JPH11167294A

JPH11167294A - 中間転写ベルト、及びこれを備えた画像形成装置

Info

Publication number: JPH11167294A
Application number: JP33617597A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Tanaka; 篤志田中; Minoru Shimojo; 稔下條; Akira Shimada; 明島田; Tsunenori Ashibe; 恒徳芦邉; Hiroyuki Osada; 弘行長田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-05
Filing date: 1997-12-05
Publication date: 1999-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】画像不良（鱗ムラ、トナー飛び散り、斑点）
を長期にわたって防止する。【解決手段】中間転写ベルト５を基層と厚さ２０μｍ
以上の被覆層とによって構成し、このとき、１周目電位
が３００Ｖ以上、１周目電流Ｉ₁ が２０〜１００μＡ、
１０周目電流Ｉ₁₀が０．２〜１５μＡとなるようにす
る。これにより、中間転写ベルト５は、適度な静電容量
と、良好な帯電特性と、大きな時定数と、十分な耐絶縁
破壊性とを兼ね備えることができるので、鱗ムラ、飛び
散り、斑点のすべてを、長期間にわたって防止すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式の複
写機やレーザビームプリンタ等に使用される中間転写ベ
ルト、及びこれを備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置（例えば、
複写機、レーザビームプリンタ）において、中間転写ベ
ルトを使用するものが知られている。例えば、４色フル
カラーの画像形成装置では、第１の像担持体上にトナー
像を形成し、このトナー像を中間転写ベルト上に一次転
写する工程を、４色のトナー（イエロー、マゼンタ、シ
アン、ブラックの各色のトナー）について行って、中間
転写ベルト上で一旦、４色のトナー像を重ね、その後、
これら４色のトナー像を中間転写ベルト上から紙等の第
２の像担持体上に一括して二次転写する。つづいて、４
色のトナー像を溶融固着させて転写材上に定着させ、こ
れにより、４色フルカラーの画像を得ることができる。

【０００３】このような中間転写ベルトを用いた画像形
成装置は、転写ドラム表面に巻き付けた転写材に感光ド
ラム上のトナー像を順次に転写していく画像形成装置
（例えば、特開昭６３−３０１９６０号公報）と比較す
ると、第２の像担持体である転写材に加工や制御（例え
ば、グリッパーに把持する、吸着する、曲率をもたせる
等）を施すことなく、中間転写ベルトから転写材にトナ
ー像を転写することができるため、封筒、ハガキ、ラベ
ル紙等、４０ｇ／ｍ² 程度の薄い紙から２００ｇ／ｍ²
程度の厚い紙まで、幅の広狭や、長さの長短にかかわら
ず転写可能であるという利点を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
中間転写ベルトによると、高画質と耐久性とを両立させ
ることが難しいという問題があった。

【０００５】すなわち、従来の中間転写ベルトは、例え
ば、特開昭５５−４１４３５号公報、特開平１−２７３
０７５号公報、特開平３−１９２２８２号公報で提案さ
れているように、低抵抗層を設け、さらにその表面に高
抵抗層を重ねるようにして設けて構成される。このよう
な構成によると、一般に、耐久性を向上させるべく高抵
抗層を厚くした場合には、鱗状の濃度ムラ（以下「鱗ム
ラ」という）が発生するといった問題がある。逆に、薄
くした場合には、複数色のトナーを重ねて転写した部分
でトナーの飛び散りが発生し、また、耐久の進行に伴っ
て、斑点状の画像不良（以下「斑点」という）が発生す
るという問題があった。つまり、鱗ムラ、トナー飛び散
り、斑点の発生をすべて防止することはできないという
問題である。

【０００６】本発明は、転写ベルトにおける上述の問題
を解決することを課題としてなされたものであり、その
目的とするところは、鱗ムラ及びトナー飛び散りを防止
するとともに、長期使用においても斑点が発生すること
のない中間転写ベルトを提供することを目的とする。

【０００７】また、本発明の他の目的は、このような中
間転写ベルトを備えることにより、長期にわたって高品
質の画像を形成することのできる画像形成装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの、請求項１に係る中間転写ベルトは、第１の像担持
体から転写された画像を第２の像担持体に転写する中間
転写ベルトにおいて、無端状に形成された基層と、該基
層の表面側に形成された厚さ２０μｍ以上の被覆層とを
備え、所定の条件下で電圧を印加し回転させて測定した
ときの、１周目電位が３００Ｖ以上、１周目電流Ｉ₁ が
２０〜１００μＡ、１０周目電流が０．２〜１５μＡで
ある、ことを特徴とする。

【０００９】請求項２に係る中間転写ベルトは、前記１
周目電位が３５０Ｖ以上、前記１周目電流Ｉ₁ が２２〜
５０μＡ、前記１０周目電流が０．５〜１５μＡであ
る、ことを特徴とする。

【００１０】請求項３に係る中間転写ベルトは、第１の
像担持体から転写された画像を第２の像担持体に転写す
る中間転写ベルトにおいて、無端状に形成された、体積
抵抗率が５×１０⁸ Ω・cm以下の基層と、該基層の表面
側に形成され、比誘電率が６．６以上で、厚みが５〜４
０μｍの第１の被覆層と、該第１の被覆層の表面に形成
され、体積抵抗率が５×１０¹⁴Ω・cm以上で、厚みが５
〜２０μｍの第２の被覆層と、を備える、ことを特徴と
する。

【００１１】請求項４に係る中間転写ベルトは、前記第
１の被覆層の比誘電率が７．０以上で、厚みが５〜１５
μｍであり、前記第２の被覆層の体積抵抗率が５×１０
¹⁵Ω・cm以上で、厚みが５〜１５μｍである、ことを特
徴とする。

【００１２】請求項５に係る中間転写ベルトにおいて、
前記基層は、周方向のヤング率が４×１０⁶ Ｐａ以上と
なるように繊維で補強された厚さ０．５〜２mmのゴムに
よって形成される、ことを特徴とする。

【００１３】請求項６に係る中間転写ベルトは、前記繊
維が螺旋状に設けられている、ことを特徴とする。

【００１４】請求項７に係る画像形成装置は、厚さが１
０〜３５μｍの電荷移動層を有する、第１の像担持体と
しての感光体と、該感光体表面に形成された画像が転写
されるとともに、転写された画像を第２の像担持体に転
写する中間転写ベルトと、を備え、該中間転写ベルト
が、請求項１、２、３、４、５、又は６記載の中間転写
ベルトである、ことを特徴とする。

【００１５】

【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。

【００１６】〈実施の形態１〉図１に、本発明に係る中
間転写ベルトの一例、及びこれを備えた画像形成装置の
一例を示す。なお、同図は、中間転写ベルトを使用し
た、電子写真方式の４色フルカラーの画像形成装置（例
えば、複写機、プリンタ）の概略構成を示す縦断面図で
ある。なお、以下の説明では、４色のトナー像の形成順
が、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックであるもの
として説明を行うものとする。

【００１７】同図に示す画像形成装置は、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）を備えている。感光ドラム１は、アルミニ
ウム等の円筒状のドラム基体の外周面にＯＰＣ（有機光
半導体）等の感光層を設けたものである。感光ドラム１
は、接地されていて、駆動手段（不図示）によって矢印
Ｒ１方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆
動される。なお、上述の感光層は、ＯＰＣに代えて、ア
モルファスシリコンやアモルファスセレン等によって構
成してもよい。

【００１８】感光ドラム１は、矢印Ｒ１方向への回転過
程で、一次帯電器（同図では、帯電ローラ）２によっ
て、表面が所定の極性、所定の電位に一様に帯電処理さ
れる。次いで、帯電後の感光ドラム１表面は、露光手段
３からの露光Ｌを受ける。この露光Ｌにより、感光ドラ
ム１表面には、目的のカラー画像の第１の色成分像（イ
エロー成分像）に対応した静電潜像が形成される。

【００１９】次いで、この静電潜像は、現像装置４によ
って現像される。現像装置４は、矢印Ｒ４方向に回転自
在なロータリ４ａと、このロータリ４ａに搭載された４
個の現像器、すなわちイエロー、マゼンタ、シアン、ブ
ラックのトナーをそれぞれ収納した第１の現像器（イエ
ロー現像器）４Ｙ、第２の現像器（マゼンタ現像器）４
Ｍ、第３の現像器（シアン現像器）４Ｃ、第４の現像器
（ブラック現像器）４ＢＫとを有している。現像装置４
は、感光ドラム１表面の静電潜像の現像に供される現像
器が、ロータリ４ａの回転によって、感光ドラム１表面
に対向する現像位置Ｄに配置されるようになっている。
本実施の形態では、ロータリ４ａの回転によってイエロ
ー現像器４Ｙが現像位置Ｄに配置され、感光ドラム１表
面に静電潜像にイエローのトナーを付着させてイエロー
のトナー像として現像する。このとき、第２〜第４の現
像器、すなわちマゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像器４
Ｃ、及びブラック現像器４ＢＫは作動せず、感光ドラム
１には作用していないので、上述のイエローのトナー像
は、上述の第２〜第４の現像器による影響を受けること
はない。

【００２０】感光ドラム１の回転方向（矢印Ｒ１方向）
についての現像装置４の下流側には、中間転写ベルト５
が配置されている。中間転写ベルト５は、駆動ローラ５
ａ、、二次転写対向ローラ５ｂ、テンションローラ５ｃ
に掛け渡された無端状のベルトであり、駆動ローラ５ａ
によって、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向に回転に対して
順方向である矢印Ｒ５方向に、感光ドラム１と同じ周速
度で回転駆動される。

【００２１】なお、中間転写ベルトについては、後に詳
述する。

【００２２】感光ドラム１上に形成された第１色目のイ
エローのトナー像は、感光ドラム１と中間転写ベルト５
との間に形成された一次転写ニップ部Ｔ₁ を通過する際
に、一次転写バイアス電源６から一次転写ローラ７に印
加される一次転写バイアスによって形成される電界によ
り、中間転写ベルト５の外周面に順次に一次転写されて
いく。一次転写バイアスは、感光ドラム１上のトナー像
とは逆極性である。

【００２３】トナー像転写後の感光ドラム１は、中間転
写ベルト５に転写されないで感光ドラム１表面に残った
トナー（以下「一次転写残トナー」という）が、クリー
ニング装置８のクリーニングブレード８ａによって除去
され、第２色目のマゼンタのトナー像の形成に供され
る。

【００２４】以下、同様にして、第２色目のマゼンタの
トナー像、第３色目のシアンのトナー像、第４色目のブ
ラックのトナー像が順次に中間転写ベルト５上に順次に
二次転写され、中間転写ベルト５表面で４色のトナー像
が重ねられて目的のカラー画像に対応した合成カラート
ナー像が形成される。

【００２５】なお、上述の一次転写時に、一次転写バイ
アス電源６によって一次転写ローラ７に印加される二次
転写バイアスは、例えば、＋１００Ｖ〜＋２ｋＶであ
る。

【００２６】中間転写ベルト５の下方には、矢印Ｒ１方
向に移動可能で、中間転写ベルト５表面に対して接離可
能な二次転写ローラ９が配設されている。二次転写ロー
ラ９は、上述の二次転写対向ローラ５ｂに対応するよう
に平行に配置されており、中間転写ベルト５に当接され
た際には、中間転写ベルト５との間に二次転写ニップ部
Ｔ₂ を構成する。なお、感光ドラム１から中間転写ベル
ト５への第１〜第３のトナー像の一次転写工程において
は、二次転写ローラ９は、中間転写ベルト５表面から離
間されるようになっている。

【００２７】中間転写ベルト５上の４色のトナー像は、
二次転写ローラ９が中間転写ベルト５に当接されて二次
転写ニップ部Ｔ₂ を構成し、給紙カセット（不図示）か
らレジストローラ１１、転写前ガイド１２等を介して所
定のタイミングで二次転写ニップ部Ｔ₂ に供給される紙
等の転写材（第２の像担持体）Ｐに対して、二次転写バ
イアス電源１０から二次転写ローラ９に二次転写バイア
スを印加することにより、一括して二次転写される。

【００２８】トナー像が二次転写された転写材Ｐは、搬
送部材１３を介して定着装置１４に搬送され、ここで加
熱加圧されて、表面にトナー像が定着される。

【００２９】一方、トナー像二次転写後の中間転写ベル
ト５は、表面に転写残トナー帯電部材１５が当接され、
電源１６によって感光ドラム１とは逆極性のバイアスが
印加されることにより、転写材Ｐに二次転写されないで
表面に残っていたトナー（以下「二次転写残トナー」と
いう）に感光ドラム１と逆極性の電荷が付与される。こ
の逆極性の電荷が付与された二次転写残トナーは、上述
の一次転写ニップ部Ｔ₁ 及びその近傍において感光ドラ
ム１表面に静電的に逆転写される。これにより中間転写
ベルト５表面がクリーニングされる。逆転写された二次
転写残トナーは、一次転写残トナーとともに、クリーニ
ング装置８によって感光ドラム１表面から除去される。
なお、感光ドラム１から中間転写ベルト５への第１〜第
３のトナー像の一次転写工程においては、転写残トナー
帯電部材１５は、中間転写ベルト５表面から離間される
ようになっている。

【００３０】つづいて、中間転写ベルト５について詳述
する。

【００３１】本出願人らは繊維で補強した厚さ０．８mm
の無端状のゴムベルトを基層とし、その表面（外周面）
上に被覆層として、それぞれ抵抗の異なる種々の樹脂層
を１層だけ設けた複数の中間転写ベルト５を試作し、中
間転写ベルト５のどのような特性が鱗ムラ、トナー飛び
散り、斑点の原因になるかについての検討を行った。

【００３２】はじめに、鱗ムラについて検討した。

【００３３】試作した中間転写ベルトを図１に示す画像
形成装置に組み込んでハーフトーン画像を出力したとこ
ろ、鱗ムラが発生するものがあった。鱗ムラは放電後の
ようなパターンであること、中間転写ベルト５の被覆材
料が同一の場合、被覆層の厚みが厚いほど鱗ムラが発生
しやすいという傾向が見られたことから、鱗ムラは、中
間転写ベルト５の静電容量が小さいと、第１〜第３色目
の一次転写動作中の中間転写ベルト５の表面電位が非常
に大きくなって、次色（第２〜第４色目）の一次転写動
作中に中間転写ベルト５と感光ドラム１との間で異常放
電が発生し、鱗ムラとなって現れるのではないかと考え
られた。

【００３４】さらに、本出願人らは、鱗ムラが発生しや
すい中間転写ベルト５ほど、一次転写時に流れる一次転
写電流が少ないことを見出した。このことから、本出願
人らは、図２に示す厚み電流測定装置を製作し、中間転
写ベルト５の厚み方向に流れる電流（以下「厚み電流」
という）を測定することで、中間転写ベルト５の静電容
量、すなわち鱗ムラの程度を判定することができるので
はないかと考えた。

【００３５】図２に示す厚み電流測定装置について説明
する。

【００３６】駆動ローラ２１及び従動ローラ２２は、い
ずれも測定回路に対して電気的に絶縁されている。駆動
ローラ２１と従動ローラ２２との軸間距離は、中間転写
ベルト５を張架したときに駆動ローラ２１及び従動ロー
ラ２２の軸荷重が３〜１０kg程度になるように調節す
る。金属で形成された電極ローラ２３は、駆動ローラ２
１と従動ローラ２２とのほぼ中央部分に設けられ、高圧
電源２４に接続されている。電極ローラ２５も金属で形
成されており、電極ローラ２５自体の重さ及び荷重手段
（不図示）により、中間転写ベルト５を２〜３kg重で押
していて、中間転写ベルト５を電極ローラ２３及び電極
ローラ２５で挟んでいる。なお、電極ローラ２３及び電
極ローラ２５は、中間転写ベルト５の回転に従動してそ
れぞれ矢印Ｒ２３方向、矢印Ｒ２５方向に回転し、駆動
ローラ２１と従動ローラ２２と電極ローラ２３と電極ロ
ーラ２５とは相互に平行な位置関係にある。なお、中間
転写ベルト５の厚さが薄い場合（およそ５００μｍ以
下）は、電極ローラ２３及び電極ローラ２５の端部の直
径を細くするなどの任意の手段により、電極ローラ２３
と電極ローラ２５との空隙を介して放電電流が流れない
ようにする必要がある。

【００３７】以下に図２の装置を用いた厚み電流の測定
方法を示す。

【００３８】〈厚み電流の測定方法〉 (1) 測定する中間転写ベルト５は、あらかじめ温度２２
〜２３℃、湿度５０〜６０％の雰囲気中に２４時間以上
放置しておく。 (2) 中間転写ベルト５を図２に示すように示す装置にセ
ットし、中間転写ベルト５の表面電位の絶対値が２０Ｖ
未満であることを確認する。２０Ｖ以上であった場合に
は任意の手段により除電しておく。 (3) 駆動手段（不図示）によって駆動ローラ２１を矢印
Ｒ２１方向に回転させることで、中間転写ベルト５を矢
印Ｒ５方向に回転させる。駆動ローラ２１の回転速度は
中間転写ベルト５の表面移動速度が１１０〜１２０mm／
sec の一定速度になるように調節する。 (4) 高圧電源２４から＋１ｋＶのＤＣ電圧を印加する。 (5) 抵抗２６（１ｋΩ）の両端部の電位差を電位差計２
７で検出する。ここで、印加電圧が１ｋＶ、抵抗２６が
１ｋΩであるために、電位差計２７の値がｘ（ｍＶ）で
あれば、中間転写ベルト５に流れる電流値はｘ（μＡ）
となる。このとき、中間転写ベルト５が、高圧電源２４
からの電圧印加開始時点からｎ（ｎは正の整数）回転目
の、中間転写ベルト５に流れる電流値の平均値を、ｎ周
目電流：Ｉ_n とする。測定雰囲気は温度２２〜２３℃、
湿度５０〜６０％である。

【００３９】厚み電流の測定結果例を図３に示す。同図
では、１周目電流Ｉ₁ が３８．５（μＡ）、１０周目電
流Ｉ₁₀が２．０（μＡ）であった。図３の例では、厚み
電流は８週目以降はほとんど変化していない。これは、
中間転写ベルト５を静電容量（キャパシティ）Ｃと抵抗
Ｒとの並列回路とみなしたとき、１周目〜７周目が過渡
状態、それ以降は定常状態になったと考えられることが
できる。一般にＣ−Ｒ並列回路において、回路のインピ
ーダンスＺは式で与えられる。

【００４０】Ｚ² ＝Ｒ² ÷（１＋ω² Ｃ² Ｒ² ） …… 中間転写ベルト５においては、Ｚ∝１÷Ｉ₁ …… Ｒ∝１÷Ｉ₁₀ …… と考えられる。式を変形すると、 ωＣ＝｛（Ｒ² −Ｚ² ）｝^1/2 ÷ＲＺ …… 多くの中間転写ベルト５では、Ｒ² ≫Ｚ² であるから、
式おいて、Ｒ² −Ｚ² ≒Ｒ² …… と近似させることができる。式を式に代入して変形
すると、Ｃ＝１／ωＺ＝Ｉ₁ ／ω …… となる。ただし、 ω：正の定数式からわかるように、中間転写ベルト５の静電容量Ｃ
は、１周目電流Ｉ₁ に比例する。

【００４１】そこで、本出願人らは、鱗ムラと１周目電
流Ｉ₁ との関係について検討した。

【００４２】その結果、Ｉ₁ が２０μＡ以上、好ましく
は２２μＡ以上、より好ましくは２５μＡ以上、さらに
好ましくは３０μＡ以上であれば、鱗ムラの発生を効果
的に押さえられることを見出した。

【００４３】なお、１周目電流Ｉ₁ が１００μＡより大
きい場合には、一次転写電流が多く流れ過ぎるために、
一次転写後の感光ドラム１表面に大きな電位差が発生
し、これが次の画像に濃度差（ゴースト画像）となって
現れるために好ましくない。１周目電流Ｉ₁ の好ましい
上限値は６０μＡ、さらに好ましい上限値は５０μＡで
ある。

【００４４】以上のように、１周目電流Ｉ₁ が２０〜１
００μＡの中間転写ベルト５を用いることで、鱗ムラを
効果的に防止することに成功した。

【００４５】しかし、このような中間転写ベルト５の中
には、飛び散りが発生するものがあった。

【００４６】そこで、本出願人らは、次に飛び散りの検
討を行った。検討の結果、飛び散りは一次転写から二次
転写までの間に、中間転写ベルト５上のトナーが飛び散
ることが主な発生原因であることがわかった。さらに、
得られた画像を観察すると、図４に示すように、トナー
で囲まれた中央部分に向かって飛び散りが発生するとい
う方向性が見出された。このことから、飛び散りは中間
転写ベルト５上のトナーと、中間転写ベルト５表面の非
画像部（トナーが乗っていない部分）との静電的な相互
作用により発生していると考えられる。すなわち、図５
を用いて説明すると、中間転写ベルト５上の画像部電位
（一次転写されたトナー自体が持つ電荷により作られる
電位）と中間転写ベルト５上の非画像部電位（一次転写
時に感光ドラム１から流れ込む電荷により作られる電
位）との間に電位差ΔＶが生じ、このΔＶが大きい場
合、ΔＶにより作られる電気力線に沿ってトナーｔが移
動し、その結果、飛び散りが発生するものと考えられ
る。上述のメカニズムによれば、飛び散りを防止するた
めには、非画像部電位の絶対値をできるだけ大きくし、
ΔＶを小さくすることが有効であると考えられる。

【００４７】トナー自体が持つ電荷（画像部電位）は、
一次転写工程中、すなわち数秒〜十数秒程度の時間内に
大きく減衰することはない。一方、非画像部電位の減衰
速度は中間転写ベルト５の材質に大きく影響される。し
たがって、一次転写から二次転写までの間、ΔＶを小さ
く保っておくためには、中間転写ベルト５の抵抗Ｒを大
きくし、中間転写ベルト５（非画像部）の電位の減衰の
時定数τを長くするほど好ましいことが予想される。

【００４８】以上の考えに基づき、本出願人らは中間転
写ベルト５の抵抗Ｒと飛び散りとの関係について検討す
ることにした。ここで、前述の式から、Ｉ₁₀が抵抗Ｒ
の指標となることから、飛び散りの指標として１０周目
電流Ｉ₁₀に着目し、Ｉ₁₀と飛び散りとの関係について検
討した。

【００４９】その結果、飛び散りが発生しない中間転写
ベルト５は、１０周目電流Ｉ₁₀が０．２〜１５μＡであ
ることを見出した。ところが、その逆は真ではなく、Ｉ
₁₀が０．２〜１５μＡであっても、飛び散りが発生する
中間転写ベルト５も存在した。このことから、Ｉ₁₀が
０．２〜１５μＡであることは、飛び散り防止のための
必要条件の１つであり、十分条件ではないことがわか
る。

【００５０】ここで、Ｉ₁₀の下限値について述べる。中
間転写ベルト５のτは長ければ長いほど飛び散りが発生
しにくくなって好ましいので、Ｉ₁₀の下限値は特にない
ように思われた。しかし、本出願人らの検討によれば、
Ｉ₁₀が０．２μＡ未満であると飛び散りが悪化した。こ
れは、中間転写ベルト５の抵抗Ｒが高すぎて、一次転写
電流（感光ドラム１から中間転写ベルト５に流れ込む電
荷量）が減少し、その結果、一次転写直後の非画像部電
位が低くなって飛び散りが発生したものと考えられる。
なお、Ｉ₁₀の好ましい下限値は０．５μＡ、より好まし
い下限値は１μＡである。Ｉ₁₀の好ましい上限値は１３
μＡ、より好ましい上限値は１０μＡである。

【００５１】さて、１０周目電流Ｉ₁₀の検討により、飛
び散りを防止するための必要条件の１つを見出すに至っ
たが、これだけでは飛び散りを完全に防止することがで
きない。

【００５２】そこで、本出願人らは中間転写ベルト５の
一次転写直後の非画像部電位の指標を得るため、図６に
示す表面電位測定装置を作製し、中間転写ベルト５を強
制帯電させたときの表面電位を測定し、飛び散りとの関
係を考察することにした。表面電位の測定方法を以下に
示す。

【００５３】〈表面電位の測定方法〉 (1) 測定する中間転写ベルト５は、あらかじめ温度２２
〜２３℃、湿度５０〜６０％の雰囲気中に２４時間以上
放置しておく。 (2) 中間転写ベルト５を図６に示す表面電位測定装置に
セットする。図６において、駆動ローラ３１及び従動ロ
ーラ３２は直径５０mmのローラであり、接地されてい
る。駆動ローラ３１と従動ローラ３２との軸間距離は、
中間転写ベルト５を張架したときに駆動ローラ３１及び
従動ローラ３２の軸荷重が３〜１０kg程度になるように
調節する。帯電ローラ３３は、レーザビームプリンタ
（ＬＢＰ）用のＥＰ−Ａカートリッジ（キヤノン製）に
内蔵されている一次帯電ローラを用いた。 (3) 駆動手段（不図示）により駆動ローラ３１を矢印Ｒ
３１方向に回転させ、中間転写ベルト５を矢印Ｒ５方向
に回転させる。駆動ローラ３１の回転速度は中間転写ベ
ルト５の表面移動速度が１１０〜１２０mm／sec の一定
速度になるように調節する。 (4) ＡＣ電源３４から、周波数１ｋHz、ピーク間電圧２
ｋＶ_PPの正弦波を帯電ローラ３３に印加し、中間転写ベ
ルト５の表面を除電する。 (5) ＤＣ電源３５及びＡＣ電源３４から、＋５００Ｖの
ＤＣ電圧に１ｋHz、２ｋＶ_PPの正弦波を重畳した電圧を
帯電ローラ３３に印加し、中間転写ベルト５を帯電させ
る。中間転写ベルト５が、帯電開始からｎ（ｎは正の整
数）回転目の、中間転写ベルト５の表面電位を表面電位
計３６（Ｔｒｅｋ社製、ＭＯＤＥＬ−３４４）で測定
し、表面電位の平均値をｎ周目電位とする。測定雰囲気
は温度２２〜２３℃、湿度５０〜６０％である。

【００５４】なお、帯電ローラ３３は、水平面Ｈから４
５°傾斜した斜め上方の位置に、また、表面電位計３６
は、水平面Ｈから４５°傾斜した斜め下方に位置するよ
うにした。

【００５５】表面電位の測定結果例を図７に示す。図７
の例では、中間転写ベルト５は帯電１周目で及び４００
Ｖに帯電され、その後、２周目、３周目となるに従って
徐々に表面電位が上昇し、４周目程度で飽和した。な
お、測定原理上、飽和時の表面電位が＋５００Ｖを超え
ることはない。

【００５６】本出願人らは、中間転写ベルト５の１周目
電位に着目した。なぜならば、実際の画像出力時には、
１枚の出力画像を得るために中間転写ベルト５は１〜４
周（転写材によっては８周）程度しか回転させないの
で、帯電１周目でいかに大きな表面電位が得られるかに
着目したわけである。

【００５７】その結果、１周目電位と飛び散りとの間に
関係が認められ、１周目電位が３００Ｖ以上、好ましく
は３５０Ｖ以上、さらに好ましくは３８０Ｖ以上であれ
ば飛び散りを効果的に抑えることができることが判明し
た。

【００５８】次に、本出願人らは、１周目電位が３００
Ｖ以上という条件が、飛び散りを防止するための必要条
件なのか、十分条件なのかを検証するため、試作したす
べての中間転写ベルト５について表面電位を測定し、飛
び散りとの関係を考察したところ、１周目電位が３００
Ｖ以上であっても、１０周目電流Ｉ₁₀が０．２〜１５μ
Ａの範囲外であるものは飛び散りが発生することがわか
った。

【００５９】上述の結果は以下のように解釈される。１
周目電位が３００Ｖ以上であっても、言い換えると、一
次転写直後の非画像部電位が十分に高くても、中間転写
ベルト５の減衰の時定数τが短くては一次転写から二次
転写までの間、ΔＶを小さく保つことができない。した
がって、抵抗Ｒの指標である１０周目電流Ｉ₁₀を０．２
〜１５μＡにして減衰の時定数τを長くする（好ましい
τの値は５０〜５００秒程度、より好ましくは１００〜
３００秒程度である。τが長すぎると中間転写ベルト５
の除電が困難となって使いにくい。）必要があるものと
考えられる。つまり、１周目電位が３００Ｖ以上という
条件は、飛び散り防止のためのもう１つの必要条件であ
る。

【００６０】逆に、１０周目電流Ｉ₁₀が０．２〜１５μ
Ａであっても、すなわち電荷減衰の時定数τが長くて
も、例えば、中間転写ベルト５の基層の抵抗が高い等の
理由により、１周目電位が３００Ｖ未満の場合には、そ
もそも一次転写直後の非画像部電位が小さく、つまり、
一次転写直後のΔＶが大きいために、時定数τが長い意
味がなく、飛び散りが発生する。

【００６１】以上をまとめると、飛び散りを防止するた
めには一次転写直後の非画像部電位を大きくし、かつ非
画像部電位の減衰を遅くすることが必要であり、これを
達成するパラメータが、１周目電位及び１０周目電流Ｉ
₁₀である。この２つのパラメータを同時に満たしたと
き、はじめて飛び散り防止の十分条件になると考えられ
る。

【００６２】なお、中間転写ベルト５の静電容量Ｃと時
定数τは、厚み電流におけるＩ₁ とＩ₁₀との比（Ｉ₁ ／
Ｉ₁₀）からも簡易的に知ることができる。例えば、もし
Ｉ₁とＩ₁₀との比が小さければ、中間転写ベルト５の電
気特性が以下のどちらかに当てはまるといえる。 (1) 中間転写ベルト５の静電容量Ｃが小さい。例えば被
覆層の抵抗が高く、かつ厚さが厚い場合には、Ｉ₁ もＩ
₁₀も小さく、かつＩ₁ とＩ₁₀との比も小さくなる。した
がって、鱗ムラが悪化する。 (2) 中間転写ベルト５の時定数τが短い。τが短いと、
厚み電流の測定中に中間転写ベルト５に流れ込む電荷の
多くが、中間転写ベルト５が１周する間に減少（減衰）
してしまう。このため、中間転写ベルト５を何周させて
も、Ｉ_n にはキャパシティ成分に流れる電流が含まれる
ことになる。したがって、Ｉ₁₀が大きな値となり、結果
としてＩ₁ とＩ₁₀との比が小さくなる。なお、τが短い
ということは、単純に抵抗Ｒ成分が小さいと言い換えて
もよい。いずれにせよ、飛び散りが悪化する。

【００６３】以上よりも、Ｉ₁ とＩ₁₀との比は大きいほ
ど好ましく、具体的には、Ｉ₁ とＩ₁₀との比（Ｉ₁ ／Ｉ
₁₀）が４以上、好ましくは５以上、より好ましくは１０
以上であればよい。

【００６４】以上述べてきたように、本出願人らは中間
転写ベルト５の特性（条件）として、１周目電流Ｉ₁ を
２０〜１００μＡ、１０周目電流Ｉ₁₀を０．２〜１５μ
Ａ、１周目電位を３００Ｖ以上とすることで、鱗ムラと
飛び散りとの双方を防止できるに至った。

【００６５】そこで、本出願人らは上述の条件を満たす
中間転写ベルト５を、図１に示す画像形成装置に組み込
んで、繰り返し画像を出力して、耐久試験を行った。す
ると、耐久が進むに従って、ハーフトーン画像に直径数
百μｍ程度の高濃度な点（斑点）が無数に現れるものが
あった。斑点が発生した中間転写ベルト５の表面を観測
すると、直径数十μｍ程度の小さな穴が多数存在してい
た。その形状から、穴は絶縁破壊の痕跡と考えられる。

【００６６】絶縁破壊を防止するためには、中間転写ベ
ルト５の基層を覆う被覆層の厚みを厚くすることが有効
である。本出願人らは、先に試作した中間転写ベルト５
を用いて、被覆層の厚さと斑点との関係について検討し
たところ、斑点の発生を防ぎ、実用的な耐久性を得るた
めには、被覆層の厚さが２０μｍ以上、好ましくは２５
μｍ以上あればよいことがわかった。ただし、被覆層の
厚さを厚くすると、中間転写ベルト５の静電容量Ｃが小
さくなり、鱗ムラが発生しやすくなるので、後述のよう
に特に被覆層の材料選択には注意が必要である。

【００６７】被覆層が厚すぎると、繰り返し使用によっ
て被覆層に亀裂が入りやすくなる。また、中間転写ベル
ト５が掛け渡された各ローラ（駆動ローラ５ａ、二次転
写対向ローラ５ｂ、テンションローラ５ｃ、いずれも図
１参照）上での被覆層の伸び率が大きくなるために飛び
散りが発生しやすくなる。以上の理由から、被覆層の厚
さの上限は１００μｍ、好ましい上限は５０μｍ、より
好ましい上限は４０μｍである。

【００６８】以上述べたように、本出願人らは、中間転
写ベルト５の被覆層の厚さを２０μｍ以上とし、１周目
電位を３００Ｖ以上、１周目電流Ｉ₁ を２０〜１００μ
Ａ、１０周目電流Ｉ₁₀を０．２〜１５μＡとすること
で、鱗ムラ、飛び散り、斑点の問題を解決することがで
きた。

【００６９】本発明の中間転写ベルト５を製造するにあ
たって、各層、特に被覆層の材料選択が重要である。本
発明の中間転写ベルト５の被覆層には、体積抵抗率が１
×１０¹⁴Ω・cm以上、好ましくは１×１０¹⁵Ω・cm以上
の高抵抗材料が適している。ただし、斑点の発生を防止
するためには被覆層の厚さを２０μｍ以上にする必要が
ある。ここで、静電容量Ｃは被覆層の厚さに反比例する
ことから、鱗ムラを発生させないためには、被覆層に任
意の高抵抗材料を用いることはできない。すなわち、抵
抗が高く、かつ比誘電率εが大きな材料（比誘電率ε＞
６、好ましくはε＞７）を被覆層の材料として選択する
必要がある。もし、高抵抗ではあるが比誘電率εが小さ
い材料を用いると、中間転写ベルト５の静電容量Ｃが低
下して、１周目電流Ｉ₁ が２０μＡ未満となってしま
い、鱗ムラが発生する。

【００７０】以上のように、本発明の要件を満たす中間
転写ベルト５を製造するには、被覆層の材料選定が非常
に重要となるが、このような材料は非常に限られてい
る。

【００７１】そこで、次に本出願人らは、本発明の要件
を満たす中間転写ベルト５を製造する際の材料選択の幅
を広げるべく検討を行った。

【００７２】既に述べてきたように、斑点を防止するた
めには被覆層の厚さを２０μｍ以上とする必要がある。
一方、低い比誘電率（ε≦６）の高抵抗材料を被覆層と
して鱗ムラを防止するためには、被覆層の厚さを２０μ
ｍ以下とする必要がある。このように、被覆層を１層有
する中間転写ベルト５において、低い比誘電率εの高抵
抗材料を被覆層に用い、鱗ムラと斑点との双方を防止す
ることは非常に困難である。

【００７３】そこで、本出願人らは、被覆層と基層との
間に、もう一つの他の被覆層（中間層）を設けて被覆層
を２層設けることで鱗ムラと斑点との双方の防止を両立
させるべく検討を行った。すなわち、中間転写ベルト５
を、基層の表面に第１の被覆層（中間層）を設け、さら
にこの第１の被覆層の表面に第２の被覆層（表層）を設
けて構成するものである。

【００７４】中間層を設けた目的は、中間転写ベルト５
の電気特性に大きな影響を及ぼすことなく、被覆層の絶
縁破壊が起こるときに流れるであろうリーク電流（リー
ク発生部分での電流密度は、通常の転写電流の電流密度
よりも大きいと考えられる。）を防止することである。
したがって、各層の電気特性及び厚さは以下のようでな
ければならないと予想される。

【００７５】〈基層〉基層に転写バイアスの分圧が発生
しない程度に体積抵抗率が低い方がよいと考えられる。
基層は中間転写ベルト５に機械強度を与える層として働
く。

【００７６】〈中間層（第１の被覆層）〉斑点防止のた
めにはある程度の厚さが必要と考えられる。中間層の体
積抵抗率が極端に高いと、電気的には基層の上に高抵抗
層を１層設けた場合と等価になって鱗ムラが悪化すると
考えられるので、中間層の体積抵抗率は表層より低くす
る必要があると考えられる。

【００７７】〈表層（第２の被覆層）〉飛び散りと鱗ム
ラを防止するために、高抵抗かつ薄膜が好ましい。

【００７８】上述の中間転写ベルト５の等価回路は以下
のように考えられる。

【００７９】まず、中間層の体積抵抗率は表層の体積抵
抗率と比較して十分に低く、中間層は容量性を示さない
と予想される。したがって、中間層の等価回路は抵抗Ｒ
_M のみで記述できると考えられる。一方、表層は静電容
量Ｃ_S と抵抗Ｒ_S の並列回路と考えられる。基層の体積
抵抗率は、中間層及び表層と比較して非常に低いので、
等価回路的には短絡（ショート）と近似する。したがっ
て、中間転写ベルト５の等価回路は、Ｃ_S −Ｒ_S 並列回
路に対してＲ_M が直列に接続された回路と予想される。

【００８０】以上の考え方に沿って、前述のゴムベルト
の上に、様々な第１の被覆層である中間層（体積抵抗率
が１０¹¹〜１０¹³Ω・cm程度、厚さが１５μｍ）を設
け、さらにその上に第２の被覆層である表層（体積抵抗
率が１０¹⁵Ω・cm、厚さが１０μｍ）を設けた中間転写
ベルト５を試作し、図１に示す画像形成装置に組み込ん
で評価した。

【００８１】その結果、中間層の体積抵抗率が同一であ
っても、中間層の材質によって鱗ムラや飛び散りのレベ
ルが変化するという予期せぬ結果を得た。この結果は、
上述の予想等価回路からは説明できない。なぜならば、
中間層の等価回路はＲ_M のみと考えているので、中間層
の体積抵抗率及び厚さが同じであれば、中間層の材質に
よって中間転写ベルト５の電気特性が変化することはな
いと考えられるからである。

【００８２】そこで、上述の中間転写ベルト５の電気特
性（Ｉ₁ 、Ｉ₁₀、１周目電位）を測定してみた。その結
果、やはり鱗ムラが発生した中間転写ベルト５のＩ₁ は
２０μＡ未満であり、飛び散りが発生した中間転写ベル
ト５の１周目電位は３００Ｖ未満であった。なお、今回
試作した中間転写ベルト５の表層は、体積抵抗率が１０
¹⁵Ω・cmと高いので、中間転写ベルト５の減衰の時定数
τは十分に長く、したがってＩ₁₀が１５μＡより大きく
なることはなかった。

【００８３】以上の結果を受け、本出願人らは中間層の
「何が」画像特性に影響しているのかを検討するため、
中間層についてさらに詳細な検討を行った。その結果、
鱗ムラの発生程度は中間層の比誘電率εと関係があり、
中間層の比誘電率εが大きいほどＩ₁ が大きくなって、
鱗ムラが発生しにくくなることが分かった。具体的に
は、中間層の比誘電率εが６．６以上あればＩ₁ が２０
μＡ以上となって、鱗ムラの発生を防止できることを見
出した。

【００８４】上述の結果は、中間転写ベルト５の予想等
価回路を以下のように修正することで説明できる。

【００８５】すなわち、中間層も容量性を示し、中間層
の等価回路はＣ_M とＲ_M との並列回路となる。したがっ
て、中間転写ベルト５の等価回路を、「Ｃ_M とＲ_M との
並列回路」に「Ｃ_H とＲ_H との並列回路」が直列に接続
された回路に修正する。この修正回路によれば、中間層
の比誘電率εが、中間転写ベルト５全体の静電容量Ｃや
各層にかかる分圧に影響を及ぼし、Ｉ₁ や１周目電位が
中間層の比誘電率εによって変化することが説明でき
る。

【００８６】なお、修正等価回路によれば、中間転写ベ
ルト５使用時の表面移動速度（プロセススピード）を速
くすると、中間層のインピーダンスが低下することが予
想される。したがって、中間層の比誘電率εが６．６未
満の場合でも、表面移動速度が速ければ鱗ムラが発生し
ない可能性が考えられる。そこで本出願人らは、表面移
動速度を１００〜１５０mm／sec まで変化させて鱗ムラ
の評価を行ったが、やはり中間層の比誘電率εが６．６
以上でないと鱗ムラが発生し、良好な画像を得ることが
できなかった。

【００８７】さらに本出願人らは、被覆層を２層有する
中間転写ベルト５において、各層の厚さや体積抵抗率等
について詳細に検討を行い、以下の結果を得た。 (1) 基層の体積抵抗率は５×１０⁸ Ω・cm以下にする必
要がある。基層の体積抵抗率が５×１０⁸ Ω・cmより大
きいと基層にかかる転写バイアスの分圧が無視できなく
なる。その結果、中間転写ベルト５の１周目電位が３０
０Ｖ未満となって飛び散りが発生する。基層の体積抵抗
率の好ましい範囲は１×１０⁸ Ω・cm以下、さらに好ま
しくは５×１０⁷ Ω・cm以下である。 (2) 中間層（第２の被覆層）の比誘電率εの好ましい範
囲は７．０以上、より好ましい範囲は７．５以上であ
る。現時点で存在する材料の比誘電率εから考えて、中
間層の比誘電率εの上限は１５程度である。なお、樹脂
やゴムに導電性粉体を添加して比誘電率６．６以上の中
間層を得ることもできるが、中間層に導電性粉体を添加
した場合、該導電性粉体が絶縁破壊のきっかけとなりや
すいので、該導電性粉体の添加量は少ない方が好まし
い。添加量の上限の目安は、導電性粉体添加後の中間層
の体積抵抗率が、導電性粉体を添加しない場合の体積抵
抗率と比較して２桁以上低下することのない範囲であ
る。なお、中間層のインピーダンスは容量成分が支配的
なので、中間層の体積抵抗率については特に考慮する必
要はないが、特に中間層の体積抵抗率が５×１０¹²Ω・
cm以下であると、中間層のインピーダンスが一層低下し
て、鱗ムラ防止により大きな効果を発揮する。ただし、
前述のように、たとえ中間層の体積抵抗率が５×１０¹²
Ω・cm以下であっても、中間層の比誘電率εが６．６未
満の場合には、中間層のインピーダンスが大きくなっ
て、Ｉ₁ が２０μＡ未満となったり、１周目電位が３０
０Ｖ未満となって、鱗ムラや飛び散りが発生する。 (3) 中間層の厚さの範囲は５〜３５である。３５μｍを
超えると、中間層のインピーダンスが無視できなくな
り、Ｉ₁ が２０μＡ未満となったり、１周目電位が３０
０Ｖ未満となって、鱗ムラや飛び散りが発生する。中間
層の厚さの下限は３μｍである。３μｍ未満になると、
中間層の厚さ方向の実抵抗が極端に低下するために、斑
点防止効果が小さくなる。中間層の厚さの好ましい範囲
は５〜２５μｍ、より好ましい範囲は５〜１５μｍであ
る。 (4) 表層（第２の被覆層）の体積抵抗率は５×１０¹⁴Ω
・cm以上、好ましくは１×１０¹⁵Ω・cm以上、より好ま
しくは５×１０¹⁵Ω・cm以上である。現存する材料の体
積抵抗率から考えて、表層の体積抵抗率の上限は１×１
０¹⁸Ω・cm程度である。 (5) 表層の厚さの範囲は５〜２０μｍである。表層が５
μｍ未満であると、表層にかかる転写バイアスの分圧が
減少して１周目電位が３００Ｖ未満となり、飛び散りが
発生する。表層が２０μｍより厚いと中間転写ベルト５
の静電容量Ｃが小さくなり、Ｉ₁ が２０μＡ未満となっ
て鱗ムラが発生する。 (6) 中間層の厚さｔ₁ と表層の厚さｔ₂ との比（ｔ₁ ／
ｔ₂ ）が、２以下、好ましくは１．５以下、より好まし
くは１以下であると、中間転写ベルト５に対する中間層
のインピーダンスの寄与率が低下し、相対的に表層のイ
ンピーダンスの寄与率が向上するために、１周目電位が
高くなって、飛び散りの防止に一層好ましい。

【００８８】以上述べてきたように、本出願人らは、基
層の体積抵抗率が５×１０⁸ Ω・cm以下、かつ第１の被
覆層（中間層）の比誘電率εが６．６以上、厚みが５〜
４０μｍ、かつ、第２の被覆層（表層）の体積抵抗率が
１×１０¹⁴Ω・cm以上、厚みが５〜２０μｍという、被
覆層を２層有する中間転写ベルト５において、鱗ムラ、
飛び散り、斑点を防止することに成功した。このような
中間転写ベルト５においては、中間層として、例えば非
誘電率がε＞６のポリエーテル系ウレタン樹脂、エピク
ロロヒドリンゴム、ナイロン樹脂等を、また、表層とし
てポリカーボネート系ウレタン樹脂、フッ素樹脂、シリ
コーン樹脂、ポリエステル樹脂等を用いることができ、
本発明の要件の電気特性、すなわち１周目電位が３００
Ｖ以上、かつＩ₁ が２０〜１００μＡ、かつＩ₁₀が０．
２〜１５μＡという中間転写ベルト５を製造するにあた
って、被覆層を１層有する中間転写ベルト５と比較し
て、被覆層の材料選択の幅を広げることに成功した。こ
れは、請求項３に対応する。

【００８９】なお、請求項３に係る中間転写ベルト５に
おいては、被覆層の厚さの合計（第１の被覆層の厚さと
第２の被覆層の厚さとの和）が２０μｍ未満でも、斑点
の発生を効果的に防止することができた。これは、静電
容量の大きな中間層があるために、充電の時定数τが長
くなって、表層にかかる転写バイアスの立ち上がりが遅
くなり、結果として表層の絶縁破壊が起こりにくくなっ
ているのではないかと考えられる。または、高抵抗の被
覆層を１層有する中間転写ベルト５では、基層と表層と
の界面に微少な欠陥等があった場合に、欠陥部分で微少
な放電が起こり、この放電が繰り返し行われることで絶
縁破壊に至りやすくなるのに対して、中間層を設けた場
合には、中間層と基層との界面の抵抗差が小さいため
に、欠陥部での微少放電が起こりにくくなって、耐斑点
性が向上しているのかもしれない。

【００９０】ところで、特開平８−５０４１９号公報
に、複数の層からなる中間転写ベルトにおいて、下層部
から上層部に向かって、比抵抗（体積抵抗率）を順次大
きくした中間転写ベルトが提案されているが、この提案
は各層の体積抵抗率しか考慮しておらず、比誘電率εに
ついてはまったく考慮されていない。このため、飛び散
りと鱗ムラ低の防止を両立させるための電気特性、すな
わちＩ₁ が２０〜１００μＡ、かつＩ₁₀が０．２〜１５
μＡ、かつ１周目電位が３００Ｖ以上という特性を得る
ことができず、飛び散りや鱗ムラが発生する。したがっ
て、本発明の要件、すなわちＩ₁ が２０〜１００μＡ、
かつＩ₁₀が０．２〜１５μＡ、かつ１周目電位が３００
Ｖ以上という特性を達成するために、各層の抵抗値、比
誘電率ε、厚さなどを規定した請求項３に係る本発明の
思想とはまったく異なるものである。

【００９１】さらに、前述の特開昭５５−４１４３５号
公報、特開平１−２７３０７５号公報、特開平３−１９
２２８２号公報で提案されている中間転写体において
も、抵抗の低い基体の上に抵抗の高い層を設けただけ
で、鱗ムラと飛び散りとを防止するための本質的な電気
特性、すなわち中間転写体の静電容量、減衰特性につい
て考慮されておらず、本発明の思想とはまったく異なる
ものである。

【００９２】本発明における体積抵抗率は、以下の測定
により得られた値である。

【００９３】〈測定機〉抵抗計：超高抵抗計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社
製）試料箱：超高抵抗測定用試料箱ＴＲ４２（アドバンステ
スト社製、主電極直径５０mm、ガードリング内径７０m
m、ガードリング外径８０mm）〈サンプル〉基層：基層を１０cm角のシート状に切り、これを測定サ
ンプルとする。

【００９４】中間層及び表層：アルミシート上に厚さ１
５〜４０μｍで中間層又は表層をコーティングしたもの
を１０cm角に切り、測定サンプルとする。

【００９５】〈測定条件〉測定雰囲気：気温２２〜２３℃、湿度５０〜６０％。な
お、測定サンプルは、あらかじめ気温２２〜２３℃、湿
度５０〜６０％の雰囲気中に２４時間以上放置してお
く。

【００９６】印加電圧：１００Ｖ。ただし、リミッター
（３００ｍＡ）が働いて測定不能の場合は、１Ｖ。

【００９７】測定モード：プログラムモード５（ディス
チャージ１０秒、チャージ及びメジャー３０秒。）本発明における比誘電率εは、以下の測定により得られ
たＣ_P から算出した値である。

【００９８】〈測定機〉ＬＣＲメータ：ＨＰ４２８４ＡプレシジョンＬＣＲメー
ター（ヒューレット・パッカード社製）電極：誘電体測定用電極ＨＰ１６４５１Ｂ（ヒューレッ
ト・パッカード社製）電極タイプ：Ｃ〈サンプル〉アルミシート上に中間層を厚さ１５〜４０
μｍでコーティングし、これを直径５６mmの円形に切断
する。切断後、Ｐｔ−Ｐｄ蒸着膜により直径５０mmの主
電極と内径５１mmのガード電極とを設ける。Ｐｔ−Ｐｄ
蒸着膜は、マイルドスパッタＥ１０３０（日立製作所
製）蒸着操作を２分間行うことにより得られる。蒸着操
作を終了したものを測定サンプルとする。

【００９９】〈測定条件〉測定雰囲気：温度２２〜２３℃、湿度５０〜６０％。な
お、測定サンプルはあらかじめ温度２２〜２３℃、湿度
５０〜６０％の雰囲気中に２４時間以上放置しておく。

【０１００】印加電圧：１Ｖ_PP（ＨＰ４２８４Ａのオー
トレベルコントロールＯＮ）周波数：１００Hz 測定モード：Ｃ_P −Ｒ_P またはＣ_P −Ｄ〈比誘電率の計算式〉比誘電率ε＝ｔ×Ｃ_P ／（１．７３８×１０^-14 ）ここで、ｔ：サンプルの厚さ（単位はｍ、ただし、アル
ミシートの厚さは除く）。Ｃ_P の単位はＦ（ファラッ
ド）。

【０１０１】本発明における中間転写ベルト５の基層と
しては、例えば、繊維で補強したゴムベルト、又はポリ
エチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂やポリカーボネ
ート（ＰＣ）樹脂等からなる樹脂フィルム等を用いるこ
とができる。樹脂フィルムを基層として用いた場合、基
層の周方向（回動方向）のヤング率が大きいので、色ず
れや飛び散りが減少して好ましい。また、上述の繊維で
補強されたゴムベルトは、繋ぎ目や段差のないものを比
較的容易に成形できるという利点を有する。この場合、
ゴムは樹脂と比較してヤング率が低いので繊維で補強す
ることが必須となるが、本出願人らの検討によれば、補
強する際の目安として、基層の周方向のヤング率が４×
１０⁶ Ｐａ（パスカル）以上となるように補強するば、
色ずれの問題もなく、実用的な画像を得ることができる
ことがわかった。また、ゴムを繊維で補強すると中間転
写ベルト５の駆動中に発生する中間転写ベルト表面の伸
び縮みが減少するので、飛び散りが減少してより好まし
い。なお、ゴムの厚さは０．５〜２mmが好ましく、より
好ましくは０．５〜１mmである。ゴムベルトを０．５mm
未満に薄く作ることは困難であり、２mmより厚くする
と、中間転写ベルト５の円滑な駆動が困難になる。ま
た、ゴムが厚くなる程、ローラ部、すなわち、駆動ロー
ラ５ａ、二次転写対向ローラ５ｂ、テンションローラ５
ｃ（いずれも図１参照）における中間転写ベルト５表面
の伸び率が大きくなり、中間転写ベルト５上のトナーを
機械的に飛び散らせる力が大きくなる。飛び散りが少な
いという本発明の中間転写ベルト５の特徴を最大限に生
かすためには、ゴム（基層）の厚さ１mm以下が好まし
い。さらに、ゴム層の硬度を８５°以下とすると、中抜
け画像が発生しにくくなって、より好ましい。なお、こ
の場合の硬度はＪＩＳ−Ｋ６３０１に記載のＡ型硬度に
従うものとする。

【０１０２】図８、図９に示すように、ゴムベルト５Ａ
を繊維５Ｂで補強する際の具体的な形態例としては、例
えば織布状（図８）、糸状（図９）が考えられる。製造
のしやすさ、製造コストの観点から、綿、ポリエステル
等の繊維５Ｂが好ましい。ただし、もちろんこれに限定
されるものではない。また、糸は１本のフィラメントで
あっても、複数のフィラメントを撚ったものであっても
よく、混紡してもよい。同じく織布は、例えばメリヤス
織りなどのような織り方の織布でも使用可能であり、も
ちろん交織した織布も使用可能である。なお、これらの
図に示す５Ｃは、転写面を示している。

【０１０３】基層、中間層、表層を形成する材料として
は、本発明の要件を満たしていれば任意の材料を用いる
ことができる。例えば、ゴム、エラストマーとしては、
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、水素化ニトリルゴム、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、フッ素樹脂系）等が使用できる。ただし、これらの
材料に限定されるものではない。また、樹脂としては、
酢酸ビニル、ポリエステル、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、シリコーン樹脂、フッ素樹
脂、ポリアミド、変性ポリフェニレンオキサイド等を用
いることができる。ただし、これらの材料に限定される
ものではない。

【０１０４】本発明の中間転写ベルト５の基層又は中間
層には、導電剤を添加することができる。導電剤として
はどのようなものを用いてもよいが、例えば、カーボ
ン、アルミニウムやニッケル等の金属粉末、酸化チタン
などの金属酸化物、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
等が挙げられる。ただし、これらの導電剤に限定される
ものではない。

【０１０５】本発明の中間転写ベルト５の表層は、体積
抵抗率が１×１０¹⁴Ω・cm以上であればよいので、上述
の材料群から適宜に選択して用いることができる。特に
１００％モジュラスが１００kg／cm² 以下、好ましくは
２５〜８５kg／cm² のウレタン樹脂を用いると、耐久に
よる表層のひび割れが発生しなくなり、飛び散り防止効
果を長期にわたって維持することができる。このような
ウレタン樹脂の代表例として、飽和ポリオレフィンを出
発原料とするポリエステル系ポリウレタン樹脂が挙げら
れる。

【０１０６】本発明の中間転写ベルト５の中間層は、比
誘電率εが６．６以上であればよいので、上述の材料群
から適当に選択して用いることができるが、特にウレタ
ン樹脂を用いると、基層及び表層との密着性が向上する
ため、耐久による中間層の剥がれがなくなる。中間層が
剥がれると、中間転写ベルト５の内部に空隙ができ、転
写バイアスが有効にかからなくなって飛び散りが発生す
る。したがって、本発明の中間転写ベルト５の特徴であ
る飛び散りが少ないという機能を長期にわたって維持す
るためには、中間層としてウレタン樹脂を用いるとよ
い。このようなウレタン樹脂の例として、ポリエーテル
ポリウレタン樹脂、又はポリエチレンアジペート、ポリ
ブチレンアジペート、ポリエチレンブチレンアジペー
ト、ポリカプロラクトン、ポリテトラメチレングリコー
ルを出発原料とするポリエステルポリウレタン樹脂が挙
げられる。

【０１０７】さらに、本発明の中間転写ベルト５におい
て、様々な処理を施すことも可能である。

【０１０８】例えば、二次転写効率を向上させるために
離型性に優れた層を表層の上に設けたり、表層の上に粉
体を付着又は埋設させることも可能である。

【０１０９】また、本発明の中間転写ベルト５の任意の
層について、例えば中間層を、複数の層で構成すること
も可能である。

【０１１０】本発明の中間転写ベルト５の各層の製造方
法は、スプレー塗装、浸漬塗装、静電塗装、押し出し成
形等、任意の方法で製造することができる。

【０１１１】本発明の中間転写ベルト５は、Ｉ₁ が２０
〜１００μＡであるために画像形成装置に組み込んで使
用したときに、適度な一次転写電流が流れるが、特に画
像形成装置に用いる感光ドラム１（感光体）の電荷移動
層の厚さを１０〜３５μｍとすることが好ましい。なぜ
ならば、図１１において、電荷発生層１Ｂの厚さは０．
０５〜０．３μｍ、下引き層１Ｃの厚さは０．５〜４μ
ｍであるのに対して、電荷移動層１Ａの厚さは数十μｍ
程度であるため、感光ドラム１の電気抵抗値、すなわ
ち、感光ドラム１への一次転写電流の流れやすさを決定
する要素は、実質的に電荷移動層１Ａの厚さになるから
である。つまり、電荷移動層の厚さが１０μｍより薄く
なると、一次転写電流が多く流れ過ぎて、ゴースト画像
が発生しやすくなり、逆に電荷移動層の厚さが３５μｍ
より厚くなると感光ドラム１のインピーダンスが大きく
なり、一次転写電流が流れにくくなるので、一次転写直
後の中間転写ベルト５の非画像部電位が小さくなり、画
像部との電位差ΔＶが大きくなって、トナーの飛び散り
が発生しやすくなる。ちなみに、導電層１Ｄ、アルミニ
ウム支持体１Ｅの厚さは、それぞれ１０〜３０μｍ、
０．５〜５mm程度であるが、両層は他の層、すなわち電
荷移動層１Ａ、電荷発生層１Ｂ、下引き層１Ｃと比較し
て、非常に電気抵抗が低いので、感光ドラム１の電気抵
抗値には実質的に影響を及ぼさない。

【０１１２】以上述べてきたように、請求項１に係る本
発明の中間転写ベルト５は、基層と厚さ２０μｍ以上の
被覆層とを有しており、１周目電位が３００Ｖ以上、１
周目電流Ｉ₁ が２０〜１００μＡ、１０周目電流Ｉ₁₀が
０．２〜１５μＡであることを特徴とする中間転写ベル
ト５である。

【０１１３】また、請求項３に係る別の発明は、基層の
体積抵抗率が５×１０⁸ Ω・cm以下、かつ基層の上に設
けた第１の被覆層の比誘電率εが６．６以上、厚みが５
〜４０μｍ、かつ第１の被覆層の上に設けられた第２の
被覆層の体積抵抗率が５×１０¹⁴Ω・cm以上、厚みが５
〜２０μｍであることを特徴とする中間転写ベルト５で
ある。したがって、鱗ムラ、飛び散り、斑点の防止を、
高次元でバランスさせて行うことができるという特徴を
有する。

【０１１４】以下、具体的な実施例により、本発明をさ
らに詳細に説明する。

【０１１５】（実施例１）カーボンブラックを２５部配
合した、（ＮＢＲ／ＥＰＤＭ）＝（７／３）のコンパウ
ンドを、厚さ０．４mmのチューブ状に押し出し、これを
円筒状の金型に被せた。次に、この上に直径約１２０μ
ｍのポリエステル糸（繊維）５Ｂをピッチ０．７mmで螺
旋状に巻き付けた。さらに、上述のチューブをもう一度
被せ、その上からテーピングすることにより、コンパウ
ンドを金型に密着させた後、加硫及び研磨を行うことに
より、厚み方向に対してほぼ中央部分に螺旋状の繊維５
Ｂを有するゴムベルト（基層）５Ａを得た（図１０参
照）。得られた基層５Ａは、厚さが０．７５mm、ＪＩＳ
−Ａ硬度が７０°、体積抵抗率が１×１０⁷ Ω・cm、周
方向のヤング率が２×１０⁷ Ｐａであった。

【０１１６】次に、上述の基層５Ａ上に、エチレンアジ
ペートを出発原料とするポリエステルポリウレタンの塗
料をスプレー塗布し、乾燥皮膜の厚さが１０μｍの中間
層５Ｃを得た。さらに、飽和ポリオレフィンポリオール
を出発原料とするポリエステルポリウレタンの塗料を上
述の中間層５Ｃの上にスプレー塗布し、乾燥被膜の厚さ
が１０μｍの表層５Ｄを設け、中間転写ベルト５を得
た。中間層５Ｃの比誘電率εは７．５、また、表層５Ｄ
の体積抵抗率は５×１０¹⁵Ω・cmである。

【０１１７】得られた中間転写ベルト５の１周目電流Ｉ
₁ は３５μＡ、１０周目電流Ｉ₁₀は２μＡ、１周目電位
は３８０Ｖであった。

【０１１８】次に、中間転写ベルト５を図１に示す画像
形成装置に装着し、飛び散り、鱗ムラの評価を行った。
その後、４色フルカラー画像の１万５千枚の耐久試験を
行った。この結果を図１２に示す。なお、作像条件を以
下に示す。また、使用した感光ドラム１２の縦断面の一
部を図１１に示す。同図中の上方が実際の感光ドラム１
の外側、また下方が実際の感光ドラム１の内側に相当す
る。同図中１Ａは電荷移動層、１Ｂは電荷発生層、１Ｃ
は下引き層、１Ｄは導電層、１Ｅはアルミニウム支持体
である。

【０１１９】感光体：厚さ２０μｍの電荷移動層を有するＯＰＣ感光ドラム表面電位：暗電位（非画像部電位）＝−５５０Ｖ明電位（画像部電位）＝−１５０Ｖ１色目一次転写バイアス＝＋１００Ｖ２色目一次転写バイアス＝＋６５０Ｖ３色目一次転写バイアス＝＋７５０Ｖ４色目一次転写バイアス＝＋７５０Ｖ二次転写電流＝１０μＡ（定電流制御）中間転写ベルト上（一次転写後）のトナー乗り量＝０．７mg／cm² （イエロー、マゼンタ、シアン）、０．８mg／cm² （ブラック）（実施例２）表層５Ｄの厚さを５μｍとした以外は前述
の実施例１と同様にして、実施例２の中間転写ベルト５
を得た。得られた中間転写ベルト５を実施例１と同様に
評価した。結果を図１２に示す。

【０１２０】（実施例３）表層５Ｄの厚さを２０μｍと
した以外は前述の実施例１と同様にして、実施例３の中
間転写ベルト５を得た。得られた中間転写ベルト５を実
施例１と同様に評価した。結果を図１２に示す。

【０１２１】（実施例４）中間層５Ｃの厚さを３μｍと
した以外は前述の実施例１と同様にして、実施例４の中
間転写ベルト５を得た。得られた中間転写ベルト５を実
施例１と同様に評価した。結果を図１２に示す。

【０１２２】（実施例５）中間層５Ｃの厚さを４０μｍ
とした以外は前述の実施例１と同様にして、実施例５の
中間転写ベルト５を得た。得られた中間転写ベルト５を
実施例１と同様に評価した。結果を図１２に示す。

【０１２３】（実施例６）実施例１で用いた中間転写ベ
ルト５の基層５Ａの上に、エチレンブチレンアジペート
を出発原料とするポリエステルポリウレタンの塗料をス
プレー塗布し、乾燥皮膜の厚さが１０μｍの中間層５Ｃ
を得た。その後、実施例１と同様の表層５Ｄを設け、実
施例６の中間転写ベルト５を得た。中間層５Ｃの比誘電
率εは６．６である。得られた中間転写ベルト５を実施
例１と同様に評価した。結果を図１２に示す。

【０１２４】（実施例７）実施例１と同様に基層５Ａ及
び中間層５Ｃを設け、その上にブチレンアジペート及び
飽和オレフィンポリオールを出発原料とするポリエステ
ルポリウレタンの塗料をスプレー塗布し、乾燥皮膜の厚
さが８μｍの表層５Ｄを設け、実施例７の中間転写ベル
ト５を得た。表層５Ｄの体積抵抗率は５×１０¹⁴Ω・cm
である。得られた中間転写ベルト５を実施例１と同様に
評価した。結果を図１２に示す。

【０１２５】（実施例８）実施例１の基層５Ａにおい
て、カーボンブラックの配合量を２２部とした以外は実
施例１と同様にして、実施例８の中間転写ベルト５を得
た。基層５Ａの体積抵抗率は５×１０⁸ Ω・cmである。
得られた中間転写ベルト５を実施例１と同様に評価し
た。結果を図１２に示す。

【０１２６】（比較例１）実施例１で用いた基層５Ａの
上に、ポリカーボネートジオールを出発原料とするポリ
エステルポリウレタンの塗料をスプレー塗布し、乾燥皮
膜の厚さが２５μｍの中間層５Ｃを得た。その後、実施
例１と同様の表層５Ｄを設け、比較例１の中間転写ベル
トを得た。中間層５Ｃの比誘電率εは５、中間層５Ｃの
体積抵抗率は４×１０¹³Ω・cmである。得られた中間転
写ベルト５の１周目電流Ｉ₁ は２０μＡ、１０周目電流
Ｉ₁₀は１μＡ、１周目電位は２６０Ｖであった。次に、
実施例１と同様にして飛び散り、鱗ムラの評価を行っ
た。結果を図１３に示す。

【０１２７】（比較例２）中間層５Ｃの厚さを１μｍと
した以外は実施例１と同様にして、比較例２の中間転写
ベルトを得た。得られた中間転写ベルトを実施例１と同
様に評価した。結果を図１３に示す。

【０１２８】（比較例３）中間層５Ｃの厚さを５０μｍ
とした以外は実施例１と同様にして、比較例３の中間転
写ベルトを得て、実施例１と同様にして飛び散り、鱗ム
ラの評価を行った。結果を図１３に示す。

【０１２９】（比較例４）表層５Ｄの厚さを３μｍとし
た以外は実施例１と同様にして、比較例４の中間転写ベ
ルトを得て、実施例１と同様にして飛び散り、鱗ムラの
評価を行った。結果を図１３に示す。

【０１３０】（比較例５）表層５Ｄの厚さを２５μｍと
した以外は実施例１と同様にして、比較例５の中間転写
ベルトを得て、実施例１と同様にして飛び散り、鱗ムラ
の評価を行った。結果を図１３に示す。

【０１３１】（比較例６）実施例１で用いた基層５Ａの
上に実施例１の中間層５Ｃを乾燥皮膜の厚さが５μｍに
なるようにスプレー塗布し、その上にポリエステルポリ
ウレタンの塗料をスプレー塗布し、乾燥皮膜の厚さが１
０μｍの表層５Ｄを設けて比較例６の中間転写ベルトを
得た。表層５Ｄの体積抵抗率は５×１０¹³Ω・cmであ
る。得られた中間転写ベルトを実施例１と同様にして、
飛び散り、鱗ムラの評価を行った。結果を図１３に示
す。

【０１３２】（比較例７）実施例１の基層５Ａにおい
て、カーボンブラックの配合量を１９部とした以外は実
施例１と同様にして、比較例７の中間転写ベルトを得
た。基層５Ａの体積抵抗率は１×１０¹⁰Ω・cmである。
得られた中間転写ベルトを実施例１と同様にして飛び散
り、鱗ムラの評価を行った。結果を図１３に示す。

【０１３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の中間転写
ベルトによると、適度な静電容量と、良好な帯電特性
と、大きな時定数と、十分な耐絶縁破壊性とを兼ね備え
ることができるので、鱗ムラ、飛び散り、斑点のすべて
を、長期間にわたって防止することができる。

【０１３４】また、上述の中間転写ベルトを備えた本発
明の画像形成装置は、長期にわたって、良好な画質を維
持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る中間転写ベルト、及びこれを備え
た画像形成装置の概略構成を示す縦断面図。

【図２】中間転写ベルトの厚み電流測定装置の概略構成
を示す図。

【図３】図２の装置を用いた厚み電流測定結果例を示す
図。

【図４】飛び散り画像の例を示すイメージ図。

【図５】静電的な飛び散り発生メカニズムを説明する
図。

【図６】中間転写ベルトの表面電位測定装置の概略構成
を示す図。

【図７】図６の装置を用いた表面電位の測定結果例を示
す図。

【図８】織布状の繊維で補強した中間転写ベルトの一部
展開斜視図。

【図９】糸状の繊維で補強した中間転写ベルトの一部展
開斜視図。

【図１０】中間転写ベルトの縦断面の一部を示す図。

【図１１】感光ドラムの縦断面の一部を示す図。

【図１２】本発明の実施例１〜実施例８の中間転写ベル
トの評価結果を示す図。

【図１３】比較例１〜比較例７の中間転写ベルトの評価
結果を示す図。

【符号の説明】

１第１の像担持体（感光ドラム）１Ａ電荷移動層１Ｂ電荷発生層１Ｃ下引き層１Ｄ導電層１Ｅアルミニウム支持体２一次帯電器３露光手段４現像装置５中間転写ベルト５Ａ基層（ゴムベルト）５Ｂ繊維（ポリエステル糸）５Ｃ第１の被覆層（中間層）５Ｄ第２の被覆層（表層）６一次転写バイアス電源７一次転写ローラ８クリーニング装置９二次転写ローラ１０二次転写バイアス電源１４定着装置Ｉ₁ １周目電流Ｉ₁₀ １０周目電流Ｐ転写材 ε 比誘電率

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者芦邉恒徳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 (72)発明者長田弘行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】第１の像担持体から転写された画像を第
２の像担持体に転写する中間転写ベルトにおいて、無端状に形成された基層と、該基層の表面側に形成された厚さ２０μｍ以上の被覆層
とを備え、所定の条件下で電圧を印加し回転させて測定したとき
の、１周目電位が３００Ｖ以上、１周目電流Ｉ₁ が２０
〜１００μＡ、１０周目電流が０．２〜１５μＡであ
る、ことを特徴とする中間転写ベルト。
【請求項２】前記１周目電位が３５０Ｖ以上、前記１
周目電流Ｉ₁ が２２〜５０μＡ、前記１０周目電流が
０．５〜１５μＡである、ことを特徴とする請求項１記載の中間転写ベルト。
【請求項３】第１の像担持体から転写された画像を第
２の像担持体に転写する中間転写ベルトにおいて、無端状に形成された、体積抵抗率が５×１０⁸ Ω・cm以
下の基層と、該基層の表面側に形成され、比誘電率が６．６以上で、
厚みが５〜４０μｍの第１の被覆層と、該第１の被覆層の表面に形成され、体積抵抗率が５×１
０¹⁴Ω・cm以上で、厚みが５〜２０μｍの第２の被覆層
と、を備える、ことを特徴とする中間転写ベルト。
【請求項４】前記第１の被覆層の比誘電率が７．０以
上で、厚みが５〜１５μｍであり、前記第２の被覆層の
体積抵抗率が５×１０¹⁵Ω・cm以上で、厚みが５〜１５
μｍである、ことを特徴とする請求項３記載の中間転写ベルト。
【請求項５】前記基層は、周方向のヤング率が４×１
０⁶ Ｐａ以上となるように繊維で補強された厚さ０．５
〜２mmのゴムによって形成される、ことを特徴とする請求項１、２、３、又は４記載の中間
転写ベルト。
【請求項６】前記繊維が螺旋状に設けられている、ことを特徴とする請求項５記載の中間転写ベルト。
【請求項７】厚さが１０〜３５μｍの電荷移動層を有
する、第１の像担持体としての感光体と、該感光体表面に形成された画像が転写されるとともに、
転写された画像を第２の像担持体に転写する中間転写ベ
ルトと、を備え、該中間転写ベルトが、請求項１、２、３、４、５、又は
６記載の中間転写ベルトである、ことを特徴とする画像形成装置。