(57)【要約】【課題】画像形成装置等で、記録媒体搬送用の搬送ベルトに蛇行防止部材を貼り付け、この搬送ベルトを張架するローラ側にこの蛇行防止部材をガイドするプーリを設けることによって搬送ベルトの蛇行を防止するものがあったが、温度、湿度変化や経時により、搬送ベルトに波打ち等が発生して、記録媒体搬送を安定して行なうことができなかった。【解決手段】ドライブローラ２０等に張架されるベルト体１０を、無端状ベルト２２とこれに貼り付けられたビード１００によって構成し、ビード１００を、貼り合わせ材１０３、所定の硬度を有するウレタンで形成された第１層部材１０１、これよりも柔らかい所定硬度のウレタンで形成された第２層部材１０２とで構成する。【選択図】図４
2008203603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の張架部材に張架されるベルト体であって、
帯状部材と、
前記帯状部材に接着されて、少なくとも、第１材質からなる第１層と、前記第１層よりも前記帯状部材から離れた第２部材からなる第２層とを備える蛇行防止部材と
を有し、
前記第１材質と前記第２材質とは、硬度が異なることを特徴とするベルト体。
【請求項２】
前記第１材質と前記第２材質とは、温度湿度に対する寸法変化率が同じ傾き方向であることを特徴とする請求項１記載のベルト体。
【請求項３】
前記第１材質が前記第２材質よりも硬度が高いことを特徴とする請求項１又は２記載のベルト体。
【請求項４】
前記帯状部材の寸法変化率が０．０％より大きくて０．００７％以下であり、前記蛇行防止部材の、７０℃／９０％ＲＨ雰囲気下で９６時間放置した時の前後の寸法変化率が０．０％より大きくて０．１％以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のベルト体。
【請求項５】
前記第１材質と前記第２材質とはゴム材で形成され、前記第１材質のゴム硬度が８５°（ＪＩＳ  Ａ）以上且つ９５°（ＪＩＳ  Ａ）以下であり、前記第２材質のゴム硬度が６５°（ＪＩＳ  Ａ）以上且つ７５°（ＪＩＳ  Ａ）以下であり、更に前記第１材質のゴム硬度と前記第２材質のゴム硬度との差が１０°〜２５°であることを特徴とする請求項３又は４記載のベルト体。
【請求項６】
前記蛇行防止部材は、摩擦低減剤を含有することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のベルト体。
【請求項７】
前記帯状部材は有端状ベルト或いは無端状ベルトであることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のベルト体。
【請求項８】
少なくとも２つのローラに張架された、記録媒体を担持する無端状ベルト体及び現像材により可視化された可視像を直接担持する無端状ベルト体の何れかを備える画像形成装置において、前記無端状ベルト体として請求項１乃至７の何れかのベルト体を用いた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、無端状ベルト体及び無端状ベルト体を備える画像形成装置に関するものであり、特に無端状ベルト体の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルト内側に蛇行防止ガイドとして、ベース部材と粘着剤とから成るビードを配設し、ベース部材を弾性部材としてのウレタンと補強部材としてのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とで構成し、ウレタンとポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とが互いにラミネート溶着されていることを特徴とする記録媒体搬送用の半導電性ベルトがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２―１６７０２１号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、温度、湿度といった環境変動により、無端状ベルト及びビードの寸法変化に伴う、反り、波打ちが発生して搬送する記録媒体に悪影響を与えるため、印刷の画像品質を、長期にわたり安定して満足できる状態に維持することが困難であった。
【０００５】
本発明は、これ等の問題点を解消し、印刷の画像品質を、長期にわたって安定して満足できる状態に維持することが可能なベルト体及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるベルト体は、複数の張架部材に張架されるベルト体であって、
帯状部材と、前記帯状部材に接着されて、少なくとも、第１材質からなる第１層と、前記第１層よりも前記帯状部材から離れた第２部材からなる第２層とを備える蛇行防止部材とを有し、前記第１材質と前記第２材質とは、硬度が異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、温度湿度変化や、経時に対して安定した記録用紙搬送を実現して、印刷状態を良好に保つことを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、本発明に基づくベルト体を備えた実施の形態１の画像形成装置の要部構成を示す概略構成図である。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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を搬送するベルト体１０、図示せぬ駆動部より回転されてベルト体１０を矢印方向に駆動する張架部材としての、ドライブローラ２０、ドライブローラ２０と対を成してベルト体１０を張架するテンションローラ２１、及びベルト体１０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が配置されている。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、ベルト体１０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。
【００１２】
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。
【００１３】
ドライブローラ２０及びテンションローラ２１には、後述するように、ベルト体１０に備えられた蛇行防止用のビード１００（図２参照）をガイドするためのプーリ２０ａ，２１ｂが一体的に配設されている。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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及び無端状のベルト体１０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及びベルト体１０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とベルト体１０によって、感光体ドラム５１の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。
【００１７】
続いて、表面に各色のトナー画像が重ねて形成された記録用紙２５は、ベルト体１０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を分離した後のベルト体１０は、ベルト体１０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。
【００１８】
次に、上記した画像形成装置１で使用されるベルト体１０について詳しく説明する。
【００１９】
図２は、ベルト体１０の外観斜視図であり、図３は、図２に示すベルト体１０をＡ−Ａ線で切る断面を概略的に示す部分断面図であり、また図４は、図１に示すように、ベルト体１０を装着した状態でのドライブローラ２０及びプーリ２０ａをＢ−Ｂ線できる断面を概略的に示す部分断面図である。
【００２０】
図２に示すように、ベルト体１０は、帯状部材を環状に形成した無端状ベルト２２と蛇行防止部材としてのビード１００とから構成され、無端状ベルト２２の内側の一端側付近の内周部にビード１００が貼り付けられている。図３に示すように、ビード１００は、無端状ベルト２２に固定するための貼り合せ材１０３、第１層部材１０１、及び第２層部材１０２を有して３層に形成されている。このベルト体１０が画像形成装置１に配置される際には、図４に示すように、懸架されるローラ、例えば駆動ローラ２０の軸方向の一端部に固定されたプーリ２０ａに形成された周面凹部に、ビード１００が嵌入してガイドされる。ベルト体１０が懸架されるもう一方のテンションローラ２１においても同様に、軸方向の一端部に固定されたプーリ２１ａ（図１）に形成された周面凹部に、ビード１００が嵌入してガイドされる。
【００２１】
尚、無端状ベルト２２は、懸架された状態において例えば６±１０％ｋｇの張架力で張架されるものとする。
【００２２】
無端状ベルト２２は、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）溶液中にて撹拌混合し、回転成型により、膜厚１００±１０μｍ、口径φ２２６ｍｍの寸法に成型した後、３４４．５±０．５ｍｍの幅長に切断した。
【００２３】
ＰＡＩの構造は、アミド基と１〜２個のイミド基とが有機基を介して結合され、１つの単位となって繰り返された高分子である。この有機基が、脂肪族か芳香族かによって、脂肪族ＰＡＩか芳香族ＰＡＩに分類されるが、ここでは、耐久性や機械的特性の観点から芳香族ＰＡＩが好ましい。この芳香族の意味も、基本的にはイミド基、アミド基が結合する有機基が１つ又は２つのベンゼン環であるということである。ＰＡＩは、完全にイミド閉環したものか、又はイミド閉環しないアミド酸の段階にあっても良いが、その場合には少なくとも５０％以上、好ましくは７０％以上がイミド化されているものを使用するのが良い。その理由としては、アミド酸段階のものが多すぎると、寸法変化率が大きい傾向があるからである。
【００２４】
尚、ベルトの材料としては、上記したＰＡＩに限定されるものではなく、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にある材料であること、回転による屈曲疲労のダメージを受けにくい材料であることが望ましく、そのような材料であれば使用可能である。例えば上記した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）、又はエチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の樹脂、及びこれら各々を主体とした混合物を用いても構わない。
【００２５】
ベルトを回転成型によって製造するに際し、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る。特にＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド類が有用であり、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、ピリジン、テトラメチレンスルホン、又は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、円筒リング状金型を使用して、その隙間にベルトを層成型する場合も同様である。一方、所謂、押出し成型の場合は、無溶剤にて成型が可能である。
【００２６】
また、ベルト材に適量配合される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、又はアセチレンブラック等が挙げられ、これらは単独使用、又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と好ましい。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、本願における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。
【００２７】
ビード１００の、貼り合せ材１０３を除く構成、即ち第１層部材１０１及び第２層部材１０２の材料としては、適切なゴム弾性があることが望ましく、画像形成装置内で、変質しないものであれば特に限定しない。例えばポリウレタンゴム、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、天然ゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム等で、単独或いはこれ等を２種以上混合しても良いが、その中でも、耐磨耗性、非汚染性、機械的強度を考慮すると、ポリウレタンが好適である。尚、ビード材の具体的な構成例については、後述する試験及び試験結果に基づいて後述する。
【００２８】
ビード１００の貼り合せ材１０３としては、所謂、粘着材、接着剤等があるが、無端状ベルト２２とビード１００にかかるせん断力、ピーリングカ、温湿度変化における粘着力或いは接着カの安定性より、弾性のある接着剤が好ましい。これにより、無端状ベルト２２とビード１００の寸法変化の違いを吸収することができる。
【００２９】
以下、上記構成のベルト体１０について、特性と異なる材料を使用して行った印刷試験及びその試験結果について説明する。この印刷試験は、要部構成が例えば図１に示す画像形成装置１と同等の装置を用いて行うもので、ここでは画像形成装置１を例にして、その試験の際に用いるトナー、クリーニングブレード２４、ドライブローラ２０、テンションローラ２１、及びビード１００について、更に説明する。
【００３０】
尚、説明の簡単のため、試験に使用される試料としてのベルト体、ビード、１層部材及び第２層部材にはすべて、それぞれ記号１０、１００、１０１、及び１０２を付して説明するが、本実施の形態のベルト体１０及びビード１００に相当するのは、下記の試験結果に基づいて特定される後述の、硬度及び硬度差を有する第１層部材及び第２層部材を備えたものである。
【００３１】
ビード１００の、貼り合せ材１０３を除く構成、即ち第１層部材１０１及び第２層部材１０２がポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称す）とウレタンのものは、ＰＥＴの厚さが１００μｍ、ウレタンの硬度が６５°（ＪＩＳ  Ａ）で厚さが９００μｍである。一方、ウレタンのみからなる場合は、ベルト側の第１層部材１０２のウレタンの硬度が９０°（ＪＩＳＡ）で厚さが２００μｍとし、第２層部材１０３のウレタンの硬度が６５°（ＪＩＳＡ）で厚さが８００μｍとする。硬度については後述する。
【００３２】
トナーは、主構成組成としてスチレンー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。
【００３３】
クリーニングブレード２４（図１）は、ゴム硬度８３°（ＪＩＳ  Ａ）、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。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、且つその構成が簡単にできるため、コンパクトで低コストを実現できるためである。また、ゴム材の最適材料としてウレタンゴムを採用したのは、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ためである。
【００３４】
ドライブローラ２０及びテンションローラ２１の各外径は、ここでは、いずれもφ２５ｍｍのものを使用したが、この径に限ったものではない。しかしながら、コストや、装置の小型化によりφ１０〜５０ｍｍのものが一般的に使用されることが多い。
【００３５】
無端状ベルト２２を張架する手段であるテンションローラ２１は、スプリング等の図示しない付勢手段によって矢印Ｃ（図１）方向に付勢され、６±１０％ｋｇの力で無端状ベルト２２を張架したが、ベルトの張架方法はこれに限定されるものではない。また張架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あり、一般的に、２〜８±１０％ｋｇの力で張架することが多い。
【００３６】
次に、無端状ベルト２２をＰＡＩで形成し、且つビード１００の第１層部材１０１及び第２層部材１０２を硬度の異なるウレタンで構成した複数のベルト体１０を試験試料として行なった、環境試験、連続印刷試験とその結果に基づく評価について説明する。
【００３７】
評価条件は以下の通りである。
【００３８】
環境試験は、（株）沖データ製プリンタＭＬ９６００のベルトユニットを用い、ベルト体１０を装着したベルトユニットを７０℃／９０％ＲＨ（相対湿度）雰囲気下で９６時間放置後、概観確認を行った。尚、上記環境試験において、７０℃／９０％ＲＨ（相対湿度）雰囲気下とする前の環境は、常温、常湿（例えば、２３±３℃、５５±１０％）である。
【００３９】
連続印刷試験は、上記環境試験を終えた後、以下の条件に従って行った。
・記録用紙１５１（図５）にはＡ３サイズの用紙を用いた。
・印刷は、黒色５０％濃度の印刷パターンにより、図５に示すように略全面の印字領域１５２で印字を行った。
・２０枚連続通紙印字を断続的に最大１００ｋ枚まで繰り返し行って、印字障害の有無を評価し、図５に示すような印字障害（汚れ）１５３が、１枚でもあれば「×」とした。
【００４０】
上記条件のもとに、ビード構成単位の硬度を振って複数のビード１００を作成し、後述する寸法変化率０．００７％の無端状ベルト２２に貼った複数のベルト体１０を試験試料として用意し、上記環境試験、連続印刷試験を行った。
【００４１】
尚、図６に示すグラフ１は、試験に採用された、硬度６０°（ＪＩＳ  Ａ）〜硬度９５°の各ポリウレタンを、７０℃／９０％ＲＨ雰囲気下で９６時間放置した収縮試験後の収縮率を示す。尚、上記収縮試験において、７０℃／９０％ＲＨ（相対湿度）雰囲気下とする前の環境は、常温、常湿（例えば、２３±３℃、５５±１０％）であり、収縮率がマイナス（−）の場合は、延びる方向に変化したことを示す。
【００４２】
表１は、上記環境試験、連続印刷試験の結果を表すもので、同表中の判定の欄では、環境試験後のベルト外観に異常なし、ベルト障害試験後にベルト障害無し、及び連続印刷試験後に印字障害（汚れ）無しの場合にのみ「Ｏ」判定とし、これらの何れかに問題がある場合には「×」判定としている。また表１のビード硬度構成の欄で、例えば［９５／９０］と記入されている場合、図３に示す第１層部材１０１（ウレタン）のゴム硬度が９５°（ＪＩＳ  Ａ）であり、同第２層部材１０２（ウレタン）のゴム硬度が９０°（ＪＩＳ  Ａ）であることを示している。また表１中の「−」は、もはや評価できないことを示している。
【００４３】
【表１】
2008203603.tif 000003
【００４４】
同表から明らかなように、ここでの試験結果によれば、第１層部材１０１（図３）としてゴム硬度が８５°（ＪＩＳ  Ａ）〜９５°（ＪＩＳ  Ａ）の範囲のウレタン材を使用し、第２層部材１０２（図３）としてゴム硬度が６５°（ＪＩＳ  Ａ）〜７５°（ＪＩＳ  Ａ）の範囲のウレタン材を使用し、且つ組み合わせた部材の硬度差が１０°〜２５°の範囲であることが好ましい。
【００４５】
例えば、ビードを一層の同一部材で構成する場合、硬度を低くするとベルトの蛇行を抑制できなくなり、高くするとプーリとの巻きつきが不十分になる。このため、第１層部材１０１のゴム硬度を高めに、第２層部材１０１（図３）の硬度が高い（硬い）ことにより、無端状ベルト２２に貼る際に、ビード１００が伸びにくく歪みを与えずに貼る事ができる。この硬度が低い（柔らかい）と、貼る際にビード１００が部分的に伸ばされて貼られる事になり、ビード継ぎ目間のばらつきが大きくなって、応力緩和や温度湿度変化等により、ビード１００が剥がれたりする。
【００４６】
一方、第２層部材１０２（図３）の層は、ビード１００を備えた無端状ベルト２２が張架軸（図１の画像形成装置１においてはドライブローラ２０とテンションローラ２１）に懸架される際、最も圧縮される側であるので、容易に屈曲可能である必要があり、歪み応力が小さい状態である事が望ましい。硬すぎると、ベルト側のゴム硬度の高さとあいまって、ビード自体の硬さが増長し、ベルト張架軸通過による繰り返し屈曲により、ビードを貼っているベルト部に多大な応力が集中し、結果としてベルト破断を引き起こす。但し、硬度が低すぎると、外力に対する変形が大きくなり、蛇行しやすくなる。また、ビードのガイド部材との摩擦による磨耗が大きくなり、耐久性の点からも問題が生じてくる。
【００４７】
そして、積層された第１層部材１０１と第２層部材１０１間のゴム硬度差が大きすぎると、上記した場合と同様に、ベルト張架軸通過による繰り返し屈曲により、層間剥離してしまう。
【００４８】
尚、ここでは、説明上同一材料のウレタンにて説明したが、このように同じ伸縮の方向性を持つ材料の組み合せであることが好ましい。
【００４９】
以上のように、本実施の形態で行った試験結果にもとづいて、ベルト体２０に蛇行防止材として備えられるビード１００の２つの層の部材（第１層部材１０１及び第２層部材１０２）の各硬度、及びこれ等の硬度差を適正に制限することによって、環境変化や経時に対しても安定した記録用紙の搬送が可能となり、印刷状態を良好に保つことが可能となる。
【００５０】
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、所定範囲のベルト寸法変化率の無端状ベルト２２と所定範囲のビード寸法変化率のビード１００を組み合わせたベルト体１０を採用することを特徴とするものである。
【００５１】
尚、本実施の形態において行なわれる環境試験及び連続印刷試験は、試験試料としてのベルト体以外は、前記した実施の形態１で行なわれた装置と全く同じ装置で行われるものであるため、共通する部分については同符号を付してここでの説明は省略し、異なる点を重点的に説明する。また試験方法についても共通する点についての説明は省略する。また説明の簡単のため、試験に使用される試料としてのベルト体、ビード、１層部材及び第２層部材にはすべて、それぞれ記号１０、１００、１０１、及び１０２を付して説明するが、本実施の形態のベルト体１０、無端状ベルト２２、及びビード１００に相当するのは、下記の試験結果に基づいて特定される後述の、ベルト寸法変化率及びビード寸法変化率を有するものである。
【００５２】
無端状ベルト２２の特性、及びビード１００の構成と特性の異なる複数のベルト体１０を試験試料として行なった、環境試験及び連続印刷試験とその結果に基づく評価について説明する。
【００５３】
評価条件は以下の通りである。
【００５４】
環境試験は、（株）沖データ製プリンタＭＬ９６００のベルトユニットを用い、ベルト体１０を装着したベルトユニットを７０℃／９０％ＲＨ（相対湿度）雰囲気下で９６時間放置後、図７に示すように波うち１０５が発生しているか否かの概観確認を行った。尚、上記環境試験において、７０℃／９０％ＲＨ（相対湿度）雰囲気下とする前の環境は、常温、常湿（例えば、２３±３℃、５５±１０％）である。
連続印刷試験は、上記環境試験を終えた後、以下の条件に従って行った。
・記録用紙１５１（図５）にはＡ３サイズの用紙を用いた。
・印刷は、黒色５０％濃度の印刷パターンにより、図５に示すように略全面の印字領域１５２で印字を行った。
・２０枚連続通紙印字を行って、印字障害の有無を評価し、図５に示すような印字障害（汚れ）１５３が、１枚でもあれば「×」とした。
【００５５】
上記条件のもとに、ビード１００及び無端状ベルト２２の各寸法変化率を振って複数ベルト体１０を試験試料として用意し、上記環境試験及び連続印刷試験を行った。
【００５６】
尚、図８に示すグラフ２は、試験に採用された、ＰＥＴ、硬度６５°（ＪＩＳ  Ａ）のポリウレタン、及び硬度９０°（ＪＩＳ  Ａ）のポリウレタンを、７０℃／９０％ＲＨ雰囲気下で９６時間放置した収縮試験後の収縮率を示す。尚、上記収縮試験において、７０℃／９０％ＲＨ（相対湿度）雰囲気下とする前の環境は、常温、常湿（例えば、２３±３℃、５５±１０％）であり、収縮率がマイナス（−）の場合は、延びる方向に変化したことを示す。従って、ＰＥＴとポリウレタンでは変化方向が異なる。
【００５７】
表２は、上記環境試験及び連続印刷試験の結果を表すもので、同表中のベルト寸法変化率の欄では、容積絶対湿度を１０℃／４３％、３０℃／６５％、及び４０℃／９０％振って、ベルト内周長を測定し、下式による絶対湿度当たりのベルト寸法変化率を予め算出した値を記している。
ベルト寸法変化率
＝（（試験後ベルト内周長−試験前ベルト内周長）／試験前ベルト内周長）×１００
一方、ビード寸法変化率の欄では、積層後、７０℃／９０％ＲＨ雰囲気下で９６時間放置した寸法変化試験後の下式によるビード寸法変化率を予め測定した値を記している。尚、上記寸法変化試験において、７０℃／９０％ＲＨ（相対湿度）雰囲気下とする前の環境は、常温、常湿（例えば、２３±３℃、５５±１０％）である。
ビード寸法変化率
＝（（試験後のビード長−試験前のビード長）／試験前のビード長）×１００
ここでは、積層成型により内部に応力歪みが内在するため、単独の時の値より大きいものになっている。
【００５８】
また判定の欄では、環境試験後のベルト外観に波打ち減少なし、及び印字障害無しの場合にのみ「Ｏ」判定とし、これらの何れかに問題がある場合には「×」判定としている。更に、ビート構成の欄で、例えば［ＰＥＴ／ウレタン］と記入されている場合、図３に示す第１層部材１０１がＰＥＴであり、同第２層部材１０２がウレタンであることを示している。その時の各層の厚みは前記した通りである。
【００５９】
【表２】
2008203603.tif 000004
【００６０】
同表から明らかなように、ここでの試験結果によれば、ベルト寸法変化率が０．００７％以下で、且つビード寸法変化率が０．１％以下であることが好ましい。
【００６１】
以上の試験結果については、以下のように考えられる。
【００６２】
寸法変化率が多いと、温度、湿度といった環境変化により無端状ベルト２２は伸縮する。特に、ローラに巻かれた部位は、ベルト外周面は引張り、内周側のビードは圧縮の応力が働くため、各々の寸法変化とあいまって、ベルトが波打ったような状態になりやすい。このような状態で使用すると、図９の模式図に示すように、モノクロ印刷モード時、ブラック（Ｋ）以外の３色のトナー画像形成部１２，１３，１４の感光体ドラム５１が搬送路から浮き上がる機構になっているものでは、波うち１０５の発生により印刷媒体である記録用紙２５が盛り上る。従って、記録用紙２５が無端状ベルト２２に均一に静電吸着せず、バタついた状態になったり、更に波うち高さが大きいと、感光体ドラムに擦ったりして、印字障害（汚れ）を引き起こす。
【００６３】
一方、ビ一ド１００の構成として、図３に示す第１層部材１０１にＰＥＴを用いた場合に波うちが発生しやすい理由は以下の通りである。ＰＥＴフィルム作成時、またウレタンとのラミネート時に延伸の応力が働き、歪みを内在して作成される。それが、経時、並びに温度、湿度といった環境変化により応力が緩和されて元に戻ろうと、つまり収縮する。この傾向は、ビードのコスト低減のために、成型時間を短縮した場合において、より顕著になりやすい。また、波うちがひどい場合、ビード１００が無端状ベルト２２から浮いて剥がれた状態になり、そのまま使用すると、ビード１００が無端状ベルト２２から剥がれ落ちてしまうという重大な障害状態になってしまう。
【００６４】
寸法変化は少ないほど好ましいが、変化量を０にすることは、本願のような有機化合物を用いたベルトを使用する上で非常に困難なことであり、それを達成しようとすると、技術的にも非常に困難を極め、また、多大な設備及び時間が必要になる。ひいては、非常に高いものになり、本願のような画像形成装置に使用することは、実質上不可能である。
一方、本願のような、少なくとも二つの軸に張架され、駆動させられるベルトにおいては、ベルト外周面は引張りの力、ベルト内周面は圧縮の力が作用する。全く寸法変化しないと、かえって繰返し屈曲による、内部応力が高まり早期に割れてしまうという不具合が生じる。以上のことからも、ベルトの寸法変化率は、０．０％より大きいことが好ましい。
【００６５】
一般的に、ビードのような弾性部材の長さを正確に測定することは困難を極める。よって、測定誤差、並びに上記理由を考慮し、ビードの寸法変化率は０．０％より大きいことが好ましい。
【００６６】
上記したように、ここでは、ベルト及びビードの各寸法変化率を０．０％以上、即ち、温度、湿度の環境変化に応じて同じ方向変化する（ここでは延びる方向に変化）ことを推奨したが、これは、ベルトとビードの伸縮が同じでないと、環境変化により差分が大きくなり、波うちが発生しやすくなるためである。
【００６７】
以上の点を考慮すると、ベルト寸法変化率が０．００１％〜０．００７％の無端状ベルト２２と、ビード寸法変化率が０．０１％〜０．１％のビード１００を組み合わせたベルト体１０を使用することが好ましい。
【００６８】
以上のように、本実施の形態の画像形成装置は、本実施の形態で行った試験結果にもとづいて、ベルト寸法変化率が所定範囲の無端状ベルトと、ビード寸法変化率が所定範囲のビードとを組み合わせたベルト体を使用することにより、環境変化や経時に対しても安定した記録用紙の搬送が可能となり、印刷状態を良好に保つことが可能となる。
【００６９】
実施の形態３．  
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、ビード１００に摩擦低減剤を添加したベルト体１０を採用することを特徴とするものである。
【００７０】
尚、本実施の形態において行なわれる環境試験及び連続印刷試験は、試験試料としてのベルト体以外は、前記した実施の形態１で行なわれた装置と全く同じ装置で行われるものであるため、共通する部分については同符号を付してここでの説明は省略し、異なる点を重点的に説明する。また試験方法についても共通する点についての説明は省略する。また説明の簡単のため、試験に使用される試料としてのベルト体、ビード、１層部材及び第２層部材にはすべて、それぞれ記号１０、１００、１０１、及び１０２を付して説明するが、本実施の形態のベルト体１０、無端状ベルト２２、及びビード１００に相当するのは、下記の試験結果に基づいて特定される後述の、ビードを有するものである。
【００７１】
図３に示すビード１００の第２層部材１０２に一般的に摩擦を低減すると言われている材料を添加して形成した複数のベルト体１０を試料として行なった、環境試験及び連続印刷試験とその結果に基づく評価について説明する。尚、ここでビード１００は、第１層部材１０１がウレタンでその硬度が９０°（ＪＩＳ  Ａ）であり、第２層部材１０２もウレレタンでその硬度が７０°（ＪＩＳ  Ａ）である。
【００７２】
評価条件は以下の通りである。
【００７３】
環境試験は、（株）沖データ製プリンタＭＬ９６００のベルトユニットを用い、無端ベルトを装着したベルトユニットを７０℃／９０％ＲＨ（相対湿度）雰囲気下で９６時間放置後、概観確認を行った。
【００７４】
連続印刷試験は、上記環境試験を終えた後、以下の条件に従って行った。
・記録用紙１５１（図５）にはＡ３サイズの用紙を用いた。
・印刷は、黒色５０％濃度の印刷パターンにより、図５に示すように略全面の印字領域１５２で印字を行った。
・２０枚連続通紙印字を行って、印字障害の有無を評価し、図５に示すような印字障害（汚れ）１５３が、１枚でもあれば「×」とした。
【００７５】
上記条件のもとに、図３に示すビード１００の第２層部材１０２に、摩擦を低減する２種類の材料を別々に添加して形成したビード１００を、前記した寸法変化率０．００７％の無端状ベルト２２に貼った２種類のベルト体１０を、無添加のもの共に試験試料として用意し、環境試験及び連続印刷試験を行った。但し、本実施の形態では、意図的にビードがガイドを乗り上げ易くなるように歪ませた状態、具体的には試験に使用した画像形成装置を傾けた状態で連続印刷試験を行った。
【００７６】
表３は、上記環境試験及び連続印刷試験の結果を表すもので、同表中の判定の欄では、環境試験後のベルト外観に異常なし、印刷時にベルト障害無し、及び印字障害（汚れ）無しの場合にのみ「Ｏ」判定とし、これらの何れかに問題がある場合には「×」判定としている。
【００７７】
【表３】
2008203603.tif 000005
【００７８】
同表から明らかなように、ここでの試験結果によれば、摩擦を低減する添加剤を混入して第２層部材１０２の摩擦係数を下げることにより、ベルト障害、ここではベルトの破損が発生しにくくなっていることが分かる。
【００７９】
この試験結果については、以下のように考えられる。
【００８０】
ドライブローラ２０に、ビード１００及び無端状ベルト２２を有するベルト体１０が装着しているときの状態を示す図４を参照して、ベルト体１０に蛇行力が働いている場合を説明する。このとき、第２層部材１０２の摩擦係数が大きい程、ビード１００がプーリ２０ａに形成されたガイド溝を乗り上げようとする。そこで、摩擦低減部材（ここではフッ素樹脂、又はシリコン樹脂）を添加したビード１００を用いる事により、蛇行力により発生する、ガイド溝を乗り上げようとする摩擦力を低減して、乗り上げにくくしている。
【００８１】
一方、ここでの第２層部材１０２は、積層時に摩擦低減部材である添加剤をウレタンへ混入して形成できるので、後から、摩擦低減剤を貼ったり或いはコートしたりする工程を必要とせず、モノ作り、コストの面において有利となる。
【００８２】
以上のように、本実施の形態の画像形成装置は、本実施の形態で行った試験結果にもとづいて、無端状ベルトに蛇行防止材として備えられるビードの第２層部材に摩擦低減部材を混入して摩擦係数を低減することによって蛇行力に対する安定性が増してより安定した記録用紙の搬送が可能となり、印刷状態を良好に保つことが可能となる。
【００８３】
実施の形態４．
図１０は、本発明に基づく実施の形態４の画像形成装置の要部構成を示す概略構成図である。
【００８４】
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。
【００８５】
図１０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、ベルト体４０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がベルト体４０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。  
【００８６】
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）としてのベルト体４０、図示せぬ駆動部より回転されてベルト体４０を矢印方向に駆動する支持ローラ４３〜４５、及びベルト体４０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、ベルト体４０のトナー画像を記録用紙２５上に転写すべく、ベルト体４０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。
【００８７】
尚、ここでのベルト体４０は、前記した実施の形態１で説明したベルト体１０と同様に、無端状ベルト４２（図１０）と蛇行防止用のビード１００（図３参照）とを備えているものである。また、支持ローラ４３〜４５には、ベルト体４０に配設されたビードをガイドするためのプーリ４３ａ〜４５ａが一体的に配設されている。これ等プーリの取り付け位置等は前記実施の形態１で説明した駆動ローラ２０に取り付けられたプーリ２０ａと全く同様に取り付けられるものであるため、ここでの説明は省略する。
【００８８】
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。
【００８９】
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、ベルト体４０に接する位置を通過する際に、それぞれベルト体４０上に順次重ねて転写される。この段階で、ベルト体４０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。
【００９０】
一方、上記したベルト体４０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とベルト体４０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、ベルト体４０上のカラー画像が記録用紙２５上に転写される。
【００９１】
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を分離した後のベルト体４０は、ベルト体４０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。
【００９２】
上記した画像形成装置４１において、使用に適した無端状ベルト４２及びビード１００の各特性、及び組み合せは、前記した実施の形態１〜３で説明した無端状ベルト２２とビード１００の場合と全く同じである。即ち、
・  第１の使用例としては、寸法変化率０．００７％の無端状ベルトに、第１層部材１０１（図３）としてゴム硬度が８５°（ＪＩＳ  Ａ）〜９５°（ＪＩＳ  Ａ）の範囲のウレタン材を使用し、第２層部材１０２（図３）としてゴム硬度が６５°（ＪＩＳ  Ａ）〜７５°（ＪＩＳ  Ａ）の範囲のウレタン材を使用し、且つ組み合わせた部材の硬度差が１０〜２５の範囲であるビードを備えることが好ましい、
・  第２の使用例としては、ベルト寸法変化率が０．００１％〜０．００７％の無端ベルトと、ビード寸法変化率が０．０１％〜０．１％のビードを組み合わせて使用することが好ましい、
・  更に第３の使用例としては、第２層部材に摩擦を低減する添加剤を混入して摩擦係数をさげることが好ましい。
【００９３】
これらの使用例に基づいた無端状ベルト４２及びビード１００を用いることにより、前記した画像形成装置１に対して得られる前記実施の形態１〜３の各効果と同様の効果を、本実施の形態画像形成装置４１においても得ることが出来る。
【００９４】
尚、上記した各実施の形態では、無端状ベルトの内側の一端側付近の内周部にのみビードが貼り付けられているが、これに限定されるものではなく、無端状ベルトの内側の両端側付近の内周部に設けるように構成してもよい。
また、上記した各実施の形態では、帯状部材として無端状ベルトを使用した例を示したが、これに限定されるものではなく、有端状ベルトとすることも可能である。
【００９５】
また、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。更に、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。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明に基づくベルト体を備えた実施の形態１の画像形成装置の要部構成を示す概略構成図である。
【図２】実施の形態１のベルト体の外観斜視図である。
【図３】図２に示すベルト体をＡ−Ａ線で切る断面を概略的に示す部分断面図である。
【図４】図１に示すように、ベルト体を装着した状態でのドライブローラ及びプーリをＢ−Ｂ線できる断面を概略的に示す部分断面図である。
【図５】記録媒体としての印刷用紙の外形及び印刷試験での印字領域を示す、発明の説明に供する図である。
【図６】実施の形態１での試験に使用されるビード構成材料の収縮率を示す図である。
【図７】実施の形態２での試験評価の説明に供する図である。
【図８】実施の形態２での試験に使用されるビード構成材料の収縮率を示す図である。
【図９】実施の形態２での試験結果の説明に供する図である。
【図１０】本発明に基づく実施の形態４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】
【００９７】
１，４１  画像形成装置、
１０，４０  ベルト体、
１１〜１４  トナー画像形成部、
２０  ドライブローラ、
２０ａ，２１ａ  プーリ、
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  排出部、
４３〜４５  支持ローラ、
４３ａ，４４ａ，４５ａ  プーリ、
５１  感光体ドラム、
５２  帯電部、
５３  露光部、
５４  現像部、
１００  ビード、
１０１  第１層部材、
１０２  第２層部材、
１０３  貼り合せ材、
１０５  波うち、
１５１  記録用紙、
１５２  印字領域、
１５３  印字障害。
【図１】
2008203603.tif 000006
【図２】
2008203603.tif 000007
【図３】
2008203603.tif 000008
【図４】
2008203603.tif 000009
【図５】
2008203603.tif 000010
【図６】
2008203603.tif 000011
【図７】
2008203603.tif 000012
【図８】
2008203603.tif 000013
【図９】
2008203603.tif 000014
【図１０】
2008203603.tif 000015