(57)【要約】【課題】  真円度が悪い芯体を使用しても、平坦な塗膜が形成可能な樹脂溶液の塗布方法を提供する。また、前記樹脂溶液の塗布方法を利用した熱硬化性樹脂無端ベルト及び定着ベルトの製造方法を提供する。【解決手段】  円筒状或いは円柱状芯体をその中心軸を水平にして回転させながら、前記芯体表面の樹脂溶液を塗布させようとする領域に、該樹脂溶液を液ノズルから流下させて、樹脂溶液を付着させつつ、該付着した樹脂溶液を平坦化することにより、樹脂溶液を前記芯体表面に塗布し平坦化する樹脂溶液の塗布方法であって、前記芯体表面に付着した樹脂溶液の平坦化が、該芯体表面に付着した樹脂溶液に、エアーノズルからエアーを吹きつけることによりなされることを特徴とする樹脂溶液の塗布方法、及び該樹脂溶液の塗布方法を利用した熱硬化性樹脂無端ベルト及び定着ベルトの製造方法。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状或いは円柱状芯体をその中心軸を水平にして回転させながら、前記芯体表面の樹脂溶液を塗布させようとする領域に、該樹脂溶液を液ノズルから流下させて、樹脂溶液を付着させつつ、該付着した樹脂溶液を平坦化することにより、樹脂溶液を前記芯体表面に塗布し平坦化する樹脂溶液の塗布方法であって、
前記芯体表面に付着した樹脂溶液の平坦化が、該芯体表面に付着した樹脂溶液に、エアーノズルからエアーを吹きつけることによりなされることを特徴とする樹脂溶液の塗布方法。
【請求項２】
円筒状或いは円柱状芯体に、熱硬化性樹脂前駆体溶液を塗布して乾燥し、前記芯体に熱硬化性樹脂前駆体塗膜を形成する熱硬化性樹脂前駆体塗膜形成工程と、
前記熱硬化性樹脂前駆体塗膜を加熱・焼成して熱硬化性樹脂皮膜を形成する熱硬化性樹脂皮膜形成工程と、
前記芯体と前記熱硬化性樹脂皮膜とを分離する分離工程と、
を有する熱硬化性樹脂無端ベルトの製造方法であって、
前記熱硬化性樹脂前駆体溶液の塗布が、請求項１に記載の樹脂溶液の塗布方法により行われることを特徴とする熱硬化性樹脂無端ベルトの製造方法。
【請求項３】
円筒状或いは円柱状芯体に、熱硬化性樹脂前駆体溶液を塗布して乾燥し、前記芯体に前記熱硬化性樹脂前駆体塗膜を形成する熱硬化性樹脂前駆体塗膜形成工程と、
前記熱硬化性樹脂前駆体塗膜表面に、フッ素樹脂溶液を塗布して乾燥し、熱硬化性樹脂前駆体塗膜表面にフッ素樹脂塗膜を形成するフッ素樹脂塗膜形成工程と、
表面に前記フッ素樹脂塗膜が形成された熱硬化性樹脂前駆体塗膜を加熱・焼成して、表面に前記フッ素樹脂塗膜が形成された熱硬化性樹脂皮膜を形成する熱硬化性樹脂皮膜形成工程と、
前記芯体と前記熱硬化性樹脂皮膜とを分離する分離工程と、
を有する熱硬化性樹脂定着ベルトの製造方法であって、
前記熱硬化性樹脂前駆体溶液の塗布が、請求項１に記載の樹脂溶液の塗布方法により行われることを特徴とする熱硬化性樹脂定着ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒或いは円柱状芯体に樹脂溶液を塗布する樹脂溶液の塗布方法に関する。また、複写機やレーザープリンタ等の電子写真装置の加熱定着体として使用される熱硬化性樹脂無端ベルト及び定着ベルトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置においては、トナー像を記録用紙上に加熱定着するための定着体として、金属やプラスチック、また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、回転体には、変形が可能な、肉厚が薄い樹脂製ベルトが用いられる（例えば、特許文献１及び２参照）。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特に好ましい（以後、ポリイミドはＰＩと略す）。
【０００３】
ＰＩ樹脂は、その前駆体を金属製の芯体に塗布し、乾燥し、加熱焼成して作製される。該ＰＩ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る。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。合成時の濃度、粘度等は、適宜選択される。
【０００４】
ＰＩ樹脂ベルトを定着体として使用するには、表面に付着するトナーの剥離性のため、ベルト表面に非粘着性の層を設けることが好ましい。その層の材料としては、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。
定着ベルトとして、ＰＩ樹脂層の厚さは２５〜２００μｍの範囲が好ましく、フッ素樹脂層の厚さは５〜５０μｍの範囲が好ましい。
【０００５】
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（例えば、特許文献３参照）や、円筒体の内面にＰＩ前駆体溶液を展開する内面塗布法がある（例えば、特許文献４参照）。但し、これら円筒体の内面に成膜する方法では、ＰＩ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った。また、表面にフッ素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った。
【０００６】
ＰＩ樹脂無端ベルトの他の製造方法として、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もある。
ＰＩ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、芯体を回転させながら、高粘度の樹脂溶液を液ノズルにより供給し、かつ液ノズルを芯体の軸方向に移動し、液ノズルと一緒にスライドするへらにて平滑にかつらせん状に巻回して、芯体の表面にＰＩ前駆体溶液を塗布する方法もある（例えば、特許文献５参照）。この方法では、高粘度のＰＩ前駆体溶液でも所望の膜厚に塗布は可能であり、芯体を水平方向に回転したまま、加熱乾燥工程に投入できる利点がある。
【０００７】
しかし、芯体の表面にＰＩ前駆体溶液を塗布て加熱し、芯体外面上にＰＩ樹脂皮膜を形成する工程を繰り返すと、芯体の金属製の円筒状芯体の場合、真円度が悪化して、塗布時に、回転振れを引き起こし、ＰＩ前駆体溶液がへらで平滑化できなくなり、らせん状の縞模様が消えないことがある。
【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】特開昭５７−７４１３１号公報
【特許文献４】特開昭６２−１９４３７号公報
【特許文献５】特開平１０−６９１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明の目的は、真円度が悪い芯体を使用しても、平坦な塗膜が形成可能な樹脂溶液の塗布方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、前記樹脂溶液の塗布方法を利用した熱硬化性樹脂無端ベルト及び定着ベルトの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決すべく検討の結果、芯体の表面に付着した樹脂溶液にエアーを吹きつけることにより、樹脂溶液塗膜を平坦化できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
＜１＞  円筒状或いは円柱状芯体をその中心軸を水平にして回転させながら、前記芯体表面の樹脂溶液を塗布させようとする領域に、該樹脂溶液を液ノズルから流下させて、樹脂溶液を付着させつつ、該付着した樹脂溶液を平坦化することにより、樹脂溶液を前記芯体表面に塗布し平坦化する樹脂溶液の塗布方法であって、前記芯体表面に付着した樹脂溶液の平坦化が、該芯体表面に付着した樹脂溶液に、エアーノズルからエアーを吹きつけることによりなされることを特徴とする樹脂溶液の塗布方法である。
【００１０】
＜２＞  前記液ノズルが、前記芯体表面の樹脂溶液を塗布させようとする領域に、該樹脂溶液を流下させることができる幅のスリット状の開口部を有する液ノズル、前記芯体表面の樹脂溶液を塗布させようとする領域に、該樹脂溶液を流下させることができる位置に配置された複数の点状液ノズル、又は、１個の点状液ノズルであり、かつ、前記エアーノズルが、前記付着した樹脂溶液全体にエアーを吹きつけられる幅のスリット状の開口部を有するエアーノズル、前記付着した樹脂溶液全体にエアーを吹きつけられる位置に配置された複数の点状エアーノズル、又は、１個の点状エアーノズルであることを特徴とする＜１＞に記載の樹脂溶液の塗布方法である。
【００１１】
＜３＞  前記液ノズルが１個の点状液ノズルであり、該液ノズルと前記芯体とを相対的に、前記樹脂溶液を塗布させようとする領域の一端から他端へ水平方向に移動させることを特徴とする＜２＞に記載の樹脂溶液の塗布方法である。
＜４＞  前記エアーノズルが１個の点状エアーノズルであり、該エアーノズルを前記液ノズルに追随して移動させることを特徴とする＜３＞に記載の樹脂溶液の塗布方法である。
【００１２】
＜５＞  前記樹脂が、ポリイミド前駆体であることを特徴とする＜１＞〜＜４＞の何れか１つに記載の樹脂溶液の塗布方法である。
＜６＞  前記エアーが、５０℃以上の熱風であることを特徴とする＜１＞〜＜５＞の何れか１つに記載の樹脂溶液の塗布方法である。
【００１３】
＜７＞  円筒状或いは円柱状芯体に、熱硬化性樹脂前駆体溶液を塗布して乾燥し、前記芯体に熱硬化性樹脂前駆体塗膜を形成する熱硬化性樹脂前駆体塗膜形成工程と、前記熱硬化性樹脂前駆体塗膜を加熱・焼成して熱硬化性樹脂皮膜を形成する熱硬化性樹脂皮膜形成工程と、前記芯体と前記熱硬化性樹脂皮膜とを分離する分離工程と、を有する熱硬化性樹脂無端ベルトの製造方法であって、前記熱硬化性樹脂前駆体溶液の塗布が、＜１＞〜＜６＞の何れか１つに記載の樹脂溶液の塗布方法により行われることを特徴とする熱硬化性樹脂無端ベルトの製造方法である。
＜８＞  前記熱硬化性樹脂が、ポリイミドであることを特徴とする＜７＞に記載の熱硬化性樹脂無端ベルトの製造方法である。
【００１４】
＜９＞  円筒状或いは円柱状芯体に、熱硬化性樹脂前駆体溶液を塗布して乾燥し、前記芯体に前記熱硬化性樹脂前駆体塗膜を形成する熱硬化性樹脂前駆体塗膜形成工程と、前記熱硬化性樹脂前駆体塗膜表面に、フッ素樹脂溶液を塗布して乾燥し、熱硬化性樹脂前駆体塗膜表面にフッ素樹脂塗膜を形成するフッ素樹脂塗膜形成工程と、表面に前記フッ素樹脂塗膜が形成された熱硬化性樹脂前駆体塗膜を加熱・焼成して、表面に前記フッ素樹脂塗膜が形成された熱硬化性樹脂皮膜を形成する熱硬化性樹脂皮膜形成工程と、前記芯体と前記熱硬化性樹脂皮膜とを分離する分離工程と、を有する熱硬化性樹脂定着ベルトの製造方法であって、前記熱硬化性樹脂前駆体溶液の塗布が、＜１＞〜＜６＞の何れか１つに記載の樹脂溶液の塗布方法により行われることを特徴とする熱硬化性樹脂定着ベルトの製造方法である。
＜１０＞  前記熱硬化性樹脂が、ポリイミド前駆体であることを特徴とする＜９＞に記載の熱硬化性樹脂定着ベルトの製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、真円度が悪い芯体を使用しても、平坦な塗膜が形成可能な樹脂溶液の塗布方法を提供することができる。また、本発明により前記樹脂溶液の塗布方法を利用した熱硬化性樹脂無端ベルト及び定着ベルトの製造方法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】
【００１６】
＜樹脂溶液の塗布方法＞
本発明の樹脂溶液の塗布方法は、円筒状或いは円柱状芯体をその中心軸を水平にして回転させながら、前記芯体表面の樹脂溶液を塗布させようとする領域に、該樹脂溶液を液ノズルから流下させて、樹脂溶液を付着させつつ、該付着した樹脂溶液を平坦化することにより、樹脂溶液を前記芯体表面に塗布し平坦化する樹脂溶液の塗布方法であって、前記芯体表面に付着した樹脂溶液の平坦化が、該芯体表面に付着した樹脂溶液に、エアーノズルからエアーを吹きつけることによりなされることを特徴とする。
以下、本発明の樹脂溶液の塗布方法について、好ましい実施形態である下記第一〜第三の実施形態を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、その詳細の説明は省略した。
【００１７】
本発明の樹脂溶液の塗布方法の第一の実施形態について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明の樹脂溶液の塗布方法の第一の実施形態を説明するための概略斜視図であり、図２は、本発明の樹脂溶液の塗布方法の第一の実施形態を説明するための概略断面図である。
図１において、被塗布物である円筒状の芯体１０が保持部材１２で挟持されている。図示しないが、芯体１０は、芯体１０が水平に回転可能（矢印Ａ）に支持するアームを有する台座に保持部材１２を介して配設されている。また、図示しないが、芯体１０は、芯体１０を軸回転させるための駆動手段（回転手段）と保持部材１２を介して連結されている。
【００１８】
芯体１０の周辺には、樹脂溶液としてポリイミド樹脂前駆体溶液（ＰＩ前駆体溶液）１４を流下して芯体１０にＰＩ前駆体溶液１４を付着させるための点状液ノズルである液ノズル１８と、液ノズル１８へＰＩ前駆体溶液１４を供給する容器２０とが配置されている。容器２０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。液ノズル１８と容器２０とは連結管により連結してノズル１８と容器２０とが分離して別置している形態でもよいし、液ノズル１８と容器２０とが一体的に構成された形態でもよい。
【００１９】
ＰＩ前駆体溶液１４の粘度が高い場合、液ノズル１８からは、重力だけではＰＩ前駆体溶液１４は自然に流下しにくいので、容器２０からエア圧やポンプで押し出すことも有効である。液ノズル１８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。
【００２０】
本発明の樹脂溶液の塗布方法の第一の実施形態においては、芯体１０へ付着したＰＩ前駆体溶液１４を平滑化するための、点状エアーノズルであるエアーノズル２２が配置されている。エアーノズル２２には、不図示のエアー供給手段よりエアーホース２４を介して、エアーが供給されている。
尚、本発明において、点状液ノズルとは、直径５ｍｍ以下の円形のノズルのことをいう。一方、点状エアーノズルとは、直径３ｍｍ以下の円に入る大きさのノズルのことをいい、丸、楕円、四角等何れの形状でも構わない。
【００２１】
本発明の樹脂溶液の塗布方法の第一の実施形態では、図２に示すように、まず、芯体１０を矢印Ａ方向に回転させながら、液ノズル１８から、ＰＩ前駆体溶液１４を流下させて芯体１０にＰＩ前駆体溶液１４を付着する。これと共に、エアーノズル２２から芯体１０に付着したＰＩ前駆体溶液１４にエアーが吹きつけられ、芯体１０に付着したＰＩ前駆体溶液１４が平坦化される。
【００２２】
更に、ＰＩ前駆体溶液１４の芯体１０への付着及び平坦化に伴い、液ノズル１４と芯体１０とを相対的にＰＩ前駆体溶液１４を塗布させようとする領域の一端から他端へ水平方向（矢印Ｂ）に移動させて、ＰＩ前駆体溶液１４を付着させ、エアーノズル２２も液ノズル１８に追随して移動させる。この構成は、図示しないが、液ノズル１８及びエアーノズル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。これによりＰＩ前駆体溶液１４を塗布させようとする領域に付着させることができ、更に付着したＰＩ前駆体溶液１４を平坦化することができる。特に芯体１０の真円度が悪い場合においても、平坦化されたＰＩ前駆体溶液１４の塗膜が得られ、らせん状の筋の発生を極力防止することができる。
【００２３】
なお、ＰＩ前駆体溶液１４の塗膜を芯体１０の表面全体に形成させようとする場合に、ＰＩ前駆体溶液１４の塗膜は、芯体１０の全面にわたって形成されにくく、両端に多少の不塗布部が残される。そこで、図示しないが、芯体１０の両端に、芯体１０の外径と同じ外径の円筒体を取り付けて、その円筒体にも塗布するようにすれば、芯体１０の全面にわたって、ＰＩ前駆体溶液１４の塗膜を形成することもできる。その場合は、ＰＩ前駆体溶液１４の塗布後に前記円筒体を取り外し、塗膜を洗浄すればよい。
【００２４】
本発明に使用する芯体１０は、円筒状、円柱状の何れでもかまわないが、作業性（軽量等）、コスト（芯体の材料コスト）の点で、円筒状の芯体であることが好ましい。
また、前記円筒状の芯体１０の寸法としては、肉厚が０．５〜３．０ｍｍであり、直径が１０〜５０ｍｍであることが好ましく、肉厚が１．０〜３．０ｍｍであり、直径が２０〜５０ｍｍであることがより好ましい。
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。芯体の表面は、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。芯体表面には、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。
【００２５】
一方、芯体１０は、後述する熱硬化性樹脂無端ベルト或いは熱硬化性樹脂定着ベルトの製造方法における乾燥時に、残留している溶剤、あるいは加熱反応時に熱硬化性樹脂から発生する水が除去しきれない場合、熱硬化性樹脂の皮膜に膨れが生じることが避けられないことがあり、これは特に熱硬化性樹脂の皮膜の膜厚が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の表面をの粗面化することが有効である。すなわち、熱硬化性樹脂の皮膜から生じる残留溶剤または水の蒸気は、芯体と熱硬化性樹脂の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。
【００２６】
芯体１０の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、熱硬化性樹脂の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、作製される熱硬化性樹脂無端ベルト或いは熱硬化性樹脂定着ベルトの内面にも鋭角の突起や窪みが形成される場合がある。
【００２７】
尚、図１及び図２を用いて説明した本発明の樹脂溶液の塗布方法の第一の実施形態では、前記樹脂としてポリイミド前駆体を用いたが、前記樹脂としてはポリイミド前駆体に限られず、何れの樹脂についても用いることができ、これらの樹脂としては、例えば、ポリイミド前駆体以外にも、ポリアミドイミド、ポリカーボネイト、ポリエステル、ポリアミドの樹脂が樹脂が挙げられる。前記樹脂の中でも、特に、ポリイミド前駆体を用いて、後述するようにポリイミド樹脂皮膜を形成する場合、他の樹脂よりも比較的高い温度条件で乾燥・焼成処理が施され、これを繰り返し行うと芯体の真円度は悪化しやすい。このため、樹脂溶液としてＰＩ前駆体溶液１４を適用する場合には本発明の効果がより発揮され特に好ましい。ＰＩ前駆体溶液１４としては、濃度が１０〜２５質量％であることが好ましい。この場合の粘度は１０〜１０００Ｐａ・ｓ程度である。
また、前記樹脂溶液における溶媒としては、水、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）やジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）等の有機溶剤、シリコーン等のレベリング剤等が挙げられる。
【００２８】
エアーノズル１８から吹きつけられるエアーの風速は、特に限定されないが、芯体１０に付着した樹脂溶液をより平坦化できる点で、２０〜３２０ｍ／ｓであることが好ましく、１００〜３００ｍ／ｓであることがより好ましい。
エアーノズル１８と芯体１０の距離としては、特に限定されないが、芯体１０に付着した樹脂溶液をより平坦化できる点で、５〜５０ｍｍであることが好ましく、１０〜３０ｍｍであることがより好ましい。
【００２９】
エアーノズル１８から吹きつけられるエアーの温度は、芯体１０に付着した樹脂溶液をより平坦化できる点で、５０℃以上の熱風であることが好ましく、５０〜２００℃であることが好ましく、５０〜１５０℃であることが好ましい。
また、前記エアーの温度は、樹脂溶液がＰＩ前駆体溶液１４である場合は、特に芯体１０に付着したＰＩ前駆体溶液１４をより平坦化できる点で、５０〜８０℃であることが好ましく、５０〜６０℃であることがより好ましい。
【００３０】
芯体１４の回転速度は２０〜２００ｒｐｍであることが好ましい。一方、塗布速度Ｖは、芯体１４の外径をｋ、樹脂溶液の流下量をｆ、所望の濡れ膜厚をｔとしたときに、Ｖ＝ｆ／（ｔ・ｋ・π）の式で表わされる値に調整することが好ましい。
【００３１】
本発明の樹脂溶液の塗布方法の第二の実施形態について、図３を用いて説明する。図３は、本発明の樹脂溶液の塗布方法の第二の実施形態を説明するための概略斜視図である。
本発明の樹脂溶液の塗布方法の第二の実施形態の構成は、不図示のエアー供給手段よりエアーホース２４を介してエアーが供給される点状エアーノズルであるエアーノズル２２が、不図示のエアー供給手段よりエアーホース２４’を介してエアーが供給される、（前記付着したＰＩ前駆体溶液１４全体にエアーを吹きつけられる幅の）スリット状のエアーノズル２６に変更されていること以外、本発明の樹脂溶液の塗布方法の第一の実施形態と同様の構成である。
【００３２】
本発明の樹脂溶液の塗布方法の第二の実施形態は、スリット状のエアーノズル２６を液ノズル１８に追随して移動させずに固定させること以外、本発明の樹脂溶液の塗布方法の第一の実施形態と同様にして、芯体１０の表面にＰＩ前駆体溶液１４を付着させ平坦化する。
スリット状のエアーノズル２６の形状は、ＰＩ前駆体溶液１４を塗布させようとする領域にエアーを吹きつけることができる塗布幅のスリット状の開口部を有していれば特に限定されない。
【００３３】
また、図３では、スリット状のエアーノズル２６として、前記付着したＰＩ前駆体溶液１４全体にエアーを吹きつけられる幅のスリット状の開口部を有するエアーノズルが記載されているが、該エアーノズルとしては、複数の点状エアーノズルを、ブロックに組み入れて、前記付着したＰＩ前駆体溶液１４全体にエアーを吹きつけられる位置に配置させたエアーノズルでもよい。本発明の樹脂溶液の塗布方法の第二の実施形態により、特に芯体１０の真円度が悪い場合においても、平坦化されたＰＩ前駆体溶液１４の塗膜が短時間で得られ、らせん状の筋の発生を極力防止することができる。
【００３４】
本発明の樹脂溶液の塗布方法の第三の実施形態について、図４を用いて説明する。図４は、本発明の樹脂溶液の塗布方法の第三の実施形態を説明するための概略斜視図である。
本発明の樹脂溶液の塗布方法の第三の実施形態の構成は、液ノズル１８及び容器２０が、複数の液ノズルを、ブロックに組み入れて、芯体表面のＰＩ前駆体溶液１４を塗布させようとする領域に、ＰＩ前駆体溶液１４を付着させられる位置に配置させた液ノズル群２８に変更されている以外、本発明の樹脂溶液の塗布方法の第二の実施形態と同様の構成である。
【００３５】
本発明の樹脂溶液の塗布方法の第三の実施形態は、液ノズル群２８を移動させずに固定させること以外、本発明の樹脂溶液の塗布方法の第二の実施形態と同様にして、芯体１０の表面にＰＩ前駆体溶液１４を付着させ平坦化する。
液ノズル群２８における各ノズルの形状は、液ノズル１８の形状と同様である。
【００３６】
また、図４では、エアーノズルとして、スリット状のエアーノズル２６が記載されているが、該エアーノズルとしては、複数のエアーノズルを、ブロックに組み入れて、ＰＩ前駆体溶液１４を付着させようとする領域に対応する位置に配置させたエアーノズル群であってもよい。本発明の樹脂溶液の塗布方法の第三の実施形態により、特に芯体１０の真円度が悪い場合においても、平坦化されたＰＩ前駆体溶液１４の塗膜がより短時間で得られ、らせん状の筋の発生を極力防止することができる。
【００３７】
＜熱硬化性樹脂無端ベルトの製造方法＞
本発明の熱硬化性樹脂無端ベルトの製造方法は、円筒状或いは円柱状芯体に、熱硬化性樹脂前駆体溶液を塗布して乾燥し、前記芯体に前記熱硬化性樹脂前駆体塗膜を形成する熱硬化性樹脂前駆体塗膜形成工程と、前記熱硬化性樹脂前駆体塗膜を加熱・焼成して熱硬化性樹脂皮膜を形成する熱硬化性樹脂皮膜形成工程と、前記芯体と前記熱硬化性樹脂皮膜とを分離する分離工程と、を有する熱硬化性樹脂無端ベルトの製造方法であり、前記熱硬化性樹脂の塗布が、既述の本発明の樹脂溶液の塗布方法により行われることを特徴とする。
【００３８】
前記熱硬化性樹脂は、熱硬化性であれば特に限定されないが、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネイト、ポリエステル、ポリアミドの樹脂が樹脂が挙げられる。これらの熱硬化性樹脂の中でも、特に、ポリイミドを用いると、後述するようにポリイミド樹脂皮膜を形成する場合、他の樹脂よりも比較的高い温度条件で乾燥・焼成処理が施され、これを繰り返し行われると芯体の真円度は悪化しやすい。このため、熱硬化性樹脂としてポリイミドを適用する場合には本発明の効果がより発揮され特に好ましい。
以下、熱硬化性樹脂が最も好ましいポリイミドである場合の熱硬化性樹脂（ＰＩ樹脂）無端ベルトの製造方法を説明する。
【００３９】
（ＰＩ前駆体塗膜形成工程）
既述の本発明の樹脂溶液の塗布方法により、芯体１０上にＰＩ前駆体溶液１４を塗布後、乾燥をすることによりＰＩ前駆体塗膜が形成される。この際の乾燥は、温度が０〜１５０℃、乾燥時間が３０〜２００分であることが好ましい。その際、溶剤である非プロトン系極性溶剤は極めて乾燥が遅いので、乾燥促進のために温度を上げると、ＰＩ前駆体溶液の粘度が低下し、ＰＩ前駆体塗膜は重力の影響を受けて、乾燥する前に垂れが生じやすい。その場合には、塗布された芯体を、軸方向を水平にして、１０〜６０ｒｐｍ程度で回転させながら乾燥するとよい。その場合、回転塗布工程から連続して回転させ続けることが好ましい。
【００４０】
乾燥後の時点では、ＰＩ前駆体塗膜には非プロトン系極性溶剤が、最初の含有量の１０〜４０％程度は残っており、塗膜はまだ柔軟性を有している。そのため、塗膜は芯体から取り外せるわけではなく、管状物としての強度を保持していないが、管状物としての強度を保持できるほど皮膜を乾燥させた場合には、加熱焼成後にフッ素樹脂との密着性が低下する。
乾燥によりＰＩ前駆体塗膜は収縮が起こるので、芯体の両端に多少の不塗布部を残して塗膜を形成した場合は、不塗布面（芯体表面の露出部）が拡大し、芯体の全面にわたって塗膜を形成した場合でも、片端または両端に、芯体表面の露出部が生じることとなる。
【００４１】
（ＰＩ樹脂皮膜形成工程）
前記ＰＩ前駆体塗膜形成工程において得られたＰＩ前駆体塗膜を、好ましくは温度：３５０〜４５０℃の温度、時間：２０〜６０分間加熱・焼成し、ＰＩ前駆体を縮合反応させ、ＰＩ樹脂皮膜を形成する。その際、後述するフッ素樹粉体が積層されている場合は、フッ素樹脂粉体は溶融焼成されてフッ素樹脂層となる。なお、ＰＩ前駆体塗膜中に溶剤が残留していると、塗膜に膨れを生じることがあるため、前記温度に達するまでに、完全に残留溶剤を除去することが好ましく、この工程では、温度を段階的に上昇させたり、ゆっくりと上昇させることが好ましい。
【００４２】
加熱・焼成の後、芯体１０を常温に冷やすと、ＰＩ樹脂（熱硬化性樹脂）無端ベルトが形成され、芯体１０から取り出すことができる。得られたＰＩ樹脂無端ベルトは、必要に応じて、端部の長さを揃える切断加工、表面の粗さを調整する研磨加工、等が施される。
【００４３】
＜熱硬化性樹脂定着ベルトの製造方法＞
本発明の熱硬化性樹脂定着ベルトの製造方法は、本発明の熱硬化性樹脂無端ベルトの製造方法において、熱硬化性樹脂前駆体塗膜形成工程の後に、更に下記フッ素樹脂塗膜形成工程により、フッ素樹脂塗膜を形成し、その後熱硬化性樹脂皮膜形成工程及び分離工程を経るもので、熱硬化性樹脂皮膜にフッ素樹脂層が積層された定着ベルトが得られる。フッ素樹脂層を積層することにより、トナー剥離性が向上し、定着ベルトとして好適に用いられる。
【００４４】
（フッ素樹脂塗膜形成工程）
この工程では、芯体１０の中心軸を垂直にした際に、図５に示すように、下端側となる部分のＰＩ前駆体塗膜３８の端部、及び芯体１０表面の露出部分があれば、その部分に被覆処理４０を施した後、芯体１０を垂直にしてフッ素樹脂の分散液を浸漬塗布する。
【００４５】
次いで、図６に示すように、被覆処理４０をした側を下側にして芯体１０を垂直にして、フッ素樹脂分散液４２が入れられた塗布槽４４に浸漬し、引き上げることにより、フッ素樹脂分散液の塗膜４６が塗布される。塗布槽４４の上部には、環状送風装置４８を取り付けてある。フッ素樹脂分散液は、塗布槽４４に溜め置きしてもよいが、塗布槽４４の下部から供給し、上部から溢流させて回収し、ポンプで循環させてもよい。
【００４６】
その場合、図７に示すように、塗布槽４４の外側に、芯体１０の体積以上の容量を有する外部槽５０を設け、塗布槽４４上部から溢流したフッ素樹脂分散液を受けて溜め、ポンプ５２により、外部槽５０から塗布槽４４へ供給して、フッ素樹脂分散液を循環すると、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４４上部から溢流するフッ素樹脂分散液が落流することによる泡立ちが起きにくい利点もある。循環経路にはフィルター５４や、粘度計、希釈液追加装置等を付加することも好ましい。
【００４７】
ここで、フッ素樹脂分散液としては、フッ素樹脂粉体の粒径が１〜２０μｍ、その分散液濃度は１０〜７０質量％、粘度は０．１〜１Ｐａ・ｓ程度が好ましい。フッ素樹脂分散液の溶媒は、水のほか、エタノールやブタノール等の低級アルコールや、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が併用されることもある。溶媒の蒸発により、フッ素樹脂分散液の濃度が上昇した場合には、低級アルコール等を加えて調整すればよい。また、フッ素樹脂分散液には界面活性剤や粘度調整剤等も添加されてよい。
【００４８】
フッ素樹脂分散液を塗布槽に入れる前には、脱泡してフッ素樹脂分散液の中から泡を除去するのがよい。なぜなら、界面活性剤が添加されていると、フッ素樹脂分散液は泡立ちが起こりやすく、液中に泡があると塗膜に欠陥が生じるからである。脱泡の方法には、静置することのほか、減圧や遠心分離、ろ過、超音波印加、等の方法がある。なお、水には２０℃で窒素が約１．１９体積％、酸素が約０．６４体積％の溶解度があり、フッ素樹脂分散液には気体が溶存するが、それら溶存気体も減圧によって減少させておくことが好ましい。
【００４９】
フッ素樹脂分散液からの芯体１０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。
【００５０】
引き上げの際、環状送風装置４８により、フッ素樹脂分散液の塗膜に気流を当てて、溶媒の乾燥を促進するが、塗膜に当てる気流は、一方向からよりは、周方向で均一になるよう、環状に当てるのがよい。そのような送風装置としては、例えば特許第２８４４７８４号公報や、特許第２６２９４１７号公報に記載されているものが挙げられる。
【００５１】
フッ素樹脂分散液の塗布後、常温から１００℃の間に５〜２０分間置いて、塗膜から溶媒を乾燥させる。乾燥の前後に、先に形成した被覆処理４０を取り外す。
【実施例】
【００５２】
＜実施例１＞
ＰＩ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％（質量％、以下同じ）、粘度約２０Ｐａ・ｓのＰＩ前駆体溶液を用意した。
【００５３】
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。真円度は１０μｍである。次いで、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１０とした。
【００５４】
次いで、図３に示すように、芯体１０の軸方向を水平にして、１２０ｒｐｍで回転させた。液ノズル１８より、４０ｇ／ｍｉｎでＰＩ前駆体溶液１４を芯体１０に塗布している。エアー吹きつけ部材であるスリット状のエアーノズル２６は、スリット長４００ｍｍ、スリット幅０．１５ｍｍの部材であり、温度５０℃のエアーを噴出風速１００ｍ／ｓｅｃにて吹きつけた。エアー消費量は約４００Ｌ／ｍｉｎとなる。この条件にてＰＩ前駆体溶液１４にエアーを吹きつけることにより、ＰＩ前駆体溶液がエアーにより、均一に押し広げられる。次いで、液ノズル１８を１８０ｍｍ／分の速度で、芯体１０の一端から他端へ移動させて塗布した。この条件で、芯体１０が１回転する間に、液ノズル１８は１．５ｍｍずつ移動する。なお、ＰＩ前駆体溶液１４の塗布の際には、芯体１０の両端に５ｍｍずつの不塗布部分を設けた。
【００５５】
更に、ＰＩ前駆体溶液１４が塗布された芯体１０を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前駆体塗膜が形成され、残留溶剤は約４０％であった。この状態ではまだ、ＰＩ前駆体塗膜を芯体１０から取り外すことはできなかった。また、ＰＩ前駆体塗膜の端部の若干の収縮により、ＰＩ前駆体塗膜の端部と芯体１０との間には隙間があった。
【００５６】
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）を図６に示すように、内径９０ｍｍ、高さ４８０ｍｍの塗布槽４４に入れた。塗布槽４４の上部には、環状送風装置４８を取り付けた。
塗布槽４４中に、芯体１０を、ＰＩ前駆体塗膜３８を下側にして垂直にし、上部のＰＩ前駆体塗膜３８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１０を引き上げ、ＰＦＡ塗膜を形成した。
【００５７】
引き上げ終了後、８０℃で１０分間乾燥した。
最後の加熱焼成工程として、ＰＦＡ塗膜を形成した芯体１０を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ＰＩ樹脂皮膜を取り外し、７５μｍ厚のＰＩ樹脂無端ベルト上に、３０μｍ厚のＰＦＡ層を有する無端（定着）ベルトを得ることができた。また、ＰＩ樹脂の内面は、Ｒａ０．８μｍの粗面であり、その形は球状に凸形状になっていた。
【００５８】
得られた無端（定着）ベルトを、定着ベルトとして用いた。具体的には、得られた無端（定着）ベルトを、その内面に圧力パッドが摺動する定着装置（特開平８−２６２９０３号に記載の定着装置）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。
更に、上述の無端（定着）ベルトの作製を繰り返すと、芯体１０の真円度はしだいに悪化し、約５０回繰り返すと、真円度は約１００μｍになったが、真円度が約１００μｍになったこの芯体１０を用いて得られた無端（定着）ベルトについて、上述の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。
【００５９】
＜比較例１＞
実施例１の回転塗布工程において、芯体１０に塗布されたＰＩ前駆体溶液１４に、スリット状のエアーノズル２６でエアーを吹きつける代わりに、へら（ＳＵＳ３０４、厚み０．２ｍｍ）を押し当てたこと以外実施例１と同様にして、無端（定着）ベルトを作製した。得られた無端（定着）ベルトを実施例１と同様に、前記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。
【００６０】
しかし、上述の無端（定着）ベルトの作製を繰り返すと、芯体１０の真円度はしだいに悪化し、約５０回繰り返すと、真円度は約１００μｍになった。真円度が約１００μｍになったこの芯体１０を用いて、同様に無端（定着）ベルトを作製したところ、先ずＰＩ前駆体溶液１４を芯体１０に塗布する際、回転振れを引き起こし、芯体１０の表面でＰＩ前駆体溶液を平滑にするためのへらが、回転振れに共振し、ＰＩ前駆体溶液を凹凸に塗布し、結果としてらせん状の縞模様が発生した。また、得られた無端（定着）ベルトについて、上述の定着装置に装着して試験を行ったところ、摩擦力は大きくなり、また、摺動音が発生した。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の樹脂溶液の塗布方法の第一の実施形態を説明するための概略斜視図である。
【図２】本発明の樹脂溶液の塗布方法の第一の実施形態を説明するための概略断面図である。
【図３】本発明の樹脂溶液の塗布方法の第二の実施形態を説明するための概略斜視図である。
【図４】本発明の樹脂溶液の塗布方法の第三の実施形態を説明するための概略斜視図である。
【図５】本発明の定着ベルトの製造方法において芯体１０に被服処理を施した様子を示す概略構成図である。
【図６】本発明の定着ベルトの製造方法においてフッ素樹脂分散溶液の塗布装置を示す概略構成図である。
【図７】本発明の定着ベルトの製造方法においてフッ素樹脂分散溶液の他の塗布装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  芯体
１２  保持部材
１４  ＰＩ前駆体溶液
１８  液ノズル
２０  容器
２２  エアーノズル
２４，２４’  エアーホース
２６  スリット状のエアーノズル
２８  液ノズル群
３８  ポリイミド樹脂前駆体塗膜
４０  被覆処理
４２  フッ素樹脂分散液
４４  塗布槽
４６  被膜
４８  環状送風装置
５０  外部槽
５２  ポンプ
５４  フィルター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006055778.tif 000006
【図６】
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【図７】
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