【手続補正書】
【提出日】平成24年12月28日(2012.12.28)
【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】
中間転写ベルトと、
前記中間転写ベルト方向に押圧して転写部を形成し、記録材にトナー像を転写する転写ローラと、
前記転写部を通過した前記中間転写ベルトの表面にクリーニングブレードを当接させて転写残トナーを除去するクリーニング装置と、を備えた画像形成装置において、
前記中間転写ベルトは、回転方向の強度を担う基層と、前記基層より厚み方向で外側に配置され前記中間転写ベルトに弾性を付与する弾性層と、を有し、前記弾性層には材料の組成が厚み方向で連続的に変化している硬化層を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記硬化層は、前記弾性層を硬化処理することで形成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記硬化層は、前記硬化処理されていない前記弾性層よりも密度が高く、前記弾性層は厚み方向で外側から内側へ向かって密度が連続的に低くなっていることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記弾性層の表面には、前記中間転写ベルトの回転方向を横断する方向に配列したスリットパターンを形成するように断続的に前記硬化層が形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写ベルトの表面を厚み方向に圧縮変形させた直後から時間経過とともに低下する厚み方向の反力を、前記中間転写ベルトがクリーニングブレードを通過するために必要な時間に対応させた圧縮後経過時間で測定して求めた圧縮緩和弾性係数をＥ１とし、前記反力を前記中間転写ベルトが前記転写部を通過するために必要な時間に対応させた圧縮後経過時間で測定して求めた圧縮緩和弾性係数をＥ２とするとき、
Ｅ１／Ｅ２＞５０であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記弾性層はウレタンゴムで構成され、前記硬化処理はウレタンゴムにイソシアネート分子を浸透させて行い、
前記クリーニングブレードは、ウレタンゴムで構成され、
５２ＭＰａ≦Ｅ１≦４９０ＭＰａ、かつ、０．１５ＭＰａ≦Ｅ２≦０．９５ＭＰａ
であることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記弾性層はウレタンゴムで構成され、前記硬化処理はウレタンゴムにイソシアネート分子を浸透させて行い、
前記クリーニングブレードは、ウレタンゴムで構成され、
前記弾性層の表層を厚さ５０μｍにスライスして測定した引張弾性率をＥ３とするとき、
５０ＭＰａ≦Ｅ３≦４５０ＭＰａ
であることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記弾性層の表面は、フッ素樹脂をコートされていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項９】
樹脂材料で無端状に形成された基層の表面でイソシアネート分子とアルコールをウレタン反応させて弾性層を形成する第１の工程と、
前記弾性層の組織に表面からイソシアネート分子を含浸させる第２の工程と、
イソシアネート分子を含浸させた前記弾性層を加熱処理して表面層の組織に重合させる第３の工程と、を有することを特徴とする中間転写ベルトの製造方法。
【請求項１０】
前記第３の工程に先立たせて前記弾性層の表面に付着したイソシアネート分子を除去する第４の工程を有することを特徴とする請求項９記載の中間転写ベルトの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の画像形成装置は、中間転写ベルトと、前記中間転写ベルト方向に押圧して転写部を形成し、記録材にトナー像を転写する転写ローラと、前記転写部を通過した前記中間転写ベルトの表面にクリーニングブレードを当接させて転写残トナーを除去するクリーニング装置と、を備えた画像形成装置において、前記中間転写ベルトは、回転方向の強度を担う基層と、前記基層より厚み方向で外側に配置され前記中間転写ベルトに弾性を付与する弾性層と、を有し、前記弾性層には材料の組成が厚み方向で連続的に変化している硬化層を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の画像形成装置は、回転方向の当接長さが短いクリーニングブレードを通過時は厚み方向の圧縮変形速度が大きく、弾性層に設けられた硬化層が大きな粘性抵抗を発揮して反力が大きくて固い性質が現れる。一方、クリーニングブレードに比較して当接長さが長い転写部を通過時は、厚み方向の圧縮変形速度が小さく反力が小さくて柔らかい性質が現れ、弾性層の柔軟性が中間転写ベルトの表面にまで現れる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
言い換えれば、クリーニングブレード当接部と転写部とにおける当接長さの違いが硬化層の厚み方向の変形抵抗差として現れ、クリーニングブレード当接部における弾性層の圧縮方向の固さを高める。これにより、中間転写ベルトの弾性層は、厚み方向の圧縮変形量が少なくなって、クリーニングブレードのエッジのめりこみを少なく保ってクリーニングブレードを通過させる。その結果、クリーニングブレードの摺擦抵抗が安定して、摩擦抵抗も軽減され、中間転写ベルトの速度変動が減少して走行状態が安定する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
以下の実施例では、弾性層４ｂに硬化層４ｄを形成することで、二次転写部Ｔ２では十分に柔らかい性質を持たせつつ、クリーニングブレード１９では固い性質を発揮させて良好なクリーニング性能を実現している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
中間転写ベルト４は、回転方向の強度を担う基層４ｃと、基層上に配置されて中間転写ベルト４の表面に柔軟性を付与する弾性層４ｂと、弾性層に配置された硬化層（硬化層４ｄ）とを有する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
硬化層４ｄは、弾性層４ｂの分子密度を高めて組織を硬化処理することにより形成され、硬化層４ｄと弾性層４ｂの境界は組成が連続的である。また、硬化層４ｄは、深さ方向へ連続的に密度が低くなっている。このような中間転写ベルト４は以下の手順で製作されている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
具体的には、５０℃〜８０℃のＭＤＩ浴に３０秒から５分間の間に定めた所定時間だけ浸漬することで、３００μｍの弾性層４ｃに種々の深さの硬化層を形成して所望の弾性率（後述する圧縮緩和弾性係数）を設定できる。中間転写ベルト４の外側面のみをＭＤＩ浴（イソシアネート浴）させる方法としては、特開２００４−２９０８５３号公報で提案されているリングコート法を採用した。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
最終的な表層の硬さは、ＭＤＩ浴に浸漬している時間に依存しており、時間が長いほど硬化が進み、硬化層の深さは大きくなる。また、ＭＤＩ浴の温度に対して浸透速度が変化することから、浸漬時の温度が高い方が弾性率が高くなる。表面から浸透を行うことで、表面から深くなるほど分子密度が連続的に低下して下層の分子密度になめらかに接続する分布が形成される。浸透前後の重量比較から表面近傍では２０％程度の密度上昇が推定され、浸透前後で体積比５％程度の膨潤が確認された。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
実施例１では、中間転写ベルト４の弾性層４ｂにウレタンゴムを用いたが、硬化層を設けることのできる他のエラストマー等を用いても良い。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
そして、弾性層４ｂに硬化処理を施した実施例１、２では、弾性層４ｂに硬化層が形成される。このため、比較例２、３に比較して圧縮緩和弾性係数Ｅ（０．０１）が著しく高まって、クリーニングブレード１９通過時の圧縮に対して大きく抵抗してあまり変形しない性質が現れる。一方、比較例２、３に比較して圧縮緩和弾性係数Ｅ（０．１）は同程度であるため、二次転写部Ｔ２通過時の圧縮に対しては、抵抗少なく大きく変形してトナー像及び記録材に密着する性質が現れる。なお、実際には、硬化層４ｄの粘性抵抗によってニップ幅はさらに短くなり、その結果、クリーニングブレード１９に対しては、中間転写ベルト４の表面は圧縮緩和弾性係数Ｅ（０．０１）よりも硬い性質を発揮していると考えられる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
弾性層の組成密度及び硬化処理条件を異ならせて、圧縮緩和弾性係数Ｅ（０．０１）及び圧縮緩和弾性係数Ｅ（０．１）の異なる中間転写ベルトを試作してトナー像の転写性能とクリーニング性能を比較した。中間転写ベルト４は、導電性ポリウレタンの弾性層４ｂにイソシアネートによる硬化層４ｄを設けたもので、弾性層４ｂの元々の弾性率、層厚さ、硬化処理条件を変更することで、所望の圧縮緩和弾性係数が得られる。圧縮緩和弾性係数は、画像形成装置１００の実使用温度である２５℃で測定する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
また、０．１秒後の圧縮緩和弾性係数Ｅ（０．１）が０．１５ＭＰａより大きければ、基層４ｃと弾性層４ｂとの回転方向のずれが生じずに、色ずれ等の生じない良好な画像を得ることができる。これは、中間転写ベルト４が無端ベルトであり、テンションをかけて回転駆動しているときに二次転写部Ｔ２における面圧が約０．０１ＭＰａであることから、それ以上で充分に大きな弾性率であれば良好な回転状態を維持できるからである。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
図７に示すように、実験３では、特開２００５−１５６６９６号公報に示されるように、イソシアネート分子の浸透工程でスリット状のマスキングを行って、図４の（ａ）に示す弾性層４ｂをスリットパターン状に硬化処理した。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
そして、特開２００５−１５６６９６号公報に示されるように、スリットパターンのピッチを異ならせて、弾性層４ｂの硬化層（４ｄ）の引張弾性率の最適範囲を調べた。画像形成装置１００及び中間転写ベルト４の材料、硬化処理等は実験２と同じである。その結果、中間転写ベルト４の硬化層（４ｄ）の進行方向に対する引張弾性率は、５０ＭＰａ〜４５０ＭＰａが望ましいことが判明した。弾性層４ｂの硬化層（４ｄ）を厚さ５０μｍにスライスして測定した引張弾性率をＥ３とするとき、５０ＭＰａ≦Ｅ３≦４５０ＭＰａであることが望ましいことが判明した。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
硬化層（４ｄ）の引張弾性率は、微小試料の引張試験が可能な粘弾性測定装置（ＲＳＡ−ＩＩ：レオメトリックス社製）を用いて測定した。中間転写ベルト４の硬化層（４ｄ）のみを幅０．５ｍｍ、長さ３ｍｍ、厚さ５０μｍに切り取って、粘弾性測定装置により５％伸張時の弾性率を測定した。中間転写ベルト４は、ポリイミドの無端ベルト材を基層４ｃとし、導電性ポリウレタンゴムを弾性層４ｂとしたものである。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
実施例２Ｓ、比較例２Ｓは、実験２で用いた実施例２の中間転写ベルト４でマスキングを行ってイソシアネート分子を含侵させ、硬化処理を施した。実施例４Ｓ、比較例４Ｓは、実験２で用いた実施例４の中間転写ベルト４でマスキングを行ってイソシアネート分子を含侵させ、硬化処理を施した。中間転写ベルト４の回転方向を横断する方向に配列したスリットパターンを形成するようにマスキングを行って断続的に硬化処理した。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
実施例４Ｓ、比較例２Ｓは、進行方向にスリットが配列するピッチが２ｍｍ、隙間が１．５ｍｍのストライプ状のマスクパターンのマスキングを形成してからイソシアネート分子の含侵を施した。一方、実施例２Ｓ、比較例４Ｓは、進行方向にスリットが配列するピッチが２ｍｍ、隙間が０．５ｍｍのストライプ状のマスクパターンのマスキングを形成してからイソシアネート分子の含侵を施した。このように構成することで、中間転写ベルト４の圧縮緩和弾性係数をほとんど変えずに、硬化層（４ｄ）の引張弾性率を低下させることができる。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
表４に示すように、硬化層（４ｄ）の引張弾性率が５００ＭＰａよりも大きいと、硬化層（４ｄ）が回転方向に伸びにくくなる。このため、クリーニングブレード１９当接部やその他の張架ローラで中間転写ベルト４を巻き付けるときに曲げが生じることで、中間転写ベルト４の表面に波打ちが発生する。中間転写ベルト４の表面に波打ちが発生すると、中間転写ベルト４の走行状態が乱されて色ずれが生じ易くなる。また、波打ちに倣ってクリーニングブレード１９当接部に変形が生じることで、ブレードめくれやクリーニング不良等が生じる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
また、硬化層の引張弾性率が５０ＭＰａよりも小さいと、クリーニングブレード１９によって生じる中間転写ベルト４への摩擦力によって中間転写ベルト４が変形する。特に、中間転写ベルト４の起動時に中間転写ベルト４が変形して、クリーニングブレード１９がめくれる現象が生じる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１３】
これに対して、硬化層（４ｄ）の引張弾性率を５０ＭＰａ〜５００ＭＰａとすることで、クリーニングブレード１９にめくれ等が生じない。かつ、クリーニングブレード１９当接部での中間転写ベルト４のミクロな伸びを低減することで、トナーの潜り込みを防止し、良好なクリーニング性能を得ることができる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１５】
また、実施例２Ｓ、４Ｓによれば、硬化層のみを幅０．５ｍｍ、長さ３ｍｍ、厚さ５０μｍに切り取って、５％伸張時の弾性率を測定した際の硬化層の引張弾性率を５０ＭＰａ〜４５０ＭＰａとする。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
二次転写部Ｔ２では、ほぼ等速に加圧されることから圧縮方向にのみ力が印加されるが、クリーニングブレード１９による変形は、圧縮方向に加えて摩擦力によって中間転写ベルト４の進行方向にも力が印加される。したがって、中間転写ベルト４の硬化層の引張弾性率が大きければ、中間転写ベルト４の弾性層４ｂによる転写性を維持しつつ、クリーニングブレード１９当接部での中間転写ベルト４の変形を抑えることができる。このため、クリーニングブレード１９のめくれやビビリ音発生等を抑えることができる。