JP2007225969A - ベルトユニット及びこれを有する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子写真方式の画像形成装置において、フルカラー画質に対して銀塩写真に近い高画質品位が望まれており、それを達成する手段として、トナーの小径化、球状化、ワックス等の離型剤を内包したものを使用することが提案されている。この様な場合、無端状ベルト上のクリーニングを効果的に、且つ長期にわたり維持することが難しかった。
【解決手段】画像形成装置１に備えられるベルトユニットとして、無端状ベルト２２と、この無端状ベルト２２に当接して無端状ベルト上の付着物を除去するクリーニングブレード２４とを有し、無端状ベルト２２の十点平均粗さＲｚを０．２μｍ以下とし、且つ前記無端状ベルトの鏡面度を１００以上に設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無端状ベルトを有するベルトユニットを備えた画像形成装置に関し、特に無端状ベルトの特性に関する。

従来、感光体ドラムへ記録媒体を搬送し、記録媒体へトナー画像を転写させるための転写搬送ベルトを備えた電子写真方式の画像形成装置において、感光体ドラムと記録媒体間でのトナー転写及び分離時に、剥離放電によるトナー画像乱れの問題を解消するために、転写搬送ベルト表面の十点平均粗さＲｚを、４μｍ以上に設定するものがあった（例えば、特許文献１参照）。またこの様な転写搬送ベルトにおいて、記録媒体上以外に、ベルト上にもトナーが飛散する場合もあり、このベルト上のトナーを除去するためにウレタンゴム等の弾性からなるクリーニングブレードを用いていた。

特開平８―１４６７８１号公報（第６頁、図１）

近年、電子写真方式の画像形成装置において、フルカラー画質に対して銀塩写真に近い高画質品位が望まれており、それを達成する手段として、トナーの小径化、球状化、ワックス等の離型剤を内包したものを使用することが提案されている。この様なトナーを使用して、十点平均粗さＲｚが４μｍ以上の無端状ベルトを使用した従来技術の構成装置では、無端状ベルト上のクリーニングを効果的に、且つ長期にわたり維持することは難しく、クリーニング性能の劣化は画像品質の劣化を招くため、高画質品位を安定して得ることができなかった。

本発明の目的は、以上の問題を解消し、無端状ベルト上のクリーニングを効果的に、且つ長期にわたり維持するこができるベルトユニット、及びこれを有する画像形成装置を提供することにある。

本発明のベルトユニットは、
無端状ベルトと、前記無端状ベルトに当接し、無端状ベルト上の付着物を除去するクリーニング部材とを備え、
前記無端状ベルトの十点平均粗さＲｚを０．２μｍ以下とし、且つ前記無端状ベルトの鏡面度を１００以上としたことを特徴とする。

本発明の画像形成装置は、
上記ベルトユニットと、現像剤像を形成する画像形成部と、前記ベルトユニットの無端状ベルト上に担持されて搬送される記録媒体上に前記現像剤像を転写する転写部とを有することを特徴とする。

本発明の他の画像形成装置は、
上記ベルトユニットと、前記ベルトユニットの無端状ベルト上に現像剤像を形成する画像形成部と、前記無端状ベルト上に形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写部とを備えたことを特徴とする。

本発明のベルトユニットによれば、使用による経時変化や、温度変化、湿度変化といった使用条件が変化しても、ベルト上の付着物のクリーニング性能に優れ、これを画像形成装置に採用することによって、常に安定して高品質な画像を得ることが可能となる。

実施の形態１．
図１は、本発明に基づく実施の形態１の画像形成装置の要部構成を示す概略構成図である。

同図に示す画像形成装置１は、直接転写方式のタンデム型カラー電子写真プリンタとしての構成を備え、装置内部には、記録媒体としての記録用紙２５を収納する給紙カセット２３が装着され、記録用紙２５を給紙カセット２３から取り出す給紙ローラ３３、記録用紙２５を画像形成部まで搬送する搬送ローラ３１が配置される。また、画像形成装置１内には、画像形成部として、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色の現像剤としてのトナーの画像を形成するトナー画像形成部１１〜１４が、記録用紙２５の搬送経路に沿って、上流側から順に配置されている。これらのトナー画像形成部は、所定色のトナーを使用する外は同じ構成を有する。

例えばブラック（Ｋ）のトナーを使用するトナー画像形成部１１に示すように、各トナー画像形成部は、静電潜像担持体としての感光体ドラム５１、感光体ドラム５１の表面に電荷を供給して帯電させる帯電部５２、帯電された感光体ドラム５１の表面に画像データをもとに選択的に光を照射して静電潜像を形成する露光部５３、感光体ドラム５１に形成された静電潜像を前記トナーにより現像してトナー画像を形成する現像部５４、及び感光体ドラム５１の表面に残留したトナーを除去すべく、感光体ドラム５１に接触して配置されるクリーニングブレード５６を備える。

また、画像形成装置１内には、ベルトユニットとして、記録用紙２５を搬送する無端状ベルト２２、図示せぬ駆動部より回転されて無端状ベルト２２を矢印方向に駆動するドライブローラ２０、ドライブローラ２０と対を成して無端状ベルト２２を張架するテンションローラ２１、及び無端状ベルト２２上に付着したトナーを掻き取りクリーニングするクリーニング部材としてのクリーニングブレード２４が配置され、更に転写部として、前記トナーにより静電潜像を可視化した像である、感光体ドラム５１上に形成されたトナー画像を記録用紙２５上に転写すべく、無端状ベルト２２を挟むように各感光体ドラム５１に対向して転写ローラ２６が配置されている。

そして、前記記録用紙２５上に形成されたトナー画像を、熱及び圧力を加えることによって定着させる定着装置３０、定着装置３０を通過した記録用紙２５を搬送し、画像が定着された記録用紙２５を貯留する排出部３４に記録用紙２５を排出する搬送ローラ３２が配置される。

尚、ドライブローラ２０及び、テンションローラ２１の片方又は両方において、無端状ベルト４２の側面部と係合して、その蛇行を矯正する為の蛇行防止ガイド２０ａ，２１ａを必要に応じて設けることが好ましい。これらの蛇行防止ガイドは、ベルトの片側部に設けて蛇行を防止するようにしても良いし、両側部に設けるようにしても良い。また、ガイドは自ら回転駆動するように構成しても良いし、ベルトの回転に従動するように構成してもよい。そして、ドライブローラ２０及びテンションローラ２１以外の部分に設けてもよい。

以上の構成において、画像形成装置１の動作について、図１を参照しながら説明する。
尚、同図中の点線矢印は、搬送される記録用紙２５の搬送方向を示す。

各トナー画像形成部１１〜１４の感光体ドラム５１の表面は、図示しない電源装置により電圧が印加された帯電部５２により帯電される。続いて、感光体ドラム５１が矢印方向に回転することによって、帯電された感光体ドラム５１表面が露光部５３の付近に到達すると、露光部５３によって露光され、感光体ドラム５１表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像部５４により現像され、感光体ドラム５１の表面にトナー画像が形成される。

一方、給紙カセット２３に収納された記録用紙２５は、給紙ローラ３３によって給紙カセット２３から取り出され、搬送ローラ３１及び無端状ベルト２２により、転写ローラ２６の付近に搬送される。そして、感光体ドラム５１が回転することによって、現像によって得られた感光体ドラム５１の表面上のトナー画像が転写ローラ２６及び無端状ベルト２２の付近に到達すると、図示しない電源装置により電圧が印加されている転写ローラ２６と無端状ベルト２２によって、感光体ドラム５１表面上のトナー画像が記録用紙２５上に転写される。以上のトナー画像の記録用紙２５上への転写が、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー画像を形成するトナー画像形成部１１〜１４を通過する毎に順次重ねて行われ、記録用紙２５上に各色のトナーによるカラー画像が形成される。

続いて、表面に各色のトナー画像が形成された記録用紙２５は、無端状ベルト２２の回転によって、定着装置３０に搬送される。記録用紙２５上のトナー画像は、定着装置３０によって加圧しながら加熱することにより溶融し、記録用紙２５上に固定される。更に、記録用紙２５は、搬送ローラ３２により、排出部３４に排出され、画像形成の動作が終了する。この間、記録用紙２５を分離した後の無端状ベルト２２は、無端状ベルト２２上に残留したトナーやその他の異物を除去するクリーニングブレード２４により清掃される。

次に上記した画像形成装置１で使用される無端状ベルト２２について詳しく説明する。
尚、無端状ベルトについて、本実施の形態の画像形成装置１で使用する無端状ベルトを特定する場合には符号２２を付すが、特に特定するものでない場合には符号を付さない。

本実施の形態で用いる無端状ベルトの材料として、ポリアミドイミド（以下、ＰＡＩと称す）を使用し、導電性発現のために、カーボンブラックを適量配合し、Ｎ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰと称す）溶液中にて攪拌混合し、回転成型により、膜厚１００μｍ、口径φ１９８ｍｍの寸法に成型した無端状ベルトを得る。この時、金型内面の仕上げ加工具合を適宜調整することで、後述する十点平均粗さＲｚ及び鏡面度の異なる無端状ベルトを得ることができる。

無端状ベルトの材料としては、本実施の形態で使用した上記ＰＡＩに限定されるわけでなく、耐久性や機械的特性の観点から、無端状ベルト駆動時の張力による変形が一定範囲である材料であれば、例えば本実施の形態で使用したＰＡＩと同様に、ヤング率が２０００ＭＰａ以上、好ましくは３０００ＭＰａ以上である、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、エチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の樹脂、或いはこれら各々を主体とした混合物を用いても構わない。

また、無端状ベルトを製造するにあたり、その溶媒は使用される材料により適宜決定されるが、有機極性溶媒が良く用いられ、特にＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド類が有用である。例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、先にあげたＮＭＰや、ピリジン、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、併せて使用しても差し支えない。

また、カーボンブラックは、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等が挙げられ、これらは単独使用することもでき、または複数種類のカーボンブラックを併用しても良い。これらのカーボンブラックの種類は、目的とする導電性により適宜選択することができるが、本願における画像形成装置に使用される無端状ベルトには、特にチャンネルブラック、ファーネスブラックが好適に用いられ、その用途によっては酸化処理、グラフト処理等の酸化劣化を防止したものや、溶媒への分散性を向上させたものを用いることが好ましい。カーボンブラックの含有量は、その目的に応じて添加するカーボンブラックの種類により適宜決定されるが、本願の画像形成装置に使用される無端状ベルトとしては、その機械的強度等から、ベルト組成樹脂固形分に対し、３〜４０重量％、より好ましくは３〜３０重量％である。

次に、以上のようにして形成した十点平均粗さＲｚ及び鏡面度の異なる８種類（サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．８）の無端状ベルトを試料として、画像形成装置１に装着して行なった、連続印刷試験とその印刷結果に基づくクリーニング性能評価について説明する。

ここでの十点平均粗さＲｚ（μｍ）とは、無端状ベルト表面の凸凹に直角な平面で切断した時、その切り口に現れる輪郭（これを断面曲線という）から、所定の波長より長い表面うねり成分をカットオフした粗さ曲線より求められる十点平均粗さのことをいい、測定は、ＪＩＳ Ｂ０６０１に準ずる方法で行なわれる。

鏡面度とは表面性状の写像性を数値化したものである。従来、表面の微細な形状を定量的に測定する方法として、面粗度、光沢度等があるが、これらは特性の一部を測定しているに過ぎず、写像性の測定は目視による評価が一般的であった。ここでの鏡面度は、後述するように、被測定物表面に写る基準パターン（反射像）の鮮明さを、輝度値（明るさ）分布のばらつきを元に、基準片と対象物との相対値で算出したものである。基準となる理想表面の鏡面度１０００に対して、鏡面度の数値が大きいほど表面性状が良い、つまり鏡面性が高いことを示す。

鏡面度の測定方法について、図２を参照しながら更に説明する。

図２は、無端状ベルトの鏡面度を測定する鏡面度測定装置の要部構成を示す概略構成図である。同図に示すように、鏡面度測定装置２００は、パターン投影装置２０１、光電変換素子２０２、及び信号処理装置２０３から構成される。

パターン投影装置２０１には、光源２１０とパターン投影板２１１が設けられている。図３はパターン投影板２１１の構成を示す図で、パターン投影板２１１は、同図に示すように、幅１ｍｍの開口部２１１ａを複数一列に配置した厚さ０．５ｍｍのステンレス板で、表面は光を反射しないようにつや消しの塗装が施されている。パターン投影装置２０１は、被測定物表面２１５に対して角度θで光を照射するように保持されている。θは被測定物の種類や測定方法によって任意に変更できるが、ここでは、θ＝４５°とする。

光電変換素子２０２は、その光軸がパターン投影装置２０１の光軸と同一平面上で、且つ（１８０−２θ）度の角度になるように保持されている。光電変換素子２０２は、例えば直線状（一次元）或いは２次元に多数の受光部を配列したＣＣＤアレイで構成され、被測定物表面２１５に投影されたパターンを撮像し、反射光の強度を電気信号に変換する。光電変換素子２０２の出力は、信号処理装置２０３に接続されており、変換した電気信号（強度信号）を信号処理装置２０３に送信する。

信号処理装置２０３は、光電変換素子１２からの電気信号を受信する受信部２０５、受信した電気信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部２０６、このＡ／Ｄ変換部２０６で変換されたデジタル信号を波形処理し、極大値（Ｍａｘ）と極小値（Ｍｉｎ）とを選択し、鏡面度を算出する鏡面度算出手段としてのデータ解析部２０７、及び解析結果を表示する表示部２０８を有する。

以上のように構成された鏡面度測定装置２００の動作について説明する。

光源２１０からパターン投影板２１１に平行光線を照射し、被測定物表面２１５に光の明暗パターンを投影する。被測定物表面２１５に投影されたこの明暗パターンを、光電変換素子２０２によって撮像して反射光の強度を電気信号に変換して信号処理装置２０３に送信する。信号処理装置２０３に入力された強度信号は、信号処理装置２０３のＡ／Ｄ変換部２０６によりＡ／Ｄ変換される。図４は、このときＡ／Ｄ変換されたデータを表したグラフである。

データ解析部２０７は、この信号波形の各々の極大値Ｍａｘ（１）、Ｍａｘ（２）・・・Ｍａｘ（ｎ）の平均Ｍａｘ（Ａｖｅ．）、及び極小値Ｍｉｎ（１）、Ｍｉｎ（２）・・・Ｍｉｎ（ｎ）の平均Ｍｉｎ（Ａｖｅ．）を下式によって求める。
Ｍａｘ（Ａｖｅ．）＝ΣＭａｘ（ｎ）／ｎ
Ｍｉｎ（Ａｖｅ．）＝ΣＭｉｎ（ｎ）／ｎ
更に、こうして求められたＭａｘ（Ａｖｅ．）、Ｍｉｎ（Ａｖｅ．）から、下式によって被測定物表面の鏡面度を求める。
鏡面度＝[{Max(Ave.)-Min(Ave.)}/{Max(Ave.)十Min(Ave.)}]×1000 ・・・（１）

以上のようにして求めた鏡目度は、前記したように、基準となる理想表面の鏡面度１０００に対して、鏡面度の数値が大きいほど表面性状が良い、つまり鏡面性が高いことを示す。

一方、連続印刷試験に用いるトナーは、主構成組成としてスチレン−アクリル共重合体を用い、乳化重合法によりパラフィンワックスを９重量部内包し、平均粒径７μｍで真球度０．９５のものを使用した。これは、転写効率向上、定着の離型剤レス、及びドット再現性や解像度に優れた現像を行なう事により、画像のシャープネス、高画像品位を得ることができることより選択した。

また、無端状ベルトのクリーニング手段としては、ゴム硬度ＪＩＳ Ａ ８３°、厚さ１．５ｍｍのウレタンゴムにより、線圧４．３ｇ／ｍｍになるように設定したクリーニング部材としてのクリーニングブレードを用いた。これは、ウレタンゴム等の弾性材からなるブレード方式、即ち感光体表面に弾性材ブレードを押し当て、トナーを機械的な力で除去する方式が、前記残留トナーや異物等を除去する機能に優れ、その構成が簡単かつコンパクトで低コストであることによる。また、ゴム材料としてウレタンゴムを用いたのは、高硬度でしかも弾性に富み、耐磨耗性、機械的強度、耐油性、耐オゾン性等に卓越しているウレタンゴムが最適であることによる。

無端状ベルトのクリーニング性能評価のための連続印刷試験は、記録用紙としてＰＰＣ（Ｐｌａｉｎ Ｐａｐｅｒ Ｃｏｐｙ）用紙を用い、試験環境として、温度１０℃／湿度２０％（試験環境Ｌ／Ｌ）、温度２３℃／湿度５０％（試験環境Ｎ／Ｎ）、及び温度２８℃／湿度８５％（試験環境Ｈ／Ｈ）の３種類の環境下を選択した。

印字パターンとしては、四辺に余白１０ｍｍを取ったＡ３縦送りの濃度１００％のベタ画像の両面印刷を行なう。この両面印刷では、例えば片面印刷１００枚後、印刷した各用紙を反転して裏面印刷する作業を繰り返す。その際に発生するスジ状の印刷汚れ（すりぬけ線）の数をカウントして評価した。このすりぬけ線は、ベルトのクリーニング不良により残ったトナーが後続する印刷媒体の印刷裏面に付着することで発生するものである。

以上のような試験条件のもとに、十点平均粗さＲｚ（μｍ）及び鏡面度の異なる８種類（サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．８まで）の無端状ベルトを試料にして、それぞれ３０ｋ枚までの連続印刷（耐刷）を行ない、各表中に示す各印刷枚数段階での印刷について行ったクリーニング性能評価結果を表１（試験環境Ｎ／Ｎ）、表２（試験環境Ｌ／Ｌ）、及び表３（試験環境Ｈ／Ｈ）に示す。

尚、無端状ベルトのクリーニング性能評価は、項目が対応する枠内に、下記の評価基準に基づいて判定した記号「○」、「△」、「×」を記入して表した。
「○」は、すり抜け線が無かったことを示す。
「△」は、すり抜け線が２本以下であったことを示す。
「×」は、すり抜けた線が３本以上あったことを示す。

以上の結果から理解されるように、十点平均粗さＲｚが０．２μｍを越えるか、或は鏡面度が１００未満であると、クリーニング不良を引き起こしやすくなる。

鏡面度が低いと、下記の理由により、クリーニング不良を引き起こしやすくなる。
第１に、鏡面度が低いと、クリーニングブレードが無端状ベルトに対して均一な線圧を確保することが難しく、トナーがすり抜けやすい状態になる。特にトナーの真球度が上がるほどすり抜けやすくなる。

また、トナーの粒径が小さくなるにつれて、先にあげた理由で高画像品位を得やすくなるが、比表面積が大きくなるために、単位重量当りのトナーの無端状ベルトヘの付着力が大きくなり、無端状ベルトのクリーニング性が悪化する恐れがある。更にトナーの粒径が小さくなるにつれて流動性が悪化するため、より多くの添加剤を必要とするが、鏡面度が低いほど無端状ベルト表面にトナー及びトナー由来の残留物が残留しやすくなり、すり抜け易くなる。場合によっては、すり抜けにより、クリーニングブレードヘ局所的なせん断力がかかって局所的なエッジ欠け（チッピング欠け）が発生し、クリーニングブレードの破壊へつながる。

第２に、鏡面度が低いことは、無端状ベルトと記録媒体の印字面とのマイクロスリップにより（両面印刷時に無端状ベルトと記録媒体の印字面とが向き合う）、印字面表面近傍にあるワックスや外添剤を掻き落としやすく、これが無端状ベルト表面に付着する原因になる。この付着したワックスや外添剤は、クリーニングブレードエッジ部により多く滞留することになり、結果として、クリーニングブレードをすり抜け、クリーニング不良を引き起こす要因になる。

以上の試験結果から、無端状ベルトの、十点平均粗さＲｚを０．２μｍ以下且つ鏡面度を１００以上とすることにより、温度１０℃／湿度２０％、温度２３℃／湿度５０％、及び温度２８℃／湿度８５％の各環境下において、クリーニング不良の発生を抑えることができることが判る。従って、本実施の形態の画像形成装置１では、その無端状ベルト２２に、十点平均粗さＲｚを０．２μｍ以下且つ鏡面度を１００以上とした無端状ベルトを用いる。

以上の本実施の形態のように、画像形成装置の無端状ベルトの、十点平均粗さＲｚを０．２μｍ以下且つ鏡面度を１００以上とすることにより、使用による経時変化や、温度変化、湿度変化といった使用条件が変化しても、ベルト上のトナーのクリーニング性能が損なわれず、常に安定して高品質な画像を得ることが可能となる。

実施の形態２．
本実施の形態では、前記した実施の形態１で説明した画像形成装置１が、以下に説明するように、クリープ値が０．０３％以下の無端状ベルトを採用することを特徴とするものである。先ず本実施の形態で採用する無端状ベルトについて説明する。

本実施の形態の無端状ベルトの材料として、ＰＡＩを使用し、導電性発現のために、ガーボンブラックを適量配合し、ＮＭＰ溶液中にて攪拌混合し、不活性ガス雰囲気下における回転成型により、膜厚１００μｍ、口径φ１９８ｍｍの寸法に成型した無端状ベルトを得る。このとき、この不活性ガスと大気の混合比率を変更する事で、後に説明するクリープ値の異なる無端状ベルトを得ることができる。

ここでいうクリープ値とは、以下のようにして測定した値である。
無端状ベルトの試験片を幅３０ｍｍに切り出し、一方の端を重力方向の上側で固定する。もう一方の端（重力方向の下端）に２００ｇの加重を懸け、４０℃の雰囲気下に放置する。この時、上側の固定された箇所と、加重箇所の距離は５０ｍｍとする。経時とともに変化量を測定し、７２時間後の変形率（加重方向における）を％で表した値をクリープ値として用いる。従ってクリープ値が小さい無端状ベルトほど、クリープ特性のよい（変形の少ない）無端状ベルトといえる。

尚、成型時の不活性ガスの混合比率を高くすることで、クリープ特性のよい（変形の少ない）無端状ベルトを成型でき、その混合比率を低くすることによりクリープ特性は劣化する。

次に、以上のようにして形成したクリープ値の異なる４種類（サンプルＮｏ．１１〜Ｎｏ．１４）（表４）の無端状ベルトを試料として、画像形成装置１に装着して行なった、連続印刷試験とその印刷結果に基づく試験結果の評価について説明する。尚、十点平均粗さＲｚ及び鏡面度の各測定方法、試験に使用したトナー、クリーニング手段等の試験条件は前記した実施の形態１で説明した通りであるので、ここでの説明は省略する。また、サンプルＮｏ．１１〜Ｎｏ．１４の各無端状ベルトの十点平均粗さＲｚ（μｍ）及び鏡面度は、十点平均粗さＲｚが０．２μｍ以下であり且つ鏡面度が１００以上を満たすものである。

試験結果の評価は、無端状ベルトの端部のソリを目視で評価すると共に画像の色ずれについても評価した。そして、試験環境Ｎ／Ｎで２０ｋ枚、次に試験環境Ｈ／Ｈで２０ｋ枚、その後試験環境Ｌ／Ｌで２０ｋ枚の耐刷を行い、全部で６０ｋ枚通紙した。２０ｋ枚印刷時、４０ｋ枚印刷時、６０ｋ枚印刷時、そして印刷終了後、再び試験環境Ｎ／Ｎに戻した時点での評価結果を表４に示す。

尚、無端状ベルトの試験結果の評価は、項目が対応する枠内に、下記の評価基準に基づいて判定した記号「○」、「△」、「×」を記入して表した。
「○」は、外観に変化なく色ずれも発生していないことを示す。
「△」は、ベルト端部にソリが確認でき、色ずれも発生したことを示す。
「×」は、ベルトのワレが発生してしまったことを示している。
例えば、べルト端部のソリは、１ｍｍ以上あれば目視で確認でき、この時は色ずれも１００μｍ以上あり、明らかに画質が低下していることがわかった。

以上の結果から理解されるように、無端状ベルトのクリープ値を０．０３％以下とすることにより、外観の変化、及び色ずれの発生も抑制することができることがわかる。

クリープ値は小さいほど好ましいが、以下にその理由を述べる。
第１に、クリープ特性が悪いと、無端状ベルトを張架している支持部材の形状のくせ、例えばドライブローラ２０及びテンションローラ２１（図１）のくせが付き、無端状ベルトの仮想平面から盛り上ってしまう現象が生じる。盛り上った部分は、そこだけベルト表面の周速が変化するため、これによって、色ずれの不具合が生じる。また、そこだけ盛り上っていることより、近接部材と干渉し、画像障害や故障等を引き起こす要因となりやすい。そしてクリープ特性が悪いと、前述の蛇行防止ガイドの応力だけでもベルトの変形が発生する可能性がある。

第２に、クリープ特性が悪いということは塑性変形しやすいことであり、無端状ベルトの組成が変化しやすいことを示す。一般に、無端状ベルトを成型する際、１５０℃〜２５０℃の高温で成型される。この時、無端状ベルトの金型表面近傍と空気面近傍では、温度上昇、温度分布等に差があって、空気による酸化、劣化の度合い等が異なるため、金型表面近傍と空気面近傍の組成に微妙に差異が生じる。これにより、無端状ベルトの金型面と空気面とで伸縮率に違いが生じ、温度湿度が変化することによる、無端状ベルト端部のいわゆる“反り"が発生しやすくなる。反りが発生すると、無端状ベルトが回転することにより発生する繰返しの屈曲疲労が増大することになり、結果として早期にワレが発生してしまう。

以上のように、無端状ベルトのベルト材のクリープ値を０．０３％以下とすることにより、連続印刷時における外観の変化、及び印刷における色ずれの発生も抑制することができる。従って、本実施の形態では、画像形成装置１が使用する無端状ベルト２２のクリープ値を０．０３％以下とするものである。

以上の本実施の形態のように、画像形成装置の無端状ベルトのクリープ値を０．０３％以下とすることにより、使用による経時変化や、温度変化、湿度変化といった使用条件が変化しても、長期にわたり本来の機能が維持でき、従って、高品質な画像を得ることが可能となる。

実施の形態３．
図５は、本発明に基づく実施の形態３の画像形成装置の要部構成を示す概略構成図である。
この画像形成装置４１が、前記した図１に示す実施の形態１の画像形成装置１と主に異なる点は、実施の形態１の画像形成装置１が直接転写方式であるのに対して、この画像形成装置４１が中間転写方式である点である。従って、この画像形成装置４１が、前記した実施の形態１の画像形成装置１と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。

図５に示す画像形成装置４１は、中間転写方式のカラー電子写真プリンタとしての構成を備え、装置内部には、記録媒体としての記録用紙２５を収納する給紙カセット２３が装着され、記録用紙２５を給紙カセット２３から取り出す給紙ローラ３３、記録用紙２５を転写部まで搬送する搬送ローラ４６，４７が配置される。また、画像形成装置４１内には、画像形成部として、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色のトナー画像を形成するトナー画像形成部１１〜１４が、無端状ベルト４２の回転移動方向に沿って下流側から順に、トナー画像形成部の各感光体ドラム５１が無端状ベルト４２に当接するように配置されている。これらのトナー画像形成部は、所定色のトナーを使用する外は同じ構成を有し、その構成については、実施の形態１で説明した通りであるので、ここでの説明は省略する。

また、画像形成装置４１内には、ベルトユニットとして、中間転写体（トナー画像担持体）としての無端状ベルト４２、図示せぬ駆動部より回転されて無端状ベルト４２を矢印方向に駆動する支持ローラ４３〜４５、及び無端状ベルト４２上に付着したトナーを掻き取りクリーニングするクリーニング部材としてのクリーニングブレード２４が配置され、更に転写部として、無端状ベルト４２のトナー画像を記録用紙２５上に転写すべく、無端状ベルト４２を挟むように支持ローラ４３に対向して配置される転写ローラ４９が配置されている。

尚、支持ローラ４３〜４５には、無端状ベルト４２の側面部と係合して、その蛇行を矯正する為の蛇行防止ガイド４３ａ〜４５ａを必要に応じて設けることが好ましい。これらの蛇行防止ガイドは、ベルトの片側部に設けて蛇行を防止するようにしても良いし、両側部に設けるようにしても良い。また、ガイドは自ら回転駆動するように構成しても良いし、ベルトの回転に従動するように構成してもよい。そして、支持ローラ４３〜４５以外の部分に設けてもよい。

以上の構成において、画像形成装置４１の動作について説明する。尚、図５中の点線矢印は、搬送される記録用紙２５の搬送方向を示す。

各トナー画像形成部１１〜１４において、各感光体ドラム５１の表面には、実施の形態１で述べたように静電潜像が形成され、更にこの静電潜像が各色トナーで現像されてトナー画像となる。各感光体ドラム５１に形成されたトナー画像は、無端状ベルト４２に接する位置を通過する際に、それぞれ無端状ベルト４２上に順次重ねて転写される。この段階で、無端状ベルト４２上には、重ねられた、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像によりカラー画像が形成される。

一方、上記した無端状ベルト４２上へのカラー画像の形成と並行して、給紙カセット２３にセットされた記録用紙２５は、給紙ローラ３３によって給紙カセット２３から取り出され、搬送ローラ４６，４７により、転写位置である転写ローラ４９と無端状ベルト４２の接合部まで搬送される。そして、記録用紙２５が、この転写位置を通過する際に、電源装置により電圧が印加されている転写ローラ４９によって、無端状ベルト４２上のカラー画像が記録用紙２５上に転写される。

続いて、表面に各色のトナー画像によるカラー画像が形成された記録用紙２５は、図示しない搬送手段によって定着装置３０に搬送される。記録用紙２５上のトナー画像は、定着装置３０によって加圧しながら加熱することにより溶融し、記録用紙２５上に固定される。更に、記録用紙２５は、図示しない搬送手段によって排出部４８に排出され、画像形成の動作が終了する。この間、記録用紙２５を分離した後の無端状ベルト４２は、無端状ベルト４２上に残留したトナーやその他の異物を除去するクリーニングブレード２４により清掃される。

上記した画像形成装置４１で使用される無端状ベルト４２の製造方法及び特性は、前記した実施の形態１の画像形成装置１に使用される無端状ベルト２２と全く同様のものである。即ち無端状ベルト４２は、十点平均粗さＲｚを０．２μｍ以下且つ鏡面度を１００以上とした無端状ベルトである。

このように、中間転写方式のカラー電子写真プリンタとしての構成を備えた画像形成装置においても、その中間転写体（トナー画像担持体）としての無端状ベルト４２の十点平均粗さＲｚ、及び鏡面度を、上記したように限定することで、実施の形態１で説明したのと同様の理由により、使用による経時変化や、温度変化、湿度変化といった使用条件が変化しても、ベルト上のトナーのクリーニング性が損なわれず、常に安定して高品質な画像を得ることが可能となる。

更に、無端状ベルト４２のベルト材として、前記した実施の形態２で説明したクリープ値が０．０３％以下のベルト材を用いることによって、実施の形態２で説明したのと同様の理由により、連続印刷時における外観の変化、及び印刷における色ずれの発生も抑制することができ、使用による経時変化や、温度変化、湿度変化といった使用条件が変化しても、長期にわたり本来の機能が維持でき、従って、高品質な画像を得ることが可能となる。

尚、前記した実施の形態では、本願発明を電子写真プリンタに採用した例を示したが、これに限定されるものではなく、他にＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｒｉｎｔｅｒ）やファクシミリ、複写機にも利用できる。また前記した実施の形態では、片面印刷タイプのプリンタを例にしたが、これに限定されるものではなく、本発明は、両面印刷タイプのプリンタにも適用できるなど、種々の態様を取り得るものである。

本発明に基づく実施の形態１の画像形成装置の要部構成を示す概略構成図である。 無端状ベルトの鏡面度を測定する鏡面度測定装置の要部構成を示す概略構成図である。 パターン投影装置のパターン投影板の構成を示す図である。 鏡面度測定装置の動作説明に供する図である。 本発明に基づく実施の形態３の画像形成装置の要部構成を示す概略構成図である。

符号の説明

１，４１ 画像形成装置、
１１〜１４ トナー画像形成部、
２０ ドライブローラ、
２０ａ，２１ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａ 蛇行防止ガイド、
２１ テンションローラ、
２２，４２ 無端状ベルト、
２３ 給紙カセット、
２４，５６ クリーニングブレード、
２５ 記録用紙、
２６，４９ 転写ローラ、
３０ 定着装置、
３１，３２，４６，４７ 搬送ローラ、
３３ 給紙ローラ、
３４，４８ 排出部、
４３〜４５ 支持ローラ、
５１ 感光体ドラム、
５２ 帯電部、
５３ 露光部、
５４ 現像部、
２００ 鏡面度測定装置、
２０１ パターン投影装置、
２０２ 光電変換素子、
２０３ 信号処理装置、
２０５ 受信部、
２０６ Ａ／Ｄ変換部、
２０７ データ解析部、
２０８ 表示部、
２１０ 光源、
２１１ パターン投影板、
２１１ａ 開口部、
２１５ 被測定物表面。

Claims (4)

1. 無端状ベルトと、
   前記無端状ベルトに当接し、無端状ベルト上の付着物を除去するクリーニング部材と
   を備え、
   前記無端状ベルトの十点平均粗さＲｚを０．２μｍ以下とし、且つ前記無端状ベルトの鏡面度を１００以上としたことを特徴とするベルトユニット。
2. 前記無端状ベルトのクリープ値が０．０３％以下であることを特徴とする請求項１記載のベルトユニット。
3. 請求項１又は２のベルトユニットと、
   現像剤像を形成する画像形成部と、
   前記ベルトユニットの無端状ベルト上に担持されて搬送される記録媒体上に前記現像剤像を転写する転写部と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１又は２のベルトユニットと、
   前記ベルトユニットの無端状ベルト上に現像剤像を形成する画像形成部と、
   前記無端状ベルト上に形成された現像剤像を記録媒体に転写する転写部と
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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