JP6317549B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は，ベルト部材を備えた画像形成装置に関する。さらに詳細には，弾性層を有するベルト部材を備えた画像形成装置に関する。

従来より，一般的な電子写真方式のカラー用の画像形成装置には，各色の画像形成部により形成されたトナー像を重ね合わせるための中間転写ベルトを有しているタンデム型のものがある。中間転写ベルトは，複数のローラーに巻き掛けられ，そのローラーが回転駆動されることによって従動回転する。このような画像形成装置では，中間転写ベルト上のトナー像は，中間転写ベルトの外周面に転写ローラーなどを圧接させてなる転写ニップにおいて記録紙へと転写される。

また，画像形成には，一般的な普通紙だけでなく，様々な種類の記録紙が用いられることがある。このため，中間転写ベルトとして弾性をもたせたものを有する画像形成装置がある（特許文献１）。中間転写ベルトに弾性をもたせることにより，例えば，表面に凹凸を有するエンボス紙に対する接触性を高めることができる。これにより，エンボス紙に対しても，転写ニップにおけるトナー像の転写を良好に行うことができるからである。

また，中間転写ベルトは，トナーに対する耐フィルミング性の高いものであることが好ましい。担持するトナー像を良好に記録紙へと転写させるためである。さらに，中間転写ベルトには，各画像形成部によって形成されたトナー像を中間転写ベルト上において精度良く重ね合わせるためや，寿命等の観点から，ある程度の剛性が要求される。そこで，中間転写ベルトとしては，転写性を向上させるための弾性層と，弾性層よりも下層の機械的強度の高い基層と，最も上層に位置する離型性の高い表面層との３層を有する構成のものが一般的である。

特開２００９−１４５４６３号公報

ここで，表面層は，離型性を高めるため，高い硬度を有する層である。つまり，弾性を有する弾性層と表面層との間には硬さに差がある。また，中間転写ベルトは，画像形成時において，複数のローラーに巻き掛けられた状態で回転することにより伸縮する。そして，ローラー駆動されることで伸縮する弾性層に，硬い表面層が追従できないことがある。よって，表面層には，ローラー駆動に伴って繰り返しかかる引張りや圧縮の応力により，微細なクラックが発生してしまうことがある。

さらに，発生した微細なクラックには，ローラー駆動に伴って表面層にかかる引張りや圧縮の応力が集中する。このため，発生したクラックが拡大して表面層を貫通することにより，そのクラックの内部で表面層の下層である弾性層が露出してしまうことがある。

また，画像形成装置においては，画像形成部の感光体を帯電させる帯電装置の放電や，感光体から中間転写ベルト，中間転写ベルトから記録紙へのトナー像の転写を行うためのバイアスの印加がなされる際に，オゾンが発生する。つまり，オゾンは，中間転写ベルトの近傍にて発生する。このため，発生したオゾンは，表面層のクラックより露出した中間転写ベルトの弾性層の部分を，オゾン劣化により硬化させてしまう。

弾性層の硬化した部分では，ローラー駆動に伴って繰り返しかかる引張りや圧縮の応力によるクラックが発生しやすい。また，弾性層に発生したクラックにおいては，ローラー駆動に伴う応力が集中しつつ，その内壁面がオゾン劣化により硬化する。このため，弾性層のクラックについてもその後，画像形成が行われることによって拡大する。

すなわち，表面層にて発生した微細なクラックは，その初期には形成される画像に影響がない程度であっても，画像形成が繰り返されることにより拡大し，やがては画像に画像ノイズを発生させてしまう程度にまで成長してしまうおそれがあった。なお，上記の特許文献１には，中間転写ベルトの表面に潤滑剤を供給する技術が開示されている。しかし，潤滑剤では弾性層をオゾン劣化から保護することはできず，発生したクラックの成長を抑制することはできない。

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，ベルト部材のクラックの成長を抑制することにより，長期にわたって高画質な画像を形成することのできる画像形成装置を提供することである。

この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，トナー像を形成する画像形成部と，画像形成部により形成されたトナー像の最終媒体への転写を行う転写ニップを形成するベルト部材とを有する画像形成装置であって，ベルト部材上のトナーを回収するベルトクリーナーを有し，ベルト部材は，弾性層，および，弾性層よりも硬いとともに最外周に位置する表面層を有し，複数の支持ローラーに巻き掛けられて回転駆動されるものであり，ベルト部材の外周面に，弾性層をオゾンから保護する保護剤を供給する保護剤供給部を有し，保護剤供給部は，正規帯電トナーの帯電極性と同極性に帯電した保護剤を供給するものであり，ベルト部材の外周面の保護剤供給部により保護剤が供給される供給位置に，保護剤を，保護剤供給部からベルト部材に引き付ける向きの電界を発生させるバイアス電圧を印加するバイアス印加部を有し，ベルト部材は，画像形成部よりトナー像の１次転写を受けて最終媒体への２次転写を行う中間転写ベルトであり，ベルト部材の進行方向について，ベルトクリーナーは，２次転写が行われる位置よりも下流で画像形成部よりも上流の位置でトナーを回収するものであり，保護剤供給部は，ベルトクリーナーよりも下流で画像形成部よりも上流の位置に保護剤を供給するものであることを特徴とする画像形成装置である。

本発明の画像形成装置では，ベルト部材の表面に，その弾性層をオゾンから保護する保護剤を供給する保護剤供給部を有する。これにより，弾性層がオゾン劣化により硬くなることを防止することができ，ベルト部材のクラックの成長を抑制することができる。これにより，長期にわたって高画質な画像を形成することができる。さらに，供給された保護剤がベルト部材に向かって引き付けられることにより，ベルト部材のクラックの内側に保護剤を供給することができる。また，中間転写ベルトのクラックの拡大を抑制することにより，画像ノイズを抑制することができる。加えて，中間転写ベルト上のトナーは，ベルトクリーナーを通過することにより除去される。よって，トナーがクラックを塞いでいることがなく，確実にクラックの内側に保護剤を供給することができる。

また，上記に記載の画像形成装置において，保護剤供給部は，最外周に保護剤の固形物よりなる層を有するローラー形状のものであるとともに，ベルト部材の外周面に圧接して配置されているものであってもよい。この構成では，保護剤供給部の最外周の保護剤層が，ベルト部材の外周面に圧接されていることにより，これらの間で摺擦が生じる。そして，その摺擦によって保護剤層より削れた粉末状の保護剤は，ベルト部材の外周面に塗布されるからである。

また，上記に記載の画像形成装置において，保護剤供給部は，ベルト部材が回転駆動されるときには，ベルト部材への圧接位置における外周面の進行方向を，ベルト部材の外周面の進行方向と同じ向きとしつつ，ベルト部材の周速度と異なる周速度で回転するものであることが好ましい。保護剤供給部とベルト部材とを異なる周速度で回転させることにより，保護剤層の削れ量を多くすることができる。すなわち，十分な量の保護剤を供給することができるからである。

また，上記に記載の画像形成装置において，保護剤供給部は，ベルト部材のうち，複数の支持ローラーの中の最も小径の支持ローラーに巻き掛けられている部分の外周面上に保護剤を供給するものであることが好ましい。ベルト部材のクラックは，巻き掛けられているローラーが小径のものであるほど，開き幅が大きくなる。そして，クラックが大きく開いた状態では，より確実に，その深くまで保護剤を供給することができる。

本発明によれば，ベルト部材のクラックの成長を抑制することにより，長期にわたって高画質な画像を形成することのできる画像形成装置が提供されている。

本形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本形態に係る中間転写ベルトの断面図である。 中間転写ベルトの外周面に保護剤を供給する構成を説明するための図である。 本発明に係る実施例の効果を確認するための実験の結果を示す図である。 保護剤を供給する構成の変形例を説明するための図である。 ２次転写ベルトに保護剤を供給する構成を説明するための図である。置の一部を示す図である。

以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，電子写真方式のプリンターにおいて本発明を具体化したものである。

図１に，本形態の画像形成装置１の概略構成を示す。画像形成装置１は，中間転写ベルト３０を有する，いわゆるタンデム方式のカラープリンターである。中間転写ベルト３０は導電性を有する無端状のベルト部材である。中間転写ベルト３０は，駆動ローラー４０，テンションローラー４１，従動ローラー４２，４３の外周部に掛け渡されている。これら駆動ローラー４０，テンションローラー４１，従動ローラー４２，４３は，中間転写ベルト３０を支持する支持ローラーである。

画像形成時には，駆動ローラー４０が時計回りに回転駆動される。これにより，中間転写ベルト３０が時計回りに従動回転する。テンションローラー４１は，バネ４４によって中間転写ベルト３０の内側から外側に向かって付勢されている。このため，中間転写ベルト３０には，常に張力がかかっている。

中間転写ベルト３０のうち，従動ローラー４３に巻き掛けられている部分の外周面には，２次転写ローラー５０が設けられている。２次転写ローラー５０は，中間転写ベルト３０へ向けて軸と垂直の方向に圧接されている。中間転写ベルト３０と２次転写ローラー５０とが接触している部分には，中間転写ベルト３０上のトナー像を用紙Ｐに転写（２次転写）させるための２次転写ニップＮ１が形成されている。

２次転写ローラー５０は，画像形成時には，回転する中間転写ベルト３０への圧接による摩擦力によって従動回転する。また，画像形成時における２次転写ローラー５０には，中間転写ベルト３０上のトナー像を用紙Ｐに転写させるためのバイアス電圧が印加される。２次転写ローラー５０に印加されるバイアス電圧は，後述する１次転写ローラー１５へ印加されるバイアス電圧に比較して，トナーの帯電極性と逆極性側に大きなものである。

中間転写ベルト３０の図１中上部には，ベルトクリーナー６０が設けられている。ベルトクリーナー６０は，２次転写ニップＮ１にて用紙Ｐに転写されなかった転写残トナーなど，中間転写ベルト３０の外周面に付着しているトナーを回収するためのものである。中間転写ベルト３０上のトナーは，中間転写ベルト３０の外周面に圧接されているベルトクリーナー６０の回収ローラー６１，６２によって回収される。

回収ローラー６１，６２と中間転写ベルト３０を挟んで対向する位置にはそれぞれ，対向ローラー６３，６４が配置されている。対向ローラー６３，６４は，回収ローラー６１，６２との間で中間転写ベルト３０を挟み込んでいる。その挟み込みにより，回収ローラー６１，６２は中間転写ベルト３０の外周面に接触している。なお，回収ローラー６１，６２は，画像形成時には，図１に示すように，時計回りに回転駆動される。

また，中間転写ベルト３０のうち，駆動ローラー４０に支持されている部分の外周面には，塗布ローラー７０が設けられている。塗布ローラー７０は，中間転写ベルト３０の外周面に，中間転写ベルト３０を保護するための保護剤を塗布するためのものである。この点については，後に詳述する。

また，中間転写ベルト３０の図１中下部には右から左に向かって順に，イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが配置されている。画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋはいずれも，各色のトナー像を形成し，形成したトナー像を中間転写ベルト３０上に転写するためのものである。また，画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋはいずれも，その構成は同じである。このため，図１では，画像形成部１０Ｙによって代表して符号をつけている。

すなわち，画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは，円筒状の静電潜像担持体である感光体１１，および，その周囲に配置された帯電装置１２，現像ユニット１４，感光体クリーナー１６を有している。また，感光体１１と中間転写ベルト３０を挟んで対向する位置には，１次転写ローラー１５が配置されている。さらに，各色の画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの図１中下方には，露光装置１３が配置されている。

帯電装置１２は，感光体１１の表面を一様に帯電させるためのものである。本形態の帯電装置１２は，コロナ放電方式の帯電チャージャーである。なお，ローラーやブラシ状，ブレード状の帯電部材等を用いることも可能である。露光装置１３は，画像データに基づいたレーザー光を感光体１１の表面に照射させ、静電潜像を形成するためのものである。

現像ユニット１４は，内部にトナーを収容しており，収容しているトナーを現像ローラー１８によって感光体１１の表面に付与するためのものである。本形態において，現像ユニット１４内に収容されているトナーは，マイナスに帯電されている。つまり，本形態における正規帯電トナーの極性は，マイナスである。

感光体クリーナー１６は，板状でその一端部が感光体１１の外周面に接触しているものである。なお，感光体クリーナー１６には，その他のクリーニング部材，例えば固定ブラシ，回転ブラシ，ローラーまたはそれらのうちの複数の部材を組み合わせたものを使用することができる。あるいは，感光体１１上の未転写トナーを現像ユニット１４により回収するクリーナーレス方式を採用すれば，感光体クリーナー１６はなくてもよい。

１次転写ローラー１５は，感光体１１上のトナー像を中間転写ベルト３０上に転写（１次転写）するためのものである。感光体１１上のトナー像は，１次転写ローラー１５にトナーの帯電極性と逆極性のバイアス電圧が印加されることにより，中間転写ベルト３０上へと転写される。

また，画像形成装置１の下部には，着脱可能な給紙カセット８１が装着されている。給紙カセット８１の図１中左側より上方に向かっては，搬送経路８０が設けられている。そして，給紙カセット８１に積載により収容された用紙Ｐは，その最上部のものより１枚ずつ給紙ローラー８２によって搬送経路８０に送り出されるようになっている。

給紙ローラー８２により送り出された用紙Ｐの搬送経路８０には，１対のレジストローラー８３，２次転写ニップＮ１，定着装置９０，排紙ローラー８４がこの順で配置されている。搬送経路８０のさらに下流側である画像形成装置１の上面には，排紙部８５が設けられている。レジストローラー８３は，用紙Ｐを２次転写ニップＮ１へ送り出すタイミングを調整するためのものである。

定着装置９０は，加熱用のヒーター９３を内部に有する加熱ローラー９１と，加熱ローラー９１に圧接されている加圧ローラー９２とを有している。この加圧ローラー９２の加熱ローラー９１への圧接により，定着ニップＮ２が形成されている。加熱ローラー９１は，画像形成時には，図１中において時計回りに回転駆動される。加圧ローラー９２は，加熱ローラー９１への圧接による摩擦力により従動回転する。定着装置９０は，定着ニップＮ２を用紙Ｐが通過する際に，用紙Ｐに転写されたトナー像の定着処理を行うためのものである。

また，画像形成装置１は，モーターＭ１，Ｍ２を有している。モーターＭ１は，駆動ローラー４０，感光体１１，回収ローラー６１，６２，給紙ローラー８２，加熱ローラー９１などのローラーを駆動により回転させるためのモーターである。また，モーターＭ２は，塗布ローラー７０を駆動により回転させるためのモーターである。モーターＭ１，Ｍ２はいずれも，画像形成時には，各部を動作させるために駆動される。

次に，本形態の画像形成装置１による，通常の画像形成動作の一例について簡単に説明する。以下の説明は，給紙カセット８１に収容されている用紙Ｐに，４色のトナーを用いてカラー画像を形成する場合における画像形成動作の一例である。

通常の画像形成時には，中間転写ベルト３０および各色の感光体１１はそれぞれ，図１に矢印で示す向きに所定の周速度で回転される。感光体１１の外周面は，まず，帯電装置１２によりほぼ一様に帯電される。次に，帯電された感光体１１の外周面には，露光装置１３によって画像データに応じた光が投射され，静電潜像が形成される。続いて，静電潜像は現像ユニット１４の現像ローラー１８の回転により供給されるトナーによって現像され，感光体１１上にはトナー像が形成される。

感光体１１上に形成された各色のトナー像は，１次転写ローラー１５によって中間転写ベルト３０上に転写（１次転写）される。すなわち，中間転写ベルト３０上には，イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナー像がこの順で重ね合わされる。中間転写ベルト３０に転写されず，１次転写ローラー１５を過ぎた後も感光体１１上に残留している転写残トナーは，感光体クリーナー１６によって掻き取られ，感光体１１上から除去される。そして，重ね合わされた４色のトナー像は，中間転写ベルト３０によって２次転写ニップＮ１に搬送される。

一方，給紙カセット８１に収容されている用紙Ｐは，給紙ローラー８２によって最上部のものから１枚ずつ搬送経路８０に引き出される。引き出された用紙Ｐは，搬送経路８０に沿って搬送され，レジストローラー８３により，中間転写ベルト３０に載置されたトナー像とタイミングを合わせて２次転写ニップＮ１に到達する。そして，２次転写ニップＮ１において，重ね合わされた４色のトナー像が用紙Ｐに転写（２次転写）される。

トナー像が転写された用紙Ｐは，さらに搬送経路８０の下流側へと搬送される。すなわち，用紙Ｐは，定着装置９０によってトナー像が定着された後，排紙ローラー８４によって排紙部８５に排出される。なお，２次転写ニップＮ１を通過した後も中間転写ベルト３０上に残留するトナー像は，ベルトクリーナー６０によって回収される。これにより，中間転写ベルト３０上から除去される。

ここで，本形態における中間転写ベルト３０について説明する。図２は，中間転写ベルト３０の断面図である。図２における中間転写ベルト３０の上側が外周側であり，その上面は中間転写ベルト３０の外周面３１ａである。また，本形態の中間転写ベルト３０は，その外周側から順に，表面層３１，弾性層３２，基層３３により構成されている。

中間転写ベルト３０の最外周に位置する表面層３１は，中間転写ベルト３０の外周面３１ａにおけるトナーの離型性を高めるための層である。表面層３１の内周側に位置する弾性層３２は，中間転写ベルト３０と２次転写ローラー５０との圧接による２次転写ニップＮ１におけるニップ幅を十分に確保するための層である。また，中間転写ベルト３０の外周面３１ａの，用紙Ｐの表面に対する追従性を高めるための層である。これにより，表面に凹凸のあるエンボス紙を用紙Ｐとして用いた場合であっても，２次転写ニップＮ１におけるトナー像の転写が良好に行われる。

このため，弾性層３２は軟らかい材質により構成されている。一方，表面層３１は，トナーに対する高い離型性を有するようにするため，弾性層３２よりも硬い材質により構成されている。本形態の中間転写ベルト３０においては，弾性層３２を構成する部材の表面に表面処理を施し，表面処理がなされた部分を表面層３１としたものである。

具体的には，本形態では，弾性層３２としてニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）を用いている。また，表面層３１は，ＮＢＲである弾性層３２の表面に酸化処理を施すことにより形成したものである。

弾性層３２としては，その他にも，例えば，クロロプレンゴム，ポリブタジエンゴム，イソプレンゴム，ウレタンゴム，ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム），アクリルゴム，およびシリコーンゴム等のゴム材から形成することができる。

また，表面層３１は，ＮＢＲである弾性層３２の表面に，イソシアネート処理等のその他の公知の表面硬化改質処理を施すことにより形成することもできる。さらには，その他のものとして例示したゴム材からなる弾性層３２に対して，酸化処理やイソシアネート処理等の公知の表面硬化改質処理を施すことにより形成することも可能である。イソシアネート処理とは，イソシアネート化合物を弾性層３２の表面に含侵させ，その後加熱して反応させるものである。イソシアネート処理では，イソシアネート化合物の含浸量，加熱温度，および加熱時間を適宜調整することにより，弾性層３２の表面を所望の硬さに硬化させることができる。イソシアネート処理に用いるイソシアネート化合物としては，芳香族イソシアネート，脂肪族イソシアネート等が挙げられる。具体的には，トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ），ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ），クルードＭＤＩ等が挙げられる。弾性層３２がＮＢＲである場合には，次亜塩素酸塩を用いることも可能である。

また，表面層３１と弾性層３２とは，別部材により構成することもできる。この場合，表面層３１は，例えばフッ素樹脂やセラミックス等から形成することができる。表面層３１を形成するフッ素樹脂としては，ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ），テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ），ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ），エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ），エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ），ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ），ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等を挙げることができる。また表面層３１を形成するセラミックスとしては，二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）等のケイ素酸化物，アルミニウム酸化物，チタン酸化物，および亜鉛酸化物等を挙げることができる。セラミックスにより表面層３１を形成する場合には，例えば大気圧下でのプラズマＣＶＤ法が好適に利用できる。

なお表面層３１は，上記したフッ素樹脂単体で形成してもよいが，フッ素樹脂を次に例示するバインダー中に分散させたものを用いて形成してもよい。フッ素樹脂単体では成膜性に劣るところ，フッ素樹脂をバインダー中に分散させたものを用いれば，所望の表面層３１を容易に形成することができるからである。バインダーとしては，ポリウレタン，ポリオレフィン，ポリエステル，ポリアミド，ポリスチレン，アクリル系樹脂，スチレンーアクリル共重合体，ポリカーボネート，塩化ビニル等の熱可塑性樹脂或いは熱硬化性樹脂を用いることができる。なおフッ素樹脂の含有量は特に限定されるものではないが，表面層３１の摩擦係数をある程度低くしたり，トナーの離型性を確保したりするためには，１０ｗｔ％以上とすることが望ましい。バインダー中にフッ素樹脂を分散させたものを用いて表面層３１を形成するには，例えばバインダーとフッ素樹脂とを適当な溶剤中に溶解させたものを，弾性層３２上に塗布し，その後乾燥させればよい。

弾性層３２のさらに内周側に位置する基層３３は，中間転写ベルト３０における剛性を確保するための層である。基層３３によって中間転写ベルト３０の剛性が十分に確保されていることにより，１次転写における中間転写ベルト３０上での各色のトナー像の重ね合わせを，高い精度で行うことができる。本形態では，基層３３として，ポリイミド（ＰＩ）を用いている。

なお，基層３３としては，その他の合成樹脂製を用いることもできる。具体的には，ポリアミド，ＰＣ（ポリカーボネート），ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン），ＰＡＴ（ポリアルキレンテレフタレート），ＰＣとＰＡＴのブレンド材料，ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）とＰＣのブレンド材料，および，ＥＴＦＥとＰＡＴのブレンド材料等の熱可塑性樹脂等から形成することができる。

ところで，上記のように構成された中間転写ベルト３０では，回転駆動されることにより，クラックが発生する。具体的には，まず，中間転写ベルト３０の表面層３１に微細なクラックが発生する。中間転写ベルト３０は，巻き掛けられている駆動ローラー４０などの支持ローラーの外周面に沿って曲げられている。これにより，中間転写ベルト３０の最も外周側に位置する表面層３１には，その内層である弾性層３２および基層３３よりも大きな引張力がかかる。しかし，前述したように，表面層３１は硬い。よって，中間転写ベルト３０が回転駆動されることにより，表面層３１には，中間転写ベルト３０の幅方向（図１において奥行き方向）に微細なクラックが発生するのである。

表面層３１に発生した微細なクラックは，画像形成装置１が使用されるにつれて中間転写ベルト３０の厚さ方向（図２において上下方向）に成長し，やがて表面層３１を貫通する。なお，この表面層３１の微細なクラックは，表面層３１を貫通するまで成長したとしても，形成される画像に画像ノイズを発生させるほど大きなものではない。

一方，微細なクラックが成長して表面層３１を貫通した場合，そのクラックの内側に弾性層３２が露出する。弾性層３２は，前述したように，軟らかい材質のものである。このため，軟らかい状態の弾性層３２には，支持ローラーの外周面に沿って曲げられる程度の引張力によってクラックが発生することはない。

ここで，画像形成装置１では，オゾン（Ｏ_３）が発生する。オゾンは，具体的には，帯電装置１２，１次転写ローラー１５，２次転写ローラー５０などにおいて，これらにバイアス電圧が印加された際に発生する。つまり，オゾンは，中間転写ベルト３０の周辺で発生する。このため，発生したオゾンは，表面層３１を貫通したクラックの内側で露出した弾性層３２を，オゾン劣化させることにより硬化させる。

このオゾン劣化により硬化した状態の弾性層３２には，支持ローラーの外周面に沿って曲げられることによる引張力により，クラックが発生するおそれがある。また，硬化した状態の弾性層３２の部分にクラックが発生した場合，そのクラックの内側の弾性層３２の軟らかい部分はオゾン劣化により硬化してしまう。すなわち，弾性層３２のクラックは，オゾン劣化によって弾性層３２が硬化することにより，中間転写ベルト３０の厚さ方向に成長してしまうおそれがある。

また，中間転写ベルト３０のクラックは，その厚さ方向に成長するとともに，幅方向にも成長する。中間転写ベルト３０が支持ローラーに沿って曲げられることによる引張力は，クラックのベルトの幅方向における端部に集中してしまうからである。よって，クラックはやがて，画像ノイズの原因となってしまう程度にまで拡大してしまうおそれがある。

そこで，本形態の画像形成装置１は，中間転写ベルト３０に発生したクラックの成長による画像ノイズを抑制するための構成として，塗布ローラー７０を有している。図３に，本形態の塗布ローラー７０の詳細を示す。塗布ローラー７０は，中間転写ベルト３０の外周面３１ａ上に，中間転写ベルト３０を保護するための保護剤を塗布により供給するためのものである。図３に示すように，塗布ローラー７０は，最外層である保護剤層７１と，その内側の芯金７２とにより構成されている。

保護剤層７１は，後述するように，これが粉末となって中間転写ベルト３０上に供給されることにより，中間転写ベルト３０の弾性層３２をオゾンから保護することができるものである。具体的には，中間転写ベルト３０上に供給された保護剤層７１の粉末は，弾性層３２のオゾンとの接触を防止することにより，弾性層３２のオゾン劣化を抑制することができるものである。このため，保護剤層７１は，弾性層３２よりもオゾンに対する耐性の高い材質により構成されていることが好ましい。さらに，保護剤層７１は，中間転写ベルト３０の表面層３１よりも軟らかい材質のものである。本形態では，保護剤層７１として，フッ素樹脂を用いている。なお，保護剤層７１の材質としては，この他にもアクリル，ポリエチレンなどを用いることもできる。

芯金７２は，強度の高い円筒形状の部材である。芯金７２により，塗布ローラー７０は十分な剛性を有している。本形態の芯金７２は，アルミニウムである。なお，芯金７２としては，この他にも鉄やステンレスなどを用いてもよい。そして，本形態の塗布ローラー７０は，芯金７２の表面にフッ素コーティングを施すことにより１００μｍ程度の厚みの保護剤層７１を形成して製造したものである。

また，図３に示すように，塗布ローラー７０は，バネ７３によって中間転写ベルト３０の外周面３１ａに圧接されている。その圧接位置は，中間転写ベルト３０のうちの駆動ローラー４０に巻き掛けられている部分である。すなわち，塗布ローラー７０は，中間転写ベルト３０のうち，駆動ローラー４０の外周面に沿って曲げられている位置に圧接されている。

そして，塗布ローラー７０が中間転写ベルト３０に圧接されていることにより，塗布ローラー７０の最外周に位置する保護剤層７１と，中間転写ベルト３０の外周面３１ａとは，互いに擦れ合うこととなる。このため，中間転写ベルト３０の表面層３１よりも軟らかい塗布ローラー７０の保護剤層７１は，摺擦によってわずかに削れて粉末状になる。その保護剤層７１の削れた粉末は，保護剤として，圧接によって接触している中間転写ベルト３０の外周面３１ａ上に塗布により供給される。このため，保護剤層７１が摺擦によって削れた削れ量が，保護剤の供給量である。そして，中間転写ベルト３０の外周面３１ａ上の，塗布ローラー７０の圧接箇所が，保護剤の供給位置である。なお，塗布ローラー７０の保護剤層７１は中間転写ベルト３０の表面層３１よりも軟らかい材質のものであるため，塗布ローラー７０により，中間転写ベルト３０の外周面３１ａに傷が発生することはない。

また，本形態の塗布ローラー７０は，中間転写ベルト３０とは異なる周速度で回転するものであることが好ましい。中間転写ベルト３０のオゾン劣化を抑制するためには，保護剤の供給量である保護剤層７１の削れ量がある程度必要だからである。そのため，塗布ローラー７０は，中間転写ベルト３０がモーターＭ１によって回転駆動される際には，図３中矢印で示す方向に，中間転写ベルト３０の周速度とは異なる周速度で，モーターＭ２によって回転駆動される。

例えば，塗布ローラー７０と中間転写ベルト３０とを同じ周速度で回転させた場合や，塗布ローラー７０を単純従動の構成とした場合には，保護剤の供給量である保護剤層７１の削れ量が少ない。そして，これらの場合において，保護剤の供給量をある程度多くするためには，保護剤層７１として，軟らかい材質のもの用いる必要がある。しかし，保護剤層７１が軟らか過ぎる場合には，削れ量を一定に保つことが困難である。さらには，保護剤層７１の削れた保護剤の粉末における粒子の大きさにばらつきが生じやすくなる。

そして，中間転写ベルト３０の周速度Ｙに対する塗布ローラー７０の周速度Ｘの比で示される周速比Ｘ／Ｙは，バネ７３による圧接力や保護剤層７１の硬さなどにより，その削れ量が好ましい量となるように適宜設定すればよい。その周速比Ｘ／Ｙの調整は，モーターＭ１，Ｍ２の回転数などにより行うことができる。あるいは，中間転写ベルト３０と塗布ローラー７０とを共通のモーターで回転駆動する場合には，減速機などにより調整することも可能である。

また，塗布ローラー７０の周速度Ｘと中間転写ベルト３０の周速度Ｙとは，どちらが速くてもよい。なお，周速比Ｘ／Ｙが小さ過ぎる場合や大き過ぎる場合には，保護剤層７１の削れ量が多くなり過ぎる。このため，周速比Ｘ／Ｙは，以下に示す範囲内であることが好ましい。
０．５≦Ｘ／Ｙ≦０．９９，または，１．０１≦Ｘ／Ｙ≦２

また，図３に示す中間転写ベルト３０は，その表面層３１にクラック３４Ｓ，３４Ｒが発生した状態のものである。クラック３４Ｓ，３４Ｒはともに，中間転写ベルト３０の厚さ方向および幅方向における大きさが同程度のものである。これらクラック３４Ｓ，３４Ｒはいずれも，表面層３１を貫通している。よって，クラック３４Ｓ，３４Ｒの内部では弾性層３２が露出している。そして，クラック３４Ｓ，３４Ｒの拡大を抑制するためには，保護剤を，クラック３４Ｓ，３４Ｒの内側のできるだけ深くにまで供給することが好ましい。弾性層３２のオゾン劣化を防止するためである。

ここで，図３には，クラック３４Ｓ，３４Ｒの，中間転写ベルト３０の進行方向についての外周面３１ａにおける開き幅をそれぞれ，ＬＳ，ＬＲとして示している。図３に示す状態において，クラック３４Ｓは，中間転写ベルト３０が駆動ローラー４０などに巻き掛けられておらず，真っ直ぐに張られた状態の部分に位置している。一方，クラック３４Ｒは，図３に示す状態では，中間転写ベルト３０が駆動ローラー４０に巻き掛けられており，駆動ローラー４０の外周面に沿って曲げられている状態の部分に位置している。

このため，クラック３４Ｒの開き幅ＬＲは，クラック３４Ｓの開き幅ＬＳよりも大きい。中間転写ベルト３０が真っ直ぐに張られている箇所のクラック３４Ｓには，基層３３の剛性により，これが中間転写ベルト３０の進行方向に大きく開くほどの引張力はかからない。これに対し，中間転写ベルト３０が駆動ローラー４０の外周面に沿って曲げられている箇所では，最も外周側に位置する表面層３１のクラック３４Ｒに，弾性層３２および基層３３よりも中間転写ベルト３０の進行方向に大きな引張力がかかっているからである。

つまり，本形態の塗布ローラー７０は，中間転写ベルト３０のうちの駆動ローラー４０に巻き掛けられている部分の外周面３１ａを供給位置とすることにより，開き幅ＬＲの大きい状態のクラック３４Ｒに対して保護剤を供給することができる。これにより，供給した保護剤を，クラック３４Ｒの内側に入り込ませることができる。

また，塗布ローラー７０による保護剤の供給位置は，中間転写ベルト３０のうち，支持ローラーの中で最も小径のものに巻き掛けられている部分の外周面３１ａ上であることが好ましい。つまり，本形態においては，塗布ローラー７０の供給位置に係る駆動ローラー４０が，中間転写ベルト３０を支持する支持ローラーのうち，最も小径のローラーであることが好ましい。クラックは，中間転写ベルト３０を支持する支持ローラーの直径が小さいほど，大きく開くからである。そして，クラックの開き幅が最大となる箇所において保護剤を塗布することにより，保護剤をより確実に，クラックの内側の深くに供給することができる。

また，図３に示すように，本形態の塗布ローラー７０の芯金７２には，供給バイアス電源７４が接続されている。供給バイアス電源７４は，芯金７２に，トナーと同極性のバイアス電圧を印加するためのものである。すなわち，本形態において，供給バイアス電源７４によって芯金７２へ印加されるバイアス電圧は，トナーと同極性のマイナスである。

そして，供給バイアス電源７４は，塗布ローラー７０が回転するときに，芯金７２にバイアス電圧を印加する。また，塗布ローラー７０の保護剤層７１より削れた粉末状の保護剤は，トナーと同極性のマイナスに帯電している。この帯電は，保護剤層７１と中間転写ベルト３０との間で生じる摺擦や，供給バイアス電源７４によって印加されるバイアス電圧によるものである。さらに，マイナスに帯電している粉末状の保護剤は，その供給位置において，芯金７２に印加されるマイナスのバイアス電圧の電界の作用により，塗布ローラー７０から中間転写ベルト３０に向かって引き付けられる。この電界の作用により，保護剤をより確実に，クラックの深い部分に供給することができる。

さらに，供給バイアス電源７４により芯金７２に印加するバイアス電圧がトナーと同極性であることにより，トナーの塗布ローラー７０への転写は防止されている。また，保護剤の塗布された中間転写ベルト３０の部分はその後，各色の画像形成部１０の感光体１１と接触することとなる。しかし，上記のようにトナーと同極性に帯電している保護剤は，感光体１１に引き付けられることはない。すなわち，保護剤の中間転写ベルト３０から感光体１１への転写は防止されている。

また，塗布ローラー７０による保護剤の供給位置は，図１に示すように，中間転写ベルト３０の進行方向について，ベルトクリーナー６０よりも下流側の位置である。つまり，塗布ローラー７０により保護剤が塗布されるときの中間転写ベルト３０の外周面３１ａには，トナーがほとんど付着していない状態である。２次転写ニップＮ１において用紙Ｐに転写されなかった転写残トナーなどが，ベルトクリーナー６０によって除去された後だからである。このため，トナーが中間転写ベルト３０のクラックを塞いでいることがなく，保護剤をより確実に，中間転写ベルト３０のクラックの内側に供給することができる。

なお，中間転写ベルト３０上に供給された保護剤の一部は，２次転写ニップＮ１において用紙Ｐへと転写される。トナーと同極性だからである。しかし，中間転写ベルト３０上の保護剤の粉末は，粒子が非常に細かいものである。さらに，中間転写ベルト３０上の保護剤の量は，塗布ローラー７０の保護剤層７１が摺擦によって削れた程度の量であるため，極めて微量である。よって，保護剤が用紙Ｐに転写されたとしても，形成される画像の品質を低下させるおそれはない。

次に，本発明の効果を確認するために行った実験について，図４により説明する。図４は，連続して画像形成を行い，これにより中間転写ベルト３０に発生したクラックの個数を確認することにより作成したものである。図４において，横軸は，連続して画像形成を行った用紙Ｐの枚数である連続印字枚数を示している。また，縦軸は，中間転写ベルト３０に発生したクラックの個数である割れ発生個数を示している。割れ発生個数は，中間転写ベルト３０の表面を顕微鏡により観察し，その観察において確認された，形成される画像に画像ノイズを発生させてしまう程度の大きさのクラックの個数である。

また，図４に示す実施例は，上記の構成の画像形成装置１によるものである。すなわち，塗布ローラー７０による中間転写ベルト３０の外周面３１ａへの保護剤の供給を行いつつ，画像形成を行ったものである。なお，実施例に係る実験においては，バネ７３による塗布ローラー７０の圧接力を１０Ｎとした。また，塗布ローラー７０の周速度Ｘと中間転写ベルト３０の周速度Ｙとの周速比Ｘ／Ｙを１．０５とした。さらには，供給バイアス電源７４により印加するバイアス電圧を，−１５００Ｖとした。

一方，比較例は，塗布ローラー７０や供給バイアス電源７４などの保護剤を供給するための構成を有していない画像形成装置１により画像形成を行ったものである。つまり，中間転写ベルト３０の外周面３１ａに保護剤を供給することなく，画像形成を行ったものである。なお，実施例および比較例で用いた中間転写ベルト３０はともに同じものである。すなわち，前述したように，基層３３としてＰＩを用いたものである。さらに，弾性層３２としてＮＢＲを用い，その表面に酸化処理を施すことにより表面層３１を形成したものである。また，中間転写ベルト３０は，表面層３１，弾性層３２，基層３３の厚みをそれぞれ１０μｍ，２００μｍ，８０μｍとし，体積抵抗率１０^８Ω・ｃｍのものを用いた。

そして，比較例においては，図４に示すように，連続印字枚数が５００Ｋ枚に到達する前に，画像ノイズを生じさせてしまう大きさのクラックが４０個以上も発生していることが確認された。これに対し，実施例においては，連続印字枚数が１５００Ｋ枚に到達するまで，画像ノイズを生じさせるようなクラックは確認されなかった。さらに，２５００Ｋ枚のときにも，画像ノイズを生じさせるようなクラックの個数が１０個程度と少ない。なお，Ｋは１０００枚を表す。また，本実験において，実施例および比較例ではともに，連続印字枚数の少ない初期では，形成される画像に影響のない程度の微細なクラックが発生していることが確認された。

すなわち，比較例では，５００Ｋ枚に到達する前に画像ノイズを生じさせてしまう大きさのクラックが多数発生しており，長期間にわたって高画質な画像を形成することができないおそれがある。これに対し，実施例では，画像形成が開始された初期において，表面層３１に微細なクラックが発生する。しかし，塗布ローラー７０によって供給される保護剤により，発生したクラックの成長が長期間にわたって抑制されていることがわかる。つまり，実施例においては，長期間にわたって高画質な画像を形成することができる。

また，中間転写ベルト３０上に保護剤を供給する構成について，上記の図３により説明したものとは異なる構成について図５に示す。図５の構成は，保護剤の供給を，ブラシローラー１７０により行うものである。ブラシローラー１７０は，図５に示すように，ブラシ毛１７１と，芯金１７２とを有する。ブラシローラー１７０は，ブラシ毛１７１が中間転写ベルト３０の外周面３１ａに接触するように配置されている。

さらに，ブラシローラー１７０には，バネ１７４により，固形保護剤１７３が押し当てられている。ブラシローラー１７０に固形保護剤１７３が押し当てられている位置は，ブラシローラー１７０の中間転写ベルト３０との接触位置とは異なる位置である。固形保護剤１７３としては，上記の塗布ローラー７０の保護剤層７１と同じ材料を用いることができる。また，芯金１７２には，供給バイアス電源７４が接続されている。

そして，中間転写ベルト３０が回転駆動されるときには，ブラシローラー１７０が図５に矢印で示す方向に回転駆動される。また，芯金１７２には供給バイアス電源７４によりトナーと同極性であるマイナスのバイアス電圧が印加される。

よって，図５の構成においては，固形保護剤１７３は，ブラシローラー１７０が回転駆動されることにより，ブラシ毛１７１によって粉末状に掻き取られる。掻き取られた固形保護剤１７３の粉末は，ブラシ毛１７１に付着する。つまり，ブラシ毛１７１には，固形保護剤１７３が粉末状に掻き取られたことによる保護剤の粉末が付着する。ブラシ毛１７１に付着した保護剤の粉末は，ブラシローラー１７０の回転によって中間転写ベルト３０の外周面３１ａとの接触箇所に到達する。これにより，保護剤の粉末は，ブラシ毛１７１から中間転写ベルト３０の外周面３１ａに塗布によって供給される。つまり，図５の構成では，中間転写ベルト３０のブラシローラー１７０との接触位置が，保護剤の供給位置である。

また，ブラシ毛１７１に付着した保護剤の粉末は，中間転写ベルト３０のブラシローラー１７０との接触位置に到達する前に，供給バイアス電源７４によって印加されるバイアスなどによってマイナスに帯電されている。このため，保護剤の粉末は，供給位置において，芯金１７２に印加されているバイアス電圧により，中間転写ベルト３０に引き付けられる。よって，図５に示すブラシローラー１７０を用いた構成においても，中間転写ベルト３０の外周面３１ａに保護剤を供給することができる。

また，上記図３では，供給バイアス電源７４により塗布ローラー７０に対して，トナーと同極性のバイアス電圧を印加している。しかし，供給バイアス電源７４によるバイアス電圧は，塗布ローラー７０と中間転写ベルト３０を挟んで対向している駆動ローラー４０に印加することとしてもよい。なお，駆動ローラー４０にバイアス電圧を印加する場合には，トナーと逆極性のバイアス電圧を印加する。トナーと同極性である保護剤の粉末を，中間転写ベルト３０に引き付けることができるからである。このことは，図５においても同様である。

以上詳細に説明したように，本発明の画像形成装置１は，表面層３１，弾性層３２，基層３３により構成された中間転写ベルト３０を有する。さらに，中間転写ベルト３０の外周面３１ａ上に，保護剤を供給するための構成を有する。供給される保護剤は，中間転写ベルト３０の弾性層３２をオゾンから保護できるものである。これにより，弾性層３２のオゾン劣化を防止し，中間転写ベルト３０のクラックの成長を抑制することができる。すなわち，画像ノイズを発生させてしまうほどの大きさのクラックの発生を防止し，長期にわたって高画質な画像を形成することのできる画像形成装置１が実現されている。

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，本発明はカラープリンターに限らず，公衆回線経由で印刷ジョブの送受信を行うような画像形成装置などにも適用可能である。また例えば，正規帯電トナーの極性はプラスであってもよい。そして，トナーの帯電極性がプラスである場合には，供給バイアス電源７４により，芯金７２にプラスのバイアス電圧を印加すればよい。なお，供給バイアス電源７４によるバイアス電圧を駆動ローラー４０に印加する場合には，トナーと逆極性，すなわちマイナスのバイアス電圧を印加することとすればよい。

また実施形態では，２次転写ローラー５０を用いて２次転写を行ったが，図６に示すように２次転写ベルト２５０（対向転写ベルト）を用いて２次転写を行う構成としてもよい。２次転写ベルト２５０は，複数のローラー２５１，１５２，１５３に架け渡されて，これらローラーの回転駆動に伴って回転するものである。２次転写ベルト２５０は，ローラー２５１によって中間転写ベルト３０の外周面に圧接されており，中間転写ベルト３０との間で２次転写ニップＮ１を形成している。すなわちこの構成では，２次転写ベルト２５０と中間転写ベルト３０で用紙Ｐを挟み込んで２次転写を行う。

また，このような構成とした場合，２次転写ベルト２５０として，実施形態の中間転写ベルト３０と同様の構成のものを用いることができる。すなわち，図２に示すような表面層３１，弾性層３２，基層３３を備えているものを用いることができる。このような構成とした２次転写ベルト２５０においても，表面層に形成されたクラックが拡大（成長）すると最終媒体に画像ノイズが生じることがわかっている。これは，トナー像の転写に必要なバイアスが，２次転写ベルト２５０に十分にかからなくなるからである。そこで，例えば，図６に示すような塗布ローラー２７０を有する構成とすることができる。

図６に示す塗布ローラー２７０は，保護剤層２７１と芯金２７２を有しており，図３で説明した塗布ローラー７０と同じ構成である。また，塗布ローラー２７０は，２次転写ベルト２５０のローラー２５３に支持されている部分の外周面に，バネ２７３によって圧接されている。さらに，芯金２７２には，供給バイアス電源１７４によってマイナスのバイアス電圧が印加されるようになっている。そして，図６に示す構成では，塗布ローラー２７０によって２次転写ベルト２５０の外周面に保護剤が供給することができ，画像ノイズの発生を防ぐことができる。また，２次転写ベルト２５０にトナーを回収するクリーナーを設ける場合にも，２次転写ニップＮ１より下流で塗布ローラー２７０より上流に設けることとすればよい。２次転写ベルト２５０に付着しているトナーを回収後，保護剤を供給することができるからである。

１…画像形成装置
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ…画像形成部
３０…中間転写ベルト
３１…表面層
３１ａ…外周面
３２…弾性層
３３…基層
７０…塗布ローラー
７１…保護剤層
７２…芯金
７３…バネ
７４…供給バイアス電源
Ｎ１…２次転写ニップ

Claims (4)

1. トナー像を形成する画像形成部と，
   前記画像形成部により形成されたトナー像の最終媒体への転写を行う転写ニップを形成するベルト部材とを有する画像形成装置において，
   前記ベルト部材上のトナーを回収するベルトクリーナーを有し，
   前記ベルト部材は，弾性層，および，前記弾性層よりも硬いとともに最外周に位置する表面層を有し，複数の支持ローラーに巻き掛けられて回転駆動されるものであり，
   前記ベルト部材の外周面に，前記弾性層をオゾンから保護する保護剤を供給する保護剤供給部を有し，
   前記保護剤供給部は，正規帯電トナーの帯電極性と同極性に帯電した前記保護剤を供給するものであり，
   前記ベルト部材の外周面の前記保護剤供給部により保護剤が供給される供給位置に，保護剤を，前記保護剤供給部から前記ベルト部材に引き付ける向きの電界を発生させるバイアス電圧を印加するバイアス印加部を有し，
   前記ベルト部材は，
   前記画像形成部よりトナー像の１次転写を受けて最終媒体への２次転写を行う中間転写ベルトであり，
   前記ベルト部材の進行方向について，
   前記ベルトクリーナーは，前記２次転写が行われる位置よりも下流で前記画像形成部よりも上流の位置でトナーを回収するものであり，
   前記保護剤供給部は，前記ベルトクリーナーよりも下流で前記画像形成部よりも上流の位置に前記保護剤を供給するものであることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において，
   前記保護剤供給部は，
   最外周に前記保護剤の固形物よりなる層を有するローラー形状のものであるとともに，
   前記ベルト部材の外周面に圧接して配置されているものであることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において，
   前記保護剤供給部は，前記ベルト部材が回転駆動されるときには，
   前記ベルト部材への圧接位置における外周面の進行方向を，前記ベルト部材の外周面の進行方向と同じ向きとしつつ，前記ベルト部材の周速度と異なる周速度で回転するものであることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像形成装置において，
   前記保護剤供給部は，前記ベルト部材のうち，前記複数の支持ローラーの中の最も小径の支持ローラーに巻き掛けられている部分の外周面上に前記保護剤を供給するものであることを特徴とする画像形成装置。

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