JPH09146385A

JPH09146385A - カラー画像形成装置の中間転写体

Info

Publication number: JPH09146385A
Application number: JP7307127A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Koyama; 小山　　剛; Takao Kawaguchi; 卓男川口; Tetsuo Ishikawa; 鉄雄石川; Masahiro Nakano; 雅弘中野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-11-27
Filing date: 1995-11-27
Publication date: 1997-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の中間転写体を構成する半導体ゴム層は形
成の際に、気泡の発生や接着剤層の不均一により凹凸が
発生し、画像形成の際に精度の良い画像が形成できない
という課題がある。【解決手段】中間転写体１４は、基体１４Ａ上に液状ゴ
ムを注型し硬化させることで半導体ゴム層１４Ｂが直接
形成されている。更に半導体ゴム層１４Ｂ上には絶縁層
14Ｃが形成されていて２層構造から成る。【効果】上記の構成とすることで、絶縁層表面の凹凸に
よる画像不良がなくなった。また、半導体ゴム層１４Ｂ
はスポンジ状に気泡を発生させてないので表面の絶縁層
１４Ｃで体積抵抗値が均一になり画像濃度ムラがない。
また、従来の中間転写体に比べて２層構造と簡略化した
ので加工が容易で原価低減を図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機，レーザービ
ームプリンター等のカラー画像形成装置に係り、特に感
光体上で形成したトナー画像を一旦中間転写体上に転写
して、そこでカラートナー画像を形成する方式における
中間転写体に関する。

【０００２】

【従来の技術】感光体上に形成されたトナー画像を記録
媒体上に転写する前に、中間転写体上に転写し、中間転
写体上からトナー画像を記録媒体に転写し、前記トナー
画像を定着装置で記録媒体上に定着して画像を形成する
画像形成方式は、容易に多色画像を形成できることか
ら、カラー画像形成装置に採用されている。このような
中間転写方式を採用した画像形成装置の中間転写体の例
として、特開平1−198773号公報のように基体の外側に
順に弾性部材，導電性部材，絶縁性部材の３層構造のも
のがある。また、特開平4−335381 号公報には、基体の
外側に順に導電性スポンジ，導電性中間層，誘電性フィ
ルムの３層構造のものもある。また、特開平4−287070
号公報には金属ドラム上に導電性スポンジと誘電体フィ
ルムからなる２層構成の中間転写体が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、良質なカラー
画像を得るためには中間転写体の表面の細密平滑性と体
積抵抗値の均一性の２点が重要となる。ところで、従来
の方式で表面に凹凸を作り、細密平滑性と体積抵抗値の
均一性を阻害する要因としては、大別して２つの要因が
考えられる。

【０００４】第１の要因は、表面の面粗さが充分に平滑
でないという点であり、第２の要因は、厚み方向の電気
抵抗値の部位によるバラツキである。

【０００５】第１要因の表面平滑性については、２つの
原因が考えられる。その１つは、従来方式の既成の半導
体ゴム層を基体上に接着剤を介して貼り付けている場
合、その加工プロセスの制約により既成の半導体層表面
が切削加工仕上げをした状態となっているが、半導体ゴ
ム層が、ゴム質の素材からできているために硬質の素材
を仕上げるようには平滑性を出すことができなかった点
である。粗い仕上げ面の上に前記のごとくトナー離型性
に優れる絶縁層を塗布して設けるのであるが、この塗布
材料の材料組成を各種工夫してレべリング性を付与し平
滑になるようにしたものの、絶縁層の表面にもベースの
半導体ゴム層表面の切削加工跡が残ってしまうのが現状
であった。表面平滑性を下げるもう１つの原因は、接着
剤の塗布ムラに起因するものである。すなわち、既成の
半導体ゴム層を接着剤を介して基体上に固着させている
ので基体と半導体ゴム層間の接着剤の厚みムラにより表
面に凹凸ができ、画像不良を生じてしまう点である。

【０００６】第２要因の体積抵抗値ムラをもたらす原因
は、従来のようにミラブル型のゴム材料を使って半導体
ゴム層を形成する場合、生ゴムに架橋剤や安定剤等を混
合し素練り作業を行う際に、素材自体の粘性が非常に高
いために気泡が混入し易い。本構成のように比較的薄く
伸ばした形状でこの半導体ゴム層を利用するような場合
には、微小な気泡であっても厚み方向の電気抵抗値に与
える影響は問題となり、画像品質に直接影響する。ま
た、気泡が存在すると、前述のように半導体ゴム層表面
を切削加工する際に、一定圧で押し続けながら切削を行
うので、気泡部分のみが深く削れてしまうという不具合
の原因にもなる。この結果、前述の第１要因の表面に凹
凸ができ画像品質を間接的に落してしまう原因ともなり
うる。

【０００７】本発明の目的は、上記各問題点を解決し
た、中間転写体表面の細密平滑性と体積抵抗値の均一性
の確保した中間転写体を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、導電性の基体
上に、液状ゴムを注型したのち、これを架橋反応を生じ
せしめ所定の形状に固着させて半導体ゴム層を作り、そ
の表面をトナー離型性の良い絶縁層で覆う２層構成とし
たものである。

【０００９】基体上に液状ゴムを直接注型するため基体
と半導体ゴム層間に接着剤を介さず成形でき、充分に低
い粘度の液状ゴムを注型し、型に入れた後に硬化させる
という構成であるために基体と半導体ゴム層の隙間や半
導体ゴム層内に気泡を巻き込むという問題がない。

【００１０】また、基体との接着性を増すために液状ゴ
ム自体に接着性を向上させるための添加剤を分散配合さ
せたり、あるいは、注型工程を行う前に基体の表面に同
様の成分を持つ薬剤を塗布させる前処理を行うこともで
きる。

【００１１】また、注型用の型の内壁面を鏡面に仕上げ
ておくことにより、硬化物である半導体ゴム層の表面に
も鏡面が転写され、後工程としての切削，研摩工程が不
要となる。そのため表面の絶縁層は、凹凸ができず細密
平滑性は保たれる。かつ従来の中間転写体は３層構造で
あるところ本発明は、接着剤を介さないため２層構造と
なり容易で安価に加工できる。

【００１２】半導体ゴム層の表面は鏡面に仕上げてある
ので中間転写体表面と感光体や記録媒体の表面との密着
性が良くなりトナー潜像と中間転写体表面の接触洩れに
よる画像不良がなくなった。また、液状ゴムであるため
消泡材等を混入し良く撹拌して注型するので、半導体ゴ
ム層内の気泡等の不均一物による部分的体積抵抗値の偏
りがなくなり、電荷を帯びたトナーは中間転写体から記
録媒体へとムラなく転写される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面を
参照して説明する。まず、図２及び図３を用いて本発明
の中間転写体を構成部品として組み込んだ、カラー画像
形成装置の装置構成と動作原理を説明する。

【００１４】図２は、本発明の一実施例の画像形成装置
であるカラーレーザープリンターの外観図を示す。本体
１の右面下側には用紙カセット２が設けられている。ま
た、本体１の上面の上蓋３には印字された用紙がストッ
クされる。本体１の前面にはプリント制御とメッセージ
を表示するパネル４が設けられている。印字プロセスや
コンピュータとのインターフェイスの制御を行うコント
ローラ５は、本体１後側内部に配置されている。

【００１５】図３は、本実施例のカラーレーザープリン
ターの内部構成の概略図を示す。本体１の右より中央部
に３つの回転可能な軸１０によって張架されたベルト状
の感光体ベルト１１が設けられている。この感光体ベル
ト１１は、表面に感光体層（例えばＯＰＣ）があり、そ
の下に導電層（例えばアルミニウム）とを持つ２層の構
造になっていて（図示せず）、下層の導電層にはトナー
を中間転写体に転写するための電圧を印加できるように
なっている。感光体ベルト１１の長さは、ベルトに継目
があるので、少なくとも所望の画像の長さ以上なくては
ならない。本実施例においては、２画像分の長さに加え
てマージンとして感光体ベルト１１の環境や経時変化等
の周長変化よりはるかに大きい８cmを余計にとってい
る。また、感光体ベルト１１の端部にはベルトマークが
ベルトの継目から数mmの位置に設けてある。更に、感光
体ベルト１１は、Ｘ方向に動くようになっている。感光
体ベルト１１の近辺には、Ｘ方向に沿って順番に感光体
帯電器１２，露光手段１７，現像手段１３ａ，１３ｂ，
１３ｃ，１３ｄ，中間転写体１４，除電ランプ１５，ベ
ルト位置検出手段１８，クリーナ１６が設けられてい
る。また、中間転写体１４の周りには、中間転写クリー
ナ２４と前帯電器２５，ドラム位置検出手段２６が設け
られている。

【００１６】また記録媒体である用紙５０は、搬送ロー
ラ１９で１枚ずつ用紙カセットから繰り出され、レジス
トローラ２０で方向や傾きを修正され待機する。中間転
写体１４上にカラートナー画像が完成した時点でタイミ
ングを調整して転写ローラ２１へ搬送される。転写ロー
ラ２１や除電器２２は中間転写体上にカラートナー像が
完成するまで退避されている。カラートナー画像が完成
した時点で、転写ローラ２１は中間転写体１４に接触さ
せられ、中間転写体１４と転写ローラ２１の間を用紙５
０を通過する間に、中間転写体上のカラートナー画像は
用紙に転写される。カラートナー画像が転写された用紙
５０は定着装置２３に搬送される。ここで加熱，加圧さ
れることによって、カラートナー画像は用紙５０上に定
着され、本体１の外に排出される。なお中間転写クリー
ナ２４は、カラートナー画像が用紙５０上に転写された
あとで中間転写体に接触し、中間転写体１４上の用紙５
０に転写されなかった残留トナーを清掃する構成となっ
ている。

【００１７】感光体帯電器１２は、スコトロン帯電器で
あり、コロトロンワイヤーの放電及び、グリッド板の電
圧制御によって感光体を帯電する。

【００１８】露光手段１７は、半導体レーザ（図示せ
ず）の光を感光体ベルト上にスポット結像できるように
なっており、走査露光することによって感光体ベルト１
１上に潜像が形成される。

【００１９】現像手段１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ
である４台の現像装置は、同型のものであるが、それぞ
れに異なる色のトナー、例えば、イエロー，マゼンタ，
シアン，ブラックのトナーが収納されており、各色を現
像する。また、それぞれは独立に作動するようになって
いる。

【００２０】中間転写体１４は、図１（Ａ），図１
（Ｂ）に示すように、ドラム状円筒形状の導電性の基体
（例えば直径１０８mmのアルミニウムドラム）１４Ａ上
にゴム弾性を有する半導体ゴム層１４Ｂが形成された構
成となっている。半導体ゴム層の材質はポリオール成分
としてポリオキシプロピレングリコールをベースに用
い、イソシアネート成分としてメチレンジイソシアネー
トを用いた液状ウレタンで、混合物の硬化前の粘度は、
３５０ｍＰａ・ｓである。

【００２１】また、中間転写体の厚み方向の抵抗値が高
過ぎると感光体ベルトから記録媒体へと転写がされにく
いので、基体１４Ａと絶縁層１４Ｃ表面間の抵抗が１０
⁹Ωとなるように液状ウレタンに東海カーボン社製の微
小カーボン粉末、トーカブラック＃５５００Ｐを配合し
て、半導体ゴム層１４Ｂの体積抵抗値を(一般に１０⁴〜
１０¹²Ωcmにすれば良いが）本実施例では前記の配合に
より１０¹²Ωcmに調整し、厚みは１.５mm とした。

【００２２】半導体ゴム層１４Ｂの硬化後に型から抜け
易くするために注型前に型には、フッ素樹脂製の離型剤
を薄く塗っておいた。注型する際にはディスペンサーで
空気圧力５kgｆ／cm²を掛けて液状ゴムを流し込んだ。
注型後８０℃で６０分間加熱硬化させた。この構成にお
ける半導体ゴム層１４Ｂと基体１４Ａの間の接着力は、
半導体ゴム層１４Ｂを９０度剥離法により１０mm／分で
引き剥がした場合に約３０ｇ／cmであった。

【００２３】本構成ではこの接着力で充分な信頼性を得
ることができるが、更に高い接着力が必要な場合には注
型する液状ゴム自体に接着性を向上させるための添加剤
を分散配合させたり、あるいは、注型工程を行う前に基
体１４Ａの表面に同様の成分を持つ薬剤を塗布させる前
処理を行うと効果的である。ここで挙げた接着性を向上
させるための成分としては、シラン系のカップリング
剤，チタン系のカップリング剤が代表的な材料である。
また、半導体ゴム層１４Ｂの外側には、更に１層の絶縁
層１４Ｃが形成されている。絶縁層１４Ｃの材質は、フ
ッ素樹脂である。厚みが３０μｍとなるようにスプレー
塗布し１７０℃で１７分加熱硬化した。フッ素樹脂は、
中間転写体から記録媒体へとカラーのトナー潜像を転写
する際にトナーに対する離型性があるので表面層を形成
するのに適している。

【００２４】次に、他の実施例について説明する。

【００２５】本実施例では、基体１４Ａと絶縁層１４Ｃ
の材料と形状は先の実施例と同じとしている。異なる点
は、半導体ゴム層１４Ｂの厚みを２mmと実施例１より厚
くして太い注型ノズルを使えるようにし、液状ゴムの注
型と型抜きを先の実施例より速く行えるようにした点
と、そのために、体積抵抗値を調整するための配合成分
として導電性可塑剤を用いて半導体ゴム層１４Ｂの体積
抵抗値を１０¹¹Ωcmと低く調整している点である。従っ
て、基体１４Ａと絶縁層１４Ｃ表面間の抵抗は、先の実
施例と同様１０⁹Ω に調整してある。導電性可塑剤は、
協和醗酵社製のＭ−１７０であり、粘度は、３００ｍＰ
ａ・ｓで体積抵抗値は１０⁷Ωcm である。液状ゴムの体
積抵抗値調整の後の加工方法は、先の実施例と同じであ
る。

【００２６】本発明は、上記の実施例において例示した
配合成分や、寸法に限定されるものではない。必要に応
じて液状注型成分には、炭酸カルシウム，タルク，ガラ
ス等の無機充填成分や着色用顔料、あるいはリン酸エス
テルや、三酸化アンチモン，水酸化アルミニウム等の難
燃性付与成分を分散配合しても構わない。また、本実施
例では、液状ウレタンをベース樹脂成分として用いてい
るが、これに限定されるものではない。液状の樹脂で架
橋剤や硬化剤を混合して熱や紫外線等のエネルギーを与
えて反応硬化させるタイプの素材であれば何を用いても
構わない。これらの例としては、シリコーン系，フッ素
系，アクリル系，クロロプレン系等のゴム弾性を有する
素材が好適である。

【００２７】

【発明の効果】以上の記述のように、本発明の中間転写
体の半導体ゴム層１４Ｂの表面は、注型加工により細密
平滑性と体積抵抗値の均一性を確保しているので、中間
転写体１４表面の感光体や記録媒体との接触洩れによる
画像不良や、画像濃度ムラが起きない。かつ２層構造と
簡略化したので中間転写体１４の加工が容易になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例の中間転写体を示した図であ
る。

【図２】本発明の１実施例の画像形成装置の外観図。

【図３】本発明の１実施例の画像形成装置の縦断面図。

【符号の説明】

１…本体、２…用紙カセット、１０…軸、１１…感光体
ベルト、１２…感光体帯電器、１３ａ，１３ｂ,１３ｃ,
１３ｄ…現像手段、１４…中間転写体、１４Ａ…導電性
の基体、１４Ｂ…半導体ゴム層、１４Ｃ…絶縁層、１４
Ｄ…エンコーダ、１５…除電ランプ、１６…クリーナ、
１７…露光手段、１８…ベルト位置検出手段、１９…搬
送ローラ、２０…レジストローラ、２１…転写ローラ、
２２…除電器、２３…定着装置、２４…中間転写クリー
ナ、２５…前帯電器、２６…ドラム位置検出手段、５０
…用紙。

フロントページの続き (72)発明者石川鉄雄茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号株式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部内 (72)発明者中野雅弘茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号株式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】感光体上に形成した色の異なるトナー画像
を順次、中間転写体上に転写してカラートナー画像を形
成し、前記カラートナー画像を記録媒体上に転写して画
像を形成するカラー画像形成装置の中間転写体におい
て、前記中間転写体は、導電性の基体上に、液状ゴムを注型
したのち、これを架橋反応を生じせしめ所定の形状に固
着させて半導体ゴム層を形成し、前記半導体ゴム層の表
面をトナー離型性の良い絶縁層で覆う２層構成としたこ
とを特徴とするカラー画像形成装置の中間転写体。
【請求項２】請求項１において、前記半導体ゴム層が、
ポリウレタンゴム，シリコーンゴム，フッ素ゴム，アク
リロニトリル−ブタジエンゴム、または、ポリクロロプ
レンゴム等の液状ゴムからなることを特徴とするカラー
画像形成装置の中間転写体。
【請求項３】請求項１において、前記半導体ゴム層の外
側の絶縁層がフッ素高分子を基材とすることを特徴とす
るカラー画像形成装置の中間転写体。
【請求項４】請求項１において、前記半導体ゴム層の体
積抵抗値は１０⁴〜１０¹²Ωcm であることを特徴とする
カラー画像形成装置の中間転写体。
【請求項５】請求項１において、前記半導体ゴム層と前
記基体との接着力は２０ｇ／cm以上あることを特徴とす
るカラー画像形成装置の中間転写体。
【請求項６】請求項１において、前記半導体ゴム層の厚
さは０.２〜３mm であることを特徴とするカラー画像形
成装置の中間転写体。
【請求項７】請求項１において、前記半導体ゴム層の硬
度がショアーＡの硬度計で３０〜９５度であることを特
徴とするカラー画像形成装置の中間転写体。