JPH10186892A

JPH10186892A - 中間転写体、その製造方法、及び画像形成装置

Info

Publication number: JPH10186892A
Application number: JP9303086A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Katsuno; 龍司勝野; Masanori Kobayashi; 政憲小林; Tatsuo Okuno; 辰男奥野; Tsutomu Ando; 力安藤; Kazuhiko Arai; 和彦新井; Shigehisa Kitano; 賀久北野; Sanehiro Katsuta; 修弘勝田; Yasuo Sakaguchi; 泰生坂口
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-11-08
Filing date: 1997-11-05
Publication date: 1998-07-14
Anticipated expiration: 2017-11-05
Also published as: JP3521712B2

Abstract

(57)【要約】【課題】中間転写体を用いて感光体からトナー画像
を、紙のような記録媒体へ転写定着する画像形成におい
て、高い光沢度を取り得、また、感光体との摩擦係数を
下げて中間転写体の駆動走行制御を容易にし、しかもカ
ブリトナーの転写率を低減して画質の劣化を防止できる
中間転写体等を提供する。【解決手段】中間転写体の画像が一次転写される表面
〔画像一次転写表面〕は、平滑な表面に凸部が、それら
が区別可能に、散存されている面である。画像一次転写
表面における平滑な面の面積の割合〔Ｃｉｎ（％）〕
と、凸部の高さ〔ｈ（μｍ）〕と関係は実験式ｈ≦１９・（１−Ｃｉｎ／１００）^-1/2 −２
４．５・・・（１）を満足することが望ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、感光体上に形成さ
れたトナー像を中間転写体に一次転写し、その一次転写
されたトナー像を、記録紙上に転写定着する方式を採用
した画像形成方法に利用する、その中間転写体、画像形
成装置、さらに、その中間転写体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来広く用いられている、感光体上に静
電潜像を形成し、それを乾式トナーでトナー像として現
像した後、静電的にそのトナー像を記録媒体に転写し、
定着する画像形成技術においては、画像に濃度むらを生
じたり、あるいは、転写部において粉体トナーの飛散を
生じ、解像力やドット再現性に劣るという問題がある。

【０００３】この原因は主に、感光体上のトナー画像を
記録媒体に静電的に移行させる転写プロセスに起因する
ところが大きい。

【０００４】トナー層の転写効率はＥｔに依存するか
ら、トナー層厚や、紙で代表される記録媒体の凹凸，電
気物性ムラに依らずＥｔを一定にしないと、転写効率が
トナー層厚や記録媒体の転写位置で異なることになる。
感光体上に形成されたトナー像が単色で層厚が薄い場合
は主に記録媒体の凹凸，電気物性ムラによって画像ムラ
が起こる。これは、複数の感光体上に各々独立に形成さ
れた単色のトナー像を、一つの記録媒体上に重ね転写
し、カラー画像を形成するときも同様であり、記録媒体
の凹凸，電気物性ムラによって画像ムラが起こる。つま
り、重ね転写する部分と重ね転写せず単色の転写をする
部分の差は静電的に抑えることができるが、記録媒体の
凹凸，電気物性ムラを補うことは困難である。

【０００５】一方、複数の感光体上に各々独立に形成さ
れた単色のトナー像を、凹凸なく物性の管理された中間
媒体、いわゆる中間転写体（例えば、ベルト、ドラム）
上に重ね転写し、そのカラー画像を記録媒体に静電転写
する方式が知られている。この場合、中間転写体上に
は、ムラがなく均一な画像が得られる。しかし、この中
間転写体上のトナー像は多層で、多いところでは３層以
上、少ないところでは１層以下となり、これらトナー層
を紙で代表される記録媒体に静電的に一括して均一に転
写するために一定の電界を印加することは困難であり、
結果としてＥｔは不均一となる。従って、この静電転写
方式では、中間転写体上で色重ねしたカラー画像がすべ
て記録媒体に転写されず、一部中間転写体上に残留す
る。また、残留量は中間転写体上に形成されたトナー層
厚で異なる。よって記録媒体に得られるカラー画像の色
バランスがずれ、所望のカラー画像が得られない。ま
た、紙のような記録媒体は、その表面の凹凸のために、
中間転写体と完全には密着せず、不均一なギャップが生
じ、転写電界が乱れたり、粉体トナー同士のクーロン反
発力を招きトナーが飛散するために、画像の品質が劣化
する。

【０００６】この問題に対して、特公昭４６−４１６７
９号公報には、感光体に形成したトナー像を中間転写体
に粘着転写し、次いで、中間転写体から記録媒体にトナ
ーを溶融熱転写する方法が開示されている。この方法
は、記録媒体へのトナー像の転写を非静電的に行うの
で、上記のような静電転写工程での画像品質の劣化が生
じにくくなっている。

【０００７】また、例えば、特開平２−１０８０７２号
公報では、中間転写体に色の異なるトナー像を静電的に
重ね転写し、さらに中間転写体上で多色の多重トナー像
を溶融した後、記録媒体に、その溶融した多重トナー像
を転写してカラーコピーを得る技術が開示されている。
この方法によっても、記録媒体へのトナー像の転写を非
静電的に行うので、前述したような、画像品質の劣化が
生じにくくなる（この方式を転写定着方式と呼ぶことに
する）。

【０００８】この転写定着方式を用いた画像形成装置に
ついては、米国特許第２９９０２７８号，特開平５−１
９６４２号公報，特開平５−１０７９５０号公報，特開
平５−２４９７９８号公報等で、中間転写体から記録媒
体へのトナー像の移行が完全に行われるように中間転写
体と記録媒体とを密着して加熱及び加圧後、トナー間の
凝集力がトナーと中間転写体との接着力より大きくなる
まで（少なくとも融点以下まで）冷却した後、記録媒体
を中間転写体から剥離する技術が開示されている。これ
によると、トナーの転写効率が高く色バランスが良好で
高光沢度かつトナーの透明性に優れた高画質の画像を得
ることができる。この利点を有効に利用するため、特に
中間転写体の最上層の構成に関して、引き続き研究が行
われている。

【０００９】例えば、耐熱性、トナー離型性をもつ材料
として、従来の定着装置に用いられているような、シリ
コーン系ゴムやフッ素系の樹脂またフッ素ゴム中にフッ
素系の樹脂を分散させたものなどが検討されている。

【００１０】中間転写体を用いた装置では、中間転写体
が感光体表面と接触しているために、従来の定着装置の
ように、中間転写体表面にシリコーンオイルなどのよう
な離型剤を与えることができない。そこで転写定着する
際に中間転写体表面にトナー像がオフセットすること等
を防止し、画質上の欠点を少なくする目的で、中間転写
体表面材料としては、トナーとの離型性が良い等の長所
を有するシリコーン系ゴムが使用される場合が多い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、シリコーン系
ゴムがコーティングされた中間転写体を用いた場合で
も、次のような問題が生ずる。

【００１２】感光体表面には、画像となるトナー像以外
に、孤立した多数のカブリトナーと呼ばれるトナーが存
在する。静電気力を利用して感光体表面のトナー像を直
接記録紙に転写する場合は、カブリトナーに対して静電
気力を利用した選択転写が行われ、記録紙へ転写されて
も認識できないレベルであるけれども、上記中間体を用
いる場合には、シリコーン系ゴムの弾性及び粘着性のた
めに、カブリトナーもほとんど中間転写体表面に転写し
てしまう。その結果、画像品質が低下してしまうという
問題がある。

【００１３】また、シリコーン系ゴムを用いた場合、一
度溶融したトナー像を溶融点以下まで冷却してから剥離
すると、中間転写体表面へのオフセット現象の発生はな
いが、その場合、中間転写体表面から剥がされた記録媒
体上のトナー像は中間転写体の表面形状にならってしま
う。つまりトナー像の表面は、型をとるように、中間転
写体の表面形状を概略写し取ることになり、中間体表面
が平滑ならば、トナー画像は非常に光沢、即ちグロスが
高くなり、一方、中間体表面が荒れていたり、曇ってい
ると、トナー画像のグロスは低くなるという特徴があ
る。そこで、高い光沢を得ようとすると、シリコーン系
ゴムの表面を平滑な状態にしておくことが必要である。
これは、シリコーン系ゴムのレベリング性の良さから、
容易に達成可能である。しかし、その場合に、別の問題
が生ずる。つまり、カラー画像を複写、プリントするた
めに３色以上のトナー像を重ね合わせて、発色させる
が、その際、各色のレジストレーション、即ち位置のズ
レが画像品質に重要な影響を持つことに関連して、次の
問題が生ずる。

【００１４】シリコーン系ゴムをコーティングしたよう
な平滑な中間転写体は、感光体など非常に平滑な表面と
の摩擦係数は高くなる。その結果、中間転写体を駆動す
る部材（例えば駆動ロール）と、中間転写体裏面との間
でスリップが生じてしまう。また駆動ロールと中間転写
体裏面との摩擦係数を高くして駆動力を上げていくと、
中間転写体は駆動ロールから受ける力の方向と感光体か
ら受ける力の方向が一致している場合は良いが、通常は
機械精度の問題もあり、それらの方向は厳密には一致し
ておらず、互いの引っ張り合いから中間転写体が波打っ
たりして平面を保てなくなる。その結果、感光体表面の
トナー画像を忠実に転写できず画像欠陥を発生させてし
まうという問題がある。

【００１５】通常、ゴムの摩擦係数を低下させるには、
その表面を粗す方法が用いられる。その方法はいくつか
知られている。その一つは、スプレーコーティングにお
いて、スプレー中のシリコーン系ゴムが霧化しにくい条
件、例えば温度、湿度、スプレーガンとの距離などのコ
ーティング条件やシリコーン系ゴムの粘度などをかえて
粗くする方法である。しかしこの方法では、細かなうね
りは出てもそのうねりの表面は平滑なままなので、摩擦
係数が大きく低下することはない。他の一つは砂やステ
ィールの粒を当てるブラスト処理であり、この方法で
は、ゴム表面に凹部を作るように全体的に粗くなる。し
かし、摩擦係数は僅かしか低下せず、またカブリトナー
の転写率も低下できない。しかも画像のグロスが大きく
低下してしまうばかりでなく、また均一に粗くすること
が困難であるためムラとなり、画像品質としては大きく
劣化してしまう。その他のコーティング方法であるブレ
ードコーター、ディッピングなども利用されるが、どち
らも大きなうねりはできても、その表面は鏡面のように
なってしまい、本発明者らが着目した、克服すべき問題
の解決はできない。

【００１６】中間転写体の表面粗さについて記載のある
先行技術も幾つか存在する。特開昭５９−５０４７３号
の中には、スプレー塗布で表面粗さを制御すると記載さ
れているが、感光体に対して中間転写体をすべらせて制
御できるほどに感光体との摩擦係数を下げることも、カ
ブリトナーの転写を認識できないレベルまで低下させる
こともできない。その他、特開昭５９−２０２４７７
号、特開平５−１９６４２号、特開平５−３３３７１１
号、特開平６−１０２７８２号、特開平７−４３９９２
号、特開平８−１８５０６１号が存在するが、中間転写
体表面のゴムの耐久性向上、転写性の向上、画像のグロ
ス向上、転写抜けの防止、転写材との密着性向上の目的
や、トナーの中間転写体表面へのオフセットを防止する
目的や、オイルなどの離型材の悪影響を防止するために
離型材の保存性改善の目的で、中間転写体表面の粗さを
規定するものであり、それら公報に開示されている表面
粗さを達成しても、本発明者らが問題としている中間転
写体の、カラー画像として望ましい高グロスを、中間転
写体表面の凹凸による画像への影響を目視させずに、達
成し、且つ画像ズレ防止のため中間転写体の駆動走行制
御性がよく（つまり感光体との摩擦係数が低く）、しか
も、カブリトナーの転写率を減少できる、という要求を
すべて満足することはできない。

【００１７】従って、本発明の第１の目的は、上記のよ
うな欠点に鑑み、シリコーン系ゴム等の表面を持つ中間
転写体を用いて感光体からトナー画像を記録媒体へ転写
定着する画像形成装置において、画像グロスはカラー画
像に望ましい高い値を取り得、また、感光体との摩擦係
数を下げて中間転写体の駆動走行制御を容易にし、しか
もカブリトナーの転写率を低減して画質の劣化を防止で
きる中間転写体を提供することにある。

【００１８】本発明の第２の目的は、その中間転写体の
好適な製造方法を提供することにある。

【００１９】本発明の第３の目的は、その中間転写体を
利用した画像形成装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の第１の目的は、以
下の中間転写体によって達成可能である。即ち、静電潜
像が形成された感光体を、トナーを含む現像剤によって
現像し、その現像されたトナー画像を中間転写体に一次
転写し、しかる後、その一次転写されたトナー画像を、
記録媒体に接触させ、少なくとも加熱により記録媒体へ
トナー画像を転写させる画像形成方法において利用する
中間転写体であって、その画像が一次転写される表面
（以下、画像一次転写表面とも称する）は、平滑な表面
に凸部が、それら（つまり、平滑な表面と凸部）が区別
可能に、散存されている面である中間転写体である。

【００２１】本発明にいう「平滑な表面と凸部が区別可
能である」とは、画像一次転写表面の拡大像または拡大
写真を観察した場合、平滑な表面と、凸部とを客観的に
判別可能であること（つまり、当業者が実質的に間違い
なく、その２種の存在を認識できること）をいう。この
点は、観察対象領域のいたる所で、該当する。従って、
本発明における画像一次転写表面は、凹凸の区別は付く
が、平滑な表面が明瞭でないような面、つまり、表面を
サンドブラストしたような面とは明らかに異なる。

【００２２】上記本発明によれば、画像一次転写表面に
存在する個々の凸部は、散在しているので、その表面か
ら記録媒体に転写される画像は、凸部の影響が少なく
（つまり、凸部に対応する転写後の画像の凹部は、可視
不能となる）、高い光沢を有する。一方で、その凸部に
よって、中間転写体と、感光体との摩擦が小さくなり、
またカブリトナーの転写も防止される。この結果、上記
目的を達成可能である。

【００２３】上記の第１の目的は、同様若しくは類似し
た作用によって、以下の発明も達成することができる。

【００２４】即ち、前記画像形成方法において利用する
中間転写体であって、その画像が転写される表面は、平
滑な表面に凸部が、それらが区別可能に、散存されてい
る面であり、中間転写体表面の平滑な面の面積の割合
［Ｃｉｎ（％）］と凸部の高さ［ｈ（μｍ）］の関係は実験式ｈ≦１９・（１−Ｃｉｎ／１００）^-1/2−２４．５・・・（１）を満足し、前記凸部の高さは、２μｍ以上である中間転
写体。Ｃｉｎは、例えば、５０〜９５％である。

【００２５】また、前記画像形成方法において利用する
中間転写体であって、その画像が転写される表面は、平
滑な表面に凸部が、散存されている面であり、その凸部
の存在によって、それが存在しない場合の摩擦係数よ
り、小さい摩擦係数を上記画像一次転写表面が有する中
間転写体。

【００２６】前記第２の目的は、上記中間転写体の製造
方法であって、その中間転写体の表面が最終硬化する前
に、その表面に、画像が一次転写される表面に対応する
面を有する型を押圧する工程を有する製造方法によって
達成可能である。

【００２７】前記第３の目的は、感光体と、感光体にト
ナーを含む現像剤を供給する現像機と、感光体に接触す
る中間転写体と、中間転写体に記録媒体を送り接触させ
る記録媒体搬送手段と、その接触部を加熱する加熱手段
とを少なくとも具備し、光を利用して静電潜像を感光体
に形成し、トナーを含む現像剤によってその静電潜像を
現像し、その現像されたトナー画像を中間転写体に一次
転写し、しかる後、その一次転写されたトナー画像を、
記録媒体に接触させ、少なくとも加熱により記録媒体へ
トナー画像を転写させる画像形成方法を実施する画像形
成装置において、前記中間転写体の画像が一次転写され
る表面は、平滑な表面に凸部が、それらが区別可能に、
散存されている面である画像形成装置によって達成可能
である。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下本発明について、詳細に説明
する。

【００２９】図１は本発明の一実施の形態を説明するた
めのもので、本発明に係わる中間転写体、それを用いた
画像形成装置の概略を示す模式図である。

【００３０】中間転写体５０はベルト状であり、ベース
層と表面層の２層構造である。中間転写体のベース層
（基材）として利用しうる材料は、ポリイミド、ポリエ
ーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアリーレンス
ルフィド（ＰＡＳ）、ポリイミドアミド、ポリエーテル
サルフォン、（ＰＥＳ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥ
Ｎ）、熱可塑ポリイミドなどが挙げられるが、耐熱性及
び機械強度の要求からポリイミドが好ましい。

【００３１】また、表面層は、トナー像を感光体から中
間転写体に静電的に画像乱れなく転写するために、その
体積抵抗率が１０¹²Ωｃｍから１０¹⁵Ωｃｍであること
が好ましい。

【００３２】また中間転写体から記録媒体（紙等）への
同時転写定着を行うときに、トナー像を挟み中間転写体
と記録媒体の密着をよくし、トナーの離型性、耐熱性を
考慮して、表面層は、シリコーン系ゴムのコート層が好
ましい。但し、場合によっては、フッ素系の樹脂や、フ
ッ素ゴム中にフッ素系樹脂を分散させたコート層なども
利用できる。通常、表面層のゴム硬度は、２０〜７０
度、厚さは２０〜３００μｍとする。

【００３３】図１において、ベルト状の中間転写体５０
は、上下に位置するローラ５−１と５−２によって、ま
た、その両ローラ５−１と５−２の水平方向に離間して
配置され、且つ、両ローラ５−１と５−２の最高点と最
下点との距離に直径が実質的に等しい加熱ロール２によ
って、支持されており、矢印方向に回転可能である。加
熱ロール２には、中間転写体を挟持して、加圧ロール３
が対向・配置されている。加熱および加圧ロールとして
は金属ロール、または、金属ロール上にシリコーンゴム
等の耐熱弾性層を有したものを用いることができる。加
熱ロールの内部には熱源が配置され、その加熱温度は、
加熱領域でのトナー温度がトナー溶融温度以上となるよ
うに設定，制御される。加熱ロール２と加圧ロール３は
逆の配置とすることもでき、また、加圧ロール３を内部
に熱源を持つ加熱ロールとしてもよい。

【００３４】中間転写体５０の、上部移動面の表面に接
触対向して、且つベルト移動方向に沿って、ドラム状感
光体１−１、１−２、１−３、１−４が平行に配置さ
れ、それぞれ併設されている帯電器１０−１、１０−
２、１０−３、１０−４により一様に帯電されうる。感
光体１−１、１−２、１−３、１−４としては、各種無
機感光体（Ｓｅ、ａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣ、ＣｄＳ等）の
他に、各種有機感光体を用いることができる。

【００３５】各感光体を、濃度信号に応じ光ビームパル
ス幅変調装置によってオンオフする光ビーム走査装置２
０が、各感光体にわたって配置されている。各感光体上
には、それぞれ、黒、イエロー、マゼンタ、シアン色の
トナーが入った現像器１１、１２、１３、１４が配置さ
れている。カラートナーはイエロー、マゼンタ、シアン
等の色素を含有した熱可塑性のバインダで構成され、公
知の材料を用いることができる。また、各色の記録紙上
のトナー量は、その色素の含有量によりおよそ０．４ｍ
ｇ／ｃｍ² 〜０．７ｍｇ／ｃｍ² になるように、前記露
光条件または現像条件が設定される。

【００３６】各感光体１−１、１−２、１−３、１−４
の下には、中間転写体５０を介して、転写器５０−１、
５０−２、５０−３、５０−４が配置されている。

【００３７】加圧ロール２と加圧ロール３との間には、
トレイ６からの記録紙Ｐが送紙されうる。

【００３８】加圧ロール２と加圧ロール３との記録紙挟
持部（ニップ部）、つまり、加熱領域は、加熱領域での
中間転写体５０とトナー像、および記録紙Ｐが十分に密
着し部分的な浮きが発生せず、かつ記録紙Ｐにしわやず
れが発生しないように設定される。そのニップ圧力は、
上記のトナーに対しては、１×１０⁵ Ｐａ〜１×１０ ⁶
Ｐａの範囲が適当である。

【００３９】加熱領域通過直後には記録紙Ｐに対向する
加熱領域出口冷却装置７を設けている。加熱領域出口冷
却装置７は、加熱領域通過直後のトナー温度を下げる目
的のものであり、紙側だけでなく中間転写体側から加熱
領域通過直後を冷却するようにしても同じ効果が得られ
る。また、両側から加熱領域通過直後を冷却するように
しても同様である。冷却することによって、トナーの凝
集力を増大させて剥離時にトナーが中間転写体５０にオ
フセットすることを防止する。

【００４０】中間転写体の下部移動面の下方に配置され
ている冷却装置４は、加熱領域から一体となって搬送さ
れる中間転写体５０および記録紙Ｐを冷却するものであ
る。

【００４１】上記構成の装置は、以下のように機能す
る。各感光体は、光ビーム走査装置２０により画像信号
に応じて露光され、静電潜像が形成される。各感光体上
の静電潜像は、それぞれ、黒、イエロー、マゼンタ、シ
アン色のトナーが入った現像器１１、１２、１３、１４
により現像され、面積変調により濃度を表すいわゆるデ
ィジタル画像の各色トナー像が各感光体上に形成され
る。この各色トナー像は、順次、転写器５０−１、５０
−２、５０−３、５０−４により、中間転写体５０へ一
次転写され、中間転写体５０上に複数色のトナー像が形
成される。

【００４２】加圧ロール３は、トレイ６からの記録紙Ｐ
の送紙に伴い、加熱ロール２に圧接する。その後、前記
複数色のトナー像を保持した中間転写体５０と記録紙Ｐ
が、タイミングを合わせて加熱ロール２，加圧ロール３
の間を移動し、加圧加熱される。溶融温度以上に加熱さ
れたトナーは軟化，溶融し、記録紙Ｐに浸透、その後固
化することで転写定着が行われる。

【００４３】加熱領域出口冷却装置７及び冷却装置４に
より冷却された中間転写体５０および記録紙Ｐは搬送さ
れ、曲率半径の小さなロール５−２において記録紙Ｐが
記録紙Ｐ自体の腰の強さによって中間転写体５０からト
ナーとともに分離され、カラー画像が形成される。記録
紙Ｐに転写定着されたトナー像の表面は中間転写体５０
の表面にならい平滑化され高グロスとなる。

【００４４】上記したような画像形成装置で利用され
る、本発明に係わる中間転写体の画像一次転写表面は、
平滑な表面に凸部が、散存されている面である。そし
て、以下の記述中の要件の組み合わせによって、その中
間転写体が定義される。

【００４５】画像一次転写表面における平滑な表面と凸
部とは、区別可能に散存されている。また、その凸部の
存在によって、それが存在しない場合の摩擦係数より、
小さい摩擦係数を画像一次転写表面が有する。

【００４６】凸部の高さは、好ましくは、２μｍ以上、
１２μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上、９μｍ以下
である。

【００４７】また、凸部と凸部の間隔は、好ましくは、
１０μｍ以上、２００μｍ以下である。

【００４８】さらに、画像一次転写表面における平滑な
面の面積の割合［Ｃｉｎ（％）］と凸部の高さ［ｈ（μ
ｍ）］の関係は、実験式ｈ≦１９・（１−Ｃｉｎ／１００）^-1/2−２４．５・・（１）を満足することが、好ましい（後記の実施例参照）。

【００４９】その凸部の形状、配置パターンは限定され
ず、秩序の有る無しを含めて、さまざまなパターンを採
りうるが、例えば、図２〜７に示すような形態とする。

【００５０】図２は中間体の断面図であり、この中間体
は、ベース層２１上に平滑部２２と凸部２３を有するシ
リコーンゴム２４が設けられている。他の図３から図７
までは上から見た、凸部のパターンを示す図である。図
３又は４に示すように、凸部は孤立していても良いし
（図３は、凸部の各列、各行が同じパターンを、図４
は、凸部が、一行置きにずれているパターンを示す）、
図５〜７に示すように、線状になっていても良い（図５
は、中間体長手方向に対して直角の線、図６は、その方
向に対して平行な線、図７は、その方向に対して斜めの
線のパターンを示す）。

【００５１】また、凸部の高さも、できるだけ揃うこと
が好ましいが、必ずしも、そうでなくてもよい。

【００５２】本発明の中間転写体を得るためには、任意
の方法を利用できるが、例えば、型押しにより作成でき
る。例えば、金属を加工して、平滑な面に微小な凹部を
形成した型を利用してもよいが、次のような方法も好ま
しく利用できる。

【００５３】図８に示すように、中間転写体の凸部に対
応する位置にトナーのない（結果的に凹部になる）トナ
ー画像81を記録媒体（紙等）82に転写定着し、その記録
媒体82を型押しの型として用い、これを硬化前の中間転
写体（つまり、ゴムや樹脂が固まる前の中間転写体）に
押し当てる方法である。

【００５４】この時に、凹部の間隔、凹部の深さ、凹部
の大きさは、トナーを重ねる回数、線数／ｉｎｃｈ、ト
ナー画像の面積率を変えることによって、作り出す。例
えばトナーは１色、２００線／ｉｎｃｈ、トナー画像の
面積率を８５％にした用紙型を用いて中間転写体表面に
凸部を作ると、転写定着の条件により、中間転写体表面
の凸部の高さは、３μｍから４μｍ、間隔は１００μｍ
から１２５μｍ、平滑部の面積率は８５％から９０％に
変えることができる。この時の平滑部の粗さは０．１０
μｍＲａとなり、図９よりこの平滑部のみのグロスは１
００％を越える。

【００５５】中間転写体は、上記ベルトの他、ドラム等
にすることができる。

【００５６】

【実施例】以下、本発明をその完成の基になった実施例
および対照例によって説明する。

【００５７】これらの例では、カーボンブラックを添加
した厚さ８０μｍのポリイミドフィルムをベルト状中間
転写体のベース層に用い、トナー像を感光体から中間転
写体に静電的に、画像乱れなく転写するために、ベース
層の体積抵抗率はカーボンブラックの添加量を変化さ
せ、１０⁸ Ωｃｍから１０¹²Ωｃｍに調整した。

【００５８】中間転写体の表面層は、厚さ５０μｍのシ
リコーン系ゴム（具体的材料は後記する）をベース層に
コートした。

【００５９】利用するカラートナー各色の記録紙上への
トナー量は、各色素の含有量０．６５ｍｇ／ｃｍ² にな
るように設定した。

【００６０】利用した装置は、図１に示した装置に実質
的に対応する装置である。図１に示した加熱，加圧ロー
ルに対応するロールとして、アルミニウムの中空ロール
上に硬度５５度のシリコーンゴムを厚さ３ｍｍで積層し
たものを用い、加熱ロール内部の熱源としては、ハロゲ
ンランプを使用した。なお、ニップ圧力は５．５×１０
⁵ Ｐａに設定した。［対照例］本発明者らは、まず、中間転写体表面を均一
に粗して、その表面粗さとグロスの関係について調べ
た。シリコーンゴム表面を均一に粗くする方法として、
シリコーンゴムの表面に均一な粗さを持つ部材、実際
は、ラッピングフィルム（商品名：インペリアルラッピ
ングフィルム、住友３Ｍ製）を押し当てる型押し法（つ
まり、そのラッピングフィルムの表面をシリコーンゴム
表面に写し出す方法）を試みた。

【００６１】具体的には、導電処理したポリイミドベル
トの表面にゴム硬度４０Ｈｓのシリコーンゴム（商品
名：シリコーンゴムＫＥ４８９５、信越化学社製）とゴ
ム硬度６５Ｈｓのシリコーンゴム（試作品、東レ・ダウ
コーニング・シリコーン社製）を約５０μｍコーティン
グし、架橋する以前にその表面にラッピングフィルムを
載せ、ある時間経過した後に剥がし、残りの架橋工程を
実施した。その際、ラッピングフィルムの番手、シリコ
ーンゴム表面に載せるタイミング、時間、などを変え
て、いろいろな表面粗さの中間転写体を作成した。その
ように型押しによって作成した中間転写体を用いて画像
のグロスと粗さの関係を調べた結果を、図９に示す。

【００６２】ここで、画像形成及び評価に用いた装置等
を具体的に示す。評価複写機商品名：Ａｃｏｌｏｒ９３５、富士ゼロックス（株）製トナーＡｃｏｌｏｒ９３５用トナー、富士ゼロックス（株）製用紙商品名：Ｊコート紙、富士ゼロックス（株）製光沢度計ＧｌｏｓｓＭｅｔｅｒＭｏｄｅｌＧＭ− ２６Ｄｆｏｒ７５°村上色彩技術研究所製表面粗さ計ＰｒｏｆｉｌｅＭｉｃｒｏｍｅｔｅｒＶＦ７５００／７５１０、Ｋｅｙｅｎｃｅ社製図９より、シリコーンゴムの硬度の違いによるグロスは
大差はないことがわかる。これはトナー像を転写定着さ
れた記録用紙は、冷却されてから中間転写体より剥がさ
れるからと考えられる。

【００６３】ところでカラー画像に望ましい高グロス
は、７０％以上と言われており、図９によると、中間転
写体表面全体が一定に粗されている場合は、表面粗さは
Ｒａ０．３μｍより小さくなければならない。

【００６４】次にそれら型押し中間転写体の、感光体と
の摩擦係数を調べたものを図１０に示す。この場合は、
ゴム硬度によって差が生じ、ゴム硬度が高い方が摩擦係
数は低い。それはゴム硬度が低いと、圧力がかかった場
合に変形しやすいためと考える。用いた摩擦係数測定装
置は、Ｈｅｉｄｏｎ社製Ｐｅｅｌｉｎｇ／Ｓｌｉｐｐ
ｉｎｇ／ＳｃｒａｔｃｈｉｎｇＴｅｓｔｅｒＨｅｉ
ｄｏｎ−１４である。速度は１００ｍｍ／ｓｅｃ、荷重
は、１０ｇｆ／ｍｍとした。

【００６５】ここで、中間転写体と感光体との摩擦係数
の許容範囲について述べる。図１１は、感光体111 、中
間転写体ベルト112 および中間転写体ベルト112 を駆動
する中間転写体駆動ロール113 に作用する力の関係を示
す説明図である。機械的工作精度には限界があり、感光
体111 表面の速度と中間転写体ベルト112 の移動速度と
の間に速度差が生じ、かつ、感光体111 と駆動ロール11
3 の平行に対し誤差が生じているときの様子が示されて
いる。

【００６６】感光体111 と中間転写体ベルト112 間に
は、感光体111 と中間転写体ベルト112 間の摩擦係数μ
と転写圧力Ｆｎとにより定まる摩擦力Ｆｓが作用する。
ここで転写圧力Ｆｎは転写に伴う静電気的吸着力や機械
的な押しつけ力の和であり、一般的に最低０．５ｇ／ｍ
ｍ² の値を必要とすると言われている。また、中間転写
体ベルト112 裏面と中間転写体駆動ロール113 間には、
中間転写体ベルト112 を移動させるための搬送力Ｆｄが
作用する。一方、中間転写体ベルト112 自体には曲げ剛
性Frがある。

【００６７】ベルト曲げ剛性Frが十分な場合において、
搬送力Ｆｄに比べ摩擦力Ｆｓが大きいと、中間転写体駆
動ロール113 と中間転写体ベルト112 裏面との間にスリ
ップが生じ、中間転写体ベルト112 の移動速度は制御不
能となり、画像の伸縮や色重ねのずれが生じることにな
る。

【００６８】一方、摩擦力Ｆｓに対して、搬送力Ｆｄが
十分ではあるが、ベルト曲げ剛性Frが不足した場合、中
間転写体ベルト112 には波打ちが生じ、中間転写体ベル
ト112 の移動速度は制御不能となり、画像の伸縮や色重
ねのずれが生じることになる。

【００６９】図１２に、実際に、感光体と中間転写体
（ベルト）間の摩擦係数μやベルトの厚みなどを変えた
時の制御の可否を示す。これより、ベルトが薄く剛性が
小さい場合には、ベルトの波打ちにより、一方、ベルト
の厚み等によりベルト曲げ剛性を増した場合には、中間
転写体駆動ロールのスリップにより閾値を定められ、い
ずれにせよ、摩擦係数１．２以下でないと、制御可能と
ならないことがわかる。なお、この結果は転写圧力Ｆｎ
を、最低の０．５ｇ／ｍｍ² の値としたときの結果であ
り、さらに摩擦係数は小さいことが望ましい。

【００７０】従って型押し中間転写体の、感光体との摩
擦係数を調べた図１０より、その値を１．２以下にする
ためには、ゴム硬度によって少し変わるが、中間転写体
表面の粗さは０．５μｍＲａより大きいことが必要であ
る。

【００７１】次にそれら型押し中間転写体の、カブリト
ナーの転写率を調べたものを図１３に示す。図中のハッ
チング部は、従来の、感光体上のトナー像を静電転写に
より直接記録媒体上へ転写する場合の転写率である。従
って従来並みにするには、中間転写体表面の粗さは約
０．６μｍＲａ以上にしなければならない。

【００７２】以上の結果から、中間転写体表面を均一に
粗くして、表面粗さを０．６μｍＲａ以上にすると、摩
擦係数１．２以下とカブリトナー転写率を従来の静電転
写と同等以下は達成できるが、グロスは低下して４０％
以下になってしまうことがわかった。［実施例（一部対照例）］上記の結果、本発明者らは、
中間転写体表面を均一に粗すのではなく、平滑な面を残
して粗すことを試みた。つまり、中間転写体表面に平滑
な高グロスの面を高い面積率で残すことで７０％以上の
高グロスを得、平滑な部分以外は凸部とし、感光体表面
と中間転写体との接触面積を低下させ、摩擦係数とカブ
リトナー転写率については下げることを狙いとした。

【００７３】ここで考慮せねばならないことは、記録媒
体上の画像にはこの中間転写体表面の凸部が、トナー画
像の表面に凹部を作ってしまうことである。通常、視覚
に認識されないためには図１４に示した視覚関数（ＶＴ
Ｆ）の図より、少なくとも１５０線／ｉｎｃｈ以上が必
要とされる。つまり凸部と凸部の間隔は、１７０μｍ以
下が良い。しかし視覚に認識されても気にならない間隔
として官能評価した結果、２００μｍほどでもよいこと
がわかった。そこで、実際に平滑部の面積をどのくらい
にすれば、画像のグロスが７０％以上になるか、の評価
を凸部の高さを変えて行った結果を図１５に示す。その
結果は、実際には、前記したトナー画像を有する記録紙
を型として、ゴム硬度４０Ｈｓのシリコーンゴムを被覆
した中間転写体を作り、平滑部の面積と凸部の高さを変
えて、トナー画像を記録紙に転写定着してグロスを測定
して得られた。

【００７４】図１５よりカラー画像に望ましい高グロス
を得るには、凸部の高さと平滑部の面積率の関係は、図
１５の中の実線より上であるようにすればよいことがわ
かった。

【００７５】この平滑部の面積率と凸部の高さの関係
は、下記の式で表される。凸部の高さ［ｈ］≦１９・（１−Ｃｉｎ／１００）^-1/2−２４．５・・・式（１）凸部の高さの単位：μｍＣｉｎの単位：％例えば平滑部の面積率（Ｃｉｎ）が８５％あれば、凸部
の高さ（ｈ）は約１０μｍ以下であればよい。

【００７６】中間転写体表面を型押しする型の作成条件
から、凸部の間隔は大きくは変動できないが、１２０μ
ｍから２００μｍあたりまでは、図１５のグロスの値や
平滑部の面積率と凸部の高さの関係に大差はなかった。

【００７７】次に他の２つの要求項目である、感光体と
の摩擦係数とカブリトナーの転写率の測定結果を、それ
ぞれ図１６と図１７に示す。これらは、４０Ｈｓと６５
Ｈｓのシリコーンゴム表面の中間転写体において、平滑
部の面積率を５５％から９５％の間でいろいろな高さの
凸部を作成した中間転写体を用いて、感光体との摩擦係
数とカブリトナーの転写率を測定したものである。

【００７８】図１６より、感光体との摩擦係数は本来平
滑部の面積率によるが、この測定から平滑部の面積率が
５５％から９５％の場合、凸部の高さが２μｍ以上あれ
ば、摩擦係数は３．０以下になることがわかった。

【００７９】平滑部の面積率が０．５５以上と言うの
は、凸部の面積率が０．４５以下と言うことである。接
触面積が約１／３であるから、単純に摩擦係数は平滑面
より約１／３に低下するはずであるが、実際そのように
ならなかった原因は、シリコーンゴムの変形にあると考
える。中間転写体の駆動走行制御の観点から摩擦係数は
１．２以下が必要であるが、今回の実験より、平滑部の
面積率のバラツキを考慮しても、凸部の高さが２μｍ以
上であれば良いことが判明した。

【００８０】またカブリトナーの転写率については、実
験結果より、ある程度凸部があれば平滑部の面積率には
あまり影響されず、凸部の高さもやはり２μｍ以上あれ
ば、従来の静電気力による記録媒体への直接転写の場合
の転写率と同等以下に低下することが判明した。今回使
用したカラートナーの平均粒径は約７μｍであり、凹ん
でいる平滑部とも接触する。それにもかかわらずカブリ
トナーの転写率が下がったのは、凸部があることによ
り、中間転写体の平滑部からカブリトナーにかかる圧力
が下がったために、カブリトナーの感光体との付着力の
方が中間転写体表面との付着力よりも強い場合が有り、
全体のカブリトナーの転写率が低下したものと考える。

【００８１】以上の結果より、中間転写体と感光体との
摩擦係数を低くする場合（本実施例では、１．２以下に
する場合）、中間転写体表面のシリコーンゴムに平滑部
を設け、そこに高さ２μｍ以上の凸部を設け、式（１）
を満足するように凸部の高さと、平滑部の面積率を定め
ればよい。こうすることにより、画像の光沢も高く、し
かも、カブリトナーの転写率も従来の静電気力による記
録媒体への直接転写の場合の転写率と同等又はそれ以下
にすることができる。

【００８２】なお、カラー画像として望ましいグロスを
７０％としたが、例えば６０％でも許容可能な場合に
は、図１５の平滑部の面積率と凸部の高さの関係から、
必要な平滑部の面積率と凸部の高さを求めればよい。

【００８３】本発明は、以上の実施例によって限定され
ず、本発明の要旨と、その思想とによって確定されるべ
きである。

【００８４】

【発明の効果】本発明によると、中間転写体を用いて感
光体からトナー画像を記録媒体へ転写定着する画像形成
において、カラー画像として望ましい高グロスを獲得で
き、且つ画像ズレ防止のため中間転写体の駆動走行制御
性を良好に保持可能である。しかも、感光体上のカブリ
トナーの転写率が、従来の静電気力による記録媒体への
直接転写と同等又はそれ以下に低下することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる、中間転写体を用いた画像形成
装置の一例を示す模式図である。

【図２】本発明に係わる中間転写体の一例の模式断面図
である。

【図３】本発明に係わる中間転写体の一例の模式平面図
である。

【図４】本発明に係わる中間転写体の別の一例の模式平
面図である。

【図５】本発明に係わる中間転写体の更に別の一例の模
式平面図である。

【図６】本発明に係わる中間転写体の他の一例の模式平
面図である。

【図７】本発明に係わる中間転写体の更に他の一例の模
式平面図である。

【図８】中間転写体表面を、平滑部に凸部が散在するよ
うに型押しする型の一例を示す模式図である。

【図９】凹凸が均一に設けられた中間転写体表面の粗さ
と画像グロスの関係を示す図である。

【図１０】凹凸が均一に設けられた中間転写体表面の粗
さと摩擦係数の関係を示す図である。

【図１１】中間転写体および中間転写体を駆動する中間
転写体駆動ロールに作用する力の関係を示す模式図であ
る。

【図１２】中間転写体と感光体との摩擦係数を変えてい
った時の、中間転写体の走行制御可能性の関係を示す図
である。

【図１３】凹凸が均一に設けられた中間転写体表面の粗
さとカブリトナーの転写率の関係を示す図である。

【図１４】空間周波数と視覚関数値の関係を示す図であ
る。

【図１５】平滑部に凸部が散在するように型押しした中
間転写体表面の平滑部の面積率とその表面の凸部の高さ
を変えた時の、画像グロスとの関係を示す図である。

【図１６】平滑部に凸部が散在するように型押しした中
間転写体表面の凸部の高さと摩擦係数の関係を示す図で
ある。

【図１７】平滑部に凸部が散在するように型押しした中
間転写体表面の凸部の高さとカブリトナーの転写率の関
係を示す図である。

【符号の説明】

１１−１，１−２，１−３，１−４感光体２
加熱ロール３加圧ロール４冷却装置５
０中間転写体５−１，５−２，５−３ロール６
用紙トレイ７加熱領域出口冷却装置１０−１，１０−２，１０−３，１０−４帯電器１１，１２，１３，１４現像器２０露光装置Ｐ記録紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安藤力神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者新井和彦神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者北野賀久神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者勝田修弘神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテクなかい富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者坂口泰生神奈川県南足柄市竹松1600番地富士ゼロックス株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静電潜像が形成された感光体を、トナー
を含む現像剤によって現像し、その現像されたトナー画
像を中間転写体に一次転写し、しかる後、その一次転写
されたトナー画像を、記録媒体に接触させ、少なくとも
加熱により記録媒体へトナー画像を転写させる画像形成
方法において利用する中間転写体であって、その画像が一次転写される表面は、平滑な表面に凸部
が、それらが区別可能に、散存されている面である中間
転写体。
【請求項２】前記凸部の高さは、２μｍ以上、１２μ
ｍ以下である請求項１に記載する中間転写体。
【請求項３】凸部と凸部の間隔は１０μｍ以上、２０
０μｍ以下である請求項２に記載する中間転写体。
【請求項４】前記画像が一次転写される表面における
平滑な面の面積の割合［Ｃｉｎ（％）］と、凸部の高さ
［ｈ（μｍ）］との関係は実験式ｈ≦１９・（１−Ｃｉｎ／１００）^-1/2−２４．５・・・（１）を満足する請求項２に記載する中間転写体。
【請求項５】前記Ｃｉｎは、５０〜９５％である請求
項４に記載する中間転写体。
【請求項６】画像が一次転写される表面のグロスは６
０％以上である請求項５に記載する中間転写体。
【請求項７】画像が一次転写される表面のグロスは７
０％以上である請求項５に記載する中間転写体。
【請求項８】画像が一次転写された表面はシリコーン
系ゴムからなる請求項１〜７のいずれか一項に記載する
中間転写体。
【請求項９】静電潜像が形成された感光体を、トナー
を含む現像剤によって現像し、その現像されたトナー画
像を中間転写体に一次転写し、しかる後、その一次転写
されたトナー画像を、記録媒体に接触させ、少なくとも
加熱により記録媒体へトナー画像を転写させる画像形成
方法において利用する中間転写体であって、その画像が一次転写される表面は、平滑な表面に凸部
が、それらが区別可能に、散存されている面であり、画像が一次転写される表面における平滑な面の面積の割
合［Ｃｉｎ（％）］と凸部の高さ［ｈ（μｍ）］との関
係は実験式ｈ≦１９・（１−Ｃｉｎ／１００）^-1/2−２４．５・・・（１）を満足し、前記凸部の高さは、２μｍ以上である中間転写体。
【請求項１０】前記Ｃｉｎは、５０〜９５％である請
求項９に記載する中間転写体。
【請求項１１】静電潜像が形成される感光体を、トナ
ーを含む現像剤によって現像し、その現像されたトナー
画像を中間転写体に一次転写し、しかる後、その移行さ
れたトナー画像を、記録媒体に接触させ、少なくとも加
熱により記録媒体へトナー画像を転写させる画像形成方
法において利用する中間転写体であって、その画像が一次転写される表面は、平滑な表面に凸部
が、散存されている面であり、上記画像が転写される表面は、凸部の存在によってそれ
が存在しない場合の摩擦係数より小さい摩擦係数を、有
する中間転写体。
【請求項１２】当該平滑な表面と凸部とが区別可能
に、散存されている請求項１１に記載する中間転写体。
【請求項１３】前記画像が一次転写される表面におけ
る平滑な面の面積の割合［Ｃｉｎ（％）］と凸部の高さ
［ｈ（μｍ）］の関係は実験式ｈ≦１９・（１−Ｃｉｎ／１００）^-1/2−２
４．５を満足する請求項１２に記載する中間転写体。
【請求項１４】前記凸部の高さは、２μｍ以上である
請求項１３に記載する中間転写体。
【請求項１５】前記Ｃｉｎは、５０〜９５％である請
求項１４に記載する中間転写体。
【請求項１６】請求項１記載の中間転写体の製造方法
であって、その中間転写体の表面が最終硬化する前に、その表面
に、画像が一次転写される表面に対応する面を有する型
を押圧する工程を有する中間転写体の製造方法。
【請求項１７】前記の型は、記録媒体と、その表面に
転写されたトナー像とからなる請求項１６に記載する中
間転写体の製造方法。
【請求項１８】感光体と、感光体にトナーを含む現像
剤を供給する現像機と、感光体に接触する中間転写体
と、中間転写体に記録媒体を送り接触させる記録媒体搬
送手段と、その接触部を加熱する加熱手段とを少なくと
も具備し、光を利用して静電潜像を感光体に形成し、トナーを含む
現像剤によってその静電潜像を現像し、その現像された
トナー画像を中間転写体に一次転写し、しかる後、その
一次転写されたトナー画像を、記録媒体に接触させ、少
なくとも加熱により記録媒体へトナー画像を転写させる
画像形成方法を実施する画像形成装置において、前記中間転写体の画像が一次転写される表面は、平滑な
表面に凸部が、それらが区別可能に、散存されている面
である画像形成装置。