JP2004275825A

JP2004275825A - Coating method using annular body, endless belt and coating apparatus

Info

Publication number: JP2004275825A
Application number: JP2003067874A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Yashiki; 雄一矢敷
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2004-10-07

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating method for coating the surface of a cylindrical core body with a high viscosity coating solution using an annular body so as to make film thickness or resistance uniform without causing the irregularity of the coating solution or the like even if a coating film is relatively thick, an endless belt obtained using the coating method and a coating apparatus capable of effectively performing the coating method. <P>SOLUTION: The annular body provided with a circular hole, of which the diameter is larger than the outer diameter of the cross section of the cylindrical core body, is arranged on the surface of the coating solution housed in a coating tank in a freely movable manner and the cylindrical core body is passed through the hole of the annular body through the coating solution. The cylindrical core body is relatively raised with respect to the surface of the coating solution to form the coating film on the surface of the cylindrical core body. When the coating film is not formed on the surface of the cylindrical core body, the annular body is rotated to stir the coating solution. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粘度の高い塗液を円筒状芯体表面に塗布し、比較的厚い塗膜を形成する塗布方法、それによって得られる無端ベルト、及び塗布装置に関する。特に、電子写真装置において用いられる感光体、定着体、帯電体、転写体等のロールまたはベルト部材を製造する際に好ましく適用することができる塗布方法、塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、感光体、帯電手段、転写手段、及び定着手段には、金属やプラスチック、またはゴム製の回転体が使用されているが、機器の小型化ある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、それには肉厚が薄いプラスチック製のフィルムからなる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く用いられる。上記無端ベルトの材料としては、強度や寸法安定性、耐熱性等の面でポリイミド樹脂（以下、ポリイミドは適宜「ＰＩ」と略す）が特に好ましく用いられる。
【０００３】
ポリイミド樹脂で無端ベルトを作製する方法としては、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）、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）が知られている。但し、これらの円筒体の内面に成膜する方法では、ポリイミド前駆体の熱硬化の際に、硬化前の皮膜を円筒体から抜いて外型に載せ換える必要があり、工数がかかるという短所がある。
【０００４】
また、他のポリイミド樹脂製無端ベルトの製造方法としては、例えば、円筒状芯体の表面に、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状芯体から剥離する方法もある（例えば、特許文献３参照）。この方法では、外型に載せ換える工数が不要であるという利点がある。
【０００５】
但し、円筒状芯体の表面に、浸漬塗布法によってＰＩ前駆体溶液を塗布すると、一般にＰＩ前駆体溶液は粘度が非常に高いために、塗膜の付着量が多くなり、膜厚が厚くなり過ぎるという問題がある。
【０００６】
そこで、例えば、円筒状芯体の表面に樹脂またはその前駆体を含有する塗液を厚く付着させた後、所定の間隙の内径を有した外型を円筒状芯体の軸方向に走行させて、余分の塗液を掻き落とす方法が提案されている（例えば、特許文献４、５参照）。しかしながら、この方法では、走行後の外型を回収して洗浄する工程が増加するという短所があった。
【０００７】
また、ＰＩ前駆体を含有する塗液を希釈して、膜厚が厚くなりすぎないように浸漬塗布することもできるが、塗布後の塗膜上端部の垂れが大きくなり、膜厚の均一性が大いに損なわれる問題があった。
【０００８】
これに対し本発明者は、既に、円筒状芯体の断面の外径よりも大きな円形の孔を設けた環状体を、塗液表面に自由移動可能状態で設置し、環状体の孔に円筒状芯体を塗液側から通し、円筒状芯体を液面に対し相対的に上昇させ、環状体の孔径により膜厚を調整して、円筒状芯体の表面に塗液を塗布する方法を提案している（例えば、特許文献６参照）。
【０００９】
この方法では、塗布膜厚についての問題は解決されるものの、塗液の粘度が高いと、塗布を重ねていくうちに、塗液に濃度むらや組成のむらが生じてきて、塗膜にもむらを生じることがある。上記濃度むらは膜厚のむらになりやすく、樹脂材料中に導電剤を配合した場合の組成むらは、抵抗のむらにもなるため、どちらも好ましくない。
【００１０】
また、前記環状体は、塗布中は液面から持ち上げられるのであるが、塗布開始時には、なるべく早く持ち上げられる方が、早く円筒状芯体の軸方向の膜厚が安定する。
【００１１】
そこで、上記環状体を用いた塗布方法において、塗液に濃度むらや組成のむらを生じさせることを防止したり、塗布開始時には、環状体が早く持ち上げられる等、均一な膜厚、膜質を有する塗膜が作製できるよう、更なる改善が求められている。
【００１２】
【特許文献１】
特公昭６４−１０２６号公報
【特許文献２】
特公平５−８２２８９号公報
【特許文献３】
特開昭６１−２７３９１９号公報
【特許文献４】
特開昭６４−２２５１４号公報
【特許文献５】
特許第３０１２４０３号明細書
【特許文献６】
特開２００２−９１０２７号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決することを目的とする。
すなわち、本発明は、環状体を用いて粘度の高い塗液を円筒状芯体の表面に塗布する塗布方法において、塗液のむら等を生じさせず、塗膜の膜厚が比較的厚い場合であっても、膜厚や抵抗等を均一に塗布できる塗布方法を提供することを目的とする。また、該塗布方法を用いて得られる無端ベルト、及び該塗布方法を有効に実施できる塗布装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下の本発明により達成される。すなわち本発明は、
＜１＞円筒状芯体の断面の外径よりも大きな円形の孔を設けた環状体を、塗布槽に収容された塗液表面に自由移動可能状態で設置し、前記環状体の孔に前記円筒状芯体を塗液側から通し、円筒状芯体を液面に対し相対的に上昇させることにより、円筒状芯体の表面に塗膜を形成する塗布方法であって、
円筒状芯体の表面に塗膜を形成していない時に、前記環状体を回転させて塗液を撹拌することを特徴とする塗布方法である。
【００１５】
＜２＞前記円筒状芯体の表面に塗膜の形成を行っていない時に、前記塗布槽に塗液を追加することを特徴とする＜１＞に記載の塗布方法である。
【００１６】
＜３＞円筒状芯体の断面の外径よりも大きな円形の孔を設けた環状体を、塗布槽に収容された塗液表面に自由移動可能状態で設置し、前記円筒状芯体を前記環状体の孔に塗液側から通し、円筒状芯体を液面に対し相対的に上昇させることにより、円筒状芯体の表面に塗膜を形成する塗布方法であって、
前記円筒状芯体を液面に対し相対的に上昇させる方法が、円筒状芯体を固定して、塗布槽を下降させる方法であることを特徴とする塗布方法である。
【００１７】
＜４＞＜１＞〜＜３＞のいずれかに記載の塗布方法によって、円筒状芯体の表面に形成された塗膜に対し、乾燥処理、加熱硬化処理、及び焼成処理のうちから選択される１以上の処理を施して皮膜を形成し、円筒状芯体から該皮膜を剥離することによって得られる無端ベルトであって、
膜厚、表面抵抗率、及び体積抵抗率のうちから選択される１以上の測定値むらが、それらの測定平均値の５％以下であることを特徴とする無端ベルトである。
【００１８】
＜５＞塗液を収容する塗布槽、塗布される円筒状芯体の断面の外径よりも大きな円形の孔を設けた環状体、及び前記円筒状芯体を保持する保持手段を有し、前記環状体を塗液表面に自由移動可能状態で配置し、環状体の孔に円筒状芯体を塗液側から通し、円筒状芯体を液面に対し相対的に上昇させることにより、円筒状芯体の表面に塗膜を形成させることを特徴とする塗布装置であって、
円筒状芯体の表面に塗膜を形成していない時に、前記環状体が塗液を撹拌する攪拌手段となることを特徴とする塗布装置である。
【００１９】
＜６＞前記環状体が、塗布槽の底面に接しないよう、塗液液面で環状体が一定高さに保持される固定手段を有することを特徴とする＜５＞に記載の塗布装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
まず、本発明の塗布方法及び塗布装置について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の塗布方法及び塗布装置の一例を示す概略断面図である。但し、図１においては塗布主要部のみを示し、周辺部は省略している。
【００２１】
図１に示すように、この塗布装置では、塗布槽３に満たされた塗液２に、円筒状芯体１の外径よりも大きな孔６を設けた環状体５を、塗液表面に自由移動可能状態で浮かべ（設置し）、塗液２中に浸漬した円筒状芯体１を、前記環状体の孔６に塗液側から通し（図面における下側から通し）、次いで、円筒状芯体１を液面に対し相対的に上昇させることにより、円筒状芯体の表面に塗膜を形成する、本発明の塗布方法の実施が可能である。
【００２２】
なお、本発明において、上記「円筒状芯体表面に塗膜を形成する」とは、円筒状芯体の表面、及び該表面に層を有する場合はその層表面に塗液を塗布する意味である。また、「円筒状芯体を液面に対し相対的に上昇」とは、塗布液面との相対関係であり、「円筒状芯体を停止し、塗布液面を下降」させる場合を含む。
【００２３】
本発明の塗布方法としては、上記の塗布方法を用いるほかにも、図２に示す環状塗布法も適用できる。ここで、図２は、環状塗布法に用いる塗布装置の一例を示す概略構成図である。
【００２４】
図２において、図１との違いは、環状塗布槽７（塗布槽）の底部に、円筒状芯体の外径より若干小さい穴を有する環状シール材８が設けられていることである。環状塗布槽７の底部には環状シール材８が取り付けられ、円筒状芯体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が漏れないようになっている。環状シール材８としては、ポリエチレン、シリコーンゴム、フッ素樹脂等の柔軟性板材が用いられる。また、環状体５を塗液２の表面に自由移動可能状態で設置するのは、前記と同様である。
【００２５】
円筒状芯体１は、図面における環状塗布槽７の下部から上部に順次つき上げられ、環状シール材８を挿通させることにより、表面に塗膜４の形成が行われる。円筒状芯体１の上下には、円筒状芯体１に嵌合可能な中間体９、９’が取り付けられることもある。
このような環状塗布法では、環状塗布槽７は図２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。
【００２６】
環状体５は、塗液液面に浮くように構成されており、その材質としては、塗液２によって侵されないものであればよく、例えば、種々の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軽量化するため、例えば、中空構造であってもよい。
【００２７】
本発明の塗布装置においては、前記環状体５が、塗布槽３の底面に接しないよう、塗液液面で環状体５が一定高さに保持される固定手段を有することが好ましく、環状体５の沈没防止のために、環状体５の外周面または塗布槽３に、環状体５を支える腕１０やピン１１（固定手段）を設けることが好ましい。
このような腕１０やピン１１を設けることにより、環状体５が塗液２中に沈没することがなく、後述する塗布時の環状体５の持ち上がりを容易にすることができる。
【００２８】
環状体５に設けられる孔６の内壁面は、図１に示すような、塗液２に浸る下部が広く、上部が狭い形状が好ましく、傾斜面であるものや、組み合わせた傾斜面であってもよい。また、階段状や曲線的な面であってもよい。
【００２９】
環状体５は、塗液２の液面を自由に動くことができる必要がある。そこで、塗液２の液面でわずかの力で動くことができよう、上記環状体５を溶液面に浮遊させる方法のほか、環状体５をロールやベアリングで支える方法、環状体５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されることが好ましい。
【００３０】
また、環状体５が塗布槽３の中央部に位置するように、環状体５を一時的に固定する固定手段を設けてもよい。このような固定手段としては、環状体５に足を設ける手段、塗布槽３と環状体５とを固定する手段などがある。但し、これらの固定手段を用いた場合、円筒状芯体１を浸漬した後、引き上げる際には、環状体５が自由に動き得るように、上記固定手段は取り外し可能なように配置される。
【００３１】
以下、環状体５の孔６の最小内径部分における円筒状芯体１との間隙を、本発明では「間隙」とし、環状体５の「高さ」とは、環状体５の最小内径部分の液面からの高さを示す。
【００３２】
円筒状芯体１の外径と、孔６の径との間隙は、所望の塗布膜厚を鑑みて調整する。所望の塗布膜厚（乾燥膜厚）は、濡れ膜厚と塗液２の不揮発分濃度との積になる。これから、所望の濡れ膜厚が求められる。また、円筒状芯体１の外径と、孔６の径との間隙は、所望の濡れ膜厚の１倍〜２倍の範囲であるのが好ましい。１倍〜２倍の範囲とするのは、塗液２の粘度及び／また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。このように、所望の乾燥膜厚及び所望の濡れ膜厚から、所望の孔６の径が定められる。
【００３３】
塗布を行う際、円筒状芯体１を、孔６を通して塗液２に浸漬する。その際、円筒状芯体１が環状体５に接触しないようにする。次いで、孔６を通して円筒状芯体１を引き上げる。この際、円筒状芯体１と孔６との間隙により塗膜４の厚さが決定される。引き上げ速度は、０．１〜１．５ｍ／ｍｉｎ程度の範囲が好ましい。
【００３４】
円筒状芯体１を、孔６を通して引き上げる際、ポリイミド前駆体溶液２の介在により、円筒状芯体１と環状体５との間に摩擦抵抗が生じ、環状体５には上昇力が作用し環状体５は少し持ち上げられる。この時、環状体５は自由移動可能状態であり、更に、環状体の孔６が円形であり、かつ、円筒状芯体１の外周も円形であるため、円筒状芯体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、環状体５は動くことができる。即ち、円筒状芯体１を引き上げる際、ある位置で、環状体５と円筒状芯体１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。しかしながら、環状体５が自由に動くこと、円筒状芯体１の外周が円形であること、及び、環状体の孔６が円形であることから、そのような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５が動く。従って、環状体５が円筒状芯体１と接触するようなことはない。
【００３５】
また、摩擦抵抗が均一となる位置は、円筒状芯体１の外周の円形と、環状体５の孔６の円形とがほぼ同心円となる位置である。よって、円筒状芯体１断面の円の中心が、軸方向において許容範囲内でずれている場合であっても、環状体５はそれに追随するように動く。従って、円筒状芯体１の表面には、一定の濡れ膜厚を有する塗膜４を形成することができる。
【００３６】
前記環状体５の持ち上げられる高さが低い場合、環状体５が中心位置に復元する力が弱いので、間隙が不安定になり、塗膜４の膜厚むらが生じやすい。この塗膜４の膜厚むらは、最終的に無端ベルトの膜厚むらとなる。
【００３７】
本発明においては、上記無端ベルトの膜厚むらとしては、使用される無端ベルトの用途にもよるが、測定された膜厚の最大値と最小値の差が、通常、測定平均膜厚（測定平均値）の５％以下であることが必要とされる。これを達成するために、本発明者が検討した結果では、環状体５が持ち上げられる高さは、５ｍｍ以上であるのが好ましい。
【００３８】
膜厚むらが５％を超えると、例えば、無端ベルトを中間転写ベルトとして用いたときに、カラートナーの色ずれが発生する。
なお、前記膜厚の測定平均値は、少なくともベルトの周方向で４点、それを軸方向で５点以上測定し、その測定値を平均することにより求めた。
【００３９】
しかしながら、前記のように環状体５が一定以上の高さに持ち上げられ、塗布を行った場合でも、塗布を繰り返すと、塗液２に濃度むらや組成のむらを生じることがある。特に、塗液２を追加した場合には、上記むらが発生しやすい。そして、この濃度むらや組成むらは、塗膜として形成した場合に、塗膜の膜厚むらや組成むらとなり、作製された皮膜での膜厚むらや抵抗値（表面抵抗値及び体積抵抗値）むらとなる。
なお、上記膜厚むら、抵抗値むらは、特に円筒状芯体１の軸方向よりは、周方向で発生しやすいものである。
【００４０】
そこで、塗液２を撹拌すればよいのだが、本発明に好ましく用いられる塗液は、粘度が高いので、例えば塗布槽中に攪拌装置を設けて攪拌しても非常に混ざりにくい。また、強く撹拌すると、泡が混入しやすく、泡が高粘度の塗液２に混入した場合には、非常に泡が抜けづらいという問題がある。
【００４１】
一方、本発明の塗布方法においては、濃度むらや組成むらが発生しないよう撹拌される必要がある塗液２の範囲は、液全体である必要はなく、塗布される液が存在する環状体５の周囲だけで十分なのである。そこで、本発明では、環状体５の周囲の塗液２のみを撹拌するために、塗布しない時に環状体５を回転させて（攪拌手段）、塗液２の撹拌を行うこととしたものである。
【００４２】
なお、上記塗布される液が存在する環状体５の周囲とは、環状体５の孔６の内部はもちろんであるが、環状体５の外周より１０ｍｍ程度広い周範囲、また、液面から１０ｍｍ程度の深さ範囲をいう。
【００４３】
これにより、塗布槽３等に攪拌装置などを設ける必要がなく、設備の簡易化、低コスト化が図れると共に、均一に攪拌することが困難な高粘度の塗液を用いた場合でも、塗布に影響する部分のみを攪拌することができ、効率的な攪拌を行うことができる。
【００４４】
前記環状体５の回転は、手作業で行ってもよいし、機械で回転させることも有効である。回転数としては、１〜１０回転の範囲の回転を、円筒状芯体１の表面に塗膜を形成していない時に数分間かけて行うことが好ましい。もちろん、上記塗膜形成を行っていない間じゅう回転させ続けてもよく、塗布前の塗液の均一性を確保する点では、塗布の直前まで回転させ続けることが好ましい。
【００４５】
また、前記環状体５の回転は、一方向だけでなく、逆回転させてもよい。機械で回転させる場合、環状体５の上部に駆動軸などの動力伝達機構を設けてもよいし、磁石を内蔵させて、電磁的に回転させてもよい。
このような環状体５の回転により、環状体５の周囲、特に塗布に供される環状体５の内側の塗液２が撹拌され、濃度むらや組成むらが低減されるのである。
【００４６】
環状体５を回転させるタイミングとしては、前記のように、円筒状芯体１に塗膜の形成を行っていないときであれば、特に制限されないが、例えば、図２に示す環状塗布槽を用いて続けて塗布を行う場合には、数本の塗布ごとに行ってもよいし、１本の塗布ごとに行ってもよい。但し、前記のように、塗液を補充した時には、補充時も含めその直後に回転させることが好ましい。
【００４７】
環状体５による撹拌を、より効率的に行うために、図３に示すように、環状体５の図面における下部に、羽根１２を設けることも効果的である。羽根１２の構造や大きさ、数等は任意である。
【００４８】
また、前述のように、円筒状芯体１の上昇を開始した際、環状体５が持ち上げられ、環状体５が水平方向に移動し、環状体５と円筒状芯体１との間隙が均一になるまでには、多少の時間がかかる。その場合は、円筒状芯体１の上部（先に塗布された部分）では、膜厚の均一領域が減ることとなる。
【００４９】
これを防ぐには、塗布開始時に環状体５がすぐに持ち上げられるのが好ましい。このため、本発明においては、前記円筒状芯体を液面に対し相対的に上昇させる方法として、既述の円筒状芯体１を上昇させる方法以外に、円筒状芯体１を固定し、塗布槽３または環状塗布槽７を下降させる方法を採ることができる。
【００５０】
すなわち、この場合には、環状体５は液面に存在しているので、塗布槽を下降させると、環状体５はその慣性により、すぐには下降しないで、一定高さに留まろうとするため、浮上しようとして、環状体５は早めに液面から持ち上げられるのである。このため、塗布中における環状体５の位置が早期に安定することとなり、塗膜の特に周方向の膜厚均一領域を拡大することができる。
【００５１】
この塗布方法は、前述の塗布方法における円筒状芯体表面への塗膜形成を、円筒状芯体の引き上げではなく塗布槽の下降とした以外は、同様の塗布装置を用いて行うことができる。但し、上記塗布槽を下降させる塗布方法を採る場合には、塗膜の膜厚の均一性がより向上するため、既述の環状体５を回転させ塗液を攪拌する方法は、必ずしも用いなくてもよい。
また、前記塗布槽を下降させる方法は、特に制限されないが、図２に示す環状塗布法の方が、塗布槽が小さく移動させやすいため、好ましく適用できる。
【００５２】
本発明の塗布装置には、更に、円筒状芯体１を保持する円筒状芯体保持手段、並びに、所望により、該保持手段を図１における上下方向に移動させる第１の移動手段、及び／または、上記方法を行うための塗布槽を、図１または図２における上下方向に移動する第２の移動手段を有してもよい。
【００５３】
また、本発明の塗布装置は、必要に応じて、塗布槽に塗液を入れる塗液供給手段、被塗布物を塗液に浸漬した際に塗布槽上部から溢流した塗液を受ける溢流受け手段、この溢流した液を再度容器に循環させる再供給手段などを有していてもよい。
【００５４】
図４には、本発明の塗布装置における塗液供給手段の一例を示す。これは追加液１４を塗液槽１３に入れ、これを加圧空気により押し出す装置である。液供給は加圧空気により押し出す代わりにポンプ等で行ってもよい。塗布槽７には樹脂または金属製の管（チューブ）１５により追加液１４が供給されるが、このチューブは、途中で、つなぎ目や、角がないことが好ましい。管１５に、つなぎ目や角があると、本発明に使用する高粘度の塗液を用いた場合、そこで気泡が生じたり、あるいは気泡が滞留して、いずれ塗布層７に流入する場合があるので好ましくない。
【００５５】
このような、環状体５により膜厚を制御する塗布方法及び塗布装置を適用することで、高粘度の塗液２を用いても、円筒状芯体１の上端部での塗膜の垂れが低減できるだけでなく、簡易に膜厚の均一性を向上させることができる。
【００５６】
次に、本発明に用いる円筒状芯体について説明する。
円筒状芯体１としては、被塗布物が感光体の場合、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属や、導電性を付与したプラスチックなどが用いられる。被塗布物が帯電ロールの場合、円筒状芯体１としては、芯金の周囲に例えばシリコーンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性に優れたゴム材からなる弾性層を設けたロールが用いられる。被塗布物が帯電ロールの場合、円筒状芯体１としては、芯金の周囲に例えばウレタンゴムやスポンジ等の弾性層を設けたロールが用いられる。
なお、本発明における円筒状芯体としては、上記のように円柱形状のものも含まれる。
【００５７】
本発明の塗布方法により無端ベルトを作製するには、円筒状芯体１に皮膜形成用塗液を塗布した後、塗膜に対して加熱硬化処理などを行い、形成された皮膜を円筒状芯体１から剥離する必要がある。
【００５８】
無端ベルトを作製するための円筒状芯体１は、市場流通性の観点から、アルミニウムやステンレス等の金属が好ましい。また、皮膜の剥離性を良くするため、その表面は離型性が付与されることが好ましく、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表面を被覆したり、あるいは表面に離型剤を塗布することが有効である。
【００５９】
次に、本発明に用いる塗液について説明する。本発明において、塗液とは、各種溶液、分散液など、種々の液体を含むものである。
本発明で用いる塗液２は、摩擦力により環状体５を持ち上げる関係から、粘度が２００ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましく、４００ｍＰａ・ｓ以上であることがより好ましい。粘度が２００ｍＰａ・ｓ以上の塗液は、円筒状芯体１も上端部での垂れは少なくなる。したがって、従来の浸漬塗布方法において常に課題であった上端部での垂れは、本発明の方法では低減させることができる。
【００６０】
被塗布物が感光体の場合、前記塗液２としては、電荷輸送層形成用塗液を好ましく用いることができる。
本発明の塗布方法を適用するのが好ましい電荷輸送層に関して、簡単に述べる。
【００６１】
電荷輸送層はヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、ベンジジン化合物、ブタジエン化合物、トリフェニルアミン化合物などの電荷輸送剤を、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエステルなどのバインダー樹脂、及び溶剤と混合して塗布液化される。バインダー樹脂は分子量が大きいほど摩耗しにくくなり好ましいが、分子量が大きいと塗布液にした際の粘度が高くなるので、従来の浸漬塗布方法では塗布が困難であった。また、粘度を下げるために希釈する溶剤の量を多くすれば、垂れによる膜厚の不均一が拡大する問題があった。しかしながら、本発明の塗布方法では、塗液２の粘度が高い場合でも、膜厚を制御することができるので、従来の浸漬塗布方法より分子量が大きなバインダー樹脂を採用することができる。
【００６２】
塗液２にする際に各種の溶媒が用いられる。この溶媒として、トルエン、キシレン、モノクロロベンゼン等の芳香族炭化水素；塩化メチレン、クロロホルム、クロロセン等の塩素化炭化水素；アセトン、ブタノン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類が挙げられる。これらを単独または複数を混合して使用することもできる。
【００６３】
塗液２にした際の固形分濃度は２０〜５０質量％程度の範囲であり、粘度は２００〜８０００ｍＰａ・ｓ程度の範囲が好ましく、より好ましくは４００ｍＰａ・ｓ以上であるのがよい。従来の浸漬塗布方法に適用される電荷輸送層の塗布液より、高濃度・高粘度である。
【００６４】
電荷輸送層の膜厚は、１５〜４０μｍ程度が一般的であるが、本発明では特に２５μｍ以上の膜厚を塗布したい場合に好ましい。塗布の条件としては、引き上げ速度が１００〜５００ｍｍ／ｍｉｎ程度の範囲であるのが好ましい。
【００６５】
無端ベルトを作製する場合には、前記塗液２は、樹脂材料及び／またはこれらの前駆体（以下、「樹脂材料等」という場合がある）を含有するものである。樹脂材料等としては、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド、ポリベンズイミダゾール、フタル酸系ポリエステル、ポリカーボネート等が挙げられる。これらの中では、強度や寸法安定性の面でＰＩが特に好ましい。
【００６６】
溶媒としては、前記感光体に用いた溶媒等を使用することができるが、上記ＰＩの場合は、ＰＩ前駆体を、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の非プロトン系極性溶剤に溶解することで、ポリイミド前駆体溶液として調製される。なお、この調製の際におけるポリイミド前駆体の混合比、濃度、粘度等の選択は、適宜調整して行われる。
【００６７】
樹脂材料等を含有する塗液２の固形分濃度は、１５〜５０％質量程度の範囲、粘度は１０〜１０００Ｐａ・ｓの範囲、引き上げ速度は０．１〜１．５ｍ／ｍｉｎ程度の範囲であるのが好ましい。作製される無端ベルトの厚さは、２５〜２００μｍ程度の範囲であることが好ましい。
【００６８】
無端ベルトを作製するには、円筒状芯体１の表面に、本発明の塗布方法で塗液を塗布する。次いで、塗液を乾燥後（乾燥処理）、塗膜を円筒状芯体ごと所定温度で加熱すると、樹脂材料等が反応（硬化）し、皮膜が形成される（加熱硬化処理）。乾燥時に塗液が下方に垂れる場合、円筒状芯体を横にして回転しながら乾燥させてもよい。形成された皮膜を円筒状芯体から剥離して無端ベルトを得る。
【００６９】
上記乾燥時に、残留溶剤を完全に除去できない場合、あるいは加熱反応時に樹脂から発生する水等の気化成分が除去しきれない場合、皮膜に膨れが生じることが避けられないことがある。これは特に樹脂皮膜の膜厚が５０μｍを越えるような場合に顕著である。
【００７０】
その場合、円筒状芯体１の表面を、算術平均粗さＲａで０．２〜２μｍ程度に粗面化することが有効である。これにより、ＰＩ樹脂皮膜から生じる残留溶剤または水の蒸気は、円筒状芯体１とＰＩ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。円筒状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を用いることができる。
【００７１】
円筒状芯体１から剥離された無端ベルトは、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、その部分は不要箇所部分として切断される。該不要箇所部分は、前記のように端部から５０〜１００ｍｍの範囲であることが好ましい。
端部の不要箇所部分が切断されて用途に応じた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。
【００７２】
無端ベルトを接触帯電フィルムのような帯電体、あるいは転写ベルトとして使用する場合、樹脂材料等の中に必要に応じて予め導電剤を分散させる。導電剤としては、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または合金；酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、ＳｎＯ_２・Ｉｎ_２Ｏ_３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。導電剤を分散した塗液２は、組成のむらを生じやすいので、本発明の如く、環状体５を回転させて撹拌することは有効である。
【００７３】
転写ベルトの場合、表面抵抗率が、１０^８〜１０^１２Ω／□の範囲であることが好ましく、その範囲の中では、均一であることが望まれる。表面抵抗率にむらがある場合、高い部分ではトナーの転写不良となる。転写むらを生じさせないための表面抵抗率の測定値むらとして、測定値の最大値と最小値の差が、転写ベルト全体の測定平均値の５％以下であることが必要である。
【００７４】
また、無端ベルトを電子写真感光体の基体として使用する場合、体積抵抗率が、１０^５〜１０^１０Ωｃｍの範囲であることが好ましく、その範囲の中で、やはり均一であることが望まれる。体積抵抗率にむらがある場合、高い部分では残留電荷による画質不良となる。それを生じさせないための体積抵抗率の測定値むらとして、測定値の最大値と最小値の差が、無端ベルト全体の測定平均値の５％以下であることが必要である。
【００７５】
上記表面抵抗率及び体積抵抗率は、２３℃、５５％ＲＨの環境下で、円形電極（例えば、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰの「ＨＲプローブ」）を用い、ＪＩＳＫ６９９１に従って測定することができる。
【００７６】
なお、前記表面抵抗率及び体積抵抗率の測定平均値としては、少なくともベルトの周方向で４点、それを軸方向で５点以上測定し、それらの測定値を平均することにより求める方法が挙げられる。
【００７７】
このように、本発明の無端ベルトにおいては、膜厚、表面抵抗率、及び体積抵抗率のうちから選択される１以上の測定値むらが、それらの測定平均値の５％以下であることが必要とされる。逆に、本発明の塗布方法を用いて作製された無端ベルトは、必ず上記物性測定値のうちから選択される１以上の測定値むらが、測定平均値の５％以下となる。
【００７８】
一方、無端ベルトを定着ベルトとして使用する場合には、無端ベルト表面に付着するトナーの剥離性向上のため、ベルト表面に非粘着性被膜を形成することが好ましい。非粘着性被膜の材料としては、例えば、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く用いられる。これらを用いたフッ素樹脂皮膜の厚さは５〜５０μｍの範囲が好ましく、１０〜４５μｍの範囲がより好ましい。
【００７９】
フッ素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加工する方法を適用することが好ましい。フッ素樹脂の水分散液の粘度が高く、やはり膜厚が厚くなりすぎる場合には、環状体を用いる本発明の塗布方法を採用することもできる。
【００８０】
また、フッ素系樹脂皮膜の密着性が不足する場合には、必要に応じて、ベルト表面にプライマー層をあらかじめ塗布形成する方法がある。プライマー層の材料としては、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリイミド及びこれらの誘導体等が挙げられ、更にフッ素系樹脂から選ばれる少なくとも一つの化合物を含むことが好ましい。
【００８１】
前記フッ素樹脂分散液を塗布後、溶媒を乾燥し、フッ素樹脂を焼成する（焼成処理）。焼成の際に、皮膜形成用塗膜の熱処理を同時に行ってもよい。
【００８２】
無端ベルトを定着ベルトとして使用する場合、その厚さとしては２５〜５００μｍの範囲であることが好ましい。必要に応じて設けられるプライマー層の厚さは０．５〜１０μｍの範囲が好ましい。また、フッ素系樹脂皮膜の厚さは４〜４０μｍの範囲が好ましい。
【００８３】
このように、本発明の無端ベルトは、前記本発明の塗布方法によって、円筒状芯体１の表面に形成された塗膜に対し、乾燥処理、加熱硬化処理、及び焼成処理のうちから選択される１以上の処理を施して皮膜を形成し、円筒状芯体１から該皮膜を剥離することによって得ることができる。
【００８４】
その他、本発明の塗布方法及び塗布装置が適用できる定着ロールとしては、定着ロールの表面に機能性被膜を有する定着ロールが挙げられる。該機能性被膜としては、例えば特開平９−２２２１２号公報や特開平１１−３３８２８３号公報に記載されている離型層が挙げられ、塗布液としてフッ素ゴムを主体とし、必要に応じてフッ素樹脂粒子やＳｉＣ、Ａｌ_２Ｏ_３等の無機粒子を混合したもの用い、本発明の塗布方法により、前記離型層を形成することができる。
【００８５】
なお、フッ素ゴムを主体とする塗液２の粘度は２００ｍＰａ・ｓ以上である場合が多く、このような高粘度の塗液２を用いると、通常の浸漬塗布方法では膜厚が厚くなりすぎるので、従来は塗布できなかったが、環状体を用いることにより、塗布が可能となり、また、環状体を攪拌手段として用いることにより、膜厚の均一性を維持することができる。離型層の厚さは５〜３０μｍの範囲にあることが好ましい。
【００８６】
また、本発明が適用できる帯電ロール及び転写ロールとしては、機能性被膜を有する帯電ロール及び転写ロールが挙げられる。
上記機能性被膜形成に用いられる塗液２は、ナイロン系やウレタン系、アクリル系などのバインダー樹脂の、単独、または導電性粒子を分散した液である。また、転写ロールの表面に形成される機能性被膜形成に用いられる塗液は、上記帯電ロールと同様である。なお、弾性層を有しないハード転写ロールに適用される塗布液は、前述の転写ベルトの材料と同じであってよい。
【００８７】
これらの塗液において、導電性粒子は、前記継ぎ目なしベルトを帯電体あるいは転写ベルトとして使用する場合に挙げるものと同じでよいが、一般にバインダー樹脂溶液に導電性粒子を分散すると、粘度が１０〜３０％上昇する性質があり、粘度は２００ｍＰａ・ｓ以上になることがある。そのような場合、従来の浸漬塗布方法では膜厚が厚くなりすぎるので塗布できなかったが、環状体５を用いることにより、やはり塗布が可能となり、また、環状体を攪拌手段として用いることにより、膜厚、抵抗値の均一性を維持することができる。帯電ロールまたは転写ロールに塗布される被膜の厚さは、２〜３０μｍの範囲にあることが好ましい。
【００８８】
以下、実施例により具体的に本発明を説明する。ただし、各実施例は、本発明を制限するものではない。
【００８９】
（実施例１）
ポリイミド前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液（商品名：ＵワニスＳ、宇部興産（株）製）を塗液とした。該塗液の固形分濃度は約１８質量％、粘度は５Ｐａ・ｓであった。
この塗液を、図１に示すような、内径が１２０ｍｍ、高さが５５０ｍｍの塗布槽３に入れた。
【００９０】
外径が６８ｍｍ、長さが４００ｍｍのアルミニウム製円筒を用意し、球形アルミナ粒子（不二製作所社製、粒径：１０５〜１２５μｍ）によるブラスト処理により、表面を算術平均粗さＲａで１．０μｍ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、焼き付け処理することにより、円筒状芯体１とした。
【００９１】
一方、環状体５として、外径８０ｍｍ、高さ２５ｍｍのアルミニウム製の中空体を作製した。この環状体５の内壁は傾斜状であり、最小部の内径を６９．２ｍｍ、最大部の内径を７５ｍｍとした。
【００９２】
環状体５を前記塗液に浮かべ、塗布を行った。すなわち、環状体５を沈まないように側面に取り付けた３本の腕により固定して、円筒状芯体１を、塗液中に１ｍ／ｍｉｎの速度で浸漬し、次いで環状体５の固定を解除し、円筒状芯体１を０．７ｍ／ｍｉｎの速度で上昇させたところ、環状体５は、液面より約２０ｍｍ持ち上げられ、円筒状芯体１の上昇途中で環状体１が円筒状芯体１に接触することはなく、塗布後には、円筒状芯体１の表面に、濡れ膜厚が約６００μｍの塗膜４が形成された。その塗膜の膜厚は、円筒状芯体１と環状体５の孔６の間隙により定まり、円筒状芯体１の上昇速度には左右されなかった。
【００９３】
その後、円筒状芯体１の軸方向を水平にして、２０ｒｐｍで回転させながら、１２０℃で６０分間乾燥し、次いで、円筒状芯体１の軸方向を垂直にして、２００℃で３０分間、３８０℃で１時間加熱して反応させ、ＰＩ樹脂皮膜とした。室温に冷えてからＰＩ樹脂皮膜を剥離することにより、ポリイミド樹脂製の無端ベルトを得ることができた。
【００９４】
上記無端ベルトの膜厚を測定すると、塗布時の上端部から３０ｍｍを除いて、最大値が７１μｍ、最小値が６９μｍであり、測定平均値７０μｍに対する膜厚むら（測定値むら）は２．９％であった。
なお、上記測定平均値は、測定点を無端ベルトの周方向で４点、それを軸方向で５点の計２０点として測定した値の平均値である。
【００９５】
この操作を１０回連続で行ったところ（円筒状芯体を１０本塗布）、塗液２が消費されて、液面が３８ｍｍ低下した。そこで、塗布槽３に塗液２を４３０ｍｌを、ビーカーから手作業で追加した。
【００９６】
塗液２の追加後、環状体５を手で１分間で５回転させた後、１１本目の塗布を行った。
該１１本目に作製した無端ベルトについて、膜厚を同様に測定すると、最大値７１μｍ、最小値６９μｍであり、最初と同じであった。この結果から、回転により、液のむらが防止できたと言える。
得られた無端ベルトは、定着ベルトの基体として好適に使用することができた。
【００９７】
（比較例１）
実施例１において、環状体５を使用しなかった以外は実施例１と同様にして、円筒状芯体１への塗布を行ったところ、濡れ膜厚が約２ｍｍ以上に塗布され、厚すぎるばかりでなく、下端からの塗液の滴下があり、乾燥させることが困難であった。環状体５を使用しないと、このように膜厚が厚くなりすぎた。
【００９８】
（比較例２）
実施例１において用いた塗液２を、Ｎ−メチルピロリドンとジオキサンを質量比で１：１に混合した溶剤で希釈して、塗液２の粘度を１５０ｍＰａ・ｓ、固形分濃度を約１０％に調整した。
【００９９】
この塗液２を用い、比較例１と同様に環状体５を使用しない従来の浸漬塗布法により、円筒状芯体へ塗布を行ったところ、濡れ膜厚が約１２０μｍの塗膜が形成された。しかし、固形分濃度も低いので、最終的にＰＩ樹脂皮膜の膜厚が１８μｍにしかならず、当初の目的である７０μｍの膜厚より薄いものしか得られなかった。
【０１００】
（比較例３）
実施例１において、塗液２の追加後、環状体５を回転させず塗液の攪拌を行わなかった以外は、実施例１と同様にして、１１本目の塗布を行った。
該１１本目に作製した無端ベルトについて、実施例１と同様に膜厚を測定すると、最大値７３μｍ、最小値６８μｍであり、測定平均値７０．５μｍに対し、７％の測定値むらがあった。これは、塗液の追加により、液内に濃度むらや組成むらが生じたためと考えられる。
【０１０１】
（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、ｐ−フェニレンジアミンの等モルを、ジメチルアセトアミド中で反応させたＰＩ前駆体溶液を用意した。塗液の固形分濃度は２３質量％、粘度は約１０Ｐａ・ｓに調整した。
この溶液に、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、塗液中の固形分に対して質量比で２３％混合し、対抗衝突型分散機により分散し、塗液とした。
【０１０２】
一方、外径が１６８ｍｍ、長さが４００ｍｍのアルミニウム製円筒を用意し、その表面には実施例１と同様に、粗面化処理とシリコーン系離型剤を用いた処理をして、円筒状芯体とした。
【０１０３】
前記塗液を用い、図４に示す環状塗布法により、塗膜を形成した。環状体５としては、外径が２００ｍｍ、内径が１８０ｍｍ、高さが３０ｍｍのステンレス製の中空リングを作製し、この内側に、外径が１８０ｍｍで、最小内径が１６９．２ｍｍ、最大内径が１７８ｍｍのフッ素樹脂製リングを嵌合させたものを用意した。
【０１０４】
円筒状芯体１の上下に、図２に示すように中間体９、９’を取り付け、底面に内径１６６ｍｍの穴を有する０．５ｍｍ厚のポリエチレン製の環状シール材８が取り付けられた、内径２５０ｍｍ、高さ５０ｍｍの環状塗布槽７（塗布槽）に、円筒状芯体１を図２における下側から通した。そして、環状塗布槽７に塗液を１リットル入れ、環状体５を円筒状芯体１が孔６の中心となるように配置した。
【０１０５】
次いで、環状体５の液面からの高さが常に２５ｍｍとなるように、円筒状芯体１を速度０．５〜１ｍ／ｍｉｎの範囲で上昇させ、塗布を行った。これにより、円筒状芯体１の表面には、濡れ膜厚が約６００μｍのＰＩ前駆体塗膜４が形成された。その後、実施例１と同様にして乾燥と加熱反応を行った。
【０１０６】
円筒状芯体１が室温に冷えてからＰＩ樹脂皮膜を取り外し無端ベルトを得た。この無端ベルトについて、実施例１と同様にして膜厚を測定した結果、上端部から３０ｍｍを除いて、測定平均値は７５μｍであり、それに対して、膜厚むらは３％であった。
【０１０７】
また、上記無端ベルトについて、同様な測定点で表面抵抗率を測定すると、測定平均値が２．５×１０^１１Ω／□であり、その測定値むらはやはり３％であった。この無端ベルトは、３４０ｍｍの長さに両端を切り揃え、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。
【０１０８】
塗布１本ごとに塗液２は約１３０ｍｌ消費され、液面は約４．８ｍｍずつ低下した。２本塗布後、塗液槽１３から０．２ＭＰａの圧力で塗液２を２６０ｍｌ追加した。なお、管１５は内径５ｍｍのテフロン（Ｒ）チューブであり、途中につなぎ目も角もないように配管してある。
【０１０９】
塗液２の追加後、環状体５を手で１分間で５回転させた後、３本目の塗布を行った。３本目に作製した無端ベルトについて、膜厚及び表面抵抗率を同様に測定すると、膜厚と表面抵抗率との測定値むらは、いずれも前記同様３％であった。
【０１１０】
この結果は、環状体５の回転により塗液２が撹拌され、濃度むらや組成むらが低減できたためと考えられる。また、１本の塗布が終了するごとに、環状体５を手で１分間で５回転させた場合、膜厚及び表面抵抗率の測定値むらは、２％程度に更に改善可能であった。
【０１１１】
（実施例３）
実施例２においては、ＰＩ樹脂皮膜の上端部から３０ｍｍ未満は、周方向での膜厚は、測定平均値の５％を超える厚い部分と薄い部分（膜厚不均一部分）があったが、これは環状体５の中心位置が合うまでに時間がかかったためと考えられる。そこで、実施例２において、塗布の操作を、円筒状芯体１を上昇させるのではなく、円筒状芯体１を固定して環状塗布槽７を下降させて行った以外は同様にして、無端ベルトを作製した。
なお、環状塗布槽７の下降速度は、実施例２における円筒状芯体１の上昇速度を同等とした。
【０１１２】
その結果、作製された無端ベルトは、平均膜厚が実施例２と同程度であり、上端部の膜厚不均一部分は、２０ｍｍ未満にまで減少させることができた。これは、環状塗布槽７の下降により、環状体５の中心位置が合うまでの時間が短くできたためと考えられる。
【０１１３】
（比較例４）
実施例２において、塗液２の追加後、環状体５を回転させず塗液の攪拌を行わなかった以外は、実施例２と同様にして、３本目の塗布を行った。
３本目に作製した無端ベルトについて、実施例２と同様に膜厚及び表面抵抗率を測定したところ、膜厚と表面抵抗率との測定値むらは、いずれも６％のものが得られた。これを転写ベルトとして使用すると、転写トナーの色ずれが発生し、品質的に劣るものであった。
【０１１４】
【発明の効果】
本発明の塗布方法によれば、膜厚が比較的厚い場合に塗布操作を繰り返しても、塗液中の濃度むらや組成むらの発生がなく、均一な塗布を行うことができる。さらに、本発明により、膜厚や表面抵抗率等が均一な無端ベルトを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗布方法に使用する塗布装置の概略構成図である。
【図２】本発明の塗布方法に使用する他の塗布装置の概略構成図である。
【図３】撹拌羽根を付けた構造の環状体の構成図である。
【図４】本発明の塗布方法に使用する他の塗布装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１円筒状芯体
２塗液
３塗布槽
４塗膜
５環状体
６環状体の孔
７環状塗布槽（塗布槽）
８環状シール材、
１０腕（固定手段）
１１ピン（固定手段）
１２羽根
１３塗液槽
１４追加液
１５管[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating method for forming a relatively thick coating by applying a coating liquid having a high viscosity to the surface of a cylindrical core, an endless belt obtained by the coating method, and a coating apparatus. In particular, the present invention relates to a coating method and a coating apparatus that can be preferably applied when manufacturing a roll or belt member such as a photoreceptor, a fixing body, a charged body, and a transfer body used in an electrophotographic apparatus.
[0002]
[Prior art]
In an image forming apparatus using an electrophotographic process, a rotating body made of metal, plastic, or rubber is used for a photoreceptor, a charging unit, a transfer unit, and a fixing unit. In some cases, these rotating bodies are preferably deformable for the purpose of realization, and a belt made of a thin plastic film is used for this. In this case, if the belt has a seam, a defect caused by the seam occurs in the output image. Therefore, an endless belt having no seam is preferably used. As a material of the endless belt, a polyimide resin (hereinafter, polyimide is appropriately abbreviated as “PI”) is particularly preferably used in terms of strength, dimensional stability, heat resistance, and the like.
[0003]
Examples of a method for producing an endless belt with a polyimide resin include a centrifugal molding method in which a polyimide precursor solution is applied to the inner surface of a cylindrical body and dried while rotating (for example, see Patent Document 1). An inner surface coating method for developing a body solution (for example, see Patent Document 2) is known. However, in the method of forming a film on the inner surface of these cylinders, it is necessary to remove the film before curing from the cylinder and replace it on the outer mold during the thermal curing of the polyimide precursor, which is disadvantageous in that it takes a lot of man-hours. is there.
[0004]
Further, as a method of manufacturing another polyimide resin endless belt, for example, on the surface of a cylindrical core, a polyimide precursor solution is applied by a dip coating method, dried, and heated and reacted, and then a polyimide resin film is formed. There is also a method of peeling from a cylindrical core (for example, see Patent Document 3). This method has an advantage that the man-hour for replacing the outer mold is unnecessary.
[0005]
However, when the PI precursor solution is applied to the surface of the cylindrical core by the dip coating method, the PI precursor solution generally has a very high viscosity, so that the amount of the applied film increases and the film thickness increases. There is a problem of too much.
[0006]
Therefore, for example, after a coating liquid containing a resin or a precursor thereof is thickly attached to the surface of the cylindrical core, an outer mold having an inner diameter of a predetermined gap is caused to run in the axial direction of the cylindrical core. There has been proposed a method of scraping off excess coating liquid (for example, see Patent Documents 4 and 5). However, this method has a disadvantage that the number of steps of collecting and cleaning the outer mold after traveling increases.
[0007]
In addition, the coating solution containing the PI precursor can be diluted and applied by dip coating so that the film thickness does not become too thick. There was a problem that was greatly impaired.
[0008]
On the other hand, the present inventor has already installed a circular body having a circular hole larger than the outer diameter of the cross section of the cylindrical core body in a freely movable state on the surface of the coating liquid, and set the cylindrical body in the hole of the circular body. A method of applying a coating liquid to the surface of a cylindrical core by passing the cylindrical core from the coating liquid side, raising the cylindrical core relative to the liquid surface, adjusting the film thickness by the hole diameter of the annular body (For example, see Patent Document 6).
[0009]
Although this method solves the problem of the coating film thickness, if the viscosity of the coating liquid is high, the concentration of the coating liquid and the unevenness of the composition occur during repeated coating, and the coating film becomes uneven. May occur. The above concentration unevenness tends to be uneven in film thickness, and the composition unevenness when a conductive agent is blended in a resin material also causes unevenness in resistance.
[0010]
In addition, the annular body is lifted from the liquid surface during coating. However, when the coating is started, it is more quickly lifted as soon as possible, so that the axial thickness of the cylindrical core is more stable.
[0011]
Therefore, in the coating method using the above-mentioned annular body, it is possible to prevent unevenness in concentration and composition from being caused in the coating liquid, and to start the application, the annular body is quickly lifted, and the like. Further improvement is required so that a film can be produced.
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 64-1026
[Patent Document 2]
Japanese Patent Publication No. 5-82289
[Patent Document 3]
JP-A-61-273919
[Patent Document 4]
JP-A-64-22514
[Patent Document 5]
Patent No. 3012403
[Patent Document 6]
JP-A-2002-91027
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the conventional technology.
That is, the present invention provides a coating method in which a coating liquid having a high viscosity is applied to the surface of a cylindrical core using a ring-shaped body, without causing unevenness of the coating liquid or the like, when the thickness of the coating film is relatively thick. Even if there is, an object of the present invention is to provide a coating method capable of uniformly coating a film thickness and a resistance. Another object of the present invention is to provide an endless belt obtained by using the coating method, and a coating apparatus capable of effectively performing the coating method.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention
<1> An annular body provided with a circular hole larger than the outer diameter of the cross section of the cylindrical core body is installed in a freely movable state on the surface of the coating liquid accommodated in the coating tank, and the hole is provided in the hole of the annular body. A coating method for forming a coating film on the surface of the cylindrical core by passing the cylindrical core from the coating liquid side and raising the cylindrical core relative to the liquid surface,
A coating method characterized in that, when a coating film is not formed on the surface of the cylindrical core, the annular body is rotated to stir the coating liquid.
[0015]
<2> The coating method according to <1>, wherein a coating liquid is added to the coating tank when a coating film is not formed on the surface of the cylindrical core.
[0016]
<3> An annular body provided with a circular hole larger than the outer diameter of the cross section of the cylindrical core is set in a freely movable state on the surface of the coating liquid contained in the coating tank, and the cylindrical core is fixed to the cylindrical core. A coating method for forming a coating film on the surface of the cylindrical core by passing the coating liquid side through the holes of the annular body and raising the cylindrical core relative to the liquid surface,
The method of raising the cylindrical core relative to the liquid surface is a method of fixing the cylindrical core and lowering the coating tank.
[0017]
<4> The coating method according to any one of <1> to <3>, wherein the coating film formed on the surface of the cylindrical core is selected from a drying treatment, a heat curing treatment, and a baking treatment. An endless belt obtained by applying one or more treatments to form a film, and peeling the film from the cylindrical core,
An endless belt characterized in that unevenness of one or more measured values selected from a film thickness, a surface resistivity, and a volume resistivity is 5% or less of an average value of the measured values.
[0018]
<5> a coating tank containing a coating liquid, an annular body provided with a circular hole larger than the outer diameter of the cross section of the cylindrical core to be coated, and a holding means for holding the cylindrical core, By disposing the annular body in a freely movable state on the surface of the coating liquid, passing the cylindrical core through the hole of the annular body from the coating liquid side, and raising the cylindrical core relative to the liquid level, the cylinder Coating device characterized by forming a coating film on the surface of the core-like body,
The coating device is characterized in that the annular body serves as a stirring means for stirring the coating liquid when a coating film is not formed on the surface of the cylindrical core.
[0019]
<6> The coating apparatus according to <5>, further including a fixing unit configured to hold the annular body at a constant height on the surface of the coating liquid so that the annular body does not contact the bottom surface of the coating tank. is there.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
First, a coating method and a coating apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the coating method and the coating apparatus of the present invention. However, in FIG. 1, only the main part of the coating is shown, and the peripheral part is omitted.
[0021]
As shown in FIG. 1, in this coating apparatus, an annular body 5 having a hole 6 larger than the outer diameter of a cylindrical core body 1 is formed in a coating liquid 2 filled in a coating tank 3, freely on the surface of the coating liquid. The cylindrical core 1 floating (installed) in a movable state and immersed in the coating liquid 2 is passed through the hole 6 of the annular body from the coating liquid side (from below in the drawing), and then the cylindrical core By raising the body 1 relatively to the liquid level, the coating method of the present invention, in which a coating film is formed on the surface of the cylindrical core body, can be performed.
[0022]
In the present invention, the above-mentioned “forming a coating film on the surface of the cylindrical core” means that the surface of the cylindrical core, and when the surface has a layer, a coating liquid is applied to the layer surface. is there. Further, "relatively rising the cylindrical core with respect to the liquid level" is a relative relationship with the coating liquid level, and includes "stopping the cylindrical core and lowering the coating liquid level".
[0023]
As the coating method of the present invention, in addition to the above-described coating method, an annular coating method shown in FIG. 2 can also be applied. Here, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an example of a coating apparatus used for the annular coating method.
[0024]
2 differs from FIG. 1 in that an annular sealing material 8 having a hole slightly smaller than the outer diameter of the cylindrical core is provided at the bottom of the annular coating tank 7 (coating tank). An annular sealing material 8 is attached to the bottom of the annular coating tank 7, the cylindrical core 1 is inserted through the center of the annular sealing material 8, and the coating liquid 2 is stored in the annular coating tank 7. This prevents the coating liquid 2 from leaking. As the annular sealing material 8, a flexible plate material such as polyethylene, silicone rubber, and fluororesin is used. Further, the annular body 5 is installed on the surface of the coating liquid 2 in a freely movable state as described above.
[0025]
The cylindrical core 1 is sequentially raised from the lower part to the upper part of the annular coating tank 7 in the drawing, and the coating film 4 is formed on the surface by inserting the annular sealing material 8. Above and below the cylindrical core 1, intermediate bodies 9 and 9 ′ that can be fitted to the cylindrical core 1 may be attached.
In such an annular coating method, the annular coating tank 7 can be made smaller than the dip coating tank 3 shown in FIG. 2, so that there is an advantage that the required amount of the solution is small.
[0026]
The annular body 5 is configured to float on the surface of the coating liquid, and may be made of any material as long as it is not affected by the coating liquid 2 and, for example, is selected from various metals and plastics. Further, for example, a hollow structure may be used in order to reduce the weight so as to easily float.
[0027]
In the coating apparatus of the present invention, it is preferable to have a fixing means for maintaining the annular body 5 at a constant height on the coating liquid level so that the annular body 5 does not contact the bottom surface of the coating tank 3. In order to prevent sinking of the ring 5, it is preferable to provide an arm 10 and a pin 11 (fixing means) for supporting the ring 5 on the outer peripheral surface of the ring 5 or the coating tank 3.
By providing such arms 10 and pins 11, the annular body 5 does not sink into the coating liquid 2 and the lifting of the annular body 5 during application described later can be facilitated.
[0028]
The inner wall surface of the hole 6 provided in the annular body 5 preferably has a shape in which the lower part immersed in the coating liquid 2 is wide and the upper part is narrow as shown in FIG. Is also good. Further, the surface may be a step-like or curved surface.
[0029]
The annular body 5 needs to be able to freely move the liquid surface of the coating liquid 2. Therefore, in order to be able to move with a slight force on the liquid surface of the coating liquid 2, besides the method of floating the annular body 5 on the solution surface, the method of supporting the annular body 5 with a roll or a bearing, the method of applying an air pressure to the annular body 5 It is preferable that the device is installed so as to be freely movable by a method of supporting the device.
[0030]
Further, a fixing means for temporarily fixing the annular body 5 may be provided so that the annular body 5 is located at the center of the coating tank 3. Examples of such fixing means include means for providing a foot on the annular body 5 and means for fixing the coating tank 3 and the annular body 5. However, when these fixing means are used, when the cylindrical core 1 is immersed and then pulled up, the fixing means is removably arranged so that the annular body 5 can move freely.
[0031]
Hereinafter, in the present invention, the gap between the cylindrical body 1 and the minimum inner diameter portion of the hole 6 of the annular body 5 is referred to as “gap”, and the “height” of the annular body 5 is Indicates the height from the liquid level.
[0032]
The gap between the outer diameter of the cylindrical core 1 and the diameter of the hole 6 is adjusted in consideration of a desired coating film thickness. The desired coating film thickness (dry film thickness) is the product of the wet film thickness and the nonvolatile concentration of the coating liquid 2. From this, a desired wet film thickness is determined. The gap between the outer diameter of the cylindrical core 1 and the diameter of the hole 6 is preferably in the range of 1 to 2 times the desired wet film thickness. The reason for setting the range to 1 to 2 times is that the gap does not always have a wet film thickness due to the viscosity and / or surface tension of the coating liquid 2. Thus, the desired diameter of the hole 6 is determined from the desired dry film thickness and the desired wet film thickness.
[0033]
When performing coating, the cylindrical core body 1 is immersed in the coating liquid 2 through the holes 6. At this time, the cylindrical core 1 is prevented from contacting the annular body 5. Next, the cylindrical core 1 is pulled up through the hole 6. At this time, the thickness of the coating film 4 is determined by the gap between the cylindrical core 1 and the hole 6. The lifting speed is preferably in the range of about 0.1 to 1.5 m / min.
[0034]
When the cylindrical core 1 is pulled up through the hole 6, frictional resistance is generated between the cylindrical core 1 and the annular body 5 due to the presence of the polyimide precursor solution 2, and a lifting force acts on the annular body 5. The annular body 5 is slightly lifted. At this time, the annular body 5 is in a freely movable state, and since the hole 6 of the annular body is circular and the outer periphery of the cylindrical core 1 is also circular, the cylindrical core 1 and the annular body 5 are formed. The annular body 5 can move so that the frictional resistance between the annular body 5 and the circumferential direction becomes constant in the circumferential direction. That is, when the gap between the annular body 5 and the cylindrical core body 1 is to be narrowed at a certain position when the cylindrical core body 1 is pulled up, the frictional resistance is increased in the narrowed portion, while the opposite side. In this case, the frictional resistance is reduced, and a state where the frictional resistance is non-uniform temporarily occurs. However, since the annular body 5 moves freely, the outer periphery of the cylindrical core body 1 is circular, and the hole 6 of the annular body is circular, such frictional resistance is changed from an uneven state to a uniform state. The annular body 5 moves so as to be in a proper state. Therefore, the annular body 5 does not come into contact with the cylindrical core body 1.
[0035]
Further, the position where the frictional resistance becomes uniform is a position where the circular shape of the outer periphery of the cylindrical core body 1 and the circular shape of the hole 6 of the annular body 5 are substantially concentric. Therefore, even when the center of the circle of the cross section of the cylindrical core 1 is shifted within the allowable range in the axial direction, the annular body 5 moves so as to follow it. Therefore, a coating film 4 having a constant wet film thickness can be formed on the surface of the cylindrical core 1.
[0036]
When the height at which the annular body 5 can be lifted is low, the force for restoring the annular body 5 to the center position is weak, so that the gap becomes unstable, and the thickness of the coating film 4 tends to be uneven. The thickness unevenness of the coating film 4 finally becomes the thickness unevenness of the endless belt.
[0037]
In the present invention, the thickness unevenness of the endless belt depends on the use of the endless belt to be used. (Average value) is required to be 5% or less. In order to achieve this, it is preferable that the height at which the annular body 5 is lifted is 5 mm or more, as a result of the study by the present inventors.
[0038]
If the film thickness unevenness exceeds 5%, for example, when an endless belt is used as an intermediate transfer belt, color deviation of color toner occurs.
The measured average value of the film thickness was determined by measuring at least four points in the circumferential direction of the belt and five or more points in the axial direction, and averaging the measured values.
[0039]
However, even when the annular body 5 is lifted to a certain height or higher and applied as described above, if the application is repeated, the coating liquid 2 may have uneven concentration and uneven composition. In particular, when the coating liquid 2 is added, the unevenness is likely to occur. And, when formed as a coating film, the concentration unevenness and the composition unevenness result in the film thickness unevenness and the composition unevenness, and the film thickness unevenness and the resistance value (surface resistance value and volume resistance value) of the formed film. It becomes uneven.
The unevenness of the film thickness and the unevenness of the resistance value are more likely to occur in the circumferential direction than in the axial direction of the cylindrical core 1 in particular.
[0040]
Therefore, the coating liquid 2 may be stirred. However, the coating liquid preferably used in the present invention has a high viscosity, so that it is very difficult to mix even if, for example, a stirring device is provided in a coating tank and stirred. In addition, when the stirring is carried out vigorously, bubbles are easily mixed, and when the bubbles are mixed into the high-viscosity coating liquid 2, there is a problem that the bubbles are very difficult to be removed.
[0041]
On the other hand, in the coating method of the present invention, the range of the coating liquid 2 that needs to be agitated so as not to cause concentration unevenness or composition unevenness does not need to be the entire liquid, but the annular body 5 where the liquid to be applied exists. It is enough just around. Therefore, in the present invention, in order to stir only the coating liquid 2 around the annular body 5, the annular body 5 is rotated when no application is performed (stirring means), and the coating liquid 2 is stirred. .
[0042]
In addition, the periphery of the annular body 5 where the liquid to be applied is present is not limited to the inside of the hole 6 of the annular body 5, but also has a circumferential range about 10 mm wider than the outer circumference of the annular body 5, and 10 mm from the liquid surface. Means a range of depth.
[0043]
This eliminates the need to provide a stirrer or the like in the coating tank 3 or the like. This simplifies the equipment and reduces costs. Even when a high-viscosity coating liquid that is difficult to stir evenly is used, the Only the affected part can be stirred, and efficient stirring can be performed.
[0044]
The rotation of the annular body 5 may be performed manually or may be effectively performed by a machine. As the number of rotations, it is preferable to perform rotation in the range of 1 to 10 rotations over several minutes when no coating film is formed on the surface of the cylindrical core 1. Of course, the coating may be continuously rotated during the time when the coating film is not formed. From the viewpoint of ensuring the uniformity of the coating liquid before coating, it is preferable to continue rotating just before coating.
[0045]
In addition, the rotation of the annular body 5 may be performed not only in one direction but also in a reverse direction. In the case of rotating by a machine, a power transmission mechanism such as a drive shaft may be provided on the upper part of the annular body 5, or a magnet may be built in to rotate electromagnetically.
By the rotation of the annular body 5, the coating liquid 2 around the annular body 5, particularly, the coating liquid 2 inside the annular body 5 to be applied, is agitated, and the unevenness in concentration and the unevenness in composition are reduced.
[0046]
The timing for rotating the annular body 5 is not particularly limited as long as the coating is not formed on the cylindrical core body 1 as described above. For example, the annular coating tank shown in FIG. When the application is continuously performed, the application may be performed for every several applications or may be performed for each application. However, as described above, when the coating liquid is replenished, it is preferable that the coating liquid is rotated immediately after the replenishment, even during the replenishment.
[0047]
In order to perform the stirring by the annular body 5 more efficiently, it is also effective to provide the blades 12 in the lower part of the annular body 5 in the drawing as shown in FIG. The structure, size, number, etc. of the blades 12 are arbitrary.
[0048]
Further, as described above, when the cylindrical core 1 starts to be lifted, the annular body 5 is lifted, the annular body 5 moves in the horizontal direction, and the gap between the annular body 5 and the cylindrical core 1 is uniform. It takes some time to become. In that case, the region with a uniform film thickness is reduced in the upper portion (the portion previously applied) of the cylindrical core 1.
[0049]
In order to prevent this, it is preferable that the annular body 5 be immediately lifted at the start of coating. For this reason, in the present invention, as a method of raising the cylindrical core relative to the liquid surface, other than the method of raising the cylindrical core 1 described above, the cylindrical core 1 is fixed, A method of lowering the coating tank 3 or the annular coating tank 7 can be adopted.
[0050]
That is, in this case, since the annular body 5 exists on the liquid surface, when the application tank is lowered, the annular body 5 does not immediately descend due to its inertia, but tries to stay at a certain height. Therefore, the annular body 5 is quickly lifted from the liquid surface in an attempt to float. For this reason, the position of the annular body 5 during coating is stabilized early, and the region of uniform thickness in the coating film, particularly in the circumferential direction, can be enlarged.
[0051]
This coating method can be performed using the same coating apparatus, except that the coating film is formed on the surface of the cylindrical core in the above-described coating method, instead of pulling up the cylindrical core and lowering the coating tank. . However, when the application method of lowering the application tank is adopted, the uniformity of the film thickness of the coating film is further improved. Therefore, the method of rotating the annular body 5 and stirring the coating liquid is not necessarily used. You may.
The method of lowering the coating tank is not particularly limited, but the annular coating method shown in FIG. 2 is preferably applied because the coating tank is small and can be easily moved.
[0052]
The coating apparatus of the present invention further includes a cylindrical core holding means for holding the cylindrical core 1, and, if desired, a first moving means for moving the holding means in the vertical direction in FIG. 1, and / or Alternatively, it may have a second moving means for moving the coating tank for performing the above method in the vertical direction in FIG. 1 or FIG.
[0053]
In addition, the coating apparatus of the present invention is provided with a coating liquid supply means for putting the coating liquid into the coating tank, if necessary, an overflow receiving the coating liquid overflowing from the upper part of the coating tank when the object to be coated is immersed in the coating liquid. It may have a receiving means, a re-supply means for recirculating the overflowed liquid to the container, and the like.
[0054]
FIG. 4 shows an example of the coating liquid supply means in the coating apparatus of the present invention. This is a device for putting the additional liquid 14 into the coating liquid tank 13 and extruding it with pressurized air. The liquid supply may be performed by a pump or the like instead of being extruded by pressurized air. The additional liquid 14 is supplied to the coating tank 7 through a resin or metal tube (tube) 15, and this tube preferably has no joints or corners on the way. If the pipe 15 has a joint or a corner, when the high-viscosity coating liquid used in the present invention is used, bubbles may be generated there or the bubbles may stay and eventually flow into the coating layer 7. Not preferred.
[0055]
By applying such a coating method and a coating apparatus in which the film thickness is controlled by the annular body 5, even when a high-viscosity coating liquid 2 is used, the dripping of the coating film at the upper end of the cylindrical core 1 is prevented. In addition to the reduction, the uniformity of the film thickness can be easily improved.
[0056]
Next, the cylindrical core used in the present invention will be described.
When the object to be coated is a photoconductor, the cylindrical core 1 is made of a metal such as aluminum or stainless steel, or a plastic having conductivity. When the object to be coated is a charging roll, a roll provided with an elastic layer made of a rubber material having excellent heat resistance such as silicone rubber or fluorine rubber around a cored bar is used as the cylindrical core body 1. When the object to be coated is a charging roll, a roll in which an elastic layer such as urethane rubber or sponge is provided around a core metal is used as the cylindrical core body 1.
Note that the cylindrical core body in the present invention also includes a cylindrical core body as described above.
[0057]
In order to produce an endless belt by the coating method of the present invention, a coating liquid for forming a film is applied to the cylindrical core body 1, and then the coating film is subjected to a heat curing treatment or the like, and the formed film is formed into a cylindrical core. It needs to be separated from the body 1.
[0058]
Metal such as aluminum and stainless steel is preferable for the cylindrical core 1 for producing the endless belt from the viewpoint of marketability. Further, in order to improve the peelability of the film, it is preferable that the surface is provided with a releasing property. The surface is plated with chromium or nickel, the surface is coated with a fluororesin or a silicone resin, or the surface is released. It is effective to apply an agent.
[0059]
Next, the coating liquid used in the present invention will be described. In the present invention, the coating liquid includes various liquids such as various solutions and dispersions.
The viscosity of the coating liquid 2 used in the present invention is preferably 200 mPa · s or more, and more preferably 400 mPa · s or more, from the viewpoint of lifting the annular body 5 by frictional force. With the coating liquid having a viscosity of 200 mPa · s or more, dripping at the upper end of the cylindrical core 1 is also reduced. Therefore, dripping at the upper end, which has always been a problem in the conventional dip coating method, can be reduced by the method of the present invention.
[0060]
When the object to be coated is a photoreceptor, as the coating liquid 2, a coating liquid for forming a charge transport layer can be preferably used.
The charge transport layer to which the coating method of the present invention is preferably applied will be briefly described.
[0061]
The charge transport layer is formed by mixing a charge transport agent such as a hydrazone compound, a stilbene compound, a benzidine compound, a butadiene compound, and a triphenylamine compound with a binder resin such as polycarbonate, polyarylate, polymethyl methacrylate, and polyester, and a solvent to form a coating liquid. Is done. The larger the molecular weight of the binder resin, the more difficult it is to wear out. However, the larger the molecular weight, the higher the viscosity of the coating liquid when applied, so that it was difficult to apply the binder resin by the conventional dip coating method. Further, if the amount of the solvent to be diluted is increased to lower the viscosity, there is a problem that the film thickness becomes uneven due to dripping. However, in the coating method of the present invention, even when the viscosity of the coating liquid 2 is high, the film thickness can be controlled, so that a binder resin having a higher molecular weight than the conventional dip coating method can be employed.
[0062]
Various solvents are used when forming the coating liquid 2. As the solvent, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene and monochlorobenzene; chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform and chlorocene; ketones such as acetone, butanone and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate and butyl acetate; Ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; These can be used alone or in combination of two or more.
[0063]
The solid content concentration of the coating liquid 2 is in the range of about 20 to 50% by mass, and the viscosity is preferably in the range of about 200 to 8000 mPa · s, and more preferably 400 mPa · s or more. It has higher concentration and higher viscosity than the coating solution for the charge transport layer applied to the conventional dip coating method.
[0064]
The thickness of the charge transport layer is generally about 15 to 40 μm, but is preferably used in the present invention particularly when it is desired to apply a thickness of 25 μm or more. As a condition for the application, the lifting speed is preferably in the range of about 100 to 500 mm / min.
[0065]
When an endless belt is manufactured, the coating liquid 2 contains a resin material and / or a precursor thereof (hereinafter, may be referred to as a “resin material or the like”). Examples of the resin material include polyimide (PI), polyamideimide, polybenzimidazole, phthalic polyester, and polycarbonate. Among these, PI is particularly preferable in view of strength and dimensional stability.
[0066]
As the solvent, the solvent used for the photoreceptor and the like can be used. In the case of the above PI, the PI precursor is converted to N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, acetamide, N, N-dimethyl. It is prepared as a polyimide precursor solution by dissolving in an aprotic polar solvent such as formamide. The mixing ratio, concentration, viscosity and the like of the polyimide precursor in this preparation are appropriately adjusted.
[0067]
The solid content concentration of the coating liquid 2 containing the resin material and the like is in the range of about 15 to 50% by mass, the viscosity is in the range of 10 to 1000 Pa · s, and the pulling speed is in the range of about 0.1 to 1.5 m / min. Preferably it is. The thickness of the produced endless belt is preferably in the range of about 25 to 200 μm.
[0068]
In order to produce an endless belt, a coating liquid is applied to the surface of the cylindrical core body 1 by the coating method of the present invention. Next, after the coating liquid is dried (drying treatment), when the coating film is heated together with the cylindrical core at a predetermined temperature, the resin material reacts (cures) to form a film (heat curing treatment). When the coating liquid drips downward during drying, the drying may be performed while rotating the cylindrical core body sideways. The formed film is peeled from the cylindrical core to obtain an endless belt.
[0069]
If the residual solvent cannot be completely removed during the drying, or if vaporized components such as water generated from the resin during the heating reaction cannot be completely removed, it may be inevitable that the film swells. This is particularly remarkable when the thickness of the resin film exceeds 50 μm.
[0070]
In that case, it is effective to roughen the surface of the cylindrical core 1 to an arithmetic average roughness Ra of about 0.2 to 2 μm. Thereby, the residual solvent or water vapor generated from the PI resin film can go outside through a slight gap formed between the cylindrical core body 1 and the PI resin film, thereby preventing swelling. Methods such as blasting, cutting, and sanding can be used to roughen the surface of the cylindrical core.
[0071]
The endless belt peeled off from the cylindrical core body 1 has inferior film thickness uniformity at both ends, or fragments of the film adhere thereto, but those portions are cut off as unnecessary portions. The unnecessary portion is preferably in the range of 50 to 100 mm from the end as described above.
Unnecessary portions at the ends are cut to obtain an endless belt according to the intended use. However, if necessary, a punching process, a ribbing process, or the like may be performed.
[0072]
When the endless belt is used as a charging member such as a contact charging film or a transfer belt, a conductive agent is dispersed in a resin material or the like as necessary. Examples of the conductive agent include carbon-based substances such as carbon black, carbon beads obtained by granulating carbon black, carbon fiber, and graphite; metals or alloys such as copper, silver, and aluminum; tin oxide, indium oxide, antimony oxide, and SnO. ₂ ・ In ₂ O ₃ A conductive metal oxide such as a composite oxide; a conductive whisker such as potassium titanate; Since the composition of the coating liquid 2 in which the conductive agent is dispersed is likely to be uneven, it is effective to rotate and stir the annular body 5 as in the present invention.
[0073]
In the case of a transfer belt, the surface resistivity is 10 ⁸ -10 ¹² It is preferably in the range of Ω / □, and within that range, uniformity is desired. If the surface resistivity is uneven, toner transfer failure occurs at a high portion. As unevenness in the measured surface resistivity for preventing transfer unevenness, it is necessary that the difference between the maximum value and the minimum value of the measured values is 5% or less of the measured average value of the entire transfer belt.
[0074]
When an endless belt is used as a base of an electrophotographic photosensitive member, the volume resistivity is 10%. ⁵ -10 ¹⁰ It is preferably in the range of Ωcm, and within that range, it is also desired that the layer be uniform. If the volume resistivity is uneven, the image quality becomes poor due to the residual charge in the high part. In order to prevent the occurrence of the unevenness, the difference between the maximum value and the minimum value of the measured volume resistivity is required to be 5% or less of the measured average value of the entire endless belt.
[0075]
The surface resistivity and the volume resistivity are measured in an environment of 23 ° C. and 55% RH using a circular electrode (for example, “HR probe” of Hiresta IP manufactured by Mitsubishi Yuka Co., Ltd.) in accordance with JIS K6991. be able to.
[0076]
In addition, as a measured average value of the surface resistivity and the volume resistivity, a method of measuring at least four points in the circumferential direction of the belt and measuring five or more points in the axial direction and averaging the measured values is mentioned. Can be
[0077]
As described above, in the endless belt of the present invention, the unevenness of one or more measured values selected from the film thickness, the surface resistivity, and the volume resistivity may be 5% or less of the measured average value. Needed. Conversely, in the endless belt produced by using the coating method of the present invention, the unevenness of one or more measured values selected from the physical property measured values is always 5% or less of the measured average value.
[0078]
On the other hand, when the endless belt is used as a fixing belt, it is preferable to form a non-adhesive film on the belt surface in order to improve the releasability of toner adhering to the endless belt surface. Examples of the material of the non-adhesive film include fluorine such as polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkylvinyl ether copolymer (PFA), and tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP). Resins are preferably used. The thickness of the fluororesin film using these is preferably in the range of 5 to 50 μm, more preferably in the range of 10 to 45 μm.
[0079]
In order to form a fluororesin film, it is preferable to apply a method of applying the aqueous dispersion to the surface of the endless belt and baking. When the viscosity of the aqueous dispersion of the fluororesin is high and the film thickness is too large, the coating method of the present invention using a cyclic body can also be adopted.
[0080]
Further, when the adhesion of the fluorine-based resin film is insufficient, there is a method in which a primer layer is applied and formed in advance on the belt surface as necessary. Examples of the material for the primer layer include polyphenylene sulfide, polyether sulfone, polysulfone, polyamide imide, polyimide, and derivatives thereof, and it is preferable that the primer layer further contain at least one compound selected from fluorine-based resins.
[0081]
After applying the fluororesin dispersion, the solvent is dried and the fluororesin is calcined ( Firing process ). During firing, heat treatment of the coating film for forming a film may be performed simultaneously.
[0082]
When the endless belt is used as a fixing belt, its thickness is preferably in the range of 25 to 500 μm. The thickness of the primer layer provided as needed is preferably in the range of 0.5 to 10 μm. The thickness of the fluorine-based resin film is preferably in the range of 4 to 40 μm.
[0083]
As described above, the endless belt of the present invention is selected from a drying treatment, a heat curing treatment, and a baking treatment for the coating film formed on the surface of the cylindrical core 1 by the coating method of the present invention. The film can be obtained by performing one or more processes to form a film, and peeling the film from the cylindrical core 1.
[0084]
In addition, examples of the fixing roll to which the coating method and the coating apparatus of the present invention can be applied include a fixing roll having a functional film on the surface of the fixing roll. Examples of the functional coating include a release layer described in, for example, JP-A-9-22212 and JP-A-11-338283. The coating liquid mainly contains a fluororubber, and if necessary, a fluororesin. Particles, SiC, Al ₂ O ₃ The release layer can be formed by a mixture of inorganic particles such as those described above and the coating method of the present invention.
[0085]
In addition, the viscosity of the coating liquid 2 mainly composed of fluororubber is often 200 mPa · s or more, and if such a high-viscosity coating liquid 2 is used, the film thickness becomes too thick with a normal dip coating method. Conventionally, coating could not be performed, but by using an annular body, coating becomes possible, and by using the annular body as a stirring means, uniformity of film thickness can be maintained. The thickness of the release layer is preferably in the range of 5 to 30 μm.
[0086]
The charging roll and the transfer roll to which the present invention can be applied include a charging roll and a transfer roll having a functional coating.
The coating liquid 2 used for forming the functional film is a liquid of a binder resin such as nylon, urethane, or acrylic, which is used alone or in which conductive particles are dispersed. Further, the coating liquid used for forming the functional film formed on the surface of the transfer roll is the same as the above-mentioned charging roll. The coating liquid applied to the hard transfer roll having no elastic layer may be the same as the material of the above-described transfer belt.
[0087]
In these coating liquids, the conductive particles may be the same as those used when the seamless belt is used as a charging member or a transfer belt, but generally, when the conductive particles are dispersed in a binder resin solution, the viscosity is 10 to 10. There is a property of increasing by 30%, and the viscosity may be 200 mPa · s or more. In such a case, the conventional dip coating method could not be applied because the film thickness was too large. However, the use of the annular body 5 also enabled the application, and the use of the annular body as a stirring means. Uniformity of film thickness and resistance value can be maintained. The thickness of the coating applied to the charging roll or the transfer roll is preferably in the range of 2 to 30 μm.
[0088]
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, each embodiment does not limit the present invention.
[0089]
(Example 1)
An N-methylpyrrolidone solution of a polyimide precursor (trade name: U Varnish S, manufactured by Ube Industries, Ltd.) was used as a coating liquid. The solid content of the coating solution was about 18% by mass, and the viscosity was 5 Pa · s.
This coating liquid was placed in a coating tank 3 having an inner diameter of 120 mm and a height of 550 mm as shown in FIG.
[0090]
An aluminum cylinder having an outer diameter of 68 mm and a length of 400 mm is prepared, and the surface is blasted with spherical alumina particles (Fuji Seisakusho Co., Ltd., particle size: 105 to 125 μm) to obtain a surface having an arithmetic average roughness Ra of 1.0 μm. After the surface is roughened, a silicone-based release agent (trade name: KS700, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is applied to the surface and baked at 300 ° C. for 1 hour to form the cylindrical core 1. did.
[0091]
On the other hand, an aluminum hollow body having an outer diameter of 80 mm and a height of 25 mm was produced as the annular body 5. The inner wall of the annular body 5 was inclined, and the inner diameter of the minimum part was 69.2 mm and the inner diameter of the maximum part was 75 mm.
[0092]
The annular body 5 was floated on the coating solution and applied. That is, the annular body 5 is fixed by three arms attached to the side so as not to sink, the cylindrical core body 1 is immersed in the coating liquid at a speed of 1 m / min, and then the annular body 5 is fixed. When the cylindrical core 1 was lifted at a speed of 0.7 m / min and released, the annular body 5 was lifted by about 20 mm from the liquid level. The coating 4 having a wet film thickness of about 600 μm was formed on the surface of the cylindrical core 1 after application without contact with the core 1. The thickness of the coating film was determined by the gap between the cylindrical core 1 and the hole 6 of the annular body 5, and was not affected by the rising speed of the cylindrical core 1.
[0093]
Thereafter, the cylindrical core 1 was dried at 120 ° C. for 60 minutes while rotating at 20 rpm while the axial direction of the cylindrical core 1 was horizontal. Then, the axial direction of the cylindrical core 1 was vertical and at 200 ° C. for 30 minutes. The reaction was carried out by heating at 380 ° C. for 1 hour to obtain a PI resin film. After cooling to room temperature, the PI resin film was peeled off, whereby an endless belt made of polyimide resin could be obtained.
[0094]
When the film thickness of the endless belt was measured, the maximum value was 71 μm and the minimum value was 69 μm except for 30 mm from the upper end at the time of coating, and the film thickness unevenness (measured value unevenness) with respect to the measured average value of 70 μm was 2.9. %Met.
The measured average value is an average value obtained by measuring four points in the circumferential direction of the endless belt and five points in the axial direction for a total of 20 points.
[0095]
When this operation was continuously performed 10 times (10 cylindrical cores were applied), the coating liquid 2 was consumed, and the liquid level was reduced by 38 mm. Therefore, 430 ml of the coating liquid 2 was manually added to the coating tank 3 from a beaker.
[0096]
After the addition of the coating liquid 2, the annular body 5 was manually rotated 5 times in one minute, and then the eleventh coating was performed.
When the film thickness of the endless belt produced for the eleventh belt was measured in the same manner, the maximum value was 71 μm and the minimum value was 69 μm, which was the same as the first. From this result, it can be said that the rotation prevented the liquid from becoming uneven.
The obtained endless belt could be suitably used as a base of a fixing belt.
[0097]
(Comparative Example 1)
In Example 1, when the coating on the cylindrical core body 1 was performed in the same manner as in Example 1 except that the annular body 5 was not used, the wet film thickness was applied to about 2 mm or more, which was too thick. However, there was a drop of the coating liquid from the lower end, making it difficult to dry. When the annular body 5 was not used, the film thickness was too thick.
[0098]
(Comparative Example 2)
The coating liquid 2 used in Example 1 was diluted with a solvent in which N-methylpyrrolidone and dioxane were mixed at a mass ratio of 1: 1 to make the coating liquid 2 have a viscosity of 150 mPa · s and a solid concentration of about 10%. Was adjusted to
[0099]
When this coating liquid 2 was applied to a cylindrical core by a conventional dip coating method without using the annular body 5 as in Comparative Example 1, a coating film having a wet film thickness of about 120 μm was formed. . However, since the solid content concentration was low, the thickness of the PI resin film finally became only 18 μm, which was smaller than the original purpose of 70 μm.
[0100]
(Comparative Example 3)
In Example 1, the eleventh coating was performed in the same manner as in Example 1 except that the annular body 5 was not rotated and the coating liquid was not stirred after the addition of the coating liquid 2.
When the film thickness of the endless belt produced in the eleventh belt was measured in the same manner as in Example 1, the maximum value was 73 μm and the minimum value was 68 μm, and the measured value unevenness was 7% with respect to the measured average value of 70.5 μm. . This is presumably because the addition of the coating liquid caused concentration unevenness and composition unevenness in the liquid.
[0101]
(Example 2)
A PI precursor solution was prepared by reacting 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride with an equimolar amount of p-phenylenediamine in dimethylacetamide. The solid content concentration of the coating liquid was adjusted to 23% by mass, and the viscosity was adjusted to about 10 Pa · s.
This solution was mixed with carbon black (trade name: Special Black 4, manufactured by Degussa Huls Co., Ltd.) at a mass ratio of 23% based on the solid content of the coating solution, and dispersed by a counter collision type disperser to obtain a coating solution. .
[0102]
On the other hand, an aluminum cylinder having an outer diameter of 168 mm and a length of 400 mm was prepared, and the surface thereof was subjected to a surface roughening treatment and a treatment using a silicone release agent in the same manner as in Example 1. It was a core.
[0103]
Using the coating liquid, a coating film was formed by an annular coating method shown in FIG. As the annular body 5, a stainless steel hollow ring having an outer diameter of 200 mm, an inner diameter of 180 mm, and a height of 30 mm is produced. Prepared by fitting a ring made of fluororesin.
[0104]
As shown in FIG. 2, intermediate members 9 and 9 'are attached to the top and bottom of the cylindrical core body 1, and a 0.5 mm thick polyethylene annular sealing material 8 having a hole of 166 mm in inside diameter is attached to the bottom surface. The cylindrical core 1 was passed through an annular coating tank 7 (coating tank) having a height of 250 mm and a height of 50 mm from below in FIG. Then, one liter of the coating liquid was put into the annular coating tank 7, and the annular body 5 was arranged so that the cylindrical core 1 was the center of the hole 6.
[0105]
Next, the cylindrical core 1 was raised at a speed of 0.5 to 1 m / min so that the height of the annular body 5 from the liquid level was always 25 mm, and coating was performed. As a result, a PI precursor coating film 4 having a wet film thickness of about 600 μm was formed on the surface of the cylindrical core 1. Thereafter, drying and heating reaction were performed in the same manner as in Example 1.
[0106]
After the cylindrical core 1 was cooled to room temperature, the PI resin film was removed to obtain an endless belt. As a result of measuring the film thickness of this endless belt in the same manner as in Example 1, the measured average value was 75 μm except for 30 mm from the upper end, and the film thickness unevenness was 3%.
[0107]
When the surface resistivity of the endless belt was measured at the same measurement point, the measured average value was 2.5 × 10 ¹¹ Ω / □, and the measured value unevenness was also 3%. This endless belt was trimmed at both ends to a length of 340 mm, and could be suitably used as an electrophotographic transfer belt.
[0108]
About 130 ml of the coating liquid 2 was consumed for each coating, and the liquid level was lowered by about 4.8 mm. After the two coatings, 260 ml of the coating liquid 2 was added from the coating liquid tank 13 at a pressure of 0.2 MPa. The tube 15 is a Teflon (R) tube having an inner diameter of 5 mm, and is arranged such that there are no joints or corners in the middle.
[0109]
After the addition of the coating liquid 2, the annular body 5 was manually rotated 5 times for one minute, and then a third coating was performed. When the film thickness and the surface resistivity of the third endless belt were measured in the same manner, the measured value unevenness of the film thickness and the surface resistivity was 3% as described above.
[0110]
This result is considered to be due to the fact that the coating liquid 2 was stirred by the rotation of the annular body 5, and the concentration unevenness and the composition unevenness could be reduced. In addition, when the annular body 5 was manually rotated 5 times in one minute each time one coating was completed, the unevenness of the measured values of the film thickness and the surface resistivity could be further improved to about 2%.
[0111]
(Example 3)
In Example 2, when the thickness was less than 30 mm from the upper end of the PI resin film, the film thickness in the circumferential direction had a thick portion exceeding 5% of the measured average value and a thin portion (uneven thickness portion). This is probably because it took time until the center position of the annular body 5 was adjusted. Thus, in the second embodiment, the coating operation was performed in the same manner as in the endless operation except that the cylindrical core 1 was fixed and the annular coating tank 7 was lowered instead of being raised. A belt was made.
The lowering speed of the annular coating tank 7 was equal to the rising speed of the cylindrical core body 1 in Example 2.
[0112]
As a result, the produced endless belt had the same average film thickness as that of Example 2, and the uneven thickness portion at the upper end could be reduced to less than 20 mm. This is considered to be because the time required for the center position of the annular body 5 to be adjusted was shortened by the lowering of the annular coating tank 7.
[0113]
(Comparative Example 4)
In Example 2, a third coating was performed in the same manner as in Example 2, except that after the addition of the coating liquid 2, the ring 5 was not rotated and the coating liquid was not stirred.
When the film thickness and the surface resistivity of the third endless belt were measured in the same manner as in Example 2, the measured unevenness of the film thickness and the surface resistivity was 6%. When this is used as a transfer belt, color shift of the transfer toner occurs, resulting in poor quality.
[0114]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the coating method of this invention, even if a coating operation is repeated when a film thickness is comparatively thick, it does not generate | occur | produce the density | concentration unevenness in a coating liquid nor a composition unevenness, and can apply | coat uniformly. Further, according to the present invention, an endless belt having a uniform film thickness and surface resistivity can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a coating apparatus used for a coating method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of another coating apparatus used in the coating method of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of an annular body having a structure provided with stirring blades.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of another coating apparatus used in the coating method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 cylindrical core
2 Coating liquid
3 Coating tank
4 Coating
5 Ring
6 Annular body holes
7 annular coating tank (coating tank)
8 annular sealing material,
10 arms (fixing means)
11 pins (fixing means)
12 feathers
13 Coating tank
14 Additional liquid
15 tubes

Claims

円筒状芯体の断面の外径よりも大きな円形の孔を設けた環状体を、塗布槽に収容された塗液表面に自由移動可能状態で設置し、前記環状体の孔に前記円筒状芯体を塗液側から通し、円筒状芯体を液面に対し相対的に上昇させることにより、円筒状芯体の表面に塗膜を形成する塗布方法であって、
円筒状芯体の表面に塗膜を形成していない時に、前記環状体を回転させて塗液を撹拌することを特徴とする塗布方法。An annular body provided with a circular hole larger than the outer diameter of the cross section of the cylindrical core is installed in a freely movable state on the surface of the coating liquid contained in the coating tank, and the cylindrical core is provided in the hole of the annular body. A coating method for forming a coating film on the surface of the cylindrical core by passing the body from the coating liquid side and raising the cylindrical core relative to the liquid surface,
A coating method, characterized in that, when a coating film is not formed on the surface of the cylindrical core, the ring is rotated to stir the coating liquid.

前記円筒状芯体の表面に塗膜の形成を行っていない時に、前記塗布槽に塗液を追加することを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。The coating method according to claim 1, wherein a coating liquid is added to the coating tank when a coating film is not formed on the surface of the cylindrical core.

円筒状芯体の断面の外径よりも大きな円形の孔を設けた環状体を、塗布槽に収容された塗液表面に自由移動可能状態で設置し、前記円筒状芯体を前記環状体の孔に塗液側から通し、円筒状芯体を液面に対し相対的に上昇させることにより、円筒状芯体の表面に塗膜を形成する塗布方法であって、
前記円筒状芯体を液面に対し相対的に上昇させる方法が、円筒状芯体を固定して、塗布槽を下降させる方法であることを特徴とする塗布方法。An annular body provided with a circular hole larger than the outer diameter of the cross section of the cylindrical core is installed in a freely movable state on the surface of the coating liquid contained in the coating tank, and the cylindrical core is formed of the annular body. A coating method for forming a coating film on the surface of the cylindrical core by passing the coating liquid through the holes and raising the cylindrical core relative to the liquid surface,
The coating method, wherein the method of raising the cylindrical core relative to the liquid surface is a method of fixing the cylindrical core and lowering the coating tank.

請求項１〜３のいずれかに記載の塗布方法によって、円筒状芯体の表面に形成された塗膜に対し、乾燥処理、加熱硬化処理、及び焼成処理のうちから選択される１以上の処理を施して皮膜を形成し、円筒状芯体から該皮膜を剥離することによって得られる無端ベルトであって、
膜厚、表面抵抗率、及び体積抵抗率のうちから選択される１以上の測定値むらが、それらの測定平均値の５％以下であることを特徴とする無端ベルト。A coating film formed on the surface of the cylindrical core by the coating method according to any one of claims 1 to 3, and at least one treatment selected from a drying treatment, a heat curing treatment, and a baking treatment. An endless belt obtained by forming a film by peeling the film from the cylindrical core body,
An endless belt, wherein one or more measured value unevenness selected from a film thickness, a surface resistivity, and a volume resistivity is 5% or less of a measured average value thereof.

塗液を収容する塗布槽、塗布される円筒状芯体の断面の外径よりも大きな円形の孔を設けた環状体、及び前記円筒状芯体を保持する保持手段を有し、前記環状体を塗液表面に自由移動可能状態で配置し、環状体の孔に円筒状芯体を塗液側から通し、円筒状芯体を液面に対し相対的に上昇させることにより、円筒状芯体の表面に塗膜を形成させることを特徴とする塗布装置であって、
円筒状芯体の表面に塗膜を形成していない時に、前記環状体が塗液を撹拌する攪拌手段となることを特徴とする塗布装置。An annular body provided with a coating tank containing a coating liquid, a circular hole larger than the outer diameter of the cross section of the cylindrical core to be applied, and holding means for holding the cylindrical core; Is placed on the surface of the coating liquid in a freely movable state, a cylindrical core is passed through the hole of the annular body from the coating liquid side, and the cylindrical core is raised relatively to the liquid surface, thereby obtaining a cylindrical core. A coating apparatus characterized by forming a coating film on the surface of
The coating apparatus, wherein the annular body serves as a stirring means for stirring the coating liquid when a coating film is not formed on the surface of the cylindrical core.

前記環状体が、塗布槽の底面に接しないよう、塗液液面で環状体が一定高さに保持される固定手段を有することを特徴とする請求項５に記載の塗布装置。The coating apparatus according to claim 5, further comprising fixing means for keeping the annular body at a constant height at the coating liquid level so that the annular body does not contact the bottom surface of the coating tank.