JP5566057B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の張架部材に張架されて回転移動し、トナー画像を転写する無端状の転写ベルト、及び、この転写ベルトを備えた画像形成装置に関する。

従来より、複数の張架ローラに張架されて回転移動する無端状の転写ベルトを用いて、トナー画像を転写する画像形成装置は種々提案されている。例えば、感光ドラムから転写ベルトにトナー像を一次転写し、該転写ベルトに担持されたトナー画像を記録媒体に二次転写する画像形成装置が知られている。或いは、転写ベルトに担持して搬送される記録媒体に感光ドラムからトナー画像を転写する画像形成装置が知られている。

前述した画像形成装置では、どちらの転写ベルトにも、トナー画像の転写、転写後のクリーニング及び除電など、様々な電気的外力あるいは機械的外力が加えられる。そのため、前述した転写ベルトは、これら外力に対する耐久性、すなわち機械的強度、耐磨耗性や電気的耐久性といった様々な特性が要求される。

前記転写ベルトは、例えば、トナー画像の転写時にトナーに含まれるキャリアにより傷付いたり、記録媒体、或いはクリーニングブレードや転写ローラなどの当接部材で摺動されたりする。そのため、転写ベルトの表層は適度な硬度を有する必要がある。また、その一方で、ベルトの蛇行防止用リブや張架ローラの端縁近傍での応力や、張架ローラによる屈曲応力を受けつつ、所要の耐久性能を満足させる必要がある。

特開２００１−０４７４５１号公報 特開２０００−５６５８５号公報 特開２００６−１８４３６１号公報

前述した耐摩耗性、耐久性を満足させる転写ベルトとして、特許文献１に、ポリイミドなどの高ヤング率を有する、優れた機械強度の樹脂を用いた転写ベルトが開示されている。しかしながら、特許文献１に記載の転写ベルトでは、その材料自体の値段が高く、高コストになるという課題がある。これに対し、安価な樹脂材料を転写ベルトに用いた場合、耐摩耗性等の耐久性に課題がある。そこで、特許文献２及び特許文献３では、安価な樹脂材料からなる基層の外周面上に、この基層よりヤング率の高い表層を設けることで、耐磨耗性・耐久性の両立を図っている。しかしながら、ベルトの蛇行を防止するために、蛇行防止用のリブに局所的に応力が集中する場合があり、この場合、応力が集中したリブ近傍でベルトが変形する。そのため、ベルト全面に前述の表層を設けた場合、前述のベルトの変形により、その表層の剥がれや浮きが発生し、これにより機能上の弊害が発生するという課題がある。

そこで、本発明の目的は、安価であり、かつ、外力に対する十分な耐摩耗性・耐久性を有しながら、転写ベルトに設けた蛇行防止用リブに局所的に応力が集中することによる転写ベルトの表層の剥がれや浮きをより抑制することである。

上記課題を解決するため、本発明は、トナー画像が担持される像担持体と、前記像担持体のトナー画像が転写され、又は担持して搬送される記録材に前記像担持体のトナー画像が転写されるベルトであって、複数の張架部材に張架されて回転移動する転写ベルトと、前記転写ベルトの外周に当接して前記転写ベルト上のトナーを清掃するクリーニング部材と、を有する画像形成装置において、前記転写ベルトは、基層と、前記基層の表面に設けられ前記基層より硬度が高い表層と、前記転写ベルトの回転方向と交差する幅方向への移動を規制するリブと、を有し、前記表層の端縁を、前記幅方向において前記リブの内壁から間隔をあけて前記リブよりも内側であって、かつ前記クリーニング部材の端縁よりも外側に設けることを特徴とする。

本発明によれば、安価であり、かつ、外力に対する十分な耐摩耗性・耐久性を有しながら、転写ベルトに設けたリブに局所的に応力が集中しても、転写ベルトの表層の剥がれや浮きをより抑制することができる。

（ａ）は実施例１の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図、（ｂ）は転写ベルト端部のリブ近傍を示した模式図である。 （ａ）は転写ベルト端部のリブ近傍を示した要部断面図、（ｂ）は転写ベルトと当接部材、画像領域、通紙領域の幅方向の位置関係を示した図である。 （ａ）は実施例２の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図、（ｂ）は転写ベルト端部のリブ近傍を示した模式図である。 （ａ）は転写ベルト端部のリブ近傍を示した要部断面図、（ｂ）は転写ベルトと画像形成装置の幅方向の位置関係を示した図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

まず、トナー画像を転写する無端状の転写ベルトの具体例を例示する。転写ベルトは、少なくとも基層と、前記基層の外周上に設けられた表層と、前記ベルトの回転方向と交差する幅方向への移動を規制するリブと、を有している。以下に示す転写ベルトは例示であって、これに限定されるものではない。

（１）基層の調製
基層は、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、又は、ポリカーボネート樹脂からなる。ここでは、厚み１５０μｍ、体積抵抗率ρｖ＝５×１０^９（Ω・ｃｍ）、表面抵抗率ρｓ＝５×１０^１２（Ω／□）の電子導電材を含む、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、又は、ポリカーボネート樹脂からなる円筒形状のフィルムを用いた。この円筒形状のフィルムを円筒押出し成形により調製し、このフィルムを所望の長さに切断することにより円筒状の無端ベルトを作成した。

（２）表層形成用塗工液
紫外線を遮蔽した容器中において、アンチモン酸亜鉛のイソプロピルアルコールゾル（商品名：セルナックス；日産化学（株）製）１２質量部を導電フィラーとしたものに、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートを含有するアクリル系紫外線硬化型ハードコート材料（デソライト：ＪＳＲ（株）製）５０質量部混合した後、メチルイソブチルケトンを３８質量部添加して紫外線硬化性樹脂組成物を得た。尚、得られた組成物の導電性フィラーの分散安定性は良好であった。

（３）電子写真用ベルトの調製
表層はアクリル樹脂からなる。表層（前述の組成物）の塗工工程においては主に下記の方法が挙げられる。

（３−１）ディップコート法による方法
上記（１）で調製した基層の表面に基層端縁から非塗工領域をポリイミドテープ（住友３Ｍ株式会社製）を貼り付けることでマスキングを行う。そして、温度４０℃、相対湿度１０％ＲＨの環境下で、前記基層の表面に、上記（２）で調製した表層形成用塗工液を、ディップコート法により塗布して表面層形成用塗工液の薄膜を形成し、該薄膜を上記環境下で３０秒間乾燥させる。その後、該薄膜にＵＶ照射機（商品名：ＵＥ０６／８１−３；アイグラフィック（株）社製、積算光量：１２００ｍＪ／ｃｍ２）を用いて紫外線を照射して該薄膜を硬化させる。これにより、基層の外周上に、厚さ５μｍの本発明に係る表層を形成することが出来る。

（３−２）リングコート法による方法
上記（１）で調製した基層の内面を円柱状の保持体に保持させ、その周面を取り囲むように配置した、円筒体の内壁に液の塗出口を施したノズルから塗工したい領域のみに上記（２）で調製した表層形成用塗工液を吐出する。これにより、表面層形成用塗工液の薄膜を形成した。なお、温度、相対湿度は４０℃、１０％ＲＨの環境下で行った。該薄膜を上記環境下で３０秒間乾燥させる。その後、該薄膜にＵＶ照射機（商品名：ＵＥ０６／８１−３；アイグラフィック（株）社製、積算光量：１２００ｍＪ／ｃｍ２）を用いて紫外線を照射して該薄膜を硬化させる。これにより、基層の外周上に、厚さ５μｍの本発明に係る表層を形成することが出来る。

上記の塗工工程の後、前記得られた基層と表層とを有する樹脂ベルトの幅方向両端に、蛇行防止用のＪＩＳＡ硬度７０であるウレタンゴム製のリブ部材（幅４ｍｍ、高さ２ｍｍ）を接着する。この樹脂ベルトを、以下に例示する実施例１の中間転写ベルトもしくは実施例２の転写ベルトとして使用する。

［実施例１］
図１（ａ）は画像形成装置の一例を示す模式断面図である。図１（ａ）を参照して画像形成装置の全体構成について説明する。図１（ａ）に示す画像形成装置は、前記樹脂ベルトとして中間転写ベルトを使用し、該転写ベルトに各色のトナー像を順次転写し、該転写ベルトに担持された各色のトナー画像を記録媒体に一括転写して画像を形成するフルカラー画像形成装置である。

図１（ａ）に示す画像形成装置は、色の異なるトナー像を形成する４個の画像形成部を備えている。具体的には、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像をそれぞれ形成する画像形成部を備えている。これらの画像形成部は、トナーが異なる点を除いて、同じ電子写真プロセス構成である。すなわち、それぞれの画像形成部は、像担持体としての感光ドラム１の表面を帯電装置２により一様に帯電し、この感光ドラム１に露光装置３により画信号に応じた光照射を行うことで静電潜像を形成する。その潜像を現像装置４によりトナー現像して可視像化し、そのトナー像を一次転写手段である一次転写ローラ５へのバイアス印加により中間転写体としての中間転写ベルト７に一次転写する。このようにして各画像形成部で形成したイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー像を中間転写ベルト７に重ね合わせて順次転写することでフルカラー画像を形成する。そして、そのトナー像を二次転写手段である二次転写ローラ８へのバイアス印加により搬送される記録媒体Ｐに二次転写する。ベルトクリーニング装置９は、記録媒体Ｐに転写されることなく二次転写部を通過した中間転写ベルト７上の転写残トナー、及び、二次転写部で記録媒体Ｐから中間転写ベルト７へ付着した紙粉を除去する。ここでは、ベルトクリーニング装置９として、デュロメータＡ硬度７５で２ｍｍ厚のポリウレタンのクリーニングブレードを用いている。このブレードの先端を中間転写ベルト７の表面に、カウンタ方向に当接させることにより、前述のトナーや紙粉等の付着物を摺擦除去する。

ここでは、一次転写ローラ５は、金属軸上に半導電性のポリウレタン系発泡ゴム層を形成した、アスカーＣ硬度１０°で、ローラ抵抗が１×１０^６Ωの半導電性ローラ材を使用した。ローラ抵抗は、温度２３℃、相対湿度５０％ＲＨの環境で、一次転写ローラ５の金属軸の両端に各５００ｇの錘を載せ、電流計を介してアースされた金属板に押圧し、５０Ｖの電圧を印加して測定した金属板に流れる電流から算出した。

また、同様に二次転写ローラ８は、金属軸上に半導電性のＮＢＲゴムとヒドリンゴムを主成分とする発泡ゴム層を形成した、アスカーＣ硬度３０°で、ローラ抵抗が１×１０^６Ωの半導電性ローラ材を使用した。ローラ抵抗は、温度２３℃、相対湿度５０％ＲＨの環境で、二次転写ローラ８の金属軸の両端に各５００ｇの錘を載せ、電流計を介してアースされた金属板に押圧し、２ｋＶの電圧を印加して測定した金属板に流れる電流から算出した。

中間転写ベルト７は、複数の張架部材に張架されて回転移動する。ここでは、中間転写ベルト７は、複数の張架部材である従動ローラ７１，７２、駆動ローラ７３で懸架され、各画像形成部の感光ドラム１に一次転写ローラ５で押し付けられ、接触して図１の矢印方向に回転駆動される。

ここで図１（ｂ）において、中間転写ベルトでクラック（破れ）が主に発生する、リブ近傍の詳細な説明をする。使用したリブは前述した通りＪＩＳＡ硬度７０のウレタンゴムであり、中間転写ベルト７が駆動ローラ７３で駆動された時に発生する寄りを制御する。また、駆動ローラ７３の端部にはリブ１０とローラを摺動させるためのポリアセタール製のコロ１１が設けられている。

図２を用いて、ベルトの表層の塗工幅と、リブ間の幅、画像領域、通紙領域、各種当接部材の幅方向の長さとの関係について説明する。図２（ａ）は、転写ベルト端部のリブ近傍を示した要部断面図である。図２（ｂ）は、画像領域、通紙領域、各種当接部材とベルトの位置、長さの関係を示す図である。ここで、幅とはベルトの回転方向と直交（交差）する方向の長さのことであり、幅方向とは前記ベルトの回転方向と交差する方向のことである。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、中間転写ベルトの表層は、前記基層よりも硬度が高く、その幅方向端縁を前記リブよりも幅方向内側に設けている。また、前記表層の幅方向端縁を、トナー画像を転写する画像領域の幅方向端縁より外側に設けている。更に、前記表層の幅方向端縁を、記録媒体が通過する通紙領域の幅方向端縁より外側に設けている。更に、前記表層の幅方向端縁を、前記ベルトに当接する当接部材の幅方向端縁より外側に設けている。ここでは、当接部材として、一次転写ローラ、二次転写ローラ、クリーニングブレードを例示しているが、これに限定されるものではない。

更に詳しくは、図２（ｂ）に示すように、画像領域、通紙領域、各当接部材、ベルトの幅方向の位置及び長さの関係は、以下の通りである。すなわち、（画像領域）＞（一次転写ローラ幅）＞（通紙領域）＞（二次転写ローラ幅）＞（クリーニングブレード幅）＞（中間転写ベルトのリブ間の幅）＞（中間転写ベルト幅）である。

以上説明した構成において、前記ベルトの表層の塗工領域を変え、得られた中間転写ベルト７を使用した結果を表１に示す。

この表１から判るように、表層のベルト端部からの非塗工幅が無しの場合、即ち基層の全域にわたって表層を設けたベルトの場合は、課題として前述したように、５万枚通紙後にベルト表層にクラックを発生した。また、クラック発生後も評価を継続したが、６万枚通紙後に表層のクラックが進行し、画像領域まで亀裂が発生し、画像不良が発生した。これは、蛇行防止用のリブ近傍においては、寄り力を防ぐためにベルトが応力集中受け、ベルト表面が引張られる変形が起こり、その変形に表層が耐えられず割れてしまったと考えられる。

これに対し、表層の端縁が、リブ内壁より1ｍｍ幅方向内側に存在する場合、３０万枚通紙後もベルト表層にクラックは発生せず、トナーのクリーニング性能の低下及び画像性能の低下は無かった。また、ベルト端縁に表層（硬化膜）が存在しないため、ベルト端縁からのクラック（表層の剥がれや浮きなど）も発生することがなく、良好な耐久性能を示した。

また、表層の端縁が２次転写ローラ端部、通紙領域までの場合、１５万枚までクラックや不良画像は発生しなかったが、画像形成形成装置内部を確認すると、ベルト表面の非塗工域に表面の粗れが観察され、非塗工域であり、かつクリーニング領域では、軽微なクリーニング不良が観察された。同様に、表層の端縁を１次転写ローラ端部、画像領域までとした場合も、１５万枚で確認したところ、クラックは発生しなかったが、表層端縁から通紙領域で非常に軽微なクリーニング不良が発生しており、ベルト表面の非塗工域に表面の粗れが観察された。これは、画像形成内の飛散トナーが非塗工域に付着した場合、クリーニングされずに通紙端部に付着したために起こったと考えられる。このように表層の端縁をリブ内壁から間隔をあけてリブより幅方向内側に設けることで、安価であり、かつ、外力に対する十分な耐摩耗性・耐久性を有しながら、ベルトに設けたリブに局所的に応力が集中しても、ベルトの表層の剥がれや浮きを抑制することができる。

中でも、表層の端縁が、図２（ｂ）に示すベルトに当接する当接部材の中で幅方向の長さが最も長いクリーニングブレードの端縁からリブの内壁から１ｍｍ内側までの間に存在する場合が、最も転写ベルトの表層の剥がれや浮きを抑制することができる結果が得られた。即ち、表層のベルト端部からの非塗工幅が、リブ内壁から１ｍｍ内側まで及びこれより幅方向内側のブレード端部までのときは、当接部材及び記録媒体による摺動性、磨耗性が改善され、３０万枚通紙後もトナーのクリーニング性能の低下及び画像性能の低下は無かった。また、ベルト端縁に表層（硬化膜）が存在しないため、ベルト端縁からのクラック（表層の剥がれや浮きなど）も発生することがなく、良好な耐久性能を示した。このように構成することで、従来の構成に比べて、安価であり、かつ、外力に対する十分な耐摩耗性・耐久性を有しながら、転写ベルトに設けたリブに局所的に応力が集中しても、転写ベルトの表層の剥がれや浮きをより抑制することができる。

また、表１から判るように、表層のベルト端部からの非塗工幅が全面の場合、即ち基層の全域にわたって表層がないベルトの場合は、表層を設けた場合に比べて、表面硬度が低いため、耐摺動性、耐磨耗性が劣り、ポリエーテルエーテルケトンをベルトの基層として使用した場合、５万枚で表面の荒れが発生した。

上記結果の確認のために、ベルト表面の硬度測定を行った。具体的には表層を塗工しない基層のみのベルトと基層の外周上に表層を塗工したベルトの２種の表面硬度の測定を行った。測定機は超微小硬度計ナノインデンター（ＭＩＳシステムズ社製）を用いて、ベルト表面の硬度を測定した。詳しくは、連続剛性測定方法で、圧子はダイアモンドチップ（バーコビッチ）、振動周波数を４５Ｈｚ、変位振幅の目標値を１ｎｍとし、深さを１．５μｍまで測定し、変位量−硬度の曲線において飽和した硬度の値を評価した。なお、測定は１０回行い、その平均値を採用する。この確認実験の結果を表２に示す。

表２から判るように、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、ポリカーボネート樹脂製の表層のないベルトの場合は、各ベルト表面の硬度は、それぞれ０．１５Ｇｐａ、０．１２Ｇｐａ、０．１３Ｇｐａであった。これに対し、前記各樹脂製の基層に表層を塗工したベルトにおいては、０．３８Ｇｐａと高い表面硬度を示した。この結果より、表層を塗工しないベルトを用いた場合（表１の非塗工幅が全面を参照）においては、表面硬度が低いため、耐摺動性、耐磨耗性が劣り、ベルト表面の荒れが観察される結果となったと考えられる。そのため、ベルト表面の硬化膜（表層）は画像形成上必要な領域（画像領域、通紙領域）もしくは当接部材が当接する領域に存在することが望ましい。なお、ベルト表面の硬度及び表層の厚みは、表層の耐久性及び当接部材へ与える影響から、硬度が０．２５ＧＰａ以上、０．６ＧＰａ以下であり、表層の厚みは１μｍ以上、１０μｍ以下であることが望ましい。硬度が０．２５ＧＰａ以下であると耐摺動性、耐摩耗性が劣り、０．６ＧＰａ以上であると感光ドラムを傷つける場合があり、また、表層の厚みが1μｍ以下であると耐久で削れてしまい、１０μｍ以上であると、耐折性能を満足しない。

また、蛇行防止用のリブ近傍で表層にクラックが発生したことについては、各ベルトの基層と表層の耐折強さの確認のため、ＪＩＳ Ｐ ８１１５に規定されているＭＩＴ形試験機による耐折強さ試験法に従い、評価を行った。なお、この際、表層の評価においては１００回ごとに試験機を止め、表層のクラックの有無を確認した。その結果、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、ポリカーボネート樹脂製の表層のないベルトの場合は、それぞれ２８０００回程度、５００００回で破断せず、１００００回程度の耐折強さを示した。これに対し、表層を塗工したベルトにおいては、１００回以上２００回未満で表層にクラックが発生した。この結果より、ベルト全面に表層を塗工したベルトを用いた場合においては、蛇行防止用のリブ近傍でベルトが受ける繰り返しの応力集中に対し、表層の耐折強さが足りずに、リブ近傍でベルト表層のクラックを発生させたと考えられる。そのため、リブ近傍において、表層を塗工しなければ、基層の耐折強さを発揮できるため、耐久性能を満足することができると考えられる。

上述したように、基層の外周上に表層を設けたベルトにおいて、基層よりも硬度が高い表層の幅方向端縁を、蛇行防止用のリブ内壁から間隔をあけてリブよりも幅方向内側に設ける。これにより、従来のベルトより安価であり、かつ、外力に対する十分な耐摩耗性・耐久性を有しながら、前記リブに応力が集中することによるベルトの表層の剥がれや浮きをより抑制することができる。

［実施例２］
図３（ａ）は画像形成装置の一例を示す模式断面図である。まず図３（ａ）を参照して画像形成装置の全体構成について説明する。図３（ａ）に示す画像形成装置は、前記樹脂ベルトとして転写ベルトを使用し、該転写ベルトが担持して搬送する記録媒体に感光ドラムからトナー画像を転写して画像を形成するモノカラー画像形成装置である。

図３（ａ）に示す画像形成装置は、１つの画像形成部を備えている。この画像形成部では、像担持体としての感光ドラム１にトナー像が形成され、転写部で記録媒体Ｐに転写される。転写部でトナー像を転写された記録媒体Ｐは、定着装置１３で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、画像形成装置の外部へ排出される。

定着装置１３は、ハロゲンヒータを配置した定着ローラ１３１に加圧ローラ１３２を圧接して構成される定着手段である。定着装置１３は、記録媒体Ｐに静電的に担持されたトナー像を、熱と圧力により記録媒体の表面に固着する。

以下に画像形成部について説明する。

図３（ａ）に示すように、画像形成部は、感光ドラム１の周囲に、帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写ローラ１４、クリーニング装置６、転写ベルト１２を配置している。

感光ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面に、帯電極性が正極性のアモルファスシリコンの光導電体層を形成してある。感光ドラム１は、駆動モータ（不図示）により、５００ｍｍ／秒のプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。

帯電装置２は、スコロトロン帯電器で、感光ドラム１を＋４００Ｖの電位に均一に帯電させる。

露光装置３は、画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１の表面に静電潜像を書き込む。

現像装置４は、現像剤として一成分磁性正帯電トナーを用いたジャンピング現像方式によるものである。現像装置４内部の磁界発生手段を有して回転する現像剤担持体としての現像スリーブ４１上に平均粒径が約６μｍの一成分磁性正帯電トナーを薄層で保持する。そのトナーを感光ドラム１と非接触の状態で対向させた位置で、現像スリーブ４１に＋２５０ＶのＤＣバイアスに周波数２ｋＨｚ、ピーク・トゥー・ピーク電圧１ｋＶｐｐの矩形のＡＣバイアスを重畳した現像バイアスを印加する。これにより、現像スリーブ４１と２００μｍの間隔で対向した感光ドラム１上に前記トナーが飛翔して静電潜像を現像する。

転写搬送体としての転写ベルト１２は、複数の張架部材としての分離ローラ１２１（駆動ローラを兼ねる）、クリーニング対向ローラ１２２、テンションローラ１２３に掛け渡して支持され、内部に転写ローラ１４が配置される。

また、転写ベルト１２は感光ドラム１に総荷重１０Ｎ（１０００ｇｆ）で押付けられて、転写部を形成している。そして、転写部において、転写ローラ１４に印加される転写バイアスにより、感光ドラム１上のトナー像を記録媒体Ｐに転写するとともに、転写ベルト１２に吸着保持し、不図示の駆動モータにより矢印Ｒ３方向に回転し、定着部まで記録媒体Ｐを搬送する。

転写ベルト１２の内部に配置された転写ローラ１４は、転写ベルト１２を挟んで感光ドラム１の対向位置より記録媒体搬送方向下流２ｍｍに配置され、転写ベルト１２を介して感光ドラム１の方向に総荷重３Ｎ（３００ｇｆ）押付けられ、従動回転する。

転写ローラ１４は、負極性の直流電圧（転写バイアス）が印加されて、正極性に帯電して感光ドラム１上に担持されたトナー像を、記録媒体Ｐが転写部に挟持搬送される過程で、感光ドラム１から記録媒体Ｐへ転写する。また、同時に転写バイアスより記録媒体Ｐが転写ベルト１２に吸着される。

転写ローラ１４は、金属軸上に半導電性のＮＢＲゴムとヒドリンゴムを主成分とする発泡ゴム層を形成した、アスカーＣ硬度３０℃で、ローラ抵抗が１×１０^６Ωの半導電性ローラ材を使用した。ローラ抵抗は、温度２３℃、相対湿度５０％ＲＨの環境で、転写ローラ１４の金属軸の両端に各５００ｇの錘を載せ、電流計を介してアースされた金属板に押圧し、２ｋＶの電圧を印加して測定した金属板に流れる電流から算出した。

ベルトクリーニング装置９は、デュロメータＡ硬度７５で２ｍｍ厚のポリウレタンのクリーニングブレードであり、その先端を転写ベルト１２の表面に、カウンタ方向に当接させる。ベルトクリーニング装置９は、記録媒体Ｐから転写ベルト１２へ付着した紙粉、感光ドラム１と転写ベルト１２が直接接触したことで転写ベルト１２に付着したかぶりトナーを摺擦除去する。

ここで図３（ｂ）において、転写ベルトでクラック（破れ）が主に発生する、リブ近傍の詳細な説明をする。使用したリブは前述した通り、ＪＩＳＡ硬度７０のウレタンゴムであり、転写ベルト１２が分離ローラ１２１で駆動された時に発生する寄りを制御する。また、クリーニング対向ローラ１２２の端部にはリブ１０とローラを摺動させるためのポリアセタール製のコロ１１が設けられている。

図４を用いて、ベルトの表層の塗工幅と、リブ間の幅、画像領域、通紙領域、各種当接部材の幅方向の長さとの関係について説明する。図４（ａ）は、転写ベルト端部のリブ近傍を示した要部断面図である。図４（ｂ）は、画像領域、通紙領域、各種当接部材とベルトの位置、長さの関係を示す図である。ここで、幅とはベルトの回転方向と直交（交差）する方向の長さのことであり、幅方向とは前記ベルトの回転方向と交差する方向のことである。

図４（ａ）（ｂ）に示すように、転写ベルトの表層は、前記基層よりも硬度が高く、その幅方向端縁を前記リブよりも幅方向内側に設けている。また、前記表層の幅方向端縁を、トナー画像を転写する画像領域の幅方向端縁より外側に設けている。更に、前記表層の幅方向端縁を、記録媒体が通過する通紙領域の幅方向端縁より外側に設けている。更に、前記表層の幅方向端縁を、前記ベルトに当接する当接部材の幅方向端縁より外側に設けている。ここでは、当接部材として、転写ローラ、クリーニングブレードを例示しているが、これに限定されるものではない。

更に詳しくは、図４（ｂ）に示すように、画像領域、通紙領域、各当接部材、ベルトの幅方向の位置及び長さの関係は、以下の通りである。すなわち、（画像領域）＞（通紙領域）＞（転写ローラ幅）＞（クリーニングブレード幅）＞（転写ベルトのリブ間の幅）＞（転写ベルト幅）である。

以上説明した構成において、前記ベルトの表層の塗工領域を変え、得られた転写ベルト１２を使用した結果を表３に示す。

この表３から判るように、表層のベルト端部からの非塗工幅が無しの場合、即ち基層の全域にわたって表層を設けたベルトの場合は、課題として前述したように、１０万枚通紙後にベルト表層にクラックを発生した。また、クラック発生後も評価を継続したが、１１万枚通紙後に表層のクラックが進行し、画像領域まで亀裂が発生し、画像不良が発生した。これは実施例１と同様、蛇行防止用のリブ近傍においては、寄り力を防ぐためにベルトが応力集中受け、ベルト表面が引張られる変形が起こり、その変形に表層が耐えられず割れてしまったと考えられる。

これに対し、表層の端縁が、リブより幅方向内側に存在する場合、１０万枚通紙後もベルト表層にクラックは発生せず、トナーのクリーニング性能の低下及び画像性能の低下は無かった。また、ベルト端縁に表層（硬化膜）が存在しないため、ベルト端縁からのクラック（表層の剥がれや浮きなど）も発生することがなく、良好な耐久性能を示した。また、表層の端縁が転写ローラ端部、通紙領域までの場合、２０万枚までクラックや不良画像は発生しなかったが、画像形成形成装置内部を確認すると、ベルト表面の非塗工域に表面の粗れが観察され、非塗工域であり、かつクリーニング領域では、軽微なクリーニング不良が観察された。同様に、表層の端縁を画像領域までとした場合も、２０万枚で確認したところ、クラックは発生しなかったが、表層端縁から通紙領域で非常に軽微なクリーニング不良が発生しており、ベルト表面の非塗工域に表面の粗れが観察された。これは、画像形成内の飛散トナーが非塗工域に付着した場合、クリーニングされずに通紙端部に付着したために起こったと考えられる。このように表層の端縁をリブ内壁から間隔をあけてリブより幅方向内側に設けることで、安価であり、かつ、外力に対する十分な耐摩耗性・耐久性を有しながら、ベルトに設けたリブに局所的に応力が集中しても、ベルトの表層の剥がれや浮きを抑制することができる。

中でも、表層の端縁が、図４（ｂ）に示すベルトに当接する当接部材の中で幅方向の長さが最も長いクリーニングブレードの端縁からリブの内壁までの間に存在する場合が、最も転写ベルトの表層の剥がれや浮きを抑制することができる結果が得られた。即ち、表層のベルト端部からの非塗工幅が、リブ内壁まで及びこれより幅方向内側のブレード端部までのときは、当接部材及び記録媒体による摺動性、磨耗性が改善され、５０万枚通紙後もトナーのクリーニング性能の低下及び画像性能の低下は無かった。また、ベルト端縁に表層（硬化膜）が存在しないため、ベルト端縁からのクラック（表層の剥がれや浮きなど）も発生することがなく、良好な耐久性能を示した。このように構成することで、従来の構成に比べて、安価であり、かつ、外力に対する十分な耐摩耗性・耐久性を有しながら、転写ベルトに設けたリブに局所的に応力が集中しても、転写ベルトの表層の剥がれや浮きをより抑制することができる。

また、表３から判るように、表層のベルト端部からの非塗工幅が全面の場合、即ち基層の全域にわたって表層がないベルトの場合は、表層を設けた場合に比べて、表面硬度が低いため、耐摺動性、耐磨耗性が劣り、１０万枚以下で表面の荒れが発生した。具体的には、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、ポリカーボネート樹脂製の表層のないベルトの場合は、それぞれ８万枚、５万枚、７万枚で表面の荒れが発生した。

上述したように、本実施例においても、基層の外周上に表層を設けたベルトにおいて、基層よりも硬度が高い表層の幅方向端縁を、蛇行防止用のリブよりも幅方向内側に設ける。これにより、従来のベルトより安価であり、かつ、外力に対する十分な耐摩耗性・耐久性を有しながら、前記リブに応力が集中することによるベルトの表層の剥がれや浮きをより抑制することができる。

〔他の実施形態〕
前述した実施例では、それぞれ、画像形成部を４つ使用している場合、画像形成部を１つ使用している場合を例示したが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。

また前述した実施例１では、転写ベルトとして、像担持体からトナー像が一次転写され、そのトナー像を記録媒体に二次転写する中間転写体としての中間転写ベルトを例示した。また前述した実施例２では、転写ベルトとして、記録媒体を担持して搬送し、その担持した記録媒体に像担持体からトナー像を転写する転写搬送体としての転写ベルトを例示した。トナー像を転写する無端状の転写ベルトはこれらに限定されるものではない。例えば、像担持体として例示した感光ドラムを無端ベルトである感光ベルトとしても良い。或いは、中間転写ベルトから記録媒体にトナー像を転写する二次転写ローラを転写搬送体としての転写ベルトにするなど、その他の転写ベルトであっても良い。

また前述した転写ベルトを用いる画像形成装置としては、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられる転写ベルトに本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

Ｐ …記録媒体
１ …感光ドラム
５ …一次転写ローラ
７ …中間転写ベルト
８ …二次転写ローラ
９ …ベルトクリーニング装置
１０ …リブ
１１ …コロ
１２ …転写ベルト
１４ …転写ローラ
７１，７２ …従動ローラ
７３ …駆動ローラ
１２１ …分離ローラ
１２２ …クリーニング対向ローラ
１２３ …テンションローラ

Claims (7)

1. トナー画像が担持される像担持体と、
   前記像担持体のトナー画像が転写され、又は担持して搬送される記録材に前記像担持体のトナー画像が転写されるベルトであって、複数の張架部材に張架されて回転移動する転写ベルトと、
   前記転写ベルトの外周に当接して前記転写ベルト上のトナーを清掃するクリーニング部材と、を有する画像形成装置において、
   前記転写ベルトは、基層と、前記基層の表面に設けられ前記基層より硬度が高い表層と、前記転写ベルトの回転方向と交差する幅方向への移動を規制するリブと、を有し、
   前記表層の端縁を、前記幅方向において前記リブの内壁から間隔をあけて前記リブよりも内側であって、かつ前記クリーニング部材の端縁よりも外側に設けることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記転写ベルトは、前記幅方向において、前記表層の端縁を、トナー画像が転写される画像領域の端縁より外側に設けることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記転写ベルトは、前記幅方向において、前記表層の端縁を、記録材が通過する領域の端縁より外側に設けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記転写ベルトは、前記基層がポリエーテルエーテルケトン、ポリフッ化ビニリデン、又は、ポリカーボネート樹脂からなり、前記表層がアクリル樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記クリーニング部材はクリーニングブレードであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記リブが当接されることで前記転写ベルトの前記幅方向への移動が規制される被当接部材を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記規制部材は、前記複数の張架部材の少なくとも一つの前記幅方向の端部に設けられ、前記リブの内壁に当接される部材であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。

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