無端ベルト及び画像形成装置
【課題】無端ベルトの装着条件及び画像形成条件等にかかわらず、長期間にわたって高品質の画像を形成することのできる無端ベルト及びこの無端ベルトを備えた画像形成装置を提供すること。
【解決手段】ベルト基層２と、前記ベルト基層２の外周面に形成された発泡体弾性層３Ａと、前記発泡体弾性層３Ａの外周面に形成された表皮層４Ａとを備えた無端ベルト１Ａ、及び、この無端ベルト１Ａを備えた画像形成装置。この無端ベルト１Ａは、セル７を含有する発泡体弾性層３Ａを備えているから、ベルト基層２が樹脂組成物によって形成されていても、また、無端ベルト１Ａの装着条件及び画像形成条件等を詳細に設定しなくても、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を発泡体弾性層３Ａが長期間にわたって効果的に吸収することができる。
【解決手段】ベルト基層２と、前記ベルト基層２の外周面に形成された発泡体弾性層３Ａと、前記発泡体弾性層３Ａの外周面に形成された表皮層４Ａとを備えた無端ベルト１Ａ、及び、この無端ベルト１Ａを備えた画像形成装置。この無端ベルト１Ａは、セル７を含有する発泡体弾性層３Ａを備えているから、ベルト基層２が樹脂組成物によって形成されていても、また、無端ベルト１Ａの装着条件及び画像形成条件等を詳細に設定しなくても、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を発泡体弾性層３Ａが長期間にわたって効果的に吸収することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端ベルト及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、長期間にわたって高品質の画像を形成することのできる無端ベルト及びこの無端ベルトを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式画像形成装置には、金属製ドラム体又は弾性ローラに代えて、又は、これらに加えて、熱可塑性樹脂等によって形成された無端ベルトが用いられる。このような無端ベルトとしては、例えば、転写ベルト、中間転写ベルト、転写搬送ベルト、搬送ベルト、現像ベルト、感光ベルト及び定着ベルト等が挙げられる。これらの無端ベルトは、常に張力がかけられた状態で、複数の支持ローラに張架されて、無限軌道上を走行する。
【０００３】
このような無端ベルトとしては、例えば、「導電性カーボンを配合したポリカーボネートの継目のないチューブ状フィルムを軸方向と直角の方向に所定長さに切断して得られ、フィルム各部の表面電気抵抗が１０５〜１０１３Ω／□の範囲にあり且つ表面電気抵抗の最大値に対する最小値の比が０．０１以上の範囲にあることを特徴とする、継目のない半導電性ベルト」が挙げられ（特許文献１参照。）、また、「被転写物に転写された静電画像を定着する定着・加圧ベルトにおいて、ポリアミドイミド樹脂からなるベルト本体と、このベルト本体の表面にシリコーンゴムの被覆層を形成したことを特徴とする定着・加圧ベルト」が挙げられる（特許文献２参照。）。
【０００４】
無端ベルトを用いた画像形成装置において高品質の画像を形成するには、無端ベルトが複数の支持ローラ間を安定して走行することに加えて、無端ベルトが無限軌道上を走行する際に、所望の当接面積及び当接圧力等で被当接体に当接又は圧接するように、無端ベルトを画像形成装置における所定の位置に装着する必要がある。
【０００５】
ところが、特許文献１に記載の無端ベルトは、例えば、実施例１等のように、通常、樹脂材料で単層構造に形成されるから、基本的に被当接体に対して線接触にて当接する。それ故、この無端ベルトは、通常、無限軌道上を走行する際に、所望の当接面積及び当接圧力等で被当接体に当接又は圧接するように、画像形成装置に装着されることは難しい。そのため、この無端ベルトを画像形成装置に装着する場合には、無端ベルト及び支持ローラ等の寸法精度、無端ベルトの装着方法等の装着条件等を詳細に設定する必要がある。さらに、所望の当接面積及び当接圧力等で被当接体に当接又は圧接するように無端ベルトを画像形成装置に装着することができても、特許文献１に記載の無端ベルトは導電性カーボンを配合したポリカーボネートのチューブ状フィルムであるから、画像形成時の環境等の画像形成条件等が変化すると、また、この無端ベルトが長期間にわたって張力がかけられた状態で支持ローラに張架されると、無端ベルトの延伸等による張力変化及び／又は蛇行走行等によって、所望のように調節した当接面積及び当接圧力等が次第に変化し、その結果、長期間にわたって高品質の画像を形成することができないことがある。
【０００６】
また、特許文献２に記載の定着・加圧ベルトは、ポリアミドイミド樹脂からなるベルト本体の表面にシリコーンゴムの被覆層が形成されているが、このシリコーンゴムの被覆層は５０〜１００μｍ程度（特許文献２の第２頁右欄第２６行〜第２７行）に薄く形成されるから、シリコーンゴムの被覆層は、ポリアミドイミド樹脂から成るベルト本体の特性を改善するほどの効果を発揮することができず、その結果、特許文献２に記載の定着・加圧ベルトも、前記問題を十分に解決することはできないと予想される。
【０００７】
【特許文献１】特開平３−８９３５７号公報
【特許文献２】実公平６−３３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、前記問題を解消することを目的とし、長期間にわたって高品質の画像を形成することのできる無端ベルト及びこの無端ベルトを備えた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】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、ベルト基層と、前記ベルト基層の外周面に形成された発泡体弾性層と、前記発泡体弾性層の外周面に形成された表皮層とを備えた無端ベルトであり、
請求項２は、前記表皮層の外周面にコート層を備えた請求項１に記載の無端ベルトであり、
請求項３は、請求項１又は２に記載の無端ベルトを備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る無端ベルトは、ベルト基層の外周面に発泡体弾性層を備えているから、ベルト基層が樹脂組成物によって形成されていても、また、無端ベルトの装着条件及び画像形成条件等を詳細に設定しなくても、無端ベルトと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を前記発泡体弾性層が長期間にわたって効果的に吸収することができる。したがって、この発明によれば、長期間にわたって高品質の画像を形成することのできる無端ベルトを提供することができる。
【００１１】
また、この発明によれば、この発明に係る無端ベルトを備えているから、長期間にわたって高品質の画像を形成することのできる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の一例である無端ベルトを図面に基づいて説明する。無端ベルト１Ａは、図１及び図２に示されるように、ベルト基層２と、前記ベルト基層２の外周面に形成された発泡体弾性層３Ａと、前記発泡体弾性層３Ａの外周面に形成された表皮層４Ａとを備えている。
【００１３】
ベルト基層２は、図１に示されるように、後述する樹脂組成物によって、環状に形成されて成る。ベルト基層２は、図１及び図２に示されるように、単層構造とされているが、ベルト基層２は、二以上の層を積層した多層構造とされてもよい。ベルト基層２の厚さは、特に限定されないが、通常、例えば、０．０３〜１ｍｍであるのが好ましく、０．０４〜０．２ｍｍであるのがより好ましく、０．０５〜０．１５ｍｍ程度であるのが特に好ましい。ベルト基層２の厚さが０．０３ｍｍ未満であると、ベルト基層２及び無端ベルト１Ａの機械的強度が低下することがあり、一方、１ｍｍを超えると、ベルト基層２及び無端ベルト１Ａの可撓性が低下し、耐久性に劣ることがある。ベルト基層２の幅及び内周径は、無端ベルト１Ａの用途等、すなわち、画像形成装置に配設される位置（構成部分）、張架される複数のローラ間隔等に応じて、任意に設定される。その一例を挙げると、例えば、ベルト基層２の幅は２００〜３５０ｍｍであり、内周径は３５０〜２，５００ｍｍである。
【００１４】
前記発泡体弾性層（以下、弾性層と称することがある。）３Ａは、後述するゴム組成物によって、ベルト基層２の外周面に形成されて成る。この弾性層３Ａは、図１及び図２に示されるように、ベルト基層２の外周面全面に形成されるのが好ましいが、無端ベルト１Ａの用途等に応じて、ベルト基層２の外周面の一部に形成されてもよい。
【００１５】
弾性層３Ａは、図２に示されるように、その内部及び／又は弾性層３Ａと前記表皮層４Ａとの境界近傍にセル７（図１において図示しない。）を有していればよく、弾性層３Ａに有するセル７は、図２に示されるように、互いに他のセル７に接することのない若しくは連通することのない状態（独立セル状態と称する。）であってもよく、他のセル７に接し若しくは連通している状態（連通セル状態と称する。）であってもよく、又は、前記独立セル状態と前記連通セル状態とが共存する状態であってもよい。このセル７は、弾性層３Ａに均一に分散又は散在しているのがよい。
【００１６】
弾性層３Ａがセル７を有していると、弾性層３Ａの硬度等を容易に調節することができ、その結果、前記ベルト基層２が前記樹脂組成物によって形成されていても、また、無端ベルト１Ａの装着条件（例えば、無端ベルト１Ａにかかる張力、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等）及び画像形成条件等を詳細に設定しなくても、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができる。
【００１７】
セル７は、無端ベルト１Ａの用途等に応じて、及び／又は、弾性層３ＡのアスカーＣ硬度が後述する範囲内となるように、その大きさ等の物性が決定されるのが好ましい。例えば、セル７は、平均セル径が１００〜８００μｍであるのが好ましく、２００〜４００μｍであるのが特に好ましい。セル７が前記範囲内の平均セル径を有すると、無端ベルト１Ａとしたときに、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができる。セル７の平均セル径は、弾性層３Ａの表面又は断面の約２ｍｍ２の領域を電子顕微鏡で観察したときの観察視野内に存在するセル７における最大径（各セルの開口部における最大長さ）についての算術平均で求めることができる。
【００１８】
また、セル７は、最小セル径ｒｍｉｎに対する最大セル径ｒｍａｘの割合（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）が１．５以下であるのが好ましく、１．４５以下であるのがより好ましく、１．４以下であるが特に好ましい。セル７が前記範囲のｒｍａｘ／ｒｍｉｎを有すると、弾性層３Ａの物性が均一になり、無端ベルト１Ａとしたときに、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたってより一層効果的に吸収することができる。なお、前記ｒｍａｘ／ｒｍｉｎの下限は、１であるのがよいが、１．２程度でもこの発明の目的を十分に達成することができる。最小セル径に対する最大セル径の割合（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）は、弾性層３Ａの表面又は断面の約２ｍｍ２の領域を電子顕微鏡等で観察し、観察視野内に存在する複数のセルにおいて、各セルの開口部における最大長さを測定し、測定された最大長さをセルのセル径ｒとして、最小セル径ｒｍｉｎを有するセルに対する最大セル径ｒｍａｘを有するセルのセル径比（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）を算出することにより、求めることができる。なお、観察は複数の領域、例えば、３箇所の領域で行い、それらを平均するのがよい。
【００１９】
セル７は、そのセル径の標準偏差σが０．１０以下であるのが好ましく、０．０７以下であるのがより好ましく、０．０５以下であるが特に好ましい。セル径が前記範囲の標準偏差σを有すると、弾性層３Ａの物性が均一になり、無端ベルト１Ａとしたときに、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたってより一層効果的に吸収することができる。ここで、セル径の標準偏差σは常法により求めることができる。具体的には、弾性層３Ａの表面又は断面の約２ｍｍ２の領域を電子顕微鏡等で観察し、観察視野内に存在する各セル７の開口部における最大長さを測定し、測定された最大長さをセルのセル径とし、標準偏差σを求めることができる。なお、観察は複数の領域、例えば、３箇所の領域で行い、好ましくは、弾性層３の表面、弾性層３の軸線方向に沿って切断された切断面、及び、弾性層３の厚さ方向に沿って切断された切断面のうちから任意に３箇所の観察領域を選択する。
【００２０】
セル７は、周囲に存在する他のセル７との距離（以下、セル間距離と称することがある。）が、例えば、０．１〜０．６ｍｍであるのが好ましく、０．１〜０．３ｍｍであるのが特に好ましい。セル間距離が前記範囲内にあると、無端ベルト１Ａとしたときに、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができる。セル７の距離は、弾性層３Ａの表面又は断面の約２ｍｍ２の領域を電子顕微鏡で観察し、観察視野内に存在する複数のセル７において、ある特定のセル７と、その周囲に存在する複数のセルとの中心間距離の算術平均で求めることができる。
【００２１】
セル７の形状は、特に限定されず、例えば、図２に示されるように、略球状であってもよく、また、楕円形、不定形であってもよく、また、複数のセルが連通して管状となっていてもよい。
【００２２】
弾性層３Ａは、前記セル７を複数有していればよいが、そのアスカーＣ硬度が１０〜５０であるのが好ましい。弾性層３ＡのアスカーＣ硬度が前記範囲内にあると、前記ベルト基層２が前記樹脂組成物によって形成されていても、また、無端ベルト１Ａの装着条件及び画像形成条件等を詳細に設定しなくても、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を、弾性層３Ａが長期間にわたって効果的に吸収することができる。弾性層３Ａが、前記当接面積及び当接圧力等の変化をより長期間にわたって、かつ、所望のように吸収することができる点で、弾性層３ＡのアスカーＣ硬度は、１０〜３０であるのがより好ましく、１０〜２０であるのが特に好ましい。弾性層３ＡのアスカーＣ硬度は、ベルト基層２の外周面に形成された状態で、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して測定することができる。弾性層３ＡのアスカーＣ硬度は、例えば、弾性層３Ａを形成するゴム組成物に含有されるゴム及び発泡剤等の種類を選択し、及び／又は、それらの含有量等を変更することにより、調整することができる。
【００２３】
また、弾性層３Ａは、その密度が０．１〜０．６ｇ／ｃｍ３であるのが好ましい。弾性層３Ａの密度が前記範囲内にあると、無端ベルト１Ａとしたときに、無端ベルト１Ａの撓み等による無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の低下を防止することができる。前記当接面積及び当接圧力等の低下を所望のように防止することができる点で、弾性層３Ａの密度は、０．２〜０．５ｇ／ｃｍ３であるのがより好ましく、０．３〜０．４ｇ／ｃｍ３であるのが特に好ましい。弾性層３Ａの密度は、無端ベルト１Ａに形成された弾性層３を切り出した試験片、又は、弾性層３と同様のゴム組成物を同様の条件で成形して成る試験片を準備し、重量秤を用いて常法により測定することができる。なお、図２に示されるように、弾性層３と表皮層４とが一体に形成される場合には、弾性層３の密度は、弾性層３Ａと表皮層４Ａとを１つの層と考えたときの密度をいう。
【００２４】
無端ベルト１Ａに導電性が要求される場合には、弾性層３Ａは、その体積抵抗率（ρｖ）が１×１０９〜１×１０１３Ω・ｃｍであるのが好ましく、１×１０１０〜１×１０１２Ω・ｃｍであるのが特に好ましい。体積抵抗率（ρｖ）が前記範囲内にあると、無端ベルト１Ａを画像形成装置に使用した場合に、高品質の画像を形成することができる。体積抵抗率（ρｖ）は、体積抵抗測定装置（三菱化学株式会社製、商品名：Ｈｉｒｅｓｔａ−ＵＰ、使用プローブ：ＵＲＳ）により測定することができる。
【００２５】
弾性層３Ａの厚さは、特に限定されないが、通常、例えば、０．１〜３ｍｍであるのが好ましく、０．５〜２ｍｍであるのがより好ましく、１〜１．５ｍｍ程度であるのが特に好ましい。弾性層３Ａの厚さが、０．１ｍｍ未満であると、セル７を十分に形成することができず、弾性層３Ａを形成したことによる前記効果が十分に発揮されないことがあり、一方、３ｍｍを超えると、被当接体とのニップ幅（当接部分の幅）が大きすぎて、被当接体との当接部にしわが発生することがある。また、無端ベルト１Ａを転写搬送ベルトとして画像形成装置に装着した場合には、無端ベルト１Ａによって搬送される用紙に被当接体と無端ベルト１Ａとのニップ痕が残ることがある。
【００２６】
前記表皮層４Ａは、後述するゴム組成物によって、前記弾性層３Ａの外周面に、弾性層３Ａと一体に、形成されて成る。この表皮層４Ａは、図２に示されるように、弾性層３Ａの外周面全面に形成されるのが好ましいが、無端ベルト１Ａの用途等に応じて、弾性層３Ａの外周面の一部に形成されてもよい。
【００２７】
この表皮層４Ａは、セル７を有しない以外は、前記弾性層３Ａと基本的に同様である。ただし、表皮層４ＡのアスカーＣ硬度は、弾性層３ＡのアスカーＣ硬度に依存し、前記弾性層３Ａよりもわずかに大きく、例えば、１５〜５５であるのが好ましい。表皮層４ＡのアスカーＣ硬度が前記範囲内にあると、表皮層４Ａが弾性層３Ａと同様に機能し、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を弾性層３Ａ及び表皮層４Ａが長期間にわたって効果的に吸収することができる。弾性層３Ａ及び表皮層４Ａが、前記当接面積及び当接圧力等の変化をより長期間にわたって、かつ、所望のように吸収することができる点で、表皮層４ＡのアスカーＣ硬度は、１５〜３５であるのがより好ましく、１５〜２５であるのが特に好ましい。
【００２８】
無端ベルト１Ａに導電性が要求される場合には、表皮層４Ａが弾性層３Ａの導電性を維持することができれば、表皮層４Ａは、導電性を有していなくてもよいが、体積抵抗率（ρｖ）が１×１０９〜１×１０１３Ω・ｃｍであるのが好ましく、１×１０１０〜１×１０１２Ω・ｃｍであるのが特に好ましい。体積抵抗率（ρｖ）が前記範囲内にあると、無端ベルト１Ａを画像形成装置に使用した場合に、高品質の画像を所望のように形成することができる。体積抵抗率（ρｖ）は、前記方法により測定することができる。
【００２９】
表皮層４Ａの厚さは、特に限定されないが、通常、例えば、０．０１〜１ｍｍであるのが好ましく、０．１〜０．５ｍｍ程度であるのが特に好ましい。表皮層４Ａの厚さが、０．０１ｍｍ未満であると、弾性層３Ａの表面に開口するセル７によって、表皮層４Ａの表面を平滑に調整することができないことがあり、一方、１ｍｍを越えると、表皮層４Ａによって前記弾性層３Ａの特性を大きく損なうことがある。
【００３０】
この無端ベルト１Ａは、図２に示されるように、セル７を有する弾性層３Ａとセル７を有しない表皮層４Ａとを備え、好ましくは、表皮層４Ａが弾性層３ＡのアスカーＣ硬度を維持することができるアスカーＣ硬度を有しているから、前記ベルト基層２が後述する樹脂組成物によって形成されていても、また、無端ベルト１Ａの装着条件及び画像形成条件等を詳細に設定しなくても、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができる。
【００３１】
次に、この発明の別の一例である無端ベルトを図面に基づいて説明する。無端ベルト１Ｂは、図３に示されるように、ベルト基層２と、前記ベルト基層２の外周面に形成された発泡体弾性層３Ｂと、前記発泡体弾性層３Ｂの外周面に発泡体弾性層３Ｂと個別に形成された表皮層４Ｂと、前記表皮層４Ｂの外周面に形成されたコート層５とを備えて成る。無端ベルト１Ｂのベルト基層２は無端ベルト１Ａのベルト基層２と基本的に同様であり、無端ベルト１Ｂの発泡体弾性層３Ｂ及び表皮層４Ｂは、それぞれが個別に形成されている以外は、無端ベルト１Ａの発泡体弾性層３Ａ及び表皮層４Ａと基本的に同様である。
【００３２】
なお、表皮層４Ｂが発泡体弾性層３Ｂと個別に形成される場合は、表皮層４Ｂは、その密度が１．０〜２．０ｇ／ｃｍ３であるのが好ましい。表皮層４Ｂの密度が前記範囲内にあると、表皮層４Ｂと前記弾性層３Ｂとが協同することによって、無端ベルト１Ｂとしたときに、無端ベルト１Ｂの撓み等による無端ベルト１Ｂと被当接体との当接面積及び当接圧力等の低下を防止することができる。前記当接面積及び当接圧力等の低下を所望のように防止することができる点で、表皮層４Ｂの密度は、１．０〜１．５ｇ／ｃｍ３であるのがより好ましく、１．０〜１．２ｇ／ｃｍ３であるのが特に好ましい。表皮層４Ｂの密度は前記方法によって、測定することができる。
【００３３】
前記コート層５は、トナー剥離性と、像担持体等の被当接体に対する非粘着性とを向上させる。コート層５は、図３に示されるように、後述する材料によって、表皮層４Ｂの外周面全面に形成されるのが好ましいが、無端ベルト１Ｂの用途等に応じて、表皮層４Ｂの外周面の一部に形成されてもよい。コート層５は、被当接体に当接又は圧接されるから、その平面は平滑であるのが好ましい。
【００３４】
コート層５の厚さは、特に限定されないが、通常、例えば、１〜１００μｍであるのが好ましく、１〜５０μｍであるのがより好ましく、１〜２０μｍであるのが特に好ましい。コート層５の厚さが前記範囲にあると、トナー剥離性と被当接体に対する非粘着性とを向上させることができるだけでなく、コート層５によって発泡体弾性層３Ｂ及び表皮層４Ｂの特性を大きく損なうことがない。
【００３５】
無端ベルト１Ｂは、図３に示されるように、ベルト基層２と発泡体弾性層３Ｂと表皮層４Ｂとコート層５とを備え、好ましくは、表皮層４Ｂが弾性層３ＢのアスカーＣ硬度を維持することができるアスカーＣ硬度を有しているから、前記ベルト基層２が後述する樹脂組成物によって形成されていても、また、無端ベルト１Ｂの装着条件及び画像形成条件等を詳細に設定しなくても、無端ベルト１Ｂと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができる。
【００３６】
前記無端ベルト１Ａ及び１Ｂ（以下、これらを無端ベルト１と称することがある。）のベルト基層２を形成する樹脂組成物は、ある程度の強度を有し、かつ、繰返し変形に耐える可撓性に富む樹脂単体又は複数種類の樹脂を含有してなる樹脂組成物であるのがよく、このような樹脂組成物に含有される樹脂としては、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、架橋型ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、フッ素樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂が好ましく、特にポリアミドイミド樹脂、さらには芳香族ポリアミドイミド樹脂が、強度、可撓性、寸法安定性及び耐熱性等の機械的特性がバランスよく優れており、無端ベルト１としたときに、長期間にわたって所望のように支持ローラに張架されることができる点で、好ましい。
【００３７】
前記芳香族ポリアミドイミド樹脂は、トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とを反応させるジイソシアネート法により製造することができ、原料の入手、反応性及び副生成物が少ない等の点で優れている。この他にも、芳香族ポリアミドイミド樹脂は、ジイソシアネート化合物に代えてジアミン化合物を用いて製造することもできる。ジアミン化合物を用いて得られる芳香族ポリアミドイミド樹脂は、ヤング率が高く、無端ベルト１を形成する樹脂組成物に含まれる樹脂として好適である。芳香族ポリアミドイミド樹脂を合成する重縮合反応に使用される溶媒としては、溶解性の点で極性溶媒が好ましく、反応性を考慮すると非プロトン性極性溶媒が特に好ましい。前記トリカルボン酸無水物としては芳香族トリカルボン酸無水物が好ましく、前記ジイソシアネート化合物としては芳香族ジイソシアネート化合物を好ましい。
【００３８】
また、トリカルボン酸無水物の一部をテトラカルボン酸二無水物に代えてイミド結合を増加させた芳香族ポリアミドイミド樹脂は、前記特性に加えて耐湿性にも優れている。芳香族ポリアミドイミド樹脂は、適宜の溶媒中で、常圧下、及び、常温下又は加熱下で反応させることにより、容易に合成することができる。テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン酸二無水物、ペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物、及びこれらの誘導体等が挙げられる。
【００３９】
無端ベルト１に導電性が要求される場合には、樹脂組成物に導電性付与剤が添加され、導電性樹脂組成物とされる。導電性付与剤としては、各種カーボンブラック、黒鉛粉末、金属又は合金等の粉末等が挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが、粒径、導電性及び樹脂との親和性等がバランスよく優れている点で、好ましい。導電性付与剤の添加量は、導電性付与剤の導電性及び粒径、並びに、無端ベルト１に要求される導電性等により、適宜調整すればよいが、通常、導電性樹脂組成物の全質量１００質量％に対して１〜２５質量％であるのが好ましい。導電性が要求される無端ベルトとしては、例えば、転写ベルト、中間転写ベルト、転写搬送ベルト、搬送ベルト、現像ベルト及び感光ベルト等が挙げられる。
【００４０】
樹脂組成物及び導電性樹脂組成物は、前記樹脂又は前記樹脂及び前記導電性付与剤に加えて、例えば、シリコーン系化合物、フッ素系有機化合物、カップリング剤、滑剤、酸化防止剤、可塑剤、着色剤、帯電防止剤、老化防止剤、補強性充填材、反応助剤、反応抑制剤等の各種添加剤、他の樹脂及び溶媒等を含有してもよい。
【００４１】
樹脂組成物及び導電性樹脂組成物は、例えば、ミキシングロール、加圧式ニーダ、押出機、三本ロール、ホモジナイザー、ボールミル及びビーズミル等を用いて調製することができる。
【００４２】
無端ベルト１の前記弾性層３Ａ及び３Ｂ（以下、これらを弾性層３と称することがある。）を形成するゴム組成物は、ゴムと、発泡剤と、所望により各種添加剤等とを含有する組成物であればよく、前記ゴムとしては、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム（エチレンプロピレンジエンゴムを含む。）、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロールヒドリンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等が挙げられるが、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム及びウレタンゴムが、成形が容易で、耐熱性、耐久性、耐残留歪み特性等から画像形成装置の高速運転にも十分に耐えることができる点で、好ましい。
【００４３】
前記発泡剤としては、従来、発泡ゴムに用いられる発泡剤であればよく、例えば、無機系発泡剤として、重炭酸ソーダ、炭酸アンモニウム等が挙げられ、有機系発泡剤として、ジアゾアミノ誘導体、アゾニトリ誘導体、アゾジカルボン酸誘導体等の有機アゾ化合物等が挙げられる。通常、ゴムに連通セルを形成する場合には無機系発泡剤が用いられ、独立セルを形成する場合には有機系発泡剤が用いられる。前記各種添加剤は、従来、ゴム組成物に用いられる各種添加剤を特に制限されずに用いることができる。また、無端ベルト１に導電性が要求される場合には、前記ベルト基体２を形成する樹脂組成物に含有される導電性付与剤と同様の導電性付与剤が添加される。
【００４４】
前記ゴム組成物の中でも、独立セル状態のセルを形成することのできる発泡シリコーンゴム系組成物及び発泡ウレタンゴム系組成物等が弾性層３を形成するのに好ましく用いられる。特に、独立セル状態のセルを形成することのできる発泡シリコーンゴム系組成物は、耐熱性、耐久性及び耐残留歪み特性等に優れ、画像形成装置の高速運転にも耐えられる好適なゴム組成物である。このような発泡シリコーンゴム系組成物として、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が特に好ましい。
【００４５】
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物は、ビニル基含有シリコーン生ゴムと、シリカ系充填材と、発泡剤と、付加反応架橋剤と、付加反応触媒と、反応制御剤と、所望により、有機過酸化物架橋剤と、各種添加剤とを含有する。
【００４６】
前記ビニル基含有シリコーン生ゴムは、例えば、ミラブル型シリコーンゴム、熱架橋シリコーンゴム（ＨＴＶ：Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ）等が挙げられる。これらのビニル基含有シリコーン生ゴムは、後工程で、発泡剤及び架橋剤等をロールミル等で容易に混練りすることができるという特性を有し、一種単独又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４７】
前記シリカ系充填材は、補強性を有する煙霧質シリカ又は沈降性シリカ等が挙げられ、一般式がＲＳｉ（ＯＲ’）３で示されるシランカップリング剤で表面処理された、補強効果の高い表面処理シリカ系充填材が好ましい。ここで、前記一般式におけるＲは、グリシジル基、ビニル基、アミノプロピル基、メタクリロキシ基、Ｎ−フェニルアミノプロピル基又はメルカプト基等であり、前記一般式におけるＲ’はメチル基又はエチル基である。前記一般式で示されるシランカップリング剤は、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「ＫＢＭ１００３」及び「ＫＢＥ４０２」等として、容易に入手することができる。このようなシランカップリング剤で表面処理されたシリカ系充填材は、定法に従って、シリカ系充填材の表面を処理することにより、得られる。シリカ系充填材の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、５〜１００質量部であるのがよい。
【００４８】
前記発泡剤は、独立セル状態のセルを形成することができる点で、前記有機系発泡剤であるのが好ましく、具体的には、例えば、アゾジカルボンアミド、アゾビス−イソブチロニトリル等のアゾ化合物が好適に使用される。特に、ジメチル−１，１’−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボキシレート）が好適に使用される。発泡剤の含有量は、発泡剤の種類によって相違するが、弾性層３のアスカーＣ硬度が前記範囲内となるように調整するのがよい。具体的には、例えば、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、１〜１０質量部、特に１〜７質量部であるのがよい。発泡剤の含有量が、１質量部未満であると、形成される弾性層３に十分なセルを形成することができないことがあり、一方、１０質量部を超えると、発泡シリコーンゴムとしての形態を維持することができなくなり、弾性層３の機械的強度が低下することがある。発泡剤として、ジメチル−１，１'−アゾ−ビス（１−シクロヘキサンカルボキシレート）を選択する場合には、その含有量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して３〜５質量部であるのが特によい。
【００４９】
前記付加反応架橋剤は、例えば、一分子中に２個以上のＳｉＨ基（ＳｉＨ結合）を有する付加反応型の架橋剤として公知のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを使用することができる。このオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、直鎖状、環状、分枝状のいずれであってもよい。オルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０．０１〜２０質量部であるのがよい。
【００５０】
前記付加反応触媒は、例えば、周期律表第９属又は第１０属の金属単体及びその化合物が挙げられ、より具体的には、シリカ、アルミナ又はシリカゲル等の担体上に吸着された微粒子状白金金属、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸六水塩とオレフィン又はジビニルジメチルポリシロキサンとの錯体、塩化白金酸六水塩のアルコール溶液等の白金系触媒、パラジウム触媒、ロジウム触媒等が挙げられる。これら付加反応触媒の配合量は、触媒量で十分であり、通常、周期律表第９属又は第１０属の金属量に換算して、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物全体に対して、１〜１，０００ｐｐｍであるのがよく、１０〜５００ｐｐｍであるのが特によい。付加反応触媒の配合量が、周期律表第９属又は第１０属金属量に換算して、１ｐｐｍより少ないと、ビニル基含有シリコーン生ゴムの架橋反応が十分に進行せず、ビニル基含有シリコーン生ゴムの硬化が不十分となることがあり、一方、１，０００ｐｐｍを超えると、ビニル基含有シリコーン生ゴムの架橋反応を促進する能力が向上せず、かえって、経済性が低下することがある。
【００５１】
前記反応制御剤は、公知の反応制御剤を特に制限されることなく使用することができ、例えば、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド等が挙げられる。反応制御剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．１〜２質量部であるのがよい。
【００５２】
前記有機過酸化物架橋剤は、単独でビニル基含有シリコーン生ゴムを架橋させることも可能であるが、付加反応架橋剤の補助架橋剤として併用すれば、シリコーンゴムの強度、歪み等の物性がより向上する。有機過酸化物架橋剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ビス−２，−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等が挙げられる。有機過酸化物架橋剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．３〜１０質量部であるのがよい。
【００５３】
前記各種添加剤は、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック、炭酸カルシウム等の充填材、着色剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、熱伝導性向上剤等の添加剤、離型剤、アルコキシシラン、ジフェニルシランジオール、カーボンファンクショナルシラン、両末端シラノール基封鎖低分子シロキサン等の分散剤、及び、得られるゴムの硬度を調整することのできる粉砕石英、珪藻土等の非補強性シリカ等が挙げられる。これらの各種添加剤は、所望の配合量で配合される。
【００５４】
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物は、無端ベルト１に導電性が要求される場合には、前記ベルト基体２を形成する樹脂組成物に含有される導電性付与剤と同様の導電性付与剤が添加される。導電性付与剤の添加量は、導電性付与剤の導電性及び粒径、並びに、無端ベルト１に要求される導電性等により、適宜調整すればよいが、通常、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物の全質量に対して１〜２５質量％であるのが好ましい。
【００５５】
前記ビニル基含有シリコーン生ゴム、前記シリカ系充填材及び前記各種添加剤を含有するシリコーンゴム組成物として、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「ＫＥシリーズ」及び「ＫＥＧシリーズ」等を容易に入手することができる。
【００５６】
ゴム組成物は、二本ロール、三本ロール、ロールミル、バンバリーミキサ、ドウミキサ（ニーダー）等のゴム混練り機等を用いて、均一に混合されるまで、例えば、数分から数時間、好ましくは５分以上１時間以下にわたって、常温又は加熱下で混練して、得られる。
【００５７】
前記表皮層４Ａ及び４Ｂ（以下、これらを表皮層４と称することがある。）を形成するゴム組成物は、基本的には、前記弾性層３を形成するゴム組成物と同様である。
【００５８】
前記コート層５を形成する材料は、特に制限されるものではないが、無端ベルト１は被当接体に当接又は圧接されるから、永久変形しにくい材料であるのが好ましく、例えば、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等のアルキッド樹脂変性物、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミドイミド系樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。
【００５９】
本発明に係る無端ベルト１の製造方法を説明する。無端ベルト１を製造するには、まず、ベルト基層２を公知の成形方法によって成形する。例えば、ベルト基層２を形成する樹脂組成物に含有される樹脂として熱可塑性樹脂を選択した場合には、遠心成形、押出成形、射出成形等により、一方、樹脂として熱硬化性樹脂を選択した場合には、遠心成形、ＲＩＭ成形等により、ベルト基層２を成形することができる。これらの成形方法の中でも、材料を問わずに適用可能であり、かつ厚さ精度に優れる等の点で、遠心成形が好ましい。
【００６０】
ベルト基層２を遠心成形によって成形する場合には、ベルト基層２を形成する樹脂組成物は成形時の粘度を５０，０００ｍＰａ・ｓ以下に調整するのが好ましい。粘度が５０，０００ｍＰａ・ｓを超えると、厚さの均一なベルト基層２を製造するのが困難になることがある。樹脂組成物の粘度の下限については、特に限定されるものではないが、１０ｍＰａ・ｓであるのが好ましい。樹脂組成物の粘度が上記範囲を外れる場合は、前記溶媒の添加量等を調節することにより、樹脂組成物の粘度を前記範囲内に調整することができる。
【００６１】
遠心成形によると、流動性の樹脂組成物を円筒形の金型に注入し、金型を回転させて遠心力で金型内周面にフィルム状成形体を均一に成形し、溶媒を乾燥除去して、ベルト基層２が製造される。金型は各種金属管を用いることができる。好適な金型としては、金型の内周面は鏡面研磨されており、鏡面となった内周面はフッ素樹脂やシリコーン樹脂等の離型剤により離型処理され、形成した無端ベルトが内周面から容易に脱型できるようにされた金属管を挙げることができる。
【００６２】
金型内周面に成形されたフィルム状成形体から溶媒を除去する処理として、以下の一次溶媒除去工程及び二次溶媒除去工程からなる溶媒除去処理を挙げることができる。一次溶媒除去工程では、金型を回転して遠心成形されたフィルム状成形体から、金型を回転したまま５〜６０分間、４０〜１５０℃の熱風を金型内に通過させることにより、溶媒が除去される。一次溶媒除去工程に続く二次溶媒除去工程では、フィルム状成形体を金型ごと遠心成形機から取り出し、取り出したフィルム状成形体を加熱炉、例えば、過熱水蒸気炉で、１１０〜３５０℃に１０〜１２０分間加熱し、これによってフィルム状成形体中の溶媒を除去する。
【００６３】
フィルム状成形体を均一に成形した後、金型ごとフィルム状成形体を取り出し、又は、フィルム状成形体から溶媒を除去した後、フィルム状成形体を取り出し、放冷する。なお、金型ごとフィルム状成形体を放冷すると、金型とフィルム状成形体との熱膨張率の差により、樹脂組成物でできたフィルム状成形体を脱型することができる。脱型した円筒状のフィルム状成形体の両側端部を除去し、所定幅毎に裁断すれば、ベルト基層２が製造される。
【００６４】
なお、樹脂組成物に含まれる樹脂としてポリアミドイミド樹脂を選択する場合には、上述した遠心成形による他に、ポリアミドイミド樹脂の原料であるトリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とが一部重合したポリアミド酸の溶液を、金型の内周面や外周面に浸漬方式、遠心方式、塗布方式等によってコートし、又は前記ポリアミド酸の溶液を注形型に充填する等の適宜な方式で筒状に展開し、その展開層を乾燥製膜してベルト形に成形し、その成形物を加熱処理してポリアミド酸をイミドに転化して型より回収する周知の方法（特開昭６１−９５３６１号公報、特開昭６４−２２５１４号公報、特開平３−１８０３０９号公報等）等により、ベルト基層２を製造することもできる。
【００６５】
弾性層３を形成する前に、ベルト基層２と弾性層３との密着性を確保することができる点で、ベルト基層２の表面を表面処理してもよく、また、ベルト基層２の表面にプライマー層及び／又は接着層を設けてもよい。
【００６６】
ベルト基層２の表面処理は、特に限定されず、例えば、紫外線照射による表面処理、赤外線照射による表面処理等が挙げられる。これらの表面処理の条件は任意に選択することができる。
【００６７】
プライマー層及び接着層は、接着剤又はプライマーを、スプレー法、ロールコート法、浸漬法等によって、ベルト基層２の表面に塗布して形成される。プライマーとしては、特に限定されず、例えば、シランカップリング系プライマー等が挙げられる。また、接着剤としては、特に制限されないが、例えば、アミノ基及び／又は水酸基を有する接着剤が好適である。その一例として、例えば、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等のアルキッド樹脂変性物、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂及びこれらの混合物が挙げられる。また、これらの樹脂を硬化させるための架橋剤として、イソシアネート化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物、過酸化物、フェノール化合物、ハイドロジェンシロキサン化合物等が用いられる。
【００６８】
次いで、所望により、表面処理され、並びに／又は、プライマー層及び／若しくは接着層が形成されたベルト基層２の外周面に弾性層３を形成する。例えば、ベルト基層２の外周面に、弾性層３を形成可能な前記ゴム組成物を塗工し、このゴム組成物を硬化させて、弾性層３を形成することができる。具体的には、ベルト基層２の内径と略同一の外径を有する円筒状内側金型と、この円筒状内側金型の外周径より、弾性層３の線収縮分を考慮した無端ベルト１の合計厚さ分だけ大きな内径を有する円筒状外側金型とを用いて、内側金型の外周面にベルト基層２を装入し、前記内側金型と前記外側金型とを組み立てる前又は後に、このベルト基層２の外周面に前記ゴム組成物を積層して、ゴム組成物を硬化させる方法が挙げられる。なお、前記外側金型は、発泡剤から発生されるガスを金型外に逃がすためのガス抜孔を有している。
【００６９】
ベルト基層２の外周面にゴム組成物を積層する方法は、特に限定されず、例えば、（１）ミキシングロール等の押出機により、所望の厚さに分出しされたシート形状のゴム組成物の原反を、所望の長さに切り出し、ベルト基層２の外周面に巻き付ける方法、（２）押出し成形法等により、継目が無く押し出し成形された円筒状のゴム組成物の原反を、ベルト基層２の外周面に積層する方法、（３）ベルト基層２が装入された内側金型と外側金型とを組み立てた後、外側金型に設けたゴム組成物注入口から、ベルト基層２と外側金型との間に形成された間隙にゴム組成物を射出して、ベルト基層２の外周面にゴム組成物を積層又は装入する方法等が挙げられる。これらの方法の中でも、弾性層に継目が形成されず、全周にわたって均一な弾性層３を形成することができる点で、前記（２）及び（３）の方法が好ましい。
【００７０】
次いで、ベルト基層２の外周面に積層したゴム組成物を硬化させる。硬化条件は、ゴム組成物及び発泡剤等に応じて公知の条件を選択すればよく、例えば、ゴム組成物として前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を選択する場合には、通常、加熱温度は１００〜５００℃、好ましくは２００〜４００℃、加熱時間は数分以上１時間以下、好ましくは５〜３０分間の条件が選択される。なお、所望によりゴム組成物を二次加熱してもよい。
【００７１】
このように、内側金型と外側金型とを用いて、前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物によってベルト基層２の外周面に弾性層３を形成すると、この弾性層３には、図２に示されるように、その外表面側に、外側金型における内周面の表面状態が転写された表面を有する表皮層４Ａが弾性層３Ａと一体に形成される。表皮層４Ａの厚さは、例えば、内側金型と外側金型との間隙（クリアランス）を調整すること等により、調整することができる。
【００７２】
なお、弾性層３と表皮層４とを個別に形成するには、例えば、前記ゴム組成物、例えば、前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物以外のゴム組成物を前記方法に従って硬化させて、弾性層３Ｂを形成し、又は、前記方法に従って、弾性層３Ａと一体に形成された表皮層４を研磨等により切削して、弾性層３Ｂとし、次いで、弾性層３Ｂの外周面に前記ゴム組成物を前記方法に従って硬化させればよい。
【００７３】
次いで、所望により、前記材料をスプレー法、ロールコート法及び浸漬法等によって、表皮層４の表面に塗布し、塗布した材料を焼成又は乾燥させて、コート層５が形成される。
【００７４】
前記無端ベルト１の製造方法では、ベルト基体２の外周面に弾性層３等を形成しているが、ベルト基体２の内周面に弾性層３等を形成した後、ベルト基体２の表裏を反転させて、無端ベルト１を製造することもできる。
【００７５】
前記無端ベルト１は、弾性層３が一層とされているが、この発明においては、弾性層は、二層以上とされてもよい。
【００７６】
前記無端ベルト１は、無端ベルト１の蛇行防止部材を備えていないが、この発明においては、ベルト基体の少なくとも一方の端部近傍に、ベルト基体の円周方向に延在する桿状、軌条状及び帯状等の細長い形状を成した蛇行防止部材を備えていてもよい。
【００７７】
次に、この発明に係る無端ベルト１を備えた画像形成装置（以下、この発明に係る画像形成装置と称することがある。）の一例を、図４を参照して、説明する。無端ベルト１が装着される条件等は特に限定されないが、画像形成装置において、無端ベルト１は、例えば、１００〜３，０００ｇｆの張力で支持ローラに張架される。
【００７８】
この発明に係る画像形成装置１０は、図４に示されるように、静電潜像が形成される回転可能な像担持体１１例えば感光体と、像担持体１１に当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体１１を帯電させる帯電手段１２例えば帯電ローラと、像担持体１１の上方に設けられ、像担持体１１に静電潜像を形成する露光手段１３と、像担持体１１に当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体１１に一定の層厚で現像剤２２を供給し、静電潜像を現像する現像手段２０と、像担持体１１の下方に圧接するように設けられ、現像された静電潜像を像担持体１１から記録体１６例えば記録紙上に転写する転写手段１４例えば転写ローラと、記録体１６の搬送方向の下流に設けられ、記録体１６に転写された現像剤２２（静電潜像）を定着させる定着手段１５例えば定着装置と、記録体１６に転写されず像担持体１１に残留した現像剤２２及び／又は像担持体１１に付着したゴミ等を除去するクリーニング手段１７とを備えている。
【００７９】
前記定着手段１５は、図４にその断面が示されるように、記録体１６を通過させる開口１９を有する筐体１８内に、定着ローラ１５ａと、定着ローラ１５ａの近傍に配置された無端ベルト支持ローラ１５ｃと、定着ローラ１５ａ及び無端ベルト支持ローラ１５ｃに巻き掛けられた無端ベルト１Ａと、定着ローラ１５ａと対向配置された加圧ローラ１５ｂとを備え、無端ベルト１Ａを介して定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとが、互いに当接又は圧接するように、回転自在に支持されて成る圧力熱定着装置である。定着ローラ１５ａ、加圧ローラ１５ｂ及び無端ベルト支持ローラ１５ｃはそれぞれ、加熱体（図示しない。）が内蔵され、加圧ローラ１５ｂはスプリング等の付勢手段（図示しない。）によって、無端ベルト１Ａを介して定着ローラ１５ａに圧接している。なお、無端ベルト１Ａは、定着ローラ１５ａ及び無端ベルト支持ローラ１５ｃに、例えば、張力１００〜３，０００ｇｆで、張架されている。
【００８０】
前記現像手段２０は、図４に示されるように、現像剤２２を収容する筐体２１と、前記像担持体１１に近接して配置されると共に筐体２１に収容された現像剤２２を像担持体１１に供給する現像剤担持体２４例えば現像ローラと、現像剤担持体２４に当接若しくは圧接して設けられ、現像剤担持体２４に現像剤２２を供給する回転可能な現像剤供給手段２３例えば現像ローラと、前記現像剤担持体２４の表面に一定の厚さで現像剤２２が保持されるように現像剤２２の厚みを調整する弾性部材製の現像剤量調節手段２５例えばブレードとを備えて成る。現像剤２２としては、摩擦により帯電可能で、記録体１６に定着可能な一成分系現像剤又は二成分系現像剤であれば、乾式現像剤であっても湿式現像剤であってもよく、また、非磁性現像剤であっても磁性現像剤であってもよい。一成分系現像剤又は二成分系現像剤は、公知の現像剤を特に限定されることなく、使用することができる。
【００８１】
この画像形成装置１０によると、以下のようにして記録体１６に画像が形成される。すなわち、露光手段１３により、回転する像担持体１１の表面に静電潜像が形成される。現像剤担持体２４により現像剤２２が現像手段２０から像担持体１１に供給されることにより、像担持体１１の表面に形成された静電潜像に現像剤２２が静電付着して現像が形成される。搬送手段（図示せず。）により搬送される記録体１６が転写手段１４と像担持体１１とに挟まれてこれらの間を通過すると、像担持体１１の表面に形成されている現像が記録体１６の表面に転写される。現像が転写された記録体１６は、搬送手段により搬送されて定着手段１５に到る。定着手段１５では、搬送されてきた記録体１６が無端ベルト１Ａと加圧ローラ１５ｂとの間を通過する。これにより記録体１６の表面に存在する現像を形成する現像剤２２が加圧と同時に加熱されて溶融し、記録体１６に定着する。かくして記録体１６の表面に、現像剤による画像が形成される。
【００８２】
この画像形成装置１０においては、定着ベルトとして無端ベルト１Ａが用いられているから、定着ローラ１５ａ、無端ベルト支持ローラ１５ｃ及び無端ベルト１Ａの寸法及び定着ローラ１５ａと無端ベルト支持ローラ１５ｃとの距離等を極めて厳密に調整しなくても、また、定着ローラ１５ａ及び無端ベルト支持ローラ１５ｃに張架される無端ベルト１Ａの張力等を厳密に調整しなくても、無端ベルト１Ａと加圧ローラ１５ｂとの当接面積及び当接圧力等を所望のように調整することができる。また、画像形成装置１０が長期間にわたって稼動しても、無端ベルト１Ａと加圧ローラ１５ｂとの当接面積及び当接圧力等の変化を無端ベルト１Ａが効果的に吸収することができる。さらに、無端ベルト１Ａは、加圧ローラ１５ｂとの当接面積を大きくすることができ、すなわち、記録紙１６との当接面積を大きくすることができるから、所望のように現像剤２２を記録紙１６に定着させることができる。したがって、この画像形成装置１０によれば、無端ベルト１Ａの装着条件及び画像形成条件等にかかわらず、長期間にわたって高品質の画像を形成することができる。
【００８３】
次に、この発明に係る画像形成装置の別の一例を図５を参照して説明する。画像形成装置３０は、図５に示されるように、各色の現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹに装備された複数の像担持体１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ及び１１Ｙを無端ベルト１Ｂ上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置であり、したがって、現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹが無端ベルト１Ｂ上に直列に配置されている。この画像形成装置においては、転写搬送ベルトとして無端ベルト１Ｂが用いられている。なお、無端ベルト１Ｂは、二本の支持ローラ３３に、例えば、張力１００〜３，０００ｇｆで、張架されている。前記現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹはそれぞれ、図４に示される画像形成装置１０における現像装置と同様に構成されている。なお、図５においては、現像剤供給手段２３は図示されていない。
【００８４】
画像形成装置３０に使用される現像剤２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｍ及び２２Ｙはそれぞれ、摩擦により帯電可能で、記録体１６に定着可能な一成分系現像剤又は二成分系現像剤であれば、乾式現像剤でも湿式現像剤でもよく、また、非磁性現像剤でも磁性現像剤でもよい。現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹはそれぞれ、筐体２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｍ及び２１Ｙ内に、一成分系又は二成分系の、黒色現像剤２２Ｂ、シアン現像剤２２Ｃ、マゼンタ現像剤２２Ｍ及び黄色現像剤２２Ｙが収納されている。
【００８５】
図５に示されるように、現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹにおける像担持体１１と転写手段１４とは、二本の支持ローラ３３に張架された無端ベルト１Ｂを介して、当接若しくは圧接している。無端ベルト１Ｂは、二本の支持ローラ３３に、例えば、張力１００〜３，０００ｇｆで、張架されている。そして、記録体１６は、無端ベルト１Ｂにより、像担持体１１と転写手段１４との当接部を通過するように、搬送される。
【００８６】
図５に示されるように、画像形成装置３０の底部には、記録体１６として複数枚の記録体を積層収容してなるカセット３１が設置されており、カセット３１内の記録体は給紙ローラ等によって１枚ずつ送り出されて、無端ベルト１Ｂ上に搬送される。
【００８７】
図５に示されるように、画像形成装置３０における記録体１６の搬送方向下流には、記録体１６に転写された現像剤２２（静電潜像）を定着させる定着手段１５が配置されている。前記定着手段１５は、転写ベルトを備えていない以外は、図４に示される画像形成装置１０における定着手段１５と基本的に同様に構成されている。
【００８８】
画像形成装置３０は、以下のようにして記録体１６にカラー画像が形成される。まず、現像ユニットＢにおいて、画像形成装置１０と同様にして、黒色に現像された静電潜像が記録体１６上に顕像化される。次いで、現像ユニットＢと同様にして、現像ユニットＣ、Ｍ及びＹによって、静電潜像が黒像に顕像化され、無端ベルト１Ｂによって搬送されてくる記録体１６に、それぞれシアン像、マゼンタ像及び黄色像が重畳され、カラー像が顕像化される。次いで、カラー像が顕像化された記録体１６は、定着手段１５に搬送され、定着手段１５によりカラー像が永久画像として記録体１６に定着される。このようにして、記録体１６にカラー画像を形成することができる。
【００８９】
この画像形成装置３０においては、転写搬送ベルトとして無端ベルト１Ｂが用いられているから、像担持体１１、転写手段１４、無端ベルト１Ｂ及び支持ローラ３３の寸法及び距離を極めて厳密に調整しなくても、また、支持ローラ３３に張架される無端ベルト１Ｂの張力等を厳密に調整しなくても、無端ベルト１Ｂと転写手段１４との当接面積及び当接圧力等を所望のように調整することができる。また、画像形成装置１０が長期間にわたって稼動しても、無端ベルト１Ｂと転写手段１４との当接面積及び当接圧力等の変化を無端ベルト１Ｂが効果的に吸収することができる。さらに、無端ベルト１Ｂは、転写手段１４との当接面積を大きくすることができ、すなわち、記録紙１６との当接面積を大きくすることができる上、像担持体１１に対する非粘着性に優れているから、搬送時に位置ズレを起こすことなく記録体１６を各現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹに搬送することができ、かつ、紙詰まりを起こすことなく記録体１６を定着手段１５に搬送することができる。したがって、この画像形成装置３０によれば、無端ベルト１Ｂの装着条件及び画像形成条件等にかかわらず、長期間にわたって高品質の画像を形成することができる。
【００９０】
画像形成装置１０及び３０において、無端ベルト１は定着ベルト及び転写搬送ベルトとして用いられているが、この発明において、無端ベルト１は、転写ベルト、中間転写ベルト、搬送ベルト、現像ベルト等として、画像形成装置に装着されてもよい。前記転写ベルト（感光ベルトとも称することがある。）は、前記像担持体１１と同様の役割を担う。前記中間転写ベルトは、像担持体１１で顕像化された現像剤像が一旦転写（一次転写）され、次いで、記録体１６に転写（二次転写）されて、記録体１６に画像を転写する際に、一次転写体として使用される。前記搬送ベルトは、記録体１６を搬送する。前記現像ベルトは、前記現像剤供給手段２３と同様の役割を担う。
【００９１】
前記したように、無端ベルト１を転写ベルト、中間転写ベルト及び現像ベルトとして画像形成装置１０及び３０に装着すると、無端ベルト１が、被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができるから、長期間にわたって高品質の画像を形成することができるうえ、記録体１６との当接面積が大きくなり、所望のように記録体１６を搬送することができる。また、画像形成装置１０及び３０に無端ベルト１Ｂを装着すると、トナー剥離性及び被当接体に対する非粘着性に優れているから、所望のように現像剤を供給又は搬送することができ、より高品質の画像を形成することができる。
【００９２】
前記画像形成装置１０及び３０は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置とされる。
【００９３】
画像形成装置１０及び３０は、電子写真方式の画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置１０及び３０は、電子写真方式には限定されず、例えば、静電方式の画像形成装置であってもよい。また、無端ベルト１が配設される画像形成装置は、単一の現像ユニットを備えたモノクロ画像形成装置１０、及び、各色の現像ユニットを備えた複数の像担持体を転写搬送ベルト上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置３０に限られず、例えば、像担持体上に担持された現像剤像を無端ベルトに順次一次転写を繰り返す４サイクル型カラー画像形成装置等であってもよい。
【実施例】
【００９４】
（実施例１）
反応容器内で、当量のトリメリット酸無水物と４，４′−ジアミノジフェニルメタンとをＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドに溶解し、これを加熱して、固形分濃度（実質的全閉環のポリアミドイミド）２８質量％の芳香族ポリアミドイミド溶液を得た。この溶液に、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドをさらに加え、固形分濃度１５質量％、固形分の比重１．２のポリアミドイミド溶液を調製した。このポリアミドイミド溶液に、導電性付与剤として酸化処理カーボンブラック（商品名「プリンテックス１５０Ｔ」、Ｄｅｇｕｓｓａ社製、ｐＨ５．８、揮発分１０．０％）をポリアミドイミド溶液と導電性付与剤との合計１００質量％に対して１５質量％となるように配合し、ポットミルで２４時間混合分散し、樹脂組成物混合溶液を得た。成形に使用する金型は、内径２２６ｍｍ、外径２４６ｍｍ、長さ４００ｍｍの大きさを有し、金型内面はポリッシングにより鏡面研磨されている。この金型両端の開口部に、リング状の蓋（内径１７０ｍｍ、外径２５０ｍｍ）をそれぞれ嵌合して、金型を閉塞し、調製した混合溶液を１０００ｒｐｍの速度で回転する金型内周に１９０ｇ注入した。次いで、金型を同速度で回転させて、溶液をレベリングし、熱風乾燥機により金型周囲の温度を８０℃に保ち、この状態を３０分間保持した。その後、金型の回転を停止し、金型ごと１８０℃のオーブンに４５分間投入した。次いで、金型をオーブンから取り出し、金型を放置して室温で冷却し、金型と無端ベルト基材の熱膨張差を利用して、無端ベルト成形体を金型から脱型した。無端ベルト成形体の両端部をそれぞれカットして２４０ｍｍの幅とし、外径２２６ｍｍ、厚さ約１００μｍのベルト基層２を作製した。
【００９５】
このベルト基層２の表面に低圧水銀灯により主波長が２５３．７ｎｍ及び１８４．９ｎｍで、積算光量が１．２〜７６Ｊ／ｃｍ２である紫外線を照射し、次いで、プライマー「Ｎｏ．１０１Ａ／Ｂ」（信越化学工業株式会社製：商品名）を塗布した。プライマー処理したベルト基層２を、ギアーオーブンを用いて、１８０℃の温度にて３０分焼成処理した後、常温にて３０分以上冷却し、プライマー層を形成した。
【００９６】
一方、ビニル基含有シリコーン生ゴムとシリカ系充填材とを含むシリコーンゴム組成物「ＫＥ−９０４ＦＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）１００質量部と、付加反応架橋剤「Ｃ−１５３Ａ」（信越化学工業株式会社製：商品名）２．０質量部と、発泡剤「ＫＥＰ−１３」（信越化学工業株式会社製：商品名）３．０質量部と、付加反応触媒としての白金触媒適量と、反応制御剤適量と、有機過酸化物架橋剤としての「Ｃ−３」（信越化学工業株式会社製：商品名）適量とを、導電性付与剤を配合せずに、二本ロールで十分に混練して、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を調整した。
【００９７】
次いで、プライマー層が形成されたベルト基層２を内側金型（外径２２６．５ｍｍ）に挿入し、内側金型と外側金型（内径２２９．５ｍｍ）及び２つの蓋部材とを組立て、外側金型のゴム組成物注入口からベルト基層２と外側金型との間に形成された間隙に、調製した付加反応型発泡シリコーンゴム組成物８ｇを装入した。次いで、赤外線加熱炉（ＩＲ炉）を用いて、金型ごと、２５０℃で１０分間加熱して、前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を発泡架橋させた。その後、さらに、ギアーオーブンを用いて、２００℃で７時間にわたって、発泡架橋後の付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を二次加熱し、常温にて１時間放置して、ベルト基層２の全外周面に厚さ２．９ｍｍの発泡体弾性層３Ａと、発泡体弾性層３Ａの全外周面に厚さ１００μｍの表皮層４Ａとを一体に形成し、無端ベルトＩを作製した。
【００９８】
弾性層３Ａに形成されたセル７の平均セル径、最小セル径ｒｍｉｎに対する最大セル径ｒｍａｘの割合（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）、セル径の標準偏差σ及びセル間距離を前記方法により測定したところ、セル７の平均セル径は３００μｍであり、ｒｍａｘ／ｒｍｉｎは１．４であり、セル７のセル径の標準偏差σは０．０５であり、セル間距離は０．３ｍｍであった。また、表皮層４ＡのアスカーＣ硬度、及び、発泡体弾性層３Ａと表皮層４Ａとを１層としたときの密度を前記方法により測定したところ、アスカーＣ硬度は３５であり、密度は０．３５ｇ／ｃｍ３であった。
【００９９】
（実施例２）
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物における発泡剤「ＫＥＰ−１３」の配合量を２．０質量％に代えた以外は、実施例１と同様にして、無端ベルトＩＩを作製した。無端ベルトＩＩにおいて、セル７の平均セル径は４００μｍであり、ｒｍａｘ／ｒｍｉｎは１．４５であり、セル７のセル径の標準偏差σは０．０７であり、セル間距離は０．４ｍｍであった。また、アスカーＣ硬度は５５であり、密度は０．３ｇ／ｃｍ３であった。
（実施例３）
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物における発泡剤「ＫＥＰ−１３」の配合量を４．０質量％に代えた以外は、実施例１と同様にして、無端ベルトＩＩＩを作製した。無端ベルトＩＩＩにおいて、セル７の平均セル径は５００μｍであり、ｒｍａｘ／ｒｍｉｎは１．５であり、セル７のセル径の標準偏差σは０．１であり、セル間距離は０．５ｍｍであった。また、アスカーＣ硬度は２５であり、密度は０．２５ｇ／ｃｍ３であった。
（実施例４）
実施例１と同様にして発泡体弾性層３Ａ及び表皮層４Ａを一体に形成した後、表皮層４Ａの外周面に、ウレタン系塗料（商品名「タケラックＥ−５５３」、三井化学ポリウレタン株式会社製）を塗布した。次いで、ギアーオーブンを用いて、２００℃の温度にて３０分焼成処理して、表皮層４の全外周面にコート層５が形成された無端ベルトＩＶを作製した。無端ベルトＩＶにおいて、セル７の平均セル径は３００μｍであり、ｒｍａｘ／ｒｍｉｎは１．４であり、セル７のセル径の標準偏差σは０．０５であり、セル間距離は０．３ｍｍであった。また、アスカーＣ硬度は３５であり、密度は０．３５ｇ／ｃｍ３であった。さらに、コート層５のアスカーＣ硬度は４０であった。
【０１００】
なお、無端ベルトＩ〜ＩＶを別に製造し、発泡体弾性層３Ａをベルト基層２から剥離して、その発泡体弾性層３ＡのアスカーＣ硬度を前記方法により測定した。その結果、無端ベルトＩ〜ＩＶの発泡体弾性層３Ａは、いずれも１０〜５０のアスカーＣ硬度を有していた。
【０１０１】
（比較例１）
発泡体弾性層３Ａ及び表皮層４Ａを形成しなかった以外は、実施例１と同様にして、無端ベルトＶを作製した。
（比較例２）
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物における発泡剤「ＫＥＰ−１３」を配合しなかった以外は、実施例１と同様にして、セルを有しない弾性層及び表皮層４Ａを有する無端ベルトＶＩを作製した。無端ベルトＶＩにおいて、アスカーＣ硬度は８０であり、密度は１．３ｇ／ｃｍ３であった。
【０１０２】
このようにして作製した無端ベルトＩ〜ＶＩを、図５に示される画像形成装置商品名「ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ Ｃ８３０」、富士ゼロックス株式会社製）における転写搬送ベルトとして装着し、装着状態及び装着作業性を評価した。
【０１０３】
装着状態は、無端ベルトＩ〜ＶＩを支持ローラ３３に張架したときに、像担持体１１Ｂ〜１１Ｙ及び転写手段１４Ｂ〜１４Ｙに対する当接面積及び当接圧力、無端ベルトＩ〜ＶＩにかかる張力が、所望の範囲内にあるか否かで評価した。また、装着作業性は、前記画像形成装置を複数準備し、各画像形成装置に無端ベルトを同様にして装着したときの、作業効率及び前記装着状態により評価した。
【０１０４】
その結果、無端ベルトＩ〜ＩＶ及びＶＩは、いずれの画像形成装置においても、前記当接面積、当接圧力及び張力が所望の範囲内にあり、装着作業性にも優れていたのに対して、無端ベルトＶは、複数の画像形成装置において、前記当接面積、当接圧力及び張力の少なくとも１つは所望の範囲内になった上、装着作業性も劣っていた。
【０１０５】
また、無端ベルトＩ〜ＶＩを装着した各画像形成装置を用いて、温度２２℃、相対湿度６０％の環境下、１０，０００枚印刷した後、同様にして、装着状態及び装着作業性を評価した。その結果、無端ベルトＩ〜ＩＶは、いずれの画像形成装置においても、前記当接面積、当接圧力及び張力が所望の範囲内を保持していたのに対して、無端ベルトＶ及びＶＩは、複数の画像形成装置において、所望の範囲内にあった当接面積、当接圧力及び張力の少なくとも１つが１０，０００枚印刷後には、所望の範囲内を保持していなかった。
【０１０６】
さらに、無端ベルトＩ〜ＶＩを装着した各画像形成装置を、温度２２℃、相対湿度６０％の環境下から温度３５℃、相対湿度９５％の環境下に変更して、１０，０００枚印刷した後、同様にして、装着状態及び装着作業性を評価した。その結果、無端ベルトＩ〜ＩＶは、いずれの画像形成装置においても、前記当接面積、当接圧力及び張力が所望の範囲内を保持していたのに対して、無端ベルトＶ及びＶＩは、複数の画像形成装置において、所望の範囲内にあった当接面積、当接圧力及び張力の少なくとも１つが画像形成条件変更後には、所望の範囲内を保持していなかった。
【０１０７】
無端ベルトＩ〜ＶＩを、画像形成装置における搬送ベルト、現像ベルト及び定着ベルトとして装着して、１０，０００枚印刷しても、所望の搬送量で現像剤を搬送し、かつ所望のように記録体を搬送することができ、その結果、高品質の画像を形成することができた。
【０１０８】
なお、前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物に、その全質量１００質量％に対して２０質量％の導電性付与剤（カーボンブラック、商品名「ＩＧＳ−６０」、新日化テクノカーボン株式会社製）を配合して、発泡体弾性層３Ａ及び表皮層４Ａを形成した無端ベルトを作製し、同様にして、装着状態、装着作業性及び画像品質等を評価した。その結果、実施例１〜４並びに比較例１及び２と基本的に同様の結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】図１は、この発明の一例である無端ベルトの概略斜視図である。
【図２】図２は、この発明の別の一例である無端ベルトの概略断面図である。
【図３】図３は、この発明のまた別の一例である無端ベルトの概略断面図である。
【図４】図４は、この発明に係る画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図５】図５は、この発明に係る画像形成装置の別の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１Ａ、１Ｂ 無端ベルト
２ ベルト基層
３Ａ、３Ｂ 発泡体弾性層（弾性層）
４Ａ、４Ｂ 表皮層
５ コート層
７ セル
１０、３０ 画像形成装置
１１、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ 像担持体
１２、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ 帯電手段
１３、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ 露光手段
１４、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ 転写手段
１５ 定着手段
１５ａ 定着ローラ
１５ｂ 加圧ローラ
１５ｃ 無端ベルト支持ローラ
１６ 記録体
１７、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙ クリーニング手段
１８、２１、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙ 筐体
１９ 開口
２０、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ 現像手段
２２、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ 現像剤
２３ 現像剤供給手段
２４、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｙ 現像剤担持体
２５、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｍ、２５Ｙ 現像剤規制部材
３１ カセット
３３ 支持ローラ
Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙ 現像ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端ベルト及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、長期間にわたって高品質の画像を形成することのできる無端ベルト及びこの無端ベルトを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式画像形成装置には、金属製ドラム体又は弾性ローラに代えて、又は、これらに加えて、熱可塑性樹脂等によって形成された無端ベルトが用いられる。このような無端ベルトとしては、例えば、転写ベルト、中間転写ベルト、転写搬送ベルト、搬送ベルト、現像ベルト、感光ベルト及び定着ベルト等が挙げられる。これらの無端ベルトは、常に張力がかけられた状態で、複数の支持ローラに張架されて、無限軌道上を走行する。
【０００３】
このような無端ベルトとしては、例えば、「導電性カーボンを配合したポリカーボネートの継目のないチューブ状フィルムを軸方向と直角の方向に所定長さに切断して得られ、フィルム各部の表面電気抵抗が１０５〜１０１３Ω／□の範囲にあり且つ表面電気抵抗の最大値に対する最小値の比が０．０１以上の範囲にあることを特徴とする、継目のない半導電性ベルト」が挙げられ（特許文献１参照。）、また、「被転写物に転写された静電画像を定着する定着・加圧ベルトにおいて、ポリアミドイミド樹脂からなるベルト本体と、このベルト本体の表面にシリコーンゴムの被覆層を形成したことを特徴とする定着・加圧ベルト」が挙げられる（特許文献２参照。）。
【０００４】
無端ベルトを用いた画像形成装置において高品質の画像を形成するには、無端ベルトが複数の支持ローラ間を安定して走行することに加えて、無端ベルトが無限軌道上を走行する際に、所望の当接面積及び当接圧力等で被当接体に当接又は圧接するように、無端ベルトを画像形成装置における所定の位置に装着する必要がある。
【０００５】
ところが、特許文献１に記載の無端ベルトは、例えば、実施例１等のように、通常、樹脂材料で単層構造に形成されるから、基本的に被当接体に対して線接触にて当接する。それ故、この無端ベルトは、通常、無限軌道上を走行する際に、所望の当接面積及び当接圧力等で被当接体に当接又は圧接するように、画像形成装置に装着されることは難しい。そのため、この無端ベルトを画像形成装置に装着する場合には、無端ベルト及び支持ローラ等の寸法精度、無端ベルトの装着方法等の装着条件等を詳細に設定する必要がある。さらに、所望の当接面積及び当接圧力等で被当接体に当接又は圧接するように無端ベルトを画像形成装置に装着することができても、特許文献１に記載の無端ベルトは導電性カーボンを配合したポリカーボネートのチューブ状フィルムであるから、画像形成時の環境等の画像形成条件等が変化すると、また、この無端ベルトが長期間にわたって張力がかけられた状態で支持ローラに張架されると、無端ベルトの延伸等による張力変化及び／又は蛇行走行等によって、所望のように調節した当接面積及び当接圧力等が次第に変化し、その結果、長期間にわたって高品質の画像を形成することができないことがある。
【０００６】
また、特許文献２に記載の定着・加圧ベルトは、ポリアミドイミド樹脂からなるベルト本体の表面にシリコーンゴムの被覆層が形成されているが、このシリコーンゴムの被覆層は５０〜１００μｍ程度（特許文献２の第２頁右欄第２６行〜第２７行）に薄く形成されるから、シリコーンゴムの被覆層は、ポリアミドイミド樹脂から成るベルト本体の特性を改善するほどの効果を発揮することができず、その結果、特許文献２に記載の定着・加圧ベルトも、前記問題を十分に解決することはできないと予想される。
【０００７】
【特許文献１】特開平３−８９３５７号公報
【特許文献２】実公平６−３３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、前記問題を解消することを目的とし、長期間にわたって高品質の画像を形成することのできる無端ベルト及びこの無端ベルトを備えた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】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、ベルト基層と、前記ベルト基層の外周面に形成された発泡体弾性層と、前記発泡体弾性層の外周面に形成された表皮層とを備えた無端ベルトであり、
請求項２は、前記表皮層の外周面にコート層を備えた請求項１に記載の無端ベルトであり、
請求項３は、請求項１又は２に記載の無端ベルトを備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る無端ベルトは、ベルト基層の外周面に発泡体弾性層を備えているから、ベルト基層が樹脂組成物によって形成されていても、また、無端ベルトの装着条件及び画像形成条件等を詳細に設定しなくても、無端ベルトと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を前記発泡体弾性層が長期間にわたって効果的に吸収することができる。したがって、この発明によれば、長期間にわたって高品質の画像を形成することのできる無端ベルトを提供することができる。
【００１１】
また、この発明によれば、この発明に係る無端ベルトを備えているから、長期間にわたって高品質の画像を形成することのできる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、この発明の一例である無端ベルトを図面に基づいて説明する。無端ベルト１Ａは、図１及び図２に示されるように、ベルト基層２と、前記ベルト基層２の外周面に形成された発泡体弾性層３Ａと、前記発泡体弾性層３Ａの外周面に形成された表皮層４Ａとを備えている。
【００１３】
ベルト基層２は、図１に示されるように、後述する樹脂組成物によって、環状に形成されて成る。ベルト基層２は、図１及び図２に示されるように、単層構造とされているが、ベルト基層２は、二以上の層を積層した多層構造とされてもよい。ベルト基層２の厚さは、特に限定されないが、通常、例えば、０．０３〜１ｍｍであるのが好ましく、０．０４〜０．２ｍｍであるのがより好ましく、０．０５〜０．１５ｍｍ程度であるのが特に好ましい。ベルト基層２の厚さが０．０３ｍｍ未満であると、ベルト基層２及び無端ベルト１Ａの機械的強度が低下することがあり、一方、１ｍｍを超えると、ベルト基層２及び無端ベルト１Ａの可撓性が低下し、耐久性に劣ることがある。ベルト基層２の幅及び内周径は、無端ベルト１Ａの用途等、すなわち、画像形成装置に配設される位置（構成部分）、張架される複数のローラ間隔等に応じて、任意に設定される。その一例を挙げると、例えば、ベルト基層２の幅は２００〜３５０ｍｍであり、内周径は３５０〜２，５００ｍｍである。
【００１４】
前記発泡体弾性層（以下、弾性層と称することがある。）３Ａは、後述するゴム組成物によって、ベルト基層２の外周面に形成されて成る。この弾性層３Ａは、図１及び図２に示されるように、ベルト基層２の外周面全面に形成されるのが好ましいが、無端ベルト１Ａの用途等に応じて、ベルト基層２の外周面の一部に形成されてもよい。
【００１５】
弾性層３Ａは、図２に示されるように、その内部及び／又は弾性層３Ａと前記表皮層４Ａとの境界近傍にセル７（図１において図示しない。）を有していればよく、弾性層３Ａに有するセル７は、図２に示されるように、互いに他のセル７に接することのない若しくは連通することのない状態（独立セル状態と称する。）であってもよく、他のセル７に接し若しくは連通している状態（連通セル状態と称する。）であってもよく、又は、前記独立セル状態と前記連通セル状態とが共存する状態であってもよい。このセル７は、弾性層３Ａに均一に分散又は散在しているのがよい。
【００１６】
弾性層３Ａがセル７を有していると、弾性層３Ａの硬度等を容易に調節することができ、その結果、前記ベルト基層２が前記樹脂組成物によって形成されていても、また、無端ベルト１Ａの装着条件（例えば、無端ベルト１Ａにかかる張力、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等）及び画像形成条件等を詳細に設定しなくても、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができる。
【００１７】
セル７は、無端ベルト１Ａの用途等に応じて、及び／又は、弾性層３ＡのアスカーＣ硬度が後述する範囲内となるように、その大きさ等の物性が決定されるのが好ましい。例えば、セル７は、平均セル径が１００〜８００μｍであるのが好ましく、２００〜４００μｍであるのが特に好ましい。セル７が前記範囲内の平均セル径を有すると、無端ベルト１Ａとしたときに、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができる。セル７の平均セル径は、弾性層３Ａの表面又は断面の約２ｍｍ２の領域を電子顕微鏡で観察したときの観察視野内に存在するセル７における最大径（各セルの開口部における最大長さ）についての算術平均で求めることができる。
【００１８】
また、セル７は、最小セル径ｒｍｉｎに対する最大セル径ｒｍａｘの割合（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）が１．５以下であるのが好ましく、１．４５以下であるのがより好ましく、１．４以下であるが特に好ましい。セル７が前記範囲のｒｍａｘ／ｒｍｉｎを有すると、弾性層３Ａの物性が均一になり、無端ベルト１Ａとしたときに、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたってより一層効果的に吸収することができる。なお、前記ｒｍａｘ／ｒｍｉｎの下限は、１であるのがよいが、１．２程度でもこの発明の目的を十分に達成することができる。最小セル径に対する最大セル径の割合（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）は、弾性層３Ａの表面又は断面の約２ｍｍ２の領域を電子顕微鏡等で観察し、観察視野内に存在する複数のセルにおいて、各セルの開口部における最大長さを測定し、測定された最大長さをセルのセル径ｒとして、最小セル径ｒｍｉｎを有するセルに対する最大セル径ｒｍａｘを有するセルのセル径比（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）を算出することにより、求めることができる。なお、観察は複数の領域、例えば、３箇所の領域で行い、それらを平均するのがよい。
【００１９】
セル７は、そのセル径の標準偏差σが０．１０以下であるのが好ましく、０．０７以下であるのがより好ましく、０．０５以下であるが特に好ましい。セル径が前記範囲の標準偏差σを有すると、弾性層３Ａの物性が均一になり、無端ベルト１Ａとしたときに、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたってより一層効果的に吸収することができる。ここで、セル径の標準偏差σは常法により求めることができる。具体的には、弾性層３Ａの表面又は断面の約２ｍｍ２の領域を電子顕微鏡等で観察し、観察視野内に存在する各セル７の開口部における最大長さを測定し、測定された最大長さをセルのセル径とし、標準偏差σを求めることができる。なお、観察は複数の領域、例えば、３箇所の領域で行い、好ましくは、弾性層３の表面、弾性層３の軸線方向に沿って切断された切断面、及び、弾性層３の厚さ方向に沿って切断された切断面のうちから任意に３箇所の観察領域を選択する。
【００２０】
セル７は、周囲に存在する他のセル７との距離（以下、セル間距離と称することがある。）が、例えば、０．１〜０．６ｍｍであるのが好ましく、０．１〜０．３ｍｍであるのが特に好ましい。セル間距離が前記範囲内にあると、無端ベルト１Ａとしたときに、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができる。セル７の距離は、弾性層３Ａの表面又は断面の約２ｍｍ２の領域を電子顕微鏡で観察し、観察視野内に存在する複数のセル７において、ある特定のセル７と、その周囲に存在する複数のセルとの中心間距離の算術平均で求めることができる。
【００２１】
セル７の形状は、特に限定されず、例えば、図２に示されるように、略球状であってもよく、また、楕円形、不定形であってもよく、また、複数のセルが連通して管状となっていてもよい。
【００２２】
弾性層３Ａは、前記セル７を複数有していればよいが、そのアスカーＣ硬度が１０〜５０であるのが好ましい。弾性層３ＡのアスカーＣ硬度が前記範囲内にあると、前記ベルト基層２が前記樹脂組成物によって形成されていても、また、無端ベルト１Ａの装着条件及び画像形成条件等を詳細に設定しなくても、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を、弾性層３Ａが長期間にわたって効果的に吸収することができる。弾性層３Ａが、前記当接面積及び当接圧力等の変化をより長期間にわたって、かつ、所望のように吸収することができる点で、弾性層３ＡのアスカーＣ硬度は、１０〜３０であるのがより好ましく、１０〜２０であるのが特に好ましい。弾性層３ＡのアスカーＣ硬度は、ベルト基層２の外周面に形成された状態で、ＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して測定することができる。弾性層３ＡのアスカーＣ硬度は、例えば、弾性層３Ａを形成するゴム組成物に含有されるゴム及び発泡剤等の種類を選択し、及び／又は、それらの含有量等を変更することにより、調整することができる。
【００２３】
また、弾性層３Ａは、その密度が０．１〜０．６ｇ／ｃｍ３であるのが好ましい。弾性層３Ａの密度が前記範囲内にあると、無端ベルト１Ａとしたときに、無端ベルト１Ａの撓み等による無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の低下を防止することができる。前記当接面積及び当接圧力等の低下を所望のように防止することができる点で、弾性層３Ａの密度は、０．２〜０．５ｇ／ｃｍ３であるのがより好ましく、０．３〜０．４ｇ／ｃｍ３であるのが特に好ましい。弾性層３Ａの密度は、無端ベルト１Ａに形成された弾性層３を切り出した試験片、又は、弾性層３と同様のゴム組成物を同様の条件で成形して成る試験片を準備し、重量秤を用いて常法により測定することができる。なお、図２に示されるように、弾性層３と表皮層４とが一体に形成される場合には、弾性層３の密度は、弾性層３Ａと表皮層４Ａとを１つの層と考えたときの密度をいう。
【００２４】
無端ベルト１Ａに導電性が要求される場合には、弾性層３Ａは、その体積抵抗率（ρｖ）が１×１０９〜１×１０１３Ω・ｃｍであるのが好ましく、１×１０１０〜１×１０１２Ω・ｃｍであるのが特に好ましい。体積抵抗率（ρｖ）が前記範囲内にあると、無端ベルト１Ａを画像形成装置に使用した場合に、高品質の画像を形成することができる。体積抵抗率（ρｖ）は、体積抵抗測定装置（三菱化学株式会社製、商品名：Ｈｉｒｅｓｔａ−ＵＰ、使用プローブ：ＵＲＳ）により測定することができる。
【００２５】
弾性層３Ａの厚さは、特に限定されないが、通常、例えば、０．１〜３ｍｍであるのが好ましく、０．５〜２ｍｍであるのがより好ましく、１〜１．５ｍｍ程度であるのが特に好ましい。弾性層３Ａの厚さが、０．１ｍｍ未満であると、セル７を十分に形成することができず、弾性層３Ａを形成したことによる前記効果が十分に発揮されないことがあり、一方、３ｍｍを超えると、被当接体とのニップ幅（当接部分の幅）が大きすぎて、被当接体との当接部にしわが発生することがある。また、無端ベルト１Ａを転写搬送ベルトとして画像形成装置に装着した場合には、無端ベルト１Ａによって搬送される用紙に被当接体と無端ベルト１Ａとのニップ痕が残ることがある。
【００２６】
前記表皮層４Ａは、後述するゴム組成物によって、前記弾性層３Ａの外周面に、弾性層３Ａと一体に、形成されて成る。この表皮層４Ａは、図２に示されるように、弾性層３Ａの外周面全面に形成されるのが好ましいが、無端ベルト１Ａの用途等に応じて、弾性層３Ａの外周面の一部に形成されてもよい。
【００２７】
この表皮層４Ａは、セル７を有しない以外は、前記弾性層３Ａと基本的に同様である。ただし、表皮層４ＡのアスカーＣ硬度は、弾性層３ＡのアスカーＣ硬度に依存し、前記弾性層３Ａよりもわずかに大きく、例えば、１５〜５５であるのが好ましい。表皮層４ＡのアスカーＣ硬度が前記範囲内にあると、表皮層４Ａが弾性層３Ａと同様に機能し、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を弾性層３Ａ及び表皮層４Ａが長期間にわたって効果的に吸収することができる。弾性層３Ａ及び表皮層４Ａが、前記当接面積及び当接圧力等の変化をより長期間にわたって、かつ、所望のように吸収することができる点で、表皮層４ＡのアスカーＣ硬度は、１５〜３５であるのがより好ましく、１５〜２５であるのが特に好ましい。
【００２８】
無端ベルト１Ａに導電性が要求される場合には、表皮層４Ａが弾性層３Ａの導電性を維持することができれば、表皮層４Ａは、導電性を有していなくてもよいが、体積抵抗率（ρｖ）が１×１０９〜１×１０１３Ω・ｃｍであるのが好ましく、１×１０１０〜１×１０１２Ω・ｃｍであるのが特に好ましい。体積抵抗率（ρｖ）が前記範囲内にあると、無端ベルト１Ａを画像形成装置に使用した場合に、高品質の画像を所望のように形成することができる。体積抵抗率（ρｖ）は、前記方法により測定することができる。
【００２９】
表皮層４Ａの厚さは、特に限定されないが、通常、例えば、０．０１〜１ｍｍであるのが好ましく、０．１〜０．５ｍｍ程度であるのが特に好ましい。表皮層４Ａの厚さが、０．０１ｍｍ未満であると、弾性層３Ａの表面に開口するセル７によって、表皮層４Ａの表面を平滑に調整することができないことがあり、一方、１ｍｍを越えると、表皮層４Ａによって前記弾性層３Ａの特性を大きく損なうことがある。
【００３０】
この無端ベルト１Ａは、図２に示されるように、セル７を有する弾性層３Ａとセル７を有しない表皮層４Ａとを備え、好ましくは、表皮層４Ａが弾性層３ＡのアスカーＣ硬度を維持することができるアスカーＣ硬度を有しているから、前記ベルト基層２が後述する樹脂組成物によって形成されていても、また、無端ベルト１Ａの装着条件及び画像形成条件等を詳細に設定しなくても、無端ベルト１Ａと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができる。
【００３１】
次に、この発明の別の一例である無端ベルトを図面に基づいて説明する。無端ベルト１Ｂは、図３に示されるように、ベルト基層２と、前記ベルト基層２の外周面に形成された発泡体弾性層３Ｂと、前記発泡体弾性層３Ｂの外周面に発泡体弾性層３Ｂと個別に形成された表皮層４Ｂと、前記表皮層４Ｂの外周面に形成されたコート層５とを備えて成る。無端ベルト１Ｂのベルト基層２は無端ベルト１Ａのベルト基層２と基本的に同様であり、無端ベルト１Ｂの発泡体弾性層３Ｂ及び表皮層４Ｂは、それぞれが個別に形成されている以外は、無端ベルト１Ａの発泡体弾性層３Ａ及び表皮層４Ａと基本的に同様である。
【００３２】
なお、表皮層４Ｂが発泡体弾性層３Ｂと個別に形成される場合は、表皮層４Ｂは、その密度が１．０〜２．０ｇ／ｃｍ３であるのが好ましい。表皮層４Ｂの密度が前記範囲内にあると、表皮層４Ｂと前記弾性層３Ｂとが協同することによって、無端ベルト１Ｂとしたときに、無端ベルト１Ｂの撓み等による無端ベルト１Ｂと被当接体との当接面積及び当接圧力等の低下を防止することができる。前記当接面積及び当接圧力等の低下を所望のように防止することができる点で、表皮層４Ｂの密度は、１．０〜１．５ｇ／ｃｍ３であるのがより好ましく、１．０〜１．２ｇ／ｃｍ３であるのが特に好ましい。表皮層４Ｂの密度は前記方法によって、測定することができる。
【００３３】
前記コート層５は、トナー剥離性と、像担持体等の被当接体に対する非粘着性とを向上させる。コート層５は、図３に示されるように、後述する材料によって、表皮層４Ｂの外周面全面に形成されるのが好ましいが、無端ベルト１Ｂの用途等に応じて、表皮層４Ｂの外周面の一部に形成されてもよい。コート層５は、被当接体に当接又は圧接されるから、その平面は平滑であるのが好ましい。
【００３４】
コート層５の厚さは、特に限定されないが、通常、例えば、１〜１００μｍであるのが好ましく、１〜５０μｍであるのがより好ましく、１〜２０μｍであるのが特に好ましい。コート層５の厚さが前記範囲にあると、トナー剥離性と被当接体に対する非粘着性とを向上させることができるだけでなく、コート層５によって発泡体弾性層３Ｂ及び表皮層４Ｂの特性を大きく損なうことがない。
【００３５】
無端ベルト１Ｂは、図３に示されるように、ベルト基層２と発泡体弾性層３Ｂと表皮層４Ｂとコート層５とを備え、好ましくは、表皮層４Ｂが弾性層３ＢのアスカーＣ硬度を維持することができるアスカーＣ硬度を有しているから、前記ベルト基層２が後述する樹脂組成物によって形成されていても、また、無端ベルト１Ｂの装着条件及び画像形成条件等を詳細に設定しなくても、無端ベルト１Ｂと被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができる。
【００３６】
前記無端ベルト１Ａ及び１Ｂ（以下、これらを無端ベルト１と称することがある。）のベルト基層２を形成する樹脂組成物は、ある程度の強度を有し、かつ、繰返し変形に耐える可撓性に富む樹脂単体又は複数種類の樹脂を含有してなる樹脂組成物であるのがよく、このような樹脂組成物に含有される樹脂としては、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、架橋型ポリエステル樹脂等のポリエステル系樹脂、フッ素樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂が好ましく、特にポリアミドイミド樹脂、さらには芳香族ポリアミドイミド樹脂が、強度、可撓性、寸法安定性及び耐熱性等の機械的特性がバランスよく優れており、無端ベルト１としたときに、長期間にわたって所望のように支持ローラに張架されることができる点で、好ましい。
【００３７】
前記芳香族ポリアミドイミド樹脂は、トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とを反応させるジイソシアネート法により製造することができ、原料の入手、反応性及び副生成物が少ない等の点で優れている。この他にも、芳香族ポリアミドイミド樹脂は、ジイソシアネート化合物に代えてジアミン化合物を用いて製造することもできる。ジアミン化合物を用いて得られる芳香族ポリアミドイミド樹脂は、ヤング率が高く、無端ベルト１を形成する樹脂組成物に含まれる樹脂として好適である。芳香族ポリアミドイミド樹脂を合成する重縮合反応に使用される溶媒としては、溶解性の点で極性溶媒が好ましく、反応性を考慮すると非プロトン性極性溶媒が特に好ましい。前記トリカルボン酸無水物としては芳香族トリカルボン酸無水物が好ましく、前記ジイソシアネート化合物としては芳香族ジイソシアネート化合物を好ましい。
【００３８】
また、トリカルボン酸無水物の一部をテトラカルボン酸二無水物に代えてイミド結合を増加させた芳香族ポリアミドイミド樹脂は、前記特性に加えて耐湿性にも優れている。芳香族ポリアミドイミド樹脂は、適宜の溶媒中で、常圧下、及び、常温下又は加熱下で反応させることにより、容易に合成することができる。テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン酸二無水物、ペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物、及びこれらの誘導体等が挙げられる。
【００３９】
無端ベルト１に導電性が要求される場合には、樹脂組成物に導電性付与剤が添加され、導電性樹脂組成物とされる。導電性付与剤としては、各種カーボンブラック、黒鉛粉末、金属又は合金等の粉末等が挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが、粒径、導電性及び樹脂との親和性等がバランスよく優れている点で、好ましい。導電性付与剤の添加量は、導電性付与剤の導電性及び粒径、並びに、無端ベルト１に要求される導電性等により、適宜調整すればよいが、通常、導電性樹脂組成物の全質量１００質量％に対して１〜２５質量％であるのが好ましい。導電性が要求される無端ベルトとしては、例えば、転写ベルト、中間転写ベルト、転写搬送ベルト、搬送ベルト、現像ベルト及び感光ベルト等が挙げられる。
【００４０】
樹脂組成物及び導電性樹脂組成物は、前記樹脂又は前記樹脂及び前記導電性付与剤に加えて、例えば、シリコーン系化合物、フッ素系有機化合物、カップリング剤、滑剤、酸化防止剤、可塑剤、着色剤、帯電防止剤、老化防止剤、補強性充填材、反応助剤、反応抑制剤等の各種添加剤、他の樹脂及び溶媒等を含有してもよい。
【００４１】
樹脂組成物及び導電性樹脂組成物は、例えば、ミキシングロール、加圧式ニーダ、押出機、三本ロール、ホモジナイザー、ボールミル及びビーズミル等を用いて調製することができる。
【００４２】
無端ベルト１の前記弾性層３Ａ及び３Ｂ（以下、これらを弾性層３と称することがある。）を形成するゴム組成物は、ゴムと、発泡剤と、所望により各種添加剤等とを含有する組成物であればよく、前記ゴムとしては、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム（エチレンプロピレンジエンゴムを含む。）、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エピクロールヒドリンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム等が挙げられるが、シリコーン若しくはシリコーン変性ゴム及びウレタンゴムが、成形が容易で、耐熱性、耐久性、耐残留歪み特性等から画像形成装置の高速運転にも十分に耐えることができる点で、好ましい。
【００４３】
前記発泡剤としては、従来、発泡ゴムに用いられる発泡剤であればよく、例えば、無機系発泡剤として、重炭酸ソーダ、炭酸アンモニウム等が挙げられ、有機系発泡剤として、ジアゾアミノ誘導体、アゾニトリ誘導体、アゾジカルボン酸誘導体等の有機アゾ化合物等が挙げられる。通常、ゴムに連通セルを形成する場合には無機系発泡剤が用いられ、独立セルを形成する場合には有機系発泡剤が用いられる。前記各種添加剤は、従来、ゴム組成物に用いられる各種添加剤を特に制限されずに用いることができる。また、無端ベルト１に導電性が要求される場合には、前記ベルト基体２を形成する樹脂組成物に含有される導電性付与剤と同様の導電性付与剤が添加される。
【００４４】
前記ゴム組成物の中でも、独立セル状態のセルを形成することのできる発泡シリコーンゴム系組成物及び発泡ウレタンゴム系組成物等が弾性層３を形成するのに好ましく用いられる。特に、独立セル状態のセルを形成することのできる発泡シリコーンゴム系組成物は、耐熱性、耐久性及び耐残留歪み特性等に優れ、画像形成装置の高速運転にも耐えられる好適なゴム組成物である。このような発泡シリコーンゴム系組成物として、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物が特に好ましい。
【００４５】
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物は、ビニル基含有シリコーン生ゴムと、シリカ系充填材と、発泡剤と、付加反応架橋剤と、付加反応触媒と、反応制御剤と、所望により、有機過酸化物架橋剤と、各種添加剤とを含有する。
【００４６】
前記ビニル基含有シリコーン生ゴムは、例えば、ミラブル型シリコーンゴム、熱架橋シリコーンゴム（ＨＴＶ：Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｖｕｌｃａｎｉｚｉｎｇ）等が挙げられる。これらのビニル基含有シリコーン生ゴムは、後工程で、発泡剤及び架橋剤等をロールミル等で容易に混練りすることができるという特性を有し、一種単独又は二種以上を混合して用いることができる。
【００４７】
前記シリカ系充填材は、補強性を有する煙霧質シリカ又は沈降性シリカ等が挙げられ、一般式がＲＳｉ（ＯＲ’）３で示されるシランカップリング剤で表面処理された、補強効果の高い表面処理シリカ系充填材が好ましい。ここで、前記一般式におけるＲは、グリシジル基、ビニル基、アミノプロピル基、メタクリロキシ基、Ｎ−フェニルアミノプロピル基又はメルカプト基等であり、前記一般式におけるＲ’はメチル基又はエチル基である。前記一般式で示されるシランカップリング剤は、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「ＫＢＭ１００３」及び「ＫＢＥ４０２」等として、容易に入手することができる。このようなシランカップリング剤で表面処理されたシリカ系充填材は、定法に従って、シリカ系充填材の表面を処理することにより、得られる。シリカ系充填材の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、５〜１００質量部であるのがよい。
【００４８】
前記発泡剤は、独立セル状態のセルを形成することができる点で、前記有機系発泡剤であるのが好ましく、具体的には、例えば、アゾジカルボンアミド、アゾビス−イソブチロニトリル等のアゾ化合物が好適に使用される。特に、ジメチル−１，１’−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボキシレート）が好適に使用される。発泡剤の含有量は、発泡剤の種類によって相違するが、弾性層３のアスカーＣ硬度が前記範囲内となるように調整するのがよい。具体的には、例えば、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、１〜１０質量部、特に１〜７質量部であるのがよい。発泡剤の含有量が、１質量部未満であると、形成される弾性層３に十分なセルを形成することができないことがあり、一方、１０質量部を超えると、発泡シリコーンゴムとしての形態を維持することができなくなり、弾性層３の機械的強度が低下することがある。発泡剤として、ジメチル−１，１'−アゾ−ビス（１−シクロヘキサンカルボキシレート）を選択する場合には、その含有量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して３〜５質量部であるのが特によい。
【００４９】
前記付加反応架橋剤は、例えば、一分子中に２個以上のＳｉＨ基（ＳｉＨ結合）を有する付加反応型の架橋剤として公知のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを使用することができる。このオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、直鎖状、環状、分枝状のいずれであってもよい。オルガノハイドロジェンポリシロキサンの配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して、０．０１〜２０質量部であるのがよい。
【００５０】
前記付加反応触媒は、例えば、周期律表第９属又は第１０属の金属単体及びその化合物が挙げられ、より具体的には、シリカ、アルミナ又はシリカゲル等の担体上に吸着された微粒子状白金金属、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸六水塩とオレフィン又はジビニルジメチルポリシロキサンとの錯体、塩化白金酸六水塩のアルコール溶液等の白金系触媒、パラジウム触媒、ロジウム触媒等が挙げられる。これら付加反応触媒の配合量は、触媒量で十分であり、通常、周期律表第９属又は第１０属の金属量に換算して、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物全体に対して、１〜１，０００ｐｐｍであるのがよく、１０〜５００ｐｐｍであるのが特によい。付加反応触媒の配合量が、周期律表第９属又は第１０属金属量に換算して、１ｐｐｍより少ないと、ビニル基含有シリコーン生ゴムの架橋反応が十分に進行せず、ビニル基含有シリコーン生ゴムの硬化が不十分となることがあり、一方、１，０００ｐｐｍを超えると、ビニル基含有シリコーン生ゴムの架橋反応を促進する能力が向上せず、かえって、経済性が低下することがある。
【００５１】
前記反応制御剤は、公知の反応制御剤を特に制限されることなく使用することができ、例えば、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド等が挙げられる。反応制御剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．１〜２質量部であるのがよい。
【００５２】
前記有機過酸化物架橋剤は、単独でビニル基含有シリコーン生ゴムを架橋させることも可能であるが、付加反応架橋剤の補助架橋剤として併用すれば、シリコーンゴムの強度、歪み等の物性がより向上する。有機過酸化物架橋剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ビス−２，−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等が挙げられる。有機過酸化物架橋剤の配合量は、前記ビニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して０．３〜１０質量部であるのがよい。
【００５３】
前記各種添加剤は、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック、炭酸カルシウム等の充填材、着色剤、耐熱性向上剤、難燃性向上剤、熱伝導性向上剤等の添加剤、離型剤、アルコキシシラン、ジフェニルシランジオール、カーボンファンクショナルシラン、両末端シラノール基封鎖低分子シロキサン等の分散剤、及び、得られるゴムの硬度を調整することのできる粉砕石英、珪藻土等の非補強性シリカ等が挙げられる。これらの各種添加剤は、所望の配合量で配合される。
【００５４】
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物は、無端ベルト１に導電性が要求される場合には、前記ベルト基体２を形成する樹脂組成物に含有される導電性付与剤と同様の導電性付与剤が添加される。導電性付与剤の添加量は、導電性付与剤の導電性及び粒径、並びに、無端ベルト１に要求される導電性等により、適宜調整すればよいが、通常、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物の全質量に対して１〜２５質量％であるのが好ましい。
【００５５】
前記ビニル基含有シリコーン生ゴム、前記シリカ系充填材及び前記各種添加剤を含有するシリコーンゴム組成物として、例えば、信越化学工業株式会社製の商品名「ＫＥシリーズ」及び「ＫＥＧシリーズ」等を容易に入手することができる。
【００５６】
ゴム組成物は、二本ロール、三本ロール、ロールミル、バンバリーミキサ、ドウミキサ（ニーダー）等のゴム混練り機等を用いて、均一に混合されるまで、例えば、数分から数時間、好ましくは５分以上１時間以下にわたって、常温又は加熱下で混練して、得られる。
【００５７】
前記表皮層４Ａ及び４Ｂ（以下、これらを表皮層４と称することがある。）を形成するゴム組成物は、基本的には、前記弾性層３を形成するゴム組成物と同様である。
【００５８】
前記コート層５を形成する材料は、特に制限されるものではないが、無端ベルト１は被当接体に当接又は圧接されるから、永久変形しにくい材料であるのが好ましく、例えば、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等のアルキッド樹脂変性物、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、ポリアミドイミド系樹脂及びこれらの混合物等が挙げられる。
【００５９】
本発明に係る無端ベルト１の製造方法を説明する。無端ベルト１を製造するには、まず、ベルト基層２を公知の成形方法によって成形する。例えば、ベルト基層２を形成する樹脂組成物に含有される樹脂として熱可塑性樹脂を選択した場合には、遠心成形、押出成形、射出成形等により、一方、樹脂として熱硬化性樹脂を選択した場合には、遠心成形、ＲＩＭ成形等により、ベルト基層２を成形することができる。これらの成形方法の中でも、材料を問わずに適用可能であり、かつ厚さ精度に優れる等の点で、遠心成形が好ましい。
【００６０】
ベルト基層２を遠心成形によって成形する場合には、ベルト基層２を形成する樹脂組成物は成形時の粘度を５０，０００ｍＰａ・ｓ以下に調整するのが好ましい。粘度が５０，０００ｍＰａ・ｓを超えると、厚さの均一なベルト基層２を製造するのが困難になることがある。樹脂組成物の粘度の下限については、特に限定されるものではないが、１０ｍＰａ・ｓであるのが好ましい。樹脂組成物の粘度が上記範囲を外れる場合は、前記溶媒の添加量等を調節することにより、樹脂組成物の粘度を前記範囲内に調整することができる。
【００６１】
遠心成形によると、流動性の樹脂組成物を円筒形の金型に注入し、金型を回転させて遠心力で金型内周面にフィルム状成形体を均一に成形し、溶媒を乾燥除去して、ベルト基層２が製造される。金型は各種金属管を用いることができる。好適な金型としては、金型の内周面は鏡面研磨されており、鏡面となった内周面はフッ素樹脂やシリコーン樹脂等の離型剤により離型処理され、形成した無端ベルトが内周面から容易に脱型できるようにされた金属管を挙げることができる。
【００６２】
金型内周面に成形されたフィルム状成形体から溶媒を除去する処理として、以下の一次溶媒除去工程及び二次溶媒除去工程からなる溶媒除去処理を挙げることができる。一次溶媒除去工程では、金型を回転して遠心成形されたフィルム状成形体から、金型を回転したまま５〜６０分間、４０〜１５０℃の熱風を金型内に通過させることにより、溶媒が除去される。一次溶媒除去工程に続く二次溶媒除去工程では、フィルム状成形体を金型ごと遠心成形機から取り出し、取り出したフィルム状成形体を加熱炉、例えば、過熱水蒸気炉で、１１０〜３５０℃に１０〜１２０分間加熱し、これによってフィルム状成形体中の溶媒を除去する。
【００６３】
フィルム状成形体を均一に成形した後、金型ごとフィルム状成形体を取り出し、又は、フィルム状成形体から溶媒を除去した後、フィルム状成形体を取り出し、放冷する。なお、金型ごとフィルム状成形体を放冷すると、金型とフィルム状成形体との熱膨張率の差により、樹脂組成物でできたフィルム状成形体を脱型することができる。脱型した円筒状のフィルム状成形体の両側端部を除去し、所定幅毎に裁断すれば、ベルト基層２が製造される。
【００６４】
なお、樹脂組成物に含まれる樹脂としてポリアミドイミド樹脂を選択する場合には、上述した遠心成形による他に、ポリアミドイミド樹脂の原料であるトリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とが一部重合したポリアミド酸の溶液を、金型の内周面や外周面に浸漬方式、遠心方式、塗布方式等によってコートし、又は前記ポリアミド酸の溶液を注形型に充填する等の適宜な方式で筒状に展開し、その展開層を乾燥製膜してベルト形に成形し、その成形物を加熱処理してポリアミド酸をイミドに転化して型より回収する周知の方法（特開昭６１−９５３６１号公報、特開昭６４−２２５１４号公報、特開平３−１８０３０９号公報等）等により、ベルト基層２を製造することもできる。
【００６５】
弾性層３を形成する前に、ベルト基層２と弾性層３との密着性を確保することができる点で、ベルト基層２の表面を表面処理してもよく、また、ベルト基層２の表面にプライマー層及び／又は接着層を設けてもよい。
【００６６】
ベルト基層２の表面処理は、特に限定されず、例えば、紫外線照射による表面処理、赤外線照射による表面処理等が挙げられる。これらの表面処理の条件は任意に選択することができる。
【００６７】
プライマー層及び接着層は、接着剤又はプライマーを、スプレー法、ロールコート法、浸漬法等によって、ベルト基層２の表面に塗布して形成される。プライマーとしては、特に限定されず、例えば、シランカップリング系プライマー等が挙げられる。また、接着剤としては、特に制限されないが、例えば、アミノ基及び／又は水酸基を有する接着剤が好適である。その一例として、例えば、アルキッド樹脂、フェノール変性・シリコーン変性等のアルキッド樹脂変性物、オイルフリーアルキッド樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂及びこれらの混合物が挙げられる。また、これらの樹脂を硬化させるための架橋剤として、イソシアネート化合物、メラミン化合物、エポキシ化合物、過酸化物、フェノール化合物、ハイドロジェンシロキサン化合物等が用いられる。
【００６８】
次いで、所望により、表面処理され、並びに／又は、プライマー層及び／若しくは接着層が形成されたベルト基層２の外周面に弾性層３を形成する。例えば、ベルト基層２の外周面に、弾性層３を形成可能な前記ゴム組成物を塗工し、このゴム組成物を硬化させて、弾性層３を形成することができる。具体的には、ベルト基層２の内径と略同一の外径を有する円筒状内側金型と、この円筒状内側金型の外周径より、弾性層３の線収縮分を考慮した無端ベルト１の合計厚さ分だけ大きな内径を有する円筒状外側金型とを用いて、内側金型の外周面にベルト基層２を装入し、前記内側金型と前記外側金型とを組み立てる前又は後に、このベルト基層２の外周面に前記ゴム組成物を積層して、ゴム組成物を硬化させる方法が挙げられる。なお、前記外側金型は、発泡剤から発生されるガスを金型外に逃がすためのガス抜孔を有している。
【００６９】
ベルト基層２の外周面にゴム組成物を積層する方法は、特に限定されず、例えば、（１）ミキシングロール等の押出機により、所望の厚さに分出しされたシート形状のゴム組成物の原反を、所望の長さに切り出し、ベルト基層２の外周面に巻き付ける方法、（２）押出し成形法等により、継目が無く押し出し成形された円筒状のゴム組成物の原反を、ベルト基層２の外周面に積層する方法、（３）ベルト基層２が装入された内側金型と外側金型とを組み立てた後、外側金型に設けたゴム組成物注入口から、ベルト基層２と外側金型との間に形成された間隙にゴム組成物を射出して、ベルト基層２の外周面にゴム組成物を積層又は装入する方法等が挙げられる。これらの方法の中でも、弾性層に継目が形成されず、全周にわたって均一な弾性層３を形成することができる点で、前記（２）及び（３）の方法が好ましい。
【００７０】
次いで、ベルト基層２の外周面に積層したゴム組成物を硬化させる。硬化条件は、ゴム組成物及び発泡剤等に応じて公知の条件を選択すればよく、例えば、ゴム組成物として前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を選択する場合には、通常、加熱温度は１００〜５００℃、好ましくは２００〜４００℃、加熱時間は数分以上１時間以下、好ましくは５〜３０分間の条件が選択される。なお、所望によりゴム組成物を二次加熱してもよい。
【００７１】
このように、内側金型と外側金型とを用いて、前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物によってベルト基層２の外周面に弾性層３を形成すると、この弾性層３には、図２に示されるように、その外表面側に、外側金型における内周面の表面状態が転写された表面を有する表皮層４Ａが弾性層３Ａと一体に形成される。表皮層４Ａの厚さは、例えば、内側金型と外側金型との間隙（クリアランス）を調整すること等により、調整することができる。
【００７２】
なお、弾性層３と表皮層４とを個別に形成するには、例えば、前記ゴム組成物、例えば、前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物以外のゴム組成物を前記方法に従って硬化させて、弾性層３Ｂを形成し、又は、前記方法に従って、弾性層３Ａと一体に形成された表皮層４を研磨等により切削して、弾性層３Ｂとし、次いで、弾性層３Ｂの外周面に前記ゴム組成物を前記方法に従って硬化させればよい。
【００７３】
次いで、所望により、前記材料をスプレー法、ロールコート法及び浸漬法等によって、表皮層４の表面に塗布し、塗布した材料を焼成又は乾燥させて、コート層５が形成される。
【００７４】
前記無端ベルト１の製造方法では、ベルト基体２の外周面に弾性層３等を形成しているが、ベルト基体２の内周面に弾性層３等を形成した後、ベルト基体２の表裏を反転させて、無端ベルト１を製造することもできる。
【００７５】
前記無端ベルト１は、弾性層３が一層とされているが、この発明においては、弾性層は、二層以上とされてもよい。
【００７６】
前記無端ベルト１は、無端ベルト１の蛇行防止部材を備えていないが、この発明においては、ベルト基体の少なくとも一方の端部近傍に、ベルト基体の円周方向に延在する桿状、軌条状及び帯状等の細長い形状を成した蛇行防止部材を備えていてもよい。
【００７７】
次に、この発明に係る無端ベルト１を備えた画像形成装置（以下、この発明に係る画像形成装置と称することがある。）の一例を、図４を参照して、説明する。無端ベルト１が装着される条件等は特に限定されないが、画像形成装置において、無端ベルト１は、例えば、１００〜３，０００ｇｆの張力で支持ローラに張架される。
【００７８】
この発明に係る画像形成装置１０は、図４に示されるように、静電潜像が形成される回転可能な像担持体１１例えば感光体と、像担持体１１に当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体１１を帯電させる帯電手段１２例えば帯電ローラと、像担持体１１の上方に設けられ、像担持体１１に静電潜像を形成する露光手段１３と、像担持体１１に当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体１１に一定の層厚で現像剤２２を供給し、静電潜像を現像する現像手段２０と、像担持体１１の下方に圧接するように設けられ、現像された静電潜像を像担持体１１から記録体１６例えば記録紙上に転写する転写手段１４例えば転写ローラと、記録体１６の搬送方向の下流に設けられ、記録体１６に転写された現像剤２２（静電潜像）を定着させる定着手段１５例えば定着装置と、記録体１６に転写されず像担持体１１に残留した現像剤２２及び／又は像担持体１１に付着したゴミ等を除去するクリーニング手段１７とを備えている。
【００７９】
前記定着手段１５は、図４にその断面が示されるように、記録体１６を通過させる開口１９を有する筐体１８内に、定着ローラ１５ａと、定着ローラ１５ａの近傍に配置された無端ベルト支持ローラ１５ｃと、定着ローラ１５ａ及び無端ベルト支持ローラ１５ｃに巻き掛けられた無端ベルト１Ａと、定着ローラ１５ａと対向配置された加圧ローラ１５ｂとを備え、無端ベルト１Ａを介して定着ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとが、互いに当接又は圧接するように、回転自在に支持されて成る圧力熱定着装置である。定着ローラ１５ａ、加圧ローラ１５ｂ及び無端ベルト支持ローラ１５ｃはそれぞれ、加熱体（図示しない。）が内蔵され、加圧ローラ１５ｂはスプリング等の付勢手段（図示しない。）によって、無端ベルト１Ａを介して定着ローラ１５ａに圧接している。なお、無端ベルト１Ａは、定着ローラ１５ａ及び無端ベルト支持ローラ１５ｃに、例えば、張力１００〜３，０００ｇｆで、張架されている。
【００８０】
前記現像手段２０は、図４に示されるように、現像剤２２を収容する筐体２１と、前記像担持体１１に近接して配置されると共に筐体２１に収容された現像剤２２を像担持体１１に供給する現像剤担持体２４例えば現像ローラと、現像剤担持体２４に当接若しくは圧接して設けられ、現像剤担持体２４に現像剤２２を供給する回転可能な現像剤供給手段２３例えば現像ローラと、前記現像剤担持体２４の表面に一定の厚さで現像剤２２が保持されるように現像剤２２の厚みを調整する弾性部材製の現像剤量調節手段２５例えばブレードとを備えて成る。現像剤２２としては、摩擦により帯電可能で、記録体１６に定着可能な一成分系現像剤又は二成分系現像剤であれば、乾式現像剤であっても湿式現像剤であってもよく、また、非磁性現像剤であっても磁性現像剤であってもよい。一成分系現像剤又は二成分系現像剤は、公知の現像剤を特に限定されることなく、使用することができる。
【００８１】
この画像形成装置１０によると、以下のようにして記録体１６に画像が形成される。すなわち、露光手段１３により、回転する像担持体１１の表面に静電潜像が形成される。現像剤担持体２４により現像剤２２が現像手段２０から像担持体１１に供給されることにより、像担持体１１の表面に形成された静電潜像に現像剤２２が静電付着して現像が形成される。搬送手段（図示せず。）により搬送される記録体１６が転写手段１４と像担持体１１とに挟まれてこれらの間を通過すると、像担持体１１の表面に形成されている現像が記録体１６の表面に転写される。現像が転写された記録体１６は、搬送手段により搬送されて定着手段１５に到る。定着手段１５では、搬送されてきた記録体１６が無端ベルト１Ａと加圧ローラ１５ｂとの間を通過する。これにより記録体１６の表面に存在する現像を形成する現像剤２２が加圧と同時に加熱されて溶融し、記録体１６に定着する。かくして記録体１６の表面に、現像剤による画像が形成される。
【００８２】
この画像形成装置１０においては、定着ベルトとして無端ベルト１Ａが用いられているから、定着ローラ１５ａ、無端ベルト支持ローラ１５ｃ及び無端ベルト１Ａの寸法及び定着ローラ１５ａと無端ベルト支持ローラ１５ｃとの距離等を極めて厳密に調整しなくても、また、定着ローラ１５ａ及び無端ベルト支持ローラ１５ｃに張架される無端ベルト１Ａの張力等を厳密に調整しなくても、無端ベルト１Ａと加圧ローラ１５ｂとの当接面積及び当接圧力等を所望のように調整することができる。また、画像形成装置１０が長期間にわたって稼動しても、無端ベルト１Ａと加圧ローラ１５ｂとの当接面積及び当接圧力等の変化を無端ベルト１Ａが効果的に吸収することができる。さらに、無端ベルト１Ａは、加圧ローラ１５ｂとの当接面積を大きくすることができ、すなわち、記録紙１６との当接面積を大きくすることができるから、所望のように現像剤２２を記録紙１６に定着させることができる。したがって、この画像形成装置１０によれば、無端ベルト１Ａの装着条件及び画像形成条件等にかかわらず、長期間にわたって高品質の画像を形成することができる。
【００８３】
次に、この発明に係る画像形成装置の別の一例を図５を参照して説明する。画像形成装置３０は、図５に示されるように、各色の現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹに装備された複数の像担持体１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ及び１１Ｙを無端ベルト１Ｂ上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置であり、したがって、現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹが無端ベルト１Ｂ上に直列に配置されている。この画像形成装置においては、転写搬送ベルトとして無端ベルト１Ｂが用いられている。なお、無端ベルト１Ｂは、二本の支持ローラ３３に、例えば、張力１００〜３，０００ｇｆで、張架されている。前記現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹはそれぞれ、図４に示される画像形成装置１０における現像装置と同様に構成されている。なお、図５においては、現像剤供給手段２３は図示されていない。
【００８４】
画像形成装置３０に使用される現像剤２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｍ及び２２Ｙはそれぞれ、摩擦により帯電可能で、記録体１６に定着可能な一成分系現像剤又は二成分系現像剤であれば、乾式現像剤でも湿式現像剤でもよく、また、非磁性現像剤でも磁性現像剤でもよい。現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹはそれぞれ、筐体２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｍ及び２１Ｙ内に、一成分系又は二成分系の、黒色現像剤２２Ｂ、シアン現像剤２２Ｃ、マゼンタ現像剤２２Ｍ及び黄色現像剤２２Ｙが収納されている。
【００８５】
図５に示されるように、現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹにおける像担持体１１と転写手段１４とは、二本の支持ローラ３３に張架された無端ベルト１Ｂを介して、当接若しくは圧接している。無端ベルト１Ｂは、二本の支持ローラ３３に、例えば、張力１００〜３，０００ｇｆで、張架されている。そして、記録体１６は、無端ベルト１Ｂにより、像担持体１１と転写手段１４との当接部を通過するように、搬送される。
【００８６】
図５に示されるように、画像形成装置３０の底部には、記録体１６として複数枚の記録体を積層収容してなるカセット３１が設置されており、カセット３１内の記録体は給紙ローラ等によって１枚ずつ送り出されて、無端ベルト１Ｂ上に搬送される。
【００８７】
図５に示されるように、画像形成装置３０における記録体１６の搬送方向下流には、記録体１６に転写された現像剤２２（静電潜像）を定着させる定着手段１５が配置されている。前記定着手段１５は、転写ベルトを備えていない以外は、図４に示される画像形成装置１０における定着手段１５と基本的に同様に構成されている。
【００８８】
画像形成装置３０は、以下のようにして記録体１６にカラー画像が形成される。まず、現像ユニットＢにおいて、画像形成装置１０と同様にして、黒色に現像された静電潜像が記録体１６上に顕像化される。次いで、現像ユニットＢと同様にして、現像ユニットＣ、Ｍ及びＹによって、静電潜像が黒像に顕像化され、無端ベルト１Ｂによって搬送されてくる記録体１６に、それぞれシアン像、マゼンタ像及び黄色像が重畳され、カラー像が顕像化される。次いで、カラー像が顕像化された記録体１６は、定着手段１５に搬送され、定着手段１５によりカラー像が永久画像として記録体１６に定着される。このようにして、記録体１６にカラー画像を形成することができる。
【００８９】
この画像形成装置３０においては、転写搬送ベルトとして無端ベルト１Ｂが用いられているから、像担持体１１、転写手段１４、無端ベルト１Ｂ及び支持ローラ３３の寸法及び距離を極めて厳密に調整しなくても、また、支持ローラ３３に張架される無端ベルト１Ｂの張力等を厳密に調整しなくても、無端ベルト１Ｂと転写手段１４との当接面積及び当接圧力等を所望のように調整することができる。また、画像形成装置１０が長期間にわたって稼動しても、無端ベルト１Ｂと転写手段１４との当接面積及び当接圧力等の変化を無端ベルト１Ｂが効果的に吸収することができる。さらに、無端ベルト１Ｂは、転写手段１４との当接面積を大きくすることができ、すなわち、記録紙１６との当接面積を大きくすることができる上、像担持体１１に対する非粘着性に優れているから、搬送時に位置ズレを起こすことなく記録体１６を各現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹに搬送することができ、かつ、紙詰まりを起こすことなく記録体１６を定着手段１５に搬送することができる。したがって、この画像形成装置３０によれば、無端ベルト１Ｂの装着条件及び画像形成条件等にかかわらず、長期間にわたって高品質の画像を形成することができる。
【００９０】
画像形成装置１０及び３０において、無端ベルト１は定着ベルト及び転写搬送ベルトとして用いられているが、この発明において、無端ベルト１は、転写ベルト、中間転写ベルト、搬送ベルト、現像ベルト等として、画像形成装置に装着されてもよい。前記転写ベルト（感光ベルトとも称することがある。）は、前記像担持体１１と同様の役割を担う。前記中間転写ベルトは、像担持体１１で顕像化された現像剤像が一旦転写（一次転写）され、次いで、記録体１６に転写（二次転写）されて、記録体１６に画像を転写する際に、一次転写体として使用される。前記搬送ベルトは、記録体１６を搬送する。前記現像ベルトは、前記現像剤供給手段２３と同様の役割を担う。
【００９１】
前記したように、無端ベルト１を転写ベルト、中間転写ベルト及び現像ベルトとして画像形成装置１０及び３０に装着すると、無端ベルト１が、被当接体との当接面積及び当接圧力等の変化を長期間にわたって効果的に吸収することができるから、長期間にわたって高品質の画像を形成することができるうえ、記録体１６との当接面積が大きくなり、所望のように記録体１６を搬送することができる。また、画像形成装置１０及び３０に無端ベルト１Ｂを装着すると、トナー剥離性及び被当接体に対する非粘着性に優れているから、所望のように現像剤を供給又は搬送することができ、より高品質の画像を形成することができる。
【００９２】
前記画像形成装置１０及び３０は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置とされる。
【００９３】
画像形成装置１０及び３０は、電子写真方式の画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置１０及び３０は、電子写真方式には限定されず、例えば、静電方式の画像形成装置であってもよい。また、無端ベルト１が配設される画像形成装置は、単一の現像ユニットを備えたモノクロ画像形成装置１０、及び、各色の現像ユニットを備えた複数の像担持体を転写搬送ベルト上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置３０に限られず、例えば、像担持体上に担持された現像剤像を無端ベルトに順次一次転写を繰り返す４サイクル型カラー画像形成装置等であってもよい。
【実施例】
【００９４】
（実施例１）
反応容器内で、当量のトリメリット酸無水物と４，４′−ジアミノジフェニルメタンとをＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドに溶解し、これを加熱して、固形分濃度（実質的全閉環のポリアミドイミド）２８質量％の芳香族ポリアミドイミド溶液を得た。この溶液に、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミドをさらに加え、固形分濃度１５質量％、固形分の比重１．２のポリアミドイミド溶液を調製した。このポリアミドイミド溶液に、導電性付与剤として酸化処理カーボンブラック（商品名「プリンテックス１５０Ｔ」、Ｄｅｇｕｓｓａ社製、ｐＨ５．８、揮発分１０．０％）をポリアミドイミド溶液と導電性付与剤との合計１００質量％に対して１５質量％となるように配合し、ポットミルで２４時間混合分散し、樹脂組成物混合溶液を得た。成形に使用する金型は、内径２２６ｍｍ、外径２４６ｍｍ、長さ４００ｍｍの大きさを有し、金型内面はポリッシングにより鏡面研磨されている。この金型両端の開口部に、リング状の蓋（内径１７０ｍｍ、外径２５０ｍｍ）をそれぞれ嵌合して、金型を閉塞し、調製した混合溶液を１０００ｒｐｍの速度で回転する金型内周に１９０ｇ注入した。次いで、金型を同速度で回転させて、溶液をレベリングし、熱風乾燥機により金型周囲の温度を８０℃に保ち、この状態を３０分間保持した。その後、金型の回転を停止し、金型ごと１８０℃のオーブンに４５分間投入した。次いで、金型をオーブンから取り出し、金型を放置して室温で冷却し、金型と無端ベルト基材の熱膨張差を利用して、無端ベルト成形体を金型から脱型した。無端ベルト成形体の両端部をそれぞれカットして２４０ｍｍの幅とし、外径２２６ｍｍ、厚さ約１００μｍのベルト基層２を作製した。
【００９５】
このベルト基層２の表面に低圧水銀灯により主波長が２５３．７ｎｍ及び１８４．９ｎｍで、積算光量が１．２〜７６Ｊ／ｃｍ２である紫外線を照射し、次いで、プライマー「Ｎｏ．１０１Ａ／Ｂ」（信越化学工業株式会社製：商品名）を塗布した。プライマー処理したベルト基層２を、ギアーオーブンを用いて、１８０℃の温度にて３０分焼成処理した後、常温にて３０分以上冷却し、プライマー層を形成した。
【００９６】
一方、ビニル基含有シリコーン生ゴムとシリカ系充填材とを含むシリコーンゴム組成物「ＫＥ−９０４ＦＵ」（信越化学工業株式会社製：商品名）１００質量部と、付加反応架橋剤「Ｃ−１５３Ａ」（信越化学工業株式会社製：商品名）２．０質量部と、発泡剤「ＫＥＰ−１３」（信越化学工業株式会社製：商品名）３．０質量部と、付加反応触媒としての白金触媒適量と、反応制御剤適量と、有機過酸化物架橋剤としての「Ｃ−３」（信越化学工業株式会社製：商品名）適量とを、導電性付与剤を配合せずに、二本ロールで十分に混練して、付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を調整した。
【００９７】
次いで、プライマー層が形成されたベルト基層２を内側金型（外径２２６．５ｍｍ）に挿入し、内側金型と外側金型（内径２２９．５ｍｍ）及び２つの蓋部材とを組立て、外側金型のゴム組成物注入口からベルト基層２と外側金型との間に形成された間隙に、調製した付加反応型発泡シリコーンゴム組成物８ｇを装入した。次いで、赤外線加熱炉（ＩＲ炉）を用いて、金型ごと、２５０℃で１０分間加熱して、前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を発泡架橋させた。その後、さらに、ギアーオーブンを用いて、２００℃で７時間にわたって、発泡架橋後の付加反応型発泡シリコーンゴム組成物を二次加熱し、常温にて１時間放置して、ベルト基層２の全外周面に厚さ２．９ｍｍの発泡体弾性層３Ａと、発泡体弾性層３Ａの全外周面に厚さ１００μｍの表皮層４Ａとを一体に形成し、無端ベルトＩを作製した。
【００９８】
弾性層３Ａに形成されたセル７の平均セル径、最小セル径ｒｍｉｎに対する最大セル径ｒｍａｘの割合（ｒｍａｘ／ｒｍｉｎ）、セル径の標準偏差σ及びセル間距離を前記方法により測定したところ、セル７の平均セル径は３００μｍであり、ｒｍａｘ／ｒｍｉｎは１．４であり、セル７のセル径の標準偏差σは０．０５であり、セル間距離は０．３ｍｍであった。また、表皮層４ＡのアスカーＣ硬度、及び、発泡体弾性層３Ａと表皮層４Ａとを１層としたときの密度を前記方法により測定したところ、アスカーＣ硬度は３５であり、密度は０．３５ｇ／ｃｍ３であった。
【００９９】
（実施例２）
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物における発泡剤「ＫＥＰ−１３」の配合量を２．０質量％に代えた以外は、実施例１と同様にして、無端ベルトＩＩを作製した。無端ベルトＩＩにおいて、セル７の平均セル径は４００μｍであり、ｒｍａｘ／ｒｍｉｎは１．４５であり、セル７のセル径の標準偏差σは０．０７であり、セル間距離は０．４ｍｍであった。また、アスカーＣ硬度は５５であり、密度は０．３ｇ／ｃｍ３であった。
（実施例３）
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物における発泡剤「ＫＥＰ−１３」の配合量を４．０質量％に代えた以外は、実施例１と同様にして、無端ベルトＩＩＩを作製した。無端ベルトＩＩＩにおいて、セル７の平均セル径は５００μｍであり、ｒｍａｘ／ｒｍｉｎは１．５であり、セル７のセル径の標準偏差σは０．１であり、セル間距離は０．５ｍｍであった。また、アスカーＣ硬度は２５であり、密度は０．２５ｇ／ｃｍ３であった。
（実施例４）
実施例１と同様にして発泡体弾性層３Ａ及び表皮層４Ａを一体に形成した後、表皮層４Ａの外周面に、ウレタン系塗料（商品名「タケラックＥ−５５３」、三井化学ポリウレタン株式会社製）を塗布した。次いで、ギアーオーブンを用いて、２００℃の温度にて３０分焼成処理して、表皮層４の全外周面にコート層５が形成された無端ベルトＩＶを作製した。無端ベルトＩＶにおいて、セル７の平均セル径は３００μｍであり、ｒｍａｘ／ｒｍｉｎは１．４であり、セル７のセル径の標準偏差σは０．０５であり、セル間距離は０．３ｍｍであった。また、アスカーＣ硬度は３５であり、密度は０．３５ｇ／ｃｍ３であった。さらに、コート層５のアスカーＣ硬度は４０であった。
【０１００】
なお、無端ベルトＩ〜ＩＶを別に製造し、発泡体弾性層３Ａをベルト基層２から剥離して、その発泡体弾性層３ＡのアスカーＣ硬度を前記方法により測定した。その結果、無端ベルトＩ〜ＩＶの発泡体弾性層３Ａは、いずれも１０〜５０のアスカーＣ硬度を有していた。
【０１０１】
（比較例１）
発泡体弾性層３Ａ及び表皮層４Ａを形成しなかった以外は、実施例１と同様にして、無端ベルトＶを作製した。
（比較例２）
付加反応型発泡シリコーンゴム組成物における発泡剤「ＫＥＰ−１３」を配合しなかった以外は、実施例１と同様にして、セルを有しない弾性層及び表皮層４Ａを有する無端ベルトＶＩを作製した。無端ベルトＶＩにおいて、アスカーＣ硬度は８０であり、密度は１．３ｇ／ｃｍ３であった。
【０１０２】
このようにして作製した無端ベルトＩ〜ＶＩを、図５に示される画像形成装置商品名「ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ Ｃ８３０」、富士ゼロックス株式会社製）における転写搬送ベルトとして装着し、装着状態及び装着作業性を評価した。
【０１０３】
装着状態は、無端ベルトＩ〜ＶＩを支持ローラ３３に張架したときに、像担持体１１Ｂ〜１１Ｙ及び転写手段１４Ｂ〜１４Ｙに対する当接面積及び当接圧力、無端ベルトＩ〜ＶＩにかかる張力が、所望の範囲内にあるか否かで評価した。また、装着作業性は、前記画像形成装置を複数準備し、各画像形成装置に無端ベルトを同様にして装着したときの、作業効率及び前記装着状態により評価した。
【０１０４】
その結果、無端ベルトＩ〜ＩＶ及びＶＩは、いずれの画像形成装置においても、前記当接面積、当接圧力及び張力が所望の範囲内にあり、装着作業性にも優れていたのに対して、無端ベルトＶは、複数の画像形成装置において、前記当接面積、当接圧力及び張力の少なくとも１つは所望の範囲内になった上、装着作業性も劣っていた。
【０１０５】
また、無端ベルトＩ〜ＶＩを装着した各画像形成装置を用いて、温度２２℃、相対湿度６０％の環境下、１０，０００枚印刷した後、同様にして、装着状態及び装着作業性を評価した。その結果、無端ベルトＩ〜ＩＶは、いずれの画像形成装置においても、前記当接面積、当接圧力及び張力が所望の範囲内を保持していたのに対して、無端ベルトＶ及びＶＩは、複数の画像形成装置において、所望の範囲内にあった当接面積、当接圧力及び張力の少なくとも１つが１０，０００枚印刷後には、所望の範囲内を保持していなかった。
【０１０６】
さらに、無端ベルトＩ〜ＶＩを装着した各画像形成装置を、温度２２℃、相対湿度６０％の環境下から温度３５℃、相対湿度９５％の環境下に変更して、１０，０００枚印刷した後、同様にして、装着状態及び装着作業性を評価した。その結果、無端ベルトＩ〜ＩＶは、いずれの画像形成装置においても、前記当接面積、当接圧力及び張力が所望の範囲内を保持していたのに対して、無端ベルトＶ及びＶＩは、複数の画像形成装置において、所望の範囲内にあった当接面積、当接圧力及び張力の少なくとも１つが画像形成条件変更後には、所望の範囲内を保持していなかった。
【０１０７】
無端ベルトＩ〜ＶＩを、画像形成装置における搬送ベルト、現像ベルト及び定着ベルトとして装着して、１０，０００枚印刷しても、所望の搬送量で現像剤を搬送し、かつ所望のように記録体を搬送することができ、その結果、高品質の画像を形成することができた。
【０１０８】
なお、前記付加反応型発泡シリコーンゴム組成物に、その全質量１００質量％に対して２０質量％の導電性付与剤（カーボンブラック、商品名「ＩＧＳ−６０」、新日化テクノカーボン株式会社製）を配合して、発泡体弾性層３Ａ及び表皮層４Ａを形成した無端ベルトを作製し、同様にして、装着状態、装着作業性及び画像品質等を評価した。その結果、実施例１〜４並びに比較例１及び２と基本的に同様の結果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】図１は、この発明の一例である無端ベルトの概略斜視図である。
【図２】図２は、この発明の別の一例である無端ベルトの概略断面図である。
【図３】図３は、この発明のまた別の一例である無端ベルトの概略断面図である。
【図４】図４は、この発明に係る画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図５】図５は、この発明に係る画像形成装置の別の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１Ａ、１Ｂ 無端ベルト
２ ベルト基層
３Ａ、３Ｂ 発泡体弾性層（弾性層）
４Ａ、４Ｂ 表皮層
５ コート層
７ セル
１０、３０ 画像形成装置
１１、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ 像担持体
１２、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ 帯電手段
１３、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ 露光手段
１４、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ 転写手段
１５ 定着手段
１５ａ 定着ローラ
１５ｂ 加圧ローラ
１５ｃ 無端ベルト支持ローラ
１６ 記録体
１７、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｍ、１７Ｙ クリーニング手段
１８、２１、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙ 筐体
１９ 開口
２０、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０Ｙ 現像手段
２２、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ 現像剤
２３ 現像剤供給手段
２４、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｙ 現像剤担持体
２５、２５Ｂ、２５Ｃ、２５Ｍ、２５Ｙ 現像剤規制部材
３１ カセット
３３ 支持ローラ
Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙ 現像ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト基層と、前記ベルト基層の外周面に形成された発泡体弾性層と、前記発泡体弾性層の外周面に形成された表皮層とを備えた無端ベルト。
【請求項２】
前記表皮層の外周面にコート層を備えた請求項１に記載の無端ベルト。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の無端ベルトを備えた画像形成装置。
【請求項１】
ベルト基層と、前記ベルト基層の外周面に形成された発泡体弾性層と、前記発泡体弾性層の外周面に形成された表皮層とを備えた無端ベルト。
【請求項２】
前記表皮層の外周面にコート層を備えた請求項１に記載の無端ベルト。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の無端ベルトを備えた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−４０１３９（Ｐ２００８−４０１３９Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１４４０６（Ｐ２００６−２１４４０６）
【出願日】平成１８年８月７日（２００６．８．７）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月７日（２００６．８．７）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【Ｆターム（参考）】
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