(57)【要約】【課題】ベルトの幅方向にかかる荷重によるクラックや割れが発生しにくく、更に、リブを取り付けることにより、電子写真方式の画像形成装置において長期間走行させても、耐久性に優れ、安定した使用が可能となるポリイミド製無端ベルト、及びその製造方法、並びに該ポリイミド製無端ベルトを備える画像形成装置を提供する。【解決手段】幅方向のＪＩＳ  Ｋ７１２８−３（１９９８年）に規定される直角形引裂法による引裂強度が、周方向のＪＩＳ  Ｋ７１２８−３（１９９８年）に規定される直角形引裂法による引裂強度の１０５％〜２００％であることを特徴とするポリイミド製無端ベルト、及びその製造方法、並びに該ポリイミド製無端ベルトを備える画像形成装置。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅方向のＪＩＳ  Ｋ７１２８−３（１９９８年）に規定される直角形引裂法による引裂強度が、周方向のＪＩＳ  Ｋ７１２８−３（１９９８年）に規定される直角形引裂法による引裂強度の１０５％〜２００％であることを特徴とするポリイミド製無端ベルト。
【請求項２】
前記幅方向の引裂き強度が、２５０Ｎ／ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のポリイミド製無端ベルト。
【請求項３】
幅方向のＭＩＴ試験法による耐折回数が、周方向のＭＩＴ試験法による耐折回数の１０５％〜２００％であることを特徴とする請求項１又は２に記載のポリイミド製無端ベルト。
【請求項４】
幅方向のＭＩＴ試験法による耐折回数が、周方向のＭＩＴ試験法による耐折回数の１０５％〜２００％であることを特徴とするポリイミド製無端ベルト。
【請求項５】
導電性フィラーを含有し、表面抵抗率の常用対数値が８〜１５（ｌｏｇΩ／□）の範囲内であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のポリイミド製無端ベルト。
【請求項６】
幅方向における膜厚の変位が、平均膜厚に対し１０％以下であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のポリイミド製無端ベルト。
【請求項７】
幅方向の端部の両側又は片側に、リブを取り付けてなることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のポリイミド製無端ベルト。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載のポリイミド製無端ベルトを、少なくとも１種類以上備えることを特徴とする電子写真方式の画像形成装置。
【請求項９】
ポリイミド前駆体溶液を、円筒成形管の外周面又は内周面へ、円筒成形管軸方向に塗布して、ポリイミド前駆体塗膜を形成するポリイミド前駆体塗膜形成工程と、前記ポリイミド前駆体塗膜を加熱によりイミド転化させてポリイミド皮膜を形成するポリイミド皮膜形成工程と、を有するポリイミド製無端ベルトの製造方法であって、
前記ポリイミド前駆体塗膜形成工程が、前記ポリイミド前駆体溶液の塗布と同時又は塗布後に、前記塗布されたポリイミド前駆体溶液の表面を円筒成形管軸方向に摺擦する摺擦工程を有し、
かつ、前記塗布されたポリイミド前駆体塗膜の円筒成形管軸方向におけるイミド転化前後の収縮率が、１０％以内であることを特徴とするポリイミド製無端ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機、プリンター、ファクシミリ、これらの複合機等電子写真方式を用いた画像形成装置に用いるポリイミド製無端ベルト、及びその製造方法、並びに該ポリイミド製無端ベルトを備える画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を応用した画像形成装置では、先ず無機又は有機光導電性感光体からなる潜像担持体上に一様な電荷を形成し、画像信号を変調したレーザーや発光ダイオード光等で静電潜像を形成した後、帯電したトナーで前記静電潜像を現像して可視化したトナー像とする。そして、前記トナー像を中間転写体を介して、あるいは直接記録紙やＯＨＰ等の転写材に静電的に転写して、さらにこれを加熱や加圧することによって転写材に定着させることによって、所要の再生画像を得る。
【０００３】
前記画像形成装置に用いられる中間転写部材や転写搬送部材の材料としては、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアルキレンフタレート、ＰＣ／ポリアルキレンフタレート（ＰＡＴ）のブレンド材料、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の熱可塑性樹脂からなる半導電性の無端ベルト等が提案されている。
また、機械的特性及び熱特性等に優れたポリイミド樹脂を主成分とし、カーボンブラックを導電性微粉末として分散させた中間転写体が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
【０００４】
一方、このような転写ベルトや転写定着ベルトを前記画像形成装置において使用する場合、走行中の蛇行を防止するため、ベルトの幅方向の端部にガイド用のリブを接合し、該リブを対向するロールの端部または溝に嵌合して走行させる方法がとられている。しかし、長期に亘るベルト走行によって、ベルトのリブ接合部分にはベルトの幅方向に荷重が加わり、リブの接着が剥がれたり、リブとベルトがずれることによって真直度が失われたりしてベルトが蛇行する問題が生じる。
【０００５】
このような問題を避けるため、リブとベルトの接着強度を増す方法が公開されている。しかしながら、リブとベルトの接着強度を高めていくと、今度はベルトそのものに幅方向の過度な荷重が加わり、ベルトの周方向に平行なクラックが発生したり、割れが生じたりする問題がある（例えば、特許文献３参照。）。
また、ベルト表面あるいは裏面に補強テープを貼るなどの対策がとられているが、余分なコストが発生するほか、結局は補強テープに沿ってベルトにクラックが発生したり割れが生じたりするため、本質的な改善にはならない。
【０００６】
【特許文献１】
特許２５６０７２７号明細書
【特許文献２】
特開平５−７７２５２号公報
【特許文献３】
特開２０００−１２２４３９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来技術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、本発明は、ベルトの幅方向にかかる荷重によるクラックや割れが発生しにくく、更に、リブを取り付けることにより、電子写真方式の画像形成装置において長期間走行させても、耐久性に優れ、安定した使用が可能となるポリイミド製無端ベルト、及びその製造方法、並びに該ポリイミド製無端ベルトを備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、ポリイミド製無端ベルトにおける縦横の引裂強度のバランス、及び縦横の耐折回数のバランスに注目し、鋭意検討した結果、下記の本発明が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。
即ち、本発明は、
＜１＞  幅方向のＪＩＳ  Ｋ７１２８−３（１９９８年）に規定される直角形引裂法による引裂強度が、周方向のＪＩＳ  Ｋ７１２８−３（１９９８年）に規定される直角形引裂法による引裂強度の１０５％〜２００％であることを特徴とするポリイミド製無端ベルトである。
＜２＞  前記幅方向の引裂き強度が、２５０Ｎ／ｍｍ以上であることを特徴とする＜１＞に記載のポリイミド製無端ベルト。
【０００９】
＜３＞  幅方向のＭＩＴ試験法による耐折回数が、周方向のＭＩＴ試験法による耐折回数の１０５％〜２００％であることを特徴とする＜１＞又は＜２＞に記載のポリイミド製無端ベルトである。
＜４＞  幅方向のＭＩＴ試験法による耐折回数が、周方向のＭＩＴ試験法による耐折回数の１０５％〜２００％であることを特徴とするポリイミド製無端ベルトである。
【００１０】
＜５＞  導電性フィラーを含有し、表面抵抗率の常用対数値が８〜１５（ｌｏｇΩ／□）の範囲内であることを特徴とする＜１＞〜＜４＞の何れか１つに記載のポリイミド製無端ベルトである。
＜６＞  幅方向における膜厚の変位が、平均膜厚に対し１０％以下であることを特徴とする＜１＞〜＜５＞の何れか１つに記載のポリイミド製無端ベルトである。
【００１１】
＜７＞  幅方向の端部の両側又は片側に、リブを取り付けてなることを特徴とする＜１＞〜＜６＞の何れか１つに記載のポリイミド製無端ベルトである。
＜８＞  ＜１＞〜＜７＞の何れか１つに記載のポリイミド製無端ベルトを、少なくとも１種類以上備えることを特徴とする電子写真方式の画像形成装置である。
【００１２】
＜９＞  ポリイミド前駆体溶液を、円筒成形管の外周面又は内周面へ円筒成形管軸方向に塗布して、ポリイミド前駆体塗膜を形成するポリイミド前駆体塗膜形成工程と、前記ポリイミド前駆体塗膜を加熱によりイミド転化させてポリイミド皮膜を形成するポリイミド皮膜形成工程と、を有するポリイミド製無端ベルトの製造方法であって、前記ポリイミド前駆体塗膜形成工程が、前記ポリイミド前駆体溶液の塗布と同時又は塗布後に、前記塗布されたポリイミド前駆体溶液の表面を軸方向に摺擦する摺擦工程を有し、かつ、前記塗布されたポリイミド前駆体塗膜の円筒成形管軸方向におけるイミド転化前後の収縮率が、１０％以内であることを特徴とするポリイミド製無端ベルトの製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のポリイミド製無端ベルトは、幅方向のＪＩＳ  Ｋ７１２８−３（１９９８年）に規定される直角形引裂法による引裂強度（以下、「幅方向の直角引裂強度」という場合がある。）が、周方向のＪＩＳ  Ｋ７１２８−３（１９９８年）に規定される直角形引裂法による引裂強度（以下、「周方向の直角引裂強度」という場合がある。）の１０５％〜２００％であることを特徴とする。
ここで、ＪＩＳ  Ｋ７１２８−３（１９９８年）に規定される直角形引裂法による引裂強度とは、ＪＩＳ  Ｋ７１２８−３（１９９８年）に規定される引裂強度で、試験片の直角部から引裂きを開始するときに必要とする荷重を試験片の膜厚で除した値であり、幅方向の直角引裂強度という場合、荷重の掛かる方向がベルトの幅方向と平行であることを指す。
尚、本発明における直角形引裂法による引裂強度は、試験速度２０ｍｍ／ｍｉｎのときの値である。
【００１４】
前記幅方向の直角引裂強度が前記周方向の直角引裂強度の１０５〜２００％であると、ベルトの幅方向の荷重に対してクラックや割れが発生しにくく、特に蛇行防止用のリブを取り付けて、後述する電子写真方式の画像形成装置において、長期間走行させても、耐久性に優れ、安定した使用が可能となる。
これは、リブを取り付けたポリイミド製無端ベルトの走行時の耐久性に関しては、周方向よりもむしろ幅方向に掛かる荷重への耐性の方が要因効果が大きく、ポリイミド製無端ベルトの引裂き強度に異方性を付与させることにより、上述の効果が得られると考えられる。
前記幅方向の直角引裂強度は、前記周方向の直角引裂強度の１１０〜１５０％であることが好ましく、１１０〜１３０％であることがより好ましい。
【００１５】
一方、前記幅方向の直角引裂強度が前記周方向の直角引裂強度幅の１０５％未満であると、前記リブを取り付けて、電子写真方式の画像形成装置において長期間走行させた場合に、リブ、或いは画像形成装置のガイド具のわずかな歪みや磨耗による変形、ポリイミド製無端ベルトそのものの寸法精度、又は画像形成装置の架張ロールの歪み等によって、ポリイミド製無端ベルトとリブの接合面に連続して荷重が掛かり続けることにより、実用的とされる目標周回数に達する前に、ベルトに周方向のクラックが生じやすくなってしまう。又、前記歪みや変形が無くても、目標回数を超える周回数においては、著しく耐久性が損なわれてしまう。
更に、前記幅方向の直角引裂強度が前記周方向の直角引裂強度幅の２００％を超えると、ポリイミド製無端ベルトの周方向の強度が損なわれ、幅方向へのクラックや破損が生じやすくなってしまう。
【００１６】
前記幅方向の直角引裂強度は２５０Ｎ／ｍｍ以上であることが好ましい。前記幅方向の直角引裂強度が２５０Ｎ／ｍｍ以上であると、ベルトの幅方向の荷重に対してクラックや割れが発生しにくく、蛇行防止用のリブを取り付けて、後述する電子写真方式の画像形成装置において長期間走行させても、耐久性に優れ、安定した使用を可能にするという効果がより顕著となる。
前記幅方向の直角引裂強度は、２６０Ｎ／ｍｍ以上であることがより好ましく、２７０Ｎ／ｍｍ以上であることが更に好ましい。
一方、前記幅方向の直角引裂強度が２５０Ｎ／ｍｍ未満であると、ベルトの駆動により、ベルトとリブの接合面で周方向のクラックが生じやすくなってしまう。
【００１７】
本発明のポリイミド製無端ベルトは、幅方向のＭＩＴ試験法による耐折回数（以下、「幅方向の耐折回数」という場合がある。）が、周方向のＭＩＴ試験法による耐折回数（以下、「周方向の耐折回数」という場合がある。）の１０５％〜２００％であることが好ましい。前記幅方向の耐折回数が前記周方向の耐折回数の１０５％〜２００％であると、ベルトの幅方向の荷重に対してクラックや割れが発生しにくく、走行ガイド用のリブを取り付けて、後述する電子写真方式の画像形成装置において長期間走行させても、耐久性に優れ、安定した使用が可能となる。
これは、リブを取り付けたポリイミド製無端ベルトを用いて画像形成する場合、前記ポリイミド製無端ベルトがリブの重みにより案内溝の内部側に撓む状態に折れ曲がり、連続的にわずかな屈曲を繰り返している状態となっており、前記幅方向の耐折回数を前記周方向の耐折回数より大きくすることにより、上述の効果が得られると考えられる。
前記幅方向の耐折回数は、前記周方向の耐折回数の１０５〜１２０％であることがより好ましく、１０５〜１１０％であることが更に好ましい。
【００１８】
一方、前記幅方向の耐折回数が前記周方向の耐折回数の１０５％未満であると、電子写真方式の画像形成装置で使用したときに、周方向のクラックが生じやすくなる場合がある。又、前記幅方向の耐折回数が前記周方向の耐折回数の２００％を超えると、周方向の強度が損なわれ、幅方向へのクラックや破損が生じやすくなる場合がある。
【００１９】
本発明における耐折回数は、ＭＩＴ試験法による耐折回数である。該ＭＩＴ試験法による耐折回数測定は、ＪＩＳ  Ｐ８１１５（１９９４年）に準拠（ＪＩＳＰ８１１５（１９９４年）における「紙及び板紙」を「ポリイミド製フィルム」に読みかえる。）する方法であり、図１に示すＭＩＴ試験機を用いて測定する。図１はＭＩＴ試験機を説明するための概略構成図である。図１に示すＭＩＴ試験機は折曲げ装置取付面４に取り付けられた、試験片２を挟み折曲げるための０．３８ｍｍの曲率半径をもつ折曲げ装置６、プランジャー８に取り付けられた荷重を掛けるためのつかみ具１０からなる。
【００２０】
前記ＭＩＴ試験法による耐折回数測定の手順は以下のとおりである。試験片２の一方を折曲げ装置６で挟む。更に試験片２の他の一方をつかみ具１０で挟み、試験片２に９．８Ｎ（１ｋｇｆ）の荷重を掛ける。次に折曲げ装置６を１３５±２°の角度で、毎分１７５±１０回となる速度で回転させて、荷重が掛けられた試験片２を折曲げ装置６の曲率面で繰り返し折り曲げ、ストレスを与えて破断させる。
耐折強度ＦＥは、破断までの折り曲げ回数Ｎより下記式（１）に従い求められる。
式（１）
ＦＥ＝ｌｏｇ１０Ｎ
更に、耐折回数ＦＮは、下記式（２）に従い求められる。
式（２）
ＦＮ＝１０ＦＥ
【００２１】
既述のように、幅方向の直角形引裂法による引裂強度を周方向の直角形引裂法による引裂強度の１０５％〜２００％とする手段、及び幅方向のＭＩＴ試験法によるベルト耐折回数を周方向のＭＩＴ試験法による耐折回数の１０５％〜２００％とする手段としては、ポリイミド製無端ベルトにおけるポリイミド分子鎖を幅方向と平行に配向させる手段が挙げられる。該ポリイミド分子鎖を幅方向と平行に配向させる方法については、後記本発明のポリイミド製無端ベルトの製造方法において詳述する。
【００２２】
本発明のポリイミド製無端ベルトは、導電性フィラーを含有し、表面抵抗率の常用対数値が８〜１５（ｌｏｇΩ／□）の範囲内であることが好ましく、１０〜１３（ｌｏｇΩ／□）の範囲内であることがより好ましい。
前記表面抵抗率の常用対数値が８〜１５（ｌｏｇΩ／□）の範囲内であると、後述する画像形成装置において、中間転写ベルト或いは転写搬送ベルト等として用いる場合、トナーの飛び散りがなく高画質が得られるとともに、除電装置がなくてもチャージアップによる汚れを防止することができ好ましい。
尚、前記導電性フィラーは、後述するポリイミド製無端ベルトの製造方法に記載の導電性フィラーと同様である。
【００２３】
本発明のポリイミド製無端ベルトは、幅方向における膜厚の変位が平均膜厚に対し、１０％以下であることが好ましく、６％以下であることがより好ましく、３％以下であることが更に好ましい。前記幅方向における膜厚の変位が、平均膜厚に対し、１０％を超えると画像に色ムラや色ズレを生じてしまう場合がある。前記幅方向における膜厚の変位を平均膜厚に対し１０％以下であるポリイミド製無端ベルトは、後述するポリイミド製無端ベルトの製造において、ポリイミド前駆体塗膜の幅方向におけるイミド転化前後の収縮率を１０％以内とすることにより得られる。
【００２４】
本発明のポリイミド製無端ベルトは、幅方向の端部の両側又は片側に、リブを取り付けてなることが好ましい。該リブは走行ガイド（蛇行防止）用に取り付けられるもので、リブを取り付けたポリイミド製無端ベルトを後述する画像形成装置に用いる場合に、蛇行が防止できる。
本発明におけるリブは、一般的に公知の蛇行防止用リブであれば、その材質、形状、特性値、および取り付け方法等に制限はなく、具体的には、リブの材質として、シリコンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、ＥＰＤＭ，ＮＢＲ、ＣＲ，塩素系ポリイソプレン、水素添加ポリブタジエン、ブチルゴムなどのゴム材料等があげられ、これらは１種単独で用いても２種類以上をのレンドして用いてもよい。
【００２５】
また、前記リブの取り付け方法も制限はなく、接着強度および耐久性に優れた一般公知の接着剤による取り付け方法を用いることができる。前記接着剤としては、具体的には、コニシ（株）製の特殊変成シリコンポリマーを主成分とするサイレックス１００、セメダイン（株）の特殊変成シリル含有エポキシ樹脂を主成分とするスーパーＸ  Ｎｏ．８００８による接着等をあげることができる。
【００２６】
本発明のポリイミド製無端ベルトの製造方法は、ポリイミド前駆体溶液を円筒成形管の外周面又は内周面へ、円筒成形管軸方向に塗布して、ポリイミド前駆体塗膜を形成するポリイミド前駆体塗膜形成工程と、前記ポリイミド前駆体塗膜を加熱によりイミド転化させてポリイミド皮膜を形成するポリイミド皮膜形成工程とを有する製造方法であり、前記ポリイミド前駆体塗膜形成工程が、前記ポリイミド前駆体溶液の塗布と同時又は塗布後に、前記塗布されたポリイミド前駆体溶液の表面を円筒成形管軸方向に摺擦する摺擦工程を有し、かつ、前記塗布されたポリイミド前駆体塗膜の円筒成形管軸方向におけるイミド転化前後の収縮率が１０％以内であることを特徴とし、必要に応じて他の工程を有していてもよい。
以下、本発明のポリイミド製無端ベルトの製造方法を工程毎に分けて詳細に説明する。
【００２７】
−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、先ず、ポリイミド前駆体をＮ−メチル−２−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の非プロトン系極性溶剤に溶解させて、ポリイミド前駆体溶液を調製する。これらの溶剤は複数併用してもよい。
【００２８】
前記ポリイミド前駆体は、通常、略等モルの略等モルのテトラカルボン酸二無水物あるいはその誘導体と、ジアミンとを、前記溶媒中で重合反応させてポリアミド酸溶液として得られる。
前記テトラカルボン酸二無水物としては特に制限はなく、具体的には、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３’，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、１，４，５，８−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）スルホン酸二無水物、ペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
【００２９】
一方、前記ジアミンも特に制限はなく、具体的には、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジクロロベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノジフェニルスルフォン、１，５−ジアミノナフタレン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，３’−ジメチル４，４’−ビフェニルジアミン、ベンジジン、３，３’−ジメチルベンジジン、３，３’−ジメトキシベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン、２，４−ビス（β−アミノ第三ブチル）トルエン、ビス（ｐ−β−アミノ−第三ブチルフェニル）エーテル、ビス（ｐ−β−メチル−δ−アミノフェニル）ベンゼン、ビス−ｐ−（１，１−ジメチル−５−アミノ−ベンチル）ベンゼン、１−イソプロピル−２，４−ｍ−フェニレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、ジ（ｐ−アミノシクロヘキシル）メタン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ジアミノプロピルテトラメチレン、３−メチルヘプタメチレンジアミン、４，４−ジメチルヘプタメチレンジアミン、２，１１−ジアミノドデカン、１，２−ビス−３−アミノプロボキシエタン、２，２−ジメチルプロピレンジアミン、３−メトキシヘキサメチレンジアミン、２，５−ジメチルヘプタメチレンジアミン、３−メチルヘプタメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミン、２，１７−ジアミノエイコサデカン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、１，１０−ジアミノ−１，１０−ジメチルデカン、１２−ジアミノオクタデカン、２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン、ピペラジン、Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）３Ｏ（ＣＨ２）２Ｏ（ＣＨ２）ＮＨ２、Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）３Ｓ（ＣＨ２）３ＮＨ２、Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）３Ｎ（ＣＨ３）２（ＣＨ２）３ＮＨ２等が挙げられる。
【００３０】
本発明で用いられるポリイミド前駆体は、前記テトラカルボン酸二無水物或いはその誘導体と、ジアミンとを複数共重合させたものを用いてもよいし、異なった種類のポリアミド酸のブレンドでもよい。ポリイミド前駆体の混合比、濃度、粘度等は、適時選択して用いられる。
【００３１】
本発明のポリイミド製無端ベルトは既述のように、導電性フィラーを含有し、表面抵抗率の常用対数値が８〜１５（ｌｏｇΩ／□）の範囲内であることが好ましい。
前記導電性フィラーとしては、無機または有機の何れでもよく、具体的には、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、チタン酸カリウム等の導電性ウィスカー等が挙げられる。
前記導電性フィラーはポリイミド前駆体溶液に直接分散させてもよいし、ポリイミド前駆体の重合時に予め溶剤中に分散させておく方法を用いてもよい。また、分散の方法としては特に制限されることはなく、例えば、ボールミルや超音波等で分散させる方法がある。
【００３２】
本発明において、前記ポリイミド前駆体溶液を塗布する円筒成形管としては、例えば、アルミニウムや銅、ステンレス等の金属からなる円筒成形管を好ましく用いることができる。尚、前記円筒成形管がアルミニウムからなる場合、３５０℃に加熱すると強度が低下して変形を起こしやすい。このようなアルミニウムの熱変形は、円筒成形管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）する方法が挙げられる。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。
【００３３】
また、前記金属からなる円筒成形管の表面（内表面、外表面）に、ポリイミド前駆体の塗布液を直接塗布した場合には、後述するポリイミド樹脂皮膜形成工程において、形成されたポリイミド樹脂皮膜が円筒成形管表面に接着する可能性が高いため、円筒成形管の塗布面には離型性を付与する必要がある。そのため、円筒成形管塗布面に離型剤層を形成することが好ましい。前記離型剤としては、シリコーン系やフッ素系のオイルを変性して耐熱性を持たせたものが有効である。また、シリコーン樹脂の超微粒子を水に分散させた水系離型剤もある。離型剤層は離型剤を塗布し、溶剤を乾燥させて、そのまま、あるいは焼き付け処理をして形成される。
【００３４】
本発明のポリイミド製無端ベルトの製造方法は、後述するようにポリイミド前駆体塗膜の円筒成形管軸方向（ベルトの幅方向）におけるイミド転化前後の収縮率が１０％以内であることを特徴とする。このため、イミド転化による体積収縮が大きなポリイミド樹脂を用いる場合には、強制的に軸方向の収縮率を小さく制御する必要がある。その方法としては、後述する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の両端部を円筒成形管に貼り付ける方法が有効であるが、端部を全周に亘って貼り付けてしまうと、皮膜中に残留する溶剤やイミド化反応によって発生する水分子の蒸気により、ポリイミド樹脂皮膜に膨れを生じさせることがある。そのため、図２に示すように、円筒成形管２０の両端部に、部分的にサンドペーパーがけ等で離型剤層を除去、もしくは離型剤塗布前に円筒成形管の両端部を予め部分的にマスキングして、部分的に離型剤が塗布されない箇所を設ける方法（離型剤除去工程）で、皮膜を円筒成形管２０の両端部に貼り付かせるための貼り付け箇所２２を設ける。このように部分的に貼り付かせることによって、残留溶剤や水の蒸気の放出を阻害することはないので、ポリイミド樹脂皮膜に膨れが発生することはない。
【００３５】
ただし、イミド転化時の体積収縮が小さく、ポリイミド樹脂皮膜形成工程において軸方向の収縮率が１０％以内である種類のポリイミド樹脂を用いた場合には、前記円筒成形管への貼り付け等の処置は必要ない。
前記イミド転化時の体積収縮が小さいポリイミド前駆体としては、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとをＮ−メチル−２−ピロリドン中で合成したもの等が挙げられる。
【００３６】
前記ポリイミド前駆体塗膜形成工程では、前記ポリイミド前駆体溶液を円筒成形管の外周面又は内周面に塗布する。該塗布の方法としては、ポリイミド前駆体溶液が円筒成形管の軸と平行な方向に塗布されていれば限定されるものではなく、具体的には、円筒成形管をポリイミド前駆体溶液に浸漬して引き上げる浸漬環状塗布法の他、突上環状塗布法、或いはポリイミド前駆体を円筒成形管内周面に軸方向に流し込む方法等が挙げられる。
【００３７】
また、前記ポリイミド前駆体塗膜形成工程は、更に前記塗布されたポリイミド駆体溶液の表面を円筒成形管軸方向に摺擦する摺擦工程を有する。尚、通常、ポリイミド前駆体溶液は粘度が非常に高いので、塗布後の膜厚を所望値に制御するために塗膜表面を掻き擦る方法でレベリングすることがあり、前記摺擦工程と該レベリングする工程を兼用してもよい。また、このポリイミド前駆体塗膜表面を円筒成形管軸方向に擦る作業は、塗布と同時に行ってもよいし、塗布後、別作業として実施してもよい。
【００３８】
前記ポリイミド前駆体塗膜形成工程としては、以下に説明する浸漬環状塗布法及び突上環状塗布法が好ましく挙げられる。前記浸漬環状塗布法を図３及び４を用いて説明する。
図３は、浸漬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。ただし、図３は塗布主要部のみを示し、他の装置は省略している。
図３に示すように、この浸漬環状塗布法は、塗布槽３３に満たされたポリイミド前駆体溶液３２に、円筒成形管３１の外径よりも大きな孔３６を設けた環状体３５を浮かべ、孔３６を通して円筒成形管３１をポリイミド前駆体溶液３２に浸漬し、次いで、引き上げる塗布法である。
【００３９】
一方、図４は、図３に示す環状体３５の設置状態を説明するための要部拡大斜視図である。図４に示すように、ポリイミド前駆体溶液３２の液面に、円筒成形管３１の外径よりも一定の間隙だけ大きい径を有する孔３６を設けた環状体３５を浮かべてある。
環状体３５は、ポリイミド前駆体溶液３２の液面に浮くもので、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がよく、例えば、種々の金属、種々のプラスチック等が挙げられる。また、環状体３５は中空構造でもよい。更に、環状体３５の沈没防止のために、環状体３５の外周面又は塗布槽３３に、環状体３５を支える足や腕を設けてもよい。
ポリイミド前駆体塗膜３４の濡れ膜厚は、円筒成形管３１と孔３６との間隙により定まる。又、乾燥後の膜厚は濡れ膜厚と溶液の不揮発分濃度の積である。
【００４０】
浸漬塗布を行う際、円筒成形管３１を、孔３６を通してポリイミド前駆体溶液３２に浸漬する。その際、円筒成形管３１が環状体３５に接触しないようにする。次いで、孔３６を通して円筒成形管３１を引き上げる。この際、円筒成形管３１と孔３６との間隙によりポリイミド前駆体塗膜３４が形成され、同時にポリイミド前駆体塗膜３４の表面を円筒成形管軸方向に摺擦すること（摺擦工程）となり、ポリイミド前駆体を円筒成形管軸方向（ベルトの幅方向）に配向させる作用もある。
【００４１】
この円筒成形管軸方向に配向したポリイミド前駆体塗膜３４は、後述のイミド転化することにより円筒成形管軸方向に配向したポリイミド皮膜となり、これを円筒成形管３１から剥離して所望の幅に切断することにより、円筒成形管軸方向（ベルトの幅方向）に配向したポリイミド製無端ベルトが得られる。既述のように、ポリイミド分子の幅方向への配向の度合いにより、引裂強度、耐折回数、膜厚の変位の度合いが決まる。つまり前記摺擦工程が本発明のポリイミド製無端ベルトの製造における大きなポイントとなる。
【００４２】
前記浸漬環状塗布法において、前記ポリイミド分子の幅方向への配向の度合いに影響を及ぼす因子としては、ポリイミド前駆体塗膜３４が形成された円筒成形管３１の引き上げ速度、ポリイミド前駆体溶液３２の固形分濃度及び粘度が挙げられる。
前記ポリイミド前駆体塗膜３４が形成された円筒成形管３１の引き上げ速度としては、１００〜１５００ｍｍ／ｍｉｎであることが好ましく、５００〜１２００ｍｍ／ｍｉｎであることがより好ましい。前記引き上げ速度が１５００ｍｍ／ｍｉｎを超えると、塗膜中に気泡を巻き込みやすくなる場合がある。一方、前記引き上げ速度が１００ｍｍ／ｍｉｎ未満であると、ポリイミド分子のベルトの幅方向への配向が十分得られない場合がある。
【００４３】
前記ポリイミド前駆体溶液３２の固形分濃度は、１０〜４０質量％であることが好ましく、１５〜３０質量％であることがより好ましく、２０〜２８質量％であることが更に好ましい。前記固形分濃度が４０質量％を超えると、機械的強度が弱くなる場合がある。一方、前記固形分濃度が１０質量％未満であると、所望の抵抗値が得られない場合がある。
【００４４】
前記ポリイミド前駆体溶液３２の粘度は、１〜１０００Ｐａ・ｓであることが好ましく、１０〜５００であることがより好ましく、３０〜１００であることが更に好ましい。前記ポリイミド前駆体溶液３２の粘度が１０００Ｐａ・ｓを超えると、ポリイミド分子のベルトの幅方向への配向が十分得られない場合がある。一方、前記ポリイミド前駆体溶液３２の粘度が１Ｐａ・ｓ未満であると、ベルトの幅方向での膜厚の変位が大きくなり、求められる高画像が得られない場合がある。
【００４５】
環状体３５は、ポリイミド前駆体溶液３２上でわずかの力で動くことができるよう、自由移動可能状態で設置するが、その方法としては、液上に浮遊させる方法のほか、環状体をロールやベアリングで支える方法、環状体をエア圧で支える方法等がある。
環状体３５の孔３６を通して円筒成形管３１をポリイミド前駆体溶液３２から上昇させると、ポリイミド前駆体溶液３２の介在により、円筒成形管３１と環状体３５との間に摩擦抵抗が生じ、環状体３５には上昇力が作用し、環状体３５は少し持ち上げられる。このとき、環状体３５は円筒成形管３１との摩擦抵抗が周方向で一定になるように移動し、間隙が一定になるので、塗布される膜厚は周方向で均一になる。すなわち、均一な膜厚のポリイミド前駆体塗膜３４が円筒成形管３１上に形成される。
【００４６】
更に、浸漬環状塗布法に用いる塗布装置には、円筒成形管３１を保持する円筒成形管保持手段、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。
このような、環状体３５を適用することで、高粘度のポリイミド前駆体溶液を用いても、円筒成形管上端部での垂れは少なくなり、簡易に膜厚を均一にすることができると同時に、塗液表面を軸方向に擦り、ポリイミド前駆体塗膜中のポリイミド前駆体分子の配向を軸方向に揃えることができる。
【００４７】
前記ポリイミド前駆体塗膜形成工程おいて、上述の浸漬環状塗布法を用いる他にも、図５に示すような突上環状塗布法も適用できる。図５は突上環状塗布法に用いる装置の１例を示す概略構成図である。
図５において、図３との違いは、塗布槽３３’の底部に、円筒成形管３１’を通過させることの可能な環状シール材３８が設けられていることである。塗布槽３３’の底部には環状シール材３８が取り付けられ、円筒成形管３１’を環状シール材３８の中心に挿通させたところに、塗布槽３３’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。円筒成形管３１’は、塗布槽３３’の下部から上部に順次突き上げられ、環状シール材３８を挿通させることにより、表面にポリイミド前駆体塗膜３４’が形成される。環状体３５’の機能は、浸漬環状塗布法における環状体３５と同様である。尚、突上塗布法では、塗布槽３３’が浸漬環状塗布法における塗布槽３３よりも小さくできるので、溶液の必要量が少なくてもよいという利点がある。
前記突上環状塗布法における好ましいポリイミド前駆体塗膜３４’が形成された円筒成形管３１’の引き上げ速度、ポリイミド前駆体溶液３２’の固形分濃度及び粘度は、前記浸漬環状塗布法における好ましいポリイミド前駆体塗膜３４が形成された円筒成形管３１の引き上げ速度、ポリイミド前駆体溶液３２の固形分濃度及び粘度と同様である。
【００４８】
前記ポリイミド樹脂皮膜形成工程においては、ポリイミド樹脂の種類によって異なるものの、好ましくは３００〜４５０℃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、溶剤が残留したままイミド化反応を進めると、ポリイミド樹脂皮膜に膨れが生じることがあるため、急激な加熱は避けることが好ましく、具体的には、最終温度に達する前に、一旦１５０〜２００℃の温度で３０〜６０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、又は一定速度で上昇させて、加熱してポリイミド樹脂皮膜を形成することが好ましい。
【００４９】
ただし、前記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が加熱乾燥および加熱してイミド転化されることによってポリイミド樹脂皮膜となるときに、軸方向への収縮率が１０％を超える場合には、ポリイミド前駆体の塗膜形成工程および塗膜レベリング工程で軸方向へ配向したポリイミド前駆体分子に対し周方向への再配向の力が加わり、目的とする軸方向に配向したポリイミド樹脂皮膜が得られない。前記軸方向への収縮率を１０％以下にする方法は、既述のように、収縮率が小さいポリイミド樹脂を用いる、或いは図２に示すような、両端部に貼り付け箇所２２を設けた円筒成形管２０を用いる方法が挙げられる。前記軸方向への収縮率は７％以下であることが好ましく、３％以下であることがより好ましい。
【００５０】
収縮率は、以下の式（３）で表される。
式（３）
軸方向への収縮率  ＝
［（加熱前のポリイミド前駆体塗膜の軸長／イミド反応後のポリイミド樹脂皮膜の軸長）−１］    ×１００  （％）
また、ポリイミド樹脂皮膜形成工程において円筒成形管軸方向の収縮率が大きなポリイミド樹脂製無端ベルトは、軸方向での部分的な収縮率が不均一になり、円筒成形管軸方向の膜厚の均一性を著しく損ない、電子写真画像形成装置内で使用したときに、蛇行や画質欠陥の原因となる。したがって、本発明の目的を達成するためには、ベルトの軸方向における膜厚の変位が、ベルトの平均膜厚に対し１０％以下であることが望ましい。
【００５１】
前記ポリイミド樹脂皮膜を円筒成形管からの剥離は、前記ポリイミド樹脂皮膜形成工程において、円筒成形管軸方向の収縮率を抑制させるため、円筒成形管への貼り付け等の処置を行った場合には、加熱反応後、金型が冷えて収縮する前に、ポリイミド樹脂皮膜が円筒成形管に貼り付いている、少なくとも片側の部分にシート等を差し込んで貼り付きを解除する必要がある。その最低温度の目安は１００℃であり、それ以上で解除するのが好ましい。こうすることにより、円筒成形管が室温まで冷えて軸方向に収縮しても、ポリイミド樹脂皮膜が追随してしわが発生することがない。
以上説明した製造方法により得られたポリイミド製無端ベルトは、ポリイミド分子が円筒成形管軸方向（ベルトの幅方向）に配向し、この結果、幅方向の引裂強度や耐折回数などの耐久性に優れた無端ベルトとなる。
【００５２】
本発明の画像形成装置は、前記本発明のポリイミド製無端ベルトを少なくとも１種類以上備えることを特徴とする電子写真方式の画像形成装置である。前記本発明のポリイミド製無端ベルトとしてはリブを取り付けたポリイミド製無端ベルトを備えることかが好ましい。
本発明の画像形成装置の転写方式は、像担持体に形成されたトナー像を中間転写体上に一次転写した後、該中間転写体上に転写されたトナー像を被転写体に二次転写する中間転写方式の画像形成装置でもよく、あるいは直接転写搬送体上の記録紙やＯＨＰ等の転写材に静電的に転写する転写搬送方式でもよい。前記本発明のポリイミド製無端ベルトは、画像形成装置の中で、中間転写ベルトとして、あるいは転写搬送ベルトとして、あるいはまた、その両方として画像形成装置の中で用いられることにより、長期間安定した走行を可能とし、高画質の転写画像をもたらす。
【００５３】
本発明の画像形成装置としては、特に限定されるものではなく、例えば、現像装置内に単色のトナーのみを収容する通常のモノカラー画像形成装置や、像担持体上に担持されたトナー像を中間転写体に順次一次転写を繰り返す４サイクル型カラー画像形成装置、各色毎の現像器を備えた複数の像担持体を中間転写体や転写搬送ベルト上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置が挙げられる。
本発明のポリイミド製無端ベルトを備えた画像形成装置の１例として、タンデム型カラー画像形成装置を図６を用いて説明する。図６は、本発明の画像形成装置の１例を説明するための概略構成図である。図６に示す画像形成装置は、４色（ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）の現像器５５を備える各色毎の感光体４９が中間転写体（中間転写ベルト）５６に配置したタンデム式カラー画像形成装置であり、感光体４９表面を均一に帯電する帯電装置５３、感光体４９表面を露光し静電潜像を形成するレーザー発生装置４８、感光体４９表面に形成された潜像を現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像器５５、感光体に付着したトナーやゴミ等を除去するクリーニング装置５４、被転写材上のトナー像を定着する定着ロール４２等、必要に応じて公知の方法で任意に備えることができるものである。
【００５４】
つまり本発明の画像形成装置は、像担持体、像担持体表面を均一に帯電する帯電手段、像担持体表面を露光し静電潜像を形成する露光手段、像担持体表面に形成された潜像を現像剤を用いて現像し、トナー像を形成する現像手段、被転写材上のトナー像を定着する定着する手段、像担持体に付着したトナーやゴミ等を除去するクリーニング手段、像担持体表面に残留している静電潜像を除去する除電手段、など必要に応じて公知の方法で任意に備えることができる。
【００５５】
前記像担持体としては、従来公知のものを用いることができ、その感光層としては、有機系、アモルファスシリコン等公知のものを用いることができる。前期像担持体が円筒状の場合は、アルミニウム又はアルミニウム合金を押出し成型後、表面加工する等の公知の製法により得られる。またベルト状の前記像担持体を用いることも可能である。
【００５６】
前記帯電手段としては、特に制限はなく、例えば、導電性又は半導電性のローラ、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン帯電器やコロトロン帯電器などのそれ自体公知の帯電器が挙げられる。これらの中でも、帯電補償能力に優れる点で接触型帯電器が好ましい。前記帯電手段は、前記電子写真感光体に対し、通常、直流電流を印加するが、交流電流をさらに重畳させて印加してもよい。
【００５７】
前記露光手段としては、特に制限はなく、例えば、前記電子写真感光体表面に、半導体レーザ光、ＬＥＤ光、液晶シャッタ光等の光源、或いはこれらの光源からポリゴンミラーを介して所望の像様に露光できる光学系機器等が挙げられる。現像手段としては、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、一成分系現像剤又は二成分系現像剤をブラシ、ローラ等を用い接触或いは非接触させて現像する公知の現像器等が挙げられる。
【００５８】
前記転写手段としては、例えば、ベルト、ローラ、フィルム、ゴムブレード等を用いた接触型転写帯電器、コロナ放電を利用したスコロトロン転写帯電器やコロトロン転写帯電器等のそれ自体公知の転写帯電器が挙げられる。これらの中でも、転写帯電補償能力に優れる点で接触型転写帯電器が好ましい。なお、本発明においては、前記転写帯電器の他、剥離帯電器等を併用することもできる。。
【００５９】
前記光除電手段としては、例えば、タングステンランプ、ＬＥＤ等が挙げられ、該光除電プロセスに用いる光質としては、例えば、タングステンランプ等の白色光、ＬＥＤ光等の赤色光等が挙げられる。該光除電プロセスにおける照射光強度としては、通常、電子写真感光体の半減露光感度を示す光量の数倍乃至３０倍程度になるよう出力設定される。
【００６０】
前記定着手段としては、特に制限はなく、それ自体公知の定着器、例えば熱ローラ定着器、オーブン定着器等が挙げられる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、それ自体公知のクリーニング装置等を用いればよい。
【００６１】
【実施例】
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）
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とをＮ−メチル−２−ピロリドン中で合成した２０質量％濃度のポリイミド前駆体溶液を用意し、その中にカーボンブラック（ＳＰＥＣＩＡＬ  ＢＬＡＣＫ  ４（Ｄｅｇｕｓｓａ社製）を所定量サンドミルで６時間室温で分散させ、カーボンブラックが分散しているポリイミド前駆体溶液Ａを調製した。該ポリイミド前駆体溶液Ａの粘度は、室温で３５Ｐａ・ｓであった。
得られたポリイミド前駆体溶液Ａを用い、図５に示すような突上環状塗布法により、ポリイミド前駆体塗膜Ａを形成した。
【００６２】
円筒成形管３１として、外径３６４．５ｍｍ、長さ６５０ｍｍのアルミニウム製円筒体を用意した。かかるアルミニウム製円筒体は、外径３７７ｍｍ、長さ７００ｍｍのアルミニウム製素管を３５０℃で１０分間加熱し、自然に冷却させた後、表面を切削して、外径を３６４．５ｍにし、更に、球形ガラス粒子によるブラスト処理により、表面をＲａ：１．５μｍに粗面化したものである。その円筒成形管３１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、３００℃で１時間焼き付け処理を施してアルミニウム製円筒体Ａを先ず作製し、更に該アルミニウム製円筒体Ａに以下の離型剤除去工程を行ない、アルミニウム製円筒体Ｂを作製した。前記離型剤除去工程は、図２に示すように、予め３５ｍｍ×７０ｍｍの大きさを等間隔で８ヶ所くり貫いたシートを円筒成形管３１の両端部に巻きつけ、くり貫かれた部分１０をサンドペーパー＃６００で研磨し、その部分の離型剤を除去する工程である。
一方、環状体３５として、外径４４５ｍｍ、最小部の内径３６６ｍｍ、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。
【００６３】
円筒成形管３１（アルミニウム製円筒体Ｂ）を、その底面に内径３６０ｍｍの中心孔を有するポリエチレン製の環状シール材３８が取り付けられている、内径３７０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの環状塗布槽３３’に通した。そして、その環状塗布槽３３’にポリイミド前駆体溶液３２’（ポリイミド前駆体溶液Ａ）を入れ、環状体３５を配置して、円筒成形管３１を１．０ｍ／分で上昇させ、塗布を行った。これにより、円筒成形管３１の表面には濡れ膜厚が約４２０μｍのポリイミド前駆体塗膜３４が形成された。
【００６４】
次に、円筒成形管３１を水平にして、６ｒｐｍで回転させながら、１７０℃で６０分間加熱乾燥させた。その後、３６０℃で３０分間加熱して、イミド転化させ、カーボンブラックが分散されているポリイミド樹脂皮膜Ａを形成した。
円筒成形管３１の温度が１００℃以下になる前に加熱炉から取り出すと、離型剤を除去した部分にポリイミド樹脂皮膜Ａが貼り付いていた。そこで以下の抜き取り工程により、ポリイミド樹脂皮膜Ａを円筒成形管３１から抜き取った。前記抜き取り工程は、円筒成形管３１の片側の貼り付いていた部分に、薄いプラスチックシートを差し入れて貼り付けを解除した。その後、円筒成形管３１が室温まで冷えたときに、反対側の貼り付きも解除し、皮膜全体を剥離して芯体から抜き取る作業である。この抜き取り工程により、芯体が軸方向に収縮したときも、ポリイミド樹脂皮膜が追随せず、しわの発生しない平均膜厚７８μｍのカーボンブラックが分散しているポリイミド樹脂皮膜Ａを剥離することができた。
【００６５】
尚、前記ポリイミド樹脂皮膜Ａのイミド転化前後の円筒成形管軸方向の収縮率は２．２％であり、ベルトの幅方向の膜厚差は２．０μｍ（したがって、ベルトの幅方向の膜厚変位は平均膜厚の２．６％）、平均表面抵抗率１１．５ｌｏｇΩ／□、ベルトの幅方向の表面抵抗率の差は０．３ｌｏｇΩ／□であった。また、前記ポリイミド樹脂皮膜Ａは、イミド転化時の膨れ等は発生しなかった。
ここで、膜厚の測定は、渦電流方式のフィルム膜厚測定器（（株）フィッシャー・インストルメンツ製イソスコープＭＰ３０、プローブ：ＥＡＴ３．３）を用いて行なった。ベルトの幅方向・円周方向ともに３０ｍｍ毎に測定ポイントを置き、全点の平均値をベルトの平均膜厚とした。また、ベルトの幅方向の１測定ポイント列において膜厚の最大値と最小値の差をベルトの幅方向の変位とし、全てのベルトの幅方向の変位の中で最大のものを、該ベルトを代表するベルトの幅方向の膜厚変位とした。
また、表面抵抗率の測定は、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰおよびＨＲプローブを用い、ＪＩＳ  Ｋ６９９１に従い測定した。
【００６６】
前記剥離したポリイミド樹脂皮膜Ａを３６９ｍｍ幅で切断し、幅５ｍｍ、高さ１０ｍｍのＪＩＳ硬度７０°のウレタン樹脂製リブを、ベルト両端部の内面に、接着剤スーパーＸ  Ｎｏ．８００８（セメダイン社製）で貼り付けた。
また、切断した残りの皮膜で、直角引裂強度と耐折回数を、それぞれ軸（幅）方向と周方向で測定した。
直角引裂強度の測定は、ＪＩＳＫ７１２８−３（１９９８年）に従い、軸方向、周方向への引裂をそれぞれ５回づつ繰り返した平均値を測定値とした。測定は指定の形状及び寸法の試験片を打ち抜きによって作製し、４９０Ｎ（５０ｋｇｆ）μｍで測定が可能なロードセルを装着したアイコーエンジニアリング社製ＭＯＤＥＬ−１６０５Ｎを用いて、試験速度２０ｍｍ／ｍｉｎで行った。ここで、幅方向への引裂とは、引裂荷重の方向がベルトの幅方向と平行な引裂をさす。また、周方向への引裂とは、引裂荷重の方向がベルトの周方向と平行な引裂をさす。測定の結果、幅方向の引裂強度は２８９．６Ｎ／ｍｍ、周方向の引裂強度は２２８．２Ｎ／ｍ、したがって、幅方向の引裂強度は周方向の引裂強度の１２７％であった。
【００６７】
耐折回数の測定は、ＪＩＳ  Ｐ８１１５（１９９４年）に準拠し、図１に示すＭＩＴ試験機を用い、試料片の幅１１ｍｍ、張力９．８Ｎ（１ｋｇｆ）でおこない、前記式（１）及び（２）により耐折回数を求めた。試験は、幅方向、周方向それぞれ５回づつおこない、平均値を測定値とした。なお、ここで幅方向の耐折回数とは、ベルトの幅方向を長手方向として試料片を作製し、ベルトの幅方向に荷重を掛けて試験をおこなったときの破断までの折り曲げ回数をさす。また、同様に、周方向の耐折回数とは、周方向に荷重を掛けて試験をおこなったときの破断までの折り曲げ回数をさす。
測定の結果、幅方向の耐折回数は１０４．８回、周方向の耐折回数は７５．０回、したがって、幅方向の耐折回数は周方向の耐折回数の１４０％であった。
【００６８】
さらに、前記リブを取り付けたポリイミド製無端ベルトに対して、周回テストをおこなった。該周回テストは、回転軸付きの直径２８ｍｍ、長さ３６８．７ｍｍのステンレス製ロール２本にベルトを架張し、ロール間に７８．４Ｎの張力を掛けた状態で、一方のロールに外部モーターから回転駆動を与えることによっておこなった。このとき、２本のロールは意識的に平行度をずらし（ロール端部の距離が左右で０．５ｍｍ異なる）、ベルト片側のリブに過剰な荷重が掛かるようにした。また、回転数は１０．５ｒｐｍであった。
その結果、連続３００時間経過後も、ベルトにクラックはみられなかった。
さらに、周回テスト終了後のベルトを、図６に示す画像装置の中間転写ベルトとして組み込み、画像を得たが、色ずれや像歪みのない、高画質を得ることができた。
【００６９】
（実施例２）
３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとをＮ−メチル−２−ピロリドン中で合成した２０質量％濃度のポリイミド前駆体溶液Ｂを調製した。
実施例１において、ポリイミド前駆体溶液Ａの代わりにポリイミド前駆体溶液Ｂを用い、アルミニウム製円筒体Ｂの代わりに、離型剤除去工程を行なわないアルミニウム製円筒体Ａを用い、更に抜き取り工程を行なわなかったこと以外、実施例１と同様にして、リブを取り付けたカーボンブラック分散ポリイミド製無端ベルトを作製し、評価を行なった。
ここで、転写ベルトサイズに切断する前のポリイミド樹脂皮膜の平均膜厚は８０μｍであり、イミド転化前後の円筒成形管軸方向の収縮率は１．５％であり、幅方向の膜厚差は２．０μｍ（平均膜厚に対し２．５％）であり、平均表面抵抗率１２．２ｌｏｇΩ／□、軸方向の表面抵抗率の差は０．２ｌｏｇΩ／□であった。
【００７０】
また、幅方向の引裂強度は３２３．９Ｎ／ｍｍ、周方向の引裂強度は２８２．６Ｎ／ｍ、したがって、幅方向の引裂強度は周方向の引裂強度の１１５％であった。幅方向の耐折回数は８０２．２回、周方向の耐折回数は５３６．２回、したがって、幅方向の耐折回数は周方向の耐折回数の１５０％であった。
周回テストの結果、連続３００時間経過後もベルトにクラックはみられず、その後、図６に示す画像装置の中間転写ベルトとして組み込み画像を得たとき、色ずれや像歪みのない、高画質を得ることができた。
【００７１】
（実施例３）
実施例１において、前記離型剤除去工程が、図２に示すように、予め１５ｍｍ×２０ｍｍの大きさを等間隔で８ヶ所くり貫いたシートを円筒成形管３１の両端部に巻きつけ、くり貫かれた部分１０をサンドペーパー＃６００で研磨し、その部分の離型剤を除去する工程であること以外は、実施例１と同様にして、リブを取り付けたカーボンブラックが分散しているポリイミド製無端ベルトを作製し、同様に評価した。
ここで、転写ベルトサイズに切断前のポリイミド樹脂皮膜の平均膜厚は８２μｍであり、イミド転化前後の円筒成形管軸方向の収縮率は５．７％であり、幅方向の膜厚差は４．５μｍ（平均膜厚に対し５．５％）、平均表面抵抗率１１．２ｌｏｇΩ／□、幅方向の表面抵抗率の差は０．４ｌｏｇΩ／□であった。
また、幅方向の引裂強度は２６９．７Ｎ／ｍｍ、周方向の引裂強度は２４２．５Ｎ／ｍ、したがって、幅方向の引裂強度は周方向の引裂強度の１１１％であった。一方、幅方向の耐折回数は１０５．０回、周方向の耐折回数は８４．０回、したがって、幅方向の耐折回数は周方向の耐折回数の１２５％であった。
周回テストの結果、連続３００時間経過後もベルトにクラックはみられず、その後、図６に示す画像装置の中間転写ベルトとして組み込み画像を得たとき、色ずれや像歪みのない、高画質を得ることができた。
【００７２】
（比較例１）
実施例１において、前記離型剤除去工程及び抜き取り工程を行わないこと以外は、実施例１と同様にして、リブを取り付けたカーボンブラックが分散しているポリイミド製無端ベルトを作製し、同様に評価した。
ここで、転写ベルトサイズに切断前のポリイミド樹脂皮膜の平均膜厚は８５μｍであり、イミド転化前後の円筒成形管軸方向の収縮率は１６．０％であり、幅方向の膜厚差は１２μｍ（平均膜厚に対し１４．１％）であり、平均表面抵抗率１２．０ｌｏｇΩ／□、幅方向の表面抵抗率の差は０．６ｌｏｇΩ／□であった。
また、幅方向の引裂強度は２６０．２Ｎ／ｍｍ、周方向の引裂強度は２５２．０Ｎ／ｍ、したがって、幅方向の引裂強度は周方向の引裂強度の１０３％であった。一方、幅方向の耐折回数は７５．４回、周方向の耐折回数は７８．２回、したがって、幅方向の耐折回数は周方向の耐折回数の９６％であった。
周回テストにおいて、連続１００時間を超えた段階でベルトのリブ部分にクラックが発生した。
【００７３】
（比較例２）
前記ポリイミド前駆体溶液Ａを、内径３６５ｍｍ、長さ６５０ｍｍのステンレス製円筒金型内周面に流し込んだ。なお、このステンレス製円筒金型内周面には、予めシリコーン系離型剤（商品名：ＫＳ７００、信越化学（株）製）を塗布し、３００℃で１時間焼き付け処理を施してあった。次に、前記円筒金型を水平にし、室温で１０分間、５００ｒｐｍ回転の条件で遠心成形をおこなった。更に、前記円筒金型を水平のまま６ｒｐｍで回転させながら、２２０℃で６０分間加熱乾燥させた。その後、円筒金型からカーボンブラックが分散したポリイミド前駆体皮膜を剥がし、端部をカッターで切り揃えた後、外径３６４．５ｍｍ、長さ６５０ｍｍのアルミニウム製円筒体に差し替え、３６０℃で３０分間加熱して、カーボンブラックが分散しているポリイミド樹脂皮膜を形成した。このとき、アルミニウム製円筒体の表面はブラスト処理によりＲａ：１．５μｍに粗面化しただけで、離型処理等は一切行わなかった。
得られたポリイミド樹脂皮膜に、実施例１と同様にしてリブを取り付け、リブ付きカーボンブラック分散ポリイミド製無端ベルトを作製した。
【００７４】
ここで、転写ベルトサイズに切断前のポリイミド樹脂皮膜の平均膜厚は８０μｍであり、イミド転化前後の円筒成形管軸方向の収縮率は８．０％であり、幅方向の膜厚差は８μｍ（平均膜厚に対し１０．０％）であり、平均表面抵抗率１２．０ｌｏｇΩ／□、幅方向の表面抵抗率の差は０．６ｌｏｇΩ／□であった。
また、幅方向の引裂強度は２３４．３Ｎ／ｍｍ、周方向の引裂強度は３００．２Ｎ／ｍ、したがって、幅方向の引裂強度は周方向の引裂強度の７８％であった。一方、幅方向の耐折回数は６８．０回、周方向の耐折回数は９３．２回、したがって、幅方向の耐折回数は周方向の耐折回数の７３％であった。
また、周回テストにおいて、連続１００時間を超えた段階でベルトのリブ部分にクラックが発生した。
【００７５】
【発明の効果】
本発明は、ベルトの幅方向にかかる荷重によるクラックや割れが発生しにくく、更に、リブを取り付けることにより、電子写真方式の画像形成装置において長期間走行させても、耐久性に優れ、安定した使用が可能となるポリイミド製無端ベルト、及びその製造方法、並びに該ポリイミド製無端ベルトを備える画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＭＩＴ試験機を説明するための概略構成図である。
【図２】離型剤が塗布されない箇所が設けてある円筒成形管の概略図である。
【図３】浸漬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４】図３に示す環状体３５の設置状態を説明するための要部拡大斜視図である。
【図５】突上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】本発明の画像形成装置の１例を説明するための概略構成図である。
【符合の説明】
２    試験片
４    折曲げ装置取付面
６    折曲げ装置
８    プランジャー
１０    つかみ具
２０    円筒成形管
２２    貼り付け箇所
３１，３１’    円筒成形管
３２，３２’    ポリイミド前駆体溶液
３３，３３’    塗布槽
３４，３４’    ポリイミド前駆体塗膜
３５，３５’    環状体
３６    孔
３８    環状シール材
４１    トナーカートリッジ
４２    定着ロール
４３    バックアップロール
４４    テンションロール
４５    ２次転写ロール
４６    用紙経路
４７    用紙トレイ
４８    レーザー発生装置
４９    感光体
５０    １次転写ロール
５１    駆動ロール
５２    転写クリナー
５３    帯電ロール
５４    感光体クリナー
５５    現像器
５６    中間転写体
【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】
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【図６】
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