JP2003107917A

JP2003107917A - 転写ベルト

Info

Publication number: JP2003107917A
Application number: JP2001300387A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nishio; 裕之西尾; Hiroyuki Shibata; 博之柴田; Hideaki Tanaka; 秀明田中
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2003-04-11

Abstract

(57)【要約】【課題】転写ベルトの伸びに起因するカラーレジスト
レーションエラーの問題を解消するとともにトナーの飛
散現象やピンホールの形成を防止し画像欠陥の発生しな
い長寿命な転写ベルトを得る【解決手段】電子写真方法による画像形成工程で画像
を一時的に保持する中間転写体として用いられる転写ベ
ルト１において、内層２および外層３の少なくとも２層
からなり内層２は弾性率が５００〜３５００ＭＰａの樹
脂素材からなり、外層３は弾性率が３〜１５ＭＰａのゴ
ム素材からなる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方法によ
る画像形成工程で画像を一時的に保持する中間転写体に
用いられる転写ベルトに関するものであり、詳しくは高
弾性樹脂と低弾性のゴム材料を組み合わせることによっ
てベルトの伸びによるカラーレジストレーションエラー
の問題や抵抗値のムラによる画像の欠陥を防止した転写
ベルトに係る。

【０００２】

【従来の技術】中間転写体を使用した電子写真装置は、
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６３−３０１
９６０号公報中で述べられた転写方法よりも各色のトナ
ー画像を重ね合わせする際に色ずれを少なくすることが
できる。

【０００３】更に、特開昭６３−３０１９６０号公報の
図１のような保持手段（例えばグリッパーに把持する、
吸着する、曲率を持たせる等）を必要とせずに中間転写
体から画像を被記録体に転写することができるため、被
記録体を多種多様に選択することができる。例えば、薄
い紙（４０ｇ／ｍ² 紙）から厚い紙（２００ｇ／ｍ
²紙）まで、また幅の広狭または長さの長短によらず転
写可能である。従って封筒、ハガキ、ラベル紙等まで転
写が可能である。

【０００４】このような電子写真方式の画像形成装置の
中間転写体としてゴムや樹脂などにカーボンブラックや
イオン系導電剤などを混入して導電性を持たせた素材を
用いた転写ベルトを複数の軸に巻きかけた装置やそのよ
うなベルトを円筒形のドラムに被せた転写ロールが用い
られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】転写ベルトの素材とし
てゴムを用いたものは比較的導電性のバラツキが発生し
にくく、トナーの転写の際に画像の欠陥が発生するとい
った問題は少ないといえるが、低弾性な材料であるため
に転写ベルトに伸びが発生することがある。

【０００６】特に転写ベルトを２軸以上のローラに掛架
した状態で用いるようなベルトの場合は荷重がかかると
ベルトが伸びてしまいベルトの伸びに応じて画像にズレ
が発生してしまうカラーレジストレーションエラーを発
生してしまう。

【０００７】カラーレジストレーションエラーは転写ベ
ルトに複数の色を順番に１次転写をしていく際にそれぞ
れの色の転写位置がずれてしまうといった問題があっ
た。

【０００８】そこでゴム中にロープなどからなる心線を
スパイラル状に埋設してベルトの弾性率を高め長手方向
の伸びを少なくするといった手段がとられることも考え
られるが、ゴム層と心線との電気特性が異なること、あ
るいは収縮ムラなどによってベルト表面に凹凸ができ、
これらの凹凸などうねりに起因する模様が画像に表れる
といった問題があった。

【０００９】それに対してポリイミドやポリカーボネー
トといった比較的高弾性の樹脂を用いたベルトの場合
は、ベルトにテンションがかかるような状態で用いたと
しても弾性率が高いことからベルトに発生する伸びが少
なく、カラーレジストレーションエラーの問題に対して
は強いベルトであるということができる。

【００１０】しかし、高弾性であることから厚み方向に
硬くニップ転写時のニップ幅を大きくすることができ
ず、軟らかい素材でニップ幅を大きくできるものと比べ
るとトナーの転写性能に劣り、ブラー（トナーの飛散現
象）やトナーのリトランスファー（一度転写されたトナ
ーが戻ってしまう現象）が発生し、画像の欠陥につなが
るといった問題があった。昨今、転写装置の高速化が進
むにつれてこの問題が顕在化している。

【００１１】また、ポリイミドやポリカーボネートから
なる転写ベルトは遠心成形で製造されることが多いが、
カーボンブラックにて導電性を持たせているベルトの場
合、カーボンブラックが外周側に偏って分布するといっ
たことが起こり、バイアス電圧をかけた場合に偏って分
布した中でも特にカーボン密度の高い部分に急激に電流
が流れ込み、フォローキャラクタなどと呼ばれる部分的
に色が抜けるといった画像欠陥が起こりやすい。

【００１２】更に局所的にカーボンが集まっており極端
に電気抵抗値の低いところに電流が集まるピンホールリ
ークを繰り返した場合にはベルト表面が焼けてしまい、
表面に微小ピンホールが形成されてしまうということが
ある。その場合ピンホールに入り込んだトナーはクリー
ニングされずにそれが画像の欠陥につながるといった問
題がある。

【００１３】これらの問題より転写ベルトの寿命を低下
させることとなっていたが、高速化のニーズと同時に長
寿命化のニーズがある状況からこのような問題の改善が
望まれるものである。

【００１４】本発明はカラーレジストレーションといっ
たベルトの伸びに起因する問題を解消するとともに、ト
ナーの飛散やリトランスファーと言った問題、更には電
気抵抗値の偏りに起因する画像欠陥発生の問題を解消し
た転写ベルトの提供を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために本発明の請求項１では、電子写真方法による
画像形成工程で画像を一時的に保持する中間転写体に用
いられる転写ベルトにおいて、内層および外層の少なく
とも２層からなり内層は弾性率が５００〜３５００ＭＰ
ａの高弾性な樹脂素材からなり、外層は弾性率が３〜１
５ＭＰａの低弾性なゴム素材からなることを特徴とす
る。

【００１６】このように転写ベルトを少なくとも２層の
構造にするとともに内層を高弾性な樹脂素材で構成する
ことによってベルトをテンションのかかった状態で使用
した場合であっても長手方向の伸びを防止することがで
きるのでカラーレジストレーションエラーの問題は解消
でき、転写ベルトの転写面側となる外層には低弾性のゴ
ム素材を用いているので転写の際のニップ幅を大きくと
ることができるとともに電気抵抗値のバラツキも小さく
することができるのでピンホールの形成などによる画像
欠陥の発生を防止し長寿命な転写ベルトを得ることがで
きる。

【００１７】請求項２では内層はポリイミド、ポリカー
ボネートから選ばれてなるいずれかであり、外層はウレ
タン、ゴムから選ばれてなるいずれかである転写ベルト
としている。

【００１８】請求項１の内層と外層の素材をより具体的
に限定しており、請求項１と同様にカラーレジストレー
ションエラー、ブラー（トナーの飛散現象）、画像欠陥
などの問題を解消することができるとともに耐熱性に優
れ機械強度が高いことから長寿命な転写ベルトを得るこ
とができる。

【００１９】請求項３では内層は印加電圧５Ｖにおける
体積抵抗値を３〜５ＬｏｇΩｃｍであり、外層は印加電
圧５００Ｖにおける体積抵抗率が８〜１１ＬｏｇΩｃｍ
である請求項１または２記載の転写ベルトとしている。

【００２０】内層および外層の体積抵抗率をこのような
範囲に調整することによって、非常に良好な画像を転写
することができる。

【００２１】請求項４では外層の表面にはフッ素樹脂か
らなるコート層が積層されている請求項１〜３記載の転
写ベルトとしている。

【００２２】転写ベルト最表面の抵抗率および表面粗さ
を好ましい範囲に調整し、より良好な画像の転写が行え
るようにすることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明の転写ベルトは図１に示す
ような電子写真方法を利用したカラー画像形成装置の中
間転写体に使用されるものである。

【００２４】図１の画像形成装置では、中間転写体とし
て中抵抗のローラ２０が使用されている。１０は第１の
画像担持体として繰返し使用される回転ドラム型の電子
写真感光体（以下感光ドラムと記す）であり、矢示の時
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１は回転過程で、一次帯電器
（コロナ放電器）１１により所定の極性及び電位に一様
に帯電処理され、次いで不図示の画像露光手段（カラー
原稿画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列
電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービ
ームを出力するレーザースキャナによる走査露光系な
ど）による画像露光１２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（例えばマゼンタ成分像）に対
応した静電潜像が形成される。

【００２５】次いで、その静電潜像が第１現像器４１
（マゼンタ現像器）により第１色であるマゼンタトナー
Ｍにより現像される。この時第２〜第４の現像器４２、
４３、４４（シアン、イエロー、ブラックの各現像器）
は作動−オフになっていて感光ドラム１０には作用せ
ず、上記第１色のマゼンタトナー画像は上記第２〜第４
の現像器４２〜４４により影響を受けない。中間転写体
２０は矢示の反時計方向に感光ドラム１０と同じ周速度
をもって回転駆動されている。

【００２６】中間転写体２０は、支持体であるパイプ状
の芯金１００と、その外周面に形成された弾性層１０１
と、被覆層１０２とを有する。感光ドラム１０上に形成
担持された上記第１色のマゼンタトナー画像が、感光ド
ラム１０と中間転写体２０とのニップ部を通過する過程
で、中間転写体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、中間転写体２０の外周面に順
次中間転写されていく。

【００２７】中間転写体２０に対する第１色のマゼンタ
トナー画像の転写を終えた感光ドラム１の表面は、クリ
ーニング装置１４により清掃される。以下、同様に第２
色のシアントナー画像、第３色のイエロートナー画像、
第４色のブラックトナー画像が順次中間転写体２０上に
重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラー
トナー画像が形成される。２５は転写ローラで、中間転
写体２０に対し並行に軸受させて下面部に接触させて配
設してある。

【００２８】感光ドラム１０から中間転写体２０への第
１〜第４色のトナー画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
６１から印加される。その印加電圧は例えば＋２ｋＶ〜
＋５ｋＶの範囲である。感光ドラム１０から中間転写体
２０への第１〜第４色のトナー画像の順次転写実行過程
において、転写ローラ２５および中間転写体クリーナ３
５は中間転写体２０から離間することも可能である。

【００２９】中間転写体２０上に重畳転写された合成カ
ラートナー画像の第２の画像担持体である転写材２４へ
の転写は、転写ローラ２５が中間転写体２０に当接され
ると共に、給紙カセット９から中間転写体２０と転写ロ
ーラ２５との当接ニップに所定のタイミングで紙等の転
写材２４が給送され、同時に二次転写バイアスがバイア
ス電源２９から転写ローラ２５に印加される。

【００３０】この二次転写バイアスにより中間転写体２
０から第２の画像担持体である転写材２４へ合成カラー
トナー画像が転写される。トナー画像転写を受けた転写
材２４は定着器１５へ導入され加熱定着される。転写材
２４への画像転写終了後、中間転写体２０上の転写残ト
ナーは中間転写体クリーナ３５が当接されクリーニング
される。

【００３１】上記のような画像形成装置の中間転写体２
０に用いられる本発明の転写ベルト１は少なくとも内層
２と外層３の２層からなるものであり、例えば図２に示
すように内層２、外層３、そして外層３の更に表面にあ
るコート層４からなっている。

【００３２】内層２は厚みが０．２〜０．５ｍｍ程度で
あり弾性率が５００〜３５００ＭＰａの高弾性樹脂素材
からなり、外層は厚みが０．２〜１．０ｍｍ程度であり
弾性率が３〜１５ＭＰａのゴム素材からなっている。こ
のような弾性率の高い内層２と弾性率の低い外層３のす
くなくとも２層から構成していることから、弾性率の高
い内層２では転写ベルト１の長手方向の伸びを小さく
し、例えばマゼンダ、シアン、イエロー、ブラックとい
った複数のトナーを重ね合わせて転写する場合の色ズレ
（カラーレジストレーションエラー）の問題が発生しな
いようにする役目を果たす。内層２の弾性率が５００Ｍ
Ｐａ未満であるとベルトの伸びが大きくなり色のズレを
防止する効果が薄くなり、３５００ＭＰａを超えるとベ
ルトが硬くなって屈曲疲労性が悪くなって、ベルトの横
ズレや蛇行といった問題が発生するようになるので好ま
しくない。特に図２に示すように転写ベルト１を２軸以
上のローラ５、６に巻き掛けてテンションを与えて使用
するような場合はこの問題がより顕在化する。

【００３３】また、内層２は印加電圧５Ｖにおける体積
抵抗値を３〜５ＬｏｇΩｃｍとすることが好ましく、３
ＬｏｇΩｃｍ未満であるとリークして電荷がたまらず外
層３に充分な電荷与えられなくなり、５ＬｏｇΩｃｍを
超えると外層３に電荷を与えにくく高いバイアス電圧が
必要となるので好ましくない。

【００３４】一方、外層３は弾性率が内層よりも低い３
〜１５ＭＰａ、より好ましくは５〜１０ＭＰａであるゴ
ム素材からなっており、弾性率が小さいことからニップ
転写の際のニップ幅を稼ぐことができるのでブラー（ト
ナーの飛散現象）や一度転写したトナーが転写ベルトに
戻るリトランスファー現象を防止することができるとと
もにカーボンなど導電剤の分散の偏りも生じにくいので
抵抗値のバラツキも少なく電流が局所的に集中してピン
ホールが生じしてしまうといったことも起こりにくい。
よってピンホールが原因となる画像の欠陥の発生も低減
することができるものである。外層３の弾性率が３ＭＰ
ａ未満であると強度が落ち損傷しやすくなり、１５ＭＰ
ａを超えると硬くなりすぎてニップ幅が小さくなるなど
の問題があるので好ましくない。

【００３５】また外層３は印加電圧５００Ｖにおける体
積抵抗率が８〜１１ＬｏｇΩｃｍにすることが好まし
く、８ＬｏｇΩｃｍ未満であると充分に帯電せず色抜け
などの問題が発生し、１１ＬｏｇΩｃｍを超えると帯電
量が大きくなりすぎてトナーの離れが悪くなるので好ま
しくない。

【００３６】内層２を構成する素材としてはポリイミ
ド、ポリカーボネート、又、樹脂類としてはポリスチレ
ン、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、
スチレン−クロロスチレン共重合体、スチレン−プロピ
レン共重合体、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−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
ブチル共重合体及びスチレン−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−アクリル酸エス
テ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）、塩化ビニル樹
脂、スチレン−酢酸ビニル共重合体、ロジン変性マレイ
ン酸樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステ
ル樹脂、低分子量ポリエチレン、低分子量ポリプロピレ
ン、アイオノマ−樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン
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等が
挙げられる。その中でもポリイミド、ポリカーボネート
を用いることが耐熱性が良好であることと機械強度が高
いという理由から好ましいといえる。

【００３７】外層３を構成するゴム素材としてはスチレ
ン−ブタジエンゴム、ハイスチレンゴム、ブタジエンゴ
ム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレン共重合体、
ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴ
ム、シリコンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、ウレタ
ンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム、及び
ノルボネンゴム等が挙げられる。

【００３８】コート層４は転写ベルト１の外層３の更に
表面に積層されるものであり、転写ベルト最表面に誘電
率の大きな材料を積層することによってトナー電荷の減
衰を遅延し、かつ表面粗さを好ましい範囲に調整しクリ
ーニング性を良好にするものである。

【００３９】コート層４として用いられるものは例えば
離型剤としてテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂
が挙げられるが離型剤の他に抵抗調節剤、結着樹脂、粘
度調節剤、着色剤等を適時選択し、これら成分を溶媒に
分散懸濁してコート層用塗料とした後、外層３上に浸漬
塗工、スプレー塗工、ブレード塗工、ローラ塗工、カー
テン塗工等により形成される。コート層用塗料の溶媒と
しては、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノ
ールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケト
ン、メチルイソプロピルケトン、メチルプロピルケト
ン、ミクロヘキサノンなどのケトン類、Ｎ、Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミドなどの
アミド類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド
類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジエチルエーテ
ル、エチレングリコールモノメチルエーテルなどのエー
テル類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸イソブチル、酢
酸イソプロピルなどのエステル類、クロロホルム、塩化
メチレン、ジクロルエチレン、四塩化炭素、トリクロル
エチレンなどの脂肪族ハロゲン化炭化水素類ベンゼン、
エチルベンゼン、トルエン、キシレン、リグロイン、モ
ノクロルベンゼン、ジクロルベンゼンなどの芳香族類、
ｎ−ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタンなどの脂肪
族炭化水素類、水等を用いることができる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明の請求項１では、電
子写真方法による画像形成工程で画像を一時的に保持す
る中間転写体に用いられる転写ベルトにおいて、内層お
よび外層の少なくとも２層からなり内層は弾性率が５０
０〜３５００ＭＰａの高弾性樹脂素材からなり、外層は
弾性率が３〜１５ＭＰａのゴム素材からなることを特徴
とする。

【００４１】このように転写ベルトを少なくとも２層の
構造にするとともに内層を高弾性な樹脂素材で構成する
ことによってベルトをテンションのかかった状態で使用
した場合であっても長手方向の伸びを防止することがで
きるのでカラーレジストレーションエラーの問題は解消
でき、転写ベルトの転写面側となる外層には低弾性のゴ
ム素材を用いているので転写の際のニップ幅を大きくと
ることができるとともに電気抵抗値のバラツキも小さく
することができるのでピンホールの形成などによる画像
欠陥の発生を防止し長寿命な転写ベルトを得ることがで
きる。

【００４２】請求項２では内層はポリイミド、ポリカー
ボネートから選ばれてなるいずれかであり、外層はウレ
タン、ゴムから選ばれてなるいずれかである転写ベルト
としている。

【００４３】請求項１の内層と外層の素材をより具体的
に限定しており、請求項１と同様にカラーレジストレー
ションエラー、ブラー（トナーの飛散現象）、画像欠陥
などの問題を解消することができ長寿命な転写ベルトを
得ることができる。

【００４４】請求項３では内層は印加電圧５Ｖにおける
体積抵抗値を３〜５ＬｏｇΩｃｍであり、外層は印加電
圧５００Ｖにおける体積抵抗率が８〜１１ＬｏｇΩｃｍ
である請求項１または２記載の転写ベルトとしている。

【００４５】内層および外層の体積抵抗率をこのような
範囲に調整することによって、非常に良好な画像を転写
することができる。

【００４６】請求項４では外層の表面にはフッ素樹脂か
らなるコート層が積層されている請求項１〜３記載の転
写ベルトとしている。

【００４７】転写ベルト最表面の抵抗率および表面粗さ
を好ましい範囲に調整し、より良好な画像の転写が行え
るようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の転写ベルトを中間転写体として用いる
電子写真装置の概略断面図である。

【図２】転写ベルトを２軸のローラに巻き掛けて使用し
ているところの斜視概要図である。

【図３】本発明の転写ベルトの断面図である。

【図４】本発明の転写ベルトの斜視図である。

【符号の説明】

１転写ベルト２内層３外層４コート層５ローラ６ローラ２０中間転写体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H200 FA08 GA23 GA47 GA50 JC02 JC03 JC13 JC15 JC16 JC17 MA02 MA03 MB04 MB06 MC01 MC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真方法による画像形成工程で画像
を一時的に保持する中間転写体に用いられる転写ベルト
において、内層および外層の少なくとも２層からなり内
層は弾性率が５００〜３５００ＭＰａの樹脂素材からな
り、外層は弾性率が３〜１５ＭＰａのゴム素材からなる
ことを特徴とする転写ベルト。
【請求項２】内層はポリイミド、ポリカーボネートか
ら選ばれてなるいずれかであり、外層はウレタン、ゴム
から選ばれてなるいずれかである請求項１記載の転写ベ
ルト。
【請求項３】内層は印加電圧５Ｖにおける体積抵抗値
を３〜５ＬｏｇΩｃｍであり、外層は印加電圧５００Ｖ
における体積抵抗率が８〜１１ＬｏｇΩｃｍである請求
項１または２記載の転写ベルト。
【請求項４】外層の表面にはフッ素樹脂からなるコー
ト層が積層されている請求項１〜３記載の転写ベルト。