(57)【要約】【課題】耐刷を重ねても転写ベルトの表面特性の変化を抑制し、長期間にわたって良好な画像を提供する。【解決手段】像担持体上に形成された現像剤像が転写される転写ベルトにおいて、前記転写ベルトは、外周面に対する押込みヤング率が３．６ＧＰａ以上であり、外周面の臨界表面張力が２０ｍＮ／ｍ以上、４５ｍＮ／ｍ以下である。【選択図】        図５
2014194459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された現像剤像が転写される転写ベルトにおいて、
前記転写ベルトは、外周面に対する押込みヤング率が３．６ＧＰａ以上であり、外周面の臨界表面張力が２０ｍＮ／ｍ以上、４５ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする転写ベルト。
【請求項２】
請求項１に記載の転写ベルトにおいて、
前記転写ベルトは、外周面に対する押込みヤング率が６．０ＧＰａ以上、１０ＧＰａ以下であることを特徴とする転写ベルト。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の転写ベルトにおいて、
前記転写ベルトは、単一の樹脂層で形成され、
前記樹脂層の厚さが、７０μｍ以上、９０μｍ以下であることを特徴とする転写ベルト。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項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。
【請求項５】
請求項４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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体上に形成された潜像を現像剤により現像して得られた現像剤像が転写される転写ベルト、その転写ベルトを使用した転写ベルトユニットおよび画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の転写ベルトを使用した画像形成装置は、カラー画像情報等の複数の色成分画像を順次転写してカラー印刷を行うカラー画像形成装置として有用であり、像担持体から転写ベルトへ転写された現像剤像の中抜けを抑制する手段として、転写ベルトの表面に被覆層を設け、被覆層の外周面の押込みヤング率（以下、「Ｅ＿ＩＴ」という。）が０．５ＧＰａ以上、３．６ＧＰａ以下であり、かつ被覆層の外周面の臨界表面張力（以下、「γｃ」という。）が１５ｍＮ／ｍ以上、３６ｍＮ／ｍ以下の転写ベルトを使用するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１８５２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
画像形成装置は、印刷速度の高速化とともに、印刷コストの低減が求められており、部材の長寿命化が必須となってきている。
しかしながら、従来の技術においては、転写ベルトの表面の押込みヤング率Ｅ＿ＩＴが小さな転写ベルトを使用すると、転写ベルトの表面特性が耐刷経時で変化してしまい、長期間にわたって良好な画像を提供することが困難であるという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、耐刷を重ねても転写ベルトの表面特性の変化を抑制し、長期間にわたって良好な画像を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
そのため、本発明は、像担持体上に形成された現像剤像が転写される転写ベルトにおいて、前記転写ベルトは、外周面に対する押込みヤング率が３．６ＧＰａ以上であり、外周面の臨界表面張力が２０ｍＮ／ｍ以上、４５ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
このようにした本発明は、耐刷を重ねても転写ベルトの表面特性の変化を抑制し、長期間にわたって良好な画像を得ることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施例における画像形成装置の構成を示す概略側面図
【図２】第１の実施例におけるクリーニング手段の構成を示す側面図
【図３】第１の実施例における中抜け画像の説明図
【図４】第１の実施例におけるかぶりの説明図
【図５】第１の実施例における評価結果を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明による転写ベルト、転写ベルトユニットおよび画像形成装置の実施例を説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は第１の実施例における画像形成装置の構成を示す概略側面図である。
図１において、画像形成装置１００は、像担持体としての感光ドラム１と、感光ドラム１の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ロール２と、感光ドラム１上に静電潜像を形成する露光手段としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）ヘッド３と、感光ドラム１上に形成された静電潜像を現像する現像手段としての現像ユニット４と、感光ドラム１上に形成された現像剤像としてのトナー像が転写される中間転写体としての転写ベルト５と、感光ドラム１のトナー像を転写ベルト５へ転写する１次転写ロール６と、転写ベルト５から記録媒体上へトナー像を転写する２次転写部材７と、記録媒体上に転写されたトナー像を定着させる定着ユニット８と、転写ベルト５に残存する現像剤としてのトナーをクリーニングするクリーニング部材９とを備えている。
【００１０】
また、画像形成装置１００は、転写ベルト５と、転写ベルト５を駆動する駆動ローラ１０と、従動ローラ１１、１２とを備え、駆動ローラ１０および従動ローラ１１、１２により張架され、駆動ローラ１０の回転に伴って転写ベルト５が回転走行する転写ベルトユニット１３を搭載している。
次に、転写ベルト５の製造方法について説明する。
転写ベルト５の製造方法は、特に限定されるものではないが、本実施例では、以下に示す工程を経て転写ベルト５を作製した。
【００１１】
ベルト材料として、ポリアミドイミド（以下、「ＰＡＩ」という。）を使用し、導電性を発現するため、カーボンブラックを適量配合し、Ｎ−メチルピロリドン（以下、「ＮＭＰ」という。）溶液中にて攪拌混合し、回転成型により、内径φ２５４の寸法に成型した後、３４４．５ｍｍの幅長に適宜切断した。
転写ベルト５の厚さとしての膜厚は、成型型に流し込む樹脂の量で調整されるが、一般的に、その膜厚は６０〜２００μｍであり、駆動時に転写ベルト５の端部にかかる応力と柔軟性を考慮して１５０μｍ以下としている。本実施例では、膜厚が１００μｍの転写ベルト５を使用した。
【００１２】
ここで、ＰＡＩとは、一般的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。このようなＰＡＩの製造手段は、一般的に知られている製造手段、例えば芳香族トリカルボン酸―無水物とジアミンを有機溶剤中で高温において重縮合・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において重縮合・イミド化させる方法等が挙げられる。
【００１３】
転写ベルト５の機械特性は、イミド側鎖の構造やカーボンブラックのような導電剤の添加量、分子量の大小等に依存しており、反応物や成型温度の調整によって異なる機械特性を有するＰＡＩ転写ベルトが作製可能である。本実施例では、モノマーに含まれるソフトセグメントとハードセグメントとの構成比を変更することにより、イミド側鎖の構造を変化させ、押込みヤング率Ｅ＿ＩＴが２．８〜１０．１ＧＰａの転写ベルト５を作製した。なお、本実施例で示したような材料を用いて製造する、押込みヤング率Ｅ＿ＩＴが１０ＧＰａを超える転写ベルトについては材料が高価になり、汎用的な転写ベルトとしては好ましくない。
【００１４】
また、これらの転写ベルト５表面の活性状態に応じて適宜、ＰＡＩ樹脂中にフルオロアルキル基を主鎖として有する添加剤を添加し、転写ベルト５表面に対する臨界表面張力γｃの調整を行うことで、転写ベルト５の外周面の臨界表面張力γｃが１１〜４９ｍＮ／ｍの転写ベルト５を作製した。本実施例では、フルオロアルキル基を主鎖とする添加剤としてベルト基材との相溶性の高い添加剤を選定し、この添加剤の添加量を変化させることで任意の臨界表面張力γｃを有するベルト特性を付与した。
【００１５】
転写ベルト５の材料としては、本実施例で使用したＰＡＩに限定されるものでなく、耐久性や機械的特性の観点からベルト駆動時の張力変形が一定範囲内であることが望ましく、例えば本実施例で使用したＰＡＩと同様に、ヤング率が２０００ＭＰａ以上、好ましくは３０００ＭＰａ以上である、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）等の樹脂およびこれらを混合した樹脂系のものであっても良い。
【００１６】
転写ベルト５を回転成型にて製造するにあたり、その溶媒は使用される材料によって適宜決定されるが、非プロトン性極性溶媒が好適に用いられ、特に、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、先に挙げたＮＭＰや、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、ファーネスとブラック、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。
【００１７】
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、本実施例における画像形成装置に使用される転写ベルト５には、特にチャンネルブラック、ファーネスブラックが所定の抵抗を得るために好適に用いられ、その用途によっては、酸化処理、グラフト処理等の酸化劣化を防止したものや、溶媒への分散性を向上させたものを用いることが好ましい。
【００１８】
本実施例における画像形成装置に使用される転写ベルト５のカーボンブラックの含有量については、その機械的強度等から、その樹脂固形分に対し、３〜４０重量％、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するようにしても良い。
このようにして成型された転写ベルト５の体積抵抗率ｐｖは、１０6以上、１０14Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、特に１０9以上、１０12Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００１９】
一般的に、カーボンブラックを全く添加していないＰＡＩに比べ導電性発現のためカーボンブラックを添加したＰＡＩの弾性率が大きくなり、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１０6Ω・ｃｍより低い抵抗体にする場合には、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になることで、結果として転写ベルト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、高温高湿環境下において導電剤が表面へブリードし、転写ベルトに当接する部材、特に感光ドラムを汚染してしまう。
【００２０】
また、体積抵抗率ｐｖが１０14Ω・ｃｍより大きい場合、低温低湿環境下における高抵抗化やイオン導電で顕著に見られる経時での抵抗上昇が発生した場合には、さらに高抵抗体となり、転写不良が発生してしまう。
なお、上述した転写ベルトは、単一の樹脂層から形成されているが、樹脂層を基層として順次、外周側に積層された構造を有する転写ベルトであっても、最外周面の表面特性が本実施例に示される形態であれば良い。
【００２１】
次に、本実施例で使用するトナーについて説明する。
トナーを構成する組成としては、スチレン−アクリル共重合体を主構成成分とし、パラフィンワックスを内包し、帯電調整のため適宜シリカ等の樹脂表面に外添剤を付与し、平均粒径７．０μｍで真球度０．９５のものを使用した。これは、転写効率の向上、定着の離型剤レス、およびドット再現性や解像度に優れた現像を行うことにより、画像のシャープネス、高画像品位を得ることができるようにするために選択したものである。
【００２２】
また、トナーを圧縮して作製したトナーペレット表面の臨界表面張力γｃは、４０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましく、本実施例では、２５ｍＮ／ｍのトナーを使用した。これは、トナーペレット表面の臨界表面張力γｃが４０ｍＮ／ｍより大きいと、トナー粒子同士が互いに凝集し易くなるとともに、転写ベルト上に形成されたトナー像が転写ベルトから離れ難くなるためであり、４０ｍＮ／ｍより大きいことは好ましくない。
【００２３】
次に、転写ベルトのクリーニング手段としてのクリーニング部材を図２の第１の実施例におけるクリーニング手段の構成を示す側面図に基づいて説明する。
図２において、クリーニング部材９は、ブレード９ａと、支持部材９ｂとにより構成されている。ブレード９ａは、ゴム硬度がＪＩＳ  Ｋ  ６２５３  Ａ  ６５〜１００°の範囲にある弾性材料が好適であり、本実施例では、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３  Ａ  ８３°の板厚が１．５ｍｍのウレタンを使用し、支持部材９ｂによって固定した。
【００２４】
これは、ウレタンゴム等の弾性材からなるブレード方式が、残留トナーや異物等を除去する機能に優れ、その構成が簡単かつコンパクト、低コストであるからである。また、ゴム材料としては、高硬度であり、しかも弾性に富み、耐摩耗性、機械的強度、耐油性、耐オゾン性等に卓越しているウレタンゴムが適しているからである。
【００２５】
また、ブレード９ａと転写ベルト５との線圧は、１〜６ｇ／ｍｍ、好ましくは２〜５ｇ／ｍｍが良く、本実施例では、４．３ｇ／ｍｍとなるように設定した。これは、線圧が小さすぎると、転写ベルト５へのブレード９ａの密着性が不足することにより、クリーニング不良が発生し易いからである。また、大きすぎると転写ベルト５とブレード９ａとの接触が面接触となることで、摩擦抵抗が過剰になり、掻き取り力よりも押し付け力が勝ることにより、ブレード９ａの捲れ等の不具合が発生し易くなるからである。
【００２６】
さらに、ブレード９ａと転写ベルト５との当接角度θは、２０°〜３０°であることが好ましい。本実施例では、当接角度θが２１°となるようにブレード９ａを配設した。なお、当接角度θとは、図２に示すように、ブレード９ａと、ブレード９ａの先端部９ｃと転写ベルト５との当接点における転写ベルト５の接線Ｈとがなす角度のことである。
また、クリーニング部材９の形態としては、図２に示したように、転写ベルト５の面が、従動ローラ１２に支持されて曲面となった部分にブレード９ａを当接させる形態のものに限られるものでなく、水平な転写ベルト５の面に対してブレード９ａを当接させる形態としても良い。
【００２７】
次に、転写ベルトの表面特性の測定方法を説明する。
本実施例では、転写ベルトの表面特性として、押込みヤング率Ｅ＿ＩＴと臨界表面張力γｃに着目した。
まず、転写ベルトの外周面の押込みヤング率Ｅ＿ＩＴは、東陽テクニカ社製  Ｇ２００を使用し、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈ（ＴＢ１３２８９）測定端子を用いて測定した。すなわち、ＩＳＯ  １４５７７−１に準拠して測定し、１．０ｍＮで押し込んだときの押込みヤング率Ｅ＿ＩＴを求めた。
【００２８】
次に、転写ベルトの外周面の臨界表面張力γｃの測定方法を説明する。一般的に、測定対象の固体表面より液体の表面張力が大きければ、液体はその液滴を保ち、逆にそれよりも小さければ、液滴は良く広がって良く濡れる状態になる。また、それぞれの液体の接触角の余弦を液体の表面張力に対してプロットすると直線となり、その余弦が１（完全に濡れた状態）となるように外挿した点の表面張力を臨界表面張力（γｃ）とＺｉｓｍａｎらは定義しており、臨界表面張力γｃが小さいほど離型性が高い表面であるといえる。
【００２９】
本実施例では、転写ベルトの表面に対する接触角を接触角計（協和界面科学（株）社製  接触角計  ＣＡ−Ｘ型）を用いて、２５℃、５０％ＲＨ環境下で測定した。液体としてはｎ−ドデカン（２５．０ｍＮ／ｍ）、ジヨードメタン（５０．８ｍＮ／ｍ）、純水（７２．８ｍＮ／ｍ）の３種類の液体を使用し、得られた接触角からＺｉｓｍａｎ法を用いて臨界表面張力γｃを算出した。
【００３０】
上述した構成の作用について説明する。
本実施例では、１次転写ロールによる１次転写工程における中抜け・かぶりの評価および転写ベルト表面の耐久性の評価は、図１に示す画像形成装置１００を使用して実施した。なお、本評価においては、図１に示す１次転写ロール６に印加する１次転写電圧は２．９ｋＶ、１次転写ロール６の転写ベルト５に対する１次押圧力は１５．２Ｎであり、２次転写部材７に印加する２次転写電圧は２．０ｋＶ、２次転写部材７の転写ベルト５に対する２次押圧力は９０Ｎの条件とし、試験を行った。
【００３１】
まず、中抜けとかぶりの評価方法について図１を参照しながら説明する。
１次転写工程で転写ベルト５の表面に赤文字（マゼンタ＋イエロー）を形成させた後に、その赤文字が記録媒体に転写される前に、瞬断させてベルトユニット１３を取り出し、転写ベルト５の表面に形成されたトナー像およびその周囲を実体顕微鏡（倍率  １００倍）で観察し、中抜けとかぶりの状態を撮影した。
【００３２】
ここで、中抜けとは、図３に示すように、本来存在すべきところにトナーが存在せず画像が欠落した現象のことである。なお、図３では、中抜けが発生した部分を黒色で示している。
また、かぶりとは、図４に示すように、本来画像が存在しない領域にトナーが付着する現象のことである。
【００３３】
本評価において、２次色である赤文字の評価を行った理由は、２次色は単一色と比較して転写ベルト５上に形成させるトナー像の厚みが厚く、より押圧力に対して応力集中を受け易く、中抜けが発生しやすい画像だからである。
なお、本評価試験は、ＮＮ環境下（２５℃５０％ＲＨ）で行い、転写ベルト５の表面に形成する画像（文字）は９ポイントの大きさの「Ｔ」（Ｔｉｍｅｓ  Ｎｅｗ  Ｒｏｍａｎ）を選択した。画像に文字「Ｔ」を採用した理由は、「Ｔ」には縦および横の細線が含まれているためである。
【００３４】
本評価では、実体顕微鏡で撮影した中抜け、かぶりの画像に対して２値化処理を施し、それぞれ後述する方法で中抜け率（％）とかぶり率（％）を算出した。中抜け率およびかぶり率ともに小さいほどトナーの転写性が良好であることを示しており、中抜け率が５％以下である場合に、またかぶり率が０．１％以下である場合に、それぞれ転写性が良好であると判断した。
【００３５】
中抜け率（％）＝（中抜け部分の面積／評価部分の面積）×１００
評価部分の面積とは、中抜けしなかった場合の「Ｔ」の総面積
かぶり率（％）＝単位面積中のかぶりトナーの面積比率
（１００倍視野中のかぶりトナーの面積比率）
【００３６】
次に、転写ベルト５の表面の耐久性の評価方法について説明する。
なお、転写ベルト５の表面の耐久性の評価は、以下に示す転写ベルト５についてのみ耐刷試験を行い、実施した。
評価対象：初期状態において、中抜け率≦５％であり、かぶり率≦０．１％の転写ベルト５
【００３７】
耐刷試験は、２３℃５０％ＲＨ環境下、記録用紙としてＰＰＣ（Ｐｌａｉｎ  Ｐａｐｅｒ  Ｃｏｐｙ）用紙を用い、印刷画像には幅１．５ｍｍの横帯パターンを選択し、３枚印刷して１回休止（３Ｐ／Ｊ）のジョブ動作を行い、５０Ｋ枚（Ｋ＝１０００）、１００Ｋ枚、１５０Ｋ枚の印刷が終了した後に中抜け、かぶりの評価を行った。なお、印刷途中でクリーニング不良が発生した場合、その時点で評価を終了し、中抜け、頭の評価を行った。
【００３８】
本評価において、評価基準は、表１に示すように、
◎：耐刷１５０Ｋ枚で、中抜け率≦５％、かぶり率≦０．１％、クリーニング不良なし
○：耐刷１００Ｋ枚で、中抜け率≦５％、かぶり率≦０．１％、クリーニング不良なし
●：耐刷試験実施前（初期）で、中抜け率≦５％、かぶり率≦０．１％
■：中抜け率≦５％、かぶり率＞０．１％
▲：中抜け率＞５％、かぶり率≦０．１％
とした。なお、「●」は、耐刷５０Ｋ枚以内にクリーニング不良が発生したことを示している。
【００３９】
【表１】
2014194459.tif 000003
【００４０】
中抜け、かぶりの評価結果および転写ベルトの表面耐久性評価結果を表２および図５に示す。
【００４１】
【表２】
2014194459.tif 000004
【００４２】
表２および図５に示す評価結果より、中抜けの発生を抑制するためには、転写ベルトの外周面の臨界表面張力γｃを２０ｍＮ／ｍ以上とすることが好ましく、またかぶりの発生を抑制するためには、転写ベルトの外周面の臨界表面張力γｃを４５ｍＮ／ｍ以下とすることが好ましく、長期にわたってクリーニング不良を発生させず、良好な画像品質を継続して得るためには、転写ベルトの外周面に対する押込みヤング率Ｅ＿ＩＴを３．６ＧＰａ以上にすることが好ましく、さらには６．０ＧＰａ以上とすることがより好ましいことが分かった。
【００４３】
すなわち、転写ベルトの外周面に対する押込みヤング率Ｅ＿ＩＴを３．６ＧＰａ以上であり、かつ転写ベルトの外周面の臨界表面張力γｃを２０ｍＮ／ｍ以上、４５ｍＮ／ｍ以下とすることにより、中抜けとかぶりの発生を抑制し、長期にわたって良好な画像品質を継続して得ることができ、転写ベルトの性能を維持することができる。
【００４４】
以下に、その理由を、図１を参照しながら説明する。
画像の中抜け現象は、感光ドラム１上のトナー像を転写ベルト５上へ１次転写する際に発生し、次のような理由で発生することが知られている。
感光ドラム１のトナー像が感光ドラム１と転写ベルト５との間に挟まれた際に、トナー像が圧縮され、トナーが密集する文字（細線）の中央付近では、文字の輪郭部に比べて応力が集中する。このため、過度の圧力が加わったトナー粒子は塑性変形することで、トナー粒子間および感光ドラム１との付着力が増大するため、感光ドラム１にトナーが残存し、転写ベルト５上に転写され難くなる。
【００４５】
また、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。つまり、感光ドラム１とトナーの付着力は、転写電界によってトナー粒子に加わるクーロン力よりも大きいため、感光ドラム１から転写ベルト５へ転写され難い。一方、文字（細線）の外周付近では、文字の外側へ応力が分散するため、トナー粒子の塑性変形は生じない。このため、応力によって増大したトナーの付着力は、圧力の開放によって戻るため、感光ドラム１上のトナー像は、転写電界によって転写ベルト５上に転写されることが考えられる。
【００４６】
一方、かぶり現象は、本来画像が存在しない部位の感光ドラム１上に付着したトナーが転写ベルト５上に転写されてしまい、結果として２次転写工程において紙面上に転写されてしまう現象であり、次のような理由で発生すると考えられる。
通常、摩擦によって負帯電したトナーが感光ドラム１に現像され転写ベルト５を介して紙面へ転写される。このとき、一部のトナーが摩擦によって負に帯電せず、逆帯電（ここでは、正帯電）することがある。このようなトナーは、静電潜像が形成されていない感光ドラム１にも容易に付着してしまい、感光ドラム１を介して転写ベルト５へも付着してしまう。
【００４７】
本実施例では、転写ベルト５の外周面の臨界表面張力γｃを２０ｍＮ／ｍ以上にすることで、トナーの転写ベルト５に対する親和性が大きくなるため、トナー像を転写電界によって、感光ドラム１から転写ベルト５上へ転写することが容易になる。一方、転写ベルト５の外周面の臨界表面張力γｃを２０ｍＮ／ｍよりも小さいと、転写ベルト１のトナーに対する親和性が小さくなることにより、トナーが感光ドラム１から移動し難くなるため、与えられた転写電界だけでは、転写ベルト５上へ十分に転写され難くなるためであると考えられる。
【００４８】
また、転写ベルト５の外周面の臨界表面張力γｃを４５ｍＮ／ｍ以下にすることで、トナーと転写ベルト５の親和性を抑えることができるため、望まないトナー粒子が転写ベルトに付着し難くなったためと考えられる。一方で転写ベルト５の外周面の臨界表面張力γｃが４５ｍＮ／ｍより大きいと、中抜けの発生は抑制できるものの、かぶりトナーが転写ベルト５上へ付着し易くなるため、良好な画像を得ることができない。さらに、転写ベルト５の外周面の臨界表面張力γｃが４５ｍＮ／ｍより大きいと、転写ベルト５とトナーの付着力が大きくなるため、２次転写時に転写ベルト５上のトナーが紙面に十分転写されず、カスレ等の画像欠陥が生じてしまう。
【００４９】
また、上述した中抜け発現メカニズムから感光ドラム１と転写ベルト５とによって加わったトナー像への過度な圧力を分散させることで、中抜けの発生を抑制することができる。そのひとつの方法としては、表２における試験Ｎｏ．１１〜１３のように押し込みヤング率Ｅ＿ＩＴを小さくすることにより、１次転写時にトナー像へ加わる圧力を転写ベルト５の表面で吸収・分散することで、中抜け現象の発生を抑制することも可能である。
【００５０】
しかしながら、転写ベルト５の外周面に対する押込みヤング率Ｅ＿ＩＴが３．６ＧＰａよりも小さな転写ベルト５を使用した場合には、耐刷経時によって、転写ベルト５の表面にトナー成分であるシリカ等の外添剤や記録媒体の成分が埋没することにより残存してしまう。
この埋没した成分は、クリーニング部材９では除去できないため、耐刷を続けることにより徐々に堆積され、転写ベルト５の表面を覆ってしまう。この現象が発生すると、２つの欠陥を引き起こしてしまう。
【００５１】
１つ目は、転写ベルト５のクリーニング不良である。転写ベルト５の表面への付着物の体積によって表面の粗さは増大し、クリーニング部材９のブレードのエッジが均一に転写ベルト５の表面に当接し難くなるため、トナーを掻き取ることが困難になる。
２つ目は、トナー成分が転写ベルト５上に堆積することで、堆積物に覆われた転写ベルト５の表面は、同一成分を有するトナーとの親和性が大きくなるため、かぶりトナーが容易に付着してしまう。
【００５２】
本実施例に示されているように、これらの現象を抑制し、長期にわたって中抜けおよびかぶり現象を抑制した良好な画像を得るためには、転写ベルト５の外周面の臨界表面張力γｃを２０ｍＮ／ｍ以上、４５ｍＮ／ｍ以下とし、かつ転写ベルト５の外周面に対する押込みヤング率Ｅ＿ＩＴを３．６ＧＰａ以上とすることが必要である。
これは、転写ベルト５の外周面に対する押込みヤング率Ｅ＿ＩＴを３．６ＧＰａ以上にすることで、繰返し印刷を行ってもトナー成分が埋没・堆積し難くなるためである。
【００５３】
また、転写ベルト５の外周面に対する押込みヤング率Ｅ＿ＩＴを３．６ＧＰａ以上にすると、従来の技術と比較して２倍以上の耐久性を付与できることが分かった。
さらに、転写ベルト５の外周面に対する押込みヤング率Ｅ＿ＩＴが６．０ＧＰａ以上の場合、繰返し印刷によるトナー成分等の埋没が起こり難いとともに、接触部材との摺動キズも発生し難いため、従来技術と比較して、およそ３倍以上の耐久性を有することが分かった。
【００５４】
一方で、転写ベルト５の外周面に対する押込みヤング率が大きいほど、印刷の繰返しによるトナー成分の埋没が起こり難くなるため、転写ベルト５の表面の耐久性は向上するが、本実施例で示したような材料を用いて押込みヤング率が１０ＧＰａを超える転写ベルト５を製造することは技術的にも困難であり、汎用的な転写ベルト５としては好ましくない。
以上のことから、画像の中抜け現象およびかぶり現象の発生を抑制し、長期にわたって転写ベルト５の転写性能とクリーニング性能を付与するためには、転写ベルト５の外周面の臨界表面張力γｃを２０ｍＮ／ｍ以上、４５ｍＮ／ｍ以下、かつ転写ベルト５の外周面に対する押込みヤング率Ｅ＿ＩＴを３．６ＧＰａ以上、より好ましくは６．０ＧＰａ以上、１０ＧＰａ以下にすることが必要であることが分かった。
【００５５】
以上説明したように、第１の実施例では、転写ベルトの外周面の臨界表面張力γｃを２０ｍＮ／ｍ以上、４５ｍＮ／ｍ以下、かつ転写ベルトの外周面に対する押込みヤング率Ｅ＿ＩＴを３．６ＧＰａ以上とすることにより、耐刷を重ねても転写ベルトの表面特性の変化を抑制して画像の中抜け現象およびかぶり現象の発生を抑制し、長期間にわたって良好な画像を提供することができ、また良好なクリーニング性能を長期間にわたって維持することができるという効果が得られる。
【００５６】
また、転写ベルトの外周面の臨界表面張力γｃを２０ｍＮ／ｍ以上、４５ｍＮ／ｍ以下、かつ転写ベルトの外周面に対する押込みヤング率Ｅ＿ＩＴを６．０ＧＰａ以上、１０ＧＰａ以下にすることにより、画像の中抜け現象およびかぶり現象の発生を抑制した良好な転写画像とクリーニング性能を長期間維持することができることから、部材の長寿命化が可能になり、印刷コストの低減も達成することができるという効果が得られる。
【実施例２】
【００５７】
第２の実施例では、第１の実施例で説明した転写ベルトの製造方法と同様な方法を用いて、平均膜厚が６０〜１００μｍの転写ベルトを作製した。本実施例では、第１の実施例に示した材料を使用し、試験Ｎｏ．２に示す、転写ベルトの外周面に対する押込みヤング率Ｅ＿ＩＴが６．０ＧＰａであり、転写ベルトの外周面の臨界表面張力γｃが２１ｍＮ／ｍである転写ベルトを作製した。
【００５８】
上述した構成の作用について説明する。
本実施例では、第１の実施例と同様な手法を用いて中抜けの評価および耐久性の評価を行った。すなわち、図１に示す１次転写工程で転写ベルト５の表面に赤文字（マゼンタ＋イエロー）を形成させた後に、その赤文字が記録媒体に転写される前に、瞬断させてベルトユニット１３を取り出し、転写ベルト５の表面に形成されたトナー像を実体顕微鏡（倍率  １００倍）で観察し、中抜け率を算出した。
【００５９】
本実施例において、中抜けの判定は以下の基準で行った。
◎：中抜け率が３％以下
○：中抜け率が３％より大きく、５％以下
また、耐刷試験におけるその他（中抜け以外）の不具合については、以下に示す基準で判定を行った。
○：１５０Ｋ枚の耐刷において耐久性に問題なし
×：耐刷中に転写ベルトが座屈し、転写ベルトが破断
本実施例の評価結果を表３に示し、図１を参照しながら説明する。
【００６０】
【表３】
2014194459.tif 000005
【００６１】
表３に示されるように、膜厚が９０μｍ以下の転写ベルト５を使用した場合には、膜厚が１００μｍの転写ベルト５を使用したときと比較して中抜けはさらに抑制され、中抜け率が３％以下となり、文字がより明瞭に転写されることが分かった。これは、トナー像が感光ドラム１と転写ベルト５とにより押圧されたときに、転写ベルト５が薄膜なほど、転写ベルト５が１次転写ロール６側にしなやかに変形し、見かけ上、転写ベルト５が柔軟になったためであると考えられる。つまり、転写ベルト５の膜厚が厚い程、トナー像へ加わる圧力を１次転写ロール６側へ分散させ難いためであると考えられる。
なお、膜厚が６０μｍの転写ベルト５を使用した場合、転写ベルト５の破断が発生してしまった。
【００６２】
本実施例では、第１の実施例の図５に示される良好な範囲の１点である転写ベルト５の外周面に対する押込みヤング率Ｅ＿ＩＴが６．０ＧＰａ、転写ベルト５の外周面の臨界表面張力γｃが２１ｍＮ／ｍについてのみ、転写ベルト５の膜厚による中抜け依存性について試験を行っている。
第１の実施例では、転写ベルト５の膜厚を１００μｍとしているのに対し、本実施例では、転写ベルト５の膜厚を１００μｍより薄くしているため、上述した理由により、第１の実施例より中抜けの発生が抑制される。
【００６３】
そのため、転写ベルト５の外周面に対する押込みヤング率Ｅ＿ＩＴが６．０ＧＰａ、転写ベルト５の外周面の臨界表面張力γｃが２１ｍＮ／ｍ以外の第１の実施例において良好とした範囲、すなわち転写ベルト５の外周面の臨界表面張力γｃを２０ｍＮ／ｍ以上、４５ｍＮ／ｍ以下、かつ転写ベルトの外周面に対する押込みヤング率Ｅ＿ＩＴを３．６ＧＰａ以上（より好ましくは６．０ＧＰａ以上、１０ＧＰａ以下）の範囲においても、転写ベルト５の膜厚を７０μｍ以上、９０μｍ以下とすることにより中抜けの現象の発生を抑制することができる。
【００６４】
以上説明したように、第２の実施例では、第１の実施例の効果に加え、転写ベルトの膜厚を７０μｍ以上、９０μｍ以下とすることにより、中抜け現象の発生が効率的に抑制され、転写ベルトが破断することなく、より明瞭で良好な画像を転写ベルトの寿命まで安定して提供することができるという効果が得られる。
なお、第１の実施例および第２の実施例では、本発明を転写ベルトに適用した例で説明したが、それに限られることなく、中間転写ドラム等の中間転写体に適用しても良い。
【符号の説明】
【００６５】
１    感光ドラム
２    帯電ロール
３    ＬＥＤヘッド
４    現像ユニット
５    転写ベルト
６    １次転写ロール
７    ２次転写部材
８    定着ユニット
９    クリーニング部材
９ａ  ブレード
９ｂ  支持部材
１０  駆動ローラ
１１、１２  従動ローラ
１３  転写ユニット
１００  画像形成装置
【図１】
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【図２】
2014194459.tif 000007
【図３】
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【図４】
2014194459.tif 000009
【図５】
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