JP3990862B2 - 管状フィルムの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、精密部品を所定位置に高精度の位置精度を保証して搬送するのに用いる搬送用ベルトや、物品を包装、収納する収納用密閉包体などの環状、管状、筒状、及びベルト状のフィルムの製造方法、及び装置に関するものである。
【０００２】
また、本発明の主要な利用分野は画像形成装置の機能部品としての用途にある。
【０００３】
【従来の技術】
従来、シート状フィルムを管状にする管状フィルムの製造方法及び装置においては、フィルムの加熱手段として特開平８−１８７７７３号公報に提案されているように、加熱炉が用いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例では、ある一定温度に保たれた加熱炉の中に、シート状フィルムを巻き付けた円筒部材と管状型部材を投入するため、外周部材である管状型部材から熱が伝導され、フィルム及び円筒部材が成形に必要な温度に達するまで時間がかかるという問題があった。
【０００５】
また、外周部材である管状型部材から熱が伝導されるため、先に管状型部材が加熱膨張され、円筒部材に巻き付けられたフィルムとのギャップが大きくなるためにますますフィルムや円筒部材へ熱が伝わりにくくなり、成形に必要な温度に達するまで時間がかかるという問題を抱えていた。
【０００６】
また、特開平８−１８７７７３号公報に開示されている技術においては、加熱成形に使用される管状型部材及び円筒部材の形状がストレート形状であった。
【０００７】
図１９に従来の管状型部材及び円筒部材の形状を示す。外径がストレート形状となっている円筒部材１００２にシート状フィルム１００６が巻かれている。その後管状型部材１００４に挿入して加熱成形を行った後、管状型部材１００４から管状となったフィルムを剥離し、所定寸法に切断して管状フィルムが完成する。
【０００８】
しかしながらこの従来例では、シート状フィルムを円筒部材に巻き付ける際作業性が悪く、また自動化しにくいという問題があった。
【０００９】
また、加熱成形工程が終了し管状型部材から管状フィルムを剥離する際、管状フィルムが管状型部材内面に付着しており、剥離するための引っかかりが全くないため作業性が非常に悪く、また自動化しにくいという問題を抱えていた。
【００１０】
また、管状フィルムが製品の中に組み込まれたとき、管状フィルムの蛇行を防止するために管状フィルムの両端部内周側にリブを形成する方法があるが、その場合には、リブを後工程で接着しなければならないという問題があった。
【００１１】
また、従来、管状フィルムを切断するには、作業者が両端をカッター等で切断するという方法がとられていた。
【００１２】
またフィルムの皺を伸ばす方法として特開平５−３０７２９１号公報に開示されている方法が知られている。
【００１３】
しかしながらこの従来例では、管状フィルムの稜線に対し端部を直角に切断するのが困難であった。また、切断する際管状フィルムに折り目が付いてしまうという問題があった。また、切断する際管状フィルムに発生する皺をとることができず、そのため端部が直線的に切断できないという問題があった。
【００１４】
また、管状フィルムの皺伸ばしとして、作業性を考慮したものや装置を複雑化することなく構成するための有効な手段がなかった。
【００１５】
また、従来、シート状フィルムを円筒部材に巻き付けて管状フィルムを製造する場合、図３６に示すようにシート状フィルム１００６の先端部を円筒部材１００２の外周面に対してズレが生じないよう粘着テープ１００８等で仮止めしていた。これはシート状フィルムの先端部が円筒部材に対して固定されていないと、シート状フィルムを巻き付ける際緩みが生じ、巻ズレや皺等が発生するため、成形後所望の肉厚の管状フィルムが得られなくなるからである。
【００１６】
また特開平１０−１６０９３号公報に開示されているように、シート状フィルムが巻き付けられる円筒部材の外周面全幅に吸着部が設けられているものもある。
【００１７】
しかしながら、上記の従来例では、シート状フィルムを円筒部材に巻き付けた後粘着テープを剥がす際シート状フィルムを破損したり、また剥がすための手間がかかり、自動化するのが困難であった。
【００１８】
また、特開平１０−１６０９３号公報に開示されている方法では次のような問題がある。円筒部材に巻き付けられたシート状フィルムは次工程で管状型部材に挿入され、加熱成形されて管状フィルムとなるが、円筒部材外周面全幅に吸着穴があるため、吸着穴がある箇所のフィルム部が加熱成形の際吸着穴に入り込み出っ張りが生じ製品機能上欠陥となる。
【００１９】
従って、本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、短時間で成形することにより、低コストで高精度な管状フィルムが得られる製造方法及び装置を提供することである。
【００２０】
また、本発明の他の目的は、自動化を可能にすることにより、低コストで高精度な管状フィルムが得られる製造方法及び装置を提供することである。
【００２１】
また、本発明のさらに他の目的は、作業性が良く、低コストで高精度に管状フィルムの端部を切断できる切断装置を提供することである。
【００２２】
また、本発明のさらに他の目的は、シート状フィルムの巻付けの自動化を可能にすることにより、低コストで高精度な管状フィルムが得られる製造方法及び装置を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係わる管状フィルムの製造方法は、円筒部材に熱可塑性シート状フィルムを巻付け、前記巻き付けたフィルムの外側に管状型部材を嵌め込み、前記フィルムを前記円筒部材、前記管状型部材とともに、加熱して、前記シート状フィルムを管状に成形する管状フィルムの製造方法において、前記円筒部材の中心部に、少なくとも前記円筒部材を加熱するための主たる熱源である第１の加熱手段を配置して、前記円筒部材を中心部より加熱するとともに、前記管状型部材の外周部に、第２の加熱手段を前記管状型部材と離間して配置して、前記管状型部材を外部から加熱し、前記管状型部材を前記円筒部材とともに断熱性材料からなるローラーで支持し、該ローラーを回転させることにより、前記管状型部材を前記円筒部材とともに回転させながら前記第１及び第２の加熱手段で加熱して、前記フィルムの巻き始めと終わりを接合することを特徴としている。
【００２４】
また、この発明に係わる管状フィルムの製造方法において、前記フィルムの巻き始めと巻き終わりは重ね合わされていることを特徴としている。
【００２５】
また、この発明に係わる管状フィルムの製造方法において、前記円筒部材の材料の熱膨張係数は、前記管状型部材の材料の熱膨張係数より大きい値であることを特徴としている。
【００２８】
また、この発明に係わる管状フィルムの製造方法において、前記シート状フィルムの端部を前記円筒部材に吸着保持させることを特徴としている。
また、本発明に係わる管状フィルムの製造装置は、円筒部材に熱可塑性シート状フィルムを巻付け、前記巻き付けたフィルムの外側に管状型部材を嵌め込み、前記フィルムを前記円筒部材、前記管状型部材とともに、加熱して、前記シート状フィルムを管状に成形するための管状フィルムの製造装置において、前記円筒部材の中心部に、少なくとも前記円筒部材を加熱するための主たる熱源である第１の加熱手段を配置して、前記円筒部材を中心部より加熱し、前記管状型部材の外周部近傍に前記管状型部材と離間して配置された第２の加熱手段を配置し、前記管状型部材を前記円筒部材とともに断熱性材料からなるローラーで支持し、該ローラーを回転させることにより、前記管状型部材を前記円筒部材とともに回転させながら前記第１及び第２の加熱手段で加熱して、前記フィルムの巻き始めと終わりを接合することを特徴としている。
【００２９】
また、この発明に係わる管状フィルムの製造装置において、前記フィルムの巻き始めと巻き終わりは重ね合わされていることを特徴としている。
【００３０】
また、この発明に係わる管状フィルムの製造装置において、前記円筒部材の材料の熱膨張係数は、前記管状型部材の材料の熱膨張係数より大きい値であることを特徴としている。
【００６２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００６３】
（第１の実施形態）
図１は、管状フィルムの製造工程を示す図で、２はロール状に巻かれた熱可塑性樹脂のフィルム、４は中空円筒部材、６は管状型部材、８，１０は熱可塑性樹脂のシート状フィルム、８Ａ，１０Ａは、熱可塑性樹脂の管状フィルム、１１は冷却部である。冷却部１１では、冷媒として水槽に水道水を溜めたものを用いるが、冷却エアや、中空円筒、管状フィルム、管状型部材を侵さないという条件で、他の液体でもよい。
【００６４】
ここで中空円筒部材４と、管状型部材６の材料の熱膨張係数の関係は中空円筒部材４の熱膨張係数が管状型部材６の熱膨張係数より大きい材料であることが必要である。
【００６５】
なお、シート状フィルムの熱可塑性樹脂材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン−１、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリサルホン、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルニトリル、熱可塑性ポリイミド系材料、ポリエーテルエーテルケトン、サーモトロピック液晶ポリマー、ポリアミド酸、フッ素系樹脂、またこれらの樹脂材料に耐熱補強、導電性、熱伝導性付与の目的で有機、無機の微粉末の少なくとも１種を配合したフィルム等が使用できる。
【００６６】
次に、具体例について説明する。
【００６７】
製造する管状フィルムの内径に応じてシート状フィルムの寸法を選定し、また、それに応じて、中空円筒部材４、管状型部材６の大きさを選定する。まず、図１の▲１▼の剥がしの工程で、ロール状に巻かれた熱可塑性樹脂のフィルム２をロールから剥がし、▲２▼の切断の工程で切断し、シート状のフィルム８を作成する。同様に組成の異なる他の種類のフィルムからシート状のフィルム１０を作成する。
【００６８】
次に、▲３▼の巻き付け工程で、中空円筒部材４の外周面に、用意したシート状フィルム８を、その両端が重なるように巻き付ける。フィルム８の両端の重なり部の幅は約４．０ｍｍである。
【００６９】
次に、フィルム８が巻かれた中空円筒部材４の外周面に用意したシート状フィルム１０を、その両端が重なるように、また、重なり部が、フィルム８の重なり部と、逆側にくるように巻き付ける。フィルム１０の両端の重なり部の幅もまた約４．０ｍｍである。
【００７０】
次に、▲４▼の挿入の工程で、中空円筒部材４に巻いたフィルム８，１０を、▲４▼に示すように、中空円筒部材４とともに管状型部材６の中空部の中に挿入する。
【００７１】
そして、▲５▼の加熱の工程で中空円筒部材４、フィルム８，１０、管状型部材６を加熱装置に設置して加熱する。加熱時間はフィルム材料の溶融温度と、フィルムの熱劣化特性を考慮して決定する。中空円筒部材４、フィルム８，１０、管状型部材６は加熱されてそれぞれの部材の温度が上昇し、中空円筒部材４と管状型部材６はそれぞれの熱膨張係数に応じて膨張する。フィルム８，１０は温度上昇につれて軟化し始める。
【００７２】
中空円筒部材４と管状型部材６は温度上昇につれて膨張し始めるが、中空円筒部材４の材料の熱膨張係数が管状型部材６の材料の熱膨張係数より大きいので、中空円筒部材４の外径と管状型部材６の内径の寸法ギャップは初期の低温状態より狭まってくる。円筒部材４と管状型部材６の隙間の狭まりとともに、間に挟まれたフィルム８，１０は更に軟化する。
【００７３】
フィルムの両端は、フィルムの軟化により、その重なり部が隙間の減少に従い中空円筒部材４の周方向に伸ばされるとともに重なり部が互いに溶着されて接合状態になる。また、フィルム８，１０も互いに溶着して接合され、一本の管状フィルムとなる。
【００７４】
なお、中空円筒部材４と管状型部材６のギャップは最終的に所望のフィルム厚と同じになり、また重ね合わせ部の段差がなくなることにより、フィルムの肉厚が均一になる。
【００７５】
上記の加熱時間の経過後、加熱を止め、冷却工程に移行する。冷却工程での冷却は加熱工程の加熱の停止後、自然冷却状態で中空円筒部材４、管状フィルム８Ａ，１０Ａ、管状型部材６を冷却させてもよいが、冷却時間短縮のために急冷してもよい。
【００７６】
本例では加熱後、▲５▼の冷却の工程のように液槽内の水道水に漬けて冷却する。冷却により、室温近くの冷却温度になった後、中空円筒抜きの工程で中空円筒部材４を管状型部材６より取り出す。この時フィルムは管状型部材６の内側に円筒状に貼り付いており、最初のシート状のフィルムの重ね合わせ部も接合されている。また、フィルムの材料によっては空冷後水冷、また空冷のみにより冷却する場合もある。いずれの場合も樹脂が冷却されて固まる温度以下になれば、以降は急冷してもよい。
【００７７】
次に、▲７▼で管状型部材６からフィルムを剥がし、端部切断の工程で、管状フィルムが完成する。
【００７８】
図２に本実施形態で使用される中空円筒部材４、管状型部材６、及びシート状フィルム８を示す。
【００７９】
図３は本実施形態の加熱装置を示す図である。
【００８０】
中空円筒部材４、及び管状型部材６は合体されて４個のローラー１５により支持されている。ローラー１５は断熱性材料からなり、シャフト１６ａ，１６ｂに取り付けられ、シャフト１６ａ，１６ｂはその両端をベアリング１７によって回転可能に支持されている。ベアリング１７はブロック１８により不図示のベース板上に固定されている。
【００８１】
一対のシャフト１６ａ，１６ｂのうち片側のシャフト１６ａの片端には、チェーンスプロケット１９が取り付けられており、チェーン２０、モーター側チェーンスプロケット２１によってモーター２２の回転駆動力が伝達され、シャフト１６ａ及びローラー１５が回転するようになっている。
【００８２】
中空円筒部材４の内径部には加熱ヒーター１２が挿入されている。この加熱ヒーター１２から放射される熱が、中空円筒部材４の内部を加熱し、フィルム８，１０に伝達される。中空円筒部材４の熱膨張係数は、管状型部材６の熱膨張係数より大きい値になるように材料が選択されている。中空円筒部材４の内部から加熱され、また中空円筒部材４の熱膨張量が大きいため、中空円筒部材の外周面とフィルム面が密着することにより、効率よくフィルムに熱が伝達される。
【００８３】
この中空円筒部材の材料と管状型部材の材料の組み合わせは、たとえば中空円筒部材がアルミで管状型部材がステンレスや機械構造用炭素鋼などの鉄、また中空円筒部材がテフロンのような耐熱性の樹脂に対し管状型部材がアルミまたは鉄、などのように中空円筒部材は管状型部材より熱膨張係数が大きくなるようにする。
【００８４】
中空円筒部材の寸法及び管状型部材の寸法は管状フィルムの完成後の寸法によって決定される。加熱した後冷却されて成形された管状フィルムが管状型部材の内面に付着するような場合は、管状フィルムの周長により管状型部材の内径を決定する。また、加熱した後冷却されて成形された管状フィルムが中空円筒部材の外面に付着するような場合は、管状フィルムの周長により中空円筒部材の外径を決定する。このように管状フィルムの周長を決定する部材の寸法を決めた後、成形する温度でのギャップ量から相手の寸法を決定する。
【００８５】
さらに、管状型部材６の外周部から離間した位置にヒーター１３が取り付けられている。さらに管状型部材６からみて、このヒーター１３の背後に反射板１４が取り付けられている。この反射板１４により、ヒーター１３の熱が効率よく管状型部材６に放射されるようになっている。
【００８６】
管状型部材６は中空円筒部材４より熱膨張量が小さいため加熱ヒーター１２によって内部からフィルムに伝達される熱と、ヒーター１３により外周部から伝達される熱とが効率よくフィルムに伝達される。
【００８７】
図４は加熱装置を正面から見た断面図である。また、図５は加熱装置を横から見た図である。
【００８８】
モーター２２によって回転駆動力が伝達されるシャフトはシャフト１６ａのみで、シャフト１６ｂは従動側となっている。
【００８９】
シャフト１６ａが回転すると、シャフト１６ａに固着取付されたローラー１５ａが回転し、管状型部材６の外周部とローラー１５ａとの摩擦力により、管状型部材６が回転する。それにともないフィルム８，１０及び中空円筒部材４も回転する。回転数は、管状型部材の外径によるが、１０ｒｐｍ以上とすることが望ましい。ヒーターの配置にもよるが、回転数が大きいほど加熱むらが小さくなる。
【００９０】
これにより、中空円筒部材４の内径部と加熱ヒーター１２の取付位置が偏心していても、加熱むらが生ずることがない。また、加熱ヒーター１３が片側からの加熱であっても、管状型部材６の外周部をむらなく加熱することができる。ヒーターの容量は、管状型部材、中空円筒部材の材料による熱容量及び加熱時間を考慮して決定する。具体的には、本実施形態では、型重量（ｇ）、及び型材料の比熱と熱容量を計算する。そして、何分で何℃上昇させるかによって、仕事率（Ｗ）を計算し、加熱効率（ランプ加熱であれば５０％程度）に基づいて、ヒーター容量を算出する。ちなみに、本実施形態では、シート状フィルムの材料としてＰｖｄＦ樹脂（ポリフッカビニリデン：フッ素系樹脂）を用い、３分間で２５℃から１９５℃まで昇温する。樹脂材料は加熱されると熱による劣化を生じるため、加熱時間はできるだけ短いほうがよい。従って、ヒーターの種類も短時間加熱が可能な赤外線ヒーターが望ましい。また外部ヒーターを主な熱源として加熱される管状型部材の外周面、及び内部ヒーターを主な熱源として加熱される中空円筒部材の内周面は、加熱効率を向上させるため、黒色塗料またはメッキ等による黒色化処理がなされていることが望ましい。
【００９１】
このように内部と外部の両方向からむらなく加熱されるので短時間でフィルムに熱が伝達され、成形する温度に達するため、低コストで管状フィルムを製造することができる。
【００９２】
本実施形態の管状フィルム製造装置により製造された管状フィルムは、複写機、プリンタ等の転写ベルトとして用いられるが、その使用形態を図６を参照して説明する。
【００９３】
図６において、８Ａ，１０Ａは本実施形態により製造された管状フィルムである転写ベルト、３１は帯電ドラム、３２は転写ドラム、３３は現像ローラー、３４は転写、搬送ローラー、３５はコピー紙、３６はトナーであり、転写ベルト８Ａ，１０Ａは転写、搬送ローラー３４に巻き掛けられている。まず、帯電ドラム３１により、転写ドラム３２に画像の電圧が印可される。次に、現像ローラー３３から、転写ドラム３２にトナーが供給され、画像の形にトナーが転写される。ここで、転写ベルト８Ａ，１０Ａによりコピー紙３５が供給されており、トナーが転写ドラムからコピー紙に転写される。トナーが転写されたコピー紙は、図示されてはいないが、定着部へ運ばれる。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態によれば、中空円筒部材の中心部に加熱手段を配置したので、短時間で成形することができる。
【００９５】
また、中空円筒部材の材料の熱膨張係数が、管状型部材の材料の熱膨張係数より大きい値であるため、中空円筒部材、管状型部材及びフィルムが密着し、効率よくフィルムに熱を伝達することができる。
【００９６】
また、管状型部材の外周部に管状型部材と離間して配置された加熱手段を備えているため、より短時間で成形することができる。
【００９７】
また、管状型部材を円筒部材とともに断熱性材料からなるローラーで支持し、ローラーを回転駆動手段で回転させることにより、管状型部材を円筒部材とともに回転させながら加熱するため、加熱の温度むらを生ずることなくフィルムの巻き始めと巻き終わりの重ね合わせ部を接合し、フィルムの肉厚の均一性に優れた管状フィルムを製造することができる。
【００９８】
本実施形態に係わる管状フィルム製造装置は、上述の如く構成したので、短時間で管状フィルムを成形することが可能となり、低コストで高精度な管状フィルムを得ることができる。
【００９９】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。
【０１００】
図７は本実施形態で使用される円筒部材４１、管状型部材４２、シート状フィルム４３を示す図である。シート状フィルム４３は円筒部材４１の外形部に巻き付けられ、管状型部材４２に挿入されたのち、不図示の加熱装置で加熱成形され管状フィルムとなる。
【０１０１】
図８に円筒部材４１を示す。中央部の外径φＤは管状フィルムの必要径に応じて決められる寸法である。その外径φＤの軸方向の長さＬはシート状フィルム３の幅Ｗよりも短い寸法となっている。また、両端部は外径φＤよりも小さい外径φｄとなっており、その段付き部はテーパー形状となっている。
【０１０２】
図９はシート状フィルム４３を円筒部材４１に巻き付けるときの図である。
【０１０３】
不図示のフィルム送り装置から送り出されたシート状フィルム４３は、クランプ爪４４ａ，４４ｂと円筒部材４１の小径両端部との隙間に送り出され、クランプ爪４４ａ，４４ｂが不図示の駆動手段により、円筒部材に対し当接するように作動し、シート状フィルム４３の両端部を押さえる。次に不図示の回転手段で円筒部材４１を回転させ、シート状フィルム４３を円筒部材４１に巻きつける。このときクランプ爪４４ａ，４４ｂによる押さえ機構がないと、巻き取り時にスリップを生じて巻きつけ長がばらついたり、巻き緩みが発生する等の問題が生じる。
【０１０４】
円筒部材４１にシート状フィルム４３を巻き付け終わると、クランプ爪４４ａ，４４ｂを抜き、管状型部材４２に挿入する。
【０１０５】
クランプ爪４４ａ，４４ｂの厚さｔは外径φＤと外径φｄとの段差Ｈよりも小さい値となっている。
【０１０６】
クランプ爪４４ａ，４４ｂが小径部φｄでフィルム端部を押さえるため、その上に更にフィルムが巻かれても外径φＤ部で巻き緩みが発生することはない。例えばシート状フィルム４３を３周巻く場合、クランプ爪４４ａ，４４ｂの下に１周目のフィルム４３Ａがあり、２周目以降はクランプ爪４４ａ，４４ｂの上にフィルム４３Ｂ，４３Ｃがくる。円筒部材４１に小径部φｄがないと、フィルム４３Ｂ，４３Ｃはクランプ爪４４ａ，４４ｂの上に巻きつけられるため、クランプ爪４４ａ，４４ｂが抜かれると、その厚みｔの分だけフィルム４３Ａとに隙間が生じることになる。これが巻き緩みとなってしまう。クランプ爪４４ａ，４４ｂの厚さｔが小径部φｄと外径φＤ部の段差Ｈよりも小さいため、クランプ爪４４ａ，４４ｂをフィルム巻き後に抜いてもフィルム４３Ｂ，４３Ｃがゆるむことはない。巻き緩みが発生すると管状型部材４２に挿入する際に引っかかり、挿入することができなくなる。
【０１０７】
図１０はシート状フィルム４３を巻き付け終わった円筒部材４１を管状型部材４２に挿入した状態を示した図である。
【０１０８】
図１１は加熱成形後の管状フィルム４５が管状型部材４２に付着している様子を示す図である。図１０における管状型部材４２の形状はストレート形状をしていたが、加熱成形後の管状フィルム４５の端部形状は円筒部材４１の形状に倣ったものになっている。これにより管状フィルム４５の端部が管状型部材４２から剥離した状態と同じになっているため、管状フィルム全体を剥離するのも非常に簡単に行うことができる。また、管状型部材４２から剥離している部分が斜面状となっているためエアー等が入り込みやすく、エアーによる剥離を簡単に行うことができる。
【０１０９】
図１２は管状型部材４２が円筒部材４１の形状に合わせた形状である場合を示す図である。図１０のような管状型部材で成形された管状フィルムは、加熱成形時テーパー部に圧力がかかっていないため、フィルムの強度が低下している。管状フィルムを剥離する際はエアーの圧力及び剥離する際の引っ張り力がかかるのみなので、強度上問題はないが、蛇行防止のリブとして使用するには十分な強度ではない。しかし、管状型部材４２の形状が円筒部材４２の形状に合わせて、テーパー部に圧力がかかる様にすれば強度が向上し、蛇行防止のリブとして十分使用できるようになる。
【０１１０】
管状型部材４２の両端部４２Ａ、４２Ｂは別加工部品となっている。シート状フィルム４３を巻き付け終わった円筒部材４１を管状型部材４２に挿入した後、管状型両端部材４２Ａ、４２Ｂを挿入する。この後、不図示の加熱炉で加熱成形すると、円筒部材４１の熱膨張率の方が管状型部材４２の熱膨張率よりも大きいため軸方向に膨張した際、円筒部材４１の段付き部のテーパー部に圧力がかかりながら加熱成形され、すべての部分に圧力がかかった管状フィルム４５ができあがる。
【０１１１】
この管状フィルム４５の取り出しについて説明する。両端部材のうちどちらか一方、たとえば４２Ｂを外す。次に円筒部材４１を抜く。このとき円筒部材４１の中央部は、管状フィルム４５のテーパー部より径が大きいが、フィルムの伸縮性により円筒部材４１を外すことができる。次に管状型部材の内面に付着している管状フィルム４５のテーパー部と管状型部材の内面との間にエアーを注入し、管状フィルム４５を剥離させ、管状型部材から抜き取る。
【０１１２】
ここで、不図示の切断装置で管状フィルム４５の端部を切断すると、管状フィルム４５の端部に蛇行防止のためのテーパー状のリブ４５ａ，４５ｂが形成された管状フィルム４５が完成する。その断面を図１３に示す。
【０１１３】
図１４は円筒部材５１の段付き部が垂直面となっている場合を示す図である。この場合もシート状フィルム４３を巻き付ける際は段付き部がテーパー面の場合と同様の効果が得られる。また加熱成形後もこの端部が初めから剥離しているため、管状フィルム全体の剥離も非常に簡単に行うことができる。円筒部材５１を用いて加熱成形し、加熱成形後の管状フィルム４５が管状型部材４２に付着している様子を図１５に示す。
【０１１４】
また図１６に示すように、管状型部材６１の端部６１Ａ，６１Ｂを円筒部材５１の形状に合わせて別加工部品とすることにより、加熱成形時、段付き部の垂直面にも圧力がかかり、強度の強い管状フィルムが得られる。ここで不図示の切断装置で管状フィルム４５の端部を切断すると、図１７に示すように、管状フィルム端部に蛇行防止のためのリブ４５ａ，４５ｂが形成された管状フィルム４５となる。このリブ４５ａ，４５ｂは管状フィルム４５の面に対しほぼ垂直に形成されているため、より確実に管状フィルムの蛇行を防止することができる。
【０１１５】
また、円筒部材４１の端部形状が図１８のように、テーパー形状であっても、前述と同様の効果が得られる。
【０１１６】
以上説明したように、本実施形態によれば、円筒部材の両端部の外径が中央部の外径より小さく、中央部の大径部の軸方向の長さがシート状フィルムの幅より短いためシート状フィルムを円筒部材に巻き付ける際押さえ爪を設けることが可能となり、巻き緩みを発生することなく安定した巻き取りを行うことができる。
【０１１７】
また、円筒部材の中央の大径部と両端の小径部の境界である段差部の形状が斜面であるため、エアーによる剥離を簡単に行うことができる。
【０１１８】
また、円筒部材の中央の大径部と両端の小径部の境界である段差部の形状が垂直面であるため、管状フィルムの蛇行を確実に防止できるリブを形成することができる。
【０１１９】
また、管状型部材の両端部形状が、円筒部材の両端部形状に合わせた形状であるため、フィルム端部に確実に圧力を加えることが可能となり、十分な強度を持った管状フィルムの蛇行を確実に防止できるリブを形成することができる。
【０１２０】
本実施形態に係わる管状フィルム製造装置は、上述の如く構成したので、自動で巻き取りが可能となり、剥離しやすく、また管状フィルムの蛇行を確実に防止できるリブを形成することが可能となり、低コストで高精度な管状フィルムを得ることができる。
【０１２１】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。本実施形態は、成形された管状フィルムの両端部を切断するための切断装置に関するものである。
【０１２２】
図２０は、本実施形態の切断装置を上面から見た平面図である。
【０１２３】
支持部材１０１は、取付フランジ１０２と軸芯が合うように取り付けられている。取付フランジ１０２は、ベアリング１０３によって回転可能なように支持され、ベアリングホルダー１０４、取付ブロック１０５によりベース板１０６に取り付けられている。
【０１２４】
取付フランジ１０２の軸端はベアリング１０７によって支持され、さらにブロック１０８によりベース板１０６に取り付けられている。
【０１２５】
取付フランジ１０２の軸間にプーリー１０９が取り付けられ、キー１１０によってプーリー１０９の回転力が取付フランジ１０２に伝達されるようになっている。
【０１２６】
モーター１１４の回転力は減速機１１３によって減速された後、プーリー１１２、タイミングベルト１１１を通じてプーリー１０９に伝達され、取付フランジ１０２を回転させる。モーター１１４は取付アングル１１５によりベース板１０６に取り付けられている。
【０１２７】
図２１は図２０を矢印Ａ方向から見た図である。
【０１２８】
第１のローラー１２５及び第２のローラー１２６は、支持部材１０１の軸芯と平行になるように取り付けられている。その両端部は、支持板１２４ａ，１２４ｂによって支持され、ベアリング１３０によって回転可能なように支持されている。
【０１２９】
支持板１２４ａ，１２４ｂはスライドベース板１１６に取り付けられ、リニアガイドベアリング１１７により案内され、シリンダ１１８により支持部材１０１の軸芯と直角方向に移動できるようになっている。
【０１３０】
バックアップローラー１４０は、支持部材１０１に第１のローラー１２５及び第２のローラー１２６が接触したときのたわみを押さえるためのものである。バックアップローラー１４０はベアリング１４３によって回転可能なように支持され、シャフト１４２を介してブロック１４１に取り付けられている。ブロック１４１はバックアップシリンダ１３９に取り付けられ、支持部材１０１に対し進退可能なようになっている。バックアップシリンダ１３９は、取付ブロック１４４によりベース板１０６に取り付けられている。
【０１３１】
支持板１２４ａ側には第１のプーリー１２７が第１のローラー１２５の軸端に、また第２のプーリー１２８が第２のローラー１２６の軸端に取り付けられている。第１のプーリー１２７と第２のプーリー１２８にはタイミングベルト１２９が張架されている。その中間にはアイドラー１３１があり、タイミングベルト１２９にテンションを与えている。アイドラー１３１は３個のベアリングで構成されており、シャフト１３２によりプレート１３４に取付けられている。プレート１３４は、ブロック１３３により支持板１２４ａに取り付けられている。
【０１３２】
図２２は図２０を矢印Ｂ方向から見た図である。
【０１３３】
支持部材１０１は図中において時計方向に回転する。第２のローラー１２６は第１のローラー１２５の下流側に取り付けられている。
【０１３４】
第１のローラー１２５と第２のローラー１２６の中間にカッター１３５ａ，１３５ｂが取り付けられている。カッター１３５ａ，１３５ｂは回転刃となっている。カッター１３５ａ，１３５ｂは取付軸１３８ａ，１３８ｂに取り付けられ、ナット１３６ａ，１３６ｂによって固定されている。取付軸１３８ａ，１３８ｂは不図示のベアリングによって回転可能なように支持され、取付ブロック１３７ａ，１３７ｂによりスライド板１２２に取り付けられている。カッター１３５ａ，１３５ｂは管状フィルム２０１の切断幅に合わせて左右に取り付けられている。スライド板１２２はリニアガイドベアリング１２３により案内され、シリンダ１２１により支持部材１０１の軸芯と直角方向に移動できるようになっている。シリンダ１２１は、シリンダ取付板１２０を介しスライドベース板１１６に取り付けられており、第１のローラー１２５、第２のローラー１２６の動作とは独立して移動できるようになっている。
【０１３５】
図２３は第１のローラー１２５、第２のローラー１２６の軸端部に取り付けられたプーリー部の詳細図である。
【０１３６】
第１のプーリー１２７の歯数は、第２のプーリー１２８の歯数よりも多くなっている。たとえば第１のプーリー１２７の歯数が２１歯で、第２のプーリー１２８の歯数が２０歯となっている。これにより、第１のプーリー１２７が一回転したとき第２のプーリー１２８は２１／２０回転、すなわち第１のプーリー１２７より１／２０回転分多く回転することになる。
【０１３７】
図２４は管状フィルム２０１を支持部材１０１に挿入した状態を示している。
【０１３８】
支持部材１０１の外径は、管状フィルム２０１の外径よりも小さくなっており、スムーズに挿入することができるようになっている。挿入後第１のローラー１２５及び第２のローラー１２６が前進して支持部材１０１と接触すると、管状フィルム２０１はカッター１３５の位置でたるみが発生する。たるみは管状フィルム２０１の長手方向で異なるので、このまま切断すると切断端部が斜めになり精度良く切断することができない。
【０１３９】
図２５は支持部材１０１を回転させ管状フィルム２０１の皺を伸ばした状態を示す図である。
【０１４０】
支持部材１０１をＶの速度（周速）で回転させると、第１のローラー１２５はＶ１の速度で回転する。このとき支持部材１０１と第１のローラー１２５との間にスリップがなければ速度Ｖ１はＶと等しくなる。それに対し、第２のローラー１２６の速度は第１のローラー１２５の速度より速く、より多く回転するため、第１のローラー１２５と第２のローラー１２６との間で発生した管状フィルム２０１の皺やたるみが引き伸ばされる。管状フィルム２０１の皺やたるみが引き伸ばされると、第２のローラー１２６は管状フィルム２０１との間でスリップを生じることになる。支持部材１０１が数回転したのち、カッター１３５が前進し管状フィルム２０１を切断する。
【０１４１】
また、支持部材１０１がＶの速度（周速）で回転し、支持部材１０１と第２のローラー１２６との間にスリップがなければ速度Ｖ２はＶと等しくなる。このとき、第１のローラー１２５の速度は第２のローラー１２６の速度より遅く、より少なく回転するため、管状フィルム２０１が速度Ｖで引っ張られるのに対し第１のローラー１２５は管状フィルム２０１に対し摩擦負荷として働くので、第１のローラー１２５と第２のローラー１２６との間で発生した管状フィルム２０１の皺やたるみが引き伸ばされる。管状フィルム２０１の皺やたるみが引き伸ばされると、第１のローラー１２５は管状フィルム２０１との間でスリップを生じることになる。
【０１４２】
図２６は、ローラーの直径を変えて支持部材１０１を回転させた状態を示す図である。第１のプーリー１２７と第２のプーリー１２８の歯数を等しくし、第１のローラー１２５の直径を第２のローラー１２６の直径よりも小さくした場合である。このとき、第１のローラー１２５の回転数と第２のローラー１２６の回転数は等しくなるが、第１のローラー１２５の直径が小さいため、第１のローラー１２５の速度（周速）は第２のローラー１２６の速度（周速）より小さくなり、前述と同様に管状フィルム２０１の皺やたるみが引き伸ばされることになる。
【０１４３】
図２７は本装置の動作を示すフローチャートである。
【０１４４】
作業者が管状フィルム２０１を支持部材１０１に挿入し（ステップＳ２）、スタートスイッチを押すと自動運転が開始される（ステップＳ４）。バックアップローラー１４０が前進して支持部材１０１の倒れを防ぎ（ステップＳ６）、シリンダ１１８が前進して第１のローラー１２５、第２のローラー１２６が支持部材１０１と接触する（ステップＳ８）。次に、モーター１１４が回転することにより支持部材１０１を回転させ、管状フィルム２０１の皺やたるみを引き伸ばす（ステップＳ１０）。回転時間はタイマーによって制御されるが、回転数をカウントして制御してもかまわない（ステップＳ１２）。次に、シリンダ１２１が前進することによりカッター１３５が前進し、管状フィルム２０１を切断する（ステップＳ１４）。ここでは不図示のセンサーにより支持部材１０１の回転数をカウントし、設定値になったら（ステップＳ１６Ｙｅｓ）、モーター１１４を停止させる（ステップＳ１８）。切断が終了したらシリンダ１２１を後退させてカッター１３５を後退させ、シリンダ１１８が後退して第１のローラー１２５、第２のローラー１２６を後退させる（ステップＳ２０）。次にバックアップローラー１４０が後退して自動運転が終了し（ステップＳ２２）、切断された管状フィルム２０１及び切断かすを取り出して（ステップＳ２４）、作業が終了する。
【０１４５】
以上説明したように、本実施形態によれば、管状フィルムの内径部を支持する支持部材にのみ回転駆動源があり、支持部材の回転方向に沿って配設された第１及び第２のローラーは、支持部材の回転力を摩擦により伝達されて回転するので、構造を複雑化させることなく管状フィルムの切断装置を構成することができる。
【０１４６】
また、支持部材の外径は管状フィルムの内径よりも小さいので挿入の作業性を向上させることができる。
【０１４７】
また、第１のローラーと第２のローラーの両端は支持板によって支持され、その片端には第１のプーリー及び第２のプーリーが設けられ、第１のプーリー及び第２のプーリーに張架されたタイミングベルトによって回転力が伝達されるため、第１または第２ローラーのどちらかを支持部材の回転と同調させずにローラを回転させることができる。
【０１４８】
また、第１のプーリーの歯数は第２のプーリーの歯数より多いため、第１のローラーの回転速度を第２のローラーの回転速度より小さくすることができる。
【０１４９】
また、第１のプーリーと第２のプーリーの歯数が同じで、第１のローラーの直径を第２のローラーの直径よりも小さくすることにより、プーリーの歯数差による速度差よりも細かく速度差をつけることができる。
【０１５０】
本実施形態に係わる管状フィルム製造装置は、上述の如く構成したので、少ない駆動源で装置を複雑化させることなく、作業性の良い、低コストで高精度に切断できる切断装置を得ることができる。
【０１５１】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。
【０１５２】
図２８Ａは第４の実施形態で使用される巻き付け装置を示す図であり、図２８Ｂは、図２８Ａの主要部を模式化してわかりやすくした図である。
【０１５３】
フィルムロール材３０２からシート状フィルム３０１が導き出される。シャフト３０３はフィルムロール材３０２の中心部を貫通し支持するためのものである。またシャフト３０３の片端には歯車が固定されており、フィルム巻出しモーター３０４によりフィルムロール材３０２を回転させ、シート状フィルム３０１を導き出すようになっている。
【０１５４】
ローラー３０５，３０６，３０８，３０９はシート状フィルム３０１をガイドするローラーである。
【０１５５】
ダンサーローラー３０７はシート状フィルム３０１のたるみをなくすと共にダンサーローラー３０７に取り付けられたアーム３０７ａと、アーム３０７ａの位置を検出するセンサー３０７ｂ，３０７ｃとでシート状フィルム３０１の巻き出し動作を行うものである。
【０１５６】
フィルム送り駆動ローラー３１０はカッター３１６の手前に設けられ、シート状フィルム３０１がカッター３１６により切断された後、新しいフィルムを送り出すためのフィルム送り駆動ローラーである。押さえローラー３１１は、シート状フィルム３０１をフィルム送り駆動ローラー３１０に押し付けるためのものである。また、この押さえローラー３１１は不図示のシリンダにより進退可能となっており、シート状フィルム３０１をフィルム送り駆動ローラー３１０に押し付けたり、押しつけを解放したりすることができるようになっている。
【０１５７】
フィルム送り駆動モーター３１２はフィルム送り駆動ローラー３１０に連結固定され、フィルム送り駆動ローラー３１０を回転させるものである。
【０１５８】
フィルム送り駆動ローラー３１３はカッター３１６の下流側に設けられ、シート状フィルム３０１がカッター３１６により切断された後、フィルム端末を送り出すためのローラーである。
【０１５９】
押さえローラー３１４は、シート状フィルム３０１をフィルム送り駆動ローラー３１３に押し付けるためのものである。また、この押さえローラー３１４は不図示のシリンダにより進退可能となっており、シート状フィルム３０１をフィルム送り駆動ローラー３１３に押し付けたり、押しつけを解放したりすることができるようになっている。
【０１６０】
フィルム送り駆動モーター３１５はフィルム送り駆動ローラー３１３に連結固定され、フィルム送り駆動ローラー３１３を回転させるものである。
【０１６１】
カッター３１６は回転刃式のロータリーカッターであり、不図示のバネにより付勢されてシート状フィルム３０１に押し付けられ、シリンダ３１７によって移動され、シート状フィルム３０１を切断するものである。
【０１６２】
タッチローラー３１８はシリンダ３１９によって円筒部材３２０に進退可能となっており、シート状フィルム３０１を円筒部材３２０に押し付けるものである。
【０１６３】
円筒部材３２０には吸着穴３２１が設けられており、シート状フィルム３０１の端部を吸着できるようになっている。
【０１６４】
円筒部材３２０の手前にはフィルム通過センサ３４５ａ，３４５ｂが取り付けられている。シート状フィルム３０１がフィルム送り駆動モーター３１２，３１５によって送られ、円筒部材３２０の近傍まできたことが検知できるようになっている。
【０１６５】
図２９Ａは巻き付け装置をシート状フィルム３０１の搬送方向から見た図である。図２９Ｂは図２９Ａよりも左側の部分を示す図である。図３０Ａ、図３０Ｂ、図３０Ｃ、図３０Ｄは、図２９Ａと図２９Ｂを合わせた全体の構成を模式的にわかりやすく示した図である。
【０１６６】
前記吸着穴３２１は円筒部材３２０の両端部側に２箇所ｗ１のピッチで設けられている。シート状フィルム３０１の幅はこれよりも広いＷの幅を持っている。また製品機能上必要な管状フィルムの幅ｗ０はｗ１よりも狭くなっている。すなわち下記のような関係となっている。
【０１６７】
Ｗ＞ｗ１＞ｗ０
支持ローラー３２２は支持板３２３に取り付けられ、円筒部材３２０を回転可能なように支持するローラーである。
【０１６８】
回転保持部材３２４は円筒部材３２０の端部穴に対し嵌合するように支持するものである。回転保持部材３２４を支持する支持板３２７はベアリング３２６が取り付けられ、回転保持部材３２４を回転可能なように支持している。また、支持板３２７は上下シリンダ３２８に取り付けられ、また上下シリンダ３２８は前後シリンダ３４０に取り付けられ、回転保持部材３２４が円筒部材３２０に対して前後・上下動が可能なようになっている。
【０１６９】
回転保持部材３２４には吸着穴３２９が設けられ、ロータリージョイント３３０を介して外部の吸着源と接続されている。また、回転保持部材３２４が円筒部材３２０と当接する端面にはＯリング３２５が取り付けられており、吸着エアーが漏れるのを防いでいる。
【０１７０】
円筒部材３２０のもう一方の端部側には駆動側回転支持部材３３１があり、円筒部材３２０に回転力を付与すると共に、回転可能なように支持している。また、駆動側回転保持部材３３１が円筒部材３２０と当接する端面にはＯリング３２５が取り付けられており、吸着エアーが漏れるのを防いでいる。
【０１７１】
駆動側回転支持部材３３１はシャフト３３２に取り付けられており、シャフト３３２の端部はベアリング３３５と支持ブロック３３４により、回転可能なように支持されている。さらに、シャフト３３２の端部はカップリング３３６を介してモーター３３７と連結されており、モーター３３７の回転により駆動側回転支持部材３３１が回転するようになっている。また、支持ブロック３３４及びモーター３３７は直進移動テーブル３３８上に取り付けられており、直進駆動モーター３３９により駆動側回転支持部材３３１が回転しながら直進移動できるようになっている。また、シャフト３３２の端部にはセンサドグ３４７が取り付けられ、円筒部材回転カウントセンサ３４６によりシャフト３３２の回転数をカウントするようになっている。これにより、円筒部材３２０がシート状フィルム３０１を巻き付けた回転数をカウントすることができるようになっている。
【０１７２】
図２９Ｂは図２９Ａの左側の部分を示す図である。
【０１７３】
管状型部材３４１は支持部材３４４によって支持されている。支持部材３４４には不図示のたとえばＶ字形状の部材があり、それにより管状型部材３４１を支持、位置決めしている。これにより、図３０右側に図示されている円筒部材３２０と中心軸が合うように配置される。位置決め部材３４３は管状型部材３４１がはみ出さないよう位置を決めるものである。この位置決め部材３４３はシリンダ３４２によって上下動可能となっている。シート状フィルム３０１が巻きつけられた円筒部材３２０は、図２９の回転保持部材３３１により保持され、直進駆動モーター３３９により直進し、管状型部材３４１に挿入される。このとき位置決め部材３４３はシリンダ３４２により下降している。
【０１７４】
また、挿入完了後、駆動側回転保持部材３３１が後退する際、位置決め部材３４３が上昇し、円筒部材３２０がずれるのを防止している。これにより円筒部材３２０へのフィルムの巻きつけと、管状型部材３４１への挿入が完了となる。
【０１７５】
なお、支持部材３４４は、図３０Ｃ、図３０Ｄに示すように、管状型部材３４１をスライド可能に支持するためローラー３４４ｂと円筒部材３２０をスライド可能に支持するためのローラー３４４ｃとを備えている。ローラー３４４ｂは支持板３４４ａにＶ字状に取り付けられており、これにより管状型部材３４１が位置決めされながらスライドできるようになっている。円筒部材３２０に挿入された管状型部材３４１と円筒部材３２０は、押し出しシリンダ３４９に取り付けられた戻し部材３５０が不図示のシリンダにより駆動されて管状型部材３４１の前端部と当接し、押し出しシリンダ３４９の後退とともに３４４ｂ側に戻される。
次に動作について説明する。
【０１７６】
図３１は全体の動作概要を示すフローチャートである。
【０１７７】
最初に型セットの工程があり、ここで円筒部材３２０及び管状型部材３４１が作業者によりセットされる（ステップＳ３１）。次にフィルムロール材３０２からシート状フィルム３０１が巻出され（ステップＳ３２）、円筒部材３２０に設けられた吸着穴によりフィルムを吸着し、シート状フィルム３０１が円筒部材３２０に巻き付けられる（ステップＳ３３）。途中巻き付けが完了する前にシート状フィルム３０１が切断され（ステップＳ３４）、その後さらにシート状フィルム３０１が円筒部材３２０に巻き付けられる（ステップＳ３５）ことにより巻き付けが完了する（ステップＳ３６）。次にシート状フィルム３０１が巻き付けられた円筒部材３２０を管状型部材３４１に挿入し（ステップＳ３７）、巻き付け装置での全ての工程が終了する。
【０１７８】
その次の工程では、不図示の加熱装置で加熱成形され、シート状フィルム３０１は管状フィルムとなる。さらに不図示の切断装置で吸着穴の箇所を含む製品機能上不要な両端部が切断され所望の管状フィルムが完成する。
【０１７９】
図３２は型セットの工程を詳細に説明するフローチャートである。
【０１８０】
最初に、シート状フィルム３０１が巻き付けられた円筒部材３２０が管状型部材３４１に挿入された状態である完成品を作業者が装置より取り出す（ステップＳ４１）。次に円筒部材３２０を装置にセットし（ステップＳ４２）、さらに管状型部材３４１をセットする（ステップＳ４３）。型セットが終了したら型セット完了スイッチを押し、自動運転が開始される（ステップＳ４４）。
【０１８１】
先ず、直進駆動モーター３３９が前進し、駆動側回転支持部材３３１が前進する（ステップＳ４５）。さらに、回転支持部材３２４を上下させるシリンダ３２８により、回転支持部材３２４が下降する（ステップＳ４６）。次にシリンダ３４０により回転支持部材３２４が前進し、これにより円筒部材３２０は駆動側回転支持部材３３１と回転支持部材３２４とで挟持され、円筒部材回転モーター３３７により円筒部材３２０が回転可能となる（ステップＳ４７）。次にタッチローラー３１８が前進し、シート状フィルム３０１を円筒部材３２０に押し付けることが可能となる（ステップＳ４８）。
【０１８２】
図３３はフィルム巻出し及びフィルム吸着・巻き付けの工程を詳細に説明するフローチャートである。
【０１８３】
型セットの工程が終了すると、フィルム巻出しの工程となる。
【０１８４】
フィルム送り駆動モーター３１２，３１５を回転させてシート状フィルム３０１を搬送すると（ステップＳ５１）、ダンサーローラー３０７の片端に取り付けられているアーム３０７ａがフィルム引っ張り側検知センサ３０７ｂを作動させる（ステップＳ５２）。センサ３０７ｂが作動すると（ステップＳ５２Ｙｅｓ）、フィルム巻出しモーター３０４が回転し、フィルムロール材３０２を回転させ、シート状フィルム３０１を繰り出す（ステップＳ５３）。フィルムロール材３０２が回転するとダンサーローラー３０７の片端に取り付けられているアーム３０７ａがフィルム緩み側検知センサ３０７ｃを作動させる（ステップＳ５４）。センサ３０７ｃが作動すると（ステップＳ５４Ｙｅｓ）、フィルム巻出しモーター３０４が停止しフィルムロール材３０２を停止させる（ステップＳ５５）。
【０１８５】
フィルム送り駆動モーター３１２，３１５を回転させてシート状フィルム３０１を搬送し、フィルム通過センサ３４５によりシート状フィルム３０１を検知すると、約１秒経過後（ステップＳ５７）、フィルム送り駆動モーター３１２，３１５を停止させる。これによりシート状フィルム３０１の端部はタッチローラー３１８を通過し円筒部材３２０上面にくることになる。さらに円筒部材回転モーター３３７を回転させ（ステップＳ５８）、不図示の吸着源に接続されている不図示の吸着電磁弁を作動させる（ステップＳ５９）。円筒部材３２０が装置にセットされた段階では吸着穴３２１がどの位置にくるか不明である。しかし、吸引動作をしながら円筒部材３２０を回転させることにより、吸着穴３２１がシート状フィルム３０１と接するとフィルムを吸着し、吸着経路内に設けられた不図示の吸着センサＳ−０１が作動する（ステップＳ６０）。その位置で円筒部材回転モーター３３７を停止することにより、円筒部材３２０の吸着穴３２１とシート状フィルム３０１の端部との位置を合わせることが可能となる。
【０１８６】
その位置から再び円筒部材回転モーター３３７が回転し、同時に円筒部材３２０の回転を円筒部材回転カウントセンサ３４６により検出し、円筒部材３２０の回転をカウントする（ステップＳ６１）。次にシート状フィルム３０１をフィルム送り駆動ローラー３１０，３１３に押し付けていたフィルム押さえローラー３１１，３１４を上昇させる（ステップＳ６２）。これは円筒部材３２０の回転力でのみシート状フィルム３０１を巻き取ることにより、フィルム送り駆動モーターと円筒部材回転モーター３３７の送り速度のズレによるシート状フィルム３０１の伸びや皺の発生を防止するためである。
【０１８７】
図３４はフィルム巻き付け、切断の工程を示すフローチャートである。
【０１８８】
円筒部材回転モーター３３７により、円筒部材３２０が回転しシート状フィルム３０１を円筒部材３２０に巻き付けていく。円筒部材回転カウントセンサ３４６により円筒部材の回転数をカウントするが、総巻き数に対して１回転少ない巻き数、例えば総巻き数３巻の場合なら２巻をカウントした時（カウンター設定１）、円筒部材回転モーター３３７を停止させる（ステップＳ６４）。これはシート状フィルム３０１の端部が円筒部材の上面に搬送されたときの端部位置と、ロータリーカッター３１６までの距離が約１巻相当の長さとなっているからである。円筒部材回転カウンターが設定１になったら円筒部材回転モーター３３７を停止させ、フィルム押さえローラー３１１，３１４を下降させてシート状フィルム３０１を押さえ（ステップＳ６５）、切断シリンダ３１７を駆動させてロータリーカッター３１６によりシート状フィルム３０１を切断する。切断シリンダ３１７は片道作動でシート状フィルム３０１を切断するため、切断シリンダ３１７の位置が左端にあれば切断シリンダ３１７が右進し、切断シリンダ３１７の位置が右端にあれば切断シリンダ３１７が左進する（ステップＳ６７〜ステップＳ６９）。
【０１８９】
次にフィルム押さえローラー３１１，３１４を上昇させ、円筒部材回転モーター３３７を再び回転させることにより巻き付け動作を継続させる（ステップＳ７１）。円筒部材回転カウンターにより所望の巻き数（設定２）になったら（ステップＳ７２Ｙｅｓ）、円筒部材回転モーター３３７を停止させ、フィルム押さえローラー３１１，３１４を下降させてフィルム巻き付け工程が終了する（ステップＳ７３、ステップＳ７４）。
【０１９０】
図３５は型挿入の工程を示す図である。
【０１９１】
巻付けが完了したら（ステップＳ７５Ｙｅｓ）、タッチローラー３１８が後退し（ステップＳ７６）、さらに回転支持部材３２４が後退すると共に、上昇する（ステップＳ７７、ステップＳ７８）。
【０１９２】
次に駆動側回転支持部材３３１を回転させることにより円筒部材３２０を回転させながら（ステップＳ７９）、直進駆動モーター３３９により前進させ、フィルム巻き付けが終了した円筒部材３２０を管状型部材３４１に挿入させる（ステップＳ８０）。円筒部材３２０を回転させるのは、シート状フィルム３０１の巻終わり端部が、管状型部材３４１の内面と引っかからないようにするためである。直進駆動モーター３３９により前進端まで移動すると、管状型部材端面位置決め板３４３を上昇させ（ステップＳ８１）、直進駆動モーター３３９により駆動側回転支持部材３３１を後退させる（ステップＳ８２）。これで型挿入工程が終了し、全ての自動工程が終了する（ステップＳ８３）。
【０１９３】
以上説明したように、本実施形態によれば、簡単な構成で巻き緩みを発生することなく安定したフィルムの巻き取りを行うことができる。
【０１９４】
また、製品機能上不要な箇所を吸着するため、加熱成形後吸着穴部のフィルムに突起が生じても問題なく製品として使用することができる。
【０１９５】
本実施形態に係わる管状フィルム製造装置は、上述の如く構成したので、自動で巻き付けが可能となり、低コストで高精度な管状フィルムを得ることができる。
【０１９６】
（第５の実施形態）
上記の第４の実施形態では、円筒部材３２０に巻かれたシート状フィルムの終端部をタッチローラー３１８により円筒部材３２０に押し付けているが、この第５の実施形態は、ブラシ等の弾性のある押さえ部材によりシート状フィルムの終端部を円筒部材に押し付ける例を示すものである。
【０１９７】
従来、シート状フィルムを円筒部材に巻き付けて管状型部材を挿入する場合、巻終わり端部を固定しないと、フィルムの持つ弾性でフィルム端部が起き上がり、管状型部材を挿入する際フィルム終端部からめくれたり、フィルムが円筒部材からずれたりし、挿入が困難であった。そのため、上記の第４の実施形態では、円筒部材３２０を回転させることにより、フィルムの端部が円筒部材から起き上がらないようにしているが、この第５の実施形態は、円筒部材に巻きつけられたシート状フィルムの管状型部材への挿入容易性をより向上させるものである。
【０１９８】
図３７は本実施形態で使用される円筒部材５２０、シート状フィルム５０１を示す図である。シート状フィルム５０１は円筒部材５２０の外形部に巻き付けられ、管状型部材５４１（図４０参照）に挿入されたのち、不図示の加熱装置で加熱成形され管状フィルムとなる。
【０１９９】
図３８はシート状フィルム５０1を円筒部材５２０に巻き付ける状態を示す図である。
【０２００】
不図示のフィルム送り装置から送り出されたシート状フィルム５０１の両端部は円筒部材５２０の吸着穴により吸着保持される。不図示の回転手段で円筒部材５２０を回転させ、シート状フィルム５０１を円筒部材５２０に巻き付ける。
【０２０１】
押さえ部材５６０はホルダー５６１とナイロン等の細線からなるブラシ５６１とで構成されている。ブラシ５６１の材質はナイロンやポリプロピレン、塩化ビニルなどで作られている。線径はφ０．３ｍｍ以下であるが、フィルムの材質によりこれ以上であってもかまわない。毛丈はフィルムを押さえつける力と、線径により決定されるが、線径が細い場合は毛丈を低くすると良い。しかし管状型部材を挿入するときに挿入方向に沿って変形することが必要なので、毛丈は３０mm以上必要である。
【０２０２】
押さえ部材５６０の全長は、円筒部材５２０の軸方向に沿って、フィルム５０１の全長をカバーできる長さとなっている。
【０２０３】
図３９は図３８の軸方向からみた側面図である。
【０２０４】
ホルダー５６１は円筒部材５２０上方にやや傾斜して取り付けられている。これは押さえ部材５６０が下降したときに、ブラシ５６２を巻き付け方向に沿って変形させるためである。
【０２０５】
ブラシ５６２は、図中の矢印方向の巻き取り方向に沿って弾性変形している。このブラシ５６２の押し付け力により、フィルム５０１は皺なく密着して円筒部材５２０に巻き付けられる。
【０２０６】
円筒部材５２０にシート状フィルム５０１を巻き付け終わると、フィルム５０１が不図示の切断手段で切断された後、管状型部材５４１を挿入する。
【０２０７】
図４０は管状型部材５４１を挿入している途中の状態を示す図である。
【０２０８】
円筒部材５２０は不図示の支持手段で内径部を支持される。管状型部材５４１は、円筒部材５２０と軸芯が一致するよう調整されたガイドにのせられ、不図示のスライド手段で円筒部材５２０に向かって挿入される。ブラシ５６２は巻き付け時のままの状態で保持されているため、図３９で示したように巻き付け方向に沿って弾性変形し、フィルム５０１を押さえつけている。管状型部材５４１が挿入されると、管状型部材５４１の挿入方向に沿ってブラシ５６３が弾性変形する。しかし管状型部材５４１が挿入されていない部分はブラシ５６３により、フィルム５０１が円筒部材５２０に押さえつけられているため、管状型部材５４１の挿入によりフィルム５０１が挿入方向に沿ってずれることはない。
【０２０９】
図４１は、図４０を正面から見た図である。
【０２１０】
管状型部材５４１の内周面側の端部には面取り５４１ａが設けられているため、挿入始めの引っかかりもなくスムーズな挿入を行うことができる。
【０２１１】
図４２は弾性変形部材として薄いゴム製のブレードを用いた場合を示す図である。
【０２１２】
ホルダー５６１にブレード５６２ａが取り付けられている。シート状フィルム５０１が送り出され、円筒部材５２０の吸着穴によりシート状フィルム１が保持されると、ブレード５６２ａが下降し巻き付け時にシート状フィルム５０１を押さえつけ、シート状フィルム５０１は円筒部材５２０に密着巻きされる。ホルダー５６１は円筒部材５２０の上方にやや傾斜して取り付けられている。これは押さえ部材５６０が下降したときに、ブレード５６２ａを巻き付け方向に沿って変形させるためである。
【０２１３】
ブレード５６２ａの材質はウレタンゴムやフッ素ゴム、発泡ウレタンゴムなどで構成されている。厚さや高さは押さえつける力により決定される。ここでは厚さ１mm程度、高さ２０〜２５mmのウレタンゴムシートを用いている。
【０２１４】
図４３は、図４２を正面から見た図である。
【０２１５】
管状型部材５４１が進入する際ブレード５６２ａを上方に押しのけるため、管状型部材５４１の挿入側端部の外周面にテーパー状の面取り５４１ｂが施されている。これにより管状型部材５４１をスムーズに挿入することができる。また、管状型部材５４１の進入方向直前のシート状フィルム５０１も、ブレード５６２ａにより押さえられている。面取り５４１ｂがないと、管状型部材５４１の挿入側端部のブレード５６２ａはシート状フィルム５０１から浮いてしまうため、スムーズな挿入ができない場合がある。
【０２１６】
その次の工程では、不図示の加熱装置で加熱成形されシート状フィルム５０１は管状フィルムとなる。さらに不図示の切断装置で吸着穴の箇所を含む製品機能上不要な両端部が切断され所望の管状フィルムが完成する。
【０２１７】
なお、第５の実施形態では、ブラシまたはブレードを用いてシート状フィルム端部を円筒部材に押し付ける場合について説明したが、本発明は、ブラシまたはブレードを用いることに限定されるものではなく、たとえばスポンジ等のように、他の弾力性を有する部材を用いてもよいことは言うまでもない。
【０２１８】
以上説明したように、本実施形態によれば、簡単な構成でシート状フィルムの端部を確実に押さえ、円筒部材５２０に巻かれたシート状フィルムを管状型部材５４１に対してズレなくスムーズに挿入することができる。
【０２１９】
また、管状型部材の内周面に面取りが設けられているため、挿入始めの引っかかりもなくスムーズな挿入を行うことができる。
【０２２０】
また、管状型部材の外周面に面取りが設けられているため、挿入側端部のフィルムが確実に押さえられるのでスムーズな挿入を行うことができる。
【０２２１】
このように、本実施形態ではスムーズな挿入が可能となり、低コストな管状フィルムを得ることができる。
【０２２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、短時間で成形することができるので、低コストで高精度な管状フィルムが得られる。
【０２２３】
また、自動化を可能にしたことにより、低コストで高精度な管状フィルムが得られる。
【０２２４】
また、作業性が良く、低コストで高精度に管状フィルムを切断することができる。
【０２２５】
また、シート状フィルムの巻付けの自動化を可能としたことにより、低コストで高精度な管状フィルムが得られる。
【０２２６】
また、シート状フィルムが巻きつけられた円筒部材をスムーズに管状型部材に挿入することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】管状フィルムの全体製造工程を示す図である。
【図２】第１の実施形態で使用される中空円筒部材、管状型部材及びシート状フィルムを示す図である。
【図３】加熱装置を示す斜視図である。
【図４】加熱装置を正面から見た断面図である。
【図５】加熱装置の側面図である。
【図６】第１の実施形態の製造装置により製造された管状フィルムの使用形態を示す図である。
【図７】第２の実施形態で使用される円筒部材、管状型部材、シート状フィルムを示す図である。
【図８】第２の実施形態で使用される円筒部材、及びシート状フィルムを示す図である。
【図９】円筒部材にシート状フィルムを巻き付けた状態を示す図である。
【図１０】円筒部材を管状型部材に挿入した状態を示す図である。
【図１１】加熱成形後の状態を示す図である。
【図１２】円筒部材の形状と管状型部材の形状を示す図である。
【図１３】管状フィルムの端部切断後の状態を示す図である。
【図１４】円筒部材の段付部が垂直面となっている状態を示す図である。
【図１５】加熱成形後の状態を示す図である。
【図１６】円筒部材の形状と管状型部材の形状を示す図である。
【図１７】管状フィルムの端部切断後の状態を示す図である。
【図１８】円筒部材の両端部がテーパー形状となっている例を示す図である。
【図１９】従来の円筒部材、管状型部材、シート状フィルムを示す図である。
【図２０】第３の実施形態に係わる管状フィルムの切断装置を示す平面図である。
【図２１】図２０を矢印Ａ方向から見た図である。
【図２２】図２０を矢印Ｂ方向から見た図である。
【図２３】プーリー部の詳細図である。
【図２４】管状フィルムを支持部材に挿入した状態を示した図である。
【図２５】支持部材を回転させ管状フィルムの皺を伸ばした状態を示す図である。
【図２６】ローラーの直径を変えて支持部材を回転させた状態を示す図である。
【図２７】第３の実施形態の動作を表すフローチャートである。
【図２８Ａ】第４の実施形態で使用される巻き取り装置を示す図である。
【図２８Ｂ】図２８Ａに示した巻き取り装置の主要部を模式的にわかりやすく示した図である。
【図２９Ａ】巻き取り装置をフィルムの搬送方向から見た図である。
【図２９Ｂ】巻き取り装置をフィルムの搬送方向から見た図である。
【図３０Ａ】図２９Ａと図２９Ｂを合わせた全体の構成を模式的にわかりやすく示した図である。
【図３０Ｂ】図２９Ａと図２９Ｂを合わせた全体の構成を模式的にわかりやすく示した図である。
【図３０Ｃ】図２９Ａと図２９Ｂを合わせた全体の構成を模式的にわかりやすく示した図である。
【図３０Ｄ】図３０Ｃを左側から見た図である。
【図３１】第４の実施形態の動作概要を示すフローチャートである。
【図３２】型セットの工程を示すフローチャートである。
【図３３】フィルム巻出しの工程を示すフローチャートである。
【図３４】フィルム巻き付け・切断の工程を示すフローチャートである。
【図３５】型挿入の工程を示すフローチャートである。
【図３６】従来例を示す図である。
【図３７】第５の実施形態で使用される円筒部材、押さえ部材、シート状フィルムを示す図である。
【図３８】円筒部材にシート状フィルムを巻き付けた状態を示す図である。
【図３９】円筒部材にシート状フィルムを巻き付けている状態を示す側面図である。
【図４０】管状型部材を挿入している途中の状態を示す図である。
【図４１】管状型部材を挿入している途中の状態を示す図である。
【図４２】ブレードによりシート状フィルムを巻き付けた状態を示す図である。
【図４３】管状型部材を挿入している途中の状態を示す図である。
【符号の説明】
２ ロール状に巻かれた熱可塑性樹脂のフィルム
４ 中空円筒部材
６ 管状型部材
８，１０ シート状フィルム
８Ａ，１０Ａ 管状フィルム
１１ 冷却部
１２ 加熱ヒーター
１３ 加熱ヒーター
１４ 反射板
１５ ローラー
１６ シャフト
１７ ベアリング
１８ ブロック
１９ チェーンスプロケット
２０ チェーン
２１ チェーンスプロケット
２２ モーター
３１ 帯電ドラム
３２ 転写ドラム
３３ 現像ローラー
３４ 転写、搬送ローラー
４１ 円筒部材
４２ 管状型部材
４４ａ，４４ｂ クランプ爪
４５ａ，４５ｂ リブ
５１ 円筒部材
６１ 管状型部材
１０１ 支持部材
１０２ 取付フランジ
１０３ ベアリング
１０４ ベアリングホルダー
１０５ 取付ブロック
１０６ ベース板
１０７ ベアリング
１０８ ブロック
１０９ プーリー
１１０ キー
１１１ タイミングベルト
１１２ プーリー
１１３ 減速機
１１４ モーター
１１５ 取付アングル
１１６ スライドベース板
１１７ リニアガイドベアリング
１１８ シリンダ
１１９ ジョイント
１２０ シリンダ取付板
１２１ シリンダ
１２２ スライド板
１２３ リニアガイドベアリング
１２４ 支持板
１２５ 第１のローラー
１２６ 第２のローラー
１２７ 第１のプーリー
１２８ 第２のプーリー
１２９ タイミングベルト
１３０ ベアリング
１３１ アイドラー
１３２ シャフト
１３３ ブロック
１３４ プレート
１３５ カッター
１３６ ナット
１３７ 取付ブロック
１３８ 取付軸
１３９ バックアップシリンダ
１４０ バックアップローラー
１４１ ブロック
１４２ シャフト
１４３ ベアリング
１４４ 取付ブロック
３０２ フィルムロール材
３０４ フィルム巻出しモーター
３０７ ダンサーローラー
３０７ａ アーム
３０７ｂ フィルム引張り検知センサ
３０７ｃ フィルムたるみ検知センサ
３１０ フィルム送り駆動ローラー
３１１ フィルム押さえローラー
３１２ フィルム送り駆動モーター
３１３ フィルム送り駆動ローラー
３１４ フィルム押さえローラー
３１５ フィルム送り駆動モーター
３１６ ロータリーカッター
３１７ 切断シリンダ
３１８ タッチローラー
３１９ シリンダ
３２０ 円筒部材
３２１ 吸着穴
３２２ 支持ローラー
３２３ 支持板
３２４ 回転保持部材
３２５ Ｏリング
３２７ 支持板
３２８ 上下シリンダ
３２９ 吸着穴
３３０ ロータリージョイント
３３１ 駆動側回転保持部材
３３３ シャフトガイド
３３４ 支持ブロック
３３６ カップリング
３３７ 円筒部材回転モーター
３３８ 直進移動テーブル
３３９ 直進駆動モーター
３４０ 前後シリンダ
３４２ シリンダ
３４３ 位置決め部材
３４４ 支持部材
３４５ フィルム通過センサ
３４６ 円筒部材回転カウントセンサ
３４７ センサドグ
５０１ シート状フィルム
５２０ 円筒部材
５４１ 管状型部材
５４１ａ 面取り
５４１ｂ 面取り
５６０ 押さえ部材
５６１ ホルダー
５６２ ブラシ
５６２ａ ブレード
１００８ 粘着テープ

Claims (7)

1. 円筒部材に熱可塑性シート状フィルムを巻付け、前記巻き付けたフィルムの外側に管状型部材を嵌め込み、前記フィルムを前記円筒部材、前記管状型部材とともに、加熱して、前記シート状フィルムを管状に成形する管状フィルムの製造方法において、
   前記円筒部材の中心部に、少なくとも前記円筒部材を加熱するための主たる熱源である第１の加熱手段を配置して、前記円筒部材を中心部より加熱するとともに、
   前記管状型部材の外周部に、第２の加熱手段を前記管状型部材と離間して配置して、前記管状型部材を外部から加熱し、
   前記管状型部材を前記円筒部材とともに断熱性材料からなるローラーで支持し、該ローラーを回転させることにより、前記管状型部材を前記円筒部材とともに回転させながら前記第１及び第２の加熱手段で加熱して、
   前記フィルムの巻き始めと終わりを接合することを特徴とする管状フィルムの製造方法。
2. 前記フィルムの巻き始めと巻き終わりは重ね合わされていることを特徴とする請求項１に記載の管状フィルムの製造方法。
3. 前記円筒部材の材料の熱膨張係数は、前記管状型部材の材料の熱膨張係数より大きい値であることを特徴とする請求項１に記載の管状フィルムの製造方法。
4. 前記シート状フィルムの端部を前記円筒部材に吸着保持させることを特徴とする請求項１に記載の管状フィルムの製造方法。
5. 円筒部材に熱可塑性シート状フィルムを巻付け、前記巻き付けたフィルムの外側に管状型部材を嵌め込み、前記フィルムを前記円筒部材、前記管状型部材とともに、加熱して、前記シート状フィルムを管状に成形するための管状フィルムの製造装置において、
   前記円筒部材の中心部に、少なくとも前記円筒部材を加熱するための主たる熱源である第１の加熱手段を配置して、前記円筒部材を中心部より加熱し、
   前記管状型部材の外周部近傍に前記管状型部材と離間して配置された第２の加熱手段を配置し、
   前記管状型部材を前記円筒部材とともに断熱性材料からなるローラーで支持し、該ローラーを回転させることにより、前記管状型部材を前記円筒部材とともに回転させながら前記第１及び第２の加熱手段で加熱して、
   前記フィルムの巻き始めと終わりを接合することを特徴とする管状フィルムの製造装置。
6. 前記フィルムの巻き始めと巻き終わりは重ね合わされていることを特徴とする請求項５に記載の管状フィルムの製造装置。
7. 前記円筒部材の材料の熱膨張係数は、前記管状型部材の材料の熱膨張係数より大きい値であることを特徴とする請求項５に記載の管状フィルムの製造装置。

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