JP6134255B2 - ベルト、転写ベルト、転写ベルトユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、転写ベルト等のベルト、転写ベルトを用いた転写ベルトユニット、および、転写ベルトユニットを用いた画像形成装置に関する。

一般に、例えば電子写真法を用いた画像形成装置は、転写ベルトを備えている。中間転写方式の場合には、像担持体の表面に形成された現像剤像を転写ベルトに転写（１次転写）し、さらに記録媒体（例えば印刷用紙）に転写（２次転写）する。直接転写方式の場合には、像担持体の表面に形成された現像剤像を、転写ベルト上の記録媒体に転写する。

転写ベルトとしては、例えばポリイミド（ＰＩ）またはポリアミドイミド（ＰＡＩ）などの単一層の樹脂層からなるものが知られている。

しかしながら、ポリイミドやポリアミドイミドで形成された転写ベルトは、弾性率が高い。そのため、像担持体の現像剤像を転写ベルトに転写する工程（中間転写方式の場合）、あるいは転写ベルト上の記録媒体に転写する工程（直接転写方式の場合）において、像担持体と転写ベルトとの押し圧力によって現像剤が高い圧力を受ける。

特に、現像剤が密集する細線（文字等）の中央部では、輪郭部と比較して、現像剤に圧力が集中しやすいため、現像剤の粒子（トナー粒子）に塑性変形が生じる場合がある。現像剤の粒子に塑性変形が生じると、像担持体との付着力が強くなり、転写ベルトに転写されにくくなる。その結果、細線の中央部に濃度の薄い部分が発生する、いわゆる「中抜け」という画像欠陥が発生する場合がある。

このような中抜けを防止するため、ベルト基材の表面に弾性層を設けると共に、弾性層にフィラーを添加して表面に凹凸を形成した多層構造の転写ベルトが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２５２７４号公報（段落００２２、図２）

一方、従来より、転写ベルトの表面に残った現像剤（残留トナー）をクリーニングブレードで掻き取って除去するクリーニング方法が広く用いられている。ブレードクリーニングは安価である上、画像形成と並行してクリーニングを行うことができるため、画像形成の高速化に対応可能なクリーニング方法として有用である。

しかしながら、上述したように表面に凹凸を形成して表面粗さを粗くした転写ベルトでは、転写ベルトの表面に残った現像剤をクリーニングブレードで効率的に除去することが難しい。そのため、クリーニングブレードによるクリーニング性能を低下させることなく、中抜け等の画像欠陥の発生を抑制することができるベルトが求められている。

本発明に係るベルトは、単一の樹脂層で形成され、外周面と内周面とを有するベルトであって、外周面側に、空洞を有する第１の領域を有し、内周面側に、空洞を有する第２の領域を有し、第１の領域と第２の領域との間に、空洞を有する第３の領域を有し、第３の領域の空洞が、第１の領域の空洞および第２の領域の空洞よりも大きい。

本発明によれば、ベルトを構成する樹脂層の内部に複数の空洞を設けたことにより、現像剤に加わる圧力を分散することができる。そのため、現像剤の塑性変形に伴う画像欠陥の発生を抑制することができる。また、ベルトの表面を滑らかにすることができるため、クリーニングベルトによるクリーニング性能の低下を抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態における転写ベルトを備えた画像形成装置の基本構成を示す図である。 第１の実施の形態における転写ベルトをクリーニングする構成を示す図である。 第１の実施の形態における転写ベルトを画像形成装置から取り出して示す斜視図である。 第１の実施の形態における転写ベルトの断面構造を示す図である。 第１の実施の形態における転写ベルトの空洞の形状の例を拡大して示す図である。 第１の実施の形態における転写ベルトの断面構造の他の例を示す図である。 一般的な中間転写ベルトの断面構造を示す図である。 転写ベルトの鏡面度の測定方法を説明するための模式図である。 転写ベルトの鏡面度の測定に用いるパターン投影板を示す図である。 転写ベルトの鏡面度の測定に用いる信号波形を示す図である。 第１の実施の形態における転写ベルトの製造方法の一例を説明するための模式図である。 実験例１〜７の転写ベルトの空洞の大きさおよび占有率を示す図である。 実験例１〜７の転写ベルトを用いた中抜け、耐久性、すり抜け等の評価結果を示す図である。 転写ベルト上に形成された画像の中抜けの例と、中抜け率とを示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

＜画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の第１の実施の形態における転写ベルト（中間転写ベルト）３を備えた画像形成装置１の基本構成を示す図である。画像形成装置１は、電子写真法によりブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの４種類の現像剤を用いて画像を形成するものである。ここでは、転写方式として、中間転写方式を用いている。

本実施の形態における画像形成装置１は、画像形成ユニットとしての４つのイメージドラムユニット（以下、ＩＤユニット）１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃを備えている。ＩＤユニット１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃは、転写ベルト３の走行方向（後述）に沿って、ここでは図中右から左に一列に配列されている。

ＩＤユニット１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃに対向するように、露光手段としてのＬＥＤ（発光ダイオード）ヘッド１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃが配設されている。ＬＥＤヘッド１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃは、ＩＤユニット１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの各感光体ドラム１１に光を照射することにより、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの画像データに対応する静電潜像を形成するものである。

ＩＤユニット１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃは、使用する現像剤を除いて共通の構成を有しているため、「ＩＤユニット１０」と総称して説明する。また、ＬＥＤヘッド１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃは、「ＬＥＤヘッド１３」と総称して説明する。

ＩＤユニット１０は、像担持体としての感光体ドラム１１と、帯電部材としての帯電ローラ１２と、現像部としての現像ユニット１４と、ドラムクリーニング部１５とを有している。

感光体ドラム１１は、例えば、円筒状の導電性支持体の表面に感光層（電荷発生層および電荷輸送層）を積層したものである。感光体ドラム１１は、図中時計回り方向に回転駆動される。

帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の表面に当接するように配置され、感光体ドラム１１の回転に追従して回転する。帯電ローラ１２には、帯電電圧が印加され、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させる。

感光体ドラム１１の一様に帯電した表面が、上記のＬＥＤヘッド１３によって露光されることにより、感光体ドラム１１の表面に静電潜像が形成される。

現像ユニット１４は、感光体ドラム１１の表面に当接して回転する現像ローラ１４ａ（現像剤担持体）と、現像剤を保持する現像剤保持部１４ｂとを有している。現像ローラ１４ａには、現像電圧が印加される。現像ローラ１４ａは、感光体ドラム１１の表面の静電潜像に現像剤を付着させて、現像剤像（トナー像）を形成する。

なお、現像剤は、ここではトナーからなる１成分現像剤とするが、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤であってもよい。感光体ドラム１１の表面に形成された現像剤像は、以下で説明するように、転写ベルト３に１次転写される。

ドラムクリーニング部１５は、１次転写後に感光体ドラム１１の表面に残った残留現像剤を除去するものである。

ＩＤユニット１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの下側に対向するように、転写ベルト３を備えた転写ベルトユニット２０が設けられている。転写ベルト３は、継ぎ目のないベルト（シームレスベルト）であり、その外周面がＩＤユニット１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの各感光体ドラム１１に接している。

転写ベルト３の内周側には、１次転写ローラ２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃと、ベルト駆動ローラ２２と、２次転写バックアップローラ２３と、従動ローラ２６とが配置されている。

１次転写ローラ２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃは、転写ベルト３を挟んで、ＩＤユニット１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの各感光体ドラム１１に対向している。１次転写ローラ２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃには、例えば金属製のシャフトの周囲に発泡した弾性層（例えば発泡ゴム）を設けた構成を有している。１次転写ローラ２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃには、１次転写電圧が印加され、各感光体ドラム１１上の現像剤像（トナー像）を転写ベルト３に１次転写する。

ベルト駆動ローラ２２は、ベルト駆動モータによって回転駆動される。ベルト駆動ローラ２２の回転により、転写ベルト３が矢印Ａで示す方向に走行（周回移動）する。従動ローラ２６は、転写ベルト３に張力を付与するためのものである。１次転写ローラ２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ、２次転写バックアップローラ２３および従動ローラ２６は、転写ベルト３の走行に追従して回転する。

転写ベルト３の外周側には、２次転写バックアップローラ２３との間で転写ベルト３を挟持するように、２次転写ローラ２４が配置されている。２次転写ローラ２４には２次転写電圧が印加される。２次転写バックアップローラ２３と２次転写ローラ２４とにより、転写ベルト３から記録媒体８に現像剤像を転写する２次転写部２５が形成される。

転写ベルト３の外周側には、また、従動ローラ２６との間で転写ベルト３を挟持するように、クリーニングブレード７が配置されている。クリーニングブレード７は、２次転写後に転写ベルト３の表面に残った現像剤（残留トナー）を掻き取って除去するものである。

これら転写ベルト３と、１次転写ローラ２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃと、駆動ローラ２２と、２次転写部２５（２次転写バックアップローラ２３および２次転写ローラ２４）と、クリーニングブレード７とにより、転写ベルトユニット２０が構成される。

画像形成装置１は、また、複数枚の記録媒体（例えば印刷用紙）８を収容し、１枚ずつ２次転写部２５に向けて搬送する媒体供給部５を備えている。媒体供給部５は、記録媒体８を積層状態で収容する給紙カセット５１（媒体収容部）と、給紙カセット５１から記録媒体８を１枚ずつ引き出して２次転写部２５に向けて搬送する給紙ローラ５２（媒体供給部）とを備えている。

画像形成装置１は、また、２次転写部２５で記録媒体８に転写された現像剤像を、熱および圧力により記録媒体８に定着する定着ユニット６を備えている。定着ユニット６は、加熱ローラ６１と加圧ローラ６２とを有している。加熱ローラ６１は、内部にハロゲンランプなどの発熱体を有し、記録媒体８を加熱する。加圧ローラ６２は、加熱ローラ６１との間で記録媒体８を加圧する。また、画像形成装置１には、定着ユニット６で現像剤像が定着された記録媒体８を排出する媒体排出部９が設けられている。

＜画像形成装置の基本動作＞
画像形成装置１は、外部のコンピュータ等から印刷指示および画像データを受けると、以下のように画像形成動作を行う。すなわち、各ＩＤユニット１０（１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ）の感光体ドラム１１およびベルト駆動ローラ２２を回転させ、帯電ローラ１２および現像ローラ１４ａにそれぞれ電圧（帯電電圧と現像電圧）を印加する。

感光体ドラム１１が回転すると、感光体ドラム１１からの回転伝達により、現像ローラ１４ａが回転する。また、感光体ドラム１１の回転に追従して、帯電ローラ１２が回転する。また、ベルト駆動ローラ２２の回転により、転写ベルト３が走行し、転写ベルト３の走行に追従して、１次転写ローラ２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ、２次転写バックアップローラ２３、２次転写ローラ２４および従動ローラ２６が回転する。

帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させる。続いて、ＬＥＤヘッド１３が、感光体ドラム１１の一様に帯電した表面を、各色の画像データに基づいて露光し、静電潜像を形成する。さらに、現像ユニット１４の現像ローラ１４ａが、感光体ドラム１１の表面の静電潜像に現像剤を付着させ、現像剤像を形成する。

１次転写ローラ２１（２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ）には、１次転写電圧が印加され、各感光体ドラム１１上の現像剤像（トナー像）を転写ベルト３に転写（１次転写）する。これにより、転写ベルト３上には、ＩＤユニット１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃで形成されたブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの現像剤像が順に転写される。

転写ベルト３上の現像剤像が２次転写部２５に到達するタイミングに合わせて、給紙ローラ５２が回転し、記録媒体８を給紙カセット５１から引き出して２次転写部２５に搬送する。

２次転写部２５の２次転写ローラ２４には、２次転写電圧が印加される。これにより、転写ベルト３上の現像剤像が、２次転写部２５を通過する記録媒体８に転写（２次転写）される。２次転写部２５を通過した記録媒体８は、定着ユニット６に送られる。

定着ユニット６では、加熱ローラ６１および加圧ローラ６２が記録媒体８に熱および圧力を加え、現像剤像を記録媒体８に定着する。定着ユニット６で現像剤が定着された記録媒体８は、媒体排出部９に排出される。

＜転写ベルトのクリーニング機構＞
次に、転写ベルト３の表面をクリーニングするためのクリーニング機構について説明する。上述したクリーニングブレード７は、転写ベルト３の走行方向（矢印Ａ）において、２次転写部２５の下流側に配置されている。また、クリーニングブレード７は、従動ローラ２６との間で転写ベルト３を挟み込むように配置されている。

図２は、転写ベルト３の表面をクリーニングするための構成を示す図である。クリーニングブレード７は、その長手方向が転写ベルト３の幅方向と平行になるように配置されている。クリーニングブレード７の先端部７ａは、転写ベルト３の表面（外周面）に当接している。

クリーニングブレード７は、例えばゴム硬度が６５〜１００°（ＪＩＳ−Ａ）の範囲にある弾性材料で形成されていることが好ましい。ここでは、ゴム硬度が７８°（ＪＩＳ−Ａ）で、板厚が２．０ｍｍのウレタンゴムを使用している。クリーニングブレード７は、支持部材７１によって画像形成装置１の本体に固定されている。

弾性材料からなるクリーニングブレード７を用いる方式（ブレード方式）は、残留現像剤や異物を除去する機能に優れており、さらに、構成が簡単且つコンパクトで低コストという利点がある。弾性材料としては、高硬度で且つ弾性に富み、耐磨耗性、機械的強度、耐油性、耐オゾン性等に優れている点で、上記のウレタンゴムが好ましい。

また、クリーニングブレード７の転写ベルト３に対する線圧（押し圧）は、好ましくは１〜６ｇ／ｍｍであり、より好ましくは２〜５ｇ／ｍｍである。線圧が小さすぎると、クリーニングブレード７と転写ベルト３との密着性が不足してクリーニング不良の原因となる。一方、線圧が大きすぎると、クリーニングブレード７と転写ベルト３とが面接触するようになり、摩擦抵抗が大きくなることから、クリーニングブレード７のメクレ（先端部７ａの変形）等の不具合の原因となる。ここでは、線圧を４．３ｇ／ｍｍに設定している。

クリーニングブレード７と転写ベルト３との当接角度θは、好ましくは２０°〜３０°であり、より好ましくは２０°〜２５°である。ここでは、当接角度θが２１°となるようにクリーニングブレード７を設置している。なお、当接角度θとは、クリーニングブレード７と、クリーニングブレード７の先端部７ａと転写ベルト３の外周面との当接点における接線方向（図２に矢印Ｈで示す）とのなす角度のことである。

図２に示した例では、クリーニングブレード７は、転写ベルト３の従動ローラ２６に当接して曲面となった部分に当接しているが、このような形態に限定されるものではない。例えば、転写ベルト３の水平なベルト面（平面）に対してクリーニングブレード７を当接させても良い。

＜転写ベルトの構成＞
次に、転写ベルト３の構成について説明する。
図３は、転写ベルト３を、転写ベルトユニット２０から取り出して示す模式図である。転写ベルト３は、例えば２５４ｍｍの内径ｄを有し、３５０ｍｍの幅（軸方向長さ）Ｗを有している。また、転写ベルト３の厚さＴは、好ましくは６０μｍ以上、２００μｍ以下である。駆動時に転写ベルト３の端部に加わる応力と柔軟性を考慮すると、６０μｍ以上、１５０μｍ以下であることがより好ましい。ここでは、転写ベルト３の厚さＴを８０μｍとしている。

転写ベルト３は、耐久性および機械的特性の観点から、走行時の張力による弾性変形量が所定量以下であることが好ましい。そのため、転写ベルト３のヤング率は、好ましくは２０００Ｍｐａ以上であり、より好ましくは３０００Ｍｐａ以上である。

転写ベルト３は、ここではポリアミドイミド（ＰＡＩ）で構成されている。また、ポリアミドイミドには、導電性発現のためにカーボンブラックを添加している。

図４は、転写ベルト３の断面構造を示す図である。転写ベルト３は、単一の樹脂層で形成され、内部に多数の空洞（ボイド）３０を有している。特に、転写ベルト３の厚さ方向の内部には、多数の空洞３０が形成されている。一方、転写ベルト３の外周面３Ａの近傍および内周面３Ｂの近傍には、空洞３０が形成されていないか、または、転写ベルト３の内部と比較して空洞３０の大きさが小さい。

このように転写ベルト３の内部に多数の空洞３０を形成することで、感光体ドラム１１と転写ベルト３との間で現像剤に加わる圧力を分散し、中抜け等の画像欠陥の発生を抑制している。また、転写ベルト３の表面近傍に空洞３０を形成しないことにより、転写ベルト３の表面を平滑にし、クリーニングブレード７によるクリーニング性能を確保している。

言い換えると、転写ベルト３は、外周面３Ａおよび内周面３Ｂの近傍に、空洞３０が形成されていない第１の層部分３Ｃを有しており、転写ベルト３の厚さ方向の中央に、多数の空洞３０が形成された第２の層部分３Ｄを有している。第１の層部分３Ｃと第２の層部分３Ｄとで、単一層の転写ベルト３が形成されている。

＜空洞の大きさ＞
次に、転写ベルト３の空洞３０の大きさについて説明する。
空洞３０の大きさの測定には、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）である株式会社日立製作所製「電子顕微鏡Ｓ−２３８０Ｎ型」を用いた。転写ベルト３の切断した断面に、６０秒間のカーボン蒸着を行ったのち、加速電圧を１５ＫＶとし、３０００倍の倍率で観察した。

上記のＳＥＭで観察した転写ベルト３（厚さ８０μｍ）の断面において、外周面３Ａから１０μｍの位置Ｐ１（第１の位置）と、外周面３Ａから４０μｍの位置Ｐ２（第２の位置）とで、単位面積（１０μｍ×１０μｍ）に存在する空洞３０の大きさを測定した。

このとき、図５（Ａ）に示すように、転写ベルト３の断面における空洞３０の形状が真円の場合には、その円の直径を空洞３０の大きさＤとした。また、図５（Ｂ）に示すように、空洞３０の形状が楕円形の場合には、その楕円の長軸の長さを空洞３０の大きさＤとした。

空洞３０の大きさの測定は、位置Ｐ１，Ｐ２で３か所ずつ行い、各位置での平均値を求めた。また、位置Ｐ１，Ｐ２での測定結果の平均値を、転写ベルト３の空洞の大きさとした。

転写ベルト３の断面における空洞３０の大きさ（Ｄ）は、０．５μｍ以上、５μｍ以下であることが好ましい。空洞３０の大きさが５μｍよりも大きいと、転写ベルト３の耐摩耗性および耐割れ性が低下して寿命が短くなる可能性があるためである。また、空洞３０の大きさが０．５μｍよりも小さいと、現像剤に加わる圧力を分散する効果が不十分となり、中抜け等の画像欠陥を十分に抑制できないためである。

また、転写ベルト３の空洞３０は、厚さ方向の中央部で大きく、外周面３Ａおよび内周面３Ｂに向かうにつれて小さくなることが好ましい。転写ベルト３の外周面３Ａや内周面３Ｂの近傍（表層）に大きな空洞を形成すると、その空洞が外周面３Ａや内周面３Ｂに露出して開孔となり、表面粗さを粗くする可能性があり、クリーニングブレード７によるクリーニング性能の低下を招くからである。

より具体的には、転写ベルト３の外周面３Ａおよび内周面３Ｂから厚さ方向に１０μｍの位置Ｐ１に存在する空洞３０の大きさＡと、距離４０μｍ（厚さＴの１／２）の位置Ｐ２に存在する空洞３０の大きさＢが、Ａ＜Ｂの関係にあることが好ましい。これにより、空洞３０に由来する開孔が外周面３Ａおよび内周面３Ｂに発生したとしても、そのボイドの大きさを１μｍ以下にすることが可能となり、鏡面度（後述）が６０以上の平滑な面を形成することができる。

なお、転写ベルト３の構成は、図４に示した構成に限定されるものではない。例えば、図６に示したように、転写ベルト３の外周面３Ａおよび内周面３Ｂを除く部分に、比較的大きい（好ましくは５μｍ以下の）空洞３０がほぼ均等に分布していてもよい。

図７は、一般的な転写ベルト３Ｇの断面構造を示す図である。図７に示すように、一般の転写ベルト３Ｇには、本実施の形態の転写ベルト３（図４，６参照）のような空洞３０は形成されていない。

＜空洞の占有率＞
次に、空洞３０の占有率について説明する。
上記のＳＥＭで観察した転写ベルト３の断面（図４参照）において、単位面積（１０μｍ×１０μｍ）における空洞３０の面積分率を求め、これを空洞の占有率とした。具体的には、上記のＳＥＭで観察した転写ベルト３の断面の画像を２値化処理して、空洞とそれ以外の部分を白黒に振り分けた。そして、画像処理ソフトウェア「Ｉｍａｇｅ−Ｊ」を用いて単位面積（１０μｍ×１０μｍ）当りの空洞断面積の占有率を算出した。

占有面積の測定は、転写ベルト３の外周面３Ａから１０μｍの位置Ｐ１の３箇所、外周面３Ａから４０μｍの位置Ｐ２の３箇所について行った。６箇所の占有面積の平均値を、転写ベルト３の空洞３０の占有率とした。

転写ベルト３の断面における空洞の面積占有率は、３．０％以上、２０％以下であることが好ましい。空洞３０の占有率が３．０％よりも少ないと、現像剤に加わる圧力の分散効果が不十分となり、中抜け等の画像欠陥を十分に抑制できないためである。また、空洞３０の占有率が２０％よりも大きいと、転写ベルト３の強度が低下して脆くなり、長期に亘って転写ベルト３を安定して走行させることが難しくなるためである。

＜鏡面度＞
次に、転写ベルト３の表面（外周面３Ａおよび３Ｂ）の鏡面度について説明する。
鏡面度は、表面性状を定量的に表す指標であり、撮像パターン評価法で計測されるものである。また、鏡面度測定装置は、触針式粗さ測定装置のように触針で被測定物の表面に接触しないため、転写ベルト３の表面を傷つけずに測定を行うことができる。また、測定範囲が数ｍｍの触針式粗さ測定装置と比較して、２００ｍｍ^２という広い測定範囲を有しているため、表面性状の評価方法として有用である。

転写ベルト３の表面の鏡面度は、アークハリマ株式会社製の鏡面度計「ＳＰＯＴ ＡＨＳ−１００Ｓ」を用いて測定した（特開２００７−２２５９６９参照）。

図８は、転写ベルト３の鏡面度の測定方法を説明するための模式図である。図８に示すように、鏡面度測定装置２００は、パターン投影装置２０１、光電変換素子２０２、および信号処理装置２０３を備えている。

パターン投影装置２０１には、光源２１０とパターン投影板２１１が設けられている。パターン投影板２１１は、図９に示すように、幅１ｍｍの複数の開口部２１１ａを一列に配置した厚さ０．５ｍｍのステンレス板である。パターン投影板２１１の表面には、光を反射しないようにつや消しの塗装が施されている。パターン投影装置２０１は、被測定物表面２１５に対して角度θで光を照射する。角度θは、被測定物の種類や測定方法によって任意に変更できるが、ここでは４５°とする。

光電変換素子２０２は、その光軸がパターン投影装置２０１の光軸と同一平面上で、且つ（１８０−２θ）度の角度になるように保持されている。光電変換素子２０２は、例えば、多数の受光部を直線状（１次元）或いは２次元に配列したＣＣＤアレイで構成されている。光電変換素子２０２は、被測定物表面２１５に投影されたパターンを撮像し、反射光の強度を電気信号に変換し、変換した電気信号（強度信号）を信号処理装置２０３に送信する。

信号処理装置２０３は、光電変換素子２０２からの電気信号を受信する受信部２０５、受信した電気信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部２０６、Ａ／Ｄ変換部２０６で変換されたデジタル信号を波形処理し、極大値（Ｍａｘ）と極小値（Ｍｉｎ）とを選択し、鏡面度を算出する鏡面度算出手段としてのデータ解析部２０７、及び解析結果を表示する表示部２０８を有する。

光源２１０からパターン投影板２１１に平行光線を照射し、被測定物表面２１５に光の明暗パターンを投影する。被測定物表面２１５に投影された明暗パターンを、光電変換素子２０２によって撮像し、反射光の強度を電気信号に変換して信号処理装置２０３に送信する。信号処理装置２０３に入力された強度信号は、信号処理装置２０３のＡ／Ｄ変換部２０６によりＡ／Ｄ変換される。図１０は、このときＡ／Ｄ変換されたデータを表したグラフである。

データ解析部２０７は、Ａ／Ｄ変換部２０６によりＡ／Ｄ変換された信号波形の極大値Ｍａｘ（１）、Ｍａｘ（２）・・・Ｍａｘ（ｎ）の平均Ｍａｘ（Ａｖｅ．）と、極小値Ｍｉｎ（１）、Ｍｉｎ（２）・・・Ｍｉｎ（ｎ）の平均Ｍｉｎ（Ａｖｅ．）とを、それぞれ以下の式によって求める。

Ｍａｘ（Ａｖｅ．）＝ΣＭａｘ（ｎ）／ｎ
Ｍｉｎ（Ａｖｅ．）＝ΣＭｉｎ（ｎ）／ｎ

このようにして求めたＭａｘ（Ａｖｅ．）とＭｉｎ（Ａｖｅ．）から、以下の（１）式によって被測定物表面の鏡面度を求める。

鏡面度＝［｛Ｍａｘ（Ａｖｅ．）−Ｍｉｎ（Ａｖｅ．）｝／｛Ｍａｘ（Ａｖｅ．）＋Ｍｉｎ（Ａｖｅ．）｝］×１０００ ・・・（１）

このようにして求めた鏡面度は、基準となる理想表面の鏡面度１０００に対して、鏡面度が大きいほど表面性状が良い（すなわち平滑である）ことを示し、鏡面度が小さいほど粗面であることを意味する。

転写ベルト３の外周面３Ａは、鏡面度が６０以上、２００以下であることが好ましい。転写ベルト３の外周面３Ａの鏡面度は、図２に示したクリーニングブレード７による残留現像剤（残留トナー）の掻き取り性能、すなわちクリーニング性能に影響する。鏡面度が６０よりも小さい場合には、転写ベルト３とクリーニングブレード７との間を残留現像剤がすり抜ける可能性があるためである。また、鏡面度が２００よりも大きい場合には、転写ベルト３とクリーニングブレード７との接触面積が大きくなるため、両者の間の摩擦力が増加し、クリーニングブレード７のメクレが発生しやすくなる。

そのため、本実施の形態では、転写ベルト３の外周面３Ａの鏡面度を６０〜２００の範囲内とすることで、残留現像剤を効率よく掻き取ることができるようにしている。ここでは、鏡面度を１２０±１０の範囲内としている。

なお、転写ベルト３の内周面３Ｂは、クリーニングブレード７には接触しないが、１次転写ローラ２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ、ベルト駆動ローラ２２、２次転写バックアップローラ２３および従動ローラ２６に接触する。そのため、転写ベルト３の内周面３Ｂも、転写ベルト３の外周面３Ａと同様の鏡面度を有するように構成されている。

＜静止摩擦係数＞
次に、転写ベルト３の表面の静止摩擦係数について説明する。
本実施の形態では、転写ベルト３を構成する樹脂（ここではポリアミドイミド）にフッ素系またはシリコーン系の撥水剤（例えばフルオロカーボン）を適量添加することにより、転写ベルト３の表面（外周面３Ａおよび内周面３Ｂ）の静止摩擦係数μｓを調整している。

具体的には、転写ベルト３の外周面３Ａの静止摩擦係数μｓが０．１以上、１．０以下となるようにしている。静止摩擦係数μｓが０．１よりも小さいと、クリーニングブレード７によるクリーニング作用が十分に発揮されないためである。また、静止摩擦係数μｓが１．０よりも大きいと、転写ベルト３とクリーニングブレード７との摩擦が大きくなり、異音が発生し、あるいはクリーニングブレード７のメクレが発生する可能性があるためである。

但し、添加剤を過剰に加えると、時間の経過と共に添加剤が転写ベルト３の表面に浮き出る現象（ブリードアウト現象）が発生し、浮き出た添加物が感光体ドラム１１に付着して画像欠陥を引き起こす原因となる。そのため、添加剤の添加量に留意しながら、静止摩擦係数μｓを上記の範囲（０．１〜１．０）に設定する。

また、転写ベルト３の内周面３Ｂも、外周面３Ａと同様の静止摩擦係数μｓを有するように構成されている。上記のとおり、転写ベルト３の内周面３Ｂはクリーニングブレード７には接触しないが、１次転写ローラ２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ、ベルト駆動ローラ２２、２次転写バックアップローラ２３および従動ローラ２６に接触するためである。

＜転写ベルトの製造方法＞
次に、本実施の形態における転写ベルト３の製造方法の一例を説明する。なお、本実施の形態における転写ベルト３の製造方法は、以下で示す例に限定されるものではない。

転写ベルト３は、上記のとおりポリアミドイミド（以下ＰＡＩ）により形成した。ポリアミドイミドには、導電性発現のために適量のカーボンブラックを配合し、Ｎ−メチルピロリドン（以下ＮＭＰ）溶液中に分散させ、材料液を生成した。分散は、ボールミルを用いて行った。

図１１は、転写ベルト３の製造方法の一例を示す模式図である。ここでは、軸方向が水平になるように配置した円筒形の金型１０１と、金型１０１の外周面に材料液を滴下するディスペンサ１０２と、金型１０１の外周面に滴下された材料液を加熱するヒータ１０３と、焼成炉とを用いる。

上記のようにポリアミドイミドをＮＭＰに分散させた材料液を、ディスペンサ１０２のノズルから吐出させ、回転する金型１０１の表面に滴下（スピンコート）する。図１１では、ディスペンサ１０２が金型１０１の軸方向に移動しながら材料液を滴下するように示しているが、多数のディスペンサ１０２を金型１０１の軸方向に配列してもよい。

ディスペンサ１０２から金型１０１への材料液の滴下と、ヒータ１０３による加熱（材料液の乾燥）とは並行して行う。加熱温度は、例えば１８０〜２３０℃が好ましい。ヒータ１０３の熱により、金型１０１に滴下された樹脂材料のＮＭＰが気化し、金型１０１の表面に樹脂からなる層部分が形成される。

金型１０１が１回転すると、金型１０１の表面には所定の厚さの層部分３１が形成される。ここでは、金型１０１を複数回回転させて、金型１０１の表面に層部分３１を順次積層することにより、単一層の転写ベルト３を形成する。

このとき、ディスペンサ１０２による材料液の吐出圧力、およびヒータ１０３による加熱温度を調整することにより、転写ベルト３内の空洞３０の大きさや数量を制御することができる。

すなわち、転写ベルト３の外周面３Ａの近傍と内周面３Ｂの近傍の層部分（図４に示した第１の層部分３Ｃ）を形成するときには、空洞３０が存在しないか、あるいは空洞３０の大きさが小さくなるように、ディスペンサ１０２による材料液の吐出圧力およびヒータ１０３による加熱温度を調整する。また、転写ベルト３の内部の層部分（図４に示した第２の層部分３Ｄ）を形成するときには、多数の空洞３０が存在し、また空洞３０の大きさも大きくなるように、ディスペンサ１０２による材料液の吐出圧力およびヒータ１０３の加熱温度を調整する。

これにより、転写ベルト３の内部には空洞が存在し、表面（外周面３Ａおよび内周面３Ｂ）には凹凸が現れない構成を実現することができる。なお、転写ベルト３は、上記のように複数の層部分を積層して形成した場合であっても、全ての層が同一材料であるため、「単一層」ということができる。

また、例えば、転写ベルト３の厚さ方向の中央部には大きな空洞が存在し、その外側の領域にはやや小さな空洞が存在し、表面（外周面３Ａおよび内周面３Ｂ）の近傍には空洞が殆ど存在しないというような分布を設けることもできる。

上記のように回転する金型１０１の表面にディスペンサ１０２から材料液を滴下することで、転写ベルト３の表面（外周面３Ａおよび内周面３Ｂ）をレベリングすることができる。

金型１０１の表面に複数の層部分３１が積層され、全体（樹脂層）の厚みが所定の厚みに達したところで、金型１０１から樹脂層を取り外す。その後、樹脂層３１を焼成炉に投入し、所定の硬化温度（例えば２５０℃）に加熱する。これにより、内径ｄ（図２参照）が２５４ｍｍのシームレスベルトが作成される。このシームレスベルトを所定の軸方向長さ（ここでは３５０ｍｍ）に切断することにより、転写ベルト３が作成される。

転写ベルト３の厚さＴは、ディスペンサ１０２からの材料液の滴下量等によって調整される。上述したように、転写ベルト３の厚さＴは、好ましくは６０μｍ以上、２００μｍ以下（より好ましくは６０μｍ以上、１５０μｍ以下）であり、ここでは８０μｍとしている。

ポリアミドイミド（ＰＡＩ）は、一般に知られているように、芳香環を挟んでイミド基とアミド基とが結合され、これを繰返し単位として重合したポリマーである。このポリアミドイミドは、一般に知られている製造方法、例えば、芳香族トリカルボン酸−無水物とジアミンとを有機溶剤中で高温下で重縮合・イミド化させる方法や、芳香族トリカルボン酸−無水物とジイソシアネートとを有機溶剤中で高温化で重縮合・イミド化させる方法によって製造することができる。

転写ベルト３の機械特性は、イミド側鎖の構造、カーボンブラックのような導電剤の添加量、または分子量の大小等に依存している。反応物や加熱温度（成形温度）を調整することによって、異なる機械特性を有する転写ベルト３を作製することができる。

なお、ここでは、図１１に示したように、金型１０１の表面に樹脂層３１を積層することで単一の層の転写ベルト３を形成した。しかしながら、内部に空洞が形成されやすい樹脂材料を選択すれば、表面が平滑で内部にのみ空洞を有する樹脂層を、１工程で形成することもできる。

なお、樹脂材料は、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）に限らず、他の樹脂で形成してもよい。例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の樹脂、または、これらの複数種を混合した樹脂で形成することもできる。

また、樹脂材料を分散する溶媒は、樹脂材料の種類に応じて決定されるが、非プロトン性極性溶媒が好ましい。特に、上述したＮＭＰのほか、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルホキシド、ピリジン、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン等が挙げられる。これらは単独で用いても良く、混合溶媒として使用しても良い。

また、導電化剤として使用されるカーボンブラックは、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等が挙げられ、これらは単独使用することもでき、または複数種類のカーボンブラックを併用しても良い。

これらカーボンブラックの種類は、目的とする導電性により適宜選択することができるが、本実施の形態の画像形成装置に用いられる転写ベルト３には、所定の抵抗を得るために、特にチャンネルブラック、ファーネスブラックが好ましい。また、用途に応じて、酸化処理、クラフト処理等の酸化劣化防止したものや、溶媒への分散性を向上させたものを用いてもよい。

本実施の形態で用いられる転写ベルト３のカーボンブラック含有量は、その機械的強度等から、その樹脂固形分に対して３〜４０重量％が好ましく、より好ましくは３〜３０重量％である。また、導電性を付加する手段としては、カーボンブラック等を利用した電子導電手法に限定されるものではなく、イオン導電化剤を添加することで所定の導電性を付与してもよい。

上記の方法で作成された転写ベルト３の体積抵抗率ｐｖは、好ましくは１０^６以上１０^１４Ω・ｃｍ以下であり、より好ましくは、１０^９以上１０^１２Ω・ｃｍ以下である。一般に、導電性発現のためカーボンブラックを添加したポリアミドイミドは、カーボンブラックを全く添加していないポリアミドイミドと比較して弾性率が大きく、機械的強度が増すことが知られている。

しかしながら、体積抵抗率ｐｖを１０^６Ω・ｃｍより低くするためには、導電剤を大量に添加する必要があるため、樹脂に対する導電剤の量が過剰となり、結果として転写ベルト３が脆くなってしまう。また、イオン導電を用いた場合、導電剤を大量に添加する必要があるため、高温高湿化において導電剤が転写ベルト３の表面に浮き出て、感光体ドラム１１等に付着する可能性がある。また、体積抵抗率ｐｖが１０^１４Ω・ｃｍより大きいと、低温低湿環境下での抵抗上昇や、（イオン導電で顕著に見られる）時間の経過による抵抗上昇によってさらに高抵抗体となり、転写不良が発生する原因となるため好ましくない。

本実施の形態で用いたトナー（現像剤）は、スチレン−アクリル共重合体を主成分とし、パラフィンワックスを含有し、帯電調整のために適宜シリカ等の外添剤を加えたものである。トナーの平均粒径は７．０μｍ、真球度は０．９５である。このトナーを選択した理由は、転写効率と定着時の離型性がよく、現像におけるドットの再現性や解像度に優れているためであり、シャープネスの高い高品位画像が得られることを考慮したものである。

＜評価試験＞
以上のように構成された転写ベルト３を用いて、１次転写工程での中抜けの評価および耐久性の評価を行った。評価試験では、実験例１〜７の転写ベルト（厚さ８０μｍ）を用いた。これらの転写ベルトは、上述した製造方法において、ディスペンサ１０２の吐出圧および加熱温度を調整することにより、空洞の分布や大きさを異ならせたものである。

図１２には、実験例１〜７の転写ベルトにおいて、表面（外周面３Ａ，内周面３Ｂ）から１０μｍの位置（図４に示した位置Ｐ１）での空洞の大きさの平均値（以下、空洞の平均径）と、表面から４０μｍの位置（図４に示した位置Ｐ２）での空洞の平均径を示す。空洞の平均径の測定方法は、上述したとおりである。

また、図１２には、空洞３０の占有率も併せて示す。空洞３０の占有率の測定方法は、上述したとおりである。空洞３０の占有率は、表面から１０μｍの３箇所（位置１，２，３）と、表面から４０μｍの３箇所（位置４，５，６）で測定し、６か所の平均を求めた。

実験例１の転写ベルト３は、表面から１０μｍの位置にも、表面から４０μｍの位置にも、空洞が存在しなかった。空洞３０の占有率の平均値は０％であった。なお、空洞を有さない転写ベルトは、本実施の形態に属するものではないが、説明の便宜上、「転写ベルト３」と称する。

実験例２の転写ベルト３は、表面から１０μｍの位置での空洞の平均径が０．１μｍ未満であり、表面から４０μｍの位置での空洞の平均径が０．５μｍ未満であった。空洞３０の占有率の平均値は１１％であった。

実験例３の転写ベルト３は、表面から１０μｍの位置での空洞の平均径が１．０μｍであり、表面から４０μｍの位置での空洞の平均径が２．３μｍであった。空洞３０の占有率の平均値は２５％であった。

実験例４の転写ベルト３は、表面から１０μｍの位置での空洞の平均径が１．１μｍであり、表面から４０μｍの位置での空洞の平均径が２．５μｍであった。空洞３０の占有率の平均値は１０％であった。

実験例５の転写ベルト３は、表面から１０μｍの位置での空洞の平均径が１．０μｍであり、表面から４０μｍの位置での空洞の平均径が２．５μｍであった。空洞３０の占有率の平均値は２０％であった。

実験例６の転写ベルト３は、表面から１０μｍの位置での空洞の平均径が２．６μｍであり、表面から４０μｍの位置でお空洞の平均径が４．８μｍであった。空洞３０の占有率の平均値は８％であった。

実験例７の転写ベルト３は、表面から１０μｍの位置での空洞の平均径が２．７μｍであり、表面から４０μｍの位置でお空洞の平均径が４．７μｍであった。空洞３０の占有率の平均値は５％であった。

これら実験例１〜７の転写ベルト３を画像形成装置１に組み込み、イエローとマゼンタのＩＤユニット１０Ｙ，１０Ｍによるトナー像の形成を開始した。すなわち、ベルト駆動ローラ２２を回転させて転写ベルト３の走行を開始し、ＩＤユニット１０Ｙ，１０Ｍの感光体ドラム１１を回転させて、印刷パターンの形成を開始した。

印刷パターンは、「Ｔ」の文字とし、大きさを９ポイントとし、フォントをＴｉｍｅｓ Ｎｅｗ Ｒｏｍａｎとした。「Ｔ」の文字を選んだ理由は、縦と横の細線が含まれるためである。「Ｔ」の文字の向きは、横棒が転写ベルト３の移動方向と平行になる向きとした。印刷パターンの形成は、温度２３℃、湿度５０％ＲＨ（ＮＮ環境）で行った。

ＩＤユニット１０Ｙ，１０Ｍでは、帯電ローラ１２によって感光体ドラム１１の表面を一様に帯電し、ＬＥＤヘッド１３Ｙ，１３Ｍによって感光体ドラム１１の表面に「Ｔ」の文字の静電潜像を形成した。さらに、各現像ユニット１４によって各感光体ドラム１１の表面の静電潜像を現像し、「Ｔ」の文字のトナー像を形成した。

そして、転写ローラ２１Ｙ，２１Ｍに転写電圧を印加し、ＩＤユニット１０Ｙの感光体ドラム１１のイエローのトナー像を転写ベルト３に転写し、その上に、ＩＤユニット１０Ｍの感光体ドラム１１のマゼンタのトナー像を転写した。

転写ベルト３上にイエローとマゼンタ（すなわち赤色）のトナー像が転写された後に、転写ベルト３の走行を停止し、転写ベルト３を画像形成装置１から取り出した。取り出した転写ベルト３の表面（外周面３Ａ）に形成された赤色の「Ｔ」文字のトナー像およびその周囲を、実体顕微鏡を用いて倍率１００倍で拡大して撮影し、中抜けの状態を評価した。

中抜けとは、トナーが存在すべきところに存在せず、画像の一部が欠落した状態をいう。２次色（イエローとマゼンタ）である赤文字のトナー像を用いた理由は、２次色は単一色よりも、転写ベルト３上のトナー像の厚さが厚くなるため、感光体ドラム１１と転写ベルト３との間でトナーに圧力が集中しやすい（従って中抜けが生じやすい）ためである。

上記のように実態顕微鏡（倍率１００倍）で撮影した画像に２値化処理を施し、中抜け率（％）を算出した。
中抜け率（％）
＝（中抜け部分の面積）／（中抜けがなかった場合の「Ｔ」文字の面積）×１００

中抜け率は、小さいほど転写性が良好であることを示している。中抜け率が５％以下である場合には、転写性が良好と判断した。また、中抜け率が５％以上であっても、１０％以下の場合には、実際上問題のないレベルと判断した。

図１３に、実験例１〜７のそれぞれについて、撮影画像に基づく中抜け率の算出結果を示す。また、図１４には、算出した中抜け率と、それに対応する中抜けの状態を示す。図１４には、中抜けが発生した部分を黒色で示している。

図１３に示した評価結果から、転写ベルト３が内部に空洞３０を有している場合（実験例２〜７）には、空洞３０を有しない場合（実験例１）と比較して、中抜け率が大幅に改善していることが分かる。

また、転写ベルト３の空洞の平均径が０．５μｍよりも小さい場合（実験例２）と比較して、空洞の平均径が０．５μｍ以上の場合（実験例３〜７）には、中抜け率の改善効果が大きく、転写性が良好（中抜け率が５％以下）であることが分かる。

＜耐久性＞
次に、転写ベルト３の耐久性の評価について説明する。
耐久性の評価は、温度２３℃、湿度５０％ＲＨ（ＮＮ環境）において、記録媒体８としてＰＰＣ（Ｐｌａｉｎ Ｐａｐｅｒ Ｃｏｐｙ）用紙を用い、幅１．５ｍｍの横帯パターン（印刷方向に直交する方向の縞模様）を印刷し、３枚印刷する毎に１回休止（３Ｐ／Ｊ）するジョブを行い、初期、５０Ｋ枚、１００Ｋ枚、１５０Ｋ枚および２００Ｋ枚の印刷終了時に、転写ベルト３の表面を観察してクラックの有無を調べた。なお、Ｋは１０００枚である。

なお、印刷途中で転写ベルト３にクラックが発生した場合には、その時点で印刷を終了した。評価結果を、上記の図１３に併せて示す。

なお、耐久性の評価基準は、以下のとおりである。
２００Ｋ枚の印刷終了時に転写ベルト３にクラックの発生が見られなかった場合には、最も優良なａレベルとした。
１５０〜２００Ｋ枚で転写ベルト３にクラックが発生した場合には、ｂレベルとした。
１５０Ｋ枚未満で転写ベルト３にクラックが発生した場合には、ｃレベルとした。

なお、図１３には、クリーニングブレード７と転写ベルト３との間のトナーのすり抜けの観察結果も併せて示す。トナーのすり抜けは、記録媒体８としてのＰＰＣ用紙に印刷された横帯パターンを観察し、パターン部分以外に汚れが付着しているか否かに基づいて判断した。図１３に示したように、実験例１〜７の全てにおいて、トナーのすり抜けは見られなかった。

上述した中抜けの評価結果と耐久性の評価結果に基づき、総合判定を行った。判定基準は以下のとおりである。
中抜け率が５％以下であって、且つ、２００Ｋ枚の印刷終了時に転写ベルト３にクラックの発生が見られなかった場合には、最も優良なＡレベルとした。
中抜け率が５％以下であって、且つ、１５０〜２００Ｋ枚で転写ベルト３にクラックが発生した場合には、Ｂレベルとした。
中抜け率が５％以下であって、且つ、１５０Ｋ未満で転写ベルト３にクラックが発生した場合には、Ｃレベルとした。
２００Ｋ枚の印刷終了時に転写ベルト３にクラックの発生が見られなかった場合でも、中抜け率が５％を超えた場合には、Ｄレベルとした。

図１３から、実験例４，５，６，７では、総合判定がＡレベルまたはＢレベルと良好である。このことから、空洞３０の大きさが１．０〜５．０μｍの範囲にあり、空洞３０の占有率が２０％で以下であるという条件を満たす転写ベルト３（実験例４，５，６，７）は、画像の中抜けを抑制し、且つ転写ベルト３の耐久性を維持することができる点で、最も好ましいことが分かる。

＜考察＞
以上のような結果が得られた理由は、以下のように考えられる。
画像の中抜けは、現像剤像が感光体ドラム１１から転写ベルト３に転写される際に、感光体ドラム１１と転写ベルト３との間で現像剤粒子（トナー粒子）が圧接されて塑性変形することに起因する。

特に、現像剤が密集する文字（細線）の中央付近では、文字の輪郭部に比べて圧力が集中するため、現像剤粒子に加わる圧力が大きく、塑性変形が生じやすい。塑性変形した現像剤粒子は、感光体ドラム１１との付着力が増加する。塑性変形によって増大した付着力は、圧力の開放によっても戻らない。その結果、現像剤粒子と感光体ドラム１１との付着力が、転写電界によって現像剤粒子に加わるクーロン力よりも大きくなり、現像剤像が転写ベルト３に転写されにくくなる。

一方、文字の輪郭部（外周付近）では、文字の外側に圧力が分散するため、現像剤粒子の塑性変形は生じない。このため、圧力によって現像剤粒子と感光体ドラム１１との付着力が増加しても、圧力が開放されると元に戻る。従って、文字の輪郭部の現像剤粒子は、転写電界によって転写ベルトに転写されやすい。

その結果、文字の中央付近に現像剤濃度の低い（または現像剤が存在しない）領域が生じ、中抜けとなる。特に、赤色のような２次色の場合には、複数の現像剤像が積層されるため、文字の中央付近で圧力が分散しにくくなり、中抜けが顕著になると考えられる。

これに対し、本実施の形態の転写ベルト３は、内部に空洞３０を有しているため、感光体ドラム１１と転写ベルト３との間で現像剤粒子に加わる圧力を吸収し、分散することができる。その結果、文字（細線）の中央部のような圧力が集中しやすい部分でも、効率的に中抜けを防ぐことができたと考えられる。

また、空洞を有さない場合（実験例１）には、現像剤に加わる圧力を十分に分散できないため、中抜け率が２０％以上と大きかったと考えられる。また、空洞が小さい場合（実験例２）には、中抜け率の改善効果はみられたものの、空洞が大きい場合（実験例３〜７）と比較すると改善効果が小さかったと考えられる。

また、空洞３０の占有率が２０％を超える場合（実験例３）には、転写ベルト３の耐久性の低下が見られた。これは空洞３０の占有率の増加に伴って、転写ベルト３における樹脂の割合が低下するため、転写ベルト３の強度が低下して脆くなったためと考えられる。

なお、表１３の結果から、空洞３０の占有率が５〜２０％の範囲にあれば（実験例４，５，６，７）、転写ベルト３の耐久性を低下させずに中抜けを抑制できることが分かる。また、実験例７では、測定位置１，５における空洞３０の占有率が３％であり、転写ベルト３の耐久性を低下させずに中抜けを抑制できていることから、空洞３０の占有率の下限値は３％と判断して良いと考えられる。

また、本実施の形態の転写ベルト３は、内部に空洞３０を有していても、表面の鏡面度が１２０±１０であるため、転写ベルト３とクリーニングブレード７の当接部に現像剤が通過するような間隙が発生せず、クリーニング性能を低下させることがなかったと考えられる。

さらに、転写ベルト３の表面の静止摩擦係数μｓを１．０以下にすることで、クリーニングブレード７に過剰な摩擦力が加わらないため、クリーニングブレード７のスティックスリップ運動を抑制し、異音やメクレといった異常を抑制できたと考えられる。

＜第１の実施の形態の効果＞
本実施の形態における転写ベルトは、樹脂層内部に空洞を有しているため、感光体ドラム１１と転写ベルト３との間で現像剤粒子に加わる圧力を吸収し、分散することができる。その結果、現像剤粒子に圧力が集中することに起因する画像の中抜けを抑制することができ、良好な画像を提供することができる。

特に、転写ベルトの表面近傍に空洞を形成せず、内部に空洞を形成しているため、転写ベルトの表面の凹凸を少なくして、例えば鏡面度が６０〜２００の平滑な表面にすることができる。そのため、クリーニングブレードによって効率的に転写ベルト上の残留現像剤をクリーニングすることができる。

すなわち、中抜け現象の抑制による画像品質の向上と、クリーニングブレードによるクリーニング性能の維持を両立することができる。

また、本実施の形態における転写ベルトは、単一の樹脂層で形成されているため、多層構造の転写ベルトと比較して、構成が簡単であり、製造工程を簡略化できるという利点がある。

また、ベルト基材の表面にコーティング層を設けた多層構造では、転写ベルトの厚さ方向の抵抗が大きくなり、チリなどの画像不良の原因となる。また、コーティング層の表面での光の反射状態がばらつきやすいため、転写ベルト上の現像剤濃度を濃度センサで検出する場合には、検出濃度のばらつきの原因となる。また、コーティング層を厚くすると、クラックが生じ、あるいは抵抗が増加するという問題がある。

本実施の形態における転写ベルトは、単一の樹脂層で形成されているため、これらの問題を生じることなく、中抜け現象の抑制による画像品質の向上と、クリーニング性能の維持を実現することができる。

また、本実施の形態における転写ベルトでは、より表面（外周面および内周面）に近い第１の位置での空洞の大きさＡが、より表面から遠い第２の位置での空洞の大きさＢよりも小さい（Ａ＜Ｂ）。そのため、転写ベルトの内部に空洞を形成して現像剤粒子の圧力を分散する効果を発揮しながら、表面を平滑にしてクリーニング性能を維持することができる。

また、本実施の形態における転写ベルトは、断面における単位面積当たりの空洞占有率が２０％以下であるため、転写ベルトの強度低下によるクラックの発生を抑制することができる。

特に、本実施の形態における転写ベルトは、断面における単位面積当たりの空洞占有率が３〜２０％（より好ましくは５〜２０％）の範囲にあるため、現像剤粒子に加わる圧力を分散して中抜け現象を抑制する効果を十分に発揮しながら、転写ベルトの強度低下によるクラックの発生を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、中間転写方式の画像形成装置に用いる転写ベルトについて説明したが、本発明は、直接転写方式の画像形成装置に用いる転写ベルトにも適用することができる。

なお、直接転写方式では、転写ベルトは記録媒体（用紙）を搬送し、感光体ドラム（像担持体）から転写ベルト上の記録媒体に現像剤像が転写される。感光体ドラムと転写ベルトとの間に記録媒体（用紙）が介在するため、中間転写方式と比較すると現像剤粒子への圧力の集中は起こりにくいが、中抜けが生じる可能性は全くない訳ではない。そのため、本発明を適用することで、中抜け現象を抑制する効果を得ることができる。

また、本発明では、中間転写方式または直接転写方式の転写ベルトに限らず、例えば、定着装置で用いる定着ベルトにも適用することができる。

＜利用形態＞
本発明のベルトは、中間転写方式または直接転写方式の転写ベルト、定着ベルト、その他のベルトに適用することができる。

１ 画像形成装置、 ３ 転写ベルト（ベルト）、 ３Ａ 外周面、 ３Ｂ 内周面、３Ｃ 第１の層部分、 ３Ｄ 第２の層部分、 ５ 媒体供給部、 ６ 定着ユニット、 ７ クリーニングブレード、 ８ 記録媒体、 １０（１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ） ＩＤユニット、 １１ 感光体ドラム（像担持体）、 １２ 帯電ローラ（帯電部材）、 １３（１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ） ＬＥＤヘッド（露光手段）、 １４ 現像ユニット、 ２０ 転写ベルトユニット、 ２１（２１Ｋ，２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ） １次転写ローラ、 ２２ ベルト駆動ローラ、 ２３ ２次転写バックアップローラ、 ２４ ２次転写ローラ、 ２５ ２次転写部、 ２６ 従動ローラ。

Claims (17)

1. 単一の樹脂層で形成され、外周面と内周面とを有するベルトであって、
   前記外周面側に、空洞を有する第１の領域を有し、
   前記内周面側に、空洞を有する第２の領域を有し、
   前記第１の領域と前記第２の領域との間に、空洞を有する第３の領域を有し、
   前記第３の領域の前記空洞が、前記第１の領域の前記空洞および前記第２の領域の前記空洞よりも大きい
   ことを特徴とするベルト。
2. 前記第３の領域は、前記外周面から前記ベルトの厚さの１／２だけ離れた位置を含むことを特徴とする請求項１に記載のベルト。
3. 前記空洞の大きさは、５．０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のベルト。
4. 前記空洞の大きさは、０．５μｍ以上、５．０μｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載のベルト。
5. 前記ベルトの断面の単位面積当たりにおける前記空洞の占有率が、２０％以下であることを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載のベルト。
6. 前記ベルトの断面の単位面積当たりにおける前記空洞の占有率が、３％以上、２０％以下であることを特徴とする請求項５に記載のベルト。
7. 前記ベルトの断面の単位面積当たりにおける前記空洞の占有率が、５％以上、２０％以下であることを特徴とする請求項６に記載のベルト。
8. 前記ベルトの表面の鏡面度が、６０以上、２００以下であることを特徴とする請求項１から７までの何れか１項に記載のベルト。
9. 前記ベルトの表面の静止摩擦係数が、０．１以上、１．０以下であることを特徴とする請求項１から８までの何れか１項に記載のベルト。
10. 前記ベルトの厚さが、６０μｍ以上、２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１から９までの何れか１項に記載のベルト。
11. 前記樹脂層は、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリビニリデンフルオライド、ポリアミド、ポリカーボネート、およびポリブチレンテレフタレートのうち、少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１から１０までの何れか１項に記載のベルト。
12. 前記樹脂層は、カーボンブラックをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載のベルト。
13. 前記樹脂層は、フッ素系またはシリコーン系の撥水剤をさらに含むことを特徴とする請求項１１または１２に記載のベルト。
14. 請求項１から１３までの何れか１項に記載のベルトを用いた転写ベルト。
15. 像担持体の表面から現像剤像が１次転写されると共に、当該現像剤像を記録媒体に２次転写する中間転写ベルトとして作用することを特徴とする請求項１４に記載の転写ベルト。
16. 請求項１４または１５に記載の転写ベルトを備えたことを特徴とする転写ベルトユニット。
17. 請求項１６に記載の転写ベルトユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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