JP2006171030A - ベルト形状部材、担持体及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡便な方法でベルト形状部材に寄り止め形状部材を貼付でき、貼付作業性の良い寄り止め形状部材の担持体を提供するベルト形状部材を提供する。
【解決手段】 電子写真式画像形成装置の、電子写真感光体、中間転写ベルト、定着ベルト等として用いられ、その裏面の軸方向両端部の円周方向に貼付され、複数個で構成されている寄り止め形状部材２を備えているベルト形状部材１において、前記寄り止め形状部材２の繋ぎ目の間隔が、それに張力を与えるローラ３に巻き付けられている長さが最小となる前記ローラ３の外径をΦＡとした場合、次の関係式、すなわち、
πＡ＊巻き付け角度／３６０°＞寄り止め形状部材２の繋ぎ目の間隔
を満足する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、寄り止めガイドを備えたベルト形状部材及びこれを搭載した電子写真複写機等の画像形成装置に関するものである。

従来、ベルト形状部材の片寄りを規制するため、ベルト形状部材の裏側の幅方向両端部に沿って帯状の寄り止め形状部材を貼付し、この寄り止め形状部材によってローラとの間の軸方向の位置関係を規制することにより、ベルト形状部材の片寄りを防止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１のベルト寄り止め構造では、張架される搬送ベルトの内周面に多数個のガイド部材からなる寄り止めガイド部材が配列されている。このガイド部材は搬送ベルトに固定されているが搬送ベルトが延びてもガイド部材は搬送ベルトに追従し、応力が遮断され搬送ベルト側に悪影響を与えない。これにより、平面性、位置精度が保持され画像品質の向上が図れる。
図１２は寄り止め形状部材２がベルト形状部材１の裏面の両端部の円周方向に貼付され、複数個で構成されている状態を説明する概略図である。図１３はベルト形状部材１に寄り止め形状部材２を貼付したとき、未接着部１２が発生したときの状態を説明する概略図である。
図１４は従来技術の寄り止め形状部材２における繋ぎ目形状の第１の例を説明する概略図である。図１５は従来技術の繋ぎ目形状の第２の例を説明する概略図である。図１６は従来技術の繋ぎ目形状の第３の例を説明する概略図である。
図１７は従来技術の繋ぎ目形状で発生する、細長い部分の第１の例を説明する概略図である。図１８は従来技術の繋ぎ目形状で発生する、細長い部分の第２の例を説明する概略図である。図１９は従来技術の繋ぎ目形状で発生する、細長い部分の第３の例を説明する概略図である。

まず、図１２及び図１３を参照しつつ説明する。ベルト形状部材１は図示してない複数のローラによって張架されており、ローラを回転駆動することによって、このベルト形状部材１を回転させる。このようなベルト形状部材１にあっては、ローラとベルト形状部材１との間でベルト形状部材１の片寄り等が発生し、画質品質の低下をもたらす原因になっている。
上述したように、このベルト形状部材１の片寄りを規制するため、ベルト形状部材１の裏側面の幅方向両端部に沿って帯状の寄り止め形状部材２を貼付し、この寄り止め形状部材２によってローラとの間の軸方向の位置関係を規制することにより、ベルト形状部材１の片寄りを防止することが行われている。
一般には、ベルト形状部材１の内面側軸方向両端部にそれぞれ各１本の寄り止め形状部材２を貼付する。この場合、寄り止め形状部材２の長手方向（周方向）の両端部付近に、繋ぎ目が発生する。
問題は繋ぎ目（寄り止め形状部材同士の周方向間隔）が広くなり過ぎたり、重なる現象が発生することである。これは寄り止め形状部材２の温度、湿度による伸び縮み、貼付時の力による伸び、長手方向寸法の加工バラツキ等が原因である。また、ベルト形状部材２の周長の加工バラツキ、温度、湿度による伸び縮み等も原因である。
繋ぎ目が広くなり過ぎた場合、回転時にローラが繋ぎ目部分に引っ掛かり、ベルト形状部材１が安定して回転しない。重なった場合には、図１３のような状態になる。即ち、ベルト形状部材１と寄り止め形状部材２の間で未接着部分１２が発生する。
このような状態で寄り止め形状部材２に力が加わると、ベルト形状部材１から寄り止め形状部材２が剥がれやすくなる。剥がれた場合にはベルト形状部材１の幅方向の位置制御ができなくなる。
これらの問題を解決するために、従来技術として一般的に３つの方法が知られている。第１は、一本の輪形状の寄り止め形状部材をベルト形状部材の裏面端縁に全周に沿って固定する方法である。しかし、加工、貼付時の力、温度、湿度等による寸法バラツキが発生することで、ベルト形状部材１の内周長と寄り止め形状部材２の外周長の寸法差が大きくなる。
これによって貼付作業性が悪くなり、場合によっては貼付部分の変形、剥がれという問題が発生してしまう。また、寄り止め形状部材２の外周長が短い場合、ハンドリング性、貼付作業性が悪くなる。
第２はベルト形状部材１の内周長に対し、寄り止め形状部材２を長めにしておき、貼付時に繋ぎ目付近で寄り止め形状部材２を切断する方法がある。しかし、作業の手間がかかり、コストアップになる。
第３は繋ぎ目の形状を工夫することで繋ぎ目部でのローラの引っ掛かりを少なくし、ベルト形状部材１の安定した回転を得る方法として、繋ぎ目部を斜めもしくは凹凸形状等で組み合わせる方法が知られている。
特開２００３−９５４７２公報

例えば、特許文献１では図１４のような繋ぎ目形状にしている。また、図１５のような先端部を斜めにしたもの、図１６のように凹凸で組み合わせる方法も広く知られている。
しかし、いずれの場合も、寄り止め形状部材２の温度、湿度による伸び縮み、貼付時の圧力、引っ張り力による伸び、長手方向寸法の加工バラツキ、ベルト形状部材１の周長の加工バラツキ、温度、湿度による変化等によって発生する繋ぎ目部の間隔を制御することはできない。
また、寄り止め形状部材２の形状が細長い部分（幅が狭く細長い部分）１３（図１７、図１８、図１９に示すような形状を意味する）が発生する。すると、この細長い部分１３とベルト形状部材１の接着部分は接着面積が少なくなり、接着力の低下から寄り止め形状部材２の細長い部分１３が剥がれ易くなる。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、簡便な方法でベルト形状部材に寄り止め形状部材を貼付でき、貼付作業性の良い寄り止め形状部材の担持体を提供するベルト形状部材を提供することにある。
また、寄り止め形状部材２の繋ぎ目部の間隔を制御することで、寄り止め形状部材の繋ぎ目部でのローラとの引っ掛かりを無くし、これにより、寄り止め形状部材の剥れを防止するともに、ベルト形状部材の回転ムラを無くすことで、良好な画像を有する画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、裏面の幅方向両端縁に沿って周方向に所定間隔を隔てて寄り止め形状部材を備えたベルト形状部材であって、ローラによってエンドレスに張設されて駆動されるものにおいて、前記ローラの外径をＡとした場合、ベルト形状部材がローラに接触する巻き付け角度と、寄り止め形状部材間の周方向間隔とが次の関係式、
πＡ＊巻き付け角度／３６０°＞寄り止め形状部材間の周方向間隔
を満足するように構成したことを特徴とする。
請求項２の発明は、保護紙、粘着材、寄り止め形状部材、弱粘着材、保護紙の順に積層されていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２において、前記弱粘着材側の前記保護紙が温度、湿度、貼付時の力等によって伸縮しない構成を有していることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項２又は３において、前記寄り止め形状部材の材質が、この寄り止め形状部材を備えるユニット内で受ける力によって、このユニット内で曲率が一番小さくなる部分において、その一番小さい曲率以下に変形する剛度を有することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項２、３又は４において、前記寄り止め形状部材がエッジ除去部を有することを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項４又は５に記載の寄り止め形状部材の担持体を構成する寄り止め形状部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載のベルト形状部材である。
請求項７の発明は、請求項１又は６に記載のベルト形状部材を備えたことを特徴とする電子写真式の画像形成装置である。

本発明によれば、寄り止め形状部材の繋ぎ目の間隔を一定以上広げないことによって、ローラが常に寄り止め形状部材２に接することが可能になるため、ベルト形状部材の安定した回転が得られる。
また、ベルト形状部材に貼付する前の寄り止め形状部材は、一括して寄り止形状部材をベルト形状部材に貼付することが可能になるため、貼付時間が短くなる。さらに、寄り止め形状部材の繋ぎ目の間隔の寸法精度が良くなる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１はローラの外径、巻き付け角度、寄り止め形状部材の繋ぎ目部の間隔の位置関係の第１の例を示す概略図である。図２はローラの外径、巻き付け角度、寄り止め形状部材の繋ぎ目部の間隔の位置関係の第２の例を示す概略図である。
図１のように、ローラ３の外径に巻き付け角度δでベルト形状部材１が巻き付けられている部分の長さよりも、寄り止め形状部材２の繋ぎ目の間隔（周方向間隔）Ｌが短ければ、ベルト形状部材１が回転中に常にローラ３の端部（端面）に何れか２つの寄り止め形状部材２が接触していることになる。このような状態であれば、ベルト形状部材１の回転数は一定である。
一方、図２のように、ローラ３の外径に巻き付け角度δでベルト形状部材１が巻き付けられている部分の長さよりも、寄り止め形状部材２の繋ぎ目の間隔Ｌが長ければ、ベルト形状部材１が回転中にローラ３と寄り止め形状部材２が接触しない場合が発生する。このような状態が発生すると、ベルト形状部材１は軸方向にずれ、ローラ３に乗り上げることになり、ベルト形状部材１は安定して回転しなくなる。
ベルト形状部材１がローラ３に巻き付けられている部分の長さＬは下記の式で求められる。
Ｌ＝πＡ＊δ／３６０°
ここで、πは円周率、Ａはローラ３の直径、δはベルト形状部材１がローラ３に巻き付いている角度（°）である。
つまり、『πＡ＊巻き付け角度／３６０°＞寄り止め形状部材２の繋ぎ目部の間隔（寄り止め形状部材間の周方向間隔Ｌ）』の関係式が成立すれば、常にローラ３端部に寄り止め形状部材２が接触していることになり、ベルト形状部材１の軸方向の位置制御が可能になる。その結果、ベルト形状部材１の安定した回転が得られることになる。
本発明の対象は、とくに電子写真複写機等の、電子写真感光体、中間転写ベルト、定着ベルト等として用いられ、図１に示すようにその裏面の軸方向（幅方向）両端部の円周方向に貼付され、複数個で構成されている寄り止め形状部材２、及びこの寄り止め形状部材２を具備するベルト形状部材１である。

図３は本発明のベルト形状部材の評価に使用する評価ユニットを示す概略図である。図４は図３の評価ユニットのＡ−Ａ断面図である。図３及び図４において、評価ユニット１０は、ベルト形状部材１の軸方向の両端部に、寄り止め形状部材２を貼付し、駆動ローラ８及び従動ローラ９の２軸によってベルト形状部材１を張架している構成になっている。
なお、評価ユニット１０は図示しない駆動部から駆動ローラ８に駆動力を与え、ベルト形状部材１を回転させる。なお、評価ユニット１０を使用する以下の説明でとくに記載が無ければ、下記の共通条件で評価を行った。
＜共通条件＞
・ベルト形状部材１
材質 ＰＶＤＦ
厚さ ０．５ｍｍ
内周長 ９００ｍｍ
幅 ３００ｍｍ
・寄り止め形状部材２
材質 ウレタンゴム
厚さ ３ｍｍ
幅 ５ｍｍ
・駆動ローラ８（ゴムローラ）
材質 ＥＰＤＭゴム
外径 ３０ｍｍ
長さ ２８７ｍｍ（ベルト形状部材１が接触する部分の長さ）
回転数 ６０ｒｐｍ
・従動ローラ９（金属ローラ）
材質 ＳＵＳ４３０
外径 ３０ｍｍ
長さ ２８７ｍｍ（ベルト形状部材１が接触する部分の長さ）

図１及び図２で示したベルト形状部材１を上述した共通条件を有する評価ユニット１０でランニングした結果、上記関係式が成立する状態（図１）では１００時間の稼動で寄り止め形状部材２がローラ３に乗り上げる現象は発生しなかった。
一方、常に接触する条件から寄り止め形状部材２の隙間の間隔Ｌを１０％長い状態（例えば、図２）にして、１００時間の稼動を行なった。結果として寄り止め形状部材２がローラ３に乗り上げる現象が５回発生した。
図５は貼付前の寄り止め形状部材の担持体Ａの構成を説明する概略図である。寄り止め形状部材２の貼付作業性（貼付時間）、貼付精度（寄り止め形状部材２の隙間の間隔の寸法）を確認する。寄り止め形状部材２の担持体Ａは図の上方から保護紙４、弱粘着材６、寄り止め形状部材２、粘着材５、保護紙４から構成されている。
本発明の寄り止め形状部材２の貼付作業方法は、まず、貼付前の寄り止め形状部材２の担持体Ａを用意する。これは図５に示すような形態で、円周方向長さ（左右方向長さ）２０ｍｍ、寄り止め形状部材２間の繋ぎ目部の間隔５ｍｍであり、数量３６個の寄り止め形状部材２を含んでいる。

図６はベルト形状部材に本発明の寄り止め形状部材を貼付する様子を示す概略斜視図である。貼付方法は、図５の構成の寄り止め形状部材２の担持体から、粘着材５側の保護紙４を剥がし、図６のように、ベルト形状部材１に寄り止め形状部材２を押し付けながら、３６個のベルト形状部材２を順次貼付した。
ここで、本発明を用いない貼付作業方法では、貼付前の形態が、円周方向長さ２０ｍｍに切断した３６個の寄り止め形状部材である寄り止め形状部材２を使用し、手で１個ずつ寄り止め形状部材２をベルト形状部材１に貼付した。
かかる２つの貼付作業方法における作業時間及び寄り止め形状部材２の繋ぎ目部の間隔のバラツキ量の測定結果を表１に示す。




＜表１＞

表１から明らかなように、本発明の方法の方が、短時間に精度良く貼付することができることが分かる。

図５の寄り止め形状部材２の担持体において、弱粘着材６側の保護紙４に伸縮しない材料を使用した。具体的材料としてポリエステルフィルム（東レ（株）製 ルミラーＳ１０、厚み５０μｍ）を使用した。
その伸縮に関する物性値は下記の通りである。
引っ張り強さ：２２ｋｇ／ｍｍ^２
引っ張り伸び：１２０％
湿気膨潤率：１．２×１０^-5／％
熱膨潤率：１．５×１０^-5／Ｋ
貼付作業条件としては下記の３条件とした。
ａ）２３℃、５５％の環境下で、弱粘着材６側の保護紙４に３Ｎの張力を加える。
ｂ）２５℃、８０％の環境下で、弱粘着材６側の保護紙４に３Ｎの張力を加える。
ｃ）２５℃、８０％の環境下で、弱粘着材６側の保護紙４に６Ｎの張力を加える。
図５に示すような形態で、円周方向長さ２０ｍｍ、寄り止め形状部材２の繋ぎ目部の間隔５ｍｍであり、数量３６個の寄り止め形状部材２を含んでいる。これを貼付するために、粘着材５側の保護紙４を剥がし、図６のように、ベルト形状部材１に寄り止め形状部材２を押し付けながら、３６個の寄り止め形状部材２を順次貼付した。
本発明の寄り止め形状部材２担持体Ａの場合、ベルト形状部材１に貼付後の寄り止め形状部材２の繋ぎ目部の間隔は４．９〜５．１ｍｍのバラツキであった。つまり、貼付前の寸法とほぼ同じ寸法であることが分かる。
つまり、保護紙４が温度、湿度、張力等によって伸び縮みしないことで、ベルト形状部材１に貼付後の寄り止め形状部材２の繋ぎ目の間隔の寸法精度を確保することができる。これによって、寄り止め形状部材２の繋ぎ目部の隙間が広くなり過ぎたり、重なりが発生することがなく、ベルト形状部材１の安定した回転が得られる。

図７はローラで曲げられたベルト形状部材の状態の、ゴム硬度５０度の場合を示す模式図である。図８はローラで曲げられたベルト形状部材の状態の、ゴム硬度７０度の場合を示す模式図である。
また、図５に示すような寄り止め形状部材の担持体は、円周方向長さ２０ｍｍ、寄り止め形状部材２の繋ぎ目部の間隔５ｍｍであり、数量３６個の寄り止め形状部材２を含んでいる。この担持体を貼付するために、粘着材５側の保護紙４を剥がし、図６のようにベルト形状部材１に寄り止め形状部材２を押し付けながら、３６個の寄り止め形状部材２を順次貼付した。
この場合に、寄り止め形状部材２のゴム硬度は、５０度と７０度を使用した。いずれも、ＪＩＳ−Ａゴム硬度計での値である。結果として、図７及び図８のようにローラ３の周面の曲率によって曲げられ、７０度の場合にはベルト形状部材の端部に曲率の小さな曲がり１１が発生する。５０度ではこのような曲率の小さな曲がり１１は発生しない。
かかるゴム硬度の寄り止め形状部材を上述したゴム硬度評価ユニット１０で１００時間ランニングした結果、ゴム硬度７０度の場合には寄り止め形状部材２の剥がれが５ヶ所発生した。
また、剥がれが発生した時点からランニング終了時点までベルト形状部材１は安定して回転しなかった。さらに、ベルト形状部材１の表面にはひび割れが１０箇所確認された。５０度の場合ではいずれの問題も発生しなかった。
本発明のように、寄り止め形状部材２がベルト形状部材１の曲率以下に変形する剛度を有していれば、寄り止め形状部材２の剥がれ、及びベルト形状部材１のひび割れを防止することが可能になる。

図９はベルト形状部材の裏面に貼付されたベルト形状部材の配置を説明する概略図である。図１０は寄り止め形状部材のエッジ部をＣ形状で除去した状態を説明する概略図である。図１１は寄り止め形状部材のエッジ部をＲ形状で除去した状態を説明する概略図である。
図５に示すような担持体は、円周方向長さ２０ｍｍ、寄り止め形状部材２の繋ぎ目部の間隔５ｍｍであり、数量３６個の寄り止め形状部材２を含んでいる。これを貼付するために、粘着材５側の保護紙４を剥がし、図６のように、ベルト形状部材１に寄り止め形状部材２を押し付けながら、３６個の寄り止め形状部材２を順次貼付した。
寄り止め形状部材２のエッジ部形状サンプルとしては、図１０のエッジ除去部７ａのような形状で、寸法はＣ３（以下Ｃ３形状）、エッジの除去無し（以下Ｃ無し形状）とした。それぞれのベルト形状部材２を上述した評価ユニット１０で１００時間ランニングした。
寄り止め形状部材２のエッジ部７（図９）が、図１０の７ａ、図１１の７ｂのように除去されているため、ベルト形状部材１の回転時に、寄り止め形状部材２のエッジ部７にローラ３が引っ掛かることがないため、ベルト形状部材１の安定した回転が得られる。
結果として、Ｃ３形状のものは寄り止め形状部材２がローラ３へ乗り上げることは無かった。一方、Ｃ無し形状のものはローラ３への乗り上げが５回発生した。エッジ部を除去することで安定した回転数が得られることがわかる。
上述した寄り止め形状部材２を貼付したベルト形状部材１を搭載して、図示しない画像形成装置を使用して１００時間のランニングを行なった。結果として、常に良好な画像を得ることができた。
上記構成を備えたベルト形状部材は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に使用するエンドレスベルト（中間転写ベルト、搬送ベルト、転写ベルト等に適用することができる。
本発明によれば、上述したベルト形状部材１を搭載した転写ユニットまたは画像形成装置の構成によって、色ずれ等の問題の無い、良好な画像を提供することが可能になる。

ローラの外径、巻き付け角度、寄り止め形状部材の繋ぎ目部の間隔の位置関係の第１の例を示す概略図。 ローラの外径、巻き付け角度、寄り止め形状部材の繋ぎ目部の間隔の位置関係の第２の例を示す概略図。 本発明のベルト形状部材の評価に使用する評価ユニットを示す概略図。 図３の評価ユニットを示す図３のＡ―Ａ断面図。 貼付前の寄り止め形状部材の担持体の構成を説明する概略図。 ベルト形状部材に本発明の寄り止め形状部材を貼付する様子を示す概略斜視図。 ローラで曲げられたベルト形状部材の状態の、５０度の場合を示す模式図。 ローラで曲げられたベルト形状部材の状態の、７０度の場合を示す模式図。 ベルト形状部材の裏面に貼付されたベルト形状部材の配置を説明する概略図。 寄り止め形状部材のエッジ部をＣ形状で除去した状態を説明する概略図。 寄り止め形状部材のエッジ部をＲ形状で除去した状態を説明する概略図。 寄り止め形状部材がベルト形状部材の裏面の両端部の円周方向に貼付され、複数個で構成されている状態を説明する概略図。 ベルト形状部材に寄り止め形状部材を貼付したとき、未接着部が発生したときの状態を説明する概略図。 従来技術の繋ぎ目形状の第１の例を説明する概略図。 従来技術の繋ぎ目形状の第２の例を説明する概略図。 従来技術の繋ぎ目形状の第３の例を説明する概略図。 従来技術の繋ぎ目形状で発生する、細長い部分の第１の例を説明する概略図。 従来技術の繋ぎ目形状で発生する、細長い部分の第２の例を説明する概略図。 従来技術の繋ぎ目形状で発生する、細長い部分の第３の例を説明する概略図。

符号の説明

１ ベルト形状部材、２ 寄り止め形状部材、３ ローラ、４ 保護紙、５ 粘着材、６ 弱粘着材、Ａ 寄り止め形状部材の担持体、７ エッジ除去部、８ 駆動ローラ、９ 従動ローラ、１０ 評価ユニット、１１ 曲率の小さな曲がり、１２ 未接着部分、１３ 細長い部分

Claims (7)

1. 裏面の幅方向両端縁に沿って周方向に所定間隔を隔てて寄り止め形状部材を備えたベルト形状部材であって、ローラによってエンドレスに張設されて駆動されるものにおいて、
   前記ローラの外径をＡとした場合、ベルト形状部材がローラに接触する巻き付け角度と、寄り止め形状部材間の周方向間隔とが次の関係式、
   πＡ＊巻き付け角度／３６０°＞寄り止め形状部材間の周方向間隔
   を満足するように構成したことを特徴とするベルト形状部材。
2. 保護紙、粘着材、寄り止め形状部材、弱粘着材、保護紙の順に積層されていることを特徴とする寄り止め形状部材の担持体。
3. 前記弱粘着材側の前記保護紙が温度、湿度、貼付時の力等によって伸縮しない構成を有していることを特徴とする請求項２記載の寄り止め形状部材の担持体。
4. 前記寄り止め形状部材の材質が、この寄り止め形状部材を備えるユニット内で受ける力によって、このユニット内で曲率が一番小さくなる部分において、その一番小さい曲率以下に変形する剛度を有することを特徴とする請求項２又は３記載の寄り止め形状部材の担持体。
5. 前記寄り止め形状部材がエッジ除去部を有することを特徴とする請求項２、３又は４記載の寄り止め形状部材の担持体。
6. 請求項４又は５に記載の寄り止め形状部材の担持体を構成する寄り止め形状部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載のベルト形状部材。
7. 請求項１又は６に記載のベルト形状部材を備えたことを特徴とする電子写真式の画像形成装置。
   

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