JP2005257795A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を用いる、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものであり、より詳細には、記録材担持体或いは中間転写転写体とされる現像剤像搬送ベルトを具備する画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile using an electrophotographic system or an electrostatic recording system, and more specifically, a recording material carrier or an intermediate transfer transfer body. The present invention relates to an image forming apparatus including a developer image conveying belt.
従来、例えば、電子写真方式を利用した画像形成装置は、像担持体としての電子写真感光体(以下、単に「感光体」という。)を一様に帯電させた後、画像情報に応じて露光することにより、感光体の表面に静電像を形成する。感光体上に形成した静電像は、現像手段が現像剤(トナー)によって現像剤像(トナー像)として可視化し、このトナー像を記録材に転写し、定着することで記録画像が形成される。 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, an image forming apparatus using an electrophotographic system is configured to uniformly charge an electrophotographic photosensitive member (hereinafter simply referred to as “photosensitive member”) as an image carrier and then perform exposure according to image information. By doing so, an electrostatic image is formed on the surface of the photoreceptor. The electrostatic image formed on the photoreceptor is visualized as a developer image (toner image) by the developer (toner) by the developing means, and the toner image is transferred to a recording material and fixed to form a recorded image. The
斯かる電子写真方式を利用した画像形成装置において、1つの感光体上に複数の現像手段にて順次に形成したトナー像、若しくは複数の感光体上にそれぞれ現像手段にて形成したトナー像を、記録材担持体上に担持された記録材又は中間転写体上に順次に重ね合わせて転写した複数種類のトナー、例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のトナーから成るトナー像を形成するものがある。このような、像形成手段によりその上に担持した記録材上に、或いはその上に直接形成されたトナー像を搬送する現像剤像搬送体たる記録材担持体、中間転写体として、従来、感光体との対向位置を介して無端移動するシームレスベルトなどのベルト(現像剤像搬送ベルト)が用いられている。 In an image forming apparatus using such an electrophotographic system, a toner image formed sequentially on a single photosensitive member by a plurality of developing units, or a toner image formed by a developing unit on each of a plurality of photosensitive members, A toner image composed of a plurality of types of toners, for example, yellow, magenta, cyan, and black toners that are sequentially superimposed and transferred onto a recording material or intermediate transfer member carried on a recording material carrier is formed. There is something. As such a recording material carrier or intermediate transfer member as a developer image carrier for conveying a toner image formed on the recording material carried directly by the image forming means or directly on the recording material, a photosensitive material has been conventionally used. A belt (developer image conveying belt) such as a seamless belt that moves endlessly through a position facing the body is used.
ベルト状の中間転写体(以下「中間転写ベルト」という。)を用いて、例えば、フルカラー画像を形成することが可能なカラー画像形成装置においては、例えば、中間転写ベルトの移動方向に沿って複数配置された感光体上にそれぞれ異なる色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナーで形成されたトナー像を中間転写ベルトに1次転写する工程を複数色のトナーに対して繰り返し、この中間転写ベルト上のトナー像を記録用紙などの記録材に一括して2次転写することで、記録材上にフルカラー画像を形成することができる。 For example, in a color image forming apparatus capable of forming a full-color image using a belt-shaped intermediate transfer member (hereinafter referred to as “intermediate transfer belt”), for example, a plurality of belts are provided along the moving direction of the intermediate transfer belt. The process of primary transfer of toner images formed with toners of different colors (yellow, magenta, cyan, and black) onto the arranged photoreceptor is repeated on the intermediate transfer belt, and this intermediate transfer is repeated. A full-color image can be formed on the recording material by collectively transferring the toner image on the belt to a recording material such as recording paper.
又、ベルト状の記録材担持体(以下「記録材担持ベルト」という。)を用いて、例えば、フルカラー画像を形成することが可能なカラー画像形成装置においては、例えば、記録材担持ベルトの移動方向に沿って複数配置された感光体上にそれぞれ異なる色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナーで形成されたトナー像を記録材担持ベルト上に担持され搬送される記録材に順次転写して、記録材上にフルカラー画像を形成することができる。 Further, for example, in a color image forming apparatus capable of forming a full-color image using a belt-shaped recording material carrier (hereinafter referred to as “recording material carrier belt”), for example, movement of the recording material carrier belt Toner images formed with toners of different colors (yellow, magenta, cyan, black) on a plurality of photoconductors arranged in the direction are sequentially transferred onto a recording material carried on a recording material carrying belt. Thus, a full color image can be formed on the recording material.
上述のような記録材担持ベルト、中間転写ベルトとして、従来、柔軟性に優れる弾性層を少なくとも1層有する弾性ベルトが使用されている。 Conventionally, an elastic belt having at least one elastic layer having excellent flexibility is used as the recording material carrying belt and the intermediate transfer belt as described above.
ところが、上記弾性ベルトの弾性層がゴム組成物である場合、ゴムであるが故に伸びにより歪みなどを起こす。歪みを起こすと弾性ベルトの両端部、即ち、ベルトの表面移動方向(搬送方向)に垂直な方向(以下「スラスト方向」という。)の両端部での位相に差が生じることで搬送性などに影響を及ぼす。 However, when the elastic layer of the elastic belt is a rubber composition, it is a rubber, and therefore, distortion or the like occurs due to elongation. When distortion occurs, a difference in phase occurs between both ends of the elastic belt, that is, both ends in the direction perpendicular to the belt surface movement direction (conveying direction) (hereinafter referred to as “thrust direction”), thereby improving the conveyance performance. affect.
これにより、例えば、弾性ベルトが、その上にトナー像が転写される中間転写ベルトである場合、弾性ベルト上にトナー像を形成する際にトナー像が乱れ、静電像を被印刷体上に正確に再現させることができなくなってしまう。特に、カラー画像形成装置においては、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの4色のトナーが使用されるので、弾性ベルトの歪みによって各トナーの相対位置がすれてしまい、色ズレ、画像ムラなどの画像乱れが生じてしまう。 Thus, for example, when the elastic belt is an intermediate transfer belt onto which the toner image is transferred, the toner image is disturbed when the toner image is formed on the elastic belt, and the electrostatic image is placed on the printing medium. It will not be possible to reproduce accurately. In particular, in a color image forming apparatus, toners of four colors of yellow, magenta, cyan, and black are used. Therefore, the relative positions of the toners are displaced due to the distortion of the elastic belt, and an image such as color misregistration or image unevenness is generated. Disturbance will occur.
又、弾性ベルトの端部に大きな歪みが生じると、リブなどの搬送補助部材でベルトの搬送性を保ったとしても、リブがテンションローラなどに乗り上げ、片側に弾性ベルトが寄ってしまう可能性がある。この現象は、ベルトの搬送を狂わせるばかりでなく、場合によっては、ベルトの破断や画像形成装置の故障の原因にも繋がる可能性がある。 In addition, if a large distortion occurs at the end of the elastic belt, even if the belt transportability is maintained by a conveyance assisting member such as a rib, the rib may run on a tension roller or the like, and the elastic belt may come to one side. is there. This phenomenon not only detracts from the conveyance of the belt, but in some cases may lead to a belt breakage or a failure of the image forming apparatus.
同様のことは、弾性ベルトが、その上に記録材を担持搬送する記録材担持ベルトとされる場合にも言える。 The same applies to the case where the elastic belt is a recording material carrying belt that carries and conveys the recording material thereon.
このため、弾性ベルトの歪みを防止するには、剛性を高めることが必要である。 For this reason, in order to prevent distortion of an elastic belt, it is necessary to raise rigidity.
ところで、特許文献1には、記録材を担持して搬送する転写ベルトの層構成として、弾性層と補強層とを有することが開示されている。そして、この補強層により、長期使用においても永久伸びを少なくしようとしていることが理解される。
By the way,
しかしながら、補強層を用いることにより確かにベルト全体の剛性は高まる方向にはなるが、ベルト長手方向(ベルト進行方向に対する垂直方向:スラスト方向)全域に渡って安定した剛性を得るには、補強層自身をかなりの高ヤング率の材料を選択するか、または非常に厚い層とする必要が生じる。このため、高コストになってしまったり、或いは、取り扱いづらいベルト体となってしまう。
本発明は、上述の問題点に鑑みたものである。つまり、本発明の目的は、歪みを抑止することのできる現像剤像搬送ベルトを有する画像形成装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above-described problems. In other words, an object of the present invention is to provide an image forming apparatus having a developer image conveying belt capable of suppressing distortion.
本発明の他の目的は、記録材担持体或いは中間転写体とされる現像剤像搬送ベルトの歪みに起因する色ズレ、画像ムラなどの画像乱れの発生を長期使用においても抑止することのできる画像形成装置を提供することである。 Another object of the present invention is to suppress the occurrence of image distortion such as color misregistration and image unevenness caused by distortion of a developer image conveying belt used as a recording material carrier or an intermediate transfer member even in long-term use. An image forming apparatus is provided.
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像形成手段によって形成された現像剤像を搬送する現像剤像搬送ベルトを有する画像形成装置において、前記現像剤像搬送ベルトは少なくとも1つの層を有し、前記現像剤搬送ベルトの表面移動方向に垂直な方向における前記少なくとも1つの層の中央部と端部とでヤング率に差を有することを特徴とする画像形成装置である。 The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary, the present invention provides an image forming apparatus having a developer image transport belt for transporting a developer image formed by an image forming means, wherein the developer image transport belt has at least one layer, and The image forming apparatus is characterized in that there is a difference in Young's modulus between a central portion and an end portion of the at least one layer in a direction perpendicular to the surface movement direction of the agent transport belt.
本発明の一実施例によれば、前記端部の方が前記中央部よりも高いヤング率を有する。一実施態様では、前記中央部は画像部に相当し、前記端部は非画像部に相当する。 According to an embodiment of the present invention, the end portion has a higher Young's modulus than the central portion. In one embodiment, the central portion corresponds to an image portion, and the end portion corresponds to a non-image portion.
本発明の一実施態様によれば、前記現像剤像搬送ベルトは複数の層を有し、前記複数の層の内、基層となる層の端部のヤング率は、前記現像剤像搬送ベルトの全層のヤング率の中で最も高い。 According to an embodiment of the present invention, the developer image transport belt has a plurality of layers, and among the plurality of layers, the Young's modulus of an end portion of a layer serving as a base layer is equal to that of the developer image transport belt. The highest Young's modulus of all layers.
本発明の一実施態様によれば、前記端部は、前記層を形成する基材の端部にイソシアネートを浸透させることにより、そのヤング率を前記中央部よりも高くされる。一実施態様では、前記基材は、フッ素系ゴムにて形成される。 According to one embodiment of the present invention, the end portion has a Young's modulus higher than that of the central portion by allowing isocyanate to permeate the end portion of the base material forming the layer. In one embodiment, the substrate is formed of a fluorine-based rubber.
本発明の他の実施態様によれば、前記端部は、前記層を形成する基材の端部に紫外線を照射することにより、そのヤング率を前記中央部より高くされる。一実施態様では、前記基材は、感放射性アクリルモノマーが含浸されたエピクロルヒドリンゴムを含む。 According to another embodiment of the present invention, the end portion is irradiated with ultraviolet rays at the end portion of the base material forming the layer, so that its Young's modulus is made higher than that of the central portion. In one embodiment, the substrate comprises epichlorohydrin rubber impregnated with a radiation sensitive acrylic monomer.
本発明の他の実施態様によれば、前記端部は、前記層を形成する基材の端部に電子線を照射することにより、そのヤング率を前記中央部より高くされる。一実施態様では、前記基材は、シリコーンゴムにて形成される。 According to another embodiment of the present invention, the end portion is irradiated with an electron beam at the end portion of the base material forming the layer, so that its Young's modulus is made higher than that of the central portion. In one embodiment, the substrate is formed of silicone rubber.
本発明において、前記現像剤像搬送ベルトはシームレスベルトであってよい。又、前記現像剤像搬送ベルトは、前記像形成手段によってその上に現像剤像が形成された記録材を担持して搬送する記録材担持体、又は前記像形成手段によってその上に形成された現像剤像を担持して搬送する中間転写体であってよい。又、一実施態様では、前記像形成手段は、それぞれ前記現像剤像搬送ベルト側に転写すべき現像剤像がその上に形成される像担持体を複数有する。 In the present invention, the developer image conveying belt may be a seamless belt. The developer image conveying belt is formed on the recording material carrier for carrying and conveying the recording material on which the developer image is formed by the image forming means, or on the image forming means. It may be an intermediate transfer member that carries and conveys a developer image. In one embodiment, each of the image forming units includes a plurality of image carriers on which developer images to be transferred to the developer image conveying belt are formed.
本発明によれば、画像形成装置が備える現像剤像搬送ベルトは、歪みを抑止することができる。従って、本発明の画像形成装置は、記録材担持体或いは中間転写体とされる現像剤像搬送ベルトの歪みに起因する色ズレ、画像ムラなどの画像乱れの発生を長期使用においても抑止することができる。 According to the present invention, the developer image transport belt provided in the image forming apparatus can suppress distortion. Therefore, the image forming apparatus of the present invention can suppress the occurrence of image distortion such as color misregistration and image unevenness caused by distortion of the developer image conveying belt used as a recording material carrier or an intermediate transfer member even during long-term use. Can do.
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。尚、画像形成装置の構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置などは、特に、特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings. Note that the dimensions, materials, shapes, relative positions, and the like of the components of the image forming apparatus are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified.
実施例1
[画像形成装置の全体構成及び動作]
先ず、図1を参照して、本発明を適用し得る画像形成装置の一例の全体構成及び動作について説明する。本実施例の画像形成装置100は、画像形成装置本体(以下「装置本体」という。)100Aに接続されたパーソナルコンピュータなどのホスト、或いは装置本体に接続され例えば光学的に原稿情報を読み取り電気信号に変換する原稿読み取り装置からの画像情報信号に応じて、電子写真方式を利用して記録材、例えば、記録用紙、OHPシート、布などの4色フルカラーの画像を形成することのできるレーザビームプリンタである。
Example 1
[Overall Configuration and Operation of Image Forming Apparatus]
First, an overall configuration and operation of an example of an image forming apparatus to which the present invention can be applied will be described with reference to FIG. The
画像形成装置100は、装置本体100A内に、図中矢印X方向に走行するベルト状の中間転写体、即ち、無端状の中間転写ベルト1Aを備えている。中間転写ベルト1Aは支持体として駆動ローラ13、テンションローラ14及びバックアップローラ15に巻回されている。そして、中間転写ベルト1Aの図中上側を走行する水平部に沿って、像形成手段として4個の画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdが直列状に配設されており、これらの画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdによって中間転写ベルト1A上にトナー像を形成するようになっている。
The
以下、各画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdの動作について更に説明する。本実施例においては、各画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdは、用いるトナーの色が異なることを除いて、実質的に同じ構成で同じ動作を行うので、以下、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用の画像形成部に属する要素であることを示すために図中符号に与えた添え字a、b、c、dは省略して、総括的に説明する。 Hereinafter, the operations of the image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd will be further described. In this embodiment, the image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd perform the same operation with substantially the same configuration except that the color of the toner to be used is different. Is a general description, omitting the suffixes a, b, c, and d given to the reference numerals in the drawing to indicate that they belong to an image forming unit for any color.
画像形成部Pは、回転可能に配置された像担持体としてのドラム状の感光体(以下「感光ドラム」という。)21を備えている。感光ドラム21の周囲には、帯電手段としての帯電ローラ22、現像手段としての現像器24及びクリーニング手段としてのクリーニング装置26などのプロセス機器が配置されている。各画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdにそれぞれ配置された現像器24a、24b、24c、24dには、それぞれ現像剤としてイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されている。
The image forming unit P includes a drum-shaped photoconductor (hereinafter referred to as “photosensitive drum”) 21 as an image carrier disposed rotatably. Around the
感光ドラム21は、帯電ローラ22によって一様に帯電され、露光手段(画像書き込み手段)として、本実施例ではレーザスキャナ装置とされる露光装置23から、色分解された原稿の画像情報のうち、各画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdに対応する成分色の画像信号に応じて、ポリゴンミラーなどを介して感光ドラム21上にレーザ光が投射されて、感光ドラム21上に静電像が形成される。
The
次いで、感光ドラム21上の静電像は、現像器24からトナーが供給されてトナー像として現像される。このトナー像は、感光ドラム21の回転に伴って感光ドラム21と中間転写ベルト1Aとが当接する1次転写部T1に到来すると、1次転写手段としての1次転写ローラ25から1次転写バイアスが印加され、中間転写ベルト1Aへ転写される。
Next, the electrostatic image on the
例えば、4色フルカラー画像の形成時には、上述のような工程が、各画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdにおいて、所定のタイミングで行われる。即ち、先ず、イエロー画像形成部Paにて転写されたイエロートナー像を担持した中間転写ベルト1Aは、次のマゼンタ画像形成部Pbに搬送され、この時までにマゼンタ画像形成部Pbにおいて上述のような工程で感光ドラム1b上に形成されたマゼンタトナー像が、中間転写ベルト1A上のイエロートナー像上へ重ね合わせて転移される。同様に、中間転写ベルト1Aが図中矢印X方向に沿って画像形成部Pc、Pdに進行するにつれて、それぞれの1次転写部T1において、シアントナー像、ブラックトナー像が、中間転写ベルト1A上に既に転写されているトナー像に重畳転写される。 For example, when a four-color full-color image is formed, the above-described steps are performed at predetermined timings in the image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd. That is, first, the intermediate transfer belt 1A carrying the yellow toner image transferred by the yellow image forming unit Pa is conveyed to the next magenta image forming unit Pb, and by this time, the magenta image forming unit Pb has the above-described state. In this process, the magenta toner image formed on the photosensitive drum 1b is superimposed and transferred onto the yellow toner image on the intermediate transfer belt 1A. Similarly, as the intermediate transfer belt 1A advances to the image forming portions Pc and Pd along the arrow X direction in the drawing, the cyan toner image and the black toner image are transferred onto the intermediate transfer belt 1A in each primary transfer portion T1. Is superimposed and transferred onto the toner image already transferred.
本実施例では、帯電、露光、現像、転写の各工程を経て中間転写ベルト1にトナー像を形成する各画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdが像形成手段を構成する。
In this embodiment, the image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd that form toner images on the
一方、上述のような中間転写ベルト1A上へのトナー像の形成と同期して、記録材供給部30から、2次転写手段としての2次転写ローラ16とバックアップローラ15とが対向する2次転写部T2へと搬送されてくる。即ち、記録材収容部たるカセット31からピックアップローラ32によって送り出された記録材Sが、搬送ローラ33、レジストローラ34によって、タイミングを取られて2次転写部T2に達する。そして、中間転写ベルト1A上の4色のトナー像は、2次転写部T2において、2次転写部材16に印加される2次転写バイアスによって記録材S上に一括して転写される。
On the other hand, in synchronization with the formation of the toner image on the intermediate transfer belt 1A as described above, the
トナー像が転写された記録材Sは、次いで定着部40に搬送される。定着部40では熱と圧力によってトナー像を記録材S上に固着させる。その後、トナー像が定着された記録材Sは装置本体100A外に排出される。
The recording material S to which the toner image has been transferred is then conveyed to the fixing
尚、中間転写ベルト1Aにトナー像を1次転写した後の感光ドラム21の表面は、感光ドラム21に対し当接配置されたクリーニングブレードなどを備えるクリーニング装置26によってクリーニングされ、続く画像形成に供される。又、トナー像を記録材Sに2次転写した後の中間転写ベルト1Aの表面は、中間転写ベルト1Aに対し当接配置されたクリーニングブレードなどを備えたベルトクリーナー17によってクリーニングされ、次の画像形成に供される。
The surface of the
[中間転写ベルト]
本実施例では、図2に示すように無端状の中間転写ベルト1Aは、1層の弾性(樹脂)層(ベルト本体)で構成されている。即ち、弾性層(ベルト本体)10Aには、搬送補助部材としてのリブ18Aなどを設けることができるが、本実施例では、中間転写体としての機能部材たるベルト部材は、実質的に単一層の弾性層(ベルト本体)10Aで形成されている。
[Intermediate transfer belt]
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the endless intermediate transfer belt 1A is composed of one elastic (resin) layer (belt body). That is, the elastic layer (belt main body) 10A can be provided with
そして、本発明によれば、中間転写ベルト1Aの弾性層10Aのヤング率は、スラスト方向において内側の略画像部に対応する中央部10A1より、スラスト方向において端縁側の略非画像部に対応する端部10A2、10A2の方が高くなっている。即ち、本発明によれば、中間転写ベルト1Aは、弾性層10Aのスラスト方向の中央部10A1と端部10A2、10A2でヤング率に差を有する構成とされている。
According to the present invention, the Young's modulus of the
より具体的には、本実施例では、中央部10A1のヤング率は20MPaであり、端部10A2、10A2のヤング率は1,500MPaである。即ち、見かけ上、中央部10A1側の方が、端部10A2、10A2側より高剛性となる。 More specifically, in the present embodiment, the Young's modulus of the central portion 10A1 is 20 MPa, and the Young's modulus of the end portions 10A2, 10A2 is 1,500 MPa. That is, apparently, the central portion 10A1 side has higher rigidity than the end portions 10A2 and 10A2 side.
これにより、中間転写ベルト1Aの中央部10A1は、弾性層10Aを構成するゴム(後述)本来の柔軟性を維持し、又、端部10A2、10A2は、中央部10A1より高剛性となる。従って、中間転写ベルト1Aは、ベルト全体として歪みが生じ難く、歪みに起因して発生する画像乱れを抑えることができる。又、中間転写ベルト1Aに搬送補助部材としてリブ18Aを設け、これをガイドする搬送規制部材を装置本体100A、若しくは駆動ローラ13、テンションローラ14、バックアップローラ15及び中間転写ベルト1などを備え一体的にユニット化されたベルトユニットの枠体に設ける場合であっても、中間転写ベルト1Aの弾性層10Aの歪みが大幅に抑制されているので、搬送規制部材によるベルトの搬送性が十分に保証される。従って、長期使用においても安定して高画質を維持することができる。
Thereby, the central portion 10A1 of the intermediate transfer belt 1A maintains the original flexibility of rubber (described later) constituting the
搬送補助部材としてのリブ18Aは、従来と同様のものが使用できるが、例えば、弾性層10Aと同種又は異種の材料で形成され、中間転写ベルト1の内側(感光ドラムの当接側と反対側)において、スラスト方向の一方の縁部近傍に、例えば接着することにより弾性層10Aに設けることができる。そして、例えばガイド部材、コロなどによって搬送規制部材によって、リブ18Aのスラスト方向の移動を規制することによって、中間転写ベルト1の搬送性の向上を図ることができる。
The
ここで、相対的にヤング率が低くくされる弾性層10Aの中央部10A1は、トナー像が転写される領域である画像部のみに厳密に対応する必要はない。又、同様に、相対的にヤング率が高くされる弾性層10Aの端部10A2、10A2は、トナー像が転写されない領域である非画像部に厳密に対応する必要はない。但し、中間転写ベルト1Aが略一様に2次転写ローラ16に当接して、白抜けなどの無い良好な転写性能を保証するように、相対的にヤング率が高くされる端部10A2、10A2は非画像部に配置されるのが好ましい(下記の実施例2、3においても同様。)。
Here, the central portion 10A1 of the
上記中間転写ベルト1Aの中央部10A1と端部10A2、10A2のヤング率は、JIS K 7127に準拠して測定した。即ち、ヤング率は、短冊状試験片(幅6mm、長さ130mm)、ダンベル1号、試験速度500mm/分の各設定で測定した。但し、中間転写ベルト1Aの厚みは弾性層10Aのみの厚さで計算した。
The Young's modulus of the central portion 10A1 and the end portions 10A2 and 10A2 of the intermediate transfer belt 1A was measured according to JIS K7127. That is, the Young's modulus was measured with strip-shaped test pieces (width 6 mm, length 130 mm), dumbbell No. 1 and a test speed of 500 mm / min. However, the thickness of the intermediate transfer belt 1A was calculated based on the thickness of only the
次に、図3を参照して、本実施例において、弾性層10Aに、ベルト搬送方向に垂直なスラスト方向でヤング率の勾配を持たせる方法について説明する。本実施例では、該方法は、下記の各工程のいずれか又は組み合わを含む。当業者には容易に理解されるように、ベルト部材を製造するために一般に必要とされるか或いは望ましい他の工程を含んでいてよいことは言うまでもない。
Next, with reference to FIG. 3, a method for giving the
(I)先ず、弾性層10Aを構成するシームレスベルトを作製する。弾性層10Aを構成するシームレスベルト(基材)は、本実施例では、フッ素系ゴム、例えば、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロペン系、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロペン系、テトラフルオロエチレン−プロピレン系のもので好適に作製することができるが、表面平滑性の点でテトラフルオロエチレン−プロピレン系のものがより好ましい。
(I) First, a seamless belt constituting the
シームレスベルトの製造方法は、従来のものと変わりない。斯かる方法は、当業者には周知であるので詳しい説明は省略するが、遠心成形法により製造し得る。 The manufacturing method of the seamless belt is the same as the conventional one. Such a method is well known to those skilled in the art and will not be described in detail, but may be manufactured by a centrifugal molding method.
(II)次いで、図3に示すように、この弾性層10Aの端部10A2を、ポリイソシアネート化合物浴に所定時間浸漬し、「硬化処理」を行う。本実施例においては、弾性層10Aには、テトラフルオロエチレン−プロピレンを用いた。
(II) Next, as shown in FIG. 3, the end portion 10A2 of the
ポリイソシアネート化合物としては、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,6−ジイソシアナトヘキサン(HDI)、2−メチルペンタメチレンジイソシアネート−1,5(MPDI)などを好適に用いるが、高伸張率の反応生成物が得られる点でMDIがより好ましい。 As the polyisocyanate compound, 4,4-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,6-diisocyanatohexane (HDI), 2-methylpentamethylene diisocyanate-1,5 (MPDI) or the like is preferably used, but high elongation is used. MDI is more preferred in that a high rate reaction product is obtained.
フッ素系ゴムとポリイソシアネート化合物とを反応させる方法は、特に制限されるものではないが、フッ素系ゴム、ポリイソシアネート化合物及び必要に応じて添加されるその他の成分を適宜な溶剤、例えば、メチルエチルケトン、トルエン、キシレンに溶解し、この溶液を、弾性層10Aを形成するゴム部材に浸透させて常温或いは加熱下に反応硬化させる方法が、常温下で硬化反応させ得る点で好ましい。
The method for reacting the fluorinated rubber with the polyisocyanate compound is not particularly limited, but the fluorinated rubber, the polyisocyanate compound and other components added as necessary may be added to an appropriate solvent such as methyl ethyl ketone, A method of dissolving in toluene and xylene and allowing this solution to penetrate into the rubber member forming the
弾性層10Aの端部10A2をポリイソシアネート化合物に浸漬して「硬化処理」を行う時間は、端部10A2が所望のヤング率となるように適宜選定し得る。但し、硬化処理する際に、処理時間をあまり長くし過ぎると処理部が引きつり、ゴムが局所的に引裂かれてしまい、ベルトの搬送性に影響を及ぼすことがある。又、図4に示すように、硬化処理部のヤング率は、弾性層10Aの構成に応じて硬化処理の時間がある時間を超えるとほぼ飽和に達する。一方、処理時間を短くしすぎると、硬化処理が不十となり所望の剛性を得られなくなる虞がある。従って、硬化処理の時間は、3分〜10分が適当であり、より好ましくは5分〜7分である。
The time for performing the “curing treatment” by immersing the end portion 10A2 of the
尚、イソシアネート化合物浴に端部10A2を浸漬する際に、中央部10A1に該イソシアネート化合物が侵入しないように、中央部10A1を、シランカップリング材、ポリエチレングリコールなどでマスキングしてもよい。 In addition, when the end portion 10A2 is immersed in the isocyanate compound bath, the central portion 10A1 may be masked with a silane coupling material, polyethylene glycol, or the like so that the isocyanate compound does not enter the central portion 10A1.
(III)次いで、余分なイソシアネート化合物を拭き取った後、例えば、常温で72時間放置(養生)する。勿論、養生の時間は、上記のものに限定されず、端部10A2、10A2のヤング率を相対的に高める目的を達しうるのであれば、任意に設定することができる。 (III) Next, after wiping off the excess isocyanate compound, it is left (cured) at room temperature for 72 hours, for example. Of course, the curing time is not limited to the above, and can be arbitrarily set as long as the purpose of relatively increasing the Young's modulus of the end portions 10A2 and 10A2 can be achieved.
本実施例では、図5に示すように、上述の製造方法において、硬化時間を5分として、端部10A2のヤング率を、未処理部(中央部10A1)の20MPaから、1500MPaへと変化させた。これにより、端部10A2の剛性を向上させることができた。 In this example, as shown in FIG. 5, in the above manufacturing method, the curing time is 5 minutes, and the Young's modulus of the end portion 10A2 is changed from 20 MPa in the untreated portion (center portion 10A1) to 1500 MPa. It was. Thereby, the rigidity of end part 10A2 was able to be improved.
図3には、弾性層10Aのスラスト方向において一方の端部10A2のみの硬化処理を模式的に示しているが、他方の端部10A2に対しても同様にして硬化処理を施すことができる。
FIG. 3 schematically shows the curing process for only one end 10A2 in the thrust direction of the
ここで、本実施例における弾性層10Aの端部10A2の硬化処理の原理について説明する。弾性層10Aを構成するシームレスベルトのフッ素系ゴムと、ポリイソシアネート化合物との反応は、フッ素系ゴムの官能基がイソシアネート基と反応して、該フッ素ゴムがアロハネート結合によって結合し、反応が十分行われる時間を経ることで、優れた強度、伸張度などの力学物性を有する反応生成物が得られる。本実施例の方法は、斯かる原理に基づくものである。
Here, the principle of the curing process of the end portion 10A2 of the
尚、上述のような転写性の観点から、略画像部に相当する中央部10A1のヤング率は、10〜1000MPaであることが好ましく、より好ましくは、20〜700MPaである。一方、本発明の目的を達し得るように、略非画像部に相当する端部10A2、10A2のヤング率は、1000〜1500MPaであることが好ましく、より好ましくは1300〜1500MPaである。 From the viewpoint of transferability as described above, the Young's modulus of the central portion 10A1 substantially corresponding to the image portion is preferably 10 to 1000 MPa, and more preferably 20 to 700 MPa. On the other hand, in order to achieve the object of the present invention, the Young's modulus of the end portions 10A2 and 10A2 substantially corresponding to the non-image portions is preferably 1000 to 1500 MPa, more preferably 1300 to 1500 MPa.
又、弾性層10Aのスラスト方向において両方の端部10A2、10A2のヤング率は一致していることが好ましいが、本発明は、厳密に一致している場合に限定されるものではない。更に、弾性層10Aの端部10A2から中央部10A1へとヤング率が漸次変化(低下)する、ヤング率勾配(遷移部)があってもよい(下記の実施例2、3においても同様。)。
In addition, it is preferable that the Young's moduli of both end portions 10A2 and 10A2 match in the thrust direction of the
実際に、本実施例の中間転写ベルト1Aを搭載した画像形成部100でフルカラー画像形成の耐久試験を行ったところ、画像形成装置100の耐久寿命を通して、中間転写ベルト1Aの歪みに起因すると考えられる色ズレ、画像ムラなどの画像乱れは生じなかった。又、中間転写ベルト1Aに従来方法により搬送補助部材としてリブ18Aを設け、搬送規制部材(図示せず)によってガイドするようにしたが、リブ18A及び搬送規制部材による中間転写ベルト1Aの搬送性は十分に保証され、リブ18Aがテンションローラ14に乗り上げ、中間転写ベルト1Aがスラスト方向の片側に寄るようなことは無かった。
Actually, when an endurance test of full-color image formation was performed in the
以上、本実施例によれば、中間転写ベルト1Aの弾性層10Aを構成するシームレスベルトのフッ素系ゴム材料と、イソシアネート化合物との反応により、弾性層10Aのスラスト方向の中央部10A1と端部10A2、10A2とでヤング率に差を設ける。これによって、中間転写ベルト1Aに剛性を付与するために弾性層10Aに補強層を設けなくとも、中間転写ベルト1Aが柔軟性と剛性を兼ね備えることができ、歪みを抑止することができる。従って、長期使用においても色ズレ、画像ムラなどの画像乱れの発生を抑止することができる。
As described above, according to the present embodiment, the center portion 10A1 and the end portion 10A2 in the thrust direction of the
実施例2
次に、本発明の他の実施例について説明する。尚、本実施例の画像形成装置の基本構成、動作は、実施例1のものと実質的に同じであり、中間転写ベルトの製造方法が異なる。従って、実施例1のものと実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、ここでは詳しい説明は省略する。
Example 2
Next, another embodiment of the present invention will be described. The basic configuration and operation of the image forming apparatus according to the present exemplary embodiment are substantially the same as those of the first exemplary embodiment, and the intermediate transfer belt manufacturing method is different. Accordingly, elements having substantially the same or corresponding functions and configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted here.
[中間転写ベルト]
本実施例では、図1に示すように、無端状の中間転写ベルト1Bは、1層の弾性層10Bで構成されている。そして、本実施例によれば、中間転写ベルト1Bの弾性層10Bのヤング率は、スラスト方向において内側の略画像部に対応する中央部10B1より、スラスト方向において端縁側の略非画像部に対応する端部10B2、10B2の方が高くなっている。即ち、中間転写ベルト1Bは、実施例1の中間転写ベルト1Aと同様、弾性層10Bのスラスト方向の中央部10B1と端部10B2、10B2でヤング率に差を有する構成とされている。
[Intermediate transfer belt]
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the endless intermediate transfer belt 1B is composed of a single
より具体的には、本実施例では、中央部10B1のヤング率は70MPaであり、端部10B2、10B2のヤング率は2,000MPaである。即ち、見かけ上、中央部10B1側の方が、端部10B2、10B2側より高剛性となる。これにより、中間転写ベルト1Bの中央部Bは、弾性層10Bを構成するゴム(後述)本来の柔軟性を維持し、又、端部10B2、10B2は、中央部10B1より高剛性となる。従って、中間転写ベルト1Bは、ベルト全体として歪みが生じ難く、歪みに起因して発生する画像乱れを抑えることができる。又、中間転写ベルト1Bに搬送補助部材としてリブ18Bを設け、これをガイドする搬送規制部材を装置本体100A若しくはベルトユニットの枠体に設ける場合であっても、中間転写ベルト1Bの弾性層10Bの歪みが大幅に抑制されているので、搬送規制部材によるベルトの搬送性が十分に保証される。従って、長期使用においても安定して高画質を維持することができる。
More specifically, in the present embodiment, the Young's modulus of the central portion 10B1 is 70 MPa, and the Young's modulus of the end portions 10B2, 10B2 is 2,000 MPa. That is, apparently, the central portion 10B1 side has higher rigidity than the end portions 10B2 and 10B2 side. Thereby, the central portion B of the intermediate transfer belt 1B maintains the original flexibility of rubber (described later) constituting the
上記中間転写ベルト1Bの中央部10B1と端部10B2、10B2のヤング率は、実施例1と同様の方法で測定し、計算した値である。 The Young's modulus of the central portion 10B1 and the end portions 10B2, 10B2 of the intermediate transfer belt 1B is a value measured and calculated in the same manner as in the first embodiment.
次に、図6を参照して、本実施例において、弾性層10Bに、ベルト搬送方向に垂直なスラスト方向でヤング率の勾配を持たせる方法について説明する。本実施例では、該方法は、下記の各工程のいずれか又は組み合わせを含む。当業者には容易に理解されるように、ベルト部材を製造するために一般に必要とされるか或いは望ましい他の工程を含んでいてよいことは言うまでもない。
Next, with reference to FIG. 6, a method of giving the
(I)先ず、弾性層10Bを構成するシームレスベルトを作製する。弾性層10Bを構成するシームレスベルトは、本実施例では、感放射線性アクリルモノマーを含浸させたエピクロルヒドリンゴムを主体とし構成する。
(I) First, a seamless belt constituting the
感放射線性アクリルモノマーは、紫外線に対する感受性を有するものであれば特に限定されず、例えば、アクリル酸エステル誘導体、メタアクリル酸エステル誘導体を好適に用いることができるが、硬化反応の安定性の点でアクリル酸エステル誘導体がより好ましい。 The radiation-sensitive acrylic monomer is not particularly limited as long as it has sensitivity to ultraviolet rays. For example, an acrylic acid ester derivative or a methacrylic acid ester derivative can be suitably used, but in terms of stability of the curing reaction. Acrylic ester derivatives are more preferred.
感放射性アクリルモノマーをエピクロルヒドリンゴムに含浸させる方法は、特に制限されるものではないが、溶融状態のエピクロルヒドリンゴムにアクリルモノマーを分散させる方法を用いることができる。 The method of impregnating the epichlorohydrin rubber with the radiation-sensitive acrylic monomer is not particularly limited, but a method of dispersing the acrylic monomer in the molten epichlorohydrin rubber can be used.
本実施例では、シームレスベルトを構成する材料は、感放射性アクリルモノマーを含浸させたエピクロルヒドリンゴムを含むものであれば(好ましくは、0.1〜20重量%)、他に第3級アミン、アルキルホスフィン系光重合促進材、チオエーテル系光重合促進剤などを含んでいてもよい。 In this embodiment, if the material constituting the seamless belt contains epichlorohydrin rubber impregnated with a radiation-sensitive acrylic monomer (preferably 0.1 to 20% by weight), other than that, tertiary amine, alkyl It may contain a phosphine photopolymerization accelerator, a thioether photopolymerization accelerator, and the like.
シームレスベルトの製造方法は、実施例1にて説明したのと同様とすることができる。 The manufacturing method of the seamless belt can be the same as that described in the first embodiment.
(II)次いで、図6に示すように、この弾性層10Bの端部10B2、10B2に紫外線を照射し、「硬化処理」を行った。
(II) Next, as shown in FIG. 6, the end portions 10B2 and 10B2 of the
光源は、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプなど、下記の波長の紫外線を発生し得るものであればよい。波長は、200nm〜400nmの範囲であればよいが、紫外線を被照射体の内部へ深く到達させ、所望の硬度を得るためには、350nm以上の波長が望ましい。紫外線照射時間(硬化処理時間)は、弾性層10Bの端部10B2、10B2が所望のヤング率となるように適宜選定し得るが、本発明者の検討によれば、弾性層10Bの端部10B2、10B2の所望のヤング率を得るためには、7分以上が好ましく、より好ましくは10分以上である。但し、紫外線照射時間を20分より長くしても、硬化反応が平衡状態になるため、ヤング率に変化が生じず、生産性の観点から20分以内が望ましい。図7に示すように、硬化処理部のヤング率は、弾性層10Bの構成に応じて紫外線照射時間がある時間を超えるとほぼ飽和に達する。従って、紫外線照射時間は、7分〜15分、より好ましくは10分〜15分である。又、照度は、紫外線硬化型材料の種類や含有量に応じ適宜選択すればよいが、本発明では、硬化不良を起こさない範囲とするように200〜700mW/cm2程度が適当である。照度がこれより低いと硬化処理が不十分となり所望の剛性が得られなくなることがあり、これを超えると、硬化不良となる(硬度がばらつく)ことがある。
The light source may be any light source that can generate ultraviolet rays having the following wavelengths, such as a high-pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, or a xenon lamp. The wavelength may be in the range of 200 nm to 400 nm, but a wavelength of 350 nm or more is desirable in order to allow the ultraviolet rays to reach the inside of the irradiated object and obtain a desired hardness. The ultraviolet irradiation time (curing treatment time) can be appropriately selected so that the end portions 10B2 and 10B2 of the
尚、端部10B2、10B2に紫外線を照射する際に、中央部10B1に紫外線が照射されないように、遮蔽部材、例えば、紙などで中央部10B1を覆う。 When the end portions 10B2 and 10B2 are irradiated with ultraviolet rays, the central portion 10B1 is covered with a shielding member such as paper so that the central portion 10B1 is not irradiated with ultraviolet rays.
本実施例では、上述の製造方法において、光源として水銀ランプを用い、紫外線の照射条件は、波長を365nmとし、照射時間を10分とし、照度を500mW/cm2として、端部10B2、10B2のヤング率を、未処理部(中央部10B1)の70MPaから、2,000MPaへと変化させ、端部10B2、10B2の剛性を向上させることができた。 In this embodiment, in the above-described manufacturing method, a mercury lamp is used as the light source, the ultraviolet irradiation conditions are such that the wavelength is 365 nm, the irradiation time is 10 minutes, the illuminance is 500 mW / cm 2 , and the end portions 10B2, 10B2 The Young's modulus was changed from 70 MPa in the untreated part (central part 10B1) to 2,000 MPa, and the rigidity of the end parts 10B2 and 10B2 could be improved.
ここで、本実施例における弾性層10Bの端部10B2、10B2の硬化処理の原理について説明する。光重合反応により、感放射線性アクリルモノマーが紫外線を照射されると、これがプレポリマー、モノマーの重合性二重結合(不飽和基)に接近して、二重結合部分が活性化されて次々と鎖状に結合され、所望の硬度を得られる。本実施例で用いた紫外線照射方法は、斯かる原理に基づくものである。
Here, the principle of the curing process of the end portions 10B2 and 10B2 of the
実際に、本実施例の中間転写ベルト1Bを搭載した画像形成部100でフルカラー画像形成の耐久試験を行ったところ、画像形成装置100の耐久寿命を通して、中間転写ベルト1Bの歪みに起因すると考えられる色ズレ、画像ムラなどの画像乱れは生じなかった。又、中間転写ベルト1Bに従来方法により搬送補助部材としてリブ18Bを設け、搬送規制部材(図示せず)によってガイドするようにしたが、リブ18B及び搬送規制部材による中間転写ベルト1Bの搬送性は十分に保証され、リブ18Bがテンションローラ14に乗り上げ、中間転写ベルト1Bがスラスト方向の片側に寄るようなことは無かった。
Actually, when an endurance test of full-color image formation was performed in the
以上、本実施例によれば、感放射線性アクリルモノマーを含浸させたエピクロルヒドリンゴムを主体として構成された、中間転写ベルト1Bの弾性層10Bのシームレスベルトの端部10B2、10B2に紫外線を照射して硬化させて、弾性層10Bのスラスト方向の中央部10B1と端部10B2、10B2とでヤング率に差を設ける。これによって、中間転写ベルト1Bに剛性を付与するために補強層を設けなくとも、中間転写ベルト1Bが柔軟性と剛性を兼ね備えることができ、歪みを抑止することができる。従って、長期使用においても色ズレ、画像ムラなどの画像乱れの発生を抑止することができる。
As described above, according to the present embodiment, ultraviolet rays are applied to the end portions 10B2 and 10B2 of the seamless belt of the
実施例3
次に、本発明の更に他の実施例について説明する。尚、本実施例の画像形成装置の基本構成、動作は、実施例1のものと実質的に同じであり、中間転ベルトの製造方法が異なる。従って、実施例1のものと実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、ここでは詳しい説明は省略する。
Example 3
Next, still another embodiment of the present invention will be described. The basic configuration and operation of the image forming apparatus of the present embodiment are substantially the same as those of the first embodiment, and the method for manufacturing the intermediate transfer belt is different. Accordingly, elements having substantially the same or corresponding functions and configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted here.
[中間転写ベルト]
本実施例では、図1に示すように、無端状の中間転写ベルト1Cは、1層の弾性層10Cで構成されている。そして、本実施例によれば、中間転写ベルト1Cの弾性層10Cのヤング率は、スラスト方向において内側の略画像部に対応する中央部10C1より、スラスト方向において端縁側の略非画像部に対応する端部10C2、10C2の方が高くなっている。即ち、中間転写ベルト1Cは、実施例1及び実施例2と同様に、弾性層10Cのスラスト方向の中央部10C1と端部10C2、10C2でヤング率に差を有する構成とされている。
[Intermediate transfer belt]
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the endless intermediate transfer belt 1C is composed of one
より具体的には、本実施例では、中央部10C1のヤング率は100MPaであり、端部10C2、10C2のヤング率は2,500MPaである。即ち、見かけ上、中央部10C1側の方が、端部10C2、10C2側より高剛性となる。これにより、中間転写ベルト1Cの中央部10C1は、弾性層10Cを構成するゴム(後述)本来の柔軟性を維持し、又、端部10C2、10C2は、中央部10C1より高剛性となる。従って、中間転写ベルト1Cは、ベルト全体として歪みが生じ難く、歪みに起因して発生する画像乱れを抑えることができる。又、中間転写ベルト1Cに搬送補助部材としてリブ18Cを設け、これをガイドする搬送規制部材を装置本体100A若しくはベルトユニットの枠体に設ける場合であっても、中間転写ベルト1Cの弾性層10Cの歪みが大幅に抑制されているので、搬送規制部材によるベルト搬送性が十分に保証される。従って、長期使用においても安定して高画質を維持することができる。
More specifically, in the present embodiment, the Young's modulus of the central portion 10C1 is 100 MPa, and the Young's modulus of the end portions 10C2, 10C2 is 2,500 MPa. That is, apparently, the central portion 10C1 side has higher rigidity than the end portions 10C2 and 10C2 side. Thereby, the central portion 10C1 of the intermediate transfer belt 1C maintains the original flexibility of rubber (described later) constituting the
上記中間転写ベルト1Cの中央部10C1と端部10C2、10C2のヤング率は、実施例1と同様の方法で測定し、計算した値である。 The Young's modulus of the central portion 10C1 and the end portions 10C2, 10C2 of the intermediate transfer belt 1C is a value measured and calculated by the same method as in the first embodiment.
次に、図8を参照して、本実施例において、弾性層10Cに、ベルト搬送方向に垂直なスラスト方向でヤング率の勾配を持たせる方法について説明する。本実施例では、該方法は、下記の各工程のいずれか又は組み合わせを含む。当業者には容易に理解されるように、ベルト部材を製造するために一般に必要とされるか或いは望ましい他の工程を含んでいてよいことは言うまでもない。
Next, with reference to FIG. 8, a method of giving the
(I)先ず、弾性層10Cを構成するシームレスベルトを作製する。弾性層10Cを構成するシームレスベルトは、本実施例では、シリコーンゴムで構成する。尚、本発明で用いた弾性層の材料は、電子線に対する感受性を有するものであれば特に限定されない。上記シリコーンゴムの他に、例えば、クロロプレンゴム、フッ素系ゴム、エピクロルヒドリンゴムを好適に用いることができるが、温度・湿度に対する環境耐久性に優れている点、及び電気抵抗の環境依存性が少ない点でシリコーンゴムがより好ましい。
(I) First, a seamless belt constituting the
シームレスベルトの製造方法は、実施例1にて説明したものと同様とすることができる。 The manufacturing method of the seamless belt can be the same as that described in the first embodiment.
(II)次いで、図8に示すように、この弾性層10Cの端部10C2、10C2に、電子線を照射し、「硬化処理」を行った。
(II) Next, as shown in FIG. 8, the ends 10C2 and 10C2 of the
加速電圧は、100kVより小さいと被照射体の内部へ深く到達させることが困難となる。一方、加速電圧は、300kVより大きいと所望の硬度以上に硬化し、表面にクラックが発生することがある。従って、加速電圧は、100kV〜300kVが好適であるが、所望の硬度を得るためには、250kV以上が望ましい。吸収線量は、20Mrad以上であると表面の凹凸が高くなり、150Mrad以下であると被照射体の硬化が進行し難い。従って、表面の平滑性を保ちつつ所望の硬度を得るためには、100Mrad〜150Mradの範囲が好ましく、より好ましくは120Mrad〜150Mradである。 If the acceleration voltage is less than 100 kV, it is difficult to reach the inside of the irradiated object deeply. On the other hand, if the acceleration voltage is higher than 300 kV, it may be cured to a desired hardness or more, and cracks may occur on the surface. Accordingly, the acceleration voltage is preferably 100 kV to 300 kV, but is preferably 250 kV or more in order to obtain a desired hardness. When the absorbed dose is 20 Mrad or more, the unevenness of the surface becomes high, and when the absorbed dose is 150 Mrad or less, the curing of the irradiated object hardly proceeds. Therefore, in order to obtain a desired hardness while maintaining the smoothness of the surface, a range of 100 Mrad to 150 Mrad is preferable, and a range of 120 Mrad to 150 Mrad is more preferable.
尚、端部10C2、10C2に電子線を照射する際に、中央部10C1に電子線が照射されないように、遮蔽部材、例えば、薄いアルミニウム板などで中央部10C1を覆う。 When the end portions 10C2 and 10C2 are irradiated with the electron beam, the central portion 10C1 is covered with a shielding member such as a thin aluminum plate so that the central portion 10C1 is not irradiated with the electron beam.
本実施例では、上述の製造方法において、電子線としてカーテン型電子線照射装置を用い、電子線の照射条件は、加速電圧が350kV、吸収線量が150Mradとして、端部10C2、10C2のヤング率を、未処理部(中央部10C1)の100MPaから、2,500MPaへと変化させ、端部10C2、10C2の剛性を向上させることができた。 In this example, in the above-described manufacturing method, a curtain type electron beam irradiation apparatus is used as the electron beam, and the electron beam irradiation conditions are as follows: the acceleration voltage is 350 kV, the absorbed dose is 150 Mrad, and the Young's modulus of the end portions 10C2 and 10C2 is set. The rigidity of the end portions 10C2 and 10C2 could be improved by changing the untreated portion (center portion 10C1) from 100 MPa to 2,500 MPa.
ここで、本実施例における弾性層10Cの端部10C2、10C2の硬化処理の原理について説明する。本実施例で用いた電子線照射方法によれば、シリコーンゴムの加硫を促進させることができ、これによって、端部10C2、10C2の所望の硬度を得られる。本実施例の方法は、斯かる原理に基づくものである。
Here, the principle of the curing treatment of the end portions 10C2 and 10C2 of the
実際に、本実施例の中間転写ベルト1Cを搭載した画像形成部100でフルカラー画像形成の耐久試験を行ったところ、画像形成装置100の耐久寿命を通して、中間転写ベルト1Cの歪みに起因すると考えられる色ズレ、画像ムラなどの画像乱れは生じなかった。又、中間転写ベルト1Cに従来方法により搬送補助部材としてリブ18Cを設け、搬送規制部材(図示せず)によってガイドするようにしたが、リブ18C及び搬送規制部材による中間転写ベルト1Cの搬送性は十分に保証され、リブ18Cがテンションローラ14に乗り上げ、中間転写ベルト1Cがスラスト方向の片側に寄るようなことは無かった。
Actually, when an endurance test of full-color image formation was performed in the
以上、本実施例によれば、シリコーンゴムで構成された中間転写ベルト1Cの弾性層10Cのシームレスベルトの端部10C、10C2に電子線を照射して硬化させて、弾性層10Cのスラスト方向の中央部10C1と端部10C2、10C2とでヤング率に差を設ける。これによって、中間転写ベルト1Cに剛性を付与するために補強層を設けなくとも、中間転写ベルト1Cが柔軟性と剛性を兼ね備えることができ、歪みを抑止することができる。従って、長期使用においても色ズレ、画像ムラなどの画像乱れの発生を抑止することができる。
As described above, according to this embodiment, the
実施例4
次に、本発明の他の実施例について説明する。尚、本実施例の画像形成装置の基本構成、動作は、実施例1のものと実質的に同じであり、中間転写ベルトが異なる。従って、実施例1のものと実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、ここでは詳しい説明は省略する。
Example 4
Next, another embodiment of the present invention will be described. The basic configuration and operation of the image forming apparatus of the present embodiment are substantially the same as those of the first embodiment, and the intermediate transfer belt is different. Accordingly, elements having substantially the same or corresponding functions and configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted here.
[中間転写ベルト]
本実施例では、図9に示すように無端状の中間転写ベルト1Dは、3層の弾性層(ベルト本体)で構成されている。即ち、ベルト本体1Dの基層10Dには、搬送補助部材としてのリブ18Dなどを設けることができるが、本実施例では、中間転写体としての機能部材たるベルト部材は、実質的に3層の弾性層(ベルト本体)、即ち、基層10D、中間層11D、表層12Dで形成されている。
[Intermediate transfer belt]
In this embodiment, as shown in FIG. 9, the endless
3層の各層の機能を説明する。3層の弾性層の内、中間層11Dのヤング率が70MPaと非常に柔らかいため、表面性を向上させるために、研磨、切削工程などを行う場合、加工が困難になる場合がある。それ故、中間層11Dの下層に、表面性加工を容易に行える基層10Dを設ける。本実施例では、基層10Dは、補強を目的としたものではなく、中間転写ベルト1Dの裏面の表面性を向上させるためのものである。又、表層12Dは、トナー像の離型性向上のためにある。
The function of each of the three layers will be described. Among the three elastic layers, the Young's modulus of the
そして、本発明によれば、中間転写ベルト1Dの基層10Dのヤング率は、スラスト方向において内側の略画像部に対応する中央部10D1より、スラスト方向において端縁側の略非画像部に対応する端部10D2、10D2の方が高くなっている。且つ、中間転写ベルト1Dの基層10Dのヤング率は、中間転写ベルト1Dの中間層11D及び表層12Dのヤング率より高くなっている。つまり、本発明に従い、中間転写ベルト1Dは、基層10Dのスラスト方向の中央部10D1と、端部10D2、10D2とでヤング率に差を有する構成とされており、且つ、3層の弾性層の内、基層10Dの端部10D2、10D2のヤング率が最も高い。
According to the present invention, the Young's modulus of the
より具体的には、本実施例では、基層10Dの中央部10D1のヤング率は900MPaであり、端部10D2、11D2のヤング率は2,800MPaである。そして、中間層11Dのヤング率は70MPaであり、表層12Dのヤング率は30MPaである。下記硬化処理前において、3層の弾性層の内、基層10Dのヤング率が最も高い。
More specifically, in this example, the Young's modulus of the central portion 10D1 of the
即ち、中間転写ベルト1Dは、見かけ上、端部10D2、10D2側の方が、中央部10D1側より高剛性となり、且つ、3層の内、基層10Dの端部10D2、10D2のヤング率が最も高くなる。
That is, the
これにより、中間転写ベルト1Dの中央部は、弾性層(基層、中間層、表層)10D、11D、12Dを構成するゴム(後述)本来の柔軟性を維持し、又、端部は、中央部より高剛性となる。従って、中間転写ベルト1Dは、ベルト全体として歪みが生じ難く、歪みに起因して発生する画像乱れを抑えることができる。又、中間転写ベルト1Dに搬送補助部材としてリブ18Dを設け、これをガイドする搬送規制部材を装置本体100A、若しくは駆動ローラ13、テンションローラ14、バックアップローラ15及び中間転写ベルト1などを備え一体的にユニット化されたベルトユニットの枠体に設ける場合であっても、中間転写ベルト1Dの歪みが大幅に抑制されているので、搬送規制部材によるベルトの搬送性が十分に保証される。従って、長期使用においても安定して高画質を維持することができる。
Thereby, the central part of the
搬送補助部材としてのリブ18Dとしては、実施例1で説明したものと同様のものを用いることができ、基層10Dと同種又は異種の材料で形成され、中間転写ベルト1Dの内側(感光ドラムの当接側と反対側)において、スラスト方向の一方の縁部近傍に、例えば接着することにより基層10Dに設けることができる。
As the
ここで、実施例1にて説明したのと同様に、相対的にヤング率が低くくされる基層10Dの中央部10D1は、トナー像が転写される領域である画像部のみに厳密に対応する必要はない。又、同様に、相対的にヤング率が高くされる基層10Dの端部10D2は、トナー像が転写されない領域である非画像部に厳密に対応する必要はない。但し、中間転写ベルト1Dが略一様に2次転写ローラ16に当接して、白抜けなどの無い良好な転写性能を保証するように、相対的にヤング率が高くされる基層10Dの端部10D2は非画像部に配置されるのが好ましい。
Here, as described in the first embodiment, the central portion 10D1 of the
上記中間転写ベルト1Dの基層10Dの中央部10D1及び端部10D2のヤング率、又、中間層11Dのヤング率、表層(最外層)12Dのヤング率は、実施例1で説明したのと同様の方法で測定し、計算した値である。但し、基層10D、中間層11D、表層12Dのヤング率は、厚みを、それぞれの層10D、11D、12Dの厚さとして計算した。
The Young's modulus of the central portion 10D1 and the end portion 10D2 of the
次に、図3を参照して、本実施例において、基層10Dに、ベルト搬送方向に垂直なスラスト方向でヤング率の勾配を持たせる方法について説明する。斯かる方法は、実施例1における弾性層10Aにスラスト方向でヤング率の勾配を持たせる方法と同様である。本実施例では、該方法は、下記の各工程のいずれか又は組み合わせを含む。当業者には容易に理解されるように、ベルト部材を製造するために一般に必要とされるか或いは望ましい他の工程を含んでいてよいことは言うまでもない。
Next, with reference to FIG. 3, a method for providing the
(I)先ず、基層10Dを構成するシームレスベルトを作製する。基層10Dを構成するシームレスベルト(基材)は、本実施例では、フッ素系ゴム、例えば、ポリフッ化ビニリデン系、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロペン系、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロペン系、テトラフルオロエチレン−プロピレン系のもので好適に作製することができるが、ゴムとしての性能を維持し、表面性加工が容易で、且つ製造コストが安い点で、ポリフッ化ビニルデン系のものがより好ましい。シームレスベルトの製造方法は、従来のものと変わりない。斯かる方法は、当業者には周知であるので詳しい説明は省略するが、遠心成形法により製造し得る。
(I) First, a seamless belt constituting the
(II)次いで、図3に示すように、この基層10Dの端部10D2を、ポリイソシアネート化合物浴に所定時間浸漬し、「硬化処理」を行う。本実施例では、基層10Dに、ポリフッ化ビニリデンを用いた。
(II) Next, as shown in FIG. 3, the end portion 10D2 of the
ポリイソシアネート化合物としては、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,6−ジイソシアナトヘキサン(HDI)、2−メチルペンタメチレンジイソシアネート−1,5(MPDI)などを好適に用いるが、高伸張率の反応生成物が得られる点でMDIがより好ましい。 As the polyisocyanate compound, 4,4-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,6-diisocyanatohexane (HDI), 2-methylpentamethylene diisocyanate-1,5 (MPDI) or the like is preferably used, but high elongation is used. MDI is more preferred in that a high rate reaction product is obtained.
フッ素系ゴムとポリイソシアネート化合物とを反応させる方法は、特に制限されるものではないが、フッ素系ゴム、ポリイソシアネート化合物及び必要に応じて添加されるその他の成分を適宜な溶剤、例えば、メチルエチルケトン、トルエン、キシレンに溶解し、この溶液を、基層10Dを形成するゴム部材に浸透させて常温或いは加熱下に反応硬化させる方法が、常温下で硬化反応させ得る点で好ましい。
The method for reacting the fluorinated rubber with the polyisocyanate compound is not particularly limited, but the fluorinated rubber, the polyisocyanate compound and other components added as necessary may be added to an appropriate solvent such as methyl ethyl ketone, A method of dissolving in toluene and xylene and allowing this solution to penetrate into the rubber member forming the
基層10Dの端部10D2をポリイソシアネート化合物に浸漬して「硬化処理」を行う時間は、端部10D2が所望のヤング率となるように適宜選定し得る。但し、硬化処理する際に、処理時間をあまり長くし過ぎると処理部が引きつり、ゴムが局所的に引裂かれてしまい、ベルトの搬送性に影響を及ぼすことがある。又、上述のように、硬化処理部のヤング率は、基層10Dの構成に応じて硬化処理の時間がある時間を超えるとほぼ飽和に達する。一方、処理時間を短くしすぎると、硬化処理が不十となり所望の剛性を得られなくなる虞がある。従って、硬化処理の時間は、3分〜10分が適当であり、より好ましくは5分〜7分である。
The time for performing the “curing treatment” by immersing the end 10D2 of the
尚、イソシアネート化合物浴に端部10D2を浸漬する際に、中央部10D1に該イソシアネート化合物が侵入しないように、中央部10D1を、シランカップリング材、ポリエチレングリコールなどでマスキングしてもよい。 Note that when the end portion 10D2 is immersed in the isocyanate compound bath, the central portion 10D1 may be masked with a silane coupling material, polyethylene glycol, or the like so that the isocyanate compound does not enter the central portion 10D1.
(III)次いで、余分なイソシアネート化合物を拭き取った後、例えば、常温で72時間放置(養生)する。勿論、養生の時間は、上記のものに限定されず、端部10D2のヤング率を相対的に高める目的を達しうるのであれば、任意に設定することができる。 (III) Next, after wiping off the excess isocyanate compound, it is left (cured) at room temperature for 72 hours, for example. Of course, the curing time is not limited to the above, and can be arbitrarily set as long as the purpose of relatively increasing the Young's modulus of the end portion 10D2 can be achieved.
本実施例では、上述の製造方法において、硬化時間を5分として、端部10D2のヤング率を、未処理部(中央部10D1)の900MPaから、2、800MPaへと変化させた。これにより、端部10D2の剛性を向上させることができた。 In this example, the Young's modulus of the end portion 10D2 was changed from 900 MPa of the untreated portion (central portion 10D1) to 2,800 MPa with the curing time being 5 minutes in the above-described manufacturing method. Thereby, the rigidity of end part 10D2 was able to be improved.
図3には、弾性層10Dのスラスト方向において一方の端部10D2のみの硬化処理を模式的に示しているが、他方の端部10D2に対しても同様にして硬化処理を施すことができる。
FIG. 3 schematically shows the curing process for only one end 10D2 in the thrust direction of the
本実施例における基層10Dの端部10D2の硬化処理の原理は、実施例1において弾性層10Aの端部10A2を硬化させる原理として説明したものと同じである。
The principle of the curing process of the end portion 10D2 of the
ここで、本実施例の構成では、上述のような転写性の観点から、略画像部に相当する中央部10D1のヤング率は、100〜900MPaであることが好ましく、より好ましくは、700〜900MPaである。一方、本発明の目的を達し得るように、略非画像部に相当する端部10D2のヤング率は、2000〜2800MPaであることが好ましく、より好ましくは2500〜2800MPaである。 Here, in the configuration of the present embodiment, from the viewpoint of transferability as described above, the Young's modulus of the central portion 10D1 substantially corresponding to the image portion is preferably 100 to 900 MPa, more preferably 700 to 900 MPa. It is. On the other hand, in order to achieve the object of the present invention, the Young's modulus of the end portion 10D2 corresponding to the substantially non-image portion is preferably 2000 to 2800 MPa, more preferably 2500 to 2800 MPa.
又、実施例1にて説明したのと同様に、基層10Dのスラスト方向において両方の端部10D2、10D2のヤング率は一致していることが好ましいが、本発明は、厳密に一致している場合に限定されるものではない。更に、基層10Dの端部10D2、10D2から中央部10D1へとヤング率が漸次変化(低下)する、ヤング率勾配(遷移部)があってもよい。
In addition, as described in the first embodiment, it is preferable that the Young's moduli of both end portions 10D2 and 10D2 match in the thrust direction of the
(IV)次いで、基層10Dの上層に中間層11Dを形成する。本実施例では、フッ素系ゴム、例えば、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロペン系、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロペン系、テトラフルオロエチレン−プロピレン系のもので中間層11Dを好適に作製することができるが、表面平滑性の点でテトラフルオロエチレン−プロピレン系がより好ましい。中間層11Dの製造方法は、従来のものと変わりない。斯かる方法は、当業者には周知であるので詳しい説明は省略するが、射出成形法により製造し得る。
(IV) Next, the
(V)次いで、中間層11Dの上層に表層12Dを成形する。本実施例では、フッ素樹
脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等で表層を好適に製造することができるが、トナー離型性、耐久性(クラック)の点で、フッ素樹脂が好ましい。表層12Dの製造方法は、従来のものと変わりない。斯かる方法は、当業者には周知であるので詳しい説明は省略するが、塗布成形により製造し得る。
(V) Next, the
実際に、本実施例の中間転写ベルト1Dを搭載した画像形成部100でフルカラー画像形成の耐久試験を行ったところ、画像形成装置100の耐久寿命を通して、中間転写ベルト1Dの歪みに起因すると考えられる色ズレ、画像ムラなどの画像乱れは生じなかった。又、中間転写ベルト1Dに従来方法により搬送補助部材としてリブ18Dを設け、搬送規制部材(図示せず)によってガイドするようにしたが、リブ18D及び搬送規制部材による中間転写ベルト1Dの搬送性は十分に保証され、リブ18Dがテンションローラ14に乗り上げ、中間転写ベルト1Dがスラスト方向の片側に寄るようなことは無かった。
Actually, when an endurance test of full-color image formation was performed in the
以上、本実施例によれば、中間転写ベルト1Dの基層10Dを構成するシームレスベルトのフッ素系ゴム材料と、イソシアネート化合物との反応により、基層10Dのスラスト方向の中央部10D1と端部10D2、10D2とでヤング率に差を設ける。即ち、中間転写ベルト1Dの複数の層10D、11D、12Dがある場合において、少なくとも1層の端部の強度を上げる。これによって、中間転写ベルト1Dに剛性を付与するために基層10Dに補強層を設けなくとも、中間転写ベルト1Dが柔軟性と剛性を兼ね備えることができ、歪みを抑止することができる。従って、長期使用においても色ズレ、画像ムラなどの画像乱れの発生を抑止することができる。
As described above, according to this embodiment, the central portion 10D1 and the end portions 10D2 and 10D2 in the thrust direction of the
尚、本実施例では、実施例1にて説明した中間転写ベルト1Aの弾性層10Aと同様にしてスラスト方向の剛性を高めた基層10Dを用い、その上に中間層11D、12Dを形成するものとして説明したが、実施例2、3にて説明した中間転写ベルト1B、1Cの弾性層10A、10Bと同様のものを本実施例における基層10Dとして用い、その上に中間層11D、表層12Dを形成することもできる。
In the present embodiment, the
実施例5
次に、本発明の他の実施例について説明する。尚、本実施例の画像形成装置の基本構成、動作は、実施例1のものと実質的に同じであり、中間転写ベルトが異なる。従って、実施例1のものと実質的に同一若しくは相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付し、ここでは詳しい説明は省略する。
Example 5
Next, another embodiment of the present invention will be described. The basic configuration and operation of the image forming apparatus of the present embodiment are substantially the same as those of the first embodiment, and the intermediate transfer belt is different. Accordingly, elements having substantially the same or corresponding functions and configurations as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted here.
[中間転写ベルト]
本実施例では、図10に示すように無端状の中間転写ベルト1Eは、3層の弾性層(ベルト本体)で構成されている。即ち、ベルト本体1Eの基層10Eには、搬送補助部材としてのリブ18Eなどを設けることができるが、本実施例では、中間転写体としての機能部材たるベルト部材は、実質的に3層の弾性層(ベルト本体)10E、11E、12Eで形成されている。3層の各層、即ち、基層10E、中間層11E、表層12Eの機能は、それぞれ実施例4のもとの同じである。
[Intermediate transfer belt]
In this embodiment, as shown in FIG. 10, the endless
そして、本発明によれば、中間転写ベルト1Eの基層10Eのヤング率は、スラスト方向において内側の略画像部に対応する中央部10E1より、スラスト方向において端縁側の略非画像部に対応する端部10E2、10E2の方が高くなっている。且つ、中間転写ベルト1Eの基層10Eのヤング率は、中間転写ベルト1Eの中間層11Eの中央部11E1及び端部11E2、並びに表層12Eの中央部12E1及び端部12E2のヤング率より高くなっている。つまり、本発明に従い、中間転写ベルト1Eは、基層10Eのスラスト方向の中央部10E1と、端部10E2、10E2とでヤング率に差を有する構成とされており、且つ、3層の弾性層の内、基層10Eの端部10E2、10E2のヤング率が最も高い。又、本実施例では、後述する製造方法により、付加的に中間層11E、表層12Eの端部11E2、12E2のヤング率をも、それぞれの中央部11E1、12E1より高くなっている。
According to the present invention, the Young's modulus of the
より具体的には、本実施例では、基層10Eの中央部10E1のヤング率は900MPaであり、端部10E2、10E2のヤング率は2,800MPaである。又、中間層11Eの中央部11E1のヤング率は70MPaであり、中間層11Eの端部11E2、11E2のヤング率は1500MPaである。更に、表層12Eの中央部12E1のヤング率は30MPaであり、表層12Eの端部12E2、12E2のヤング率は1000MPaである。
More specifically, in this embodiment, the Young's modulus of the central portion 10E1 of the
即ち、見かけ上、中間転写ベルト1Eは、端部10E2、10E2側の方が、中央部10E1側より高剛性となり、且つ、3層の内、基層10Eの端部10E2、10E2のヤング率が最も高くなる。
That is, apparently, the
これにより、中間転写ベルト1Eの中央部は、弾性層(基層、中間層、表層)10E、11E、12Eを構成するゴム(後述)本来の柔軟性を維持し、又、端部は中央部より高剛性となる。従って、中間転写ベルト1Eは、ベルト全体として歪みが生じ難く、歪みに起因して発生する画像乱れを抑えることができる。又、中間転写ベルト1Eに搬送補助部材としてリブ18Eを設け、これをガイドする搬送規制部材を装置本体100A、若しくは駆動ローラ13、テンションローラ14、バックアップローラ15及び中間転写ベルト1などを備え一体的にユニット化されたベルトユニットの枠体に設ける場合であっても、中間転写ベルト1Eの歪みが大幅に抑制されているので、搬送規制部材によるベルトの搬送性が十分に保証される。従って、長期使用においても安定して高画質を維持することができる。
Thereby, the central portion of the
搬送補助部材としてのリブ18Eとしては、実施例1で説明いたものと同様のものを用いることができ、基層10Eと同種又は異種の材料で形成され、中間転写ベルト1Eの内側(感光ドラムの当接側と反対側)において、スラスト方向の一方の縁部近傍に、例えば接着することにより基層10Eに設けることができる。
As the
ここで、実施例1にて説明したのと同様に、相対的にヤング率が低くくされる弾性層(基層、中間層、表層)10E、11E、12Eの中央部10E1、11E1、12E1は、トナー像が転写される領域である画像部のみに厳密に対応する必要はない。又、同様に、相対的にヤング率が高くされる弾性層10E、11E、12Eの端部10E2、11E2、12E2は、トナー像が転写されない領域である非画像部に厳密に対応する必要はない。但し、中間転写ベルト1Eが略一様に2次転写ローラ16に当接して、白抜けなどの無い良好な転写性能を保証するように、相対的にヤング率が高くされる端部10E2、11E2、12E2は非画像部に配置されるのが好ましい。
Here, as described in the first embodiment, the central portions 10E1, 11E1, and 12E1 of the elastic layers (base layer, intermediate layer, and surface layer) 10E, 11E, and 12E that have relatively low Young's modulus are toner images. It is not necessary to strictly correspond only to an image portion that is a region to which is transferred. Similarly, the end portions 10E2, 11E2, and 12E2 of the
上記中間転写ベルト1Eの弾性層(基層、中間層、表層)10E、11E、12Eの中央部10E1、11E1、12E1と端部10E2、11E2、12E2のヤング率は、実施例1で説明したのと同様の方法で測定し、計算した値である。但し、基層10E、中間層11E、表層12Eのヤング率は、厚みを、それぞれの層10E、11E、12Eの厚さとして計算した。
The Young's modulus of the central portions 10E1, 11E1, 12E1 and the end portions 10E2, 11E2, 12E2 of the elastic layers (base layer, intermediate layer, surface layer) 10E, 11E, 12E of the
次に、本実施例において、弾性層(基層、中間層、表層)10E、11E、12Eに、ベルト搬送方向に垂直なスラスト方向でヤング率の勾配を持たせる方法について説明する。実施例4において基層10Dのスラスト方向の端部10D2のヤング率を高めた後に中間層11D、表層12Dを設けたのに対し、本実施例では、3層を形成した後に各層のスラスト方向の端部10E2、11E2、12E2のヤング率を高める。本実施例では、該方法は、下記の各工程のいずれか又は組み合わせを含む。当業者には容易に理解されるように、ベルト部材を製造するために一般に必要とされるか或いは望ましい他の工程を含んでいてよいことは言うまでもない。
Next, in this embodiment, a method of giving Young's modulus gradient in the thrust direction perpendicular to the belt conveying direction to the elastic layers (base layer, intermediate layer, surface layer) 10E, 11E, 12E will be described. In the fourth embodiment, the
(I)先ず、基層10Eを構成するシームレスベルトを作製する。基層10Eを構成するシームレスベルト(基材)は、本実施例では、フッ素系ゴム、例えば、ポリフッ化ビニルデン系、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロペン系、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロペン系、テトラフルオロエチレン−プロピレン系のもので好適に作製することができるが、ゴムとしての性能を維持し、表面性加工が容易で、且つ製造コストが安い点で、ポリフッ化ビニルデン系のものがより好ましい。シームレスベルトの製造方法は、従来のものと変わりない。斯かる方法は、当業者には周知であるので詳しい説明は省略するが、遠心成形法により製造し得る。
(I) First, a seamless belt constituting the
(II)次いで、基層10Eの上層に中間層11Eを形成する。本実施例では、フッ素
系ゴム、例えば、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロペン系、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロペン系、テトラフルオロエチレン−プロピレン系のもので中間層11Eを好適に作製することができるが、表面平滑性の点でテトラフルオロエチレン−プロピレン系がより好ましい。中間層11Eの製造方法は、従来のものと変わりない。斯かる方法は、当業者には周知であるので詳しい説明は省略するが、射出成形法により製造し得る。
(II) Next, the
(III)次いで、中間層11Eの上層に表層12Eを成形する。本実施例では、フッ
素樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等で表層を好適に製造することができるが、トナー離型性、耐久性(クラック)の点で、フッ素樹脂が好ましい。表層12Eの製造方法は、従来のものと変わりない。斯かる方法は、当業者には周知であるので詳しい説明は省略するが、塗布成形により製造し得る。
(III) Next, the
(IV)次いで、この中間転写ベルト1Eの弾性層(基層、中間層、表層)10E、11E、12Eのそれぞれの端部10E2、11E2、12E2を、ポリイソシアネート化合物浴に所定時間浸漬し、「硬化処理」を行う。斯かる硬化処理は、図3を参照して上述したものと同様である。本実施例では、図3中の単一層の弾性層10A(実施例1)若しくは基層10D(実施例4)は、3層の弾性層(基層、中間層、表層)10E、11E、12Eとなる。同様に、図3中の中央部10A1、10D1は中央部10E1、11E1、12E1に、又、端部10A2、10D2は端部10E2、11E2、12E2となる。それぞれ読み替えて参照されたい。
(IV) Next, the respective end portions 10E2, 11E2, and 12E2 of the elastic layers (base layer, intermediate layer, and surface layer) 10E, 11E, and 12E of the
ポリイソシアネート化合物としては、4,4−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,6−ジイソシアナトヘキサン(HDI)、2−メチルペンタメチレンジイソシアネート−1,5(MPDI)などを好適に用いるが、高伸張率の反応生成物が得られる点でMDIがより好ましい。 As the polyisocyanate compound, 4,4-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 1,6-diisocyanatohexane (HDI), 2-methylpentamethylene diisocyanate-1,5 (MPDI) or the like is preferably used, but high elongation is used. MDI is more preferred in that a high rate reaction product is obtained.
フッ素系ゴムとポリイソシアネート化合物とを反応させる方法は、特に制限されるものではないが、フッ素系ゴム、ポリイソシアネート化合物及び必要に応じて添加されるその他の成分を適宜な溶剤、例えば、メチルエチルケトン、トルエン、キシレンに溶解し、この溶液を、弾性層(基層、中間層、表層)10E、11E、12Eを形成するゴム部材に浸透させて常温或いは加熱下に反応硬化させる方法が、常温下で硬化反応させ得る点で好ましい。 The method for reacting the fluorinated rubber with the polyisocyanate compound is not particularly limited, but the fluorinated rubber, the polyisocyanate compound and other components added as necessary may be added to an appropriate solvent such as methyl ethyl ketone, The method of dissolving in toluene and xylene and allowing this solution to penetrate into the rubber members forming the elastic layers (base layer, intermediate layer, surface layer) 10E, 11E, and 12E and react and cure at room temperature or under heating is cured at room temperature. It is preferable at the point which can be made to react.
中間転写ベルト1Eの弾性層(基層、中間層、表層)10E、11E、12Eの端部10E2、11E2、12E2をポリイソシアネート化合物に浸漬して「硬化処理」を行う時間は、端部10E2が所望のヤング率となるように適宜選定し得る。但し、硬化処理する際に、処理時間をあまり長くし過ぎると処理部が引きつり、ゴムが局所的に引裂かれてしまい、ベルトの搬送性に影響を及ぼすことがある。又、上述のように、硬化処理部のヤング率は、基層10Eの構成に応じて硬化処理の時間がある時間を超えるとほぼ飽和に達する。一方、処理時間を短くしすぎると、硬化処理が不十となり所望の剛性を得られなくなる虞がある。従って、硬化処理の時間は、5分〜12分が適当であり、より好ましくは7分〜9分である。
The end 10E2 is desired for the time during which the end portions 10E2, 11E2, and 12E2 of the elastic layers (base layer, intermediate layer, and surface layer) 10E, 11E, and 12E of the
尚、イソシアネート化合物浴に弾性層(基層、中間層、表層)10E、11E、12Eの端部10E2、11E2、12E2を浸漬する際に、基層10Eの中央部10E1、及び表層12Eの中央部12E1に該イソシアネート化合物が侵入しないように、基層10Eの中央部10E1、及び表層12Eの12E1を、シランカップリング材、ポリエチレングリコールなどでマスキングしてもよい。
When the end portions 10E2, 11E2, and 12E2 of the elastic layers (base layer, intermediate layer, and surface layer) 10E, 11E, and 12E are immersed in the isocyanate compound bath, the center portion 10E1 of the
(V)次いで、余分なイソシアネート化合物を拭き取った後、例えば、常温で72時間
放置(養生)する。勿論、養生の時間は、上記のものに限定されず、端部10E2のヤング率を相対的に高める目的を達しうるのであれば、任意に設定することができる。
(V) Next, after wiping off the excess isocyanate compound, it is left (cured) at room temperature for 72 hours, for example. Of course, the curing time is not limited to the above, and can be arbitrarily set as long as the purpose of relatively increasing the Young's modulus of the end portion 10E2 can be achieved.
本実施例では、上述の製造方法において、硬化時間を5分として、基層10Eの端部10E2のヤング率を、未処理部(中央部10E1)の900MPaから、2、800MPaへと変化させた。これにより、基層10Eの端部10E2の剛性を向上させることができた。又、上記処理により、中間層11Eの端部11E2のヤング率は70MPaから1500MPへ向上し、表層12Eの端部12E2のヤング率は30MPaから1000MPaへ向上した。
In this example, the Young's modulus of the end portion 10E2 of the
図3には、弾性層(基層、中間層、表層)10E、11E、12Eのスラスト方向において一方の端部10E2、11E2、12E2のみの硬化処理を模式的に示しているが、他方の端部10E2、11E2、12E2に対しても同様にして硬化処理を施すことができる。 FIG. 3 schematically shows the curing treatment of only one end 10E2, 11E2, 12E2 in the thrust direction of the elastic layers (base layer, intermediate layer, surface layer) 10E, 11E, 12E, but the other end 10E2, 11E2, and 12E2 can be similarly cured.
本実施例における基層10Eの端部10E2の硬化処理の原理は、実施例1において弾性層10Aの端部10A2を硬化させる原理として説明したものと同じである。
The principle of the curing process of the end portion 10E2 of the
ここで、本実施例の構成では、上述のような転写性の観点から、略画像部に相当する基層10Eの中央部10E1のヤング率は、100〜900MPaであることが好ましく、より好ましくは、700〜900MPaである。一方、本発明の目的を達し得るように、略非画像部に相当する端部10E2のヤング率は、2000〜2800MPaであることが好ましく、より好ましくは2500〜2800MPaである。
Here, in the configuration of the present embodiment, from the viewpoint of transferability as described above, the Young's modulus of the central portion 10E1 of the
又、実施例1にて説明したのと同様に、基層10Eのスラスト方向において両方の端部10E2、10E2のヤング率は一致していることが好ましいが、本発明は、厳密に一致している場合に限定されるものではない。更に、弾性層10Eの端部10E2から中央部10E1へとヤング率が漸次変化(低下)する、ヤング率勾配(遷移部)があってもよい。
Further, as described in the first embodiment, it is preferable that the Young's moduli of both end portions 10E2 and 10E2 are in the thrust direction of the
実際に、本実施例の中間転写ベルト1Eを搭載した画像形成部100でフルカラー画像形成の耐久試験を行ったところ、画像形成装置100の耐久寿命を通して、中間転写ベルト1Eの歪みに起因すると考えられる色ズレ、画像ムラなどの画像乱れは生じなかった。又、中間転写ベルト1Eに従来方法により搬送補助部材としてリブ18Eを設け、搬送規制部材(図示せず)によってガイドするようにしたが、リブ18E及び搬送規制部材による中間転写ベルト1Eの搬送性は十分に保証され、リブ18Eがテンションローラ14に乗り上げ、中間転写ベルト1Eがスラスト方向の片側に寄るようなことは無かった。
Actually, when an endurance test for full-color image formation was performed in the
以上、本実施例によれば、中間転写ベルト1Eの基層10Eを構成するシームレスベルトのフッ素系ゴム材料と、イソシアネート化合物との反応により、基層10Eのスラスト方向の中央部10E1と端部10E2、10E2とでヤング率に差を設ける。即ち、中間転写ベルト1Eの複数の層10E、11E、12Eがある場合において、少なくとも1層の端部の強度を上げる。これによって、中間転写ベルト1Eに剛性を付与するために基層10Eに補強層を設けなくとも、中間転写ベルト1Eが柔軟性と剛性を兼ね備えることができ、歪みを抑止することができる。従って、長期使用においても色ズレ、画像ムラなどの画像乱れの発生を抑止することができる。又、本実施例では、基層10Eに中間層11E、表層12Eを形成した後に上記反応による硬化処理を行うため、このとき付加的に中間層11E、表層12Eの端部11E2、12Eのヤング率をも、それぞれの中央部11E1、12E1よりも高くなる。これにより、中間転写ベルト1Eは、柔軟性を備えると共に、更に剛性が付与される。
As described above, according to this embodiment, the central portion 10E1 and the end portions 10E2 and 10E2 in the thrust direction of the
上記実施例4、5では、現像剤像搬送ベルトが複数層を有する場合として、基層、中間層、表層の3層を有する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、基層の上(最外層)に単に離型層(表層)を設けたものであってもよい。この場合、少なくとも1つの層として、基層のスラスト方向端部のヤング率を中央部に対して高くすればよく、更に表層のスラスト方向端部のヤング率をもその中央部に対して高くしてもよい。 In Examples 4 and 5 described above, the case where the developer image transport belt has a plurality of layers has been described as having a base layer, an intermediate layer, and a surface layer, but the present invention is not limited to this. For example, a release layer (surface layer) may be simply provided on the base layer (outermost layer). In this case, as the at least one layer, the Young's modulus at the end in the thrust direction of the base layer may be set higher than that at the center, and the Young's modulus at the end in the thrust direction of the surface layer is also increased relative to the center. Also good.
尚、上記各実施例では、少なくとも1つの層を有する現像剤像搬送ベルトとして、中間転写ベルト1を例に挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。前述の記録材担持体としての記録材担持ベルトについても本発明は等しく適用可能である。本発明に従う現像剤搬送ベルトは、画像形成装置に用いられる、転写ベルト、記録材担持ベルトなど、剛性と柔軟性を要求されるすべてのベルト材に適用可能である。例えば、図11に、現像剤像搬送ベルトとして記録材担持ベルト201を備える画像形成装置200の概略構成を示す。図示の画像形成装置200は、上記実施例と同様、複数の画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdを有する。図11中、図1に示す画像形成装置100と実質的に同一若しくは相当する構成、機能を有する要素には同一の符号を付してある。そして、記録材担持ベルト201は、本発明に従い、上記各実施例で説明したのと同様にして、スラスト方向の中央部と端部とでヤング率に差が設けられている。中間転写ベルトについて説明した他の特徴はすべて斯かる記録材担持ベルト201に適用でき、上記同様の作用効果を奏し得る。
In the above embodiments, the present invention has been described by taking the
本発明に従う現像剤像搬送ベルトが記録材担持体として使用される場合は、上記画像部は、担持された記録材S上の画像領域(若しくは記録材Sの担持領域)に相当し、非画像部は、担持された記録材S上の非画像領域(若しくは記録材Sの担持領域外)に相当する。しかし、この場合も、上記同様、中央部、端部は、それぞれ画像部、非画像部に厳密に対応する必要はないが、転写性に鑑みれば、端部は非画像部に対応していることが好ましい。 When the developer image conveying belt according to the present invention is used as a recording material carrier, the image portion corresponds to an image area on the carried recording material S (or a carrying area of the recording material S) and is a non-image. The portion corresponds to a non-image area (or outside the recording material S carrying area) on the carried recording material S. However, in this case as well, as described above, the central portion and the end portion do not need to correspond exactly to the image portion and the non-image portion, respectively, but in view of transferability, the end portion corresponds to the non-image portion. It is preferable.
又、上記各実施例では、画像形成装置は、像形成手段として複数の画像形成部を有するものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、単一の画像形成部を有し、単一種類の現像剤を用いて画像、典型的にはモノクロ画像を形成する画像形成装置で、転写部にて記録材を像担持体との間で挟持すると共に記録材を搬送する転写ベルトを有するものであっても、該転写ベルトについて本発明を等しく適用可能である。この場合、図1若しくは図11に示した画像形成装置100、200の何れかの画像形成部を単独で有するものと考えればよいので、ここでは上述の説明を援用する。
In each of the above embodiments, the image forming apparatus has been described as having a plurality of image forming units as image forming means, but the present invention is not limited to this. For example, in an image forming apparatus that has a single image forming unit and forms an image, typically a monochrome image, using a single type of developer, the recording material is placed between the image carrier and the transfer unit. The present invention can be equally applied to the transfer belt even if it has a transfer belt that sandwiches the recording material and conveys the recording material. In this case, since it may be considered that the
又、複数種類の現像剤を用いて画像形成を行い得る画像形成装置として、1つの像担持体に対して複数の現像手段を有し、該1つの像担持体上に順次に形成した現像剤像を、記録材担持体上に担持された記録材に転写するか、或いは中間転写体に順次に1次転写した後一括して記録材に2次転写するかして画像、典型的にはフルカラー画像を形成する画像形成装置にも、本発明は等しく適用し得るものである。図12はこの種の画像形成装置の一例の概略構成を示す。図示の画像形成装置300は、複数の現像手段として4つの現像器24a、24b、24c、24dを回転体24Aに装着した現像装置24を有する。回転体24Aを回動させることによって像担持体たる感光ドラム21に対し所望の現像手段を対向させ、この感光ドラム21上に順次に所望の現像手段によってトナー像を形成することができる。感光ドラム21に順次に形成されるトナー像は、中間転写体たる中間転写ベルト301に1次転写し、次いで一括して記録材Sに2次転写する。図12中、図1に示す画像形成装置100と実質的に同一若しくは相当する構成、機能を有する要素には同一の符号を付してある。この場合、帯電、露光、現像、1次転写の各工程を経て中間転写ベルト301にトナー像を形成する感光ドラム21、帯電ローラ22、露光装置23、現像装置24、転写ローラ25を有し像形成手段が構成される。そして、斯かる画像形成装置300においても、中間転写ベルト301として上記各実施例で説明したものと実質的に同じものを使用することができ、上記同様の作用効果を奏し得る。
Further, as an image forming apparatus capable of forming an image using a plurality of types of developers, a developer having a plurality of developing units for one image carrier and sequentially formed on the one image carrier. An image, typically an image, typically transferred onto a recording material carried on a recording material carrier, or sequentially transferred onto an intermediate transfer body and then secondary transferred onto a recording material at a time. The present invention is equally applicable to image forming apparatuses that form full-color images. FIG. 12 shows a schematic configuration of an example of this type of image forming apparatus. The illustrated
1A〜1E 中間転写ベルト(中間転写体)
10A〜10E 弾性層(層、基層)
10A1〜10E1 中央部(画像部)
10A2〜10E2 端部(非画像部)
11E1、12E1 中央部(画像部)
11E2、12E2 端部(非画像部)
11D、11E 中間層
12D、12E 表層
16 2次転写ローラ(2次転写手段)
21a、21b、21c、21d 感光ドラム(像担持体)
22a、22b、22c、22d 帯電ローラ(帯電手段)
23a、23b、23c、23d 露光装置(露光手段)
24a、24b、24c、24d 現像器(現像手段)
25a、25b、25c、25d 1次転写ローラ(1次転写手段)
1A-1E Intermediate transfer belt (intermediate transfer member)
10A-10E Elastic layer (layer, base layer)
10A1-10E1 Center part (image part)
10A2-10E2 end (non-image part)
11E1, 12E1 Central part (image part)
11E2, 12E2 edge (non-image part)
11D,
21a, 21b, 21c, 21d Photosensitive drum (image carrier)
22a, 22b, 22c, 22d Charging roller (charging means)
23a, 23b, 23c, 23d Exposure apparatus (exposure means)
24a, 24b, 24c, 24d Developing device (developing means)
25a, 25b, 25c, 25d Primary transfer roller (primary transfer means)
Claims (13)
前記現像剤像搬送ベルトは少なくとも1つの層を有し、前記現像剤像搬送ベルトの表面移動方向に垂直な方向における前記少なくとも1つの層の中央部と端部とでヤング率に差を有することを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus having a developer image conveying belt for conveying a developer image formed by an image forming unit,
The developer image transport belt has at least one layer, and has a difference in Young's modulus between a central portion and an end portion of the at least one layer in a direction perpendicular to the surface movement direction of the developer image transport belt. An image forming apparatus.
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