JP2000062992A - 無端ベルト、該ベルトの製造装置及び該ベルトの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で、位置ずれを防止することので
きる無端ベルト、該ベルトの製造装置及び該ベルトの製
造方法を提供すること。 【解決手段】 無端ベルト１を、例えば、両端部がテー
パー形状をなしている少なくとも２つのローラ２に張架
させ、該ベルト１の両端部を加熱ヒーター４により加熱
し、該ベルト１両端部の周長がその他の部分の周長より
も短くなるように変形させる。この無端ベルトをベルト
装置で使用すると、両端部の周長が短い部分が、該ベル
トが位置ずれを起こす際のストッパーとなり、ベルトの
寄り止めとして機能することができる。したがって、ベ
ルト自身により位置ずれを防ぐので、テープ等の寄り止
め部材を取り付ける場合と比較して、簡単な構成でベル
ト駆動時の位置ずれを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は種々のベルト装置で
用いられる無端ベルト、該ベルトの製造装置及び該ベル
トの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、継ぎ目のない無端ベルトが種々の
ベルト装置に用いられており、特に、電子写真複写機、
ファクシミリ、あるいはプリンタ等の画像形成装置にお
いては、トナー画像又は転写材の担持体としての転写ベ
ルトとして採用されている。

【０００３】そして、このような用途に適応する無端ベ
ルトの製造方法としては、従来から、管状部材の内面
に、該ベルト材質としての樹脂もしくはその前駆体を溶
融状態にして流し込み、該管状部材を高速回転させ、そ
の遠心力により均一な膜を形成し、その後、乾燥固化処
理を経て、剥離する遠心成型法などが知られている。

【０００４】ところが、上記のような方法により形成さ
れた無端ベルトを、従来の画像形成装置において、トナ
ー画像又は転写材を担持して搬送する転写ベルトとして
使用した場合には、複数のローラに張架されて駆動され
る使用時に、左右の摺動ムラよりベルトの位置ずれが発
生しやすい。その結果、ベルトに皺が寄って画像に歪み
が発生したり、さらに、位置ずれが激しい場合には、作
動中にベルト自身が破断してしまうこともあった。

【０００５】このようなことから、従来、上記転写ベル
トの両端に寄り止めとしてのテープを貼ることにより、
位置ずれを防止する技術が実用化され、画像形成装置に
も使用されている。しかし、このような位置ずれを防止
するための寄り止めテープを貼りつける場合には、弾力
性や可撓性のあるベルトに対して特別な高精度の治具が
必要であり、その治具の製造についても高度な技術及び
装置が要求される。このため、寄り止めテープを使用す
る無端ベルトは、結果的に、製造及び維持の作業等が複
雑なものとなっていた。

【発明が解決しようとする課題】

【０００６】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、簡単な構成で、位置
ずれを防止することのできる無端ベルト、該ベルトの製
造装置及び該ベルトの製造方法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、種々のベルト装置で用いられる
無端ベルトにおいて、該無端ベルトの両端部の周長が、
その他の部分の周長よりも短いことを特徴とするもので
ある。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１の無端ベルト
において、該無端ベルトの両端部とその他の部分とが、
同一の材質であることを特徴とするものである。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１の無端ベルト
において、該無端ベルトの両端部の形状が、テーパー形
状であることを特徴とするものである。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１乃至３の無端
ベルトにおいて、該無端ベルトの材質が、ポリイミドで
あることを特徴とするものである。

【００１１】請求項５の発明は、種々のベルト装置で用
いられる無端ベルトの製造方法において、一旦硬化処理
された無端ベルトの両端部を加熱することにより、該両
端部の周長を、非加熱部分の周長よりも短くすることを
特徴とするものである。

【００１２】請求項６の発明は、請求項５の無端ベルト
の製造方法において、該無端ベルトの加熱温度が、該ベ
ルトの材質のガラス転移点温度以上であることを特徴と
するものである。

【００１３】請求項７の発明は、種々のベルト装置で用
いられる無端ベルトの製造装置において、該無端ベルト
を張架する少なくとも２つのローラと、該ローラに張架
された該無端ベルトの両端部を加熱する加熱手段とを備
え、かつ、該ローラの両端部がテーパー形状であること
を特徴としたものである。

【００１４】請求項８の発明は、請求項５の無端ベルト
の製造装置において、上記加熱手段としての加熱装置
を、上記ローラの外部に設けたことを特徴とするもので
ある。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明による無端ベルトの
製造方法を説明する。本実施形態においては、無端ベル
トの材質として、強度及び耐熱性に優れたポリイミドを
使用する。

【００１６】本発明に係る無端ベルトの製造に当たって
は、まず、遠心成型法により、単純な筒状のポリイミド
無端ベルトを製造する。具体的には、ポリイミドの前駆
体であるポリアミド酸（東レ製トレニース＃３０００）
を溶媒ＤＭＡＣ（ＮＮ−ジメチルアセトアミド）に希釈
し、このポリアミド酸溶液を遠心成型としてのアルミ製
の円筒型の内側に注入する。ポリアミド酸は、特定の溶
剤によって溶解し、かつ、熱又は触媒によってイミド閉
環してポリイミドに変化する性質を有するものである。
そして、このポリアミド酸溶液を注入した該円筒型を高
速回転させると、遠心力により該溶液が該円筒型内部に
流延成型され、均一なポリアミド酸膜が形成される。そ
の後、該円筒型を３００度に加熱し、該溶媒を蒸発させ
るとともに該ポリアミド酸膜のイミド閉環を行うこと
で、単純な筒状ポリイミドの無端ベルトが得られる。な
お、本実施形態においては、無端ベルトの製造方法とし
て遠心成型法を利用したが、これに限定されるものでは
なく、浸漬法等を利用してもよい。

【００１７】次いで、上述のようにして得られたポリイ
ミド無端ベルトの両端部に、ベルト駆動時の位置ずれを
防止するための寄り止めを形成する。本発明に係る寄り
止めは、無端ベルトの両端部を熱により変形させ、該両
端部の周長がその他の部分の周長よりも短くなるように
することで、ベルト自身が寄り止めとなるような構成を
採用している。以下、本発明に係る、ベルトの寄り止め
の形成方法について、図面を参照して説明する。図１
は、無端ベルトに寄り止めを形成することができる装置
の一例を示した概略断面図である。図１において、上記
無端ベルト１は、それぞれ該ベルト１の周長よりも短い
径を持つ保持ローラ２及び駆動ローラ３の二つのローラ
に取り付けられ、駆動ローラ３の駆動により回転される
ようになっている。このように、少なくとも二つ以上の
ローラを備えることで、ベルト両端部の周長が短く変形
した後でも、ベルトの取り外しが容易となる。ここで、
図１で示した矢印Ａ方向から見た保持ローラ２付近の側
面図を、図２に示す。図２に示すように、保持ローラ２
の両端部は、加熱時にベルトの変形の支えとなるよう、
テーパー形状をなしている。また、図示を省略したが、
駆動ローラ３の両端部も、同様にテーパー形状をなして
いる。そして、図３に示すように、ベルトの外部には、
保持ローラ２両端のテーパー部分に対向する位置に、そ
れぞれ加熱ヒーター４が設けられている。なお、このよ
うに、加熱ヒーター４を外部に設けたことは、加熱対象
部分と非加熱部分との断熱部材等の断熱手段が不要であ
るため、寄り止めを形成するための装置としては、ロー
ラ等の回転機構のみの単純な構成にできるというメリッ
トがある。

【００１８】以上の構成において、加熱ヒーター４によ
り、無端ベルトの両端部を１５０℃で１．５時間、２０
０℃で１時間、２５０℃で０．５時間、３００℃で０．
１時間の４条件にて加熱した。該両端部が加熱される
と、全ての条件において、該両端部は熱により徐々にロ
ーラのテーパー部になぞって変形し、テーパー形状とな
った。加熱終了後、冷却してベルトを二つのローラから
取り出すと、非加熱部分は元のベルト径のままで、該両
端部はテーパー形状、すなわち非加熱部分の周長よりも
短くなっていた。この周長が短い両端部分が、ベルトが
位置ずれを起こす際のストッパーとなるので、ベルトの
寄り止めとして機能することになる。この寄り止めは、
ベルト自身の変形を利用しているので、テープ等の寄り
止め部材を取り付ける場合と比較して、簡単な構成とな
る。また、例えば、ベルト周長よりも短い周長の別部材
をベルト両端部に取り付けることにより、寄り止めを形
成する方法もあるが、本実施形態における、一つの材質
による両端部の変形成形の方が、簡単に形成することが
できる点で有利である。

【００１９】ここで、上記４条件により寄り止めを形成
した無端ベルトを、数日間放置した。その結果、２５０
℃及び３００℃の加熱条件のものは、元に戻らずに永久
変形していることがわかったが、１５０℃及び２００℃
の加熱条件のものは、寄り止めとなるテーパー部が徐々
に元の形に戻っていき、１カ月後には、完全に元の形状
に復元してしまった。これは、一旦イミド化により硬化
処理されたポリイミドベルトは、耐熱性が向上し、熱処
理加工が難しい特性をもつためである。一般的に、物質
には機械的強度や粘性が急激に変わるガラス転移点（温
度）があることが知られており、ポリイミドのガラス転
移点は約２５０℃である。つまり、１５０℃及び２００
℃の条件では、ガラス転移点以下の温度であるので、熱
による一時的な変形加工は可能であっても、永久変形に
なりえなかったといえる。以上の結果より、本実施形態
における寄り止め形成時の加熱温度は、ガラス転移点以
上であればよく、これにより永久変形が可能になる。

【００２０】なお、本発明に係る無端ベルトの材質とし
ては、ポリイミドに限定されるものではなく、熱可塑性
を有する樹脂等が使用できる。具体的には、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン等が
使用できる。さらに、使用するベルトの材質に応じて、
上記寄り止め形成時の加熱温度を、その材質特有のガラ
ス転移点以上の温度に設定すればよい。

【００２１】また、本実施形態においては、上述したよ
うに、一旦ポリアミド酸膜をイミド閉環により硬化処理
して得られた無端ベルトを、再度ガラス転移点以上の温
度で加熱することにより寄り止めを形成した。この形成
方法に代え、硬化処理中にベルト両端部を熱収縮させる
ことで寄り止めを形成する方法も考えられるが、この方
法の場合、該両端部の収縮が均一となるように制御する
ことは困難である。したがって、本実施形態における形
成方法によれば、安定して精度の良い寄り止めを形成す
ることができる点で有利となる。

【００２２】次に、上記製造方法で製造した無端ベルト
を、電子写真複写機（リコー製フルカラー複写機プリテ
ール）の中間転写ベルトとして使用した一実施例につい
て説明する。図４は本実施例に係る複写機の概略構成図
である。図４において、公知のプロセスで感光体９に静
電潜像が形成され、次いで、現像ユニット１４、１５、
１６、１７により各色の現像が繰り返され、感光体９上
に各々の色画像（トナー像）が順次形成される。そし
て、各色トナー像は、それぞれ単色毎に、転写バイアス
ローラ２０ａに印加された所定のバイアス電圧により、
中間転写ベルト１９上の同じ位置に順次重ね転写され、
さらに、紙転写バイアスローラー２３ａにより、紙など
の転写材に一括して転写される。該転写材は、転写終了
後、定着装置２８に送られてトナー像が定着され、フル
カラー画像が完成する。

【００２３】上記中間転写ベルト１９は、ベルト駆動ロ
ーラ２１、転写バイアスローラ２０ａ、アースローラ２
０ｂ、及び従動ローラ群に張架されており、図示しない
駆動モータにより駆動制御されるようになっている。中
間転写ベルト１９は、図３で示したように、ベルト両端
部の周長がその他の部分よりも短なっているため、ベル
ト駆動時の、ローラ群上での位置ずれを確実に防止する
ことができる。また、該両端部はテーパー形状であるの
で、ベルト駆動時に無理な力が掛かることなく、滑らか
に駆動することができる。

【００２４】また、実際に上記複写機にて画像形成を行
い、耐久性の評価を行ったところ、４万枚の繰り返し出
力においてもベルトの位置ずれや寄りは発生せず、出力
画像についても、何ら異常は見られなかった。

【００２５】

【発明の効果】請求項１乃至３の無端ベルトにおいて
は、該無端ベルトの両端部の周長を、その他の部分の周
長よりも短くすることにより、該両端部の周長が短い部
分が、該無端ベルトが位置ずれを起こす際のストッパー
となるので、ベルトの寄り止めとして機能することがで
きる。したがって、ベルト自身により位置ずれを防ぐの
で、テープ等の寄り止め部材を取り付ける場合と比較し
て、簡単な構成でベルト駆動時の位置ずれを防止するこ
とが可能になる。

【００２６】特に、請求項２の無端ベルトにおいては、
該無端ベルトの両端部とその他の部分とが、同一の材質
であることにより、例えば、ベルト周長よりも短い周長
の別部材をベルト両端部に取り付ける方法と比較して、
簡単に寄り止めを形成することができる点で有利であ
る。

【００２７】特に、請求項３の無端ベルトにおいては、
該無端ベルトの両端部の形状を、テーパー形状にするこ
とにより、ベルト駆動時に無理な力が掛かることなく、
滑らかに駆動することができるという効果がある。

【００２８】請求項４の無端ベルトにおいては、該無端
ベルトの材質として、ポリイミドを使用することによ
り、該無端ベルトの強度及び耐熱性が優れたものとな
る。

【００２９】請求項５の無端ベルトの製造方法において
は、一旦硬化処理された無端ベルトの両端部を加熱し、
該両端部の周長を非加熱部分の周長よりも短くすること
により、該両端部にベルトの寄り止めを形成することが
できる。したがって、ベルト駆動時の位置ずれを防止す
ることができる。また、請求項５の無端ベルトの製造方
法によれば、硬化処理中にベルト両端部を熱収縮させる
方法と比較して、安定して精度の良い寄り止めを形成す
ることができる点で有利となる。これは、熱収縮による
形成方法では、該両端部の収縮が均一となるように制御
することが困難であるためである。

【００３０】請求項６の無端ベルトの製造方法において
は、該無端ベルトの加熱温度を、該ベルトの材質のガラ
ス転移点温度以上に設定することにより、一旦硬化処理
された該無端ベルトに対して永久変形の熱処理加工が可
能となる。

【００３１】請求項７の無端ベルトの製造装置において
は、該無端ベルトを張架する少なくとも２つのローラ
と、該ローラに張架された該無端ベルトの両端部を加熱
する加熱手段とを備え、かつ、該ローラの両端部がテー
パー形状をなしている。この製造装置によれば、該加熱
手段による加熱時に、該両端部が該ローラのテーパー形
状に沿った変形を起こし、該両端部にベルトの寄り止め
を形成することができる。したがって、ベルト駆動時の
位置ずれを防止することができる。また、少なくとも二
つ以上のローラを備えることにより、ベルト両端部の周
長が短く変形した後でも、ベルトの取り外しが容易であ
るというメリットがある。さらに、該ローラの両端部が
テーパー形状であるので、加熱時にベルトが一定の角度
に変形するための支えとなり、寄り止めの形状を精度よ
く維持することができるという効果がある。

【００３２】請求項８の無端ベルトの製造装置において
は、加熱装置を上記ローラの外部に設けることにより、
ローラ内部に加熱部を内蔵した場合と比較して、熱が該
ベルトの両端部以外に伝わりにくいので、加熱対象部分
と非加熱部分との断熱部材等の断熱手段が不要となる。
したがって、寄り止めを形成するための装置として、上
記ローラ等の回転機構のみの単純な構成にできるという
メリットがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る無端ベルトの製造装置
の概略断面図。

【図２】同製造装置の側面図。

【図３】同製造装置による無端ベルトの製造方法を説明
する説明図。

【図４】実施形態に係る同無端ベルトを適用することが
できる複写機の概略構成図。

【符号の説明】

１ 無端ベルト ２ 保持ローラ ３ 駆動ローラ ４ 加熱ヒーター ９ 感光体 １４、１５、１６、１７ 現像ユニット １９ 中間転写ベルト ２０ａ 転写バイアスローラ ２３ａ 紙転写バイアスローラー ２８ 定着装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｋ 79:00

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】種々のベルト装置で用いられる無端ベルト
   において、 上記無端ベルトの両端部の周長が、その他の部分の周長
   よりも短いことを特徴とする無端ベルト。
2. 【請求項２】請求項１の無端ベルトにおいて、 上記無端ベルトの両端部とその他の部分とが、同一の材
   質であることを特徴とする無端ベルト。
3. 【請求項３】請求項１の無端ベルトにおいて、 上記無端ベルトの両端部の形状が、テーパー形状である
   ことを特徴とする無端ベルト。
4. 【請求項４】請求項１乃至３の無端ベルトにおいて、 上記無端ベルトの材質が、ポリイミドであることを特徴
   とする無端ベルト。
5. 【請求項５】種々のベルト装置で用いられる無端ベルト
   の製造方法において、 一旦硬化処理された無端ベルトの両端部を加熱すること
   により、該両端部の周長を、非加熱部分の周長よりも短
   くすることを特徴とする無端ベルトの製造方法。
6. 【請求項６】請求項５の無端ベルトの製造方法におい
   て、 上記無端ベルトの加熱温度が、該ベルトの材質のガラス
   転移点温度以上であることを特徴とする無端ベルトの製
   造方法。
7. 【請求項７】種々のベルト装置で用いられる無端ベルト
   の製造装置において、 上記無端ベルトを張架する少なくとも２つのローラと、
   該ローラに張架された該無端ベルトの両端部を加熱する
   加熱手段とを備え、かつ、該ローラの両端部がテーパー
   形状であることを特徴とした無端ベルトの製造装置。
8. 【請求項８】請求項７の無端ベルトの製造装置におい
   て、 上記加熱手段としての加熱装置を、上記ローラの外部に
   設けたことを特徴とする無端ベルトの製造装置。