JP2010058271A - ベルトの製造方法、ベルト搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パターン列が形成された搬送ベルトの製造に要する時間と手間を軽減できる製造方法を提供する。
【解決手段】載置された記録紙Ｓを搬送するための搬送ベルト１５の製造方法は、位置に関する情報を示すパターン３２，３４が連続したパターン列３０を、一の方向に沿って板状のベルト基材２０に形成する形成工程と、前記一の方向と交差し、それぞれが対向する前記ベルト基材２０の対向する一方の端部と他方の端部を接合する接合工程と、を備え、前記形成工程は、前記接合工程よりも前に実行する。
【選択図】図２

Description

この発明は、ベルトの製造方法、ベルト搬送装置および画像形成装置に関する。

載置された対象物を搬送する搬送ベルトとして、無端状の平ベルトが使用されている。このような搬送ベルトの製造方法としては、シート状フィルムを熱溶着でつなぎ合わせる方法やブロー成形法等が知られている。また、近年では、電子写真方式のプリンタや複写機、及びインクジェット方式のプリンタ等の画像形成装置における用紙の搬送手段として搬送ベルトが使われている。このような搬送ベルトにより対象物を搬送する際に、搬送ベルトの位置を精度良く取得するべく、下記特許文献１に示すように、搬送ベルトの側縁部に、光学式エンコーダや磁気式エンコーダが読み取り可能なパターンを形成し、これらのエンコーダがパターンを読み取って信号処理することにより、搬送ベルトに載置された対象物の位置を精度良く検出する方法が開示されている。
また、ベルトにパターンを形成する方法としては、下記特許文献２に示すように、ベルトの基材を円筒状に加工してベルトを形成し、形成したベルトに対して磁気パターンや光学スリットを形成する方法が開示されている。

特開平１１−２４５３８３号公報 特開２００６−１８９４９１号公報

しかしながら、ベルトに磁気パターンや光学スリットを形成するためには、円筒状に形成されたベルトを移送して塗装や乾燥等の各加工機械に給材し、加工した後、除材して次の工程に移送する必要があり、移送や給除材の際に、ベルトに傷、しわ、折込等が発生しないように注意して扱う必要があるため、このようなベルトの製造に多くの時間と手間がかかった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例にかかるベルトの製造方法は、位置に関する情報を示すパターンが連続したパターン列を、所定の方向に沿ってベルト基材に形成する形成工程と、前記所定の方向で対向する前記ベルト基材の一方の端部と他方の端部を接合する接合工程と、を備え、前記形成工程は、前記接合工程よりも前に実行することを特徴とする。

このような方法によれば、ベルト基材の対向する２つの端部を接合してベルトを形成する前のベルト基材にパターン列を形成することから、パターン列を形成する際のベルト基材の給除材や移送が、ベルト状である場合と比較して容易になると共に、ベルト基材を接合する前の非環状な状態では、ベルト基材に傷やしわ等を発生させることなく移送することが容易になり、ベルトの製造に要する時間と手間を軽減できる。

［適用例２］
上記適用例にかかるベルトの製造方法において、前記形成工程と前記接合工程の間に、前記ベルト基材を矩形状に整形する整形工程を更に備えることが好ましい。
このような方法によれば、ベルト基材にパターン列を形成した後に、ベルト基材を矩形状に整形できる。
［適用例３］
上記適用例にかかるベルトの製造方法において、前記接合工程で接合された接合部を平滑にする平滑化工程を更に備えることが好ましい。
このような方法によれば、接合部が平滑化された無端状のベルトを製造できる。

［適用例４］
上記適用例にかかるベルトの製造方法において、前記形成工程は、前記ベルト基材の側縁部に前記パターン列を形成しても良い。
［適用例５］
上記適用例にかかるベルトの製造方法において、前記接合工程は、前記一方の端部と前記他方の端部の間に透明部材を介在させて接合することが好ましい。
このような方法によれば、透明部材の位置をベルトの位置の基準位置とすることができる。

［適用例６］
上記適用例にかかるベルトの製造方法において、前記形成工程は、前記パターンを順次検出することで、前記ベルトの位置に関する情報が取得できるように、前記パターン列を形成することが好ましい。
このような方法によれば、パターン列のパターンを順次検出することで、ベルトの位置に関する情報を取得できる。
［適用例７］
上記適用例にかかるベルトの製造方法において、前記形成工程は、前記情報に基いて光の透過率、反射率および磁気方向の何れかが異なる前記パターンを並べることにより、前記パターン列を形成しても良い。

［適用例８］
本適用例にかかるベルト搬送装置は、上記したベルトの製造方法により製造されたベルトを備えても良い。
［適用例９］
本適用例にかかる画像形成装置は、画像を媒体上に形成する画像形成装置であって、前記媒体を搬送する上記したベルト搬送装置と、前記ベルト搬送装置により搬送される前記媒体の位置に応じてインク滴を前記媒体に吐出するインク滴吐出装置と、を備えても良い。

以下、ベルト搬送装置と、このベルト搬送装置を適用したインクジェットプリンタについて図面を参照して説明する。

（実施形態）
図１は、ベルト搬送装置１０の外観図である。このベルト搬送装置１０は、駆動ローラ４０、従動ローラ４２および搬送ベルト１５を備える。駆動ローラ４０には、伝達装置（図示は略す。）を介して、ＤＣモータ等の電動モータ（図示は略す。）が接続されており、電動モータの回転が伝達されることで、駆動ローラ４０が図面視、左周りに回転し、搬送ベルト１５上に載置された対象物は、図面視、右方から左方に搬送される。本実施形態では、対象物として印刷媒体としての記録紙Ｓを想定し、この記録紙Ｓは、搬送ベルト１５上の所定の位置に精度良く載置される。また、ベルト搬送装置１０の上方であって、搬送ベルト１５と接しない位置に、記録紙Ｓの移動位置を検出するための検出装置６０と、この検出装置６０が検出する移動位置に応じて記録紙Ｓにインク滴を吐出することにより、記録紙Ｓ上に画像を形成するインク滴吐出装置５とが設置されている。
搬送ベルト１５は平ベルトであり、この搬送ベルト１５の側縁部には、位置に関する情報を示す２値のパターン（図４の３２，３４）が連続したパターン列３０が、所定の方向、即ち、搬送物を搬送する方向に沿って形成されている。このパターン列３０は、例えば、光学式エンコーダや磁気式エンコーダがパターン３２，３４の反射率や透過率および磁束変化を検出することにより、搬送ベルト１５の位置や移動量を相対的に検出できるように形成される。本実施形態では、検出装置６０は、パターン列３０を識別可能な位置に固定されており、搬送ベルト１５の移動に伴い検出装置６０を通過するそれぞれのパターン３２，３４を計数することにより、搬送ベルト１５上の所定位置に載置された記録紙Ｓの位置を精度良く検出できる。

図２は搬送ベルト１５の製造方法の流れを示すフローチャートであり、以下、このフローチャートに従い、搬送ベルト１５の製造方法について説明する。尚、本実施形態で使用するベルト基材２０は、検出装置６０として光の透過による光学式エンコーダを使用する場合、厚さが７５μｍから２００μｍ程度のポリカーボネード（ＰＣ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の薄肉樹脂フィルムを採用できる。また、検出装置６０として光の反射による光学式エンコーダや、磁気式エンコーダを使用する場合、ベルト基材２０は、上記のＰＣやＰＥＴに加えて、ポリイミド、ポリウレタンおよびシリコーン等を採用できる。

最初に、図３に示す長尺な板状のベルト基材２０の側縁部の所定位置に、パターン列３０を形成する形成工程を実行する（ステップＳ２００）。この場合、ベルト基材２０は、長尺なシート状、もしくは、ロール状で供給され、パターン列３０は、ベルト基材２０が搬送ベルト１５として形成された場合に、対象物が搬送される方向に沿って形成される。図４は、パターン列３０を拡大した図であり、光の反射率や透過率および磁気方向が異なる２つのパターン３２，３４が交互かつ連続して繰り返される。例えば、レーザやＬＥＤ等を備える発光部と、フォトダイオード等を備える受光部とを有する光学式エンコーダであって、透過型の光学式エンコーダを使用する場合、一方のパターン３４は光を透過し、他方のパターン３２は光を透過しない。また、反射型の光学式エンコーダを使用する場合、一方のパターン３４は光を反射し、他方のパターン３２は光を反射しない。また、磁気式エンコーダを使用する場合、一方のパターン３４はＮ極の特性を有し、他方のパターン３２はＳ極の特性を有し、磁気式エンコーダが有するＭＲ素子（磁気抵抗素子）が磁気方向を検出する。

これらのパターン３２，３４の形成方法は、光学式エンコーダと磁気式エンコーダでは異なる。最初に、光学式エンコーダの場合、図５（ａ）に示すように、例えば、ロール状のベルト基材２０に対して、オフセット印刷等によりラダーパターン等のパターン３０Ａを印刷しても良い。また、光学式エンコーダの場合、図５（ｂ）に示すように、予め感光層３６を形成したベルト基材２０上に、フォトマスクとレーザ露光による露光、現像、定着処理（所謂フォトリソ処理）により、ラダーパターン等のパターン３０Ｂを形成しても良い。
磁気式エンコーダの場合、最初に、例えば、ロール状のベルト基材２０上に磁性層と成る磁性塗料をスプレー、バーコートおよびローラコート等で塗布し、乾燥および焼成を行う。この場合、一連の工程を、送り出しローラから送り出した後、塗布、乾燥、焼成を行い、巻き取りロールで巻き取っても良い。次に、ベルト基材２０上に書き込み用の磁気ヘッドを用いて、図５（ｃ）に示すように、所定のピッチで極性（Ｎ極およびＳ極）を交互に書き込むことにより磁性層のパターン３０Ｃを形成する。この場合、一連の工程を、送り出しローラから送り出した後、着磁を行い、巻き取りロールで巻き取っても良い。尚、磁性塗料を塗布した後、磁性層を保護するための保護層を磁性層上に形成しても良い。
以上の処理により、ロール状のベルト基材２０上の所定位置にパターン列３０が形成される。本実施形態では、図３に示すように、ベルト基材２０上のパターン列３０は、搬送ベルト１５の長さに応じた所定の長さを有して不連続に形成されるが、これには限定されず、ロール状のベルト基材２０の全面に渡り連続するパターン列３０であっても良い。

続いて、図３に示すように、ベルト基材２０を切断線Ｃ１，Ｃ２で切断することにより、搬送ベルト１５の長さに応じた所定の長さのシート状にする整形工程を実行する（ステップＳ２１０）。この場合、一方の切断線Ｃ１近傍に、丸穴２２と幅方向の矩形穴２４を型抜きにより形成し、他方の切断線Ｃ２近傍に、長手方向の矩形穴２６Ａ，２６Ｂを型抜きにより形成する。
次に、図６に示すように、シート状に形成したベルト基材２０において、パターン列３０を形成した方向に対向する２つの端部、即ち、一方の切断面Ｅ１と他方の切断面Ｅ２とを繋ぎ合わせて接合する接合工程を実行する（ステップＳ２２０）。この場合、それぞれの切断面Ｅ１，Ｅ２の近傍に形成した種々の穴に合わせて適切な冶具（図示は略す。）を用いることにより、２つの切断面Ｅ１，Ｅ２を高精度に位置決めすることができる。この状態で、最初に、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、ベルト基材２０の内側、即ち、パターン列３０が形成されていない側から、２つの切断面Ｅ１，Ｅ２間に透明な裏打ち材Ｐ１を荷重Ｗで裏打ちすることにより、２つの切断面Ｅ１，Ｅ２を溶着させる。
続いて、図６（ｃ）に示すように、ベルト基材２０面との間で生じる裏打ち材Ｐ１の段差およびバリを、適切な冶具と研磨パッドで除去することにより、裏打ち材Ｐ１をベルト基材２０に合わせて平滑にする平滑化工程を実行する（ステップＳ２３０）。

次に、反対側の面も同様な処理を施す。即ち、図６（ｄ）および（ｅ）に示すように、ベルト基材２０を反転させ、ベルト基材２０の外側、即ち、パターン列３０が形成されている側から、２つの切断面Ｅ１，Ｅ２間に透明な裏打ち材Ｐ２を荷重Ｗで裏打ちすることにより、２つの切断面Ｅ１，Ｅ２を溶着させる。
続いて、図６（ｆ）に示すように、ベルト基材２０面との間で生じる裏打ち材Ｐ２の段差およびバリを、適切な冶具と研磨パッドで除去する。以上の処理により、透明な接合部５０が形成され、ベルト基材２０が環状に接合される。
上述した工程により、ベルト基材２０と接合部５０とから成る無端状の搬送ベルト１５が作製できる。ここで、続けて搬送ベルト１５を作製する場合（ステップＳ２４０でＮｏ）、整形工程（ステップＳ２１０）に戻り、搬送ベルト１５の製造を継続する。他方で、搬送ベルト１５の作製を終了する場合（ステップＳ２４０でＹｅｓ）、一連の処理を終了する。このようにして作製された搬送ベルト１５は、図７に示すように、駆動ローラ４０および従動ローラ４２間に張着されることで無限軌道を形成する。

また、図７に示すベルト搬送装置１０は、２台の検出装置６０Ａ，６０Ｂを備える。これは、２台の検出装置６０Ａ，６０Ｂにより、接合部５０においてパターン列３０が形成されないため、記録紙Ｓの位置検出ができなくなることを回避するためである。即ち、一方の検出装置６０Ａが接合部５０によりパターン列３０を検出できない場合であっても、他方の検出装置６０Ｂがパターン列３０を検出し、２台の検出装置６０Ａ，６０Ｂの何れかが常にパターン列３０を検出できるように、パターン列３０の長手方向の離間距離を置いて２台の検出装置６０Ａ，６０Ｂが配置されている。この結果、２台の検出装置６０Ａ，６０Ｂの少なくとも１台は、記録紙Ｓの位置を検出できる。
また、２台の検出装置６０Ａ，６０Ｂは、パターン３２，３４の検出箇所を別けるべく、搬送ベルト１５の幅方向に所定の離間距離を設けて配置されている。これにより、パターン３２，３４上の欠陥等により検出できない部分が生じた場合でも、何れか一方は検出できる。
また、このようなベルト搬送装置１０には、基準位置を示したり、パターン列３０に生じたパターン欠陥の場所を特定したりするために、インデックスホールが搬送ベルト１５上に設けられる。本実施形態では、透明な部材で形成された接合部５０をインデックスホールとして適用しても良い。

次に、図８は、ベルト搬送装置１０とインク滴吐出装置５を備える画像形成装置の一形態であるインクジェットプリンタ１１０の概略構成を示す図である。このベルト搬送装置１０は、駆動ローラ４０と従動ローラ４２に加え、駆動ローラ４０と従動ローラ４２間の略中間位置かつやや下側に配置されたテンションローラ４５を有している。また、搬送ベルト１５は、各ローラ４０，４２，４５に渡って巻き掛けられている。

ベルト搬送装置１０の上流側には給紙部１１８が設けられ、給紙部１１８に積載された記録紙Ｓは給紙ローラ１１９により一枚ずつ給送される。給紙部１１８とベルト搬送装置１０との間には、ゲートローラ１２０が設けられ、記録紙Ｓはゲートローラ１２０の回転により搬送ベルト１５上へ給送される。尚、ゲートローラ１２０は、記録紙Ｓをローラ面に突き当てることで記録紙Ｓのスキューを補正し、またゲートローラ１２０の駆動開始タイミングを図ることで、記録紙Ｓを搬送ベルト１５上の目標位置に載せるようにタイミングを合わせて記録紙Ｓを送り出す。

従動ローラ４２の下側には、帯電ローラ１２１がバネ１２２により従動ローラ４２側へ付勢されて搬送ベルト１５に接触して転動可能な状態に配置されている。帯電ローラ１２１は電源１２３に接続されて搬送ベルト１５を帯電させることが可能であり、搬送ベルト１５上に記録紙Ｓが静電気により吸着されるようになっている。尚、記録紙Ｓのベルト吸着方式は、静電吸着方式に限定されず、例えば搬送ベルト１５上に形成された吸引孔から負圧により吸引気流を発生させて記録紙Ｓを吸着する負圧吸着方式も採用できる。尚、ベルト搬送装置１０の下流側には、搬送ベルト１５上からの印刷後の記録紙Ｓの排出先となる排紙部１２４が設けられている。

搬送ベルト１５の搬送方向中間位置上方には、インク滴吐出装置５が設置されている。このインク滴吐出装置５には、長尺状をなすラインヘッド方式の記録ヘッド１２５が搬送ベルト１５の幅方向と各々の長手方向が平行となる向きで搬送方向に沿って複数配置されている。記録ヘッド１２５は、インクジェットプリンタ１１０が印刷できる最大幅の記録紙Ｓの幅方向全域より少し広い範囲に渡り、多数のノズルが一定のノズルピッチで配列されてなるノズル列を下面（ノズル形成面）に複数列有している。従って、用紙搬送速度に合わせたタイミングでノズルからインク滴を順次吐出することで、搬送中の記録紙Ｓに画像等の印刷が行える。本実施形態では、各記録ヘッド１２５はインク供給チューブを通じて図示しないインクカートリッジと接続されており、それぞれ対応するインクカートリッジから供給されたインクを吐出する。また、本実施形態では、各記録ヘッド１２５は、黒、シアン、マゼンタ、イエローの４色に対応するインク滴をそれぞれ吐出する。

また、インクジェットプリンタ１１０には制御手段としてのコントローラ（図示は略す）が設けられている。このコントローラは、駆動ローラ４０を駆動する電動モータ（図示は略す。）を駆動制御するとともに、検出装置６０Ａ，６０Ｂから入力した信号（エンコーダパルス）を基に内部回路で生成した印字基準信号（吐出タイミング信号）に基づき、用紙搬送速度（用紙搬送位置）に合わせた適切なタイミングでインク滴の吐出制御を行うことにより、記録紙Ｓ上に所望の画像を印刷できる。尚、記録紙Ｓを搬送ベルト１５で搬送しつつ印刷するインクジェットプリンタ１１０の詳細については、例えば、特開２０００−２７２１１０号公報に記載されている。

以上述べた実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
（１）長尺な状態のベルト基材２０に、磁気式エンコーダが読み取り可能な磁性層や、光学式エンコーダが読み取り可能なパターン３２，３４を連続して形成できるため、搬送ベルト１５の作製に要する時間を短縮できることに加え、安定した品質で搬送ベルト１５を製造できる。
（２）光学式エンコーダが読み取り可能なパターン３２，３４を、ベルト基材２０にフォト工程により形成することから、高精度なパターン３２，３４を形成できるため、記録紙Ｓに位置を精度良く取得でき、高品質な画像を記録紙Ｓに印刷できる。
（３）ベルト基材２０にパターン列３０を形成した後、接合してベルトの様態とするため、接合までのハンドリングが容易になり、ベルトに傷、しわ、折込等が発生しにくくなることから、搬送ベルト１５の製造歩留まりが向上すると共に、製造コストを低減できる。
（４）ベルト基材２０を接合した後、接合する部分を平滑化するため、搬送ベルト１５の厚さが均一化されることから、搬送ベルト１５による搬送速度が安定すると共に、搬送ベルト１５のばたつきを抑制し、エンコーダによる位置を安定かつ正確に検出できる。

本発明の実施形態について、図面を参照して説明したが、具体的な構成は、この実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、光学式エンコーダや磁気式エンコーダは、相対位置を検出するインクリメンタル方式に限定されるものでは無く、絶対位置を検出するアブソリュート方式であっても良い。更に、光の反射、透過および磁気方向により位置を検出する方法に限定されず、光の回折や干渉、および光磁気を用いた位置検出のためのパターンであっても良い。

本発明の実施形態に係るベルト搬送装置の外観図。 本発明の実施形態に係るベルトの製造方法の流れを示すフローチャート。 切断前のベルト基材を示す図。 パターン列の一部を拡大した図。 ベルト基材に形成したパターン列を示す断面図。 ベルト基材の接合工程を説明する図。 ２台の検出装置を配置したベルト搬送装置の外観図。 ベルト搬送装置を適用したインクジェットプリンタの概略構成を示す図。

符号の説明

５…インク滴吐出装置、１０…ベルト搬送装置、１５…搬送ベルト、２０…ベルト基材、２２…丸穴、２４…幅方向の矩形穴、２６Ａ，２６Ｂ…長手方向の矩形穴、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…パターン列、３２，３４…パターン、３６…感光層、４０…駆動ローラ、４２…従動ローラ、４５…テンションローラ、５０…接合部、６０，６０Ａ，６０Ｂ…検出装置、１１０…インクジェットプリンタ、１１８…給紙部、１１９…給紙ローラ、１２０…ゲートローラ、１２１…帯電ローラ、１２２…バネ、１２３…電源、１２４…排紙部、１２５…記録ヘッド。

Claims (9)

1. 位置に関する情報を示すパターンが連続したパターン列を、所定の方向に沿ってベルト基材に形成する形成工程と、
   前記所定の方向で対向する前記ベルト基材の一方の端部と他方の端部を接合する接合工程と、を備え、
   前記形成工程は、前記接合工程よりも前に実行することを特徴とするベルトの製造方法。
2. 請求項１に記載のベルトの製造方法において、
   前記形成工程と前記接合工程の間に、前記ベルト基材を矩形状に整形する整形工程を更に備えることを特徴とするベルトの製造方法。
3. 請求項１乃至２のいずれかに記載のベルトの製造方法において、
   前記接合工程で接合された接合部を平滑にする平滑化工程を更に備えることを特徴とするベルトの製造方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のベルトの製造方法において、
   前記形成工程は、前記ベルト基材の側縁部に前記パターン列を形成することを特徴とするベルトの製造方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のベルトの製造方法において、
   前記接合工程は、前記一方の端部と前記他方の端部の間に透明部材を介在させて接合することを特徴とするベルトの製造方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載のベルトの製造方法において、
   前記形成工程は、前記パターンを順次検出することで、前記ベルトの位置に関する情報が取得できるように、前記パターン列を形成することを特徴とするベルトの製造方法。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載のベルトの製造方法において、
   前記形成工程は、前記情報に基いて光の透過率、反射率および磁気方向の何れかが異なる前記パターンを並べることにより、前記パターン列を形成することを特徴とするベルトの製造方法。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載のベルトの製造方法により製造されたベルトを備えることを特徴とするベルト搬送装置。
9. 画像を媒体上に形成する画像形成装置であって、
   前記媒体を搬送する請求項８に記載のベルト搬送装置と、
   前記ベルト搬送装置により搬送される前記媒体の位置に応じてインク滴を前記媒体に吐出するインク滴吐出装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

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