JP2004126218A

JP2004126218A - 記録媒体搬送ベルト及び搬送装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2004126218A
Application number: JP2002290142A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ishii; 石井　宏一; Toshiyuki Kahata; 加幡　利幸
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-10-02
Filing date: 2002-10-02
Publication date: 2004-04-22

Abstract

【課題】亀裂の発生を防止して交換することなく長期にわたって使用できる記録媒体搬送ベルト、これを有する搬送装置及びこれらを有する長寿命の画像形成装置の提供。
【解決手段】像担持体３からトナー像を転写された記録媒体を搬送するものであり、平均粒径１００μｍ以下の充填剤を含有したゴム層を有する記録媒体搬送ベルト６、これを有する搬送装置１及びこれらを有する画像形成装置１００。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に備えられ、感光体等の像担持体からトナー像を転写された記録媒体を搬送する記録媒体搬送ベルト、この記録媒体搬送ベルトを有する搬送装置及びこれらを有するかかる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置には、感光体等の像担持体からトナー像を転写された記録媒体を、定着装置等に向けて搬送する記録媒体搬送ベルトが備えられている。かかる記録媒体搬送ベルトには、機械的特性、電気的特性を満足させるため、カーボンブラックのような炭素体や、シリカ、アルミナ、タルク等の無機化合物等の充填剤を含有させたゴム層を設けることが一般的である。また、高耐久、高寿命の像担持体について、〔特許文献１〕、〔特許文献２〕および〔特許文献３〕に記載されており、またこれに関連してその帯電極性について〔特許文献４〕に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１１９５００号公報（段落「０００２」、「０１３８」〜「０１５４」、「０１５７」〜「０１６０」）
【特許文献２】
特開平９−２６９６８５号公報（段落「００９０」〜「００９１」、「０１１９」〜「０１４７」、「０１５８」〜「０１６９」）
【特許文献３】
特開平１０−１８３３５５号公報（段落「０００３」、「００１９」、「００２７」）
【特許文献４】
特開平１１−２１２２８６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
充填剤の粒径が大きすぎると、充填剤の分散性が悪くなって局所的に充填剤が存在することとなり、記録媒体搬送ベルト中の場所によって機械的、電気特性のばらつきが大きくなるため、このような記録媒体搬送ベルトを使用して画像形成を繰り返すに従って、ストレスが加わってゴム層に亀裂が発生しやすくなる。従来では記録媒体搬送ベルトの亀裂については、記録媒体搬送ベルトに形成されることがあるコート層の亀裂に関し、クリーニング性に影響を与えることから問題とされたことがあるが、ゴム層部分に発生する亀裂に関しては問題とされたことがなかった。
【０００５】
ところが、ゴム層に亀裂が発生すると、記録媒体搬送ベルトの破断に至って記録媒体搬送ベルトの寿命が短くなり、また、記録媒体搬送ベルトが転写にも用いられる場合には亀裂部の転写抜けなどの転写不良による異常画像が生じやすくなる。さらには、像担持体についても高耐久性、高寿命を図り、画像形成装置全体として長寿命化することは重要である。
【０００６】
本発明は、亀裂の発生を防止して交換することなく長期にわたって使用できる記録媒体搬送ベルト、これを有する搬送装置及びこれらを有する長寿命の画像形成装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、像担持体からトナー像を転写された記録媒体を搬送する記録媒体搬送ベルトにおいて、平均粒径１００μｍ以下の充填剤を含有したゴム層を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の記録媒体搬送ベルトにおいて、上記ゴム層の表面粗さが２０μｍ以下であることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の記録媒体搬送ベルトにおいて、搬送する記録媒体に像担持体からトナー像を転写するための転写ベルトであることを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の記録媒体搬送ベルトを有する搬送装置にある。
【００１１】
請求項５記載の発明は、像担持体と、この像担持体に対向する請求項１ないし３の何れか１つに記載の記録媒体搬送ベルトまたは請求項４記載の搬送装置とを有する画像形成装置にある。
【００１２】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の画像形成装置において、上記像担持体がアモルファスシリコンの層を有することを特徴とする。
【００１３】
【実施例】
図１に本発明を適用した画像形成装置の概略を示す。画像形成装置は複写機、ファクシミリ、プリンタ等周知のものであれば何れでもよいが、本実施例における画像形成装置はプリンタである。本実施例の画像形成装置は単色の画像を形成するものであるが、カラー画像を形成するものであっても良い。
【００１４】
画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙と、フィルム、ＯＨＰシートや、カード、ハガキといった９０Ｋ紙、坪量約１００ｇ／ｍ^２相当以上の厚紙や、封筒等の、普通紙よりも熱容量が大きないわゆる特殊シートとの何れをもシート状の記録媒体である転写紙として、トナー像を定着するものとして用いることが可能である。転写紙の大きさは、Ａ４サイズやＡ３サイズ等の一般的な規格をなす大きさが一般的であるが、規格外の大きさであっても良い。
【００１５】
画像形成装置１００は、矢印Ｃ方向に回転駆動される円筒状に形成された像担持体としての感光体ドラム（以下、「感光体」という。）３と、感光体３を帯電する帯電手段としてのスコロトロン方式の帯電装置１０２と、帯電後の感光体３に画像信号に応じた潜像を形成するレーザー光１０３を発して光走査を行う露光手段としてのレーザ走査光学系またはＬＥＤ光書込光学系を用いた図示しない露光装置と、露光後の感光体３上の潜像を現像する現像手段としての現像装置１０４とを有している。
【００１６】
画像形成装置１００はまた、感光体３に対向して配置され現像装置１０４による現像によって得られた感光体３上のトナー像を転写紙に転写する転写手段であり感光体３からトナー像を転写された転写紙を搬送する搬送装置である転写搬送装置１と、転写搬送装置１による転写前の除電を行う転写前除電ランプ１５と、転写後の感光体３をクリーニングするクリーニングブレード方式のクリーニング手段としてのクリーニング装置１０６と、帯電装置１０２で帯電を行う前に感光体３の除電を行う除電手段としての光照射方式の除電装置１１０とを有している。
【００１７】
画像形成装置１００はまた、記録紙を積載している図示しない給紙トレイと、給紙トレイに積載した記録紙を感光体３と転写搬送装置１との対向部に向けて送り出す給紙手段としての図示しない給紙ローラと、給紙ローラによって給紙トレイから送られてきた転写紙を所定のタイミングで感光体３と転写搬送装置１との対向部に搬送するレジストローラ１０と、転写搬送装置１により感光体３上のトナー像を転写された転写紙に、かかるトナー像の定着を行う定着手段としての定着ユニットである定着装置１７と、転写後の転写紙を感光体３から強制的に分離する分離爪２１とを有している。
【００１８】
現像装置１０４に備えられた現像ローラ１０４ａ、転写搬送装置１に備えられ感光体３からトナー像を転写された転写紙を搬送する記録媒体搬送ベルトとしての転写ベルト６はそれぞれ、Ｄ方向、Ａ方向に回転する。Ｄ方向、Ａ方向は何れも感光体３との対向位置においてＣ方向と同じ方向に移動する方向である。クリーニング装置１０６は、Ｃ方向における感光体３と転写搬送装置１との対向部の下流側で感光体３に対向して配置されており、クリーニングブレードとしてのブレード１０６ａにより転写後の感光体３の表面に残留付着しているトナーや、微細な紙粉などを除去するものである。帯電手段１０２としては、帯電ローラ、帯電ブラシ等を用いることができる。画像形成方式としては、露光装置が原稿像を直接露光するものであってもよい。
【００１９】
現像装置１０４は、粒径５０μｍのキャリアと粒径６．５μｍのトナーとを有する２成分現像剤により現像を行うものであり、感光体３はかかる現像剤で現像されることでトナー像を担持するようになっている。現像ローラ１０４ａを構成する図示しない現像スリーブは径φが２０ｍｍとされており、図示しない電圧印加手段により−５５０Ｖの現像バイアスが印加されている。
【００２０】
図１、図２に符号１で示す転写搬送装置は、ベルトユニット２を本体１Ａに対して着脱自在に支持している。ベルトユニット２は、図４に示すドラム状の感光体３からの現像画像を転写するために一対のローラ４、５に巻き掛けられている転写ベルト６、同ベルト６を感光体３に対して接離させるＤＣソレノイド８と接離レバー９、転写ベルト６に転写バイアスを印加する転写バイアスローラとしてのバイアスローラ１１、及び転写ベルト６の電荷を除電する接触板１３とを備えている。また、転写ベルト６の表面に付着する残留トナーや転写紙Ｓの紙屑を掻き落とすクリーニングブレード１６Ａを有するクリーニング装置１６やバイアスローラ１１に電圧を印加する高圧電源１２は、図２に示す本体１Ａに設けられている。
【００２１】
ローラ５は、図２、図３に示すように、図示しない駆動モータと連結する歯車５ｂを有していて回転駆動するようになっている。転写ベルト６は、このローラ５の回転に従動して感光体３との対向位置で転写紙Ｓの搬送方向である図４における矢印Ａ方向に移動することができるようになっている。転写ベルト６は、図６に示すように、２層構造で構成されており、ＪＩＳＫ６９１１に準拠した電気抵抗の測定で、ＤＣ１００Ｖ印加時において、表面層６ｂは転写ベルト６の表面抵抗率が１×１０^８Ω〜１×１０^１２Ω、内側層６ａの表面抵抗率が１×１０^７Ω〜１×１０^９Ωに、そして、その体積抵抗率が５×１０^８Ω・ｃｍ〜５×１０^１０Ω・ｃｍとなるよう設定されているものである。なお、これら抵抗値は一例であり、他の抵抗値にすることも可能である。
【００２２】
ローラ４、５は、図２、図４に示すように、支持体７によって回転可能に支持されている。支持体７は、ローラ４、５のうち、矢印Ａで示す転写紙搬送方向において、感光体３に対する転写位置の下流側に位置するローラ５の支持軸５ａを支点として搖動可能となっている。この支持体７は、転写ベルト６の転写位置側を制御板８Ａからの信号により駆動されるＤＣソレノイド８によって動作される。すなわち、ＤＣソレノイド８には、接離レバー９が連結されていて、この接離レバー９が支持体７を動かして転写ベルト６を感光体３に対して接離させるようになっている。
【００２３】
制御板８Ａは、用紙搬送手段であるレジストローラ１０によって感光体３に形成される画像の先端位置との整合を採られた状態で搬送される転写紙Ｓの先端が転写ベルト６と感光体３との対向位置に進入する際にソレノイド８を駆動するようになっている。従って、このソレノイド８の駆動により支持体７が感光体ドラム３に対して接近して、転写ベルト６が感光体３に当接することにより、感光体３との対向位置で転写紙Ｓを感光体３に接触させながら搬送することのできるニップ部Ｂが形成される。
【００２４】
上述したローラ４、５のうち、感光体３側に位置するローラ４は、駆動側をなすローラ５に対する従動ローラとして構成されており、また、ローラ４の表面形状は、図３に示すように、軸方向において両端４ａ、４ａが先細のテーパ状に形成されていて、転写ベルト６の片寄りを防止するようになっている。ローラ４は、金属などの導電性のローラであるが、前述した電気抵抗の転写ベルト６を支持しているだけであり、電気的には他の導電部材とは直接接続されていない。なお、ローラ４を後述する接触板１３のように高圧電源１２へフィードバックし、アースすることも可能である。
【００２５】
駆動側のローラ５は、駆動の際の転写ベルト６に対するブリップ力を高める機能からＥＰＤＭゴム、クロロプレーンゴム、あるいはシリコーンゴムなどの材質が選択されている。また、ローラ５は、ゴムを用いないで導電性のローラなどを用いることもできる。ローラ５からのフィードバック電流を高圧電源１２にもどすことも可能である。
【００２６】
バイアスローラ１１は、転写ベルト６の移動方向Ａにおいてローラ４の下流側（図４、図５において左側）で、転写ベルト６の内側に接触するように設けられている。このバイアスローラ１１は、転写ベルト６に対して感光体３上のトナーの帯電極性と逆極性の電荷を付加するための接触電極を構成しており、高圧電源１２に接続されている。
【００２７】
接触板１３は、転写ベルト６の転写紙搬送面でない、下側の、従動ローラ４近傍の内面に配置されており、これは後述するように転写ニップ上流側において転写紙Ｓへ電荷注入するのを抑えている。また、この接触板１３は、転写ベルト６上に流れる電流を帰還電流として検出するためのものであり、この電流の検出によってバイアスローラ１１からの供給電流が制御される。このため、接触板１３には、検出電流に応じてバイアスローラ１１への供給電流を設定するための転写制御板１４が接続されており、この転写制御板１４は、高圧電源１２に接続されている。
【００２８】
このような転写搬送装置１においては、図５に示すように、レジストローラ１０から転写紙Ｓが繰り出されるのに合わせて、支持体７が転写ベルト６を感光体３に接近させる態位を設定され、感光体３との間で転写紙Ｓの搬送方向Ａに沿った長さに相当する幅４〜８ｍｍ程度のニップ部Ｂを形成する。
【００２９】
ところで、感光体３からの画像転写すなわちトナー像の転写が行われると、これと同時に転写紙Ｓも帯電する。従って、転写ベルト６の真電荷と転写紙Ｓ側に発生する分極電荷との関係により、転写紙Ｓを転写ベルト６上に静電的に吸着して感光体３からの転写紙の分離が行える。そして、感光体３の曲率分離を利用した転写紙Ｓ自らの腰の強さによる剥離動作によって分離が助長される。
【００３０】
しかし、このような静電吸着は、環境条件の変化により、高湿度の場合には、転写紙Ｓに電流が流れやすくなるので転写紙Ｓの分離がうまく行かなくなることがある。このため、図６に示した転写ベルト６の表面層６ｂでの抵抗値が若干高めに設定してあることから、ニップ部Ｂでの転写紙Ｓへの真電荷の移行を送らせ、さらには、バイアスローラ１１をニップ部Ｂよりも転写紙搬送方向Ａで下流側に位置させている。これにより、転写ベルト６から転写紙Ｓへの真電荷の移行を遅らせて、転写紙Ｓと感光体３との間での静電的な吸着関係を回避するようになっている。
【００３１】
この場合に用いる真電荷の移行を送らせるとは、転写紙Ｓが感光体３側のニップ部に至るまでの上流側で転写紙Ｓへの電荷が発生しないことを意味している。このことから、転写紙Ｓの感光体３への巻き付きが防止され、また、感光体３からの転写紙Ｓの分離不良も防止されることになる。これらによっても分離されない場合には分離爪２１により分離が行われる。
【００３２】
さらに、転写ベルト６側でも、環境変化による抵抗変化が少ないものが選択される方がよく、抵抗を制御する導電材料としては、カーボン、酸化亜鉛などを微量添加し、弾性体ベルトとしてゴムベルトを用いた場合には、ゴム層としてクロロプレーンゴム、ＥＰＤＭゴム、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴムなどの吸湿性が少なく、抵抗値が安定した材質を選択することが望まれ、本実施例においては内側層６ａがこれに相当している。なお、この感光体３側に流れる電流Ｉ_ｏｕｔの値は、一義的なものでなく、搬送速度が遅い場合には減らすことができ、反対に搬送速度が速い時や、転写前除電ランプ１５が用いられない場合には、増やすことになる。
【００３３】
一方、ニップ部Ｂを通過した転写紙Ｓは、転写ベルト６の移動にあわせて静電吸着搬送され、駆動側のローラ５での曲率分離が行われる。このため、ローラ５の直径は１６ｍｍ以下に設定されている。一方、感光体３は、その表面が例えば、−８００Ｖに帯電した状態とされ、図７に示すように、表面にマイナス電荷のトナーを静電的に吸着した状態でニップ部Ｂに移動する。感光体３は、後述するようにアモルファスシリコン感光体であって、通常正帯電で用いられるが、不純物元素のドーピング等により負帯電に用いることもでき、図７に示す極性を限定するものではない。
【００３４】
図５に示すニップ部Ｂにおいて、感光体３上のトナーは、転写ベルト６側に位置するバイアスローラ１１からの転写バイアスによって転写紙Ｓ上に転移する。この転写バイアスは＋１．５ｋＶ〜＋６．５ｋＶの範囲で高圧電源１２から印加されるが、転写バイアスは以下のような定電流制御の結果、可変設定される。すなわち、図４および図５において、高圧電源２から出力された電流値をＩ_１とし、転写ベルト６を介して接触板１３から接地側に流れる帰還電流値を検出した際の値をＩ_２とした場合、これら両者間で
Ｉ_１−Ｉ_２＝Ｉ_ｏｕｔ（但し、Ｉ_ｏｕｔ：一定）
の関係が得られるようにＩ_１の値を制御する。これは、温度、湿度等の環境条件の変化や転写ベルト６の製造品質に生じるばらつきに拘らず、転写紙Ｓ上での表面電位Ｖ_ｐを安定させることによって転写効率の変化を無くすようにするためである。
【００３５】
つまり、転写ベルト６および転写紙Ｓを通して感光体３側に流れる電流をＩ_ｏｕｔとして見立てることによって、転写紙Ｓ上での表面抵抗の低抵抗化あるいは高抵抗化による転写ベルト６への電流の流れ易さの変化が転写紙Ｓの分離性能や転写性能に影響してしまうのを防止するようになっている。さらに、このようなローラ５を用いた場合には、上質４５Ｋ紙（剛度　横２１〔ｃｍ^３／１００〕）の分離が可能であるという実験結果が得られている。
【００３６】
また、駆動ローラ５で転写ベルト６から分離された転写紙Ｓは、ガイド板２０で案内されて定着部である定着装置１７を構成する加圧ローラ１７ａとパッドローラ１７ｂの間に搬送される。定着装置１７では、転写紙Ｓ上のトナーを加熱溶解して転写紙Ｓに圧着してトナーを転写紙Ｓ上に定着させる。
【００３７】
転写紙Ｓへの画像転写および分離が完了した転写ベルト６は、ＤＣソレノイド８の励磁が解除されるのに応じて接離レバー９が解除され、支持体７が感光体３から離間される。そして、クリーニング装置１６により表面を清掃される。クリーニング装置１６は、クリーニングブレード１６Ａを備えており、転写ベルト６を摺擦することにより、感光体３の表面から転移したトナーや転写されないで転写ベルト６の周辺に飛散していたものが付着した場合のトナーや転写紙Ｓの紙粉を掻き取るようになっている。
【００３８】
クリーニングブレード１６Ａによって摺擦される転写ベルト６は、摺擦抵抗の増加による駆動力の増大あるいはクリーニングブレード１６Ａのめくれ等の現象を防止するのに、摩擦係数の低いものとして表面にフッ素系の樹脂材料たとえばポリフッ化ビニリデン、四フッ化エチレンなどが被覆され、コート層である表面層６ｂが形成されている。また転写ベルト６の表面から掻き採られたトナーあるいは紙粉は、回収スクリュー１６Ｂによって本体１Ａから図示しない廃トナー回収容器に収容される。
【００３９】
なお、転写搬送装置１には、図示しない除湿ヒータを有する除湿機構が備えられ、安定した条件下での転写・搬送を実現している。また、転写搬送装置１には、ベルトユニット２を解除するための、詳述を略す転写ベルトユニット解除機構が備えられ、ジャム処理が容易化されている。ローラ４、ローラ５は、アースすることも可能である。この場合、アースしたローラは、転写制御板１４に接続することとなる。また両方のローラを同時にアースし、帰還電流Ｉ_１をフィードバックすることも可能である。バイアスローラ１１をニップ部ＢよりもＡ方向上流側に配置するなど、各電極の配置は上述のものに限られない。転写搬送装置１に他のローラを配設してもよい。
【００４０】
転写ベルト６は、その耐久性が高いことが要求され、そのためには、機械的強度が高く、均質なものを作製する必要がある。従来より、機械的特性、電気的特性を満足させるため、転写ベルトに充填剤を含有させることが行われているが、本発明者は、転写ベルト６の少なくとも内側層６ａに含有させる充填剤の粒径と、内側層６ａに亀裂が生じるまでの画像形成枚数との関係について実験を行ったところ、図８に示す結果を得た。
【００４１】
図８に示す実験結果から分かるように、充填剤の平均粒径が１００μｍ、７０μｍである転写ベルト６で画像形成を行うランを実施した結果、３００Ｋランまで、亀裂の発生はなかった。充填剤の平均粒径が、１３０μｍでは７０Ｋランで亀裂が発生し始め、２００μｍでは３２Ｋランで亀裂が発生し始めた。ここで、「Ｋ」は１０００枚であることを意味し、また「３００ＫまでＯ．Ｋ．」とは、３００Ｋまでランしたが亀裂が発生しなかったので、十分としてランを止めたという意味である。
【００４２】
経時での使用状態において、内側層６ａに亀裂が発生すると転写ベルト６全体の亀裂に至り亀裂が発生すると画像抜けが発生してしまい、重大な画像上の問題になる。しかし、実験より、充填剤の平均粒径が１００μｍ以下であれば、３００Ｋまで亀裂が生じることはなく画像抜け等の問題は生じないため、転写ベルト６の耐久性が十分であることがわかった。よって本実施例における転写ベルト６には、図中に示しているように、充填剤の平均粒径が１００μｍ以下となるものを使用している。
【００４３】
また充填剤の平均粒径と抵抗ムラとの関係について実験を行ったところ、図９に示すようになった。ここで、抵抗とは、ある一定の印加電圧を加えたときに転写ベルトに流れる電流であり、抵抗ムラすなわちリップルは、そのときの最小電流、最大電流およびこれらの平均電流で表したものであり、リップルは
リップル＝（最大電流−平均電流）／平均電流
で定義される。なお、充填剤を添加する際の練り条件は図９に示すすべての場合において同一である。
【００４４】
図９に示す実験結果から分かるように、充填剤の平均粒径が１００μｍ、７０μｍである転写ベルト６での抵抗ムラは３０％であり、従来の平均粒径が２００μｍの充填剤を用いた転写ベルトの抵抗ムラである５５％および平均粒径が１３０μｍの充填剤を用いた転写ベルトの抵抗ムラである％４８よりも小さくなっている。このことから平均粒径が１００μｍである充填剤を添加し、含有させることにより、充填剤の分散性が良くなり、内側層６ａ中に均一に分散させることが可能になって、中抵抗の転写ベルト６の全体において抵抗ムラを少なくしていることが判る。そして、抵抗ムラが抑制されることにより、抵抗ムラに起因するバンディング画像の発生の確率を低くしている。すなわち、充填剤の平均粒径が１００μｍ以下であれば、転写ベルト６の耐久性を向上するのみならず、画像品質の向上にも寄与している。
【００４５】
内側層６ａの表面粗さについて述べる。充填剤はゴム層である内側層６ａに分散されるが、内側層６ａ中に均一に分散されたとしても研磨後の内側層６ａの表面には充填剤がところどころに存在している。充填剤が内側層６ａの表面に現れていると表面粗さが粗くなる。転写ベルト６は、内側層６ａの表面にコート層である表面層６ｂをコートして形成し使用するものであるが、内側層６ａの被コート面が粗いと表面層６ｂを形成するコーティング液との接着性が非常に悪く、表面層６ｂがはがれやすくなってしまう。
【００４６】
一方、被コート面の粗さが小さければ、これを基材にすると表面層６ｂははがれにくくなり、また、充填剤を起点とした表面層６ｂのクラックも発生しなくなって耐久性および高画質性が向上する。これらの性質は、転写ベルト６のクリーニング性と傾向が一致しており、クリーニング性が良好であれば、クラックの発生も少なく、耐久性および高画質性も向上する。また、クリーニング性そのものも良好な画像形成にとっても重要である。
【００４７】
そこで、内側層６ａの表面粗さとクリーニング性にとの関係について実験を行ったところ、図１０に示す結果を得た。このクリーニング性評価結果はＬ／Ｌ環境でのものである。Ｌ／Ｌ環境でのクリーニング性とは、転写ベルトへのベタ入力後の転写ベルト上のクリーニング性を調べるもので、３Ｋ程度のラン後の転写ベルト上をテープでプリンタックして汚れの程度を確認するものである。
【００４８】
図１０からわかるように、内側層６ａの表面粗さが、２５μｍであるとクリーニング不良が発生し、２０μｍであるとクリーニング性が良好であることから、表面粗さは２０μｍ以下である必要がある。この表面粗さは、充填剤が表面に析出している場合も含む。かかる結果より本実施例における転写ベルト６には、内側層６ａの表面粗さが２０μｍ以下となるものを使用している。
【００４９】
次に本実施例における感光体３について述べる。感光体３は、アモルファスシリコンの層を有するアモルファスシリコン感光体である。すなわち本発明を適用した電子写真用感光体３は、導電性支持体を５０℃〜４００℃に加熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜法によりａ−Ｓｉからなる光導電層を有するアモルファスシリコン感光体（以下、「ａ−Ｓｉ系感光体」と称する。）である。なかでもプラズマＣＶＤ法、すなわち、原料ガスを直流または高周波あるいはマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にａ−Ｓｉ堆積膜を形成する方法が好適なものとして用いられている。
【００５０】
感光体３の層構成について説明する。アモルファスシリコン感光体３の層構成は例えば図１１に示すように種々のものが挙げられ、何れであっても良い。図１１（ａ）〜（ｄ）にてまず層構成を説明し、次にそれぞれの層について説明する。なお、何れの例も支持体５０１上にアモルファスシリコン層を有している。
【００５１】
図１１（ａ）に示す電子写真用感光体３は、支持体５０１の上にａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層５０２が設けられている。図１１（ｂ）に示す電子写真用感光体３は、支持体５０１の上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層５０２と、アモルファスシリコン系表面層５０３とから構成されている。図１１（ｃ）に示す電子写真用感光体３は、支持体５０１の上に、ａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなり光導電性を有する光導電層５０２と、アモルファスシリコン系表面層５０３と、アモルファスシリコン系電荷注入阻止層５０４とから構成されている。図１１（ｄ）に示す電子写真用感光体３は、支持体５０１の上に、光導電層５０２が設けられている。該光導電層５０２はａ−Ｓｉ：Ｈ，Ｘからなる電荷発生層５０５ならびに電荷輸送層５０６とからなり、その上にアモルファスシリコン系表面層５０３が設けられている。
【００５２】
感光体３の支持体５０１は、導電性でも電気絶縁性であってもよい。導電性支持体としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｔｅ、Ｖ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｆｅ等の金属、およびこれらの合金、例えばステンレス等が挙げられる。また、ポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂のフィルムまたはシート、ガラス、セラミック等の電気絶縁性支持体の少なくとも感光層を形成する側の表面を導電処理した支持体も用いることができる。
【００５３】
支持体５０１の形状は平滑表面あるいは凹凸表面の円筒状または板状、無端ベルト状であることができ、その厚さは、所望通りの画像形成装置用感光体３を形成し得るように適宜決定するが、画像形成装置用感光体３として可撓性が要求される場合には、支持体５０１としての機能が充分発揮できる範囲内で可能な限り薄くすることができる。しかしながら、支持体５０１は製造上および取り扱い上、機械的強度等の点から通常は１０μｍ以上とされる。
【００５４】
光導電層５０２は必要に応じて下引き層上に形成され、光導電層５０２の層厚は所望の電子写真特性が得られること及び経済的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは１〜１００μｍ、より好ましくは２０〜５０μｍ、最適には２３〜４５μｍとされるのが望ましい。
【００５５】
本発明に用いることが出来るアモルファスシリコン感光体３には必要に応じて、上述のようにして支持体５０１上に形成された光導電層５０２の上に、更に表面層５０３を設けることが出来、アモルファスシリコン系の表面層５０３を形成することが好ましい。この表面層５０３は自由表面を有し、主に耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性において本発明の目的を達成するために設けられる。本発明における表面層５０３の層厚としては、通常０．０１〜３μｍ、好適には０．０５〜２μｍ、最適には０．１〜１μｍとされるのが望ましいものである。層厚が０．０１μｍよりも薄いと感光体３を使用中に摩耗等の理由により表面層が失われてしまい、３μｍを超えると残留電位の増加等の電子写真特性低下がみられる。
【００５６】
本発明に用いることが出来るアモルファスシリコン感光体３には必要に応じて導電性支持体５０１と光導電層５０２との間に、導電性支持体５０１側からの電荷の注入を阻止する働きのある電荷注入阻止層５０４を設けるのがいっそう効果的である（図１１（ｃ））。すなわち、電荷注入阻止層５０４は感光層が一定極性の帯電処理をその自由表面に受けた際、支持体５０１側より光導電層５０２側に電荷が注入されるのを阻止する機能を有し、逆の極性の帯電処理を受けた際にはそのような機能が発揮されない、いわゆる極性依存性を有している。そのような機能を付与するために、電荷注入阻止層５０４には伝導性を制御する原子を光導電層５０２に比べ比較的多く含有させる。電荷注入阻止層５０４の層厚は所望の電子写真特性が得られること、及び経済的効果等の点から好ましくは０．１〜５μｍ、より好ましくは０．３〜４μｍ、最適には０．５〜３μｍとされるのが望ましい。
【００５７】
電荷発生層５０５は、光導電層５０２を機能分離した場合の電荷を発生する機能を主として奏する層である。この電荷発生層５０５は、構成要素として少なくともシリコン原子を含み、実質的に炭素原子を含まず、必要であれば水素原子を含むａ−Ｓｉ：Ｈから成り、所望の光導電特性、特に電荷発生特性，電荷輸送特性を有する。
電荷発生層５０５の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよび経済的効果等の点から適宜所望にしたがって決定され、好ましくは０．５〜１５μｍ、より好ましくは１〜１０μｍ、最適には１〜５μｍとされる。
【００５８】
電荷輸送層５０６は、光導電層５０２を機能分離した場合の電荷を輸送する機能を主として奏する層である。この電荷輸送層５０６は、その構成要素として少なくともシリコン原子と炭素原子と弗素原子とを含み、必要であれば水素原子、酸素原子を含むａ−ＳｉＣ（Ｈ、Ｆ、Ｏ）からなり、所望の光導電特性、特に電荷保持特性，電荷発生特性および電荷輸送特性を有する。本発明においては酸素原子を含有することが特に好ましい。電荷輸送層５０６の層厚は所望の電子写真特性が得られることおよび経済的効果などの点から適宜所望にしたがって決定され、電荷輸送層５０６については、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは１０〜４０μｍ、最適には２０〜３０μｍとされるのが望ましい。
【００５９】
このように、感光体３は表面硬度の高いアモルファスシリコン感光体であるから、耐湿性、連続繰り返し使用特性、電気的耐圧性、使用環境特性、耐久性において他の感光体よりも優れた特徴を持つ。また、波長が７７０〜８００ｎｍの半導体レーザなどの長波長光に高い感度を示し、しかも繰り返し使用による劣化もほとんど認められないことから、本実施例のようなレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）や高速複写機に適している。
【００６０】
なお、硬度が高いという点ではアモルファスシリコンでなくとも表面層にフィラーを分散させた感光体であっても良い。また、フィラーを１０％分散させた感光体３を使用して、亀裂発生の評価をしたところ、５００Ｋランでは亀裂発生はなく、良好な画像を得ることができた。このような高寿命の感光体３と、平均粒径１００μｍ以下の充填剤を含有し、表面粗さが２０μｍ以下の内側層６ａを有する転写ベルト６とを使用して画像形成を行ったところ、図１２に示す結果となった。
【００６１】
図１２からわかるように、平均粒径２００μｍの充填剤を含有した転写ベルト６を使用して画像形成を行った場合には３２Ｋで亀裂が生じ始めたのに比べ、本実施例における、平均粒径１００μｍ以下の充填剤を含有し、表面粗さが２０μｍ以下の内側層６ａを有する転写ベルト６とを使用して画像形成を行った場合では、５００Ｋまでランしても亀裂が発生せず、かかる感光体３、転写ベルト６の組み合わせにより、画像形成装置１００は高寿命、高耐久の作像エンジンを備えたものとなっている。
【００６２】
画像形成装置１００は以上のような構成であるので、操作者による所定の操作により、画像形成装置１００の電源が投入され、又は待機状態から動作状態に移行した後、操作者が画像形成を開始する周知の操作を行うと、帯電装置１０２による帯電工程によって均一に帯電された感光体３は、矢印Ｃ方向の回転により、外部から入力されるデータに応じて照射されるレーザ光１０３による露光工程における潜像形成、現像装置１０４による現像によって行われる現像工程、転写前除電ランプ１５による転写前の除電工程、転写搬送装置１による転写工程、クリーニング装置１０６によるクリーニング工程、除電装置１１０による除電工程を経て再び帯電工程に移る。
【００６３】
転写工程によって転写紙上に転写されたトナー像は、転写搬送装置１によって定着装置１７に搬送され、定着装置１７における定着工程によって転写紙上に定着される。トナー像を定着された転写紙は、画像形成装置１００の外に排出される。このような画像形成工程において、転写ベルト６は経時的に亀裂が生じることが防止され、長期にわたってこれを交換することなく画像形成が良好に行われる。また、感光体３も耐久性が高く、長期の使用に耐えるものとなっている。
【００６４】
以上、本発明を適用した画像形成装置を説明したが、像担持体上のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を転写された記録媒体を搬送する搬送装置とは、本実施例における転写搬送装置１のように一体化されたものに限らず、別々に構成してもよい。すなわち例えば、像担持体に対向して配設された転写手段である転写装置としての転写ローラと、この転写ローラとは別体の、記録媒体の搬送方向において転写ローラの下流側に配設され像担持体からトナー像を転写された記録媒体を搬送する搬送装置とを備えていてもよい。この場合、かかる搬送装置は、上述と同様の記録媒体搬送ベルトを備え、上述の転写に関する構成、例えばバイアスローラ１１等を省略した構成となり、他の部分は同様の構成とすることができる。充填剤はゴム層のみならず表面層に添加しても良い。
【００６５】
【発明の効果】
本発明は、像担持体からトナー像を転写された記録媒体を搬送する記録媒体搬送ベルトにおいて、平均粒径１００μｍ以下の充填剤を含有したゴム層を有するので、亀裂の発生を防止し、交換することなく長期にわたって使用できる記録媒体搬送ベルトを提供することができる。
【００６６】
ゴム層の表面粗さが２０μｍ以下であることとすれば、亀裂の発生を防止して、交換することなく長期にわたって使用できるとともに、全体にわたって抵抗ムラを十分に抑制して良好な画像形成に寄与することができる記録媒体搬送ベルトを提供することができる。
【００６７】
搬送する記録媒体に像担持体からトナー像を転写するための転写ベルトであることとすれば、交換することなく長期にわたって使用できるとともに、亀裂の発生による転写抜けなどの転写不良による異常画像の発生を防止して高画質の画像形成に寄与することができる記録媒体搬送ベルトを提供することができる。
【００６８】
本発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載の記録媒体搬送ベルトを有する搬送装置にあるので、上述の各効果を奏する記録媒体搬送ベルトを有し、長期にわたって使用できるできる搬送装置を提供することができる。
【００６９】
本発明は、像担持体と、この像担持体に対向する請求項１ないし３の何れか１つに記載の記録媒体搬送ベルトまたは請求項４記載の搬送装置とを有する画像形成装置にあるので、上述の各効果を奏する記録媒体搬送ベルト、またはこれを有する搬送装置を有し、メンテナンスが容易であり、また高画質の画像形成が可能な画像形成装置を提供することができる。
【００７０】
像担持体がアモルファスシリコンの層を有することとすれば、高耐久、高寿命であって、メンテナンスが容易であり、高速の画像形成やレーザービームプリンタに適した、高画質で高速な高性能の画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した記録媒体搬送ベルト、これを有する搬送装置およびこれらを有する画像形成装置の概略図である。
【図２】図１に示した搬送装置の斜視図である。
【図３】図２に示した記録媒体搬送ベルト周りの構成を示す平面図である。
【図４】記録媒体搬送ベルトが像担持体に接離する様子を説明するための側視図であって記録媒体搬送ベルトが像担持体から離間した状態を示す側視図である。
【図５】記録媒体搬送ベルトが像担持体に接離する様子を説明するための側視図であって記録媒体搬送ベルトが像担持体に向けて変位し、記録媒体に転写を行う状態を示す側視図である。
【図６】記録媒体搬送ベルトの概略の構成を示す側断面図である。
【図７】像担持体、記録媒体搬送ベルト、記録媒体に生じる電荷の状態を示す概略側視図である。
【図８】記録媒体搬送ベルトのゴム層に含有した充填剤の平均粒径と亀裂発生までの画像形成枚数との関係を示す相関図である。
【図９】記録媒体搬送ベルトのゴム層に含有した充填剤の平均粒径と抵抗ムラとの関係を示す相関図である。
【図１０】記録媒体搬送ベルトのゴム層の表面粗さとクリーニング性との関係を示す相関図である。
【図１１】像担持体の層構成を示す模式的構成図である。
【図１２】本発明を適用した画像形成装置を用いた場合の亀裂発生までの画像形成枚数と、平均粒径が２００μｍの充填剤を含有したゴム層を有する転写ベルトを用いて画像形成を行った比較例の場合の亀裂発生までの画像形成枚数とを比較した実験結果を示す相関図である。
【符号の説明】
１　　搬送装置
３　　像担持体
６　　記録媒体搬送ベルト
６ａ　　ゴム層
１００　　画像形成装置
５０２　　アモルファスシリコンの層
Ｓ　　記録媒体

Claims

像担持体からトナー像を転写された記録媒体を搬送する記録媒体搬送ベルトにおいて、平均粒径１００μｍ以下の充填剤を含有したゴム層を有することを特徴とする記録媒体搬送ベルト。
請求項１記載の記録媒体搬送ベルトにおいて、上記ゴム層の表面粗さが２０μｍ以下であることを特徴とする記録媒体搬送ベルト。
請求項１または２記載の記録媒体搬送ベルトにおいて、搬送する記録媒体に像担持体からトナー像を転写するための転写ベルトであることを特徴とする記録媒体搬送ベルト。
請求項１ないし３の何れか１つに記載の記録媒体搬送ベルトを有する搬送装置。
像担持体と、この像担持体に対向する請求項１ないし３の何れか１つに記載の記録媒体搬送ベルトまたは請求項４記載の搬送装置とを有する画像形成装置。
請求項５記載の画像形成装置において、上記像担持体がアモルファスシリコンの層を有することを特徴とする画像形成装置。