JP2002082531A

JP2002082531A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002082531A
Application number: JP2000269072A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Odajima; 智小田嶋; Junya Ishida; 純也石田
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd; Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2000-09-05
Publication date: 2002-03-22

Abstract

(57)【要約】【課題】シームレスベルトの迫り上がり現象、乗り上
げ現象、びびり現象を抑制し、シームレスベルトの長寿
命化を図れる画像形成装置を提供する。【解決手段】複数のロール１間に、可撓性で熱可塑性
樹脂製のシームレスベルト１０を張架し、各ロール１の
一端部周面にガイド溝２を周方向に凹み形成し、エンド
レスのシームレスベルト１０の開口一端部の内周面に
は、ガイド溝２に嵌合する蛇行規制用のガイドリブ１１
を巻回して接着し、耐磨耗試験後におけるガイド溝２の
内側側面２ａとガイドリブ１１の対向側面１１ａとの動
摩擦係数を０．５以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
し、より詳しくは、電子写真複写機、レーザプリンタ、
ファクシミリ、あるいはこれらを複合したＯＡ機器に使
用され、トナーや紙等を静電的に付着させて搬送する中
間転写ベルト等のシームレスベルトに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像形成装置は、図示しないが、
複数のロール間に、可撓性で樹脂製のシームレスベルト
が張架され、各ロールの両端部周面にガイド溝が周方向
にそれぞれ凹み形成されており、シームレスベルトの開
口両端部の内周縁には、ガイド溝に嵌合する蛇行規制用
のガイドリブがそれぞれ巻回して接着されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像形成装置
は、以上のようにロールのガイド溝にシームレスベルト
のガイドリブが単に嵌合するだけなので、シームレスベ
ルトの迫り上がり現象、乗り上げ現象、びびり現象が生
じるという大きな問題がある。そしてこれらを通じ、シ
ームレスベルトの端部に大きなストレスが作用して端部
に亀裂を生じ、破断を招くおそれが少なくない。

【０００４】本発明は、上記に鑑みなされたもので、シ
ームレスベルトの迫り上がり現象、乗り上げ現象、びび
り現象を抑制し、シームレスベルトの長寿命化を図るこ
とのできる画像形成装置を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明にお
いては、上記課題を達成するため、複数のロール間に、
樹脂製のシームレスベルトを張りかけ渡した装置を含む
ものであって、各ロールの少なくとも一端部周面にガイ
ド溝を周方向に形成し、上記シームレスベルトの少なく
とも開口一端部の内周面に、上記ガイド溝に嵌まる蛇行
規制用のガイドリブを設け、耐磨耗試験後における該ガ
イド溝の側面と該ガイドリブの対向側面との動摩擦係数
を０．５以下としたことを特徴としている。なお、上記
耐磨耗試験を、上記ガイドリブを、上記ガイド溝の構成
材料と同様の材料で作成した板状成形体に、１００ｇ／
ｃｍ²の荷重を加えながら１００ｍｍ／秒のスピードで
往復運動させ、１２０時間後の動摩擦係数を測定する試
験とすることが好ましい。

【０００６】ここで、特許請求の範囲におけるロールは
２本以上であれば良い。ガイド溝は、各ロールの一端部
周面に形成することもできるし、各ロールの両端部周面
にそれぞれ形成することもできる。ガイドリブは、ガイ
ド溝の本数に応じ、シームレスベルトの開口一端部の内
周面に設けることもできるし、シームレスベルトの開口
両端部の内周面にそれぞれ設けることもできる。このガ
イドリブは、ガイド溝の形状に応じ、断面矩形や断面台
形状等とすることが可能である。さらに、ガイドリブに
接触するガイド溝の側面には、一側面と両側面のいずれ
もが含まれる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態を説明すると、本実施形態における画像
形成装置は、図１ないし図３に示すように、複数のロー
ル１間に、可撓性・弾性のシームレスベルト１０を張架
し、各ロール１の一端部周面にガイド溝２を周方向に凹
み形成するとともに、エンドレスのシームレスベルト１
０の開口一端部の内周縁には、ガイド溝２に嵌合する蛇
行規制用のガイドリブ１１を接着剤、粘着剤、両面粘着
テープ等を介し巻回接着し、耐磨耗試験後におけるガイ
ド溝２の内側側面２ａとこれに摺接するガイドリブ１１
の対向側面１１ａとの動摩擦係数を０．５以下とするよ
うにしている。

【０００８】各ロール１は、図１や図２に示すように、
例えば駆動ロールやガイドロール等からなり、一端部周
面の周方向にエンドレスの溝が直接凹み形成されること
により、あるいは一端部にエンドレスの溝を備えたリン
グが嵌着されることにより、一端部にガイド溝２が実質
的に形成される。この断面凹字形のガイド溝２は、耐熱
性に優れるフッ素樹脂によりコーティングされたり、あ
るいはフッ素樹脂により直接成形される。

【０００９】シームレスベルト１０は、同図に示すよう
に、所定の熱可塑性樹脂を用いて弾性のエンドレスに遠
心成形、押出成形、あるいは射出成形される。このシー
ムレスベルト１０の材料としては、ＰＥＴ、ＰＢＴ、Ｐ
ＥＮ等のポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリ
アミドイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素樹脂、
ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボ
ネート、アラミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン
(ＰＥＥＫ)、エポキシ樹脂、架橋型ポリエステル樹脂、
メラミン樹脂等があげられる。

【００１０】シームレスベルト１０は、ある程度の導電
性の要求される場合があるが、この場合には導電性付与
剤が適宜添加される。このような導電性付与剤として
は、金属、合金からなる針状、球状、板状、不定形等の
粉末、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファ
ーネスブラック等のカーボン粉末、天然黒鉛、人造黒
鉛、膨張黒鉛等の黒鉛粉末、セラミックス粉末、表面が
金属メッキされた各種粒子があげられ、その形状、サイ
ズ等は球状ないし不定形をなし、０.０１〜１０μｍ程
度が望ましい。導電性付与剤の添加量は、所望の導電性
により適宜調整すれば良いが、おおよそ１〜２５容量％
の範囲から選択することが好ましい。これは、１容量％
未満では、導電性物質同士の距離が大きくなり、導電性
が発現しないからである。また、２５容量％を超える
と、シームレスベルト１０の機械的強度に悪影響を及ぼ
す危険性がある。

【００１１】熱可塑性樹脂に導電性付与剤を分散させる
方法としては、公知の分散方法が適宜用いられる。具体
的には、ミキシングロール、加圧式ニーダ、押出機、三
本ロール、ホモジナイザ、ボールミル、ビーズミル等、
熱可塑性樹脂の性状に適した方法が採用される。その
他、可塑剤、着色剤、帯電防止剤、老化防止剤、補強性
フィラー、反応助剤、反応抑制剤等、各種添加剤が必要
に応じて添加される。

【００１２】ガイドリブ１１は、各ロール１のガイド溝
２に嵌合した状態で繰り返し屈曲使用されるので、適度
なゴム弾性と耐磨耗性とを有する材料で成形され、表面
が低摩擦加工されている。このガイドリブ１１の材質と
しては、ウレタン系エラストマー、シリコーン系エラス
トマー、フッ素樹脂系エラストマー、スチレン系エラス
トマー等があげられるが、特に機械的特性に優れるウレ
タン系エラストマーが良い。

【００１３】ガイドリブ１１の表面を低摩擦加工する方
法としては、表面をフッ素樹脂やグラファイト粒子含有
樹脂でコーティングしたり、材料中にフッ素樹脂粒子や
グラファイト粒子を配合し、表面に露出させる方法等が
あげられる。フッ素樹脂粒子は、具体的にはポリテトラ
フロロエチレン(ＰＴＦＥ)を用いることが好ましく、大
きさは重量平均粒子径で１〜３００μｍ程度のものと
し、配合量は１〜５０容量％が良い。これは、１容量％
未満では低摩擦化することが困難であり、５０容量％を
超えると、ガイドリブ１１自体のゴム弾性を失い、シー
ムレスベルト１０の走行性に悪影響を及ぼすおそれがあ
るからである。

【００１４】ガイドリブ１１の厚さは、０.１ｍｍ〜２
ｍｍが好ましく、０.５ｍｍ〜１．５ｍｍが最適であ
る。これは、厚さが２ｍｍを超えると、ガイドリブ１１
でクラックが発生しやすくなるからである。逆に、０.
１ｍｍ未満だと、十分な蛇行防止効果を得ることができ
ないからである。また、ガイドリブ１１の幅は、２ｍｍ
〜２０ｍｍが好ましく、３ｍｍ〜７ｍｍがより好まし
い。これは、幅が２ｍｍよりも小さいと横方向への応力
に耐えることができず、十分な蛇行防止効果が期待でき
なくなるからである。逆に、２０ｍｍを超えると、製品
の大型化や重量の増加を招き、不適当である。

【００１５】耐磨耗試験は、ガイド溝２の構成材料と同
様の材料で作成した板状成形体に、１００ｇ／ｃｍ²の
荷重を加えながら１００ｍｍ／秒のスピードでガイドリ
ブ１１を往復運動させ、１２０時間後の動摩擦係数を測
定する試験である。この耐磨耗試験後におけるガイド溝
２の内側側面２ａとこれに摺接するガイドリブ１１の対
向側面１１ａとの動摩擦係数は０．５以下の範囲とされ
る。これは、動摩擦係数の値が０．５を超えると、ガイ
ド溝２にガイドリブ１１が押し付けられた状態で回転す
るとき、摩擦力がガイドリブ１１を外側に押し上げる方
向に作用するため、この力が大きくなり、あるいはガイ
ド溝２からガイドリブ１１が外れ、シームレスベルト１
０の破断する危険性が大きくなるからである。

【００１６】動摩擦係数の測定方法としては、ガイド溝
２とガイドリブ１１とに１００ｇの荷重を垂直(図１の
左右方向)にかけ、１００ｍｍ／秒のスピードで引っ張
った場合の応力をＦとしたとき、Ｆ／１００を動摩擦係
数とする方法等があげられる。

【００１７】上記によれば、耐磨耗試験後における２の
内側側面２ａとこれに摺接するガイドリブ１１の対向側
面１１ａとの動摩擦係数を０．５以下とするので、摩擦
の減少を通じてシームレスベルト１０の偏り力、乗り上
げ力を弱化させ、迫り上がり現象、乗り上げ現象、びび
り現象をきわめて有効に抑制防止することができる。ま
たこれにより、シームレスベルト１０の端部に大きなス
トレスが作用して端部に亀裂を生じ、破断を招くおそれ
を容易に解消することが可能となる。さらに、このよう
なシームレスベルト１０を種々のＯＡ機器に使用すれ
ば、印刷精度の安定性や機器の長寿命化が大いに期待で
きる。

【００１８】なお、上記実施形態では断面凹字形のガイ
ド溝２の表面をフッ素樹脂等の低摩擦材でコーティング
したものを示したが、なんらこれに限定されるものでは
なく、コーティングしなくても良い。また、ガイドリブ
１１の表面をフッ素樹脂等の低摩擦材で作製しても良い
し、しなくても良い。

【００１９】また、各ロール１の一端部周面にガイド溝
２を凹み形成し、シームレスベルト１０の開口一端部の
内周縁にガイドリブ１１を接着したものを示したが、各
ロール１の両端部周面にガイド溝２をそれぞれ周方向に
凹み形成し、シームレスベルト１０の開口両端部の内周
縁にガイドリブ１１をそれぞれ接着する場合には、耐磨
耗試験後におけるガイド溝２の両側面とこれに摺接する
ガイドリブ１１の対向側面１１ａとの動摩擦係数を０．
５以下とすれば良い。さらに、シームレスベルト１０
は、図１や図２に示すように張架することもできるが、
図３のように懸架したり、これ以外の態様に張ることも
可能である。

【００２０】

【実施例】以下、本発明に係る画像形成装置の実施例を
説明する。実施例シームレスベルトの作製ポリアミドイミド製のＮＭＰ溶液〔東洋紡績株式会社製
商品名Ｎ‐１００〕を材料として遠心成形法により直
径２６０ｍｍ、長さ３００ｍｍ、厚さ０．１ｍｍのシー
ムレスベルト１０を作製した。こうしてシームレスベル
ト１０を作製したら、このシームレスベルト１０の開口
一端部の内周縁に、ガイドリブ１１をＰＥＴ基材からな
る両面粘着テープを介して貼着した。

【００２１】ガイドリブの作製１．ＪＩＳＡ硬度７０°の熱可塑性ウレタンエラスト
マーを用意し、この熱可塑性ウレタンエラストマーを厚
さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に０．８ｍｍの厚さで
カレンダー成形、ラミネートし、幅５ｍｍ、長さ８１６
ｍｍの大きさにカットしてガイドリブ１１とした(図４
(ａ)参照)。２．ＪＩＳＡ硬度７０°の熱可塑性ウレタンエラスト
マーに、平均粒径２０μｍのＰＴＦＥ粒子を２０容量％
配合し、これを厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に
０．８ｍｍの厚さでカレンダー成形、ラミネートし、幅
５ｍｍ、長さ８１６ｍｍの大きさにカットしてガイドリ
ブ１１とした(図４(ｂ)参照)。

【００２２】３．ＪＩＳＡ硬度７０°の熱可塑性ウレ
タンエラストマーを用意し、この熱可塑性ウレタンエラ
ストマーを厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に０．７
ｍｍの厚さでカレンダー成形、ラミネートし、幅５ｍ
ｍ、長さ８１６ｍｍの大きさにカットしてガイドリブ母
材を得た。そして、幅６．５ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍの
ＰＴＦＥフィルムの片面に、厚さ０．０５ｍｍのシリコ
ーン系接着剤が塗布された片面粘着テープを、ガイドリ
ブ母材のＰＥＴ以外の面を略覆うように貼着し、ガイド
リブ１１とした(図４(ｃ)参照)。４．ＪＩＳＡ硬度７０°の熱可塑性ウレタンエラスト
マーに、平均粒径２０μｍのＰＴＦＥ粒子を０．５容量
％配合し、これを厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム上に
０．８ｍｍの厚さでカレンダー成形、ラミネートし、幅
５ｍｍ、長さ８１６ｍｍの大きさにカットしてガイドリ
ブ１１を得た(図４(ｂ)参照)。

【００２３】ガイド溝の作製１．両端部に直径１５ｍｍ、長さ２０ｍｍの部分を有
し、中央部の直径３０ｍｍ、長さ３５０ｍｍのアルミニ
ウム製のロール１を用意し、このロール１の直径３０ｍ
ｍ部分の片側端部から２０ｍｍの位置に、幅５．１ｍ
ｍ、深さ１．０ｍｍの溝を切削し、その後、研磨加工し
てガイド溝２とした(図５(ａ)参照)。２．両端部に直径１５ｍｍ、長さ２０ｍｍの部分を有
し、中央部の直径３０ｍｍ、長さ３５０ｍｍのアルミニ
ウム製のロール１を用意し、このロール１の直径３０ｍ
ｍ部分の片側端部から２０ｍｍの位置に、幅５．３ｍ
ｍ、深さ１．１ｍｍの溝を切削加工した。そして、フッ
素系樹脂を塗装し、膜厚０．１ｍｍのフッ素樹脂膜を溝
の内面のみに形成し、ガイド溝２とした(図５(ｂ)参
照)。

【００２４】３．両端部に直径１５ｍｍの部分を有し、
一方の端部で長さ２０ｍｍ、他方の端部で長さ５０ｍｍ
の部分を有し、中央部の直径３０ｍｍ、長さ３２０ｍｍ
のアルミニウム製のロール１を用意した。そして、ロー
ル１の直径１５ｍｍの部分が５０ｍｍの側に、外側中央
部に幅５．１ｍｍ、深さ１．０ｍｍの溝を有し、内径１
５ｍｍ、外形３０ｍｍ、幅３０ｍｍのＰＴＦＥ製の成形
体を嵌合し、ガイド溝２を得た(図５(ｃ)参照)。４．両端部に直径１５ｍｍ、長さ２０ｍｍの部分を有
し、中央部の直径３０ｍｍ、長さ３５０ｍｍのアルミニ
ウム製のロール１を用意し、このロール１の直径３０ｍ
ｍ部分の片側端部から２０ｍｍの位置に、幅５．２ｍ
ｍ、深さ１．０５ｍｍの溝を切削加工した。そして、フ
ッ素系樹脂を塗装し、膜厚０．０１ｍｍのフッ素樹脂膜
を溝の内面のみに形成し、ガイド溝２を得た(図５(ｂ)
参照)。

【００２５】評価上記ガイドリブ１１とガイド溝２の組み合わせで２本の
ロール１を用意し、この２本のロール１の間にシームレ
スベルト１０を懸架した。そして、シームレスベルト１
０の回転速度を１５回転／分で回転させて耐久試験を実
施し、結果を表１、表２にまとめた。シームレスベルト
１０は、ロール１のガイド溝２の形成側に３５Ｎ、もう
一方に２５Ｎの張力をかけて懸架した。張力を均等に加
えなかったのは、偏り力を発生させ、促進試験とするた
めである。耐久試験は、１００，０００回転で終了し
た。試験数は、各１０、破断発生回数は１，０００回転
ごとに確認し、破断が生じた場合、端数は切り捨て、
１，０００回単位で平均値を示した。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、シームレ
スベルトの迫り上がり現象、乗り上げ現象、びびり現象
等を有効に抑制し、シームレスベルトの長寿命化を図る
ことができるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の実施形態を示す部
分断面説明図である。

【図２】本発明に係る画像形成装置の実施形態を示す斜
視説明図である。

【図３】本発明に係る画像形成装置の他の実施形態を示
す説明図である。

【図４】本発明に係る画像形成装置の実施例におけるガ
イドリブを示す説明図である。

【図５】本発明に係る画像形成装置の実施例におけるガ
イド溝を示す説明図である。

【符号の説明】

１ロール２ガイド溝２ａ内側側面(側面) １０シームレスベルト１１ガイドリブ１１ａ対向側面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H032 BA09 BA18 BA19 BA23 2H034 FA06 3F049 AA10 BA02 BB11 CA02 LA02 LA05 LA07 LB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のロール間に、樹脂製のシームレス
ベルトを張りかけ渡した装置を含む画像形成装置であっ
て、各ロールの少なくとも一端部周面にガイド溝を周方向に
形成し、上記シームレスベルトの少なくとも開口一端部
の内周面に、上記ガイド溝に嵌まる蛇行規制用のガイド
リブを設け、耐磨耗試験後における該ガイド溝の側面と
該ガイドリブの対向側面との動摩擦係数を０．５以下と
したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】上記耐磨耗試験を、上記ガイドリブを、
上記ガイド溝の構成材料と同様の材料で作成した板状成
形体に、１００ｇ／ｃｍ²の荷重を加えながら１００ｍ
ｍ／秒のスピードで往復運動させ、１２０時間後の動摩
擦係数を測定する試験とした請求項１記載の画像形成装
置。