JP2004078029A - 搬送ベルト及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトの伸長を容認し、ベルトの伸長に伴うベルトの抵抗変化を抑制でき、しかも、吸湿によるベルトの抵抗変化をも抑制する。
【解決手段】異なる二種類以上の弾性材を混合したベルト基材２からなり、各々の弾性材に導電性添加物３，４を分散させ、ベルト基材２の抵抗を調整した搬送ベルト１であって、異なる弾性材をＡ，Ｂ、夫々の分散導電性添加物３，４の大きさをＡｄ，Ｂｄ、夫々の分散導電性添加物量をＡｍ，Ｂｍとすれば、ベルト基材２分散量がＡ＞Ｂの時、Ａｄ＜Ｂｄ、かつ、Ａｍ＞Ｂｍになるように予め調整されている。また、この搬送ベルトを用いた画像形成装置をも対象とする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置で用いられる搬送ベルトに係り、特に、弾性材からなるベルト基材に導電性添加物を分散させ、所定の抵抗特性を具備するようにした搬送ベルト及びこれを用いた画像形成装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からカラー化の普及に伴い、中間転写方式を使用した複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する出願がされている。例えば特開昭６３−３０１９６０号公報所載の直接転写方式の画像形成装置と比較すると、中間転写ベルト自体に何の変更もせずに、封筒、はがき、ラベル紙や、厚紙までも大きさに関わらず転写できる利点を有している。
【０００３】
このような中間転写ベルトにおいて、このような利点を生かすためには中間転写ベルトと感光体ドラムとのニップ域、及び、二次転写時での中間転写ベルトと転写ローラとのニップ域の圧力を十分にかつ密着性を上げることが必要である。そのためには、中間転写ベルト自体を柔軟なゴム材料などの弾性材で形成することが考えられるが、このような方法としては、例えば特開平１１−３５２７８７号公報に示されるように、弾性材からなるベルト基材の抵抗を調整するために導電性フィラーを分散させている。ここでいう導電性フィラーとしては、具体的には、銅粉末、アルミニューム粉末、カーボンブラック、炭素繊維の微粉末などである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、弾性材からなるベルト基材に上記導電性フィラーを分散させたまま使用すると、ベルト基材の伸長率の違いによって、導電性フィラーの分散の程度が変化することから、体積抵抗が変化（主に上昇）してしまうという弾性材特有の問題をかかえている。
【０００５】
この問題は、弾性材からなるベルト基材を例えば中間転写ベルトとして用いる場合、体積抵抗を調整するための導電性フィラーは、ベルト基材中の分散密度で体積抵抗が変化するため、例えば図９（ａ）左図に示すように、弾性ベルト（本例では中間転写ベルト）５００自体が張架されずにフリーの状態にある場合におけるベルト基材５０１中の導電性フィラー５０２の分散密度と、図９（ａ）右図に示すように、弾性ベルト５００が張架されて当該ベルト５００が伸長した状態にある場合におけるベルト基材５０１中の導電性フィラー５０２の分散密度は変化してしまう。
【０００６】
ここで、図９（ａ）に示すように、弾性ベルト５００が張架された場合には、導電性フィラー５０２の分散密度は見かけ上低下するため、１桁〜２桁程度、ベルト基材５０１の体積抵抗は上昇してしまう。
このような弾性ベルト５００の場合、弾性材からなるベルト基材５０１を張架ロール等に張架して使用するため、ベルト基材５０１自体を伸長させずに使用することは不可能である。よって、前述した現象は必ず発生する。
【０００７】
更に、弾性ベルト５００が張架されずにフリーの状態であっても、弾性材からなるベルト基材５０１自体の多くは吸湿性を備えているため、図９（ｂ）に示すように、ベルト基材５０１が吸湿してしまうと、ベルト基材５０１がミクロな膨潤を起こし、これに伴って導電性フィラー５０２の分散密度が低下してしまい、その結果、ベルト基材５０１の体積抵抗が上昇してしまう。
このように、弾性ベルト５００の体積抵抗が上昇してしまうと、弾性ベルト５００からの転写条件などの最適条件が変化してしまうため、用紙等の記録材への適性なトナー像の転写を行うことが困難になる。
【０００８】
一方、弾性材からなるベルト基材を用いた弾性ベルト（例えば弾性中間転写ベルト）５００を張架した際において、弾性ベルトの伸長を抑制する方法としては、例えば表面に弾性層を構成し、その弾性層における強度を補うために、その弾性層の下層に高剛性のフィルムや、高モジュラスの樹脂材料を補強材として、積層させる方法が既に知られている（例えば特開平１１−７７８４５号公報）。
この方法では、図１０（ａ）に示すように、弾性層５２１に、ウレタン等の樹脂やニトリルゴムなどを使用し、その下層に塗装膜５２２を設け、その塗装膜５２２が乾燥しない間に、この表面に補強フィルム５２３を圧着させて、補強フィルム５２３の一部が塗装膜５２２に埋め込まれる事で、補強フィルム５２３との密着性を稼いでいる。ここで、補強フィルム５２３材料としては、ナイロン、ポリビニールなどの表面を接着処理したものが使用されている。
【０００９】
このような構成にすることで、弾性層５２１での機械的強度を補強フィルム５２３で補う事が可能になるが、前述したように、積層させた際の工数にかかる製造コストがアップすることは免れない。
更に、積層構造の場合、いずれの場合も、度重なる屈曲による応力集中により、積層界面の接着剥がれが発生してくる可能性が高いなどの問題を抱えている。単層構造で製造できれば問題ないが、単層での高モジュラス材料になると、ポリイミド材料などしかなく、この場合、原材料が通常のウレタン系材料に比べ１０倍以上してしまうため、コストアップとなってしまう。また、ポリイミド材料などは非常に硬いために、表面に弾性を持たせる場合などは別途弾性材を積層しなければならない。
【００１０】
一方、弾性ベルト５００において、弾性材を用いて強度をもたせる方法としては、例えば図１０（ｂ）に示すように、弾性層５３１の内部に補強用繊維材５３２を入れ、例えば中間転写ベルトとして、色ずれなどが起きないように補強した技術が提案されている（例えば特開平１０−２４００２０号公報）。
この場合、弾性層５３１としては一般的なイソプレンゴムやシリコーンゴムなどが用いられており、補強用繊維材５３２には、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維などが使用されている。
【００１１】
しかしながら、上記のような構成にした場合、繊維の直径は０．０２〜０．５ｍｍと記載されているが、あまり細いと機械的な補強効果が得られにくい。また、太い場合には弾性層自体の厚さを薄くすることができなくなり、設計の自由度が狭くなってしまう。
また、繊維状シートを使用するために、成膜する時の工数が発生するため、単一の弾性層を成膜させる場合に比べて明らかに、コストアップは避けられない。更に、この繊維の隣り合う繊維間の間隔は、あまり狭くすると弾性材の溶液が繊維の上部で止まってしまい、繊維材がそのまま絶縁層になってしまう懸念があるため、補強する繊維材の形態も限定されてしまうなどの潜在的な問題を有している。
また、このような先行技術では、記載されている機械的強度は、最高で、１００％モジュラスが１５０ｋｇｆ／ｃｍ^２、引っ張り破断強度が２００ｋｇｆ／ｃｍ^２であるが、弾性ベルトの伸長を抑制するには不十分である。
尚、これらの対応は、前述した吸湿によるベルト基材の体積抵抗の上昇には何等寄与しない。
【００１２】
このように、基本的には、どの先行技術も機械的な伸びに対する効果はある程度達成できるが、コストアップは避けられないばかりか、更に、吸湿によるベルト基材の体積抵抗には何等対応できていないのが現状である。
また、下層を高モジュラスにした場合、ベルトのウォーク制御などが必要になり、駆動制御の面でも、弾性材を単体で使用する場合に比べコストが高くなる事は避けられない。
【００１３】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、ベルトの伸長を容認し、ベルトの伸長に伴うベルトの抵抗変化を抑制でき、しかも、吸湿によるベルトの抵抗変化をも抑制できるようにした搬送ベルト及びこれを用いた画像形成装置を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、図１（ａ）に示すように、異なる二種類以上の弾性材を混合したベルト基材２からなり、各々の弾性材に導電性添加物３，４を分散させ、ベルト基材２の抵抗を調整した搬送ベルト１であって、異なる弾性材をＡ，Ｂ、夫々の分散導電性添加物３，４の大きさをＡｄ，Ｂｄ、夫々の分散導電性添加物量をＡｍ，Ｂｍとすれば、ベルト基材２分散量がＡ＞Ｂの時、Ａｄ＜Ｂｄ、かつ、Ａｍ＞Ｂｍになるように予め調整されていることを特徴とするものである。
【００１５】
このような技術的手段において、搬送ベルト１としては、弾性材からなるベルト基材２を有するものであれば適宜選定して差し支えなく、例えば画像形成装置を例に挙げれば、中間転写ベルトや記録材保持ベルトなどがある。
また、ベルト基材２は「異なる二種類以上の弾性材」を混合したものであることを要する。これは、仮に一種類の弾性材からなるベルト基材２であると、異なる大きさ、形状の導電性添加物３，４を同時に分散させた場合、偏在若しくは凝集分散してしまうことによる。
【００１６】
更に、導電性添加物３，４は、導電性の添加物であれば、粒子状、長繊維型、短繊維型等適宜選定して差し支えない。
ここで、導電性添加物３，４の大きさとは、形状により異なるが、例えば導電性粒子であれば粒子径、繊維型であれば繊維長さで表す。
また、導電性添加物量とは、導電性添加物３，４の分散量（体積又は重量分散量のいずれをも含む）を示す。
【００１７】
また、本発明においては、ベルト基材２に混合される弾性材のうち、分散量が最も多い弾性材に分散せしめられる導電性添加物３の大きさを、他の弾性材に分散せしめられる導電性添加物４よりも小さく設定することが必要である。
ここで、一般的に、搬送ベルト１が弾性ベルトである場合、異なる弾性材からなるベルト基材２のうち、分散量が一番多いのは吸湿性の高い弾性材（例えばクロロプレンゴム等）である。
このとき、この吸湿性の高い弾性材に、少なくとも他の弾性材に分散せしめられるものよりも大きさの小さい導電性添加物３をより多く分散させる場合には、ベルト基材２の吸湿の際における膨潤による分散密度の低下を予防することができる。
【００１８】
仮に、前記導電性添加物３に代わって大きさの大きな導電性添加物を分散させてしまうと、抵抗調整上、他の弾性材との分散量に制限が生じてしまい、導電性添加物を多く分散させることができない。
この場合、導電性添加物の分散量が少ないため、搬送ベルト１を張架する際あるいは搬送ベルト１が吸湿した際に導電性添加物の分散密度の変動が大きくなってしまう。
【００１９】
また、異なる弾性材に分散せしめられる導電性添加物３，４の代表的態様としては、少なくとも導電性粒子を用いるものが挙げられる。
更に、前記導電性添加物３，４としては、形状の同じものを用いることは必ずしも必要ではなく、形状の違いにより細かな抵抗調整を可能にするという観点から、形状の異なる導電性添加物３，４を用いてもよいことは勿論である。
ここで、形状の異なる導電性添加物３，４の代表的態様としては、導電性の粒子状フィラーと、長繊維型フィラーとを用いるものが挙げられる。
本態様においては、例えば長繊維型フィラーを用いると、伸び方向に長繊維型フィラーを配置すれば、弾性変形しても、抵抗が変化しない。
【００２０】
このように異なる弾性材の各々に予め大きさの異なる導電性添加物３，４を分散させると、図１（ａ）に示すように、各導電性添加物３，４が略均一に分散した状態に保たれる。
この点、一つの弾性材からなるベルト基材中に異なる大きさの導電性添加物を同時に分散させるという混練では、図１（ａ）に示すような均一な分散状態が得られず、導電性添加物が偏在若しくは凝集分散してしまう。
また、導電性添加物の分散度を上げるために、ベルト基材を長時間混練してしまうと、導電性添加物のうち、特に長繊維型フィラーなどが破壊され易いという不具合も生じてしまう。
【００２１】
また、導電性添加物３，４の代表例としては、少なくともカーボンブラック又は導電性金属酸化物を用いるものが挙げられる。
この場合、ベルト基材２の混練の際に添加すれば、体積抵抗値で１０^４〜１０^１２Ωの抵抗調整が可能である。
【００２２】
更に、搬送ベルト１は、ベルト基材２の表面にフッ素系樹脂又はシリコン系樹脂からなる保護層５を備えていてもよい。
このような構成にする事で、表面の摩擦抵抗の低減、電気特性の環境安定性、残留トナークリーニング性の向上が達成できる。特に、ゴムベルトの場合、モノマーの主鎖中に二重結合を有している物が多く、酸化などが起き易いが、保護層５で有効に保護される。
【００２３】
更に、ベルト基材２上に保護層５を有する搬送ベルト１にあっては、ベルト基材２の抵抗よりも保護層５の抵抗が高くなるように調整されることが好ましい。このような抵抗調整をする事により、例えば搬送ベルト１を中間転写ベルトとして使用する態様では、表面には転写電界がきちんと形成され、かつ、像担持体からの電荷の注入を防ぐことが可能である。
一方、ベルト基材２の抵抗が低い事により、電荷をリークさせ、転写電荷の履歴を消去するのに有効となる。
【００２４】
また、上述したように、保護層５については抵抗調整することが必要であるが、その調整は、例えばカーボンブラック及び導電性金属酸化物を含有させるようにすればよい。
この態様によれば、表面の摩擦抵抗の低減、電気特性の環境安定性、残留トナークリーニング性の向上が達成でき、これらの目的を達成できる物であれば、特に限定されるものではない。
【００２５】
更に、搬送ベルト１としては、各種製法で製作されるものを含むが、代表的には、シリンダ状の支持体中の内周面に該添加物を含んだベルト基材２を投入した後に、押出成形してエンドレスベルト状に成形したものが挙げられる。
また、ベルト基材２上に保護層５を設ける態様にあっては、導電性添加物３，４を含んだベルト基材２を成形した後に、ベルト基材２の表面に保護層５を形成するようにすればよい。
ここで、保護層５の形成には、ディップコート、スプレーコート、静電塗装、ロールコート等がある。
【００２６】
本発明は搬送ベルト１を対象とするものであるが、これに限られるものではなく、これを用いた画像形成装置をも対象とする。
この場合、本発明は、例えば図１（ｂ）に示すように、像担持体６及びこれに対向する搬送ベルト１を有し、像担持体６上に形成されたトナー像を搬送ベルト１若しくは搬送ベルト１上の記録材７に転写する画像形成装置において、前記搬送ベルト１として上述した搬送ベルトを使用することを特徴とするものである。
【００２７】
ここで、搬送ベルト１を中間転写ベルトとして使用する態様にあっては、図１（ｂ）に示すように、像担持体６上のトナー像を一次転写装置８ａにて搬送ベルト（中間転写ベルト）１に一次転写した後、搬送ベルト（中間転写ベルト）１上のトナー像を二次転写装置８ｂにて記録材７に二次転写する。
一方、搬送ベルト１を記録材保持ベルトとして使用する態様にあっては、図１（ｂ）に示すように、搬送ベルト（記録材保持ベルト）１上に記録材７を保持した後、像担持体６上のトナー像を転写装置８にて搬送ベルト（記録材保持ベルト）１上の記録材７に転写する。
【００２８】
また、図１（ｂ）に示す画像形成装置において、像担持体６及び搬送ベルト１のいずれか一方を駆動源とし、他方を従動回転させるようにする態様が好ましい。
本態様によれば、このような駆動構成にすることで、一方の駆動機構を省略することができ、その分、駆動コストを抑制できるほか、搬送ベルト１と像担持体６との駆動干渉からくる、搬送ベルト１の厚み変動や、プロセス方向の送り変動などの変動要因を除外することができる。
【００２９】
更に、図１（ｂ）に示す画像形成装置において、搬送ベルト１は複数の張架ロール９に張架され、ドラム状の像担持体６の形状に沿って接触配置されている態様が好ましい。
本態様によれば、搬送ベルト１を出来るだけ像担持体６の形状に沿わせる事で、転写の際のニップ域前後での無駄な空隙による放電をなくし、トナー像の飛び散りを防止することができる。
また、樹脂系の硬いベルトでは、像担持体６に対する押圧が高くなりすぎ、トナー像の中抜けなどが発生してしまうので、本態様では、弾性材料などを用いることで、低い接触圧で像担持体６との密着性を上げるようになっている。
更に、両者の接触面積を拡大することに伴って、前述した従動回転方式を採用し易くなり、その分、両者の駆動干渉に伴う像乱れを有効に防止することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図２は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態を示す。
同図において、画像形成装置は、感光体ドラム１０と、この感光体ドラム１０からトナー像を転写させるために前記感光体ドラム１０に一定領域にて感光体ドラム１０形状に沿うように接触する中間転写ベルト２０とを有する。
本実施の形態において、感光体ドラム１０は光の照射によって抵抗値が低下する感光層を備えたものであり、この感光体ドラム１０の周囲には、感光体ドラム１０を帯電する帯電装置１１と、帯電された感光体ドラム１０上に各色成分（本例ではイエロ、マゼンタ、シアン、ブラック）の静電潜像を書込む露光装置１２と、感光体ドラム１０上に形成された各色成分潜像を各色成分トナーにて可視像化するロータリ型現像装置１３と、前記中間転写ベルト２０と、感光体ドラム１０上の残留トナーを清掃するクリーニング装置１７とが配設されている。
【００３１】
ここで、帯電装置１１としては、例えば帯電ロールが用いられるが、コロトロンなどの帯電器を用いてもよい。
また、露光装置１２は感光体ドラム１０上に光によって像を書き込めるものであればよく、本例では、例えばＬＥＤを用いたプリントヘッドが用いられるが、これに限られるものではなく、ＥＬを用いたプリントヘッドでも、レーザビームをポリゴンミラーでスキャンするスキャナなど適宜選定して差し支えない。
更に、ロータリ型現像装置１３は各色成分トナーが収容された現像器１３ａ〜１３ｄを回転可能に搭載したものであり、例えば感光体ドラム１０上で露光によって電位が低下した部分に各色成分トナーを付着させるものであれば適宜選定して差し支えなく、使用するトナーも形状、粒径など特に制限はなく、感光体ドラム１０上の静電潜像上に正確に載るものであればよい。尚、本例では、ロータリ型現像装置１３が用いられているが、４台の現像装置を用いるようにしてもよい。
更にまた、クリーニング装置１７については、感光体ドラム１０上の残留トナーを清掃するものであれば、ブレードクリーニング方式を採用したもの等適宜選定して差し支えない。但し、転写率の高いトナーを使用する場合にはクリーニング装置１７を使用しない態様もあり得る。
【００３２】
また、中間転写ベルト２０は、図２に示すように、４つの張架ロール２１〜２４に掛け渡されるものであって、ロータリ型現像装置１３とクリーニング装置１７との間に位置する感光体ドラム１０面に沿う形で所定の接触領域だけ密着配置されている。
ここで、この中間転写ベルト２０と感光体ドラム１０とは夫々別駆動系で駆動されていてもよいが、本実施の形態では、中間転写ベルト２０が後述するように弾性ベルトであり、しかも、感光体ドラム１０の周面に沿って接触配置されていることから、中間転写ベルト２０は、例えば感光体ドラム１０を駆動源として、従動回転するようになっている。
【００３３】
そして、中間転写ベルト２０が感光体ドラム１０に密着した接触領域の一部には中間転写ベルト２０の裏側から一次転写装置としての一次転写ロール２５が接触配置されており、所定の一次転写バイアスが印加されている。
更に、中間転写ベルト２０の張架ロール２２に対向した部位には、二次転写装置としての二次転写ロール３０が張架ロール２２をバックアップロールとして対向配置されており、例えば二次転写ロール３０に所定の二次転写バイアスが印加され、バックアップロールを兼用する張架ロール２２が接地されている。
更にまた、中間転写ベルト２０の張架ロール２３に対向した部位には、ベルトクリーニング装置としてのクリーニングロール２６が配設されており、このクリーニングロール２６には所定のクリーニングバイアスが印加され、張架ロール２３が接地されている。
また、用紙などの記録材４０は、供給トレイ４１に収容されており、ピックアップロール４２にて供給された後、レジストロール４３を経て二次転写部位に導かれ、搬送ベルト４４を通じて定着装置４５へ搬送され、搬送ロール４６及び排出ロール４７を経て排出トレイ４８へと排出されるようになっている。
【００３４】
また、本実施の形態において、中間転写ベルト２０は、図３（ａ）に示すように、弾性を有するベルト基材５１と、このベルト基材５１の表面を被覆する保護層５２とを備えている。
ここで、本実施の形態で用いられるベルト基材５１としては、異なる二種類以上の弾性材、例えばクロロプレンゴム（ＣＲ）とＥＰＤＭとをブレンドした材料が用いられている。
【００３５】
ベルト基材５１の製法については任意の製法を用いて差し支えないが、例えば以下のように製造される。
すなわち、ベルト基材５１を製造する工程は、異なる弾性材のうち分散量の多い弾性材であるクロロプレンゴム（ＣＲ）に対し第１の導電性フィラー６１を混入分散させ、また、分散量の少ないＥＰＤＭに対し第２の導電性フィラー６２を混入分散させた後、これらのクロロプレンゴムとＥＰＤＭとをミキサーで混練させ、加硫剤を加えて押し出し成形を行う。
ここで、クロロプレンゴムをＡ、ＥＰＤＭをＢとし、導電性フィラー６１，６２夫々の大きさをＡｄ，Ｂｄ、また、夫々の分散量をＡｍ，Ｂｍとすれば、ベルト基材５１分散量がＡ＞Ｂである時、Ａｄ＜Ｂｄ、かつ、Ａｍ＞Ｂｍになるように予め調整されていればよい。
【００３６】
また、導電性フィラー６１，６２として、図３（ａ）に示すように、いずれも粒子状フィラーを用いる場合、導電性フィラー６１，６２の大きさとしては夫々の粒子径が用いられる。
この場合において、導電性の粒子状フィラーとしては、カーボンブラックを始め、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、酸化亜鉛、チタン酸カリウム、酸化スズ、グラファイト、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６などの金属塩、各種４級アンモニューム塩などが挙げられる。
【００３７】
また、導電性フィラー６１，６２としては、図３（ａ）に示すように同じ形状のものを使用するほか、図４（ａ）に示すように、形状の異なるものを使用することができる。
図４（ａ）では、導電性フィラー６１として粒子状フィラーを用いる一方、導電性フィラー６２として長繊維型フィラーを用いる態様が示されている。
ここで、長繊維型フィラーとしては、例えばホイスカー炭素繊維、ガラス繊維に金属メッキを施したものが用いられる。
そして、長繊維型フィラーの大きさとしては、繊維長さが用いられるが、繊維長さとしては、０．２〜０．５μｍや１０〜２０μｍのものまで広範囲にあり、適宜寸法のものが選定される。
【００３８】
更に、本実施の形態では、異なる弾性材に対して混入分散される導電性フィラー６１，６２の大きさ、分散量を上述したように選定しているが、例えばベルト基材５１分散量がＡ＞Ｂである時、Ａｄ＜Ｂｄ、かつ、Ａｍ≦Ｂｍのように選定すると、図３（ｂ）若しくは図４（ｂ）に示すように、ベルト基材５１中で導電性フィラー６１’，６２’が偏在若しくは凝集してしまい、抵抗特性がばらつく要因になり、好ましいとは言えない。
【００３９】
上記混練したベルト基材５１、すなわち、予備成形後のベルト基材を押出成形する場合には、加硫マンドレルといわれる金属製のベルト内径と同サイズの外径を持つシリンダに混練したベルト基材を覆い被せた状態で所定条件（例えば１５０℃で約１時間）にて加硫させ、しかる後に、必要とするモジュラスに応じて時間を変更しながら所定条件（例えば１１０℃で１５時間）にて二次加硫を行う。その後、研磨用マンドレルにベルト基材を被せてベルト基材の内周面と外周面とを研磨し、表面の平滑性を得るようにする。
【００４０】
このようにしてベルト基材５１を作成した後、ベルト基材５１の表面に保護層５２が形成される。
この保護層５２の材料は、摩擦抵抗低減、表面粗さ低減による残留トナークリーニング性の向上という目的を達成できるものであれば、特に限定されるものではないが、一般的に、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテルの共重合体、又は、フッソ系樹脂ポリマーをアルコール可溶性ナイロン系、シリコーン樹脂系、などに溶解、分散した塗料を使用する事ができる。
これらの保護層５２はディップコート、スプレーコート、静電塗装、ロールコートなどにより塗布する事が可能で、膜厚は５μｍ〜２０μｍ程度が適当である。あまり厚く塗布してしまうと、下層の弾性力が阻害されて、転写の際に、トナー像との密着性が低下してしまう。
【００４１】
この中間転写ベルト２０の抵抗について説明する。
基本的にベルト基材５１の部分は１０^４〜１０^１１Ω、最表層の保護層５２は１０^９〜１０^１４Ωになるように調整し、高電圧印加時の絶縁耐圧を確保するために全体で、体積抵抗値が１０^７〜１０^１２Ω程度になるように膜厚調整をするのが好ましい。
【００４２】
次に、本実施の形態モデルに係る画像形成装置を用いて、本実施の形態に係る画像形成装置の性能を評価する。
ここで、本実施の形態モデルは以下の通りである。
図２において、感光体ドラム１０はＯＰＣ感光体を使用し、現像装置１３には非磁性一成分方式の現像方式が使用されている。
潜像電位は−１００Ｖ、背景部電位は−３５０Ｖ、現像ロールはＲａ０．１〜５．０μｍ程度の凹凸を設け、アルミニウムなどを切削加工したもので、他に表面に導電粉を分散させた樹脂層を形成したものでもよい。今回はΦ１０のアルミニウムを切削加工の後に、サンドブラスト処理をし、表面に陽極酸化処理を施したものを使用した。また、帯電方法はコロナ放電による非接触帯電である。
【００４３】
現像ロール上のトナー層形成方法はシリコーンゴムで、硬度がＪＩＳ−Ａで、５０〜６０度程度のものを、ドクター方式で現像ロールに圧接させたものを使用し、その圧力は１５〜２０ｇ／ｃｍ^２程度に設定した。
次に、使用するトナーはスチレン樹脂、アクリル樹脂若しくはポリエステル樹脂などの各種熱可塑性樹脂中に顔料や含金属アゾ染料系などの極性制御材を分散し粉砕、分級により５〜８μｍ（平均粒径７μｍ）の大きさにしたものを使用した。
具体的には、富士ゼロックス社製、Ａ　ＣＯＬＯＲ　９３５用のイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックトナーを使用した。
【００４４】
次に、一次転写ロール２５は、Φ１５の半導電性スポンジ材からなる体積抵抗率が１０^８Ω・ｃｍ　程度のものを使用した。
また、定着装置４５は定着ロールと加圧ロールとを圧接したものであり、定着ロールはΦ４０のＳＵＳ材で、厚さ０．５ｍｍのものを使用し、熱源には定格電力が５５０Ｗのタングステンランプを使用した。
一方、定着時の圧力ロールはΦ３０のアルミニウムの円筒に肉厚が約５０μｍ程度のゴムの弾性層を付けたものを使用した。
【００４５】
更に、今回使用した中間転写ベルト２０は以下の通りである。
実施の形態モデル１で使用したベルト基材５１は、クロロプレンにＥＰＤＭを混練させ、抵抗調整に、夫々の弾性材に対し導電性フィラーとして、粒子径の異なる粒子状フィラー（例えばケッチェンブラック）を混入分散させ、ミキサーで混練させた後、加硫剤を加えて押し出し成形を行った。
また、実施の形態モデル２で使用したベルト基材５１は、クロロプレンにＥＰＤＭを混練させ、抵抗調整に、クロロプレンゴムに対し長繊維型フィラー（例えば中空フィラー）を、ＥＰＤＭに対し大粒径の粒子状フィラー（例えばケッチェンブラック）を混入分散させ、ミキサーで混練させた後、加硫剤を加えて押し出し成形を行った。
【００４６】

【００４７】
○実施の形態モデル２導電性フィラーとして、粒子状フィラーと、長繊維型フィラーとを用いた点を除いて実施の形態モデル１と同様である。

【００４８】
上記混練したベルト基材５１を約１５０℃で１時間、金属製のマンドレルに覆い被せた状態で加硫させ、さらに、１１０℃で１５時間調質が行われる。その後、研磨を両面に対して、同様に研磨用マンドレルで研磨し表面の平滑性を得た。その後、ＰＴＦＥ樹脂を混入させた、オーバーコート剤をスプレーガンにて厚さ１０μｍになるように、マンドレルを回転させながら塗布し、オーブンにて１５０℃で約５ｍｉｎ程度乾燥させて、表面粗さで、Ｒｚ２．０μｍ〜８．０μｍを得た。
【００４９】
また、今回使用した保護層５２の材料は、４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）を含有したウレタン変性エマルション塗料と硬化剤であるシランカップリング剤で構成されたＪＬＹ−８４１　Ｂ（日本アチソン社製）塗料を静電塗装法により塗装し、膜厚５μｍの導電性保護層を形成した。ちなみに、電気抵抗はＤＣ５００Ｖ印加時に、ベルト基材５１込みで１０^１１．５Ω・ｃｍであった。
また、中間転写ベルト２０が回転するプロセススピードは、１０５ｍｍ／ｓｅｃ（Ａ４横：２０ｐｐｍ相当）にて実施した。
【００５０】
このように成形された中間転写ベルト２０（例えば実施の形態モデル１）で、張架ロール上にセットして５ｋｇのテンションをかけた状態で、ベルト基材５１自体の硬度は、ＪＩＳ−Ａ硬度で約７０°であった。ちなみに、この硬度測定は、島津製作所製ダイナミック超微小硬度計（ＤＵＨ　２０１）を用い、三角錘圧子、変位フルスケール１０μｍ、試験荷重０．２５ｋｇｆ、負荷速度０．０１４５ｇｆ／ｓｅｃで、保持時間５ｓｅｃの条件で測定した。
表面抵抗は、１０^１１Ω／□で、体積抵抗値は１０^７．７Ωであった。
【００５１】
この状態のまま、回転させつづけても、図５に示すように、比較の形態モデル１，２に比べて、実施の形態モデル１の体積抵抗の上昇は高温／高湿環境下においても認められなかった。
尚、ここでいう比較の形態モデル１，２は、一つの弾性材からなるベルト基材に導電性フィラーを分散させたモデル（比較の形態モデル１は一種類のベルト基材に一つの粒子系の導電性粒子を入れたケース、比較の形態モデル２は一種類のベルト基材に一つの長繊維型フィラーを入れたケース）を示す。
【００５２】
また、実施の形態モデル２（長繊維型フィラーを使用）において同様な実験を行ったところ、図６に示すように、比較の形態モデル３（一種類の粒子状フィラーのみを分散させたモデル）に比べて、実施の形態モデル２の体積抵抗の上昇は高温／高湿環境下においても認められなかった。
特に、長繊維型フィラーは、粒子状フィラーよりも圧縮変形した際においてベルト基材５１内部の導電パスが多くなるため、ベルト基材５１の酸化等による劣化が原因で抵抗上昇しようとしても、当該抵抗上昇をある程度抑制することが可能である。
【００５３】
また、本実施の形態においては、感光体ドラム１０上に各色成分トナー像が順次形成され、一次転写ロール２５の転写電界により中間転写ベルト２０上に順次一次転写される。
しかる後、この中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像は二次転写ロール３０の転写電界により記録材４０に二次転写され、定着工程へと運ばれる。
今回、本実施の形態では、感光体ドラム１０の駆動により、中間転写ベルト２０を従動回転させるようにしたため、中間転写ベルト２０の駆動制御コストを大幅に削減できた。
また、一次転写での中間転写ベルト２０の感光体ドラム１０への接触幅が例えば５０ｍｍ以上と非常に広く設定されるため、中間転写ベルト２０に対し安定した従動が実現でき、しかも、無駄な転写ニップ前後での空隙がないため、放電によるトナーの飛び散りがない状態で一次転写される。
【００５４】
その後、中間転写ベルト２０に残留した未転写トナーはベルトクリーニング装置であるクリーニングロール２６により静電的に回収され、再度像形成工程へと中間転写ベルトが運ばれていく。
尚、クリーニングされた中間転写ベルト２０に残留電荷が残っている場合には、必要に応じて除電機構を設ける場合もある。但し、本実施の形態モデルの導電性フィラー自身の抵抗を下げたり、導電性フィラーの分散量の調整で、ベルト基材５１の体積抵抗をある程度低く調整すれば、除電機構を新たに設ける必要が無い事が実験的に確認されている。
【００５５】
以上により、本実施の形態によれば、原材料の安い異なる弾性材からなるベルト基材５１を使用し、各弾性材へ分散させる導電性フィラーを工夫することにより、一度の成形工程で、ベルト基材５１の伸長に伴う抵抗変化を抑制するようにしたので、製造工程を複雑にすることなく、中間転写ベルト２０を張架した際の伸長や、吸湿時の膨潤に伴って体積抵抗が上昇する事態を有効に抑制することができ、中間転写ベルト２０の抵抗特性を安定させることができる。
更に、本形態モデルによれば、感光体ドラム１０の駆動により、中間転写ベルト２０を従動回転させるようにしたため、中間転写ベルト２０の駆動制御コストを大幅に削減でき、また、中間転写ベルト２０が幅広く感光体ドラム１０の周面に沿うように接触しているため、トナー像の乱れや、飛び散りなどがない高画質が得られた。
【００５６】
尚、本実施の形態においては、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０とはオーバーラップした状態で接触配置されており、しかも、中間転写ベルト２０が感光体ドラム１０からの駆動力に基づいて従動回転するようになっているが、これに限定されるものではなく、例えば図７に示す変形形態のように、感光体ドラム１０、中間転写ベルト２０が別々の駆動系を持ち、しかも、感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト２０を線接触させるようにした態様（実施の形態１と同様な構成要素については同様な符号を付す）にも本件発明を適用できることは勿論である。
【００５７】
◎実施例１
本実施の形態に係る中間転写ベルトを使用し、中間転写ベルトの抵抗変化とプリント性能を把握するために下記の様な構成で実験を行った。基本的なプロセス全体の構成は図２と略同様の構成がとられており、中間転写ベルト自体の構成も図３（ａ）と同様の構成がとられたものを使用している。

【００５８】
上記のような構成で作成された中間転写ベルト２０をテンション５ｋｇ（片側張架時）で張架し、中間転写ベルト２０を上記プロセススピードで回転させても、体積抵抗の上昇はなく、中間転写ベルト２０が広範囲にわたり感光体ドラム１０へ接触しているため、トナーの飛び散りや中抜けのない高品位な画像が得られた。
【００５９】
◎実施例２
上記の基本構成は変えずに、中間転写ベルト２０のクロロプレン側に粒子状フィラー２０重量部を混入させ、ＥＰＤＭ側に長繊維型フィラー（軸径２μｍ、軸長２０μｍ）１０重量部を分散させた。このように、中間転写ベルト２０を使用する張架条件に対しても制御が可能になる。
更に、高温高湿下に放置しても、環境変動による中間転写ベルト２０の体積抵抗の上昇は認められなかった。また、安定してトナー像の飛び散りのない高品位な画像が得られた。
尚、この時使用した用紙は富士ゼロックス社製　Ｒ紙を使用した。
【００６０】
◎実施例３
実施例１の構成のまま、中間転写ベルト２０と感光体ドラム１０との接触する長さを、二倍の６０ｍｍに変更し、一時転写での転写ロールの押圧力を２００ｇｆ／ｃｍ^２で行った。
このような構成にすることにより、感光体ドラム１０の駆動による中間転写ベルト２０の従動性がより安定し、弾性層によるトナー像への押圧力も低下する事から、一次転写時でのトナー像の中抜けや、飛び散りがない高品位な画像が安定して得られた。
【００６１】
◎実施例４
実施例２の構成のまま、ベルト基材５１をクロロプレンからウレタンゴムに変更し、中間転写ベルト２０自体のヤング率を、３０Ｍｐａから５０Ｍｐａに変更した。
この条件では、中間転写ベルト２０自体の張架による伸長率の変化は縮小し、長繊維型フィラー自体の分散量も１０重量部で済み、製造時にかかる表面性の確保が容易であった。同様に環境変動を含めても、クロロプレンゴムよりも張架力が安定しており、安定して高品位のカラー画像が得られた。
【００６２】
◎実施例５
実施例３の構成のベルト基材５１に三種類目の弾性材ＭＢＲを分散させ、中間転写ベルト２０の表層に、フッソ系樹脂ポリマーであるＰＶｄＦをディップコートして厚さ約１０μｍの保護層５２を得た。このようにトナーに対して離型しやすい材料を表面に構成することで、中間転写ベルト２０の転写残留トナーを回収しやすくなり、安定して高品位のカラー画像を得る事ができた。
【００６３】
◎比較例１
実施例１と略同様な構成で、一種類の弾性材に粒径（０．３μｍ）のケッチェンブラックを５０重量部にして混練したが、抵抗測定をしたところ、高湿下での放置で０．６桁抵抗が上昇してしまった。
【００６４】
◎比較例２
実施例１と略同様な構成で、長繊維型フィラー及び粒状状フィラー（カーボンブラック）について夫々３０重量部、１５重量部を一種類の弾性材（クロロプレンゴム）側に分散させたが、混練の際、お互いが凝集分散してしまった。
【００６５】
ここで、実施例１〜５及び比較例１，２における性能評価（体積抵抗変動、転写効率、従動性／ブラー）を図８に示す。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、異なる二種類以上の弾性材からなるベルト基材を前提とし、夫々の弾性材に対する導電性添加物の大きさ、分散量の最適化を図り、ベルト基材の伸長率や吸湿に伴う導電性添加物の分散状態の変化を抑えるようにしたので、搬送ベルトの伸長、吸湿に伴う膨潤を容認しながら、搬送ベルトの伸長、膨潤に伴う抵抗変化を有効に防止でき、もって、搬送ベルトの抵抗特性を安定させることができる。
また、本発明にあっては、異なる弾性材からなるベルト基材を前提とし、夫々の弾性材に大きさ、分散量の異なる導電性添加物を分散させればよいため、搬送ベルトを製造するに当たり、ベルト基材の成型工程が特に複雑化することはなく、搬送ベルトの製造コストが不必要に嵩む懸念はない。
更に、このような搬送ベルトを用いた画像形成装置によれば、搬送ベルトの伸長、吸湿による膨潤に伴う抵抗変化を効果的に抑制でき、もって、像担持体から搬送ベルト（中間転写ベルト）若しくは搬送ベルト（記録材保持ベルト）上の記録材への転写性能を常時良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係る搬送ベルトの概要を示す説明図、（ｂ）は本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図３】（ａ）は実施の形態で用いられる中間転写ベルトの構成を示す説明図、（ｂ）は比較の形態で用いられる中間転写ベルトの構成を示す説明図である。
【図４】（ａ）は実施の形態で用いられる中間転写ベルトの他構成を示す説明図、（ｂ）は比較の形態で用いられる中間転写ベルトの他構成を示す説明図である。
【図５】実施の形態モデル１における中間転写ベルトのベルト伸長率と体積抵抗値との関係を示すグラフ図である。
【図６】実施の形態モデル２における中間転写ベルトのベルト伸長率と体積抵抗値との関係を示すグラフ図である。
【図７】変形の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図８】実施例１〜５及び比較例１，２についての体積抵抗変動、転写効率、従動性／ブラーの評価結果を示す説明図である。
【図９】（ａ）は従来における弾性ベルトの伸長時における変化を示す説明図、（ｂ）は従来における弾性ベルトの吸湿時における変化を示す説明図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は従来における弾性ベルトの夫々別異の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１…搬送ベルト，２…ベルト基材，３，４…導電性添加物，５…保護層，６…像担持体，７…記録材，８…転写装置，８ａ…一次転写装置，８ｂ…二次転写装置，９…張架ロール

Claims (11)

1. 異なる二種類以上の弾性材を混合したベルト基材からなり、各々の弾性材に導電性添加物を分散させ、ベルト基材の抵抗を調整した搬送ベルトであって、
   異なる弾性材をＡ，Ｂ、夫々の分散導電性添加物の大きさをＡｄ，Ｂｄ、夫々の分散導電性添加物量をＡｍ，Ｂｍとすれば、
   ベルト基材分散量がＡ＞Ｂの時、Ａｄ＜Ｂｄ、かつ、Ａｍ＞Ｂｍになるように予め調整されていることを特徴とする搬送ベルト。
2. 請求項１記載の搬送ベルトにおいて、
   異なる弾性材に分散せしめられる導電性添加物として少なくとも導電性粒子を用いることを特徴とする搬送ベルト。
3. 請求項１記載の搬送ベルトにおいて、
   異なる弾性材に分散せしめられる導電性添加物として形状の異なる導電性添加物を用いることを特徴とする搬送ベルト。
4. 請求項３記載の搬送ベルトにおいて、
   異なる弾性材に分散せしめられる導電性添加物として、導電性の粒子状フィラーと、長繊維型フィラーとを用いることを特徴とする搬送ベルト。
5. 請求項１記載の搬送ベルトにおいて、
   異なる弾性材に分散せしめられる導電性添加物として少なくともカーボンブラック又は導電性金属酸化物を用いることを特徴とする搬送ベルト。
6. 請求項１記載の搬送ベルトにおいて、
   ベルト基材の表面にフッ素系樹脂又はシリコン系樹脂からなる保護層を備えたことを特徴とする搬送ベルト。
7. 請求項６記載の搬送ベルトにおいて、
   保護層中にカーボンブラック又は導電性金属酸化物を含有することを特徴とする搬送ベルト。
8. 請求項１記載の搬送ベルトにおいて、
   ベルト基材よりも表面層の方が高抵抗になるように抵抗調整されていることを特徴とする搬送ベルト。
9. 像担持体及びこれに対向する搬送ベルトを有し、像担持体上に形成されたトナー像を搬送ベルト若しくはこの搬送ベルト上の記録材に転写する画像形成装置において、
   前記搬送ベルトとして請求項１ないし８いずれかに記載の搬送ベルトを使用することを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項９記載の画像形成装置において、
    像担持体及びこれに対向する搬送ベルトのいずれか一方を駆動源とし、他方を従動回転させることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項９記載の画像形成装置において、
    搬送ベルトは複数の張架ロールに張架され、ドラム状の像担持体の形状に沿って接触配置されていることを特徴とする画像形成装置。

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