JP2007178528A

JP2007178528A - 転写搬送ベルト及びその製造方法

Info

Publication number: JP2007178528A
Application number: JP2005374405A
Authority: JP
Inventors: Toru Mikashima; 徹三ヶ島
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2025-12-27
Also published as: JP4822839B2

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、ＪＩＳＫ６２５６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。ＪＩＳＫ６２５６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

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。
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。