JP2007178528A - 転写搬送ベルト及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】内周面に精度の高いリブが安定して接着された転写搬送ベルト及び該ベルトを容易かつ経済的に製造することができる転写搬送ベルトの製造方法を提供する。
【解決手段】像担持体上のトナー像が転写され、形成された多色トナー像を記録媒体に二次転写する転写搬送ベルトにおいて、該ベルトの側端又はその近傍の内側に、円環状のリブが接着され、該円環状のリブの外周が、25℃において、該転写搬送ベルトの内周の1.00〜1.05倍であることを特徴とする転写搬送ベルト、及び、像担持体上のトナー像が転写され、形成された多色トナー像を記録媒体に二次転写する転写搬送ベルトの製造方法であって、ゴムチューブからなる転写搬送ベルトの側端又はその近傍の内側に、25℃における外周が、25℃における該ゴムチューブの内周の1.00〜1.05倍である円環状のリブを接着することを特徴とする転写搬送ベルトの製造方法。
【選択図】図1

Description

本発明は、転写搬送ベルト及びその製造方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、内周面に精度の高いリブが安定して接着された転写搬送ベルト及び該ベルトを容易かつ経済的に製造することができる転写搬送ベルトの製造方法に関する。
電子写真方式を利用した複写機、プリンターなどの画像形成装置の多くには、像担持体上の多色トナー像が無端の転写搬送ベルトに転写され、該トナー像が搬送されて用紙などの記録媒体に二次転写される機構が採用されている。図4は、画像形成装置の一例の概略図である。像担持体である感光ドラム4の周囲に、帯電器5、レーザー露光装置6、回転現像装置7、転写搬送ベルト8及びドラムクリーナー9が、この順序に配置されている。感光ドラムは矢印の方向に回転駆動され、帯電器により均一に帯電されたのち、露光装置からのレーザービームLにより露光されて潜像が形成され、現像器Yによりイエローのトナーにより現像され可視化される。感光ドラムに形成されたイエローのトナー像は、転写搬送ベルトの表面に一次転写される。転写搬送ベルトは、駆動ローラー10、二次転写対向ローラー11及びテンションローラー12に張架され、駆動ローラーにより感光ドラムの表面速度と等しい速度で駆動される。感光ドラムの表面は、ドラムクリーナーにより清浄化され、一つのサイクルが終了する。
次いで、感光ドラムの帯電器による帯電、レーザービームによる露光、現像器Cのシアンのトナーによる現像、トナー像の転写搬送ベルトへの転写、感光ドラム表面の清浄化が行われ、さらに、同様にして、マゼンタのトナー像の転写、ブラックのトナー像の転写のサイクルが行われる。イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックのトナー像が重ねて転写され、未定着の4色のトナーが重畳して転写搬送ベルトに形成されたカラートナー像は、二次転写対向ローラーと二次転写ローラー13において、記録媒体Pに二次転写される。トナー像が二次転写された記録媒体は、定着器14に送られて加熱、加圧され、トナー像が定着されて画像形成が終了する。
このような転写搬送ベルトを用いたカラー画像形成装置では、転写搬送ベルト上で多重転写された重畳トナー像を記録媒体に一括して転写するので、潜像担持体から記録媒体に直接各色のトナー像を順次転写する方式に比べて、トナー像間の位置ずれや画像の乱れを効果的に防止することができる。しかし、転写搬送ベルトのような無端ベルトは、駆動ローラーと従動ローラーの軸が完全に平行でないなどの原因により、進行方向と垂直の方向にずれる蛇行現象を起こす場合がある。転写搬送ベルトが蛇行すると、各色のトナー像の間にずれが生じて、画像が乱れ、画質が低下する。
転写搬送ベルトの蛇行を防ぐために、転写搬送ベルトの内側に全周にわたってリブを設けることが行われている。図5は、リブの一例の説明図である(特許文献1)。この例では、転写搬送ベルト15の内周面両側縁にガイドリブ16が設けられ、クリーニングブレード17の両端部に配置した端部押え部材18が、転写搬送ベルトを挟んでガイドリブとテンションローラー19両端のフランジ20に跨る位置に配置されるので、ガイドリブのフランジへの乗り上げが防止され、転写搬送ベルトの蛇行が確実に防止される。図6は、リブの他の例の説明図である(特許文献2)。この例では、転写搬送ベルト21の両側縁にリブ22が貼着され、駆動ローラー23の両側端に駆動ローラーに対して独立的に回転可能に構成したリブガイド24が設けられ、駆動ローラーの側面からリブを介して転写搬送ベルトを駆動する力を断ち切ることにより、転写搬送ベルトの歪みの発生を防止している。
しかし、転写搬送ベルトの内周面に細長いリブ材を精度よく貼り付ける作業は、手間がかかり容易ではない。リブ材の繋ぎ目において、上流側のリブ材が下流側のリブ材よりも転写搬送ベルトの内側にずれていると、例えば、図6に示すような例では、リブガイドがリブ材の繋ぎ目で上流側のリブ材に乗り上げ、転写搬送ベルトが変形するのみならず、リブ材が繋ぎ目から剥がれる原因にもなる。このために、リブ材の繋ぎ目を積極的にずらした装置が提案されている。図7は、この例の説明図である(特許文献3)。図中の矢印は、転写搬送ベルトの進行方向を示す。この例では、転写搬送ベルト25の内周面の両側端部にリブ26が接着固定され、その繋ぎ目27において、上流側のリブ端28が、下流側のリブ端29よりも微妙に転写搬送ベルトの外側にずらして接着されている。しかし、リブ材の両末端を微妙な位置関係にずらして正確に接着することも容易ではなく、また、わずかであってもリブの間隔が広がることは転写搬送ベルトが蛇行する余地が生ずることで好ましくない。
転写搬送ベルトのリブには、転写搬送ベルトの蛇行を抑えるために、ローラーのガイド部から横向きの大きい力が作用する。リブ材と転写搬送ベルトの内周面との接着面積は大きくないので、ガイド部から受ける大きい力にも耐える手段として、ベルト本体とリブ材とを一緒に縫い合わせた転写搬送ベルトが提案されている。図8は、この例の説明図である(特許文献4)。この例では、転写搬送ベルト30について、ベルト本体と補強テープ31とリブ材32とが、糸33により縫い合わされている。しかし、ベルト本体とリブ材を糸で縫い合わせる工程は極めて煩雑であり、歪みが生じないように全周にわたって均一に縫い合わせることは容易ではない。
特開2002−132057号公報(第8頁、図10) 特開2004−4927号公報(第6−7頁、図1) 特開平11−20975号公報(第2頁、図2) 特開平9−175686号公報(第3頁、図1)
本発明は、内周面に精度の高いリブが安定して接着された転写搬送ベルト及び該ベルトを容易かつ経済的に製造することができる転写搬送ベルトの製造方法を提供することを目的としてなされたものである。
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、転写搬送ベルトの側端又はその近傍の内側に、転写搬送ベルトの内周よりも大きい外周を有する繋ぎ目のない円環状のリブを接着することにより、該円環状のリブ自身の膨張力によりリブがベルトに押し付けられて安定し、かつ円環状のリブに繋ぎ目がないために転写搬送ベルトが円滑に回転し、高画質の画像が得られることを見いだし、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、
(1)像担持体上のトナー像が転写され、形成された多色トナー像を記録媒体に二次転写する転写搬送ベルトにおいて、該ベルトの側端又はその近傍の内側に、円環状のリブが接着され、該円環状のリブの外周が、25℃において、該転写搬送ベルトの内周の1.00〜1.05倍であることを特徴とする転写搬送ベルト、及び、
(2)像担持体上のトナー像が転写され、形成された多色トナー像を記録媒体に二次転写する転写搬送ベルトの製造方法であって、ゴムチューブからなる転写搬送ベルトの側端又はその近傍の内側に、25℃における外周が、25℃における該ゴムチューブの内周の1.00〜1.05倍である円環状のリブを接着することを特徴とする転写搬送ベルトの製造方法、
を提供するものである。
さらに、本発明の好ましい態様として、
(3)円環状のリブの外周が、転写搬送ベルトの内周の1.01〜1.04倍である(1)記載の転写搬送ベルト、
(4)円環状のリブの外周が、50〜250mmである(1)記載の転写搬送ベルト、
(5)円環状のリブの外周が、ゴムチューブの内周の1.01〜1.04倍である(2)記載の転写搬送ベルトの製造方法、及び、
(6)円環状のリブの外周が、50〜250mmである(2)記載の転写搬送ベルトの製造方法、
を挙げることができる。
本発明の転写搬送ベルトは、ベルトの蛇行を抑制するリブ材が、その膨張力により転写搬送ベルトの内周に押し付けられているので、ベルトとリブ材が安定した接着状態を保ち、リブ材がベルトから外れることがない。また、円環状のリブ材に繋ぎ目がないので、繋ぎ目が転写搬送ベルトの回転運動に不均質性を与えることがなく、転写搬送ベルトが円滑に回転して、高い画質を有する画像を形成することができる。
本発明の転写搬送ベルトの製造方法によれば、円環状のリブを、ゴムチューブの内側からリブがゴムチューブに押し付けられる状態で接着するので、安定して接着することができる。
本発明の転写搬送ベルトは、像担持体上のトナー像が転写され、形成された多色トナー像を記録媒体に二次転写する転写搬送ベルトにおいて、該ベルトの側端又はその近傍の内側に、円環状のリブが接着され、該円環状のリブの外周が、25℃において、該ベルトの内周の1.00〜1.05倍である転写搬送ベルトである。
図1は、本発明の転写搬送ベルトの一態様を、ベルトの外周面が円筒形となる状態で、該円筒の中心軸を通る平面で切断した状態を示す断面図である。図2は、本発明の転写搬送ベルトの一態様を、ベルトの外周面が円筒形となる状態で、該円筒の中心軸方向に眺めた側面図である。図1及び図2に示す態様の転写搬送ベルトにおいては、転写搬送ベルト1の両側端に、中心軸を通る平面で切断した断面が長方形である円環状のリブ2が接着されている。
図3は、本発明の転写搬送ベルトの他の態様を、ベルトの外周面が円筒形となる状態で、該円筒の中心軸を通る平面で切断した状態を示す断面図である。図3に示す態様の転写搬送ベルトにおいては、転写搬送ベルト1の両側端の近傍の内側に、円環状のリブ3が接着されている。図1、図2及び図3においては、転写搬送ベルトを外周面が円筒形となる状態で示し、円筒の中心軸に垂直な平面で切断した断面形状は円形となるが、画像形成装置において転写搬送ベルトが使用されるときは、転写搬送ベルトは駆動ローラー、二次転写対向ローラー、テンションローラーなどの複数のローラーに張架されるので、その断面形状は、ベルトとローラーの接触部分が円弧である略多角形となる。
本発明の転写搬送ベルトにおいては、円環状のリブの外周が、25℃において、転写搬送ベルトの内周の1.00〜1.05倍であり、より好ましくは1.01〜1.04倍であり、さらに好ましくは1.02〜1.03倍である。円環状のリブの外周及び転写搬送ベルトの内周は、断面が円形となる無張力の状態で25℃において測定した値である。転写搬送ベルトとリブとの接着工程は常温で行われ、完成した転写搬送ベルトを使用する画像形成装置の機内温度は通常40〜60℃なので、25℃におけリブの外周と転写搬送ベルトの内周を比較することにより、実用上問題のない転写搬送ベルトを製造し、使用することができる。円環状のリブの外周が転写搬送ベルトの内周の1.00倍未満であると、円環状のリブの周方向に張力がはたらき、円環状のリブを転写搬送ベルトに安定して接着することが困難となるおそれがある。円環状のリブの外周が転写搬送ベルトの内周の1.05倍を超えると、円環状のリブに捩れを生じて、安定した円形の状態で転写搬送ベルトに接着することが困難となるおそれがある。円環状のリブの外周が転写搬送ベルトの内周の1.00倍であっても、円環状のリブと転写搬送ベルトの間には接着剤層ができるので、転写搬送ベルトには外側に押し広げられる力がはたらくが、より安定した接着状態を得るためには、円環状のリブの外周が転写搬送ベルトの内周の1.00倍を超えることが好ましい。
本発明の転写搬送ベルトを形成するゴムチューブ及び円環状のリブの材料に特に制限はなく、例えば、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、ブチルゴム(IIR)、アクリルゴム(ANM)、クロロスルホン化ポリエチレンゴム(CSM)、シリコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、天然ゴムなどを挙げることができる。これらの材料は、1種を単独で用いることができ、あるいは、2種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの中で、クロロプレンゴム(CR)とエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)との混合物は、その配合比率によって難燃性と耐オゾン性を両立できるので、好適に用いることができる。クロロプレンゴム(CR)とエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)との混合比は、60/40〜90/10(重量比)であることが好ましい。本発明において、円環状のリブと転写搬送ベルトを接着する手段に特に制限はないが、円環状のリブ及び転写搬送ベルトと同種のゴム系接着剤を好適に用いることができる。
本発明の転写搬送ベルトにおいては、円環状のリブの外周が50〜250mmであることが好ましく、80〜180mmであることがより好ましい。円環状のリブの外周が50mm未満の転写搬送ベルトは、画像形成装置の部品としての実用性が乏しいおそれがある。円環状のリブの外周が250mmを超えると、転写搬送ベルトに歪みなく均質性を保って接着することが困難となるおそれがある。本発明の転写搬送ベルトにおいては、円環状のリブの幅が3〜10mmであることが好ましく、4〜7mmであることがより好ましい。円環状のリブの幅が3mm未満であると、リブ自体の強度及びリブとベルトの接着強度が不足するおそれがある。円環状のリブの幅が10mmを超えると、転写搬送ベルトとしての円滑な回転移動が困難となるおそれがある。本発明の転写搬送ベルトにおいては、円環状のリブの厚さが0.5〜2mmであることが好ましく、0.7〜1.5mmであることがより好ましい。円環状のリブの厚さが0.5mm未満であると、ガイド部によってリブの動きを阻止することが困難となるおそれがある。円環状のリブの厚さが2mmを超えると、転写搬送ベルトとしての円滑な回転移動が困難となるおそれがある。
本発明の転写搬送ベルトにおいて、ベルトの幅に特に制限はなく、画像形成装置及び記録媒体の寸法に応じて適宜選択することができる。例えば、記録媒体としてA4版又はA3版の用紙を用いる場合は、ベルトの幅は310mm程度であることが好ましい。本発明の転写搬送ベルトにおいて、ベルトの厚さに特に制限はないが、0.40〜0.60mmであることが好ましく、0.45〜0.50mmであることがより好ましい。ベルトの厚さが0.40mm未満であると、薄肉によりベルトの強度が不足するおそれがある。ベルトの厚さが0.60mmを超えると、ベルトを装着するユニットを破損させるおそれがある。
本発明の転写搬送ベルトの製造方法においては、像担持体上のトナー像が転写され、形成された多色トナー像を記録媒体に二次転写する転写搬送ベルトの製造方法であって、ゴムチューブからなる転写搬送ベルトの側端又はその近傍の内側に、25℃における外周が、25℃における該ゴムチューブの内周の1.00〜1.05倍である円環状のリブを接着する。
本発明に用いるゴムチューブの製造方法に特に制限はないが、例えば、ゴムに充填剤、可塑剤、軟化剤などを配合して混練したのち、さらに、硫黄、加硫促進剤などを添加して混練し、押出機を用いて所定の内周及び厚さを有するチューブ状に押し出すことができる。得られたゴムチューブは、所定の長さに切断して転写搬送ベルトの原材料とする。本発明に用いる円環状のリブの製造方法に特に制限はないが、例えば、ゴムに充填剤、可塑剤、軟化剤などを配合して混練したのち、さらに、硫黄、加硫促進剤などを添加して混練し、射出成形により所定の外周及び幅、厚さなどの断面形状を有する円環状のリブを得ることができる。本発明方法においては、ゴムチューブを構成するゴム成分と、円環状のリブを構成するゴム成分は、同種のゴム成分であることが好ましい。
本発明方法においては、所定の長さに切断されたゴムチューブに、側端及びその近傍を残して折り畳み可能な円柱状の型を挿入し、円筒形状を保持させることができる。円柱状の型から外れたゴムチューブの内面の円環状のリブを接着する部分を、研磨することが好ましい。円環状のリブも、同様に片面研磨、両面研磨又はベルトと接着する外周面を研磨することが好ましい。円環状のリブを接着するゴムチューブの内側の面に、ゴムを有機溶剤に溶解した接着剤を塗布することができる。接着剤を構成するゴム成分は、ゴムチューブ及び円環状のリブを構成するゴム成分と同種のゴム成分であることが好ましい。
次いで、ゴムチューブの接着剤が塗布された箇所に、円環状のリブを押し込んで接着することができる。円環状のリブの外周は、ゴムチューブの内周の1.00〜1.05倍なので、ゴム弾性を利用して円環状のリブをゴムチューブに押し込むことが好ましい。押し込まれた直後の円環状のリブには歪みが残るが、円環状のリブの押し込みが終り、接着剤の乾燥を待つ間に応力が均一に分布し、円環状のリブがゴムチューブの内側から膨張力によりゴムチューブを押し付ける歪みのない状態となる。接着剤が乾燥してゴムチューブの内周面に円環状のリブが接着したとき、円柱状の型を折り畳んで取り出し、転写搬送ベルトを完成する。本発明においては、JIS K 6256に準じて測定した円環状のリブとゴムチューブのT型剥離強度が、0.1N/mm以上であることが好ましく、0.2N/mm以上であることがより好ましい。T型剥離強度が0.1N/mm未満であると、転写搬送ベルトの使用中に、円環状のリブが転写搬送ベルトから剥がれるおそれがある。
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。
実施例1
クロロプレンゴム(CR)[昭和電工エラストマー(株)、ショウプレンWRT]73重量部、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)[住友化学(株)、エスプレン505]27重量部、酸化亜鉛[バイエル社、レノグランZnO−80]6重量部、酸化マグネシウム[協和化学工業(株)、キョーワマグ150]4重量部、カーボンブラック[電気化学工業(株)、デンカブラック]50重量部、プロセスオイル[出光興産(株)、PW−380]10重量部及びステアリン酸[花王(株)、ルナックS−40]をニーダーで混練し、冷却したのちオープンロールで硫黄[バイエル社、レノグランS−80]1重量部、エチレンチオ尿素[川口化学工業(株)、アクセル22]1重量部及びテトラメチルチウラムジスルフィド[大内新興化学工業(株)、ノクセラーTT]0.5重量部を加えて混練し、リボン状にして押出機に供給した。
スクリュー径75mmのベント型押出機に、チュービング用ダイを装着し、シリンダー温度60℃、ヘッド温度80℃、ダイ温度90℃で押出成形を行い、25℃で測定した内周114.6mm、厚さ0.7mmのゴムチューブを得た。このゴムチューブを長さ370mmに切断して、転写搬送ベルトの原材料とした。
押出成形に用いたものと同じCR/EPDMゴム配合組成物を、圧縮成形機を用い、金型温度150℃、20分間でプレス成形を行い、25℃で測定した外周117.5mm、幅5.0mm、厚さ1.1mmの円環状のリブを得た。
長さ310mmに切断したゴムチューブに、折り畳み可能な直径114.0mm、長さ290mmの円柱状の型をチューブの両端各10mmを残して挿入し、ゴムチューブを円筒形状とし、両端から約5mmの部分の内周面をリューターを用いて研磨した。円環状のリブの外周面も、同様に円筒研磨機を用いて研磨した。ゴムチューブの両端から各5.0mmの内周面に、水性ゴム系接着剤を塗布し、円環状のリブを押し込んだ。そのまま室温で16時間放置して接着剤を乾燥させたのち、円柱状の型を折り畳んで取り出し、転写搬送ベルトを完成した。JIS K 6256に準じて測定した円環状のリブとゴムチューブのT型剥離強度は、0.28N/mmであった。
本発明の転写搬送ベルトは、ベルトの蛇行を抑制するリブ材が、その膨張力により転写搬送ベルトの内周に押し付けられているので、ベルトとリブ材が安定した接着状態を保ち、リブ材がベルトから外れることがない。また、円環状のリブ材に繋ぎ目がないので、繋ぎ目が転写搬送ベルトの回転運動に不均質性を与えることがなく、転写搬送ベルトが円滑に回転して、高い画質を有する画像を形成することができる。
本発明の転写搬送ベルトの製造方法によれば、円環状のリブを、ゴムチューブの内側からリブがゴムチューブに押し付けられる状態で接着するので、安定して接着することができる。本発明方法によれば、ポリイミド樹脂などの高価な材料を用いることなく、100枚/分のような高速の画像形成装置に適用し得る転写搬送ベルトを製造することができる。
本発明の転写搬送ベルトの一態様の断面図である。 本発明の転写搬送ベルトの一態様の側面図である。 本発明の転写搬送ベルトの他の態様の断面図である。 画像形成装置の一例の概略図である。 リブの一例の説明図である。 リブの他の例の説明図である。 リブの他の例の説明図である。 リブの他の例の説明図である。
符号の説明
1 転写搬送ベルト
2 円環状のリブ
3 円環状のリブ
4 感光ドラム
5 帯電器
6 レーザー露光装置
7 回転現像装置
8 転写搬送ベルト
9 ドラムクリーナー
10 駆動ローラー
11 二次転写対向ローラー
12 テンションローラー
13 二次転写ローラー
14 定着器
15 転写搬送ベルト
16 ガイドリブ
17 クリーニングブレード
18 端部押え部材
19 テンションローラー
20 フランジ
21 転写搬送ベルト
22 リブ
23 駆動ローラー
24 リブガイド
25 転写搬送ベルト
26 リブ
27 繋ぎ目
28 上流側のリブ端
29 下流側のリブ端
30 転写搬送ベルト
31 補強テープ
32 リブ材
33 糸

Claims (2)

  1. 像担持体上のトナー像が転写され、形成された多色トナー像を記録媒体に二次転写する転写搬送ベルトにおいて、該ベルトの側端又はその近傍の内側に、円環状のリブが接着され、該円環状のリブの外周が、25℃において、該転写搬送ベルトの内周の1.00〜1.05倍であることを特徴とする転写搬送ベルト。
  2. 像担持体上のトナー像が転写され、形成された多色トナー像を記録媒体に二次転写する転写搬送ベルトの製造方法であって、ゴムチューブからなる転写搬送ベルトの側端又はその近傍の内側に、25℃における外周が、25℃における該ゴムチューブの内周の1.00〜1.05倍である円環状のリブを接着することを特徴とする転写搬送ベルトの製造方法。
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