(57)【要約】【課題】位置ずれや速度変動がないとともに曲げ疲労耐久性を高めて小径のプーリーにも対応することができる無端ベルトを提供する。【解決手段】円柱状に形成されたマンドレル５の外周面を洗浄し、両端を専用の搬送治具にセットしてＮｉ−ＭｎやＮｉ−Ｆｅ，Ｎｉ−Ｗ，Ｎｉ−Ｐ，Ｎｉ−Ｂ，Ｎｉ−Ｗ−Ｐ，Ｃｏ−Ｗ，Ｆｅ−Ｗ，Ｓｎ−Ｎｉ又はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒの合金めっき膜６を形成する。このめっき膜６を、マンドレル５から分離し、所定の幅Ｗｄで裁断して無端ベルト１を作製する。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状をした複合構造のめっき膜で形成したことを特徴とする無端ベルト。
【請求項２】
前記複合構造のめっき膜は、Ｎｉ−ＭｎやＮｉ−Ｆｅ，Ｎｉ−Ｗ，Ｎｉ−Ｐ，Ｎｉ−Ｂ，Ｎｉ−Ｗ−Ｐ，Ｃｏ−Ｗ，Ｆｅ−Ｗ，Ｓｎ−Ｎｉ又はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒのいずれかで成膜した請求項１記載の無端ベルト。
【請求項３】
前記複合構造のめっき膜は、少なくとも３層の異なるめっき膜を有する多層構造である請求項１記載の無端ベルト。
【請求項４】
前記複合構造のめっき膜は、断面中心部に低応力のめっき膜を有し、該低応力のめっき膜の内周側に引張り応力のめっき膜を有し、前記低応力のめっき膜の外周側に圧縮応力のめっき膜を有する請求項３記載の無端ベルト。
【請求項５】
前記複合構造のめっき膜は、少なくとも３層の異なるめっき膜の結晶サイズや結晶組織又は層厚さを異ならせた請求項３記載の無端ベルト。
【請求項６】
円筒状のめっき膜と、該めっき膜の外周面に巻き回した金属線と、該金属線の外周に設けためっき膜とで形成したことを特徴とする無端ベルト。
【請求項７】
円筒状の高分子膜と、該高分子膜の外周面に巻き回した金属線と、該金属線の外周に設けた高分子膜とで形成したことを特徴とする無端ベルト。
【請求項８】
ベルト径と一致した外径のマンドレルに、金属元素が少なくとも２成分含まれるめっき膜を成膜し、成膜しためっき膜を前記マンドレルから分離して所定の幅に裁断することを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項９】
ベルト径と一致した外径のマンドレルに、少なくとも３層の異なるめっき膜を成膜し、成膜しためっき膜を前記マンドレルから分離して所定の幅に裁断することを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項１０】
前記少なくとも３層の異なるめっき膜の内部応力や結晶サイズ又は結晶組織を異ならせる請求項９記載の無端ベルトの製造方法。
【請求項１１】
ベルト径と一致した外径のマンドレルに、めっき膜を成膜し、成膜しためっき膜の外周面に一定ピッチで金属線を巻き回し、巻き回した金属線と前記めっき膜の外周面にめっき膜を成膜し、成膜した金属線補強のめっき膜を前記マンドレルから分離して所定の幅に裁断することを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項１２】
ベルト径と一致した外径のマンドレルに、高分子膜を形成し、形成した高分子膜の外周面に一定ピッチで金属線を巻き回し、巻き回した金属線と前記高分子膜の外周面に高分子膜を形成し、形成した金属線補強の高分子膜を前記マンドレルから分離して所定の幅に裁断することを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【請求項１３】
金属線に半イミド化ポリイミドを被覆した半イミド化ポリイミド被覆金属線を、ベルト径と一致した外径のマンドレルに密着させて巻き回し、巻き回した半イミド化ポリイミド被覆金属線をイミド化して金属線補強の高分子膜を形成し、形成した金属線補強の高分子膜を前記マンドレルから分離して所定の幅に裁断することを特徴とする無端ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機やプリンタあるいはファクシミリ装置等の画像形成装置や各種駆動装置の回転伝達機構に使用される無端ベルト及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、原動機の回転を被駆動部材に伝達する回転伝達機構として歯車伝動装置やベルト伝動装置が用途に応じて使用されている。例えばカラー画像形成装置において感光体ドラムに原動機からの回転を伝達する回転伝達機構に歯車伝動装置を使用すると、感光体ドラムに回転に、歯車の噛合い誤差や振動に起因する位置変動や速度変動が生じ、形成する画像に色ずれが生じてしまう。この形成する画像の色ずれ等を防ぐため、滑らかで静かな伝動が可能であるとともに高剛性で送りむらが生じない金属無端ベルトを使用したベルト伝動装置が注目されている。
【０００３】
このベルト駆動装置に使用する金属無端ベルトの製造方法は、例えば特許文献１に示されたように、塑性加工が可能な金属例えばステンレスを用いて円筒状素管を製作し、この円筒状素管を複数回絞り加工して所定の肉厚まで薄肉化した後、薄肉化した円筒状素管を所望の幅に切断してリング状にして金属無端ベルトを作製したり、電鋳法でたとえばＮｉの円筒状素管を製作し、作製した円筒状素管を所望の幅に切断してリング状にして金属無端ベルトを作製している。
【０００４】
また、特許文献２に示された金属無端ベルトの製造方法は、内部圧縮応力が金属無端ベルトの半径方向の内側表面から半径方向の外側表面へ次第に増大するように管理された内部応力勾配を有するように電鋳浴の材料と電鋳法の操作パラメータを選択してＮｉ電鋳法で金属無端ベルトを作製している。
【０００５】
他の金属無端ベルトの製造方法として、析出硬化型のステンレスＳＵＳ６３１（１７−７ＰＨ材）の薄板をベルト幅に切断して電子ビームなどで溶接して継ぎ目あり金属ベルトを作製している。
【０００６】
また、マンドレル外周面にＮｉめっきしてＮｉめっき膜を形成し、形成したＮｉめっき膜をマンドレルから分離して中空状の継ぎ目なし金属ベルトを製造する方法も周知であり、画像形成装置用のベルト感光体として実用化されている。
【０００７】
一方、画像形成装置の小型化と高速化の要求から高減速比のベルト駆動装置が求められ、カラー画像形成装置の場合、図２（ａ）に示すように、ベルト駆動装置４の無端ベルト１が巻き回された大径のプーリー２の直径がステーション間ピッチを超えると隣と干渉するので、約１００ｍｍが限界である。また、モータの安定したワウフラッタ特性を確保するには減速比は１：２０が求められ、結果として小径のプーリー３の直径は５ｍｍになり、図２(ｂ)に示すように、小径のプーリー３に接触する無端ベルト１の中立線を境に内周側に大きな圧縮応力−σが付加され、外周側に大きな引張応力σが付加される。
【０００８】
これに対して特許文献１に示されたように、塑性加工が可能な金属の円筒状素管を用いて作製した金属無端ベルトは、塑性加工での薄肉化に限界があるので小径のプーリーの位置におけるベルト曲げ疲労耐久性を確保することができないとともに、薄肉化処理における厚さばらつきが生じ回転ムラの原因になってしまう。また、金属無端ベルトの曲げ疲労耐久は、金属の硬度や引張り強度及びヤング率など機械的特性と強い相関がある。電鋳法により形成した円筒状素管により作製したＮｉの無端ベルトやＮｉめっき膜で形成した無端ベルトはビッカース硬度がＨｖ200〜450の範囲であり、曲げ疲労耐久に限界があって小径のプーリーへの対応ができないという短所を有する。
【０００９】
特許文献２に示された製造方法で作製された金属無端ベルトは、同一組成の電鋳液で電鋳法の操作パラメータを選択して内部応力の勾配を調節するには限界があり、かつ電鋳条件の管理が不安定であるため、量産面での繰り返し再現性に問題があるとともに、曲げ疲労耐久に限界があり小径のプーリーへの対応ができないという短所を有する。
【００１０】
また、析出硬化型のステンレスＳＵＳ６３１（１７−７ＰＨ材）の薄板を使用した場合、薄肉化に限界があり、現状では厚さ４０〜５０ミクロンが限界で小径のプーリーに対応させるためには曲げ疲労耐久に限界があるとともに単価が高くなってしまうという短所がある。
【特許文献１】特開２００１−３３００８１号公報
【特許文献２】特開平５−２３０６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この発明はかかる短所を改善し、位置ずれや速度変動がないとともに曲げ疲労耐久性を高めて小径のプーリーにも対応することができる無端ベルトとその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の無端ベルトは、円筒状をした複合構造のめっき膜で形成したことを特徴とする。
【００１３】
前記複合構造のめっき膜は、Ｎｉ−ＭｎやＮｉ−Ｆｅ，Ｎｉ−Ｗ，Ｎｉ−Ｐ，Ｎｉ−Ｂ，Ｎｉ−Ｗ−Ｐ，Ｃｏ−Ｗ，Ｆｅ−Ｗ，Ｓｎ−Ｎｉ又はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒのいずれかで成膜することが望ましい。
【００１４】
前記複合構造のめっき膜を、少なくとも３層の異なるめっき膜を有する多層構造で構成する。
【００１５】
前記少なくとも３層の異なるめっき膜は、断面中心部に低応力のめっき膜を有し、該低応力のめっき膜の内周側に引張り応力のめっき膜を有し、前記低応力のめっき膜の外周側に圧縮応力のめっき膜を有することが望ましい。
【００１６】
また、少なくとも３層の異なるめっき膜の結晶サイズや結晶組織又は層厚さを異ならせると良い。
【００１７】
この発明の第２の無端ベルトは、円筒状のめっき膜と、該めっき膜の外周面に巻き回した金属線と、該金属線の外周に設けためっき膜とで形成したことを特徴とする。
【００１８】
この発明の第３の無端ベルトは、円筒状の高分子膜と、該高分子膜の外周面に巻き回した金属線と、該金属線の外周に設けた高分子膜とで形成したことを特徴とする。
【００１９】
この発明の無端ベルトの製造方法は、ベルト径と一致した外径のマンドレルに、金属元素が少なくとも２成分含まれるめっき膜を成膜し、成膜しためっき膜を前記マンドレルから分離して所定の幅に裁断することを特徴とする。
【００２０】
この発明の第２の無端ベルトの製造方法は、ベルト径と一致した外径のマンドレルに、少なくとも３層の異なるめっき膜を成膜し、成膜しためっき膜を前記マンドレルから分離して所定の幅に裁断することを特徴とする。
【００２１】
前記少なくとも３層の異なるめっき膜を形成するとき、各層毎に陰極電流密度と電気量を切り替えて、内部応力や結晶サイズ又は結晶組織を異ならせる。
【００２２】
この発明の第３の無端ベルトの製造方法は、ベルト径と一致した外径のマンドレルに、めっき膜を成膜し、成膜しためっき膜の外周面に一定ピッチで金属線を巻き回し、巻き回した金属線と前記めっき膜の外周面にめっき膜を成膜し、成膜した金属線補強のめっき膜を前記マンドレルから分離して所定の幅に裁断することを特徴とする。
【００２３】
この発明の第４の無端ベルトの製造方法は、ベルト径と一致した外径のマンドレルに、高分子膜を形成し、形成した高分子膜の外周面に一定ピッチで金属線を巻き回し、巻き回した金属線と前記高分子膜の外周面に高分子膜を形成し、形成した金属線補強の高分子膜を前記マンドレルから分離して所定の幅に裁断することを特徴とする。
【００２４】
この発明の第５の無端ベルトの製造方法は、金属線に半イミド化ポリイミドを被覆した半イミド化ポリイミド被覆金属線を、ベルト径と一致した外径のマンドレルに密着させて巻き回し、巻き回した半イミド化ポリイミド被覆金属線をイミド化して金属線補強の高分子膜を形成し、形成した金属線補強の高分子膜を前記マンドレルから分離して所定の幅に裁断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
この発明は、無端ベルトを円筒状をした複合構造のめっき膜で構成することにより、曲げ疲労耐久性に大幅な改善を図ることができる。
【００２６】
また、複合構造のめっき膜を、Ｎｉ−ＭｎやＮｉ−Ｆｅ，Ｎｉ−Ｗ，Ｎｉ−Ｐ，Ｎｉ−Ｂ，Ｎｉ−Ｗ−Ｐ，Ｃｏ−Ｗ，Ｆｅ−Ｗ，Ｓｎ−Ｎｉ又はＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒのいずれかで成膜することにより硬度を高めて、曲げ疲労耐久性を改善することができる。
【００２７】
さらに、複合構造のめっき膜を、少なくとも３層の異なるめっき膜を有する多層構造で構成し、少なくとも３層の異なるめっき膜の断面中心部に低応力のめっき膜を設け、低応力のめっき膜の内周側に引張り応力のめっき膜を設け、低応力のめっき膜の外周側に圧縮応力のめっき膜を設けたり、少なくとも３層のめっき膜の結晶サイズや結晶組織又は層厚さを異ならせることにより、無端ベルトの耐久性を大幅に向上することができる。
【００２８】
また、円筒状のめっき膜や円筒状の高分子膜からなるベルト主材料の内部に金属線を補強部材として設けることにより、ベルト主材料と補強部材の両者の特徴を生かし、疲労耐久性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
この発明の無端ベルトは、円筒状をした複合構造のめっき膜で形成したり、円筒状のめっき膜と、該めっき膜の外周面に巻き回した金属線と、該金属線の外周に設けためっき膜とで形成し、曲げ疲労特性を大幅に改善しいて耐久性を高める。
【００３０】
また、無端ベルトを、円筒状の高分子膜と、該高分子膜の外周面に巻き回した金属線と、該金属線の外周に設けた高分子膜とで形成し、高分子材料の破断しない特徴と金属線の伸びない特徴の双方の長所を兼ね備えさせ、曲げ疲労特性を大幅に改善して耐久性を高める。
【実施例１】
【００３１】
図１はこの発明の無端ベルトの構成を示す斜視図である。無端ベルト１は、金属元素が少なくとも２成分含まれる例えばＮｉ−ＭｎやＮｉ−Ｆｅ，Ｎｉ−Ｗ，Ｎｉ−Ｐ，Ｎｉ−Ｂ，Ｎｉ−Ｗ−Ｐ，Ｃｏ−Ｗ，Ｆｅ−Ｗ，Ｓｎ−Ｎｉ，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒなどの合金めっきで成膜しためっき膜で形成されている。これらの合金めっきのめっき膜で形成された無端ベルト１は、ビッカース硬度がＨｖ400〜800であり、例えばＮｉ単体で形成されためっき膜のビッカース硬度Ｈｖ200〜450と比較して曲げ疲労耐久性に大幅な改善を図ることができた。したがって、図２（ａ）に示すように、無端ベルト１を直径が１００ｍｍの大径のプーリー２と直径が５ｍｍの小径のプーリー３に巻き回して減速比が１：２０のベルト駆動装置４を構成した場合、図２(ｂ)に示すように、小径のプーリー３に接触する無端ベルト１の中立線Lを境に内周側に大きな圧縮応力−σが付加され、外周側に大きな引張応力σが付加されても、長期間安定して回転を伝達することができる。
【００３２】
この無端ベルト１を製造するときは、図３の工程図の（ａ）に示すように、円柱状に形成され、例えば直径Ｄが９０ｍｍで長さがＬが４００ｍｍのステンレス（ＳＵＳ３０４）のマンドレル５を用意する。このマンドレル５をステンレスで作製することにより、表面にめっきをすることが可能であるとともに、形成するめっき膜とマンドレル５の表面との間に特別な剥離皮膜を形成することなく、めっき膜をマンドレル５から分離することができる。このマンドレル５の外周面を洗浄し、両端を専用の搬送治具にセットする。そしてマンドレル５のめっき有効部以外を通電遮断するためにマスキングしてめっき装置のめっき浴中に浸漬して回転する。例えば無端ベルト１をＮｉ−Ｗの合金めっき膜で形成する場合は、めっき浴の液組成としては、硫酸ニッケルとタングステン酸ナトリウムとクエン酸ニアンモニウム及びギ酸ナトリウムから構成する。このめっき浴の温度は６５±１℃でＰＨは６±０．２、陰極電流密度は３〜１０Ａ／ｄｍ２の成膜条件で、図３（ｂ）に示すように、厚さが３０ミクロンの複合めっき膜６を成膜した。この複合めっき膜６を、図３（ｃ）に示すように、マンドレル５から分離し、所定の幅Ｗｄで裁断して、図３（ｄ）に示すように、無端ベルト１を作製する。
【００３３】
このＮｉ−Ｗの合金めっき膜６で作製した無端ベルト１はビッカース硬度がＨｖ600〜700の範囲にあった。また、Ｎｉ−Ｗの合金めっき膜６やＮｉ−Ｍｎ，Ｎｉ−Ｗ−Ｐ，Ｃｏ−Ｗのめっき膜は耐熱性にも優れるので、減速装置用駆動ベルトの他に、画像形成装置の熱定着ベルトなどにも使用することが可能である。
【実施例２】
【００３４】
前記無端ベルト１は金属元素が少なくとも２成分含まれる合金めっき膜で形成した場合について説明したが、図４（ａ）〜（ｅ）の断面図に示すように、少なくとも３層の異なるめっき膜を有する多層構造のめっき膜で無端ベルト１ａ〜１ｅを形成しても良い。
【００３５】
図４（ａ）に示す無端ベルト１ａは、ベルト中立線に対応する中心部には内部応力の小さい低応力のめっき膜７を有し、その内表面に引張り応力のめっき膜８を有し、外表面には圧縮応力のめっき膜９を有する３層構造のめっき膜で形成する。この３層構造のめっき膜を作製するときは、微小電流で電気分解したスルファミン酸ニッケル浴では、図５の電流密度に対する電着応力の変化特性図に示すように、電流密度により電着応力が変化し、電流密度を可変することにより形成するめっき膜の内部応力を、引張応力と低応力及び圧縮応力に調節することができる。そこで、マンドレル５に第１層のめっきとして陰極電流密度４〜１０Ａ／ｃｍ２で引張り応力のめっき膜８を例えば１０ミクロンの厚さで成膜し、引き続いて第２層のめっきとして陰極電流密度2.5〜４Ａ／ｄｍ２で低応力のめっき膜７を１０ミクロンの厚さで成膜し、最終的に第３層めっきとして陰極電流密度0.5〜３Ａ／ｄｍ２で圧縮応力のめっき膜９を１０ミクロンの厚さで成膜して、膜厚３０ミクロンの３層構造のめっき膜を作製する。この３層構造のめっき膜をマンドレル５から分離して所定の幅に裁断することにより、３層構造の無端ベルト１ｂを作製することができる。
【００３６】
この無端ベルト１ａは、繰り返しの曲げ変形で生じる応力を２層構造の各層の内部応力で打ち消す作用でバランスをとることができ、曲げ疲労耐久性を向上することができる。
【００３７】
図４（ｂ）に示す無端ベルト１ｂは、Ｎｉ−ＷやＮｉ−Ｂ等の合金めっき膜１０をＮｉめっき膜１１で挟み込んで３層構造としたものである。この無端ベルト１ｂを構成するマンドレル５への第１層と第３層は、光沢剤添加浴のニッケルめっき浴でビッカース硬度Ｈｖ400〜450のＮｉめっき膜１０を例えば５ミクロンの厚さで成膜し、第２層は、例えば硫酸ニッケルとタングステン酸ナトリウムとクエン酸二アンモニウム及びギ酸ナトリウムからなるＮｉ−Ｗ合金めっき浴で、温度６５℃、ＰＨ６、電流密度３〜１０Ａ／ｄｍ２の条件でビッカース硬度Ｈｖ400〜800のＮｉＷの合金めっき膜１０を例えば３０ミクロンの厚さで成膜したり、第１層と第３層はビッカース硬度Ｈｖ400〜450のＮｉめっき膜１１を例えば１０ミクロンの厚さで成膜し、第２層にビッカース硬度Ｈｖ700〜750のＮｉ−Ｂの無電解めっきでＮｉＢの合金めっき膜１０を例えば１０ミクロンの厚さで成膜した。
【００３８】
この無端ベルト１ｂは、断面中心部にＮｉＷやＮｉＢのように高硬度，高ヤング率の合金めっき膜１０で形成して高耐久性を得るようにし、その上下を高硬度のＮｉめっき膜１１で挟むようにしたので、亀裂の元となる微小クラック発生開始を抑える作用を有し、高曲げ疲労耐久性を得ることができ、小径のプーリー３に適用しても長期間安定して使用することができる。
【００３９】
図４（ｃ）に示す無端ベルト１ｃは、微細結晶のＮｉめっき膜１２を粗大結晶のＮｉめっき膜１３で挟んだ３層構造である。めっきをするときの陰極電流密度とめっき膜の結晶性は相関があり、陰極電流密度が小さいと粗大結晶が得られ、陰極電流密度をある程度大きくすると微細結晶が得られる。そこで無端ベルト１ｃを作製するときは、マンドレル５への第１層として陰極電流密度０．５〜１Ａ／ｄｍ２で粗大結晶のＮｉめっき膜１３を例えば５ミクロン成膜した後、電流密度を３〜１０Ａ／ｄｍ２に変更して第２層の微細結晶のＮｉめっき膜１２を例えば１５ミクロン成膜する。引き続いて、陰極電流密度を０．５〜１Ａ／ｄｍ２に変更して第３層の粗大結晶のＮｉめっき膜１３を例えば５ミクロン成膜する。この形成した３層構造のめっき膜をマンドレル５から分離して所定の幅に裁断して無端ベルト１ｃを作製する。
【００４０】
また、図４（ｄ）に示すように、断面中心部に微細結晶のＮｉめっき膜１２を有し、その両面に、粗大結晶のＮｉめっき膜１３と微細結晶のＮｉめっき膜１２及び粗大結晶のＮｉめっき膜１３を交互に形成して７層構成とした複合めっき膜で無端ベルト１ｄを作製しても良い。
【００４１】
この無端ベルト１ｃを構成する３層構造のめっき膜及び無端ベルト１ｄを構成する７層構造のめっき膜を作製するとき、陰極電流密度は可変するが通電は連続して行えば良く、層間剥離は生じなく、プログラマブルめっき電源を用いることにより予め設定した電流密度と電気量で第１層から最終層までを連続して形成することができる。また、各層を成膜するとき、各層単位で電気量を設定することにより、膜厚比率を変えることもできる。
【００４２】
また、図４（ｅ）に示す無端ベルト１ｅは、層状結晶のＮｉめっき膜１４を柱状結晶のＮｉめっき膜１５で挟んだ３層構造の複合めっき膜から構成している。めっき膜を成膜するとき、光沢剤添加浴では層状結晶のめっき膜を成膜することができ、無添加浴では柱状結晶のめっき膜を成膜することができる。そこで無端ベルト１ｅを作成するとき、マンドレル５の第１層として光沢剤無添加浴で柱状結晶のＮｉめっき膜１５を例えば５ミクロンの厚さで成膜する。引き続いて、第２層として例えばサッカリンなどの光沢剤を含んだ光沢ニッケルめっき浴で層状結晶のＮｉめっき膜１４を２０ミクロンの厚さで成膜した後、第３層として前記無添加浴で柱状結晶のＮｉめっき膜１５を例えば５ミクロンの厚さで成膜して３層構造のめっき膜を作製する。この３層構造のめっき膜をマンドレル５から分離して所定の幅に裁断し、無端ベルト１ｅを作製する。この無端ベルト１ｅを構成するめっき膜を作製するとき、めっき層数やめっき厚さ比率及びトータル膜厚などを任意に設定することができ、無端ベルト１ｅの用途に応じて最適なめっき膜を得ることができる。
【００４３】
このように無端ベルト１ｃ，１ｄを構成する各層のめっき膜の結晶サイズや結晶組織、層厚さあるいは層数を任意に設定して多層構造にすることにより、剛性と柔軟性の相反した特性を補い合って高耐久性を得ることができる。
【実施例３】
【００４４】
前記説明では金属元素が少なくとも２成分含まれる合金めっき膜や多層構造のめっき膜で構成した無端ベルトについて説明したが、図６の断面図に示すように、金属線１６を補強材として有するめっき膜で無端ベルト１ｆを構成し、曲げ疲労特性を改善した場合について説明する。
【００４５】
この無端ベルト１ｆを作製するときは、図７の工程図（ａ）に示すように、円柱状に形成され、外周面が洗浄され、めっき有効部以外をマスキングしたステンレス製のマンドレル５を専用の搬送治具にセットしてめっき装置のＮｉめっき浴中に浸漬して回転する。このＮｉめっき液はスルファミン酸ニッケルを主成分とし、この他にＰＨ緩衝剤としての硼酸やピット防止材である界面活性剤などからなり、めっき液温度は５０±１℃、ＰＨは４±０．２に管理されている。そして図７（ｂ）に示すように、マンドレル５への第１層として陰極電流密度３〜１０Ａ／ｄｍ２でＮｉめっき膜１７を例えば５ミクロンの厚さで成膜する。マンドレル５へ第１層のＮｉめっき膜１７を成膜した後、めっき装置の通電を停止してマンドレル５をめっき液中より引き出して水洗し乾燥させる。乾燥したマンドレル５を巻線機にセットし、図７（ｃ）に示すように、金属線１６をＮｉめっき膜１７に巻き回す。この金属線１６は、例えば直径が２０〜２５ミクロンのタングステン線を使用し、金属線１６の線径の少なくとも２倍のピッチで巻き回す。ここで金属線１６としては、タングステン線にＮｉめっきを施しためっき線を使用しても良い。このＮｉめっき膜１７に金属線１６を巻き回した後、活性処理してめっき装置のＮｉめっき浴中に浸漬し、図７（ｄ）に示すように、Ｎｉめっき膜１７と巻き回した金属線１６の表面に第２層のＮｉめっき膜１８を３０ミクロンの厚さで成膜して、巻き回した金属線１６を内部に有するめっき膜１９を形成する。このめっき膜１９をマンドレル５から分離し所定の幅Ｗｄで裁断して周方向に金属線１６を補強した無端ベルト１ｆを作製する。
【００４６】
前記説明ではベルト主材料としてＮｉめっき膜を使用した場合について説明したが、銅やコバルト又は銅やニッケルやコバルトの合金からなるめっき膜をベルト主材料として使用しても良い。
【００４７】
このように無端ベルト１ｆはベルト周方向に金属線１６で補強されているから、ベルト主材料と金属線１６の両者の特徴を有し、疲労耐久性に優れ、小径のプーリー３に適用しても長期間安定して使用することができる。
【実施例４】
【００４８】
前記説明では銅やニッケルやコバルト又はそれらの合金からなるめっき膜からなるベルト主材料に金属線を補強部材として設けた場合について説明したが、ベルト主材料にポリイミド樹脂やアリル樹脂等の高分子材料を使用しても良い。
【００４９】
例えばベルト主材料としてポリイミド樹脂を使用した無端ベルトの製造方法を図８の工程図を参照して説明する。図８（ａ）に示すように、作製する無端ベルトのベルト径にほぼ一致した外径を有するマンドレル５を用意し、マンドレル５の表面に、図８（ｂ）に示すように、ポリイミド前駆体を塗布してポリイミド膜２０を形成する。このポリイミド膜２０を形成するとき、原料モノマーとして無水ピロメリト酸とオキシジアニリン及び溶媒のジメチルアセトアミドを重合反応したポリアミド酸の溶液をマンドレル５上に塗布した後、２５０〜３５０℃で６０分の第一次加熱する。その後、マンドレル５を巻線機にセットして、図８（ｃ）に示すように、ポリイミド膜２０に金属線１６例えば直径２５ミクロンのタングステン線を巻き回す。この金属線１６を巻き回したポリイミド膜２０に、図８（ｄ）に示すように、ポリイミド樹脂を例えば１００ミクロンの厚さでコーテインし、３００℃で６０分加熱して完全にイミド化して内部に金属線１６を巻き回したポリイミド膜２１を作製する。このポリイミド膜２１を、図８（ｅ）に示すように、マンドレル５から分離して、所定の幅Ｗｄで裁断して、図８（ｆ）に示すように、ベルト周方向に金属線１６が補強された樹脂無端ベルト１ｇを作製する。
【００５０】
前記説明ではマンドレル５に形成したポリイミド膜２０に金属線１６を巻き回した場合について説明したが、図９の断面図に示すように、金属線１６にポリイミド前駆体を塗布して形成したポリイミド被覆２２を有するポリイミド被覆線２３をマンドレル５に巻き回してベルト周方向に金属線１６が補強された樹脂無端ベルト１ｇを作製するようにしても良い。例えば金属線１６として直径３０ミクロンのステンレス線を使用し、この金属線１６にポリイミド前駆体を塗布して２５０〜３５０℃で６０分加熱して半イミド化したポリイミド被覆線２３を作成する。このポリイミド被覆線２３を、図１０（ａ）に示すように、マンドレル５に密に巻き回し、その後、３００℃で６０分加熱して完全にイミド化し、図１０(ｂ)に示すように、ポリイミド被覆線２３を連結して内部に金属線１６を巻き回したポリイミド膜２４を作製する。このポリイミド膜２４を、図１０（ｃ）に示すように、マンドレル５から分離して、所定の幅Ｗｄで裁断して、図１０（ｄ）に示すように、ベルト周方向に金属線１６が補強された樹脂無端ベルト１ｇを作製する。
【００５１】
前記説明では補強部材として金属線１６を使用した樹脂無端ベルト１ｇについて説明したが、金属線１６の代わりに、マンドレル５から分離したＮＩめっき膜や、図１に示すＮｉ−Ｗの合金めっき膜６等で作製した無端ベルト１又は図４に示す多層構造のめっき膜で形成した無端ベルト１ａ〜１ｅの内外周面に樹脂をコーテイングして、めっき金属と樹脂を複合化しても良い。このようにめっき金属と樹脂を複合化することにより、曲げ疲労耐久性をより改善することができる。このめっき膜に樹脂をコーテイングする方法としては、スプレー法、デイッピング法、電解塗装法、ロールコーターなどいずれの方法を使用しても良い。また、コーテイングする樹脂剤も、エポキシ樹脂やアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂などいずれでも良い。例えばポリイミド樹脂をコーテイングする場合は、ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸ワニスをめっき膜に塗布，乾燥し、加熱してイミド化すれば良い。
【００５２】
また、ポリイミド電着塗料を用いてめっき膜にコーテイングしても良い。例えばポリイミド前駆体を変性したカチオン系塗料（株式会社シミズ製；エレコートＰ１）をめっき膜に約１５ミクロンの厚さで塗布し、予備加熱１１０℃で１０〜１５分、本加熱２１０℃で１０〜２０分行い、めっき膜に樹脂コーテイングする。このポリイミド電着塗料を使用することにより、有機溶剤を使用しないですみ、環境汚染を防ぐとともに安全性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の無端ベルトの構成を示す斜視図である。
【図２】ベルト駆動装置の構成図である。
【図３】無端ベルトの製造方法を示す工程図である。
【図４】第２の無端ベルトの構成を示す断面図である。
【図５】電流密度に対する電着応力の変化特性図である。
【図６】第３の無端ベルトの構成を示す断面図である。
【図７】第３の無端ベルトの製造方法を示す工程図である。
【図８】第４の無端ベルトの製造方法を示す工程図である。
【図９】ポリイミド被覆線の構成を示す断面図である。
【図１０】第４の無端ベルトの他の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
【００５４】
１；無端ベルト、２；プーリー、３；プーリー、４；ベルト駆動装置、
５；マンドレル、６；合金めっき膜、７；低応力のめっき膜、
８；引張り応力のめっき膜、９；圧縮応力のめっき膜、１０；合金めっき膜、
１１；Ｎｉめっき膜、１２；微細結晶のＮｉめっき膜、
１３；粗大結晶のＮｉめっき膜、１４；層状結晶のＮｉめっき膜、
１５；柱状結晶のＮｉめっき膜、１６；金属線、１７；Ｎｉめっき膜、
１８；Ｎｉめっき膜、１９；金属線補強のめっき膜、２０；ポリイミド膜、
２１；金属線補強のポリイミド膜、２２；ポリイミド被覆、
２３；ポリイミド被覆線、２４；金属線補強のポリイミド膜。
【図１】
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【図２】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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