(57)【要約】【課題】転写ベルトをローラ等に架け渡して駆動させ、この転写ベルトに像担時体に形成されたトナー像を転写させた後、このように転写されたトナー像を転写ベルトから記録媒体に転写させる場合において、この転写ベルトの幅方向の端部が破損するのを長期に渡って防止できるようにする。【解決手段】無端状になった樹脂製のベルト本体１１における幅方向の端部において、その周方向に沿って少なくとも外周面１１ａから端面１１ｂに至る樹脂製の補強部材１３を設けた転写ベルト１０において、ベルト本体のヤング率Ｅａと補強部材のヤング率Ｅｂとが、Ｅｂ≧１．２×Ｅａの条件を満たすと共に、ベルト本体の降伏点伸びδａと補強部材の降伏点伸びδｂとが、δｂ＞δａの条件を満たすようにした。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状になった樹脂製のベルト本体における幅方向の端部において、その周方向に沿って少なくとも外周面から端面に至る樹脂製の補強部材が設けられ、上記のベルト本体のヤング率Ｅａと補強部材のヤング率Ｅｂとが、Ｅｂ≧１．２×Ｅａの条件を満たすと共に、ベルト本体の降伏点伸びδａと補強部材の降伏点伸びδｂとが、δｂ＞δａの条件を満たすことを特徴とする転写ベルト。
【請求項２】
請求項１に記載した転写ベルトにおいて、上記の補強部材がベルト本体の外周面から端面を経て内周面に至っていることを特徴とする転写ベルト。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載した転写ベルトにおいて、上記の補強部材がベルト本体に貼着されていることを特徴とする転写ベルト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置に使用される転写ベルトに係り、ローラ等に架け渡されて駆動される転写ベルトに像担時体に形成されたトナー像を転写させ、このように転写ベルトに転写されたトナー像を記録媒体に転写させる場合において、この転写ベルトの幅方向の端部が破損するのを防止するようにした点に特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機やプリンター等の画像形成装置においては、ローラ等に掛け渡されて駆動される転写ベルトに像担時体に形成されたトナー像を転写させ、このように転写ベルトに転写されたトナー像を記録媒体に転写させるようにしたものが存在している。
【０００３】
特に、近年においては、フルカラーの画像形成を行う画像形成装置において、上記のような転写ベルトが広く利用されている。
【０００４】
例えば、図１に示すようなフルカラーの画像形成装置においては、黄色，マゼンタ色，シアン色，黒色の異なった色彩のトナーを収容させた４つの現像装置Ａ１〜Ａ４を使用し、各現像装置Ａ１〜Ａ４における各トナー担持体１と対向するようにしてそれぞれ像担持体Ｐ１〜Ｐ４を設けると共に、上記の各現像装置Ａ１〜Ａ４と像担持体Ｐ１〜Ｐ４を介して反対側の位置に、複数のローラ２に架け渡されて駆動される転写ベルト１０を設けている。
【０００５】
ここで、この画像形成装置によってフルカラー画像を形成するにあたっては、第１の現像装置Ａ１に対応して設けられた像担持体Ｐ１を回転させて、この像担持体Ｐ１の外周面を帯電装置３により一様に帯電させ、このように帯電された像担持体Ｐ１に対して露光装置Ｌにより画像信号に従った露光を行い、この像担持体Ｐ１の外周面に静電潜像を形成し、上記の現像装置Ａ１におけるトナー担持体１から黄色のトナーを像担持体Ｐ１に形成された静電潜像部分に供給し、像担持体Ｐ１に静電潜像に対応した黄色のトナー像を形成する。
【０００６】
そして、このように像担持体Ｐ１に形成された黄色のトナー像を、上記のようにローラ２に掛け渡されて駆動される転写ベルト１０に転写させる一方、転写後における像担持体Ｐ１に残留している黄色のトナーをクリーニング装置４によって像担持体Ｐ１から除去させる。
【０００７】
そして、上記の第１の現像装置Ａ１の場合と同様にして、第２〜第４の現像装置Ａ２〜Ａ４における各トナー担持体１からそれぞれ対応する各像担持体Ｐ２〜Ｐ４に順々にマゼンタ色，シアン色，黒色のトナー像を形成し、このように各像担持体Ｐ２〜Ｐ４に形成されたマゼンタ色，シアン色，黒色のトナー像を、上記のように黄色のトナー像が転写された転写ベルト１０に順々に転写させて、この転写ベルト１０上にフルカラーのトナー像を形成する。
【０００８】
その後は、この画像形成装置の下部に設けられた用紙カセット５から記録シートＳを、送りローラ６によって上記の転写ベルト１０と転写ローラ７とが対向する部分に導き、転写ベルト１０に形成されたフルカラーのトナー像をこの記録シートＳに転写させ、このように記録シートＳ上に転写されたフルカラーのトナー像を定着装置８により記録シートＳに定着させて排紙させる一方、転写されずに転写ベルト１０に残ったトナーをクリーニング装置９によって転写ベルト１０から除去するようにしている。
【０００９】
ここで、上記のように転写ベルト１０を複数のローラ２に架け渡して駆動させるにあたり，ローラ２が傾いたりすると、転写ベルト１０を駆動させている途中に転写ベルト１０の位置がずれたりするという問題があった。
【００１０】
このため、従来においては、例えば図２に示すように、ローラ２の幅方向の端部にフランジ２ａを設け、このフランジ２ａによって転写ベルト１０の位置がずれるのを防止するようにし、また図３に示すように、ローラ２の幅方向の端部に周方向に沿って凹溝２ｂを設けると共に、この凹溝２ｂに対応するように転写ベルト１０のベルト本体１１における幅方向の端部の内周面１１ｃにおいて、その周方向に沿ってゴム等で構成されたガイド部材１２を設け、このガイド部材１２を上記の凹溝２ｂ内に嵌め込んで、転写ベルト１０の位置がずれるのを防止するようにしていた。
【００１１】
しかし、上記のようにローラ２の幅方向の端部にフランジ２ａを設けて、転写ベルト１０の位置がずれるのを防止するようにした場合、転写ベルト１０の端部がフランジ２ａに当たって、この転写ベルト１０の端部が破損するという問題があった。
【００１２】
また、上記のように転写ベルト１０に設けたガイド部材１２をローラ２に設けた上記の凹溝２ｂ内に嵌め込んで、転写ベルト１０の位置がずれるのを防止するようにした場合においても、転写ベルト１０の位置がずれるのを抑制するのに、ガイド部材１２が取り付けられた転写ベルト１０の幅方向端部に大きな負荷が加わり、転写ベルト１０の端部が破損するという問題があった。
【００１３】
また、従来においては、複写機やプリンター等の画像形成装置に使用される転写ベルト等において、その幅方向の端部の強度を高めるため、このベルトの幅方向両端部の外周面や内周面に補強部材を取り付けるようにしたもの（例えば、特許文献１及び特許文献２）や、ベルト基材の幅方向両端部における表裏の両面及び端面に、ディッピング加工により水−エマルジョン系の樹脂を用いた補強部材を設けたもの（例えば、特許文献３）が提案されている。
【００１４】
しかし、上記のようにベルトの幅方向両端部の外周面や内周面に補強部材を取り付けただけのものにおいては、その端面の強度を高めることができず、この端面の部分からベルトに破損が生じるという問題があった。
【００１５】
また、上記のようにディッピング加工により水−エマルジョン系の樹脂を用いた補強部材を設ける場合、一般に水−エマルジョン系の樹脂はベルト本体よりも強度が弱く、ベルトの端部が破損するのを長期にわたって防止することができず、さらにディッピング加工によると、一般にベルトの端部側の厚みが厚くなり、これによりベルトを駆動させた場合にベルトが蛇行しやすくなるという問題もあった。
【００１６】
【特許文献１】
実開平２−９５０７０号公報
【特許文献２】
特開平５−３４５３６９号公報
【特許文献３】
特開平８−８５６４５号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、複写機やプリンター等の画像形成装置に使用される転写ベルトにおける上記のような問題を解決することを課題とするものである。
【００１８】
すなわち、この発明においては、ローラ等に架け渡されて駆動される転写ベルトに像担時体に形成されたトナー像を転写させ、このように転写ベルトに転写されたトナー像を記録媒体に転写させる場合において、この転写ベルトの幅方向の端部が破損するのを長期に渡って防止できるようにすることを課題とするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この発明における転写ベルトにおいては、上記のような課題を解決するため、無端状になった樹脂製のベルト本体における幅方向の端部において、その周方向に沿って少なくとも外周面から端面に至る樹脂製の補強部材を設けるようにし、上記のベルト本体のヤング率Ｅａと補強部材のヤング率Ｅｂとが、Ｅｂ≧１．２×Ｅａの条件を満たすと共に、ベルト本体の降伏点伸びδａと補強部材の降伏点伸びδｂとが、δｂ＞δａの条件を満たすようにしたのである。
【００２０】
そして、この発明における転写ベルトのように、ベルト本体の幅方向における端部において、その周方向に沿って少なくとも外周面から端面に至る樹脂製の補強部材を設けると、ベルト本体の端面もこの補強部材によって保護されるようになり、ベルト本体の端面から転写ベルトが破損するのが抑制される。
【００２１】
また、この発明における転写ベルトのように、ベルト本体の幅方向の端部に設ける補強部材として、そのヤング率Ｅｂがベルト本体のヤング率Ｅａの１．２倍以上であって、その降伏点伸びδｂがベルト本体の降伏点伸びδａよりも大きな材料で構成されたものを用いると、この補強部材によって転写ベルトの周方向の剛性が向上すると共に、この補強部材における弾性変形領域がベルト本体よりも大きく、この補強部材により転写ベルトが塑性変形して破損するのも抑制され、転写ベルトを長期に渡って安定して使用できるようになる。
【００２２】
また、上記のように補強部材によって転写ベルトが破損するのをより一層抑制するためには、この補強部材がベルト本体の外周面から端面を経て内周面に至るように設けることが好ましい。
【００２３】
また、上記のようにベルト本体の幅方向の端部において、その周方向に沿って少なくとも外周面から端面に至るように補強部材を設けるにあたっては、例えば、補強部材に用いる樹脂をロールコータ等を用いて塗付するようにしたり、接着剤を用いて補強部材を貼り付けるようにすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態に係る転写ベルトを添付図面に基づいて具体的に説明する。
【００２５】
この実施形態における転写ベルト１０においては、図４に示すように、無端状になった樹脂製のベルト本体１１における幅方向の両端部において、その周方向に沿って外周面１１ａから端面１１ｂを経て内周面１１ｃに至るように樹脂製の補強部材１３を設けている。
【００２６】
ここで、この転写ベルト１０においては、上記のベルト本体１１のヤング率Ｅａと補強部材１３のヤング率Ｅｂとが、Ｅｂ≧１．２×Ｅａの条件を満たすと共に、ベルト本体１１の降伏点伸びδａと補強部材１３の降伏点伸びδｂとが、δｂ＞δａの条件を満たすようにしている。
【００２７】
さらに、この実施形態の転写ベルト１０においては、図５に示すように、上記のようにベルト本体１１の内周面１１ｃに至るように設けた補強部材１３の下にゴム等で構成されたガイド部材１２を設け、このガイド部材１２をローラ２の幅方向の端部に周方向に沿って設けられた凹溝２ｂ内に嵌め込み、この転写ベルト１０を上記のローラ２によって駆動させた場合に、転写ベルト１０の位置がずれるのを防止するようにしている。
【００２８】
そして、この実施形態における転写ベルト１０のように、ベルト本体１１の幅方向の両端部に上記のような補強部材１３を設けると、前記のようにこの補強部材１３によって転写ベルト１０の周方向の剛性が向上すると共に、この補強部材１３における弾性変形領域がベルト本体１１よりも大きく、この補強部材１３により転写ベルト１０が塑性変形して破損するのも抑制され、転写ベルト１０を長期に渡って安定して使用できるようになる。
【００２９】
ここで、この実施形態における転写ベルト１０においては、上記のようにベルト本体１１の幅方向の両端部において、補強部材１３を外周面１１ａから端面１１ｂを経て内周面１１ｃに至るように貼り付けるようにしている。なお、このように補強部材１３を貼り付ける場合、ベルト本体１１における外周と内周との周長差によって、ベルト本体１１の内周面１１ｃにおいて補強部材１３が重なるのを抑制するため、この実施形態においては、図６に示すように、上記の補強部材１３の幅方向の片側に幅方向に伸びた切込み１３ａを複数設け、このように切込み１３ａを設けた部分をベルト本体１１の内周面１１ｃに位置させるようにしている。
【００３０】
また、この実施形態における転写ベルト１０においては、上記のようにベルト本体１１の幅方向の両端部において、補強部材１３をその外周面１１ａから端面１１ｂを経て内周面１１ｃに至るように設けたが、図７に示すように、補強部材１３をベルト本体１１の外周面１１ａから端面１１ｂに至るように設け、ベルト本体１１の内周面１１ｃにガイド部材１２を直接取り付けるようにすることも可能である。
【００３１】
【実施例】
次に、上記の実施形態に示すように、ベルト本体１１の幅方向の両端部において、補強部材１３を外周面１１ａから端面１１ｂを経て内周面１１ｃに至るように設け、この補強部材１３の下にゴム等で構成されたガイド部材１２を設けた転写ベルト１０において、ベルト本体１１と補強部材１３とに使用する樹脂の種類を変更させて実験を行い、ベルト本体１１のヤング率Ｅａと補強部材１３のヤング率ＥｂとがＥｂ≧１．２×Ｅａの条件を満たすと共に、ベルト本体１１の降伏点伸びδａと補強部材１３の降伏点伸びδｂとがδｂ＞δａの条件を満たすようにした実施例の転写ベルトを用いた場合、転写ベルトが破損するのが抑制されることを、比較例を挙げて明らかにする。
【００３２】
（実施例１，２及び比較例１）
実施例１，２及び比較例１においては、ベルト本体１１の材料として、下記の表１に示すように、ヤング率Ｅａが１９５０Ｎ／ｍｍ２、降伏点伸びδａが５％であるポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）に、導電材として中性カーボンブラックを添加させたものを用い、押出成形により、厚みが１５０μｍ、幅が２５６ｍｍ、周囲長が６９６ｍｍになったベルト本体１１を得た。
【００３３】
また、このベルト本体１１の幅方向の両端部において、その外周面１１ａから端面１１ｂを経て内周面１１ｃに至るように補強部材１３を設けるにあたり、補強部材１３として、下記の表１に示すように、実施例１ではヤング率Ｅｂが２３４０Ｎ／ｍｍ２、降伏点伸びδｂが１０％のポリイミド（ＰＩ）で構成され、実施例２ではヤング率Ｅｂが３１１０Ｎ／ｍｍ２、降伏点伸びδｂが６％のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）で構成され、比較例１ではヤング率Ｅｂが２３４０Ｎ／ｍｍ２、降伏点伸びδｂが２．５％のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で構成され、それぞれ厚みが２５μｍになったテープを用いた。
【００３４】
そして、上記のベルト本体１１の幅方向の両端部において、それぞれ外周面１１ａにおける幅が１２ｍｍ、内周面１１ｂにおける幅が８ｍｍになるようにして、上記の各補強部材１３を、ベルト本体１１の幅方向の両端部において、その外周面１１ａから端面１１ｂを経て内周面１１ｃに至るように貼着させた。
【００３５】
その後、上記のようにベルト本体１１の内周面１１ｃに貼着された各補強部材１３の下に、アスカーＡ硬度が７０度のウレタン系ゴムで構成され、厚みが１ｍｍ、幅が４ｍｍになったガイド部材１２を接着させて、実施例１，２及び比較例１の各転写ベルトを得た。
【００３６】
（実施例３，４及び比較例２）
実施例３，４及び比較例２においては、ベルト本体１１の材料として、下記の表１に示すように、ヤング率Ｅａが１６５０Ｎ／ｍｍ２、降伏点伸びδａが４％になったポリカーボネートとポリブチレンテレフタレートとの混合物に、導電材として中性カーボンブラックを添加させたものを用い、押出成形により、厚みが１５０μｍ、幅が２５６ｍｍ、周囲長が６９６ｍｍに成形したものを用いた。
【００３７】
また、このベルト本体１１の幅方向の両端部において、その外周面１１ａから端面１１ｂを経て内周面１１ｃに至るように補強部材１３を設けるにあたり、補強部材１３として、下記の表１に示すように、実施例３ではヤング率Ｅｂが２３４０Ｎ／ｍｍ２、降伏点伸びδｂが１０％のポリイミド（ＰＩ）で構成され、実施例４ではヤング率Ｅｂが３１１０Ｎ／ｍｍ２、降伏点伸びδｂが６％のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）で構成され、比較例２ではヤング率Ｅｂが２３４０Ｎ／ｍｍ２、降伏点伸びδｂが２．５％のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で構成され、それぞれ厚みが２５μｍになったテープを用いた。
【００３８】
そして、上記のベルト本体１１の幅方向の両端部において、それぞれ外周面１１ａにおける幅が１２ｍｍ、内周面１１ｂにおける幅が８ｍｍになるようにして、上記の各補強部材１３を、ベルト本体１１の幅方向の両端部において、その外周面１１ａから端面１１ｂを経て内周面１１ｃに至るように貼着させた。
【００３９】
その後、上記のようにベルト本体１１の内周面１１ｃに貼着された各補強部材１３の下に、アスカーＡ硬度が７０度のウレタン系ゴムで構成され、厚みが１ｍｍ、幅が４ｍｍになったガイド部材１２を接着させて、実施例３，４及び比較例２の各転写ベルトを得た。
【００４０】
ここで、上記のベルト本体１１及び補強部材１３におけるヤング率Ｅａ，Ｅｂ及び降伏点伸びδａ，δｂについては、ＪＩＳ  Ｋ７１１３に準拠し、１号形試験片を用い、材料強度試験機（インストロン社製：１１７５型）を使用して測定した。
【００４１】
また、上記のガイド部材１２におけるアスカーＡ硬度については、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠し、硬さ計アスカーＡ型（高分子計器社製）を用いて測定した。
【００４２】
そして、外部耐久試験機を用い、上記のように作製した実施例１〜４及び比較例１．２の各転写ベルトの耐久試験を行った。
【００４３】
ここで、この耐久試験においては、図５に示すように、上記のように各転写ベルトに設けたガイド部材１２をローラ２の幅方向の端部に周方向に沿って設けられた凹溝２ｂ内に嵌め込むようにして複数のローラ２に架け渡し、各転写ベルトにおける静止状態でのベルトの張力がそれぞれ３０Ｎになるように張り、この状態で、走行速度１３０ｍｍ／ｓｅｃで走行させると共に、上記のローラ２を僅かに傾斜させて幅方向への移動速度が４０μｍ／ｓｅｃになるように設定し、この条件で上記の各転写ベルトを連続して駆動させ、各転写ベルトの端部が破損するまでの時間を測定し、その結果を下記の表１に合わせて示した。
【００４４】
【表１】
2004177600.tif 000003
【００４５】
この結果から明らかなように、ベルト本体１１の幅方向の両端部において、その外周面１１ａから端面１１ｂを経て内周面１１ｃに至るように補強部材１３を設けるにあたり、ベルト本体１１のヤング率Ｅａと補強部材１３のヤング率ＥｂとがＥｂ≧１．２×Ｅａの条件を満たすと共に、ベルト本体１１の降伏点伸びδａと補強部材１３の降伏点伸びδｂとがδｂ＞δａの条件を満たすようにした実施例１〜４の各転写ベルトを用いた場合、転写ベルトが破損するまでの時間が上記の条件を満たしていない比較例１，２の各転写ベルトを用いた場合に比べて大幅に増加していた。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明における転写ベルトにおいては、無端状になった樹脂製のベルト本体における幅方向の端部において、その周方向に沿って少なくとも外周面から端面に至る樹脂製の補強部材を設けるようにしたため、ベルト本体の端面もこの補強部材によって保護されるようになり、ベルト本体の端面から転写ベルトが破損するのが抑制されるようになった。
【００４７】
また、この発明における転写ベルトにおいては、ベルト本体の幅方向の端部に設ける補強部材として、そのヤング率Ｅｂがベルト本体のヤング率Ｅａの１．２倍以上であって、その降伏点伸びδｂがベルト本体の降伏点伸びδａよりも大きな材料で構成されたものを用いるようにしたため、この補強部材によって転写ベルトの周方向の剛性が向上すると共に、この補強部材における弾性変形領域がベルト本体よりも大きく、この補強部材により転写ベルトが塑性変形して破損するのも抑制され、転写ベルトを長期に渡って安定して使用できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】フルカラーの画像形成装置において転写ベルトを使用する状態を示した概略説明図である。
【図２】従来の転写ベルトを、端部にフランジが設けられたローラに巻き掛けた状態を示した断面説明図である。
【図３】従来の転写ベルトの内周面に設けられたガイド部材をローラの外周面に設けられた凹溝内に嵌め込んで、転写ベルトをローラに巻き掛けた状態を示した断面説明図である。
【図４】この発明の一実施形態に係る転写ベルトの断面説明図である。
【図５】上記の実施形態の転写ベルトに設けたガイド部材をローラの外周面に設けられた凹溝内に嵌め込んで、転写ベルトをローラに巻き掛けた状態を示した断面説明図である。
【図６】上記の実施形態の転写ベルトにおいて、ベルト本体の外周面から端面を経て内周面に至るように貼り付けるのに用いた補強部材の部分説明図である。
【図７】上記の実施形態の転写ベルトにおいて、補強部材をベルト本体の外周面から端面に至るように設けた変更例の部分断面説明図である。
【符号の説明】
１０  転写ベルト
１１  ベルト本体
１１ａ  ベルト本体の外周面
１１ｂ  ベルト本体の端面
１１ｃ  ベルト本体の内周面
１３  補強部材
【図１】
2004177600.tif 000004
【図２】
2004177600.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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