(57)【要約】【課題】無端状ベルトのクリーニング性能を長期にわたって維持させる。【解決手段】無端状ベルトに当接して該無端状ベルトの付着物を除去するクリーニング手段を備えた画像形成装置において、前記無端状ベルトは、前記クリーニング手段との当接面の鏡面度を４０以上かつ２００以下とし、該当接面の硬さを鉛筆硬度で２Ｈ以上かつ７Ｈ以下として形成されていることを特徴とする。【選択図】        図１
2010277034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状ベルトに当接して該無端状ベルトの付着物を除去するクリーニング手段を備えた画像形成装置において、
前記無端状ベルトは、前記クリーニング手段との当接面の鏡面度を４０以上かつ２００以下とし、該当接面の硬さを鉛筆硬度で２Ｈ以上かつ７Ｈ以下として形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記無端状ベルトは、前記クリーニング手段と当接する表面層および該表面層に覆われた、一または複数の樹脂層からなる基層により形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
前記基層は、ヤング率が１０００ＭＰａ以上かつ５０００ＭＰａ以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３の画像形成装置において、
前記表面層は、膜厚が１μｍ以上かつ１０μｍ以下であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端状ベルトを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置は、無端状ベルトに残留したトナーをクリーニングする目的で、ウレタンゴム等を用いたクリーニングブレードを、所定の表面粗さおよび鏡面度に設定された無端状ベルトに当接させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２５９６９号公報（段落「００１７」〜段落「００２４」、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術において、無端状ベルト体は、柔らかい樹脂を主層として形成されているため、耐刷経時における表面磨耗に伴って鏡面度が低下し、クリーニング性能が低下させられることにより、クリーニング性能の信頼性を長期にわたって維持することが難しいという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、無端状ベルトのクリーニング性能を長期にわたって維持させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのため、本発明は、無端状ベルトに当接して該無端状ベルトの付着物を除去するクリーニング手段を備えた画像形成装置において、前記無端状ベルトは、前記クリーニング手段との当接面の鏡面度を４０以上かつ２００以下とし、該当接面の硬さを鉛筆硬度で２Ｈ以上かつ７Ｈ以下として形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
このようにした本発明は、無端状ベルトのクリーニング性能を長期にわたって維持させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施例における画像形成装置の概略側面図
【図２】第１の実施例における無端状ベルト駆動装置の概略側面図
【図３】第１の実施例における中間転写方式の画像形成装置の概略側面図
【図４】第１の実施例における中間転写方式の無端状ベルト駆動装置の概略側面図
【図５】第１の実施例における無端状ベルトの概略断面図
【図６】第１の実施例における鏡面度測定装置の説明図
【図７】第１の実施例における鏡面度測定装置のパターン投影板の説明図
【図８】第１の実施例における鏡面度測定装置の動作を示す説明図
【図９】第１の実施例におけるクリーニング性評価結果を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明による画像形成装置の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は第１の実施例における画像形成装置の概略側面図である。
【００１１】
図１において、画像形成装置１は、像担持体としての感光ドラム１１、その感光ドラム１１表面上を帯電させる帯電ロール１５、該感光ドラム１１上に静電潜像を形成するＬＥＤヘッド１２、該感光ドラム１１上の静電潜像に現像剤としてのトナーを供給して静電潜像を現像する現像ユニット１３、現像されたトナー像を感光ドラム１１から記録媒体としての記録材へ転写する転写ロール１６、該記録材を担持する無端状のベルト１４、転写された記録材上のトナー像を定着させる定着ユニット１７、ベルト１４上に残留するトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーニングブレード１８、収容された記録材を給紙する給紙ユニット１０から構成されている。
【００１２】
図２は第１の実施例における無端状ベルト駆動装置の概略側面図である。
【００１３】
図２において、無端状のベルト体としてのベルト１４は、図示しない張架手段により、張架力６±１０％Ｋｇの力で張架され、駆動ロール１９によって回転する。また、ベルト１４の側部に当接し、ベルト１４と従動回転しつつ、ベルト１４の蛇行を防止するためのフランジ状のガイド部材としてのフランジ３１が備えられている。
【００１４】
フランジ３１は、必要に応じて他の回転手段に付加したり、ベルト１４の両側部に付加したりすることができる。また、図示しないベルト支持部材に付加させることもできる。
【００１５】
ベルト１４上に残留するトナーを除去するためのクリーニングブレード１８がベルト１４に当接するように備えられている。
【００１６】
次に、本実施例のベルト１４を図５の第１の実施例における無端状ベルトの概略断面図に基づいて説明する。
【００１７】
図５において、ベルト１４は、トナー像保持面を形成するとともにクリーニングブレード１８に当接する表面層１４ａおよびその表面層１４ａに覆われた基層１４ｂからなる２層で形成されている。
【００１８】
ベルト１４の表面層１４ａの厚さは、一般的に表面層１４ａが基層１４ｂの弾性変形に対して追従できるように薄膜であることが望まれ、具体的には、１〜１０μｍが好ましく、表面が任意の鏡面度となるように表面層１４ａの膜厚を適宜調整した。
【００１９】
また、基層１４ｂの厚さは、ベルト１４端部の破断等に対する耐久性の観点から、本実施例においては、１４０μｍとした。
【００２０】
次に、ベルト１４の形成方法について説明する。
【００２１】
まず、一または複数の樹脂層からなる基層１４ｂを形成し、続いて基層１４ｂ上に表面層１４ａを形成する。基層１４ｂの膜厚を１４０μｍ、周長を６２４±１．５ｍｍとなるように調整した筒状断面の口金から樹脂を連続的に押し出してベルト１４が数個分、幅方向につながった基層１４ｂを形成する。この基層１４ｂの成型方法は、押出し成型に限定されるものでなく、インフレーション成型、射出成型、遠心成型、ディップ成型等を使用してもよい。
【００２２】
次に、このようにして形成された基層１４ｂを所定の寸法に金型外周面にセットし、スプレー塗装、ローラ塗装、またはディップ塗装で表面層１４ａを形成する。表面層１４ａの膜厚は、塗布する材料の濃度や塗布量によって調整される。
【００２３】
さらに、表面層１４ａが基層１４ｂに塗布された後、加熱またはＵＶ（ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ）照射によって硬化させる。その後、表面層１４ａが形成されたベルト１４を金型から離脱し、２２８±０．５ｍｍの幅長に切断した。
【００２４】
表面層１４ａを構成する材料としては、ポリアクリル、ポリアクリルウレタン、ポリエステルウレタン、ポリエーテルウレタン、ポリアミド、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、スチレン化合物、ナフタレン化合物等が好ましく、本実施例では、ポリアクリルを用いた。
【００２５】
また、基層１４ｂを構成する樹脂としては、特に限定されるものでなく、耐久性や機械的特性の観点からベルト駆動時の張力変形が一定範囲である材料が望ましく、また蛇行防止手段との摺動を繰返し受けることによる側部の磨耗、折れ、割れ等のダメージを受けにくい材料であることが望ましい。例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰｖＤＦ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、アクリロニトリル−エチレンプロピレン−スチレン、ポリアセタール、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニル、ポリ六フッ化エチレンプロピレン、ポリ三フッ化エチレン、ポリアミドイミド、ポリイミド等で構成される。本実施例では、ポリアミドを使用した。
【００２６】
また、導電性発現のため、基層１４ｂ、または基層１４ｂならびに表面層１４ａの両方に、カーボンブラックを適量配合した。
【００２７】
この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、または複数種類のカーボンブラックを併用してもよい。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、本実施例における画像形成装置に使用されるベルト１４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。
【００２８】
カーボンブラックの含有量については、その目的に応じ、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、本実施例における画像形成装置に使用されるベルト１４としては、その要求される機械的強度等からベルト組成樹脂に対し、３〜４０重量％である。
【００２９】
鏡面度は、表面層１４ａの膜厚を適宜、塗布量を変更することで調整可能である。つまり、表面層１４ａの膜厚が小さいほど基層１４ｂ表面の粗さの影響を受け易く、最表面の鏡面度も小さくなる。一方で、表面層１４ａの膜厚が大きいほど基層１４ｂ表面の粗さの影響を受けず、最表面の鏡面度も大きくすることが可能である。
【００３０】
また、ベルト１４に導電性を付与する方法としては、カーボン電導に限定されるものでなく、イオン導電化剤を基層１４ｂもしくは表面層１４ａ、またはその両方に添加し、導電性を付与する方法を用いてもよい。イオン導電化剤としては、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、テトラフルオロボラン酸リチウム、チオシアン酸カリウム、チオシアン酸リチウムなどのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、４級アンモニウム塩などが挙げられる。
【００３１】
トナーは、乳化重合法で主構成組成としてスチレン−アクリル共重合体を用い、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、定着の離散剤レス、およびドット再現性や解像度に優れた現像を行うこと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ものとして選択した。
【００３２】
クリーニングブレード１８は、ゴム硬度ＪＩＳ  Ａ  ７２°、厚さ１．５ｍｍのウレタンゴムにより、ベルト１４との線圧が４．３ｇ／ｍｍになるように設定した。これは、ウレタンゴム等の弾性材からなるブレード方式が、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からである。また、ゴム材料としては、高硬度でしかも弾性に富み、耐摩耗性、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だからである。
【００３３】
一般に、本実施例のようなクリーニングブレード１８として使用され、クリーニング性を維持するためのウレタンゴムは、硬度ＪＩＳ  Ａ  ６０〜９０°さらに好ましくは７０〜８５°、破断伸びが２５０〜５００％、さらに好ましくは３００〜４００％、永久伸びが１．０〜２．０％、反発弾性が１０〜７０％、さらに好ましくは３０〜５０％であることが好ましい。前記各々の物性はＪＩＳ  Ｋ６３０１により測定できる。
【００３４】
線圧は１〜６ｇ／ｍｍ、好ましくは２〜５ｇ／ｍｍがよい。これは、小さすぎるとベルト１４への密着性が不足することによりクリーニング不良が発生し易いからである。また大きすぎるとベルト１４との接触が面接触になり、摩擦抵抗が過剰になり、メクレや異常音といった不具合が発生し易くなるからである。
【００３５】
ベルト駆動ロール１９の軸径は、本実施例においては、いずれもφ２５のものを使用したが、この径に限られるものでなく、コストや装置の小型化等によりφ１０〜５０のものが一般的に使用されることが多い。
【００３６】
ベルト１４を張架する手段として、本実施例においては、スプリングを用い、６±１０％Ｋｇの力で張架したが、ベルト１４を超過する方法はこれに限られるものでない。また、ベルト１４を張架する力も、使用するベルト材料や、ベルト駆動手段によって適宜選択されるものではあるが、一般的にベルトに対して２〜８±１０％Ｋｇの力で張架することが多い。
【００３７】
次に、本実施例における表面相１４ａの鏡面度は、図６に示す鏡面度測定装置（例えば、アークハリマ社製ＳＰＯＴ  ＡＨＳ−１００Ｓ）を用いて測定した。
【００３８】
図６は第１の実施例における鏡面度測定装置の説明図であり、図６において、鏡面度測定装置は、パターン投影装置６１、光電変換素子６２、および信号処理装置６３から構成される。
【００３９】
パターン投影装置６１には、光源６１ａおよびパターン投影板６１ｂが設けられている。図７は第１の実施例における鏡面度測定装置のパターン投影板６１ｂの説明図であり、パターン投影板６１ｂは、幅１ｍｍの複数の開口部６１ｃが一列に形成された厚さ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。なお、開口部６１ｃは、隣り合う開口部６１ｃの端部間が１ｍｍの間隔で形成されている。
【００４０】
このパターン投影装置６１は、被測定物表面６４に対して角度θで光を照射するように保持されている。
【００４１】
図６の説明に戻り、光電変換素子６２は、その光軸がパターン投影装置６１の光軸と同一平面上で、かつ（１８０−２θ）度の角度になるように保持されている。この光電変換素子６２は、直線状（１次元）あるいは２次元に多数の受光部を配列したＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）アレイを使用する。また、光電変換素子６２の出力は信号処理装置６３に反射強度信号として入力するように接続されている。
【００４２】
信号処理装置６３は、光電変換素子６２から入力した反射強度信号をＡ／Ｄ変換し、変換されたデジタル信号を波形処理して入力された反射強度信号の最大値（Ｍａｘ）および最小値（Ｍｉｎ）を検出し、その最大値（Ｍａｘ）および最小値（Ｍｉｎ）から鏡面度を算出するとともに算出した鏡面度を表示する。
【００４３】
なお、本実施例では、図１および図２に示される形態の画像形成装置１を使用したが、これに限られるものでなく、図３および図４に示す中間転写方式の画像形成装置２を使用してもよい。
【００４４】
図３は第１の実施例における中間転写方式の画像形成装置の概略側面図、図４は第１の実施例における中間転写方式の無端状ベルト駆動装置の概略側面図であり、図１および図２に示す画像形成装置および無端状ベルト駆動装置と同じ構成を有するものについては、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
図３および図４において、無端状のベルト２４は、現像により可視化されたトナー像を直接担持する中間転写体である。このベルト２４は、図示しない張架手段により張架され、駆動ロール１９によって回転し、該ベルト２４の側部に当接し、ベルト２４と従動回転しつつ、ベルト２４の蛇行を防止するためのフランジ３１が備えられている。上述したようにフランジ３１は、必要に応じて他の回転手段に付加したり、ベルト２４の両側部に付加したりすることもできる。また、図示しないベルト支持部材に付加させることもできる。
【００４６】
上述した構成の作用について説明する。
【００４７】
まず、画像形成装置１の動作を図１に基づいて説明する。
【００４８】
図示しない上位装置から印刷を指示する印刷データを受信した画像形成装置１は、給紙ユニット１０から記録材を給紙し、その記録材をベルト１４により感光ドラム１１まで搬送する。
【００４９】
一方、帯電ロール１５により表面を帯電された感光ドラム１１は、その表面上にＬＥＤヘッド１２により静電潜像が形成され、その静電潜像は現像ユニット１３によりトナーが供給されて現像されることにより可視像となる。
【００５０】
感光ドラム１１上の可視像としてのトナー像は、記録材を担持するベルト１４により搬送された記録材に、転写ロール１６により順次転写される。
【００５１】
トナー像が転写された記録材は、定着ユニット１７に送られ、トナー像が定着されて排出される。
【００５２】
記録材を分離した後のベルト１４は、該ベルト１４上に残留したトナーや異物を除去するクリーニングブレード１８により清掃される。
【００５３】
次に、鏡面度測定装置の動作を図６に基づいて説明する。
【００５４】
光源６１ａからパターン投影板６１ｂに平行光線を照射し、被測定物表面６４に光の明暗パターンを投影する。被測定物表面６４に投影されたパターンを、光電変換素子６２によって撮像し、電気信号に変換する。
【００５５】
光電変換素子６２により変換された電気信号は出力信号（反射強度信号）として信号処理装置６３に入力される。
【００５６】
信号処理装置６３は、入力された強度信号をＡ／Ｄ変換する。このとき、Ａ／Ｄ変換されたデータをグラフに表すと図８に示すようになる。
【００５７】
信号処理装置６３は、入力された強度信号波形の各々の最大値の平均値Ｍａｘ（Ａｖｅ．）および最小値の平均値Ｍｉｎ（Ａｖｅ．）を求める。
【００５８】
図８において、最大値の平均値Ｍａｘ（Ａｖｅ．）は数式１で示すとおりであり、
【００５９】
【数１】
2010277034.tif 000003
最小値の平均値Ｍｉｎ（Ａｖｅ．）は、数式２で示すとおりである。
【００６０】
【数２】
2010277034.tif 000004
さらに、求められた最大値の平均値Ｍａｘ（Ａｖｅ．）および最小値の平均値Ｍｉｎ（Ａｖｅ．）から被測定物表面６４の
｛Ｍａｘ（Ａｖｅ．）−Ｍｉｎ（Ａｖｅ．）｝／｛Ｍａｘ（Ａｖｅ．）＋Ｍｉｎ（Ａｖｅ．）｝  ・・・（１）
を計算する。
【００６１】
理想表面をもった被測定物表面６４の（１）式の値は１となる。
【００６２】
よって、便宜上理想表面をもった被測定物表面を基準とし、次式を用いて鏡面度を算出する。
【００６３】
鏡面度＝（被測定物表面の（１）式の値／理想表面（基準）の（１）式の値）×１０００
なお、鏡面度とは、表面性状の写像性を数値化したものである。
【００６４】
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、光沢度等を測定する方法があるが、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。
【００６５】
本実施例における鏡面度は、上述した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）分布のバラつきを元に、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よい。
【００６６】
以下に、ベルトのクリーニング性評価の条件を説明する。
【００６７】
ベルト１４の線速は、およそ１４４ｍｍ／秒、記録材はＡ４判の用紙を用い、印刷パターンはＹＭＣＫ（Ｃｙａｎ―Ｍａｇｅｎｔａ―Ｙｅｌｌｏｗ―Ｂｌａｃｋ）の各色の横線（搬送方向に直交する方向の線）を記録材あたり０．５％濃度とし、印刷媒体を３枚印刷して７秒間休止する動作（３Ｐ／Ｊ（Ｐａｐｅｒ／Ｊｏｂ））を温度１０℃、湿度２０％の環境下で行った。
【００６８】
ベルト表面の硬度の大小は、鉛筆硬度ＪＩＳ  Ｋ５６００−５−４に準じ、表面層に凝集破壊が発生するか否かで判定した。
【００６９】
表１および図９は、ベルトの鏡面度および硬さを変化させて行ったクリーニング性評価の結果を示している。クリーニング性の優劣は、ベルト１４がクリーニングブレード１８を通過した後、ベルト１４上に残存したトナーが掻き取られているか否かで判定し、掻き取られている場合は、クリーニング不良なし、掻き取られずにベルト１４上にトナーが残存している場合にはクリーニング不良ありとした。
【００７０】
表１のクリーニング性評価の欄において、
「○」が、耐刷８００００枚以上でクリーニング不良なし、
「△」が、耐刷３００００枚〜６００００枚でクリーニング不良あり、
「×」が、耐刷３００００枚未満でクリーニング不良ありを示している。
【００７１】
図９は、表１をグラフ化したものであり、
「●」が、耐刷８００００枚以上でクリーニング不良なし、
「△」が、耐刷３００００枚〜６００００枚でクリーニング不良あり、
「×」が、耐刷３００００枚未満でクリーニング不良ありを示している。
【００７２】
【表１】
2010277034.tif 000005
表１および図９の結果より、クリーニング性の維持、確保には、ベルト表面の鏡面度が４０以上で２００以下、かつベルト表面の硬さが鉛筆硬度で２Ｈ以上で７Ｈ以下であることが好ましいことが分かる。
【００７３】
以下に、その理由を説明する。
【００７４】
ベルト表面は、凸凹があるほど接触物質の付着のきっかけとなり易く、またクリーニングブレードの掻き取り残しも発生し易くなる。これは、次のことから説明できる。
【００７５】
一般に、印刷が進むに連れてベルト上にはトナー由来、あるいは記録材、主に紙由来のものが付着、堆積してくる。一旦付着すると、同じ物質同士は引き付け合い易くなり、付着が進行しやすくなる。これは、分子間力の増大や、相溶性が向上するからである。
【００７６】
一方、トナー由来、あるいは紙由来の物質として、主にシリカや炭酸カルシウムが挙げられ、これらの物質は硬度が非常に高く、接触部材であるベルトを擦傷、磨耗させ、スクラッチを発生させる。
【００７７】
この現象は、ベルトの表面硬度が鉛筆硬度で２Ｈより柔らかいほど、およびベルト表面の鏡面度が４０より小さいほど発生、進行しやすい。その理由を以下に詳述する。
【００７８】
第１に、ベルト表面の鏡面度が４０より低いと、クリーニングブレードがベルトに対して均一な線圧を確保することが難しくなり、ベルト表面に付着したトナーがすり抜けやすい状態になる。これは、トナーの真球度が上がるほどすり抜けやすくなる。
【００７９】
また、トナーの粒径が小さくなるに連れて、一般に高画像品位を得やすくなるが、比表面積も大きくなるため、単位重量当たりのトナーのベルトへの付着力が大きくなり、ベルトのクリーニング性が悪化する傾向にある。
【００８０】
さらに、トナーの粒径が小さくなるに連れて流動性が悪化するため、シリカ、ワックスを主としたより多くの添加剤を必要とするが、鏡面度が小さいほどベルト表面に前記添加物が残留し易くなり、すり抜けやすくなる。この添加剤のすり抜けにより、クリーニングブレードへ局所的なせん断力がかかり、局所的なエッジ欠け（チッピング）を起こし、クリーニングブレードの破壊につながる場合もある。
【００８１】
またさらに、ベルト表面が硬く、鏡面度が小さい場合、ベルトの表面がクリーニングブレードのエッジを研磨し、クリーニングブレードの磨耗を促進してしまうため、トナーや添加剤のすり抜けが発生しやすくなる。
【００８２】
一方、ベルト表面の鏡面度が高いほど、トナーや添加剤のすり抜けに対して有効であるもののクリーングブレードとベルト間の摩擦力が大きくなり、クリーニングブレードのメクレや異常音等が発生してしまうため、鏡面度は２００以下であることが望ましい。
【００８３】
第２に、ベルトの表面硬度が鉛筆硬度で２Ｈより柔らかいと、ベルト表面にスクラッチが発生し易くなる。これは、ベルト表面の硬度が柔らかいほど、前述した硬度が高いシリカや炭酸カルシウムが、印刷を経る毎にベルト表面にスクラッチを発生させ、そのベルト表面の柔らかさがスクラッチを進行させ、結果としてクリーニングブレードとベルトの密着性が悪化し、クリーニング不良が発生し易くなる。このことは、ベルト表面の鏡面度が大きいだけでは不十分であることを示している。つまり、初期状態においては、クリーニング性は良いが、印刷を経る毎にベルト表面にスクラッチが発生し、鏡面度の低下を伴ってクリーニング性能が低下するからである。
【００８４】
一方、ベルトの表面硬度は鉛筆硬度で７Ｈ以下であることが望ましい。これは、ベルトの表面硬度が鉛筆硬度で９Ｈ以上（セラミックなどに相当）の硬度を有する場合、当接する感光ドラムに傷を付けてしまう恐れがあるためである。また、高分子材料として鉛筆硬度８Ｈもしくは９Ｈ以上の塗膜を形成することは極めて困難であり、塗膜する場合、多大なコストを必要としてしまうためである。さらに、ベルトの表面が硬すぎた場合、基層と表面層の硬度差が大きくなり、表面層が基層の形状変化に対して追従することが困難となるため、経時で表面層にクラックが入り易くなってしまうという問題もあるためである。
【００８５】
第３に、ベルトの表面硬度が鉛筆硬度２Ｈより柔らかく、かつ鏡面度が４０より小さいほど、ベルト表面が凸凹になることにより、ベルトと記録材の印刷面とのマイクロスリップにより、印刷面表面の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のエッジ部に、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。
【００８６】
また、ベルト上の残留物が増加してくると、クリーニングブレードとベルト上の残留物との密着度、親和性が上昇し、摩擦力を上昇させる現象が発生する。この摩擦力の上昇によって、ベルト表面とクリーニングブレード間のせん断応力が上昇し、その結果、クリーニングブレードの局所的なエッジ欠け、メクレといった致命的な現象が生じる場合もある。
【００８７】
このようなクリーニング不良を補うために、クリーニングブレードがベルトに当接する線圧を高めにし、クリーニング不良を低減させる手段も提案されているが、クリーニングブレードに対する負担が極めて大きくなり、クリーニングブレードのエッジの破損やメクレる現象が発生し易くなる。また、線圧を高くすることは、ベルト表面のスクラッチの発生を加速させる側面もあり、好ましくない。
【００８８】
なお、本実施例において、画像形成装置を図１の画像形成装置１として説明したが、この方式の画像形成装置に限られることなく、図３の画像形成装置２のような現像により可視化されたトナー像を直接担持する中間転写ベルト２４を用いた中間転写方式の画像形成装置としても良い。
【００８９】
以上説明したように、第１の実施例では、ベルト表面の鏡面度を４０〜２００、かつベルト表面の硬度を鉛筆硬度で２〜７Ｈにすることにより、耐刷経時におけるベルト表面の磨耗や紙粉等の異物の付着による鏡面度の低下を抑制し、長期にわたって良好なクリーニング性を維持することができるという効果が得られる。
【実施例２】
【００９０】
第２の実施例では、基層１４ｂのヤング率を適宜調整した後に、ベルト表面の鏡面度が５０となるように表面層１４ａを形成したベルト１４を用いてクリーニング性評価を行った。なお、その他の第２の実施例の構成は、第１の実施例の構成と同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９１】
なお、ベルト１４の基層１４ｂのヤング率の測定は、ＪＩＳ  Ｋ７１２７に準じて行った。具体的には、タイプ２の抜き型により試験片を打ち抜き、マイクロメータで厚みを測定し、オリエンテック社製引張試験機（テンシロンＲＴＭ−１００）で試験速度５０ｍｍ／ｍｉｎで行った。
【００９２】
上述した構成の作用について説明する。なお、第２の実施例におけるクリーニング性能の評価方法、評価条件、クリーニング性の判定方法は、第１の実施例と同様である。
【００９３】
表２は、ベルト１４の評価結果を示している。なお、クリーニング性の判定方法は第１の実施例と同様に行った。
【００９４】
ベルト１４の耐久性の判定は、ベルト表面を実態顕微鏡で観察し、表層にワレ発生の有無を評価した。「○」は、ワレが発生していないことを示し、「×」は、ワレが発生したことを示している。なお、クリーニング性評価および中抜けの評価については、いずれも良好であった。
【００９５】
【表２】
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表２より、基層１４ｂにヤング率が１０００〜５０００ＭＰａ、より好ましくは１０００〜２０００ＭＰａの材料を使用し、鏡面度が４０以上で２００以下であり、鉛筆硬度２Ｈ以上で７Ｈ以下の表層面１４ａを設けることで、クリーニング性能を維持したまま、ベルト全体として弾性変形するため、文字やライン画像の中抜けと呼ばれるトナーの剥がれを防止することができる。また、この弾性変形の寄与により、ベルト駆動時の負荷変動を吸収し、ベルトの蛇行を低減させる副次的な効果もある。
【００９６】
ここで、中抜けとは、転写時や定着時のロールによる押圧力がトナー層に集中し、トナーが凝集し電荷密度が高くなるため、トナー層内部で放電が発生し、トナー極性が変化してトナーの剥離が発生することである。これは、一般にヤング率が高いベルトを用いたときに発生しやすいといわれ、押圧力に対する弾性変形量が少ないためである。
【００９７】
基層１４ｂのヤング率が１０００ＭＰａより小さい場合、ベルト駆動時の弾性変形が大きすぎるため、表面層１４ａが基層１４ｂの変形に追従できなくなり、表面層１４ａに亀裂が発生してしまい、結果として、すり抜けやベルトの破談を誘引してしまう。
【００９８】
一方、基層１４ｂのヤング率が５０００ＭＰａより大きい場合、ベルトに殆ど伸びが生じないため、駆動ローラとの密着性が不十分になって、ベルトの滑りによる色ズレが発生し易くなる。ベルトの滑りを防ぐ方法としては、例えばベルトに与えるテンションを大きくすれば良いが、この方法ではベルトを張架する駆動ローラや従動ローラなどの張架ローラおよび該張架ローラを支持するフレームなどの強度を高める必要が生じ、装置が大型化するため得策でない。
【００９９】
また、基層１４ｂのヤング率を２０００ＭＰａより大きくするためには、樹脂中に無機フィラーなどの繊維の添加や樹脂の変性が必要になるため、一般的な安価材料の使用が困難になるとともに、高温成型が必要になることがあり、結果としてベルトの価格を上昇させてしまうことから基層１４ｂを形成するヤング率は、１０００〜２０００ＭＰａがより好ましい。
【０１００】
以上説明したように、第２の実施例では、ヤング率を１０００〜５０００ＭＰａとした基層に鏡面度が４０〜２００、かつ硬度が鉛筆硬度で２〜７Ｈである表面層を形成したことにより、良好なクリーニング性を維持しつつ、中抜けといった画質不良を低減させることができるとともにベルトの破れといった致命的な問題を引き起こすことなく、長期にわたってベルトを安定して走行させることができるという効果が得られる。
【０１０１】
なお、第１の実施例および第２の実施例では、画像形成装置を電子写真方式のプリンタとして説明したが、それに限られることなく、プリンタ以外の複合機やファクシミリ等としてもよい。
【０１０２】
また、ベルトを転写ベルトとして説明したが、それに限られることなく、感光ベルト、定着ベルト等の無端状ベルト体としてもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１、２  画像形成装置
１０  給紙ユニット
１１  感光ドラム
１２  ＬＥＤヘッド
１３  現像ユニット
１４、２４  ベルト
１４ａ  表面層
１４ｂ  基層
１５  帯電ロール
１６  転写ロール
１７  定着ユニット
１８  クリーニングブレード
１９  駆動ロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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