JP3402943B2

JP3402943B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3402943B2
Application number: JP19076196A
Authority: JP
Inventors: 廣行小林
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-07-19
Filing date: 1996-07-19
Publication date: 2003-05-06
Anticipated expiration: 2016-07-19
Also published as: JPH1039659A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式を用い
た画像形成装置に関し、特に第１の画像担持体上に形成
されたトナー像を、一旦中間転写体上に転写させた後に
第２の画像担持体上に更に転写させ画像形成物を得る複
写機、プリンター及びファックス等の画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】中間転写体を使用した画像形成装置は、
カラー画像情報や多色画像情報の複数の成分色画像を順
次積層転写してカラー画像や多色画像を合成再現した画
像形成物を出力するカラー画像形成装置や多色画像形成
装置、もしくはカラー画像形成機能や多色画形成機能を
具備させた画像形成装置として有効であり、各成分色画
像の重ね合わせズレ（色ズレ）のない画像を得ることが
可能である。

【０００３】ローラ形状を有する中間転写体を用いた転
写装置である画像形成装置の一例の該略図を図１に示
す。

【０００４】図１は電子写真プロセスを利用したカラー
画像形成装置（複写機あるいはレーザービームプリンタ
ー）である。中間転写体として中抵抗の弾性ローラ２０
を使用している。

【０００５】１は第１の画像担持体として繰り返し使用
される回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラ
ムと記す）であり、矢示の時計方向に所定の周速度（プ
ロセススピード）をもって回転駆動される。

【０００６】感光ドラム１は回転過程で、一次帯電器
（コロナ放電器）２により所定の極性・電位に一様に帯
電処理され、次いで不図示の画像露光手段（カラー原稿
画像の色分解・結像露光光学系、画像情報の時系列電気
デジタル画素信号に対応して変調されたレーザービーム
を出力するレーザースキャナによる走査露光系等）によ
る画像露光３を受けることにより目的のカラー画像の第
１の色成分像（例えばマゼンタ成分像）に対応した静電
潜像が形成される。

【０００７】次いで、その静電潜像が第１現像器４１
（マゼンタ現像器）により第１色であるマゼンタトナー
Ｍにより現像される。この時第２〜第４の現像器４２，
４３及び４４（シアン、イエロー及びブラックの各現像
器）は作動−オフになっていて感光ドラム１には作用せ
ず、上記第１色のマゼンタトナー画像は上記第２〜第４
の現像器４２〜４４により影響を受けない。

【０００８】中間転写体２０は矢示の反時計方向に感光
ドラム１と同じ周速度をもって回転駆動されている。

【０００９】本実施例の中間転写体２０は、パイプ状の
芯金２１と、その外周面に形成された弾性層を含む被覆
層２２からなる。

【００１０】感光ドラム１上に形成担持された上記第１
色のマゼンタトナー画像が、感光ドラム１と中間転写体
２０とのニップ部を通過する過程で、中間転写体２０に
印加される一次転写バイアスにより形成される電界によ
り、中間転写体２０の外周面に順次中間転写されてい
く。

【００１１】中間転写体２０に対応する第１色のマゼン
タトナー画像の転写を終えた感光ドラム１の表面は、ク
リーニング装置１４により清掃される。

【００１２】以下同様に第２色のシアントナー画像、第
３色のイエロートナー画像、第４色のブラックトナー画
像が順次中間転写体２０上に重畳転写され、目的のカラ
ー画像に対応した合成カラートナー画像が形成される。

【００１３】２５は転写ローラで、中間転写体２０に対
応し平行に軸受させて下面部に接触させて配設してあ
る。

【００１４】感光ドラム１から中間転写体２０への第１
〜第４色のトナー画像の順次重畳転写のための一次転写
バイアスは、トナーとは逆極性（＋）でバイアス電源６
１から印加される。その印加電圧は例えば＋２ｋＶ〜＋
５ｋＶの範囲である。

【００１５】感光ドラム１から中間転写体２０への第１
〜第４色のトナー画像の順次転写実行工程において、転
写ローラ２５及び中間転写体クリーナ３５は中間転写体
２０から離間することも可能である。

【００１６】中間転写体２０上に重畳転写された合成カ
ラートナー画像の第２の画像担持体である転写材２４へ
の転写は、転写ローラ２５が中間転写体２０に当接され
ると共に、給紙カセット９から中間転写体２０と転写ロ
ーラ２５との当接ニップに所定のタイミングで転写材２
４が給送され、同時に二次転写バイアスがバイアス電源
２９から転写ローラ２５に印加される。この二次転写バ
イアスにより中間転写体２０から第２の画像担持体であ
る転写材２４へ合成カラートナー画像が転写される。ト
ナー画像転写を受けた転写材２４は定着器１５へ導入さ
れ加熱定着される。

【００１７】転写材２４への画像転写終了後、中間転写
体２０上の転写残トナーは中間転写体クリーナ３５が当
接されクリーニングされる。

【００１８】前述の中間転写体を用いた画像形成装置を
有するカラー電子写真装置は、従来の技術である転写ド
ラム上に第２の画像支持体を張り付けまたは吸着せし
め、そこへ第１の画像支持体上から画像を転写する画像
形成装置を有したカラー電子写真装置が、例えば特開昭
６３−３０１９６０号公報中で述べられたごとくの転写
方法よりは以下の点で優れている。すなわち、各色のト
ナー画像の重ね合わせ時の色ズレが少ない。次に、図１
で示されるごとく、第２の画担持像体になんら加工や制
御（例えばグリッパーに把持する、吸着する、または曲
率を持たせる等）を必要とせずに中間転写体から画像を
転写することができるため、第２の画担持像体を多種多
様に選択することができる。

【００１９】例えば、薄い紙（４０ｇ／ｍ²紙）から厚
い紙（２００ｇ／ｍ²紙）までの選択が可能。第２の画
担持像体の幅の広狭または長さの長短によらず転写可
能。更には封筒、ハガキ及びラベル紙等までの対応が可
能である。

【００２０】また、中間転写体の剛性が優れているた
め、繰り返しの使用によってへこみ、ひずみ及び変形等
の寸法精度の狂いが生じにくいため、当該中間転写体の
交換頻度を長くすることができる。

【００２１】このように、中間転写体を用いることによ
る利点のため、すでに市場においてはこの画像形成装置
を用いたカラー複写機及びカラープリンター等が稼働し
始めている。

【００２２】しかし、この中間転写体を用いた画像形成
装置を実際に繰り返し使用する場合、次のごとき問題点
を未だ有している。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】第１の画像担持体、例
えば感光ドラムから中間転写体への転写効率、及び中間
転写体から第２の画像担持体、例えば紙やＯＨＰシート
への転写効率を高めるために、最外層と弾性層のみの組
み合わせを用いた中間転写体の最外層のバインダーに高
潤滑性粉体を多量に混合したものを使用した場合、接着
性の高いバインダーを用いたとしても、そもそも最外面
が高潤滑性であるが故に最外層と弾性層との密着性が良
好でなくなることがある。このため３〜４万枚程度の耐
久性はこの状態でも有しているものの、更に長期間（例
えば６万枚程度）の耐久を行うと表層が弾性層から剥が
れたりひびわれたりすることがあり、転写したときに剥
がれた部分の導通が十分でなくなり、十分に転写されず
に画像のムラが発生したり、ひびわれた部分が十分に転
写されずに画像にひびわれた表面状態がそのまま転写し
てしまうことがあった。このことで中間転写体を３〜４
万枚毎に交換しなければならず、ランニングコストが高
いものとなってしまうことがあった。

【００２４】また、最外層バインダー中に高潤滑性粉体
を多量に混合したものを使用した場合、バインダーと高
潤滑性粉体の密着性が充分でなくなることがあり、その
ために最外層の弾性層からのブリード物に対するバリア
ー性が低下することがあり、１〜２週間程度の高温高湿
環境ではバリアー性が保たれているものの１ヵ月以上の
長期にわたる場合、バインダーと高潤滑性粉体との界面
を弾性層からのブリード物が通り抜けて、感光体等を汚
染し画像欠陥を生じる場合があった。

【００２５】更には、第一の画像担持体、例えば感光ド
ラムから中間転写体への転写効率、及び中間転写体から
第二の画像担持体、例えば紙やＯＨＰシートへの転写効
率を高くするため転写バイアスを高く設定する方法があ
るが、転写バイアスを高くした場合、感光体に打痕ある
いは金属粉等の異物が混入して感光体の背面電極に通ず
る導電路が形成されたとき、前記と同様に長期間耐久さ
れて最外層が弾性層から剥がれたりひびわれたりすると
中間転写体から過剰な電流が流れ、中間転写体に印加さ
れた電圧が降下することによって、中間転写体の感光体
長手方向接触領域全域にわたって、十分転写されない部
分ができ、欠陥のある画像になってしまうことがあっ
た。更に、感光体背面電極への過剰電流は電子写真装置
の電気制御系統の誤動作や破損を生じさせる等のおそれ
があった。

【００２６】しかるに、本発明は前述の諸問題を解決し
た新規な中間転写体を用いる画像形成装置を提案するも
のである。

【００２７】本発明の目的は、第１の画像担持体から中
間転写体への転写効率、及び中間転写体から第２の画像
担持体への転写効率が極めて高い画像形成装置を提供す
ることにある。

【００２８】本発明の別の目的は、画像の微小部分の転
写不良の発生しない、所謂中抜け画像のない、均一、均
質の画像品質が、第２の画像担持体である紙やＯＨＰシ
ートの種類に依存することなしに達成される画像形成装
置を提供することにある。

【００２９】本発明の更に別の目的は、中間転写体の繰
り返し使用による苛酷な耐久使用を行っても中間転写体
の特性に変化がなく、初期と同様な特性を維持し得る画
像形成装置を提供することにある。

【００３０】本発明のその上の目的は、中間転写体表面
へのトナーの付着によるフィルミングの発生しない画像
形成装置を提供することにある。

【００３１】本発明の更にその上の目的は、有機感光体
に悪影響を与えず、感光体寿命の長い画像形成装置を提
供することにある。

【００３２】更に別の目的は、中間転写体の層構成が、
少なくとも弾性層及び第１の層と第２の層を有している
中間転写体の第２の層、もしくは中間転写体の最外層に
高潤滑性粉体を多量に混合したものを使用した場合にお
いて長期間繰り返し画像を出力しても、第２の層もしく
は最外層が弾性層から剥がれたり、ひび割れたりせず均
一な導電性及び転写性を実現すること、もしくは、弾性
層からのブリード物が発生した場合でも感光体汚染され
ず画像欠陥を発生しないこと、もしくは、第１の画像担
持体から中間転写体への転写、及び中間転写体から第２
の画像担持体への転写をする場合の転写効率を高めるた
め転写バイアスを高く設定した場合でもリークが発生し
ない画像形成装置を提供することにある。

【００３３】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、第
１の画像担持体上に形成された画像を中間転写体上に転
写した後、第２の画像担持体上に更に転写する画像形成
装置において、該中間転写体が、少なくとも弾性層上に
第１の層及び第２の層をこの順に有し、かつ、第１の層に用いられるバインダーの１００％引張り応力
が２７．１〜４７．３ｋｇｆ／ｃｍ²、伸びが５００〜
７００％であり、第２の層に用いられるバインダーの１００％引張り応力
が８２〜１２０ｋｇｆ／ｃｍ²、伸びが３９５〜５８０
％であることを特徴とする画像形成装置である。

【００３４】

【発明の実施の形態】本発明においては、第２の層と弾
性層との間にある第１の層に用いられるバインダーの伸
び及び１００％引張り応力を、下層にある弾性層の柔軟
性または変形に追随可能となるように設計してある。す
なわち、該バインダーは、従来用いられるごとくの硬質
の屈曲性の乏しい樹脂ではなく、容易に伸長でき、か
つ、多大の応力を必要とせずに伸縮がなし得るよう、１
００％引張り応力を２７．１〜４７．３ｋｇｆ／ｃｍ²
の範囲とし、かつ、伸びを５００〜７００％の範囲とす
る。

【００３５】この作用により、第２の層に高潤滑性のフ
ィラー、例えば好ましくはフッ素系のフィラーを多量に
混合しても第２の層と第１の層との接着性がより緊密に
増し、更に第１の層と弾性層との接着も第１の層には離
型性を求めなくてもよいので高潤滑性粉体を混合する必
要がなく、第１の層と弾性層の密着性は良好なものとな
る。

【００３６】更に、第２の層に比較的柔軟性に劣るバイ
ンダーを用いたとしても弾性層の変形に対応して、第１
の層が衝撃または変形の吸収効果を有し、弾性層と第１
の層の界面と第１の層の厚み内部でその動きを吸収する
ため、第１の層と第２の層の界面では著しい変動・変化
とはならず、良好な密着性を保持することが可能とな
る。

【００３７】そのため、第１の層と第２の層の膜厚を規
定することは本発明にとって、極めて重要な点である。

【００３８】すなわち、第１の層の膜厚が薄いと、弾性
層の変化を第１の層が吸収しきれず、第２の層にその影
響を及ぼすことになる。このため、第１の層より被膜の
柔軟性に劣る第２の層は、ヒビ割れ等が発生し易くな
る。これは第２の層の膜厚が過大に厚過ぎる場合も同様
な不具合が生じる。

【００３９】本発明にとって第１の層と第２の層の膜厚
の関係は５＜Ｌ₁ ＜６０μｍ好ましくは、７＜Ｌ₁ ＜５
０μｍであり、Ｌ₁ ≧Ｌ₂ の範囲にある。

【００４０】この時Ｌ₁ 及びＬ₂ は第１の層、及び第２
の層の膜厚（単位μｍ）を示す。

【００４１】第１の層の膜厚が６０μｍ以上あると層の
電気抵抗が高抵抗化し１次転写、２次転写時に充分な印
加電圧を付与することができなくなり、転写効率の低下
を惹起する。

【００４２】一方、第２の層に用いられるバインダーも
高潤滑性フィラーを多量に含有することが可能であり、
外界からの中間転写体表層への変形、押し圧、摩擦及び
削れ等の負荷要因に対し、強い抵抗力を有するバインダ
ーを選択することにより、該中間転写体が高転写効率を
維持し、かつ、長期間の繰り返し使用に耐える耐久性を
獲得することができるようになり本発明を完成するに到
った。上述の特性を有する、第２層に用いられるバイン
ダーとしては、１００％引張り応力が８２〜１２０ｋｇ
ｆ／ｃｍ²であり、伸びが３９５〜５８０％の範囲のも
のを使用する。

【００４３】一般的に、１００％引張り応力を下げるよ
うに樹脂設計を行うとそれに応じて伸びの大きさは大き
くなり、特性的には接着特性は上がり、変形及び屈曲に
対する自由度も上がる。反面タック性が大きくなり、中
間転写体表層として用いるとトナーの付着汚れを耐久の
早い時期に発生させ、またそれを助長することとなり、
実用的には不可である。

【００４４】しかるに本発明においては、弾性層の上層
に、接着特性が優れかつ伸縮に豊んだバインダーを用い
ることにより、弾性層の上層に２層以上ある被覆層と弾
性層の密着性を向上せしめ、繰り返しの屈曲及び変形に
影響を受けない構成となっている。

【００４５】逆に、１００％引張り応力を上げるように
すると、伸びは小さくなり特性的には硬質の変形しにく
い、耐摩耗性に優れ、削れ及び汚れに強い構成となる。
本発明においては、下層部分に弾性層を用いているた
め、適度の屈曲や変形の対応性を有し、かつ、中間転写
体表層としての電子写真特性及び耐久性を保持し得るよ
うに、樹脂特性を選択している。

【００４６】以上より、第２の層と弾性層の密着性が良
好でない場合でも第１の層が第２の層と弾性層の仲介を
することで、高い密着性を実現することができ、繰り返
し使用したとき第２の層が弾性層から剥がれたり、ひび
割れたりしなくなり、転写したときに剥がれた部分の導
通が十分でなくなることによる転写不良を防止するこ
と、更には、第２の層に高潤滑性のフィラーを多量に混
合しても第１の層には離型性を求めなくてもよいので高
潤滑性粉体を混合する必要がなく、高潤滑性粉体とバイ
ンダーとの間から弾性体のブリード物のすりぬけがなく
なり、感光体汚染を防ぐことができる。更には、弾性層
と第２の層の間に第１の層を用いることにより密着性が
向上することによって、第２の層と弾性層との界面で密
着性不十分による電流の横流れを防ぐことができ、ドラ
ムにピンホール等があいている場合においても、その穴
から過大電流が流れ（以下ピンホールリークと記す）、
転写時に十分転写されない部分ができることによる、欠
陥画像を防止している。

【００４７】更に驚くべきことには、本発明の中間転写
体を用いることにより、前述の中間転写体クリーナ３５
ごときの高価で複雑な装置を用いることなく、第２の画
像担持体へ転写した後、中間転写体に残存するトナーを
清掃除去できることを見い出した。

【００４８】すなわち、高離型性及び高密着性を有する
中間転写体を用いることにより、図５に示されるごとく
中間転写体クリーナ３５の代わりに、バイアスを印加で
きる中抵抗クリーニングローラ７０を当該中間転写体２
０に当接するだけで、中間転写体２０上のトナー７１を
クリーニング除去することができる。

【００４９】中間転写体２０上のトナー７１はクリーニ
ングローラ７０を通過する時該ローラ７０より適当なバ
イアスが印加される。これにより、トナー７１は感光ド
ラム１に吸引され易い好ましい電荷を付与され感光ドラ
ム１と中間転写体２０のニップ部を通過することにな
る。この時、感光ドラム１上のトナー画像７２が、中間
転写体２０上へ印加された一次転写バイアスにより形成
された電界により中間転写されると同時に、トナー７１
は上述の電界のもとで感光ドラム１上へ回収されること
になる。この作用により中間転写体２０上のトナー７１
は全て感光ドラム１へ回収されクリーナ１４へ収容され
る。中間転写体２０表面上からトナーは除去清掃される
ことになる。更に、次の瞬間、先の清掃された中間転写
体表面へ前述のトナー画像７２が転写されていくことに
なる。

【００５０】この様なクリーニング同時転写という効果
は、本発明のごときの高離型及び高密着性を有した、中
間転写体のみによって達成し得るものである。

【００５１】もちろん、トナーの離型性が悪ければクリ
ーニングローラ７０でどんなに高バイアスを印加し、高
電荷を付与してもニップ部で完全にトナーを感光ドラム
１へ回収することは不可能である。同様に転写効率が低
ければ二次転写後の残トナーであるトナー７１は思いの
ほか多くなり、やはりニップ部で全てのトナーを回収す
ることはできなくなる。

【００５２】中間転写体２０の離型性についても上述と
同様であり、トナー７１を中間転写体表面から離脱し易
い状態を作ることが必要である。

【００５３】本発明で用いる高潤滑性粉体としては中間
転写体表面に潤滑性を付与できるものであり、本発明で
用いる粉体の潤滑性を判断するためには次のような方法
を用いることができる。

【００５４】試験する粉体２０重量部と中間転写体表層
に使用される樹脂、例えばウレタンプレポリマー１００
重量部とを撹拌混合し、硬化剤５重量部を添加混合した
後ＰＥＴ板上にスプレー塗布して試験サンプルを作製す
る。この時トルエン、ＭＥＫ等溶解し得る混合溶媒によ
り塗料粘度の調整を行い均一な塗装表面が得られるよう
に注意する。一方、試験する粉体を添加しない以外は同
様にして比較塗装サンプルを作製する。次に、表面性測
定機ＨＥＩＤＯＮ−１４ＤＲ（新東科学社製）を用いて
両者のすべり抵抗を測定する。測定方法としては、測定
対象物として未塗装のＰＥＴ板をＡＳＴＭ平面圧子に固
定し、２００ｇｆの垂直荷重下に１００ｍｍ／ｍｉｎの
速度で塗装サンプルを水平移動させる。試験サンプルの
すべり抵抗が比較サンプルの８０％以下であれば試験粉
体は高潤滑性粉体と判断できる。

【００５５】また一方、前記中間転写体表面の水の接触
角が６０°以上、かつすべり抵抗が２００ｇ以下である
ような物性にした場合、トナーの離型性が大きく、転写
効率が向上する。このため、耐フィルミング特性も同時
に良好となる。また、水との接触角を大きくすることに
より、電気抵抗の環境依存性を低減する効果もある。こ
れは、中間転写体表面が疎水性であることから中間転写
体が吸湿しにくくなり、使用環境における湿度の影響を
受けにくくなるためと推察している。更には、転写効率
が向上したことにより、前述のごとくの簡単なクリーニ
ング装置でクリーニングできることから、中間転写体表
面への負荷が小さくなり、結果として中間転写体の寿命
の向上につながる。中間転写体表面の水の接触角が６０
°未満、またはすべり抵抗が２００ｇを越えるとトナー
の離型性が小さくなり、転写効率の低下、画質の劣化、
またフィルミングの原因となる。

【００５６】従って、本発明の目的を達成するために
は、前述の特性を有した材料を選択する。例えば下記の
ものが挙げられるが必ずしもこれらに限定されるもので
はない。フッ素ゴム、フッ素エラストマー、黒鉛やグラ
ファイトにフッ素が結合したフッ化炭素、ＰＴＦＥ、Ｐ
ＶＤＦ、ＥＴＦＥ及びＰＦＡ等の樹脂のようなフッ素化
合物の粉体；シリコーン樹脂粒子、シリコーンゴム及び
シリコーンエラストマー等のシリコーン系の粉体；Ｐ
Ｅ、ＰＰ、ＰＳ、アクリル樹脂、ナイロン樹脂、フェノ
ール樹脂及びエポキシ樹脂等の樹脂及びこれらの化合物
または混合物の粉体；球状グラファイト等の粒状炭素、
シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸
化スズ及び酸化鉄等の無機粉体等であり、これらを表面
処理したもの、または単独または複数混合して使用する
こともできる。また、高潤滑性粒子の形状や粒径も特に
限定されるものではなく、球状、繊維状、板状及び不定
型等、潤滑性が得られればどのような形状でも使用で
き、粒径も制限はないものの分散性や表面性を考慮する
と０．０２〜５０μｍが好ましい。これらの粉体には潤
滑性を阻害しない範囲で必要に応じて表面処理を行って
もよい。また、諸特性に問題を引き起こさない範囲で分
散剤を使用することもできる。

【００５７】本発明の画像形成方法が所望の効果を発揮
するためには、これらの本発明の目的を満たした高潤滑
性粉体が中間転写体の表面層を構成する物質の全固型分
に対し５〜８０重量％占めることが必要であり、好まし
くは２５〜７５重量％である。含有量が５重量％未満の
場合には潤滑性の付与が不十分となり、二次転写効率や
耐久性が低下し、トナーのフィルミングが発生する。８
０重量％を超える場合にはバインダー成分との密着性が
不足し、耐久性が低下してしまう。

【００５８】中間転写体の表面層を構成する物質を調製
するために、このような粉体を樹脂、エラストマー及び
ゴム等のバインダー中に混合、分散させる方法として公
知の方法を適宜用いることができる。バインダー成分が
ゴムまたはエラストマーの場合にはロールミル、ニーダ
ー及びバンバリーミキサー等の装置が用いられ、液状の
場合にはボールミル、ビーズミル、ホモジナイザー、ペ
イントシェイカー及びナノマイザーもしくはそれに類す
る装置を使用して分散できる。

【００５９】本発明に用いる高潤滑性粉体は中間転写体
の表面に現れていることが必要であり、従って中間転写
体の表面層を構成する組成物中に添加することが必要で
ある。中間転写体が複数の層により構成されている場合
には少なくともその表面層中に添加されていなければな
らない。

【００６０】このような表面層を構成することにより、
水の接触角及びすべり抵抗を所望の範囲に設定すること
ができるのである。

【００６１】本発明に用いる中間転写体の弾性層及び第
１、第２の層等の被覆層に使用されるゴム、エラストマ
ー及び樹脂として、例えばゴム及びエラストマーとして
は、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエン
ゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピ
レンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、クロロ
プレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポ
リエチレン、アクリロニトリルブタジエンゴム、ウレタ
ンゴム、シンジオタクチック１，２−ポリブタジエン、
エピクロロヒドリンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴ
ム、フッ素ゴム、多硫化ゴム、ポリノルボルネンゴム、
水素化ニトリルゴム及び熱可塑性エラストマー（例えば
ポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル
系、ポリウレタン系、ポリアミド系、ポリエステル系及
びフッ素樹脂系等）等からなる群より選ばれる１種類あ
るいは２種類以上を使用することができる。ただし、上
記材料に限定されるものではない。

【００６２】また、樹脂としてはポリスチレン、クロロ
ポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−
ブタジエン共重合体、スチレン−塩化ビニル共重合体、
スチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−マレイン酸
共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体（ス
チレン−アクリル酸メチル共重合体、スチレン−アクリ
ル酸エチル共重合体、スチレン−アクリル酸ブチル共重
合体、スチレン−アクリル酸オクチル共重合体及びスチ
レン−アクリル酸フェニル共重合体等）、スチレン−メ
タクリル酸エステル共重合体（スチレン−メタクリル酸
メチル共重合体、スチレン−メタクリル酸エチル共重合
体及びスチレン−メタクリル酸フェニル共重合体等）、
スチレン−α−クロルアクリル酸メチル共重合体、スチ
レン−アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体
等のスチレン系樹脂（スチレンまたはスチレン置換体を
含む単重合体または共重合体）、メタクリル酸メチル樹
脂、メタクリル酸ブチル樹脂、アクリル酸エチル樹脂、
アクリル酸ブチル樹脂、変性アクリル樹脂（シリコーン
変性アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂変性アクリル樹脂及
びアクリル・ウレタン樹脂等）、塩化ビニル樹脂、スチ
レン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共
重合体、ロジン変性マレイン酸樹脂、フェノール樹脂、
エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルポリウ
レタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブタ
ジエン、ポリ塩化ビニリデン、アイオノマー樹脂、ポリ
ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ケトン樹
脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体、キシレン
樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリアミド樹脂及び
変性ポリフェニレンオキサイド樹脂等からなる群より選
ばれる１種類あるいは２種類以上を使用することができ
る。ただし、上記材料に限定されるものではない。

【００６３】とりわけ本発明において、第１の層及び第
２の層に用いられるより好ましいバインダーとしては、
ポリウレタン、例えば、ポリエステルポリウレタン、ポ
リオールポリウレタンであり、熱可塑性エラストマー
（ＴＰＥ）としては例えば、スチレンブロック共重合
体、オレフィンブロック共重合体、ポリエステルブロッ
ク共重合体、ウレタンブロック共重合体がある。上記の
バインダーは、ポリウレタンにおいては、ポリエステ
ル、またはポリオール等のＯＨ成分とＮＣＯ成分の種類
及び量を適時変更することにより、バインダー物性とし
ての１００％引張り応力、伸びを変更することができ
る。ＴＰＥにおいては、バインダーを構成するブロック
共重合体のハードセグメントとソフトセグメントの組成
及び量比を変更することにより、本発明の物性を適時得
ることができる。

【００６４】本発明に用いる弾性層は、転写不良、中抜
け画像が生じない程度の硬度が必要であり、その好まし
い範囲は１０〜９５°、より好ましくは２０〜８０°、
更に好ましくは２５〜７０°であり、その測定方法はＪ
ＩＳ−Ａの方式に従うものとする。このため、弾性層に
使用される材料としては、前記材料の内でも、ゴム、エ
ラストマーあるいは軟質の樹脂を利用することが好まし
い。

【００６５】本発明に用いる中間転写体の抵抗値を調節
するためには導電剤を添加してもよい。導電剤としては
特に限定されるものではないが、例えば、カーボン、ア
ルミニウムやニッケル等の金属粉末及び酸化チタン等の
金属酸化物、４級アンモニウム塩含有ポリメタクリル酸
メチル、ポリビニルアニリン、ポリビニルピロール、ポ
リジアセチレン、ポリエチレンイミン、含硼素高分子化
合物及びポリピロール等の導電性高分子化合物等からな
る群より選ばれる１種類あるいは２種類以上を使用する
ことができる。ただし、上記導電剤に限定されるもので
はない。

【００６６】本発明における伸び及び１００％引張り応
力はＪＩＳＫ６３０１に準じた測定方法によって測定
する。この時好ましい引張り速度は５００ｍｍ／分であ
る。測定環境は２５℃で常圧下で行う。

【００６７】また、測定試料の調製は以下のようにす
る。

【００６８】すでにフィルム、プレート薄膜のような板
状の形状を有するバインダーは、約２００〜４００μｍ
の厚みに整え、３号ダンベル形状に成形する。

【００６９】また、溶液に溶解しているバインダーは、
溶媒が除去された後に３号ダンベル形状になるようにあ
らかじめ成形用型を準備し、その型に当該溶液を流し込
み、溶媒除去し、成形試料を得る。

【００７０】この時、溶媒乾燥方法としては、溶媒を完
全に除去できるため、次の方法を用いることが特に好ま
しい。

【００７１】まず、室温乾燥２４時間、次に５０〜８０
℃、好ましくは７０℃で４時間乾燥し、最後に減圧乾燥
を約６０℃で２時間行うものである。

【００７２】本発明において、第１と第２の層の間に、
本発明に該当しない範囲の引張り応力及び／または伸び
を有するバインダーよりなる層を有してもよい。

【００７３】例えば、第１と第２の層の間に更に接着性
を向上させるために、プライマー等の表面処理剤を塗布
してもよい。

【００７４】表面処理剤としてはシラン系化合物を用い
るもの、チタネート系化合物を用いるもの、イソシアネ
ート系樹脂を用いるもの、エポキシ系樹脂を用いるも
の、熱可塑性樹脂を用いるものがあるが、これに限った
ものではない。

【００７５】また、弾性層からのブリード防止効果を更
に向上させるために、第１の層と弾性層の間や第１と第
２の層の間にブリード防止層を設けてもよい。

【００７６】ブリード防止層としては、バリアー性の高
い樹脂、例えばナイロン、塩化ビニリデン、ポリエチレ
ンテレフタレート、ポリビニルアルコール及びエチレン
ビニルアルコール等があるが、これに限ったものではな
い。

【００７７】また、リーク防止効果を更に向上させるた
めに、第１の層と弾性層の間や第１と第２の層の間にリ
ーク防止層を設けてもよい。

【００７８】リーク防止層としては、耐リーク性の高い
樹脂例えば、ナイロン、ポリスチレン、ポリエチレン、
塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビ
ニルアルコール及びエチレンビニルアルコール等がある
が、これに限ったものではない。

【００７９】また、第２の層を磨耗、ひび割れ等から保
護するために、第２の層の上に表面保護層を設けてもよ
い。

【００８０】表面保護層としては、耐磨耗性の高い樹
脂、例えばポリウレタン、ナイロン、ポリカーボネー
ト、アクリル、ポリスチレン、ポリエチレン、塩化ビニ
リデン及びポリエチレンテレフタレート等があるが、こ
れに限ったものではない。

【００８１】これらのバインダーや表面処理剤やブリー
ド防止層、リーク防止層、表面保護層の塗布方法として
は、スプレーコート法によるもの、ディッピング法によ
るもの、ロールコート法によるもの、刷毛塗り法及び粉
体塗装法によるもの等がある。

【００８２】また、これら第１の層または第２の層に使
用されるバインダーや表面処理剤やブリード防止層、リ
ーク防止層及び表面保護層は、導電性を付与してもよ
く、リークの心配のない第２の層を用いた場合や低電圧
を印加する中間転写体であれば、第１の層に使用される
バインダーや表面処理剤やブリード防止層、リーク防止
層、表面保護層に導電性を付与することはなんら問題な
い。

【００８３】本発明に用いる中間転写体は、例えば、円
筒状の導電性支持体上に少なくともゴム、エラストマー
または樹脂よりなる弾性層を有するローラー形状、更に
は、その弾性層の上層に２層以上の被覆層を有するロー
ラー形状、または、図２に示されるごとくのベルト形状
と種々の態様を目的、必要に応じて選択することができ
る。その構成の例を図３〜図４に示す。

【００８４】画像の重ね合わせの色ズレ、繰り返しの使
用による耐久性を考慮すると、より好ましい本発明の態
様としてはローラー形状である。図３において、１００
は剛体である円筒状導電性支持体、１０１は弾性層、１
０２は第１の層及び１０３は第２の層を示す。

【００８５】円筒状導電性支持体としては、アルミニウ
ム、鉄及び銅及びステンレス等の金属や合金、カーボン
や金属粒子等を分散した導電性樹脂等を用いることがで
き、その形状としては、上述したような円筒状や、円筒
の中心に軸を貫通したもの、円筒の内部に補強を施した
もの等が挙げられる。

【００８６】弾性層の膜厚は０．５ｍｍ以上、更には
０．８ｍｍ以上、特には０．８ｍｍ〜１０ｍｍであるこ
とが好ましい。

【００８７】本発明に用いる中間転写体の体積抵抗率
は、１０¹〜１０¹³Ω・ｃｍであることが好ましく、１
０²〜１０¹⁰Ω・ｃｍであることがより好ましい。更に
は、少なくとも第２の層の体積抵抗率はこれらの範囲内
であることが好ましい。

【００８８】以下、実施例について説明する。実施例
中、部は重量部を示す。

【００８９】［実施例１］弾性層：導電性カーボンブラック１０部パラフィンオイル２０部酸化亜鉛５部加硫剤２部高級脂肪酸１．５部ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）４０部エピクロルヒドリンゴム６０部を２本ロールにて冷却しながら３０分間混合してコンパ
ウンドを作成し弾性層とした。

【００９０】第１の層：ポリウレタン（Ａ）１００部ＤＭＦ（溶剤）１０００部を混合し、第１の層用塗料とし、第１の層を得た。

【００９１】第２の層：ポリウレタン（Ｂ）１００部シリコーン樹脂粉末３００部フッ素樹脂粉末１００部分散助剤１０部ＤＭＦ１２００部を混合し、第２の層用塗料とし、第２の層を得た。

【００９２】ポリウレタン（Ａ）及びポリウレタン
（Ｂ）の物性を表１に示す。

【００９３】（中間転写体の作成、評価）直径１８２ｍ
ｍ、長さ３２０ｍｍ、厚さ５ｍｍのアルミニウム製円筒
状ローラー表面にまず、弾性層用コンパウンドを金型を
用いてトランスファー成形及び加硫することにより弾性
層を有するゴムローラーを得た。次に、この上に第１の
層用塗料でスプレー塗布を行い膜厚４０μｍの第１の層
を形成した後、更にこの上に第２の層用塗料でスプレー
塗布を行い膜厚１８μｍの第２の層を形成し、３層構成
の中間転写体を得た。この中間転写体を温度２３℃、湿
度６５％の環境下で３５０ｍｍ×２００ｍｍのアルミニ
ウム板上に中間転写体の転写面を接触させて置き、中間
転写体内面のアルミニウムシリンダーとアルミニウム板
との間に高圧電源で１ｋＶの電圧を印加し、電源と直列
につないだ１ｋΩの抵抗体の前後の電位差を測定して電
流値に換算し、更に、印加電圧（１ｋＶ）とこの電流値
から中間転写体の抵抗値を求めたところ、４．３×１０
⁷Ωであった。

【００９４】この中間転写体を図１に示されるフルカラ
ー電子写真装置に装着し、感光体としてＯＰＣ感光ドラ
ムを用いて、シアン単色で転写効率を測定した。第１の
画像担持体である感光ドラムから中間転写体への一次転
写効率としては９４％、中間転写体から第２の画像担持
体である８０ｇ／ｍ²紙への二次転写効率としては９０
％と良好な転写効率となった。なお、本明細書におい
て、一次転写効率及び二次転写効率は次式により求めた
値である。

【００９５】

【００９６】次に、感光体としてＯＰＣ感光ドラムを用
いて、繰り返し、フルカラー画像プリント試験を行っ
た。そのフルカラープリント画像はベタ画像において均
質な画質が得られた。また、５万枚の耐久試験後も第２
の層に多量の高潤滑性粉体を混合したにもかかわらず第
１の層の効果で、中間転写体表面にひび割れや浮き等は
見られず、初期と同様な画質が得られた。また、この耐
久試験後、この中間転写体を図１に示されるフルカラー
電子写真装置に装着し、感光体としてのＯＰＣドラムに
直径０．５ｍｍの穴を基材が見えるまであけたものを用
いて１次転写電圧＋５ｋＶを印加し転写したところ、ピ
ンホールリークは発生せず、安定した画像が得られた。

【００９７】また、このテストの後、中間転写体表面に
１ｃｍ四方の切り込みをカッターによって入れ、その上
にガムテープを貼り付けた後、剥がしたとき表層は、剥
がれず、第１の層によって十分密着していることが分っ
た。

【００９８】また、この中間転写体にＯＰＣ感光体（有
機感光体）ドラムを当接させ、４０℃、９５％ＲＨの環
境において、１ヵ月放置したのち、このＯＰＣ感光体ド
ラムの当接表面を観察したところ表面のくもり、ひび割
れ等は見られず、また、このＯＰＣ感光体ドラムを用い
てフルカラー画像プリントを行ったが、ベタ画像におい
て均質な画質が得られ、第１の層使用による弾性層から
のブリード物に対するバリアー性が高いことが分った。

【００９９】［実施例２］（弾性層用コンパウンドの調製）実施例１に同じ（第１の層用塗料の調製）ＴＰＥ−（Ａ）１００部、導
電性ホウ酸アルミニウムウイスカー３０部、及びＤＭＦ
１０００部を混合し、第１の層用塗料を調製した。

【０１００】（第２の層用塗料の調製）ＴＰＥ−（Ｂ）
１００部、分散助剤１２部、ナイロン樹脂粉体（粒径
０．３μｍ）４００部、及びＤＭＦ１２００部を混合
し、表層用塗料を調製した。

【０１０１】ＴＰＥ−（Ａ）及びＴＰＥ−（Ｂ）の物性
を表１に示す。

【０１０２】（中間転写体の作成、評価）直径１８２ｍ
ｍ、長さ３２０ｍｍ、厚さ５ｍｍのアルミニウム製円筒
状ローラー表面にまず、弾性層用コンパウンドを金型を
用いてトランスファー成形及び加硫することにより弾性
層を有するゴムローラーを得た。次に、この上に第１の
層用塗料でスプレー塗布を行い膜厚５２μｍの第１の層
を形成した後、更にこの上に第２の層用塗料でスプレー
塗布を行い膜厚１８μｍの第２の層を形成し、３層構成
の中間転写体を得た。この中間転写体の抵抗値を実施例
１と同様の方法で測定したところ５．０×１０⁷Ωであ
り、第２の層に導電剤が含有されていないものの、第１
の層に導電剤が含有されているために、実施例１とほぼ
同等の抵抗値であった。

【０１０３】この中間転写体を図１に示されるフルカラ
ー電子写真装置に装着し、感光体としてＯＰＣ感光ドラ
ムを用いて、シアン単色で転写効率を測定した。第１の
画像担持体である感光ドラムから中間転写体への一次転
写効率としては９４％、中間転写体から第２の画像担持
体である８０ｇ／ｍ²紙への二次転写効率としては９
０．０％であった。次に、感光体としてＯＰＣ感光体ド
ラムを用いて、繰り返し、フルカラー画像プリント試験
を行った。そのフルカラープリント画像はベタ画像にお
いて均質な画像が得られた。また、６万枚の耐久試験後
も第２の層に多量の高潤滑性粉体を混合したにもかかわ
らず第１の層の効果で、中間転写体表面にひび割れや浮
きなどは見られず、初期と同様な画質が得られた。ま
た、この耐久試験後、この中間転写体を図１に示される
フルカラー電子写真装置に装着し、感光体としてのＯＰ
Ｃドラムに直径０．５ｍｍの穴を基材が見えるまであけ
たものを用いて１次転写電圧＋５ｋＶを印加し転写した
ところ、第２の層に導電剤が含有されていないので、第
１の層に導電剤が含有されていてもピンホールリークは
発生せず、安定した画像が得られた。

【０１０４】また、このテストの後、中間転写体表面に
１ｃｍ四方の切り込みをカッターによって入れ、その上
にガムテープを貼り付けた後、剥がしたとき表層は、剥
がれず、第１の層によって十分密着していることが分っ
た。

【０１０５】また、この中間転写体にＯＰＣ感光体ドラ
ムを当接させ、４０℃、９５％ＲＨの環境において、１
ヵ月放置した後、このＯＰＣ感光体ドラムの当接表面を
観察したところ表面のくもり、ひび割れ等は見られず、
また、このＯＰＣ感光体ドラムを用いてフルカラー画像
プリントを行ったが、ベタ画像において均質な画質が得
られ、第１の層使用による弾性層からのブリード物に対
するバリアー性が高いことが分った。

【０１０６】［実施例３］弾性層；導電性酸化チタン１０部導電性カーボンブラック６部パラフィンオイル５部加硫剤２部ニトリルブタジエンゴム１００部を２本ロールで混合し、コンパウンドを得て、弾性層を
形成した。

【０１０７】第１の層は実施例１と同様にし、第２の層
は実施例２と同様にした。

【０１０８】（中間転写体の作成、評価）直径１３８ｍ
ｍ、厚さ１ｍｍの円筒形ダイスを有するゴム押出機よ
り、前述のコンパウンドをチューブ状に押し出し、長さ
２４０ｍｍ巾にカットした。

【０１０９】直径１３９ｍｍ、長さ２４０ｍｍ、厚さ５
ｍｍの金型に該チューブをかぶせ、加硫後、研摩し、平
滑なベルトとした。

【０１１０】該ベルトに第１の層、第２の層を膜厚それ
ぞれ４７μｍ、１５μｍになるようにスプレー塗布し、
加熱乾燥後、中間転写ベルトを得た。

【０１１１】この中間転写ベルトを図２に示される電子
写真装置の転写ユニットに張架し、フルカラー１万枚の
耐久試験を行なったが、中間転写体表面のひび割れ、削
れ及び浮き等は全く発生しなかった。一般に中間転写ベ
ルトは、中間転写ドラムよりは外部からのひずみ及び押
し圧等の変形の影響が大きく及ぼされるが、本発明にお
いては、充分耐久性を有するものであった。

【０１１２】ちなみに、初期の２次転写効率は９２％で
あり、１万枚後も９０％とほとんど変化なかった。

【０１１３】［実施例４］第１の層と第２の層に用いる
バインダーをＴＰＥ−（Ｃ）、ＴＰＥ−（Ｄ）とした以
外は実施例１と同様に試験したが、耐久性及び転写効率
等満足し得るものであった。

【０１１４】ＴＰＥ−（Ｃ）及びＴＰＥ−（Ｄ）の物性
を表１に示す。

【０１１５】［比較例１］（弾性層用コンパウンドの調製）実施例１に同じ（表層用塗料の調製）実施例１に同じ（中間転写体の作成、評価）実施例１の第２の層と弾性
層の間の第１の層がない点を除けば実施例１と同様な作
成方法で２層構成の中間転写体を得た。

【０１１６】この中間転写体の抵抗値を実施例１と同様
の方法で測定したところ、第１の層を有しないため７．
２×１０⁷ Ωであった。

【０１１７】この中間転写体を図１に示されるフルカラ
ー電子写真装置に装着し、感光体としてＯＰＣ感光体ド
ラムを用いて、シアン単色で転写効率を測定した。第１
の画像担持体である感光ドラムから中間転写体への一次
転写効率としては９０％、中間転写体から第２の画像担
持体である８０ｇ／ｍ²紙への二次転写効率としては８
９％と実施例１と同等であった。次に、感光体としてＯ
ＰＣ感光ドラムを用いて、繰り返し、フルカラー画像プ
リント試験を行った。そのフルカラープリント画像は初
期においてはベタ画像において均質な画質が得られた。
しかし、６万枚の耐久試験後の第２の層を観察したとこ
ろ、多量の高潤滑性粉体を混合したことに起因する、中
間転写体表面にひび割れや第２の層の浮きが見られ、そ
の結果転写ムラが発生し、耐久性のない中間転写体とな
った。また、この耐久試験後、この中間転写体を図１に
示されるフルカラー電子写真装置に装着し、感光体とし
てのＯＰＣドラムに直径０．５ｍｍの穴を基材が見える
まであけたものを用いて１次転写電圧＋５ｋＶを印加し
転写したところ、第２の層の浮きに起因するピンホール
リークが発生した。

【０１１８】また、この耐久テストの後、中間転写体表
面に１ｃｍ四方の切り込みをカッターによって入れ、そ
の上にガムテープを貼り付けた後、剥がしたとき表層
は、剥がれ、密着性不十分であることが分った。

【０１１９】

【表１】

【０１２０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、第２の
層と弾性層との中間にある第１の層と、第２の層のバイ
ンダーに好ましい特性を有するバインダーを用いること
により、長期間繰り返し使用した場合においても第２の
層が弾性層から剥がれなくなり、転写したときに剥がれ
た部分の導通が十分でなくなることによる転写不良を防
止できる。更に、長期間繰り返し使用した場合において
も第２の層が弾性層から剥がれなくなることで、剥がれ
たことに起因する、ピンホールリークによる欠陥画像を
防止することができ、更には、第１の層を設けることに
より第２の層のバリアー性が低い場合でも感光体汚染を
防止することができる。

【０１２１】従って、中間転写体を用いた画像形成装置
を実際に繰り返し使用する場合においても常に良好で均
一な画像を得ることができ、中間転写体の長寿命化を実
現し、低ランニングコスト化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いるカラー画像出力装置の概略図で
ある。

【図２】本発明に用いるカラー画像出力装置の概略図で
ある。

【図３】本発明に用いる中間転写体の１例の模式断面図
である。

【図４】本発明に用いる中間転写体の１例の模式断面図
である。

【図５】本発明に用いるカラー画像出力装置の概略図で
ある。

【符号の説明】

１感光ドラム２一次帯電器３画像露光９給紙カセット１４感光ドラムのクリーニング装置１５定着器２０中間転写体２１芯金２２被覆層２４転写材２５転写ローラ２９バイアス電源３５中間転写体クリーナ４１マゼンタ色現像装置４２シアン色現像装置４３イエロー色現像装置４４ブラック色現像装置６１バイアス電源７０クリーニングローラ７１残トナー７２トナー画像１００芯金１０１弾性層１０２第１の層１０３第２の層１０４ベルト状中間転写体

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の画像担持体上に形成された画像を
中間転写体上に転写した後、第２の画像担持体上に更に
転写する画像形成装置において、該中間転写体が、少なくとも弾性層上に第１の層及び第
２の層をこの順に有し、かつ、第１の層に用いられるバインダーの１００％引張り応力
が２７．１〜４７．３ｋｇｆ／ｃｍ²、伸びが５００〜
７００％であり、第２の層に用いられるバインダーの１００％引張り応力
が８２〜１２０ｋｇｆ／ｃｍ²、伸びが３９５〜５８０
％であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記中間転写体の第２の層が、高潤滑性
粉体を第２の層の全固形分に対し５〜８０重量％含有す
る請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記中間転写体の第２の層が表面層であ
る請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記第１の画像担持体が導電性剛体ドラ
ム上に有機感光層を有する感光体であり、前記中間転写
体が少なくとも弾性層を有する剛体ローラである請求項
１記載の画像形成装置。
【請求項５】前記中間転写体の第１の層と第２の層の
膜厚の関係が下式に従がう請求項１記載の画像形成装
置。５μｍ＜Ｌ₁ ＜６０μｍＬ₁ ≧Ｌ₂ Ｌ₁ ：第１の層の膜厚Ｌ₂ ：第２の層の膜厚