JP6206073B2 - 冷却装置、管状体の製造装置、及び管状体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、冷却装置、管状体の製造装置、及び管状体の製造方法に関する。

特許文献１には、熱可塑性樹脂組成物を溶融し、押出機に装着した環状ダイより下方にチューブ状に押し出し、このチューブの外周面に温調した気体を吹き付けるとともに、チューブの内側には供給圧力と供給流量を制御した気体を連続的に供給・排除させ、次いで、温調された第１マンドレルに接触させるとともに、第１マンドレルの接触を開始する近傍のチューブの外周面に温調した気体を吹き付け、さらに、その下に第１マンドレルより外径が大きく、温調された第２マンドレルを設け、第１マンドレルと第２マンドレルの間でチューブの外周面に温調した気体を吹き付け、しかる後チューブ状を維持したままで連続して引き取って輪切り状に切断する事を特徴とする加熱収縮性を付与したエンドレスベルト材の製造方法が開示されている。

特許文献２には、押出機から、環状ダイスを介して押出した熱可塑性樹脂を含む組成物を、冷却固化させてチューブ状に成形する樹脂ベルトの製造方法であって、前記環状ダイスから押出されたチューブ状の組成物を、第１マンドレルの外周に担持させて冷却し、次いで、該第１マンドレルの直径以下の直径を有する第２マンドレルに担持させた状態で、前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度以上融点以下の所定温度にて熱処理した後、連続的に引き取ることを特徴とする樹脂ベルトの製造方法が開示されている。

特許文献３には、導電性支持体とその外周を被覆する半導電性シームレスチューブとからなり、被転写体に当接して電圧を印加することによりトナーを画像保持体から被転写体に転写させる転写ローラにおいて、シームレスチューブが半導電性熱可塑性樹脂組成物を押し出し機によりチューブ状に押し出し、チューブ状を維持した状態で引き取ると共に冷却固化した後所定長に切断したものであることを特徴とするシームレスチューブ被覆転写ローラが開示されている。

特開平９−２９８４０号公報 特開２００９−０７２９２３号公報 特開平１０−２６８６７３号公報

本発明の目的は、平面性が高い管状体が得られる冷却装置を提供することにある。

上記課題は、以下の本発明により達成される。
すなわち請求項１に係る発明は、
押出装置に設けられた口金から押し出される溶融した熱可塑性樹脂を含む管状の溶融体を第１の冷却温度で冷却する第１の冷却部材であって、前記第１の冷却部材の外周面が前記溶融体の内周面に接触することで前記溶融体を冷却する第１の冷却部材と、
前記第１の冷却部材と離間して設けられ、前記第１の冷却部材により冷却された前記溶融体を、前記第１の冷却温度よりも低い第２の冷却温度で冷却する第２の冷却部材であって、前記第２の冷却部材の外周面が前記溶融体の内周面に接触することで前記溶融体を冷却する第２の冷却部材と、
前記第１の冷却部材を冷却する第１の冷媒を前記第１の冷却温度に冷却して前記第１の冷却部材に供給し、かつ、前記第２の冷却部材を冷却する第２の冷媒を、前記第１の冷却温度よりも低い前記第２の冷却温度に冷却して前記第２の冷却部材に供給する冷却機と、
を備える冷却装置である。

請求項２に係る発明は、
前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたとき、前記第１の冷却温度がＴｇ−１５（℃）以上Ｔｇ（℃）以下であり、かつ、前記第２の冷却温度がＴｇ−１５（℃）未満である、請求項１に記載の冷却装置である。

請求項３に係る発明は、

溶融した熱可塑性樹脂を含む溶融体を口金から管状に押し出す押出装置と、
前記口金から管状に押し出された前記溶融体の内周面に接触して前記溶融体を冷却する、請求項１又は請求項２に記載の冷却装置と、
を有する管状体の製造装置である。

請求項４に係る発明は、

溶融した熱可塑性樹脂を含む溶融体を口金から管状に押し出す押出工程と、
前記押出工程によって管状に押し出された前記溶融体を、請求項１又は請求項２に記載の冷却装置における前記第１の冷却部材の外周面及び前記第２の冷却部材の外周面に接触させて、前記溶融体を冷却する冷却工程と、
を有する管状体の製造方法である。

請求項１に係る発明によれば、前記第１の冷却温度が、前記第２の冷却温度と同じ又は低い場合に比べて、平面性が高い管状体が得られる。

請求項２に係る発明によれば、前記第１の冷却温度が上記範囲よりも低い場合に比べて、平面性が高い管状体が得られる。

請求項１に係る発明によれば、前記第１の冷却部材と前記第２の冷却部材とが一体である場合に比べて、接触面積を小さくしやすい。

前記最初に接触が開始される領域から前記最後に接触が終了する領域までにおける前記溶融体の押出方向に沿った長さが、前記最初に接触が開始される領域における前記溶融体に接触する面と前記溶融体の押出方向に垂直な面とが交わる交線の直径以上である冷却装置によれば、前記溶融体の押出方向に沿った長さが、前記溶融体に接触する面と前記溶融体の押出方向に垂直な面とが交わる交線の直径未満である場合に比べて、平面性が高い管状体が得られる。

請求項３及び請求項４に係る発明によれば、前記第１の冷却温度が前記第２の冷却温度と同じ又は低い冷却装置を用いる場合に比べて、平面性が高い管状体が得られる。

本実施形態に係る管状体の製造装置の一例を示す概略断面図である。 図１の管状体の製造装置における冷却装置周辺を拡大した概略断面図である。 本実施形態に係る管状体の製造装置の他の一例における冷却装置周辺を拡大した概略断面図である。

以下、本発明の一例である実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

［第１実施形態］
＜管状体の製造装置＞
まず、本実施形態に係る冷却装置を用いた管状体の製造装置の一例として、第１実施形態の管状体製造装置について説明する。
図１は、１つの冷却部材からなる一体型の冷却装置を用いた管状体製造装置１００の構成を概略的に示す断面図であり、図２は、図１に示した管状体製造装置１００における冷却装置（冷却部）周辺の構成を拡大して概略的に示す断面図である。なお、以下に参照する図面は、本実施形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさの比を現すものではない。

図１に示されるように、管状体製造装置１００は、溶融（溶解）した熱可塑性樹脂を含む溶融体Ｆを口金２０（環状ダイ）から管状に下方へ押し出す押出装置１１０と、口金２０から管状に押し出された溶融体Ｆの内周面に、外周面３４を接触させて、溶融体Ｆを冷却する冷却部材（冷却マンドレル）３２からなる一体型の冷却装置３０と、冷却装置３０を支持する支持部材７０と、を備えている。

溶融体Ｆは、冷却部材３２の外周面３４のうち口金２０に近い側の端である接触開始領域３６において冷却部材３２への接触を開始し、冷却部材３２の外周面３４のうち口金２０から遠い側の端である接触終了領域３８において冷却部材３２への接触を終了する。
そして本実施形態では、冷却部材３２の外周面３４のうち、接触開始領域３６における温度が、接触終了領域３８における温度よりも高くなっている。

なお、本実施形態では、接触開始領域３６における溶融体Ｆの接触開始から接触終了領域３８における溶融体Ｆの接触終了までの間は、溶融体Ｆの冷却部材３２への接触が継続されるが、この形態に限られない。具体的には、例えば、接触開始領域３６において溶融体Ｆが冷却部材３２への接触を最初に開始した後、一旦前記接触を終了し、再度溶融体Ｆが冷却部材３２への接触を開始し、接触終了領域３８において最後に前記接触を終了してもよい。いずれにしても、冷却部材３２の外周面３４のうち、前記接触が最初に開始される領域が接触開始領域３６であり、前記接触が最後に終了する領域が接触終了領域３８である。

また冷却部材３２は、接触開始領域３６を含み第１の温度に調整された第１の冷却部３２Ａと、接触終了領域３８を含み第２の温度に調整された第２の冷却部３２Ｂと、を含んで構成されている。
そして「接触開始領域３６の温度」は、冷却部材３２が有する複数の冷却部のうち、口金２０に最も近い冷却部（本実施形態では上記第１の冷却部３２Ａ）の温度である。同様に「接触終了領域３８の温度」は、冷却部材３２が有する複数の冷却部のうち、口金２０から最も遠い冷却部（本実施形態では上記第２の冷却部３２Ｂ）の温度である。
なお、各領域の温度は、例えばシース型熱電対を、冷却部材３２のうち測定対象である冷却部（具体的には、例えば、接触開始領域３６の温度を測定する場合は後述する第１の空洞４２の内壁面、接触終了領域３８の温度を測定する場合は後述する第２の空洞５２の内壁面等）に接触させて設け、測定する。

（押出装置）
押出装置１１０は、図１に示されるように、熱可塑性樹脂を含む樹脂材料Ｐを溶融状態にして溶融体Ｆとする一軸押出機１０と、一軸押出機１０の先端部に取り付けられた口金２０と、を備えている。

一軸押出機１０は、図示しないヒータを有し樹脂材料Ｐを加熱する加熱筒１２と、加熱筒１２に設けられ樹脂材料Ｐが投入される投入口１１と、加熱筒１２の内部に設けられ樹脂材料Ｐが溶融した溶融体Ｆを口金２０へ搬送する搬送部材としてのスクリュー１３と、を備えている。

一軸押出機１０では、投入口１１から加熱筒１２の内部に投入された樹脂材料Ｐが、加熱筒１２のヒータにより、樹脂材料Ｐの融解温度以上の温度（通常、１５０〜４５０℃）で加熱かつスクリュー回転による発熱で溶融しつつ、スクリュー１３によって口金２０へ搬送（供給）されるようになっている。なお、一軸押出機１０では、粒状に形成された樹脂材料Ｐ（ペレット）が、投入口１１に投入されるようになっている。

図１及び図２に示されるように、口金２０には、一軸押出機１０の加熱筒１２の内部と通じ加熱筒１２から流入した溶融状態の溶融体Ｆが通過する流路２２と、流路２２を通過した溶融状態の溶融体Ｆを管状に押し出すための環状（円形状）の出口孔２３と、が形成されている。

口金２０では、溶融状態の溶融体Ｆが、加熱筒１２の先端部から流路２２へ流入して流路２２を通過し、一軸押出機１０のスクリュー１３の回転による推進力（搬送力）によって、出口孔２３から管状に押し出されるようになっている。

（支持部材）
支持部材７０は、図２に示されるように、円柱状に形成されており、口金２０に環状に形成された出口孔２３の径方向中央部（中心）で口金２０を貫通し、口金２０の上方及び下方に突出するように支持されている。

（冷却装置）
一体型の冷却装置３０を構成する冷却部材３２は、図２に示されるように、例えば円筒状に形成されており、冷却部材３２の内周面が支持部材７０の外周面に接触するように支持部材７０と同軸状に配置されている。そして冷却部材３２は、冷却部材３２の軸方向に貫通する支持部材７０によって支持されている。

そして前記の通り、冷却部材３２は、接触開始領域３６を含み第１の温度に調整された第１の冷却部３２Ａと、接触終了領域３８を含み第２の温度に調整された第２の冷却部３２Ｂと、を含んで構成されている。

第１の冷却部３２Ａでは、冷却部材３２の内部に第１の空洞４２が設けられている。また第１の空洞４２は、支持部材７０の内部に支持部材７０の軸方向に設けられた供給管４４及び排出管４６に接続され、供給管４４及び排出管４６は不図示の冷却機に接続されている。そして第１の冷媒が、前記不図示の冷却機によって冷却された後、供給管４４を通って第１の空洞４２に供給されて冷却部材３２の第１の冷却部３２Ａを冷却することで、第１の冷却部３２Ａにおける温度（すなわち接触開始領域３６の温度）が調整される。一方、第１の空洞４２に供給されて第１の冷却部３２Ａを冷却した第１の冷媒は、排出管４６を通って冷却部材３２から排出され、前記不図示の冷却機に戻って再び冷却される。

同様に第２の冷却部３２Ｂでは、冷却部材３２の内部に設けられた第２の空洞５２が、支持部材７０の内部に設けられた供給管５４及び排出管５６に接続され、さらに供給管５４及び排出管５６が前記不図示の冷却機に接続されている。そして、前記不図示の冷却機によって冷却された第２の冷媒が、供給管５４を通って第２の空洞５２に供給され、第２の冷却部３２Ｂの温度（すなわち接触終了領域３８の温度）を調整し、排出管５６を通って前記不図示の冷却機に戻って再び冷却される。

以上のようにして、第１の冷却部３２Ａの温度及び第２の冷却部３２Ｂの温度をそれぞれ調整する。そして、第１の冷却部３２Ａの温度が第２の冷却部３２Ｂの温度よりも高くなるように、それぞれの温度を調整することで、接触開始領域３６の温度が接触終了領域３８の温度よりも高くなる。
第１の冷却部３２Ａの温度が第２の冷却部３２Ｂの温度よりも高くなるようにそれぞれの温度を調整する方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法が挙げられる。具体的には、例えば、第１の空洞４２に供給された第１の冷媒の温度が、第２の空洞５２に供給された第２の冷媒の温度よりも高くなるように、前記不図示の冷却機において第１の冷媒及び第２の冷媒をそれぞれ冷却する方法が挙げられる。

第１の冷媒及び第２の冷媒としては、特に限定されず、例えば、水、エチレングリコール又はプロピレングリコールの水浴液（ブライン）等が挙げられる。第１の冷媒と第２の冷媒として、同じ溶媒を用いてもよいし、異なる溶媒を用いてもよい。

＜管状体の製造方法＞
次に、前述の管状体製造装置１００を用いた、管状体の一例としての熱可塑性樹脂チューブを製造する製造方法について説明する。

まず、一軸押出機１０の投入口１１から加熱筒１２内部へ樹脂材料Ｐ（ペレット）を投入し（図１参照）、当該樹脂材料Ｐを、加熱筒１２の複数のヒータ（図示せず）により、樹脂材料Ｐの融解温度以上の温度（通常、１５０〜４５０℃）に加熱して溶融状態にし、溶融体Ｆを得る（加熱工程）。

次に、図１に示されるように、溶融状態の溶融体Ｆを、加熱筒１２の内部のスクリュー１３の推進力により、加熱筒１２から口金２０の流路２２を通過させて、口金２０の出口孔２３から管状に押し出す（押出工程）。

次に、口金２０の出口孔２３から管状に押し出された溶融体Ｆを、当該溶融体Ｆの内周面に冷却部材３２の外周面３４を接触させることにより、当該溶融体Ｆを冷却・硬化する（冷却工程）。
具体的には、口金２０の出口孔２３から管状に押し出された溶融体Ｆは、外周面３４の接触開始領域３６において冷却部材３２との接触を開始し、接触開始領域３６から接触終了領域３８までの間は冷却部材３２への接触を継続し、接触終了領域３８において冷却部材３２への接触を終了して冷却部材３２から離れる。冷却部材３２から離れた溶融体Ｆは冷却され、冷却部材３２の接触終了領域３８における外径に応じた内径を持つ管状に硬化した状態となっている。

溶融体Ｆが冷却・硬化して得られた管状体は、例えば、不図示の巻取り機により連続的に巻き取られる。
このようにして、本実施形態では、熱可塑性樹脂チューブ（円筒状フィルム）である管状体が製造される。

本実施形態では、前述のように、接触開始領域３６の温度が接触終了領域３８の温度よりも高くなっている。そのため、接触開始領域の温度が接触終了領域の温度と同じ又は低い場合に比べて、平面性が高い管状体が得られる。その理由は定かではないが、以下のように推測される。

溶融した溶融体Ｆが冷却装置３０によって冷却される際、前記のように、まず溶融体Ｆの内周面が冷却部材３２の外周面３４に接触して冷却される。このとき、接触開始領域において溶融体の冷却速度が速すぎると、例えば溶融体の外周面側が冷却されるよりもはやく溶融体の内周面側が固化する。この後、未硬化の外周面側が冷却する事により固化し収縮が発生するが、この応力（収縮力）に内側の固化層が負ける事で外周面に軸方向の凹凸（うねり）が発生することが考えられる。
また、溶融体Ｆが冷却部材３２への接触を終了した時点で溶融体Ｆの冷却が不十分で硬化が完了していない場合は、例えば溶融体が冷却して得られた管状体を巻き取ることによる応力により、溶融体全体に歪みが発生する事により管状体が変形し、二軸で長架時の軸方向真直度が大きくなることが考えられる。

一方本実施形態では、接触開始領域３６の温度が接触終了領域３８の温度よりも高いため、接触開始領域の温度が接触終了領域の温度と同じ又は低い場合とは異なり、溶融体Ｆは、冷却部材３２に接触を開始してから終了するまでの間に徐々に冷却される。このように冷却されることにより、前記のように接触開始領域において冷却速度が速すぎる場合や、接触終了後も硬化が完了していない場合に比べ、溶融体を変形させる応力が発生しにくく、凹凸（うねり）や管状体の変形による軸方向真直度の悪化が抑制され、平面性が高い管状体が得られると推測される。

そして、本実施形態の管状体を、例えば画像形成装置の中間転写ベルト等に用いた場合、管状体の平面性が高いことによって、管状体が感光体や記録媒体に接触させる際の圧力ムラが少なく転写性が向上する。また本実施形態の管状体は、平面性が高いため、クリーニング部材へ均一に接触し、クリーニング性が向上する。よって、本実施形態の管状体を用いた画像形成装置によって得られた画像は、濃淡ムラや画像抜けが抑制されたものとなる。

ここで、平面性とは、管状体表面の軸方向凹凸及び管状体を二軸で張架時の軸方向真直度を示し、いずれも小さいほど優れている。
前記「凹凸（うねり）」とは、後述するように、表面粗さ計によって測定された値であり、凹凸（うねり）が小さいほど平面性が高いことを意味する。具体的には、前記うねりの値が０．２μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以下であることがより好ましい。
また、前記「二軸で張架時の軸方向真直度」とは、後述するように、例えば得られた管状体がベルトである場合、ベルトを２本のロールで張ってレーザ変位計で軸方向に表面位置を測定したときの差を示す値であり、二軸で張架時の軸方向真直度が小さいほど平面性が高いことを意味する。具体的には、前記二軸で張架時の軸方向真直度の値が２ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。

本実施形態では、溶融体Ｆに含まれる熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたとき、接触開始領域３６の温度がＴｇ−１５（℃）以上Ｔｇ（℃）以下であり、かつ、接触終了領域３８の温度がＴｇ−１５（℃）未満であることが好ましい。
接触開始領域３６の温度が上記範囲であることにより、上記範囲よりも低い場合に比べてうねりが小さく平面性の高い管状体が得られ、上記範囲よりも高い場合に比べて、二軸で張架時の軸方向真直度が小さく平面性の高い管状体が得られる。
また接触終了領域３８の温度が上記範囲であることにより、上記範囲よりも高い場合に比べて、二軸で張架時の軸方向真直度が小さく平面性の高い管状体が得られる。

なお、接触終了領域３８の温度は、管状体温度がＴｇ以下になる温度であり、かつ、接触開始領域３６の温度よりも低い温度であれば何度でもよいが、Ｔｇ−２０（℃）以下がより好ましく、Ｔｇ−３０（℃）以下がさらに好ましい。

本実施形態では、接触開始領域３６と接触終了領域３８との距離（溶融体Ｆの押出方向に沿った長さ）が、接触開始領域３６における外周面３４と溶融体Ｆの押出方向に垂直な面との交線の直径以上であることが好ましい。前記接触開始領域３６と接触終了領域３８との距離が前記交線の直径以上であることにより、前記交線の直径よりも短い場合に比べて、接触開始領域３６の温度と接触終了領域３８の温度との差を大きく調整しやすく、また外周面３４を接触しながら移動する溶融体Ｆの温度変化を遅くしやすい。また、引き取り方向が安定するため、良好な平面性を得る事が出来る。
なお、前記接触開始領域３６と接触終了領域３８との距離は、前記交線の直径の１．０倍以上が好ましく、１．５倍以上がより好ましい。

ここで、本実施形態では、冷却部材３２が円筒状であり、外周面３４を溶融体Ｆに接触させる一体型のものである。そのため、前記交線は円形であり、前記交線の直径は冷却部材３２の外径を意味するとともに、前記接触開始領域３６と接触終了領域３８との距離は冷却部材３２の軸方向における長さを意味する。すなわち本実施形態では、冷却部材３２の前記長さが、接触開始領域３６における冷却部材３２の外径以上であることが望ましい。
一方、内周面を溶融体に接触させる円筒状の冷却部材では、前記交線の直径は内径を意味する。また、前記交線が円形以外の形状である場合は、最も長い径を前記「交線の直径」とする。具体的には、例えば、前記交線が楕円形である場合は、前記交線の直径は長径を意味する。

本実施形態では、第１の空洞４２及び第２の空洞５２にそれぞれ第１の冷媒及び第２の冷媒を供給することで、接触開始領域３６の温度を接触終了領域３８の温度よりも高く調整されているが、これに限られない。具体的には、例えば、一体型の冷却部材に３つ以上の空洞を設け、例えばそれぞれの空洞に異なる温度の冷媒を供給し、接触開始領域３６から接触終了領域３８に向かって段階的に温度が低くなるように設定してもよい。

また、本実施形態では、接触開始領域３６の温度が接触終了領域３８の温度よりも高く調整されていれば、冷却部材３２の冷却手段は前記冷媒を用いる方法に限定されるものではない。

また本実施形態では、溶融体Ｆの内周面に冷却部材３２の外周面３４を接触させて溶融体Ｆを冷却する形態であるが、これに限られず、例えば溶融体の外周面に冷却部材の内周面を接触させて溶融体を冷却する形態であってもよい。

管状体製造装置１００において用いられる樹脂材料Ｐに含まれる熱可塑性樹脂としては、特に限られず、具体的には、例えば、ポリエチレン（高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等）、ポリプロピレンエチレンブロック又はランダム共重合体、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアセタール、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、液晶性ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、の１種またはこれらの混合物からなるものが使用される。その中でも特に好ましいのは、高弾性率なポリエーテルイミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられる。

樹脂材料Ｐは、必要に応じて熱可塑性樹脂の他に、導電剤やその他の添加剤を含んでいてもよい。
導電剤としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、カーボン繊維、金属粉、導電性金属酸化物、有機金属化合物、有機金属塩、導電性高分子等から選ばれる少なくとも１種またはこれら数種の混合物からなるものが挙げられる。その中でも特に、カーボンブラックが好ましい。カーボンブラックとしては、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラックがある。管状体の外観を損なわないために揮発分率の少ないカーボンブラックが好ましく、また抵抗安定性の点で小粒子径のカーボンブラックを用いる事が好ましい。

その他の添加剤としては、例えば、熱安定性を改善させるための酸化防止剤、押出成形時の噛み込み防止のための滑剤等が挙げられ、管状体の特性を変化させない程度であれば添加してもよい。

本実施形態の管状体製造装置で製造された管状体としては、例えば、静電複写方式の画像形成装置に用いる熱可塑樹脂製円筒状フィルムが挙げられ、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、転写体を搬送する円筒状部材、トナーを第１の保持体から第２の保持体へ転写する中間転写用円筒状部材等に用いられる。

［第２実施形態］
＜押出成形装置（管状体の製造装置）＞
第２実施形態の押出成形装置は、上記第１実施形態の管状体製造装置１００に備えられた冷却装置３０の代わりに、第１の冷却部材６２と第２の冷却部材６４とで構成された冷却装置６０を用いた形態である。なお、冷却装置が異なること以外の事項については、上記と同様であるため説明を省略する。

図３は、本実施形態の管状体製造装置における冷却装置（冷却部）周辺の構成を拡大して概略的に示す断面図である。なお、第１実施形態に係る管状体製造装置１００と同様な構成については、同様の符号を用いる。

（冷却装置）
冷却装置６０は、口金２０よりも溶融体Ｆの押出方向下流側に設けられた第１の冷却部材６２と、第１の冷却部材６２よりも前記押出方向下流側に設けられた第２の冷却部材６４と、で構成された分割型の冷却装置である。
第１の冷却部材６２と第２の冷却部材６４とは、図３に示されるように、例えば、それぞれ円筒状に形成され、内周面が支持部材７０の外周面に接触するように支持部材７０と同軸状に配置されている。

第１の冷却部材６２の内部には、支持部材７０の内部に設けられた供給管４４及び排出管４６に接続された第１の空洞７２が設けられている。また第２の冷却部材６４の内部には、支持部材７０の内部に設けられた供給管５４及び排出管５６に接続された第２の空洞７４が設けられている。

そして第１の冷媒が、不図示の冷却機によって冷却された後、供給管４４を通って第１の空洞７２に供給されて第１の冷却部材６２を冷却することで、第１の冷却部材６２の外周面全体の温度が調整される。同様に、第２の冷媒が、不図示の冷却機によって冷却された後、供給管５４を通って第２の空洞７４に供給されて第２の冷却部材６４を冷却することで、第２の冷却部材６４の外周面全体の温度が調整される。
すなわち冷却装置６０は、第１の温度に調整された第１の冷却部である第１の冷却部材６２と、第２の温度に調整された第２の冷却部である第２の冷却部材６４と、を含んで構成されている。
そして本実施形態では、第１の冷却部材６２の外周面の温度が、第２の冷却部材６４の外周面の温度よりも高くなるように調整される。

口金２０の出口孔２３から管状に押し出された溶融体Ｆが冷却装置６０によって冷却される際には、まず溶融体Ｆの内周面が、第１の冷却部材６２の外周面のうち口金２０に近い側の端である接触開始領域７６に接触する。その後溶融体Ｆが、第１の冷却部材６２の外周面のうち口金２０から遠い側の端において第１の冷却部材６２から離れ、前記溶融体Ｆの押出方向に移動した後、第２の冷却部材６４の外周面のうち口金２０に近い側の端において第２の冷却部材６４への接触を開始し、さらに第２の冷却部材６４の外周面のうち口金２０から遠い側の端である接触終了領域７８において第２の冷却部材６４から離れる。
すなわち溶融体Ｆは、接触開始領域７６において最初に冷却装置６０への接触を開始し、冷却装置６０への接触の終了及び再開を経たのちに、接触終了領域７８において最後に冷却装置６０への接触を終了する。

本実施形態では、上記の通り、第１の冷却部材６２の外周面の温度が第２の冷却部材６４の外周面の温度よりも高い。すなわち、接触開始領域７６の温度が接触終了領域７８の温度よりも高いため、前記第１実施形態と同様に、平面性が高い管状体が得られる。
そして本実施形態では、分割型の冷却装置６０を用いているため、一体型の冷却装置に比べて、接触面積が小さくなるため引き取り力が小さくて済み、ベルトの残留応力による平面性の悪化を防ぐ事が出来る。

また本実施形態では、分割型の冷却装置６０を用いているため、一体型の冷却装置を用いた場合に比べて、第１の冷却部材６２と第２の冷却部材６４との間で熱が伝わりにくい。そのため、接触開始領域７６及び接触終了領域７８の温度をそれぞれ異なる温度に調整しやすく、かつ、接触開始領域７６の温度と接触終了領域７８の温度との差を設けやすい。また、接触開始領域７６と接触終了領域７８との距離を調整しやすい。そして、接触開始領域７６と接触終了領域７８との距離を長くすることで、接触開始領域７６の温度と接触終了領域７８の温度との差を大きくしやすく、また溶融体Ｆの冷却速度を遅くすることで、より平面性が高い管状体が得られやすい。

なお本実施形態では、分割型の冷却装置６０を用いているため、例えば、第１の冷却部材６２と第２の冷却部材６４とで材質が異なるものとすることで、熱伝導率に差を設け、結果的に接触開始領域７６の温度を接触終了領域７８の温度よりも高いものとしてもよい。

なお、本実施形態では、第１の冷却部材６２の外周面全体の温度及び第２の冷却部材６４の外周面全体の温度をそれぞれ調整しているが、接触開始領域７６の温度が接触終了領域７８の温度よりも高ければよく、それぞれの冷却部材の外周面において温度の勾配があってもよい。
また、本実施形態では、第１の冷却部材６２及び第２の冷却部材６４を用いているが、これに限られず、３つ以上の冷却部材を用いてもよい。

以下、実施例を交えて本発明を詳細に説明するが、以下に示す実施例のみに本発明は限定されるものではない。尚、以下において「部」および「％」は、特に断りのない限り質量基準である。

［樹脂ペレットの作製］
＜樹脂ペレット１＞
熱可塑性樹脂としてポリフェニレンサルファイド（トレリナＴ１８８１、東レ株式会社製、Ｔｇ：８５℃）１００部と、導電剤としてカーボンブラック（Ｍｏｎａｒｃｈ ８８０、キャボット社製）１４部と、をヘンシェルミキサー（日本コークス製 ＦＭ１０Ｃ）を用いて混合した。得られた混合物を、二軸押出溶融混練機（Ｌ／Ｄ６０（パーカーコーポレーション社製））により３６０℃で溶融混練し、φ５の孔より紐状に押出し、水槽中に入れて冷却固化後切断し、樹脂ペレット１を得た。

＜樹脂ペレット２＞
熱可塑性樹脂としてポリエーテルイミド（Ｕｌｔｅｍ １０００Ｖ、ＳＡＢＩＣイノベーティブプラスチックス社製、Ｔｇ：２１５℃）１００部と、導電剤としてカーボンブラック（Ｍｏｎａｒｃｈ ８８０、キャボット社製）１８部と、をヘンシェルミキサー（日本コークス製 ＦＭ１０Ｃ）を用いて混合した。得られた混合物を、二軸押出溶融混練機（Ｌ／Ｄ６０（パーカーコーポレーション社製））により３６０℃で溶融混練し、φ５の孔より紐状に押出し、水槽中に入れて冷却固化後切断し、樹脂ペレット２を得た。

［管状体の製造］
＜無端ベルト１〜無端ベルト１０（管状体）の製造＞
表１に示す樹脂ペレット（上記樹脂ペレットの作製により得られた樹脂ペレット）を、表１に示す押出温度に設定した一軸溶融押出機（溶融押出装置、三葉製作所社製、型番：Ｅ−８００１、Ｌ／Ｄ２４）に投入し、溶融しながら環状ダイ（口金）とニップルの間隙（出口孔）から円筒状に押出した。押出された円筒状フィルムを引きとりながらフィルムの円筒形状と径を固定化するために、接触開始領域及び接触終了領域の温度を表１に示すように設定した一体型の冷却装置（サイジングダイ）へ円筒状フィルム内周面を接触させて冷却後、目的とする幅に切断し、φ１６０（内径１６０ｍｍ）、長さ２３２ｍｍ、膜厚１００μｍの無端ベルト１〜１０を得た。
なお、用いた一体型の冷却装置は、外径１６０ｍｍの円筒状の冷却部材からなるものであり、接触開始領域から接触終了領域までの長さ（冷却装置の長さ）は表１に示す通りである。

＜無端ベルト１１（管状体）の製造＞
上記一体型の冷却装置の代わりに、分割型の冷却装置を用いた以外は、無端ベルト２と同様にして、無端ベルト１１を得た。
なお、用いた分割型の冷却装置は、２つの冷却部材で構成されており、いずれの冷却部材も外径１６０ｍｍ、長さ２５ｍｍの円筒状であり、設置間隔は１１０ｍｍである。すなわち、上記分割型の冷却装置における接触開始領域から接触終了領域までの長さ（冷却装置の長さ）は１６０ｍｍである。

［管状体の評価］
＜うねり（Ｗｍａｘ）の測定＞
表面粗さ計を用い、測定長さ５０ｍｍ、カットオフ波長０．８ｍｍ、測定速度０．６ｍｍ／秒で測定した。前記測定を、無端ベルトの幅方向に３か所行い、その平均値をうねり（Ｗｍａｘ）とした。結果を表１に示す。

うねり（Ｗｍａｘ）の評価基準は以下の通りである。
Ｇ１：うねりが０．１μｍ以下
Ｇ２：うねりが０．１μｍより大きく０．２μｍ以下
Ｇ３：うねりが０．２μｍより大きい

＜二軸で張架時の軸方向真直度の測定＞
外径φ２８の金属ロール二本を、得られた無端ベルト内に入れ、片側の金属ロールを固定し、張力が偏らないように注意しながら残りの片側を３９．２Ｎの張力で支持する。
二本の金属ロール間の中央部分におけるベルト表面（外周面）の位置を、レーザ変位計を用いて軸方向に測定し、最大値と最小値との差を求めた。この測定をベルトの周方向に８箇所行い、前記差の最大値を二軸で張架時の軸方向真直度とした。結果を表１に示す。

二軸で張架時の軸方向真直度の評価基準は以下の通りである。
Ｇ１：二軸で張架時の軸方向真直度が１．０ｍｍ以下
Ｇ２：二軸で張架時の軸方向真直度が１．０ｍｍより大きく２．０ｍｍ以下
Ｇ３：二軸で張架時の軸方向真直度が２．０ｍｍより大きい

＜転写性の評価＞
得られた無端ベルトを画像形成装置（富士ゼロックス社製のＤｏｃｕＰｒｉｎｔ ＣＰ２００Ｗ）の中間転写ベルトとして組み込み、温度２２℃湿度５５％ＲＨの環境下においてハーフトーン画像（マゼンタ４０％をのせた画像）をＡ４縦用紙で３枚出力し、目視により下記評価基準で転写性の判定を行った。結果を表１に示す。

−評価基準−
Ｇ１：画像に濃度ムラなし
Ｇ２：画像に軽い濃度ムラあり
Ｇ３：画像に濃度ムラあり
Ｇ４：画像抜けあり

＜クリーニング性の評価＞
得られた無端ベルトを画像形成装置（富士ゼロックス社製のＤｏｃｕＰｒｉｎｔ ＣP２００Ｗ）の中間転写ベルトとして組み込み、温度２２℃湿度５５％ＲＨの環境下において低濃度画像（マゼンタ５％画像）でＡ４縦用紙を連続１０００枚出力後に、Ａ４縦用紙の前半部分のみにハーフトーン画像（マゼンタ４０％をのせた画像）を３枚出力してその３枚のＡ４縦用紙の後半部分にトナー汚れがあるかどうかを目視により確認した。
また、トナー汚れの無い場合については、無端ベルト表面を観察し、無端ベルト表面にトナーが付着しているかどうかも観察した。結果を表１に示す。

−評価基準−
Ｇ１：記録媒体にトナー汚れもなく、無端ベルト表面のトナー付着もない
Ｇ２：記録媒体にトナー汚れはないが、無端ベルト表面にトナー付着あり
Ｇ３：記録媒体に微少なトナー汚れあり
Ｇ４：記録媒体にひどいトナー汚れあり

上記表１の結果より、実施例では比較例に比べ、うねり及び二軸で張架時の軸方向真直度の値が低く、平面性の高い無端ベルトが得られていることがわかった。

１０ 一軸押出機
１１ 投入口
１２ 加熱筒
１３ スクリュー
２０ 口金
２２ 流路
２３ 出口孔
３０、６０ 冷却装置
３２、６２、６４ 冷却部材
３２Ａ 第１の冷却部
３２Ｂ 第２の冷却部
３４ 外周面
３６、７６ 接触開始領域
３８、７８ 接触終了領域
４２、５２、７２、７４ 空洞
４４、５４ 供給管
４６、５６ 排出管
７０ 支持部材
１００ 管状体製造装置
１１０ 押出装置
Ｆ 溶融体
Ｐ 樹脂材料

Claims (4)

1. 押出装置に設けられた口金から押し出される溶融した熱可塑性樹脂を含む管状の溶融体を第１の冷却温度で冷却する第１の冷却部材であって、前記第１の冷却部材の外周面が前記溶融体の内周面に接触することで前記溶融体を冷却する第１の冷却部材と、
   前記第１の冷却部材と離間して設けられ、前記第１の冷却部材により冷却された前記溶融体を、前記第１の冷却温度よりも低い第２の冷却温度で冷却する第２の冷却部材であって、前記第２の冷却部材の外周面が前記溶融体の内周面に接触することで前記溶融体を冷却する第２の冷却部材と、
   前記第１の冷却部材を冷却する第１の冷媒を前記第１の冷却温度に冷却して前記第１の冷却部材に供給し、かつ、前記第２の冷却部材を冷却する第２の冷媒を、前記第１の冷却温度よりも低い前記第２の冷却温度に冷却して前記第２の冷却部材に供給する冷却機と、
   を備える冷却装置。
2. 前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度をＴｇ（℃）としたとき、前記第１の冷却温度がＴｇ−１５（℃）以上Ｔｇ（℃）以下であり、かつ、前記第２の冷却温度がＴｇ−１５（℃）未満である、請求項１に記載の冷却装置。
3. 溶融した熱可塑性樹脂を含む溶融体を口金から管状に押し出す押出装置と、
   前記口金から管状に押し出された前記溶融体の内周面に接触して前記溶融体を冷却する、請求項１又は請求項２に記載の冷却装置と、
   を有する管状体の製造装置。
4. 溶融した熱可塑性樹脂を含む溶融体を口金から管状に押し出す押出工程と、
   前記押出工程によって管状に押し出された前記溶融体を、請求項１又は請求項２に記載の冷却装置における前記第１の冷却部材の外周面及び前記第２の冷却部材の外周面に接触させて、前記溶融体を冷却する冷却工程と、
   を有する管状体の製造方法。