JP2014224897A - Transfer belt and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,電子写真方式の画像形成装置において感光体上に形成されたトナー像を紙等の最終媒体に転写するために使用する転写ベルト,及び,この転写ベルトを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a transfer belt used for transferring a toner image formed on a photoreceptor to a final medium such as paper in an electrophotographic image forming apparatus, and an image forming apparatus including the transfer belt.
プリンター,複写機などの電子写真方式を用いた画像形成装置では,感光体上に形成されたトナー像を紙などの最終媒体に転写する。この転写プロセスとしては,感光体上のトナー像を一旦,中間転写ベルトに写し取り(1次転写),その後,中間転写ベルトから最終媒体に転写する(2次転写)というプロセスが多く採用されている。中間転写ベルトは,その内側に配された複数のローラーに巻き掛けられて,ローラーの回転駆動に従って回転するものである。 In an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a printer or a copying machine, a toner image formed on a photoreceptor is transferred to a final medium such as paper. As this transfer process, a process in which a toner image on a photosensitive member is temporarily copied onto an intermediate transfer belt (primary transfer) and then transferred from the intermediate transfer belt to a final medium (secondary transfer) is often employed. Yes. The intermediate transfer belt is wound around a plurality of rollers arranged on the inner side thereof, and rotates according to the rotational drive of the rollers.
中間転写ベルトとしては,従来より,ポリイミドなどの合成樹脂からなる基層,ニトリルブタジエンゴム(NBR)などのゴム材からなる弾性層,二酸化ケイ素(SiO2)などのセラミックスからなる表面層を,内側から外側へ向かってこの順に積層した3層構造のものが知られている(下記特許文献1参照)。 As an intermediate transfer belt, a base layer made of a synthetic resin such as polyimide, an elastic layer made of a rubber material such as nitrile butadiene rubber (NBR), and a surface layer made of ceramics such as silicon dioxide (SiO 2 ) are conventionally used from the inside. The thing of the 3 layer structure laminated | stacked in this order toward the outer side is known (refer the following patent document 1).
弾性層は,3層の中で最も弾性の高い層である。弾性層は,十分なニップ幅を確保するとともに最終媒体に対する追従性を高めて,エンボス紙などの凹凸のある最終媒体に対しても良好な転写を可能にするためのものである。表面層は,弾性層に比して硬い層である。表面層は,中間転写ベルト上のトナーの離型性を高めて,2次転写効率を高めるためのものである。すなわち,下記特許文献1に記載の中間転写ベルトは,最終媒体に対する高い追従性と,高いトナーの離型性とを兼ね備えたものであった。 The elastic layer is the most elastic layer among the three layers. The elastic layer secures a sufficient nip width and enhances the followability with respect to the final medium, and enables good transfer even to a final medium with unevenness such as embossed paper. The surface layer is a harder layer than the elastic layer. The surface layer is for improving the secondary transfer efficiency by enhancing the releasability of the toner on the intermediate transfer belt. That is, the intermediate transfer belt described in Patent Document 1 has both high followability with respect to the final medium and high toner releasability.
しかしながら上記した構成の多層型の転写ベルトでは,表面層が弾性層よりも硬い。従って,ローラー駆動されることで伸縮する弾性層に表面層が追従することができないことがあった。その結果,表面層に微細なクラックが発生することがあった。 However, in the multi-layer type transfer belt configured as described above, the surface layer is harder than the elastic layer. Therefore, the surface layer sometimes cannot follow the elastic layer that expands and contracts by being driven by a roller. As a result, fine cracks may occur in the surface layer.
ところで,電子写真方式の画像形成装置においては,感光体を帯電させるための帯電装置や,中間転写ベルトを挟んで感光体と対向する転写ローラーが設けられている。転写ローラーは,感光体上に形成されたトナー像を中間転写ベルトに転写するためのバイアス電圧が印加されるものである。この帯電装置の使用による放電や,転写ローラーへの電圧印加に伴う放電により,オゾン(O3)が発生する。このオゾンは,中間転写ベルトの近傍に存在している。そのため上記のように表面層に微細なクラックが発生すると,このオゾンがクラックの内部に侵入して,クラックの内表面をオゾン劣化により硬化させてしまう。そしてこのように内表面が硬化したクラックの箇所が,中間転写ベルトの回転駆動に伴ってローラーの外周面に沿って曲げられ伸ばされると,そのクラックの深さ方向の先端に応力が集中する。そのため,クラックが深さ方向に拡大する。クラックが深くなると,中間転写ベルトの進行方向に直交する幅方向に沿う両端にも応力集中が生じる。そのため,クラックは中間転写ベルトの幅方向にも拡大する。このようなクラックの拡大は,画像形成が行われる限り繰り返しなされる。 Incidentally, an electrophotographic image forming apparatus is provided with a charging device for charging a photosensitive member and a transfer roller facing the photosensitive member with an intermediate transfer belt interposed therebetween. The transfer roller is applied with a bias voltage for transferring the toner image formed on the photosensitive member to the intermediate transfer belt. Ozone (O 3 ) is generated by discharge due to the use of this charging device or discharge accompanying voltage application to the transfer roller. This ozone exists in the vicinity of the intermediate transfer belt. Therefore, when a fine crack occurs in the surface layer as described above, this ozone enters the inside of the crack and hardens the inner surface of the crack due to ozone deterioration. When the crack portion whose inner surface is cured in this way is bent and extended along the outer peripheral surface of the roller as the intermediate transfer belt is driven to rotate, stress concentrates on the tip in the depth direction of the crack. Therefore, the crack expands in the depth direction. When the crack becomes deep, stress concentration occurs at both ends along the width direction orthogonal to the traveling direction of the intermediate transfer belt. For this reason, the crack also expands in the width direction of the intermediate transfer belt. Such expansion of cracks is repeated as long as image formation is performed.
従って,表面層に形成された微細なクラックは,画像形成が繰り返されるにつれて徐々に拡大する。そしてやがては,表面層の下層にあたる弾性層を貫通するほど深く,表面層の表面上における幅寸法が15mmを超えるほど大きな割れへと成長してしまう。微細なクラックがこのような大きな割れへと成長してしまうと,印刷後の最終媒体に画像ノイズができてしまう。なお,形成されたばかりの微細なクラックは,画像ノイズを発生させるほどのものではない。また上記特許文献1の転写ベルトにはベルトの幅方向に沿う溝が形成されているが,クラックは転写ベルトの幅方向に沿って伸びていくので,このような溝では一旦形成されてしまったクラックの伸びの進行を止めることは難しかった。 Therefore, fine cracks formed in the surface layer gradually expand as image formation is repeated. Eventually, the crack grows deeper as it penetrates the elastic layer, which is the lower layer of the surface layer, and grows larger as the width dimension on the surface of the surface layer exceeds 15 mm. If a minute crack grows into such a large crack, image noise is generated on the final medium after printing. Note that the fine cracks just formed are not enough to generate image noise. Further, the transfer belt of Patent Document 1 has a groove formed along the width direction of the belt, but the crack extends along the width direction of the transfer belt. It was difficult to stop the progress of crack growth.
本発明は,上記事情に鑑みてなされたものである。すなわちその課題とするところは,転写ベルトの表面層に形成されたクラックの成長を抑制することにより,画像ノイズの発生を防止することが可能な転写ベルトおよび画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances. That is, an object of the present invention is to provide a transfer belt and an image forming apparatus capable of preventing the occurrence of image noise by suppressing the growth of cracks formed in the surface layer of the transfer belt.
この課題の解決を目的としてなされた本発明の転写ベルトは,電子写真方式の画像形成装置に用いられてトナー像の転写時に回転駆動される無端状の転写ベルトにおいて,少なくとも弾性層と,弾性層よりも軟らかい応力緩和層と,弾性層よりも硬い表面層とが,内側から最終媒体と対面する面のある外側へ向かってこの順に積層されていることを特徴とする。 In order to solve this problem, the transfer belt of the present invention is an endless transfer belt that is used in an electrophotographic image forming apparatus and is rotationally driven when a toner image is transferred, and includes at least an elastic layer and an elastic layer. A stress relaxation layer that is softer and a surface layer that is harder than the elastic layer are laminated in this order from the inside toward the outside where the final medium faces.
本発明の転写ベルトによれば,弾性層よりも軟らかい応力緩和層が,弾性層と表面層の間に設けられている。そのため,転写ベルトの回転駆動に伴って形成されたクラックの拡大(成長)を,応力緩和層によって止めることができる。すなわち,転写ベルトの回転駆動に伴って表面層にクラックが形成されて,そのクラックが拡大していくと,そのクラックの深さは応力緩和層に至る程度になる。ここで応力緩和層は弾性層よりも軟らかい層であるため,転写ベルトがベルト進行方向に沿う引張力を受けたときに,厚み方向に直交する面方向に沿って弾性層よりもよく伸びる。従って,応力緩和層まで至ったクラックの深さ方向の先端における応力集中は緩和される。よって,クラックが応力緩和層を突き抜けて弾性層に至るほど深く成長するのを防ぐことができる。 According to the transfer belt of the present invention, the stress relaxation layer that is softer than the elastic layer is provided between the elastic layer and the surface layer. Therefore, the expansion (growth) of cracks formed along with the rotation driving of the transfer belt can be stopped by the stress relaxation layer. That is, when a crack is formed in the surface layer as the transfer belt rotates, and the crack expands, the depth of the crack reaches the stress relaxation layer. Here, since the stress relaxation layer is a softer layer than the elastic layer, when the transfer belt receives a tensile force along the belt traveling direction, it extends better than the elastic layer along the plane direction perpendicular to the thickness direction. Therefore, the stress concentration at the tip in the depth direction of the crack reaching the stress relaxation layer is relaxed. Therefore, it is possible to prevent the crack from growing deep enough to penetrate the stress relaxation layer and reach the elastic layer.
そしてこのようにクラックの深さ方向への成長を防ぐことができるため,クラックにおける転写ベルトの幅方向に沿う両端部への応力集中も防ぐことができる。そのため,クラックが転写ベルトの幅方向に沿って成長するのも防ぐことができる。従って本発明によれば,拡大したクラックが原因で最終媒体への印刷画像に画像ノイズが生じるのを防ぐことができる。 And since the growth to the depth direction of a crack can be prevented in this way, the stress concentration to the both ends along the width direction of the transfer belt in a crack can also be prevented. Therefore, it is possible to prevent cracks from growing along the width direction of the transfer belt. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent image noise from occurring in the printed image on the final medium due to the enlarged crack.
ここで本発明の転写ベルトでは,弾性層におけるJIS K 6253デュロメータ・タイプA硬度(以下「硬度」という)は,40度以上80度未満であり,応力緩和層の硬度は,40度未満であり,表面層の硬度は,80度以上であることが望ましい。このように構成すれば,表面層にクラックが形成されても,その成長を好適に抑制することができるからである。従って本発明によれば,画像ノイズを全く生じさせず,且つ,2次転写効率の高い印刷を行うことができる。 Here, in the transfer belt of the present invention, the JIS K 6253 durometer type A hardness (hereinafter referred to as “hardness”) in the elastic layer is 40 degrees or more and less than 80 degrees, and the stress relaxation layer has a hardness of less than 40 degrees. The hardness of the surface layer is desirably 80 degrees or more. This is because the growth can be suitably suppressed even if cracks are formed in the surface layer. Therefore, according to the present invention, it is possible to perform printing with no secondary image noise and high secondary transfer efficiency.
また本発明の転写ベルトでは,表面層の引張破断伸びが200%以下であり,応力緩和層の引張破断伸びが600%以上である構成としてもよい。このように構成しても,表面層に形成されたクラックの成長を好適に抑制することができるからである。すなわちこの構成によれば,画像ノイズを全く生じさせず,且つ,2次転写効率の高い印刷を行うことができる。 In the transfer belt of the present invention, the tensile breaking elongation of the surface layer may be 200% or less, and the tensile breaking elongation of the stress relaxation layer may be 600% or more. This is because even with this configuration, the growth of cracks formed in the surface layer can be suitably suppressed. That is, according to this configuration, printing with high secondary transfer efficiency can be performed without causing any image noise.
また本発明の転写ベルトでは,弾性層の内側に,表面層よりも硬い基層をさらに備えていることが望ましい。このように構成すれば,他のいずれの層よりも硬い基層があることによって,他の各層が際限なく伸びるのを防ぐことができる。そのため,良好な印刷を行うことができる。 In the transfer belt of the present invention, it is preferable that a base layer harder than the surface layer is further provided inside the elastic layer. If comprised in this way, it can prevent that each other layer extends indefinitely by having a base layer harder than any other layer. Therefore, good printing can be performed.
また本発明の転写ベルトでは,弾性層は,ニトリルブタジエンゴムからなることが望ましい。ニトリルブタジエンゴムは転写ベルトの弾性層として特に適しており,2次転写効率を特に向上させ得るからである。 In the transfer belt of the present invention, the elastic layer is preferably made of nitrile butadiene rubber. This is because nitrile butadiene rubber is particularly suitable as an elastic layer of a transfer belt and can particularly improve secondary transfer efficiency.
また本発明は,上記した転写ベルトと,その転写ベルトを用いて最終媒体に転写されるトナー像を感光体上に形成する画像形成ユニットとを備える画像形成装置にも及ぶ。 The present invention also extends to an image forming apparatus including the above-described transfer belt and an image forming unit that forms a toner image transferred onto a final medium using the transfer belt on a photosensitive member.
この画像形成装置において,上記した転写ベルトは,画像形成ユニットにより感光体上に形成されたトナー像の1次転写を受けて最終媒体への2次転写を行う中間転写ベルトであってもよいし,画像形成ユニットにより形成されて感光体から中間転写ベルトに転写されたトナー像を最終媒体へ転写する2次転写時に最終媒体を挟んで中間転写ベルトと対向する2次転写ベルトであってもよい。中間転写ベルトのみならず,2次転写ベルトにおいても表面層に形成されたクラックが拡大(成長)すると,最終媒体に画像ノイズが生じてしまうところ,上記構成の転写ベルトを2次転写ベルトに用いれば,このような画像ノイズの発生を防ぐことができるからである。 In this image forming apparatus, the transfer belt described above may be an intermediate transfer belt that receives the primary transfer of the toner image formed on the photoconductor by the image forming unit and performs the secondary transfer to the final medium. The secondary transfer belt may be a secondary transfer belt that faces the intermediate transfer belt with the final medium sandwiched during secondary transfer in which the toner image formed by the image forming unit and transferred from the photosensitive member to the intermediate transfer belt is transferred to the final medium. . When cracks formed on the surface layer expand (grow) not only in the intermediate transfer belt but also in the secondary transfer belt, image noise occurs in the final medium. The transfer belt having the above configuration is used as the secondary transfer belt. This is because such image noise can be prevented from occurring.
本発明によれば,転写ベルトの表面層に形成されたクラックの成長を抑制することにより,画像ノイズの発生を防止することが可能な転写ベルトおよび画像形成装置が提供されている。 According to the present invention, there is provided a transfer belt and an image forming apparatus capable of preventing the occurrence of image noise by suppressing the growth of cracks formed in the surface layer of the transfer belt.
(第1実施形態)
以下,本発明を具体化した最良の形態について,添付図面を参照しつつ詳細に説明する。図1は,本発明に係る画像形成装置の構成例を示す図である。図1に示す画像形成装置1は,電子写真方式のタンデム型デジタルカラープリンター(以下単に「プリンター」と記載する)である。もちろん,プリンターのほか,さらにスキャナを有する複写機又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等にも本発明を適用することができる。
(First embodiment)
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the best mode for embodying the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an image forming apparatus according to the present invention. An image forming apparatus 1 shown in FIG. 1 is an electrophotographic tandem digital color printer (hereinafter simply referred to as “printer”). Of course, in addition to the printer, the present invention can also be applied to a copier having a scanner or a multi-function machine having these functions combined.
画像形成装置1は,その内部のほぼ中央部に中間転写ベルト(中間転写体)40を備えている。中間転写ベルト40は,無端状(エンドレス状)のベルトであり,駆動ローラー12,テンションローラー13,及び従動ローラー14,15の外周部に掛け渡されている。中間転写ベルト40は,駆動ローラー12の回転駆動に伴って反時計回りに回転する。テンションローラー13は,バネ10によって中間転写ベルト40の内側から外側に向かって付勢されている。そのため中間転写ベルト40には,常に張力がかかっている。
The image forming apparatus 1 includes an intermediate transfer belt (intermediate transfer member) 40 at a substantially central portion inside thereof. The
中間転写ベルト40の下方には,イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)の各色にそれぞれ対応する4つのイメージングユニット(画像形成ユニットに相当する)2Y,2M,2C,2Kが,中間転写ベルト40に沿ってこの順に並んで配置されている。各イメージングユニット2Y,2M,2C,2Kは,感光体21Y,21M,21C,21Kをそれぞれ有している。各感光体21Y,21M,21C,21Kの周囲には,画像形成時の回転方向(正回転方向ともいう,図中時計回り方向)に沿って順に,帯電装置22Y,22M,22C,22Kと,露光装置23Y,23M,23C,23Kと,現像装置24Y,24M,24C,24Kと,クリーニング装置25Y,25M,25C,25Kと,イレーサー(除電装置)26Y,26M,26C,26Kとが配置されている。なお,以下において,イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C)またはブラック(K)の区別が必要である場合を除いて,各色を表す添え字を省略して説明する。
Below the
帯電装置22は,例えばスコロトロンであり,感光体21の表面を一様に帯電させるものである。露光装置23は,帯電した感光体21を,作像する画像のデータに基づいて露光するものである。これにより,感光体21には,画像データに基づく静電潜像が形成される。現像装置24は,感光体21に形成された静電潜像をトナーにより可視像化するものである。すなわち,感光体21にトナー像を形成するものである。 The charging device 22 is, for example, a scorotron, and uniformly charges the surface of the photoreceptor 21. The exposure device 23 exposes the charged photoreceptor 21 based on image data to be imaged. As a result, an electrostatic latent image based on the image data is formed on the photoreceptor 21. The developing device 24 converts the electrostatic latent image formed on the photoreceptor 21 into a visible image with toner. That is, a toner image is formed on the photoreceptor 21.
クリーニング装置25は,短冊状のクリーニングブレード38を備える。クリーニングブレード38は,後述する1次転写後に感光体21上に残留する残留トナーを掻き落とすものである。イレーサー26は,イレーサーランプを備えており,イレーサーランプの照射により,1次転写後の感光体21の表面の静電潜像の残像を除去するものである。
The cleaning device 25 includes a strip-shaped
また図1に示すように,中間転写ベルト40を挟んで,各感光体21Y,21M,21C,21Kと対向する位置には,後述する1次転写のための1次転写ローラー30Y,30M,30C,30Kが設けられている。また,中間転写ベルト40の駆動ローラー12で支持された部分には,後述する2次転写のための2次転写ローラー16が圧接されている。2次転写ローラー16と中間転写ベルト40とのニップ部が2次転写領域17となる。この2次転写領域17において,中間転写ベルト40上に転写されたトナー像は用紙(最終媒体)Pに転写される。
Further, as shown in FIG. 1,
画像形成装置1の下部には,給紙カセット91が着脱可能に配置されている。給紙カセット91内に積載された状態で収容された用紙Pは,給紙ローラー92の回転によって最上部のものから1枚ずつ引き出されて搬送路93に送り出される。搬送路93は,給紙カセット91から,タイミングローラー対94のニップ部,2次転写領域17,および定着ユニット95を通って排紙トレイ98まで続いている。給紙カセット91から送り出された用紙Pは,タイミングローラー対94に搬送され,ここで所定のタイミングで2次転写領域17に送り出される。
A
定着ユニット95は,中空円筒状で,ヒーター99を内部に備えた加熱ローラー96と,この加熱ローラー96に圧接されて従動回転する加圧ローラー97とを備えている。加熱ローラー96と加圧ローラー97とにより形成されるニップ部を,2次転写によりトナー像が転写された用紙Pが通過することにより,用紙Pにトナー像が定着される。
The fixing
このような構成の画像形成装置1の画像形成動作について簡単に説明する。カラー画像を出力するフルカラーモードの場合,例えばパソコンなどの外部装置から画像形成装置1の制御部70に画像信号が入力されると,制御部70は,この画像信号をイエロー,シアン,マゼンタ,ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成し,このデジタル画像信号に基づいて,各イメージングユニット2の露光装置23を発光させて,感光体21を露光する。これにより,各感光体21Y,21M,21C,21Kの表面に各色用の静電潜像がそれぞれ形成される。なお,露光前に,各感光体21の表面は,帯電装置22により一様に帯電される。
An image forming operation of the image forming apparatus 1 having such a configuration will be briefly described. In the full color mode for outputting a color image, for example, when an image signal is input to the
各感光体21Y,21M,21C,21K上に形成された静電潜像は,各現像装置24Y,24M,24C,24Kによってそれぞれ現像されて各色のトナー像となる。そして,各色のトナー像は,各1次転写ローラー30Y,30M,30C,30Kへのバイアス電位の印加(トナーの帯電極性と逆極性のバイアス電位の印加)により,図1中反時計回りに回転する中間転写ベルト40上に順次転写されて重ね合わせられる。これにより中間転写ベルト40上には,各色のトナー像が重ね合わせられたカラー画像としてのトナー像が形成される。これを1次転写という。
The electrostatic latent images formed on the
中間転写ベルト40上に転写されたトナー像は,中間転写ベルト40の移動にしたがって2次転写領域17に達する。一方,給紙カセット91から搬送路93に送り出された用紙Pは,タイミングローラー対94によって,トナー像が2次転写領域17に達するタイミングに合わせて2次転写領域17へ搬送される。そして,2次転写ローラー16には,1次転写ローラー30への印加電位に比較してトナーの帯電極性と逆極性側に大きなバイアス電位が印加される。これにより,2次転写領域17において,トナー像は中間転写ベルト40から用紙Pに転写される。これを2次転写という。
The toner image transferred onto the
トナー像が転写された用紙Pは,搬送路93を通って定着ユニット95に送られる。そこで,加熱ローラー96と加圧ローラー97とにより形成されるニップ部を通過することにより,用紙Pにトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙Pは,排紙トレイ98に排出される。
The sheet P on which the toner image is transferred is sent to the fixing
なお,用紙Pに転写されることなく中間転写ベルト40上に残った残留トナーは,ベルトクリーニング装置9で掻き取られ,中間転写ベルト40の外周面から除去される。その後,感光体21及び中間転写ベルト40の回転駆動が停止される。
The residual toner remaining on the
次に,画像形成装置1が備える中間転写ベルト40について詳述する。中間転写ベルト40は,図2に示すように,基層41,弾性層42,応力緩和層44,及び表面層43を内側から外側へかけてこの順に有した4層構造となっている。表面層43は,中間転写ベルト40における最外層である。なお中間転写ベルト40は,この4層以外の層を備えていてもよい。
Next, the
基層41は,中間転写ベルト40の剛性を確保するための芯材であり,4層の中で最も硬い。基層41は,合成樹脂製である。具体的には,ポリイミド,ポリアミド,PC(ポリカーボネート),PVDF(ポリフッ化ビニリデン),PAT(ポリアルキレンテレフタレート),PCとPATのブレンド材料,ETFE(エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体)とPCのブレンド材料,及び,ETFEとPATのブレンド材料等の熱可塑性樹脂などから形成される。基層41が薄過ぎては中間転写ベルト40の剛性を確保できないため,基層41の厚みは50〜150μm程度が望ましい。本形態では,基層41の厚みは80μm程度である。
The
弾性層42は,2次転写ローラー16に対する中間転写ベルト40のニップ幅を十分に確保するためのものである。弾性層42の硬度(JIS K6253 デュロメータ・タイプA硬度,以下「硬度」という場合にはこの硬度を意味する)は,40度以上80度未満が好ましい。硬度が高すぎると,十分なニップ幅が確保されずに転写効率が低下したり,画像の中抜けが発生したり,中間転写ベルト40が回転し難くなったりと,種々の不具合が発生し得るからである。また硬度が低すぎると,2次転写領域17において中間転写ベルト40の表面にしわができ,画像ノイズを引き起こすおそれがあるからである。
The
弾性層42は,例えば,ニトリルブタジエンゴム(NBR),クロロプレンゴム,ポリブタジエンゴム,イソプレンゴム,ウレタンゴム,EPDM(エチレンプロピレンジエンゴム),アクリルゴム,及びシリコンゴム等のゴム材から形成される。弾性層42の厚みは,100〜300μm程度が望ましい。100μm未満では,転写時に十分なニップ幅を確保することが困難となるからである。また300μmを超えると転写時に中間転写ベルト40の表面にしわができやすくなるからである。本形態では,弾性層42の厚みは200μm程度である。
The
応力緩和層44は,4層の中で最も軟らかい層である。応力緩和層44は,後で詳細に述べるが表面層43に形成されたクラック55(図3参照)の拡大を抑制するための層である。応力緩和層44の硬度は,40度未満が好ましく,特に20度以上40度未満程度が好ましい。硬度が40度以上であると,クラック55の拡大を止める効果が弱いからである。また硬度が低すぎると,応力緩和層44の変形後の復元に時間がかかり,画像ノイズが発生する懸念があるところ,応力緩和層44の硬度が20度以上であれば問題ないからである。
The
応力緩和層44を形成するのに適した材料は,上記した弾性層42の形成に適した材料と同じである。但し応力緩和層44を構成する材料と,弾性層42を構成する材料とが一致している必要はない。応力緩和層44の厚みは,10〜30μm程度が望ましい。10μm未満とすると,クラック55(図3参照)の拡大を抑制する効果が弱いからである。また30μmを超えると,弾性変形した後の復元に時間がかかりすぎて画像ノイズの原因となるからである。すなわち,応力緩和層44を構成する低硬度のゴム材は低反発なものであるため,変形後の復元に時間がかかる。そのため,転写を受けるまでに変形が戻りきらず,画像ノイズの原因となってしまうのである。本形態では,応力緩和層44の厚みは15μm程度である。
A material suitable for forming the
表面層43は,弾性層42よりも硬い層である。表面層43は,中間転写ベルト40におけるトナーの離型性を向上させるためのものである。表面層43の硬度は,80度以上が望ましく,特に85〜100度程度が望ましい。表面層43は硬ければ硬いほどトナーの離型性が向上するが,硬すぎると弾性層42の変形が抑えられて転写時に十分なニップ幅を確保することが難しくなってしまうからである。
The
表面層43は,応力緩和層44とは別体で設けてもよいし,応力緩和層44に表面処理を施すことにより形成してもよい。応力緩和層44に表面処理を施すことにより形成すると,表面層43を構成する材料を別途用意する必要がないというメリットや,表面層43が応力緩和層44から剥がれてしまうおそれを抑制できるというメリットがある。
The
表面層43を応力緩和層44と別体で設ける場合には,表面層43は,例えばフッ素樹脂やセラミックスなどから形成することができる。表面層43を形成するフッ素樹脂としては,ポリテトラフルオロエチレン(PTFE),テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA),テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP),ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE),エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE),エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE),ポリフッ化ビニリデン(PVDF),ポリフッ化ビニル(PVF)等を挙げることができる。また表面層43を形成するセラミックスとしては,二酸化ケイ素(SiO2)等のケイ素酸化物,アルミニウム酸化物,チタン酸化物,及び亜鉛酸化物などを挙げることができる。セラミックスにより表面層43を形成する場合には,例えば大気圧下でのプラズマCVD法が好適に利用できる。
When the
なお表面層43は,上記したフッ素樹脂単体で形成してもよいが,フッ素樹脂を次に例示するバインダー中に分散させたものを用いて形成してもよい。フッ素樹脂単体では成膜性に劣るところ,フッ素樹脂をバインダー中に分散させたものを用いれば,所望の表面層43を容易に形成することができるからである。バインダーとしては,ポリウレタン,ポリオレフィン,ポリエステル,ポリアミド,ポリスチレン,アクリル系樹脂,スチレンーアクリル共重合体,ポリカーボネート,塩化ビニルなどの熱可塑性樹脂或いは熱硬化性樹脂を用いることができる。なおフッ素樹脂の含有量は特に限定されるものではないが,表面層43の摩擦係数をある程度低くしたり,トナーの離型性を確保したりするためには,10wt%以上とすることが望ましい。バインダー中にフッ素樹脂を分散させたものを用いて表面層43を形成するには,例えばバインダーとフッ素樹脂とを適当な溶剤中に溶解させたものを,弾性層42上に塗布し,その後乾燥させればよい。
The
一方,応力緩和層44に表面処理を施すことにより表面層43を形成する場合には,上記したゴム材からなる応力緩和層44に対して,例えば酸化処理やイソシアネート処理などの公知の表面硬化改質処理を施す。イソシアネート処理とは,イソシアネート化合物を応力緩和層44の表面に含侵させ,その後加熱して反応させるものである。イソシアネート処理では,イソシアネート化合物の含浸量,加熱温度,及び加熱時間を調整することにより,弾性層42の表面を所望の硬さに硬化させることができる。イソシアネート処理に用いるイソシアネート化合物としては,芳香族イソシアネート,脂肪族イソシアネート等が挙げられる。具体的には,トルエンジイソシアネート(TDI),ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI),クルードMDI等が挙げられる。応力緩和層44がNBRである場合には,次亜塩素酸塩を用いることも可能である。なお,応力緩和層44とは別体で表面層43を構成するためのゴム材を応力緩和層44に重ねて設け,その別体で設けたゴム材に対して表面処理を施すことにより,所望の硬さの表面層43を形成してもよい。また,別体で設けたゴム材(NBR等)に対して樹脂架橋剤(例えばフェノール樹脂)を適当量充填することにより,所望の硬さの表面層43を形成してもよい。
On the other hand, when the
表面層43の厚みは,10〜30μm程度が望ましい。表面層43は薄ければ薄いほどよいが,あまりに薄いと安定した製造が困難となるからである。本形態では,表面層43の厚みは15μm程度である。
The thickness of the
これらの基層41,弾性層42,応力緩和層44,及び表面層43の体積抵抗率は,良好な転写を行うために以下に示す値に調整されている。体積抵抗率の調整にあたっては,カーボンブラック,グラファイト,及び,ニッケル等の金属粉末などの導電剤(抵抗値調節用導電剤)が適宜添加される。
基層41の体積抵抗率 :107〜1011Ω・cm
弾性層42の体積抵抗率 :108.5〜1011.5Ω・cm
応力緩和層44の体積抵抗率:1010〜1013Ω・cm
表面層43の体積抵抗率 :1010〜1013Ω・cm
The volume resistivity of the
Volume resistivity of base layer 41: 10 7 to 10 11 Ω · cm
Volume resistivity of the elastic layer 42: 10 8.5 to 10 11.5 Ω · cm
Volume resistivity of the stress relaxation layer 44: 10 10 to 10 13 Ω · cm
Volume resistivity of surface layer 43: 10 10 to 10 13 Ω · cm
ところでこのように構成された中間転写ベルト40は,画像形成時に回転駆動されるのに伴って,ローラー12,13,14,15(図1参照)に捲回されている位置において曲げられて伸ばされる(引張力を受ける)。そのため,表面層43の表面43aには微細なクラックが生じる。この微細なクラックは,画像形成装置1が使用されるにつれて深さ方向及びベルト幅方向に拡大していく。
By the way, the
図6は,応力緩和層44を有しない従来の中間転写ベルト200を示す図である。図6に示す従来の中間転写ベルト200は,基層201,弾性層202,及び表面層203の3層構造である。この中間転写ベルト200では,表面層203にクラック255が生じると,中間転写ベルト200の回転駆動に伴って,クラック255の深さ方向の先端255aに応力集中が生じ,クラック255が深さ方向に拡大していく(図6中の破線参照)。クラック255が深くなれば,中間転写ベルト200が引張力(図6中の符号e,f参照)を受けた際に,クラック255におけるベルト幅方向(図6中紙面に直交する方向)の両端部にも応力集中が生じるため,クラック255はベルト幅方向にも拡大する。このようなクラック255の拡大は,中間転写ベルト200が使用される限り起こるため,やがてはクラック255が弾性層202を突き抜けて基層201に至るほどに拡大してしまう。ここまでクラック255が大きく拡大してしまうと,印刷画像に画像ノイズが生じてしまう。
FIG. 6 is a diagram showing a conventional
そこで本形態では,このような画像ノイズの発生を防ぐため,図2に示すように表面層43と弾性層42との間に,上記した応力緩和層44を設けている。このような応力緩和層44があれば,中間転写ベルト40の回転駆動に伴って表面層43にクラックが形成されても,そのクラックが際限なく拡大(成長)するのを抑えることができる。
Therefore, in this embodiment, in order to prevent the occurrence of such image noise, the
すなわち図3に示すように,表面層43にクラック55が生じてそのクラック55が応力緩和層44に至っても,応力緩和層44は弾性層42に比して良く伸びる。そのため,クラック55の深さ方向の先端55aの応力集中が緩和される。従ってクラック55は,ローラー12,13,14,15に巻き掛けられている中間転写ベルト40が引張力(図3中の矢印a,b参照)を受けることで(曲がって伸びることで),応力緩和層44の面方向に沿って多少拡大するものの(図3中の矢印c,d参照),クラック55の深さ方向の拡大は抑制される。従って,クラック55が深くならないため,クラック55がベルト幅方向(図3中の紙面に直交する方向)に拡大するのも抑制される。よって実施形態の中間転写ベルト40によれば,クラック55が弾性層42に至るほど成長するのを防ぐことができる。そのため,拡大したクラックを原因とする画像ノイズの発生を防ぐことができる。
That is, as shown in FIG. 3, even if a
次に,本発明の効果を確認するために行った実験について,下記表1に基づいて説明する。この実験の実施例1〜8及び比較例1〜6では,試料として,以下の条件の各層を内側から順に塗布していく方法で作製した中間転写ベルトを使用している。
基層 …ポリイミド製,厚さ80μm,体積抵抗率1010Ω・cm
弾性層 …ニトリルブタジエンゴム製,厚さ200μm,体積抵抗率109Ω・cm
応力緩和層…ニトリルブタジエンゴム製,厚さ15μm,体積抵抗率1011Ω・cm
表面層 …ニトリルブタジエンゴム製,厚さ15μm,体積抵抗率1011Ω・cm
Next, an experiment conducted to confirm the effect of the present invention will be described based on Table 1 below. In Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 6 of this experiment, an intermediate transfer belt manufactured by a method in which each layer under the following conditions is applied in order from the inside is used as a sample.
Base layer: made of polyimide,
Elastic layer: made of nitrile butadiene rubber, thickness 200μm,
Stress relaxation layer: made of nitrile butadiene rubber,
Surface layer: Made of nitrile butadiene rubber,
実施例1〜8及び比較例1〜6の各試料(中間転写ベルト)は,弾性層,応力緩和層,表面層の硬度が下記表1のように調整されている。弾性層,応力緩和層及び表面層の硬度調整は,ゴム材料(ニトリルブタジエンゴム)に対する樹脂架橋剤(具体的にはフェノール樹脂)の充填量を調整することにより行った。また,各試料における表面摩擦係数をそろえるために,表面層には表面処理を施している。表面処理は,表面層を処理液に接触させる処理である。処理液は,次亜塩素酸t−ブチルと酢酸エチルとターシャリーブチルアルコールを2:10:88の重量比率で混合したものである。室温下にて30秒接触させた後,水で洗浄した。このような表面処理を行うことにより,表面層の柔軟性を損なうことなく,表面層の摩擦係数を低減させている。 In each sample (intermediate transfer belt) of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 6, the hardnesses of the elastic layer, the stress relaxation layer, and the surface layer are adjusted as shown in Table 1 below. The hardness of the elastic layer, the stress relaxation layer, and the surface layer was adjusted by adjusting the filling amount of the resin crosslinking agent (specifically, phenol resin) into the rubber material (nitrile butadiene rubber). In addition, surface treatment is applied to the surface layer to align the surface friction coefficient of each sample. The surface treatment is a treatment in which the surface layer is brought into contact with the treatment liquid. The treatment liquid is a mixture of t-butyl hypochlorite, ethyl acetate, and tertiary butyl alcohol in a weight ratio of 2:10:88. After contact at room temperature for 30 seconds, it was washed with water. By performing such surface treatment, the friction coefficient of the surface layer is reduced without impairing the flexibility of the surface layer.
このように製造した実施例1〜8及び比較例1〜6の各中間転写ベルトを,画像形成装置であるコニカミノルタ製bizhubC650に搭載し,各色の印字率が5%の画像を10000枚プリントした後,シアン色のベタ画像を平滑紙とラフ紙(エンボス紙)にプリントした。その後,ラフ紙にプリントしたベタ画像について画像濃度(2次転写効率)を測定するとともに,平滑紙にプリントしたベタ画像について目視による画像ノイズの確認を行った。画像ノイズには,中間転写ベルトの表面にできたしわに起因するものと,クラックに起因するものとが含まれる。画像濃度の測定に用いた透過濃度測定機は,マクベス製TD904である。評価結果は,上記表1に示す通りである。なお表1における「評価結果」の欄の「○」,「△」,「×」の意味は下記の通りである。 The intermediate transfer belts of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 6 manufactured in this way were mounted on a Konica Minolta bizhub C650, which is an image forming apparatus, and 10,000 images with a printing rate of 5% for each color were printed. Later, cyan solid images were printed on smooth paper and rough paper (embossed paper). Thereafter, the image density (secondary transfer efficiency) was measured for the solid image printed on the rough paper, and the image noise was visually confirmed for the solid image printed on the smooth paper. The image noise includes those caused by wrinkles formed on the surface of the intermediate transfer belt and those caused by cracks. A transmission density measuring machine used for measuring the image density is TD904 manufactured by Macbeth. The evaluation results are as shown in Table 1 above. In Table 1, the meanings of “◯”, “Δ”, and “×” in the “Evaluation result” column are as follows.
・画像濃度(2次転写効率)の評価結果
○:透過濃度が0.9以上である。良好な転写である。
△:透過濃度が0.8以上0.9未満である。わずかに薄いが実用上問題のない転写である。
×:透過濃度が0.8未満である。実用上問題のある転写である。
・画像ノイズ(しわによるノイズ,及びクラックによるノイズ)の評価結果
○:画像ノイズは全く生じていない。
△:画像ノイズがわずかに生じたが実用上問題のない範囲である。
×:実用上問題となる画像ノイズが生じている。
Evaluation result of image density (secondary transfer efficiency) ○: Transmission density is 0.9 or more. Good transfer.
Δ: Transmission density is 0.8 or more and less than 0.9. The transfer is slightly thin but has no practical problem.
X: Transmission density is less than 0.8. This transfer has a problem in practical use.
-Evaluation results of image noise (noise caused by wrinkles and noise caused by cracks) ○: No image noise occurred.
Δ: Image noise is slightly generated, but there is no practical problem.
X: Image noise which is a problem in practical use is generated.
上記表1に示す実験結果から,良好な2次転写効率を確保しつつ画像ノイズの発生を防止するためには,表面層の硬度H1,応力緩和層の硬度H2,及び弾性層の硬度H3の関係を,以下の範囲に保てばよいことがわかった(実施例1〜8)。
表面層の硬度H1 :80度以上(H1≧80)
応力緩和層の硬度H2:40度未満(40>H2)
弾性層の硬度H3 :40度以上80度未満(80>H3≧40)
From the experimental results shown in Table 1 above, in order to prevent the occurrence of image noise while ensuring good secondary transfer efficiency, the hardness H2 of the surface layer, the hardness H2 of the stress relaxation layer, and the hardness H3 of the elastic layer It was found that the relationship should be kept in the following range (Examples 1 to 8).
Surface layer hardness H1: 80 degrees or more (H1 ≧ 80)
Stress relaxation layer hardness H2: less than 40 degrees (40> H2)
Hardness H3 of elastic layer: 40 degrees or more and less than 80 degrees (80> H3 ≧ 40)
また,H2は20度以上であれば画像ノイズの問題が生じないことがわかった(実施例1,2,5,及び6)。また,H1>H3>H2の関係にはあるがH2が上記範囲を外れて大きいと,クラックの拡大を十分に抑制することができず,実用上問題のないレベルであるがクラックに起因する画像ノイズが発生することがわかった(比較例1)。また,H1>H3>H2の関係にはあるがH3が上記範囲を外れて小さいと,実用上問題のないレベルであるが中間転写ベルトの表面にしわができ,そのしわに起因して画像ノイズが発生することがわかった(比較例2)。また,H1>H3>H2の関係にはあるがH1が上記範囲を外れてしまうと,実用上問題のないレベルであるが,2次転写効率やベルトのクリーニング性が低下することがわかった(比較例4)。 Further, it was found that the problem of image noise does not occur when H2 is 20 degrees or more (Examples 1, 2, 5, and 6). Further, although H1> H3> H2 is satisfied, if H2 exceeds the above range and is large, crack expansion cannot be sufficiently suppressed, and there is no problem in practical use. It was found that noise was generated (Comparative Example 1). In addition, although H1> H3> H2, the surface of the intermediate transfer belt is wrinkled when H3 is outside the above range and is small, but there is no practical problem, and image noise is caused by the wrinkle. It was found that this occurred (Comparative Example 2). In addition, although H1> H3> H2, it is found that when H1 is out of the above range, there is no practical problem, but the secondary transfer efficiency and the belt cleaning performance are deteriorated ( Comparative Example 4).
また,H1>H3>H2の関係から外れるほどH3が大きいと,ラフ紙に対する2次転写効率の低下が,実用上問題となるレベルで起こることがわかった(比較例3)。また,H1>H3>H2の関係から外れるほどH2が大きいと,クラックの拡大を抑制することができず,クラックに起因する画像ノイズが実用上問題となるレベルで起こることがわかった(比較例5及び6)。 It was also found that when H3 is large enough to deviate from the relationship of H1> H3> H2, the secondary transfer efficiency with respect to rough paper decreases at a level that causes a practical problem (Comparative Example 3). Further, it was found that if H2 is large enough to deviate from the relationship of H1> H3> H2, the expansion of cracks cannot be suppressed, and image noise caused by cracks occurs at a level that causes a practical problem (Comparative Example). 5 and 6).
以上詳細に説明したように第1実施形態に係る画像形成装置1における中間転写ベルト40では,弾性層42と,弾性層42よりも軟らかい応力緩和層44と,弾性層42よりも硬い表面層43とが,内側から最終媒体(用紙)と対面する面(表面43a)のある外側へ向かってこの順に積層されている。そのため,中間転写ベルト40の回転駆動に伴って形成されたクラック55(図3参照)の拡大(成長)を,応力緩和層44によって止めることができる。すなわち,中間転写ベルト40の回転駆動に伴って表面層43にクラック55が形成されて,そのクラック55が拡大していくと,そのクラック55の深さは応力緩和層44に至る程度になる。ここで応力緩和層44は,弾性層42よりも軟らかい層であるため,中間転写ベルト40がベルト進行方向に沿う引張力を受けたときに,厚み方向に直交する面方向に沿って弾性層42よりもよく伸びる。従って,応力緩和層44まで至ったクラック55の深さ方向の先端55aにおける応力集中は緩和される。よって,クラック55が応力緩和層44を突き抜けて弾性層42に至るほど深く成長するのを防ぐことができる。
As described above in detail, in the
そしてこのようにクラック55の深さ方向への成長を防ぐことができるため,クラック55における中間転写ベルト40の幅方向に沿う両端部への応力集中も防ぐことができる。そのため,クラック55が中間転写ベルト40の幅方向に沿って成長するのも防ぐことができる。従って本形態によれば,拡大したクラック55が原因で最終媒体への印刷画像に画像ノイズが生じるのを防ぐことができる。
Since the
なお応力緩和層44に形成されたクラック55の先端55aは,中間転写ベルト40の回転駆動に伴って,応力緩和層44の面方向に沿う引張力を受けるため,その面方向に沿って多少広がる。その結果,表面層43の表面43aに現れているクラック55もベルト進行方向に沿って多少大きくなる。しかしながらその程度は,応力緩和層44がなく表面層43の下層が弾性層42である場合に比して10分の1程度である。従って,この程度のクラック55の拡大では,印刷画像に画像ノイズは生じない。
The
ここで本形態の中間転写ベルト40では,弾性層42における硬度が40度以上80度未満であり,応力緩和層44の硬度が40度未満であり,表面層43の硬度が80度以上である。そのため,表面層43にクラック55が形成されても,その成長を好適に抑制することができる。よって,画像ノイズを全く生じさせず,且つ,2次転写効率の高い印刷を行うことができる。
Here, in the
また本形態の中間転写ベルト40では,弾性層42の内側に,表面層43よりも硬い基層41をさらに備えている。このように他のいずれの層(弾性層42,応力緩和層44,及び表面層43)よりも硬い基層41があることによって,他の各層42,43,44が際限なく伸びるのを防ぐことができる。そのため,良好な印刷を行うことができる。
Further, the
また本形態の中間転写ベルト40では,弾性層42は,ニトリルブタジエンゴムからなることが特に望ましい。ニトリルブタジエンゴムは中間転写ベルト40の弾性層42として特に適しており,2次転写効率を特に向上させ得るからである。なお,ニトリルブタジエンゴムは他のゴム材に比してオゾン劣化しやすいが,本形態によれば,ニトリルブタジエンゴムにより弾性層42を設けてもクラックの拡大を抑えることができるため,画像ノイズが生じるおそれがない。
In the
(第2実施形態)
次に第2実施形態について説明する。第2実施形態では,中間転写ベルト40における各層(基層41,弾性層42,応力緩和層44,及び表面層43)の軟らかさを,硬度ではなく,引張破断伸びによって規定している。引張破断伸びとは,試料(各層)が破断せずにどこまで伸びることができるかを表すものである。ここでいう引張破断伸びは,株式会社島津製作所製の精密万能試験機オートグラフAG−10kNを用いて測定した値である。引張破断伸びの具体的な計算式は下記式の通りである。
引張破断伸び(%)=(L−L0)/L0×100
L :破断時の試料の長さ
L0:試験前の試料の長さ
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In the second embodiment, the softness of each layer (the
Tensile elongation at break (%) = (L−L 0 ) / L 0 × 100
L: Length of sample at break L 0 : Length of sample before test
本形態の中間転写ベルトの構成は,第1実施形態の中間転写ベルト40と同じである(図2参照)。すなわち,基層41,弾性層42,応力緩和層44,及び表面層43を内側から外側に向かってこの順に積層したものである。本形態の説明において,第1実施形態と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。本形態の中間転写ベルト40を構成する各層(基層41,弾性層42,応力緩和層44,及び表面層43)の構成材料,層厚,及び体積抵抗率は,第1実施形態と同様である。
The configuration of the intermediate transfer belt of this embodiment is the same as that of the
本形態の基層41は,引張破断伸びが10%以下(例えば5%程度)である。
The
本形態の弾性層42は,引張破断伸びが200%より大きく600%より小さい(望ましくは250%以上500%以下である)。引張破断伸びが大きすぎると,軟らかすぎて,2次転写領域17において中間転写ベルト40の表面にしわができ,画像ノイズを引き起こすおそれがある。一方,引張破断伸びが小さすぎると,十分なニップ幅が確保されずに転写効率が低下する。そのため,弾性層42の引張破断伸びは上記範囲とするのがよいのである。
The
本形態の応力緩和層44は,引張破断伸びが600%以上である。この理由は次の通りである。すなわち,応力緩和層44の引張破断伸びが600%以上であれば,ローラー12,13,14,15に巻き掛けられて回転駆動されている中間転写ベルト40に引張力が作用しても,応力緩和層44が十分に伸びることができる。そのため,クラック55の深さ方向の先端55a(図3参照)に生じる応力集中が緩和され,クラック55の拡大を抑えることができる。よって応力緩和層44の引張破断伸びは,600%以上が良いのである。ゴム材の引張破断伸びを上げる(硬度を低くする)には,その架橋密度を低くすればよい。なお,応力緩和層44を有さず,引張破断伸びが250%〜500%程度の弾性層42のみでは,表面層43に生じたクラック55(図3参照)の拡大を抑えることはできない。
The
本形態の表面層43は,引張破断伸びが200%以下である。表面層43の引張破断伸びが大きいほどクラック55(図3参照)は発生し難くなる。しかし表面層43の引張破断伸びが大きいと,トナーの離型性が悪くなってしまう。トナーの離型性を考慮すると,引張破断伸びは小さい方が好ましい。具体的には,50%以上200%以下が好ましい。200%以下であれば,トナーの離型性を良好に保つことができるからである。また50%以上であれば,表面層43が硬すぎることによって弾性層42の変形が抑えられてしまい,十分なニップ幅が確保できないという不具合を防ぐことができるからである。
The
次に,本発明の効果を確認するために行った実験について,下記表2に基づいて説明する。この実験の実施例1〜4及び比較例1〜6では,試料として,以下の条件の各層を内側から順に塗布していく方法で作製した中間転写ベルトを使用している。
基層 …ポリイミド製,厚さ80μm,体積抵抗率1010Ω・cm
弾性層 …ニトリルブタジエンゴム製,厚さ200μm,体積抵抗率109Ω・cm
応力緩和層…ニトリルブタジエンゴム製,厚さ15μm,体積抵抗率1011Ω・cm
表面層 …ニトリルブタジエンゴム製,厚さ15μm,体積抵抗率1011Ω・cm
Next, experiments conducted for confirming the effects of the present invention will be described based on Table 2 below. In Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 6 of this experiment, an intermediate transfer belt manufactured by a method in which each layer under the following conditions is applied in order from the inside is used as a sample.
Base layer: made of polyimide,
Elastic layer: made of nitrile butadiene rubber, thickness 200μm,
Stress relaxation layer: made of nitrile butadiene rubber,
Surface layer: Made of nitrile butadiene rubber,
実施例1〜4及び比較例1〜6の各試料(中間転写ベルト)は,応力緩和層及び表面層の引張破断伸びが下記表2のように調整されており,弾性層の引張破断伸びが400%に調整されている。弾性層,応力緩和層及び表面層の引張破断伸びの調整は,ゴム材料(ニトリルブタジエンゴム)に対する樹脂架橋剤(具体的にはフェノール樹脂)の充填量を調整することにより行った。また,各試料における表面摩擦係数をそろえるために,表面層には表面処理を施している。表面処理は,表面層を処理液に接触させる処理である。処理液は,次亜塩素酸t−ブチルと酢酸エチルとターシャリーブチルアルコールを2:10:88の重量比率で混合したものである。室温下にて30秒接触させた後,水で洗浄した。このような表面処理を行うことにより,表面層の柔軟性を損なうことなく,表面層の摩擦係数を低減させている。 In each sample of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 6 (intermediate transfer belt), the tensile rupture elongation of the stress relaxation layer and the surface layer is adjusted as shown in Table 2 below, and the tensile rupture elongation of the elastic layer is It is adjusted to 400%. The tensile breaking elongation of the elastic layer, the stress relaxation layer, and the surface layer was adjusted by adjusting the filling amount of the resin crosslinking agent (specifically, phenol resin) into the rubber material (nitrile butadiene rubber). In addition, surface treatment is applied to the surface layer to align the surface friction coefficient of each sample. The surface treatment is a treatment in which the surface layer is brought into contact with the treatment liquid. The treatment liquid is a mixture of t-butyl hypochlorite, ethyl acetate, and tertiary butyl alcohol in a weight ratio of 2:10:88. After contact at room temperature for 30 seconds, it was washed with water. By performing such surface treatment, the friction coefficient of the surface layer is reduced without impairing the flexibility of the surface layer.
このように製造した実施例1〜4及び比較例1〜6の各中間転写ベルトを,上記した表1に結果を示す実験と同様,画像形成装置であるコニカミノルタ製bizhubC650に搭載し,各色の印字率が5%の画像を10000枚プリントした後,シアン色のベタ画像を平滑紙とラフ紙(エンボス紙)にプリントした。その後,ラフ紙にプリントしたベタ画像について画像濃度(2次転写効率)を測定するとともに,平滑紙にプリントしたベタ画像について目視による画像ノイズの確認を行った。画像ノイズには,中間転写ベルトの表面にできたしわに起因するものと,クラックに起因するものとが含まれる。画像濃度の測定に用いた透過濃度測定機は,マクベス製TD904である。評価結果は,上記表2に示す通りである。なお表2における「評価結果」の欄の「○」,「△」,「×」の意味は,上記表1に示す「○」,「△」,「×」の意味と同じである。 The intermediate transfer belts of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 6 manufactured in this way are mounted on a bizhub C650 manufactured by Konica Minolta, which is an image forming apparatus, as in the experiment shown in Table 1 above. After printing 10,000 images with a printing rate of 5%, a cyan solid image was printed on smooth paper and rough paper (embossed paper). Thereafter, the image density (secondary transfer efficiency) was measured for the solid image printed on the rough paper, and the image noise was visually confirmed for the solid image printed on the smooth paper. The image noise includes those caused by wrinkles formed on the surface of the intermediate transfer belt and those caused by cracks. A transmission density measuring machine used for measuring the image density is TD904 manufactured by Macbeth. The evaluation results are as shown in Table 2 above. In Table 2, the meanings of “◯”, “Δ”, and “×” in the “Evaluation Result” column are the same as the meanings of “O”, “Δ”, and “×” shown in Table 1.
上記表2に示す実験結果から,良好な2次転写効率を確保しつつ画像ノイズの発生を防止するためには,表面層の引張破断伸びS1および応力緩和層の引張破断伸びS2の関係を,以下の範囲に保てばよいことがわかった(実施例1〜4)。
表面層の引張破断伸びS1 :200%以下(200%≧S1)
応力緩和層の引張破断伸びS2:600%以上(S2≧600%)
From the experimental results shown in Table 2 above, in order to prevent the occurrence of image noise while ensuring good secondary transfer efficiency, the relationship between the tensile rupture elongation S1 of the surface layer and the tensile rupture elongation S2 of the stress relaxation layer is It turned out that it should just keep to the following ranges (Examples 1-4).
Surface layer tensile elongation at break S1: 200% or less (200% ≧ S1)
Tensile elongation at break S2 of stress relaxation layer: 600% or more (S2 ≧ 600%)
特に,S2が上記範囲を外れると(比較例1〜4),クラックの拡大を抑制する効果が得られず,画像ノイズが発生することがわかった。発生した画像ノイズの程度は,S2の値が小さいほど大きい。応力緩和層の引張破断伸びが小さいほど,クラックが拡大してしまうからである。 In particular, it was found that when S2 is out of the above range (Comparative Examples 1 to 4), the effect of suppressing the expansion of cracks cannot be obtained and image noise occurs. The degree of the generated image noise is larger as the value of S2 is smaller. This is because the smaller the tensile rupture elongation of the stress relaxation layer, the larger the crack.
また,S1が上記範囲を外れると(比較例5,6),トナーの離型性が十分に確保されず,2次転写効率が低下することがわかった。2次転写効率は,S1の値が大きいほど低下する。表面層の引張破断伸びが大きいほど,表面層が柔らかいということであり,トナーの離型性が悪くなるからである。なお,表面層の引張破断伸びが600%である場合には(比較例6),中間転写ベルトの表面にしわができ,このしわに起因した画像ノイズも発生していた。 Further, it was found that when S1 is out of the above range (Comparative Examples 5 and 6), the toner releasability is not sufficiently secured and the secondary transfer efficiency is lowered. The secondary transfer efficiency decreases as the value of S1 increases. This is because the larger the tensile elongation at break of the surface layer, the softer the surface layer, and the worse the toner releasability. When the tensile elongation at break of the surface layer was 600% (Comparative Example 6), wrinkles were formed on the surface of the intermediate transfer belt, and image noise due to the wrinkles was also generated.
以上詳細に説明したように第2実施形態に係る画像形成装置における中間転写ベルト40では,弾性層42と,弾性層42よりも軟らかい応力緩和層44と,弾性層42よりも硬い表面層43とが,内側から最終媒体(用紙)と対面する面(表面43a)のある外側へ向かってこの順に積層されている。表面層43における引張破断伸びは200%以下である。応力緩和層44の引張破断伸びは600%以上である。そのため,中間転写ベルト40の回転駆動に伴って形成されたクラック55(図3参照)の拡大(成長)を,第1実施形態と同様の原理により,応力緩和層44によって止めることができる。従って本形態によれば,拡大したクラック55が原因で最終媒体への印刷画像に画像ノイズが生じるのを防ぐことができる(表2参照)。なお第2実施形態では,各層(基層41,弾性層42,応力緩和層44,及び表面層43)の軟らかさの程度を引張破断伸びにより規定したが,各層の硬度が第1実施形態で示した硬度となることを妨げるものはない。
As described above in detail, in the
なお,上述した実施形態は単なる例示にすぎず,本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に,その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良,変形が可能である。例えば,上記形態では,中間転写ベルト40として基層41を備えるものを用いたが,基層41を備えていないものを用いてもよい。すなわち,例えば図4に示す中間転写ベルト140のように,弾性層142と応力緩和層144と表面層143のみからなるものを用いてもよい。このような中間転写ベルト140とする場合には,弾性層142,応力緩和層144及び表面層143は,実施形態の弾性層42,応力緩和層44及び表面層43と同様の構成とすればよい。
In addition, embodiment mentioned above is only a mere illustration, and does not limit this invention at all. Therefore, the present invention can naturally be improved and modified in various ways without departing from the gist thereof. For example, in the above embodiment, the
また実施形態では,2次転写ローラー16を用いて2次転写を行ったが,図5に示すように2次転写ベルト80を用いて2次転写を行う構成としてもよい。2次転写ベルト80は,複数のローラー81,82,83に架け渡されて,ローラー81,82,83の回転駆動に伴って回転するものである。2次転写ベルト80は,中間転写ベルト40との間に2次転写領域となるニップ部85を形成する。すなわちこの構成では,2次転写ベルト80と中間転写ベルト40で用紙(最終媒体)を挟み込んで2次転写を行う。このような構成とした場合,2次転写ベルト80として,実施形態の中間転写ベルト40と同様の構成のものを用いるのがよい。すなわち,図2に示すような弾性層42,応力緩和層44及び表面層43を備えているものを用いるのがよい。2次転写ベルト80においても,表面層に形成されたクラックが拡大(成長)すると最終媒体に画像ノイズが生じることがわかっている。これは,トナー像の転写に必要な十分なバイアスが2次転写ベルト80にかからなくなるからである。しかし上記のように構成すれば,画像ノイズの発生を防ぐことができる。なお,この2次転写ベルト80に対しても,上記した中間転写ベルト40に関する種々の変更例を適用することができる。
In the embodiment, the secondary transfer is performed by using the
1…画像形成装置
2…イメージングユニット(画像形成ユニット)
21…感光体
40…中間転写ベルト
41…基層
42…弾性層
43…表面層
43a…表面層の表面
44…応力緩和層
80…2次転写ベルト
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image forming apparatus 2 ... Imaging unit (image forming unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 ...
Claims (7)
少なくとも弾性層と,前記弾性層よりも軟らかい応力緩和層と,前記弾性層よりも硬い表面層とが,内側から最終媒体と対面する面のある外側へ向かってこの順に積層されていることを特徴とする転写ベルト。 In an endless transfer belt which is used in an electrophotographic image forming apparatus and is driven to rotate when transferring a toner image,
At least an elastic layer, a stress relaxation layer that is softer than the elastic layer, and a surface layer that is harder than the elastic layer are laminated in this order from the inner side to the outer side that faces the final medium. And transfer belt.
前記弾性層におけるJISK6253デュロメータ・タイプA硬度(以下「硬度」という)は,40度以上80度未満であり,
前記応力緩和層の硬度は,40度未満であり,
前記表面層の硬度は,80度以上である
ことを特徴とする転写ベルト。 The transfer belt according to claim 1,
JISK6253 durometer type A hardness (hereinafter referred to as “hardness”) in the elastic layer is 40 degrees or more and less than 80 degrees,
The stress relaxation layer has a hardness of less than 40 degrees;
The transfer belt according to claim 1, wherein the surface layer has a hardness of 80 degrees or more.
前記表面層の引張破断伸びは,200%以下であり,
前記応力緩和層の引張破断伸びは,600%以上である
ことを特徴とする転写ベルト。 The transfer belt according to claim 1 or claim 2,
The tensile elongation at break of the surface layer is 200% or less,
The transfer belt, wherein the stress relaxation layer has a tensile elongation at break of 600% or more.
前記弾性層の内側に,前記表面層よりも硬い基層をさらに備えていることを特徴とする転写ベルト。 A transfer belt according to any one of claims 1 to 3,
A transfer belt, further comprising a base layer harder than the surface layer inside the elastic layer.
前記弾性層は,ニトリルブタジエンゴムからなることを特徴とする転写ベルト。 A transfer belt according to any one of claims 1 to 4,
The transfer belt, wherein the elastic layer is made of nitrile butadiene rubber.
前記転写ベルトを用いて最終媒体に転写されるトナー像を感光体上に形成する画像形成ユニットと,を備えることを特徴とする画像形成装置。 A transfer belt according to any one of claims 1 to 5,
An image forming apparatus comprising: an image forming unit that forms a toner image transferred onto a final medium using the transfer belt on a photoconductor.
前記転写ベルトは,前記画像形成ユニットにより感光体上に形成されたトナー像の1次転写を受けて最終媒体への2次転写を行う中間転写ベルト,又は,前記画像形成ユニットにより形成されて感光体から中間転写ベルトに転写されたトナー像を最終媒体へ転写する2次転写時に最終媒体を挟んで中間転写ベルトと対向する2次転写ベルトのいずれかであることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 6, wherein
The transfer belt is an intermediate transfer belt that receives a primary transfer of a toner image formed on a photoconductor by the image forming unit and performs secondary transfer to a final medium, or a photoconductive belt formed by the image forming unit. An image forming apparatus comprising: a secondary transfer belt facing the intermediate transfer belt with the final medium sandwiched during secondary transfer for transferring the toner image transferred from the body to the intermediate transfer belt to the final medium.
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