JP2023111246A - 無端ベルト、ベルトユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー像を記録媒体に転写する転写手段として使用したとき、記録媒体に形成された画像の画質に優れ、且つ、使用時の繰り返し変形によるひびが発生しにくい無端ベルトを提供する。【解決手段】無端ベルトは、高分子材料及び導電性粒子を含有する基材層を有し、基材層の厚さ方向の断面において、導電性粒子の面積割合が９．０％以上１４．５％以下であり、且つ、導電性粒子の重心を頂点とするドロネー三角形の面積の平均値が０．１０μｍ２以上０．９０μｍ２以下であり標準偏差が０．０１０μｍ２以上０．０８０μｍ２以下である。【選択図】図１

Description

本開示は、無端ベルト、ベルトユニット及び画像形成装置を提供する。

特許文献１には、対向する内面と外面を有する基材により構成され、前記基材は少なくとも絶縁性樹脂及び導電剤を含有し、前記内面に導電性金属酸化物又は金属の領域が存在する画像形成装置用ベルト管状体が開示されている。
特許文献２には、異なる二種類以上の弾性材と、導電性添加物と、を含有したベルト基材からなる半導電性ベルトであって、ベルト基材断面上の１００μｍ^２の領域について、断面方向をＴＥＭ観察し、断面状態を画像解析した場合の、弾性材一つあたりのドメインの平均面積をａ、全ての弾性材のドメインの総計をＡ、導電性添加物の集合体の一つあたりのドメインの平均面積をｂ、全ての導電性添加物の集合体のドメインの総計をＢ、式１：（Ａ／（Ａ＋Ｂ））×１００で表される弾性材面積比率をＰＳとしたとき、１９％≦ＰＳ≦６１％、０．６μｍ^２≦ａ≦１．２μｍ^２且つ０．３μｍ^２≦ｂ≦０．９μｍ^２を満たす半導電性ベルトが開示されている。

特開２０１０－１２８３１１号公報 特開２００６－０７１８３２号公報

本開示は、基材層の厚さ方向の断面において、導電性粒子の面積割合が１４．５％超である無端ベルト、又は、導電性粒子の重心を頂点とするドロネー三角形の面積の標準偏差が０．０１０μｍ^２未満又は０．０８０μｍ^２超である無端ベルトに比べて、トナー像を記録媒体に転写する転写手段として使用したとき、記録媒体に形成された画像の画質に優れ、且つ、使用時の繰り返し変形によるひびが発生しにくい無端ベルトを提供することを課題とする。

前記課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
＜１＞ 高分子材料及び導電性粒子を含有する基材層を有し、
前記基材層の厚さ方向の断面において、前記導電性粒子の面積割合が９．０％以上１４．５％以下であり、且つ、前記導電性粒子の重心を頂点とするドロネー三角形の面積の平均値が０．１０μｍ^２以上０．９０μｍ^２以下であり標準偏差が０．０１０μｍ^２以上０．０８０μｍ^２以下である、無端ベルト。
＜２＞ 前記標準偏差が０．０１５μｍ^２以上０．０４０μｍ^２以下である、＜１＞に記載の無端ベルト。
＜３＞ 前記面積割合が１１．０％以上１２．５％以下である、＜１＞又は＜２＞に記載の無端ベルト。
＜４＞ 前記基材層の厚さ方向の断面において、前記基材層の外周面から深さ２００μｍまでの第一の領域における前記導電性粒子の面積割合と、前記基材層の深さ２００μｍから４００μｍまでの第二の領域における前記導電性粒子の面積割合との差が３．０％以下である、＜１＞～＜３＞のいずれか１項に記載の無端ベルト。
＜５＞ 前記導電性粒子がカーボンブラックである、＜１＞～＜４＞のいずれか１項に記載の無端ベルト。
＜６＞ 前記基材層の外周面及び内周面の少なくとも一方の面上に設けられた保護層をさらに有する、＜１＞～＜５＞のいずれか１項に記載の無端ベルト。
＜７＞ ＜１＞～＜６＞のいずれか１項に記載の無端ベルトと、前記無端ベルトを張力がかかった状態で掛け渡す複数本のロール部材と、を備え、画像形成装置に着脱される、ベルトユニット。
＜８＞ 感光体と、前記感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した前記感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、トナーを含む現像剤を収容し、前記現像剤を用いて前記感光体の表面に形成された静電荷像を現像しトナー像を形成する現像手段と、＜７＞に記載のベルトユニットを有し、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を備える画像形成装置。
＜９＞ 前記転写手段が、中間転写体と、トナー像を前記中間転写体の表面に転写する一次転写手段と、前記中間転写体の表面に転写された前記トナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、を有し、前記二次転写手段が＜７＞に記載のベルトユニットを有する、＜８＞に記載の画像形成装置。

＜１＞、＜５＞又は＜６＞によれば、基材層の厚さ方向の断面において、導電性粒子の面積割合が１４．５％超である無端ベルト、又は、導電性粒子の重心を頂点とするドロネー三角形の面積の標準偏差が０．０１０μｍ^２未満又は０．０８０μｍ^２超である無端ベルトに比べて、トナー像を記録媒体に転写する転写手段として使用したとき、記録媒体に形成された画像の画質に優れ、且つ、使用時の繰り返し変形によるひびが発生しにくい無端ベルトが提供される。
＜２＞によれば、基材層の厚さ方向の断面において、導電性粒子の重心を頂点とするドロネー三角形の面積の標準偏差が０．０１５μｍ^２未満又は０．０４０μｍ^２超である無端ベルトに比べて、トナー像を記録媒体に転写する転写手段として使用したとき、記録媒体に形成された画像の画質に優れ、且つ、使用時の繰り返し変形によるひびが発生しにくい無端ベルトが提供される。
＜３＞によれば、基材層の厚さ方向の断面において、導電性粒子の面積割合が１２．５％超である無端ベルトに比べて、トナー像を記録媒体に転写する転写手段として使用したとき、記録媒体に形成された画像の画質に優れ、且つ、使用時の繰り返し変形によるひびが発生しにくい無端ベルトが提供される。
＜４＞によれば、基材層の厚さ方向の断面において、基材層の外周面から深さ２００μｍまでの第一の領域における導電性粒子の面積割合と、基材層の深さ２００μｍから４００μｍまでの第二の領域における導電性粒子の面積割合との差が３．０％超である無端ベルトに比べて、トナー像を記録媒体に転写する転写手段として使用したとき、記録媒体に形成された画像の画質に優れ、且つ、使用時の繰り返し変形によるひびが発生しにくい無端ベルトが提供される。
＜７＞によれば、基材層の厚さ方向の断面において、導電性粒子の面積割合が１４．５％超である無端ベルト、又は、導電性粒子の重心を頂点とするドロネー三角形の面積の標準偏差が０．０１０μｍ^２未満又は０．０８０μｍ^２超である無端ベルトを備えるベルトユニットに比べて、トナー像を記録媒体に転写する転写手段として使用したとき、記録媒体に形成された画像の画質に優れ、且つ、使用時の繰り返し変形によるひびが無端ベルトに発生しにくいベルトユニットが提供される。
＜８＞又は＜９＞によれば、基材層の厚さ方向の断面において、導電性粒子の面積割合が１４．５％超である無端ベルト、又は、導電性粒子の重心を頂点とするドロネー三角形の面積の標準偏差が０．０１０μｍ^２未満又は０．０８０μｍ^２超である無端ベルトを備える画像形成装置に比べて、記録媒体に形成された画像の画質に優れ、且つ、使用時の繰り返し変形によるひびが無端ベルトに発生しにくい画像形成装置が提供される。

本実施形態に係る無端ベルトの一例を示す概略斜視図である。 本実施形態に係るベルトユニットの一例を示す概略斜視図である。 本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。

以下に、本開示の実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。

本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。

本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の目的が達成されれば、本用語に含まれる。

本開示において実施形態を、図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。

本開示において各成分は該当する物質を複数種含んでいてもよい。本開示において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。

＜無端ベルト＞
本実施形態に係る無端ベルトは、高分子材料及び導電性粒子を含有する基材層を有する。本実施形態に係る無端ベルトは、基材層の外周面及び内周面の少なくとも一方に保護層を有していてもよい。

図１は、本実施形態に係る無端ベルトの一例を示す概略斜視図である。図１に図示された無端ベルト５０は、基材層５２と、保護層５４と、保護層５６とを有する。保護層５４は、基材層５２の外周面上に設けられ、無端ベルト５０の外周面を構成する層である。保護層５６は、基材層５２の内周面上に設けられ、無端ベルト５０の内周面を構成する層である。

本実施形態に係る無端ベルトは、例えば、電子写真方式の画像形成装置に転写手段の一部として組み込まれて使用される。本実施形態に係る無端ベルトは、例えば、二次転写ベルト又は中間転写ベルトとして使用される。

本実施形態に係る無端ベルトは、基材層の厚さ方向の断面において、導電性粒子の面積割合が９．０％以上１４．５％以下であり、且つ、導電性粒子の重心を頂点とするドロネー三角形の面積の平均値が０．１０μｍ^２以上０．９０μｍ^２以下であり標準偏差が０．０１０μｍ^２以上０．０８０μｍ^２以下である。

本実施形態に係る無端ベルトは、トナー像を記録媒体に転写する転写手段として使用したとき、記録媒体に形成された画像の画質に優れ、且つ、使用時の繰り返し変形によるひびが発生しにくい。その機序は下記のように推測される。

トナー像を記録媒体に転写する転写手段として使用する無端ベルトは、印加電圧に依存して電気抵抗が明らかに変動する特性を有することが望ましい。例えば、印加電圧５００Ｖのときの抵抗値と印加電圧１０００Ｖのときの抵抗値との間に明らかな差があることが望まれる。これによって、転写工程が作動していない間は無端ベルトが比較的高抵抗化し、結果的に無端ベルト表面がトナーの付着しにくい性状となり、一方、転写工程が作動している間は無端ベルトが比較的低抵抗化し、結果的に転写性能に優れる性状となる。転写性能は、例えば、画像の濃度ムラによって評価できる。
上記事象の下、本実施形態に係る無端ベルトは、基材層に導電性付与剤として導電性粒子（例えば、カーボンブラック）を含有する。無端ベルトの電圧依存的な電気抵抗を支配する因子として、基材層に含まれる導電性粒子の種類のほかに、基材層に含まれる導電性粒子の含有量と分散状態が挙げられる。本実施形態においては、導電性粒子の含有量を導電性粒子の面積割合で示し、導電性粒子の分散状態を導電性粒子の重心を頂点とするドロネー三角形の面積の平均値及び標準偏差で示す。
基材層に含まれる導電性粒子の面積割合が９．０％未満であると、無端ベルトの抵抗値が大きすぎ、トナー像を記録媒体に転写する転写手段に不適である。一方、基材層に含まれる導電性粒子の面積割合が１４．５％超であると、電気抵抗の電場依存性が小さく、トナーの再付着等により濃度ムラの原因となる。この観点から、基材層の厚さ方向の断面において、導電性粒子の面積割合は、９．０％以上１４．５％以下であり、１０．０％以上１３．０％以下が好ましく、１１．０％以上１２．５％以下がより好ましい。
基材層に含まれる導電性粒子の重心を頂点とするドロネー三角形の面積の平均値は、導電性粒子の粒子間距離を適切にして導電性を発現させる観点から、０．１０μｍ^２以上０．９０μｍ^２以下である。そして、その標準偏差が０．０１０μｍ^２未満であると、電気抵抗の電場依存性が小さく、トナーの再付着等により濃度ムラの原因となる。一方、その標準偏差が０．０８０μｍ^２超であると、使用時の繰り返し変形によるひびが発生しやすい。この観点から、基材層の厚さ方向の断面において、導電性粒子の重心を頂点とするドロネー三角形の面積の標準偏差は、０．０１０μｍ^２以上０．０８０μｍ^２以下であり、０．０１３μｍ^２以上０．０７０μｍ^２以下が好ましく、０．０１５μｍ^２以上０．０６０μｍ^２以下がより好ましく、０．０１５μｍ^２以上０．０４０μｍ^２以下が更に好ましい。

基材層に含まれる導電性粒子の面積割合は、導電性粒子の大きさ及び添加量によって制御することができる。
基材層に含まれる導電性粒子の重心を頂点とするドロネー三角形の面積の平均値及び標準偏差は、基材層を製造する際において、導電性粒子の添加量並びに、導電性粒子と高分子材料を混練する時間及び攪拌回転数によって制御することができる。混練する時間が長いほど又は攪拌回転数が多いほど、標準偏差が小さくなる傾向がある。

本実施形態に係る無端ベルトは、基材層の外周面から深さ２００μｍまでの領域（「第一の領域」という。）における導電性粒子の面積割合ＡＲ１と、基材層の深さ２００μｍから４００μｍまでの領域（「第二の領域」という。）における導電性粒子の面積割合ＡＲ２との差が３．０％以下であることが好ましい。ＡＲ１とＡＲ２との差が３．０％以下であると、第一の領域と第二の領域との間において電気抵抗の差が比較的小さいので無端ベルトから異常放電が起きにくく、記録媒体に形成された画像の画質が優れる。この観点から、ＡＲ１とＡＲ２との差は、２．０％以下がより好ましく、１．５％以下が更に好ましく、１．０％以下が更に好ましく、低いほど好ましく、０％が理想的である。ＡＲ１とＡＲ２とはどちらの値が大きくてもよい。

以下、基材層の断面観察の方法及び幾何学的諸量の測定方法を説明する。

－試料の作製－
クライオミクロトーム法により、無端ベルトを、幅方向に平行且つ厚さ方向に切断し、切片試料を作る。切片試料を調製する箇所は、無端ベルトの幅方向に等間隔に（すなわち、一端近傍から他端近傍まで万遍なく）５箇所、周方向に等間隔に４箇所、合計２０箇所である。
切片試料２０個それぞれの切断面をＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で観察し、位相像を得る。位相像２０個それぞれにおいて基材層内に、厚さ方向全体×幅方向５００μｍの長方形を設定し、画像解析ソフトにより長方形の領域内に大津の二値化処理を施し、暗部（位相差の小さい領域を包含する領域）を導電性粒子とする。

－導電性粒子の面積割合－
二値化処理した前記長方形の領域内に存在する全ての導電性粒子（つまり、点状の暗部）を計測対象にする。導電性粒子それぞれの面積を計測し、全ての導電性粒子の面積を合計し、前記長方形の面積に占める導電性粒子の面積割合を算出する。位相像２０個に同様の計測を行い、２０個の面積割合を算術平均する。
基材層の第一の領域における導電性粒子の面積割合ＡＲ１は、前記長方形の領域内であって基材層の外周面から深さ２００μｍまでの領域において、上述の計測及び算出を行い求める。
基材層の第二の領域における導電性粒子の面積割合ＡＲ２は、前記長方形の領域内であって基材層の深さ２００μｍから４００μｍまでの領域において、上述の計測及び算出を行い求める。

－ドロネー三角形分割－
二値化処理した前記長方形の領域内に存在する全ての導電性粒子（つまり、点状の暗部）の重心を頂点とするドロネー三角形分割を行う。この際、導電性粒子が凝集している場合は、凝集塊を１個の導電性粒子とみなし、凝集塊１個の重心を頂点としてドロネー三角形分割を行う。形成された全てのドロネー三角形の面積を計測する。さらに位相像２０個に同様の計測を行い、ドロネー三角形の面積の平均値及び標準偏差を算出する。
導電性粒子の重心とは、導電性粒子１個の領域内の画素数をｎ、各画素のｘｙ座標をｘ_ｉ、ｙ_ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）としたとき、重心のｘ座標＝（ｘ_ｉの合計）／ｎ、重心のｙ座標＝（ｙ_ｉの合計）／ｎである。

以下、本実施形態に係る無端ベルトの層構成及び材料を詳細に説明する。

［基材層］
基材層は、高分子材料に導電性粒子を含有させたフィルム又はシートであることが好ましい。

高分子材料としては、ゴム及び樹脂が挙げられる。高分子材料は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

ゴムとしては、例えば、クロロプレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、ポリウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム、スチレン－ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム、エチレン－プロピレン－ジエン３元共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、天然ゴム、これらの混合ゴムが挙げられる。

樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニルサルホン、ポリサルフォン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエステル、これらの混合樹脂が挙げられる。

導電性粒子としては、例えば、ケッチェンブラック、オイルファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック；アルミニウム、ニッケル等の金属粒子；酸化インジウムスズ、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化イットリウム等の金属酸化物粒子；などが挙げられる。導電性粒子としては、カーボンブラックが好ましい。導電性粒子は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

導電性粒子の平均一次粒径は、１ｎｍ以上１５０ｎｍ以下が好ましく、３ｎｍ以上１００ｎｍ以下がより好ましく、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下が更に好ましい。

基材層は、導電性粒子以外の導電剤を含有していてもよい。導電剤としては、例えば、チタン酸カリウム、塩化カリウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム等のイオン導電性物質；ポリアニリン、ポリエーテル、ポリピロール、ポリサルフォン、ポリアセチレン等のイオン導電性高分子；などが挙げられる。導電剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

基材層は、ゴム及び導電性粒子を含有する導電性弾性層であることが好ましく、クロロプレンゴム及びエピクロロヒドリンゴムの少なくとも一方とカーボンブラックとを含有する導電性弾性層であることがより好ましい。

基材層に含まれる導電性粒子及び導電剤の総含有量は、無端ベルトの体積抵抗率を目安に設定することが好ましい。無端ベルトの体積抵抗率は、１．０×１０^６Ω・ｃｍ以上１．０×１０^９Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
本実施形態において体積抵抗率（Ω・ｃｍ）の測定は下記のとおり行う。
測定環境は、温度２２℃且つ相対湿度５５％である。試料を測定環境に２４時間以上置き、調温調湿を行う。抵抗測定機は微小電流計（Ａｄｖａｎｔｅｓｔ社製Ｒ８４３０Ａ）、プローブはＵＲプローブ（三菱ケミカル（株）製）である。印加電圧１ｋＶ、印加時間５秒間、荷重１ｋｇｆである。測定点は、無端ベルトの周方向に等間隔で６点、無端ベルトの幅方向に中央部及び両端部の３点、合計１８点である。１８点の測定値を算術平均する。

基材層がカーボンブラックを含有する場合、カーボンブラックの含有量は、高分子材料１００質量部に対して５質量部以上４０質量部以下が好ましい。

基材層は、酸化防止剤、架橋剤、難燃剤、着色剤、界面活性剤、分散剤、フィラー等の添加剤を含んでいてもよい。

基材層の平均厚は、無端ベルトの耐久性の観点から、４００μｍ以上が好ましく、４２０μｍ以上がより好ましく、４４０μｍ以上が更に好ましく、無端ベルトの柔軟性及び耐屈曲性の観点から、８００μｍ以下が好ましく、６００μｍ以下がより好ましく、５００μｍ以下が更に好ましい。

［保護層］
本実施形態に係る無端ベルトは、基材層の外周面及び内周面の少なくとも一方に保護層を備えていてもよく、基材層の外周面及び内周面に保護層を備えることが好ましい。基材層の外周面に設けられた保護層は、無端ベルトの外周面を構成する。基材層の内周面に設けられた保護層は、無端ベルトの内周面を構成する。

保護層は、高分子材料を含有するフィルム又はシートであることが好ましい。
高分子材料としては、基材層について記述した先述のゴム及び樹脂が挙げられる。

保護層は、ウレタン樹脂とフッ素含有樹脂粒子とを含有することが好ましい。
ウレタン樹脂（ポリウレタン又はウレタンゴムとも呼ばれる。）は一般的に、ポリイソシアネートとポリオールとを重合して合成される。ウレタン樹脂はハードセグメントとソフトセグメントとを有していることが好ましい。

フッ素含有樹脂粒子としては、例えば、４フッ化エチレン樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂、６フッ化プロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、２フッ化２塩化エチレン樹脂、及びこれらの共重合体のいずれかからなる粒子の１種又は２種以上が好ましい。これらの中でも、フッ素含有樹脂粒子としては、４フッ化エチレン樹脂粒子が好ましい。

フッ素含有樹脂粒子の平均一次粒径は、５ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、８ｎｍ以上２００ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下が更に好ましい。

保護層は、酸化防止剤、架橋剤、難燃剤、着色剤、フィラー等の添加剤を含んでいてもよい。

保護層の平均厚は、基材層の片面において、保護層の耐摩耗性の観点から、２μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がより好ましく、１０μｍ以上が更に好ましく、無端ベルトの柔軟性及び耐屈曲性の観点から、６０μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がより好ましく、２０μｍ以下が更に好ましい。

［無端ベルトの製造方法］
無端ベルトの製造方法としては、例えば、基材層となる管状部材を用意し、管状部材の外周面又は内周面に保護層を形成する製造方法が挙げられる。

管状部材の製造方法は、例えば、高分子材料及び導電性粒子を含有する組成物を溶融し、ダイスからベルト状に押し出して固化させる押出成形；高分子材料及び導電性粒子を含有する組成物を溶融し、ベルト状の金型に入れて固化させる射出成形；高分子材料の前駆体又は単量体と導電性粒子とを含有する組成物を芯体に塗布し固化させる塗布成形；などである。

保護層の形成方法は、例えば、高分子材料及びフッ素含有樹脂粒子を含有する液状組成物を管状部材の外周面又は内周面に塗布し固化させる；高分子材料の前駆体又は単量体とフッ素含有樹脂粒子とを含有する液状組成物を管状部材の外周面又は内周面に塗布し固化させる；などである。液状組成物を固化させるために、成分の種類に応じて、乾燥、加熱、電子線照射又は紫外線照射を行ってもよい。

＜ベルトユニット＞
図２は、本実施形態に係るベルトユニットの一例を示す概略斜視図である。
ベルトユニット６０は、無端ベルトが複数本のロール部材に掛け渡された状態を示す概略斜視図である。ベルトユニット６０は、無端ベルト５０と駆動ロール６２と支持ロール６４とを備え、無端ベルト５０が駆動ロール６２及び支持ロール６４に張力がかかった状態で掛け渡された形態（以下、「張架」ともいう。）を有する。駆動ロール６２は、駆動ロール６２に接続された駆動部（図示せず）の動力によって回転する。無端ベルト５０及び支持ロール６４は、駆動ロール６２の回転に従動して回転する。

ベルトユニット６０は、電子写真方式の画像形成装置に転写手段の一部として組み込まれて使用される。ベルトユニット６０は、二次転写ベルトユニットに好適である。ベルトユニット６０において無端ベルト５０を張架するロール部材の本数は２本に限定されず、３本以上でもよい。

＜画像形成装置＞
本実施形態に係る画像形成装置は、感光体と、感光体の表面を帯電する帯電手段と、帯電した感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、トナーを含む現像剤を収容し、現像剤を用いて感光体の表面に形成された静電荷像を現像しトナー像を形成する現像手段と、本実施形態に係るベルトユニットを有し、トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を備える。転写手段は、例えば、中間転写体と、トナー像を中間転写体の表面に転写する一次転写手段と、中間転写体の表面に転写されたトナー像を記録媒体に転写する二次転写手段とを有し、二次転写手段が本実施形態に係るベルトユニットを有する。

本実施形態に係る画像形成装置は、記録媒体の表面に転写されたトナー像を定着する定着手段；トナー像の転写後、帯電前の感光体の表面をクリーニングする感光体クリーニング手段；トナー像の転写後、帯電前に感光体の表面に除電光を照射して除電する除電手段；等をさらに備えていてもよい。本実施形態に係る画像形成装置は、現像手段を含む部分が、画像形成装置に対して着脱されるカートリッジ構造（プロセスカートリッジ）であってもよい。

以下、本実施形態に係る画像形成装置の一例を説明するが、これに限定されるわけではない。以下の説明においては、図に示す主要部を説明し、その他はその説明を省略する。

図３は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
図３に示す画像形成装置は、色分解された画像データに基づく、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を出力する電子写真方式の第１乃至第４の画像形成ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ（画像形成手段）を備えている。これらの画像形成ユニット（以下、単に「ユニット」と称する場合がある）１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、水平方向に互いに予め定められた距離離間して並設されている。これらユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、画像形成装置に対して着脱されるプロセスカートリッジであってもよい。

各ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの上方には、各ユニットを通して中間転写ベルト（中間転写体の一例）２０が延設されている。中間転写ベルト２０は、中間転写ベルト２０の内面に接する、駆動ロール２２及び支持ロール２４に巻きつけて設けられ、第１のユニット１０Ｙから第４のユニット１０Ｋに向う方向に走行するようになっている。支持ロール２４は、図示しないバネ等により駆動ロール２２から離れる方向に力が加えられており、両者に巻きつけられた中間転写ベルト２０に張力が与えられている。中間転写ベルト２０の像保持面側には、駆動ロール２２と対向して中間転写ベルトクリーニング装置３０が備えられている。

各ユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの現像装置（現像手段の一例）４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋのそれぞれには、トナーカートリッジ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋに収められたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナーの供給がなされる。

第１乃至第４のユニット１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、同等の構成及び動作を有しているため、ここでは中間転写ベルト走行方向の上流側に配設されたイエローの画像を形成する第１のユニット１０Ｙについて代表して説明する。

第１のユニット１０Ｙは、感光体１Ｙを有している。感光体１Ｙの周囲には、感光体１Ｙの表面を予め定められた電位に帯電させる帯電ロール（帯電手段の一例）２Ｙ、帯電された表面を色分解された画像信号に基づくレーザ光線３Ｙによって露光して静電荷像を形成する露光装置（静電荷像形成手段の一例）３、静電荷像に帯電したトナーを供給して静電荷像を現像する現像装置（現像手段の一例）４Ｙ、現像したトナー像を中間転写ベルト２０上に転写する一次転写ロール（一次転写手段の一例）５Ｙ、及び一次転写後に感光体１Ｙの表面に残存するトナーを除去する感光体クリーニング装置６Ｙが順に配置されている。

一次転写ロール５Ｙは、中間転写ベルト２０の内側に配置され、感光体１Ｙに対向した位置に設けられている。各ユニットの一次転写ロール５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋには、一次転写バイアスを印加するバイアス電源（図示せず）がそれぞれ接続されている。

ベルトユニット６０は、無端ベルト５０（本実施形態に係る無端ベルトの一例）を備えたベルトユニットである。ベルトユニット６０は、無端ベルト５０と、駆動ロール６２と、支持ロール６４とを備える。ベルトユニット６０は、中間転写ベルト２０の外側に配置され、支持ロール２４に対向した位置に設けられている。ベルトユニット６０には、二次転写バイアスを印加するバイアス電源（図示せず）が接続されている。

以下、第１のユニット１０Ｙにおいてイエロー画像を形成する動作について説明する。
まず、動作に先立って、帯電ロール２Ｙによって感光体１Ｙの表面が－６００Ｖ乃至－８００Ｖの電位に帯電される。
感光体１Ｙは、導電性（例えば２０℃における体積抵抗率１×１０^－６Ωｃｍ以下）の基体上に感光層を積層して形成されている。この感光層は、通常は高抵抗（一般の樹脂の抵抗）であるが、レーザ光線が照射されると、レーザ光線が照射された部分の比抵抗が変化する性質を持っている。そこで、帯電した感光体１Ｙの表面に、図示しない制御部から送られてくるイエロー用の画像データに従って、露光装置３からレーザ光線３Ｙを照射する。それにより、イエローの画像パターンの静電荷像が感光体１Ｙの表面に形成される。

静電荷像とは、帯電によって感光体１Ｙの表面に形成される像であり、レーザ光線３Ｙによって、感光層の被照射部分の比抵抗が低下し、感光体１Ｙの表面の帯電した電荷が流れ、一方、レーザ光線３Ｙが照射されなかった部分の電荷が残留することによって形成される、いわゆるネガ潜像である。
感光体１Ｙ上に形成された静電荷像は、感光体１Ｙの走行に従って予め定められた現像位置まで回転する。そして、この現像位置で、感光体１Ｙ上の静電荷像が、現像装置４Ｙによってトナー像として現像され可視化される。

現像装置４Ｙ内には、例えば、少なくともイエロートナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤が収容されている。イエロートナーは、現像装置４Ｙの内部で攪拌されることで摩擦帯電し、感光体１Ｙ上に帯電した帯電荷と同極性（負極性）の電荷を有して現像剤ロール（現像剤保持体の一例）上に保持されている。そして、感光体１Ｙの表面が現像装置４Ｙを通過していくことにより、感光体１Ｙ表面上の除電された潜像部にイエロートナーが静電的に付着し、潜像がイエロートナーによって現像される。イエローのトナー像が形成された感光体１Ｙは、引続き予め定められた速度で走行され、感光体１Ｙ上に現像されたトナー像が予め定められた一次転写位置へ搬送される。

感光体１Ｙ上のイエローのトナー像が一次転写位置へ搬送されると、一次転写ロール５Ｙに一次転写バイアスが印加され、感光体１Ｙから一次転写ロール５Ｙに向う静電気力がトナー像に作用し、感光体１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト２０上に転写される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性（－）と逆極性の（＋）極性であり、第１のユニット１０Ｙでは制御部（図示せず）によって例えば＋１０μＡに制御されている。

第２ユニット１０Ｍ以降の一次転写ロール５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに印加される一次転写バイアスも、第１のユニットに準じて制御されている。
こうして、第１のユニット１０Ｙにてイエローのトナー像が転写された中間転写ベルト２０は、第２乃至第４のユニット１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを通して順次搬送され、各色のトナー像が重ねられて多重転写される。

第１乃至第４のユニットを通して４色のトナー像が多重転写された中間転写ベルト２０は、中間転写ベルト２０と、支持ロール２４と、ベルトユニット６０とから構成された二次転写部へと至る。一方、記録紙（記録媒体の一例）Ｐが供給機構を介してベルトユニット６０と中間転写ベルト２０とが接触した隙間に予め定められたタイミングで給紙され、二次転写バイアスが支持ロール２４に印加される。このとき印加される転写バイアスは、トナーの極性（－）と同極性の（－）極性であり、中間転写ベルト２０から記録紙Ｐに向う静電気力がトナー像に作用し、中間転写ベルト２０上のトナー像が記録紙Ｐ上に転写される。この際の二次転写バイアスは二次転写部の抵抗を検出する抵抗検出手段（図示せず）により検出された抵抗に応じて決定されるものであり、電圧制御されている。

トナー像が転写された記録紙Ｐは定着装置（定着手段の一例）２８における一対の定着ロールの圧接部（ニップ部）へと送り込まれ、トナー像が記録紙Ｐ上へ定着され、定着画像が形成される。カラー画像の定着が完了した記録紙Ｐは、排出部へ向けて搬出され、一連のカラー画像形成動作が終了される。

トナー像を転写する記録紙Ｐとしては、例えば、電子写真方式の複写機、プリンター等に使用される普通紙が挙げられる。記録媒体としては、記録紙Ｐ以外にも、ＯＨＰシート等も挙げられる。

以下、実施例を例示することで本実施形態をさらに具体的に説明するが、本実施形態は以下の実施例に限定されるものではない。合成、処理、製造などは、特に断りのない限り、室温（２５℃±３℃）で行った。

表１に記載の実施例１～２５及び比較例１～２０の無端ベルトを製造した。実施例１～２５及び比較例１～２０の無端ベルトは、同じ材料を用いて製造し、ただし、材料の添加量と材料の混練時間を増減させて、基材層に含まれる導電性粒子の面積割合並びにドロネー三角形の面積の平均値及び標準偏差を変動させた。
導電性粒子の面積割合は、カーボンブラックの添加量を増減することによって制御した。ドロネー三角形の面積の平均値及び標準偏差は、カーボンブラックとゴム材料とを混練する時間及び攪拌回転数によって制御した。
以下に、代表例として実施例１８を具体的に記す。

＜実施例１８＞
［基材層の作製］
クロロプレンゴムにカーボンブラックを含有する導電ゴム材料と、エチレンプロピレンジエンゴムとを混合し、混練押出し機で押出成形し、熱風乾燥して、直径（外径）４０ｍｍ且つ平均厚４５０μｍの管状体を得た。管状体を長さ３５５ｍｍに切断し、基材とした。

［保護層の作製］
ＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene）含有ウレタン樹脂（ボンデライトＴ８６２Ａ、ヘンケルジャパン社）に硬化剤（ロックタイトＷＨ－１、ヘンケルジャパン社）を１質量％添加し、水で希釈して塗布液とした。
基材の中心軸を水平方向にして基材を回転させながら、基材の外周面に塗布液を散布した。次いで、温度１５０℃且つ３５分間の熱風乾燥を行って、基材の外周面に平均厚１０μｍの保護層を形成した。次いで、基材の内周面にも同じ塗布液を散布し、同様に熱風乾燥を行って、基材の内周面に平均厚１０μｍの保護層を形成した。
こうして、基材層の両面に保護層を有する無端ベルトを得た。

表２に記載の実施例１８－１～１８－４の無端ベルトを製造した。
実施例１８－１の無端ベルトは、実施例１８と同じ無端ベルトである。
実施例１８－２～１８－４の無端ベルトは、実施例１８－１（つまり実施例１８）と同じ材料を用いて、ただし、外周面の塗布液を熱風乾燥する際の温度を変えることによって、第一の領域における導電性粒子の面積割合ＡＲ１と第二の領域における導電性粒子の面積割合ＡＲ２との差|ＡＲ１－ＡＲ２|が若干異なる無端ベルトである。

＜基材層の断面観察＞
既述の方法に従い、無端ベルトの切片試料を作製し、基材層に含まれる導電性粒子の面積割合と、導電性粒子を頂点にしたドロネー三角形の面積の平均値及び標準偏差とを求めた。

＜無端ベルトの性能評価＞
［抵抗値の電圧依存性］
無端ベルトを温度２２℃且つ相対湿度５５％の環境下に２４時間以上置き、調温調湿を行った。同じ温度及び湿度の環境下で、微小電流計（Ａｄｖａｎｔｅｓｔ社、Ｒ８４３０Ａ）及びＵＲプローブ（三菱ケミカル社）を用いて、印加電圧：５００Ｖ又は１０００Ｖ、印加時間：５秒間、荷重：１ｋｇｆの測定条件にて抵抗値（単位：ｌｏｇ（Ω））を測定した。測定点は、無端ベルトの幅方向に中央部及び両端部の３点、周方向に等間隔で６点、合計１８点とした。印加電圧５００Ｖ及び１０００Ｖそれぞれについて１８点の測定値を算術平均し、印加電圧５００Ｖの平均値と印加電圧１０００Ｖの平均値との差を下記のとおり分類した。
Ａ：差が１以上
Ｂ：差が０．８以上１未満
Ｃ：差が０．８未満

［画質－濃度ムラ－］
無端ベルトの転写性能を、画像の濃度ムラで評価した。
実施例又は比較例の無端ベルトを画像形成装置Ｖｅｒｓａｎｔ ３１００ｉ Ｐｒｅｓｓ（富士ゼロックス社）に二次転写ベルトとして搭載した。画像形成装置を温度２２℃且つ相対湿度５５％の環境下に２４時間以上置き、同じ環境下で、画像濃度３０％のマゼンタ色ハーフトーン画像をＡ３サイズ紙の片面全面に形成した。ハーフトーン画像の画像濃度を濃度測定機Ｘ－Ｒｉｔｅ４０４（Ｘ－Ｒｉｔｅ社）で測定した。測定点は、Ａ３サイズ紙の長辺方向に中央部及び両端部の３点、Ａ３サイズ紙の短辺方向に中央部及び両端部の３点、合計９点とした。９点の画像濃度の最大値と最小値との差を下記のとおり分類した。
Ｇ１：差が０．０５未満
Ｇ２：差が０．０５以上０．１５未満
Ｇ３：差が０．１５以上

［屈曲耐性］
屈曲試験機を用いて、曲げ半径：１ｍｍ、屈曲角度：±１３５度、屈曲速度：１７５往復／分の試験条件にて、無端ベルトを繰り返し屈曲させた。１往復を１回とする屈曲回数５０万回ごとに無端ベルトの表面を目視観察し、ひびの発生の時期を下記のとおり分類した。
Ａ：屈曲回数２００万回でひびが未発生
Ｂ：屈曲回数２００万回でひびが発生
Ｃ：屈曲回数１５０万回以下でひびが発生

５０ 無端ベルト
５２ 基材層
５４ 保護層
５６ 保護層
６０ ベルトユニット
６２ 駆動ロール
６４ 支持ロール

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 帯電ロール（帯電手段の一例）
３ 露光装置（静電荷像形成手段の一例）
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ レーザ光線
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 現像装置（現像手段の一例）
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ 一次転写ロール（一次転写手段の一例）
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ 感光体クリーニング装置
８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ トナーカートリッジ
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ 画像形成ユニット
２０ 中間転写ベルト（中間転写体の一例）
２２ 駆動ロール
２４ 支持ロール
６０ ベルトユニット
５０ 無端ベルト
６２ 駆動ロール
６４ 支持ロール
２８ 定着装置（定着手段の一例）
３０ 中間転写ベルトクリーニング装置
Ｐ 記録紙（記録媒体の一例）

Claims (9)

1. 高分子材料及び導電性粒子を含有する基材層を有し、
   前記基材層の厚さ方向の断面において、前記導電性粒子の面積割合が９．０％以上１４．５％以下であり、且つ、前記導電性粒子の重心を頂点とするドロネー三角形の面積の平均値が０．１０μｍ^２以上０．９０μｍ^２以下であり標準偏差が０．０１０μｍ^２以上０．０８０μｍ^２以下である、
   無端ベルト。
2. 前記標準偏差が０．０１５μｍ^２以上０．０４０μｍ^２以下である、請求項１に記載の無端ベルト。
3. 前記面積割合が１１．０％以上１２．５％以下である、請求項１又は請求項２に記載の無端ベルト。
4. 前記基材層の厚さ方向の断面において、前記基材層の外周面から深さ２００μｍまでの第一の領域における前記導電性粒子の面積割合と、前記基材層の深さ２００μｍから４００μｍまでの第二の領域における前記導電性粒子の面積割合との差が３．０％以下である、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の無端ベルト。
5. 前記導電性粒子がカーボンブラックである、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の無端ベルト。
6. 前記基材層の外周面及び内周面の少なくとも一方の面上に設けられた保護層をさらに有する、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の無端ベルト。
7. 請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の無端ベルトと、
   前記無端ベルトを張力がかかった状態で掛け渡す複数本のロール部材と、を備え、
   画像形成装置に着脱される、
   ベルトユニット。
8. 感光体と、
   前記感光体の表面を帯電する帯電手段と、
   帯電した前記感光体の表面に静電荷像を形成する静電荷像形成手段と、
   トナーを含む現像剤を収容し、前記現像剤を用いて前記感光体の表面に形成された静電荷像を現像しトナー像を形成する現像手段と、
   請求項７に記載のベルトユニットを有し、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、を備える、
   画像形成装置。
9. 前記転写手段が、
   中間転写体と、トナー像を前記中間転写体の表面に転写する一次転写手段と、前記中間転写体の表面に転写された前記トナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、を有し、
   前記二次転写手段が請求項７に記載のベルトユニットを有する、
   請求項８に記載の画像形成装置。