(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の基体の表面に、無電解ニッケルメッキ処理を施すことによって形成されたメッキ層を有し、前記メッキ層が非晶質であり、該メッキ層表面にシリコーン系離型剤を塗布した後に加熱を行い、前記メッキ層の結晶化と、離型層の焼付け処理を同時に行っており、且つ該離型層を設けたメッキ層上に樹脂前駆体溶液を塗布し加熱乾燥させて樹脂被膜を形成する工程および前記樹脂被膜の全てを剥離する工程を繰り返すことで樹脂無端ベルトを繰り返し製造する樹脂無端ベルトの製造に用いられることを特徴とする芯体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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用い得る樹脂無端ベルトの製造方法に好適に用いられる芯体に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、感光体、帯電体、転写体、及び定着体等には、金属やプラスチック、又はゴム製の回転体が使用されているが、機器の小型化或いは高性能化のために、これら回転体は変形可能なものが好ましい場合があり、それには薄肉の樹脂ベルトが用いられる。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。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等の樹脂が特に好ましい。
【０００３】
ポリイミド樹脂で無端ベルトを作製するには、例えば、円筒体の内面にポリイミド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）や、円筒体内面にポリイミド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）がある。
【０００４】
また、他のポリイミド樹脂無端ベルトの製造方法として、円筒芯体の表面に、浸漬塗布法によってポリイミド前駆体溶液を塗布して乾燥し、加熱反応させた後、ポリイミド樹脂皮膜を円筒芯体から剥離する方法もある（例えば、特許文献３参照）。
これらの芯体は加熱しても変形しないことが必要であるため、材質は金属が適している。
【０００５】
また、このような無端ベルトを転写ベルトとして使用する場合、ベルト自体の抵抗調整が必要となる。抵抗値は高すぎると転写電界がトナーに及ばず、低すぎると部分的にリークが発生するため、転写不良をもたらす。そのため、導電性顔料を予めポリイミド前駆体溶液に添加し、分散させたものを用いる方法が一般的である。
【０００６】
一方、所定の抵抗が得られても、ベルト内で抵抗バラツキが存在すると、上述した理由に基づき、部分的に転写不良が生じてしまう。この抵抗バラツキはポリイミド前駆体溶液や顔料の吸湿などによっても生じるが、ベルト作製時の加熱温度ムラが大きな要因となっている。カーボン添加量が一定の場合、加熱温度が高い方が抵抗値は低くなる傾向がある。そのため、加熱炉の雰囲気温度は極力一定に保つことが望ましいが、一般に加熱炉は防爆仕様上、熱風循環式が採用されており、炉内の容積が大きくなるほど温度の均一性を持たせることは難しくなる。
【０００７】
このような状況に鑑みて、ベルト内の抵抗バラツキを極力小さくするには、熱伝導性の高い金属の芯体を用いることが必要となる。熱伝導度λ0（ｋｃａｌ／ｍ／ｈｒ／Ｋ）は、例えば、アルミニウムが１７５、銅が３００〜３４０、鉄および鋼が４０〜４５、マグネシウムが１３５、ニッケルが５０である。熱伝導度からは銅が最も優れているが、これはポリイミド前駆体溶液中の溶剤によって銅の酸化が促進されるため、芯体としては適していない。次いで、熱伝導度が高い材質がアルミニウムであり、これは耐溶剤性に問題はなく、かつ入手性、経済性にも優れている。
【０００８】
以上のことから、転写ベルト作製用の芯体材料としては、耐熱性、耐溶剤性、熱伝導性の観点から、アルミニウム材質が適している。ただし、炉内の温度均一性が高い場合や抵抗バラツキの許容度が広い場合、またベルト自体で抵抗調整が不要などの場合においては、耐溶剤性に問題なければ、アルミニウム以外の金属を使用することができる。
【０００９】
一方、アルミニウムを芯体として用いると、比較的軟らかい材質であるため、皮膜を抜き取る際や、設備上に摺擦物が存在する場合、表面に傷が入りやすい欠点がある。傷が入った芯体を用いると、微小な突起や凹みが存在するベルトになってしまい、部分的な転写不良をもたらす。
そこで、アルミニウムを基体とし、表面にアルミニウムよりも硬い金属をメッキ処理することで耐久性を上げる試みがなされている（例えば、特許文献４参照）。しかし、その強度は未だ充分なものではなく、更なる改善が望まれていた。
【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２００２−１６０２３９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、前記従来における課題を解決することを目的とする。即ち、本発明の目的は、優れた耐久性を有する芯体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的は、以下の方法により達成される。即ち、本発明の芯体は、
＜１＞  金属製の基体の表面に、無電解ニッケルメッキ処理を施すことによって形成されたメッキ層を有し、前記メッキ層が非晶質であり、該メッキ層表面にシリコーン系離型剤を塗布した後に加熱を行い、前記メッキ層の結晶化と、離型層の焼付け処理を同時に行っており、且つ該離型層を設けたメッキ層上に樹脂前駆体溶液を塗布し加熱乾燥させて樹脂被膜を形成する工程および前記樹脂被膜の全てを剥離する工程を繰り返すことで樹脂無端ベルトを繰り返し製造する樹脂無端ベルトの製造に用いられることを特徴とする芯体である。
【００１３】
＜２＞  前記メッキ層表面のビッカース硬度が５００ＨＶ以上であることを特徴とする前記＜１＞に記載の芯体である。
【００１４】
＜３＞  前記メッキ層の線膨張係数をαC、前記基体の線膨張係数をαBとしたとき、αC／αBが０．４以上となることを特徴とする前記＜１＞又は＜２＞に記載の芯体である。
【００１５】
＜４＞  前記無電解ニッケルメッキ処理を施す前に基体表面に切削加工を施し、且つ前記切削加工の際、導電率が５μＳ／ｃｍ以下のイオン交換水で希釈した水溶性加工油を使用することを特徴とする前記＜１＞〜＜３＞の何れか１項に記載の芯体である。
【００１６】
＜５＞  前記切削加工後、前記無電解ニッケルメッキ処理を施す前に、基体表面に残存する水溶性加工油の残油分濃度を１０×１０-4ｍｇ／ｃｍ2以下とすることを特徴とする前記＜４＞に記載の芯体である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、優れた耐久性を有する芯体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】
【００２５】
本発明の芯体は、金属製の基体の表面に無電解ニッケルメッキ処理を施すことによって形成されたメッキ層を有し、前記メッキ層が非晶質であり、該メッキ層表面にシリコーン系離型剤を塗布した後に加熱を行い、前記メッキ層の結晶化と、離型層の焼付け処理を同時に行っており、且つ該離型層を設けたメッキ層上に樹脂前駆体溶液を塗布し加熱乾燥させて樹脂被膜を形成する工程および前記樹脂被膜の全てを剥離する工程を繰り返すことで樹脂無端ベルトを繰り返し製造する樹脂無端ベルトの製造に用いられることを特徴とする。無電解ニッケルメッキ処理によってメッキ層を設けることにより、非常に耐久性に優れた芯体とすることができる。尚、本発明の芯体は、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等を焼成してなる樹脂無端ベルトの製造に好適に用いることができる。
【００２６】
＜芯体＞
本発明における芯体の形状は、特に限定されるわけではないが、特に樹脂無端ベルトの製造に用いる場合には円筒状若しくは円柱状であることが望ましい。尚、前記円筒状若しくは円柱状の芯体（以下、両者をさして「円筒芯体」とよぶ）において、メッキ層を設ける面としては、内面塗布法など芯体の内側に樹脂無端ベルトを形成する場合には、芯体の周方向内周面側に、浸漬塗布法など芯体の外側に樹脂無端ベルトを形成する場合には、芯体の周方向外周面側にメッキ層を設けることが必要である。
外周表面にメッキ層を設けた本発明の円筒芯体の構造を、図１に示す。図１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、円筒芯体１１は、円筒状の基体１２の外周表面にメッキ層１３を設けた態様となっている。
【００２７】
−無電解ニッケルメッキ処理−
ここで、図１に示すような、円筒芯体の外周表面にメッキ層を形成する方法について、説明する。
まず芯体を塩化メチレンによって脱脂洗浄し、次いで水酸化ナトリウムによるアルカリ洗浄、弗硝酸による酸洗浄を行ったあと、亜鉛置換処理、硝酸による亜鉛剥離、再度亜鉛置換処理を施す。その後、図２に示す様に、無電解ニッケルメッキ用のメッキ液７を満たしたメッキ槽６中に円筒芯体３を浸漬し、自己触媒作用によって図３に示す様に、芯体３の表面にニッケル５を析出させる。
ここで用いられるメッキ液７は、公知のものならば特に限定されるものではなく、例えば、ニッケル塩と還元剤とを含むメッキ液等を用いることができる。前記ニッケル塩としては、次亜燐酸塩ニッケル、炭酸ニッケル等が用いられ、中でも次亜燐酸塩ニッケルが還元剤としての機能も有していることから好ましい。また、メッキ液には、上記のニッケル塩、還元剤の他に、公知のｐＨ調整剤、ｐＨ緩衝剤、安定剤、促進剤等を添加することもできる。
工業的に販売されているメッキ液としては、例えば、日本カニゼン社製のカニゼンメッキ液（例えばＳＥＫ６７０）を用いることができる。
【００２８】
こうして形成されるメッキ層の厚みは、芯体として必要とされる耐久性や導電性の観点から３〜５０μｍが好ましく、更には５〜２０μｍが好ましい。
【００２９】
−ビッカース硬度−
芯体の耐傷性の観点から、前記メッキ層表面のビッカース硬度（ＪＩＳ−Ｚ２２４４、１９９８年）が５００ＨＶ以上、更には６００ＨＶ以上であるのが好ましい。
ビッカース硬度は、例えば、アルミニウムが４０〜８０ＨＶ程度、無電解ニッケルメッキが５００ＨＶ程度、電解ニッケルメッキが３００ＨＶ程度である。
尚、前記無電解ニッケルメッキにおいては、熱処理による析出硬化によってそのビッカース硬度を８００〜９００ＨＶ程度にまで高めることができる。そのため、メッキ層に３５０〜４００℃の温度範囲で１０〜３０分熱処理を施し、表面硬度や耐摩耗性を向上させることが好ましい。
【００３０】
−線膨張係数−
前記無電解ニッケルメッキ処理において、基体とメッキ層の密着を確保するためには、メッキ処理前の基体表面への処理が重要であり、アルカリ脱脂、酸脱脂、電解洗浄等を行った上でメッキ処理を施すことが好ましい。このような前処理を施した無電解ニッケルメッキ層は、例えばアルミニウムに対する密着性が約２０ｋｇ／ｍｍ2であり、常温においては該メッキ層が剥がれることはない（尚、アルミニウムに対する密着性は、電解ニッケルメッキが約３０ｋｇ／ｍｍ2、クロムメッキが約８ｋｇ／ｍｍ2）。
【００３１】
ところが、一般に物質は加熱すると膨張する性質を有している。膨張係数は物質毎に異なり、線膨張係数はアルミニウムが２３×１０-6／Ｋ、鉄が１２×１０-6／Ｋ、ニッケルが１５×１０-6／Ｋ、クロムが８．４×１０-6／Ｋであり、アルミニウムは金属の中で、線膨張係数が高い代表的な金属である。よって、樹脂無端ベルトの製造工程中の加熱時には基体が膨張するため、メッキ層は基体の膨張に耐え得ることが必要である。メッキ層が基体の膨張に耐えられない場合には、メッキ層にクラックが生じ、このクラック部にポリイミド前駆体溶液中の溶剤が徐々に浸透し、メッキ層が剥離してしまう問題が発生する。
この膨張に耐え得る指標として、基体の線膨張係数をαB、メッキの線膨張係数をαCとしたときの線膨張係数比率αC／αBが有効であり、常温における密着性が十分得られる場合にαC／αBが０．４以上、好ましくは０．５以上、より好ましくは０．６以上であれば、クラックを効果的に防止することができる。
【００３２】
−基体表面への前処理−
無電解ニッケルメッキ処理された芯体を用いて無端ベルトを作製する際、メッキ層表面にメッキ不良があると、この部分で皮膜が貼り付き、表面故障として不良になることがある。該メッキ不良はシミ状に発生するものが多いが、メッキ処理後には修復や除去することが非常に困難であり、メッキ処理時に発生させないことが重要である。
【００３３】
ここで、前記メッキ不良には、以下の発生原因があることが判明した。
（１）基体の表面切削工程に起因するもの
（a）メッキ前の基体は切削により表面を加工するが、径が大きい場合は切削油の使用量が多いので、廃液処理をしやすい水溶性切削油を用いるのが好ましい。水溶性切削油は非水溶性の切削油をエマルジョン化したものであり、水で希釈して使用されるが、その場合、希釈する水の水質が悪い（井水や水道水等、各種イオン成分を含む）と、切削後の基体表面は、イオン成分でアルミニウム表面が腐食され、表面粗さが不均一に変化してしまうことがある。そのままの状態でメッキ処理を行うと、白いシミ状のメッキ不良の発生原因となる。
【００３４】
（b）切削後、水溶性切削油は洗浄剤で洗浄して除去するが、切削油がある程度以上残っていると、これがアルミニウムを腐食させてしまい、白いシミ状のメッキ不良の原因となる。
【００３５】
（２）無電解ニッケルメッキの洗浄工程に起因するもの
（c）メッキ処理後にメッキ槽から芯体を引き上げた際、表面にはメッキ液が付着しているが、付着したままにしておくと、表面に部分的な酸化が起こり、斑点状のシミとなることがある。
【００３６】
（d）そのため、メッキ処理後の芯体表面にメッキ液が残らないように、芯体を浸漬洗浄やシャワー洗浄等の水を用いた洗浄で仕上げればよいが、メッキ処理後の芯体は数十度に温まっているために洗浄水が乾燥し易く、井水や、メッキ液成分が多量に混入している水など、水質が悪い場合には、洗浄後に、洗浄水中の不純物が瞬時に白または薄褐色のシミとなることがある。水切りの目的で、温水槽から引き上げる方法を用いた場合、水質が悪いと、軸方向に水滴シミが連続した引き上げしみとなって発生することがある。
【００３７】
以上の発生原因から、本発明では、前記（１）の（a）に対しては、水溶性切削油を希釈する水の導電率を５μＳ／ｃｍ以下のイオン交換水とすることで、メッキ不良の発生を効果的に防止することができる。導電率が５μＳ／ｃｍを超える水、例えば導電率約２００μＳ／ｃｍの井水を用いた場合、切削後に一晩放置すると、洗浄した後の基体表面には、腐食された部分が白いシミとなって残るものの、導電率５μＳ／ｃｍ以下のイオン交換水を使用すれば、一晩放置しても、基体表面には腐食によるシミが発生することはない。尚、水溶性切削油を繰返し長時間使用した場合、水が腐敗したり、水垢が発生して配管内に蓄積し、配管詰まり等を起し易くなるので、水垢の増殖防止のために、水溶性切削油を希釈するイオン交換水は、除菌フィルターを通すことがより好ましい。
【００３８】
また、前記（１）の（b）に対しては、メッキ処理前の基体表面の残油分（基体表面に残る水溶性切削油）濃度を１０×１０-4ｍｇ／ｃｍ2以下とすることで、メッキ不良の発生を効果的に防止することができる。残油分濃度を１０×１０-4ｍｇ／ｃｍ2以下とするには、基体の切削後、水系洗浄剤、準水系洗浄剤、溶剤、酸、アルカリ、アルカリ性洗浄剤、電解アルカリ性水等の洗浄剤を用いて、超音波洗浄、スクラブ洗浄、シャワー洗浄等の洗浄方法により、切削油を除去した後、洗浄剤を十分に濯ぐことで達成される。尚、その後、熱風乾燥等により基体を乾燥させることがより好ましい。
【００３９】
ここで、前記残油分濃度は、以下の方法で測定される。
［測定原理］
対象物に付着する油分を抽出溶剤にて抽出し、その液に赤外線を照射し、油分共通の吸収波長３．４〜３．５μｍ付近で検出される油分濃度を、標準物質に換算して求める。なお、油分濃度は通常、単位面積当りの付着量として算出される。
・測定機：油分濃度測定機ＯＣＭＡ２２０（堀場製作所製）
・抽出溶剤：クロロフロロカーボン（商品名：Ｓ３１６、堀場製作所製）
・測定手順概略
抽出溶剤Ｓ３１６中に入っている油分量（バックグラウンド値）：Ａ
油分測定値：Ｂ
差分：Ｃ＝Ｂ−Ａ
抽出溶剤液量：Ｄ
油分量Ｑ＝Ｃ×Ｄ／１０００
基材面積（内外面）：Ｓ
基材単位面積あたりの油分濃度：Ｘ＝Ｑ／Ｓ  （ｍｇ／ｃｍ2）
【００４０】
尚、切削油洗浄後の基体をメッキ処理するまでの間、保管する際には、表面への異物付着防止や傷付き防止等の目的で、樹脂フィルムを巻き付けることが好ましい。但し、樹脂フィルムによって、温度や湿度等の影響で基体表面が結露した場合、水分の逃げ場がなくなり、溜まった水分でアルミニウムを腐食させてしまうこともある。そこで、ある程度の空気の流通があり、埃などの異物が入り込まない保管容器を使用することが好ましい。また、何らかの基体表面保護剤が必要な場合には、傷が付きにくいやわらかな中性紙等を使用することも好ましい。
【００４１】
また、前記（２）の（c）に対しては、メッキ処理後の芯体を水で洗浄することにより、前記（２）（d）に対しては、洗浄に用いる水の導電率を５μＳ／ｃｍ以下とすることにより、メッキ不良を効果的に防止することができる。洗浄に用いる水の導電率が５μＳ／ｃｍを超える場合、やはりシミを生じやすく、このシミは前述の通り、除去が困難である。
前記メッキ処理後の水での洗浄としては、芯体を冷却する目的で水槽に浸漬した後、超音波洗浄やバブリング洗浄を行なって、メッキ液を十分に除去する方法が好ましく用いられる。その後、温イオン交換水槽に浸漬して引き上げる等の方法や、温イオン交換水で基体表面を拭き取る方法等で、芯体表面の水分を除去し、洗浄工程内の移動時にも、芯体表面の乾燥防止のため、導電率が５μＳ／ｃｍ以下の水を吹き付けるとさらに好ましい。
また、洗浄工程で使用した水分がメッキ表面に残ると、メッキしみになり易いので、１００度前後の熱風や、ドライエアの吹き付け等による、水分除去を行うのが好ましい。
【００４２】
−離型層−
本発明の芯体を、後述する樹脂無端ベルトの製造に用いる際、形成されたポリイミド樹脂皮膜は円筒芯体表面に接着する虞があるため、円筒芯体の表面には、離型性が付与されていることが好ましい。それには、円筒芯体表面をフッ素系樹脂やシリコーン樹脂で表面を被覆することにより、離型層を形成する方法がある。
【００４３】
離型層はポリイミド等の樹脂皮膜を加熱反応させた後、芯体から剥離させるために必要なものであり、離型層と芯体との密着性が低いと、樹脂皮膜内面に容易に転写されてしまい、頻繁に離型層を被覆する必要が生じ、コストアップにつながる。
一般的に、離型層の耐久性を上げるためには、焼付け処理を行い、芯体表面との化学的な結合や吸着を促進させる方法が挙げられる。しかしながら、この化学的な結合や吸着の度合いは芯体の材質によって異なり、電解ニッケルメッキは表面のビッカース硬度が高く傷が発生しにくいものの、離型層との密着力が弱いために、離型層の寿命が短くなるという欠点がある。これは、電解ニッケルメッキは結晶が成長しながら層が形成されるため、層が形成された時点で既に結晶化されており、シリコーン系離型剤の化学的な結合が乏しいためと考えられる。
【００４４】
芯体に、高い表面硬度と共に、離型層との良好な密着性を付与する手段として、非晶質（結晶化前）の無電解ニッケルメッキに離型剤を塗布した上で、高温での加熱処理を行う方法があり、無電解ニッケルメッキを結晶化して芯体の硬度を上げると同時に離型層の焼付け処理を行い、離型層の耐久性を向上させることができる。
これは無電解ニッケルメッキ層を高温で加熱することで、無電解ニッケルが非晶質から結晶化に転移することに伴い、ビッカース硬度が上がり、かつその際に離型層とニッケル間での化学的な結合（シロキサン結合）が形成されるためと推定される。シロキサン結合の結合エネルギーは４４４ｋＪ／ｍｏｌであり、炭素結合の結合エネルギーの３５６ｋＪ／ｍｏｌよりも高く、安定性に優れている。
尚、前記加熱処理は２００℃以上が好ましく、３００℃以上がさらに望ましい。２００℃未満では無電解ニッケルメッキの結晶化が進行しにくいため表面硬度の変化が少なく、かつシリコーン系離型剤との結合にも乏しくなる。
【００４５】
−メッキ層の再生−
上述のような無電解ニッケルメッキ処理を施した芯体を用いた場合であっても、数百回使い続けると、打痕のような傷が入ったり、メッキ層表面に微小なメッキ剥がれが起きることがあり、該打痕やメッキ剥がれが生じた部分では、製造されるベルトに欠陥が発生する。そこで、本発明の芯体の再生方法を用いることにより、表面に部分的に打痕やメッキ剥がれ等の欠陥が発生した場合でも、該欠陥部分を補修し、且つ新たに芯体を製造するよりも安価で、かつ短期間に芯体を再生することが可能となる。
即ち、本発明の芯体の再生方法は、金属製の基体の表面にメッキ層が形成された芯体から前記メッキ層を剥離し、再度無電解ニッケルメッキ処理を施すことによってメッキ層を再形成する工程を有し、且つ前記芯体は、メッキ層上に樹脂前駆体溶液を塗布し加熱乾燥させて樹脂被膜を形成する工程および前記樹脂被膜の全てを剥離する工程を繰り返すことで樹脂無端ベルトを繰り返し製造する樹脂無端ベルトの製造に用いられることを特徴とする。
【００４６】
ここで、前記メッキ層の剥離方法としては、研磨・切削等の機械加工による方法、無電解ニッケルメッキの剥離液への浸漬等の化学的加工による方法等がある。しかし前記メッキ層の剥離は、芯体の内外表面及びフランジ部の全ての部分で必要であり、内面の層まで機械加工によって除去することは困難である。そこで、化学的加工によるメッキ剥離が適している。化学的なメッキ剥離に用いる剥離液としては、硝酸が広く用いられる。
【００４７】
(1)化学的加工によるメッキ剥離の弊害〜アルミニウム表面の侵食
硝酸は無電解ニッケルメッキ層を溶解しながら進行し、基体としてアルミニウムを用いた場合には、アルミニウムに対して不動体を作る作用がある。しかし、アルミニウムの表面を侵食してしまい、表面の粗さがメッキ剥離前に比べて大きくなってしまう場合がある。
そのため、メッキ剥離後の基体表面を研磨及び／又はブラスト処理して表面粗さを小さくした上で、無電解ニッケルメッキ処理を行うことにより、メッキ層の再生を良好に行うことができる。該研磨の方法としては、例えば、バーチカル研磨、バフ研磨、グラインダー研磨等が挙げられるが、特にバーチカル研磨が好ましい。
【００４８】
ここで、バーチカル研磨の方法を図４に示す。芯体２２を回転軸２５を中心に矢印Ａ方向に回転させながら、円形砥石２１を芯体２２表面に接触させ、回転軸２４を中心に矢印Ｂ方向に回転させると共に、矢印Ｃ方向に移動させて、芯体２２表面全面の研磨を行う。
バーチカル研磨は研磨量を正確に制御できるほか、例えば芯体表面に傷（大きな凸凹など）があっても、表面全面を平滑化できるため当該傷等を除去でき、特に本発明においては好ましい。一方、前記バフ研磨では、研磨する量が全面にわたって一定であるため、芯体表面に傷があった場合などには、傷の部分も他の部分と同じ研磨量となり平均的に研磨されるので、傷を除去することはできない。また、前記グラインダー研磨の場合、研磨量が大きすぎて研磨量を制御しにくいほか、表面が荒れすぎるという欠点もある。
前記バーチカル研磨による研磨量は１０μｍ以下とすることが好ましく、この研磨量分を再度形成されるメッキ層膜厚で補うことで、芯体の外径をメッキ剥離前と同じにすることが可能となる。
【００４９】
(2)化学的加工によるメッキ剥離の弊害〜アルミニウム基体における穴の発生
また、剥離前のメッキ層にメッキ剥がれの欠陥が発生している場合、芯体表面のメッキ剥がれ部分はアルミニウム基体が露出していて、メッキ層が形成されている部分のアルミニウム基体よりも長時間硝酸に漬かることになり、その部分だけ多くアルミニウムの溶解が進行してしまうことがある。そのため、メッキ剥がれ部ではアルミニウム基体に穴が開いてしまい、その穴は直径２ｍｍ以上、深さ５０μｍ以上になってしまうこともある。この穴があいたまま、通常の厚さ（３〜５０μｍ）のメッキ層を形成しても、メッキ層表面に凹みが出来、その結果製造されるベルト表面にも欠陥が発生する。
また、上記の穴を埋めるため、５０〜１００μｍの厚さのメッキ層を施そうとした場合、メッキ処理時間が長くなるとともにメッキ層中にボイド等の欠陥が起きやすくなり、好ましくない。あるいは、メッキ剥離後に、アルミニウム基体全面を前述のようなバーチカル研磨等により研磨して、上記の穴を軽減化する方法もあるが、結果として研磨した分だけ厚みのあるメッキ層を形成しなければならない。
【００５０】
そこで、メッキ層表面にメッキ剥がれ欠陥が生じる前、より具体的には、メッキ層表面に生じている欠陥が、メッキ層表面から外側方向への膨らみと内側方向への凹みを有するうねり形状であり、前記膨らみ（メッキ層表面であったラインから膨らみの頂点までの長さ）が２０μｍ以下、前記凹み（メッキ層表面であったラインから凹みの頂点までの長さ）が２０μｍ以下、前記欠陥の直径（最大箇所の径）が１ｍｍ以下である盛上り欠陥（以下、単に「メッキ剥がれの兆候」と呼ぶ）である時点で、前記めっき剥離を行いメッキ層の再形成を行うことが好ましい。
【００５１】
樹脂無端ベルトの製造に芯体を数百回程度使い続けると、メッキ層表面に上記寸法のメッキ剥がれの兆候が発生することがある。この状態ではまだメッキ剥がれ欠陥は発生していない。さらに芯体を使い続けると、上記メッキ剥がれの兆候部分の盛上り部（膨らみの頂点近辺）でクラックが発生し始め、いずれ直径２ｍｍ以上のメッキ剥がれが起こることがある。この際、メッキが剥がれた部分はアルミニウム基体が露出して光沢を呈している。
【００５２】
ここで、メッキ剥がれの兆候部分について図を用いて説明する。
図７（Ａ）はメッキ剥がれの兆候部分の概略断面図であり、図７（Ｂ）は（Ａ）を上方から見た平面図である。メッキ剥がれの兆候部分では、２０μｍ以下の膨らみ５５と、２０μｍ以下の凹み５７が発生しており、またメッキ層５３の下では、アルミニウム基体５２の膨らみと凹みが発生している。
メッキ剥がれの兆候部分を有する芯体について、剥離液を用いてメッキ剥離を行うと、アルミニウム基体の断面状態は図９に示すような形状となる。メッキ剥がれの兆候部にもメッキ層５３が存在していたため、周囲の正常なメッキ層部分と同等にメッキ剥離が進行し、剥離後のアルミニウム基体５２表面の凹凸状態は、剥離する前の図７と変わらない。
尚、芯体のメッキ層表面に、メッキ剥がれの兆候が発生しているか否かを判定する手法としては、光学式表面検査を行う方法が挙げられる。メッキ剥がれの兆候として判断する基準（下限値）としては、膨らみ５μｍ以上、凹み５μｍ以上、直径０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。また、メッキ剥がれ欠陥が発生する可能性を低減する観点から、メッキ剥がれの兆候の上限値は、膨らみ２０μｍ以下、凹み２０μｍ以下、直径１ｍｍ以下として判断することが好ましい。
【００５３】
次いで、メッキ剥がれ欠陥が発生した部分について図を用いて説明する。
図８はメッキ剥がれ欠陥が発生した部分の概略断面図である。メッキ剥がれが発生したため、図７に示すメッキ剥がれの兆候部分におけるメッキ層５３がなくなり、基体５２が露出している。
メッキ剥がれ欠陥が発生し、基体５２が露出した芯体について、剥離液を用いてメッキ剥離を行うと、前述のように、基体５２が長時間剥離液に晒されることになり、その部分だけ多く溶解が進行してしまい、図１０に示すように穴が開いてしまう懸念がある。
【００５４】
上記のように、メッキ剥がれの兆候部分が発生した段階で（メッキ剥がれ欠陥が発生する前に）メッキ剥離を行うと、基体表面が図９に示すように膨らみと凹みを有するうねり形状となっている。そこで基体全面を研磨することで、このうねりが除去されて、均一な面が得られる。研磨方法としては、バフ研磨、円筒研磨、バーチカル研磨等があるが、前記と同様の理由から、バーチカル研磨が最も好ましい。
また、研磨を行った後、基体表面をブラスト処理等により粗面化してもよい。
【００５５】
上記のようにしてメッキ剥離を行った基体表面に、前述の同様の方法にて、再度無電解ニッケルメッキ層を形成することにより、芯体の再生を行うことができる。尚、再生されるメッキ層の膜厚は、３〜５０μｍであることが好ましく、１０〜２０μｍであることがより好ましい。
尚、再生したメッキ層が厚い場合には、所定の外径に研磨することも好ましい。
【００５６】
−基体−
本発明に用いる基体としては、アルミニウム、銅、鉄、鋼、マグネシウム、ニッケル等の金属製のものが好ましく、中でも市場流通性、耐溶剤性、熱伝導性、強度等の観点から、アルミニウムが特に好ましく用いられる。
なお、アルミニウムは３５０℃に加熱すると強度が低下して変形を起こしやすいという性質があり、このようなアルミニウムの熱変形は、円筒芯体形状への冷間加工中に歪みが蓄積していると発生しやすい。そのような歪みを取り去るには、アルミニウムを焼鈍（焼きなまし）する方法がある。但し、焼鈍によっても熱変形が起こるので、所定形状への加工は、その後に施す必要がある。焼鈍とは、アルミニウム素材を３５０〜４００℃に加熱し、空気中で自然に冷却する方法である。
【００５７】
尚、芯体には耐溶剤性も要求され、例えば、基体として鉄のようなビッカース硬度が高く表面に傷が入りにくい材料を用いた場合でも、無電解ニッケルメッキ層を設けることにより防錆効果が得られ、良好な耐溶剤性を有する芯体とすることができる。
【００５８】
−芯体の表面粗さ−
後述の樹脂無端ベルトの製造において、乾燥時に残留溶剤を完全に除去できない場合、或いは加熱時に発生する水が除去しきれない場合、樹脂皮膜に部分的に提灯状の膨れが生じることがある。これは特にポリイミド等の樹脂皮膜の膜厚が５０μｍを越えるような厚い場合に顕著な問題である。その場合、円筒芯体の表面を、ＪＩＳ−Ｂ０６０１（１９９４年）に規定する表面粗さＲａで０．２〜２μｍの範囲に粗面化することが有効である。これにより、樹脂皮膜から生じる残留溶剤又は水の蒸気は、円筒芯体と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、膨れを防止することができる。円筒芯体表面の粗面化には、ブラスト、切削、サンドペーパーがけ等の方法がある。
この粗面化はメッキ処理前に行っても、メッキ処理後に行っても構わない。ただし、メッキ処理前に行う場合には、メッキ処理によって粗度が小さくなるので、これを見込んだ粗度にする必要がある。
【００５９】
＜樹脂無端ベルトの製造方法＞
本発明の樹脂無端ベルトの製造方法は、前述の無電解ニッケルメッキ層を形成した芯体、あるいは前述の芯体の再生方法により無電解ニッケルメッキ層を再形成した芯体を用いることを特徴とする。
本発明の樹脂無端ベルトの製造方法においては、従来から用いられている公知の樹脂を用いることができ、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂等を挙げることができる。前記ポリイミド樹脂の前駆体としては、例えば、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）とｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）からなる前駆体や、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）と４，４’−ジアミノフェニルエーテル（ＯＤＡ）からなる前駆体等を用いることができる。一方、前記ポリアミドイミド樹脂の前駆体としては、例えば、アミド基含有芳香族ジアミンとＰＭＤＡからなる前駆体や、芳香族ジアミンまたはその誘導体と無水トリメリット酸（ＴＭＡ）からなる前駆体等を用いることができる。
以下、特に好ましい態様として、ポリイミド樹脂製の無端ベルトの製造方法について詳細に説明する。
【００６０】
−ポリイミド前駆体塗膜形成工程−
ポリイミド前駆体塗膜形成工程では、まず、ポリイミド前駆体が非プロトン系極性溶剤に溶解したポリイミド前駆体溶液を用意する。ポリイミド前駆体としては、前記において列記した具体例からなるものを用いることができる。また、ポリイミド前駆体は、２種以上を混合して用いてもよいし、酸又はアミンのモノマーを混合して共重合されてもよい。
【００６１】
非プロトン系極性溶剤としては、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、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等が挙げられる。溶液におけるポリイミド前駆体の濃度、粘度等は、塗布方法に応じて適宜選択される。
【００６２】
ポリイミド前駆体塗膜形成工程おいて、ポリイミド前駆体溶液の塗布方法としては、円筒体の内面にポリイミド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や、円筒体内面にポリイミド前駆体溶液を展開する内面塗布法がある。但し、これら内面に成膜する方法では、ポリイミド前駆体皮膜が、管状体として強度を保持できる状態になるまで熱処理した後、円筒体から抜いて外型に載せ換える必要があり、工数が増える問題がある。また、表面にフッ素樹脂のような他の樹脂を塗布する場合も、外型に載せ換えた後で塗布する必要がある。
【００６３】
これに対し、円筒芯体をポリイミド前駆体溶液に浸漬した後円筒芯体を上昇させ（引き上げ）る浸漬塗布法、円筒芯体を回転させながら表面にポリイミド前駆体溶液を吐出する流し塗り法、その際にブレードで皮膜をメタリングするブレード塗布法など、外周表面に塗布する公知の方法が好適に用いられる。この方法では、外型に載せ換える工数が不要という利点がある。
上記流し塗り法やブレード塗布法では塗布部を水平移動させるので、皮膜はらせん状に形成されるが、ポリイミド前駆体溶液は乾燥が遅いために、継ぎ目は自然に平滑化される。なお、「円筒芯体上に塗布する」とは、円柱も含まれる円筒芯体の側面の表面、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、「円筒芯体を上昇（引き上げ）」とは、塗布時の液面との相対関係であり、「円筒芯体を停止し、塗布液面を下降」させる場合を含む。
【００６４】
ポリイミド前駆体塗膜形成工程において、ポリイミド前駆体溶液の塗布を浸漬塗布法で行う場合、ポリイミド前駆体溶液は粘度が非常に高いので、膜厚が所望値より厚くなりすぎることがある。その際は、以下の如き環状体により膜厚を制御する浸漬塗布法が適用できる。
【００６５】
環状体により膜厚を制御する塗布方法を、図５及び６を参照して説明する。
図５は、環状体により膜厚を制御する浸漬塗布法に用いる装置の一例を示す概略構成図である。ただし、図は塗布主要部のみを示し、他の装置は省略する。
図５に示すように、この浸漬塗布法は、塗布槽３３に満たされたポリイミド前駆体溶液３２に、円筒芯体３１の外径よりも大きな孔を設けた環状体３５を浮かべ、該孔を通して円筒芯体３１をポリイミド前駆体溶液３２に浸漬し、次いで、芯体を上昇させる（引き上げる）塗布法である。
【００６６】
環状体３５は、ポリイミド前駆体溶液液面に浮くもので、その材質は、ポリイミド前駆体溶液３２によって侵されないものであれば、金属やプラスチック等から選ばれる。また、浮上しやすいように、例えば、中空構造であってもよいし、沈没防止のために、環状体の外周面または塗布槽に、環状体を支える足や腕を設けてもよい。
【００６７】
環状体３５は、ポリイミド前駆体溶液３２の上でわずかの力で動くことができよう、溶液上に浮遊させたり、環状体３５をローラ等で支える方法、環状体３５をエア圧で支える方法、などの方法で自由移動可能に設置する。
【００６８】
円筒芯体３１の外径と、孔３６の径との間隙は、所望の膜厚により調整する。所望膜厚（乾燥膜厚）は、濡れ膜厚とポリイミド前駆体溶液３２の不揮発分濃度の積になる。これから、所望の濡れ膜厚が求めら、円筒芯体３１の外径と、孔３６の径との間隙は、所望の濡れ膜厚の１倍〜２倍であるのがよい。１倍〜２倍とするのは、ポリイミド前駆体溶液３２の粘度及び／又は表面張力などにより、間隙が濡れ膜厚になるとは限らないからである。
【００６９】
環状体３５に設けられる孔３６の内壁面は、ポリイミド前駆体溶液に浸る下部が広く、上部が狭い形状であれば、図５に示すように、傾斜面であるものや、図６に示すように、組み合わせた傾斜面であればよい。また、階段状や曲線的でもよい。
【００７０】
浸漬塗布を行う際、円筒芯体３１を、ポリイミド前駆体溶液３２に浸漬する。次いで、孔３６の中を通して円筒芯体を引き上げる。この際、円筒芯体３１と孔３６との間隙により塗膜３４の厚さが決定される。引き上げ速度は、０．１〜１．５ｍ／ｍｉｎ程度が好ましい。この塗布方法に好ましいポリイミド前駆体溶液の固形分濃度は１０〜４０質量％、粘度は１〜１００Ｐａ・ｓである。
【００７１】
円筒芯体３１を、孔３６を通して引き上げる際、環状体３５はある高さに持ち上げられ、また自由移動可能状態でるため、円筒芯体３１と環状体３５との摩擦抵抗が周方向で一定になるように環状体３５は動く。即ち、円筒芯体を引き上げる際、ある位置で、環状体と円筒芯体との間隙が狭まろうとした場合、狭まろうとした部分では摩擦抵抗が大きくなる一方、その反対側では摩擦抵抗が小さくなり、一時的に摩擦抵抗が不均一な状態が生じるが、摩擦抵抗が不均一な状態から均一な状態になるように、環状体が自動的に動き、環状体が円筒芯体と接触するようなことはない。
【００７２】
従って、円筒芯体３１の表面には、一定の濡れ膜厚を有するポリイミド前駆体塗膜３４が形成される。
【００７３】
更に、浸漬塗布法に用いる塗布装置は、円筒芯体を保持する円筒芯体保持手段、並びに、所望により、該保持手段を上下方向に移動する第１の移動手段及び／又はポリイミド前駆体溶液を入れる容器を上下方向に移動する第２の移動手段を有してもよい。
【００７４】
このように、高粘度のポリイミド前駆体溶液を用いて、環状体により膜厚を制御する浸漬塗布法を適用することで、重力による円筒芯体上端部での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。
【００７５】
なお、ポリイミド前駆体塗膜形成工程おいて、図６に示す環状塗布法も適用できる。図６は、環状塗布法に用いる装置の一例を示す概略構成図である。
図６において、図５との違いは、環状塗布槽３７の底部に、円筒芯体の外径より若干小さい穴を有する環状シール材３８が設けられることである。円筒芯体３１を環状シール材３８の中心に挿通させ、環状塗布槽３７にポリイミド前駆体溶液３２を収容する。これにより、ポリイミド前駆体溶液３２が漏れないようになっている。円筒芯体３１は、環状塗布槽３７の下部から上部に順次つき上げられ、環状シール材３８を挿通させることにより、表面に塗膜３４が形成される。円筒芯体の上下には、円筒芯体に嵌合可能な中間体３９が取り付けられることもある。環状体３５の機能は、前述と同様である。
このような環状塗布法では、環状塗布槽３７は図５の浸漬塗布槽３３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。
【００７６】
−ポリイミド樹脂皮膜形成工程−
ポリイミド樹脂皮膜形成工程においては、前記ポリイミド前駆体塗膜を加熱乾燥させてから、加熱反応させてポリイミド樹脂皮膜を形成する。
まず、ポリイミド樹脂皮膜形成工程において、ポリイミド前駆体塗膜中に過度に残留する溶剤を除去する目的で、静置しても塗膜が変形しない程度の加熱乾燥を行う。加熱条件は、８０〜２００℃の温度で３０〜６０分間であることが好ましい。その際、温度が高いほど、加熱時間は短くてよい。また、加熱することに加え、風を当てることも有効である。また、遠赤外線加熱を用いれば、溶剤除去をさらに効率よく行うことができる。加熱は、時間内において、段階的に上昇させたり、一定速度で上昇させてもよい。
なお、ポリイミド前駆体塗膜から溶剤を除去させすぎると、塗膜はまだベルトとしての強度を保持していないので、割れを生じる虞がある。そこで、ある程度（具体的にはポリイミド前駆体塗膜中に１５〜５０質量％、好ましくは３５〜５０質量％）、溶剤を残留させておくのがよい。
【００７７】
ポリイミド前駆体塗膜を加熱乾燥させてから加熱反応まで、連続的に行えばよいが、途中で一旦、温度を低下させてもよい。ここで、「温度を低下させる」とは、加熱乾燥により高温状態となっているポリイミド前駆体塗膜を、円筒芯体ごと冷却し、温度を低下させることをいう。低下させる温度は、常温でもよい。温度を低下させることは、加熱乾燥装置と加熱反応装置が異なっている場合に有効である。
【００７８】
乾燥の後、好ましくは３００〜４５０℃、より好ましくは３５０℃前後で、２０〜６０分間、ポリイミド前駆体塗膜を加熱反応させることで、ポリイミド樹脂皮膜を形成することができる。加熱反応の際、非プロトン系極性溶剤が残留しているとポリイミド樹脂皮膜に膨れが生じることがあるため、加熱の最終温度に達する前に、完全に残留溶剤を除去することが好ましく、具体的には、加熱前に、２００〜２５０℃の温度で、１０〜３０分間加熱乾燥して残留溶剤を除去し、続けて、温度を段階的、又は一定速度で徐々に上昇させて加熱し、ポリイミド樹脂皮膜を形成することが好ましい。この際、遠赤外線加熱を併用すれば、残留溶剤の除去とイミド化反応を効率的に行える。
【００７９】
−ポリイミド樹脂皮膜剥離工程−
加熱反応後、形成されたポリイミド樹脂皮膜を円筒芯体から剥離する工程を経ることで、ポリイミド樹脂無端ベルトが得られる。剥離は芯体と皮膜の隙間に、加圧空気を注入することで、皮膜を膨張させて剥離する。加圧空気の圧力は、一般的な空気圧縮機で得られる数気圧程度でよい。注入された加圧空気は、ある程度は皮膜端部から漏れるが、全部が漏れるわけではないので、皮膜は空気圧により、多少、膨れることになる。そのため、形成された無端ベルト皮膜を芯体から容易に抜き取ることができる。その際、皮膜が芯体表面を摺擦しても、芯体表面のビッカース硬度が５００ＨＶ以上であれば、傷が付くことない。
抜き取られた無端ベルトは、その両端は膜厚の均一性が劣っていたり、皮膜の破片が付着していたりするが、その部分は不要部分として切断される。端部の不要部が切断されてポリイミド樹脂無端ベルトが得られるが、必要に応じて、穴あけ（パンチング）加工、リブ付け加工、等が施されることがある。
【００８０】
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には、樹脂材料の中に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、カーボンブラックを造粒したカーボンビーズ、カーボンファイバー、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。
【００８１】
無端ベルトを定着体として使用する場合には、表面に付着するトナーの剥離性の向上のため、ベルト表面に非粘着性の樹脂皮膜を形成することが有効である。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）等のフッ素樹脂が好ましい。非粘着層には、耐摩耗性や静電オフセットの向上、トナーの付着防止用オイルとの親和性等のために、カーボン粉体や、酸化チタン、硫酸バリウム等の無機化合物粉体等、フッ素樹脂以外の材料を含んでもよい。
これらフッ素系樹脂皮膜を形成するには、その水分散液を無端ベルトの表面に塗布して焼き付け処理する方法が好ましい。
【００８２】
このように、ベルト表面にフッ素系樹脂皮膜を形成するには、加熱してポリイミド樹脂皮膜（ベルト）を円筒芯体の表面に形成してから、これらを塗布してもよいが、ポリイミド前駆体溶液を塗布して溶剤を乾燥させてから、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、フッ素系樹脂皮膜の密着性が強固になることもある。
【００８３】
定着ベルトとして、ポリイミド樹脂層の厚さは２５〜２００μｍの範囲が好ましく、非粘着層の厚さは５〜５０μｍの範囲が好ましい。
【実施例】
【００８４】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。但し、以下に示す実施例１０は、本発明に対する参考例として示すものである。
（実施例１）
−芯体の製造−
外径３６５．９ｍｍ、長さ６００ｍｍのアルミニウム（ＪＩＳ−材質記号Ａ６０６３）製円筒（線膨張係数は２３×１０-6／Ｋ）を用意した。かかる円筒は、外径３７７ｍｍ、長さ６５０ｍｍのアルミニウム製素管の表面を切削したものであり、更に、球形ガラス粒子によるブラスト処理により、表面をＲａ０．４０μｍに粗面化した。その表面を３体積％の水酸化ナトリウム水溶液でアルカリ脱脂を行い、２０体積％の硝酸で酸脱脂を行って洗浄し、亜鉛置換を２度繰り返した。次いで、液温６０℃、酸性下でメッキ液（カニゼン（Ｋａｎｉｇｅｎ）メッキ液ＳＥＫ６７０：日本カニゼン（株）製／組成：次亜燐酸陰イオン、ニッケル陽イオンが存在）に４０分間浸漬させ、水洗し、表面に厚さ１０μｍの無電解ニッケルメッキ（線膨張係数は１５×１０-6／Ｋ）処理を施した。表面の粗度はＲａ０．３５μｍであった。また、芯体表面の硬度はマイクロビッカース硬度計（商品名；ＭＶＫ−ＨＶＬ、アカシ社製）にて測定したところ、５１０ＨＶであった。なお、この芯体の基体とメッキ層の線膨張係数比率（αC／αB）は０．６５である。
さらに、その表面に、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、焼き付け処理を施し、円筒芯体とした。芯体表面はこの加熱処理により硬度が上昇し、ビッカース硬度が８１０ＨＶであった。
【００８５】
−ポリイミド前駆体塗膜形成工程−
３，３'，４，４'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）と、ｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）と、をＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド中で合成して、２２質量％濃度ポリイミド前駆体溶液Ａを調製した。この溶液Ａ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、次いでジェットミルにより分散し、更に、塗膜はじきを生じにくくするため、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になるよう添加して、ポリイミド前駆体溶液Ｂとした。粘度は４５Ｐａ・ｓであった。
【００８６】
前記ポリイミド前駆体溶液Ｂを用い、図６に示す環状塗布法により、円筒芯体上にポリイミド前駆体塗膜を形成した。環状体３５としては、外径４０９ｍｍ、最小部の内径３６７．３ｍｍ、高さ５０ｍｍのアルミニウム製のものを作製した。内壁は傾斜状である。
【００８７】
円筒芯体３１を、底面に内径３６３ｍｍの穴を有する硬質ポリエチレン製環状シール材３８が取り付けられた、内径４９５ｍｍ、高さ１１０ｍｍの環状塗布槽３７に通した。環状塗布槽３７にポリイミド前駆体溶液３２を入れ、環状体３５を配置して、円筒芯体３１を０．５ｍ／分で上昇させ、塗布を行った。これにより、円筒芯体３１の表面には濡れ膜厚が約５００μｍのポリイミド前駆体塗膜３４が形成された。
【００８８】
−ポリイミド樹脂皮膜形成工程−
次に、円筒芯体を水平にして、２０ｒｐｍで回転させながら、室温で５分間の乾燥後、８０℃で２０分間、１００℃で１時間、加熱乾燥させた。これにより、厚さ約１５０μｍのポリイミド前駆体塗膜を得た。次に、円筒芯体を一旦、室温まで冷却した。その後、芯体を垂直に立てて、２００℃で３０分、３００℃で３０分加熱反応させ、ポリイミド樹脂皮膜を形成した。この際、ポリイミド樹脂皮膜はその軸方向に約１％収縮した。
【００８９】
−ポリイミド樹脂皮膜剥離工程−
室温に冷えた後、円筒芯体と皮膜の隙間に圧力０．５ＭＰａの加圧空気を注入したところ、ポリイミド樹脂皮膜が膨張し、容易に抜き取ることができた。得られたポリイミド樹脂無端ベルトの不要部分を両端から切断し、電子写真用転写ベルトを得た。
【００９０】
この電子写真用転写ベルトは膜厚が８０μｍで均一となり、表面抵抗率の常用対数値の平均値が１０．８ｌｏｇΩ／□で、最高値と最低値の差（抵抗バラツキ）が０．３６ｌｏｇΩ／□であった。得られたポリイミド樹脂無端ベルトは、電子写真用転写ベルトとして好適に使用することができた。
また、この芯体を用いて、ポリイミド樹脂無端ベルトの製作を６００回繰り返しても、芯体表面に傷が入ることはなかった。また、αC／αBが０．４以上であるため、メッキ層にクラックの発生も見られず、芯体として好適に使用することができた。
【００９１】
（実施例２）
実施例１において用いた芯体を、ポリイミド樹脂無端ベルトの製作に６００回を超えて引き続き使用したところ、芯体表面に摺擦傷が入った。そこで、芯体のメッキ層を切削して、除去した後、新たにメッキ厚４０μｍの無電解ニッケルメッキ処理を施して芯体の再生を行った。この芯体のシリコーン系離型剤焼き付け後のビッカース硬度は８０５ＨＶであった。
【００９２】
この芯体を用いてポリイミド樹脂無端ベルトを作製したところ、ベルトの膜厚は８０μｍで均一となり、表面抵抗率の常用対数値の平均値が１０．８ｌｏｇΩ／□で、抵抗バラツキは０．３５ｌｏｇΩ／□となり、電子写真用転写ベルトとして好適に使用することができた。
また、この芯体を用いて、ポリイミド樹脂無端ベルトの製作を５００回繰り返しても、芯体表面に傷が入ることはなかった。また、メッキ層にクラックの発生も見られず、芯体として好適に使用することができ、芯体の再生が可能であった。
【００９３】
（実施例３）
実施例１において、基体の材質を鉄（線膨張係数は１２×１０-6／Ｋ）にした以外は全て同様にしてポリイミド樹脂無端ベルトを作製した。この芯体のシリコーン系離型剤焼き付け処理後のビッカース硬度は８１０ＨＶであった。なお、この芯体の基体とメッキ層の線膨張係数比率（αC／αB）は１．２５である。
その結果、ベルトの膜厚は８０μｍで均一となり、表面抵抗率の常用対数値の平均値が１０．７ｌｏｇΩ／□で、抵抗バラツキは０．６４ｌｏｇΩ／□となり、電子写真用転写ベルトとして好適に使用することができた。ただし、抵抗バラツキは実施例１よりも悪くなっており、転写システムによっては使用できないこともあり得るものと推察される。これは鉄基体の熱伝導性がアルミニウムのそれよりも小さいため、皮膜への加熱温度ムラが大きくなることが原因と思われる。
また、この芯体を用いて、ポリイミド樹脂無端ベルトの製作を６００回繰り返しても、芯体表面に傷が入ることはなかった。また、メッキ層にクラックの発生も見られず、芯体として好適に使用することができた。
【００９４】
（比較例１）
実施例１において、芯体表面にメッキ処理を施さなかったアルミニウム芯体を用いて、ポリイミド樹脂無端ベルトを製作した。この芯体のビッカース硬度は４５ＨＶであった。得られたベルトの膜厚は８０μｍで均一となり、表面抵抗率の常用対数値の平均値が１０．８ｌｏｇΩ／□で、抵抗バラツキは０．３４ｌｏｇΩ／□となり、電子写真用転写ベルトとして好適に使用することができた。
しかしながら、ポリイミド樹脂無端ベルトの製作を２０回繰り返したところ、微小な傷が入り、微小な突起や凹みが存在するベルトとなってしまった。さらに、５０回目以降からは芯体表面の傷が目立つようになり、ベルトの外観品質上、この芯体を用いることは困難となった。
【００９５】
（比較例２）
実施例１において、芯体表面にメッキ厚１０μｍのクロムメッキ（線膨張係数は８．４×１０-6／Ｋ）処理を施した芯体を用いた。この芯体のビッカース硬度は８３０ＨＶであった。なお、この芯体の基体とメッキ層の線膨張係数比率（αC／αB）は０．３７である。この芯体に実施例１同様にシリコーン系離型剤の焼き付け処理を施したところ、芯体表面にはクラックが生じ、メッキ層が剥離してしまい、芯体として使用することはできなかった。
これはαC／αBが小さいため、メッキ層が基体の膨張に耐えられず、クラックが生じたものである。
【００９６】
実施例１〜３、比較例１、２の結果をまとめたものを表１に示す。
【００９７】
【表１】
0005526455.tif 000002
【００９８】
（実施例４）
−芯体の製造−
外径３６５．９ｍｍ、長さ６００ｍｍのアルミニウム（ＪＩＳ−材質記号Ａ６０６３）製円筒（線膨張係数は２３×１０-6／Ｋ）を用意した。かかる円筒は、外径３７７ｍｍ、長さ６５０ｍｍのアルミニウム製素管の表面を切削したものであり、ダイヤモンドバイトを用いた鏡面旋盤により切削加工を行い、表面粗さＲａ（ＪＩＳ−Ｂ０６０１（１９９４年）に規定されている中心線平均粗さ）：０．２μｍの平滑面に仕上げた。その際、切削油原液は、ユシロ化学工業製のユシローケンＥＣ５０を用い、希釈水として、０．２μｍの除菌フィルターを通した導電率２μＳ／ｃｍのイオン交換水を用いた。切削後、半日放置した。
次いで、切削油を洗浄するため、超音波洗浄装置で、炭化水素系の洗浄液を用いて、切削油を除去した。条件は、超音波周波数７０ＫＨｚ（＋スイープ）であり、第一槽：ＮＳクリーン１００Ｗ（ジャパンエナジー製）で切削液を除去し、第二槽：ＮＳクリーン１００（ジャパンエナジー製）で濯ぎを行い、最後に６０℃のドライエアで温風乾燥を行った。得られた基材の残油分濃度の測定結果は、５×１０-4ｍｇ／ｃｍ2であった。
【００９９】
次いで、球形ガラス粒子によるブラスト処理により、表面をＲａ０．４μｍに粗面化した。さらに、ブラスト後の表面を、３体積％の水酸化ナトリウム水溶液でアルカリ脱脂を行い、次いで２０体積％の硝酸水溶液で酸脱脂を行って洗浄し、亜鉛置換を２度繰り返した後、表面に厚さ１０μｍの無電解ニッケルメッキ（線膨張係数は１５×１０-6／Ｋ）処理を施した。基材をメッキ槽から引上げるのと同時に、基材外面に５０℃のイオン交換水（導電率５μＳ／ｃｍ）を吹き付けて、メッキ液の付着を防いだ。その後、導電率５μＳ／ｃｍのイオン交換水（常温）を入れたバブリング洗浄槽にて上下に揺動し、メッキ液の除去と基材の冷却を行った。次に、導電率５μＳ／ｃｍのイオン交換水（３５℃）を吹き付けた後、ＰＶＡスポンジローラ（シグナスローラ、アイオン（株）製）を基材に当てながら回転させ、吸水した。その後、６０℃のドライエアで温風乾燥を行った。メッキ後の基材全表面をＣＣＤ欠陥検出装置によって検査したところ、φ５０μｍ以上のしみや、引上げしみの発生はなかった。
このようにして得られた芯体表面の粗度はＲａ０．３５μｍであった。表面の硬度はビッカース硬度計にて測定したところ、５１０ＨＶであった。なお、この芯体の基体とメッキ層の線膨張係数比率（αC／αB）は０．６５である。
【０１００】
さらに、その表面には、シリコーン系離型剤（商品名：セパコート、信越化学（株）製）を塗布して、３００℃で１時間、焼き付け処理を施し、円筒芯体とした。
実施例１にて調製したポリイミド前駆体溶液Ｂを用い、図６に示す環状塗布法により、円筒芯体上にポリイミド前駆体塗膜を形成した。環状体３５としては、外径４０９ｍｍ、最小部の内径３６７．３ｍｍ、高さ５０ｍｍのアルミニウム製のものを作製した。内壁は傾斜状である。
【０１０１】
円筒芯体３１を、底面に内径３６３ｍｍの穴を有する硬質ポリエチレン製環状シール材３８が取り付けられた、内径４９５ｍｍ、高さ１１０ｍｍの環状塗布槽３７に通した。環状塗布槽３７にポリイミド前駆体溶液３２を入れ、環状体３５を配置して、円筒芯体３１を０．５ｍ／分で上昇させ、塗布を行った。これにより、円筒芯体３１の表面には濡れ膜厚が約５００μｍのポリイミド前駆体塗膜３４が形成された。
【０１０２】
−ポリイミド樹脂皮膜形成工程−
次に、円筒芯体を水平にして、２０ｒｐｍで回転させながら、室温で５分間の乾燥後、８０℃で２０分間、１００℃で１時間、加熱乾燥させた。これにより、厚さ約１５０μｍのポリイミド前駆体塗膜を得た。次に、円筒芯体を一旦、室温まで冷却した。
その後、芯体を垂直に立てて、２００℃で３０分、３００℃で３０分加熱反応させ、ＰＩ樹脂皮膜を形成した。この際、ポリイミド前駆体塗膜はその軸方向に約１％収縮した。
【０１０３】
−ポリイミド樹脂皮膜剥離工程−
室温に冷えた後、円筒芯体と皮膜の隙間に圧力０．５ＭＰａの加圧空気を注入したところ、ポリイミド樹脂皮膜が膨張し、容易に抜き取ることができた。その際、無電解ニッケルメッキしみに起因する、貼り付き等のベルト表面故障不良は発生しなかった。得られたポリイミド樹脂無端ベルトは、不要部分を両端から切断した。
【０１０４】
この無端ベルトは膜厚が８０μｍで均一となり、表面抵抗率の常用対数値の平均値が１０．８ｌｏｇΩ／□で、最高値と最低値の差（抵抗バラツキ）が０．３６ｌｏｇΩ／□であった。
得られたポリイミド樹脂無端ベルトは、電子写真用転写ベルトとして好適に使用することができた。
また、この芯体を用いて、ポリイミド樹脂無端ベルトの製作を６００回繰り返しても、芯体表面に傷が入ることはなく、メッキしみに起因する、貼り付き等のベルト表面故障不良も発生しなかった。
また、αC／αBが０．４以上であるため、メッキ層にクラックの発生も見られず、芯体として好適に使用することができた。
【０１０５】
（実施例５）
実施例４において、基体の材質を鉄（線膨張係数は１２×１０-6／Ｋ）にした以外は全て同一にしてポリイミド樹脂無端ベルトを作製した。この芯体のビッカース硬度は５２０ＨＶであった。なお、この芯体の基体とメッキ層の線膨張係数比率（αC／αB）は１．２５となる。
その結果、ベルトの膜厚は８０μｍで均一となり、表面抵抗率の常用対数値の平均値が１０．７ｌｏｇΩ／□で、抵抗バラツキは０．６４ｌｏｇΩ／□となり、電子写真用転写ベルトとして好適に使用することができた。ただし、抵抗バラツキは実施例１よりも悪くなっており、転写システムによっては使用できないこともあり得る。これは鉄基体の熱伝導性がアルミニウムのそれよりも小さいため、皮膜への加熱温度ムラが大きくなることが原因である。
また、この芯体を用いて、ポリイミド樹脂無端ベルトの製作を６００回繰り返しても、芯体表面に傷が入ることはなく、メッキしみに起因する貼り付き等のベルト表面故障不良も発生しなかった。
また、メッキ層にクラックの発生も見られず、芯体として好適に使用することができた。
【０１０６】
（比較例３）
実施例４において、芯体表面にメッキ処理を施さなかったアルミニウム芯体を用いてポリイミド樹脂無端ベルトを製作した。この芯体のビッカース硬度は４５ＨＶであった。この芯体を用いて、ポリイミド樹脂無端ベルトを製作したところ、ベルトの膜厚は８０μｍで均一となり、表面抵抗率の常用対数値の平均値が１０．８ｌｏｇΩ／□で、抵抗バラツキは０．３４ｌｏｇΩ／□となり、電子写真用転写ベルトとして好適に使用することができた。
しかしながら、ポリイミド樹脂無端ベルトの製作を２０回繰り返したところ、微小な傷が入り、微小な突起や凹みが存在するベルトとなってしまった。さらに、５０回目以降からは芯体表面の傷が目立つようになり、ベルトの外観品質上、この芯体を用いることは困難となった。
【０１０７】
（比較例４）
実施例４において、芯体表面にメッキ厚１０μｍのクロムメッキ（線膨張係数は８．４×１０-6／Ｋ）処理を施した芯体を用いた。この芯体のビッカース硬度は８３０ＨＶであった。なお、この芯体の基体とメッキ層の線膨張係数比率（αC／αB）は０．３７である。この芯体に実施例４同様にシリコーン系離型剤の焼き付け処理を施したところ、芯体表面にはクラックが生じ、メッキ層が剥離してしまい、芯体として使用することはできなかった。
これはαC／αBが小さいため、メッキ層が基体の膨張に耐えられず、クラックが生じたものである。
【０１０８】
実施例４、５及び比較例３、４の結果をまとめたものを表２に示す
【０１０９】
【表２】
0005526455.tif 000003
【０１１０】
（実施例６）
実施例４において、水溶性切削油を希釈する水の導電率を７μＳ／ｃｍのイオン交換水に変更した以外は、全て同一にして芯体を作製したところ、切削、洗浄後の基材表面に、若干の白いしみが発生した。特に、切削後の保管時に切削液が多く付着した場所には、しみが目立ち、メッキ後にも同じ場所に白いしみが発生した。
【０１１１】
（実施例７）
実施例４において、切削後の洗浄及び濯ぎの時間を半分にし、残油分濃度が２０×１０-4ｍｇ／ｃｍ2のアルミニウム基材を用いた以外は、全て同一にして芯体を作製したところ、メッキ後の芯体表面に、部分的に白いしみが発生した。
【０１１２】
（実施例８）
実施例４において、無電解ニッケルメッキ処理後の洗浄で、導電率が１０μＳ／ｃｍのイオン交換水を用いた以外は、全て同一にして芯体を作製したところ、メッキ洗浄後の芯体表面に、斑点状の白いしみや、白い引上げしみの発生が若干確認された。
【０１１３】
（実施例９）
外径３６６ｍｍのアルミパイプ表面に、実施例１と同様の方法によりメッキ厚１０μｍの無電解ニッケルメッキを施し、加熱処理を行わず、非晶質のままにした。この表面にシリコーン系離型剤（商品名：セパコート、信越化学製）を塗布した後、３００℃６０分で加熱したものを芯体として使用し、実施例１と同様にして無端ベルトを作製した。
無端ベルトを作製を２００回以上繰り返しても離型作用が継続して発現され、かつ傷の発生もなく、好適に使用することができた。
【０１１４】
（実施例１０）
実施例９と同様にして無電解ニッケルメッキを施した後、３００℃６０分で加熱して結晶化させた。その後にシリコーン系離型剤を塗布して３００℃６０分で加熱した芯体を用い、実施例９と同様に無端ベルトを作製した。
無端ベルトの作製を１０回繰り返した時点で離型作用が発現されなくなり、離型層の再形成が必要となった。
【０１１５】
（比較例５）
実施例１０において、無電解ニッケルメッキの代わりに、電解ニッケルメッキを施した以外は同様にして無端ベルトを作製した。
無端ベルトの作製を１０回繰り返した時点で離型作用が発現されなくなり、離型層の再形成が必要となった。
【０１１６】
（実施例１１）
外径３７７ｍｍ、肉厚２６ｍｍ、長さ１１１０ｍｍのアルミニウム（Ａ６０６３）製円筒を用意した。この円筒体を切削加工し、外径３６５．９ｍｍ、肉厚１０ｍｍ、長さ１１００ｍｍの円筒体とした。この加工後に、球形ガラス粒子によるブラスト処理により、表面をＲａ０．４０μｍに粗面化した。その表面に実施例１と同様の方法にて厚さ１０μｍの無電解ニッケルメッキ処理を施した。表面の粗度はＲａ０．３５μｍであった。
さらに、その表面には、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、焼き付け処理を施して円筒芯体とし、実施例１と同様の方法により、ポリイミド前駆体溶液Ｂを用い、環状塗布法により円筒芯体上にポリイミド前駆体塗膜を形成した。
この芯体を約６００回使用したところで、芯体表面に微小なキズが混入していた。
そこで、６０体積％の硝酸液に３時間浸漬し、芯体の無電解ニッケルメッキ層を剥離した。このときの表面粗さＲａは０．８０μｍであった。次いで、図４に示すバーチカル研磨で１０μｍ研磨した。加工条件はワーク回転数が６０ｒｐｍ、砥石の番手が３０００番、砥石の回転数が２００ｒｐｍ、砥石の移動速度が毎分４００ｍｍである。このときの表面粗さＲａは０．２０μｍであった。
さらに、ガラスビーズにて表面粗さＲａが０．４０μｍとなるようにブラスト処理を行ったあと、無電解ニッケルメッキをメッキ厚２０μｍとなるように処理し、芯体を再生させた。
この芯体を用いたポリイミド樹脂無端ベルトは、電子写真用転写ベルトとして好適に使用することができた。
【０１１７】
（実施例１２）
基体の長さを６００ｍｍから１１００ｍｍに変更した以外は、実施例１と同様にして表面にメッキ層を有する芯体を製造した。
この芯体をポリイミド樹脂無端ベルトの製造に用いる前に、表面の検査を行った。ＣＣＤカメラと顕微鏡からなる欠陥検出装置（光学式表面検査装置）で走査し、膨らみ５〜２０μｍ、凹み５〜２０μｍ、直径０．０５〜１ｍｍのメッキ剥がれの兆候部分の有無を検査したところ、兆候部分は検出されなかった。
【０１１８】
上記より得た芯体を用い、実施例１と同様にしてポリイミド樹脂無端ベルトを製作した。８００回のベルト製作に使用した後、上記と同様にして芯体の表面検査を行ったところ、膨らみ１０μｍ、凹み１０μｍ、直径０．５ｍｍのメッキ剥がれの兆候部分を検出したのでベルト製作を中止し、６０体積％の硝酸液に３時間浸漬してメッキ層を剥離した。アルミニウム基体表面のうねり形状箇所（メッキ剥がれの兆候部分に該当する箇所）を観察したところ、膨らみ・凹み共に１０μｍであった。
【０１１９】
次いで、図４に示すバーチカル研磨で、研磨量１０μｍ、表面粗さＲａ０．２μｍとなるよう、アルミニウム基体表面全面を研磨した。具体的な加工条件としては、ワーク回転数６０ｒｐｍ、砥石の番手３０００番、砥石の回転数２００ｒｐｍ、砥石の移動速度毎分４００ｍｍとした。この研磨工程により、上記うねり形状箇所はなくなり、均一な表面状態となった。
その後、芯体表面に無電解ニッケルメッキをメッキ厚１０μｍとなるように処理し、メッキ層を再生した。
【０１２０】
このようにして再生された芯体を用いて、ポリイミド樹脂無端ベルトを作製したところ、表面欠陥の発生は無かった。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】（ａ）は、本発明の円筒芯体の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、本発明の円筒芯体の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の円筒芯体表面に無電解ニッケルメッキ層を形成する方法を示す説明図である。
【図３】図２に記載の円筒芯体表面付近の拡大図である。
【図４】本発明の円筒芯体表面をバーチカル研磨する方法を示す概略図である。
【図５】浸漬塗布装置の構造を示す概略断面図である。
【図６】環状塗布装置の構造を示す概略断面図である。
【図７】（Ａ）はメッキ剥がれの兆候部分の概略断面図であり、図７（Ｂ）は（Ａ）を上方から見た平面図である。
【図８】メッキ剥がれ欠陥が発生した部分の概略断面図である。
【図９】メッキ剥がれの兆候部分を有する芯体にメッキ剥離を行った後の状態を示す概略断面図である。
【図１０】メッキ剥がれ欠陥が発生した部分を有する芯体にメッキ剥離を行った後の状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１２２】
３、１１、２２、３１  芯体
５  ニッケル（ニッケル−リン酸合金）
６  メッキ槽
７  メッキ液
１２、５２  基体
１３、５３  無電解ニッケルメッキ層
２１  砥石
２４  砥石回転軸
２５  芯体回転軸
３２  ポリイミド前駆体溶液
３３  塗布槽
３４  ポリイミド前駆体塗膜
３５  環状体
３６  孔
３７  環状塗布槽
３８  シール材
３９  中間体
５５  メッキ剥がれの兆候部分の膨らみ
５７  メッキ剥がれの兆候部分の凹み
【図１】
0005526455.tif 000004
【図２】
0005526455.tif 000005
【図３】
0005526455.tif 000006
【図４】
0005526455.tif 000007
【図５】
0005526455.tif 000008
【図６】
0005526455.tif 000009
【図７】
0005526455.tif 000010
【図８】
0005526455.tif 000011
【図９】
0005526455.tif 000012
【図１０】
0005526455.tif 000013