(57)【要約】【課題】中間転写体の表面層における亀裂の発生を抑制する。【解決手段】現像剤像を担持するための表面層と、前記表面層よりヤング率が低く、該表面層の、前記現像剤像が担持される側とは反対側にて該表面層と隣接した隣接層と、を有する中間転写体。【選択図】図６
2008122847.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤像を担持するための表面層と、
前記表面層よりヤング率が低く、該表面層の、前記現像剤像が担持される側とは反対側にて該表面層と隣接した隣接層と、
を有することを特徴とする中間転写体。
【請求項２】
請求項１に記載の中間転写体において、
前記表面層のヤング率が２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上であることを特徴とする中間転写体。
【請求項３】
請求項２に記載の中間転写体において、
前記隣接層のヤング率が１８０００ｋｇｆ／ｃｍ２以下であることを特徴とする中間転写体。
【請求項４】
請求項３に記載の中間転写体において、
前記隣接層のヤング率が８０００ｋｇｆ／ｃｍ２以下であることを特徴とする中間転写体。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の中間転写体において、
前記中間転写体は三層構造の無端ベルトであり、
前記隣接層の前記表面層側とは反対側にて該隣接層と隣接した裏面層、が設けられていることを特徴とする中間転写体。
【請求項６】
請求項５に記載の中間転写体において、
前記裏面層は、無端状に成形された絶縁性樹脂のフィルムの層であり、
前記隣接層は、前記裏面層上に塗られた導電性材料の層であり、
前記表面層は、前記隣接層上に塗られた半導電性材料の層であることを特徴とする中間転写体。
【請求項７】
現像剤像を担持するための表面層と、該表面層よりヤング率が低く、該表面層の、前記現像剤像が担持される側とは反対側にて該表面層と隣接した隣接層と、を有する中間転写体と、
前記表面層上に残存した未転写の現像剤を除去するためのクリーニング部材と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像形成装置において、
前記クリーニング部材は、前記表面層に当接する繊維を備え、該繊維によって前記未転写の現像剤を除去するクリーニングブラシである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、現像剤像を担持するための表面層と、該表面層の前記現像剤像が担持される側とは反対側にて該表面層と隣接した隣接層とを有する中間転写体に関する。また、当該中間転写体が備えられた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置等において用いられ、現像剤像を媒体へ転写する際の中間媒体となる中間転写体は既に知られている。このような中間転写体は、複数の層を有していることもあり、当該複数の層の中の表面層（すなわち、中間転写体の表面）にて前記現像剤を担持する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１４７９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、表面層のヤング率が低くなるほど（すなわち、表面層が軟らかくなるほど）、該表面層に担持された現像剤は、該表面層中に潜り込み易くなる。すなわち、ヤング率が低い表面層ほど、該表面層中に現像剤が堆積し易くなる。そして、表面層中に堆積した現像剤が、排除されないまま該表面層中において固着すると、中間転写体が劣化してしまう。このため、表面層中における現像剤の固着を防止するためには、よりヤング率の高い（すなわち、より硬い）表面層が形成される必要がある。
【０００４】
一方、表面層のヤング率が高くなるほど、該表面層において亀裂が発生し易くなってしまう。このような表面層における亀裂も、中間転写体の劣化の原因となり、当該亀裂の発生が顕著になると、最終的に媒体に形成される画像に悪影響を及ぼすことになってしまう。
【０００５】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、中間転写体の表面層における亀裂の発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、主たる本発明は、現像剤像を担持するための表面層と、前記表面層よりヤング率が低く、該表面層の、前記現像剤像が担持される側とは反対側にて該表面層と隣接した隣接層と、を有することを特徴とする中間転写体である。
【０００７】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本明細書及び添付図面の記載により少なくとも次のことが明らかにされる。  
現像剤像を担持するための表面層と、前記表面層よりヤング率が低く、該表面層の、前記現像剤像が担持される側とは反対側にて該表面層と隣接した隣接層と、を有する中間転写体。
【０００９】
すなわち、前記表面層の、現像剤像が担持される側とは反対側に、該表面層よりヤング率が低い隣接層を隣接させることによって、該表面層に作用する機械的衝撃力が緩和される。すなわち、隣接層が前記機械的衝撃力に対するクッション材として機能する結果、前記表面層における亀裂の発生が抑制される。  
また、前記表面層のヤング率が２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２（≒２．０５９４ＧＰａ）以上（≒２．０６ＧＰａ）であることとしてもよい。
【００１０】
かかる場合には、表面層中に現像剤が堆積し、固着する現象（所謂、フィルミング）を防止することが可能となる。  
また、前記隣接層のヤング率が１８０００ｋｇｆ／ｃｍ２（≒１．７６５２ＧＰａ）以下であることとしてもよい。
【００１１】
前記表面層のヤング率が２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上であるとき、かかる構成であれば、前記表面層における亀裂の発生をより適切に抑制することが可能となる。  
また、前記隣接層のヤング率が８０００ｋｇｆ／ｃｍ２（≒０．７８４５ＧＰａ）以下であることとしてもよい。
【００１２】
前記表面層のヤング率が２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上であるとき、かかる構成であれば、表面層における亀裂の発生をより一層適切に抑制することが可能になる。さらに、ヤング率が高い表面層が中間転写体に設けられることに伴って中間転写体の現像剤担持能力が低下した場合であっても、該表面層と隣接層とのヤング率の差がより大きくなることによって、前記現像剤担持能力が回復する。この結果、現像剤像の逆転写の発生をより適切に抑制することが可能となる（詳しくは、後述する）。  
また、前記中間転写体は三層構造の無端ベルトであり、前記隣接層の前記表面層側とは反対側にて該隣接層と隣接した裏面層、が設けられていることとしてもよい。
【００１３】
かかる場合、中間転写体は屈曲した状態で使用され、該中間転写体の屈曲部分に応力が集中する結果、当該屈曲部分において特に亀裂が発生し易くなる。このため、表面層における亀裂の発生を抑制する本発明の構成がより有意義なものとなる。  
また、前記裏面層は、無端状に成形された絶縁性樹脂のフィルムの層であり、前記隣接層は、前記裏面層上に塗られた導電性材料の層であり、前記表面層は、前記隣接層上に塗られた半導電性材料の層であることとしてもよい。
【００１４】
表面層に発生した亀裂が隣接層や裏面層まで達し、当該亀裂に水分が浸入すると、表面層や隣接層が剥離する虞がある。そして、表面層や隣接層が塗装により形成された場合には、該表面層や該隣接層が剥離する可能性が高くなる。このため、表面層における亀裂の発生を抑制する本発明の構成が、より有意義なものとなる。  
また、現像剤像を担持するための表面層と、該表面層よりヤング率が低く、該表面層の、前記現像剤像が担持される側とは反対側にて該表面層と隣接した隣接層と、を有する中間転写体と、前記表面層上に残存した未転写の現像剤を除去するためのクリーニング部材と、を備えている画像形成装置。
【００１５】
かかる画像形成装置では、未転写状態のまま中間転写体に残存する現像剤が除去されるため、前記中間転写体が現像剤像を記録媒体へ適切に転写することが可能となる。  
また、前記クリーニング部材は、前記表面層に当接する繊維を備え、該繊維によって前記未転写の現像剤を除去するクリーニングブラシであることとしてもよい。
【００１６】
かかる場合には、前述した未転写の現像剤をより適切に前記中間転写体から除去することが可能となる。
【００１７】
＝＝＝画像形成装置の全体構成例＝＝＝
次に、図１及び図２を用いて、画像形成装置としてレーザビームプリンタ（以下、プリンタともいう）１０を例にとって、その概要について説明する。図１は、プリンタ１０を構成する主要構成要素を示した図である。図２は、制御ユニットを示したブロック図である。なお、図１には、矢印にて上下方向（鉛直方向）を示しており、例えば、給紙トレイ９２は、プリンタ１０の下部に配置されており、定着ユニット９０は、プリンタ１０の上部に配置されている。
【００１８】
本実施の形態に係るプリンタ１０は、図１に示すように、感光体２０の回転方向に沿って、帯電ユニット３０、露光ユニット４０、ＹＭＣＫ現像ユニット５０、中間転写ユニット６０、感光体クリーニングユニット７５を有し、さらに、二次転写ユニット８０、中間転写ベルトクリーニングユニット８５、定着ユニット９０、ユーザへの報知手段をなし液晶パネルからなる表示ユニット９５、及び、これらのユニット等を制御しプリンタとしての動作を司る制御ユニット１００を有している。
【００１９】
感光体２０は、円筒状の導電性基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、図１中の矢印で示すように時計回りに回転する。
【００２０】
帯電ユニット３０は、感光体２０を帯電するための装置であり、露光ユニット４０は、レーザを照射することによって帯電された感光体２０上に潜像を形成する装置である。この露光ユニット４０は、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体２０上に照射する。
【００２１】
ＹＭＣＫ現像ユニット５０は、感光体２０に担持された潜像を、現像装置に収容された現像剤の一例としてのトナー、すなわち、ブラック現像装置５１に収容されたブラック（Ｋ）トナー、マゼンタ現像装置５２に収容されたマゼンタ（Ｍ）トナー、シアン現像装置５３に収容されたシアン（Ｃ）トナー、及び、イエロー現像装置５４に収容されたイエロー（Ｙ）トナー、にて現像剤像であるトナー像として可視化するための装置である。
【００２２】
このＹＭＣＫ現像ユニット５０は、前記４つの現像装置５１、５２、５３、５４が装着された状態で回転することにより、前記４つの現像装置５１、５２、５３、５４の位置を動かすことを可能としている。すなわち、このＹＭＣＫ現像ユニット５０は、前記４つの現像装置５１、５２、５３、５４を４つの保持部５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄにより保持しており、前記４つの現像装置５１、５２、５３、５４は、中心軸５０ａを中心として、それらの相対位置を維持したまま回転可能となっている。そして、１ページ分の画像形成が終了する毎に選択的に感光体２０に対向し、それぞれの現像装置５１、５２、５３、５４に収容されたトナーにて、感光体２０上に形成された潜像を順次現像する。
【００２３】
中間転写ユニット６０は、無端ベルトの一例としての中間転写ベルト２１０を有し、前記感光体２０と第一接触部（図１中、記号Ｔ１にて示す）にて接触し、感光体２０に形成された単色トナー像を中間転写ベルト２１０に転写するための装置である。この中間転写ベルト２１０は、図１に示すように、複数の支持ローラの間に張架され、当該複数の支持ローラが同期回転することにより、前記感光体２０と略同じ周速度にて該中間転写ベルト２１０の周方向（図１にて矢印で示す方向）に回転する。また、前記複数の支持ローラには、中間転写ベルト２１０を回転駆動させるために回転する駆動ローラ２２１、中間転写ベルト２１０の回転に伴って回転する従動ローラ２２２、中間転写ベルト２１０を感光体２０に圧接させるためのバックアップローラ２２３、及び、中間転写ベルト２１０を張架するためのテンションローラ２２４等が含まれている。そして、回転状態の中間転写ベルト２１０には、前記第一接触部Ｔ１にて４色の単色トナー像が順次重ねられるように転写される。そして、最終的には、中間転写ベルト２１０上にフルカラートナー像が形成されるようになる。なお、中間転写ベルト２１０の詳細については、後述する。
【００２４】
感光体クリーニングユニット７５は、中間転写ユニット６０と帯電ユニット３０との間に設けられ、感光体２０の表面に当接されたゴム製の感光体クリーニングブレード７６を有し、中間転写ベルト２１０上にトナー像が転写された後に、感光体２０上に残存するトナーを感光体クリーニングブレード７６により掻き落として回収するための装置である。
【００２５】
二次転写ユニット８０は、中間転写ベルト２１０に接触可能な二次転写ローラ８２を有し、中間転写ベルト２１０と二次転写ローラ８２との第二接触部（図１中、記号Ｔ２にて示す）にて、中間転写ベルト２１０上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を記録媒体に転写するための装置である。
【００２６】
中間転写ベルトクリーニングユニット８５は、ＹＭＣＫ現像ユニット５０の上部に設けられ、中間転写ベルト２１０の表面（より正確には、後述する中間転写ベルト２１０の半導電層２１０ａ側の表面）と当接するローラ状のクリーニングブラシ８５ａを有している。そして、二次転写ユニット８０によって記録媒体にトナー像が転写された後に、前記クリーニングブラシ８５ａの表面に備えられた繊維が、未転写のまま中間転写ベルト２１０上に残った残留トナー（以下、単に残留トナーと言う）を掃き取って除去する。
【００２７】
定着ユニット９０は、記録媒体上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を記録媒体に融着させて永久像とするための装置である。
【００２８】
制御ユニット１００は、図２に示すようにメインコントローラ１０１と、ユニットコントローラ１０２とで構成され、メインコントローラ１０１には画像信号及び制御信号が入力され、この画像信号及び制御信号に基づく指令に応じてユニットコントローラ１０２が前記各ユニット等を制御して画像を形成する。
【００２９】
次に、このように構成されたプリンタ１０の動作について説明する。  
まず、不図示のホストコンピュータからの画像信号及び制御信号がインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１１２を介してプリンタ１０のメインコントローラ１０１に入力されると、このメインコントローラ１０１からの指令に基づくユニットコントローラ１０２の制御により感光体２０、及び、中間転写ベルト２１０が回転する。感光体２０は、回転しながら、帯電位置において帯電ユニット３０により順次帯電される。
【００３０】
感光体２０の帯電された領域は、感光体２０の回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット４０によって、第１色目、例えばイエローＹの画像情報に応じた潜像が該領域に形成される。また、ＹＭＣＫ現像ユニット５０は、イエロー（Ｙ）トナーを収容したイエロー現像装置５４が、感光体２０に対向した現像位置に位置している。
【００３１】
感光体２０上に形成された潜像は、感光体２０の回転に伴って現像位置に至り、イエロー現像装置５４によってイエロートナーで現像される。すなわち、イエロー現像装置５４は、感光体２０上に担持された潜像をトナーにてトナー像として可視化する。これにより、感光体２０上にイエロートナー像が形成される。
【００３２】
感光体２０上に形成されたイエロートナー像は、感光体２０の回転に伴って第一接触部Ｔ１に至り、中間転写ベルト２１０に転写される。この際、中間転写ベルト２１０には、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写バイアスが印加される。なお、この間、感光体２０と中間転写ベルト２１０とは接触している。
【００３３】
上記の処理が、第２色目、第３色目、及び、第４色目について、各々の現像装置毎に順次実行されることにより、各画像信号に対応した４色のトナー像が、中間転写ベルト２１０に重なり合って転写される。これにより、中間転写ベルト２１０上にはフルカラートナー像が形成される。
【００３４】
中間転写ベルト２１０上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写ベルト２１０の回転に伴って第二接触部Ｔ２に至り、二次転写ローラ８２によって記録媒体に転写される。なお、記録媒体は、給紙トレイ９２から、給紙ローラ９４、レジローラ９６を介して二次転写ユニット８０へ搬送される。また、中間転写ベルト２１０上のフルカラートナー像が記録媒体に転写される際、二次転写ローラ８２は中間転写ベルト２１０に押圧され、該二次転写ローラ８２に二次転写バイアスが印加される。また、トナー像の記録媒体への転写が終了すると、二次転写ローラ８２は、中間転写ベルト２１０から離間する。
【００３５】
記録媒体に転写されたフルカラートナー像は、定着ユニット９０によって加熱加圧されて記録媒体に融着される。一方、感光体２０はさらに回転して、感光体クリーニングユニット７５によって、その表面に付着しているトナーが回収され、次の潜像を形成するための帯電に備える。また、記録媒体に転写されず中間転写ベルト２１０上に残った残留トナーは、中間転写ベルトクリーニングユニット８５のクリーニングブラシ８５ａが回転しながら中間転写ベルト２１０に当接することにより、該クリーニングブラシ８５ａに掃き取られ、不図示の回収部へ回収される。
【００３６】
＝＝＝制御ユニットの概要＝＝＝
次に、制御ユニット１００の構成について図２を参照しつつ説明する。制御ユニット１００のメインコントローラ１０１は、インターフェイス１１２を介してホストコンピュータと接続され、このホストコンピュータから入力された画像信号を記憶するための画像メモリ１１３を備えている。ユニットコントローラ１０２は、装置本体の各ユニット（帯電ユニット３０、露光ユニット４０、ＹＭＣＫ現像ユニット５０、中間転写ユニット６０、感光体クリーニングユニット７５、二次転写ユニット８０、中間転写ベルトクリーニングユニット８５、定着ユニット９０、表示ユニット９５）と電気的に接続され、それらが備えるセンサからの信号を受信することによって、各ユニットの状態を検出しつつ、メインコントローラ１０１から入力される信号に基づいて、各ユニットを制御する。
【００３７】
＝＝＝中間転写ベルト２１０の構成例＝＝＝
次に、中間転写ベルト２１０の構成例について、図３を用いて説明する。図３は、中間転写ベルト２１０の外観（上図）と、該中間転写ベルト２１０の断面構造（下図）とを模式的に示した図である。なお、図３の上図には、矢印にて中間転写ベルト２１０の幅方向が示されている。そして、図３の下図は、中間転写ベルト２１０の、前記幅方向と交差する方向の断面（すなわち、図３の上図におけるＩ−Ｉ断面）の構造を示している。
【００３８】
本実施の形態に係る中間転写ベルト２１０は、図３の下図に示すように、三層構造であり、中間転写ベルト２１０の表面（すなわり、トナー像が転写される側の面）から順に、表面層の一例としての半導電層２１０ａ、隣接層の一例としての導電層２１０ｂ、及び、裏面層の一例としての絶縁層２１０ｃが形成されている。
【００３９】
絶縁層２１０ｃは、絶縁性樹脂のフィルムとしてのＰＥＴフィルムにより形成された層であり、当該ＰＥＴフィルムの長手方向の両端部を溶接にて接合して無端状に成形されたものである。そして絶縁層２１０ｃは、該絶縁層２１０ｃの表面にて導電層２１０ｂと隣接している。
【００４０】
導電層２１０ｂは、導電性材料の一例としてのペースト状の導電性樹脂を前記絶縁層２１０ｃの外周面上に塗ることによって形成された、該導電性樹脂の被膜層であり、半導電層２１０ａのトナー像が担持される側とは反対側にて該半導電層２１０ａと隣接している。なお、本実施の形態において用いられた導電性樹脂は、ポリエステル等の樹脂中に導電成分としてカーボンが分散した材料である。また、本実施の形態に係る導電層２１０ｂのヤング率は、約８０００ｋｇｆ／ｃｍ２である。
【００４１】
半導電層２１０ａは、半導電性材料を前記導電層２１０ｂの表面上に塗ることによって形成された、該半導電性材料の被膜層であり、この半導電層２１０ａの表面にトナー像が担持される。また、本実施の形態に係る半導電層２１０ａのヤング率は、約２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２である。すなわち、導電層２１０ｂのヤング率は、半導電層２１０ａのヤング率よりも低くなっている。
【００４２】
また、中間転写ベルト２１０の幅方向一端部では、図３に示すように、半導電層２１０ａが形成されておらず（すなわち、前記幅方向一端部では、導電層２１０ｂの表面に半導電性材料が塗られてなく）、導電層２１０ｂが露出している。この導電層２１０ｂが露出した部分は、中間転写ベルト２１０の周方向に沿って形成されており、当該露出部分に回転可能な導電性の電極ローラ（不図示）が当接する。そして、中間転写ベルト２１０に、一次転写バイアス印加部１２１（図２参照）から当該電極ローラを介して一次転写バイアスが印加されると、導電層２１０ｂと感光体２０との間に、前記トナー像を感光体２０から中間転写ベルト２１０へ転写するための転写電界が形成される。
【００４３】
＝＝＝本実施形態に係る中間転写ベルト２１０の有効性＝＝＝
上述した通り、本実施の形態に係る中間転写ベルト２１０は、トナー像を担持するための半導電層２１０ａと、該半導電層２１０ａよりヤング率が低く、該半導電層２１０ａのトナー像が担持される側とは反対側にて該半導電層２１０ａと隣接した導電層２１０ｂと、を有している。これにより、ヤング率が高い（すなわち、硬い）半導電層２１０ａが中間転写ベルト２１０に設けられた場合であっても、該半導電層２１０ａにおける亀裂の発生を抑制することが可能となる。
【００４４】
すなわち、『発明が解決しようとする課題』の項で説明したように、半導電層２１０ａのヤング率が低いほど、該半導電層２１０ａの表面に担持されたトナーが該半導電層２１０ａ中に潜り込み易くなる。半導電層２１０ａ中に潜り込んだトナーが、該半導電層２１０ａ中に堆積し、さらに固着すると、半導電層２１０ａにおいてトナーのフィルミングが発生する。つまり、半導電層２１０ａのヤング率が低くなるほど、該半導電層２１０ａにおいてフィルミングが顕著に発生することになる。そして、当該フィルミングが進行すると、中間転写ベルト２１０は劣化し、劣化が進行した中間転写ベルト２１０には、トナー像が感光体２０から適切に転写されなくなる。なお、フィルミングの進行度合いは、中間転写ベルト２１０の表面における色褪せや光沢度の低下等によって確認される（図４参照）。このため、トナーのフィルミングを防止するためには、トナーの半導電層２１０ａへの潜り込みを抑制する必要がある。そして、トナーの潜り込みを抑制するためには、よりヤング率が高い半導電層２１０ａを形成する必要がある。
【００４５】
一方、半導電層２１０ａのヤング率が高くなるほど、該半導電層２１０ａは機械的衝撃力に対して脆くなる。この結果、該半導電層２１０ａにおいて亀裂が生じ易くなってしまう。特に、本実施の形態のように、無端状の中間転写ベルト２１０が用いられている場合には、該中間転写ベルト２１０の屈曲部分に応力が集中し易くなり、より亀裂が生じ易くなる。さらに、前記中間転写ベルト２１０は、複数の支持ローラに張架されてテンションが掛けられた状態で回転するため、亀裂の発生がさらに助長される。そして、このような亀裂が絶縁層２１０ｃまで達し、当該亀裂中に水分が浸入すると、半導電層２１０ａや導電層２１０ｂが亀裂の発生箇所から腐食、または、剥離する虞がある。
【００４６】
また、トナーの半導電層２１０ａへの潜り込みが抑制されるということは、同時に、該半導電層２１０ａの表面にトナーが食い込み難くなり、中間転写ベルト２１０がトナーを担持し難くなることを意味する。つまり、半導電層２１０ａのヤング率が高くなるほど、中間転写ベルト２１０のトナー担持能力が低下する傾向にある。そして、中間転写ベルト２１０のトナー担持能力が低下するほど、半導電層２１０ａの表面に担持されたトナー像が第一接触部Ｔ１にて再度感光体２０と接触する際に、前記トナー像の一部が感光体２０に引き戻される現象、所謂トナーの逆転写が発生する可能性が高くなる。  
これに対し、本実施の形態では、トナーのフィルミング、及び、前記半導電層２１０ａにおける亀裂の双方に対して、これらの発生の抑制を図っている。
【００４７】
以下、本実施の形態に係る中間転写ベルト２１０の有効性について、図４乃至図６を用いて説明する。図４及び図５は、各ヤング率が同図中の値に設定された半導電層２１０ａ及び導電層２１０ｂ、を有する中間転写ベルト２１０について、所定回数の画像形成動作が実施された後（以下、耐久運転後という）の状態を示した図である。図４は、耐久運転後の中間転写ベルト２１０の断片の写真であり、前記半導電層２１０ａの表面（すなわち、中間転写ベルト半導電層２１０ａ側の表面）における色褪せ度合いを示している。図５は、耐久運転後の中間転写ベルト２１０の断片の写真であり、当該断片中の亀裂の有無を示している。なお、図５中の各写真は、前記断片の表面（半導電層２１０ａ側の表面）側から光を透過させて、前記断片の裏面（絶縁層２１０ｃ側の面）から撮影したものである。また、前記断片中に亀裂（特に、半導電層２１０ａから絶縁層２１０ｃまで達した亀裂）が生じた場合、当該亀裂には光が透過するため、白い筋状の部分が撮像される。図６は、図４及び図５に基づいて、半導電層２１０ａ及び導電層２１０ｂの各ヤング率と、フィルミング及び亀裂の発生度合いとの関係を説明するための図である。
【００４８】
なお、図４には、導電層２１０ｂのヤング率が８０００ｋｇｆ／ｃｍ２であって、半導電層２１０ａのヤング率が１１０００ｋｇｆ／ｃｍ２または２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２であるときの写真が示されている。また、図５には、半導電層２１０ａのヤング率が２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２であって、導電層２１０ｂのヤング率が８０００ｋｇｆ／ｃｍ２、１８０００ｋｇｆ／ｃｍ２、若しくは、２５０００ｋｇｆ／ｃｍ２であるときの写真が示されている。
【００４９】
＜トナーのフィルミングに対する本実施形態の有効性＞
先ず、本実施の形態に係る中間転写ベルト２１０の有効性について、トナーのフィルミングに対する抑制の観点から説明する。
【００５０】
前述したように、フィルミングの進行具合は、半導電層２１０ａの表面の色の変化により観察され、該半導電層２１０ａの表面の色が褪せているほど、トナーのフィルミングが進行していることになる。なお、半導電層２１０ａの表面の当初の色は、図４中、記号Ａが付された範囲の色である。
【００５１】
半導電層２１０ａのヤング率が１１０００ｋｇｆ／ｃｍ２である場合、図４に示すように、耐久運転後の半導電層２１０ａの表面は著しく色褪せしている。すなわち、ヤング率が１１０００ｋｇｆ／ｃｍ２である半導電層２１０ａが中間転写ベルト２１０に備えられた場合、前記半導電層２１０ａ中にトナーが潜り易くなる。この結果、当該半導電層２１０ａにおいて、フィルミングが顕著に発生するようになる。
【００５２】
一方、半導電層２１０ａのヤング率が２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２である場合、図４に示すように、耐久運転後の半導電層２１０ａの表面は、一部色褪せしている部分はあるものの、全体的に当初の色を維持している。すなわち、ヤング率が２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上である半導電層２１０ａが中間転写ベルト２１０に備えられた場合には、該半導電層２１０ａ中にトナーが潜り込み難くなる結果、前記半導電層２１０ａにおけるフィルミングの発生が適切に抑制されることとなる。
【００５３】
＜半導電層２１０ａにおける亀裂の発生に対する本実施形態の有効性＞
次に、本実施の形態に係る中間転写ベルト２１０の有効性を、半導電層２１０ａにおける亀裂の発生に対する抑制の観点から説明する。
【００５４】
ヤング率が２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２である半導電層２１０ａと、ヤング率が２５０００ｋｇｆ／ｃｍ２である導電層２１０ｂとを有する中間転写ベルト２１０を用いて耐久運転を実施した後、当該中間転写ベルト２１０には、図５に示すように、半導電層２１０ａにおいて亀裂が生じている。つまり、半導電層２１０ａのヤング率が２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上になると、該半導電層２１０ａは機械的衝撃力に対して脆くなり、該半導電層２１０ａに亀裂が生じ易くなる。さらに、当該亀裂は絶縁層２１０ｃまで達するようになり、このような亀裂中に水分が浸入すると、前述したように、導電層２１０ｂや半導電層２１０ａにおいて、前記亀裂が発生した箇所から腐食や剥離が生じる虞がある。
【００５５】
一方、ヤング率が２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２である半導電層２１０ａと、ヤング率が１８０００ｋｇｆ／ｃｍ２である導電層２１０ｂとを有する中間転写ベルト２１０については、図５に示すように、絶縁層２１０ｃまで達する亀裂は生じない。より正確に説明すると、前記半導電層２１０ａには微小な亀裂が僅かながら発生しているものの（ゆえに、図５において確認することができない）、該半導電層２１０ａにおける亀裂の発生が適切に抑制されている。つまり、ヤング率が高い半導電層２１０ａが中間転写ベルト２１０に備えられていても、該半導電層２１０ａよりもヤング率が低い導電層２１０ｂを該半導電層２１０ａに隣接させることによって、該半導電層２１０ａに作用する機械的衝撃力が緩和されるようになる。換言すると、前記導電層２１０ｂが前記機械的衝撃力に対するクッション材として機能し、当該機械的衝撃力が前記導電層２１０ｂに吸収される結果、前記半導電層２１０ａによる亀裂の発生が抑制されることとなる。
【００５６】
また、前記導電層２１０ｂのクッション材としての効果は、導電層２１０ｂのヤング率が低くなるほど（換言すると、導電層２１０ｂと半導電層２１０ａとの間におけるヤング率の差が大きくなるほど）増大する。例えば、半導電層２１０ａのヤング率が２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２であり、導電層２１０ｂのヤング率が１８０００ｋｇｆ／ｃｍ２である場合には、前述したように、前記半導電層２１０ａにおいて微小な亀裂が僅かながら発生する。一方、導電層２１０ｂのヤング率が８０００ｋｇｆ／ｃｍ２まで低下した場合には、図５に示すように、絶縁層２１０ｃまで達する亀裂のみならず、微小な亀裂の発生も抑制される。すなわち、半導電層２１０ａのヤング率が約２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２である場合、ヤング率が８０００ｋｇｆ／ｃｍ２以下である導電層２１０ｂを半導電層２１０ａに隣接させることによって、該半導電層２１０ａにおける亀裂の発生が略完全に防止されることとなる。
【００５７】
以上の結果から、本実施の形態に係る中間転写ベルト２１０は、図６に示すように、トナーのフィルミング、及び、半導電層２１０ａにおける亀裂の発生を、ともに適切に抑制する構成となっており、該中間転写ベルト２１０を備えたプリンタ１０では、感光体２０から中間転写ベルト２１０へトナー像が適切に転写されるようになる。
【００５８】
さらに、半導電層２１０ａのヤング率が高くなるほど、前述したように、該半導電層２１０ａにトナーが食い込み難くなる結果、中間転写ベルト２１０がトナーを担持し難くなる。すなわち、半導電層２１０ａのヤング率が高くなるほど、前述したトナーの逆転写が生じる可能性が高くなる。但し、半導電層２１０ａにトナーが食い込み難くなった場合であっても、該半導電層２１０ａより低いヤング率の導電層２１０ｂを前記半導電層２１０ａに隣接させると、該導電層２１０ｂによって、中間転写ベルト２１０の柔軟性が回復する。この結果、トナー（より正確には、トナーと該トナーが担持される半導電層２１０ａ）が導電層２１０ｂに食い込み易くなり、中間転写ベルト２１０のトナー担持能力が回復する。そして、前記導電層２１０ｂによる、中間転写ベルト２１０のトナー担持能力の回復効果は、該導電層２１０ｂと前記半導電層２１０ａとの間のヤング率の差が大きくなるほど増大する。したがって、ヤング率が高い半導電層２１０ａが中間転写ベルト２１０に備えられた場合であっても、該半導電層２１０ａと導電層２１０ｂとの間のヤング率の差が、該半導電層２１０ａによるトナー担持能力の低下を補うのに必要な量、以上に確保されれば、トナーの逆転写を適切に抑制することが可能となる。
【００５９】
＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
以上、上記実施の形態に基づき本発明に係る中間転写体や画像形成装置等を説明したが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【００６０】
また、上記実施の形態では、画像形成装置としてフルカラーレーザビームプリンタを例にとって説明したが、本発明は、モノクロレーザビームプリンタ、複写機、ファクシミリ等の各種の画像形成装置においても、複数の層を有する中間転写体を備えている限り適用可能である。
【００６１】
また、上記実施の形態では、三層構造の中間転写ベルト２１０について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、２層構造の中間転写ベルト、あるいは、４つ以上の層を有する中間転写ベルトであってもよい。
【００６２】
また、上記実施の形態に係る中間転写ベルト２１０において、絶縁層２１０ｃはＰＥＴフィルムの長手方向両端部を溶接により無端状に成形した層であることとしたが、これに限定されるものではない。例えば、絶縁性の樹脂材料を用いた射出成形法によって、無端状に成形されたものを絶縁層として用いてもよい。
【００６３】
また、上記実施の形態では、半導電層２１０ａのヤング率が約２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２であることとした。但し、半導電層２１０ａにおける亀裂の発生を抑制する観点においては、半導電層２１０ａが２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上である必要はない。例えば、半導電層２１０ａのヤング率が２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２未満であっても、ヤング率が該半導電層２１０ａより低い導電層２１０ｂを該半導電層２１０ａに隣接させることにより、該半導電層２１０ａにおける亀裂の発生を適切に抑制することが可能となる。但し、前述したように、半導電層２１０ａのヤング率が２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２以上である場合には、フィルミングの発生を抑制しつつ、前記亀裂の発生を抑制することが可能になる。かかる点において、上記実施の形態の方が望ましい。
【００６４】
また、上記実施の形態では、半導電層２１０ａのヤング率が約２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２であるのに対し、導電層２１０ｂのヤング率が約８０００ｋｇｆ／ｃｍ２であることとした。しかし、導電層２１０ｂのヤング率は、半導電層２１０ａのヤング率より低くなっていればよく、８０００ｋｇｆ／ｃｍ２より大きく、かつ、２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２未満であることとしてもよい。但し、前述したように、前記導電層２１０ｂのクッション材としての効果は、導電層２１０ｂのヤング率が低くなるほど増大する。そして、半導電層２１０ａのヤング率が約２１０００ｋｇｆ／ｃｍ２である場合は、図５や図６に示すように、ヤング率が１８０００ｋｇｆ／ｃｍ２以下である導電層２１０ｂを前記半導電層２１０ａに隣接させることによって、前記亀裂の発生をより適切に抑制することが可能となる。さらに、ヤング率が８０００ｋｇｆ／ｃｍ２以下である導電層２１０ｂを前記半導電層２１０ａに隣接させた場合には、該半導電層２１０ａにおける亀裂の発生を略完全に防止することが可能となる。
【００６５】
さらに、前述したように、ヤング率が高い半導電層２１０ａが中間転写ベルト２１０に備えられた場合であっても、該導電層２１０ｂと前記半導電層２１０ａとの間のヤング率の差が大きくなるほど、中間転写ベルト２１０のトナー担持能力が回復する。そして、当該差が、該半導電層２１０ａによるトナー担持能力の低下を補うのに必要な量、以上に確保されれば、トナーの逆転写も抑制される。以上の点において、上記実施の形態の方がより望ましい。
【００６６】
また、上記実施の形態に係る中間転写体は、無端状の中間転写ベルト２１０であることとした。すなわち、当該中間転写体はプリンタ１０内において屈曲した状態で使用されるため、該中間転写体の屈曲部分には、応力が集中する結果、亀裂が発生し易くなる。したがって、半導電層２１０ａにおける亀裂の発生を抑制するために、ヤング率が半導電層２１０ａより低い導電層２１０ｂを該半導電層２１０ａに隣接させる構成がより有意義なものになる。但し、中間転写体の形状は無端ベルトに限定されるものではなく、本発明は、あらゆる形状の中間転写体に対して適用可能である。
【００６７】
また、上記実施の形態では、導電層２１０ｂがペースト状の導電性樹脂を前記絶縁層２１０ｃの外周面上に塗ることによって形成された前記導電性樹脂の被膜層であり、半導電層２１０ａが半導電性材料を前記導電層２１０ｂの表面上に塗ることによって形成された前記半導電性材料の被膜層であることとした。しかし、これに限定されるものではなく、例えば、半導電層２１０ａ、導電層２１０ｂ、及び、絶縁層２１０ｃを形成する材質と同一の材質の板部材を用意し、これらを重ね合わせて接着させた後に無端状に成形することによって完成された中間転写ベルトであってもよい。但し、半導電層２１０ａ及び導電層２１０ｂが、ともに塗装によって形成された層であるとき、絶縁層２１０ｃまで達する亀裂が生じた場合には、導電層２１０ｂや半導電層２１０ａが剥離する可能性が高くなる。このため、当該亀裂の発生を抑制するために、ヤング率が半導電層２１０ａより低い導電層２１０ｂを該半導電層２１０ａに隣接させる構成が、より有意義なものとなる。かかる点において、上記実施の形態の方がより望ましい。
【００６８】
また、上記実施の形態では、中間転写ベルト２１０上に未転写状態で残る残留トナーを除去するための『クリーニング部材』として、クリーニングブラシ８５ａが備えられているプリンタ１０について説明した。このようにクリーニング部材を備えたプリンタ１０では、前記残留トナーが中間転写ベルト２１０上から除去される結果、当該残留トナーに起因する画像の劣化を防止することが可能となる。但し、『クリーニング部材』はクリーニングブラシ８５ａに限定されるものではなく、例えば、感光体クリーニングブレード７６のようなクリーニングブレード、あるいは、中間転写ベルト２１０との間に電界を形成して前記残留トナーを除去するクリーニング部材が備えられていてもよい。
【００６９】
但し、クリーニングブレードによって前記残留トナーを除去する場合には、中間転写ベルト２１０に対する前記クリーニングブレードの当接圧を高く設定しなければならない。これは、前述したように、導電層２１０ｂのヤング率が低くなるほど、中間転写ベルト２１０のトナー担持能力が回復する一方で、中間転写ベルト２１０からトナーを除去し難くなる結果、上記残留トナーの除去も困難になるためである。一方、中間転写ベルト２１０との間に電界を形成して前記残留トナーを除去するクリーニング部材が備えられている場合には、クリーニングブレードのように当接圧を高く設定する必要がない反面、電界を形成するためにクリーニング部材に電圧を印加する電圧印加機構が別途必要になる。
【００７０】
これに対し、上記実施の形態に係るプリンタ１０のように、クリーニング部材としてクリーニングブラシ８５ａが用いられている場合には、該クリーニングブラシ８５ａが備える繊維によって中間転写ベルト２１０上の残留トナーが適切に掃き取られるようになる。すなわち、上記実施の形態では、クリーニングブレードのように中間転写ベルト２１０への当接圧を高く設定する必要がなく、また、電界を形成して残留トナーを除去するクリーニング部材のように電圧印加機構を設けなくとも、残留トナーを十分に除去することが可能である。かかる点において、上記実施の形態の方がより望ましい。なお、クリーニング部材が中間転写ベルト２１０の周方向に沿って複数個並んだ状態で設けられていることとしてもよい。かかる場合には、段階的に中間転写ベルト２１０上の残留トナーを除去することが可能となる。また、クリーニング部材を複数個設ける場合には、例えば、クリーニングブレードとクリーニングブラシとを組み合わせる等、互いに異なる種類のクリーニング部材を設けることとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】プリンタ１０を構成する主要構成要素を示した図である。
【図２】制御ユニットを示すブロック図である。
【図３】中間転写ベルト２１０の外観図(上図)と、該中間転写ベルト２１０の断面構造図（下図）とを模式的に示した図である。
【図４】耐久運転後の中間転写ベルト２１０の断片の写真であり、半導電層２１０ａの表面における色褪せ度合いを示している。
【図５】耐久運転後の中間転写ベルト２１０の断片の写真であり、当該断片中の亀裂の有無を示している。
【図６】図４及び図５に基づいて、半導電層２１０ａ及び導電層２１０ｂの各ヤング率とフィルミング現象及び亀裂の発生度合いとの関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７２】
１０  プリンタ、
２０  感光体、３０  帯電ユニット、４０  露光ユニット、
５０  ＹＭＣＫ現像ユニット、５０ａ  中心軸、５１  ブラック現像装置、
５２  マゼンタ現像装置、５３  シアン現像装置、５４  イエロー現像装置、
５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ  保持部、６０  中間転写ユニット、
７５  感光体クリーニングユニット、７６  感光体クリーニングブレード、
８０  二次転写ユニット、
８５  中間転写ベルトクリーニングユニット、８５ａ  クリーニングブラシ、
９０  定着ユニット、９２  給紙トレイ、９４  給紙ローラ、９５  表示ユニット、
９６  レジローラ、
１００  制御ユニット、１０１  メインコントローラ、
１０２  ユニットコントローラ、１１２  インターフェイス、１１３  画像メモリ、
１２１  一次転写バイアス印加部、
２１０  中間転写ベルト、
２１０ａ  半導電層、２１０ｂ  導電層、２１０ｃ  絶縁層、
２２１  駆動ローラ、２２２  従動ローラ、２２３  バックアップローラ、
２２４  テンションローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図４】
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【図５】
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