JPH1124427A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリイミド樹脂を中間転写ベルト材料とし
て、材料自体の物性に起因して白抜けが発生することの
ない高品質の画像を得ることができる画像形成装置を提
供する。 【解決手段】 本発明の画像形成装置は、像担持体１に
形成された静電潜像を現像装置４により可視化されたト
ナー像とし、一次転写された中間転写ベルト７上のトナ
ー像をバイアスロール１０で記録媒体Ｐに二次転写す
る。中間転写ベルトは、フィルム成形時に残留する溶媒
量が１.０ｐｐｍ 以下であるポリイミド樹脂から構成さ
れる。樹脂材料に分散される導電剤としては、カーボン
ブラックまたは酸化錫系の金属酸化物が好適に用いられ
る。また、フィルム成形法としては、樹脂成分をＮ−メ
チルピロリドン等の有機極性溶媒に溶解させた製膜原液
を円筒金型または金属シート上に流延して、樹脂成分を
乾燥し、高温で加熱処理する遠心成形法またはキャステ
ィング法等が挙げられる。

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、これを用紙等の記録
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。

【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（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６−１４
９０８３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，ＥＴＦ
Ｅ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等の導電剤を配合し
た導電性無端ベルトが提案されている。上記ＰＶＤＦ，
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以下と機械特性に劣るために、
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にベルトの耐久性に劣る等の問題が
ある。

【０００３】機械特性に優れた材料としてはポリイミド
樹脂を挙げることができ、例えば特開昭６３−３１１２
６３号公報において、カーボンブラック分散のポリイミ
ドシームレスベルトが提案されている。このシームレス
ベルトは、ポリイミド前駆体であるポリアミド酸の溶液
中に導電剤として５〜２０重量％のカーボンブラックを
分散させ、分散液を金属ドラム上に流延して乾燥した
後、ドラムから剥離したフィルムを高温下に延伸してポ
リイミドフィルムを形成し、更に適当な大きさに切り出
してエイドレスベルトとすることにより製造される。上
記フィルム成形の一般的な方法は、導電剤を分散したポ
リアミド酸溶液の製膜原液を円筒金型に注入して、例え
ば１００〜２００℃に加熱しつつ1000〜2000rpm の回転
数で円筒金型を回転させながら、遠心成形法によりフィ
ルム状に成膜する。次いで、得られたフィルムを半硬化
した状態で脱型して鉄芯に被せ、３００℃以上の高温で
ポリイミド化反応（ポリアミド酸の閉環反応）を進行さ
せて本硬化が行われる。また、製膜原液を金属シート上
に均一な厚さに流延して、上記と同様に、１００〜２０
０℃に加熱して溶媒の大半を留去し、その後３００℃以
上の高温に段階的に昇温して、ポリイミドフィルムを形
成する方法がある。ポリアミド酸を溶解する製膜原液に
用いられる溶媒としては、ジメチルホルムアミド（ＤＭ
Ｆ），ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ），Ｎ−メチル
ピロリドン（ＮＭＰ）等の有機極性溶媒が挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、機械特性に優れたカーボンブラック分散のポリイミ
ド樹脂のシームレスベルトは、駆動時のベルト材料の変
形が小さく、高品質の画像が安定して得られるという特
長がある。しかしながら、ポリイミド樹脂を中間転写ベ
ルト材料として用いた場合、我々の試験によれば、例え
ば多重色カラー画像のような比較的厚いトナー層を含む
パッチ部を連続して転写を繰り返しているうちに、パッ
チ部の転写画像濃度が次第に低下して遂には白抜けする
（以下、「白抜け」で代表する）という問題が発生し
た。これは、何もパッチ部に限られるものではなく、正
規の転写画像にも現れ、特に画像密度２０〜４０％程度
のハーフトーン部において顕著である。ここで、パッチ
部とは、所定枚数毎に得られる画質の状態を評価するた
めに、ロゴマーク等のテストパターンが転写される中間
転写ベルトの小領域（例えば６ｍｍ×６ｍｍ）をいう。
そこで、本発明の目的は、上述の問題点を解消しようと
するものであって、ポリイミド樹脂の特長を活かしなが
らも、当該樹脂材料に起因して白抜けが発生することの
ない高品質の画像を安定して得ることができるポリイミ
ド樹脂を中間転写ベルト材料とする画像形成装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリイミ
ド樹脂を構成材料とする中間転写ベルトを用い、更なる
画質の向上を目指して試験・研究を重ねてきたところ、
前述したように、出力された画像に白抜けが発生するこ
とがあった。この点について鋭意原因を追求してきた結
果、ポリイミド樹脂に残留した溶媒に起因して、前記比
較的厚いトナー層を担持した中間転写ベルト部位の表面
抵抗率がその周辺部より低下していることを解明した。
このような知見に基づいて、ポリイミド樹脂の残留溶媒
量を所定値以下に低下させることによって、白抜けの発
生を防止できることを見い出し、本発明をなすに至った
ものである。すなわち、本発明の画像形成装置は、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、フィルム成形
時に残留する溶媒量が１.０ｐｐｍ 以下である導電剤分
散のポリイミド樹脂から構成されることを特徴とする。

【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、画像書込手
段３、現像装置４、一次転写器５、クリーニング装置６
等が配置されている。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５の間を矢印方向に走行
する中間転写ベルト７が、例えば３本のベルト搬送ロー
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およびベルト搬送ロ
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。一次転写器５が中間転写ベルト
７を介して像担持体１に押圧する部位が一次転写部とな
り、像担持体１と一次転写器５の間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。この電極部材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はバイアスロール１０に上記転写電
圧を印加してもよい。

【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の表面が帯電器２で一様
に帯電された後、画像処理されたレーザ光等の画像書込
手段３により、第１色目の静電潜像が形成される。静電
潜像は現像装置４に収容されたトナーにより可視化さ
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５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
トナー像が得られる。上記現像装置４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４₁〜４₄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。

【０００８】上記多重トナー像は、二次転写部を通過す
る際に、給紙トレイ１３から所定のタイミングで供給さ
れる記録媒体（以下、用紙Ｐで代表する）に静電的に一
括転写される。トナー像が転写された用紙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６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３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４に収容
した場合は、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。

【０００９】本発明において、中間転写ベルトはポリイ
ミド樹脂と導電剤とからなる。ポリイミド樹脂は、一般
にテトラカルボン酸二無水物とジアミンの縮重合により
合成される。このジアミン法では、通常有機極性溶媒中
での開環重付加により溶媒可溶性のポリアミド酸を合成
し、この段階でフィルムに成形加工する。その後、フィ
ルム状のポリアミド酸を３００℃以上の高温に加熱し
て、脱水縮合によりポリイミド化する。二無水物として
用いられる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、アゾベンゼン−３，３′，４，４′−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。

【００１０】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−４,４′−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。また、前記有機極性溶媒としては、ＤＭＦ（ｂｐ；
１５３℃），ＤＭＡｃ（ｂｐ；１６６℃），ＮＭＰ（ｂ
ｐ；２０６℃）の他に、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミ
ド，Ｎ−アセチルピロリドン，Ｎ−メチルカプロラクタ
ム，ピリジン，Ｎ−メチルピリジン，ヘキサメチルホス
ホアミド，ジメチルスルホキシド，ジメチルスルホン，
テトラメチレンスルホン等が挙げられる。

【００１１】ポリイミド樹脂に分散される導電剤として
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，ニッケル，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（ＡＴＯ），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），平
均粒子径が０．４μｍの硫酸バリウム表面に錫系酸化物
を被覆したもの（パストランType−IV）、０．２μｍの
ＡＴＯ，０．２μｍのＩＴＯ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。

【００１２】導電性金属酸化物はシラン系カップリング
剤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、ポリイミド樹脂との相溶性が向上するため、
その分散が均一になり、中間転写ベルトの抵抗値のバラ
ツキが抑制される。シラン系カップリング剤としては、
ビニルトリクロロシラン，ビニルトリエトキシシラン，
ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン，γ−ク
ロロプロピルトリメトキシシラン，γ−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシラン，γ−グリシドキシプロピルト
リメトキシシラン，γ−メタクリロキシプロピルトリメ
トキシシラン，γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン，Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルト
リメトキシシラン，Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−ア
ミノプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。

【００１３】次に、前記ジアミン法による重合反応を示
すと下記の通りである。代表的なポリイミド樹脂である
ピロメリット酸系ポリイミドは、前記有機極性溶媒中に
溶解したジアミン成分として例えばＯＤＡとピロメリッ
ト酸二無水物との開環重合によるポリアミド酸を経て、
脱水縮重合により合成される。

【化１】

【００１４】また、ビフェニルテトラカルボン酸系ポリ
イミドは、例えば３，３′，４，４′−ビフェニルテト
ラカルボン酸二無水物とＯＤＡとの反応によって合成さ
れる。

【化２】

【００１５】本発明における中間転写ベルトは次のよう
にして製造される。まず、ポリマー原料に予め導電剤を
添加しておくか、あるいは反応中間体のポリアミド酸ま
たはポリイミドを有機極性溶媒に溶解させた溶液中に前
記導電剤を添加し、ミキサーで充分に混合して製膜原液
を調製する。製膜原液はフィルム成形前に予めフィルタ
に通して、二次凝集して粗大化した導電剤や異物を除去
することが望ましい。製膜原液の固形分濃度は３０〜５
０重量％の範囲にあり、ポリイミド１００重量部に対し
て１２〜４０重量部の導電剤が配合される。この配合量
は、導電剤の種類より異なるが、ベルト材料の所望の表
面抵抗率に応じて調整される。フィルム成形法は、遠心
成形法等の回転ドラムを用いる回転式成形法でも、ある
いは金属シート上で成形するキャスティング法のいずれ
でもよい。これらの成形法では、製膜原液をスリットダ
イから円筒金型または金属シート状無端ベルト上に流延
する。例えば、製膜原液が導電剤添加のポリマー原料の
場合には、流延膜を１００〜２００℃の熱風で加熱し、
有機極性溶媒をほぼ完全に蒸発させて半硬化状態の自己
支持性フィルムを得る。次いで、このフィルムを円筒金
型または無端ベルトから剥離し、３００℃以上の高温で
加熱し、ポリアミド酸を脱水縮合させることにより、導
電剤が分散したポリイミド樹脂が形成される。平滑な樹
脂フィルムに成形するには、これらの工程の加熱温度を
段階的にまたは連続的に徐々に昇温させることが望まし
い。

【００１６】上記乾燥工程において溶媒が蒸発して自己
支持性フィルムが形成された時点から縮合反応終了後の
任意の段階で、形成されるフィルムに延伸加工を施すこ
とが好ましい。また、最終的に成形されるフィルム（ベ
ルト材料）の厚さは、５０〜１５０μｍ好ましくは７０
〜１００μｍの範囲にあり、主として製膜原液の樹脂成
分濃度と押出量，導電剤の配合量や、円筒金型の回転速
度または無端ベルト上の液膜の引取速度によって調整さ
れる。成形されたポリイミド樹脂フィルムは、適当なサ
イズに切削し、キャスティング法の場合は更にシートの
両端部を接着剤で接合すれば、中間転写ベルトが製造さ
れる。上記接着剤としては、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。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。本発明においては、ポリイミド
樹脂フィルムに残留する溶媒量を１.０ｐｐｍ以下とす
る必要がある。そのためには、高温下での熱処理を充分
に行う必要がある。例えば、ポリアミド酸を脱水縮合す
る本硬化反応を４００℃以上の高温で行うことが望まし
く、処理温度が高いほど本硬化の反応時間を短縮するこ
とができる。熱処理が不充分な場合には、残留溶媒量の
多いフィルムが得られる。残留溶媒量が１.０ｐｐｍ よ
り多い中間転写ベルトを用いて連続的に一次転写を繰り
返すと、転写ベルトが次第に劣化して、出力された画像
に前述の白抜けが発生するようになる。

【００１７】一般に、静電転写法でトナー像を中間転写
ベルトに転写するに際しては、中間転写ベルトが所定の
表面抵抗率を有していることが重要である。本発明にお
ける中間転写ベルトの表面抵抗率は、前述の導電剤の選
択と配合量の調整により、１０¹¹〜１０¹⁴Ω／□の範囲
に調整される。表面抵抗率が高すぎると、トナー像の転
写時に中間転写ベルトが著しく帯電することから、中間
転写ベルトが像担持体と離間する際に剥離放電が発生
し、中間転写ベルトに転写されたトナー像が剥離放電に
伴って飛散してしまう。パッシェン則すなわち剥離放電
が発生するギャップ(ｄ)と転写電界(Ｅ)の関係を図２に
示す。また、表面抵抗率が低すぎると、中間転写ベルト
と像担持体との間に過大な電流が流れることから、一旦
は中間転写ベルトに転写されたトナー像が像担持体に戻
ってしまう、いわゆるリトランスファー現象が発生して
しまう。これらの現象を回避するためには、中間転写ベ
ルトの表面抵抗率は上記範囲が適当である。

【００１８】図３は中間転写ベルトの表面抵抗率の低下
を説明する一次転写部の説明図であり、図中の番号は図
１に対応した構成部材を示す。図３Ａに示すように、中
間転写ベルト上にトナー像が存在しない場合には、トナ
ー粒子間のエアギャップがないので、放電現象（パッシ
ェン放電）が発生しない。したがって、ポリイミド樹脂
表面は放電による劣化を受ることがないため、その表面
抵抗率は変化しない。しかしながら、図３Ｂに示すよう
に、中間転写ベルト上に比較的厚いトナー層を含むトナ
ー像を転写する場合には、トナー粒子間のエアギャップ
があるため放電現象が発生する。この放電現象により、
ポリイミド樹脂表面は変質してその表面抵抗率が低下す
る。殊にポリイミド樹脂中に残留する溶媒量が多いと、
表面抵抗率の低下が大きい。良好な画像を得るには、表
面抵抗率が低下しても、比較的厚いトナー層からなる画
像部とその周辺部との差が ０.３桁（log Ω／□）以内
であればよく、そのときは画像濃度に差が生じない。す
なわち、溶媒の残留量を１.０ｐｐｍ 以下とすることに
より、たとえ一次転写を繰り返えしても、出力画像に画
像濃度が低下したり更には白抜けが発生するようなこと
がなくなる。

【００１９】

【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４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４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２１〜
２８から前記画像書込手段３が構成される。

【００２０】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装置４、各色のトナ
ー像を前記中間転写ベルト７に転写する一次転写ロール
５、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６が配置されている。上記現像装置４
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、ベルト搬送ロール
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およびベルト搬送ロール８
ａに対向して、それぞれ前記バイアスロール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。上記バイアスロール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３０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。

【００２１】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、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３６、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が配置されている。

【００２２】（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装置４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
の表面は、前記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６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２８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装置４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５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Ｂ方向の走行で一次転写させる。

【００２３】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、転写ベルト７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
の上記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５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。

【００２４】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枚ずつ取り出されて、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。

【００２５】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。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。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３７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。

【００２６】（中間転写ベルトの製造） 実施例１ 樹脂成分１００重量部に対して１８重量部のカーボンブ
ラックをポリイミドワニス（ＮＭＰを溶媒とする耐熱皮
膜用Ｕワニス−Ｓ：宇部興産(株)製）に添加して、ミキ
サーで充分に混合した。ポリイミドワニスは、前記３，
３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
とＯＤＡとから合成されたポリイミドを樹脂成分とし、
ＮＭＰ溶媒の含有量が６５重量％である。得られた製膜
原液を直径１６８ｍｍ，高さ５００ｍｍのステンレスス
チール製円筒金型に注入し、１２０℃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１
２０℃から３５０℃に昇温して溶媒をほぼ完全に蒸発さ
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３２０
ｍｍ幅に切削して、表面抵抗率１０^11.5Ω／□のシーム
レスベルトを形成した。なお、表面抵抗率の測定は全
て、表面抵抗計（ハイレスターＩＰのＨＲプローブ：三
菱油化(株)製）を用い、１００Ｖの電圧を印加してから
３０秒後の電流値を読みとって求めた。

【００２７】また、シームレスベルトの残留溶媒量は下
記の方法により求めた。厚さ８０μｍの上記ポリイミド
フィルムを１ｍｍ角程度に切り取り、その小片１０枚
（約１ｍｇ）を試料とした。この小片を合金製のパイロ
ホイルに包み、熱分解装置（キューリポイントパイロラ
イザーＪＨＰ−３：日本分析工業(株)製）に入れて、オ
ーブン温度１８５℃の雰囲気下に、３１５℃，５秒間の
高周波加熱により、残留溶媒を揮発させた。揮発してき
た成分を２００℃のニードル部から取り出して、ガスク
ロマトグラフ−質量分析装置（ＱＰ−5000：島津製作所
製）に注入した。すなわち、ヘリウムガスをキャリアガ
スとしてインジェクション温度２００℃で、試料から揮
発した量の１／４（スプリット比３：１）を流量１.０
ｍｌ／minで ０.２５ｍｍφ×３０ｍのカラム（Ｊ＆Ｗ
キャピラリーカラムＤＢ−１７）に注入した。次いで、
５０℃で１０分間保持した後、カラムを毎分１０℃の割
合で２５０℃まで昇温し同温度で１０分間保持して、揮
発成分を脱着させた。さらに、インターフェイス温度２
５０℃で揮発成分を質量分析装置に注入し、ＮＭＰに相
当するリテンションタイム １８.２分（質量数９９）の
各ポリイミドフィルムのピーク面積を求めた。このピー
ク面積から、残留溶媒の量を算出したところ、ＮＭＰの
残留量は０．０４ｐｐｍであった。

【００２８】実施例２ ４００℃で３０分間加熱してポリアミド酸の本硬化を行
った以外は、実施例１と同様にして、表面抵抗率１０
^11.8Ω／□のシームレスベルトを形成した。このベルト
の残留溶媒量を実施例１と同様にして測定したところ、
ＮＭＰの残留量は０．７２ｐｐｍであった。

【００２９】実施例３ 導電性金属酸化物として、酸化錫系導電層で被覆された
平均粒子径０.４μｍの硫酸バリウム（前記パストランT
ype−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と同様のポリイミドワニスにその樹脂成分１００
重量部に対して３８重量部の割合で添加して、ミキサー
で充分に混合した。ただし、上記ポリイミドワニスの溶
媒含有量は６０重量％である。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分乾燥させて、更に１
５０℃で３０分、２００℃で３０分、２５０℃で６０
分、３５０℃で３０分、４２０℃で３０分と段階的に昇
温して、厚さ７５μｍのポリイミドフィルムを得た。フ
ィルムの表面抵抗率は１０^11.6Ω／□であった。また、
このフィルムの残留溶媒量を実施例１と同様にして測定
したところ、ＮＭＰの残留量は０．９５ｐｐｍであっ
た。得られたポリイミドフィルムを長さ５３０ｍｍ，幅
３２０ｍｍにカットした。その後、フィルムの一端部２
０ｍｍに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）を塗布して両端
部を重ね合わせた。次いで、接合部上に１ｋｇの錘を置
いて常温で１時間硬化させて、中間転写ベルトを製造し
た。

【００３０】比較例１ ３８０℃で１２０分間加熱してポリアミド酸の本硬化を
行った以外は、実施例１と同様にして、表面抵抗率１０
^11.5Ω／□のシームレスベルトを形成した。このベルト
の残留溶媒量を実施例１と同様にして測定したところ、
ＮＭＰの残留量は１．４０ｐｐｍであった。 比較例２ ３８０℃で３０分間加熱してポリアミド酸の本硬化を行
った以外は、実施例１と同様にして、表面抵抗率１０
^12.0Ω／□のシームレスベルトを形成した。このベルト
の残留溶媒量を実施例１と同様にして測定したところ、
ＮＭＰの残留量は３．６０ｐｐｍであった。

【００３１】（画質評価試験）以上の各中間転写ベルト
を図４に示す画像形成装置に装着して、低温低湿環境下
（１０℃，１５％ＲＨ）にコピー試験を行った。この試
験では、２ｋＶの一次転写電圧および−４．５ｋＶの二
次転写電圧を印加して、Ｙ，Ｍ，Ｃ色トナーの画像密度
が各８０％以上の多重色のパッチ部（６ｍｍ×６ｍｍ）
を１００枚連続転写した時の画質を評価した。上記コピ
ー試験によれば、図５に示すように、残留溶媒量が１.
０ｐｐｍ 以下の各実施例では、パッチ部とその周辺部
との表面抵抗率の差が ０.３桁（log Ω／□）以内にあ
り、出力画像に画像濃度の低下はみられなかった。一
方、残留溶媒量が１.０ｐｐｍ より多い比較例１，２で
は、パッチ部の表面抵抗率の低下が大きく、図６に示す
ように、テストチャートにおけるマゼンタトナーの画像
密度３０％のハーフトーン部を転写したチェックチャー
トの出力画像部に白抜けの発生がみられた。図５は、実
施例および比較例において、導電剤含有ポリイミド樹脂
からなる中間転写ベルトの残留溶媒量と１００枚連続転
写後の表面抵抗率低下量の関係を示す。また、図６は、
パッチ部を１００枚連続コピーした後の上述のハーフト
ーン部の白抜け発生状況を示す。

【００３２】

【発明の効果】本発明の画像形成装置は、中間転写ベル
トを構成するポリイミド樹脂のフィルム成形時に残留す
る溶媒量を１.０ｐｐｍ 以下としたことにより、比較的
厚いトナー層を含むトナー像の一次転写を繰り返して
も、かかるトナー像の画像部を担持した中間転写ベルト
の表面抵抗率の低下をその周辺部と同等または小さくす
ることが可能である。そのため、画像濃度が低下したり
更には出力画像に白抜けが発生するようなことがなく、
高品質の画像を安定して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 主要構成部材を備えた中間転写ベルト方式の
画像形成装置の簡略図である。

【図２】 パッシェン則を示すグラフである。

【図３】 中間転写ベルトの表面抵抗率の低下を説明す
る一次転写部の説明図である。

【図４】 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５】 中間転写ベルトの残留溶媒量と１００枚連続
転写後の表面抵抗率低下量の関係を示す。

【図６】 １００枚連続コピー後のハーフトーン部の白
抜けの発生状況を示す説明図である。

【符号の説明】

Ｕ…画像形成装置、Ｐ…用紙（記録媒体）、１…像担持
体、４…現像装置、７…中間転写ベルト、１０…バイア
スロール。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、フィルム成形時に残留する溶媒量が１.０ｐｐｍ
   以下である導電剤分散のポリイミド樹脂から構成される
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記導電剤がカーボンブラックである請
   求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記導電剤が導電性金属酸化物である請
   求項１記載の画像形成装置。