JP2003316175A - 中間転写ベルト−電子写真感光体一体型カートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メンテナンスが容易であり、かつ小型化され
た中間転写ベルト−電子写真感光体一体型カートリッジ
とそれを組み込んだ画像形成装置の提供。 【解決手段】 中間転写ベルト−電子写真感光体一体型
カートリッジにおいて、電子写真感光体のユニバーサル
硬度が１５０〜３５０Ｎ／ｍｍ² であり、かつ中間転写
ベルトのユニバーサル硬度が１０〜２００Ｎ／ｍｍ² で
あり、かつ前記電子写真感光体のユニバーサル硬度及び
前記中間転写体のユニバーサル硬度が電子写真感光体
＞ 中間転写ベルト の関係にあり、かつ、一次転写
は弾性ローラを用いる一次転写方式であり、この弾性ロ
ーラの前記電子写真感光体側に対する当接圧力は画像転
写時に１〜５０Ｎである中間転写ベルト−電子写真感光
体一体型カートリッジ、それを具備する画像形成装置及
び画像形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中間転写ベルト−
電子写真感光体一体型カートリッジ、画像形成装置及び
画像形成方法に関し、詳しくは、特定の物性を有する電
子写真感光体と特定の物性を有する中間転写体を特定の
条件下で用いる中間転写ベルト−電子写真感光体一体型
カートリッジ、画像形成装置及び画像形成方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】中間転写ベルトを使用した画像形成装置
は、カラー画像情報や多色画像情報の複数の成分色画像
を順次積層転写してカラー画像や多色画像を合成再現し
た画像形成物を出力するカラー画像形成装置や多色画像
形成装置、またはカラー画像形成機能や多色画像形成機
能を具備させた画像形成装置として有効である。

【０００３】中間転写ベルトを用いた画像形成装置を有
するカラー電子写真装置は、従来の技術である転写ドラ
ム上に第２の画像担持体を張り付け、または吸着し、そ
こへ電子写真感光体から画像を転写する画像形成装置を
有したカラー電子写真装置、例えば、特開昭６３−３０
１９６０号公報中で述べられたごとき転写装置と比較す
ると、転写材になんら加工、制御（例えば、グリッパー
に把持する、吸着する、曲率をもたせるなど）を必要と
せずに中間転写ベルトから画像を転写することができる
ため、封筒、ハガキ、ラベル紙など、薄い紙（４０ｇ／
ｍ² 紙）から厚い紙（２００ｇ／ｍ² 紙）まで、幅の広
狭、長さの長短、あるいは厚さの厚薄によらず、第２の
画像担持体を多種多様に選択することができるという利
点を有している。

【０００４】また、中間転写ベルト形状とすることで、
中間転写ドラムのような剛体のシリンダーを用いる場合
と比較して画像形成装置内部に配置する際の自由度が増
して、スペースの有効利用による装置本体の小型化やコ
ストダウンを行うことが出来るメリットもある。

【０００５】しかし、中間転写ベルトの寿命は本体より
短く、現状では交換が必須となっている。同時に中間転
写ベルトに残留した現像剤(以下、トナーという)を回収
した廃トナー容器の設置とその処理が必要となる。これ
らに加えて、プリンタや複写機では電子写真感光体や現
像器、現像剤など、多くの部品について交換が必要とな
っている。これらの交換部品をユニット化して本体から
容易に着脱する方法として特開平８−１３７１８１号公
報では中間転写ベルトと感光体をそれぞれ独立したユニ
ットとして本体から容易に着脱できるように配置した提
案がなされている。

【０００６】しかし、この手段では交換ユニットの数が
多く、ユーザーの操作が煩雑になる。さらに各ユニット
がそれぞれ独立して設計、配置されている為、本体の大
型化やコストの上昇を招くなど問題も生じる。

【０００７】この問題を解決する手段として交換部品で
ある中間転写ベルトと電子写真感光体を一体のユニット
として本体から同時に着脱し、交換する手段が好適であ
り、特開平６−１１０２６１号公報、特開平１０−１７
７３２９号公報、特開平１１−３０９４４号公報で提案
されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来例において、中間転写ベルトと電子写真感光体を一
体ユニットとして構成し、装置本体に容易に着脱出来る
電子写真感光体−中間転写体一体型カートリッジとする
方法は、カートリッジ寿命に関して装置本体を設置した
際に中間転写ベルトをセットする場合とは異なり、電子
写真感光体及び中間転写ベルトに起因する問題が発生す
る。それは、電子写真感光体−中間転写体一体型カート
リッジは一体型であるために、電子写真感光体もしくは
中間転写体の寿命が先に終了した時点で、カートリッジ
を交換しなければならず、両者、特に電子写真感光体の
寿命を長くすることが、ランニングコストの低下につな
がるのであるが、電子写真感光体と、中間転写体のユニ
バーサル硬度が適切でなく、一次転写ローラの当接圧力
が適切でない場合、短い期間で、カートリッジ寿命が終
了する場合があることがわかった。

【０００９】この現象は中間転写ベルトのユニバーサル
硬度が電子写真感光体のユニバーサル硬度より高くな
り、かつ、一次転写すなわち、電子写真感光体と中間転
写ベルトが直接密着するときの当接圧力が高い場合に発
生することが分かった。すなわち電子写真感光体のユニ
バーサル硬度に対して中間転写ベルトのユニバーサル硬
度が高くかつ高い圧力で電子写真感光体に接触すると、
硬度の高いものが、硬度の低いものを削る場合と同様な
効果で電子写真感光体の削れが発生し、なおかつ、高い
圧力が加わることにより削れが増長されてしまう。よっ
て、中間転写ベルト−電子写真感光体一体型ユニットは
電子写真感光体のユニバーサル硬度と中間転写ベルトの
ユニバーサル硬度及び一次転写ローラ当接圧力を考慮し
た設計が必要となることがわかった。このことからラン
ニングコストを満足させる製品を作ることが困難となっ
てしまうことがあった。

【００１０】以上のように、中間転写体、電子写真感光
体一体型カートリッジにおける課題を完全に解決した画
像形成装置は未だ得られていない。

【００１１】従って本発明の目的は、ランニングコスト
ダウンが図れ、メンテナンスが容易で装置の小型化がで
きる中間転写ベルト−電子写真感光体一体型カートリッ
ジ、かかる電子写真感光体一体型カートリッジを具備す
る画像形成装置及び画像形成方法を実現するものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、電
子写真感光体上に形成された静電潜像を現像剤で顕像化
した画像を中間転写ベルトに転写する一次転写手段と、
前記中間転写ベルトに転写された前記画像をさらに転写
材に転写する二次転写手段とを有する画像形成装置本体
に着脱自在に構成された中間転写ベルト−電子写真感光
体一体型カートリッジにおいて、前記電子写真感光体の
ユニバーサル硬度が１５０〜３５０Ｎ／ｍｍ² の範囲内
であり、かつ前記中間転写ベルトのユニバーサル硬度が
１０〜２００Ｎ／ｍｍ²の範囲内であり、かつ前記電子
写真感光体のユニバーサル硬度及び前記中間転写ベルト
のユニバーサル硬度が式（１） 電子写真感光体 ＞ 中間転写ベルト （１） の関係にあり、かつ、前記一次転写手段は弾性ローラで
あり、前記弾性ローラの前記電子写真感光体側に対する
当接圧力は画像転写時に１〜５０Ｎであることを特徴と
する中間転写ベルト−電子写真感光体一体型カートリッ
ジである。また、本発明は前記カートリッジを用いる画
像形成装置及び画像形成方法である。

【００１３】

【発明の実施の形態】すなわち、本発明ではメンテナン
スの簡素化と本体及びカートリッジの小型化、低コスト
化、画像品実の向上について検討した結果、中間転写ベ
ルト−電子写真感光体一体型カートリッジを用いた上
で、さらに幾つかの手段を合わせてとることによって初
期の目標を達成するに至った。

【００１４】まず、電子写真感光体のユニバーサル硬度
を１５０〜３５０Ｎ／ｍｍ² の範囲内とし、かつ中間転
写体のユニバーサル硬度を１０〜２００Ｎ／ｍｍ² の範
囲内とし、かつ前記電子写真感光体のユニバーサル硬度
及び中間転写体のユニバーサル硬度が上記式（１）の関
係にある。

【００１５】これは、電子写真感光体表面のユニバーサ
ル硬度が１５０〜３５０Ｎ／ｍｍ²の範囲であると電子
写真感光体が削れにくく、傷つきにくいためである。電
子写真感光体のユニバーサル硬度が３５０Ｎ／ｍｍ² を
超えると削れにくくなるものの硬くなりすぎることによ
り外部の衝撃によって電子写真感光体表面が割れてしま
う。逆に、電子写真感光体表面のユニバーサル硬度が１
５０Ｎ／ｍｍ² より小さくなった場合、対向する中間転
写ベルトのユニバーサル硬度が低くても削れ耐久性が低
くなりすぎる。

【００１６】また、中間転写体のユニバーサル硬度は１
０〜２００Ｎ／ｍｍ² の範囲である。中間転写ベルトの
ユニバーサル硬度が２００Ｎ／ｍｍ² を超えると硬くな
りすぎることにより外部の衝撃によって中間転写ベルト
が裂けてしまう。逆に、中間転写ベルトのユニバーサル
硬度が１０Ｎ／ｍｍ² より小さくなると柔らかすぎるの
でカートリッジとして使用した場合、長期間２本のロー
ラで張架されるので、ベルト伸び所謂クリープが発生し
てしまう。

【００１７】さらに、本発明においては、一次転写用弾
性ローラの電子写真感光体側に対する当接圧力を画像転
写時に１〜５０Ｎである。当接圧力が１Ｎ未満であると
転写圧力が低くなりすぎて十分な転写が得られず転写効
率が低くなる。また、５０Ｎより大きくなると転写効率
が高くなるものの、当接圧力が高くなりすぎて中間転写
ベルトが像担持体表面に強く押し当てられすぎて像担持
体表面を多く削ってしまう。

【００１８】これら像担持体表面のユニバーサル硬度と
中間転写ベルトのユニバーサル硬度が上記の範囲内で上
記式（１）の関係にすること、また、一次転写は弾性ロ
ーラを用いる一次転写方式であり、この一次転写用弾性
ローラの電子写真感光体側に対する当接圧力を画像転写
時に１から５０Ｎとすることで、長期間電子写真感光体
が削れにくい中間転写ベルト−電子写真感光体一体型カ
ートリッジを達成することができる。これは、式（１）
の関係を満たすことで、硬度の高いものが、硬度の低い
ものを削るという現象が発生しないこと、さらに一次転
写圧力を適切な範囲とすることで、式（１）の効果をさ
らに上げることができるのである。

【００１９】ここで、像担持体表面及び中間転写ベルト
のユニバーサル硬度の測定方法を以下に示す。本発明の
表面皮膜物性試験は、ドイツ・フィッシャー社製硬度計
フィッシャースコープＨ１００を用いて行った。測定に
おいては、形状が四角錐で対面角度が１３６°に規定さ
れているダイヤモンド圧子を使用し、設定荷重を段階的
にかけて皮膜に押し込んでいったときの、荷重をかけた
状態での押し込み深さを電気的に検出して読み取り、以
下の式に計測値を入力することで、ユニバーサル硬度を
算出する。

【００２０】

【数１】 ＨＵ：ユニバーサル硬度（Ｎ／ｍｍ² ） Ｆ： 試験荷重（Ｎ） ｈ：試験荷重下での押し込み深さ（ｍｍ） 本発明においては電子写真感光体の押し込み深さは１μ
ｍとし、中間転写ベルトの押し込み深さは１０μｍとし
た。

【００２１】また、本発明に用いられる電子写真感光体
としては、例えば導電性支持体の上に有機感光層を設け
たものであり、必要に応じて両者間にバリアー機能と接
着機能を持つ下引層を設けたものがある。

【００２２】このような有機電子写真感光体の特徴とし
て、安全性が高い、帯電性が良好、生産性が良い、安価
であるなどの理由から、第１の画像担持体として用いら
れることが多い。

【００２３】本発明に用いられる感光体用導電性支持体
としては、例えば、以下に示したものを使用することが
できる。 （１）アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレスス
チール、銅などの金属 （２）ガラス、樹脂、紙などの非導電性支持体や前記
（１）の導電性支持体の表面にアルミニウム、パラジウ
ム、ロジウム、金、白金などの金属を蒸着もしくはラミ
ネートすることにより薄膜を形成したもの （３）ガラス、樹脂、紙などの非導電性支持体や前記
（１）の導電性支持体の表面に導電性高分子、酸化ス
ズ、酸化インジウムなどの導電性化合物の層を蒸着もし
くは塗布することにより形成したもの 下引層形成材料としては、通常、ポリビニルアルコー
ル、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、メチル
セルロース、カゼイン、ポリアミド、ニカワ、ゼラチン
などが用いられる。

【００２４】有機感光層は、電荷発生層と電荷輸送層か
らなり、例えば、電荷注入制御のために感光層の上に保
護層を設けてもよい。

【００２５】電荷発生層は、電荷発生物質を適当な結着
剤に分散し、これを導電性支持体上に塗工することによ
り形成することができる。また、導電性支持体上に蒸
着、スパッタ、ＣＶＤなどの乾式法で薄膜を形成するこ
ともできる。電荷発生物質としては、例えば、以下のよ
うな物質が挙げられる。これらの電荷発生物質は単独で
用いてもよく、２種類以上組み合わせて用いることもで
きる。

【００２６】（１）モノアゾ、ビスアゾ、トリスアゾな
どのアゾ系顔料 （２）インジゴ、チオインジゴなどのインジゴ系顔料 （３）金属フタロシアニン、非金属フタロシアニンなど
のフタロシアニン系顔料 （４）ペリレン酸無水物、ペリレン酸イミドなどのペリ
レン系顔料 （５）アンスラキノン、ヒドロキノンなどの多環キノン
系顔料 （６）スクワリリウム色素 （７）ピリリウム塩、チオピリリウム塩類 （８）トリフェニルメタン系色素

【００２７】また結着剤としては広範囲な結着樹脂から
選択でき、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレ
ート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹脂、
ブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリビニルアセタ
ール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、アクリル樹脂、メ
タクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、シリ
コーン樹脂、ポリスルホン樹脂、スチレン−ブタジエン
共重合樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹
脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂などが挙げら
れるが、これらに限定されるものではない。また、これ
らは、単独または共重合体ポリマーとして１種または２
種以上混合してもよい。

【００２８】電荷発生層中に含有する樹脂は、８０質量
％以下、好ましくは４０質量％以下が好ましい。また、
電荷発生層の膜厚は５μｍ以下、特に０．０１μｍ〜２
μｍの薄膜層とすることが好ましい。電荷発生層にはさ
らに種々の増感剤を添加してもよい。

【００２９】電荷輸送層は主として電荷輸送物質と結着
樹脂とを溶剤中に溶解させた塗料を塗工・乾燥して成形
する。電荷輸送物質としては各種のトリアリールアミン
系化合物、ヒドラゾン化合物、スチルベン化合物、ピラ
ゾリン系化合物、オキサゾール系化合物、チアゾール系
化合物、トリアリールメタン系化合物などが挙げられ
る。また、結着樹脂としては上述したものを用いること
ができる。これらの有機感光層の塗布には、従来知られ
たディッピング法、スプレーコーティング法、スピンナ
ーコーティング法、ビードコーティング法、ブレードコ
ーティング法、ビームコーティング法、ロールコーティ
ング法などいずれの方法も用いることができる。本発明
において使用される電子写真感光体のユニバーサル硬度
を調整する方法としては、最表面層に用いられる樹脂を
変更して調整する方法、樹脂の分子量を調整する方法な
どが挙げられるが、これに限らない。

【００３０】一方、本発明の中間転写体に用いられる成
型用原料のうちの主たる材料である樹脂は本発明の特性
を満たしていれば特に制約はないが、熱可塑性樹脂であ
ることが好ましい。例えば、ポリエチレンやポリプロピ
レンなどのオレフィン系樹脂やポリスチレン系樹脂、ア
クリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート、ポ
リサルホンやポリエーテルサルホン及びポリフェニレン
サルファイドなどの硫黄含有樹脂、ポリフッ化ビニリデ
ン（ＰＶＤＦ）やポリエチレン−四フッ化エチレン共重
合体などのフッ素含有樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコ
ーン樹脂、ケトン樹脂、ポリ塩化ビニリデン、熱可塑性
ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、変性ポリフェニレン
オキサイド樹脂などやこれらの各種変性樹脂や共重合体
を１種類あるいは２種類以上を使用することができる。
ただし、上記材料に限定されるものではない。

【００３１】本発明の中間転写ベルトの電気抵抗値を調
節するために混合する添加剤も特に制限されるものでは
ないが、抵抗を調整する導電性フィラーとしてはカーボ
ンブラックや各種の導電性金属酸化物などがあり、非フ
ィラー系抵抗調整剤としては各種金属塩やグリコール類
などの低分子量のイオン導電材やエーテル結合や水酸基
などを分子内に含んだ帯電防止樹脂または電子導電性を
示す有機高分子化合物などである。ここで必要なのは各
添加剤と樹脂などの中間転写ベルトを構成する成分の分
散状態であり、粒子の凝集や一部成分の極端な分離が生
じていては本発明の効果は得られない。材料と分散手段
に選択が重要である。

【００３２】上記のような原材料を選択することによっ
て本発明に使用される中間転写ベルトのユニバーサル硬
度を調整することができるが、さらにユニバーサル硬度
を調整する方法として、無機フィラーを混合する方法が
好ましい。このような無機フィラーとしてはマイカ、カ
オリン類、ベントナイト、酸性白土、硫酸バリウムや酸
化亜鉛、各種ウイスカーなどが挙げられ、これらのフィ
ラーの中から１種あるいはそれ以上が適宜選択される
が、必ずしもこれらに限定されるものではない。

【００３３】中間転写ベルト−電子写真感光体一体型カ
ートリッジの小型化、低価格化を進める為にはカートリ
ッジに組み込まれる電子写真感光体の形状が重要であ
る。従って、電子写真感光体は駆動機構が簡単で小型化
し易い外径６０ｍｍ以下の小径の感光ドラムが好まし
い。

【００３４】同様の目的で中間転写ベルトは２本のロー
ラで張架する方式が部品点数の削減や小型化が促進さ
れ、好ましい。

【００３５】中間転写ベルトに張力をかけるテンション
ローラは中間転写ベルトの伸びに対応する為に中間転写
ベルトの伸び方向に対して少なくとも１ｍｍ以上スライ
ドすることが必要であり、中間転写ベルトがスリップす
ること無く確実に駆動する為には５Ｎ以上の力で中間転
写ベルトを張架することが好ましい。

【００３６】また、カートリッジの小型化とコストダウ
ンの為、中間転写ベルトのクリーニング機構は転写残ト
ナーを逆極性に帯電させて、一次転写時に同時に感光体
に戻す一次転写同時クリーニング方式を用いることが好
ましい。具体的には中間転写ベルト上に離接可能に配置
したクリーニングローラーなどの帯電部材に電圧を印加
して二次転写残トナーに一次転写時と逆極性の電荷を与
え、つづく一時転写部において一次転写電界により感光
体に戻す手段である。トナーを逆極性に帯電する手段は
ブレードやコロナ帯電器などを用いても良い。中間転写
ベルト上から感光体に戻されたトナーはクリーニングブ
レードなどの感光体のクリーニング機構で除去される。
この方式によれば感光体と中間転写ベルト双方にクリー
ニングブレードなどを配置し、廃トナーの送り機構や容
器を設置する方式に比べ、カートリッジの小型化と低コ
スト化に大きな効果がある。このようなクリーニング装
置は中間転写ベルト−電子写真感光体一体型カートリッ
ジと一体化することが望ましい。これは、クリーニング
装置も画像出力による劣化などで交換する必要がある
が、一体化することにより交換ユニットの数が減らされ
ユーザーの操作が簡便となるためである。

【００３７】また、中間転写ベルト−電子写真感光体一
体型カートリッジにおいて、該カートリッジは、電子写
真感光体を有する電子写真感光体ユニットと該中間転写
ベルトを有する中間転写ベルトユニットとに分離可能と
し、該電子写真感光体ユニットと該中間転写ベルトユニ
ットとを連結する連結手段を有することが望ましい。こ
の構成を採ることで、ユーザーは、カラー電子写真装置
用のプロセスカートリッジをカラー電子写真装置本体か
ら取り出した後に、取り出したプロセスカートリッジを
電子写真感光体ユニットと中間転写ベルトユニットとに
分離し、寿命に達したユニットのみを交換することが可
能となり、ユーザーのコスト負担も軽減することがで
き、また、生産者側にとっても、不良ユニットの交換の
みで対処できる利点があるためである。

【００３８】また、中間転写ベルトは抵抗値の調整が必
要である。良好な画像が得られる中間転写ベルトの体積
抵抗率の範囲は１×１０⁶Ωｃｍから８×１０¹³Ωｃｍ
の間である。体積抵抗率が１×１０⁶Ωｃｍ未満では抵
抗が低過ぎて十分な転写電界が得にくく、画像の抜けや
ガサツキを生じ易い。一方で体積抵抗率が８×１０¹³Ω
ｃｍより高いと転写電圧も高くする必要があり、電源の
大型化やコストの増大を招く。

【００３９】また、中間転写ベルトの厚さは４０μｍ〜
３００μｍの範囲が好ましい。４０μｍ以下では成形安
定性に欠け、厚さムラを生じ易く、耐久強度も不十分
で、ベルトの破断や割れが発生する場合がある。一方で
３００μｍを超えると材料が増えコストが高くなる上
に、プリンタなどの架張軸部位での内面と外面の周速差
が大きくなり、外面の収縮による画像飛び散りなどの問
題が発生し易い。屈曲耐久性の低下やベルトの剛性が高
くなりすぎて駆動トルクが増大し、本体の大型化やコス
ト増加を招くといった問題も生じる。

【００４０】中間転写ベルトの成形方法はシームレスベ
ルトの製造が可能で、且つ製造効率が高くてコストを抑
制できる製造方法が好ましい。その手段として環状ダイ
からの連続溶融押し出しし、その後、必要な長さに切断
してベルトを製造する方法が挙げられる。例えばインフ
レーション成形が好適である。

【００４１】以下に本発明の製造方法の一態様を説明す
る。但し、それにより本発明が何ら制限を受けるもので
はない。

【００４２】図３に本発明の中間転写ベルトに係わる成
型装置一例を示す。本装置は基本的には、押し出し機、
押し出しダイス、空気吹き込み装置より成る。

【００４３】まず、成型用樹脂、導電剤、添加剤などを
所望の処方に基づき、予め予備混合後、混練分散をせし
めた成型用原料を押し出し機１００に具備したホッパー
１０２に投入する。押し出し機１００は、成型用原料
が、後工程でのベルト成型が可能となる溶融粘度とな
り、また、原料相互が均一分散するように、設定温度、
及び押し出し機のスクリュー構成は選択される。成型用
原料は押し出し機１００中で溶融混練され、溶融体とな
り、環状ダイス１０３に入る。環状ダイス１０３は空気
導入路１０４が配設されており、空気導入路１０４より
空気が環状ダイス１０３の中央に空気が吹き込まれるこ
とにより、ダイス１０３を通過した溶融体は径方向に拡
大膨張し、筒状フィルム１１０となる。

【００４４】この時吹き込まれる気体は空気以外、窒
素、二酸化炭素、アルゴンなど選択することができる。
膨張した成型体は外部冷却リング１０５により冷却され
つつ上方向に引き上げられる。通常インフレーション装
置では安定板１０６でチューブを左右から押しつぶし
て、シート状に折りたたみ、ピンチローラ１０７で内部
のエアーが抜けないように挟持して一定速度で引き取る
方法がとられる。ついで、引き取られたフィルムをカッ
ト装置１０８で切断し、所望の大きさの筒状フィルムを
得る。

【００４５】次に、この筒状フィルムに表面平滑性や寸
法を調整したり、成形の際にフィルムについた折り目を
除去したりするなどの目的で型を使用した加工を行う。

【００４６】具体的には熱膨張率の異なる材料で作られ
た直径の異なる一組の円筒型を使用する方法がある。小
径の円筒型(内型)の熱膨張率は大径の円筒型(外型)の熱
膨張率より大きくなるようにし、この内型に成形した筒
状フィルムを被せた後、その内型を外型内に挿入して、
内型と外型で筒状フィルムを挟み込むようにする。型の
間のギャップは加熱する温度と内型、外型の熱膨張率の
差及び必要とされる圧力で計算して求める。内型、筒状
フィルム、外型の順でセットされた型を樹脂の軟化点温
度付近まで加熱する。加熱により熱膨張率の大きい内型
は外型より膨張し、筒状フィルム全面に均一な圧力がか
かる。この時、軟化点付近に達した樹脂フィルムの表円
は平滑に加工した外型内面に押し付けられ、樹脂フィル
ム表面の平滑性が向上する。その後冷却してフィルムを
型から外すことで平滑な表面性を得ることが出来る。

【００４７】この後、必要に応じて補強部材やガイド部
材、位置検知部材の取り付けや精密カットを行って電子
写真用ベルトを製造する。

【００４８】また、上記の説明は単層ベルトに関するも
のであったが、２層の場合は図４に示されるように、さ
らに押し出し機１０１を追加配置し、押し出し機１００
の混練溶融体と同時に２層用の環状ダイス１０３へ、押
し出し機１０１の混練溶融体を送り込み、２層同時に拡
大膨張させ２層ベルトを得ることができる。

【００４９】もちろん３層以上の時は、層数に応じ相応
に押し出し機を準備すればよい。このように本発明は単
層のみならず、多層構成の電子写真用ベルトを一段工程
で、且つ短時間に寸法精度良く、成型することが可能で
ある。この短時間成型が可能ということは量生産及び低
コスト生産が可能であることを十分示唆するものであ
る。

【００５０】本発明における環状ダイスと成形された円
筒状フィルムの厚さ比は、環状ダイスのギャップ(スリ
ット)の幅に対して成形された円筒状フィルムの厚さの
比であり、前者に対して後者は１／３以下であることが
必要であり、さらに好ましくは１／５以下である。

【００５１】同様に環状ダイスと成形された円筒状フィ
ルムの直径の比率とは、環状ダイス１０３のスリットの
外径に対して、筒状フィルム１１０の外径の比をパーセ
ントで表すもので、５０％〜４００％の範囲が好まし
い。

【００５２】これらは材料の延伸状態を現すものであ
り、厚さ比が１／３より大きい場合は延伸が不十分で強
度の低下や抵抗及び厚さのムラなどの不具合が発する。
一方で外径が４００パーセントを超える場合や５０％未
満の場合では過剰に延伸されており、成型安定性が低下
したり本発明に必要な厚さを確保したりすることが難し
くなる。

【００５３】つづいて本発明の中間転写ベルト−電子写
真感光体一体型カートリッジを用いた画像形成装置の１
例を図１に示す。

【００５４】図１は電子写真プロセスを利用したカラー
画像形成装置（複写機あるいはレーザービームプリンタ
ー）である。

【００５５】１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。

【００５６】感光ドラム１は回転過程で、１次帯電器２
により所定の極性・電位に一様に帯電処理される。３２
は一次帯電器の電源であり、ここでは直流に交流を重畳
して印加しているが、直流のみでもよい。次いで不図示
の像露光手段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）による画像露光を受けること
により目的とするカラー画像の第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。

【００５７】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。この時第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１には作用せず、上記第１色のイエロートナー画
像は上記第２〜第４の現像器により影響を受けない。

【００５８】中間転写ベルト５は時計方向に感光ドラム
１と同じ周速度をもって回転駆動される。

【００５９】感光ドラム１上に形成担持された上記第１
色のイエロートナー画像が、感光ドラム１と中間転写ベ
ルト５とのニップ部を通過する過程で、１次転写ローラ
６から中間転写ベルト５に印加される１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５の外周
面に順次１次転写されていく。

【００６０】中間転写ベルト５に対応する第一色のイエ
ロー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１３により清掃される。

【００６１】以下、同様に第２色のマゼンタトナー画
像、第３色のシアントナー画像、第４色のブラックトナ
ー画像が順次中間転写ベルト５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トナー画像
が形成される。

【００６２】７は２次転写ローラで、２次転写対向ロー
ラ８に対応し平行に軸受させて中間転写ベルト５の下面
部に離間可能な状態に配設してある。

【００６３】感光ドラム１から中間転写ベルト５への第
１〜第４色のトナー画像の順次重畳転写のための１次転
写バイアスは、トナーとは逆極性（＋）でバイアス電源
３０から印加される。その印加電圧は例えば＋１００Ｖ
〜２ｋＶの範囲である。

【００６４】感光ドラム１から中間転写ベルト５への第
１〜第３色のトナー画像の１次転写工程において、２次
転写ローラ７は中間転写ベルト５から離間させることも
可能である。

【００６５】中間転写ベルト５上に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Ｐへの転
写は、２次転写ローラ７が中間転写ベルト５に当接され
ると共に、給紙ローラ１１から転写材ガイド１０を通っ
て、中間転写ベルト５と２次転写ローラ７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、２次転写
バイアスが電源３１から２次転写ローラ７に印加され
る。この２次転写バイアスにより中間転写ベルト５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画
像が２次転写される。トナー画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。

【００６６】転写材Ｐへの画像転写終了後、中間転写ベ
ルト５には離接自在に配置されたクリーニング用帯電部
材９が当接され、感光ドラム１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
ベルト５上に残留している転写残トナーに一次転写時と
逆極性の電荷が付与される。３３はバイアス電源であ
る。ここでは直流に交流を重畳して印加する。一次転写
時と逆極性に帯電された前記転写残トナーは、感光ドラ
ム１とのニップ部及びその近傍において感光ドラム１に
静電的に転写されることにより、中間転写体がクリーニ
ングされる。この工程は一次転写と同時に行うことが出
来る為、スループットの低下を生じない。また、クリー
ニング方式はブレードクリーニングなどの他の方式でも
よい。

【００６７】つづいて本発明の中間転写ベルト−電子写
真感光体一体型カートリッジについて説明する。

【００６８】本発明のカートリッジは、図２に示される
ように少なくとも中間転写ベルト５と電子写真感光体
１、一次転写ローラ６、中間転写ベルトクリーニング機
構１３′、及電子写真感光体のクリーニング機構９′が
一体のユニットとして構成され、本体と容易に着脱出来
るようになっている。

【００６９】本発明の一次転写ローラの電子写真感光体
側に対する当接圧力とは、一次転写ローラ６のローラが
感光体１に向けて圧接させる力のことである。この場合
の力が働く方向としては、必ずしも感光体中心に向かう
必要はなく、必要に応じて中心からずらすことも可能で
ある。電子写真感光体のクリーニングはブレードクリー
ニングである。本カートリッジには非図示の廃トナー容
器も一体となっており、中間転写ベルト−電子写真感光
体双方の転写残トナーもカートリッジ交換時に同時に廃
棄される為、メンテナンス性の向上に貢献している。ま
た、中間転写ベルトは８と１２の２本のローラで張架さ
れ部品点数の削減と小型化を図っている。ここで、８は
駆動ローラであると同時にクリーニングローラの対向ロ
ーラとなっている。中間転写ベルトに従動して回転する
テンションローラ１２はスライドする機構を有してお
り、圧縮ばねにより矢印の方向に圧接され、中間転写ベ
ルトに張力を与えている。そのスライド幅は１〜５ｍｍ
程度で、ばねの圧力合計は５〜１００Ｎ程度である。ま
た、電子写真感光体１と駆動ローラ８は非図示のカップ
リングを有し、本体から回転駆動力が伝達されるように
なっている。

【００７０】以下に本発明に関わる諸物性の測定方法を
示す。

【００７１】＜体積抵抗測定方法＞測定装置は抵抗計に
超高抵抗計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社製）、試料
箱は超高抵抗測定用資料箱ＴＲ４２（アドバンテスト社
製）を使用するが、主電極は直径２５ｍｍ、ガード・リ
ング電極は内径４１ｍｍ、外径４９ｍｍとする。

【００７２】サンプルは次のように作製する。まず、電
子写真用ベルトを直径５６ｍｍの円形に打ち抜き機また
は鋭利な刃物で切り抜く。切り抜いた円形片の片面はそ
の全面をＰｔ−Ｐｄ蒸着膜により電極を設け、もう一方
の面はＰｔ−Ｐｄ蒸着膜により直径２５ｍｍの主電極と
内径３８ｍｍ、外径５０ｍｍのガード電極を設ける。Ｐ
ｔ−Ｐｄ蒸着膜は、マイルドスパッタＥ１０３０（日立
製作所製）で蒸着操作を２分間行うことにより得られ
る。蒸着操作を終了したものを測定サンプルとする。

【００７３】測定雰囲気は２３℃／５５％とし、測定サ
ンプルは予め同雰囲気下に１２時間以上放置しておく。
測定はディスチャージ１０秒、チャージ３０秒、メジャ
ー３０秒とし、印加電圧１００ｖで測定を行う。

【００７４】<厚さ測定方法>本発明の中間転写ベルトの
厚さムラは最低値１μｍのダイアルゲージにおいて、ベ
ルトの両端部から５０ｍｍ、中央について周方向になど
間隔で４点全周にわたって測定し、中間転写ベルト１本
につき合計１２点を平均した。

【００７５】

【実施例】 実施例１ ＜中間転写ベルトの作製＞ ＰＶＤＦ １００部 ポリエーテルエステルアミド樹脂 ９．５部

【００７６】上記の配合で帯電防止樹脂はＰＶＤＦより
伸びが大きく、かつ２種の材料が完全に相溶しないもの
を選択した。この材料を２軸の押し出し機により２１０
℃で溶融混練して各材料を混合し、直径２ｍｍ程度のス
トランドで押し出してカットし、ペレットとした。これ
を成型用原料１とする。次に、図３の成形装置におい
て、成形用ダイ１０３は単層用環状ダイとし、ダイスリ
ットの直径が１００ｍｍのものを用いた。ダイスリット
は０．８ｍｍとした。この成形装置の材料ホッパー１０
２へ十分に加熱乾燥させた前記成形用原料１を投入し、
加熱溶融してダイから２１０℃で円筒状に押し出した。
ダイの周囲には外部冷却リング１０５が設置されてお
り、押し出されたフィルムに周囲から空気を吹き付け、
冷却を行う。また、押し出された筒状フィルムの内部に
は空気導入路１０４より空気を吹き込み、直径１４０ｍ
ｍまで拡大膨張した後、引き取り装置で一定の速度で連
続的に引き取った。尚、空気の導入は直径が所望の値に
なった時点で停止した。さらにピンチローラにつづくカ
ット装置１０８で筒状フィルムをカットする。厚さが安
定した後、長さ３１０ｍｍで切断して筒状フィルム１を
成形した。

【００７７】この筒状フィルム１について、熱膨張率の
異なる金属からなる一組の円筒型を用いてサイズと表面
平滑性の調整と折り目の除去を行った。熱膨張率の高い
内型に筒状フィルム１を被せて、その内型を、内面を平
滑に加工した外型に挿入し、１７０℃で２０分間加熱し
た。冷却後シリンダーから外して端部をカットし、直径
１４０ｍｍの中間転写ベルト１を作製した。

【００７８】また中間転写ベルト１を２３℃／５５％の
環境に３日間放置し、抵抗測定を行ったところ体積抵抗
値６．５×１０¹¹Ωｃｍであった。

【００７９】この中間転写ベルトのユニバーサル硬度は
ＰＶＤＦというフッ素系樹脂を用いたこと、及びポリエ
ーテルエステルアミド樹脂を用いたことにより８０Ｎ／
ｍｍ ²であった。

【００８０】＜電子写真感光体の作製＞１０％の酸化ア
ンチモンを含有する酸化スズで被覆した導電性酸化チタ
ン粉体５０質量部、フェノール樹脂２５質量部、メチル
セロソルブ２０質量部、メタノール５質量部及びシリコ
ーンオイル（ポリジメチルシロキサンポリオキシアルキ
レン共重合体、数平均分子量３０００）０．００２質量
部を、φ１ｍｍガラスビーズ入りサンドミル装置で、２
時間分散して導電用塗料を調整した。アルミシリンダー
（φ４６．７ｍｍ×３００ｍｍ）上に、上記塗料をディ
ッピング塗工し、１４０℃で３０分間乾燥させ、膜厚２
０μｍの導電層を形成した。

【００８１】次にメトキシメチル化ナイロン樹脂（数平
均分子量３２０００）３０質量部とアルコール可溶性共
重合ナイロン樹脂（数平均分子量２９０００）１０質量
部を、メタノール２６０質量部、ブタノール４０質量部
の混合溶媒中に溶解した液を上記導電層上にディッピン
グ塗工機で塗布し、乾燥後の膜厚が１μｍの下引層を設
けた。

【００８２】ジスアゾ顔料を４質量部、ベンザール樹脂
２質量部、及びテトラヒドロフラン４０質量部を、φ１
ｍｍガラスビーズ入りサンドミル装置で６０時間分散し
た後、シクロヘキサノン／テトラヒドロフラン混合溶媒
で希釈し電荷発生層用塗料を調整した。

【００８３】この塗工液を上記、下引き層上に、ディッ
ピング塗工機で塗布し、乾燥後の膜厚が０．１μｍの電
荷発生層を設けた。

【００８４】次に電荷輸送材料１０質量部及びポリアリ
レート樹脂（数平均分子量１２００００）１０質量部
を、ジクロルメタン２０質量部、モノクロルベンゼン４
０質量部の混合溶媒中に溶解し、この液を前記電荷発生
層上にディッピング塗工し、１２０℃で６０分間乾燥さ
せ、膜厚２０μｍの電荷輸送層を形成し感光ドラム１を
作製した。

【００８５】この感光ドラム１のユニバーサル硬度は最
表面の材料をポリアリレートにしたこと及び数平均分子
量を１２００００としたことで、３００Ｎ／ｍｍ²とな
った。

【００８６】＜カートリッジの作製＞次に、本実施例で
用いたプロセスカートリッジについて述べる。

【００８７】図５は電子写真感光体を有する電子写真感
光体ユニット及び中間転写ベルトを有する中間転写ベル
トユニットを連結して構成したプロセスカートリッジを
示す。

【００８８】また、図６、図７は中間転写ベルトユニッ
ト、電子写真感光体ユニットをそれぞれ示す。

【００８９】フレーム構成は大きく２つに分割される。

【００９０】図７に示される廃トナー容器５２と一体構
成をとる電子写真感光体フレーム５９に電子写真感光体
１、帯電ローラー２、クリーニングブレード５３、スク
リュー５４、ドラムシャッター５５を主要部品として構
成される電子写真感光体ユニット５０と図６に示される
中間転写ベルトフレーム４５に中間転写ベルト５を駆動
ローラー８と従動ローラー１２によりし、かつ、電子写
真感光体１と対向する中間転写ベルト内側には一次転写
ローラー５８、駆動ローラー８には電荷付与手段（中間
転写ベルトクリーニングローラー）９も配置している中
間転写ベルトユニット５１とに分かれる。

【００９１】この２つのユニットは、電子写真感光体フ
レーム５９の左右両端に設けられた突起部７１が、中間
転写ベルトフレーム４５に設けられた位置決め穴７２に
それぞれ挿入され、一方、電子写真感光体フレーム５９
の幅方向中央に設けられたスナップフィット形式のフッ
ク部の爪７３が、中間転写フレーム４５のロック穴７４
に嵌められて連結されている。

【００９２】ここで、中間転写フレーム４５に設けられ
た位置決め穴７２、及びロック穴７４は、電子写真感光
体フレーム５９に設けられた突起部７１、フック部爪７
３より所定量だけ大きめの穴が開けられており、電子写
真感光体ユニット５０と中間転写ベルトユニット５１の
間には、所定量の相対的位置移動が可能な構成となって
いる。

【００９３】また、位置決め穴７２にはテーパー部７２
ａが設けられ、着脱し易くなっている。

【００９４】図７において、電子写真感光体ユニット５
０のフック爪７３を押して中間転写ベルトユニット５１
のロック穴７４から外し、電子写真感光体ユニット５０
を回転させることで、図６、図７に示すように電子写真
感光体ユニットと中間転写ベルトユニットに分割でき
る。

【００９５】連結の際には、上記とは逆に、電子写真感
光体ユニット５０の突起部７１を中間転写ベルトユニッ
ト５１の位置決め穴７２に差込み、取り外し時とは逆方
向に回転させて、フック爪７３をロック穴７４に押し込
むことで、２つのユニットが連結される。

【００９６】図８に本発明のプロセスカートリッジの電
子写真装置への着脱時の様子を示す。

【００９７】電子写真装置本体の上蓋６０を開けるだけ
で、従来の白黒のレーザービームプリンターと同じよう
に簡単に、プロセスカートリッジの着脱ができ、ジャム
処理、プロセスカートリッジ交換などのメンテナンスが
容易にできる。上記のカートリッジに以下の条件の感光
ドラム、中間転写ベルトを組み付けた。

【００９８】感光ドラム１の半径ｒ：２３．５ｍｍ 中間転写ベルト１の厚み：１０５μｍ １次転写ローラの直径：１３ｍｍ １次転写ローラのバネ圧：３Ｎ テンションローラのバネ圧：２０Ｎ テンションローラのスライド量：２．５ｍｍ テンションローラの直径：２８ｍｍ 駆動ローラの直径：２８ｍｍ

【００９９】このカートリッジをカートリッジ（１）と
する。

【０１００】＜画像確認＞上記カートリッジ（１）を２
３℃／５５％の環境で１２時間静置してから図１の電子
写真装置にセットし、同環境下で８０ｇ／ｍ² 紙にフル
カラー画像のプリント試験を行った。この際に使用した
現像装置は６００ｄｐｉのデジタルレーザー方式とし
た。得られた画像を目視で評価したところ一次転写ロー
ラのバネ圧が適切であったので、感光ドラム１と中間転
写ベルト１の転写不良は見られず問題の無い良好なフル
カラー画像が得られた。さらに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。

【０１０１】１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）

【０１０２】測定結果として、１次転写効率９５％が得
られた。

【０１０３】このカートリッジ（１）をフルカラー１万
枚画像出力し、１万枚目の画像を確認したところ電子写
真感光体と中間転写ベルトのユニバーサル硬度の関係が
上記式（１）の関係にあり、一次転写ローラ圧力が３Ｎ
であったので、初期と変わらない良好な画像が得られ
た。また、このときの電荷輸送層の厚みは１０μｍであ
り電子写真感光体削れの少ないカートリッジであった。

【０１０４】このようにカートリッジ（１）は良好な性
能及び長寿命を有していることが確認された。

【０１０５】実施例２ ＜中間転写ベルトの作製＞中間転写ベルト１は実施例１
に同じ。

【０１０６】＜電子写真感光体の作製＞電子写真感光体
ドラム１は実施例１に同じ。

【０１０７】＜カートリッジの作製＞一次転写ローラの
バネ圧を４５Ｎにした以外は実施例１と同じ条件のカー
トリッジに感光ドラム１、中間転写ベルト１を組み付け
た。このカートリッジをカートリッジ（２）とする。

【０１０８】＜画像確認＞上記カートリッジ（１）を２
３℃／５５％の環境で１２時間静置してから図１の電子
写真装置にセットし、同環境下で８０ｇ／ｍ² 紙にフル
カラー画像のプリント試験を行った。この際に使用した
現像装置は６００ｄｐｉのデジタルレーザー方式とし
た。得られた画像を目視で評価したところ一次転写ロー
ラのバネ圧が適切であったので感光ドラムと中間転写ベ
ルトの転写不良は見られず問題の無い良好なフルカラー
画像が得られた。

【０１０９】さらに１次転写効率は９７％と良好であっ
た。

【０１１０】このカートリッジ（２）をフルカラー１万
枚画像出力し、１万枚目の画像を確認したところ電子写
真感光体と中間転写ベルトのユニバーサル硬度の関係が
上記式（１）の関係にあり、一次転写ローラ圧力が４５
Ｎであったので、初期と変わらない良好な画像が得られ
た。また、このときの電荷輸送層の厚みは８μｍであり
電子写真感光体削れの少ないカートリッジであった。

【０１１１】このようにカートリッジ（２）は良好な性
能及び長寿命を有していることが確認された。

【０１１２】実施例３ ＜中間転写ベルトの作製＞中間転写ベルトは実施例１に
同じ。

【０１１３】＜電子写真感光体の作製＞電荷輸送層のポ
リアリレートをポリカーボネート（数平均分子量２００
００）にした以外は実施例１に同じ。この感光ドラムを
感光ドラム２とする。この感光ドラム２のユニバーサル
硬度は最表面の材料をポリカーボネートにしたこと及び
数平均分子量を２００００としたことで、１７０Ｎ／ｍ
ｍ²であった。

【０１１４】＜カートリッジの作製＞実施例１と同じ条
件のカートリッジに感光ドラム２、中間転写ベルト１を
組み付けた。このカートリッジをカートリッジ（３）と
する。

【０１１５】＜画像確認＞上記カートリッジ（３）を２
３℃／５５％の環境で１２時間静置してから図１の電子
写真装置にセットし、同環境下で８０ｇ／ｍ² 紙にフル
カラー画像のプリント試験を行った。この際に使用した
現像装置は６００ｄｐｉのデジタルレーザー方式とし
た。得られた画像を目視で評価したところ、一次転写ロ
ーラのバネ圧が適切であったので、感光ドラムと中間転
写ベルトの転写不良は見られず、問題の無い良好なフル
カラー画像が得られた。１次転写効率は９５％と良好で
あった。

【０１１６】このカートリッジ（３）をフルカラー１万
枚画像出力し、１万枚目の画像を確認したところ電子写
真感光体と中間転写ベルトのユニバーサル硬度の関係が
上記式（１）の関係にあり、一次転写ローラ圧力が３Ｎ
であったので、初期と変わらない良好な画像が得られ
た。また、このときの電荷輸送層の厚みは８μｍであり
電子写真感光体削れの少ないカートリッジであった。

【０１１７】このようにカートリッジ（３）は良好な性
能及び長寿命を有していることが確認された。

【０１１８】実施例４ ＜中間転写ベルトの作製＞ ポリカーボネート樹脂 １００部 導電性カーボン ８部 カオリンクレー ２０部

【０１１９】上記の材料を２軸の押し出し機により２８
０℃で溶融混練して各材料を混合し、直径２ｍｍ程度の
ストランドで押し出してカットし、ペレットとした。こ
れを成型用原料２とする。次に、図３の成形装置におい
て、成形用ダイ１０３は単層用環状ダイとし、ダイスリ
ットの直径が１００ｍｍのものを用いた。ダイスリット
の幅は０．８ｍｍとした。この成形装置の材料ホッパー
１０２へ十分に加熱乾燥させた前記成形用原料１を投入
し、加熱溶融してダイから２８０℃で円筒状に押し出し
た。ダイの周囲には外部冷却リング１０５が設置されて
おり、押し出されたフィルムに周囲から空気を吹き付
け、冷却を行った。また、押し出された筒状フィルムの
内部には空気導入路１０４より空気を吹き込み、直径１
４０ｍｍまで拡大膨張した後、引き取り装置で一定の速
度で連続的に引き取った。尚、空気の導入は直径が所望
の値になった時点で停止している。さらにピンチローラ
につづくカット装置１０８で筒状フィルムをカットし
た。厚さが安定した後、長さ３１０ｍｍで切断して筒状
フィルム２を成形した。

【０１２０】この筒状フィルム２について、熱膨張率の
異なる金属からなる一組の円筒型を用いてサイズと表面
平滑性の調整と折り目除去を行った。熱膨張率の高い内
型に筒状フィルム１を被せて、その内型を、内面を平滑
に加工した外型に挿入し、２５０℃で２０分間加熱す
る。冷却後シリンダーから外して端部をカットし、直径
１４０ｍｍの中間転写ベルト２を作製した。

【０１２１】また中間転写ベルト２を２３℃／５５％の
環境に３日間放置し、抵抗測定を行ったところ体積抵抗
値１．５×１０¹¹Ωｃｍであった。

【０１２２】この中間転写ベルト２のユニバーサル硬度
はポリカーボネートにカオリンクレーを入れることによ
り１９０Ｎ／ｍｍ²となった。

【０１２３】＜電子写真感光体の作製＞感光ドラムは実
施例１に同じ。

【０１２４】＜カートリッジの作製＞実施例１と同じ条
件のカートリッジに感光ドラム１、中間転写ベルト２を
組み付けた。このカートリッジをカートリッジ（４）と
する。

【０１２５】＜画像確認＞上記カートリッジ（４）を２
３℃／５５％の環境で１２時間静置してから図１の電子
写真装置にセットし、同環境下で８０ｇ／ｍ² 紙にフル
カラー画像のプリント試験を行った。この際に使用した
現像装置は６００ｄｐｉのデジタルレーザー方式とし
た。得られた画像を目視で評価したところ、一次転写ロ
ーラのバネ圧が適切であったので、感光ドラムと中間転
写ベルトの転写不良は見られず、問題の無い良好なフル
カラー画像が得られた。１次転写効率は９３％と良好で
あった。

【０１２６】このカートリッジ（４）をフルカラー１万
枚画像出力し、１万枚目の画像を確認したところ電子写
真感光体と中間転写ベルトのユニバーサル硬度の関係は
上記式（１）を満たし、一次転写ローラ圧力が３Ｎであ
ったので、初期と変わらない良好な画像が得られた。ま
た、このときの電荷輸送層の厚みは８μｍであり電子写
真感光体削れの少ないカートリッジであった。

【０１２７】このようにカートリッジ（４）は良好な性
能及び長寿命を有していることが確認された。

【０１２８】比較例１ ＜中間転写ベルトの作製＞中間転写ベルトは実施例４に
同じ。

【０１２９】＜電子写真感光体の作製＞感光ドラムは実
施例３に同じ。

【０１３０】＜カートリッジの作製＞実施例１と同じ条
件のカートリッジに感光ドラム３、中間転写ベルト２を
組み付けた。このカートリッジをカートリッジ（５）と
する。

【０１３１】＜画像確認＞上記カートリッジ（５）を２
３℃／５５％の環境で１２時間静置してから図１の電子
写真装置にセットし、同環境下で８０ｇ／ｍ² 紙にフル
カラー画像のプリント試験を行った。この際に使用した
現像装置は６００ｄｐｉのデジタルレーザー方式とし
た。得られた画像を目視で評価したところ、一次転写ロ
ーラのバネ圧が適切であったので、感光ドラムと中間転
写ベルトの転写不良は見られず、問題の無い良好なフル
カラー画像が得られた。１次転写効率は９４％と良好で
あった。

【０１３２】このカートリッジ（５）はフルカラー５０
００枚出力した時点で画像カブリが発生したので、この
時点で耐久を中止した。このときの電荷輸送層の厚みは
６μｍであり、電子写真感光体削れの多いカートリッジ
であった。これは中間転写ベルト４のユニバーサル硬度
が１９０Ｎ／ｍｍ²であり、感光ドラム３のユニバーサ
ル硬度が１７０Ｎ／ｍｍ²であり、結果として、式
（１）を満たしていなかったためである。このようにカ
ートリッジ（５）は耐久性の低いカートリッジであっ
た。

【０１３３】比較例２ ＜中間転写ベルトの作製＞中間転写ベルトは実施例１に
同じ。

【０１３４】＜電子写真感光体の作製＞感光ドラムは実
施例１に同じ。

【０１３５】＜カートリッジの作製＞１次転写ローラの
バネ圧を７０Ｎにした以外は実施例１と同じ条件のカー
トリッジに感光ドラム１、中間転写ベルト１を組み付け
た。このカートリッジをカートリッジ（６）とする。

【０１３６】＜画像確認＞上記カートリッジ（５）を２
３℃／５５％の環境で１２時間静置してから図１の電子
写真装置にセットし、同環境下で８０ｇ／ｍ² 紙にフル
カラー画像のプリント試験を行った。この際に使用した
現像装置は６００ｄｐｉのデジタルレーザー方式とし
た。得られた画像を目視で評価したところ、一次転写ロ
ーラのバネ圧が適切であったので、感光ドラムと中間転
写ベルトの転写不良は見られず、問題の無い良好なフル
カラー画像が得られた。１次転写効率は９７％と良好で
あった。

【０１３７】このカートリッジ（６）はフルカラー７０
００枚出力した時点で画像カブリが発生したので、この
時点で耐久を中止した。このときの電荷輸送層の厚みは
６μｍであり、電子写真感光体削れの多いカートリッジ
であった。これは中間転写ベルト１と感光ドラム１のユ
ニバーサル硬度が式（１）を満たしていたものの、一次
転写ローラの当接圧が７０Ｎであったためである。

【０１３８】このようにカートリッジ（６）は耐久性の
低いカートリッジであった。

【０１３９】比較例３ ＜中間転写ベルトの作製＞中間転写ベルトは実施例１に
同じ。

【０１４０】＜電子写真感光体の作製＞感光ドラムは実
施例１に同じ。

【０１４１】＜カートリッジの作製＞１次転写ローラの
バネ圧を０．５Ｎにした以外は実施例１と同じ条件のカ
ートリッジに感光ドラム１、中間転写ベルト１を組み付
けた。このカートリッジをカートリッジ（７）とする。

【０１４２】＜画像確認＞上記カートリッジ（７）を２
３℃／５５％の環境で１２時間静置してから図１の電子
写真装置にセットし、同環境下で８０ｇ／ｍ² 紙にフル
カラー画像のプリント試験を行った。この際に使用した
現像装置は６００ｄｐｉのデジタルレーザー方式とし
た。得られた画像を目視で評価したところ、一次転写ロ
ーラのバネ圧が０．５Ｎと低かったので、感光ドラムと
中間転写ベルトの転写不良が発生した。このカートリッ
ジ（７）は初期から転写不良が発生したため、耐久試験
は行わなかった。

【０１４３】比較例４ ＜中間転写ベルトの作製＞ 熱可塑性ポリイミド樹脂 １００部 導電性カーボン ８部 カオリンクレー ４０部

【０１４４】上記の材料を２軸の押し出し機により４１
０℃で溶融混練して各材料を混合し、直径２ｍｍ程度の
ストランドで押し出してカットし、ペレットとした。こ
れを成型用原料２とする。次に、図３の成形装置におい
て、成形用ダイ１０３は単層用環状ダイとし、ダイスリ
ットの直径が１００ｍｍのものを用いた。ダイスリット
の幅は０．８ｍｍとした。この成形装置の材料ホッパー
１０２へ十分に加熱乾燥させた前記成形用原料１を投入
し、加熱溶融してダイから４２０℃で円筒状に押し出し
た。ダイの周囲には外部冷却リング１０５が設置されて
おり、押し出されたフィルムに周囲から空気を吹き付
け、冷却を行った。また、押し出された筒状フィルムの
内部には空気導入路１０４より空気を吹き込み、直径１
４０ｍｍまで拡大膨張した後、引き取り装置で一定の速
度で連続的に引き取った。尚、空気の導入は直径が所望
の値になった時点で停止している。さらにピンチローラ
につづくカット装置１０８で筒状フィルムをカットし
た。厚さが安定した後、長さ３１０ｍｍで切断して筒状
フィルム３を成形した。

【０１４５】この筒状フィルム３について、熱膨張率の
異なる金属からなる一組の円筒型を用いてサイズと表面
平滑性の調整と折り目除去を行った。熱膨張率の高い内
型に筒状フィルム３を被せて、その内型を、内面を平滑
に加工した外型に挿入し、３８０℃で２０分間加熱す
る。冷却後シリンダーから外して端部をカットし、直径
１４０ｍｍの中間転写ベルト３を作製した。

【０１４６】また中間転写ベルト２を２３℃／５５％の
環境に３日間放置し、抵抗測定を行ったところ体積抵抗
値３．５×１０¹¹Ωｃｍであった。

【０１４７】この中間転写ベルト３のユニバーサル硬度
は熱可塑性ポリイミドにカオリンクレーを入れることに
より３００Ｎ／ｍｍ²となった。

【０１４８】＜電子写真感光体の作製＞感光ドラムは実
施例３に同じ。

【０１４９】＜カートリッジの作製＞実施例１と同じ条
件のカートリッジに感光ドラム３、中間転写ベルト３を
組み付けた。このカートリッジをカートリッジ（８）と
する。

【０１５０】＜画像確認＞上記カートリッジ（８）を２
３℃／５５％の環境で１２時間静置してから図１の電子
写真装置にセットし、同環境下で８０ｇ／ｍ² 紙にフル
カラー画像のプリント試験を行った。この際に使用した
現像装置は６００ｄｐｉのデジタルレーザー方式とし
た。得られた画像を目視で評価したところ、一次転写ロ
ーラのバネ圧が適切であったので、感光ドラムと中間転
写ベルトの転写不良は見られず、問題の無い良好なフル
カラー画像が得られた。１次転写効率は９４％と良好で
あった。

【０１５１】このカートリッジ（８）はフルカラー１０
００枚出力した時点でベルトが裂けたので、この時点で
耐久を中止した。これは中間転写ベルト３のユニバーサ
ル硬度が３００Ｎ／ｍｍ²であったためと考えられる。
このようにカートリッジ（８）は耐久性の低いカートリ
ッジであった。

【０１５２】比較例５ ＜中間転写ベルトの作製＞ ポリエチレン樹脂 １００部 ポリエーテルエステルアミド樹脂 ８部

【０１５３】上記の材料を２軸の押し出し機により１７
０℃で溶融混練して各材料を混合し、直径２ｍｍ程度の
ストランドで押し出してカットし、ペレットとした。こ
れを成型用原料２とする。次に、図３の成形装置におい
て、成形用ダイ１０３は単層用環状ダイとし、ダイスリ
ットの直径が１００ｍｍのものを用いた。ダイスリット
の幅は０．８ｍｍとした。この成形装置の材料ホッパー
１０２へ十分に加熱乾燥させた前記成形用原料１を投入
し、加熱溶融してダイから１８０℃で円筒状に押し出し
た。ダイの周囲には外部冷却リング１０５が設置されて
おり、押し出されたフィルムに周囲から空気を吹き付
け、冷却を行った。また、押し出された筒状フィルムの
内部には空気導入路１０４より空気を吹き込み、直径１
４０ｍｍまで拡大膨張した後、引き取り装置で一定の速
度で連続的に引き取った。尚、空気の導入は直径が所望
の値になった時点で停止している。さらにピンチローラ
につづくカット装置１０８で筒状フィルムをカットし
た。厚さが安定した後、長さ３１０ｍｍで切断して筒状
フィルム４を成形した。

【０１５４】この筒状フィルム４について、熱膨張率の
異なる金属からなる一組の円筒型を用いてサイズと表面
平滑性の調整と折り目除去を行った。熱膨張率の高い内
型に筒状フィルム４を被せて、その内型を、内面を平滑
に加工した外型に挿入し、１５０℃で２０分間加熱す
る。冷却後シリンダーから外して端部をカットし、直径
１４０ｍｍの中間転写ベルト４を作製した。

【０１５５】また中間転写ベルト２を２３℃／５５％の
環境に３日間放置し、抵抗測定を行ったところ体積抵抗
値５．２×１０¹¹Ωｃｍであった。

【０１５６】この中間転写ベルト３のユニバーサル硬度
は樹脂のポリエチレン樹脂を用いたこと及びポリエーテ
ルエステルアミド樹脂を用いたことにより８Ｎ／ｍｍ²
となった。

【０１５７】＜電子写真感光体の作製＞感光ドラムは実
施例３に同じ。

【０１５８】＜カートリッジの作製＞実施例１と同じ条
件のカートリッジに感光ドラム３、中間転写ベルト４を
組み付けた。このカートリッジをカートリッジ（９）と
する。

【０１５９】＜画像確認＞上記カートリッジ（９）を２
３℃／５５％の環境で１２時間静置してから図１の電子
写真装置にセットし、同環境下で８０ｇ／ｍ² 紙にフル
カラー画像のプリント試験を行った。この際に使用した
現像装置は６００ｄｐｉのデジタルレーザー方式とし
た。得られた画像を目視で評価したところ、一次転写ロ
ーラのバネ圧が適切であったので、感光ドラムと中間転
写ベルトの転写不良は見られず、問題の無い良好なフル
カラー画像が得られた。１次転写効率は９４％と良好で
あった。

【０１６０】このカートリッジ（９）はフルカラー１０
０枚出力した時点でベルトが伸びたため、ベルトテンシ
ョンがかからず、駆動することができなくなり、画像出
力することができなくなりこの時点で耐久を中止した。
これは中間転写ベルト４のユニバーサル硬度が３００Ｎ
／ｍｍ²であったためと考えられる。このようにカート
リッジ（８）は耐久性の低いカートリッジであった。

【０１６１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、カート
リッジの高耐久化による低ランニングコスト化、本体の
小型化、高画質化、メンテナンスの簡素化を達成するこ
とが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中間転写ベルト−感光体一体型カート
リッジを用いた画像形成装置の一例の概略を示す図であ
る。

【図２】本発明の中間転写ベルト−感光体一体型カート
リッジの一例の概略を示す図である。

【図３】本発明の中間転写ベルトが１層である場合の成
形装置の一例の概略図である。

【図４】本発明の中間転写ベルトが２層である場合の成
形装置の一例の概略図である。

【図５】プロセスカートリッジの説明図である。

【図６】中間転写ユニットの説明図である。

【図７】電子写真感光体ユニットの説明図である。

【図８】プロセスカートリッジの着脱構成の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 一次帯電器 ３ 露光 ５ 中間転写ベルト ６ １次転写ローラ ７ ２次転写ローラ ８ ２次転写対向ローラ ９ クリーニング用帯電部材 ９′ 電子写真感光体のクリーニング機構 １０ 転写材ガイド １１ 給紙ローラ １２ テンションローラ １３ クリーニング装置 １３′ 中間転写ベルトクリーニング機構 １５ 定着器 ２０ 中間転写ベルト ３０，３１，３３ バイアス電源 ４１ イエロートナー ４２ マゼンタトナー ４３ シアントナー ４４ ブラックトナー １００，１０１ 押し出し機 １０２ ホッパー １０３ 環状ダイス １０４ 気体導入路 １０５ 外部冷却リング １０６ 安定板 １０７ ピンチローラ １０８ カット装置 １１０ 筒状フィルム Ｐ 転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲沢 明彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 櫻井 有治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 田中 篤志 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 松田 秀和 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小林 廣行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 2H068 AA28 2H200 FA12 GA23 GA44 GA47 GA51 HB12 HB22 JA01 JA27 JC03 JC07 JC12 JC17 LA03 LA18 LA24 LA38 LB03 LB15 LB18 MC01 MC02

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真感光体上に形成された静電潜像
   を現像剤で顕像化した画像を中間転写ベルトに転写する
   一次転写手段と、前記中間転写ベルトに転写された前記
   画像をさらに転写材に転写する二次転写手段とを有する
   画像形成装置本体に着脱自在に構成された中間転写ベル
   ト−電子写真感光体一体型カートリッジにおいて、 前記電子写真感光体のユニバーサル硬度が１５０〜３５
   ０Ｎ／ｍｍ² の範囲内であり、かつ前記中間転写ベルト
   のユニバーサル硬度が１０〜２００Ｎ／ｍｍ²の範囲内
   であり、かつ前記電子写真感光体のユニバーサル硬度及
   び前記中間転写ベルトのユニバーサル硬度が式（１） 電子写真感光体 ＞ 中間転写ベルト （１） の関係にあり、かつ、前記一次転写手段は弾性ローラで
   あり、前記弾性ローラの前記電子写真感光体側に対する
   当接圧力は画像転写時に１〜５０Ｎであることを特徴と
   する中間転写ベルト−電子写真感光体一体型カートリッ
   ジ。
2. 【請求項２】 前記中間転写ベルトが熱可塑性樹脂を含
   有することを特徴とする請求項１記載の中間転写ベルト
   −電子写真感光体一体型カートリッジ。
3. 【請求項３】 前記中間転写ベルトのユニバーサル硬度
   が無機フィラーによって調整されたことを特徴とする請
   求項１または２記載の中間転写ベルト−電子写真感光体
   一体型カートリッジ。
4. 【請求項４】 前記電子写真感光体が外径６０ｍｍ以下
   の感光体ドラムであることを特徴とする請求項１〜３の
   いずれかに記載の中間転写ベルト−電子写真感光体一体
   型カートリッジ。
5. 【請求項５】 前記中間転写ベルトが２本のローラによ
   り張架されていることを特徴とする請求項１〜４のいず
   れかに記載の中間転写ベルト−電子写真感光体一体型カ
   ートリッジ。
6. 【請求項６】 前記中間転写ベルトを張架するローラの
   少なくとも１つが１ｍｍ以上スライドし、かつ該中間転
   写ベルトに対して５Ｎ以上の力をかける加圧手段を有し
   ていることを特徴とする請求項５に記載の中間転写ベル
   ト−電子写真感光体一体型カートリッジ。
7. 【請求項７】 前記中間転写ベルト上のトナーを一次転
   写時のトナーの極性と逆の極性の電荷を付与することに
   よって該電子写真感光体に戻して該中間転写ベルトをク
   リーニングするクリーニング手段も一体に有することを
   特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の中間転写ベ
   ルト−電子写真感光体一体型カートリッジ。
8. 【請求項８】 前記カートリッジが、電子写真感光体を
   有する電子写真感光体ユニットと中間転写ベルトを有す
   る中間転写ベルトユニットとに分離可能であり、該電子
   写真感光体ユニットと該中間転写ベルトユニットとを連
   結する連結手段を有す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ベルト−電子写真感光体一
   体型カートリッジ。
9. 【請求項９】 電子写真感光体上に形成された静電潜像
   を現像剤で顕像化した画像を中間転写ベルトに転写する
   一次転写手段と、前記中間転写ベルトに転写された前記
   画像をさらに転写材に転写する二次転写手段とを有する
   画像形成装置本体に着脱自在に構成された中間転写ベル
   ト−電子写真感光体一体型カートリッジを具備する画像
   形成装置において、 前記電子写真感光体のユニバーサル硬度が１５０〜３５
   ０Ｎ／ｍｍ² の範囲内であり、かつ中間転写体のユニバ
   ーサル硬度が１０〜２００Ｎ／ｍｍ² の範囲内であり、
   かつ前記電子写真感光体のユニバーサル硬度及び前記中
   間転写ベルトのユニバーサル硬度が式（１） 電子写真感光体 ＞ 中間転写ベルト （１） の関係にあり、かつ、前記一次転写手段は弾性ローラで
   あり、前記弾性ローラの前記電子写真感光体側に対する
   当接圧力は画像転写時に１〜５０Ｎであることを特徴と
   する画像形成装置。
10. 【請求項１０】 電子写真感光体上に形成された静電潜
    像を現像剤で顕像化し、得られた画像を中間転写ベルト
    に転写する一次転写工程と、前記中間転写ベルトに転写
    された前記画像をさらに転写材に転写する二次転写工程
    とを有する画像形成装置本体に着脱自在に構成された中
    間転写ベルト−電子写真感光体一体型カートリッジを用
    いる画像形成方法において、 前記電子写真感光体のユニバーサル硬度が１５０〜３５
    ０Ｎ／ｍｍ² の範囲内であり、かつ中間転写体のユニバ
    ーサル硬度が１０〜２００Ｎ／ｍｍ² の範囲内であり、
    かつ前記電子写真感光体のユニバーサル硬度及び中間転
    写体のユニバーサル硬度が式（１） 電子写真感光体 ＞ 中間転写ベルト （１） の関係にあり、かつ、前記一次転写手段は弾性ローラで
    あり、前記弾性ローラの前記電子写真感光体側に対する
    当接圧力は画像転写時に１〜５０Ｎであることを特徴と
    する画像形成方法。