JPH10698A

JPH10698A - 画像形成装置用無端ベルトと画像形成装置およびその無端ベルトの製造方法

Info

Publication number: JPH10698A
Application number: JP15505196A
Authority: JP
Inventors: Yukio Hara; 幸雄原
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1996-06-17
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】接合部での段差が小さく、高画質の画像を得
ることが可能な画像形成装置用無端ベルトを提供する。【解決手段】本発明の無端ベルトは、導電剤を分散し
たポリイミド樹脂等の熱硬化性樹脂シートの両端部を重
ね合わせた接合部を有する。シートの両端部にはその厚
さ方向に溝状の凹凸部が刻設されていて、一端部に形成
された凹凸部と他端部に形成された凸凹部とが接着され
ている。上記シートの厚さｔは５０〜１００μｍ、凹部
の深さｄは２６〜９０μｍおよび幅ｗ₁，ｗ₂は１０μｍ
〜３０ｍｍの範囲にあり、凹部に凸部が嵌合しているこ
とが好ましい。また、凹部と凸部とを接合する接着剤と
しては、１液性弾性接着剤、２液性弾性接着剤、シート
状ホットメルト型接着剤等が用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機，
レーザプリンター，ファクシミリ，これらの複合機器等
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が一旦一次
転写される中間転写ベルトや、上記トナー像が転写され
た用紙等の転写材を転写部に搬送する転写材搬送ベルト
等の画像形成装置用無端ベルトおよびその製造方法に関
する。

【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、用紙等の転写材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ベ
ルト状中間転写体に一次転写し、更に中間転写体上のト
ナー像を転写材に二次転写する方式を採用した画像形成
装置としては、例えば特開昭６２−２０６５６７号公報
に開示されている。また、複数の像担持体上に形成され
た各色トナー像を搬送ベルト上の転写材に順次転写する
方式を採用した画像形成装置としては、例えば特開平５
−１３９５６３号公報に開示されている。これらの画像
形成装置に用いられるベルト材料としては、例えば、ポ
リカーボネート（ＰＣ）（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６−１４９０８３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，ＥＴＦＥとＰＡＴとのブレンド材料，
ＥＴＦＥとＰＣとＰＡＴ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
ックを配合した導電性無端ベルトが提案されている。

【０００３】無端ベルトの製造方法としては、例えば、
押出機に装着した環状ダイより押し出されたチューブ状
フィルムの内側に気体を連続的に供給・排除させながら
マンドレルに接触させて冷却固化させる方法（特開平１
−２２８８２３号公報）が提案されている。また、シー
ト材料の接合方法としては、例えば、熱可塑性ポリテト
ラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）シートの端面を突き合
わせて超音波振動により接合する方法（特開昭６３−１
３４２２６号公報）や、側端部に凹凸を有するシートの
端部縁を重ね合わせ、重ね合わせたシート表面に超音波
発生機構のホーン先端を接触させながら、超音波の作用
により端部縁を接合して無端ベルトを製造する方法（特
開昭６２−９９３８号公報）等が提案されている。とこ
ろで、前記ＰＣ，ＥＴＦＥ等の熱可塑性樹脂の導電性材
料は、機械的特性のうちヤング率が小さいために、駆動
時のベルトにかかる応力に対するベルトの変形が大き
く、中間転写ベルトや転写材搬送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、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。一方、ヤング率の大きい代表的な材料としては、ポ
リイミド樹脂を挙げることができる。しかし、ポリイミ
ド樹脂は、熱硬化性であるため、ベルト材料を熱溶融し
て接合する上述の超音波振動により無端ベルトを製造す
ることができない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術において、ポ
リイミド樹脂等の熱硬化性樹脂で構成される無端ベルト
の製造方法として、ｉ）シートの両端縁を重ね合わせ
て、接着剤により接合する方法（図６Ａ）、できるだけ
段差を生じさせないよう、ii）シートの両端面を突き合
わせて、接合部を接着剤や粘着テープで覆って接合部の
耐久性を延ばす方法（図６Ｂ）、iii)パズル状にカット
したシートの両端縁を噛み合わせて、やはり接合部を接
着剤や粘着テープで覆う方法（図６Ｃ）等が挙げられ
る。中間転写ベルト方式の画像形成装置において、二次
転写後に中間転写ベルト上に残留したトナーは、一般に
ウレタンゴム等のクリーニングブレードを中間転写ベル
トに当接させて除去される。そのため、ベルトの厚さが
一様でなく段差が存在するような場合には、ベルト上の
残留トナーをクリーニングすることが困難になる。さら
に、ベルト上の段差がベルト搬送ロールやクリーニング
ブレードと接触すると、ベルトの周速度が変動したりあ
るいはベルトの位置が微妙にズレたりし、カラー画像の
品質に悪影響を与えるという問題がある。段差による悪
影響を少なくするためには、接合部の段差を２５μｍ以
下とすることが望ましい。上記方法ｉ）では、例えば厚
さ２５μｍのシートを重ね合わせる場合、接合部の厚さ
はベルト材料の２倍以上になり、接合部と非接合部との
境界での段差が大きくなる。その結果、二次転写後の中
間転写ベルト上に残留したトナーを完全にクリーニング
することができず、さらにはカラー画像の品質が悪化す
る等の問題が発生する。また、シートの両端面を突き合
わせて接着剤やテープで覆って接合する上記方法ii），
iii)では、接合部と非接合部での段差は接着剤やテープ
の厚さと同じになる。接合部の段差を小さくするため
に、接着剤を薄く塗布するかまたは薄い粘着テープを用
いると、接合部で必要な接合強度が得られない等の問題
がある。

【０００５】この問題の対策として、接合部の厚さがで
きるだけ薄くなるよう、シートの両端を相互に斜めにカ
ットし突き合わせて接着する方法（図７）が挙げられ
る。この方法では、ベルト材料として例えば厚さ５０〜
１００μｍ程度の熱硬化性樹脂シートを精度よく斜めに
加工することが困難であり、接合面積が小さいために所
定の接着強度が得られない等の問題がある。また、ベル
トに継目部を有する場合、継目部がクリーニングブレー
ドに一度に接しないよう、相互に角度を持たせ点接触と
することによって、継目部を破壊し難くしたベルト状感
光体が、特開平５−２２４５７４号公報および特開平７
−５７０１号公報に提案されている。通常、継目部には
画像を形成しないので、継目部の耐久性を延ばすため
に、クリーニングブレードを継目部から離間させる手段
を設けることもあるが、その場合でもトナーが継目部に
残留してカブリが発生するという問題がある。

【０００６】このように、従来の画像形成装置用無端ベ
ルトにおいては、接合部の強度が高くかつ段差の小さい
無端ベルトを熱硬化性樹脂から製造することができない
という問題があった。そこで、本発明は、上述の問題点
を解決しようとするものであって、接合部に生じる段差
をできるだけ小さくした熱硬化性樹脂の無端ベルトを実
現して、高画質の画像を得ることが可能な画像形成装置
およびその無端ベルトを提供することにある。また、本
発明は、接合部の位置合わせが容易で、接合部での破断
または剥離が生じ難い画像形成装置用無端ベルトおよび
その製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、機械的特性
に優れた熱硬化性樹脂を用いて、接合部の段差が実用上
問題とならないレベルの画像形成装置の無端ベルトを製
造すべく鋭意検討を重ねてきたところ、フィルム状の熱
硬化性シートの両端部に溝状の凹凸部を形成して、両者
を互いに接着剤で接合することにより、前記目的が達成
されるとの知見を得て、本発明をなすに到った。すなわ
ち、本発明の画像形成装置用無端ベルトは、シートの一
端部とシートの他端部とを重ね合わせた接合部を有し、
シートは熱硬化性樹脂で構成され、接合部はシートの両
端部にその厚さ方向に刻設された溝状の凹凸部が接着剤
で接着されていることを特徴とする。また、本発明の画
像形成装置は、画像情報に応じた静電潜像を形成する像
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を一次転写して担持する中間転写ベ
ルトと、中間転写ベルト上の未定着トナー像を転写材に
二次転写するバイアスロールと、バイアスロールに対向
して中間転写ベルトをその裏面から支持するバックアッ
プロールとを備え、上記中間転写ベルトは、熱硬化性樹
脂シートで構成され、シートの両端部にその厚さ方向に
刻設された溝状の凹凸部が接着剤層を介して重ね合わさ
れた接合部を有する無端ベルトからなることを特徴とす
る。さらに、本発明の画像形成装置用無端ベルトの製造
方法は、熱硬化性樹脂シートの両端部にその厚さ方向に
凹凸部を溝状に刻設し、溝状の凹凸部表面に接着剤を介
在させて、シートの一端部に形成された凹凸部とシート
の他端部に形成された凸凹部とを重ね合わせて接合する
ことを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を主として図面に基
づいて詳細に説明する。本発明の無端ベルトは画像形成
装置の中間転写ベルトや転写材搬送ベルト等に適用され
る。図１は主要構成部材を備えた画像形成装置における
中間転写ベルトの配置関係の概要を示す簡略図である。
図１において、感光体ドラムからなる像担持体１の周面
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等が配置されて
いる。また、中間転写ベルト６は、ベルト搬送ロール７
ａ，７ｂ，７ｃおよびバックアップロール８に張架され
ている。この中間転写ベルト６は、像担持体１表面に当
接しながら矢印方向に移動し、像担持体１とこれに対向
して配置された一次転写器４との間を通過する際に、一
次転写器４によって一次転写された未定着トナー像を担
持する。中間転写ベルト６を介して、上記バックアップ
ロール８およびベルト搬送ロール７ａと対向する位置
に、それぞれバイアスロール９およびベルトクリーナ１
０が配置され、バックアップロール８は中間転写ベルト
６を裏面から支持する。バックアップロール８とバイア
スロール９との間には転写電圧が印加され、中間転写ベ
ルト６上に担持された未定着トナー像が例えば用紙Ｐ等
の転写材（以下、用紙Ｐで代表する）に二次転写され
る。

【０００９】本発明において、中間転写ベルト６は、各
種熱硬化性樹脂に導電剤を適量配合したシートの両端部
を接合した無端ベルトから構成される。熱硬化性樹脂
は、熱可塑性樹脂と比較して機械的特性に優れ、駆動時
のベルトの変形が小さいという特長がある。熱硬化性樹
脂としては、ポリイミド，エポキシ樹脂等が用いられ
る。中でも、ヤング率が４×１０⁴ｋｇ／ｃｍ²以上と大
きいポリイミド樹脂が好適である。熱硬化性樹脂にはカ
ーボンブラックや、アルミニウム，ステンレス鋼等の金
属または合金、酸化錫，酸化亜鉛，酸化インジウム，チ
タン酸カリウム，酸化錫−酸化インジウム固溶体等の金
属酸化物などの導電剤が配合され、その表面抵抗率は１
０¹⁰〜１０¹⁴Ω／□の範囲に調整される。

【００１０】前記バックアップロール８はバイアスロー
ル９の対向電極を形成する。バックアップロール８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，Ｅ
ＰＤＭ等にカーボンブラック等の前記導電剤が適量配合
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、
その外周面に導電性の例えば弗素系樹脂を被覆した表面
層から構成される。弗素系樹脂としては、ＦＥＰ（ＴＦ
Ｅ−ヘキサフルオロプロピレン共重合体），ＰＦＡ（パ
ーフルオロアルキルビニルエーテル樹脂）等が挙げられ
る。また、バックアップロール８の硬度は、アスカーＣ
で６０〜７５°の範囲にあることが好ましい。

【００１１】転写電極を形成するバイアスロール９は、
像担持体１に担持されたトナー像が中間転写ベルト６上
に一次転写される間は転写ベルト６から離間しており、
転写ベルト６に担持されたトナー像を用紙Ｐに二次転写
する時は、転写ベルト６に圧接してこれをバックアップ
ロール８に押圧するように構成される。上記バイアスロ
ール９の層構造は、特に限定されるものではないが、例
えば２層構造の場合、コア層とその表面を被覆するコー
ティング層とからなる。コア層は、導電剤を分散したシ
リコーンゴム，ウレタンゴム，ＥＰＤＭ等またはこれら
の発泡体で構成される。コーティング層は、導電剤を分
散した前記弗素系樹脂で構成することが好ましい。バイ
アスロール９は、一般に硬度がアスカーＣで３０〜４５
°の範囲にあるものが用いられる。

【００１２】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、転写ブレードなどが用い
られる。一次転写器４には１〜４ｋＶ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６に一次転写される。また、バックアップロー
ル８とバイアスロール９の間には、前記したように、中
間転写ベルト６上に担持されたトナー像を用紙Ｐに転写
する転写電圧が印加される。転写電圧は、バックアップ
ロール８の芯金または該ロール８に押接させた電気良導
性の電極ロールに電圧を印加しても、あるいはバイアス
ロール９に電圧を印加してもよい。前記ベルトクリーナ
１０は、二次転写後に中間転写ベルト６上に残留したト
ナーを除去するもので、本発明においては、転写ベルト
６の接合部に段差が存在しないかあるいは無視し得るほ
ど低いので、クリーニング後の転写ベルト６上にトナー
が残留するようなことはない。

【００１３】以上、中間転写ベルト式画像形成装置につ
いて述べてきたが、本発明の無端ベルトは、従来から知
られている多重転写型カラー画像形成装置の転写材搬送
ベルトに適用することもできる。上記カラー画像形成装
置は、本体内部に複数の感光体ドラムからなる像担持体
が配置されている。各像担持体の周囲には、帯電器、そ
れぞれ色相の異なるトナーを収容した現像器、転写器、
クリーニング装置等が配置されている。各像担持体と転
写器との間には、像担持体表面に当接しながら所定の方
向に周回転する転写材搬送ベルトが複数のベルト搬送ロ
ールに張架されている。このようなカラー画像形成装置
では、レーザ走査系により各色毎に光分解された像担持
体上の静電潜像を現像器で現像して各色（例えば４色）
のトナー像が形成される。像担持体上に担持された各色
のトナー像は、各転写器を作動させて、転写材搬送ベル
トにより転写部に搬送されてきた用紙に順次転写され、
重ね合わされた多色トナー像が用紙上に形成される。

【００１４】前述したように、熱硬化性樹脂シートの両
端部を重ね合わせて接合することにより、本発明の無端
ベルトは製造される。図２は熱硬化性樹脂シートの一端
部を示す断面図である。図３はシートの両端部を接着剤
で接着したベルトの接合部の断面図である。図２におい
て、シートは一般に５０〜１００μｍの厚さｔに成形さ
れたフィルムが用いられる。しかし、厚さｔは、上記範
囲に限定されるものではなく、例えば５０〜１５０μｍ
の範囲にあってもよい。シートの一端部の厚さ方向に刻
設される溝状の凹凸部の寸法は、シートの厚さｔによっ
ても異なるが、シートの厚さｔが５０〜１００μｍの範
囲にある場合を例にとると、凹部の深さｄは、２６〜９
０μｍ、特に３０〜８５μｍの範囲にあることが好まし
い。すなわち、ベルトの接合部の段差を低くするために
はシートの厚さｔの１／２またはそれより深く刻設する
ことが望ましく、また刻設加工の安全率や接合部の強度
を確保するために、凹部を形成した時に端部以外のシー
ト部分に連続する非刻設部分の厚さｔ′(ｔ−ｄ)は１０
μｍ以上残すことが望ましい。この凹部に隣接する凸部
の高さｈは、接合部の段差ができるだけ低くなるよう、
２５〜８０μｍの範囲内で深さｄより浅く設定すること
が好ましい。シートの長手方向に形成される凹凸部の幅
ｗ₁，ｗ₂は、特に限定されるものではないが、１０μｍ
〜３０ｍｍの範囲にあればよい。すなわち、幅を１０μ
ｍ未満に設定しても刻設加工に精密さが要求されるだけ
であり、また幅を３０ｍｍより長く形成しても、接合部
は通常非転写領域（中間転写ベルトの場合）となるので
ベルトの長さが必要以上に長くなる。なお、凹部の溝底
面から凸部の上面までの高さｈ′(ｈ−ｔ′)は５〜７０
μｍの範囲にあることが好ましい。シートの他端部に
は、その一端部に形成された上記凹部に対応した凸部が
形成され、この凸部に隣接して凹部が形成される。シー
トの他端部に刻設される凸凹部は、刻設作業の簡便性か
ら一端部と同じ寸法にあることが望ましい。

【００１５】本発明においては、シートの一端部に形成
された凹部にシートの他端部に形成された凸部が嵌合す
るよう、図３に示すように、ｄ＞ｈ＞ (１／２)ｔの
関係を満たすことが望ましい。この場合、ｄ−ｈ ≧ ３
μｍとして、シートの各端部に形成される凹部の深さｄ
を２５〜９０μｍ、特に３５〜８５μｍの範囲に、凸部
の高さｈを２５〜８０μｍ、特に３０〜８０μｍの範囲
に設定することがそれぞれ好ましい。このように、凸部
を凹部に嵌合させると、凸部の凹部への埋め込み効果
（アンカー効果）が発揮され、ベルトの長手方向の接合
強度が向上するので、長期間の使用において凸部が凹部
から剥離するような恐れがない。ここで、凹部と凸部と
が嵌合するとは、厳密な意味での嵌合ではなく、通常は
凹部に凸部が遊嵌した状態にあって、凹部と凸部の間以
外の空隙部分にも接着剤が介在する（図３参照）。遊嵌
状態では、シート両端部の端面間および凹凸部の表面間
の全域にわたって接合されるので、接着面積を大きくと
ることができる。また、凹部と凸部の寸法は、凹部の幅
ｗ₁ ＞凸部の幅ｗ₂にあり、その差は刻設加工の精度上
２μｍ以上で、最大許容範囲は２０％であることが望ま
しい。

【００１６】本発明の無端ベルトは、接着剤層の厚さを
ａ＝ｄ−ｈの関係をもたせると、接合部の段差をなく
すことが可能である。勿論、ｔ＜ｈ＋ａ＋ｔ′として、
ベルトの厚さをシートの厚さｔより厚くしてもよい。た
だし、段差は最大２０μｍまでは許容されるので、この
範囲内で深さｄ，高さｈおよび接着剤層の厚さａの寸法
を適宜設定することができる。また、接着剤層の厚さａ
については、接着剤層の厚さａは、３〜２５μｍ、特に
５〜２０μｍの範囲にあることが好ましい。必要な接着
強度を得るために最低３μｍは必要であり、２５μｍよ
り厚くしてもシートの厚さ方向の厚みが増すだけで接着
強度の向上にさほど繋がらない。、必要とする接合強度
が大きくなる

【００１７】シートの両端部に凹凸部を溝状に刻設する
手段としては、エキシマレーザ，炭酸ガスレーザ等が挙
げられる。これらのレーザ光による凹凸の刻設では、μ
ｍ単位（加工公差±１μｍ）の微細加工が可能であり、
熱の発生もないので好適である。凹凸の刻設後には、必
要に応じて、超音波照射やブラッシングによりバリ取り
が行われる。本発明において、シートの両端部に刻設さ
れる凹凸部は、１つに限られるものではなく、図４に示
すように、複数の凹凸部を存在させてもよい。シートの
両端部に形成される各凸凹部は、その寸法が必ずしも同
一である必要はない。図４には、ｄ＞（１／２）ｔ＝
ｈとして、両端部に刻設される各凹凸部の前記深さｄ，
幅ｗ₁，ｗ₂および高さｈが同一の寸法に設定された例を
示している。このように、寸法（ｄ，ｗ₁，ｗ₂，ｈ）を
同一として標準化しておくと、刻設加工の作業条件が簡
素化され好適である。この点は、シートの両端部に刻設
される凹凸部が１つの場合も、前記したとおり同様であ
る。

【００１８】シートの一端部に形成された凹部と他端部
に形成された凸部との接合には、前述したように接着剤
が用いられる。接合部では０.５Ｎ／ｍｍ²以上の強度が
必要であり、かつ中間転写ベルトを支持・搬送するベル
ト搬送ロールでの繰り返し変形に５００ｋサイクル以上
耐えられなければならない。したがって、接着剤は、接
合部で破断または剥離しないよう、強度が高く柔軟性の
あるものを主成分とするが好ましい。具体的には、１液
性または２液性のシリコーン系弾性接着剤，ウレタン系
弾性接着剤や、シート状ホットメルト型のシリコーン系
接着剤，シラン変性ポリイミド系接着剤等が用いられ
る。シリコーン系およびウレタン系接着剤は、各種成分
または官能基で変性されていてもよい。また、これらの
接着剤は、単独あるいはエポキシ系接着剤等の強度の高
い接着剤と併用することができる。１液性または２液性
弾性接着剤の場合は、シート一端部の凹部溝内および凸
部上面の一方または双方に接着剤がヘラ塗り，スポット
コーティング等により塗布される。シート状ホットメル
ト型接着剤の場合は、上記凹凸部にその面積と同じ大き
さかまたはそれより多少小さめの接着剤を載置すればよ
い。そして、接着剤の種類に応じて、常温または加熱下
に接合部に荷重をかけながら、接着剤を硬化させること
により凹部と凸部とが接合される。

【００１９】本発明の作用は次のとおりである。請求項
１発明の画像形成装置用無端ベルトは、熱硬化性樹脂シ
ートの両端部に刻設された溝状の凹凸部を重ね合わせた
ベルトの接合部が接着剤で接着されている。上記凹凸部
はその厚さ方向に刻設されたものであるので、接合部の
段差をなくすかあるいは２０μｍ以下という実用上支障
のないレベルまで低くすることが可能である。したがっ
て、段差がベルト搬送ロールやクリーニングブレードと
接触しても、ベルトの周速度が変動したりベルトの位置
が微妙にズレたりするようなことがなく、クリーニング
時にトナーがベルト上に残留することもない。それ故
に、特にカラー画像形成装置の無端ベルトとして、高品
質のカラー画像を得ることができる。請求項２発明の無
端ベルトは、ベルトを形成するシート材料が導電剤を分
散したポリイミド樹脂からなる。熱硬化性ポリイミドは
機械的特性のうちでもヤング率が大きいので、駆動時の
応力に対するベルトの変形が小さく、ベルト搬送ロール
での繰り返し変性に対する耐久性に優れている。請求項
３発明の無端ベルトは、上記シートの厚さを５０〜１０
０μｍの範囲とし、シートの一端部には深さ２６〜９０
μｍおよび幅１０μｍ〜３０ｍｍの凹部が形成され、シ
ートの他端部には一端部に形成された凹部に嵌合する凸
部を形成したものである。したがって、ベルトの製造時
における接合部の位置合わせが容易であるだけでなく、
接合部の段差を完全になくすことも可能である。しか
も、接合部の接着面積を大きくとることが可能であるの
で、無端ベルトに必要とされる接着強度を充分得ること
が可能である。

【００２０】請求項４発明の画像形成装置の作用は、下
記に示すようなものである。画像情報に応じて像担持体
１に形成された静電潜像は、現像装置３内のトナーによ
り現像されて、未定着トナー像として可視化される。こ
のトナー像は、像担持体１に担持されたまま一次転写部
において、中間転写ベルト６に転写される。多色画像を
転写する場合は、現像装置３内に収容されたトナーの各
色毎に一次転写を繰り返す。像担持体１から中間転写ベ
ルト６上へのトナー像の一次転写が終了して、所望の色
相のトナー像を担持した中間転写ベルト６が二次転写部
に移動してくると、これと同期して用紙Ｐが二次転写部
に搬送される。この時、転写ベルト６から退避位置にあ
ったバイアスロール９は、バックアップロール８に裏面
側が支持された転写ベルト６に圧接した状態にある。そ
して、用紙Ｐがバックアップロール８とバイアスロール
９との間の圧接力を受けながら二次転写部を通過する
際、ロール８，９間に転写電圧を印加することにより、
転写ベルト６に担持されていたトナー像が中間転写ベル
ト６表面から用紙Ｐに二次転写される。請求項４発明に
おける中間転写ベルトは、請求項１発明の無端ベルトと
同様の構成からなり、前記請求項１発明と同様の作用を
奏する。

【００２１】請求項５発明の画像形成装置用無端ベルト
の製造方法は、熱硬化性樹脂シートの両端部にその厚さ
方向に凹凸部を溝状に刻設し、凹凸部表面に接着剤を介
在させて、シートの一端部に形成された凹部と他端部に
形成された凸部とを重ね合わせて接合するものである。
この無端ベルトの製造方法によれば、請求項１発明で述
べたように、接合部の段差をなくすかあるいは著しく小
さくすることが可能であり、高品質の画像を得ることが
できる。請求項６〜８発明の無端ベルトの製造方法は、
１液性弾性接着剤、２液性弾性接着剤ないしシート状ホ
ットメルト型接着剤を用いて、前記凹部と凸部を接合す
るものである。これらの接着剤は、接合部での必要な接
着強度を有しかつ繰り返し変形に対する耐久性に優れて
いるので、画像形成装置を長期間作動させても、ベルト
が破断または剥離したりあるいは変形するようなことが
ない。

【００２２】

【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。なお、図１に示す画像形成装置の構成要素と同様
の機能を有するものには、図５にも同一の番号を付して
いる。図５において、プラテン１１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
１２から出射して、原稿で反射した光を移動ミラーユニ
ット１３、レンズ１４、固定ミラー１５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
素子とブルー(Ｂ)，グリーン(Ｇ)，レッド(Ｒ)の３色の
フィルタにより、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１６に入力され、
画像処理回路１６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。

【００２３】光書込制御装置１７は、上記画像処理回路
１６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１８に出力する。光ビーム書込装置１８
は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラムからなる前記像
担持体１に前記各色に対応した静電潜像を書き込む。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（現像装置）３、各色のト
ナー像を前記中間転写ベルト６に転写する転写コロトロ
ン(一次転写器)４、除電器およびクリーニングブレード
を有するクリーナユニット（クリーニング装置）５が配
置されている。上記現像ユニット３は、黒(Ｋ)，イエロ
ー(Ｙ)，マゼンタ(Ｍ)，シアン(Ｃ)の各色のトナーを収
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６は、
前記バックアップロール８およびベルト搬送ロール７
ａ，７ｂ，７ｃ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移動する。本実施例では、転写ベル
ト６を張架する各ロール(７，８)のうち、転写ベルト６
が矢印Ｂ方向に移動するよう、ベルト搬送ロール７ａを
駆動ロールとし、他のロール(７ｂ，７ｃ，８)は従動ロ
ールとして構成されている。また、転写ベルト６の撓み
を防止するために、搬送ロール７ｃの軸はバネ（図示せ
ず）によって方向Ｃに付勢されている。

【００２４】中間転写ベルト６の裏面側には、前記転写
コロトロン４が像担持体１表面と転写ベルト６とが接触
する一次転写部に配置されている。一方、未定着トナー
像を担持する転写ベルト６の表面側には、バックアップ
ロール８およびベルト搬送ロール７ａに対向して、それ
ぞれ前記バイアスロール９およびベルトクリーナ１０が
配置されている。バックアップロール８には転写電圧用
電源と接続した電極ロール１９が押接していて、バック
アップロール８とバイアスロール９とが対向する部位が
二次転写部となる。また、バックアップロール８とベル
ト搬送ロール７ａとの間には、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６から剥がす剥離爪２０
が配置されている。上記バイアスロール９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２１が常
時当接していて、二次転写時等で付着したトナー粒子や
紙粉等の異物が除去される。

【００２５】画像形成装置Ｕ本体の下部には抽出自在の
給紙トレイ２２が設けられ、その上方にピックアップロ
ーラ２３が配置されている。このピックアップローラ２
３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２４、用紙搬送ロール２５、用紙Ｐを案内する
ガイド部材２６およびレジロール２７が順次配置されて
いる。前記二次転写部の下流側には、順次、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２
８、用紙Ｐ上の未定着トナー像を定着処理する定着装置
２９、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３０、および排出された用紙Ｐを載置す
る排紙トレイ３１が配置されている。

【００２６】（画像形成装置の作用）矢印Ａ方向に回転
する像担持体１は、帯電器２により表面が一様に帯電さ
れる。この一様に帯電された像担持体１は光ビーム書込
装置１８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により未定着トナー像に現
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が所定時間回転する
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の表面は、前
記トナー像が中間転写ベルト１に転写された後、クリー
ナユニット５のブレードによりクリーニングされる。こ
こで、前記光書込制御装置１７では、最初に第１色目の
Ｋ色のデジタル信号を読出して光ビーム書込装置１８に
出力する。この書込装置１８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６の裏面側に配置された
転写コロトロン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６に吸着させつ
つ、転写ベルト６の矢印Ｂ方向の移動で一次転写させ
る。

【００２７】中間転写ベルト６は、Ｋトナー像を吸着担
持したまま像担持体１と同一周期で移動する。１色目の
Ｋトナー像の転写が終了すると、転写ベルト６における
Ｋトナー像の転写開始位置が一次転写部に到達する迄
に、光書込制御装置１７からの出力によりブルー(Ｂ)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６の上記転写開始位置が一次転写部に到達すると、転
写コロトロン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(Ｇ)，レッド(Ｒ)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６上に形成される。この各色のトナー像が転写ベルト
６上に一次転写されるまで、転写ベルト６の表面側に配
置された前記バイアスロール９，剥離爪２０およびベル
トクリーナ１０は、転写ベルト６から離間した退避位置
に保持されている。

【００２８】一方、給紙トレイ２２に収容された用紙Ｐ
は、ピックアップローラ２３により所定のタイミングで
１枚ずつ取り出されて、一対のフィードロール２４、用
紙搬送ロール２５により給紙され、一対のレジロール２
７で一旦停止される。用紙Ｐは、その後中間転写ベルト
６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、レジロー
ル２７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９は中間転写ベルト６を介してバッ
クアップロール８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８，９間の圧接搬送および
転写ベルト６の移動によって二次転写部を通過する。こ
の際、電極ロール１９からトナー像の帯電極性と同極性
の転写電圧の印加による静電反撥により、転写ベルト６
に吸着担持されていたトナー像が転写ベルト６表面から
用紙Ｐに二次転写される。また、バイアスロール９がバ
ックアップロール８に圧接すると、バイアスロール９表
面に付着したトナー粒子等の異物は、前記クリーニング
ブレード２１により除去される。

【００２９】以上フルカラー画像の転写について述べて
きたが、単色画像を形成する場合は、中間転写ベルト６
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。複数色の画像を形成する場合は、所望の色相を選択
して、それらの色に重ね合わされた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。この多色画像の転写の場合は、各色のトナー像
が一次転写部でズレることなく正確に一致するよう、前
述のとおり、像担持体１の回転と中間転写ベルト６の移
動とを同期させている。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２０の作動に
より剥離され、搬送ベルト２８に載置されて定着装置２
９に搬送される。そして、定着装置２９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は一対の排紙ロール３０により排紙トレイ３１に排出
される。二次転写が完了すると、中間転写ベルト６は、
接合部の段差が著しく小さいので、その表面に残留した
トナーが二次転写部の下流に設けたベルトクリーナ１０
により完全にクリーニングされ、次の転写に備える。

【００３０】（中間転写ベルト）図５に示した画像形成
装置における中間転写ベルトの具体的な構成は次のとお
りである。中間転写ベルトを構成するシートとして、長
さ３００ｍｍ，幅２５ｍｍ，厚さ８０μｍの熱硬化性ポ
リイミドを用い、これにカーボンブラックを配合して表
面抵抗率を１０¹²Ω／□に調整した。このシートの両端
部には、加工エネルギー４０ｍＪ，加工速度０.９２１
６ｍｍ³／sec のエキシマレーザにより、溝加工が施さ
れた。図２に示すシート一端部の凹凸部の寸法は、深さ
ｄ：５０μｍ，凹部の幅ｗ₁：２０.０５ｍｍ，凸部の幅
ｗ₂：１９.９５ｍｍ，高さｈ：４０μｍであり、シート
の他端部にも同じ寸法の溝加工を施した。その後、熱硬
化性シートの一端部に形成された溝状の凹部底面および
凸部上面に液状弾性接着剤をヘラで塗布またはシート状
ホットメルト型接着剤を載置し、この凹部および凸部に
シートの他端部に形成された凸部および凹部をそれぞれ
位置合わせを行った。次いで、接合部上に１ｋｇの錘を
置いて所定時間硬化させて、接合部の段差が１０μｍ未
満の無端ベルトを製造した。

【００３１】（中間転写ベルトの機械的特性試験）実施例１，２接着剤として、１液性弾性接着剤である特殊変性シリコ
ーン（サイレックス１００；コニシ(株)製）および特殊
変性シリル基含有ポリマー（スーパーＸ No.８００８；
セメダイン(株)製）を用いた。そして、これらの接着剤
を塗布し、接合部からはみ出た接着剤を拭き取った後硬
化させて、硬化後の接着剤層厚がそれぞれ１５μｍ，１
８μｍの接合部を形成した。接合強度を表す「引張接着
強さ」は、ＪＩＳＫ６８５０（接着剤の引張剪断接着
強さ試験方法）に準拠し、長さ１００ｍｍの前記カーボ
ンブラック配合ポリイミド製シートを用い、引張速度２
０ｍｍ／min で測定した。また、「繰り返し変形」試験
は、前述した方法で製造した無端ベルトを外径２０ｍｍ
の２本のベルト搬送ロール間に張架し、ベルト搬送速度
１００ｍｍ／sec で周回転させて、ベルトの接合状態の
変化を調査した。参考例１，２として、エポキシ樹脂系
接着剤（ＥＰ−１７０；セメダイン(株)製）およびポリ
シアノアクリレート接着剤（柔軟性アロンアルファ＃９
１１Ｐ２；東亜合成社製）を用いた以外は、上記と同様
にして無端ベルトを製造し、その引張接着強さおよび繰
り返し変形の各試験に供した。接着剤の硬化条件および
接合部の段差は下記の表１に示すとおりであり、上記の
試験結果を表１にまとめて示す。なお、繰り返し変形試
験の評価基準は次のとおりである。 ○ ：５００ｋサイクル後にも目視による変化なし △ ：５００ｋサイクル後に接合部が伸長 × ：５００ｋサイクル以内に破断

【００３２】

【表１】

【００３３】実施例３，４接着剤として、２液性弾性接着剤である特殊変性シリコ
ーンを主成分とするエポキシ樹脂との混合接着剤（ＭＯ
Ｓ７；コニシ(株)製）および同様の混合接着剤（ＭＯＳ
１０１０）を用いた。参考例３として、エポキシ樹脂系
接着剤（ＥＰ−００１；セメダイン(株)製）を用いた。
接着剤の硬化条件および接合部の段差は下記の表２に示
すとおりであり、接合されたシートおよび無端ベルトを
実施例１，２と同様の引張接着強さおよび繰り返し変形
の各試験に供した。それらの結果を表２にまとめて示
す。

【００３４】

【表２】

【００３５】実施例５接着剤として、シート状ホットメルト型接着剤である特
殊変性シリコーンを主成分とするエポキシ樹脂との混合
接着剤（ステイスティック４７３；テクノアルファ(株)
製）を用いた。参考例４，５として、エポキシ樹脂系接
着剤（エイブルスティック５５１；テクノアルファ(株)
製）およびポリウレタン系接着剤（サーモライト６５０
１；ダイセルヒュルス社製）を用いた。接着剤の硬化条
件および接合部の段差は下記の表３に示すとおりであ
り、接合されたシートおよび無端ベルトを実施例１，２
と同様の引張接着強さおよび繰り返し変形の各試験に供
した。それらの結果を表３にまとめて示す。

【００３６】

【表３】

【００３７】表１〜３に示すように、熱硬化性シートの
両端部に形成された凹凸部を互いに接合する接着剤とし
て、１液性弾性接着剤を用いた実施例１，２、２液性弾
性接着剤を用いた実施例３，４、およびシート状ホット
メルト型接着剤を用いた実施例５では、０.５Ｎ／ｍｍ²
以上の接合強度と、５００ｋサイクル以上の耐久性をい
ずれも満足する。一方、エポキシ樹脂系接着剤（参考例
１，３，４）およびポリシアノアクリレート接着剤（参
考例２）では、接着剤層が硬いために、ベルト搬送ロー
ルでの繰り返し変形により接合部でベルトが破断した。
また、ポリウレタン系接着剤（参考例５）では、上記ロ
ールでの繰り返し変形により、接合部が伸びて著しく変
形した。

【００３８】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載された範囲内で種々の変更が可能である。
本発明の無端ベルトは、実施例のカラー画像形成装置に
限らず、モノカラー画像形成装置に適用することも可能
である。

【００３９】

【発明の効果】本発明の画像形成装置用無端ベルトおよ
びその製造方法によれば、ベルトが熱硬化性樹脂シート
を接合したものであるため、ベルトの変形量が小さく、
耐久性に優れている。しかも、ベルトの接合部はシート
の両端部が重ね合わされているにもかかわらず、シート
の両端部にその厚さ方向に溝状の凹凸部が刻設されてい
るため、接合部の段差を実用上無視し得るほど小さくす
ることが可能である。したがって、ベルトの周速度が変
動したりベルトの位置が微妙にズレたりするようなこと
がないので、カラー画像形成装置の中間転写ベルトや転
写材搬送ベルトとして、高品質の画像を得ることができ
る。また、請求項３発明の無端ベルトによれば、シート
の両端部に形成された凹凸部を互いに嵌合させたもので
あるため、製造時の接合部の位置合わせが容易である。
しかも、凸部の幅を凹部の幅より多少短めに形成してお
けば、接着面積を大きくとることが可能であるので、無
端ベルトの接着強度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】主要構成部材を備えた画像形成装置における
中間転写ベルトの配置関係の概要を示す簡略図である。

【図２】本発明における熱硬化性樹脂シートの端部を
示す断面図である。

【図３】本発明の一実施例を示す無端ベルトの接合部
の断面図である。

【図４】本発明の別の実施例を示す無端ベルトの接合
部の断面図である。

【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。

【図６】従来のシートの接合方法を示す説明図であ
る。

【図７】シートの接合方法を示す別の説明図である。

【符号の説明】

Ｕ…画像形成装置、Ｐ…用紙（転写材）、１…像担持
体、３…現像装置（現像ユニット）、６…中間転写ベル
ト、８…バックアップロール、９…バイアスロール。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シートの一端部とシートの他端部とを重
ね合わせた接合部を有し、シートは熱硬化性樹脂で構成
され、接合部はシートの両端部にその厚さ方向に刻設さ
れた溝状の凹凸部が接着剤で接着されていることを特徴
とする画像形成装置用無端ベルト。
【請求項２】前記シートが導電剤を分散したポリイミ
ド樹脂で構成される請求項１記載の画像形成装置用無端
ベルト。
【請求項３】前記シートの厚さは５０〜１００μｍの
範囲にあり、シートの一端部には深さ２５〜９０μｍお
よび幅１０μｍ〜３０ｍｍの凹部が形成され、シートの
他端部にはシートの一端部に形成された凹部に嵌合する
凸部が形成された請求項１記載の画像形成装置用無端ベ
ルト。
【請求項４】画像情報に応じた静電潜像を形成する像
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を一次転写して担持する中間転写ベ
ルトと、中間転写ベルト上の未定着トナー像を転写材に
二次転写するバイアスロールと、バイアスロールに対向
して中間転写ベルトをその裏面から支持するバックアッ
プロールとを備え、上記中間転写ベルトは、熱硬化性樹
脂シートで構成され、シートの両端部にその厚さ方向に
刻設された溝状の凹凸部が接着剤層を介して重ね合わさ
れた接合部を有する無端ベルトからなることを特徴とす
る画像形成装置。
【請求項５】熱硬化性樹脂シートの両端部にその厚さ
方向に凹凸部を溝状に刻設し、溝状の凹凸部表面に接着
剤を介在させて、シートの一端部に形成された凹凸部と
シートの他端部に形成された凸凹部とを重ね合わせて接
合することを特徴とする画像形成装置用無端ベルトの製
造方法。
【請求項６】前記接着剤として、１液性弾性接着剤を
用いる請求項５記載の無端ベルトの製造方法。
【請求項７】前記接着剤として、２液性弾性接着剤を
用いる請求項５記載の無端ベルトの製造方法。
【請求項８】前記接着剤として、シート状ホットメル
ト型接着剤を用いる請求項５記載の無端ベルトの製造方
法。