(57)【要約】【課題】粘度が高く、チクソトロピ性を有する塗工液を、芯体の回転数を上げて塗工した場合においても塗布液への空気の巻き込みを抑制できる塗工装置等の提供。【解決手段】芯体１０を、軸線が水平になるように支持するとともに、軸線の回りに回転させる保持部材１２と、保持部材１２によって支持された芯体１０の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、芯体１０の外表面に塗工液を流下させるディスペンサ２０と、先端部が芯体１０の外表面に所定の押圧力で押圧された状態でディスペンサ２０と共に芯体１０の一端から他端に向かって移動しつつ、ディスペンサ２０から芯体１０の外表面に流下した塗工液を所定の厚みに均すブレード２２と、を備え、ブレード２２の先端部における芯体１０に接する側の面が、前記芯体の外表面の湾曲方向とは反対の方向に湾曲または屈曲するように形成されている塗工装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状または円柱状の芯体を、前記芯体の軸線が水平になるように支持するとともに、前記軸線の回りに回転させる芯体支持回転手段と、
前記芯体支持回転手段によって支持された芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記芯体の外表面に塗工液を流下させるディスペンサ手段と、
先端部が前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧された状態で前記ディスペンサ手段と共に前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記ディスペンサ手段から前記芯体の外表面に流下した塗工液を均すブレードと、
を備え、
前記ブレードの先端部における前記芯体に接する側の面は、前記芯体の外表面の湾曲方向とは反対の方向に湾曲または屈曲するように形成されている塗工装置。
【請求項２】
前記ブレードの先端部における前記芯体に接する側の面は、弧状または部分楕円状に湾曲した断面形状を有する請求項１に記載の塗工装置。
【請求項３】
前記ブレードの先端部における前記芯体に接する側の面は、楔型の断面形状を有する請求項１に記載の塗工装置。
【請求項４】
前記ブレードの先端部の先端角は２０〜５０度である請求項３に記載の塗工装置。
【請求項５】
円筒状または円柱状の芯体を、軸線が水平になるように保持しつつ、前記軸線の周りに回転させ、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かってディスペンサを移動させつつ、前記ディスペンサから前記芯体の外表面に塗工液を流下させ、ブレード部材の先端部を前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧させて前記ディスペンサとともに芯体の一端から他端に移動させ、前記芯体の外表面に流下した塗工液を均して塗工する塗工工程と、
芯体の外表面に塗工された塗工液を乾燥、固化して皮膜とする皮膜形成工程と、
を有し、
前記塗工工程においては、先端部における芯体に接する側の面が前記芯体の外表面の湾曲方向とは反対の方向に湾曲または屈曲する断面形状を有するブレードを用いる塗工方法。
【請求項６】
請求項５に記載の塗工方法によって芯体の外表面に管状の皮膜を形成した後、前記皮膜から芯体を抜去して管状成型体とする管状成型体の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の管状成型体の製造方法によって製造された無端ベルト。
【請求項８】
請求項７に記載の無端ベルトから形成された電子写真式画像形成装置用の中間転写ベルト。
【請求項９】
請求項７に記載の無端ベルトから形成された電子写真式画像形成装置用の転写ベルト。
【請求項１０】
請求項７に記載の無端ベルトから形成された電子写真式画像形成装置用の搬送ベルト。
【請求項１１】
請求項７に記載の無端ベルトから形成された電子写真式画像形成装置用の定着ベルト。
【請求項１２】
請求項８に記載の中間転写ベルト、請求項９に記載の転写ベルト、請求項１０に記載の搬送ベルト、および請求項１１に記載の定着ベルトの少なくとも１つを有する電子写真式の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗工装置、塗工方法、管状成型体の作製方法、無端ベルト、中間転写ベルト、転写ベルト、搬送ベルト、定着ベルト、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリ、レーザプリンタなどの電気写真方式の画像形成装置においては、感光体、中間転写ベルト、記録用紙搬送ベルト、定着ベルトとして薄肉の樹脂製ベルトが使用されることが多い。
【０００３】
前記樹脂製ベルトに継ぎ目があると、出力画像に継ぎ目の跡が生じるので、継ぎ目のない無端ベルトが好ましい、
【０００４】
画像形成装置においては近年小型化や省電力化、高速化が強く要望されているので、画像形成装置に使用される無端ベルトにも、肉厚が薄く、高い柔軟性、力学的強度、および耐久性が要求されている（特許文献１、２）
【０００５】
前記無端ベルトの材質としては、強度や寸法安定性、耐熱性などの観点からポリイミド（以下、「ＰＩ」と略称する。）樹脂やポリアミドイミド（以下、「ＰＡＩ」と略称する。）樹脂が一般的に使用されている（特許文献３〜１０）。
【０００６】
ＰＩ樹脂で無端ベルトのような管状成型体を作製する方法としては、円筒体の内面にＰＩ樹脂前駆体溶液を塗工して回転させながら乾燥させてＰＩ皮膜を形成する遠心成形法（特許文献１１）や、円筒体内面にＰＩ樹脂前駆体溶液を展開して加熱乾燥し、ＰＩ皮膜とする内面塗工法（特許文献１２）などがある。
【０００７】
ＰＩ樹脂で管状成型体を作製する別の方法としては、円柱形の芯体の外表面にＰＩ樹脂前駆体溶液を浸漬塗工法によって塗工し、加熱乾燥して芯体外表面にＰＩ樹脂皮膜を形成する方法がある。また、前記芯体の外表面にＰＩ樹脂前駆体溶液を塗工するノズルと、前記芯体の外表面に対して平行であって前記外表面から僅かな隙間をおいて設けられた面を有するガイドの内側に前記芯体を設置し、前記ガイドを前記芯体の軸線方向に移動させる塗工方法（特許文献１３）もある。
【０００８】
更に、円筒状または円柱状の芯体を回転させ、ディスペンサによってＰＩ樹脂前駆体溶液を前記芯体の外表面に供給しながら、前記ディスペンサを芯体の軸線方向に移動させ、同時に、前記ディスペンサと共に移動するブレードによって前記ＰＩ樹脂前駆体溶液を一定の厚みに均して塗工し、加熱乾燥して芯体外表面にＰＩ樹脂皮膜を形成する方法がある（特許文献１４）。
【特許文献１】特開平８−２６２９０３号公報
【特許文献２】特開平１１−１３３７７６号公報
【特許文献３】特開平６−２５８９６０号公報
【特許文献４】特開２００２−１４８９５１号公報
【特許文献５】特開２００２−１４８９５１号公報
【特許文献６】特開２００２−１４８９５７号公報
【特許文献７】特開２００２−２９２６５６号公報
【特許文献８】特開平８−２５９７０９号公報
【特許文献９】特開平８−２６２９０３号公報
【特許文献１０】特開２００２−２２６７６５号公報
【特許文献１１】特開昭６２−０１９４３７号公報
【特許文献１２】特開２００２−０９１０２７号公報
【特許文献１３】特開平１０−０６９１８３号公報
【特許文献１４】特開平９−２９７４８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、粘度が高く、チクソトロピ性を有する塗工液を、芯体の回転数を上げて塗工した場合においても塗布液への空気の巻き込みを抑制できる塗工装置、塗工方法、管状成型体の製造方法、前記管状成型体の製造方法で製造された無端ベルト、前記無端ベルトから作製した中間転写ベルト、転写ベルト、定着ベルト、およびこれらの中間転写ベルト等を有する画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、円筒状または円柱状の芯体を、前記芯体の軸線が水平になるように支持するとともに、前記軸線の回りに回転させる芯体支持回転手段と、前記芯体支持回転手段によって支持された芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記芯体の外表面に塗工液を流下させるディスペンサ手段と、先端部が前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧された状態で前記ディスペンサ手段と共に前記芯体の一端から他端に向かって移動しつつ、前記ディスペンサ手段から前記芯体の外表面に流下した塗工液を均すブレードと、を備え、前記ブレードの先端部における芯体に接する側の面が、前記芯体の外表面の湾曲方向とは反対の方向に湾曲または屈曲するように形成されている塗工装置に関する。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の塗工装置において、前記ブレードの先端部における芯体に接する側の面が、円弧状または部分楕円状に湾曲した断面形状を有するものに関する。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の塗工装置において、前記ブレードの先端部における芯体に接する側の面が楔型の断面形状を有するものに関する。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の塗工装置において、前記ブレードの先端部の先端角が２０〜５０度であるものに関する。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、円筒状または円柱状の芯体を、軸線が水平になるように保持しつつ、前記軸線の周りに回転させ、前記芯体の軸線に沿って前記芯体の一端から他端に向かってディスペンサを移動させつつ、前記ディスペンサから前記芯体の外表面に塗工液を流下させ、ブレード部材の先端縁を前記芯体の外表面に所定の押圧力で押圧させて前記ディスペンサとともに芯体の一端から他端に移動させ、前記芯体の外表面に流下した塗工液を均して塗工する塗工工程と、芯体の外表面に塗工された塗工液を乾燥、固化して皮膜とする皮膜形成工程と、を有し、前記塗工工程においては、先端部における芯体に接する側の面が、が前記芯体の外表面の湾曲方向とは反対の方向に湾曲または屈曲する断面形状を有するブレードを用いる塗工方法に関する。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の塗工方法によって芯体の外表面に管状の皮膜を形成した後、前記皮膜から芯体を抜去して管状成型体とする管状成型体の製造方法に関する。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の管状成型体の製造方法によって製造された無端ベルトに関する。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の無端ベルトから形成された電子写真式画像形成装置用の中間転写ベルトに関する。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の無端ベルトから形成された電子写真式画像形成装置用の転写ベルトに関する。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項７に記載の無端ベルトから形成された電子写真式画像形成装置用の搬送ベルトに関する。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、請求項７に記載の無端ベルトから形成された電子写真式画像形成装置用の定着ベルトに関する。
【００２１】
請求項１２に記載の発明は、請求項８に記載の中間転写ベルト、請求項９に記載の転写ベルト、請求項１０に記載の搬送ベルト、および請求項１１に記載の定着ベルトの少なくとも１つを有する電子写真式の画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１の発明によれば、ブレードと芯体とによって塗工液に加えられた圧力がブレード端縁で緩やかに開放されるため、ブレード端縁の直後において塗工液がブレードに向かう方向に流動して空気が塗工液に巻き込まれることが抑止される。したがって、前記塗工液から成型される管状成型体に気泡やボイドが生じることが少ない塗工装置が提供される。
【００２３】
請求項２の発明によれば、先端部の断面形状が楔形であるブレードを用いた場合と比較して更にブレードの端縁における圧力の開放が更に緩やかになるから、ブレード端縁近傍における塗工液への空気の巻き込みが更に効果的に抑止される。
【００２４】
請求項３の発明によれば、ブレードの先端部の断面形状が楔状なので、端縁が円弧状または部分楕円状に湾曲した断面形状を有するブレードと比較してブレードが容易に作製できる。
【００２５】
請求項４に記載の発明によれば、楔形の先端部を有するブレードにおいて先端角が２０度未満、または５０度を超える角度を有する場合と比較して、ブレードの先端部が楔形であってもブレードの端縁近傍における塗工液への空気の巻き込みが効果的に抑止され、したがって、前記塗工液から成型される管状成型体に気泡やボイドが生じることがより少ない塗工装置が提供される。
【００２６】
請求項５の発明によれば、ブレードと芯体とによって塗工液に加えられた圧力がブレード端縁で緩やかに開放されるため、ブレード端縁の直後において塗工液がブレードに向かう方向に流動して空気が塗工液に巻き込まれることが抑止される。したがって、前記塗工液から成型される管状成型体に気泡やボイドが生じることが少ない塗工方法が提供される。
【００２７】
請求項６の発明によれば、気泡やボイド等の欠陥の殆どない管状成型体が提供される。
【００２８】
請求項７の発明によれば、気泡やボイド等の欠陥の殆どない無端ベルトが提供される。
【００２９】
請求項８の発明によれば、気泡やボイド等の欠陥の殆どない中間転写ベルトが提供される。
【００３０】
請求項９の発明によれば、気泡やボイド等の欠陥の殆どない転写ベルトが提供される。
【００３１】
請求項１０の発明によれば、気泡やボイド等の欠陥の殆どない搬送ベルトが提供される。
【００３２】
請求項１１の発明によれば、気泡やボイド等の欠陥の殆どない定着ベルトが提供される。
【００３３】
請求項１２の発明によれば、中間転写ベルト、転写ベルト、搬送ベルト、および定着ベルトの欠陥に起因する画質不良が殆ど生じることのない画像形成装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
１．実施形態１
実施形態１に係る塗工装置１００は、図１および図２に示すように、軸線が水平に位置するように、両端が芯体回転支持手段である保持部材１２で保持され、回転手段（図示せず。）によって軸線の回りに回転する円筒状の芯体１０と、容器１４に貯留されたＰＩ樹脂前駆体溶液を芯体１０の外表面に流下させるディスペンサ２０と、ディスペンサ２０によって芯体１０の表面に流下したＰＩ樹脂前駆体溶液を所定の厚みに均す板状部材であるブレード２２と、芯体１０の他端近傍に設けられたブレード２２を洗浄するためのスポンジ２４とを備える。ディスペンサ２０は本発明におけるディスペンサ手段に相当する。
【００３５】
芯体１０は、矢印ａで示すように、図１および図２における時計回り方向に沿って回転する。芯体１０の直径は、管状成型体の内径に応じて選択すればよいが、一般的には１０〜１５０ｍｍの範囲である。また、肉厚は０．５〜３ｍｍが一般的である。また、芯体１０の材質はアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルなどの金属材料が好ましい。また芯体１０の表面はクロームやニッケルで鍍金し、更に弗素樹脂やシリコーン樹脂で被覆してもよい。また、ＰＩ樹脂前駆体様液を乾燥、イミド化して得られるＰＩ樹脂皮膜が接着しないように、芯体１０の表面には離型剤を塗布することが好ましい。
【００３６】
また、ＰＩ樹脂前駆体様液を塗布後、乾燥、およびイミド化する際に、ＰＩ樹脂前駆体様液中の溶剤や生成水によってＰＩ樹脂皮膜に膨れが生じることがあり、特にＰＩ樹脂皮膜が厚い場合に顕著である。この膨れの発生を防止する手段として、芯体１０の表面粗面化することがある。芯体１０の表面を粗面化するときの粗度は、Ｒａで０．２〜２μｍの範囲が好ましい。表面粗面化の方法としては、切削、ブラスト処理、サンドペーパ掛けなどがある。
【００３７】
ディスペンサ２０は、芯体１０の外表面における上側の面にＰＩ樹脂前駆体溶液を流下させるように配置されている。図１および図２において、Ｓは、ディスペンサ２０から流下したＰＩ樹脂前駆体溶液の流れを示す。
【００３８】
そして、ディスペンサ２０は、ＰＩ樹脂前駆体溶液を芯体１０の外表面に向かって吐出するノズル１８と、容器１４に貯留されたＰＩ樹脂前駆体溶液をノズル１８に向かって送出するポンプ１６とを有する。ポンプ１６としては、ＰＩ樹脂前駆体溶液を一定の流量で途切れなく押し出せるものであれば特に種類を問わないが、通常は回転容積型の１軸偏心ポンプであるノーモポンプ（商品名）が使用される。
【００３９】
なお、図１および図２に示す例では、ディスペンサ２０においては、容器１４内のＰＩ樹脂前駆体溶液をポンプ１６でノズル１８に送出しているが、容器１４内を不活性ガスや空気で加圧し、このガス圧でノズル１８からＰＩ樹脂前駆体溶液を吐出するようにしてもよい。また、容器１４にピストンを設け、このピストンでＰＩ樹脂前駆体溶液を押し出してもよい。
【００４０】
ディスペンサ２０におけるノズル１８の先端と芯体１０の外表面との距離は、ＰＩ樹脂前駆体溶液の流れＳが途切れないように、１０〜１００ｍｍの範囲が好ましい。
【００４１】
ディスペンサ２０とブレード２２とは、図１において矢印ｂで示すように、相対的な位置関係を保持したまま、芯体１０の一端から他端に向かって移動手段（図示せず。）によって移動する。ディスペンサ２０とブレード２２との移動速度Ｖは、可変可能である。
【００４２】
ブレード２２は、ディスペンサ２０のノズル１８の下方に配設された板状部材であり、先端部が所定の押圧力で芯体１０の表面に押圧されている。
【００４３】
ＰＩ樹脂前駆体溶液は粘度が高く、しかもチクソトロピ性を有しているから、従来においては、ディスペンサから芯体の外表面に流下されたＰＩ樹脂前駆体溶液をブレードで均す際に、ブレードと芯体とによってＰＩ樹脂前駆体溶液に加えられた圧力がブレード先端で急激に開放されるため、図１３に示すように、ＰＩ樹脂前駆体溶液は、ブレード端縁の直後においてブレードに向かう方向の流動を起し、乱流が生じる。これにより、ＰＩ樹脂前駆体溶液に空気が巻き込まれて泡が生じるから、得られる管状成型体に気泡やボイドが生じ、品質や歩留まりの低下の原因となっていた。
とくに、ＰＩ樹脂前駆体溶液のように粘度が高く、チクソトロピ性を有する塗布液を塗工する際に、塗布タクトを短縮するために芯体の回転数を上げると前記問題が顕著に生じることがあった。
【００４４】
それに対して本実施形態のブレード２２は、図３に示すように、先端部２２Ａにおける芯体１０に接する側の面である芯体圧接面２２Ｂが、前記芯体の外表面の湾曲方向とは反対の方向に湾曲または屈曲するように形成されている。
【００４５】
ブレード２２は、先端部２２Ａが図４に示すように半円状の断面を有していてもよく、図５に示すように１／４円状の断面を有してもよい。また、先端部２２Ａは、図６および図８に示すように半楕円状の断面を有してもよく、図７および図９に示すように１／４楕円状の断面を有してもよい。更に、ブレード２２は、先端部２２Ａが図１０に示すように楔形に成型されていてもよい。ここで、図６および図８に示す例においては、楕円の長径がブレード２２の長手方向であり、図７および図９に示す例においては、長径がブレードの厚さ方向である。但し、図５、図７、図９、および図１０に示すように、先端部２２Ａが１／４円状、１／４楕円状、または楔状の断面を有するときは、円柱面状または楕円中面状に湾曲し、または屈曲した側の面が芯体圧接面２２Ｂとなるように形成されている。また、先端部２２Ａが楔状の断面を有するブレード２２においては、先端角θは２０〜５０度の範囲が好ましい。先端角θが前記範囲内であれば、高速で塗工を行う場合においても塗工時のＰＩ樹脂前駆体溶液への気泡巻き込み効果が得られる。以下、図４、図５、図６、図７、図８、図９、および図１０に示すブレード２２の形態を「形態＃１」、「形態＃２」、「形態＃３」、「形態＃４」、「形態＃５」、「形態＃６」、「形態＃７」ということがある。また、図４〜図１０においてＬ１、Ｌ２、Ｌ３は夫々ブレード長、ブレード幅、ブレード厚みを示す。
【００４６】
ブレード２２の材質は、ＰＩ樹脂前駆体溶液に侵されたり、ＰＩ樹脂前駆体溶液を変質させたりすることのないものが好ましく、具体的にはステンレス鋼や真鍮などの金属材料や、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、弗素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂などの樹脂材料、およびシリコーンゴム、ブチルゴムなどのゴム系材料から選択される材質からなるプレートが使用される。
【００４７】
ブレード２２の厚さＬ３は、金属材料の場合は５０μｍ〜２ｍｍが、樹脂材料の場合は１００μｍ〜５ｍｍ、ゴム系材料の場合は１〜１０ｍｍの範囲が好ましい。
【００４８】
ブレード２２の幅Ｌ２は、ＰＩ樹脂前駆体溶液の塗工ピッチ（＝芯体１０が１回転する間にディスペンサ２０およびブレード２２が移動する距離）より広いことが好ましいが、ブレード２２の幅が余りに広いと筋が形成される可能性があるので、前記ピッチの２倍以下が好ましい。
【００４９】
以下、塗工装置１００においてＰＩ樹脂前駆体溶液を塗工してＰＩ樹脂の管状成型体を作製する条件および手順について説明する。
【００５０】
ＰＩ樹脂前駆体溶液を塗工する際の芯体１０の回転速度は２０〜２００ｒｐｍの範囲が好ましい。また、ディスペンサ２０とブレード２２との移動速度Ｖは、ディスペンサ２０からのＰＩ樹脂前駆体溶液の流下量をｆ、得られる塗膜の厚みをｔ、芯体１０の外径をＤとすると、以下の式：
【００５１】
Ｖ＝ｆ／（ｔ×Ｄ×π）
【００５２】
に従って設定できる。
【００５３】
前述のようにブレード２２の先端部は、芯体１０に押圧される側の面が前記芯体の外表面の湾曲方向とは反対の方向に湾曲または屈曲するように形成されているから、ＰＩ樹脂前駆体溶液は、図１２に示すようにブレード２２の芯体圧接面２２Ｂと芯体１０の外表面との間を滑らかに流れる。したがって、ブレード先端の近傍においてＰＩ樹脂前駆体溶液の乱流が生じてＰＩ樹脂前駆体溶液に空気が巻き込まれることがない。
【００５４】
ＰＩ樹脂前駆体溶液を芯体１０に塗工したら、芯体１０を乾燥装置（図示せず。）に移して軸線の回りに回転させながら加熱乾燥する。芯体１０の回転速度は１〜６０ｒｐｍ、加熱温度は９０〜１７０℃、乾燥時間は２０〜６０分が好ましい。
【００５５】
なお、芯体１０に塗工する塗工液が本実施形態のようにＰＩ樹脂前駆体溶液の場合は、ＰＩ樹脂前駆体の皮膜はＰＩ樹脂皮膜ほど強くないので、塗膜から溶媒を除去しすぎると塗膜に割れが生じやすい。そこで、塗膜に１５〜４５質量％程度溶媒が残存している状態で必要に応じて２回目の塗工を行い、同様の条件で乾燥すればよい。
【００５６】
１５〜４５質量％程度溶媒が残存している状態まで塗膜を乾燥したら、２５０〜４５０℃、好ましくは３００〜３５０℃に芯体１０を加熱してＰＩ樹脂前駆体の塗膜をイミド化し、ＰＩ樹脂とする。イミド化の際には芯体１０は回転させる必要はない。塗膜のイミド化が終了したら、得られた管状成型体を芯体１０から剥離する。
【００５７】
なお、塗工液がＰＡＩ樹脂溶液のように乾燥後のイミド化反応を必要としない場合には、塗工液を芯体１０に塗工後、上述の条件で乾燥して溶媒を除去するだけで無端ベルトなどの管状成型体が得られる。
【００５８】
得られた管状成型体には必要に応じて孔開け加工やリブ付け加工などの各種の後加工を施し、最終製品とする。
【００５９】
塗工液としては、ＰＩ樹脂前駆体溶液およびＰＡＩ樹脂溶液のほか、ポリウレタン樹脂溶液、全芳香族ポリエステル樹脂溶液、ポリカーボネート樹脂溶液、ポリエステル樹脂溶液、ポリアミド樹脂溶液など、無端ベルトなどの管状成型体に使用される樹脂、または前記樹脂の前駆体の溶液が使用される。塗工液中の固形分濃度は、４〜２０質量％程度がディスペンサ２０からの塗工液の吐出を安定的に行う上から好ましい。
【００６０】
前記管状成型体が画像形成装置用の無端ベルトであって、前記無端ベルトが転写ベルトや接触帯電ベルトとして使用するためのものである場合には、塗工液としてＰＩ樹脂前駆体溶液やＰＡＩ樹脂溶液などに導電性物質を分散させたものを使用することが好ましい。前記導電性物質としては、カーボンブラック、カーボンファイバ、カーボンなのチューブ、グラファイトなどの炭素系導電性物質、銅、金、アルミニウム、錫などの金属や合金類、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化錫インジウムなどの導電性酸化物などが挙げられる。
【００６１】
また、前記無端ベルトが定着ベルトとして使用するためのものである場合は、無端ベルトの表面にトナーに対して非粘着性の皮膜を形成することが好ましい。前記皮膜の材質としては、ポリテトラフルオロエチレン、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ステル共重合体、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などの弗素系樹脂が好ましい。また前記皮膜の形成方法としては前記弗素系樹脂の水分散液を無端ベルトの表面に塗布して焼き付ける方法が好ましい。なお、塗工液がＰＩ樹脂前駆体溶液である場合には、塗膜が乾燥した段階で前記弗素系樹脂の水分散液を塗膜表面に塗布し、イミド化と皮膜形成とを同時に行うようにしてもよい。
【００６２】
２．実施形態２
実施形態１に記載の塗工装置で作製された無端ベルトを中間転写ベルト、搬送ベルト、および定着ベルトとして用いた電子写真式の画像形成装置について以下に説明する。
【００６３】
実施形態２に係る画像形成装置２００は、図１１に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー画像が表面に形成される感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋと、感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋの表面に形成された潜像をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーで現像する現像器１０５、１０６、１０７、１０８と、上記無端ベルトから形成され、感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋの表面に当接するように配設された中間転写ベルト１０２と、中間転写ベルト１０２を張架すると共に矢印Ｂの方向に回転駆動する張架ローラ１１７〜１１９と、中間転写ベルト１０２を挟んで張架ローラ１１７に相対するように配設された二次転写ローラ１２０と、中間転写ベルト１０２を裏面側から感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋに押圧する転写バッフル１２１〜１２４と、転写バッフル１２１〜１２４に隣接して配置され、中間転写ベルト１０２を帯電させるコロナ放電器１０９〜１２１と、中間転写ベルト１０２の下方に位置し、記録用紙１０３が収納されている記録媒体収納部１１３とを備える。張架ローラ１１７と二次転写ローラ１２０と中間転写ベルト１０２とによって二次転写部１２５が形成される。そして、記録媒体収納部１１３に収納された記録用紙１０３は、送り出しローラ１２６によって二次転写部１２５に送り出される。
【００６４】
二次転写部１２５を挟んで記録媒体収納部１１３の反対側には、二次転写部１２５で記録用紙１０３に転写されたトナー画像を加熱、定着する加熱ローラ１２７と、やはり上記無端ベルトから形成され、記録用紙１０３を加熱ローラ１２７に押圧する押圧ローラ１２８とからなる定着部１２９と、二次転写部１２５でトナー画像が転写された記録用紙１０３を定着部１２９に搬送する上記無端ベルトから形成された搬送ベルトを有する搬送コンベア１１５とが設けられている。
【００６５】
中間転写ベルト１０２における二次転写部１２５よりも下流側には、二次転写部１２５において記録用紙１０３に転写されないで残ったトナーを除去するクリーナ１１５が設けられている。
【００６６】
以下、画像形成装置２００の作用について説明する。
【００６７】
る感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋの表面に潜像が形成されると、前記潜像は、現像器１０５〜１０８によってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナーで現像され、感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋの表面にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー画像が形成される。
【００６８】
感光体ドラム１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃ、１０１Ｋの表面に形成されたトナー画像は順次中間転写ベルト１０２に転写され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー画像が重ね合わされたフルカラーのトナー画像が形成される。
【００６９】
中間転写ベルト１０２上に形成されたフルカラーのトナー画像は、二次転写部１２５において記録用紙１０３に転写される。トナー画像が転写された記録用紙１０３は、搬送ベルトコンベア１１５で定着部１２９に搬送され、定着部１２９でトナー画像が記録用紙１０３に定着される。
【実施例】
【００７０】
１．実施例１
（１）ＰＩ樹脂前駆体溶液の調製
攪拌棒、温度計、および滴下ロートを取り付けたフラスコに、五酸化燐で乾燥した窒素ガスを流通させながら、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（以下、「ＮＭＰ」と略称する。）１９７７．６ｇを注入した。ＮＭＰを加熱して液温を６０℃まで上昇させた後に、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル２００．２ｇ（１．０モル）を添加して溶解させた。４，４’−ジアミノジフェニルエーテルがＮＭＰに溶解したのを確認したら、液温を６０℃に保ちながら３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物２９４．２ｇ（１．０モル）を添加して攪拌、溶解させた。３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物の溶解を確認後、更に液温を６０℃に保ちながら攪拌を継続してポリアミック酸（ＰＩ樹脂前駆体）の重合反応を行った。重合反応を２４時間継続し、固形分濃度が２０質量％のＰＩ樹脂前駆体溶液を得た。
【００７１】
（２）ＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液の調整
次に、得られたＰＩ樹脂前駆体溶液５００ｇに非イオン系高分子としてポリビニル−２−ピロリドン（Ｌｕｖｉｔｅｃ（登録商標）Ｋ１７、ＢＡＳＦジャパン株式会社製、以下「ＰＶＰ」と略する。）０．５ｇを添加、溶解させた。次に、導電剤として、酸化処理カーボンブラック（ＳＰＥＣＩＡＬ  ＢＬＡＣＫ４（商品名、Ｄｅｇｕｓｓａ製）、ｐＨ４．０、揮発分１４．０％、以下「ＣＢ」と略する。）２５．０ｇを添加してボールミルにて６時間処理してＣＢの分散を行った。
【００７２】
（３）無端ベルトの作製
図４に示す塗工装置１０２に、芯体１０として、外径９０ｍｍ、長さ４５０ｍｍの金属製円筒状金型を軸線が水平になるように保持部材１２に装着した。なお、芯体１０の外表面には予め弗素系理系剤を塗布し、作製後の無端ベルトが容易に脱着できるようにした。ディスペンサ２０として、容器１４に貯留されたＰＩ樹脂前駆体溶液を空気圧で内径４ｍｍのノズル１８から押し出す形態のものを用いた。
【００７３】
ブレード２２としては、図４に示す形態＃１のブレード２２を用いた。ブレード２２の寸法Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は表１に示すとおりである。
【００７４】
次いで、芯体１０を１２０ｒｐｍで回転させ、ダイアルゲージで押圧力をゲージ値３に設定してブレード２３Ａからの押圧力を測定した。押圧力の測定は以下の手順で行った。先ず、芯体１０に円周方向に沿って１００ｍｍ幅の圧力測定フィルム（商品名：プレスケールＬＬＷ、富士フイルム株式会社製）を巻回し、ＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液を芯体１０に塗工するときの同一の回転数で回転させ、ダイアルゲージで押圧力を塗工時と同一の強さに設定してブレード２３Ａを芯体１０の外表面に押し当てる。この状態で芯体１０を１回転させた後、圧力測定フィルムを芯体１０の外表面から剥離し、剥離した圧力測定フィルムを非職を利用した圧力測定システム（富士フイルム株式会社製）にかけて押圧力を測定した。
【００７５】
次いで、容器１４にＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液を注入し、０．４ＭＰａの空気圧を加えてＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液をノズル１８から芯体１０の外側面に向かって２３ｍｌ／分の流量で押し出した。同時に、ディスペンサ２０とブレード２２との移動速度を１８０ｍｍ／分（１．５ｍｍ／１回転）に設定して芯体１０の外側面にＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液を塗工した。
【００７６】
上記の条件で芯体１０の一端から他端に向かってＣＢ分散ＰＩ樹脂前駆体溶液が塗布されたら、芯体１０を水平に保持しつつ、２０ｒｐｍの回転速度で回転させながら、内部が１５０℃に保持された乾燥炉で６０分間乾燥した。乾燥後、芯体１０の表面には焼く１５０μｍのＰＩ樹脂前駆体皮膜が形成されていた。ＰＩ樹脂前駆体皮膜の溶媒含有量は４０質量％であった。
【００７７】
次に、ＰＩ樹脂前駆体皮膜が形成された芯体１０を１５０℃で２０分間、２８０℃で２０分間、３２０℃で３０分間加熱してＰＩ樹脂前駆体をイミド化した。イミド化後、芯体１０を室温まで冷却し、ＰＩ樹脂を主成分とする管状成型体を芯体１０から脱着して無端ベルトを得た。
【００７８】
（４）無端ベルトの評価
（４−１）外観
【００７９】
Ａ．気泡
得られた無端ベルトにつき、気泡の有無を目視で観察した。観察は３人の検査者によって行い、以下の基準で評価した。
０：無端ベルト表面に何れの大きさの気泡も認められなかった。
１：無端ベルト表面に直径２ｍｍ以上の大きさの気泡が認められず、直径２ｍｍ未満の気泡は１個以上５個未満認められた。
２：無端ベルト表面に直径２ｍｍ以上の大きさの気泡が１個以上５個未満、または直径２ｍｍ未満の気泡は５個以上１０個未満認められた。
３：無端ベルト表面に直径２ｍｍ以上の大きさの気泡が５個以上、または直径２ｍｍ未満の気泡が１０個以上認められた。
【００８０】
Ｂ．ボイド
得られた無端ベルトにつき、ボイドの有無を目視で観察した。観察は３人の検査者によって行い、以下の基準で評価した。
０：無端ベルト表面に何れの大きさのボイドも認められなかった。
１：無端ベルト表面に直径２ｍｍ以上の大きさのボイドが認められず、直径２ｍｍ未満のボイドは１個以上５個未満認められた。
２：無端ベルト表面に直径２ｍｍ以上の大きさのボイドが１個以上５個未満、または直径２ｍｍ未満のボイドは５個以上１０個未満認められた。
３：無端ベルト表面に直径２ｍｍ以上の大きさのボイドが５個以上、または直径２ｍｍ未満のボイドが１０個以上認められた。
【００８１】
Ｃ．螺旋状ムラ
得られた無端ベルトにつき、外表面の螺旋状ムラの有無を目視で観察し、観察は３人の検査者によって行い、以下の基準で評価した。
０：３人の検査者の何れも螺旋ムラの発生を認めない。
１：３人の検査者のうち、１人が螺旋ムラの発生を認めた。
２：３人の検査者のうち、２人が螺旋ムラの発生を認めた。
３：３人の検査者の何れも螺旋ムラの発生を認めた。
結果は何れも「０」であった。
【００８２】
（４−２）膜厚
無端ベルトの膜厚は、サンコー電子株式会社製の渦電流式膜厚計ＣＴＲ−１５００を用いて、無端ベルトの両端部２０ｍｍの範囲内で軸方向に５ｍｍピッチ（８３点）で測定し、その平均値を求めた。膜厚は８０±２μであった。
【００８３】
（４−３）コピー画質
富士ゼロックス株式会社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ２２２０（商品名）の改造機（プロセス速度：２５０ｍｍ／ｓｅｃ、一次転写電流：３５μＡ）を使用し、高温高湿（２８℃、８５％ＲＨ）および低温低湿（１０℃、１５％ＲＨ）でシアンおよびマゼンタの５０％ハーフトーンを富士ゼロックス株式会社製Ｃ２記録紙に出力し、以下の基準で濃度ムラを目視で評価した。
【００８４】
◎：濃度ムラが認められない。
○：濃度ムラは認められるが問題のないレベルである。
×：濃度ムラがはっきりと認められた。
【００８５】
結果は高温高湿および低温低湿の何れも「◎」であった。
【００８６】
２．実施例２〜６、比較例１、参考例１〜４
ブレード２２の形状および押圧力設定値を表１、２のように変向した以外は、実施例１と同様の手順、条件で無端ベルトを作製し、無端ベルトの外観、膜厚、コピー画質を評価した。結果を表１、２に示す。なお、表２においてブレードの形状において「＃８」とあるのは、図１４に示すように、ブレード２２の面に対して直角に先端を切落した形態のブレードである。
【００８７】
【表１】
2010142775.tif 000003
【表２】
2010142775.tif 000004
表１および２から明らかなように、形態＃１〜＃４、および形態＃７であって先端角θが２０〜５０度の範囲のブレード部材を用いた実施例１〜６においては、無端ベルトは何れも表面に気泡やボイド、螺旋状ムラの発生が認められず、高温高湿時および低温低湿時のいずれにおいてもコピー画像にムラが見られず、良好なコピー画質が得られた。
【００８８】
これに対し形態＃８のブレード部材を用いた比較例１では、得られた無端ベルトに気泡、ボイド、螺旋ムラの何れの発生も認められ、また、コピー画像に濃度ムラが見られた。また、形態＃５、＃６、および形態＃７であって先端角θが２０度未満または５０度超のブレードを用いた参考例１〜４においても、実施例１〜６ほど良好なコピー画質は得られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】図１は、実施形態１に係る塗工装置の構成の概略を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る塗工装置の構成の概略を示す端面図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る塗工装置における芯体およびブレード近傍の構成を示す部分拡大図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る塗工装置で使用されるブレードの第１の形態を示す平面図および側面図である。
【図５】図５は、実施形態１に係る塗工装置で使用されるブレードの第２の形態を示す平面図および側面図である。
【図６】図６は、実施形態１に係る塗工装置で使用されるブレードの第３の形態を示す平面図および側面図である。
【図７】図７は、実施形態１に係る塗工装置で使用されるブレードの第４の形態を示す平面図および側面図である。
【図８】図８は、実施形態１に係る塗工装置で使用されるブレードの第５の形態を示す平面図および側面図である。
【図９】図９は、実施形態１に係る塗工装置で使用されるブレードの第６の形態を示す平面図および側面図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係る塗工装置で使用されるブレードの第７の形態を示す平面図および側面図である。
【図１１】図１１は、実施形態１に係る塗工装置で作製された無端ベルトを用いた画像形成装置の一例について構成を示す概略図である。
【図１２】図１２は、実施形態１に係る塗工装置におけるブレード近傍での塗工液の流れを示す説明図である。
【図１３】図１３は、従来の塗工装置におけるブレード近傍での塗工液の流れを示す説明図である。
【図１４】図１４は、比較例１で使用したブレードの形態を示す平面図および側面図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０  芯体
１２  保持部材
１４  容器
１６  ポンプ
１８  ノズル
２０  ディスペンサ
２２  ブレード
２４  スポンジ
１００      塗工装置
２００      画像形成装置
【図１】
2010142775.tif 000005
【図２】
2010142775.tif 000006
【図３】
2010142775.tif 000007
【図４】
2010142775.tif 000008
【図５】
2010142775.tif 000009
【図６】
2010142775.tif 000010
【図７】
2010142775.tif 000011
【図８】
2010142775.tif 000012
【図９】
2010142775.tif 000013
【図１０】
2010142775.tif 000014
【図１１】
2010142775.tif 000015
【図１２】
2010142775.tif 000016
【図１３】
2010142775.tif 000017
【図１４】
2010142775.tif 000018