(57)【要約】【課題】  特に耐久後の転写ベルトの縦シワを防止し、画像不良を防止する。【解決手段】  中間転写ベルト及び静電搬送ベルトにヤング率の高いコート層を設ける。【選択図】  図１
2006184361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写するための転写ベルトと、前記転写ベルトを張架する張架手段と、を有し、前記転写ベルトの外面側に前記像担持体が配置されている画像形成装置において、
前記転写ベルトの前記外面を構成する第二の層の伸び率をε２、前記転写材搬送ベルトの他の層である第一の層の伸び率をε１とすると、ε１＞ε２の関係にあることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第一の層のヤング率Ｅ１と、前記第二の層のヤング率Ｅ２と、前記第一の層の厚みｄ１と、前記第二の層の厚みｄ２と、が１０００ＭＰａ＜Ｅ２＜（ｄ１／ｄ２）×Ｅ１の関係にあることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写するための転写ベルトと、前記転写ベルトを張架する張架手段と、を有し、前記転写ベルトの外面側に前記像担持体が配置されている画像形成装置において、
前記転写ベルトの前記外面を構成する第二の層のヤング率をＥ２、前記転写ベルトの他の層である第一の層のヤング率をＥ１とすると、Ｅ１＜Ｅ２の関係にあり、前記第一の層の厚みｄ１と、前記第二の層の厚みｄ２がｄ１＞ｄ２の関係にあることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記第二の層の厚みｄ２が０．１μｍ＜ｄ２＜５．０μｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第一の層の厚みｄ１が５０μｍ＜ｄ１＜１５０μｍであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記転写ベルトが転写材を担持し、前記転写ベルト上の転写材に前記像担持体上のトナー像が転写されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記転写ベルトは前記像担持体からトナーの転写を受けることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記張架手段が回転可能なローラーであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第一の層がＰＶＤＦからなり、第二の層がアクリル樹脂からなることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式などによって画像形成を行う複写機，プリンタ，フアクミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在カラー電子写真方式の画像形成装置として実用化されているものの内、複数の感光ドラム上に形成されたトナーを重ね合わせるカラー画像形成装置がある。これらのうち、静電搬送ベルト（Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ  Ｂｅｌｔ：以下ＥＴＢと略す）によって搬送される転写材上に直接転写することで多色画像を形成するタンデム型直接転写多色画像形成装置（以下ＥＴＢ方式と略す）がある（例えば特許文献１）。また、ドラム上のトナーが一度中間転写ベルトに１次転写され、その後中間転写ベルト（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｂｅｌｔ：以下必要に応じてＩＴＢと略す）から転写材上に２次転写されて多色画像を形成する中間転写多色画像形成装置（以下中間転写ベルト方式と略す）がある（例えば特許文献２）。いずれも転写ベルトと総称されるベルト体を利用した転写方式である。
【０００３】
前述の２方式の内、前者のＥＴＢ方式では、帯電手段によって複数の感光ドラムが個々に帯電され、露光手段によって静電潜像が複数の感光ドラム上に個々に形成される。そして現像手段によって負極性に摩擦帯電されたトナーが、複数の感光ドラム上に形成され、ＥＴＢによって搬送される用紙に直接転写される。
【０００４】
また後者のＩＴＢ方式では中間転写体は感光ドラムに１次転写部で接触しており、感光ドラム上に形成されたトナー像は、一旦、ＩＴＢ上に転写（１次転写）された後、２次転写部においてトナー像は中間転写ベルト上から転写材に転写（２次転写）される。
【０００５】
前者のＥＴＢ方式では、転写回数が１回で済む為、後者のＩＴＢ方式と比べて、文字の飛び散り等に対して本質的に優位な画像を得られるという利点がある。一方で後者のＩＴＢ方式では、前者のＥＴＢ方式のように転写材を転写材担持体に吸着させる必要がなく、ＩＴＢ上に形成した複数トナー像を一括して転写材に転写するため、比較的転写材を選ばずに画橡形成が行える利点があり、それぞれ一長一短がある。
【特許文献１】特開２０００−２１９３５４号公報
【特許文献２】特開２００３−２５５７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで前述のＥＴＢ方式では、ユーザが実際にプリンタを使用する条件下、すなわちプリント−休止−プリントを繰り返される場合に、ＥＴＢは回転、停止を繰り返すことになり、ＥＴＢを張架しているテンションの応力緩和と応力発生が繰り返される。その結果テンションの緩和と発生によって、ＥＴＢは伸び縮みを繰り返すことになる。
【０００７】
また従来のＥＴＢ方式としては、ＥＴＢの材料に例えばＰＶＤＦのような安価な汎用エンプラを用いている場合が多い。
【０００８】
ところが前述したＰＶＤＦのような汎用エンプラは弾性率の指標であるヤング率が小さいため、前述したようにＥＴＢにかかるテンションが緩和と発生を繰り返すと、ＥＴＢの伸び縮みの量が大きくなる。その結果ＥＴＢは伸び縮みの繰り返しによる疲労によって、転写材の搬送方向に「縦じわ」（テンションライン）が発生する。
【０００９】
前述の「縦じわ」は数μｍの波状の凹凸を持っているため、ＥＴＢと接触する感光ドラムは前述のＥＴＢ上の凸部によって表面が削られ、その結果ＥＴＢ上の同じ形状の凹凸が感光ドラム表面も形成される。その結果凹凸によって感光ドラム表面に厚みムラが発生する事になり、その厚みムラはそのままドラム電位ムラとなって画像上に濃淡の差が発生する。濃淡の差は薄いハーフトーン画像で特に顕著に発生する。
【００１０】
「縦じわ」が発生するのはユーザがプリントする枚数が約６０Ｋ枚以降から顕著に発生し始め、感光ドラムを新品にすると一旦は消失するが、ＥＴＢ上の凹凸は発生したままであるため、約２Ｋ枚以降から感光ドラム表面が削れ始め、再び「縦じわ」が発生する。よってＥＴＢのユニット寿命を約６０Ｋ以下に設定することが必要であり、ユニットの高寿命化が困難である。またユーザは本体の寿命期間内に何度もＥＴＢを交換しなければならないことになるため、メンテナンスの煩わしさとプリンタの維持費増大が問題となる。
【００１１】
従来の技術では本問題を解決するための手段として、ヤング率の高いＰＩ（ポリイミド）などのスーパーエンプラを使用する事が挙げられるが、スーパーエンプラは値段が高価すぎるため、高級機以外では採用することが困難である。
【００１２】
前述の「縦じわ」はＥＴＢ方式だけではなく、中間転写ベルト（ＩＴＢ）方式においても発生するため、転写方式によらず、転写部材にベルトを用いる画像形成装置全てに共通する問題である。
【００１３】
以上のように従来の技術では、安価なエンプラを用いたＥＴＢ方式及びＩＴＢ方式でプリント枚数の増大に伴って発生する前述の「縦じわ」によって、ＥＴＢユニット及びＩＴＢユニットのユニット寿命を短くせざるを得ず、ユニットの高寿命化を達成することは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成する為、本出願に係る画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写するための転写ベルトと、前記転写ベルトを張架する張架手段と、を有し、前記転写ベルトの外面側に前記像担持体が配置されている画像形成装置において、前記転写ベルトの前記外面を構成する第二の層の伸び率をε２、前記転写材搬送ベルトの他の層である第一の層の伸び率をε１とすると、ε１＞ε２の関係にあることを特徴とするものである。
【００１５】
上記目的を達成する為、本出願に係る他の画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写するための転写ベルトと、前記転写ベルトを張架する張架手段と、を有し、前記転写ベルトの外面側に前記像担持体が配置されている画像形成装置において、前記転写ベルトの前記外面を構成する第二の層のヤング率をＥ２、前記転写ベルトの他の層である第一の層のヤング率をＥ１とすると、Ｅ１＜Ｅ２の関係にあり、前記第一の層の厚みｄ１と、前記第二の層の厚みｄ２がｄ１＞ｄ２の関係にあることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、静電搬送ベルト（ＥＴＢ）方式、中間転写ベルト（ＩＴＢ）方式において、「縦じわ」の発生を防ぎ、耐久後の画像不良を防止し、ユニットの高寿命化を達成することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に本発明の実施形態について、添付図を用いて説明を行うが、本発明の実施形態はこれにより限定されるものではない。
【００１８】
（実施形態１）
実施形態１であるタンデム型直接転写多色画像形成装置（ＥＴＢ方式）について説明する。図２は電子写真プロセスを利用したカラー画像形成装置（レーザプリンタあるいは複写機）概略断面図である。
【００１９】
［装置構成に関して］
ＹＭＣＫのそれぞれ感光ドラム、現像器、クリーニング装置を有する４つの独立したカラーステーションを縦一列に配置して、これらに静電転写ベルト（ＥＴＢ）に吸着させた用紙を搬送して転写を行う事によってフルカラー画像を得る構成となっている。
【００２０】
１１〜１４は像担持体として繰り返し使用される回転ドラム型の電子写真感光体（以下感光体ドラムと記す）であり、矢示の反時計方向に所定の周速度ｖ１［ｍｍ／ｓ］（プロセススピード）をもって回転駆動される。
【００２１】
感光ドラムは直径３０ｍｍの負帯電ＯＰＣ感光体であり、本実施例の画像形成装置のプロセススピードは１８１ｍｍ／ｓｅｃである。
【００２２】
感光体ドラムは回転過程で、１次帯電ローラ２１〜２４により所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次いで画像露光手段３１〜３４（レーザダイオード、ポリゴンスキャナー、レンズ群、等によって構成される）による画像露光を受けることによりそれぞれ目的のカラー画像の色成分像（例えばイエロー、マゼンダ、シアン、ブラック成分像）に対応した静電潜像が形成される。
【００２３】
帯電装置は−１．２ｋＶのＤＣ電圧を印加した実抵抗１×１０６Ωのローラを、感光ドラムに総圧９．８Ｎで当接させて帯電を行うＤＣ接触帯電方式であり、感光ドラム表面は−６００Ｖに帯電される。また、本実施例で用いた画像露光手段はレーザダイオードを用いたポリゴンスキャナーであり、画像信号により変調されたレーザビームを感光ドラム上に結像し、静電潜像を形成する。
【００２４】
レーザ露光の書き出しは、主走査方向（紙の進行と直交方向）では各走査ライン毎にＢＤと呼ばれるポリゴンスキャナー内の位置信号から、副走査方向（紙の進行方向）は紙搬送路内のスイッチを起点とするＴＯＰ信号から、所定の時間遅延させて行う事によって、各色ステーションでは常に紙上の同じ位置に露光を行える構成となっている。
【００２５】
次いで、静電潜像はそれぞれのステーションの現像ユニットにより現像される。現像器４１〜４４（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の各現像器は不図示の回転駆動装置によって図中矢印の方向に回転し、各々の現像器が現像過程で感光ドラムと対向するように配設されている。
【００２６】
Ｙ，Ｍ，Ｃ，ＢＫのトナーは磁性体を含まないいわゆるノンマグトナーであり、一成分接触現像方式によって現像される。
【００２７】
現像器４１〜４４は、感光体に対して対向した現像スリーブに対して、現像ブレードでトナーをコートし、感光体と等速で回転駆動される現像スリーブに約−５００Ｖを印加して現像を行う。
【００２８】
トナーは重合方式によって製造された二層構造の球状トナーであり、中心部のワックスの周りをシェルと呼ばれる樹脂バインダー層が取り囲んでいる。
【００２９】
［ＥＴＢユニットに関して］
ＥＴＢ８は駆動ローラ１０２によって駆動され、矢示方向ｖ２［ｍｍ／ｓ］の周速度をもって回転駆動されている。ＥＴＢは１×１０６〜１×１０１１Ω・ｃｍに抵抗調整されたＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＶＤＦ、ＥＴＦＥ等を基層とする２層樹脂ベルトであり、背面両側に接着されたリブによってベルトの蛇行や、寄りを規制する構成となっている。基層の厚みｄ１は５０μｍ以下だと破断が頻繁に発生し、また１５０μｍ以上だとベルトの巻き癖が画像上に影響するため、５０μｍ≦ｄ１≦１５０μｍの範囲とする。表層の詳細含めた２層樹脂ベルト構成の詳細については追って記す。
【００３０】
転写部材としては体積抵抗率１×１０７Ω・ｃｍに調整した高圧印加可能のエピクロルヒドリンゴムとＮＢＲゴムとのブレンドによる転写ローラ５１〜５４を用いており、ＥＴＢ背面からＯＰＣのニップ部に総圧２．９４［Ｎ］の転写圧で当接している。
【００３１】
用紙カセットから給紙された用紙は、レジストローラを通過した後に転写入口ガイドを介して転写ベルトと接触する。本実施例では、プリンタは接地面積を最小化するためや、カートリッジ交換やジャム処理の為に前扉のみの開閉で所望の目的が達成できるようにカートリッジを縦に配置して、ＥＴＢとカートリッジの間で本体を分割する構成となっている。
【００３２】
上記構成から、紙は重力に逆らって上方に搬送されるため、紙と転写ベルトが十分に吸着している事が必要である。
【００３３】
紙とＥＴＢの接触点付近にはバイアスを印加した吸着ローラ７が設けられており、画像形成中は＋１ｋＶの電圧を印加して紙に電荷を与える事によって吸着搬送力を発生させている。
【００３４】
吸着ローラ７はＥＰＤＭゴムに抵抗調整のためにカーボンブラックを分散させた直径１２ｍｍのソリッドゴムローラであり、芯金に吸着用の高圧バイアスを印加できるような構成となっている。吸着ローラの抵抗値は幅１ｃｍの金属箔をローラ外周に巻き付け、芯金との間に５００Ｖの電圧を印加した時の抵抗値を１×１０６Ωに調整してある。
【００３５】
画像形成の流れとしては、転写材が不図示の給紙カセットから給紙される。転写入口ガイド、吸着ローラを通過して転写ベルトとの間に吸着力を得た転写材は、第一色目の転写ステーションにはいる。転写部は、ＥＴＢ背面に設けた転写ローラーによって第一色目の感光ドラムからのトナー像を転写される。転写ローラに印加されるバイアスは、通紙中に吸着ローラに流れる電流から算出された転写ベルトや紙のインピーダンスから計算され、通常環境の片面プリントでは各ステーション共に約＋１．５ｋＶのＤＣバイアスが高圧電源から印加される。
【００３６】
以下、各カラーステーションを通過するごとに、感光ドラムから異なる各色のトナー像を転写されてフルカラー画像を作られる。
【００３７】
全色の転写が終了し、ＥＴＢの後端から曲率によって分離された用紙は、定着器９によって定着され、搬送ユニットを経由して機外に排出されて最終プリントが得られる。
【００３８】
次に前述の「縦じわ」の発生を防ぐ手段について説明する。前述の通り「縦じわ」は、ＥＴＢのヤング率が低いことが原因であり、ＥＴＢ表面が凹凸状に変形することが特徴である。
【００３９】
本発明においては、その原因に着目し、凹凸が発生する表面にのみ高ヤング率の樹脂をコーティングした、基層がＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＶＤＦ、ＥＴＦＥ等の汎用エンプラである２層構造のベルトを新たに提案する。
【００４０】
図１に２層ベルトの断面図を示す。Ｅ１は基層のヤング率、Ｅ２は表層のヤング率、ｄ１は基層の厚み、ｄ２は表層の厚みである。
【００４１】
表層の樹脂について説明する。表層の材質はアクリル、シリコン系ハードコート樹脂、フッ素系樹脂、ＰＣ、ＰＭＭＡ等の樹脂であり、表層の厚みｄ２は以下の範囲内となる。
【００４２】
範囲規定（１）  ０．１μｍ＜ｄ２＜５μｍ
厚みが０．１μｍ以下だと用紙を大量に通紙する際に削れてしまうため、０．１μｍを下限値としている。一方厚みが５μｍ以上だと、割れが発生するため上限を５μｍとしている。
【００４３】
また表層のヤング率Ｅ２は以下の範囲となる。
【００４４】
範囲規定（２）  １０００ＭＰａ＜Ｅ２≦ｄ１／ｄ２＊Ｅ１
図１に示す通り、Ｅ１は基層のヤング率、Ｅ２は表層のヤング率、ｄ１は基層の厚み、ｄ２は表層の厚みである。以下上記範囲の根拠について説明する。
【００４５】
まずヤング率下限について説明する。表１にヤング率と「縦じわ」の発生有無の相関関係を示す。表１から表層のヤング率Ｅ２が１０００ＭＰａより大きければ、「縦じわ」の発生無き事から、下限値を１０００ＭＰａとしている。
【００４６】
【表１】
2006184361.tif 000003
【００４７】
次にヤング率の上限値について説明する。図１の矢印の方向にテンションがかかった場合、表層と基層の伸び量は各々のヤング率Ｅ１，Ｅ２と厚みｄ１，ｄ２で決定されるが、前述のように表層厚みｄ２の上限値は５μｍと決まっている為、基層と表層の厚みの関係はｄ１＞ｄ２となる。従ってある一定のテンション力Ｆが加わった時の厚みが小さい表層の伸び量ε２が、厚みの大きい基層の伸び量ε１よりも小さいと歪が生じて、厚みが薄い表層に割れが生じてしまう。反対に厚みが小さい表層の伸び量ε２が厚みの大きい基層の伸び量ε１よりも大きい場合には、表層の割れは発生しないため問題とならない。よって伸び量について以下の関係が必要である。
関係式（１）  ε１≦ε２
【００４８】
特に、ベルトを張架部材に巻きつける場合に、その外面の層にあたる表層は内面のそうよりも張架位置でより大きく伸びる必要があるので、その点からも、上記の要請は理解できる。
【００４９】
一方、ヤング率に関しては、外面の層にあたる表層の方が高いことが望まれる。本実施形態のＥＴＢ方式について言えば、表層では、転写材による歪みが生じる傾向にあるので、その傾向を抑制することが望まれる。また、ベルトの表層にトナーが埋め込まれることを防止するためにも、表層のヤング率は高い方が望ましい。
【００５０】
上記の伸び率とヤング率の要請を両立するとなると、以下に示すように、表層（外面の層）のヤング率を基層（内面の層）のヤング率よりも高い材料で作製し、そのかわり、表層の厚みを基層の厚みよりも薄くし、結果として表層の伸び率を基層の伸び率よりも大きくすることで達成することができる。
ヤング率の関係式（Ｆ／ｄｗ＝Ｅε：Ｆは応力、ｄ・ｗは面積、Ｅはヤング率、εは線ひずみ＝伸び量）から
関係式（２）  ε１＝Ｆ／（ｄ１＊ｗ＊Ｅ１）
関係式（３）  ε２＝Ｆ／（ｄ２＊ｗ＊Ｅ２）
関係式（１）〜（３）から次の関係が導き出される。
関係式（４）  Ｅ２≦ｄ１／ｄ２＊Ｅ１
以上から範囲規定（２）で記したヤング率の範囲が決定されている。
【００５１】
前述の２層構成のＥＴＢに関して、図２で示した画像形成装置を用いた通紙耐久試験によって、「縦じわ」に関する効果確認を行った。Ｒｅｆとして用いたＥＴＢはＰＶＤＦ単層ベルトで厚み１００μｍ、抵抗値は１×１０８Ω・ｃｍ、ヤング率は８００ＭＰａである。それに対して本発明である２層ベルトは基層がＰＶＤＦで厚み１００μｍ、ヤング率８００ＭＰａ、表層はアクリルで厚み１μｍで、ヤング率１５００ＭＰａである。また抵抗値は基層、表層共に１×１０８Ω・ｃｍであり、張架するテンションは単層ＥＴＢ（Ｒｅｆ）、２層ＥＴＢ共に１．７ｋｇである。
【００５２】
基層をＰＶＤＦとし、表層をアクリル樹脂としたのは、ＰＶＤＦが汎用エンプラであるとともに、アクリル樹脂のＰＶＤＦへの密着性が高い水準で確保できるという理由からも採用した。
【００５３】
通紙耐久試験は４％印字率のパターンでの１枚間欠モードで行い、２Ｋ枚おきに１０％の淡いハーフトーン画像でサンプリングして、画像上で「縦じわ」が発生しているかどうか判断した。帯電／現像ユニット（カートリッジ）は８Ｋ枚おきに交換した。結果を表２に示す。
【００５４】
【表２】
2006184361.tif 000004
【００５５】
表２からＰＶＤＦ単層ベルトが６０Ｋ枚で画像上に「縦じわ」の発生が認められたのに対し、２層ベルトでは３００Ｋ枚以上通紙耐久を行っても、画像上に「縦じわ」の発生は認められなかった。これによってＥＴＢユニットのユニット寿命がＲｅｆの単層が６０Ｋであるのに対し、２層ベルトでは３００Ｋ以上に設定することができ、Ｒｅｆの単層ベルトに比べて５倍以上ものユニット寿命の高寿命化が実現できる。
【００５６】
なお、ヤング率の測定はＪＩＳのＫ６２５１に基づいて行い、試料としては、ダンベル状１号型を用いた。
【００５７】
以上から表層にヤング率の高いコーティングを行った２層ベルトを用いることで、「縦じわ」の発生を防ぎ、ユニット寿命の高寿命化を達成することができる。
【００５８】
（実施形態２）
実施形態２である中間転写方式について説明する。
【００５９】
本実施形態は転写条件上、転写材の種類の影響が実施形態１で示したＥＴＢ方式よりも少ない点において、優れている。
【００６０】
図３は、本発明の実施形態２に係る画像形成装置（本実施形態では、電子写真方式のプリンタ等のフルカラー画像形成装置）を示す概略構成図である。
【００６１】
［装置構成に関して］
この画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１Ｋの４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備えており、これらの４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されている。
【００６２】
各画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋには、それぞれ像担持体としての感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが設置されている。感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの周囲には、帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，現橡装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，１次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，ドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ設置されており，帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと，現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ間の上方には，露光装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄがそれぞれ設置されている。
【００６３】
感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、本実施形態では負帯電の有機感光ドラムで外径３０．０ｍｍであり、アルミニウム等のドラム基体上にＯＰＣ感光層を有している。
【００６４】
接触帯電手段としての帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは，それぞれ感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに所定の圧接力で接触している。
【００６５】
現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは，本実施形態では２成分現像方式である。各現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄには，それぞれイエロートナー，マゼンタトナー，シアントナー，ブラックトナーが収納されている。
【００６６】
接触転写手段としての１次転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは，中間転写体としての中間転写ベルト８を介して各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ表面に所定の押圧力で接触している。
【００６７】
中間転写ベルト１０８は、駆動ローラ１１１と２次転写対向ローラ１１２と従動ローラ１１３によって張架されている。中間転写ベルトを張架する張架部材として、上記駆動ローラ１１１や２次転写対向ローラ１１２や従動ローラ１１３と、回転可能なローラーを用いているのは、中間転写ベルト１０８に局部的な応力集中が生じない点で有利だからである。中間転写ベルト１０８の張架張力は、従動ローラ１１３に対して不図示の加圧手段により、中間転写ベルト１０８と駆動ローラ１１１とがスリップしないように、９８Ｎの荷重がかけられている。なお、駆動ローラ１１１，２次転写対向ローラ１１２，従動ローラ１１３は電気的に接地されている。
【００６８】
接触転写手段としての２次転写ローラ１１９は、中間転写ベルト１０８を介して２次転写対向ローラ１１２に所定の押圧力で接触している。
【００６９】
定着装置１２１は、定着ローラ１２１ａと加圧ローラ１２１ｂを備えており、２次転写ローラ１１９と２次転写対向ローラ１１２の左方に配置されている。
【００７０】
反射型光学式転写材センサ４０及び、透過型光学式転写材センサ５０は、画像形成装置内の転写材Ｐが２次転写部以前に通過する位置に設置されている（転写材種類の判別方法については後述する）。
【００７１】
［画像形成動作に関して］
次に、上記した本実施形態の画像形成装置による画像形成動作について、説明する。
【００７２】
画像形成動作開始信号が発せられると、画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは，駆動装置（不図示）によって矢印方向（反時計方向）に所定の移動速度ｖ１［ｍｍ／ｓ］で回転駆動される（本実施形態の移動速度ｖ１［ｍｍ／ｓ］は約１１７ｍｍ／ｓ）。そして、帯電バイアス電源（不図示）から帯電バイアスを印加された帯電ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄは、感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの表面を、一様に負極性の所定電位（本実施形態では，約−６５０Ｖ）に帯電する。露光装置７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは，ホストコンピュータ（不図示）から入力されるカラー色分解された画像信号を光信号にそれぞれ変換し、変換された光信号であるレーザ光を、帯電された各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ上にそれぞれ走査露光して画像情報に応じた静電潜像を形成する。
【００７３】
そして、先ず感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に，現橡バイアス電源（不図示）から負極性の現像バイアスを印加された現像装置４ａによって、イエローのトナーを付着させて反転現像を行い、トナー像として可視像化する。本実施形態における現像バイアスは，ＤＣ成分；−４００Ｖ，ＡＣ成分；１．５ｋＶｐｐ，周波数：３ｋＨｚ，波形；矩形波からなる，直流電圧に交流電圧を重畳したバイアスとされている。
【００７４】
そして、このイエローのトナー像は、１次転写部Ｔａにて転写バイアス電源９ａから正極性の１次転写バイアスｖｔ１［Ｖ］（本実施形態では、約＋２００Ｖの定電圧制御）が印加された１次転写ロ−ラ５ａにより、駆動ローラ１１１の回転駆動によって感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの回転に同期して矢印方向に所定の移動速度ｖ２［ｍｍ／ｓ］で移動（回転）している中間転写ベルト１０８上に１次転写される。各感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの移動速度ｖ１［ｍｍ／ｓ］と中間転写ベルト１０８の移動速度ｖ２［ｍｍ／ｓ］との移動速度比γ１２については後述する。
【００７５】
イエローのトナー像が転写された中間転写ベルト１０８は、駆動ローラ１１１の駆動によって画像形成部１Ｍ側に移動される。そして、画像形成部１Ｍにおいても、同様にして感光ドラム２ｂ上に形成されたマゼンタのトナー像が、１次転写部Ｔｂにて１次転写バイアス電源９ｂから１次転写バイアスｖｔ１［Ｖ］が印加された１次転写ローラ５ｂにより、中間転写ベルト１０８上のイエロ−のトナー像上に重ね合わせて転写される。
【００７６】
以下、同様にして中間転写ベルト１０８上に重畳転写されたイエロー，マゼンタのトナー像上に、画像形成部１Ｃ，１Ｋの感光ドラム２ｃ，２ｄで形成されたシアン，ブラックのトナー像を，各１次転写部Ｔｃ，Ｔｄにて各転写バイアス電源９ｃ，９ｄから１次転写バイアスｖｔ１［Ｖ］が印加された１次転写ローラ５ｃ，５ｄにより，順次重ね合わせて転写してフルカラーのトナー像を中間転写ベルト１０８上に形成する。
【００７７】
そして、中間転写ベルト１０８上のフルカラーのトナー像先端が２次転写口一ラ１１９と２次転写対向ローラ１１２との間の２次転写部Ｔｎ２に移動されるタイミングに合わせて、転写材Ｐがこの２次転写部に所定の移動速度ｖｐ［ｍｍ／ｓ］で搬送され、２次転写バイアス電源２０から正極性の２次転写バイアス（本実施形態では、＋２０μＡ）が印加された２次転写ローラ１１９により、転写材Ｐ上にフルカラーのトナー像が一括して転写（２次転写）される。
【００７８】
そして、フルカラーのトナー像が形成された転写材Ｐは定着装置１２１に搬送され、定着装置１２１の定着ローラ１２１ａと加圧ローラ１２１ｂ間の定着ニツプ部でフルカラーのトナー像を加熱、加圧して転写材Ｐ表面に熱定着した後に外部に排出して、一連の画像形成動作を終了する。
【００７９】
また、上記した１次転写工程において、感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ上に残留している転写残トナーは，ドラムクリーニング装置８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄによってそれぞれ除去されて回収される。また、２次転写後に中間転写ベルト１０８表面に残った残トナーは、ベルトクリーニング装置１０８によって除去されて回収される。
【００８０】
なお、このような画像形成装置において、レーザ光が走査される方向を主走査方向、感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ、中間転写ベルト１０８、転写材Ｐ等が移動する矢印方向を副走査方向とそれぞれ呼ぶ。
【００８１】
［中間転写ベルト（ＩＴＢ）に関して］
次に，中間転写ベルト１０８の詳細について説明する。本実施形態においても実施形態１と同様に「縦じわ」を防止するために中間転写ベルト１０８は２層構造になっている（図１参照）。
【００８２】
基層は１×１０６〜１×１０１１Ω・ｃｍに抵抗調整されたＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＶＤＦ、ＥＴＦＥ等の樹脂ベルトであり、背面両側に接着されたリブによってベルトの蛇行や、寄りを規制する構成となっている。基層の厚みｄ１は５０μｍ以下だと破断が頻繁に発生し、また１５０μｍ以上だとベルトの巻き癖が画像上に影響するため、５０μｍ≦ｄ１≦１５０μｍの範囲とする。
【００８３】
一方、表層の材質はアクリル、シリコン系ハードコート樹脂、フッ素系樹脂、ＰＣ、ＰＭＭＡ等の樹脂であり、表層の厚みｄ２は以下の範囲内となる。
範囲規定（３）  ０．１μｍ≦ｄ２＜５μｍ
また表層のヤング率Ｅ２は以下の範囲となる。
範囲規定（４）  １０００ＭＰａ＜Ｅ２≦ｄ１／ｄ２＊Ｅ１
前述の範囲規定（３）、（４）の根拠については実施形態１と同様である為、ここでは割愛する。
【００８４】
前述の２層構成の中間転写ベルト１０８に関して、図３で示した画像形成装置を用いた通紙耐久試験によって、「縦じわ」に関する効果確認を行った。Ｒｅｆとして用いた中間転写ベルトはＰＶＤＦ単層ベルトで厚み１００μｍ、抵抗値は１×１０８Ω・ｃｍ、ヤング率は８００ＭＰａである。それに対して本発明である２層ベルトは基層はＰＶＤＦで厚み１００μｍ、ヤング率８００ＭＰａ、表層はアクリルで厚み１μｍ、ヤング率１５００ＭＰａである。また抵抗値は基層、表層共に１×１０８Ω・ｃｍであり、張架するテンションは単層ベルト（Ｒｅｆ）、２層ベルト共に１．７ｋｇである。
【００８５】
通紙耐久試験は４％印字率のパターンでの１枚間欠モードで行い、２Ｋ枚おきに１０％の淡いハーフトーン画像でサンプリングして、画像上で「縦じわ」が発生しているかどうか判断した。帯電／現像ユニット（カートリッジ）は８Ｋ枚おきに交換した。結果を表３に示す。
【００８６】
【表３】
2006184361.tif 000005
【００８７】
表３からＰＶＤＦ単層ベルトが６０Ｋ枚で画像上に「縦じわ」の発生が認められたのに対し、２層ベルトでは３００Ｋ枚以上通紙耐久を行っても、画像上に「縦じわ」の発生は認められなかった。これによってＥＴＢユニットのユニット寿命がＲｅｆの単層が６０Ｋであるのに対し、２層ベルトでは３００Ｋ以上に設定することができ、Ｒｅｆの単層ベルトに比べて５倍以上ものユニット寿命の高寿命化が実現できる。
【００８８】
以上から表層にヤング率の高いコーティングを行った２層ベルトを用いることで、タンデム型中間転写ベルト方式においても「縦じわ」の発生を防ぎ、ユニット寿命の高寿命化を達成することができる。
【００８９】
（実施形態３）
実施形態２とは異なる方式の中間転写方式について説明する。
【００９０】
本実施形態は装置の小型化の実現において、実施形態２よりも優れている。
【００９１】
図４は画像形成装置の全体構成図である。本実施形態に係る画像形成装置２００は電子写真方式を用いた画像形成装置であり、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色成分に分解された画像情報に従って形成した各色のトナー像を中間転写体上に一次転写して一旦重ねた後、転写材に二次転写する中間転写方式を採用している。先ず、本実施形態の画像形成装置の全体構成及び動作を説明する。
【００９２】
（全体構成）画像形成装置２００は、像担持体であるドラム型の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１を有している。感光体ドラム２０１は駆動手段（図示せず）によって図示矢印方向に駆動され、帯電手段である一次帯電器２０２により一様に帯電される。次いで露光装置２０３よりイエロー色の画像情報に従ったレーザ光Ｌが感光体ドラム２０１に照射され、感光体ドラム２０１上に潜像が形成される。更に感光体ドラム２０１が矢印方向に進むと、回転支持体２１１に支持されたイエロー色現像装置、マゼンタ色現像装置、シアン色現像装置、黒色現像装置２０４ａ、２０４ｂ、０２４ｃ、２０４ｄのうち、イエロー色現像剤を備えたイエロー色現像装置２０４ａが感光体ドラム２０１に対向するよう回転支持体２１１が回転する。こうして選択されたイエロー色現像装置２０４ａによって、イエロー色の画像情報に従って感光体ドラム２０１に形成された潜像がトナー像として現像、可視化される。
【００９３】
感光体ドラム２０１の回転方向の現像位置より下流側には、中間転写体としての中間転写ベルト５が配置されている。中間転写ベルト２０５は本実施形態において背面ローラ２１６、駆動ローラ２１７、テンションローラ２１８に張架された円筒状かつ無端ベルト状のフィルムであり、感光体ドラム２０１と略同周速で図示矢印方向に移動（回転）する。
【００９４】
中間転写ベルト２０５を挟んで感光体ドラム２０１と対向する位置に、一次転写手段としての一次転写ローラ２０８が配置され、一次転写ニップ部を形成している。そして感光体ドラム２０１、中間転写ベルト２０５の回転に伴い、一次転写ローラ２０８に一次転写バイアスを印加することによって、感光体ドラム２０１上に形成担持されたトナー像を中間転写ベルト２０５の外周面に一次転写する。以上の行程をマゼンタ色、シアン色、黒色についても同様に行うことによって、中間転写ベルト２０５上に複数色のトナー像、例えばフルカラー画像の場合イエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色の４色のトナー像が重ねて形成される。
【００９５】
中間転写ベルト２０５を挟んで背面ローラ２１６と対向する位置には、中間転写ベルト２０５から転写材Ｐにトナー像を転写するための二次転写手段として、例えば二次転写ローラ２０９が配置される。転写材カセット２１２からピックアップローラー２１３ａ、搬送ローラ２１３ｂなどによって給送された転写材Ｐは、中間転写ベルト２０５と二次転写ローラ２０９とが当接する二次転写ニップ部に、所定のタイミングにて供給される。同時に、二次転写ローラ２０９に二次転写バイアスが印加され、中間転写ベルト２０５から転写材Ｐへトナー像が転写される。
【００９６】
更に、転写材Ｐは搬送ベルト２１３ｃによって定着装置２０６まで搬送される。定着装置２０６により熱と圧力を引加され、転写材Ｐに転写されたトナー像は転写材Ｐに溶融固着される。その後、転写材Ｐは排出ローラ２１３ｄなどにより装置外に排出される。こうして、カラー画像が得られる。
【００９７】
又、転写材Ｐに転写されずに中間転写ベルト２０５に残留した現像剤（転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段であるクリーニングローラ２１５により電荷が付与され、次回の一次転写時に感光体ドラム２０１に逆転写される。一方、感光体ドラム１に付着した現像剤（転写残トナー）は、感光体クリーニング手段であるクリーニングブレード７によって除去される。
【００９８】
（中間転写体）次に、中間転写体としての中間転写ベルト２０５に係る構成について説明する。
【００９９】
一次転写ローラ２０８としては、体積抵抗率が１０＾５〜１０＾９Ω・ｃｍの弾性ローラを用いた。一次転写ローラ８は、中間転写ベルト２０５を介して感光体ドラム２０１に総圧９．８Ｎとなるよう加圧されている。テンションローラ２１８には、不図示の軸受けを介して、バネ等の弾性部材が取り付けられ、中間転写ベルト２０５に所望の圧が加圧されている。
【０１００】
次に、中間転写ベルト２０８の詳細について説明する。本実施形態においても実施形態１、２と同様に「縦じわ」を防止するために中間転写ベルト２０８は２層構造になっている（図１参照）。
【０１０１】
基層は１×１０６〜１×１０１１Ω・ｃｍに抵抗調整されたＰＥＴ、ＰＢＴ、ＰＶＤＦ、ＥＴＦＥ等の樹脂ベルトであり、背面両側に接着されたリブによってベルトの蛇行や、寄りを規制する構成となっている。基層の厚みｄ１は５０μｍ以下だと破断が頻繁に発生し、また１５０μｍ以上だとベルトの巻き癖が画像上に影響するため、５０μｍ≦ｄ１≦１５０μｍの範囲とする。
【０１０２】
一方、表層の材質はアクリル、シリコン系ハードコート樹脂、フッ素系樹脂、ＰＣ、ＰＭＭＡ等の樹脂であり、表層の厚みｄ２は以下の範囲内となる。
範囲規定（５）  ０．１μｍ≦ｄ２＜５μｍ
また表層のヤング率Ｅ２は以下の範囲となる。
範囲規定（６）  １０００ＭＰａ＜Ｅ２≦ｄ１／ｄ２＊Ｅ１
前述の範囲規定（５）、（６）の根拠については実施形態１と同様である為、ここでは割愛する。
【０１０３】
前述の２層構成の中間転写ベルトに関して、図４で示した画像形成装置を用いた通紙耐久試験によって、「縦じわ」に関する効果確認を行った。Ｒｅｆとして用いた中間転写ベルトはＰＶＤＦ単層ベルトで厚み１００μｍ、抵抗値は１×１０８Ω・ｃｍ、ヤング率は８００ＭＰａである。それに対して本発明である２層ベルトは基層はＰＶＤＦで厚み１００μｍ、ヤング率８００ＭＰａ、表層はアクリルで厚み１μｍで、ヤング率１５００ＭＰａである。また抵抗値は基層、表層共に１×１０８Ω・ｃｍであり、張架するテンションは単層ベルト（Ｒｅｆ）、２層ベルト共に２．４ｋｇである。
【０１０４】
通紙耐久試験は４％印字率のパターンでの１枚間欠モードで行い、２Ｋ枚おきに１０％の淡いハーフトーン画像でサンプリングして、画像上で「縦じわ」が発生しているかどうか判断した。帯電／現像ユニット（カートリッジ）は８Ｋ枚おきに交換した。結果を表４に示す。
【０１０５】
【表４】
2006184361.tif 000006
【０１０６】
表４からＰＶＤＦ単層ベルトが４０Ｋ枚で画像上に「縦じわ」の発生が認められたのに対し、２層ベルトでは２００Ｋ枚以上通紙耐久を行っても、画像上に「縦じわ」の発生は認められなかった。これによって中間転写ベルトユニットのユニット寿命がＲｅｆの単層が４０Ｋであるのに対し、２層ベルトでは２００Ｋ以上に設定することができ、Ｒｅｆの単層ベルトに比べて５倍以上ものユニット寿命の高寿命化が実現できる。実施形態１よりも寿命が短くなるのはテンション力の違いであり、テンション力が大きい方が「縦じわ」には不利である。
【０１０７】
以上から表層にヤング率の高いコーティングを行った２層ベルトを用いることで、装置の小型化が可能な本実施例のロータリー型中間転写ベルト方式においても「縦じわ」の発生を防ぎ、ユニット寿命の高寿命化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明のベルトの断面構成を示す図。
【図２】本発明の第一実施形態にかかる画像形成装置の概略断面図。
【図３】本発明の第二実施形態にかかる画像形成装置の概略断面図。
【図４】本発明の第三実施形態にかかる画像形成装置の概略断面図。
【符号の説明】
【０１０９】
１１，１２，１３，１４  感光ドラム
２１，２２，２３，２４  帯電ローラ
３１，３２，３３，３４  露光装置
４１，４２，４３，４４  現像装置
５１，５２，５３，５４  転写ローラ
６１，６２，６３，６４  感光体のクリーニング装置
７  吸着ローラ
８  静電搬送ベルト（ＥＴＢ）（転写ベルト）
９  定着装置
９７  加圧ローラ
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｄ  画像形成部
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  感光ドラム（像担持体）
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ  １次転写ローラ
１０８  中間転写ベルト（ＩＴＢ）（転写ベルト）
１１１  駆動ローラ
１１２  ２次転写対向ローラ
１１３  従動ローラ
１１９  ２次転写ローラ
４０  反射型光学式転写材センサ
５０  透過型光学式転写材センサ
Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄ  １次転写部
Ｔｎ２  ２次転写部
Ｐ  転写材
Ｌ  レーザ光
２０１  感光体ドラム
２０２  一次帯電器
２０３  露光装置
２０４  現像装置
２０５  中間転写ベルト
２０６  定着装置
２０７  クリーニングブレード
２０８  一次転写ローラ
２０９  二次転写ローラ
２１１  回転支持体
２１２  転写材カセット
２１３ａ  ピックアップローラー
２１３ｂ  搬送ローラ
２１３ｃ  搬送ベルト
２１３ｄ  排出ローラ
２１５  クリーニングローラ
２１６  背面ローラ
２１７  駆動ローラ
２１８  テンションローラ
２００  画像形成装置
【図１】
2006184361.tif 000007
【図２】
2006184361.tif 000008
【図３】
2006184361.tif 000009
【図４】
2006184361.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月8日(2005.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写するための転写ベルトと、前記転写ベルトを張架する張架手段と、を有し、前記転写ベルトの外面側に前記像担持体が配置されている画像形成装置において、
前記転写ベルトの前記外面を構成する第二の層の伸び率をε２、前記転写材搬送ベルトの他の層である第一の層の伸び率をε１とすると、ε１≦ε２の関係にあることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第一の層のヤング率Ｅ１と、前記第二の層のヤング率Ｅ２と、前記第一の層の厚みｄ１と、前記第二の層の厚みｄ２と、が１０００ＭＰａ＜Ｅ２＜（ｄ１／ｄ２）×Ｅ１の関係にあることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写するための転写ベルトと、前記転写ベルトを張架する張架手段と、を有し、前記転写ベルトの外面側に前記像担持体が配置されている画像形成装置において、
前記転写ベルトの前記外面を構成する第二の層のヤング率をＥ２、前記転写ベルトの他の層である第一の層のヤング率をＥ１とすると、Ｅ１＜Ｅ２の関係にあり、前記第一の層の厚みｄ１と、前記第二の層の厚みｄ２がｄ１＞ｄ２の関係にあることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記第二の層の厚みｄ２が０．１μｍ＜ｄ２＜５．０μｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第一の層の厚みｄ１が５０μｍ＜ｄ１＜１５０μｍであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記転写ベルトが転写材を担持し、前記転写ベルト上の転写材に前記像担持体上のトナー像が転写されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記転写ベルトは前記像担持体からトナーの転写を受けることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記張架手段が回転可能なローラーであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記第一の層がＰＶＤＦからなり、第二の層がアクリル樹脂からなることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の画像形成装置。