(57)【要約】【課題】  イオン導電剤を添加して電気抵抗値を調整したベルトは透明性が高く、ベルトに向けて照射した光の反射光を検知して画像に関する補正制御を行う画像形成装置に用いた場合に、補正制御における誤検知を抑制することが困難であった。【解決手段】  検知手段４０は、感光ドラム１から中間転写ベルト１０に転写されたテストパッチ、及び中間転写ベルトに向けて赤外光を照射したときにおける反射光の検知結果に基づいて画像形成条件の補正制御を実行する。中間転写ベルト１０は、中間転写ベルト１０の厚さ方向に関して、中間転写ベルト１０を構成する複数の層のうち最も厚い層であってイオン導電剤を添加された基層１０ａと、基層１０ａよりも光透過率が低い内面層１０ｂと、を有する。【選択図】  図４
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【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、前記像担持体と接触して移動可能なベルトと、前記像担持体から前記ベルトに転写された検知用トナー像及び前記ベルトに向けて光を照射したときにおける、前記ベルト及び前記検知用トナー像からの反射光を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に基づいて、トナー像によって形成される画像の画像形成条件の補正制御を実行する制御手段と、を備える画像形成装置において、
前記ベルトは、前記ベルトの厚さ方向に関して、前記ベルトを構成する複数の層のうち最も厚い層であってイオン導電剤を添加された層である第１の層と、前記第１の層よりも光透過率が低い第２の層と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２の層は、前記ベルトの内周面側に形成された層で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】
前記検知手段は、前記ベルトを介して、前記ベルトを張架する張架部材の対向に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記張架部材は、金属部材で構成されたローラであることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ベルトは、前記ベルトの外周面側に形成された層であって、前記第１の層よりも光透過率が高い第３の層を有し、前記第３の層は前記像担持体と接触することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記ベルトの移動方向に対してカウンター方向で前記第３の層に当接し、前記ベルトに残留したトナーを回収するクリーニング部材を備え、
前記第３の層は、前記クリーニング部材と当接する表面に複数の溝が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記溝は、前記ベルトの移動方向と交差する幅方向に関して周期的に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
複数の前記溝は所定の間隔で周期的に形成されており、前記所定の間隔の範囲が３μｍ〜５０μｍであることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記ベルトは、内周面側から測定した表面抵抗率が外周面側から測定した表面抵抗率よりも電気抵抗値が低いことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記第２の層は、カーボンブラックが添加された層であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記第２の層は、カーボンナノチューブが添加された層であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記第２の層は、フタロシアニン系の染料色素が添加された層であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記検知手段は、前記ベルトに向けて赤外光を照射する発光素子と、前記ベルトから反射された赤外光を受光素子と、を有する検知部材を有し、
前記第２の層は、前記ベルトの移動方向に関して、前記検知部材と対向する位置における前記ベルトの一周分の領域にのみ形成されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記ベルト及び前記検知用トナー像に向けて前記発光素子から赤外光を照射したときの、前記受光素子によって検出された前記ベルトからの反射光と、前記受光素子によって検出された前記検知用トナー像からの反射光とに基づいて、前記補正制御を実行することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記検知手段は、前記ベルトの移動方向と直交する幅方向に関して、前記ベルトの中心線を介してそれぞれ反対側に配置された第一検知部材と第二検知部材とを有し、
前記第一検知部材は、前記ベルトに向けて赤外光を照射する発光素子と、前記発光素子から前記ベルトに向けて赤外光を照射した場合に、前記ベルトからの正反射光を検知する受光素子と、前記ベルトからの拡散反射光を検知する受光素子と、を有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記第二検知部材は、前記ベルトに向けて赤外光を照射する発光素子と、前記発光素子から前記ベルトに向けて赤外光を照射した場合に前記ベルトからの拡散反射光を検知する受光素子と、を有し、前記ベルトからの正反射光を検知する受光素子を有さないことを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記第二検知部材は、前記ベルトに向けて赤外光を照射する発光素子と、前記発光素子から前記ベルトに向けて赤外光を照射した場合に前記ベルトからの正反射光を検知する受光素子と、を有し、前記ベルトからの拡散反射光を検知する受光素子を有さないことを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記ベルトは中間転写ベルトであり、前記像担持体に担持されたトナー像は、前記像担持体から前記中間転写ベルトに一次転写された後に前記中間転写ベルトから転写材に二次転写されることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１９】
前記ベルトは、転写材を搬送する搬送ベルトであり、前記像担持体に担持されたトナー像は、前記搬送ベルトによって搬送される転写材に転写されることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１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、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置として、搬送ベルトや中間転写ベルトなどのベルトの移動方向に関して複数の画像形成部をそれぞれ配置したタンデム型の画像形成装置の構成が知られている。各色の画像形成部は、それぞれ像担持体としてのドラム状の感光体（以下、感光ドラムと称する）を有している。各色の感光ドラムに担持された各色のトナー像は、転写材搬送ベルトによって搬送される紙やＯＨＰシートなどの転写材に転写されるか、または、中間転写ベルトに１度転写された後に転写材に転写された後に、定着手段によって転写材に定着される。
【０００３】
また、電子写真方式の画像形成装置では、装置の置かれた環境条件の変化や、感光ドラムやトナーの経時劣化、装置内の温度変化などにより、形成される画像の位置や濃度などの画像形成条件が変動する場合がある。そこで、光学センサなどの検知手段によって、感光ドラムからベルトに転写された検知用のトナー像（以下、検知トナーと称する）やベルトからの反射光を検知し、その検知結果に基づいて画像形成条件を補正する補正制御を行うことがある。より具体的には、このような補正制御では、ベルトからの正反射光と検知トナーからの拡散反射光を利用することで、検知トナーの位置や濃度情報を獲得し、画像の位置や濃度などの画像形成条件の補正にフィードバックしている。
【０００４】
画像形成装置に用いられるベルトとしては、ベルトの基材としてのベース樹脂に、カーボンなどの電子導電剤や、イオン導電ポリマーなどのイオン導電性の導電剤（以下、イオン導電剤と称する）を添加して電気抵抗値を調整したものが広く知られている。ここで、イオン導電剤を添加して得られるベルトは透明性が高いことから、光源からの光をベルトが透過してしまうことで、前述の補正制御を実行する際に検知手段による誤検知が発生してしまうおそれがある。このような課題に対し、特許文献１には、着色剤を添加することで、ベルトの光透過率を適正に規制することが可能なベルトの構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６５６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の構成においては、着色剤の分散状態がベルトの抵抗分布に影響を与えてしまうことから、ベルトの電気抵抗値の均一性が損なわれた場合に安定した転写性を確保することが困難となるおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、ベルトに向けて照射した光の反射光を検知して画像に関する補正制御を行う画像形成装置において、安定した転写性を確保しつつ、補正制御における誤検知を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と接触して移動可能なベルトと、前記像担持体から前記ベルトに転写された検知用トナー像及び前記ベルトに向けて光を照射したときにおける、前記ベルト及び前記検知用トナー像からの反射光を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に基づいて、トナー像によって形成される画像の画像形成条件の補正制御を実行する制御手段と、を備える画像形成装置において、前記ベルトは、前記ベルトの厚さ方向に関して、前記ベルトを構成する複数の層のうち最も厚い層であってイオン導電剤を添加された層である第１の層と、前記第１の層よりも光透過率が低い第２の層と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ベルトに向けて照射した光の反射光を検知して画像に関する補正制御を行う画像形成装置において、安定した転写性を確保しつつ、補正制御における誤検知を抑制することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の画像形成装置の構成を説明する概略断面図である。
【図２】画像形成装置の制御ブロック図である。
【図３】実施例１における、検知手段の配置及び構成を説明する模式図である。
【図４】実施例１における、画像の位置を補正する補正制御を実行するときの検知用トナー像について説明する模式図である。
【図５】実施例１の中間転写ベルトの構成を説明する模式図である。
【図６】実施例１及び比較例１の中間転写ベルトの光透過率を説明する表である。
【図７】実施例１及び比較例１における、検知手段による検知結果を示すグラフである。
【図８】実施例１及び比較例１における、中間転写ベルトに対して赤外光を照射したときの反射について説明する模式図である。
【図９】実施例１及び比較例１における、検知用トナー像に対して赤外光を照射したときの反射について説明する模式図である。
【図１０】実施例１における、画像の濃度を補正する補正制御を実行するときの検知用トナー像について説明する模式図である。
【図１１】実施例１及び比較例１における、画像の濃度を補正する補正制御を実行するときの検知用トナー像の検知結果である。
【図１２】その他の変形例における中間転写ベルトの構成を説明する模式図である。
【図１３】波長領域に分布を持つ発光素子の波長分布を説明するグラフである。
【図１４】実施例１と実施例２における、着色剤の添加量と赤外光の透過率との関係を説明するグラフである。
【図１５】実施例４における、中間転写ベルトの構成を説明する模式図である。
【図１６】実施例４における、中間転写ベルトからの反射光を説明する模式図である。
【図１７】実施例４及び比較例２における、検知手段による検知結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１２】
（実施例１）
［画像形成装置の説明］
図１は、本実施例の画像形成装置１００の構成を示す概略断面図である。なお、本実施例の画像形成装置１００は、複数の画像形成部Ｓａ〜Ｓｄを有する、いわゆるタンデム型の画像形成装置である。第１の画像形成部Ｓａはイエロー（Ｙ）、第２の画像形成部Ｓｂはマゼンタ（Ｍ）、第３の画像形成部Ｓｃはシアン（Ｃ）、第４の画像形成部Ｓｄはブラック（Ｂｋ）の各色のトナーによって画像を形成する。これら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おり、各画像形成部の構成は収容するトナーの色を除いて実質的に共通である部分が多い。したがって、以下、第１の画像形成部Ｓａを用いて本実施例の画像形成装置を説明する。
【００１３】
第１の画像形成部Ｓａは、ドラム状の感光体である感光ドラム１ａと、帯電部材である帯電ローラ２ａと、現像手段４ａと、ドラムクリーニング手段５ａと、を有する。
【００１４】
感光ドラム１ａは、トナー像を担持する像担持体であり、図示矢印Ｒ１方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。現像手段４ａは、イエローのトナーを収容し、感光ドラム１ａにイエロートナーを現像する。ドラムクリーニング手段５ａは、感光ドラム１ａに付着したトナーを回収するための手段である。ドラムクリーニング手段５ａは、感光ドラム１ａに接触するクリーニングブレードと、クリーニングブレードによって感光ドラム１ａから除去されたトナーなどを収容する廃トナーボックスと、を有する。
【００１５】
制御手段としてのコントローラ２７４（図２中に図示）が画像信号を受信することによって画像形成動作が開始されると、感光ドラム１ａは回転駆動される。感光ドラム１ａは回転過程で、帯電ローラ２ａにより所定の極性（本実施例では負極性）で所定の電位（帯電電位）に一様に帯電処理され、露光手段３ａにより画像信号に応じた露光を受ける。これにより、目的のカラー画像のイエロー色成分像に対応した静電潜像が形成される。次いで、その静電潜像は現像位置において現像手段４ａにより現像され、イエロートナー像（以下、単にトナー像と称する。）として可視化される。ここで、現像手段４ａに収容されたトナーの正規の帯電極性は、負極性である。この実施例では帯電部材による感光ドラムの帯電極性と同極性に帯電したトナーにより静電潜像を反転現像しているが、本発明は、感光ドラムの帯電極性とは逆極性に帯電したトナーにより静電潜像を正現像するようにした画像形成装置にも適用できる。
【００１６】
無端状で移動可能な中間転写体としての中間転写ベルト１０は、各画像形成部Ｓａ〜Ｓｄの各感光ドラム１ａ〜１ｄと当接する位置に配置され、張架部材である支持ローラ１１、張架ローラ１２、対向ローラ１３の３軸で張架されている。また、中間転写ベルト１０は、樹脂材料に導電剤を添加して導電性を付与した周長７００ｍｍの無端状ベルトであり、張架ローラ１２により総圧６０Ｎの張力で張架され、駆動力を受けて回転する対向ローラ１３の回転によって図示矢印Ｒ２方向に移動する。なお、詳細は後述するが、本実施例における中間転写ベルト１０は、複数の層によって構成されている。
【００１７】
本実施例では、支持ローラ１１と張架ローラ１２として、ステンレス鋼（ＳＵＳ）によって構成されたスリーブを用いており、各ローラの外径は、それぞれ２４ｍｍと１２ｍｍである。また、対向ローラ１３としては、外径が２３ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）によって構成されたスリーブを厚さ５００μｍのエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）で覆ったローラであって、電気抵抗値が１×１０５Ω以下に調整されたローラを用いた。なお、本実施例のように、支持ローラ１１と張架ローラ１２として、ゴム部材で被覆していない金属部材のローラを用いることにより、部材のコストダウンを図ることが可能である。
【００１８】
感光ドラム１ａに形成されたトナー像は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０とが接触する一次転写部Ｎ１ａを通過する過程で、一次転写電源２３から一次転写ローラ６ａに正極性の電圧を印加することで中間転写ベルト１０に一次転写される。その後、中間転写ベルト１０に一次転写されることなく感光ドラム１ａに残留したトナーは、ドラムクリーニング手段５ａによって回収されることで感光ドラム１ａの表面から除去される。
【００１９】
ここで、一次転写ローラ６ａは、中間転写ベルト１０を介して感光ドラム１ａに対応する位置に設けられ、中間転写ベルト１０の内周面に接触する一次転写部材（接触部材）である。また、一次転写電源２３は、一次転写ローラ６ａ〜６ｄに正極性又は負極性の電圧を印加することが可能な電源である。本実施例においては、複数の一次転写部材に対して共通の一次転写電源２３から電圧を印加する構成について説明するが、これに限らず、各一次転写部材に対応させて複数の一次転写電源を設ける構成であっても本発明を適用できる。
【００２０】
以下、同様にして、第２色のマゼンタトナー像、第３色のシアントナー像、第４色のブラックトナー像が形成され、中間転写ベルト１０に順次重ねて転写される。これにより、中間転写ベルト１０には、目的のカラー画像に対応した４色のトナー像が形成される。その後、中間転写ベルト１０に担持された４色のトナー像は、二次転写ローラ２０と中間転写ベルト１０とが接触して形成する二次転写部を通過する過程で、給紙手段５０により給紙された紙やＯＨＰシートなどの転写材Ｐの表面に一括で二次転写される。
【００２１】
二次転写ローラ２０は、外径６ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗率１０８Ω・ｃｍ、厚さ６ｍｍに調整したＮＢＲとエピクロルヒドリンゴムを主成分とする発泡スポンジ体で覆った外径１８ｍｍのものを用いている。なお、発泡スポンジ体のゴム硬度はアスカー硬度計Ｃ型を用いて測定し、５００ｇ荷重時に硬度３０°であった。二次転写ローラ２０は、中間転写ベルト１０の外周面に接触しており、中間転写ベルト１０を介して二次転写ローラ２０に対向する位置に配置された対向ローラ１３に対して５０Ｎの加圧力で押圧され、二次転写部Ｎ２を形成している。
【００２２】
二次転写ローラ２０は中間転写ベルト１０に対して従動回転しており、二次転写電源２１から電圧が印加されることにより、二次転写ローラ２０から対向ローラ１３に向かって電流が流れる。これにより、中間転写ベルト１０に担持されていたトナー像は二次転写部において転写材Ｐに二次転写される。なお、中間転写ベルト１０のトナー像を転写材Ｐに二次転写する際には、中間転写ベルト１０を介して二次転写ローラ２０から対向ローラ１３に向かって流れる電流が一定になるように、二次転写電源２１から二次転写ローラ２０に印加される電圧が制御される。また、二次転写を行うための電流の大きさは、画像形成装置１００が設置される周囲環境や転写材Ｐの種類により、予め決定されている。二次転写電源２１は、二次転写ローラ２０に接続しており、転写電圧を二次転写ローラ２０に印加する。また、二次転写電源２１は、１００［Ｖ］から４０００［Ｖ］の範囲の出力が可能である。
【００２３】
二次転写によって４色のトナー像を転写された転写材Ｐは、その後、定着手段３０において加熱および加圧されることにより、４色のトナーが溶融混色して転写材Ｐに定着される。二次転写後に中間転写ベルト１０に残ったトナーは、中間転写ベルト１０を介して対向ローラ１３に対向して設けられたベルトクリーニング手段１６により清掃、除去される。ベルトクリーニング手段１６は、対向ローラ１３に対向する位置で中間転写ベルト１０の外周面に当接するクリーニングブレード１６ａ（クリーニング部材）と、クリーニングブレード１６ａによって回収されたトナーを収容する廃トナー容器１６ｂと、を有する。
【００２４】
本実施例の画像形成装置１００においては、以上の動作により、フルカラーのプリント画像が形成される。
【００２５】
［制御ブロック図の説明］
図２は、画像形成装置１００における画像形成動作を制御するための制御ブロック図である。ホスト機器としてのパーソナルコンピュータ２７１は、画像形成装置１００の内部にあるフォーマッタ２７３に対して画像形成開始の指令を出し、形成する画像のデータをフォーマッタ２７３に送信する。フォーマッタ２７３はパーソナルコンピュータ２７１から送信された画像のデータを露光データに変換し、制御手段としてのコントローラ２７４に転送する。コントローラ２７４にはＣＰＵ２７６、メモリ２７５等が搭載されており、予めプログラムされた動作を行うことが可能である。フォーマッタ２７３からの画像形成開始の指令を受け取ると、コントローラ２７４に搭載されたＣＰＵ２７６が各種手段を制御することで画像形成動作が行われる。
【００２６】
また、ＣＰＵ２７６は、画像形成装置１００において形成する画像の位置や濃度などの画像形成条件を補正する補正制御を実行する場合における、検知手段４０に設けられる第一センサ４０ａや第二センサ４０ｂからの信号を受ける処理も行う。画像形成条件の補正制御においては、検知手段４０と対向する位置における中間転写ベルト１０の外周表面や、中間転写ベルト１０に形成したテストパッチ（検知用トナー像）からの反射光量を計測する。第一センサ４０ａや第二センサ４０ｂによる検知信号は、ＣＰＵ２７６を介してＡＤ変換された後、メモリ２７５に蓄えられる。コントローラ２７４は、第一センサ４０ａや第二センサ４０ｂによる検知結果を用いて演算を行い、各種補正を行う。
【００２７】
［検知手段］
次に、検知手段４０について説明する。検知手段４０は、中間転写ベルト１０の外周表面や、中間転写ベルト１０に形成されたテストパッチからの反射光を検知する。ここで、テストパッチは、具体的には、画像を形成する位置のずれを検知するための位置ずれ制御用パターンや、画像の濃度を検知するための濃度制御用パターンがある。
【００２８】
図３（ａ）は、検知手段４０の構成を説明する模式図である。また、図３（ｂ）は、検知手段４０に設けられる第一センサ４０ａ（第一検知部材）の構成を説明する模式図であり、図３（ｃ）は、検知手段４０に設けられる第二センサ４０ｂ（第二検知部材）の構成を説明する模式図である。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、検知手段４０は、第一センサ４０ａと第二センサ４０ｂの２つのセンサを有し、第一センサ４０ａと第二センサ４０ｂは保持部材としてのステイ４０ｃに保持されている。また、第一センサ４０ａと第二センサ４０ｂは、中間転写ベルト１０の移動方向と直交する幅方向に関して、中間転写ベルト１０の中心線である線分ＣＬを介してそれぞれ反対側に配置されている。本実施例においては、線分ＣＬから第一センサ４０ａと第二センサ４０ｂまでの距離は、それぞれ９０ｍｍである。
【００３０】
図３（ｂ）に示すように、第一センサ４０ａは、ＬＥＤ等の発光素子４１ａ、フォトトランジスタ等の受光素子４２ａ、４３ａ及びホルダ４４ａを有する。発光素子４１ａは、中間転写ベルト１０に対して１５°の傾きを持つように配置されており、中間転写ベルト１０上のテストパッチや中間転写ベルト１０の表面に赤外光（例えば波長８００ｎｍ）を照射する。この赤外光が照射されている領域が検知領域となり、ホルダ４４ａは、発光素子４１ａから中間転写ベルト１０に赤外光を照射したときのスポット径が２ｍｍとなるように、その形状を調整されている。
【００３１】
受光素子４３ａは、中間転写ベルト１０に対して４５°の傾きを持つように配置されており、テストパッチや中間転写ベルト１０の表面から拡散反射された赤外光を受光する。受光素子４２ａは、中間転写ベルト１０に対して１５°の傾きを持つように配置されており、テストパッチや中間転写ベルト１０の表面から正反射、及び拡散反射された赤外光を受光する。第一センサ４０ａによれば、位置ずれ制御用パターンや濃度制御用パターンなどのテストパッチを検知することが可能である。
【００３２】
図３（ｃ）に示すように、第二センサ４０ｂは、ＬＥＤ等の発光素子４１ｂ、フォトトランジスタ等の受光素子４３ｂ及びホルダ４４ｂを備えている。発光素子４１ｂは、中間転写ベルト１０に対して１５°の傾きを持つように配置されており、素子としての特性は発光素子４１ａと同じである。受光素子４３ｂは、中間転写ベルト１０に対して４５°の傾きを持つように配置されており、素子としての特性は受光素子４３ａと同じである。第二センサ４０ｂによれば、位置ずれ制御用パターンのテストパッチを検知することが可能である。
【００３３】
［画像形成条件の補正制御の説明］
図４は、本実施例における、画像の位置を補正する補正制御（以下、レジストレーション補正と称する）を実行する際に中間転写ベルト１０に形成するテストパッチと、第一センサ４０ａ及び第二センサ４０ｂとの位置関係を説明する模式図である。図４に示すように、レジストレーション補正を行う場合、第一センサ４０ａと第二センサ４０ｂに対応する位置に、位置ずれ制御用パターンのテストパッチ２００、３００をそれぞれ形成する。テストパッチ２００とテストパッチ３００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各平行四辺形パッチが基準線に対して対称となるように形成したものである。
【００３４】
テストパッチ２００とテストパッチ３００は中間転写ベルト１０の移動にともなって移動し、検知手段４０と中間転写ベルト１０とが対向する位置を通過する間に、発光素子４１ａから照射された赤外光を拡散反射する。レジストレーション補正は、第一センサ４０ａと第二センサ４０ｂによって、テストパッチ２００とテストパッチ３００に向けて照射した赤外光の拡散反射光を検知した結果を基に行う。
【００３５】
各センサに設けられる発光素子４１ａや発光素子４１ｂから照射された赤外光のうち、中間転写ベルト１０からの反射光は主に正反射光であり、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のトナーからの反射光は拡散反射光である。即ち、発光素子４１ａや発光素子４１ｂから赤外光を照射したときの、拡散反射光の検知波形が予め設定した閾値を超えるタイミングを検知することで、テストパッチ２００やテストパッチ３００の各色のトナーのエッジを検知して位置を特定することができる。ブラックのトナーに関しては、赤外光は主に吸収されるため、図４に示すように、ブラックのトナーと他の色のトナーを重ねることで、その位置を特定することが可能となる。
【００３６】
受光素子４３ａ及び受光素子４３ｂで受光した拡散反射光の受光強度はコントローラ２７４において電圧に変換される。ここで、中間転写ベルト１０の検知出力と、テストパッチ２００及びテストパッチ３００の検知出力との差であるダイナミックレンジが広いほど、外部ノイズ等に左右されずに安定してトナーのエッジを検知することができる。
【００３７】
コントローラ２７４は、検知手段４０からの出力に基づいてテストパッチ２００及びテストパッチ３００の通過タイミングを検出し、位置を算出する。そして、それを所定のタイミングと比較することにより、各色のトナーの間の主走査方向と副走査方向の相対的な色ずれ量や、主走査方向の倍率、相対的な傾き等を計算する。その結果に応じて各色のトナーの相対的な位置を補正することで、レジストレーション補正を行う。
【００３８】
［中間転写ベルトの説明］
中間転写ベルトの透過性が高く、検知手段４０からの照射光が中間転写ベルトを透過し、対向物からの反射光が生じる場合においては、上述のダイナミックレンジが低下するおそれがある。したがって、安定した検知を行うためには、中間転写ベルトの透過性を低減させる必要がある。
【００３９】
図５は、本実施例における中間転写ベルト１０の断面を表す図である。図５に示すように、中間転写ベルト１０は、基層１０ａ（第１の層）と、赤外光吸収層としての内面層１０ｂ（第２の層）とを有する。ここで、基層とは、中間転写ベルト１０の厚さ方向に関して、中間転写ベルト１０を構成する層のうち、最も厚い層であると定義する。本実施例においては、基層１０ａの基材の内周面にスプレーコーティングによって内面層１０ｂを形成し、ブロー成形によって成形することで複数の層を有する中間転写ベルト１０を得た。ブロー成形後の基層１０ａの厚みｔ１は６４μｍ、内面層１０ｂの厚みｔ２は１μｍである。基層１０ａの厚みｔ１は、組み付け時のハンドリング性や支持ローラ１１、張架ローラ１２、対向ローラ１３による張架跡を考慮して５５〜８５μ以内の範囲とするのが好ましい。
【００４０】
本実施例においては、中間転写ベルト１０の移動方向と直交する幅方向（主走査方向）の両端部における周長差が０．５ｍｍ以下、膜厚ムラが１５μｍ以下となるように中間転写ベルト１０のブロー成形温度、速度等が最適化されている。さらに、中間転写ベルト１０の弾性率が約２０００Ｍｐａとなるように中間転写ベルト１０のブロー成形温度、速度等が最適化されている。中間転写ベルト１０の成形方法としてはブロー成形以外に、例えば遠心成形、チューブ押出、インフレーション成形、押出成形、円筒押出成形などがある。
【００４１】
基層１０ａは、導電剤としてイオン導電剤を混合した無端状のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）から構成されており、ブロー成形を行うために０．１質量％の染料を添加されている。また、基層１０ａは、中間転写ベルト１０の体積抵抗率が、５×１０９Ω・ｃｍとなるように、イオン導電剤の添加量が調整されている。基層１０ａの体積抵抗率は１×１０８〜１×１０１２Ω・ｃｍの範囲であればよく、より好ましくは１×１０８〜１×１０１１Ω・ｃｍの範囲であればよい。さらに、基層１０ａは、検知手段４０から照射された赤外光が中間転写ベルト１０の表面上で正反射するよう、表面光沢度が３０以上に調整されている（堀場製作所製：ハンディ光沢度計ＩＧ−３２０で測定）。
【００４２】
内面層１０ｂは、着色剤としてフタロシアニン系の染料色素を５０質量％混合したポリウレタンから構成されている。また、イオン導電剤の添加により内面層１０ｂの抵抗値は１×１０４〜１×１０１０Ω・ｃｍの範囲で調整されている。
【００４３】
ここで、中間転写ベルト１０の外周面側から測定したときの表面抵抗率を基層１０の表面抵抗率と定義し、中間転写ベルト１０の内周面側（内面層１０ｂ側）から測定したときの表面抵抗率を内面層１０ｂの表面抵抗率と定義する。本実施例の構成においては、基層１０ａの表面抵抗率は、５．０×１０８Ω／□〜１．０×１０１２Ω／□の範囲であればよく、１．０×１０９．５Ω／□〜１．０×１０１１Ω／□の範囲であればより好ましい。また、内面層１０ｂの表面抵抗率は、１．０×１０７Ω／□以下の範囲であればよく、１．０×１０６Ω／□以下の範囲であればより好ましい。
【００４４】
中間転写ベルト１０の体積抵抗率及び表面抵抗率は、三菱化学株式会社のＨｉｒｅｓｔａ−ＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）を用いて、温度２３℃、湿度５０％の測定環境のもとで測定した。体積抵抗率の測定は、リングプローブのタイプＵＲ（型式ＭＣＰ−ＨＴＰ１２）を使用し、中間転写ベルト１０の外周面側からプローブを当て、印加電圧１００［Ｖ］、測定時間１０秒の条件で行った。表面抵抗率の測定は、リングプローブのタイプＵＲ１００（型式ＭＣＰ−ＨＴＰ１６）を使用し、外周面側は印加電圧１００Ｖ、測定時間１０秒、内周面側は印加電圧１０［Ｖ］、測定時間１０秒の条件で行った。中間転写ベルト１０の内周面側の表面抵抗率、即ち内面層１０ｂの表面抵抗率は、内面層１０ｂ側にプローブを当てて測定した。中間転写ベルト１０の外周面側の表面抵抗率、即ち基層１０は、基層１０ａ側にプローブを当てて測定した。
【００４５】
［本実施例の作用と効果］
図６は、本実施例及び比較例１における、中間転写ベルトの波長８００ｎｍにおける光透過率を測定した結果である。測定は、紫外可視赤外分光光度計（日立ハイテクサイエンス  ＵＨ４１５０）を使用し、分光光度計の発光部と検知部との間に中間転写ベルト１０を配置して測定を行った。より具体的には、発光部と中間転写ベルト１０との距離は２９０ｍｍ、中間転写ベルト１０と検知部との距離は１９０ｍｍとして測定を行った。なお、比較例１の中間転写ベルトは、本実施例の中間転写ベルト１０における内面層１０ｂを有さず、基層１０ａに対応する層のみを有する構成である。
【００４６】
図６に示すように、本実施例においての波長８００ｎｍの光に対する光透過率は２．０％であり、赤外光がほとんど透過しない結果となった。一方、比較例１の中間転写ベルトは、内面層１０ｂを有さないことから本実施例の中間転写ベルト１０よりも光透過性が高くなり、波長８００ｎｍの光に対する光透過率は１２％であった。
【００４７】
図７（ａ）は、本実施例及び比較例１の中間転写ベルトを用いた場合の、中間転写ベルトの表面と中間転写ベルトに形成したテストパッチからの拡散反射光を受光素子４３ａで検知した結果である。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）の検知結果に基づいて、本実施例及び比較例１における、テストパッチの検知出力から中間転写ベルトの表面の検知出力を割った比であり、ダイナミックレンジの指標である。縦軸の値が大きいほどダイナミックレンジが大きく、安定してテストパッチを検知できることを示している。
【００４８】
図７（ａ）に示すように、本実施例の構成では、受光素子４３ａによって得られた中間転写ベルト１０の表面からの拡散反射光の検知結果は０．３Ｖであった。一方、比較例１の構成では、中間転写ベルトの表面からの拡散反射光の検知結果は１．８Ｖであり、本実施例と比べて高い値となった。この理由について、図８（ａ）〜（ｂ）を用いて説明する。図８（ａ）は、本実施例の構成における、中間転写ベルト１０に対して赤外光を照射したときの、赤外光の反射について説明する模式図である。また、図８（ｂ）は、比較例１の構成における、中間転写ベルトに対して赤外光を照射したときの、赤外光の反射について説明する模式図である。
【００４９】
図８（ａ）に示すように、中間転写ベルト１０に赤外光を照射すると、基層１０ａの表面でわずかに赤外光が拡散反射され、基層１０ａを透過した一部の赤外光は内面層１０ｂで吸収される。一方で、内面層１０ｂを有さない比較例１の構成においては、図８（ｂ）に示すように、中間転写ベルトに赤外光を照射すると、中間転写ベルトの表面からの拡散反射光に加え、中間転写ベルトを透過した一部の赤外光が支持ローラ１１の表面で拡散反射される。特に、金属部材としてのステンレス鋼によって構成された支持ローラ１１は、その表面特性から、赤外光を反射しやすい。その結果、図７（ａ）に示すように、比較例１の構成では中間転写ベルトの表面からの拡散反射光の検知結果が本実施例よりも大きな値となった。
【００５０】
また、図７（ａ）に示すように、本実施例の構成では、受光素子４３ａによって得られたテストパッチからの拡散反射光の検知結果は２．１Ｖであった。一方、比較例１の構成では、テストパッチからの拡散反射光の検知結果は、３．０Ｖであり、本実施例と比べて高い値となった。この理由について、図９（ａ）〜（ｂ）を用いて説明する。図９（ａ）は、本実施例の構成における、中間転写ベルト１０に形成したテストパッチに対して赤外光を照射したときの、赤外光の反射について説明する模式図である。また、図９（ｂ）は、比較例１の構成における、中間転写ベルトに形成したテストパッチに対して赤外光を照射したときの、赤外光の反射について説明する模式図である。
【００５１】
図９（ａ）に示すように、中間転写ベルト１０に形成されたテストパッチに赤外光を照射すると、テストパッチの表面で赤外光が拡散反射され、テストパッチと基層１０ａを透過した一部の赤外光は内面層１０ｂで吸収される。一方で、内面層１０ｂを有さない比較例１の構成においては、図９（ｂ）に示すように、テストパッチの表面で拡散反射する赤外光に加えて、テストパッチと中間転写ベルトを透過した一部の赤外光が支持ローラ１１の表面で拡散反射される。その結果、図７（ａ）に示すように、比較例１の構成ではテストパッチの表面からの拡散反射光の検知結果が本実施例よりも大きな値となった。
【００５２】
図７（ｂ）に示すように、本実施例の構成において、図７（ａ）の検知結果から得られたダイナミックレンジの値は７．０であった。この結果から、中間転写ベルト１０の継時劣化や検知手段４０の各センサの汚れ等の外乱によらず、本実施例の構成においては、安定してレジストレーション補正ができる。一方で、比較例１の構成においては、ダイナミックレンジの値は１．７であり、本実施例よりも低い値となった。即ち、比較例１の中間転写ベルトを用いた場合、中間転写ベルトの継時劣化やセンサの汚れなどの外乱によっては、ダイナミックレンジをしっかり確保することができず、レジストレーション補正を安定して実施できない可能性がある。
【００５３】
以上説明したように、本実施例では、基層１０ａの内周面側に、赤外光吸収層としての内面層１０ｂを設けることにより、中間転写ベルト１０の電気抵抗値の均一性を損ねることなく、中間転写ベルトの透過性を低減させることが可能である。これにより、画像の位置や濃度などの画像形成条件を補正する補正制御を実行する場合において、検知手段４０から中間転写ベルト１０及びテストパッチに対して照射された光が中間転写ベルト１０を透過することによる誤検知の発生を抑制することができる。
【００５４】
内面層１０ｂによる光透過率の抑制は７．５％以下であれば、ダイナミックレンジが３．０以上となり安定したレジストレーション検知が期待できる。より好ましくは光透過率を６％以下とし、ダイナミックレンジを４．０以上確保するのが望ましい。
【００５５】
本実施例においては、拡散反射光の検知結果を用いてレジストレーション補正を行う例について説明したが、これに限らず、正反射光の検知結果を用いてレジストレーション補正を行うことも可能である。この場合においても、内面層１０ｂを設けることによって、補正制御の検知精度を安定させることが可能である。
【００５６】
正反射光の検知結果によってレジストレーション補正を行う場合、正反射光を検知する受光素子４２ａは、中間転写ベルト１０に対しては強い受光強度を示すのに対して、テストパッチに対しては受光強度が弱くなることを利用して補正制御を行う。より詳細には、受光素子４２ａは、テストパッチからの拡散反射光の内、正反射方向の反射光のみを受光するため、中間転写ベルト１０とテストパッチとの境においては受光強度が弱くなる。したがって、テストパッチ通過前後で検知出力があらかじめ決めた閾値をまたぐタイミングを検知することで、テストパッチの位置を特定することができる。
【００５７】
また、正反射光検知の場合、反射物の表面凹凸によって、反射方向が変わり、受光強度が大きく変わる特性を持つ。このため、外部からの異物や中間転写ベルト１０の削れ粉などが支持ローラ１１上に堆積した際に、赤外光が中間転写ベルト１０を透過して異物に照射されると、正反射方向の反射成分が減少することよって、異物をテストパッチと誤検知するおそれがある。本実施例の構成によれば、内面層１０ｂを形成することで、検知手段４０からの照射された赤外光の内、中間転写ベルト１０の透過分は内面層１０ｂで吸収されるため、このような誤検知を防止することができる。
【００５８】
本実施例ではレジストレーション補正について説明したが、これに限らず、検知手段４０による画像形成条件の補正制御として画像の濃度を補正する濃度補正を行う場合にも、本発明は有効である。以下、図１０、図１１（ａ）〜（ｂ）を用いて濃度補正について簡単に説明する。図１０は、濃度補正を実行する際に中間転写ベルト１０に形成するテストパッチ４００の模式図である。図１１（ａ）は、本実施例の構成における、テストパッチ４００の検知結果のグラフであり、図１１（ｂ）は、中間転写ベルトに内面層１０ｂを設けていない比較例１の構成における、テストパッチ４００の検知結果のグラフである。
【００５９】
図１０に示すように、濃度補正を行う場合、中間転写ベルト１０の第一センサ４０ａに対応した位置に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）それぞれで５階調ずつパターンを形成する。第一センサ４０ａによるテストパッチ４００の検知結果はコントローラ２７４で処理する。具体的には、第一センサ４０ａの受光光量信号は、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換された後にコントローラ２７４へ出力され、コントローラ２７４内のＣＰＵ２７６で正味の正反射光量が計算される。そして、この結果をもとに、コントローラ２７４は、帯電電圧、現像電圧、露光光量等の濃度因子を設定する。濃度因子の設定結果は、コントローラ２７４内のメモリ２７５に格納され、画像形成時や次回の濃度補正の実行時などに用いられる。
【００６０】
ここで、一例として、本実施例の構成における、テストパッチ４００のイエロー階調パターンの検知結果を図１１（ａ）に示す。濃度補正では、トナー量（濃度）が１００％のパッチ４０１Ｙにおける正反射光の検知出力と拡散反射光の検知出力が等しくなるように検知出力を規格化し、正反射出力と散乱反射出力との差分を求めることで正味の正反射光量を算出する。このような演算を行うことで、図１１（ａ）に示すような演算後のグラフが得られ、トナー量と対応した結果を基に濃度補正を行う。本実施例ではイエローを例に説明を行ったが、同様の方法でマゼンタ、シアン、ブラックについても計算ができる。
【００６１】
図１１（ｂ）に示すように、内面層１０ｂを設けていない中間転写ベルトを用いた比較例１の構成においては、トナー量ゼロの場合における演算後の正味の正反射光量が本実施例より低くなる。比較例１の構成においては、発光素子４１ｂから照射された赤外光が中間転写ベルトを透過し、支持ローラ１１表面で拡散反射する。この拡散反射光を受光素子４３ｂで検知してしまうことで、図１１（ｂ）の点Ａで示すように、トナー量がゼロの場合であっても受光素子４３ｂの検知出力がゼロではない結果となる。その結果、図１１（ａ）と図１１（ｂ）に示すように、内面層１０ｂを有する中間転写ベルト１０を用いた本実施例の構成におけるダイナミックレンジに対して、比較例１の構成におけるダイナミックレンジが狭くなってしまう。したがって、濃度補正においても、本実施例のように、内面層１０ｂを形成し、基層１０ａの透過光を内面層１０ｂによって吸収することが望ましい。
【００６２】
本実施例では中間転写ベルト１０の基材の樹脂材料としてＰＥＮを使用したが、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などを使用することができる。さらに、求められる性能に応じて、他に、導電剤としての導電ポリマーや電解質、相溶化剤、分散剤、各種フィラーなどの添加剤を付与することができる。
【００６３】
なお、本実施例では、基層１０ａへ添加される着色剤として染料が０．１質量％添加されているが、さらに着色剤を添加することでより赤外光の透過を抑制することができる。基層１０ａは、内面層１０ｂと比べて厚いため、少ない添加量で赤外光の透過を抑制することができる。ただし、中間転写ベルト１０の電気抵抗のばらつきや成形性に問題のない範囲とするために、基層１０ａへの着色剤の添加は０．５質量％以下の範囲で調整するのが望ましい。
【００６４】
また、本実施例では厚さ１μｍの内面層１０ｂにフタロシアニン系の染料色素を５０質量％添加しているが、赤外光の透過をより抑制するためには、内面層１０ｂをより厚くすればよい。例えば、内面層１０ｂの厚さを２μｍとすると、厚さ２μｍ中に添加されるフタロシアニン系の染料色素量は、厚さが１μｍの時と比べて２倍となるため赤外光の透過がより軽減される。内面層１０ｂの厚さを４μｍまで厚くすると、透過率はほぼ０％となる。
【００６５】
内面層１０ｂの膜厚が１μｍであっても、フタロシアニン系の染料色素を増加することで赤外光の透過率を低くすることが可能である。例えば、染料色素を７５質量％添加すると透過率はほぼ０％となる。フタロシアニン系の染料色素の添加量は、材料コストや所望のダイナミックレンジが得られる範囲を鑑みて、適宜調整すればよい。本実施例の画像形成装置１００の構成では、フタロシアニン系の染料色素の添加量が４０質量％以上であれば赤外光の透過率は４％以下となり、十分な効果が得られる。また、内面層１０ｂの厚みは、赤外光の透過率を鑑みて１μｍ以上であればよく、中間転写ベルト１０の硬度が高くなることによる中間転写ベルト１０の割れの防止を鑑みて、適度な柔軟性を確保するために１０μｍ以下であればよい。
【００６６】
内面層１０ｂとして使用する材料としてはポリウレタンを使用しているが、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂などを使用することができる。また、内面層１０ｂの成形方法としては、スプレーコーティング以外にも、例えばスピンコート、ロールコートによる基材との二色成形などが挙げられる。更に、本実施例においては、内面層１０ｂを中間転写ベルト１０の内周面側に形成したが、これに限らず、中間転写ベルト１０の外周面側に本実施例の赤外光吸収層を設けても、本実施例と同様の効果を得ることが可能である。中間転写ベルト１０の外周面側に赤外光吸収層を設ける場合、本実施例の内面層１０ｂと同様にスプレーコーティングによって形成しても良く、上述した他の方法によって形成しても良い。
【００６７】
本実施例においては、検知手段４０として、正反射光と拡散反射光を検知できる第一センサ４０ａと、拡散反射光を検知できる第二センサ４０ｂとをそれぞれ設ける構成について説明した。しかし、これに限らず、２つのセンサの両方を正反射光と拡散反射光とを検知できるセンサとしても良い。また、第二センサ４０ｂとして、正反射光を検知する受光素子のみを設け、拡散反射光を検知する受光素子を設けない構成としても良く、片方は正反射光を検知しもう片方は拡散反射光を検知するセンサとしても良い。本実施例のように、２つのセンサの両方を正反射光と拡散反射光とを検知できるセンサとしない構成によれば、第二センサ４０ｂに正反射光を検知する受光素子を設けないことから、第二センサ４０ｂの構成の簡略化やコストダウンを達成することが可能である。
【００６８】
また、レジストレーション補正を行う際に主走査方向の位置ずれを検知するためには、本実施例のように２つのセンサを設けることが好ましいが、これに限らず、第一センサ４０ａを１つだけ設けても良く、センサの数を増やして３つ以上としても良い。
【００６９】
本実施例においては、中間転写ベルト１０の基層１０ａの内周面側全面に内面層１０ｂを形成した。しかし、これに限らず、図１２に示すように、第一センサ４０ａ及び第二センサ４０ｂに対応する位置にのみ内面層１０ｂを形成してもよい。少なくとも、中間転写ベルト１０の幅方向に関して、第一センサ４０ａと第二センサ４０ｂとが配置されている位置と対向する、中間転写ベルト１０の一周分の領域に内面層１０ｂを形成していればよい。内面層１０ｂは基層１０ａの裏側にスプレーコート、スピンコート、ロールコート等によって塗布されるが、塗布領域が大きいほど層の形成に時間を要し、また、塗布領域が大きいほど、材料コストが増大する。したがって、図１２のように必要最小限の領域に内面層１０ｂを塗布することで、形成工程時間の短縮や、材料コストを抑えることが可能である。
【００７０】
（実施例２）
実施例１では内面層１０ｂの着色剤としてフタロシアニン系の染料色素を使用する構成について説明した。これに対し、実施例２では、内面層１１０ｂの着色剤としてカーボンブラックを用いる構成について説明する。なお、本実施例の構成は、内面層１１０ｂの着色剤としてカーボンブラックを用いる点を除いて、実施例１とほぼ同一である。したがって、以下、実施例１と共通する部分に関しては同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
染料色素の場合、単一化合物のみの添加であると特定波長領域では吸収効率は高い一方で、その他の波長領域では吸収効率が低下する。このため、例えば、図１３に示すような波長領域に分布を持つ発光素子や、発光素子の個体バラつきによってピーク波長にバラつきがある場合、一部の波長領域の照射光が内面層１０ｂを透過してしまう可能性がある。内面層１０ｂによって赤外光を吸収する効果を十分に得るためには、発光素子４１ａ，４１ｂのピーク波長である８００ｎｍ付近の赤外光を広く吸収できるような色素を添加する必要がある。しかしながら、着色剤として染料色素を用いる場合は、複数の化合物を混合して添加する必要があり、添加量が多くなってしまうおそれがある。
【００７２】
そこで、本実施例では、内面層１１０ｂに対して、少量の添加量で赤外波長領域の光を広く吸収できる着色剤としてカーボンブラックを添加している。図１４は、実施例１及び実施例２の各中間転写ベルトにおける、着色剤の添加量と赤外光の透過率との関係を説明するグラフである。図１４に示すように、同じ添加量で比較した場合、内面層１１０ｂにカーボンブラックを添加した中間転写ベルト１１０における赤外光の透過率は、内面層１０ｂにフタロシアニン系の染料色素を添加した中間転写ベルト１０における赤外光の透過率よりも低い。
【００７３】
即ち、着色剤としてカーボンブラックを用いる場合、フタロシアニン系の染料色素よりも少ない添加量で同等の赤外光の吸収効率が得られる。このように、本実施例では内面層１１０ｂへの着色剤としてカーボンブラックを添加することで、実施例１と同様の効果が得られるだけでなく、赤外光の吸収率をより向上させた内面層１１０ｂを得ることが可能となる。
【００７４】
なお、本実施例の構成では、内面層１１０ｂに対するカーボンブラックの添加量が、５質量％以上であれば赤外光の透過率が４％以下となり、十分な効果が得られる。一方で、内面層１１０ｂに対するカーボンブラックの添加量が多くなると中間転写ベルト１１０を回転移動させた際に、支持ローラ１１、１２、１３と接触することによって内面層１１０ｂが削れる場合がある。したがって、内面層１１０ｂに対するカーボンブラックの添加量は、５質量％〜５０質量％以下とするのが望ましい。より好ましくは５％〜２０％の範囲とするのが好ましい。
【００７５】
また、本実施例においては、カーボンブラックを添加することによって基層１１０ａと内面層１１０ｂの電気抵抗が異なる中間転写ベルト１１０を用いており、基層１１０ａと比べて内面層１１０ｂの電気抵抗を低く設定している。ここで、中間転写ベルト１１０に関して、外周面側（基層１１０ａ側）から測定した表面抵抗率を基層１１０ａの電気抵抗とし、内周面側（内面層１１０ｂ側）から測定した表面抵抗率を内面層１１０ｂの電気抵抗と定義する。即ち、本実施例の中間転写ベルト１１０は、外周面側から測定した表面抵抗率と内周面側から測定した表面抵抗率の値が異なり、内周面側から測定される表面抵抗率の方が外周面側から測定される表面抵抗率よりも電気抵抗値が小さい。
【００７６】
更に、本実施例における中間転写ベルト１１０は、基層１１０ａと内面層１１０ｂとの電気抵抗と厚みの関係から、中間転写ベルト１１０の体積抵抗率は基層１１０ａの電気抵抗を反映する。標準環境（温度２３℃湿度５０％）において、中間転写ベルト１１０の外周面側から測定した表面抵抗率は３．２×１０９Ω／□であり、中間転写ベルト１１０の内周面側から測定した表面抵抗率は、１．０×１０６Ω／□であった。また、体積抵抗率は５×１０９Ω・ｃｍであった。中間転写ベルト１１０の好ましい抵抗率の範囲は、表面抵抗率で５．０×１０８Ω／□〜１．０×１０１１Ω／□であり、体積抵抗率で５．０×１０８Ω・ｃｍ〜８．０×１０１１Ω・ｃｍである。
【００７７】
ここで、本実施例の構成における中間転写ベルト１１０の抵抗率は、以下の範囲に設定されることが望ましい。基層１１０ａの電気抵抗、即ち、中間転写ベルト１１０外周面側から測定した表面抵抗率は、５．０×１０８Ω／□〜１．０×１０１２Ω／□の範囲内に設定することが好ましい。より好ましくは、１．０×１０９．５Ω／□〜１．０×１０１１Ω／□である。また、内周面側の好ましい抵抗率の範囲は、表面抵抗率で１．０×１０７Ω／□以下、より好ましくは１．０×１０６Ω／□以下である。また、体積抵抗率で５．０×１０８Ω・ｃｍ〜８．０×１０１１Ω・ｃｍである。
【００７８】
中間転写ベルト１１０の体積抵抗率及び表面抵抗率は、三菱化学株式会社のＨｉｒｅｓｔａ−ＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）を用いて、温度２３℃、湿度５０％の測定環境のもとで測定した。体積抵抗率の測定は、リングプローブのタイプＵＲ（型式ＭＣＰ−ＨＴＰ１２）を使用し、中間転写ベルト１１０の外周面側からプローブを当て、印加電圧１００［Ｖ］、測定時間１０秒の条件で行った。表面抵抗率の測定は、リングプローブのタイプＵＲ１００（型式ＭＣＰ−ＨＴＰ１６）を使用し、外周面側は印加電圧１００Ｖ、測定時間１０秒、内周面側は印加電圧１０［Ｖ］、測定時間１０秒の条件で行った。中間転写ベルト１１０の内周面側の表面抵抗率は、内面層１１０ｂ側にプローブを当てて測定し、中間転写ベルト１１０の外周面側の表面抵抗率は、基層１１０ａ側にプローブを当てて測定した。
【００７９】
（実施例３）
実施例２では着色剤としてカーボンブラックを添加したが、カーボンブラックは３ｎｍ〜５００ｎｍの直径を持つ粒子の凝集体であり、粒子径や凝集体の構造によって、赤外光の透過率が変化する。粒子径が小さいほど、赤外光の透過率は減少する傾向にあるものの、カーボンブラックの分散性が低下する傾向にあり、透過率のムラが生じる場合がある。また、凝集体の構造が大きくなると分散性が向上して透過率のムラは軽減する方向にある一方で、赤外光の透過率は上昇する傾向にある。着色剤としてカーボンブラックを用いる場合、カーボンブラックの添加量を増やすことで、赤外光の透過率の低減と、透過率のムラの抑制を両立させることが可能である。
【００８０】
そこで、実施例３では、より少量の添加量で赤外光の透過率を低減させることが可能な着色剤として内面層２１０ｂにカーボンナノチューブを添加することを特徴とする。なお、本実施例の構成は、内面層２１０ｂの着色剤としてカーボンナノチューブを用いる点を除いて、実施例１とほぼ同一である。したがって、以下、実施例１と共通する部分に関しては同一の符号を付して説明を省略する。
【００８１】
本実施例では、中間転写ベルト２１０の内面層２１０ｂの基材であるポリウレタンに、一般的な炭素６員環構造が連なった円筒構造のカーボンナノチューブを分散させている。円筒構造のカーボンナノチューブを着色剤として用いることで、中間転写ベルト２１０の基層２１０ａを透過した赤外光は、内面層２１０ｂに分散されたカーボンナノチューブの円筒構造内で反射と減衰を繰り返し消滅する。これにより、本実施例においては、実施例１及び実施例２と同様の効果を得られるだけでなく、着色剤の添加量を少なくしつつ赤外光の透過性を低くした中間転写ベルト２１０を得ることが可能である。
【００８２】
（実施例４）
実施例１では、基層１０ａと内面層１０ｂとを有する中間転写ベルト１０について説明した。これに対し、図１５（ａ）〜（ｂ）に示すように、実施例４の中間転写ベルト３１０は、基層３１０ａと、内面層３１０ｂと、中間転写ベルト３１０の移動方向に関して溝を形成された表層３１０ｃとを有する点で実施例１とは異なる。図１５（ａ）は、中間転写ベルト３１０の構成を説明する模式図であり、図１５（ｂ）は、中間転写ベルト３１０の移動方向から見たときの中間転写ベルト３１０の模式的な断面図である。なお、本実施例の構成は、表層３１０ｃを設ける点を除いて、実施例１とほぼ同一である。したがって、以下、実施例１と共通する部分に関しては同一の符号を付して説明を省略する。
【００８３】
図１に示すように、クリーニングブレード１６ａは、中間転写ベルト１０の移動方向に対してカウンター方向から中間転写ベルト３１０に圧接されている。このため、クリーニングブレード１６ａと圧接部の摩擦係数が大きい場合は、クリーニングブレード１６ａのめくれや繰り返し使用による摩耗が懸念される。摩耗が生じると、摩耗箇所を起点にトナーのすり抜けが発生してクリーニング不良となるおそれがある。
【００８４】
そこで、本実施例においては、図１５（ａ）〜（ｂ）に示すように、クリーニング不良の発生を抑制するために、中間転写ベルト３１０の表面に、中間転写ベルト３１０の移動方向に沿って溝ｃ１を形成した表層３１０ｃ（第３の層）を設けている。溝ｃ１を有する表層３１０ｃを設けることにより、クリーニングブレード１６ａと中間転写ベルト３１０との接触面積が減少し、中間転写ベルト３１０とクリーニングブレード１６ａとの間の摩擦係数を軽減することができる。この結果、画像形成装置１００におけるクリーニング性を向上させることが可能である。
【００８５】
［中間転写ベルトの説明］
図１５（ｂ）に示すように、本実施例の中間転写ベルト３１０は、厚さ方向に関して３層構成となっている。基層３１０ａと内面層３１０ｂの構成や形成方法は実施例１と同様である。また、内面層３１０ｂに添加する着色剤としては、フタロシアニン系の染料色素、カーボンブラック、カーボンナノチューブなどを使用することができる。本実施例においては、カーボンブラックを１０質量％添加しており、内面層３１０ｂの表面抵抗率は１．０×１０６Ω／□であった。なお、本実施例における中間転写ベルト３１０の基層３１０ａ及び内面層３１０ｂの電気抵抗の好ましい範囲は、実施例２と同様の範囲であるため、説明を省略する。
【００８６】
表層３１０ｃは、基層３１０ａの外周面側に、アクリル樹脂を基材として、抵抗調整剤と表面潤滑剤とが添加された厚さが約２μｍの透明な層であり、基層３１０ａよりも光透過率が高い層である。なお、抵抗調整剤としてはアンチモンドープを、表面潤滑剤としてはポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥ）を用いている。表層３１０ｃの表面には、中間転写ベルト３１０の幅方向に関して溝ｃ１が所定の間隔で周期的に形成されている。図１５（ｂ）に示すように、溝ｃ１は、溝幅ｗ１が２μｍ、溝深さｄが１μｍ、溝と溝の間隔である溝ピッチｗ２が２０μｍとなるように、表面加工処理によって形成されている。
【００８７】
溝ピッチｗ２は広いほどクリーニングブレード１６ａと中間転写ベルト３１０との接触面積が大きくなる。この場合、中間転写ベルト３１０に残留したトナーがクリーニングブレード１６ａを通過しにくくなる一方で、クリーニングブレード１６ａと中間転写ベルト３１０の接触部においてクリーニングブレード１６ａが摩耗しやすくなる。一方、溝ピッチｗ２が狭いほどクリーニングブレード１６ａと中間転写ベルト３１０との接触面積は小さくなり、クリーニングブレード１６ａと中間転写ベルト３１０との接触部におけるクリーニングブレード１６ａの摩耗は抑制される。しかし、この場合、中間転写ベルト３１０に残留したトナーがクリーニングブレード１６ａと中間転写ベルト３１０との接触部を通過してしまうことによるクリーニング不良が発生しやすくなる。以上の理由から、本実施例の構成においては、中間転写ベルト３１０に残留したトナーのすり抜けとクリーニングブレード１６ａの摩耗性を考慮すると、溝ピッチｗ２は、３μｍ〜５０μｍの範囲とするのが望ましい。
【００８８】
中間転写ベルト３１０のように、表層３１０ｃに溝形状を形成されている場合、検知手段４０から照射された照射光は、溝ｃ１の側面においても反射することになる。図１６は本実施例の中間転写ベルトに対して検知手段４０から照射された赤外光が反射される様子を示した図である。実施例１で説明した正反射光や拡散反射光に加えて、本実施例では、溝ｃ１での拡散反射光や、表層３１０ｃで屈折された正反射光などが増えるため、受光素子４３ａで受光する反射光が増大する傾向にある。
【００８９】
図１７（ａ）は、本実施例及び比較例２の中間転写ベルトを用いた場合の、中間転写ベルトの表面と中間転写ベルトに形成したテストパッチからの拡散反射光を受光素子４３ａで検知した結果である。また、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の検知結果に基づいて、本実施例及び比較例２における、テストパッチの検知出力から中間転写ベルトの表面の検知出力を割った比であり、ダイナミックレンジの指標である。なお、比較例２の中間転写ベルトは、本実施例の中間転写ベルト３１０における内面層３１０ｂを有さず、基層３１０ａと表層３１０ｃに対応する層のみを有する構成である。
【００９０】
図１７（ａ）に示すように、本実施例の構成では、受光素子４３ａによって得られた中間転写ベルト３１０の表面からの拡散反射光の検知結果は０．５Ｖであった。これは、中間転写ベルト３１０の基層３１０ａからの拡散反射光に加えて、表層３１０ｃの溝ｃ１部分で生じる拡散反射光や、溝ｃ１部分で屈折した正反射光を検知した結果である。実施例１と同様、発光素子４１ａから照射された赤外光の一部は、基層３１０ａを透過した後に内面層３１０ｂで吸収される。
【００９１】
一方、比較例２の構成では、中間転写ベルトの表面からの拡散反射光の検知結果は２．４Ｖであり、本実施例と比べて高い値となった。これは、比較例２の構成においては、中間転写ベルトの表面で反射された拡散反射光や、表層の溝部分で生じる拡散反射光や、溝部分で屈折した正反射光に加えて、中間転写ベルトを透過した一部の赤外光が支持ローラ１１の表面で拡散反射されるためである。
【００９２】
また、図１７（ａ）に示すように、本実施例の構成では、受光素子４３ａによって得られたテストパッチからの拡散反射光の検知結果は２．１Ｖであった。一方、比較例２の構成では、テストパッチからの拡散反射光の検知結果は、３．３Ｖであり、本実施例と比べて高い値となった。これは、内面層３１０ｂを有さない比較例２の構成においては、テストパッチで反射された拡散反射光などに加えて、テストパッチと中間転写ベルトを透過した一部の赤外光が支持ローラ１１の表面で拡散反射されるためである。
【００９３】
図１７（ｂ）に示すように、本実施例の構成においてはダイナミックレンジの値が４．４であった。この結果から、中間転写ベルト３１０の継時劣化や検知手段４０の各センサの汚れ等の外乱によらず、本実施例の構成においては、実施例１と同様に安定して画像形成条件の補正制御を行うことができる。一方で、比較例２の構成においてはダイナミックレンジの値が１．７であり、本実施例よりも低い値となった。即ち、比較例２の中間転写ベルトを用いた場合、中間転写ベルトの継時劣化やセンサの汚れなどの外乱によっては、ダイナミックレンジをしっかり確保することができず、画像形成条件の補正制御を安定して実施できない可能性がある。
【００９４】
以上説明したように、本実施例によれば、中間転写ベルト３１０の表層３１０ｃに溝ｃ１を形成することで表層３１０ｃからの拡散反射光によるダイナミックレンジが低下する場合でも、内面層３１０ｂを設けることで安定して補正制御を行うことができる。したがって、本実施例の構成においても、実施例１〜３と同様の効果を得ることができる。また、表層３１０ｃに溝ｃ１を形成することによって、画像形成装置１００におけるクリーニング性を向上させることが可能である。
【００９５】
ここで、中間転写ベルト３１０の表層３１０ｃに溝形状を形成する手段としては、研磨加工、切削加工、インプリント加工、などの手段を用いることが可能である。本実施例における、表層３１０ｃに溝ｃ１が施された中間転写ベルト３１０は、これらの形成手段のなかから好ましいものを適宜選択し利用することで、得ることが可能である。中でも加工コストや生産性の観点から、表層３１０ｃの基材としてのアクリル樹脂の光硬化性を活かした、インプリント加工を行うのが好適である。また、このようなインプリント加工に限らず、アクリル樹脂を硬化させた後にラッピング処理を施すことで、溝形状を形成してもよい。
【００９６】
本実施例においては、中間転写ベルト３１０の幅方向に関して複数の溝ｃ１を周期的に形成する構成について説明したが、これに限らず、溝ｃ１は必ずしも周期性があるものでなくても良い。少なくとも、発光素子４１ａ、４１ｂから照射された赤外光が当たる領域に溝ｃ１が形成されていれば、上述した表層３１０ｃからの拡散反射光によるダイナミックレンジが低下する可能性がある。すると、このような場合に中間転写ベルト３１０ｂを設けることで、本実施例で説明した効果を十分に得ることができる。
【００９７】
また、溝ｃ１は、中間転写ベルト３１０の移動方向に関して、中間転写ベルト３１０の一周にわたって連続的に形成されずに、途中で途切れていても良い。即ち、溝ｃ１は、中間転写ベルト３１０の一周にわたって断続的に形成されていてもよい。さらに、溝ｃ１は、中間転写ベルト３１０の移動方向に直交する幅方向に対して交差する方向に沿って延在していればよく、中間転写ベルト３１０の移動方向に対して角度を有した状態で形成されていても良い。ただし、クリーニングブレード１６ａとの間の摩擦係数を低減する効果を得るためには、中間転写ベルト３１０の移動方向に対して溝ｃ１が延在する方向がなす角度は、好ましくは４５°以下、より好ましくは１０°以下である。
【００９８】
なお、実施例１〜４においては、中間転写ベルトを用いた中間転写方式の画像形成装置１００について説明したが、これに限らず、転写材Ｐを搬送する搬送ベルトを有する直接転写方式の画像形成装置であっても上述の効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１  感光ドラム
１０  中間転写ベルト
１０ａ  表層
１０ｂ  基層
４０  検知センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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