(57)【要約】【課題】内外方向に屈曲を受けても容易に剥がれることのない中間転写ベルトの構造およびそのような中間転写ベルトを備えた画像形成装置を提供すること。【解決手段】１または２以上の感光体に沿って走行し感光体表面に形成されたトナー像が転写される閉ループ状の一次転写ベルトを上記閉ループの外側に向かって湾曲させる１以上の外向き湾曲用ローラと，上記二次転写ベルトを上記閉ループの内側に向かって湾曲させる１以上の内向き湾曲用ローラとを備え，上記一次転写ベルトが，上記閉ループの内側に形成された樹脂製の基材層と，該基材層の外側に形成された弾性層とを備えて構成されてなる画像形成装置において，上記弾性層が上記基材層の外側表面に形成された凹凸の境界面を介して上記基材層に接合されてなることを特徴とする画像形成装置。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ローラを含む２以上のローラに掛け渡され，上記駆動ローラが回転することによって走行する閉ループ状のベルトであって，上記閉ループの内側に形成された樹脂製の基材層と，該基材層の外側に形成された弾性層とを備えて構成されてなるベルトにおいて，
上記弾性層あるいは該弾性層を上記基材層に接合させる接着層が，上記基材層の外側表面に形成された凹凸の境界面を介して上記基材層に接合されてなることを特徴とするベルト。
【請求項２】
１または２以上の感光体と，上記感光体に沿って走行し上記感光体表面に形成されたトナー像が転写される閉ループ状の一次転写ベルトと，上記一次転写ベルトに転写されたトナー像を転写材上に転写する二次転写手段と，上記一次転写ベルトを上記閉ループの外側に向かって湾曲させる１以上の外向き湾曲用ローラと，上記一次転写ベルトを上記閉ループの内側に向かって湾曲させる１以上の内向き湾曲用ローラと，を備えた画像形成装置であって，上記一次転写ベルトが，上記閉ループの内側に形成された樹脂製の基材層と，該基材層の外側に形成された弾性層とを備えて構成されてなる画像形成装置用一次転写ベルトにおいて，
上記弾性層あるいは該弾性層を上記基材層に接合させる接着層が，上記基材層の外側表面に形成された凹凸の境界面を介して上記基材層に接合されてなることを特徴とする画像形成装置用一次転写ベルト。
【請求項３】
１または２以上の感光体と，上記感光体に沿って走行し上記感光体表面に形成されたトナー像が転写される閉ループ状の一次転写ベルトと，上記一次転写ベルトに転写されたトナー像を転写材上に転写する二次転写手段と，上記一次転写ベルトを上記閉ループの外側に向かって湾曲させる１以上の外向き湾曲用ローラと，上記一次転写ベルトを上記閉ループの内側に向かって湾曲させる１以上の内向き湾曲用ローラと，を備えた画像形成装置であって，上記一次転写ベルトが，上記閉ループの内側に形成された樹脂製の基材層と，該基材層の外側に形成された弾性層とを備えて構成されてなる画像形成装置において，
上記弾性層あるいは該弾性層を上記基材層に接合させる接着層が，上記基材層の外側表面に形成された凹凸の境界面を介して上記基材層に接合されてなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記凹凸が，一次転写ベルトの幅方向に直角の断面形状が，ジグザク，歯車の歯状，波打ち状のいずれかである請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記凹凸が，一次転写ベルトの厚み方向に形成された複数の突起あるいは凹みによって構成されてなる請求項３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，本発明は内外２層状のベルト，或は電子写真技術を用いた画像形成装置および画像形成装置用一次転写ベルトに関し，特に，屈曲による疲労に強いベルト，一次転写ベルトおよびそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は，従来の画像形成装置に用いられる中間転写ユニットＢの正断面図である。この中間転写ユニットＢは，複数の感光体１，１，…と，上記感光体１，１，…に沿って走行し上記感光体１の表面に形成されたトナー像が転写される閉ループ状の一次転写ベルト７と，上記閉ループ状の一次転写ベルト７を走行可能に張架する複数のローラＲ１〜Ｒ３をそなえて構成されている。上記ローラＲ１〜Ｒ３は，上記一次転写ベルト７を上記閉ループの外側に向かって湾曲させる１以上の外向き湾曲用ローラの一例である。
感光体１は，４色に対応して４個設けられているが，本発明においては特に感光体１の個数にこだわるものではない。また，各感光体１に対応して，露光器２，現像器３，ドラムクリーニングブレード４，除電器５，帯電器６，一次転写ローラ８がそれぞれ設けられている。
上記中間転写ユニットＢには，さらに上記一次転写ベルトに転写されたトナー像を転写材１４上に転写する二次転写手段の一例である二次転写ローラ１０とを備えて構成されている。
なお，９はレジストローラ，１１は，トナー像が転写された転写材１４を搬送する搬送ベルト，１２は，上記一次転写ベルト７を清掃する一次転写クリーニング部材，１３は定着器である。
このようなタイプの画像形成装置においては，従来，たとえば図４に示す様な前記複数のローラＲ１，Ｒ２，…（図４の場合３個）により一次転写ベルト７を張架する場合，上記定着器１３あるいは一次転写クリーニング部材１２が，必然的に一次転写ベルト７の閉ループの外に置かれるので，中間転写ユニットＢ全体が大型化するという問題があった。
そこで中間転写ユニットＢ全体の省スペース化を図るために，特許文献１などでは，図５に示すように，一次転写ベルト７を上記閉ループの内側に向かって湾曲させる内向き湾曲用ローラＲ４（上記特許文献１では外ローラ８０がそれに該当する）が設けられている。
これにより，図４に示す３個のローラＲ１，Ｒ２，Ｒ３によって形成される一次転写ベルト７により囲まれる三角形の上記ローラＲ１とＲ２で挟まれる空間が内側にへこみ，そのへこんだ部分に図５に示すように定着部１３あるいは一次転写クリーニング部材１２の全体あるいは一部を配置することができるので，中間転写ユニットＢ全体を小型化することができる。
【特許文献１】特開２００１−１１７３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方，近年，一次転写ベルト７としては，強度を保つために，図１に示すように，内層部に高強度の樹脂製の基材層７ａを備え，該基材層７ａの外側にゴムなどの材質により形成された弾性層７ｂを備えた多層構造のものが採用されるようになっている。このように構成された多層の一次転写ベルト７は，内層部にゴムなどよりヤング率の高い樹脂を使うことにより，ベルト全体の剛性を高めて，ベルトが伸び縮みすることにより生じるベルトの走行速度の変動を抑制することが出来る。特に，複数の画像を一次転写ベルト状において重ね合わせるカラー画像形成装置においては，上記のように一次転写ベルトの走行速度が変動しないことにより，色ずれを低減出来るという長所を持つことが出来る。また，さらに表面に離形性を高めるコート層が形成されることもある。
この積層タイプのベルトの基材層７ａは高硬度であり，伸び率が小さく，弾性層７ｂは比較的低硬度であり，伸び率も高い。
しかしながら，このような積層タイプの一次転写ベルト７を，上記図５に示したような外向き湾曲用のローラＲ１，Ｒ２，Ｒ３で何度も上記閉ループ空間の外側に向けて屈曲させるばかりでなく，内向き湾曲用ローラＲ４（特許文献１における外ローラ８０）を用いて，内側に向けて屈曲させる構成では，一次転写ベルト７が繰り返し内外に向けて屈曲を繰り返されることになる。
そのため，図２に示す様に，屈曲が繰り返えされることで，基材層と弾性層の境界面に応力がかかり，両層がはがれてしまうといった問題点が発生する。
このような問題は，図４のように複数のローラＲ１，Ｒ２，Ｒ３によって一方向（外向き方向）のみに屈曲を受ける場合にもその屈曲によって生じるものであるが，特に，図５のように内向き湾曲用ローラＲ４が加えられて，内外に向けて繰り返し屈曲を受ける場合には，屈曲の激しさからきわめて大きい問題であり，一次転写ベルト７が比較的早期に内外層の分離を起こし，寿命が短くなるという問題がある。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その第１の目的とするところは，駆動ローラを含む２以上のローラに掛け渡され，上記駆動ローラが回転することによって走行する閉ループ状のベルトであって，上記閉ループの内側に形成された樹脂製の基材層と，該基材層の外側に形成された弾性層とを備えて構成されてなるベルトのように上記ローラで屈曲することによって繰り返し応力を受ける２層以上の構造からなるベルトであっても，容易にはがれることのないベルトの構造を提供することを第１の目的として，また第２の目的として，内外方向に繰り返し屈曲を受けても容易に剥がれることのない多層状の一次転写ベルトの構造およびそのような一次転写ベルトを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記第１の目的を達成するための，本発明は，
駆動ローラを含む２以上のローラに掛け渡され，上記駆動ローラが回転することによって走行する閉ループ状のベルトであって，上記閉ループの内側に形成された樹脂製の基材層と，該基材層の外側に形成された弾性層とを備えて構成されてなるベルトにおいて，
上記弾性層あるいは該弾性層を上記基材層に接合させる接着層が，上記基材層の外側表面に形成された凹凸の境界面を介して上記基材層に接合されてなることを特徴とするベルトとして構成されている。
これにより，基材層と弾性層との境界における接触面積が増大し，ベルトを繰り返し屈曲させることによる剥離力が上記境界に作用しても，基材層と弾性層との接合力が強化されているので，両層が剥離することがなく，ベルトの寿命を長期化させることが可能となる。
また，上記第２の目的を達成するための，本発明は，
１または２以上の感光体と，上記感光体に沿って走行し上記感光体表面に形成されたトナー像が転写される閉ループ状の一次転写ベルトと，上記一次転写ベルトに転写されたトナー像を転写材上に転写する二次転写手段と，上記一次転写ベルトを上記閉ループの外側に向かって湾曲させる１以上の外向き湾曲用ローラと，上記一次転写ベルトを上記閉ループの内側に向かって湾曲させる１以上の内向き湾曲用ローラと，を備えた画像形成装置であって，上記一次転写ベルトが，上記閉ループの内側に形成された樹脂製の基材層と，該基材層の外側に形成された弾性層とを備えて構成されてなる画像形成装置用一次転写ベルトにおいて，
上記弾性層あるいは該弾性層を上記基材層に接合させる接着層が，上記基材層の外側表面に形成された凹凸の境界面を介して上記基材層に接合されてなることを特徴とする画像形成装置用一次転写ベルトとして構成される。
これにより，基材層と弾性層との境界における接触面積が増大し，一次転写ベルトを内外方向に繰り返し屈曲させることによる剥離力が上記境界に作用しても，基材層と弾性層との接合力が強化されているので，両層が剥離することがなく，一次転写ベルトの寿命を長期化させることが可能となる。
このような寿命の長い一次転写ベルトを備えた画像形成装置として，
１または２以上の感光体と，上記感光体に沿って走行し上記感光体表面に形成されたトナー像が転写される閉ループ状の一次転写ベルトと，上記一次転写ベルトに転写されたトナー像を転写材上に転写する二次転写手段と，上記一次転写ベルトを上記閉ループの外側に向かって湾曲させる１以上の外向き湾曲用ローラと，上記一次転写ベルトを上記閉ループの内側に向かって湾曲させる１以上の内向き湾曲用ローラと，を備えた画像形成装置であって，上記一次転写ベルトが，上記閉ループの内側に形成された樹脂製の基材層と，該基材層の外側に形成された弾性層とを備えて構成されてなる画像形成装置において，
上記弾性層あるいは該弾性層を上記基材層に接合させる接着層が，上記基材層の外側表面に形成された凹凸の境界面を介して上記基材層に接合されてなることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【０００５】
前記凹凸の形状としては，一次転写ベルトの幅方向に直角の断面形状が，ジグザク，歯車の歯状，波打ち状のいずれかのようなものが代表的に提供される。また，前記凹凸は，一次転写ベルト７の厚み方向に突出あるいは陥没して形成された複数の突起あるいは凹みによって構成されたものであってもよく，要するに両層の接触面の面積が境界の平坦な場合と比べて増大するものであればよい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば，駆動ローラを含む２以上のローラに掛け渡され，上記駆動ローラが回転することによって走行する閉ループ状のベルトであって，上記閉ループの内側に形成された樹脂製の基材層と，該基材層の外側に形成された弾性層とを備えて構成されてなるベルトにおいて，上記弾性層あるいは該弾性層を上記基材層に接合させる接着層が，上記基材層の外側表面に形成された凹凸の境界面を介して上記基材層に接合されてなることを特徴とするベルトが提供される。
これによりベルトの寿命を長期化させることが可能となる。
また，１または２以上の感光体と，上記感光体に沿って走行し上記感光体表面に形成されたトナー像が転写される閉ループ状の一次転写ベルトと，上記一次転写ベルトに転写されたトナー像を転写材上に転写する二次転写手段と，上記一次転写ベルトを上記閉ループの外側に向かって湾曲させる１以上の外向き湾曲用ローラと，上記一次転写ベルトを上記閉ループの内側に向かって湾曲させる１以上の内向き湾曲用ローラと，を備えた画像形成装置であって，上記一次転写ベルトが，上記閉ループの内側に形成された樹脂製の基材層と，該基材層の外側に形成された弾性層とを備えて構成されてなる画像形成装置において，上記弾性層あるいは該弾性層を上記基材層に接合させる接着層が，上記基材層の外側表面に形成された凹凸の境界面を介して上記基材層に接合されてなることを特徴とする画像形成装置が提供され，これによって，内外層の剥離を起こしにくい一次転写ベルトを備えた画像形成装置が提供され，同ベルトの寿命が長期化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は，一次転写ベルトの一般的断面図，図２は内外方向に屈曲をうける一次転写ベルトの掛け渡し状態の概略およびそれがダメージを受けている状態を示す図，図３は，従来の一次転写ベルトと本発明の実施形態にかかる一次転写ベルトを比較して示す一次転写ベルトの横断面図，図４は，従来の中間転写ユニットの概略構成図，図５は，本発明の実施形態にかかる中間転写ユニットの概略構成図，図６は，本実施形態にかかる一次転写ベルトの製造手順の一例を示す概念図である。
【０００８】
この実施形態では，以下に述べるように１または２以上の感光体と，上記感光体に沿って走行し上記感光体表面に形成されたトナー像が転写される閉ループ状の一次転写ベルトと，上記一次転写ベルトに転写されたトナー像を転写材上に転写する二次転写手段と，上記一次転写ベルトを上記閉ループの外側に向かって湾曲させる１以上の外向き湾曲用ローラと，上記一次転写ベルトを上記閉ループの内側に向かって湾曲させる１以上の内向き湾曲用ローラと，を備えた画像形成装置に用いられる一次転写ベルトを対象として説明されるが，本発明は，このような場合に限定されることなく，少なくとも駆動ローラを含む２以上のローラに掛け渡され，上記駆動ローラが回転することによって走行する閉ループ状のベルトであって，上記閉ループの内側に形成された樹脂製の基材層と，該基材層の外側に形成された弾性層とを備えて構成されてなる一般的なベルトについても，２以上のベルトで屈曲される時に内外層に剥離力が作用するものであるから，当然適用される。
以下，画像形成装置に用いられる一次転写ベルトの場合について，説明する。
図５に示すように，この実施形態にかかる画像形成装置の中間転写ユニットＡは，複数のローラＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４に架橋支持された一次転写ベルト７を中間転写体に用いており，この一次転写ベルト７に接して，イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック用のアモルファスシリコン製の感光体１，１，…が並べられている。個々の感光体１の周りには，それぞれ露光器２，現像器３，ドラムクリーニングブレード４，除電器５，帯電器６が設けられている。帯電器６により，一様に帯電された感光体１上に露光器２により潜像が形成され，現像器３により各色トナーにより可視化した画像が形成される。形成された各色トナー画像は，一次転写ベルト７上に各色順に一次転写される。こうして一次転写ベルト７の表面上にトナー画が形成される。
【０００９】
一次転写されずに感光体１上に残ったトナーは，ドラムクリーニングブレード４により除去され，除電器５により除電されて感光体１がリフレッシュされる。こうして一次転写ベルト７上に形成されたフルカラー画像は，レジストローラ９によりタイミングを合わせて送り出された転写材Ｐ上に，二次転写ローラ１０（二次転写手段の一例）によって二次転写される。
トナー画像の二次転写された転写材Ｐは，搬送ベルト１１により定着器１３に搬送される。定着器１３は，第４のローラＲ４によって一次転写ベルト７が内側方向に湾曲されることによって作られたスペース内に一部が配置されることで，中間転写ユニットＡ全体の小型化が図られている。一次転写クリーニング部材１２については，さらにその全体が一次転写ベルト７が内側方向に湾曲されることによって作られた上記スペース内に設置されるので，中間転写ユニットＡ全体に対する小型化への寄与度が高い。
【００１０】
しかしながら，この実施形態にかかる中間転写ユニットＡでは，上記のように一次転写ベルト７をその閉ループ状の空間から外方向へ屈曲させる３個のローラＲ１，Ｒ２，Ｒ３に加えて，一次転写ベルト７をその閉ループ状の空間からの内側方向へ屈曲させるローラＲ４が設けられていることにより，一次転写ベルト７が，１回回転するごとに内外方向に繰り返し屈曲を受ける。そのために，図２に示す一次転写ベルト７の内層と外層との境界面において発生する剥離力が増大し，一次転写ベルト７の寿命が短くなる原因となっている。
この実施形態にかかる一次転写ベルト７でも，図１，図２に示すように，前記閉ループの内側に形成される樹脂よりなる基材層７ａの外側に弾性層７ｂを設けて，走行性と高画質を両立したものを用いているが，図３に示すように，基材層７ａが弾性層７ｂに接する境界面の一次転写ベルト７の幅方向に直角の断面に，深さ１０μｍの溝を１０μm間隔で設けることにより，表面に凸凹形状を持つ基材層７ａのベルトを生成する。なお，上記基材層７ａの表面に形成された凹凸形状は，図３（ａ）に示す様に，N型形状（すなわちジグザグ形状）でも，（ｂ）に示すように波形状であっても，あるいは（ｃ）のように歯車の歯の形状であっても良い。
もちろんそれ以外の凸凹であってもよく，要するに従来の平坦面と比べて基材層７ａとその外側の弾性層７ｂとの接触面の面積が大きくなるようなものであればよく，たとえば（ｄ）に示すように，ベルト厚み方向に突出あるいは陥没する半球状の突起あるいは凹みが多数形成されたものや，表面が適度に粗されることで凸凹が形成され，前記接触面の面積が増大するようなものであってもよい。
【００１１】
前記基材層７ａの厚みは，一例として１００μｍ程度が考えられる。基材層７ａを構成する樹脂材料としては，ＰＶＤＦもしくはＰＩ，ＰＡＩ，ＰＣ，ＥＴＦＥ等を用いることができる。この凹凸形状を設けた基材層７ａの樹脂ベルト上に弾性層としてＣＲゴムもしくは，ウレタンゴム，シリコンゴム，ＮＢＲゴム，ＥＰＤＭ等を厚み１００μｍ形成する。このように基材層と弾性層との界面を凹凸状にすることで，両層の接触面積を大きくし，２つの層の結着力が大きくなる。
また，基材層７ａおよび弾性層７ｂの体積抵抗率は共に，１０8から１０12Ω・ｃｍの範囲で，互いに略一致させている。それにより，凹凸形状の凸部と凹部での抵抗差をなくし，抵抗の低い部分に電流が集中することにより，転写ムラとなり画像不良が発生することを防ぐ。なお，基材層７ａと弾性層７ｂとの接合には，基材材料と弾性材料との相性が良く接着しやすいものを選ぶことが望ましいが，基材層７ａと弾性層７ｂとの中間に別に接着層を設けても良い
【００１２】
前記したような基材層７ａの外側に弾性層７ｂあるいは接着層を形成する方法としては，遠心力法を用いることができる。
図６は，このような遠心力法によって基材層に弾性層が接合した一次転写ベルト７を製造する手順を示すものである。弾性層は接着層に置き換えられても良い。
製造に先立って同図（ａ）に示すような円環筒状の金型２０の内面に，同図（ｂ）に示すように所定周期の凹凸２２（この場合，歯車の歯のような形状の凹凸とする）を形成しておく。凹凸は，ギザギザや波形，あるいは突起，凹み，表面を粗した形状などであっても良い。
次に上記金型２０を紙面に直角の軸の周りに回転させつつ，金型２０の内面に基材層７ａの原料を注入する（ｃ）と，原料が遠心力で金型２０の内面に均等に広がり，温度の低下に伴って固化することでシームレスの閉ループ状の基材層７ａをなすベルト２４が形成される。この時，（ｄ）のようにベルト２４の外面には，前記金型２０の内面に形成された凹凸に従った凸凹が形成される。
【００１３】
ベルト２４が固化して完成すると，ベルト２４は金型２０から外され，ベルト２４の外面の前記凹凸の形成された面に弾性層７ｂを形成するべく，ゴム原料２６が塗布される（ｅ）。
続いて，上記ゴム原料２６に加硫が施されて，弾性層７ｂが完成する（ｆ）。
最後に，最外層に離形層をなす材料２８がスプレーにより吹き付けられ，加熱することで硬化させる（ｇ）。
以上のような行程によって内外層の境界面に凹凸が形成されることによって接触面積が増大した一次転写ベルト７が製造される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一次転写ベルトの一般的断面図。
【図２】内外方向に屈曲をうける一次転写ベルトの掛け渡し状態の概略およびそれがダメージを受けている状態を示す図。
【図３】従来の一次転写ベルトと本発明の実施形態にかかる一次転写ベルトを比較して示す一次転写ベルトの横断面図。
【図４】従来の中間転写ユニットの概略構成図。
【図５】本発明の実施形態にかかる中間転写ユニットの概略構成図。
【図６】本実施形態にかかる一次転写ベルトの製造手順の一例を示す概念図。
【符号の説明】
【００１５】
１…感光体
２…露光器
３…現像器
４…ドラムクリーニングブレード
５…除電器
６…帯電器
７…一次転写ベルト
７ａ…基材層
７ｂ…弾性層
８…一次転写ローラ
１０…二次転写ローラ
Ｐ…転写材
【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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