JP4563968B2 - ベルト切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタに用いられる転写ベルト、搬送ベルト等の定着ベルトを、所定長さとするためにベルト端面近傍を切断するベルト切断方法及びベルト切断装置に関する。

この種の定着ベルトにはポリイミド樹脂等からなる薄肉のベルトが使用される。薄肉のベルトは、例えば、円筒状とした状態でその外周面に刃物の刃先を押し当てたとき、刃先の押圧力に対抗して円筒形状を維持できるほどの機械的強度を持ち合わせていない場合が多い。このため、薄肉ベルトを所望の長さで切断する場合、適当な保持部材に被嵌して一定の円筒形状としてから切断することが多い。このときの保持部材としては、ベルトの内径に近似した丸棒が用いられる（特許文献１参照）。

ベルト内径のばらつきが大きいとき、それに対応した保持部材を用いる必要がある。例えば、各ベルト内径に近似した多種類の丸棒の保持部材を用意しておく。また、２分割あるいは３分割に縦割りしたパイプを用いて外径を変化させることを可能とした保持部材を用いる。また、ベルト内に２本の丸棒を平行配置し、２本の丸棒間の間隔を適宜広げてベルトに一定のテンションを加えるようにする保持部材を用いる。従来はこれらの保持部材をベルトに取り付けてベルトを一定の形状としてから、ベルト外周面に刃物を押し当てて切断する方法が取られていた。
特開２００５−２０５５０２号公報

ここで、従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
保持部材としてベルトの内径に近似した丸棒を用いた場合は、ベルト内径のばらつきが大きいと、ベルトの内径と同等の外径を有する多種類の丸棒を用意する必要がある。また、２分割あるいは３分割に縦割りしたパイプや２本の丸棒を用いる場合は、ベルトの内径に合わせる可動機構が複雑であり、微調整等を行うため、作業性が悪いという課題があった。

なお、異種技術として、空気噴出孔を周壁に有する円柱状の保持具に、円筒状のベルトを挿入し、当該保持具の周壁をベルトの内壁面と密着させて保持具によりベルトを保持すること、及び、上記空気噴出孔に空気圧をかけることが開示されている（特許文献１参照）。
しかしながら、これはベルトの外周面からの空気漏れ状態を検出するものであり、ベルト端面近傍を切断するベルト切断方法とは技術分野が異なるものである。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、１種類の保持部材で、内径のばらつきの大きいベルトでも容易に装着でき、さらに切断を容易に行うことのできるベルト切断方法とベルト切断装置を提供することを目的とする。

本発明の各実施例においては、それぞれ次のような構成により上記の課題を解決する。
〈構成１〉
被切断体であるベルトを、当該ベルトの内径より大きい外径を有しかつ外周面の所定位置に環状逃げ溝を有する保持体に嵌入する工程と、上記ベルトを上記保持体に嵌合した状態で、上記環状逃げ溝に対向配置された切断手段で上記ベルトの外周面を上記環状逃げ溝に沿って切断する工程と、上記切断する工程を経たベルトを、上記保持体から取り出す工程とを備えたことを特徴とするベルト切断方法。

ベルトを環状逃げ溝に沿って切断することにより、保持体外周面を切断手段で損傷することなく、周方向に沿う切断を簡単に行うことができる。

〈構成２〉
構成１に記載のベルト切断方法において、上記保持体として、両端面が閉塞されかつ上記環状逃げ溝の両側に周壁を貫通する細孔を設けた円筒体を使用し、上記ベルトを上記保持体に嵌入する工程において、上記環状逃げ溝より内側に設けられた内側細孔からの流体噴出を停止した状態で、上記環状逃げ溝より外側に設けられた外側細孔から上記ベルトの内面に向けて流体を噴出させることを特徴とするベルト切断方法。

ベルトを上記保持体の端部から嵌入する際には環状逃げ溝の外側細孔からのみ流体を噴出させるので、流体の無駄な流出を防止し、安定した流体圧を維持できる。内径寸法にばらつきのある複数のベルトを、１つの保持体で容易に保持できる。
ここで、以下の定義をする。
環状逃げ溝の両側とは、保持体の軸方向に対し、垂直方向から見たときに、環状逃げ溝を中心とした両側を示すものである。環状逃げ溝より外側に設けられた外側細孔とは、保持体の軸方向に対し、垂直方向見たときに、環状逃げ溝より保持体端部側に位置する細孔をいう。環状逃げ溝より内側に設けられた内側細孔とは、保持体の軸方向に対し、垂直方向見たときに、環状逃げ溝より保持体中心部側に位置する細孔をいう。

〈構成３〉
構成１に記載のベルト切断方法において、上記保持体として、端面が閉塞されかつ上記環状逃げ溝の両側に周壁を貫通する細孔を設けた円筒体を使用し、上記切断工程を終了したベルトを上記保持体から取り出す工程では、上記環状逃げ溝より外側に設けられた外側細孔からの流体噴出を停止した状態で、上記環状逃げ溝より内側に設けられた内側細孔から流体を噴出させることを特徴とするベルト切断方法。

ベルトで覆われた細孔のみから流体を噴射するため、流体の無駄な流出を防止し、流体を内側細孔あるいは外側細孔から効率的に噴射できる。

〈構成４〉
構成２又は３に記載のベルト切断方法において、上記流体として空気を用いることを特徴とするベルト切断方法。

流体として空気を使用するため、安全で作業性がよい。

〈構成５〉
構成２〜４のいずれかに記載のベルト切断方法において、上記保持体として、端部に向って先細となるテーパ面を有する円筒体を使用することを特徴とするベルト切断方法。

端部に向って先細となるテーパ面を有する円筒体を使用することにより、保持体の外径よりも内径の小さなベルトでも保持体に容易に装着できる。

〈構成６〉
被切断体であるベルトの内径より大きい外径を有しかつ外周面の所定位置に環状逃げ溝を有する円筒状の保持体と、上記環状逃げ溝に対向配置され、上記保持体に嵌合された上記ベルトを切断する切断手段とを備えたことを特徴とするベルト切断装置。

保持体外周面を切断手段で損傷することなく、周方向に沿う切断を簡単に行うことができる。

〈構成７〉
構成６に記載のベルト切断装置において、上記保持体として、両端面が閉塞されかつ上記環状逃げ溝より外側に設けられた外側細孔と上記環状逃げ溝より内側に設けられた内側細孔とを設けた円筒体が使用され、上記保持体内に、上記外側細孔に連結された外側導管と、上記内側細孔に連結された内側導管とを配設し、上記保持体の外側に、流体供給管を介して流体を任意の圧力で供給する流体供給源を配設し、上記保持体の一端部に、上記外側導管と上記内側導管のいずれか一方に上記流体供給源からの流体を供給する切換機構を有する切換弁を配設したことを特徴とするベルト切断装置。

ベルトと保持体の間に流体を噴出させると流体圧力によりベルトの内径が拡張されるため保持体よりも内径の小さなベルトでも保持体に容易に装着することが可能となる。
保持体内の外側導管と内側導管のいずれか一方に流体を供給して保持体に対するベルトの出し入れをスムーズにする。

〈構成８〉
構成６又は７に記載のベルト切断装置において、上記切換弁は、上記保持体と上記流体供給管とを分離できるように構成されていることを特徴とするベルト切断装置。

保持体を回転しながらベルトを切断する際に、保持体と流体供給管及び流体供給源とを分離できるので、保持体の回転がし易くなる。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明のベルト切断装置を示す斜視図、図２はその縦断面図である。
本発明のベルト切断装置は、外周面の所定位置に環状逃げ溝１４Ａ、１４Ｂを有する円筒状の保持体１６と、この保持体１６内に流体供給管３６を介して流体を供給する流体供給源４２と、環状逃げ溝１４Ａ、１４Ｂに対向配置される刃物１８とを備えている。

保持体１６は、被切断体であるベルト１２（図３）の内径より大きい外径を有する円筒体であり、両端面が閉塞されている。保持体１６のベルト嵌入側端部２４は、端部に向って先細となるテーパ面とされている。環状逃げ溝１４Ａ、１４Ｂは、予め、切断位置に刃物１８の逃げ溝として設けられるものである。ここでいう刃物１８はカッタ刃等の刃物の他にレーザ光線等を含み、ベルトを切断可能な手段であれば、特に限定されるものではない。

保持体１６には、以下に示すように、軸方向に対して環状逃げ溝の内側と外側にそれぞれ流体（空気あるいは水）の噴出機構が設けられている。
ベルト嵌入側端部２４側に設けられた環状逃げ溝１４Ａの両側近傍に、それぞれ外側細孔２０と内側細孔２２とが設けられている。すなわち、保持体１６の軸方向に対し、垂直方向から見たときに、環状逃げ溝１４Ａより外側（図中、左側）に、外側細孔２０が設けられている。同様に、環状逃げ溝１４Ａより内側（図中、右側）に、内側細孔２２が設けられている。

外側細孔２０と内側細孔２２とは、保持体１６の外周面において互いの位置が１８０度位相でずれている方が好ましい。説明の便宜上、図１には外側細孔２０と内側細孔２２の相互位置を、９０度程度の位相差で示している。

なお、図２に示すように、環状逃げ溝１４Ａ近傍に設けられた内側細孔２２の代わりに、環状逃げ溝１４Ａより遠方の、保持体１６の中央部に内側細孔２２Ａを設けてもよい。ベルト１２を最後までスムーズに抜き取るには、内側細孔が環状逃げ溝１４Ａ近傍に設けられる方が好ましい。

保持体１６内に、外側細孔２０に連結された外側導管３０と、内側細孔２２に連結された内側導管３２とがそれぞれ配設されている。外側導管３０と内側導管３２の各外側端部は、保持体１６の流体流入側端部２６に設けられた切換弁２８にそれぞれ接続されている。流体流入側端部とは、保持体内に流体を流入させる側の端部である。

切換弁２８は、周知の切換弁の構造でよいが、図２に示すように、２本の導管３０、３２のいずれか一方に通じる後通路３４と、流体供給管３６に連結された前通路３８とを弁体４０を介して連結した切換機構が設けられている。

前通路３８を中心として弁体４０及び後通路３４を回転することにより、後通路３４が外側導管３０か内側導管３２のいずれか一方に通じるようにされている。図２には、後通路３４が外側導管３０に通じている例を示している。流体供給管３６は任意の流体を外部に供給する流体供給源４２に接続されている。

切換弁２８は、保持体１６と流体供給管３６とを分離できるように構成されている。すなわち、弁体４０及び後通路３４を配置した部分と、流体供給管３６に連結された前通路３８を配置した部分とで分離できるように構成されている。両者を分離した状態では保持体１６内の２本の導管３０、３２の各端部が弁体４０を介して密閉状態となるようにされている。このように、切換弁２８を、保持体１６と流体供給管３６とを分離できるように構成することにより、後述するベルト１２の切断に際して保持体１６を自由に回転することができる。なお、保持体１６と流体供給管３６とを分離する際、保持体１６内を密閉する必要性はない。保持体１６と流体供給管３６とを接続するときに、流体が外側導管３０、内側導管３２、流体供給管３６等の流体通路以外のところから漏れていない構成であればよい。

次に、上記ベルト切断装置を用いてベルトを切断する方法につき説明する。
図３（ａ）は、被切断体であるベルト１２を、当該ベルト１２の内径より大きい外径を有しかつ外周面の所定位置に環状逃げ溝１４Ａ、１４Ｂを有する保持体１６に嵌入する工程の説明図である。

図示したように、被切断体であるベルト１２は保持体１６のベルト嵌入側端部から嵌入される。ベルト１２の嵌入端が保持体１６の外側細孔２０を塞いたとき、切換弁２８の切換機構を操作して外側導管３０を経て外側細孔２０からベルト１２の内面に向けて流体を噴出させる。同時に、内側導管３２を閉塞して環状逃げ溝１４Ａより内側に設けられた内側細孔２２から流体が噴出しないようにする。このように、切換弁２８の切換機構を操作して外側細孔２０から流体噴出することにより、ベルト１２と保持体１６との間に流体層が生じて潤滑材の役割をはたすため、保持体１６へのベルト１２装着が容易になる。流体として空気が使用される。

また、ベルト１２と保持体１６との間に流体を噴出させると流体圧力によりベルト１２の内径が拡張されるため保持体１６よりも内径の小さなベルト１２でも保持体１６に容易に装着することが可能となる。また、保持体１６のベルト嵌入側端部２４をテーパ形状として同端部の外径を保持体中間部よりも小さくしておくことにより、保持体１６の外径よりも内径の小さなベルト１２を、外側細孔２０の位置まで容易に導くことができる。

図３（ｂ）は、ベルト１２を保持体１６に嵌合した状態で、ベルトの外周面を刃物１８で切断する工程の説明図である。
引き続き、外側細孔２０からのみベルト１２の内面に向けて流体を噴出させながら、ベルト１２を保持体１６中央部に嵌入移動する。この後、保持体１６の外側細孔２０からの流体噴射を停止するようにしてから切換弁２８を２分割して弁体４０と流体供給管３６とを分離する。

ベルト１２を保持体中央部に嵌合した状態で、保持体１６をその軸心４４を中心として回転しながら、環状逃げ溝１４Ａ、１４Ｂに対向する位置に配置された刃物１８を前進させてベルト１２の外周面を環状逃げ溝に沿って切断する。このように、ベルト１２を環状逃げ溝１４Ａ、１４Ｂに沿って切断することにより、保持体１６外周面を刃物１８で損傷することなく、周方向に沿う切断を簡単に行うことができる。

図３（ｃ）は、上記の切断工程を経たベルト１２を、保持体１６から取り出す工程の説明図である。
図示したように、ベルト１２は中間部と両端部とに切断され、中間部が製品となる。先ず、保持体１６のベルト嵌入側端部２４上にあるベルト切断端を強制的に除去する。

次に、製品であるベルト中間部を保持体１６から取り出す場合は次のようにする。すなわち、２分割された切換弁２８を合体して弁体４０と流体供給管３６とを再度接続する。そして、切換弁２８の切換機構を操作し、外側導管３０を閉塞して外側細孔２０からの流体の噴出を停止した状態として、内側導管３２を経て内側細孔２２からのみ流体を噴出させる。

このように、内側導管３２のみに流体を供給することにより、ベルト嵌入時と同じ効果でベルト中間部を保持体１６からスムーズに取り外すことができる。また、上記のようにベルト１２と保持体１６の間に流体を噴出させると流体の圧力によりベルト１２の内径が拡張されるため、内径にばらつきのある数種のベルト１２でも１本の保持体１６で保持することが可能となる。

保持体１６として、外径６０ｍｍの円筒体に、幅５ｍｍ、深さ４ｍｍの環状逃げ溝１４Ａ、１４Ｂを、所望のベルト長さの間隔で設けたものを使用した。環状逃げ溝１４Ａの外側１０ｍｍの位置に、口径１ｍｍの外側細孔２０を設け、逃げ溝１４Ａの内側１０ｍｍの位置に同じく内側細孔２２を設けた。保持体１６の全長は４１４ｍｍで、各端部から環状逃げ溝１４Ａ、１４Ｂまでの距離はそれぞれ４０ｍｍとした。

このような保持体１６に、内径５９．９５ｍｍのベルト１２（厚さ８０μmのポリイミドベルト上に、厚さ３００μmのシリコーンゴム及び厚さ３０μmのＰＦＡチューブを積層加工したもの）を、保持体端部から３５ｍｍの位置まで嵌合させたが、これ以上は保持体１６に嵌合させることができなかった。そこで、外側細孔２０から空気を噴出させたところ、空気の潤滑効果により、容易にベルト１２を保持体１６の所定位置に嵌合することができた。

この後、環状逃げ溝１４Ａ、１４Ｂに対向配置される刃物１８を用いてベルト１２を所定長さに切断した。次に、ベルト端材を取り外して空気を噴出させないままベルト１２を保持体１６から外そうとしたが、ベルト１２を動かすことができなかった。そこで、内側細孔２２から空気を噴出させたところ、潤滑効果により容易にベルト１２を取り外すことができた。
本例での装着可能なベルト内径のばらつきは、保持体１６の最大外径に対し、−０．２〜０ｍｍの範囲であった。

また、保持体１６の外径と、環状逃げ溝１４Ａ、１４Ｂの間隔とを上記実施例２と同様とし、環状逃げ溝１４Ａの外側の外径を、環状逃げ溝１４Ａから１５ｍｍまでについて環状逃げ溝１４Ａの内側と同じ外径とした。ここから端部までの２５ｍｍをテーパ面形状として、端部での径を５９．６ｍｍとした保持体１６を製作した。

内径５９．６ｍｍのベルト１２を実施例１と同じ保持体１６に装着しようとしたが、ベルト１２の内径が小さすぎて保持体１６に嵌合することができなかった。同じベルト１２を端部テーパ加工した保持体１６に嵌合したところ端部より３３ｍｍの位置まで嵌合させることができた。

そこで外側細孔２０から空気を噴出させたところ、空気圧力によりベルト１２の内径が拡張され、さらに空気の潤滑効果により容易に保持体１６にベルト１２を装着することができた。刃物１８を用いてベルト１２を所定長さに切断した後、ベルト端材を取り外して空気を噴出させたところ、ベルト１２を容易に保持体１６から取り外すことができた。
本例での装着可能なベルト内径のばらつきは、保持体１６の最大外径に対し−０．５〜０ ｍｍの範囲であった。

＜比較例＞
上記実施例１と空気噴出機構を設けることを除いて同じ構成で製作した保持体１６にてベルト１２の嵌合を試みたが、保持体１６の最大外径に対し−０．０３ｍｍ以上の外径でないと嵌合することができなかった。また、保持体１６の最大外径に対し、０．０２ｍｍ以上外径が大きくなると、保持体１６とベルト１２の間で滑りが発生し、ベルト１２を保持体１６に保持しておくことが難しくなった。

以上のように、保持体１６に空気噴出機構を設けることで、従来では１つの保持体１６では対応困難なベルト外径のばらつきに対しても柔軟に対応することができ、簡便に切断処理を行うことができる。

本発明のベルト切断装置を示す斜視図である。 同装置の断面図である。 同装置を用いてベルトを切断する工程を示す説明図で、（ａ）は被切断体であるベルトを保持体に嵌入する工程の説明図、（ｂ）は刃物でベルト外周面を環状逃げ溝に沿って切断する工程の説明図、（ｃ）は切断する工程を経たベルトを保持体から取り出す工程の説明図である。

符号の説明

１２ ベルト
１４Ａ 環状逃げ溝
１４Ｂ 環状逃げ溝
１６ 保持体
１８ 刃物
２０ 外側細孔
２２ 内側細孔
２４ ベルト嵌入側端部
２６ 流体流入側端部
２８ 切換弁
３０ 外側導管
３２ 内側導管
３４ 後通路
３６ 流体供給管
３８ 前通路
４０ 弁体
４２ 流体供給源

Claims (5)

1. 被切断体であるベルトを、当該ベルトの内径より大きい外径を有しかつ外周面の所定間隔を置いた２箇所に環状逃げ溝を有する保持体に嵌入する工程と、
   前記ベルトを前記保持体に嵌合した状態で、前記環状逃げ溝に対向配置された切断手段で前記ベルトの外周面を前記環状逃げ溝に沿って切断する工程と、
   前記切断する工程を経たベルトを、前記保持体から取り出す工程とを備え、
   前記保持体として、両端面が閉塞されかつベルト嵌入側の前記環状逃げ溝の両側に周壁を貫通する細孔を有し、ベルト嵌入側の端部に向って先細となるテーパ面を有する円筒体を使用し、
   前記ベルトを前記保持体に嵌入する工程において、前記環状逃げ溝より内側に設けられた内側細孔からの流体噴出を停止した状態で、前記環状逃げ溝より外側であって、前記テーパ面を除外した位置に設けられた外側細孔から前記ベルトの内面に向けて流体を噴出させ、
   前記切断工程を終了したベルトを前記保持体から取り出す工程では、前記環状逃げ溝より外側に設けられた外側細孔からの流体噴出を停止した状態で、前記環状逃げ溝より内側に設けられた内側細孔から前記ベルトの内面に向けて流体を噴出させることを特徴とするベルト切断方法。
2. 請求項１に記載のベルト切断方法において、
   前記流体として空気を用いることを特徴とするベルト切断方法。
3. 被切断体であるベルトの内径より大きい外径を有しかつ外周面の所定間隔を置いた２箇所に環状逃げ溝を有し、ベルト嵌入側の端部に向って先細となるテーパ面を有する円筒状の保持体と、
   前記環状逃げ溝に対向配置され、前記保持体に嵌合された前記ベルトを切断する切断手段とを備え、
   前記保持体として、両端面が閉塞されかつベルト嵌入側の前記環状逃げ溝より外側であって、前記テーパ面を除外した位置に設けられた外側細孔とベルト嵌入側の前記環状逃げ溝より内側に設けられた内側細孔とを設けた円筒体が使用され、
   前記保持体内に、前記外側細孔に連結された外側導管と、前記内側細孔に連結された内側導管とを配設し、
   前記保持体の外側に、流体供給管を介して流体を任意の圧力で供給する流体供給源を配設し、
   前記保持体の一端部に、前記外側導管と前記内側導管のいずれか一方に前記流体供給源からの流体を供給する切換機構を有する切換弁を配設したことを特徴とするベルト切断装置。
4. 請求項３に記載のベルト切断装置において、
   前記切換弁は、前記保持体と前記流体供給管とを分離できるように構成されていることを特徴とするベルト切断装置。
5. 請求項３または４に記載のベルト切断装置において、
   前記外側細孔と前記内側細孔とは、前記保持体の外周面において互いの位置が１８０度位相でずれていることを特徴とするベルト切断装置。

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