(57)【要約】【課題】走査型プローブ顕微鏡によって測定した表面の十点平均粗さが２．１〔ｎｍ〕以上、かつ、１１．０〔ｎｍ〕以下の範囲となるようにして、転写不良が発生せず、高品質な高精細画像を得ることができるようにする。【解決手段】走査型プローブ顕微鏡によって測定した表面の十点平均粗さが、２．１〔ｎｍ〕以上、かつ、１１．０〔ｎｍ〕以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査型プローブ顕微鏡によって測定した表面の十点平均粗さが、２．１〔ｎｍ〕以上、かつ、１１．０〔ｎｍ〕以下であることを特徴とする無端状ベルト。
【請求項２】
走査型プローブ顕微鏡によって測定した表面の摩擦係数が１．４０以下である請求項１に記載の無端状ベルト。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の無端状ベルトを有する転写ユニット。
【請求項４】
請求項３に記載の転写ユニットを有する画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端状ベルト、転写ユニット及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置において使用される無端状ベルトとして、ポリアミドイミドを基材とする無端状べルトが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００６−２６８０２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の無端状ベルトにおいては、高精細な画像が求められる場合、十分な画像を得ることができなかった。
【０００４】
本発明は、前記従来の無端状ベルトの問題点を解決して、走査型プローブ顕微鏡によって測定した表面の十点平均粗さが２．１〔ｎｍ〕以上、かつ、１１．０〔ｎｍ〕以下の範囲となるようにして、転写不良が発生せず、高品質な高精細画像を得ることができる無端状ベルト、転写ユニット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】
【０００５】
そのために、本発明の無端状ベルトにおいては、走査型プローブ顕微鏡によって測定した表面の十点平均粗さが、２．１〔ｎｍ〕以上、かつ、１１．０〔ｎｍ〕以下である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、無端状ベルトにおいては、走査型プローブ顕微鏡によって測定した表面の十点平均粗さが２．１〔ｎｍ〕以上、かつ、１１．０〔ｎｍ〕以下である。これにより、転写不良が発生せず、高品質な高精細画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００８】
図１は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の構成を示す図である。
【０００９】
図において、１０は本実施の形態における画像形成装置であり、例えば、プリンタ、ファクシミリ機、複写機、各種の機能を併せ持つ複合機等であるが、いかなる種類のものであってもよく、ここでは、プリンタであるものとして説明する。また、前記画像形成装置１０は、インクジェット方式、電子写真方式、熱転写方式等いかなる種類の印刷方式を使用した装置であってもよいが、ここでは、電子写真方式を使用した電子写真式プリンタであるものとする。また、前記画像形成装置１０は、モノクロ画像を形成するモノクロプリンタであってもよいが、ここでは、カラー画像を形成するカラープリンタである場合について説明する。
【００１０】
この場合、前記画像形成装置１０は、いわゆるタンデム方式のカラー電子写真式プリンタであって、その内部には、積層された状態の印刷用紙等の記録媒体２１を収納し、該記録媒体２１を１枚ずつ供給する給紙部、搬送される記録媒体２１に各色のトナー像を転写して画像を形成する画像形成部、転写されたトナー像を記録媒体２１に定着させる定着部、及び、トナー像が定着された記録媒体２１を画像形成装置１０の本体外部に搬送する用紙排出部を備える。
【００１１】
そして、前記画像形成部は、記録媒体２１の搬送経路に沿ってタンデムに配設され、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の画像を、それぞれ、形成する４つのプロセスユニット２０と、記録媒体２１を担持して搬送する搬送ベルトとして機能する無端状ベルト１４、転写手段としての転写ローラ１６、及び、前記無端状ベルト１４の表面上に残留するトナー等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を含む転写ユニット３１とを備える。
【００１２】
前記画像形成部が備えるプロセスユニット２０の各々は、像担持体としての感光体ドラム１１と、該感光体ドラム１１の表面に電荷を供給して帯電させる帯電手段としての帯電ローラ１５と、帯電完了後の感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成する露光手段としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）ヘッド１２と、前記感光体ドラム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してトナー像を形成する現像手段としての現像ユニット１３と、トナー像を記録媒体２１に転写した後に前記感光体ドラム１１の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置とを備える。なお、前記ＬＥＤヘッド１２は、解像度が１２００〜２４００〔ｄｐｉ〕程度の高精細画像を形成するものであるが、本実施の形態においては、解像度が１２００〔ｄｐｉ〕のものを使用したものとして説明する。
【００１３】
また、前記転写ユニット３１が備える無端状ベルト１４は、駆動ローラ１９ａと従動ローラ１９ｂとの周囲に巻き掛けられ、図示されないスプリングから成る張架手段によって張架される。なお、該張架手段によって無端状ベルト１４に付与される張架力は、例えば、６〔ｋｇ〕±１０〔％〕である。また、前記駆動ローラ１９ａは、図示されないモータ等の駆動源によって回転させられる。これにより、無端状ベルト１４は回転させられ、記録媒体２１を搬送する。
【００１４】
そして、前記無端状ベルト１４は、蛇行防止材を備え、該蛇行防止材が図示されないプーリによってガイドされることにより、蛇行が防止される。なお、前記蛇行防止材は、無端状ベルト１４の両端に付加することもできる。
【００１５】
また、前記転写ローラ１６は、無端状ベルト１４を挟んで感光体ドラム１１と対向する位置に配設され、感光体ドラム１１上のトナー像を、無端状ベルト１４によって搬送される記録媒体２１に転写する。そして、無端状ベルト１４によって搬送され、各色のプロセスユニット２０を通過することにより各色のトナー像が転写された記録媒体２１は、前記無端状ベルト１４から分離され、定着部に送り込まれる。
【００１６】
さらに、該定着部は、加熱ローラ、加圧ローラ等を備える定着ユニット１７を備え、記録媒体２１に転写されたトナー像を記録媒体２１に定着させる。そして、トナー像が定着された記録媒体２１は、画像形成装置１０の本体外部に排出される。一方、前記記録媒体２１を分離した後の無端状ベルト１４の表面は、クリーニングブレード１８によって清掃され、残留したトナーやその他の異物が除去される。
【００１７】
次に、前記画像形成装置１０の変形例について説明する。
【００１８】
図２は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の変形例の構成を示す図である。
【００１９】
図２に示される画像形成装置１０は、図１に示される画像形成装置１０と同様に、カラー電子写真式プリンタであるが、図１に示される画像形成装置１０が、各プロセスユニット２０の形成したトナー画像を直接に記録媒体２１に転写する、いわゆるタンデム方式のものであるのに対し、各プロセスユニット２０の形成したトナー画像を、一旦（たん）、転写ユニット３２の中間転写ベルトの表面に転写した後、該中間転写ベルトの表面上のトナー画像を記録媒体２１に転写する、いわゆる中間転写方式のものである点で相違する。
【００２０】
そのため、図２に示される画像形成装置１０において、無端状ベルト１４は、中間転写ベルトとして機能し、第２の従動ローラ１９ｃの周囲にも巻き掛けられる。また、転写ローラ１６は、無端状ベルト１４を挟んで第２の従動ローラ１９ｃと対向する位置に配設され、無端状ベルト１４の表面上のトナー像を、搬送される記録媒体２１に転写する。さらに、クリーニングブレード１８は、トナー像を記録媒体２１に転写した後に前記無端状ベルト１４の表面に残留したトナーを除去する。
【００２１】
なお、その他の点については、図１に示される画像形成装置１０と同様であるので、その説明を省略する。
【００２２】
次に、前記無端状ベルト１４について詳細に説明する。
【００２３】
本実施の形態においては、無端状ベルト１４の材料はポリアミドイミド（以下「ＰＡＩ」という。）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」という。）溶液中で攪拌（かくはん）混合し、回転成形によって膜厚を１００±１０〔μｍ〕、口径をφ１９８の寸法に成形した後、２３０±０．５〔ｍｍ〕の幅長に切断した。
【００２４】
このようにして得られた無端状ベルト１４の特性は、体積抵抗率が１．０ｅ−９〜１．０−１２〔Ω・ｃｍ〕であり、表面抵抗率が２．０２ｅ−１２〜１．０ｅ−１４〔Ω／ｃｍ2 〕であり、巨視的な粗さは０．２〜０．４〔μｍ〕である。また、前記無端状ベルト１４のベルト厚さｔは０．１〔ｍｍ〕である。
【００２５】
前記ＰＡＩは、アミド基と１〜２個のイミド基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。また、前記ＰＡＩは、有機基が脂肪族であるか又は芳香族であるかによって、脂肪族ＰＡＩと芳香族ＰＡＩとに分類されるが、本実施の形態においては、耐久性や機械的特性の観点から、次の式（１）で表されるような芳香族ＰＡＩであることが好ましい。
【００２６】
【数１】
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【００２７】
芳香族の意味は、基本的には、イミド基とアミド基と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。
【００２８】
さらに、前記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るものでもよいが、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ことが望ましい。これは、アミド酸段階のものが多い場合、寸法変化比率が大きいためである。
【００２９】
なお、前記無端状ベルト１４の材料としては、本実施の形態において使用したＰＡＩに限定されるものではなく、他の材料であってもよい。この場合、耐久性や機械的特性の観点から、無端状ベルト１４の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、蛇行防止材との摺（しゅう）動を繰り返し受ける結果生じる端部摩耗、端部折れ、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。
【００３０】
例えば、本実施の形態において使用したＰＡＩと同様に、ヤング率が２０００〔ＭＰａ〕以上、好ましくは３０００〔ＭＰａ〕以上であるポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネイト（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、及び、これらを、それぞれ、主体とした混合物を用いてもよい。
【００３１】
さらに、前記無端状ベルト１４の組成成分として、例えば、無水トリメリット酸、芳香族ジアミン、カーボンブラック等を使用してもよい。無水トリメリット酸及び芳香族ジアミンは、無端状ベルト１４を構成する主原料（モノマー）であり、どちらも無端状ベルト１４の物性に影響を与える素材である。どちらかと言えば、無水トリメリット酸は、架橋点を形成することができるので、無端状ベルト１４の剛性に寄与する成分であり、芳香族ジアミンは、架橋点を結ぶ分子なので、無端状ベルト１４の弾性に寄与する成分である。無水トリメリット酸及び芳香族ジアミンは、どちらも芳香環を有しているので、芳香環同士の相互作用によって、有機極性や剛性に寄与することができ、摩耗耐性や薬品耐性を発現する。また、カーボンブラックは、導電材としての添加が主な目的であるが、高分子材料中に添加して分散させることによって、無端状ベルト１４の硬度（剛性）に寄与する。
【００３２】
そして、無端状ベルト１４を回転成形によって製造するにあたり、その溶媒は使用される材料により適宜決定されるが、有機極性溶媒が多く用いられ、特に、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド類が有効である。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、前記ＮＭＰ、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、単独で使用しても、又は、併用し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（すき）間に無端状ベルト１４の層成形を行う場合も同様である。一方、いわゆる、押出し成形の場合は、無溶剤での成形が可能である。
【００３３】
また、カーボンブラックとしては、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る。これらは、単独で使用しても、又は、複数種類のものを併用して使用してもよい。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応じて適宜選択することができるが、本実施の形態における画像形成装置１０に使用される無端状ベルト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る。また、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する処理を施したものや、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。なお、カーボンブラックの含有量は、その目的に応じて、及び、添加するカーボンブラックの種類に応じて適宜決定されるが、本実施の形態における画像形成装置１０に使用される無端状ベルト１４においては、その機械的強度等の観点から、ベルト組成樹脂固形分に対して３〜４０〔重量％〕、より好ましくは、３〜３０〔重量％〕である。
【００３４】
また、無端状ベルト１４を駆動するベルト駆動手段である駆動ローラ１９ａ、従動ローラ１９ｂ及び第２の従動ローラ１９ｃの外径は、本実施の形態においては、いずれもφ２５であるが、この数値に限定されるものではない。一般的なプリンタの場合と同様に、画像形成装置１０のコストやサイズに応じて、ベルト駆動手段の外径を、好ましくはφ１０〜５０の範囲で、適宜選択することができる。
【００３５】
さらに、無端状ベルト１４を張架する張架手段として、本実施の形態においては、スプリングを用い、６〔ｋｇ〕±１０〔％〕の力で張架した例について説明したが、無端状ベルト１４を張架する方法はこれに限定されるものではない。また、無端状ベルト１４を張架する力も、使用する無端状ベルト１４の材料やベルト駆動手段に応じて適宜選択されるものであるが、張架力は、無端状ベルト１４に対して２〜８〔ｋｇ〕±１０〔％〕とすることが一般的である。
【００３６】
次に、前記無端状ベルト１４の評価方法について説明する。
【００３７】
図３は本発明の第１の実施の形態における無端状ベルト製造時に行った乾燥時間と無端状ベルトの評価との関係を示す図、図４は本発明の第１の実施の形態における無端状ベルト製造時に行った乾燥時間と十点平均粗さとの関係を示す図である。なお、図４において、横軸に乾燥時間を、縦軸に十点平均粗さを採ってある。
【００３８】
まず、無端状ベルト１４の成形時に使用した溶媒を揮発させる二次乾燥工程について説明する。
【００３９】
本実施の形態においては、前記無端状ベルト１４の微視的な表面粗さを制御するために、無端状ベルト１４の成形時に使用した溶媒を揮発させる二次乾燥工程として、例えば、２５０〔℃〕の環境下において、工程時間を４０分、５０分、５５分、６０分、７０分、８５分、１００分、１１０分、１１５分及び１５０分と変化させた。
【００４０】
その結果、図３に示されるような工程時間、すなわち、乾燥時間〔分〕と残留溶媒重量濃度〔ｗｔ％〕との関係を得ることができた。また、図４には、乾燥時間〔分〕と残留溶媒重量濃度〔ｗｔ％〕との関係を示すグラフが描画されている。このことから、無端状ベルト１４の残留溶媒の量は乾燥時間が長くなるほど減少することが分かる。
【００４１】
このように、本実施の形態においては、溶媒を除去する際の温度及び時間によって、無端状ベルト１４の微視的な表面粗さを制御する。そのため、一定温度（約２５０〔℃〕）で処理を行う。二次乾燥工程で蒸発する溶媒の量は、約０．３〔重量％〕であり、製品の重量から計算して約３０〔ｇ〕である。そのため、この蒸発する溶媒量は、画像形成装置１０がプリンタとして動作する条件（例えば、５〜５０〔℃〕程度）においては、無端状ベルト１４に対して変化しない。また、溶媒は常温では蒸発しないので、溶媒を揮発させる二次乾燥工程の後において、溶媒の蒸発によって無端状ベルト１４の微視的な表面粗さが変化するようなことはない。
【００４２】
その結果、図３に示されるような１０種類の表面粗さ（十点平均粗さ）の数値を備える無端状ベルト１４を得ることができた。なお、図３に示される表面粗さは、次のように測定したものである。
【００４３】
続いて、前記無端状ベルト１４の微視的な表面粗さの測定について説明する。
【００４４】
本実施の形態において、無端状ベルト１４の表面の微小領域の表面粗さＲｚの測定は、走査型プローブ顕微鏡ＳＰＭ−９６００（島津製作所社製）を用いて行った。この場合、カンチレバーには窒化ケイ素製ＮＣＨＲ（ナノワールド社製）（ばね定数４２〔Ｎ／ｍ〕、共振周波数３２０〔ｋＨｚ〕）を用い、高さが１０〔μｍ〕、幅が約１０×５〔μｍ〕、先端径が１０〔ｎｍ〕の平坦（たん）領域である探針を用い、測定モードには位相モードを用いた。測定周波数は５〔Ｈｚ〕とし、形状像、振幅像、ｓｉｎδ及びｃｏｓδを各５０×５０〔μｍ〕の測定エリア（２５６×２５６ピクセル）において走査し、形状像から微視的な表面粗さの計算を行った。すなわち、微視的な表面粗さの計算は、５０〔μｍ〕四方の面より行った。表面粗さとしての十点平均粗さＲｚの算出は、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠し、計測面から行い、測定を行った少なくとも２点の平均値を示した。
【００４５】
その結果、図３に示されるような乾燥時間〔分〕と十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１）との関係を得ることができた。また、図４には、乾燥時間〔分〕と十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１）との関係を示すグラフが描画されている。
【００４６】
このことから、乾燥時間が長くなるにつれて十点平均粗さＲｚは減少し、乾燥時間が５５分以上で十点平均粗さＲｚが１１〔ｎｍ〕以下となることが分かる。この理由として、乾燥時間が長くなると、溶媒によって膨潤していた無端状ベルト１４から溶媒が揮発するので無端状ベルト１４が収縮し、該無端状ベルト１４の表面粗さが小さくなった、と考えられる。
【００４７】
なお、現行のＪＩＳで規定されている表面粗さ測定においては、探針の先端径が２〔μｍ〕となっている。しかし、乾燥時間を変化させた場合における無端状ベルト１４の表面粗さの変化は２〔μｍ〕以下であり、現行のＪＩＳで規定されている先端径の探針を用いると、多少の変化があっても、その変化を感知することができない。
【００４８】
このため、新規製品開発、製造規格修正に冗長な時間を必要とするが、本実施の形態においては、先端径が１０〔ｎｍ〕の探針を用いた。本実施の形態においては、走査型プローブ顕微鏡を用いて微視的な表面粗さの計測を行う場合、測定に使用する探針の先端径が１０〔ｎｍ〕であるので、乾燥時間の変化による無端状ベルト１４の表面粗さの変化を早期に評価することができ、製造方法を速やかに決定することができる。
【００４９】
続いて、前記無端状ベルト１４の表面粗さと画像濃度との関係について説明する。
【００５０】
本実施の形態においては、１０種類の十点平均粗さを備える無端状ベルト１４の各々を、一定期間室温で感光体ドラム１１と接触させた後に装着し、画像形成装置１０によって画像パターンが１００〔％〕濃度（ベタ印刷、ソリッドパターン）の画像を印刷して濃度測定を行った。また、画像濃度の測定は濃度計Ｘ−Ｒｉｔｅ５０４（Ｘ−Ｒｉｔｅ社製）を用いて行った。
【００５１】
その結果、図３に示されるような十点平均粗さと画像濃度との関係を得ることができた。また、画像濃度に基づいて画像品質の評価を行った。この場合、◎は画像濃度が１．２以上のものであり、○は画像濃度が１．０以上、かつ、１．２未満のものであり、×は画像濃度が１．０未満のものを示す。その結果、図３に示されるような十点平均粗さと画像品質の評価との関係を得ることができた。なお、十点平均粗さが１．５の無端状ベルト１４については、画像に濃度むらが発生していたので、画像濃度の測定は行わなかった。
【００５２】
十点平均粗さの値が２．１未満の場合、無端状ベルト１４上でのトナー保持力が低く、濃度調整の際に無端状ベルト１４表面上に形成されたトナー像によってトナーが散らばり、画像を記録媒体２１に転写する際に転写不良が発生し、濃度むらが発生する。さらに、クリーニングブレード１８との粘着が起きる。
【００５３】
また、十点平均粗さの値が１１．０より大きい場合、無端状ベルト１４表面が粗くなり、表面の谷部にトナーが入り込む。そのため、転写の電界が十分に発生しないので、転写効率（感光体ドラム１１表面上のトナー像のうち記録媒体２１に転写されるトナーの割合）が下がり、記録媒体２１上に形成されるトナー像の濃度が減少する。
【００５４】
したがって、十点平均粗さは、１１．０〜２．１であればよく、好ましくは９．１〜２．１である。
【００５５】
このように、本実施の形態においては、無端状ベルト１４の表面粗さを走査型プローブ顕微鏡を用いて測定し、５０〔μｍ〕四方における十点平均粗さの値が１１．０〜２．１であるようにした。これにより、印字濃度が高く、無端状ベルト１４上に残留するトナーによる記録媒体２１の汚染が少なく、無端状ベルト１４中の残留溶媒による画像不良の少ない無端状ベルト１４を早期に製造することができる。また、転写不良の発生を防止することができ、良好な画像を得ることができる。さらに、１２００、２４００〔ｄｐｉ〕等の高精細画像においても高品質な画像を得ることができる。
【００５６】
二次乾燥時間の変化による表面粗さの変化が、ＪＩＳで規定されている粗さ測定に使用される探針の先端径（２〔μｍ〕）（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｉｔｕｔｏｙｏ．ｃｏ．ｊｐ／ｎｅｗ／ｒｅｐｏｒｔ／ｎｏ２３８／ｔｏｐｉｃｓ／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌを参照）よりも小さいので、これまでの巨視的な視野では観測しにくかった。しかし、本実施の形態においては、走査型プローブ顕微鏡で用いた探針の先端が１０〔ｎｍ〕と小さく、表面粗さの変化を十分に捉えることができる。また、表面の凹凸は摩擦係数にも影響するので、走査型プローブ顕微鏡による微小領域での測定は、今後の無端状ベルト１４の成形において十分有効な測定手法となり得る。
【００５７】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによって、その説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び効果についても、その説明を省略する。
【００５８】
図５は本発明の第２の実施の形態における無端状ベルトの十点平均粗さ及び摩擦係数と画像品質との関係を示す図である。
【００５９】
本実施の形態において、画像形成装置１０の構成及び動作については、前記第１の実施の形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００６０】
まず、無端状ベルト１４について説明する。
【００６１】
本実施の形態における無端状ベルト１４は、前記第１の実施の形態における無端状ベルト１４と同様の成分を有し、同様の方法で製造され、同様の性質を有するものであるが、微視的な摩擦係数を制御するための成分を含有する点で相違する。
【００６２】
本実施の形態においては、無端状ベルト１４の成形時に配合される成分に「弾性及び延性」に関わるソフトセグメント成分、並びに、「剛性」を担うハードセグメント成分が含まれる。これらの成分を配合することによって、無端状ベルト１４の剛性を制御することができ、その結果、無端状ベルト１４の摩擦係数を制御することができる。
【００６３】
すなわち、ハードセグメントの成分を多くすることによって摩擦係数を小さくすることができ、ソフトセグメントの成分を多くすることによって摩擦係数を大きくすることができる。
【００６４】
なお、ポリアミドイミドの主鎖において、ハードセグメントを構成するモノマーとして、例えば、次の式（２）で表されるような芳香族ジアミンであるｐ−フェニレンジアミンが挙げられる。また、ポリアミドイミドの主鎖において、ソフトセグメントを構成するモノマーとして、例えば、次の式（３）で表されるような脂肪族ジアミンであるヘキサメチレンジアミンが挙げられる。
【００６５】
【数２】
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【００６６】
なお、その他の点については、前記第１の実施の形態における無端状ベルト１４と同様であるので、説明を省略する。
【００６７】
次に、本実施の形態における無端状ベルト１４の評価方法について説明する。
【００６８】
まず、無端状ベルト１４の成形時に使用した溶媒を揮発させる二次乾燥工程について説明する。
【００６９】
本実施の形態においては、無端状ベルト１４の微小領域の摩擦係数を制御するために、無端状ベルト１４の成形時に使用した溶媒を揮発させる二次乾燥工程として、例えば、２５０〔℃〕の環境下において、工程時間を４０分、５０分、５５分、６０分、７０分、８５分、１００分、１１０分、１１５分及び１５０分と変化させた。なお、工程時間の変化は、前記第１の実施の形態と同様である。
【００７０】
その結果、図５に示されるように、１０種類の十点平均粗さの数値を備える無端状ベルト１４を得ることができた。なお、工程時間と十点平均粗さとの関係は、前記第１の実施の形態で説明した図３に示される関係と同様である。
【００７１】
また、前記ハードセグメント及びソフトセグメントの成分を調整することによって、十点平均粗さが相違する１０種類の無端状ベルト１４の各々について、図５に示されるような９種類の摩擦係数を備える無端状ベルト１４を得ることができた。すなわち、十点平均粗さと摩擦係数との組み合わせが相違する合計９０種類の無端状ベルト１４を得ることができた。なお、図５に示される摩擦係数は、次のように測定したものである。
【００７２】
続いて、前記無端状ベルト１４表面の微小領域の摩擦係数の測定について説明する。
【００７３】
本実施の形態において、無端状ベルト１４の表面の微小領域の摩擦係数の測定は、走査型プローブ顕微鏡ＳＰＭ−９６００（島津製作所社製）を用いて行った。この場合、カンチレバーにはＯＭＣＬ−ＲＣ８００ＰＳＡ（窒化ケイ素製オリンパス社製）（ばね定数０．１〔Ｎ／ｍ〕、共振周波数１９〔ｋＨｚ〕）であるものを用い、水平力モードで測定を行った。該測定は、無作為に選んだ５０〔μｍ〕四方を対象とし、走査速度が０．５〔Ｈｚ〕、押付力が２．４〔ｎＮ〕で、少なくとも２点の測定位置で行った。
【００７４】
なお、摩擦係数の測定においては、測定点（２５６×２５６点）でカンチレバーが観測した水平方向のひずみを、各ひずみの大きさ（検体区間）に分けて頻度とし、これを標準偏差として、最もひずみの高い区間を求める。また、走査型プローブ顕微鏡では、測定の原理上、往復のデータ（トレース及びリトレース）を取得することができるので、該往復のデータを平均し、平均した値と、カンチレバーのばね定数と、測定時にカンチレバーにかかる垂直荷重と、カンチレバーのねじればね定数とから摩擦力を求め、これらの値から摩擦係数を求める（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｊｐｏ．ｇｏ．ｊｐ／ｓｈｉｒｙｏｕ／ｓ＿ｓｏｎｏｔａ／ｈｙｏｕｊｕｎ＿ｇｉｊｕｔｓｕ／ｓｐｍ／０１＿ｍｏｋｕｊｉ．ｈｔｍ及び「京都大学平成１５年ナノテク支援事業成果報告書  Ｍ京大Ｈ１５−０４９（松本、小林）」を参照）。
【００７５】
続いて、前記無端状ベルト１４表面の摩擦係数と異物付着量との関係について説明する。
【００７６】
本実施の形態においては、前記９０種類の無端状ベルト１４の各々を画像形成装置１０に装着し、標準温湿条件下（ＪＩＳ−８７０３）で一定枚数（１０００枚）の記録媒体２１に画像パターンが１００〔％〕濃度（ベタ印刷、ソリッドパターン）の画像を印刷した後に、同様の条件で記録媒体２１に印刷された画像を観察するとともに、前記第１の実施の形態と同様に、濃度測定を行った。なお、画像の観察では、目視で観察するとともに、２００倍の拡大鏡で観察した。
【００７７】
その結果、十点平均粗さと摩擦係数との組み合わせが相違する合計９０種類の無端状ベルト１４の各々について、図５に示されるような画像品質の評価を得ることができた。なお、画像品質の評価は、白いすじや白点のような画像不良の有無に基づいて行われた。この場合、◎は画像濃度が１．２以上であって、かつ、目視での観察でも、２００倍の拡大鏡での観察でも白いすじや白点が見いだせないものであり、○は画像濃度が１．０以上であって、かつ、目視での観察で白いすじや白点が見いだせないものであり、×は画像濃度が１．０未満、又は、目視での観察で白いすじや白点が見いだせたものを示す。
【００７８】
図５に示されるように、摩擦係数が１．４０よりも大きい場合、１００〔％〕濃度の画像の印刷を行うと、白いすじ状の模様や白点等の画像不良が発生した。また、摩擦係数が１．４０のとき、目視では白いすじ状の模様や白点の画像不良は観察されなかったが、印刷された画像を２００倍の拡大鏡で観察したところ、白いすじ状の模様や白点が見られた。さらに、摩擦係数が１．２０以下では、目視でも２００倍の拡大鏡での観察においても白いすじ状の模様や白点が見られなかった。
【００７９】
そして、十点平均粗さが１１．０〜２．１であり、かつ、摩擦係数が１．４０以下であれば、画像濃度が１．０以上で、かつ、目視では白いすじや白点が見られず良好な印字結果が得られた。また、十点平均粗さが９．１〜２．１であり、かつ、摩擦係数が１．２０以下であれば、画像濃度が１．２以上で、かつ、目視でも２００倍の拡大鏡でも白いすじや白点が見られず、非常に良好な印字結果が得られた。
【００８０】
なお、評価が×のものでは、目視で白いすじや白点が見られたり、画像濃度が１．０未満であったりして、良好な画像が得られなかった。
【００８１】
摩擦係数が１．４０より大きい場合は、トナーや紙粉が無端状ベルト１４の表面からクリーニングされずに残留するので、転写不良が発生し、白いすじや白点が発生する。また、摩擦係数が大きいので、無端状ベルト１４から記録媒体２１が剥（は）がれにくく、紙詰まりが発生したり、クリーニングブレード１８との粘着が発生したりする場合もある。
【００８２】
なお、本実施の形態においては、０．０１までの摩擦係数しか測定することができなかった。これは、走査型プローブ顕微鏡ＳＰＭ−９６００（島津製作所社製）による摩擦係数の測定の限界値であるからであり、摩擦係数が０に近いほど好ましい。
【００８３】
しかしながら、摩擦係数を０．０１未満にすることは製造上困難であるので、摩擦係数は０．０１以上であることが好ましい。
【００８４】
このように、本実施の形態においては、無端状ベルト１４の表面粗さを走査型プローブ顕微鏡を用いて測定し、５０〔μｍ〕四方における十点平均粗さの値が１１．０〜２．１であるとともに、摩擦係数が１．４０以下であるようにした。これにより、印字濃度が高く、無端状ベルト１４上に残留するトナーによる記録媒体２１の汚染が少なく、かつ、紙詰まりや、クリーニングブレード１８との粘着が発生することがない。また、転写不良の発生を防止することができ、非常に良好な画像を得ることができる。さらに、１２００、２４００〔ｄｐｉ〕等の高精細画像においても高品質な画像を得ることができる。
【００８５】
前記第１の実施の形態においては、画像濃度が１．２を満足する無端状ベルト１４の製造条件を決めることができなかったが、本実施の形態においては、摩擦係数が０より大きく、１．４０以下であれば、前記第１の実施の形態と併用することによって、より速やかに製造条件を決定することができる。
【００８６】
また、摩擦係数による成形条件の決定によって、無端状ベルト１４の表面の微細形態を制御することができるので、記録媒体２１からの異物付着による画像形成阻害を抑制することができる。
【００８７】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の変形例の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における無端状ベルト製造時に行った乾燥時間と無端状ベルトの評価との関係を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における無端状ベルト製造時に行った乾燥時間と十点平均粗さとの関係を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態における無端状ベルトの十点平均粗さ及び摩擦係数と画像品質との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０    画像形成装置
１４    無端状ベルト
３１、３２    転写ユニット
【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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