JP2007225689A - エンドレスベルトおよびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】蛇行せず且つ小径の張架ロールに対する追従性が向上したエンドレスベルト等を提供する。
【解決手段】ベルト本体21と、ベルト本体21の幅方向の少なくとも片方の側縁に沿って設けられた蛇行防止ガイド22とを有するエンドレスベルト2であって、蛇行防止ガイド22が、幅方向を横断する溝部221を有することを特徴とするエンドレスベルト2。
【選択図】図2
【解決手段】ベルト本体21と、ベルト本体21の幅方向の少なくとも片方の側縁に沿って設けられた蛇行防止ガイド22とを有するエンドレスベルト2であって、蛇行防止ガイド22が、幅方向を横断する溝部221を有することを特徴とするエンドレスベルト2。
【選択図】図2
Description
本発明はエンドレスベルト等に関し、より詳しくは、蛇行防止ガイドを有するエンドレスベルト等に関する。
電子写真方式を用いた画像形成装置としては、例えば、エンドレスベルトを中間転写ベルトとして使用した中間転写方式のカラー画像形成装置がある。これは、電子写真プロセス等によりトナー像が形成される像担持体(例えば感光体ドラム)の転写部で接触して回転するような中間転写ベルトを複数のベルト支持ロール間に張架して配設したものである。像担持体上に形成される複数のトナー像を一旦中間転写ベルトの同じ位置に重ねあわせるように一次転写した後、その中間転写ベルト上に転写されたトナー像を用紙に一括して転写する。そして、用紙上に転写された多重のトナー像は、その後定着装置により定着されてカラー画像となる。
この他、エンドレスベルトを備えた画像形成装置としては、用紙を担持して複数の画像形成ユニットの転写部を通過させるように搬送する用紙搬送ベルトを使用した、いわゆるタンデムタイプのカラー画像形成装置もある。これは、各色成分のトナー像を個々に形成するため画像形成ユニットを複数並べて配置し、その各画像形成ユニットの転写部で接触して回転するように用紙搬送ベルトを複数のベルト支持ロール間に張架して配設したものである。用紙搬送ベルトに吸着して担持した用紙を各画像形成ユニットの転写部を通過させるように搬送することにより、各画像形成ユニットで形成される各トナー像を同じ用紙に順次重ねあわせるように転写し、最後に定着させてカラー画像とする。
ここで、このような中間転写ベルトや用紙搬送ベルト等のエンドレスベルトを使用したカラー画像形成装置では、そのエンドレスベルトを張架支持する複数のベルト支持ロールの回転軸の平行度やロール外径がばらつくことや、そのエンドレスベルト自体の周長変化により張力が不均一となること等が原因となって、エンドレスベルトが直進走行せず、ベルト支持ロールの軸方向に変位した状態で走行する、いわゆる片寄り走行や蛇行が発生することがある。このため、そのエンドレスベルトに直接又はエンドレスベルトに担持された用紙に順次転写される各トナー像の位置がずれてしまうことがある。そして、最終的には用紙上に形成されるカラー画像に色ずれや色相変化等がおこる画像欠陥の発生が懸念されていた。
このような事情に鑑み、エンドレスベルトにガイドを設ける技術が提案されている。即ち、エンドレスに形成されたシームレスベルトの内周面の開口両端部に、弾性帯体からなる蛇行規制ガイドをベルト進行方向に沿って全周に亘り接合することで、ベルトの蛇行を防止しようとするものである。各蛇行規制ガイドの端面は、周方向、長手方向に対して垂直にカットされている。
ところで、画像形成装置の小型化が要求される近年においては、張架ロールの小径化によってベルト部材をかなり小さな曲率半径(R:ロール半径)で張架ロールに巻き付けながら走行させる傾向にある。しかし、上述した従来のエンドレスベルトを曲率半径の小さなベルト支持ロールに架設した場合には、蛇行防止ガイドが接合されたエンドレスベルト両端部の屈曲性に乏しく、蛇行防止ガイドがロールの曲率(1/R:ロール半径の逆数)に追随できずにベルトが張架ロールより離脱する問題が懸念されていた。
そして、このような問題を解消する手段として、蛇行規制ガイドに補強材を設ける方法や、蛇行規制ガイドの継目に接着剤を使用する方法、継目のない蛇行規制ガイドを使用する方法等が提案されている(例えば、特許文献1,2等参照)。
また、ベルト部材の内周面に設けたリブ状の寄り止め突起部を、張架ロールの周面部に形成したリング状の溝に係合させて、上述のようなベルト部材の離脱を回避する画像形成装置も知られている(特許文献3参照)。
しかしながら、蛇行規制ガイドの継目に補強材を設ける方法については、更に部品を増やしてしまう点について改良の余地を有する。蛇行規制ガイドの継目に接着剤を使用する方法については、接着の工程増加を招いてしまう点について改良の余地を有する。更にまた、継目のない蛇行規制ガイドを使用する方法については、シームレスベルトと蛇行規制ガイドの寸法を高精度に合わせる必要があるが、材料の硬化収縮や熱収縮等が生じるので位置合わせが非常に困難である点について、なお改良の余地を有していた。
また、上記特許文献3記載の画像形成装置についても、張架ロールに加工を施す必要が生じるものであり、従来の蛇行防止ガイドを用いて張架ロールの小径化によるベルト部材の離脱を抑制する観点からは、なお改良の余地を有するものであった。
上記事情のもと、本発明の目的は、蛇行することがなく、しかも小径の張架ロールに対する追従性の向上したエンドレスベルトを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、蛇行することがなく、しかも小径の張架ロールに対する追従性の向上したエンドレスベルトを用いた、画像形成装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、蛇行することがなく、しかも小径の張架ロールに対する追従性の向上したエンドレスベルトを用いた、画像形成装置を提供することにある。
かかる目的のもと、本発明のエンドレスベルトは、ベルト本体と、ベルト本体の幅方向の少なくとも片方の側縁に沿って設けられた蛇行防止ガイドとを有するエンドレスベルトであって、蛇行防止ガイドが、幅方向を横断する溝部を有することを特徴としている。
一方、本発明の画像形成装置は、記録材に対して画像を形成する画像形成装置であって、ベルト本体とベルト本体の幅方向の少なくとも片方の側縁に沿って設けられた蛇行防止ガイドとを有し、蛇行防止ガイドが幅方向を横断する溝部を有するエンドレスベルトと、エンドレスベルトを支持する複数の支持ロールとを含むことを特徴としている。
本発明によれば、蛇行することがなく、しかも小径の張架ロールに対する追従性の向上したエンドレスベルト、及びそれを用いた画像形成装置が提供される。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[実施の形態1]
−画像形成装置−
図1は、本実施の形態が適用される画像形成装置を説明する概略構成図である。
図1に示す画像形成装置100は、像担持体としての感光体ドラム101、中間転写体としての中間転写ベルト102、転写電極であるバイアスローラ103、被転写体である用紙141(記録材)を供給するトレー104、BK(ブラック)トナーによる現像装置105、Y(イエロー)トナーによる現像装置106、M(マゼンタ)トナーによる現像装置107、C(シアン)トナーによる現像装置108、ベルトクリーナー109、剥離爪113、支持ロール121、123及び124、バックアップローラ122、導電性ローラ125、電極ローラ126、クリーニングブレード131、用紙141、ピックアップローラ142、並びにフィードローラ143を備えてなる。
ここで、中間転写ベルト102の内側に備えられた蛇行防止ガイドは、支持ロール121、123及び124の側縁部に当接するように位置するため、ベルト走行時、中間転写ベルト102は蛇行防止ガイドに案内される(この点については、後に詳述する)。そのため、中間転写ベルト102は、ベルト走行時に蛇行する問題を起こさない。
[実施の形態1]
−画像形成装置−
図1は、本実施の形態が適用される画像形成装置を説明する概略構成図である。
図1に示す画像形成装置100は、像担持体としての感光体ドラム101、中間転写体としての中間転写ベルト102、転写電極であるバイアスローラ103、被転写体である用紙141(記録材)を供給するトレー104、BK(ブラック)トナーによる現像装置105、Y(イエロー)トナーによる現像装置106、M(マゼンタ)トナーによる現像装置107、C(シアン)トナーによる現像装置108、ベルトクリーナー109、剥離爪113、支持ロール121、123及び124、バックアップローラ122、導電性ローラ125、電極ローラ126、クリーニングブレード131、用紙141、ピックアップローラ142、並びにフィードローラ143を備えてなる。
ここで、中間転写ベルト102の内側に備えられた蛇行防止ガイドは、支持ロール121、123及び124の側縁部に当接するように位置するため、ベルト走行時、中間転写ベルト102は蛇行防止ガイドに案内される(この点については、後に詳述する)。そのため、中間転写ベルト102は、ベルト走行時に蛇行する問題を起こさない。
図1に示す画像形成装置100において、感光体ドラム101は矢印F方向に回転し、図示しない帯電装置でその表面が一様に帯電される。帯電された感光体ドラム101にレーザー書込み装置などの画像書き込み手段により第一色(例えば、BK)の静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置105によってトナー現像されて可視化されたトナー像Tが形成される。トナー像Tは感光体ドラム101の回転で導電性ローラ125が配置された一次転写部に到り、導電性ローラ125からトナー像Tに逆極性の電界を作用させることにより上記トナー像Tを静電的に中間転写ベルト102に吸着させつつ中間転写ベルト102の矢印G方向の回転で一次転写される。
更に、同様にして第2色のトナー像、第3色のトナー像、第4色のトナー像が順次形成され中間転写ベルト102において重ね合わされて、多重トナー像が形成される。
中間転写ベルト102に転写された多重トナー像は、中間転写ベルト102の回転でバイアスローラ103が設置された二次転写部に到る。二次転写部は、中間転写ベルト102のトナー像が担持された表面側に設置されたバイアスローラ103と、該中間転写ベルト102の裏側からバイアスローラに対向するごとく配置されたバックアップローラ122、及びこのバックアップローラ122に圧接して回転する電極ローラ126から構成される。
用紙141は、トレー104に収容された用紙束からピックアップローラ142で一枚ずつ取り出され、フィードローラ143で二次転写部の中間転写ベルト102とバイアスローラ103との間に所定のタイミングで給送される。給送された用紙141には、バイアスローラ103及びバックアップローラ122による圧接搬送と中間転写ベルト102の回転により、該中間転写ベルト102に担持されたトナー像が転写される。
トナー像が転写された用紙141は、最終トナー像の一次転写終了まで退避位置にある剥離爪113を作動せることにより中間転写ベルト102から剥離され、図示しない定着装置に搬送され、加圧/加熱処理でトナー像を固定して永久画像とされる。なお、多重トナー像の用紙141への転写の終了した中間転写ベルト102は、二次転写部の下流に設けたベルトクリーナー109で残留トナーの除去が行われて次の転写に備える。また、バイアスローラ103は、ポリウレタン等からなるクリーニングブレード131が常時当接するごとくとりつけられており、転写で付着したトナー粒子や紙紛等の異物が除去される。
単色画像の転写の場合、一次転写されたトナー像Tを直ちに二次転写して定着装置に搬送するが、複数色の重ね合わせによる多色画像の転写の場合、各色のトナー像が一次転写部で正確に一致するように中間転写ベルト102と感光体ドラム101との回転を同期させて各色のトナー像がずれないようにする。上記二次転写部では、バイアスローラ103と中間転写ベルト102を介して対向配置したバックアップローラ122に圧接した電極ローラ126にトナー像の極性と同極性の出圧(転写電圧)を印加することで該トナー像を用紙141に静電反発で転写する。
以上のようにして、画像を形成することができる。
以上のようにして、画像を形成することができる。
−エンドレスベルト−
上述したとおり、実施の形態1の画像形成装置100においてはエンドレスベルトが中間転写ベルト102として用いられるものであるが、以下、この中間転写ベルト102をエンドレスベルト2と表記し、このエンドレスベルト2について詳述することにする。
図2は、本実施の形態が適用されるエンドレスベルト2を説明する概略斜視図である。エンドレスベルト2は、ベルト本体21と、ベルト本体21の幅方向両側縁に沿ってベルト本体21の内表面側に突設された蛇行防止ガイド22と、を有する。また、蛇行防止ガイド22は、蛇行防止ガイド22の幅方向を横断する溝部221を備えている。
上述したとおり、実施の形態1の画像形成装置100においてはエンドレスベルトが中間転写ベルト102として用いられるものであるが、以下、この中間転写ベルト102をエンドレスベルト2と表記し、このエンドレスベルト2について詳述することにする。
図2は、本実施の形態が適用されるエンドレスベルト2を説明する概略斜視図である。エンドレスベルト2は、ベルト本体21と、ベルト本体21の幅方向両側縁に沿ってベルト本体21の内表面側に突設された蛇行防止ガイド22と、を有する。また、蛇行防止ガイド22は、蛇行防止ガイド22の幅方向を横断する溝部221を備えている。
エンドレスベルト2は、電子写真式複写機、レーザープリンター等における感光装置、中間転写装置、転写分離装置、搬送装置、帯電装置、現像装置等に好適に使用されるが、エンドレスベルト2を構成するベルト本体21や蛇行防止ガイド22は、そのようなエンドレスベルト2の用途、機能等に応じて、材料、形状、大きさ等が適宜設定される。
−ベルト本体21−
ベルト本体21の材料としては、特に限定されるものではなく、熱硬化性樹脂であっても良いし、熱可塑性樹脂であってもよい。より具体的には、後述する。
蛇行防止ガイド22を形成する素材として好適な弾性体を用いても良いし、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂等を用いても良い。
特に、ベルト本体21が電子写真方式を用いた画像形成装置等における中間転写ベルト及び転写搬送ベルトに用いられる場合には、導電剤を含有するポリイミド系樹脂か、導電剤を含有するポリアミドイミド系樹脂からなる半導電性ベルトが使用されることが好適である。
ベルト本体21の材料にポリアミドイミド樹脂を用いる場合には市販品を用いることができ、そのような市販品としては、例えば東洋紡バイロマックスHR16NN(固形分18wt%)を用いることができる。
ベルト本体21の材料としては、特に限定されるものではなく、熱硬化性樹脂であっても良いし、熱可塑性樹脂であってもよい。より具体的には、後述する。
蛇行防止ガイド22を形成する素材として好適な弾性体を用いても良いし、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂等を用いても良い。
特に、ベルト本体21が電子写真方式を用いた画像形成装置等における中間転写ベルト及び転写搬送ベルトに用いられる場合には、導電剤を含有するポリイミド系樹脂か、導電剤を含有するポリアミドイミド系樹脂からなる半導電性ベルトが使用されることが好適である。
ベルト本体21の材料にポリアミドイミド樹脂を用いる場合には市販品を用いることができ、そのような市販品としては、例えば東洋紡バイロマックスHR16NN(固形分18wt%)を用いることができる。
また、エンドレスベルト2を中間転写ベルト、転写搬送ベルトとして用いる場合、1×109Ω/□〜1×1014Ω/□の範囲に表面抵抗率を制御する観点から、必要に応じて導電性フィラーを前記ベルト本体21の材料に配合することができる。
このような導電性フィラーとしては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅合金などの金属または合金、酸化スズ、酸化亜鉛、チタン酸カリウム、酸化スズ−酸化インジウムまたは酸化スズ−酸化アンチモン複合酸化物などの金属酸化物、または、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどを、単独又は2種以上の併用により用いることができる。中でも、導電性フィラーとしては、コストの点でカーボンブラックが好適である。また、必要に応じて分散剤、滑剤などの加工助剤を添加することができる。
このような導電性フィラーとしては、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅合金などの金属または合金、酸化スズ、酸化亜鉛、チタン酸カリウム、酸化スズ−酸化インジウムまたは酸化スズ−酸化アンチモン複合酸化物などの金属酸化物、または、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどを、単独又は2種以上の併用により用いることができる。中でも、導電性フィラーとしては、コストの点でカーボンブラックが好適である。また、必要に応じて分散剤、滑剤などの加工助剤を添加することができる。
前記導電性フィラーの配合量としては、前記ベルト本体21の材料100質量部に対し、通常5質量部〜50質量部、好ましくは20質量部〜40質量部である。配合量が過度に多いとエンドレスベルトの柔軟性がなくなる場合があり、一方、配合量が過度に少ないと抵抗値のばらつきが大きくなる場合がある。
なお、本実施の形態において「表面抵抗率」とは、株式会社ダイヤインスツルメント製ハイレスタUPMCP−450型URプローブを用いて、22℃、55%RHの環境下で測定し、JIS K 6911(1995年)に従い測定したものを意味する。ベルトの24点(幅方向3箇所×周方向8箇所)を測定し、その平均値をベルトの表面抵抗率とした。
ベルト本体21にはつなぎ目があってもなくてもよい。また、ベルト本体の厚さは、通常0.02mm〜0.2mm、好ましくは0.08mm〜1.0mmである。
−蛇行防止ガイド22−
次に、図3〜図6を用いて、蛇行防止ガイド22を説明する。図3は、ベルトの支持ロール121に、エンドレスベルト2が架設されている様子を説明する図である。
図3に示すように、エンドレスベルト2におけるベルト本体21の内周面21aの端部には、ベルト本体21の全内周にわたってテープ状の蛇行防止ガイド22が積層されており、支持ロール121の端部121aには、同心円状の係合板1211が取り付けられている。エンドレスベルト2は、蛇行防止ガイド22の内側端部22aを係合板1211の外側端面1211aに接触させた状態で走行することにより、エンドレスベルト2の片寄り走行や蛇行が防止されるように構成されている。
次に、図3〜図6を用いて、蛇行防止ガイド22を説明する。図3は、ベルトの支持ロール121に、エンドレスベルト2が架設されている様子を説明する図である。
図3に示すように、エンドレスベルト2におけるベルト本体21の内周面21aの端部には、ベルト本体21の全内周にわたってテープ状の蛇行防止ガイド22が積層されており、支持ロール121の端部121aには、同心円状の係合板1211が取り付けられている。エンドレスベルト2は、蛇行防止ガイド22の内側端部22aを係合板1211の外側端面1211aに接触させた状態で走行することにより、エンドレスベルト2の片寄り走行や蛇行が防止されるように構成されている。
また、図4は、支持ロール121にエンドレスベルト2が架設されている様子を、支持ロール121の軸方向から見た概略平面図である。
図4(a)に示すように、蛇行防止ガイド22の内周表面には、その長手方向に対して直交する方向に沿った溝部221が、蛇行防止ガイド22の幅方向を横断して形成されている。このように蛇行防止ガイド22が形成されていることにより、エンドレスベルト2の内周面と支持ロール121とが当接する部位において蛇行防止ガイド22が曲がり易くなるため、支持ロール121の内径が比較的小さい場合であっても、エンドレスベルト2が支持ロール121の形状によく追随することができる。
図4(a)に示すように、蛇行防止ガイド22の内周表面には、その長手方向に対して直交する方向に沿った溝部221が、蛇行防止ガイド22の幅方向を横断して形成されている。このように蛇行防止ガイド22が形成されていることにより、エンドレスベルト2の内周面と支持ロール121とが当接する部位において蛇行防止ガイド22が曲がり易くなるため、支持ロール121の内径が比較的小さい場合であっても、エンドレスベルト2が支持ロール121の形状によく追随することができる。
即ち、図4(a)において、溝部221は、支持ロール121の軸線に面して形成されるものであるが、エンドレスベルト2が支持ロール121の表面に当接する位置においてベルト本体21が湾曲するのに伴い、溝部221の通常の幅(図4(b)におけるL1)が縮小(図4(c)におけるL2。L2<L1。)する。その結果、蛇行防止ガイド22の湾曲が容易になり、支持ロール121が小さな内径(乃至、大きな曲率)を有する場合であっても、蛇行防止ガイド22の湾曲が支持ロール121の湾曲に追随できずにエンドレスベルト2が支持ロール121の表面から剥離し、エンドレスベルト2が支持ロール121から離脱するという問題を解消し得ることとなる。
図5は、溝部221の断面形状を説明するための図である。
図5(a)において、溝部221の断面は、端部Rの形状(U字型形状)に形成されている。溝部221の断面形状としては、小径の支持ロール121にエンドレスベルトを適切に巻き付ける観点から、図5(b)に示した台形の形状、図5(c)示した四角形の形状、図5(d)に示したくさび形状など、適宜な形状を採用することができる。中でも、小径の支持ロール121に巻き付けた時に応力の集中が少なく、加工も容易な図5(a)に示す端部Rの形状が好ましく採用される。
図5(a)において、溝部221の断面は、端部Rの形状(U字型形状)に形成されている。溝部221の断面形状としては、小径の支持ロール121にエンドレスベルトを適切に巻き付ける観点から、図5(b)に示した台形の形状、図5(c)示した四角形の形状、図5(d)に示したくさび形状など、適宜な形状を採用することができる。中でも、小径の支持ロール121に巻き付けた時に応力の集中が少なく、加工も容易な図5(a)に示す端部Rの形状が好ましく採用される。
図5(a)において、溝部221の深さ(t2)が、蛇行防止ガイド22の厚さ(t1)に占める割合としては、通常30%〜50%、好ましくは35%〜45%である。t1及びt2をこのような関係とすることにより、支持ロール121に当接する部位で蛇行防止ガイド22が曲がり易くなり、支持ロール121が小径ロールの場合にも、ロールの表面形状により容易に追随することができる。また、支持ロール121の端部にエンドレスベルト2が片寄り走行した場合に蛇行防止ガイド22の変形が大きくなり過ぎてエンドレスベルト2と蛇行防止ガイド22との接着面に大きな応力がかかり、接着剤層23の機能が発揮されないという問題が発生する可能性が低減される。
なお、t1としては通常0.5mm〜3mm、好ましくは0.8mm〜2mmであり、一方、t2としては通常0.2mm〜1.5mm、好ましくは0.3mm〜1mm(断面形状は端部R溝形状)である。
なお、t1としては通常0.5mm〜3mm、好ましくは0.8mm〜2mmであり、一方、t2としては通常0.2mm〜1.5mm、好ましくは0.3mm〜1mm(断面形状は端部R溝形状)である。
また、図5(a)において、溝部221の、ベルト駆動方向に沿った幅(W1)と、隣り合う溝部221の間隔(L1)との関係としては、通常、溝部221の幅(W1)が隣り合う溝部221の間隔(L1)に対して50%以下(W1≦0.5L)であり、好ましくは、45%以下である。ただし、通常、溝部221の幅(W1)は隣り合う溝部221の間隔(L1)に対して20%以上(0.2L1≦W1)、好ましくは、35%以上である。
ここで、溝部221の幅(W1)としては、通常0.5mm〜2mm、好ましくは1mm〜2mmであり、隣り合う溝部221の間隔(L1)としては、通常3mm〜6mm、好ましくは4mm〜5mmである。このような範囲とすることにより、蛇行防止ガイド22の凸部位(隣接する溝部221間に存する陸部)の総面積は、凹部位(溝部221)の総面積の2倍以上5倍以下となるので、蛇行防止ガイド22に溝部221を設けたことによる変形に対する強度低下問題や、ベルト部材の片寄り走行や蛇行が発生する問題が低減される。その結果、ベルト部材を外径12mm〜18mmのような小径支持ロールに巻き付ける場合にも、ベルトとしての十分な強度を確保することが可能になる。
ここで、溝部221の幅(W1)としては、通常0.5mm〜2mm、好ましくは1mm〜2mmであり、隣り合う溝部221の間隔(L1)としては、通常3mm〜6mm、好ましくは4mm〜5mmである。このような範囲とすることにより、蛇行防止ガイド22の凸部位(隣接する溝部221間に存する陸部)の総面積は、凹部位(溝部221)の総面積の2倍以上5倍以下となるので、蛇行防止ガイド22に溝部221を設けたことによる変形に対する強度低下問題や、ベルト部材の片寄り走行や蛇行が発生する問題が低減される。その結果、ベルト部材を外径12mm〜18mmのような小径支持ロールに巻き付ける場合にも、ベルトとしての十分な強度を確保することが可能になる。
なお、エンドレスベルト2が支持ロール121に大きな曲率で巻き付けられる際には、蛇行防止ガイド22の各凸部位(隣接する溝部221間に存する陸部)の間隔を短くするように各凹部位(溝部221)をベルト周方向に配置することで、凸部位上端面を無理に圧縮することなくエンドレスベルト2を大きな曲率で巻き付けることが可能になる。その結果、蛇行防止ガイド22にかかる負荷を低減したり、蛇行防止ガイド22の凸部位が曲がり易くなったりすることで、大きな曲率で巻き付けることによる蛇行防止ガイド22の劣化やベルト部材の離脱を抑えることもできる。
また、エンドレスベルト2が架設される支持ロール121の外径としては、特に限定されるものではないが、通常12mm〜18mm、好ましくは14mm〜16mmである。支持ロール121の外径がこのような範囲にある場合に、エンドレスベルト2と、従来の蛇行規制ガイドつきエンドレスベルト(溝の無いもの)との差異が顕在化する傾向となる。更に、エンドレスベルト2を備える画像形成装置の小型化にも寄与し得る。
一般に、厚さ1mmの蛇行防止ガイドを半径Rの支持ロールに180度ラップさせて用いる場合、支持ロール上では、蛇行防止ガイドは、1/R(%)圧縮させられる。蛇行防止ガイド22の溝部形状は、支持ロール121に巻きついていない部位では、図4(b)に示すように変形していない。外径12mmの支持ロールに巻き付いた部位での蛇行防止ガイドの溝部形状は、図4(c)に示すように蛇行防止ガイドの溝部形状の隙間が少なくなる。つまり、この蛇行防止ガイド22の溝部形状によって、エンドレスベルト2はベルト周方向に縮められており、外径12mmの支持ロール121に巻き付けることが可能になる。
図6は、蛇行防止ガイド22がベルト本体21に積層される様子を説明するための図である。蛇行防止ガイド22とベルト本体21とが同一素材にて形成される場合には一体成形されてなるものでも良いが、両者が異種素材にて形成される場合には、図6に示すように、接着剤層23を介して蛇行防止ガイド22をベルト本体21に積層することが好適である。
図6において、蛇行防止ガイド22の幅xとしては、蛇行防止効果、耐久性等の点から適宜設定されるが、通常1mm〜10mm程度であり、特に4mm〜7mmが好ましい。
また、図6において、接着剤層23の厚さとしては通常0.01mm〜0.3mm、好ましくは0.02mm〜0.05mmである。当該厚さ0.01mm未満の場合には均一な接着強度が得られない場合があり、0.3mmを超える場合には接着時に加える圧力によって蛇行防止ガイド22の位置ずれを起こす場合がある。
また、図6において、接着剤層23の厚さとしては通常0.01mm〜0.3mm、好ましくは0.02mm〜0.05mmである。当該厚さ0.01mm未満の場合には均一な接着強度が得られない場合があり、0.3mmを超える場合には接着時に加える圧力によって蛇行防止ガイド22の位置ずれを起こす場合がある。
蛇行防止ガイド22の材料としては、特に限定されるものではないが、デュロメータ硬さが通常A60/S〜A90/S、好ましくはA70/S〜A80/Sの弾性部材で形成されることが好ましい。
即ち、ベルト本体21が支持ロール121の軸方向へ移動しようとする寄り力が発生すると、その寄り力に抗して発生する同じ強度の反力(応力)が蛇行防止ガイド22に直接かかることとなる。蛇行防止ガイド22が上記デュロメータ硬さを有すると、この応力を蛇行防止ガイド22内である程度分散吸収することが可能となる。
なお、本実施の形態においてデュロメータ硬さとは、JIS K6253(1997年)に規定されるゴム硬度である。
即ち、ベルト本体21が支持ロール121の軸方向へ移動しようとする寄り力が発生すると、その寄り力に抗して発生する同じ強度の反力(応力)が蛇行防止ガイド22に直接かかることとなる。蛇行防止ガイド22が上記デュロメータ硬さを有すると、この応力を蛇行防止ガイド22内である程度分散吸収することが可能となる。
なお、本実施の形態においてデュロメータ硬さとは、JIS K6253(1997年)に規定されるゴム硬度である。
前記デュロメータ硬さを実現する弾性部材の材料としては、ポリウレタン、ネオプレンゴム、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリエステルエラストマー、クロロプレンゴム、ニトリルゴム等の適度な硬度を有する弾性体が使用できる。これらの中でも、電気絶縁性、耐湿、耐溶剤、耐オゾンおよび耐熱性、耐磨耗性を考慮すると、特にポリウレタンゴムが好適である。
なお、かかる弾性部材には所望により、潤滑油などの従来公知の添加剤を適宜配合しても良い。
なお、かかる弾性部材には所望により、潤滑油などの従来公知の添加剤を適宜配合しても良い。
また、接着剤層23を構成する接着剤としては、エンドレスベルトと同程度の柔軟性が必要であるとの観点から、硬化後の接着剤のデュロメータ硬さがA/30/S〜A/50/Sの範囲内の弾性を有する接着剤を使用することが好ましい。
なお、そのような接着剤としては市販品を用いることができ、セメダイン株式会社製のアクリル変性シリコンポリマーを主成分とするスーパ−XNo8008、コニシ株式会社製の特殊変成シリコンポリマーを主成分とするMOS7などを挙げることができる。中でも、ベルト基材との接着強度の観点から、セメダイン株式会社製のアクリル変性シリコンポリマーを主成分とするスーパ−XNo8008が好ましくは用いられる。
なお、そのような接着剤としては市販品を用いることができ、セメダイン株式会社製のアクリル変性シリコンポリマーを主成分とするスーパ−XNo8008、コニシ株式会社製の特殊変成シリコンポリマーを主成分とするMOS7などを挙げることができる。中でも、ベルト基材との接着強度の観点から、セメダイン株式会社製のアクリル変性シリコンポリマーを主成分とするスーパ−XNo8008が好ましくは用いられる。
なお、接着剤層23としては、感熱性の接着材シートの使用も可能である。このような接着材シートとしても、ベルト本体21と蛇行防止ガイド22との接着性に優れたものであれば特に限定されるものではないが、例えば、アクリル系、シリコン系、天然または合成のゴム系、ウレタン系、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体等の合成樹脂系などの樹脂系材料を主材料とする接着剤シートを用いることができる。
このような接着剤シートとしては市販品を用いることができ、例えば東洋紡株式会社製ポリエステル系接着シートGM−913、GM−920、ソニーケミカル株式会社製ポリエステル系接着シートD3600などを挙げることができる。中でも、ベルト基材との接着強度の観点から、ソニーケミカル株式会社製ポリエステル系接着シートD3600、東洋紡株式会社製ポリエステル系接着シートGM−920が好ましくは用いられる。
このような接着剤シートとしては市販品を用いることができ、例えば東洋紡株式会社製ポリエステル系接着シートGM−913、GM−920、ソニーケミカル株式会社製ポリエステル系接着シートD3600などを挙げることができる。中でも、ベルト基材との接着強度の観点から、ソニーケミカル株式会社製ポリエステル系接着シートD3600、東洋紡株式会社製ポリエステル系接着シートGM−920が好ましくは用いられる。
前記弾性接着剤または感熱性の接着シートを用いたベルト本体21と蛇行防止ガイド22との貼設については、ベルト本体21がフラットな状態でベルト本体21と蛇行防止ガイド22とを予め貼設し、その後ベルト本体21の端部間を接着して環状のエンドレスベルト2を形成してもよいし、ベルト本体21を環状に形成した後に蛇行防止ガイド22を接着してもよい。
更に、本実施の形態においては、ベルト本体21の内側面のみに蛇行防止ガイド22が貼設されているが、蛇行防止ガイド22の貼設面は、エンドレスベルト2の適用される用途に応じて、ベルト本体21の外周面側に貼設してもよい。また、蛇行防止ガイド22はエンドレスベルト2の補強効果の点から全周に設けることが好ましい。
更に、本実施の形態においては、ベルト本体21の内側面のみに蛇行防止ガイド22が貼設されているが、蛇行防止ガイド22の貼設面は、エンドレスベルト2の適用される用途に応じて、ベルト本体21の外周面側に貼設してもよい。また、蛇行防止ガイド22はエンドレスベルト2の補強効果の点から全周に設けることが好ましい。
[実施の形態2]
実施の形態1では、画像形成装置として、一次転写を繰り返すカラー画像形成装置について説明した。実施の形態2では、画像形成装置として、タンデム型カラー画像形成装置について説明する。
図7は、本実施の形態が適用される他の画像形成装置として、タンデム型カラー画像形成装置を示した概略構成図である。
図7に示す画像形成装置300は、ユニットY、M、C、BKと、用紙搬送ベルト306と、転写ロール307Y、307M、307C、307BKと、用紙搬送ロール308と、定着器309とを備えている。この画像形成装置300においてはエンドレスベルトが用紙搬送ベルト306として用いられるが、用紙搬送ベルト306として、上述した本実施の形態のエンドレスベルト2が用いられる。
実施の形態1では、画像形成装置として、一次転写を繰り返すカラー画像形成装置について説明した。実施の形態2では、画像形成装置として、タンデム型カラー画像形成装置について説明する。
図7は、本実施の形態が適用される他の画像形成装置として、タンデム型カラー画像形成装置を示した概略構成図である。
図7に示す画像形成装置300は、ユニットY、M、C、BKと、用紙搬送ベルト306と、転写ロール307Y、307M、307C、307BKと、用紙搬送ロール308と、定着器309とを備えている。この画像形成装置300においてはエンドレスベルトが用紙搬送ベルト306として用いられるが、用紙搬送ベルト306として、上述した本実施の形態のエンドレスベルト2が用いられる。
図7に示す画像形成装置300において、用紙搬送ベルト306の内側に備えられた蛇行防止ガイドは、支持ロール310、311、312及び313の側縁部に当接するように位置するため、ベルト走行時、用紙搬送ベルト306は蛇行防止ガイドに案内される。支持ロール312は、外径22mmの金属ロールが用いられている。用紙搬送ベルト306は、蛇行防止ガイドが、支持ロール310に形成された溝を走行することで、ベルト走行時、蛇行する問題を起こさない。
ユニットY、M、C、BKは、矢印の時計方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって回転可能にそれぞれ感光体ドラム301Y、301M、301C、301BKが備えられる。感光体ドラム301Y、301M、301C、301BKの周囲には、図示しない帯電ロール302Y、302M、302C、302BKと、露光器303Y、303M、303C、303BKと、各色現像装置(イエロー現像装置304Y、マゼンタ現像装置304M、シアン現像装置304C、ブラック現像装置304BK)と、感光体ドラムクリーナ305Y、305M、305C、305BKとがそれぞれ配置されている。なお、ユニットY、M、C、BKは、用紙搬送ベルト306に対して4つ並列に、ユニットY、M、C、BKの順に配置されているが、ユニットBK、Y、C、Mの順等、画像形成方法に合わせて適当な順序を設定することができる。
用紙搬送ベルト306は、支持ロール310、311によって、矢印の反時計方向に感光体ドラム301Y、301M、301C、301BKと同じ周速度をもって回転可能になっており、用紙搬送ベルト306は、ベルト用クリーニング装置314が備えられている。
転写ロール307Y、307M、307C、307BKは、用紙搬送ベルト306の内側であって、用紙搬送ベルト306と感光体ドラム301Y、301M、301C、301BKとが接している部分に対向する位置にそれぞれ配置され、感光体ドラム301Y、301M、301C、301BKと、用紙搬送ベルト306を介してトナー画像を用紙(被転写体)316に転写する転写領域(ニップ部)を形成している。定着装置309は、用紙搬送ベルト306と感光体ドラム301Y、301M、301C、301BKとのそれぞれの転写領域(ニップ部)を通過した後に搬送できるように配置されている。用紙搬送ロール308により、用紙316は用紙搬送ベルト306に搬送される。
図7に示す画像形成装置300において、ユニットBKにおいては、感光体ドラム301BKを回転駆動させる。これと連動して帯電ロール302BKが駆動し、感光体ドラム301BKの表面を所定の極性・電位に一様に帯電させる。表面が一様に帯電された感光体ドラム301BKは、次に、露光器303BKによって像様に露光され、その表面に静電潜像が形成される。
続いて該静電潜像は、ブラック現像装置304BKによって現像される。すると、感光体ドラム301BKの表面にトナー画像が形成される。なお、このときのトナーは一成分系のものでもよいし二成分系のものでもよい。
このトナー画像は、感光体ドラム301BKと用紙搬送ベルト306との転写領域(ニップ部)を通過すると同時に、用紙316が静電的に用紙搬送ベルト306に吸着して転写領域(ニップ部)まで搬送され、転写ロール307BKから印加される転写バイアスにより形成される電界により、用紙316の外周面に順次、転写される。
この後、感光体ドラム301BK上に残存するトナーは、感光体ドラムクリーナ305BKによって清掃・除去される。そして、感光体ドラム301BKは、次の転写サイクルに供される。
以上の転写サイクルは、ユニットC、M及びYでも同様に行われる。転写ロール307BK、307C、307M及び307Yによってトナー画像を転写された用紙316は、さらに定着装置309に搬送され、定着が行われる。以上により記録紙上に所望の画像が形成される。
続いて該静電潜像は、ブラック現像装置304BKによって現像される。すると、感光体ドラム301BKの表面にトナー画像が形成される。なお、このときのトナーは一成分系のものでもよいし二成分系のものでもよい。
このトナー画像は、感光体ドラム301BKと用紙搬送ベルト306との転写領域(ニップ部)を通過すると同時に、用紙316が静電的に用紙搬送ベルト306に吸着して転写領域(ニップ部)まで搬送され、転写ロール307BKから印加される転写バイアスにより形成される電界により、用紙316の外周面に順次、転写される。
この後、感光体ドラム301BK上に残存するトナーは、感光体ドラムクリーナ305BKによって清掃・除去される。そして、感光体ドラム301BKは、次の転写サイクルに供される。
以上の転写サイクルは、ユニットC、M及びYでも同様に行われる。転写ロール307BK、307C、307M及び307Yによってトナー画像を転写された用紙316は、さらに定着装置309に搬送され、定着が行われる。以上により記録紙上に所望の画像が形成される。
[実施の形態3]
実施の形態3も、タンデム型カラー画像形成装置を示すものである。
図8は、本実施の形態が適用される別の画像形成装置として、タンデム型カラー画像形成装置を示した概略構成図である。
図8に示す画像形成装置400は、ユニットY、M、C、BKと、用紙搬送ベルト406と、転写ロール407Y、407M、407C、407BKと、用紙搬送ロール(図示せず)と、定着器(図示せず)とを備えている。この画像形成装置400においてはエンドレスベルトが用紙搬送ベルト406として用いられるが、用紙搬送ベルト406として、本実施の形態のエンドレスベルトが用いられる。
実施の形態3も、タンデム型カラー画像形成装置を示すものである。
図8は、本実施の形態が適用される別の画像形成装置として、タンデム型カラー画像形成装置を示した概略構成図である。
図8に示す画像形成装置400は、ユニットY、M、C、BKと、用紙搬送ベルト406と、転写ロール407Y、407M、407C、407BKと、用紙搬送ロール(図示せず)と、定着器(図示せず)とを備えている。この画像形成装置400においてはエンドレスベルトが用紙搬送ベルト406として用いられるが、用紙搬送ベルト406として、本実施の形態のエンドレスベルトが用いられる。
図8に示す画像形成装置400は、ユニットY、M、C、BK、及び転写ロール407Y、407M、407C、407BKが略鉛直方向に配置されている。ユニットY、M、C、BKには、矢印の時計方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって回転可能にそれぞれ感光体ドラム401Y、401M、401C、401BKを備えている。感光体ドラム401Y、401M、401C、401BKの周囲には、帯電ロール(図示せず)と、露光器(図示せず)と、各色現像装置(図示せず)と、感光体ドラムクリーナ(図示せず)とがそれぞれ配置されている。
用紙搬送ベルト406は、略鉛直方向に配置されたユニットY、M、C、BK、及び転写ロール407Y、407M、407C、407BKに接するように備えられている。用紙搬送ベルト406は、用紙搬送ベルト406の内側に備えられた蛇行防止ガイドが、支持ロール410、411の側縁部に当接するように位置するため、ベルト走行時、用紙搬送ベルト406は蛇行防止ガイドに案内される。支持ロール410、411は、外径12mmの金属ロールが用いられている。用紙搬送ベルト406は、蛇行防止ガイドが、支持ロール410、411に形成された溝を走行することで、ベルト走行時、蛇行する問題を起こさない。
なお、ユニットY、M、C、BKは、用紙搬送ベルト406に対して4つ並列に、ユニットY、M、C、BKの順に配置されているが、ユニットBK、Y、C、Mの順等、画像形成方法に合わせて適当な順序を設定することができる。
なお、ユニットY、M、C、BKは、用紙搬送ベルト406に対して4つ並列に、ユニットY、M、C、BKの順に配置されているが、ユニットBK、Y、C、Mの順等、画像形成方法に合わせて適当な順序を設定することができる。
用紙搬送ベルト406は、支持ロール410、411によって、矢印の反時計方向に感光体ドラム401Y、401M、401C、401BKと同じ周速度をもって回転可能になっており、用紙搬送ベルト406は、ベルト用クリーニング装置(図示せず)が備えられている。
転写ロール407Y、407M、407C、407BKは、用紙搬送ベルト406の内側であって、用紙搬送ベルト406と感光体ドラム401Y、401M、401C、401BKとが接している部分に対向する位置にそれぞれ配置されている。感光体ドラム401Y、401M、401C、401BKと、転写ロール407Y、407M、407C、407BKとは、用紙搬送ベルト406を介してトナー画像を用紙(被転写体)に転写する転写領域(ニップ部)を形成している。定着装置(図示せず)は、用紙搬送ベルト406と感光体ドラム401Y、401M、401C、401BKとのそれぞれの転写領域(ニップ部)を用紙が通過した後に、用紙を搬送できるように配置されている。尚、用紙は用紙搬送ロール(図示せず)により用紙搬送ベルト406に搬送される。
図8に示す画像形成装置400において、ユニットBKにおいては、感光体ドラム401BKを回転駆動させる。これと連動して帯電ロール(図示せず)が駆動し、感光体ドラム401BKの表面を所定の極性・電位に一様に帯電させる。表面が一様に帯電された感光体ドラム401BKは、次に、露光器によって像様に露光され、その表面に静電潜像が形成される。
続いて該静電潜像は、ブラック現像装置(図示せず)によって現像される。すると、感光体ドラム401BKの表面にトナー画像が形成される。なお、このときのトナーは一成分系のものでもよいし二成分系のものでもよい。
このトナー画像は、感光体ドラム401BKと用紙搬送ベルト406との転写領域(ニップ部)を通過すると同時に、用紙が静電的に用紙搬送ベルト406に吸着して転写領域(ニップ部)まで搬送され、転写ロール407BKから印加される転写バイアスにより形成される電界により、用紙の外周面に順次、転写される。
この後、感光体ドラム401BK上に残存するトナーは、感光体ドラムクリーナ(図示せず)によって清掃・除去される。そして、感光体ドラム401BKは、次の転写サイクルに供される。
以上の転写サイクルは、ユニットC、M及びYでも同様に行われる。
転写ロール407BK、407C、407M及び407Yによってトナー画像を転写された用紙は、さらに定着装置(図示せず)に搬送され、定着が行われる。
以上により記録紙上に所望の画像が形成される。
続いて該静電潜像は、ブラック現像装置(図示せず)によって現像される。すると、感光体ドラム401BKの表面にトナー画像が形成される。なお、このときのトナーは一成分系のものでもよいし二成分系のものでもよい。
このトナー画像は、感光体ドラム401BKと用紙搬送ベルト406との転写領域(ニップ部)を通過すると同時に、用紙が静電的に用紙搬送ベルト406に吸着して転写領域(ニップ部)まで搬送され、転写ロール407BKから印加される転写バイアスにより形成される電界により、用紙の外周面に順次、転写される。
この後、感光体ドラム401BK上に残存するトナーは、感光体ドラムクリーナ(図示せず)によって清掃・除去される。そして、感光体ドラム401BKは、次の転写サイクルに供される。
以上の転写サイクルは、ユニットC、M及びYでも同様に行われる。
転写ロール407BK、407C、407M及び407Yによってトナー画像を転写された用紙は、さらに定着装置(図示せず)に搬送され、定着が行われる。
以上により記録紙上に所望の画像が形成される。
なお、本実施の形態の画像形成装置は、本実施の形態のエンドレスベルトを用いた用紙搬送ベルト方式の画像形成装置、及び本実施の形態のエンドレスベルトを用いた中間転写体方式の画像形成装置であれば特に限定されるものではない。例えば、現像装置内に単色のトナーのみを収容する通常のモノカラー画像形成装置や、感光体ドラム等の像担持体上に担持されたトナー像を中間転写体に順次一次転写を繰り返すカラー画像形成装置、各色毎の現像装置を備えた複数の像担持体を中間転写体上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置等であってもよい。
以下、実施例およびこれに対する比較例に基づき、本実施の形態のエンドレスベルト2について具体的に説明する。なお、本実施の形態のエンドレスベルト2は、下記実施例に限定されるものではない。
<実施例1>
[ポリアミドイミドベルト状基材(ベルト本体21A)の調製]
(ポリアミド酸溶液(A)の調製)
まず、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)とからなるポリアミド酸のN−メチル−2ピロリドン(NMP)溶液(宇部興産株式会社製ユーワニスS(固形分18質量%))に、この溶液中のポリイミド系樹脂を形成することが可能な原料の固形分100質量部に対して、乾燥した酸化処理カーボンブラック(SPECIAL BLACK4(Degussa社製、pH3.0、揮発分:14.0%))を23質量部になるよう添加した。その後、この溶液を衝突型分散機(ジーナス株式会社製GeanusPY)を用い、圧力200MPaで、最小面積が1.4mm2で2分割後衝突させ、再度2分割する経路を5回通過させることにより混合し、基材用のカーボンブラック入りポリアミド酸溶液(A)を得た。
<実施例1>
[ポリアミドイミドベルト状基材(ベルト本体21A)の調製]
(ポリアミド酸溶液(A)の調製)
まず、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)と4,4’−ジアミノジフェニルエーテル(DDE)とからなるポリアミド酸のN−メチル−2ピロリドン(NMP)溶液(宇部興産株式会社製ユーワニスS(固形分18質量%))に、この溶液中のポリイミド系樹脂を形成することが可能な原料の固形分100質量部に対して、乾燥した酸化処理カーボンブラック(SPECIAL BLACK4(Degussa社製、pH3.0、揮発分:14.0%))を23質量部になるよう添加した。その後、この溶液を衝突型分散機(ジーナス株式会社製GeanusPY)を用い、圧力200MPaで、最小面積が1.4mm2で2分割後衝突させ、再度2分割する経路を5回通過させることにより混合し、基材用のカーボンブラック入りポリアミド酸溶液(A)を得た。
(ベルト本体(基材)の調製)
次に、カーボンブラック入りポリアミド酸溶液(A)を、円筒状金型内面に、ディスペンサーを介して塗膜の厚さが0.5mmとなるように塗布し、金型を1500rpmで15分間回転させて均一な厚さを有する塗膜を形成した。その後、金型を250rpmで回転させながら、金型の外側より60℃の熱風を30分間あて、150℃で60分間加熱し、更に、室温にまで冷却して皮膜を形成した。
その後、金型の内面に形成された皮膜を剥離して、この皮膜を金属芯体の外周を覆うように被覆して400℃まで2℃/分の昇温速度で昇温し、更に400℃で30分加熱し、皮膜に残留する溶媒及び脱水閉環水を除去すると共に、イミド転化反応を完結させた。その後、金属芯体を室温にまで冷却した後に、金属芯体表面に形成されたポリイミドフィルムを剥離することにより、厚さが0.08mmの無端ベルト状の基材(ベルト本体21A)を得た。
得られた無端ベルト状の基材(ベルト本体21A)のヤング率は3,800Mpaであり、体積抵抗率は1×109.5Ωcm、表面抵抗率は1×1012Ω/□であった。
次に、カーボンブラック入りポリアミド酸溶液(A)を、円筒状金型内面に、ディスペンサーを介して塗膜の厚さが0.5mmとなるように塗布し、金型を1500rpmで15分間回転させて均一な厚さを有する塗膜を形成した。その後、金型を250rpmで回転させながら、金型の外側より60℃の熱風を30分間あて、150℃で60分間加熱し、更に、室温にまで冷却して皮膜を形成した。
その後、金型の内面に形成された皮膜を剥離して、この皮膜を金属芯体の外周を覆うように被覆して400℃まで2℃/分の昇温速度で昇温し、更に400℃で30分加熱し、皮膜に残留する溶媒及び脱水閉環水を除去すると共に、イミド転化反応を完結させた。その後、金属芯体を室温にまで冷却した後に、金属芯体表面に形成されたポリイミドフィルムを剥離することにより、厚さが0.08mmの無端ベルト状の基材(ベルト本体21A)を得た。
得られた無端ベルト状の基材(ベルト本体21A)のヤング率は3,800Mpaであり、体積抵抗率は1×109.5Ωcm、表面抵抗率は1×1012Ω/□であった。
[蛇行防止ガイド22Aの調製]
蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅(x)5mmの蛇行防止ガイドに、深さ(t2)0.5mm、幅(W1)1mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)5mmで設けた。
蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅(x)5mmの蛇行防止ガイドに、深さ(t2)0.5mm、幅(W1)1mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)5mmで設けた。
[蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2A)の調製]
前述した蛇行防止ガイド22Aに、弾性接着剤として、セメダイン株式会社製スーパ−XNo8008を20μmの厚さで塗布した。次に、前述したポリアミドイミド樹脂ベルト(ベルト本体21)の片側のベルト内面に配置して、0.03Mpaの圧力で加圧して、蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2A)を調製した。
前述した蛇行防止ガイド22Aに、弾性接着剤として、セメダイン株式会社製スーパ−XNo8008を20μmの厚さで塗布した。次に、前述したポリアミドイミド樹脂ベルト(ベルト本体21)の片側のベルト内面に配置して、0.03Mpaの圧力で加圧して、蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2A)を調製した。
<実施例2>
[ポリアミドイミドベルト(ベルト本体21B)の調製]
まず、溶剤可溶型のポリアミドイミド樹脂として東洋紡株式会社製バイロマックスHR16NN(固形分18wt%、溶剤:メチル−2ピロリドン)に、導電剤としてカーボンブラック(Degussa社製スペシャルブラック4:pH3、揮発分14we%)を樹脂成分100質量部あたり25質量部添加して、高圧衝突分散機(ジーナス株式会社製)を用い、150Mpaにて、径0.1mmのオリフイスを通過させるとともに、2分割したスラリーを衝突させることを5回行い分散を行った。この液を外径168mmのアルミ製パイプの外面に塗布し、150℃で30分間回転乾燥後、250℃で1時間加熱して、外径168mmで、幅352mmのポリアミドイミド樹脂ベルト(ベルト本体21B)を得た。このベルトの表面抵抗率は1.1×1012Ω/□であった。
[ポリアミドイミドベルト(ベルト本体21B)の調製]
まず、溶剤可溶型のポリアミドイミド樹脂として東洋紡株式会社製バイロマックスHR16NN(固形分18wt%、溶剤:メチル−2ピロリドン)に、導電剤としてカーボンブラック(Degussa社製スペシャルブラック4:pH3、揮発分14we%)を樹脂成分100質量部あたり25質量部添加して、高圧衝突分散機(ジーナス株式会社製)を用い、150Mpaにて、径0.1mmのオリフイスを通過させるとともに、2分割したスラリーを衝突させることを5回行い分散を行った。この液を外径168mmのアルミ製パイプの外面に塗布し、150℃で30分間回転乾燥後、250℃で1時間加熱して、外径168mmで、幅352mmのポリアミドイミド樹脂ベルト(ベルト本体21B)を得た。このベルトの表面抵抗率は1.1×1012Ω/□であった。
[蛇行防止ガイド22B、エンドレスベルト2Bの調製]
蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅(x)5mmの蛇行防止ガイドに、深さ(t2)0.5mm、幅(W1)2mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)5mmで設けた以外は、実施例1と同様にして、蛇行防止ガイド22Bを調製した。更に、実施例1と同様の操作により、蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2B)を調製した。
蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅(x)5mmの蛇行防止ガイドに、深さ(t2)0.5mm、幅(W1)2mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)5mmで設けた以外は、実施例1と同様にして、蛇行防止ガイド22Bを調製した。更に、実施例1と同様の操作により、蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2B)を調製した。
<実施例3>
実施例1で調製した無端ベルト状の基材(ベルト本体21A)に、蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA90/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−90)を用い、厚さ(t1)0.8mm、幅5mmに深さ(t2)0.4mm、幅(W1)1mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)3mmで設けた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2C)を調製した。
実施例1で調製した無端ベルト状の基材(ベルト本体21A)に、蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA90/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−90)を用い、厚さ(t1)0.8mm、幅5mmに深さ(t2)0.4mm、幅(W1)1mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)3mmで設けた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2C)を調製した。
<実施例4>
実施例2で調製したポリアミドイミド樹脂ベルト(ベルト本体21B)に、蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅5mmに深さ(t2)0.5mm、幅(W1)2mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)6mmで設けた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2D)を調製した。
実施例2で調製したポリアミドイミド樹脂ベルト(ベルト本体21B)に、蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅5mmに深さ(t2)0.5mm、幅(W1)2mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)6mmで設けた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2D)を調製した。
<実施例5>
実施例2で調製したベルト本体21Bに、蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅5mmに深さ(t2)0.5mm、幅(W1)0.6mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)3mmで設けた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2E)を調製した。
実施例2で調製したベルト本体21Bに、蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅5mmに深さ(t2)0.5mm、幅(W1)0.6mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)3mmで設けた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2E)を調製した。
<実施例6>
実施例2で調製したベルト本体21Bに、蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅5mmに深さ(t2)0.5mm、幅(W1)2mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)4mmで設けた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2F)を調製した。
実施例2で調製したベルト本体21Bに、蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅5mmに深さ(t2)0.5mm、幅(W1)2mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)4mmで設けた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2F)を調製した。
<実施例7>
実施例2で調製したベルト本体21Bに、蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅5mmに深さ(t2)0.3mm、幅(W1)1mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)3mmで設けた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2G)を調製した。
実施例2で調製したベルト本体21Bに、蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅5mmに深さ(t2)0.3mm、幅(W1)1mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)3mmで設けた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2G)を調製した。
<比較例1>
実施例1で調製したベルト本体21Aに、蛇行防止ガイドとして、溝部なしの蛇行防止ガイド(厚さ1mm、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート、タイガースポリマー株式会社製タイプレン TR100−70)を用いた以外は、実施例1と同様の操作により、エンドレスベルト2Hを調製した。
実施例1で調製したベルト本体21Aに、蛇行防止ガイドとして、溝部なしの蛇行防止ガイド(厚さ1mm、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート、タイガースポリマー株式会社製タイプレン TR100−70)を用いた以外は、実施例1と同様の操作により、エンドレスベルト2Hを調製した。
<比較例2>
実施例1で調製したベルト本体21Aに、蛇行防止ガイドとして、溝部なしの蛇行防止ガイド(厚さ0.8mm、デュロメータ硬さがA90/Sの熱硬化性ウレタンシート。タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−90)を用いた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて溝なしの蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2I)を調製した。
実施例1で調製したベルト本体21Aに、蛇行防止ガイドとして、溝部なしの蛇行防止ガイド(厚さ0.8mm、デュロメータ硬さがA90/Sの熱硬化性ウレタンシート。タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−90)を用いた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて溝なしの蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2I)を調製した。
<比較例3>
実施例1で調製したベルト本体21Aに、蛇行防止ガイドとして、溝部なしの蛇行防止ガイド(厚さ1mm、デュロメータ硬さがA60/Sの熱硬化性ウレタンシート。タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−60)を用いた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて溝なしの蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2J)を調製した。
実施例1で調製したベルト本体21Aに、蛇行防止ガイドとして、溝部なしの蛇行防止ガイド(厚さ1mm、デュロメータ硬さがA60/Sの熱硬化性ウレタンシート。タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−60)を用いた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて溝なしの蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2J)を調製した。
<実施例8>
実施例2で調製したベルト本体21Bに、蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅5mmに深さ(t2)0.6mm、幅(W1)1mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)6mmで設けた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2K)を調製した。
実施例2で調製したベルト本体21Bに、蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅5mmに深さ(t2)0.6mm、幅(W1)1mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)6mmで設けた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2K)を調製した。
<実施例9>
実施例2で調製したベルト本体21Bに、蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅5mmに深さ(t2)0.6mm、幅(W1)2mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)3mmで設けた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2L)を調製した。
実施例2で調製したベルト本体21Bに、蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅5mmに深さ(t2)0.6mm、幅(W1)2mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)3mmで設けた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2L)を調製した。
<実施例10>
実施例2で調製したベルト本体21Bに、蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅5mmに深さ(t2)0.25mm、幅(W1)1mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)3mmで設けた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2M)を調製した。
実施例2で調製したベルト本体21Bに、蛇行防止ガイドとして、デュロメータ硬さがA70/Sの熱硬化性ウレタンシート(タイガースポリマー株式会社タイプレン TR100−70)を用い、厚さ(t1)1mm、幅5mmに深さ(t2)0.25mm、幅(W1)1mmの端部R形状の溝部を間隔(L1)3mmで設けた以外は、実施例1と同様の操作により蛇行防止ガイドを調製し、さらにこれを用いて蛇行防止ガイド付きベルト(エンドレスベルト2M)を調製した。
(評価)
実施例1〜実施例10で調製した溝部を有する蛇行防止ガイド付きのエンドレスベルト(2A〜2G、2K〜2M)、比較例1〜比較例3で調製した溝部を有しない蛇行防止ガイド付きのエンドレスベルト(2H〜2J)を、前述した図8に示すのと同様のベルト構成を有するベルト駆動ベンチにそれぞれ取り付け、支持ロールの軸アライメントを0.5mmずらし、一つの外径を12mmとし、ラップ角度軸180度で、走行テストを行った。走行テストの条件は、120mm/sec、100Kcycleである。結果を表1に示す。
実施例1〜実施例10で調製した溝部を有する蛇行防止ガイド付きのエンドレスベルト(2A〜2G、2K〜2M)、比較例1〜比較例3で調製した溝部を有しない蛇行防止ガイド付きのエンドレスベルト(2H〜2J)を、前述した図8に示すのと同様のベルト構成を有するベルト駆動ベンチにそれぞれ取り付け、支持ロールの軸アライメントを0.5mmずらし、一つの外径を12mmとし、ラップ角度軸180度で、走行テストを行った。走行テストの条件は、120mm/sec、100Kcycleである。結果を表1に示す。
尚、走行テストの評価は以下の基準で行った。
◎:100Kcycleまで、ベルト部材が離脱しなかった
○:10K〜100Kcycleで、ベルト部材が離脱した
×:10Kcycle未満でベルト部材が離脱した
◎:100Kcycleまで、ベルト部材が離脱しなかった
○:10K〜100Kcycleで、ベルト部材が離脱した
×:10Kcycle未満でベルト部材が離脱した
表1に示す結果から、ベルトの幅方向を横断する溝部を有する蛇行防止ガイドを設けたエンドレスベルト(2A〜2G、2K〜2M)(実施例1〜実施例10)は、走行テストにおいて、支持ロールからベルト部材が離脱することが大幅に低減されることが分かる。特に、実施例1〜実施例7で調製した蛇行防止ガイド付きのエンドレスベルトの場合は、200Kcycleの走行テストでもベルトの離脱はなかった。
尤も、溝部の深さ(t2)が蛇行防止ガイドの厚さ(t1)に対して50%を超える場合(実施例8:エンドレスベルト2K)、溝部の深さ(t2)が蛇行防止ガイドの厚さ(t1)に対して50%を超えると共に、溝部の幅(W1)が隣り合う溝部の間隔(L1)に対して50%を超える場合(実施例9:エンドレスベルト2L)、溝部の深さ(t2)が蛇行防止ガイドの厚さ(t1)に対して30%未満である場合(実施例10:エンドレスベルト2M)は、長期の走行テストにおいてはベルトが離脱しやすくなる傾向が見られた。
一方、ベルトの幅方向を横断する溝部を有しない蛇行防止ガイドを設けたエンドレスベルト(2H〜2J)(比較例1〜比較例3)は、走行テストにおいて早々にベルトが離脱することが分かる。
尤も、溝部の深さ(t2)が蛇行防止ガイドの厚さ(t1)に対して50%を超える場合(実施例8:エンドレスベルト2K)、溝部の深さ(t2)が蛇行防止ガイドの厚さ(t1)に対して50%を超えると共に、溝部の幅(W1)が隣り合う溝部の間隔(L1)に対して50%を超える場合(実施例9:エンドレスベルト2L)、溝部の深さ(t2)が蛇行防止ガイドの厚さ(t1)に対して30%未満である場合(実施例10:エンドレスベルト2M)は、長期の走行テストにおいてはベルトが離脱しやすくなる傾向が見られた。
一方、ベルトの幅方向を横断する溝部を有しない蛇行防止ガイドを設けたエンドレスベルト(2H〜2J)(比較例1〜比較例3)は、走行テストにおいて早々にベルトが離脱することが分かる。
2…エンドレスベルト、21…ベルト本体、22…蛇行防止ガイド、221…溝部、23…接着剤層、100,300,400…画像形成装置、102…中間転写ベルト、121,123,124,310,311,312,313,410,411…支持ロール、306,406…用紙搬送ベルト
Claims (2)
- ベルト本体と当該ベルト本体の幅方向の少なくとも片方の側縁に沿って設けられた蛇行防止ガイドとを有するエンドレスベルトであって、
前記蛇行防止ガイドが、幅方向を横断する溝部を有することを特徴とするエンドレスベルト。 - 記録材に対して画像を形成する画像形成装置であって、
ベルト本体と当該ベルト本体の幅方向の少なくとも片方の側縁に沿って設けられた蛇行防止ガイドとを有し、当該蛇行防止ガイドが当該幅方向を横断する溝部を有するエンドレスベルトと、
前記エンドレスベルトを支持する複数の支持ロールと、
を含むことを特徴とする画像形成装置。
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JP2006043973A JP2007225689A (ja) | 2006-02-21 | 2006-02-21 | エンドレスベルトおよびそれを用いた画像形成装置 |
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JP2012068402A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Fuji Xerox Co Ltd | ベルト部材及び画像形成装置 |
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JP2003341821A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-12-03 | Anritsu Sanki System Co Ltd | ベルトコンベア |
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-
2006
- 2006-02-21 JP JP2006043973A patent/JP2007225689A/ja active Pending
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