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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024135506
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 15/16 20060101AFI20240927BHJP
【ＦＩ】
G03G15/16
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023046224
(22)【出願日】2023-03-23
(71)【出願人】
【識別番号】000001270
【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】萩本 憲俊
【テーマコード（参考）】
2H200
【Ｆターム（参考）】
2H200FA16
2H200GA12
2H200GA23
2H200GA47
2H200JC03
2H200JC07
2H200JC09
2H200JC12
2H200JC13
2H200JC15
2H200JC17
2H200LB02
2H200LB09
2H200LB13
2H200LB35
2H200LB37
2H200MA01
2H200MA03
2H200MA04
2H200MA20
2H200MC02
2H200MC06
2H200MC20
(57)【要約】
【課題】高硬度化したスクレーパでも傷を抑制できるような中間転写ベルトの表面状態のパラメータ見出し、そのパラメータを規定することで、傷に強いベルトを有する画像形成装置を提供する。
【解決手段】中間転写ベルト５と中間転写ベルト５上に当接し転写残トナーをクリーニング部材１３を有する画像形成装置１００、中間転写ベルト５の面粗さを示す物性のうち、Ｓａｌ（最小自己相関長さ）およびＳｐｄ（山の頂点密度）が下記の［式１］を満足する。Ｓｐｄ×Ｓａｌ２＜５×１０６・・・［式１］
【選択図】図２
【解決手段】中間転写ベルト５と中間転写ベルト５上に当接し転写残トナーをクリーニング部材１３を有する画像形成装置１００、中間転写ベルト５の面粗さを示す物性のうち、Ｓａｌ（最小自己相関長さ）およびＳｐｄ（山の頂点密度）が下記の［式１］を満足する。Ｓｐｄ×Ｓａｌ２＜５×１０６・・・［式１］
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中間転写ベルトと前記中間転写ベルト上に当接し転写残トナーをクリーニング部材を有する画像形成装置であって、
前記中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、Ｓｐｄ（山の頂点密度）およびＳａｌ（最小自己相関長さ）が、Ｓｐｄ×Ｓａｌ２＜５×１０６の［式１］を満足する、画像形成装置。
前記中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、Ｓｐｄ（山の頂点密度）およびＳａｌ（最小自己相関長さ）が、Ｓｐｄ×Ｓａｌ２＜５×１０６の［式１］を満足する、画像形成装置。
【請求項2】
前記中間転写ベルトは、基層と、前記基層の表面に凹凸を形成するコート層を有する、
請求項１に記載の画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項3】
前記中間転写ベルトの前記コート層はＳｉを主成分とした層である、
請求項２に記載の画像形成装置。
請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記クリーニング部材は、前記中間転写ベルトの表面の前記転写残トナーを掻き取るように前記中間転写ベルトに当接されたスクレーパーである、
請求項１に記載の画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記スクレーパーは、可撓性の金属スクレーパを含む、
請求項４に記載の画像形成装置。
請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記スクレーパーは、前記金属スクレーパの少なくとも前記中間転写ベルトに当接する部分に高硬度のスクレーパコート層を有する、
請求項５に記載の画像形成装置。
請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記クリーニング部材が前記中間転写ベルトに当接する部分に対向する前記中間転写ベルトの内側には部材がなく、
前記中間転写ベルトの張力と前記クリーニング部材の当接圧による押し込み量とが調整されている、
請求項１に記載の画像形成装置。
前記中間転写ベルトの張力と前記クリーニング部材の当接圧による押し込み量とが調整されている、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項8】
前記中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、前記Ｓａｌが２０μｍ以下（Ｓａｌ≦２０μｍ）である場合、
前記Ｓｐｄと前記Ｓａｌの関係が、Ｓｐｄ×Ｓａｌ２＜４×１０６の［式２］を満足する、請求項１に記載の画像形成装置。
前記Ｓｐｄと前記Ｓａｌの関係が、Ｓｐｄ×Ｓａｌ２＜４×１０６の［式２］を満足する、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項9】
前記中間転写ベルトは、前記Ｓａｌと前記Ｓｐｄを形成するための製造条件の１つがコーティング時の相対湿度であり、
前記相対湿度が４５％以下で製造されたベルトである、
請求項１に記載の画像形成装置。
前記相対湿度が４５％以下で製造されたベルトである、
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項10】
前記中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、Ｓａ（算術平均高さ）が０．２以下である、
請求項１に記載の画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項11】
前記中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、Ｓｑ（二乗平均平方根高さ）が１以下である、
請求項１に記載の画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項12】
前記中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、Ｓｄｒ（界面の展開面積比）が０．００２以上である、
請求項１に記載の画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項13】
前記中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、Ｓｍｒ１（突出山部とコア部を分離する負荷面積率）が１０以下である、
請求項１に記載の画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項14】
前記中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、Ｖｍｐ（山部の実体体積）が０．００４以上である、
請求項１に記載の画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項15】
前記中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、Ｖｍｃ（コア部の実体体積）が０．００８以上である、
請求項１に記載の画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、軽印刷機、複写機、プリンター等の画像形成装置において、静電潜像担持体上に形成される静電潜像を荷電したトナーによって現像して可視化した後、記録材へ転写、定着を行う電子写真方式の画像形成装置に関する。より詳しくは、電子写真プロセスの転写部の像担持体である中間転写ベルトの耐傷性に関する。
【背景技術】
【0002】
軽印刷機、複写機、プリンター等の画像形成装置において、像担持体である感光体上のトナーを用紙に転写することで、ユーザー所望の印刷画像を提供する。転写方式には、トナーを感光体から用紙へ転写する直接転写方式と、トナーを感光体から一旦中間転写部に転写し、その後、２次転写部において中間転写部から用紙へ転写する中間転写方式がある。中間転写方式は各色のトナーを現像器および感光体から中間転写部で重ね合わせ、フルカラーの画像を用紙へ転写するために用いられる。この中間転写方式にすることにより、画像品質向上、高速化等のメリットがあるため、高速フルカラー機ではよく用いられる方式である。
【0003】
中間転写部の像担持体は中間転写ベルトが一般的である。中間転写ベルトは高い転写性を有するため導電材を含有させて半導電体としており、一方強靭性を有するためポリイミドなどの強度の高い樹脂で形成されている。強靭性を求めらる理由として、中間転写ベルトは転写する位置が安定するように、ベルト内側のローラによって高い張力がかけられている。中間転写ベルトには、ベルト内側に設けられた駆動ローラにより駆動力がかかる。さらに、中間転写ベルトのベルト表面には、感光体や２次転写ローラ、用紙との接触により負荷がかかる。特に、２次転写後に中間転写ベルト上に残留したトナーを除去するクリーニング装置によって、高い圧力がかかる。
【0004】
クリーニング装置は十分な画像品質を得るためには必要である。クリーニング装置には様々なものがある。一般的には、クリーニング装置には、クリーニングブレードが用いられる。クリーニングブレードは、ウレタンエラストマーなどの弾性体であり、中間転写ベルト回転方向に対しカウンターとなるように当接され、中間転写ベルト上のトナーを除去する。クリーニングブレードには主に位置を固定しブレードの撓みによる圧力で当接するタイプとバネによる圧力で当接するタイプがある。
【0005】
クリーニングブレードをカウンター当接することにより、クリーニングブレードのエッジには負荷がかかり破損する場合がある。この破損を防止するため、クリーニングブレードのエッジには潤滑剤の役割として、常にトナーが存在するようにしている。その装置としては、初期的には、生産時にブレードにトナーなどを塗布して組み立てたり、使用時にはトナーを供給するモードを用意したりしている。さらにトナーを安定的に供給するため、クリーニングブレードより正回転上流側にトナー貯留ローラを配置し、低印字率の場合でも貯留したトナーを常時クリーニングブレードに送ることができるようにしている。
【0006】
このようにクリーニングブレードエッジの破損の防止や摩耗の抑制をしても、紙粉等の外部からの異物が噛み込んだりすることでクリーニング不良が発生してしまう。また、長期の使用によりクリーニングブレードの摩耗量が多くなればクリーニング不良が発生してしまう。そこで、クリーニングブレードの下流にさらにクリーニング装置を設ける画像形成装置が提案されている。
【0007】
第２のクリーニング装置は第１のクリーニング装置と異なり可撓性の金属製スクレーパが用いられる。第１クリーニング装置の下流に設けられる第２クリーニング装置がウレタンエラストマーによる弾性体の場合、エッジへのトナー供給が少なく第１クリーニング装置より早く破損してしまうためである。第２クリーニング装置を金属製スクレーパとすることで、長期にわたり信頼性の高いクリーニングシステムとすることが可能となった。
【0008】
上記のような画像形成装置を開示する先行技術文献として、特開２０１８－０３６２８７号公報（特許文献１）、特開２０１２－１１３１９７号公報（特許文献２）、特開２００４－２８７０１２号公報（特許文献３）などが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開２０１８－０３６２８７号公報
【特許文献2】特開２０１２－１１３１９７号公報
【特許文献3】特開２００４－２８７０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
一方、中間転写ベルトの耐傷性、耐久性を向上する方法として、ベルト表面の粗さを規定することが、従来より提案されている。中間転写ベルトの表面粗さだけでなく、表面を高硬度化することによってさらに耐傷性、耐久性を向上する方法も提案されている。
【0011】
それに対し、中間転写ベルト表面のクリーニング部材もエッジを高硬度化することで、高硬度化したベルト表面に対して摩耗しないようにし耐久性を向上させている。具体的には、ベルトは樹脂の表層にガラスなどのコーティングをして高硬度化している。ベルト表面を高硬度化したため、耐久により金属スクレーパの摩耗が促進され、寿命が低下した。そのため、中間転写ベルト表面より高硬度のコーティングをしたスクレーパを用いることで寿命低下を抑制した。
【0012】
しかし、スクレーパ表面を高硬度化することで、スクレーパがベルト表面を傷付けてしまう課題が発生した。従来のように表面粗さを規定しても耐傷性、耐久性を向上することができない。
【0013】
この開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、高硬度化したスクレーパでも傷を抑制できるような中間転写ベルトの表面状態のパラメータ見出し、そのパラメータを規定することで、傷に強いベルトを有する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】
【0014】
［構成１］：この開示は、中間転写ベルトと上記中間転写ベルト上に当接し転写残トナーをクリーニング部材を有する画像形成装置であって、上記中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、Ｓｐｄ（山の頂点密度）およびＳａｌ（最小自己相関長さ）が、Ｓｐｄ×Ｓａｌ２＜５×１０６の［式１］を満足する。
【0015】
［構成２］：［構成１］に記載の画像形成装置であって、上記中間転写ベルトは、基層と、上記基層の表面に凹凸を形成するコート層を有する。
【0016】
［構成３］：［構成２］に記載の画像形成装置であって、上記中間転写ベルトの上記コート層はＳｉを主成分とした層である。
【0017】
［構成４］：［構成１］～［構成３］のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、上記クリーニング部材は、上記中間転写ベルトの表面の上記転写残トナーを掻き取るように上記中間転写ベルトに当接されたスクレーパーである。
【0018】
［構成５］：［構成４］に記載の画像形成装置であって、上記スクレーパーは、可撓性の金属スクレーパを含む。
【0019】
［構成６］：［構成５］に記載の画像形成装置であって、上記スクレーパーは、上記金属スクレーパの少なくとも上記中間転写ベルトに当接する部分に高硬度のスクレーパコート層を有する。
【0020】
［構成７］：［構成１］～［構成６］のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、上記クリーニング部材が上記中間転写ベルトに当接する部分に対向する上記中間転写ベルトの内側には部材がなく、上記中間転写ベルトの張力と上記クリーニング部材の当接圧による押し込み量とが調整されている。
【0021】
［構成８］：［構成１］～［構成７］のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、上記中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、前記Ｓａｌが２０μｍ以下（Ｓａｌ≦２０μｍ）である場合、前記Ｓｐｄと前記Ｓａｌの関係が、Ｓｐｄ×Ｓａｌ２＜４×１０６の［式２］を満足する。
【0022】
［構成９］：［構成１］～［構成８］のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、上記中間転写ベルトは、上記Ｓａｌ（自己相関長さ）と上記Ｓｐｄ（山の頂点密度）を形成するための製造条件の１つがコーティング時の相対湿度であり、上記相対湿度が４５％以下で製造されたベルトである。
【0023】
［構成１０］：［構成１］～［構成９］のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、上記中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、Ｓａ（算術平均高さ）が０．２以下である。
【0024】
［構成１１］：［構成１］～［構成１０］のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、上記中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、Ｓｑ（二乗平均平方根高さ）が１以下である。
【0025】
［構成１２］：［構成１］～［構成１１］のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、上記中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、Ｓｄｒ（界面の展開面積比）が０．００２以上である。
【0026】
［構成１３］：［構成１］～［構成１２］のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、上記中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、Ｓｍｒ１（突出山部とコア部を分離する負荷面積率）が１０以下である。
【0027】
［構成１４］：［構成１］～［構成１３］のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、上記中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、Ｖｍｐ（山部の実体体積）が０．００４以上である。
【0028】
［構成１５］：［構成１］～［構成１４］のいずれか１項に記載の画像形成装置であって、上記中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、Ｖｍｃ（コア部の実体体積）が０．００８以上である。
【発明の効果】
【0029】
この画像形成装置によれば、高硬度化したスクレーパでも傷を抑制できるような中間転写ベルトの表面状態のパラメータ見出し、そのパラメータを規定することで、傷に強いベルトを有する画像形成装置の提供を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】画像形成装置の略断面図である。
【図2】クリーニング装置の略断面図である。
【図3】第２クリーニング装置の当接部の拡大図である。
【図4】中間転写ベルト表面の面粗さパラメータのＳａｌとＳｐｄの範囲を示す図である。
【図5】解決課題の中間転写ベルト表面の傷が増加する様子を示す拡大図である。
【図6】解決課題の原因であるスクレーパエッジの微小突起を示す拡大図である。
【図7A】実施の形態の中間転写ベルト表面の観察画像と高さを示すプロファイル（係数５未満、低Ｓａｌ、高Ｓｐｄ）を示す図である。
【図7B】比較例の中間転写ベルト表面の観察画像と高さを示すプロファイル（係数５以上）を示す図である。
【図7C】実施の形態の中間転写ベルト表面の観察画像と高さを示すプロファイル（係数５未満、高Ｓａｌ、低Ｓｐｄ）を示す図である。
【図8A】実施の形態の中間転写ベルトとスクレーパの当接状態（係数５未満、低Ｓａｌ、高Ｓｐｄ）を示す図である。
【図8B】比較例の中間転写ベルトとスクレーパの当接状態（係数５以上）を示す図である。
【図8C】実施の形態の中間転写ベルトとスクレーパの当接状態（係数５未満、高Ｓａｌ、低Ｓｐｄ）を示す図である。
【図9】実施の形態の中間転写ベルト表面の面粗さパラメータの関係式の係数を示す図である。
【図10】中間転写ベルト表層塗布時の相対湿度と傷発生のしやすさの関係を示す図である。
【図11】実施の形態の中間転写ベルト表面の面粗さパラメータのＳａｌとＳａの範囲を示す図である。
【図12】実施の形態の中間転写ベルト表面の面粗さパラメータのＳａｌとＳｑの範囲を示す図である。
【図13】実施の形態の中間転写ベルト表面の面粗さパラメータのＳａｌとＳｄｒの範囲を示す図である。
【図14】実施の形態の中間転写ベルト表面の面粗さパラメータのＳａｌとＳｍｒ１の範囲を示す図である。
【図15】実施の形態の中間転写ベルト表面の面粗さパラメータのＳａｌとＶｍｐの範囲を示す図である。
【図16】実施の形態の中間転写ベルト表面の面粗さパラメータのＳａｌとＶｍｃの範囲を示す図である。
【図17】実施例と比較例の中間転写ベルト表面の面粗さパラメータ条件と評価結果一覧を示す図である。
【図18】実施例と比較例の中間転写ベルト表面の面粗さパラメータ条件、およびコーティング有無と評価結果一覧を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、図を参照しながら、実施の形態の画像形成装置について説明する。以下に説明する各実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【0032】
【0033】
この画像形成装置１００は、乾式電子写真方式により感光体１上に形成されたトナー像を紙等の記録媒体Ｔに転写、定着して画像形成を行うものである。
【0034】
この画像形成装置１００は静電潜像をその表層に形成、担持するための感光体１を有しており、感光体１の周辺には、感光体１を均一に帯電するための帯電装置２、感光体１表面を露光して静電潜像を形成するための露光装置３、静電潜像を電界力により帯電トナーで顕像化する現像装置４、感光体１上に現像された各色トナー像を電界力により中間転写ベルト５上に転写するための一次転写ローラ６、及び感光体１上の転写残トナー除去用の感光体クリーニング装置７と感光体への滑材塗布装置８が、感光体１の回転方向に沿って順に配置されている。
【0035】
中間転写ベルト５の移動方向下流位置には、二次転対向ローラ９と相対して二次転写ローラ１０とが配置され、中間転写ベルト５上のトナー像を電界力により記録媒体Ｔへ転写する。記録媒体Ｔ上に転写されたトナー像は定着装置１１で加えられる熱と圧力により溶融され、記録媒体Ｔへと定着される。中間転写ベルト５上の転写残トナーは第１中間転写ベルトの第１クリーニング装置１２および第２中間転写ベルトの第２クリーニング装置１３により清掃、除去される。
【0036】
中間転写ベルト５は、ポリイミドに導電材を添加した材料から成る。中間転写ベルトクリーニング装置は第１クリーニング装置と第２クリーニング装置とで構成される。第１クリーニング装置はポリウレタンやＮＢＲなどのソリッドゴムから成るクリーニングブレードである。第２クリーニング装置はステンレス等の可撓性金属から成るスクレーパ１３である。
【0037】
画像形成装置１００に用いられる感光体、帯電装置、露光装置、現像装置、清掃装置、定着装置、搬送装置等は、周知の電子写真方式の技術を任意に使用してよい。像担持体は感光体であっても、中間転写ベルトであってもよい。システムによっては、２次転写ベルトであってもよい。中間転写ベルト５の材料、第１クリーニング装置１２の材料は上記に限定されるものでない。
【0038】
（クリーニング装置）
図２に実施の形態のクリーニング装置の概略構成図を示す。図２は、クリーニング装置の略断面図である。このクリーニング装置は、中間転写ベルト５上の転写残トナーを第１クリーニング装置であるクリーニングブレード１２により中間転写ベルト５上から除去し、さらに第２クリーニング装置であるスクレーパ１３により中間転写ベルト５上から除去するものである。
図２に実施の形態のクリーニング装置の概略構成図を示す。図２は、クリーニング装置の略断面図である。このクリーニング装置は、中間転写ベルト５上の転写残トナーを第１クリーニング装置であるクリーニングブレード１２により中間転写ベルト５上から除去し、さらに第２クリーニング装置であるスクレーパ１３により中間転写ベルト５上から除去するものである。
【0039】
クリーニングブレード１２は弾性体のブレード１２－１と支持部材１２－２を有する。クリーニングブレード１２は図示しないバネによるバネ圧接タイプのクリーニングブレードでも、図示しないネジなどでクリーニングユニットハウジング１５に固定された固定圧接タイプのクリーニングブレードでもよい。スクレーパ１３は可撓性の金属スクレーパ１３－１と、第１支持部材１３－２、および、第２支持部材１３－３を有する。スクレーパ１３はクリーニングブレード１２と同様に、バネ圧接タイプのスクレーパでも固定圧接タイプのスクレーパでもよい。
【0040】
第１クリーニング装置であるクリーニングブレード１２の当接位置について、中間転写ベルト５の裏側にクリーニング対向ローラ１９が必要である。クリーニング対向ローラ１９があることで、弾性体のブレード１２－１が撓み当接力が得られる。弾性体のブレード１２－１のエッジは中間転写ベルト５の表面に沿うように密着して安定したニップを形成しクリーニングすることができる。
【0041】
一方、第２クリーニング装置であるスクレーパ１３の当接位置について、中間転写ベルト５の裏側には何もない状態とすることが必要である。ただし、クリーニング対向ローラ１９、駆動ローラ２０等のローラの間で中間転写ベルト５に十分なテンションがかかった部分で当接するようにしている。テンションのかかった中間転写ベルト５に当接することで、可撓性の金属スクレーパ１３－１が撓み当接力が得られる。金属スクレーパ１３－１のエッジに沿って中間転写ベルト５が密着することで、クリーニングすることができる。
【0042】
中間転写ベルト５上のトナーはクリーニングブレード１２により除去され、クリーニングユニット１５内に入り、搬送スクリュ１４によって図示しない廃トナーボトルの中に搬送される。使用によるクリーニングブレード１２の破損や摩耗、もしくは突発的な異物の噛み込みなどにより除去できなかったトナーは金属スクレーパ１３－１により除去され、クリーニングユニット１５内に入り、搬送スクリュ１４によって図示しない廃トナーボトルの中に搬送される。
【0043】
クリーニングブレード１２により除去されたトナーのうち一部のトナーはトナー貯留ローラ１６によりトナー貯留部１８に蓄積される。規制部材１７により一定量のトナー層をトナー貯留ローラ１６上に形成し、中間転写ベルト５に当接する位置でトナーを転移し、クリーニングブレード１２に供給される。このトナー貯留ローラ１６により、常にクリーニングブレード１２のエッジに潤滑剤としてのトナーが供給されることで、クリーニングブレード１２のエッジの破損を防止し、長寿命化を達成することができる。
【0044】
一方、金属スクレーパ１３－１にはクリーニングブレード１２で除去できないトナーしか来ないため、エッジに潤滑剤としてのトナーがないと破損するクリーニングブレードを用いることはできず、スクレーパ１３を用いている。そのため、金属スクレーパ１３－１で除去されたトナーを貯留しておく必要はなく、除去されたトナーは全て搬送スクリュ１４により図示しない廃トナーボトルの中に搬送される。
【0045】
トナー貯留ローラ１６はＮＢＲ等からなる発泡ローラであるが、材料や構成はこの限りではない。規制部材１７はＳＵＳ等からなる可撓性金属部材であるが、材料や構成はこの限りではない。同様にクリーニングユニット内で用いられている部品の材料は特に限定されるものではない。構成についても上記内容に限定されるものではなく、トナー極性を調整するローラやブラシ等を用いてもよい。
【0046】
図３に第２のクリーニング装置であるスクレーパ１３の概略構成図を示す。図３は、第２のクリーニング装置の当接部の拡大図である。図３において、中間転写ベルト５は、基層５－１と、この基層５－１の表面には転写性向上、耐久性向上を目的とし、Ｓｉを主成分とした高硬度のベルト表層５－２がコーティングされている。一方、第２のクリーニング装置である金属スクレーパ１３－１のベルト当接部表面には耐久性向上を目的とし、カーボンを主成分とした高硬度のスクレーパコート層１３－４がコーティングされている。中間転写ベルト５およびスクレーパのコーティングの材料や構成はこの限りではない。
【0047】
【0048】
図４は機種Ａの中間転写ベルトにおける、傷付きやすい表層の中間転写ベルトと傷付きにくい表層の中間転写ベルト、同様に機種Ｂの中間転写ベルトにおける、傷付きやすい表層のベルトと傷付きにくい表層のベルトの各ベルトのＳａｌ、Ｓｐｄを測定し、グラフにプロットしたものである。傷付きやすい中間転写ベルトと傷付きにくい中間転写ベルトの分類については、ベルト傷試験を行い、傷付きやすさを数値化して求めた。詳細は後述する。
【0049】
中間転写ベルトの表層のＳａｌ、Ｓｐｄについて、表面状態を示す面粗さパラメーターであり、以下の方法で測定した。測定器はキーエンス製レーザー顕微鏡ＶＫ－Ｘ３０００シリーズのバイオレットレーザータイプのＶＫ－３１００であり、中間転写ベルト表面を非接触で面粗さ測定を実施した。表層は透明体であるため、白色干渉用対物レンズ１０倍（ＣＦ ＩＣ ＥＰＩＰｌａｎ ＤＩ １０Ｘ）を用い、光の干渉縞を観測することで高さ、粗さを測定した。視野は１３９４×１０４５μｍの全領域において各面粗さパラメータ―を測定した。中間転写ベルトの測定位置として、周方向２カ所、長手方向中央および両端部（中間転写ベルト端から約５０ｍｍ）の３カ所、計６ヶ所を測定し、平均値をとった。
【0050】
測定したパラメーターは以下に示す２４種である。Ｓａ（算術平均高さ）、Ｓｚ（最大高さ粗さ）、Ｓｔｒ（表面性状のアスペクト比）、ＳＰｃ（山頂点の算術平均曲率）、Ｓｄｒ（界面の展開面積比）、Ｓｑ（二乗平均平方根高さ）、Ｓｓｋ（スキューネス（偏り度））、Ｓｋｕ（クルトシス（尖り度））、Ｓｐ（最大山高さ）、Ｓｖ（最大谷深さ）、Ｓａｌ（最小自己相関長さ）、Ｓｔｄ（表面性状の方向）、Ｓｄｑ（二乗平均平方根傾斜）、Ｓｐｄ（山の頂点密度）、Ｓｋ（コア部のレベル差）、Ｓｐｋ（突出山部高さ）、Ｓｖｋ（突出谷部高さ）、Ｓｍｒ１（突出山部とコア部を分離する負荷面積率）、Ｓｍｒ２（コア部と突出谷部をわける負荷面積率）、Ｓｘｐ（極点高さ）、Ｖｖｖ（突出谷部の空間の容積）、Ｖｖｃ（コア部の空間の容積）、Ｖｍｐ（山部の実体体積）、Ｖｍｃ（コア部の実体体積）。
【0051】
各パラメーターと傷付きやすさの相関を確認したところ、相関の高いパラメーターをいくつか抽出したものの、明確に１つのパラメーターで傷付きやすさを判断できる指標は見出せなかった。そこで、２つのパラメーターの関係から傷付きやすさを示すことができるものを確認したところ、Ｓａｌ（最小自己相関長さ）とＳｐｄ（山の頂点密度）の関係から傷付きやすさを判断できる指標を見出すことができた。
【0052】
Ｓａｌ（最小自己相関長さ）は座標を水平方向にずらしたときに整合する最も短い距離を示し、凹凸の周期を示すものである。単位はμｍである。一方、Ｓｐｄ（山の頂点密度）は単位面積あたりに存在する山の頂点の数を示すものである。単位は個／ｍｍ２である。この２つのパラメーターは双方が影響するものであり、例えば同じ形状の凹凸が整然と並んでいる状態を想定すると、Ｓｐｄ＝（１０００／Ｓａｌ）２となる。しかし実際には同じ形状の凹凸が整然と並ぶことはなく、形状が崩れたり、凹凸の並びにムラがあったりする。そのバラツキを係数Ｋで示すと、Ｓｐｄ＝（１０００／Ｓａｌ）２×Ｋとなり、Ｋ×１０６＝Ｓｐｄ×Ｓａｌ２となる。つまりベルト表層が整然と均一にコーティングされていれば係数Ｋは１に近くなり、凝集して不均一にコーティングされていれば係数Ｋは大きくなっていく。
【0053】
図４で示すように、傷付きにくい中間転写ベルトは機種によってＳａｌが大きく異なるが、係数１のラインに近く、少なくとも係数５のラインより小さい。一方、傷付きやすい中間転写ベルトは係数５のラインより大きく、不均一なコーティングになっていることがわかる。機種Ａと機種Ｂとの表層はそれぞれ異なる形状をしているが、機種Ａの悪いものはＳａｌが大きくなり、係数５以上となる。機種Ｂの悪いものはＳｐｄが大きくなり、係数５以上となる。
【0054】
図４に示すように、傷に対して強い中間転写ベルトの表層はＳａｌとＳｐｄの関係式の係数が５未満となる。それを本開示においては、Ｓｐｄ×Ｓａｌ２＜５×１０６［式１］と規定している。
【0055】
本開示は図２および図３の概略構成図、図４の中間転写ベルトの表層の面粗さパラメーター、および、［式１］が示すものを実施の形態としている。それに対し、従来の中間転写ベルトのクリーニングシステムは概略構成は本開示の図２および図３と同じであり、図４の中間転写ベルトの表層の面粗さパラメーター、および、［式１］を満たさない点が相違する。
【0056】
その違いは図４でも示すことができる。例えば、機種Ａだけであれば、Ｓａｌだけで傷付きやすさを判断できる。しかし、機種Ｂを加えるとＳａｌだけでは傷付きやすさを判断できない。同様に、機種Ｂだけであれば、Ｓｐｄだけで傷付きやすさを判断できるが、機種Ａを加えるとＳｐｄだけでは傷付きやすさを判断できない。図示しないが、他の面粗さパラメーターおよび線粗さパラメーターについても同様である。
【0057】
特開２０１２－１１３１９７号公報（特許文献１）および特開２００４－２８７０１２号公報（特許文献２）で中間転写ベルト表面傷に対し、線粗さパラメーターを規定しているものがこれに該当する。ある特定のベルト表面の条件では１つのパラメーターで傷付きやすさを判断できるかもしれないが、あらゆるベルト表面に対し傷付きやすさを判断することはできず、課題の中間転写ベルト傷を解決することはできない。
【0058】
ここで、図５を参照して、本開示が解決する課題としている新品のスクレーパ１３の搭載時に発生する中間転写ベルトの傷について説明する。図５は、解決課題である中間転写ベルトの表面の傷が増加する様子を示す拡大図である。
【0059】
図５は中間転写ベルト５の表面の傷を顕微鏡で１０００倍で観察したものを示した。図５で示すように、この傷は１本の幅が１μｍ程度、深さも１μｍ程度の細く浅い傷であり、中間転写ベルト５が駆動により何周も回転することで、幅方向に傷本数が増えていき、細い傷の集合体が全体で数１０～数１００μｍの幅になると目視で顕在化するようになる。１本は細く浅い傷のため画像への影響はないが、目視で傷がみえることにより出荷検査時の検査員やユニットだし入れ時のユーザーおよびサービスマンが認識することになる。
【0060】
この傷は長期使用による傷や何らかの異常で発生する傷と見分けがつくものではないため、検査員としては不良と判断したり、ユーザーやサービスマンは交換すべきと判断することになる。結果、短期の使用かつ画像ノイズにならないにも関わらず、廃棄されることとなる。製造時においては、不良率が増えてコストアップにつながり、ユーザーにとってベルトやユニット交換により大きな損失となる。
【0061】
本開示が解決する課題としている傷の発生原因については、エッジの微小な突起が中間転写ベルトの表面を傷付けることである。図６は、解決課題の原因であるスクレーパエッジの微小突起を示す拡大図である。図６は、中間転写ベルトに傷が発生した位置において、スクレーパ１３の当接部側のエッジを４０００倍に拡大で観察したもの示した。図６で示すように突起は幅１０～２０μｍで高さ５μｍ程度であり、その先端の一部に力が集中することで、幅１μｍの傷をベルトに付けている。
【0062】
このような突起は金属スクレーパ１３－１のエッジには数多くあり、金属スクレーパ１３－１の製造時の精度改善によってなくすことができるようなものではない。金属スクレーパ１３－１の製造工程は、圧延した薄い金属板をフォトレジストで残す部分にマスキングを施し、エッチングによりマスキングしていない部分を溶かして所望の形状を作る。圧延方向やエッチング方法の変更をしても、エッジの微小な突起をなくすことはできなかった。
【0063】
金属スクレーパ１３－１にコーティングしたものでも、コート層の下地にこのような微小な突起があれば、１μｍ程度の厚みのコーティングでは突起はそのまま残り、傷を発生させてしまう。この傷はスクレーパ１３全体のうねり、中間転写ベルト５側の表層の状態、中間転写ベルトとスクレーパ１３の接触状態にもよるため、どの微小な突起が傷を発生させるか、観察や検査では特定して除去することはできない。顕微鏡の倍率の点においても検査時間がかかりすぎて現実的ではない。さらに、エッジの異常や打痕などの大きな突起は力が集中しないため本開示が課題とするような細い傷の集合体を発生させない。この点からも傷となる突起を特定することは困難である。
【0064】
製造時においてスクレーパ１３のエッジの微小な突起をなくすことは困難である。そこで、中間転写ベルトによって傷付きにくくなる改善案を考える。そのため、傷つきやすいベルトと傷付きにくいベルトは表層の状態がどのように異なるのか調査することとした。
【0065】
まず、傷付きやすい中間転写ベルトと傷付きにくい中間転写ベルトを分類することを行った。方法としては、中間転写ベルトを摺擦し、傷の入りやすさを評価する試験を実施した。詳細は下記のとおりである。レスカ製フリクションプレーヤーＦＰＲ２２００に円盤に円形に切り抜いた中間転写ベルトをセットする。摺擦する部品は幅１５ｍｍ、角度３０°、カウンター当接となるように設置した金属板で、表面にラッピングフィルム（３Ｍ製粒度３２０）を配置して摺擦させる。摺擦時の条件は荷重１５０ｇ、回転半径３８ｍｍ、回転速度４００ｍｍ／ｓ、１０００回転とした。摺擦後、中間転写ベルトの表面の傷を画像撮影し、二値化し、傷の面積率を求め、傷付きやすい中間転写ベルトと傷付きにくい中間転写ベルトを分類した。傷面積率が８～１０％程度のものを傷付きやすいベルトとし、傷面積率が４～６％程度のものを傷付きにくいベルトとした。
【0066】
次に、傷付きやすいベルトと傷付きにくいベルトの表面を上述した白色干渉用レーザー顕微鏡を用い、２４種の面粗さパラメーターを測定した。２４種のパラメータはＳａ、Ｓｚ、Ｓｔｒ、Ｓｐｃ、Ｓｄｒ、Ｓｑ、Ｓｓｋ、Ｓｋｕ、Ｓｐ、Ｓｖ、Ｓａｌ、Ｓｔｄ、Ｓｄｑ、Ｓｐｄ、Ｓｋ、Ｓｐｋ、Ｓｖｋ、Ｓｍｒ１、Ｓｍｒ２、Ｓｘｐ、Ｖｖｖ、Ｖｖｃ、Ｖｍｐ、Ｖｍｃである。
【0067】
各パラメータと傷面積率について、目的変数を傷面積率、説明変数を面粗さパラメーターとして重回帰分析を実施し、影響の大きいパラメーターを抽出した。抽出したパラメーターは以下の８種類である。Ｓａ（算術平均高さ）、Ｓｑ（二乗平均平方根高さ）、Ｓａｌ（最小自己相関長さ）、Ｓｄｒ（界面の展開面積比）、Ｓｐｄ（山の頂点密度）、Ｓｍｒ１（突出山部とコア部を分離する負荷面積率）、Ｖｍｐ（山部の実体体積）、Ｖｍｃ（コア部の実態体積）。
【0068】
これらのパラメーターの相関から傷付きにくいベルトがどのような特徴を持つかわかる。例えば、Ｓａ、Ｓｑから高さが低くバラツキの少ないものが傷付きにくいことがわかる。Ｓｄｒ、Ｓｐｄから凹凸があるが、山の頂点が少ないものが傷付きにくいことがわかる。Ｓｍｒ１から山部の比率が高いものが傷付きにくいことがわかる。Ｖｍｐ、Ｖｍｃから山部とコア部の体積が大きいものが傷付きにくいことがわかる。
【0069】
各パラメーターから傷付きにくいベルトの傾向はわかるが、いずれのパラメーターも単独では傷付きやすさを判断することができなかった。そこで抽出した８種のパラメーターを総当たりで２つのパラメータ―毎に相関を確認した。その結果、Ｓａｌ（最小自己相関長さ）とＳｐｄ（山の頂点密度）の組み合わせのみ、傷付きやすい中間転写ベルト群と傷付きにくい中間転写ベルト群を分ける境界線を引けることを見出した。その結果が図４であり、前述したＳａｌとＳｐｄの関係式の係数５のラインが傷付きやすい中間転写ベルト群と傷付きにくい中間転写ベルト群を分ける境界線にあたる。
【0070】
以上のように、面粗さパラメーターのＳａｌ、Ｓｐｄを所定範囲にした中間転写ベルトを用いることで、中間転写ベルト傷を抑制することができることを見出した。ベルト表層の状態とスクレーパの当接状態を詳細に観察、考察することで、中間転写ベルト傷が発生する現象を説明することができる。
【0071】
図４に示したＳａｌ、Ｓｐｄの中から代表的な中間転写ベルト表層の観察結果を、図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃに示す。図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃの画像は白色干渉レンズによるレーザー顕微鏡で撮影した中間転写ベルト表面を高さで示したものである。画像の下に示すのは、画像の中心部（Ｓ－Ｓ線矢視断面）の高さを表すプロファイルである。
【0072】
図７Ａは、中間転写ベルト表面の観察画像と高さを示すプロファイル（係数５未満、低Ｓａｌ、高Ｓｐｄ）を示す図である（図４中のＶＩＩ（Ａ）で囲む範囲）。図７Ａは機種Ａ傷少の範囲の中間転写ベルトの観察結果である。Ｓａｌが小さく、Ｓｐｄが大きい状態であるため、周期が短く山の頂点が多い状態であり、プロファイルも同様の傾向を示している。
【0073】
図７Ｂは、中間転写ベルト表面の観察画像と高さを示すプロファイル（係数５以上）を示す図である（図４中のＶＩＩ（Ｂ）で囲む範囲）。図７Ｂは機種Ａ傷多の範囲の中間転写ベルトの観察結果である。Ｓａｌが大きく、Ｓｐｄが大きい状態であるため、周期が長いが、山の頂点が多い状態であり、プロファイルも同様の傾向を示している。
【0074】
図７Ｃは、中間転写ベルト表面の観察画像と高さを示すプロファイル（係数５未満、高Ｓａｌ、低Ｓｐｄ）を示す図となる（図４中のＶＩＩ（Ｃ）で囲む範囲）。図７Ｃは機種Ｂ傷少の範囲の中間転写ベルトの観察結果である。周期が長く、山の頂点が少ない状態であり、プロファイルも同様の傾向を示している。
【0075】
図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃの中間転写ベルト表面とスクレーパのエッジの当接状態を簡略図として表したのが図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃである。図８Ａは、中間転写ベルトとスクレーパの当接状態（係数５未満、低Ｓａｌ、高Ｓｐｄ）を示す図、図８Ｂは、ベルトとスクレーパの当接状態（係数５以上）を示す図、図８Ｃは、中間転写ベルトとスクレーパの当接状態（係数５未満、高Ｓａｌ、低Ｓｐｄ）を示す図である。
【0076】
図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃは、金属スクレーパ１３－１のエッジを拡大したものである。金属スクレーパ１３－１のエッジの突起部１３－５は、図６で示した５μｍ程度の微小な突起であることを示している。図８Ａのベルト表面の形状は、図７Ａで示したように、短い周期で山の頂点が多い状態である。このような場合、当接した金属スクレーパ１３－１のエッジの突起部１３－５が、中間転写ベルト５の表層の谷部分に入り込むことがなく、山の頂点を削ることがないため傷が付きにくい。
【0077】
図８Ｂの中間転写ベルト５の表面の形状は、図７Ｂで示したように、周期は長いが山の頂点が多い状態である。これは図７Ａのコート剤が凝集したような状態である。このような場合、当接した金属スクレーパ１３－１のエッジの突起部１３－５が中間転写ベルト５の谷部分に入り込み、山の頂点を削り取ることで傷を付けやすくなっている。
【0078】
図８Ｃの中間転写ベルト５の表面の形状は、図７Ｃで示したように、周期が長く山の頂点が少ない状態である。このような場合、当接した金属スクレーパ１３－１のエッジの突起部１３－５が中間転写ベルト５の表層の谷部分に入り込むが、山の１つ１つが大きな塊りとなっているため、山の頂点を削りにくく傷を付けにくい。その結果、Ｓａｌ、Ｓｐｄの値と傷の発生には以上のような現象が起きていると説明することができる。
【0079】
以上のように、本開示は図２および図３に示す画像形成装置１００の構成であり、スクレーパ１３の硬度が高い構成において、図４に示すように、面粗さパラメーターのＳａｌ、Ｓｐｄを所定範囲にした中間転写ベルトを用いることで、ベルト傷を抑制することができる。
【0080】
上記は主に［構成１］に記載の内容である。ただし、一部にその他の［構成］も含んでいる。各［構成１］については、以下に記載する。
【0081】
［構成２］において、中間転写ベルト５の表面に高硬度のコーティングが施されている。上記説明では、本開示の経緯をわかりやすくするため、高硬度のコーティングをした図３で説明していたが、実際には面粗さと傷の関係であるため、［構成１］では、高硬度のコーティングなしも含めている。［構成２］で高硬度のコーティングを規定する。
【0082】
［構成３］において、中間転写ベルト５のコート層がＳｉを主成分としたものであるとしている。上記説明では、本開示をした経緯をわかりやすくするため、高硬度のコーティングがＳｉを主成分としたものであると説明していたが、実際には面粗さと傷の関係であるため、［構成１］では、特に材料の規定はしていない。［構成３］において、材料を規定する。
【0083】
［構成４］において、クリーニング部材がスクレーパであるとしている。上記説明では、本開示をした経緯をわかりやすくするため、クリーニング部材がスクレーパであると説明していたが、実際には面粗さと傷の関係であるため、［構成１］では、特にクリーニング部材の形態を規定していない。［構成４］において、スクレーパであることを規定する。
【0084】
［構成５］において、クリーニング部材がスクレーパであり、スクレーパが可撓性の金属であるとしている。上記説明では、本発明をした経緯をわかりやすくするため、スクレーパが可撓性の金属であると説明していたが、実際には面粗さと傷の関係であるため、［構成１］では、特にスクレーパの材質を規定していない。［構成５］において、スクレーパが可撓性の金属であることを規定する。
【0085】
［構成６］において、クリーニング部材がスクレーパであり、スクレーパが可撓性の金属であるとし、当接部に高硬度のコーティングが形成されているとしている。上記説明では、本開示をした経緯をわかりやすくするため、スクレーパに高硬度のコーティングが形成されていると説明していたが、実際には面粗さと傷の関係であるため、［構成１］では、特にスクレーパのコーティングを規定していない。［構成６］において、スクレーパの当接部に高硬度のコーティングが形成されていることを規定する。
【0086】
［構成７］において、スクレーパの当接部の対向となるベルトの内側には部材がなく、ベルトの張力とスクレーパーの当接圧により押し込み量がフレキシブルに設定されるとしている。上記説明においても同様の記載をしているが、［構成１］では特に規定はせず、［構成７］において規定する。
【0087】
［構成８］において、中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、Ｓａｌ（最小自己相関長さ）が２０μｍ以下である場合、Ｓａｌ（自己相関長さ）とＳｐｄ（山の頂点密度）の関係式が係数４であるとしている。これは、図９で示すように、機種Ａの傷付きにくいベルトはＳａｌが２０μｍより小さく、関係式の係数が４以下となっている。そのため、Ｓａｌの値により範囲を絞ることで、より傷付きにくい表層の条件を設定することができる。
【0088】
図１０は、中間転写ベルト表層塗布時の相対湿度と傷発生のしやすさの関係を示す図である。［構成９］では、Ｓａｌ（自己相関長さ）とＳｐｄ（山の頂点密度）を形成するための製造条件の１つがコーティング時の相対湿度であり、相対湿度４５％以下であるとしている。図１０で示すように、コート層を塗布する時の相対湿度が４５％以下であれば、傷面積率が低く、傷付きにくい中間転写ベルトを得ることができる。
【0089】
ただし、Ｓａｌ、Ｓｐｄとの相関が完全には一致していない。これは、相対湿度以外にもコート層塗布条件に影響していることが考えられる。ＳａｌとＳｐｄを変える因子として、例えばコート剤の各材料比率を変更したり、塗布速度、塗布回数を変更することが挙げられる。また、塗布する装置の種類や形状、塗布時の温度など様々な要因がある。少なくとも、Ｓａｌ、Ｓｐｄを変える因子の１つとして相対湿度を見出し、［構成９］にて規定する。
【0090】
図１１は、中間転写ベルト表面の面粗さパラメータのＳａｌとＳａの範囲を示す図である。［構成１０］以降はＳａｌ、Ｓｐｄの関係の元、他のパラメーターとの関係を規定していく。［構成１０］では、Ｓａ（算術平均高さ）が０．２以下であることを規定している。Ｓａが小さい方が削られる山が小さく、傷付きにくいベルトとなる。図１１に示すように、周期が短くなるＳａｌが１５以下の場合でも、Ｓａが０．２以下となることで、傷付きにくいベルトとなる。
【0091】
図１２は、中間転写ベルト表面の面粗さパラメータのＳａｌとＳｑの範囲を示す図である。［構成１１］では、Ｓｑ（二乗平均平方根高さ）が１以下であることを規定している。Ｓｑが小さい方が高さバラツキが小さく、傷付きにくいベルトとなる。図１２に示すように、周期が短くなるＳａｌが１５以下の場合でも、Ｓｑが１以下となることで、傷付きにくいベルトとなる。
【0092】
図１３は、中間転写ベルト表面の面粗さパラメータのＳａｌとＳｄｒの範囲を示す図である。［構成１２］では、Ｓｄｒ（界面の展開面積比）が０．００２以上であることを規定している。Ｓｄｒが大きい方が凹凸があり、平滑面よりも、ある程度の凹凸があることで接触点が限定されることで傷付きにくいベルトとなる。図１３に示すように、周期が短くなるＳａｌが１５以下の場合でも、Ｓｄｒが０．００２以上となることで、傷付きにくいベルトとなる。
【0093】
図１４は、中間転写ベルト表面の面粗さパラメータのＳａｌとＳｍｒ１の範囲を示す図である。［構成１３］では、Ｓｍｒ１（突出山部とコア部を分離する負荷面積率）が１０以下であることを規定している。Ｓｍｒ１が小さい方が山部の比率が小さく、削られる部分が少ないため傷付きにくいベルトとなる。図１４に示すように、周期が短くなるＳａｌが１５以下の場合でも、Ｓｍｒ１が１０以下となることで、傷付きにくいベルトとなる。
【0094】
図１５は、中間転写ベルト表面の面粗さパラメータのＳａｌとＶｍｐの範囲を示す図である。［構成１４］では、Ｖｍｐ（山部の実体体積）が０．００４以上であることを規定している。Ｖｍｐが大きい方が山部の体積が大きく、個々の山が大きく削られにくいため、傷付きにくいベルトとなる。図１５に示すように、周期が短くなるＳａｌが１５以下の場合でも、Ｖｍｐが０．００４以上となることで、傷付きにくいベルトとなる。
【0095】
図１６は、中間転写ベルト表面の面粗さパラメータのＳａｌとＶｍｃの範囲を示す図である。［構成１５］では、Ｖｍｃ（コア部の実体体積）が０．００８以上であることを規定している。Ｖｍｃが大きい方が山の中腹部分の体積が大きく、個々の山が大きく削られにくいため、傷付きにくいベルトとなる。図１６に示すように、周期が短くなるＳａｌが１５以下の場合でも、Ｖｍｃが０．００８以上となることで、傷付きにくいベルトとなる。
【0096】
［比較例］
比較例の構成としても実施例と同様に、図１、図２に示すように中間転写ベルト５とスクレーパ１３を有する中間転写ベルト５のクリーニングシステムである。また、実施の形態と同様に、［構成２］に記載のように中間転写ベルト５の表層に高硬度のコーティングがあり、［構成６］に記載のようにスクレーパ１３の当接部に中間転写ベルト表層より高硬度のコーティングがある構成である。
比較例の構成としても実施例と同様に、図１、図２に示すように中間転写ベルト５とスクレーパ１３を有する中間転写ベルト５のクリーニングシステムである。また、実施の形態と同様に、［構成２］に記載のように中間転写ベルト５の表層に高硬度のコーティングがあり、［構成６］に記載のようにスクレーパ１３の当接部に中間転写ベルト表層より高硬度のコーティングがある構成である。
【0097】
実施の形態との差は［構成１］に記載のＳａｌとＳｐｄの関係式［式１］の範囲外であり、係数Ｋが５以上である点である。比較例１～３の違いは中間転写ベルト５の表層の面粗さパラメータである。実施例と同様に、ベルト製造条件や製造時の相対湿度条件などを変更し、Ｓａｌ、Ｓｐｄが異なる組み合わせとなる条件をそれぞれ用意した。
【0098】
［本開示の評価結果比較例］
本開示はベルト傷の発生しやすい新品のスクレーパを用いる。傷の発生本数、発生状態を比較するため常に新品の中間転写ベルトを用いる。
本開示はベルト傷の発生しやすい新品のスクレーパを用いる。傷の発生本数、発生状態を比較するため常に新品の中間転写ベルトを用いる。
【0099】
本開示の検証方法として、所定条件において所定枚数の画像形成を行い、その後の中間転写ベルト表面についた傷を目視で評価を行う。傷の評価項目としては、傷の本数、傷の状態である。ここで述べている傷とは、１μｍ程度の細い傷ではなく、その細い傷の集合体を１本として数える。傷の状態として、次の３段階に分けている。まずは細い傷があるが目視で顕在化していない未発生レベル。当然未発生なので傷本数としてもカウントしない。２段階目は傷発生幅が数１０～２００μｍであり、目視で顕在化するが、サービスマンやユーザーには気付かない傷であり、ＯＫレベルである。３段階目は傷発生幅が２００μｍ以上であり、目視で十分見えるため、画像影響は出なくても不良品と判断されるＮＧレベルである。
【0100】
実験機としては、コニカミノルタ社製ＡｃｃｕｒｉｏＰｒｅｓｓ Ｃ４０８０を用いた。搭載する転写ユニットについては実施例および比較例のベルトに交換する以外は標準の構成とする。搭載するクリーニングユニットについては標準の構成とし、実施例と比較例を同じ条件で評価した。環境は通常環境（２３℃５０％）で行った。中間転写ベルトとスクレーパについては上述したように、各評価常に新品で実施し、その他のユニットについては、画像形成枚数が多くないため、評価前に準備した新品を継続して使用した。転写ユニットやクリーニングユニットは中間転写ベルトとスクレーパ交換時にメンテナンスを実施している。いずれの条件においても、画像形成はカラーモードで各色５％の印字率となる横帯画像をＡ３で２００枚プリント（約５分間の駆動）させ、中間転写ベルト上の傷本数、傷状態を評価する。
【0101】
（評価結果）
図１７に示す評価結果を検証する。図１７は、実施例と比較例の中間転写ベルト表面の面粗さパラメータ条件と評価結果一覧を示す図である。実施例１～７については、全て総合評価が「Ａ」（傷未発生かＯＫレベルの傷発生）であり、ＮＧレベルの傷はない。比較例１～３については、いずれも「Ｆ」（ＮＧレベルの傷が発生）である。
図１７に示す評価結果を検証する。図１７は、実施例と比較例の中間転写ベルト表面の面粗さパラメータ条件と評価結果一覧を示す図である。実施例１～７については、全て総合評価が「Ａ」（傷未発生かＯＫレベルの傷発生）であり、ＮＧレベルの傷はない。比較例１～３については、いずれも「Ｆ」（ＮＧレベルの傷が発生）である。
【0102】
以下に評価結果の詳細を示していく。まず、実施例１～３と比較例１～３を比較する。実施例１～３は係数Ｋが５より小さく、［構成１］を満たしており、ベルト傷評価は「Ａ」であるが、比較例１～３は係数Ｋが５以上であり、構成１を満たしておらず、ベルト傷評価は「Ｆ」である。実施例１と比較例１、実施例２と比較例２、実施例３と比較例３がそれぞれ近いにも関わらず、評価結果は［構成１］に記載の関係式［式１］のとおりとなっている。
【0103】
次に実施例の中で効果を比較する。実施例１～６は係数Ｋが５より小さい範囲で段階的に変えてある。中間転写ベルトやスクレーパのバラツキなどもあるため、係数Ｋと傷本数の結果には多少誤差はあるが、係数Ｋが小さくなるほど傷本数は減っている。特に、係数が１前後のものは、中間転写ベルト傷が未発生となっている。より均一な表面状態となることで、傷の発生を抑制することができることを示している。
【0104】
以上のように、各実施例では、中間転写ベルト５の表層の面粗さパラメーターが［構成１］に記載の関係式を満たすことにより、ベルト傷の発生を抑制し、評価結果は全て「Ａ」となる。比較例では、中間転写ベルト５の表層の面粗さパラメーターが［構成１］に記載の関係式を満たしていないため、ベルト傷が発生し、評価結果は「Ｆ」となる。
【0105】
図１８に示す評価結果を検証する。図１８は、実施例と比較例の中間転写ベルト表面の面粗さパラメータ条件、およびコーティング有無と評価結果一覧を示す図である。図１８の評価結果は、［構成２］、［構成３］、［構成５］、［構成６］で記載しているコーティングの有無による構成での評価結果である。実施例８および実施例９の場合、中間転写ベルトの表層がコーティングされていない。この場合の面粗さパラメーターはＳａｌ、Ｓｐｄともに低く、係数は１以下となっている。この条件では、課題としている傷は未発生であった。本開示の係数５未満で傷未発生であることを満たしている。コーティングがない中間転写ベルトでは係数Ｋが５以上のものがなく、比較例はない。
【0106】
実施例１０および比較例４は、中間転写ベルトの表層がコーティングされているが、スクレーパ当接部にはコーティングされていない条件である。硬度の関係からベルト側の方が硬く有利であるが、スクレーパのエッジには微小な突起があり、わずかに傷が発生する。実施例１０は係数Ｋが５未満のものであり、傷が発生するがＯＫレベルのものであり、総合判定は「Ａ」である。比較例４は係数Ｋが５以上であり、ＮＧレベルの傷が発生し、総合判定は「Ｆ」である。中間転写ベルトおよびスクレーパのコーティング有無によらず、［構成１］に記載の関係式と傷発生の条件は満たされている。
【0107】
以上の実施例１から実施例１０および比較例１から比較例４に示す結果に基づき、中間転写ベルトの面粗さを示す物性のうち、Ｓｐｄ×Ｓａｌ２＜５×１０６［式１］が満足され、かつ、Ｓａｌ（最小自己相関長さ）が２０μｍ以下（Ｓａｌ≦２０μｍ）である場合に、Ｓｐｄ（山の頂点密度）とＳａｌの関係が下記の［式２］を満足するとよいことが導かれる。Ｓｐｄ×Ｓａｌ２＜４×１０６・・・［式２］
（開示の効果）
長寿命化に対応した中間転写ベルト表面より硬いスクレーパを有するクリーニングシステムにおいて、本開示で示す中間転写ベルト表層の面粗さパラメーターＳａｌ（最小自己相関長さ）とＳｐｄ（山の頂点密度）の関係式を規定し、その中間転写ベルトを用いることにより、中間転写ベルトへの傷の発生を抑制し、ＮＧレベルの傷発生を抑制することができ、課題を改善することができる。
（開示の効果）
長寿命化に対応した中間転写ベルト表面より硬いスクレーパを有するクリーニングシステムにおいて、本開示で示す中間転写ベルト表層の面粗さパラメーターＳａｌ（最小自己相関長さ）とＳｐｄ（山の頂点密度）の関係式を規定し、その中間転写ベルトを用いることにより、中間転写ベルトへの傷の発生を抑制し、ＮＧレベルの傷発生を抑制することができ、課題を改善することができる。
【0108】
これにより、使用開始直後に交換、廃棄されてしまう中間転写ベルトがなくなり、生産での不良率改善、サービスマンの工数削減、コストアップ抑制、ユーザーの信頼度向上につながる。
【0109】
本開示の方法により、長期にわたり信頼性の高いクリーニングシステムを備える画像形成装置を提供することが可能となる。
【0110】
以上、各実施の形態に基づき画像形成装置について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【符号の説明】
【0111】
１ 感光体、２ 帯電装置、３ 露光装置、４ 現像装置、５ 中間転写ベルト、５－１ 基層、５－２ ベルト表層、６ 一次転写ローラ、７ クリーニング装置、８ 滑材塗布装置、９ 二次転対向ローラ、１０ 二次転写ローラ、１１ 定着装置、１２ クリーニングブレード、１２－１ ブレード、１２－２ 支持部材、１３ スクレーパ、１３－１ 金属スクレーパ、１３－２ 第１支持部材、１３－３ 第２支持部材、１３－４ スクレーパコート層、１３－５ 突起部、１４ 搬送スクリュ、１５ クリーニングユニットハウジング、１６ トナー貯留ローラ、１７ 規制部材、１８ トナー貯留部、１９ クリーニング対向ローラ、１００ 画像形成装置、Ｔ 記録媒体。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】