| 【発明の名称】 |
画像形成装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】小林 廣行
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| 【要約】 |
【課題】中間転写ベルトの永久伸びによる色ズレの発生や、端部の破損を防止する。
【解決手段】感光ドラム１にトナー像を形成し、トナー像を一旦、中間転写ベルト２０上に転写し、その後、中間転写ベルト２０上から転写材Ｐに転写する画像形成装置において、中間転写ベルト２０の、０．０５kg／cm3 の張架荷重における伸長率を０．０３％以上、また、０．１kg／cm3 の張架荷重における伸長率を１．５％以下とする。これにより、繰り返し使用しても中間転写体の永久伸びによる色ズレが発生することがなく、また端部が破損することもない。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第１の像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を一旦、中間転写体上に転写し、その後、該中間転写体上から第２の像担持体上に転写する画像形成装置において、前記中間転写体は、０．０５kg／cm3 の張架荷重における伸長率が０．０３％以上であり、０．１kg／cm3 の張架荷重における伸長率が１．５％以下である、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】 前記第１の像担持体表面に色の異なる複数色のトナー像を順次に形成する複数の現像器を備える、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】 前記中間転写体が、シームレスの中間転写ベルトである、ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】 前記中間転写ベルトが、弾性層及び被覆層を含む２層以上の層構成である、ことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】 前記弾性層は、内部に繊維からなる芯体層を有し、隣接する前記繊維相互の間隔が５０〜３０００μｍである、ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】 前記芯体層が螺旋状である、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】 前記芯体層が織布である、ことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中間転写体を使用した電子写真方式の複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】中間転写体を使用した画像形成装置は、複数の成分色画像を順次積層転写してカラー画像を作成するのに非常に有効である。例えば、特開昭６３−３０１９６０号公報中で述べられた転写方法よりも各色のトナーが像を重ね合わせる際に色ズレを少なくすることができる。さらに、特開昭６３−３０１９６０号公報の図１のような保持手段（例えばグリッパに、把持する、吸着する、曲率を持たせる等）を必要とせずに中間転写体から画像を転写材に転写することができるため、転写材を多種多様に選択することができる。例えば、薄い紙（４０ｇ／ｍ2 ）から厚い紙（２００ｇ／ｍ2 ）まで、また幅の広狭や長さの長短によらず転写可能である。したがって、封筒、ハガキ、ラベル紙等まで転写が可能である。
【０００３】上述の中間転写体の形状として、ドラム状又はベルト状のものが考えられるが、装置全体のコストの引き下げが可能であることや中間転写体配置設計の自由度が高いこと等の観点からは、ベルト状の中間転写体、いわゆる中間転写ベルトが有効である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、樹脂又はゴムからなる従来の中間転写ベルトをローラに張架した状態で繰り返し使用した場合、以下のような欠点があった。
(1) 長期間の使用において中間転写ベルトの永久伸びが次第に大きくなり、中間転写ベルトがローラ上で滑るため、感光体上に順次に形成されたトナー像を順次に中間転写ベルト上に一次転写して重ね合わせる際、各色トナー像間で色ズレが生じて鮮明な画像が得られない。
(2) 中間転写ベルトがローラ上で幅方向（移動方向に向かって左右をいう）に偏ってしまった場合、中間転写ベルト端部がフランジ等に当たって擦られ、破損してしまう場合がある。
【０００５】このような問題に対し、例えば特開平３−２９３３８５号公報では、ゴムからなる中間転写ベルトをポリアミド織布で補強する提案がなされている。
【０００６】しかし、この場合、ゴムと織布の電気抵抗差が大きくなり過ぎるため、織布の材質、厚みによっては中間転写ベルトの厚さ方向の電気抵抗値が非常に高くなってしまい、良好な静電転写をすることができない。また、織布の跡が画像に現れてしまい、高品位な画像を得ることができない。とりわけ、ポリアミド繊維は、可撓性が大きいため、長期間の使用において、応力緩和がベルトに生じる欠点がある。
【０００７】一方、特開平６−１４９０７９号公報では、ＰＶＤＦ、ポリカーボネートを材質として用いた中間転写ベルトの開示があるが、これらのベルトはベルト自体が弾性を有していないため、転写不良、画像の輪郭以外が転写されない、いわゆる中抜け画像が生じ、また繰り返し使用時、樹脂疲労による断裂、亀裂が発生し易く、耐久性に問題があった。また、材質的にほとんど伸び特性を有していないため一定の張力で中間転写ベルトを張架するためにはかなりの張架荷重を必要とし、装置全体の大型化及びコストアップを招くものである。
【０００８】そこで、本発明は、繰り返し使用しても中間転写ベルトの永久伸びによる色ズレが発生することのない画像形成装置を提供することである。
【０００９】また、本発明の目的は、中間転写ベルトの端部が破損することのない画像形成装置を提供することである。
【００１０】また、本発明の目的は芯体層の部分の影響を受けず、均一な画像を得ることができる画像形成装置を提供することである。
【００１１】また、本発明の目的は、第１の画像担持体から中間転写体への転写効率、及び中間転写体から第２の画像担持体への転写効率が極めて高い画像形成装置を提供することにある。
【００１２】また、本発明の目的は、画像の微小部分の転写不良の発生しない、いわゆる中抜け画像のない、均一、均質の画像品質が、第２の画像担持体である紙やＯＨＰシートの種類に依存することなしに達成される画像形成装置を提供することにある。
【００１３】また、本発明の目的は、中間転写体の繰り返し使用による過酷な耐久使用を行っても中間転写体の特性に変化がなく、初期と同様な特性を維持し得る画像形成装置を提供することにある。
【００１４】また、本発明の目的は、中間転写体表面へのトナーの付着によるフィルミングの発生しない画像形成装置を提供することにある。
【００１５】また、本発明の目的は、有機感光体に悪影響を与えず、感光体寿命の長い画像形成装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上述目的を達成するための、請求項１に係る本発明は、第１の像担持体上にトナー像を形成し、該トナー像を一旦、中間転写体上に転写し、その後、該中間転写体上から第２の像担持体上に転写する画像形成装置において、前記中間転写体は、０．０５kg／cm3 の張架荷重における伸長率が０．０３％以上であり、０．１kg／cm3 の張架荷重における伸長率が１．５％以下である、ことを特徴とする。
【００１７】請求項２に係る本発明は、前記第１の像担持体表面に色の異なる複数色のトナー像を順次に形成する複数の現像器を備える、ことを特徴とする。
【００１８】請求項３に係る本発明は、前記中間転写体が、シームレスの中間転写ベルトである、ことを特徴とする。
【００１９】請求項４に係る本発明は、前記中間転写ベルトが、弾性層及び被覆層を含む２層以上の層構成である、ことを特徴とする。
【００２０】請求項５に係る本発明は、前記弾性層は、内部に繊維からなる芯体層を有し、隣接する前記繊維相互の間隔が５０〜３０００μｍである、ことを特徴とする。
【００２１】請求項６に係る本発明は、前記芯体層が螺旋状である、ことを特徴とする。
【００２２】請求項７に係る本発明は、前記芯体層が織布である、ことを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００２４】〈実施の形態１〉前述のように、樹脂又はゴムを用いた従来の中間転写ベルトは機械的強度が弱く、繰り返し使用するとベルトの永久伸びに起因する色ズレが発生する点、またフランジ等との摺擦によりベルト端部が破損しやすいといった点が問題であった。
【００２５】このような問題に対して、本出願人らは樹脂又はゴムからなる中間転写ベルトに芯体層を設け、その補強効果により中間転写ベルトの機械的強度を向上させるとともに永久伸びを小さくするという手段を考案した。
【００２６】上記考案に基づき、弾性層の内部に種々の厚さの芯体層さらにその上層に種々の厚さの被覆層を設けた中間転写ベルトを試作し、検討を行ったところ、芯体層の形状、芯体糸の強度及び太さ、弾性層の厚み及び硬度、被覆層の厚み、材質を適時勘案することにより、本発明の意図する中間転写ベルトを得ることが可能となることが判明した。
【００２７】本発明において、０．０５kg／cm3 の張架荷重における中間転写ベルトの伸長率が０．０３％未満であると、この中間転写ベルトはほとんど伸びを有しない。そのため、図９のローラ６４、６５、６６にそのまま中間転写ベルト２０を張架すると、適度な張力を保持しながら維持することが困難である。このとき図９のテンションローラの役割を有するローラ６６を中間転写ベルト２０の外側の矢印の方向に移動させると、中間転写ベルト２０に張力を保たせることができる。しかし、上述の伸長率であると、ローラ６６に加わる負荷は強大なものとなり、中間転写ベルト２０の周長で１mm伸長させるためにローラ６６の全体に対し、２０kg以上、極端な場合には３０kg以上の張力が必要となる。この状態はベルト張架ユニットに頑丈な剛体化を要求するものであり、すなわち、ベルト張架ユニットの大型化とコストアップを招く原因となってしまう。他方、０．１kg／cm2 の張架荷重時の伸長率が１．５％を超えた場合、中間転写ベルトを張架し、一定張力の元で、長時間回転させると、徐々にベルトの応力緩和を生じる。例えば、図１１の比較例１に示すように、５００〜１０００時間以上張架回転させると初期張力の８０％以下の張力に低下する場合があり、中間転写ベルト２０は明らかにこの時点で永久伸びが発生している。このため例えば芯体層を有しているこのベルトを、中間転写ベルト２０として使用した場合でも、繰り返し使用の途中で少しずつ画像全体に色ズレが発生するか、又は画像の一部に色ズレが発生することになる。さらに、張架回転を継続すると、最終的にはベルト張架ユニットから、中間転写ベルト２０が外れ、破損や亀裂が生じ、使用不能となる。
【００２８】以下、本発明の中間転写体について、ベルト状の中間転写体を例にして説明するが、これに限定するものではない。
【００２９】本発明の中間転写体は、図１に示すように、弾性層１と、弾性層１の内部に層状に埋め込まれた芯体２とを有する。弾性層１はゴム、エラストマー又は樹脂等からなる弾性体で形成される。芯体２は、螺旋状、リング状又は図２に示すように織布状にした繊維で形成される。製作の容易さ、コストの点から繊維を螺旋状又は織布状にして弾性層１の内部に埋め込むのが好ましい。
【００３０】このように、弾性層１の内部に芯体２を埋め込むことにより、中間転写体の永久伸びを防ぎ、耐久性に優れた中間転写体とすることができる。
【００３１】繊維を螺旋状に弾性層１内部に埋め込んだ場合、図３に示すように、弾性層１内部では隣り合う繊維同士がほぼ平行となる。
【００３２】本発明の中間転写体においては、隣り合う繊維の間隔が５０〜３０００μｍである。さらには、１００〜２０００μｍ、特に２００〜１８００μｍが好ましい。繊維間隙が５０μｍよりも小さいと、繊維の電気抵抗値が弾性層１の電気抵抗値と大きく異なっているために、中間転写体の電気特性が大幅に変化し、良好な静電転写が困難になるという弊害がある。逆に繊維間隔が３０００μｍより大きいと、中間転写体表面でうねりが目立つようになり、中間転写体表面の凹凸に起因する画像濃度ムラ（芯体跡画像）が発生しやすくなる。
【００３３】芯体２が織布の場合にも、図５に示すように、繊維間隔は織布の縦と横の両方向で５０〜３０００μｍ、好ましくは１００〜２０００μｍ、さらには２００〜１８００μｍである。
【００３４】芯体２がリング状繊維を並べて構成されている場合も、繊維間隔は５０〜３０００μｍ、好ましくは１００〜２０００μｍ、さらには２００〜１８００μｍである。
【００３５】本発明において、隣接する繊維相互の間隔とは、図４に示すように、任意に選ばれた隣接する６本の繊維の各間隔Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 、Ｉ4 、Ｉ5 （つまり、間隔は５カ所）の相加平均をいう。また、本発明において隣接する６本の繊維は、トナー像が担持される確率の一番高い場所、すなわち図１に示すように中間転写体の幅方向の中心線Ｃから５cmの範囲内、換言すれば図１の線Ｃを中心線とする幅１０cmの範囲内で任意に選ばれる。
【００３６】また、複数の織布を重ねて芯体２とする場合もあるが、この場合は中間転写体の外側面に最も近い織布の繊維間隔が５０〜３０００μｍの範囲にあることが必要である。これは、一番外側面に近い織布が中間転写体の表面物性に一番影響を与えるからである。なお、中間転写体の外側面とは、トナー像が担持される面をいう。
【００３７】弾性層１に用いる弾性体としては、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、プチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、アクリロニトリルブタジエンゴム、ウレタンゴム、シンジオタクチック１，２−ポリブタジエン、エピクロロヒドリンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、水素化ニトリルゴム、熱可塑性エラストマー（例えばポリエチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリエステル系、フッ素樹脂系）、ポリスチレン、クロロポリエチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレンーマレイン酸共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（スチレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチレン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メタクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合体、スチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリロニトリル−アクリル酸エチル共重合体等のスチレン系樹脂（スチレン又はスチレン置換体を含む単重合体又は共重合体）、メタクリル酸メチル樹脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂（シリコーン変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂、アクリル・ウレタン樹脂等）、塩化ビニル樹脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェーノル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ケトン樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン樹脂及びポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群より選ばれる１種類又は２種類以上を使用することができる。ただし、上述の材料に限定されるものではない。
【００３８】弾性層１は、転写不良、特に画像の輪郭以外の部分が十分に転写されない、いわゆる中抜け画像が生じないように、硬度が１０〜９５°、より好ましくは２０〜８０°、さらに２５〜７０°の範囲にあることが好ましい。本発明において硬度の測定方法はＪＩＳ−Ａの方式に従うものとする。
【００３９】したがって、弾性層１に使用される材料としては、上述材料のうちでも、ゴム、エラストマー又は軟質の樹脂を利用することが好ましい。
【００４０】弾性層１には、抵抗値を調節するために導電剤を添加してもよい。導電剤としては特に限定されるものではないが、例えば、カーボン、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化チタン等の金属酸化物、４級アンモニウム塩含有ポリメタクリル酸メチル、ポリビニルアニリン、ポリビニルピロール、ポリジアセチレン、ポリエチレンイミン、含硼素高分子化合物及びポリピロール等の導電性高分子化合物等からなる群より選ばれる１種類又は２種類以上を使用することができる。ただし、上述の導電剤に限定されるものではない。導電剤を添加する場合、含有量は弾性層１の材料（ゴム、エラストマー、樹脂等）１００重量部に対して導電剤５〜４０重量部が好ましい。
【００４１】弾性層１の厚みは、０．３〜２mmが好ましい。弾性層１の厚みが厚すぎると、円滑な駆動が難しくなる。また弾性層１が薄すぎると、機械的強度が得られなくなり、繰り返し使用によって応力緩和が起きやすくなる。
【００４２】芯体２に使用する繊維としては、例えば綿、絹、麻、羊毛等の天然繊維、キチン繊維、アルギン酸繊維、再生セルロース繊維等の再生繊維、アセテート繊維等の半合成繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、ポリウレタン繊維、ポリアルキルパラオキシベンゾエート繊維、ポリアセタール繊維、アラミド繊維、ポリフロロエチレン繊維、フェノール繊維等の合成繊維、炭素繊維、硝子繊維、ボロン繊維等の無機繊維、鉄繊維、銅繊維等の金属からなる群より選ばれる１種類又は２種以上を用いることができる。
【００４３】繊維の太さは、直径２〜５００μｍ、さらには２０〜２００μｍ、特に５０〜１８０μｍが好ましい。繊維が細すぎると、中間転写体の機械強度が低くなり、永久伸びが発生しやすくなり、耐久性に劣る。また繊維が太すぎると、伸長に過大な張力を必要とする。さらにこの繊維の太さに起因する芯体跡が目立つ傾向にある。
【００４４】なお、本発明における繊維の太さは以下のように定義するものとする。
〈繊維の太さの測定方法〉１．中間転写ベルトを厚み方向に切断し、その切断面を顕微鏡など任意の手段によって適当に拡大する（図４）。
２．任意の繊維を選び出し、繊維の断面形状が円の場合、繊維の直径を繊維の太さとする。繊維の断面形状が円でない場合、該繊維の断面積を求め、該面積と同一面積を持つ円の直径を繊維の太さとする。
【００４５】本発明で使用する繊維は、１本の単繊維（フィラメント）であっても、複数のフィラメントを撚ったものであってもよく、右撚り、左撚り、片撚糸、諸撚糸、双糸等どのような撚り方であってもよい。また、複数種の繊維を混紡してもよい。さらに、場合によっては糸に適当な導電処理を施して使用することもできる。
【００４６】中間転写体の表面には、さらし粉などによる表面処理を行うことにより、また図６のように被覆層１０１を設けることにより、表面の離型性を向上させることができる。
【００４７】被覆層１０１としては、前記した弾性層１と同じ材料が使用できるが、水の接触角が８０度以上であることが好ましい。このため、被覆層１０１にはシリコーン樹脂微粉末等の添加剤を含有するとよい。被覆層の厚みは弾性層の柔軟性を損なわない程度に薄層することが好ましく、具体的には１〜５００μｍ、さらには５〜２００μｍが好ましい。被覆層１０１にも、弾性層１の場合と同様に導電剤を添加してもよい。導電剤の含有量は被覆層１０１の材料１００重量部に対して導電剤５〜４０重量部が好ましい。
【００４８】本発明の中間転写体は、無端ベルト状又は筒状であり、継ぎ目のないもの（シームレス）が好ましい。
【００４９】本発明の中間転写体の電気抵抗値は、１×１０4 Ω以上、１×１０11Ω以下が好ましい。中間転写体の抵抗値が高すぎると、転写バイアスが中間転写体内で降下してしまい、２色目以降の現像剤を一次転写する際に、それ以前に一次転写を終了した現像剤が第１の画像担持体に戻ってしまい、目的とする色合いの画像が得られなくなってしまう。また、中間転写体の抵抗値が低すぎると、一次転写を受けた部分とそうでない部分とで中間転写体の抵抗値に大きな差ができてしまうために、２色目以降の現像剤を効率よく転写することができなくなってしまい、やはり目的とする色合いの画像が得られなくなってしまう。
【００５０】本発明における中間転写体の電気抵抗は以下の方法で測定した値である。
【００５１】〈中間転写体の抵抗値の測定方法〉(1) 中間転写体２０を図７に示したように張架し、該中間転写体２０を２本の金属ローラ２０２、２０３で挟み、直流電源２０４、適当な抵抗値を持つ抵抗器２０５、電位差計２０６をつなぐ。
(2) 駆動ローラ２００、金属ローラ２０１にて中間転写体２０表面の移動速度が１２０mm／秒になるように矢印方向に移動させる。
(3) 直流電流から＋１ｋＶを回路に印加し、抵抗器２０５の両端の電位差Ｖｒを電位差計２０６にて読む。なお、測定時の雰囲気は、気温２３±５℃、湿度５０±１０％ＲＨとする。
(4) 得られた電位差Ｖｒから、回路に流れる電流Ｉを求める。
(5) 中間転写体２０の抵抗値＝印加電圧（１ｋＶ）／電流値Ｉ。
【００５２】本発明の中間転写体２０の製造方法は特に限定されるものではないが、例えば以下のようにして製造することができる。
【００５３】まず、弾性体材料を金型に巻く。次いで弾性体材料層上に芯体２を巻き、さらに、筒状に形成した弾性体材料を被せる。芯体２には接着剤を塗っておくとよい。最後に、加硫し、表面を研磨する。こうして、内部に芯体２を有する中間転写体２０が得られる。必要に応じて設ける被覆層１０１は、例えばスプレー塗装、浸漬塗装、静電塗装等で形成することができる。
【００５４】次に、図８を参照して本発明における伸長率の測定方法を説明する。測定影響として、２３〜２５℃、５０〜６０％の条件で少なくとも１日以上放置した中間転写ベルト２０を用いる。
【００５５】まず、２本の同寸法のローラ状の支持体５００、５０１を、地面に対し平行となるように、上下適当な間隔を開けて配置する。一方を動かないように固定し、固定ベルト支持体５００とする。他方を上下方向に移動できるようにし、可動ベルト支持体５０１とする。
【００５６】この２本の支持体５００、５０１に、伸長率を測定する中間転写ベルト２０を張架する。張架後、可動−ルト支持５０１の左右両端に、均等な負荷となるように同重量の荷重５０２をそれぞれ加える。
【００５７】荷重を負荷すると、中間転写ベルト２０は図８の矢印に示すように、下方にΔＬ伸長する。伸長率は荷重負荷開始から１分後の中間転写ベルト２０の伸びを測定し、算出する。
【００５８】無負荷時の中間転写ベルト２０の幅Ｗcm、周長Ｒcm、厚みｔcmとする。可動ベルト支持体５０１の重量をＷ1 、荷重５０２につり下げる重量をＷ2 とする。
【００５９】このときの張架荷重（kg／cm3 ）は下式のようになる。
【００６０】張架荷重（kg／cm3 ）＝（Ｗ1 ＋２×Ｗ2 ）／（Ｒ×Ｗ×ｔ）
また、図８に示されるように、上述の張架荷重時の可動ベルト支持体下５０１の下方向への移動距離、すなわち、中間転写ベルト２０の伸びをΔＬcmとすると、伸長率は下式のようになる。
【００６１】伸長率（％）＝（２×ΔＬ×１００）／Ｒ次に、図９を参照して本発明に係る画像形成装置について説明する。
【００６２】１００は第１の画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「感光ドラム」という）であり、矢印の反時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。感光ドラム１００としては、少なくとも最外層に四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）の微粉末を含有する感光ドラムを用いると、より高い転写効率が得られるために好ましい。これは、ＰＴＦＥの微粉末を含有することにより、感光ドラム最外層の表面エネルギーが低下し、トナーの離型性が向上するためと考えられる。
【００６３】感光ドラム１００は回転過程で、一次帯電器１０２により所定の極性・電位に一様に帯電処理され、次いで像露光手段３（カラー原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザビームを出力するレーザスキャナによる走査露光系統）による画像露光を受けることにより目的のカラー画像の第１の色成分像（例えばイエロー色成分像）に対応した静電潜像が形成される。
【００６４】次いで、その静電潜像が第１の現像器（イエロー色現像器４１）により第１色であるイエロートナーＹにより現像される。このとき第２〜第４の現像器（マゼンタ色現像器４２、シアン色現像器４３、ブラック色現像器４４）の各現像器は作動−オフになっていて感光ドラム１００には作用しないので、上述の第１色のイエロートナー像は第２〜第４の現像器により影響を受けない。
【００６５】中間転写体２０はローラ６４、６５、６６に支持され、時計方向に感光ドラム１００と同じ周速度を持って回転駆動されている。
【００６６】感光ドラム１００上に形成担持された第１色のイエロートナー像が、感光ドラム１００と中間転写体２０とのニップ部を通過する過程で、一次転写ローラ６２から中間転写ベルト２０に印加される一次転写バイアスにより形成される電界により、中間転写ベルト２０の外周面に順次中間転写（一次転写）されていく。
【００６７】中間転写体２０に対応する第１色のイエロートナー像の転写を終えた感光ドラム１００の表面は、クリーニング装置１３により清掃される。
【００６８】以下、同様に第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順次に中間転写体２０上に重ね合わせて転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラー画像が形成される。
【００６９】６３は二次転写ローラで、二次転写対抗ローラ６４に対応し平行に軸受けされて中間転写体２０の表面に下方から離間可能な状態に配置してある。
【００７０】感光ドラム１００から中間転写体２０への第１〜第４色のトナー像の順次重畳転写のための一次転写バイアスは、トナーとは逆極性（＋）でバイアス電源２９から印加される。その印加電圧は例えば＋１００Ｖ〜＋２ｋＶの範囲が好ましい。
【００７１】感光ドラム１００から中間転写体２０への第１〜第３色のトナー像の一次転写工程において、二次転写ローラ６３は中間転写体２０から離間することも可能である。
【００７２】中間転写体２０上に転写された合成カラートナー像の第２の画像担持体である転写材Ｐへの二次転写は、二次転写ローラ６３が中間転写体２０に当接されるとともに、給紙ローラ１１から転写材ガイド１０を通って、中間転写体２０と二次転写ローラ６３との当接ニップに所定のタイミングで転写材Ｐが給送され、二次転写バイアスが電源２８から二次転写ローラ６３に印加される。この二次転写バイアスにより中間転写体２０から第２の画像担持体である転写材Ｐへ合成カラートナー像が転写（二次転写）される。トナー像の転写を受けた転写材Ｐは定着器１５へ導入され加熱定着される。
【００７３】転写材Ｐへの画像転写終了後、中間転写体２０にはクリーニング用帯電部材７が当接され、感光ドラム１００とは逆極性のバイアスを印加することにより、転写材Ｐに転写されずに中間転写体２０上に残留しているトナー（転写残トナー）に感光ドラム１００と逆極性の電荷が付与される。２６はバイアス電源である。
【００７４】上述の転写残トナーは、感光ドラム１００とのニップ部及びその近傍において感光ドラム１００に静電的に転写されることにより、中間転写体２０がクリーニングされる。
【００７５】中間転写体のクリーニングは、ブレードクリーニング、ファーブラシクリーニング、静電クリーニング、又はこれらの組み合わせ等、任意のクリーニング装置が使用可能であるが、装置の小型化、低コスト化の観点から、好ましいクリーニング方式の例として、図９に示すような、転写残トナーを感光ドラム１００に静電的に転写することにより中間転写体をクリーニングする方法がある。
【００７６】図９において、クリーニング用帯電部材７は、金属ロール、導電性を有する弾性ロール、導電性を有するファーブラシ、導電性を有するブレード等、種々の形態をとることができる。
【００７７】なお、図９の画像形成装置においては、感光ドラム１００から中間転写体２０に現像剤を一次転写すると同時に、前回の画像形成ステップで発生した中間転写体２０上の転写残トナーを感光ドラム１００に戻してもよい（以下「一次転写同時クリーニング方式」という）。一次転写同時クリーニング方式は、クリーニングステップを特に必要としないために、スループットの低下がないという利点を有している。
【００７８】また、図１０に示すように、転写残トナー回収部材８を設けてもよい。
【００７９】転写残トナー回収部材８も、金属ロール、導電性を有する弾性ロール、導電性を有するファーブラシ、導電性を有するブレード等、種々の形態をとることができる。２７はバイアス電源である。
【００８０】転写残トナー回収部材８には、クリーニング用帯電部材７に印加される電圧とは逆極性の電圧が印加され、転写残トナーを静電的にクリーニングすることができる。
【００８１】また、図１０の画像形成装置において、例えば電源投入時等に転写残トナー回収部材８に感光ドラム１００と逆極性のバイアスを印加して、転写残トナー回収容器９内の転写残トナーを帯電させ、感光ドラム１００のクリーニング装置１３に回収することも考えられる。この方式は、転写残トナー回収容器９を小型化できるという利点を有している。
【００８２】〈実施例１〉直径約１４０mmの円筒状の金型に、下記配合のゴムコンパウンドを厚さ０．３mmで均一に巻き付けた。次に、接着剤を表面に塗ったナイロン／糸（直径１００μｍ）前記コンパウンド上にピッチ０．２mmで螺旋状に巻き付けた。
【００８３】この糸は比較的伸縮性を有し、本発明の中間転写体２０に外部から加えられる変形に対抗する弾性復元力を与えるものである。
【００８４】さらに、この糸の上層にポリエステル糸（直径１７０μｍ）をピッチ０．０７mmで螺旋状に巻き付けた。この芯体糸の目的は、ベルトに加えられる外力に打ち勝つ、変形防止力を与えるものである。この２種の芯体糸により、適正な張架荷重における伸長率を維持することが可能となる。
【００８５】次に、前記芯体糸の上層に、あらかじめチューブ状に押し出した下記配合のゴムコンパウンドを被せ、加硫及び研磨を行うことにより、芯体層の上に厚さ０．４mmの弾性層を、芯体層の下に厚さ０．３mmの弾性層を有する、厚さ約０．８〜０．９mmの芯体層入りゴムベルトを得た。
【００８６】
ゴム配合ヒドリンゴム ２５部（重量部、以下同様）
ＥＰＤＭゴム ７５部 加硫剤 ２部 加硫助剤 １部 加硫促進剤 ３部 導電性カーボンブラック ９部 オゾン劣化防止剤 １部 可塑剤（ナフテンケイプロセスオイル） ３０部次に、該ベルト上にさらに被覆層を得るための塗料を下記配合により調製した。
【００８７】
塗料配合ポリウレタン樹脂 １００部フッ素樹脂微粉末（平均粒径０．０５μｍ）４０部キシレン ３００部上記塗料をベルトにスプレー塗布し、室温にて指触乾燥後、１２０℃で２時間加熱することにより残存溶剤を除去し、かつ被膜に架橋を施し、厚さ２０μｍの強靱な被覆層を有する図１、及び図６に示すような中間転写ベルト２０を得た。得られた中間転写ベルトの抵抗値は４．７×１０9 Ωであった。
【００８８】この中間転写ベルト２０を図９に示す電子写真方式の４色フルカラーの画像形成装置に装着し、８０ｇ／ｍ2 紙にフルカラー画像をプリントし、以下のように転写効率を定義して、転写効率の測定を行った。
【００８９】一次転写効率（感光ドラムから中間転写ベルトへの転写効率）＝中間転写ベルト上の画像濃度／（感光ドラム上の転写残画像濃度＋中間転写ベルト上の画像濃度）。
【００９０】二次転写効率（中間転写ベルトから転写材への転写効率）＝転写材上の画像濃度／（転写材上の画像濃度＋中間転写ベルト上の転写残画像濃度）。
【００９１】本実施の形態では、感光ドラム１００して、最外層にＰＴＦＥの微粉末を含有するＯＰＣ感光ドラムを用いた。そのため、高い一次転写効率が得られた。
【００９２】なお、中間転写ベルト２０のクリーニング方式は、クリーニング用帯電部材７に１×１０8 Ωの抵抗を持つ弾性ローラを用いた一次転写同時クリーニング方式とし、フルカラー画像４万枚の連続プリントを行った。このとき、バイアス電源２６からクリーニング用帯電部材７に印加した電流値は＋４０μＡである。
【００９３】初期より芯体に起因する画像濃度ムラもなく、４万枚耐久後も該ベルトの永久伸びに起因する色ズレやクリーニング不良のない良好な画像を得ることができた。
【００９４】次に、図９に示される写ベルト張架ユニットのみを取り出し、外部駆動により、１０００時間ベルトを回転駆動させ、緩和耐久テストを行った。その結果を図１１に示す。横軸は時間、縦軸は初期張力に対する維持率を示したものである。実施例１として示すように、１０００時間後でも９０％以上の維持率を有しており、ほとんどはベルトの緩和は見られなかった。
【００９５】本発明の中間転写ベルト２０の寸法としては、幅２３８mm、周長４４０．１mm、厚み０．９mmであり、図８に示す測定装置における０．０５kg／cm3 、及び０．１kg／cm3 の張架荷重における伸長率はそれぞれ、０．０５％、０．８％であった。
【００９６】以下に本実施例の作像条件を示す。
【００９７】
非画像部表面電位：−５５０Ｖ 画像部表面電位：−１５０Ｖ カラー現像剤（４色ともに）：非磁性１成分トナー 一次転写電圧：＋５００Ｖ 二次転写電圧：＋１５００Ｖ プロセススピード：１２０mm／ｓｅｃ 現像バイアス：Ｖｄｃ＝−４００Ｖ Ｖａｃ＝１６００Ｖｐｐ 周波数＝１８００Ｈｚ〈実施例２〉直径約１４０mmの円筒状の金型に、実施例１と同様のゴムコンパウンドを０．５mm厚で均一に巻き付けた。次に、図５に示すような縦横のピッチが０．１mmである綿糸（直径１４０μｍ）よりなるシームレスの織布を前記ゴム上層に被せる。
【００９８】その上に、あらかじめチューブ状に押し出した実施例１で用いたのと同一配合のゴムコンパウンドを被せ、加硫及び研磨を行うことにより、芯体層の上に厚さ０．３mmの弾性層を有する、厚さ約０．８０〜０．９５mmの芯体層入りゴムベルトを得た。
【００９９】次に、実施例１で用いたのと同一配合の塗料をゴムベルト上にスプレー塗布し、室温にて指触乾燥後、１２０℃で２時間加熱することにより残存溶剤を除去し、かつ被膜に架橋を施し、厚さ２５μｍの強靱な被覆層を有する図５に示すような中間転写ベルト２０を得た。得られた中間転写ベルトの抵抗値は８．２×１０9 Ωであった。
【０１００】得られた中間転写ベルトを図９に示す画像形成装置に組み込み、実施例１と同様にして転写効率の測定及び３万枚のフルカラー連続プリントを行った。
【０１０１】なお、クリーニング用帯電部材７は実施例１と同様のものを、転写残トナー回収部材８には１×１０2 Ωの抵抗を持つ導電性ファーブラシを、感光ドラム１００には最外層にＰＴＦＥの微粉末を含有しないＯＰＣ感光ドラムを用いた。
【０１０２】初期より芯体に起因する画像濃度ムラもなく、３万枚耐久後も該ベルトの永久伸びに起因する色ズレのない良好な画像が得られた。なお、その他の作像は実施例１と同様である。
【０１０３】本発明の中間転写ベルト２０の寸法としては、幅２４０mm、周長４４０mm、厚み０．９mmであり、０．０５kg／cm3 、及び０．１kg／cm3 の張架荷重における伸長率はそれぞれ、０．４％、１．３％であった。図１１に実施例２として緩和耐久テストの結果を示す。
【０１０４】〈比較例１〉実施例１で用いたゴムコンパウンドを円筒状の金型に巻き付け、さらに、接着剤を表面に塗布したナイロン系（直径６０μｍ）を前記コンパウンド上にピッチ８mmで螺旋状に巻き付けた。
【０１０５】次に、実施例１で用いたのと同一配合の塗料を該ゴムベルト上にスプレー塗布し、室温にて指触乾燥後、１２０℃で２時間加熱することにより残存溶剤を除去し、厚さ２５μｍの被覆層を有する中間転写ベルトを得た。得られた中間転写ベルトの抵抗値は８．７×１０8 Ωであった。
【０１０６】得られた中間転写ベルトを図９に示す画像形成装置に組み込み、実施例１と同様にして転写効率の測定及び４万枚のフルカラー連続プリントを行った。
【０１０７】初期に画像濃度ムラもなく、良好な画像が得られたが、２万枚耐久後は該ベルトの永久伸びに起因する色ズレのため、高精細な画像を得ることができなかった。
【０１０８】これは、ベルト緩和の影響と思われる中間転写ベルトの周速変動、及びベルトの寄りや蛇行のため、色ズレ原因となったと推定される。本ベルトの寸法は、実施例２と同様であり、０．０５kg／cm3 及び０．１kg／cm3 の張架荷重における伸長率は、それぞれ２．１％、５．６％であった。図１１に比較例１として緩和耐久テストの結果を示す。
【０１０９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、第１の像担持体上にトナー像を形成し、トナー像を一旦、中間転写体上に転写し、その後、中間転写体上から第２の像担持体上に転写する画像形成装置において、中間転写体の、０．０５kg／cm3 の張架荷重における伸長率を０．０３％以上、また、０．１kg／cm3 の張架荷重における伸長率を１．５％以下としたので、繰り返し使用しても中間転写体の永久伸びによる色ズレが発生することがなく、また端部が破損することもない。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１００７
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）９月４日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】近島 一夫
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| 【公開番号】 |
特開平１１−８４９０１ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）３月３０日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２４００４１ |
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