JP2023075000A - 画像形成装置及び転写ユニット - Google Patents

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聡哉 杉浦
Akiya Sugiura
誠 落合
Makoto Ochiai
聖悟 林
Seigo Hayashi
沙耶香 井上
Sayaka Inoue
裕祐 渡辺
Yusuke Watanabe
剣太 新宮
Kenta Shingu
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Abstract

【課題】記録媒体のトナー汚れを長期に亘り起こしにくい画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、感光体と、帯電手段と、静電荷像形成手段と、現像手段と、無端ベルトを有する転写手段と、無端ベルト表面に接触するクリーニングブレードを有するクリーニング手段と、を備え、無端ベルトとクリーニングブレードとの間の動摩擦係数μが0.10以上0.25以下であり、無端ベルトが、温度22℃且つ相対湿度55%下、非帯電トナーが風圧23kPa以下の風力により飛散する外周面を有する。【選択図】なし

Description

本開示は、画像形成装置及び転写ユニットを提供する。
特許文献1には、像担持体と潜像形成手段と現像手段と中間転写体と1次転写部材と2次転写部材とを備える画像形成装置において、中間転写体及び2次転写部材に近接して設けられたトナー除去手段としてブラシが備えられ、中間転写体に対して備えられたブラシの先端力をFb(IBT)とし、2次転写部材に対して備えられたブラシの先端力をFb(BT)としたとき、Fb(IBT)>Fb(BT)の関係を満足する画像形成装置が開示されている。
特許文献2には、弾性層を有する中間転写体を用いた画像形成装置において、弾性層にクリーニングブレードが押圧摺接する押圧摺接点における弾性層の母線に垂直な垂直線に対してクリーニングブレードの接触面の成す角度θより、垂直線に対して押圧摺接により弾性層を弾性変形させ押圧摺接点から弾性層の移動方向上流側に形成される立ち上がり形状の成す角度αが大きい画像形成装置が開示されている。
特許文献3には、耐熱性樹脂製の基層と、基層の上に配置された耐熱性の弾性材料製の中間層と、中間層の上に配置されたフッ素樹脂製の表層とを有する定着ベルトであって、表層の表面に周期的に形成された複数の凸部が配置されており、複数の凸部は式(1)0.3≦a≦5.0及び式(2)1.5≦b/a≦5.0を満たす定着ベルトが開示されている。式(1)において、aは隣接する2つの凸部の頂点間距離(μm)であり、bは頂点の高さ(μm)である。
特開2006-091554号公報 特開2007-114392号公報 特開2019-070771号公報
本開示の実施形態は、無端ベルトとクリーニングブレードとの間の動摩擦係数μが0.10未満又は0.25超である画像形成装置、又は、無端ベルトが温度22℃且つ相対湿度55%下に非帯電トナーの飛散に風圧23kPa超の風力を要する外周面を有する画像形成装置に比べて、記録媒体のトナー汚れを長期にわたり起こしにくい画像形成装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
<1> 感光体と、
前記感光体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
トナーを含む現像剤を収容し、前記現像剤を用いて前記感光体の表面に形成された静電荷像を現像しトナー像を形成する現像手段と、
無端ベルトを有し、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記無端ベルトの表面に接触するクリーニングブレードを有し、前記クリーニングブレードで前記無端ベルトの表面をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、
前記無端ベルトと前記クリーニングブレードとの間の動摩擦係数μが0.10以上0.25以下であり、
前記無端ベルトが、温度22℃且つ相対湿度55%下、非帯電トナーが風圧23kPa以下の風力により飛散する外周面を有する、
画像形成装置。
<2> 前記動摩擦係数μが0.11以上0.20以下である、<1>に記載の画像形成装置。
<3> 前記無端ベルトが、導電性弾性層と、前記導電性弾性層の外周面上に設けられた表面層と、を有する、<1>又は<2>に記載の画像形成装置。
<4> 前記表面層の表面は、JIS B0601:1994で規定される粗さ曲線の最大高さRyが3.4μm以下である、<3>に記載の画像形成装置。
<5> 前記表面層の表面は、JIS B0601:1994で規定される粗さ曲線の最大高さRyが0.1μm以上2.6μm以下である、<3>又は<4>に記載の画像形成装置。
<6> 前記導電性弾性層の外周面は、JIS B0601:1994で規定される粗さ曲線の最大高さRyと凹凸の平均間隔Smとについて、Ryが3.4μm以下であり且つ比Ry/Smが0.08以下である、<3>~<5>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
<7> 前記導電性弾性層が、クロロプレンゴム及びエピクロロヒドリンゴムの少なくとも一方とカーボンブラックとを含有する、<3>~<6>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
<8> 前記表面層が、ウレタン樹脂とフッ素含有樹脂粒子とを含有する、<3>~<7>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
<9> 前記表面層の表面は、前記フッ素含有樹脂粒子の面積割合が80%以上である、<8>に記載の画像形成装置。
<10> 前記クリーニングブレードが、ウレタン樹脂からなる弾性部材と、前記弾性部材の表面であって前記無端ベルトに接触する接触部に設けられたテトラへドラルアモルファスカーボン層と、を有する、<1>~<9>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
<11> 前記転写手段が、
中間転写体と、
前記トナー像を前記中間転写体の表面に転写する一次転写手段と、
前記中間転写体に対向する前記無端ベルトを有し、前記中間転写体の表面に転写された前記トナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、を備える、
<1>~<10>のいずれか1項に記載の画像形成装置。
<12> 無端ベルトを有し、トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記無端ベルトの表面に接触するクリーニングブレードを有し、前記クリーニングブレードで前記無端ベルトの表面をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、
前記無端ベルトと前記クリーニングブレードとの間の動摩擦係数μが0.10以上0.25以下であり、
前記無端ベルトが、温度22℃且つ相対湿度55%下、非帯電トナーが風圧23kPa以下の風力により飛散する外周面を有する、
画像形成装置に着脱される転写ユニット。
<13> 二次転写ユニットである、<12>に記載の転写ユニット。
<1>、<3>、<7>又は<11>によれば、無端ベルトとクリーニングブレードとの間の動摩擦係数μが0.10未満又は0.25超である画像形成装置、又は、無端ベルトが温度22℃且つ相対湿度55%下に非帯電トナーの飛散に風圧23kPa超の風力を要する外周面を有する画像形成装置に比べて、記録媒体のトナー汚れを長期にわたり起こしにくい画像形成装置が提供される。
<2>によれば、無端ベルトとクリーニングブレードとの間の動摩擦係数μが0.11未満又は0.20超である画像形成装置に比べて、記録媒体のトナー汚れを長期にわたり起こしにくい画像形成装置が提供される。
<4>によれば、無端ベルトの表面層の表面の最大高さRyが3.4μm超である画像形成装置に比べて、記録媒体のトナー汚れを長期にわたり起こしにくい画像形成装置が提供される。
<5>によれば、無端ベルトの表面層の表面の最大高さRyが2.6μm超である画像形成装置に比べて、記録媒体のトナー汚れを長期にわたり起こしにくい画像形成装置が提供される。
<6>によれば、無端ベルトの導電性弾性層の外周面の最大高さRyと凹凸の平均間隔Smとについて、Ryが3.4μm超又は比Ry/Smが0.08超である画像形成装置に比べて、記録媒体のトナー汚れを長期にわたり起こしにくい画像形成装置が提供される。
<8>によれば、無端ベルトの表面層にフッ素含有樹脂粒子を含有しない画像形成装置に比べて、記録媒体のトナー汚れを長期にわたり起こしにくい画像形成装置が提供される。
<9>によれば、無端ベルトの表面層の表面においてフッ素含有樹脂粒子の面積割合が80%未満である画像形成装置に比べて、記録媒体のトナー汚れを長期にわたり起こしにくい画像形成装置が提供される。
<10>によれば、クリーニングブレードが無端ベルトとの接触部にテトラへドラルアモルファスカーボン層を有しない画像形成装置に比べて、記録媒体のトナー汚れを長期にわたり起こしにくい画像形成装置が提供される。
<12>又は<13>によれば、無端ベルトとクリーニングブレードとの間の動摩擦係数μが0.10未満又は0.25超である転写ユニット、又は、無端ベルトが温度22℃且つ相対湿度55%下に非帯電トナーの飛散に風圧23kPa超の風力を要する外周面を有する転写ユニットに比べて、記録媒体のトナー汚れを長期にわたり起こしにくい転写ユニットが提供される。
無端ベルトとクリーニングブレードとの間の動摩擦係数μの測定方法を説明する概略図である。 本実施形態に係る画像形成装置が備える無端ベルトの一例を示す概略斜視図である。 本実施形態に係る画像形成装置が備える無端ベルトがロール部材に掛け渡された状態を示す概略斜視図である。 本実施形態に係る画像形成装置が備えるクリーニングブレードの一例を示す概略斜視図である。 本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
以下に、本開示の実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において実施形態を、図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。
本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。本開示において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。
<画像形成装置>
本実施形態に係る画像形成装置は、
感光体と、
前記感光体の表面を帯電する帯電手段と、
帯電した前記感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
トナーを含む現像剤を収容し、前記現像剤を用いて前記感光体の表面に形成された静電荷像を現像しトナー像を形成する現像手段と、
無端ベルトを有し、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
前記無端ベルトの表面に接触するクリーニングブレードを有し、前記クリーニングブレードで前記無端ベルトの表面をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、
前記無端ベルトと前記クリーニングブレードとの間の動摩擦係数μが0.10以上0.25以下であり、
前記無端ベルトが、温度22℃且つ相対湿度55%下、非帯電トナーが風圧23kPa以下の風力により飛散する外周面を有する。
本実施形態に係る画像形成装置において、前記無端ベルトは、二次転写ベルト又は中間転写ベルトであり、二次転写ベルトに好適である。
本実施形態に係る画像形成装置は、記録媒体のトナー汚れを長期にわたり起こしにくい。その機序は下記のように考えられる。
転写手段を構成する無端ベルト上にトナーが蓄積すると、無端ベルトとクリーニングブレードの接触によってトナーがつぶれ、無端ベルト表面へのトナーの固着(いわゆるフィルミング)が発生する。その後、画像形成を続けると、無端ベルトが記録媒体をトナーで汚染させてしまう。二次転写ベルトにトナーのフィルミングが発生した場合は、記録媒体の裏面(画像形成された面の反対面)が汚染され、中間転写ベルトにトナーのフィルミングが発生した場合は、記録媒体のおもて面(画像形成された面)が汚染される。
上記事象の下、無端ベルトとクリーニングブレードとの間の動摩擦係数μが0.10未満であると、ベルト表面の残留トナーのブレードによるかきとり力が不足し、クリーニング不良が発生する。この観点から、本実施形態において、無端ベルトとクリーニングブレードとの間の動摩擦係数μは、0.10以上であり、0.11以上が好ましく、0.12以上よりが好ましく、0.14以上が更に好ましい。
また、無端ベルトとクリーニングブレードとの間の動摩擦係数μが0.25超であると、ベルト表面とブレードとの接触面圧が過剰となり、ブレードが摩耗し、ブレード寿命が短くなる。この観点から、本実施形態において、無端ベルトとクリーニングブレードとの間の動摩擦係数μは、0.25以下であり、0.22以下が好ましく、0.20以下がより好ましく、0.18以下が更に好ましい。
一方、無端ベルトが、温度22℃且つ相対湿度55%下、非帯電トナーの飛散に風圧23kPa超の風力を要する外周面を有すると、ベルト表面へのトナーの非静電的付着力が過大となり、トナーの除去が困難である。この観点から、本実施形態において無端ベルトは、温度22℃且つ相対湿度55%下、非帯電トナーが風圧23kPa以下の風力により飛散する外周面を有し、非帯電トナーが風圧19kPa以下の風力により飛散する外周面であることが好ましく、非帯電トナーが風圧16kPa以下の風力により飛散する外周面であることがより好ましい。
ただし、画像形成装置内のトナー汚染を抑制する観点から、本実施形態において無端ベルトの外周面は、温度22℃且つ相対湿度55%下、非帯電トナーが風圧5kPa未満の風力では飛散しない外周面(言い換えると、非帯電トナーの飛散に風圧5kPa以上の風力を要する外周面)であることが好ましい。
無端ベルトとクリーニングブレードとの間の動摩擦係数μの測定方法は下記のとおりである。
無端ベルトを切り開き、外周面を上にして摩擦力測定装置の台の上に置く。無端ベルトの外周面にクリーニングブレードを、無端ベルトの幅方向に平行、且つ、無端ベルトと角度30度を成して接触させる。無端ベルトとクリーニングブレードの接触部に荷重3.5gf/mm(無端ベルト幅方向1mmあたり3.5gf)を印加する。無端ベルトを、クリーニングブレードの下に入り込む方向に、速度100mm/sで、無端ベルトの一端近傍から他端近傍まで動かす。摩擦力測定装置の台上での無端ベルトの移動方向は、画像形成装置内での無端ベルトの回転方向に一致する。無端ベルトを移動させてクリーニングブレードとの間の動摩擦力を測定し、動摩擦係数μを求める。温度22℃且つ相対湿度55%下で測定する。図1は、上記測定方法を示した概略図である。
無端ベルトとクリーニングブレードとの間の動摩擦係数μは、例えば、無端ベルト外周面の材料又はクリーニングブレード表面の材料によって制御することができる。
無端ベルト外周面から非帯電トナーが飛散する風圧の測定方法は下記のとおりである。
非帯電トナーとは、平均帯電量(μC/g)の絶対値が5.0以下であるトナーを意味する。非帯電トナーは、例えば、トナーを除電装置にかけて調製する(負帯電性トナーであれば正電荷を印加する。)。トナーの平均帯電量は、例えば、E-SPARTアナライザ(ホソカワミクロン)で1000個のトナーを測定し確認する。
非帯電トナーを調製するトナーは、例えば、結着樹脂がポリエステル樹脂であり、外添剤がシリカ粒子であり、体積平均粒径が3.8μm以上5.8μm以下のトナーである。
無端ベルトの一部を切り取って又は無端ベルトを切り開いて、外周面を上にして水平な台の上に置く。非帯電トナー0.040gを、無端ベルト表面の30mm四方内に万遍なく置く。先端直径(内径)3mmのノズルから、無端ベルト表面に対し垂直方向に、空気を吹き付ける。ノズル先端と無端ベルト表面との距離は3mmである。無端ベルト表面を目視で観察しながら風圧を段階的に強め、無端ベルト表面にトナーが認められなくなったとき(つまり、トナー全部の飛散が完了したとき)のノズル先端の風圧(kPa)を特定する。温度22℃且つ相対湿度55%下で測定する。
測定箇所は、無端ベルトの幅方向の中央部かつ周方向に等間隔に4箇所であり、4箇所の風圧のうち最大値を、無端ベルト外周面から非帯電トナーが飛散する風圧とする。
無端ベルト外周面から非帯電トナーが飛散する風圧は、例えば、無端ベルト外周面の材料又は無端ベルト外周面の表面粗さによって制御することができる。
以下に、無端ベルト、クリーニングブレード及び画像形成装置の構成を順に説明する。
[無端ベルト]
図2は、無端ベルトの実施形態例を示す概略斜視図である。図2に図示された無端ベルト50は、基材層52と、表面層54とを有する。表面層54は、無端ベルト50の外周面を構成する層である。無端ベルト50の内周面には、例えば保護層(図示せず)が設けられていてもよい。
図3は、無端ベルトが複数本のロール部材に掛け渡された状態を示す概略斜視図である。ベルトユニット60は、無端ベルト50と駆動ロール62と支持ロール64とを備え、無端ベルト50が駆動ロール62及び支持ロール64に張力がかかった状態で掛け渡された形態(以下、「張架」ともいう。)を有する。駆動ロール62は、駆動ロール62に接続された駆動部(図示せず)の動力によって回転する。無端ベルト50及び支持ロール64は、駆動ロール62の回転に従動して回転する。
ベルトユニット60は、電子写真方式の画像形成装置に転写手段の一部として組み込まれて使用される。ベルトユニット60は、二次転写ベルトユニット又は中間転写ベルトユニットを構成する。ベルトユニット60は、二次転写ベルトユニットに好適である。ベルトユニット60において無端ベルト50を張架するロール部材の本数は2本に限定されず、3本以上でもよい。
次に無端ベルトの層構成及び材料を詳細に説明する。
-基材層-
基材層は、高分子材料に導電性粒子を含有させたフィルム又はシートであることが好ましい。
高分子材料としては、ゴム及び樹脂が挙げられる。高分子材料は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
ゴムとしては、例えば、クロロプレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン-ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム(NBR)、エチレンプロピレンゴム、エチレン-プロピレン-ジエン3元共重合ゴム(EPDM)、天然ゴム、これらの混合ゴムが挙げられる。
樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニルサルホン、ポリサルフォン、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、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル、これらの混合樹脂が挙げられる。
導電性粒子としては、例えば、ケッチェンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック;アルミニウム、ニッケル等の金属粒子;酸化インジウムスズ、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化イットリウム等の金属酸化物粒子;などが挙げられる。導電性粒子としては、カーボンブラックが好ましい。導電性粒子は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
導電性粒子の平均一次粒径は、1nm以上500nm以下が好ましく、5nm以上200nm以下がより好ましく、9nm以上25nm以下が更に好ましい。
基材層は、導電性粒子以外の導電剤を含有していてもよい。導電剤としては、例えば、チタン酸カリウム、塩化カリウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム等のイオン導電性物質;ポリアニリン、ポリエーテル、ポリピロール、ポリサルフォン、ポリアセチレン等のイオン導電性高分子;などが挙げられる。導電剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
基材層は、ゴム及び導電性粒子を含有する導電性弾性層であることが好ましく、クロロプレンゴム及びエピクロロヒドリンゴムの少なくとも一方とカーボンブラックとを含有する導電性弾性層であることがより好ましい。
基材層に含まれる導電性粒子及び導電剤の総含有量は、無端ベルトの体積抵抗率を目安に設定することが好ましい。無端ベルトの体積抵抗率は、1.0×10Ω・cm以上1.0×1012Ω・cm以下であることが好ましい。
本実施形態において体積抵抗率(Ω・cm)の測定は下記のとおり行う。
測定環境は、温度22℃且つ相対湿度55%である。試料を測定環境に24時間以上置き、調温調湿を行う。抵抗測定機は微小電流計(Advantest社製R8430A)、プローブはURプローブ(三菱ケミカル(株)製)である。印加電圧1kV、印加時間5秒間、荷重1kgfである。測定点は、無端ベルトの周方向に等間隔で6点、無端ベルトの幅方向に中央部及び両端部の3点、合計18点である。18点の測定値を算術平均する。
基材層がカーボンブラックを含有する場合、カーボンブラックの含有量は、高分子材料100質量部に対して5質量部以上40質量部以下が好ましい。
基材層は、酸化防止剤、架橋剤、難燃剤、着色剤、界面活性剤、分散剤、フィラー等の添加剤を含んでいてもよい。
基材層の平均厚は、無端ベルトの耐久性の観点から、50μm以上が好ましく、75μm以上がより好ましく、100μm以上が更に好ましく、無端ベルトの柔軟性及び耐屈曲性の観点から、1000μm以下が好ましく、700μm以下がより好ましく、500μm以下が更に好ましい。
-表面層-
表面層は、高分子材料を含有するフィルム又はシートであることが好ましい。
高分子材料としては、基材層について記述した先述のゴム及び樹脂が挙げられる。
表面層は、ウレタン樹脂とフッ素含有樹脂粒子とを含有することが好ましい。
ウレタン樹脂(ポリウレタン又はウレタンゴムとも呼ばれる。)は一般的に、ポリイソシアネートとポリオールとを重合して合成される。ウレタン樹脂はハードセグメントとソフトセグメントとを有していることが好ましい。
フッ素含有樹脂粒子としては、例えば、4フッ化エチレン樹脂、3フッ化塩化エチレン樹脂、6フッ化プロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、2フッ化2塩化エチレン樹脂、及びこれらの共重合体のいずれかからなる粒子の1種又は2種以上が好ましい。これらの中でも、フッ素含有樹脂粒子としては、4フッ化エチレン樹脂粒子が好ましい。
フッ素含有樹脂粒子の平均一次粒径は、10nm以上500nm以下が好ましく、50nm以上300nm以下がより好ましく、80nm以上200nm以下が更に好ましい。
表面層の表面(つまり、表面層を有する無端ベルトの外周面)は、フッ素含有樹脂粒子の面積割合が80%以上であることが好ましい。フッ素含有樹脂粒子の面積割合が80%以上であると、無端ベルトの外周面にトナーが残留しにくく、その結果、記録媒体のトナー汚れが発生しにくい。この観点から、フッ素含有樹脂粒子の面積割合は、85%以上がより好ましく、90%以上が更に好ましい。
表面層の表面は、無端ベルトにおける記録媒体の搬送性の観点から、フッ素含有樹脂粒子の面積割合が、95%以下であることが好ましい。
表面層の表面におけるフッ素含有樹脂粒子の面積割合は、下記の方法で求める。
表面層の表面(つまり、表面層を有する無端ベルトの外周面)をSEM(走査電子顕微鏡)で観察し、SEM画像を得る。撮像箇所は、無端ベルトの幅方向の中央部かつ周方向に等間隔に4箇所である。SEM画像に100μm四方の領域を設定し、画像解析ソフトにより領域内に二値化処理を施し、明部をフッ素含有樹脂粒子とする。100μm四方に占めるフッ素含有樹脂粒子の面積割合を算出し、さらに4箇所の面積割合を算術平均する。
表面層の表面は、JIS B0601:1994で規定される粗さ曲線の最大高さRyが3.4μm以下であることが好ましい。表面層の表面の最大高さRyが3.4μm以下であると、無端ベルトの外周面にトナーが残留しにくく、その結果、記録媒体のトナー汚れが発生しにくい。この観点から、表面層の表面の最大高さRyは、3.0μm以下がより好ましく、2.6μm以下が更に好ましい。
表面層の表面の最大高さRyは、無端ベルトにおける記録媒体の搬送性の観点から、0.1μm以上が好ましく、0.5μm以上がより好ましく、0.9μm以上が更に好ましい。
表面層の表面の最大高さRyは、表面粗さ測定機(例えば、サーフコム(株式会社東京精密))を用い、JIS B0601:1994の規格に従って測定する。測定方向:無端ベルトの幅方向、測定長さ:2.5mm、測定速度:0.6mm/s、カットオフ値:0.80mm、カットオフフィルタ:ガウシアンフィルタである。無端ベルトの一部を切り取って又は無端ベルトを切り開いて、外周面を上にして水平な台の上に置き、表面粗さを測定する。測定箇所は、無端ベルトの幅方向の中央部かつ周方向に等間隔に4箇所であり、4箇所の最大高さRyを算術平均する。
表面層は、酸化防止剤、架橋剤、難燃剤、着色剤、界面活性剤、分散剤、フィラー等の添加剤を含んでいてもよい。
表面層の平均厚は、無端ベルトの耐久性の観点から、0.1μm以上が好ましく、0.5μm以上がより好ましく、1μm以上が更に好ましく、無端ベルトの柔軟性及び耐屈曲性の観点から、50μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましく、10μm以下が更に好ましい。
-保護層-
本実施形態に係る無端ベルトは、基材層の内周面に保護層を備えていてもよく、基材層の内周面に保護層を備えることが好ましい。基材層の内周面に設けられた保護層は、無端ベルトの内周面を構成する。
保護層は、高分子材料を含有するフィルム又はシートであることが好ましい。高分子材料及びその他の材料としては、表面層について記述した材料が挙げられる。保護層を形成する材料は、表面層を形成する材料と同じでよい。
保護層の平均厚は、無端ベルトの耐久性の観点から、0.1μm以上が好ましく、0.5μm以上がより好ましく、1μm以上が更に好ましく、無端ベルトの柔軟性及び耐屈曲性の観点から、50μm以下が好ましく、20μm以下がより好ましく、10μm以下が更に好ましい。
-無端ベルトの実施形態例-
無端ベルトの実施形態の一例として、導電性弾性層と、導電性弾性層の外周面上に設けられた表面層と、を有する形態が挙げられる。導電性弾性層及び表面層の具体的形態及び好ましい形態は、先述のとおりである。
導電性弾性層の外周面は、JIS B0601:1994で規定される粗さ曲線の最大高さRyが4.8μm以下であることが好ましい。無端ベルトをクリーニングブレードで摺擦した際に表面層と導電性弾性層の境界にせん断応力がかかるところ、導電性弾性層の外周面の最大高さRyが4.8μm以下であると、表面層の内周面においてせん断応力が局所に集中しにくい。そして、表面層の内周面においてせん断応力の局所集中が起きにくいので、表面層の内周面を起点とする亀裂(クラック)が発生しにくい。したがって、無端ベルトの外周面があれにくく、記録媒体のトナー汚れを長期にわたり起こしにくい。この観点から、導電性弾性層の外周面の最大高さRyは、4.8μm以下が好ましく、4.2μm以下がより好ましく、3.4μm以下が更に好ましく、3.2μm以下が更に好ましい。
導電性弾性層の外周面の最大高さRyの下限値は、例えば、1.0μm以上、2.0μm以上、3.0μm以上である。
導電性弾性層の外周面は、JIS B0601:1994で規定される粗さ曲線の最大高さRyと凹凸の平均間隔Smとについて、比Ry/Smが0.12以下であることが好ましい。導電性弾性層の外周面上に表面層を形成する際に、導電性弾性層の外周面の微細な凸部において表面層が局所的に薄くなりがちなところ、比Ry/Smが0.12以下であると、表面層の局所的な薄層化が起きにくい。その結果、無端ベルトの外周面があれにくく、記録媒体のトナー汚れを長期にわたり起こしにくい。この観点から、比Ry/Smは、0.12以下が好ましく、0.10以下がより好ましく、0.08以下が更に好ましい。
導電性弾性層の外周面における凹凸の平均間隔Smの値は、例えば、25μm以上50μm以下、30μm以上45μm以下、35μm以上40μm以下である。
上記の観点から、導電性弾性層の外周面は、JIS B0601:1994で規定される粗さ曲線の最大高さRyと凹凸の平均間隔Smとについて、Ryが4.8μm以下であり且つ比Ry/Smが0.12以下であることが好ましく、Ryが4.2μm以下であり且つ比Ry/Smが0.10以下であることがより好ましく、Ryが3.4μm以下であり且つ比Ry/Smが0.08以下であることが更に好ましく、Ryが3.2μm以下であり且つ比Ry/Smが0.08以下であることが更に好ましい。
導電性弾性層の外周面の最大高さRy及び凹凸の平均間隔Smは、表面粗さ測定機(例えば、サーフコム(株式会社東京精密))を用い、JIS B0601:1994の規格に従って測定する。測定方向:無端ベルトの幅方向、測定長さ:2.5mm、測定速度:0.6mm/s、カットオフ値:0.80mm、カットオフフィルタ:ガウシアンフィルタである。無端ベルトの一部を切り取り又は無端ベルトを切り開き、表面層を剥がし導電性弾性層の外周面を露出させ、水平な台の上に置き表面粗さを測定する。測定箇所は、無端ベルトの幅方向の中央部かつ周方向に等間隔に4箇所であり、4箇所のRy(単位:μm)及びSm(単位:μm)をそれぞれ算術平均し、Ryの平均値とSmの平均値とから比Ry/Smを算出する。
導電性弾性層の外周面の最大高さRy及び凹凸の平均間隔Smは、例えば、導電性弾性層が含有する導電性粒子の粒径、導電性弾性層の外周面の研磨加工によって制御することができる。
-無端ベルトの製造方法-
無端ベルトの製造方法としては、例えば、基材層となる管状部材を用意し、管状部材の外周面に表面層を形成する製造方法が挙げられる。
管状部材の製造方法は、例えば、高分子材料及び導電性粒子を含有する組成物を溶融し、ダイスからベルト状に押し出して固化させる押出成形;高分子材料及び導電性粒子を含有する組成物を溶融し、ベルト状の金型に入れて固化させる射出成形;高分子材料の前駆体又は単量体と導電性粒子とを含有する組成物を芯体に塗布し固化させる塗布成形;などである。
表面層の形成方法は、例えば、高分子材料及びフッ素含有樹脂粒子を含有する液状組成物を管状部材の外周面に塗布し固化させる;高分子材料の前駆体又は単量体とフッ素含有樹脂粒子とを含有する液状組成物を管状部材の外周面に塗布し固化させる;などである。液状組成物を固化させるために、成分の種類に応じて、乾燥、加熱、電子線照射又は紫外線照射を行ってもよい。
さらに、管状部材の内周面に保護層を形成する目的で、表面層の形成方法と同様の工程を管状部材の内周面に施してもよい。
[クリーニングブレード]
図4は、クリーニングブレードの実施形態例を示す概略斜視図である。図4に図示されたクリーニングブレード70は、板状の部材である。クリーニングブレード70は、例えば金属製の軸を介して、トナー回収容器及びハウジングに接続される。
クリーニングブレード70は、ウレタン樹脂(ポリウレタン又はウレタンゴムとも呼ばれる。)、ポリイミドゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、プロピレンゴム、ブタジエンゴム等の弾性部材を基材とすることが好ましい。
クリーニングブレード70の基材としてはウレタン樹脂が好ましい。ウレタン樹脂は一般的に、ポリイソシアネートとポリオールとを重合して合成される。ウレタン樹脂はハードセグメントとソフトセグメントとを有していることが好ましい。
クリーニングブレード70において、長辺71及びその周辺領域が無端ベルトに接触する接触部である。表面層72は、無端ベルトに接触する接触部の表面に存在する層であり、クリーニングブレード70において長辺71及びその周辺領域を覆うように設けられ、無端ベルトに接触する接触部を保護する。
表面層72は、例えば、テトラへドラルアモルファスカーボン層、金属層又は金属酸化物層である。表面層72は、無端ベルトとクリーニングブレード70との間の動摩擦係数μを低く抑える観点から、テトラへドラルアモルファスカーボン層であることが好ましい。
クリーニングブレード70の厚さは、1mm以上7mm以下が好ましい。
表面層72の層厚は、0.05μm以上0.3μm以下が好ましく、0.1μm以上0.2μm以下がより好ましい。
表面層72の実施形態例であるテトラへドラルアモルファスカーボン層は、化学蒸着(CVD:chemical vapor deposition)又は物理蒸着(PVD:physical vapor deposition)によって、弾性部材の表面に形成することができる。テトラへドラルアモルファスカーボン層は、具体的には、マイクロ波プラズマCVD、直流プラズマCVD、高周波プラズマCVD、有磁場プラズマCVD、イオンビームスパッタ法、イオンビーム蒸着法、反応性プラズマスパッタ法、アンバランスドマグネトロンスパッタ法などによって形成することができる。これらの蒸着法において用いられる原料ガスとしては、メタン、エタン、プロパン、エチレン、ベンゼン、アセチレン等の炭化水素ガス;塩化メチレン、四塩化炭素、クロロホルム、トリクロルエタン等のハロゲン化炭素;メチルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類;アセトン、ジフェニルケトン等のケトン類;一酸化炭素、二酸化炭素;これらの含炭素ガスにN、H、O、HO、Ar等を混合したガス;などが挙げられる。上記の蒸着法の中でも、アークプラズマ源を用いたイオンビーム蒸着法である、フィルター型カソーディック真空アーク(FCVA:Filtered Cathodic Vacuum Arc)によってテトラへドラルアモルファスカーボン層を形成することが好ましい。
表面層72がテトラへドラルアモルファスカーボン層である場合、クリーニングブレード70は、テトラへドラルアモルファスカーボン層以外の層を有していてもよい。例えば、弾性部材とテトラへドラルアモルファスカーボン層との間に、テトラへドラルアモルファスカーボン層の定着性を向上させる目的で、金属層又は金属酸化物層を有していてもよい。
無端ベルトに対するクリーニングブレード70の接触圧は、0.5gf/mm以上5.0gf/mm以下が好ましい。無端ベルトに対するクリーニングブレード70の接触幅(無端ベルトの回転方向に沿った接触長)は、5μm以上100μm以下が好ましい。無端ベルトに対するクリーニングブレード70の接触角は、5°以上30°以下が好ましい。
次に、画像形成装置の実施形態例を、図面を参照しながら説明する。以下の説明においては、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。
図5は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。図5に示す画像形成装置は、転写手段が、中間転写体と、トナー像を中間転写体の表面に転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、を備え、二次転写手段が本開示の無端ベルトを有し、本開示の無端ベルトが中間転写体に対向する。
図5に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づく、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色の画像を出力する電子写真方式の第1乃至第4の画像形成ユニット10Y、10M、10C、10K(画像形成手段)を備えている。これらの画像形成ユニット(以下、単に「ユニット」と称する場合がある)10Y、10M、10C、10Kは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。これらユニット10Y、10M、10C、10Kは、画像形成装置に対して着脱されるプロセスカートリッジであってもよい。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの上方には、各ユニットを通して中間転写ベルト(中間転写体の一例)20が延設されている。中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20の内面に接する、駆動ロール22及び支持ロール24に巻きつけて設けられ、第1のユニット10Yから第4のユニット10Kに向う方向に走行するようになっている。支持ロール24は、図示しないバネ等により駆動ロール22から離れる方向に力が加えられており、両者に巻きつけられた中間転写ベルト20に張力が与えられている。中間転写ベルト20の像保持面側には、駆動ロール22と対向して中間転写ベルトクリーニング装置30が備えられている。
各ユニット10Y、10M、10C、10Kの現像装置(現像手段の一例)4Y、4M、4C、4Kのそれぞれには、トナーカートリッジ8Y、8M、8C、8Kに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーの供給がなされる。
第1乃至第4のユニット10Y、10M、10C、10Kは、同等の構成及び動作を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエローの画像を形成する第1のユニット10Yについて代表して説明する。
第1のユニット10Yは、感光体1Yを有している。感光体1Yの周囲には、感光体1Yの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ロール(帯電手段の一例)2Y、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線3Yによって露光して静電荷像を形成する露光装置(静電荷像形成手段の一例)3、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置(現像手段の一例)4Y、現像したトナー像を中間転写ベルト20上に転写する一次転写ロール(一次転写手段の一例)5Y、及び一次転写後に感光体1Yの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置6Yが順に配置されている。
一次転写ロール5Yは、中間転写ベルト20の内側に配置され、感光体1Yに対向した位置に設けられている。各ユニットの一次転写ロール5Y、5M、5C、5Kには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)がそれぞれ接続されている。
ベルトユニット60は、無端ベルト50を備えたベルトユニットである。ベルトユニット60は、無端ベルト50と、駆動ロール62と、支持ロール64とを備える。ベルトユニット60は、中間転写ベルト20の外側に配置され、支持ロール24に対向した位置に設けられている。ベルトユニット60には、二次転写バイアスを印加するバイアス電源(図示せず)が接続されている。
ベルトユニット60の近傍には、無端ベルト50のクリーニング手段が設けられている。クリーニング手段は、例えば、クリーニングブレード70と、回収したトナーを収容する容器(図示せず)と、ハウジング(図示せず)とを有する。クリーニングブレード70は、無端ベルト50の外周面に接触し、無端ベルト50の外周面に残留したトナーを除去する。
ベルトユニット60とクリーニングブレード70とが組み合わさって二次転写ユニットを構成する。二次転写ユニットは、画像形成装置に着脱される。
以下、第1のユニット10Yにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。
まず、動作に先立って、帯電ロール2Yによって感光体1Yの表面が-600V乃至-800Vの電位に帯電される。
感光体1Yは、導電性(例えば20℃における体積抵抗率1×10-6Ωcm以下)の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗(一般の樹脂の抵抗)であるが、レーザ光線が照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体1Yの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置3からレーザ光線3Yを照射する。それにより、イエローの画像パターンの静電荷像が感光体1Yの表面に形成される。
静電荷像とは、帯電によって感光体1Yの表面に形成される像であり、レーザ光線3Yによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体1Yの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線3Yが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
感光体1Y上に形成された静電荷像は、感光体1Yの走行に従って予め定められた現像位置まで回転する。そして、この現像位置で、感光体1Y上の静電荷像が、現像装置4Yによってトナー像として現像され可視化される。
現像装置4Y内には、例えば、少なくともイエロートナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤が収容されている。イエロートナーは、現像装置4Yの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体1Y上に帯電した帯電荷と同極性(負極性)の電荷を有して現像剤ロール(現像剤保持体の一例)上に保持されている。そして、感光体1Yの表面が現像装置4Yを通過していくことにより、感光体1Y表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー像が形成された感光体1Yは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体1Y上に現像されたトナー像が予め定められた一次転写位置へ搬送される。
感光体1Y上のイエローのトナー像が一次転写位置へ搬送されると、一次転写ロール5Yに一次転写バイアスが印加され、感光体1Yから一次転写ロール5Yに向う静電気力がトナー像に作用し、感光体1Y上のトナー像が中間転写ベルト20上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(-)と逆極性の(+)極性であり、第1のユニット10Yでは制御部(図示せず)によって例えば+10μAに制御されている。
第2ユニット10M以降の一次転写ロール5M、5C、5Kに印加される一次転写バイアスも、第1のユニットに準じて制御されている。
こうして、第1のユニット10Yにてイエローのトナー像が転写された中間転写ベルト20は、第2乃至第4のユニット10M、10C、10Kを通して順次搬送され、各色のトナー像が重ねられて多重転写される。
第1乃至第4のユニットを通して4色のトナー像が多重転写された中間転写ベルト20は、中間転写ベルト20と、支持ロール24と、ベルトユニット60とから構成された二次転写部へと至る。一方、記録紙(記録媒体の一例)Pが供給機構を介してベルトユニット60と中間転写ベルト20とが接触した隙間に予め定められたタイミングで給紙され、二次転写バイアスが支持ロール24に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性(-)と同極性の(-)極性であり、中間転写ベルト20から記録紙Pに向う静電気力がトナー像に作用し、中間転写ベルト20上のトナー像が記録紙P上に転写される。この際の二次転写バイアスは二次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段(図示せず)により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。
トナー像を記録紙Pに転写した後のベルトユニット60は走行を続け、無端ベルト50がクリーニングブレード70と接触する。無端ベルト50の外周面上に残留したトナーは、クリーニングブレード70によってかき取られて回収される。
トナー像が転写された記録紙Pは定着装置(定着手段の一例)28における一対の定着ロールの圧接部(ニップ部)へと送り込まれ、トナー像が記録紙P上へ定着され、定着画像が形成される。カラー画像の定着が完了した記録紙Pは、排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。
トナー像を転写する記録紙Pとしては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される普通紙が挙げられる。記録媒体としては、記録紙P以外にも、OHPシート等も挙げられる。
以下、実施例を例示することで本実施形態をさらに具体的に説明するが、本実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。合成、処理、製造などは、特に断りのない限り、室温(25℃±3℃)で行った。
以下の実施例は、本開示の無端ベルトを二次転写ベルトとして使用する。
<二次転写ベルト(無端ベルト)の作製>
[ベルトA]
-基材層(導電性弾性層)の作製-
クロロプレンゴムにカーボンブラックを含有する導電ゴム材料と、エチレンプロピレンジエンゴムとを混合し、混練押出し機で押出成形し、熱風乾燥して、直径(外径)40mm且つ平均厚450μmの管状体を得た。管状体を長さ355mmに切断し、基材Aとした。
-表面層の形成-
PTFE(polytetrafluoroethylene)含有ウレタン樹脂(ボンデライトT862A、ヘンケルジャパン社)に硬化剤(ロックタイトWH-1、ヘンケルジャパン社)を1質量%添加し、水で希釈してPTFE量を10質量%に調製し、これを塗布液とした。
基材Aの中心軸を水平方向にして基材Aを回転させながら、基材Aの外周面に塗布液を散布した。次いで、温度150℃且つ35分間の熱風乾燥を行って、表面層を形成した。表面層の平均厚は7μmとした。
次いで、基材Aの内周面にも同じ塗布液を散布し、同様に熱風乾燥を行って、保護層を形成した。保護層の平均厚は5μmとした。これをベルトAとした。
[ベルトB]
ベルトAの作製と同様にして、ただし、塗布液のPTFE量を18質量%に変更して、ベルトBを作製した。
[ベルトC]
ベルトAの作製と同様にして、ただし、塗布液のPTFE量を3質量%に変更して、ベルトCを作製した。
[ベルトD]
ベルトAの作製と同様にして、ただし、基材Aを下記の基材Dに変更して、ベルトDを作製した。
-基材D-
熱可塑性ポリウレタンにカーボンブラックを含有する導電材料を、混練押出し機で押出成形し、熱風乾燥して管状体を得た。管状体を切断し基材Dとした。基材Dの寸法は、基材Aの寸法と同じである。
[ベルトE]
ベルトAの作製と同様にして、ただし、PTFE含有ウレタン樹脂(ボンデライトT862A、ヘンケルジャパン社)を、PTFEを含有しないウレタン樹脂(T845C、ヘンケルジャパン社)に変更して、ベルトEを作製した。
[ベルトF]
画像形成装置Iridesse Digital Press(富士ゼロックス社製)の2次転写ベルトをベルトFとした。
[ベルトG]
ベルトAの作製と同様にして、ただし、基材Aの外周面をラップフィルム#4000(3M社製)にて研磨した物品を基材として使用し、ベルトGを作製した。
<クリーニングブレードの作製>
[クリーニングブレードA]
-弾性部材の作製-
第一のポリカプロラクトンポリオール(株式会社ダイセル製、プラクセル205、平均分子量529、水酸基価212KOHmg/g)と、第二のポリカプロラクトンポリオール(株式会社ダイセル製、プラクセル240、平均分子量4155、水酸基価27KOHmg/g)とを、ポリオール成分のソフトセグメント材料として用いた。2つ以上のヒドロキシ基を含むアクリル樹脂(綜研化学(株)製、アクトフローUMB-2005B)を、ハードセグメント材料として用いた。ソフトセグメント材料とハードセグメント材料とを質量比80:20の割合で混合した。
ソフトセグメント材料とハードセグメント材料との混合物100部に対して、イソシアネート化合物として4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート(日本ポリウレタン工業(株)製、ミリオネートMT)を6.26部加え、温度70℃の窒素雰囲気下で3時間反応させた。次いで、イソシアネート化合物をさらに34.3部加え、温度70℃の窒素雰囲気下で3時間反応させて、プレポリマーを得た。次いで、プレポリマーを100℃に昇温し、減圧下で1時間脱泡した。次いで、プレポリマー100部に対して、1,4-ブタンジオールとトリメチロールプロパンとの混合物(質量比60:40)を7.14部加え、3分間気泡が入らないように充分に混合した。この混合物をクリーニングブレード金型に注入して、弾性部材を得た。
-イソシアネート含浸-
4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート20質量部を酢酸エチル20質量部に溶解した溶液に、弾性部材を15分間浸漬し、溶液から取り出した。弾性部材表面の溶液を拭き取った後、100℃で1時間加熱し、弾性部材の表層に架橋層を形成した。弾性部材を切断し断面を観察したところ、表層に内部と色の異なる層が確認でき、表層が架橋層になっていることが認められた。
これをクリーニングブレードAとした。クリーニングブレードAを、SUS製支持部材に接着した。
[クリーニングブレードB]
-弾性部材の作製-
クリーニングブレードAにおける弾性部材と同じ弾性部材を用意した。
-テトラへドラルアモルファスカーボン層の形成-
弾性部材における二次転写ベルトとの接触部に、まず接着層として金属酸化物層(具体的には酸化チタン層)を、真空蒸着法により形成した。
次いで、島津製作所製のFCVA装置を用い、黒鉛のバキュームアーク放電により炭素プラズマを発生させ、そこからイオン化した炭素を抽出し堆積させるFCVAによって、テトラヘドラルアモルファスコーティングを行った。成膜温度は40℃以上80℃以下、成膜速度は1.5nm/秒とした。
これをクリーニングブレードBとした。クリーニングブレードBを、SUS製支持部材に接着した。
<実施例1~7及び比較例1>
表1に記載した組合せにて二次転写ベルトとクリーニングブレードとを組み合わせ、二次転写ユニットを作製し、画像形成装置DocuColor-7171P(富士ゼロックス社)の改造機に搭載した。二次転写ベルトの端部に記録媒体搬送用のガイドを取り付け、記録媒体の搬送速度が一定となるよう調整した。クリーニングブレードの接触圧を一定となるよう調整した。
<画像形成装置の性能評価>
[導電性弾性層の外周面の表面粗さ]
二次転写ベルトから表面層を剥がし導電性弾性層の外周面を露出させた試料を作製した。サーフコム1400G(株式会社東京精密)を用いて、JIS B0601:1994の規格に従って既述の測定方法で表面粗さを測定し、最大高さRy、凹凸の平均間隔Sm及び比Ry/Smを求めた。その値を表1に示す。
[表面層の表面におけるフッ素含有樹脂粒子の面積割合]
二次転写ベルトの一部を切り取って試料とし、既述の測定方法でフッ素含有樹脂粒子の面積割合を求めた。その値を表1に示す。
[二次転写ベルト外周面の表面粗さ]
サーフコム1400G(株式会社東京精密)を用いて、JIS B0601:1994の規格に従って既述の測定方法で表面粗さを測定し、最大高さRyを求めた。その値を表1に示す。
[二次転写ベルト外周面から非帯電トナーが飛散する風圧]
DocuColor-7171Pの黒色トナー(富士ゼロックス社製)に+9kVを印加して除電し、非帯電トナーを調製した。この非帯電トナーを用いて、既述の測定方法で、ベルト外周面から非帯電トナーが飛散する風圧を測定した。その値を表1に示す。
[二次転写ベルトとクリーニングブレードとの接触部の動摩擦係数μ]
HEIDONトライボギアTYPE14(新東科学株式会社)を用いて、既述の測定方法で動摩擦力を測定し、動摩擦係数μを求めた。その値を表1に示す。
[記録媒体の裏面の汚れ]
A4サイズの普通紙に画像密度5%のCMYKカラー画像を1万枚出力した。次いで、A3サイズの普通紙を1枚、画像形成装置に通過させた。A3サイズの普通紙の裏面を目視及びルーペで観察し、汚れを下記のとおり分類した。その結果を表1に示す。
G1:目視及びルーペで汚れが認められない。
G2:目視では認められないがルーペで認められる汚れがある。
G3:目視で認められる汚れがある。
Figure 2023075000000001
50 無端ベルト
52 基材層
54 表面層
60 ベルトユニット
62 駆動ロール
64 支持ロール
70 クリーニングブレード
71 長辺
72 表面層
1Y、1M、1C、1K 感光体
2Y、2M、2C、2K 帯電ロール(帯電手段の一例)
3 露光装置(静電荷像形成手段の一例)
3Y、3M、3C、3K レーザ光線
4Y、4M、4C、4K 現像装置(現像手段の一例)
5Y、5M、5C、5K 一次転写ロール(一次転写手段の一例)
6Y、6M、6C、6K 感光体クリーニング装置
8Y、8M、8C、8K トナーカートリッジ
10Y、10M、10C、10K 画像形成ユニット
20 中間転写ベルト(中間転写体の一例)
22 駆動ロール
24 支持ロール
60 ベルトユニット
50 無端ベルト
62 駆動ロール
64 支持ロール
70 クリーニングブレード
28 定着装置(定着手段の一例)
30 中間転写ベルトクリーニング装置
P 記録紙(記録媒体の一例)

Claims (13)

  1. 感光体と、
    前記感光体の表面を帯電する帯電手段と、
    帯電した前記感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
    トナーを含む現像剤を収容し、前記現像剤を用いて前記感光体の表面に形成された静電荷像を現像しトナー像を形成する現像手段と、
    無端ベルトを有し、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
    前記無端ベルトの表面に接触するクリーニングブレードを有し、前記クリーニングブレードで前記無端ベルトの表面をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、
    前記無端ベルトと前記クリーニングブレードとの間の動摩擦係数μが0.10以上0.25以下であり、
    前記無端ベルトが、温度22℃且つ相対湿度55%下、非帯電トナーが風圧23kPa以下の風力により飛散する外周面を有する、
    画像形成装置。
  2. 前記動摩擦係数μが0.11以上0.20以下である、請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記無端ベルトが、導電性弾性層と、前記導電性弾性層の外周面上に設けられた表面層と、を有する、請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記表面層の表面は、JIS B0601:1994で規定される粗さ曲線の最大高さRyが3.4μm以下である、請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記表面層の表面は、JIS B0601:1994で規定される粗さ曲線の最大高さRyが0.1μm以上2.6μm以下である、請求項3又は請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記導電性弾性層の外周面は、JIS B0601:1994で規定される粗さ曲線の最大高さRyと凹凸の平均間隔Smとについて、Ryが3.4μm以下であり且つ比Ry/Smが0.08以下である、請求項3~請求項5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  7. 前記導電性弾性層が、クロロプレンゴム及びエピクロロヒドリンゴムの少なくとも一方とカーボンブラックとを含有する、請求項3~請求項6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  8. 前記表面層が、ウレタン樹脂とフッ素含有樹脂粒子とを含有する、請求項3~請求項7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  9. 前記表面層の表面は、前記フッ素含有樹脂粒子の面積割合が80%以上である、請求項8に記載の画像形成装置。
  10. 前記クリーニングブレードが、ウレタン樹脂からなる弾性部材と、前記弾性部材の表面であって前記無端ベルトに接触する接触部に設けられたテトラへドラルアモルファスカーボン層と、を有する、請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  11. 前記転写手段が、
    中間転写体と、
    前記トナー像を前記中間転写体の表面に転写する一次転写手段と、
    前記中間転写体に対向する前記無端ベルトを有し、前記中間転写体の表面に転写された前記トナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、を備える、
    請求項1~請求項10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  12. 無端ベルトを有し、トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、
    前記無端ベルトの表面に接触するクリーニングブレードを有し、前記クリーニングブレードで前記無端ベルトの表面をクリーニングするクリーニング手段と、を備え、
    前記無端ベルトと前記クリーニングブレードとの間の動摩擦係数μが0.10以上0.25以下であり、
    前記無端ベルトが、温度22℃且つ相対湿度55%下、非帯電トナーが風圧23kPa以下の風力により飛散する外周面を有する、
    画像形成装置に着脱される転写ユニット。
  13. 二次転写ユニットである、請求項12に記載の転写ユニット。
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