JP4807437B2

JP4807437B2 - シームレスベルトの矯正装置、およびシームレスベルトの矯正方法

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Publication number: JP4807437B2
Application number: JP2009138144A
Authority: JP
Inventors: 勝則橋本; 義之水藻
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2009-06-09
Filing date: 2009-06-09
Publication date: 2011-11-02
Anticipated expiration: 2029-06-09
Also published as: CN101920557A; US8940201B2; JP2010284809A; CN101920557B; US20100308514A1

Description

シームレスベルトをＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂により押し出し成形で製造する際に、シームレスベルト表面に発生するスジや凹凸を矯正するシームレスベルトの矯正装置、およびシームレスベルトの矯正方法に関する。

従来、シームレスベルトの製造方法としては、遠心成型法と押し出し成形法とがある。遠心成型法では、主にポリイミド樹脂からシームレスベルトを形成する際、図７に示すように、円筒状型９１を回転し、この円筒状型９１の内周面上に、シームレスベルトの原材料として液状のポリイミド樹脂を、供給ノズル９２を用いてスプレー塗布したり流し込んで供給する周知の遠心成型法により、均一な膜厚の無端状ベルトからなるシームレスベルトが形成されていた（特許文献１参照）。

前記遠心成型法を用いず、ＰＰＳ樹脂を押し出し成形してシームレスベルトを製造する方法もあるが、シームレスベルト表面にスジや凹凸が発生するという問題があった。

特開２００１−９６５５１号公報

本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、押し出し成形で製造されたＰＰＳ樹脂からなるシームレスベルトの表面に発生するスジや凹凸を矯正することができるシームレスベルトの矯正装置、およびシームレスベルトの矯正方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明に係るシームレスベルトの矯正装置は、
鏡面からなる内周面を有し、該内周面と間隔を隔ててシームレスベルトを収容する有底筒状の本体と、
該本体に取り外し可能に設けられた蓋体と
前記シームレスベルトの上端部および下端部を前記鏡面に対して押圧することにより固定する固定手段と、
前記固定手段により固定されたシームレスベルトを前記鏡面に押圧する押圧手段と
前記鏡面を加熱する加熱手段と、
を備えたものである。

鏡面を加熱することで、押圧手段により鏡面に押圧された熱可塑性のシームレスベルトが軟化し、シームレスベルトの表面が内周面である鏡面に圧着する。これにより、鏡面の状態がシームレスベルトの表面に転写され、押し出し成形で発生したシームレスベルト表面のスジや凹凸が無くなり、鏡面状態にすることができる。ここで、鏡面状態とは、シームレスベルト表面のスジや凹凸の深さが１μｍ未満である状態をいう。

前記固定手段は、空気の注入により膨張可能なＯリングであることが好ましい。
Ｏリングは空気を注入すると膨張するため、Ｏリングが収縮した状態で本体内部にシームレスベルトを収容し、Ｏリングが膨張した状態で鏡面をシームレスベルトに固定し、鏡面とシームレスベルトとの間を密閉することができる。

前記押圧手段は、前記本体内部の気圧を上げることで、前記鏡面に前記シームレスベルトを押圧することが好ましい。
これにより、シームレスベルトを均一に鏡面に押圧することができる。

前記加熱手段は、前記鏡面を、前記シームレスベルトを軟化させる軟化温度よりも低い予熱温度で加熱した後、軟化温度まで加熱することが好ましい。
予熱温度で加熱することで、シームレスベルト全体を均等に軟化させ、シームレスベルトが押圧されて膨張することによる厚さムラや偏りによる皺の発生を防止することができる。

前記本体に、外部と連通する連通孔と、前記内周面から前記連通孔に至るガイド溝とを設けることが好ましい。
これにより、シームレスベルトを鏡面に押圧したときに、鏡面とシームレスベルトとの間に溜まる空気を抜き、シームレスベルトの表面を均一に成形することができる。

また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
シームレスベルトの矯正方法において、
前記シームレスベルトを円筒形状の金型の鏡面からなる内周面に沿って収容し、
前記シームレスベルトの上端部および下端部を前記鏡面に対して押圧することにより固定し、
前記鏡面に上端部および下端部が固定されたシームレスベルトを中心から外方に向かって前記鏡面に押圧し、
前記鏡面を加熱するものである。

鏡面を加熱することで、鏡面に押圧された熱可塑性のシームレスベルトが軟化し、シームレスベルトの表面が内周面である鏡面に圧着する。これにより、鏡面の状態がシームレスベルトの表面に転写され、押し出し成形で発生したシームレスベルト表面のスジや凹凸が無くなり、鏡面状態にすることができる。

前記本体内部の気圧を上げることで、前記シームレスベルトを前記鏡面に押圧することが好ましい。
これにより、シームレスベルトを均一に鏡面に押圧することができる。

前記鏡面を、前記シームレスベルトを軟化させる軟化温度よりも低い予熱温度で加熱した後、軟化温度まで加熱することが好ましい。
予熱温度で加熱することで、シームレスベルト全体を均等に軟化させ、シームレスベルトが押圧されて膨張することによる厚さムラや偏りによる皺の発生を防止することができる。

前記シームレスベルトを前記鏡面に押圧する際、前記鏡面と該鏡面に押圧された前記シームレスベルトとの間に発生する空気を、前記本体外部に放出することが好ましい。
鏡面とシームレスベルトとの間に溜まる空気を放出することで、シームレスベルトの表面を均一に形成することができる。

本発明によれば、鏡面に熱可塑性のシームレスベルトを押圧し、かつ、鏡面を加熱するので、シームレスベルトが軟化し、シームレスベルトの表面が鏡面に圧着する。これにより、鏡面の状態がシームレスベルトの表面に転写され、押し出し成形で発生したシームレスベルト表面のスジや凹凸が無くなり、鏡面状態にすることができる。

本発明に係る実施形態のシームレスベルトの矯正装置を示す斜視図である。図１のシームレスベルトの矯正装置の部分拡大断面図である。図２のＯリングの斜視図である。押し出し成形され表面にスジが入った状態のシームレスベルトの斜視図である。図１の矯正装置で表面を鏡面状態に加工されたシームレスベルトの斜視図である。図５のシームレスベルトにおいてガイド溝の跡から外側を切り落としたシームレスベルトの斜視図である。従来のポリイミド樹脂からシームレスベルトを形成する際に使用される円筒状型の断面図である。

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１に、本発明の実施形態に係るシームレスベルト１１の矯正装置１２を示す。この矯正装置１２は、内部にシームレスベルト１１を収容する本体２１と、本体２１に取り外し可能な蓋体４１と、蓋体４１を本体２１に取り外し可能に支持する支持部材５１と、本体２１の内周面を加熱する加熱手段である加熱装置７１とを備えている。

シームレスベルト１１は、厚さが５０μｍから３００μｍのチューブ状のベルトであり、例えば、転写ベルトとして使用される。

本体２１は、底体２２を一体に設けた有底円筒形状の金型であり、内周面２３が鏡面に形成されている。図２に示すように、本体２１には、内周面２３の周方向に形成されたガイド溝２５と、このガイド溝２５から本体２１外部に至る連通孔２６とが設けられている。ガイド溝２５は、後述する固定手段である２つのＯリング３５の間であって、本体２１の上側と下側の２カ所に設けられている。連通孔２６は、ガイド溝２５から半径方向外方に向かって伸びる孔であり、本体２１の外部と内部とを連通している。また、本体２１の上部には、後述するクランプ６１と係合する係合溝２８が周方向に設けられている。この本体２１は、例えば１メガパスカルの内圧にまで耐えることができる。

底体２２には、底体２２から上方に向かって伸びる円柱形状の突出部３０が設けられている。底体２２と突出部３０との間には周方向に溝３１が設けられており、この溝３１にＯリング３５が嵌合されている。

蓋体４１は、本体２１の上端面３２と密着する円板形状の円板部４２と、円板部４２から下方に向かって突出する突出部４３とから構成されている。図２に示すように、蓋体４１には、円板部４２と突出部４３とを貫通する貫通孔４４が形成されている。この貫通孔４４により本体２１外部から、押圧手段である高圧の空気を本体２１内部に送り込むことができる。また、蓋体４１は金属製である。更に、突出部４３には周方向に溝４５が設けられており、この溝４５にＯリング３５が嵌合されている。

Ｏリング３５は、図３に示すように、内部が中空になっており空気の注入により膨張可能なリング部３６と、このリング部３６に空気を注入する注入弁３７とから構成されている。リング部３６は、例えば、０．８メガパスカルの内圧にまで耐えることができるものである。また、リング部３６の外周面３８には、周方向に複数の凹部３９が形成されている。

支持部材５１は、鉛直方向に延びる基部５２と、基部５２から水平方向に延びる腕部５３とから構成された公知の支持部材である。鉛直方向に位置調整可能な腕部５３の円柱部５４の下端が、蓋体４１と連結されている。

支持部材５１により、本体２１に取り付けられた蓋体４１は、公知のクランプ６１により本体２１に固定される。クランプ６１は、断面が凹形状であり、２つの半円状の環状部６２が軸６３周りに開閉する。環状部６２は周壁６４と、この周壁６４の上端から中心に向かって伸びる上壁６５と、周壁６４の下端から中心に向かって伸びる底壁６６とからなる。環状部６２を開いた状態で、クランプ６１を矢印Ａ方向に移動させ、蓋体４１および本体２１とクランプ６１の中心が一致する位置で環状部６２を閉じる。これにより、クランプ６１の上壁６５が蓋体４１の上面と係合し、底壁６６が本体２１の係合溝２８と係合することで、蓋体４１を本体２１に固定する。

加熱装置７１は、本体２１の外周面に巻かれた温水ジャケット７２と、この温水ジャケット７２内の水温を制御する温度制御装置７３とから構成された公知の加熱装置である。温度制御装置７３の内部で温水を加熱または冷却し、流入管７４を介して矢印Ｂ方向に温水ジャケット７２内に送る。この温水が温水ジャケット７２内を循環し、本体２１を介して鏡面２３を加熱または冷却する。そして、温水は流出管７５を介して矢印Ｃ方向に温水ジャケット７２から温度制御装置７３に戻される。ただし、加熱装置７１に関しては、鏡面２３を加熱する限り前記温水ジャケット７２に限定されず、例えば、バンドヒータなどの面発熱体を本体２１の外周面に巻き付けてもよい。

続いて、前記構成からなるシームレスベルト１１の矯正装置１２の動作、すなわちシームレスベルト１１の矯正方法の手順について説明する。

図４に示すように、押し出し形成で製造されたシームレスベルト１１の表面には、無数のスジ１３が製造上、発生する。このスジ１３の深さは、数μｍ程度である。

このスジ１３を矯正するために、まず本体２１の内部にシームレスベルト１１を収容する。このとき、底体２２のＯリング３５は収縮しているので、Ｏリング３５と鏡面２３との間に間隔ができ、シームレスベルト１１を本体２１内に収容することができる。収容されたシームレスベルト１１は鏡面２３の内側に、鏡面２３と所定の隙間を設けて配置される。次に、支持部材５１により蓋体４１を本体２１に向かって移動し、円板部４２の周縁を本体２１の上端面３２に密着させ、クランプ６１により蓋体４１を本体２１に固定することで、本体２１内部を密閉する。

ここで、蓋体４１に設けた図２のＡに示す管から、注入弁３７を通ってリング部３６に空気を注入し、リング部３６を膨張させる。すると、リング部３６の外周面３８がシームレスベルト１１を鏡面２３に押圧し、上下２つのＯリング３５の間において、鏡面２３とシームレスベルト１１との間の所定の隙間を密閉する。これにより、シームレスベルト１１を鏡面２３に固定することができる。

次に、蓋体４１の貫通孔４４から、本体２１内部に高圧の空気を送ることにより、本体２１内部の圧力を高め、前記２つのＯリング３６の間において、シームレスベルト１１の表面全体を鏡面２３に押圧する。また、本体２１にガイド溝２５と連通孔２６とを設けているので、シームレスベルト１１を鏡面２３に押圧したときに、シームレスベルト１１と鏡面２３との間に溜まる空気をガイド溝２５から連通孔２６を通って、外部に放出することができる。

そして、温水ジャケット７２により鏡面２３を、予熱温度として、３５〜７０℃、例えば５５℃まで加熱する。このプリヒートにより、シームレスベルト１１全体を均等に温めることができる。従って、シームレスベルト１１が本体２１内部を高圧にすることにより、押圧されて膨張することに伴う厚さムラや偏りによる皺の発生を防止することができる。

更に、所定の時間が経過すると、鏡面２３をシームレスベルト１１が軟化する温度、例えば９０℃前後まで加熱する。この本加熱と前記プリヒートとを合わせて、例えば３０分間、シームレスベルト１１を加熱する。これにより、鏡面２３に押圧された熱可塑性のシームレスベルト１１が軟化し、シームレスベルト１１の表面が鏡面２３に圧着する。従って、鏡面２３の状態がシームレスベルト１１の表面に転写され、押し出し成形で発生したシームレスベルト１１表面のスジ１３や凹凸が無くなり、鏡面状態にすることができる。鏡面状態とは、具体的には、スジ１３や凹凸の深さが１μｍ未満の鏡面のことをいう。

本実施形態においては、本体２１から加熱後のシームレスベルト１１を取り出すと、図５に示すように、２つのＯリング３５に固定されていた部分７６の間に、ガイド溝２５の跡７７が形成され、２つのガイド溝２５の跡７７に挟まれた部分７８が鏡面に成形される。従って、ガイド溝２５の跡７７を含めて跡７７から外側の部分を切り取ることで、図６に示す表面が鏡面状態に成形されたシームレスベルト１１を得ることができる。

ただし、本発明は前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。

前記予熱温度および軟化温度に関しては、シームレスベルト１１の表面に鏡面状態を転写できる限り、特に限定されない。同様に、シームレスベルト１１の加熱時間は、シームレスベルト１１の表面に鏡面状態を転写できる限り、特に限定されない。

また、本体２１を常時、予熱温度である例えば５５℃に維持する場合において、本体２１内にシームレスベルト１１を収容、固定し、シームレスベルト１１の表面を鏡面２３に押圧する。そして、鏡面２３をシームレスベルト１１が軟化する温度である、例えば９０℃前後まで加熱し、鏡面２３の状態がシームレスベルト１１の表面に転写された後、予熱温度まで戻すことにより、連続運転ができるようにしてもよい。

１１シームレスベルト
１２矯正装置
２１本体
２３内周面（鏡面）
２５ガイド溝
２６連通孔
３５Ｏリング（固定手段）
４１蓋体
７１加熱装置（加熱手段）

Claims

鏡面からなる内周面を有し、該内周面と間隔を隔ててシームレスベルトを収容する有底筒状の本体と、
該本体に取り外し可能に設けられた蓋体と
前記シームレスベルトの上端部および下端部を前記鏡面に対して押圧することにより固定する固定手段と、
前記固定手段により固定されたシームレスベルトを前記鏡面に押圧する押圧手段と
前記鏡面を加熱する加熱手段と、
を備えたことを特徴とするシームレスベルトの矯正装置。
前記固定手段は、空気の注入により膨張可能なＯリングであることを特徴とする請求項１に記載のシームレスベルトの矯正装置。
前記押圧手段は、前記本体内部の気圧を上げることで、前記鏡面に前記シームレスベルトを押圧することを特徴とする請求項１又は２に記載のシームレスベルトの矯正装置。
前記押圧手段は、前記蓋体と前記本体の底部と前記シームレスベルトの内周面で囲まれる空間の気圧を上げることにより、前記鏡面に前記シームレスベルトを押圧することを特徴とする請求項３に記載のシームレスベルトの矯正装置。
前記加熱手段は、前記鏡面を、前記シームレスベルトを軟化させる軟化温度よりも低い予熱温度で加熱した後、軟化温度まで加熱することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のシームレスベルトの矯正装置。
前記本体に、外部と連通する連通孔と、前記内周面から前記連通孔に至るガイド溝とを設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のシームレスベルトの矯正装置。
シームレスベルトの矯正方法において、
前記シームレスベルトを円筒形状の金型の鏡面からなる内周面に沿って収容し、
前記シームレスベルトの上端部および下端部を前記鏡面に対して押圧することにより固定し、
前記鏡面に上端部および下端部が固定されたシームレスベルトを中心から外方に向かって前記鏡面に押圧し、
前記鏡面を加熱することを特徴とするシームレスベルトの矯正方法。
前記本体内部の気圧を上げることで、前記シームレスベルトを前記鏡面に押圧することを特徴とする請求項７に記載のシームレスベルトの矯正方法。
前記蓋体と前記本体の底部と前記シームレスベルトの内周面で囲まれる空間の気圧を上げることにより、前記シームレスベルトを前記鏡面に押圧することを特徴とする請求項８に記載のシームレスベルトの矯正方法。
前記鏡面を、前記シームレスベルトを軟化させる軟化温度よりも低い予熱温度で加熱した後、軟化温度まで加熱することを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載のシームレスベルトの矯正方法。
前記シームレスベルトを前記鏡面に押圧する際、前記鏡面と該鏡面に押圧された前記シームレスベルトとの間に発生する空気を、前記本体外部に放出することを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載のシームレスベルトの矯正方法。