JP2004029757A - Endless belt and its manufacturing method, and image fixing device using same - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機やレーザープリンタ等の画像形成装置において、感光体、帯電ベルト、転写ベルト、あるいは、定着ベルトなどに好適に使用される無端ベルト、その製造方法、及びそれを用いた画像定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真機器では、トナー像を用紙上に加熱定着するための定着体などに、金属や各種プラスチック、またはゴム製の回転体が使用されている。
電子写真機器の小型化或いは高性能化のために、定着体等の回転体は変形可能であることが好ましい場合があり、このような回転体として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ため、継ぎ目のない無端ベルトが用いられる。このような無端ベルトに用いられる材料としては、強度や寸法安定性、耐熱性等の面でポリイミド樹脂が好適に用いられている（以降、ポリイミドを「ＰＩ」と略す場合がある）。
【０００３】
無端ベルトを用いる定着装置としては、例えば、ベルトニップ方式のものが開発されている（例えば、特許文献１参照）。前記定着装置は、回転可能な定着ロールと、該定着ロールに接触し従動回転するように配置された無端ベルトと、から主に構成されている。このような構成を有する定着装置を用いた定着は、表面が加熱された定着ロールと、無端ベルトと、の接触部を、トナー像を形成した記録紙を通過させることにより、前記トナー像を前記記録紙表面に加熱定着することにより行われる。その際、前記接触部（ニップ）において、無端ベルトを定着ロールに圧接させるために、無端ベルトの内周面に圧力パッドおよび摺動シートが設けられる。
【０００４】
ＰＩ樹脂無端ベルトの製造方法としては、例えば、円筒体の内面にＰＩ前駆体溶液を塗布し、回転しながら乾燥させる遠心成形法（例えば、特許文献２参照）や、円筒体内面にＰＩ前駆体溶液を展開する内面塗布法（例えば、特許文献３参照）があった。但し、これらの円筒体内面に塗布する方法では、前記円筒体の内面に形成された塗布膜中に含まれる溶剤を乾燥させる必要があるため、乾燥に時間を要するという問題があった。
【０００５】
他の無端ベルトの製造方法としては、例えば、芯体の表面に、浸漬塗布法によってＰＩ前駆体溶液を塗布して乾燥し、加熱した後、ＰＩ樹脂皮膜を芯体から剥離する方法もある（例えば、特許文献４参照）。この方法では、芯体の外面に形成された塗布膜に含まれる溶剤を乾燥させるので、乾燥時間は短縮できる利点がある。
【０００６】
一方、これらの無端ベルト製造方法に用いられる、ＰＩ前駆体溶液の溶剤としては、非プロトン系極性溶剤が用いられており、いずれも沸点が高く、乾燥が非常に遅いという性質がある。また、円筒体内面や芯体表面に塗布形成されたＰＩ樹脂皮膜はガス透過性が低いため、前記ＰＩ樹脂皮膜中に含まれる溶剤を乾燥させようとしても一部が残留しやすい。
【０００７】
浸漬塗布方法など、芯体表面にＰＩ樹脂皮膜を形成した後で剥離する方法では、溶剤乾燥後の加熱工程において、残留溶剤や、イミド化反応が進行する段階で発生する水が、皮膜内部や芯体と皮膜との間に滞留していると、加熱時の熱で膨張して高圧のガスとなり、ＰＩ樹脂皮膜に膨れが生じて変形し、膜厚や外径が不均一になることがある。これは特に皮膜の膜厚が５０μｍを越えるような厚い場合に顕著である。
【０００８】
一方、無端ベルトを電子写真機器において利用する場合、無端ベルトが利用される用途によっては、無端ベルト内周面と接触するように配置された摺動シートとの摺動抵抗を下げることや、前記無端ベルトが回転した際に発生する摺動音を抑制することが要求される場合がある。
また、画質の点から、外周面は平滑面であり、ベルト走行性の点から、内周面は粗面である、というような、外周面と内周面との粗さが異なる無端ベルトが必要とされることがある。しかし、遠心成形法や内面塗布法を用いた製造方法では、外周面は粗面であり、内周面は平滑面であるという無端ベルトを製造することはできても、これとは逆の無端ベルトを作製することはできなかった。
【０００９】
【特許文献１】
特開平８−２６２９０３号公報
【特許文献２】
特開昭５７−７４１３１号公報
【特許文献３】
特開昭６２−１９４３７号公報
【特許文献４】
特開昭６１−２７３９１９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、１）摺動音を抑制することが可能な無端ベルト摺動音を抑制することが可能な無端ベルトと、２）無端ベルトの、内周面周方向の表面粗さＲａが、内周面軸方向の表面粗さＲａよりも小さい無端ベルトを作製することができる無端ベルト製造方法と、３）この無端ベルトを用いた画像定着装置とを提供することを課題とする。
【００１１】
【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＞ 少なくともポリイミド樹脂を含む無端ベルトにおいて、
該無端ベルトの内周面軸方向の表面粗さＲａが、０．５〜３．０μｍの範囲内であり、且つ、前記無端ベルトの、内周面周方向の表面粗さＲａが、内周面軸方向の表面粗さＲａよりも小さいことを特徴とする無端ベルトである。
【００１２】
＜２＞ 前記内周面周方向の表面粗さＲａが、０．５μｍ未満であることを特徴とする＜１＞に記載の無端ベルトである。
【００１３】
＜３＞ 前記無端ベルトの、外周面の表面粗さＲａが、内周面の表面粗さＲａより小さいことを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の無端ベルトである。
【００１４】
＜４＞ 前記無端ベルト内周面の少なくとも一部に、略一方向に配向した筋状凹凸粗さが形成されていることを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の無端ベルトである。
【００１５】
＜５＞ 前記筋状凹凸粗さの筋が、前記無端ベルト内周面の周方向に対して鋭角を成すように形成されていることを特徴とする＜４＞に記載の無端ベルトである。
【００１６】
＜６＞ 前記筋状凹凸粗さの筋と、前記無端ベルト内周面の周方向との成す角度が、少なくとも２種類以上であることを特徴とする＜４＞または＜５＞のいずれか１つに記載の無端ベルトである。
【００１７】
＜７＞ 少なくとも、周方向に切削加工が施された芯体表面にポリイミド前駆体溶液を塗布することにより塗膜を形成する工程を含むことを特徴とする無端ベルト製造方法である。
【００１８】
＜８＞ 前記芯体表面の軸方向の表面粗さＲａが、０．８〜３．０μｍの範囲内であり、前記芯体表面の周方向の表面粗さＲａが、前記芯体表面の軸方向の表面粗さＲａより小さいことを特徴とする＜７＞に記載の無端ベルト製造方法である。
【００１９】
＜９＞ 前記芯体表面の周方向の表面粗さＲａが、０．５μｍ以下であることを特徴とする＜７＞または＜８＞に記載の無端ベルト製造方法である。
【００２０】
＜１０＞ １つ以上の駆動部材と、前記１つ以上の駆動部材により従動回転可能な無端ベルトと、押圧部材とを少なくとも備え、
前記１つ以上の駆動部材のいずれか１つの駆動部材表面と、前記無端ベルト外周面とが、前記無端ベルト内周面に接して配置され、前記無端ベルト外周面を前記駆動部材表面へと押圧する前記押圧部材により圧接部（ニップ部）を形成し、
未定着トナー像をその表面に保持する記録シートを加熱しながら前記ニップ部を通過させることにより、前記未定着トナー像を前記記録シート表面に定着させる画像定着装置において、
前記無端ベルトが、＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の無端ベルトであることを特徴とする画像定着装置である。
【００２１】
＜１１＞ 前記無端ベルトの内周面に、潤滑剤が塗布されていることを特徴とする＜１０＞に記載の画像定着装置である。
【００２２】
＜１２＞ 前記ニップ部の前記無端ベルト軸方向の圧力分布が、前記押圧部材により調整可能であることを特徴とする＜１０＞または＜１１＞に記載の画像定着装置である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（無端ベルト製造方法）
本発明の無端ベルト製造方法は、少なくとも、周方向に切削加工が施された芯体表面にポリイミド前駆体溶液を塗布することにより塗膜を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明の無端ベルト製造方法は、上記したように、少なくとも、周方向に切削加工が施された芯体表面にポリイミド前駆体を含む溶液を塗布することにより塗膜を形成する工程（以下、「ＰＩ前駆体塗膜形成工程」と略す場合がある）を含むものであれば特に限定されないが、ＰＩ前駆体塗膜形成工程を経た後に、前記塗膜を乾燥する乾燥工程（以下、「ＰＩ前駆体乾燥工程」と略す場合がある）と、前記ＰＩ前駆体乾燥工程を経た塗膜を加熱する加熱工程（以下、「ＰＩ樹脂皮膜形成工程」と略す場合がある）と、前記ＰＩ樹脂皮膜形成工程を経て形成されたＰＩ樹脂皮膜を芯体表面から剥離する工程と、剥離したＰＩ樹脂皮膜を周方向に切断する工程と、を含むことが好ましい。
また、これらの工程に加えて、必要に応じて他の工程を有していてもよく、あるいは、ＰＩ前駆体塗膜形成工程後の工程が、上記以外の工程からなるものであってもよい。
【００２５】
−ＰＩ前駆体塗膜形成工程−
ＰＩ前駆体塗膜形成工程では、芯体表面に塗膜を形成するためにポリイミド前駆体溶液を用いる。該ポリイミド前駆体溶液に含まれるＰＩ前駆体としては、公知のものを用いることができる。また、前記ＰＩ前駆体を溶解させる溶剤としては、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、アセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等、公知の非プロトン系極性溶剤を用いることができる。
なお、ＰＩ前駆体溶液の濃度、粘度等は、適宜選択して行われ、また、ＰＩ前駆体溶液には、必要に応じて、導電性粒子等の他の材料や添加剤等を加えてもよい。
【００２６】
芯体表面への、ＰＩ前駆体溶液の塗布方法としては、芯体の形状にもよるが、芯体をＰＩ前駆体溶液に浸漬して引き上げる浸漬塗布法、軸方向が水平方向にほぼ平行となるように設置され、周方向に回転している芯体の表面に、前記芯体のほぼ真上に設置されたノズル等からＰＩ前駆体溶液を吐出しながら、前記芯体または前記ノズルを軸方向に平行移動させる流し塗り法、該流し塗り法において、前記芯体表面に形成された塗膜をブレードでメタリングするブレード塗布法等、公知の方法が利用できる。
なお、上記流し塗り法やブレード塗布法では、芯体表面に形成される塗膜は芯体の軸方向にらせん状に形成されるため、継ぎ目が出来るものの、ＰＩ前駆体溶液に含まれる溶剤は常温での乾燥が遅いために継ぎ目は自然に平滑化される。
【００２７】
以下、上記に説明した各種塗布法のうち、浸漬塗布法について、詳述するが、本発明の無端ベルト製造方法において、ＰＩ前駆体塗膜の形成方法は、これに限定されるものではない。
浸漬塗布法により、芯体表面にＰＩ前駆体溶液を塗布するには、芯体を、ＰＩ前駆体溶液中に浸漬し、その後引き上げることにより実施される。但し、ＰＩ前駆体溶液は粘度が非常に高いため、浸漬塗布法で塗布すると、芯体表面に形成される塗膜の膜厚が必要以上に厚くなる場合がある。
従って、芯体の外径よりも大きな円形の孔を設けた環状体を、ＰＩ前駆体溶液の液面に浮設させ、前記環状体の孔を通して、芯体をＰＩ前駆体溶液中に浸漬し、引き上げることが好ましい。なお、引き上げ時には、前記環状体が、自由に移動可能なように液面上に浮遊した状態であることが好ましい。また、ＰＩ前駆体溶液液面からの環状体の高さが一定範囲内に収まるように、芯体の引き上げ速度を調節しながら、前記芯体を前記ＰＩ前駆体溶液から相対的に上昇させることが好ましい。
【００２８】
このような環状体を用いた浸漬塗布方法について、以下に図面を用いて説明する。図１は、環状体を用いた浸漬塗布方法の一例について示した模式断面図であり、一旦、ＰＩ前駆体溶液中に浸漬した芯体を上昇させることにより、前記芯体表面に、塗膜が形成されている状態を示したものである。なお、図１は、環状体を用いた浸漬塗布に関する主要部のみを示したものであり、浸漬／引き上げ装置等の周辺部については省略している。図１中、１は芯体を、２はＰＩ前駆体溶液を、３は塗布槽を、４は塗膜（ＰＩ前駆体塗膜）を、５は環状体を、６は環状体の孔を表す。
【００２９】
なお、本発明において、「芯体上に塗布する」とは、芯体の表面上、及び該表面に層を有する場合はその層上に塗布することを意味する。また、「芯体を上昇」とは、ＰＩ前駆体溶液の液面に対する相対的な上昇を意味し、「芯体を停止し、ＰＩ前駆体溶液の液面を下降」させる場合を含む。
図１に示す環状体を用いた浸漬塗布方法では、塗布槽３中のＰＩ前駆体溶液２の液面に環状体５を自由に移動できるように浮設する。次に、芯体１を、環状体の孔６を通して、ＰＩ前駆体溶液２中へ浸漬し、次いで、矢印Ｕ方向へ上昇させることにより芯体１表面に塗膜４が形成される。また、塗膜４の膜厚は、芯体１の外径と、環状体の孔６の孔径と、の差に応じて調整される。
【００３０】
環状体５は、ＰＩ前駆体溶液に用いられる溶剤により侵食されない種々の金属、プラスチック等から作られ、軽量化のために中空構造を有するものであってもよい。また、環状体５が、ＰＩ前駆体溶液２中に沈没するのを防止するために、環状体の外周面および／または塗布槽に、環状体５を支える足や腕を設けてもよい。
【００３１】
芯体１の外径と、環状体の孔６の最小孔径と、の差を２で割った値（以下、「間隙幅」と略す）は、所望する塗膜４の塗布直後の厚み（以下、「濡れ膜厚」と略す）が得られるように調整される。乾燥後の塗膜４の膜厚（以下、「乾燥膜厚」と略す）は、濡れ膜厚およびＰＩ前駆体溶液２の不揮発分濃度の積で表され、この関係から所望の濡れ膜厚が求められる。
但し、使用するＰＩ前駆体溶液２の粘度及び／又は表面張力などにより、間隙幅が、そのまま濡れ膜厚として反映されるとは限らない。このため、使用するＰＩ前駆体溶液２に応じて、間隙幅を、所望する濡れ膜厚の１倍〜２倍の範囲内にすることが好ましい。
【００３２】
環状体５の孔６の形状は、図１に示すように、ＰＩ前駆体溶液２の液面に対して下部が広く、上部が狭い形状であれば特に限定されないが、下部から上部へと、直線的に徐々に狭くなる形状のほか、階段状や曲線状に徐々に狭くなる形状でもよい。
【００３３】
次に、図１に示す環状体を用いた浸漬塗布方法の他の例について説明する。図２は、環状体を用いた浸漬塗布方法の他の例を示した模式断面図であり、一旦、ＰＩ前駆体溶液中に浸漬した芯体を上昇させることにより、前記芯体表面に、塗膜が形成されている状態を示したものである。図２中、符号１、２、４、５および６は図１中に符号で示したものと実質的に同等のものであり、７は環状塗布槽を、８は環状シール材を、９は中間体をあらわす。
なお、図２に示す浸漬塗布方法は、図１に示す浸漬塗布方法と比較すると、必要とされるＰＩ前駆体溶液２の液量が少なくてすむという利点がある。
【００３４】
図２に示す環状体を用いた浸漬塗布方法では、環状塗布槽７の底部には、芯体１が通過する孔が設けられており、この孔からＰＩ前駆体溶液が漏れないように、ポリエチレンやシリコーンゴム、フッ素樹脂等の柔軟性板材から成る環状のシール材８が取り付けられる。また、軸方向が垂直方向となるように配置された芯体１は、上側の端面が中間体９に固定され、不図示の昇降装置に接続された中間体９を介して垂直方向に移動可能である。
【００３５】
また、ＰＩ前駆体溶液２の液面に環状体５を浮設する。但し、図２においても、環状体５は、芯体の引き上げ時に際しては、図１に示すようにＰＩ前駆体溶液２の液面に完全に自由に浮遊させてもよい。また、環状体５の外周面を、ロールやベアリングで支えたり、押圧体を介して空気圧をかけることにより支えたりしてもよいが、均一な膜厚の塗膜４が形成できるように、環状体５の液面垂直および水平方向に対して自由に移動することができるように支えることが好ましい。環状体の孔６を通して、中間体９を介して芯体１をＰＩ前駆体溶液２から矢印Ｕ’方向に上昇させると、ＰＩ前駆体溶液２の介在により、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は矢印Ｕ‘方向に少し持ち上げられる。
【００３６】
このように環状体５が少し持ち上げられた際、環状体５は芯体１との摩擦抵抗が円周方向で一定になるように水平方向に移動し、間隙幅が一定になる。環状体５と芯体１との間隙幅が変化した場合、狭まろうとした部分では摩擦抵抗が大きくなり、その反対側では間隙幅が広がって摩擦抵抗が小さくなる不均衡状態が生じるが、摩擦抵抗が大きな部分は小さくなるよう、すなわち間隙幅が広くなるように環状体５が水平方向に移動するので、環状体５が芯体１と接触することはなく、常に一定の間隙幅が保たれる。
【００３７】
芯体１を上昇させる際、芯体１が多少傾いていても、あるいは、芯体１の上昇手段にフレを有する場合でも、環状体５は芯体に追随して水平方向に動きうるので、濡れ膜厚が一定保たれるという利点もある。
【００３８】
上記したように環状体５が機能するには、環状体５は、液面からある程度、持ち上げられなくてはならず、液面から２ｍｍ以上持ちげられること好ましい。液面から持ち上げられる高さは、芯体１の上昇速度が速いほど大きくなる。但し、環状体５が持ち上げられて液面から離れてしまうと、芯体１の最下部が、環状体の孔６を通過し終えた時点で、環状体５が液面に落下することになる。この場合、ＰＩ前駆体溶液２中に泡が巻き込まれてしまうため、塗布作業を繰り返す際には非常に不都合である。
【００３９】
以上のような理由により、芯体１を上昇させる際には、環状体５の液面に対する持ち上げ高さは、高すぎず低すぎず、一定の範囲内に保たれることが必要である。そのためには、環状体５の液面からの高さを検出して、芯体１の上昇速度を調節することが好ましい。すなわち、環状体５が高く持ち上げらて、液面から離れようとした場合には、上昇速度を遅くし、逆に環状体の持ち上げ高さが小さい場合には、上昇速度を速くする。簡便には、目視で環状体５の液面からの高さを判断し、手動で速度を調整することもできる。
【００４０】
−ＰＩ前駆体乾燥工程−
ＰＩ前駆体乾燥工程では、上記に説明したように芯体表面に形成された塗膜中に含まれる溶剤を除去する。乾燥温度は５０〜２５０℃の範囲内が好ましく、乾燥時間は３０〜２００分程度が好ましい。乾燥中に重力の影響により、芯体表面に形成された塗膜が垂れる場合には、芯体を、軸方向を水平にして、１０〜６０ｒｐｍ程度で回転させながら乾燥させることも好ましい。
また、溶剤の除去を促進するために、塗膜が形成された芯体を水中に浸漬し、塗膜中に残留する溶剤と水とを置換させてもよい。
【００４１】
−ＰＩ樹脂皮膜形成工程−
上記したＰＩ前駆体乾燥工程を経て乾燥された塗膜の加熱によるＰＩ樹脂皮膜の形成は、３５０〜４５０℃の温度範囲で、２０〜６０分間程度で実施される。その際、形成される皮膜に膨れが生じにくいよう、前記温度に達するまでに、温度をすぐに上昇させるのではなく、段階的に上昇させたり、ゆっくりと一定速度で上昇させることが好ましい。
次に、上記した加熱処理を経て芯体表面に形成されたＰＩ樹脂皮膜を、前記芯体から剥離することにより無端ベルトを得る。このようにして得られた無端ベルトには、更に必要に応じて端部のスリット加工、パンチング穴あけ加工、テープ巻き付け加工等が施されることもある。
なお、本発明の無端ベルト製造方法により無端ベルトを得る場合、前記無端ベルトの内周面とは、芯体表面に接していた面を意味する。
【００４２】
−芯体−
本発明の無端ベルト製造方法に用いられる芯体の形状としては、円柱状又は円筒状等の、柱状又は筒状の形状が挙げられれ、その断面は一般的に円形状のものが好適に用いられるが、楕円状等のその他の断面形状を有するものを用いることも可能である。
なお、本発明において、「芯体表面」とは、特に説明が無い場合には、芯体が、筒状である場合は、芯体の外周面を意味し、芯体が、柱状である場合は、柱の軸方向と平行な面を意味する。
芯体の材質は、アルミニウムや銅、ステンレス等の金属が好ましい。その際、芯体表面を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、あるいは芯体表面に形成される皮膜が接着して剥離が困難とならないように、前記芯体表面に離型剤を塗布してもよい。
【００４３】
一方、既述したように、芯体表面に形成された塗膜を加熱した場合に、塗膜中に残留する溶剤等が気化して発生するガスによって、ＰＩ樹脂皮膜に膨れが発生する場合があった。このため、加熱処理した際に、塗膜中に発生するガスを効果的に放出することができるように、従来、芯体表面にブラスト加工を施すことにより、前記芯体表面に表面粗さＲａが、０．８〜１．０μｍ程度の粗面を形成していた。
【００４４】
一方、本発明の無端ベルト製造方法に用いられる芯体にも、該芯体表面の周方向に切削加工が施される。これにより、芯体表面に形成された塗膜が加熱時に収縮する際、前記塗膜と前記芯体表面の凹凸とにずれが生じ、塗膜と芯体表面との間に僅かながら隙間ができて、塗膜中に含まれる残留溶剤および／または水分を効果的に除去することができる。
【００４５】
さらに、このような加工を芯体表面に施すことにより、上記したようなガス抜き性能を確保すると共に、本発明の無端ベルト製造方法により無端ベルトを作製した場合、この無端ベルトの、内周面周方向の表面粗さＲａを、内周面軸方向の表面粗さＲａよりも小さくすることができる。一方、従来の技術では、ブラスト加工された芯体表面の表面粗さは等方的であるため、上記したような異方的な表面粗さＲａを有する無端ベルトを作製することは出来なかった。
【００４６】
なお、「周方向に切削加工が施され」とは、切削加工により芯体表面に形成される加工目の方向が、芯体の周方向に対してほぼ平行に形成された状態のみを意味するのみならず、周方向に対してやや斜めに形成された場合も意味する。
また、芯体表面に形成される加工目は、周方向に対して、実質的に一定の角度を成すもののみであってもよく、複数の角度を成すものが混在していてもよい。
【００４７】
図３は、本発明の無端ベルト製造方法に用いられる芯体において、その表面の周方向に形成された切削加工目の例を示す模式図であり、図３（ａ）は、周方向に対してほぼ平行に形成された加工目の例を示し、図３（ｂ）は、周方向に対してやや斜め方向に形成された加工目の例を示し、図３（ｃ）は、周方向に対して２種類の角度でやや斜め方向に形成された加工目の例を示し、１は芯体を示し、符号Ａと符号Ａ’とで示される一点鎖線は、芯体１の軸方向を示す。なお、図１に示す加工目は、説明のために強調して描かれたものであり、必ずしも実際に形成される加工目に対応するものではない。
【００４８】
切削加工は芯体を周方向に回転させながら、前記芯体表面にバイトを当接させる公知の加工方法で実施され、バイトの形状や送り速度により芯体表面の表面粗さＲａを制御することができるが、これらの加工条件は芯体の外径に応じて調整される。
【００４９】
ガス抜き性能を確保し、且つ、作製される無端ベルトの内周面周方向の表面粗さＲａが、前記無端ベルトの内周面軸方向よりも小さくなるようにするためには、芯体表面の軸方向の表面粗さＲａが、０．８〜３．０μｍの範囲内であり、前記芯体表面の周方向の表面粗さＲａが、前記芯体表面の軸方向の表面粗さＲａよりも小さくなるように、芯体表面の周方向に切削加工が施されることが好ましい。なお、前記芯体表面の軸方向の表面粗さＲａは、０．８〜２．５μｍの範囲内がより好ましく、０．９〜１．８μｍの範囲内が特に好ましい。
【００５０】
ガス抜きに必要な芯体表面の表面粗さＲａは、加熱処理後に形成されるＰＩ樹脂皮膜の膜厚によって異なってくる。しかしながら、芯体表面の表面粗さＲａが大きくなるとガス抜きがしやすくなる反面、得られる無端ベルト内周面の表面粗さＲａも大きくなる。
従来のようなブラスト加工された芯体を用いた場合では、芯体表面の表面粗さＲａ、特に周方向の表面粗さＲａが大きくなると画像形成部材として使用する際に支障をきたすことがあったが、本発明の無端ベルト製造方法に用いられる芯体の表面には、周方向に切削加工が施されているため、芯体周方向の表面粗さＲａは軸方向より小さく抑えることが可能である。
【００５１】
芯体表面の表面粗さＲａと、作製される無端ベルト内周面の表面粗さＲａと、の関係はほぼ直線的で、芯体表面の表面粗さＲａが大きくなるに従い、無端ベルト内周面の表面粗さＲａも大きくなる。一方、無端ベルト外周面の表面粗さＲａは、前記無端ベルトの膜厚（以下、「ベルト膜厚」と略す）によっても左右される。
ベルト膜厚が薄い程、無端ベルト外周面の表面粗さＲａは、芯体表面の表面粗さＲａが反映されやすく、ベルト膜厚が厚くなる程、無端ベルト外周面の表面粗さＲａは、芯体表面の表面粗さＲａが反映されにくくなる傾向にある。
【００５２】
既述したように、ガス抜きに必要な芯体の表面粗さＲａは、加熱処理後に形成されるＰＩ樹脂皮膜の膜厚、即ちベルト膜厚によって異なってくる。
従って、所望のベルト膜厚に応じた芯体表面の好ましい軸方向の表面粗さＲａについて、１）ベルト膜厚が１０μｍ以上２５μｍ未満の場合、２）ベルト膜厚が２５μｍ以上５０μｍ未満の場合、３）ベルト膜厚が５０μｍ以上１２０μｍ以下の場合、の３つに分けて以下に説明する。
【００５３】
１）ベルト膜厚が１０μｍ以上２５μｍ未満の場合
ベルト膜厚が１０〜２５μｍである場合、ガスの発生量が少ないことと、芯体表面に形成された皮膜からある程度はガスが透過するので、芯体表面の軸方向表面粗さＲａは、０．１μｍ未満でも膨れを生じることはない。
但し、無端ベルト内周面が粗面を有する必要がある場合には、ベルト膜厚が薄いことから、芯体表面の表面粗さＲａが無端ベルト外周面の表面粗さＲａに反映され易いので、芯体表面の軸方向表面粗さＲａは、０．０５〜０．８μｍの範囲内であることが好ましく、０．１〜０．３μｍの範囲内であることが好ましい。
【００５４】
２）ベルト膜厚が２５μｍ以上５０μｍ未満の場合
ベルト膜厚が２５μｍ以上５０μｍ未満の場合には、上記１）項に説明した場合と比較するとガスの発生量が増加し、皮膜のガス透過性も低下するため、芯体表面を粗す必要があるが、無端ベルト外周面の表面粗さＲａを考慮すると、芯体表面の軸方向表面粗さＲａは、０．１〜１．５μｍの範囲であることが好ましく、０．２〜１．２μｍの範囲内であることがより好ましく、０．３〜０．８μｍの範囲内であることが特に好ましい。
【００５５】
３）ベルト膜厚が５０μｍ以上１２０μｍ以下の場合
ベルト膜厚が５１μｍ以上１２０μｍ以下の場合は、上記１）項や２）項に説明した場合と比較すると、さらにガスの発生量が増加し、皮膜のガス透過性も低下するため、芯体表面を粗す必要があるが、無端ベルト外周面の表面粗さＲａを考慮すると、芯体表面の軸方向表面粗さＲａは、０．５〜３．０μｍの範囲内であることが好ましく、０．８〜２．５μｍの範囲内であることがより好ましく、０．９〜１．８μｍの範囲内であることが特に好ましい。
【００５６】
このように、芯体表面の軸方向の表面粗さＲａについては、ガス抜き性能や、所望のベルト膜厚、無端ベルトの内周面や外周面の表面粗さＲａを考慮して決定することが可能である。
【００５７】
なお、上記１）〜３）のいずれにおいても、芯体表面の周方向の表面粗さＲａは、芯体表面の軸方向の表面粗さＲａよりも小さければ特に限定されないが、前記周方向の表面粗さＲａは、ガス抜き性能には依存していないために、ベルト膜厚によらず、０．５μｍ以下であることが好ましく、０．４μｍ以下であることがより好ましく、０．３μｍ以下であることが特に好ましい。
このような芯体を用いて作製された無端ベルトを、電子写真機器内において利用した場合には、無端ベルト回転時の負荷トルクを小さくすることができる。
【００５８】
なお、表面粗さＲａとは、粗さの尺度の一つである算術平均粗さであり、公知の触針式表面粗さＲａ測定機（例えばサーフコム１４００Ａ、東京精密社製等）を使用して測定することができる。
本発明における表面粗さＲａの測定は、サーフコム１４００Ａを用いて、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に準拠し、評価長さＬｎ＝４ｍｍ、基準長さＬ＝０．８ｍｍ、カットオフ値＝０．８ｍｍからなる測定条件で実施されたものである。なお、これ以外の条件で測定することも可能であるが、上記した本発明に係わる測定条件と相関が取れる条件で測定されることが好ましく、測定された値は、本発明に係わる測定条件で評価した値に換算することにより評価される。
【００５９】
（無端ベルト）
本発明の無端ベルトは、少なくともポリイミド樹脂を含む無端ベルトにおいて、該無端ベルトの内周面軸方向の表面粗さＲａが、０．５〜３．０μｍの範囲内であり、且つ、前記無端ベルトの、内周面周方向の表面粗さＲａが、内周面軸方向の表面粗さＲａよりも小さいことを特徴とする。
また、前記無端ベルトの内周面軸方向の表面粗さＲａは、０．５〜３．０μｍの範囲内がより好ましく、０．８〜２．５μｍの範囲内であることがより好ましい。
【００６０】
上記の本発明によれば、摺動音を抑制することが可能な無端ベルトを提供することが可能である。本発明の無端ベルトは、上記した条件を満たすことが可能な無端ベルトが得られる製造方法によって作製できるものであれば、その製造方法は特に限定されないが、既述したような本発明の無端ベルト製造方法を利用して作製されることが好ましい。
【００６１】
本発明の無端ベルトは、少なくともポリイミド樹脂を含む無端ベルトであれば特に限定されない。但し、本発明において、「少なくともポリイミド樹脂を含む無端ベルト」とは、ポリイミド樹脂層、あるいは、ポリイミド樹脂を主成分とする層からなる単層の無端ベルト（以下、「単層無端ベルト」と略す場合がある）のみに限定されるものではなく、単層無端ベルトの内周面および／または外周面に他の層を積層した２層以上の構成を有する無端ベルト（以下、「多層無端ベルト」と略す場合がある）も意味する。
なお、当該主成分とは、単層無端ベルト中のポリイミド樹脂の含有量が５０質量％以上であることを意味する。
【００６２】
また、本発明の無端ベルトは、該無端ベルトの、内周面周方向の表面粗さＲａが、内周面軸方向の表面粗さＲａよりも小さいことを特徴とする。但し、当該小さいとは、表面粗さＲａを測定した時の測定誤差の範囲や、無端ベルト製造時のバラツキの範囲を明かに超えて小さいことを意味し、具体的には前記内周面軸方向の表面粗さＲａに対する前記内周面周方向の表面粗さＲａの比（周方向表面粗さＲａ／軸方向表面粗さＲａ）が、０．９５以下であることを意味する。
【００６３】
また、無端ベルトの内周面周方向の表面粗さＲａは、０．５μｍ未満であることが好ましく、０．４μｍ以下であることがより好ましく、０．３μｍ以下であることが特に好ましい。
無端ベルトの内周面周方向の表面粗さＲａが、０．５μｍ以上の場合には無端ベルトを回転させた際の負荷トルクが大きくなる場合がある。
【００６４】
さらに、本発明の無端ベルトは、該無端ベルトの、外周面の表面粗さＲａが、内周面の表面粗さＲａより小さいことが好ましい。
外周面と内周面との表面粗さＲａが上記したような関係を有する無端ベルトは、画質の点から、外周面は平滑面であり、ベルト走行性の点から、内周面は粗面である、という無端ベルトのニーズにも対応することが可能である。
【００６５】
なお、無端ベルトの外周面の表面粗さＲａは、使用目的によって異なるが、総じて前記外周面の表面粗さＲａが０．３μｍ以上となると、画像欠陥等の問題が生じやすくなる場合があるため、無端ベルトの外周面の表面粗さＲａは、０．３μｍ以下であることが好ましい。
【００６６】
次に、本発明の無端ベルト内周面に付与される具体的な凹凸粗さの形状・態様について説明する。
本発明の無端ベルト内周面の凹凸粗さは、上記に説明したような表面粗さＲａを有するものであればその具体的な形状・態様については特に限定されないが、無端ベルト内周面の少なくとも一部に、略一方向に配向した筋状凹凸粗さが形成されていることが好ましく、このような筋状凹凸粗さは無端ベルト内周面の全面に形成されていることがより好ましい。
【００６７】
但し、「略一方向に配向した筋状凹凸粗さ」とは、無端ベルト内周面を目視や光学顕微鏡により観察した際に、概ね特定の方向に配向した筋状の凹凸が確認できる状態を意味する。また、配向の程度は、完全に規則的なものであってもよいが多少不規則的なものであってもよく、筋状凹凸の断面形状も、筋に対して直交する方向の断面が凹凸を繰り返すものであるならば、Ｖ溝、Ｕ溝等，如何様な断面形状であってもよい。隣接する筋状の凸部と凸部（あるいは凹部と凹部）との間隔（ピッチ）も特に限定されず、不規則なピッチであってもよいが規則的なピッチであることが好ましい。またピッチの間隔は特に限定されないが、５０μｍ〜２５０μｍ程度の範囲内とすることが好ましい。
なお、筋状凹凸粗さの具体的な形状や筋の配向具合は、図３に例示したような無端ベルトの作製に用いる芯体表面に形成される加工目の形状を調整することにより制御することができる。
【００６８】
このような筋状凹凸粗さを無端ベルトの内周面に設けることにより、内周面面内で上記に説明したような表面粗さＲａの異方性の付与および周方向／軸方向の表面粗さＲａを所望の値に制御が容易となる。さらに、このような無端ベルトを画像定着装置等に組み込んで用いた場合、無端ベルトの内周面側に接して設けられる駆動部材や押圧部材等に対して、無端ベルトの内周面が、その軸方向において点接触を形成でき、周方向（無端ベルトの回転方向）に対して内周面に接して設けられる部材表面との引っ掛かりも少なくなる。このため、無端ベルトを回転させた際の負荷トルクや騒音を抑制することができる。
【００６９】
また、負荷トルクや騒音を抑制するために無端ベルトの内周面に液体状の潤滑剤を塗布して用いることがあるが、無端ベルトの内周面が等方的な凹凸粗さからなる場合には、潤滑剤を特定の方向に移動させることが困難であるため、例えば、押圧部材と接する部分で潤滑剤が無端ベルトの両端に押し出される形で移動し装置内を汚染してしまう場合があった。
しかしながら、無端ベルトの内周面に、筋状凹凸粗さが形成されている場合には、筋状凹凸粗さの筋（溝部分）方向に沿って潤滑剤を移動させることができる。このような特性を利用して潤滑剤を無端ベルトの一方の端部に集めて回収できるようにしたり、中央部に集めるようにして無端ベルトの両端へ漏れないようにすることにより、潤滑剤による汚染を防止することが可能である。
【００７０】
筋状凹凸粗さの筋は、無端ベルト内周面の周方向に対して平行に形成されていてもよいが、鋭角を成すように形成されていてもよい。筋が周方向に対して鋭角を成す無端ベルトの内周面に潤滑剤を塗布して用いた場合、無端ベルト回転時に内周面が押圧部材等により押圧された際に、潤滑剤が筋状凹凸粗さの凹部（溝）から凸部へと押出され、押圧部材等と接触する接触点（凸部）に効率的に潤滑剤を供給することができる。また、潤滑剤を無端ベルトの一方の端部に集めて回収することもできる。
なお、筋状凹凸粗さの筋と無端ベルト内周面の周方向との成す角度（鋭角）は特に限定されないが０°より大きく６０°以下であることが好ましい。
【００７１】
また、筋状凹凸粗さの筋と、無端ベルト内周面の周方向との成す角度は、少なくとも２種類以上であってもよい。例えば、無端ベルトの周方向に沿って「ハ」の字状に筋を設けてもよい。このような場合、上記と同様に接触点（凸部）へと効率的に潤滑剤を供給することができると共に、「ハ」の字の底辺側が、回転方向を向くように無端ベルトを装置内に設けることにより、潤滑剤を無端ベルトの中央部側に集めるように移動させることができ、無端ベルト端部からの潤滑剤の横漏れを防ぐことができる。
【００７２】
以上に説明したような筋状凹凸粗さを有する無端ベルトは、例えば、図３（ａ）〜（ｃ）に例示したような、切削加工等を利用して特定の方向に加工目を設けたような芯体を用いて容易に作製することができる。なお、無端ベルト周方向に対して鋭角を成すように筋状凹凸粗さの筋を形成し、且つ、凸部と凸部（凹部と凹部）との間隔（ピッチ）を一定値に揃えるような場合には、フォトリソグラフィやエッチングを利用して芯体表面に加工目を形成することが好ましい。
【００７３】
ベルト膜厚は、１０〜１２０μｍの範囲であることが好ましく、２０〜１００μｍの範囲がより好ましく、４０〜９０μｍの範囲内が特に好ましい。
【００７４】
無端ベルトを転写ベルトや接触帯電フィルムのような帯電体として使用する場合には、無端ベルト中に導電性粒子を分散させることができ、既述した本発明の無端ベルト製造方法を利用して本発明の無端ベルトを作製する場合には、ＰＩ前駆体溶液にこれらの導電性粒子を添加することが好ましい。
前記導電性粒子としては、例えば、カーボンブラック、カーボンブラックを造粒したカーボンビーズ、カーボンファイバー、グラファイト等の炭素系物質、銅、銀、アルミニウム等の金属又は合金、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、ＳｎＯ２−Ｉｎ２Ｏ３複合酸化物等の導電性金属酸化物、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。
【００７５】
また、無端ベルトを定着体として使用する場合には、無端ベルト外周面に付着するトナーの剥離性の向上のため、単層無端ベルト外周面にトナーに対する離型性を有する樹脂被膜を形成することが有効である。
このような離型性の樹脂被膜の材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）等のフッ素樹脂が好ましい。フッ素樹脂被膜の厚さは２〜３０μｍの範囲が好ましい。また、離型性の樹脂被膜には、耐久性や静電オフセットの向上のためにカーボン粉末が分散含有されていてもよい。
【００７６】
これらフッ素樹脂被膜を形成するには、フッ素樹脂を含む水性の分散液を単層無端ベルト外周面に塗布して焼き付け処理する方法が好ましい。また、単層無端ベルト表面と、フッ素樹脂被膜と、の間の密着性が不足する場合には、必要に応じて、単層無端ベルト外周面にプライマー層をあらかじめ塗布形成することも好ましい。
前記プライマー層を形成する材料としては、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が挙げられ、さらに上記したフッ素樹脂から選ばれる少なくとも１種類以上の化合物を含むことが好ましい。また、プライマー層の厚さは０．５〜１０μｍの範囲が好ましい。
【００７７】
単層ベルト上にプライマー層、及びフッ素樹脂被膜を形成するには、本発明の無端ベルト製造方法等を利用して得られた単層無端ベルトの外周面に、プライマー層およびフッ素樹脂皮膜を塗布形成することができる。
あるいは、本発明の無端ベルト製造方法において、芯体表面に形成された、乾燥処理後の塗膜の表面に、プライマー層、及び、フッ素樹脂皮膜を順次形成し分散液を塗布し、その後に加熱処理することにより前記塗膜のイミド転化完結反応およびフッ素樹脂被膜の焼成処理を同時に行ってもよい。なお、このような場合、プライマー層が介在しなくても、単層無端ベルトの外周面と、フッ素樹脂被膜と、の間の密着性が十分に確保できるため、プライマー層の形成を省くことも可能である。
【００７８】
（画像定着装置）
次に、本発明の無端ベルトを用いた画像定着装置について説明する。本発明の画像定着装置は、本発明の無端ベルトを利用することが可能な公知の画像定着装置であれば如何なる画像定着装置であってもよいが、具体的には以下のような構成を有するものであることが好ましい。
すなわち、本発明の画像定着装置は、１つ以上の駆動部材と、前記１つ以上の駆動部材により従動回転可能な無端ベルトと、押圧部材とを少なくとも備え、前記１つ以上の駆動部材のいずれか１つの駆動部材表面と、前記無端ベルト外周面とが、前記無端ベルト内周面に接して配置され、前記無端ベルト外周面を前記駆動部材表面へと押圧する前記押圧部材により圧接部（ニップ部）を形成し、未定着トナー像をその表面に保持する記録シートを加熱しながら前記ニップ部を通過させることにより、前記未定着トナー像を前記記録シート表面に定着させる画像定着装置において、前記無端ベルトとして本発明の無端ベルトを用いることが好ましい。
【００７９】
本発明の画像定着装置は、本発明の無端ベルトを用いているため、駆動部材の負荷トルクを抑え、また、騒音を小さくすることができる。
なお、本発明の画像定着装置は、上記に説明したような構成・機能の他にも必要に応じて他の構成・機能を有していてもよく、例えば、無端ベルトの内周面に潤滑剤を塗布して用いてもよい。潤滑剤としては公知の液体状の潤滑剤（例えば、シリコーンオイル等）を用いることができる。また潤滑剤は、無端ベルト内周面と接して設けられたフェルト等を介して連続的に供給することができる。
【００８０】
また本発明の画像定着装置は、押圧部材により、ニップ部の無端ベルト軸方向の圧力分布が調整できることが好ましい。例えば、潤滑剤を用いる場合には、圧力分布を調整することにより、潤滑剤を無端ベルトの一端に寄せたり、中央部に集めたり等、内周面に塗布された潤滑剤の存在状態を任意に制御することができる。このため、例えば、無端ベルトの一端に余分な潤滑剤を集めて回収したり、無端ベルトの中央部に潤滑剤を移動させるようにしたりすることができ、無端ベルト端部からの潤滑剤の漏れによる装置内の汚染を防ぐことができる。
【００８１】
なお、このような圧力分布の調整は、潤滑剤を用いると共に、更に使用する無端ベルトの内周面に既述したような筋状凹凸粗さが付与されている場合に特に有用である。この場合、筋状凹凸粗さの筋の方向も考慮してニップ部の圧力分布を調整することにより、内周面に塗布された潤滑剤の存在状態の制御がより容易となる。
【００８２】
【実施例】
以下に本発明を、無端ベルトの製造方法と、無端ベルトと、に大きくわけて実施例を挙げてより具体的に説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００８３】
＜無端ベルトの製造方法＞
（実施例Ａ１）
芯体表面へのＰＩ前駆体を含む溶液（以下、「ＰＩ前駆体溶液」と略す）の塗布は、図１に示す構成を有する塗布装置を用いて以下のように実施した。
ＰＩ前駆体溶液としては、ＰＩ前駆体のＮ−メチルピロリドン溶液（商品名：Ｕワニス、宇部興産（株）製、固形分濃度：１８％、粘度：約５Ｐａ・ｓ）を利用し、これを内径８０ｍｍ、高さ６００ｍｍの円筒容器からなる塗布槽に満たした。
【００８４】
また、芯体としては、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミ製円筒を用い、この表面を、周方向に切削加工することにより、芯体表面の表面粗さＲａが、軸方向で、２．０μｍ、周方向で、０．３μｍとしたものを用意した。さらに芯体表面にはシリコーン系離型剤（商品名：ＫＳ７００、信越化学（株）製）を塗布して、３００℃で１時間、焼き付け処理した。
【００８５】
一方、環状体としては、外径６５ｍｍ、内径４０ｍｍ、高さ３０ｍｍのステンレス製の中空状のリングの内側に、外径が４０ｍｍで、断面が三角形であるテフロン（Ｒ）製リングを嵌合させたもを用いた。このテフロン（Ｒ）製リングの最小孔径は３１．３ｍｍであった。
【００８６】
次に、上記環状体を塗布溶液に浮かべた後、環状体を動かないよう固定し、芯体の軸方向を垂直にして、前記環状体の孔へ５００ｍｍ／ｍｉｎの速度で挿入し、浸漬した。次いで環状体の固定を解除し、１５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で芯体を引き上げた。引き上げ途中では環状体が芯体に接触することはなく、芯体表面には濡れ膜厚が約６５０μｍのＰＩ前駆体塗膜が形成された。
【００８７】
次に、ＰＩ前駆体塗膜がその表面に形成された芯体を、すぐに水中に浸漬し、６分間放置した。水中から芯体を引き上げた際、芯体表面に形成されたＰＩ前駆体塗膜は黄白色となっていた。次いで芯体表面に付着した水滴を拭き取り、乾燥炉に入れた。設定温度は最初が３０℃で、１時間後に１００℃になるよう、徐々に温度が上昇するようにした。この乾燥後、塗膜は透明化した。
【００８８】
その後、３５０℃で３０分間加熱して、芯体表面にＰＩ樹脂皮膜を形成した。室温に冷えてからＰＩ樹脂皮膜を剥離、ベルト膜厚が７０μｍと均一であり、膨れ欠陥のない、実施例１の無端ベルトを得ることができた。また、芯体表面には予め離型剤が塗布されていたため、剥離に際して、無端ベルトの内周面が芯体と接着することはなかった。
【００８９】
（実施例Ａ２）
芯体として、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミ製円筒を用い、この表面を、周方向に切削加工することにより軸方向の表面粗さＲａを、１．０μｍ、周方向の表面粗さＲａを、０．３μｍとした以外は、実施例Ａ１と同様にして、実施例Ａ２の無端ベルトを得た。
【００９０】
（実施例Ａ３）
芯体として、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミ製円筒を用い、この表面を、周方向に切削加工することにより軸方向の表面粗さＲａを、０．５μｍ、周方向の表面粗さＲａを、０．３μｍとした以外は、実施例Ａ１と同様にして、実施例Ａ３の無端ベルトを得た。
【００９１】
（実施例Ａ４）
芯体として、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミ製円筒を用い、この表面を、周方向に切削加工することにより軸方向の表面粗さＲａを、３．５μｍ、周方向の表面粗さＲａを、０．３μｍとした以外は、実施例Ａ１と同様にして、実施例Ａ４の無端ベルトを得た。
【００９２】
（比較例Ａ１）
芯体として、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミ製円筒を用い、この表面を、ブラスト加工することにより軸方向および周方向の表面粗さＲａを、１．０μｍとした以外は、実施例Ａ１と同様にして、比較例Ａ１の無端ベルトを得た。
【００９３】
（実施例Ａ５）
芯体として、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミ製円筒を用い、この表面を、周方向に切削加工することにより軸方向の表面粗さＲａを、２．０μｍ、周方向の表面粗さＲａを、０．３μｍとし、最小孔径が３１．５ｍｍである環状体を用い、且つ、塗膜形成後の芯体の水浸時間を７分間とした以外は、実施例Ａ１と同様にして、ベルト膜厚が９０μｍと均一である、実施例Ａ５の無端ベルトを得た。
【００９４】
（実施例Ａ６）
芯体として、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミ製円筒を用い、この表面を、周方向に切削加工することにより軸方向の表面粗さＲａを、１．０μｍ、周方向の表面粗さＲａを、０．３μｍとした以外は、実施例Ａ５と同様にして、実施例Ａ６の無端ベルトを得た。
【００９５】
（実施例Ａ７）
芯体として、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミ製円筒を用い、この表面を、周方向に切削加工することにより軸方向の表面粗さＲａを、０．５μｍ、周方向の表面粗さＲａを、０．３μｍとした以外は、実施例Ａ５と同様にして、実施例Ａ７の無端ベルトを得た。
【００９６】
（実施例Ａ８）
芯体として、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミ製円筒を用い、この表面を、周方向に切削加工することにより軸方向の表面粗さＲａを、３．５μｍ、周方向の表面粗さＲａを、０．３μｍとした以外は、実施例Ａ５と同様にして、実施例Ａ８の無端ベルトを得た。
【００９７】
（比較例Ａ２）
芯体として、外径３０ｍｍ、長さ５００ｍｍのアルミ製円筒を用い、この表面を、ブラスト加工することにより軸方向および周方向の表面粗さＲａを、１．０μｍとした以外は、実施例Ａ５と同様にして、比較例Ａ２の無端ベルトを得た。
【００９８】
実施例Ａ１〜実施例Ａ８、および、比較例Ａ１〜比較例Ａ２で用いた芯体表面と、作製された無端ベルトと、の評価結果を表１に示す。但し、表１中の外径膨れ（膨れ欠陥）および表面凹凸（無端ベルト外周面の凹凸）は下記に示す判定基準に基づいて実施した。
＜外径膨れの判定基準＞
○：膨れ発生無し。実用上問題無し。
△：膨れ若干発生。但し、実用上問題無し。
×：膨れ有り（大きさ約５ｃｍ、高さ約２００μｍの膨れ）。実用上問題有り。
＜表面凹凸の判定基準＞
○：表面粗さＲａが、０．３μｍ以下。
×：表面粗さＲａが、０．３μｍよりも大きい、もしくは、突起有り。
【００９９】
【表１】
＜無端ベルト＞
（実施例Ｂ１）
実施例Ａ２に示す無端ベルトの製造過程において、室温に冷却した乾燥処理後の芯体表面に形成されたＰＩ前駆体塗膜の表面に、ＰＦＡのディスパージョン水性塗料（商品名：ＡＤ−２ＣＲ、ダイキン工業（株）製）を浸漬塗布した。
すなわち、乾燥後のＰＩ前駆体塗膜がその表面に形成された芯体を、その長手方向を垂直にして前記ディスパージョン水性塗料中に浸漬し、次いで３００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き上げ、ＰＩ前駆体塗膜表面に膜厚が２０μｍのＰＦＡ塗膜を形成した。
【０１０１】
続いて室温で５分間の乾燥させた後、６０℃で１０分間加熱乾燥させることにより、ＰＦＡ塗膜から水を除去した。その後、３８０℃で３０分間加熱して、ＰＩ樹脂皮膜を形成すると共に、ＰＦＡ塗膜を焼成した。室温に冷却後、芯体表面からＰＩ樹脂皮膜を剥離することにより、膜厚７０μｍのＰＩ樹脂層の外周面にに、膜厚２０μｍのＰＦＡ層が形成された実施例Ｂ１の無端ベルト（電子写真用定着ベルト）を得ることができた。この無端ベルトのＰＩ樹脂層と、ＰＦＡ層と、の間の密着性は十分であった。
【０１０２】
（比較例Ｂ１）
比較例Ａ１に示す無端ベルトの製造過程において、室温に冷却した乾燥処理後の芯体表面に形成されたＰＩ前駆体塗膜の表面に、実施例Ｂ１と同様にしてＰＦＡ層を塗布形成して、比較例Ｂ１の無端ベルト（電子写真用定着ベルト）を得た。
【０１０３】
これらの無端ベルト（定着ベルト）を評価するために、図４に示すような、空回し評価機を用いた。
図４は、無端ベルト（定着ベルト）を評価するための空回し評価機の模式断面図であり、２１が、加熱定着ロールを表し、２２が、加熱源（ハロゲンヒーター）を表し、２３が、圧力パッドを表し、２４が、オイル供給源を表し、２５が、摺動シートを表し、２６が、無端ベルト（定着ベルト）を表し、２７が空回しユニットを、３０が空回し評価機を表す。
【０１０４】
図４中、加熱定着ロール２１は不図示のモーターに接続され、回転可能であると共に、加熱定着ロール２１の内部には、加熱源２２が設置されている。
一方、圧力パッド２３とオイル供給源２４と摺動シート２５とを備えた空回しユニット２７は、その外周部に定着ベルト２６が、回転可能なように取りつけられている。なお、定着ベルト２６は、その外周面が加熱定着ロール２１表面と圧接し、圧接部（ニップ）を形成すると共に、加熱定着ロール２１の矢印Ｒ方向への回転に伴い従動回転することができる。
【０１０５】
定着ベルト２６には、実施例Ｂ１および比較例Ｂ１で得られた定着ベルトを幅３３０ｍｍに切断したものを用いた。また、定着ベルト２６の内周面には、前記ニップが形成できるように、摺動シート２５を介して、圧力パッド２３が定着ベルト２６の内周面を押圧するように配置されており、圧力パッド２３の押圧力を調整することにより前記ニップ部におけるニップ荷重が調整される。
摺動シート２５は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含浸させたガラス繊維シートに覆われたもの（中興化成製）からなり、摺動シート２５の定着ベルト２６に接する面の表面粗さＲａは３．１μｍである。
また、オイル供給源２４は、定着ベルト２６の回転時に、定着ベルト２６内周面に対して、単位時間当たりに一定量のオイルが供給可能なように、定着ベルト２４内周面と当接して配置されている。
【０１０６】
空回し評価に際しては、摺動シート２５の定着ベルト２６に接する面に適量の粘度３００ｃｓのアミノ変性シリコーンオイル（信越化学製）を塗布した後、定着ベルト２６を空回しユニット２７の外周部に装着した。
次に、空回し評価機３０のニップ荷重を３４ｋｇｆ、加熱定着ロール２１の回転数を７４．４ｒｐｍ、加熱定着ロール２１の表面温度を１７５℃に設定し、加熱定着ロールを矢印Ａ方向に回転させ、加熱定着ロール２１に接続されたモーターの負荷トルクと、ニップ部の騒音レベルを測定することにより実施した。
【０１０７】
なお、負荷トルクは、モーターに流れる電流値を測定し、これを換算して求めた。また、騒音レベルの測定はニップ部から３０ｍｍ離れたところに集音マイクを設置し、積分平均型精密騒音計（リオン製、ＮＬ−１４）を用いて実施した。これらの測定は空回しスタート直後、２０分後、２時間後で行い、さらに空回し開始から２時間後の定着ベルト２６の表面の状態等を目視で観察した。
【０１０８】
実施例Ｂ１および比較例Ｂ１の定着ベルトの空回し評価の結果を表２に示す。実施例Ｂ１および比較例Ｂ１ともに負荷トルクに差はなく、かつ２時間後の定着ベルトの状態観察でも問題は見られなかった。一方、摺動音は、実施例Ｂ１が６２ｄＢであるのに対し、比較例Ｂ１では６６〜６７ｄＢと大きかった。すなわち、実施例Ｂ１の定着ベルトは、比較例Ｂ１の定着ベルトと比較して摺動シートと接する内周面の周方向の表面粗さＲａが小さいために、摺動音の発生が抑制されていることがわかる。
なお、摺動音は、定着ベルト内周面の表面粗さＲａ以外にも、ニップ荷重やオイル注油量、摺動シートの材質・形状等にも左右されるが、上記の空回し評価では、これらの条件は、実施例Ｂ１および比較例Ｂ１共に同一の条件にて実施した。
【０１０９】
【表２】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、１）摺動音を抑制することが可能な無端ベルト摺動音を抑制することが可能な無端ベルトと、２）無端ベルトの、内周面周方向の表面粗さＲａが、内周面軸方向の表面粗さＲａよりも小さい無端ベルトを作製することができる無端ベルト製造方法と、３）この無端ベルトを用いた画像定着装置とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】環状体を用いた浸漬塗布方法の一例について示した模式断面図である。
【図２】環状体を用いた浸漬塗布方法の他の例を示した模式断面図である。
【図３】本発明の無端ベルト製造方法に用いられる芯体において、その表面の周方向に形成された切削加工目の例を示す模式図であり（ａ）は、周方向に対してほぼ平行に形成された加工目の例を示し、（ｂ）は、周方向に対してやや斜め方向に形成された加工目の例を示し、（ｃ）は、周方向に対して２種類の角度でやや斜め方向に形成された加工目の例を示す。
【図４】無端ベルト（定着ベルト）を評価するための空回し評価機の模式断面図である。
【符号の説明】
１ 芯体
２ ＰＩ前駆体溶液
３ 塗布槽
４ 塗膜
５ 環状体
６ 環状体の孔
７ 環状塗布槽
８ 環状シール材
９ 中間体
２１ 加熱定着ロール
２２ 加熱源（ハロゲンヒーター）
２３ 圧力パッド
２４ オイル供給源
２５ 摺動シート
２６ 無端ベルト（定着ベルト）
２７ 空回しユニット
３０ 空回し評価機[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser printer, an endless belt suitably used as a photoreceptor, a charging belt, a transfer belt, or a fixing belt, a method for manufacturing the same, and a method using the same. The present invention relates to an image fixing device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In an electrophotographic apparatus, a rotating body made of metal, various plastics, or rubber is used as a fixing body for heating and fixing a toner image on paper.
In some cases, it is preferable that a rotating body such as a fixing body is deformable in order to reduce the size or improve the performance of the electrophotographic apparatus. As such a rotating body, a belt made of a thin plastic film is used. Is used. In this case, if there is a seam in the belt, a defect due to the seam occurs in the output image. Therefore, an endless belt having no seam is used. As a material used for such an endless belt, a polyimide resin is preferably used in terms of strength, dimensional stability, heat resistance, and the like (hereinafter, polyimide may be abbreviated as “PI”).
[0003]
As a fixing device using an endless belt, for example, a fixing device of a belt nip type has been developed (for example, see Patent Document 1). The fixing device mainly includes a rotatable fixing roll, and an endless belt arranged so as to be in contact with and driven by the fixing roll. In the fixing using the fixing device having such a configuration, the toner image is formed by passing the recording paper on which the toner image is formed through a contact portion between the fixing roller whose surface is heated and the endless belt. The fixing is performed by heating and fixing on the surface of the recording paper. At this time, a pressure pad and a sliding sheet are provided on the inner peripheral surface of the endless belt to press the endless belt against the fixing roll at the contact portion (nip).
[0004]
Examples of a method for producing a PI resin endless belt include a centrifugal molding method in which a PI precursor solution is applied to the inner surface of a cylindrical body and dried while rotating (for example, see Patent Document 2), or a PI precursor is applied to the inner surface of the cylindrical body. There is an inner surface coating method for developing a solution (for example, see Patent Document 3). However, in these methods of coating the inner surface of the cylinder, it is necessary to dry the solvent contained in the coating film formed on the inner surface of the cylinder, so that there is a problem that it takes time to dry.
[0005]
As another method for producing an endless belt, for example, there is a method in which a PI precursor solution is applied to the surface of a core by a dip coating method, dried, heated, and then the PI resin film is peeled from the core ( For example, see Patent Document 4). In this method, since the solvent contained in the coating film formed on the outer surface of the core is dried, there is an advantage that the drying time can be reduced.
[0006]
On the other hand, as a solvent for the PI precursor solution used in these endless belt manufacturing methods, an aprotic polar solvent is used, all of which have high boiling points and very slow drying. Further, since the PI resin film formed on the inner surface of the cylinder or the surface of the core body has low gas permeability, a part of the PI resin film tends to remain even when drying the solvent contained in the PI resin film.
[0007]
In the method of peeling after forming the PI resin film on the surface of the core, such as the dip coating method, in the heating step after drying the solvent, residual solvent or water generated at the stage where the imidization reaction proceeds, the inside of the film or If it stays between the core and the film, it expands due to the heat during heating and becomes a high-pressure gas, causing the PI resin film to swell and deform, resulting in non-uniform film thickness and outer diameter. is there. This is particularly remarkable when the thickness of the film exceeds 50 μm.
[0008]
On the other hand, when the endless belt is used in an electrophotographic apparatus, depending on the application in which the endless belt is used, it is possible to reduce the sliding resistance with a sliding sheet arranged to be in contact with the inner peripheral surface of the endless belt, In some cases, it is required to suppress the sliding noise generated when the endless belt rotates.
Further, from the viewpoint of image quality, an endless belt having a different roughness between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface, such that the outer peripheral surface is a smooth surface, and the inner peripheral surface is a rough surface from the viewpoint of belt running properties. May be required. However, in a manufacturing method using a centrifugal molding method or an inner surface coating method, even though it is possible to manufacture an endless belt in which the outer peripheral surface is a rough surface and the inner peripheral surface is a smooth surface, the opposite endless belt is used. A belt could not be made.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-8-262903
[Patent Document 2]
JP-A-57-74131
[Patent Document 3]
JP-A-62-19437
[Patent Document 4]
JP-A-61-273919
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to solve the above problems. That is, the present invention provides: 1) an endless belt capable of suppressing sliding noise that can suppress sliding noise; and 2) a surface roughness Ra of the inner peripheral surface in the circumferential direction of the endless belt. However, an object of the present invention is to provide an endless belt manufacturing method capable of manufacturing an endless belt having a surface roughness Ra smaller than an inner peripheral surface axial direction, and 3) an image fixing device using the endless belt.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the present invention described below. That is, the present invention
<1> In an endless belt containing at least a polyimide resin,
The surface roughness Ra of the endless belt in the axial direction of the inner peripheral surface is in the range of 0.5 to 3.0 μm, and the surface roughness Ra of the endless belt in the inner peripheral surface circumferential direction is the inner peripheral An endless belt characterized by having a surface roughness smaller than a surface roughness Ra in a surface axis direction.
[0012]
<2> The endless belt according to <1>, wherein a surface roughness Ra in a circumferential direction of the inner peripheral surface is less than 0.5 µm.
[0013]
<3> The endless belt according to <1> or <2>, wherein a surface roughness Ra of an outer peripheral surface of the endless belt is smaller than a surface roughness Ra of an inner peripheral surface.
[0014]
<4> At least a part of the inner peripheral surface of the endless belt is formed with streaky irregularities oriented in substantially one direction, and is described in any one of <1> to <3>. Endless belt.
[0015]
<5> The endless belt according to <4>, wherein the streak-shaped uneven streaks are formed so as to form an acute angle with respect to a circumferential direction of the inner peripheral surface of the endless belt.
[0016]
<6> Any one of <4> or <5>, wherein the angle between the streak-like unevenness roughness line and the circumferential direction of the inner peripheral surface of the endless belt is at least two or more. An endless belt described in (1).
[0017]
<7> A method for producing an endless belt, comprising at least a step of applying a polyimide precursor solution to a surface of a core body that has been cut in a circumferential direction to form a coating film.
[0018]
<8> The surface roughness Ra of the core body surface in the axial direction is in the range of 0.8 to 3.0 μm, and the surface roughness Ra of the core body surface in the circumferential direction is the axis of the core body surface. <7> The method for producing an endless belt according to <7>, wherein the surface roughness in the direction is smaller than Ra.
[0019]
<9> The method for manufacturing an endless belt according to <7> or <8>, wherein the surface roughness Ra of the core body surface in the circumferential direction is 0.5 μm or less.
[0020]
<10> at least comprising one or more driving members, an endless belt rotatable by the one or more driving members, and a pressing member;
The surface of any one of the one or more driving members and the outer peripheral surface of the endless belt are disposed in contact with the inner peripheral surface of the endless belt, and press the outer peripheral surface of the endless belt against the driving member surface. Forming a pressure contact portion (nip portion) by the pressing member
An image fixing device that fixes the unfixed toner image on the recording sheet surface by passing the nip portion while heating a recording sheet holding the unfixed toner image on the surface thereof,
The endless belt is the endless belt according to any one of <1> to <6>.
[0021]
<11> The image fixing device according to <10>, wherein a lubricant is applied to an inner peripheral surface of the endless belt.
[0022]
<12> The image fixing device according to <10> or <11>, wherein a pressure distribution of the nip portion in the axial direction of the endless belt is adjustable by the pressing member.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Endless belt manufacturing method)
The method for producing an endless belt of the present invention is characterized by including at least a step of forming a coating film by applying a polyimide precursor solution to a surface of a core body that has been subjected to a cutting process in a circumferential direction.
[0024]
As described above, the endless belt manufacturing method of the present invention includes a step of forming a coating film by applying a solution containing a polyimide precursor to at least a core body surface that has been subjected to a cutting process in a circumferential direction (hereinafter, referred to as “ It is not particularly limited as long as it includes a PI precursor coating film forming step), but after a PI precursor coating film forming step, a drying step of drying the coating film (hereinafter, “PI precursor coating forming step”). Body drying step), a heating step of heating the coating film after the PI precursor drying step (hereinafter, sometimes abbreviated as “PI resin film forming step”), and forming the PI resin film. It is preferable to include a step of peeling off the PI resin film formed through the steps from the surface of the core, and a step of cutting the peeled PI resin film in a circumferential direction.
Further, in addition to these steps, another step may be included as necessary, or the step after the PI precursor coating film forming step may be a step other than the above. .
[0025]
-PI precursor coating film forming step-
In the PI precursor coating film forming step, a polyimide precursor solution is used to form a coating film on the surface of the core. Known PI precursors can be used as the PI precursor contained in the polyimide precursor solution. As the solvent for dissolving the PI precursor, a known aprotic polar solvent such as N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, acetamido, N, N-dimethylformamide and the like can be used.
The concentration, viscosity, and the like of the PI precursor solution are appropriately selected and performed.If necessary, other materials and additives such as conductive particles may be added to the PI precursor solution. Good.
[0026]
The method of applying the PI precursor solution to the surface of the core depends on the shape of the core, but the dip coating method in which the core is dipped in the PI precursor solution and pulled up, the axial direction is almost parallel to the horizontal direction. The core or the nozzle is pivoted while discharging a PI precursor solution from a nozzle or the like disposed almost directly above the core on the surface of the core that is installed so as to rotate in the circumferential direction. A known method such as a flow coating method in which the coating material is moved in a parallel direction, and a blade coating method in which a coating film formed on the surface of the core body is metalized with a blade, can be used.
In the flow coating method or the blade coating method, since the coating film formed on the surface of the core is formed in a spiral shape in the axial direction of the core, a seam is formed, but the solvent contained in the PI precursor solution is The seams are naturally smoothed due to slow drying at room temperature.
[0027]
Hereinafter, among the various coating methods described above, the dip coating method will be described in detail, but the method for forming the PI precursor coating film in the endless belt manufacturing method of the present invention is not limited thereto.
In order to apply the PI precursor solution to the surface of the core body by the dip coating method, the core body is immersed in the PI precursor solution and then pulled up. However, since the viscosity of the PI precursor solution is extremely high, when applied by the dip coating method, the thickness of the coating film formed on the surface of the core body may be unnecessarily thick.
Therefore, an annular body provided with a circular hole larger than the outer diameter of the core is floated on the surface of the PI precursor solution, and the core is immersed in the PI precursor solution through the hole of the annular body. It is preferable to pull up. At the time of lifting, it is preferable that the annular body is in a state of floating on the liquid surface so as to be freely movable. Further, the core is relatively raised from the PI precursor solution while adjusting the lifting speed of the core so that the height of the annular body from the liquid surface of the PI precursor solution falls within a certain range. Is preferred.
[0028]
The dip coating method using such an annular body will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a dip coating method using a ring, and a coating is formed on the surface of the core by raising the core once immersed in a PI precursor solution. It shows a state in which it is formed. FIG. 1 shows only a main part relating to dip coating using an annular body, and omits a peripheral part of an immersion / pulling-up apparatus and the like. In FIG. 1, 1 is a core, 2 is a PI precursor solution, 3 is a coating tank, 4 is a coating film (PI precursor coating film), 5 is an annular body, and 6 is a hole of an annular body. Represent.
[0029]
In the present invention, “applying on a core” means to apply on the surface of the core and, if the surface has a layer, on the layer. In addition, “elevating the core” means a relative elevation with respect to the liquid level of the PI precursor solution, and includes the case of “stopping the core and lowering the liquid level of the PI precursor solution”.
In the dip coating method using the annular body shown in FIG. 1, the annular body 5 is floated on the liquid surface of the
[0030]
The annular body 5 may be made of various metals, plastics, and the like that are not eroded by the solvent used in the PI precursor solution, and may have a hollow structure for weight reduction. Further, in order to prevent the annular body 5 from sinking into the
[0031]
The value obtained by dividing the difference between the outer diameter of the core body 1 and the minimum hole diameter of the hole 6 of the annular body by 2 (hereinafter abbreviated as “gap width”) is the thickness immediately after application of the desired coating film 4 (hereinafter referred to as “gap width”). , Abbreviated as “wet film thickness”). The film thickness of the
However, due to the viscosity and / or surface tension of the
[0032]
As shown in FIG. 1, the shape of the hole 6 of the annular body 5 is not particularly limited as long as the lower part is wider and the upper part is narrower with respect to the liquid surface of the
[0033]
Next, another example of the dip coating method using the annular body shown in FIG. 1 will be described. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the dip coating method using an annular body, and the core body once immersed in a PI precursor solution is lifted to coat the core body surface. This shows a state where a film is formed. In FIG. 2,
The dip coating method shown in FIG. 2 has an advantage that the required amount of the
[0034]
In the dip coating method using the annular body shown in FIG. 2, a hole through which the core body 1 passes is provided at the bottom of the annular coating tank 7, and polyethylene is used so that the PI precursor solution does not leak from the hole. An
[0035]
Further, the annular body 5 is floated on the liquid surface of the
[0036]
When the annular body 5 is slightly lifted in this way, the annular body 5 moves in the horizontal direction so that the frictional resistance with the core body 1 becomes constant in the circumferential direction, and the gap width becomes constant. When the gap width between the annular body 5 and the core body 1 changes, the frictional resistance increases in the portion to be narrowed, and the gap width increases in the opposite side to reduce the frictional resistance. Since the annular body 5 moves in the horizontal direction so that the portion where the resistance is large, that is, the gap width is widened, the annular body 5 does not come into contact with the core body 1 and a constant gap width is always maintained. It is.
[0037]
When the core body 1 is raised, even if the core body 1 is slightly inclined, or if the means for raising the core body 1 has a deflection, the annular body 5 can move in the horizontal direction following the core body, There is also an advantage that the wet film thickness is kept constant.
[0038]
In order for the annular body 5 to function as described above, the annular body 5 must be lifted to some extent from the liquid level, and is preferably held at least 2 mm above the liquid level. The height lifted from the liquid surface increases as the speed of lifting the core 1 increases. However, if the annular body 5 is lifted and separated from the liquid surface, the annular body 5 will drop to the liquid level when the lowermost part of the core 1 has finished passing through the hole 6 of the annular body. . In this case, since bubbles are involved in the
[0039]
For the reasons described above, when the core body 1 is raised, the lifting height of the annular body 5 with respect to the liquid level is not too high or too low, and needs to be kept within a certain range. For this purpose, it is preferable to detect the height of the annular body 5 from the liquid level and adjust the rising speed of the core body 1. That is, when the annular body 5 is lifted high and moves away from the liquid surface, the ascending speed is decreased, and when the height of the annular body 5 is small, the ascending speed is increased. In a simple manner, the height of the annular body 5 from the liquid level can be visually determined, and the speed can be manually adjusted.
[0040]
-PI precursor drying step-
In the PI precursor drying step, the solvent contained in the coating film formed on the surface of the core is removed as described above. The drying temperature is preferably in the range of 50 to 250 ° C, and the drying time is preferably about 30 to 200 minutes. When the coating film formed on the surface of the core body drips due to the influence of gravity during drying, it is also preferable to dry the core body while keeping the axial direction horizontal and rotating at about 10 to 60 rpm.
Further, in order to accelerate the removal of the solvent, the core having the coating film formed thereon may be immersed in water to replace the solvent remaining in the coating film with water.
[0041]
-PI resin film formation process-
The formation of the PI resin film by heating the coating film dried through the above-described PI precursor drying step is performed in a temperature range of 350 to 450 ° C. for about 20 to 60 minutes. At this time, it is preferable that the temperature is not increased immediately but is increased stepwise or slowly at a constant speed until the temperature is reached so that the formed film is unlikely to swell.
Next, the endless belt is obtained by peeling the PI resin film formed on the surface of the core body through the above-described heat treatment from the core body. The endless belt thus obtained may be further subjected to slit processing, punching hole punching processing, tape winding processing, or the like, as necessary.
When an endless belt is obtained by the endless belt manufacturing method of the present invention, the inner peripheral surface of the endless belt means a surface in contact with the surface of the core body.
[0042]
-Core-
Examples of the shape of the core body used in the endless belt manufacturing method of the present invention include a columnar or cylindrical shape such as a columnar shape or a cylindrical shape, and a cross section having a generally circular shape is preferably used. However, it is also possible to use one having another cross-sectional shape such as an elliptical shape.
In the present invention, the “core surface” means the outer peripheral surface of the core when the core is cylindrical unless otherwise specified, and when the core is columnar. Means a plane parallel to the axial direction of the column.
The material of the core body is preferably a metal such as aluminum, copper, and stainless steel. At this time, the core surface is plated with chromium or nickel, the surface is coated with a fluororesin or a silicone resin, or the core is formed so that a film formed on the surface of the core adheres and does not become difficult to peel off. A release agent may be applied to the body surface.
[0043]
On the other hand, as described above, when the coating film formed on the core body surface is heated, the solvent or the like remaining in the coating film is vaporized and generated, and the PI resin film may swell. there were. For this reason, conventionally, the surface of the core body is subjected to blasting so that the gas generated in the coating film during the heat treatment can be effectively released, so that the surface of the core body has a surface roughness Ra. However, a rough surface of about 0.8 to 1.0 μm was formed.
[0044]
On the other hand, the core used in the endless belt manufacturing method of the present invention is also subjected to a cutting process in the circumferential direction of the surface of the core. Thereby, when the coating film formed on the core body surface shrinks during heating, a deviation occurs between the coating film and the irregularities on the core body surface, and a slight gap is formed between the coating film and the core body surface. Thus, the residual solvent and / or moisture contained in the coating film can be effectively removed.
[0045]
Further, by performing such processing on the surface of the core body, while ensuring the above-described degassing performance, and when an endless belt is manufactured by the endless belt manufacturing method of the present invention, the inner peripheral surface of the endless belt is manufactured. The surface roughness Ra in the circumferential direction can be made smaller than the surface roughness Ra in the axial direction on the inner circumferential surface. On the other hand, in the prior art, since the surface roughness of the blasted core body surface is isotropic, it was not possible to produce an endless belt having the above-described anisotropic surface roughness Ra. .
[0046]
In addition, "the cutting process is performed in the circumferential direction" means only the state where the direction of the processing line formed on the core body surface by the cutting process is substantially parallel to the circumferential direction of the core body. In addition, it also means a case where it is formed slightly oblique to the circumferential direction.
Further, the processing line formed on the surface of the core body may be formed only at a substantially constant angle with respect to the circumferential direction, or may be formed at a plurality of angles.
[0047]
FIG. 3 is a schematic view showing an example of a cutting process formed in the circumferential direction of the surface of the core used in the endless belt manufacturing method of the present invention, and FIG. 3 (b) shows an example of a processing pattern formed in a direction slightly oblique to the circumferential direction, and FIG. 3 (c) shows an example of a processing pattern formed in a direction slightly oblique to the circumferential direction. On the other hand, an example of a machining pattern formed in a slightly oblique direction at two types of angles is shown, 1 indicates a core, and a dashed line indicated by reference characters A and A ′ indicates an axial direction of the core 1. . 1 are emphasized for the sake of explanation, and do not always correspond to the actually formed processing.
[0048]
The cutting process is performed by a known processing method in which a cutting tool is brought into contact with the surface of the core body while rotating the core body in the circumferential direction. The surface roughness Ra of the surface of the core body is controlled by the shape and feeding speed of the cutting tool. However, these processing conditions are adjusted according to the outer diameter of the core body.
[0049]
In order to ensure degassing performance and to make the surface roughness Ra of the inner circumferential surface of the endless belt to be produced smaller than the axial direction of the inner circumferential surface of the endless belt, a core surface is required. Is in the range of 0.8 to 3.0 μm, and the circumferential surface roughness Ra of the core body surface is greater than the axial surface roughness Ra of the core body surface. It is preferable to perform cutting in the circumferential direction on the surface of the core body so as to reduce The axial surface roughness Ra of the core body surface is more preferably in the range of 0.8 to 2.5 μm, and particularly preferably in the range of 0.9 to 1.8 μm.
[0050]
The surface roughness Ra of the core body surface required for degassing varies depending on the thickness of the PI resin film formed after the heat treatment. However, when the surface roughness Ra of the surface of the core body is increased, gas is easily released, but the surface roughness Ra of the inner peripheral surface of the obtained endless belt is also increased.
In the case of using a conventional blasted core, if the surface roughness Ra of the surface of the core, particularly the surface roughness Ra in the circumferential direction, becomes large, it may hinder the use as an image forming member. However, since the surface of the core used in the endless belt manufacturing method of the present invention is cut in the circumferential direction, the surface roughness Ra in the core circumferential can be suppressed smaller than that in the axial direction. It is.
[0051]
The relationship between the surface roughness Ra of the core body surface and the surface roughness Ra of the inner peripheral surface of the endless belt to be manufactured is almost linear, and the inner surface of the endless belt increases as the surface roughness Ra of the core body surface increases. The surface roughness Ra of the surface also increases. On the other hand, the surface roughness Ra of the outer peripheral surface of the endless belt also depends on the film thickness of the endless belt (hereinafter, abbreviated as “belt film thickness”).
As the belt film thickness is smaller, the surface roughness Ra of the endless belt outer peripheral surface is more likely to reflect the surface roughness Ra of the core body surface, and as the belt film thickness is larger, the surface roughness Ra of the endless belt outer peripheral surface is The surface roughness Ra of the surface of the core body tends to be hardly reflected.
[0052]
As described above, the surface roughness Ra of the core required for degassing varies depending on the film thickness of the PI resin film formed after the heat treatment, that is, the belt film thickness.
Accordingly, with respect to the preferable axial surface roughness Ra of the core body surface according to the desired belt film thickness, 1) when the belt film thickness is 10 μm or more and less than 25 μm, 2) when the belt film thickness is 25 μm or more and less than 50 μm, 3) The case where the belt film thickness is 50 μm or more and 120 μm or less will be described below in three cases.
[0053]
1) When the belt film thickness is 10 μm or more and less than 25 μm
When the belt film thickness is 10 to 25 μm, the amount of generated gas is small, and the gas permeates to some extent from the film formed on the surface of the core, so that the axial surface roughness Ra of the surface of the core is 0%. No swelling occurs even if it is less than 0.1 μm.
However, when the inner peripheral surface of the endless belt needs to have a rough surface, the surface roughness Ra of the core body surface is easily reflected on the surface roughness Ra of the outer peripheral surface of the endless belt because the belt film thickness is thin. The surface roughness Ra of the core body surface in the axial direction is preferably in the range of 0.05 to 0.8 μm, and more preferably in the range of 0.1 to 0.3 μm.
[0054]
2) When the belt film thickness is 25 μm or more and less than 50 μm
When the belt film thickness is 25 μm or more and less than 50 μm, the amount of generated gas increases and the gas permeability of the film decreases as compared with the case described in the above item 1). However, in consideration of the surface roughness Ra of the outer peripheral surface of the endless belt, the axial surface roughness Ra of the core body surface is preferably in the range of 0.1 to 1.5 μm, and 0.2 to 1.2 μm. Is more preferably within the range, and particularly preferably within the range of 0.3 to 0.8 μm.
[0055]
3) When the belt film thickness is 50 μm or more and 120 μm or less
When the belt thickness is 51 μm or more and 120 μm or less, the amount of generated gas is further increased and the gas permeability of the film is reduced as compared with the cases described in the above items 1) and 2). However, in consideration of the surface roughness Ra of the outer peripheral surface of the endless belt, the axial surface roughness Ra of the core body surface is preferably in the range of 0.5 to 3.0 μm. It is more preferably in the range of 0.8 to 2.5 μm, particularly preferably in the range of 0.9 to 1.8 μm.
[0056]
As described above, the axial surface roughness Ra of the core body surface is determined in consideration of the gas release performance, a desired belt film thickness, and the surface roughness Ra of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the endless belt. Is possible.
[0057]
In any of the above 1) to 3), the circumferential surface roughness Ra of the core body surface is not particularly limited as long as it is smaller than the axial surface roughness Ra of the core body surface. The surface roughness Ra is preferably 0.5 μm or less, more preferably 0.4 μm or less, and more preferably 0.3 μm or less irrespective of the belt film thickness, since it does not depend on the gas venting performance. Is particularly preferred.
When an endless belt manufactured using such a core body is used in an electrophotographic apparatus, a load torque during rotation of the endless belt can be reduced.
[0058]
In addition, the surface roughness Ra is an arithmetic average roughness which is one of the scales of roughness, and a known stylus type surface roughness Ra measuring device (for example, Surfcom 1400A, manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.) is used. Can be measured.
The measurement of the surface roughness Ra in the present invention is based on JIS B0601-1994 using Surfcom 1400A, and consists of an evaluation length Ln = 4 mm, a reference length L = 0.8 mm, and a cutoff value = 0.8 mm. The measurement was performed under measurement conditions. Although it is possible to measure under other conditions, it is preferable to measure under conditions that can take a correlation with the above-described measurement conditions according to the present invention, and the measured value is measured under the measurement conditions according to the present invention. It is evaluated by converting to the evaluated value.
[0059]
(Endless belt)
The endless belt of the present invention is an endless belt containing at least a polyimide resin, wherein the endless belt has a surface roughness Ra in the axial direction of the inner peripheral surface within a range of 0.5 to 3.0 μm, and The surface roughness Ra in the inner peripheral surface circumferential direction is smaller than the surface roughness Ra in the inner peripheral surface axial direction.
The surface roughness Ra of the endless belt in the axial direction of the inner peripheral surface is more preferably in the range of 0.5 to 3.0 μm, and more preferably in the range of 0.8 to 2.5 μm.
[0060]
According to the present invention described above, it is possible to provide an endless belt capable of suppressing sliding noise. The production method of the endless belt of the present invention is not particularly limited as long as it can be produced by a production method capable of obtaining an endless belt capable of satisfying the above-described conditions, but the endless belt of the present invention as described above is used. It is preferable to be manufactured using a manufacturing method.
[0061]
The endless belt of the present invention is not particularly limited as long as it is an endless belt containing at least a polyimide resin. However, in the present invention, the “endless belt containing at least a polyimide resin” is a polyimide resin layer or a single-layer endless belt composed of a layer mainly composed of a polyimide resin (hereinafter, abbreviated as “single-layer endless belt”). It is not limited only to the above-described case, but is an endless belt having a configuration of two or more layers in which another layer is laminated on the inner peripheral surface and / or the outer peripheral surface of the single-layer endless belt (hereinafter, referred to as “multi-layer endless belt”) May also be abbreviated).
In addition, the said main component means that the content of the polyimide resin in a single-layer endless belt is 50 mass% or more.
[0062]
Further, the endless belt of the present invention is characterized in that the surface roughness Ra of the endless belt in the circumferential direction of the inner circumferential surface is smaller than the surface roughness Ra in the axial direction of the inner circumferential surface. However, the term “small” means that it is clearly smaller than the range of the measurement error when measuring the surface roughness Ra or the range of the variation at the time of manufacturing the endless belt. The ratio of the surface roughness Ra in the circumferential direction of the inner peripheral surface to the surface roughness Ra in the direction (circumferential surface roughness Ra / axial surface roughness Ra) is 0.95 or less.
[0063]
The surface roughness Ra of the endless belt in the circumferential direction of the inner peripheral surface is preferably less than 0.5 μm, more preferably 0.4 μm or less, and particularly preferably 0.3 μm or less.
When the surface roughness Ra in the circumferential direction of the inner peripheral surface of the endless belt is 0.5 μm or more, the load torque when rotating the endless belt may increase.
[0064]
Further, in the endless belt of the present invention, it is preferable that the surface roughness Ra of the outer peripheral surface of the endless belt is smaller than the surface roughness Ra of the inner peripheral surface.
An endless belt whose surface roughness Ra between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface has the above-described relationship has a smooth outer peripheral surface from the viewpoint of image quality, and has a rough inner peripheral surface from the viewpoint of belt running properties. Therefore, it is possible to meet the needs of endless belts.
[0065]
The surface roughness Ra of the outer peripheral surface of the endless belt varies depending on the purpose of use. However, when the surface roughness Ra of the outer peripheral surface is 0.3 μm or more, problems such as image defects may easily occur. The surface roughness Ra of the outer peripheral surface of the endless belt is preferably 0.3 μm or less.
[0066]
Next, a description will be given of a specific shape and mode of the unevenness roughness provided on the inner peripheral surface of the endless belt of the present invention.
The unevenness roughness of the inner peripheral surface of the endless belt of the present invention is not particularly limited as long as it has the surface roughness Ra as described above. It is preferable that at least a part thereof has a streaky unevenness oriented substantially in one direction, and it is more preferable that such streaky unevenness is formed on the entire inner peripheral surface of the endless belt. .
[0067]
However, "roughness unevenness oriented in substantially one direction" refers to a state in which streaky unevenness oriented substantially in a specific direction can be confirmed when the inner peripheral surface of the endless belt is visually observed or observed with an optical microscope. means. Also, the degree of orientation may be completely regular or somewhat irregular, and the cross-sectional shape of the streaky irregularities may be irregular in the cross-section in the direction perpendicular to the streaks. May be any cross-sectional shape such as a V-groove or a U-groove. The interval (pitch) between adjacent stripe-shaped convex portions (or concave portions and concave portions) is not particularly limited, and may be an irregular pitch, but is preferably a regular pitch. The pitch interval is not particularly limited, but is preferably in the range of about 50 μm to 250 μm.
The specific shape of the streaky irregularities and the orientation of the streaks are controlled by adjusting the shape of the processing line formed on the surface of the core used in the production of the endless belt as illustrated in FIG. be able to.
[0068]
By providing such streaky irregularities on the inner peripheral surface of the endless belt, the anisotropy of the surface roughness Ra as described above is provided within the inner peripheral surface and the circumferential / axial surface is provided. It becomes easy to control the roughness Ra to a desired value. Further, when such an endless belt is used by being incorporated into an image fixing device or the like, the inner peripheral surface of the endless belt is in contact with a driving member or a pressing member provided in contact with the inner peripheral surface side of the endless belt. A point contact can be formed in the axial direction, so that the contact with the member surface provided in contact with the inner peripheral surface in the circumferential direction (the rotation direction of the endless belt) is reduced. For this reason, the load torque and noise when the endless belt is rotated can be suppressed.
[0069]
In addition, liquid lubricant may be applied to the inner peripheral surface of the endless belt in order to suppress load torque and noise, but when the inner peripheral surface of the endless belt has isotropic unevenness roughness Because it is difficult to move the lubricant in a specific direction, for example, the lubricant may be pushed out to both ends of the endless belt at the portion in contact with the pressing member and may contaminate the inside of the device. there were.
However, when the streak-like unevenness is formed on the inner peripheral surface of the endless belt, the lubricant can be moved along the streak (groove portion) direction of the streak-like unevenness. By utilizing such characteristics, the lubricant can be collected and collected at one end of the endless belt, or collected at the center so that it does not leak to both ends of the endless belt. It is possible to prevent contamination.
[0070]
The streak-like uneven streaks may be formed parallel to the circumferential direction of the inner peripheral surface of the endless belt, or may be formed so as to form an acute angle. When the lubricant is applied to the inner peripheral surface of the endless belt whose streaks form an acute angle with respect to the circumferential direction, when the inner peripheral surface is pressed by a pressing member or the like during the rotation of the endless belt, the lubricant is striped. The lubricant can be efficiently supplied to the contact points (convex portions) which are extruded from the concave portions (grooves) having the uneven roughness to the convex portions and come into contact with the pressing member or the like. Further, the lubricant can be collected and collected at one end of the endless belt.
The angle (acute angle) formed between the streaks of the uneven roughness and the circumferential direction of the inner peripheral surface of the endless belt is not particularly limited, but is preferably greater than 0 ° and 60 ° or less.
[0071]
In addition, the angle between the streak-like unevenness and the circumferential direction of the inner peripheral surface of the endless belt may be at least two or more. For example, a streak may be provided in a “C” shape along the circumferential direction of the endless belt. In such a case, the lubricant can be efficiently supplied to the contact points (convex portions) in the same manner as described above, and the endless belt is inserted into the apparatus such that the bottom side of the letter "C" faces the rotation direction. , The lubricant can be moved so as to collect at the center of the endless belt, and lateral leakage of the lubricant from the end of the endless belt can be prevented.
[0072]
The endless belt having the streaky roughness as described above is provided with a processing line in a specific direction by using a cutting process or the like as exemplified in FIGS. 3 (a) to 3 (c). It can be easily manufactured using such a core. In addition, a streak-like unevenness line is formed so as to form an acute angle with respect to the circumferential direction of the endless belt, and the interval (pitch) between the convex portions and the convex portions (concave portions) is made uniform. In this case, it is preferable to form a processing line on the surface of the core using photolithography or etching.
[0073]
The belt thickness is preferably in the range of 10 to 120 μm, more preferably in the range of 20 to 100 μm, and particularly preferably in the range of 40 to 90 μm.
[0074]
When the endless belt is used as a charging member such as a transfer belt or a contact charging film, conductive particles can be dispersed in the endless belt, and the endless belt can be dispersed by using the endless belt manufacturing method of the present invention described above. When producing the endless belt of the invention, it is preferable to add these conductive particles to the PI precursor solution.
Examples of the conductive particles include carbon black, carbon beads obtained by granulating carbon black, carbon fibers, carbon-based substances such as graphite, metals or alloys such as copper, silver, and aluminum, tin oxide, indium oxide, and antimony oxide. , SnO 2 -In 2 O 3 Examples include conductive metal oxides such as composite oxides and conductive whiskers such as potassium titanate.
[0075]
When the endless belt is used as a fixing member, a resin film having a releasability for toner is formed on the outer surface of the single-layer endless belt in order to improve the releasability of the toner attached to the outer surface of the endless belt. Is valid.
Examples of the material for such a releasable resin film include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether copolymer (PFA), and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP). And the like are preferred. The thickness of the fluororesin coating is preferably in the range of 2 to 30 μm. Further, the releasable resin film may contain a carbon powder dispersed therein for improving durability and electrostatic offset.
[0076]
In order to form these fluororesin coatings, it is preferable to apply an aqueous dispersion containing a fluororesin to the outer peripheral surface of the single-layer endless belt and bake it. When the adhesion between the surface of the single-layer endless belt and the fluororesin coating is insufficient, it is also preferable to apply a primer layer on the outer peripheral surface of the single-layer endless belt in advance, if necessary.
Examples of the material for forming the primer layer include polyphenylene sulfide, polyether sulfone, polysulfone, polyamide imide, polyimide, and derivatives thereof, and further preferably include at least one or more compounds selected from the above-described fluororesins. . Further, the thickness of the primer layer is preferably in the range of 0.5 to 10 μm.
[0077]
To form a primer layer and a fluororesin film on the single-layer belt, a primer layer and a fluororesin film are applied to the outer peripheral surface of the single-layer endless belt obtained by using the endless belt manufacturing method of the present invention. Can be formed.
Alternatively, in the endless belt manufacturing method of the present invention, a primer layer and a fluororesin film are sequentially formed on the surface of the dried coating film formed on the surface of the core body, a dispersion liquid is applied, and then heating is performed. By performing the treatment, the imide conversion completion reaction of the coating film and the baking treatment of the fluororesin film may be simultaneously performed. In such a case, even if the primer layer is not interposed, the adhesion between the outer peripheral surface of the single-layer endless belt and the fluororesin coating can be sufficiently ensured, so that the formation of the primer layer may be omitted. It is possible.
[0078]
(Image fixing device)
Next, an image fixing device using the endless belt of the present invention will be described. The image fixing device of the present invention may be any known image fixing device that can use the endless belt of the present invention, and specifically has the following configuration. Preferably, it is
That is, the image fixing device of the present invention includes at least one or more driving members, an endless belt that can be driven and rotated by the one or more driving members, and a pressing member, and any one of the one or more driving members. The one driving member surface and the endless belt outer peripheral surface are disposed in contact with the endless belt inner peripheral surface, and a pressing portion (nip) is formed by the pressing member that presses the endless belt outer peripheral surface against the driving member surface. A) fixing the unfixed toner image on the recording sheet surface by passing the recording sheet holding the unfixed toner image on the surface thereof through the nip portion while heating the recording sheet. It is preferable to use the endless belt of the present invention as the endless belt.
[0079]
Since the image fixing device of the present invention uses the endless belt of the present invention, the load torque of the driving member can be suppressed, and the noise can be reduced.
The image fixing device of the present invention may have other configurations and functions as required in addition to the configurations and functions described above. For example, the image fixing device may be provided with a lubricant on the inner peripheral surface of the endless belt. An agent may be applied and used. As the lubricant, a known liquid lubricant (for example, silicone oil or the like) can be used. Further, the lubricant can be continuously supplied through a felt or the like provided in contact with the inner peripheral surface of the endless belt.
[0080]
Further, in the image fixing device of the present invention, it is preferable that the pressure distribution of the nip portion in the axial direction of the endless belt can be adjusted by the pressing member. For example, when using a lubricant, by adjusting the pressure distribution, the lubricant can be brought to one end of the endless belt or collected at the center, and the presence state of the lubricant applied to the inner peripheral surface can be arbitrarily determined. Can be controlled. For this reason, for example, it is possible to collect and collect excess lubricant at one end of the endless belt or to move the lubricant to the center of the endless belt, so that leakage of the lubricant from the end of the endless belt can be performed. Contamination in the apparatus can be prevented.
[0081]
The adjustment of the pressure distribution is particularly useful when the lubricant is used and the inner circumferential surface of the endless belt to be used is provided with the above-mentioned streaky roughness. In this case, by adjusting the pressure distribution in the nip portion in consideration of the direction of the streaks of the streaky irregularities, it becomes easier to control the state of the lubricant applied to the inner peripheral surface.
[0082]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, which are mainly divided into an endless belt manufacturing method and an endless belt. However, the present invention is not limited to the following examples.
[0083]
<Method of manufacturing endless belt>
(Example A1)
The application of a solution containing a PI precursor (hereinafter, abbreviated as “PI precursor solution”) to the surface of the core body was performed as follows using a coating apparatus having the configuration shown in FIG.
As the PI precursor solution, an N-methylpyrrolidone solution of the PI precursor (trade name: U varnish, manufactured by Ube Industries, Ltd., solid content concentration: 18%, viscosity: about 5 Pa · s) is used. It was filled in an application tank consisting of a cylindrical container having an inner diameter of 80 mm and a height of 600 mm.
[0084]
Further, as the core, an aluminum cylinder having an outer diameter of 30 mm and a length of 500 mm was used, and the surface was cut in the circumferential direction so that the surface roughness Ra of the core surface was 2. One having a thickness of 0 μm and a thickness of 0.3 μm in the circumferential direction was prepared. Further, a silicone release agent (trade name: KS700, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was applied to the surface of the core body, and baked at 300 ° C. for 1 hour.
[0085]
On the other hand, as the annular body, a Teflon (R) ring having an outer diameter of 40 mm and a triangular cross section is fitted inside a stainless steel hollow ring having an outer diameter of 65 mm, an inner diameter of 40 mm, and a height of 30 mm. A thigh was used. The minimum hole diameter of this Teflon (R) ring was 31.3 mm.
[0086]
Next, after floating the ring-shaped body in the coating solution, the ring-shaped body was fixed so as not to move, the core was made vertical in the axial direction, and inserted into the hole of the ring-shaped body at a speed of 500 mm / min and immersed. . Next, the fixation of the annular body was released, and the core body was pulled up at a speed of 150 mm / min. During the lifting, the annular body did not come into contact with the core, and a PI precursor coating film having a wet film thickness of about 650 μm was formed on the surface of the core.
[0087]
Next, the core having the PI precursor coating film formed on its surface was immediately immersed in water and left for 6 minutes. When the core was pulled out of the water, the PI precursor coating film formed on the surface of the core was yellow-white. Next, water droplets adhering to the surface of the core body were wiped off and placed in a drying oven. The set temperature was initially 30 ° C., and gradually increased to 100 ° C. after one hour. After this drying, the coating became transparent.
[0088]
Thereafter, the mixture was heated at 350 ° C. for 30 minutes to form a PI resin film on the surface of the core body. After cooling to room temperature, the PI resin film was peeled off, and the endless belt of Example 1 having a uniform belt thickness of 70 μm and no swelling defect was obtained. Further, since the release agent was previously applied to the surface of the core, the inner peripheral surface of the endless belt did not adhere to the core during peeling.
[0089]
(Example A2)
An aluminum cylinder having an outer diameter of 30 mm and a length of 500 mm was used as the core body, and the surface was cut in the circumferential direction to obtain an axial surface roughness Ra of 1.0 μm and a circumferential surface roughness Ra. Was changed to 0.3 μm, and an endless belt of Example A2 was obtained in the same manner as in Example A1.
[0090]
(Example A3)
An aluminum cylinder having an outer diameter of 30 mm and a length of 500 mm was used as the core body, and the surface was cut in the circumferential direction to obtain an axial surface roughness Ra of 0.5 μm and a circumferential surface roughness Ra. Was set to 0.3 μm, and an endless belt of Example A3 was obtained in the same manner as in Example A1.
[0091]
(Example A4)
An aluminum cylinder having an outer diameter of 30 mm and a length of 500 mm was used as the core body, and the surface was cut in the circumferential direction to obtain an axial surface roughness Ra of 3.5 μm and a circumferential surface roughness Ra. Was set to 0.3 μm, and an endless belt of Example A4 was obtained in the same manner as in Example A1.
[0092]
(Comparative Example A1)
Example A1 except that an aluminum cylinder having an outer diameter of 30 mm and a length of 500 mm was used as a core body, and the surface was blasted so that the surface roughness Ra in the axial and circumferential directions was 1.0 μm. In the same manner as in the above, an endless belt of Comparative Example A1 was obtained.
[0093]
(Example A5)
An aluminum cylinder having an outer diameter of 30 mm and a length of 500 mm was used as the core body, and this surface was cut in the circumferential direction to obtain an axial surface roughness Ra of 2.0 μm and a circumferential surface roughness Ra. The belt was manufactured in the same manner as in Example A1, except that a ring having a minimum pore diameter of 31.5 mm was used, and the water immersion time of the core after coating film formation was set to 7 minutes. An endless belt of Example A5 having a uniform film thickness of 90 μm was obtained.
[0094]
(Example A6)
An aluminum cylinder having an outer diameter of 30 mm and a length of 500 mm was used as the core body, and the surface was cut in the circumferential direction to obtain an axial surface roughness Ra of 1.0 μm and a circumferential surface roughness Ra. Was set to 0.3 μm, and an endless belt of Example A6 was obtained in the same manner as in Example A5.
[0095]
(Example A7)
An aluminum cylinder having an outer diameter of 30 mm and a length of 500 mm was used as the core body, and this surface was cut in the circumferential direction to obtain an axial surface roughness Ra of 0.5 μm and a circumferential surface roughness Ra. Was changed to 0.3 μm, and an endless belt of Example A7 was obtained in the same manner as in Example A5.
[0096]
(Example A8)
An aluminum cylinder having an outer diameter of 30 mm and a length of 500 mm was used as the core body, and the surface was cut in the circumferential direction to obtain an axial surface roughness Ra of 3.5 μm and a circumferential surface roughness Ra. Was set to 0.3 μm, and an endless belt of Example A8 was obtained in the same manner as in Example A5.
[0097]
(Comparative Example A2)
Example A5 was repeated except that an aluminum cylinder having an outer diameter of 30 mm and a length of 500 mm was used as the core body, and the surface was blasted so that the surface roughness Ra in the axial and circumferential directions was 1.0 μm. In the same manner as in the above, an endless belt of Comparative Example A2 was obtained.
[0098]
Table 1 shows the evaluation results of the surface of the core body used in Examples A1 to A8 and Comparative Examples A1 to A2, and the produced endless belt. However, the outer diameter swelling (swelling defect) and surface irregularities (irregularities on the outer peripheral surface of the endless belt) in Table 1 were carried out based on the following criteria.
<Judgment criteria for outer diameter swelling>
：: No swelling occurred. No problem in practical use.
Δ: Some swelling occurred. However, there is no practical problem.
×: Swelling (swelling of about 5 cm in size and about 200 μm in height). There is a problem in practical use.
<Surface unevenness criteria>
Good: Surface roughness Ra is 0.3 μm or less.
×: Surface roughness Ra is larger than 0.3 μm or there is a projection.
[0099]
[Table 1]
<Endless belt>
(Example B1)
In the production process of the endless belt shown in Example A2, a PFA dispersion aqueous paint (trade name: AD-2CR, (Manufactured by Daikin Industries, Ltd.).
That is, the core having the dried PI precursor coating film formed on its surface is immersed in the aqueous dispersion with the longitudinal direction thereof being vertical, and then pulled up at a rate of 300 mm / min. A PFA coating film having a thickness of 20 μm was formed on the coating film surface.
[0101]
Subsequently, after drying at room temperature for 5 minutes, water was removed from the PFA coating film by heating and drying at 60 ° C. for 10 minutes. Thereafter, the mixture was heated at 380 ° C. for 30 minutes to form a PI resin film and sinter the PFA film. After cooling to room temperature, the PI resin film was peeled off from the surface of the core to form a 20 μm thick PFA layer on the outer peripheral surface of the 70 μm thick PI resin layer. Fixing belt). The adhesion between the PI resin layer and the PFA layer of the endless belt was sufficient.
[0102]
(Comparative Example B1)
In the process of manufacturing the endless belt shown in Comparative Example A1, a PFA layer was applied and formed in the same manner as in Example B1 on the surface of the PI precursor coating film formed on the surface of the core after the drying treatment cooled to room temperature. An endless belt (fixing belt for electrophotography) of Comparative Example B1 was obtained.
[0103]
In order to evaluate these endless belts (fixing belts), an idle evaluation machine as shown in FIG. 4 was used.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a spinning evaluator for evaluating an endless belt (fixing belt), in which 21 represents a heating fixing roll, 22 represents a heating source (halogen heater), and 23 represents A pressure pad, 24 represents an oil supply source, 25 represents a sliding sheet, 26 represents an endless belt (fixing belt), 27 represents an idling unit, and 30 represents an idling evaluator. .
[0104]
In FIG. 4, the heating / fixing
On the other hand, an idling
[0105]
As the fixing
The sliding
Further, the
[0106]
At the time of the idle rotation evaluation, an appropriate amount of 300 cs amino-modified silicone oil (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is applied to the surface of the sliding
Next, the nip load of the spinning
[0107]
The load torque was determined by measuring a current value flowing through the motor and converting the measured value. The measurement of the noise level was carried out by installing a sound collecting microphone at a
[0108]
Table 2 shows the evaluation results of the idling of the fixing belts of Example B1 and Comparative Example B1. There was no difference in load torque between Example B1 and Comparative Example B1, and no problem was observed in the state of the fixing belt after 2 hours. On the other hand, the sliding noise was 62 dB in Example B1, whereas it was 66 to 67 dB in Comparative Example B1. That is, since the fixing belt of Example B1 has a smaller circumferential surface roughness Ra of the inner peripheral surface in contact with the sliding sheet as compared with the fixing belt of Comparative Example B1, the occurrence of sliding noise is suppressed. You can see that there is.
The sliding noise depends on the nip load, oil lubrication amount, the material and shape of the sliding sheet, and the like, in addition to the surface roughness Ra of the inner peripheral surface of the fixing belt. These conditions were carried out under the same conditions for both Example B1 and Comparative Example B1.
[0109]
[Table 2]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, 1) an endless belt capable of suppressing sliding noise that can suppress sliding noise; and 2) an inner peripheral surface of the endless belt. An endless belt manufacturing method capable of producing an endless belt having a surface roughness Ra in the circumferential direction smaller than the surface roughness Ra in the axial direction of the inner peripheral surface; and 3) an image fixing device using the endless belt. can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a dip coating method using an annular body.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing another example of a dip coating method using an annular body.
FIG. 3 is a schematic view showing an example of a cutting process formed in a circumferential direction on a surface of a core used in the endless belt manufacturing method of the present invention. (B) shows an example of a process formed slightly obliquely to the circumferential direction, and (c) shows an example of a process formed at two different angles with respect to the circumferential direction. An example of a processing eye formed in a slightly oblique direction is shown.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an idle evaluation device for evaluating an endless belt (fixing belt).
[Explanation of symbols]
1 core
2 PI precursor solution
3 Coating tank
4 Coating
5 Ring
6 Annular body holes
7 annular coating tank
8 Annular sealing material
9 Intermediate
21 Heat fixing roll
22 Heating source (halogen heater)
23 Pressure pad
24 Oil supply source
25 Sliding sheet
26 Endless belt (fixing belt)
27 Spinning unit
30 Rotating evaluation machine
Claims (12)
該無端ベルトの内周面軸方向の表面粗さＲａが、０．５〜３．０μｍの範囲内であり、且つ、前記無端ベルトの、内周面周方向の表面粗さＲａが、内周面軸方向の表面粗さＲａよりも小さいことを特徴とする無端ベルト。In an endless belt containing at least a polyimide resin,
The surface roughness Ra in the axial direction of the inner peripheral surface of the endless belt is in the range of 0.5 to 3.0 μm, and the surface roughness Ra of the endless belt in the inner peripheral surface circumferential direction is the inner peripheral surface. An endless belt having a surface roughness smaller than a surface roughness Ra in a surface axis direction.
前記１つ以上の駆動部材のいずれか１つの駆動部材表面と、前記無端ベルト外周面とが、前記無端ベルト内周面に接して配置され、前記無端ベルト外周面を前記駆動部材表面へと押圧する前記押圧部材により圧接部（ニップ部）を形成し、未定着トナー像をその表面に保持する記録シートを加熱しながら前記ニップ部を通過させることにより、前記未定着トナー像を前記記録シート表面に定着させる画像定着装置において、
前記無端ベルトが、請求項１〜６のいずれか１つに記載の無端ベルトであることを特徴とする画像定着装置。At least one driving member, an endless belt rotatable by the one or more driving members, and a pressing member,
The surface of any one of the one or more driving members and the outer peripheral surface of the endless belt are disposed in contact with the inner peripheral surface of the endless belt, and press the outer peripheral surface of the endless belt against the surface of the driving member. A pressing portion (nip portion) is formed by the pressing member, and the unfixed toner image is transferred to the surface of the recording sheet by passing the recording sheet holding the unfixed toner image on the surface thereof while heating the recording sheet. In an image fixing device for fixing to
An image fixing device, wherein the endless belt is the endless belt according to any one of claims 1 to 6.
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