JP2004117381A - 搬送ベルト及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト基材が弾性材である態様であっても、安定した離型性を確保しながら、ブリード現象を抑止し、かつ、表面の機械的ダメージを有効に回避する。
【解決手段】ベルト基材２が弾性材からなる搬送ベルト１であって、ベルト基材２上には、有機材料及び無機材料が分子間結合してなる離型材料４にて構成された離型層３を備える。また、これ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、ベルト基材が弾性材からなる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、中間転写方式を採用した複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する出願がなされている。
この種の中間転写方式は、例えば電子写真方式にて画像形成が行われる感光体ドラム等の像担持体及びこれに対向する中間転写ベルトを有し、像担持体上の画像を中間転写ベルトに一次転写した後、用紙等の記録材に二次転写するものである。
このとき、この中間転写方式にあっては、用紙の種類（封筒、はがき、ラベル紙、厚紙等）に一次転写が依存しないため、用紙適性に優れ、結果として高画質が得られる点で、記録材に直接転写する直接転写方式に比べて利点を有している。
【０００３】
ところで、このような中間転写ベルトには、ベルト基材として硬質樹脂材を使用した態様が多く用いられている。
この態様にあっては、画像（例えばトナー像）への集中荷重による像抜け等の不具合が見られるが、例えば特許文献１に示すように、ベルト基材として弾性材を使用すると、トナー像への集中荷重の低減が図られることから、像抜け等の問題が根本的に解決される点で注目されつつある。
【０００４】
また、中間転写ベルトとしては、転写の際に中間転写ベルトとトナー像との離型性を確保するために、ベルト基材表面にシリコーン系又はフッ素系材料（樹脂若しくはゴム）等が用いられた離型層を備えた提案が既に提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
尚、この種の離型層は定着装置の定着部材表面にも使用されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２１５８１３号公報（［発明の実施の形態］の欄、図１）
【特許文献２】
特開平１−２８１４７９号公報（第３〜５頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ベルト基材が弾性材である中間転写ベルトにあっては、樹脂材に比べベルト基材中から未架橋成分が表面に露出する、所謂ブリードと称される現象が生ずる虞れがある。
このブリード現象の要因としては例えば以下のように考えられる。
すなわち、今、例えば図８（ａ）に示すように、中間転写ベルト２００（弾性材からなるベルト基材２０１表面にシリコーン系又はフッ素系材料（樹脂若しくはゴム）による離型層を形成した態様）が感光体ドラム等の像担持体２０５に接触配置されており、高温高湿環境下にあるとすれば、図８（ｂ）に示すように、ベルト基材２０１や離型層２０２が水分を吸着し、これに伴って、ベルト基材２０１に含まれる強度補強としてのシリカ２０３が吸湿してしまう（図８（ｃ）参照）。
【０００７】
すると、ベルト基材２０１中では、シリカ２０３の吸湿により、親油性分２０４の疎水効果が発現し、親油性分２０４が毛細管現象や巣を通じて離型層２０２表面に露出するというブリード現象が生ずる（図８（ｄ）参照）。
この状態において、図８（ｅ）に示すように、中間転写ベルト２００表面に親油性分２０４からなるブリード物が溜まり、これが中間転写ベルト２００に接触している像担持体２０５に転移すると、像担持体２０５上の画像に悪影響を及ぼすという技術的課題が新たに見出された。
【０００８】
また、中間転写ベルトの場合、転写後において中間転写ベルト上に残留した未転写トナーをクリーニングさせるために、通常クリーニング装置を設けることが多い。
このとき、クリーニング装置として、ブレードのようなトナー掻き取り部材をクリーニング部材として用いると、ベルト基材に弾性材を用いた中間転写ベルトにあっては、中間転写ベルト表面が機械的ダメージを受け易く、その結果として、表面の離型層が剥がれたり、また、帯電器からのオゾンにより表面が酸化劣化し易い。
よって、安定したトナー像の離型性を維持する事が困難となってしまう。
更に、この離型層は、ベルト基材が弾性材のようにフレキシブルな物になると、離型層を形成する表面コート材がベルト基材の収縮に追従できずに微小なクラックを発生させてしまうなど、弾性ベルト固有の問題もかかえている。
【０００９】
このような機械的ダメージの影響を軽減するために、ブレードのレイアウトをドクター方式からワイパー方式などに変更するケースもあるが、クリーニング性が不十分で、クリーニング不良が発生してしまう。
【００１０】
更に、トナー自身にワックス成分を添加して離型性を向上させる試みも実施されているが、十分でないばかりか、ワックス成分が中間転写ベルト上に遊離し易く、中間転写ベルト表面の抵抗を上昇させて転写不良につながるなどの不具合が起こり得る。
【００１１】
また、像担持体へのブリード対策のために、例えば像担持体と中間転写ベルトとを離間させるリトラクト機構によって対処しようとすると、コストアップになるばかりか、ダウンサイジング化のために、例えば像担持体の形状に沿って中間転写ベルトを接触配置しようとすると、基本的に、中間転写ベルトと像担持体とをリトラクト機構にて離間可能とすることが設計上不可能になってしまう。
【００１２】
このように、ベルト基材が弾性材である中間転写ベルトについては、ブリード現象に対して有効な対策が見出されておらず、また、機械的ダメージを回避するにはリトラクト機構の導入が必要不可欠であるというのが現状である。
このため、弾性を有する中間転写ベルト表面が像担持体に常時接触した状態が続いたり、中間転写ベルトが機械的ダメージを受けると、ブリードや離型性不良に伴って転写画像に欠陥が生じたり、中間転写ベルト表面の離型層にクラックが生じてしまうなどの懸念が技術的課題として残ってしまう。
尚、このような技術的課題は、中間転写ベルトに限られるものではなく、例えば記録材を保持搬送する記録材保持ベルトについても同様に生じ得る。
【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、ベルト基材が弾性材である態様であっても、離型層の離型材料を工夫することで、安定した離型性を確保しながら、ブリード現象を抑止し、かつ、表面の機械的ダメージを有効に回避することができる搬送ベルトを提供するものである。
更に、本発明は、上述した搬送ベルトを用い、簡単な構成で、かつ、画像欠陥のない安定した高品位の画像を維持できる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、ベルト基材２が弾性材からなる搬送ベルト１であって、ベルト基材２上には、有機材料及び無機材料が分子間結合してなる離型材料４にて構成された離型層３を備え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等がある。
また、離型層３は、有機材料及び無機材料が分子間結合してなる離型材料４を使用し、有機材料、無機材料の利点を併せ持たせるようにしたものであればよい。
ここで、有機材料は離型性を付与し易い点で有効であり、離型性を確保するという観点から配合量などを決定すればよい。
一方、無機材料は耐ブリード性、機械的強度を付与し易い点で有効であり、この無機材料の配合量などを適宜選定することで、離型層３がブリードブロック層として機能し、かつ、機械的外力（ブレードなどのクリーニング部材）によるダメージを受け難くなるようにすればよい。
【００１６】
また、離型層３の製法としては、上述した離型材料４を用いたものであれば、ディップコート、スプレーコート、静電塗装、ロールコート等適宜選定して差し支えない。
更に、離型層３の好ましい製法例としては、ゾル−ゲル法により金属系の有機化合物と無機化合物との混合溶液から、ゾル及びゲルの状態を経て作成された離型材料４にて構成された離型層３が挙げられる。
ここで、ゾル−ゲル法の代表的態様としては、前記ゾル−ゲル法における反応物は、無機化合物として金属アルコキシドを、有機化合物としてポリジメチルシロキサンを使用し、ゾル−ゲル反応させたものが挙げられる。
【００１７】
更に、これらの無機材料、有機材料の配合特性、例えば両者の配合比や有機材料の分子量などを変更するようにすれば、耐久性を優先させた搬送ベルト１や離型性を優先させた搬送ベルト１の作成が可能になる。
【００１８】
更にまた、ベルト基材２と離型層３との接着強度を強化するという観点からすれば、ベルト基材２にＵＶ照射をし、ベルト基材２と離型層３とを化学的に結合させるようにすればよい。
【００１９】
また、ベルト基材２の体積抵抗特性や、離型層３の膜厚特性や表面粗さ特性については、実施の形態中で詳述するように、使用する用途や性能維持の観点から適宜選定される。
【００２０】
また、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
【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。
◎実施の形態
図２（ａ）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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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２６としてのクリーニングブレードが配設されており、中間転写ベルト２０上の残留トナー掻き取り除去するようになっている。
尚、クリーニング装置としては、これに限られるものではなく、例えば導電性ブレードにて残留トナー層を薄層化した後に、極性反転ロールにより薄層化したトナー層の極性を反転し、感光体ドラム１０側に再転写した後に感光体ドラム１０側のクリーニング装置１７にて回収するようにしてもよい。
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。
【００２８】
また、本実施の形態において、中間転写ベルト２０は、図２（ｂ）に示すように、弾性材からなるベルト基材５１と、このベルト基材５１の表面を被覆する離型層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、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。
【００２９】
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、弾性材であるクロロプレンゴム（ＣＲ）とＥＰＤＭとに対し、抵抗調整として導電剤を混入分散させた後、これらのクロロプレンゴム（ＣＲ）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、導電剤としては、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。
【００３０】
そして、本実施の形態では、ベルト基材５１の体積抵抗は１０^７Ωｃｍ〜１０^１２Ωｃｍの範囲内に設定されている。
この範囲に設定することで、一次転写及び二次転写の際の転写電界が形成され、トナー像が転写可能になる。
【００３１】
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。
【００３２】
このようにしてベルト基材５１を作成した後、図３（ａ）に示すように、ベルト基材５１の表面に離型層５２が形成される。
特に、本実施の形態において、離型層５２は、有機材料及び無機材料が分子間結合してなる離型材料にて構成されていれば適宜選定して差し支えない。
本例において、有機材料としては、ポリジメチルシロキサン、無機材料としては、アルミニウム等が挙げられる。
【００３３】
そして、本例で用いられる離型材料の製法としては、各種方法が用いられるが、例えば図３（ｂ）に示すように、ゾル−ゲル法により金属系の有機化合物と無機化合物との混合溶液から、ゾル及びゲルの状態を経て作成されたものが用いられる。
ここで、ゾル−ゲル法における反応物としては、例えば無機化合物として金属アルコキシドを、有機化合物としてポリジメチルシロキサンを使用し、ゾル−ゲル反応させたものが挙げられる。
【００３４】
このように、ゾル−ゲル法を採用することで、有機化合物と無機化合物とを分子間結合した酸化物の作成が可能になる。
主なゾル−ゲル反応の内容としては、図４（ａ）に記すように、加水分解により必要とする無機化合物（金属アルコキシド）の周りにＯＨ基を作成し、そのＯＨ基を縮合重合により水分を蒸発させ、必要とする無機化合物（金属アルコキシド）同士を酸素結合させることで、強固な酸素結合での分子間結合が可能になる。
【００３５】
特に、本例において、無機化合物に金属アルコキシドなどの金属有機水溶液（例えばＴｉ又はＡｌ系の金属粒子分散水溶液中に金属アルコキシドを混入）を使用することで、金属粒子における、耐熱性や機械的強度をゾル−ゲル反応後の酸化物に、付与させることが可能になる。
また、同時に、有機化合物として、ポリジメチルシロキサンを使用したことで、反応後の材料表面にメチル基ＣＨ_３を形成し、基本的な離型性をも確保させる事が可能になる。
【００３６】
この点、有機材料であるシリコーン化合物（図４（ｂ）参照）のみを離型層として用いた比較の形態にあっては、表層に存在するＲが水素原子や低級アルキル基である場合が一般的であり、空気中のオゾンや熱による酸化を受け易いばかりか、機械的強度が高い構造にはなっていない。
【００３７】
また、この離型層５２は、図３（ａ）に示すように、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離型材料を塗布することにより形成される。
【００３８】
更に、本実施の形態では、この離型層５２を形成する前に、図３（ａ）に示すように、ベルト基材５１の表面にＵＶ照射をし、表面を化学的に改質し、離型層５２と化学的に結合し易くしておくことが好ましい。
このように、ＵＶ照射をする事で、ＵＶ光が当たった空気中の酸素がオゾンに変化し、そのオゾンがベルト基材５１表面にＯＨ基やＣＯ基を作成し、その作成されたＯＨ基などに、離型材料のＯＨ基などが結合するため、化学的にベルト基材５１と離型層５２とが強固に接着される。
こうなる事で、フレキシブルな弾性のベルト基材５１に対しても剥がれなどの二次障害は発生しない。また、ベルト基材５１の収縮に伴う離型層５２表面に微小なクラックの発生も抑止される。
【００３９】
また、本実施の形態において、離型層５２の膜厚ｄは、２μｍ以上８０μｍ以下に設定されるよう構成される。
ここで、離型層５２の膜厚ｄの下限値を２μｍとしたのは、これより薄いと、機械的強度に必要な耐久性が得られないばかりか、トナー像との密着性が低下し、中間転写ベルト２０上にトナーが多少残留してしまう。
一方、離型層５２の膜厚ｄの上限値を８０μｍとしたのは、これより厚くすると、離型材料の塗布工程におけるコストアップが避けられないばかりか、離型性に顕著な効果が見られず、却って、剪断力により離型層５２が剥がれ易くなり、しかも、抵抗環境変動が大きくなり過ぎることによる。
このことを確認するために、本実施の形態モデルを用い、離型層５２の膜厚を変化させ、夫々について離型性能（転写残留トナーを測定）を評価したところ、図５に示す結果が得られた。
同図によれば、離型層５２の膜厚が２μｍ以上８０μｍ以下であれば、転写残留トナーが２％以下に抑えられ、離型性能が良好であることが理解される。
【００４０】
また、本実施の形態において、離型層の表面の粗さＲｚ（δ）は１μｍ以上１０μｍ以下に設定されている。
このように、離型層５２の表面粗さＲｚの下限値を１μｍとしたのは、これより小さいと、研磨工程の時間が嵩み過ぎる等のコストアップにつながる懸念があることによる。
一方、離型層５２の表面粗さＲｚの上限値を１０μｍとしたのは、これより大きいと、使用するトナー（例えば５μｍ〜８μｍ）が中間転写ベルト２０側に機械的にトラップされ易いことによる。
このことを確認するために、本実施の形態モデルを用い、離型層５２の表面粗さＲｚを変化させ、夫々について離型性能（転写残留トナーを測定）を評価したところ、図６に示す結果が得られた。
同図によれば、離型層５２の表面粗さＲｚが１μｍ以上１０μｍ以下であれば、転写残留トナーが２％以下に抑えられ、離型性能が良好であることが理解される。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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１０^８Ωｃｍ　程度のものを使用した。
また、二次転写ロール３０は、発泡性シリコーンゴムにイオン導電体を配合したもので、Φ２０の体積抵抗が１０^７〜１０^８Ωｃｍ程度のものを使用した。
更に、ベルトクリーニング装置２６としては、転写残留トナーをウレタン部材を主とした導電性ブレードにより薄層化し、その後、表面がアクリル系チューブで覆われている極性反転ロールにより極性反転した後、感光体ドラム１０側に再転写し、感光体ドラム１０側のクリーニング装置１７にて回収する方式のものが用いられる。その後、中間転写ベルト２０は次の画像形成工程へと運ばれる。
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。
【００４４】
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。
実施の形態モデルで使用したベルト基材５１は、クロロプレンゴム（ＣＲ）にＥＰＤＭを混練させ、抵抗調整にカーボ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。
そして、ベルト基材５１の抵抗特性については１０^８Ωｃｍ程度に設定し、また、ベルト基材５１の厚さについては約５００μｍ程度に設定した。
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、更に、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。
【００４５】
また、今回使用したゾル−ゲル反応にはＴｉ系の新日鉄製の金属アルコキシドを使用し、耐熱温度を約２７０℃まで耐えられる様に設計した。有機材料であるポリジメチルシロキサンとの重量％は金属アルコキシドがポリジメチルシロキサンの約３０％程度とした。加水分解の際の温度は８０℃である。
ゾル−ゲル反応時の加水分解時の反応温度は約８０℃で、ゾル状態に変化させ、さらに同様の温度で、ゲル状態まで、変化させる。
次に、このゲル状態で、ベルト基材５１上の表面にスプレーコートにて、膜厚約５μｍ程度にコートする。その際、事前にベルト基材５１表面にＵＶ光を照射してベルト基材５１表面にＯＨ基ができるよう、化学的に改質しておく。
その後、中間転写ベルト２０ごと、約１７０℃で乾燥させ、ベルト基材５１表面に有機材料と無機材料とが分子間結合した離型材料からなる離型層５２が焼成される。今回作成した離型層５２の表面粗さＲｚは５．０μｍであった。
【００４６】
このような実施の形態モデルにおいては、感光体ドラム１０上の各色成分トナーが順次形成され、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。
【００４７】
このような作像過程においては、中間転写ベルト２０では、ブリードが抑止され、トナー像の離型性を安定して確保でき、９９％近い転写が可能になり、機械的ストレスの大きなベルトクリーニング装置２６の使用が不要になった。
更に、トナーの飛び散りが極めて少ない像抜けのない高画質が安定して得られる事が確認された。
また、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０とを離間させるリトラクト機構が必要ないため、ベルト基材として安価な弾性材を使用できることに合わせて、コストダウンを図ることができた。
【００４８】
また、本実施の形態モデルにあっては、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。
【００４９】
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。
【００５０】
【実施例】
◎実施例１
本実施の形態に係る中間転写ベルトを使用し、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（ａ）と略同様の構成がとられており、中間転写ベルト２０自体の構成も図２（ｂ）と同様の構成がとられたものを使用している。

【００５１】
◎実施例２
上記の基本構成は変えずに、中間転写ベルト２０の離型層５２の無機材料をＡｌ系材料に変更し、ジメチルシロキサンに対する重量比を約２０％とし、機械的強度よりも離型性能に重点をおいた離型層５２を形成した。
このようにする事で、転写後の残留トナーは略ゼロになり、残留トナーを回収するベルトクリーニング装置２６を設置する必要がなくなる。
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、安定して高品位なカラー画像を得た。
【００５２】
◎実施例３
実施例１の構成のまま、中間転写ベルト２０の離型層５２の無機材料をＴｉ系材料のジメチルシロキサンに対する重量比を５０％にし、離型性能よりも機械的強度を優先させた離型層５２を形成した。
このようにすることで、機械的なストレスに対する耐久性が確保され、大型の高速装置に設置し高速での印字を実施した。
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、安定して高品位なカラー画像を高速で得られた。
【００５３】
◎実施例４
実施例３の構成のまま、中間転写ベルト２０のベルト基材５１の種類をＮＢＲに変更し、その膜厚を４５０μｍとしたものを使用して、カラー画像を得た。
【００５４】
これら上記条件にてプリントテストを実施したところ、トナーの飛び散りのない高品位なカラー画像が安定して得られ、長期感光体ドラムへの接触状態でもブリード等による画質欠陥のない事が確認された。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る搬送ベルトによれば、ベルト基材が弾性材である態様において、ベルト基材上に、有機材料及び無機材料が分子間結合してなる離型材料にて構成された離型層を具備させたので、離型層に、有機材料の利点（離型性確保）及び無機材料の利点（耐ブリード性、機械的強度）を併せ持たせることができる。
このため、本発明にあっては、安定した離型性を確保しながら、ブリード現象を抑止し、かつ、表面の機械的ダメージを有効に回避することができる。
【００５６】
更に、上述した搬送ベルトを用いた画像形成装置によれば、搬送ベルトに対し、安定した離型性を確保しながら、ブリード現象を回避し、かつ、表面の機械的ダメージを有効に回避することが可能になるため、像担持体と搬送ベルトとの間を離間するリトラクト機構などを用いることなく、簡単な構成で、画像欠陥のない安定した高品位の画像を維持することができる。
【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】（ａ）は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、（ｂ）は本実施の形態で用いられる中間転写ベルトの断面構造を示す説明図である。
【図３】（ａ）は本実施の形態に係る中間転写ベルトの製造工程を示す説明図、（ｂ）は離型材料の製造例を示す説明図である。
【図４】（ａ）は本実施の形態で用いられる離型層の化学的特性を示す説明図、（ｂ）は比較の形態に係る中間転写ベルトに用いられる離型層の化学的特性を示す説明図である。
【図５】本実施の形態に係る中間転写ベルトの離型層膜厚と転写残留トナーとの相互関係を示す説明図である。
【図６】本実施の形態に係る中間転写ベルトの離型層表面粗さＲｚと転写残留トナーとの相互関係を示す説明図である。
【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。である。
【図８】従来における搬送ベルト（中間転写ベルト）の不具合の生ずる原因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…離型層，４…離型材料，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. ベルト基材が弾性材からなる搬送ベルトであって、
   ベルト基材上には、有機材料及び無機材料が分子間結合してなる離型材料にて構成された離型層を備え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、
   前記離型層は、ゾル−ゲル法により金属系の有機化合物と無機化合物との混合溶液から、ゾル及びゲルの状態を経て作成された離型材料にて構成されたものであることを特徴とする搬送ベルト。
3. 請求項２記載の搬送ベルトにおいて、
   前記ゾル−ゲル法における反応物は、無機化合物として金属アルコキシドを、有機化合物としてポリジメチルシロキサンを使用し、ゾル−ゲル反応させたものであることを特徴とする搬送ベルト。
4. 請求項１記載の搬送ベルトにおいて、
   離型材料となる無機材料及び有機材料の配合特性を変更することにより離型層の特性を調整可能とした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、
   ベルト基材にＵＶ照射をし、ベルト基材と離型層とを化学的に結合させた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、
   ベルト基材の体積抵抗が１０^７Ωｃｍ〜１０^１２Ωｃｍの範囲内に設定されていることを特徴とする搬送ベルト。
7. 請求項１記載の搬送ベルトにおいて、
   離型層の膜厚が２μｍ〜８０μｍの範囲内に設定されてい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、
   離型層の表面粗さＲｚは１μｍ〜１０μｍの範囲内に設定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上に形成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７いずれかに記載のものを使用した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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