電子写真装置用の無端ベルト
【課題】 過酷な環境下におかれても、ビードが無端ベルト本体から容易に剥離せず、安定した走行が得られる電子写真装置用の無端ベルトを提供する。
【解決手段】 無端ベルト本体２にビード３を接合している剪断接着強度をＨ（Ｎ／ｍ２）とするとき、ビード３は、その引張弾性率Ｙ（Ｐａ）、ビード３単体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときのビード３の長手方向の寸法変化率の絶対値をＦ（％）、ビード３の短手方向の断面積をＳ（ｍ２）とした場合のＨ、Ｙ、Ｆ、Ｓの関係が１８００≦Ｈ／（Ｙ×Ｆ×Ｓ）である構成とする。
【解決手段】 無端ベルト本体２にビード３を接合している剪断接着強度をＨ（Ｎ／ｍ２）とするとき、ビード３は、その引張弾性率Ｙ（Ｐａ）、ビード３単体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときのビード３の長手方向の寸法変化率の絶対値をＦ（％）、ビード３の短手方向の断面積をＳ（ｍ２）とした場合のＨ、Ｙ、Ｆ、Ｓの関係が１８００≦Ｈ／（Ｙ×Ｆ×Ｓ）である構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子写真方式を利用した、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置に使用される無端ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の蛇行防止用のガイド（ビード）３１を備えたシームレスベルト（無端ベルト）３０は、例えば、図６及び図７に示すような、可撓性でエンドレスに形成されたシームレスベルト３０の内周面一側部の周方向に沿って、略帯状のガイド３１を芯材である樹脂フィルム３２の両面に設けた粘着層３３により接着している。そのガイド３１の両端部３１ａ，３１ｂを隙間３５を介して突き合わせ、その、ガイド３１の両端部３１ａ，３１ｂ間に可撓性の片面あて板３４を架設してガイド３１の両端部３１ａ，３１ｂをつないでいる。そして、シームレスベルト３０は一対のローラ４０，４０間に巻架され、ガイド３１は、一対のローラ４０，４０の一側部に設けられたそれぞれの嵌合溝４１，４１に嵌合され、中間転写ベルト等として利用されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
以上のように構成された従来のシームレスベルト３０は、一対のローラ４０，４０の回転に伴い循環し、この際、ガイド３１には、嵌合溝４１，４１の内外周差により剪断応力が否応なく作用するが、ガイド３１の非端部においては作用と反作用とが相殺されることにより特に悪影響を受けることがない。したがって、例えシームレスベルト３０からガイド３１の端部３１ａ，３１ｂが剥がれても、ガイド３１の端部３１ａ，３１ｂが自由に揺れ動くのを規制するので、ガイド３１がローラ４０，４０から外れたり、蛇行するのを有効に規制していた。
【特許文献１】特開２００３−１３１４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電子写真方式を利用した、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置の使用環境によれば、転写装置付近では約７０℃にも達する高温環境になるため、上記のように構成された従来の無端ベルトにおいても、そのような劣悪な環境に対する対応としては十分とはいえず、このため、無端ベルトの内周面側部に接合されたビードがローラに沿って屈曲する部分で剥がれが生じる問題が少なからず発生していた。
【０００５】
そこで、この発明は、例えば７０℃、９０％ＲＨのような過酷な環境下に長時間おかれても、ビードが無端ベルト本体から容易に剥離せず、しかも装置停止などすることのない安定した走行が得られる電子写真装置に好適な無端ベルトを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、請求項１に記載の発明においては、可撓性を有する無端ベルト本体内周面の周方向に沿って少なくとも一本の蛇行防止用のビードが形成された無端ベルトにおいて、無端ベルト本体にビードを接合している剪断接着強度をＨ（Ｎ／ｍ２）とするとき、ビードは、その引張弾性率Ｙ（Ｐａ）、ビード単体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときのビードの長手方向の寸法変化率の絶対値をＦ（％）、ビードの短手方向の断面積をＳ（ｍ２）とした場合のＨ、Ｙ、Ｆ、Ｓの関係が１８００≦Ｈ／（Ｙ×Ｆ×Ｓ）であることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の構成に加えて、ビードがエラストマ材料のビード本体と、該ビード本体を無端ベルト本体へ接着するためのフィルム材料からなる接着層とで構成されており、無端ベルト本体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときの無端ベルト本体の周方向の寸法変化率と、ビード単体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときの接着前のビード単体の長手方向の寸法変化率との差の絶対値が０．５％以下であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、剪断接着強度をＨ（Ｎ／ｍ２）、ビードの引張弾性率Ｙ（Ｐａ）、ビードの長手方向の寸法変化率の絶対値をＦ（％）、ビードの短手方向の断面積をＳ（ｍ２）としたときのＨ、Ｙ、Ｆ、Ｓの関係を１８００≦Ｈ／（Ｙ×Ｆ×Ｓ）となるようにしているので、７０℃、９０％ＲＨの過酷な環境下に長時間おかれても、無端ベルト本体からビードが容易に剥離することを防止することができるから、電子写真装置が停止することがなく、安定した運転が得られるため、電子写真装置に好適な無端ベルトを提供することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、接着前のビード単体の長手方向の寸法変化率との差の絶対値を０．５％以下としているので、請求項１に記載の発明の効果に加え、無端ベルト本体とビードの接着面のたわみがなくなり、無端ベルトが波打つことなく、一対のローラにセットしたときにも、より安定した走行を行うことができ、ビードの剥離や、無端ベルトの波打ちが生ずるのをより確実に防止することができる。これにより、電子写真装置の安定した運転により好適な無端ベルトを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態に係る無端ベルト１について図１乃至図５により説明する。
【００１１】
この発明に係る電子写真装置用の無端ベルト１は、図１乃至図３に示したように、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を材料として、遠心成形や押出成形或いは射出成形等の成形法によってエンドレスに形成された無端ベルト本体２の内周面の一側部寄りで、この周方向（回転方向）に沿って接着剤６を介してビード３が取り付けられて無端ベルト１が形成されている。そして、電子写真方式を利用した、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置の一対のローラ１０，１０間に巻架される。
【００１２】
そして、ビード３は一対のローラ１０，１０のそれぞれのビード嵌合溝１１，１１に嵌入されて無端ベルト１が走行され、このビード３により無端ベルト１の蛇行やズレが防止される。
【００１３】
この発明の実施の形態においては、無端ベルト本体２の内周面の一側部寄りの周方向に沿って一本のビード３が取り付けられて無端ベルト１が形成されているが、ビード３の取付位置は側部に限定されることはなく、中央部、他任意の位置に形成することは自由であり、また、ビード３も一本に限定されることなく二本でも、三本でも自由である。
【００１４】
無端ベルト本体２に用いる樹脂材料としては、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＥＮ等のポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素樹脂、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、アラミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、エポキシ樹脂、架橋型ポリエステル樹脂、メラミン樹脂等があげられる。
【００１５】
無端ベルト本体２は、ある程度の導電性が要求される場合があり、この場合には、導電性付与剤が適宜添加される。このような導電性付与剤としては、金属や合金からなる針状、球状、板状、不定形等の粉末、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック等のカーボン粉末、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛等の黒鉛粉末、セラミック粉末、表面が金属メッキされた各種粒子等があげられる。この導電性付与剤の形状は球状或いは不定形をなし、その大きさは０．０１〜１０μｍ程度が好ましい。
【００１６】
導電性付与剤の添加量は、導電性の程度によるものの、おおよそ５〜２５容量％の範囲が好ましい。これは、５容量％未満では導電性物質同士の距離が大きいので導電性が発現せず、２５容量％を超えると、無端ベルト１の機械的強度に悪影響を及ぼすおそれがあるからである。
【００１７】
導電性付与剤は、具体的には、ミキシングロール、加圧式ニーダ、押出機、三本ロール、ホモジナイザ、ボールミル、又はピーズミル等を用いる公知の分散方法により樹脂材料に分散される。なお、この実施の形態においては、導電性付与剤を添加したものを示すが、これ以外にも可塑剤、着色剤、耐電防止剤、老化防止剤、酸化防止剤、補強性フィラー、反応助剤、反応抑制剤等の各種の添加剤を必要に応じて適宜添加することが可能である。
【００１８】
また、ビード３は、図３に示したように、寸法安定性を持ったフィルム材５と、柔軟性、耐摩耗性、耐屈曲性をもったエラストマ材料４の複合体が好ましい。無端ベルト本体２にビード３を取り付けるには、上層のエラストマ４と下層のフィルム材５とで形成されたビード３のフィルム材５と無端ベルト本体２との間を接着剤６により接着される。
【００１９】
なお、この発明の実施の形態では、ビード３をエラストマ材料４とフィルム材５とで形成したが、エラストマ材料４のみで形成することもできる。
【００２０】
エラストマ４材料としては、柔軟性・耐摩耗性をもったオレフィン系エラストマ、ポリウレタン系エラストマ、塩ビ系エラストマ、スチレン系エラストマ、ポリエステル系エラストマ、ポリアミド系エラストマ、シンジオタクチック１・２ＰＢ系エラストマ、塩素系エチレンコポリマー架橋ポリマーアロイ、塩素化ポリエチレン、エステル・ハロゲン系ポリマーアロイ型エラストマ、ＮＢＲ、ＡＢＳ、イソプロピレンゴム、フッ素系エラストマ、ポリアミド系エラストマ、ＥＰＤＭ、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ＳＢＲ、フッ素ゴム（ＦＰＭ）、シリコンゴム等があげられる。
【００２１】
フィルム材５としては、寸法安定性を持ったＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＥＮ等のポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素樹脂、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、アラミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(ＰＥＥＫ)、エポキシ樹脂、架橋型ポリエステル樹脂、メラミン樹脂等があげられる。
【００２２】
接着剤６としては、硬化後にゴム状弾性体となる、１液、無溶剤、常温速硬化型の粘接着剤で、加工性が容易であると共に、複合応力に対し歪みが少ない弾性接着剤が好適であるが、これに限定されるものではない。。
【００２３】
次に、ビード３が無端ベルト本体２から剥離するメカニズムについて説明する。
【００２４】
ビード３が無端ベルト本体２より剥離するメカニズムについて原因を鋭意検討した結果、ビード３内部に発生した伸長或いは収縮の応力がビード３と無端ベルト本体２とを接合している接着剤６の接着力を上回るためであると考えられる。ビード３の内部に応力が発生する原因としては、図示していないが電子写真装置等内の転写装置付近で約７０℃の高温にさらされることにより発生するビード３の熱収縮である。
【００２５】
そして、この熱収縮によるビード３内部の応力は、ビード３の引張弾性率Ｙ（Ｐａ）と該ビード３の断面積Ｓ（ｍ２）と該ビード３の寸法変化率Ｆ（％）の積で表すことができる。また、ビード３の熱収縮による寸法変化は接着剤６に剪断応力として伝えられることになる。
【００２６】
よって、ビード３の熱による寸法変化が無端ベルト本体２とビード３の接合面に剪断応力を生じさせ、その応力がビード３と無端ベルト本体２を接合している接着剤６の剪断接着力Ｈ（Ｎ／ｍ２）を上回ったときにビード３が剥離することを突き止めた。すなわち、ビード３の熱による寸法変化率Ｆ、引張弾性率Ｙ、ビード３の厚み及び接着剤６の剪断接着強度Ｈを適宜選択することにより、電子写真装置等中の転写装置付近の７０℃に達する高温環境下でもビード３の無端ベルト本体２からの剥離を防止できることを突き止めた。
【００２７】
つまり、蛇行防止用のビード３が形成された無端ベルト１において、ビード３を無端ベルト本体２から剥離させないためには、無端ベルト本体２にビード３を接合している剪断接着強度をＨ（Ｎ／ｍ２）、ビード３の引張弾性率Ｙ（Ｐａ）、ビード３単体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときのビード３の長手方向の寸法変化率の絶対値をＦ（％）、ビード３の短手方向の断面積をＳ（ｍ２）とするとき、Ｈ、Ｙ、Ｆ、Ｓの関係が１８００≦Ｈ／（Ｙ×Ｆ×Ｓ）とすることによりビード３が無端ベルト本体２から剥離しなことを確かめた。
【００２８】
さらに、無端ベルト本体２を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときの無端ベルト本体２の周方向の寸法変化率と、エラストマ材料４とフィルム材５とで構成されたビード３単体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときの接着前のビード３単体の長手方向の寸法変化率の差の絶対値を０．５％以下とすることにより、無端ベルト本体２とビード３との接着面のたわみがなくなり、無端ベルト１が波打つのを防止することができる。したがって、無端ベルト１を一対のローラ１０，１０にセットしたときにローラの外周に密着した状態で走行できるので、より安定した運転を行うことができる。
【００２９】
以下に、実施例について説明するが、実施例中での「寸法変化率測定方法」、「長手方向の寸法測定方法」及び「引張弾性率の測定方法」について、先に説明する。
［寸法変化率測定方法］
【００３０】
ビード３の寸法変化率の測定方法は、まず、２３℃、５０％ＲＨの環境に３時間置したビード３の長手方向の長さを測定しＡ（ｍｍ）とする。その後、ビード３を９０％ＲＨの環境に７２時間投入したのち、２３℃、５０％ＲＨの環境で７２時間靜置した後、ビード３の長手方向の長さを測定し、その長さをＢ（ｍｍ）とする。このときのビード３の長手方向の寸法変化率をＸ（％）とし、Ｘ＝１００×（Ｂ−Ａ）／Ａとする。
［長手方向の寸法測定方法］
【００３１】
ビード３の長手方向の寸法測定方法は、定板上にビード３を置き、平坦なガラス板を該ビード３上に載せて、一直線状になるようにして、３次元形状測定器（（株）ミツトヨ製、型式ＢＨ５０６）で全長を測定する。
［引張弾性率の測定方法］
【００３２】
ビード３の引張弾性率の測定方法は、後述するビード３作製方法により作成した。具体的には、ビード３原反をＪＩＳ Ｋ７１２７タイプ２試験片の抜き型により打ち抜いてビード３の試験片を作製した。また、試験片厚みＴ（ｍｍ）はマイクロメータにて測定しておく。次いで、打ち抜いたビード３の試験片を（株）オリエンテック製引張試験機（テンシロン、型式ＲＴＭ−１００）にチャック間距離４０ｍｍで取り付け、試験速度５０ｍｍ／分にて引張試験を行う。そのときの荷重曲線の最大傾斜Ｊ（Ｎ／ｍｍ）をチャートから読み取り、Ｙ＝（Ｊ×Ｋ）／（Ｌ×Ｔ）の式により引張弾性率Ｙを測定する。ただし、Ｙ＝引張弾性率（Ｐａ）、Ｊ＝荷重曲線最大荷重×１０−３（Ｎ／ｍ）、Ｋ＝チャック間距離４０×１０−３（ｍ）、Ｌ＝試験片幅６×１０−３（ｍ）、Ｔ＝試験片厚み×１０−３（ｍ）とする。
【００３３】
以下、この発明に係る無端ベルト１の実施例を比較例と共に説明する。
【実施例１】
【００３４】
まず、無端ベルト本体２の基材を作製すべく、ポリアミドイミド溶液からなる流動性の材料を用意した。この材料の調整に際しては、トリメリット酸無水物と４，４’−ジアミノジフェニルメタンとの当量をジメチルアセトアミドに融解し、加熱反応して固形分濃度（実質的全閉環のポリアミドイミド）２８質量％の芳香族ポリアミドイミド溶液を得た。これにジメチルアセトアミドを加え、固形分濃度１５質量％、固形分の比重１．２のポリアミドイミド溶液を調整した。これを１０００ｒｐｍの速度で回転する金型内周に１９０ｇ注入した。金型は、内径２２６ｍｍ、外径２４６ｍｍ、長さ４００ｍｍの大きさとし、金型内面はポリッシングにより鏡面研磨されている。そして金型両端の開口部にはリング状の蓋（内径１７０ｍｍ、外径２５０ｍｍ）をそれぞれ嵌合して材料漏れを防止した。こうして、金型に材料を注入したら、１０００ｒｐｍの速度でレベリングして遠心成形し、熱風乾燥機で雰囲気温度を８０℃に保ち、この状態を３０分間保持して金型を停止させるとともに、２００℃にて９０分間オーブンに投入してから金型を取り出した。金型を取り出したら、金型を放置して室温で冷却し、金型とベルト基材の熱膨張差を利用してベルト基材を脱型した。そして、ベルト基材の両端部をそれぞれカットして２４０ｍｍ幅とし、厚さ１００μｍの無端ベルト本体２を作製した。
【００３５】
次に、ビード３の基材を作製するべく、幅１０００ｍｍ、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（東レ（株）製、ルミラーＳ１０＃１００）をフィルム成形機にセットし、冷却ロールと、巻き取りロールの間の張力を１６５．４Ｎに調整し、１２０℃に加熱溶融させた熱可塑性ウレタン樹脂（日本ミラクトラン（株）製、Ｅ１８０）をＴダイを用いて厚み０．９ｍｍに吐出しラミネートさせた。これをビード３の原反とした。このビード３の原反からＭＤ方向の長さ７０７ｍｍ、ＴＤ方向５ｍｍのビード３をトムソン刃を用いてビード３を切り出した。
【００３６】
このビード３のＰＥＴ面にコロナ放電処理を行った後に、注射器を用いて弾性接着剤（セメダイン（株）製、スーパーＸ Ｎｏ．８００８）を塗布し、無端ベルト本体２の内周面の一方の側縁に接着剤６の幅が４．０ｍｍ、接着剤６厚みが０．１２ｍｍとなるように加圧接合し、室温にて７２時間静置して無端ベルト１を作製した。この際に、ビード３の対向する継ぎ目間隔を３ｍｍとした。
【実施例２】
【００３７】
次に、上記の無端ベルト本体２の作製方法において、オーブン投入条件を２２０℃、１２０分としてベルト本体を作製した。次いで、ビード３の作製方法において張力を９６．１Ｎとしてビード３の原反を作成し、トムソン刃を用いてビード３を切り出した後、ＰＥＴ面のコロナ放電処理を行わずに弾性接着剤を塗布し、ベルト本体内周部に接合して実施例２の無端ベルト１を作製した。
【実施例３】
【００３８】
次に、上記の無端ベルト本体２の作製方法において、オーブン投入条件を２００℃、９０分としてベルト本体を作製した。次いで、上記ビード３の作製方法において、エラストマ材料４としてクロロプレンゴムを使用し、張力を１６５．４Ｎとしてビード３原反を作製し、トムソン刃を用いてビード３を切り出した後、ＰＥＴ面にコロナ放電処理を行った後に弾性接着剤を塗布し、ベルト本体内周部に接合して実施例３の無端ベルト１を作製した。
【実施例４】
【００３９】
次に、上記の無端ベルト本体２の作製方法において、オーブン投入条件を２００℃、９０分としてベルト本体を作製した。次いで、上記のビード３の作製方法において、ＰＥＴフィルムの代わりに紙を使用し、張力を１６５．４Ｎとしてビード３の原反を作製した。このビード３の原反から紙を静かに剥がし取り、クロロプレンゴム層を取り出した。このクロロプレンゴム層をトムソン刃を用いてビード３を切り出した後、コロナ放電処理を行った後に弾性接着剤を塗布し、ベルト本体内周部に接合して実施例４の無端ベルト１を作製した。
【実施例５】
【００４０】
次に、上記の無端ベルト本体２の作製方法において、オーブン投入条件を２００℃、９０分としてベルト本体を作製した。次いで、上記のビード３の作製方法において、エラストマ材料４としてクロロプレンゴムを使用し、張力を２５０．０Ｎとしてビード３の原反を作製し、トムソン刃を用いてビード３を切り出した後、ＰＥＴ面にコロナ放電処理を行った後に芯材のない両面感圧接着剤を貼り付け、ベルト本体内周部に接合して実施例５の無端ベルト１を作製した。
［比較例１］
【００４１】
また、上記の無端ベルト本体２の作製方法において、オーブン投入条件を２００℃、９０分としてベルト本体を作製した。次いで、上記のビード３の作製方法において、エラストマ材料４としてクロロプレンゴムを使用し、張力を２５０．０Ｎとしてビード３の原反を作製し、トムソン刃を用いてビード３を切り出した後、弾性接着剤を塗布し、ベルト本体内周部に接合して比較例１の無端ベルト１を作製した。
［比較例２］
【００４２】
さらに、上記の無端ベルト本体２の作製方法において、オーブン投入条件を２００℃、９０分としてベルト本体を作製した。次いで、上記のビード３の作製方法において、張力を２５０．０Ｎとしてビード３の原反を作製し、トムソン刃を用いてビード３を切り出した後、弾性接着剤を塗布し、ベルト本体内周部に接合して比較例２の無端ベルト１を作製した。
【００４３】
実施例と比較例との評価を下記のような条件で行い、その結果を表１に示した。
［評価方法］
【００４４】
従来から、無端ベルト本体２及びビード３のヤング率を問題にしている無端ベルトはあったが、無端ベルト本体２とビード３との接着の度合いを見るのは接着力のみで判定していた。しかし、この発明のような、ビード３の長手方向の寸法変化率の絶対値Ｆ（％）、ビード３の短手方向の断面積Ｓ（ｍ２）及び無端ベルト本体２にビード３を接合している剪断接着強度Ｈ（Ｎ／ｍ２）の関係式によって接着の度合いを判定する方法はなかった。
【００４５】
まず、実施例１乃至５と、比較例１及び２の無端ベルト１について、無端ベルト本体２とビード３の接着剥離を確認するため、それぞれの実施例及び比較例により作製された無端ベルト１を図４に示した試験装置Ｔに組み込み、無端ベルト１を矢印Ａで示す水平方向に６ｋｇ張力で張った状態で７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間放置した。その後室温に冷ました後に、ベルトの周長を周長測定機により測定した。また、このとき、ビード３を剥がす前にノギスと目視により、無端ベルト本体２からビード３の浮いている高さを測定した。ビード３長さは無端ベルト本体２に接合する前のビード３の長さ寸法と、試験後に無端ベルト本体２から静かに剥がし取ったビード３の長さ寸法を測定し寸法変化率を求めた。
【００４６】
また、目視により、ビード３の接着面の状態が試験前と変化しなかったものを好ましい（◎）とし、ビード３の接着面にうねりを生じているが剥離のないものを（○）とし、ビード３の接着面に微少な剥離を生じているが実用上の問題はないものを（△）とし、ビード３の接着面が無端ベルト本体２から完全に剥離して使用不可となったものを不良（×）と判定した。
【００４７】
次に、実施例１乃至５と、比較例１及び２の無端ベルト１について、図５に示したベルト耐久試験機Ｅに無端ベルト１を矢印Ａで示す方向に６ｋｇ張力で張った状態で、一対の金属ローラ２０，２０に巻架して、モーターユニット２１を介して金属ローラ２０，２０の軸を駆動させることにより無端ベルト１を回転させ続けて耐久試験を行った。性能の検討に際しては、１０，０００回転までは１，０００回転毎に、１０，０００回転からは１０，０００回転毎にそれぞれの状態を確認し、ビード３の摩耗状態を観察しながら２００，０００回転までの耐久性を確認した。その結果、２００，０００回転でもビード３の摩耗が実用上問題ないものを特に好ましい（◎）とし、１００，０００回転でも実用上問題ないものを好ましい（○）とし、６０，０００回転でも実用上問題ないものを使用可（△）とし、６０，０００回転以下で耐久性などの問題が確認された無端ベルト１を不良（×）と判断した。
【００４８】
表１に示した結果より、無端ベルト１におけるＨ、Ｙ、Ｆ、Ｓの関係式が１８００≦Ｈ／（Ｙ×Ｆ×Ｓ）で示される場合、無端ベルト１に接着された蛇行防止用のビード３が浮くことがないことが確認された。また、ビード３の構成をエラストマ材料４であるウレタンと、フィルム材５であるＰＥＴとして、ベルト本体とビード３の収縮率の差の絶対値を０．５％以下とした場合には、ビード３の接合面にうねりを生ずることがなく、安定してスムースに回転する無端ベルト１とすることができた。
【００４９】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の実施の形態に係る無端ベルトの使用状態を示す斜視図である。
【図２】同実施の形態に係る無端ベルトを示す一部を破断した斜視図である。
【図３】同実施の形態に係る無端ベルト本体とビードの接着状態を示す要部断面図である。
【図４】無端ベルト試験装置の概略図である。
【図５】無端ベルト耐久試験機の概略図である。
【図６】従来例のガイド付きシームレスベルトの使用状態を示す斜視説明図である。
【図７】同従来例のガイド付きシームレスベルトの実施の形態を示す要部断面側面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 無端ベルト
２ 無端ベルト本体
３ ビード
４ エラストマ材料
５ 樹脂フィルム材
６ 接着剤
１０ ローラ
１１ ビード嵌合溝
Ｔ 無端ベルト試験装置
Ｅ 無端ベルト耐久試験機
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子写真方式を利用した、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置に使用される無端ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の蛇行防止用のガイド（ビード）３１を備えたシームレスベルト（無端ベルト）３０は、例えば、図６及び図７に示すような、可撓性でエンドレスに形成されたシームレスベルト３０の内周面一側部の周方向に沿って、略帯状のガイド３１を芯材である樹脂フィルム３２の両面に設けた粘着層３３により接着している。そのガイド３１の両端部３１ａ，３１ｂを隙間３５を介して突き合わせ、その、ガイド３１の両端部３１ａ，３１ｂ間に可撓性の片面あて板３４を架設してガイド３１の両端部３１ａ，３１ｂをつないでいる。そして、シームレスベルト３０は一対のローラ４０，４０間に巻架され、ガイド３１は、一対のローラ４０，４０の一側部に設けられたそれぞれの嵌合溝４１，４１に嵌合され、中間転写ベルト等として利用されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
以上のように構成された従来のシームレスベルト３０は、一対のローラ４０，４０の回転に伴い循環し、この際、ガイド３１には、嵌合溝４１，４１の内外周差により剪断応力が否応なく作用するが、ガイド３１の非端部においては作用と反作用とが相殺されることにより特に悪影響を受けることがない。したがって、例えシームレスベルト３０からガイド３１の端部３１ａ，３１ｂが剥がれても、ガイド３１の端部３１ａ，３１ｂが自由に揺れ動くのを規制するので、ガイド３１がローラ４０，４０から外れたり、蛇行するのを有効に規制していた。
【特許文献１】特開２００３−１３１４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電子写真方式を利用した、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置の使用環境によれば、転写装置付近では約７０℃にも達する高温環境になるため、上記のように構成された従来の無端ベルトにおいても、そのような劣悪な環境に対する対応としては十分とはいえず、このため、無端ベルトの内周面側部に接合されたビードがローラに沿って屈曲する部分で剥がれが生じる問題が少なからず発生していた。
【０００５】
そこで、この発明は、例えば７０℃、９０％ＲＨのような過酷な環境下に長時間おかれても、ビードが無端ベルト本体から容易に剥離せず、しかも装置停止などすることのない安定した走行が得られる電子写真装置に好適な無端ベルトを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、請求項１に記載の発明においては、可撓性を有する無端ベルト本体内周面の周方向に沿って少なくとも一本の蛇行防止用のビードが形成された無端ベルトにおいて、無端ベルト本体にビードを接合している剪断接着強度をＨ（Ｎ／ｍ２）とするとき、ビードは、その引張弾性率Ｙ（Ｐａ）、ビード単体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときのビードの長手方向の寸法変化率の絶対値をＦ（％）、ビードの短手方向の断面積をＳ（ｍ２）とした場合のＨ、Ｙ、Ｆ、Ｓの関係が１８００≦Ｈ／（Ｙ×Ｆ×Ｓ）であることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の構成に加えて、ビードがエラストマ材料のビード本体と、該ビード本体を無端ベルト本体へ接着するためのフィルム材料からなる接着層とで構成されており、無端ベルト本体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときの無端ベルト本体の周方向の寸法変化率と、ビード単体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときの接着前のビード単体の長手方向の寸法変化率との差の絶対値が０．５％以下であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、剪断接着強度をＨ（Ｎ／ｍ２）、ビードの引張弾性率Ｙ（Ｐａ）、ビードの長手方向の寸法変化率の絶対値をＦ（％）、ビードの短手方向の断面積をＳ（ｍ２）としたときのＨ、Ｙ、Ｆ、Ｓの関係を１８００≦Ｈ／（Ｙ×Ｆ×Ｓ）となるようにしているので、７０℃、９０％ＲＨの過酷な環境下に長時間おかれても、無端ベルト本体からビードが容易に剥離することを防止することができるから、電子写真装置が停止することがなく、安定した運転が得られるため、電子写真装置に好適な無端ベルトを提供することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、接着前のビード単体の長手方向の寸法変化率との差の絶対値を０．５％以下としているので、請求項１に記載の発明の効果に加え、無端ベルト本体とビードの接着面のたわみがなくなり、無端ベルトが波打つことなく、一対のローラにセットしたときにも、より安定した走行を行うことができ、ビードの剥離や、無端ベルトの波打ちが生ずるのをより確実に防止することができる。これにより、電子写真装置の安定した運転により好適な無端ベルトを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態に係る無端ベルト１について図１乃至図５により説明する。
【００１１】
この発明に係る電子写真装置用の無端ベルト１は、図１乃至図３に示したように、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を材料として、遠心成形や押出成形或いは射出成形等の成形法によってエンドレスに形成された無端ベルト本体２の内周面の一側部寄りで、この周方向（回転方向）に沿って接着剤６を介してビード３が取り付けられて無端ベルト１が形成されている。そして、電子写真方式を利用した、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置の一対のローラ１０，１０間に巻架される。
【００１２】
そして、ビード３は一対のローラ１０，１０のそれぞれのビード嵌合溝１１，１１に嵌入されて無端ベルト１が走行され、このビード３により無端ベルト１の蛇行やズレが防止される。
【００１３】
この発明の実施の形態においては、無端ベルト本体２の内周面の一側部寄りの周方向に沿って一本のビード３が取り付けられて無端ベルト１が形成されているが、ビード３の取付位置は側部に限定されることはなく、中央部、他任意の位置に形成することは自由であり、また、ビード３も一本に限定されることなく二本でも、三本でも自由である。
【００１４】
無端ベルト本体２に用いる樹脂材料としては、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＥＮ等のポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素樹脂、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、アラミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、エポキシ樹脂、架橋型ポリエステル樹脂、メラミン樹脂等があげられる。
【００１５】
無端ベルト本体２は、ある程度の導電性が要求される場合があり、この場合には、導電性付与剤が適宜添加される。このような導電性付与剤としては、金属や合金からなる針状、球状、板状、不定形等の粉末、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック等のカーボン粉末、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛等の黒鉛粉末、セラミック粉末、表面が金属メッキされた各種粒子等があげられる。この導電性付与剤の形状は球状或いは不定形をなし、その大きさは０．０１〜１０μｍ程度が好ましい。
【００１６】
導電性付与剤の添加量は、導電性の程度によるものの、おおよそ５〜２５容量％の範囲が好ましい。これは、５容量％未満では導電性物質同士の距離が大きいので導電性が発現せず、２５容量％を超えると、無端ベルト１の機械的強度に悪影響を及ぼすおそれがあるからである。
【００１７】
導電性付与剤は、具体的には、ミキシングロール、加圧式ニーダ、押出機、三本ロール、ホモジナイザ、ボールミル、又はピーズミル等を用いる公知の分散方法により樹脂材料に分散される。なお、この実施の形態においては、導電性付与剤を添加したものを示すが、これ以外にも可塑剤、着色剤、耐電防止剤、老化防止剤、酸化防止剤、補強性フィラー、反応助剤、反応抑制剤等の各種の添加剤を必要に応じて適宜添加することが可能である。
【００１８】
また、ビード３は、図３に示したように、寸法安定性を持ったフィルム材５と、柔軟性、耐摩耗性、耐屈曲性をもったエラストマ材料４の複合体が好ましい。無端ベルト本体２にビード３を取り付けるには、上層のエラストマ４と下層のフィルム材５とで形成されたビード３のフィルム材５と無端ベルト本体２との間を接着剤６により接着される。
【００１９】
なお、この発明の実施の形態では、ビード３をエラストマ材料４とフィルム材５とで形成したが、エラストマ材料４のみで形成することもできる。
【００２０】
エラストマ４材料としては、柔軟性・耐摩耗性をもったオレフィン系エラストマ、ポリウレタン系エラストマ、塩ビ系エラストマ、スチレン系エラストマ、ポリエステル系エラストマ、ポリアミド系エラストマ、シンジオタクチック１・２ＰＢ系エラストマ、塩素系エチレンコポリマー架橋ポリマーアロイ、塩素化ポリエチレン、エステル・ハロゲン系ポリマーアロイ型エラストマ、ＮＢＲ、ＡＢＳ、イソプロピレンゴム、フッ素系エラストマ、ポリアミド系エラストマ、ＥＰＤＭ、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ＳＢＲ、フッ素ゴム（ＦＰＭ）、シリコンゴム等があげられる。
【００２１】
フィルム材５としては、寸法安定性を持ったＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＥＮ等のポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素樹脂、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、アラミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(ＰＥＥＫ)、エポキシ樹脂、架橋型ポリエステル樹脂、メラミン樹脂等があげられる。
【００２２】
接着剤６としては、硬化後にゴム状弾性体となる、１液、無溶剤、常温速硬化型の粘接着剤で、加工性が容易であると共に、複合応力に対し歪みが少ない弾性接着剤が好適であるが、これに限定されるものではない。。
【００２３】
次に、ビード３が無端ベルト本体２から剥離するメカニズムについて説明する。
【００２４】
ビード３が無端ベルト本体２より剥離するメカニズムについて原因を鋭意検討した結果、ビード３内部に発生した伸長或いは収縮の応力がビード３と無端ベルト本体２とを接合している接着剤６の接着力を上回るためであると考えられる。ビード３の内部に応力が発生する原因としては、図示していないが電子写真装置等内の転写装置付近で約７０℃の高温にさらされることにより発生するビード３の熱収縮である。
【００２５】
そして、この熱収縮によるビード３内部の応力は、ビード３の引張弾性率Ｙ（Ｐａ）と該ビード３の断面積Ｓ（ｍ２）と該ビード３の寸法変化率Ｆ（％）の積で表すことができる。また、ビード３の熱収縮による寸法変化は接着剤６に剪断応力として伝えられることになる。
【００２６】
よって、ビード３の熱による寸法変化が無端ベルト本体２とビード３の接合面に剪断応力を生じさせ、その応力がビード３と無端ベルト本体２を接合している接着剤６の剪断接着力Ｈ（Ｎ／ｍ２）を上回ったときにビード３が剥離することを突き止めた。すなわち、ビード３の熱による寸法変化率Ｆ、引張弾性率Ｙ、ビード３の厚み及び接着剤６の剪断接着強度Ｈを適宜選択することにより、電子写真装置等中の転写装置付近の７０℃に達する高温環境下でもビード３の無端ベルト本体２からの剥離を防止できることを突き止めた。
【００２７】
つまり、蛇行防止用のビード３が形成された無端ベルト１において、ビード３を無端ベルト本体２から剥離させないためには、無端ベルト本体２にビード３を接合している剪断接着強度をＨ（Ｎ／ｍ２）、ビード３の引張弾性率Ｙ（Ｐａ）、ビード３単体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときのビード３の長手方向の寸法変化率の絶対値をＦ（％）、ビード３の短手方向の断面積をＳ（ｍ２）とするとき、Ｈ、Ｙ、Ｆ、Ｓの関係が１８００≦Ｈ／（Ｙ×Ｆ×Ｓ）とすることによりビード３が無端ベルト本体２から剥離しなことを確かめた。
【００２８】
さらに、無端ベルト本体２を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときの無端ベルト本体２の周方向の寸法変化率と、エラストマ材料４とフィルム材５とで構成されたビード３単体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときの接着前のビード３単体の長手方向の寸法変化率の差の絶対値を０．５％以下とすることにより、無端ベルト本体２とビード３との接着面のたわみがなくなり、無端ベルト１が波打つのを防止することができる。したがって、無端ベルト１を一対のローラ１０，１０にセットしたときにローラの外周に密着した状態で走行できるので、より安定した運転を行うことができる。
【００２９】
以下に、実施例について説明するが、実施例中での「寸法変化率測定方法」、「長手方向の寸法測定方法」及び「引張弾性率の測定方法」について、先に説明する。
［寸法変化率測定方法］
【００３０】
ビード３の寸法変化率の測定方法は、まず、２３℃、５０％ＲＨの環境に３時間置したビード３の長手方向の長さを測定しＡ（ｍｍ）とする。その後、ビード３を９０％ＲＨの環境に７２時間投入したのち、２３℃、５０％ＲＨの環境で７２時間靜置した後、ビード３の長手方向の長さを測定し、その長さをＢ（ｍｍ）とする。このときのビード３の長手方向の寸法変化率をＸ（％）とし、Ｘ＝１００×（Ｂ−Ａ）／Ａとする。
［長手方向の寸法測定方法］
【００３１】
ビード３の長手方向の寸法測定方法は、定板上にビード３を置き、平坦なガラス板を該ビード３上に載せて、一直線状になるようにして、３次元形状測定器（（株）ミツトヨ製、型式ＢＨ５０６）で全長を測定する。
［引張弾性率の測定方法］
【００３２】
ビード３の引張弾性率の測定方法は、後述するビード３作製方法により作成した。具体的には、ビード３原反をＪＩＳ Ｋ７１２７タイプ２試験片の抜き型により打ち抜いてビード３の試験片を作製した。また、試験片厚みＴ（ｍｍ）はマイクロメータにて測定しておく。次いで、打ち抜いたビード３の試験片を（株）オリエンテック製引張試験機（テンシロン、型式ＲＴＭ−１００）にチャック間距離４０ｍｍで取り付け、試験速度５０ｍｍ／分にて引張試験を行う。そのときの荷重曲線の最大傾斜Ｊ（Ｎ／ｍｍ）をチャートから読み取り、Ｙ＝（Ｊ×Ｋ）／（Ｌ×Ｔ）の式により引張弾性率Ｙを測定する。ただし、Ｙ＝引張弾性率（Ｐａ）、Ｊ＝荷重曲線最大荷重×１０−３（Ｎ／ｍ）、Ｋ＝チャック間距離４０×１０−３（ｍ）、Ｌ＝試験片幅６×１０−３（ｍ）、Ｔ＝試験片厚み×１０−３（ｍ）とする。
【００３３】
以下、この発明に係る無端ベルト１の実施例を比較例と共に説明する。
【実施例１】
【００３４】
まず、無端ベルト本体２の基材を作製すべく、ポリアミドイミド溶液からなる流動性の材料を用意した。この材料の調整に際しては、トリメリット酸無水物と４，４’−ジアミノジフェニルメタンとの当量をジメチルアセトアミドに融解し、加熱反応して固形分濃度（実質的全閉環のポリアミドイミド）２８質量％の芳香族ポリアミドイミド溶液を得た。これにジメチルアセトアミドを加え、固形分濃度１５質量％、固形分の比重１．２のポリアミドイミド溶液を調整した。これを１０００ｒｐｍの速度で回転する金型内周に１９０ｇ注入した。金型は、内径２２６ｍｍ、外径２４６ｍｍ、長さ４００ｍｍの大きさとし、金型内面はポリッシングにより鏡面研磨されている。そして金型両端の開口部にはリング状の蓋（内径１７０ｍｍ、外径２５０ｍｍ）をそれぞれ嵌合して材料漏れを防止した。こうして、金型に材料を注入したら、１０００ｒｐｍの速度でレベリングして遠心成形し、熱風乾燥機で雰囲気温度を８０℃に保ち、この状態を３０分間保持して金型を停止させるとともに、２００℃にて９０分間オーブンに投入してから金型を取り出した。金型を取り出したら、金型を放置して室温で冷却し、金型とベルト基材の熱膨張差を利用してベルト基材を脱型した。そして、ベルト基材の両端部をそれぞれカットして２４０ｍｍ幅とし、厚さ１００μｍの無端ベルト本体２を作製した。
【００３５】
次に、ビード３の基材を作製するべく、幅１０００ｍｍ、厚さ１００μｍのＰＥＴフィルム（東レ（株）製、ルミラーＳ１０＃１００）をフィルム成形機にセットし、冷却ロールと、巻き取りロールの間の張力を１６５．４Ｎに調整し、１２０℃に加熱溶融させた熱可塑性ウレタン樹脂（日本ミラクトラン（株）製、Ｅ１８０）をＴダイを用いて厚み０．９ｍｍに吐出しラミネートさせた。これをビード３の原反とした。このビード３の原反からＭＤ方向の長さ７０７ｍｍ、ＴＤ方向５ｍｍのビード３をトムソン刃を用いてビード３を切り出した。
【００３６】
このビード３のＰＥＴ面にコロナ放電処理を行った後に、注射器を用いて弾性接着剤（セメダイン（株）製、スーパーＸ Ｎｏ．８００８）を塗布し、無端ベルト本体２の内周面の一方の側縁に接着剤６の幅が４．０ｍｍ、接着剤６厚みが０．１２ｍｍとなるように加圧接合し、室温にて７２時間静置して無端ベルト１を作製した。この際に、ビード３の対向する継ぎ目間隔を３ｍｍとした。
【実施例２】
【００３７】
次に、上記の無端ベルト本体２の作製方法において、オーブン投入条件を２２０℃、１２０分としてベルト本体を作製した。次いで、ビード３の作製方法において張力を９６．１Ｎとしてビード３の原反を作成し、トムソン刃を用いてビード３を切り出した後、ＰＥＴ面のコロナ放電処理を行わずに弾性接着剤を塗布し、ベルト本体内周部に接合して実施例２の無端ベルト１を作製した。
【実施例３】
【００３８】
次に、上記の無端ベルト本体２の作製方法において、オーブン投入条件を２００℃、９０分としてベルト本体を作製した。次いで、上記ビード３の作製方法において、エラストマ材料４としてクロロプレンゴムを使用し、張力を１６５．４Ｎとしてビード３原反を作製し、トムソン刃を用いてビード３を切り出した後、ＰＥＴ面にコロナ放電処理を行った後に弾性接着剤を塗布し、ベルト本体内周部に接合して実施例３の無端ベルト１を作製した。
【実施例４】
【００３９】
次に、上記の無端ベルト本体２の作製方法において、オーブン投入条件を２００℃、９０分としてベルト本体を作製した。次いで、上記のビード３の作製方法において、ＰＥＴフィルムの代わりに紙を使用し、張力を１６５．４Ｎとしてビード３の原反を作製した。このビード３の原反から紙を静かに剥がし取り、クロロプレンゴム層を取り出した。このクロロプレンゴム層をトムソン刃を用いてビード３を切り出した後、コロナ放電処理を行った後に弾性接着剤を塗布し、ベルト本体内周部に接合して実施例４の無端ベルト１を作製した。
【実施例５】
【００４０】
次に、上記の無端ベルト本体２の作製方法において、オーブン投入条件を２００℃、９０分としてベルト本体を作製した。次いで、上記のビード３の作製方法において、エラストマ材料４としてクロロプレンゴムを使用し、張力を２５０．０Ｎとしてビード３の原反を作製し、トムソン刃を用いてビード３を切り出した後、ＰＥＴ面にコロナ放電処理を行った後に芯材のない両面感圧接着剤を貼り付け、ベルト本体内周部に接合して実施例５の無端ベルト１を作製した。
［比較例１］
【００４１】
また、上記の無端ベルト本体２の作製方法において、オーブン投入条件を２００℃、９０分としてベルト本体を作製した。次いで、上記のビード３の作製方法において、エラストマ材料４としてクロロプレンゴムを使用し、張力を２５０．０Ｎとしてビード３の原反を作製し、トムソン刃を用いてビード３を切り出した後、弾性接着剤を塗布し、ベルト本体内周部に接合して比較例１の無端ベルト１を作製した。
［比較例２］
【００４２】
さらに、上記の無端ベルト本体２の作製方法において、オーブン投入条件を２００℃、９０分としてベルト本体を作製した。次いで、上記のビード３の作製方法において、張力を２５０．０Ｎとしてビード３の原反を作製し、トムソン刃を用いてビード３を切り出した後、弾性接着剤を塗布し、ベルト本体内周部に接合して比較例２の無端ベルト１を作製した。
【００４３】
実施例と比較例との評価を下記のような条件で行い、その結果を表１に示した。
［評価方法］
【００４４】
従来から、無端ベルト本体２及びビード３のヤング率を問題にしている無端ベルトはあったが、無端ベルト本体２とビード３との接着の度合いを見るのは接着力のみで判定していた。しかし、この発明のような、ビード３の長手方向の寸法変化率の絶対値Ｆ（％）、ビード３の短手方向の断面積Ｓ（ｍ２）及び無端ベルト本体２にビード３を接合している剪断接着強度Ｈ（Ｎ／ｍ２）の関係式によって接着の度合いを判定する方法はなかった。
【００４５】
まず、実施例１乃至５と、比較例１及び２の無端ベルト１について、無端ベルト本体２とビード３の接着剥離を確認するため、それぞれの実施例及び比較例により作製された無端ベルト１を図４に示した試験装置Ｔに組み込み、無端ベルト１を矢印Ａで示す水平方向に６ｋｇ張力で張った状態で７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間放置した。その後室温に冷ました後に、ベルトの周長を周長測定機により測定した。また、このとき、ビード３を剥がす前にノギスと目視により、無端ベルト本体２からビード３の浮いている高さを測定した。ビード３長さは無端ベルト本体２に接合する前のビード３の長さ寸法と、試験後に無端ベルト本体２から静かに剥がし取ったビード３の長さ寸法を測定し寸法変化率を求めた。
【００４６】
また、目視により、ビード３の接着面の状態が試験前と変化しなかったものを好ましい（◎）とし、ビード３の接着面にうねりを生じているが剥離のないものを（○）とし、ビード３の接着面に微少な剥離を生じているが実用上の問題はないものを（△）とし、ビード３の接着面が無端ベルト本体２から完全に剥離して使用不可となったものを不良（×）と判定した。
【００４７】
次に、実施例１乃至５と、比較例１及び２の無端ベルト１について、図５に示したベルト耐久試験機Ｅに無端ベルト１を矢印Ａで示す方向に６ｋｇ張力で張った状態で、一対の金属ローラ２０，２０に巻架して、モーターユニット２１を介して金属ローラ２０，２０の軸を駆動させることにより無端ベルト１を回転させ続けて耐久試験を行った。性能の検討に際しては、１０，０００回転までは１，０００回転毎に、１０，０００回転からは１０，０００回転毎にそれぞれの状態を確認し、ビード３の摩耗状態を観察しながら２００，０００回転までの耐久性を確認した。その結果、２００，０００回転でもビード３の摩耗が実用上問題ないものを特に好ましい（◎）とし、１００，０００回転でも実用上問題ないものを好ましい（○）とし、６０，０００回転でも実用上問題ないものを使用可（△）とし、６０，０００回転以下で耐久性などの問題が確認された無端ベルト１を不良（×）と判断した。
【００４８】
表１に示した結果より、無端ベルト１におけるＨ、Ｙ、Ｆ、Ｓの関係式が１８００≦Ｈ／（Ｙ×Ｆ×Ｓ）で示される場合、無端ベルト１に接着された蛇行防止用のビード３が浮くことがないことが確認された。また、ビード３の構成をエラストマ材料４であるウレタンと、フィルム材５であるＰＥＴとして、ベルト本体とビード３の収縮率の差の絶対値を０．５％以下とした場合には、ビード３の接合面にうねりを生ずることがなく、安定してスムースに回転する無端ベルト１とすることができた。
【００４９】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】この発明の実施の形態に係る無端ベルトの使用状態を示す斜視図である。
【図２】同実施の形態に係る無端ベルトを示す一部を破断した斜視図である。
【図３】同実施の形態に係る無端ベルト本体とビードの接着状態を示す要部断面図である。
【図４】無端ベルト試験装置の概略図である。
【図５】無端ベルト耐久試験機の概略図である。
【図６】従来例のガイド付きシームレスベルトの使用状態を示す斜視説明図である。
【図７】同従来例のガイド付きシームレスベルトの実施の形態を示す要部断面側面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 無端ベルト
２ 無端ベルト本体
３ ビード
４ エラストマ材料
５ 樹脂フィルム材
６ 接着剤
１０ ローラ
１１ ビード嵌合溝
Ｔ 無端ベルト試験装置
Ｅ 無端ベルト耐久試験機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する無端ベルト本体内周面の周方向に沿って少なくとも一本の蛇行防止用のビードが形成された無端ベルトにおいて、前記無端ベルト本体に前記ビードを接合している剪断接着強度をＨ（Ｎ／ｍ２）とするとき、前記ビードは、その引張弾性率Ｙ（Ｐａ）、ビード単体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときの前記ビードの長手方向の寸法変化率の絶対値をＦ（％）、前記ビードの短手方向の断面積をＳ（ｍ２）とした場合のＨ、Ｙ、Ｆ、Ｓの関係が１８００≦Ｈ／（Ｙ×Ｆ×Ｓ）であることを特徴とする電子写真装置用の無端ベルト。
【請求項２】
前記ビードがエラストマ材料のビード本体と、該ビード本体を前記無端ベルト本体へ接着するためのフィルム材料からなる接着層とで構成されており、前記無端ベルト本体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときの前記無端ベルト本体の周方向の寸法変化率と、前記ビード単体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときの接着前の前記ビード単体の長手方向の寸法変化率との差の絶対値が０．５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置用の無端ベルト。
【請求項１】
可撓性を有する無端ベルト本体内周面の周方向に沿って少なくとも一本の蛇行防止用のビードが形成された無端ベルトにおいて、前記無端ベルト本体に前記ビードを接合している剪断接着強度をＨ（Ｎ／ｍ２）とするとき、前記ビードは、その引張弾性率Ｙ（Ｐａ）、ビード単体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときの前記ビードの長手方向の寸法変化率の絶対値をＦ（％）、前記ビードの短手方向の断面積をＳ（ｍ２）とした場合のＨ、Ｙ、Ｆ、Ｓの関係が１８００≦Ｈ／（Ｙ×Ｆ×Ｓ）であることを特徴とする電子写真装置用の無端ベルト。
【請求項２】
前記ビードがエラストマ材料のビード本体と、該ビード本体を前記無端ベルト本体へ接着するためのフィルム材料からなる接着層とで構成されており、前記無端ベルト本体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときの前記無端ベルト本体の周方向の寸法変化率と、前記ビード単体を７０℃、９０％ＲＨの環境で７２時間熱エージングしたときの接着前の前記ビード単体の長手方向の寸法変化率との差の絶対値が０．５％以下であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置用の無端ベルト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２２７０３１（Ｐ２００６−２２７０３１Ａ）
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７０２３（Ｐ２００５−３７０２３）
【出願日】平成１７年２月１５日（２００５．２．１５）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１５日（２００５．２．１５）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
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