JP3445122B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、レーザー
ビームプリンタ等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラーの画像形成装置としては、
電子写真方式、熱転写方式、インクジェット方式等の種
々の方式が知られているが、これらのうち電子写真方式
のものは、他の方式のものに比べ、画像形成速度、画
質、静寂性等の点で優れている。

【０００３】電子写真方式にも種々の方式がある。例え
ば、感光体表面にカラー像（複数色のトナー像）を重ね
た後に転写材に一括転写して像形成を行う多重現像方式
や、現像一転写のサイクルを繰り返し行う多重転写方
式、一旦、中間転写体上に各色のトナー像を順次に一次
転写した後、転写材上に一括転写する中間転写方式等が
ある。これらのうち、特に中間転写方式のものは、混色
のおそれがないこと、質や厚さの異なる様々な転写材の
使用が可能であること等の利点を有する。

【０００４】図１１に、中間転写方式の画像形成装置の
一例として４色フルカラーのレーザービームプリンタの
概略を示す。

【０００５】同図において、矢印Ｒ１方向に回転駆動さ
れる感光ドラム（第１の像担持体）１は、その表面が帯
電器２によって均一に帯電された後、画像情報に応じた
露光手段３の露光により表面に静電潜像が形成される。
この静電潜像は、ロータリ２２に搭載されたイエローの
現像器８によってイエローのトナーが付着されてトナー
像として現像される。このトナー像は、複数の支持軸
（二次転写対向ローラ１２、駆動ローラ１５、テンショ
ンローラ１６）に掛け渡されて矢印Ｒ９方向に回転する
中間転写ベルト（第２の像担持体）９Ａ上に、一次電源
２０によって一次転写ローラ１０に一次転写バイアスを
印加することにより、一次転写ニップ部Ｎ₁ を介して一
次転写される。一次転写後の感光ドラム１は、クリーナ
１９によって表面の一次転写残トナーが除去され、除電
帯電器１７によって表面の電荷が除電される。

【０００６】以上の帯電、露光、現像、一次転写、クリ
ーニング、除電の一連の画像形成プロセスを、各現像器
６、７、５に収納されたマゼンタ、シアン、ブラックの
各色のトナーについても繰り返し行い、中間転写ベルト
９Ａ上に４色のトナー像を重ねる。これら中間転写ベル
ト９Ａ上のトナー像は、二次電源２１によって二次転写
ローラ１１に二次転写バイアスを印加することにより、
二次転写ニップ部Ｎ₂を介して転写材Ｐ表面に一括して
二次転写される。

【０００７】表面に４色の未定着トナー像を担持した転
写材Ｐは、定着器（不図示）に搬送され、ここで表面の
トナー像が定着されて画像形成が完了する。

【０００８】一方、二次転写後の中間転写ベルト９Ａ
は、表面の二次転写残トナーがクリーナ１３によって除
去され、表面の電荷が除電帯電器１４によって除去され
る。

【０００９】上述の中間転写ベルト９Ａは、通常、厚さ
が１００〜２００μｍ、体積抵抗率が１０¹¹〜１０¹⁶Ω
・cm程度のＰＶｄＦ、ナイロン、ＰＥＴ、ポリカーボ等
の樹脂フィルム（必要に応じて抵抗調節がなされてい
る）を用い、一次転写ローラ１０としては、体積抵抗率
が１０⁵ Ω・cm以下の抵抗ローラを用いるのが一般的で
ある。このように、中間転写ベルト９Ａとして薄膜のフ
ィルムを用いることで、数１００〜数１０００ｐＦの大
きな静電容量を一次転写ニップ部Ｎ₁ にて形成できるた
め、安定した転写電流が得られる。

【００１０】また、二次転写においては、中間転写ベル
ト９Ａの裏面に対向電極として、接地又は適当なバイア
スを印加した二次転写対向ローラ１２を当接させるとと
もに、二次転写ローラ１１に二次電源２１から中間転写
ベルト９Ａ上のトナーと逆の極性のバイアス電圧を印加
するようにしている。

【００１１】上述のように、中間転写体として、樹脂フ
ィルムの中間転写ベルト９Ａを使用した場合には、ロー
ラ状の中間転写ローラを用いた場合に比べて、配置の自
由度と二次転写後の転写材Ｐの分離性の良さ（曲率分離
が可能）において優れている。

【００１２】しかし、樹脂フィルム製の中間転写ベルト
９Ａは、厚さを厚くするにも限度があるため、耐久性が
低いという欠点があった。また、樹脂フィルム製の中間
転写ベルト９Ａは、柔軟性に欠けるため、トナー像の転
写時に中抜けが発生しやすいという欠点もあった。

【００１３】これらの欠点を解消すべく、樹脂フィルム
製の中間転写ベルト９Ａに代えて、芯体を有するゴムベ
ルトを無端状に形成した中間転写ベルトを使用した画像
形成装置が提案されている。このものは、ベース部材と
しての円環状の芯体の表面側及び裏面側をゴム部材で覆
って形成したものである。

【００１４】さらに、ゴム製の中間転写ベルト上の二次
転写残トナーのクリーニング性を向上させるべく、中間
転写ベルト表面にフッ素樹脂、テフロン樹脂等のトナー
に対する離型性に優れた材料によるコート層を設ける場
合もある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなゴム製の中間転写ベルトを使用すると、中間転写
ベルトのうちの、二次転写対向ローラ１２、駆動ローラ
１５、テンションローラ１６等の支持軸に接触する部分
に、これら支持軸の外周面に沿って円弧状の湾曲部が形
成されるため、この湾曲部において中間転写ベルト表面
が引き伸ばされる。このため、中間転写ベルト表面に担
持されていたトナー像が乱され（崩され）、図１２の左
側に示す正常なトナー像（画像）に対して、右側に示す
ようにトナー像の崩れによる画像劣化が発生するという
問題が生じた。

【００１６】さらに、上述の芯体が中間転写ベルトの表
面近傍にある場合には、芯体の跡が中間転写ベルト表面
に現れ、これが画像に出て画像品位を低下させるという
問題があった。

【００１７】そこで、本発明の目的は、トナー像の乱れ
による画像の劣化、芯体の跡が画像に影響を及ぼすこと
による画像品位の低下を防止する画像形成装置を提供す
ることである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。即ち、本発明は、トナー
像を担持する像担持体と、芯体と前記芯体を挟むように
設けられる弾性層とを備え、複数の支持軸に掛け渡され
る移動可能な中間転写ベルトと、を有し、前記像担持体
上のトナー像は前記中間転写ベルトに転写され、前記中
間転写ベルト上のトナー像は転写材に転写される画像形
成装置において、前記複数の支持軸のうちの最小の直径
の最小支持軸の中心から前記芯体の中心までの距離をｒ
（ｍｍ）、前記芯体の中心から前記中間転写ベルトのト
ナー像が転写される面までの距離をＬ_１（ｍｍ）、トナ
ー像が転写される面までの距離をＬ_２（ｍｍ）、前記中
間転写ベルトの移動方向とは直交する方向における前記
芯体の太さをｔ（ｍｍ）とすると、Ｌ_１≦０．１ｒかつ
０．５ｔ≦Ｌ_２が成り立つことを特徴とする画像形成装
置である。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００２３】〈実施の形態１〉図１は、本発明に係る画
像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。なお、同
図に示す画像形成装置は、４色フルカラーのレーザービ
ームプリンタである。

【００２４】同図の画像形成装置は、第１の像担持体と
してドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」と
いう）１を備えている。感光ドラム１は、例えば、アル
ミニウムを円筒状に形成したドラム基体の外周面にＯＰ
Ｃ（有機光半導体）感光層を設けて形成したものであ
る。感光ドラム１は、画像形成装置本体（不図示、以下
単に「装置本体」という）によって回転自在に支持され
ており、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回
転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向
に沿ってほぼ順に、感光ドラム１表面を均一に帯電する
帯電器２、画像情報に応じたレーザー光４を照射して感
光ドラム１表面に静電潜像を形成する露光手段３、ロー
タリ２２に搭載された４個の現像器、すなわちブラック
（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー
（Ｙ）の各色のトナーをそれぞれ収納した現像器５、
６、７、８、第２の像担持体を構成する中間転写ベルト
９、感光ドラム１上の一次転写残トナーを除去するクリ
ーナ１９、感光ドラム１表面を除電する除電帯電器１７
が配置されている。

【００２５】また、中間転写ベルト９は、相互に平行に
配置された３本の支持軸、すなわち二次転写対向ローラ
１２、駆動ローラ１５、テンションローラ１６に掛け渡
されている。中間転写ベルト９の裏面側における、感光
ドラム１に対向する位置には、一次転写ローラ１０が配
置されている。一次転写ローラ１０は、中間転写ベルト
９を感光ドラム１表面に押圧して感光ドラム１と中間転
写ベルト９との間に一次転写ニップ部Ｎ₁ を形成すると
ともに、一次電源２０に接続されている。また、中間転
写ベルト９の表面側における、二次転写対向ローラ１２
に対向する位置には、二次転写ローラ１１が配置されて
いる。二次転写ローラ１１は、二次転写対向ローラ１２
等に掛け渡された中間転写ベルト９表面に当接されてお
り、中間転写ベルト９との間に、二次転写ニップ部Ｎ₂
を形成している。二次転写ローラ１１には、二次電源２
１が接続されている。中間転写ベルト９は、駆動ローラ
が駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１５方向に回転駆
動されるのに伴って、矢印Ｒ９方向に回転駆動される。

【００２６】さらに、中間転写ベルト９の回転方向につ
いての、二次転写ニップ部Ｎ₂ の下流側で、かつ一次転
写ニップ部Ｎ₁ の上流側において、中間転写ベルト９表
面に対向するようにして、中間転写ベルト９表面に付着
した二次転写残トナーを除去するクリーナ１３と、中間
転写ベルト９の電荷を除去する除電帯電器１４とが配置
されている。

【００２７】なお、中間転写ベルト９及び支持軸（テン
ションローラ１６等）については後に詳述する。

【００２８】また、中間転写ベルト９上のトナー像は、
給搬送手段（不図示）によって二次転写ニップ部Ｎ₂ に
供給された紙等の転写材Ｐに二次転写されるものとす
る。

【００２９】次に、上述構成の画像形成装置の動作につ
いて簡単に説明する。

【００３０】矢印Ｒ１方向に回転駆動された感光ドラム
１は、その表面が帯電器２によって均一に帯電された
後、露光手段３による画像情報に応じたレーザー光４の
照射により表面に静電潜像が形成される。この静電潜像
は、ロータリ２２の回転により感光ドラム１に対向する
現像位置に配置されたイエローの現像器８（ただし、図
１では、ブラックの現像器５が現像位置に配置された状
態を図示している）によってイエローのトナーが付着さ
れてトナー像として現像される。このトナー像は、矢印
Ｒ９方向に回転する中間転写ベルト９表面に、一次電源
２０から一次転写ローラ１０に一次転写バイアスを印加
することで一次転写される。トナー像の一次転写後の感
光ドラム１は、中間転写ベルト９に転写されないで表面
に残った一次転写残トナーが、クリーナ１９によって除
去され、つづいて表面の電荷が除電帯電器１７によって
除電され、次のマゼンタのトナー像形成に供される。

【００３１】以上の帯電、露光、現像、一次転写、クリ
ーニング、除電の一連の画像形成プロセスを、各現像器
６、７、５に収納されたマゼンタ、シアン、ブラックの
各色のトナーについても繰り返し行い、中間転写ベルト
９上に４色のトナー像を重ねる。これら中間転写ベルト
９上のトナー像は、二次電源２１によって二次転写ロー
ラ１１に二次転写バイアスを印加することにより、転写
材Ｐ上に一括して二次転写される。トナー像転写後の転
写材Ｐは、定着器（不図示）によって表面のトナー像が
定着され、画像形成が完了する。

【００３２】一方、二次転写後の中間転写ベルト９は、
転写材Ｐに転写されないで表面に残った二次転写残トナ
ーがクリーナ１３によって除去され、また表面の電荷が
除電帯電器１４のよって除電される。なお、除電帯電器
１４としては、ＡＣコロナ帯電を用いることが多く、そ
の除電効率を上げるため、中間転写ベルト９の裏面側に
対向電極２３を設けるのが一般的である。

【００３３】次に、本発明に特徴である中間転写ベルト
９、支持軸等について詳述する。

【００３４】本実施の形態１においては、前述の中間転
写ベルト９を支持する３本の支持軸、すなわち二次転写
対向ローラ１２、駆動ローラ１５、テンションローラ１
６のうち、その直径が最も小さいのは、テンションロー
ラ１６で、直径１６ｍｍに設定されている。

【００３５】また、図２（図１及び図３のＸ−Ｘ線矢視
図）に示すように、中間転写ベルト９としては、ＮＢＲ
（ゴム部材）を材料とする、厚さＴが０．７ｍｍのゴム
ベルトを使用した。厚さＴ，ｔ、距離Ｌ₁，Ｌ₂は、湾曲
部９ａではない位置において、ＩＴＢの回転方向とは直
交する方向に切断し、その切断面をＰｒｏｆｉｌｅＭｉ
ｃｒｏｍｅｔｅｒ ＶＦ−７５１０（キーエンス社製）
を用いて測定した。後述するように、中間転写ベルト９
表面は、湾曲部９ａにおいて伸びるが、厚さＴ，ｔ、距
離Ｌ₁，Ｌ₂は、湾曲部９ａにおいても、上記測定値と同
等に扱うことができた。本発明者等の検討によると、厚
さＴ，ｔ、距離Ｌ₁，Ｌ₂の変化量は、厚さＴ，ｔ、距離
Ｌ₁，Ｌ₂に対して無視できる程小さかった。芯体９１
は、太さ０．１ｍｍの糸を中間転写ベルト９の周方向に
対してわずかに傾斜させた螺旋状に巻いたものを使用し
た。芯体９１における糸の間隔ｄは、０．５ｍｍであ
る。すなわち、芯体９１が中間転写ベルト９の周方向に
ほぼ沿って１周したときに０．５ｍｍのズレが生じる程
度の螺旋状に巻いたものである。

【００３６】図３に示すように、芯体９１の中心から湾
曲部９ａにおける中間転写ベルト９表面までの距離Ｌ₁
は、Ｌ₁ ＝０．１５ｍｍである。

【００３７】ここで、複数の支持軸のうちで直径が最も
小さい支持軸（以下「最小支持軸」という、なお、本実
施の形態１では、テンションローラ１６）の中心から湾
曲部９ａにおける芯体９１の中心までの距離をｒ（ｍ
ｍ）、湾曲部９ａにおける芯体９１の中心から湾曲部９
ａの表面までの距離をＬ₁ （ｍｍ）、芯体９１の太さを
ｔ（ｍｍ）、湾曲部９ａにおける芯体９１の表面から湾
曲部９ａの表面外周面までの距離をＬ₂ （ｍｍ）とし、
さらに中間転写ベルト９の表面伸び率Ｋ（％）とし、こ
れらの各値と、画像劣化の状況との関係について検討を
行った。

【００３８】なお、上述の表面伸び率Ｋ（％）は、以下
のように定義する。

【００３９】隣接する支持軸間（例えばテンションロー
ラ１６と駆動ローラ１５との間）の平坦部における中間
転写ベルト表面上の回転方向にのみ位置の異なる２点間
の距離をｈ（ｍｍ）とし、この２点が湾曲部９ａに配置
されたときの２点間の距離をＨ（ｍｍ）としたとき、 Ｋ＝｛（Ｈ−ｈ）／ｈ×１００｝ と定義する。

【００４０】本検討では、中間転写ベルト９（以下適宜
「ＩＴＢ」という）として、厚さＴ（ｍｍ）及び距離Ｌ
₁ の異なる、７本のＩＴＢ（ＩＴＢ−ａ、ＩＴＢ−ｂ、
ＩＴＢ−ｃ、ＩＴＢ−ｄ、ＩＴＢ−ｅ、ＩＴＢ−ｆ、Ｉ
ＴＢ−ｇ）を使用した。また、検討では、図１に示す画
像形成装置を使用し、最小支持軸は、上述のように、直
径１６ｍｍのテンションローラ１６である。なお、図１
に示す画像形成装置においては、ＩＢＴ及びその支持軸
等がユニット化されており、このユニット化されたＩＢ
ＴユニットＡは、装置本体に対して着脱自在に装着され
るものとする。

【００４１】また、７種類のＩＴＢの厚さＴ、及び距離
Ｌ₁ は、図１３に示す値に設定した。７種とも、ゴム部
材としてはＮＢＲを使用し、芯体９１としては太さｔ＝
０．２ｍｍの糸を螺旋状に巻いたものを使用した。な
お、本検討で使用した図１の画像形成装置においては、
感光ドラム１表面の周速度とＩＴＢ表面の周速度とが同
じであるものとする。

【００４２】（表面伸び率Ｋの測定） １．画像形成装置を始動して、感光ドラム１表面に、図
４に示すように、表面の母線方向に沿って幅０．１５ｍ
ｍのライン状のトナー像を０．４５ｍｍの間隔で、４本
形成する。 ２．これら４本のライン状のトナー像を、すべて中間転
写ベルト９に一次転写し、この時点で、画像形成装置を
停止する。 ３．ライン状のトナー像を担持しているＩＴＢユニット
Ａを装置本体から取り出す。 ４．ＩＴＢを手動で回転させてトナー像を、図１におけ
る、テンションローラ１６と駆動ローラ１５との間の平
坦な部分に移動させる。 ５．図５に示すように、相互に隣接するライン間の間隙
ｈ（平坦部では、ｈ＝０．１５＋０．４５＝０．６０と
なるように各ラインを形成している）、それぞれのライ
ン間について測定し、この３つの測定値を平均する。 ６．トナー像を、図１中のテンションローラ１６の外周
面に対応する位置に移動させる。すなわち、中間転写ベ
ルト９上のトナー像のある部分が湾曲部９ａに位置する
ようにする。 ７．上述の「５」と同様に、ライン間の間隙Ｈを測定
し、測定値を平均する。

【００４３】以上の作業を、７本のＩＴＢについて行っ
た。

【００４４】（画像崩れの検討） １．画像形成装置を始動し、感光ドラム１上に、実用的
な文字画像のトナー像を形成する。 ２．このトナー像を、ＩＴＢに一次転写し、このトナー
像が、テンションローラ１６を通過した時点で画像形成
装置を停止する。 ３．この状態で、画像（トナー像）の崩れ具合を評価す
る。

【００４５】（結果）図１４に、上述の表面伸び率Ｋ
（同図では単に「伸び率」と表示）、及び画像の崩れの
検討結果を示す。

【００４６】この結果から、画像の崩れは、表面伸び率
Ｋの増加に伴って悪化することが判明した。表面伸び率
Ｋが１０％を超える（例えばＩＴＢ−ａの１２％）と、
画像崩れの程度は許容されない程度となる。表面伸び率
Ｋが１０％以下では、画像崩れのレベルは、実用上問題
の無いレベルとなる。そして、伸び率Ｋが６％以下で
は、画像崩れの発生はなかった。

【００４７】また、この検討結果から、芯体９１の中心
からＩＴＢ表面までの距離Ｌ₁ 、最小支持軸（テンショ
ンローラ１６）の中心から芯体９１の中心までの距離ｒ
（ｍｍ）、表面伸び率Ｋ（％）の間には、 Ｋ＝｛（Ｌ₁ ＋ｒ）／ｒ−１．０）×１００ …… なる関係があることが判明した。

【００４８】このような関係になるのは、ＩＴＢが、最
小支持軸の外周面に沿って円弧状の湾曲部９ａを形成す
る場合、芯体９１を境にして、芯体９１よりも表面側は
伸び、裏面側は縮むからであると推測される。

【００４９】したがって、ＩＴＢ表面の伸びによる、画
像崩れを防止するためには、表面伸び率Ｋが１０％以
下、つまり、 Ｋ≦１０ …… を満たさせばよいことが確認された。

【００５０】次に、芯体９１の表面からＩＴＢ表面まで
の距離Ｌ₂ （ｍｍ）と芯体９１の糸の太さｔ（ｍｍ）と
の関係についての検討する（図６参照）。

【００５１】本検討においても距離Ｌ₂ 、太さｔの異な
る７種類のＩＴＢを用いた。また、ＩＴＢ厚さＴはすべ
て０．９ｍｍとした。また、最小支持軸であるテンショ
ンローラ１６の直径は１６ｍｍとした。本検討では、マ
クベス社製の濃度計による濃度０．９の均一画像を出力
し、芯体９１の跡による画像への影響を検討した。

【００５２】（検討結果）図１５に検討結果を示す。

【００５３】この検討結果から、芯体９１の跡が画像に
見える程度が実用上問題のないレベルとして、 Ｌ₂ ／ｔ≧０．５ …… なる関係が得られた。芯体９１の糸の太さｔが太くなる
ほど、Ｌ₂ を大きくする必要があることがわかる。

【００５４】芯体９１の跡が画像に現れるのは、芯体表
面の凹凸に沿って、ＩＴＢ表面にも凹凸が発生している
ことが原因と思われる。したがって、芯体９１の糸の太
さｔが太くなり、芯体表面の凹凸が大きくなれば、その
分、Ｌ₂ を大きくして、芯体９１の凹凸を覆い隠さなけ
ればならない。

【００５５】以上の結果より、ＩＴＢ表面の伸びによる
画像崩れの発生を防止し、かつ芯体９１の跡が画像に現
れないため条件は、まず、前者については、式、よ
り、 Ｋ＝｛（Ｌ₁ ＋ｒ）／ｒ−１．０）×１００≦１０．０ となり、これを変形すると、 Ｌ₁ ≦０．１ｒ …… となる。これは前者の画像崩れの発生を防止する条件で
ある。

【００５６】次に、後者の、芯体９１の跡が画像にでな
い条件は、式を変形して、 Ｌ₂ ≧０．５ｔ …… となる。

【００５７】ここで、最小支持軸の直径が小さ過ぎる
と、軸の剛性が不足し、ＩＴＢを所定のテンションをか
けて張架することができなくなる。また、最小支持軸の
直径が大き過ぎると、軸の剛性は増すが、軸を駆動する
駆動モーターの大型化は避けられなくなり、装置全体の
コストアップ上昇の一因となってしまう。従って、最小
支持軸の直径としては、約６〜１００ｍｍが好ましい。

【００５８】ＩＴＢの厚さとしては、薄いと剛性が不足
し、厚いとＩＴＢを支持する支持軸に均一に巻き付かな
くなり、ＩＴＢの走行が不安定となってしまう。従っ
て、ＩＴＢの厚さは、約０．２〜３．０ｍｍが好まし
い。

【００５９】芯体の太さとしては、細いとＩＴＢ走行中
に芯体が切れてしまい、ＩＴＢの耐久性向上という目的
は達成できなくなり、太いとＩＴＢ全体の硬度が上昇し
てしまい、転写時に中抜けなどの転写不良が生じたり、
支持軸においてＩＴＢが歪んでしまう。柔らかい材料を
選べば、太くできるが、応力緩和が大きいので、芯体と
して役に立たなくなってしまう。従って芯体の太さは、
約０．０５〜０．３ｍｍが好ましい。

【００６０】これらを踏まえると、ｒ，Ｌ₁は、 ０．０２５＋３≦ｒ≦２．９７５＋５０（ｍｍ） ０．０２５≦Ｌ₁≦２．９７５ であるから、式は、 ０．０２５≦Ｌ₁≦０．１ｒ＜５．３（ｍｍ）・・・′ となる。また、Ｌ₂，ｔは、 Ｌ₂≦２．９５（ｍｍ） ０．０５≦ｔ≦０．３（ｍｍ） であるから、式は、 ２．９５≧Ｌ₂≧０．５ｔ≧０．０２５（ｍｍ）・・・′ となる。

【００６１】ここで、ＩＴＢ表面の伸びによる画像崩れ
の発生を防止し、かつ芯体９１の跡が画像に現れないた
め条件は、 Ｌ₁ ≦０．１ｒ …… かつ、Ｌ₂ ≧０．５ｔ …… となる。

【００６２】上述の実施の形態１においては、これらの
式、を満たしており、画像崩れ、及び芯体跡の画像
上での発生はまったくなかった。

【００６３】すなわち、上述の実施の形態１における各
値は、 Ｌ₁ ＝０．１５（ｍｍ） ｔ ＝０．１（ｍｍ） Ｌ₂ ＝Ｌ₁ −ｔ／２＝０．１５−０．０５＝０．１（ｍ
ｍ） ｒ ＝１６／２＋（Ｔ−Ｌ₁ ）＝８＋（０．７−０．１
５） ＝８．５５（ｍｍ） となり、これらの値を、上式、に代入すると、 Ｌ₁ ＝０．１５≦０．１×８．５５＝０．８５５＝０．
１ｒ かつ、Ｌ₂ ＝０．１≧０．５×０．１＝０．０５＝０．
５ｔ となり、いずれの値も上式、を満たすことが確認で
きた。

【００６４】〈実施の形態２〉図７は、本発明の実施の
形態２で使用した中間転写ベルト９（ＩＢＴ）の断面図
であり、本実施の形態２では、同図のＩＴＢを図１の画
像形成装置に適用した。

【００６５】図７に示すＩＴＢには、厚さ０．９ｍｍの
ゴム表面にフッ素樹脂の厚さｎが１０μｍの被覆層とし
てのコート層９２を設けた。コート層９２は表層におけ
るトナーの離型性を向上させ、中間転写ベルト９上に残
った二次転写残トナーの除去を容易にするものである。
また、芯体９１の中心からＩＴＢ表面までの距離はＬ_１
＝０．２ｍｍ、芯体９１は、太さｔが０．１ｍｍのポリ
エステル糸を螺旋状に巻いたものを使用した。最小支持
軸は、テンションローラ１６であり、その直径は１６ｍ
ｍである。

【００６６】ところで、ＩＴＢ表面に、コート層９２を
施した場合、湾曲部９ａにおけるＩＴＢ表面の伸びによ
り、コート層９２に亀裂が発生するという問題があっ
た。

【００６７】しかし、コート層９２の厚さをｎ（μ
ｍ）、コート層９２の破断時の伸び率ｐ（％）（以下
「破断伸び率ｐ」という）を測定し、表面伸び率Ｋ
（％）との関係を、 Ｋ≦２．６（ｐ／ｎ）^1/2 …… に設定することにより、コート層９２の亀裂を防止する
ことができた。なお、式の求め方については、後に図
９を参照して説明する。

【００６８】ただし、破断伸び率ｐは、２cm×１５cmの
長方形で、厚さが２０μｍの試験片が破断したとき（一
方の２cmの辺を固定して、他方の２cmの辺を、１５cmの
辺に沿って引き伸ばす）の長さをｓ（cm）としたとき、 ｐ＝｛（ｓ−１５）／１５｝×１００ で表される。

【００６９】なお、上述の式より、 Ｋ＝１００（Ｌ₁ ／ｒ） であることがわかり、これにより、式を書き換える
と、 Ｌ₁ ／ｒ≦０．０２６（ｐ／ｎ）^1/2 …… となる。

【００７０】コート層９２の厚さｎは、耐久性及び均一
に基層にコートするためには、約１〜２００（μｍ）が
好ましい。

【００７１】以下に、破断伸び率ｐの具体的な測定方
法、及び破断伸び率ｐ（％）と表面伸び率Ｋ（％）と亀
裂の発生状況との関係について検討した結果を示す。

【００７２】（破断伸び率ｐの測定） １．表層にコート層を有する材料を用い、幅２cm、長さ
１５cm、厚さ２０μｍの試験片を作る。 ２．図８に示すように、２cmの辺を支持して、試験片を
図中矢印方向に伸ばし、表面に亀裂の生じた時の長さｓ
（cm）を測定し、 ｐ＝｛（（ｓ−１５）／１５）｝×１００ を得る。このとき、Ｓは、ＲＴＣ１２５０Ａ（ＯＲＩＥ
ＮＴＥＣ社製）を用いて測定される。

【００７３】（破断伸び率ｐと表面の伸び率Ｋの関係に
ついての検討）本検討においては、芯体９１を有するゴ
ムベルトに、コート厚さ（コート層９２の厚さ）がｎ
（μｍ）、破断伸び率ｐ（％）の異なる材料によるコー
ト層９２を設け、表面伸び率Ｋ（％）に対する、コート
層９２の亀裂の発生について検討した。

【００７４】なお、本実施の形態２においては、距離Ｌ
₁ は芯体９１の中心からコート層９２表面までの距離、
また、距離Ｌ₂ は芯体９１の表面からコ−ト層９２表面
までの距離とした。使用したゴムベルトの厚さＴは２．
０ｍｍである。使用したゴムベルトの芯体９１の太さｔ
は０．２ｍｍの糸を螺旋状に巻いたものを使用した。最
小支持軸（テンションローラ１６）の直径は１６ｍｍで
ある。

【００７５】芯体９１の厚さＴ方向における位置を変え
て、最小支持軸の外周面に接触する、ＩＴＢの湾曲部９
ａの表面伸び率Ｋが、１％、３％、５％、８％、１４
％、２０％になるように設定した。

【００７６】亀裂の発生状況の評価は、図１に示す画像
形成装置を用い、１００枚のフルカラー画像を出力した
後の、コート層９２の状態により判断した。

【００７７】（検討結果）検討結果を図１６に示す。な
お、同図は、亀裂が発生しなかった最大の表面伸び率Ｋ
を表している。例えば、破断伸び率ｐが５０％の材料
を、コート厚さｎが２０μｍとしたＩＴＢは、３％の表
面伸び率まで、亀裂は発生しなかったことを示してい
る。これらの検討によると、破断伸び率ｐが大きな材料
を、薄くコートするほど、表面の亀裂は発生しずらいこ
とがわかった。

【００７８】そこで、（ｐ／ｎ）なる値に注目し、図９
に示すように、亀裂の発生しなかった最大の表面伸び率
Ｋとの関係をグラフ化した。このグラフから、以下の関
係を導くことができた。

【００７９】Ｋ≦２．６（ｐ／ｎ）^1/2 …… このように式を満たすことで、コート層の亀裂の発生
を抑えることができた。

【００８０】また、コート層９２を設けた場合でも、芯
体９１の表面とＩＴＢの表面との距離Ｌ₂ が小さいと、
芯体９１の跡が出てしまったが、実施の形態１で示した
式を満たすことにより、芯体９１の跡の発生を防止す
ることができた。

【００８１】本実施の形態２で用いたコート層９２の破
断伸び率ｐは１５％である。

【００８２】また、本実施の形態２の最小支持軸（テン
ションローラ１６）における表面伸び率Ｋは３％であ
る。

【００８３】これらは、式を満たしており、コート層
９２に亀裂の生じることはなかった。

【００８４】〈実施の形態３〉図１０は、本発明の実施
の形態３で使用したＩＴＢの断面図である。

【００８５】本実施の形態３では、芯体９１として帆布
等の織布を使用した。

【００８６】芯体には、太さが０．１ｍｍの糸を使用
し、帆布全体としての厚さは０．２ｍｍとなる。

【００８７】また、ＩＴＢの厚さＴは０．７ｍｍ、芯体
９１の中心からＩＴＢ表面までの距離Ｌ₁ は０．２ｍｍ
である。さらに、表面には、破断伸び率３００％、厚さ
１０μｍのコート層９２を設けた。

【００８８】図１に示す画像形成装置の最小支持軸（テ
ンションローラ１６）の直径を１６ｍｍに設定し、この
ＩＴＢを用いたところ、画像崩れの発生、芯体跡が画像
に出ることはなかった。

【００８９】帆布９１を用いた場合でも上述の式、
′、、′、、′、を満たせば、画像崩れの
発生、芯体跡が画像に出ること、及び表面のコート層９
２にひび割れが発生することを有効に防止することがで
きる。

【００９０】以下に、帆布９１を芯体に用いた場合の、
シームレスのゴムベルトの製造方法を記す。 １．ＩＴＢに使用するゴムを、メチルエチルケントに溶
かす（以下、これを「ゴム糊」という）。 ２．芯体としての帆布９１を、この第１の弾性層として
のゴム糊に浸す。 ３．ゴム糊と浸した帆布を円筒状の型（マンドレル）に
巻き付ける（以上、支持工程）。 ４．マンドレルに巻き付けた帆布の上に、未加硫の第２
の弾性層としてのゴムを巻き付ける（布筒形成工程）。 ５．更に、この上に型をかぶせて、加硫する（密着工
程）。 ６．加硫の完了したベルトを型から外し、裏返す（反転
工程）。

【００９１】この方法では、ゴム糊の濃度、芯体に浸す
ゴム糊の量を調整することにより、製造されたベルト表
面から芯体中心までの距離を容易に、設定することがで
きる。

【００９２】また、上述の製造方法において、裏返す前
に、表面を研磨し、厚さの調整を行うことも可能であ
る。

【００９３】本実施の形態３では、未加硫のゴムに型を
かぶせたが、型の代わりに、ラッピングテープで覆うよ
うにしてもよい。また、第１の弾性層及び第２の弾性層
としてのゴムは同一の材料を使用した。

【００９４】上述の製造方法を採用することにより、画
像を形成する上で特に重要な要素である中間転写ベルト
表面から芯体までの距離は、初期の工程で決定されるの
で、中間転写ベルト表面から芯体までの距離はバラツキ
が少くなり、精度の良い中間転写ベルトを製造すること
ができる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
トナー像の乱れ（画像崩れ）の発生による画像の劣化、
芯体跡が画像にでることによる画質の低下を有効に防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示す
縦断面図。

【図２】図１又は図３における中間転写ベルトのＸ−Ｘ
線斜視図。

【図３】実施の形態１の中間転写ベルトをテンションロ
ーラ（支持軸）に掛け渡した状態を示す図。

【図４】中間転写ベルトの表面の伸びを測定するために
トナー像を感光ドラム上に形成した状態を示す図。

【図５】中間転写ベルトの表面の伸びを測定するために
トナー像を中間転写ベルト上に転写した状態を示す図。

【図６】実施の形態１における中間転写ベルトの縦断面
図。

【図７】実施の形態２における中間転写ベルトの縦断面
図。

【図８】破断伸び率ｐの測定方法を説明するための図。

【図９】ｐ（破断伸び率）／ｎ（厚さ）と、Ｋ（表面伸
び率）との関係を示す図。

【図１０】実施の形態３における中間転写ベルトの縦断
面図。

【図１１】実施の形態１の画像形成装置の概略構成を示
す縦断面図。

【図１２】支持軸に掛け渡された中間転写ベルトが、支
持軸によって湾曲されることに起因する画像の崩れを説
明する図。

【図１３】７本のＩＴＢ（中間転写ベルト）の厚さＴと
距離Ｌ₁ を示す図。

【図１４】７本のＩＴＢの伸び率と画像の崩れとの関係
を示す図。

【図１５】７本のＩＴＢの距離Ｌ₂ 、芯体の太さｔ、Ｌ
₂ ／ｔ、画像評価を示す図。

【図１６】ＩＴＢの破断伸び率ｐとコート層厚さｎとの
関係を示す図。

【符号の説明】

１ 第１の像担持体（感光ドラム） ９ 第２の像担持体（中間転写ベルト、ＩＴＢ） ９ａ 湾曲部 １２ 支持軸（二次転写対向ローラ） １５ 支持軸（駆動ローラ） １６ 支持軸（テンションローラ） ９１ 芯体 ９２ コート層 Ｋ 表面伸び率 Ｌ₁ 湾曲部における芯体の中心から湾曲部の表面まで
の距離 Ｌ₂ 湾曲部における芯体の表面から湾曲部の表面まで
の距離 ｎ コート層の厚さ（コート厚さ） ｒ 最小支持軸の中心から湾曲部における芯体の中心ま
での距離 Ｐ 転写材 ｐ 破断伸び率 Ｔ 中間転写ベルトの厚さ ｔ 芯体の太さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 昭彦 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−190090（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−251246（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/16 G03G 15/01 114

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー像を担持する像担持体と、芯体と
   前記芯体を挟むように設けられる弾性層とを備え、複数
   の支持軸に掛け渡される移動可能な中間転写ベルトと、
   を有し、前記像担持体上のトナー像は前記中間転写ベル
   トに転写され、前記中間転写ベルト上のトナー像は転写
   材に転写される画像形成装置において、 前記複数の支持軸のうちの最小の直径の最小支持軸の中
   心から前記芯体の中心までの距離をｒ（ｍｍ）、前記芯
   体の中心から前記中間転写ベルトのトナー像が転写され
   る面までの距離をＬ_１（ｍｍ）、前記芯体の表面から前
   記中間転写ベルトのトナー像が転写される面までの距離
   をＬ_２（ｍｍ）、前記中間転写ベルトの移動方向とは直
   交する方向における前記芯体の太さをｔ（ｍｍ）とする
   と、Ｌ_１≦０．１ｒかつ０．５ｔ≦Ｌ_２が成り立つこと
   を特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記芯体は、前記中間転写ベルトの移動
   方向に対して傾斜して螺旋状に巻かれていることを特徴
   とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記芯体は糸を有す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。
4. 【請求項４】 前記中間転写ベルトは、前記弾性層を被
   覆する被覆層を有し、前記被覆層の厚さをｎ（μｍ）、
   所定の大きさの前記被覆層を所定の力で引張し、前記被
   覆層に亀裂が生じるときの前記被覆層の伸び率をｐ
   （％）とすると、Ｌ_１／ｒ≦０．０２６（ｐ／ｎ）
   ^１／２が成り立つことを特徴とする請求項１乃至３いず
   れか一項記載の画像形成装置。