JP2000326349A - シームレスベルトの製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シームレスベルトを、比較的簡単な設備で容
易、かつ安価に製造しうるとともに、有機溶剤の不使用
により作業環境を改善する。 【解決手段】 表面平滑なマンドレル(円筒体)２を、一
定速で回転させながら、その外周面に、熱可塑性の原料
粉１を、静電粉体塗装法により均一に付着させたのち、
原料粉１を加熱溶融して、連続した無端状の皮膜を形成
し、この皮膜を冷却、固化化させてからマンドレル２よ
り剥離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばパソコン用
プリンタや複写機等に用いられる比較的薄肉のシームレ
スベルトの製造方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のシームレスベルトの従来の製造
方法としては、環状のダイスを用いて連続的に押出し成
形するもの(例えば特開平３−８９３５７号公報、特開
平４−２７８３２７号公報参照)、シリンダを回転さ
せ、その中で遠心成形するもの(例えば特開平４−９３
２１０号公報参照)、有機溶剤により溶解した原材料中
にマンドレルを浸漬し、その外周面に付着した原材料の
溶媒を乾燥させ、皮膜状に成形するもの(例えば特開平
９−２６９６７５号公報参照)などがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した環状
のダイスによる押出し成形では、周方向の長さや厚さに
異同が生じ易く、かつ表面の平滑性においても、問題が
残り、また、周長の長い大口径のシームレスベルトの成
形は困難である。

【０００４】遠心成形による方法では、表面の平滑度は
優れるものの、溶融した原材料が硬化、乾燥するまでの
時間が長く、生産性が低い。また、遠心力を利用してい
るため、ベルトの厚さの精度を高めるためには、装置の
機械的な寸法精度や設置精度を高める必要があり、その
分、コスト高となる。さらに、素材の溶解に揮発性の有
機溶剤が使用されることが多いため、作業環境が悪化す
る。

【０００５】浸漬による成形方法では、上述と同様、原
材料の硬化、乾燥に要する時間が長く、生産性が低い。
特に、ベルトの厚さが厚くなるほど、その影響は大きく
なる。また、大口径のベルトを成形するには、大きな浸
漬槽を設置し、その中に多量の溶解した原材料を貯留し
なければならないので、設備費が嵩むとともに、原材料
のロスも大きく、製品単価が上昇する原因ともなる。

【０００６】さらに、上記遠心成形及び浸漬による製造
方法においては、いずれも、原材料を、溶剤を用いて溶
解させるようになっているため、原材料は、溶剤により
溶解可能なものに限定され、その選択幅は小さい。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、寸法精度が高く、かつ比較的簡単な装置及び設備
で容易、安価に成形しうるとともに、有機溶剤の不使用
により、作業環境を大幅に改善することができるように
したシームレスベルトの製造方法及び装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のシームレスベル
トの製造方法によると、上記課題は、次のようにして解
決される。 (１) 表面平滑な円筒体の外周面に、硬化性樹脂原材料
を噴射して、均一な厚さの皮膜を形成し、前記皮膜の硬
化後、皮膜を円筒体より剥離して、それをシームレスベ
ルトとする。

【０００９】(２) 表面平滑な円筒体の外周面に、熱可
塑性の原料粉を均一な厚さに付着させたのち、この原料
粉を加熱溶融することにより、連続した無端筒状の溶融
皮膜を形成し、この溶融皮膜を冷却して固化させてか
ら、前記円筒体より剥離する。

【００１０】(３) 上記(２)項において、円筒体と、該
円筒体に原料粉を噴射するガンとの間に高電圧を印加
し、噴射される原料粉を帯電させて、円筒体の外周面に
静電気的に付着させる。

【００１１】(４) 上記(３)項において、円筒体を一定
速で回転させながら原料粉を付着させる。

【００１２】(５) 上記(２)項において、原料粉を、熱
硬化性の接着剤により円筒体の外周面に付着させる。

【００１３】(６) 上記(２)〜(５)項のいずれかにおい
て、円筒体に付着させた原料粉を、円筒体の周囲又はそ
の内部に設けた加熱手段により溶融する。

【００１４】また、本発明のシームレスベルトの製造装
置によると、上記課題は、表面平滑な円筒体と、円筒体
の外周面に硬化性樹脂原材料を噴射するガンと、前記円
筒体とガンとのいずれか一方を円筒体の中心軸線を中心
として回転させる回転手段とを備えることにより解決さ
れる。

【００１５】上記製造装置において、円筒体を囲むよう
に配設され、円筒体の外周面に付着した熱可塑性の原料
粉を加熱して溶融させる加熱手段を備えることが好まし
い。

【００１６】また、上記製造装置において、円筒体とガ
ンとの間に、高電圧印加装置を設けるのが好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
に基づいて説明する。図１〜図３は、本発明の方法を工
程順に示している。

【００１８】図１は、シームレスベルト製造用の原料粉
(１)を、円筒形の垂直のマンドレル(２)の外周面に付着
させる工程を示すもので、マンドレル(２)は、例えばア
ルミニウム合金等の導電性金属材料により形成され、そ
の外周面には、表面粗さＲz(十点平均粗さ)３μm以下の
鏡面仕上が施されている。

【００１９】マンドレル(２)は、その上面中央に上向き
として固着された吊支杆(３)の上端のフック(４)を、回
転駆動装置（図示略）に連係された回転軸(５)の下端の
フック(６)に係止することにより、垂直軸回りに、一定
の速さで回転させられるようになっている。なお、回転
軸(５)は、マンドレル(２)を搬送するクレーン等の搬送
装置（図示略）にも連係されている。

【００２０】原料粉(１)には、例えば粒径が数μm〜数
百μmの範囲のポリアミド系の熱可塑性樹脂粉末(ナイロ
ン６、66、12等)が用いられる。

【００２１】(７)は、原料粉(１)が貯留された蓄圧タン
クで、可撓性の供給パイプ(８)を介して、水平の静電ガ
ン(９)に接続されている。静電ガン(９)は、マンドレル
(２)の側方に、上下方向に往復移動可能として設けら
れ、かつ先端のノズルの中心には、負の高電圧が印加さ
れる放電電極（図示略）が内蔵されている。

【００２２】原料粉(１)をマンドレル(２)の外周面に付
着させるには、公知の静電粉体塗装法の原理を用いて行
われる。すなわち、静電ガン(９)の放電電極を負極と
し、マンドレル(２)を正極として、放電電極に高電圧を
印加すると、放電電極とマンドレル(２)の外周面との間
にコロナ放電が発生し、その間の空気はイオン化され
る。この状態で、蓄圧タンク(７)内の原料粉(１)を静電
ガン(９)の先端より噴射すると、原料粉(１)の個々の粒
子は帯電され、マンドレル(２)の外周面に静電気的に付
着する。

【００２３】従って、マンドレル(２)を一定の速度で回
転させながら、静電ガン(９)を上下方向に往復移動させ
ると、マンドレル(２)の外周面には、原料粉(１)の均一
な厚さの粉体皮膜(1')が形成される。上記粉体皮膜(1')
を形成したのち、マンドレル(２)を搬送して、図２に示
すように、複数の面ヒータ(10)を備える加熱炉(11)の中
へ収容し、粉体皮膜(1')を、原料粉(１)の融点とほぼ同
等、又はそれより若干高い温度(ポリアミド樹脂では約2
40℃)で所要時間加熱する。この際、加熱むらをなくす
ために、マンドレル(２)を緩速で回転させながら加熱す
るのがよい。すると、粉体皮膜(1')の個々の粉末粒子が
溶融して、互いに結合することにより、連続した無端筒
状の溶融皮膜(12)が形成される。

【００２４】ついで、加熱炉(11)よりマンドレル(２)を
取出し、溶融皮膜(12)が冷却して固化するのを待ってか
ら、図３に示すように、マンドレル(２)の外周面と固化
した溶融皮膜(12)との間に圧縮空気を吹き込むなどし
て、溶融皮膜(12)をマンドレル(２)の外周面より剥離さ
せれば、内外周面が平滑で、かつ均一の厚さのシームレ
スベルト(13)が成形される。

【００２５】本願の発明者らは、原料粉(１)にナイロン
６の微粉末を用い、上述した工程により、厚さ95μm、
周長700mmのシームレスベルトを製造した。その結果、
表面粗さＲzが２μm以下で、かつ厚さや周長の寸法誤差
も極めて小さく、高品質で平滑性に優れるシームレスベ
ルトが得られることが確認された。

【００２６】以上説明したように、上記実施形態の要領
によりシームレスベルト(13)を製造すると、従来の押出
し、遠心、浸漬等の方法に比して、比較的簡単な設備費
及び工程で、容易かつ安価に製造することができ、生産
性も高まる。

【００２７】また、素材溶解用の有機溶剤を全く使用し
ないですむため、作業環境が大幅に改善されるだけでな
く、溶解の困難な材料をも使用しうるので、その選択幅
が大きくなる。

【００２８】さらに、マンドレル(２)の外径を変えるだ
けで、押出しや浸漬工法では困難な大口径のベルトを、
容易かつ能率的に製造することができる。

【００２９】原料粉(１)は、静電気的に付着されるの
で、広範に飛散するのが防止され、ロスが小さくなるこ
とにより、コスト低減が可能となる。

【００３０】原料粉(１)の粒径又は付着厚を適宜に選定
することにより、ベルトの厚さを任意に変えることもで
きる。

【００３１】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではない。上記実施形態では、マンドレル(２)に原料粉
(１)を付着する手段として、静電粉体塗装の原理を用い
ているが、接着により付着させるようにしてもよい。す
なわち、図４に拡大して示すように、まず上述と同様、
鏡面仕上が施されたマンドレル(２)の外周面に、熱硬化
性の樹脂系接着剤(14)を均一に塗布する。この際の接着
剤(14)は、たれが防止しうる程度の粘度のものを用い
る。

【００３２】ついで、マンドレル(２)を一定速で回転さ
せながら、原料粉(１)の噴射機能のみを有するガン(15)
を上下方向に往復移動させ、原料粉(１)を均一な厚さに
付着させる。ついで、マンドレル(２)を、上述と同様の
加熱炉(11)に収容して、一定の温度で所定時間加熱すれ
ば、接着剤(14)の硬化と原料粉(１)の溶融とがほぼ同時
に進行してそれらが一体的に結合し、均一な厚さの皮膜
が形成される。

【００３３】この皮膜を、冷却、固化させてから、マン
ドレル(２)より剥離すれば、上述と同様のシームレスベ
ルト(13)が得られる。

【００３４】なお、接着剤(14)をマンドレル(２)の外周
面に塗布する代わりに、ガン(15)より原料粉(１)と接着
剤(14)とを同時に噴射させ、原料粉(１)がマンドレル
(２)の外周面と衝突するのと同時に付着させるようにし
てもよい。

【００３５】上記実施形態では、付着させた原料粉(１)
を加熱炉(11)を用いて溶融しているが、例えば図１の想
像線で示すような面ヒータ(16)を、マンドレル(２)の周
囲にに複数設けるか、又はマンドレル(２)の内部に加熱
装置（図示略）を設けるなどして、原料粉(１)の付着
後、直ちに加熱溶融させるようにしてもよい。このよう
にすると、マンドレル(２)を加熱炉(11)まで搬送する工
程を省略しうるので、生産性が高まる。

【００３６】上記実施形態では、いずれも、粉末状の原
料粉(１)をマンドレル(２)の外周面に付着するようにし
ているが、予め加熱溶融された熱硬化性の原材料をガン
等により噴射して、マンドレル(２)の外周面に均一な厚
さの皮膜を形成し、これをヒータ等により加熱して硬化
させたのち、マンドレル(２)より剥離してシームレスベ
ルトを製造することもある。

【００３７】マンドレル(２)は、その中心軸線を水平に
支持して回転させてもよいことは勿論である。

【００３８】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、従来の方
法に比して、製造設備や工程が簡略化され、高品質のシ
ームレスベルトを容易かつ安価に製造することができる
とともに、生産性も高まる。

【００３９】請求項２記載の発明によれば、上記請求項
１の効果に加えて、素材を溶解するための有機溶剤を全
く使用しないので、作業環境を大幅に改善しうるだけで
なく、材料の選択幅も大きくなる。また、円筒体の大き
さを変えるだけで、小口径から大口径のシームレスベル
トまで容易に製造することができる。

【００４０】請求項３記載の発明によれば、原料粉の飛
散ロスが小さくなるため、材料ロスが少なく、コスト低
減が図れる。また、原料粉は、季節等による周囲の温度
と無関係に安定的に付着されるので、自動化がし易く、
人件費が削減される。すなわち、従来の溶剤により溶解
した材料では、季節による温度の違いにより粘度が変化
するため、その調整が面倒で、自動化するのは難しい。

【００４１】請求項４記載の発明によれば、原料粉を容
易かつ均一に付着させることができる。

【００４２】請求項５記載の発明によれば、原料粉を帯
電させる電極や電源が不要となるため、製造設備のコス
トを低減しうる。

【００４３】請求項６記載の発明によれば、原料粉付着
後の円筒体を加熱炉等まで搬送することなく、直ちに加
熱溶融することができるので、工程が簡略化し、生産性
が高まる。

【００４４】請求項７記載の発明によれば、従来のよう
な大がかりな装置を用いることなく、簡単な装置でシー
ムレスベルトを容易に製造することができる。

【００４５】請求項８記載の発明によれば、付着した原
料粉を加熱溶融する加熱炉が不要となるので、設備費が
安価となる。

【００４６】請求項９記載の発明によれば、原料粉を帯
電させて、円筒体にロスなく効果的に付着させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における原料粉の付着工程を
示す概略斜視図である。

【図２】同じく、加熱溶融工程を示す一部切欠正面図で
ある。

【図３】同じく、冷却、硬化後におけるシームレスベル
トのマンドレルよりの剥離工程を示す斜視図である。

【図４】本発明の他の実施形態における原料粉の付着工
程を示す要部の拡大縦断面図である。

【符号の説明】

(１)原料粉 (1')粉体皮膜 (２)マンドレル(円筒体) (３)吊支杆 (４)フック (５)回転軸 (６)フック (７)蓄圧タンク (８)供給パイプ (９)静電ガン (10)面ヒータ (11)加熱炉(加熱手段) (12)溶融皮膜 (13)シームレスベルト (14)接着剤 (15)ガン (16)面ヒータ(加熱手段)

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面平滑な円筒体の外周面に、硬化性樹
   脂原材料を噴射して、均一な厚さの皮膜を形成し、前記
   皮膜の硬化後、皮膜を円筒体より剥離して、それをシー
   ムレスベルトとすることを特徴とするシームレスベルト
   の製造方法。
2. 【請求項２】 表面平滑な円筒体の外周面に、熱可塑性
   の原料粉を均一な厚さに付着させたのち、この原料粉を
   加熱溶融することにより、連続した無端筒状の溶融皮膜
   を形成し、この溶融皮膜を冷却して固化させてから、前
   記円筒体より剥離することを特徴とするシームレスベル
   トの製造方法。
3. 【請求項３】 円筒体と、該円筒体に原料粉を噴射する
   ガンとの間に高電圧を印加し、噴射される原料粉を帯電
   させて、円筒体の外周面に静電気的に付着させることを
   特徴とする請求項２記載のシームレスベルトの製造方
   法。
4. 【請求項４】 円筒体を一定速で回転させながら原料粉
   を付着させることを特徴とする請求項３記載のシームレ
   スベルトの製造方法。
5. 【請求項５】 原料粉を、熱硬化性の接着剤により円筒
   体の外周面に付着させることを特徴とする請求項２記載
   のシームレスベルトの製造方法。
6. 【請求項６】 円筒体に付着させた原料粉を、円筒体の
   周囲又はその内部に設けた加熱手段により溶融すること
   を特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のシームレ
   スベルトの製造方法。
7. 【請求項７】 表面平滑な円筒体と、円筒体の外周面に
   硬化性樹脂原材料を噴射するガンと、前記円筒体とガン
   とのいずれか一方を円筒体の中心軸線を中心として回転
   させる回転手段とを備えることを特徴とするシームレス
   ベルトの製造装置。
8. 【請求項８】 円筒体を囲むように配設され、円筒体の
   外周面に付着した熱可塑性の原料粉を加熱して溶融させ
   る加熱手段を備えることを特徴とする請求項７記載のシ
   ームレスベルトの製造装置。
9. 【請求項９】 円筒体とガンとの間に、高電圧印加装置
   を設けた請求項７または８記載のシームレスベルトの製
   造装置。