JP4307433B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＢＰ、複写機等の画像形成装置に関し、特にその装置に適用されるベルトに関する。

現在、画像形成装置として実用化されているものの内、複数の感光ドラム上に形成されたトナーを重ね合わせるカラー画像形成装置がある。これらのうち、静電搬送ベルト（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｂｅｌｔ：以下ＥＴＢと略す）によって搬送される記録材上に直接転写することで多色画像を形成するタンデム型直接転写多色画像形成装置（以下ＥＴＢ方式と略す）がある（例えば特許文献１）。ＥＴＢ方式では、帯電手段によって複数の感光ドラムが個々に帯電され、露光手段によって静電潜像が複数の感光ドラム上に個々に形成される。そして現像手段によって負極性に摩擦帯電されたトナーが、複数の感光ドラム上に形成され、ＥＴＢによって搬送される記録材に直接転写される。更に、トナーを担持した記録材がＥＴＢから定着装置へ受け渡され、トナーが記録材へ定着する。これにより記録材へのトナー像の形成が完了する。

また、ドラム上のトナーが一度中間転写ベルトに１次転写され、その後中間転写ベルト（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｂｅｌｔ：以下必要に応じてＩＴＢと略す）から記録材上に２次転写されて多色画像を形成する中間転写多色画像形成装置（以下ＩＴＢ方式と略す）がある（例えば特許文献２）。いずれも転写ベルトと総称されるベルトを利用した転写方式である。ＩＴＢ方式では中間転写体は感光ドラムに１次転写部で接触しており，感光ドラム上に形成されたトナー像は，一旦、ＩＴＢ上に転写（１次転写）された後，２次転写部においてトナー像は中間転写ベルト上から記録材に転写（２次転写）される。なお、ＥＴＢ及びＩＴＢを総じて、単に転写ベルトということがある。

これらの画像形成方式において、高い色再現性をもち、高精細な画像を出力するために、転写ベルト上でトナーの濃度検知、位置検知を行う。これらの検知は光センサで濃度、位置ズレを検知する方法が安価でかつ、高精度であり、一般的である。位置調整あるいは濃度調整は、トナーパッチを転写ベルト上に形成し、トナーの形成された部分とされていない部分の反射率の差によってトナーの有無、濃度が判別できることを利用する。

光センサは、一定（例えば３０゜）の入射角で光をベルトに入射し、正反射光の強度をフォトトランジスタ等のディテクターでモニターする反射型光センサを用いることが多い。光源としては安価で長寿命である発光ダイオードを使い、可視光領域から近赤外領域の光すなわち、４００〜１０００ｎｍの波長の光を用いることが多い。

一方、転写ベルトには次に挙げるような様々な特性が求められる。トナーの濃度検知、位置検知に必要な反射率。トナー、キャリアー、クリーニングブレード、記録材等との摺擦から発生するベルト表面の削れ、粗れを防止する耐摩耗性、耐擦傷性。クリーニングブレード、感光ドラム等とのスティックスリップを防止する摺動特性などである。

これらの諸特性を付与するために転写ベルト表面にコーティングを施し複数層構成にすることが知られており、このような方法により高性能、かつ安価な転写ベルトを得ることが可能である。
特開２０００−２１９３５４号公報 特開２００３−２５５７１８号公報

しかしながら、複数の層からなるベルトや像担持体上に載ったトナーを光センサで検知し、例えば濃度や、位置ズレ等を検知する場合に、高い濃度検知精度や位置検知精度が得られないという課題が発生した。その他、表面と層の間での入射光の干渉による弊害を防止する要請もある。

上記課題を解決する為、本出願に係る画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する画像形成手段と、前記像担持体からトナー像が転写されるベルトと、前記ベルト側に向かって光を発する発光部材と、前記発光部材が発する光の反射光を受ける受光部材と、を有し、前記発光部材は前記ベルト上に転写されたトナー像に光を発し、前記受光部材は前記ベルト上に転写されたトナー像からの反射光を受け、前記発光部材が発した光と前記受光部材が受けた反射光を比較することで前記ベルト上に転写されたトナー像の濃度を検知して画像形成条件を変更する画像形成装置において、前記ベルトは、基層と、前記基層の上に表層を有し、前記表層は前記発光部材が発する光を透過し、前記基層の前記表層と接する面の表面粗さＲａ（μｍ）は、０．１μｍ以上１．５μｍ以下であり、前記発光部材が発する光は前記表層の上に転写されたトナー像と前記基層の前記表層と接する面で反射され、前記発光部材が発する光の前記ベルトによる反射光のうち正反射光の強度に対する乱反射光の強度の割合は、前記ベルトの表面における割合よりも前記基層の前記表層と接する面における割合の方が大きいことを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、複層のベルトまたは像担持体が反射する光の干渉による弊害を抑止することができる。また、このことにより、例えば、濃度検知精度の悪化を防止したり、位置検知精度の低下を抑止するベルトを得ることができる。

（実施形態１）
［カラーステーション］
実施形態１であるタンデム型直接転写多色画像形成装置（ＥＴＢ方式）について説明する。図５は電子写真プロセスを利用したカラー画像形成装置（レーザプリンタあるいは複写機の画像形成部分）概略断面図である。

ＹＭＣＫのそれぞれ電子写真感光体、現像器、クリーニング装置を有する４つの独立したカラーステーションを縦一列に配置してている。そして、静電搬送ベルト（ＥＴＢ）に吸着させた転写材を搬送して各カラーステーションで転写を行う事によってフルカラー画像を得る構成となっている。なお、Ｙはｙｅｌｌｏｗ色、ＭはＭａｇｅｎｔａ色ＣはＣｙａｎ色、ＫはＢｌａｃｋ色を示す記号である。

１１〜１４は像担持体として繰り返し使用される回転ドラム型の電子写真感光体（以下感光ドラムと記す）であり、矢示の反時計方向に所定の周速度ｖ１［ｍｍ／ｓ］（プロセススピード）をもって回転駆動される。

感光ドラム１１〜１４は直径３０ｍｍの負帯電ＯＰＣ感光体であり、本実施形態の画像形成装置のプロセススピードは１８１ｍｍ／ｓｅｃである。

感光ドラムは回転過程で、１次帯電ローラ２１〜２４により所定の極性・電位に一様に帯電され、次いで画像露光手段３１〜３４（レーザダイオード、ポリゴンスキャナー、レンズ群、等によって構成される）による画像露光を受ける。これらによりそれぞれ目的のカラー画像の色成分像（ｙｅｌｌｏｗ、ｍａｇｅｎｔａ、ｃｙａｎ、ｂｌａｃｋ色の成分像）に対応した静電潜像が形成される。

一次帯電は−１．２ｋＶのＤＣ電圧を印加した実抵抗１×１０^６Ωの１次帯電ローラ２１〜２４を、感光ドラム１１〜１４に総圧９．８Ｎで当接させて帯電を行うＤＣ接触帯電方式である。この帯電により、感光ドラム１１〜１４の表面は−６００Ｖに帯電される。また、本実施形態で用いた画像露光手段３１〜３４が画像信号により変調されたレーザビームを感光ドラム１１〜１４上に結像し、静電潜像を形成する。

次いで、静電潜像はそれぞれのステーションの現像器４１〜４４により現像される。現像器４１〜４４（ｙｅｌｌｏｗ、ｍａｇｅｎｔａ、ｃｙａｎ、ｂｌａｃｋ）の各現像器は感光ドラム１１〜１４のいずれかと対向するように配設されている。現像器４１〜４４内に内包されているＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナーは磁性体を含まないいわゆるノンマグトナーであり、一成分接触現像方式によって現像される。

現像器４１〜４４は、感光ドラム１１〜１４に対して対向した現像スリーブに対して、現像ブレードでトナーをコートし、感光ドラム１１〜１４と等速で回転駆動される現像スリーブに約−５００Ｖを印加して現像を行う。

［ＥＴＢユニット］
ＥＴＢ８はその張架ローラー１０１によって張架される。また、駆動ローラ１０２に張架され、かつ駆動され、矢印方向にｖ２［ｍｍ／ｓ］の周速度をもって回転駆動されている。ｖ２は１８５である。ＥＴＢ８は１×１０^６〜１×１０^１１Ω・ｃｍに抵抗調整されたＰＶＤＦ、を基層とする２層樹脂ベルトである。ＥＴＢ８の内側両端にはリブが接着されており、リブによってベルトの蛇行や、寄りを規制する構成となっている。基層の厚みｄ１は５０μｍ以下だと破断が頻繁に発生し、また１５０μｍ以上だとベルトの巻き癖が画像上に影響するため、５０μｍ＜ｄ１＜１５０μｍの範囲とした。表層（転写ベルトの外面を構成する層）の詳細含めた２層樹脂ベルト構成の詳細については追って記す。

転写部材としては体積抵抗率１×１０^７Ω・ｃｍに調整した高圧印加可能のエピクロルヒドリンゴムとＮＢＲゴムとのブレンドによる転写ローラ５１〜５４を用いている。そして、転写ローラ５１〜５４はＥＴＢ８背面から、感光ドラム１１〜１４とＥＴＢ８とのニップ部に総圧２．９４［Ｎ］で当接している。

不図示の転写材格納カセットから補給された転写材は、転写入口ガイドを通過して、吸着ローラとＥＴＢ８との間でＥＴＢ８に吸着される。そしてＥＴＢ８との間に吸着力を得た転写材は、第一色目の転写ステーションの転写領域で感光ドラム１１上に形成されたトナー像の転写を受ける。転写ローラに印加されるバイアスは、転写材通過中に吸着ローラに流れる電流から算出された転写ベルトや転写材のインピーダンスから計算され、通常環境の片面プリントでは各ステーション共に約＋１．５ｋＶのＤＣバイアスが高圧電源８１から印加される。

以下、各カラーステーションを通過するごとに、感光ドラムから異なる各色のトナー像を転写されてフルカラー画像が作られる。そして、全色の転写が終了し、ＥＴＢの後端から曲率によって分離された転写材は、定着器９によって定着され、搬送ユニットを経由して機外に排出されて最終プリントが得られる。

また、ＥＴＢ８上にいわゆるパッチトナー像を直接転写して、そのパッチ画像に基づいて濃度調整をするように、ＥＴＢ８は、像担持体としての機能も果たす。

［濃度検知センサー］
高い色再現性をもち、高精細な画像を出力するために、転写ベルト上でトナーの濃度検知センサー１０３用いる。濃度検知センサー１０３は光センサーであり、入射光に対する反射光のレベルを検知する。

検知する対象としては、ＥＴＢ８上に形成するトナーパッチであり、トナーパッチがＥＴＢ８上に形成されている部分とされていない部分の反射率の差によってトナーの有無、濃度を判別する。濃度検知センサーを図４に示す。濃度検知センサー１０３は予定外の光の影響を受けないように、光を吸収する黒色の容器１０３ａの中に光源とディテクターを有している。

光源としては安価で長寿命である発光ダイオード１０３ｂを使い、可視光領域から近赤外領域の光である９００ｎｍの波長の光を用いた。入射角、反射角ともに３０゜としており、発光部材である発光ダイオード１０３ｂの正反射光を受ける位置に反射光の強度を認知するディテクターであるフォトトランジスタ１０３ｃ（受光部材）を配置している。

この濃度検知センサー１０３で検知された結果は、現像バイアスや、潜像電位等に反映され、次のトナー像の形成時に寄与する。

［２層ベルト構成］
前述のとおり、本実施例で用いたＥＴＢ８は二層ベルトであり、ＰＶＤＦの基層約１００μｍの上に１．０μｍの表層コート層（アクリルコート層）を設けたものである。基層は、表層のすぐ下にある下層という位置付けである。

ＰＶＤＦは製造上及びコスト面でメリットがあることから、ベルト材として用いられることがある。しかし、ＰＶＤＦのような汎用エンプラは、弾性率の指標であるヤング率が小さいため、ＥＴＢにかかるテンションが緩和と発生を繰り返すと、ＥＴＢの伸び縮みの量が大きくなる。なぜなら、ＥＴＢは、ベルトユニット内で回転する度に、張架ローラ１０１や駆動ローラ１０２への巻きつけが繰り返される。これらローラへ巻きつけられている状況は、ベルトの厚みにより内面と外面の周長が異なる状況にあたる状況すなわち、外周が伸び、内周が縮む傾向にある状況になるからである。張架を繰り返すその結果、ＥＴＢは伸び縮みの繰り返しによる疲労によって、転写材の搬送方向に「縦じわ」（テンションライン）が発生する。このＰＶＤＦベルトの劣点を補填するために、ＰＶＤＦベルトの表面にコートをする場合がある。本実施例ではアクリル樹脂を表層材として用いた。アクリルは、ヤング率も高く、硬度も高いので、上記ＰＶＤＦ単層ベルトの劣点を補填し得るからである。

アクリルの表層の厚みは、厚みが０．１μｍよりも小さいと耐久によって表層コートが磨耗してなくなる可能性があり、また、一方厚みが５μｍ以上だと表層割れが発生してしまう可能性があるため、表層の厚みｄ２は０．１μｍ≦ｄ２≦５．０μｍが好ましい。

これらの構成により、ＰＶＤＦ単層ベルトを用いて、転写材６０、０００枚に画像を形成する耐久時に「縦じわ」の発生が認められた。一方、アクリル樹脂を用いた表層を設けた二層ベルトでは転写材に３００、０００枚以上記録する耐久を行っても、画像上に「縦じわ」の発生は認められなかった。これによってＥＴＢユニットのユニット寿命がＰＶＤＦ単層ベルトを使用した場合には６０、０００枚であるのに対し、２層ベルトでは３００、０００枚以上に設定することができ、ＰＶＤＦ単層ベルトに比べて５倍以上ものユニット寿命の高寿命化が実現できる事が確認された。

上記アクリルの表層を有するＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）ベルトの具体的な製法は以下である。ポリフッ化ビニリデン樹脂（呉羽（株）製）にケッチェンブラック粒子（ライオン（株）製、ＥＣ６００）を１０質量％添加して混練し、得られた組成物をシート状に押出し、厚さ１００μｍのシートを得た。これを円筒状に成形して転写ベルトの基層とした。

転写ベルトの基層を成形する方法としては、その繋ぎ目の段差が使用する用途に対し、影響の無い程度に繋ぎ合わせられ、且つその強度が使用する耐久用途に十分保証出来れば、いかなる方法でも適当である。例えば、シート状プラスチックを円筒状に成形する方法として特開平７−２０５２７４号に記載の様にシート両端部のみを溶着する方法がある。また、特許第３４４１８６０号に記載の様に、熱膨張係数の異なる２つの円筒金型の間にシート状プラスチックを巻き付け、金型を含む全体を加熱する方法等がある。本実施例では、特許第３４４１８６０号の方法を利用して転写ベルトの基層を得た。

さらに、以下の表層コーティング液を基層表面にスリットコートし、紫外線を照射して約１μｍの表層を形成した。表層コーティング液の処方としては、紫外線硬化性アクリル樹脂溶液（含有量５０重量％ ＪＳＲ製デソライト）１００部、アンチモン酸亜鉛微粒子分散液（含有量２０重量％ 日産化学製セルナックス）２５部及び、メチルイソブチルケトン７５部である。

一方、表層が透明な２層構成ベルトの問題として、検知精度にばらつきが生じるという問題がある。

ベルトを作成する際に、一般的に、表層の厚みは均一になるように作成する。しかし、いくら均一に作成しようとしても、その精度には限界があり、ましてやナノオーダーでの精度まで要求することは、非常に難しい。そのため表層の厚みはわずかであるが、その部分部分により異なる。

一方、光の波長は、ナノオーダーであり、ベルトの表面で反射する光と、ベルトの表層と基層の界面で反射する光の干渉は、そのベルトの表層の厚みにより変化する。ベルト表面での反射光と表層と基層の界面での反射光間で光路長が変化することによる反射光間の強め合い、弱め合いが発生するからである。

よって、ベルトの表層の厚みムラにより、濃度検知時において、ベルトの表面で反射する光と表層と基層の間で反射する光の干渉状況にムラが生じる。回転するベルト表面の反射光を濃度検知検センサーで検知すると、前述のとおり、ベルトの表層の僅かな厚みムラにより濃度検知センサーの出力値が変動する。

本実施例においては、表層がアクリル系の透過性の高い樹脂を用いているので、この干渉が顕著になっている。

図９は膜厚ムラがある場合の基層粗しのない２層構成ベルトを用いた場合の濃度検知センサ出力波形を示したものである。表層の厚みムラによって、干渉のレベルムラが生じ、その結果が検知センサ出力波形のムラとして現われているものである。反射光の概念図を図２に示す。図２はベルトの基層の表面側に粗し処理をしていないＥＴＢベルト１６である。発光ダイオード１０３ｂから発せられた光がＥＴＢベルト１６表面と、表層と基層の間の界面で正反射され、その両者で正反射した光がともにフォトトランジスタ１０３ｃへ入る。上記二箇所で反射する各々の光は、その光路長が異なるため、表層の厚みによって、フォトトランジスタ１０３ｃへ入る際に強め合いもしくは、弱め合いが生じうる。

干渉の発生については、表層が透明（透過性の高い）樹脂を用いていることによる。その透過性のレベルとしては、センサーの感度等に依存するので、一概にはいえないが、透過率３０％以上（反射してくることを考慮した場合、９％以上）であった場合に、注意を要する。

なお、表層を光の透過性の低い材料を用いることで、基層での光の反射を無くす方法も考えられるが、この場合、材料の選定の自由度が制限されたり、また、その場合においても表層の膜厚によっては、光の透過を完全に抑えることが困難である。

これに対して、本実施の形態においては、２層ベルトの基層の表面粗さを規定し、表層と基層の間で乱反射させる。このことで、基層と表層の界面での正反射成分を抑え、濃検時における、ベルト表面及び表層と基層の界面での光の干渉を防止できる。これにより、反射光のベースライン変動、ノイズを低減し、精度よく濃度検知時を行うことができる。ベルトの表面に比べて基層をより粗すことにより、反射光のうち正反射光の強度に対する乱反射光の強度の割合は、ＥＴＢ８の表面よりも基層の前記表層側の面の方を大きくしている。

具体的には、本実施形態においては、基層の表面粗さＲａ（μｍ）を０．１（μｍ）以上とすることにより、基層での光の正反射を抑え、表層での正反射との干渉を抑える。そして、濃度検知時の正反射出力の安定化をはかり、精度よく濃度検知制御を行うようにしている。なお、Ｒａ（μｍ）３．０（μｍ）でも本実施の形態における効果が発揮されていることを確認している。

一方、表面粗さが大きすぎる場合、表面のコート層による「縦じわ」抑制効果を低下させるため、Ｒａ（μｍ）１．５（μｍ）以下がより好ましい。Ｒａ（μｍ）が１．５（μｍ）以下であれば、記録材に５００、００００枚以上記録する耐久を行っても「縦じわ」の発生は認められなかったが、Ｒａ（μｍ）が３．０（μｍ）の場合、３５０、０００枚で「縦じわ」の発生が認められたからである。

本実施形態に用いたベルトにおいては、成型したシームレスベルト（基層ベルト）の表面をラッピングシートによって粗し、その後、表層コーティングを行うことで成型している。

シームレスベルト（基層ベルト）を不図示の張架ローラに張架し、ラッピングフィルムシートを当接させ、回転させることで表面の粗しを行った。この時に用いたラッピングフィルムシートは、３Ｍ社製のラッピングフィルムで粒度１２ミクロンのものであった。

本実施形態においては、研磨時間を調整することで所望の表面粗さを得るように調整しており、以下の２水準の表面粗さのベルトを成型した。

基層の表面粗さは、粗し前の表面粗さがＲａ＝０．０５〜０．０６μｍ（Ｒｚ＝０．２２〜０．２４μｍ）だった。これに対し、表面粗し後の表面粗さはそれぞれ、Ｒａ＝０．０７〜０．０９μｍ（Ｒｚ＝０．３８〜０．４０μｍ）、Ｒａ＝０．１０〜０．１５μｍ（Ｒｚ＝０．４４〜０．４６μｍ）であった。表面粗さの測定には、日本の会社である株式会社ミツトヨが製作しているサーフテストＳＪ−３０１を用いた。測定方法はＪＩＳ（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）のコードＪＩＳ−Ｂ−０６０１に準拠して行った。測定長さは、４．０ｍｍとし、カットオフ値は０．８ｍｍとした。

なお、Ｒａとは、算術平均粗さをいい、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜取り部分の平均線の方向にX軸を、縦倍率の方向にY軸を取り、粗さ曲線を y=ｆ（ｘ） で表したときに、次の式によって求められる値をマイクロメートル（μm）で表したものをいう。
Ｒａ＝１／Ｌ（∫^Ｌ _０｜ｆ（ｘ）｜ｄｘ）
また、Ｒｚとは、十点平均粗さをいい、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定した、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高の絶対値の平均値との和を求め、この値をマイクロメートル（μm）で表したものをいう。

これら、それぞれのレベルで粗し処理を行ったベルトに表層であるアクリルコート層をディッピングにより形成し、１．０μｍの表層を形成し、２層ベルトを成型した。

図６は基層の粗し工程のない従来のベルトの濃度検知センサの正反射出力を示したグラフであり、図７、図８は基層表面粗し（２水準）を行ったベルトを用いた際のそれぞれの濃度検知センサの正反射出力を示したグラフである。横軸にベルトの周方向での位置をとり、縦軸に濃度検知センサの出力値（出力電圧値）をプロットしたものである。新品のベルトを用い、ベルト上にトナー像等を形成させず、いわゆる空回転をさせながらそのプロファイルを追ったグラフである。

この結果から分かるように、基層の表面粗しを行うことにより、ベースラインの変動が抑制され、安定した正反射出力が得られることが分かる。

粗し前（図６）は出力のばらつきが出力中心に対して、ばらつきとして約２０〜２５％であった。これに対し、本構成の粗し後のセンサ出力ばらつきは粗し量を０．０７〜０．０９μｍ程度で（図７）１０〜１２％に抑えることが可能になり、約１／２のばらつきを達成している事がわかる。さらに、粗し量をＲａ＝０．１０〜０．１５以上としている場合（図８）、センサ出力ばらつきは（図７）１０％以下に抑えることが可能になっている。

本実施形態においては、基層の表面粗さを規定して、表層と基層の界面での光の正反射を抑えた。そして、表層での正反射光との干渉を抑制し、安定化をはかっている。

図１０は、図９で用いたベルトと同タイプ（表層膜厚ムラ大）のものの基層に粗しを加えたものの濃度検知センサの出力波形を示したものである。基層粗さが０．１０〜０．１３μｍのベルトを用いた場合の出力波形を示す。

これらから分かるように、従来の２層ベルトでは表層膜厚のムラによって濃度検知センサ出力波形が大きくばらついていた。これに対して、本実施形態のベルトを用いることで、表層膜厚のムラの有無にかかわらず、濃度検知センサ出力波形がばらつかず、安定した出力を得られることが分かる。

このように、本構成のように２層ベルトの基層の表面粗さＲａを０．１μｍ以上にし、基層での正反射を抑えた。このことで、基層と表層での反射光の干渉を防止することが出来、膜厚の精度や、材質、センサ波長によらず、常に精度の高い濃度検知制御が可能になり、良好な画像形成が可能になる。

なお、本実施例では主として図１示すような２層構成のＥＴＢ８について説明をしたが、図３に示すような最下層、基層（下層）、表層からなる３層構成のベルト８´等その他の複層構成も想定される。

加えて、本発明において表層として記載しているものは、光を透過する性質を有して、その次の層（基層・下層）との間で光が反射する層を表層としている。例えば、化学的な性質が異なり、化学的に複数の層からなるが、その複数の層のいずれもが、光を透過する性質を有するものは、一つの表層として捉える。例えば、二層の透明な層がベルト表面側にある場合に、二層目の層は、基層であるとともに、表層の一部でもある。最表層と、二層目の層の間で光が反射する場合もあるので、最表層とその二層目の層は、本実施の形態の表層と基層の関係となる。更に、二層目とその更に下の層の間で光が反射する場合もあるので、その場合には、最表層と二層目を合わせたものが表層となり、更にその下にある層が基層となる。

基層、表層、その他の層において採用される樹脂としては、特に限定されるものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリスチレン、ポリアミド、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリカーボネート、ポリサルホン、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルニトリル、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、サーモトロピック液晶ポリマー、非熱可塑性ポリイミド、芳香族ポリアミド、熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。

また、その中でも表層に関しては、シリコン系ハードコート樹脂、フッ素系樹脂、ＰＣ、ＰＭＭＡ等の樹脂が有力な候補として挙げられる。

（実施形態２）
実施形態２である中間転写方式について説明する。本実施形態は転写条件上、転写材の種類の影響が実施形態１で示したＥＴＢ方式よりも少ない点において、優れている。

図１１は、本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。

［装置構成に関して］
この画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと，画像を形成する画像形成部１Ｍと，マゼンタ色、シアン色、ラック色の各々の画像を形成する画像形成部１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備えている。これらの４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されている。

各画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋには，それぞれ像担持体としての感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設置されている。感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの周囲には，帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，現橡装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，１次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，ドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ設置されている。帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと，現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ間の上方には，露光装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄがそれぞれ設置されている。

感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは，本実施形態では負帯電の有機感光ドラムで外径３０．０ｍｍであり，アルミニウム等のドラム基体上にＯＰＣ感光層を有している。

接触帯電手段としての帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは，それぞれ感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに所定の圧接力で接触している。

現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは，本実施形態では２成分現像方式である。各現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄには，それぞれイエロートナー，マゼンタトナー，シアントナー，ブラックトナーが収納されている。

接触転写手段としての１次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは，中間転写体としての中間転写ベルト８を介して各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ表面に所定の押圧力で接触している。中間転写ベルト８は、駆動ローラ１１１と２次転写対向ローラ１１２と従動ローラ１１３によって張架されている。中間転写ベルト８の張架張力は、従動ローラ１１３に対して不図示の加圧手段により、中間転写ベルト８と駆動ローラ１１１とがスリップしないように、９８Ｎの荷重がかけられている。なお、駆動ローラ１１１、２次転写対向ローラ１１２、従動ローラ１１３は電気的に接地されている。

接触転写手段としての２次転写ローラ１１９は、中間転写ベルト８を介して２次転写対向ローラ１１２に所定の押圧力で接触している。

定着装置１２１は、定着ローラ１２１ａと加圧ローラ１２１ｂを備えており、２次転写ローラ１１９と２次転写対向ローラ１１２の左方に配置されている。

反射型光学式転写材センサ４０及び、透過型光学式転写材センサ５０は、画像形成装置内の転写材Ｐが２次転写部以前に通過する位置に設置されている。

次に、上記した本実施形態の画像形成装置による画像形成動作について、説明する。画像形成動作開始信号が発せられると、画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、駆動装置（不図示）によって矢印方向（反時計方向）に所定の移動速度ｖ１［ｍｍ／ｓ］で回転駆動される。（本実施形態の移動速度ｖ１［ｍｍ／ｓ］は約１１７ｍｍ／ｓ）。そして、帯電バイアス電源（不図示）から帯電バイアスを印加された帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの表面を、一様に負極性の所定電位（本実施形態では，約−６５０Ｖ）に帯電する。露光装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは，ホストコンピュータ（不図示）から入力されるカラー色分解された画像信号を光信号にそれぞれ変換する。そして，変換された光信号であるレーザ光を，帯電された各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ上にそれぞれ走査露光して画像情報に応じた静電潜像を形成する。

そして、先ず感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、現橡バイアス電源（不図示）から負極性の現像バイアスを印加された現像装置４ａによって、イエローのトナーを付着させて反転現像を行い、トナー像として可視像化する。本実施形態における現像バイアスは、ＤＣ成分；−４００Ｖ、ＡＣ成分；１．５ｋＶｐｐ、周波数：３ｋＨｚ、波形；矩形波からなる、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスとされている。

そして、このイエローのトナー像は、１次転写部Ｔａにて転写バイアス電源９ａから正極性の１次転写バイアスｖｔ１［Ｖ］（本実施形態では、約＋２００Ｖの定電圧制御）が印加された１次転写ロ−ラ５ａにより、中間転写ベルト８上に転写される。中間転写ベルト８は、駆動ローラ１１１の回転駆動によって感光ドラム２ａ、２ｂ，２ｃ，２ｄの回転に同期して矢印方向に所定の移動速度ｖ２［ｍｍ／ｓ］（１２０ｍｍ／ｓｅｃ）で移動（回転）している。

イエローのトナー像が転写された中間転写ベルト８は、駆動ローラ１１１の駆動によって画像形成部１Ｍ側に移動される。そして、画像形成部１Ｍにおいても、同様にして感光ドラム２ｂ上に形成されたマゼンタのトナー像が、１次転写部Ｔｂにて中間転写ベルト８上に転写される。１次転写バイアス電源９ｂから１次転写バイアスｖｔ１［Ｖ］が印加された１次転写ローラ５ｂにより、中間転写ベルト８上のイエロ−のトナー像上に重ね合わせて転写される。

以下、同様にして中間転写ベルト８上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、シアン，ブラックのトナー像を転写する。シアン，ブラックのトナー像は、画像形成部１Ｃ，１Ｋの感光ドラム２ｃ，２ｄで形成され、１次転写部Ｔｃ，Ｔｄにて転写される。転写は、転写バイアス電源９ｃ，９ｄから１次転写バイアスｖｔ１［Ｖ］が印加された１次転写ローラ５ｃ，５ｄにより行われ、これらにより、フルカラーのトナー像を中間転写ベルト８上に形成する。

そして、中間転写ベルト８上のフルカラーのトナー像先端が２次転写口一ラ１１９と２次転写対向ローラ１１２との間の２次転写部Ｔｎ２に移動されるタイミングに合わせて、転写材Ｐがこの２次転写部Ｔｎ２に搬送される。そして、２次転写バイアス電源２０から正極性の２次転写バイアス（本実施形態では、＋２０μＡ）が印加された２次転写ローラ１１９により、転写材Ｐ上にフルカラーのトナー像が一括して転写（２次転写）される。

本実施の形態において、中間転写ベルト８に対向して位置検知センサー１０４が対向している。位置検知センサー１０４の構造としては、実施形態１で示している濃度センサー１０３どほぼ同様である。中間転写体ベルト８上に形成されたトナー像やいわゆるパッチトナー像を検知して、中間転写ベルト８上の特定の位置が位置検知センサー１０４の対向位置を通過したタイミングを検知する。そして、位置検知センサー１０４で検知したタイミングに基づいて転写材を２次転写部へ搬送することにより、中間転写ベルト８上に形成されたトナー像を転写材の適切な位置へ２次転写することができる。

そして、フルカラーのトナー像が形成された転写材Ｐは定着装置１２１に搬送され、定着装置１２１の定着ローラ１２１ａと加圧ローラ１２１ｂ間の定着ニツプ部で加熱、加圧され、一連の画像形成動作を終了する。

また、上記した１次転写工程において、感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ上に残留している転写残トナーは、ドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄによってそれぞれ除去されて回収される。また、２次転写後に中間転写ベルト８表面に残った残トナーは、ベルトクリーニング装置によって除去されて回収される。

なお、このような画像形成装置において、レーザ光が走査される方向を主走査方向、感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、中間転写ベルト８、転写材Ｐ等が移動する矢印方向を副走査方向とそれぞれ呼ぶ。

［中間転写ベルト８に関して］
ここで用いた像担持体である中間転写ベルト８は、実施形態１で説明したＥＴＢ８と同一のものである。基層は１×１０^６〜１×１０^１１Ω・ｃｍに抵抗調整されたＰＶＤＦを基層とした複層ベルトであり、表層の材質はアクリル樹脂である。またベルトの背面両側に接着されたリブによってベルトの蛇行や、寄りを規制する構成となっている。

このような中間転写ベルト方式を採用した画像形成装置場合においても、実施形態１で説明した、基層の表面粗さＲａを０．１以上としたベルトを採用することで、精度良く濃度検知を行い、良好なフルカラー画像が得られる事が確認されている。

本実施形態で示すように、中間転写方式の画像形成装置に用いられる中間転写ベルト（ＩＴＢ）においても、基層の表面粗さＲａを０．１μｍ以上とすることにより、表層と基層の界面での反射光を抑えた。そして、ベルトの表層膜厚によらず安定した位置検知センサー１０４の出力を得られ、精度良く二次転写の位置合わせが実行できることとなった。

（実施形態３）
本実施形態においては、基本的な構成は、前述の実施形態１と同様である。本実施形態においては、基層は１×１０^６〜１×１０^１１Ω・ｃｍに抵抗調整されたＰＥＴ樹脂で構成されている。また、基層の形成時において、基層の粗し粒子として、ガラス微粒子、シリカ、ＰＭＭＡ、窒化ホウ素、等のフィラーを分散混入させ、形成することで所望の表面粗さを得ることを特徴としている。その表面に、実施形態１、２と同様にアクリル、シリコン系ハードコート樹脂、フッ素系樹脂、ＰＣ、ＰＭＭＡなどの樹脂等により表層のコート層を形成することで成型した。

このベルトの基層の表面粗さは、分散混入する粒子の平均粒径、配合量（配合比）を調整することで表面粗さを調整し、本実施形態で用いたベルトの表面粗さは、Ｒａ＝０．１１〜０．１５μｍとなるように調整を行った。この基層に、表層コート層を２．０μｍで形成し、２層ベルトとして用いている。このベルトを用いた場合も、実施形態１、２と同様に濃度検知センサ出力を比較したところ、同様に、安定した濃度検知センサ出力が得られることが確認された。

このように、粗し粒子を分散混入することによって基層の表面粗さＲａを０．１以上とすることにより、ベルトの表層膜厚によらず安定した濃度検知センサ出力を得られ、反射出力のばらつきを抑え、精度良く濃度検知制御が可能となった。

なお、本実施形態は、実施形態２で述べておりますＩＴＢへも応用可能である。

（実施形態４）
本実施形態においては、基本的な構成は、前述の実施形態１と同様である。本実施形態においては、基層の表面粗さの粗し方法を、球形粒子または不定形粒子によるいわゆるブラスト処理により粗面化した。ブラスト処理とは、研磨粒子を対象物に吹き付ける等して、対象物の表面を研磨する研磨手法である。

本実施形態で用いたベルトの基層の表面粗さはブラスト処理によりその表面粗さを、Ｒａ＝１．０〜１．５の範囲となるように調整した。

その表層に、約１〜２μｍの表層コーティングを形成しすることで２層ベルトを成型している。更に、本実施の形態においては、基層の表面を研磨して、上記表面粗さの値を実現する領域を、ベルトの全面とせずに、一部の領域のみとした。その研磨する領域は、ベルトと濃度センサー１０３が対向するベルト一周分の領域である。濃度検知の制度を向上することを目的とする上では、すくなくとも濃度センサー１０３と対向する領域に対して粗しの処理がされていれば足りるからである。この基層にブラスト処理されたベルトについて実施形態１、２と同様に濃度検知センサ出力を比較したところ、同様に、安定した濃度検知センサ出力が得られることが確認された。

このように、ブラスト処理によって所望の領域の基層の表面粗さＲａを０．１以上とすることにより、ベルトの表層膜厚によらず安定した濃度検知センサ出力をられ、精度良く濃度検知が行える。そして、良好なフルカラー画像が得られる画像形成装置を提供することが可能になった。

また、本実施形態においては、２層ベルトの基層の表面粗し処理をブラスト処理によって行っている。しかし、基層の成型方法が、内面型による成型の場合には、その内面型の内面の粗さを調整することで、基層の表面粗さが０．１μｍ以上となるように調整した場合においても、同様の効果がある。

なお、本実施形態は、実施形態２で述べておりますＩＴＢへも応用可能である。

（実施形態５）
本実施形態においては、基本的な構成は、前述の実施形態１と同様である。本実施形態においては、円柱部材に熱可塑性シート状フィルムを巻き付け、前記フィルムの巻き始めと終わりを重ね合わせ、前記巻き付けたフィルムの外側に管状型部材（外型）を嵌め込み、前記フィルムを加熱して、前記フィルムの重ね合わせ部を接合して前記シート状フィルムを管状に成型した基層ベルトを用いた。

本実施形態においては、その管状型部材（外型）の内面の粗さを調整することで、基層ベルトの表面粗さが０．１μｍ以上となるように調整した。本実施形態においては、ベルトの基層の表面粗さは、Ｒａ＝０．１〜０．１５の範囲となるように調整した。

その表層に、約１〜２μｍの表層コーティングを形成しすることで２層ベルトを成型している。このベルトについて実施形態１〜４と同様に濃度検知センサ出力を比較したところ、同様に、安定した濃度検知センサ出力が得られることが確認された。

このように、管状型部材（外型）の内面の粗さを調整することで基層の表面粗さＲａを０．１μｍ以上とすることとした。これにより、ベルトの表層膜厚によらず安定した濃度検知センサ出力を得られ、精度良く濃度検知を行い、良好なフルカラー画像が得られる画像形成装置を提供することが可能になった。

なお、本実施形態は、実施形態２で述べておりますＩＴＢへも応用可能である。

これら前述した実施形態では、ＥＴＢや中間転写ベルトとして複層ベルトを用いている画像形成装置について例示したが、表層と基層の界面での反射光による干渉を防止する要請があれば、これに限ることはない。また、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良く、前記画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

さらに、本発明の様々な実施形態を示し説明したが、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるものではない。

発明の第一実施形態にかかるベルトとセンサーの概念図 基層に粗し処理をしない場合の概念図 発明の第一実施の形態の記載の中で説明する他のベルトの形態を示す概念図 発明の実施の形態の記載で説明する濃度検知センサーを示す図 発明の第一実施形態にかかる画像形成装置の概略断面図。 基層の粗し工程のない従来のベルトの濃度検知センサの検知出力 発明の第一実施形態で説明する基層表面粗しを行ったベルトを用いた際の濃度検知センサの検知出力を示したグラフ 発明の第一実施形態で説明する基層表面粗しを行ったベルトを用いた際の濃度検知センサの検知出力を示したグラフ 膜厚ムラが大きい２層構成ベルトを用いた場合における、基層粗しのない場合の濃度検知センサの検知出力を示したグラフ 発明の第一実施形態で説明する膜厚ムラが大きい２層構成ベルトを用いた場合の、基層に粗しを加えた場合の濃度検知センサ出力を示したグラフ 発明の第二実施形態にかかる画像形成装置の概略断面図。

符号の説明

１１，１２，１３，１４ 感光ドラム
２１，２２，２３，２４ 帯電ローラ
３１，３２，３３，３４ 露光装置
４１，４２，４３，４４ 現像装置
５１，５２，５３，５４ 転写ローラ
６１，６２，６３，６４ 感光体のクリーニング装置
８ 静電搬送ベルト（ＥＴＢ）、または、中間転写ベルト（ＩＴＢ）
９ 定着装置
９７ 加圧ローラ
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｄ 画像形成部
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ 感光ドラム（像担持体）
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ １次転写ローラ
１０８ 中間転写ベルト（ＩＴＢ）（転写ベルト）
１１１ 駆動ローラ
１１２ ２次転写対向ローラ
１１３ 従動ローラ
１１９ ２次転写ローラ
４０ 反射型光学式転写材センサ
５０ 透過型光学式転写材センサ
Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄ １次転写部
Ｔｎ２ ２次転写部
Ｐ 転写材

Claims (7)

1. トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する画像形成手段と、前記像担持体からトナー像が転写されるベルトと、前記ベルト側に向かって光を発する発光部材と、前記発光部材が発する光の反射光を受ける受光部材と、を有し、前記発光部材は前記ベルト上に転写されたトナー像に光を発し、前記受光部材は前記ベルト上に転写されたトナー像からの反射光を受け、前記発光部材が発した光と前記受光部材が受けた反射光を比較することでトナー像の濃度を検知して画像形成条件を変更する画像形成装置において、
   前記ベルトは、基層と、前記基層の上に表層を有し、前記表層は前記発光部材が発する光を透過し、前記基層の前記表層と接する面の表面粗さＲａ（μｍ）は、０．１μｍ以上１．５μｍ以下であり、前記発光部材が発する光は前記表層の上に転写されたトナー像と前記基層の前記表層と接する面で反射され、前記発光部材が発する光の前記ベルトによる反射光のうち正反射光の強度に対する乱反射光の強度の割合は、前記ベルトの表面における割合よりも前記基層の前記表層と接する面における割合の方が大きいことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記表層がアクリル樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記表層の透過率は、３０％以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記基層の前記表層と接する面は、研磨処理されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記基層の前記表層と接する面は、ブラスト処理されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記ベルトは、転写材を搬送する搬送ベルトであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記ベルトは、前記像担持体から転写されたトナー像を担持し、その後、転写材にトナー像を転写する中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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