(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ベルト表面を研磨する際に、研磨範囲内に当該ベルトの移動又は蛇行を抑制してベルトを製造する製造装置又はベルトの製造方法を提供することにある。【解決手段】本発明のベルトの製造装置は、筒状のベルト（３）を少なくとも２本のロール（１，２）で張架して、当該ベルト表面を研磨するベルトの製造装置であって、ベルト（３）の回転に伴って生じるバルト幅方向の移動を検出する検出手段（１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ）と、ロール(１，２)の少なくとも一方を所定方向に変位する変位手段（３０ａ、３０ｂ、３１）と、検出手段（１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ）の検出結果に基づいて、変位手段（３０ａ、３０ｂ、３１）を制御してベルト（３）の移動量を制御する制御手段（４０）とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のベルトを少なくとも２本のロールで張架して、当該ベルト表面を研磨するベルトの製造装置であって、
前記ベルトの回転に伴って生じるベルト幅方向の移動を検出する検出手段と、
前記ロールの少なくとも一方を所定方向に変位する変位手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記変位手段を制御して前記ベルトの移動量を制御する制御手段と、
を有するベルトの製造装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検出結果から前記ロールを変位させる変位量を算出し、当該変位量に基づいて前記変位手段を用いて前記ロールを変位させ、ベルトの移動量を制御することを特徴とする請求項１に記載のベルトの製造装置。
【請求項３】
筒状のベルトを少なくとも２本のロールで張架して、当該ベルト表面を研磨するベルトの製造方法であって、
前記ベルトの回転に伴って生じるベルト幅方向の移動を検出する検出工程と、
前記検出工程の検出結果に基づいて、前記ロールの少なくとも一方を所定方向に変位するように制御して前記ベルトの移動量を制御する移動制御工程と、
を有するベルトの製造方法。
【請求項４】
前記移動制御工程は、前記検出結果から前記ロールを変位させる変位量を算出し、当該変位量に基づいて前記ロールを変位させ、ベルトの移動量を制御することを特徴とする請求項３に記載のベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒状のベルトを少なくとも２本のロールで張架して、当該ベルト表面を研磨するベルトの製造装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルト（例えば、エンドレスの筒状ゴムベルト等）を任意の製品の部品として用いる場合に、必要に応じてベルト表面を研磨することは従来から行われていることである。特に、加硫ゴム製ベルトの場合、ベルトを厚く製造し、その後ベルト表面を削る必要がある。かかる研磨処理において、ベルトを複数のロールで張架して高速回転させ、研磨部材を用いて研磨を行うが、ベルトの厚み精度のばらつきや、張架するロールの平行度などの要因で、高速回転させるとベルトがベルト幅方向に移動したり、蛇行したり、移動量又は蛇行量が大きいとベルトがロールから外れてしまい、研磨効率、研磨精度を低下させる原因となっていた。
【０００３】
かかるベルトの蛇行を抑制する方法としては、従来から、ロール（駆動軸、受動軸）をクラウンロール、或いは、テーパーロールとすることで蛇行を抑制することが公知である。また、ロールの一部に蛇行防止を目的としたガイドを設置する方法もある。
【０００４】
また、リニア駆動ベルト式研磨装置において、研磨ベルト走行の際に生じるベルトの皺や蛇行を防止する目的で、蛇行検出手段（複数の光学反射式センサ）で左右方向のベルトズレ量(蛇行量)を検出し、このズレ量に応じて、揺動手段（左右動機構）により、センタリングロールを揺動させ、ベルトのズレ量を修正して蛇行を抑制する方法が公知である（特許文献１参照）。
【０００５】
また、感光体ベルトを用いた複写機等において、感光体ベルトの蛇行修正を目的として、計測手段によりベルト体の寄り時間を偏向軸回転時の検出信号により計測し、モータ制御手段が、その計測された寄り時間と予め設定された基準時間とを比較して駆動モータをＯＮ／ＯＦＦ制御することで、水平位置に対して上下にベルト補正ロールの軸心の傾きを数段階に変更してベルトの蛇行を修正する方法が公知である（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００1−１６２５０５号公報（請求項４、図５）
【特許文献２】特開平５−１５５４５７号公報（請求項１〜４、段落００１４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ロール（駆動軸、受動軸）をクラウンロール又はテーパーロールとすることで蛇行を抑制する方法では、蛇行を抑制できるが、ベルト表面に波打ったように皺（ヨレ）が発生し、この皺（ヨレ）部分が研磨部材（例えば、砥石）に接触すると、ベルト破れの原因となり問題であった。
【０００８】
また、蛇行防止ガイドを用いてベルトの蛇行を防止する方法では、ガイドとベルト端部が接触するのでベルト端部を傷つけてしまい好ましくなかった。
【０００９】
また、特に加硫ゴムベルトの表面研磨において、研磨した部分の厚みが薄くなり、薄くなった部分でテンションが変化して、テンションの弱い方向にベルトが移動するため研磨できないという問題があった。
【００１０】
また、上記特許文献１のリニア駆動ベルト式研磨装置においては、蛇行ズレ量の限界値を設定し、当該限界値を超えるズレ量が検出された場合にセンタリングロールを揺動させて、ズレ量を許容値内におさめるように制御するので、予め蛇行ズレ量の限界値を設定する必要がある。また、本特許文献１は、ベルトを研磨手段に用いて、ウエハを研磨するものであって、ベルト表面自体を研磨する目的のものではなく、そのため、研磨手段のベルトの蛇行ズレ量を抑制するために、設定された限界値を超えるたびに蛇行ズレ量の修正を繰り返す構成となっており、蛇行範囲を小さくして精度よくベルト表面を研磨する目的としては適さないものである。なお、ここで用いられるベルトは、例えば、不織布タイプ、ポリウレタン独立発泡タイプである。
【００１１】
また、上記特許文献２の蛇行修正方法は、複写機等に用いられる感光体ベルトの蛇行修正を目的とするものであり、水平位置に対して上下にベルト補正ロールの軸心の傾きを変えるため、ベルトの水平度が変わり、ベルト表面を研磨する目的には適さない。
【００１２】
そこで、上記実情に鑑みて本発明はなされたものであって、本発明の目的は、ベルト表面を研磨する際に、研磨範囲内に当該ベルトの移動又は蛇行を抑制してベルトを製造する製造装置又はベルトの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のベルトの製造装置は、筒状のベルトを少なくとも２本のロールで張架して、当該ベルト表面を研磨するベルトの製造装置であって、
前記ベルトの回転に伴って生じるベルト幅方向の移動を検出する検出手段と、
前記ロールの少なくとも一方を所定方向に変位する変位手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記変位手段を制御して前記ベルトの移動量を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする。
【００１４】
また、検出手段は、一対の光電式センサ(受光型、投光型)を少なくとも２組有し、ベルト端部の移動を検出するように配置されることが好ましい。かかる２組の一対の光電式センサを用いてベルト端部の移動量（例えば、いずれか一方向への移動量又は蛇行量等）を検出する構成では、当該センサ間の距離が、許容される移動範囲を規定することになる。センサ間距離が短いほど、移動範囲を小さくでき、その結果、研磨精度を良くできるので好ましい。移動範囲は２０ｍｍ以内に設定することが好ましく、より好ましくは、１０ｍｍ以内にすることが好ましい。これは、範囲を大きく設定すればするほど、張架するロール長を長く設定する必要があり装置コスト、設置面積の点から好ましくないためである。また、２組の一対の光電式センサは、ベルト挿入方向と反対側に設置することが好ましい（図1参照）。また、検出手段は、例えば、レーザセンサ、反射型光電センサ等で構成することもできる。
【００１５】
また、変位手段は、受動軸ロールの一端を支点として、他の一端を、受動軸ロールと駆動軸ロールの面に対して、水平に傾けることが好ましい。かかる場合、受動軸ロールの両端は、ピローブロックで支持され、傾けられる方のピローブロックは、水平に直線移動できるようにリニアガイド上に設置することが好ましい。また、リニアガイド上に設置されたピローブロックを移動させる駆動源として電動シリンダが好ましい。電動シリンダを用いることにより寸法精度良く移動させることができるからである。
【００１６】
また、制御手段は、シーケンサが好ましい。種類の異なる、又は、厚みばらつきの異なるベルトの研磨において変位手段の変位量を、適宜、精度良く設定できるようにするためである。また、制御手段は、検出手段の検出結果に基づいて変位量（傾き量）を算出することが好ましい。また、制御手段は、検出手段の検出結果からロールを変位させる変位量を算出し、当該変位量に基づいて、変位手段を用いてロールを変位させ、ベルトの移動量を制御することが好ましい。ここで変位させるロールは、受動軸ロールが好ましい。
【００１７】
本発明の作用効果は以下の通りである。すなわち、装置のロール（駆動軸ロール、受動軸ロール）にベルトを挿入し、所定のテンションをかけ、回転させる。そして、研磨手段（例えば、砥石）をベルトの回転方向と直行するようにベルトの幅に対してトラバースさせながらベルト表面の研磨を行う。かかる際において、ベルトを回転させると、移動又は蛇行が生じる。この移動又は蛇行は、検出手段によって検出され、検出結果に基づいて制御手段は変位量を算出する。算出結果に基づいて、制御手段は、変位手段を制御し、受動軸ロールを変位させて、ベルト幅方向へのベルトの移動を抑制する。受動軸ロールを変位させる場合、研磨の厚み精度を出すために、研磨手段は駆動軸ロール側に設置されることが好ましい。
【００１８】
従って本発明によれば、研磨中にベルトの移動又は蛇行は発生するが、移動調整が働くことにより研磨範囲からベルトが外れることが無くなる。また、ベルトごとに移動修正の大きさを変更でき、不良品の発生を抑えることができる。そして、移動修正を検出手段、変位手段、制御手段で実行できるので、ベルトセット後、研磨を開始すれば、オペレータが製造装置の前に常時待機して移動修正や蛇行修正作業をすることがなくなり、作業効率、生産性が向上する。
【００１９】
また、本発明のベルトの製造方法は、筒状のベルトを少なくとも２本のロールで張架して、当該ベルト表面を研磨するベルトの製造方法であって、
前記ベルトの回転に伴って生じるベルト幅方向の移動を検出する検出工程と、
前記検出工程の検出結果に基づいて、前記ロールの少なくとも一方を所定方向に変位するように制御して前記ベルトの移動量を制御する移動制御工程と、
を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明のベルトの製造方法の作用効果は、上記した作用効果と同一であるが、上記した検出手段、変位手段、制御手段に限定されない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明のベルトの製造装置、及びベルトの製造方法について適宜図を用いて詳細に説明する。
【００２２】
＜ベルトの原料＞
ベルトの原料として好ましい材料は、加硫ゴム又は熱可塑性エラストマーである。本発明のベルトは、筒状でありシームレスであることが好ましいが、これに限定されない。特に加硫ゴムが好適である。
【００２３】
加硫ゴムは、天然ゴム、クロロピレンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、エピクロルヒドリンゴム等の公知のゴム材料が使用可能である。これらを２種以上併用しても良い。これらの中でも、難燃性を有し、電気特性の調整が容易であることから、クロロピレンゴムの使用が好まく、オゾン劣化が小さく、電気特性の調整が容易である観点からは、ＥＰＤＭの使用が好ましい。
【００２４】
熱可塑性エラストマーとしては、ゴム状弾性を有する公知の熱可塑性エラストマーが限定なく使用可能であるが、特にポリオレフィン系エラストマー、ポリウレタンエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマーの使用が好ましい。ゴム材料、熱可塑性エラストマーは、それぞれ２種以上を併用してもよい。
【００２５】
シームレスベルトを半導電性（体積抵抗率にて１０４〜１０１２Ω・ｃｍ）に構成する場合には、所定の抵抗値に調整するために導電性材料を添加する。導電性材料は、公知の導電性材料が限定なく使用可能である。
【００２６】
シームレスベルトには、さらに必要に応じて加工性改良剤、シリカ等の充填剤、可塑剤、安定剤、老化防止剤、分散改良剤等の添加剤を添加する。特に加硫ゴム材料には、ゴムの技術分野において公知の添加剤を添加する。この添加剤としては、オゾン劣化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、架橋密度調整剤等が例示される。
【００２７】
＜ベルトの製造方法＞
中空筒状のシームレスベルトは、特に、制限されることなく公知技術で製造できる。例えば、押出成形機を用いて、熱可塑性エラストマー原料を中空筒状に押出し、所望のベルト幅になるように切断してシームレスベルトを製造する方法が公知ある。また、熱可塑性エラストマーを中空筒状に押出す際に、ベルト内径を規制するマンドレルに樹脂を押し出して、シームレス状のベルトを形成する方法が公知である（例えば、特開２００３−３００２４２号公報参照）。
【００２８】
また、加硫ゴム原料と上記添加剤を混練し、射出成形機を用いて筒状のベルトを成形し、ベルトの両端を切断してシームレスベルトを得る製造方法が公知である。また、以上の製造方法以外の公知の製造方法でシームレスベルトを製造できる。
【００２９】
上記方法で製造されたシームレスベルトにおいて凹凸や傷がある場合、その部分を研磨処理して平坦化し、厚さ調整を行う必要がある。
＜研磨処理＞
図1に、研磨処理の概念説明図を示す。駆動軸ロール１と受動軸ロール２にベルト３がセットされている。ベルト３の端部３ａのセット位置Ａは予め定められている。このセット位置Ａは、一対の光電式センサ１０ａ、１０ｂと、一対の光電式センサ２０ａ、２０ｂの中心に位置する。駆動軸ロール１及び受動軸ロール２は、その回転時に生じる皺（ヨレ）防止の観点からストレート軸が好ましい。また、一対の光電式センサ１０ａ、１０ｂと、一対の光電式センサ２０ａ、２０ｂの距離は、任意に設定されるが、好ましくは２０ｍｍ以内であり、さらに好ましくは１０ｍｍ以内の範囲である。この距離によって、移動範囲が設定される。また、ベルト端部３ａをセット位置Ａにセットすることで、移動又は蛇行の際に、一対の光電式センサ１０ａ、１０ｂ又は一対の光電式センサ２０ａ、２０ｂに検出される時間から移動速度を算出できる。
【００３０】
ピローブロック３０ａは、不図示のリニアガイドの上に設置され、ピローブロック３０ｂは、受動軸ロール２のベルトセット方向側の一端を支持する。ピローブロックは、そのハウジング内でベアリングが自由に首を振ることができる構成のため、受動軸ロール２の一端をベアリングで支持して自由に角度を変えることができる。駆動軸ロール１は、回転駆動手段（例えば、モータ）と連結され回転駆動軸として作用する。回転駆動手段は、制御手段４０によって制御される。
【００３１】
電動シリンダ３１は、ピローブロック３０ａと連結され、制御手段４０からの指令に基づいてシリンダを直線移動させて、リニアガイド上のピローブロック３０ａを直線移動させる。これによって、ピローブロック３０ａに支持された受動軸ロール２の一端が、水平方向に傾き、移動又は蛇行を抑制できる。
【００３２】
制御手段４０は、検出手段である一対の光電式センサ１０ａ、１０ｂ及び一対の光電式センサ２０ａ、２０ｂから検出信号を取得し、ベルト回転させてから、各々のセンサからの検出信号取得までの時間を計測し、移動速度を算出する。あるいは、移動又は蛇行が生じて、両サイドの光電式センサからの検出信号時間から移動速度を算出するようにしてもよい。そして、制御手段４０は、移動速度から受動軸ロール２の傾け角度を設定するために、電動シリンダ３１の駆動距離（変位量）を算出し、この算出結果に基づいて電動シリンダ３１を制御する。制御手段４０は、シーケンサで構成することが好ましいが、これに制限されず、専用回路又はファームウエアで構成することもできる。
【００３３】
＜移動制御の具体例＞
以下に移動制御の具体的方法について図１を用いて説明する。
（１）ベルトを一対の光電式センサ１０ａ、１０ｂと、一対の光電式センサ２０ａ、２０ｂの中間位置（セット位置Ａ）にセット（セット位置Ａ）する。そして、ベルトを回転させると、ベルトが移動又は蛇行を始める。
（２）ベルトが一対の光電式センサ１０ａ、１０ｂを遮光すると、ベルトが図１において左側にズレていると判断されるので、電動シリンダ３１を後進（図１において下方に）させて、ベルト左側にテンションをかけると、ベルトは右側に動き、左側へのズレ量を制御する。逆に、ベルトが一対の光電式センサ２０ａ、２０ｂを通光させた場合、ベルトが右側にズレていると判断されるので、電動シリンダ３１を前進（図１において上方に）させて、ベルト左側のテンションを緩めて、相対的に右側にテンションがかかるようにして、ベルトを左側に移動させ、右側へのズレ量を制御する。
（３）電動シリンダ３１の変位量は、以下のように算出される。すなわち、変位量は、例えば、下記の数１で示される。（数１）
変位量＝（Ｌ／到達時間）×Ｃ
数１において、変位量は、電動シリンダ３１の駆動距離である。Ｌは、２組の光電式センサ間の距離の１／２の長さである。到達時間は、ベルト端部３ａが光電式センサに検出されるまでの時間である。Ｃは、パラメータである。例えば、一対の光電式センサ１０ａ，１０ｂを遮光した場合、電動シリンダ３１は算出された変位量分後進する。また、一対の光電式センサ２０ａ，２０ｂを通光した場合、電動シリンダ３１は算出された変位量分前進する。パラメータＣは任意の数値であり、電動シリンダ３１の条件、ベルトの条件、研磨条件によって変化するパラメータである。以下において、（Ｌ／到達時間）を、移動速度と呼ぶ。
【００３４】
図２に、到達時間と修正量（変位量に相当する）の関係を示す。図２に示すように、修正量は、到達時間に反比例することが分かる。したがって、制御手段４０は、到達時間から変位量を以下の数２で算出することができる。
(数２)
変位量＝Ｄ／到達時間
数２において、変位量は、電動シリンダ３１の駆動距離である。到達時間は、ベルト端部３ａが光電式センサに検出されるまでの時間である。Ｄは、任意のパラメータである。
【００３５】
ベルトが左側方向にのみ移動又は蛇行している場合、到達時間は、例えば、ベルト回転スタート時から一対の光電式センサ１０ａ、１０ｂが遮光されるまでの時間、又は、一対の光電式センサ１０ａ、１０ｂが遮光され、次いで通光され、再度遮光されるまでの時間である。パラメータＣ又はＤは、到達時間に応じて適宜設定される。
【００３６】
また、ベルトが右側方向にのみ移動又は蛇行している場合、到達時間は、例えば、ベルト回転スタート時から一対の光電式センサ２０ａ、２０ｂが通光されるまでの時間、又は、一対の光電式センサ２０ａ、２０ｂが通光され、次いで遮光され、再度通光されるまでの時間である。
【００３７】
また、ベルトが左右に大きく移動（蛇行）している場合、到達時間は、例えば、一対の光電式センサ１０ａ、１０ｂが遮光された時から、一対の光電式センサ２０ａ，２０ｂが通光されるまでの時間である。なお、ここで、上記（数１）におけるＬは、２組の光電式センサ間の距離である。
【００３８】
また、変位量を算出する場合に、ベルト回転開始後、所定時間経過後に、例えば、移動又は蛇行が安定するのを待ってから、変位量を算出するのが好ましい。かかる場合、制御手段４０は、検出手段からの検出信号を逐次取得し、メモリ（不図示）に蓄積しておき、検出信号に基づいて算出される到達時間と、直近に算出された到達時間との差が所定値以内になれば、移動又は蛇行が安定したものと判断して、変位量を算出するように構成できる。  
【００３９】
制御手段４０は、一対の光電式センサ１０ａ，１０ｂ及び／又は一対の光電式センサ２０ａ，２０ｂから検出信号を受信し、到達時間から変位量を上記（数１）又は（数２）を用いて算出し、算出された変位量に応じた電気信号を電動シリンダ３１に送信し、電動シリンダ３１は、送信された電気信号に応じて、後進及び／又は前進し、リニアガイド上に設置されたピローブロック３０ａを移動させる。これによって、受動軸ロール２は、ピローブロック３０ｂを支点として傾き、ベルトの移動量は、一対の光電式センサ１０ａ，１０ｂと一対の光電式センサ２０ａ，２０ｂの距離範囲内に修正される。
【００４０】
上記の式（数１）又は（数２）から分かるように、変位量は、移動速度が大きいほど、大きい値となり、移動速度が小さいほど、小さい値になる。或いは、変位量は、到達時間が大きいほど、小さい値になり、到達時間が小さいほど、大きい値になる（図２参照）。
【００４１】
以上、本発明によれば、到達時間又は移動速度を算出し、それに基づいて変位量を設定して受動軸ロール２を傾けることでベルトのズレ量を修正できるので、簡単に移動修正（蛇行修正を含む概念である）でき、研磨範囲からベルトが外れることがなくなる。また、ベルトの移動範囲を小さく設定して移動修正できるので、ベルト表面研磨の精度を良くでき、歩留まりを向上できる。さらに、ベルトごとに移動修正の大きさを簡単に変更できる。
【００４２】
＜別実施形態＞
上記の実施形態によれば、検出手段が、２組の一対の光電式センサを用いて構成されていたが、特にこれに限定されず、反射式光電センサ、レーザセンサ（例えば、レーザ平行光とリニアイメージセンサとで構成される）を用いて構成することもできる。
【００４３】
また、上記の実施形態において、制御手段４０が到達時間の算出を行うように構成したが、検出手段が到達時間を算出するように構成してもよい。かかる場合に、制御手段４０は、検出手段から到達時間を取得し、取得した到達時間に基づいて移動速度を算出し変位量を算出するように構成できる。
【００４４】
また、制御手段４０による変位量算出は、研磨処理中において適宜、再算出されるように構成され、研磨処理中でのベルトの移動量の変動に応じて、変位量を新しく算出し設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】ベルトの研磨処理の概念説明図
【図２】到達時間と修正量の関係の一例を示す図
【符号の説明】
【００４６】
１      駆動軸ロール
２      受動軸ロール
３      ベルト
３ａ    ベルト端部
１０ａ  光電式センサ（投光型）
１０ｂ  光電式センサ（受光型）
２０ａ  光電式センサ（投光型）
２０ｂ  光電式センサ（受光型）
３０ａ  ピローブロック
３０ｂ  ピローブロック
３１    電動シリンダ
４０    制御手段
【図１】
2007175793.tif 000003
【図２】
2007175793.tif 000004