JPH11179743A - 管状物の製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管状物の離型性を向上させ、管状物を芯体で
ある筒状部材に被せ再加熱することにより、ガラス管の
成形時間を短縮し、生産性を向上させること。 【解決手段】 第１の管状部材１の表面に材料の溶液を
均一に塗布して塗布層が形成され、形成された塗布層が
少なくとも管状物としての強度を保持できるまで加熱後
取り出して、取り出された塗布層が第２の筒状部材１２
に配設、再加熱され、前記第２の筒状部材１２から管状
物を取り出して成形する管状物の製造装置および製造方
法において、前記第１の筒状部材１が、ガラスの中空円
筒体１０によって構成されている管状物の製造装置およ
び製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管状物の製造装置
および製造方法に関し、さらに詳しくは、管状部材の表
面に材料の溶液を塗布し、加熱して管状物を製造する装
置および方法において、筒状部材の少なくとも溶液を塗
布する表面をガラスによって構成することにより、管状
物の離型性が向上し、管状物を芯体に被せ再加熱するた
め、ガラス管の成形時間が短縮でき、生産性を向上させ
る管状物の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリンター、複写機等の画像形成装置に
おける加熱定着装置は、従来のロール方式にかわり、ウ
ォームアップ時間の短縮や処理時間の高速化、装置の簡
素化を目的としてシームレスベルト等を用いた新しい加
熱定着装置が用いられるようになってきている。

【０００３】この加熱定着装置は、搬送される転写材と
接しながら該転写材の搬送速度と同速度、同方向に移動
する耐熱性のシームレスベルト等と、該転写材に担持さ
れた未定着トナー像を加熱溶融する熱を供給する発熱体
を有するヒートロール等の加熱装置により形成されてい
る。

【０００４】このシームレスベルトには、耐熱性の要求
からポリイミドが用いられることが多い。シームレスベ
ルトを得るためには、内面を処理した金属製円筒形の内
面又は外周上に、ポリイミドの原液でありボリイミド前
駆体であるワニスを塗布し、円筒型を回転させることで
膜厚を均一化して加熱成形させる手法がとられる。

【０００５】成形方法としては、所定の成形温度で所定
時間加熱し、一度取り出してポリイミド管状物を芯体に
被せ前記成形温度より高い加熱温度において再加熱する
方法がとられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】シームレスベルトの原
料であるポリイミドは、固形化する際、被コート材との
間で化学結合をとり密着することが知られている。その
ため型からはずれなくなるため、成形においてはあらか
じめポリイミド前駆体を塗布する円筒型表面をメッキ、
コーティング等の処理をし離型性被覆層を設ける必要が
あった。

【０００７】このため型費用が高価となるうえ、離型性
被覆層の上に、シリコン系離型剤及びフッ素系離型剤か
ら選ばれる離型剤を薄く均一に塗布し、１００〜２５０
℃で焼き付けて離型剤の皮膜を形成するため、製造行程
が複雑になるという問題があった。

【０００８】特に耐熱性が要求される場合に選択される
前記熱硬化タイプのポリイミドは、接着力が強く、通常
のメッキ処理等では剥離が困難であるという問題があっ
た。

【０００９】そこで本発明者らは、管状部材の表面に材
料の溶液を塗布し、加熱して管状物を製造する装置およ
び方法において、筒状部材の少なくとも溶液を塗布する
表面をガラスによって構成するという本発明の技術的思
想に着眼し、さらに研究開発を重ねた結果、管状物の離
型性が向上し、管状物を芯体である筒状部材に被せ再加
熱するものであるため、ガラス管の成形時間を短縮し、
生産性を向上させるという目的を達成する本発明に到達
したものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）の管状物の製造装置は、第１の管状部材の
表面に材料の溶液を均一に塗布して塗布層が形成され、
形成された塗布層が少なくとも管状物としての強度を保
持できるまで加熱後、前記第１の管状部材から管状物を
取り出して、取り出した管状物を第２の筒状部材に配
設、再加熱し成形する管状物の製造装置において、前記
第１の管状部材の少なくとも表面が、ガラスによって構
成されているものである。

【００１１】本発明（請求項２に記載の第２発明）の管
状物の製造装置は、前記第１発明において、前記第１の
管状部材の外周面が、ガラスによって構成されているも
のである。

【００１２】本発明（請求項３に記載の第３発明）の管
状物の製造装置は、前記第１発明において、前記第１の
管状部材の内周面が、ガラスによって構成されているも
のである。

【００１３】本発明（請求項４に記載の第４発明）の管
状物の製造装置は、前記第１発明において、前記第１の
管状部材が、昇温可能な加熱乾燥炉内に配設された回転
成形治具によって脱着自在に配設されるとともに回転駆
動されるガラスの中空円筒体によって構成されているも
のである。

【００１４】本発明（請求項５に記載の第５発明）の管
状物の製造装置は、前記第４発明において、前記第１の
管状部材を構成する前記ガラス管が、パイレックス、石
英等を使用するものである。

【００１５】本発明（請求項６に記載の第６発明）の管
状物の製造装置は、前記第１発明において、前記ガラス
管の表面が、０．０２μｍRa〜１μｍRaの粗さに形成さ
れているものである。

【００１６】本発明（請求項７に記載の第７発明）の管
状物の製造方法は、ガラス管より成る第１の管状部材の
表面に材料の溶液を均一に塗布して塗布層が形成され、
前記第１の管状部材が少なくとも管状物としての強度を
保持できるまで加熱され、取り出された前記管状物を芯
体としての第２の筒状部材に配設、再加熱され、再加熱
され形成された前記管状物が前記第２の管状部材から取
り出されるものである。

【００１７】本発明（請求項８に記載の第８発明）の管
状物の製造方法は、前記第７発明において、前記第１の
管状部材の内周面に材料の溶液を均一に塗布して塗布層
が形成されるものである。

【００１８】本発明（請求項９に記載の第９発明）の管
状物の製造方法は、前記第７発明において、前記第１の
管状部材の外周面に材料の溶液を均一に塗布して塗布層
が形成されるものである。

【００１９】本発明（請求項１０に記載の第１０発明）
の管状物の製造方法は、前記第７発明において、前記第
一段階の成形温度が、８０〜１２０℃の間に設定されて
いるものである。

【００２０】

【発明の作用および効果】上記構成より成る第１発明の
管状物の製造装置は、前記第１の管状部材の少なくとも
ガラスによって構成されている表面に材料の溶液を均一
に塗布して塗布層が形成され、形成された塗布層が少な
くとも管状物としての強度を保持できるまで加熱後、前
記第１の管状部材から管状物を取り出して、取り出した
管状物を第２の筒状部材に配設、再加熱し成形されるの
で、管状物の離型性が向上し、管状物を芯体である筒状
部材に被せ再加熱するものであるため、ガラス管の成形
時間を短縮し、生産性を向上させるという効果を奏す
る。

【００２１】上記構成より成る第２発明の管状物の製造
装置は、前記第１発明の作用効果に加え、前記第１の管
状部材のガラスによって構成された前記外周面に、溶液
を均一に塗布して塗布層が形成され、形成された塗布層
が第２の筒状部材に配設され、加熱後管状物を取り出し
て成形されるので、管状物の離型性が向上するととも
に、滑らかな内周面の管状物の製造を可能にするという
効果を奏する。

【００２２】上記構成より成る第３発明の管状物の製造
装置は、前記第１発明の作用効果に加え、前記第１の管
状部材のガラスによって構成された前記内周面に、溶液
を均一に塗布して塗布層が形成され、形成された塗布層
が第２の筒状部材に配設され、加熱後管状物を取り出し
て成形されるので、管状物の離型性が向上するととも
に、滑らかな外周面の管状物の製造を可能にするという
効果を奏する。

【００２３】上記構成より成る第４発明の管状物の製造
装置は、前記第１発明の作用効果に加え、前記第１の管
状部材が、昇温可能な加熱乾燥炉内に配設された回転成
形治具によって脱着自在に配設されるとともに回転駆動
されるガラスの中空円筒体によって構成されているの
で、前記第１の管状部材のガラスの中空円筒体によって
構成された前記外周面または内周面に、溶液を均一に塗
布して塗布層が形成され、形成された塗布層が第２の筒
状部材に配設され、加熱後管状物を取り出して成形され
るので、管状物の離型性が向上するとともに、滑らかな
内周面または外周面の管状物の製造を可能にし、前記ガ
ラスの中空円筒体の内周面および外周面における塗布層
の形成を可能にするとともに、同一の加熱乾燥炉内にお
いて前記第１の管状部材による塗布層の形成および前記
第２の筒状部材による管状物成形用の最加熱を可能にす
るという効果を奏する。

【００２４】上記構成より成る第５発明の管状物の製造
装置は、前記第４発明の作用効果に加え、前記第１の管
状部材を構成する前記ガラス管が、パイレックス、石英
等を使用するので、ガラスの中空円筒体によって構成さ
れた前記第１の管状部材の前記外周面または内周面に対
して、溶液を塗布することによる塗布層の形成を高温に
おいて行うことを可能にするという効果を奏する。

【００２５】上記構成より成る第６発明の管状物の製造
装置は、前記第１発明の作用効果に加え、前記ガラス管
の表面が、０．０２μｍRa〜１μｍRaの粗さに形成され
ているので、滑らかな表面が形成された管状物の製造を
可能にするという効果を奏する。

【００２６】上記構成より成る第７発明の管状物の製造
方法は、ガラス管より成る第１の管状部材の表面に材料
の溶液を均一に塗布して塗布層が形成され、形成された
塗布層が少なくとも管状物としての強度を保持できるま
で加熱され、加熱され形成された前記管状物が前記第１
の管状部材から取り出され、取り出した管状物を第２の
筒状部材に配設、再加熱して取り出されるので、管状物
の離型性が向上し、管状物を芯体である筒状部材に被せ
再加熱するものであるため、ガラス管の成形時間を短縮
し、生産性を向上させるという効果を奏する。

【００２７】上記構成より成る第８発明の管状物の製造
方法は、前記第７発明の作用効果に加え、前記第１の管
状部材の内周面に材料の溶液を均一に塗布して塗布層が
形成されるので、滑らかな外周面の管状物の製造を可能
にするという効果を奏する。

【００２８】上記構成より成る第９発明の管状物の製造
方法は、前記第７発明の作用効果に加え、前記第１の管
状部材の外周面に材料の溶液を均一に塗布して塗布層が
形成されるので、滑らかな内周面の管状物の製造を可能
にするという効果を奏する。

【００２９】上記構成より成る第１０発明の管状物の製
造方法は、前記第７発明の作用効果に加え、前記第一段
階の成形温度が、８０〜１２０℃の間に設定されている
ので、管状物の離型性が向上し、滑らかな表面を備えた
管状物の製造を可能にするという効果を奏する。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につき、
図面を用いて説明する。

【００３１】（実施形態）本実施形態の管状物の製造装
置および製造方法は、図１ないし図３に示されるように
第１の管状部材１の表面に材料の溶液を均一に塗布して
塗布層が形成され、形成された塗布層が少なくとも管状
物としての強度を保持できるまで加熱後取り出して、取
り出された塗布層が第２の筒状部材１２に配設、再加熱
され、前記第２の筒状部材１２から管状物を取り出して
成形する管状物の製造装置において、前記第１の管状部
材１が、ガラスの中空円筒体１０によって構成されてい
るものである。

【００３２】本実施形態は、熱定着方式による画像形成
装置定着フィルム等の基材となるポリイミドのシームレ
スベルトを成形及び製造するものである。

【００３３】本実施形態の管状物の製造方法は、前記第
１の管状部材１としてポリイミド等の離型性に優れてい
るガラス製円筒管１０を用いて一次成形を行い、管状成
形物を一旦成形型より脱離取り出した後、前記第２の管
状部材１２としての金属等の芯体に再加熱し、管状物成
形物を製造するものである。

【００３４】本実施形態の管状物の製造装置すなわち成
形装置は、図１の概略図に示されるように５００℃まで
昇温可能な加熱乾燥炉９と、該加熱乾燥炉９中に前記第
１および第２の管状部材１２を６０００ｒｐｍまで回転
できる回転成形治具２、３を組み込むものである。

【００３５】前記第１の管状部材１を構成する前記ガラ
ス管１０が、パイレックス、石英等を使用するもので、
該ガラス管の表面は、０．０２μｍRa〜１μｍRaの粗さ
に形成されている。

【００３６】前記第１の管状部材１としてのガラス管型
１０および第２の管状部材１２としての芯型の型寸法
は、ほぼ同じであり、成形装置中央部で容易に脱着が可
能である。

【００３７】前記回転成形治具は、前記加熱乾燥炉９内
に植設されたフレーム６に回転自在に配設され、モータ
８によってカップリング７を介して回転駆動され、対向
面にハの字状の傾斜した内周壁が形成された一方のフラ
ンジ２と、前記加熱乾燥炉９内に移動自在に配設された
ブロック４に回転自在に配設され、前記一方のフランジ
２に対向して配設され、対向面にハの字状の傾斜した内
周壁が形成された他方のフランジ３とから成る。

【００３８】前記ブロック４は、前記一方のフランジ２
と前記他方のフランジ３とを結ぶ線上に延在するガイド
５０上をスライドするスライダー５１上に配設され、前
記第１の管状部材としてのガラス管型１および第２の管
状部材としての芯型１２の脱着に当たり、ハンドル５の
揺動により図１中左右方向に容易かつ確実に移動させる
ように構成されている。

【００３９】本実施形態における管状物製造プロセスを
図２に示す。原料であるワニス等をガラス管型１内に塗
布し、回転成形治具を構成する前記一方および他方のフ
ランジ２、３にセットする。

【００４０】前記ガラス管型１を３００〜６０００ｒｐ
ｍまで回転させ、３０分〜５時間回転成形する。この時
の加熱炉の温度は６０〜１２０℃としておく。こののち
ガラス管型を治具より外し、仮成形された管状物をガラ
ス管型より脱離させる。脱離には真空脱離や鋭利なリン
グを利用する手法などがある。

【００４１】脱離した管状物を第２の管状部材としての
金属等の芯型に嵌め込み、再度回転成形治具にセットす
る。芯型１２の材質としては、一般的には鉄やステンレ
ス等が用いられる。

【００４２】今度は１００〜５００ｒｐｍの低速で回転
させ、４００℃以上の雰囲気に、３０分〜５時間成形す
る。なお、この時は一般的に収縮が激しいため、管状物
１４をリング等で芯型１２に強固に固定する必要があ
る。

【００４３】上記構成および作用の実施形態の管状物の
製造装置は、前記第１の管状部材１のガラス表面に材料
の溶液を均一に塗布して塗布層が形成され、形成された
塗布層が少なくとも管状物としての強度を保持できるま
で加熱後取り出して、取り出された塗布層が第２の筒状
部材１２に配設、再加熱され、前記第２の筒状部材１２
から管状物を取り出して成形されるので、管状物１４の
離型性が向上し、該管状物１４を芯体である第２の筒状
部材１２に被せ再加熱するものであるため、ガラス管の
成形時間を短縮し、生産性を向上させるという効果を奏
する。

【００４４】また本実施形態の管状物の製造装置は、前
記第１の管状部材１が、昇温可能な加熱乾燥炉内に配設
された回転成形治具２、３によって脱着自在に配設され
るとともに回転駆動されるガラスの中空円筒体１０によ
って構成されているので、前記第１の管状部材１のガラ
スの中空円筒体１０によって構成された前記外周面また
は内周面に、溶液を均一に塗布して塗布層が形成され、
形成された塗布層が第２の筒状部材１２に配設され、加
熱後管状物を取り出して成形されるので、滑らかな内周
面または外周面の管状物の製造を可能にし、前記ガラス
の中空円筒体１０の内周面および外周面における塗布層
の形成を可能にするとともに、同一の加熱乾燥炉９内に
おいて前記第１の管状部材１による塗布層の形成および
前記第２の筒状部材１２による管状物成形用の再加熱を
可能にするという効果を奏する。

【００４５】さらに本実施形態の管状物の製造装置は、
前記第１の管状部材１を構成する前記ガラス管１０が、
パイレックス、石英等を使用するので、ガラスの中空円
筒体１０によって構成された前記第１の管状部材１の前
記外周面または内周面に対して、溶液を塗布することに
よる塗布層の形成を高温において一様に行うことを可能
にするという効果を奏する。

【００４６】また本実施形態の管状物の製造装置は、前
記ガラス管１０の表面が、０．０２μｍRa〜１μｍRaの
粗さに形成されているので、滑らかな表面が形成された
管状物の製造を可能にするという効果を奏する。

【００４７】さらに本実施形態においては、前記一方の
フランジ２および他方のフランジ３の対向面にハの字状
の傾斜した内周壁を形成したので、前記第１および第２
の筒状部材１、１２の脱着を容易にするとともに、前記
第１および第２の筒状部材１、１２の芯出しを可能にす
るという効果を奏する。

【００４８】さらに本実施形態の管状物の製造方法は、
ガラス管１０より成る第１の管状部材１の表面に材料の
溶液を均一に塗布して塗布層が形成され、少なくとも管
状物としての強度を保持できるまで加熱され、前記第１
の管状部材１から取り出された前記塗布層が芯体として
の第２の筒状部材１２に配設、再加熱され形成された前
記管状物が前記第２の管状部材１２から取り出されるの
で、管状物の離型性が向上し、管状物を芯体である筒状
部材に被せ再加熱するものであるため、ガラス管の成形
時間を短縮し、生産性を向上させるという効果を奏す
る。

【００４９】また本実施形態の管状物の製造方法は、前
記第一段階の成形温度が、８０〜１２０℃の間に設定さ
れているので、管状物の離型性が向上し、滑らかな表面
を備えた管状物の製造を可能にするという効果を奏す
る。

【００５０】本実施形態においては、従来のようなポリ
イミド等塗布層の前記ガラス管１０の型との接着はなく
なり、容易に型１０より脱離することが可能となり、表
面処理もいらず安価な形成型を利用することができると
いう効果を奏する。

【００５１】（実施例）本実施例の管状物の製造方法
は、ポリイミドワニス（宇部興産製Ｕワニス−Ｓ）５０
ｇを、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶解させ、ポリイ
ミド樹脂原料とした。この原料が図３に示されるように
第１の管状部材１のガラス管型１０の内壁に塗布され
る。そして前記ガラス管型１０が一方のフランジ２と他
方のフランジ３によって、固定できるようにブロック４
を移動し、ハンドル５の操作によってブロック４を固定
して、これでガラス管型１０の回転成形治具へのセット
が完了する。

【００５２】前記一方のフランジ２とカップリング７を
介して接続されているモーター８によって、前記ガラス
管型１０の回転数を１５００ｒｐｍに設定し、１時間成
形した。加熱炉９は、６０℃から３０分かけて昇温し、
１２０℃で保持されている。用いたガラス管型１０は、
直径Φ６０ｍｍのパイレックスで構成され、表面粗さは
０．０３μｍRaであった。

【００５３】成形後、前記ハンドル５によって前記ブロ
ック４の固定を解除し、前記他方のフランジ３、ブロッ
ク４、およびハンドル５を、それぞれ３′、４′、５′
の位置へ移動させ、前記ガラス管型１を、回転成形治具
２、３から取り外す。本実施例においては前記ガラス管
型１０内に、精度よく挿入できる真空脱離治具を入れ、
吸引によってポリイミド成形物を剥離した。

【００５４】図４に示されるように剥離した２のシーム
レスポリイミドを、鉄製芯型１２に嵌め込み、両端を固
定部材１３によって強固に固定し、再度回転成形治具
２、３に、前記ガラス管型１と同様の方法でセットし、
２００ｒｐｍで１時間、４５０℃雰囲気下で成形した。

【００５５】成形後上述したガラス管型１０と同様の方
法で取り外す。両端の前記固定部材１３を取り、前記鉄
製芯型１２からシームレスポリイミド１４が抜き取られ
る。

【００５６】上述した本実施例は、前記ガラス管型１０
内に、真空脱離治具を入れ、吸引によってポリイミド成
形物を剥離したので、精度よく挿入できるとともに、剥
離は良好で亀裂、破損等は発生しないという効果を奏す
る。

【００５７】上述の実施形態およひ実施例は、説明のた
めに例示したもので、本発明としてはそれらに限定され
るものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明お
よび図面の記載から当業者が認識することができる本発
明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の管状物の製造装置を示す断
面図である。

【図２】本実施形態の管状物の製造プロセスを示すチャ
ート図である。

【図３】本実施形態の管状物の製造装置における第１お
よび第２の筒状部材の脱着状態を示す断面図である。

【図４】本実施形態における第２の筒状部材への塗布層
の装着態様を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 第１の管状部材 １２ 第２の筒状部材 １０ ガラスの中空円筒体

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の管状部材の表面に材料の溶液を均
   一に塗布して塗布層が形成され、形成された塗布層が少
   なくとも管状物としての強度を保持できるまで加熱後、
   前記第１の管状部材から管状物を取り出して、取り出し
   た管状物を第２の筒状部材に配設、再加熱し成形する管
   状物の製造装置において、 前記第１の管状部材の少なくとも表面が、ガラスによっ
   て構成されていることを特徴とする管状物の製造装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記第１の管状部材の外周面が、ガラスによって構成さ
   れていることを特徴とする管状物の製造装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記第１の管状部材の内周面が、ガラスによって構成さ
   れていることを特徴とする管状物の製造装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、 前記第１の管状部材が、昇温可能な加熱乾燥炉内に配設
   された回転成形治具によって脱着自在に配設されるとと
   もに回転駆動されるガラスの中空円筒体によって構成さ
   れていることを特徴とする管状物の製造装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、 前記第１の管状部材を構成する前記ガラス管が、パイレ
   ックス、石英等を使用することを特徴とする管状物の製
   造装置。
6. 【請求項６】 請求項１において、 前記ガラス管の表面が、０．０２μｍRa〜１μｍRaの粗
   さに形成されていることを特徴とする管状物の製造装
   置。
7. 【請求項７】 ガラス管より成る第１の管状部材の表面
   に材料の溶液を均一に塗布して塗布層が形成され、 前記第１の管状部材が少なくとも管状物としての強度を
   保持できるまで加熱され、取り出された前記管状物を芯
   体としての第２の筒状部材に配設、再加熱され、再加熱
   され形成された前記管状物が前記第２の管状部材から取
   り出されることを特徴とする管状物の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項７において、 前記第１の管状部材の内周面に材料の溶液を均一に塗布
   して塗布層が形成されることを特徴とする管状物の製造
   方法。
9. 【請求項９】 請求項７において、 前記第１の管状部材の外周面に材料の溶液を均一に塗布
   して塗布層が形成されることを特徴とする管状物の製造
   方法。
10. 【請求項１０】 請求項７において、 前記第一段階の成形温度が、８０〜１２０℃の間に設定
    されていることを特徴とする管状物の製造方法。