JP3326981B2

JP3326981B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3326981B2
Application number: JP20216594A
Authority: JP
Inventors: 修半田; 辰男奥野
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1994-08-26
Filing date: 1994-08-26
Publication date: 2002-09-24
Anticipated expiration: 2017-09-24
Also published as: JPH0863000A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ベルト式の中間転写体
を用いたカラー電子写真複写機等の画像形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー電子写真複写機等の画像形
成装置における転写方法として、感光体ドラム等の像担
持体上に形成されたトナー像を一旦転写用紙以外の中間
転写体上に１次転写した後、中間転写体上のトナー像を
あらためて転写用紙上へ２次転写して複写像を得る方法
が知られている。この方法を用いることで、用紙の保持
状態、用紙の厚さやこし、用紙の表面性等多くの要因に
よる多重転写不良やカラーレジストレーションのズレの
発生等を抑えることができるという効果のあることが知
られている。

【０００３】この中間転写体としては、例えば、複数の
ロールにより張架されて一定の速度で回転する中間転写
体ベルトが用いられるが、一般に、ベルトを回転駆動す
る場合、ベルトの左右の周長差、ベルトを張架している
ロールの外径の誤差、各ロールの回転軸の傾き等によ
り、ベルトが蛇行することが知られており、この蛇行を
防止するために、中間転写体ベルトの幅方向の端部に誘
導リブを設けたり、その端部にベルト位置規制部材を設
けて中間転写体ベルトが押し当たって止まるようにする
方法などが、従来から用いられている。

【０００４】これらの方法を用いる場合、中間転写体ベ
ルトの端部がベルト位置規制部材等に強い力で押し付け
られるため、中間転写体ベルト端部にヒビ割れ等の損傷
を生じる場合があり、これを防ぐことを目的として、実
開平１−１６４４６１号公報には、中間転写体ベルトの
幅方向における両端部に沿って両端部を補強する補強部
材を設ける例が開示されており、また特開平２−１０３
８９号公報には、中間転写体ベルトの両端部の引張り強
度が中央部のそれよりも強いベルトを用いることが開示
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
補強されたベルトであっても、長期間使用すると補強部
材自身がひび割れしてその機能を失ってしまい、中間転
写体ベルトに生じたヒビ割れが徐々に大きくなり、つい
には画像領域にまで達してしまう場合があるという問題
がある。

【０００６】また、補強部材として、加塑材がしみ出す
ゴムや、トナーがこびり付く塩化ビニールなどを用いる
と、加塑材が感光体を汚染したり、こびり付いたトナー
が感光体を傷つけたり、転写材を汚したりするという問
題が生じる。さらに、この補強部材を形成する方法とし
て、コーティングを用いる方法や接着剤を用いる方法な
どもあるが、前者の場合、ベルトと補強部材の間の十分
な接着強度が得られず、長期間使用していると補強部材
が剥がれてしまうという問題があり、後者の場合、接着
剤の量が多すぎると端部からはみ出してベルト表面を汚
染し、逆に接着剤が少なすぎると十分な接着強度が得ら
れず、接着剤の量の調整が難しいという問題がある。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、耐久性が大幅
に向上した中間転写体ベルトを備えた画像形成装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像形成装置は、像担持体に形成された潜像をトナ
ーで現像して得たトナー像が転写されるとともに、転写
されたトナー像を転写材に転写する中間転写体ベルトを
供えた画像形成装置において、上記中間転写体ベルト
の、幅方向の少なくとも一方の端部に沿ってその中間転
写体ベルトに固着された、曲げ弾性率が１×１０⁴ ｋｇ
ｆ／ｃｍ² 以下であって、かつ、中間転写体ベルトの曲
げ弾性率の１％以上５０％以下の範囲の曲げ弾性率を有
する高分子材料からなる補強部材を備えたことを特徴と
する。

【０００９】ここで、上記本発明の画像形成装置におい
て、上記補強部材が、フッ素樹脂からなることが好まし
い。また、上記補強部材は、中間転写体ベルトの幅方向
の端部に沿って、その中間転写体ベルトの表面および裏
面のうちの少なくとも一方の面に貼付された、一面に粘
着剤が付されたテープ状のものであることが好ましい。

【００１０】ここで、曲げ弾性率とは、ＪＩＳ・Ｋ７２
０３「硬質プラスチックの曲げ試験方法」の規定により
測定した値であって、２点で支持された所定の試験片の
中央に一定速度で荷重を加えることにより生じた試験片
のたわみを測定し、（１）式によって算出されるものを
いう。Ｅ_f ＝（Ｌ ³ ／４ｂｈ ³ ）・（Ｆ／Ｙ） ……（１）ここに、Ｅ_f ：弾性率（ｋｇｆ／ｍｍ² ）｛Ｎ／ｍｍ
² ｝Ｌ：支点間距離（ｍｍ）ｂ：試験片の幅（ｍｍ）ｈ：試験片の高さ（ｍｍ）Ｆ：荷重−たわみ曲線の初めの直線部分の任意に選んだ
点の荷重（ｋｇｆ）｛Ｎ｝Ｙ：荷重Ｆにおけるたわみ（ｍｍ）である。

【００１１】

【作用】本発明の画像形成装置は、その中間転写体ベル
トの幅方向の端部に固着された高分子材料の補強部材を
備えたものであり、その補強部材は、中間転写体ベルト
の曲げ弾性率の１％以上５０％以下の範囲の曲げ弾性率
を有するもので、概略的な表現をすれば、中間転写体ベ
ルトの曲げ弾性率と比べ十分に低い曲げ弾性率を有する
ものであるため、ベルト端部に力が加わると補強部材が
変形して応力を吸収し、応力が中間転写体ベルト本体に
集中するのを防止することができる。また、この補強部
材は曲げ弾性率が１×１０⁴ ｋｇｆ／ｃｍ² 以下であっ
て、曲げ弾性率が比較的低いため、曲げ弾性率の高い部
材のようにヒビ割れが発生しにくい。このように、補強
部材が応力を吸収すること、および補強部材がヒビ割れ
しにくいことから、中間転写体ベルトを長期間使用して
も画像領域にヒビ割れが入って使用不可能になることが
防止される。

【００１２】この補強部材は、中間転写体ベルトの幅方
向の両端部双方に沿うように固着されていてもよいが、
例えば中間転写体ベルトの所定の一端部側のみがベルト
位置規制部材等に押しつけられるように構成した場合等
には、この補強部材は、中間転写体ベルトの幅方向の、
ベルト位置規制部材等に押しつけられる一端部側にのみ
固着されていてもよい。

【００１３】補強部材としてフッ素樹脂を用いると、加
塑剤が像担持体を汚染したり、トナーがこびり付いて像
担持体を傷つけたり転写材を汚したりすることがない。
また、補強部材を粘着面を持つテープ材とすると、十分
な接着強度が得られ、かつ接着剤がはみ出したり接着ム
ラができたりすることがない。上述のように、本発明に
おける補強部材は、その曲げ強度が１×１０⁴ ｋｇｆ／
ｃｍ² 以下のものである。この曲げ強度を越えると前述
した従来技術の如く、補強部材が硬すぎて補強部材にヒ
ビ割れ等が生じ中間転写体ベルトを多数回回転させてい
るうちに中間転写体ベルト自体が使用不能な状態となり
易い。

【００１４】また、本発明における補強部材は、その曲
げ強度が中間転写体ベルトの曲げ強度の１％〜５０％の
範囲のものである。本発明は、上述のように中間転写体
ベルトの端部がベルト位置規制部材に押し当てられたと
きに補強部材にその応力の吸収を担わせるものであり、
補強部材は中間転写体ベルトよりも十分やわらかい必要
がある。補強部材の曲げ強度が中間転写体ベルトの曲げ
強度の５０％を越えると中間転写体ベルトに比べ十分や
わらかいとはいい難く、ベルト位置規制部材等から受け
る力の大きな割合が中間転写体ベルトに加わり、中間転
写体ベルトを多数回回転させているうちに中間転写体ベ
ルトが使用不能な状態となり易い。一方、補強部材の曲
げ強度が中間転写体ベルトの曲げ強度の１％よりも低い
と、補強部材がやわらか過ぎてベルト位置規制部材等か
ら受ける力を補強部材では十分には吸収できず、やはり
中間転写体ベルト自体に大きな力が加わり、中間転写体
ベルトの寿命に問題が生じる。

【００１５】尚、補強部材が、曲げ弾性率１×１０⁴ ｋ
ｇｆ／ｃｍ² 以下であって、かつ中間転写体ベルトの曲
げ弾性率の１％以上５０％以下の範囲内である条件のう
ち、補強部材の曲げ弾性率の、中間転写体ベルトの曲げ
弾性率に対する比率は、１％以上２０％以内であること
が、上述の理由により更に好ましい。また補強部材が上
記要件を満足するとともに、中間転写体ベルトが、曲げ
弾性率２×１０⁴ ｋｇｆ／ｃｍ² 以上であることが好ま
しい。中間転写体ベルトがやわらかすぎてもやはり中間
転写体ベルトの寿命に問題が生じる恐れがあるからであ
る。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の一実施例に係る画像形成装置
の概略構成図である。図１に示す画像形成装置には、像
担持体としての感光体ドラム１が備えられており、この
感光体ドラム１は図示の矢印Ａ方向に回転し、感光体ド
ラム１の周囲に備えられた図示しない一次帯電器、画像
露光手段、現像器等の電子写真プロセスを実行する手段
によってトナー像Ｔが形成される。本実施例では、感光
体ドラム１の周速は２２０ｍｍ／秒である。

【００１７】また、この画像形成装置には複数のロール
間に掛けまわされた無端の中間転写体ベルト２が備えら
れており、この中間転写体ベルト２は、１次転写位置に
おいて感光体ドラム１の表面に当接または近接するよう
に配置されている。この中間転写体ベルト２は、駆動ロ
ール４により、図示の矢印Ｂ方向に、感光体ドラム１の
周速と等速度で回転される。この駆動ロール４は、図示
しないステッピングモータにより駆動される。駆動ロー
ル４の一端にはロータリエンコーダ（図示せず）が取り
付けられており、このロータリエンコーダで駆動ロール
４の回転数が測定され、その測定結果が駆動ロールモー
タドライバ（図示せず）にフィードバックされ、駆動ロ
ール４の回転数が一定になるように制御される。

【００１８】また、中間転写体ベルト２は、この中間転
写体ベルト２の蛇行を防止するためのベルト蛇行防止ロ
ール５にも掛けまわされており、このベルト蛇行防止ロ
ール５の両端部には、図２に示すごとく、ベルト蛇行規
制部材１１が設けられており、中間転写体ベルト２の端
部をベルト蛇行規制部材１１に矢印Ｃ方向に突き当てる
ことで、ベルトの左右の周長差、ロール外径の誤差、ロ
ール回転軸の傾き等に起因するベルトの蛇行（ベルト進
行方向に対して垂直な方向への移動）が防止される。本
実施例では、中間転写体ベルト２をベルト蛇行規制部材
１１に押し付ける力は、０．５〜３ｋｇｆに設定されて
いる。

【００１９】中間転写体ベルト２には、スプリング等
（図示せず）により中間転写体ベルト２を外側に押すよ
うに配置されたテンションロール６（図１参照）によ
り、所定の張力が与えられている。本実施例では、その
張力は４〜６ｋｇｆに調整されている。さらに、中間転
写体ベルト２は、２次転写用バイアスロール９に対向す
る対向ロール７、および中間転写体ベルトクリーナ１０
に対向する対向ロール８に掛けまわされている。２次転
写用バイアスロール９とそれに対向する対向ロール７と
の間の２次転写位置には、後述するようにして、転写材
１３が供給される。また、中間転写体ベルト２の１次転
写位置の背面側には、１次転写用コロナ放電器１２が配
設されている。この１次転写用コロナ放電器１２には、
感光体ドラム１上のトナーの帯電極性と逆極性の電圧が
印加され放電が行われる。

【００２０】次に、上記構成中の中間転写体ベルト２を
備えた画像形成装置の動作を説明する。動作開始信号に
より、感光体ドラム１上にトナー像Ｔが形成されるとと
もに、中間転写体ベルト２も感光体ドラムの周速と略同
速（本実施例では２２０ｍｍ／秒）で移動し、感光体ド
ラム１と中間転写体ベルト２が当接または近接する１次
転写位置へ移動したトナー像Ｔは、１次転写用コロナ放
電器１２の作用により中間転写体ベルト２上に静電的に
転写（１次転写）される。カラー画像形成装置の場合、
各トナー色に応じこの動作が３〜４回繰り返される。こ
の１次転写の動作の間、２次転写用バイアスロール９は
中間転写体ベルト２から離間しており、転写材１３も２
次転写位置よりも上流側で待機している。１次転写が終
了したトナー像が２次転写位置へ移動するのに合わせて
転写材１３が２次転写位置に送られるとともに、２次転
写用バイアスロール９が中間転写体ベルト２に当接す
る。２次転写位置に移動したトナー像Ｔと転写材１３
は、中間転写体ベルト２と２次転写用バイアスロール９
の間に挾持され、転写材１３上にトナー像が静電的に転
写され２次転写が実行される。２次転写の終了した転写
材１３は、図示しない定着装置に送られ定着が行われ
る。中間転写体ベルト２上に残ったトナーは、中間転写
体ベルトクリーナ１０によって取り除かれ、次の画像形
成動作に備えられる。

【００２１】上記構造の画像形成装置を用いて、中間転
写体ベルトの耐久性テストを行った。実験に用いたベル
トは、周長６３３．５ｍｍ、幅３２０ｍｍの無端状ベル
トである。この中間転写体ベルトは、ＰＶｄＦ（ポリ
フッ化ビニリデン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＴ（ポ
リエチレンテレフタレート）またはＰＣ（ポリカーボネ
ート）の中のいずれか一種にＣＢ（カーボンブラック）
等の抵抗制御剤を混入して体積抵抗率を１０¹²〜１０¹⁵
Ωｃｍに調整したものを材料として用いた、５０〜３０
０μｍの厚さのものである。この範囲より抵抗が低い場
合は、転写トナー像の飛び散りが激しく画像が劣化し、
抵抗が高い場合は中間転写体ベルトの帯電が大きく、均
一に安定して除電することができず、やはり画像が劣化
した。またこの範囲より薄い材料を用いた場合、機械的
強度が著しく低く実用に耐えず、厚い場合は転写に必要
な電圧が高くなりすぎ良好な画像を得ることができなか
った。

【００２２】中間転写体ベルト２の両端部の裏表には、
図３（ａ）に示すように補強部材３を接着した。尚、図
３（ｂ）に示すように補強部材３を中間転写体ベルト２
の受像面側にのみ設けることも可能であり、このように
することによって補強部材３の量を半分ですませること
ができる。この補強部材３の材質としては、前述のＪＩ
Ｓの規定による曲げ弾性率が１×１０⁴ （ｋｇｆ／ｃｍ
² ）以下であって、かつ上記中間転写体ベルト２の曲げ
弾性率の１％〜５０％に相当する曲げ弾性率を持つもの
である必要がある。

【００２３】上記範囲の中でも、特に、中間転写体ベル
ト２の曲げ弾性率が２×１０⁴ （ｋｇｆ／ｃｍ² ）以上
であって、かつ中間転写体ベルト２の曲げ弾性率の１％
〜２０％に相当する曲げ弾性率を持つ補強部材であるこ
とが望ましい。具体例として、厚さ２０〜１００μｍ、
幅１０〜４０ｍｍのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチ
レン）、ＰＦＡ（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）、ＦＥＰ（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）等を用いることが望ましい。

【００２４】中間転写体ベルト２に接着剤を塗布して補
強部材３を接着したところ、中間転写体ベルト２に塗布
した接着剤の量の多少によっては、接着剤が中間転写体
ベルト２の画像領域まではみ出す部分や、十分に接着剤
が塗布できない部分などが生じた。このようにして形成
した中間転写体ベルトで、耐久性テストを行おうとした
ところ、接着剤が中間転写体ベルト２の画像領域までは
み出した部分では初期から画質に欠陥が生じた。また十
分に接着剤が塗布できなかった部分では、ベルトが数千
回転すると補強部材３が剥がれ始め、その機能を失っ
た。

【００２５】一方、補強部材３として、粘着面を有する
ものを用いた場合、上述のような問題は発生しなかった
ため、この粘着面を有する補強部材３を用いて耐久テス
トを行った。耐久テストの結果を、比較例とともに表１
に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１中の中間転写体ベルト２と補強部材３
との組合せのテスト結果のいくつかについて説明する。（１）テスト１（比較例）：中間転写体ベルトがＰＣ、
補強部材がＰＥＴの場合中間転写体ベルトが３万回転すると、まずＰＣの端部に
ヒビ割れが始まり、その後ＰＥＴが割れ出し、徐々に割
れが大きくなり、ベルトが１０万回転すると実用に耐え
ない程度（ベルトの全周にヒビ割れが生じ、それらが画
像領域に及ぶ）にまで破損が進んだ。

【００２８】（２）テスト２（実施例）：中間転写体ベ
ルトがＰＣで、補強部材がＰＴＦＥの場合中間転写体ベルトが３万回転するとやはりＰＣの端部に
ヒビ割れが始まるが、ヒビ割れの長さは１〜３ｍｍ程度
以上には伸びず、１００万回転後も使用可能であり、上
記比較例に比べて、１０倍以上の寿命が得られた。

【００２９】（３）テスト３（比較例）：中間転写体ベ
ルトがＰＩで、補強部材がＰＥＴの場合中間転写体ベルトが３万回転すると、ＰＩの端部に欠け
が生じ、その後欠けた部分から補強部材のＰＥＴがヒビ
割れ始めた。その後時間が経つにつれヒビ割れが長くな
っていき、中間転写体ベルトが１００万回転すると実用
に耐えない程度（ベルトの数カ所にヒビ割れが生じ、そ
れらが画像領域に及ぶ）にまで破損が進んだ。

【００３０】（４）テスト４（実施例）：中間転写体ベ
ルトがＰＩで、補強部材がＰＴＦＥの場合中間転写体ベルトが３万回転すると、やはりＰＩの端部
がヒビ割れ始めるが、ヒビ割れの長さは１〜３ｍｍ程度
以上には伸びず、１００万回転後も使用可能であり、上
記比較例に比べて、１０倍以上の寿命が得られた。

【００３１】（５）テスト５（比較例）：補強部材がＳ
Ｉ（シリコンゴム）の場合中間転写体ベルトがＰＣであっても、ＰＩであっても、
数千回転で転写画像に実用に耐えない欠陥が生じた。
尚、表１に示す組合せ以外にも、中間転写体ベルトとし
てＰＶＦ（ポリフッ化ビニル）も使用可能であり、補強
部材としてＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰのいずれを用いた
場合も１００万回転以上使用可能であった。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置は、中間転写体ベルト端部の補強部材の曲げ弾性率
が中間転写体ベルト本体の曲げ弾性率より十分低いの
で、中間転写体ベルト端部に力が加わると端部の補強部
材が変形して応力を吸収し、中間転写体ベルトの端部に
ヒビ割れが生じるのが防止される。また補強部材自身が
ヒビ割れることもなく、十分なベルト寿命を得ることが
できる。

【００３３】また、上記補強部材としてフッ素樹脂を用
いた場合、その補強部材から加塑剤が流出して感光体を
汚染したり、補強部材にトナーが固着して感光体を傷つ
けたり、転写材を汚したりすることもなくなる。さら
に、一面に粘着剤が付されたテープ状の補強部材を用い
ることにより、補強部材が中間転写体ベルトから剥がれ
たり、接着剤がはみ出して中間転写体を汚染したりする
ことがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の概略構
成図である。

【図２】図１に示す実施例のベルト蛇行防止ロールの部
を示す図である。

【図３】中間転写体ベルトの断面図である。

【符号の説明】

１感光体ドラム２中間転写体ベルト３補強部材４駆動ロール５ベルト蛇行防止ロール６テンションロール７２次転写対向ロール８クリーナ対向ロール９２次転写用バイアスロール１０中間転写体ベルトクリーナ１１ベルト蛇行規制部材１２１次転写用コロトロン１３転写材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−289535（ＪＰ，Ａ) 特開平５−294494（ＪＰ，Ａ) 特開平５−306037（ＪＰ，Ａ) 実開平１−164461（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−95070（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/16 G03G 15/01 114 B65H 5/02 G03G 21/00 350

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体に形成された潜像をトナーで現
像して得たトナー像が転写されるとともに、転写された
トナー像を転写材に転写する中間転写体ベルトを供えた
画像形成装置において、前記中間転写体ベルトの、幅方向の少なくとも一方の端
部に沿って該中間転写体ベルトに固着された、曲げ弾性
率が１×１０⁴ｋｇｆ／ｃｍ²以下であって、かつ、該中
間転写体ベルトの曲げ弾性率の１％以上５０％以下の範
囲の曲げ弾性率を有する高分子材料からなる補強部材を
備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記補強部材が、フッ素樹脂からなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の画像形成装
置。
【請求項３】前記補強部材が、前記中間転写体ベルト
の幅方向の端部に沿って、該中間転写体ベルトの表面お
よび裏面のうちの少なくとも一方の面に貼付された、一
面に粘着剤が付されたテープ状の補強部材であることを
特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記中間転写体ベルトの曲げ弾性率は２
×１０ ⁴ ｋｇｆ／ｃｍ ² 以上であることを特徴とする請求
項１記載の画像形成装置。