JP2014115395A - 無端状ベルト及びベルト駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】補強テープの継ぎ目部分で無端状ベルトが座屈変形を繰り返すことを防止し、補強テープの剥がれを防止して、無端状ベルトの長寿命化を実現可能にした無端状ベルト及びベルト駆動装置を提供する。
【解決手段】無端状ベルト（Ｍ）は、ベルト本体（１０ｅ）と補強部（３６）とを備える。補強テープ（４６）が、両端部の外周面に対する一周巻き毎に分割されて、ベルト本体の全周長さより短い第１テープ（４６_１，４６_２，４６_３）と全周長さより長い第２テープ（４６_４）として構成される。第１テープを、外周面に対する巻き付けの一端部（ａ_１〜ａ_３）の巻付開始位置と他端部（ｂ_１〜ｂ_３）の巻付終了位置とが周方向で異なるように順に貼り付ける。更に、一端部と他端部とで凹部（２６）を形成し、第２テープを、その他端部を凹部に沿わせるように第１テープ上に巻き付け、外周面に対する巻き付けの一端部（ｂ_４）を越えた位置で貼り付ける。
【選択図】図７

Description

本発明は、プリンタ、複写機などの画像形成装置に用いられる無端状ベルト、及びこの無端状ベルトを走行駆動するベルト駆動装置に関する。

従来、プリンタ、複写機などの画像形成装置には、中間転写ベルトや記録材搬送ベルト等の無端状ベルトを採用したものがある。このような無端状ベルトを備える画像形成装置では、ベルト駆動時に発生するベルトの寄り（片寄り）を規制する必要がある。ここで、「ベルトの寄り」とは、無端状ベルトの搬送方向（回転方向）に直交する幅方向に無端状ベルトが移動することを意味する。

ベルト寄りの規制効果を高めるために、無端状ベルトのベルト本体の幅方向両端部にそれぞれ補強テープを複数周巻いた場合、補強テープの継ぎ目である段差部分において、補強テープがベルト本体から剥がれる現象が起きる可能性がある。これは、補強テープが、張架ローラなど曲率半径の小さい箇所を通過する際に、外周部と内周部との間で長さの差を生じて、補強テープを引き剥がす方向に力が働くからである。

また、ベルトクリーニング装置端部のシール部材などがベルト外周から当接する場合にも、外周部に拘束力が働くことになり、補強テープがベルト本体から引き剥がれやすくなる。補強テープが剥がれた状態で更に無端状ベルトを走行駆動すると、曲率半径の小さい箇所を通過するときにベルト内周部に圧縮力が働き、ベルト本体が座屈変形することがある。このような座屈変形を繰り返すうちに、無端状ベルトが破損するという問題を生じるおそれがある。

そこで、この問題を解消するように構成したベルト駆動装置が提案されている（特許文献１参照）。この装置では、図１３に示すように、無端状ベルト５０のベルト本体の周方向（周回方向：矢印Ｈの方向）に直交する幅方向にて、長尺方向両端部同士を重ね合わせることなく補強テープ５６が貼り付けられている。補強テープ５６において重ね合わされずに継ぎ目を介在する両端部は、周方向（矢印Ｈの方向）に対して傾斜し、その傾斜部同士に貼り付けられた継ぎ目補強フィルム５７によって連結されている。

特開２００２−６８５１３号公報

しかし、特許文献１に記載のベルト駆動装置によると、無端状ベルトの破損を防止する効果は少なかった。即ち、無端状ベルトが、張架ローラ等の曲率半径の小さい箇所を通過する際に、外周部と内周部間で長さの差を生じるという現象は変わらずに起きるが、斜めにカットされた補強テープ５６の両端部は、貼り付けられた継ぎ目補強フィルム５７で連結されている。そのため、ベルト本体や補強テープ５６の変形が抑制され、外周部と内周部間の長さの差を吸収することができず、これによりベルト本体と補強テープとが剥がれる、などの不都合を生じるおそれがある。

ベルト本体と補強テープが剥がれると、内周部に位置するベルト本体が座屈変形を繰り返して破れるおそれがある。また、ベルトクリーニング装置端部のシール部材などが外周から当接する場合には、継ぎ目補強フィルム５７が剥がれてしまうという問題も起きる可能性がある。

本発明は、補強テープの継ぎ目部分でベルト本体が座屈変形を繰り返すことを防止すると共に、補強テープの剥がれを防止して、無端状ベルトの長寿命化を実現可能にした無端状ベルト及びベルト駆動装置を提供することを目的とする。

本発明は、無端状ベルトにおいて、無端状のベルト本体と、前記ベルト本体の周方向に直交する幅方向の両端部をその外周面に巻き付け貼付した補強テープによって補強する補強部と、を備え、前記補強部は、前記補強テープが前記両端部の外周面に対する一周巻き毎に分割されて、前記ベルト本体の全周長さより短い複数の第１テープと前記全周長さより長い第２テープとして構成され、且つ、前記複数の第１テープを、前記外周面に対する巻き付けの一端部の巻付開始位置と他端部の巻付終了位置とが前記周方向で異なるように順に貼り付け、且つ前記一端部と前記他端部とで凹部を形成し、前記第２テープを、その他端部を前記凹部に沿わせるように前記第１テープ上に巻き付けると共に前記外周面に対する巻き付けの一端部を越えた位置で貼り付けたことを特徴とする。

本発明によると、補強テープの継ぎ目部分でベルト本体が座屈変形を繰り返すことを防止できると共に、補強テープの剥がれを防止でき、無端状ベルトの長寿命化を実現可能にすることができる。

本発明に係る実施形態における画像形成装置の概略構成を示す概略断面図。 本実施形態における中間転写ベルトユニットの斜視図。 本実施形態における中間転写ベルトユニットの平面図。 湾曲部分における内周部と外周部の差によって生じるベルト座屈を表す説明図。 湾曲部分における補強テープに作用する力を表す説明図。 補強テープの繋ぎ目を無くして隙間を設けた貼り方を表す説明図。 補強テープの最後の１周のみ繋ぎ目を作る貼り方を表す説明図。 補強テープの最後の１周だけを重ね合わせる貼り方を表す説明図。 本発明を実現する別の形態の補強テープの貼り方を表す説明図。 本発明を実現する別の形態の補強テープの貼り方を表す説明図。 本発明を実現する別の形態の補強テープの貼り方を表す説明図。 本発明と従来技術の破れにくさを比較した実験結果。 従来の補強テープ及び継ぎ目補強フィルムの貼り方を表す説明図。

図１は、本発明に係る実施形態の中間転写ベルトユニット１０を備えた画像形成装置の概略断面図である。なお、本実施形態では、画像形成装置の一例としてレーザビームプリンタ１００を例示して説明をする。

［レーザビームプリンタの全体構成］
レーザビームプリンタ１００は装置本体１００Ａを有し、装置本体１００Ａ内には、上部に中間転写ベルトユニット１０が配設されている。中間転写ベルトユニット１０の下部には、中間転写ベルトＭ（図２参照）の回転方向（図１における反時計回り方向）に沿って上流側から下流側にかけて配置された４個の画像形成部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが配設されている。

中間転写ベルトユニット１０では、所定の位置関係に配置された駆動ローラ１０ｇ、従動ローラ１０ｆ及びテンションローラ１０ｈに、無端状ベルトとしての中間転写ベルトＭが張架されている。中間転写ベルトＭは、無端状のベルト本体１０ｅと、補強部３６とを備えている。補強部３６は、ベルト本体１０ｅの周方向Ｊ（図４参照）に直交する幅方向（図４の手前−奥方向）の両端部をその外周面に巻き付け貼付した補強テープ４６（４６ａ，４６ｂ）によって補強する（図２、図３参照）。

中間転写ベルトＭのベルト本体１０ｅは、一次転写ローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄによって裏面側から押圧され、その表面が、各画像形成部３ａ〜３ｄにおける感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接されている。ベルト本体１０ｅは、テンションローラ１０ｈによって図１中の矢印Ｔ方向に張力を掛けられている。

一次転写ローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの夫々に対向して、中間転写ベルトＭの内側に配設されている。一次転写ローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄには、それぞれ不図示のバイアス印加手段により転写バイアスが印加される。

上記構成により、感光体ドラム１ａ〜１ｄと中間転写ベルトＭとの間には、一次転写部としての一次転写ニップがそれぞれ形成されている。中間転写ベルトＭは、二次転写対向ローラを兼ねる駆動ローラ１０ｇの反時計回り方向の回転に伴って同方向に回転させられる。中間転写ベルトＭの回転速度は、各感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転速度（プロセススピード）とほぼ同じに設定されている。

画像形成部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、この順に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する構成を有している。画像形成部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、それぞれ潜像担持体としてドラム形の電子写真感光体（以下「感光体ドラム」という）１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄはそれぞれ、図１における時計回り方向に回転駆動されるように構成されている。

感光体ドラム１ａ〜１ｄの各周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電手段としての一次帯電器２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと、現像手段としての現像装置６ａ（７ａ）、６ｂ（７ｂ）、６ｃ（７ｃ）、６ｄ（７ｄ）とが配設されている。更に感光体ドラム１ａ〜１ｄの各周囲には、その回転方向に沿って順に、一次転写手段としての一次転写ローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄと、感光体クリーニング手段としてのクリーニングブレード８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄとが配設されている。画像形成部３ａ〜３ｄの下方には、各画像形成部３ａ〜３ｄに対する潜像形成手段としての露光装置９が配設されている。

中間転写ベルトＭ表面における、駆動ローラ１０ｇに対向する位置には、二次転写ローラ１３ａが配設されている。二次転写ローラ１３ａは、駆動ローラ１０ｇとの間に中間転写ベルトＭを挟持している。二次転写ローラ１３ａと中間転写ベルトＭとの間の二次転写ニップ部によって二次転写部１３が形成されている。

二次転写部１３は、中間転写ベルトＭに形成されたトナー像を、給送部２０又は給送部９０から送り出された記録材Ｓに転写する。二次転写部１３の二次転写ローラ１３ａには、正極性のバイアスが印加される。正極性のバイアスが二次転写ローラ１３ａを介して二次転写部１３に印加されることで、レジストローラ対１４により搬送された記録材Ｓに、中間転写ベルトＭのベルト本体１０ｅ上の４色のトナー像が二次転写される。

また、中間転写ベルトＭ表面における、テンションローラ１０ｈに対向する位置には、中間転写体クリーナとしてのベルトクリーニング装置１１が当接するように配設されている。

二次転写部１３の上方には、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとで構成される定着装置１５が設けられている。トナー像が転写された記録材Ｓは、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとのニップに搬送され、定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとによって加熱及び加圧されてその表面に、転写されていたトナー像が定着される。

装置本体１００Ａの下部には、画像形成に供される記録材Ｓが積載される給紙カセット２１を収納する給送部２０が配設され、給送部２０の更に下方には、記録材Ｓが積載される給送部９０が配設されている。

給送部２０では、給紙カセット２１内の記録材Ｓが、給紙ローラ（搬送ローラ）２２及びリタードローラ２３を介して一枚ずつ搬送路２４に送り出され、レジストローラ対１４等を有する給搬送装置を経由して二次転写部１３に供給される。

記録材Ｓの搬送方向に沿った二次転写部１３の下流側には、定着ローラ１５ａとこれに加圧される加圧ローラ１５ｂとを有する定着装置１５が配設されている。さらに、定着装置１５の下流側には、排紙ローラ対１８と、排紙トレイ１９とが配設されている。なお、図１における符号３０は、手差しトレイを示している。

以上の構成を備えるレーザビームプリンタ１００では、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にそれぞれ形成されたトナー像が、順次、反時計回り方向に回転する中間転写ベルトＭのベルト本体１０ｅ上に一次転写される。

感光体ドラム１ａ〜１ｄから中間転写ベルトＭへのトナー像の転写は、一次転写ローラ１０ａ〜１０ｄにそれぞれ正極性のバイアスが印加されることによりなされる。このように中間転写ベルトＭのベルト本体１０ｅ上に４色のトナー像が重なった状態で形成されたトナー像は、二次転写部１３へ移動させられる。

一方、トナー像転写後に、感光体ドラム１ａ〜１ｄの各表面に残ったトナーは、クリーニングブレード８ａ〜８ｄによってそれぞれに除去される。また、記録材Ｓへの二次転写後に中間転写ベルトＭのベルト本体１０ｅ上に残ったトナーは、ベルトクリーニング装置１１によって除去される。除去されたトナーは、回収トナー搬送路（不図示）を介して回収トナー容器（不図示）へと回収される。

［中間転写ベルトユニット］
次に、中間転写ベルトユニット１０について、図２を用いて説明する。図２は、本発明に係る中間転写ベルトユニット１０を示す斜視図である。なお、図２では、中間転写ベルトユニット１０の内部を視認し易くするために、便宜上、中間転写ベルトＭの中央部を省略して両端部のみを図示している。

図２に示すように、中間転写ベルトユニット１０は、同図の左右方向に長尺に構成され、長手方向の両側に中間転写ベルトメインフレーム４３をそれぞれ備えている。この中間転写ベルトユニット１０は、中間転写ベルトＭを張架する複数の張架部材としての駆動ローラ１０ｇ、従動ローラ１０ｆ及びテンションローラ１０ｈを備えている。

駆動ローラ１０ｇ、従動ローラ１０ｆ及びテンションローラ１０ｈは、各軸方向の両端部を、軸受け４１，４０，４２によりそれぞれ回転可能に支持された状態で、巻き掛けられた無端状の中間転写ベルトＭを張架している。この中間転写ベルトＭの周方向両端部には、それぞれ補強テープ４６（４６ａ，４６ｂ）が貼り付けられている。なお、図２における符号１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、図１における一次転写ローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのローラ部を図示省略して軸部のみを示している。

駆動ローラ１０ｇは、軸受け４１を介して中間転写ベルトメインフレーム４３に支持され、不図示の駆動手段から駆動を伝達されて回転することにより、中間転写ベルトＭをその周方向に回転駆動させる。駆動ローラ１０ｇの表面は、中間転写ベルトＭを滑り無く搬送するために、摩擦係数の高いゴム層で形成されている。

従動ローラ１０ｆは、軸受け４０を介して中間転写ベルトメインフレーム４３に支持され、中間転写ベルトＭの周方向Ｊ（図４参照）の回転に伴って連れ回り回転（従動回転）する。

テンションローラ１０ｈは、軸受け４２を介してテンションローラ支持側板４４と共に中間転写ベルトメインフレーム４３に対してスライド可能となるように、中間転写ベルトメインフレーム４３に支持されている。テンションローラ１０ｈは、圧縮バネで構成されるテンションバネ４５のバネ力により、中間転写ベルトＭを中間転写ベルトメインフレーム４３から離れる方向に付勢して張架している。

以上構成の中間転写ベルトユニット１０は、無端状ベルトとしての中間転写ベルトＭと、中間転写ベルトＭを張架する複数の張架ローラとしての駆動ローラ１０ｇ、従動ローラ１０ｆ及びテンションローラ１０ｈとを備えるベルト駆動装置を構成している。このベルト駆動装置により、中間転写ベルトＭは、張架ローラの１つである駆動ローラ１０ｇの駆動により周方向Ｊ（図４参照）に回転させられる。

ベルト本体１０ｅの基層は、ポリイミド（ＰＩ）やポリビニリデンフロライド（ＰＶＤＦ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等で形成される。基層を形成するこれらの素材は、引っ張り強度が高い樹脂系素材である。成形や強度、変形のしにくさなどの要件から、基層は、厚さが例えば４０μｍ〜１００μｍの間で作られることが多い。

また、トナーを転写する効率を高めるため、基層の外周面全体に亘ってゴム層などの異なる層を張り合わせた多層構造の中間転写ベルトも存在する。本発明に係る中間転写ベルトＭのベルト本体１０ｅは、これらいずれの組成でも構わない。

［ベルト寄り規制構成］
次に、ベルト寄り規制構成について図３を用いて説明する。なお、図３は、本発明に係る中間転写ベルトユニット１０を示す平面図（上面図）である。

本実施形態では、ベルト本体１０ｅの外周面両端部に、ベルト回転方向（周方向）に亘って補強テープ４６（４６ａ，４６ｂ）が貼り付けられており、これら補強テープ４６ａ，４６ｂによってベルト寄りを防止している。

補強テープ４６ａ，４６ｂは、各幅が例えば２〜３ｍｍ以上あれば良く、スペースが許す限り何ミリでも構わない。また、補強テープ４６ａ，４６ｂの各厚みは、例えば１０μｍ以上あれば良く、それ以上何ミリでも構わない。さらに、補強テープ４６ａと補強テープ４６ｂとで幅や厚みが異なっていたり、別の材質で備えられたりしても構わない。

補強テープ４６（４６ａ，４６ｂ）には、ポリエステルなどの樹脂系材料の他、ベルト本体１０ｅの基層と同じように、ポリイミド（ＰＩ）等のフィルム粘着テープが用いられる。基本的には、十分な引っ張り強度があれば材質は何であっても構わない。また、粘着剤には、アクリル系やシリコーン系などの一般的な材料を用いることができる。

補強テープ４６ａ，４６ｂの引っ張り強度が高いほど、ベルト寄り規制の効果は高まる。ただし、相対的にベルト本体１０ｅの方が硬いと、その効果は低くなる。そのため、補強テープ４６ａ，４６ｂの引っ張り強度が低い場合や、ベルト本体１０ｅの材質が極めて硬い場合には、補強テープ４６ａ，４６ｂを、或る程度の幅と高さを有する構成にする。実際には、ベルト本体１０ｅと同等程度のヤング率を持つ材質で、厚さが例えば２０〜５０μｍで、幅が数ミリ程度とするのが現実的である。

また、ベルト寄り規制の効果をより高めるために、図３のように補強テープ４６ａ，４６ｂが貼り付けられている部位の内周長を、補強テープ４６ａ，４６ｂが貼り付けられていない部分よりも短くなるようにする。ここでいう「内周長」とは、補強テープ４６ａ，４６ｂを備えた部分と、補強テープ４６ａ，４６ｂを備えない部分の、それぞれの平均的な内周長さ（ベルト幅方向、即ち周方向に直交する方向で平均化した内周長さ）のことを示す。従って、細かな凹凸による、部分的な内周長のことを指すのではない。

図３においては、中間転写ベルトＭや補強テープ４６ａ，４６ｂの理解が容易になるように、サイズ等を誇張して描いている。実際には、補強テープ４６ａ，４６ｂを備える部位と、補強テープ４６ａ，４６ｂを備えない部位との内周長差は、極めて僅かである。内周長差は、目視で明確に分かるほどの大きさではない。

内周長差を付けるように補強テープ４６ａ，４６ｂを備える場合には、補強テープ４６にバックテンションを掛けて、十分に引っ張りながら貼り付けるとよい。引っ張るときの力を強めるほど内周長差は大きくなり、ベルト寄り規制の効果はより高まる。

このように補強テープ４６を貼り付けた上で、従動ローラ１０ｆ、駆動ローラ１０ｇ及びテンションローラ１０ｈのスラスト長さ（軸方向長さ）を適切に設定することによって、効果をより十分に発揮することができる。例えば、一方の補強テープ４６ａの内側端面から他方の補強テープ４６ｂの内側端面までのベルト幅方向寸法Ｍ（内側端面間寸法）を、ベルト本体１０ｅがローラ１０ｆ，１０ｇ，１０ｈの何れかに当接する領域のベルト幅方向の当接寸法Ｋより短くする。

また、一方の補強テープ４６ａの外側端面から他方の補強テープ４６ｂの外側端面までのベルト幅方向寸法Ｎ（外側端面間寸法）を、ベルト本体１０ｅが何れかのローラ（１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ）に当接する領域のベルト幅方向の当接寸法Ｋより長くする。特に、駆動ローラ１０ｇの端部が、補強テープ４６ａと補強テープ４６ｂとの貼られた部分に乗り上げるようにスラスト寸法を設定すると、ベルト寄り規制効果は高い。

このようにローラ１０ｆ〜１０ｈのスラスト長さ、及び補強テープ４６ａと補強テープ４６ｂの間隔を適切に設定すると、ベルト本体１０ｅが片側に寄った際に、補強テープ４６ａ側と補強テープ４６ｂ側のベルト回転周期に差を生み出すことができる。生み出された回転周期の差によって、ベルト本体１０ｅの片寄りは規制され、中間転写ベルトＭが中央の位置に戻ってくる。

例えば、ベルト本体１０ｅが寄って、駆動ローラ１０ｇの端部に補強テープ４６ａが乗り上げる量が多かったとすると、補強テープ４６ａ側の１回転の周期は、補強テープ４６ｂ側の１回転の周期よりも早くなる。

それにより、ベルト本体１０ｅは、駆動ローラ１０ｇに対して僅かに斜めに傾き、その傾きによって補強テープ４６ａの乗り上げ量が減る方向にベルト本体１０ｅは移動していく。つまり、中間転写ベルトＭは、中央の位置に戻っていくことになる。逆に、ベルト本体１０ｅが寄って、補強テープ４６ｂが乗り上げる量が多かった場合にも、同様のことが起こる。

このように、ベルト本体１０ｅがどちらかに寄っていたとしても、中間転写ベルトＭには、中央の位置に戻ろうとする作用が働くのである。

ベルト寄り規制の効果を高めるためには、上述したように、補強テープ４６にバックテンションを付けて貼り付けることが有効である。その他にも、補強テープ４６を何周にも巻き付けることや、厚みのあるテープを用いることや、引っ張り強度が高いテープを巻き付けることが有効である。

しかし、このように規制効果を高めようとすればするほど、補強テープ４６の継ぎ目である段差部分では、補強テープ４６がベルト本体１０ｅから剥がれる可能性が高まる。図４及び図５は、補強テープ４６（４６ａ，４６ｂ）の継ぎ目である段差部分４６ｃにおいて、補強テープ４６がベルト本体１０ｅから剥がれる現象を表す説明図である。

図４及び図５に示すように、補強テープ４６が貼り付けられた状態の中間転写ベルトＭを、継ぎ目のある段差部分４６ｃにおいて湾曲させたとすると、湾曲させることによって、外周部と内周部とに長さの差が生じる。この際、湾曲させる曲率半径が小さければ小さいほど、外周部と内周部との長さの差は大きくなる。

このような長さの差を吸収するため、外周部の補強テープ４６には、引き伸ばす方向（図５の矢印Ｅ、Ｆ方向）の力が働き、内周部のベルト本体１０ｅには、圧縮させる方向の力が働く。しかし、補強テープ４６の継ぎ目のように段差部分４６ｃがあると、円弧の接線方向に引き伸ばす力が働く以外に、補強テープ４６が剥がれる法線方向にも力が働くことになる。補強テープ４６が剥がれる法線方向の力は、補強テープ４６が厚くて段差が大きいほど大きく働く。

したがって、補強テープ４６が薄いほど剥がれにくい傾向にある。よって、厚い補強テープを１周巻くより、薄い補強テープを数周巻いた方が良い。

しかし、どれだけ薄い補強テープを巻いたとしても、段差によって生じている、補強テープ４６を剥がす方向の力をゼロにすることはできない。そのため、長期に亘って中間転写ベルトＭを走行駆動するうちに、少しずつベルト本体１０ｅから補強テープ４６が剥がれる可能性がある。特に、外周からベルトクリーニング装置１１端部のシール部材１２などが当接する場合、外周部に拘束力が働くことになり、補強テープ４６の剥がれを助長してしまう。

そして、補強テープ４６が一部剥がれた状態で曲率半径の小さい位置を通過すると、ベルト本体１０ｅが座屈変形するようになる。これは、内周部に中間転写ベルトＭを圧縮させる方向の力が働いた際、薄いベルト１枚の状態では、座屈変形しやすいためである。

このとき、座屈変形したときのベルト本体１０ｅの曲率半径が小さいため、座屈部分に大きな応力が発生することになる。そのため、長期に亘って走行駆動すると、何度も繰り返し大きな応力が働き、ベルト本体１０ｅが破損することになる。

このような破損を防ぐには、補強テープ４６とベルト本体１０ｅとの剥がれ、或いは、座屈変形が起こらないようにする必要がある。これらに対する最も効果的な対策は、補強テープ４６に繋ぎ目をつくらないようにベルト本体１０ｅの回転方向（周回方向）に空間を空けて貼り付けることである。

図６は、隙間部４６ｄを設けることで補強テープ４６の繋ぎ目を無くした貼り方を表す説明図である。この場合、ベルト本体１０ｅ上の補強テープ４６には繋ぎ目が無いため、ベルト本体１０ｅの曲率半径を小さくしても、ベルト本体１０ｅを圧縮させる力は働かない。ただし、急激な中間転写ベルトＭの曲がりを防ぐため、隙間部４６ｄは、ベルト本体１０ｅの回転方向（周方向）において２ｍｍ以上あることが望ましい。

しかし、隙間部４６ｄを設けて補強テープ４６を貼り付けた場合であっても、補強テープ４６がベルト本体１０ｅから剥がれる問題が発生する可能性はある。つまり、補強テープ４６の隙間部４６ｄにおける切断面が曲率半径の小さい場所に位置するとき、補強テープ４６の屈曲に対する復元力によって補強テープ４６は剥がれようとする。

なお、図６における符号４６_１，４６_２，４６_３，４６_４は夫々、補強テープ４６の１層目、２層目、３層目の第１テープと、４層目の第２テープを示す。また、ａ_１，ａ_２，ａ_３，ａ_４は、１層目の第１テープ４６_１の巻き始めの一端部、２層目の第１テープ４６_２の巻き始めの一端部、３層目の第１テープ４６_３の巻き始めの一端部、４層目である第２テープ４６_４の巻き始めの一端部を夫々示す。更に、ｂ_１，ｂ_２，ｂ_３，ｂ_４は、１層目の第１テープ４６_１の巻き終わりの他端部、２層目の第１テープ４６_２の巻き終わりの他端部、３層目の第１テープ４６_３の巻き終わりの他端部、４層目である第２テープ４６_４の巻き終わりの他端部を夫々示す。

さらに、図６に示すように、外周からベルトクリーニング装置１１端部のシール部材１２などが当接する場合には、当接物が補強テープ４６の隙間部４６ｄに引っ掛かって補強テープ４６を引き剥がすおそれがある。

このように、補強テープ４６に隙間部４６ｄを設けて貼り付けるだけの方法では、中間転写ベルトＭの破れに対して効果はあるものの、補強テープ４６の剥がれが起こるおそれがあり、好ましくない。

そのため、本発明では、図７に示すように、補強テープ４６を複数周（ｎ周）巻く場合に、最後の１周（ｎ周目）以外は補強テープ４６の繋ぎ目をつくらず凹部２６を設け、その凹部２６が全て同じ箇所に位置するようにしている。そして、最後の１周（ｎ周目）だけは、凹部２６を跨いで繋ぎ目ができるように補強テープ４６の第２テープ４６_４を貼り付け、補強テープ４６の剥がれを防止している。

即ち、本実施形態の補強部３６（図２参照）では、図７に示すように、補強テープ４６が、周方向Ｊに直交する幅方向両端部の外周面に対する一周巻き毎に分割されている。これにより、補強テープ４６は、ベルト本体１０ｅの全周長さより短い複数の第１テープ４６_１，４６_２，４６_３と、この全周長さより長い第２テープ４６_４として構成されている。

さらに、第１テープ４６_１，４６_２，４６_３を、上記外周面に対する巻き付けの一端部ａ_１，ａ_２，ａ_３の巻付開始位置と、他端部ｂ_１，ｂ_２，ｂ_３の巻付終了位置とが周方向Ｊで異なるように順に貼り付けている。そして、一端部ａ_１，ａ_２，ａ_３と他端部ｂ_１，ｂ_２，ｂ_３とで凹部２６を形成し、第２テープ４６_４を、その他端部ｂ_４を凹部２６に沿わせるように第１テープ４６_１，４６_２，４６_３上（第１テープ上）に巻き付ける。そして第２テープ４６_４を、上記外周面に対する巻き付けの一端部ａ_４を越えた位置で貼り付けている。

ここで、第１及び第２テープを重ねた層数をｎとする時、１層目からｎ−１層目までの第１テープが、ベルト本体１０ｅの外周面２５上（外周面上）の一端部ａ_１と他端部ｂ_４の中央部の点Ｘにて各一端部と各他端部とが重ならないように隙間を有している。そして、ｎ層目の第２テープ（本実施形態では４層目の第２テープ４６_４）は、一端部に他端部が重なるように貼り付けられている。

そして、点Ｘから、１層目の第１テープの一端部である巻付開始位置までの距離をy1a、点Ｘから、１層目の第１テープの他端部である巻付終了位置までの距離をy1b、点Ｘから、２層目の第１テープの一端部である巻付開始位置までの距離をy2aとする。点Ｘから、２層目の第１テープの他端部である巻付終了位置までの距離をy2b、点Ｘから、ｎ−１層目の第１テープの一端部である巻付開始位置までの距離をy(n-1)aとする。さらに、点Ｘから、ｎ−１層目の第１テープの他端部である巻付終了位置までの距離をy(n-1)bとする。

そして、点Ｘから、ｎ層目の第２テープの一端部である巻付開始位置までの距離をynaとするとき、隣り合う層の第１テープの巻付開始位置と巻付終了位置とが互いに同じ位置にならないように、次式（１）、（２）の関係を満たすように設定されている。
y1a＜y2a＜…＜y(n-1)a＜ynaまたはy1a＞y2a＞…＞y(n-1)a＞yna …（１）
y1b＜y2b＜…＜y(n-1)bまたはy1b＞y2b＞…＞y(n-1)b …（２）

本実施形態では、ベルト本体１０ｅの周方向Ｊと直交する両端部に摺擦する摺擦部材としてシール部材１２を備えている（図７参照）。この構造において、最後の一周（一層）分の補強テープ４６である第２テープ４６_４の他端部ｂ_４を、中間転写ベルトＭの周方向Ｊに対する上流側に向けて貼り付けている。

この構成によれば、シール部材１２がベルト本体１０ｅの幅方向両端部に摺擦を繰り返しても、補強テープ４６の他端部ｂ_４がシール部材１２に引っ掛かることがない。従って、他端部ｂ_４がシール部材１２を滑らかに受け流すことにより、補強テープ４６の他端部ｂ_４から剥がれる不都合の発生を確実に回避することができる。

図８は、図７に示す本発明とは異なり、通常通りに補強テープ４６の最後の一周（一層）だけを重ね合わせるように貼り付けた場合の説明図である。この図８のように、補強テープ４６の最後の１周分に余長を持たせない構成の場合、さらにいくつかの問題が起きる。

すなわち、図８において、補強テープ４６の隙間を設けた部分が曲率半径の小さい場所に位置するとき、ｎ周目の、余長を持たない補強テープ４６は、引っ張り方向の力を受ける。そのため、中間転写ベルトＭのベルト本体１０ｅは、圧縮の力を受けることになる。

このとき、ベルト本体１０ｅは圧縮の力によって、やはり座屈変形をしてしまう。そして、座屈変形を繰り返すとベルト本体１０ｅは破れてしまう。また、ｎ周目の余長を持たない補強テープ４６は、引っ張り方向の力を受けるが、強度が十分でなければ破れてしまうという問題が起きる。

このように、最後の１周だけを重ね合わせるように貼り付けただけの構成では、問題を解決することはできない。そこで、本発明に係る実施形態では、図７にも示した通り、最後の１周において補強テープ４６（図７では第２テープ４６_４）を、余長を持たせて相対的に長く貼り付ける。これにより、ベルト本体１０ｅと補強テープ４６とが互いに圧縮と引っ張りの力を発生させないようにしている。

前述した図７の実施形態例では、１周目（層目）よりも２周目、２周目よりも３周目と、外側にいくほど凹部２６の隙間を大きくするように補強テープ４６を貼り付けている。このとき、凹部２６の形が逆ピラミッド状になり、補強テープ４６によって緩やかな階段ができるので、最後の１周分を巻き付けた場合、凹部２６の階段状の斜面に沿って補強テープ４６が貼り付けられる。凹部２６の斜面に沿って斜めに補強テープ４６（図７では第２テープ４６_４）が貼り付けられた分だけ、相対的に補強テープ４６（第２テープ４６_４）は、余長を有して長く貼られることになる。

この場合、補強テープ４６の凹部２６を設けた部分が曲率半径の小さい場所に位置しても、最後の１周の補強テープ４６（図７では第２テープ４６_４）が余長を有して、他の第１テープより長い。そのため、ベルト本体１０ｅと補強テープ４６とは互いに圧縮と引っ張りの力を発生させない。よって、補強テープ４６の剥がれを防止しつつ、ベルト本体１０ｅや補強テープ４６の破れを確実に防止することができる。

また、逆ピラミッド状に段差を有する凹部２６に最後の１周の補強テープ４６が貼り付けられることで、その表面が滑らかになる。そのため、ベルトクリーニング装置１１端部のシール部材１２などの外周からの当接物の接触がスムーズになるので、補強テープ４６とシール部材１２との摩擦による補強テープ４６の摩耗切れを防ぐことができる。

次に、本発明に係る変形例について、図９、図１０及び図１１を参照して説明する。なお、図９、図１０及び図１１は、別の変形例をそれぞれに示す説明図である。

図９では、ベルト本体１０ｅ上に、１周目よりも２周目、２周目よりも３周目と外側にいくほど凹部２６が小さくなるように第１テープ４６_１，４６_２，４６_３を貼り付けている。この場合、凹部２６の形は図７と逆のピラミッド状になるが、第１テープ４６_１，４６_２，４６_３の一端部ａ_１，ａ_２，ａ_３と他端部ｂ_１，ｂ_２，ｂ_３とが凹部２６の内側にだれる状態になる。これにより、第２テープ４６_４の下方の第１テープ４６_１，４６_２，４６_３とベルト本体１０ｅとの隙間が無くなる。

従って、凹部２６が図９のように緩やかなスロープ形状となるため、最後の１周の第２テープ４６_４がこのスロープに沿って貼り付くことになる。よって、相対的に第２テープ４６_４が余長を持って長く貼られることになる。

この場合においても、ベルト本体１０ｅと補強テープ４６とは、互いに圧縮と引っ張りの力を発生しなくなる。よって、補強テープ４６の剥がれを防止しつつ、ベルト本体１０ｅや補強テープ４６の破れを防ぐことができる。

また、図１０及び図１１は、図７と図９の貼り付け方を応用した変形例である。

すなわち、図１０及び図１１に示す変形例では、図７と図９の貼り付け方の片方ずつを入れ替えている。これらの構成においても、最後の１周の補強テープ４６（第２テープ４６_４）が、凹部２６の段差状或いはスロープ状の部分に沿って貼り付き、相対的に補強テープ４６が余長を持って長く貼られることになる。

従って、これら変形例によっても、ベルト本体１０ｅと補強テープ４６とに圧縮と引っ張りの力が発生せず、補強テープ４６の剥がれを防止しつつ、ベルト本体１０ｅや補強テープ４６の破れを防ぐことができる。

なお、前述した本実施形態及び変形例では、１周目（層目）からｎ周目（層目）までの第１テープ及び第２テープの厚みを、それぞれに異ならせた構成とすることができる。或いは、ｎ層目の第２テープを、ｎ−１層目までの第１テープよりもその厚みを薄く設定することができる。

また、ｎ層目の第２テープを、ｎ−１層目までの第１テープよりも周方向Ｊに直交する幅方向の寸法を小さく設定することができる。或いは、ｎ層目の第２テープを、ｎ−１層目までの第１テープよりも引っ張り強度を弱く設定することができる。

ここで、本発明に係る実施形態（上述の変形例を含む）に関する実験とその結果について説明する。

すなわち、ベルト本体１０ｅを、例えば厚み４８［μｍ］とし、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン：Poly Ether Ether Ketone）材で製造する。ベルト本体１０ｅの搬送方向（回転方向）に直交する方向の幅を３４６［ｍｍ］とし、ベルト本体１０ｅの周方向の長さ（周長）を７９２［ｍｍ］とする。そして、ベルト本体１０ｅの両端部に、搬送方向（周方向）に直交する方向の幅が５［ｍｍ］の補強テープ４６を、４重にして巻き付ける。

つまり、補強テープ４６ａ（図３参照）の内側端面から他方の補強テープ４６ｂの内側端面までのベルト幅方向の寸法（図３のＭ）は、３３６［ｍｍ］である。また、補強テープ４６ａの外側端面から他方の補強テープ４６ｂの外側端面までのベルト幅方向の寸法（図３のＮ）は、３４６［ｍｍ］である。

補強テープ４６は、ポリエステルで形成されており、厚みは２５［μｍ］とされている。補強テープ４６をベルト本体１０ｅに貼り付ける接着剤には、アクリル系のものを使用している。

また、駆動ローラ１０ｇはφ１４．８［ｍｍ］で、そのローラ幅は３３８［ｍｍ］とする。そのため、中間転写ベルトＭを駆動ローラ１０ｇの中央に設置した場合、両端に１［ｍｍ］ずつ補強テープ４６が乗り上げることになる。

さらに、テンションローラ１０ｈはφ１８［ｍｍ］とし、総圧３［ｋｇｆ］の力で中間転写ベルトＭを張架するものとする。そして、φ１２［ｍｍ］の従動ローラ１０ｆを駆動ローラ１０ｇの前段に取り付け、３軸で中間転写ベルトＭを張架する。このような条件において、ベルト本体１０ｅが破れるまで回転させる。

図１２は、本発明と従来技術との間でベルト破れにくさを比較した実験結果を示す図である。同図では、補強テープ４６を従来のように隙間を設けない方法で貼り付けた場合と、前述の特許文献２に記載の方法で貼り付けた場合と、本発明に係る図７の実施形態例で貼り付けた場合とを比較している。

図１２における棒グラフは、中間転写ベルトＭを何周回転させると破れるのかを表している。棒グラフが長いほど破れにくいことを表している。

隙間を設けない従来技術では７０［千回転］で破れるのに対し、特許文献２の方法では、１８０［千回転］で破れている。

一方、本発明に係る実施形態例では、１０００［千回転］させてもベルト本体１０ｅは破れることがなかった。

以上の実験結果から明らかなように、本発明によって、中間転写ベルトＭの長寿命化を実現できることがわかった。

以上の本実施形態及び変形例によると、補強テープ４６の継ぎ目部分でベルト本体１０ｅが座屈変形を繰り返すことを防止すると共に、補強テープ４６の剥がれを防止して、中間転写ベルトＭの長寿命化を実現することができる。

すなわち、本実施形態及び変形例では、補強テープ４６を複数周（ｎ周）巻き付ける場合に、最後の１周（ｎ周目）以外は補強テープ４６の繋ぎ目を作らず、一端部と他端部間の隙間を全て同じ箇所に位置させて凹部２６として形成している。その際、１周目からｎ−１周目までのテープ端部を単調に増加又は減少するようにずらし、凹部２６の形がピラミッド若しくは逆ピラミッド状になるようにする。そして、最後の１周目（ｎ周目）だけは、凹部２６を跨いで繋ぎ目ができるように第２テープを貼り付け、補強テープ４６の剥がれを防止する。

以上、１周目からｎ−１周目まで補強テープ４６の繋ぎ目を無くして隙間を空けるので、張架ローラなど曲率半径の小さい場所を通過する時に、外周部と内周部とに長さの差を生じてベルト本体１０ｅが座屈する現象を引き起こす要因を無くすことができる。

また、最後の１周だけは補強テープ４６に繋ぎ目を設けている。このため、ｎ−１周目までの一端部と他端部をずらして貼り付けた効果により、段差にならって第２テープを貼り付けることができ、補強テープ４６の経路長を、直線距離で結ぶより長くして余長とすることができる。そして、曲率半径の小さい場所を通過する時に生じる外周部と内周部の長さの差を、経路長が長く貼られた第２テープによって吸収し、座屈が起こらないようにすることができる。その結果、ベルト本体１０ｅと補強テープ４６の外周部と内周部の長さの差によって生じるベルト破れを確実に防止することができる。

さらに、補強テープ４６に段差を設けて凹部２６の表面に貼り付けることで、第２テープの表面を滑らかにすることができる。これにより、外周からの当接物（シール部材１２等）の接触をスムーズにして、補強テープ４６と当接物との摩擦による補強テープ４６の摩耗切れを防ぐことができる。

１０…ベルト駆動装置（中間転写ベルトユニット）、１０ｅ…ベルト本体、１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ…張架ローラ（従動ローラ，駆動ローラ，テンションローラ）、１２…摺擦部材（シール部材）、２６…凹部、３６…補強部、４６，４６ａ，４６ｂ…補強テープ、４６_１，４６_２，４６_３…第１テープ、４６_４…第２テープ、ａ_１，ａ_２，ａ_３，ａ_４…一端部、ｂ_１，ｂ_２，ｂ_３，ｂ_４…他端部、Ｊ…周方向、Ｍ…無端状ベルト（中間転写ベルト）、Ｘ…外周面上の点

Claims (9)

1. 無端状のベルト本体と、
   前記ベルト本体の周方向に直交する幅方向の両端部をその外周面に巻き付け貼付した補強テープによって補強する補強部と、を備え、
   前記補強部は、
   前記補強テープが前記両端部の外周面に対する一周巻き毎に分割されて、前記ベルト本体の全周長さより短い複数の第１テープと前記全周長さより長い第２テープとして構成され、且つ、
   前記複数の第１テープを、前記外周面に対する巻き付けの一端部の巻付開始位置と他端部の巻付終了位置とが前記周方向で異なるように順に貼り付け、且つ前記一端部と前記他端部とで凹部を形成し、前記第２テープを、その他端部を前記凹部に沿わせるように前記第１テープ上に巻き付けると共に前記外周面に対する巻き付けの一端部を越えた位置で貼り付けた、
   ことを特徴とする無端状ベルト。
2. 前記第１テープ及び前記第２テープを重ねた層数がｎとされ、
   １層目からｎ−１層目までの前記第１テープは、前記外周面上の点Ｘにおいて各一端部と各他端部とが重ならないように隙間を設けられ、且つ、
   ｎ層目の前記第２テープは、前記一端部に前記他端部が重なるように貼り付けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無端状ベルト。
3. 前記点Ｘから、１層目の前記第１テープの前記一端部である前記巻付開始位置までの距離をy1a、
   前記点Ｘから、１層目の前記第１テープの前記他端部である前記巻付終了位置までの距離をy1b、
   前記点Ｘから、２層目の前記第１テープの前記一端部である前記巻付開始位置までの距離をy2a、
   前記点Ｘから、２層目の前記第１テープの前記他端部である前記巻付終了位置までの距離をy2b、
   前記点Ｘから、ｎ−１層目の前記第１テープの前記一端部である前記巻付開始位置までの距離をy(n-1)a、
   前記点Ｘから、ｎ−１層目の前記第１テープの前記他端部である前記巻付終了位置までの距離をy(n-1)b、並びに、
   前記点Ｘから、ｎ層目の前記第２テープの前記一端部である巻付開始位置までの距離をynaとするとき、
   隣り合う層の前記第１テープの前記巻付開始位置と前記巻付終了位置とが互いに同じ位置にならないように、次式（１）、（２）
   y1a＜y2a＜…＜y(n-1)a＜ynaまたはy1a＞y2a＞…＞y(n-1)a＞yna …（１）
   y1b＜y2b＜…＜y(n-1)bまたはy1b＞y2b＞…＞y(n-1)b …（２）
   の関係を満たす、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無端状ベルト。
4. １層目からｎ層目までの前記複数の第１テープ及び前記第２テープは、厚みがそれぞれに異なる、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の無端状ベルト。
5. ｎ層目の前記第２テープは、ｎ−１層目までの前記第１テープよりも厚みを薄く設定されている、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の無端状ベルト。
6. ｎ層目の前記第２テープは、ｎ−１層目までの前記第１テープよりも前記周方向に直交する幅方向の寸法が小さく設定されている、
   ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の無端状ベルト。
7. ｎ層目の前記第２テープは、ｎ−１層目までの前記第１テープよりも引っ張り強度が弱く設定されている、
   ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の無端状ベルト。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の無端状ベルトと、
   前記無端状ベルトを張架する複数の張架ローラと、を備え、
   前記複数の張架ローラのうちの何れかの駆動により前記無端状ベルトが前記周方向に回転させられる、
   ことを特徴とするベルト駆動装置。
9. 前記ベルト本体の前記両端部に摺擦する摺擦部材を備え、
   前記第２テープの前記他端部は、前記無端状ベルトの前記周方向に対する上流側を向いている、
   ことを特徴とする請求項８に記載のベルト駆動装置。

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