転写ベルト及び画像形成装置
【課題】記録媒体の搬送方向における濃度変動の発生が抑制される転写ベルトを提供する。
【解決手段】弾性体を含んで構成された無端のベルト基材３１と、前記ベルト基材の外周面上に配置されており、樹脂の量が相対的に少ない部分３３が周方向及び幅方向に散在している樹脂被覆層３２と、を有する転写ベルト２１。
【解決手段】弾性体を含んで構成された無端のベルト基材３１と、前記ベルト基材の外周面上に配置されており、樹脂の量が相対的に少ない部分３３が周方向及び幅方向に散在している樹脂被覆層３２と、を有する転写ベルト２１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写ベルト及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モノクロ専用の画像形成装置として、電子写真感光体（以下、単に感光体という場合がある）上にトナー像を形成し、感光体上のトナー像を転写ベルト上に配置された紙等の記録媒体上に転写した後、定着を行う画像形成装置が知られている。かかる転写ベルトを用いて転写を行う画像形成装置では、簡易的に蛇行を防止する手段として、弾性体の転写ベルトを使用する方式が知られている。弾性体からなる転写ベルトを適切な伸張率に架け渡すことでベルトの張力により蛇行が補正される。
【０００３】
一方、転写ベルトの表面は、紙詰まり等の発生時にトナーにより汚れる懸念があるため、クリーニングする必要がある。一般的に、転写ベルトの表面は、ゴム製のブレードでクリーニングするため、弾性体からなるベルト基材の表面を樹脂等で被覆して表面の摩擦抵抗を減らしたり、硬度を上げることで対応している。
【０００４】
特許文献１では、経時で転写ベルトの速度が低下することを予測し、速度を調整する方法が提案されている。
特許文献２では、転写ベルトに両端部に規則的に設けた穴と、転写ベルトの端部の穴に対応するように駆動ロールに設けた突起によりキャタピラ状に形成し、駆動ロールで転写ベルトがスリップを起こさないように制御することが提案されている。
特許文献３では、表面の耐摩耗層の厚みが１．０〜１５．０μｍであり、且つベルト本体の耐摩耗層が積層される面の表面粗度が１．８〜１５．０μｍであり、耐摩耗層の表面粗度が１．８〜９．３μｍである転写搬送ベルトが提案されている。
特許文献４では、基材弾性層及び表面層を少なくとも有し、前記表面層が、２種以上の離型性バインダーと、２種以上の離型性フィラーと、を含有する弾性ベルトが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３３７７２１号公報
【特許文献２】特開平６−１２４０２６号公報
【特許文献３】特開平１１−３５２８０２号公報
【特許文献４】特開２００６−７８８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、記録媒体の搬送方向における画像濃度の変動が抑制される転写ベルト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】
【０００７】
上記目的を達成するため、以下の発明が提供される。
請求項１に係る発明は、弾性体を含んで構成された無端のベルト基材と、前記ベルト基材の外周面上に配置されており、樹脂の量が相対的に少ない部分がベルトの周方向及び幅方向に散在している樹脂被覆層と、を有する転写ベルトである。
請求項２に係る発明は、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、ベルトの周方向及び幅方向にそれぞれ予め定めた間隔で規則的に散在している請求項１に記載の転写ベルトである。
請求項３に係る発明は、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、ベルトの周方向よりも幅方向に長い間隔で存在している請求項２に記載の転写ベルトである。
請求項４に係る発明は、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、千鳥状に存在している請求項２又は請求項３に記載の転写ベルトである。
請求項５に係る発明は、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、前記樹脂被覆層に設けた穴によって形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の転写ベルトである。
請求項６に係る発明は、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、前記ベルト基材の外周面に設けた凸部によって形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の転写ベルトである。
請求項７に係る発明は、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、前記樹脂被覆層に配置した粒子によって形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の転写ベルトである。
請求項８に係る発明は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された電子写真感光体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記電子写真感光体に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤によって現像してトナー像を形成する現像手段と、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の転写ベルトにより記録媒体を搬送し、前記電子写真感光体上に形成された前記トナー像を前記転写ベルトにより搬送された前記記録媒体上に転写させる転写手段と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着させる定着手段と、を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、樹脂被覆層に、樹脂の量が相対的に少ない部分がベルトの周方向及び幅方向に散在していない場合に比べ、記録媒体の搬送方向における画像濃度の変動が抑制される転写ベルトが提供される。
請求項２に係る発明によれば、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、ベルトの周方向及び幅方向に不規則に存在している場合に比べ、記録媒体の搬送方向における画像濃度の変動が抑制される転写ベルトが提供される。
請求項３に係る発明によれば、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、ベルトの幅方向と周方向で同じ間隔又は周方向よりも幅方向に短い間隔で存在している場合に比べ、記録媒体の搬送方向における画像濃度の変動が抑制される転写ベルトが提供される。
請求項４に係る発明によれば、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、格子状に配置されている場合に比べ、記録媒体の搬送方向における画像濃度の変動が抑制される転写ベルトが提供される。
請求項５、６、７に係る発明によれば、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が上記以外の手段によって形成されている場合に比べ、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が容易に形成される転写ベルトが提供される。
請求項８に係る発明によれば、前記転写ベルトを備えていない場合に比べ、記録媒体の搬送方向における画像濃度の変動が抑制される画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る転写ベルトを備えた画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る転写ベルトの一例を示す斜視図である。
【図３】本実施形態に係る転写ベルトの一例について断面の一部を示す概略図である。
【図４】本実施形態に係る転写ベルトの他の例について断面の一部を示す概略図である。
【図５】本実施形態に係る転写ベルトの他の例について断面の一部を示す概略図である。
【図６】樹脂被覆層において樹脂の量が相対的に少ない部分の配置パターンの一例を示す概略図である。
【図７】樹脂被覆層において樹脂の量が相対的に少ない部分の配置パターンの他の例を示す概略図である。
【図８】記録媒体の搬送方向に発生する画像濃度の変動の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付の図面を参照しながら、本実施形態に係る転写ベルト及び画像形成装置について説明する。
ゴム等の弾性体により構成されたベルト基材と樹脂被覆層との複層構造を持った転写ベルトでは、ベルト基材の伸張に表層の樹脂被覆層が追従できず、樹脂被覆層に亀裂（ひび割れ）が発生し易い。このような亀裂が発生すると、ベルト全体の剛性が下がり、プリント時にベルトが転写部で微小振動し、例えば図８に示されるように記録紙Ｐにトナー画像Ｑを形成したときに、スミアと呼ばれる画像の滲み（濃度変動）が生じることがある。
このような濃度変動を防止するためには、例えば、検知用画像をベルト上に形成し、それをセンサ等で読み取ってフィードバック制御する方法等が知られているが、装置コストが大きく上昇してしまう。
【００１１】
本発明者らは、樹脂被覆層の種類や厚み等を変えた実験の結果、樹脂被覆層に微小な亀裂が生じれば必ず用紙の搬送方向に濃度変動が発生するのではなく、濃度変動が発生しやすい亀裂の形態があることに気が付いた。
濃度変動が発生する原因の１つは亀裂の密度である。転写部内で搬送方向の密度が密に発生しているほど、濃度変動レベルが悪い。
更にもう１つは、ベルトの幅方向（軸方向）の亀裂の長さである。樹脂被覆層における亀裂がベルトの幅方向に長いほど濃度変動レベルが悪い。
【００１２】
画像における濃度変動は、転写部内での転写ベルトの移動方向（すなわち、記録媒体の搬送方向）への微小振動により発生すると推測される。
一方、転写ベルトに亀裂が発生している部分は、亀裂が発生していない部分に対して剛性が低下しているため伸縮しやすい状態にある。
これらの検討から、樹脂被覆層の亀裂の密度が密な部分では、転写部内で転写ベルトの伸縮が生じ易く、亀裂がベルトの幅方向に長いほど伸縮量が増大することより濃度変動が生じ易いと考えられる。
しかし、転写ベルトの樹脂被覆層における亀裂は、製造上の様々なバラツキにより生じる剛性ムラ(例えば、厚さムラ等)の部分に発生するため、亀裂の形態を制御することは難しい。
【００１３】
そこで、本発明者らは、樹脂被覆層の剛性が弱い部分として、樹脂の量が相対的に少ない部分を予め設けて応力を集中させることで、樹脂被覆層を形成する際に生じる気泡や異物による微小な亀裂同士が繋がることが抑制されることを見出した。
すなわち、本実施形態に係る転写ベルトは、弾性体を含んで構成された無端のベルト基材と、前記ベルト基材の外周面上に配置されており、樹脂の量が相対的に少ない部分（適宜「樹脂少量部」という）がベルトの周方向及び幅方向に散在している樹脂被覆層と、を有する。このような樹脂少量部を樹脂被覆層の面内に予め散在させておけば、樹脂少量部は剛性の弱い部分となって応力が集中し、気泡等による微小な亀裂に対する応力が緩和される。そのため、この転写ベルトを備えた画像形成装置によって画像形成を繰り返すことで樹脂被覆層に生じる亀裂形態をある程度制御することができる。
【００１４】
［画像形成装置］
まず、本実施形態に係る転写ベルトが適用される画像形成装置について説明する。
図１は、本実施形態の転写ベルトを備えた画像形成装置の構成を概略的に示している。図１に示す画像形成装置１００は、矢印Ａ方向に回転する電子写真感光体１０の周囲に、電子写真感光体１０の表面を帯電する帯電器１１、帯電した電子写真感光体１０の表面に露光ビームＢｍを照射して静電潜像を形成するレーザ露光器１２、トナーを収容し、電子写真感光体１０上の静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像器１３、転写部１５における静電転写に先立ち電子写真感光体１０上のトナー像を帯電する転写前帯電器１４、電子写真感光体１０上に形成されたトナー像を転写部１５において記録媒体である記録紙（用紙）Ｐに転写する転写ユニット２０、電子写真感光体１０上の残留トナーを除去するクリーニングブレード１７ａ、潤滑材１４を電子写真感光体１０の表面に供給する繊維状部材１６（ロール状）を備えたクリーニング手段１７等が配置されている。さらには、用紙Ｐに転写された未定着トナー像を定着する定着器６０、各装置（各部）の動作を制御する制御部（不図示）を備えている。
【００１５】
転写ユニット２０は、駆動ロール２２と従動ロール２３とによって張力を持って架け渡された転写ベルト２１と、転写ベルト２１の内側に配設され、転写ベルト２１を介して電子写真感光体１０に押圧される転写ロール２４とを備えている。転写ユニット２０は、矢印Ｂ方向に回転する転写ベルト２１により転写部１５に搬送されてくる用紙Ｐに電子写真感光体１０上のトナー像を転写する機能と、転写部１５においてトナー像が転写された用紙Ｐを定着器６０まで搬送する機能とを有している。また、駆動ロール２２を通過した後に転写ベルト２１の表面上の付着物を掻き取るクリーニングブレード２５が設けられている。
【００１６】
また、本実施形態の画像形成装置は、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを予め定めたタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送された用紙Ｐを予め定めたのタイミングで転写部１５に送り込むレジストロール５４、レジストロール５４から送り出された用紙Ｐを転写部１５に導くガイド５５、転写ユニット２０によりトナー像が転写されて搬送されてくる用紙Ｐを定着器６０へ導く定着入口ガイド５６等を備えている。
【００１７】
［転写ベルト］
ここで、本実施形態に係る転写ベルトについて説明する。図２は、本実施形態に係る転写ベルトの一例を示している。本実施形態に係る転写ベルト２１は、弾性体を含んで構成された無端のベルト基材３１と、ベルト基材３１の外周面上に配置されており、樹脂の量が相対的に少ない部分３３がベルトの周方向Ｒ及び幅方向Ｗに散在している樹脂被覆層３２と、を有する。
【００１８】
＜ベルト基材＞
本実施形態に係る転写ベルト２１のベルト基材３１は主に弾性体によって構成される。ベルト基材３１を構成する弾性体としては、加硫ゴム、熱可塑性エラストマーが挙げられる。
原料ゴムとしては、一般的なジエン系ゴム、例えばスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＩＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ，ＡＮＭ）、クロロプレン（ＣＲ）、ヒドリンゴム（ＥＣＯ）、ＮＢＲ―ＥＰＤＭブレンド物等が挙げられるが、比較的剛性が高く、それ自体が半導電性に近い体積抵抗率を有し、成型型内での流動性が良好であるという観点から、ニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素添加ＮＢＲ、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ，ＥＣＯ）、ポリウレタンゴム（ＰＵＲ）などが望ましい。
一方、熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステル系、ポリウレタン系、スチレン−ブタジエントリブロック系、ポリオレフィン系などが用いられる。このような熱可塑性エラストマーを使用するとリサイクルにも対応し、環境上望ましい。
ベルト基材３１の材料としては、一種類である必要はなく、二種以上の材料をブレンドしてもよい。例えば、難燃性クロロプレンゴム（ＣＲ）と耐オゾン劣化の高いＥＰＤＭとをブレンドした材料を用いてもよい。
【００１９】
ベルト基材３１には、導電性フィラーや絶縁性フィラーを添加してベルト基材３１の体積抵抗率を調整してもよい。
各フィラーの形状としては、粒子状、長繊維状など任意の形状のものが使用される。
導電性フィラーとしては、カーボンブラックのほか、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級アンモニウム塩などが挙げられる。絶縁性フィラーとしてはシリカ、酸化亜鉛（亜鉛華）などが挙げられる。
【００２０】
更に、ベルト基材３１には上記の成分以外に以下のようなゴム用配合原料を使用してもよい。
例えば充填剤として、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム等、クレー、タルク、シリカ等、また、ゴム用薬品として、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、プロセスオイル等、着色剤として、各種顔料等が挙げられる。
【００２１】
ベルト基材３１の製法については特に限定されないが、例えば以下のように製造される。
クロロプレンゴム（ＣＲ）とＥＰＤＭとをブレンドした材料を例に挙げると、ベルト基材３１を製造するには、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭに対し例えば導電性フィラーを混入分散させた後これらのクロロプレンゴムとＥＰＤＭとをバンバリミキサーで混練させ、加硫剤,加硫促進剤、発泡剤を加えて押し出し成形を行う。
上記混練したベルト基材３１を押出成形する場合には、加硫マンドレルと呼ばれる、ベルト内径と同サイズの外径を持つ金属製のシリンダに混練したベルト基材３１を覆い被せた状態で予め定めた条件（例えば１５０℃で約１時間）にて加硫させる。次いで、必要とするモジュラスに応じて時間を変更しながら予め定めた条件（例えば１１０℃で約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３１を被せてベルト基材３１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ればよい。
ベルト基材３１の厚みは、転写ベルトとしての強度を保持するとともに張架時ベルト剛性保持、永久伸び変化抑制、ベルト研磨時の破損・破れ・表面平滑性保持の観点から、１００μｍ以上１０００μｍ以下、より好ましくは３００μｍから６００μｍとすることが望ましい。
【００２２】
＜樹脂被覆層＞
樹脂被覆層３２は、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂又はポリアクリル樹脂などを結着樹脂とし、望ましくはフィラー、代表的には潤滑性フィラー及び導電性フィラーを分散させて構成される。樹脂被覆層３２には、樹脂の量が相対的に少ない部分（樹脂少量部）３３がベルトの周方向Ｒ及び幅方向Ｗに散在している。なお、本明細書において、樹脂少量部３３が「散在している」とは、樹脂被覆層３２において樹脂少量部３３同士が繋がることなく規則的に又は不規則に存在していることを意味する。具体的には樹脂少量部３３が１００μｍ以上５００μｍ以下の平均間隔で存在していることが望ましく、また、１０６個／ｍ２以上１０８個／ｍ２以下の密度で存在していることが望ましい。
また、平面視における樹脂少量部３３の１箇所当たりの大きさは、剛性が低下し過ぎず、亀裂の成長を効果的に抑制する観点から、最大長が１００μｍ以上５００μｍ以下となることが望ましい。
【００２３】
樹脂被覆層に含まれる潤滑性フィラーとしては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）等のフッ化化合物の樹脂粉体などが用いられ、必要に応じて界面活性剤を分散させた形で用いられる。
一方、導電性フィラーとしては、例えばカーボンブラック、ホワイトカーボン、酸化チタン、酸化スズ、酸化マグネシウム、酸化ケイ素アンチモン、酸化アルミニウムのような金属酸化物などが挙げられる。
【００２４】
導電性フィラーの充填量としては適宜選定して差し替えないが、次の要件を満たすことが望ましい。
（１）樹脂被覆層３２の体積抵抗率は１０１４Ω・ｃｍ未満であること。
（２）転写ベルト２１の樹脂被覆層未形成時の抵抗値をＲ１、樹脂被覆層形成後の抵抗値をＲ２とした場合に、Ｒ１≧Ｒ２を満たし、かつ、１０４Ω≦Ｒ２≦１０１１Ωを満たすこと。
【００２５】
樹脂被覆層３２の製造方法も特に限定されないが、例えば、樹脂中にフィラーを混入して分散させ、ディップコート、スプレーコート、静電塗装、ロールコート等により、ベルト基材３１上に塗布して乾燥させればよい。
樹脂被覆層３２の表面粗さの調整については、必要に応じて研磨工程（研磨用マンドレルに転写ベルト２１を被せて当該ベルト表面を研磨）にて樹脂被覆層３２の表面を研磨するようにすればよい。
【００２６】
樹脂被覆層３２の膜厚は、望ましくは３μｍ以上２０μｍ以下、より望ましくは４μｍ以上１０μｍ以下に設定される。樹脂被覆層３２の膜厚が３μｍ以上であれば、機械的強度に必要な耐久性が得られ、クリーニング装置による機械的摩耗により樹脂被覆層３２が剥がれることが抑制される。一方、樹脂被覆層３２の膜厚が２０μｍ以下であれば、被覆材料の塗布工程におけるコスト上昇が抑制され、剪断力により樹脂被覆層３２が剥がれ難く、抵抗環境変動の影響が大きくなることが抑制される。
【００２７】
樹脂被覆層３２における樹脂少量部３３を形成する手段は特に限定されないが、例えば、以下のような手段が挙げられる。
【００２８】
（１）樹脂被覆層に穴を設ける。
例えば、ベルト基材３１の外周面にスプレー照射等で樹脂被覆層３２を形成したのち、例えば図３に示すように、任意のパターンで形成した針束にて樹脂被覆層３２のみに穴３２Ａを設ける。あるいは、表面に針状突起を形成した金属ロールにより押圧したり、スパッタエッチング処理されたＰＴＦＥを、樹脂被覆層３２の表面に圧力を加えながら接触させること等により、樹脂被覆層３２のみに針状の穴３２Ａを形成する。
【００２９】
平面視における穴３２Ａの形状は、円形でもよいし切り込みのような縦長でもよい。なお、切り込みのような縦長の穴を設ける場合は、穴がベルトの幅方向に拡大して濃度変動が発生することを抑制する観点から、穴の長手方向がベルトの周方向となるように形成することが望ましい。
また、ベルト基材３１まで穴３２Ａが達すると転写ベルトの強度が低下するため、穴３２Ａは樹脂被覆層３２のみにに設ける。穴３２Ａの深さは特に限定されないが、樹脂被覆層３２の厚さの５０％以内とすることが望ましい。
【００３０】
樹脂被覆層３２に穴３２Ａを設けることで、それらの部分を基点として亀裂が形成されることになるが、樹脂被覆層３２を形成する際の微小な気泡や異物に起因する微小な亀裂が大きく成長することが抑制され、転写ベルトの樹脂被覆層全体における亀裂の形態が制御される。
【００３１】
（２）ベルト基材の外周面に凸部を設ける。
ベルト基材３１の外周面に凸部を設けておき、かかるベルト基材３１の外周面に樹脂被覆層３２を形成する。例えば図４に示すように、ベルト基材３１を形成する際に外周面に凸部３１Ａを設けて、その上に樹脂被覆層３２を形成すれば、ベルト基材３１の凸部３１Ａに相当する位置に樹脂少量部３３が形成される。
【００３２】
ベルト基材３１の外周面に凸部３１Ａを形成する方法は特に限定されず、例えばベルト基材３１を形成するための型に凹部を設けておけば、ベルト基材３１が形成されるとともに、型の凹部に応じてベルト基材３１の外周面に凸部３１Ａが形成される。あるいは、平坦な外周面を有するベルト基材３１を形成した後に凸部３１Ａを形成してもよい。
ベルト基材３１の凸部３１Ａは樹脂被覆層３２を貫通してもよいし、図４に示すように凸部３１Ａの上端が樹脂被覆層３２内に位置していてもよい。
【００３３】
（３）樹脂被覆層に粒子を配置する。
ベルト基材３１の外周面に樹脂被覆層３２を形成する際、例えば、図５に示すように、樹脂被覆層３２に樹脂少量部を形成するための粒子３４を散在させることで、樹脂少量部３３が形成される。前記したように、樹脂被覆層３２には潤滑性フィラーや導電性フィラーを分散させてもよいが、これらのフィラーは樹脂被覆層３２において面方向に均等に分散される。一方、これらのフィラーとは別に、樹脂被覆層３２内にシリカ、アルミナなどの粒子３４を特定のパターンで散在させることで樹脂少量部３３が形成される。例えば、ベルト基材３１の外周面に樹脂形成用の塗布液を塗布した後、乾燥させる前に、樹脂少量部３３を形成するための粒子３４を任意のパターンに付与すればよい。
樹脂少量部３３を形成するための粒子３４の粒径は特に限定されないが、相対的に剛性が弱い樹脂少量部３３を形成する観点から、乾燥後の樹脂被覆層３２の厚みに対して０．１％以上５％以下とすることが望ましい。これ以下では基材の表面粗さに影響して塗布ムラが発生し、これ以上ではゴム基材の物性が損なわれる可能性がある。
【００３４】
（４）その他の手段
例えば、ベルト基材３１の外周面に、樹脂被覆層形成用塗布液をはじく材料（撥液材料）を任意のパターンに設けておき、これに樹脂被覆層形成用塗布液を塗布して樹脂被覆層３２を形成する。撥液材料が付与されている箇所には樹脂被覆層が形成されにくいため、樹脂少量部３３となる。
【００３５】
＜樹脂少量部の配置パターン＞
樹脂被覆層３２における樹脂少量部３３の配置パターンは特に限定されず、不規則な配置でも構わないが、樹脂少量部３３は転写ベルト２１の周方向Ｒ及び幅方向Ｗに予め定めた間隔で規則的に存在していることが望ましい。例えば、図６に示すように、樹脂少量部３３が転写ベルト２１の周方向Ｒ及び幅方向Ｗに規則的に存在していれば、一部の樹脂少量部３３に応力が集中して亀裂が局所的に成長することが効果的に抑制される。例えば、図７に示すように、樹脂少量部３３が千鳥状に配置されていれば、応力集中により局所的に亀裂が成長することがより効果的に抑制される。
【００３６】
また、図６、図７に示すように、樹脂少量部３３を転写ベルトの周方向Ｒ及び幅方向Ｗに規則的に存在させる場合、樹脂少量部３３はベルトの周方向Ｒよりも幅方向Ｗに長い間隔で存在していることが望ましい。トナー像を記録媒体に転写したときに生じる濃度変動は、樹脂被覆層３２の亀裂がベルトの周方向Ｒよりも幅方向Ｗに成長することで発生し易い。そこで、樹脂少量部３３の間隔が周方向Ｒよりも幅方向Ｗで長くなるように樹脂少量部３３を存在させておくことで樹脂被覆層３２の亀裂が幅方向Ｗに成長することが抑制され、濃度変動の発生が効果的に抑制される。
【００３７】
樹脂少量部３３の間隔は樹脂被覆層３２の材質にもよるが、樹脂少量部３３同士が繋がって大きな亀裂が発生することを抑制するとともに、気泡や異物に起因する微小な亀裂の成長を抑制する観点から、ベルトの周方向Ｒのピッチは５０μｍ以上２００μｍ以下が望ましく、幅方向Ｗのピッチは１００μｍ以上５００μｍ以下が望ましい。
【００３８】
次に、本実施形態に係る画像形成装置の基本的な画像形成プロセスについて説明する。図１に示す画像形成装置１００では、図示しない画像読取装置やパーソナルコンピュータ等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置により画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、レーザ露光器１２に出力される。
【００３９】
レーザ露光器１２では、入力された画像データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを電子写真感光体１０に照射する。電子写真感光体１０では、帯電器１１によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１２によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。
電子写真感光体の表面に形成された静電潜像は、現像器１３によってトナー像として現像される。例えばトナーとキャリアからなる現像剤を保持した現像剤保持体１３ａに、図示しない電源から直流電圧からなる現像バイアス、または交流電圧に直流電圧が重畳された現像バイアスが印加されて、電子写真感光体１０との間に現像電界が形成される。それによって、現像剤保持体１３ａ上のトナーが静電潜像の画像部に転移し、静電潜像がトナー像として可視像化される。
【００４０】
電子写真感光体１０上に形成されたトナー像は、電子写真感光体１０と転写ユニット２０とが接触する転写部１５に搬送される。トナー像が転写部１５に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が転写部１５に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により矢印Ｃ方向に搬送されてレジストロール５４に到達する。このレジストロール５４においては、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が形成された電子写真感光体１０の移動タイミングに合わせてレジストロール５４が回転する。それによって、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされ、用紙Ｐは搬送ガイド５５から転写部１５に送り出される。
【００４１】
転写部１５では、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、転写ユニット２０の転写ベルト２１を介して、電子写真感光体１０と転写ロール２４との間に挟み込まれる。その際に、転写ロール２４にはトナーの帯電極性（ここでは、マイナス極性とする。）と反対極性の電圧（転写バイアス）が印加されることで、転写ロール２４から転写ベルト２１に電子写真感光体１０上のトナー帯電極性とは反対極性の電荷が付与される。それにより、電子写真感光体１０上に保持された未定着トナー像は、電子写真感光体１０と転写ロール２４とによって押圧される転写部１５において、用紙Ｐ上に静電転写される。
【００４２】
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、転写ユニット２０の転写ベルト２１に静電吸着された状態で電子写真感光体１０から剥離されて搬送され、転写ユニット２０の用紙Ｐ搬送方向下流側に設けられた定着器６０まで送られる。なお、用紙Ｐが電子写真感光体１０から剥離されず、電子写真感光体１０に吸着されたままの状態となった場合には、転写部１５の下流側の電子写真感光体１０表面近傍に配設された分離爪（不図示）によって、用紙Ｐは電子写真感光体１０から分離され、転写ベルト２１に静電吸着されるように構成されている。
【００４３】
転写ベルト２１の定着器６０側の後端部では、転写ベルト２１が駆動ロール２２に巻き付く際の曲率、および用紙Ｐのコシによって、用紙Ｐは転写ベルト２１から剥離される。そして、用紙Ｐは、定着入口ガイド５６に導かれて定着器６０に搬送される。
定着器６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着器６０において熱および圧力による定着処理を受けることによって用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙部に搬送され、一連の画像形成動作が完了する。
上記のように本実施形態に係る転写ベルト２１を備えた画像形成装置１００を用いて画像形成を行うことで、用紙Ｐに転写及び定着された画像は、搬送方向における濃度変動の発生が抑制される。
【００４４】
なお、本実施形態に係る転写ベルトの用途は、記録媒体の搬送を兼ねた転写ベルトに限定されない。例えば、複数のトナー像を重ね合わせた後、記録媒体に転写させるための、いわゆる中間転写ベルトとして用いてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 電子写真感光体、１１ 帯電器（帯電手段の一例）、１２ レーザ露光器（静電潜像形成手段の一例）、１３ 現像器（現像手段の一例）、１３ａ 現像剤保持体、１４ 転写前帯電器、１５ 転写部、１７ クリーニング手段、２０ 転写ユニット（転写手段の一例）、２１ 転写ベルト、２２ 駆動ロール、２３ 従動ロール、２４ 転写ロール、３１ ベルト基材、３１Ａ 凸部、３２Ａ 穴、３２ 樹脂被覆層、３３ 樹脂少量部、３４ 粒子、５０ 用紙トレイ、５１ ピックアップロール、５２ 搬送ロール、５４ レジストロール、５５ 搬送ガイド、５６ 定着入口ガイド、６０ 定着器（定着手段の一例）、１００ 画像形成装置、Ｂｍ 露光ビーム、Ｒ 周方向、Ｗ 幅方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写ベルト及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モノクロ専用の画像形成装置として、電子写真感光体（以下、単に感光体という場合がある）上にトナー像を形成し、感光体上のトナー像を転写ベルト上に配置された紙等の記録媒体上に転写した後、定着を行う画像形成装置が知られている。かかる転写ベルトを用いて転写を行う画像形成装置では、簡易的に蛇行を防止する手段として、弾性体の転写ベルトを使用する方式が知られている。弾性体からなる転写ベルトを適切な伸張率に架け渡すことでベルトの張力により蛇行が補正される。
【０００３】
一方、転写ベルトの表面は、紙詰まり等の発生時にトナーにより汚れる懸念があるため、クリーニングする必要がある。一般的に、転写ベルトの表面は、ゴム製のブレードでクリーニングするため、弾性体からなるベルト基材の表面を樹脂等で被覆して表面の摩擦抵抗を減らしたり、硬度を上げることで対応している。
【０００４】
特許文献１では、経時で転写ベルトの速度が低下することを予測し、速度を調整する方法が提案されている。
特許文献２では、転写ベルトに両端部に規則的に設けた穴と、転写ベルトの端部の穴に対応するように駆動ロールに設けた突起によりキャタピラ状に形成し、駆動ロールで転写ベルトがスリップを起こさないように制御することが提案されている。
特許文献３では、表面の耐摩耗層の厚みが１．０〜１５．０μｍであり、且つベルト本体の耐摩耗層が積層される面の表面粗度が１．８〜１５．０μｍであり、耐摩耗層の表面粗度が１．８〜９．３μｍである転写搬送ベルトが提案されている。
特許文献４では、基材弾性層及び表面層を少なくとも有し、前記表面層が、２種以上の離型性バインダーと、２種以上の離型性フィラーと、を含有する弾性ベルトが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３３７７２１号公報
【特許文献２】特開平６−１２４０２６号公報
【特許文献３】特開平１１−３５２８０２号公報
【特許文献４】特開２００６−７８８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、記録媒体の搬送方向における画像濃度の変動が抑制される転写ベルト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】
【０００７】
上記目的を達成するため、以下の発明が提供される。
請求項１に係る発明は、弾性体を含んで構成された無端のベルト基材と、前記ベルト基材の外周面上に配置されており、樹脂の量が相対的に少ない部分がベルトの周方向及び幅方向に散在している樹脂被覆層と、を有する転写ベルトである。
請求項２に係る発明は、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、ベルトの周方向及び幅方向にそれぞれ予め定めた間隔で規則的に散在している請求項１に記載の転写ベルトである。
請求項３に係る発明は、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、ベルトの周方向よりも幅方向に長い間隔で存在している請求項２に記載の転写ベルトである。
請求項４に係る発明は、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、千鳥状に存在している請求項２又は請求項３に記載の転写ベルトである。
請求項５に係る発明は、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、前記樹脂被覆層に設けた穴によって形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の転写ベルトである。
請求項６に係る発明は、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、前記ベルト基材の外周面に設けた凸部によって形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の転写ベルトである。
請求項７に係る発明は、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、前記樹脂被覆層に配置した粒子によって形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の転写ベルトである。
請求項８に係る発明は、電子写真感光体と、前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電手段と、帯電された電子写真感光体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記電子写真感光体に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤によって現像してトナー像を形成する現像手段と、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の転写ベルトにより記録媒体を搬送し、前記電子写真感光体上に形成された前記トナー像を前記転写ベルトにより搬送された前記記録媒体上に転写させる転写手段と、前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着させる定着手段と、を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に係る発明によれば、樹脂被覆層に、樹脂の量が相対的に少ない部分がベルトの周方向及び幅方向に散在していない場合に比べ、記録媒体の搬送方向における画像濃度の変動が抑制される転写ベルトが提供される。
請求項２に係る発明によれば、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、ベルトの周方向及び幅方向に不規則に存在している場合に比べ、記録媒体の搬送方向における画像濃度の変動が抑制される転写ベルトが提供される。
請求項３に係る発明によれば、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、ベルトの幅方向と周方向で同じ間隔又は周方向よりも幅方向に短い間隔で存在している場合に比べ、記録媒体の搬送方向における画像濃度の変動が抑制される転写ベルトが提供される。
請求項４に係る発明によれば、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、格子状に配置されている場合に比べ、記録媒体の搬送方向における画像濃度の変動が抑制される転写ベルトが提供される。
請求項５、６、７に係る発明によれば、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が上記以外の手段によって形成されている場合に比べ、前記樹脂の量が相対的に少ない部分が容易に形成される転写ベルトが提供される。
請求項８に係る発明によれば、前記転写ベルトを備えていない場合に比べ、記録媒体の搬送方向における画像濃度の変動が抑制される画像形成装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る転写ベルトを備えた画像形成装置の構成の一例を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る転写ベルトの一例を示す斜視図である。
【図３】本実施形態に係る転写ベルトの一例について断面の一部を示す概略図である。
【図４】本実施形態に係る転写ベルトの他の例について断面の一部を示す概略図である。
【図５】本実施形態に係る転写ベルトの他の例について断面の一部を示す概略図である。
【図６】樹脂被覆層において樹脂の量が相対的に少ない部分の配置パターンの一例を示す概略図である。
【図７】樹脂被覆層において樹脂の量が相対的に少ない部分の配置パターンの他の例を示す概略図である。
【図８】記録媒体の搬送方向に発生する画像濃度の変動の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付の図面を参照しながら、本実施形態に係る転写ベルト及び画像形成装置について説明する。
ゴム等の弾性体により構成されたベルト基材と樹脂被覆層との複層構造を持った転写ベルトでは、ベルト基材の伸張に表層の樹脂被覆層が追従できず、樹脂被覆層に亀裂（ひび割れ）が発生し易い。このような亀裂が発生すると、ベルト全体の剛性が下がり、プリント時にベルトが転写部で微小振動し、例えば図８に示されるように記録紙Ｐにトナー画像Ｑを形成したときに、スミアと呼ばれる画像の滲み（濃度変動）が生じることがある。
このような濃度変動を防止するためには、例えば、検知用画像をベルト上に形成し、それをセンサ等で読み取ってフィードバック制御する方法等が知られているが、装置コストが大きく上昇してしまう。
【００１１】
本発明者らは、樹脂被覆層の種類や厚み等を変えた実験の結果、樹脂被覆層に微小な亀裂が生じれば必ず用紙の搬送方向に濃度変動が発生するのではなく、濃度変動が発生しやすい亀裂の形態があることに気が付いた。
濃度変動が発生する原因の１つは亀裂の密度である。転写部内で搬送方向の密度が密に発生しているほど、濃度変動レベルが悪い。
更にもう１つは、ベルトの幅方向（軸方向）の亀裂の長さである。樹脂被覆層における亀裂がベルトの幅方向に長いほど濃度変動レベルが悪い。
【００１２】
画像における濃度変動は、転写部内での転写ベルトの移動方向（すなわち、記録媒体の搬送方向）への微小振動により発生すると推測される。
一方、転写ベルトに亀裂が発生している部分は、亀裂が発生していない部分に対して剛性が低下しているため伸縮しやすい状態にある。
これらの検討から、樹脂被覆層の亀裂の密度が密な部分では、転写部内で転写ベルトの伸縮が生じ易く、亀裂がベルトの幅方向に長いほど伸縮量が増大することより濃度変動が生じ易いと考えられる。
しかし、転写ベルトの樹脂被覆層における亀裂は、製造上の様々なバラツキにより生じる剛性ムラ(例えば、厚さムラ等)の部分に発生するため、亀裂の形態を制御することは難しい。
【００１３】
そこで、本発明者らは、樹脂被覆層の剛性が弱い部分として、樹脂の量が相対的に少ない部分を予め設けて応力を集中させることで、樹脂被覆層を形成する際に生じる気泡や異物による微小な亀裂同士が繋がることが抑制されることを見出した。
すなわち、本実施形態に係る転写ベルトは、弾性体を含んで構成された無端のベルト基材と、前記ベルト基材の外周面上に配置されており、樹脂の量が相対的に少ない部分（適宜「樹脂少量部」という）がベルトの周方向及び幅方向に散在している樹脂被覆層と、を有する。このような樹脂少量部を樹脂被覆層の面内に予め散在させておけば、樹脂少量部は剛性の弱い部分となって応力が集中し、気泡等による微小な亀裂に対する応力が緩和される。そのため、この転写ベルトを備えた画像形成装置によって画像形成を繰り返すことで樹脂被覆層に生じる亀裂形態をある程度制御することができる。
【００１４】
［画像形成装置］
まず、本実施形態に係る転写ベルトが適用される画像形成装置について説明する。
図１は、本実施形態の転写ベルトを備えた画像形成装置の構成を概略的に示している。図１に示す画像形成装置１００は、矢印Ａ方向に回転する電子写真感光体１０の周囲に、電子写真感光体１０の表面を帯電する帯電器１１、帯電した電子写真感光体１０の表面に露光ビームＢｍを照射して静電潜像を形成するレーザ露光器１２、トナーを収容し、電子写真感光体１０上の静電潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像器１３、転写部１５における静電転写に先立ち電子写真感光体１０上のトナー像を帯電する転写前帯電器１４、電子写真感光体１０上に形成されたトナー像を転写部１５において記録媒体である記録紙（用紙）Ｐに転写する転写ユニット２０、電子写真感光体１０上の残留トナーを除去するクリーニングブレード１７ａ、潤滑材１４を電子写真感光体１０の表面に供給する繊維状部材１６（ロール状）を備えたクリーニング手段１７等が配置されている。さらには、用紙Ｐに転写された未定着トナー像を定着する定着器６０、各装置（各部）の動作を制御する制御部（不図示）を備えている。
【００１５】
転写ユニット２０は、駆動ロール２２と従動ロール２３とによって張力を持って架け渡された転写ベルト２１と、転写ベルト２１の内側に配設され、転写ベルト２１を介して電子写真感光体１０に押圧される転写ロール２４とを備えている。転写ユニット２０は、矢印Ｂ方向に回転する転写ベルト２１により転写部１５に搬送されてくる用紙Ｐに電子写真感光体１０上のトナー像を転写する機能と、転写部１５においてトナー像が転写された用紙Ｐを定着器６０まで搬送する機能とを有している。また、駆動ロール２２を通過した後に転写ベルト２１の表面上の付着物を掻き取るクリーニングブレード２５が設けられている。
【００１６】
また、本実施形態の画像形成装置は、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０、この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐを予め定めたタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１により繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送された用紙Ｐを予め定めたのタイミングで転写部１５に送り込むレジストロール５４、レジストロール５４から送り出された用紙Ｐを転写部１５に導くガイド５５、転写ユニット２０によりトナー像が転写されて搬送されてくる用紙Ｐを定着器６０へ導く定着入口ガイド５６等を備えている。
【００１７】
［転写ベルト］
ここで、本実施形態に係る転写ベルトについて説明する。図２は、本実施形態に係る転写ベルトの一例を示している。本実施形態に係る転写ベルト２１は、弾性体を含んで構成された無端のベルト基材３１と、ベルト基材３１の外周面上に配置されており、樹脂の量が相対的に少ない部分３３がベルトの周方向Ｒ及び幅方向Ｗに散在している樹脂被覆層３２と、を有する。
【００１８】
＜ベルト基材＞
本実施形態に係る転写ベルト２１のベルト基材３１は主に弾性体によって構成される。ベルト基材３１を構成する弾性体としては、加硫ゴム、熱可塑性エラストマーが挙げられる。
原料ゴムとしては、一般的なジエン系ゴム、例えばスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＩＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ，ＡＮＭ）、クロロプレン（ＣＲ）、ヒドリンゴム（ＥＣＯ）、ＮＢＲ―ＥＰＤＭブレンド物等が挙げられるが、比較的剛性が高く、それ自体が半導電性に近い体積抵抗率を有し、成型型内での流動性が良好であるという観点から、ニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素添加ＮＢＲ、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ，ＥＣＯ）、ポリウレタンゴム（ＰＵＲ）などが望ましい。
一方、熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステル系、ポリウレタン系、スチレン−ブタジエントリブロック系、ポリオレフィン系などが用いられる。このような熱可塑性エラストマーを使用するとリサイクルにも対応し、環境上望ましい。
ベルト基材３１の材料としては、一種類である必要はなく、二種以上の材料をブレンドしてもよい。例えば、難燃性クロロプレンゴム（ＣＲ）と耐オゾン劣化の高いＥＰＤＭとをブレンドした材料を用いてもよい。
【００１９】
ベルト基材３１には、導電性フィラーや絶縁性フィラーを添加してベルト基材３１の体積抵抗率を調整してもよい。
各フィラーの形状としては、粒子状、長繊維状など任意の形状のものが使用される。
導電性フィラーとしては、カーボンブラックのほか、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級アンモニウム塩などが挙げられる。絶縁性フィラーとしてはシリカ、酸化亜鉛（亜鉛華）などが挙げられる。
【００２０】
更に、ベルト基材３１には上記の成分以外に以下のようなゴム用配合原料を使用してもよい。
例えば充填剤として、酸化チタン、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム等、クレー、タルク、シリカ等、また、ゴム用薬品として、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、プロセスオイル等、着色剤として、各種顔料等が挙げられる。
【００２１】
ベルト基材３１の製法については特に限定されないが、例えば以下のように製造される。
クロロプレンゴム（ＣＲ）とＥＰＤＭとをブレンドした材料を例に挙げると、ベルト基材３１を製造するには、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭに対し例えば導電性フィラーを混入分散させた後これらのクロロプレンゴムとＥＰＤＭとをバンバリミキサーで混練させ、加硫剤,加硫促進剤、発泡剤を加えて押し出し成形を行う。
上記混練したベルト基材３１を押出成形する場合には、加硫マンドレルと呼ばれる、ベルト内径と同サイズの外径を持つ金属製のシリンダに混練したベルト基材３１を覆い被せた状態で予め定めた条件（例えば１５０℃で約１時間）にて加硫させる。次いで、必要とするモジュラスに応じて時間を変更しながら予め定めた条件（例えば１１０℃で約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３１を被せてベルト基材３１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ればよい。
ベルト基材３１の厚みは、転写ベルトとしての強度を保持するとともに張架時ベルト剛性保持、永久伸び変化抑制、ベルト研磨時の破損・破れ・表面平滑性保持の観点から、１００μｍ以上１０００μｍ以下、より好ましくは３００μｍから６００μｍとすることが望ましい。
【００２２】
＜樹脂被覆層＞
樹脂被覆層３２は、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂又はポリアクリル樹脂などを結着樹脂とし、望ましくはフィラー、代表的には潤滑性フィラー及び導電性フィラーを分散させて構成される。樹脂被覆層３２には、樹脂の量が相対的に少ない部分（樹脂少量部）３３がベルトの周方向Ｒ及び幅方向Ｗに散在している。なお、本明細書において、樹脂少量部３３が「散在している」とは、樹脂被覆層３２において樹脂少量部３３同士が繋がることなく規則的に又は不規則に存在していることを意味する。具体的には樹脂少量部３３が１００μｍ以上５００μｍ以下の平均間隔で存在していることが望ましく、また、１０６個／ｍ２以上１０８個／ｍ２以下の密度で存在していることが望ましい。
また、平面視における樹脂少量部３３の１箇所当たりの大きさは、剛性が低下し過ぎず、亀裂の成長を効果的に抑制する観点から、最大長が１００μｍ以上５００μｍ以下となることが望ましい。
【００２３】
樹脂被覆層に含まれる潤滑性フィラーとしては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）等のフッ化化合物の樹脂粉体などが用いられ、必要に応じて界面活性剤を分散させた形で用いられる。
一方、導電性フィラーとしては、例えばカーボンブラック、ホワイトカーボン、酸化チタン、酸化スズ、酸化マグネシウム、酸化ケイ素アンチモン、酸化アルミニウムのような金属酸化物などが挙げられる。
【００２４】
導電性フィラーの充填量としては適宜選定して差し替えないが、次の要件を満たすことが望ましい。
（１）樹脂被覆層３２の体積抵抗率は１０１４Ω・ｃｍ未満であること。
（２）転写ベルト２１の樹脂被覆層未形成時の抵抗値をＲ１、樹脂被覆層形成後の抵抗値をＲ２とした場合に、Ｒ１≧Ｒ２を満たし、かつ、１０４Ω≦Ｒ２≦１０１１Ωを満たすこと。
【００２５】
樹脂被覆層３２の製造方法も特に限定されないが、例えば、樹脂中にフィラーを混入して分散させ、ディップコート、スプレーコート、静電塗装、ロールコート等により、ベルト基材３１上に塗布して乾燥させればよい。
樹脂被覆層３２の表面粗さの調整については、必要に応じて研磨工程（研磨用マンドレルに転写ベルト２１を被せて当該ベルト表面を研磨）にて樹脂被覆層３２の表面を研磨するようにすればよい。
【００２６】
樹脂被覆層３２の膜厚は、望ましくは３μｍ以上２０μｍ以下、より望ましくは４μｍ以上１０μｍ以下に設定される。樹脂被覆層３２の膜厚が３μｍ以上であれば、機械的強度に必要な耐久性が得られ、クリーニング装置による機械的摩耗により樹脂被覆層３２が剥がれることが抑制される。一方、樹脂被覆層３２の膜厚が２０μｍ以下であれば、被覆材料の塗布工程におけるコスト上昇が抑制され、剪断力により樹脂被覆層３２が剥がれ難く、抵抗環境変動の影響が大きくなることが抑制される。
【００２７】
樹脂被覆層３２における樹脂少量部３３を形成する手段は特に限定されないが、例えば、以下のような手段が挙げられる。
【００２８】
（１）樹脂被覆層に穴を設ける。
例えば、ベルト基材３１の外周面にスプレー照射等で樹脂被覆層３２を形成したのち、例えば図３に示すように、任意のパターンで形成した針束にて樹脂被覆層３２のみに穴３２Ａを設ける。あるいは、表面に針状突起を形成した金属ロールにより押圧したり、スパッタエッチング処理されたＰＴＦＥを、樹脂被覆層３２の表面に圧力を加えながら接触させること等により、樹脂被覆層３２のみに針状の穴３２Ａを形成する。
【００２９】
平面視における穴３２Ａの形状は、円形でもよいし切り込みのような縦長でもよい。なお、切り込みのような縦長の穴を設ける場合は、穴がベルトの幅方向に拡大して濃度変動が発生することを抑制する観点から、穴の長手方向がベルトの周方向となるように形成することが望ましい。
また、ベルト基材３１まで穴３２Ａが達すると転写ベルトの強度が低下するため、穴３２Ａは樹脂被覆層３２のみにに設ける。穴３２Ａの深さは特に限定されないが、樹脂被覆層３２の厚さの５０％以内とすることが望ましい。
【００３０】
樹脂被覆層３２に穴３２Ａを設けることで、それらの部分を基点として亀裂が形成されることになるが、樹脂被覆層３２を形成する際の微小な気泡や異物に起因する微小な亀裂が大きく成長することが抑制され、転写ベルトの樹脂被覆層全体における亀裂の形態が制御される。
【００３１】
（２）ベルト基材の外周面に凸部を設ける。
ベルト基材３１の外周面に凸部を設けておき、かかるベルト基材３１の外周面に樹脂被覆層３２を形成する。例えば図４に示すように、ベルト基材３１を形成する際に外周面に凸部３１Ａを設けて、その上に樹脂被覆層３２を形成すれば、ベルト基材３１の凸部３１Ａに相当する位置に樹脂少量部３３が形成される。
【００３２】
ベルト基材３１の外周面に凸部３１Ａを形成する方法は特に限定されず、例えばベルト基材３１を形成するための型に凹部を設けておけば、ベルト基材３１が形成されるとともに、型の凹部に応じてベルト基材３１の外周面に凸部３１Ａが形成される。あるいは、平坦な外周面を有するベルト基材３１を形成した後に凸部３１Ａを形成してもよい。
ベルト基材３１の凸部３１Ａは樹脂被覆層３２を貫通してもよいし、図４に示すように凸部３１Ａの上端が樹脂被覆層３２内に位置していてもよい。
【００３３】
（３）樹脂被覆層に粒子を配置する。
ベルト基材３１の外周面に樹脂被覆層３２を形成する際、例えば、図５に示すように、樹脂被覆層３２に樹脂少量部を形成するための粒子３４を散在させることで、樹脂少量部３３が形成される。前記したように、樹脂被覆層３２には潤滑性フィラーや導電性フィラーを分散させてもよいが、これらのフィラーは樹脂被覆層３２において面方向に均等に分散される。一方、これらのフィラーとは別に、樹脂被覆層３２内にシリカ、アルミナなどの粒子３４を特定のパターンで散在させることで樹脂少量部３３が形成される。例えば、ベルト基材３１の外周面に樹脂形成用の塗布液を塗布した後、乾燥させる前に、樹脂少量部３３を形成するための粒子３４を任意のパターンに付与すればよい。
樹脂少量部３３を形成するための粒子３４の粒径は特に限定されないが、相対的に剛性が弱い樹脂少量部３３を形成する観点から、乾燥後の樹脂被覆層３２の厚みに対して０．１％以上５％以下とすることが望ましい。これ以下では基材の表面粗さに影響して塗布ムラが発生し、これ以上ではゴム基材の物性が損なわれる可能性がある。
【００３４】
（４）その他の手段
例えば、ベルト基材３１の外周面に、樹脂被覆層形成用塗布液をはじく材料（撥液材料）を任意のパターンに設けておき、これに樹脂被覆層形成用塗布液を塗布して樹脂被覆層３２を形成する。撥液材料が付与されている箇所には樹脂被覆層が形成されにくいため、樹脂少量部３３となる。
【００３５】
＜樹脂少量部の配置パターン＞
樹脂被覆層３２における樹脂少量部３３の配置パターンは特に限定されず、不規則な配置でも構わないが、樹脂少量部３３は転写ベルト２１の周方向Ｒ及び幅方向Ｗに予め定めた間隔で規則的に存在していることが望ましい。例えば、図６に示すように、樹脂少量部３３が転写ベルト２１の周方向Ｒ及び幅方向Ｗに規則的に存在していれば、一部の樹脂少量部３３に応力が集中して亀裂が局所的に成長することが効果的に抑制される。例えば、図７に示すように、樹脂少量部３３が千鳥状に配置されていれば、応力集中により局所的に亀裂が成長することがより効果的に抑制される。
【００３６】
また、図６、図７に示すように、樹脂少量部３３を転写ベルトの周方向Ｒ及び幅方向Ｗに規則的に存在させる場合、樹脂少量部３３はベルトの周方向Ｒよりも幅方向Ｗに長い間隔で存在していることが望ましい。トナー像を記録媒体に転写したときに生じる濃度変動は、樹脂被覆層３２の亀裂がベルトの周方向Ｒよりも幅方向Ｗに成長することで発生し易い。そこで、樹脂少量部３３の間隔が周方向Ｒよりも幅方向Ｗで長くなるように樹脂少量部３３を存在させておくことで樹脂被覆層３２の亀裂が幅方向Ｗに成長することが抑制され、濃度変動の発生が効果的に抑制される。
【００３７】
樹脂少量部３３の間隔は樹脂被覆層３２の材質にもよるが、樹脂少量部３３同士が繋がって大きな亀裂が発生することを抑制するとともに、気泡や異物に起因する微小な亀裂の成長を抑制する観点から、ベルトの周方向Ｒのピッチは５０μｍ以上２００μｍ以下が望ましく、幅方向Ｗのピッチは１００μｍ以上５００μｍ以下が望ましい。
【００３８】
次に、本実施形態に係る画像形成装置の基本的な画像形成プロセスについて説明する。図１に示す画像形成装置１００では、図示しない画像読取装置やパーソナルコンピュータ等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置により画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、レーザ露光器１２に出力される。
【００３９】
レーザ露光器１２では、入力された画像データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを電子写真感光体１０に照射する。電子写真感光体１０では、帯電器１１によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１２によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。
電子写真感光体の表面に形成された静電潜像は、現像器１３によってトナー像として現像される。例えばトナーとキャリアからなる現像剤を保持した現像剤保持体１３ａに、図示しない電源から直流電圧からなる現像バイアス、または交流電圧に直流電圧が重畳された現像バイアスが印加されて、電子写真感光体１０との間に現像電界が形成される。それによって、現像剤保持体１３ａ上のトナーが静電潜像の画像部に転移し、静電潜像がトナー像として可視像化される。
【００４０】
電子写真感光体１０上に形成されたトナー像は、電子写真感光体１０と転写ユニット２０とが接触する転写部１５に搬送される。トナー像が転写部１５に搬送されると、用紙搬送系では、トナー像が転写部１５に搬送されるタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０から用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により矢印Ｃ方向に搬送されてレジストロール５４に到達する。このレジストロール５４においては、用紙Ｐは一旦停止され、トナー像が形成された電子写真感光体１０の移動タイミングに合わせてレジストロール５４が回転する。それによって、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされ、用紙Ｐは搬送ガイド５５から転写部１５に送り出される。
【００４１】
転写部１５では、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、転写ユニット２０の転写ベルト２１を介して、電子写真感光体１０と転写ロール２４との間に挟み込まれる。その際に、転写ロール２４にはトナーの帯電極性（ここでは、マイナス極性とする。）と反対極性の電圧（転写バイアス）が印加されることで、転写ロール２４から転写ベルト２１に電子写真感光体１０上のトナー帯電極性とは反対極性の電荷が付与される。それにより、電子写真感光体１０上に保持された未定着トナー像は、電子写真感光体１０と転写ロール２４とによって押圧される転写部１５において、用紙Ｐ上に静電転写される。
【００４２】
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、転写ユニット２０の転写ベルト２１に静電吸着された状態で電子写真感光体１０から剥離されて搬送され、転写ユニット２０の用紙Ｐ搬送方向下流側に設けられた定着器６０まで送られる。なお、用紙Ｐが電子写真感光体１０から剥離されず、電子写真感光体１０に吸着されたままの状態となった場合には、転写部１５の下流側の電子写真感光体１０表面近傍に配設された分離爪（不図示）によって、用紙Ｐは電子写真感光体１０から分離され、転写ベルト２１に静電吸着されるように構成されている。
【００４３】
転写ベルト２１の定着器６０側の後端部では、転写ベルト２１が駆動ロール２２に巻き付く際の曲率、および用紙Ｐのコシによって、用紙Ｐは転写ベルト２１から剥離される。そして、用紙Ｐは、定着入口ガイド５６に導かれて定着器６０に搬送される。
定着器６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着器６０において熱および圧力による定着処理を受けることによって用紙Ｐ上に定着される。そして定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置の排出部に設けられた排紙部に搬送され、一連の画像形成動作が完了する。
上記のように本実施形態に係る転写ベルト２１を備えた画像形成装置１００を用いて画像形成を行うことで、用紙Ｐに転写及び定着された画像は、搬送方向における濃度変動の発生が抑制される。
【００４４】
なお、本実施形態に係る転写ベルトの用途は、記録媒体の搬送を兼ねた転写ベルトに限定されない。例えば、複数のトナー像を重ね合わせた後、記録媒体に転写させるための、いわゆる中間転写ベルトとして用いてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 電子写真感光体、１１ 帯電器（帯電手段の一例）、１２ レーザ露光器（静電潜像形成手段の一例）、１３ 現像器（現像手段の一例）、１３ａ 現像剤保持体、１４ 転写前帯電器、１５ 転写部、１７ クリーニング手段、２０ 転写ユニット（転写手段の一例）、２１ 転写ベルト、２２ 駆動ロール、２３ 従動ロール、２４ 転写ロール、３１ ベルト基材、３１Ａ 凸部、３２Ａ 穴、３２ 樹脂被覆層、３３ 樹脂少量部、３４ 粒子、５０ 用紙トレイ、５１ ピックアップロール、５２ 搬送ロール、５４ レジストロール、５５ 搬送ガイド、５６ 定着入口ガイド、６０ 定着器（定着手段の一例）、１００ 画像形成装置、Ｂｍ 露光ビーム、Ｒ 周方向、Ｗ 幅方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性体を含んで構成された無端のベルト基材と、
前記ベルト基材の外周面上に配置されており、樹脂の量が相対的に少ない部分がベルトの周方向及び幅方向に散在している樹脂被覆層と、
を有する転写ベルト。
【請求項２】
前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、ベルトの周方向及び幅方向にそれぞれ予め定めた間隔で規則的に存在している請求項１に記載の転写ベルト。
【請求項３】
前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、ベルトの周方向よりも幅方向に長い間隔で存在している請求項２に記載の転写ベルト。
【請求項４】
前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、千鳥状に存在している請求項２又は請求項３に記載の転写ベルト。
【請求項５】
前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、前記樹脂被覆層に設けた穴によって形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の転写ベルト。
【請求項６】
前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、前記ベルト基材の外周面に設けた凸部によって形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の転写ベルト。
【請求項７】
前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、前記樹脂被覆層に配置した粒子によって形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の転写ベルト。
【請求項８】
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電された電子写真感光体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記電子写真感光体に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤によって現像してトナー像を形成する現像手段と、
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の転写ベルトにより記録媒体を搬送し、前記電子写真感光体上に形成された前記トナー像を前記転写ベルトにより搬送された前記記録媒体上に転写させる転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着させる定着手段と、
を備えた画像形成装置。
【請求項１】
弾性体を含んで構成された無端のベルト基材と、
前記ベルト基材の外周面上に配置されており、樹脂の量が相対的に少ない部分がベルトの周方向及び幅方向に散在している樹脂被覆層と、
を有する転写ベルト。
【請求項２】
前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、ベルトの周方向及び幅方向にそれぞれ予め定めた間隔で規則的に存在している請求項１に記載の転写ベルト。
【請求項３】
前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、ベルトの周方向よりも幅方向に長い間隔で存在している請求項２に記載の転写ベルト。
【請求項４】
前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、千鳥状に存在している請求項２又は請求項３に記載の転写ベルト。
【請求項５】
前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、前記樹脂被覆層に設けた穴によって形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の転写ベルト。
【請求項６】
前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、前記ベルト基材の外周面に設けた凸部によって形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の転写ベルト。
【請求項７】
前記樹脂の量が相対的に少ない部分が、前記樹脂被覆層に配置した粒子によって形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の転写ベルト。
【請求項８】
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体の表面を帯電させる帯電手段と、
帯電された電子写真感光体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
前記電子写真感光体に形成された静電潜像をトナーを含む現像剤によって現像してトナー像を形成する現像手段と、
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の転写ベルトにより記録媒体を搬送し、前記電子写真感光体上に形成された前記トナー像を前記転写ベルトにより搬送された前記記録媒体上に転写させる転写手段と、
前記記録媒体に転写された前記トナー像を定着させる定着手段と、
を備えた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−４１１６４（Ｐ２０１３−４１１６４Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７８５８３（Ｐ２０１１−１７８５８３）
【出願日】平成２３年８月１７日（２０１１．８．１７）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１７日（２０１１．８．１７）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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