(57)【要約】【課題】中間転写体上での画像材料の飛び散りを抑止しながら、像担持体と中間転写体との間の転写ニップ域への導電性異物の混入による弊害を抑止する。【解決手段】像担持体１上に形成された画像を中間転写体２を介して記録材３に転写する画像形成装置において、中間転写体２が、複数の層（例えば４ａ〜４ｃ）からなり、表面層４ａの下層には表面層４ａよりも微小硬度が低い低微小硬度層４ｂを備える。更に、これに用いられる中間転写体２をも対象とする。また、中間転写体２の表面抵抗率が１０13Ω／□以上で、かつ、中間転写体２の速度ｖｂが像担持体１の速度ｖｐに対して１％以上速いようにする。【選択図】  図１
2004191659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された画像を中間転写体を介して記録材に転写する画像形成装置において、
中間転写体は、複数の層からなり、表面層の下層には表面層よりも微小硬度が低い低微小硬度層を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
中間転写体の表面抵抗率が１０13Ω／□以上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記載の画像形成装置において、
中間転写体の表面層は光導電性を有する感光層であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像形成装置において、
中間転写体の表面層より下層に微小硬度が５以下の低微小硬度層を有し、中間転写体表面の微小硬度が１０以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１記載の画像形成装置において、
中間転写体の表面層から順に、光導電性を有する感光層、弾性成分を有する弾性層、導電性を有する基材層を備え、中間転写体表面の微小硬度が１０以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１記載の画像形成装置において、
中間転写体の表面層より下層に微小硬度が５以下の低微小硬度層を有し、中間転写体の表面層の微小硬度が１５より大きく４０以下であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
像担持体上に形成された画像を中間転写体を介して記録材に転写する画像形成装置において、
中間転写体の表面抵抗率が１０13Ω／□以上で、かつ、中間転写体の速度が像担持体の速度に対して1％以上速いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像形成装置において、
中間転写体はその表面層に光導電性の感光層を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
像担持体上に形成された画像を記録材に転写する画像形成装置に用いられ、像担持体と記録材との間に介在される中間転写体において、
複数の層からなり、表面層の下層には表面層よりも微小硬度が低い低微小硬度層を備えていることを特徴とする中間転写体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置に係り、特に、像担持体上に形成された画像を中間転写体を介して転写する所謂中間転写型の画像形成装置及びこれに用いられる中間転写体の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、中間転写型の画像形成装置は、感光体ドラム等の像担持体上にトナー像を形成し、このトナー像を一旦中間転写体に転写した後に、記録材に転写する方式を採用したものである。
この種の中間転写型の画像形成装置にあっては、中間転写体上での多重のライン画像などのトナー飛び散りを抑止するために、中間転写体を高抵抗化することが試みられている。
【０００３】
例えば特許文献１に示されるように、中間転写体の表面層として、高抵抗の感光層を設ける技術が提案されている。
本態様によれば、中間転写体表面に高抵抗の感光層があることにより、像担持体からの一次転写ニップ域直後でも、中間転写体の非画像部表面には転写電荷が保持されるため、多重のライン画像と非画像部との間のフリンジ電界が低減されることになり、その分、フリンジ電界に起因するトナーの飛び散りを抑止することができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２５７３９８号公報（［０００９］，図１）
【特許文献２】
米国特許第５８２８９３１号公報（第２欄〜第４欄，図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような中間転写型の画像形成装置にあっては、例えば製造工程などで混入するカーボンファイバなどの微小な導電性異物が、像担持体と中間転写体との転写ニップ域に紛れ込むと、この転写ニップ域での電界と圧力とによって、前記導電性異物が像担持体に埋まり込み、像担持体の基材に到達した導電性異物が電流リークを引き起し、これに伴って画質ディフェクトが生ずる虞れがある。
特に、中間転写体表面に感光層のような高抵抗の絶縁層がある場合には、導電性異物が静電気的に中間転写体表面に保持され易く、中間転写体表面が導電性である場合に比べて、導電性異物による画質ディフェクトの発生が多いことが本発明者らの調査によって最近明らかとなってきた。
【０００６】
このような現象、すなわち、導電性異物が像担持体に突き刺さる現象を回避するには、中間転写体又は像担持体を弾性化し、導電性異物が像担持体と中間転写体との間の転写ニップ域に挟まれたときに発生する応力集中を緩和する方法が考えられる。
例えば中間転写体表面にゴムなどの弾性体をコートして表面層を弾性化する方法が知られている。
しかし、表面層が弾性体の場合、中間転写体に付着した転写残留トナーなどを従来のクリーニングブレードによりクリーニングすることが困難となり、クリーニング不良やブレードめくれなどのトラブルが発生し易い点で好ましいとは言えない。
【０００７】
また、特許文献２には、感光層の下に一定値以下のヤング率の弾性層を有する感光体ドラムが提案されている。
しかしながら、表面層に比べて極度にヤング率の低い弾性層を有する態様にあっては、ＭＱ（Motion Quality）や多重色のカラーレジストレーションが悪化してしまう。
【０００８】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、中間転写体上での画像材料の飛び散りを抑止しながら、像担持体と中間転写体との間の転写ニップ域への導電性異物の混入による弊害を有効に抑止することができる画像形成装置及びこれに用いられる中間転写体を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の第一の態様は、図１（ａ）に示すように、像担持体１上に形成された画像を中間転写体２を介して記録材３に転写する画像形成装置において、中間転写体２が、複数の層（例えば４ａ〜４ｃ）からなり、表面層４ａの下層には表面層４ａよりも微小硬度が低い低微小硬度層４ｂを備えていることを特徴とするものである。
尚、図１（ａ）において、符号７は像担持体１上の画像を中間転写体２に転写するための一次転写部材、８は中間転写体２上の画像を記録材３に転写するための二次転写部材である。
【００１０】
このような技術的手段において、本件は、中間転写体２を備えた画像形成装置であれば、像担持体１の数、形状は任意であり、また、中間転写体２の材料、形状は問わないし、更に、転写部についても、単に転写するものは勿論、転写同時定着するものも含む。
また、低微小硬度層４ｂは、表面層４ａの下層にあればよく、必ずしも表面層４ａの直下にある必要はなく、また、全ての下層が表面層４ａよりも微小硬度が低い必要もない。
【００１１】
更に、本発明において、微小硬度とは、対象測定層５の全体の硬度ではなく、対象測定層５の表面局所部分の硬度を意味する。
この測定法については、ＪＩＳ規格に挙げられるものの他、既存の微小硬度計で独自に定められたものなど適宜選定して差し支えない。従って、どのような微小硬度計を用いても、表面層４ａよりも低い微小硬度の低微小硬度層４ｂを備えていればよい。
一般的には、微小硬度の測定原理は、図１（ｂ）に示すように、対象測定層５（中間転写体２全体、あるいは、低微小硬度層４ｂのみ、あるいは、表面層４ａのみ等）の表面部分に所定形状の針状圧子６を所定荷重Ｐ（ｍＮ）まで押圧し、そのときの圧子５の食い込み深さをＤ（μｍ）とした場合、微小硬度が硬ければその分食い込み深さＤが小さくなるものであり、微小硬度ＤＨは例えば以下の数式で表される。
ＤＨ＝α・Ｐ／Ｄ
但し、αは圧子６の形状や測定条件などによって定められる係数である。
【００１２】
また、本発明においては、表面層４ａについては特に制約がないため、他層に比べて電気抵抗の高い高抵抗層として構成することができる。
この場合、像担持体１と中間転写体２との一次転写ニップ域後でも、中間転写体２の非画像部表面に転写電荷が保持されることになるため、画像部と非画像部との間のフリンジ電界が低減されることになり、その分、画像材料としてのトナーの飛び散りを抑止することができる。
ここで、画像材料としてのトナーの飛び散りを有効に抑止するという観点からすれば、中間転写体２の表面抵抗率は１０13Ω／□以上であることが好ましい。
【００１３】
ところが、中間転写体２表面に高抵抗層を具備した態様にあっては、カーボンファイバ等の導電性異物が中間転写体２に静電気的に保持され易いため、像担持体１と中間転写体２との間の転写ニップ域に導電性異物が混入し、これに伴って、導電性異物による画像ディフェクトが生じ易い。
しかしながら、本発明では、中間転写体２表面に導電性異物が静電気的に保持された場合であっても、表面層４ａの下層に低微小硬度層４ｂを具備することによって、中間転写体２全体としての微小硬度を低下させることが可能になる。
このため、像担持体１と中間転写体２との転写ニップ域においては、中間転写体２が導電性異物を像担持体１側に押し付ける方向に働く力が弱くなり、その分、前記転写ニップ域で発生する応力集中が緩和され、導電性異物が像担持体１に突き刺さるのに必要な最低応力を超えない範囲に抑止されれば、導電性異物が像担持体１に突き刺さる現象を回避することができる。
【００１４】
また、複数の層からなる中間転写体２の構成層の硬度を微小硬度で定めることにより、導電性異物を挟み込んだ場合の応力集中を回避するための必要最低限の弾性を中間転写体２に持たせることができる。
そして、この方式にあっては、ヤング率による設定に比べて、必要以上に層全体の硬度を下げることがないため、ＭＱや多重色のカラーレジストレーションの悪化を低減することができる。
【００１５】
更に、複数の層からなる中間転写体２の各層の微小硬度は、前記中間転写体２の表面層４ａより下層に微小硬度が５以下の低微小硬度層４ｂを有し、前記中間転写体２表面の微小硬度が１０以下であることが好ましい。
ここでいう微小硬度値は、例えば島津製作所製のダイナミック超微小硬度計ＤＵＨ２０１を用い、稜線角度１１５°を有する三角錐圧子を用い、試験荷重１．０ｇｆ（９．８ｍＮ）、負荷速度０．０１４５ｇｆ（０．１４２１ｍＮ）／ｓｅｃによる条件下での測定値が用いられている。
【００１６】
本態様において、中間転写体２表面の微小硬度が１０以下であれば、導電性異物による画像ディフェクトが発生し難い点で好ましい。
そして、中間転写体２表面の微小硬度を１０以下に設定するには、前記中間転写体２の表面層４ａより下層に微小硬度が５以下の低微小硬度層４ｂを有するようにすればよい。
また、中間転写体２において、上述したような微小硬度関係を容易に構築するには、中間転写体２の表面層４ａから順に、光導電性を有する感光層、弾性成分を有する弾性層（低微小硬度層）４ｂ、導電性を有する基材層４ｃを具備させ、中間転写体２表面の微小硬度が１０以下になるようにすればよい。
【００１７】
更に、低微小硬度層４ｂと表面層４ａとの間の微小硬度の好ましい関係としては、中間転写体２の表面層４ａより下層に微小硬度が５以下の低微小硬度層４ｂを有し、中間転写体２の表面層４ａの微小硬度が１５より大きく４０以下であることが挙げられる。
この態様によれば、中間転写体２表面の微小硬度が結果的に１０以下に設定され易くなるほか、中間転写体２の表面層４ａの微小硬度を１５より大きくすることにより、中間転写体２表面がクリーニングブレードの機能を阻害しない程度の硬さに保たれるため、中間転写体２表面が弾性体である場合に比べてクリーニング性が良好に保たれる点で好ましい。
但し、中間転写体２の表面層４ａが４０を超えると、中間転写体２全体の微小硬度が１０を超えてしまい、導電性異物による画像ディフェクトを抑制し得ない点で好ましくない。
【００１８】
また、中間転写体２の表面層４ａが高抵抗層の場合、転写電荷が自己除電されにくく次のサイクルに電位履歴が残ってしまう場合がある。
高抵抗の中間転写体２に生じる電位履歴を除去する方法として、例えばコロナ放電器を用いて逆電荷を与えて除電する方法が知られているが、確実に除電するには高電流が必要となる。
一方、有機感光体に用いられているような感光層は、光刺激がないと高抵抗の絶縁性だが光刺激を受けると導電性に抵抗が変化する。このような特性を有する感光層を中間転写体２の表面層４ａとして用いると、光照射を受けたときに表面層の抵抗が下がり、中間転写体２が自己除電することができる。
このとき、中間転写体２表面の感光層（表面層）４ａまたは裏面の基材層４ｃ（導電層）に導電性ブラシや金属ロールといった接地された除電部材が当接していると、さらに確実に除電することができる。
このような光除電方式は赤色ＬＥＤなどの光源を用いることができるため、コロナ放電器に比べて電源コストが低く、設置スペースも小さく押さえることができる。
以上の理由から、前記中間転写体２の表面層４ａは高抵抗でかつ光除電が可能な感光層であることが望ましい。
【００１９】
また、上記課題を解決するための発明の第二の態様は、図１（ｃ）に示すように、像担持体１上に形成された画像を中間転写体２を介して記録材３に転写する画像形成装置において、中間転写体２の表面抵抗率が１０13Ω／□以上で、かつ、中間転写体２の速度ｖｂが像担持体１の速度ｖｐに対して１％以上速いことを特徴とするものである。
【００２０】
このような構成によれば、中間転写体２の表面層４ａが他層に比べて電気抵抗が高い高抵抗層であるため、像担持体１と中間転写体２との一次転写ニップ域後でも、中間転写体２の非画像部表面に転写電荷が保持されており、画像部と非画像部とのフリンジ電界が低減されるため、画像材料としてのトナーの飛び散りを抑止することができる。
ここで、本発明者の研究によれば、導電性異物が転写ニップ域で像担持体１に突き刺さるには、導電性異物が中間転写体２によってある一定以上の力で押されることが必要である。
【００２１】
したがって、中間転写体２表面の高抵抗層に導電性異物が静電気的に保持された場合であっても、中間転写体２表面が像担持体１表面よりも速く移動することによって、導電性異物が転写ニップ域で像担持体１方向に押される力を低減することができ、導電性異物が像担持体１に突き刺さる現象を有効に回避することができる。
このとき、その速度差が１％未満であれば、導電性異物による画像ディフェクトを完全には解消し得ないことが確認された。
【００２２】
また、本態様においても、上述したのと同様な理由により、中間転写体２の表面層４ａを、高抵抗でかつ光除電が可能な感光体で構成することが好ましい。
【００２３】
また、本発明は、画像形成装置に限られるものではなく、例えば画像形成装置に用いられる中間転写体２そのものをも対象とする。
この場合、本発明としては、例えば図１（ａ）に示すように、像担持体１上に形成された画像を記録材３に転写する画像形成装置に用いられ、像担持体１と記録材３との間に介在される中間転写体２において、複数の層からなり、表面層４ａの下層には表面層４ａよりも微小硬度が低い低微小硬度層４ｂを備えるようにすればよい。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
◎実施の形態１
図２は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態１を示す。
同図において、画像形成装置は中間転写型の複写機であり、ＵＩ（ユーザインタフェース）５１と、原稿（図示せず）を載置する透明なプラテンガラス５２とを有している。
前記ＵＩ５１はコピースタートキー、フルカラーモード選択キー、テンキー、表示器等を有している。
【００２５】
また、前記プラテンガラス５２上に置かれた原稿は原稿照明ユニット５３の光源５４により照明される。原稿反射光は、原稿照明ユニット５３の第１ミラー５５およびミラーユニット５６の第２ミラー５７および第３ミラー５８で反射し、結像レンズ５９を通って、ＣＣＤ６０によりＲ，Ｇ，Ｂのアナログ信号として読み取られる。
ＣＣＤ６０の読取画像信号は、コントローラ７０により制御されるＩＰＳ１０に入力される。ＩＰＳ１０の画像読取データ出力部１１は、入力された読取画像信号をＡＤ変換し、画像データ出力部１２は画像メモリ１３を有し、前記ＡＤ変換されたデータをＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの画像データに変換して濃度補正、拡大縮小補正等のデータ処理を施し、書込用画像データ（レーザ駆動データ）として出力する。
【００２６】
更に、レーザ駆動信号出力装置１４は、前記ＩＰＳ１０から出力された画像データに応じた画像のレーザ駆動信号を所定のタイミングで、ＲＯＳ（光走査装置、すなわち、潜像形成装置）１５に出力する。前記ＲＯＳ１５は、前記レーザ駆動信号により変調されたレーザビームＬを出力する。
回転移動する像担持体としての感光体ドラム１６は帯電器１７により帯電された後に、前記潜像書込位置Ｑ１において前記レーザビームＬにより静電潜像が書き込まれ、前記静電潜像は現像領域Ｑ２において回転軸１８ａと共に回転するＫ（黒）、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の各色の現像装置１８ｋ〜１８ｃを有するロータリ型の現像装置１８によりトナー像Ｔに現像される。
現像されたトナー像は一次転写領域Ｑ３において一次転写ロール（一次転写器）Ｔ１により中間転写ベルトＢに一次転写される。
尚、前記一次転写領域Ｑ３を通過した感光体ドラム１６表面はドラムクリーナ１９により残留トナーが除去される。
【００２７】
また、本実施の形態で用いられる中間転写ベルトＢの断面構造を図３（ａ）に示す。
同図において、中間転写ベルトＢは複数の層からなり、裏面側から表面側に向かって順次、ベルト基材層Ｂ１、弾性層Ｂ３、感光層(光導電層)Ｂ２が積層されている。更に、感光層(光導電層)Ｂ２としては、裏面側から表面側に向かって順次ブロッキング層Ｂ2a、電荷発生層Ｂ2b、及び、電荷輸送層Ｂ2cが積層されている。
【００２８】
ここで、ベルト基材層Ｂ１は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂フィルムにカーボンブラック等の帯電防止剤を適当量含有させたものを用い、その体積抵抗率が１０10〜１０13Ω・ｃｍとなるように形成される。
また、弾性層Ｂ３は、クロロプレン、ＥＰＤＭ、ＮＢＲなどの各種ゴム材を用いることができる。
更に、感光層Ｂ２の各層Ｂ2a〜Ｂ2cについては以下のようである。
すなわち、ブロッキング層Ｂ2aは、−（マイナス）極性のキャリアである電子の移動は許すが、＋（プラス）極性のキャリアであるホールの移動は阻止する機能を有する。
また、電荷発生層Ｂ2bは、光が照射されると、＋（プラス）及び−（マイナス）の電荷を発生する。
更に、電荷輸送層Ｂ2cは、＋（プラス）極性のキャリアであるホールの移動は許すが、−（マイナス）極性のキャリアである電子の移動は阻止する機能（ホール輸送層）を有する。
【００２９】
特に、本実施の形態では、中間転写ベルトＢは表面に光導電層（抵抗率変化層）Ｂ２を有し、この光導電層（抵抗率変化層）Ｂ２は、光刺激が与えられると導電体層となり、光刺激がない状態では誘電体層（絶縁体層）となる。
本例では、中間転写ベルトＢの光刺激がない状態での表面抵抗率は、１０13Ω／□以上に設定されている。
【００３０】
更に、本実施の形態では、中間転写ベルトＢは表面層（光導電層）Ｂ２より下層に弾性層Ｂ３を有し、弾性層Ｂ３の微小硬度は中間転写ベルトＢ全体の表面微小硬度より低く設定されている。
例えば弾性層Ｂ３は微小硬度が５以下であり、中間転写ベルトＢ全体の表面微小硬度が１０以下になるように設定されている。
ここで、微小硬度とは、島津製作所製のダイナミック超微小硬度計ＤＵＨ２０１による測定値を指す。具体的には各測定試料を固定し、稜線角度１１５度を有する三角錐圧子を用い、試験荷重１．０ｇｆ（９．８ｍＮ）、負荷速度０．０１４５ｇｆ（０．１４２１ｍＮ）／ｓｅｃの測定条件で測定した値である。
中間転写ベルトＢ全体の微小硬度は各層単体での微小硬度によって決まる。
つまり、表面層Ｂ２に微小硬度が高い層があっても下層に微小硬度が低い層、本例では弾性層Ｂ３がある場合、全体としての微小硬度は低くなる。
ここで、各層単体での微小硬度とは、測定したい層を同じ構成で基準板に塗布した試料を準備し、その試料の測定値を指す。基準板は微小硬度の高い樹脂フィルムやガラス板を用いることができる。
【００３１】
また、本実施の形態では、図２に示すように、前記中間転写ベルトＢは、駆動ロール２６、テンションロール２７、複数のアイドラロール２８ａ〜２８ｃ及び内側二次転写ロール（バックアップロール）２９を含むベルト支持ロール２６〜２９により回転可能に支持されている。尚、アイドラロール２８ａはアースされた金属ロールにより構成されており、除電用の導電ロールとして使用される。
そして、この中間転写ベルトＢは、画像形成装置の感光体ドラム１６表面に接触する一次転写領域Ｑ３、シート（記録材）Ｓに接触する二次転写領域Ｑ４、および、アースされた除電用の導電ロール（除電ロール）２８ａが接触する除電領域Ｑ５を順次通過するように回転移動させるように使用される。
また、本実施の形態では、中間転写ベルトＢは、感光体ドラム１６の速度に対して略同等若しくは僅かな速度差例えば＋０．２５％の速度差を有して移動している。
【００３２】
次に、二次転写器Ｔ２について説明する。
この二次転写器Ｔ２は、前記内側二次転写ロール２９と、この内側二次転写ロール２９から離れた離隔位置および押圧される近接位置の間で離接可能（離隔および接近可能）に配置された外側二次転写ロール３０と、前記内側二次転写ロール２９に当接する金属製の電極ロール３１とにより構成される。
前記内側二次転写ロール２９は導電性の金属ロールに半導電性の弾性体を巻き付けて構成されており、例えばその表面抵抗率は１×１０7Ω／□以上に調整されている。
また、前記アースされた外側二次転写ロール３０は金属ロールの表面をカーボン分散発砲ウレタンで包み、その外側を半導電性の薄層フィルムで被覆し、例えばその体積抵抗率は１０9Ω・ｃｍに調整されている。
【００３３】
更に、前記一次転写ロール（一次転写器）Ｔ１および二次転写器Ｔ２の電極ロール３１への印加電圧は電源回路３２の一次転写電源回路部（図示せず）および二次転写電源回路部（図示せず）から供給される。
前記二次転写器Ｔ２は、前記外側二次転写ロール３０および前記中間転写ベルトＢのニップ（接触領域）により形成される二次転写領域Ｑ４を通過するシートＳに、前記中間転写ベルトＢ上に重ねて一次転写されたトナー像を二次転写する。
前記外側二次転写ロール３０は二次転写ロールクリーナ３３により表面付着トナーが回収される。また、前記中間転写ベルトＢの表面に沿って、前記二次転写領域Ｑ４の下流側にはベルトクリーナ３４が配置されている。ここではベルトクリーナー３４にはウレタンのクリーニングブレードを用いている。
外側二次転写ロール３０およびベルトクリーナ３４は、中間転写ベルトＢと接離（接触または離隔）自在に配設されており、カラー画像が形成される場合には、最終色の未定着トナー像が中間転写ベルトＢに一次転写される迄中間転写ベルトＢから離間している。
【００３４】
また、除電ランプ（刺激付与部材）３６について説明する。
前記除電ロール２８ａは導電性で接地されており、中間転写ベルトＢを挟んでその対向位置に除電ランプ（刺激付与部材）３６が配設されている。除電ランプ３６には例えば赤色ＬＥＤを用いる。
前記除電ランプ３６および除電ロール２８ａの間には除電領域Ｑ５が形成される。除電ランプ３６に印加される除電電圧は電源回路３２の除電電源回路部（図示せず）から供給される。
【００３５】
また、前記中間転写ベルトＢの位置検出用のマークＭＫを検出するためのベルト位置センサＳＮ１が設けられている。このベルト位置センサＳＮ１から出力される精度の高い中間転写ベルトＢの位置検出信号によって、感光体ドラム１６に対する潜像書込タイミングの制御が行われる。
更に、シート供給トレイ４１に収容された用紙等のシート（記録材）Ｓは、ピックアップロール４２により取り出され、捌きロール４３で１枚ずつ分離され、レジストレーションロール４４で一旦停止されて、所定のタイミングでガイド搬送路４５から前記二次転写領域Ｑ４に搬送される。二次転写領域Ｑ４通過時にトナー像が二次転写されたシートＳはシートガイド４６、シート搬送ベルト４７により定着領域Ｑ６に搬送される。
前記定着領域Ｑ６を通過する際に前記シートＳ上の二次転写トナー像は、定着装置４８の一対の定着ロールによって定着され、排出トレイ４９に排出される。
前記符号４１〜４７で示された要素によりシート搬送装置（４２〜４７）が構成されている。
【００３６】
従って、本実施の形態によれば、使用時の前記中間転写ベルトＢは光照射されずに誘電体の状態で、前記一次転写領域Ｑ３通過時に前記感光体ドラム１６表面のトナー像が一次転写され、前記一次転写されたトナー像が前記二次転写領域Ｑ４通過時に前記シートＳに二次転写される。
前記中間転写ベルトＢの感光層（抵抗率変化層）Ｂ２は光が照射されない状態では誘電体層であり、体積抵抗率が高いので、前記一次転写および二次転写する際には誘電体層（絶縁体層）の状態で転写を行うことができる。
その場合、中間転写ベルトＢの感光層（抵抗率変化層）Ｂ２の表面に沿った電荷の移動が少ないので、転写領域Ｑ３，Ｑ４においてトナー像の飛散の少ない良好な転写を行うことができる。
【００３７】
また、中間転写ベルトＢは、中間転写ベルトＢ上のトナー像を二次転写した後、中間転写ベルトＢの移動経路に沿って配置したアースされた除電用の導電ロール２８ａに中間転写ベルトＢを接触させた状態で除電を行うことができる。
その除電を行う際、中間転写ベルトＢに光を照射することにより前記感光層（抵抗率変化層）Ｂ２の体積抵抗率が低い状態で除電を行うことができる。
その場合、感光層（抵抗率変化層）Ｂ２内で電荷が移動し易くなるので、良好な除電を行うことができる。
【００３８】
それゆえ、本実施の形態によれば、作像プロセスにおいて、トナーの飛び散りは見られず、また、カーボンファイバ等の導電性異物が感光体ドラム１６と中間転写ベルトＢとの転写ニップ域に混入したとしても、感光体ドラム１６に突き刺さり、これが起因する画像ディフェクトは全く見られなかった。
本実施の形態の性能評価については、後述する実施例にて裏付けられる。
【００３９】
◎実施の形態２
本実施の形態の基本的構成は、実施の形態１と略同様であるが、実施の形態１と異なり、中間転写ベルトＢの層構成及び感光体ドラム１６と中間転写ベルトＢとの速度差が実施の形態１と異なるものに設定されている。
本実施の形態で用いられる中間転写ベルトＢの断面構造を図３（ｂ）に示す。
同図において、中間転写ベルトＢは複数の層からなり、裏面側から表面側に向かって順次ベルト基材層Ｂ１、感光層(光導電層)Ｂ２が積層されてており、実施の形態１の弾性層Ｂ３を備えていない。
尚、感光層(光導電層)Ｂ２としては、裏面側から表面側に向かって順次ブロッキング層Ｂ2a、電荷発生層Ｂ2b、及び、電荷輸送層Ｂ2cが積層されている。
【００４０】
また、本実施の形態では、中間転写ベルトＢの表面抵抗率は、実施の形態１と同様に、１０13Ω／□以上に設定されているが、中間転写ベルトＢは、感光体ドラム１６の速度に対し＋１．０％以上の速度差をもって移動するようになっている。
【００４１】
従って、本実施の形態によれば、作像プロセスにおいて、トナーの飛び散りは見られず、また、カーボンファイバ等の導電性異物が感光体ドラム１６と中間転写ベルトＢとの転写ニップ域に混入したとしても、感光体ドラム１６に突き刺さり、これが起因する画像ディフェクトは全く見られなかった。
本実施の形態の性能評価についても、後述する実施例にて裏付けられる。
【００４２】
◎実施の形態３
図４は本発明が適用される画像形成装置の実施の形態３を示す説明図である。
同図において、画像形成装置は、実施の形態１，２と異なり、所謂タンデム型マシンであり、四つの色（本実施の形態ではＹ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック））の画像形成ユニット１００（具体的には１００Ｙ〜１００Ｋ）を横方向に配列し、その下方には各画像形成ユニット１００の配列方向に沿って循環搬送される中間転写ベルトＢを配設する一方、更に、その下方には用紙等のシートＳが収容されるシート供給カセット１１６を配設したものである。
【００４３】
本実施の形態において、各画像形成ユニット１００（１００Ｙ〜１００Ｋ）は、中間転写ベルトＢの循環方向上流側から順に、例えばイエロ用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用（配列は必ずしもこの順番とは限らない）のトナー像を形成するものであり、例えば所定方向に回転する感光体ドラム１０１を有し、この感光体ドラム１０１の周囲には、感光体ドラム１０１を予め帯電する帯電器１０２と、感光体ドラム１０１上に静電潜像を書き込む露光ユニット１０３と、感光体ドラム１０１上に書き込まれた静電潜像を所定のトナーにて可視像化する現像装置１０４と、感光体ドラム１０１上のトナー像を中間転写ベルトＢに一次転写する一次転写器（例えば一次転写ロール）１０５と、感光体ドラム１０１上の残留トナーを除去するクリーナ１０６とを順次配設したものである。
【００４４】
また、本実施の形態において、中間転写ベルトＢは、複数の張架ロール１３１〜１３５間に掛け渡されており、各感光体ドラム１０１に対応した中間転写ベルトＢの裏面には前記一次転写器（本例では一次転写ロール）１０５が配設され、この一次転写器１０５にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、感光体ドラム１０１上のトナー像を中間転写ベルトＢ側に静電的に転写するようになっている。
【００４５】
更に、中間転写ベルトＢの最下流画像形成ユニット１００Ｋの下流側の張架ロール１３４に対応した部位には二次転写装置１２０が配設されており、中間転写ベルトＢ上の一次転写像をシートＳに二次転写（一括転写）するようになっている。
本実施の形態では、二次転写装置１２０は、中間転写ベルトＢのトナー像担持面側に圧接配置される二次転写ロール１１３と、中間転写ベルトＢの裏面側に配置されて二次転写ロール１１３の対向電極をなすバックアップロール１１４（本例では張架ロール１３４を兼用）とを備えている。
そして、例えば二次転写ロール１１３が接地されており、また、バックアップロール１１４（張架ロール１３４）にはトナーの帯電極性と同極性のバイアスが給電ロール１１５を介して印加されている。
更にまた、中間転写ベルトＢの最上流画像形成ユニット１００Ｙの上流側にはベルトクリーナ１３６が配設されており、中間転写ベルトＢ上の残留トナーを除去するようになっている。
尚、符号１３７は中間転写ベルトＢの位置を検出するための位置検出センサ、符号１６１は二次転写ロールクリーナである。
【００４６】
また、シート供給カセット１１６にはシートＳをピックアップするフィードロール１１７が設けられ、このフィードロール１１７の直後にはシートＳを搬送する適宜数の搬送ロール１１８が配設されると共に、二次転写部位の直前に位置するシート搬送路にはシートＳを所定のタイミングで二次転写部位へ供給するレジストレーションロール（レジストロール）１１９が配設されている。
一方、二次転写部位の下流側に位置するシート搬送路にはシート搬送ベルト１４０を介して定着装置１５０が設けられている。
【００４７】
特に、本実施の形態においては、中間転写ベルトＢについては、実施の形態１と同様に構成してもよいし、あるいは、実施の形態２と同様に構成し、更に、実施の形態２と同様に、感光体ドラム１０１に対し１％以上速い速度差をもって中間転写ベルトＢを回転駆動するようにすればよい。尚、符号１７０は中間転写ベルトＢの感光層Ｂ２を光除電するための除電ランプであり、ここでは、張架ロール１３１が駆動ロール兼除電ロールで、金属の表面に導電性のゴムをコートして接地されている。
【００４８】
従って、本実施の形態によれば、各画像形成ユニット１００にて感光体ドラム１０１上に各色トナー像が形成され、各色トナー像が順次中間転写ベルトＢ上に一次転写された後、二次転写部位にてシートＳに一括二次転写される。
このような作像プロセスにおいて、実施の形態１又は２と略同様に、トナーの飛び散りは見られず、また、カーボンファイバ等の導電性異物が感光体ドラム１０１と中間転写ベルトＢとの転写ニップ域に混入したとしても、感光体ドラム１０１に突き刺さり、これが起因する画像ディフェクトは全く見られなかった。
【００４９】
【実施例】
◎実施例１
本実施例は、実施の形態１に係る画像形成装置をより具体的にしたものである。
本実施例において、前記中間転写ベルトＢを構成する各層について説明する。
ベルト基材層Ｂ１は、カーボンブラックを１５重量％添加したポリイミド樹脂により構成され、膜厚９０μｍに形成されている。体積抵抗率は１０10Ω・ｃｍ、表面抵抗率は１０11.5Ω／□に設定されている。
また、弾性層Ｂ３は、カーボンを分散したクロロプレンを用い、厚みは0.２ｍｍとした。
更に、感光層Ｂ２の各層について説明すると、
ブロッキング層Ｂ2aは、例えば次のようにして形成することができる。
2004191659.tif 000003
上記成分からなる溶液を、ベルト基材Ｂ１表面に塗布後、乾燥させて例えば０.９μｍに形成する。
また、電荷発生層Ｂ2bは、フタロシアニン顔料系電荷発生剤を添加したＰＶＣ（Poly Vinyl Carbazole、ポリビニルカルバゾール ）により形成された膜厚０.２５μｍの層である。
更に、電荷輸送層（ホール輸送層）Ｂ2cは、トリフェニルアミン系電荷輸送剤を添加したポリカーボネート樹脂により構成され、膜厚１７μｍである。
そして、本実施例の中間転写ベルトＢの光刺激がない状態での体積抵抗率および表面抵抗率はそれぞれ、１０14.5Ω・ｃｍ、１０14.0Ω／□である。
【００５０】
また、島津製作所製のダイナミック超微小硬度計ＤＵＨ２０１にて実施の形態の測定条件にて微小硬度を測定すると、本実施例では、基準板としてポリイミドフィルムを用い、ポリイミドフィルム上に前記感光層Ｂ２のみをコートした試料の微小硬度は２６、ポリイミドフィルムの上に前記弾性層Ｂ３のみをコートしたときの微小硬度は３であった。
つまり前記感光層Ｂ２単体での微小硬度は２６、前記弾性層Ｂ３単体での微小硬度は３であり、これらの層で構成された中間転写ベルトＢ全体の表面微小硬度は８となった。
また、上記試料を作製することが困難で、すでに複数の層で構成された中間転写ベルトＢにおける下層の微小硬度を測定する場合には、中間転写ベルトＢ表面をラッピングペーパーなどで研磨し、表面層Ｂ２から順次削り落として下層を表に露呈させた状態で測定した測定値を代用することができる。
【００５１】
また、本実施例では、感光体ドラム１６の表面移動速度は２２０ｍｍ／ｓｅｃであり、この速度に対して中間転写ベルトＢは＋０．２５％の速度差を有して移動している。
【００５２】
そして、本実施例１を用い、次の実験を行った。
（実験１）  カーボンファイバー（東レ製トレカＭＤＬ３００／φ６μｍ）を重量比１／１０００でＫ色トナーボトルに混入させた状態で、感光体ドラム周長と同じ画像長さの５０％ハーフトーンと白紙とを交互に単色モードで合計３０枚プリントし、最後の白紙において感光体ドラム一周分のカーボンファイバー色点発生数を測定した。
このとき、一次転写器Ｔ１には定電流で２５μＡを印加し、二次転写器Ｔ２の電極ロール３１には定電圧で−２．４ｋＶを印加した。
その結果、本実施例１において、色点は未発生であった。
【００５３】
また、図５に中間転写ベルトＢ全体の表面微小硬度と色点発生数との関係を示す。
実施例１の画像形成装置を用いて、中間転写ベルトＢ全体の表面微小硬度が異なる条件で、本実験を行ったものである。
その結果、中間転写ベルトＢ全体の表面微小硬度が１０以下で色点発生が抑制されることがわかる。
【００５４】
図６に中間転写ベルトＢの表面層（感光層）Ｂ２単体での微小硬度と中間層（弾性層）Ｂ３単体での微小硬度とが表す領域において、中間転写ベルトＢ全体の表面微小硬度が１０以下となる条件を示す。
同図において、中間転写ベルトＢの表面層（感光層）Ｂ２単体での微小硬度と中間層（弾性層）Ｂ３単体での微小硬度とを変えるために材料や厚みを変更し、中間転写ベルトＢ全体の表面微小硬度が１０以下となる条件を実験により求めたものである。
本結果とさらに図７（後述する）の結果もあわせると、中間転写ベルトＢの表面層単体での微小硬度が１５より大きく４０以下で、かつ、中間転写ベルトＢの中間層（弾性層）Ｂ３単体での微小硬度が５以下である条件を満たす場合、中間転写ベルトＢ全体での表面微小硬度が１０以下となり、色点が抑制され、かつ、中間転写ベルトＢのクリーニング性が良好に保たれる。
【００５５】
（実験２）  画像パターンにイエロ、マゼンタ、シアン、黒の各単色、二次色、三次色の２ｃｍ角大のソリッドおよび大きさの異なる漢字をセットし、一次転写器Ｔ１には定電流で２５μＡを印加し、二次転写器Ｔ２の電極ロール３１には定電圧で−２．４ｋＶを印加した条件でプリントした。
その結果、中間転写ベルトＢ表面に高抵抗の感光層を有する本実施例１ではトナー飛び散りのない良好な画像が得られた。
【００５６】
（実験３）  画像パターンにイエロ、マゼンタ、シアンからなる三次色のベタ画像をＡ３サイズ全面でセットし、二次転写器Ｔ２の電極ロール３１へのバイアス電圧印加をオフした状態でプリントし、中間転写体ベルトＢのベルトクリーナ３４には三次色のベタ画像がほとんど転写されない状態で突入し、前記ベタ画像がベルトクリーナ３４を一回通過した直後に、画像形成装置をシャットダウンする。
そして、中間転写ベルトＢ上のクリーニング残留トナーについて、クリーニング不良未発生をグレード０、クリーニング不良はわずかに発生したがプリント画像には現れない許容範囲内である場合をグレード１、さらに全面でクリーニング不良が発生した場合をグレード３としてグレード評価を行った。
ここで、ベルトクリーナー３４は厚さ２ｍｍのウレタンブレードを用い、中間転写ベルトＢとの当接面に対する設置角度２５度、中間転写ベルトＢに対する食込み量１ｍｍとなるように配設されている。
【００５７】
その結果、中間転写ベルトＢの表面層（感光層）Ｂ２の単体での微小硬度は２６である本実施例１ではクリーニング不良は未発生であった。
また、図７に中間転写ベルトＢの表面層単体での微小硬度と中間転写ベルトＢのクリーニング不良グレードとの関係を示す。
実施例１の画像形成装置を用いて、中間転写ベルトＢ表面の微小硬度が異なる条件で、本実験を行ったものである。その結果、中間転写ベルトＢの表面層単体での微小硬度が１５以上でクリーニング不良が許容範囲に抑えられ、さらに望ましくは２５以上であることがわかる。
【００５８】
◎実施例２
本実施例２は実施の形態２に係る画像形成装置をより具体化したものである。
以下に前記中間転写ベルトＢを構成する各層について説明する。
ベルト基材層Ｂ１は、カーボンブラックを１５重量％添加したポリイミド樹脂により構成され、膜厚９０μｍに形成されている。体積抵抗率は１０10Ω・ｃｍ、表面抵抗率は１０11.5Ω／□に設定されている。
ブロッキング層Ｂ2aは、例えば次のようにして形成することができる。
2004191659.tif 000004
上記成分からなる溶液を、ベルト基材Ｂ１表面に塗布後、乾燥させて例えば０.９μｍに形成する。
また、電荷発生層Ｂ2bは、フタロシアニン顔料系電荷発生剤を添加したＰＶＣ（Poly Vinyl Carbazole、ポリビニルカルバゾール ）により形成された膜厚０.２５μｍの層である。
更に、電荷輸送層（ホール輸送層）Ｂ2cは、トリフェニルアミン系電荷輸送剤を添加したポリカーボネート樹脂により構成され、膜厚１７μｍである。
そして、本実施例の中間転写ベルトＢの光刺激がない状態での体積抵抗率および表面抵抗率はそれぞれ、１０14.5Ω・ｃｍ、１０14.0Ω／□である。
【００５９】
また、感光体ドラム１６の表面移動速度は２２０ｍｍ／ｓｅｃであり、この速度に対して中間転写ベルトＢは＋２％の速度差を有して移動している。
【００６０】
そして、本実施例２を用い、次の実験を行った。
（実験１）  カーボンファイバー（東レ製トレカＭＤＬ３００／φ６μｍ）を重量比１／１０００でＫ色トナーボトルに混入させた状態で、感光体ドラム周長と同じ画像長さの５０％ハーフトーンと白紙とを交互に単色モードで合計３０枚プリントし、最後の白紙において感光体ドラム一周分のカーボンファイバ色点発生数を測定した。
このとき、一次転写器Ｔ１には定電流で２５μＡを印加し、二次転写器Ｔ２の電極ロール３１には定電圧で−２．４ｋＶを印加した。
その結果、感光体ドラム１６の表面移動速度に対して中間転写ベルトＢが＋２％の速度差を有して移動している本実施例２では、色点は未発生であった。
【００６１】
また、図８に感光体ドラムの表面移動速度に対する中間転写ベルトの速度差と色点発生数との関係を示す。
これは、実施例２の画像形成装置を用いて、中間転写ベルトＢの速度差が異なる条件で、本実験を行ったものである。
その結果、中間転写ベルトＢの速度差が１％以上で色点発生が低減され、さらに望ましくは中間転写ベルトＢの速度差が２％以上であると確実に色点発生を抑制できることが理解される。
【００６２】
（実験２）  画像パターンにイエロ、マゼンタ、シアン、黒の各単色、二次色、三次色の２ｃｍ角大のソリッドおよび大きさの異なる漢字をセットし、一次転写器Ｔ１には定電流で２５μＡを印加し、二次転写器Ｔ２の電極ロール３１には定電圧で−２．４ｋＶを印加した条件でプリントした。
また、感光体ドラム１６の表面移動速度に対する中間転写ベルトＢの速度差は＋０．２５％、＋１％、＋２％、＋３％の４条件で行った。
その結果、本実施例２では中間転写ベルトＢの速度差が＋０．２５％、＋１％、＋２％、＋３％の全ての場合において、トナー飛び散りのない良好な画像が得られた。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の一態様に係る画像形成装置によれば、中間転写体の表面層の高抵抗化を可能にしながら、中間転写体の層構成を工夫し、像担持体と中間転写体との間の転写ニップ域に導電性異物が混入したとしても、導電性異物による像担持体への押圧力を低減するようにしたので、中間転写体表面に高抵抗層を設けることで中間転写体上でのトナー飛び散りを抑止することができると共に、中間転写体表面に高抵抗層に保持された導電性異物が像担持体に突き刺さることによって発生する画質ディフェクトを有効に抑止することができる。
【００６４】
また、本発明の他の態様に係る画像形成装置によれば、中間転写体の表面層を高抵抗化すると共に、像担持体に対して中間転写体の速度差を＋１％以上に設定し、像担持体と中間転写体との間の転写ニップ域に導電性異物が混入したとしても、導電性異物による像担持体への押圧力を低減するようにしたので、中間転写体表面に高抵抗層を設けることで中間転写体上でのトナー飛び散りを抑止することができると共に、中間転写体表面に高抵抗層に保持された導電性異物が像担持体に突き刺さることによって発生する画質ディフェクトを有効に抑止することができる。
【００６５】
更に、本発明に係る中間転写体によれば、トナー像の飛び散り及び導電性異物の混入による画像ディフェクトを有効に抑止することができる中間転写型画像形成装置を簡単に構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図、（ｂ）は微小硬度の概要を示す説明図、（ｃ）は本発明に係る画像形成装置の他の態様の概要を示す説明図である。
【図２】実施の形態１に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図３】（ａ）は実施の形態１で用いられる中間転写ベルトの層構成を示す説明図、（ｂ）は実施の形態２で用いられる中間転写ベルトの層構成を示す説明図である。
【図４】実施の形態３に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図５】実施例１において、中間転写ベルトの表面微小硬度と色点発生数との関係を示すグラフ図である。
【図６】実施例１において、中間転写ベルトの表面層単体での微小硬度と、中間層単体での微小硬度とを変化させ、中間転写ベルト全体の表面微小硬度が１０以下になる条件を示したグラフ図である。
【図７】実施例１において、中間転写ベルトの表面層単体での微小硬度とクリーニング不良との関係を示すグラフ図である。
【図８】実施例２において、中間転写ベルトと感光体ドラムとの速度差と色点発生数との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１…像担持体，２…中間転写体，３…記録材，４ａ…表面層，４ｂ…低微小硬度層（弾性層），４ｃ…基材層，５…対象測定層，６…針状圧子，７…一次転写部材，８…二次転写部材，ｖｐ…像担持体１の速度，ｖｂ…中間転写体２の速度，Ｄ…食い込み深さ，Ｐ…所定荷重
【図１】
2004191659.tif 000005
【図２】
2004191659.tif 000006
【図３】
2004191659.tif 000007
【図４】
2004191659.tif 000008
【図５】
2004191659.tif 000009
【図６】
2004191659.tif 000010
【図７】
2004191659.tif 000011
【図８】
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