JPH1184913A - Image forming device - Google Patents
Image forming deviceInfo
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- JPH1184913A JPH1184913A JP24124197A JP24124197A JPH1184913A JP H1184913 A JPH1184913 A JP H1184913A JP 24124197 A JP24124197 A JP 24124197A JP 24124197 A JP24124197 A JP 24124197A JP H1184913 A JPH1184913 A JP H1184913A
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- belt
- intermediate transfer
- transfer belt
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- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機,
レーザープリンター,ファクシミリ,これらの複合OA
機器等の電子写真方式を利用した画像形成装置に関す
る。より具体的には、像担持体に形成されたトナー像を
一旦中間転写ベルトに一次転写した後、これをコピー用
紙やOHPシート等の記録媒体に転写して再生画像を得
るようにした画像形成装置に関する。The present invention relates to an electrophotographic copying machine,
Laser printer, facsimile, composite OA of these
The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic method, such as a device. More specifically, image formation is performed in which a toner image formed on an image carrier is temporarily transferred to an intermediate transfer belt and then transferred to a recording medium such as copy paper or an OHP sheet to obtain a reproduced image. Related to the device.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子写真方式を利用した画像形成装置
は、無機または有機光導電性材料で構成された感光体か
らなる像担持体上に一様な電荷を形成し、画像信号を変
調したレーザー光等で静電潜像を形成した後、帯電した
トナーにより静電潜像を現像して可視化されたトナー像
とする。そして、このトナー像を直接あるいは中間転写
体を介して、用紙等の記録媒体に転写することにより所
要の再生画像を得る。像担持体上に形成されたトナー像
を中間転写体に一次転写し、更に中間転写体上のトナー
像を記録媒体に二次転写する方式を採用した画像形成装
置は、例えば特開昭62−206567号公報に開示さ
れている。中間転写体方式を採用した画像形成装置に用
いられるベルト材料としては、例えば、ポリフッ化ビニ
リデン(PVDF)(特開平5−200904号公報,
同6−228335号公報)、ポリカーボネート(P
C)(特開平6−95521号公報)、ポリアルキレン
テレフタレート(PAT)(特開平6−149081号
公報)、PATとPCとのブレンド材料(特開平6−1
49083号公報)、エチレン−テトラフルオロエチレ
ン共重合体(ETFE)とPCとのブレンド材料,ET
FEとPATとのブレンド材料,ETFEとPCとPA
Tとのブレンド材料(特開平6−149079号公報)
等の熱可塑性樹脂にカーボンブラック等の導電剤を分散
させた導電性無端ベルトが提案されている。上記PVD
F,PC等の熱可塑性樹脂で構成された導電性材料は、
ヤング率が24000kg/cm2以下と機械的特性に劣るた
めに、ベルトにかかる駆動時の応力に対するベルトの変
形が大きく、中間転写ベルトに適用した場合に高品質の
転写画像が安定して得られず、また駆動時にベルト端部
にクラックが発生するためベルトの耐久性に劣るなどの
問題がある。2. Description of the Related Art An image forming apparatus using an electrophotographic method is a laser in which a uniform charge is formed on an image carrier composed of a photoreceptor made of an inorganic or organic photoconductive material, and an image signal is modulated. After forming an electrostatic latent image with light or the like, the electrostatic latent image is developed with charged toner to obtain a visualized toner image. Then, the toner image is transferred onto a recording medium such as paper directly or via an intermediate transfer member to obtain a required reproduced image. An image forming apparatus adopting a system in which a toner image formed on an image carrier is primarily transferred to an intermediate transfer member and a toner image on the intermediate transfer member is secondarily transferred to a recording medium is disclosed in, for example, No. 206567 discloses this. Examples of a belt material used in an image forming apparatus employing an intermediate transfer member system include polyvinylidene fluoride (PVDF) (JP-A-5-200904,
JP-A-6-228335), polycarbonate (P
C) (JP-A-6-95521), polyalkylene terephthalate (PAT) (JP-A-6-149081), and a blended material of PAT and PC (JP-A 6-1481)
No. 49083), a blend material of ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE) and PC, ET
Blended material of FE and PAT, ETFE, PC and PA
Blend material with T (JP-A-6-149079)
There has been proposed a conductive endless belt in which a conductive agent such as carbon black is dispersed in a thermoplastic resin such as. The above PVD
Conductive materials composed of thermoplastic resins such as F and PC
Since the Young's modulus is inferior to 24000 kg / cm 2, which is poor in mechanical properties, the belt is greatly deformed by the stress applied to the belt during driving, and when applied to an intermediate transfer belt, a high quality transfer image can be obtained stably. In addition, there is a problem that the durability of the belt is inferior because a crack is generated at the end of the belt during driving.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】機械的特性に優れた材
料としては、ポリイミド樹脂等を挙げることができる。
例えば、特許第2560727号公報には、カーボンブ
ラック分散のポリイミド樹脂からなるシームレスベルト
が提案されている。中間転写体としてポリイミド樹脂等
の機械的特性に優れたベルト材料を用いた場合、バイア
スロールにより記録媒体を中間転写ベルトに押圧した
時、その押圧力によるベルトの変形が極端に小さい。こ
のような状態にある二次転写部において、電界を作用さ
せてトナー像を静電的に記録媒体に転写すると、図6A
に示すように、バイアスロールによる押圧力の荷重が中
間転写ベルト上のトナー像に集中する。特に、パイルハ
イトの高い多重トナー像は一次転写部を複数回通過する
ために、中間転写ベルトとトナー像との物理的、静電的
な付着力が更に強まった状態にある。このようなトナー
像にバイアスロールによる押圧力が集中すると、中間転
写ベルト上のトナー像は更に凝集して、二次転写されず
に中間転写ベルト上に残留するようになる。上記トナー
像がライン画像である場合、ラインエッジ付近ではトナ
ーの崩れなどによってバイアスロールによる押圧力は分
散されるが、ライン中央部では押圧力の分散がない。し
たがって、機械的特性に優れベルトの変形が小さい例え
ばポリイミド樹脂を中間転写ベルトとして使用すると、
ライン内側のトナー像は押圧力の集中により中間転写ベ
ルトに付着したまま二次転写されず、ライン画像が中抜
けするホローキャラクターの画質欠陥が発生する(図6
B)。特に、OHPシート等の平滑性の高い記録媒体を
用いた場合には、ホローキャラクターの発生は顕著であ
る。As a material having excellent mechanical properties, polyimide resin and the like can be mentioned.
For example, Japanese Patent No. 2560727 proposes a seamless belt made of carbon black-dispersed polyimide resin. When a belt material having excellent mechanical properties such as a polyimide resin is used as the intermediate transfer member, when the recording medium is pressed against the intermediate transfer belt by the bias roll, deformation of the belt due to the pressing force is extremely small. When the toner image is electrostatically transferred to the recording medium by applying an electric field in the secondary transfer unit in such a state, the state shown in FIG.
As shown in (1), the load of the pressing force by the bias roll concentrates on the toner image on the intermediate transfer belt. In particular, since a multi-toner image having a high pile height passes through the primary transfer portion a plurality of times, the physical and electrostatic adhesion between the intermediate transfer belt and the toner image is further increased. When the pressing force of the bias roll is concentrated on such a toner image, the toner image on the intermediate transfer belt is further aggregated and remains on the intermediate transfer belt without being secondary-transferred. When the toner image is a line image, the pressing force by the bias roll is dispersed near the line edge due to toner collapse or the like, but there is no dispersion of the pressing force at the center of the line. Therefore, when a polyimide resin having excellent mechanical properties and a small deformation of the belt is used as the intermediate transfer belt, for example,
Due to the concentration of the pressing force, the toner image on the inner side of the line is not secondarily transferred while adhering to the intermediate transfer belt, and an image quality defect of a hollow character in which the line image falls out occurs (FIG. 6)
B). In particular, when a recording medium having high smoothness such as an OHP sheet is used, the occurrence of hollow characters is remarkable.
【0004】上記画質欠陥の発生を抑制する対策とし
て、バイアスロールの押圧力によって中間転写体表面を
変形させる方法が挙げられるが、これは上述のトナー像
(画像部)への荷重の集中を減少させる上で効果的な手
段といえる。例えば、総合的な転写効率の向上を図り、
部分的な画像欠落のない高画質の画像を得るために、中
間転写ドラムの表面硬度をJIS A で40°以下に設
定した中間転写方式の画像形成装置が、特開平7−15
2262号公報に開示されている。しかしながら、上記
公報に記載の硬度試験に用いられた硬度(JIS A )
40°以下の導電性ゴム材料を単層ベルトとして採用す
ると、張架ロール間で経時的伸びが生じ、色ズレ、バン
ディング、伸びによるコントロール不良が発生するとい
う問題がある。また、上記硬度のゴム材料を表面コート
層として採用した場合は、コート層が硬すぎてホローキ
ャラクターの画質欠陥が改善されないという欠点があ
る。そこで、本発明の目的は、前述の問題点を解消しよ
うとするものであって、バイアスロールの押圧力の集中
によるホローキャラクターの画質欠陥の発生を抑制する
ことが可能な中間転写ベルト方式の画像形成装置を提供
することにある。As a countermeasure for suppressing the occurrence of the image quality defect, there is a method of deforming the surface of the intermediate transfer member by the pressing force of the bias roll, but this reduces the concentration of the load on the toner image (image portion). It can be said that this is an effective means for causing the problem. For example, to improve overall transfer efficiency,
In order to obtain a high quality image without partial image loss, an intermediate transfer type image forming apparatus in which the surface hardness of the intermediate transfer drum is set to 40 ° or less according to JIS A is disclosed in
No. 2,262. However, the hardness used in the hardness test described in the above publication (JIS A)
When a conductive rubber material having a temperature of 40 ° or less is used as the single-layer belt, there is a problem in that elongation occurs with time between the stretching rolls, and color misregistration, banding, and poor control due to elongation occur. Further, when a rubber material having the above hardness is used as the surface coating layer, there is a disadvantage that the coating layer is too hard and the image quality defect of the hollow character is not improved. Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and it is possible to suppress the occurrence of an image quality defect of a hollow character due to concentration of the pressing force of a bias roll, and an image of an intermediate transfer belt type capable of suppressing the occurrence of image quality defects. An object of the present invention is to provide a forming apparatus.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明者等は、中間転写
方式の画像形成装置において発生するホローキャラクタ
ーの問題を解消すべく、従来から鋭意研究を重ねてきた
ところ、中間転写ベルトの表面を柔軟性のある材料で形
成し、その硬度表示法として採用したダイナミック硬さ
を所定値以下に設定することによって、トナー像を担持
したベルト表面がバイアスロールによる押圧力に追随し
て凹状に変形する結果、前述の目的が達成されるとの知
見を得て、本発明をなすに至ったものである。すなわ
ち、本発明は、画像情報に応じた静電潜像が形成される
像担持体と、像担持体に形成された静電潜像をトナーに
よりトナー像として可視化する現像装置と、像担持体上
に担持されたトナー像が一次転写される中間転写ベルト
と、中間転写ベルト上の未定着トナー像を記録媒体に二
次転写するバイアスロールとを備え、上記中間転写ベル
トはその層構造が少なくとも基材と表面層を有する複数
層のベルト材料からなり、表面層の硬度がダイナミック
硬さで10以下である画像形成装置にかかる。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have been conducting intensive studies in order to solve the problem of hollow characters occurring in an image forming apparatus of an intermediate transfer system. The surface of the belt carrying the toner image is deformed in a concave shape following the pressing force of the bias roll by setting the dynamic hardness adopted as a hardness indicating method to a predetermined value or less by forming the material from a flexible material. As a result, the inventor has found that the above-mentioned object is achieved, and has accomplished the present invention. That is, the present invention relates to an image carrier on which an electrostatic latent image corresponding to image information is formed, a developing device for visualizing the electrostatic latent image formed on the image carrier with a toner as a toner image, and an image carrier. An intermediate transfer belt on which the toner image carried on the intermediate transfer belt is primarily transferred; and a bias roll for secondary transferring the unfixed toner image on the intermediate transfer belt to a recording medium. The intermediate transfer belt has at least a layer structure. The present invention relates to an image forming apparatus comprising a plurality of layers of a belt material having a substrate and a surface layer, wherein the surface layer has a dynamic hardness of 10 or less.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、中間転写ベルト方式の画像形成装置であれ
ば、特に限定されるものではない。例えば、現像装置内
に単色のトナーのみを収容する通常のモノカラー画像形
成装置や、感光体ドラム等の像担持体上に担持されたト
ナー像を中間転写ベルトに順次一次転写を繰り返すカラ
ー画像形成装置、各色毎の現像器を備えた複数の像担持
体を中間転写ベルト上に直列に配置したタンデム型カラ
ー画像形成装置等に適用される。一例として、一次転写
を繰り返すカラー画像形成装置の概要を図1に示す。同
図において、感光体ドラムからなる像担持体1の周囲に
は、その回転方向に沿って順次、帯電器2、現像装置
3、一次転写器4、クリーニング装置5等が配置され、
帯電器2と現像装置3の間の像担持体1表面に静電潜像
を書き込む画像書込手段6が画像形成装置内に配置され
ている。また、像担持体1表面に当接しながら該像担持
体1と一次転写器4の間を矢印方向に走行する中間転写
ベルト7が、テンションロール8a,8b,8cおよび
バックアップロール9に張架されている。バックアップ
ロール9およびテンションロール8aと対向する位置に
は、中間転写ベルト7を介して、それぞれバイアスロー
ル10およびベルトクリーナ11が配置されている。中
間転写ベルト7を介して一次転写器4に対向する像担持
体1の部位が一次転写部となり、一次転写器4には一次
転写電圧が印加される。バイアスロール10がバックア
ップロール9に押圧する二次転写部において、バックア
ップロール9表面にはバイアスロール10に二次転写電
圧を印加する電極部材12が押接している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
The present invention is not particularly limited as long as it is an intermediate transfer belt type image forming apparatus. For example, a normal mono-color image forming apparatus in which only a single-color toner is stored in a developing device, or a color image forming in which a toner image carried on an image carrier such as a photosensitive drum is repeatedly primary-transferred sequentially to an intermediate transfer belt The present invention is applied to a tandem-type color image forming apparatus in which a plurality of image carriers having developing devices for respective colors are arranged in series on an intermediate transfer belt. As an example, FIG. 1 shows an outline of a color image forming apparatus that repeats primary transfer. In FIG. 1, a charger 2, a developing device 3, a primary transfer device 4, a cleaning device 5, and the like are arranged around an image carrier 1 composed of a photosensitive drum along a rotation direction thereof.
Image writing means 6 for writing an electrostatic latent image on the surface of the image carrier 1 between the charger 2 and the developing device 3 is disposed in the image forming apparatus. An intermediate transfer belt 7 that travels between the image carrier 1 and the primary transfer device 4 in the direction of the arrow while abutting on the surface of the image carrier 1 is stretched around tension rolls 8a, 8b, 8c and a backup roll 9. ing. At positions facing the backup roll 9 and the tension roll 8a, a bias roll 10 and a belt cleaner 11 are disposed via the intermediate transfer belt 7, respectively. The portion of the image carrier 1 that faces the primary transfer device 4 via the intermediate transfer belt 7 serves as a primary transfer portion, and a primary transfer voltage is applied to the primary transfer device 4. In a secondary transfer section where the bias roll 10 presses against the backup roll 9, an electrode member 12 for applying a secondary transfer voltage to the bias roll 10 is pressed against the surface of the backup roll 9.
【0007】図1に示すカラー画像形成装置において、
矢印方向に回転する像担持体1表面が帯電器2で一様に
帯電された後、画像処理されたレーザー光等の画像書込
手段6により、第1色目の静電潜像が形成される。静電
潜像はその色に対応するトナーを収容した現像装置3に
より可視化され、トナー像が形成される。このトナー像
は、一次転写部を通過する際に、一次転写器4によって
中間転写ベルト7上に静電的に一次転写される。以降同
様にして、第1色目のトナー像を担持した中間転写ベル
ト7上に、第2色目,第3色目,第4色目のトナー像が
順次重ね合わせられるように一次転写され、最終的にフ
ルカラー多重トナー像が形成される。上記現像装置3
は、各色の静電潜像に対応するトナーを収容した複数の
現像器31〜34を有する。すなわち、各現像器には、そ
れぞれ黒(K),イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン
(C)の各色トナーが収容されている。In the color image forming apparatus shown in FIG.
After the surface of the image carrier 1 rotating in the direction of the arrow is uniformly charged by the charger 2, the first color electrostatic latent image is formed by the image writing means 6 such as an image-processed laser beam. . The electrostatic latent image is visualized by the developing device 3 containing the toner corresponding to the color, and a toner image is formed. When the toner image passes through the primary transfer section, it is primary-transferred electrostatically onto the intermediate transfer belt 7 by the primary transfer device 4. Similarly, the second color, the third color, and the fourth color toner images are primarily transferred onto the intermediate transfer belt 7 carrying the first color toner image so as to be sequentially superimposed, and finally full color. A multiple toner image is formed. The developing device 3
Includes a plurality of developing units 3 1 to 3 4 containing the toner corresponding to the electrostatic latent image of each color. That is, black (K), yellow (Y), magenta (M), cyan
(C) Each color toner is stored.
【0008】上記多重トナー像は、二次転写部を通過す
る際に、給紙部13から所定のタイミングで供給される
用紙等の記録媒体Pに静電的に一括転写される。トナー
像が転写された記録媒体Pは、定着装置14に搬送され
定着処理された後、機外に排出される。一次転写後の像
担持体1はクリーニング装置5等により残留トナーや電
荷が除去され、二次転写後の中間転写ベルト7はベルト
クリーナ11により残留トナーが除去され、次の画像形
成プロセスに備える。フルカラー以外の多色画像を形成
する場合は、2個または3個の現像器に多色画像に対応
したトナーを収容することになる。また、単色の静電潜
像が形成されるよう画像処理された画像書込手段6によ
り、像担持体1上に静電潜像を形成して、その色に対応
するトナーのみを現像装置3に収容した場合、図1に示
す画像形成装置をモノカラー画像形成装置に適用するこ
とができる。さらに、感光体ドラム(1)を公知のベルト
感光体に置き換えることもできる。The multi-toner image is electrostatically and collectively transferred to a recording medium P such as a sheet supplied at a predetermined timing from the sheet feeding section 13 when passing through the secondary transfer section. The recording medium P to which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 14 and subjected to a fixing process, and then discharged outside the apparatus. After the primary transfer, the residual toner and the charge are removed from the image carrier 1 by the cleaning device 5 and the like, and the residual toner is removed from the intermediate transfer belt 7 after the secondary transfer by the belt cleaner 11 to prepare for the next image forming process. In the case of forming a multicolor image other than a full color image, two or three developing units store toner corresponding to the multicolor image. Further, an electrostatic latent image is formed on the image carrier 1 by the image writing means 6 which has been subjected to image processing so as to form a monochromatic electrostatic latent image, and only the toner corresponding to the color is developed by the developing device 3. When the image forming apparatus is accommodated in the image forming apparatus, the image forming apparatus shown in FIG. 1 can be applied to a monocolor image forming apparatus. Further, the photosensitive drum (1) can be replaced with a known belt photosensitive member.
【0009】前記一次転写器4としては、コロトロン等
のコロナ転写器、転写ロールなどが用いられる。一次転
写器4にはトナーの帯電極性と逆極性の1〜4kV程度
の電圧が印加され、像担持体1と一次転写器4との間に
発生する電界の作用により、像担持体1に担持されたト
ナー像が中間転写ベルト7に一次転写される。前記バッ
クアップロール9はバイアスロール10の対向電極を形
成する。バックアップロール9の層構造は、単層あるい
は多層のいずれでもよい。例えば、単層構造の場合は、
シリコーンゴム,ウレタンゴム,EPDM(エチレンプ
ロピレンジエンゴム)等にカーボンブラック等の導電性
微粉末が適量配合されたロールで構成される。2層構造
の場合は、体積抵抗率を適宜調節した単層の場合のロー
ルを下層として、その外周面に例えばEPDM,フッ素
樹脂等の導電性の表面層を被覆したロールで構成され
る。フッ素樹脂としては、テトラフルオロエチレン(T
FE)−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FE
P),TFE−パーフルオロアルキルビニルエーテル共
重合体(PFA)等が挙げられる。このバックアップロ
ール9は、硬度がアスカーCで65〜75°の範囲にあ
ることが好ましい。As the primary transfer device 4, a corona transfer device such as a corotron, a transfer roll, or the like is used. A voltage of about 1 to 4 kV, opposite to the polarity of the toner, is applied to the primary transfer unit 4, and the primary transfer unit 4 carries the voltage on the image carrier 1 by the action of an electric field generated between the image carrier 1 and the primary transfer unit 4. The transferred toner image is primarily transferred to the intermediate transfer belt 7. The backup roll 9 forms a counter electrode of the bias roll 10. The layer structure of the backup roll 9 may be a single layer or a multilayer. For example, in the case of a single-layer structure,
It is composed of a roll in which an appropriate amount of conductive fine powder such as carbon black is mixed with silicone rubber, urethane rubber, EPDM (ethylene propylene diene rubber) or the like. In the case of a two-layer structure, a roll in the case of a single layer whose volume resistivity is appropriately adjusted is used as a lower layer, and the outer peripheral surface is formed of a roll having a conductive surface layer made of, for example, EPDM or fluororesin. As the fluororesin, tetrafluoroethylene (T
FE) -hexafluoropropylene copolymer (FE
P), TFE-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA) and the like. The backup roll 9 preferably has a hardness of 65 to 75 ° in Asker C.
【0010】転写電極を形成するバイアスロール10
は、像担持体1に担持されたトナー像が中間転写ベルト
7上に一次転写される間は転写ベルト7から離間してお
り、転写ベルト7に担持されたトナー像を記録媒体Pに
二次転写する時は、記録媒体Pを介してバックアップロ
ール9に支持された転写ベルト7に押圧するように構成
される。この押圧力は、特に限定されるべき性質のもの
ではないが、通常3〜6kgf(トータル荷重)の範囲
にある。上記バイアスロール10の層構造は、単層ある
いは多層のいずれでもよい。例えば単層構造の場合は、
シリコーンゴム,ウレタンゴム,EPDM,フッ素ゴム
等にカーボンブラック等の導電剤が適量配合されたゴム
ロールで構成される。2層構造の場合は、体積抵抗率を
適宜調節した単層の場合のロールを下層として、その外
周面に例えばフッ素樹脂の導電性の表面層を被覆したロ
ールで構成される。フッ素樹脂としては、FEP,PF
A等が挙げられる。また、下層と表面層の間に適宜のゴ
ム材料からなる中間層を介在させた3層構造とすること
もできる。このバイアスロール10は、硬度がアスカー
Cで10〜30°の範囲にあることが好ましい。電極部
材12としては、電気良導性の部材であれば特に限定さ
れるものではなく、例えばアルミニウム,ステンレス鋼
(SUS),銅等からなる金属ロール,導電性ゴムロー
ル,導電性ブラシ,金属プレート,導電性樹脂プレート
等が用いられる。電極部材12からは、バックアップロ
ール9を通じて−1〜−5kVの転写電圧がバイアスロ
ール10に印加される。電極部材12に印加される電圧
の極性は、トナーの帯電極性に応じて逆極性(+)にし
てもよい。以上の二次転写部において、電極部材12は
必ずしも必要な部材ではなく、例えばバックアップロー
ル9の導電性シャフトまたバイアスロール10に上記転
写電圧を印加してもよい。A bias roll 10 for forming a transfer electrode
Is separated from the transfer belt 7 while the toner image carried on the image carrier 1 is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 7, and the toner image carried on the transfer belt 7 is At the time of transfer, the transfer belt 7 is pressed against the transfer belt 7 supported by the backup roll 9 via the recording medium P. The pressing force is not particularly limited, but is usually in the range of 3 to 6 kgf (total load). The layer structure of the bias roll 10 may be either a single layer or a multilayer. For example, in the case of a single-layer structure,
It is composed of a rubber roll in which an appropriate amount of a conductive agent such as carbon black is blended with silicone rubber, urethane rubber, EPDM, fluorine rubber or the like. In the case of a two-layer structure, a single-layer roll whose volume resistivity is appropriately adjusted is used as a lower layer, and the outer peripheral surface of the roll is coated with a conductive surface layer of, for example, a fluororesin. FEP, PF as fluororesin
A and the like. Further, a three-layer structure in which an intermediate layer made of an appropriate rubber material is interposed between the lower layer and the surface layer may be employed. The bias roll 10 preferably has a hardness of 10 to 30 ° in Asker C. The electrode member 12 is not particularly limited as long as it is a member having good electrical conductivity. For example, a metal roll made of aluminum, stainless steel (SUS), copper, or the like, a conductive rubber roll, a conductive brush, a metal plate, A conductive resin plate or the like is used. A transfer voltage of −1 to −5 kV is applied to the bias roll 10 from the electrode member 12 through the backup roll 9. The polarity of the voltage applied to the electrode member 12 may be reversed (+) according to the charging polarity of the toner. In the above-described secondary transfer section, the electrode member 12 is not necessarily a necessary member. For example, the transfer voltage may be applied to the conductive shaft of the backup roll 9 or the bias roll 10.
【0011】本発明において、中間転写ベルト7は、基
材と、硬度(ダイナミック硬さ)が所定値以下の表面層
を少なくとも有する複数層のベルト材料からなる。複数
層の例としては、図2に示すように、基材7aおよび表
面層7bの2層構造の他に、基材7aと表面層7bの間
に中間層7cを介在させた3層構造等を挙げることがで
きる。2層構造の場合は、樹脂材料および導電剤を構成
成分とする基材7aと、柔軟性のある材料および導電剤
を構成成分する表面層7bとから形成される。また、3
層構造の場合の中間層7cは、例えば導電剤分散もしく
は非分散の弾性材料で構成される。基材を構成する樹脂
材料としては、ポリイミド,ポリエーテルスルホン,ポ
リエーテルケトン(ポリエーテルエーテルケトンを含
む)等の機械的特性に優れた樹脂が挙げられる。中で
も、入手のしやすさからポリイミド樹脂が好ましく用い
られる。これらの樹脂は、従来使用されてきた熱可塑性
樹脂と比較して、駆動時のベルトの変形が小さいという
特長がある。In the present invention, the intermediate transfer belt 7 is composed of a base material and a plurality of belt materials having at least a surface layer having a hardness (dynamic hardness) of a predetermined value or less. As examples of the plurality of layers, as shown in FIG. 2, in addition to the two-layer structure of the base material 7a and the surface layer 7b, a three-layer structure in which an intermediate layer 7c is interposed between the base material 7a and the surface layer 7b Can be mentioned. In the case of a two-layer structure, it is formed of a base material 7a containing a resin material and a conductive agent as components, and a surface layer 7b containing a flexible material and a conductive agent. Also, 3
In the case of a layer structure, the intermediate layer 7c is made of, for example, an elastic material in which a conductive agent is dispersed or non-dispersed. Examples of the resin material constituting the base material include resins having excellent mechanical properties such as polyimide, polyether sulfone, and polyether ketone (including polyether ether ketone). Among them, a polyimide resin is preferably used from the viewpoint of availability. These resins have a feature that the deformation of the belt during driving is smaller than that of a thermoplastic resin used conventionally.
【0012】ポリイミドは、一般にテトラカルボン酸二
無水物とジアミンまたはジイソシアネートとをモノマー
成分として縮重合により合成されたポリマーである。上
記二無水物のテトラカルボン酸成分としては、ピロメリ
ット酸、ナフタレン−1,4,5,8−テトラカルボン
酸、ナフタレン−2,3,6,7−テトラカルボン酸、
2,3,5,6−ビフェニルテトラカルボン酸、2,
2′,3,3′−ビフェニルテトラカルボン酸、3,
3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸、3,
3′,4,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボン
酸、3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸、3,3′,4,4′−ジフェニルスルホンテトラ
カルボン酸、3,3′,4,4′−アゾベンゼンテトラ
カルボン酸、ビス(2,3−ジカルボキシフェニル)メ
タン、ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)メタン、
β,β−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)プロパ
ン、β,β−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘ
キサフルオロプロパン等が挙げられる。Polyimide is generally a polymer synthesized by condensation polymerization using tetracarboxylic dianhydride and diamine or diisocyanate as monomer components. Examples of the tetracarboxylic acid component of the dianhydride include pyromellitic acid, naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic acid, naphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid,
2,3,5,6-biphenyltetracarboxylic acid, 2,
2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic acid, 3,
3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, 3,
3 ', 4,4'-diphenylethertetracarboxylic acid, 3,3', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid, 3,3 ', 4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic acid, 3,3', 4 4,4'-azobenzenetetracarboxylic acid, bis (2,3-dicarboxyphenyl) methane, bis (3,4-dicarboxyphenyl) methane,
β, β-bis (3,4-dicarboxyphenyl) propane, β, β-bis (3,4-dicarboxyphenyl) hexafluoropropane and the like.
【0013】ジアミン成分としては、m−フェニレンジ
アミン、p−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノト
ルエン、2,6−ジアミノトルエン、2,4−ジアミノ
クロロベンゼン、m−キシリレンジアミン、p−キシリ
レンジアミン、1,4−ジアミノナフタレン、1,5−
ジアミノナフタレン、2,6−ジアミノナフタレン、
2,4′−ジアミノビフェニル、ベンジジン、3,3′−
ジメチルベンジジン、3,3′−ジメトキシベンジジ
ン、3,4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−
ジアミノジフェニルエーテル(オキシ−p,p′−ジア
ニリン;ODA)、4,4′−ジアミノジフェニルスル
フィド、3,3′−ジアミノベンゾフェノン、4,4′−
ジアミノジフェニルスルホン、4,4′−ジアミノアゾ
ベンゼン、4,4′−ジアミノジフェニルメタン、β,
β−ビス(4−アミノフェニル)プロパン等が挙げられ
る。前記ジイソシアネート成分としては、上記したジア
ミン成分におけるアミノ基がイソシアネート基に置換し
た化合物等が挙げられる。これらポリイミドの市販品と
しては、例えばODAをジアミン成分とするピロメリッ
ト酸系ポリイミド(カプトンHA:デュポン社製)や、
3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸系ポ
リイミド(ユーピレックスS:宇部興産(株)製)、3,
3′−ジアミノベンゾフェノンをジアミン成分とする
3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸
系熱可塑性ポリイミド( LARC−TPI:三井東圧化学工業
(株)製)等が挙げられる。As the diamine component, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, 2,4-diaminochlorobenzene, m-xylylenediamine, p-xylylenediamine , 1,4-diaminonaphthalene, 1,5-
Diaminonaphthalene, 2,6-diaminonaphthalene,
2,4'-diaminobiphenyl, benzidine, 3,3'-
Dimethylbenzidine, 3,3'-dimethoxybenzidine, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-
Diaminodiphenyl ether (oxy-p, p'-dianiline; ODA), 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminobenzophenone, 4,4'-
Diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminoazobenzene, 4,4'-diaminodiphenylmethane, β,
β-bis (4-aminophenyl) propane and the like. Examples of the diisocyanate component include compounds in which an amino group in the above diamine component is substituted with an isocyanate group. Commercial products of these polyimides include, for example, pyromellitic acid-based polyimides containing ODA as a diamine component (Kapton HA: manufactured by DuPont),
3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid-based polyimide (UPILEX S: manufactured by Ube Industries, Ltd.)
3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid-based thermoplastic polyimide containing 3'-diaminobenzophenone as a diamine component (LARC-TPI: Mitsui Toatsu Chemicals, Ltd.)
Co., Ltd.).
【0014】基材に分散させる導電剤としては、カーボ
ンブラック,グラファイト等の導電性炭素系物質、アル
ミニウム,銅合金等の金属または合金、更には酸化錫,
酸化亜鉛,酸化アンチモン,酸化インジウム,チタン酸
カリウム,酸化アンチモン−酸化錫複合酸化物(AT
O),酸化インジウム−酸化錫複合酸化物(ITO)等
の導電性金属酸化物、過塩素酸リチウム,過塩素酸第四
級アンモニウム,第四級アンモニウムクロライド,トリ
フルオロメタンスルホン酸ナトリウム等の電解質などの
1種または2種以上の微粉末が用いられる。上記金属酸
化物は、硫酸バリウム,炭酸カルシウム,ケイ酸マグネ
シウム等の絶縁性微粒子を被覆したものであってもよ
い。これらの導電剤の中でも、価格および環境安定性の
点でカーボンブラックが好ましい。さらに分散性の観点
から、三井金属(株)製の平均粒子径が0.1μmの酸化
錫系複合酸化物(製品名:UF),0.3μmの亜鉛系
酸化物(パストランType−II),表面が錫系酸化物で被
覆された平均粒子径0.4μmの硫酸バリウム(パスト
ランType−IV)、0.2μmのATO,0.2μmのI
TO等の平均粒子径が1μm以下の金属酸化物も好適に
用いられる。導電性金属酸化物は各種シラン系カップリ
ング剤の1種または2種以上で表面処理することが好ま
しい。表面処理された金属酸化物は、基材を構成する樹
脂との相溶性が向上するため、その分散が均一になり、
基材の抵抗値のバラツキが抑制される。Examples of the conductive agent to be dispersed in the base material include conductive carbon-based substances such as carbon black and graphite; metals and alloys such as aluminum and copper alloys;
Zinc oxide, antimony oxide, indium oxide, potassium titanate, antimony oxide-tin oxide composite oxide (AT
O), conductive metal oxides such as indium oxide-tin oxide composite oxide (ITO), and electrolytes such as lithium perchlorate, quaternary ammonium perchlorate, quaternary ammonium chloride, and sodium trifluoromethanesulfonate. One or two or more kinds of fine powders are used. The metal oxide may be coated with insulating fine particles such as barium sulfate, calcium carbonate, and magnesium silicate. Among these conductive agents, carbon black is preferred in view of price and environmental stability. Further, from the viewpoint of dispersibility, a tin oxide composite oxide (product name: UF) having an average particle diameter of 0.1 μm, a zinc oxide (Pastran Type-II) having an average particle diameter of 0.1 μm, manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd., Barium sulfate having an average particle diameter of 0.4 μm (Pastran Type-IV) coated with a tin-based oxide, 0.2 μm ATO, 0.2 μm I
Metal oxides such as TO having an average particle diameter of 1 μm or less are also preferably used. The conductive metal oxide is preferably surface-treated with one or more of various silane coupling agents. Since the surface-treated metal oxide has improved compatibility with the resin constituting the base material, its dispersion becomes uniform,
Variation in the resistance value of the substrate is suppressed.
【0015】ところで、ベルト駆動時の負荷によるベル
トの伸び・縮み(変位量)は、ベルト材料のヤング率に
逆比例することが知られている。すなわち、ベルト材料
のヤング率とベルト駆動時の負荷によるベルトの変位量
との関係は、下記の式(1)で表すことができる。 Δl = α・P・l/(t・w・E) (1) Δl:ベルトの変位量(μm) α:係数 P:負荷(N) l:2本のテンションロール間のベルトの長さ(mm) t:ベルトの厚さ(mm) w:ベルトの幅(mm) E:ベルト材料のヤング率(N/mm2) 駆動時のベルトの伸び・縮みを小さくするためには、基
材のヤング率は30,000kg/cm2 以上であることが好
ましい。この場合、例えばPC,PVDF等の従来使用
されてきた熱可塑性樹脂材料はカーボンブラックを分散
したときのヤング率が24000kg/cm2以下であるの
で、ベルト駆動時の外乱(負荷変動)が同一であると
き、ベルトの伸び・縮みが従来より20%以上少なくな
る。したがって、基材より上層の表面層、および場合に
よっては中間層を柔軟性ないし弾性のある材料で構成す
ることにより、高品質の転写画像が安定して得られる。
ベルト駆動時の外乱によるベルトの変位量を少なくし
て、良質の転写画像を得るためには、基材の厚さは50
μm以上であることが好ましい。また、基材が厚くなり
すぎると、ベルト表面の変形が大きくなり、カラー画像
を形成する場合、多重トナー像の位置がずれて色ズレが
発生するようになるので、基材の厚さは50〜150μ
m、特に70〜100μmの範囲にあることが好まし
い。By the way, it is known that the elongation and contraction (displacement) of the belt due to the load at the time of driving the belt are inversely proportional to the Young's modulus of the belt material. That is, the relationship between the Young's modulus of the belt material and the amount of displacement of the belt due to the load when the belt is driven can be expressed by the following equation (1). Δl = α · P · l / (t · w · E) (1) Δl: belt displacement (μm) α: coefficient P: load (N) l: belt length between two tension rolls ( mm) t: Belt thickness (mm) w: Belt width (mm) E: Young's modulus of belt material (N / mm 2 ) To reduce the elongation / shrinkage of the belt during driving, The Young's modulus is preferably 30,000 kg / cm 2 or more. In this case, since the thermoplastic resin materials conventionally used, such as PC and PVDF, have a Young's modulus of 24000 kg / cm 2 or less when carbon black is dispersed, the disturbance (load fluctuation) during belt driving is the same. At some point, the elongation and shrinkage of the belt is reduced by 20% or more compared to the conventional case. Therefore, a high quality transfer image can be stably obtained by forming the surface layer above the base material and, in some cases, the intermediate layer with a material having flexibility or elasticity.
In order to reduce the amount of displacement of the belt due to disturbance at the time of driving the belt and to obtain a high-quality transferred image, the thickness of the base material must be 50.
It is preferably at least μm. On the other hand, if the base material is too thick, the deformation of the belt surface becomes large, and when forming a color image, the position of the multiple toner image is shifted and color misregistration occurs. ~ 150μ
m, particularly preferably in the range of 70 to 100 μm.
【0016】表面層は、前述のように、導電剤を分散し
た柔軟性のある材料で構成される。導電剤としては、前
述したようなものが用いられるが、同様の理由によりカ
ーボンブラックが好適である。カーボンブラックとして
は、例えばファーネスブラック,アセチレンブラック,
ケッチェンブラック,チャンネルブラック等が挙げられ
る。柔軟性のある材料としては、柔軟性のある樹脂材
料,各種ゴム材料で変性されたフッ素樹脂等が用いられ
る。前者の柔軟性のある樹脂材料としては、ポリマーセ
グメントが直鎖状に結合した脂肪族ポリエステル樹脂
や、分子内にソフトセグメントを有するポリウレタン樹
脂などが好適である。例えば、ポリエステル樹脂の市販
品としては、東洋紡(株)製のバイロン30SS,バイロ
ン200,バイロン300,バイロンGM800等が挙
げられる。As described above, the surface layer is made of a flexible material in which a conductive agent is dispersed. As the conductive agent, those described above are used. For the same reason, carbon black is preferable. Examples of carbon black include furnace black, acetylene black,
Ketjen black, channel black and the like. As the flexible material, a flexible resin material, a fluorine resin modified with various rubber materials, or the like is used. As the former flexible resin material, an aliphatic polyester resin in which polymer segments are linearly bonded, a polyurethane resin having a soft segment in a molecule, and the like are preferable. For example, commercially available polyester resins include Byron 30SS, Byron 200, Byron 300, and Byron GM800 manufactured by Toyobo Co., Ltd.
【0017】また、後者のゴム材料で変性されたフッ素
樹脂において、フッ素樹脂は表面エネルギーが小さいの
で、中間転写ベルト表面にトナーが付着し難いという特
性を有する。そのため、ベルト材料から記録媒体への二
次転写が容易になるだけでなく、トナー固着によるホロ
ーキャラクターも発生し難くなる。さらに、ゴム変性さ
れたフッ素樹脂は弾性を有するので、ベルトローラ曲率
部での繰り返し変形による表面層のクラック発生の恐れ
がない。フッ素樹脂としては、TFE樹脂,PVDF,
FEP,ETFE,PFA等が挙げられる。フッ素樹脂
を変性するゴム材料としては、特に限定されるものでは
ないが、ウレタンゴムやフッ素ゴムが好適に用いられ
る。ゴム変性フッ素樹脂の市販品としては、フッ素ゴム
およびFEPを含有する水エマルジョン塗料(ダイエル
ラテックスGLS−213)にカーボンブラックを分散
させたダイキン工業(株)製のダイエルラテックスNF−
915,上記フッ素樹脂がPFAである同ダイエルラテ
ックスDPS−231RD、ウレタンゴムおよびTFE
樹脂を含有する水エマルジョン塗料(エムラロン34
5,JYL−601)にカーボンブラックを分散させた
日本アチソン(株)製のエムラロン345ESD,JYL
−601ESD等が挙げられる。また、例えばTFE樹
脂微粉末およびカーボンブラックを分散させた導電性ウ
レタン塗料等を用いることもでき、上記TFE樹脂とし
ては粒径0.3〜0.7μmの(株)喜多村製のKTL−5
00Fが挙げられる。Further, in the latter fluororesin modified with a rubber material, since the fluororesin has a small surface energy, the fluororesin has a characteristic that the toner hardly adheres to the surface of the intermediate transfer belt. For this reason, not only the secondary transfer from the belt material to the recording medium is facilitated, but also a hollow character due to toner adhesion is less likely to occur. Further, since the rubber-modified fluororesin has elasticity, there is no possibility that the surface layer will be cracked due to repeated deformation at the belt roller curvature portion. TFE resin, PVDF,
Examples include FEP, ETFE, and PFA. The rubber material that modifies the fluororesin is not particularly limited, but urethane rubber or fluororubber is preferably used. As a commercially available rubber-modified fluororesin, Daikin Latex NF- manufactured by Daikin Industries, Ltd., in which carbon black is dispersed in a water emulsion paint (Diel Latex GLS-213) containing fluororubber and FEP.
915, the same DIAL latex DPS-231RD in which the fluororesin is PFA, urethane rubber and TFE
Water emulsion paint containing resin (Emuralon 34
5, EYLALON 345 ESD, JYL manufactured by Acheson Japan Ltd. in which carbon black is dispersed in JYL-601).
-601 ESD and the like. Further, for example, a conductive urethane paint in which fine powder of TFE resin and carbon black are dispersed can be used. As the TFE resin, KTL-5 manufactured by Kitamura Corporation having a particle size of 0.3 to 0.7 μm is used.
00F.
【0018】ホローキャラクターの発生を防止するため
には、表面層がバイアスロールの押圧力に追随して変形
するいわゆるトナー像のクッションの役割を果たす必要
があり、表面層の厚さは10μm以上あることが好まし
い。カラー画像形成装置にあっては、トナー平均粒子径
の3倍以上あることが好ましい。ここに、トナー平均粒
子径とはその体積平均粒子径を意味し、通常3〜13μ
mの範囲にあるトナー粒子が使用される。一例として、
体積平均粒子径 6.5μmのトナーを使用した場合、表
面層の厚さは約20μm以上であることが好適となる。
また、表面層が厚くなりすぎると、テンションロール
(8a〜8c;9)部位でのベルト表面とベルト裏面の変
形量の差が大きくなるので、表面層の厚さは一般に80
μm以下に設定される。さらに、厚さが80μmより厚
くなると、薄膜の被覆形成法として一般的に採用されて
いるコーティング法による塗膜形成時に液ダレが生じ
て、平滑かつ均一な塗膜を安定して形成することが困難
になる。より好ましい厚さの範囲を示すと30〜65μ
mである。In order to prevent the occurrence of hollow characters, the surface layer must serve as a so-called toner image cushion that is deformed following the pressing force of the bias roll, and the thickness of the surface layer is 10 μm or more. Is preferred. In a color image forming apparatus, the average particle diameter is preferably three times or more. Here, the toner average particle diameter means its volume average particle diameter, usually 3 to 13 μm.
m toner particles are used. As an example,
When a toner having a volume average particle diameter of 6.5 μm is used, the thickness of the surface layer is preferably about 20 μm or more.
Also, if the surface layer becomes too thick, the tension roll
Since the difference in the amount of deformation between the belt front surface and the belt back surface at (8a to 8c; 9) becomes large, the thickness of the surface layer is generally 80%.
It is set to less than μm. Further, when the thickness is more than 80 μm, liquid dripping occurs at the time of forming a coating film by a coating method generally adopted as a thin film coating forming method, and it is possible to stably form a smooth and uniform coating film. It becomes difficult. A more preferable thickness range is 30 to 65 μm.
m.
【0019】表面層は、前者の樹脂材料と導電剤および
必要に応じて架橋剤,無機充填剤等を含有する導電性塗
料を用いて、上述のコーティング法により形成すること
が望ましい。架橋剤としては、例えば樹脂成分がポリエ
ステル樹脂の場合はメラミン樹脂等が好適であり、ポリ
ウレタン樹脂の場合はポリイソシアネート化合物が好適
に用いられる。無機充填剤としては、シリカ,ウィスカ
ー状チタン酸カリウム等が好適に用いられる。導電性塗
料の希釈剤としては、ヘキサン,ベンゼン,トルエン,
キシレン等の炭化水素類、メチルエチルケトン,メチル
イソブチルケトン,シクロヘキサノン等のケトン類、酢
酸エチル,酢酸ブチル,酪酸エチル等のエステル類など
が挙げられる。これらの希釈剤は単独でもあるいは2種
以上を混合して用いてもよい。コーティング法として
は、刷毛塗り,ディピング法,スプレー法,ロールコー
タ法,静電塗装法等を採用することができる。基材上に
形成された塗膜は140〜180℃で10〜60分間加
熱することにより、樹脂成分が硬化される。また、ゴム
変性フッ素樹脂を用いる場合は、その導電性塗料を上記
コーティング法で基材上に塗布した後、加熱することに
より表面層が形成される。加熱の温度範囲は、例えばN
F−940等の導電性フッ素ゴム変性塗料の場合で17
0〜300℃、導電性ウレタン変性塗料を用いる場合で
80〜150℃である。The surface layer is desirably formed by the above-described coating method using the former resin material, a conductive agent and, if necessary, a conductive paint containing a crosslinking agent, an inorganic filler and the like. As the crosslinking agent, for example, when the resin component is a polyester resin, a melamine resin or the like is preferable, and when the resin component is a polyurethane resin, a polyisocyanate compound is suitably used. As the inorganic filler, silica, whisker-like potassium titanate and the like are preferably used. Hexane, benzene, toluene, and diluents for conductive paint
Examples include hydrocarbons such as xylene, ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone, and esters such as ethyl acetate, butyl acetate, and ethyl butyrate. These diluents may be used alone or in combination of two or more. As the coating method, a brush coating, a dipping method, a spray method, a roll coater method, an electrostatic coating method, or the like can be employed. The resin component is cured by heating the coating film formed on the base material at 140 to 180 ° C. for 10 to 60 minutes. When a rubber-modified fluororesin is used, the conductive coating is applied onto a substrate by the above-mentioned coating method and then heated to form a surface layer. The heating temperature range is, for example, N
17 in case of conductive fluoro rubber modified paint such as F-940
0 to 300 ° C, and 80 to 150 ° C when a conductive urethane-modified paint is used.
【0020】中間転写ベルトが3層構造のベルト材料で
ある場合は、前述したように、中間層は例えば前記導電
剤分散または非分散の弾性材料で構成される。弾性材料
としては、特に限定されるものではなく、任意のゴム材
料を用いることができる。具体的には、イソプレンゴ
ム,クロロプレンゴム,ブチルゴム,ノルボルネンゴ
ム,フッ素ゴム,シリコーンゴム,ウレタンゴム,アク
リルゴム,SBR(スチレン−ブタジエンゴム),NB
R(アクリロニトリル−ブタジエンゴム),EPDM等
の1種または2種以上が用いられる。導電剤としては、
前記したようなものが用いられるが、例えばウレタンゴ
ムやNBR等の極性の高いゴム材料を用いるときは、導
電剤を必ずしも分散させる必要はない。また、中間層の
厚さは30〜100μmの範囲にあることが好ましく、
その場合の表面層の厚さは10〜40μmの範囲にある
ことが好ましい。When the intermediate transfer belt is a belt material having a three-layer structure, as described above, the intermediate layer is made of, for example, the conductive material dispersed or non-dispersed elastic material. The elastic material is not particularly limited, and any rubber material can be used. Specifically, isoprene rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, norbornene rubber, fluorine rubber, silicone rubber, urethane rubber, acrylic rubber, SBR (styrene-butadiene rubber), NB
One or more of R (acrylonitrile-butadiene rubber) and EPDM are used. As the conductive agent,
As described above, the conductive agent is not necessarily required to be dispersed when a highly polar rubber material such as urethane rubber or NBR is used. Further, the thickness of the intermediate layer is preferably in the range of 30 to 100 μm,
In that case, the thickness of the surface layer is preferably in the range of 10 to 40 μm.
【0021】本発明において、中間転写ベルトの表面層
の硬度は、ダイナミック硬さで10以下に設定される。
ダイナミック硬さとは、金属材料等の硬さ測定法として
広く採用されているビッカース硬さのように、圧子の荷
重を除去した時に試料に形成される圧痕の対角線の平均
長さを測定するのではなく、圧子が試料にどれだけ侵入
したかによるものである。すなわち、ダイナミック硬さ
は、圧子の先端を試料に押し込んで行く過程の荷重と押
込深さから得られる硬さであって、試料の塑性変形だけ
でなく、弾性変形をも含んだ状態での材料の強度特性を
表すものである。ここで、試料に加えられる圧子の荷重
をP(mN)、試料への圧子の侵入量(押込深さ)をd
(μm)としたとき、ダイナミック硬さDHは下記の式
(2)で定義される。 DH ≡ α・P/d2 (2) 上記式(2)中のαは、圧子の形状による定数であり、例
えば対面角115°の正三角錐の場合で 3.8584で
ある。In the present invention, the hardness of the surface layer of the intermediate transfer belt is set to 10 or less in dynamic hardness.
Dynamic hardness is a measure of the average length of the diagonal line of the indentation formed on the sample when the load on the indenter is removed, such as Vickers hardness, which is widely used as a method for measuring the hardness of metallic materials. Rather, it depends on how much the indenter penetrated the sample. In other words, the dynamic hardness is the hardness obtained from the load and the indentation depth of the process of pushing the tip of the indenter into the sample, and is a material that includes not only plastic deformation but also elastic deformation of the sample. Represents the strength characteristics of Here, the load of the indenter applied to the sample is P (mN), and the penetration amount (indentation depth) of the indenter into the sample is d.
(Μm), the dynamic hardness DH is given by the following equation:
Defined in (2). DH≡α · P / d 2 (2) α in the above equation (2) is a constant depending on the shape of the indenter, and is 3.8584 in the case of a regular triangular pyramid with a facing angle of 115 °.
【0022】表面層のダイナミック硬さは、具体的には
次の測定法に従った求めた。表面層を形成したポリイミ
ドシートを5mm角に切り取り、この試料片を瞬間接着
剤でガラス板に固着した。次いで、超微小硬度計(DU
H−201S:(株)島津製作所製)を用いて、試料片に
押し込まれた圧子の侵入量(d)を測定することにより、
ダイナミック硬さを算出した。その測定条件は下記のと
おりである。 測定環境:23℃,55%RH 使用圧子:対面角115°のダイアモンド製正三角錐
(先端部) 試験モード:3(軟質材料試験) 試験荷重:0.70gf 負荷速度:0.0145gf/sec 保持時間:5sec ここで、試験モード3の軟質材料試験について簡単に説
明を加える。ダイナミック硬さ測定装置では電磁力によ
り圧子に負荷が与えられ、発生した力の幾らか(60〜
80μN/μm)が圧子の変位に費やされる。そのた
め、実際に試料片にかかった負荷(電磁力)には、圧子
の変位に要した力が含まれているので、圧子の荷重を補
正する必要がある。この補正を行うのが試験モード3で
あって、図3に示すように、圧子への負荷から圧子に変
位を与えるための力を差し引いた実荷重(P)を求め、前
記式(2)に従ってダイナミック硬さが算出される。Specifically, the dynamic hardness of the surface layer was determined according to the following measurement method. The polyimide sheet on which the surface layer was formed was cut into a 5 mm square, and this sample piece was fixed to a glass plate with an instant adhesive. Next, an ultra-micro hardness tester (DU)
H-201S: manufactured by Shimadzu Corporation) to measure the penetration amount (d) of the indenter pushed into the sample piece,
Dynamic hardness was calculated. The measurement conditions are as follows. Measurement environment: 23 ° C., 55% RH Working indenter: regular triangular pyramid made of diamond with 115 ° facing angle (tip) Test mode: 3 (soft material test) Test load: 0.70 gf Loading speed: 0.0145 gf / sec Holding time : 5 sec Here, the soft material test in test mode 3 will be briefly described. In the dynamic hardness measuring device, a load is applied to the indenter by an electromagnetic force, and some of the generated force (60 to
80 μN / μm) is spent on displacement of the indenter. Therefore, since the load (electromagnetic force) actually applied to the sample includes the force required for displacement of the indenter, it is necessary to correct the load of the indenter. This correction is performed in the test mode 3, and as shown in FIG. 3, an actual load (P) obtained by subtracting a force for applying a displacement to the indenter from a load on the indenter is obtained, and according to the above equation (2). Dynamic hardness is calculated.
【0023】以上のようにして得られたダイナミック硬
さと、ホローキャラクターの発生レベルと間には、極め
て正確な相関があることが判明した。すなわち、後記表
1に示すように、中間転写ベルトの表面層のダイナミッ
ク硬さが10の場合、ホローキャラクターは殆ど発生し
ない。また、ダイナミック硬さが5でホローキャラクタ
ーの発生レベルが更に改善され、特にダイナミック硬さ
が3以下になると、ホローキャラクターは全く発生しな
くなる。これは、表面層(7b)のダイナミック硬さが1
0以下であると、前記二次転写部において、図4Aに示
すように、バイアスロール(10)の押圧力によって中間
転写ベルト(7)表面に充分に変形が生じ、かつ表面が凹
状に湾曲するために、ベルト(7)上のトナー像に集中す
る傾向にある押圧力が分散されるからである。その結
果、トナーは凝集することなく記録媒体(P)に転写さ
れ、トナー像がたとえライン画像であっても、該画像が
中抜けするホローキャラクターが抑制され、その画質欠
陥の発生を防止することができる(図4B)。このよう
に、本発明の画像形成装置においては、二次転写時にト
ナーが中間転写ベルト上に残留しないので、転写効率が
大幅に改善される。そのため、トナーの消費量が低く抑
えられ、ランニングコストを低減することができる。そ
れに留まらず、ベルトクリーナの寿命が大幅に延びるだ
けでなく、ベルト上の残留トナーが像担持体へ付着する
こともなくなるため、クリーニング装置等の寿命も大幅
に延ばすことができる。しかも、ベルト上に従来残留し
ていたトナーが画像形成装置内部で飛散することもなく
なるため、機内汚れに起因する保守点検に要する労力が
低減され、装置の信頼性が向上する。It has been found that there is an extremely accurate correlation between the dynamic hardness obtained as described above and the occurrence level of hollow characters. That is, as shown in Table 1 below, when the dynamic hardness of the surface layer of the intermediate transfer belt is 10, hollow characters hardly occur. Further, when the dynamic hardness is 5, the generation level of the hollow character is further improved. In particular, when the dynamic hardness is 3 or less, the hollow character is not generated at all. This is because the dynamic hardness of the surface layer (7b) is 1
4A, the surface of the intermediate transfer belt (7) is sufficiently deformed by the pressing force of the bias roll (10) in the secondary transfer portion as shown in FIG. 4A, and the surface is curved concavely. This is because the pressing force that tends to concentrate on the toner image on the belt (7) is dispersed. As a result, the toner is transferred onto the recording medium (P) without agglomeration, and even if the toner image is a line image, a hollow character in which the image falls through is suppressed, and the occurrence of image quality defects is prevented. (FIG. 4B). As described above, in the image forming apparatus of the present invention, since the toner does not remain on the intermediate transfer belt during the secondary transfer, the transfer efficiency is greatly improved. Therefore, the amount of toner consumption can be kept low, and the running cost can be reduced. In addition to this, not only the life of the belt cleaner is significantly extended, but also the residual toner on the belt does not adhere to the image carrier, so that the life of the cleaning device and the like can be significantly extended. In addition, since the toner which has conventionally remained on the belt does not scatter inside the image forming apparatus, the labor required for maintenance and inspection due to contamination inside the apparatus is reduced, and the reliability of the apparatus is improved.
【0024】[0024]
【実施例】以下、本発明を実施例によって具体的に説明
するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではな
い。 (画像形成装置)図5は本発明の画像形成装置として中
間転写ベルトを備えたデジタルカラー複写機の全体図で
ある。図5において、プラテン21上に載置した原稿
(図示せず)の下面に沿って移動する原稿照明用ランプ
22から出射して、原稿で反射した光を移動ミラーユニ
ット23、レンズ24、固定ミラー25を介して画像読
取部のCCDに収束させる。CCDは、多数の光電変換
素子により上記原稿画像を各色毎の電気信号に変換す
る。この電気信号は画像処理回路26に入力され、画像
処理回路26は各色毎に入力された原稿画像読取信号を
デジタル信号に変換して記憶する画像メモリを有してい
る。光書込制御装置27は、上記画像処理回路26の画
像データを所定のタイミングで読み出して、光ビーム書
込装置28に出力する。光ビーム書込装置28は、矢印
方向Aに回転する感光体ドラムからなる像担持体1に各
色に対応した静電潜像を書き込む。これらの番号22〜
28から前記画像書込手段6が構成される。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. (Image Forming Apparatus) FIG. 5 is an overall view of a digital color copying machine provided with an intermediate transfer belt as an image forming apparatus of the present invention. In FIG. 5, light emitted from a document illumination lamp 22 moving along the lower surface of a document (not shown) placed on a platen 21 and reflected by the document is reflected by a moving mirror unit 23, a lens 24, and a fixed mirror. The image is converged on the CCD of the image reading unit via the line 25. The CCD converts the original image into an electric signal for each color by using a large number of photoelectric conversion elements. The electric signal is input to the image processing circuit 26, and the image processing circuit 26 has an image memory that converts a document image reading signal input for each color into a digital signal and stores it. The optical writing control device 27 reads out the image data of the image processing circuit 26 at a predetermined timing and outputs it to the light beam writing device 28. The light beam writing device 28 writes an electrostatic latent image corresponding to each color on the image carrier 1 composed of a photosensitive drum rotating in the arrow direction A. These numbers 22 to
28 constitutes the image writing means 6.
【0025】像担持体1の周囲には、その表面を一様に
帯電させる帯電器2、像担持体1に書き込まれた静電潜
像を各色のトナー像に現像する現像ユニット3、各色の
トナー像を中間転写ベルト7に転写する一次転写ロール
4、クリーニングブレードおよび除電器を有するクリー
ニングユニット5が配置されている。上記現像ユニット
3は、K,Y,M,Cの各色トナーを収容した現像器を
有し、それぞれ各色のトナーで上記静電潜像を現像して
可視化する。上記中間転写ベルト7は、テンションロー
ル8a,8b,8cおよびバックアップロール9に張架
され、像担持体1表面に当接しながらその接線方向に走
行する。未定着トナー像を担持する転写ベルト7の表面
側には、バックアップロール9およびテンションロール
8aに対向して、それぞれバイアスロール10およびベ
ルトクリーナ11が配置されている。バックアップロー
ル9には、トナーと同極性の二次転写電圧が印加される
電極ロール12が押接している。また、バイアスロール
10とベルトクリーナ11の間には、二次転写されたト
ナー像を担持する用紙Pを転写ベルト7から剥がす剥離
爪29が配置されている。バイアスロール10表面に
は、ポリウレタンで成形されたクリーニングブレード3
0が常時当接していて、転写工程等で付着したトナー粒
子や紙粉等の異物が除去される。Around the image carrier 1, a charger 2 for uniformly charging the surface, a developing unit 3 for developing the electrostatic latent image written on the image carrier 1 into a toner image of each color, A primary transfer roll 4 for transferring the toner image to the intermediate transfer belt 7, a cleaning unit 5 having a cleaning blade and a static eliminator are arranged. The developing unit 3 has a developing device containing toner of each color of K, Y, M, and C, and develops and visualizes the electrostatic latent image with the toner of each color. The intermediate transfer belt 7 is stretched around tension rolls 8 a, 8 b, 8 c and a backup roll 9, and runs in a tangential direction while contacting the surface of the image carrier 1. A bias roll 10 and a belt cleaner 11 are disposed on the front side of the transfer belt 7 that carries the unfixed toner image, facing the backup roll 9 and the tension roll 8a. An electrode roll 12 to which a secondary transfer voltage having the same polarity as the toner is applied is pressed against the backup roll 9. In addition, between the bias roll 10 and the belt cleaner 11, a peeling claw 29 for peeling the paper P carrying the secondary-transferred toner image from the transfer belt 7 is arranged. A cleaning blade 3 made of polyurethane is provided on the surface of the bias roll 10.
0 is always in contact, and foreign matters such as toner particles and paper dust adhered in the transfer step and the like are removed.
【0026】画像形成装置U本体の下部には抽出自在の
給紙トレイ13が設けられ、その上方にピックアップロ
ーラ31が配置されている。このピックアップローラ3
1の下流側には、用紙Pの重送を防止する一対のフィー
ドロール32、用紙搬送ロール33、用紙Pを案内する
ガイド部材34およびレジストロール35が順次配置さ
れている。前記二次転写部の下流側には、二次転写され
たトナー像を担持した用紙Pを搬送する搬送ベルト3
6、用紙P上の未定着トナー像を定着処理する定着装置
14、定着画像が形成された用紙Pを機外に排出する一
対の排出ロール37、および排出された用紙Pを載置す
る排紙トレイ38が順次配置されている。An extractable paper feed tray 13 is provided below the main body of the image forming apparatus U, and a pickup roller 31 is arranged above the paper feed tray 13. This pickup roller 3
A pair of feed rolls 32 for preventing double feeding of the paper P, a paper transporting roll 33, a guide member 34 for guiding the paper P, and a registration roll 35 are sequentially arranged downstream of 1. On the downstream side of the secondary transfer section, a transport belt 3 for transporting a sheet P carrying the secondary-transferred toner image
6. A fixing device 14 for fixing an unfixed toner image on the paper P, a pair of discharge rolls 37 for discharging the paper P on which the fixed image has been formed to the outside of the apparatus, and a paper discharge on which the discharged paper P is placed. The trays 38 are sequentially arranged.
【0027】(画像形成装置の作用)矢印方向Aに回転
する像担持体1は、帯電器2により表面が所定の電位に
帯電され、光ビーム書込装置28により静電潜像が書き
込まれる。像担持体1上の静電潜像は現像ユニット3に
よりトナー像に現像される。このトナー像の形成は、最
初に第1色目のトナー像が形成され、以降像担持体1が
1回転する毎に、第2色目から第4色目までのトナー像
が形成される。本実施例では、K,Y,M,C色のトナ
ー像が順次形成されるようになっている。像担持体1表
面は、トナー像が中間転写ベルト7に転写された後、ク
リーニングユニット5により残留トナーおよび電荷が除
去される。ここで、前記光書込制御装置27では、最初
に第1色目のK色に画像処理されたデジタル信号を読出
して光ビーム書込装置28に出力する。この書込装置2
8は像担持体1表面にK色に対応した静電潜像を書き込
む。K色に対応した静電潜像は現像ユニット3内の現像
器KによりK色の可視化されたトナー像に現像され、一
次転写部へ移動する。一次転写部において、中間転写ベ
ルト7の裏面側に配置された一次転写ロール4からトナ
ー像にその帯電極性とは逆極性の電界を作用させること
により、一次転写部に到達したK色のトナー像を静電的
に転写ベルト7に吸着させつつ、転写ベルト7の矢印方
向Bの走行で一次転写させる。(Operation of the Image Forming Apparatus) The surface of the image carrier 1 rotating in the direction of arrow A is charged to a predetermined potential by the charger 2, and an electrostatic latent image is written by the light beam writing device 28. The electrostatic latent image on the image carrier 1 is developed into a toner image by the developing unit 3. In the formation of the toner image, the first color toner image is formed first, and thereafter, every time the image carrier 1 makes one rotation, the second color to the fourth color toner images are formed. In this embodiment, K, Y, M, and C toner images are sequentially formed. After the toner image is transferred to the intermediate transfer belt 7 on the surface of the image carrier 1, the residual toner and the charge are removed by the cleaning unit 5. Here, the optical writing control device 27 first reads out the digital signal image-processed to the first K color and outputs it to the light beam writing device 28. This writing device 2
Reference numeral 8 writes an electrostatic latent image corresponding to the K color on the surface of the image carrier 1. The electrostatic latent image corresponding to the color K is developed by the developing unit K in the developing unit 3 into a visualized toner image of the color K, and moves to the primary transfer unit. In the primary transfer section, an electric field having a polarity opposite to the charging polarity is applied to the toner image from the primary transfer roll 4 disposed on the back surface side of the intermediate transfer belt 7 so that the K color toner image reaches the primary transfer section. Is electrostatically adsorbed to the transfer belt 7, and primary transfer is performed by traveling the transfer belt 7 in the arrow direction B.
【0028】中間転写ベルト7は、Kトナー像を吸着担
持したまま像担持体1と同一周期で走行する。1色目の
Kトナー像の転写が終了すると、光書込制御装置27か
らの出力によりブルーのフィルタで色分解された光像に
対応する静電潜像の書込が開始される。そして、Kトナ
ー像を担持した転写ベルト7の転写開始位置が一次転写
部に到達すると、一次転写ロール4によって2色目のY
トナー像の転写が行われる。続いて、グリーン,レッド
のフィルタで色分解された光像に対応する静電潜像が現
像器M,Cにより可視化され、Mトナー像およびCトナ
ー像の転写が上記Yトナー像の転写と同様に行われる。
このようして、各色に重ね合わされた多重トナー像が中
間転写ベルト7上に形成される。この各色のトナー像が
転写ベルト7上に一次転写されるまでは、転写ベルト7
の表面側に配置された前記バイアスロール10,剥離爪
29およびベルトクリーナ11は、転写ベルト7から離
間した退避位置に保持されている。The intermediate transfer belt 7 runs in the same cycle as the image carrier 1 while adsorbing and carrying the K toner image. When the transfer of the K toner image of the first color is completed, writing of the electrostatic latent image corresponding to the light image color-separated by the blue filter is started by the output from the optical writing control device 27. Then, when the transfer start position of the transfer belt 7 carrying the K toner image reaches the primary transfer portion, the primary transfer roll 4 causes the Y transfer of the second color.
The transfer of the toner image is performed. Subsequently, the electrostatic latent images corresponding to the light images separated by the green and red filters are visualized by the developing devices M and C, and the transfer of the M toner image and the C toner image is performed in the same manner as the transfer of the Y toner image. Done in
In this way, a multiple toner image superimposed on each color is formed on the intermediate transfer belt 7. Until the toner images of each color are primarily transferred onto the transfer belt 7, the transfer belt 7
The bias roll 10, the peeling claw 29, and the belt cleaner 11, which are disposed on the surface side of the transfer belt 7, are held at a retracted position separated from the transfer belt 7.
【0029】一方、給紙トレイ13に収容された用紙P
は、ピックアップローラ31により所定のタイミングで
1枚ずつ取り出され、一対のフィードロール32、用紙
搬送ロール33により給紙され、一対のレジストロール
35で一旦停止される。用紙Pは、その後中間転写ベル
ト7上に転写された各色(K,Y,M,C)の多重トナ
ー像が二次転写部に移動してくるのと同期して、レジス
トロール35から二次転写部に搬送される。二次転写部
において、バイアスロール10は中間転写ベルト7を介
してバックアップロール9に圧接した状態にある。そし
て、搬送されてきた用紙Pは、ロール9,10間の圧接
搬送および転写ベルト7の走行によって二次転写部を通
過する。この際、トナー像の帯電極性と同極性の転写電
圧を電極ロール12に印加することにより、転写ベルト
7に吸着担持されていた多重トナー像が転写ベルト7表
面から用紙Pに二次転写される。On the other hand, the paper P stored in the paper feed tray 13
Are taken out one by one by a pickup roller 31 at a predetermined timing, fed by a pair of feed rolls 32 and a paper transport roll 33, and temporarily stopped by a pair of registration rolls 35. The sheet P is then transferred from the registration roll 35 to the secondary transfer section in synchronization with the transfer of the multiple toner images of each color (K, Y, M, C) transferred onto the intermediate transfer belt 7 to the secondary transfer section. It is transported to the transfer section. In the secondary transfer section, the bias roll 10 is in pressure contact with the backup roll 9 via the intermediate transfer belt 7. Then, the conveyed sheet P passes through the secondary transfer section by the press-contact conveyance between the rolls 9 and 10 and the traveling of the transfer belt 7. At this time, by applying a transfer voltage having the same polarity as the charging polarity of the toner image to the electrode roll 12, the multiple toner image adsorbed and carried on the transfer belt 7 is secondarily transferred to the sheet P from the surface of the transfer belt 7. .
【0030】以上フルカラー画像の転写について述べて
きたが、モノカラー画像を形成する場合は、中間転写ベ
ルト7上に一次転写された例えばK色のトナー像が二次
転写部に移動してきた時、直ちにトナー像は用紙Pに転
写される。2色または3色のカラー画像を形成する場合
は、所望の色相を選択して、多色トナー像が二次転写部
に移動してきた時、トナー像を用紙Pに転写すればよ
い。上述のようにして、トナー像が所望の色相に転写さ
れた用紙Pは、剥離爪29の作動により剥離され、搬送
ベルト36に載置されて定着装置14に搬送される。こ
の定着装置14において、未定着トナー像を固定して永
久画像に定着処理した後、用紙Pは一対の排出ロール3
7により排紙トレイ38に排出される。二次転写が完了
すると、中間転写ベルト7は、二次転写部の下流側に設
けられたベルトクリーナ11によりクリーニングされ、
次の転写に備える。Although the transfer of a full-color image has been described above, when a mono-color image is formed, for example, when a K-color toner image primarily transferred on the intermediate transfer belt 7 moves to a secondary transfer portion, The toner image is immediately transferred to the paper P. When a two-color or three-color image is formed, a desired hue may be selected, and when the multicolor toner image moves to the secondary transfer unit, the toner image may be transferred to the paper P. As described above, the paper P on which the toner image has been transferred to the desired hue is peeled by the operation of the peeling claw 29, placed on the transport belt 36, and transported to the fixing device 14. After fixing the unfixed toner image to the permanent image in the fixing device 14, the sheet P is transferred to a pair of discharge rolls 3.
7, the paper is discharged to the paper discharge tray 38. When the secondary transfer is completed, the intermediate transfer belt 7 is cleaned by a belt cleaner 11 provided on the downstream side of the secondary transfer unit,
Prepare for the next transfer.
【0031】(中間転写ベルトの製造)以下の組成にお
いて、その割合を示す「部」は「重量部」を意味する。 実施例1 前記ユーピレックスSを樹脂成分としてN−メチルピロ
リドンを溶媒とするポリイミドワニス(耐熱皮膜用Uワ
ニス−S:宇部興産(株)製)に、その樹脂成分100部
に対してカーボンブラック18部を添加してミキサーで
混合した。得られた製膜原液を直径168mm,高さ5
00mmのステンレススチール製円筒金型に注入し、1
20℃の熱風で120分間乾燥させながら遠心形成し
た。次いで、半硬化状態で脱型した円筒状フィルムを鉄
芯に被せ、30分かけて120℃から350℃に昇温し
て溶媒を蒸発させた後、更に450℃で20分間加熱し
て、ポリアミド酸を脱水縮合させる本硬化を行った。得
られた80μm厚のカーボンブラック分散ポリイミドフ
ィルムを320mm幅に切削して、シームレスベルト基
材(7a)を形成した。一方、表面層形成用成分として、
直鎖状のポリエステル樹脂(前記バイロン30SS)8
0部,メラミン樹脂(スーパーベッカミンG−821−
60:東洋紡(株)製)20部およびカーボンブラック
(FW200:テグサ社製)5部をサンドミルで混合し
た。得られた表面層形成用成分100部をキシレン10
0部に希釈して粘度調整を行い、導電性塗料を調製し
た。この導電性塗料をベル型静電塗装機(ランズバーグ
インダストリー社製)により、上記ベルト基材(7a)表
面にコーティングした後、160℃で30分間加熱して
50μm厚の表面層(7b)を形成した。表面層(7b)の
硬度を前述の測定法に従って求めたところ、ダイナミッ
ク硬さは1.6 であった。(Production of Intermediate Transfer Belt) In the following composition, "parts" indicating the ratio means "parts by weight". Example 1 A polyimide varnish (U varnish for heat-resistant film-S: manufactured by Ube Industries, Ltd.) using Iupirex S as a resin component and N-methylpyrrolidone as a solvent, and 18 parts of carbon black with respect to 100 parts of the resin component Was added and mixed with a mixer. The obtained membrane-forming stock solution was 168 mm in diameter and 5 in height.
Inject into a 00 mm stainless steel cylindrical mold,
It was centrifuged while drying with hot air at 20 ° C. for 120 minutes. Then, the cylindrical film removed from the semi-cured state is covered with an iron core, and the temperature is increased from 120 ° C. to 350 ° C. over 30 minutes to evaporate the solvent. The main curing of dehydrating and condensing the acid was performed. The obtained carbon black-dispersed polyimide film having a thickness of 80 μm was cut into a width of 320 mm to form a seamless belt substrate (7a). On the other hand, as a component for forming a surface layer,
Linear polyester resin (byron 30SS) 8
0 parts, melamine resin (Super Beckamine G-821)
60: manufactured by Toyobo Co., Ltd.) and 5 parts of carbon black (FW200: manufactured by Tegusa) were mixed by a sand mill. 100 parts of the obtained surface layer forming component was xylene 10
The viscosity was adjusted by diluting to 0 part to prepare a conductive paint. This conductive paint is coated on the surface of the above-mentioned belt base material (7a) by a bell-type electrostatic coating machine (manufactured by Ransberg Industries), and then heated at 160 ° C. for 30 minutes to form a 50 μm thick surface layer (7b). Formed. When the hardness of the surface layer (7b) was determined according to the measurement method described above, the dynamic hardness was 1.6.
【0032】実施例2 カーボンブラックを分散させたFEP含有のフッ素ゴム
系塗料(前記ダイエルラテックスNF−915)を実施
例1と同様にして形成されたベルト基材表面にスプレー
コーティングした後、250℃で20分間加熱して、5
0μm厚の表面層を形成した。この表面層は、ダイナミ
ック硬さが1.3 であり、表面に2μm厚のFEP樹脂
層が形成されていた。Example 2 An FEP-containing fluororubber-based coating material in which carbon black was dispersed (the above-mentioned Daiel Latex NF-915) was spray-coated on the surface of the belt base material formed in the same manner as in Example 1, and then 250 Heat at 20 ° C for 20 minutes,
A surface layer having a thickness of 0 μm was formed. This surface layer had a dynamic hardness of 1.3, and a 2 μm thick FEP resin layer was formed on the surface.
【0033】実施例3 導電性金属酸化物として、酸化錫系導電剤で被覆された
平均粒子径0.4μmの硫酸バリウム(前記パストラン
Type−IV)をγ−アミノプロピルトリエトキシシランで
表面処理したものを用いた。この導電性金属酸化物を実
施例1で用いたポリイミドワニスの樹脂成分100部に
対して37部添加して、ミキサーで充分に混合した。得
られた製膜原液をステンレススチール製シート上に厚さ
300μmに均一に流延し、120℃の雰囲気で120
分乾燥させた後、更に150℃で30分、200℃で3
0分、250℃で60分、350℃で30分、420℃
で30分と段階的に昇温して、75μm厚のポリイミド
シートを得た。成形されたポリイミドシートを長さ54
0mm,幅320mmに切削した後、シートの一端部1
0mmに一液性弾性接着剤(スーパーX−8008;セ
メダイン(株)製)を塗布し、両端部を接合してシームレ
スベルト基材を形成した。その後、実施例1と同様にし
てダイナミック硬さ1.6 の表面層を形成した。Example 3 As a conductive metal oxide, barium sulfate coated with a tin oxide-based conductive agent and having an average particle diameter of 0.4 μm (the above-mentioned pastelane) was used.
Type-IV) whose surface was treated with γ-aminopropyltriethoxysilane was used. 37 parts of this conductive metal oxide was added to 100 parts of the resin component of the polyimide varnish used in Example 1, and the mixture was sufficiently mixed with a mixer. The obtained film-forming stock solution was uniformly cast on a stainless steel sheet to a thickness of 300 μm,
And dried at 150 ° C for 30 minutes and 200 ° C for 3 minutes.
0 minutes, 250 ° C for 60 minutes, 350 ° C for 30 minutes, 420 ° C
For 30 minutes to obtain a 75 μm-thick polyimide sheet. Molded polyimide sheet with length 54
After cutting to 0 mm and width 320 mm, one end 1 of the sheet
A one-component elastic adhesive (Super X-8008; manufactured by Cemedine Co., Ltd.) was applied to 0 mm, and both ends were joined to form a seamless belt base material. Thereafter, a surface layer having a dynamic hardness of 1.6 was formed in the same manner as in Example 1.
【0034】実施例4 厚さを20μmとした以外は、実施例2と同様にして、
実施例1と同じベルト基材上に表面層を形成した。その
ダイナミック硬さは2.3 であった。 実施例5 カーボンブラックを分散させたPFA含有のフッ素ゴム
系塗料(ダイエルラテックスDPS−231RD:ダイ
キン工業(株)製)を実施例3と同じベルト基材表面にス
プレーコーティングした。その後、実施例2と同様にし
て20μm厚の表面層を形成した。そのダイナミック硬
さは5であった。 実施例6 ポリエステル樹脂としてバイロンGM800(東洋紡
(株)製)を用いた以外は、実施例1と同様にして、実施
例3と同じベルト基材表面に20μm厚の表面層を形成
した。そのダイナミック硬さは10であった。Example 4 The procedure of Example 2 was repeated, except that the thickness was changed to 20 μm.
A surface layer was formed on the same belt substrate as in Example 1. Its dynamic hardness was 2.3. Example 5 A PFA-containing fluororubber-based coating material (Daily Latex DPS-231RD: manufactured by Daikin Industries, Ltd.) in which carbon black was dispersed was spray-coated on the same belt substrate surface as in Example 3. Thereafter, a surface layer having a thickness of 20 μm was formed in the same manner as in Example 2. Its dynamic hardness was 5. Example 6 Byron GM800 (Toyobo) as a polyester resin
A surface layer having a thickness of 20 μm was formed on the same belt base material as in Example 3 in the same manner as in Example 1 except that the above-mentioned method was used. Its dynamic hardness was 10.
【0035】比較例1 カーボンブラック分散のFEVE系塗料(デュフロンK
300:日本ペイント(株)製)を実施例3と同じベルト
基材表面にスプレーコーティング法で塗布した後、21
0℃で20分間加熱して、20μm厚の表面層を形成し
た。そのダイナミック硬さは15であった。 比較例2 実施例1と同じシームレスベルト基材をそのまま中間転
写ベルトとして、後記の画質評価試験に供した。ベルト
のダイナミック硬さは22であった。 比較例3 カーボンブラック分散のPVDF系塗料(デュフロンK
500:日本ペイント(株)製)を実施例1と同じベルト
基材表面にコーティングした後、比較例1と同様にして
50μm厚の表面層を形成した。そのダイナミック硬さ
は24.5であった。Comparative Example 1 An FEVE-based paint (Duflon K) in which carbon black is dispersed
300: Nippon Paint Co., Ltd.) was applied to the same belt substrate surface as in Example 3 by the spray coating method.
Heating was performed at 0 ° C. for 20 minutes to form a surface layer having a thickness of 20 μm. Its dynamic hardness was 15. Comparative Example 2 The same seamless belt base material as in Example 1 was used as an intermediate transfer belt as it was in an image quality evaluation test described below. The dynamic hardness of the belt was 22. Comparative Example 3 PVDF-based coating material dispersed with carbon black (Duflon K
500: Nippon Paint Co., Ltd.) was coated on the same belt substrate surface as in Example 1, and then a 50 μm thick surface layer was formed in the same manner as in Comparative Example 1. Its dynamic hardness was 24.5.
【0036】(中間転写ベルト材料の機械特性試験)実
施例1,3で製造されたベルト材料における基材のヤン
グ率(引張弾性率)をJIS K 7127に準拠して、
25×250mmの短冊試験片を用い、引張速度20m
m/分で測定した。その結果、ヤング率はいずれも62
000kg/cm2 であった。 (画質評価試験) 試験用画像形成装置 実施例1〜6および比較例1〜3の各中間転写ベルトを
図5に示す前述の画像形成装置に装着して、コピーテス
トを行った。この画像形成装置における中間転写ベルト
(7)以外の二次転写部材の具体的な構成は次のとおりで
ある。バックアップロール(9)として、外径15mmの
SUS製シャフト上に厚さ1.2mmのEPDM系ゴム
材料コートの5.3mm 厚に成形された発泡EPDMゴ
ムロールを用いた。表面のEPDM系ゴム材料は、アセ
チレンブラック(電気化学(株)製)およびサーマルブラ
ック(旭カーボン(株)製)を分散させたNBRとEPD
Mを重量比で4:6にブレンドしたゴム材料(NE4
0:日本合成ゴム(株)製)からなる。バックアップロー
ル(9)のゴム硬度はアスカーCで70°である。バイア
スロール(10)として、外径15mmのSUS製シャフ
ト上に膜厚20μmの導電性フッ素樹脂コートの6.5
mm厚に成形された導電性発泡ウレタンゴムロールを用
いた。そのゴム硬度はアスカーCで20°である。ロー
ル(9),ロール(10)の外径はいずれも 28.0mmで
あり、中間転写ベルト(7)へのバイアスロール(10)の
押圧力は 5.0kgf(トータル荷重)である。電極ロ
ール(12)として、外径14mmのSUS製金属ロール
を用い、このロールには−2kVの電圧が印加される。(Mechanical Property Test of Intermediate Transfer Belt Material) The Young's modulus (tensile modulus) of the base material in the belt materials manufactured in Examples 1 and 3 was determined in accordance with JIS K7127.
Using a strip test piece of 25 × 250 mm, pulling speed 20 m
It was measured in m / min. As a result, the Young's modulus was 62
000 kg / cm 2 . (Image Quality Evaluation Test) Test Image Forming Apparatus Each intermediate transfer belt of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 3 was mounted on the above-described image forming apparatus shown in FIG. 5 and a copy test was performed. Intermediate transfer belt in this image forming apparatus
The specific configuration of the secondary transfer member other than (7) is as follows. As the backup roll (9), a 5.3 mm thick foamed EPDM rubber roll formed by coating a 1.2 mm thick EPDM rubber material on a SUS shaft having an outer diameter of 15 mm was used. EPDM rubber materials on the surface include NBR and EPD in which acetylene black (manufactured by Denki Kagaku) and thermal black (manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.) are dispersed.
Rubber material (NE4) in which M is blended in a weight ratio of 4: 6.
0: manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.). The rubber hardness of the backup roll (9) is 70 ° for Asker C. As a bias roll (10), a 20 μm-thick conductive fluororesin coat 6.5 on a SUS shaft having an outer diameter of 15 mm.
A conductive urethane foam rubber roll molded to a thickness of mm was used. The rubber hardness of Asker C is 20 °. The outer diameter of each of the rolls (9) and (10) is 28.0 mm, and the pressing force of the bias roll (10) on the intermediate transfer belt (7) is 5.0 kgf (total load). A SUS metal roll having an outer diameter of 14 mm is used as the electrode roll (12), and a voltage of -2 kV is applied to this roll.
【0037】コピーテスト 平均粒子径 6.5μmのトナーおよび記録媒体としてO
HPシートを用い、以上の画像形成装置をプロセススピ
ード160mm/sec で運転した。得られたライン画像
をルーペで拡大し、ホローキャラクター(DH)発生の
状況を下記の基準に従って、目視により評価した。な
お、このコピーテストでは、Y,M色のトナー(2色)
およびY,M,C色のトナー(3色)が用いられ、二次
転写部においてこれらの多重トナー像がOHPシート上
に転写された。その評価結果を表1に示す。 ◎ : ホローキャラクターの発生全くなし 〇 : ホローキャラクターの発生殆どなし △ : ホローキャラクターの発生若干あり × : ホローキャラクターの顕著な発生ありCopy Test A toner having an average particle diameter of 6.5 μm and O as a recording medium
Using an HP sheet, the above image forming apparatus was operated at a process speed of 160 mm / sec. The obtained line image was enlarged with a loupe, and the state of occurrence of a hollow character (DH) was visually evaluated according to the following criteria. In this copy test, toners of Y and M colors (two colors)
And toners of three colors (Y, M, and C) were used, and these multiple toner images were transferred onto the OHP sheet in the secondary transfer portion. Table 1 shows the evaluation results. ◎: There is no occurrence of hollow characters ホ: There is almost no occurrence of hollow characters △: There are some occurrences of hollow characters ×: There is remarkable occurrence of hollow characters
【0038】[0038]
【表1】 [Table 1]
【0039】表1に示すように、中間転写ベルト表面の
ダイナミック硬さが低下するほど、ホローキャラクター
発生のレベルが低下している。すなわち、ベルト表面の
硬度と得られる画質の間に相関がある。表1において、
表面層のダイナミック硬さが10以下である各実施例で
は、ホローキャラクターが殆ど発生せず、実用上問題と
ならないレベルであった。そして、好ましいダイナミッ
ク硬さは5以下特に3以下であることが分かる。一方、
表面層のダイナミック硬さが10より高い各比較例では
ホローキャラクターが発生し、特に表面層のダイナミッ
ク硬さが 24.5の比較例3では顕著なホローキャラク
ターの発生がみられた。また、2色のトナーと3色のト
ナーを用いたときでは、パイルハイトの低い前者の方が
ホローキャラクターの発生は低レベルであるが、表面層
の厚さを充分に確保することにより、表面層のダイナミ
ック硬さを低下させることが可能であるので、本発明は
フルカラー画像形成装置に好適に適用される。As shown in Table 1, as the dynamic hardness of the surface of the intermediate transfer belt decreases, the level of occurrence of hollow characters decreases. That is, there is a correlation between the hardness of the belt surface and the obtained image quality. In Table 1,
In each of the examples in which the dynamic hardness of the surface layer was 10 or less, hollow characters hardly occurred, and the level was not a problem in practical use. It can be seen that the preferred dynamic hardness is 5 or less, particularly 3 or less. on the other hand,
Hollow characters were generated in Comparative Examples in which the dynamic hardness of the surface layer was higher than 10, and in particular, Comparative Example 3 in which the dynamic hardness of the surface layer was 24.5 showed remarkable hollow characters. When two color toners and three color toners are used, the former having a lower pile height has a lower level of occurrence of hollow characters, but by ensuring a sufficient thickness of the surface layer, Therefore, the present invention is suitably applied to a full-color image forming apparatus.
【0040】[0040]
【発明の効果】本発明における中間転写ベルトは、表面
層のダイナミック硬さが10以下と柔軟であるので、バ
イアスロールの押圧力に追随してベルト表面が変形す
る。そのため、記録媒体上にホローキャラクターの発生
による画質欠陥の発生がなく、高品質の転写画像が安定
して得られる。According to the present invention, since the intermediate transfer belt of the present invention has a flexible surface layer having a dynamic hardness of 10 or less, the belt surface is deformed following the pressing force of the bias roll. Therefore, there is no occurrence of image quality defects due to the occurrence of hollow characters on the recording medium, and a high-quality transferred image can be stably obtained.
【図1】 主要構成部材を備えた中間転写ベルト方式の
画像形成装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an image forming apparatus of an intermediate transfer belt type having main components.
【図2】 本発明における中間転写ベルトの断面構造を
示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional structure of an intermediate transfer belt according to the present invention.
【図3】 ダイナミック硬さの算出時に補正される荷重
の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a load corrected at the time of calculating a dynamic hardness.
【図4】 本発明の中間転写ベルトにおけるホローキャ
ラクター発生の抑制メカニズムと、記録媒体上に二次転
写されたトナー像を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing a mechanism for suppressing generation of hollow characters in an intermediate transfer belt of the present invention and a toner image secondarily transferred onto a recording medium.
【図5】 本発明の一実施例として示す画像形成装置の
全体図である。FIG. 5 is an overall view of an image forming apparatus shown as one embodiment of the present invention.
【図6】 従来のホローキャラクター発生のメカニズム
とその発生状況を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a conventional mechanism of generating a hollow character and a state of the generation.
U…画像形成装置、P…記録媒体、1…像担持体、3…
現像装置、7…中間転写ベルト、7a…基材、7b…表
面層、10…バイアスロール。U: image forming apparatus, P: recording medium, 1: image carrier, 3 ...
Developing device, 7: intermediate transfer belt, 7a: base material, 7b: surface layer, 10: bias roll.
Claims (6)
像担持体と、像担持体に形成された静電潜像をトナーに
よりトナー像として可視化する現像装置と、像担持体上
に担持されたトナー像が一次転写される中間転写ベルト
と、中間転写ベルト上の未定着トナー像を記録媒体に二
次転写するバイアスロールとを備え、上記中間転写ベル
トはその層構造が少なくとも基材と表面層を有する複数
層のベルト材料からなり、表面層の硬度がダイナミック
硬さで10以下であることを特徴とする画像形成装置。An image carrier on which an electrostatic latent image corresponding to image information is formed; a developing device for visualizing the electrostatic latent image formed on the image carrier as a toner image with toner; An intermediate transfer belt on which the toner image carried on the intermediate transfer belt is primarily transferred; and a bias roll for secondary transferring the unfixed toner image on the intermediate transfer belt to a recording medium. The intermediate transfer belt has at least a layer structure. An image forming apparatus comprising a plurality of layers of a belt material having a material and a surface layer, wherein the hardness of the surface layer is 10 or less in dynamic hardness.
分とする請求項1記載の画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein said surface layer comprises a polyester resin as a constituent.
素樹脂を構成成分とする請求項1記載の画像形成装置。3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein said surface layer comprises a fluorine resin modified with a rubber material as a constituent.
たポリイミド樹脂からなる請求項1記載の画像形成装
置。4. The image forming apparatus according to claim 1, wherein said substrate is made of a polyimide resin in which carbon black is dispersed.
たポリイミド樹脂からなる請求項1記載の画像形成装
置。5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the base is made of a polyimide resin in which a conductive metal oxide is dispersed.
kg/cm2 以上である請求項4または5記載の画像形
成装置。6. The base material has a Young's modulus of 30,000.
The image forming apparatus according to claim 4, wherein the weight is not less than kg / cm 2 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24124197A JPH1184913A (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Image forming device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24124197A JPH1184913A (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Image forming device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1184913A true JPH1184913A (en) | 1999-03-30 |
Family
ID=17071313
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24124197A Pending JPH1184913A (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Image forming device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1184913A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002091212A (en) * | 2000-09-20 | 2002-03-27 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing belt and fixing device |
EP1205821A3 (en) * | 2000-10-27 | 2003-05-21 | Xerox Corporation | Polyanaline and carbon black filled polyimide intermediate transfer components |
JP2004310017A (en) * | 2003-03-25 | 2004-11-04 | Tokai Rubber Ind Ltd | Semiconductive seamless belt |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP24124197A patent/JPH1184913A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002091212A (en) * | 2000-09-20 | 2002-03-27 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing belt and fixing device |
EP1205821A3 (en) * | 2000-10-27 | 2003-05-21 | Xerox Corporation | Polyanaline and carbon black filled polyimide intermediate transfer components |
JP2004310017A (en) * | 2003-03-25 | 2004-11-04 | Tokai Rubber Ind Ltd | Semiconductive seamless belt |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040622 |