JP3996562B2 - 管状物の製造装置および管状物 - Google Patents

Description

本発明は、管状物の製造装置および該装置で製造される管状物に関し、詳しくは、液状の樹脂が塗布される金型の周壁の温度を均一化して、樹脂を温度ムラなく加熱硬化することで、画像形成装置の転写ベルト等に好適に用いられる均質な管状物を得るものである。

従来、樹脂製の管状物は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式等の画像形成装置の中間転写ベルト，転写ベルトや定着ベルト、その他、各種ベルト等として種々の分野で用いられている。

このような管状物の製造方法として種々の提案がなされており、例えば、金型外周面に液状樹脂を塗布して、熱風乾燥機（オーブン）等を用いて加熱硬化している。また、遠心成形法では、金型内面に樹脂を塗布し、該金型を高速回転させて、熱風で乾燥硬化している。

例えば、特開平９−８５７５６号公報（特許文献１）では、芯体を回転させながら、芯体の外面もしくは内面に、２５℃での粘度が１０〜１５００ポイズの液状の耐熱樹脂をディスペンサーにより連続的に供給し、かつ、ディスペンサーの供給部を芯体の回転軸線方向に移動させることにより、供給した液状の耐熱樹脂を螺旋状に巻き回して塗布層を形成し加熱する管状物の製造方法が提案されている。

また、特開２００２−１５４１５５号公報（特許文献２）では、円筒金型に熱融着性を有する円筒フィルムを巻き回して、該円筒フィルムを部分的に融着手段で仮固定して、加圧及び加熱することで筒状としたベルトを得る無端ベルトの製造方法が提案されている。

しかしながら、特許文献１の製法では、金型に塗布された樹脂の加熱条件の設定が不十分であるために、樹脂硬化時の金型の温度が部位によりにばらつきが生じる。このため、樹脂の加熱硬化条件がばらつき、これにより、得られる管状物が不均質になるという問題がある。

また、特許文献２の製法では、加熱手段として均一に巻かれたコイルで誘導加熱を行っているが、金型の軸線方向の温度分布がクラウン状（中央が高温）になるという問題がある。このため、金型の部位により温度差が生じ、均質な管状物が得られないという問題がある。コイルの巻き方を粗密にする等により温度分布を調整することも考えられるが、金型の温度バラツキ幅を数℃レベルに低減するのは困難であり、依然として管状物が不均質になるという問題がある。また、金型径が異なるとコイル粗密も変えなければならないという問題もある。

このように樹脂等の原料の加熱の際に、金型の部位により温度差があると、得られる管状物が不均質になるという問題がある。特に、導電性等を付与するために原料中にカーボンブラック等の無機系フィラー等を配合した場合には、金型温度のばらつきが、無機系フィラーの分散性等に影響を及ぼし、管状物の電気抵抗値等にばらつきが生じるという問題がある。

具体的には、熱風加熱や熱風乾燥機では、被加熱物の温度上昇に時間がかかると共に、金型への熱風のあたり方により金型に温度バラツキが生じ、硬化後の樹脂が不均質になるという問題がある。さらに、遠心成形においても、金型を高速回転させるために軸受けで金型を支えており、金型端部側では熱が軸受け方向へ逃げてしまうため金型中央付近より、金型端部側が低温になるという問題がある。
特開平９−８５７５６号公報 特開２００２−１５４１５５号公報

本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、液状の樹脂が塗布される金型の周壁の温度が均一となるように加熱し、樹脂を温度ムラなく加熱硬化し、均質な管状物を容易に製造することを課題としている。

上記課題を解決するため、第一の発明として、熱媒体を密封状態で循環させる空洞からなるヒートパイプを周壁内部に設けている筒状金型と、
液状の樹脂を上記金型の外周面に塗布する原料塗布手段と、
上記筒状金型の中空部に配置される電磁誘導コイルとを備え、
上記電磁誘導コイルにより上記筒状金型を電磁誘導加熱させて、該金型外周面に塗布される樹脂を硬化させる構成としていることを特徴とする管状物の製造装置を提供している。

上記装置を用いて管状体を製造する場合、まず、上記金型の外周面に液状の耐熱性樹脂を塗布し、
上記金型を回転させながら、該金型の中空部に配置された電磁誘導コイルに電流を通電し、電磁誘導加熱により上記金型を加熱すると共に該加熱された金型を介して上記熱媒体を加熱して該金型の周壁の温度を均一化し、
上記金型の外周面に塗布された上記樹脂を温度ムラなく加熱し、硬化させて管状物を製造している。

金型の周壁内にヒートパイプを設ける代わりに、ヒートパイプを備えた金属筒を別体として設け、該金属筒に金型を外嵌してもよい。
よって、第二の発明として、熱媒体を密封状態で循環させる空洞からなるヒートパイプを周壁内部に有する金属筒と、
上記金属筒の外周面に着脱自在に外嵌される筒状金型と、
液状の樹脂を上記筒状金型の外周面に塗布する原料塗布手段と、
上記金属筒の中空部に配置される電磁誘導コイルとを備え、
上記電磁誘導コイルにより上記金属筒を介して上記筒状金型を電磁誘導加熱させて、該金型外周面に塗布される樹脂を硬化させる構成としていることを特徴とする管状物の製造装置を提供している。

上記装置で管状体を製造する場合、まず、上記金型の外周面に、液状の耐熱性樹脂を塗布する前、あるいは塗布した後に、
上記金属筒の外周面に上記金型を外嵌し、
上記金属筒及び金型を回転させながら、電磁誘導コイルに電流を通電し、電磁誘導加熱により上記金属筒を加熱すると共に該加熱された金属筒を介して上記金型を周壁の温度を均一化しながら加熱し、
上記金型の外周面に塗布された上記樹脂を温度ムラなく加熱し、硬化させて管状物を製造している。

上記筒状金型あるいは上記金属筒の周壁内に設け、熱媒体を密封しているヒートパイプは筒の軸線方向と平行に複数本を間隔をあけて設けていると共に、周方向にも連通させて循環させている。
なお、ヒートパイプは周壁を中空状として、１本のヒートパイプを設けた構成としてもよく、周壁を周方向、軸線方向共に温度ムラなく加熱できる構成であれば良い。
上記熱媒体としては、水、パラフィンオイル等のオイルに代表される従来公知の熱媒体を用いることができる。

上記筒状金型は円筒形状とし、該金型を回転させると共に原料塗布手段のノズル等を金型軸線方向に移動させて、金型外周面に液状樹脂を塗布している。
しかしながら、金型を回転させると共に軸線方向に移動させ、ノズルを定位置としても良い。

上記構成のように、熱媒体を密封したヒートパイプを金型あるいは金属筒内に設けているため、電磁誘導加熱によりヒートパイプ内で真空密封状態の熱媒体が蒸発と凝縮を繰り返し、発生する熱エネルギーが金型あるいは金属筒に吸収されて、均一に熱エネルギーが伝えられ、金型自体あるいは金属筒を介して金型を所要温度まで瞬時に加熱されると共に、金型の周壁の各部を温度ムラなく均一に加熱することができる。
このように、電磁誘導コイルと熱媒体を密封したヒートパイプとを併用することにより、金型周壁全体を均一に加熱できるため、該金型の外周面に塗布される液状樹脂を温度ムラなく加熱することができる。その結果、加熱により樹脂が均一に対流しながら硬化していき、部位による性能ばらつきがない均質性に優れた管状物を得ることができる。

上記第一、第二の発明のいずれにおいても、電磁誘導コイルは金型あるいは金属筒の中空部の全長にわたって軸芯に配置することが好ましい。
上記電磁誘導コイルに電流を通電すると、発生した磁力線により金型あるいは金属筒に渦電流を発生させ、この渦電流により金型あるいは金属筒を発熱させる。また、樹脂が硬化することにより奪われる熱は、誘導加熱により即座に補われるため、常時温度ムラをなくすことができる。
なお、電磁誘導コイルは複数個配置しても良く、金型の中空部以外に補助的に配置することもできる。

また、上記製造装置では、金型の周壁の温度を測定する放射温度計を備えていることが好ましい。放射温度計によれば、金型に触れることなく表面温度の測定が可能であるため、温度制御が容易となり、金型の温度をより精度良く均一にすることができ、より均一な樹脂の加熱が可能となる。金型の周壁全体の温度を均一化するためには、少なくとも金型の軸線方向の端部及び中央部等の複数箇所の温度を測定するのが好ましい。これに基づき、電磁誘導コイルへの通電量を調整し温度制御を行うのが良い。なお、その他、従来公知の非接触式の温度計等により金型の表面温度を測定することもできる。

前記第二の発明では、金型とは別体のヒートパイプを設けた金属筒を、金型を摺動自在に取付、取り外して着脱自在な構成としているため、冷却工程や脱型等の後工程を行う前に、成形された管状物と金型とを一体的に金属筒から取り外すことができ、作業効率を高めて生産性を上げることができる。
さらに、管状物が成形された金型を金属筒から取り外し、新たな金型を金属筒に外嵌して金型を取り替えることもでき、より生産性を高めることができる。なお、金型の外周面への樹脂の塗布は、金属筒への外嵌前でも良いし、外嵌後に塗布してもよい。

さらに、第三の発明として、筒状金型と、
液状の樹脂を上記筒状金型の外周面に塗布する原料塗布手段と、
上記筒状金型の中空部に配置され、該金型を電磁誘導加熱する電磁誘導コイルと、
上記電磁誘導コイルあるいは／及び上記筒状金型を該金型の軸線方向に移動させる移動手段とを備え、
上記電磁誘導コイルにより上記筒状金型を電磁誘導加熱させて該金型外周面に塗布される樹脂を硬化させる構成としていることを特徴とする管状物の製造装置を提供している。

上記装置を用いて管状管を製造する場合、金型の中空部に電磁誘導コイルを配置すると共に、金型の外周面に液状の耐熱性樹脂を塗布し、
上記電磁誘導コイルあるいは／及び上記金型を該金型の軸線方向に繰り返し移動させながら、かつ、上記金型を回転させながら、上記電磁誘導コイルに電流を通電し、電磁誘導加熱により上記金型を加熱して該金型の周壁の温度を均一化し、
上記金型の外周面に塗布された上記樹脂を温度ムラなく加熱し、硬化させて管状物を製造している。

上記のように、電磁誘導コイルあるいは／及び金型を、金型の軸線方向に繰り返し移動させながら電磁誘導加熱を行うと、金型の周壁を温度ムラなく均一に加熱することができる。
即ち、金型の中空部に電磁誘導コイルを配置し加熱するのみでは、金型の軸線方向等の温度分布がクラウン状になり部分的に金型の温度が高くなるが、本発明では、上記のように軸線方向に繰り返し移動可能な移動手段を設け、電磁誘導コイルのコイル部を周壁に対して満遍なく位置させている。
上記構成とすると、金型の周壁に熱媒体を循環させる空洞を設けない場合においても、金型の周壁の温度分布を平坦化することができ、金型の外周面の温度が均一化され、樹脂を温度ムラなく加熱して均質性に優れた管状物を得ることができる。

上記第一乃至第三の発明のいずれにおいても、樹脂の加熱は、金型を回転させながら、加熱温度を段階的に上昇させて行うのが好ましい。これにより、より均一な加熱が可能になると共に、管状物を均一な厚みとすることができ、強度等の物性にも優れた管状物とすることができる。なお、第二の発明の金属筒に金型を外嵌させる場合には、金属筒と金型とを共回転させても良いし、回転条件を異ならせても良い。

樹脂の硬化は、少なくとも管状物が自己支持性を有する程度まで、樹脂が塗布された金型を加熱する必要がある。加熱温度は１３０℃以上が好ましく、最終硬化させるには２００℃〜３５０℃程度の非常に高温まで加熱する必要がある。また、加熱時間は１時間〜５時間、さらには１．５時間〜３時間が好ましい。

樹脂が塗布された金型の回転数は塗布する原料の種類や管状物の厚み等に応じて適宜設定することができる。また、金型の中空部の一端又は両端は閉じられた閉鎖壁としても良いし、開口としても良い。なお、金型の加熱には誘導加熱だけでなく、補助的に遠赤外線ヒーター、セラミックヒーター、ニクロム線ヒーター等を用いてもよい。

金型の材質としては、アルミニウム、鉄等の種々の金属を用いることができる。管状物をより脱型しやすくするために、金型の外周面は、表面が平滑であり寸法精度が良いことが好ましく、離型処理が施されていても良い。離型処理に用いる離型剤としては、フッ素系あるいはシリコーン系等の離型剤が好ましく、特に焼き付けタイプのものが好ましい。また、アルミナ、シリカ、ジルコニア、窒化アルミニウム等のセラミックスコーティングが施されても良い。

塗布する耐熱性樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂が好適に用いられる。その他、ポリエーテルイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリベンズイミダゾール樹脂、ポリベンズオキサゾール樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、フッ素樹脂等が挙げられ、前駆体溶液として塗布されるのが好ましい。中でも、高弾性率、加工性の点でポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂が好ましい。また、耐熱性ゴムであるシリコーンゴム等を塗布することもできる。
また、耐熱性樹脂には導電性等を付与するために、カーボンブラックを含む無機系フィラー等の各種添加剤を配合しても良く、分散剤、溶剤、粘度調整剤等を加えることもできる。なお、耐熱性樹脂は粘度が０．１Ｐａ・ｓ〜２０Ｐａ・ｓの状態で塗布されるのが好ましい。

金型への樹脂の塗布は、従来公知の原料塗布手段を用いることができ、均一な厚みで塗布できれば良い。具体的には、ディスペンサーによる塗布、ハケやヘラ等による塗布、スプレーによる塗布、ダイスコート等が用いられる。ディスペンサーとは、塗布する原料をノズルの先端から金型に向けて押し出して塗布する装置であり、連続的に原料を供給して均一な厚みに塗布することができる。

硬化させた樹脂の脱型は、管状物及び金型の冷却後が好ましい。これにより金型から管状物を容易に脱型することができ、管状物の寸法精度や性能に影響を及ぼすことなく管状物を良好な状態で取り外すことができる。

さらに、本発明は上記製造装置により製造される管状物を提供している。
この管状物としては、液状の樹脂としてポリアミドイミド前駆体溶液を用いると共にカーボンブラック添加し、該液状樹脂を硬化させて円筒状の管状体とし、画像形成装置の中間転写ベルト、転写ベルト、定着ベルトとして用いらることが好ましい。
上記カーボンブラックは導電性を付与するもので、樹脂が均一に加熱されるため、該樹脂中に添加したカーボンブラックも均一に分散され、電気特性等のばらつきの小さい管状物を得ることができる。

上記管状物は、表面抵抗率等の電気特性や各種性能の部位によるばらつきが非常に小さく、均質である上に、均一な厚みを有し、傷や破れがなく、寸法精度の高いシームレスなベルト状である。よって、前記画像形成装置等の中間転写ベルト、転写ベルト、定着ベルト等として好適に用いることができる。管状物の厚みは、例えば、中間転写ベルト等の場合、５０μｍ〜２００μｍとしている。

また、本発明の管状物の内周面側あるいは／及び外周面側に１層以上の樹脂、ゴム、エラストマー等からなる層、あるいは金属層等を設けて、２層あるいは３層以上等の複層構造として用いることもできる。なお、ローラ等の円柱状の基材の外周面に本発明の管状物を被覆して用いることもできる。無機系フィラーとしては、例えば、カーボンブラック等の導電性充填剤、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、その他各種金属酸化物等を配合することができる。

以上の説明より明らかなように、第一の本発明によれば、金型の周壁内部の空洞中を循環する熱媒体及び金型を誘導加熱により加熱し、熱媒体を介して熱エネルギーが金型に分散して均等に伝えられるため、金型の周壁を温度ムラなく均一に加熱することができる。よって、従来のようなオーブン加熱や遠心成形時の熱風加熱のように加熱温度制御に多大な労力を必要とすることなく、液状の樹脂原料を温度ムラなく加熱することができ、均質性に優れた管状物を容易に製造することができる。

また、第二の発明の製造装置では、上記ヒートパイプを備えて誘導加熱される金属筒に着脱自在に金型を外嵌しているため、冷却工程や脱型等の他の工程を行う前に、成形された管状物と金型とを一体的として金属筒から取り外し、新たな金型に取り替えるだけで、連続して管状物を製造することができる。よって、複数の金型を準備することで、連続的に効率良く管状物を製造することができ、生産性を高めると共に生産コストを低減することができる。

さらに、第三の発明の製造装置では、金型の中空部に電磁誘導コイルを配置し、電磁誘導コイルあるいは／及び金型を、金型の軸線方向に繰り返し移動させることにより、金型の周壁の温度分布を平坦化することができ、金型の周壁を温度ムラなく均一に加熱することができ、液状の樹脂原料を温度ムラなく加熱することができる。

このように上記第一乃至第三のいずれの装置においても、金型の外周面に塗布される液状の原料を温度ムラなく加熱することができるため、原料中に導電性等を付与するための無機系フィラー等を配合した場合でも、無機系フィラー等の分散性を損なうことなく原料を均一に対流させながら硬化することができる。よって、電気抵抗値のバラツキが非常に小さい樹脂製管状物を得ることができ、画像形成装置の中間転写ベルト、転写ベルト、定着ベルト等として好適に用いることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２は、本発明の第１実施形態の管状物の製造装置１０を示す。
製造装置１０は、回転手段により回転されると共に熱媒体を密封状態で循環させる空洞１１ａからなるヒートパイプを周壁１１ｂの内部に有する円筒状の金型１１と、金型１１の中空部１１ｃに配置され金型１１を電磁誘導加熱する電磁誘導コイル１２と、液状の耐熱性樹脂を含む原料を金型１１の外周面１１ｆに塗布するノズル１４ａを設けたディスペンサー１４からなる原料塗布手段を備えている。

金型１１の一端１１ｄは、一部を閉鎖壁とすると共に回転手段であるモーター（図示せず）と連結された駆動軸１３により支持されている。駆動軸１３の駆動力が金型１１に伝えられ、金型１１が周方向に回転する構成としている。なお、金型１１の他端１１ｅは閉鎖壁としている。

電磁誘導コイル１２は、その中心軸が金型１１の中心軸と一致するように金型１１の中空部１１ｃに収容される大きさとし、金型１１の軸線方向の中心位置に配置している。電源装置（図示せず）により電磁誘導コイル１２に交流電流を通電させ、金型１１の内側から誘導加熱を行う構成としている。

金型１１の周壁１１ｂの内部には、全周に渡って金型１１の軸線方向に平行する複数のパイプ状の空洞１１ａからなるヒートパイプが周方向に均等に設けている。本実施形態では、周壁１１ｂの軸線方向の一端から他端まで連通する空洞１１ａが、周方向に等間隔に合計１６本配置している。空洞１１ａには熱媒体として水を充填し、加熱された熱媒体が空洞１１ａ内を循環し金型１１の周壁１１ｂが温度ムラなく加熱される構成としている。

また、製造装置１０は、非接触式温度計である放射温度計１５を備え、金型１１の周壁１１ｂの温度を非接触の状態で外周面側から測定している。

以下、第１実施形態の管状物の製造方法について詳述する。
まず、導電性を付与するためにカーボンブラックを添加したポリアミドイミド前駆体溶液からなる液状の原料Ｇを予め調整しておく。

図２（Ａ）に示すように、この原料Ｇをディスペンサー１４のノズル１４ａから連続的に供給し、金型１１を図中矢印Ａ方向に回転させながら、かつ、ノズル１４ａを金型１１の軸線方向（図中矢印Ｂ方向）に移動させて、原料Ｇを金型１１の外周面１１ｆに連続的に均一な厚みで塗布する。

図２（Ｂ）に示すように、原料Ｇが所定範囲に塗布された金型１１を周方向に回転させながら、電磁誘導コイル１２に電流を通電し、発生した磁力線により金型１１に渦電流を発生させ、電磁誘導加熱により金型１１を発熱させている。熱媒体は、空洞１１ａ内において真空状態で密封され蒸発と凝縮を繰り返しながら循環し、金型１１で発生した熱エネルギーを吸収して分散するヒートパイプ機構を有している。
このため、加熱された金型１１を介して空洞１１ａ内の熱媒体が加熱され、この加熱された熱媒体が空洞１１ａ内を循環することにより、金型１１の周壁１１ｂは温度ムラなく均一に加熱される。このように金型１１の周壁１１ｂの温度を均一化し、金型１１の外周面１１ｆに塗布された原料Ｇを温度ムラなく加熱し、硬化させる。

具体的には、金型１１の外周面１１ｆに塗布された原料Ｇを、１５０℃で１時間、次いで３００℃で１時間、金型１１を回転させながら段階的に温度を上昇させて加熱して硬化する。非接触式温度計である放射温度計１５により金型１１の周壁１１ｂの軸線方向の中央部と両端部の外周面の計３ヵ所の温度を測定し温度管理を行っており、電磁誘導コイル１２への通電量を調整することで金型１１の周壁１１ｂを所望の温度に設定し加熱温度を制御している。

図２（Ｃ）に示すように、この加熱硬化により、前駆体溶液の耐熱性樹脂は完全にイミド化する。このように前駆体溶液を硬化させて金型１１の外周面１１ｆに管状物１６を成形した後、常温まで冷却後、管状物１６を金型１１から脱型する。上記方法により得られた管状物１６は、原料Ｇが温度ムラなく加熱硬化されているため、非常に均質性に優れている。

図３は本発明の第２実施形態の管状物の製造装置１０’を示す。
製造装置１０’は、回転手段により回転されると共に熱媒体を循環させる空洞１１ａ’からなるヒートパイプを周壁１１ｂ’の内部に有する円筒状の金属筒１１’と、金属筒１１’の外周面１１ｆ’に摺動させて着脱自在に外嵌する円筒状の金型２０と、液状の耐熱性樹脂を含む原料を金型２０の外周面２０ｃに塗布する原料塗布手段と、金属筒１１’の中空部１１ｃ’に配置され金属筒１１’及び金型２０を電磁誘導加熱する電磁誘導コイル１２とを備えている。
上記金属筒１１’の周壁１１ｂ’の内部には、熱媒体を循環させる空洞１１ａ’からなるヒートパイプを設け、上記同様に円筒１１’の中空部１１ｃ’内に電磁誘導コイル１２を配置している。

金型２０の一端２０ａは閉鎖壁とし、回転手段であるモーター（図示せず）と連結された駆動軸２１により支持し、駆動軸２１の駆動力を伝え、金型２０を周方向に回転させる構成としている。なお、金型２０の他端２０ｂは、円筒１１’に外嵌するための開口としている。また、金型２０は円筒体でも良く、円筒体への外嵌および固定する手段を設けている。

以下、第２実施形態の製造方法について詳述する。
第１実施形態と同様の方法で、金型２０の外周面２０ｃに原料Ｇを塗布する。その後、原料Ｇが塗布された金型２０を他端２０ｂ側から金属筒１１’の外周面１１ｆ’に外嵌し、金属筒１１’の外周面１１ｆ’と金型の内周面とを隙間なく密着させる。なお、金型２０を金属筒１１’の外周面１１ｆ’に外嵌した後に、金型２０の外周面２０ｃに原料Ｇを塗布しても良い。

原料Ｇが塗布された金型２０と金属筒１１’とを共回転させながら、上記第１実施形態と同様に、金属筒１１’の中空部１１ｃ’に配置された電磁誘導コイル１２に電流を通電し、電磁誘導加熱により円筒１１’を発熱させ、ヒートパイプ機構により金属筒１１’の周壁１１ｂ’を温度ムラなく均一に加熱する。このように金属筒１１’ の周壁１１ｂ’の温度が均一になるため、金属筒１１’に外嵌される金型２０の周壁２０ｄの温度も均一化され、金型２０の外周面２０ｃに塗布された原料Ｇを温度ムラなく加熱し、硬化させる。

上記第１実施形態と同様に、加熱条件を設定し硬化させて、図３（Ｄ）に示すように、金型２０の外周面２０ｃに管状物２６を成形した後、金型２０を管状物２６と共に金属筒１１’から抜き取る。抜き取った金型２０及び管状物２６を常温まで冷却後、管状物２６を金型２０から脱型する。
金型２０を金属筒１１’から抜き取った後に、原料Ｇ’が外周面２０ｃ’に塗布された新たな金型２０’を金属筒１１’の外周面１１ｆ’に外嵌し、同様に誘導加熱を行うことで連続的に管状物を製造している。

図４は、本発明の第３実施形態の管状物の製造装置３０を示す。
製造装置３０は、回転手段により回転される円筒状の金型３１と、金型３１の中空部３１ｃに配置される電磁誘導コイル３２と、液状の耐熱性樹脂を含む原料を金型３１の外周面３１ｆに塗布する原料塗布手段と、金型３１を軸線方向に移動可能とする移動手段とを備えている。なお、金型３１の周壁３１ｂには、ヒートパイプとなる空洞は設けられていない。

金型３１の一端３１ｄは回転手段であるモーター（図示せず）と連結された駆動軸３３により支持している。駆動軸３３の駆動力が金型３１に伝えられ、金型３１が周方向に回転する構成としている。また、駆動軸３３は移動手段（図示せず）とも連結されており、移動速度を調整しながら、金型３１を軸線方向（図中矢印Ｃ方向）に移動可能な構成としている。また、金型３１の他端３１ｅは閉鎖壁としている。なお、電磁誘導コイル３２を軸線方向に移動可能な構成としても良い。

電磁誘導コイル３２は、その中心軸が金型３１の中心軸と一致するように配置し、電源装置（図示せず）により電磁誘導コイル３２に交流電流を通電させ、金型３１を軸線方向に移動させながら、金型３１の内側から誘導加熱を行う構成としている。

なお、上記製造装置では金型３１を移動しているが、図５に示すように、金型３１は移動させず、該金型３１の他端３１ｅに開口３１ｈを設け、電磁誘導コイル３２を開口３１ｈを通して金型３１の内部に挿入すると共に軸線方向に移動させてもよい。その際、電磁誘導コイル３２の移動量は金型３１への原料Ｇの塗布幅Ｗよりも大としている。
このように、電磁誘導コイルと塗布される原料とを相対移動させることにより、塗布された原料をより温度ムラなく加熱し、硬化させることができる。

以下、本発明の第３実施形態の管状物の製造方法について詳述する。
第１実施形態と同様の方法で、金型３１の外周面３１ｆに原料Ｇを塗布する。
原料Ｇを塗布した金型３１の中空部３１ｃに、中心軸を一致させて電磁誘導コイル３２を配置し、金型３１を１０ｃｍ／ｓの速度で、金型３１の軸線方向に繰り返し移動させながら、電磁誘導コイル３２に電流を通電し、電磁誘導加熱により金型３１を加熱して金型３１の温度を均一化する。

具体的には、図４（Ｂ）（Ｃ）に示すように、電磁誘導コイル３２のコイル部３２ａの一端３２ｂと、金型３１の一端３１ｄの閉鎖壁との軸線方向の位置が一致する位置から、電磁誘導コイル３２のコイル部３２ａの他端３２ｃと、金型３１の他端３１ｅの閉鎖壁との軸線方向の位置が一致する位置までの範囲を、金型３１を電磁誘導コイル３２に対して、一定速度で繰り返し移動させる。

このように電磁誘導コイル３２のコイル部３２ａに対して、金型３１の位置を移動させ、クラウン状の温度分布とならないように温度分布を平坦化させ、金型３１の周壁３１ｂを誘導加熱により温度ムラなく均一に加熱する。金型３１の周壁３１ｂの温度が均一化され、金型３１の外周面３１ｆに塗布された原料Ｇが温度ムラなく加熱され、硬化される。
上記第１実施形態と同様に、加熱条件を設定し、硬化させて金型３１の外周面３１ｆに管状物を成形した後、常温まで冷却後、管状物を金型３１から脱型する。

上記方法で得られた図６（Ａ）に示す管状物１６は、例えば、図６（Ｂ）に示すように、複層構造の中間転写ベルト４０の剛性層として用いることができる。中間転写ベルト４０は、本発明の管状物１６を基材とした剛性層と、弾性層４１と、表面コーティング層４２とを備えている。なお、管状物１６のみで中間転写ベルト、転写ベルト等として用いることもできる。その他、画像形成装置の定着ベルト等として好適に用いることができる。

以下、本発明の管状物の製造装置及び製造方法の実施例、比較例について詳述する。

（実施例１）
上記第１実施形態と同様の装置及び方法で管状物を製造した。
塗布する原料として、カーボンブラックを１８ｗｔ％添加し分散させたポリアミドイミド前駆体溶液を用いた。周壁内部に熱媒体を循環させる空洞を有する円筒状の金型（トクデン（株）製）の外周面に上記前駆体溶液をディスペンサー方式にて回転塗工した。金型の外径はφ１８０ｍｍとし、塗工した樹脂の幅は４００ｍｍ、厚みは３００μｍとした。
金型の中空部に電磁誘導コイル（トクデン（株）製）を配置し、原料が塗布された金型を回転させながら、コイルに電流を通電し、電磁誘導加熱により金型の周壁を均一に加熱した。
非接触温度計（レイテック・ジャパン株式会社製 ＭＩＤ−ＬＴ）を用いて、金型外周面の軸線方向の中央部の温度をモニターし、段階的に設定温度まで昇温、均熱を行った。 即ち、１３０℃で１時間加熱し、溶媒を揮発させ、樹脂の硬化が進み樹脂膜となっている状態とした後、次いで、３００℃で１時間加熱して樹脂製管状物を得た。

（実施例２）
上記第３実施形態と同様の装置及び方法で管状物を製造した。
周壁内部に空洞がない円筒状の金型の外周面に、実施例１と同様に前駆体溶液をディスペンサー方式にて回転塗工した。
金型の中空部に電磁誘導コイル（トクデン株式会社製）を配置し、原料が塗布された金型を回転させながら、金型を電磁誘導コイルの軸線方向に１０ｃｍ／ｓで繰り返し移動させながら、コイルに電流を通電し、電磁誘導加熱により金型の周壁を均一に加熱した。温度制御は実施例１と同様とした。

（実施例３）
上記第２実施形態と同様の装置及び方法で管状物を製造した。
円筒状の金型の外周面に、実施例１と同様に前駆体溶液をディスペンサー方式にて回転塗工した。原料が塗布されたスリーブ状の金型を、周壁内部に熱媒体を循環させる空洞を有する円筒（トクデン（株）製）の外周面に外嵌した。 円筒の中空部に電磁誘導コイル（トクデン（株）製）を配置し、原料が塗布されたスリーブ状の金型を円筒と共に回転させながら、コイルに電流を通電し、電磁誘導加熱により円筒の周壁及びスリーブ状の金型の周壁を均一に加熱した。温度制御は実施例１と同様とした。

（比較例１）
金型を軸線方向に移動させない点以外は、実施例２と同様の方法で製造した。
（比較例２）
遠心成形法により管状物を製造した。
塗布する原料として、カーボンブラックを１５ｗｔ％添加し分散させたポリアミドイミド前駆体溶液を用いた。
熱風循環槽内に取り付けられた円筒状の金型の内周面に上記前駆体溶液を流し込み、１０ｒｐｍで金型を回転させ金型の内周面に上記前駆体溶液を慣らした。金型の内径はφ１８０ｍｍとし、塗工した樹脂の幅は４００ｍｍ、厚みは３００μｍとした。
金型を１０００ｒｐｍで回転させ、熱風を送り込み１３０℃で１時間、次いで３００℃で１時間加熱して樹脂製管状物を得た。

（金型の温度測定）
放射温度計を使用して、前駆体溶液が固定化される１３０℃設定で加熱時の金型の中央部と端部の温度測定を行った。評価結果を下記の表１に示す。

（表面電気抵抗の測定）
得られた樹脂製管状物の表面電気抵抗として表面抵抗率を、三菱化学（株）製ハイレスターＵＰを使用して測定した。この表面抵抗率は転写ベルトを装着するプリンタによって異なるが、転写ベルト１本内のバラツキは０．５（ｌｏｇＲ：Ω／□）以内が好ましい。
評価結果を下記の表１に示す。なお、表中には表面抵抗率の常用対数値（ｌｏｇＲ：Ω／□）を記載した。

表１に示すように、本発明の製造装置を用いた実施例１〜３は金型の中央部と端部との温度差が０℃〜４℃の範囲であり、金型の周壁の外周面の温度が均一であったため、原料がムラなく加熱硬化され、均質な管状物が得られ、表面抵抗率のばらつきが非常に小さかった。

一方、金型の周壁内部に熱媒体を存在させず、かつ、金型の移動も行わなかった比較例１、及び熱風加熱を行った比較例２は金型の周壁の温度ばらつきが大きいため、原料硬化時の樹脂の対流が温度によりばらつき、低温側と高温側で樹脂表面のカーボンブラックの分散状態が異なり、管状物の表面抵抗率にばらつきが生じた。

第１実施形態で用いた金型と電磁誘導コイルを示し、（Ａ）は軸線方向断面図、（Ｂ）は周方向断面図である。 第１実施形態の製造方法の説明図であり、（Ａ）は原料塗布状況、（Ｂ）は温度制御状況、（Ｃ）は管状物の成形状況を示す。 第２実施形態を示し、（Ａ）は金型の外嵌状況の説明図、（Ｂ）は外嵌時の軸線方向断面図、（Ｃ）は外嵌時の周方向断面図、（Ｄ）は金型の取り替え状況の説明図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は第３実施形態を示し、金型の移動による金型と電磁誘導コイルの関係の説明図である。 第３実施形態の変形例を示す一部断面図である。 （Ａ）は本発明の樹脂製管状物であり、（Ｂ）は該管状物を中間転写ベルトの剛性層として用いた図である。

符号の説明

１１ 金型
１１ａ 空洞
１１ｂ 周壁
１１ｃ 中空部
１１ｆ 外周面
１２ 電磁誘導コイル
１６ 管状物
２０ 金型
２０ｃ 外周面
Ｇ 原料

Claims (5)

1. 熱媒体を密封状態で循環させる空洞からなるヒートパイプを周壁内部に設けている筒状金型と、
   液状の樹脂を上記金型の外周面に塗布する原料塗布手段と、
   上記筒状金型の中空部に配置される電磁誘導コイルとを備え、
   上記電磁誘導コイルにより上記筒状金型を電磁誘導加熱させて、該金型外周面に塗布される樹脂を硬化させる構成としていることを特徴とする管状物の製造装置。
2. 熱媒体を密封状態で循環させる空洞からなるヒートパイプを周壁内部に有する金属筒と、
   上記金属筒の外周面に着脱自在に外嵌される筒状金型と、
   液状の樹脂を上記筒状金型の外周面に塗布する原料塗布手段と、
   上記金属筒の中空部に配置される電磁誘導コイルとを備え、
   上記電磁誘導コイルにより上記金属筒を介して上記筒状金型を電磁誘導加熱させて、該金型外周面に塗布される樹脂を硬化させる構成としていることを特徴とする管状物の製造装置。
3. 筒状金型と、
   液状の樹脂を上記筒状金型の外周面に塗布する原料塗布手段と、
   上記筒状金型の中空部に配置され、該金型を電磁誘導加熱する電磁誘導コイルと、
   上記電磁誘導コイルあるいは／及び上記筒状金型を該金型の軸線方向に移動させる移動手段とを備え、
   上記電磁誘導コイルにより上記筒状金型を電磁誘導加熱させて該金型外周面に塗布される樹脂を硬化させる構成としていることを特徴とする管状物の製造装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の製造装置により製造される管状物。
5. 液状の樹脂としてポリアミドイミド前駆体溶液が用いられると共にカーボンブラックが分散添加され、該液状樹脂が硬化されて成形される管状体を円筒状とし、画像形成装置の中間転写ベルト、転写ベルト、定着ベルトとして用いられるものとしている請求項４に記載の管状物。

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