JPH0926707A

JPH0926707A - 中間転写体

Info

Publication number: JPH0926707A
Application number: JP17578195A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Matsuura; 昌彦松浦; Seiji Kojima; 誠司小島
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1995-07-12
Filing date: 1995-07-12
Publication date: 1997-01-28

Abstract

(57)【要約】【目的】画像形成の繰り返しにともなう表面状態の変
化が抑制され、また、保護層を設けることによる基体層
表面の平滑化を防止することができる中間転写体を提供
する。【構成】表面にトナー像を一時的に保持する中間転写
体において、基体層と該基体層表面に形成されたプラズ
マ有機重合膜の表面保護層とを有することを特徴とする
中間転写体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やプリンター等
の画像形成装置に用いられる、トナー像を一時的に保持
する中間転写体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式の複写機やプリ
ンター等の、トナーを用いて画像形成を行う画像形成装
置においては、感光体ドラム等の像担持体上に形成され
たトナー像が一旦転写（一次転写）され、ついで、これ
を用紙などの記録媒体に再度転写（二次転写）するため
の中間転写体を備えたものが提案されている。

【０００３】中間転写体を用いた画像形成プロセスにお
いては、上記の通り、少なくとも２度の画像転写が連続
して行われるため、十分な画像濃度を得るなどの観点か
ら、高い転写効率が要求される。

【０００４】しかしながら、中間転写体は、像担持体や
記録媒体、あるいは、トナー掻き取り部材等、他の部材
と接触する機会が多く、画像形成を繰り返すにともなっ
て、機械的なケズレ等によりその表面状態が損なわれや
すい。表面状態が損なわれると、中間転写体の転写特性
にも影響を生じるため、良好な転写特性を維持すること
が困難となる。このため、中間転写体の表面状態が変化
するのを抑制することが重要である。

【０００５】一方、中間転写体の表面状態、特に、その
表面形状は転写特性に密接に関連していることが指摘さ
れている。例えば、特公平３−７７５１４号公報には、
転写特性を向上させるため、予めその表面を適度に粗面
化した中間転写体が示されている。

【０００６】本発明者らが検討したところ、このよう
に、予め中間転写体表面を粗くしておく場合に、画像形
成の繰り返しにともなう表面状態の変化が顕著となり、
転写性の低下の度合が大きいことが判明した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記課
題、すなわち、画像形成の繰り返しにともなう中間転写
体の表面状態の変化の抑制のため、中間転写体表面に保
護層を設けるという観点から種々検討を行った。

【０００８】中間転写体表面に保護層を設ける技術自体
は従来より提案されている。例えば、特開平７−２８２
６６号公報には、トナーのフィルミング防止のためフッ
素樹脂保護膜を設けた中間転写体が示されている。ま
た、ＵＳＰ５，０８４，７３５号公報には、中間転写体
の離型性を調整するため、ポリイミド樹脂保護膜を設け
たものが示されている。

【０００９】しかしながら、これらの樹脂保護膜は、中
間転写体の耐久性の向上を目的として設けられたもので
ないため、硬度が十分であるとはいえず、表面状態が変
化するのを抑制するのには不十分である。また、このよ
うな樹脂保護膜は、十分薄く均一に設けることが困難で
あるため、上述のように転写特性改善のために予め中間
転写体表面を粗くしておいた場合、これを平滑化してし
まい、結局転写特性が改善されないという問題も生じ
る。

【００１０】このように、従来のものでは、たとえ、表
面保護層を設けたとしても、その表面状態が変化するの
を十分に抑制することができなかった。また、表面保護
層が中間転写体表面を平滑化してしまうという問題があ
った。

【００１１】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、画像形成の繰り返しにともなう表面状態の変
化が十分に抑制され、また、表面保護層が中間転写体表
面を平滑化してしまうことのない中間転写体を提供する
ことを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、表面にトナー像を一時的に保持する中間転
写体において、基体層と該基体層表面に形成されたプラ
ズマ有機重合膜の表面保護層とを有することを特徴とす
る。

【００１３】以下、本発明を具体的に説明する。

【００１４】中間転写体の基体層を構成する材料は特に
限定されず、例えば、樹脂、樹脂に導電性材料を分散さ
せたものが好ましく用いられる。その他、アルミニウム
やステンレス等の金属を用いることもできる。樹脂を用
いる場合は、柔軟性に優れるため、ベルト状の中間転写
体とするのに適している。また、導電性材料を分散させ
ることにより中間転写体としての抵抗を容易に制御する
ことができる。金属を用いる場合は、加工性が容易であ
ることや延びに対する耐久性といった点で有利になる。

【００１５】中間転写体の基体層に用いる樹脂として
は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネー
ト、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン共重合
体）、ポリイミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化
ビニル等のフッ素系樹脂等が挙げられる。

【００１６】上記樹脂に分散させる導電性物質として
は、カーボンブラック、グラファイト、金属粉末、導電
性金属酸化物、有機金属化合物、導電性高分子等が挙げ
られる。

【００１７】導電性物質の添加量は、樹脂１００重量部
に対して３〜２５重量部とすることが好ましい。３重量
部未満では十分な導電性が得られない虞があり、２５重
量部を超えると基体層の強度が不足する虞がある。

【００１８】基体層の厚さは５０〜２５０μｍとするこ
とが好ましい。５０μｍ未満では強度不足による耐久性
劣化の虞があり、２５０μｍを超えると弾力性不足のた
めひび割れを生じる虞がある。

【００１９】トナー像の転写を静電的に行う場合、基体
層の表面抵抗は１０⁶ 〜１０¹⁰Ωとすることが好まし
い。１０⁶ Ω未満ではバイアス等のリークの虞があり、
１０¹⁰Ωを超えると電荷の蓄積によって電位調整が困難
になる虞がある。

【００２０】基体層は成形法等の常法により製造するこ
とができる。市販のものを利用してもよい。

【００２１】基体層の表面は、凹凸の最大高さ（ＪＩＳ
最大高さ）が１〜２μｍ、平均山間隔が４０μｍ以下と
なるように粗面化しておくことが望ましい。なお、ＪＩ
Ｓ最大高さおよび平均山間隔は、それぞれ図１に示す、
Ｒｍａｘ、Ｓｍに相当する。

【００２２】Ｒｍａｘが１μｍ未満であると、ベルト表
面積低下のため、トナー付着能力の低下を来す虞があ
る。Ｒｍａｘが３μｍを超えると、画像に縞模様を生じ
たり、凹部のトナー面との接触不良による転写性の低下
を招く虞がある。Ｓｍが４０μｍを超えると、実質的な
表面積の低下により、トナー付着面への追随性が低下
し、中間転写体に付着するトナーの量が十分でなくなる
虞がある。

【００２３】基体層の粗面化のためには、例えば、成型
に用いる金型の表面を適当に粗面化しておくようにすれ
ばよい。

【００２４】プラズマ重合法により非晶質炭化水素膜を
形成するための原料ガスとしては、炭化水素ガスが用い
られる。また、キャリアーガスとしては、一般に常用さ
れる水素ガスあるいはアルゴンガスが用いられる。

【００２５】炭化水素としては、メタン、エタン、プロ
パン、ブタン等の飽和炭化水素、エチレン、プロピレ
ン、イソブチレン等の不飽和炭化水素、シクロプロパ
ン、シクロブタン、シクロペンテン等の脂環式炭化水
素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素
などが用いられる。

【００２６】表面保護層としての炭化水素膜の膜厚は、
概ね０．２〜５μｍとすることが好ましい。膜厚が０．
２μｍより薄い場合には表面硬度が下地である基体層の
影響を受けやすくなり、好適な耐久性が確保できない虞
がある。また、膜厚が５μｍより大きい場合には、基体
層が本来有する帯電性能を損なう虞がある。

【００２７】プラズマ重合は、公知のプラズマＣＶＤ装
置により行えばよい。以下、プラズマＣＶＤ装置の一例
を説明する。

【００２８】図２は中間転写体表面に表面保護層を形成
するためのプラズマＣＶＤ装置の断面図である。図２に
示すように、このプラズマＣＶＤ装置は、パイレックス
ガラス製円筒容器１０１内に、プラズマ重合処理の対象
となる中間転写体の基体層を保持するためのアルミニウ
ム円筒１０２と、対向電極１１１とを設けたものであ
り、容器１０１の上部を密閉し、容器下部から十分排気
を行った上で、容器側部に設けた開口部１０１ａに接続
したガス供給管１０６から原料ガスを導入して、アルミ
ニウム円筒１０２と対向電極１１１との間に電界をかけ
てプラズマ重合を行うものである。

【００２９】ガス供給管１０６はテフロン製のものであ
り、マスフローコントローラ（図示せず）を介して、原
料ガスを貯留するガスボンベ（図示せず）に接続されて
いる。

【００３０】対向電極１１１は、アルミニウム円筒１０
２を囲むように設けられた円筒状のものである。対向電
極１１１は、ステンレス製のものであり、交流電源１０
５に接続されている。また、対向電極１１１には、原料
ガスが流通できるように多数の孔が設けてある。

【００３１】アルミニウム円筒１０２内部にはヒータ１
０８および熱電対（図示せず）が設けてある。そして、
熱電対から発せられる電気信号に応じて、図示しないコ
ントローラにより、ヒーターの温度を制御して、基体の
温度を一定に保つようにしてある。

【００３２】アルミニウム円筒１０２は、その下部を、
接地されたステンレス製の回転軸１０９に接続された支
持部材１２０によって回転可能に支持されている。回転
軸１０９の、アルミニウム円筒１０２との接続部以外の
部分はテフロン製の絶縁材で被覆してある。

【００３３】アルミニウム円筒１０２の上端部および下
端部には被処理物（ここでは中間転写体の基体層）を保
持するためのチャッキング部材１０７ａ、１０７ｂが設
けられている。チャッキング部材１０７ａ、１０７ｂの
表面は絶縁材料で被覆されている。

【００３４】容器１０１の上部は絶縁性の材料で形成さ
れた天板１０４によって覆われている。容器１０１と天
板１０４との間はゴムシール１１４でシールされてい
る。

【００３５】容器１０１の下端部には、中央部に開口を
有した底板１１０がゴムシール１１６を介して押し付け
られている。底板１１０は絶縁性の材料で形成されてい
る。

【００３６】底板１１０の下方には、それぞれ図示しな
い、容器１０１内部の圧力をモニターするためのピラニ
ー真空計およびロータリーポンプに接続された排気ダク
ト１１３が設けられている。排気ダクト１１３は、底板
１１０の開口部に相当する大きさの開口部を有してお
り、両開口部が一致するように、底板１１０と排気ダク
ト１１３とが互いに重ね合わされている。底板１１０と
排気ダクトとの間は、ゴムシール１１７によりシールさ
れている。

【００３７】排気ダクト１１３には、回転軸１０９を回
転自在に支持するための孔１１３ａが設けてある。孔１
１３ａと回転軸１０９の間はシールされている。

【００３８】表面保護膜の形成は次のようにして行う。

【００３９】まず、アルミニウム円筒１０２表面に、中
間転写体の基体部となる樹脂シートを巻き付け、チャッ
キング部材１０７ａ、１０７ｂにより固定する。そし
て、容器１０１内を図示しないロータリーポンプを用い
て排気し、１０^-4Ｔｏｒｒ程度にまで減圧する。一方、
ヒータ１０８に通電してアルミニウム円筒１０２を加熱
し、５０℃に保つ。これにより、樹脂シートの温度が一
定に保たれ、容器１０１内へのガス供給の際に、樹脂シ
ート表面が過冷却されるのが防止され、実験精度が高め
ることができる。なお、中間転写体としての性能が損な
われない範囲であれば、ヒータの温度は特に限定される
ものでなく、２０〜１００℃程度の範囲が適用される。

【００４０】次いで、容器１０１内にガス供給管１０６
から原料ガスを供給し、排気速度を調整しながら、容器
１０１内部を所定の圧力に調整する。

【００４１】ガス流量が安定し、容器１０１内部の圧力
が安定化したところで、電源１０５により交流電流を電
極１１１に印加し、容器１０１内に所定の放電電力でプ
ラズマ放電を行う。そして、放電時間を適宜調整するこ
とにより、表面保護層の膜厚を制御する。

【００４２】なお、中間転写体の基体層とプラズマ重合
膜との間の十分な接着性を確保するために、プラズマ蒸
着処理の前処理として、中間転写体の基体部を、中間転
写体の基体部が溶解しない有機溶媒中に浸漬することに
より、基体部の表面部分を膨潤させる処理を行ってもよ
い。また、接着性確保のために、プラズマＣＶＤ装置内
において、中間転写体の基体部を窒素プラズマまたは酸
素プラズマにさらした後に、プラズマ蒸着を行ってもよ
い。

【００４３】こうして形成したプラズマ重合膜は、高い
硬度を有し、しかも基体層との接着性に優れるという性
質を有している。したがって、高い耐久性を維持するこ
とができ、画像形成の繰り返しにともなう表面状態の変
化を十分に抑制することができる。また、薄層化が可能
であり、かつ薄層化しても高い耐久性を有し、さらに、
表面の凹凸に対する追随性がよいため、表面保護層を設
けても基体層の本来の表面形状が維持されつつ中間転写
体の耐久性を改善することができる。したがって、転写
特性を向上させるために、予め基体層表面を適度に粗面
化しておく場合に特に有効である。

【００４４】

【実施例】以下、実験例を挙げて本発明を具体的に説明
する。基体層として、フッ素系樹脂（ポリフッ化ビニリ
デン）に１０重量％のカーボンブラックを分散してな
る、それぞれ表面形状の異なる、４種類の半導電性樹脂
ベルト（三菱油化社製）を使用した。なお、表面形状
は、東京精密社製サーフコムにより測定した。

【００４５】次に、上記樹脂ベルトをヘキサンの中に１
分間浸漬して、その表面部分を膨潤させた。

【００４６】そして、上記膨潤処理を施した樹脂ベルト
表面に、図２に示したプラズマＣＶＤ装置を用いて、表
１に示した条件で、厚さ０．１μｍの不定形炭素膜を形
成することにより、４種類の中間転写ベルトＡ〜Ｄを得
た。なお、図３には中間転写体の断面図を模式的に示し
てある。図３に示すように、中間転写体８は、基体層２
００上に表面保護層３００が形成されてなるものであ
る。

【００４７】

【表１】

【００４８】こうして作製した中間転写ベルトを画像形
成装置にセットし、転写特性の評価を行った。図４は、
評価を行った画像形成装置の断面図である。以下、この
画像形成装置の構成と動作について説明する。

【００４９】図４に示すように、この画像形成装置の本
体上部には、図示しないホストコンピュータ等から送ら
れる各色の画像データに応じてレーザビームを発生する
レーザ発生装置２が設けられ、また、本体中央部には、
レーザ発生装置２からのレーザビームが照射される感光
体ドラム３が図中の矢印ａ方向に回転可能に設けられ、
さらに、本体下部に、用紙を供給するための給紙カセッ
ト１３ａ、１３ｂが設けられている。

【００５０】中間転写ベルト８は、３つのローラ９ａ〜
９ｃに張り渡され、ローラ９ｂ、９ｃの間に張り渡され
た部分を感光体ドラム３の下方側部に接触させてある。
そして、ローラ９ａ〜９ｃによって図中の矢印ｂの向
き、すなわち、感光体ドラム３との対向部において感光
体ドラム３の回転方向（ａ方向）と同じ向きに回転駆動
される。

【００５１】感光体ドラム３の周囲には中間転写体２の
ほか、画像形成のためのプロセス機器である、除電チャ
ージャ１０、クリーナ１１、イレーサランプ１２、帯電
チャージャ４、現像装置７が順次配設されており、これ
らにより周知の電子写真法で感光体ドラム３上にレーザ
発生装置２から照射されるレーザビームに応じて静電潜
像を形成し、ついでこれを現像することによってトナー
像を形成する。

【００５２】現像装置７は４台の現像器７ａ、７ｂ、７
ｃ、７ｄを備えたものであり、それぞれイエロー、マゼ
ンタ、シアン、黒の現像剤が収容されている。そして、
レーザ発生装置２から各色の画像データに基づいたレー
ザビームが照射される度に対応する色の現像剤を収容し
た現像器が選択的に駆動され、感光体上の静電潜像を顕
像化する。

【００５３】給紙カセット１３ａ、１３ｂはそれぞれ異
なるサイズの用紙を収納しており、所望のサイズの用紙
を収納したものを選択できる。選択された給紙カセット
からは用紙が１枚ずつタイミングローラ２１に向けて送
り出される。タイミングローラ２１は感光体ドラム３へ
の露光と同期をとって回転を開始し、中間転写ベルト８
へ向けて用紙を送り出す。

【００５４】中間転写ベルト８の周囲には、中間転写ベ
ルト８の内面を摺擦するブラシ電極１５と、中間転写ベ
ルト上に転写された画像を除電する除電チャージャ２０
と、中間転写体８の外面をクリーニングするクリーナー
１６とが設けられている。

【００５５】感光体ドラム１と中間転写ベルト８との対
向部（一次転写部）にてトナー像が中間転写体８上に転
写される。フルカラーコピーの場合は、合計４回繰り返
し回転されて各色のトナー像を順次重ね合わせて転写さ
れる。

【００５６】転写が完了すると二次転写ローラ１７との
対向部（二次転写部）にて用紙上に画像が転写される。
なお、二次転写は静電転写により行われる。

【００５７】用紙は搬送ベルト１８によって定着装置１
９に搬送され、画像を定着された後、排紙トレイ２２に
排出される。

【００５８】中間転写体クリーナ１６は、中間転写体に
対して接離可能としてある。通常、クリーナ１６は、中
間転写体に対して離間状態にある。クリーナ１６は、中
間転写体上のトナー画像の記録媒体への転写が完了した
後、中間転写体に接触し、中間転写体表面に残留したト
ナーを掻き落とす。

【００５９】上記画像形成装置において、以下の条件
で、感光体上のベタ部のトナー付着量が０．８ｍｇ／ｃ
ｍ² となるようにして画像形成を行った。・一次転写バイアス：＋１５００Ｖ・二次転写バイアス：＋２０００Ｖ・システムスピード：１５０ｍｍ／ｓｅｃ上記の画像形成の際に、感光体ドラム表面に付着したト
ナーの重量と、記録紙上に付着したトナーの重量を測定
し、下記式で定義される転写率を算出することにより転
写特性を評価した。そして、転写率が９０％以上のもの
を○、転写率が８０％以上のものを△、転写率が８０％
未満のものを×とした。

【００６０】

【数１】

【００６１】表２に結果を示す。

【００６２】

【表２】

【００６３】表２から明らかなように、ベルトＡおよび
ベルトＢは良好な転写特性を示すが、ベルトＣおよびベ
ルトＤにおいては、Ｒｍａｘの値あるいはＳｍの値が大
きいことに起因して、十分な転写特性が得られなかっ
た。

【００６４】次に、プラズマ重合膜を設けていない中間
転写ベルト（上記中間転写ベルトＡの基体層をそのまま
用いたもの）について、初期および１，０００枚の画像
形成を繰り返した後の転写特性を上記と同様にして評価
した。表３に結果を示す。

【００６５】

【表３】

【００６６】表３から明らかなように、プラズマ重合膜
を設けていない場合、初期に良好な転写特性を有してい
ても、画像形成を繰り返すにつれて、表面形状が変化
し、その表面粗さが適当な範囲から外れ、良好な転写特
性が得られなくなることがわかる。

【００６７】このような場合でも、中間転写体の基体層
の表面に、高い硬度を有しかつ基体層との接着性に優れ
たプラズマ重合による保護膜を設けることにより、長期
にわたって高い転写特性を確保することが可能となる。

【００６８】また、プラズマ重合膜は薄膜化が可能で、
かつ薄膜化しても高い耐久性を有しているので、プラズ
マ重合膜自身の持つ帯電特性が、基体層の本来有する帯
電特性に影響を与えるという問題が防止できる。したが
って、本実施例に示したような、中間転写体にトナー像
が静電的に転写されたり、中間転写体上のトナー像が静
電的に紙等の記録媒体に転写されるような電子写真方式
の画像形成装置に対して特に有効である。

【００６９】さらに、一般的に、中間転写体に残留する
トナーを除去するためのクリーニングブレード等のクリ
ーニング機構が画像形成装置内に設けられるが、このよ
うなクリーニング機構の設定の自由度を拡大することが
できる。これは、中間転写体の表面硬度が向上するた
め、ブレードを強く当てられること、適度に粗面化
するなどして予め基体層表面をブレード負荷の少なくな
るような形状としてもブレードの滑り性を長期間維持で
きることなどによる。また、クリーニング性を高めるた
めに用いられる表面活性補助部材、すなわち、潤滑剤と
して中間転写体上に塗布され、見かけの凹凸化を図るた
めのＳｔ−Ｚｎ粒子や、中間転写体表面を削り取る研磨
部材等が不要となるという効果も得られる。

【００７０】この他、プラズマ重合法には、比較的大面
積コートができることや、高温を必要としないという特
徴もある。

【００７１】なお、本実施例においては、中間転写体の
基体層として、樹脂ベルトを用いたが、中間転写体の基
体層の形態はこれに限られず、例えば、円筒状のもので
あってもよい。

【００７２】また、必ずしも基体層が単層構成のもので
ある必要はなく、複層構成のものであってもよい。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、プラズマ重合法により保護膜を設けたので、画像形
成の繰り返しにともなう表面状態の変化が抑制され、ま
た、保護層の形成による基体層表面の平滑化を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】最大高さおよび平均山間隔を示す図である。

【図２】表面保護層を形成するためのプラズマ重合装
置の模式図である。

【図３】中間転写体の断面図である。

【図４】中間転写体を備えたデジタルカラー複写機の
断面図である。

【符号の説明】

８中間転写ベルト２００基体部３００表面保護層Ｒｍａｘ最大高さＳｍ平均山間隔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面にトナー像を一時的に保持する中間
転写体において、基体層と該基体層表面に形成されたプ
ラズマ有機重合膜の表面保護層とを有することを特徴と
する中間転写体。
【請求項２】前記表面保護層の厚さが０．１〜５μｍ
である請求項１の中間転写体。
【請求項３】前記基体層の表面が、凹凸の最大高さ１
〜２μｍ、平均山間隔４０μｍ以下の表面粗さを有する
請求項１の中間転写体。
【請求項４】前記基体層が熱可塑性樹脂に導電性物質
を分散してなる請求項１の中間転写体。