JPH08113337A - 大きな強度を備えたエンドレス継合ベルト - Google Patents

大きな強度を備えたエンドレス継合ベルト

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JPH08113337A
JPH08113337A JP7255076A JP25507695A JPH08113337A JP H08113337 A JPH08113337 A JP H08113337A JP 7255076 A JP7255076 A JP 7255076A JP 25507695 A JP25507695 A JP 25507695A JP H08113337 A JPH08113337 A JP H08113337A
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belt
seam
fibers
joint
endless
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Jr Edward L Schlueter
エル シュルーター ジュニア エドワード
Thomas C Parker
シー パーカー トーマス
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Xerox Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 継目とベルトの隣接部分との間に厚みの差が
実質的に存在しない継合ベルトを提供すること。 【解決手段】 ベルト物質の各端部が、同じ長さの上部
・底部重ね合わせ・かみ合わせ部分を有し、これら上部
・底部重ね合わせ部分は双方共、ベルト物質の厚さの約
半分であり、１つの重ね合わせ接合部と２つの突き合わ
せ接合部を与えるようにして接合されるかみ合わせ部分
を有し、硬質で大きな強度の繊維が、少なくとも１つの
接合部のかみ合わせ部分の間に存在し、ベルトの継目
は、繊維が少なくとも１つの接合部に存在するときにか
み合わせ部分に熱を加えることによって形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベルトの継目部分
とベルトの隣接部分の間の厚みの差を実質的になくすこ
とにより継目の質と滑らかさを改善したエンドレス・フ
レキシブル継合ベルトに関する。継目は、ベルト端部の
厚みの半分同志を重ね合わせ、突き合わせることによっ
て形成される。
【０００２】
【従来の技術】おそらく、今までに成された最も重要な
発明は自動車の発明である。多分、その後に成されたほ
ぼ等しく重要である発明の１つはベルトに関するもので
ある。当初、ベルトは、ウエブ物質の２つの端部を利用
してそれらを、縫合せ、ワイヤリングし、ステープル止
めするといった様々な技術によって互いを固定すること
によって製造されており、これは、ノゴギリのような工
具を動かすためにモータのようなソースからの回転運動
を伝達するといった多くの分野に適するものであったの
であるが、今日一般に使用されているところでは、ベル
ト技術の多くはより精工に使用されるようになったた
め、これらの技術は満足のいくものではない。今日の技
術では、ベルトを使用する多くの分野でより精工な品質
と使用が要求されており、特に、受光体として使用する
静電写真や電気的複写画像装置および処理、中間シー
ト、及び／又は、画像転送デバイス、定着部材、若しく
は、固定デバイス、といった特別な分野でその要求が強
く、継目のないベルトを提供することによって、ベルト
が実行するあらゆる作業、若しくは、ベルトの上で実行
され得るあらゆる作業を妨害する継目をベルトからなく
すことが理想である。これが理想であるが、継目のない
ベルトを製造するにはより精工な製造工程が必要であ
り、高価なものとなり、より大きなベルトにあっては、
より精工且つ困難で、より高価なものとなる。この結
果、これらの工程で使用され得る継合ベルトを提供しよ
うと様々な試みがなされてきた。継合ベルトを製造する
ための従来の試みは、そのほとんどが、ベルト物質の２
つの端部を重ねて、即ち、重ね合わせて、継目を形成し
たベルトか、若しくは、互いを突き合わせて、その後、
熱、若しくは、接着剤或いは超音波溶接の使用による他
の固着手段によって機械的に固定したベルトによるもの
であった。
【０００３】一般的な突き合わせ技術によって形成され
るベルトは多くの目的に満足のいくものであるが、ベル
ト物質の２つの端部を単に突き合わせ、若しくは、重ね
合わせることによって形成される制限された接触領域で
あるため、接着、強度、柔軟性に関して制限される。更
に、突き合わせ、若しくは、重ね合わせ技術によって形
成されるベルトは、ベルト表面に隆起、若しくは、他の
不連続性を有し、これは、ベルトの隣接部と隣接部の間
に０．０１０インチ（０．０２５ｃｍ）、若しくは、そ
れ以上の高さの差を引き起こし、多くの分野で性能欠陥
を生じさせる。例えば、最も重大な問題の１つは、トナ
ー画像転送後の画像ベルトからの残留トナーの清掃の問
題である。ベルトと清掃ブレードの間で親密な接触が必
要とされる。隆起、クラック、あるいは、他の不連続性
がベルトに存在すると、ブレードの接触が妨害され、ブ
レードの下側をトナーが通過することを許してしまうた
めトナーは清掃されない。更に、異なる高さを有した継
目は、清掃ブレードが繰り返し衝突すると、継目の不規
則な表面上に転送されない残留トナーをとどめてしま
う。この衝突作用を繰り返し受ける受光体は、継目が清
掃ブレードによって一定の連打を受けた場合、その継目
で薄層に分かれてしまうこともある。この結果、ブレー
ドの清掃寿命と受光体の全寿命の双方が、コピー画質の
劣化とともに大きく減衰し得る。更に、継目高さにおけ
るこの不規則性は、ゼログラフィック現像において振動
性ノイズを与え、ベルト上のトナー画像を妨害し、ま
た、解像度や、最終コピー・シートへのトナー画像の転
送を劣化させる。これは特に、後に最終コピーシートへ
転送される液体、若しくは、乾燥現像剤の多数のカラー
層を受光体ベルト上に与えることが必要な多くの分野で
そうなる。
【０００４】これらの精密分野では、継目と継目の存在
しない隣接部分の間の高さの差は０．００１インチ
（０．００２５ｃｍ）より小さいことが望ましい。更
に、ベルトの厚みに不連続性が存在することによってベ
ルトの引張強さは減少する。ベルトの引張強さは、延長
使用のため、継合されていない親物質のそれの８０〜９
０％であることが望ましい。更に、継合ベルトは、延長
された時間の間中十分な性能であり得る継目機械接着強
度および柔軟性を有することが望まれる。更に、そのよ
うなベルトにおける不連続性や隆起は、現像の間に不正
確な画像整合や、不正確なトラッキングを引き起こすこ
とがあり、また、転送振動によって運動の品質全体に劣
化を生じさせることがある。継目とベルトの隣接部分の
間の不連続性に関連する上述の困難さに加えて、ベルト
を形成する幾つかの物質に関連した他の問題が持ち上が
る。例えば、多くのベルトは、シート形状に形成され、
若しくは、押し出される熱可塑性シートで形成される。
押出し処理の間中、機械・熱応力が押出しシートに組み
込まれる。ベルトを形成するのにその後使用される場合
や、特にベルトの継合処理の間に、例えば、超音波、或
いは、インパルス加熱器、若しくは、溶接機を用いて熱
が加えられる。この加熱の間、熱・機械応力は減少さ
れ、継合領域のしわや波打ちが形成され、これは、複写
機のベルトの動作中に、例えば、印刷の空白や不完全な
転送といったコピー品質欠陥を引き起こす。実際のとこ
ろ、ベルトと接触する静電写真印刷機の全てのサブシス
テムに潜在的な問題を引き起こす。更に、熱可塑性物質
が機械的に切断され、これもまた加熱中に再び解放され
るような付加的な応力がベルトの継目領域に導入された
場合にも、同じようなコピー品質欠陥を生じさせる。
【０００５】
【発明の概要】故に、本発明の主な目的は、継目とベル
トの隣接部分との間に厚みの差が実質的に存在しない継
合ベルトを提供することにある。本発明の主な特徴によ
れば、ベルトは、その物質からベルトが加工されている
ような物質の２つの端部を接合することによって形成さ
れており、各端部は、エンドレスベルトを形成するため
の重ね合わせ・突き合わせ接合部を有したベルト物質の
厚さの半分である。本発明の他のおもな特徴によれば、
ベルト物質の各端部は、同じ長さの上部・底部重ね合わ
せ・かみ合わせ部分を有し、これら上部・底部重ね合わ
せ部分は双方共、ベルト物質の厚さの約半分であり、１
つの重ね合わせ接合部と２つの突き合わせ接合部を与え
るようにして接合されるかみ合わせ部分を有し、硬質で
大きな強度の繊維が、少なくとも１つの接合部のかみ合
わせ部分の間に存在し、ベルトの継目は、繊維が少なく
とも１つの接合部に存在するときにかみ合わせ部分に熱
を加えることによって形成されている。本発明の他の特
徴によれば、これらの繊維は、重ね合わせ接合部を形成
する２つのかみ合わせ部分の間に存在しており、上部及
び底部の重ね合わせ部分はベルトの幅にわたって延びて
いる。
【０００６】本発明の他の特徴によれば、これらの繊維
はグラファイト繊維である。本発明の他の特徴によれ
ば、継目と隣接するベルト表面は滑らかで、しかもしわ
が存在しない。本発明の他の特徴によれば、硬質で大き
な強度の繊維は、ベルトの継目に平行に向けられてい
る。本発明の他の特徴によれば、継目のベルト物質と繊
維は、熱を継目に与えている際に張力がかけられてい
る。本発明の他の特徴によれば、ベルト物質は繊維の周
囲で溶解される。本発明の他の特徴によれば、ベルト物
質は、熱可塑性若しくは熱硬化性物質であり、好ましく
は、熱可塑性ポリカーボネートである。
【０００７】
【発明の実施の形態及び実施例】図面と以下の記述とを
参照して、以下に本発明をより詳細に記述する。本発明
に従って形成される継目は、強度、柔軟性、機械的寿命
が強化されたものの１つであり、継合部分と継合部分に
隣接する継目のない部分との間に高さの差が実質的には
存在せず、様々な工業目的に使用される。図１は、継目
１１とローラ１２の周囲で駆動されるベルトを示す。エ
ンドレスフレキシブル継合ベルトはいずれかの適当な物
質から形成され得る。一般的な物質として、様々な熱可
塑性・熱硬化性ベルト物質の他に、米国特許第４，２６
５，９９０号に記述されているような、多層とされ得る
受光体物質が含まれる。いずれかの適当なベルト物質を
使用することができる。一般的な物質として、ポリエス
テル、ポリウレタン、ポリイミド樹脂、塩化ポリビニル
樹脂、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンやポ
リプロプレンのようなポリオレフィン、ナイロンのよう
なポリアミドが含まれる。更に、シリコン、Ｖｉｔｏｎ
ｓ（商標：Ｅ．Ｉ．Ｄｕｐｏｎｔ）、ＥＰＤＭのような
フルオロエラストマー、ニトリル等のエラストマー物質
が含まれる。ある目的には金属クロスや紙でさえ使用さ
れ得る。ベルト物質は、それが意図する使用に従って、
引張強さ、ヤング率、静電導電率、熱導電率・安定性、
屈曲強度、更にまたトランスフィックス（transfix) の
ようなある分野では、高温にされ得るといった、適当な
物理特性を有するよう選択される。ベルト物質の他の重
要な特性に、良好なトナー解放のためには低いことが望
まれる、例えば、光沢や、誘電率や、強度のような表面
エネルギーが含まれる。
【０００８】重ね合わせ・突き合わせ接合パターンは、
フライス削り（milling)やブレードやナイフを用いた切
断によって、或いは、より精工な技術によって、形成す
ることが可能であり、この技術として、許容時間内に所
望の切断を提供する十分な幅と強度のビームを発生する
ＣＯ2 レーザやエキシマレーザといった商業利用可能な
レーザを用いる打抜きやレーザ切断が含まれる。切断に
続いて、必要ならば、空気や、超音波、若しくは、ブラ
ッシング作業によってバリ取り（debur)され且つ清掃さ
れ得る。重ね合わせ・突き合わせ接合は、ベルト物質の
各端部が、同じ長さの上部・底部かみ合わせ部分を有
し、且つ、ベルト物質の約半分の厚さである限り、いず
れの適当な形態にもすることができる。かみ合わせ部分
は、重ね合わせ接合部１４、及び／又は、ベルト幅にわ
たって延びている１つ若しくは２つの突き合わせ接合部
１６、１８、だけを設けるようにして接合されている。
図２に示されているように、この形状は、継目とベルト
の隣接部分との間に厚みの差が実質的に存在しない継合
ベルトを提供する。大きな強度と、ベルト物質より実質
的に大きなヤング率とを有し、処理温度や他の状態に耐
えるような、いずれの適当な繊維２０をも使用すること
が可能である。一般的な物質としてグラファイト、ガラ
ス、ナイロンが含まれる。
【０００９】強い接着を提供し、また、一般に３００，
０００〜１，５００，０００ｐｓｉのヤング率を有する
ベルト物質よりも非常に高い弾性率を有するように、繊
維は非常に硬いものであるべきである。これらの繊維
は、継目領域において正確な配置を可能とするよう十分
フレキシブルであるが、継目領域に歪みが存在しないよ
う機械・熱応力を吸収するだけの十分な弾性率を持つ。
ベルト物質の２つの端部は、それらを互いに重ね合わせ
・突き合わせの関係にて、好ましくは重ね合わせ表面の
１つに対しては手を加えていない継目に対して平行に配
列された繊維とともに、物理的に位置決めすることによ
って接合されるが、これらの繊維を突き合わせ表面の一
方に仮付けすることも可能である。このことは、２つの
かみ合わせ部分の適当な位置に圧力を加えることを必要
とする。繊維は、図２の２０によって表示されているよ
うに、ベルト端部の重ね合わせ部分の間に配置されても
よいが、突き合わせ接合部１６、１８の突き合わせ部分
のいずれか若しくは両方に配置されてもよい。更に、繊
維は繊維それ自体として配置されてもよいが、熱可塑性
樹脂のようなラミネート状にも配置され得る。繊維が非
常に硬質であること、また、強い接着を提供することに
加えて、超音波加熱やインパルス溶接機に配置するとい
ったことによって継目を形成する加熱処理の間中、それ
ら繊維を固体のままとすることによって、強い接着が提
供される。この方法で、ベルト物質は、溶解まではされ
ない場合でも少なくとも軟化され、ベルト物質自体と繊
維の間に強い結合を提供する硬質で強い繊維の周囲に、
ベルト物質が形成される。繊維は継目に平行な継目領域
に配置され、仮付けアイロン（tacking iron) を用いて
繊維をベルト物質に仮付けすることにより、初期的に固
定され且つ位置決めされる。これは継合作業の間に繊維
が所定位置から動いてしまうことを防止する。一般に、
これらの繊維は、張力を加えることができように、各端
部で延びる部分を用いて継目の長さにわたって延びる。
これらの繊維は、継目にわたって図２、３に示されてい
るように、１ミリメートルあたり１〜２０個の繊維密度
で継目の幅にわたって離間されている。
【００１０】一旦繊維が位置決めされると、これらの繊
維には、ベルト物質と繊維の一端を固定し、且つ、繊維
とベルト物質のもう一端を同じ張力で引っ張ることによ
り、ベルト物質に沿って張力がかけられる。張力下にあ
る間に、溶解まではされない場合でも継目領域のベルト
物質を少なくとも軟化させるのには十分な温度にまで継
目領域を加熱することにより、継目が形成される。これ
は、繊維とベルト物質を加熱してベルト物質の機械・熱
応力を減少させ、補強材として機能する繊維をベルト物
質に仮付けするような、超音波加熱、若しくは、インパ
ルス溶接といった従来のいづれの技術を用いて達成され
てもよい。インパルスの数、インパルスの長さ、温度
は、選択された物質に依存する。この張力の付加は、継
目と繊維に平行であり、ベルト物質が繊維の周囲で溶解
されている間に、繊維それ自体が軟化したり、溶解した
り、ベルト物質と反応せずに、繊維の剛性と強度を保持
することが重要である。勿論、繊維自体が熱可塑性マト
リックスに存在する場合には、このマトリックスは非常
によく溶けるだろう。何らかの動作原理に拘束されるこ
とを望むものではないが、その製造の間に形成されるベ
ルト物質中の組み込み応力のおかげで、上述のような張
力下に置かれ、且つ、継目物質が繊維に固定されてそれ
が繊維を動かすことができないように加熱された、ベル
ト物質と硬質物質とから継目が形成された場合には、ベ
ルト物質の製造の間に形成された応力を吸収し、これに
よって、ベルト物質の応力が減少されると考えられる。
【００１１】例 以下の例で本発明を更に説明する。１０9 オーム・ｃｍ
の体積抵抗率を有し、約０．００３インチ（約０．００
７６ｃｍ）の厚みを有し、約３００，０００ｐｓｉの弾
性率を有し、図２に示されているような輪郭を有したカ
ーボン入りポリカーボネートベルト基板に、フライス削
りによって、基板の半分の厚みの約０．００１５インチ
（約０．００３８ｃｍ）の深さで、約０．２００インチ
（約０．５０８ｃｍ）の幅のストリップが形成され、基
板の他端では、整合段階用の輪郭がこれもまたフライス
削りによって形成される。約０．１〜０．５ｍｍの厚さ
のグラファイト繊維が、接合部に平行な重ね合わせ接合
部の上に配置され、１ミリメートルあたり１〜２個の繊
維が継目の両端に一様に離間される。繊維は、３００°
Ｆの仮付けアイロンを用いてポリカーボネート基層に軽
く仮付けすることによって固定される。ポリカーボネー
ト・ベルトとグラファイト・ストリップは、継合作業の
前若しくはその間に、繊維の端部をテーピングし、且
つ、それらを継目に渡って引っ張ることにより、継目に
平行な方向に予め応力が加えられ、こうして溶接機の上
部が所定位置に動かされている間中に所定位置に配置さ
れる。この継目は、２５０°Ｆで０．１〜０．２秒間の
単一インパルスを伝達するインパルス溶接機を用いて達
成される。
【００１２】組立に続いて、バフ磨きやサンダー仕上げ
によってベルトに仕上げが成され、更に、電気特性、剥
離性等を制御するために適当なオーバーコーティングが
付加されてもよい。このコーティングは、一般に、０．
００１〜０．００３インチ（約０．００２５ｃｍ〜約
０．００７６ｃｍ）の厚さである。このように、本発明
によれば、機械的には目につくことがなく、また、継目
のないベルトと性能の点では実質的に等価であるよう
な、エンドレスフレキシブル継合ベルトが形成される。
本発明の主な利点は、重ね合わせによる継目や突き合わ
せによる継目を使用するが、継目と継目領域に隣接する
ベルトの複数部分との間に高さの差が実質的に存在しな
いということである。最も重要な本発明の利点は、自動
複写機からの印刷物にコピー品質欠陥を生じさせてしま
うような継目や継目に隣接するベルト物質の波打ちが存
在しないエンドレス継合ベルトが形成されることであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によって形成されたフレキシブル継目ベ
ルトを示すものであって、エンドレスベルトを形成する
ために少なくとも１つの重ね合わせ、突き合わせ、かみ
合わせ接合部を提供する。継目１１は、ベルトの２つの
平行側部に直交するよう示されているが、ベルトの平行
側部に対して斜めにされていてもよく、若しくは、傾斜
されていてもよいことが理解されよう。
【図２】本発明によるエンドレスベルトを形成するため
に使用される重ね合わせ１４と突き合わせ接合部の実施
例を示す拡大断面図。Ｘは、繊維を配置するのに好まし
い位置を示す。
【図３】図１、図２のエンドレスベルトを形成するため
の重ね合わせ１４と潜在的な突き合わせ接合部１６、１
８の実施例の拡大上面図。
【符号の説明】
１１ 継目 １２ ローラ １４ 重ね合わせ接合部 １６ 突き合わせ接合部 １８ 突き合わせ接合部 ２０ 繊維
フロントページの続き (72)発明者 トーマス シー パーカー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14617 ロチェスター １ タイタス アベニュ ー 1200

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 その物質からベルトが加工されるような
    物質の２つの端部を接合することによって形成されるエ
    ンドレスフレキシブル継合ベルトにおいて、前記ベルト
    は、エンドレスベルトを形成するために少なくとも１つ
    の重ね合わせ・突き合わせ接合部を有しており、ベルト
    物質の各端部は、同じ長さの上部・底部重ね合わせ・か
    み合わせ部分を有し、これら上部・底部の重ね合わせ部
    分は双方共、ベルト物質の約半分の厚さであり、前記か
    み合わせ部分は、１つの重ね合わせ接合部と２つの突き
    合わせ接合部を設けるようにして接合されており、硬質
    で大きな強度の繊維が、少なくとも１つの接合部のかみ
    合わせ部分の間に存在し、前記継合ベルトは、前記繊維
    が少なくとも１つの接合部に存在するときに前記かみ合
    わせ部分に熱を加えることによって形成されていること
    を特徴とするエンドレスフレキシブル継合ベルト。
JP7255076A 1994-10-11 1995-10-02 大きな強度を備えたエンドレス継合ベルト Pending JPH08113337A (ja)

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