JP2004053629A - エンドレスベルトおよびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

エンドレスベルトおよびそれを用いた画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】複数のベルト支持ロールにより回転可能に支持された樹脂製のエンドレスベルトであって、前記エンドレスベルトの片寄り走行や蛇行を、ベルトの寿命低下を招くことなく長期にわたって簡単、確実に防止する手段を備えたエンドレスベルト及び該エンドレスベルトを備えた画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像形成装置に用いられる、複数のベルト支持ロールにより回転可能に支持された樹脂製のエンドレスベルトであって、前記エンドレスベルトのベルト本体の幅方向の少なくとも片側の側縁に沿って、蛇行防止ガイド3が、基材5の両面に感圧性接着剤層6を備えた両面接着シートで接着され、且つ、前記両面接着シート4で接着された前記ベルト本体と前記蛇行防止ガイドとのT型剥離強度が0.8N/mm以上であることを特徴とするエンドレスベルト及び該エンドレスベルトを備えた画像形成装置により課題は解決される。
【選択図】     図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に用いられるエンドレスベルトおよびそれを用いた画像形成装置に関する。更に詳しくは、蛇行防止用のガイドを有し、長期間安定走行可能な画像形成装置に用いられる蛇行防止ガイド付エンドレスベルトおよびそれを用いた画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた画像形成装置としては、例えば、中間転写ベルトを使用した中間転写方式のカラー画像形成装置がある。これは、電子写真プロセス等によりトナー像が形成される像担持体(例えば感光体ドラム)の転写部で接触して回転するような中間転写ベルトを複数のベルト支持ロール間に張架して配設したものであり、その像担持体上に形成される複数のトナー像を一旦中間転写ベルトの同じ位置に重ねあわせるように一次転写した後、その中間転写ベルト上に転写されたトナー像を用紙に一括して転写するものである。そして、用紙上に転写された多重のトナー像は、その後定着装置により定着されてカラー画像となる。
【0003】
この他、エンドレスベルトを備えた画像形成装置としては、用紙を担持して複数の画像形成ユニットの転写部を通過させるように搬送する用紙搬送ベルトを使用した、いわゆるタンデムタイプのカラー画像形成装置もある。これは、各色成分のトナー像を個々に形成するため画像形成ユニットを複数並べて配置し、その各画像形成ユニットの転写部で接触して回転するように用紙搬送ベルトを複数のベルト支持ロール間に張架して配設したものであり、その用紙搬送ベルトに吸着して担持した用紙を各画像形成ユニットの転写部を通過させるように搬送することにより、各画像形成ユニットで形成される各トナー像を同じ用紙に順次重ねあわせるように転写し、最後に定着させてカラー画像とするものである。
【0004】
ところで、このような中間転写ベルトや用紙搬送ベルト等のエンドレスベルトを使用したカラー画像形成装置では、そのエンドレスベルトを張架支持する複数のベルト支持ロールの回転軸の平行度やロール外径がばらつくことや、そのエンドレスベルト自体の周長変化により張力が不均一となること等が原因となって、エンドレスベルトが直進走行せず、ベルト支持ロールの軸方向に変位した状態で走行する、いわゆる片寄り走行や蛇行が発生することがある。このため、そのエンドレスベルトに直接又はエンドレスベルトに担持された用紙に順次転写される各トナー像の位置がずれてしまうことがあり、この場合には、最終的には用紙上に形成されるカラー画像に色ずれや色相変化等がおこる画像欠陥が発生するという不具合がある。
【0005】
そこで、このようなエンドレスベルトの蛇行を防止するため、駆動ロール等にフランジを設ける(特開昭58−100145号公報)、エンドレスベルトの両側縁の内面側に蛇行防止ガイドを設けて、そのガイド部分をベルト支持ロールの外周に設けた溝で案内する方法が提案されている。そして後者の技術に関して、例えば、ガイドとして、エラストマーを接着した補強テープを接着する方法(特開平4−333457号)が提案されている。しかし、駆動ローラ等にフランジを設ける方法は、フランジ部にエンドレスベルトが乗り上げてエンドレスベルトが破損する問題が発生する場合がある。一方、ガイドとしてエラストマーを接着した補強テープを接着する方法は、エラストマーに補強テープを接着して、更にエラストマーを接着した補強テープをエンドレスベルトに接着するために作業が煩雑であり、コストが割高である。また、接着剤として、アクリル系樹脂粘着剤を用いており、エンドレスベルトとの接着強度が不十分であり、耐久性に問題を有するなどの問題がある。
【0006】
また、アクリル系樹脂粘着剤等を用いてエンドレスベルトに蛇行防止ガイドを接着する方法(特開平7−187435号公報)が提案されているが、接着剤として、アクリル系樹脂粘着剤を用いており、エンドレスベルトとの接着強度が不十分であり、耐久性に問題を有するなどの問題がある。上記、接着強度の改善として、粘着剤層に、特定のアクリル系共重合体と架橋剤を含有してなり、溶剤不溶物が8〜99質量%である樹脂組成物を用いる(特開2001−206522号公報)提案がなされている。しかし、液状の接着剤または粘着剤を用いる場合、接着剤または粘着剤のはみ出しの発生や、硬化するまで蛇行防止ガイドを保持する必要があり、精度の良い蛇行防止ガイドを形成するのが困難であるという問題がある。
【0007】
また、接着剤として一液性の常温硬化型の変成エポキシ樹脂を用いて蛇行防止ガイドをベルト側縁に接着する方法(特開2000−122439号公報)では、液性接着剤を用いている為、接着時にはみだした接着剤を処理する工程が必要となり、コストが割高となる。また接着剤が硬化するまでに時間を費やし、生産効率を低下させる等の問題がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、以下の内容を課題とする。即ち、複数のベルト支持ロールにより回転可能に支持された樹脂製のエンドレスベルトであって、前記エンドレスベルトの片寄り走行や蛇行を、ベルトの寿命低下を招くことなく長期にわたって簡単、確実に防止する蛇行防止ガイドを備えたエンドレスベルトを提供することを課題とする。更に、前記エンドレスベルトの片寄り走行や蛇行を、ベルトの寿命低下を招くことなく長期にわたって簡単、確実に防止する蛇行防止ガイドを備えたエンドレスベルトを用いた画像形成装置を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、本発明は、
<1>画像形成装置に用いられる、複数のベルト支持ロールにより回転可能に支持された樹脂製のエンドレスベルトであって、前記エンドレスベルトのベルト本体の幅方向の少なくとも片側の側縁に沿って、蛇行防止ガイドが、基材の両面に感圧性接着剤層を備えた両面接着シートで接着され、且つ、前記両面接着シートで接着された前記ベルト本体と前記蛇行防止ガイドとのT型剥離強度が0.8N/mm以上であることを特徴とするエンドレスベルトである。
【0010】
<2>前記両面接着シートの基材の引張強度が、20N/5mm以上であることを特徴とする<1>に記載のエンドレスベルトである。
【0011】
<3>前記両面接着シートが、不織布基材の両面にアクリル樹脂系接着剤を塗布してなることを特徴とする<1>又は<2>に記載のエンドレスベルトである。
【0012】
<4>前記蛇行防止ガイドが、JIS硬度60°から90°の弾性部材からなることを特徴とする<1>乃至<3>のいずれか1つに記載のエンドレスベルトである。
【0013】
<5>前記蛇行防止ガイドが、実質的にエポキシ化ジエン系ブロック共重合体と、エポキシ化ジエン系ブロック共重合体以外の熱可塑性エラストマーとから構成されることを特徴とする<1>乃至<4>のいずれか1つに記載のエンドレスベルトである。
【0014】
<6>前記蛇行防止ガイドが、実質的にエポキシ化ジエン系ブロック共重合体と、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーとから構成されることを特徴とする<5>に記載のエンドレスベルトである。
【0015】
<7>前記両面接着シートで接着された前記ベルト本体と前記蛇行防止ガイドとのスラスト剥離強度が5N/mm以上であることを特徴とする<1>乃至<6>のいずれか1つに記載のエンドレスベルトである。
【0016】
<8>前記スラスト剥離強度が10N/mm以上であることを特徴とする<7>に記載のエンドレスベルトである。
【0017】
<9><1>乃至<8>のいずれか1つに記載のエンドレスベルトを中間転写ベルトとして備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【0018】
<10><1>乃至<8>のいずれか1つに記載のエンドレスベルトを用紙搬送ベルトとして備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【0019】
【発明の実施の形態】
<エンドレスベルト>
以下、図面を参照して本発明のエンドレスベルトを詳細に説明する。
図1及び2に示すように、本発明のエンドレスベルト1は、画像形成装置に用いられる、複数のベルト支持ロールにより回転可能に支持され、且つ、ベルト本体2の表面にトナー像が転写される用紙を担持する用紙担持面又はトナー像が形成されるトナー像担持面等を有する樹脂製のエンドレスベルトであって、前記ベルト本体2の幅方向の少なくとも片側の側縁に沿って、蛇行防止ガイド3が、基材5の両面に感圧性接着剤層6を備えた両面接着シートで接着される構成からなる。
さらに、前記両面接着シートで接着された前記ベルト本体2と前記蛇行防止ガイド3とのT型剥離強度が0.8N/mm以上であることを特徴とする。
本発明のエンドレスベルトは、電子写真式複写機、レーザープリンター等における感光装置、中間転写装置、転写分離装置、搬送装置、帯電装置、現像装置等に好適に使用される。ここで、本発明のエンドレスベルトを構成するベルト本体は、エンドレスベルトの用途、機能等に応じて、材質、形状、大きさ等が適宜設定される。
【0020】
−ベルト本体−
ベルト本体の材質としては、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂等が挙げられる。なお、ベルト本体はつなぎ目があってもなくてもよい。ベルト本体の厚さは、通常、0.02〜0.2mm程度が好ましい。
ベルト本体の一例を挙げると、電子写真方式を用いた画像形成装置等における中間転写ベルト及び転写搬送ベルトの場合、導電性フィラーを含有するポリイミド系樹脂からなる半導電性ベルト等が使用される。
【0021】
本発明のエンドレスベルトのベルト本体の材料は、例えば、熱可塑性樹脂としてイーストマンケミカル(株)製の結晶性ポリエステルPCTG5445を用いることができる。また、本発明のエンドレスベルトを中間転写ベルトとして用いる場合、1×10Ω/□〜1×1014Ω/□の範囲に表面抵抗率を制御するために、必要に応じて導電性フィラーとして、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅合金などの金属または合金、酸化スズ、酸化亜鉛、チタン酸カリム、酸化スズ−酸化インジウムまたは酸化スズ−酸化アンチモン複合酸化物などの金属酸化物、または、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどが単独又は2種以上の併用により用いられる。中でも、導電性フィラーとしては、コストの点でカーボンブラックが好適である。また、必要に応じて分散剤、滑剤などの加工助剤を添加することができる。
【0022】
−蛇行防止ガイド−
ベルト本体2がベルト支持ロールの軸方向へ移動しようとする寄り力が発生すると、その寄り力に抗して発生する同じ強度の反力(応力)が蛇行防止ガイド3に直接かかることとなる。この応力を蛇行防止ガイド3内である程度分散吸収することができるという観点から、蛇行防止ガイド3は、JIS硬度60°〜90°の弾性部材であることが好ましく、特に好ましくは、JIS硬度60°〜80°である。
【0023】
前記弾性部材の材質としては、ポリウレタン、ネオプレンゴム、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリエステルエラストマー、クロロプレンゴム、ニトリルゴム等の適度な硬度を有する弾性体等が使用できる。これらの中でも、電気絶縁性、耐湿、耐溶剤、耐オゾンおよび耐熱性、耐磨耗性を考慮すると、特にポリウレタンゴムやシリコーンゴムが一般に用いられる。
後述する、T型剥離強度及びスラスト剥離強度が得られるのであれば、使用上の問題はないが、ポリウレタンゴムやシリコーンゴムを蛇行防止ガイドとして用いた場合、リサイクルの点では、再生できない、接着が難しい等の問題をもっている。
【0024】
上記接着性とリサイクル性の観点から、本発明に係る蛇行防止ガイドの材料としては、エポキシ化ジエン系ブロック共重合体と、エポキシ化ジエン系ブロック共重合体以外の熱可塑性エラストマーとの混合物からなる材料が好適である。
従来、リサイクル性のある熱可塑性エラストマーは、圧縮歪み量が大きいために経時での安定性に問題が生じる場合があったが、エポキシ化ジエン系ブロック共重合体を添加することによって、弾性体としての圧縮歪み量の改善効果と接着性の向上効果があり、蛇行防止ガイドとして好適に使用することができる。
【0025】
前記エポキシ化ジエン系ブロック共重合体の原料であるジエン系ブロック共重合体とは、ビニル芳香族化合物を主体とする重合体ブロックと、共役ジエン化合物を主体とする重合体ブロックとからなるブロック共重合体をいい、ビニル芳香族化合物と共役ジエン化合物の質量比(ブロック共重合体の質量比)は5/95〜90/10であり、特に10/90〜80/20の質量比が好ましい。また、本発明に供するブロック共重合体の数平均分子量は5,000〜1,500,000、好ましくは10,000〜800,000の範囲であり、分子量分布[重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)]は10以下である。
【0026】
前記ジエン系ブロック共重合体の分子構造は、直鎖状、分岐状、放射状あるいはこれらの任意の組み合わせのいずれであってもよい。例えば、X−Y−X、Y−X−Y−X、Si(X−Y)、X−Y−X−Y−X等の構造を有するビニル芳香族化合物(X)ブロック−共役ジエン化合物(Y)ブロック共重合体である。さらに、共役ジエン系ブロック共重合体に含まれる不飽和結合は、部分的に水素添加されていてもよい。
【0027】
ジエン系ブロック共重合体を構成するビニル芳香族化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−第3級ブチルスチレン、ジビニルベンゼン、p−メチルスチレン、1,1−ジフェニルスチレン等が挙げられ、更に、これらを1種または2種以上併用して用いることができる。この中でもスチレンが好ましい。
【0028】
前記共役ジエン化合物としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、ピペリレン、3−ブチル−1,3−オクタジエン、フェニル−1,3−ブタジエン等が挙げられ、これらを1種又は2種以上併用して用いることができる。この中でも、ブタジエン、イソプレン及びこれらの組み合わせが好ましい。
【0029】
本発明に供するエポキシ化ジエン系ブロック共重合体として、より具体的には、スチレン−ブタジエンブロック共重合体におけるブタジエン残基に含まれる二重結合の一部にエポキシ基を有するダイセル化学工業(株)製のエポフレンドA1020,エポフレンドA1010,エポフレンドA1005をあげることができる。
【0030】
エポキシ化ジエン系ブロック共重合体の配合比率としては、エポキシ化ジエン系ブロック共重合体以外の熱可塑性エラストマー100質量部に対して1〜30質量部、好ましくは3〜25質量部、更に好ましくは5〜20質量部である。
エポキシ化ジエン系ブロック共重合体の配合量が、1質量部未満の場合には、エポキシ化ジエン系ブロック共重合体の添加による接着性の向上効果が少ない場合があり、30質量部を超える場合には、軟らかくなり、蛇行防止ガイドとしての所望の硬度が得られない場合がある。
【0031】
本発明に用いるエポキシ化ジエン系ブロック共重合体以外の熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレン系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー又はポリウレタン系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。中でも、硬度の点から、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーが好ましい。
【0032】
本発明に用いるポリウレタン系熱可塑性エラストマーの好適なものとしては、日本ポリウレタン「ミラクトン」、クラレ「クラミロンU」、日本ミラクトン「ミラクトン」、日清紡績「モビロン」、大日本インキ化学「パンデックス」、などをあげることができる。
【0033】
前記蛇行防止ガイドの形状は、エンドレスベルトの使用条件等により適宜定めることができるが、蛇行防止効果を十分に得る為にはその断面を略矩形とすることが好ましい。前記蛇行防止ガイドの幅は蛇行防止効果、耐久性等の点から、通常1〜10mm程度が好ましい。厚みは、特に制限されないが、蛇行防止効果や耐久性等の観点から、通常1〜5mm程度が好ましい。
【0034】
<両面接着シート>
図2に示すように、本発明に用いられる両面接着シート4は、基材5の両面に感圧性接着剤層6を備えたシート形状の接着部材である。前記ベルト本体2及び前記蛇行防止ガイド3は、前記両面接着シート4により接着される。
ここで、接着剤とは、被着体(ここでいうベルト本体2及び蛇行防止ガイド3)を接着するにあたって液体から固体への態の変化の起こるものをいい、接着にあたっての態の変化を必要としない粘着剤とは区別されるものである。
【0035】
前記両面接着シート4の基材5としては、前記エンドレスベルト走行時にベルト支持ロール当接部での変形に追随する柔軟性を有しておれば良く、具体的には、不織布、ポリエステルフィルム、ポリイミドフィルムなどをあげることができる。この中でも、不織布が好ましい。
前記基材5は、その引張強度が20N/5mm以上の強度を有していることが好ましい。
【0036】
前記基材5の引張強度は、以下の方法で測定した。
長さ100mm、幅5mmの短冊試験片を、22℃、55%RHの環境で、チヤック間距離50mm、引張速度100mm/minで引張試験を行い、降伏強度より引張強度を求めた。
【0037】
前記基材5の厚みは、0.05〜0.3mmが好ましく、より好ましくは、0.08〜0.2mmである。0.05mmより薄い場合には、前記基材5の引張強度を満足させるために、基材を硬くして高強度にする必要がある場合があり、前記基材5の柔軟性が得られない場合がある。一方、前記基材が0.3mmより厚い場合には、ベルト支持ロール当接部での変形が大きくなるために、ベルト本体2と蛇行防止ガイド3の界面に作用する応力が大きくなり、接着強度が不足した場合に、蛇行防止ガイド3がベルト本体2から剥離する問題が生じる場合がある。
【0038】
前記感圧性接着剤層6を構成する感圧性接着剤は、使用されるベルト本体2及び蛇行防止ガイド3との接着性に優れたもので、後述する、T剥離強度、スラスト剥離強度を得ることができる接着剤であれば、特に限定されない。例えば、アクリル系、シリコン系、天然または合成のゴム系、ウレタン系、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体等の合成樹脂系などの樹脂系材料を主材料とする接着剤を用いることができる。
特に、常温で圧力のみを加えることにより所望の接着強度を得られることから、感圧性のアクリル樹脂系接着剤が好ましく用いられる。
前記感圧性接着剤層6の厚みは、0.01mm〜0.3mmが好ましく、より好ましくは、0.02〜0.05mmである。前記感圧性接着剤層6の厚みが0.01mm未満の場合には、均一な接着強度が得られない場合があり、0.3mmを超える場合には、接着時に加える圧力によって、蛇行防止ガイド3の位置ずれを起こす場合がある。
【0039】
本発明で用いられる両面接着シート4としては、前記基材5が不織布で、前記感圧性接着剤層6を構成する感圧性接着剤がアクリル樹脂系接着剤であることが好ましい。より具体的には、厚み0.1mm不織布基材の両面に厚さ0.03mmのアクリル樹脂系接着剤層を備えた、日東電工(株)製No.5000NSをあげることができる。
【0040】
前記両面接着シート4を用いたベルト本体2への蛇行防止ガイド3の貼設は、ベルト本体2がフラットな状態でベルト本体2と蛇行防止ガイド3を貼設して、その後ベルト本体2の端部間を接着してもよいし、ベルト本体2を環状に形成した後に蛇行防止ガイド3を接着してもよい。
本発明のエンドレスベルト1は、前記感圧性接着材層6を介して樹脂製のベルト本体2に、蛇行防止ガイド3が貼設されているものである。蛇行防止ガイド3は、蛇行防止効果、耐久性および補強効果等の点から、ベルト本体2の幅方向の両側縁に通常設けられる。
図1では、ベルト本体2の内側面に蛇行防止ガイド3が貼設されているが、蛇行防止ガイド3の貼設面は、エンドレスベルト1の適用される用途に応じて、ベルト本体2の外側面に貼設してもよい。また、蛇行防止ガイド3はエンドレスベルト1の補強効果の点から全周に設けることが好ましいが、蛇行防止ガイドのつなぎ目が1〜10mm程度あってもよい。
【0041】
蛇行防止ガイド3をベルト本体2へ貼設する方法は、特に制限されないが、一般的には、両面接着シート4を蛇行防止ガイド3に貼り付けたのち、剥離ライナーを剥離してから、ベルト本体2に貼り付ける。このようにしてベルト本体2と蛇行防止ガイド3とを両面接着シート4により貼り付けた後、相互に圧接して接着することにより一体化してエンドレスベルト1を作製する。
なお、貼り合わせは、気泡を入れずに貼り合わせることが重要で、通常ハンドローラ、ゴムローラ、プレス等での貼り合わせ、減圧下での貼り合わせ、加圧下での貼り合わせ等の方法を用いることができる。また、蛇行防止ガイド3表面又はベルト本体2表面は、コロナ処理、プライマー処理又はエージング等を行って接着力を向上させていてもよい。
【0042】
本発明に用いる、基材の両面に感圧性接着剤層を備えた両面接着シートは、ベルト本体に蛇行防止ガイドを貼設するにあたり、作業が容易であり、ベルト本体と蛇行防止ガイドとの接着性がよく、ベルト本体と蛇行防止ガイドとの接着ムラが少なく、基材の両面に感圧性接着剤層を均一な厚みで形成することができる。
さらに、基材の引張強度が20N/5mmの強度を有している場合、エンドレスベルト走行時に基材/感圧性接着材層との界面に作用するせん断力によって、基材が破断するなどの問題が少ないので、耐せん断性に優れる。このように、本発明のエンドレスベルトのベルト本体と蛇行防止ガイドは、耐せん断性に優れているため、エンドレスベルトの長時間駆動によっても、蛇行防止ガイドが位置ずれする、剥離が生じるなどの問題が生じない。
【0043】
−両面接着シートのT型剥離強度−
本発明のエンドレスベルト1において、両面接着シート4により貼設されたベルト本体2と蛇行防止ガイド3のT型剥離強度は、0.8N/mm以上であることを特徴とする。更に好ましくは、1.0N/mm以上であり、特に好ましくは1.2N/mm以上である。T型剥離強度が、0.8N/mm以上あることによって、エンドレスベルト走行時に、ベルト本体2/感圧性接着材層6/基材5/感圧性接着材層6/蛇行防止ガイド3の界面に作用するせん断力によってエンドレスベルト1が破損するなどの問題が少なくなる。
前記T型剥離強度の測定方法を以下に述べる。
【0044】
図3は、T型剥離試験の説明図である。図3(a)はT型剥離試験の試験片30を作成する部分を示す。図3(b)は試験片30の側面図を示す。図3(c)はT型剥離試験の試験方法の説明図である。
図3(a)に示すように、幅W1の蛇行防止ガイド3と同じ幅にベルト本体2を切断し、幅W1、長さ50mmの試験片30を得た。図3(b−1)は、試験片30を矢印Aの方向から見た図であり、図3(b−2)は、試験片30を矢印Bの方向から見た図である。
得られた試験片30の一端を、図3(c)に示すようにベルト本体2と蛇行防止ガイド3の界面で剥離させ、ベルト本体2を固定し、蛇行防止ガイド3を矢印Cの方向に50mm/minの速度で引っ張りT字型に引き裂いたときの引張力P1(N)を測定する。測定されたP1及びW1を用いてT型剥離強度(P1/W1)(N/mm)を算出する。
【0045】
−両面接着シートのスラスト剥離強度−
本発明のエンドレスベルト1において、両面接着シート4により貼設されたベルト本体2と蛇行防止ガイド3のスラスト剥離強度は、5N/mm以上であることが好ましく、特に好ましくは10N/mm以上である。スラスト剥離強度が5N/mm以上あることによって、エンドレスベルト走行時に、ベルト本体2/感圧性接着材層6/基材5/感圧性接着材層6/蛇行防止ガイド3の界面に作用するせん断力によってエンドレスベルト1が破損するなどの問題が少なくなる。
前記スラスト剥離強度の測定方法を以下に述べる。
【0046】
図4は、スラスト剥離試験の説明図であり、図4(a)は試験片40を示す平面図、図4(b)は試験片40を図4(a)の矢印Dの方向から見た側面図、図4(c)は試験方法の説明図であり、試験片40をベルト固定部材42に挿入する前の状態を示す図、図4(d)は試験片40をベルト固定部材42に挿入した状態を示す図、図4(e)は図4(d)の縦断面拡大図である。
図4(a)に示すように、前記エンドレスベルト1を切断して、図面上Y方向に30mm、X方向に50mmの試験片40を作成する。また、図4(c)〜図4(e)に示すように、スラスト剥離強度試験に使用するベルト固定部材42の幅W2は10mmであり、側面にはベルト本体貫通溝44および蛇行防止ガイド貫通溝46が形成されている。前記試験片40のベルト本体2部分および蛇行防止ガイド3部分をそれぞれ前記ベルト固定部材42側面に設けられたベルト本体貫通溝44および蛇行防止ガイド貫通溝46に、図4(d)に示すように挿入する。試験片40をベルト固定部材42に挿入した後、ベルト固定部材42を固定した状態で試験片40を図4(e)に示す矢印Eの方向に10mm/minの速度で引っ張る。その際、前記ベルト本体2と蛇行防止ガイド3との接着部分にはスラスト力(せん断力)が作用する。
前記ベルト本体2と前記蛇行防止ガイド3とが剥離した時の力P2(N)を測定し、測定したP2(N)と前記固定部材40の幅W2(10mm)とからスラスト剥離強度(P2/W2)(N/mm)を算出する。
【0047】
<画像形成装置>
本発明の画像形成装置は、本発明のエンドレスベルトを用いた用紙搬送ベルト方式の画像形成装置および本発明のエンドレスベルトを用いた中間転写体方式の画像形成装置であれば特に限定されるものではない。例えば、現像装置内に単色のトナーのみを収容する通常のモノカラー画像形成装置や、感光体ドラム等の像担持体上に担持されたトナー像を中間転写体に順次一次転写を繰り返すカラー画像形成装置、各色毎の現像装置を備えた複数の像担持体を中間転写体上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置があげられる。
【0048】
以下に、本発明の画像形成装置の1例として、一次転写を繰り返すカラー画像形成装置を示す。図5は、本発明の画像形成装置の1例を示す概略構成図である。
図5に示す画像形成装置は、像担持体としての感光体ドラム101、中間転写体としての中間転写ベルト102、転写電極であるバイアスローラ103、被転写体である用紙を供給するトレー104、BK(ブラック)トナーによる現像装置105、Y(イエロー)トナーによる現像装置106、M(マゼンタ)トナーによる現像装置107、C(シアン)トナーによる現像装置108、ベルトクリーナー109、剥離爪113、ベルト支持ロール121、123及び124、バックアップローラ122、導電性ローラ125、電極ローラ126、クリーニングブレード131、用紙束141、ピックアップローラ142、並びにフィードローラ143を備えてなり、中間転写ベルト102として本発明のエンドレスベルトが用いられる。
中間転写ベルト102の内側に備えられた蛇行防止ガイドは、ベルト支持ロール121、123及び124の側縁部に当接するように位置するため、ベルト走行時、中間転写ベルト102は蛇行防止ガイドに案内される。そのため、中間転写ベルト102は、ベルト走行時、蛇行する問題を起こさない。
【0049】
図5に示す画像形成装置において、感光体ドラム101は矢印F方向に回転し、図示しない帯電装置でその表面が一様に帯電される。帯電された感光体ドラム101にレーザー書込み装置などの画像書き込み手段により第一色(例えば、BK)の静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置105によってトナー現像されて可視化されたトナー像Tが形成される。トナー像Tは感光体ドラム101の回転で導電性ローラ125が配置された一次転写部に到り、導電性ローラ125からトナー像Tに逆極性の電界を作用させることにより上記トナー像Tを静電的に中間転写ベルト102に吸着されつつ中間転写ベルト102の矢印G方向の回転で一次転写される。
【0050】
以下、同様にして第2色のトナー像、第3色のトナー像、第4色のトナー像が順次形成され中間転写ベルト102において重合せられて、多重トナー像が形成される。
【0051】
中間転写ベルト102に転写された多重トナー像は、中間転写ベルト102の回転でバイアスローラ103が設置された二次転写部に到る。二次転写部は、中間転写ベルト102のトナー像が担持された表面側に設置されたバイアスローラ103と該中間転写ベルト102の裏側からバイアスローラに対向するごとく配置されたバックアップローラ122およびこのバックアップローラ122に圧接して回転する電極ローラ126から構成される。
【0052】
用紙141は、用紙トレー104に収容された用紙束からピックアップローラ142で一枚ずつ取り出され、フィードローラ143で二次転写部の中間転写ベルト102とバイアスローラ103との間に所定のタイミングで給送される。給送された用紙141には、バイアスローラ103及びバックアップローラ122による圧接搬送と中間転写ベルト102の回転により、該中間転写ベルト102に担持されたトナー像が転写される。
【0053】
トナー像が転写された用紙141は、最終トナー像の一次転写終了まで退避位置にある剥離爪113を作動せることにより中間転写ベルト102から剥離され、図示しない定着装置に搬送され、加圧/加熱処理でトナー像を固定して永久画像とされる。なお、多重トナー像の用紙141への転写の終了した中間転写ベルト102は、二次転写部の下流に設けたベルトクリーナー109で残留トナーの除去が行われて次の転写に備える。また、バイアスローラ103は、ポリウレタン等からなるクリーニングブレード131が常時当接するごとくとりつけられており、転写で付着したトナー粒子や紙紛等の異物が除去される。
【0054】
単色画像の転写の場合、一次転写されたトナー像Tを直ちに二次転写して定着装置に搬送するが、複数色の重ね合わせによる多色画像の転写の場合、各色のトナー像が一次転写部で正確に一致するように中間転写ベルト102と感光体ドラム101との回転を同期させて各色のトナー像がずれないようにする。上記二次転写部では、バイアスローラ103と中間転写ベルト102を介して対向配置したバックアップローラ122に圧接した電極ローラ126にトナー像の極性と同極性の出圧(転写電圧)を印加することで該トナー像を用紙141に静電反発で転写する。
以上のようにして、画像を形成することができる。
【0055】
次に、本発明の画像形成装置の他の一例を示す。
図6に示す画像形成装置は、ユニットY、M、C、BKと、用紙搬送ベルト206と、転写ロール207Y、207M、207C、207BKと、用紙搬送ロール208と、定着器209とを備えている。用紙搬送ベルト206として、本発明のエンドレスベルトが用いられる。
用紙搬送ベルト206の内側に備えられた蛇行防止ガイドは、ベルト支持ロール210、211、212及び213の側縁部に当接するように位置するため、ベルト走行時、用紙搬送ベルト206は蛇行防止ガイドに案内される。そのため、用紙搬送ベルト206は、ベルト走行時、蛇行する問題を起こさない。
【0056】
ユニットY、M、C、BKは、矢印の時計方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって回転可能にそれぞれ感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKが備えらる。感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKの周囲には、コロトロン帯電器202Y、202M、202C、202BKと、露光器203Y、203M、203C、203BKと、各色現像装置(イエロー現像装置204Y、マゼンタ現像装置204M、シアン現像装置204C、ブラック現像装置204BK)と、感光体ドラムクリーナー205Y、205M、205C、205BKとがそれぞれ配置されている。
【0057】
ユニットY、M、C、BKは、用紙搬送ベルト206に対して4つ並列に、ユニットY、M、C、BKの順に配置されているが、ユニットBK、Y、C、Mの順等、画像形成方法に合わせて適当な順序を設定することができる。
【0058】
用紙搬送ベルト206は、ベルト支持ロール210、211、212、213によって、矢印の反時計方向に感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKと同じ周速度をもって回転可能になっており、ベルト支持ロール212、213の中間に位置するその一部が感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKとそれぞれ接するように配置されている。用紙搬送ベルト206は、ベルト用クリーニング装置214が備えられている。
【0059】
転写ロール207Y、207M、207C、207BKは、用紙搬送ベルト206の内側であって、用紙搬送ベルト206と感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKとが接している部分に対向する位置にそれぞれ配置され、感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKと、用紙搬送ベルト206を介してトナー画像を用紙(被転写体)216に転写する転写領域(ニップ部)を形成している。
【0060】
定着装置209は、用紙搬送ベルト206と感光体ドラム201Y、201M、201C、201BKとのそれぞれの転写領域(ニップ部)を通過した後に搬送できるように配置されている。
【0061】
用紙搬送ロール208により、用紙216は用紙搬送ベルト206に搬送される。
【0062】
図6に示す画像形成装置において、ユニットBKにおいては、感光体ドラム201BKを回転駆動させる。これと連動してコロトロン帯電器202BKが駆動し、感光体ドラム201BKの表面を所定の極性・電位に一様に帯電させる。表面が一様に帯電された感光体ドラム201BKは、次に、露光器203BKによって像様に露光され、その表面に静電潜像が形成される。
【0063】
続いて該静電潜像は、ブラック現像装置204BKによって現像される。すると、感光体ドラム201BKの表面にトナー画像が形成される。なお、このときのトナーは一成分系のものでもよいし二成分系のものでもよい。
【0064】
このトナー画像は、感光体ドラム201BKと用紙搬送ベルト206との転写領域(ニップ部)を通過すると同時に、用紙216が静電的に用紙搬送ベルト206に吸着して転写領域(ニップ部)まで搬送され、転写ロール207BKから印加される転写バイアスにより形成される電界により、用紙216の外周面に順次、転写される。
【0065】
この後、感光体ドラム201BK上に残存するトナーは、感光体ドラムクリーナ205BKによって清掃・除去される。そして、感光体ドラム201BKは、次の転写サイクルに供される。
【0066】
以上の転写サイクルは、ユニットC、M及びYでも同様に行われる。
【0067】
転写ロール207BK、207C、207M及び207Yによってトナー画像を転写された用紙216は、さらに定着装置209に搬送され、定着が行われる。
以上により記録紙上に所望の画像が形成される。
【0068】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いて更に詳細に説明する。
[実施例1]
(ベルト本体)
ベルト本体の材料として、イーストマンケミカル(株)製の結晶性ポリエステルPCTG5445の100質量部と、導電性フィラーとして、pH4.5のカーボンブラックの独Degussa社のPrintex140Tを16質量部と味の素ファインテクノ(株)製の3級アミノ基含有高分子分散剤アジズパ−PB711を18質量部とを分散してなる樹脂組成物を用いた。
上記樹脂組成物の樹脂ペレットを1軸押出機を用いて、260℃の加熱温度にて、チューブ形状に押出成形して、厚み0.13mmで、幅350mmの外径168mmの無端ベルトを得、ベルト本体として用いた。このベルト本体の表面抵抗率は1011.9Ω/□、体積抵抗率1010.6Ωcmであった。
【0069】
(蛇行防止ガイド)
蛇行防止ガイドの材料として、日本ミラクトラン社製熱可塑性ポリウレタンエラストマーB760PNAT(硬度62°)100質量部に、ダイセル化学工業(株)製のエポフレンドA1020を10質量部添加してなる樹脂組成物を用い、この樹脂組成物から膜厚1.0mmのシートを成形した。このシートを幅5mmにスリットして、硬度61°の蛇行防止ガイドとした。
得られた蛇行防止ガイドを前記ベルト本体の内側の面の幅方向の両側縁に、厚み0.1mmの不織布基材の両面に厚さ0.03mmのアクリル系樹脂感圧接着剤層を備える両面接着シートである、日東電工(株)製No.5000NSを介して、積層、加圧して接着し、実施例1のエンドレスベルトを得た。
【0070】
実施例1のエンドレスベルトのT型剥離強度と、スラスト剥離強度を前述の方法に基づいて測定した。結果を表1に示す。
【0071】
蛇行防止ガイド貼り付け不良発生率を、N=200本の蛇行防止ガイド貼り付けを実施して、不良発生頻度より求めた。
判定は以下の基準で行った。結果を表1に示す。
○ :貼り付け不良数 N=4未満(不良率:2%未満)
× :貼り付け不良数 N=4以上(不良率:2%以上)
【0072】
エンドレスベルトのベルトライフは、富士ゼロックス社製DC1250にエンドレスベルトを実装してランニングさせた時の、蛇行防止ガイドの剥離が発生するまでに要したエンドレスベルトの回転数により判定した。尚、ベルト1回転を1cycleとして算出した。
判定は以下の基準で行った。結果を表1に示す。
○ :1000kcycle以上ランで蛇行防止ガイドの剥離なし
× : 1000kcycleランで蛇行防止ガイドの剥離あり
【0073】
[実施例2]
ベルト本体及び両面接着シートは、実施例1と同じものを使用した。蛇行防止用ガイドの材料は、日本ミラクトラン社製熱可塑性ポリウレタンエラストマーB760PNAT(硬度62°)100質量部に、ダイセル化学工業(株)製のエポフレンドA1010を20質量部添加してなる樹脂組成物を用いた。この樹脂組成物から膜厚1.0mmのシートを成形し、このシートを幅5mmにスリットして、硬度60°の蛇行防止ガイドとした。
実施例1と同様の方法で実施例2のエンドレスベルトを作製し、実施例1と同様の試験を行った。結果を表1に示す。
【0074】
[実施例3]
ベルト本体及び両面接着シートは、実施例1と同じものを使用した。蛇行防止ガイドは、タイガースポリマー(株)製の硬度70°のウレタンゴムシート(タイプレンTR100−70:商品名)を、厚さ1.0mm、幅5mmで、長さ528mmの短冊形状に裁断して用いた。
実施例1と同様の方法で実施例3のエンドレスベルトを作製し、実施例1と同様の試験を行った。結果を表1に示す。
【0075】
[比較例1]
ベルト本体は実施例1と同じものを使用した。蛇行防止ガイドは実施例3と同じものを使用した。両面接着シートの代わりとして、液状の弾性エポキシ系接着剤であるシリル基含有特殊ポリマー(セメダイン社製のスーパーX No.8008)を用いた。該接着剤を蛇行防止ガイドに厚さ0.02mmの厚さで均一に塗布し、ベルト本体の内側の面の幅方向の両側縁に貼りつけて、常温で、2時間加圧して、接着し、比較例1のエンドレスベルトを作製した。作製したエンドレスベルトを用いて実施例1と同様の試験を行った。結果を表1に示す。
【0076】
[比較例2]
ベルト本体は実施例1と同じものを使用した。蛇行防止ガイドは実施例3と同じものを使用した。両面接着シートとして、基材が厚さ0.3mmの不織布に0.05mmの厚みでアクリル系接着剤層を備えた日東電工(株)製両面接着シートTWY−01(商品名)を用いた。
実施例1と同様の方法で比較例2のエンドレスベルトを作製し、実施例1と同様の試験を行った。結果を表1に示す。
【0077】
[比較例3]
ベルト本体は実施例1と同じものを使用した。蛇行防止ガイドは実施例3と同じものを使用した。両面接着シートとして、基材が厚さ0.015mmのポリエステルシートの片面に特殊ゴム系粘着剤を厚さ0.1mmに塗布し、反対側の面に0.03mmの厚みのアクリル系接着剤層を備えた日東電工(株)製両面接着シートVR5311(商品名)を用いた。
実施例1と同様の方法で比較例3のエンドレスベルトを作製し、実施例1と同様の試験を行った。結果を表1に示す。
【0078】
[比較例4]
ベルト本体は実施例1と同じものを使用した。蛇行防止ガイドは実施例3と同じものを使用した。両面接着シートとして、基材が厚さ0.015mmのポリエステルシートの片面に厚さ0.03mmの特殊シリコーン系接着剤層と、反対側の面に0.03mmの厚みのアクリル系接着剤層とを備えた日東電工(株)製両面接着シート530A(商品名)を用いた。
実施例1と同様の方法で比較例4のエンドレスベルトを作製し、実施例1と同様の試験を行った。結果を表1に示す。
【0079】
[比較例5]
ベルト本体は実施例1と同じものを使用した。蛇行防止ガイドは実施例3と同じものを使用した。両面接着シートとして、シート型のニチバン(株)社製の両面テープを用いた。
実施例1と同様の方法で比較例5のエンドレスベルトを作製し、実施例1と同様の試験を行った。結果を表1に示す。
【0080】
実施例1〜3及び比較例1〜5の結果を表1に示す。
【0081】
【表1】
Figure 2004053629
【0082】
実施例1〜3は、基材の引張強度が、20N/5mm以上の不織布の両面にアクリル系接着剤を塗布してなる両面接着シートを用いたことによって、作業性に優れ、貼り付け不良の発生を低減し、スラスト剥離強度を向上させることができた。また、ベルトライフは、1000kcycle以上であった。
特に、エポキシ化ジエン系ブロック共重合体を配合してなる蛇行防止ガイドを備えた実施例1及び2のエンドレスベルトは、スラスト剥離強度が強く、ベルトライフは、1300kcycle以上であった。
【0083】
比較例1は、弾性を有するシリル基含有特殊ポリマー(エポキシ樹脂系)接着剤を使用しており、T型剥離強度、スラスト剥離強度に優れ、ベルトライフは1000kcycle以上であるが、接着剤を蛇行防止ガイド全面に均一に塗布することが難しいので、高精度の塗布設備が必要である。さらに、蛇行防止ガイドに接着剤を塗布してから、高精度の位置決めをして、ベルト本体と当接して、接着剤が硬化するまで2時間以上保持しなければならないために、蛇行防止ガイドの貼り付けの費用が、高コストになる問題がある。
比較例2〜比較例5の両面接着シートは、硬化時間が30秒以内であり、作業性に優れるが、T型剥離強度が0.8N/mm以下であり、ベルトライフは100kcyce以下であった。
【0084】
【発明の効果】
本発明によって、複数のベルト支持ロールに張架されて回転する樹脂製のエンドレスベルトにおいて、エンドレスベルトの片寄り走行や蛇行を、ベルトライフの低下を招くことなく、長期にわたって簡単、確実に防止することができる。さらに、本発明のエンドレスベルトは容易に作製可能であり、本発明のエンドレスベルトを使用した画像形成装置により安定的に高品質な画質が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のエンドレスベルトの構成概略図である。
【図2】ベルト本体と蛇行防止ガイドの接着部を示す構成概略図である。
【図3】T型剥離試験の説明図である。
【図4】スラスト剥離試験の説明図である。
【図5】本発明のエンドレスベルトを中間転写ベルトとして備えた画像形成装置の概略図である。
【図6】本発明のエンドレスベルトを用紙搬送ベルトとして備えた画像形成装置の概略図である。
【符号の説明】
1 エンドレスベルト
2 ベルト本体
3 蛇行防止ガイド
4 両面接着シート
5 基材
6 感圧性接着剤層
30 (T型剥離試験用)試験片
40 (スラスト剥離試験用)試験片
42 ベルト固定部材
44 ベルト本体貫通溝
46 蛇行防止ガイド貫通溝
102 中間転写ベルト
206 用紙搬送ベルト

Claims (10)

  1. 画像形成装置に用いられる、複数のベルト支持ロールにより回転可能に支持された樹脂製のエンドレスベルトであって、
    前記エンドレスベルトのベルト本体の幅方向の少なくとも片側の側縁に沿って、蛇行防止ガイドが、基材の両面に感圧性接着剤層を備えた両面接着シートで接着され、
    且つ、前記両面接着シートで接着された前記ベルト本体と前記蛇行防止ガイドとのT型剥離強度が0.8N/mm以上であることを特徴とするエンドレスベルト。
  2. 前記両面接着シートの基材の引張強度が、20N/5mm以上であることを特徴とする請求項1に記載のエンドレスベルト。
  3. 前記両面接着シートが、不織布基材の両面にアクリル樹脂系接着剤を塗布してなることを特徴とする請求項1又は2に記載のエンドレスベルト。
  4. 前記蛇行防止ガイドが、JIS硬度60°から90°の弾性部材からなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のエンドレスベルト。
  5. 前記蛇行防止ガイドが、実質的にエポキシ化ジエン系ブロック共重合体と、エポキシ化ジエン系ブロック共重合体以外の熱可塑性エラストマーとから構成されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のエンドレスベルト。
  6. 前記蛇行防止ガイドが、実質的にエポキシ化ジエン系ブロック共重合体と、ポリウレタン系熱可塑性エラストマーとから構成されることを特徴とする請求項5に記載のエンドレスベルト。
  7. 前記両面接着シートで接着された前記ベルト本体と前記蛇行防止ガイドとのスラスト剥離強度が5N/mm以上であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のエンドレスベルト。
  8. 前記スラスト剥離強度が10N/mm以上であることを特徴とする請求項7に記載のエンドレスベルト。
  9. 請求項1乃至8のいずれか1項に記載のエンドレスベルトを中間転写ベルトとして備えたことを特徴とする画像形成装置。
  10. 請求項1乃至8のいずれか1項に記載のエンドレスベルトを用紙搬送ベルトとして備えたことを特徴とする画像形成装置。
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