JP4211925B2 - 給紙搬送用ベルト - Google Patents

Description

本発明は、プリンター、複写機、ファクシミリ等の電子写真画像形成装置において紙葉類を給紙及び搬送する給紙搬送用ベルトに関する。

従来、複写機等の紙送りベルトとしては、適度な摩擦係数及び耐摩耗性等の特性からＥＰＤＭが主に用いられている（例えば、特許文献１、２等参照）。

しかしながら、カラー画像を形成する電子写真画像形成装置でカラー画像形成した印刷物等にシリコーンオイルが付着しているので、そのようなカラー画像を原稿とする場合や両面印刷の場合に、ＥＰＤＭのベルトでは経時使用によって摩擦係数が低下し、搬送不良のトラブルが発生するという問題がある。

特公平７−５３５４１号公報 （特許請求の範囲等） 特許３２３７２１４号公報 （特許請求の範囲等）

本発明は上記事情に鑑み、ＥＰＤＭと同様な搬送特性を有すると共にシリコーンオイルに対して相溶性の良好なシリコーンゴムからなる給紙搬送用ロールを提供することを課題とする。

前記課題を解決する本発明の第１の態様は、カラー画像を形成する電子写真画像形成装置に用いられる給紙搬送用ベルトにおいて、ベルト本体がゴム硬度５０°以下のシリコーンゴムからなると共に内径が３０ｍｍ以上厚さが２ｍｍ以下であり、当該ベルト本体の外面を水平な基台上に接触させて載置して上部に荷重を付加したときの沈み量から下記式
腰力（％）＝［（荷重４０ｇを付加した時のベルトの高さ）／（載置した時のベルトの高さ）］×１００
で表される腰力が８０％以下であり且つ所定の直径の一対のプーリに設置して一方に１ｋｇの荷重をかけたときの当該ベルト本体の膨らみ量から下記式
膨らみ率（％）＝［膨らみ量（ｍｍ）／プーリ外径（ｍｍ）］×１００
で表される膨らみ率が１２％以下であることを特徴とする給紙搬送用ベルトにある。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記ベルト本体が、芯体が接着剤を使用することなく埋設されていることを特徴とする給紙搬送用ベルトにある。

本発明の第３の態様は、第２の態様において、前記芯体として内側に編物が埋設されていることを特徴とする給紙搬送用ベルトにある。

本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記芯体として糸状体が前記編物の外側に埋設されていることを特徴とする給紙搬送用ベルトにある。

本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、一対のプーリにベルトを巻きかけ、プーリ間に１ｋｇの荷重をかけた状態で一方のプーリを回転駆動し、回転し始めるときの値である駆動トルクが４００ｇｆ・ｃｍ以下であることを特徴とする給紙搬送用ベルトにある。

本発明の給紙搬送用ベルトは、搬送特性に優れ、シリコーンオイルに対して相溶性の良好なシリコーンゴムからなる給紙搬送用ベルトを提供するという効果を奏する。

本発明の給紙搬送用ベルトは、ベルト本体がゴム硬度５０°以下のシリコーンゴムからなる。ここで、シリコーンゴムの種類は特に限定されず、２液を混合する液状シリコーンでも、熱加硫型シリコーンでもよいが、ゴム硬度が５０°以下のものを用いる。５０°より高くなると、後述するように腰力及び膨らみ率が大きくなってしまうと共に、摩擦係数が低くなってしまうという問題がある。また、十分な摩擦係数を得るためには、６０％以上、更に好ましくは６５％以上の反発弾性を持つシリコーンゴムであることが望ましい。

本発明の給紙搬送用ベルトは、内径が３０ｍｍ以上厚さが２ｍｍ以下である。これは後述する腰力を所定範囲内とし、十分な搬送特性を得るためである。すなわち、厚さが２ｍｍより大きくなると、腰力が大きくなり、搬送特性が低下する。例えば、プーリに巻きかけて回転駆動させようとする際の最低トルクを測定すると、２ｍｍを越えると急激に上昇し、シリコーン製の給紙搬送用ベルトには相応しくない。

また、本発明の給紙搬送用ベルトは、腰力が８０％以下であるという特性を有する。

ここで、腰力は、ベルト本体を当該ベルト本体の外面を水平な基台上に接触させて載置したときのベルト本体の高さ（鉛直方向の外径）と、その状態から上部に荷重を付加したときの沈み量（鉛直方向上端が荷重を負荷しない状態から沈んだ量）とを測定し、これらから下記式で求めたものである。

腰力（％）＝［（荷重４０ｇを付加した時のベルトの高さ）／（載置した時のベルトの高さ）］×１００

かかる腰力は、ベルトに外圧がかかったときの復元する力を表し、プーリへの巻き付き難さを表すものであり、腰力が８０％以下であるのが好ましい。腰力が８０％より大きいと、プーリに巻きかけたときに十分な摩擦力が得られず、すなわち、駆動力が得られない。逆にいうと、プーリに巻きかけて駆動しようとする際に必要な最低限のトルクが上昇してしまうので、搬送特性が低下する。駆動トルクは、後述する試験例に示すが、例えば、１ｋｇの荷重をかけたときの駆動トルクが４００ｇｆ・ｃｍ以下であるのが好ましい。

また、本発明の給紙搬送用ロールは、所定の直径の一対のプーリに設置して少なくとも一方に互いに離間する方向に１ｋｇの荷重をかけたときの当該ベルト本体の膨らみ量から測定される膨らみ率が１２％以下であるものである。

ここで、膨らみ率は下記式で表される。

膨らみ率（％）＝［膨らみ量（ｍｍ）／プーリ外径（ｍｍ）］×１００

膨らみ率は上述した腰力と共に搬送特性に大きな影響を与えるものであり、特にゴム硬度が６０°のものを用いても、厚さ２ｍｍの給紙搬送用ベルトとすると、膨らみ率が１２％以下とならないと、十分な搬送特性を得ることができない。

本発明の給紙搬送用ベルトは、上述したようにシリコーンゴムからなるが、上述したような腰力及び膨らみ率を有するものとするために、芯体を埋設する場合でも接着剤を用いないのが好ましい。接着剤を用いると、腰力及び膨らみ率が大きくなる傾向となるからである。逆に、シリコーンゴムからなるので、浸透性がよく、接着剤を用いなくても芯体をベルト本体に一体的に埋設させることができる。また、接着剤を用いない事により、環境に対する負荷が低減されるというメリットが生じる。

本発明の給紙搬送用ベルトは、内側、すなわち、プーリ接触側に織物、編物などの芯体が埋設されているのが好ましく、特に好ましくは芯体として編物が埋設されているのがよい。腰力や膨らみ率に大きな影響を与えないためである。

また、本発明の給紙搬送用ベルトは、周方向に亘って糸状芯体が埋設されているのが好ましい。ベルト本体の耐久性および機能性を確保するためである。なお、糸状芯体の種類等は一般的なベルトに用いられるものであれば、特に限定されないが、ポリエステル糸、ポリアミド糸などの合成糸又は天然糸を用いればよく、太さは、例えば、３０番手程度のものを用いればよい。

本発明の給紙搬送用ベルトの一例の横断面を図１に示す。図１に示すように、給紙搬送用ベルト１０は、シリコーンゴムからなるベルト本体１１の内側に編物１２が埋設されていると共に、その外側に、糸状芯体１３が埋設されている。このような給紙搬送用ベルト１０の製造方法は特に限定されないが、例えば、ベルト本体１１の内径を規定する円柱状金型に編物１２を被せると共に糸状芯体１３を巻回し、その上にシリコーン生ゴムを巻いてさらにフィルムを巻回し、加硫することにより製造される。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を説明する。

（試験品１ａ〜１ｅ）
編物を被せて３０番手のポリエステル糸を巻回した、外径４１ｍｍの金型にゴム硬度４０°品のシリコーン生ゴムを被せ、フィルムで覆って加硫したのち仕上げ厚さ１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍに研摩して仕上げ、幅２５ｍｍに突っ切りして試験品１ａ〜１ｅのベルトを得た。

（試験品２ａ〜２ｅ）
ゴム硬度５０°品のシリコーンゴムを用いた以外は試験品１ａ〜１ｅと同様にして厚さ１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍの試験品２ａ〜２ｅのベルトを得た。

（試験品３ａ〜３ｅ）
ゴム硬度６０°品のシリコーンゴムを用いた以外は試験品１ａ〜１ｅと同様にして厚さ１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍの試験品３ａ〜３ｅのベルトを得た。

（試験例１）
図２に示すように、各試験品のベルトを水平な基台上に載置した状態の高さＴ１（ｍｍ）と、上部に４０ｇの荷重を負荷したときの高さＴ２（ｍｍ）を測定し、下記式から腰力（％）を求めた。この結果を表１及び図３に示す。

沈み率（％）＝［１−（Ｔ２／Ｔ１）］×１００
腰力（％）＝１００−沈み率（％）＝（Ｔ２／Ｔ１）×１００

この結果より、４０°品では厚さ３ｍｍの試験品１ｅが、５０°品では厚さ２．５ｍｍ及び３ｍｍの試験品２ｄ，２ｅが、６０°品では厚さ２ｍｍ、２．５ｍｍ及び３ｍｍの試験品３ｃ、３ｄ及び３ｅが、それぞれ腰力が８０％を越え、巻き付き難いことがわかった。

（試験例２）
各試験品のベルトについて、駆動トルクを測定した。すなわち、外径２２ｍｍと外径１２．７ｍｍとの一対のプーリに各ベルトを巻きかけ、プーリ間に１ｋｇｆの荷重をかけた状態で一方のプーリを回転駆動し、回転し始めるときの値を駆動トルク（ｇｆ・ｃｍ）とした。この結果を表２及び図４に示す。

この結果より、ベルトの肉厚が２ｍｍを越えると、駆動トルクが急激に上昇し、駆動し難いベルトであることがわかった。

（試験例３）
試験例２と同様に各試験品のベルトを一対のプーリ間に巻きかけ、駆動トルクを上昇させてベルトとプーリ間で滑りが発生し始めたときの駆動トルクを滑り出しトルクとした。この結果を表３及び表４、図５及び図６に示す。

表３、図５の結果より、ベルトの肉厚が２ｍｍを越えると、滑り出しトルクが急激に低下し、使用上好ましくない事がわかった。

また、表４、図６の結果より、ゴム硬度が４０°及び５０°の場合で、腰力が８０％以下では、駆動トルクが安定しており、腰力は８０％以下が好ましい事がわかった。なお、ゴム硬度４０°で厚さ２.５ｍｍのサンプルは、腰力は８０％以下であるがベルトの肉厚が２ｍｍを越えているので、駆動トルクが大きく上昇し、実際の使用には不適であった。

（試験例４）
図７に示すように、直径２０ｍｍの一対のプーリに各試験品のベルトを巻きかけ、一方のプーリに１ｋｇｆの荷重を負荷した状態でベルトのプーリ直径からの膨らみ量ｄ（ｍｍ）を測定し、下記式から膨らみ率（％）を求めた。

膨らみ率（％）＝［膨らみ量ｄ（ｍｍ）／プーリ外径ｒ（ｍｍ）］×１００

この結果を表５に示す。この結果、使用範囲の限界に近いベルト厚が２ｍｍで、腰力が約８０％に近い試験品２ｃでは、膨らみ率が１１．８％であり、上述した試験で使用範囲外であった試験品はこれより膨らみ量が大きかった。よって、膨らみ量が１２％以下の範囲で使用に適していることがわかった。

本発明の給紙搬送用ベルトの一例を示す横断面図である。 試験例１の測定方法を説明する図である。 試験例１の測定結果を示すグラフである。 試験例２の測定結果を示すグラフである。 試験例３の測定結果を示すグラフである。 試験例３の測定結果を示すグラフである。 試験例４の測定方法を説明する図である。

符号の説明

１０ 給紙搬送用ベルト
１１ ベルト本体
１２ 編物
１３ 糸状芯体

Claims (5)

1. カラー画像を形成する電子写真画像形成装置に用いられる給紙搬送用ベルトにおいて、ベルト本体がゴム硬度５０°以下のシリコーンゴムからなると共に内径が３０ｍｍ以上厚さが２ｍｍ以下であり、当該ベルト本体の外面を水平な基台上に接触させて載置して上部に荷重を付加したときの沈み量から下記式
   腰力（％）＝［（荷重４０ｇを付加した時のベルトの高さ）／（載置した時のベルトの高さ）］×１００
   で表される腰力が８０％以下であり且つ所定の直径の一対のプーリに設置して一方に１ｋｇの荷重をかけたときの当該ベルト本体の膨らみ量から下記式
   膨らみ率（％）＝［膨らみ量（ｍｍ）／プーリ外径（ｍｍ）］×１００
   で表される膨らみ率が１２％以下であることを特徴とする給紙搬送用ベルト。
2. 請求項１において、前記ベルト本体が、芯体が接着剤を使用することなく埋設されていることを特徴とする給紙搬送用ベルト。
3. 請求項２において、前記芯体として内側に編物が埋設されていることを特徴とする給紙搬送用ベルト。
4. 請求項３において、前記芯体として糸状体が前記編物の外側に埋設されていることを特徴とする給紙搬送用ベルト。
5. 請求項１〜４の何れかにおいて、一対のプーリにベルトを巻きかけ、プーリ間に１ｋｇの荷重をかけた状態で一方のプーリを回転駆動し、回転し始めるときの値である駆動トルクが４００ｇｆ・ｃｍ以下であることを特徴とする給紙搬送用ベルト。

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