(57)【要約】【課題】無端ベルトの走行ずれを防止して画像欠陥の発生を抑制するとともに、優れた耐久性を発揮する無端ベルトおよび画像形成装置を提供する。【解決手段】無端ベルトにおいて、環状のベルト本体と、上記ベルト本体の内周面上で上記ベルト本体の縁に沿って延びた突条を成した、その突条における、上記ベルト本体の上記縁に近い側と遠い側とでは遠い側の方が硬度が高いガイド部とを備えた。また、画像形成装置においては、形成されたトナー像を転写位置まで運搬する手段として、あるいは、記録媒体を転写位置まで搬送する手段として、上記の無端ベルトを採用した。【選択図】図２
2007206437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状のベルト本体と、
前記ベルト本体の内周面上で前記ベルト本体の縁に沿って延びた突条を成した、その突条における、前記ベルト本体の前記縁に近い側と遠い側とでは遠い側の方が硬度が高いガイド部とを備えたことを特徴とする無端ベルト。
【請求項２】
像担持体を備え、該像担持体の表面にトナー像を形成し該トナー像を記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
ロール形状を有し、そのロール形状の端部に、ロール形状の周面よりも陥没してなるガイド受けを有する支持部材と、
前記複数の支持部材に張架されて前記複数の支持部材の間を循環移動して、前記像担持体からトナー像の転写を受け、転写されたトナー像を、記録媒体上に該トナー像が転写される位置まで運搬する、環状のベルト本体と、前記ベルト本体の内周面上において前記ベルト本体の縁に沿って延び、前記支持部材の前記ガイド受けと当接し、前記ベルト本体の前記縁に近い側と遠い側とでは遠い側の方が硬度が高いガイド部とを有する中間転写ベルトとを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
像担持体を備え、該像担持体の表面にトナー像を形成し該トナー像を記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
ロール形状を有し、そのロール形状の端部に、ロール形状の周面よりも陥没してなるガイド受けを有する支持部材と、
前記複数の支持部材に張架されて前記複数の支持部材の間を前記記録媒体を載せた状態で循環移動して、該記録媒体上へのトナー像の転写を前記像担持体から受ける、環状のベルト本体と、前記ベルト本体の内周面上で前記ベルト本体の縁に沿って延びた突条を成した、その突条における、前記ベルト本体の前記縁に近い側と遠い側とでは遠い側の方が硬度が高いガイド部とを有する記録媒体搬送ベルトとを備え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、環状のベルト本体を有する無端ベルトと、記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタやコピー機を中心とする画像形成装置が広く普及しており、このような画像形成装置を構成する様々な要素に関する技術も広く普及している。画像形成装置の中でも、電子写真方式を採用している画像形成装置では、帯電させた感光体の表面を露光して静電潜像を形成し、その静電潜像を現像してトナー像を形成し、そのトナー像を最終的に所定の転写位置で記録媒体上に転写するという一連の過程を経て画像形成が行われる。こうした画像形成装置の中には、上記の画像形成の過程において、形成されたトナー像を転写位置まで運搬する手段として、あるいは、記録媒体を転写位置まで搬送する手段として、複数の支持ロールに張架されて循環移動する無端ベルトを採用している画像形成装置が存在する。特にカラーの画像を形成する画像形成装置では、多色のトナー像を重ね合わせる必要があることから、各色ごとに形成されたトナー像の転写を順次受けながらトナー像を運搬する運搬手段として、あるいは各色ごとに形成されたトナー像の転写を順次受ける記録媒体の搬送手段として、上記の無端ベルトが用いられることが多い。
【０００３】
無端ベルトを有する画像形成装置では、無端ベルトを張架する複数の支持ロールの回転軸が組み立て作業時の誤差等により本来互いに平行であるべき状態から少しずれた状態で画像形成装置に取り付けられていたり、無端ベルトにかかる張力が無端ベルト上の位置によって異なること等が原因となって、無端ベルトが直進走行せずに支持ロールの軸方向に振動しながら走行（いわゆる蛇行走行）することがある。このような蛇行走行によって無端ベルトの走行ずれを生じた状態で画像形成が行われると、記録媒体上へのトナー像の転写の際に、トナー像が、本来転写されるべき位置からずれた位置に転写されるという画像欠陥が起きる。特に、カラーの画像を形成する画像形成装置では、このようなトナー像の位置のずれは、記録媒体上に形成されるカラー画像に、色ずれや色相変化等をもたらすため、カラーの画像を形成する画像形成装置では、無端ベルトの走行ずれの発生は重大な問題となる。そこで、無端ベルトの走行ずれを防止する工夫として、支持ロールの外周に溝を設け、さらにその溝に嵌合するガイド部を、無端ベルトのベルト本体の表面に設けることが提案されている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。
【特許文献１】特開昭５８−１００１４５号公報
【特許文献２】特開平４−３３３４５７号公報
【特許文献３】特開２００３−１２８２９５号公報
【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、上記の無端ベルトではガイド部の付け根付近のベルト本体に、走行ずれを抑制しようとする力が集中するため、ガイド部の付け根部分のベルト本体が破断しやすい。このため、無端ベルトの走行ずれを防止して画像欠陥が生じることを抑えるためには、さらなる工夫が求められる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、無端ベルトの走行ずれを防止して画像欠陥の発生を抑制するとともに、優れた耐久性を発揮する無端ベルトおよ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】
上記目的を達成するための本発明の無端ベルトは、
環状のベルト本体と、
上記ベルト本体の内周面上で上記ベルト本体の縁に沿って延びた突条を成した、その突条における、上記ベルト本体の上記縁に近い側と遠い側とでは遠い側の方が硬度が高いガイド部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
仮にガイド部が同一の硬度の材料で構成されているとすると、ベルト本体上の、ガイド部の付け根付近に、無端ベルトの走行ずれを抑制する力が集中し、ガイド部の付け根部分のベルト本体が破断しやすい。
【０００８】
本発明の無端ベルトでは、ガイド部が、ベルト本体の縁に近い側と遠い側とでは遠い側の方が硬度が高いため、無端ベルトの走行ずれを抑制する力が、ガイド部の付け根付近に集中せずに、ガイド部とベルト本体の境界面全体にわたって及ぶこととなり、ベルト本体の破断が防止される。
【０００９】
なお、本発明の無端ベルトにおいては、上記の突条は、上記のベルト本体の縁と平行に延びた、硬度が互いに異なる複数のガイド部材から構成されているものであってもよい。
【００１０】
また、本発明の無端ベルトにおいて、「上記ベルト本体は、ポリイミド樹脂を材料としてなるものである」という形態は好ましい形態である。
【００１１】
ポリイミド系樹脂は、加工しやすく、高い耐久性を有する材料であり、ポリイミド系樹脂をベルト本体の材料として採用することで、劣化や変質を起こしにくい無端ベルトが実現される。
【００１２】
また、本発明の無端ベルトにおいて、「上記ベルト本体は、ポリアミドイミド系樹脂を材料としてなるものである」という形態も好ましい形態である。
【００１３】
ポリアミドイミド系樹脂も、加工しやすく、高い耐久性を有する材料であり、ポリアミドイミド系樹脂をベルト本体の材料として採用することで、劣化や変質を起こしにくい無端ベルトが実現される。
【００１４】
また、本発明の無端ベルトにおいて、「上記ベルト本体は、ポリエステル系樹脂を材料としてなるものである」という形態も好ましい形態である。
【００１５】
ポリエステル系樹脂は、安価で入手しやすい材料であり、ポリエステル系樹脂をベルト本体の材料として採用することで、低コスト化が実現される。
【００１６】
また、本発明の無端ベルトにおいて、「上記ガイド部は、上記ベルト本体の上記縁に沿って延びた、硬度が互いに異なる複数のガイド部材が、上記ベルト本体の上記縁に近いガイド部材ほど硬度が高くなる順番で並び隣り合うガイド部材同士が互いに接着されてなるものである」という形態も好ましい形態である。
【００１７】
このような形態によれば、ガイド部材の耐久性が向上する。
【００１８】
また、本発明の無端ベルトにおいて、「上記ガイド部は、上記ベルト本体の上記縁に沿って延びて該ベルト本体の内周面上を一周して環状となった、該環状の一部に接続部分を有する、硬度が互いに異なる複数のガイド部材が、上記ベルト本体の上記縁に近いガイド部材ほど硬度が高くなる順番で並び、ガイド部材が延びる方向についての接続部分が互いにずれているものである」という形態も好ましい形態である。
【００１９】
ガイド部材の接続部分は耐久性が低く、特に各ガイド部材の接続部分の位置が、ガイド部材が延びる方向について同じ位置にあると、耐久性が低い場所が集中することとなりこの位置でガイド部の損傷が起こりやすい。ガイド部の損傷が発生すると、損傷した付近のベルト本体がねじれてベルト本体の破断が生じる。そこで、上記の、ガイド部材の接続部分の位置が重ならないようにする形態により、ガイド部材の耐久性が低い部分が一箇所に集中しなくなり、ガイド部の損傷が予防される。
【００２０】
また、本発明の無端ベルトにおいて、「上記ガイド部は、上記ベルト本体の上記縁に最も近い部分の硬度がＪＩＳ−Ａ硬度でＡ７５／Ｓ以上である」という形態も好ましい形態である。
【００２１】
このような形態によれば、ガイド部材の耐久性が特に向上する。
【００２２】
また、本発明の無端ベルトにおいて、「上記ガイド部は、上記ベルト本体の上記縁から最も遠い部分の硬度がＪＩＳ−Ａ硬度でＡ４５／Ｓ以上である」という形態も好ましい形態である。
【００２３】
このような形態によれば、柔軟性のあるガイド部材が実現し、無端ベルトの走行ずれを抑制する力の集中が緩和される。
【００２４】
上記目的を達成するための本発明の第１の画像形成装置は、
像担持体を備え、該像担持体の表面にトナー像を形成し該トナー像を記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
ロール形状を有し、そのロール形状の端部に、ロール形状の周面よりも陥没してなるガイド受けを有する支持部材と、
上記複数の支持部材に張架されて上記複数の支持部材の間を循環移動して、上記像担持体からトナー像の転写を受け転写されたトナー像を、記録媒体上に該トナー像が転写される位置まで運搬する、環状のベルト本体と、上記ベルト本体の内周面上において上記ベルト本体の縁に沿って延び、上記支持部材の上記ガイド受けと当接し、上記ベルト本体の上記縁に近い側と遠い側とでは遠い側の方が硬度が高いガイド部とを有する中間転写ベルトとを備えたことを特徴とする。
【００２５】
本発明の第１の画像形成装置は、上述した無端ベルトを、中間転写ベルトとして採用することで、中間転写ベルトの走行ずれが防止されて画像欠陥の発生が抑えられる。
【００２６】
上記目的を達成するための本発明の第２の画像形成装置は、
像担持体を備え、該像担持体の表面にトナー像を形成し該トナー像を記録媒体上に転写および定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
ロール形状を有し、そのロール形状の端部に、ロール形状の周面よりも陥没してなるガイド受けを有する支持部材と、
上記複数の支持部材に張架されて上記複数の支持部材の間を上記記録媒体を載せた状態で循環移動して、該記録媒体上へのトナー像の転写を上記像担持体から受ける、環状のベルト本体と、上記ベルト本体の内周面上で上記ベルト本体の縁に沿って延びた突条を成した、その突条における、上記ベルト本体の上記縁に近い側と遠い側とでは遠い側の方が硬度が高いガイド部とを有する記録媒体搬送ベルトとを備えたことを特徴とする。
【００２７】
本発明の第２の画像形成装置は、上述した無端ベルトを、記録媒体搬送ベルトとして採用することで、記録媒体搬送ベルトの走行ずれが防止されて画像欠陥の発生が抑えられる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、無端ベルトの走行ずれが防止されて画像欠陥の発生が抑制されるとともに、優れた耐久性が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００３０】
図１は、本実施形態の画像形成装置の全体構成図である。
【００３１】
本実施形態の画像形成装置は、片面出力用のカラープリンタである。
【００３２】
この画像形成装置１０００には、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色についての静電潜像を担持する像担持体６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋ、各像担持体に担持された静電潜像を各色のトナーで現像して各色のトナー像を形成する現像器６４Ｋ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｙ、形成された各色のトナー像の転写を受けてトナー像を運搬する中間転写ベルト５、中間転写ベルト５への各色のトナー像の１次転写が行われる１次転写ロール５０Ｋ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙ、用紙への２次転写が行われる２次転写ロール対９、レーザ光を照射する露光部７、トナー像の定着を行う定着器１０、４つのトナー像形成部にそれぞれの色成分のトナーをそれぞれ補給する、４つのトナーカートリッジ４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ、用紙を蓄えるトレイ１が備えられている。ここで、中間転写ベルト５は、駆動ロール５ａから駆動力を受けながら２次転写ロール９ｂと駆動ロール５ａとに張架された状態で図の矢印Ａ方向に循環移動する。この中間転写ベルト５が、本発明にいう無端ベルトの一例に相当する。
【００３３】
次に、この画像形成装置１０００における画像形成の動作について説明する。
【００３４】
露光部７から照射されるレーザ光を受けて４つの像担持体６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋそれぞれの上に静電潜像が形成され、形成された静電潜像が、現像器６４Ｋ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｙによってそれぞれの色のトナーで現像されてトナー像が形成される。このようにして形成された各色のトナー像は、各色に対応した１次転写ロール５０Ｋ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙにおいて、中間転写ベルト５上に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に順次転写されて重ね合わされていき、多色のトナー像が形成される。そして、この多色のトナー像は、中間転写ベルト５により２次転写ロール対９まで運搬されていく。一方、このような多色のトナー像の形成と呼応して、用紙がトレイ１から取り出されて搬送ロール３によって搬送され、さらにレジロール対８によって位置を整えられる。そして、２次転写ロール対９によって、上述の多色のトナー像が、搬送されてきた用紙に転写され、さらに定着器１０によって多色のトナー像が用紙上に定着される。定着処理後、多色のトナー像を有する用紙は、送出ロール対１３を通過して、排紙トレイ２に排出される。
【００３５】
以上が、この画像形成装置１０００における画像形成の動作についての説明である。以上の画像形成において、中間転写ベルト５は、各色のトナー像の転写を受ける役目や用紙上への転写位置までトナー像を運搬する役目を担っており、画像形成において重要な役割を果たす。
【００３６】
一般に、このような中間転写ベルトを介してカラーの画像を形成する方式を採用する画像形成装置では、中間転写ベルト５を張架する２次転写ロール９ｂや駆動ロール５ａの回転軸が組み立て時の誤差などによりわずかながらも互いに平行とはなっていないことや、中間転写ベルトにかかる張力が中間転写ベルト上の位置によって異なること等が原因となって、中間転写ベルトが直進走行せずに支持ロールの軸方向に振動しながら走行（いわゆる蛇行走行）することがある。このような蛇行走行によって中間転写ベルトの走行ずれを生じた状態で画像形成が行われると、用紙上へのトナー像の転写の際に、トナー像が本来転写されるべき位置からずれた位置に転写されてしまい、形成されるカラー画像において、色ずれや色相変化等といった画像欠陥を生じる。
【００３７】
そこで、この画像形成装置１０００では、中間転写ベルト５や、中間転写ベルト５の内側の面が接する、２次転写ロール９ｂ、駆動ロール５ａ、１次転写ロール５０Ｋ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙにおいて、こうした中間転写ベルトの走行ずれを防止するための工夫を備えている。以下では、この走行ずれを防止する工夫について説明する。
【００３８】
図２は、図１に示す中間転写ベルトの内周面の構造を表した図、図３は、図１に示す張架ロールと接している中間転写ベルトの断面を、張架ロールとともに表した図である。
【００３９】
図２には、中間転写ベルト５の内周面、すなわち、２次転写ロール９ｂ、駆動ロール５ａ、１次転写ロール５０Ｋ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙと接する側の面の一部が表されており、ベルト本体５０と、ベルト本体５０の両縁に沿ってそれぞれ設けられた第１のガイド部材５１と第２のガイド部材５２とが示されている。図３に示すように、駆動ロール５ａには、駆動ロール５ａの両縁付近に段差が設けられており、この段差の壁に第１のガイド部材５１が当接した状態で中間転写ベルト５が走行を行う。また、駆動ロール５ａに備えられている段差と同様の段差が、図１に示す２次転写ロール９ｂ、１次転写ロール５０Ｋ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙにも備えられており、これらのロールに設けられた段差の壁に第１のガイド部材５１が当接した状態で中間転写ベルト５が走行を行う。
【００４０】
このように、第２のガイド部材５２を背後に控えた第１のガイド部材５１が、２次転写ロール９ｂ、駆動ロール５ａ、１次転写ロール５０Ｋ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙとに設けられた段差の壁に引っ掛かることにより、中間転写ベルト５の進行方向が直進方向に制限されて、走行ずれが防止される。
【００４１】
ここで、ベルト本体５０、第１のガイド部材５１、第２のガイド部材５２それぞれの構成について説明する。ベルト本体５０は、ポリイミド系樹脂を主成分とし、導電材の一種であるカーボンブラックがこのポリイミド系樹脂に混在することで半導電性となっているベルト状部材である。ポリイミドは、加工しやすく、高い耐久性を有する材料であり、ポリイミドをベルト本体５０の主成分として採用することで、劣化や変質を起こしにくいベルト本体が実現される。第１のガイド部材５１および第２のガイド部材５２は、いずれもポリウレタンエラストマーが、所定幅、所定厚さの細長い形状となった部材である。第１のガイド部材５１および第２のガイド部材５２について、上記の、細長いポリウレタンエラストマーが、弾性変形する接着剤で図２に示すようにベルト本体５０の両縁に沿って１本ずつベルト本体５０上に接着され、さらに、それぞれのポリウレタンエラストマーの２つの末端が、図２に示す継ぎ目５１ａ，５２ａにおいて接着されることで、図２に示すような構成が実現する。
【００４２】
ガイド部材の継ぎ目が最も耐久性が低いため、２種類のガイド部材の継ぎ目が、図２の縦方向（ガイド部材が延びている方向）について同じ位置にあると、耐久性が低い場所が集中することとなりこの位置でガイド部の損傷が起こりやすい。ガイド部の損傷が発生すると、損傷した付近のベルト本体がねじれてベルト本体の破断が生じる。そこで、図２に示す中間転写ベルト５では、図２からわかるように、これら継ぎ目５１ａ、５２ａが、ガイド部材が延びている方向について互いに異なった位置になるよう配置されており、ガイド部材の耐久性が低い部分が一箇所に集中しないよう工夫が凝らされている。
【００４３】
また、第１のガイド部材５１および第２のガイド部材５２は、図２に示すガイド境界５１２において互いに接着剤で貼りあわされており、ガイド部材の耐久性の向上が計られている。  第１のガイド部材５１および第２のガイド部材５２は、いずれも材質はポリウレタンエラストマーであるが、以下に述べる理由により、第１のガイド部材５１と第２のガイド部材５２とでは、硬度が互いに異なるポリウレタンエラストマーが用いられている。
【００４４】
一般に、走行ずれ防止用のガイド部材を複数備えた場合、これらのガイド部材がどれも同一の硬度の材料で構成されていると、一番内側のガイド部材（図２の第１のガイド部材５１の位置に備えられているガイド部材）とベルト本体との境界線（図２の境界線５１ｂに相当する境界線）付近のベルト本体に対して、走行ずれを抑制しようとする力が集中し、この境界付近でベルト本体の破断が生じる。そこで、この中間転写ベルト５では、このようなベルト本体の破断を回避するため、内側の第１のガイド部材５１には、外力に対する柔軟性を持つように軟らかい（硬度が低い）材料が採用されており、さらに外側の第２のガイド部材５２には、外力に対する耐久性を持つように頑丈な（硬度が高い）材料が使用されている。このように、内側の第１のガイド部材５１と外側の第２のガイド部材５２とで硬度差を与えることで、ベルト本体にかかる力は、その集中度が分散されて第１のガイド部材５１との接着面全体にかかるようになる。この結果、このような簡単な構成で、ベルト本体の破断が防止される。後述するように、第１のガイド部材５１の硬度が、ＪＩＳ−Ａ硬度（ＪＩＳ  Ｋ６２５３：９７「加流ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」で規定されるタイプＡデュロメータ硬さ）で評価して、Ａ４５／Ｓ以上であって、さらに、第１のガイド部材５２の硬度がＪＩＳ−Ａ硬度でＡ７５／Ｓ以上であると、上述したようにベルト本体にかかる力の集中度が分散されてベルト本体の破断が防止され、さらに充分な硬度を持つことで蛇行走行しにくい中間転写ベルトが実現する。この中間転写ベルト５の第１のガイド部材５１の硬度および第２のガイド部材５２の硬度は、これらの条件を満たしている。
【００４５】
ここで、以上の説明で用いられているＪＩＳ−Ａ硬度は、ＪＩＳ  Ｋ６２５３：１９９７「加流ゴム及び熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」にて規定されているタイプＡデュロメータ硬さを示し、被測定物となるゴムの表面に押針を押し込んで変形させ、その変形量を測定して数値化することによってゴムの硬さを表したものである。具体的には、高分子計器（株）製デュロメータ  タイプＡ  ＡＳＫＥＲ  Ａ型を用いて測定することができる。また、測定には、シート状厚さ６ｍｍとなるように重ねたサンプルを用い２２℃５５％ＲＨにて測定することができる。
【００４６】
以上説明した中間転写ベルト５では、ベルト本体５０は、ポリイミド系樹脂を主成分としていたが、ポリイミド系樹脂の代わりにポリアミドイミド系樹脂を採用することも可能である。ポリアミドイミド系樹脂を主成分とするベルト本体を有する中間転写ベルト、およびこの中間転写ベルトを用いた画像形成装置は、前述の、ポリイミド系樹脂を採用した中間転写ベルト５および中間転写ベルト５を用いた画像形成装置１０００と、ベルト本体の材質のみが異なり、ここでは重複説明は省略する。このポリアミドイミドも、ポリイミドと同様に、加工しやすく、高い耐久性を有する材料であり、ポリアミドイミドをベルト本体の主成分として採用することで、劣化や変質を起こしにくい中間転写ベルトが実現される。
【００４７】
また、ベルト本体において、ポリイミド系樹脂やポリアミドイミド系樹脂の代わりに、ポリエステル系樹脂も採用することも可能である。ポリエステル系樹脂を主成分とするベルト本体を有する中間転写ベルト、およびこの中間転写ベルトを用いた画像形成装置は、前述の、ポリイミド系樹脂を採用した中間転写ベルト５および中間転写ベルト５を用いた画像形成装置１０００と、ベルト本体の材質のみが異なり、ここでは重複説明は省略する。ポリエステル系樹脂は、ポリイミド系樹脂やポリアミドイミド系樹脂と比べて安価で入手しやすく、コスト低減が実現できるという利点がある。
【００４８】
以上では、本発明の無端ベルトを、中間転写ベルトに適用した例について説明したが、本発明の無端ベルトは、用紙搬送用のベルトにも適用可能である。以下では、そのような用紙搬送ベルトと、この用紙搬送ベルトを備えた画像形成装置について説明する。
【００４９】
図４は、用紙搬送用ベルトを備えた画像形成装置の概略構成図である。
【００５０】
この図に示す画像形成装置は、片面出力用のカラープリンタである。この画像形成装置１０００’には、各色材によるトナー像が形成される像担持体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋ、各像担持体の表面を所定の電位に一様に帯電させる帯電器２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ、各帯電器に露光光を照射して静電潜像を形成させる露光部２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ、各色トナーによりその静電潜像を現像して各色のトナー像を形成させる現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋ、各像担持体の配列に沿って循環移動し、用紙トレイ２６から繰り出される用紙を担持して各像担持体に備えられた転写ロール２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｋの位置に搬送する用紙搬送ベルト５’、転写後に残留した各色のトナーを除去するクリーニングブレード２１０Ｙ，２１０Ｍ，２１０Ｃ，２１０Ｋ、用紙上のトナー像の定着を行う定着器８が備えられている。ここで、用紙搬送ベルト５’は、駆動ロール５ｂ’から駆動力を受けながら張架ロール５ａ’と駆動ロール５ｂ’とに張架された状態で図の矢印Ｂ方向に循環移動する。この用紙搬送ベルト５’が、本発明にいう無端ベルトの一例に相当する。
【００５１】
次に、以上説明した、この画像形成装置１０００’における画像形成の動作について説明する。
【００５２】
４つの像担持体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋにおいて、それぞれ露光部２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋから照射されるレーザ光を受けて静電潜像が形成され、形成された各静電潜像が、現像器２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋによりそれぞれの色のトナーで現像されてトナー像が形成される。一方、このような多色のトナー像の形成と呼応して、用紙がトレイ２６から取り出され、中間転写ベルト５によって、転写ロール２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｋの位置に搬送されていき、各転写ロールの位置で順次各色のトナー像の転写を受けて用紙上に多色のトナー像が形成される。さらに定着器２８においてその多色のトナー像の定着が行われ、排紙トレイ２９に排出される。
【００５３】
以上の画像形成において、用紙搬送ベルト５’は、用紙を搬送して用紙上に各色のトナー像の転写を受けるという重要な役割を担っている。用紙搬送ベルトの走行ずれが生じると、用紙上への各色のトナー像の転写の際に、トナー像が本来転写されるべき位置からずれた位置に転写されてしまい、形成されるカラー画像において、色ずれや色相変化等といった画像欠陥を生じる。そこで、この画像形成装置１０００’では、用紙搬送ベルト５’や、用紙搬送ベルト５’の内側の面と接する、張架ロール５ａ’、駆動ロール５ｂ’、転写ロール２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｋにおいて、用紙搬送ベルト５’の走行ずれを防止するための機構を備えている。この機構は、図２および図３において説明した機構と同様である。このような走行ずれの防止機構を備えることで、この画像形成装置１０００’では、記録媒体搬送ベルトの走行ずれが防止されて画像欠陥の発生が抑えられる。
【００５４】
以下では、本発明の無端ベルトの効果を検証する具体的な実験データについて説明する。ここでは、具体例として、ポリエステル系樹脂を採用した中間転写ベルト、およびこの中間転写ベルトを採用した画像形成装置を稼動させて実験を行う。
【００５５】
まず、この実験で用いられる中間転写ベルトについて具体的な数値を用いて説明する。
【００５６】
この実験で用いられる中間転写ベルトのベルト本体は、ポリエステル（イーストマンケミカル（株）製の結晶性ポリエステルＰＣＴＧ５４４５）１００質量部と、導電剤の一種である、ｐＨ４．５のカーボンブラック（独Ｄｅｇｕｓｓａ社のＰｒｉｎｔｅｘ１４０Ｔ）１６質量部と、分散剤（味の素ファインテクノ（株）製の３級アミノ基含有高分子分散剤アジズパ−ＰＢ７１１）１８質量部とを構成要素とする樹脂組成物が、ベルト本体の材料として用いられている。このベルト本体は、このような樹脂組成物を、１軸押出機によって２６０℃の加熱温度でチューブ形状に押出成形して、厚み０．１３ｍｍ、幅３５０ｍｍ、外径１６８ｍｍの環状に加工することで形成される。このベルト本体の表面抵抗率は１０１１．９Ω、体積抵抗率１０１０．６Ωｃｍである。
【００５７】
この実験で用いられる中間転写ベルトのガイド部材は、内側の第１のガイド部材、外側の第２のガイド部材ともに、膜厚１．０ｍｍ、幅３ｍｍの細長い形状をしたポリウレタンエラストマーである。これら第１のガイド部材および第２のガイド部材を、厚み０．１ｍｍの不織布基材の両面に厚さ０．０３ｍｍのアクリル系樹脂感圧接着剤層を設けた両面接着シート（日東電工（株）製のＮｏ．５０００ＮＳ）によって、上記のベルト本体の内周面上に、ベルト本体の両縁に沿って加圧接着する。
【００５８】
以上がこの実験で用いられる中間転写ベルトについての説明である。この実験で用いられる画像形成装置は、中間転写ベルト以外は、図１に示す画像形成装置と同様の構成を備えた画像形成装置であり、上記の方法で製造された中間転写ベルトが組み込まれている。
【００５９】
次に実験の内容について説明する。
【００６０】
［実験１］
この実験１では、同一のカラー画像１０万枚の出力テストを、以下の７つの状況下で行い、中間転写ベルトの破断の発生をチェックし、さらに中間転写ベルトの最大蛇行量を検査する。なお、この実験１で用いられる中間転写ベルトでは、いずれも上記のガイド部材をベルト本体に接着する際に、図２のように２種類のガイド部材の継ぎ目の位置がこれらのガイド部材が延びている方向について互いに異なった位置になるように接着が行われる。
（実施例１）内側の第１のガイド部材にＪＩＳ−Ａ硬度  Ａ５２／Ｓのポリウレタンエラストマーを採用し、外側の第２のガイド部材にＪＩＳ−Ａ硬度  Ａ７７／Ｓのポリウレタンエラストマーを採用した中間転写ベルトを用いて上記の出力テストを行う。
（実施例２）内側の第１のガイド部材にＪＩＳ−Ａ硬度  Ａ５２／Ｓのポリウレタンエラストマーを採用し、外側の第２のガイド部材にＪＩＳ−Ａ硬度  Ａ６１／Ｓのポリウレタンエラストマーを採用した中間転写ベルトを用いて上記の出力テストを行う。
（実施例３）内側の第１のガイド部材にＪＩＳ−Ａ硬度  Ａ４３／Ｓのポリウレタンエラストマーを採用し、外側の第２のガイド部材にＪＩＳ−Ａ硬度  Ａ７７／Ｓのポリウレタンエラストマーを採用した中間転写ベルトを用いて上記の出力テストを行う。
（実施例４）内側の第１のガイド部材にＪＩＳ−Ａ硬度  Ａ４３／Ｓのポリウレタンエラストマーを採用し、外側の第２のガイド部材にＪＩＳ−Ａ硬度  Ａ７０／Ｓのポリウレタンエラストマーを採用した中間転写ベルトを用いて上記の出力テストを行う。
（比較例１）内側の第１のガイド部材および外側の第２のガイド部材の両方にＪＩＳ−Ａ硬度  Ａ６１／Ｓのポリウレタンエラストマーを採用して上記の出力テストを行う。
（比較例２）内側の第１のガイド部材および外側の第２のガイド部材の両方にＪＩＳ−Ａ硬度  Ａ７７／Ｓのポリウレタンエラストマーを採用して上記の出力テストを行う。
（比較例３）内側の第１のガイド部材および外側の第２のガイド部材の両方に、ＪＩＳ−Ａ硬度  Ａ４３／Ｓのポリウレタンエラストマーを採用して上記の出力テストを行う。
【００６１】
図５は、実施例１〜実施例４、比較例１〜比較例３で採用された、内側および外側のガイド部材の硬度と、出力テストの結果を表した図である。
【００６２】
内側のガイド部材の硬度が、外側のガイド部材の硬度より低い実施例１〜実施例４と、
内側および外側のガイド部材の硬度が同じであってその硬度が実施例１〜実施例４の外側のガイド部材の硬度と同程度となっている比較例１〜比較例２とを比較すると、実施例１〜実施例４では、中間転写ベルトの破断の発生が見られないが、比較例１、比較例２ではベルト本体の破断が発生している。このことから、実施例１〜実施例４のように、内側のガイド部材として、外側のガイド部材の硬度より低いガイド部材を採用することで、ベルト本体の破断が防がれていることがわかる。
【００６３】
また、内側および外側のガイド部材の硬度が同じであってその硬度が実施例１〜実施例４の内側のガイド部材の硬度と同程度となっている比較例３と、前述したように内側および外側のガイド部材に硬度差のある実施例１〜実施例４とでは、いずれも中間転写ベルトの破断の発生が見られないが、実施例１〜実施例４では、中間転写ベルトの最大蛇行量が０．７ｍｍ以下であるのに対し、比較例３では、最大蛇行量１．２ｍｍとなっており、色ずれや色相変化等といった画像欠陥の発生が危惧される状況となっている。一般に、内側のガイド部材として軟らかい（硬度の低い）材料が使用された場合、その柔軟性のために、中間転写ベルトの走行方向をずらす力が内側のガイド部材とベルト本体との境界線（図２の境界線５１ｂに相当）付近に集中せずに分散するようになり、中間転写ベルトの破断が起きにくくなる。しかし、その一方で、その柔軟性のために、中間転写ベルトが蛇行走行しやすくもなる。上記の結果は、この事実を反映しており、実施例１〜実施例４のように、内側のガイド部材として軟らかい（硬度の低い）材料を使用するとともに、外側のガイド部材としては頑丈な（硬度の高い）材料を使用することで、中間転写ベルトの破断が防がれるとともに、中間転写ベルトの蛇行走行も抑制されることがわかる。
【００６４】
ここで、外側のガイド部材にとって好ましい硬度がどれぐらいかを見積もるため、内側のガイド部材の硬度が、ガイド部材の硬度としては中間程度のＡ５２／Ｓとなっている実施例１と実施例２とを比較すると、外側のガイド部材のＪＩＳ−Ａ硬度がＡ７７／Ｓの実施例１の最大蛇行量は０．２ｍｍと非常に小さく、外側のガイド部材のＪＩＳ−Ａ硬度がＡ６１／Ｓの実施例２の０．５ｍｍと比べて極めてよい結果が得られている。一方、内側のガイド部材の硬度が、ガイド部材の硬度としては軟らかめのＪＩＳ−Ａ硬度  Ａ４３／Ｓとなっている実施例３と実施例４とを比較すると、外側のガイド部材のＪＩＳ−Ａ硬度がＡ７７／Ｓの実施例３は最大蛇行量０．５ｍｍ（評価○）となっており、外側のガイド部材のＪＩＳ−Ａ硬度がＡ７０／Ｓの実施例４の最大蛇行量０．７ｍｍ（評価△）より良い結果が得られている。これらの結果から、Ａ５／Ｓ刻みの硬度で評価すると、外側のガイド部材のＪＩＳ−Ａ硬度が、ほぼＡ７５／Ｓ以上であれば、中間転写ベルトの蛇行走行を抑制する効果が大きいということがわかる。
【００６５】
また、外側のガイド部材のＪＩＳ−Ａ硬度が同じ値Ａ７７／Ｓとなっている実施例１と実施例３とを比較すると、内側のガイド部材のＪＩＳ−Ａ硬度がＡ５２／Ｓの実施例１の最大蛇行量は０．２ｍｍと非常に小さく、内側のガイド部材の硬度がＡ４３／Ｓの実施例３の０．５ｍｍと比べて極めてよい結果が得られている。この結果から、Ａ５／Ｓ刻みの硬度で評価すると、内側のガイド部材のＪＩＳ−Ａ硬度が、ほぼＡ４５／Ｓ以上であれば、中間転写ベルトの蛇行走行が抑制されるであろうということが推察される。
【００６６】
以上が実験１についての説明である。次に、ガイド部材の継ぎ目の位置を、図２のように、ガイド部材が延びている方向について互いに異なった位置になるよう配置する効果の検証を行う実験について説明する。
【００６７】
［実験２］
この実験２では、同一のカラー画像１００万枚の出力テストを、以下の２つの状況下で行い、中間転写ベルトの破断の発生をチェックする。なお、この実験２で用いられる中間転写ベルトでは、いずれも内側の第１のガイド部材にＪＩＳ−Ａ硬度  Ａ５２／Ｓのポリウレタンエラストマーを採用し、外側の第２のガイド部材にＪＩＳ−Ａ硬度  Ａ６１／Ｓのポリウレタンエラストマーが採用されている。
（実施例５）２種類のガイド部材の継ぎ目の位置が、これらのガイド部材が延びている方向について互いに異なった位置になるように接着が行われた中間転写ベルトを用いて上記のカラー画像１００万枚の出力テストを行う。
（実施例６）２種類のガイド部材の継ぎ目の位置が、これらのガイド部材が延びている方向について互いに同じ位置になるように接着が行われた中間転写ベルトを用いて上記のカラー画像１００万枚の出力テストを行う。  実験２を行った結果、実施例５では、１００万枚出力してもベルト本体の破断は発生しなかったが、実施例６では、出力枚数１０万枚まではベルト本体の破断もなく問題かったが、さらに、出力を繰り返したところ、出力枚数２０万枚付近でベルト本体の破断が発生した。この結果から、実施例５のように、２種類のガイド部材の継ぎ目の位置を、ガイド部材が延びている方向について互いに異なった位置になるよう配置することで、ガイド部材の耐久性が低い部分が一箇所に集中せず、ベルト本体の破断が防止されることがわかる。
【００６８】
以上の実験１および実験２の結果をまとめると、内側のガイド部材と外側のガイド部材との硬度差を設けることで中間転写ベルトの破断が防止されることが結論され、さらに、ガイド部材の継ぎ目の位置をガイド部材が延びている方向について互いに異なった位置になるよう配置し、外側のガイド部材のＪＩＳ−Ａ硬度をＡ７５／Ｓ以上、内側のガイド部材のＪＩＳ−Ａ硬度をＡ４５／Ｓ以上とすることで、中間転写ベルトの破断が防止されるとともに、中間転写ベルトの蛇行走行も充分抑制されるということがわかる。
【００６９】
以上の説明において、中間転写ベルトや用紙搬送ベルトで採用されるベルト本体の材料は、ポリイミド系樹脂や、ポリアミドイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂であったが、これらの他にも、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、フッ素系樹脂等が採用可能である。
【００７０】
また、中間転写ベルトや用紙搬送ベルトで採用されるガイド部材の材料は、上述したポリウレタンの他にも、ネオプレンゴム、ポリウレタンゴム、シリコーンゴム、ポリエステルエラストマー、クロロプレンゴム、ニトリルゴム等の適度な硬度を有する弾性体等が採用可能である。さらにガイド部材の形状としては、図３に示したような略矩形の断面に限定されず、他の断面形状を採用してもよい。  また、ガイド部材とベルト本体を接着する接着剤としては、感圧性接着剤、熱可塑性接着剤、ゴム系接着剤等が使用可能であるが、特に、弾性変形する接着剤が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本実施形態の画像形成装置の全体構成図である。
【図２】図１に示す中間転写ベルトの内周面の構造を表した図である。
【図３】図１に示す張架ロールと接している中間転写ベルトの断面を、張架ロールとともに表した図である。
【図４】用紙搬送用ベルトを備えた画像形成装置の概略構成図である。
【図５】実施例１〜実施例４、比較例１〜比較例３で採用された、内側および外側のガイド部材の硬度と、出力テストの結果を表した図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０００，１０００’…画像形成装置、
１…トレイ、
２…排紙トレイ、
３…搬送ロール、
４Ｋ，４Ｃ，４Ｍ，４Ｙ…トナーカートリッジ、
５…中間転写ベルト、
５０…ベルト本体、
５０Ｋ，５０Ｃ，５０Ｍ，５０Ｙ…１次転写ロール、
５１…第１のガイド部材、
５２…第２のガイド部材、
５ａ…駆動ロール、
５１ａ，５１ｂ…継ぎ目、
５１２…ガイド境界、
５’…用紙搬送ベルト、
５ａ’…張架ロール、
５ｂ’…駆動ロール、
６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋ…像担持体、
２４Ｋ，２４Ｃ，２４Ｍ，２４Ｙ，６４Ｋ，６４Ｃ，６４Ｍ，６４Ｙ…現像器、
２３Ｋ，２３Ｃ，２３Ｍ，２３Ｙ，７…露光部、
８…レジロール対、
９…２次転写ロール対、
９ｂ…２次転写ロール、
１０，２８…定着器、
１３…送出ロール対、
２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ…帯電器、
２６…用紙トレイ、
２７Ｙ，２７Ｍ，２７Ｃ，２７Ｋ…転写ロール、
２１０Ｙ，２１０Ｍ，２１０Ｃ，２１０Ｋ…クリーニングブレード、
２９…排紙トレイ
【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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