JP2001212834A - 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するとともに、有機溶剤等の不使用
により作業環境を改善する。 【解決手段】 ドラム(円筒体)５を一定速度で回転させ
ながら、その内周面に、熱可塑性の原料粉１８を、静電
ガン１４により均一に付着させたのち、この原料粉１８
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、固化させてから、ドラム５の内周面より剥
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、作業環境の悪化を防止しうるようにした、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内周面に、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、この皮膜の硬
化後、皮膜を円筒体の内周面より剥離して、それをシー
ムレスベルトとする。

【０００９】(２) 上記(１)項において、硬化性樹脂原
材料を熱可塑性の原料粉とし、これを表面平滑な円筒体
の内周面に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
記円筒体の内周面より剥離して、それをシームレスベル
トとする。

【００１０】(３) 上記(２)項において、原料粉を円筒
体の内周面に噴射するガンにより、噴射される原料粉に
帯電させて円筒体の内周面に静電気的に付着させる。

【００１１】(４) 上記(１)〜(３)項のいずれかにおい
て、円筒体とガンとのいずれか一方を中心軸線回りに一
定速度で回転させながら原材料または原料粉を付着させ
る。

【００１２】(５) 上記(２)〜(４)項のいずれかにおい
て、原料粉を、熱硬化性の接着剤により円筒体の内周面
に付着させる。

【００１３】(６) 上記(２)〜(５)項のいずれかにおい
て、円筒体の内周面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、次のようにして解決される。 (７) 内周面が平滑な円筒体と、円筒体の内周面に熱可
塑性又は熱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設ける。

【００１５】(８) 上記(７)項において、円筒体の周囲
又は内部に、円筒体の内周面に付着した熱可塑性又は熱
硬化性の原料粉を加熱して溶融させる加熱手段を設け
る。

【００１６】(９) 上記(７)または(８)項において、ガ
ンを、原料粉に帯電させる手段を有するものとする。

【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。まず図１及び図２を参照して、本
発明の製造装置の一実施形態について説明する。

【００１８】基台(１)の上面には、前後及び左右(以
下、方向は図１の左方を前として説明する)に所要寸法
離間して並ぶ４個の支持ローラ(２)が、それぞれの前後
方向を向く回転軸(３)の前後の端部を、基台(１)上にボ
ルト止めした前後１対ずつの軸受板(４)(４)により支持
することにより、回転自在に設けられている。

【００１９】左右方向に離間する前後の支持ローラ(２)
(２)上には、アルミニウム合金等の導電性金属材料より
なる円筒形のドラム(５)の前後部の下面が、水平かつ回
転自在に受支されている。

【００２０】ドラム(５)の内周面には、表面粗さＲz(十
点平均粗さ)が３μm以下の鏡面仕上加工、又は非粘着性
樹脂であるフッ素樹脂(商品名テフロン)等によるコーテ
ィング処理が施され、後記する製造後のシームレスベル
トの剥離性を良好としてある。

【００２１】前後及び左右の支持ローラ(２)間の中央部
上方には、ドラム(５)の中央部上面を下方に向かって押
圧する押えローラ(６)が、その前後方向を向く回転軸
(７)を、図示しない昇降手段に連係した下向きコ字形の
アーム(８)により支持することにより、上下動可能に設
けられている。

【００２２】基台(１)の後端部上面に立設した架台(９)
上には、回転軸(10)を前方に向けたモータ(11)が固定さ
れ、回転軸(10)に設けた小径の駆動ギヤ(12)は、ドラム
(５)の後端部外周面に嵌着したリングギヤ(13)と噛合し
ている。これにより、ドラム(５)は、モータ(11)の作動
により緩速で回転させられる。

【００２３】(14)は、ドラム(５)内の中心軸線上を前後
方向に往復移動するコロナ放電式の静電ガンで、その先
端部には、放射方向を向く複数の噴射孔(15)が穿設され
ている。

【００２４】静電ガン(14)における噴射孔(15)が形成さ
れた部分の中心には、負又は正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。

【００２５】静電ガン(14)は、可撓性の供給パイプ(16)
を介して、硬化性樹脂原材料が貯留された蓄圧タンク(1
7)に接続されている。

【００２６】蓄圧タンク(17)に貯留され、噴射孔(15)よ
り噴射される硬化性樹脂原材料としての原料粉(18)に
は、例えば平均粒径が数μm〜数百μmの範囲のポリアミ
ド系の熱可塑性合成樹脂粉末(商品名ナイロン６、66、1
2等)が用いられる。

【００２７】次に、本発明のシームレスベルトの製造方
法の一実施要領について説明する。まず公知の静電粉体
塗装法の原理を用いて、原料粉(18)をドラム(５)の内周
面に付着させる。

【００２８】すなわち、静電ガン(14)の放電電極を負極
(又は正極)、ドラム(５)を正極(又は負極)として、放電
電極に高電圧を印加すると、放電電極とドラム(５)の内
周面との間にコロナ放電が発生し、その間の空気がイオ
ン化される。

【００２９】この状態で、蓄圧タンク(17)内の原料粉(1
8)を各噴射孔(15)より噴射すると、原料粉(18)の個々の
粒子は帯電され、ドラム(５)の内周面に静電気的に付着
する。

【００３０】従って、ドラム(５)をモータ(11)により一
定の速度で回転させながら、静電ガン(14)を前後方向に
往復移動させると、ドラム(５)の内周面には、原料粉(1
8)による均一な厚さの粉体皮膜(18')が形成される。

【００３１】上記粉体皮膜(18')を形成したのち、ドラ
ム(５)を搬送して、図３に示すように、複数の面ヒータ
(19)を備える加熱炉(20)内に垂直として収容し、ドラム
(５)全体を、原料粉(18)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240℃)で所要時
間加熱する。

【００３２】すると、ドラム(５)の内周面の粉体皮膜(1
8')が間接的に加熱されて溶融することにより、連続し
た無端状の溶融皮膜(21)が形成される。

【００３３】ついで、溶融皮膜(21)が冷却して固化する
のを待ってから、ドラム(５)の内周面より剥離させれ
ば、図３の想像線で示すように、内外周面が平滑で、か
つ均一の厚さのシームレスベルト(22)が得られる。

【００３４】なお、上記剥離工程において、ドラム(５)
の内周面に鏡面仕上加工又はフッ素樹脂等のコーティン
グ処理を施しておくことにより、溶融皮膜(21)は固化す
る際に若干収縮するため、シームレスベルト(22)は極め
て容易に剥離される。

【００３５】本願の発明者らは、原料粉(18)として平均
粒径30μmのナイロン６(商品名)の微粉末を用い、上述
した工程により、厚さ120μm、外径200mm、長さ400mm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、かつ厚さや外径及び長さの寸法誤差も
極めて小さな高品質のシームレスベルトが得られること
が確認された。

【００３６】以上説明したように、上記実施形態の装置
及び方法によりシームレスベルト(22)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。

【００３７】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。

【００３８】さらに、ドラム(５)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。

【００３９】原料粉(18)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。

【００４０】原料粉(18)の粒径又は付着厚を適宜に選定
することにより、ベルト(22)の厚さを任意に変えること
もできる。

【００４１】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではない。上記実施形態の製造装置において、ドラム
(５)を回転させる手段として、ドラム(５)にリングギヤ
(13)を嵌着し、これにモータ(11)の駆動ギヤ(12)を噛合
させて回転させるようにしているが、このようなリング
ギヤ(13)やモータ(11)を設ける代わりに、４個の支持ロ
ーラ(２)の少なくとも１個を駆動ローラとするか、ある
いは、上方の押えローラ(６)を駆動ローラとして、ドラ
ム(５)を回転させるようにしてもよい。また、ドラム
(５)を回転させる代わりに、静電ガン(14)を軸線回りに
回転させるようにしてもよい。

【００４２】噴射孔(15)は、単一とすることもできる。
噴射孔(15)を放射方向に多数穿設し、ドラム(５)又は静
電ガン(14)を回転させずに実施することもある。

【００４３】上記実施形態では、ドラム(５)に原料粉(1
8)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、まず上述と同様、鏡面仕上等が施されたドラム
(５)の内周面に、熱硬化性の液状の樹脂系接着剤を均一
に塗布する。この際の接着剤は、たれが防止しうる程度
の粘度のものを用いる。

【００４４】ついで、ドラム(５)を一定速で回転させな
がら、原料粉(18)の噴射機能のみを有するガンを前後方
向に往復移動させ、原料粉(18)を均一な厚さに付着させ
る。ついで、ドラム(５)を、上述と同様の加熱炉(20)に
収容して、一定の温度で所定時間加熱すれば、接着剤の
硬化と原料粉(18)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。

【００４５】この皮膜を、冷却、固化させてから、ドラ
ム(５)より剥離すれば、上述と同様のシームレスベルト
(22)が得られる。

【００４６】なお、接着剤をドラム(５)の内周面に塗布
する代わりに、ガンより原料粉(18)と接着剤とを同時に
噴射させ、原料粉(18)がドラム(５)の内周面と衝突する
のと同時に付着させるようにしてもよい。

【００４７】上記実施形態では、付着させた原料粉(18)
を加熱炉(20)を用いて溶融しているが、例えば図１の想
像線で示すような前後方向に移動可能な円筒形のヒータ
(23)を、ドラム(５)内に挿入するか、図２に示すよう
に、ドラム(５)の周囲に複数の面ヒータ(24)を設けるな
どして、原料粉(18)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、ドラム(５)を加熱
炉(20)まで搬送する工程を省略しうるので、生産性が高
まる。

【００４８】上記実施形態では、いずれも、粉末状の原
料粉(18)をドラム(５)の内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可塑性又は熱硬化性の原材
料をガン等により噴射して、ドラム(５)の内周面に均一
な厚さの皮膜を形成し、これを冷却、固化させたのち、
ドラム(５)より剥離してシームレスベルトを製造するこ
ともある。

【００４９】ドラム(５)は、その中心軸線を垂直とし
て、その内周面に原料粉(18)を付着させてもよいことは
勿論である。原料粉(18)は、熱硬化性樹脂とすることも
ある。原料粉(18)に帯電させる手段には、上記コロナ放
電式の静電ガン(14)の代わりに、摩擦により帯電させる
トリボガンを用いてもよい。

【００５０】

【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。また、硬化時に皮膜は収縮
するので、円筒体の内周面よりシームレスベルトは容易
に剥離する。

【００５１】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、作業環境の悪化を防止しうるだけで
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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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】本発明の実施形態の装置及び原料粉の付着工程
を示す一部切欠側面図である。

【図２】同じく、図１のII−II線の矢視正面図である。

【図３】同じく、付着させた原料粉の加熱溶融工程を示
す説明図である。

【符号の説明】

(１)基台 (２)支持ローラ (３)回転軸 (４)軸受板 (５)ドラム(円筒体) (６)押えローラ (７)回転軸 (８)アーム (９)架台 (10)回転軸 (11)モータ (12)駆動ギヤ (13)リングギヤ (14)静電ガン (15)噴射孔 (16)供給パイプ (17)蓄圧タンク (18)原料粉 (18')粉体皮膜 (19)面ヒータ (20)加熱炉 (21)溶融皮膜 (22)シームレスベルト (23)ヒータ(加熱手段) (24)面ヒータ(加熱手段)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AA29 AA36 AG16 AM25 AP15 AR16 CA04 CA27 CB01 CC07 CD07 CD08 CD30 CL22 CN01 CN24 4F205 AA29 AA36 AC04 AG16 GA02 GA05 GB01 GC04 GF01 GF25 GN01 GN13 GN18 GN29

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面平滑な円筒体の内周面に、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、この
   皮膜の硬化後、皮膜を円筒体の内周面より剥離して、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】 硬化性樹脂原材料を熱可塑性の原料粉と
   し、これを表面平滑な円筒体の内周面に均一な厚さに付
   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、前記円筒体の内周面より剥離
   して、それをシームレスベルトとすることを特徴とする
   請求項１記載のシームレスベルトの製造方法。
3. 【請求項３】 原料粉を円筒体の内周面に噴射するガン
   により、噴射される原料粉に帯電させて円筒体の内周面
   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】 円筒体とガンとのいずれか一方を中心軸
   線回りに一定速度で回転させながら原材料または原料粉
   を付着させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
   に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
   体の内周面に付着させることを特徴とする請求項２〜４
   のいずれかに記載のシームレスベルトの製造方法。
6. 【請求項６】 円筒体の内周面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】 内周面が平滑な円筒体と、円筒体の内周
   面に熱可塑性又は熱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】 円筒体の周囲又は内部に、円筒体の内周
   面に付着した熱可塑性又は熱硬化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】 ガンを、原料粉に帯電させる手段を有す
   るものとした請求項７または８記載のシームレスベルト
   の製造装置。