JPH09218588A

JPH09218588A - 転写ベルトおよびこれを用いた画像形成装置

Info

Publication number: JPH09218588A
Application number: JP2512596A
Authority: JP
Inventors: Koichi Hiroshima; 康一廣島; Hideyuki Yano; 秀幸矢野; Yasuo Yoda; 寧雄依田; Takeshi Setoriyama; 武世取山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-02-13
Filing date: 1996-02-13
Publication date: 1997-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、電子写真方式を用いた画像形成装
置の転写部に用いられる転写ベルトを、遠心成形装置に
よって２色キャスト成形し、低抵抗エラストマーよりな
る基層と、この基層表面に高抵抗エラストマーの表層を
備えた２層構成の転写ベルトである。【解決手段】その電気的特性は２色成形にするため、
転写突き抜け現象を防止でき、また、転写性能と分離性
能が機能分離され、低湿環境から高湿環境下まで、優れ
た転写性能と高い分離性能が得られる。

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、例えば複写機、プリンター、ファックス等の転写部
に使用される転写ベルト及びこれを用いた画像形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、レーザプリンタ等の電子
写真方式を用いた画像形成装置の転写部に使用される転
写ベルトは、転写材の搬送、転写材へのトナー像の転写
及び転写後の転写材の分離・搬送を実現するためのもの
である。

【０００３】このように使用される転写ベルトは、電気
的には、良好な転写性を得るため、実使用抵抗で10⁸〜1
0¹²Ωという中抵抗領域に制御する必要性があり、また
優れた紙吸着・搬送性を得るために適当な静電容量が表
層にあることが必要である。更に、汚れが付着しても清
浄化しやすいように、離型性がある材料が選択されてい
る。

【０００４】従って、従来使用されている転写ベルト
は、上記の機能を満足するために、各々の機能を分離す
るべく、多層構成、主に2層構成となっている。

【０００５】また機械的には、転写ベルトは張力印加の
下に回転駆動されるために、屈曲特性、引裂強度特性等
に優れてなければならない。従って樹脂ベルトタイプよ
りは、ゴム・エラストマータイプのベルトが主に使用さ
れている。

【０００６】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では以下のような問題点がある。

【０００７】即ち、その製造方法であるが、従来は基層
である熱可塑性エラストマー等を押し出し成形で、シー
ムレスチューブ状に成形し、一旦加硫した後に、表層に
溶剤可溶性、若しくは水溶性のフッ素樹脂をスプレー塗
布し、焼成して2層転写ベルトを得ている。

【０００８】更に、表面性の向上や厚さ方向の寸法精度
を出すために、基層のエラストマーを一旦型にはめ込ん
で研磨し、表層のフッ素樹脂も焼成後研磨、という工程
が必要となる。

【０００９】ところで、このような研磨により、平滑な
表面性を持つ転写ベルトを製造することが難しいもので
あった。表面に局所的な凹凸がある場合、転写ベルトと
して使用したとき、その部分で感光体との間で放電が生
じてトナーを逆極性に帯電させる。そうすると、トナー
は感光体に強く電気的に付着して転写が行われない、所
謂、転写突き抜けが発生する。また、表面に局所的な凹
凸がある場合、その部分におけるトナー転写効率の低下
や転写材の分離性能の低下を生ずる。

【００１０】本発明が解決しようとする課題は、このよ
うな転写突き抜け現象の発生、トナー転写効率の低下お
よび転写材の分離性能の低下である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、電子写真方式
を用いた画像形成装置に用いられる転写ベルトにおい
て、該転写ベルトが低抵抗エラストマーの基層と高抵抗
エラストマーの表層とを有し、遠心成形により形成され
たものであることを特徴とする転写ベルトである。

【００１２】また、本発明は、画像担持体上に複数色を
順次形成し、転写材に接触転写手段を用いて一括転写す
るカラー画像形成装置において、上記転写ベルトを用い
ることを特徴とする画像形成装置である。

【００１３】また、本発明は、第１の画像担持体上に形
成された画像を第２の画像担持体である中間転写体上に
第１色目から複数色を順次形成し、転写材に接触転写手
段を用いて一括転写するカラー画像形成装置において、
上記転写ベルトを用いることを特徴とする画像形成装置
である。

【００１４】即ち本発明は、電子写真方式を用いた画像
形成装置の転写部に用いられる転写ベルトを、遠心成形
装置によって２色キャスト成形し、低抵抗エラストマー
の基層と、この基層表面に、高抵抗エラストマーの表層
を備えた転写ベルトであり、電気的特性は２色成形にす
るため、従来の２層構成ベルトと同等な特性が得られ、
また機械的特性もエラストマーであるので問題ない。

【００１５】本発明による転写ベルトは、基層および表
層とも遠心成形成により形成されるものであるため、転
写ベルトの表面、裏面とも優れた平面性を有し、転写突
き抜け現象を防止することができ、さらに、転写効率や
転写材の分離性能を改善することができるものである。
また、同一の型内で基層および表層を形成することがで
きるため、ゴミ等の混入が防止でき、抵抗値の局所的な
バラツキのない電気的に均一な転写ベルトを形成するこ
とができる。なお、遠心成形とは、エラストマー原料を
円筒型に注入し、円筒で高速で回転させ、円筒の内面が
型になって、円筒状の成形品を形成する方法である。

【００１６】転写ベルトの基層を形成するエラストマー
としては、ウレタンエラストマー、ケイ素系エラストマ
ー、フッ素系エラストマー、スチレン−ブタジエンエラ
ストマー、アクリロニトリル−ブタジエンエラストマー
などが挙げられる。また表層を形成するエラストマーと
しては、フッ素系エラストマーが好適である。

【００１７】フッ素系エラストマーとしては、架橋反応
によって弾性を示すものであり、ビニリデンフルオロラ
イド（ＶＤＦ）を主成分とするいわゆるビニリデンフル
オロライド系フッ素系エラストマーおよびテトラフルオ
ロエチレン（ＴＦＥ）とプロピレン（Ｐ）との交互共重
合体をベースとしたプロピレン／テトラフルオロエチレ
ン系フッ素エラストマーなどが用いられる。

【００１８】感光体ドラム等大口径のドラムからの紙分
離は、紙の抵抗によって影響を受ける。

【００１９】紙が乾燥している場合は、紙自身が電荷を
保持できるため、感光体ドラムと転写ベルトの何れかの
静電容量が大きい方に紙は吸着される。従って、転写ベ
ルトが有する抵抗に依存せず、転写ベルトの静電容量だ
けを大きくする構成とすれば、分離可能となる。

【００２０】一方、紙が吸湿などして抵抗が低くなった
場合は、紙自身が電荷を保持できず、リークしてしまう
ため、転写ベルトの抵抗を高くして、リークを抑えてや
らなければ分離性が確保できない。

【００２１】２層構成の場合、抵抗を高くすると転写ベ
ルトとしての静電容量は小さくなるため、基層は表層よ
り低抵抗が好ましい。

【００２２】即ち、表層抵抗は吸湿紙の分離性確保のた
めに高くし、基層抵抗は静電容量を大きくするために下
げており、転写ベルトの全体の抵抗を低くしている。そ
の結果、転写ベルトに保持されている電荷のディケイが
速くなり、転写ベルトと転写材が分離する部分で電位が
高く上がらず、剥離放電の影響が、画像に現れるほど大
きくならない。

【００２３】これらの趣旨から、基層の抵抗は、１０⁴
〜１０⁹Ω・ｃｍ、時に、１０⁵〜１０⁸Ω・ｃｍが好適
であり、表層の抵抗は１０¹²〜１０¹⁵Ω・ｃｍ、特には
１０¹³〜１０¹⁴Ω・ｃｍが好適である。

【００２４】転写ベルトの抵抗測定法は転写ベルト２を
１００×１００ｍｍのシート状に切り出しＡｄｖａｎｔ
ｅｓｔ社製Ｒ８３４０Ａ及びＲ１２７０４を用い、印加
電圧１００Ｖ、ｄｉｓｃｈａｒｇｅ５ｓｅｃ、ｃｈａｒ
ｇｅ３０ｓｅｃ及びｍｅａｓｕｒｅ３０ｓｅｃの条件で
測定した。前記測定器は、体積抵抗率〔Ω・ｃｍ〕、表
面抵抗〔Ω〕及び実抵抗〔Ω〕の測定が可能であり、本
文中で用いる全体抵抗とは、実抵抗のことを指す。

【００２５】転写ベルトの静電容量測定法は、転写ベル
ト２を１００×１００ｍｍのシート状に切り出したサン
プルを、アルミ電極板上に乗せて、φ５０の電極とサン
ドイッチした状態にして、ＡＮＤＯＡＧ−４３０４Ｌ
ＣＲメータ（安藤電気社製）を用い、印加電圧１Ｖ、周
波数１ＫＨｚの条件で測定した。本文中で用いる静電容
量とは、上記測定法で測定された値のことを指す。

【００２６】

【発明の実施の形態】

（第1の実施例）図1は電子写真プロセスを利用した画像
形成装置（複写機あるいはレーザプリンタ）概略断面図
である。

【００２７】1は第一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。

【００２８】感光ドラム1は回転過程で、不図示の帯電
手段により所定の極性・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（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
像露光を受けることにより目的の静電潜像が形成され
る。

【００２９】次いで、その静電潜像が不図示の現像装置
により現像されトナー画像が形成される。

【００３０】感光ドラム1上に形成担持されたトナー画
像は、レジストローラ5によって所定の転写部に搬送さ
れる転写材Pに転写される。

【００３１】2は本発明の転写ベルトで、感光体ドラム1
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。転写ベルト2は転写ローラ3（抵抗10⁴Ω以下）で
ある。と駆動ローラ4とによって支持され、転写ローラ3
には、転写バイアス源8によって所望の転写バイアスが
印加される。

【００３２】次いで、トナー画像転写を受けた転写材P
は定着部7へ導入され加熱定着される。

【００３３】転写材Pへの画像転写終了後、感光体ドラ
ム1上の転写残トナーは不図示のクリーニング手段によ
ってクリーニングされる。

【００３４】以下に本発明の転写ベルト2を含む転写工
程の詳細を記す。

【００３５】本発明の転写ベルトを評価するに当たって
は、プロセススピード120mm/s、A4横送りで24ppmのレー
ザプリンタを用いた。

【００３６】用いたトナーは平均粒径7μmの磁性トナー
で、その平均トナートリボは通常環境下（25℃、50％R
H）で約-12μC/gである。

【００３７】まずレジストローラ5によって搬送された
転写材Pは、転写前ガイド6によって所望の転写ニップ部
に搬送され、転写バイアスによって感光体ドラム1上の
トナー像を転写すると同時に、転写ベルト2によって感
光体ドラム1から分離され、吸着・搬送される。

【００３８】この時の転写バイアスは定電流制御で+10
μAである。

【００３９】転写ベルト2に吸着搬送された転写材Pは、
転写ベルト2の下流で曲率分離され、定着装置7によって
加熱定着される。

【００４０】ジャム等で転写ベルト2がトナーで汚れた
場合は、転写ローラ3に逆バイアス（トナー極性とは同
極性）を印加し、転写ベルト2上のトナーを感光体ドラ
ム1に再転写し、表面の清浄化を図るようにしている。

【００４１】プロセススピードが速く、且つA4横送りで
は紙の目が横目（紙長手に対しては縦目）となるため、
感光体ドラム径が大きい場合、従来の転写ローラでは紙
の分離が非常に厳しくなる。これは紙の分離を、紙の腰
に頼った、重力による曲率分離に依存しているためであ
る。

【００４２】本発明の転写ベルト2の概略断面図を図2に
示す。

【００４３】本発明の転写ベルト2の特徴の1つは、転写
電圧が高くなりすぎないように、転写ベルトの全体とし
ての抵抗を低くし、2層構成として表層21を薄層化し、
基層22との抵抗比率を大きくしている。

【００４４】更に、屈曲特性、引っ張り強度特性などの
機械的特性を満足するために、転写ベルト全体をエラス
トマーで構成し、転写ローラ3、駆動ローラ4でテンショ
ンが架けられた状態で、蛇行、寄り等の問題は生じず長
期の使用にも、十分に対応できる。

【００４５】また表層にはフッ素系のゴムを使用するた
め、離型性に優れ、汚れなどにも強いという利点があ
る。

【００４６】遠心成形による製造法では、従来の下層押
し出し成形+表層スプレイ塗布に較べ、同じ型内で表層
と基層が成形できため、良品率の向上等、が実現でき、
高機能な転写ベルトを得ることが出来る。

【００４７】転写ベルト2の製造方法の概略を以下に述
べる。

【００４８】図2に示すように、転写ベルトの表側の表
層21と、裏側の基層22によって構成されている。遠心成
形装置でベルトを成形するには、一旦表層側の材料を成
形型内に注型し、硬化させてから下層側の材料を注型
し、硬化させる。この時、表層下層の硬化温度が大きく
異なる材料は、使用に適さない。

【００４９】以下、転写ベルト2の各実施例について説
明する。

【００５０】（試作ベルト1）まず内径φ70mmの遠心成
形型を用い、表層側に溶剤可溶性PTFE系フッ素ゴムを厚
さ30μmにキャスト成形し、次いで熱硬化性ウレタンエ
ラストマー（商品名：ENDURE，INOAC Co.製）を内側に
成形する。その体積抵抗率をカーボン分散で10⁸Ωcmに
制御し、ベルトの層厚はt=0.3mmとした。全体抵抗は10
¹⁰Ωである。

【００５１】表層材料の溶剤可溶性PTFE系フッ素ゴムと
しては、四フッ化エチレンープロピレンゴム（商品名：
アフラス〔旭硝子製〕）を用い、酢酸エチル及び酢酸ブ
チルを溶媒としている。また、表層の抵抗は１０¹²Ω・
ｃｍである。

【００５２】静電容量は0.6nF（at25℃、50％RH）であ
った。

【００５３】表層成形時は、型の回転速度を3000rpmと
し、硬化温度150℃、硬化時間3時間である。

【００５４】下層成型時は、表層硬化後注型し、型の回
転速度3000rpm、硬化温度150℃、硬化時間1時間、とい
う条件の下に実施した。

【００５５】（試作ベルト2）試作ベルト1同様、内径φ
70mmの遠心成形型を用い、表層側に溶剤可溶タイプのフ
ッ化ビニリデン系ゴムを厚さ30μmにキャスト成形し、
次いで熱硬化性ウレタンエラストマー（商品名：ENDUR
E）を内側に成形する。その体積抵抗率はカーボン分散
で10⁸Ωcmに制御し、ベルトの層厚はt=0.3mmとした。全
体抵抗は10¹¹Ωである。

【００５６】静電容量は0.65nF（at25℃、50％RH）であ
った。

【００５７】表層材料の溶剤可溶タイプのフッ化ビニリ
デン系ゴムとしては、例えば商品名ダイエルG〔ダイキ
ン工業製〕を用いている。このベルトの表層抵抗は１０
¹³Ω・ｃｍである。

【００５８】またベルト成形条件は、試作ベルト1と同
様である。

【００５９】（比較ベルト）基層として、熱硬化性ウレ
タンゴム（体積抵抗率10^11〜12Ωcm）をチューブ状に押
し出し成形し、寸法精度を出すために、一旦型にはめ込
み、研磨した。

【００６０】表層には溶剤可溶性フッ素ゴムを、上記の
ゴム表面にスプレイガンで塗布し、焼成して30μm膜を
形成した。次いで、表面性を上げるため再度型にはめ込
み、研磨した。

【００６１】上記転写ベルトの層厚はt=0.8mm、その表
面抵抗は10¹⁴Ωである。全体抵抗は10¹³Ωである。静電
容量は0.5nF（at25℃、50％RH）であった。

【００６２】以上のようして作成した転写ベルト2並び
に従来の転写ベルト（比較ベルト）を図1に示したレー
ザプリンタに組み込み、画像評価及び長期通紙試験を行
った。

【００６３】転写ベルト2は、2本の張力懸架ローラで、
試作ベルトの場合は5％伸張、比較ベルトの場合は2％伸
張されて懸架されており、特別な寄り制御は行っていな
い。

【００６４】本実施例で基層材料に用いた熱硬化性ウレ
タンエラストマーはエーテル系であり、一般的にエステ
ル系のウレタンゴムよりは加水分解し難いが、遠心成形
により表面粗さが良くなるため、タック性がある。通紙
試験では、タック性のある面を内側にし、駆動ローラと
の摺動面に持ってくることで駆動のロスを少なくしてい
る。また表層側にフッ素ゴムを持ってきているので、使
用上タック性の問題は無い。

【００６５】その結果を図3に示す。

【００６６】図3に示すように、初期の通紙確認で試作
した転写ベルトは、比較ベルトを含めて乾燥紙では90％
以上、吸湿紙でも90％近い、高い転写効率（転写電流10
μA時）を示し、分離性能も問題なかった。更に、ハー
フトーン、ベタ画像にはムラの無い均一な転写性が得ら
れた。

【００６７】しかし転写突き抜けは、試作ベルト1、2は
発生していないが、抵抗の高い比較ベルトは発生してい
る。

【００６８】次にA4サイズで20万枚通紙した後に、初期
通紙確認と同様の画質チェックを行ったところ、試作ベ
ルト1、2は転写効率（転写電流10μA時）は殆ど変化し
ていないが、比較ベルトは5％程度落ちている。原因を
追究したところ、表層の膜強度が弱いため部分的に薄い
場所ができており、基層が見えそうな場所があった。そ
のような部分の転写効率悪かった。

【００６９】ハーフトーン、ベタ画像の評価において
は、試作ベルト1、2はムラの無い均一な転写性が得られ
たが、比較ベルトは部分的に転写抜けの様な画像となっ
た。

【００７０】分離性能は、20万枚通紙して何枚巻き付き
ジャムが発生するかパーセンテージを採ったところ、試
作ベルト1、2が変わらず数千枚に1枚という高い分離性
を有しているにもかかわらず、比較ベルトでは、百枚に
数枚と分離性能が悪くなっている。この原因は先述した
が長期通紙により、表面が削れて吸着し辛くなったため
である。

【００７１】転写突き抜けに関しては、試作ベルトも、
比較ベルトも初期と変わりはなかったが、転写ムラに関
しては表面性の差が出て、比較ベルトの画像がムラが悪
くなっていた。

【００７２】更に、この長期通紙試験中に試作ベルトで
は、転写ベルトの蛇行、挫屈は全く生じず、最後まで安
定した紙搬送が実現できたが、比較ベルトの場合は、全
体的に高硬度のために、寄りやすく、挫屈はしなかった
が、蛇行のため数百枚に1度修正を加えていた。

【００７３】以上述べたように、本実施例で試作した転
写ベルトは、電気的・機械的特性に優れ、長期の使用に
おいても特性が変わらず、高い転写効率と優れた画質、
分離性を実現できる様になった。更には、遠心成型法に
よって従来とは異なる2色成形を実現し、低コストで品
質安定性の高い転写ベルトが製造できるようになった。

【００７４】（第2の実施形態）図4に本発明の第2の実
施例を説明するための、レーザプリンタの概略断面図を
示す。

【００７５】上記レーザプリンタは、4色多重現像する
ことによってフルカラープリントを行うレーザプリンタ
である。

【００７６】10は第1の画像担持体として繰り返し使用
される感光体ドラムであり、矢示の反時計方向に所定の
周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。

【００７７】感光体ドラム10は回転過程で、1次コロナ
帯電器11により所定の極性・電位に一様に帯電処理さ
れ、次いで画像露光手段（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12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
えばイエロー成分像）に対応した静電潜像が形成され
る。

【００７８】次いで、その静電潜像が第1現像器13（イ
エロー現像器）により第1色であるイエロートナーYによ
り現像される。

【００７９】現像器13・14・15・16（イエロー、マゼン
タ、シアン、ブラック）の各現像器は不図示の回転駆動
装置によって図中矢印の方向に回転し、各々の現像器が
現像過程で感光ドラム10と対向するように配設されてい
る。

【００８０】上記イエロートナー像は、次行程で転写材
Pには転写されず、次段のトナー像を現像するべく、感
光体ドラム10は、再び1次コロナ帯電器11により所定の
極性・電位に一様に帯電処理され、カラー画像の第2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、第2色であるマゼンタトナーMにより現像さ
れる。

【００８１】以下同様、第3色目（例えばシアン）、第4
色目（例えばブラック）が順次感光体ドラム10上に重畳
現像され、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。

【００８２】本実施例で用いたトナーは、非磁性トナー
で平均粒径8μm、通常環境（25℃、50％RH）での平均ト
ナートリボは約-25μC/gである。

【００８３】転写材Pはレジストローラ5によって、感光
体ドラム10上のトナー像にタイミングを合わせて給紙さ
れ、転写前ガイド6によって所定の転写部に送り込まれ
る。

【００８４】2は本発明の転写ベルトで、感光体ドラム1
0に対し平行に軸受させて下面部に接触させて配設して
ある。転写ベルト2は転写ローラ3と駆動ローラ4とによ
って支持され、転写ローラ3には、転写バイアス源8によ
って所望の転写バイアスが印加される。転写ベルト2と
しては第1の実施例中で述べた試作ベルト2（表層がフッ
化ビニリデンゴム）を用い、その伸張度は第1の実施例
同様5％である。

【００８５】感光ドラム1上の多重現像された4色トナー
画像は、感光体ドラム10と転写ベルト2の接触部である
転写ニップ部において、転写材P上に上記転写バイアス
により、転写される。

【００８６】感光ドラム10上の順次現像実行工程におい
て、転写ベルト2及びクリーナ9は感光体ドラム10から接
離可能としている。

【００８７】トナー画像転写を受けた転写材Pは定着器7
へ導入され加熱定着される。

【００８８】以下に転写行程の詳細を述べる。

【００８９】転写手段である転写ベルト2と対向する感
光体ドラム1は、帯電された領域Vdとトナーが現像され
る領域Vlを有しており、通常300〜500Vの電位差があ
る。転写時にはこれらの電位差、言い換えれば負荷イン
ピーダンスの差を吸収するだけの電圧で転写しなけれ
ば、紙上のトナーが転写後に飛び散ってしまう。

【００９０】これは転写電圧が低い場合、上記の負荷イ
ンピーダンスの差でVd部には多く、Vl部には少なく転写
電荷が供給されてしまうため、紙裏に局部的に転写電荷
のムラが生じ、転写後の紙上のトナーが、Vl部からVd部
に飛び散ってしまうことにより生じる。従って、この負
荷インピーダンスの差を吸収するだけの高い転写電圧を
発生させる、ある程度高い抵抗を有する転写ベルトを使
用しなければならない。

【００９１】また、トナーが単層である場合（単色）
と、何層にも重なり合った場合（多色）では、トナーの
持つ総電荷量が大きく異なるため、転写性が異なる。

【００９２】図5に示すが、転写ベルトの抵抗が高い
と、転写効率のプロファイルのピークがシャープにな
り、単色と多色時では、このピークの位置がずれてしま
う。そのような場合は、多色時転写の際にトナーの載り
量が多いところを転写しようとすると転写電流は15μA
が必要であるが、載り量が少ないところでは、この電流
値では転写バイアス過多となり、転写突き抜けが発生
し、画像不良と同時に転写効率さえも落としてしまう。

【００９３】逆に、載り量の少ないところを救おうとす
ると転写電流8μAとなるが、この転写バイアスでは載り
量が多いところが転写不良となってしまう。

【００９４】これらのマージンを広げるためには、図6
に示すが転写ベルトの全体抵抗値を低くし、転写突き抜
けの発生を抑え、単色部分の転写効率をブロードにし、
具体的には転写電流15μAでも高い転写効率を得なけれ
ばならない。

【００９５】しかしベルト抵抗を下げると、第1の実施
例でも述べたが、吸湿紙の分離性が確保できないし、先
述の飛び散りも発生してしまい、上記転写性と両立でき
るマージンが狭くなってしまう。

【００９６】本発明の転写ベルトは、2層構成で機能分
離しており、全体抵抗は低いが表層抵抗は高めであるた
め、上記のマージンが得られることが特徴である。

【００９７】図7に本発明の試作転写ベルト2を、上記本
体の組み込んで長期通紙試験を実施したときの、多色部
分の転写効率、20万枚での分離確率、単色部分での転写
突き抜け、転写後の飛び散り等の特性変化を示す。

【００９８】図7によれば、遠心成型法で作成された本
発明の転写ベルトは、多色部分の転写効率を高く維持
し、且つ単色部分の転写突き抜けを抑え、更に高湿環境
下でも高い分離性を確保し、飛び散りの発生がないこと
が分かる。

【００９９】また20万枚通紙後もその性能は変わらず維
持され、高耐久性であることが分かった。

【０１００】（第3の実施形態）図8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
プリンタ）概略断面図である。中間転写体として中低抗
の弾性ローラ65を、2次接触転写手段として転写ベルト2
を使用している。

【０１０１】61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（以下感光体ドラ
ムと記す）であり、矢示の反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。

【０１０２】感光体ドラム61は回転過程で、1次帯電ロ
ーラ62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63
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
（例えばイエロー成分像）に対応した静電潜像が形成さ
れる。

【０１０３】次いで、その静電潜像が第1現像器41（イ
エロー現像器）により第1色であるイエロートナーYによ
り現像される。現像器41・42・43・44（イエロー、マゼ
ンタ、シアン、ブラック）の各現像器は不図示の回転駆
動装置によって図中矢印の方向に回転し、各々の現像器
が現像過程で感光ドラム1と対向するように配設されて
いる。

【０１０４】中間転写体65は矢示の時計方向に感光ドラ
ム61と同じ周速度をもって回転駆動されている。

【０１０５】感光ドラム61上に形成担持された上記第1
色のイエロートナー画像は、感光ドラム61と中間転写体
65とのニップ部を通過する過程で、中間転写体65に印加
される1次転写バイアス29により形成される電界と圧力
により、中間転写体65の外周面に中間転写されていく。
以後この行程を1次転写という。

【０１０６】以下、同様に第2色のマゼンタトナー画
像、第3色のシアントナー画像、第4色のブラックトナー
画像が順次中間転写体5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。

【０１０７】2は転写ベルトで、中間転写体5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。転写
ベルト2はバイアスローラ3とテンションローラ4とによ
って支持され、バイアスローラ3には、2次転写バイアス
源28によって所望の2次転写バイアスが印加されてい
る。

【０１０８】感光ドラム61から中間転写体65への第1〜
第4色のトナー画像の順次重畳転写のための1次転写バイ
アスは、トナーとは逆極性（＋）でバイアス電源29から
印加される。

【０１０９】感光ドラム61から中間転写体65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
ベルト2及び中間転写体クリーニングローラ68は中間転
写体65から接離可能としている。

【０１１０】中間転写体65上に重畳転写された合成カラ
ートナー画像の転写材Pへの転写は、転写ベルト2が中間
転写体65に当接されると共に、不図示の給紙カセットか
らレジストローラ5、転写前ガイド6を通過して中間転写
体65と転写ベルト2との当接ニップに所定のタイミング
で転写材Pが給送され、同時に2次転写バイアスがバイア
ス電源28からバイアスローラ3に印加される。この2次転
写バイアスにより中間転写体65から転写材Pへ合成カラ
ートナー画像が転写される。以後この行程を2次転写と
いう。

【０１１１】トナー画像転写を受けた転写材Pは定着装
置7へ導入され加熱定着される。

【０１１２】転写材Pへの画像転写終了後、中間転写体6
5上の転写残トナーは中間転写体クリーナローラ68が当
接されクリーニングされる。

【０１１３】以下本実施例の転写行程の詳細を以下に述
べる。

【０１１４】本実施例に用いた中間転写体65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、樹脂よりなる弾性層を有するローラ形状、更にはそ
の弾性層の上層に一層以上の被覆層を有するローラ形状
のものである。

【０１１５】円筒状導電性支持体としては、アルミニウ
ム、鉄、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。本実施例で用いた芯金は厚さ3mm
のアルミニウムの円筒の内部に補強を施したものであ
る。

【０１１６】中間転写体に用いる弾性層の厚みは、転写
ニップの形成、回転による色ズレ、材料コスト等の面で
0.5〜7mmが望ましく、また、表層膜厚は、下層の弾性層
の柔軟性を、更にその上層あるいは感光体ドラム表面に
伝えるために、薄層にすることが好ましく、具体的には
20〜200μmが望ましい。

【０１１７】本実施例では、弾性層の肉厚を5mm、表層
膜厚を30μmとし、トータルの外径をφ180mmとした。

【０１１８】また弾性層は抵抗値のみを重視しアクリロ
ニトリルーブタジエンゴム（NBR）に導電材としてケッ
チェンブラックを分散して体積抵抗率を10⁵〜10⁸Ωcmに
制御したものを用いた。本実施例においては10⁷Ωcmと
した。

【０１１９】中間転写体65の表層にはウレタン樹脂をバ
インダーに、PTFEパウダー200部を分散したものを用い
た。成型方法は先述の弾性層の上にスプレイ塗布し、研
磨している。

【０１２０】この様にして作成された中間転写体65の抵
抗値は、2×10⁷Ωであった。

【０１２１】中間転写体の抵抗測定法は中間転写体ゴム
部分を100×100mmのシート状に切り出しAdvantest社製
R8340A及びR12704を用い、印加電圧100V、discharge 5s
ec、charge 30sec及びmeasure 30secの条件で測定し
た。前記測定器は、体積抵抗率、表面抵抗及び実抵抗の
測定が可能であり、本文中で用いる抵抗値とは、実抵抗
のことを指す。

【０１２２】中間転写体65の静電容量測定法は中間転写
体のゴム部分を100×100mmのシート状に切り出したサン
プルを、アルミ電極板上に乗せて、φ50の電極とサンド
イッチした状態にして、ANDO AG-4304 LCRメータ（安藤
電気社製）を用い、印加電圧1V、周波数1KHzの条件で測
定した。本文中で用いる静電容量とは、上記測定法で測
定された値のことを指す。

【０１２３】上記述べた様な中間転写体65を用いた場
合、通常の感光体ドラムよりも大口径となる場合が多い
ため、分離手段としては転写ベルトが主流となる。

【０１２４】中間転写体65は転写媒体であるため、高い
転写効率を得るためには、10⁷〜10⁸Ωの中抵抗領域が必
須となる。そのような場合、環境変化で静電容量と抵抗
値が従来の感光体ドラム等より大きく変化するため、紙
の分離性が非常に厳しくなる。

【０１２５】従って、低湿環境下から高湿環境下まで高
い分離性を確保するには、静電容量と抵抗のバランスが
とれた転写ベルトを用いなければならない。

【０１２６】また、一旦転写された画像を再度転写する
ために、高い転写効率も必要とされ、転写効率が最適と
なる抵抗値と上記の抵抗値がずれてくる可能性もある。

【０１２７】下表に示すように、本実施例で使用した中
間転写体65も、静電容量が低湿環境下と高湿環境下で変
化しており、また転写ベルト2も同様に変化している。

【０１２８】

【表１】

【０１２９】しかし本発明の転写ベルトは、低湿環境下
から高湿環境下まで、中間転写体よりも大きな静電容量
を有し、抵抗変動も中間転写体のそれよりは小さいため
安定した、分離性が確保できる。

【０１３０】表3に本発明の試作転写ベルト2を、上記本
体に組み込んで長期通紙試験を実施したときの、多色部
分の転写効率、20万枚での分離確率、単色部分での転写
突き抜け、転写後の飛び散り等の特性変化を示す。

【０１３１】表3によれば、20万枚通紙後分離性能、転
写突き抜け、転写ムラなどのレベルが初期に較べ劣化し
ているが、中間転写体を新品にして更に1万枚通紙した
ところ、ほぼ初期性能と同様の性能が得られた。中間転
写体の劣化が先述の性能差となって現れたことが分か
る。

【０１３２】以上述べたように、遠心成型法で作成され
た本発明の転写ベルトは、中間転写体の転写・分離手段
としても優れた性能を有しており、低湿環境から高湿環
境下まで高い離性能を示し、多色部分の転写効率を高く
維持し、且つ単色部分の転写突き抜けを抑え、高品位な
転写画像が得られることが分かった。

【０１３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、電子写
真方式を用いた画像形成装置の転写部に用いられる転写
ベルトを、遠心成形装置によって2色キャスト成形し、
低抵抗エラストマーよりなる基層と、この基層表面に高
抵抗エラストマーの表層を備えた2層構成の転写ベルト
である。

【０１３４】その電気的特性は2色成形にするため、転
写突き抜け現象を防止でき、また、転写性能と分離性能
が機能分離され、低湿環境から高湿環境下まで、優れた
転写性能と高い分離性能が得られる。

【０１３５】本発明の転写ベルトを高速レーザプリン
タ、多重現像タイプカラーレーザプリンタ及び中間転写
体を用いた多重転写タイプカラーレーザプリンタに用い
たところ、優れた転写性能と高い分離性が確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例のレーザプリンタの概略
断面図

【図２】第一の実施例のレーザプリンタに組込んだ転写
ベルトの概略断面図

【図３】第一の実施例の転写ベルト特性の耐久変化を示
す図

【図４】本発明の第二の実施例のレーザプリンタの概略
断面図

【図５】高抵抗転写ベルトの転写効率プロファイル示す
図

【図６】低抵抗転写ベルトの転写効率プロファイル示す
図

【図７】第二の実施例の転写ベルト特性の耐久変化示す
図

【図８】本発明の第三の実施例のレーザプリンタの概略
断面図

【図９】第三の実施例の転写ベルト特性の耐久変化示す
図

【符号の説明】

１、１０、６１感光体ドラム２転写ベルト３転写ローラ４テンションローラ５レジストローラ６転写ガイド７定着装置８、２８転写バイアス源２９中間転写体バイアス源９、６９クリーナ１１コロナ帯電器６２帯電ローラ１２、６２レーザ光１４〜１６、４１〜４４現像器６５中間転写体６８中間転写体クリーニングローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者世取山武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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真方式を用いた画像形成装置に用
いられる転写ベルトにおいて、該転写ベルトが低抵抗エ
ラストマーの基層と高抵抗エラストマーの表層とを有
し、遠心成形により形成されたものであることを特徴と
する転写ベルト。
【請求項２】基層の抵抗が１０⁴〜１０⁹Ω・ｃｍであ
り、表層の抵抗が１０¹²〜１０¹⁵Ω・ｃｍである請求項
１記載の転写ベルト。
【請求項３】基層がウレタンエラストマーを有する請
求項１記載の転写ベルト。
【請求項４】表層がフッ素系エラストマーを有する請
求項１記載の転写ベルト。
【請求項５】表層を遠心成形後に、該表層上に基層を
遠心成形して形成された請求項１記載の転写ベルト。
【請求項６】表層がフッ素系エラストマーを有し、基
層がウレタンエラストマーを有する請求項５の転写ベル
ト。
【請求項７】画像担持体上に複数色を順次形成し、転
写材に接触転写手段を用いて一括転写するカラー画像形
成装置において、請求項１記載の転写ベルトを用いるこ
とを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】第１の画像担持体上に形成された画像を
第２の画像担持体である中間転写体上に第１色目から複
数色を順次形成し、転写材に接触転写手段を用いて一括
転写するカラー画像形成装置において、請求項１記載の
転写ベルトを用いることを特徴とする画像形成装置。