(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にトナー像が形成される第１像担持体と、弾性層を有し、該第１像担持体との間で形成されるニップ部で、該第１像担持体に形成されたトナー像がその表面に転写される第２像担持体と、該第２像担持体の表面とトナー像搬送方向に沿って摺接し、該第２像担持体の表面に転写されたトナー像を記録材に転写した後に該第２像担持体の表面に残留したトナーを清掃する清掃部材と、を備え、前記第２像担持体の表面から所定の厚さ部分は、厚さ方向の弾性率が、前記ニップ部での転写時の前記トナーの弾性率と、前記清掃部材の弾性率との小さい方の弾性率よりも小さく構成されている画像形成装置において、
前記第２像担持体の表面から所定の厚さ部分は、前記トナー像搬送方向である副走査方向の弾性率が、該副走査方向に直角な方向である主走査方向の弾性率よりも大きく構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２像担持体の表面から所定の厚さ部分は、前記主走査方向の弾性率が、前記トナーの弾性率よりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２像担持体の表面から所定の厚さ部分は、前記副走査方向の弾性率が、前記清掃部材の弾性率よりも大きいことを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２像担持体の表面から所定の厚さ部分は、弾性率が異なる２以上の複数の層を前記厚さ方向に重ねることにより構成され、これら各層のうち、最も前記表面側の表層が他の層よりも弾性率が大きく、
前記第２像担持体の表面性状は、十点平均粗さＲｚが前記トナーの体積平均粒径未満であることを特徴とする、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２像担持体の表面性状は、前記主走査方向の表面粗さの凹凸の平均間隔Ｓｍが、該第２像担持体の表面に形成されるトナー像の最小の画素幅よりも小さいことを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第２像担持体の弾性層は、前記副走査方向に沿って繊維状の充填材を含有していることを特徴とする、請求項１ないし５のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記繊維状の充填材の前記主走査方向の間隔は、前記清掃部材の該主走査方向の幅よりも小さく、且つ、前記第２像担持体の表面に形成されるトナー像の最小の画素幅よりも大きいことを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置においては、図１３に示すように、感光ドラム１の表面に形成されたトナー像Ｔを、中間転写ベルト２を介して記録材Ｓに転写する構造が知られている。図示の例の場合、フルカラーの画像形成装置であるため、現像装置３は、４色の現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋを備える。そして、各色のトナー像を感光ドラム１に順次形成し、中間転写ベルト２上にフルカラーの画像を形成してから、この画像を記録材Ｓに転写している。なお、記録材Ｓに転写した後に中間転写ベルト２上に残留したトナーは、クリーニングブレード５を中間転写ベルト２に摺接させることによりクリーニング（清掃）される。
【０００３】
ところで、このように中間転写ベルト２を備えた画像形成装置の場合、画像の中央部が転写されない中抜け現象が発生する可能性がある。例えば、図１４に示すように、記録材搬送方向と平行に縦ラインの画像を形成した場合、ラインＬが細くなる程中抜け部分が大きくなり易い。このように中抜け現象が生じ易いのは、従来、中間転写ベルト２として、フッ素樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリイミド樹脂等の硬度の高い材質を用いたものを使用していたためである。
【０００４】
即ち、図１５（ａ）に示すように、中間転写ベルト２の硬度が高いと、感光ドラム１上に形成されたトナーｔの層が中間転写ベルト２に転写される際に、このトナー層に応力が集中し、トナー層が塑性変形し易くなる。このトナー層が塑性変形すると、トナーｔ同士の凝着力（真実接触面積）が増し、この状態で感光ドラム１に荒れなどの起点があると、そこに凝着したトナーｔが付着する。この結果、凝着したトナーｔが中間転写ベルト２に転写されず、上述のような中抜け現象が発生する。なお、より細いラインで中抜け部分が大きくなるのは、ラインが細い分、トナー層が上述したような応力集中を受け易いためである。
【０００５】
そこで、図１５（ｂ）に示すように、中間転写ベルト２に適度な弾性率の弾性層を設け、（特に縦ライン画像の）トナーｔに集中していた応力を緩和することが考えられる。これにより、トナーｔの塑性変形を軽減することでトナーｔ同士の凝着力を減らし、中抜け現象を防止できる。但し、このような弾性層を有する中間転写ベルト２をクリーニングブレード５により摺接してクリーニングする場合、図１６（ａ）に示すように、中間転写ベルト２の表面が弾性変形して、クリーニングブレード５との摺接部に滞留するトナーｔが減ってしまう。摺接部に存在するトナーｔは、潤滑剤としての機能も有する。このため、摺接部に滞留するトナーｔが少なくなると、中間転写ベルト２とクリーニングブレード５との摺動性が不安定になり、所謂、ビビリやめくれなどが発生し、クリーニング不良が生じ易い。一方、中間転写ベルト２として硬度の高い材料製のものを使用した場合、図１６（ｂ）に示すように、トナーｔが摺接部に多く滞留して、中間転写ベルト２とクリーニングブレード５との摺動性を良好にできるが、上述したような中抜け現象が生じ易い。
【０００６】
そこで、図１３に示すように、クリーニングブレード５の上流に、潤滑剤塗布手段６を設け、摺動性を補助する構造が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２９５５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近年、省スペース化・低コスト化という要求に対し、画像形成装置として部品点数の少ない構成が望まれている。このため、特許文献１に記載された構造の場合、潤滑剤塗布手段６を設ける分、省スペース化・低コスト化という要求に応えられない。一方、この潤滑剤塗布手段６を削減し、更に、クリーニングブレード５と中間転写ベルト２の摺動性を良好にするためには、クリーニングブレード５の中間転写ベルト２に対する進入量を下げる必要がある。但し、このようにクリーニングブレード５の進入量を下げるためには、中間転写ベルト２の弾性層の弾性率を高くして硬くする必要があるが、上述したように、中抜け現象が発生し易くなる。
【０００９】
そこで、本発明は、簡単な構成で、中間転写ベルト等の第２像担持体のクリーニング性を良好にすると共に、中抜け現象を防止できる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、表面にトナー像が形成される第１像担持体と、弾性層を有し、該第１像担持体との間で形成されるニップ部で、該第１像担持体に形成されたトナー像がその表面に転写される第２像担持体と、該第２像担持体の表面とトナー像搬送方向に沿って摺接し、該第２像担持体の表面に転写されたトナー像を記録材に転写した後に該第２像担持体の表面に残留したトナーを清掃する清掃部材と、を備え、前記第２像担持体の表面から所定の厚さ部分は、厚さ方向の弾性率が、前記ニップ部での転写時の前記トナーの弾性率と、前記清掃部材の弾性率との小さい方の弾性率よりも小さく構成されている画像形成装置において、前記第２像担持体の表面から所定の厚さ部分は、前記トナー像搬送方向である副走査方向の弾性率が、該副走査方向に直角な方向である主走査方向の弾性率よりも大きく構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、中抜け現象の防止とクリーニング性を良好にすることとを、第２像担持体の表面から所定の厚さ部分の副走査方向と主走査方向との弾性率を変えると言う簡単な構成で、両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】第１の実施形態に係る中間転写ベルトを構成する層を模式的に示す断面斜視図。
【図３】実施例１（ａ）と比較例１（ｂ）とのニップ部でのトナー層と中間転写ベルトとの状態をそれぞれ模式的に示す斜視図。
【図４】実施例１（ａ）と比較例１（ｂ）とのクリーニングブレードと中間転写ベルトとの摺接部の状態を示す模式図。
【図５】トナーの変形量を示す図。
【図６】（ａ）はトナーと中間転写ベルトとの関係を、（ｂ）はクリーニングブレードと中間転写ベルトの関係を、（ｃ）は本発明から外れる構造のクリーニングブレードと中間転写ベルトとの関係を、それぞれ模式的に示す斜視図。
【図７】本発明の第２の実施形態の中間転写ベルトを、（ａ）は全体を模式的に示す斜視図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は（ｂ）のイ部を拡大して示す図。
【図８】表面粗さを異ならせた場合の縦ライン画像のトナーと中間転写ベルトとの関係を示す模式図。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る中間転写ベルトの構成を一部を抜き出して模式的に示す断面図。
【図１０】第３の実施形態の構造で、縦ライン画像のトナーと中間転写ベルトとの関係を示す模式図。
【図１１】第３の実施形態の構造で、クリーニングブレードと中間転写ベルトとの関係を模式的に示す断面斜視図。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図１３】従来の画像形成装置の１例を示す概略構成図。
【図１４】中抜け現象を説明するために、太さが異なる縦ライン画像を並べて示す図。
【図１５】弾性層の弾性率が異なる構造で、ニップ部のトナー層と中間転写ベルトとの関係をそれぞれ示す図。
【図１６】弾性層の弾性率が異なる構造で、クリーニングブレードと中間転写ベルトとの関係をそれぞれ示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図６を用いて説明する。まず、図１により本実施形態に係る画像形成装置について説明する。第１像担持体である感光ドラム１の周囲には、コロナ帯電器などの帯電装置７、露光装置８、現像装置３、第２像担持体である中間転写ベルト２ａ、ドラムクリーニング部材９などを配置している。このうちの感光ドラム１は、矢線Ａ方向へ回転し、後述するように表面にトナー像が形成される。また、帯電装置７は、感光ドラム１の表面を一様に帯電させる。また、露光装置８は、画像情報に基づいて帯電された感光ドラム１の表面を露光する。そして、感光ドラム１の表面に、周知の電子写真プロセスによって画像情報に応じた静電潜像が形成される。また、現像装置３は、それぞれイエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）とブラック（ｋ）トナーを内包する、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋを有する。そして、感光ドラム１の表面に形成された静電潜像を、それら現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋにより現像し、感光ドラム１の表面にトナー像を形成する。本実施形態では、静電潜像の露光部にトナーを付着させて現像する反転現像方式が用いられる。
【００１４】
また、中間転写ベルト２ａは、感光ドラム１の表面に当接されるように配設される無端状のベルトである。この中間転写ベルト２ａは、周長が例えば５２７．５ｍｍで、複数の張架ローラ１０ａ〜１０ｆに張架され、矢印Ｇの方向へ回動するようになっている。本実施の形態では、張架ローラ１０ｃは中間転写ベルト２ａの張力を一定に制御するようにしたテンションローラ、張架ローラ１０ｅは中間転写ベルト２ａの駆動ローラ、張架ローラ１０ｄは二次転写用の対向ローラである。また、ドラムクリーニング部材９は、感光ドラム１の表面に摺接し、トナー像を中間転写ベルト２ａに転写した後に感光ドラム１の表面に残留したトナーを清掃する。
【００１５】
また、中間転写ベルト２ａの感光ドラム１に対向する一次転写位置（中間転写ベルト２ａの裏面側）には、一次転写ローラ１１を配置している。そして、一次転写ローラ１１にトナーの帯電極性と逆極性の正極性の一次転写バイアスを印加することで、感光ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト２ａ上に１次転写されるようになっている。
【００１６】
また、中間転写ベルト２ａからトナー像が転写される記録材Ｓの搬送経路に面した中間転写ベルト２ａの二次転写位置には、二次転写ローラ１２と対向ローラ１３とを配置している。このうちの二次転写ローラ１２は、中間転写ベルト２ａのトナー像担持面（表面）側に圧接配置される。また、張架ローラ１０ｄ（対向ローラ）は、中間転写ベルト２ａの裏面側に配設されて二次転写ローラ１２の対向電極をなし、二次転写バイアスが印加される。中間転写ベルト２ａ上のトナー像を記録材Ｓに転写する際には、張架ローラ１０ｄにトナーと同極性の二次転写バイアスが、転写バイアス印加手段１４より印加される。例えば、−２０００〜−３０００Ｖが印加され、−４０〜−５０μＡの電流が流れる。
【００１７】
また、二次転写位置の下流側には、清掃部材であるクリーニングブレード５を配置している。クリーニングブレード５は、中間転写ベルト２ａの周囲で、張架ローラ１０ｅに対向する位置に配置され、中間転写ベルト２ａの表面とトナー像搬送方向である矢印Ｇ方向に沿って摺接する。また、クリーニングブレード５は先端を、中間転写ベルト２ａの走行方向（矢印Ｇ方向）に対向するよう（カウンター方向）に、中間転写ベルト２ａの表面に摺接させている。そして、中間転写ベルト２ａの表面に転写されたトナー像を記録材Ｓに転写した後に、中間転写ベルト２ａの表面に残留したトナーを清掃する。
【００１８】
また、本実施形態では、不図示の記録材搬送装置から送られる記録材Ｓを、レジストローラ対１５で一旦位置決め停止させた後、所定のタイミングで二次転写位置へと記録材Ｓを送り込む。
【００１９】
なお、１次転写ローラ１１、２次転写ローラ１２は、例えば外径８〜１２ｍｍの金属製の芯金と、その外周面に導電性材料層を形成したものであり、例えば外径１６〜３０ｍｍに構成されている。この導電性材料層はゴム、例えばヒドリンゴムやＥＰＤＭ等の高分子エラストマーや高分子フォーム材料を基材として用い、それにイオン性導電物質を混入したものである。そして、導電性を例えば１ＭΩから１００ＭΩと言う中抵抗領域に調整している。また、２次転写ローラ１２の表層には樹脂コート、例えばウレタンやナイロンなどを２〜１０μｍでコーティングしている。また、硬度は、両転写ローラ１１、１２共に、例えばＡｓｋｅｒＣで２５°〜４０°のものを用いている。また、一次転写ローラ１１を感光ドラム１に対して、例えば５．９〜１４．７Ｎ（６００〜１５００ｇｆ）、二次転写ローラ１２を２次転写用の張架ローラ１０ｄに対して、例えば１４．７〜４９．０Ｎ（１５００〜５０００ｇｆ）の荷重をかけている。
【００２０】
このように構成される本実施形態の画像形成装置は、感光ドラム１に対向配置した中間転写ベルト２ａの１回転毎に、感光ドラム１上に各色未定着トナー像を形成する。そして、これら各未定着トナー像を１次転写ローラ１１により中間転写ベルト２ａ上に順次静電的に一次転写する。これにより、中間転写ベルト２ａ上に４色の未定着トナー像が重ね合わされたフルカラー画像を得る。一方、１次転写後の感光ドラム１の１回転毎に、感光ドラム１表面をドラムクリーニング部材９で転写残トナーをクリーニングし、繰り返し作像工程に入る。次いで、中間転写ベルト２ａ上のフルカラー画像を、レジストローラ対１５により所定のタイミングで送られた記録材Ｓに、二次転写位置で転写する。二次転写後に中間転写ベルト２ａ上に残留したトナーは、クリーニングブレード５によりクリーニング（清掃）される。更に、二次転写後の記録材Ｓを不図示の搬送部材により不図示の定着器へ搬送し、記録材Ｓにトナーを溶融固着する。
【００２１】
また、本実施形態の場合、中間転写ベルト２ａは、図２に示すように、感光ドラム１と反対側の内周面側から、基層２Ａ、弾性層２Ｂ、表層２Ｃを重ね合わせてなる。本実施形態の場合、弾性層２Ｂと表層２Ｃとが、特許請求の範囲に記載した表面から所定の厚さ部分に相当する。このような弾性層２Ｂ及び表層２ｃは、次のように構成される。まず、中間転写ベルト２ａの表面に垂直な方向である厚さ方向ｚの弾性率を、感光ドラム１とのニップ部での転写時のトナーの弾性率と、クリーニングブレード５の弾性率との小さい方の弾性率よりも小さくしている。また、トナー像搬送方向である副走査方向ｙの弾性率を、副走査方向ｙに直角な方向である主走査方向ｘの弾性率よりも大きくしている。また、主走査方向ｘの弾性率を、トナーの弾性率よりも小さくしている。更に、副走査方向ｙの弾性率を、クリーニングブレード５の弾性率よりも大きくしている。
【００２２】
このような中間転写ベルト２ａの具体的な構成について説明する。本実施形態の中間転写ベルト２ａは、例えば、表面電気抵抗率をＥ＋８〜＋１３Ω／□とし、体積抵抗率をＥ＋６〜＋１２Ω・ｃｍ以下（印加電圧１００Ｖ、１０ｓｅｃ、温度２３℃、相対湿度５０％）としている。また、基層２Ａと弾性層２Ｂと表層２Ｃとを合わせた厚みを、３００〜４００μｍとしている。このうちの基層２Ａを構成する材料としては、上述の物性を示すことができれば特に限定されないが、樹脂製であることが好ましい。このような基層２Ａを構成し得る樹脂として、例えば次のような樹脂が挙げられる。即ち、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、シリコーンイミド樹脂、ウレタンイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリウレア樹脂、エポキシ樹脂、メラニン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂またはビニルエステル樹脂等が挙げられる。また、基層２Ａを構成する材料として、カーボンブラック、導電性金属酸化物またはカーボン繊維等の電子導電剤を使用する。
【００２３】
また、中間転写ベルト２ａの弾性層２Ｂは、例えば、ＪＩＳ  Ａ硬度で６０°以下とする。また、弾性層２Ｂの厚みは２００〜３００μｍとする。更に、弾性層２Ｂは、上述の所定範囲の体積抵抗率を示す限り、イオン導電性を有するエラストマーまたは電子導電性を有するエラストマーの何れであっても良い。イオン導電性を有するエラストマーとしては、公知のイオン導電性ゴムが使用でき、イオン導電剤が添加されているエラストマーを用いても良い。また、イオン導電性ゴムとしては、組成物中に極性基を持つゴム材料が挙げられる。具体的には、アクリロニトリルブタジエンゴム、エピハロヒドリンゴム（特にエピクロルヒドリンゴム）、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ポリウレタンエラストマー等が挙げられる。また、イオン導電剤としては、例えば、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム（例えばラウリルトリメチルアンモニウム等）。その他、オクタデシルトリメチルアンモニウム（例えばステアリルトリメチルアンモニウム等）、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウム等の過塩素酸塩。また、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、アルキル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩等。また、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属またはアルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、アルキル硫酸塩、カルボン酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩。更に、スルホン酸塩、ビストリフルオロメタンスルホニルイミド塩等が挙げられる。また、弾性層２Ｂを構成するエラストマーに電子導電剤を配合する場合には、基層２Ａと同様に、カーボンブラック、導電性金属酸化物またはカーボン繊維等の電子導電剤を使用する。
【００２４】
また、中間転写ベルト２ａの表層２Ｃの厚みは、例えば乾燥後で５〜１０μｍとする。また、表層２Ｃは、次述するように、弾性層２Ｂ上にスプレー塗装されるが、塗装の際にはフッ素ゴムエマルジョンを塗料化した水系フッ素ゴム塗料や、有機溶剤にフッ素ゴムを溶解させた溶剤系フッ素ゴム塗料を用いることが好ましい。
【００２５】
本実施形態の場合、上述のように構成される中間転写ベルト２ａを、例えば、次のように製造する。まず、円筒状の金型を回転させながら、ノズルから基層２Ａを構成する材料を、この金型の外面に連続的に供給し、それと同時にノズルを金型の回転軸方向（副走査方向）に移動させる。そして、材料を均一に塗布後、硬化させることにより基層２Ａを形成する。次いで、同一の方法で基層２Ａ上に弾性層２Ｂを形成する。その後、弾性層２Ｂ上に表層２Ｃをスプレー塗装する。金型の離型性を良くするため、シリコーンオイル等からなる離型剤を金型表面に塗布しても良く、または金型をセラミックスコーティングしても良い。なお、ノズルの液吐出口は、管状でその壁厚を０．３〜３．０ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００２６】
このような製造方法により、図２に示すように、主走査方向ｘに表層膜厚の大小ピッチができ、弾性層２Ｂと表層２Ｃの主走査方向ｘと副走査方向ｙの引っ張り弾性率を、前述したように異ならせることができる。また、主走査方向ｘ、副走査方向ｙ、厚さ方向ｚの各弾性率の関係を前述のように規制できる。
【００２７】
また、中間転写ベルト２ａの表面性状は、摩擦係数を、０．６以下（新東科学株式会社製  ＨＥＩＤＯＮ  Ｔｙｐｅ９４）とすることが好ましい。このために、例えば、弾性層２Ｂに表層２Ｃを塗布した後、所定の表面粗さを有する型に表面を押し付けて、上述のように表面性状を規制する。また、クリーニングブレード５の設定条件としては、例えば、張架ローラ（駆動ローラ）１０ｅに対してクリーニングブレード５の当接圧を２５〜３６ｇｆ／ｃｍ、板厚ｔは３ｍｍ、自由長を５ｍｍとすることが好ましい。このようなクリーニングブレード５としては、材質がポリウレタンゴムからなり、ＪＩＳ  Ａ硬度で７０〜７５゜のものを使用することが好ましい。また、トナーは、体積平均粒径が６μｍ程度である。
【００２８】
次に、本実施形態を満たす実施例１と、実施例１とは主走査方向と副走査方向との弾性率の関係が異なる比較例１とを対比して行った考察について説明する。表１に、実施例１と比較例１との、トナーの弾性率（３０℃）、クリーニングブレード５の弾性率、中間転写ベルト２ａ、２ｂの厚さ方向の弾性率、表層２Ｃと弾性層２Ｂの主走査方向・副走査方向の弾性率を示す（単位はＭＰａ）。加えて中間転写ベルト２ａ、２ｂの摩擦係数も示す。なお、中間転写ベルト２ａが実施例１、中間転写ベルト２ｂが比較例１である。また、比較例１の中間転写ベルト２ｂとして、実施例１の弾性層２Ｂの塗布の方向が副走査方向だったのに対し、弾性層２Ｂを主走査方向に塗布したものを使用した。
【００２９】
【表１】
0005436162.tif 000002
【００３０】
また、トナーとクリーニングブレード５と中間転写ベルト２ａ、２ｂの厚さ方向との各弾性率は、フィッシャー・インストルメンツ社製ＨＭ２０００で測定を行った。中間転写ベルト２ａ、２ｂの表層２Ｃと弾性層２Ｂの主走査方向と副走査方向の弾性率は、アイコーエンジニアリング社製引張り試験機ＭＯＤＥＬ−１６０５Ｎで測定を行った。また、中間転写ベルト２ａ、２ｂの表面の摩擦係数は、新東科学株式会社製ＨＥＩＤＯＮ  Ｔｙｐｅ９４で測定を行った。
【００３１】
図３は、実施例１（ａ）と比較例１（ｂ）とで、トナーｔと中間転写ベルト２ａ、２ｂとの関係を示したもので、（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）の順で、トナーｔの主走査方向ｘの量を減らしている。図３（Ａ）に示すように、実施例１も比較例１も主走査方向ｘにトナーｔが多い場合には、中間転写ベルト２ａ、２ｂが変形することでトナーｔの変形はほとんど起こらない。これは、転写ニップ内でトナーｔにかかる応力が分散し、かつ、中間転写ベルト２ａ、２ｂの厚さ方向の弾性率がトナーｔの弾性率より低いためである。よって、トナーｔの塑性変形によるトナー同士の凝着力（真実接触面積）が増し中抜け現象が発生することはない。
【００３２】
しかしながら、図３（Ｂ）（Ｃ）に示すように、主走査方向ｘのトナーｔが少なくなると、比較例１の方が実施例１に比べて主走査方向ｘの弾性率が高いため、図３（Ｂ）（Ｃ）の（ｂ）に示すように、中間転写ベルト２ｂの主走査方向ｘの変形が少なくなる。そして、この変形が少なくなる分トナーの変形が大きくなる。一方、実施例１の場合は比較例１に比べ、図３（Ｂ）（Ｃ）の（ａ）に示すように、中間転写ベルト２ａがより主走査方向ｘに変形し易くトナーの変形を軽減することができる。
【００３３】
図４は、実施例１（ａ）と比較例１（ｂ）とで、クリーニングブレード５と中間転写ベルト２ａ、２ｂとの摺接部を示したものである。図４（ｂ）に示すように、比較例１の方が実施例１に比べて中間転写ベルト２ｂの副走査方向ｙの弾性率が低いので、クリーニングブレード５と当接する箇所で急峻な山ができてしまう。これは、摩擦係数０．１〜０．６の中間転写ベルト２ｂが矢印の方向に移動してクリーニングブレード５と摺擦する際、副走査方向ｙに変形し易いためである。そして、このよう状態になると、前述の図１６（ａ）に示したように、摺接部に滞留するトナーｔが少なく潤滑剤として機能していた粒子などが減る。この結果、中間転写ベルト２ｂとクリーニングブレード５との摺動性が不安定になり、所謂ビビリやめくれなどが発生しクリーニング不良が発生する。一方、実施例１は比較例１に比べて副走査方向ｙの弾性率が高いので、図４（ａ）に示すように、図４（ｂ）で示したような急峻な山を軽減することができる。このため、摺接部に滞留する潤滑剤として機能している粒子などを比較例１に比べて多くすることができ、中間転写ベルト２ａとクリーニングブレード５との摺動性を安定にたもつことができる。
【００３４】
また、トナーの弾性的性質を調べた実験結果について説明する。この実験では、実施例１に用いた中間転写ベルト２ａの基層２Ａのみのシート上にトナーを置き、基層２Ａに対し垂直方向にトナーに荷重をかけ、次いで荷重を除いていった。この結果、図５（ａ）に示すように、トナーの変形が約０．６μｍまでは、変形量が約零に戻り弾性変形を示した。これに対し、図５（ｂ）に示すように、約１μｍを変形させた後に荷重を除いた場合は、元に戻らず塑性変形してしまった。このようなトナーを使用して実施例１の中間転写ベルト２ａに同様の実験を行った結果、トナーの変形量を約０．６μｍより少なくできた。この結果、実施例１の中間転写ベルト２ｂを使用すれば、トナーを塑性変形させることなく、感光ドラム１から中間転写ベルト２ａに転写することができることがわかった。
【００３５】
上述のような実施例１により実際に画像形成を行うと、図６（ａ）に示すように、転写ニップで受ける厚さ方向の加圧力を中間転写ベルト２ａが変形することで、トナーｔの塑性変形が抑制されトナー同士の凝着力（真実接触面積）が増すことを軽減できた。且つ、図６（ｂ）に示すように、クリーニングブレード５が中間転写ベルト２ａに侵入した部位が急峻にならない状態にすることができた。この結果、トナーの転写ニップでの変形による中抜け現象の防止と、クリーニングブレード５と中間転写ベルト２ａとの摺動性が安定に保たれるクリーニング性を良好にできることとの両立を図れた。
【００３６】
これに対して、比較例１により実際に画像形成を行うと、実施例１に比べ、転写ニップで受ける厚み方向の加圧力によるトナーの塑性変形を抑制できず、トナー同士の凝着力（真実接触面積）が増し中抜け現象が発生した。また、図６（ｃ）に示すように、クリーニングブレード５が中間転写ベルト２ｂに侵入した部位が急峻になってしまい、動作開始とともにビビリ始め、次いでめくれてしまった。
【００３７】
このような考察結果および実験結果からも明らかなように、本実施形態の場合、中間転写ベルト２ａの弾性層２Ｂおよび表層２Ｃの厚さ方向の弾性率が、ニップ部での転写時のトナーの弾性率よりも小さい。このため、転写時にニップ部で受ける厚さ方向の加圧力により中間転写ベルト２ａが変形し易い。したがって、トナーの塑性変形が抑制され、トナー同士の凝着力（真実接触面積）が増すことを軽減でき、中抜け現象を防止できる。
【００３８】
また、中間転写ベルト２ａの弾性層２Ｂおよび表層２Ｃの厚さ方向の弾性率は、クリーニングブレード５の弾性率よりも小さいが、この部分の副走査方向の弾性率を主走査方向の弾性率よりも大きくしている。このため、クリーニングブレード５と中間転写ベルト２ａとの摺接部で、中間転写ベルト２ａの表面が変形しにくい。したがって、クリーニングブレード５と中間転写ベルト２ａとの摺接部に潤滑剤となるトナーを十分に滞留させ易く、クリーニングブレード５の摺動性を良好にでき、クリーニング性を良好にできる。
【００３９】
なお、中間転写ベルト２ａの弾性層２Ｂおよび表層２ｃの厚さ方向の弾性率は、主走査方向の弾性率を小さくすることにより、トナーの弾性率及びクリーニングブレード５の弾性率よりも小さくできる。
【００４０】
このように、本実施形態では、中抜け現象の防止とクリーニング性を良好にすることとを、中間転写ベルト２ａの弾性層２Ｂおよび表層２Ｃの副走査方向と主走査方向との弾性率を変えると言う簡単な構成で、両立させることができる。
【００４１】
また、中間転写ベルト２ａの弾性層２Ｂ及び表層２Ｃの主走査方向の弾性率をトナーの弾性率より小さくすることで、トナーの変形量をより軽減できるので、中抜け現象をより安定させることができる。また、弾性層２Ｂ及び表層２Ｃの副走査方向の弾性率をクリーニングブレード５の弾性率より高くすることで、弾性層２Ｂ及び表層２Ｃをより急峻な変形をさせることなく、クリーニングブレード５を中間転写ベルト２ａに加圧させることができる。そして、クリーニングブレード５によるクリーニング性をより安定させられる。
【００４２】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図７および図８を用いて説明する。なお、画像形成装置の基本的構成および作用は、上述の第１の実施形態と同様であるため、重複する図示及び説明は省略若しくは簡略にする。本実施形態の中間転写ベルト２ｃも、上述の第１の実施形態の中間転写ベルト２ａと同様に、基層２Ａ、弾性層２Ｂ、表層２Ｃを重ね合わせてなる。即ち、本実施形態の場合も、中間転写ベルト２ｃの表面から所定の厚さ部分は、２以上の複数の層である弾性層２Ｂと表層２Ｃとを厚さ方向に重ねることにより構成している。また、弾性層２Ｂ及び表層２ｃの厚さ方向ｚの弾性率、副走査方向ｙの弾性率、主走査方向ｘの弾性率、トナーの弾性率、クリーニングブレード５の弾性率のそれぞれの大小関係も、上述の第１の実施形態同様としている。
【００４３】
本実施形態の場合、このような構成に加えて、表層２Ｃと弾性層２Ｂとの弾性率を異ならせ、これら各層のうち、最も表面側の表層２Ｃを弾性層２Ｂよりも弾性率を大きくしている。即ち、表層２Ｃの材料として、弾性層２Ｂの材料よりも弾性率が大きい材料を使用している。また、中間転写ベルト２ｃの表面性状を、十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４）がトナーの体積平均粒径未満となるようにしている。例えば、トナーの体積平均粒径が６μｍであれば、十点平均粗さＲｚを６μｍ未満とする。本実施形態では、このような表面性状とするために、中間転写ベルト２ｃの表面を副走査方向ｙに荒らしている。例えば、副走査方向ｙに十点平均粗さＲｚ２μｍ以下とする。そして、中間転写ベルト２ｃの表面性状を、図７（ａ）に模式的に示すように、複数の副走査方向ｙのすじが主走査方向ｘに分布する状態としている。なお、図中の点は、すじが複数あることを省略して示したものである。
【００４４】
更に、中間転写ベルト２ｃの表面性状を、主走査方向の表面粗さの凹凸の平均間隔Ｓｍ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１−１９９４）が、中間転写ベルト２ｃの表面に形成されるトナー像の最小の画素幅よりも小さくなるようにしている。例えば、解像度が６００ｄｐｉの場合、１ドットライン４２．３μｍが最小の画素幅となるため、主走査方向の凹凸の平均間隔Ｓｍを４２．３μｍ未満、より好ましくは４２μｍ以下とする。なお、このように中間転写ベルト２ｃの表面性状を規制するために、本実施形態では、弾性層２Ｂに表層２Ｃを塗布した後、所定の表面粗さを有する型に表面を押し付けて、上述のように表面性状を規制する。この型の表面は、中間転写ベルト２ｃの表面に形成すべき表面性状の条件及び温度条件などを考慮して、表面性状が規制されている。
【００４５】
次に、本実施形態を満たす実施例２と、実施例２とは主走査方向と副走査方向との弾性率の関係が異なる比較例２とを対比して行った考察について説明する。表２に、実施例２と比較例２との、トナーの弾性率（３０℃）、クリーニングブレード５の弾性率、中間転写ベルトの厚さ方向の弾性率、表層２Ｃと弾性層２Ｂの主走査方向・副走査方向の弾性率を示す（単位はＭＰａ）。加えて中間転写ベルトの摩擦係数も示す。なお、その他の条件などについては、前述の表１で説明した場合と同じである。また、実施例２は、上述のように中間転写ベルト２ｃの表面性状を規制している。
【００４６】
【表２】
0005436162.tif 000003
【００４７】
このような実施例２と比較例２との考察により、表１で説明した効果に加えて、以下のような効果がある。即ち、実施例２は、実施例１の構成に加えて、上述のように中間転写ベルト２ｃの表面性状を規制しているため、実施例１に比べて主走査方向に変形し易く、安定してトナーの変形を軽減できる。
【００４８】
このような考察結果からも明らかなように、本実施形態によれば、表層２Ｃより弾性率が低い弾性層２Ｂを有することで、まず、中間転写ベルト２ｃの厚さ方向の変形をこの弾性層２Ｂで行う。また、中間転写ベルト２ｃの表面を副走査方向に荒すことで、副走査方向の変形のしにくさを保持したまま主走査方向の変形をし易くできる。このようにすることで、転写ニップ部でのトナーの変形をより軽減し易くなると共に、クリーニングブレード５と中間転写ベルト２ｃとの摺接部での急峻な変形をより抑制し易くなる。そして、中抜け現象の防止とクリーニング性との両立をより図り易くなる。なお、中間転写ベルト２ｃの表面性状を、十点平均粗さＲｚがトナーの体積平均粒径未満となるようにしているため、トナーの変形をより軽減し易くできる。
【００４９】
また、本実施形態の場合、中間転写ベルト２ｃの主走査方向の表面粗さの凹凸の平均間隔Ｓｍを、トナー像の最小画素幅より小さくしている。これにより、図８（ａ）に示すように、最も応力が集中し易い最小幅のライン画像（縦ライントナー像Ｐ）に対して、表層２Ｃの主走査方向の変形をよりし易くできる。この結果、トナーの変形をより軽減し、中抜け現象の防止効果をより高くできる。この点について、本発明者が行った実験に基づき、図８を参照しつつ説明する。本実験では、前述の実施例１の中間転写ベルト２ａの表面を荒らして、主走査方向の凹凸の平均間隔Ｓｍを４２μｍ、８０μｍ、１００μｍとしたものを使用して、転写効率を比較した。なお、トナーの体積平均粒径が６μｍ、解像度が６００ｄｐｉで画像形成を行った。この場合の１ドット縦ライン（最小の画素幅）は４２．３μｍである。
【００５０】
この結果、主走査方向の表面粗さ形状Ｓｍが８０μｍ，１００μｍと大きくなるに従い、中抜け現象までは至らないが、特に１ドット縦ラインの転写効率が悪くなった。これは、実施例１の中間転写ベルト２ａの表面を追加で荒したものなので中抜け現象までは至らないが、図８（ｂ）に示すように、トナーへの応力集中の緩和をしきれずに一部のトナーが塑性変形しトナー同士の凝着力が増したためである。一方、主走査方向の表面粗さ形状Ｓｍが、最小の画素幅４２．３μｍ未満である４２μｍの場合、前述した図８（ａ）に示すように、主走査方向に変形し易いため、トナーへの応力集中を十分に緩和して、１ドット縦ラインでも転写効率が良好だった。よって、本実施形態によれば、中抜け現象の主要因であるトナーの塑性変形軽減をより安定化させることができることが分かった。
【００５１】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、図９ないし図１１を用いて説明する。なお、画像形成装置の基本的構成および作用は、前述の第１の実施形態と同様であるため、重複する図示及び説明は省略若しくは簡略にする。本実施形態の中間転写ベルト２ｄも、前述の第１の実施形態の中間転写ベルト２ａと同様に、基層２Ａ、弾性層２Ｂ、表層２Ｃを重ね合わせてなる。即ち、本実施形態の場合も、中間転写ベルト２ｄの表面から所定の厚さ部分は、２以上の複数の層である弾性層２Ｂと表層２Ｃとを厚さ方向に重ねることにより構成している。また、弾性層２Ｂ及び表層２ｃの厚さ方向ｚの弾性率、副走査方向ｙの弾性率、主走査方向ｘの弾性率、トナーの弾性率、クリーニングブレード５の弾性率のそれぞれの大小関係も、前述の第１の実施形態同様としている。
【００５２】
本実施形態の場合、このような構成に加えて、弾性層２Ｂは、副走査方向ｙに沿って導電性ナイロン繊維（導電性フィラー）などの繊維状の充填材Ｆを含有している。即ち、図９に示すように、副走査方向ｙに沿って配置した充填材Ｆを主走査方向ｘに所定の間隔をあけて分布させている。この繊維状の充填材Ｆの主走査方向ｘの間隔は、図１０に示すように、中間転写ベルト２ｃの表面に形成されるトナー像の最小の画素幅（縦ライントナー像Ｐ）よりも大きく、且つ、図１１に示すように、クリーニングブレード５の主走査方向ｘの幅よりも小さい。
【００５３】
本実施形態の場合、例えば、図９に示すように、弾性層２Ｂに充填材Ｆである導電性ナイロン繊維３〜３．５デニール（ｇ／９０００ｍ）を、主走査方向に約５００μｍ以上の間隔をあけて、副走査方向に沿って並列させる。
【００５４】
次に、本実施形態を満たす実施例３と、実施例３とは主走査方向と副走査方向との弾性率の関係が異なる比較例３とを対比して行った考察について説明する。表３に、実施例３と比較例３との、トナーの弾性率（３０℃）、クリーニングブレード５の弾性率、中間転写ベルトの厚さ方向の弾性率、表層２Ｃと弾性層２Ｂの主走査方向・副走査方向の弾性率を示す（単位はＭＰａ）。加えて中間転写ベルトの摩擦係数も示す。なお、その他の条件などについては、前述の表１で説明した場合と同じである。また、実施例３は、上述のように弾性層２Ｂに充填材Ｆを含有している。
【００５５】
【表３】
0005436162.tif 000004
【００５６】
このような実施例３と比較例３との考察により、表１で説明した効果に加えて、以下のような効果がある。即ち、実施例３は、実施例１の構成に加えて、上述のように弾性層２Ｂに充填材Ｆを含有している。このため、副走査方向に並列された充填材Ｆにより主走査方向に比べ副走査方向の変形がしにくくなる。この異方性を利用し、図１０に示すように、中間転写ベルト２ｃの厚さ方向と主走査方向の変形により縦ライントナー像Ｐの変形が抑制される。且つ、図１１に示すように、副走査方向に並列された充填材Ｆによりクリーニングブレード５から受ける加圧力で、中間転写ベルト２ｃの副走査方向の急峻な変形を抑制する。
【００５７】
このような考察結果からも明らかなように、本実施形態によれば、副走査方向に沿って充填材Ｆが並列されていることで、副走査方向の変形を抑制できる。このため、中間転写ベルト２ｃとクリーニングブレード５の摺接部の摺動性がより安定に保たれ、良好なクリーニング性を確保できる。また、並列させる充填材Ｆの数を調整することで、中間転写ベルト２ｃの主走査方向と副走査方向の異方性を最適化できる。この点について、本発明者が行った実験に基づき、表４を参照しつつ説明する。
【００５８】
【表４】
0005436162.tif 000005
【００５９】
本実験では、充填材Ｆの間隔（フィラー間隔）が、１００μｍ以下、約５００μｍ、約１００００μｍである中間転写ベルトを用意して、それぞれ縦ライン幅が異なる縦ライントナー像を形成し、中抜けの発生の有無とクリーニング性とを確認した。なお、トナーの体積平均粒径が６μｍ、解像度が６００ｄｐｉで画像形成を行った。この場合の１ドット縦ライン（最小の画素幅）は４２．３μｍである。したがって、例えば、縦ライン幅が１０とは１０ドット縦ラインで、約４２０μｍである。また、各縦ライン幅の欄の丸は、中抜けが発生していないことを、三角形は多少中抜けが生じたことを、バツは中抜けが発生したことをそれぞれ示している。一方、表の最下欄に示すＣＬＮ不良の欄の丸は、クリーニング不良が生じなかったことを、バツはクリーニング不良が生じたことをそれぞれ示している。
【００６０】
表４から明らかなように、並列させる充填材Ｆの間隔を小さくしていくと、縦ラインの２〜４ドットラインで中抜けが発生した。一方、この間隔を大きくしすぎると、ビビリめくれが発生し、クリーニング不良を起こした。従って、これら考慮して適切に充填材Ｆを含有させれば、中抜けの防止とクリーニング不良の防止との両立を図れることが分かる。したがって、例えば、充填材Ｆの間隔は、１００μｍよりも大きく、１００００μｍ未満とする。また、この間隔として好ましくは、２００μｍ以上９０００μｍ以下、より好ましくは、５００μｍ以上１０００μｍ以下とする。
【００６１】
＜第４の実施形態＞
本発明の第４の実施形態について、図１２を用いて説明する。本実施形態は、本発明を中間転写ベルト２ｅ上に複数の感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋを並べて配置した、タンデム型の画像形成装置に適用したものである。即ち、中間転写ベルト２ｅを上述の各実施形態の中間転写ベルト２ａ、２ｃ、２ｄとしたものである。画像形成装置の基本的構成および作用は、公知のタンデム型の画像形成装置と同様であるため、以下、簡単に説明する。
【００６２】
本実施形態の画像形成装置１０は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成する画像形成部（画像形成ステーション）を並べて配置している。各画像形成部で形成された感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋ上のトナー像は、各感光ドラムに隣接して移動通過する中間転写ベルト２ｅへ、各一次転写部で順次転写される。このために、各画像形成部には、それぞれ像担持体である電子写真感光体（感光ドラム）１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋが配置されている。各感光ドラムは矢印Ａ方向に回転自在となっている。また、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋの周囲には、帯電装置７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７ｋ、露光装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８ｋ、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋ、ドラムクリーニング部材９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９ｋなどが感光ドラムの回転方向に沿って配置されている。
【００６３】
また、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋの図１の下方には中間転写ベルト２ｅが配設され、各感光ドラムと中間転写ベルト２ｅとが対向する部分を一次転写部としている。更に、各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋと中間転写ベルト２ｅを挟んで対向した位置に、一次転写ローラ１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ｋを配置している。また、一次転写部のトナー像搬送方向（矢印Ｇ方向）下流で中間転写ベルト２ｅの周囲に、二次転写ローラ１２を配置している。また、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト２ｅを挟んで対向した位置に、二次転写対向ローラ１６を配置している。そして、二次転写ローラと二次転写対向ローラ１６とで二次転写部を構成している。二次転写ローラ１６には転写バイアス印加手段１４を接続し、二次転写部に二次転写バイアスを印加するようにしている。また、二次転写部の下流で中間転写ベルト２ｅの周囲には、クリーニングブレード５を中間転写ベルト２ｅの表面と摺接するように配置している。なお、クリーニングブレード５の材質などは、前述の各実施形態と同様である。
【００６４】
このような画像形成装置は、各画像形成部で周知の画像形成プロセスを行い、中間転写ベルト２ｅにトナー像が順次転写され、この中間転写ベルト２ｅ上にフルカラーのトナー像が形成される。そして、二次転写部で記録材Ｓにフルカラーのトナー像を転写する。転写後に中間転写ベルト２ｅの表面に残留したトナーは、クリーニングブレード５で除去される。一方、トナー像が転写された記録材Ｓは図示しない定着装置に搬送され、トナー像を記録材Ｓに加熱定着させる。
【符号の説明】
【００６５】
１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋ・・・感光ドラム（第１像担持体）、２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ・・・中間転写ベルト（第２像担持体）、２Ａ・・・基層、２Ｂ・・・弾性層、２Ｃ・・・表層、５・・・クリーニングブレード（清掃部材）、Ｓ・・・記録材、Ｔ・・・トナー像、ｔ・・・トナー、ｘ・・・主走査方向、ｙ・・・副走査方向、ｚ・・・厚さ方向、Ｆ・・・充填材
【図１】
0005436162.tif 000006
【図２】
0005436162.tif 000007
【図３】
0005436162.tif 000008
【図４】
0005436162.tif 000009
【図５】
0005436162.tif 000010
【図６】
0005436162.tif 000011
【図７】
0005436162.tif 000012
【図８】
0005436162.tif 000013
【図９】
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【図１０】
0005436162.tif 000015
【図１１】
0005436162.tif 000016
【図１２】
0005436162.tif 000017
【図１３】
0005436162.tif 000018
【図１４】
0005436162.tif 000019
【図１５】
0005436162.tif 000020
【図１６】
0005436162.tif 000021