JP2002328535A - 中間転写体及び当該中間転写体を備えた画像形成装置 - Google Patents

中間転写体及び当該中間転写体を備えた画像形成装置

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JP2002328535A
JP2002328535A JP2001129745A JP2001129745A JP2002328535A JP 2002328535 A JP2002328535 A JP 2002328535A JP 2001129745 A JP2001129745 A JP 2001129745A JP 2001129745 A JP2001129745 A JP 2001129745A JP 2002328535 A JP2002328535 A JP 2002328535A
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Yukio Hara
幸雄 原
Yuji Terai
雄司 寺井
Tetsuya Kawatani
哲也 川谷
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 転写効率が高く、高画質の画像を安定して供
給することのできる画像形成装置及びそれに用いられる
中間転写体を提供する。 【解決手段】 下記一般式(1)で表されるカップリン
グ剤を含有する表面層を有することを特徴とする中間転
写体。 XnMRm (1) (一般式(1)中、Xは電子受容性基を含む原子団、又
は、電子供与性基を含む原子団を表し、Xが2以上であ
る場合、各々同一であってもよいし異なっていてもよ
い。但し、上記カップリング剤は、電子受容性基及び電
子供与性基を同時に有することはない。Rは、アルコキ
シ基、アセトキシ基又はアルキル基を表し、少なくとも
1つはアルコキシ基又はアセトキシ基を表す。Rを2以
上有する場合、各々同一であってもよいし異なっていて
もよい。Mは、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム又
はチタンを表す。n又はmは、各々少なくとも1以上の
整数であって、n+mがMの価数となる。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やプリンタ
等の電子写真方式を用いた画像形成装置及びそれに用い
られる中間転写体に係り、特に、像担持体に形成したト
ナー像を一旦中間転写体に転写した後、これを用紙等の
記録媒体に転写して再生画像を得る画像形成装置及びそ
れに用いられる中間転写体に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真方式を用いた画像形成装置は、
無機又は有機材料からなる光導電性感光体(像担持体)
上に一様な電荷を形成し、画像信号を変調したレーザー
光等で静電濳像を形成した後、帯電したトナーで前記静
電濳像を現像して可視化したトナー像とする。そして、
上記トナー像を中間転写体を介して、あるいは直接記録
紙等の転写材に静電的に転写することにより所要の再生
画像を得る。特に、上記像担持体に形成したトナー像を
中間転写体に一次転写し、更に中間転写体上のトナー像
を記録紙に二次転写する方式を採用した画像形成装置と
して、特開昭62−206567号公報等に開示された
ものが知られている。
【0003】前記中間転写体方式を採用した画像形成装
置に用いられる材料としては、ポリカーボネート樹脂
(特開平6−095521号)、PVDF(ポリフッ化
ビニリデン)(特開平5−200904号、特開平6−
228335号)、ポリアルキレンフタレート(特開平
6−149081号)、PC(ポリカーボネート)/P
AT(ポリアルキレンテレフタレート)のブレンド材料
(特開平6−149083号)、ETFE(エチレンテ
トラフロロエチレン共重合体)/PC、ETFE/PA
T、PC/PATのブレンド材料(特開平6−1490
79号)等の熱可塑性樹脂の導電性の無端ベルトを用い
る提案がなされている。
【0004】エチレンテトラフロロエチレン共重合体等
のフッ素系の樹脂にカーボンブラックを分散させた場合
には、フッ素樹脂とカーボンブラックとの密着性が悪い
ために、転写部での印加電圧によって、カーボンブラッ
クの連鎖状態が変化して、抵抗が低下する問題がある。
また、カーボンブラック分散のポリカーボネート系樹脂
材料の場合には、ポリカーボネートの極性が強いため
に、トナー離型性が悪く、経時的にトナーが転写面に固
着する。また、ストレスクラッキングを起こしやすいた
めに、ベルト駆動時のロール屈曲部のストレス、ベルト
エッジ部にかかるストレスによってベルト転写面にクラ
ックが発生し、ベルトが破損する等の問題が生じること
がある。上記、転写面の一部が抵抗低下する、ベルトが
破損する等による中間転写体の煩雑な交換は、メンテナ
ンスの手間とランニングコストを押し上げる結果につな
がるために好ましいものではない。
【0005】また、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は、特開平9−30
5038号、特開平10−240020号公報にポリエ
ステル等の織布と弾性部材を積層してなる補強材入り弾
性ベルトが提案されている。上記した補強材入り弾性ベ
ルトは、ベルト自体が弾性を有することで、ロールの軸
方向に変位した状態で走行する、いわゆる片寄り走行や
蛇行が発生することが少なくなるが、ヤング率が3MP
a(3kg/mm2)と低いために、ベルト材料の伸び
やクリープ等に起因する色ずれの問題が発生する。
【0006】また、機械特性が優れた材料としては、ポ
リイミド樹脂を挙げることができ、例えば、特許番号2
560727号(特開昭63−311263号)公報に
おいて、カーボンブラック分散のポリイミドシームレス
ベルトが提案されている。ポリイミド樹脂材料は、機械
的特性に優れるために、バイアスロールを用いて記録媒
体に記録紙を押圧し、電界を印加してトナー像を静電的
に転写する1次転写部でのバイアスローラーによる押圧
力による変形が少ないので、バイアスローラーによる押
圧力が集中する。このためトナーが凝集し、電荷密度が
高くなることによってトナー層内部放電を起こしトナー
極性を変化させる等の原因によって、ライン画像が中抜
けする(ホローキャラクラー)の画質欠陥を発生させる
問題がある。
【0007】一方、特開平5−142955号公報に
は、ベルト状の像担持体とドラム状の中間転写体とを用
いる画像形成装置が提案されている。この画像形成装置
では、中間転写体として、アルミニウムドラムの基体上
にポリカーボネートやテフロン(登録商標)にカーボン
ブラック等の導電種を添加して、体積抵抗率107〜1
11Ω・cmの半導電層を形成した高剛性の中間転写ド
ラムが用いられている。像担持体ベルト上に形成したト
ナー像は一旦この中間転写ドラムに静電転写された後、
中間転写ドラムから記録用紙に静電転写される。
【0008】このような高剛性の中間転写ドラムは、基
体が軟らかく変形可能な像担持体ベルトと組み合わせて
用いられる場合は、転写時に像担持体ベルトが撓んで中
間転写ドラムに密着し、像担持体ベルトと中間転写ドラ
ムとの間に所望の広さのニップ領域を形成することがで
きるが、このようなベルトタイプの像担持体を用いる方
式では、画像形成装置を小型化することが難しい。そこ
で、ベルトタイプの像担持体に代えて像担持体をドラム
タイプとすることが考えられるが、高剛性の中間転写ド
ラムを用い、像担持体としてアルミウムドラムを基体と
する高剛性の像担持体ドラムと組み合わせた場合は、像
担持体ドラムと中間転写ドラムとの間に十分な広さのニ
ップ領域が形成されず高い転写効率を得ることが困難で
ある。
【0009】そこで、中間転写体の弾性層の硬度を低く
して、転写領域内の応力分布を均一にする方法として、
弾性層として発泡層を用いる方法が、特開平4−287
070号公報に記載されている。しかし、発泡層を用い
た場合には、像担持体ドラムに押圧されながら使用され
るため、押圧部が経時で変形してしまう問題がある。ま
た、特開平8−73680号公報には、転写ローラ等に
用いるゴム組成物として、EDPM(エチレン・プロピ
レン・ジエン3元共重合体)とアクリルゴムからなる低
硬度で圧縮永久歪みの小さいゴム組成物が開示されてい
る。しかし、これらゴム組成物であっても、前述の中間
転写体に適した、低硬度で、所定の狭い範囲内の抵抗値
を有し、押圧部が経時で変形してしまう問題がない材料
を得ることは困難である。
【0010】例えば、特開平7−152262号公報に
は、肉厚3mmのアルミニウムドラムの基体表面に、適
度な弾性と適度な導電性とを有するウレタンゴムからな
る弾性層が形成された中間転写ドラムを、高剛性の像担
持体ドラムと組み合わせた画像形成装置が開示されてい
る。中間転写ドラムの離型性を像担持体ドラムの離型性
より悪くすることによって、像担持体ドラムから中間転
写ドラムへ(一次転写)のトナー転写性を改善する提案
がなされている。しかし、この場合には、中間転写ドラ
ムから記録媒体へ(2次転写)へのトナー転写性が悪く
なる問題がある。また、この画像形成装置では、転写領
域内の中間転写ドラムの応力分布を均一にするために、
中間転写ドラム表面層にウレタンゴムを用いており、像
担持体ドラムに対する該ウレタンゴムの摩擦力が大きい
ために、回転する像担持体ドラムとによって、ステック
スリップによる微小な変形が生じる。このため、像担持
体ドラムと中間転写ドラムとの間に形成されるニップ領
域での応力分布が局所的に不均等となり、文字画像等の
細部画像において中抜け現象を発生する。
【0011】このような中間転写ベルトや中間転写ドラ
ムに生じる、上記ライン画像が中抜けする画質欠陥の改
善として、転写面を構成する材料として、トナー離型性
のある低表面エネルギーの材料を用いる方法があり、特
開平9−269676号公報においては、トナー離型性
に優れる材料を転写面とした2層以上の積層構造で、シ
リコーン樹脂を主体とする材料で構成されるベルト材料
が提案されている。しかし、シリコーン系材料を転写層
材料として用いた場合には、表面の粘着感があり、対抗
する感光体に対する摩擦係数が大きいために、ステック
スリップによる微小な変形が転写面に生じる問題があ
る。感光体との間に形成されるニップ領域での応力分布
が局所的に不均等となり文字画像等の細部画像におい
て、中抜け現象(ホローキャラクラー)を発生する。ま
た、シロキサン等の低分子成分による感光体汚染が発生
する等の問題がある。
【0012】また、特開平7−92825号公報におい
ては、転写面を構成する材料として、フッ素樹脂が提案
されている。しかし、フッ素樹脂は、表面硬度が硬く、
傷が付きやすい、駆動時のロール部の屈曲によって、表
面に微少なクラックが発生する等、経時の安定性が悪い
問題があった。
【0013】また、特開平11−15294号公報にお
いては、転写面を構成する材料として、フッ素微粒子を
含んだフッ素系ラテックスを用いる提案がされている。
しかし、上記フッ素系ラテックスの場合には、フッ素系
ラテックスの摩擦帯電序列の極性がマイナス側であるた
め、転写面のマイナス電荷をもったトナーをプラスに帯
電させて、逆極性(プラス電荷をもった)トナーを発生
させる問題がある。この逆極性のトナーが転写時に飛び
散ることで、転写効率が低下する問題が発生する。更に
は、フッ素ラテックスを加硫する230〜300℃の温
度では、分散させているフッ素微粒子が、転写面に析出
して層形成するが、この層形成が、均一ではないため
に、転写面の表面粗さが大きくなり、転写の均一性を損
なう等の問題がある。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来に
おける問題を解決し、以下の目的を達成することを課題
とする。即ち、本発明は、転写効率が高く、中抜け現象
を発生することのない高画質の画像を安定して供給する
ことのできる画像形成装置及びそれに用いられる中間転
写体を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段は、以下の通りである。即ち、 <1> 下記一般式(1)で表されるカップリング剤を
含有する表面層を有することを特徴とする中間転写体。 XnMRm (1) (一般式(1)中、Xは電子受容性基を含む原子団、又
は、電子供与性基を含む原子団を表し、Xが2以上であ
る場合、各々同一であってもよいし異なっていてもよ
い。但し、上記カップリング剤は、電子受容性基及び電
子供与性基を同時に有することはない。Rは、アルコキ
シ基、アセトキシ基又はアルキル基を表し、少なくとも
1つはアルコキシ基又はアセトキシ基を表す。Rを2以
上有する場合、各々同一であってもよいし異なっていて
もよい。Mは、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム又
はチタンを表す。n又はmは、各々少なくとも1以上の
整数であって、n+mがMの価数となる。)
【0016】<2> 前記一般式(1)における前記電
子受容性基が、ニトロソ基、カルボニル基又はカルボキ
シル基であることを特徴とする<1>に記載の中間転写
体。
【0017】<3> 前記一般式(1)における前記電
子供与性基が、アミノ基、ヒドロキシル基、エーテル基
又はアンモニウム基であることを特徴とする<1>に記
載の中間転写体。
【0018】<4> 前記一般式(1)における前記電
子供与性基が、アミノ基であることを特徴とする<3>
に記載の中間転写体。
【0019】<5> 前記表面層の摩擦係数が、0.5
以下である<1>〜<4>のいずれかに記載の中間転写
体。
【0020】<6> 前記表面層の表面粗さが、Rz
(10点平均粗さ)で1.5μm以下である<1>〜<
5>のいずれかに記載の中間転写体。
【0021】<7> 前記中間転写体が、前記表面層に
内接するシリコーンゴム層を有することを特徴とする<
1>〜<6>のいずれかに記載の中間転写体。
【0022】<8> 前記中間転写体が、少なくとも、
金属性の円筒状基体と、該円筒状基体上に2以上の層と
を有し、前記円筒状基体と接する層が、JIS−A硬度
が30度以下で、圧縮歪み量が5%以下である弾性材料
を含有し、かつ、層厚が3〜10mmである<1>〜<
6>のいずれかに記載の中間転写体。
【0023】<9> ベルト形状であることを特徴とす
る<1>〜<7>のいずれかに記載の中間転写体。
【0024】<10> 画像情報に応じた静電潜像を形
成する像担持体と、該像担持体に形成された静電潜像を
トナーによりトナー像として可視化する現像装置と、前
記像担持体に担持されたトナー像を中間転写体上に転写
する中間転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を被
記録体に転写する転写手段と、を備える画像形成装置で
あって、前記中間転写体が、<1>〜<9>のいずれか
に記載の中間転写体であることを特徴とする画像形成装
置。
【0025】<11> 前記トナーが球形トナーである
ことを特徴とする<10>に記載の画像形成装置。
【0026】本発明の中間転写体は、表面層を設けるこ
とにより、転写面の帯電性を制御することができる。例
えば、前記中間転写体を備えた画像形成装置であれば、
転写面である中間転写体の表面層の摩擦帯電序列の極性
をプラス側にすることも可能であり、前述した、フッ素
樹脂を用いた場合のようなマイナス電荷をもったトナー
をプラスに帯電する傾向が少なくなり、逆極性トナーを
発生させる問題がなくなる。従って、転写効率が高く、
中抜け現象を発生することのない高画質の画像を安定し
て供給することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
中間転写体及び当該中間転写体を備えた画像形成装置に
ついて詳細に説明する。 [画像形成装置]本発明の画像形成装置は中間転写体を
備え、該中間転写体が、本発明の中間転写体は、下記に
示すカップリング剤を含有する表面層を有することを特
徴とする。前記中間転写体は、基材上に表面層を要する
が、必要に応じて、弾性層等のその他の層を有してな
る。
【0028】<中間転写体> −表面層− 本発明の中間転写体は、下記一般式(1)で表されるカ
ップリング剤を含有する表面層を有することを特徴とす
る。 XnMRm (1) 上記一般式(1)中、Xは電子受容性基を含む原子団、
又は、電子供与性基を含む原子団を表し、Xが2以上で
ある場合、各々同一であってもよいし異なっていてもよ
い。但し、上記カップリング剤は、電子受容性基及び電
子供与性基を同時に有することはない。
【0029】電子受容性基とは、塩基性基であって、電
子説において、共鳴効果や誘起効果によって相手から電
子をひきつける性質を有する原子団をいう。前記電子受
容性基としては、例えば、ニトロソ基、カルボニル基、
カルボキシル基などが挙げられるが、カルボキシル基が
より好ましい。
【0030】一方、電子供与性基とは、酸性基であっ
て、電子説において、共鳴効果や誘起効果によって相手
に電子を与える性質を有する原子団をいう。電子供与性
基としては、例えば、アミノ基、ヒドロキシル基、エー
テル基、アンモニウム基などが挙げられるが、その中で
も、電子供与性の高いアミノ基が特に好ましい。
【0031】電子受容性基又は電子供与性基は表面層の
転写面(露出面)で作用し、上記一般式(1)における
Xが電子受容性基である場合、表面層の転写面はマイナ
スに帯電する。一方、上記一般式(1)におけるXが電
子供与性基である場合、表面層の転写面はプラスに帯電
する。従って、例えば、マイナス電荷をもったトナーを
本発明の中間転写体に転写させる場合には、当該中間転
写体の転写面が電子供与性基によりプラスに帯電されて
いれば、良好に静電吸着させることができる。その結
果、マイナス電荷をもったトナーをプラスに帯電させる
傾向が少なくなり、逆極性トナーの発生を防止すること
ができる。
【0032】また、上記一般式(1)中、Rは、炭素数
1〜2のアルコキシ基、炭素数3のアセトキシ基、炭素
数1〜5のアルキル基を表し、少なくとも1つはアルコ
キシ基又はアセトキシ基を表す。Rを2以上有する場
合、各々同一であってもよいし異なっていてもよい。ま
た、Rで表されるアルコキシル基としては、メトキシ
基、エトキシ基などが挙げられる。上記一般式(1)に
おけるRがアルコキシ基又はアセトキシ基を1つ以上有
する場合、表面層に内接する層(後述する内接層)と、
当該Rとが相互作用を形成し、結合力に影響を及ぼす場
合がある。表面層と内接層との関係に関しての詳細につ
いては後述する。
【0033】上記一般式(1)において、Mは、ケイ
素、アルミニウム、ジルコニウム又はチタンを表し、そ
の中でもケイ素が好ましい。また、n又はmは、各々少
なくとも1以上の整数であって、n+mがMの価数とな
る。
【0034】以上のことから、本発明の中間転写体の表
面層は、少なくとも、1つの電子供与性基又は電子受容
性基と、1つのアルコキシ基又はアセトキシ基と、を有
するカップリング剤を含有することを要する。また、本
発明の中間転写体の表面層は、下記一般式(2)に表さ
れるシランカップリング剤を含有することが、特に好ま
しい。 X’nSiR’(4-n) (2) 上記一般式(2)中、X’は一般式(1)におけるXと
同義であり、好ましい例も同様である。また、R’も一
般式(1)におけるRと同義であり、好ましい例も同様
である。nは整数を表す。
【0035】上記一般式(1)で表されるカップリング
剤の具体例を、下記に示す。 (カップリング剤)本発明の使用し得るカップリング剤
としては、電子供与性基としてアミノ基を有するシラン
カップリング剤が好適である。アミノ基有するシランカ
ップリング剤としては、例えば、N−β(アミノエチ
ル)γ―アミノプロピルメチルジメトキシシラン(信越
化学社製、商品名:KBM602)、N−β(アミノエ
チル)γ―アミノプロピルメチルジエトキシシラン(信
越化学社製、商品名:KBE602)、N−β(アミノ
エチル)γ―アミノプロピルメチルトリメトキシシラン
(信越化学社製、商品名:KBM603)、N−β(ア
ミノエチル)γ―アミノプロピルメチルトリエトキシシ
ラン(信越化学社製、商品名:KBE603)、γ−ア
ミノプロピルジメトキシシラン(信越化学社製、商品
名:KBM902)、γ−アミノプロピルジエトキシシ
ラン(信越化学社製、商品名:KBE902)、γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学社製、商品
名:KBM903)、γ−アミノプロピルトリエトキシ
シラン(信越化学社製、商品名:KBE903)、N−
フェニル−γ―アミノプロピルトリメトキシシラン(信
越化学社製、商品名:KBE573)、などの市販品が
挙げられる。
【0036】本発明に使用し得るその他のカップリング
剤としては、例えば、γ−(2−アミノエチル)アミノ
プロピルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング・
シリコーン株式会社製、商品名:SH6020)、γ−
(2−アミノエチル)アミノプロピルメチルジメトキシ
シラン(東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社
製、商品名:SZ6023)などが挙げられる。
【0037】本発明の中間転写体の表面層は、上記カッ
プリング剤を所定の希釈溶媒で10%から0.2%程度
に希釈し、基材の表面にスプレーコーターやロールコー
ター等のコーテイング器によってコーテイングすること
により形成されてもよいし、カップリング剤溶液中に基
材を浸漬してデッピングで塗膜を形成させ、その塗膜を
オーブン中にて、例えば、120℃、30分間加熱処理
を行うことで形成されてもよい。
【0038】上記カップリング剤を含有する表面層は、
シリコーンゴム、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポ
リアミドイミド、ポリイミド等を主成分とする層(内接
層)に被覆して用いることができる。内接層としては、
特に、シリコーンゴムが好ましい。なぜなら、カップリ
ング剤の上記一般式(1)におけるRが、メトキシ基、
エトキシ基、アセトキシ基等の加水分解して、シラノー
ル基を生成する官能基であるため、該官能基とシリコー
ンゴム層の表面のOH基との間で脱水縮合して、界面の
結合を確実にすることができるためである。
【0039】また、カップリング剤の上記一般式(1)
におけるXが、例えば、電子供与性基のアミノ基である
場合、表面層の転写面の帯電性をプラスに制御すること
ができるため、シリコーンゴム表面の酸性表面を塩基性
表面へと変換することができ、帯電性をマイナスからプ
ラスへと変えることができる。従って、マイナス帯電の
トナーに帯電性を十分に付与することができる。
【0040】本発明におけるカップリング剤により処理
された表面層の厚さは、中間転写体の形状(ベルト形
状、ドラム形状)によっても変わるが、0.1〜50μ
mが好ましく、0.5〜30μmがより好ましい。更
に、1〜10μmが好ましい。該厚さが0.1μm未満
であると、厚みの均一性がえられないので、塗りムラが
生じたりすることがあり、一方、該厚さが50μmを超
えると、液だれ等によって塗膜の厚みが均一に得られな
い、表面層が硬くなりすぎて、駆動時のロール部によっ
て微小なクラックが発生する等といった問題が生じるこ
とがある。
【0041】(導電剤)本発明の中間転写体の表面層
は、表面層の電気抵抗値を所望の値に安定して得ること
ができるため、導電剤が分散されていることが好まし
い。前記導電剤としては、例えば、カーボンブラック、
グラファイト、アルミニウム、ニッケル、銅合金等の金
属又は合金、酸化錫、酸化亜鉛、チタン酸カリウム、酸
化錫−酸化インジウム又は酸化錫−酸化アンチモン複合
酸化物等の金属酸化物等が挙げられ、一般に用いられる
導電性を付与するために用いられる導電剤として、ファ
ーネスブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラ
ック等のカーボンブラックが挙げられる。より具体的に
は、電気化学(株)製粒状アセチレンブラック、旭カー
ボン(株)製HS−500、アサヒサーマルFT、アサ
ヒサーマルMT、ライオンアグゾ(株)製ケッチェンブ
ラック、キャボット(株)製バルカンXC−72、更に
は、キャボット社の「REGAL 400R」(pH
4.0、揮発分3.5%)、「MONARCH 130
0」(pH2.5、揮発分9.5%)、Degussa
社の「Color Black FW200」(pH
2.5、揮発分20%)、「SPECIAL BLAC
K 4」(pH3、揮発分14%)、「PRINTEX
150T」(pH4、揮発分10%)、「PRINTE
X140T」(pH5、揮発分5%)、「PRINTE
X U」(pH5、揮発分5%)、等が挙げられる。こ
れらは、1種単独で使用してもよく、2種以上を併用し
てもよい。
【0042】前記導電剤の添加量は、全固形分質量に対
して、1〜50質量%が好ましく、10〜30質量%が
より好ましい。該添加量が1質量%未満であると、電気
抵抗が高くなりすぎて、所望の電気抵抗値を安定して得
ることができなくなることがあり、一方、該添加量が5
0質量%を超えると、電気抵抗が低くなりすぎて、所望
の電気抵抗が得られなくなることがある。
【0043】<摩擦係数>本発明における中間転写体
は、表面層の摩擦係数が0.5以下であることが好まし
く、0.2〜0.5であることがより好ましい。該摩擦
係数が0.5を超えると、前記した感光体とのステック
スリップによる転写面に微小な変形が生じることで、細
部の転写画質が悪くなることがある。前記摩擦係数は、
図5に示すような静動摩擦係数計(協和界面科学社製)
を用いて測定することができる。図5に示す静動摩擦係
数計は、鋼球(直径3mm)303、零点調整用天秤3
04、ロードセル305、荷重(100g)306を備
えている。具体的には、中間転写体の表面層を構成する
材料301を用いて、厚み20μmの膜を作製し、これ
を固定台302の上にセットし、移動速度0.1cm/
秒、荷重100gの条件下で摩擦係数を測定する。
【0044】<表面粗さ>本発明における中間転写体
は、表面層の表面粗さがRz(10点平均粗さ)で1.
5μm以下であることが好ましく、1.0μm以下であ
ることがより好ましい。該表面粗さが1.5μmより大
きい場合には、転写の均一性を損なうことがある。前記
表面粗さは、JIS B0601に従い、測定長2.5
mm、カットオフ0.8mm、測定速度0.6mm/s
ecの条件で計測する。
【0045】<表面抵抗率>本発明における中間転写体
は、転写面の表面抵抗率が1×1010〜1×1016Ω/
□であることが好ましく、1×1011〜1×1015Ω/
□であることがより好ましい。この表面抵抗率が1×1
16Ω/□より高い場合には、一次転写部の像担持体と
中間転写体とが剥離するポストニップ部で剥離放電が発
生し易くなり、放電が発性した部分は、白抜けする画質
欠陥が発生することがある。一方、該表面抵抗率が1×
1010Ω/□未満の場合には、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
易くなるために画質の粒状性が悪化することがある。従
って、前記表面抵抗率を、上記範囲とすることで、表面
抵抗率が高い場合に発生する放電による白抜け、表面抵
抗率が低い場合に発生する画質の悪化を防止することが
できる。
【0046】本発明における中間転写体において、ベル
ト形状の中間転写体の場合には、転写面の表面抵抗率
は、円形電極(例えば、三菱油化(株)製ハイレスター
IPの「HRプローブ」)を用い、JIS K6991
に従って測定することができる。前記表面抵抗率の測定
方法を図を用いて説明する。図6は、円形電極の一例を
示す概略平面図(a)及び概略断面図(b)である。図
6に示す円形電極は、第一電圧印加電極Aと板状絶縁体
Bとを備える。第一電圧印加電極Aは、円柱状電極部C
と、該円柱状電極部Cの外径よりも大きい内径を有し、
且つ円柱状電極部Cを一定の間隔で囲む円筒状のリング
状電極部Dとを備える。第一電圧印加電極Aにおける円
柱状電極部C及びリング状電極部Dと板状絶縁体Bとの
間に中間転写体Tを挟持し、第一電圧印加電極Aにおけ
る円柱状電極部Cとリング状電極部Dとの間に電圧V
(V)を印可したときに流れる電流I(A)を測定し、
下記式により、中間転写体Tの転写面の表面抵抗率ρs
(Ω/□)を算出することができる。ここで、下記式
中、d(mm)は円柱状電極部Cの外径を示し、D(m
m)はリング状電極部Dの内径を示す。 ρs=π×(D+d)/(D−d)×(V/I)
【0047】中間転写体の表面抵抗率ρsは、次に示す
ようにして求めることができる。中間転写体の表面抵抗
率ρsは、ドラム形状の中間転写体の場合には、図8
(a)及び(b)に示すように中間転写体500の軸長
さL(cm)より長い直径8mmの2本の金属ロール5
01、502を、2本の金属ロール間の距離L(cm)
として中間転写体500の円周方向に10mm離し、
0.2mmの食い込む量で板状の絶縁体503により圧
接させ、2本の金属ロール501、502間に印加電圧
V(V)(100V)を印加して10秒後の電流値I
(A)を測定し、下記式により計算することができる。 ρs =LV/GI L:中間転写体の長さ(cm)、G:2本の金属ロール
間の距離(cm)
【0048】<体積抵抗率>本発明における中間転写体
は、(ベルト形状の場合には)体積抵抗率が1×108
〜1×1014Ωcmであることが好ましく、1×1010
〜1×1012Ωcmであることがより好ましい。この体
積抵抗率が1×108Ωcm未満である場合には、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きにくくなるため、トナー同
士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してしまい(ブラ
ー)、ノイズの大きい画像が形成されることがある。一
方、前記体積抵抗率が1×10 14Ωcmより高い場合に
は、電荷の保持力が大きいために、1次転写での転写電
界で中間転写体表面が帯電するために除電機構が必要と
なることがある。従って、前記体積抵抗率を、上記範囲
とすることで、トナーが飛散したり、除電機構を必要と
する問題を解消することができる。
【0049】本発明における中間転写体がベルト形状で
ある場合には、体積抵抗率は、円形電極(例えば、三菱
油化(株)製ハイレスターIPのHRプローブ)を用
い、JIS K6991に従って測定することができ
る。前記体積抵抗率の測定方法を図を用いて説明する。
図7は、円形電極の一例を示す概略平面図(a)及び概
略断面図(b)である。図7に示す円形電極は、第一電
圧印加電極A’と第二電圧印加電極B’とを備える。第
一電圧印加電極A’は、円柱状電極部C’と、該円柱状
電極部C’の外径よりも大きい内径を有し、且つ円柱状
電極部C’を一定の間隔で囲む円筒状のリング状電極部
D’とを備える。第一電圧印加電極A’における円柱状
電極部C’及びリング状電極部D’と第二電圧印加電極
B’との間に中間転写体Tを挟持し、第一電圧印加電極
A’における円柱状電極部C’と第二電圧印加電極B’
との間に電圧V(V)を印可したときに流れる電流I
(A)を測定し、下記式により、中間転写体Tの体積抵
抗率ρv(Ωcm)を算出することができる。ここで、
下記式(2)中、tは中間転写体Tの厚さを示す。 ρv=19.6×(V/I)×t
【0050】本発明における中間転写体が、ドラム形状
である場合には、体積抵抗値は、該中間転写ドラムを金
属板に荷重1kgで押し当て、金属板と中間転写ドラム
の金属基材に500V電圧を印加して、10秒後の電流
値より求めた。
【0051】−基材− 本発明における中間転写体は、ベルト形状であってもよ
く、ドラム形状であってもよい。ベルト形状とする場
合、中間転写体の基材として用いる樹脂材料としては、
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、ポリカーボネート、ポリフッ
化ビニリデン(PVDF)、ポリフロロエチレン−エチ
レン共重合体(ETFE)等の樹脂材料及びこれらを主
原料としてなる樹脂材料が挙げられる。更に、樹脂材料
と弾性材料をブレンドして用いることができる。弾性材
料としては、ポリウレタン、塩素化ポリイソプレン、N
BR、クロロピレンゴム、EPDM、水素添加ポリブタ
ジエン、ブチルゴム、シリコーンゴム等を1種類、又は
2種類以上をブレンドしてなる材料を用いることができ
る。これらの基材に用いる樹脂材料及び弾性材料に、必
要に応じて、電子伝導性を付与する導電剤やイオン伝導
性を付与する導電剤を1種類又は2種類以上を組み合わ
せて添加する。
【0052】本発明における中間転写体が、ドラム形状
である場合には、前記基材としては、例えば、アルミニ
ウム、ステンレス鋼(SUS)、銅等で形成された円筒
状基材を用いることが好ましい。この円筒状基材上に、
必要に応じて弾性層を被覆し、該弾性層上に前記表面層
を形成することができる。
【0053】−その他の層− 本発明における中間転写体がドラム形状である場合に
は、基材と表面層との間にその他の層として、弾性層を
有することが好ましい。ここで、弾性層とは、上述した
内接層と同じものであってもよいし、別に設けられてい
てもよい。特に、中間転写体が、金属性の円筒状基体
と、該円筒状基体の表面に2以上の層を有し、該円筒状
基体と接する層(弾性層)が、JIS−A硬度が30度
以下で、圧縮歪み量が5%以下である弾性材料を含有
し、かつ、層厚が3〜10mmであることが好ましい。
中間転写体として、均一なニップ幅とニップ圧を安定的
に得ることのできるロール硬度は、アスカCで30〜6
0°の範囲であり、弾性層を構成する材料として、JI
S−A硬度が好ましくは10度以上30度以下、より好
ましくは15度以上25度以下の弾性材料を、好ましく
は3〜10mmの範囲、より好ましくは4〜7mmの範
囲で用いることで、均一なニップ幅とニップ圧を安定し
て得ることができる。また、弾性層に用いる弾性材料
は、円筒状弾性層の弾性変形の回復を阻害しないように
70度・22時間での圧縮永久歪みは、5%以下である
ことが好ましく、3%以下であることがより好ましい。
弾性層を構成する弾性材料としては、シリコーンゴムや
ウレタンゴム等を用いることができるが、上記特性を満
たすものであればこれら以外の材料を用いてもよい。
【0054】本発明の画像形成装置は、上記構成の中間
転写体を備えているため、転写効率が高く、中抜け現象
を発生することのない高画質の画像を安定して供給する
ことができる。本発明は、中間転写体方式の画像形成装
置であれば、特に限定されるものではない。例えば、現
像装置内に単色のトナーのみを収容する通常のモノカラ
ー画像形成装置や、感光体ドラム等の像担持体上に担持
されたトナー像を中間転写体に順次一次転写を繰り返す
カラー画像形成装置、各色毎の現像器を備えた複数の像
担持体を中間転写体上に直列に配置したタンデム型カラ
ー画像形成装置等のいずれでもよい。
【0055】以下に、本発明の画像形成装置の実施形態
について、図面を参照して説明する。本発明の画像形成
装置は、画像情報に応じた静電潜像を形成する像担持体
と、該像担持体に形成された静電潜像をトナーによりト
ナー像として可視化する現像装置と、中間転写手段と、
前記中間転写体上のトナー像を被記録体に転写する転写
手段と、を備え、該中間転写体が、上述したカップリン
グ剤を含有する中間転写体であることを特徴とする。な
お、上記中間転写手段は、後述するように、1以上設け
られていてもよい。
【0056】本発明の画像形成装置の第1の実施形態
は、画像情報に応じた静電潜像を形成する像担持体と、
該像担持体に形成された静電潜像をトナーによりトナー
像として可視化する現像装置と、前記像担持体に担持さ
れたトナー像を中間転写体上に転写する一次転写手段
と、該中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する二
次転写手段とを備え、該中間転写体が、前記構成のベル
ト状中間転写体である。
【0057】ベルト状中間転写体を用いた第1の実施形
態のカラー画像形成装置の概略図を図1に示す。該画像
形成装置は、像担持体としての感光体ドラム1、中間転
写体としての中間転写ベルト2、転写電極であるバイア
スローラ3(第二転写手段)、転写媒体である記録紙を
供給する用紙トレー4、Bk(ブラック)トナーによる
現像器5、Y(イエロー)トナーによる現像器6、M
(マゼンタ)トナーによる現像器7、C(シアン)トナ
ーによる現像器8、中間転写体クリーナー9、剥離爪1
3、ベルトローラ21、23及び24、バックアップロ
ーラ22、導電性ローラ25(第一転写手段)、電極ロ
ーラ26、クリーニングブレード31、記録紙41、ピ
ックアップローラ42、並びにフィードローラ43を有
してなる。
【0058】図1において、感光体ドラム1は矢印A方
向に回転し、図示しない帯電装置でその表面が一様に帯
電される。帯電された感光体ドラム1にレーザー書込み
装置等の画像書き込み手段により第一色(例えば、B
k)の静電潜像が形成される。この静電潜像はブラック
現像器5によってトナー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の回
転で導電性ローラ25(第一転写手段)が配置された一
次転写部に到り、導電性ローラ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、上記トナー像T
は、静電的に中間転写ベルト2に吸着されつつ中間転写
ベルト2の矢印B方向の回転で一次転写される。
【0059】以下、同様にして第2色のトナー像、第3
色のトナー像、第4色のトナー像が順次形成され、中間
転写ベルト2において重ね合わされ、多重トナー像が形
成される。中間転写ベルト2に転写された多重トナー像
は、中間転写ベルト2の回転でバイアスローラ3(第二
転写手段)が設置された二次転写部に到る。二次転写部
は、中間転写ベルト2のトナー像が担持された表面側に
設置されたバイアスローラ3と該中間転写ベルト2の裏
側からバイアスローラ3に対向するように配置されたバ
ックアップローラ22及びこのバックアップローラ22
に圧接して回転する電極ローラ26から構成される。
【0060】記録紙41は、用紙トレー4に収容された
記録紙束からピックアップローラ42で一枚ずつ取り出
され、フィードローラ43で二次転写部の中間転写ベル
ト2とバイアスローラ3との間に所定のタイミングで給
送される。給送された記録紙41は、バイアスローラ3
及びバックアップローラ22による圧接搬送と中間転写
ベルト2の回転により、該中間転写ベルト2に担持され
たトナー像が転写される。
【0061】トナー像が転写された記録紙41は、最終
トナー像の一次転写終了まで退避位置にある剥離爪13
を作動せることにより中間転写ベルト2から剥離され、
図示しない定着装置に搬送され、加圧/加熱処理でトナ
ー像を固定して永久画像とされる。尚、多重トナー像の
記録紙41への転写の終了した中間転写ベルト2は、二
次転写部の下流に設けた中間転写体クリーナ9で残留ト
ナーの除去が行われて次の転写に備える。また、バイア
スローラ3は、ポリウレタン等からなるクリーニングブ
レード31が常時当接するように取り付けられており、
転写で付着したトナー粒子や紙紛等の異物が除去され
る。
【0062】単色画像の転写の場合、一次転写されたト
ナー像Tを直ちに二次転写して定着装置に搬送するが、
複数色の重ね合わせによる多色画像の転写の場合、各色
のトナー像が一次転写部で正確に一致するように中間転
写ベルト2と感光体ドラム1との回転を同期させて各色
のトナー像がずれないようにする。上記二次転写部で
は、バイアスローラ3と中間転写ベルト2を介して対向
配置したバックアップローラ22に圧接した電極ローラ
26に、トナー像の極性と同極性の出圧(転写電圧)を
印加することで、該トナー像を記録紙41に静電反発で
転写する。
【0063】本発明の画像形成装置の第2の実施形態
は、画像情報に応じた静電潜像を形成する像担持体と、
該像担持体に形成された静電潜像をトナーによりトナー
像として可視化する現像装置と、前記像担持体に担持さ
れたトナー像を中間転写体上に転写する一次転写手段
と、該中間転写体上のトナー像を記録媒体に転写する二
次転写手段とを備え、該中間転写体が、前記構成のドラ
ム状中間転写体である。
【0064】ドラム状中間転写体を用いた第2の実施形
態のカラー画像形成装置の概略図を図2に示す。アルミ
ニウムパイプ上に光感光体材料を塗布して形成した感光
体(像担持体)101の表面を、帯電器102により均
一に帯電させ、次に画像書込装置104aから発せられ
た、画像情報に応じた走査露光104bにより、感光体
の表面に静電潜像を形成する。この静電潜像は、現像器
105のうちの、今回形成された静電潜像の色情報に対
応する現像器105により現像・可視化される。
【0065】この可視化されたトナー像は、感光体10
1と中間転写ドラム(中間転写体)110とが接触した
転写領域P1において、感光体101から中間転写ドラ
ム110の表面に、図示しない電源から中間転写ドラム
110と感光体101との間に電圧を印加することによ
り転写される。転写後の感光体101表面は除電ランプ
108からの光が照射されて除電され、感光体101表
面に残ったトナーはクリーニング装置103によって除
去される。
【0066】上記工程を複数回繰り返し、都度、画像情
報に応じた色の異なる現像剤を有する現像器105K,
105Y,105M,105Cにより現像・可視化さ
れ、感光体101表面から中間転写ドラム110に順次
に転写・積層され、複数のトナー画像を中間転写ドラム
110表面に積層形成させる。
【0067】中間転写ドラム110の表面に積層形成さ
れたカラートナー画像は、中間転写ドラム110と、金
属シャフトに108Ω程度の抵抗値を有した弾性体を被
覆することにより構成される転写ローラ106(二次転
写手段)との接触領域において、中間転写ドラム110
と転写ローラ106との間に印加された電圧により、中
間転写ドラム110表面から、用紙搬送ローラ109に
より搬送された記録材111に一括して転写される。転
写ローラの代わりに剥離用帯電器を用いてもよい。更
に、転写ローラと共に剥離用帯電器を転写領域の近傍に
付備してもよい。記録材111表面に一括して転写され
たトナー画像は、定着装置107まで搬送され、その定
着装置107により定着される。
【0068】次に、中間転写ドラム110の一例の構成
について、図3を参照して説明する。本実施形態の中間
転写ドラム110は、基材204上に安定した転写領域
を形成することを目的としたゴム弾性層203が形成さ
れ、更にゴム弾性層203の上にリーク防止とゴム弾性
層のブリード成分の滲み出しを遮断するブリードブロッ
ク層として機能をもつ中間層202が形成され、更に中
間層202上にトナー離型性の高い表面層201が形成
されている。
【0069】本発明の画像形成装置の第3の実施形態
は、画像情報に応じた静電潜像を形成する像担持体と、
該像担持体に形成された静電潜像をトナーによりトナー
像として可視化する現像装置と、前記像担持体に担持さ
れたトナー像を1以上の第1の中間転写体に転写する一
次転写手段と、該第1の中間転写体上のトナー像を第2
の中間転写体に転写する二次転写手段と、該第2の中間
転写体上のトナー像を記録媒体に転写する三次転写手段
とを有し、前記1以上の第1の中間転写体の少なくとも
1つが、前記構成のドラム状中間転写体である。
【0070】ドラム状中間転写体を用いた第3の実施形
態のカラー画像形成装置の概略図を図4に示す。この画
像形成装置は、ブラック(K),イエロー(Y),マゼ
ンタ(M),シアン(C)の4色に対応して、表面に感
光層を有するドラム状の感光体(像担持体)101K,
101Y,101M,101Cと、これらの感光体をそ
れぞれ一様に帯電する帯電器102K,102Y,10
2M,102Cと、一様に帯電された感光体にそれぞれ
像光を照射して静電潜像を形成する画像書込装置104
K,104Y,104M,104Cと、K,Y,M,C
の各色の現像剤を収容した4つの現像器105K,10
5Y,105M,105Cと、上記4つの感光体101
K,101Y,101M,101Cのうちの2つの感光
体101K,101Yに接触する第1の中間転写ドラム
(中間転写体)110Aと、別の2つの感光体101
M,101Cに接触する第1の中間転写ドラム110B
と、これらの2つの第1の中間転写ドラム110A,1
10Bの双方に接触する第2の中間転写ドラム110C
と、この第2の中間転写ドラム110C上に重ね合わせ
転写されたトナー像を、用紙搬送ローラ109によって
搬送されてきた記録材111上に一括転写する転写ロー
ラ106(三次転写手段)と、記録材111上のトナー
像を定着する定着装置107とを備えている。
【0071】各感光体101K,101Y,101M,
101C上には、各色に対応する静電潜像が形成され、
各現像器105K,105Y,105M,105Cによ
り各色トナーで現像されて各色のトナー像が形成され
る。各感光体101K,101Y,101M,101C
上の各色トナー像のうち、感光体101K,101Y上
のトナー像は、一方の第1の中間転写ドラム110Aに
重ね転写されるとともに、感光体101M,101C上
のトナー像は、もう一方の第1の中間転写ドラム110
B上に重ね転写される。それら2つの第1の中間転写ド
ラム110A,110Bに転写された各色トナー像は、
第2の中間転写ドラム110Cに重ね転写され、その第
2の中間転写ドラム110C上のトナー像は、更に上述
のように記録材111上に一括転写され、定着装置10
7により、その記録材111上に定着される。
【0072】本発明の画像形成装置に使用され得るトナ
ーとしては、球形トナーが好ましい。球形トナーとは、
高転写効率を達成するために、平均形状係数(ML2
A)100〜130、好ましくは100〜125の範囲
で表される球形状を有するトナーである。この平均形状
係数(ML2/A)が130より大きくなると転写効率
が低下してしまい、プリントサンプルの画質の低下が目
視で確認できてしまう。
【0073】球形トナーは、少なくとも結着樹脂と着色
剤を含有してなる。この球形トナーは、好ましくは2〜
12μmの粒子、より好ましくは3〜9μmの粒子を用
いることができる。
【0074】結着樹脂としては、スチレン、クロロスチ
レン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレ
ン、イソプレン等のモノオレフィン類、酢酸ビニル、プ
ロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビ
ニルエステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル
酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタク
リル酸ドデシル等のα―メチレン脂肪族モノカルボン酸
エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエー
テル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビ
ニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソ
プロペニルケトン等のビニルケトン類等の単独重合体お
よび共重合体を例示することができ、特に代表的な結着
樹脂としては、ポリスチレン、スチレンーアクリル酸ア
ルキル共重合体、スチレンーメタクリル酸アルキル共重
合体、スチレンーアクリロニトリル共重合体、スチレン
ーブタジエン共重合体、スチレンー無水マレイン酸共重
合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、
シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィン
ワックス等も挙げられる。
【0075】着色剤としては、マグネタイト、フェライ
ト等の磁性粉、カーボンブラック、アニリンブルー、カ
ルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブル
ー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレ
ンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイト
グリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガ
ル、C.I.ピグメント・レッド48:1、C.I.ピ
グメント・レッド122、C.I.ピグメント・レッド
57:1、C.I.ピグメント・イエロー97、C.
I.ピグメント・イエロー17、C.I.ピグメント・
ブルー15:1、C.I.ピグメント・ブルー15:3
等を代表的なものとして挙げられる。
【0076】球形トナーには、帯電制御剤、離型剤、他
の無機微粒子等の公知の添加剤を内添加処理や外添加処
理してもよい。離型剤としては低分子ポリエチレン、低
分子ポリプロピレン、フィッシャートロプシュワック
ス、モンタンワックス、カルナバワックス、ライスワッ
クス、キャンデリラワックス等を代表的なものとして挙
げられる。
【0077】帯電制御剤としては、公知のものを使用す
ることができるが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の
金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制
御剤を用いることができる。湿式製法でトナーを製造す
る場合、イオン強度の制御と廃水汚染の低減の点で水に
溶解しにくい素材を使用するのが好ましい。
【0078】他の無機微粒子としては、粉体流動性、帯
電制御等の目的で、平均1次粒径が40nm以下の小径
無機微粒子を用い、更に必要に応じて、付着力低減の
為、それより大径の無機あるいは有機微粒子を併用して
もよい。これらの他の無機微粒子は公知のものを使用で
きる。例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、メタチタ
ン酸、酸化亜鉛、ジルコニア、マグネシア、炭酸カルシ
ウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウム、酸化セリ
ウム、チタン酸ストロンチウム等が挙げられる。また、
小径無機微粒子については表面処理することにより、分
散性が高くなり、粉体流動性をあげる効果が大きくなる
ため有効である。
【0079】球形トナーは、特に製造方法により限定さ
れるものではなく、公知の方法により得ることができ
る。具体的には、例えば結着樹脂及び着色剤と、必要に
応じて離型剤及び帯電制御剤等を混練、粉砕、分級する
混練粉砕法、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃
力または熱エネルギーにて形状を変化させる方法、結着
樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液
と、着色剤、必要に応じて離型剤及び帯電制御剤等の分
散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、球形トナーを得
る乳化重合凝集法、結着樹脂を得るための重合性単量体
と、着色剤、必要に応じて離型剤、帯電制御剤等の溶液
を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、結着樹脂
及び着色剤と、必要に応じて離型剤及び帯電制御剤等の
溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等が挙
げられる。また上記方法で得られた球形トナーをコアに
して、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル
構造をもたせる製造方法を行ってもよい。外添剤を添加
する場合、球形トナー及び外添剤をヘンシェルミキサー
あるいはVブレンダー等で混合することによって製造す
ることができる。また、球形トナーを湿式にて製造する
場合は、湿式にて外添することも可能である。
【0080】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明は、下記実施例に限定されるもので
はない。尚、以下の説明において、「部」は総て「質量
部」を意味する。
【0081】(実施例1) −中間転写ドラムの作製− [基材の作製]長さ248mm、外径32mmのアルミ
ニウムパイプ素管の両端近傍を旋盤加工し、この加工部
分に回転軸を有するフランジを圧入した。更に、フラン
ジの回転軸を基準とし、アルミニウム素管の表面を旋盤
加工と研磨加工により、外径公差0.01mm以下、外
径フレ精度0.01mmに仕上げたものを基材とした。
【0082】[弾性層の形成]このパイプ表面をブラス
ト処理し、プライマーを塗布した後、金型内に挿入設置
し、JIS−A硬度が15度、圧縮歪み量が5%である
低温硬化タイプの体積抵抗率105Ωcmの導電性液状
シリコーンゴムを注入・硬化し成型した。これを金型か
ら取り出し、更に200℃で30分二次硬化させ、ゴム
弾性層を形成した。このゴム弾性層の厚さは5mmであ
った。
【0083】[表面層の形成]次に、表面層として、ア
ミノ基を有するシランカップリング剤であるγ−アミノ
プロピルジエトキシシラン(信越化学社製、商品名:K
BE902)をアルコールで10倍に希釈して、パッド
を用いて前記ゴム弾性層の表面に塗布して、その後、オ
ーブンで120℃で1時間乾燥させ、厚み1μmの表面
層を形成した。これにより、実施例1の中間転写ドラム
(中間転写体)が作製された。
【0084】得られた中間転写ドラム(中間転写体)の
体積抵抗率、摩擦係数、及び表面粗さの測定結果を、下
記表1に示す。尚、中間転写ドラムの体積抵抗率は、該
中間転写ドラムを金属板に荷重1kgで押し当て、金属
板と中間転写ドラムの金属基材に500V電圧を印加し
て、10秒後の電流値より求めた。体積抵抗値は、5×
108.0Ωであった。
【0085】−画像形成装置の作製− 得られた中間転写ドラムを組み込んだ前記第2の実施形
態の画像形成装置を作製した。
【0086】<転写性の評価>得られた画像形成装置
を、温度45℃・湿度85%の環境に一週間放置した
後、画像記録を行い、転写性を評価した。尚、転写性
は、転写の均一性(転写ムラ)、トナーの飛び散
り、ライン画像の中抜け、ニップの変形ついて評価
し、画質上問題のないレベルを○、問題のあるレベルを
×と判定した。また、感光体と中間転写ドラムを50g
/cmの線圧で圧接した。尚、評価は平均粒径7.5μ
mのトナーを用いた。結果を下記表1に示す。
【0087】(実施例2)実施例1の中間転写ドラムの
作製において、シランカップリング剤として、γ−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン(信越化学社製、商品
名:KBE903)をアルコールで5倍に希釈して、パ
ッドを用いて前記ゴム弾性層の表面に塗布して、その
後、オーブンで120℃で1時間乾燥させ、厚み2μm
の表面層を形成した。これにより、実施例2の中間転写
ドラム(中間転写体)が作製された。得られた実施例2
の中間転写ドラムを実施例1と同様に測定したところ、
体積抵抗率は1×109.0Ωcmであった。次に、実施
例1と同様に画像形成装置を作製し、実施例1と同様の
評価を行った。結果を下記表1に示す。
【0088】(実施例3)実施例1の中間転写ドラムの
作製において、ゴム弾性層を形成する際、用いた導電性
液状シリコーンゴムを、JIS−A硬度が30度、圧縮
歪み量が2%である低温硬化タイプの体積抵抗率106
Ωcmの導電性液状シリコーンゴムに代え、シランカッ
プリング剤として、実施例1と同じγ−アミノプロピル
ジエトキシシラン(信越化学社製、商品名:KBE90
2)をアルコールで10倍に希釈して、パッドを用いて
前記ゴム弾性層の表面に塗布して、その後、オーブンで
120℃で1時間乾燥乾燥させ、厚み1μmの表面層を
形成した。これにより、実施例3の中間転写ドラム(中
間転写体)が作製された。得られた実施例3の中間転写
ドラムを実施例1と同様に測定したところ、体積抵抗値
は5×109.0Ωであった。次に、実施例1と同様に画
像形成装置を作製し、実施例1と同様の評価を行った。
結果を下記表1に示す。
【0089】(比較例1) <中間層の形成>実施例1と同様のゴム弾性層の上に、
更に、中間層として、酢酸ブチル溶液にフッ素ゴム、導
電材料、シランカップリング剤、及び硬化剤を配合した
溶液をスプレーガンにより、前記ゴム弾性層上に塗布し
た後、これを10分間風乾し、次に60℃の温度で10
分間乾燥させ、厚さ20μmの中間層を形成した。用い
たフッ素ゴムの硬度はJISA硬度で65度、体積抵抗
率は1×108.0Ωcmであった。
【0090】<表面層の形成>上記中間層の上に、フッ
素ゴムにフッ化処理したカーボンブラックとフッ素樹脂
粒子と硬化剤を添加したラテックスをスプレー塗布し、
室温に10分間放置し、次いで、50℃の雰囲気で30
分間予備乾燥した後、230℃で30分保持し硬化さ
せ、厚み20μmの表面層を形成した以外は、実施例1
と同様にして、比較例1の中間転写ドラム(中間転写
体)を作製した。得られた比較例1の中間転写ドラムを
実施例1と同様に測定したところ、体積抵抗値は、1×
108.0Ωであった。次に、実施例1と同様に画像形成
装置を作製し、実施例1と同様の評価を行った。結果を
下記表1に示す。
【0091】(比較例2)比較例1の中間転写ドラムの
作製において、表面層を形成する際、230℃で30分
保持し硬化させる代わりに、280℃で30分保持し硬
化させた以外は、実施1と同様にして、比較例2の中間
転写ドラムを作製した。得られた比較例2の中間転写ド
ラムを実施例1と同様に測定したところ、体積抵抗値は
1×1010Ωであった。次に、実施例1と同様に画像形
成装置を作製し、実施例1と同様の評価を行った。結果
を下記表1に示す。
【0092】(比較例3)比較例1の中間転写ドラムの
作製において、表面層を形成する際、ウレタン系塗料を
スプレー塗布し、室温に10分間放置し、次いで、50
℃の雰囲気で30分間予備乾燥した後、120℃で30
分保持し硬化させ、厚み20μmの表面層を形成した以
外は、実施例1と同様にして、比較例3の中間転写ドラ
ムを作製した。得られた比較例3の中間転写ドラムを実
施例1と同様に測定したところ、体積抵抗値は1×10
10Ωであった。次に、実施例1と同様に画像形成装置を
作製し、実施例1と同様の評価を行った。結果を下記表
1に示す。
【0093】(比較例4)直径32mmの金属基材に、
カーボンブラックを添加して導電性を付与した厚さ5m
mのエチレンプロピレンスポンジゴムを被覆して直径4
2mmのローラとし、そのローラ上に厚さ40μmの導
電性フッ素フィルム(ポリフッ化ビニリデン)を接着
し、比較例4の中間転写ドラムを作製した。得られた比
較例4の中間転写ドラムを実施例1と同様に測定したと
ころ、体積抵抗値は1×109.0Ωであった。次に、実
施例1と同様に画像形成装置を作製し、実施例1と同様
の評価を行った。結果を下記表1に示す。
【0094】
【表1】
【0095】表1の結果から、実施例1〜3の本発明の
画像形成装置は、転写性に優れることがかわる。一方、
比較例1及び比較例2は、転写面(表面層)の表面粗さ
が大きく、転写性として、トナーの飛び散り、転写の不
均一による等の画質欠陥が発生した。また、比較例3
は、転写面の摩擦係数が大きいため感光体との間でステ
ックスリップが発生して、転写ムラが発生した。また、
比較例4では、像担持体と中間転写ドラムとの接触位置
に圧縮永久歪みによる段差に起因するとみられるスジム
ラが生じた。
【0096】(実施例4) −中間転写ベルトの作製− [基材の作製]宇部興産(株)製耐熱皮膜用ポリイミド
UワニスAに樹脂成分100部に対して、カーボンブラ
ック16部をミキサーにより混合した。得られた基材形
成溶液を円筒金型に注入して、100℃から200℃に
段階的に昇温して加熱しつつ、500〜2000rpm
の回転数で円筒金型を回転させ、遠心成形法によりフィ
ルム状に成膜した。次いで、得られた半硬化した状態の
フィルムを350℃の高温でポリイミド化反応(ポリア
ミド酸の閉環反応)を進行させて本硬化を行い、表面抵
抗率が1×1011.7Ω/□、体積抵抗率が1×109.8
Ωcmであり、厚さ90μm、幅350mm、外径16
8mmの基材であるポリイミド無端ベルトを作製した。
【0097】[表面層の形成]得られたポリイミド無端
ベルト表面に、表面層として、アミノ基を有するシラン
カップリング剤であるγ−アミノプロピルジエトキシシ
ラン(信越化学社製、商品名:KBE902)をアルコ
ールで10倍に希釈して、パッドを用いて塗布して、そ
の後、オーブンで120℃で1時間乾燥乾燥させ、厚み
1μmの表面層を形成した。これにより、実施例4の中
間転写ドラム(中間転写体)が作製された。
【0098】得られた中間転写ベルトの表面抵抗率、体
積抵抗率、摩擦係数、及び表面粗さの測定結果を、下記
表2に示す。得られた中間転写ベルトの表面抵抗率は2
×1012.9Ω/□、体積抵抗率は5×1010Ωcmであ
った。尚、該表面抵抗率及び体積抵抗率は、以下に示す
方法で測定した。
【0099】<表面抵抗率>表面抵抗率の計測は、上述
したように、図6に示す円形電極(三菱油化(株)製、
ハイレスターIPのHRプローブ)を用い、第一電圧印
加電極Aにおける円柱状電極部Cとリング状電極部Dと
の間に電圧100(V)を印可し、10秒後の電流値よ
り求めた。
【0100】<体積抵抗率>体積抵抗率の計測は、上述
したように、図7に示す円形電極(三菱油化(株)製、
ハイレスターIPのHRプローブ)を用い、第一電圧印
加電極A’における円柱状電極部C’と第二電圧印加電
極B’との間に電圧100(V)を印可し、30秒後の
電流値より求めた。
【0101】−画像形成装置の作製− 得られた中間転写ベルトを組み込んだ前記第1の実施形
態の画像形成装置を作製した。
【0102】<転写性の評価>得られた画像形成装置に
より画像記録を行い、転写性を評価した。尚、転写性
は、ライン画像の中抜け、転写の均一性について評
価し、画質上問題のないレベルを○、問題のあるレベル
を×と判定した。評価は平均粒径7.5μmのトナーを
用いた。結果を下記表2に示す。
【0103】(比較例5)実施例4の中間転写ベルトの
作製において、表面層を形成する際、フッ素ゴムにフッ
化処理したカーボンブラックとフッ素樹脂粒子と硬化剤
を添加したラテックス(ダイキン工業(株)製、GLS
−213)をスプレー塗布し、室温に10分間放置し、
次いで、50℃の雰囲気で30分間予備乾燥した後、2
30℃で30分保持し硬化させ、厚み20μmの表面層
を形成した以外は、実施例4と同様にして、比較例5の
中間転写ベルトを作製した。得られた比較例5の中間転
写ベルトを実施例4と同様に測定したところ、表面抵抗
率は1×1012.1Ω/□、体積抵抗率は1×1010.8Ω
cmであった。次に、実施例4と同様に画像形成装置を
作製し、実施例4と同様の評価を行った。結果を下記表
2に示す。
【0104】(比較例6)実施例4の中間転写ベルトの
作製において、表面層を形成する際、フッ素ゴムにフッ
化処理したカーボンブラックとフッ素樹脂粒子と硬化剤
を添加したラテックス(ダイキン工業(株)製、GLS
−213)をスプレー塗布し、室温に10分間放置し、
次いで、50℃の雰囲気で30分間予備乾燥した後、2
30℃で30分保持し硬化させ、厚み20μmの表面層
を形成した以外は、実施例4と同様にして、比較例6の
中間転写ベルトを作製した。得られた比較例6の中間転
写ベルトを実施例4と同様に測定したところ、表面抵抗
率は1×1012.4Ω/□、体積抵抗率は1×1011.8Ω
cmであった。次に、実施例4と同様に画像形成装置を
作製し、実施例4と同様の評価を行った。結果を下記表
2に示す。
【0105】(比較例7)実施例4の中間転写ベルトの
作製において、表面層を形成する際、シリコン系塗料
(東レ・ダウコーニング・シリコーン社製、SR241
1)を用いた以外は、実施例4と同様にして、比較例7
の中間転写ベルトを作製した。得られた比較例7の中間
転写ベルトを実施例4と同様に測定したところ、表面抵
抗率は1×1011.6Ω/□、体積抵抗率は1×1010.2
Ωcmであった。次に、実施例4と同様に画像形成装置
を作製し、実施例4と同様の評価を行った。結果を下記
表2に示す。
【0106】(比較例8)実施例4の中間転写ベルトの
作製において、表面層を形成する際、ウレタン系塗料を
スプレー塗布し、室温に10分間放置し、次いで、50
℃の雰囲気で30分間予備乾燥した後、120℃で30
分保持し硬化させ、厚み30μmの表面層を形成した以
外は、実施例4と同様にして、比較例8の中間転写ベル
トを作製した。得られた比較例8の中間転写ベルトを実
施例4と同様に測定したところ、表面抵抗率は1×10
11.1Ω/□、体積抵抗率は1×1010.1Ωcmであっ
た。次に、実施例4と同様に画像形成装置を作製し、実
施例4と同様の評価を行った。結果を下記表2に示す。
【0107】
【表2】
【0108】表2の結果から、実施例4の本発明の画像
形成装置は、転写性に優れることがわかる。一方、比較
例5及び比較例6は、転写面の表面粗さが大きく、転写
性として、転写の不均一による等の画質欠陥が発生し
た。また、比較例7及び比較例8は、転写面の摩擦係数
が大きいため感光体との間でステックスリップが発生し
て、ライン画像の中抜けが発生した。
【0109】
【発明の効果】本発明の中間転写体及び当該中間転写体
を備えた画像形成装置は、転写効率が高く、中抜け現象
を発生することのない高画質の画像を安定して供給する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 ベルト状中間転写体を用いた第1の実施形態
のカラー画像形成装置を示す概略図である。
【図2】 ドラム状中間転写体を用いた第2の実施形態
のカラー画像形成装置を示す概略図である。
【図3】 ドラム状中間転写体を用いた第3の実施形態
のカラー画像形成装置を示す概略図である。
【図4】 本発明における中間転写ドラムの一例を示す
概略構成図である。
【図5】 静摩擦係数計の概略構成図である。
【図6】 表面抵抗率の計測方法を示す図である。
【図7】 体積抵抗率の計測方法を示す図である。
【図8】 表面抵抗率を測定する方法を説明する概略図
(a)及び概略斜視図(b)である。
【符号の説明】
1 感光体ドラム(像担持体) 2 中間転写ベルト(中間転写体) 3 バイアスローラ 4 用紙トレー 5 ブラック現像器 6 イエロー現像器 7 マゼンタ現像器 8 シアン現像器 9 中間転写体クリーナ 10 転写ローラ 13 剥離爪 21 ベルトローラ 22 バックアップローラ 23 ベルトローラ 24 ベルトローラ 25 導電性ローラ 26 電極ローラ 31 クリーニングブレード 41 記録紙 42 ピックアップローラ 43 フィードローラ T トナー像 101 感光体(像担持体) 101(K,Y,M,C) ブラック,イエロー,マゼ
ンタ,シアン感光体 102 帯電器 102(K,Y,M,C) ブラック,イエロー,マゼ
ンタ,シアン帯電器 103 クリーニング装置 104a 画像書込装置 104b 走査露光 104(K,Y,M,C) ブラック,イエロー,マゼ
ンタ,シアン画像書込装置 105(K,Y,M,C) ブラック,イエロー,マゼ
ンタ,シアン現像器 106 転写ローラ 107 定着装置 108 除電ランプ 109 用紙搬送ローラ 110 中間転写ドラム(中間転写体) 110(A,B) 第1の中間転写ドラム(中間転写
体) 110C 第2の中間転写ドラム(中間転写体) 111 記録材 201 表面層 202 中間層 203 ゴム弾性層 204 基材 301 表面層材料 302 固定台 303 鋼球 304 零点調整用天秤 305 ロードセル 306 荷重 500 中間転写体 501、502 金属ロール 503 絶縁体
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C08L 101:00 C08L 101:00 (72)発明者 川谷 哲也 神奈川県南足柄市竹松1600番地 富士ゼロ ックス株式会社内 Fターム(参考) 2H005 AA15 2H200 FA16 GA23 GA34 GA46 GA47 GB02 GB25 HA02 HB12 HB22 JA02 JB10 JB17 JC02 JC12 JC13 JC15 JC16 JC17 MA04 MA11 MA17 MB05 MC02 MC05 MC06 4F071 AA22C AA41C AA51C AA77C AA78C AC15C AH15

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)で表されるカップリン
    グ剤を含有する表面層を有することを特徴とする中間転
    写体。 XnMRm (1) (一般式(1)中、Xは電子受容性基を含む原子団、又
    は、電子供与性基を含む原子団を表し、Xが2以上であ
    る場合、各々同一であってもよいし異なっていてもよ
    い。但し、上記カップリング剤は、電子受容性基及び電
    子供与性基を同時に有することはない。Rは、アルコキ
    シ基、アセトキシ基又はアルキル基を表し、少なくとも
    1つはアルコキシ基又はアセトキシ基を表す。Rを2以
    上有する場合、各々同一であってもよいし異なっていて
    もよい。Mは、ケイ素、アルミニウム、ジルコニウム又
    はチタンを表す。n又はmは、各々少なくとも1以上の
    整数であって、n+mがMの価数となる。)
  2. 【請求項2】 前記一般式(1)における前記電子受容
    性基が、ニトロソ基、カルボニル基又はカルボキシル基
    であることを特徴とする請求項1に記載の中間転写体。
  3. 【請求項3】 前記一般式(1)における前記電子供与
    性基が、アミノ基、ヒドロキシル基、エーテル基又はア
    ンモニウム基であることを特徴とする請求項1に記載の
    中間転写体。
  4. 【請求項4】 前記一般式(1)における前記電子供与
    性基が、アミノ基であることを特徴とする請求項3に記
    載の中間転写体。
  5. 【請求項5】 前記表面層の摩擦係数が、0.5以下で
    ある請求項1〜4のいずれかに記載の中間転写体。
  6. 【請求項6】 前記表面層の表面粗さが、Rz(10点
    平均粗さ)で1.5μm以下である請求項1〜5のいず
    れかに記載の中間転写体。
  7. 【請求項7】 前記中間転写体が、前記表面層に内接す
    るシリコーンゴム層を有することを特徴とする請求項1
    〜6のいずれかに記載の中間転写体。
  8. 【請求項8】 前記中間転写体が、少なくとも、金属性
    の円筒状基体と、該円筒状基体上に2以上の層とを有
    し、 前記円筒状基体と接する層が、JIS−A硬度が30度
    以下で、圧縮歪み量が5%以下である弾性材料を含有
    し、かつ、層厚が3〜10mmである請求項1〜6のい
    ずれかに記載の中間転写体。
  9. 【請求項9】 ベルト形状であることを特徴とする請求
    項1〜7のいずれかに記載の中間転写体。
  10. 【請求項10】 画像情報に応じた静電潜像を形成する
    像担持体と、 該像担持体に形成された静電潜像をトナーによりトナー
    像として可視化する現像装置と、 前記像担持体に担持されたトナー像を中間転写体上に転
    写する中間転写手段と、 前記中間転写体上のトナー像を被記録体に転写する転写
    手段と、を備える画像形成装置であって、 前記中間転写体が、請求項1〜9のいずれかに記載の中
    間転写体であることを特徴とする画像形成装置。
  11. 【請求項11】 前記トナーが球形トナーであることを
    特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
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JP2009015006A (ja) * 2007-07-04 2009-01-22 Gunze Ltd 中間転写ベルト
JP2009300764A (ja) * 2008-06-13 2009-12-24 Konica Minolta Business Technologies Inc 画像形成装置
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