管状膜，制造管状膜的方法和使用管状膜的成像设备的制作方法

专利名称：管状膜，制造管状膜的方法和使用管状膜的成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及环形、管状、圆柱形、环状和带状膜，用作以高定位精度将精密部件传送至预定位置的传送带，或用作封装或包裹产品的密封包装，本发明还涉及制造这些膜的方法。本发明的主要应用领域是成像设备的功能部件。
本发明特别地涉及传送器或定像膜或用于调色剂载体的传送带。
传统的管状膜制造方法是1)由吹塑薄膜挤塑(blown—film extrusion)所代表的挤塑热熔成型；以及2)浇铸，其中树脂或树脂前体被熔化，将预定量的熔融的树脂或前体涂在管状模具的内外表面，并在去溶剂化之后使该产品脱模。
以及，3)日本专利公开未决号63—34120和63—34121已经建议几种方法，通过它们片状膜绕在芯体上并通过熔合该片的两端使该板在中空的管状体的内表面形成衬层，以及4)日本专利公告55—35247公开了一种制造聚四氟乙烯管状体的方法。
在传统的热熔成型工艺1)中，如果吹塑薄膜挤塑形成的管状膜用作成像设备的定像装置所用的膜，见图24，则当被卷绕时，管状膜不如意地破裂了。
在浇铸工艺2)中，为了得到均匀厚度的膜，在溶液浓度控制、干燥环境的调整和干燥步骤中的溶剂处理费用方面，存在着一些问题。
在方法3)中，在中空的管状体内表面做衬层可得到有均匀厚度的衬层。但是，当从中空的管状体的内表面取出该衬层以得到管状膜时，因为它与中空的管状体内表面的粘合很强，所以很难取下该衬层。
本发明的一个目的是提供一种可以解决上述管状膜缺点的管状膜，制造该管状膜的一种方法和一种设备，以及使用该膜的定像装置或传送装置。更具体地说，本发明涉及膜状的传送器元件，适于在加热和承压的条件下传送带有成像调色剂的信息记录介质，如纸料。
在本发明中，随后介绍使用的管状膜的术语“管状”包括通过连接平板膜的端部来形成圈形、管状、环状、环形、圆柱状和中空的膜。
另外，带状传送器的传送带，例如，是由橡胶材料或钢制成的，并因此具有约1mm的厚度。然而在本发明中，术语“膜”代表具有小于1mm厚度的膜，因为本发明只应用在具有这种厚度的膜上。
本发明的第一目的是以低成本和高精度得到一种闭环状的管状膜，通过在成像设备中传送载有图象的图象载体，如纸张，而用于定像或转印图象的定像设备或转印设备中。
与第一目的相关，本发明的另一目的是得到一种有高度均匀的膜厚度的管状膜。
本发明的第二目的是提供一种以高生产率来制造低成本、高精度的管状膜的方法。
本发明的第三目的是通过设定一个任意的膜厚来得到一种具有所需膜厚的管状膜。
本发明的第四目的是得到一种具有高度均匀的膜厚度的管状膜，即，一种管状膜，其中整个周边的周向厚度变化减至±6％或更小。
本发明的另一目的是通过使用达到上述目的的管状膜，提供一种在成像设备的调色剂进行定像期间不存在如污损的问题的定像装置，以及通过使用该定像装置而能够得到高分辨率图象的成像设备。
本发明的另一目的是提供传送器装置的传送带。
为解决以上问题并达到目的，根据第一方面，本发明的管状膜有下述配置。
即，管状膜的特征在于卷绕热塑性片状膜以使片状膜的引出端和尾端彼此部分地重叠以形成重叠端，而且通过对卷绕的片状膜加热预定时间而连接该重叠部分。
根据第二方面，本发明的管状膜有下述配置。
即，管状膜的特征在于卷绕第一热塑性片状膜以使引出端和尾端形成重叠部分，并在第一片状膜上卷绕第二热塑性片状膜以使引出端和尾端形成重叠部分，这样，由第一和第二片状膜形成管状体，并通过加热该管状体使第一和第二片状膜的重叠部分相连。
根据第三方面，本发明的管状膜有下述配置。
即，管状膜的特征在于卷绕热塑性片状膜以形成卷绕体，从而膜的引出端和尾端彼此重叠，并且把热塑性管罩在卷绕体上并加热，从而使引出端和尾端的重叠部分相连并形成管状体。
根据第四方面，本发明的管状膜有下述配置。
即，管状膜的特征在于热塑性片状膜卷绕在非热塑性管上，膜的引出端和尾端彼此部分叠置以形成多层的管状体，并加热该管状体以连接重叠部分。
根据第五方面，本发明的管状膜有下述配置。
即，管状膜的特征在于热塑性片状膜卷在圆柱状元件上，膜的引出端和尾端彼此对接，管状成型元件装到卷绕的膜上，而且通过至少加热该膜来连接膜的对接部分，从而将片状膜制成管状膜。
根据第一方面，本发明管状膜的制造方法有下述配置。
即，制造管状膜的方法包括下述步骤将热塑性片状膜卷绕在圆柱状元件上，将膜的引出端和尾端彼此叠置，并把管状成型元件装到卷绕的膜上，并通过至少加热该膜来连接膜的重叠部分，由此将片状膜制成管状膜。
根据第二方面，本发明管状膜的制造方法有下述配置。
即，制造管状膜的方法包括下述步骤将5至300μm厚度的热塑性片状膜卷绕在圆柱状元件上以使膜的引出端和尾端彼此部分重叠，在被卷绕的膜上罩上一个管状成型元件，其内径比圆柱状元件的外径大15μm或更多，并通过在从其熔化温度到其分解温度的温度范围内至少将该膜保持预定时间从而把该膜的重叠部分相连接。
根据第三方面，本发明的管状膜的制造方法有下述配置。
即，制造管状膜的方法包括下述步骤将热塑性片状膜卷绕在圆柱状元件上，将该膜的引出端和尾端彼此重叠，并将管状成型元件装到被卷绕的膜上，并将膜、圆柱状元件和管状成型元件放在高频感应加热设备中并加热该片状膜，由此连接该膜引出端和尾端的重叠部分。
根据第四方面，本发明管状膜的制造方法有下述配置。
即，制造管状膜的方法包括下述步骤在圆柱状元件上多次卷绕第一热塑性片状膜以使引出端和尾端彼此部分重叠，在被卷绕的第一片状膜上多次卷绕第二热塑性片状膜以使引出端和尾端彼此部分重叠，在第一和第二膜上罩上管状成型元件，并通过把第一和第二膜加热到使重叠部分相连的温度下，并保持一段预定时间，从而制成多层管状膜。
根据第五方面，本发明管状膜的制造方法有下述配置。
即，制造管状膜的方法包括下述步骤将热塑性片状膜卷绕在圆柱状元件上以使该膜的引出端和尾端彼此部分重叠，将热塑性管装到片状膜上，将管状成型元件装到热塑性管上，并在从其熔化温度到其分解温度之间的温度范围内至少加热该片状膜从而将重叠部分相连接。
根据第六方面，本发明管状膜的制造方法有下述配置。
即，制造管状膜的方法包括下述步骤将一个非热塑性管装到一个圆柱状元件上，在该管上卷绕热塑性片状膜以使该膜的引出端和尾端彼此部分重叠，将管状成型元件装到片状膜上，并在从其熔化温度到其分解温度之间的温度范围内至少加热该片状膜从而将重叠部分相连接。
根据第七方面，本发明管状膜的制造方法有下述配置。
即，制造管状膜的方法包括下述步骤将一个非热塑性管装到一个圆柱状元件上，在第一管上安装一个热塑性的第二管，在第二管上安装一个管状成型元件，并在其熔化温度到其分解温度之间的温度之间的温度范围内至少加热该片状膜从而将重叠部分相连接。
根据第八方面，本发明管状膜的制造方法有下述特点。
即，制造管状膜的方法包括下述步骤将热塑性片状膜卷绕到圆柱状元件上，使该膜的引出端和尾端彼此相对，将管状成型元件装到被卷的膜上，并通过至少加热该膜使该膜的对接部分相连接，从而将片状膜制成管状膜。
根据本发明的管状膜制造设备，有下述配置。
即，制造管状膜的设备包括一个其上卷绕有热塑性片状膜以使该膜的引出端和尾端彼此部分重叠的圆柱状元件，一个其中装有卷绕在圆柱状元件上的膜的管状成型元件，以及一个用于至少加热该膜的加热装置，其中管状膜是通过加热装置加热该膜来连接该膜的重叠部分而形成的。
根据第一方面，用于本发明的成像设备的定像装置的膜有下述配置。
即，用于成像设备的定像装置的膜的特征在于膜是通过将热塑性片状膜的两端热连接而形成的，以及图象载体上的调色剂通过挤压该膜与施压元件之间的调色剂而被定像。
根据第二方面，用于本发明的成像设备的定像装置的膜有下述配置。
即，用于成像设备的定像装置的膜的特征在于该膜是一种多层管状膜，通过将第一和第二热塑性片状膜中每个膜的两个端部相连而形成，以及图象载体上的调色剂通过挤压该膜与施压元件之间的调色剂而被定像。
根据第三方面，用于本发明的成像设备的定像装置的膜有下述配置。
即，用于成像设备的定像装置的膜的特征在于该膜是一种多层管状膜，通过将处在热塑性管的外或内表面上的热塑性片状膜的两个端部相连而形成，以及图象载体上的调色剂通过挤压该膜与施压元件之间的调色剂而被定像。
根据第四方面，用于本发明的成像设备的定像装置的膜有下述配置。
即，用于成像设备的定像装置的膜的特征在于该膜是一种多层管状膜，通过将热塑性和非热塑性管相结合而形成，以及图象载体上的调色剂通过挤压该膜与施压元件之间的调色剂而被定像。
根据本发明的成像设备的定像装置有如下配置。
即，成像设备的定像装置的特征在于管状膜是通过将热塑性片状膜的两个端部相连而形成的，该管状膜是通过对着施压辊挤压该膜而以闭环的形式被驱动的，以及承载调色剂的载体插入到管状膜和施压辊之间，从而定像该调色剂。
根据本发明的传送带有下述配置。
即，传送带的特征在于热塑性片状膜卷成圆柱状膜以使该膜的引出端和尾端彼此重叠而形成重叠部分，成型元件设置在圆柱状膜的内、外周边表面，以及通过加热该膜和成型元件使该膜形成管状带。
根据第一方面，本发明的用于成像设备的传送装置有下述配置。
即，用于成像设备的传送装置的特征在于热塑性片状膜卷成圆柱状膜以使该膜的引出端和尾端彼此重叠而形成重叠部分，成型元件设置在圆柱状膜的内、外周边表面，通过加热该膜和成型元件使该膜形成管状带，以及通过驱动辊和施压辊来转动该管状带。
根据第二方面，本发明的用于成像设备的传送装置有下述配置。
即，用于成像设备的传送装置的特征在于热塑性片状膜卷成圆柱状膜以使该膜的引出端和尾端彼此重叠而形成重叠部分，成型元件设置在圆柱状膜的内、外周边表面，通过加热该膜和成型元件使该膜形成管状带，通过驱动辊和施压辊来转动该管状带，以及通过将图象转印介质在加热辊和管状带之间传送而进行定像。
除了上边讨论的以外，本领域中的专业人员从随后对本发明优选实施方案的说明可以显见其它的目的和优点。在说明中参考了附图，它们构成了本发明的一部分，并解释了本发明的例子。但是，这些例子不能全部代表本发明的多种实施例方案，因此要参照说明书之后的权利要求，它决定了本发明的范围。


图1是一个解释片状膜以分段方向卷绕到圆柱状元件上这一状态的示图；图2是一个解释卷绕在圆柱状元件的外周面上的膜的两个末端互相重叠的示图；图3是一个解释圆柱状元件和环状成型元件的一个组合的示图；图4是一个解释卷绕在圆柱状元件上的片状膜罩有环状成型元件这一状态的示图；图5是一个解释加热步骤中使用的加热炉的示图；图6是一个解释片状膜被卷绕方式的示图；图7是一个解释圆柱状元件和管状成型元件之间的膜的状态的示图；图8是一个解释加热状态的示图；图9是一个解释冷却状态的示图；图10是一个解释使用本发明的膜的成像设备中的定像装置的示图；图11是一个解释本发明第二实施方案的示图；图12是一个显示本发明第三实施方案的示图；图13是一个显示本发明第三实施方案的示图；图14是一个显示本发明第四实施方案的示图；图15是一个显示本发明第四实施方案的示图；图16是一个解释本发明第五实施方案的示图；图17是一个解释本发明第五实施方案的示图；图18是一个解释本发明第五实施方案的示图；图19是一个解释本发明第五实施方案的示图；图20是一个解释本发明第六实施方案的示图；图21是一个解释本发明第六实施方案的示图；图22是一个解释本发明第七实施方案的示图；图23是一个解释本发明第八实施方案的示图；图24是一个解释使用本发明实施方案制造的膜的定像装置的示图；图25是一个解释本发明另一实施方案的示图；图26是一个解释本发明另一实施方案的示图；图27是一个解释本发明另一实施方案的示图；图28是本发明所用加热炉的主要部件的剖面图29是一个显示圆柱状元件与管状成型元件的材料之组合的示图；图30是一个解释片状膜以分段方向卷绕到圆柱状元件上这一状态的示图；图31是一个解释卷绕在圆柱状元件外圆周面上的膜的两个端部彼此对接的方式的示图；图32是一个管状成型元件的示图；图33是一个解释卷绕在圆柱状元件上的片状膜罩有管状成型元件这一状态的示图；图34是一个解释片状膜卷绕方式的示图；图35是一个解释圆柱状元件和管状成型元件之间的膜的状态的示图；图36是一个解释加热状态的示图；图37是一个解释冷却状态的示图；图38是一个解释本发明第十二实施方案的示图；图39是一个解释本发明第十二实施方案的示图；图40是一个解释本发明第十二实施方案的示图；图41是一个显示不同的膜连接部分的弹性强度之间的比较的示图；图42是一个显示本发明第十三实施方案的示图；图43是一个显示本发明第十三实施方案的示图；图44是一个显示本发明第十三实施方案的示图；图45是一个显示本发明第十三实施方案的示图；图46是一个显示本发明第十三实施方案的示图47是一个显示本发明第十三实施方案的示图；图48是一个显示本发明第十四实施方案的示图；图49是一个显示本发明第十四实施方案的示图；图50是一个显示本发明第十五实施方案的示图；以及图51是一个显示本发明第十五实施方案的示图。
(第一实施方案)图1至9解释了本发明的第一实施方案。
参考数字1代表用作芯的圆柱状元件，其上卷绕有膜4。在本实施方案中，实心棒用作圆柱状元件1。管状或中空的成型元件2具有允许插入圆柱状元件1的内径。在本实施方案中，铝材用于圆柱状元件，且不锈钢用于管状成型元件。最好是，圆柱状元件1的材料的热膨胀系数大于成型元件2的材料的热膨胀系数。
下面叙述本实施方案的细节。根据将被制造的管状膜的内径来选定片状膜的尺寸，并根据被选定的片状膜尺寸来挑选圆柱状元件1和管状成型元件2的尺寸。作为片状膜4，制备出79mm长、270mm宽的热塑性材料制的切成片，在本实施方案中，这种热塑性材料为聚醚醚酮(一种双轴取向的产品)。片状膜的膜厚为50μm。
具有2.4×10-5(/℃)的热膨胀系数的铝用于圆柱状元件，以及具有1.5×10-5(/℃)的热膨胀系数的不锈钢用于管状成型元件。圆柱状元件的直径和长度分别为24.0mm和300.0mm。管状成型元件的内径、外径和长度分别为24.2mm、30.0mm和300.0mm。
这样设计圆柱状元件1和管状成型元件2的尺寸，以使在加热步骤(随后介绍)加热过程中温度为370℃时，圆柱状元件1的外径和管状成型元件2的内径之间的差值是100μm±10μm。
如图1所示，如上制备的片状膜4卷绕在圆柱状元件1的外圆周表面1a上，以使该膜的两端如图2所示彼此重叠。膜4的两端4a和4b重叠的部分的宽度为约4.0mm。
随后，如图4所示，卷绕在圆柱状膜1上的膜4插入管状成型元件2的中空部分。圆柱状元件1、膜4和管状成型元件2插入到图5的加热炉60中并被加热。图28中显示了加热炉60的结构的细节。
参照图28，支垫68固定在加热炉的基座(未示出)上，加热器67设置在支垫68上，以及加热器67之间形成其中布放有要被加热物体(圆柱体元件、膜和管状成型元件)的空间60A。加热器67的温度由温度控制装置(未示出)控制。
加热炉60中的加热条件是加热温度为370±5℃以及加热时间30±1分钟。考虑膜材料的熔化温度(熔点)和膜的热老化来决定加热时间。在加热炉60中的加热步骤期间，膜4如图6至8所示变化。首先，放在加热炉60中的膜4卷绕在用作芯的圆柱状元件1和管状成型元件2之间的间隙中，且两端4a和4b形成重叠部分。圆柱状元件1的外径与管状成型元件2的内径之间的尺寸间隙为200μm。从这个状态加热圆柱状元件1、膜4和管状成型元件2，且这些元件的温度升高。圆柱状元件1和管状成型元件2根据其各自热膨胀系数开始膨胀(图6)。膜4随着温度升高开始变软，且圆柱状元件1和管状成型元件2伴随温度升高开始膨胀。但是，因为圆柱元件1的铝材的热膨胀系数大于管状成型元件2的热膨胀系数，所以圆柱状元件1的外径和管状成型元件2的内径之间的尺寸间隙从其初始的低温态变小(图7)。
随着圆柱状元件和管状成型元件之间的间隙变窄，夹在它们之间的膜越来越软。由于膜的变软以及间隙的变窄，膜的两端4a和4b的重叠部分在圆周方向延伸，且重叠部分4a和4b焊合并连接。注意到，圆柱状元件和管状成型元件之间的间隙最终变成与所需的膜厚度一样从而消除了重叠部分中的台阶(图8)。
随后，在预定温度下使膜4保持加热，并由膨胀引起的圆柱状元件1和管状成型元件2之间间隙的减小来调整膜厚的分布。当30分钟的加热时间过后，停止加热，并开始冷却步骤(图9)。
在这个冷却步骤中进行冷却期间，在停止加热步骤中的加热过后可以自然冷却圆柱状元件1、膜4和管状成型元件2。但是，也可进行快速冷却以缩短冷却时间。
在本实施方案中，在加热之后把每个元件浸入液池中的冷却剂里并以300℃/分钟的冷却速率冷却。
在冷却温度基本变成室温之后，从圆柱状元件和管状成型元件之间移走该膜。其结果是，取出的膜最终成为管(圆柱)状，而且原始片状膜的重叠部分4a和4b被很好地连接起来。另外，整个管状膜的膜厚度如大约50μm±5μm一样均匀。
下面描述用上述方法制造的管状膜4的使用。
图10解释了在成像设备(LBP激光束打印机)的定像装置中使用管状膜4的例子。在图10中，参考数字4代表根据本发明的管状膜(定像膜)。用于加热定像膜4的加热器6A由加热器托座6B托住。支撑元件6C形成基本上是U形的形状。这样组装定像膜4以使其装在支撑元件6C和加热器托座6B的外周面上。压辊6D由驱动装置驱动(未示出)。在图10所示的这个定像设备中，载有用于成像的调色剂的载体6E，如纸张，被传送并插入到定像膜4和压辊6D之间。由加热器施加的定像膜的加热传导到调色剂，并通过压力和热量将调色剂定像到纸张上。在根据本发明的定像膜中，膜的厚度具有高度均匀性，而且片状膜重叠部分的厚度与该膜其它部分的厚度并无不同。因此，热量均匀地从该膜传导到调色剂，从而产生了极高的图象质量。
图24示出了成像设备的另一例子，作为本发明的管状膜的一个应用。
图24示出了复印机的定像装置，而且在日本专利公开未决号63—313182中介绍了这种定像装置的细节。
在图24所示的定像装置中，这样配置膜4以在驱动辊R之间形成一个菱形切面。一旦从这些驱动辊之一接收到驱动力传出的转动，膜4转动并且定像纸张上的调色剂，与此同时将纸张在膜4和热压辊P之间传送。在图24所示的定像装置中，以平的状态使用该管状膜。
下面介绍可用于本实施方案的膜材料。
热塑性树脂材料的例子是聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯一1、聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚砜、聚烯丙基化物(polyallylate)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫、聚醚砜、聚醚腈、热塑性聚酰亚胺基材料、聚醚醚酮(polyetheretherketone)、热致变液晶聚合物和聚酰胺酸。也可以使用通过把至少一种有机或无机细粉末混合到任何一种这些树脂材料之中而得到的膜，以改进抗热性、导电性和导热性。
缩合的聚酰亚胺是有机粉末的例子。无机粉末的优选例是无机的球形细颗粒，如炭黑粉末、氧化镁粉末、氟化镁粉末、二氧化硅粉末、氧化铝粉末和氧化钛粉末；纤维颗粒，如碳纤维和玻璃纤维；以及须晶粉末，如六钛酸钾、八钛酸钾、碳化硅和氮化硅。
这些细粉末的全部混合量优选占原料树脂(base resin)的5至50％(以重量计)。上述膜材料被插入并卷绕在圆柱状元件与管状成型元件之间，加热软化，并被压缩。为保证制成的管状膜的厚度的均匀性并简化该膜从管状成型元件上取下，使用模后收缩系数在0.6和20％之间的材料。其结果是，保证了上述的均匀性。
下面介绍模具树料。
在本实施方案中，建议使用铝和不锈钢分别作为圆柱状元件和管状成型元件的材料。但是，除了上述材料之外，通过使用树脂材料，如聚四氟乙烯，与玻璃材料的组合体也可以实施本发明。图29示出这些元件的材料的组合体的良好的例子。(第二实施方案)图11解释了本发明的第二实施方案。
本实施方案的特征在于进行高频感应加热。在本实施方案中，通过在短时间内加热圆柱状元件、管状成型元件和膜来改进生产率。
在图11中，参考数字8代表铝制圆柱体元件；以及10代表不锈钢管状成型元件。圆柱状元件8与管状成型元件10的热膨胀系数和尺寸与第一实施方案中的一样。
具有与第一实施方案中相同尺寸的聚醚醚酮片状膜卷绕圆柱状元件8的外周面上，以使该膜的两端互相重叠。圆柱状元件8和这样装配的膜被插入到管状成型元件10中，并把管状成型元件10放于上述的中空的线圈支架内。
通过在1MHz的频率下并以8KW的功率对该线圈提供能量5秒钟，将管状成型元件10的表面温度控制在370℃。通过这种高频感应加热，由于温度升高引起的圆柱状元件和管状成型元件之间间隙的减小、温度升高所引起的膜的变软以及间隙减小导致的挤压，卷绕在圆柱状元件8和管状成型元件10之间的膜的重叠部分被焊合并连接起来。
随后，停止对线圈的能量供应，并根据图9所示的方法进行冷却，并从圆柱状元件和管状成型元件取走该膜。其结果是，该膜具有极佳的圆柱体形状而且膜厚的精度也很高。本实施方案的高频感应加热装置也能在非常短的时间内把温度从室温升至预定加热温度，第一实施方案中所介绍的材料也可用作膜材料。〔第二实施方案的应用〕当本实施方案制造的膜用作图10和24所示的成像设备的定像装置的定像膜时，作为调色剂载体的纸张上的调色剂被定像膜和施压辊挤压。在这种情况下，如果定像膜与调色剂之间的分子间吸引和静电吸引作用很大，则发生一种纸上的调色剂被吸引到定像膜上的现象(称作调色剂污损(offset)现象)。因为调色剂从纸表面移走，所以图象信息的分辨率受到很大影响。本应用提供了一种具有防止定像膜的调色剂污损这一巨大效果的膜。
防止调节剂污损的膜涂层用在第二实施方案制造的管状膜的外周面上。通过使用低能的层状材料，如氟树脂层、氟橡胶层或硅氧烷橡胶层来做出这一膜涂层。
更具体地说，0.4％(以重量计)的炭黑掺到PFA(四氟乙烯和全氟化烷基乙烯基醚的共聚物)和PTFE(聚四氯乙烯)的3∶7的混合物中。涂层薄膜的厚度在氟树脂层的情况下为10±1μm，在PFA和PTFE的树脂混合物的情况下为4±1μm。膜涂层的方法是浸涂或喷涂。
当由这种应用方法制造出的膜用作图10和24中所示的定像装置的膜时，也可以去除调色剂污损的问题。
在上述实施方案中，对于十点平均粗糙度Rz来讲，当管状成型元件10的内表面的表面粗糙度的精度被设置在小于3μm时，成型膜被很好地取走。(第三实施方案)图12和图13解释了膜的脱模性得到改进的第三实施方案。
参考数字16代表铝材料制出的并具有与第一实施方案中一样的热膨胀系数的圆柱状元件；以及18代表不锈钢制出的并具有与第一实施方案中一样的热膨胀系数的管状成型元件。脱模剂20涂在管状成型元件18的内周面18a上。脱模剂20的材料优选有机材料，如硅氧烷树脂或氟树脂；或无机材料，如石墨或氮化硼。脱模剂20的膜厚度基本上为5μm。
作为片状膜，使用被切成与例1中相同尺寸的50μm厚的聚醚醚酮膜。
这样设计圆柱状元件16的外径和管状成型元件18的内径，以使温度为370℃时，包括脱模剂在内的间隙大小为100μm。片状膜卷绕在圆柱状元件16的外周面，以使该膜的引出端与尾端彼此部分重叠。把管状成型元件18罩在膜上，并把所得结构件置于加热炉中，见图28。在加热炉中，在370℃下加热30分钟。
通过在加热炉中的这种加热，圆柱状元件和管状成型元件膨胀，且膜变软。间隙由于热膨胀系数之间的差异而变窄。间隙变窄、膜变软、以及圆柱状元件与管状成型元件之间的挤压的联合效果使得膜的端部相连并使膜的厚度均匀一致。
在本发明的每一个实施方案中，成型是在非常高的树脂熔化温度下进行的。因此，有必要在高温条件下保护芯元件和管状模具不受热的影响。脱模剂用于解决这个问题，并因此在模具的耐久性以及膜从模具的脱模性方面得到了很好结果。
当上述的加热时间过后，将管状成型元件、膜、以及圆柱状元件从加热炉移走并冷却。当达到预定的40℃冷却温度时，取出管状成型元件，并随后将形成管状、圆柱形的膜从圆柱状元件抽出。
在本实施方案中，成型的管状膜从每个成型元件平稳地脱模。而且，在膜脱模后，各成型元件的污染程度是低的，从而得到了模具清洗处理和模具耐用性方面的改进。(第四实施方案)图14和15示出了本发明的第四实施方案。本实施方案的目的是改善脱模性。上述每个实施方案是基于这样一个原理，即，放在圆柱状元件和管状成型元件之间的具有微米数量级厚度的膜是通过加热和软化该膜而被焊接的。在热焊接过后的冷却步骤中，膜的的粘接得到改善。必须仔细进行脱模并因此需要长的脱模时间，从而导致长的制造时间。这一实施方案提出了用于解释这种问题的一种方法和一种设备。
在图14和15中，圆柱状元件22由具有2.4×10-5(/℃)的热膨胀系数的铝材料制造出并加工成具有23.4mm的直径。管状成型元件由具有1.5×10-5(/℃)的热膨胀系数的不锈钢制造出并加工成具有24mm的内径和30mm的外径。
一层2μm厚的缩合的聚酰亚胺树脂膜22b涂覆在圆柱状元件22的表面22a上。而且，7μm厚的石墨粉末烧接膜24b形成在管状成型元件24的内表面24a上。这样，对每个圆柱状元件和管状成型元件进行涂层，以使两个元件加热到270℃时，外径和内径差固定在100μm。
具有与第一实施方案中同样尺寸的聚醚砜片状膜卷绕在圆柱状元件22的外周面上，以使该膜的引出端和尾端彼此重叠。膜和圆柱状元件装于管状成型元件24中，并把所得结构体放于加热炉中。在加热炉中于270℃下进行30分钟的加热处理。
通过这种加热处理，圆柱状元件22，管状成型元件24和该膜被加热。其结果是，由于间隙变窄、膜软化以及圆柱状元件和管状成型元件的温度升高所引起的挤压，膜的重叠部分彼此相连。
在上述加热时间过后，将所得结构体从加热炉取走并以250℃/分钟的冷却速率进行冷却。当冷却开始一分钟过后时，将膜从圆柱状元件和管状成型元件取出。其结果是，膜被从这些元件平稳地脱模。
在本实施方案中，因为对各圆柱状元件和管状成型元件进行涂覆，所以脱模性得到改善。(第五实施方案)本实施方案涉及一种获得多层管状膜的方法和设备。在上述第一至第四实施方案的每一个中，从单片膜制造管状膜。在本实施方案中，管状膜是由多片膜形成的。使用不同成像方法的多种机器可用作成像设备，其中，本发明的管状膜很有效并是开发本发明的一个目的，而且定像膜的厚度随机器类型不同而相应变化。例如，用于复印机的定像膜的厚度需要是20μm，而用于激光束打印机的则需要是50μm。另外，上边提到的专利出版物介绍了定像膜的厚度为9μm。因此，本实施方案提出了保证厚度不同的管状膜有高的厚度均匀性的方法。
在图16中，参考数字26代表由聚四氟乙烯树脂制出的圆柱状元件。上述的不锈钢用作管状成型元件30。这样设计圆柱状元件16的外径和管状成型元件30的内径，以使它们在290℃下加热30分钟时两个元件之间的间隙为200μm。卷绕在圆柱状元件26的外周面上的第一片状膜28是一张具有预定尺寸的25μm厚的聚醚砜的切片。
第二片状膜32是从四氟乙烯和全氟化烷基乙烯基醚的共聚物(以下缩写成PFA)制出的并具有25μm的厚度。
第一片状膜28在圆柱状元件26的外周面26a上卷绕两次，以使该膜的两端28a和28b彼此重叠。接着，第二片状膜32在第一片状膜28上卷绕两周，以使膜32的两端32a和32b彼此重叠。这种卷绕两周的实施方案有这样的优点，即与片状膜的厚度无关而形成具有任意厚度的管状膜。而且，当不是50μm厚的膜而是有一半厚度，即25μm厚度的膜用作片状膜时，该膜两端的重叠部分的厚度变小，从而可以制造出在整个膜厚方面有高度均匀性的膜。
作为卷绕方法，下述两种方法可行在一个方法中，第一和第二片状膜卷绕成各自重叠部分在一定部分彼此重叠(图17)；在另一方面中，两张片状膜卷绕成各自重叠部分并不重叠(图18和19)。在图17所示的两张片状膜的端部在同一点重叠的方法中，在这些重叠部分中来自圆柱状元件的压力比其余部分中的大，因此由于反作用力圆柱状元件偏斜(deviated)。其结果是，某些情况下，膜厚的均匀性受到损害。在图18和19所示的片状膜卷绕方法中，因为片状膜的重叠部分均匀分布，所以可能避免这类问题。在第二片状膜以图17与图18和19所示的方法之一而被卷绕之后，这些膜插入到管状成型元件30中。所得结构件放于加热炉并在290℃的温度下加热30分钟。在加热步骤中，圆柱状元件26和管状成型元件30一起被加热以产生由于各自材料的热膨胀系数差异所得到的尺寸上的膨胀差异。其结果是，两个元件间的间隙变窄。与此同时，由于加热，第一和第二片状膜变软并因此使每个膜的端部相连，从而得到两个管状膜。
在上述的加热步骤中，第一和第二膜加热到290℃并变软。由于各自材料的热膨胀系数之间的差异，间隙变窄，并由此膜变软并相连。在预定加热时间过后，把圆柱状元件、膜和管状成型元件从加热炉移走并冷却。冷却后，把膜从圆柱状元件和管状成型元件抽出，并发现得到了整个膜具有100μm均匀厚度的膜。在本实施方案中，第一和第二膜之间的粘接不是一种如化学结合那样的强的结合，而是一种仅由分子间力结合所得到的弱的结合。但是，由于两片膜的表面被熔化，所以通过这些粗化的表面所产生的锚接的应(anchoreffect)它们被接合在一起。(第六实施方案)本实施方案提出一种有任意膜厚度的管状膜以及这种膜的一种制造方法。复印机和激光束打印机是成像设备的例子，而且具有34和64μm膜厚的定像膜，例如，可分别用于前一种后一种机器。这就是说，不同种类的成像设备使用厚度不同的膜。此外，在今后可以提高用于成像设备的定像装置中的膜厚种类的数目。
图20和21解释了本实施方案。通过在一铝制圆柱体的外周面上涂上一种缩合的聚酰亚胺涂料而制得第一成型元件34。管状成型元件36如前所述由不锈钢制成。这样设计圆柱状元件34的外径和管状成型元件34的内径，以使当它们在370℃下加热30分钟时，两元件之间的间隙为160μm。
将20μm厚的聚醚醚酮膜的切片，即片状膜38在圆柱状元件34的外周面上卷绕三周。这样卷绕片状膜38，以使该膜的引出端和尾端在一定区域(部分I)彼此重叠。在如此卷绕的片状膜上盖上管状膜40。管状膜40如前所述由PFA制成。可以采用第一实施方案中的方法制造管状膜，也可以采用别的方法。本实施方案中管状膜40的厚度和直径分别为20μm和大约25mm将管状膜40装于片状膜以后，将所得结构体置于加热炉中并在370℃下加热30分钟。
在此加热步骤中，圆柱状元件34和管状成型元件36被加热至370℃并膨胀。由于各自热膨胀系数的不同，它们之间的间隙变窄。夹于圆柱状元件34和管状成型元件36之间的膜38和40被加热并软化。由于这些元件之间间隙的减小和膜的软化，片状膜38两端的重叠部分被焊合并连接在一起，并将两个膜也结合起来。因此，这两个膜结合并形成一个单独的管状膜(图21)。经过上述预定时间的加热后，将所得结构体从加热炉移出并冷却。本实施方案中的冷却条件为当芯元件34是实心元件时，将包括这个实心元件的部件浸入80℃的热水中并逐渐冷却，当芯元件34是中空的元件时，将25℃的冷却水流过该中空元件的中空部分。
冷却步骤后，将膜从圆柱状元件和管状成型元件取走，经实测，该膜具有80±8μm的膜厚度。(第七实施方案)图22表示此实施方案。参考数字42代表由聚四氟乙烯树脂制成的圆柱状元件；以及44代表通过如前所述的将不锈钢加工成管状而得到的成型元件。这样设计圆柱状元件42的外径和管状成型元件44的内径，以使当它们在290℃下被加热30分钟时，两元件之间的间隙为128μm。
第一管状膜46由非热塑性树脂材料，如缩合的聚酰亚胺树脂制成。在管状膜外表面涂覆一层4μm厚的含有粘合剂聚酰氨基酰亚胺的氟树脂膜46a。管状膜46的厚度为50μm。将10μm厚的热塑性PFA树脂切成规定的尺寸来形成片状膜48。将管状膜46罩在圆柱状元件42的外周面，并将片状膜这样卷绕，以使该膜两端按预定的宽度重叠在一起。此外，将管状成型元件44装于该膜上。
将所得结构体置于加热炉内并在290℃下加热30分钟。在加热步骤中，当温度升高时，圆柱状元件42和管状成型元件44膨胀，且由于它们的热膨胀系数之间的差异，它们之间的间隙缩小了。在此加热温度下，管状膜46和片状膜48被加热。其结果是，热塑性片状膜由于加热而软化，而且由于圆柱状元件和管状成型元件之间的间隙变窄而产生的挤压，该片状膜两端的重叠部分被结合并连接在一起。由于其两端相连，片状膜48就形成了管状膜，并且由于上面提到的间隙的减小，管状膜46和以管状膜形式存在的片状膜48彼此粘合在一起。结果是形成了双层的管状膜，其中的两层膜是通过涂于管状膜46上的树脂而粘合的。
预定的加热时间过后，将圆柱状元件和管状成型元件从加热炉移走并冷却。当圆柱状元件42和管状成型元件44冷却至预定温度时，从这些元件抽出该膜，由此制造出双层管状膜。在本实施方案中，由于在管状膜46的内表面涂有氟树脂脱模剂，由此可以从圆柱状元件42上很好得取走成型的膜。(第八实施方案)本实施方案提出一种使用多种管状(管状、环状)膜制造多层管状膜的方法。图23表示此实施方案。图23中，参考数字50代表由聚四氟乙烯树脂制得的圆柱状元件；以及52代表由前述的铝材制得的管状成型元件。圆柱状元件50和管状成型元件52的热膨胀系数分别为10.0×10-5和2.4×10-5(/℃)。
这样设计圆柱状元件50的外径和管状成型元件52的内径之间的差值，以使当它们在290℃下被加热时，该差值为160μm。第一管状膜54由50μm厚的非热塑性缩合聚酰亚胺树脂膜制得。
在第一管状膜54的外表面上涂有一层10μm厚含有粘合剂聚酰氨基酰亚胺的氟树脂底漆54a。本实施方案中，如果不使用底漆，缩合的聚酰亚胺树脂膜和PFA树脂膜之间将由于只存在分子间结合力而粘合不牢。使用底漆可以加强膜间结合。
采用第一实施方案中描述的方法，将20μm厚的热塑性PFA树脂膜制成第二管状膜56。
下面描述本实施方案的方法。圆柱状元件50上盖有第一管状膜54，并将第二管状膜56盖于膜54上。然后将这些圆柱状元件和膜装于管状成型元件52中。将所得结构体放入加热炉并在290℃下加热30分钟。在此加热步骤中，圆柱状元件50和管状成型件52随温度升高而膨胀。由于两元件的热膨胀系数不同，这些元件之间的间隙随温度升高而减小。
加热时，第一和第二管状膜的温度升高。由于第一管状膜为非热塑性，因此加热时不软化。但是，由于第二管状膜由热塑性树脂材料制成，该膜随温度升高而软化。温度升高时，由于第二管状膜的软化、底漆的粘接作用和圆柱状元件和管状成形元件之间隙的减小，所以第一和第二管状膜通过底漆54a结合在一起。然后，从加热炉中取出所得结构体，并从圆柱状元件和管状成型元件上取下该膜。其结果是，得到了一种其中第一和第二管状膜连在一起的80μm厚的管状膜。
本实施方案中，夹于圆柱状元件和管状成型元件之间的膜不是片状膜，而是没有互为重叠端部的管状膜。由于其中一个膜受热软化并受到管状成型元件内周面的挤压，所以可以使整个膜的厚度均匀一致。(第九实施方案)〔对第九实施方案(使用组合模的实施方案)的解释〕本实施方案提供一种脱模性得到进一步改进的管状膜及制造该膜的一种方法。
图25和26说明了该实施方案。
如图26中所示，由铝材制得的中空的圆柱状元件60包含两部分60a和60b。注意到元件60的热膨胀系数与第一实施方案中的一样。
管状成型元件61由不锈钢制成且具有与第一实施方案中相同的热膨胀系数。只要它们组合成一个圆柱状元件，60a和60b这两部分就能具有任何形状，因此它们的形状不仅限于本实施方案中的形状。
将切成与第一实施方案中相同尺寸的50μm厚的聚醚醚酮膜用作片状膜。
这样设计圆柱状元件60的外径和管状成型元件61的内径，以使当它们在370℃的温度下时，两元件之间的间隙为100μm。
将片状膜卷绕于圆柱状元件60的外周面，以使该膜的首尾两端彼此重叠。被卷绕的片状膜上盖上管状成型元件61，并将所得结构体置于加热炉内。
在加热炉内，在370℃下加热30分钟。通过加热炉内的加热，圆柱状元件和管状成型元件热膨胀，膜被软化。因为圆柱状元件和管状成型元件的热膨胀系数之间的差异，它们之间的间隙变窄了。由于间隙变窄、膜软化和圆柱状元件与管状成型元件之间的挤压，所以该膜被焊接，而且膜的厚度变得均匀一致。
经过以上预定时间的加热后，将管状成型元件、膜和圆柱状元件从加热炉取出并冷却。以0.1(l/s)的流速将25℃的冷却水注入中空的圆柱状元件60来进行冷却。在预定的温度40℃时，首先取走管状成型元件，再取走圆柱状元件的一部分(60a)，最后抽出圆柱状的管型膜。
在此实施方案中，圆柱状元件分成两部分，并因而进一步方便了膜从圆柱状元件的脱模。(第十实施方案)〔对第十实施方案(使用螺旋卷绕的实施方案)的解释〕本实施方案提供了一种制造需具有更精确厚度均匀性的管状膜的方法。图27示出了本实施方案。在图27中，参考数字62代表铝制的圆柱状元件；以及63代表不锈钢的管状成型元件。圆柱状元件和管状成型元件的热膨胀系数与第一实施方案中的一样。这样设计圆柱状元件的外径和管状成型元件的内径之间的差值，以使当两元件在370℃的温度下加热时，该差值为100μm。
将切成与第一实施方案中相同尺寸的聚醚酮醚片状膜卷绕于圆柱状元件62的外周面上，以使该膜的两端彼此重叠，且重叠部分以螺旋状形成在圆柱状元件上。被卷绕的片状膜罩上管状成型元件63，并把所得结构体置于加热炉中。通过加热炉中的加热，圆柱状元件和管状成型元件膨胀，且膜变软。因为这些元件的热膨胀系数之间的差异，圆柱状元件和管状成型元件之间的间隙变窄。由于间隙变窄、膜变软以及圆柱状元件和管状成型元件之间的挤压，膜被焊接并且膜厚度变得均匀一致。在加热时间过后，将管状成型元件、膜和圆柱元件从加热炉中移走并冷却。达到预定的冷却温度40℃时，移走管状成型元件，随后从圆柱状元件抽出圆柱形的管状膜。
当重叠部分象第一实施方案中那样以直线状分布时，圆柱状元件热膨胀产生的压力强烈作用于重叠部分。其结果是，背离薄膜重叠部分的反作用力使得圆柱状元件偏心。其结果是，成型的管状膜的膜厚度有一定程度的不同。
不过，在本实施方案中重叠部分形状为螺旋形，从而防止了圆柱状元件的偏心。这使得有可能获得在膜厚度方面有更精确均匀性的管状膜。
经实测，本实施方案得到的管状膜厚度贯穿整个膜为50±3μm。(第十一实施方案)图30至38解释了本发明的第十一实施方案。
参考数字71代表其上卷绕有膜74的用作芯的圆柱状元件。在本实施方案中，将一个实心棒用作圆柱状元件71。管状或中空的成型元件72具有允许插入圆柱状元件71的内径。在本实施方案中，铝材用作圆柱状元件，且不锈钢用作管状成型元件。最好是，圆柱状元件71的材料的热膨胀系数比管状成型元件72的材料的要大。
下面详细描述本实施方案。
根据要被制造的管状膜的内径来选定片状膜的尺寸，并根据选定的尺寸来选择圆柱状元件71和管状成型元件72的大小。把热塑性材料，在本实施方案中为聚醚醚酮(PEEK)，制成的75.4mm长、300mm宽的切片制备成片状膜74。这一片状膜的膜厚度为50μm。
圆柱状元件由具有2.4×10-5(/℃)的热膨胀系数的铝制成，且管状成型元件由具有1.5×10-5(/℃)的热膨胀系数的不锈钢制成。圆柱状元件的直径和长度分别为24.0mm和330mm。管状成型元件的内径、外径和长度分别为24.0mm、30.0mm和330mm、这样设计圆柱状元件71和管状成型元件72的尺寸，以使当在加热步骤(随后介绍)中的加热期间，圆柱状元件71的外径和管状成型元件72的内径之差为100μm。
如图30所示，依以上介绍所制备的片状膜74卷绕于圆柱状元件71的外周面71a，以使膜两端在部分A处相对接，如图31。在这种情况下，每一对接端面与片状膜所形成的角度为90°，如图31。
随后，如图33所示，其上卷绕有膜74的圆柱状元件71插入管状成型元件72的中空部分。圆柱状元件71、膜74和管状成型元件72置于图5的加热炉60中并被加热。
加热炉60中的加热条件是加热温度为370±5℃且加热时间为30±1分钟。加热时间是通过考虑了膜材料的熔化温度和膜的热老化而决定的。
在加热炉60的加热步骤中，圆柱状元件71、管状成型元件72和膜74如图34至36所示变化。首先，置于加热炉60中的膜74卷绕在作为芯的圆柱状元件71和管状成型元件72之间的间隙中，而且两端74a和74b形成对接部分。圆柱状元件71的外径和管状成型元件72的内径之间的尺寸差为200μm。从此状态加热圆柱状元件71、膜74和管状成型元件72，且这些元件的温度升高。圆柱状元件71和管状成型元件72根据各自热膨胀系数开始膨胀(图34)。随着温度升高膜74开始软化，且随温度升高圆柱状元件71和管状成型元件72开始膨胀。但是，由于圆柱状元件71的铝材的热膨胀系数比管状成型元件的热膨胀系数要大，所以圆柱状元件71的外径和管状成型元件72的内径之间的尺寸差从其初始低温状态开始变窄(图35)。
随着圆柱状元件71和管状成型元件72之间的间隙变窄，夹在它们之间的膜74越来越软。膜的两端74a和74b的对接部分被焊接并相连。应注意到，圆柱状元件和管状成型元件之间的间隙最终变成与所需膜厚一样，从而使贯穿整个周向的膜厚度均匀一致(图36)。当30分钟的加热时间过后，停止加热，并开始冷却步骤(图37)。
在冷却步骤中进行冷却期间，在停止加热步骤中的加热之后可以自然冷却圆柱状元件71、膜74和管状成型元件72。但是，也可进行快速冷却以缩短冷却时间。在此实施方案中，在加热后，把每个元件浸入液池中的冷却剂中并以350℃/分钟的冷却速率进行冷却。在冷却基本变成室温后，从圆柱状元件和管状成型元件之间取出膜。其结果是，取出的膜最终形成管状(圆柱形)的形状且初始片状膜的相对接部分74a和74b被很好地相连。而且，整个管状膜的膜厚如大约50μm±3μm(±6％)一样均匀。
上述方法制造的管状膜用于图10所示的成像设备的定像装置中。在根据本发明的定像膜中，膜厚具有高度均匀性，并且片状膜对接部分的厚度与该膜其余部分的厚度相等。因此，热量从该膜均匀地传向调色剂，从而得到了高的图象质量。
应注意到，第一实施方案中列举的那些膜材料和模具材料可用于本实施方案中。
也注意到，片状膜的对接部分74a和74b可以如第十实施方案一样以螺旋形布置。在此情况下，可以进一步改进管状膜厚度的均匀性。(第十二实施方案)图38至41说明了本发明的第十二个实施方案。
本实施方案的特征在于焊接部分的连接强度得到了进一步提高。图38中，参考数字78代表铝制的圆柱状元件；以及80代表由不锈钢制得的管状成型元件。圆柱状元件78和管状成型元件80的热膨胀系数和尺寸均与上面描述的第十一实施方案中的一样。
将切成与第十一实施方案中一样尺寸的PEEK片状膜卷绕于圆柱状元件78的外周面上，使得膜的两端彼此相对。如图39中所示，在部分B中对接端面与片状膜表面形成的角度为45°。在卷绕于圆柱状元件78的膜74上罩有管状成型元件80，并将所得结构体置于图28所示的加热炉内。加热炉内的加热是在370℃下加热30分钟。
通过这一加热炉内的加热，圆柱状元件和管状成型元件膨胀，且膜变软。由于这些元件的热膨胀系数之间的差异，圆柱状元件和管状成型元件之间的间隙变窄。由此间隙的变窄、膜的软化以及圆柱状元件和管状成型元件之间的挤压，膜被焊接而且膜厚变得均匀一致。
在上述的加热时间过后，所得结构体从加热炉中取出并以350℃/分钟的冷却速率冷却。当自开始冷却一分钟过后，将膜从圆柱状元件和管状成型元件取走。因而，可以很好地将该膜从这些元件上分离。
对本实施方案制得的连结部分和第十一实施方案制得的连接部分进行抗拉强度测试。结果示于图41中。如图41中所示，连接部分的强度改善了约13％。
注意到，可以如第十实施方案以螺旋状布置片状膜的相对部分74a和74b。在这种情况下，可以进一步改善管状膜厚度的均匀性。(第十三实施方案)图42至47解释了本发明的第十三实施方案。
用于成像设备中的定像膜需要具有如前所述的不同膜厚度。因此，本实施方案提出一种膜厚可任意设定的管状膜，以及一种制造该膜的方法。
在图42中，参考数字79代表一个在其外周面上涂有一层镀镍化学膜的铝制圆柱状元件。在图43中，参考数字81代表由如上所述的不锈钢制成的管状成型元件。参照图42，50μm厚的PEEK膜74卷绕在圆柱状元件的外周面79a(79b)上两周。如图44中所示，这样卷绕片状膜以使膜的引出端和尾端在一定区域E(部分C)内彼此对接。在卷绕于圆柱状元件79的膜74上罩有管状成型元件81，并将所得结构体置于图28所示的加热炉中。在加热炉中，在370℃下进行30分钟加热。
在加热炉中进行加热期间，膜47的部分C如图45至47所示变化。首先，将置于加热炉60中的膜74卷绕在作为芯的圆柱状元件79和管状成型元件81之间，并使两端74a和74b形成对接部分。圆柱状元件79的外径和管状成型元件81的内径之间的尺寸差为400μm。从此状态加热圆柱状元件79、膜74和管状成型元件81，且这些元件的温度升高。圆柱状元件79和管状成型元件81根据各自热膨胀系数开始膨胀(图45)。随着温度升高膜74开始变软，且随着温度升高圆柱状元件79和管状成型元件81开始膨胀。但是，由于圆柱状元件79的铝材的热膨胀系数比管状成型元件的热膨胀系数要大，所以圆柱状元件79的外径和管状成型元件81的内径之间的尺寸差从其原始低温状态开始变窄(图46)。随着圆柱状元件79和管状成型元件81之间的间隙变窄，夹在它们之间的膜74越来越软。膜的两端74a和74b的对接部分被焊上并连接起来。注意到，圆柱状元件和管状成型元件之间的间隙最终变成与所需的膜厚一样，从而使整个周向的膜厚均匀一致。
当上述加热时间过后，所得结构体从加热炉中移走并以350℃/分钟的冷却速率冷却。当开始冷却一分钟过后，将膜从圆柱状元件和管状成型元件取走。结果是，得到了具有100±6μm膜厚度的管状膜。(第十四实施方案)图48和49示出了本发明的第十四实施方案。
本实施方案涉及得到多层管状膜的一种方法和一种设备。在上述第十一至第十三实施方案的每一个中，从单片膜制造管状膜。在本实施方案中，管状膜由多个片状膜形成。当考虑到调色剂污损现象时，用于成像设备(其中本发明的管状膜特别有效且成像设备是本发明开发目的之一)的定像膜需要包含两个或更多个管状膜。这是因为使用氟基树脂作为最外层对于控制污损现象是有效的。因此，本实施方案提出了包含厚度不同的多层管状膜以及制造该管状膜的方法。
在图48中，参考数字82代表聚四氟乙烯树脂制出的圆柱状元件；以及83代表上述铝材制出的管状成型元件。圆柱状元件82和管状成型元件83的热膨胀系数分别为10.0×10-5和2.4×10-5(/℃)。这样设计圆柱状元件82的外径和管状成型元件83的内径，以使它们被加热至290℃时两元件之间的间隙为140μm。
参考数字84代表将卷绕于圆柱状元件82的外周面上的第一片状膜。切成具有预定尺寸的25μm厚的聚醚砜膜被用作第一片状膜84。
参考数字85代表第二片状膜。第二片状膜85是通过在四氟乙烯和全氟化烷基乙烯基醚(下边缩写PFA)的共聚物制成的膜的一个表面上涂覆一层包含聚酰亚胺树脂作为粘合剂的5μm厚的氟树脂底漆86。第二片状膜85的总厚度为20μm。使用底漆可以加强这些层之间的粘合。
如图49中所示，第一片状膜84在圆柱状元件82的外周面上卷绕两周以使两端84a和84b彼此对接。随后，第二片状膜在第一片状膜上卷绕一周，以使膜85的两端85a和85b彼此相对。如图49中，第一和第二层的相对端面与片状膜表面形成的角度为90°。在卷绕了第二片状膜之后，将这些膜插入管状成型元件83。所得结构体置于前述的加热炉中并在290℃加热30分钟。
在加热步骤中，一起加热圆柱状元件82和管状成型元件83以产生各自材料之间热膨胀系数差异所导致的热膨胀差别。因此，两元件之间的间隙变窄了。与此同时，由于加热，第一和第二片状膜变软并因此每个膜的端部彼此焊合，从而得到了两个管状膜。
在加热步骤过后，从加热炉中取出圆柱状元件、膜和管状成型元件并冷却。在冷却后，从圆柱状元件和管状成型元件拉出膜，并发现得到了一种整个膜具有70±4μm均匀厚度的双层膜。
由此得到的管状膜用作如图10所示的成像设备的定像膜。因此，得到了良好图象而没有产生任何调色剂污损现象。(第十五实施方案)图50和51示出了本发明的第十五实施方案。
本实施方案提出了涉及得到多层管状膜的一种方法和一种设备的第二方法。在图50中，参考数字87代表由聚四氟乙烯树脂制成的圆柱状元件；以及88代表从上述铝材制得的管状成型元件。这样设计圆柱状元件87的外径和管状成型元件88的内径以使两元件加热至290℃时它们之间的间隙为140μm。参考数字89代表将被卷绕在圆柱状元件87的外周面上的第一片状膜。切成预定尺寸的50μm厚的聚醚砜的片状膜用作第一片状膜89。在第一片状膜89的一个表面上涂上一层5μm厚的底漆90，这样总的膜厚为55μm。参考数字91代表PFA制成的15μm厚的第二管状膜。
第一片状膜在圆柱状元件87的外周上卷绕两周，以使两端89a和89b彼此相对。随后，第一片状膜89罩上第二管状膜91。
如图51中，第一层的相对端面与片状膜形成的角度为60°。
在第二管状膜91盖在第一片状膜89之后，这些膜插入到管状成型元件88中。将所得结构置于上述的加热炉中并在290℃下加热30分钟。
在加热步骤中，一起加热圆柱状元件87和管状成型元件88以产生每种材料之间热膨胀系数差异所导致的尺寸膨胀差。结果是，两元件之间的间隙变窄。与此同时，由于加热，第一片状膜变软并因此使该膜的端部焊合，从而产生了管状膜。另外，通过底漆层90，第一和第二层膜热连接。
在加热步骤过后，从加热炉取出圆柱状元件，膜和管状成型元件并冷却。在冷却后，从圆柱状元件和管状成型元件拉出膜，并发现得到了整个膜具有70±4μm均匀厚度的双层膜。
根据上述的本发明的实施方案，热塑性片状膜卷绕在圆柱状元件的外周面以使该膜的两端彼此对接，且插入到管状成型元件中并加热。由于两个元件的热膨胀系数之间的差异，圆柱状元件的外径和管状成型元件的内径之间的间隙变小。而且，膜的软化使膜的两个对接端部分相互焊合。结果是，片状膜形成了管状膜。而且，膜的加热变软有利于整个膜的膜厚度的均匀一致。因此，可以得到用于成像设备的定像膜和适合于其它用途的膜。
另外，根据这些实施方案，可以通过在圆柱状元件上多次卷绕片膜面得到具有任意厚度的管状膜。
而且，在这些实施方案中，可以通过使用热塑性树脂和非热塑性树脂的片状膜的组合体而成膜厚度进行调整。
另外，在这些实施方案中，可以通过使用管状和片状膜的的组合体而得到包括不同类型的多层管状膜。
在本发明的实施方案中，对于制造这些管状膜的方法，可以得到一种通过使用圆柱状元件1、8、16、22、26、34或42，管状成型元件2、10、20、24、34、42或52，以及用于加热步骤中的加热炉而制造适用于成像设备的定像膜的方法。在这一方法中，可以通过低制造成本而制造出具有高度膜厚均匀性和在管状膜的连接部分有高的连接强度的定像膜。
而且，根据这些实施方案，通过提出在圆柱状元件或管状成型元件上涂上脱模剂的方法而可以采用能平稳取出成型膜的一种方法。
在这些实施方案的制造方法中，通过选择圆柱状元件和管状成型元件的外径、内径和长度而可以得到具有任意形状，如管状、环状或环形的膜。
在这些实施方案中，通过将具有高的膜厚均匀性的膜用作成像设备的定像膜而可以得到有良好定像性能的定像装置。
另外，在这些实施方案中，树脂材料的模后收缩系数被控制在0.6至2.0％。因此，在加热软化的环形膜的成型期间，防止了膜材对管状成型元件内壁面的粘合。这保证了脱模方便以及整个管状膜周边膜厚的均匀性。
另外，在圆柱状元件的外周面上这样卷绕热塑性片状膜，以使膜的两端彼此对接且被插入到管状成型元件内并被加热。由于两元件的热膨胀系数之间差异，圆柱状元件的外径和管状成型元件的内径之间的间隙变小。而且，膜的软化使该膜的两个对接端焊合。其结果是，片状膜形成了管状膜。另外，膜的加热变软有利于整个膜的膜厚度的均匀性。因此，可以得到用于成像设备的定像膜以及适用于其它用途的膜。
根据本发明的实施方案，通过将具有高度膜厚均匀性(±6％或更小)的膜用作成像设备的定像膜，可以得到有良好定像性能的定像装置。
另外，通过改变相对端面与膜表面形成的角度可以加强连接部分的强度。
此外，由上述任何一个实施方案制造的管状膜具有传送带元件的功能。
本发明不仅局限于上述实施方案，而可以在本发明的精神与范围内进行多种改变和改进。因此，为了让公众知道本发明的范围，做出下述权利要求。
权利要求
1.一种管状膜，其中这样卷绕热塑性片状膜以使所述片状膜的引出端和尾端彼此部分重叠而形成重叠部分，以及通过加热所述被卷绕的片状膜一段预定时间来连接重叠部分。
2.根据权利要求1所述的膜，其中所述片状膜卷绕数周并通过使所述片状膜的引出端和尾端彼此叠置并连接来形成管状膜。
3.根据权利要求1所述的膜，其中当所述膜的引出端和尾端彼此重叠以形成重叠部分时，该重叠部分在以螺旋形卷绕的管状膜的表面呈线圈状分布。
4.根据权利要求1所述的膜，其中通过斜切所述膜的两端并这样彼此重叠两端以使重叠部分呈螺旋状形成，来使所述膜形成管状膜。
5.根据权利要求4所述的膜，其中所述片状膜卷绕数周且引出端和尾端彼此重叠以形成卷绕体。
6.一种管状膜，其中这样卷绕第一热塑性片状膜以使其引出端和尾端形成重叠部分，并在所述第一片状膜上这样卷绕第二热塑性片状膜以使其引出端和尾端形成重叠部分，从而由所述第一和第二片状膜形成管状体，以及通过加热所述管状体使所述第一和第二片状膜的重叠部分相连。
7.根据权利要求6所述的膜，其中粘合剂涂在所述第一层的表面上并与所述第二层相接触。
8.一种管状膜，其中这样卷绕热塑性片状膜来形成卷绕体以使所述膜的引出端和尾端彼此重叠，且所述卷绕体罩上热塑性管并被加热，从而使引出端和尾端的重叠部分相连并形成管状体。
9.根据权利要求7所述的膜，其中粘合剂涂在所述第一层的表面上并与所述第二层相接触。
10.一种管状膜，其中热塑性片状膜卷绕在非热塑性管上，所述膜的引出端和尾端彼此部分重叠以形成多层管状体，以及加热所述管状体使重叠部分相连。
11.根据权利要求10所述的膜，其中粘合剂涂在所述第一层的表面上并与所述第二层相接触。
12.根据权利要求10所述的膜，其中所述管状体在加热预定时间之后冷却至预定温度。
13.根据权利要求12所述的膜，其中所述膜是由晶体状热塑性材料制得的。
14.一种多层管状体，其中非热塑性管与热塑性管彼此重叠以成多层管状体，且所述多层管状体被加热。
15.根据权利要求12所述的膜，其中底漆涂在所述非热塑性管的外周面或所述热塑性管的内周面上。
16.一种制造管状膜的方法，包括以下步骤在圆柱状元件上卷绕热塑性片状膜，使所述膜的引出端和尾端彼此重叠，并将管状成型元件装于所述被卷绕的膜上；以及通过至少加热所述膜使所述膜的重叠部分相连，从而使所述片状膜形成管状膜。
17.根据权利要求16所述的膜，其中装在所述管状成型元件内的所述膜和所述圆柱状元件在加热后冷却至预定温度。
18.根据权利要求16所述的膜，其中所述圆柱状元件的材料的热膨胀系数大于所述管状成型元件的材料的热膨胀系数。
19.根据权利要求18所述的膜，其中所述圆柱状元件和所述管状成型元件的材料的热膨胀系数之差不小于1×10-7(/℃)。
20.根据权利要求16所述的膜，其中所述管状成型元件的内径与所述圆柱状元件外径之差在热焊接所述片状膜所需的温度下是所需的管状膜厚度的两倍。
21.根据权利要求16所述的膜，其中所述圆柱状元件的材料是铝，且所述管状成型元件的材料是不锈钢。
22.一种制造管状成型元件的方法，包括以下步骤将5至300μm厚的热塑性片状膜卷绕在圆柱状元件上，以使所述膜的引出端和尾端彼此部分重叠；在所述卷绕膜罩上一个其内径比所述圆柱状元件的外径大上不小于15μm的管状成型元件；以及通过至少将所述膜在从其熔化温度至分解温度的温度范围内保持一段预定时间来使所述膜的重叠部分相连接。
23.根据权利要求22所述的方法，其中所述圆柱状元件是中空元件。
24.一种制造管状膜的方法，包括以下步骤在圆柱状元件上卷绕热塑性膜，使所述膜的引出端和尾端彼此重叠，并将管状成型元件装于所述被卷绕的膜上；以及将所述膜、所述圆柱状元件和所述管状成型元件置于高频感应加热装置中并加热所述膜，从而使所述膜的引出端和尾端的重叠部分相连。
25.根据权利要求24所述的方法，其中将脱模剂涂在所述管状成型元件的内表面上。
26.根据权利要求24所述的方法，其中将5至300μm厚的热塑性片状膜卷绕在圆柱状元件上，以使所述膜的引出端与尾端彼此部分重叠，所述管状成型元件具有比所述圆柱状元件的外径大15μm的内径，以及通过至少将所述膜在从其熔化温度至分解温度的温度范围内保持一段预定时间来使所述膜的重叠部分相连。
27.一种制造管状膜的方法，包括以下步骤将第一热塑性片状膜在圆柱状元件上卷绕数周以使引出端和尾端彼此部分重叠；将第二热塑性膜在所述卷绕好的第一片状膜上卷绕数周以使引出端和尾端彼此部分重叠；将所述第一和第二膜罩上管状成型元件；以及通过加热所述第一和第二膜至重叠部分相连的温度并保持一段预定时间来连接重叠部分，从而形成多层管状膜。
28.根据权利要求27所述的方法，进一步包括在加热步骤后对所述圆柱状元件、所述膜和所述管状成型元件进行冷却的步骤。
29.一种制造管状膜的方法，包括以下步骤将热塑性片状膜卷绕在圆柱状元件上以使所述膜的引出端和尾端彼此部分重叠；将热塑性管装到所述片状膜上；将管状成型元件装到所述热塑性管上；以及通过在其熔化温度至其分解温度的温度范围内至少加热所述片状膜来连接重叠部分。
30.根据权利要求29所述的方法，进一步包括在加热步骤后对所述圆柱状元件、所述膜和所述管状成型元件进行冷却的步骤。
31.一种制造管状膜的方法，包括以下步骤在圆柱状元件上装上非热塑性管；将热塑性片状膜卷绕在所述管上以使所述膜的引出端和尾端彼此部分重叠；将管状成型元件装到所述片状膜上；以及通过在其熔化温度至其分解温度的温度范围内至少加热所述片状膜来连接重叠部分。
32.根据权利要求31所述的方法，进一步包括在加热步骤后对所述圆柱状元件、所述膜和所述管状成型元件进行冷却的步骤。
33.一种制造管状膜的方法，包括以下步骤将非热塑性第一管装到圆柱状元件上；将热塑性第二管装到所述第一管上；将管状成型元件装到所述第二管上；以及通过在其熔化温度至其分解温度的温度范围内至少加热所述片状膜来连接重叠部分。
34.根据权利要求33所述的方法，进一步包括在加热步骤后对所述圆柱状元件、所述膜和所述管状成型元件进行冷却的步骤。
35.一种制造管状膜的设备，包括一个圆柱状元件，其上卷绕有热塑性片状膜以使所述膜的引出端和尾端彼此部分重叠；一个管状成型元件，其中装有卷绕在所述圆柱状元件上所述的膜；以及用于至少加热所述膜的加热装置，其中，由所述加热装置加热所述膜来连接所述膜的重叠部分而形成管状膜。
36.用于成像设备中定像装置的膜，其中所述膜是通过热连接热塑性片状膜的两端而形成的，以及图象载体上的调色剂是通过挤压所述膜和施压元件之间的调色剂而被定像的。
37.根据权利要求36所述的膜，其中所述热塑性膜包括多个膜，且多层膜是通过连接每个所述膜的引出端和尾端部分而形成的。
38.用于成像设备中定像装置的膜，其中所述膜是通过将第一和第二热塑性片状膜的每一个中的两个端部分相连而形成的多层管状膜，以及图象载体上的调色剂是通过挤压所述膜和施压元件之间的调色剂而被定像的。
39.用于成像设备中定像装置的膜，其中所述膜是通过将热塑性管的内或外表面上的热塑性片状膜的两个端部相连而形成的多层管状膜，以及图象载体上的调色剂是通过挤压所述膜和施压元件之间的调色剂而被定像的。
40.根据权利要求39所述的膜，其中所述管是由非热塑性材料制成的。
41.用于成像设备中定像装置的膜，其中所述膜是通过结合热塑性和非热塑性管而形成的多层膜，以及图象载体上的调色剂是通过挤压所述膜和施压元件之间的调色剂而被定像的。
42.根据权利要求41所述的膜，其中用于防止调色剂污损的表面处理膜在与调色剂接触所述的多层膜的表面上形成。
43.成像设备的定像装置，其中管状膜是通过连接热塑性片状膜的两个端部而形成的，通过向施压辊挤压所述膜以闭环的形式驱动所述管状膜，以及载有调色剂的载体插入到所述管状膜与所述施压辊之间，由此定像调色剂。
44.一种传送带，其中热塑性片状膜卷绕成圆柱形膜以使所述膜的引出端和尾端彼此重叠而形成重叠部分，成型元件布放在所述圆柱形膜的内、外周面上，以及通过加热所述膜和所述成型元件使所述膜形成管状带。
45.用于成像设备的传送装置，其中热塑性膜卷绕成圆柱形膜以使所述膜的引出端和尾端彼此重叠而形成重叠部分，成型元件布放在所述圆柱形模的内、外周面上，通过加热所述膜和所述成型元件使所述膜形成管状带，以及通过驱动辊和施压辊转动所述管状带。
46.用于成像设备的定像装置，其中热塑性膜卷绕成圆状形膜以使所述膜的引出端和尾端彼此重叠而形成重叠部分，成型元件布放在所述圆柱形模的内、外周面上，通过加热所述膜和所述成型元件使所述膜形成管状带，通过驱动辊和施压辊转动所述管状带，以及通过将图象转印介质传送过所述加热辊和所述管状带之间而进行定像。
47.一种管状膜，其中热塑性片状膜卷绕在圆柱状元件上，所述膜的引出端和尾端彼此对接，管状成型元件装在所述卷好的膜上，以及通过至少加热所述膜来连接所述膜的对接部分，从而使所述片状膜制成管状膜。
48.根据权利要求47所述的膜，其中所述圆柱状元件的热膨胀系数大于所述管状成型元件的热膨胀系数。
49.根据权利要求47所述的膜，其中所述膜在加热状态呈熔化态，根据所述圆柱状元件和所述管状成型元件之间的间隙得到有任意厚度的管状膜。
50.根据权利要求47所述的膜，其中通过卷绕所述片状膜数周而使所述片状膜形成管状膜。
51.根据权利要求50所述的膜，其中所述片状膜卷绕数周，且所述膜的引出端和尾端被此相对接而形成卷绕体。
52.根据权利要求47所述的膜，其中当所述的两端彼此对接时，对接部分在所述管状膜的表面上呈线圈状。
53.根据权利要求47所述的膜，其中当所述的两端斜切并彼此对接而形成管状膜时，对接部分呈螺旋状形成。
54.根据权利要求47所述的膜，其中当所述膜卷绕一周时，对接端面延整个周向彼此接触。
55.根据权利要求47所述的膜，其中对接端面与膜表面形成的角度为90°。
56.根据权利要求47所述的膜，其中对接端面与膜表面形成的角度不为90°。
57.根据权利要求47所述的膜，其中所述片状膜是从热塑性聚酰胺、聚醚醚酮、聚醚砜和氟树脂中选出的至少一种材料制成的。
58.一种制造管状膜的方法，包括以下步骤将热塑性片状膜卷绕在圆柱状元件上；使所述膜的引出端和尾端彼此对接；将管状成型元件装到所述卷好的膜上；以及通过至少加热所述膜使所述膜的对接部分相连，由此将所述片状膜形成管状膜。
59.根据权利要求58所述的的方法，其中所述圆柱状元件的热膨胀系数大于所述管状成型元件的热膨胀系数。
60.根据权利要求58所述的膜，其所述膜在加热态时呈熔化状态，根据所述圆柱状元件和所述管状成型元件之间的间隙得到有任意厚度的管状膜。
61.根据权利要求58所述的方法，其中通过卷绕所述片状膜数周而使所述片状膜制成管状膜。
62.根据权利要求61所述的方法，其中所述片状膜卷绕数周，且所述膜的引出端和尾端彼此相对而形成卷绕体。
63.根据权利要求58所述的方法，其中当所述膜的两端彼此对接时，对接部分在所述管状膜的表面上呈线圈状。
64.根据权利要求58所述的方法，其中当所述膜的两端斜切并彼此对接而形成管状膜时，对接部分呈螺旋状形式。
65.根据权利要求58所述的方法，其中当所述膜的卷绕一周时，对接端面延整个周向彼此接触。
66.根据权利要求58所述的方法，其中对接端面与膜表面形成的角度为90°。
67.根据权利要求58所述的方法，其中对接端面与膜表面形成的角度不为90°。
68.根据权利要求58所述的方法，其中所述片状膜是从热塑性聚酰胺、聚醚醚酮、聚醚砜和氟树脂中选出的至少一种材料制成的。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种具有高的膜厚均匀性且适用于成像设备的定像装置的管状膜。为达到此目的，这样卷绕热塑性片状膜，以使该膜的引出端和尾端彼此部分重叠而形成重叠部分，且加热在芯元件和管状成型元件之间被卷绕的膜。
文档编号B29C65/18GK1128700SQ9511856
公开日1996年8月14日 申请日期1995年11月8日 优先权日1994年11月8日
发明者竹内一贵, 志村正一 申请人:佳能株式会社