JP2000338788A

JP2000338788A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000338788A
Application number: JP14453899A
Authority: JP
Inventors: Yukio Hara; 幸雄原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 1999-05-25
Publication date: 2000-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】中間転写ベルトの寿命が長く、白抜けなどの画
質欠陥の発生が防止された画像形成装置を提供する。【解決手段】静電潜像が形成される像担持体１と、像担
持体１上に静電潜像を形成する静電潜像形成装置２と、
静電潜像をトナーで現像する現像装置５，６，７，８
と、像担持体１上のトナー像を中間転写体１０に転写す
る１次転写ロール２５と、転写されたトナー像を担持し
ながらＢ方向に移動する中間転写体１０と、中間転写体
１０上のトナー像を用紙Ｐに転写するバイアスロール３
およびバックアップロール２２とを備え、中間転写体１
が、１×１０¹⁰Ω／□以上１×１０¹⁴Ω／□以下の表面
抵抗率を有するものであり、かつ中間転写体１表面に
２．５ｋＶＲＭＳの交流電圧を１０時間連続印加した場
合の印加前後の表面抵抗率をρｓ１，ρｓ２とした時、
ρｓ１／ρｓ２＜１０なる関係を満たすようにした画像
形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機やプリンタなどに用いられる画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置として、無
機または有機材料からなる光導電性感光体の表面層を有
する像担持体を一様に帯電させた後、画像信号を変調し
たレーザ光などにより像担持体上に静電潜像を形成し、
その静電潜像を帯電したトナーで現像して可視化された
トナー像を形成し、次にそのトナー像を中間転写体を介
して、あるいは直接に記録紙などの記録媒体に静電的に
転写することにより所望の再生画像を得る方式の画像形
成装置が知られている。

【０００３】この方式の画像形成装置のうち中間転写体
として中間転写ベルトを用いる方式の画像形成装置とし
て、例えば、特開昭６２−２０６５６７号公報などに
は、像担持体上に形成したトナー像を中間転写ベルトに
１次転写し、次に中間転写ベルト上のトナー像を記録紙
に２次転写する方式の画像形成装置が開示されている。
この方式の画像形成装置に用いられる中間転写ベルトの
材料としては、例えば、特開平０６−０９５５２１号公
報ではポリカーボネイト樹脂、特開平５−２００９０４
号公報や特開平６−２２８３３５号公報ではＰＶＤＦ
（ポリフッ化ビニリデン）、特開平６−１４９０８１号
公報ではポリアルキレンフタレート、特開平６−１４９
０８３号公報ではＰＣ（ポリカーボネイト）／ＰＡＴ
（ポリアルキレンテレフタレート）のブレンド材料、特
開平６−１４９０７９号公報ではＥＴＦＥ（エチレンテ
トラフロロエチレン共重合体）／ＰＣ、ＥＴＦＥ／ＰＡ
Ｔ、およびＰＣ／ＰＡＴのブレンド材料などの熱可塑性
樹脂にカーボンブラックなどの導電剤を分散してなる導
電性の樹脂材料を用いる提案がなされている。

【０００４】また、機械的特性が優れた樹脂材料とし
て、ポリイミド樹脂を挙げることができる。例えば、特
許第２５６０７２７号公報（特開昭６３−３１１２６３
号公報）には、カーボンブラック分散のポリイミド無端
ベルトを用いた画像形成装置が開示されている。

【０００５】さらに、中間転写体方式を採用した画像形
成装置に用いられるベルト材料として、特開平９−３０
５０３８号公報や特開平１０−２４００２０号公報に
は、ポリエステルなどの織布と弾性部材を積層してなる
補強材入りの弾性ベルトが開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術のうち
カーボンブラック分散のポリカーボネイト、カーボンブ
ラック分散のエチレンテトラフロロエチレン共重合体、
カーボンブラック分散のポリイミド樹脂などの導電性の
無端ベルトを中間転写体として用いた場合に、１０℃１
５％ＲＨの低温低湿環境において、多重色の６ｍｍ□パ
ッチ部を１０００枚以上転写（転写電圧２ｋＶを印加）
すると多重色のパッチ部の表面抵抗率が周辺部より低下
する。その中間転写体を用いてマゼンタ３０％のハーフ
トーン画像を転写すると、上記の６ｍｍ□パッチ部が白
く抜けてしまうことがある。

【０００７】このように６ｍｍ□パッチ部が白抜けする
のは、一次転写部でのトナー粒子間のエアーギャップで
の放電現象によって、多数回の転写が繰り返される６ｍ
ｍ□パッチ部に過剰な電流が流れ、一次転写部での長期
間にわたる繰返し電圧印加によって、中間転写体の転写
面に局部的な導電経路が形成され、転写面の６ｍｍ□パ
ッチ部の表面抵抗率が周辺部の表面抵抗率より低下する
ために、パッチ部の転写効率が周辺部の転写効率より低
下することが原因であると考えられる。

【０００８】従来は、高価格であったために一部の法人
ユーザのみが対象であったフルカラーの複写機やプリン
タは、価格の低減に伴いスモールオフィスや一般家庭を
も含む、より広範なユーザが対象になりつつある。この
ような広範なユーザを対象にしたフルカラーの複写機や
プリンタでは、従来以上に本体を小型化し、低価格化す
ることが必要であるとともに、メンテナンスの手間の減
少および中間転写ベルトの寿命延長によるランニングコ
ストの低減がより一層重要な課題である。

【０００９】本発明は、上記の事情に鑑み、中間転写ベ
ルトの寿命が長く、白抜けなどの画質欠陥の発生が防止
された画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される像担
持体と、その像担持体上に画像情報に応じた静電潜像を
形成する静電潜像形成装置と、上記像担持体上に形成さ
れた静電潜像をトナーにより現像する現像装置と、現像
装置により形成された上記像担持体上のトナー像の転写
を受け転写されたトナー像を担持しながら所定の方向に
移動する中間転写体と、上記像担持体上のトナー像を上
記中間転写体に静電的に転写する１次転写装置と、上記
中間転写体に転写されたトナー像を所定の記録媒体に転
写する２次転写装置とを備えた画像形成装置において、
上記中間転写体が、１×１０¹⁰Ω／□以上１×１０¹⁴Ω
／□以下の表面抵抗率を有するものであり、かつ上記中
間転写体が、中間転写体表面に２．５ｋＶＲＭＳの交流
電圧を連続して１０時間連続印加した場合における、交
流電圧印加前の表面抵抗率をρｓ１、交流電圧印加後の
表面抵抗率をρｓ２としたとき、 ρｓ１／ρｓ２＜１０なる関係を満たすものであることを特徴とする。

【００１１】ここで、上記中間転写体が、１×１０⁹Ω
ｃｍ以上１×１０¹⁴Ωｃｍ以下の体積抵抗率を有するも
のであることが好ましい。

【００１２】なお、上記中間転写体が、ベルト形状のも
のであってもよく、また、上記中間転写体が、ドラム形
状のものであってもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１４】本発明の画像形成装置は、中間転写体を使
用した電子写真方式の画像形成装置に適用することがで
きる。例えば、現像装置内に単色のトナーのみを収容す
るモノカラー画像形成装置や、感光体ドラムなどの像担
持体上に形成された、互いに色の異なる複数のトナー像
を中間転写体に順次１次転写してカラートナー像を形成
しそれを記録媒体に２次転写するカラー画像形成装置
や、互いに異なる色のトナーを収容する現像器を備えた
複数の像担持体を中間転写体に沿って配置したタンデム
型カラー画像形成装置などに適用される。

【００１５】図１は、本発明の画像形成装置が適用され
るフルカラー画像形成装置の概略構成図である。

【００１６】このカラー画像形成装置は、矢印Ａ方向に
回転する、像担持体としての感光体ドラム１、感光体ド
ラム１上に画像情報に応じた静電潜像を形成する静電潜
像形成装置２、感光体ドラム１上に形成された静電潜像
をＢ（ブラック）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、
Ｃ（シアン）の各色のトナーで現像してそれぞれの色の
トナー像ｔを形成する現像装置５，６，７，８、１次転
写位置Ｔ１において感光体ドラム１に接触してトナー像
ｔの転写を受ける、矢印Ｂ方向に循環移動する中間転写
ベルト１０、１次転写位置Ｔ１において中間転写ベルト
１０を介して感光体ドラム１に対向して配置された、感
光体ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト１０に転写
する１次転写装置を構成する導電性ロール２５、２次転
写位置Ｔ２において中間転写ベルト１０上のトナー像を
記録媒体である用紙Ｐに転写する２次転写装置を構成す
るバイアスロール３、およびバイアスロール３に対向し
て配置されたバックアップロール２２を備えている。中
間転写ベルト１０の詳細については後述する。

【００１７】これらのほかに、感光体ドラム１上に残留
したトナーを除去する感光体クリーナ１６、中間転写ベ
ルト１０を支持するベルトローラ２１，２３，２４、バ
イアスロール３に付着したトナー粒子や紙粉などの異物
を除去する、ポリウレタンなどからなるクリーニングブ
レード１５、バックアップロール２２に電圧を印加する
電極ロール２６、２次転写位置Ｔ２の下流側に配置され
た、中間転写ベルト１０から用紙Ｐを剥離する剥離爪１
３、中間転写ベルト１０上の残留トナー像を除去するベ
ルトクリーナ９、用紙Ｐを収容する記録紙トレー４、記
録紙トレー４内の用紙Ｐを２次転写位置Ｔ２に供給する
給紙装置１４、さらに、バイアスロール３にバイアス電
圧を供給する電源（図示せず）、導電性ロール２５にバ
イアス電圧を供給する電源（図示せず）などが備えられ
ている。

【００１８】次に、この画像形成装置の動作について説
明する。

【００１９】感光体ドラム１表面が、図示しない帯電装
置により一様に帯電されたのち、レーザ書込装置などか
らなる静電潜像形成装置２により感光体ドラム１上に第
１色、例えば、Ｂの静電潜像が形成される。このＢの静
電潜像は現像装置５によりＢトナーで現像されて可視化
されたトナー像ｔが形成される。トナー像ｔは感光体ド
ラム１のＡ方向への回転により１次転写位置Ｔ１に搬送
され、導電性ロール２５からトナー像ｔに逆極性の電界
を作用させることにより静電的に中間転写ベルト１０に
吸着され、中間転写ベルト１０の矢印Ｂ方向への移動に
伴い中間転写ベルト１０に１次転写される。

【００２０】以下、同様にして第２色のＹのトナー像
ｔ、第３色のＭのトナー像ｔ、第４色のＣのトナー像ｔ
が順次形成され、中間転写ベルト１０上において重ね合
わされるように１次転写されて多重トナー像が形成され
る。なお、中間転写ベルト１０上への各色トナー像の１
次転写が完了するまでの間は、バイアスロール３、剥離
爪１３、およびベルトクリーナ９などは中間転写ベルト
１０から離れた退避位置に引き込まれている。

【００２１】中間転写ベルト１０に形成された多重トナ
ー像は中間転写ベルト１０のＢ方向への移動に伴い２次
転写装置に搬送される。

【００２２】単色画像形成の場合は、１次転写されたト
ナー像ｔは直ちに２次転写されて定着装置に搬送される
が、複数色の重ね合わせ転写による多色画像形成の場合
は、各色のトナー像が１次転写装置により中間転写ベル
ト１０上の同一位置に正確に転写されるように中間転写
ベルト１０と感光体ドラム１との回転を同期させて各色
のトナー像が相互にずれないように構成されている。

【００２３】２次転写装置は、中間転写ベルト１０のト
ナー像を担持する表面側に接して配置されたバイアスロ
ール３と、中間転写ベルト１０の裏面側に接してバイア
スロール３に対向して配置されたバックアップロール２
２と、バックアップロール２２に圧接しながら回転する
電極ロール２６とから構成される。電極ロール２６に
は、トナー像の極性と同極性の転写バイアス電圧が印加
されている。

【００２４】用紙Ｐは記録紙トレー４に収容された記録
紙束から給紙装置１４により一枚ずつ取り出され、２次
転写位置Ｔ２における中間転写ベルト１０とバイアスロ
ール３との間に形成されるニップ部に所定のタイミング
で供給される。用紙Ｐと重ね合わされてニップ部に供給
された中間転写ベルト１０上の多色トナー像は、バイア
スロール３およびバックアップロール２２による圧接搬
送作用、転写バイアス電圧による静電反発作用、および
中間転写ベルト１０の回転作用により用紙Ｐに転写され
る。

【００２５】ここで、最終のトナー像の１次転写が終了
するまで退避位置に引き込まれていた剥離爪１３を作動
位置に移動させることにより、トナー像が転写された用
紙Ｐは中間転写ベルト１０から剥離され、図示しない定
着装置に搬送されて加圧／加熱処理を受けトナー像は定
着されて永久画像とされる。

【００２６】なお、多重トナー像の用紙Ｐへの転写が終
了した中間転写ベルト１０は、２次転写位置Ｔ２の下流
側に配置されたベルトクリーナ９により残留トナーの除
去が行われ、次の画像形成サイクルに備えられる。

【００２７】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。

【００２８】図２は、本発明の画像形成装置が適用され
るフルカラー画像形成装置の他の実施形態を示す概略構
成図である。

【００２９】図２に示すように、この実施形態の画像形
成装置は、中間転写体として中間転写ドラム３０を用
い、中間転写ドラム３０の外周に沿って互いに異なる色
のトナー、例えばＢ（ブラック）、Ｙ（イエロー）、Ｍ
（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の各色のトナーを収容する
現像器５，６，７，８を配置したカラー画像形成装置で
ある。

【００３０】この画像形成装置は、図２に示すように、
中間転写体として中間転写ドラム３０を用いた点が、図
１に示した中間転写ベルトを用いた画像形成装置と異な
るのみでそれ以外は本質的に同一の構成となっている。
なお、この画像形成装置では、図１の実施形態における
ベルトローラ２１，２３，２４は当然不要であり、バッ
クアップロール２２に対応する電極部材および導電性ロ
ール２５も必ずしも必要ではない。

【００３１】この実施形態のように中間転写体として中
間転写ドラムを用いる場合には、アルミニウム、ステン
レス鋼（ＳＵＳ）、銅などで形成された円筒状の基材の
表面に必要に応じて弾性層を被覆し、その表面に、以下
に説明する中間転写ベルトに関する実施例と同様の材料
を被覆したものを用いて中間転写体を構成することがで
きる。

【００３２】なお、本実施形態の画像形成装置の動作
は、図１に示す画像形成装置とほぼ同様であるので説明
は省略する。

【００３３】

【実施例】次に、本発明の実施例および比較例について
説明する。［実施例１］図１に示した画像形成装置に用いられる中
間転写ベルト１０を次のようにして作製した。

【００３４】２軸押出機を用いて、三洋化成工業（株）
製のペレスタット６３２１（商品名）２０重量部と呉羽
化学工業（株）製＃１１００ポリフッ化ブニリデン（Ｐ
ＶＤＦ）樹脂１００重量部とを混練してイオン導電性ポ
リマ分散のポリフッ化ビニリデン樹脂のペレットを得
た。次に、このペレットを１軸押出機により２２０℃の
加熱温度でチューブ形状に成型して厚み０．１５ｍｍの
無端ベルトを得た。この無端ベルトの表面抵抗率は１
２．４ｌｏｇΩ／□、体積抵抗率は１２．５ｌｏｇ
Ωｃｍであった。この無端ベルトに周波数５０Ｈｚの交
流電圧２．５ｋＶｒｍｓを１０時間連続印加した場合に
おける表面抵抗率低下量は０．２桁（ｌｏｇΩ／□）で
あった。また、この無端ベルトを図１に示した画像形成
装置の中間転写ベルト１０として用い、１０００枚の連
続プリントを行った時の６ｍｍパッチ部の表面抵抗率低
下量は０．１桁（ｌｏｇΩ／□）であった。

【００３５】この実施例のように、中間転写体の表面抵
抗率を１×１０¹⁰Ω／□以上１×１０¹⁴Ω／□以下の範
囲、好ましくは、１×１０¹¹Ω／□以上１×１０¹³Ω／
□以下の範囲とすることにより、中間転写体表面層の表
面抵抗率が高い場合に発生する放電による白抜けや、表
面抵抗率が低い場合に発生する画質劣化の問題を解決す
ることができる。すなわち、中間転写体の表面抵抗率が
１０¹⁴Ω／□以上の場合は、一次転写部における像担持
体と中間転写体が剥離するポストニップ部で剥離放電が
発生してしまい、放電が発生した部分には白抜けが発生
する。また、中間転写体の表面抵抗率が１０⁹Ω／□以
下の場合は、プレニップ部での電界強度が強くなり、プ
レニップ部でのギャップ放電が発生しやすくなるために
画質の粒状性が悪化する。

【００３６】さらに、中間転写体の初期の表面抵抗率ρ
ｓ１と、中間転写体の転写面に交流電圧２．５ｋＶＲＭ
Ｓを連続１０時間連続印加した場合における表面抵抗率
ρｓ２とが下記の（１）式を満足するように中間転写体
を構成することにより、長期の繰返し電圧印加による局
部的な表面抵抗率の低下を起こすことのない中間転写体
を実現することができる。

【００３７】ρｓ１／ρｓ２＜１０（１）表面抵抗率ρｓ１，ρｓ２は次に示す装置により測定す
ることができる。

【００３８】図３は、中間転写体に交流電圧を長時間印
加した場合の表面抵抗率の変化を測定する装置の断面図
である。

【００３９】図３に示すように、幅１００ｍｍの中間転
写体３１の転写面上に、厚さ０．３ｍｍのポリイミドシ
ート３２を間に挟んで直径１５ｍｍの２本の金属ロール
３３，３４を並べ、これら２本の金属ロール３３，３４
を電極として周波数５０Ｈｚの交流電圧２．５ｋＶＲＭ
Ｓを印加し、交流電圧印加前後の中間転写体の表面抵抗
率を測定した。

【００４０】本発明者は、中間転写体への交流電圧印加
による表面抵抗率低下の原因について鋭意検討を進めて
きた結果、中間転写体転写面の表面抵抗率低下は印加電
圧に依存していること、また、直流電圧を印加した場合
よりも交流電圧を印加した場合の方が表面抵抗率低下に
対する影響が大きいこと、また、高周波数の交流電圧を
印加した方が表面抵抗率低下に対する影響が大きいこ
と、さらに、中間転写体表面に２．５ｋＶＲＭＳの交流
電圧を連続して１０時間連続印加した場合における、交
流電圧印加前の表面抵抗率ρｓ１と交流電圧印加後の表
面抵抗率ρｓ２との間に上記（１）式の関係が成立して
いる場合は、１０℃１５％ＲＨの低温低湿環境における
連続１０００枚コピーした後の多重色の６ｍｍ□パッチ
部の表面抵抗率の低下量が０．７桁以内におさまり、白
抜けなどの画質欠陥を防止することが可能であることを
見出し本発明を完成するに至った。

【００４１】なお、交流電圧印加前後の表面抵抗率の低
下量が１．１桁以内であれば、パッチ部の表面抵抗率が
周辺部の表面抵抗率より低下して、マゼンタ３０％のハ
ーフトーン画像を転写した場合にパッチ部が白く抜ける
などの画質欠陥を発生することがない。また、１０℃１
５％ＲＨの低温低湿環境において、連続１０００枚コピ
ー後の多重色の６ｍｍ□パッチ部の表面抵抗率が０．７
桁以内であれば、一次転写で形成される多重色パッチ部
の表面抵抗率が周辺部の表面抵抗率より低下して、白抜
けなどの画質欠陥を発生することがなく、画像形成装置
本体の寿命と同等の耐久性をもつ中間転写体を得ること
ができる。

【００４２】このように、交流電圧印加前後の中間転写
体の表面抵抗率の変化割合（ρｓ１／ρｓ２）が上記
（１）式を満足させるものであれば、上記の白抜けなど
の画質欠陥を回避することが可能であり、その中間転写
体は十分な寿命を有しているものと判断することができ
る。なお、表面抵抗率の変化割合は好ましくは０．４未
満である。

【００４３】このような特性を有する中間転写体を得る
には、中間転写体を構成する樹脂材料、導電剤など各種
材料の選択とその配合量・分散条件の調整、および中間
転写体の層構成や製造方法の最適化など種々の条件が考
えられるが、中間転写体の表面抵抗率が１×１０¹⁰Ω／
□以上１×１０¹⁴Ω／□以下であり、かつ、交流電圧
２．５ｋＶＲＭＳを連続１０時間印加した前後の中間転
写体の表面抵抗率が上記（１）式を満足するものでさえ
あれば、特に他の条件に限定されるものではない。

【００４４】本実施形態の画像形成装置に用いられる中
間転写体の樹脂材料としては、例えば、ポリイミド、ポ
リエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミ
ド、ポリカーボネイト、ポリフッ化ビニリデンなどの樹
脂材料およびこれらを主原料としてなる樹脂材料を挙げ
ることができる。

【００４５】これらの樹脂材料に、表面抵抗率を１×１
０¹⁰Ω／□以上１×１０¹⁴Ω／□以下の範囲に制御する
ために、電子電導性系導電剤またはイオン電導性導電剤
の導電剤を添加する。電子電導性系導電剤としては、カ
ーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、ニッケ
ル、銅合金などの金属または合金、酸化錫、酸化亜鉛、
チタン酸カリウム、酸化錫−酸化インジウムまたは酸化
錫−酸化アンチモン複合酸化物などの金属酸化物などを
挙げることができ、イオン電導性導電剤としては、スル
ホン酸塩やアンモニア塩など、また、カチオン系、アニ
オン系、ノニオン系などの各種の界面活性剤などを挙げ
ることができる。

【００４６】さらに、導電性ポリマをブレンドする方法
があり、導電性ポリマとしては、例えば、カルボキシル
基に４級アンモニウム塩基を結合する（メタ）アクリレ
ートとの各種（例えばスチレン）共重合体、４級アンモ
ニウム塩基と結合するマレイミドとメタアクリレートと
の共重合体などの４級アンモニウム塩基を結合するポリ
マ、ポリスルホン酸ナトリウムなどのスルホン酸のアル
カリ金属塩を結合するポリマ、分子鎖中に少なくともア
ルキルオキシドの親水性ユニットを結合するポリマ、例
えば、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール
系ポリアミド共重合体、ポリエチレンオキドーエピクロ
ルヒドリン共重合体ポリエーテルアミドイミド、ポリエ
ーテルを主セグメントとするブロック型のポリマ、さら
には、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレ
ン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレンなどを挙げ
ることができ、これらの導電性ポリマを脱ドープ状態、
またはドープ状態で用いることができる。上記の導電
剤、導電性ポリマ、または界面活性剤を１種または２種
以上を組み合わせて用いることによって、上記の表面抵
抗率を安定して得ることができる。なお、表面抵抗率の
計測には三菱油化製ハイレスターＩＰのＨＲプローブを
用い電圧１００Ｖを印加し１０秒後の電流値より求め
た。

【００４７】また、この実施例のように、中間転写体の
体積抵抗率を１×１０⁹Ω以上１×１０¹³Ωｃｍ以下の
範囲とすることにより、ブラー現象による画像欠陥の発
生を防止することができる。すなわち、中間転写体の体
積抵抗率が１０⁹Ωｃｍ以下の場合は、像担持体から中
間転写体に転写された未定着トナー像の電荷を保持する
静電的な力が働かなくなるため、トナーどうしの静電的
反発力や画像エッジ付近のフリンジ電界の力によって画
像の周囲にトナーが飛散するブラー現象が発生しノイズ
の大きい画像が形成される。特に、多重転写画像のよう
に単位面積あたりのトナー量の多い画像周りではこの現
象が顕著に現れ、カラー画像形成装置にとって致命的な
画像欠陥となってしまう。

【００４８】一方、体積抵抗率が１×１０¹⁴Ωｃｍ以上
の場合は、電荷を保持する静電的な力が大きくなり過
ぎ、中間転写体上の多重転写画像を記録紙に転写した後
でも中間転写体上に電荷が残っているために１次転写装
置の上流側に除電機構を設ける必要が生じる。なお、体
積抵抗率の計測には三菱油化製ハイレスターＩＰのＨＲ
プローブを用い電圧１００Ｖを印加し３０秒後の電流値
より求めた。

【００４９】本実施形態の画像形成装置の中間転写体と
して中間転写ベルトを用いる場合のベルト材料として
は、次の条件を満たすものであることが好ましい。すな
わち、ベルト材料のヤング率と、ベルト駆動時の外乱
（負荷変動）によるベルトの変位量との間に（２）式で
表す関係が成立するようなベルト材料であることが好ま
しい。

【００５０】 ΔＬ＝Ｐ・Ｌ・α／（ｔ・ｗ・Ｅ）（２）ここで、ΔＬはベルトの変位量（μｍ）、Ｐは負荷
（Ｎ）、Ｌは２本のテンションロール間のベルトの長さ
（ｍｍ）、αは係数、ｔはベルト厚み（ｍｍ）、ｗはベ
ルト幅（ｍｍ）、Ｅはベルト材料のヤング率（Ｎ／ｍｍ
²）である。

【００５１】ベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベ
ルトの伸縮（変位量ΔＬ）は、ベルト材料のヤング率Ｅ
と厚みｔに逆比例する。高ヤング率のベルト材料を用い
るとベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの変
位量ΔＬが少なくなるため駆動時の応力に対するベルト
変形が小さくなり、良好な画質を安定して得ることがで
きる。例えば、ポリカーボネイト、ＰＶＤＦ（ポリフッ
化ブニリデン）などの熱可塑性樹脂材料のヤング率は２
４０００ｋｇ／ｃｍ²であり、厚み１００μｍから１５
０μｍでベルト基材としての機械的特性を満足させるこ
とができる。

【００５２】このようなベルト材料として、デュポン
（株）製のカプトンＨＡなどのポリピロメリット酸イミ
ド系のイミド樹脂材料、宇部興産（株）製のユーピレッ
クスＳなどのポリビフェニルテトラカルボン酸イミド系
樹脂材料、宇部興産（株）製のユーピレックスＲ、三井
東圧化学工業（株）製のＬＡＲＣ−ＴＰＩ（熱可塑性ポ
リイミド樹脂）などのポリベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸イミド酸系樹脂材料などを挙げることができる。こ
れらはいずれもヤング率３５０００ｋｇ／ｃｍ²以上で
あり、厚み７０μｍから１００μｍでベルト基材として
の機械的特性を満足させることができる。

【００５３】次に、他の実施例について説明する。［実施例２］中間転写ベルトのベルト材料として、ポリ
イミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸と脱ドープ状
態のポリアニリンとドーパント剤からなるポリマブレン
ド樹脂材料からなる成膜溶液を用いて、ステンレススチ
ール製シート上に厚み３００μｍに均一に流延し、１２
０℃の雰囲気で１２０分乾燥させた後、さらに１５０℃
で３０分、２００℃で３０分、２５０℃で６０分、４２
０℃で３０分と段階的に昇温して、１００μｍ厚の脱ド
ープ状態のポリアニリン１５％を添加してなるポリイミ
ドのシートを得た。

【００５４】次に、このポリイミドシートの両端部を接
合して無端ベルトを形成した。このポリイミド樹脂と脱
ドープ状態のポリアニリンとのポリマブレンド樹脂材料
からなるベルト材料の表面抵抗率は１２．２ｌｏｇΩ
／□であり、体積抵抗率は１２．２ｌｏｇΩｃｍであ
った。周波数５０Ｈｚの交流電圧２．５ｋＶｒｍｓを連
続１０時間連続印加した場合における表面抵抗率低下量
は０．２桁（ｌｏｇΩ／□）であり、１０００枚の連続
プリントを行った時の６ｍｍパッチ部の表面抵抗率低下
量は０．１桁（ｌｏｇΩ／□）であった。［実施例３］次のようにしてカーボンブラックを分散し
た熱硬化性無端ベルトを作製した。宇部興産（株）耐熱
皮膜用ポリイミドＵワニスＡにカーボンブラックを加え
てミキサなどにより混合する。こうして得られた製膜原
液を１００℃から２００℃に段階的に昇温して加熱しつ
つ５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍの回転数で円筒金型を
回転させながら遠心成形法によりフィルム状に成膜す
る。次いで、得られたフィルムを半硬化した状態で脱型
して鉄芯に被せ、３３０℃の高温でポリイミド化反応を
行い、厚み９０μｍのポリイミドフィルムを得た。

【００５５】このポリイミドフィルムの表面抵抗率は１
１．８ｌｏｇΩ／□、体積抵抗率は１０．０ｌｏｇ
Ωｃｍであった。周波数５０Ｈｚの交流電圧２．５ｋＶ
ｒｍｓを１０時間連続印加した場合における表面抵抗率
低下量は０．３桁（ｌｏｇΩ／□）であり、１０００枚
の連続プリントを行った時の６ｍｍ□パッチ部の表面抵
抗率低下量は０．３桁（ｌｏｇΩ／□）であった。［実施例４］次のようにしてカーボンブラックを分散し
た熱硬化性無端ベルトを作製した。宇部興産（株）製耐
熱皮膜用ポリイミドＵワニスＳにカーボンブラックを加
えてミキサなどにより混合する。こうして得られた製膜
原液を１００℃から２００℃に段階的に昇温して加熱し
つつ５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍの回転数で円筒金型
を回転させながら遠心成形法によりフィルム状に成膜す
る。次いで、得られたフィルムを半硬化した状態で脱型
して鉄芯に被せ、４２０℃の高温でポリイミド化反応さ
せて、表面抵抗率１２．１ｌｏｇΩ／□、体積抵抗率
９．２ｌｏｇΩｃｍ、厚さ８０μｍの無端ベルトを得
た。周波数５０Ｈｚの交流電圧２．５ｋＶｒｍｓを１０
時間連続印加した場合における表面抵抗率低下量は０．
９桁（ｌｏｇΩ／□）であり、１０００枚の連続プリン
トを行った時の６ｍｍ□パッチ部の表面抵抗率低下量は
０．７桁（ｌｏｇΩ／□）であった。

【００５６】なお、図２に示した画像形成装置に用いら
れる中間転写ドラム３０も上記各実施例におけるベルト
材料と同様の材料を用いて作製することができる。

【００５７】次に、本発明の実施例との比較のためにい
くつかの比較例を挙げて説明する。［比較例１］次のようにしてカーボンブラックを分散し
た熱硬化性無端ベルトを作製した。宇部興産（株）製耐
熱皮膜用ポリイミドＵワニスＳにカーボンブラックを加
えてミキサなどにより混合する。得られた製膜原液を１
００℃から２００℃に段階的に昇温して加熱しつつ５０
０ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍの回転数で円筒金型を回転さ
せながら遠心成形法によりフィルム状に成膜する。次い
で、得られたフィルムを半硬化した状態で脱型して鉄芯
に被せ、３５０℃の高温でポリイミド化反応させて表面
抵抗率１１．９ｌｏｇΩ／□、体積抵抗率９．０ｌ
ｏｇΩｃｍ、厚さ８０μｍの無端ベルトを得た。周波数
５０Ｈｚで交流電圧２．５ｋＶｒｍｓを１０時間連続印
加した場合における表面抵抗率低下量は１．１桁（ｌｏ
ｇΩ／□）であり、１０００枚の連続プリントを行った
時の６ｍｍ□パッチ部の表面抵抗率低下量は０．９桁
（ｌｏｇΩ／□）であった。［比較例２］次のようにしてカーボン分散ＰＡ樹脂ベル
トを作製した。２軸押出機を用いてＰＡ樹脂にカーボン
ブラックを混練して、カーボンブラック１２重量部とし
てなるＰＡ樹脂ペレットを得た。さらに、この樹脂ペレ
ットを１軸押出機を用いてチューブ形状に押出成形して
厚み１５０μｍ、表面抵抗率１２．０ｌｏｇΩ／□、
体積抵抗率１０．０ｌｏｇΩｃｍの樹脂ベルトを得
た。

【００５８】この樹脂ベルトに周波数５０Ｈｚの交流電
圧２．５ｋＶｒｍｓを１０時間連続印加した場合におけ
る表面抵抗率低下量は１．１桁（ｌｏｇΩ／□）であ
り、１０００枚の連続プリントを行った時の６ｍｍ□パ
ッチ部の表面抵抗率低下量は１．２桁（ｌｏｇΩ／□）
であった。［比較例３］次のようにしてカーボン分散ＰＶＤＦ樹脂
ベルトを作製した。２軸押出機を用いてＰＶＤＦ樹脂に
カーボンブラックを混練して、カーボンブラック１５重
量部としてなるＰＶＤＦ樹脂ペレットを得た。さらに、
この樹脂ペレットを１軸押出機を用いてチューブ形状に
押出成形して厚み１５０μｍ、表面抵抗率１１．７ｌｏ
ｇΩ／□、体積抵抗率１２．１ｌｏｇΩｃｍの樹脂ベ
ルトを得た。

【００５９】この樹脂ベルトに周波数５０Ｈｚの交流電
圧２．５ｋＶｒｍｓを１０時間連続印加した場合におけ
る表面抵抗率低下量は１．２桁（ｌｏｇΩ／□）であ
り、１０００枚の連続プリントを行った時の６ｍｍ□パ
ッチ部の表面抵抗率低下量は１．４桁（ｌｏｇΩ／□）
であった。［比較例４］次のようにしてカーボン分散ポリカーボネ
イト樹脂ベルトを作製した。２軸押出機を用いてポリカ
ーボネイト樹脂にカーボンブラックを混練して、カーボ
ンブラック１２重量部としてなるポリカーボネイト樹脂
ペレットを得た。さらに、この樹脂ペレットを１軸押出
機を用いてチューブ形状に押出成形して厚み１５０μ
ｍ、表面抵抗率１１．９ｌｏｇΩ／□、体積抵抗率１
２．５ｌｏｇΩｃｍの樹脂ベルトを得た。

【００６０】この樹脂ベルトに周波数５０Ｈｚの交流電
圧２．５ｋＶｒｍｓを１０時間連続印加した場合におけ
る表面抵抗率低下量は１．９桁（ｌｏｇΩ／□）であ
り、１０００枚の連続プリントを行った時の６ｍｍ□パ
ッチ部の表面抵抗率低下量は１．８桁（ｌｏｇΩ／□）
であった。［比較例５］次のようにしてカーボン分散ＥＴＦＥ樹脂
ベルトを作製した。２軸押出機を用いてＥＴＦＥ樹脂に
カーボンブラックを混練して、カーボンブラック１４重
量部としてなるＥＴＦＥ樹脂ペレットを得た。さらに、
この樹脂ペレットを１軸押出機を用いてチューブ形状に
押出成形して厚み１５０μｍ、表面抵抗率１１．７ｌｏ
ｇΩ／□、体積抵抗率１１．５ｌｏｇΩｃｍの樹脂ベ
ルトを得た。

【００６１】この樹脂ベルトに周波数５０Ｈｚの交流電
圧２．５ｋＶｒｍｓを１０時間連続印加した場合におけ
る表面抵抗率低下量は、２．１桁（ｌｏｇΩ／□）であ
り、１０００枚の連続プリントを行った時の６ｍｍ□パ
ッチ部の表面抵抗率低下量は、２．３桁（ｌｏｇΩ／
□）であった。

【００６２】表１に、上記の実施例１，２，３，４およ
び比較例１，２，３，４，５についての、表面抵抗率、
体積抵抗率、周波数５０Ｈｚの交流電圧２．５ｋＶｒｍ
ｓを１０時間連続印加した場合における表面抵抗率低下
量、多重色のパッチ部を１０００連続コピーした後のパ
ッチ部の表面抵抗率低下量、およびマゼンタ３０％のハ
ーフトーン画像での６ｍｍ□パッチ部の白抜け発生の有
無を調査した結果を示す。

【００６３】

【表１】

【００６４】表１に示すように、周波数５０Ｈｚの交流
電圧２．５ｋＶｒｍｓを１０時間連続印加した場合にお
ける表面抵抗率低下量が１．０桁以内である実施例１，
２，３，４の中間転写体を用いた場合は、多重色のパッ
チ部を１０００連続コピーした後の表面抵抗率の低下量
は０．７桁以内であり、ハーフトーン画像での白抜けの
発生はなかった。

【００６５】一方、周波数５０Ｈｚの交流電圧２．５ｋ
Ｖｒｍｓを１０時間連続印加した場合における表面抵抗
率低下量（ｌｏｇΩ／□）が１．１桁以上である比較例
１，２，３，４，５の中間転写体を用いた場合は、多重
色のパッチ部を１０００連続コピーした後の表面抵抗率
の低下量は０．９桁以上であり、ハーフトーン画像での
白抜けが発生した。

【００６６】図４は、周波数５０Ｈｚの交流電圧２．５
ｋＶｒｍｓを１０時間連続印加した場合における表面抵
抗率の低下量を示す図である。

【００６７】図４に示すように、各実施例、各比較例と
もに、電圧印加時間が増加するにつれて表面抵抗率が低
下する傾向を示している。全体的に各実施例の交流電圧
印加による表面抵抗率の低下は僅かであるが、それに比
べて各比較例の交流電圧印加による表面抵抗率の低下は
大きい。

【００６８】図５は、周波数５０Ｈｚの交流電圧２．５
ｋＶｒｍｓを１０時間連続印加した場合における表面抵
抗率低下量と１０００枚連続コピーした後のパッチ部の
表面抵抗率低下量との関係を示す図である。

【００６９】図５に示すように、周波数５０Ｈｚの交流
電圧２．５ｋＶｒｍｓを１０時間連続印加した場合にお
ける表面抵抗率低下量が１．０桁以下である実施例１，
２，３，４の中間転写体を用いた場合は、多重色のパッ
チ部を１０００連続コピーした後の表面抵抗率の低下量
は０．７桁以内であり、特に、周波数５０Ｈｚの交流電
圧２．５ｋＶｒｍｓ印加での低下量が０．３桁以下であ
る実施例１，２，３は、表面抵抗率の低下量が０．３桁
以内と極めて少ない。

【００７０】図６は、多重色のパッチ部を１０００枚連
続コピーした後のハーフトーンでの白抜け発生状況を示
す図である。

【００７１】図６（ａ）に示すように、多重色の６ｍｍ
□パッチ部４１を１０００枚転写（１次転写電圧２ｋ
Ｖ）した後にパッチ部４１の表面抵抗率が周辺部４２よ
り１．２桁（ｌｏｇΩ／□）低下する中間転写体を用い
て、マゼンタ３０％のハーフトーン画像を転写すると、
図６（ｂ）に示すように、６ｍｍ□パッチ部４３が白く
抜けるという現象が観察される。

【００７２】図７は、多重色のパッチ部において表面抵
抗率が低下する現象を説明する図である。

【００７３】図７（ａ）に示すように、像担持体５１、
中間転写体５２、および１次転写ロール５３とから形成
される１次転写装置において、図７（ｂ）に示すよう
に、像担持体５１上に形成された多重色のパッチ部が中
間転写体５２に転写される場合には、トナー粒子間に存
在するエアーギャップにおいてパッシェン放電現象が発
生する。この放電現象により中間転写体５２表面に過剰
な電流が流れ中間転写体５２の樹脂材料よりなる表面層
が変質しやすくなり、表面層内に新たな導電経路が形成
されて表面抵抗が低下し中間転写体５２を劣化させる。
本発明の画像形成装置では、この中間転写体５２の表面
抵抗率を制御することにより表面抵抗率の低下を抑制す
ることができる。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置によれば、中間転写体を、１×１０¹⁰Ω／□以上１
×１０¹⁴Ω／□以下の表面抵抗率を有するものとし、か
つ、中間転写体表面に２．５ｋＶＲＭＳの交流電圧を連
続して１０時間連続印加した場合における交流電圧印加
前の表面抵抗率をρｓ１、交流電圧印加後の表面抵抗率
をρｓ２としたときに、ρｓ１／ρｓ２＜１０なる関係
を満たすものとすることにより、転写電界による中間転
写体の表面抵抗率低下が抑制され、中間転写ベルトの寿
命が長く、白抜けなどの画質欠陥の発生が防止された画
像形成装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置が適用されるフルカラー
画像形成装置の概略構成図である。

【図２】本発明の画像形成装置が適用されるフルカラー
画像形成装置の他の実施形態を示す概略構成図である。

【図３】中間転写体に交流電圧を長時間印加した場合の
表面抵抗率の変化を測定する装置の断面図である。

【図４】周波数５０Ｈｚの交流電圧２．５ｋＶｒｍｓを
１０時間連続印加した場合における表面抵抗率の低下量
を示す図である。

【図５】周波数５０Ｈｚの交流電圧２．５ｋＶｒｍｓを
１０時間連続印加した場合における表面抵抗率低下量と
１０００枚連続コピーした後のパッチ部の表面抵抗率低
下量との関係を示す図である。

【図６】多重色のパッチ部を１０００枚連続コピーした
後のハーフトーンでの白抜け発生状況を示す図である。

【図７】多重色のパッチ部において表面抵抗率が低下す
る現象を説明する図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２静電潜像形成装置３バイアスロール４記録紙トレー５，６，７，８現像装置９ベルトクリーナ１０中間転写ベルト１３剥離爪１４給紙装置１５クリーニングブレード１６感光体クリーナ２１，２３，２４ベルトローラ２２バックアップロール２５導電性ロール２６電極ロール４１，４３パッチ部４２周辺部５１像担持体５２中間転写体５３１次転写ロールＰ用紙Ｔ１１次転写位置Ｔ２２次転写位置ｔトナー像

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に静電潜像が形成される像担持体
と、該像担持体上に画像情報に応じた静電潜像を形成す
る静電潜像形成装置と、前記像担持体上に形成された静
電潜像をトナーにより現像する現像装置と、該現像装置
により形成された前記像担持体上のトナー像の転写を受
け転写されたトナー像を担持しながら所定の方向に移動
する中間転写体と、前記像担持体上のトナー像を前記中
間転写体に静電的に転写する１次転写装置と、前記中間
転写体に転写されたトナー像を所定の記録媒体に転写す
る２次転写装置とを備えた画像形成装置において、前記中間転写体が、１×１０¹⁰Ω／□以上１×１０¹⁴Ω
／□以下の表面抵抗率を有するものであり、かつ該中間
転写体が、該中間転写体表面に２．５ｋＶＲＭＳの交流
電圧を連続して１０時間連続印加した場合における、該
交流電圧印加前の表面抵抗率をρｓ１、該交流電圧印加
後の表面抵抗率をρｓ２としたとき、 ρｓ１／ρｓ２＜１０なる関係を満たすものであることを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】前記中間転写体が、１×１０⁹Ωｃｍ以
上１×１０¹⁴Ωｃｍ以下の体積抵抗率を有するものであ
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、ベルト形状のもので
あることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装
置。
【請求項４】前記中間転写体が、ドラム形状のもので
あることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装
置。