フッ素樹脂分散液３４の塗膜に気流を当てて、乾燥を促進させるために環状の送風装置４２を設けている。

フッ素樹脂分散液には、粒径が０．１〜２０μｍのフッ素樹脂粉体が分散されている。複数の粒径の粉体を混合しても良い。溶媒は、水のほか、エタノールやブタノール等のアルコールや、エチレングリコール等のグリコール、またそのエステル類を併用してもよい。また、界面活性剤や粘度調整剤等も添加してもよい。カーボン粉体や、酸化チタン、硫酸バリウム等のフッ素樹脂以外の材料を含ませる場合、フッ素樹脂分散液の中にこれらを混ぜて分散すればよい。

フッ素樹脂分散液に界面活性剤を添加しあると、非常に泡立ちやすく、また一旦、泡が形成された場合は、泡が消えにくいので、塗布に先立って、脱泡処理をするのが良い。脱泡の方法には、長期静置のほか、減圧や遠心分離、ろ過、超音波印加、等の方法がある。

フッ素樹脂分散液の固形分比率は、塗布する膜厚にもよるが、１０〜７０％であることが好ましく、粘度は０．１〜１Ｐａ・ｓ程度であることが好ましい。溶媒の蒸発により、フッ素樹脂分散液の濃度が変化した場合には、水やアルコール等を加えて調整すればよい。

フッ素樹脂分散液を塗布する際、芯体の引き上げ速度は、所望の膜厚にもよるが、５０〜５００ｍｍ／分程度である。引き上げの際、フッ素樹脂分散液の塗膜に垂れが生じる場合、送風装置（図１１の環状の送風装置４２）を設けて、塗膜に気流を当て、溶媒の乾燥を促進することが好ましい。塗膜に当てる気流は、周方向で均一になるよう、環状に当てるのがよい。塗膜に気流を当てることにより、溶媒の乾燥が促進されるので、被膜は垂れを生じにくくなる。

ここで、芯体を浸漬し、引き上げて塗布すると、芯体の上部と下部とでは、芯体上の皮膜がフッ素樹脂分散液と接触している時間が相違する。その際、皮膜中に含まれている溶剤量（固形分の逆）によっては、フッ素樹脂分散液の塗膜に、むら等の不均一が生じることがある。これを防止するには、芯体の浸漬時間を長くして、芯体の上部と下部で、フッ素樹脂分散液と接触している時間の差の比率が小さくなるようにすればよいことがわかった。その時間は、およそ２０分間であった。すなわち、芯体をフッ素樹脂分散液に２０分以上浸漬するようにすれば、芯体の上部と下部でのフッ素樹脂分散液塗膜の均一性が向上する。

そして、ＰＩ樹脂前駆体溶液の乾燥皮膜の上にフッ素樹脂分散液の塗膜を形成した後、上記同様の加熱処理を施す。このようにして、ＰＩ樹脂層上にフッ素樹脂層がコーティングされた無端ベルトを得ることができる。

上記何れの実施形態においても、限定的に解釈されるものではなく、本発明の要件を満足する範囲内で実現可能であることは、言うまでもない。

以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。

［実施例１］
（実施例１−１）
ＰＩ樹脂前駆体溶液として、３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、ｐ−フェニレンジアミンが、Ｎ−メチルピロリドン中で合成された、固形分濃度１８％（重量％、以下同じ）、粘度約２０Ｐａ・ｓの溶液を用意した。

外径７０ｍｍ、長さ４００ｍｍの素管を３５０℃で１０分間加熱し、自然冷却させた後、表面を切削して外径を６８ｍｍにしたアルミニウム製円筒を用意した。次いで、球形アルミナ粒子によるブラスト処理により、Ｒａ１．０μｍに粗面化した後、表面にシリコーン系離型剤（商品名：セパコート、信越化学（株）製）を塗布し、芯体とした。

この芯体を回転させながら塗布する方法（らせん塗布法）により、芯体の軸方向を水平にして、１２０ｒｐｍで回転させる。へらは幅２０ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのステンレス板からなり、弾力性を有している。これを芯体に押し付け、ＰＩ樹脂前駆体溶液は、容量壱リットルの容器から口径４ｍｍのノズルを通して押し出す。すなわち、容器にＰＩ樹脂前駆体溶液を入れ、窒素ガス（不活性ガス）を封入し、圧力０．４ＭＰａにて、２３ｍｌ／ｍｉｎの流量で押し出す。容器とノズルの間には、電磁弁を介在させて塗布開始と終了時の流下を制御する。

塗布の際、ＰＩ樹脂前駆体溶液がへらを通過すると、へらが押し広げられ、へらと芯体の間には隙間ができた。次いで、ノズルとへらを１８０ｍｍ／分の速度で、芯体の一端から他端へ移動させて塗布した。この条件で、芯体回転あたり、ノズルとへらは１．５ｍｍずつ移動する。なお、塗布の際には、芯体の両端に５ｍｍずつの不塗布部分を設けた。

塗布後、芯体を２０ｒｐｍで２分間回転させた後、２０ｒｐｍで回転させながら、１００℃の乾燥炉に入れた。６０分後に取り出すと、約１５０μｍ厚のＰＩ前駆体皮膜が形成され、残留溶剤は約４０％（重量比）であり、固形分比率は６０％であった。この状態ではまだ、皮膜を芯体から取り外すことはできなかった。また、端部皮膜の若干の収縮により、端部の皮膜と芯体との間には、隙間が生じていた。

次いで、芯体の一端に円錐形の蓋を取り付け、幅２０ｍｍの粘着テープ（商品名：Ｎｏ．３１Ｂ、日東電工製）を一周にわたって張り付け、芯体の露出部分とＰＩ前駆体皮膜に被覆をした。

一方、ＰＦＡ水性塗料（商品名：７１０ＣＬ、三井デュポンフロロケミカル社製、濃度６０％、粘度４００ｍＰａ・ｓ、溶媒として水のほかに、エタノール、ｔ−ブタノールを含む）を、内径９０ｍｍ、高さ４８０ｍｍの塗布槽に入れた。塗布槽の上部には、環状に風速５ｍ／分の気流が上方４５°に向けて吹き出される環状送風装置を取り付けた。

塗布槽中に芯体を、粘着テープ被覆側を下側にして垂直にし、上部のＰＩ前駆体皮膜を５ｍｍだけ残して浸漬した。次いで気流を当てながら、０．２ｍ／分の速度で芯体を引き上げ、ＰＦＡ塗膜を形成した。

引き上げ終了後、粘着テープを除去し、下部の蓋を取り外した後、８０℃で１０分間乾燥した。

最後の加熱焼成工程として、１５０℃で２０分間、２２０℃で２０分間、及び３８０℃で３０分間加熱して、ＰＩ樹脂皮膜を形成すると共に、ＰＦＡ塗膜を焼成した。室温に冷えた後、芯体から皮膜を取り外し、７５μｍ厚のＰＩ樹脂上に、３０μｍ厚のＰＦＡ層を有する無端ベルトが作製できた。

また、１０日間塗布を休止した後、再度、上記ベルト作製を行ったところ、そのまま再開することができた。これにより、容器内にＰＩ樹脂前駆体溶液と共に窒素ガスを充填しておくことで、溶液が劣化しないことがわかる。

（比較例１−１）
実施例１−１において、ＰＩ樹脂前駆体溶液の容器に、窒素ガスではなく、加圧した空気を導入した。この場合、１日や２日程度は問題なく塗布できたが、例えば夏期休暇等で１０日間塗布を休止した場合、そのまま塗布を再開しようとすると、まず、溶液の粘度が低下していて、流量の調整をやり直さねばならなかった。また、約２００ｍｍ塗布すると、溶液のゲル化物が流れてきて、突起を生じた。そこで、長期にわたって塗布を休止する場合には、容器から溶液を取り出して、洗浄しておかなくてはならなかった。

（実施例１−２）
実施例１−１のＰＩ樹脂前駆体溶液と塗布装置は同じであるが、塗布容器として、内容積３０リットルで、円筒形のステンレス容器を使用した。容器内の液面上には、内径より２ｍｍ小さい外径の浮き蓋（落し蓋）を浮かべ、溶液が空気と直接触れるのを防止した。溶液の入出は、回転容積型の１軸偏心ネジポンプであるモーノポンプ（兵神装備（株）製）で行い、塗布時は、ポンプの軸回転数２０ｒｐｍで溶液をノズルから直に毎分２３ｍｌの量で吐出させた。容器内のＰＩ樹脂前駆体溶液の液面に落し蓋を浮かべることで、空気接触による溶液劣化を防止しつつ、実施例１−１の場合より、大容量の容器を使用して、安定的に塗布を行うことができた。

これら実施例により、ＰＩ樹脂前駆体溶液の劣化を防止することができるので、ＰＩ樹脂前駆体溶液を塗布容器に長期に入れ置いても、そのまま使用することが可能であり、例えば装置の長期休止時においても、容器の洗浄作業を減らせることがわかる。これはしいては、溶液のロスと作業工数の削減になり、ＰＩ樹脂無端ベルトのコストを削減可能であることも示す。

［実施例２］
（実施例２−１）
２５℃での粘度が約１００Ｐａ・ｓのＰＩ樹脂前駆体溶液（商品名：Ｕイミド、ユニチカ製、固形分比率１８％）を直径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍの芯体に回転塗布する。すなわち、４００ｍｌの樹脂前駆体溶液が入った容器にモーノポンプ（兵神装備（株）製）を連結し、軸回転数１５ｒｐｍで１０ｇ／分の吐出量に調整した。但し、容器内には、樹脂前駆体溶液と共に窒素ガスを充填している。

へらは、厚さ０．１ｍｍのステンレス板を幅８ｍｍ、長さ１５ｍｍに加工して取り付けた。その他、塗布の条件を下記のようにして塗布を行った。
・吐出量（ｇ／分）：１０
・移動速度（ｍｍ／分）：１８０
・芯体回転数（ｒｐｍ）：１２０
・塗布時間（ｓ）：１６７
・溶液ロス量（ｇ）（捨て出しロス）：０

塗布後、芯体を１２ｒｐｍで２分間回転させた後、１２ｒｐｍで回転させながら、１２０℃の加熱装置に入れ、４５分間乾燥させた。約１５０μｍ厚のＰＩ前駆体皮膜が形成され、残留溶剤は約４０％（重量比）であり、固形分比率は６０％であった。次いで、芯体を垂直にして、１９０℃で１０分間、２５０℃で３０分間、３２０℃で３０分間加熱してＰＩ樹脂皮膜を形成した。芯体が室温に冷えた後、皮膜を抜き取って無端ベルトを得た。

得られた無端ベルトは、平均膜厚が８０μｍ、ばらつき（最大値と最小値の差）は４μｍ以下であった。また、表面を観察しても、筋は形成されていなかった。

この塗布操作を１０回繰り返すと、へらの端部や裏面には溶液の付着によるよごれが目立つようになってきた。１０回目に作製した無端ベルトをよく観察すると、薄いらせん状の筋ができており、平均膜厚は８０μｍであったが、ばらつきは８μｍに拡大していた。これは筋による膜厚のむらが原因と考えられる。

これに対し、塗布後にへら表面に、ＰＩ樹脂前駆体溶液の溶剤であるＮメチルピロリドン（ＮＭＰ）を約５ｍｌ流下させて洗浄するようにした。このようにして他は同様にして塗布を行ったところ、１０回目でも、最初と同じように筋のない無端ベルトを得ることができた。

（実施例２−２）
実施例２−１において、芯体の塗布後の位置から約４０ｍｍ離れた位置（芯体の端部付近）に、幅２０ｍｍ、直径３０ｍｍのウレタン樹脂発泡体からなるロール状のスポンジを設置し、１０ｒｐｍで回転させながら塗布後のへらを押し当てて、表面に付着した溶液の残りを吸収させて洗浄するようにした。このようにして他は同様にして塗布を行ったところ、１０回目でも、最初と同じように筋のない無端ベルトを得ることができた。なお、スポンジは塗布２０回ごとに交換するようにした。

（実施例２−３）
実施例２−１において、幅１５ｍｍ、長さ５０ｍｍのへらを押し当て、拭きとり位置が重ならないようにロール状のスポンジの大きさ、幅５０ｍｍ、直径５０ｍｍにし、拭きとる位置の設定を３箇所にした。スポンジは塗布７０回ごとに交換するようにした。

（実施例２−４）
実施例２−１において、幅１５ｍｍ、長さ５０ｍｍのへらを、１対で大きさ、幅５０ｍｍ、直径５０ｍｍのロール状のスポンジで洗浄前はスポンジ間のすき間が３ｍｍ開いている。すき間にへらが前進した後、スポンジが上下に移動し、回転しながらへらをはさみ込み洗浄する。スポンジの重ね合わせ量はスポンジが接触してから３ｍｍとした。へらの裏面に付着した溶液もふ拭きとることができた。スポンジの交換は３０回ごとに交換した。

（実施例２−５）
実施例２−１において、幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍのへらを、１対で大きさ、幅５０ｍｍ、直径５０ｍｍのロール状のスポンジで洗浄前はスポンジ間のすき間が３ｍｍ開いている。すき間にへらが前進した後、スポンジが上下に移動し、回転しながらへらをはさみ込み洗浄する。スポンジの重ね合わせ量はスポンジが接触してから３ｍｍとした。へらの裏面に付着した溶液も拭きとることができた。拭きとる位置の設定を２箇所にした。スポンジの交換は６０回ごとに交換した。

（実施例２−６）
実施例２−１において、幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍのへらを、１対で大きさ、幅５０ｍｍ、直径５０ｍｍのロール状のスポンジで洗浄前はスポンジ間のすき間が３ｍｍ開いている。すき間にへらが前進した後、スポンジが上下に移動し、回転しながらへらをはさみ込み、軸方向の揺動幅を１５ｍｍとし洗浄した。スポンジの重ね合わせ量はスポンジが接触してから０．５ｍｍとした。へらの裏面に付着した溶液も拭きとることができた。スポンジの交換は３０回ごとに交換した。

（実施例２−７）
実施例２−１において、幅１０ｍｍ、長さ５０ｍｍのへらを、１対で大きさ、厚さ１５ｍｍ、直径７０ｍｍの円盤状スポンジで洗浄前はスポンジ間のすき間が３ｍｍ開いている。すき間にへらが前進した後、スポンジが上下に移動し、へらをはさみ込み洗浄する。スポンジの重ね合わせ量はスポンジが接触してから２ｍｍとした。へらの裏面に付着した溶液も拭きとることができた。スポンジの交換は３０回ごとに交換した。

（実施例２−８）
実施例２−１において、幅１０ｍｍ、長さ５０ｍｍのへらを、１対で大きさ、厚さ１５ｍｍ、直径７０ｍｍの円盤状スポンジで洗浄前はスポンジ間のすき間が３ｍｍ開いている。すき間にへらが前進した後、スポンジが上下に移動し、へらをはさみ込み洗浄する。スポンジの重ね合わせ量はスポンジが接触してから２ｍｍとした。へらの裏面に付着した溶液も拭きとることができた。拭きとる位置の設定を６箇所に拭きとり後スポンジを回転させた。スポンジの交換は２００回ごとに交換した。

これら実施例より、らせん塗布方法によっても、ブレードで塗膜を平滑化するので、筋の無い皮膜を得ることができるが、ブレードを洗浄するので、繰り返し塗布作業を行っても、よごれによる筋の発生を未然に防止することができる。

［実施例３］
（実施例３−１）
ＰＩ樹脂前駆体溶液として、３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、ｐ−フェニレンジアミンが、Ｎ−メチルピロリドン中で合成された、固形分濃度１８％（重量％、以下同じ）、粘度約２０Ｐａ・ｓの溶液を用意した。

外径６８ｍｍ、内径６４ｍｍ、長さ４６０ｍｍのアルミニウム製円筒を用意した。この表面を、球形アルミナ粒子によるブラスト処理により、Ｒａ０．８μｍに粗面化した後、表面にシリコーン系離型剤（商品名：ＫＳ７００、信越化学（株）製）を塗布して、３００℃で１時間、焼き付け処理し、芯体とした。その両側の端部をそれぞれの端部から中央部に向かって、長さ３０ｍｍ、外径６６ｍｍになるように切削した。

回転塗布方法（らせん塗布法）により、芯体の軸方向を水平にして、１２０ｒｐｍで回転させる。へらは幅２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのポリエチレン板からなり、弾力性を有している。これを芯体に押し付け、ＰＩ樹脂前駆体溶液は、容量壱リットルの容器から口径４ｍｍのノズルを通して押し出す。すなわち、容器にＰＩ樹脂前駆体溶液を入れ、窒素ガス（不活性ガス）を封入し、圧力０．４ＭＰａにて、２３ｍｌ／ｍｉｎの流量で押し出す。容器とノズルの間には、電磁弁を介在させて塗布開始と終了時の流下を制御する。

塗布の際、ＰＩ樹脂前駆体溶液がへらを通過すると、へらが押し広げられ、へらと芯体の間には隙間ができた。次いで、ノズルとへらを１８０ｍｍ／分の速度で、芯体の一端から他端へ移動させて塗布した。この条件で、芯体回転あたり、ノズルとへらは１．５ｍｍずつ移動する。なお、塗布の際には、芯体の両端に５ｍｍずつの不塗布部分を設けた。

塗布後、芯体の両端部に回転駆動用の回転ローラを押し当てて、これにより２０ｒｐｍで芯体を２分間回転させた後、２０ｒｐｍで回転させながら、１００℃の乾燥炉に入れた。６０分後に取り出すと、約１５０μｍ厚のＰＩ前駆体皮膜が形成され、残留溶剤は約４０％（重量比）であり、固形分比率は６０％であった。この状態ではまだ、皮膜を芯体から取り外すことはできなかった。また、端部皮膜の若干の収縮により、端部の皮膜と芯体との間には、隙間があった。そして、この芯体を、縦して専用治具に置いた。

次いで、芯体の一端に円錐形の蓋を取り付け、幅２０ｍｍの粘着テープ（商品名：Ｎｏ．３１Ｂ、日東電工製）を一周にわたって張り付け、芯体の露出部分とＰＩ前駆体皮膜に被覆をした。

一方、ＰＦＡ水性塗料（商品名：７１０ＣＬ、三井デュポンフロロケミカル社製、濃度６０％、粘度４００ｍＰａ・ｓ、溶媒として水のほかに、エタノール、ｔ−ブタノールを含む）を、内径９０ｍｍ、高さ４８０ｍｍの塗布槽に入れた。塗布槽の上部には、環状に風速５ｍ／分の気流が上方４５°に向けて吹き出される環状送風装置を取り付けた。

塗布槽中に芯体を、粘着テープ被覆側を下側にして垂直にし、上部のＰＩ前駆体皮膜を５ｍｍだけ残して浸漬した。次いで気流を当てながら、０．２ｍ／分の速度で芯体を引き上げ、ＰＦＡ塗膜を形成した。

引き上げ終了後、粘着テープを除去し、下部の蓋を取り外した後、８０℃で１０分間乾燥した。

最後の加熱焼成工程として、１５０℃で２０分間、２２０℃で２０分間、及び３８０℃で３０分間加熱して、ＰＩ樹脂皮膜を形成すると共に、ＰＦＡ塗膜を焼成した。室温に冷えた後、芯体から皮膜を取り外し、７５μｍ厚のＰＩ樹脂上に、３０μｍ厚のＰＦＡ層を有する無端ベルトが作製できた。また、ＰＩ樹脂の内面は表面粗さＲａ０．８μｍの粗面であり、その形は球状に凸形状になっていた。

また、芯体の両端部を見ると、両端部には回転駆動用の回転ローラによる傷や、縦置きにした際の膨らみ（凸部）が生じていたが、容易に芯体から皮膜を取り外しができた。

得られた無端ベルトを定着ベルトとして、定着ベルトの内面に圧力パッドが摺動する定着装置に装着して試験を行ったところ、その摩擦力は小さく、定着ベルトの回転に支障はなかった。また、摺動音が発生することもなかった。

（実施例３−２）
アルミ製でできている円筒状芯体の中央部部と両端の外径が同一の場合、円筒状芯体を専用冶具に縦に置いて使用していたら、端部が変形して徐々に膨らみが大きくなり、約５０回使用した時点で、端部の外径が１００μｍ程大きくなり、ベルトがその膨らみに引っかかり、円筒状芯体からベルトを取り外せられなくなってしまった。

これら実施例から、ＰＩ樹脂前駆体溶液を欠陥なくかつ平滑に塗布することができ、両端に円筒状芯体を乾燥時、回転させるために駆動力を伝える際に発生した傷や円筒状芯体を立てに置いた際に発生する端部の膨らみ等があっても、ベルトを円筒状芯体からスムーズに取り外せることがわかる。

［実施例４］
（実施例４−１）
２５℃での粘度が約１００Ｐａ・ｓのＰＩ樹脂前駆体溶液（商品名：Ｕイミド、ユニチカ製、固形分比率１８％）を直径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍの芯体に回転塗布する。まず、４００ｍｌの樹脂前駆体溶液が入った容器にモーノポンプ（兵神装備（株）製）を連結し、軸回転数１５ｒｐｍで１２ｇ／分の吐出量に調整した。但し、容器内には、樹脂前駆体溶液と共に窒素ガスを充填している。

へらは、厚さ０．２ｍｍのステンレス板を幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍに加工して取り付けた。その他、その他、塗布の条件を下記のようにして塗布を行った。
・吐出量（ｇ／分）：１２
・移動速度（ｍｍ／分）：１８８
・芯体回転数（ｒｐｍ）：１２０
・塗布時間（ｓ）：１６０
・溶液ロス量（ｇ）（捨て出しロス）：０

塗布後、芯体を８ｒｐｍで回転させながら、５分間保持した。次いで、同じ回転速度で回転させながら１２０℃の加熱装置に入れ、４５分間乾燥させた。固形分比率は６０％であった。取り出した芯体は垂直にして保管した。

この作業を続け、芯体が１０本になった段階で、芯体を垂直にして回転させずに、１０本まとめて高温加熱装置に入れ、１９０℃で１０分間、２５０℃で３０分間、３５０℃で３０分間加熱してＰＩ樹脂皮膜を形成した。芯体が室温に冷えた後、皮膜を抜き取って無端ベルトを得た。

得られた無端ベルトは、１０本とも平均膜厚が８０μｍ、ばらつき（最大値と最小値の差）は４μｍ以下であった。また、表面を観察しても、筋は形成されていなかった。

（実施例４−１Ａ）
実施例４−１において、芯体上に塗布した後、加熱装置に入れる間、回転させ続けるのではなく、芯体を水平にしたまま、いったん回転を止め、２分間保持し、他は同様に行った。この場合、得られた無端ベルトは、周方向において、一部が７７μｍ、それと１８０°反対側が８３μｍという周方向の膜厚むらを生じていた。塗布後に回転を止めたことにより、塗膜が周方向に垂れたものと考えられる。

（実施例４−１Ｂ）
実施例４−１において、塗布後の保持時間をとらず、すぐに加熱装置に入れ、他は同様に行った場合、得られた無端ベルトには、わずかながららせん状の筋が形成されているのが観察された。

（実施例４−１Ｃ）
実施例４−１において、加熱乾燥時間を２０分にし、他は同様に行ったところ、固形分比率は４０％であった。この場合、加熱装置から取り出し、芯体を垂直にして高温加熱装置に入れたところ、皮膜に上下方向の垂れが生じ、上部が７５μｍ、下部が８５μｍの膜厚のものになってしまった。

（実施例４−１Ｄ）
実施例４−１において、乾燥時間を１００分にし、他は同様に行ったところ、固形分比率は９０％であった。この場合、芯体が１０本になった段階では、１本目に塗布したものの皮膜に約２ｃｍのクラックが生じていた。それは加熱装置から取り出してから約６０分経過しており、乾燥させすぎた場合は、クラックが生じやすいということであった。なお、１０本目のものは、クラックが生じなかったが、加熱装置から取り出してすぐに高温加熱装置に入れる場合は、このような問題はないと考えられる。

（実施例４−２）
実施例４−１における乾燥後の皮膜の表面にフッ素樹脂分散液を塗布し、定着ベルトを製造する例を示す。

実施例４−１において、ＰＩ前駆体を塗布して乾燥した芯体の下端側に、蓋を嵌め、幅１５ｍｍの粘着テープを一周巻き付け、蓋を固定した。フッ素樹脂塗料として、水のほかに、エタノール、ｔ−ブタノールを含むＰＦＡ水性塗料（商品名：７１０ＣＬ，三井フロロケミカル社製、固形分比率６０％、粘度５００ｍＰａ・ｓ）を用意した。この中には固形分として、粒径約１７μｍのＰＦＡ粉体（大粒子）が５５質量％、粒径約１μｍのＰＦＡ粉体（小粒子）が４０質量％、粒径約５μｍの硫酸バリウム粉体５質量％が分散されている。

内径５０ｍｍ、高さ５５０ｍｍの塗布槽の外側に、内径２００ｍｍ、高さ９０ｍｍの外部槽を取り付けた。上記分散液を塗布槽に満たし、更に外部槽の下部から３０ｍｍまで入れ、ポンプにて、２リットル／分の流量で循環した。循環経路には、４０メッシュのフィルターを介し、凝集物を除くようにした。塗布槽の上部には、環状に風速５ｍ／分の気流が上方４５°に向けて吹き出される環状送風装置を取り付けた。

芯体を保持部材に取り付け、ＰＩ前駆体皮膜の上部から５ｍｍ残して上記分散液に浸漬した。２０分保持後、気流を当てながら０．２ｍ／分の速度で芯体を引き上げ、ＰＦＡの塗膜を形成した。

引き上げ終了後、粘着テープを除去し、蓋を取り外した後、１２０℃の熱風が上方から下降する乾燥炉に５分間入れて乾燥した。

次いで、実施例１と同様に高温加熱装置に入れて加熱した。芯体が室温に冷えた後、芯体を取り外し、ＰＩ樹脂層上に４０μｍ厚のＰＦＡ層を有する無端ベルトを得た。その両端を切断して、長さを３４０ｍｍとなるようにして、定着ベルトを製造することができた。

（実施例４−２Ａ）
実施例４−２において、芯体をフッ素樹脂分散液に浸漬後、保持時間をおかずにすぐに引き上げて、他は同様に行った場合、塗膜にむらが生じてしまった。

これら実施例から、ＰＩ樹脂前駆体溶液を塗布し、適切な乾燥条件で乾燥することにより、最適な方法で無端ベルトを得られることがわかる。また、その上にフッ素樹脂分散液を塗布する場合でも、むらなく塗布可能であることもわかる。

本発明の第１の実施形態に係る塗布装置の主要部分を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る塗布装置の主要部分の芯体軸方向から見た側面図である。 本発明の第２実施形態に係る塗布装置における流下装置の容器内を示す部分構成図である。 本発明の第３実施形態に係る塗布装置の主要部分を示す概略構成図である。 本発明の第３実施形態に係る塗布装置の洗浄部材による洗浄形態の一例を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る塗布装置の洗浄部材による洗浄形態の他の一例を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る塗布装置の洗浄部材による洗浄形態の他の一例を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る塗布装置の円筒状芯体の一例を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る塗布装置の円筒状芯体の他の一例を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る塗布装置の円筒状芯体の他の一例を示す斜視図である。 フッ素樹脂分散液の浸漬塗布装置を示す概略構成図である。

符号の説明

１０ 円筒状芯体
１２ ＰＩ樹脂前駆体溶液
１４ 流下装置
１６ ノズル
１８ 容器
２０ ポンプ
２２ へら
２３ 落し蓋
２４ 洗浄部材
３０ 保持部材
３２ 塗布槽
３４ フッ素樹脂分散液
３６ 外部槽
３８ ポンプ
４０ フィルター
４２ 送風装置

Claims (7)

1. 容器内に不活性ガスと共に充填されたポリイミド樹脂前駆体溶液を前記容器内から吐出して、被塗布物表面に塗布することを特徴とするポリイミド樹脂前駆体溶液の塗布方法。
2. 前記容器内に前記不活性ガスを加圧しつつ充填することで、前記ポリイミド樹脂前駆体溶液を押出して吐出すことを特徴とする請求項１に記載のポリイミド樹脂前駆体溶液の塗布方法。
3. 前記ポリイミド樹脂前駆体溶液を前記容器内から吐出して被塗布物表面に塗布した後、塗膜面を平滑化することを特徴とする請求項１に記載のポリイミド樹脂前駆体溶液の塗布方法。
4. 前記塗膜面を平滑化する平滑化手段を、平滑化前又は後に洗浄することを特徴とする請求項３に記載のポリイミド樹脂前駆体溶液の塗布方法。
5. 前記平滑化手段の洗浄は、前記平滑化手段とスポンジとを当接して行うことを特徴とする請求項４に記載のポリイミド樹脂前駆体溶液の塗布方法。
6. 前記スポンジは、溶剤が含浸していることを特徴とする請求項５に記載のポリイミド樹脂前駆体溶液の塗布方法。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のポリイミド樹脂前駆体溶液の塗布方法により、前記ポリイミド樹脂前駆体溶液を円筒状芯体表面に塗布し、加熱して乾燥と反応を行ってポリイミド樹脂皮膜を形成し、これを円筒状芯体から抜き取って得ることを特徴とするポリイミド樹脂無端ベルトの製造方法。

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