(57)【要約】      （修正有）【課題】  高い生産効率で無端ベルトを製造する無端ベルトの製造方法、及び該製造方法に用いる装置を提供する。【解決手段】  芯体を、該芯体の外径より大きい内径の円孔を有する環状体が液面上に設置された塗液に浸漬させた後、該芯体の軸方向を鉛直方向に配置し、該塗液から相対的に上昇させて前記円孔を通過させることにより、塗膜を芯体の外表面に形成する塗膜形成工程と、前記芯体の外表面に形成された塗膜を少なくとも加熱乾燥することにより、前記芯体の外表面に被膜を形成する被膜形成工程と、前記芯体の外表面に形成された被膜を芯体から抜き取る被膜抜き取り工程と、を有する無端ベルトの製造方法であって、少なくとも前記塗膜形成工程において塗液に浸漬させる前の芯体を、その軸方向を鉛直方向に配置し、中心軸を中心に回転が可能な状態で保持することを特徴とする無端ベルトの製造方法及び装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯体を、該芯体の外径より大きい内径の円孔を有する環状体が液面上に設置された塗液に浸漬させた後、該芯体の軸方向を鉛直方向に配置し、該塗液から相対的に上昇させて前記円孔を通過させることにより、塗膜を芯体の外表面に形成する塗膜形成工程と、前記芯体の外表面に形成された塗膜を少なくとも加熱乾燥することにより、前記芯体の外表面に被膜を形成する被膜形成工程と、前記芯体の外表面に形成された被膜を芯体から抜き取る被膜抜き取り工程と、を有する無端ベルトの製造方法であって、
少なくとも前記塗膜形成工程において塗液に浸漬させる前の芯体を、その軸方向を鉛直方向に配置し、中心軸を中心に回転が可能な状態で保持することを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項２】
前記芯体の軸方向が鉛直方向に配置した状態で保持されている芯体の外表面を、該芯体の中心軸を中心に回転させながら、処理する工程を有することを特徴とする請求項１に記載の無端ベルトの製造方法。
【請求項３】
前記円孔を通過し、外表面に塗膜が形成された芯体を、その軸方向が鉛直方向に配置された状態から水平方向に配置された状態となるように回動し、更に該回動した芯体を、その中心軸を中心に回転させながら加熱することにより、前記芯体の外表面に形成された塗膜が加熱乾燥されることを特徴とする請求項１又は２に記載の無端ベルトの製造方法。
【請求項４】
芯体を、該芯体の外径より大きい内径の円孔を有する環状体が液面上に設置された塗液に浸漬させた後、芯体の軸方向を鉛直方向に配置し、該塗液から相対的に上昇させて前記円孔を通過させることにより、塗膜を芯体の外表面に形成する塗膜形成工程と、前記芯体の外表面に形成された塗膜を少なくとも加熱乾燥することにより、前記芯体の外表面に被膜を形成する被膜形成工程と、前記芯体の外表面に形成された被膜を芯体から抜き取る被膜抜き取り工程と、を有する無端ベルトの製造方法であって、
前記円孔を通過し、外表面に塗膜が形成された芯体を、その中心軸を中心に回転させながら、該芯体の軸方向が鉛直方向に配置した状態から水平方向に配置した状態となるように回動し、更に該回動した芯体を、その中心軸を中心に回転させながら加熱することにより、前記芯体の外表面に形成された塗膜が加熱乾燥されることを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項５】
前記円孔を通過し、外表面に塗膜が形成された芯体を、その中心軸を中心に回転させながら、該芯体の軸方向が鉛直方向に配置した状態から水平方向に配置した状態となるように回動し、更に該回動した芯体を、その中心軸を中心に回転させながら加熱することにより、前記芯体の外表面に形成された塗膜が加熱乾燥されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の無端ベルトの製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の無端ベルトの製造方法に用いられる装置であって、
前記芯体を、その中心軸を中心に回転させることが可能な状態で、該芯体の軸方向が鉛直方向に配置するように保持することを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の無端ベルトの製造方法に用いられる装置であって、
前記芯体を、その中心軸を中心に回転させることが可能な状態で、該芯体の軸方向が鉛直方向に配置するように保持し、更に、前記芯体の外表面を処理する手段を有することを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１又は３〜５の何れか１項に記載の無端ベルトの製造方法に用いられる装置であって、
前記芯体を、その中心軸を中心に回転させることが可能な状態で、該芯体の軸方向が鉛直方向に配置するように保持し、更に、該軸方向が鉛直方向に配置した状態で保持された芯体を、その中心軸を中心に回転させることが可能な状態で、該芯体の軸方向が水平方向に配置するように回動することが可能であることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端ベルトを製造方法、及び該製造方法に用いる装置に関する。該無端ベルトは、特に複写機、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好ましく用いられる。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、感光体、帯電体、転写体、及び定着体等の小型／高性能化のために、肉厚が薄いプラスチック製フィルムからなるベルトが用いられる場合がある。その場合、ベルトに継ぎ目（シーム）があると、出力画像に継ぎ目の跡が生じるので、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樹脂やポリアミドイミド樹脂が好ましい（適宜、ポリイミドはＰＩ、ポリアミドイミドはＰＡＩと略す）。
【０００３】
ＰＩ樹脂で無端ベルトを作製するには、円筒体の内面にＰＩ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、円筒体内面にＰＩ前駆体溶液を展開する内面塗布法が知られているが、これら内面に成膜する方法では、ＰＩ前駆体の加熱の際に、皮膜を円筒体から抜いて芯体に載せ換える必要があり、工数がかかる短所がある（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００４】
他の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前駆体溶液を塗布して乾燥し、加熱反応させた後、ＰＩ樹脂皮膜を芯体から剥離する方法もある。この方法では、塗布による塗膜形成工程から、加熱反応させる皮膜形成工程まで、芯体は一貫して同じものが使用され、載せ換える工数が不要という利点を有している。ところが、ＰＩ樹脂の前駆体溶液は常温では５〜１５０Ｐａ・ｓと非常に粘度が高く、上記浸漬塗布法で芯体上に塗布しようとすると、膜厚が所望値より厚くなりすぎる（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
そこで、浸漬塗布法による芯体上への前駆体溶液の塗布において、塗布環状体により、膜厚を制御する方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。この方法で溶液を塗布、乾燥すると、芯体の表面全面に樹脂皮膜が形成され、芯体から抜き取り、所望の長さに切断することで無端ベルトを得ることができる。
環状体を用いて芯体上への前駆体溶液の塗布をする場合、芯体は軸方向を鉛直方向に一致させて塗布が行われ、また、塗膜の厚さは芯体と環状体の円孔との間隙によって規制される。但し、溶剤乾燥後の厚さは、固形分濃度によって異なるので、塗布する溶液の固形分濃度は均一であることが望まれる。
また、該溶液は、溶剤を乾燥するために加熱すると、例えば１５０℃において粘度が数分の１以下と、大幅に低下する性質がある。乾燥中に溶液の粘度が低下すると、塗布した溶液が下方に垂れて、皮膜の均一性が損なわれ、結果として生産性を損なう場合がある。
【０００６】
一方、芯体の大きさは、作製する皮膜の大きさにもよるが、例えば周長が１１００ｍｍ程度の皮膜を形成する場合、芯体の外径は約３５０ｍｍと大きなものになる。そこで、塗布による塗膜形成工程と、塗膜を加熱させる皮膜形成工程以外の芯体の取り回しが問題とされる。
【０００７】
ＰＩ樹脂は金属との密着性が強いため、無端ベルトを芯体から抜き取ることが困難という問題があり、その密着を防止するために、あらかじめ芯体を塗布する溶液より表面エネルギーの低い状態にする方法がある。具体的には、離型作用を持つ離型剤を芯体に塗布する方法がある。但し、離型剤は、塗布後の溶液に対して、はじきすぎない程度の濃度で均一に塗布しなくてはならない。はじきすぎない濃度であっても塗りむらがあると、塗布後の溶液が塗りむらの模様を拾ってしまうことになり、形成された樹脂皮膜に欠陥が生じることになる。
【０００８】
芯体が手で持ち上げられる大きさ・重さであれば、作業者が簡単に作業することができ、離型剤も均一に塗布できるが、芯体が大きく人手による作業が困難な場合には、離型剤塗布には何らかの装置を使う必要がある。その装置に芯体を短時間で設置し、離型剤を塗布することができればよいが、通常、例えば数分間の時間がかかる上、塗膜形成装置、皮膜形成装置とは別に離型剤塗布装置を設置しなければならず、工数、設備のスペースの上で生産性を損なう場合がある。
【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２００２−９１０２７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、高い生産効率で無端ベルトを製造する無端ベルトの製造方法、及び該製造方法に用いる装置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】
【００１０】
本発明者らは鋭意検討の結果、以下の本発明により前記課題を解決することを見出し本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
＜１＞  芯体を、該芯体の外径より大きい内径の円孔を有する環状体が液面上に設置された塗液に浸漬させた後、該芯体の軸方向を鉛直方向に配置し、該塗液から相対的に上昇させて前記円孔を通過させることにより、塗膜を芯体の外表面に形成する塗膜形成工程と、前記芯体の外表面に形成された塗膜を少なくとも加熱乾燥することにより、前記芯体の外表面に被膜を形成する被膜形成工程と、前記芯体の外表面に形成された被膜を芯体から抜き取る被膜抜き取り工程と、を有する無端ベルトの製造方法であって、少なくとも前記塗膜形成工程において塗液に浸漬させる前の芯体を、その軸方向を鉛直方向に配置し、中心軸を中心に回転が可能な状態で保持することを特徴とする無端ベルトの製造方法である。
【００１１】
＜２＞  前記芯体の軸方向が鉛直方向に配置した状態で保持されている芯体の外表面を、該芯体の中心軸を中心に回転させながら、処理する工程を有することを特徴とする＜１＞に記載の無端ベルトの製造方法である。
＜３＞  前記円孔を通過し、外表面に塗膜が形成された芯体を、その軸方向が鉛直方向に配置された状態から水平方向に配置された状態となるように回動し、更に該回動した芯体を、その中心軸を中心に回転させながら加熱することにより、前記芯体の外表面に形成された塗膜が加熱乾燥されることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載の無端ベルトの製造方法である。
【００１２】
＜４＞  芯体を、該芯体の外径より大きい内径の円孔を有する環状体が液面上に設置された塗液に浸漬させた後、芯体の軸方向を鉛直方向に配置し、該塗液から相対的に上昇させて前記円孔を通過させることにより、塗膜を芯体の外表面に形成する塗膜形成工程と、前記芯体の外表面に形成された塗膜を少なくとも加熱乾燥することにより、前記芯体の外表面に被膜を形成する被膜形成工程と、前記芯体の外表面に形成された被膜を芯体から抜き取る被膜抜き取り工程と、を有する無端ベルトの製造方法であって、前記円孔を通過し、外表面に塗膜が形成された芯体を、その中心軸を中心に回転させながら、該芯体の軸方向が鉛直方向に配置した状態から水平方向に配置した状態となるように回動し、更に該回動した芯体を、その中心軸を中心に回転させながら加熱することにより、前記芯体の外表面に形成された塗膜が加熱乾燥されることを特徴とする無端ベルトの製造方法である。
【００１３】
＜５＞  前記円孔を通過し、外表面に塗膜が形成された芯体を、その中心軸を中心に回転させながら、該芯体の軸方向が鉛直方向に配置した状態から水平方向に配置した状態となるように回動し、更に該回動した芯体を、その中心軸を中心に回転させながら加熱することにより、前記芯体の外表面に形成された塗膜が加熱乾燥されることを特徴とする＜１＞〜＜３＞の何れか１つに記載の無端ベルトの製造方法である。
【００１４】
＜６＞  ＜１＞に記載の無端ベルトの製造方法に用いられる装置であって、前記芯体を、その中心軸を中心に回転させることが可能な状態で、該芯体の軸方向が鉛直方向に配置するように保持することを特徴とする装置である。
＜７＞  ＜１＞又は＜２＞に記載の無端ベルトの製造方法に用いられる装置であって、前記芯体を、その中心軸を中心に回転させることが可能な状態で、該芯体の軸方向が鉛直方向に配置するように保持し、更に、前記芯体の外表面を処理する手段を有することを特徴とする装置である。
【００１５】
＜８＞  ＜１＞又は＜３＞〜＜５＞の何れか１つに記載の無端ベルトの製造方法に用いられる装置であって、前記芯体を、その中心軸を中心に回転させることが可能な状態で、該芯体の軸方向が鉛直方向に配置するように保持し、更に、該軸方向が鉛直方向に配置した状態で保持された芯体を、その中心軸を中心に回転させることが可能な状態で、該芯体の軸方向が水平方向に配置するように回動することが可能であることを特徴とする装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高い生産効率で無端ベルトを製造する無端ベルトの製造方法、及び該製造方法に用いる装置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】
【００１７】
以下、本発明の塗布乾燥方法、及び無端ベルトの製造方法を説明する。
本発明の無端ベルトの製造方法の第一の実施形態は、芯体を、該芯体の外径より大きい内径の円孔を有する環状体が液面上に設置された塗液に浸漬させた後、該芯体の軸方向を鉛直方向に配置し、該塗液から相対的に上昇させて前記円孔を通過させることにより、塗膜を芯体の外表面に形成する塗膜形成工程と、前記芯体の外表面に形成された塗膜を少なくとも加熱乾燥することにより、前記芯体の外表面に被膜を形成する被膜形成工程と、前記芯体の外表面に形成された被膜を芯体から抜き取る被膜抜き取り工程と、を有する無端ベルトの製造方法であって、少なくとも前記塗膜形成工程において塗液に浸漬させる前の芯体を、その軸方向を鉛直方向に配置し、中心軸を中心に回転が可能な状態で保持することを特徴とする。尚、本発明において、塗膜を芯体の外表面に形成するとは、芯体の外表面に直接塗膜を形成することの他に、芯体の外表面に離型剤等の層が形成された場合に、該層の表面に塗膜を形成することも含むものとする。
【００１８】
また、本発明の無端ベルトの製造方法の第一の実施形態は、前記芯体の軸方向が鉛直方向に配置した状態で保持されている芯体の外表面を、該芯体の中心軸を中心に回転させながら、処理する工程を有することが好ましい。
更に、本発明の無端ベルトの製造方法の第一の実施形態は、前記円孔を通過し、外表面に塗膜が形成された芯体を、その軸方向が鉛直方向に配置した状態から水平方向に配置した状態となるように回動し、更に該回動した芯体を、その中心軸を中心に回転させながら加熱することにより、前記芯体の外表面に形成された塗膜が加熱乾燥されることが好ましい。
【００１９】
本発明の無端ベルトの製造方法の第一の実施形態に用いる芯体は、アルミニウムやステンレス、ニッケル、銅等の金属円筒が好ましい。芯体の長さは、目的とする無端ベルト以上の長さが必要であり、複数の無端ベルトを同時に作製する場合には、その本数分以上の長さが必要である。また、端部に生じる無効領域に対する余裕幅を確保するため、目的の長さより、１０〜４０％程度長いことが望ましい。芯体の外径は、目的とする無端ベルトの直径に合わせ、肉厚は芯体としての強度が保てる厚さにする。
【００２０】
本発明に用いる芯体の形状としては、得ようとする無端ベルトのサイズにより異なるが、外径が３０〜５００ｍｍ（より好ましくは１００〜４００ｍｍ）で、軸方向の長さが２００〜２０００ｍｍ（より好ましくは４００〜１５００ｍｍ）であることが好ましい。
【００２１】
図５に本発明に用いる芯体の一例の断面図を示す。芯体１の両端には、図５のように芯体１を保持する保持板２０を取り付けるのが好ましい。保持板２０は、ねじで固定してもよいし、芯体１と溶接してもよい。保持板２０には、必要に応じて、円形や扇形などの形状の通風孔や、中央に心棒を通す穴、または軸２１があってもよい。軸２１を例えば中空構造にすれば、下記装置に置いた際、支持軸を差し込むことよって支えることができる。  また、この軸２１は、上下それぞれを嵌合できるようにしておけば、後述する図１０における芯体１と芯体１Ａの嵌合の際、芯体１下部の軸に、芯体１Ａ上部の軸が挿入されることで芯体１を安定的に固定できると共に、ずれなく嵌合させることができる。更に、保持板２０には吊り下げや載置のための接続部品を取り付けてもよい。
尚、以下の図面において、同様の機能を有するものは、全図面を通じて、同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
【００２２】
また、芯体１は、形成される皮膜が芯体１の外表面に接着するのを防ぐため、芯体１の表面には離型性を付与する。それには、芯体１の外表面をフッ素樹脂やシリコーン樹脂で被覆したり、芯体１外表面に離型剤を塗布する方法がある。好ましい芯体１外表面に離型剤を塗布する方法については後述する。
【００２３】
皮膜を形成する樹脂の種類によっては、加熱時に溶剤の揮発物や、反応時に発生する気体があり、加熱後の樹脂皮膜は、その気体のために、部分的に膨れを生じることがある。これは特に、ポリイミド樹脂皮膜において膜厚が５０μｍを越えるような場合に顕著である。前記膨れを防止するために、特開２００２−１６０２３９号公報開示の如く、芯体表面はＲａ０．２〜２μｍ程度に粗面化することが好ましい。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。これにより、皮膜を形成する樹脂がポリイミド樹脂の場合においても、ポリイミド樹脂から生じる気体は、芯体とポリイミド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。
【００２４】
前記塗液は、芯体１の外表面に被膜を形成できる樹脂の溶液である。該樹脂としては、特に制限されず、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂などの熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等から選択することができる。
これらの中では、強度や寸法安定性、耐熱性等の面でポリイミド樹脂（以下、「ＰＩ樹脂」という場合がある。）やポリアミドイミド樹脂（以下、「ＰＡＩ樹脂」という場合がある。）が好ましく、無端ベルトとしての強度や柔軟性等を確保できる点でポリイミド樹脂がより好ましい。尚、芯体１の外表面にＰＩ樹脂被膜を形成させる場合、先ず芯体１の外表面に、塗液としてポリイミド前駆体（以下、「ＰＩ前駆体」という場合がある。）の溶液を塗布し、後述するようにＰＩ前駆体の塗膜を形成後、加熱乾燥した後にイミド転化し、芯体１の外表面にＰＩ被膜を形成することが好ましい。
【００２５】
前記ＰＩ前駆体又はＰＡＩ樹脂としては、種々の公知のものを用いることができる。それらの溶剤は、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であり、常温での揮発性は低い。なお、溶液の濃度、粘度等は、適宜選択されるが、この塗布方法に好ましい溶液の固形分濃度は１０〜４０質量％、常温での粘度は１〜１００Ｐａ・ｓである。
【００２６】
以下、前記塗膜形成工程について説明する。塗膜形成工程には下記の環状体を用いた浸漬塗布法により芯体の外表面に塗膜を形成する方法が挙げられる。
ここで、「芯体上に塗布」とは、芯体側面の外表面、及び該外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、「芯体を上昇」とは、塗布時の液面との相対関係であり、「芯体を停止し、塗布液面を下降」させる場合を含む。
【００２７】
図６は、環状体を用いた浸漬塗布法に使用する装置を示す概略断面図である。但し、図は主要部のみを示し、芯体の保持機構や、他の装置は省略する。
この浸漬塗布装置では、塗布槽３に塗液２を入れ、芯体１の外径よりも大きな円孔６を設けた環状体５を塗液２上に設置し、円孔６を通して芯体１を塗液２に浸漬し、次いで図７に示すように、芯体１を、その軸方向を鉛直方向に配置させてから、円孔６を通して上昇させて塗布する。これにより芯体１の外表面に塗膜４が形成される。
【００２８】
環状体５の材質は、溶液の溶剤によって侵されない金属やプラスチック等から選ばれ、浮上しやすいように中空構造でもよい。沈没防止のために、環状体５の外周面または塗布槽に、環状体５を支える足や腕を設けてもよいし、環状体５の上縁に、塗布槽３を覆うように覆い１０を設けてもよい。覆い１０は、塗布しない時は塗布槽３の上端に載って覆い、塗布槽３から塗液２中の溶剤が蒸発するのを防止する。
【００２９】
環状体５は、塗液２の上で自由移動が可能なように、溶液上に浮遊させるか、環状体の覆い１０をロールやベアリング、またはエア圧で支える、などの方法で設置する。
【００３０】
芯体１の外径と円孔６の内径との間隙により、塗膜４の膜厚が決まるので、円孔６の内径は、所望の膜厚により調整する。また、円孔内径の真円度が低いと膜厚均一性が低下するので、真円度は２０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがさらに好ましい。もちろん、真円度が０μｍであることが最適なのであるが、加工上は困難である。
【００３１】
円孔６の内壁面は、溶液に浸る下部が広く、上部が狭い形状であることが好ましく、図６に示すような直線的傾斜面のほか、階段状や曲線的でもよい。真円度を高く加工するために、円孔内壁面の上部には、芯体と平行になる部分があってもよい。
【００３２】
芯体１の外表面に塗膜４を形成させるには、図７に示すように、円孔６を通して芯体１を上昇させる。上昇速度は、０．１〜１．５ｍ／ｍｉｎ程度が好ましい。
芯体１を上昇させると、環状体５は浮遊状態で設置されている場合には、溶液の粘性による摩擦抵抗により持ち上げられる。環状体５は自由移動可能であるため、芯体１と環状体５との摩擦抵抗が周方向で一定になるように、すなわち間隙が均一になるように環状体５は動き、芯体上には均一な膜厚の塗膜４が形成される。このように、環状体により膜厚を規制するので、膜厚を均一にして高粘度の溶液を塗布することができる。
【００３３】
更に、浸漬塗布装置には、芯体１を保持する芯体保持手段、並びに、該保持手段を上下方向に移動する第１の移動手段及び／又は塗布槽を上下方向に移動する第２の移動手段を有してもよい。
【００３４】
塗布しない時は、環状体５の円孔からの溶剤蒸発を防止するために、図８に示すように、適宜の蓋１１をかぶせるとよい。
【００３５】
芯体１の外表面に塗膜４を形成する方法としては、図９に示す環状塗布法も適用できる。図９は、その停止時の装置を示す概略断面図である。
図９において、図６との違いは、環状塗布槽７の底部に、芯体１の外径より若干小さい穴を有する環状シール材８を設けることである。芯体１を環状シール材８の中心に挿通させ、環状塗布槽７に塗液２を収容する。これにより、塗液２は漏れることがない。塗布するには、図１０に示すように、芯体１の下に他の芯体１Ａをつなぎ、環状塗布槽７の下部から上部に押し上げて、芯体１の表面に塗膜４を形成する。他の芯体１Ａは、ベルトを作製しない中間体（長さが短い芯体）であってもよい。環状体５の機能は、図６に示す塗布装置と同様である。
【００３６】
また、環状塗布槽７の底面には図９に示すような傾斜面９を形成することが好ましい。傾斜面９により、塗液２は、中央の芯体１の方へ流れやすくなり、底部に溜まることがなくなるのである。傾斜面９の角度は、小さければ溶液の流れが滞り、大きければ溶液を貯められる量が少なくなるので、水平に対して５〜３０°が好ましい。
このような環状塗布法では、環状塗布槽７は図６の浸漬塗布槽３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。
【００３７】
本発明の無端ベルトの製造方法の第一の実施形態は、少なくとも、前記塗膜形成工程において塗液２に浸漬させる前の芯体１を、その軸方向を鉛直方向に配置し、中心軸を中心に回転が可能な状態で保持する。また、本発明においては、前記塗膜形成工程、及び後述する被膜形成工程における加熱乾燥する作業以外は、上述の芯体１を、その軸方向を鉛直方向に配置し、中心軸を中心に回転が可能な状態で保持することが好ましい。芯体１の軸方向を鉛直方向に配置させる方法としては、以下の本発明の装置の第一の実施形態に芯体１を設置する方法が挙げられる。
【００３８】
本発明の装置の第一の実施形態は、芯体１を、その中心軸を中心に回転させることが可能な状態で、芯体１の軸方向が鉛直方向に配置するように保持することを特徴とする。
以下、図１を用いて本発明の装置の第一の実施形態について説明する。図１は、本発明の装置の第一の実施形態の一例を説明するための概略構成図である。
【００３９】
図１に示す装置は、土台１７の鉛直方向上面に、下支持部１２Ｂ及び支柱１３が設けられており、下支持部１２Ｂの鉛直方向上面には、下保持部１８Ｂが設けられている。一方、支柱１３には、支柱１３に対して昇降可能な上支持部１２Ａが設けられている。また、上支持部１２Ａには、支柱１３と反対側の鉛直方向下面に上保持部１８Ａが設けられている。尚、上保持部１８Ａは、下保持部１８Ｂに対して鉛直方向で真上に位置し、上保持部１８Ａ及び下保持部１８Ｂは、鉛直方向に伸びる軸を中心に回転することができる。
【００４０】
本発明の無端ベルトの製造方法の第一の実施形態では、芯体１を上保持部１８Ａと下保持部１８Ｂとで保持（挟持）する。上保持部１８Ａは下保持部１８Ｂに対して鉛直方向で真上に位置するので、芯体１をその軸方向が鉛直方向に配置するように保持することができる。また、上保持部１８Ａ及び下保持部１８Ｂは、鉛直方向に伸びる軸を中心に回転することができるので、保持された芯体１は、その中心軸を中心に回転させることができる。更に、土台１７に移動用の車輪１６を備えておくことにより、芯体１の洗浄や、芯体１端面にテープを貼り付けるなどの前処理のときには、必要に応じて所定の場所へ容易に移動させることができ、省スペースとなる。また、作業のときは、芯体を回転させながら洗浄や離型剤の塗布作業を行うことで、作業時間を短縮することができる。この結果、生産効率が向上する。尚、上保持部１８Ａ及び下保持部１８Ｂの回転は、モーターで機械的に駆動できればよいが、手でゆっくり回転させてもよい。
【００４１】
また、本発明の装置の第一の実施形態は、芯体１の外表面を処理する手段（表面処理手段）を有することが好ましい。ここで芯体１の外表面への処理としては、芯体１の外表面への離型剤の塗布、芯体１の外表面の洗浄、芯体端部の粘着テープ貼り付けが挙げられる。
前記芯体１の外表面への処理が、芯体１の外表面への離型剤の塗布であることが特に好ましい。
以下、前記芯体１の外表面を処理する手段を、芯体１の外表面への離型剤の塗布に用いる様子を図２を用いて説明する。
【００４２】
図２に示す装置には、支柱１３に更に昇降可能なアーム２２が取り付けられており、その先端には離型剤を塗布するための表面処理手段２３を備える。表面処理手段２３としては、例えば、簡便には離型剤を染み込ませたウエス類でよい。また、離型剤のスプレーであってもよい。離型剤を塗布するとき、芯体１を回転させながら、離型剤塗布装置２３を芯体に対して上下移動させることで、芯体にはらせん状に、均一に離型剤を塗布することができる。
【００４３】
図２に示す装置を用いることにより、本発明の無端ベルトの製造方法の第一の実施形態の好ましい形態である、芯体１の軸方向が鉛直方向に配置した状態で保持されている芯体１の外表面を、芯体１の中心軸を中心に回転させながら、処理する工程を有することができる。
【００４４】
続いて、前記被膜形成工程では、外表面に塗膜４が形成された芯体１を乾燥装置に移動させて加熱乾燥を行う。加熱条件は、９０〜２００℃の温度で１０〜６０分間行うことが好ましく、１００〜１８０℃の温度で１５〜４５分間行うことがより好ましい。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、または一定速度で上昇させてもよい。また、加熱乾燥中は、芯体１の軸方向を水平方向に配置させて、１〜６０ｒｐｍ（より好ましくは２〜３０ｒｐｍ）で回転させることが好ましい。
【００４５】
芯体１の外表面に形成された塗膜４がＰＡＩ樹脂溶液の塗膜である場合には、溶剤の乾燥だけで皮膜を得ることができる。
一方、塗膜４がＰＩ前駆体溶液の場合、塗膜４から溶剤を除去しすぎると、塗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、ある程度（ＰＩ前駆体の塗膜４中に１５〜４５質量％）、溶剤を残留させておくのがよい。その後、２５０〜４５０℃、好ましくは３００〜３５０℃で、２０〜６０分間、ＰＩ前駆体の塗膜４を加熱して縮合反応させることで、ＰＩ樹脂被膜が形成される。その際、温度を段階的に上昇させてもよい。この工程では、被膜は固定されているので、芯体１の向きはどちらでもよいし、加熱中の回転もしなくてよい。
【００４６】
前記被膜抜き取り工程では、冷却後、形成された被膜を芯体１から剥離して無端ベルトを得る。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。
【００４７】
本発明の無端ベルトの製造方法の第二の実施形態は、芯体を、該芯体の外径より大きい内径の円孔を有する環状体が液面上に設置された塗液に浸漬させた後、芯体の軸方向を鉛直方向に配置し、該塗液から相対的に上昇させて前記円孔を通過させることにより、塗膜を芯体の外表面に形成する塗膜形成工程と、前記芯体の外表面に形成された塗膜を少なくとも加熱乾燥することにより、前記芯体の外表面に被膜を形成する被膜形成工程と、前記芯体の外表面に形成された被膜を芯体から抜き取る被膜抜き取り工程と、を有する無端ベルトの製造方法であって、前記円孔を通過し、外表面に塗膜が形成された芯体を、その中心軸を中心に回転させながら、該芯体の軸方向が鉛直方向に配置した状態から水平方向に配置した状態となるように回動し、更に該回動した芯体を、その中心軸を中心に回転させながら加熱することにより、前記芯体の外表面に形成された塗膜が加熱乾燥されることを特徴とする。
【００４８】
本発明の無端ベルトの製造方法の第二の実施形態は、少なくとも前記塗膜形成工程において塗液に浸漬させる前の芯体を、その軸方向を鉛直方向に配置し、中心軸を中心に回転が可能な状態で保持することが必須要件ではなく、新たに、前記円孔を通過し、外表面に塗膜が形成された芯体を、その中心軸を中心に回転させながら、該芯体の軸方向が鉛直方向に配置された状態から水平方向に配置された状態となるように回動し、更に該回動した芯体を、その中心軸を中心に回転させながら加熱することにより、前記芯体の外表面に形成された塗膜が加熱乾燥されることが必須要件となっていること以外、本発明の無端ベルトの製造方法の第一の実施形態と同様である。
【００４９】
また、本発明の無端ベルトの製造方法の第二の実施形態は、少なくとも前記塗膜形成工程において塗液に浸漬させる前の芯体を、その軸方向を鉛直方向に配置し、中心軸を中心に回転が可能な状態で保持することが好ましく、前記塗膜形成工程、及び前記被膜形成工程における加熱乾燥する作業以外は、上述の芯体１を、その軸方向を鉛直方向に配置し、中心軸を中心に回転が可能な状態で保持することがより好ましい。
一方、本発明の無端ベルトの製造方法の第二の実施形態は、前記芯体の軸方向が鉛直方向に配置された状態で保持されている芯体の外表面を、該芯体の中心軸を中心に回転させながら、処理する工程を有することが好ましい。
【００５０】
本発明の無端ベルトの製造方法の第二の実施形態において、前記円孔を通過し、外表面に塗膜が形成された芯体を、その中心軸を中心に回転させながら、該芯体の軸方向が鉛直方向に配置された状態から水平方向に配置された状態となるように回動させる方法としては、以下の本発明の装置の第二の実施形態に芯体１を設置する方法が挙げられる。
【００５１】
本発明の装置の第二の実施形態は、前記芯体を、その中心軸を中心に回転させることが可能な状態で、該芯体の軸方向が鉛直方向に配置されるように保持し、更に、該軸方向が鉛直方向に配置された状態で保持された芯体を、その中心軸を中心に回転させることが可能な状態で、該芯体の軸方向が水平方向に配置されるように回動することが可能であることを特徴とする。
以下、図３及び４を用いて本発明の装置の第二の実施形態について説明する。図３の（Ａ）は、本発明の装置の第二の実施形態における芯体がその軸方向が鉛直方向に保持されている状態の一例を説明するための要部を断面図とする概略構成図である。また、図３の（Ｂ）は、図３の（Ａ）における芯体をＸ−Ｘ方向から見た要部を断面図とする概略構成図である。
【００５２】
図３に示す装置は、土台１７の鉛直方向上面には、支柱１３が設けられており、支柱１３には、回転軸１４を介して二股に分岐した支持部１２を取り付けられており、二股に分岐した支持部１２のそれぞれの先端には保持部１８を有する。尚、支持部１２は回転軸１４を中心に回転でき、保持部１８はその中心軸を中心に回転できる。
【００５３】
図３に示す装置によれば、芯体１の軸方向の角度が鉛直方向に配置した状態から水平方向に配置した状態に変える回動を、芯体１をその中心軸を中心に回転させながら行うことが可能となる。つまり、芯体１の向きを変える作業中、及び芯体１を塗布層３から加熱乾燥する装置へ移動する作業中も、芯体１を軸方向の向きを変えるように、回動させることが可能となる。これにより、芯体１の外表面に塗布された塗膜４の液垂れを起こさずに、被膜形成工程における加熱乾燥に移れるため、生産効率を向上させることができる。
また、図３に示す装置によれば、本発明の装置の第一の実施形態の好ましい態様である
芯体１を、その軸方向を鉛直方向に配置し、中心軸を中心に回転が可能な状態で保持することも可能である。
尚、図４の（Ａ）は、本発明の装置の第二の実施形態における芯体１がその軸方向が水平方向に保持されている状態の一例を説明するための要部を断面図とする概略構成図である。また、図４の（Ｂ）は、図４の（Ａ）における芯体をＹ−Ｙ方向から見た要部を断面図とする概略構成図である。
【００５４】
本発明の製造方法の第二の実施形態において、回転軸１４の回転は、モーターで機械的に駆動できればよいが、手でゆっくり回転させてもよい。回転軸１４の回転開始までに要する時間は１〜１０秒であることが好ましく、２〜５秒であることがより好ましい。また、回転軸１４を回転させる時点ではまだ熱がかかっていないので、数秒程度、停止時間があってもかまわない。
【００５５】
一方、本発明の製造方法の第二の実施形態において、回転軸１４を回転させると同時に行う、芯体１をその中心軸を中心にする回転は、回転速度が１〜６０ｒｐｍであることが好ましく、２〜３０ｒｐｍであることがより好ましい。該回転速度が６０ｒｐｍを超えると、塗膜に凹凸が発生し、膜厚が不均一となる場合があり、２ｒｐｍ未満であると、塗膜の液垂れを起こし、膜厚が不均一となる場合がある。
【００５６】
得られた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、樹脂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。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし、各実施例は、本発明を制限するものではない。
（実施例１）
ＰＩ前駆体溶液（商品名：ＵワニスＡ、宇部興産製、濃度１８質量％）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、次いで対向衝突型分散機により分散した。更に、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、塗液２とした。
【００５８】
別途、外径３６６ｍｍ、肉厚１０ｍｍ、長さ１１００ｍｍのアルミニウム製円筒を用意し、球形アルミナ粒子によるブラスト処理により、表面をＲａ１．５μｍに粗面化した。該円筒の真円度は２０μｍ以下であった。また、厚さが２０ｍｍ、外径が上記円筒に嵌まる径、９０ｍｍ径の通風孔が４つ、中央に７５ｍｍ径の穴を設けた保持板を同じアルミニウム材で作製し、上記円筒に嵌め、ＴＩＧ溶接により溶接し、芯体１とした。
【００５９】
更に、芯体１の外表面に、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。該シリコーン系離型剤の塗布は、芯体１の保持板２０の中央穴に、７５ｍｍφのステンレス製シャフトを通し、芯体１を持ち上げ、図３に示す装置に、更に支柱１３に、図２と同様の昇降可能なアーム２２と、アーム２２の先端には離型剤を塗布するための表面処理手段２３（前記シリコーン系離型剤を染み込ませた１００ｍｍ四方のウエス）を備えた装置に設置した。次に、芯体１をその中心軸を中心に、６ｒｐｍで回転させながら、離型剤を染み込ませた１００ｍｍ四方のウエス２３を０．５ｍ／分で降下させることで、芯体１の外表面に、シリコーン系離型剤をらせん状に均一に塗布した。また、芯体１の端部には、幅１０ｍｍのポリエステル粘着テープを巻き付けた。これは塗膜が芯体側面に回り込まないようにするためである。この際、芯体１は、図３に示すように芯体１の軸方向を鉛直方向に配置し、芯体１を回しながら巻きつけることで、テープにしわがよることなく、約１分で作業を終えることができた。
【００６０】
次いで、調整した塗液２を用い、図９に示す環状塗布装置により、ＰＩ前駆体の塗膜４を形成する。環状体５として、外径４１０ｍｍ、円孔６の最小部の内径３６７．１６ｍｍ、高さ５０ｍｍのアルミニウム製のものを作製した。内壁は直線傾斜状であり、鉛直線との傾斜角は１０°とした。上端には芯体と平行になる部分を２ｍｍ形成したが、その内径の真円度は８μｍであった。
【００６１】
一方、内径４５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの環状塗布槽７の底面に、内径３６２ｍｍの穴を有する厚さ０．５ｍｍの硬質ポリエチレン樹脂製の環状シール材８を取り付け、軸方向が鉛直方向に配置するように保持してある芯体１を装置から外し、それを環状シール材８の中央に通した。環状塗布槽７にＰＩ前駆体溶液２を入れ、環状体５を配置した。次いで、図１０に示すように芯体１の下に芯体１Ａを配置し、０．６ｍ／分で押し上げて塗布を行った。その際、環状体５は約２０ｍｍ持ち上げられた。これにより、芯体１の上には、濡れ膜厚が約５００μｍのＰＩ前駆体の塗膜４が形成された。ＰＩ前駆体の塗膜４が形成された芯体１は、図３に示すようにその軸方向が鉛直方向に配置するように装置に保持された。
【００６２】
更に、装置に保持された芯体１を、回転軸１４を回転することにより、芯体１の軸方向が水平方向に配置するように回動した。該軸方向を水平方向に配置させる回動は、芯体１を中心軸を中心に６ｒｐｍで回転させながら、約１０分間かけて行った。次に、芯体１を中心軸を中心に６ｒｐｍで回転させながら１５０℃で３０分間、加熱してＰＩ前駆体の塗膜４を乾燥させた。これにより、厚さ約１５０μｍのＰＩ前駆体の塗膜４となった。この時点で、芯体端部の粘着テープは除去した。その後、芯体１を軸方向が鉛直方向に配置し、シャフトを外して台に載せ、加熱装置に入れて３２０℃まで３時間２０分で昇温させた後、３２０℃で６０分加熱して縮合反応させ、芯体１の外表面にＰＩ樹脂被膜を形成した。
【００６３】
ＰＩ樹脂皮膜を形成した芯体１が室温まで冷えた後、芯体１とＰＩ樹脂皮膜の間にエアを吹き込みながら、芯体１からＰＩ樹脂皮膜を抜き取り、無端ベルトを得た。無端ベルトの膜厚は全面にわたって８０μｍで均一であった。該無端ベルトは両端から約１３０ｍｍずつ、中央部を８０ｍｍ切断し、幅３７０ｍｍの無端ベルトを２本得た。
得られた無端ベルトは、１００Ｖにおいて体積抵抗率を測定すると、約１０10Ωｃｍの半導電性を有しており、電子写真用転写ベルトとして使用することができた。
【００６４】
（実施例２）
実施例１において、芯体１に粘着テープを貼り付ける際、芯体１を回転させないで行ったこと以外実施例１と同様にして、無端ベルトを製造した。この場合、作業者が芯体の周囲を回って作業しなくてはならないので、作業時間は３分以上かかり、粘着テープにしわが僅かに寄った。そのため、塗布の際、しわの箇所から軸方向に僅かに筋を引いてしまい、得られた皮膜の筋の箇所の膜厚は約５μｍ薄くなっていたが、実用上問題の無いレベルであった。
【００６５】
（実施例３）
実施例１において、離型剤を塗布する際、回転させずに人の手で行ったこと以外実施例１と同様にして、無端ベルトを製造した。この場合、得られた無端ベルトには円弧状の模様が僅かに付き、膜厚は、７５〜８５μｍとなったが、実用上問題の無いレベルであった。
【００６６】
（比較例１）
実施例１において、塗液２を塗布する前の芯体１を軸方向を水平方向に配置させて固定台に置き、更に、ＰＩ前駆体塗液を塗布することにより、芯体１の外表面に濡れ膜厚が約５００μｍのＰＩ前駆体の塗膜４を形成した芯体１を図３に示す装置に設置し、回転軸１４を回動して、芯体１の軸方向が水平方向に配置するように回動する際、芯体１をその中心軸を中心に回転させなかったこと以外実施例１と同様にして、無端ベルトを製造した。この場合、芯体１が約８０ｋｇもあるので、ハンドリフトを使って固定台ごとに持ち上げる必要があり、作業に手間がかかった。また、芯体１を塗液２に浸漬させる前に軸方向を鉛直方向ではなく、水平方向に配置させて固定台に置いたので、設置面積が約３倍かかった。更に、塗液２の塗布のために芯体１を軸方向を鉛直方向に配置させるためには、別の移載機を使用しなければならなかった。このため生産効率が低下した。更に、芯体１をその軸方向が水平方向に配置するように回転する際に、塗液２の液垂れが発生し、加熱乾燥後のＰＩ樹脂塗膜の軸方向の一端側の膜厚は約７５μｍ、その反対側の膜厚は約８５μｍとなり不均一となった。
【００６７】
（比較例２）
実施例１において、塗液２を塗布する前の芯体１及び円孔６を通過後の芯体１を、装置を用いて、その軸方向が鉛直方向に配置した状態で保管しないで固定台に置いたこと以外実施例１と同様にして、無端ベルトを製造した。この場合、芯体１が約８０ｋｇもあるので、ハンドリフトを使って固定台ごとに持ち上げる必要があり、作業に手間がかかった。また、芯体１を軸方向を鉛直方向はなく、水平方向に配置させて装置に置いたので、設置面積が約３倍かかった。更に、塗液２の塗布のために芯体１を軸方向を鉛直方向に配置させるためには、別の移載機を使用しなければならなかった。このため生産効率が低下した。
【００６８】
（比較例３）
実施例１において、塗液２を塗布する前の芯体１を軸方向を水平方向に配置させて固定台に置き、更に、ＰＩ前駆体塗液を塗布することにより、芯体１の外表面に濡れ膜厚が約５００μｍのＰＩ前駆体の塗膜４を形成した芯体１を図３に示す装置に設置し、芯体１を、その軸方向が水平方向となるように配置し、ＰＩ樹脂塗膜を加熱乾燥させる際、芯体１をその中心軸を中心に回転させなかったこと以外実施例１と同様にして、無端ベルトを製造した。この場合、芯体１が約８０ｋｇもあるので、ハンドリフトを使って固定台ごとに持ち上げる必要があり、作業に手間がかかった。また、芯体１を塗液２に浸漬させる前に軸方向を鉛直方向ではなく、水平方向に配置させて装置に置いたので、設置面積が約３倍かかった。更に、得られた無端ベルトの膜厚は、２０〜１５０μｍとなり不均一となった。また加熱乾燥の際、塗液の液垂れが発生した。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の装置の第一の実施形態の一例を説明するための概略構成図である。
【図２】芯体１の表面を処理する手段を離型剤の塗布に用いる様子を説明するための概略構成図である。
【図３】（Ａ）は、本発明の装置の第二の実施形態における芯体がその軸方向が鉛直方向に保持されている状態の一例を説明するための要部を断面図とする概略構成図である。（Ｂ）は、図３の（Ａ）における芯体をＸ−Ｘ方向から見た要部を断面図とする概略構成図である。
【図４】（Ａ）は、本発明の装置の第二の実施形態における芯体がその軸方向が水平方向に保持されている状態の一例を説明するための要部を断面図とする概略構成図である。（Ｂ）は、図４の（Ａ）における芯体をＹ−Ｙ方向から見た要部を断面図とする概略構成図である。
【図５】本発明に用いる芯体の一例の断面図である。
【図６】環状体を用いた浸漬塗布法に使用する装置を示す概略断面図である。
【図７】塗布最中の環状体を用いた浸漬塗布法に使用する装置を示す概略断面図である。
【図８】待機中の環状体を用いた浸漬塗布法に使用する装置を示す概略断面図である。
【図９】停止時の環状体を用いた環状塗布装法に使用する装置を示す概略断面図である。
【図１０】塗布最中の環状体を用いた環状塗布装法に使用する装置を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１，１Ａ  芯体
２  塗液
３  塗布槽
４  塗膜
５  環状体
６  円孔
７  環状塗布槽
８  環状シール材
９  傾斜面
１０  覆い
１１  蓋
１２  支持部
１２Ａ  上支持部
１２Ｂ  下支持部
１３  支柱
１４  回転軸
１５  芯体固定部材
１６  車輪
１７  土台
１８  保持部
１８Ａ  上保持部
１８Ｂ  下保持部
２０  保持板
２１  軸
２２  アーム
２３  表面処理手段
【図１】
2006224544.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006224544.tif 000007
【図７】
2006224544.tif 000008
【図８】
2006224544.tif 000009
【図９】
2006224544.tif 000010
【図１０】
2006224544.tif 000011