JP2005003715A - 被覆層付き非直円筒及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】表面が平滑で均一な被覆層を有する非直円筒及びその製造方法を提供する。
【解決手段】薄肉円筒１内に直円柱状中子３を矯正挿入することにより薄肉円筒の真円度を高め、次いで薄肉円筒表面に被覆層を形成し、次いで直円柱状中子を除去し、薄肉円筒内に非直円柱状拡管中子５を挿入した後、非直円柱状拡管中子を熱的に膨張させることにより、非直円筒状に矯正する。
【選択図】 図１
【解決手段】薄肉円筒１内に直円柱状中子３を矯正挿入することにより薄肉円筒の真円度を高め、次いで薄肉円筒表面に被覆層を形成し、次いで直円柱状中子を除去し、薄肉円筒内に非直円柱状拡管中子５を挿入した後、非直円柱状拡管中子を熱的に膨張させることにより、非直円筒状に矯正する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被覆層付き非直円筒及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複写機やレーザービームプリンター、ファクシミリなどの電子写真装置に配設される像加熱定着装置の被覆層付きベルトのように、記録紙の高精度搬送が求められる装置や、被覆層付きベルトを均一なニップ幅で圧接を求められる装置などにおいては、記録紙の搬送性や記録紙の皺防止の要求により、被覆層付きベルトの周囲の形状を、クラウン形状や逆クラウン形状といった、被覆層付きベルトの中心軸方向に沿って外形を変化させた非直円柱状のものが必要になってきている。更に、記録紙上のトナーを加熱溶融し、記録紙上全体に光沢ムラなく安定にトナー像を定着させる定着性能の面から、高熱伝導性耐熱性弾性体である被覆層のベルト上での膜厚均一性と平坦性とが求められている。
【０００３】
一般に、非直筒状の作成方法としては、深絞りや研削加工などによりある程度円筒状に形成されたものを非直円筒状の型内に入れ、前記円筒状に形成されたものの内側より高圧力を与え、非直円筒状の型内壁側に押し広げることにより形成するバルジング加工法や、非直円筒状型内にセットされた円筒状部材をその中にセットされた回転ロールにより、円筒状型内面側に押し広げることにより、非直円筒状とするスピニング加工法等が、知られている。
【０００４】
また、薄肉円筒の矯正方法としては、フィルム環状体の製法において、エキシマレーザー光で微細孔を開けた円筒状フィルムに、それよりも熱膨張率の大きな円筒状支持体を挿入し、円筒状支持体を加熱することにより、円筒状フィルムを管状に矯正することが述べられている（例えば特許文献１参照）が、非直円筒状に矯正を行おうとすると、プラスチックでは金属の結晶構造と異なり、塑性変形により部材全体が均一に変形することができず却って、真円度を低下させてしまう。まして、孔加工した場合、その近傍の強度低下により不均一な変形となり、真円度の高い矯正は行えない。更に、金属製筒状部品の矯正方法としては、被矯正部品を加熱して熱膨張状態とする工程と熱膨張した被矯正部品の中に修正型を嵌め込む工程と、修正型を加熱して熱膨張させて非修正部品の変形部分を矯正することが述べられている（例えば特許文献２参照）が、予め、未硬化の被覆層付きの薄肉円筒を加熱しておくことは未硬化被覆層が硬化してしまい、中子除去後に被覆層付き薄肉円筒が変形してしまい真円度を低下させてしまう。
【０００５】
また、このような非直円筒への被覆層を均一に形成する方法としては、次の方法が考えられる。
（１）回転している非直円筒表面に、スプレーガンを移動させながら被覆層原料をコートし、所定厚になったらコートを止め、被覆層原料を硬化する方法。
（２）被覆層原料の入ったディップ浴に、内面がコートされないよう処理された非直円筒を入れ、所定膜厚となるよう引き上げ速度を調整し、非直円筒を引き上げた後、被覆層原料を硬化する方法。
（３）非直円筒と管状ノズルとを相対移動させながら、環状ノズルから被覆層原料を非直円筒上に環状塗工する方法。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３１４７３号公報
【特許文献２】
特開平１０−８０７２６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の（１）から（３）の非直円筒上への被覆層の形成方法では、次のような問題点が生じる場合があった。
【０００８】
（１）では、定着ベルト表面に形成される被覆層は、高熱伝導性耐熱性弾性層であって、シリコーンゴム材料に熱伝導性を高めるために、金属酸化物等の充填材を多量に含む場合があり、このとき、被覆層原料の粘度は極めて高い。被覆層原料そのものはスプレー法に不向きであるため、溶剤等で希釈し低粘度化して初めてスプレーを行うことができる。その場合、スプレー塗布の低収率性、溶剤の環境保全対策、溶剤希釈した被覆層原料中での充填材の沈殿による分離等の理由から、定着ベルトには不向きになる場合があった。
【０００９】
（２）では、（１）と同様、極めて高粘度の材料である被覆層原料の入ったディップ浴から、非直円筒を引き上げ均一な所定厚みを得ようとすると、塗工不要部へのシールドを必要とすることや、膜形成に数時間という極めて長時間かけることで可能であるが、被覆層原料の組成によっては、その間の振動や地震等により膜厚バラツキを生じるなどといった理由により実用的でない場合があった。
【００１０】
（３）では、直円筒表面への環状塗工方法は、環状ノズルと直円筒との距離とにより、更に、塗工膜厚をその距離よりも小さく設定することで、高精度の均一塗工膜を得ることができる。しかし、非直円筒上へ環状塗工を行おうとすると、環状ノズルが非直円筒上に形成された被覆層原料を削いでしまったり、非直円筒と環状ノズルとが摺接してしまう等により、均一な被覆層の形成が困難になる場合があった。
【００１１】
そこで本発明の目的は、上記従来例の欠点を改良することで、表面が平滑で均一な被覆層を有する非直円筒及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、薄肉円筒内に直円柱状中子を矯正挿入することにより該薄肉円筒の真円度を高め、次いで該薄肉円筒表面に被覆層を形成し、次いで該直円柱状中子を除去し、該薄肉円筒内に非直円柱状拡管中子を挿入した後、該非直円柱状拡管中子を熱的に膨張させることにより、非直円筒状に矯正されたものであることを特徴とする被覆層付き非直円筒である。
【００１３】
また、本発明は、第一の工程として、薄肉円筒内に直円柱状中子を矯正挿入することにより該薄肉円筒の真円度を高め、第二の工程として、該薄肉円筒表面に被覆層を形成し、第三の工程として、該直円柱状中子を除去した後、該薄肉円筒内に非直円柱状拡管中子を挿入し、次いで該非直円柱状拡管中子を熱的に膨張させることにより、該薄肉円筒を非直円筒状に矯正することを特徴とする被覆層付き非直円筒の製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明によって製造された被覆層付き非直円筒を、例えば、像加熱定着装置用の定着ベルトとして使用した場合、記録紙を高精度に搬送したり、記録紙搬送時の皺を防止することができる。更に、円筒上に膜厚均一性と平坦性とを有する被覆層が形成されることで、記録紙上のトナーを加熱溶融し、記録紙上全体に光沢ムラなく安定にトナー像を定着させる良好な定着性能を有することができる。
【００１５】
本発明における「直円筒」とは、長手方向における断面径１２点測定値の最大値と最小値との差が０．０５０ｍｍ以下の円形を有するものであり、内部が中空のものである。「非直円筒」とは、長手方向における断面径の最大値と最小値との差が０．０５０ｍｍを超えるもので、例えばクラウン形状や逆クラウン形状、テーパー形状等を有するものであり、内部が中空のものである。ここで、クラウン形状とは軸方向の中央部を太く、両端部を細くした形状であり、逆クラウン形状とは軸方向の中央部を細く、両端部を太くした形状である。また、テーパー状とは徐々に外径が太くまたは細くなる形状を表す。最大径と最小径との差をそれぞれ「クラウン量」、「逆クラウン量」、「テーパー量」とする。
【００１６】
また、「非直円柱形状」とは、長手方向における断面径の最大値と最小値の差が０．０５０ｍｍを超えるクラウン形状や逆クラウン形状、テーパー状形状等であり、筒状、厚肉円筒状又は棒状のいずれの形状であってもよい。非直円柱状の拡管中子は、外径が非直円柱状を呈するものであればよく、熱容量を考慮し、筒状であっても厚肉円筒状であってもよい。「直円柱形状」とは、長手方向における断面径１２点測定値の最大値と最小値との差が０．０５０ｍｍ以下の円形を有するものである。
【００１７】
また、真円度とは、外形が直円筒状や非直円筒状を問わず、端部の任意の位置を基点として、軸方向に等間隔で１２基点を定め、各基点毎に角度を４５°ずつずらし外径を４点測定しその中の最大径と最小径との差から、１２基点における最大のものとした。本発明に言う非直円筒状基材の好ましい真円度、或いは、被覆層付き非直円筒の好ましい真円度は０．０２０ｍｍ以下であり、より好ましくは０．０１５ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．０１０ｍｍ以下である。
【００１８】
図１には、好ましい真円度を有する被覆層付き非直円筒の形成方法に関する側面図を示す。（Ａ）では、基材である薄肉円筒２に、その内径より大きな外径を有する直円柱状中子３を、３の先端部の細孔６から噴出される高圧空気により、薄肉円筒２を拡径させると同時に直円柱状中子３が挿入され、高圧空気の噴出を停止することにより、（Ｂ）では、直円柱状中子の外径に倣って薄肉円筒が固定さる。その後、（Ｃ）では、直円柱状中子に固定された薄肉円筒表面に被覆層原料４が環状塗工法により塗工され、挿入工程と同様、直円柱状中子の細孔６からの高圧空気の噴出により薄肉円筒を拡径し、直円柱状中子が取り除かれ、代わって、（Ｄ）では、非直円柱状拡管中子（ここでは逆クラウン形状）５を、その外径最大部付近にあけられた複数の細孔６から噴出する高圧空気により、被覆層原料が塗工された薄肉円筒を拡径させながら挿入し、それらを（Ｅ）では加熱することで非直円柱状拡管中子を熱膨張により拡管させて薄肉円筒及び被覆層原料を非直円筒の外径に倣わせると同時に、被覆層原料を硬化させる。この後、（Ｆ）では非直円柱状拡管中子の挿入と同様な方法により、細孔６から噴出させた高圧空気を利用し、非直円柱状拡管中子５から取りはずし被覆層付き非直円筒１を得る。
【００１９】
薄肉円筒は、電鋳法や引き抜き法、深絞り、切削法、スピン法、バルジング法等により製造されたシームレス管であっても、シート状膜の端部を接続して形成したループ状、管状、リング状、筒状、輪状、中空状等含むものをいい、その材質は、金属、セラミックス、プラスチックの単一材料であっても、積層材料であっても、複合化されていてもよいが、定着ベルトとして使用する場合、熱伝導性や高温での使用に耐える材料であることが好ましく、より好ましくは金属であって、更に好まくは、Ｎｉ鋼、Ｎｉ−Ｃｒ鋼などである。より好ましくは、定着ベルトとして回転時の酸化による摩耗防止の点からステンレス鋼である。
【００２０】
被覆層としては、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、オレフィン樹脂、シリコーンゴム等を使用することができるが、定着ベルトの被覆層としての耐熱性やゴム弾性の面からシリコーンゴムが好ましい。
【００２１】
被覆層の厚さは、１〜２０００μｍであるのが好ましい。より好ましくは、１０〜１０００μｍ、さらに好ましくは、５０〜５００μｍである。
【００２２】
直円筒状に矯正された薄肉円筒表面への被覆層原料の塗工方法としては、スプレーコート法、スピンコート法、ディップコート法、ブレードコート法、ディスペンサーコート法、環状塗工法等いずれの方法でも適用できる。
【００２３】
本発明で言う被覆層付き非直円筒及びその製造方法では、環状塗工法を用いることにより、矯正された直円筒上に高粘度液体を溶剤希釈することなく、膜厚の均一な平滑な面を、短時間かつ高精度に塗工することができ好ましい。上記被覆層付き非直円筒及びその製造方法では、環状塗工法を用いる場合、被覆層原料の粘度は０．０１〜１０００Ｐａ・ｓであるのが好ましく、より好ましい被覆層原料の粘度は、０．１〜８００Ｐａ・ｓである。なお、粘度はＢＬ型回転粘度計により２５℃にて測定したものである。
【００２４】
図２は、本発明の環状塗工法を模式的に示す図であって、その塗工状態を要部拡大図３に示されるように、真円度を矯正された薄肉円筒表面に被覆層原料を塗工する状況を示した図である。直円筒状に矯正された薄肉円筒２は、矯正中子３に固定されていて、被覆層原料がシリンダー７内で、一定速度で押し下げられる（駆動部は不図示）ピストン８によって、液送管９を通して環状ヘッド部１０の注入口１１に導かれ、環状の液貯留部１２に貯留されされた後、環状の狭い流路１３を経て、環状ノズル１４より吐出される。このとき、中子３に矯正固定された薄肉円筒２と環状ヘッド１０とを薄肉円筒２の軸方向に所定速度で相対移動させる（駆動部は不図示）ことにより、被覆層原料４を塗工する。被覆層原料の厚みは、使用する被覆層の粘度や相対移動速度により一義的に決まらないが、薄肉円筒と環状ノズルとの間隔ｇの０．６５倍〜０．９５倍が好ましく、０．６５倍以上とすることで、塗工膜が間歇的に円筒表面に塗工される塗膜欠陥が起こりにくい。また、被覆層原料の膜厚を０．９５倍以下とすることで、環状ノズル内壁に塗工面が触れることもなく、高精度の膜厚形成が可能となる。また、間隔ｇに対するこの値は、より好ましくは０．７０倍〜０．９０倍の膜厚を塗工するのがよく、更に好ましくは、０．７５倍〜０．８５倍である。
【００２５】
このようにして、被覆層原料の形成された薄肉円筒を、矯正中子に挿入したのと同様な方法により、中子にあけた細孔から噴出する高圧空気により拡管させながら取り外し、図１の（Ｅ）のように非直円柱状拡管中子５を挿入する。このときも、例えば、矯正中子と同様に、高圧空気を中子にあけた複数の細孔６から噴出させ薄肉円等を拡管させながら非直円柱状拡管中子５を挿入することで、異形状であり、かつ、薄肉円筒の内径よりも、外径の大きい非直円柱拡管中子を容易に挿入できる。殊に、より真円度の高い被覆層付き非直円筒を得ようとする時、薄肉円筒の内径に比べ、非直円柱状拡管中子の外径を等しいかそれより大きくするのが好ましい。
【００２６】
薄肉円筒内に挿入した非直円柱状拡管中子を加熱することにより、薄肉円筒を非直円筒へと矯正変形させ、それと同時に薄肉円筒表面の被覆層原料を硬化させる。硬化後、室温に戻し、非直円柱状拡管中子を前記同様圧縮空気の噴出により、薄肉円筒から抜きとり、更に、必要に応じ被覆層付き非直円筒の両端の不要部を切断することにより寸法を整えることで、所望の真円度を有し膜厚精度の極めて高い被覆層付き非直円筒を得ることができる。これにより、像加熱定着装置の定着ベルトとして極めて高い定着性能や、記録媒体の極めて高い搬送性能を達成し得る。
【００２７】
また、薄肉円筒表面にコートされる被覆層原料は、非直円柱状拡管中子が挿入されるときは、未硬化状態か仮硬化状態であることが好ましい。もし硬化状態の被覆層が形成されていれば、その後の、薄肉円筒を非直円筒へと矯正変形を行ったとき、被覆層の厚みバラツキを生じたり、被覆層表面に皺やクラックを生じたり、更に、被覆層付き非直円筒に局部変形を生じ真円度を低下させることがある。
【００２８】
非直円柱状拡管中子を被覆層原料がコートされた薄肉円筒内に挿入した後、非直円柱状拡管中子に加える周方向及び軸方向への膨張変形は、変形の等方性、装置の簡便性から熱的に行う必要があり、拡管中子の熱膨張率は、薄肉円筒基材の熱膨張率よりも大きいことが好ましい。その差は、少なくとも０．５×１０−５（ｄｅｇ−１）以上であることが好ましく。より好ましくは１．０×１０−５（ｄｅｇ−１）以上であり、更に好ましくは１．５×１０−５（ｄｅｇ−１）以上である。
【００２９】
このとき、加熱温度もまた、確実に変形させるために、また、表面に形成した被覆層原料を硬化させるために、１００℃〜４００℃が好ましく。より好ましくは１５０℃〜３５０℃、更に好ましくは２００℃〜３００℃である。
【００３０】
これにより、薄肉円筒は、確実に非直円筒に矯正されるとともに、被覆層原料も確実に非直円筒に倣い硬化することができ、平滑性のあり、真円度の高い被覆層付き非直円筒を得ることができる。
【００３１】
【実施例】
以下実施例により本発明を更に詳細に説明するが、これら実施例は、何ら本発明を限定するものではない。
【００３２】
（実施例１）
以下、本発明の一実施例として、図１を用いて被覆層付き非直円筒１の製造方法について説明する。薄肉円筒としては、公知の方法であるスピン加工により内径２９．９５ｍｍ狙い、厚み０．０５０ｍｍ、円筒長２５０ｍｍに作成されたＳＵＳ製の基材を複数１００本用意した。
【００３３】
このものを、図４に示すように、発光部１５からのレーザー光束１６幅を受光部１７で検知する公知のレーザー測長機で、ホルダー１８に懸架させた薄肉円筒を両端の５ｍｍを除き軸長方向に２０ｍｍピッチで１２点測定位置を定め、各ピッチ毎に４５°ずつ周方向の角度を変えその光束幅から外径を測定し、各位置での最大径と最小径との差を求めたところ、その差の最大は０．１１５ｍｍであり極めて真円度が悪い円筒であることがわかった。また、各位置でのレーザー光束の上端から円筒表面までの距離を同一ピッチで１２点測定しその距離の最大と最小の差、即ち外形の振れ範囲を測定したところ０．１０５ｍｍであり極めて直円柱度も悪い円筒であり、直円筒度（真円度と直円柱度）の悪い基材であることがわかる。なお、本発明では、直円筒度の良いとは、真円度が０．０２０ｍｍ以下であり、なおかつ、直円柱度（外形の振れの範囲）が０．０１０ｍｍ以下のものをいう。
【００３４】
用意した複数１００本の薄肉円筒の残り全ても、大略同程度の真円度の悪い、直円柱度の悪い、従って直円筒度の悪い基材であった。また、この基材表面に環状塗工法により被覆層を厚み３００μｍ塗工しようとすると、基材と環状ノズルとの距離が不均一のため、被覆層が間歇的に塗工される箇所や、環状のズルと基材表面とが摺接して塗工されるなど、膜厚精度の極めて悪い被覆層付き円筒となる。
【００３５】
本発明では、これら基材に、真円度０．００２０ｍｍ、直円柱度０．００５ｍｍに加工された、図１の３に示すような外径３０．０００ｍｍに加工されたＳＵＳ製直円柱状中子を、その先端部の細孔より高圧空気を噴出させつつ、薄肉円筒基材を拡管させながら挿入した。このときの、直円柱状中子を挿入された薄肉円筒基材の真円度は、０．０１０ｍｍ、直円柱度（振れの範囲）は、０．００５であった。
【００３６】
このようにして、図２、図３に示す方法により、ＤＹ３５−５６１（商品名：付加型シリコーンゴム、粘度：１２０Ｐａ・ｓ、東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）を、３０．８５０ｍｍの口径の環状ノズルより、液送量と、環状ノズルと薄肉円筒との相対移動速度とを勘案して、３００μｍの膜厚になるよう環状塗工法により、薄肉円筒先端部１０ｍｍ位置から後端部１０ｍｍ位置までの塗工範囲２３０ｍｍで被覆層原料を塗工した。
【００３７】
このときの同一ピッチで測定した塗工膜厚（レーザー測長機により、未塗工の薄肉円筒両端部５ｍｍの位置を基準としたレーザー光束上端からの被覆層原料表面までの距離により求めた）は３００μｍ±１５μｍであり、更に被覆層原料表面の真円度は、０．０１０ｍｍ以下に塗工されていた。
【００３８】
これらを直円柱状中子の細孔からの高圧空気を噴出させることにより、薄肉円筒を拡管し直円柱状中子を取り除いた被覆層原料付き薄肉円筒５０本ずつを２つの群に分けた。
【００３９】
第１群の５０本は本発明による実施例として、これらを、両端の付近の最大径部が３０．１００ｍｍ、中央の最小径部が２９．９３５ｍｍ（逆クラウン量、０．１６５ｍｍ）のＡｌ製逆クラウン状非直円柱状拡管中子５を最大径部付近にあけた細孔から高圧空気を墳出させることにより被覆層原料を塗工した薄肉円筒を拡管させることにより挿入し、２２０℃の流気式乾燥機に入れ、熱膨張率の差（ＳＵＳとＡｌでは、１．２×１０−５ｄｅｇ）を利用し被覆層原料付き直円筒の拡管変形を行い、それとともに、被覆層原料の４時間硬化を行った。その後、室温に戻して後、非直円柱状拡管中子の挿入と同様な方法により、非直円柱状拡管中子を取り外し、本発明にいう被覆層付き非直円筒を得た。これらの、真円度は、０．０１０ｍｍ以下、両端の最大径部は３０．７７０ｍｍ、中央の最小径部は３０．６５０ｍｍ（逆クラウン量０．１２０ｍｍ）の、被覆層付き非直円筒を作成した。
【００４０】
（比較例１）
比較例として、第２群として残りの５０本の被覆層原料付き直円筒を２２０℃流気式乾燥機に投入し、４時間被覆層原料の硬化を行った後取り出し、室温にて、実施例と同様形状のＡｌ製逆クラウン形状の非直円柱状拡管中子を、高圧空気の利用により被覆層付き直円筒に挿入し、２２０℃の流気式乾燥機に４時間投入して、大きな拡管中子の熱膨張を利用し直円筒の非直円筒への変形を行った。その後、乾燥機から取り出し、非直円柱状拡管中子を取り外し、比較例の被覆層付き非直円筒を得た。これらの真円度は、０．０６５ｍｍ以上、また逆クラウン形状は認められるものの明らかに歪んだ形状の被覆層付き非直円筒であった。
【００４１】
実施例１及び比較例１により製造した被覆層付き非直円筒を用いて、以下の評価を行った。
【００４２】
＜搬送性・定着性能の評価＞
実施例１及び比較例１により作成したベルトを図５に示す像加熱定着装置に装着し、トナーの定着性能や記録紙などの担持体の搬送性能を確認した。図５において、符号１９は被覆層付き定着ベルト、２０は定着ベルト１９の加熱体であり、２１は加熱体２０を支持するとともに定着ベルト１９の回転を支持する支持体である。
【００４３】
２２は、加圧ローラであり不図示の駆動手段により駆動される。像加熱定着装置は図５のように定着ベルト１９と加圧ローラ２２との間に、画像を形成するトナーを担持した記録紙などの担持体２３を搬送挿通させて、加熱体２０から受けた定着ベルトへの熱を、被覆層を介してトナーへ伝達するとともに、トナーを記録紙の上に加圧・加熱することにより定着させる。
【００４４】
記録紙面全体が黒色未定着トナーの担持された複数枚の記録紙を搬送挿通させ、定着性能と記録紙搬送性とを確認した。その結果、実施例１による定着ベルトは、記録紙面全体で光沢が一定な定着ムラのない極めて高品位の定着性能を有することが確認できた。また、記録紙搬送性能を長時間搬送挿通により確認したところ、紙皺のない安定した搬送性が得られることも確かめられた。
【００４５】
それに対して、比較例１による定着ベルトでは、記録紙面全体が黒色未定着トナーの担持された複数枚の記録紙を搬送挿通させると、被覆層付き非直円筒の歪みによる加圧ムラと思われる、光沢のばらつきのある定着欠陥の多いことが認められた。また、実施例１と同様にして記録紙搬送性能を長時間搬送挿通により確認したところ、紙皺の発生や排紙時の偏りが認められ、本実施例に比べ定着性能や搬送性能が劣ることがわかった。
【００４６】
実施例１では、薄肉円筒を被覆層付き非直円筒にすることを中心に述べてきたが、当然のことながら、直円柱状拡管中子を利用することで被覆層原料付き直円筒とすることも可能である。
【００４７】
本発明に用いる被覆層形成法は、硬化後表面を二次加工することなく定着ベルトとすることができ、一般に型内で成型しその後研削加工を行う方法に比べ、その表面観察により加工痕から識別することができる。また、電鋳法やバルジング加工、スピン加工を行った材料は、その組織の観察により識別することができる。
【００４８】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明の好適な実施の態様を以下のとおり列挙する。
【００４９】
［実施態様１］
薄肉円筒内に直円柱状中子を矯正挿入することにより該薄肉円筒の真円度を高め、次いで該薄肉円筒表面に被覆層を形成し、次いで該直円柱状中子を除去し、該薄肉円筒内に非直円柱状拡管中子を挿入した後、該非直円柱状拡管中子を熱的に膨張させることにより、非直円筒状に矯正されたものであることを特徴とする被覆層付き非直円筒。
【００５０】
［実施態様２］
前記薄肉円筒が、金属製である実施態様１に記載の被覆層付き非直円筒。
【００５１】
［実施態様３］
前記薄肉円筒が、ステンレス鋼製である実施態様２に記載の被覆層付き非直円筒。
【００５２】
［実施態様４］
前記薄肉円筒表面に被覆層を形成する方法が、環状塗工法である実施態様１乃至３のいずれかに記載の被覆層付き非直円筒。
【００５３】
［実施態様５］
前記被覆層が、前記薄肉円筒内に挿入された前記非直円柱状拡管中子が熱的に膨張すると同時か、それ以降に硬化されたものである実施態様１乃至４のいずれかに記載の被覆層付き非直円筒。
【００５４】
［実施態様６］
前記被覆層が、シリコーンゴム層である実施態様１乃至５のいずれかに記載の被覆層付き非直円筒。
【００５５】
［実施態様７］
前記被覆層付き非直円筒が、像加熱定着装置の定着ベルトである実施態様１乃至６のいずれかに記載の被覆層付き非直円筒。
【００５６】
［実施態様８］
第一の工程として、薄肉円筒内に直円柱状中子を矯正挿入することにより該薄肉円筒の真円度を高め、第二の工程として、該薄肉円筒表面に被覆層を形成し、第三の工程として、該直円柱状中子を除去した後、該薄肉円筒内に非直円柱状拡管中子を挿入し、次いで該非直円柱状拡管中子を熱的に膨張させることにより、該薄肉円筒を非直円筒状に矯正することを特徴とする被覆層付き非直円筒の製造方法。
【００５７】
［実施態様９］
前記薄肉円筒が、金属製である実施態様８に記載の被覆層付き非直円筒の製造方法。
【００５８】
［実施態様１０］
前記薄肉円筒が、ステンレス鋼製である実施態様９に記載の被覆層付き非直円筒の製造方法。
【００５９】
［実施態様１１］
前記薄肉円筒表面に被覆層を形成する方法が、環状塗工法である実施態様８乃至１０のいずれかに記載の被覆層付き非直円筒の製造方法。
【００６０】
［実施態様１２］
前記被覆層が、前記薄肉円筒内に挿入された前記非直円柱状拡管中子が熱的に膨張すると同時か、それ以降に硬化される実施態様８乃至１１のいずれかに記載の被覆層付き非直円筒の製造方法。
【００６１】
［実施態様１３］
前記被覆層が、シリコーンゴム層である実施態様８乃至１２のいずれかに記載の被覆層付き非直円筒の製造方法。
【００６２】
［実施態様１４］
前記被覆層付き非直円筒が、像加熱定着装置の定着ベルトである実施態様８乃至１３のいずれかに記載の被覆層付き非直円筒の製造方法。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第一の工程として、薄肉円筒内に直円柱状中子を矯正挿入することにより該薄肉円筒の真円度を高め、第二の工程として、該薄肉円筒表面に被覆層を形成し、第三の工程として、該直円柱状中子を除去した後、該薄肉円筒内に非直円柱状拡管中子を挿入し、次いで該非直円柱状拡管中子を熱的に膨張させることにより、前記薄肉円筒を非直円筒状に矯正することにより、表面が平滑で均一な被覆層を有する被覆層付き非直円筒を得ることを可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の被覆層付き非直円筒の製造方法の行程を示す側面図である。
【図２】本発明に用いる環状塗工法を示す要部見取り図である。
【図３】本発明に用いる環状塗工により、直円柱中子に倣わされた薄肉円筒基材への被覆層原料の塗工状況を示す要部断面図である。
【図４】本発明の被覆層付き非直円筒をレーザー測長機で測定する状況を示す要部見取り図である。
【図５】本発明の被覆層付き非直円筒を定着ベルトとして使用する像加熱定着装置の説明図である。
【符号の説明】
１ 被覆層付き非直円筒
２ 基材である薄肉円筒
３ 直円柱状中子
４ 被覆層原料
５ 非直円柱状拡管中子
６ 細孔
７ シリンダー
８ ピストン
９ 液送管
１０ 環状ヘッド
１１ 注入口
１２ 液貯留部
１３ 環状流路
１４ 環状ノズル
１５ レーザー発光部
１６ レーザー光束
１７ レーザー受光部
１８ ホルダー
１９ 定着ベルト
２０ 加熱体
２１ 支持体
２２ 加圧ローラ
２３ 担持体
ｇ 環状ノズルと直円柱状中子の挿入された薄肉円筒との間隔
【発明の属する技術分野】
本発明は、被覆層付き非直円筒及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複写機やレーザービームプリンター、ファクシミリなどの電子写真装置に配設される像加熱定着装置の被覆層付きベルトのように、記録紙の高精度搬送が求められる装置や、被覆層付きベルトを均一なニップ幅で圧接を求められる装置などにおいては、記録紙の搬送性や記録紙の皺防止の要求により、被覆層付きベルトの周囲の形状を、クラウン形状や逆クラウン形状といった、被覆層付きベルトの中心軸方向に沿って外形を変化させた非直円柱状のものが必要になってきている。更に、記録紙上のトナーを加熱溶融し、記録紙上全体に光沢ムラなく安定にトナー像を定着させる定着性能の面から、高熱伝導性耐熱性弾性体である被覆層のベルト上での膜厚均一性と平坦性とが求められている。
【０００３】
一般に、非直筒状の作成方法としては、深絞りや研削加工などによりある程度円筒状に形成されたものを非直円筒状の型内に入れ、前記円筒状に形成されたものの内側より高圧力を与え、非直円筒状の型内壁側に押し広げることにより形成するバルジング加工法や、非直円筒状型内にセットされた円筒状部材をその中にセットされた回転ロールにより、円筒状型内面側に押し広げることにより、非直円筒状とするスピニング加工法等が、知られている。
【０００４】
また、薄肉円筒の矯正方法としては、フィルム環状体の製法において、エキシマレーザー光で微細孔を開けた円筒状フィルムに、それよりも熱膨張率の大きな円筒状支持体を挿入し、円筒状支持体を加熱することにより、円筒状フィルムを管状に矯正することが述べられている（例えば特許文献１参照）が、非直円筒状に矯正を行おうとすると、プラスチックでは金属の結晶構造と異なり、塑性変形により部材全体が均一に変形することができず却って、真円度を低下させてしまう。まして、孔加工した場合、その近傍の強度低下により不均一な変形となり、真円度の高い矯正は行えない。更に、金属製筒状部品の矯正方法としては、被矯正部品を加熱して熱膨張状態とする工程と熱膨張した被矯正部品の中に修正型を嵌め込む工程と、修正型を加熱して熱膨張させて非修正部品の変形部分を矯正することが述べられている（例えば特許文献２参照）が、予め、未硬化の被覆層付きの薄肉円筒を加熱しておくことは未硬化被覆層が硬化してしまい、中子除去後に被覆層付き薄肉円筒が変形してしまい真円度を低下させてしまう。
【０００５】
また、このような非直円筒への被覆層を均一に形成する方法としては、次の方法が考えられる。
（１）回転している非直円筒表面に、スプレーガンを移動させながら被覆層原料をコートし、所定厚になったらコートを止め、被覆層原料を硬化する方法。
（２）被覆層原料の入ったディップ浴に、内面がコートされないよう処理された非直円筒を入れ、所定膜厚となるよう引き上げ速度を調整し、非直円筒を引き上げた後、被覆層原料を硬化する方法。
（３）非直円筒と管状ノズルとを相対移動させながら、環状ノズルから被覆層原料を非直円筒上に環状塗工する方法。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−３１４７３号公報
【特許文献２】
特開平１０−８０７２６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の（１）から（３）の非直円筒上への被覆層の形成方法では、次のような問題点が生じる場合があった。
【０００８】
（１）では、定着ベルト表面に形成される被覆層は、高熱伝導性耐熱性弾性層であって、シリコーンゴム材料に熱伝導性を高めるために、金属酸化物等の充填材を多量に含む場合があり、このとき、被覆層原料の粘度は極めて高い。被覆層原料そのものはスプレー法に不向きであるため、溶剤等で希釈し低粘度化して初めてスプレーを行うことができる。その場合、スプレー塗布の低収率性、溶剤の環境保全対策、溶剤希釈した被覆層原料中での充填材の沈殿による分離等の理由から、定着ベルトには不向きになる場合があった。
【０００９】
（２）では、（１）と同様、極めて高粘度の材料である被覆層原料の入ったディップ浴から、非直円筒を引き上げ均一な所定厚みを得ようとすると、塗工不要部へのシールドを必要とすることや、膜形成に数時間という極めて長時間かけることで可能であるが、被覆層原料の組成によっては、その間の振動や地震等により膜厚バラツキを生じるなどといった理由により実用的でない場合があった。
【００１０】
（３）では、直円筒表面への環状塗工方法は、環状ノズルと直円筒との距離とにより、更に、塗工膜厚をその距離よりも小さく設定することで、高精度の均一塗工膜を得ることができる。しかし、非直円筒上へ環状塗工を行おうとすると、環状ノズルが非直円筒上に形成された被覆層原料を削いでしまったり、非直円筒と環状ノズルとが摺接してしまう等により、均一な被覆層の形成が困難になる場合があった。
【００１１】
そこで本発明の目的は、上記従来例の欠点を改良することで、表面が平滑で均一な被覆層を有する非直円筒及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、薄肉円筒内に直円柱状中子を矯正挿入することにより該薄肉円筒の真円度を高め、次いで該薄肉円筒表面に被覆層を形成し、次いで該直円柱状中子を除去し、該薄肉円筒内に非直円柱状拡管中子を挿入した後、該非直円柱状拡管中子を熱的に膨張させることにより、非直円筒状に矯正されたものであることを特徴とする被覆層付き非直円筒である。
【００１３】
また、本発明は、第一の工程として、薄肉円筒内に直円柱状中子を矯正挿入することにより該薄肉円筒の真円度を高め、第二の工程として、該薄肉円筒表面に被覆層を形成し、第三の工程として、該直円柱状中子を除去した後、該薄肉円筒内に非直円柱状拡管中子を挿入し、次いで該非直円柱状拡管中子を熱的に膨張させることにより、該薄肉円筒を非直円筒状に矯正することを特徴とする被覆層付き非直円筒の製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明によって製造された被覆層付き非直円筒を、例えば、像加熱定着装置用の定着ベルトとして使用した場合、記録紙を高精度に搬送したり、記録紙搬送時の皺を防止することができる。更に、円筒上に膜厚均一性と平坦性とを有する被覆層が形成されることで、記録紙上のトナーを加熱溶融し、記録紙上全体に光沢ムラなく安定にトナー像を定着させる良好な定着性能を有することができる。
【００１５】
本発明における「直円筒」とは、長手方向における断面径１２点測定値の最大値と最小値との差が０．０５０ｍｍ以下の円形を有するものであり、内部が中空のものである。「非直円筒」とは、長手方向における断面径の最大値と最小値との差が０．０５０ｍｍを超えるもので、例えばクラウン形状や逆クラウン形状、テーパー形状等を有するものであり、内部が中空のものである。ここで、クラウン形状とは軸方向の中央部を太く、両端部を細くした形状であり、逆クラウン形状とは軸方向の中央部を細く、両端部を太くした形状である。また、テーパー状とは徐々に外径が太くまたは細くなる形状を表す。最大径と最小径との差をそれぞれ「クラウン量」、「逆クラウン量」、「テーパー量」とする。
【００１６】
また、「非直円柱形状」とは、長手方向における断面径の最大値と最小値の差が０．０５０ｍｍを超えるクラウン形状や逆クラウン形状、テーパー状形状等であり、筒状、厚肉円筒状又は棒状のいずれの形状であってもよい。非直円柱状の拡管中子は、外径が非直円柱状を呈するものであればよく、熱容量を考慮し、筒状であっても厚肉円筒状であってもよい。「直円柱形状」とは、長手方向における断面径１２点測定値の最大値と最小値との差が０．０５０ｍｍ以下の円形を有するものである。
【００１７】
また、真円度とは、外形が直円筒状や非直円筒状を問わず、端部の任意の位置を基点として、軸方向に等間隔で１２基点を定め、各基点毎に角度を４５°ずつずらし外径を４点測定しその中の最大径と最小径との差から、１２基点における最大のものとした。本発明に言う非直円筒状基材の好ましい真円度、或いは、被覆層付き非直円筒の好ましい真円度は０．０２０ｍｍ以下であり、より好ましくは０．０１５ｍｍ以下であり、更に好ましくは０．０１０ｍｍ以下である。
【００１８】
図１には、好ましい真円度を有する被覆層付き非直円筒の形成方法に関する側面図を示す。（Ａ）では、基材である薄肉円筒２に、その内径より大きな外径を有する直円柱状中子３を、３の先端部の細孔６から噴出される高圧空気により、薄肉円筒２を拡径させると同時に直円柱状中子３が挿入され、高圧空気の噴出を停止することにより、（Ｂ）では、直円柱状中子の外径に倣って薄肉円筒が固定さる。その後、（Ｃ）では、直円柱状中子に固定された薄肉円筒表面に被覆層原料４が環状塗工法により塗工され、挿入工程と同様、直円柱状中子の細孔６からの高圧空気の噴出により薄肉円筒を拡径し、直円柱状中子が取り除かれ、代わって、（Ｄ）では、非直円柱状拡管中子（ここでは逆クラウン形状）５を、その外径最大部付近にあけられた複数の細孔６から噴出する高圧空気により、被覆層原料が塗工された薄肉円筒を拡径させながら挿入し、それらを（Ｅ）では加熱することで非直円柱状拡管中子を熱膨張により拡管させて薄肉円筒及び被覆層原料を非直円筒の外径に倣わせると同時に、被覆層原料を硬化させる。この後、（Ｆ）では非直円柱状拡管中子の挿入と同様な方法により、細孔６から噴出させた高圧空気を利用し、非直円柱状拡管中子５から取りはずし被覆層付き非直円筒１を得る。
【００１９】
薄肉円筒は、電鋳法や引き抜き法、深絞り、切削法、スピン法、バルジング法等により製造されたシームレス管であっても、シート状膜の端部を接続して形成したループ状、管状、リング状、筒状、輪状、中空状等含むものをいい、その材質は、金属、セラミックス、プラスチックの単一材料であっても、積層材料であっても、複合化されていてもよいが、定着ベルトとして使用する場合、熱伝導性や高温での使用に耐える材料であることが好ましく、より好ましくは金属であって、更に好まくは、Ｎｉ鋼、Ｎｉ−Ｃｒ鋼などである。より好ましくは、定着ベルトとして回転時の酸化による摩耗防止の点からステンレス鋼である。
【００２０】
被覆層としては、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、オレフィン樹脂、シリコーンゴム等を使用することができるが、定着ベルトの被覆層としての耐熱性やゴム弾性の面からシリコーンゴムが好ましい。
【００２１】
被覆層の厚さは、１〜２０００μｍであるのが好ましい。より好ましくは、１０〜１０００μｍ、さらに好ましくは、５０〜５００μｍである。
【００２２】
直円筒状に矯正された薄肉円筒表面への被覆層原料の塗工方法としては、スプレーコート法、スピンコート法、ディップコート法、ブレードコート法、ディスペンサーコート法、環状塗工法等いずれの方法でも適用できる。
【００２３】
本発明で言う被覆層付き非直円筒及びその製造方法では、環状塗工法を用いることにより、矯正された直円筒上に高粘度液体を溶剤希釈することなく、膜厚の均一な平滑な面を、短時間かつ高精度に塗工することができ好ましい。上記被覆層付き非直円筒及びその製造方法では、環状塗工法を用いる場合、被覆層原料の粘度は０．０１〜１０００Ｐａ・ｓであるのが好ましく、より好ましい被覆層原料の粘度は、０．１〜８００Ｐａ・ｓである。なお、粘度はＢＬ型回転粘度計により２５℃にて測定したものである。
【００２４】
図２は、本発明の環状塗工法を模式的に示す図であって、その塗工状態を要部拡大図３に示されるように、真円度を矯正された薄肉円筒表面に被覆層原料を塗工する状況を示した図である。直円筒状に矯正された薄肉円筒２は、矯正中子３に固定されていて、被覆層原料がシリンダー７内で、一定速度で押し下げられる（駆動部は不図示）ピストン８によって、液送管９を通して環状ヘッド部１０の注入口１１に導かれ、環状の液貯留部１２に貯留されされた後、環状の狭い流路１３を経て、環状ノズル１４より吐出される。このとき、中子３に矯正固定された薄肉円筒２と環状ヘッド１０とを薄肉円筒２の軸方向に所定速度で相対移動させる（駆動部は不図示）ことにより、被覆層原料４を塗工する。被覆層原料の厚みは、使用する被覆層の粘度や相対移動速度により一義的に決まらないが、薄肉円筒と環状ノズルとの間隔ｇの０．６５倍〜０．９５倍が好ましく、０．６５倍以上とすることで、塗工膜が間歇的に円筒表面に塗工される塗膜欠陥が起こりにくい。また、被覆層原料の膜厚を０．９５倍以下とすることで、環状ノズル内壁に塗工面が触れることもなく、高精度の膜厚形成が可能となる。また、間隔ｇに対するこの値は、より好ましくは０．７０倍〜０．９０倍の膜厚を塗工するのがよく、更に好ましくは、０．７５倍〜０．８５倍である。
【００２５】
このようにして、被覆層原料の形成された薄肉円筒を、矯正中子に挿入したのと同様な方法により、中子にあけた細孔から噴出する高圧空気により拡管させながら取り外し、図１の（Ｅ）のように非直円柱状拡管中子５を挿入する。このときも、例えば、矯正中子と同様に、高圧空気を中子にあけた複数の細孔６から噴出させ薄肉円等を拡管させながら非直円柱状拡管中子５を挿入することで、異形状であり、かつ、薄肉円筒の内径よりも、外径の大きい非直円柱拡管中子を容易に挿入できる。殊に、より真円度の高い被覆層付き非直円筒を得ようとする時、薄肉円筒の内径に比べ、非直円柱状拡管中子の外径を等しいかそれより大きくするのが好ましい。
【００２６】
薄肉円筒内に挿入した非直円柱状拡管中子を加熱することにより、薄肉円筒を非直円筒へと矯正変形させ、それと同時に薄肉円筒表面の被覆層原料を硬化させる。硬化後、室温に戻し、非直円柱状拡管中子を前記同様圧縮空気の噴出により、薄肉円筒から抜きとり、更に、必要に応じ被覆層付き非直円筒の両端の不要部を切断することにより寸法を整えることで、所望の真円度を有し膜厚精度の極めて高い被覆層付き非直円筒を得ることができる。これにより、像加熱定着装置の定着ベルトとして極めて高い定着性能や、記録媒体の極めて高い搬送性能を達成し得る。
【００２７】
また、薄肉円筒表面にコートされる被覆層原料は、非直円柱状拡管中子が挿入されるときは、未硬化状態か仮硬化状態であることが好ましい。もし硬化状態の被覆層が形成されていれば、その後の、薄肉円筒を非直円筒へと矯正変形を行ったとき、被覆層の厚みバラツキを生じたり、被覆層表面に皺やクラックを生じたり、更に、被覆層付き非直円筒に局部変形を生じ真円度を低下させることがある。
【００２８】
非直円柱状拡管中子を被覆層原料がコートされた薄肉円筒内に挿入した後、非直円柱状拡管中子に加える周方向及び軸方向への膨張変形は、変形の等方性、装置の簡便性から熱的に行う必要があり、拡管中子の熱膨張率は、薄肉円筒基材の熱膨張率よりも大きいことが好ましい。その差は、少なくとも０．５×１０−５（ｄｅｇ−１）以上であることが好ましく。より好ましくは１．０×１０−５（ｄｅｇ−１）以上であり、更に好ましくは１．５×１０−５（ｄｅｇ−１）以上である。
【００２９】
このとき、加熱温度もまた、確実に変形させるために、また、表面に形成した被覆層原料を硬化させるために、１００℃〜４００℃が好ましく。より好ましくは１５０℃〜３５０℃、更に好ましくは２００℃〜３００℃である。
【００３０】
これにより、薄肉円筒は、確実に非直円筒に矯正されるとともに、被覆層原料も確実に非直円筒に倣い硬化することができ、平滑性のあり、真円度の高い被覆層付き非直円筒を得ることができる。
【００３１】
【実施例】
以下実施例により本発明を更に詳細に説明するが、これら実施例は、何ら本発明を限定するものではない。
【００３２】
（実施例１）
以下、本発明の一実施例として、図１を用いて被覆層付き非直円筒１の製造方法について説明する。薄肉円筒としては、公知の方法であるスピン加工により内径２９．９５ｍｍ狙い、厚み０．０５０ｍｍ、円筒長２５０ｍｍに作成されたＳＵＳ製の基材を複数１００本用意した。
【００３３】
このものを、図４に示すように、発光部１５からのレーザー光束１６幅を受光部１７で検知する公知のレーザー測長機で、ホルダー１８に懸架させた薄肉円筒を両端の５ｍｍを除き軸長方向に２０ｍｍピッチで１２点測定位置を定め、各ピッチ毎に４５°ずつ周方向の角度を変えその光束幅から外径を測定し、各位置での最大径と最小径との差を求めたところ、その差の最大は０．１１５ｍｍであり極めて真円度が悪い円筒であることがわかった。また、各位置でのレーザー光束の上端から円筒表面までの距離を同一ピッチで１２点測定しその距離の最大と最小の差、即ち外形の振れ範囲を測定したところ０．１０５ｍｍであり極めて直円柱度も悪い円筒であり、直円筒度（真円度と直円柱度）の悪い基材であることがわかる。なお、本発明では、直円筒度の良いとは、真円度が０．０２０ｍｍ以下であり、なおかつ、直円柱度（外形の振れの範囲）が０．０１０ｍｍ以下のものをいう。
【００３４】
用意した複数１００本の薄肉円筒の残り全ても、大略同程度の真円度の悪い、直円柱度の悪い、従って直円筒度の悪い基材であった。また、この基材表面に環状塗工法により被覆層を厚み３００μｍ塗工しようとすると、基材と環状ノズルとの距離が不均一のため、被覆層が間歇的に塗工される箇所や、環状のズルと基材表面とが摺接して塗工されるなど、膜厚精度の極めて悪い被覆層付き円筒となる。
【００３５】
本発明では、これら基材に、真円度０．００２０ｍｍ、直円柱度０．００５ｍｍに加工された、図１の３に示すような外径３０．０００ｍｍに加工されたＳＵＳ製直円柱状中子を、その先端部の細孔より高圧空気を噴出させつつ、薄肉円筒基材を拡管させながら挿入した。このときの、直円柱状中子を挿入された薄肉円筒基材の真円度は、０．０１０ｍｍ、直円柱度（振れの範囲）は、０．００５であった。
【００３６】
このようにして、図２、図３に示す方法により、ＤＹ３５−５６１（商品名：付加型シリコーンゴム、粘度：１２０Ｐａ・ｓ、東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）を、３０．８５０ｍｍの口径の環状ノズルより、液送量と、環状ノズルと薄肉円筒との相対移動速度とを勘案して、３００μｍの膜厚になるよう環状塗工法により、薄肉円筒先端部１０ｍｍ位置から後端部１０ｍｍ位置までの塗工範囲２３０ｍｍで被覆層原料を塗工した。
【００３７】
このときの同一ピッチで測定した塗工膜厚（レーザー測長機により、未塗工の薄肉円筒両端部５ｍｍの位置を基準としたレーザー光束上端からの被覆層原料表面までの距離により求めた）は３００μｍ±１５μｍであり、更に被覆層原料表面の真円度は、０．０１０ｍｍ以下に塗工されていた。
【００３８】
これらを直円柱状中子の細孔からの高圧空気を噴出させることにより、薄肉円筒を拡管し直円柱状中子を取り除いた被覆層原料付き薄肉円筒５０本ずつを２つの群に分けた。
【００３９】
第１群の５０本は本発明による実施例として、これらを、両端の付近の最大径部が３０．１００ｍｍ、中央の最小径部が２９．９３５ｍｍ（逆クラウン量、０．１６５ｍｍ）のＡｌ製逆クラウン状非直円柱状拡管中子５を最大径部付近にあけた細孔から高圧空気を墳出させることにより被覆層原料を塗工した薄肉円筒を拡管させることにより挿入し、２２０℃の流気式乾燥機に入れ、熱膨張率の差（ＳＵＳとＡｌでは、１．２×１０−５ｄｅｇ）を利用し被覆層原料付き直円筒の拡管変形を行い、それとともに、被覆層原料の４時間硬化を行った。その後、室温に戻して後、非直円柱状拡管中子の挿入と同様な方法により、非直円柱状拡管中子を取り外し、本発明にいう被覆層付き非直円筒を得た。これらの、真円度は、０．０１０ｍｍ以下、両端の最大径部は３０．７７０ｍｍ、中央の最小径部は３０．６５０ｍｍ（逆クラウン量０．１２０ｍｍ）の、被覆層付き非直円筒を作成した。
【００４０】
（比較例１）
比較例として、第２群として残りの５０本の被覆層原料付き直円筒を２２０℃流気式乾燥機に投入し、４時間被覆層原料の硬化を行った後取り出し、室温にて、実施例と同様形状のＡｌ製逆クラウン形状の非直円柱状拡管中子を、高圧空気の利用により被覆層付き直円筒に挿入し、２２０℃の流気式乾燥機に４時間投入して、大きな拡管中子の熱膨張を利用し直円筒の非直円筒への変形を行った。その後、乾燥機から取り出し、非直円柱状拡管中子を取り外し、比較例の被覆層付き非直円筒を得た。これらの真円度は、０．０６５ｍｍ以上、また逆クラウン形状は認められるものの明らかに歪んだ形状の被覆層付き非直円筒であった。
【００４１】
実施例１及び比較例１により製造した被覆層付き非直円筒を用いて、以下の評価を行った。
【００４２】
＜搬送性・定着性能の評価＞
実施例１及び比較例１により作成したベルトを図５に示す像加熱定着装置に装着し、トナーの定着性能や記録紙などの担持体の搬送性能を確認した。図５において、符号１９は被覆層付き定着ベルト、２０は定着ベルト１９の加熱体であり、２１は加熱体２０を支持するとともに定着ベルト１９の回転を支持する支持体である。
【００４３】
２２は、加圧ローラであり不図示の駆動手段により駆動される。像加熱定着装置は図５のように定着ベルト１９と加圧ローラ２２との間に、画像を形成するトナーを担持した記録紙などの担持体２３を搬送挿通させて、加熱体２０から受けた定着ベルトへの熱を、被覆層を介してトナーへ伝達するとともに、トナーを記録紙の上に加圧・加熱することにより定着させる。
【００４４】
記録紙面全体が黒色未定着トナーの担持された複数枚の記録紙を搬送挿通させ、定着性能と記録紙搬送性とを確認した。その結果、実施例１による定着ベルトは、記録紙面全体で光沢が一定な定着ムラのない極めて高品位の定着性能を有することが確認できた。また、記録紙搬送性能を長時間搬送挿通により確認したところ、紙皺のない安定した搬送性が得られることも確かめられた。
【００４５】
それに対して、比較例１による定着ベルトでは、記録紙面全体が黒色未定着トナーの担持された複数枚の記録紙を搬送挿通させると、被覆層付き非直円筒の歪みによる加圧ムラと思われる、光沢のばらつきのある定着欠陥の多いことが認められた。また、実施例１と同様にして記録紙搬送性能を長時間搬送挿通により確認したところ、紙皺の発生や排紙時の偏りが認められ、本実施例に比べ定着性能や搬送性能が劣ることがわかった。
【００４６】
実施例１では、薄肉円筒を被覆層付き非直円筒にすることを中心に述べてきたが、当然のことながら、直円柱状拡管中子を利用することで被覆層原料付き直円筒とすることも可能である。
【００４７】
本発明に用いる被覆層形成法は、硬化後表面を二次加工することなく定着ベルトとすることができ、一般に型内で成型しその後研削加工を行う方法に比べ、その表面観察により加工痕から識別することができる。また、電鋳法やバルジング加工、スピン加工を行った材料は、その組織の観察により識別することができる。
【００４８】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明の好適な実施の態様を以下のとおり列挙する。
【００４９】
［実施態様１］
薄肉円筒内に直円柱状中子を矯正挿入することにより該薄肉円筒の真円度を高め、次いで該薄肉円筒表面に被覆層を形成し、次いで該直円柱状中子を除去し、該薄肉円筒内に非直円柱状拡管中子を挿入した後、該非直円柱状拡管中子を熱的に膨張させることにより、非直円筒状に矯正されたものであることを特徴とする被覆層付き非直円筒。
【００５０】
［実施態様２］
前記薄肉円筒が、金属製である実施態様１に記載の被覆層付き非直円筒。
【００５１】
［実施態様３］
前記薄肉円筒が、ステンレス鋼製である実施態様２に記載の被覆層付き非直円筒。
【００５２】
［実施態様４］
前記薄肉円筒表面に被覆層を形成する方法が、環状塗工法である実施態様１乃至３のいずれかに記載の被覆層付き非直円筒。
【００５３】
［実施態様５］
前記被覆層が、前記薄肉円筒内に挿入された前記非直円柱状拡管中子が熱的に膨張すると同時か、それ以降に硬化されたものである実施態様１乃至４のいずれかに記載の被覆層付き非直円筒。
【００５４】
［実施態様６］
前記被覆層が、シリコーンゴム層である実施態様１乃至５のいずれかに記載の被覆層付き非直円筒。
【００５５】
［実施態様７］
前記被覆層付き非直円筒が、像加熱定着装置の定着ベルトである実施態様１乃至６のいずれかに記載の被覆層付き非直円筒。
【００５６】
［実施態様８］
第一の工程として、薄肉円筒内に直円柱状中子を矯正挿入することにより該薄肉円筒の真円度を高め、第二の工程として、該薄肉円筒表面に被覆層を形成し、第三の工程として、該直円柱状中子を除去した後、該薄肉円筒内に非直円柱状拡管中子を挿入し、次いで該非直円柱状拡管中子を熱的に膨張させることにより、該薄肉円筒を非直円筒状に矯正することを特徴とする被覆層付き非直円筒の製造方法。
【００５７】
［実施態様９］
前記薄肉円筒が、金属製である実施態様８に記載の被覆層付き非直円筒の製造方法。
【００５８】
［実施態様１０］
前記薄肉円筒が、ステンレス鋼製である実施態様９に記載の被覆層付き非直円筒の製造方法。
【００５９】
［実施態様１１］
前記薄肉円筒表面に被覆層を形成する方法が、環状塗工法である実施態様８乃至１０のいずれかに記載の被覆層付き非直円筒の製造方法。
【００６０】
［実施態様１２］
前記被覆層が、前記薄肉円筒内に挿入された前記非直円柱状拡管中子が熱的に膨張すると同時か、それ以降に硬化される実施態様８乃至１１のいずれかに記載の被覆層付き非直円筒の製造方法。
【００６１】
［実施態様１３］
前記被覆層が、シリコーンゴム層である実施態様８乃至１２のいずれかに記載の被覆層付き非直円筒の製造方法。
【００６２】
［実施態様１４］
前記被覆層付き非直円筒が、像加熱定着装置の定着ベルトである実施態様８乃至１３のいずれかに記載の被覆層付き非直円筒の製造方法。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、第一の工程として、薄肉円筒内に直円柱状中子を矯正挿入することにより該薄肉円筒の真円度を高め、第二の工程として、該薄肉円筒表面に被覆層を形成し、第三の工程として、該直円柱状中子を除去した後、該薄肉円筒内に非直円柱状拡管中子を挿入し、次いで該非直円柱状拡管中子を熱的に膨張させることにより、前記薄肉円筒を非直円筒状に矯正することにより、表面が平滑で均一な被覆層を有する被覆層付き非直円筒を得ることを可能にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の被覆層付き非直円筒の製造方法の行程を示す側面図である。
【図２】本発明に用いる環状塗工法を示す要部見取り図である。
【図３】本発明に用いる環状塗工により、直円柱中子に倣わされた薄肉円筒基材への被覆層原料の塗工状況を示す要部断面図である。
【図４】本発明の被覆層付き非直円筒をレーザー測長機で測定する状況を示す要部見取り図である。
【図５】本発明の被覆層付き非直円筒を定着ベルトとして使用する像加熱定着装置の説明図である。
【符号の説明】
１ 被覆層付き非直円筒
２ 基材である薄肉円筒
３ 直円柱状中子
４ 被覆層原料
５ 非直円柱状拡管中子
６ 細孔
７ シリンダー
８ ピストン
９ 液送管
１０ 環状ヘッド
１１ 注入口
１２ 液貯留部
１３ 環状流路
１４ 環状ノズル
１５ レーザー発光部
１６ レーザー光束
１７ レーザー受光部
１８ ホルダー
１９ 定着ベルト
２０ 加熱体
２１ 支持体
２２ 加圧ローラ
２３ 担持体
ｇ 環状ノズルと直円柱状中子の挿入された薄肉円筒との間隔
Claims (1)
- 薄肉円筒内に直円柱状中子を矯正挿入することにより該薄肉円筒の真円度を高め、次いで該薄肉円筒表面に被覆層を形成し、次いで該直円柱状中子を除去し、該薄肉円筒内に非直円柱状拡管中子を挿入した後、該非直円柱状拡管中子を熱的に膨張させることにより、非直円筒状に矯正されたものであることを特徴とする被覆層付き非直円筒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003163853A JP2005003715A (ja) | 2003-06-09 | 2003-06-09 | 被覆層付き非直円筒及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005003715A true JP2005003715A (ja) | 2005-01-06 |
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ID=34090835
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005003715A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100749663B1 (ko) * | 2005-03-15 | 2007-08-14 | 티유미디어 주식회사 | 이동멀티미디어방송의 예약녹음 서비스 시스템, 방법 및이를 위한 과금방법 |
| CN106670270A (zh) * | 2017-02-08 | 2017-05-17 | 杭州温格科技有限公司 | 管道校正装置 |
| CN107377688A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-11-24 | 长治清华机械厂 | 大直径厚壁铝筒的校圆装置 |
| JP2018183787A (ja) * | 2017-04-24 | 2018-11-22 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼管の製造方法 |
-
2003
- 2003-06-09 JP JP2003163853A patent/JP2005003715A/ja not_active Withdrawn
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