(57)【要約】【課題】直接転写ベルトのフィルミングを抑制し，良好な転写性を得られる画像形成装置を提供すること。【解決手段】本発明のカラープリンタ１０は，各色ごとのトナー像を担持する感光体１２と，感光体１２に沿って用紙を搬送する直接転写ベルト１１と，直接転写ベルト１１を挟んで感光体１２に対向して配置される転写装置２４とを有するものであって，直接転写ベルト１１の用紙と接触する面の純水に対する接触角が９０°以上であり，転写装置２４を感光体１２に向けて圧接するスプリングを有し，スプリングによる感光体１２と転写装置２４との圧接圧が８〜３３ｋＰａの範囲内であるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各色ごとのトナー像を担持する像担持体と，前記像担持体に沿って用紙を搬送する直接転写ベルトと，前記直接転写ベルトを挟んで前記像担持体に対向して配置される転写部材とを有する画像形成装置において，
前記直接転写ベルトの用紙と接触する面の純水に対する接触角が９０°以上であり，
前記転写部材を前記像担持体に向けて圧接する圧接部を有し，
前記圧接部による前記像担持体と前記転写部材との圧接圧が８〜３３ｋＰａの範囲内であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像形成装置において，
前記直接転写ベルトの用紙と接触する面の純水に対する接触角が９０〜１１０°の範囲内であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において，
前記圧接部による前記像担持体と前記転写部材との圧接圧が８〜２１ｋＰａの範囲内であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，像担持体上に形成されたトナー像を用紙等の転写材に直接転写することによって用紙に画像を形成する画像形成装置に関する。さらに詳細には，用紙を直接転写ベルトによって搬送するとともに，その搬送中に転写装置によって用紙へのトナー像の転写が行われる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より，電子写真方式の画像形成装置では，帯電，露光，現像等の工程を経て，像担持体上にトナー像が形成される。このトナー像は，中間転写体を介して，あるいは介さずに直接，用紙等の転写材に転写される。例えば，直接転写ベルトを有するものでは，直接転写ベルトによって用紙が搬送されるとともに，像担持体から直接転写ベルト上の用紙へ直接にトナー像が転写される。さらに，用紙に転写されたトナー像が加熱や加圧等により定着され，画像が形成される。
【０００３】
従来より，直接転写ベルトや中間転写ベルトにはトナーや粉塵等の付着が起こりがちであるため，通常，クリーニング部材が設けられる。例えば，ベルト表面に当接するブレードによって，付着物を掻き取るようにされている。さらに，例えば特許文献１に記載の画像形成装置では，球状トナーを使用するとともに，転写ベルト（直接転写ベルトまたは中間転写ベルト）の摩耗量や水に対する接触角等が規定されている。本文献では，これらを適切に調整することにより，高い転写効率と安定したクリーニング性が得られるとされている。
【特許文献１】特開２００２−２０７３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，前記した従来の画像形成装置では，球状トナーを使用することが必要であり，以前から使用されている型の装置にそのまま適用することはできないという問題点があった。また，用紙の搬送をも行う直接転写ベルトの場合には，用紙に起因する紙粉や用紙に添加されている添料（炭酸カルシウム，粘土質等）などが付着することが避けられない。付着物が付いたまま，直接転写ベルトが転写領域において像担持体と転写部材との間で押圧されると，その直接転写ベルトにフィルミングが発生するおそれがあった。
【０００５】
さらに，直接転写ベルトにフィルミングが発生すると，ベルト表面に微細な凹凸ができがちである。これは，フィルミングの発生の仕方が必ずしも均一ではないからである。そのため，ブレード等の転写ベルトクリーナとベルトとの間に微細な空隙ができ，クリーニング不良が発生するという問題点があった。特に低温低湿環境においてはフィルミングが発生しやすく，画質不良の原因の１つとなっていた。
【０００６】
本発明は，前記した従来の画像形成装置が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，直接転写ベルトのフィルミングを抑制し，良好な転写性を得られる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の画像形成装置は，各色ごとのトナー像を担持する像担持体と，像担持体に沿って用紙を搬送する直接転写ベルトと，直接転写ベルトを挟んで像担持体に対向して配置される転写部材とを有する画像形成装置であって，直接転写ベルトの用紙と接触する面の純水に対する接触角が９０°以上であり，転写部材を像担持体に向けて圧接する圧接部を有し，圧接部による像担持体と転写部材との圧接圧が８〜３３ｋＰａの範囲内であるものである。
【０００８】
本発明の画像形成装置によれば，転写処理を媒介するともに用紙の搬送をも行う直接転写ベルトにおいて，その表面の純水に対する接触角が９０°以上であるので，非常に滑らかなものである。従って，紙粉等が接触したとしても付着し続けることはなく，容易に除去される。また，像担持体と転写部材との圧接圧が８〜３３ｋＰａの範囲内であるので，良好な転写性が得られるとともに，フィルミングの発生が抑制される。
【０００９】
本発明ではさらに，直接転写ベルトの用紙と接触する面の純水に対する接触角が９０〜１１０°の範囲内であることがより望ましい。
このようにすれば，用紙の搬送性が確実に良好なものとなる。
【００１０】
本発明ではさらに，圧接部による像担持体と転写部材との圧接圧が８〜２１ｋＰａの範囲内であることがより望ましい。
このようにすれば，より確実にフィルミングの発生を抑制できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置によれば，直接転写ベルトのフィルミングを抑制し，良好な転写性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，直接転写方式による，タンデム型カラープリンタに本発明を適用したものである。
【００１３】
本形態のカラープリンタ１０は，図１に示すように，直接転写ベルト１１に沿って，４色の画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂｋが配置されているものである。各画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂｋは，それぞれ，感光体１２を有している。さらに，各感光体１２の周囲にはそれぞれ，帯電装置２１，露光装置２２，現像装置２３，転写装置２４，クリーナ装置２５が配置されている。また，直接転写ベルト１１のうち，用紙Ｐを搬送する範囲以外のところに，ベルトクリーナ２６が配置されている。
【００１４】
本形態では，各画像形成部２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂｋの帯電装置２１，露光装置２２，現像装置２３によって，それぞれの感光体１２上に各色のトナー像が形成される。一方，用紙Ｐが，図中破線の矢印で示すように，図中左側から搬送され，直接転写ベルト１１の外面に沿って挿入される。また，直接転写ベルト１１は，画像形成時には図中に矢印Ａで示すように回転される。すなわち，用紙Ｐは，直接転写ベルト１１によって，各色の感光体１２に順に対面されつつ搬送される。そして，各色の感光体１２上に形成されたトナー像は，転写装置２４によって用紙Ｐに順次転写されて重ね合わせられる。重ねられたトナー像が定着され，用紙Ｐに画像が形成される。
【００１５】
ここで，本形態では，直接転写ベルト１１として，新品時の表面の純水に対する接触角が９０°以上であるものを使用する。直接転写ベルト１１の表面とは，用紙Ｐが載置される側であり，外周面のことである。また，接触角は，図２に示すように，固体の表面に滴下した液滴の接線と固体表面とのなす角度θのことである。滴下された液体は，自身の表面張力によって丸くなるため，固体が濡れにくい（液体をはじく）性質のものであるほど，接触角は大きいものとなる。
【００１６】
そのために，本形態の直接転写ベルト１１は，その表面が平滑化されたものである。例えば，直接転写ベルト１１を作成するための金型におけるベルト接触面を，研磨により平滑化しておけばよい。この金型を使用して作成することにより，表面が平滑化された直接転写ベルト１１を得ることができる。なお，作成後のベルトに対して研磨等を行うことにより平滑化したものであってもよい。材質は従来より用いられているものと同様であっても，表面を平滑化することにより，純水に対する接触角θをより大きくすることができるからである。平滑であればあるほど，つまり表面の凹凸が小さいほど，接触角θは大きいものとなる。
【００１７】
あるいは，表面にシリコーン，フッ素樹脂等の撥水剤をコーティングすることによってもよい。ベルト表面の撥水性を向上させることによっても，接触角θを大きくすることができる。この場合には，コーティング量が多いほど撥水性の高いものとなるとともに，接触角θの大きいものとなる。または，直接転写ベルト１１自体の分子構造を工夫することによって，接触角θをより大きいものとすることもできる。例えば，疎水基を多く含み，親水基をあまり含まないものを使用すればよい。
【００１８】
本形態の直接転写ベルト１１の表面には直接，用紙Ｐが接触するため，紙粉や用紙Ｐに含まれる添料等がある程度接触する。しかし本形態では，直接転写ベルト１１は非常に滑らかなものであり，その純水３１に対する接触角θが９０°以上のものである。すなわち，この直接転写ベルト１１は，ベルト表面の撥水性が高いものであり，水以外のものに対しても離型性が高い。従って，直接転写ベルト１１に紙粉等が接触しても，付着しにくい。
【００１９】
なお，直接転写ベルト１１の表面をあまりに滑らかなものとすると，用紙Ｐの搬送性が低下する。これは，直接転写ベルト１１と用紙Ｐとの間での摩擦力が小さくなりすぎて，すべるからである。そのため，本形態では，純水に対する接触角θを９０°以上かつ１１０°以下とすることがさらに望ましい。この程度であれば，用紙Ｐの搬送性は十分良好なものとなる。
【００２０】
また，本形態の各転写装置２４は，図３に示すように，その回転軸２４ａを感光体１２の方へ押圧するスプリング３２を有している。本形態では，スプリング３２の強さを適切に選択することにより，転写装置２４が，直接転写ベルト１１を介して感光体１２に接触する接触圧Ｑを８〜３３ｋＰａの範囲内，より望ましくは，８〜２１ｋＰａの範囲内となるようにしている。なおこの値は，感光体１２の表面が受ける圧力の値であり，転写装置２４の押圧力そのものではない。
【００２１】
転写装置２４による接触圧が８ｋＰａ未満の場合では，十分な転写ニップを確保することができないので，転写不良が発生するおそれがある。また，接触圧が３３ｋＰａより大きいと，直接転写ベルト１１に付着物を強力に押し付けることになる。そのため，上記のように純水に対する接触角θが９０°以上のものを選択しても，直接転写ベルト１１の表面へのフィルミングが発生する場合がある。本形態では，転写装置２４の接触圧Ｑを８〜３３ｋＰａの範囲内としているので，良好な転写性とフィルミングの抑制とを両立させることができた。
【００２２】
次に，発明者らは，これらの接触角θと接触圧Ｑとを振って，フィルミングの発生の度合いと転写性の良否を観察する実験を行った。実験用に劣悪紙を用意し，接触角θと接触圧Ｑとを予め測定しておいたカラープリンタ１０にその１０００枚を連続通紙して画像形成を行った。この劣悪紙とは，紙粉の出やすい用紙のことである。その後，直接転写ベルト１１の表面を目視により観察してフィルミングの発生の有無を確認した。また，目視で良好と判断されたものについては，光沢度の検出も行った。転写性の良否は，マゼンタとシアンの２色による２層ベタを印刷し，その発色の良否を目視で観察することにより確認した。また，実験はフィルミングの起きやすい低温低湿環境（１０℃，１５％ＲＨ）で行った。
【００２３】
なお，接触角θの測定は，協和界面科学（株）社製の接触角計ＣＡ−ＸＥによって行った。本形態のカラープリンタ１０に使用している，その表面が平滑化された直接転写ベルト１１は，接触角θが９０°以上である。本実験で用いた直接転写ベルト１１の接触角θは９２°であった。これに対し，平滑化を行わないことにより，接触角θが９０°未満であるものを比較例として用いた。本実験で用いた比較例のベルトの接触角θは８７°であった。
【００２４】
また，接触圧Ｑの測定は，図４に示すように，感光体１２と同径の圧接力測定器４１を用いて行った。この圧接力測定器４１は，図４と図５に示すように，その内部にひずみゲージ式のロードセル４２を有しているものである。接触圧Ｑの測定の際には，感光体１２のいずれかに代えて，この圧接力測定器４１をカラープリンタ１０に設置する。そして，カラープリンタ１０の駆動部分を駆動させる。そして，ロードセル４２によって検出された圧接力を，その圧接面積（ここでは，０．１ｃｍ×２４ｃｍ）によって除し，接触圧Ｑを得た。なお，接触圧Ｑの変更は，転写装置２４に取り付けたスプリング３２を交換することにより行った。
【００２５】
本形態の実施例１〜３は，いずれも，接触角θが９２°の直接転写ベルト１１を用いて，接触圧Ｑをそれぞれ８，２１，３３ｋＰａとしたものである。また，比較例１，２は，接触角θが９２°の直接転写ベルト１１を用いたものの，接触圧Ｑをそれぞれ４，４２ｋＰａとした例である。また，比較例３〜７は，表面処理を行っていない比較例の直接転写ベルト（接触角θが８７°）を使用し，接触圧Ｑはそれぞれ４，８，２１，３３，４２ｋＰａとした。
【００２６】
この実験の結果を表１に示す。なお，評価基準は以下の通りとした。
フィルミング：光沢度の検出によってもフィルミングがないと判断された場合に◎
目視にて認識できるフィルミングがない場合に○
問題にならない程度の軽いフィルミングがある場合に△
目視にて認識できるフィルミングがある場合に×
広い範囲に目視にて認識できるフィルミングがある場合に××
転写性：拡大しての観察によっても良好な発色と判断できる場合に◎
目視では良好な発色と判断できる場合に○
目視で色ムラが観察される場合に×
【００２７】
【表１】
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【００２８】
表１に示すように，接触角θが８７°の比較例３〜７ではいずれも，多少ともフィルミングが発生した。また，フィルミングが問題とならない程度に接触圧Ｑを小さく（４ｋＰａ）すると，転写性が悪化することが分かった（比較例３）。接触圧Ｑが３３ｋＰａより大きいものでは，接触角θが大きくてもフィルミングの発生を防止できなかった（比較例２）。
【００２９】
一方，本実施例１〜３では，いずれも，フィルミングの発生はほとんどなく，転写性も良好であった。これらより，本形態のカラープリンタ１０では，接触角θを９０°以上，かつ，接触圧Ｑを８〜３３ｋＰａの範囲内とすることにより，フィルミングの発生がほとんどなく，良好な転写性が得られることが確認できた。
【００３０】
ただし，接触圧Ｑを３３ｋＰａとした実施例３では，僅かではあるもののフィルミングの発生が確認された。すなわち，フィルミングをより確実に防止するためには，接触圧Ｑの範囲は，８〜２１ｋＰａとすることがより望ましい。
【００３１】
以上詳細に説明したように本形態のカラープリンタ１０によれば，直接転写ベルト１１によって用紙を搬送し，各色の感光体１２から用紙へ直接，トナー像が転写されるものであって，直接転写ベルト１１として，その表面の純水に対する接触角θが９０°以上であるものを使用している。さらに，転写時の転写装置２４による感光体１２への押圧によるこれらの接触圧Ｑを８〜３３ｋＰａの範囲内とする。これにより，直接転写ベルトのフィルミングを抑制し，良好な転写性を得られるものとなっている。
【００３２】
なお，本形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本形態のカラープリンタの主要部を示す概略構成図である。
【図２】接触角を示す説明図である。
【図３】転写装置の押圧構成を示す説明図である。
【図４】接触圧の測定方法を示す説明図である。
【図５】接触圧の測定方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  カラープリンタ
１１  直接転写ベルト
１２  感光体
２４  転写装置
３２  スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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