(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、
上記像担持体表面を帯電する帯電手段と、
トナーを収容し、上記像担持体表面に形成された潜像に上記トナーを付着させて、像担持体にトナー像を形成する現像手段と、を備えた複数のプロセスユニットと、
各プロセスユニットの帯電した像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
表面が無端移動し、各プロセスユニットの像担持体と順次接触させてそれぞれ転写ニップを形成するベルト部材と、
各像担持体にそれぞれ個別に対応する位置にそれぞれベルト部材の裏面から転写バイアスを印加して前記トナー像を前記像担持体上から前記無端ベルト部材側に移動させるバイアス印加ローラとを備えた画像形成装置において、
上記各現像手段は、結着樹脂および着色剤を含有したトナー母体粒子表面に添加剤を外添したものであって、下記式で求められる前記添加剤の添加剤埋没率が４０％以上のトナーを収容しており、
前記各像担持体の直径をＡ、前記各バイアス印加ローラの直径をＢ、前記ベルト部材の厚みをＣとしたとき、前記像担持体の軸方向に対して直交する仮想平面上において、前記各像担持体軸中心から前記各バイアス印加ローラの軸中心までの距離Ｌが、
Ｌ＞（Ａ／２）＋（Ｂ／２）＋Ｃ
かつ、前記像担持体間の軸心間距離をＷｄとしたとき、前記像担持体と前記バイアス印加ローラとの前記ベルト部材移動方向の軸心間距離Ｄが、
Ｄ＜（ｗｄ／１０）
となるように前記バイアス印加ローラを配置したことを特徴とする画像形成装置。
添加剤埋没率Ｘ（％）＝｛（Ｙ１−Ｙ２）／Ｙ１｝×１００
Ｙ１：添加剤埋没処理前のトナーＢＥＴ比表面積
Ｙ２：添加剤埋没処理後のトナーＢＥＴ比表面積
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記バイアス印加ローラを前記像担持体よりもベルト移動方向下流側に配置した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２の画像形成装置において、
前記ベルト部材の表面抵抗率を９．５〜１２（ＬｏｇΩ／□）としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３の画像形成装置において、
前記ベルト部材の５００Ｖの電圧を印加したときの電圧印加開始１０秒後から５時間までの表面抵抗率の変化量が０．５（ＬｏｇΩ／□）以下としたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかの画像形成装置において、
前記バイアス印加ローラを前記ベルト部材に対して位置決めする位置決め手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかの画像形成装置において、
前記ベルト部材として、ポリイミドまたはポリイミドアミドからなる単層ベルトを用いた特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
前記ベルト部材の厚みを４０〜１００μｍにしたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれかの画像形成装置において、
前記トナーの結着樹脂として、ポリエステル樹脂を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
像担持体と、上記像担持体表面を帯電する帯電手段と、トナーを収容し、上記像担持体表面に形成された潜像に上記トナーを付着させて、像担持体にトナー像を形成する現像手段と、を備えたプロセスユニットを複数備え、
各プロセスユニットで、上記帯電手段により表面が帯電した像担持体表面に潜像を形成し、トナーを収容した現像手段により像担持体表面に形成した潜像にトナーを付着させて像担持体表面にトナー像を形成する工程と、
各プロセスユニットの像担持体に形成されたトナー像を、表面が無端移動し、前記表面が前記像担持体表面と順次接触してそれぞれ転写ニップを形成するベルト部材の裏面、かつ、各像担持体にそれぞれ個別に対応する位置にそれぞれ配置された各バイアス印加ローラから転写バイアスを印加して各プロセスユニットのトナー像を前記像担持体上から前記無端ベルト部材側に移動させる転写工程を実施する画像形成方法において、
上記現像手段は、結着樹脂、着色剤を含有したトナー母体粒子表面に添加剤を外添したものであって、下記式で求められる前記添加剤の添加剤埋没率が４０％以上のトナーを収容しており、
前記像担持体の直径をＡ、前記バイアス印加ローラの直径をＢ、前記ベルト部材の厚みをＣとしたとき、前記像担持体の軸方向に対して直交する仮想平面上において、前記像担持体軸中心から前記バイアス印加ローラの軸中心までの距離Ｌが、
Ｌ＞（Ａ／２）＋（Ｂ／２）＋Ｃ、
かつ、前記像担持体間の軸心間距離をＷｄとしたとき、前記像担持体と前記バイアス印加ローラとの前記ベルト部材移動方向の軸心間距離Ｄが、
Ｄ＜（ｗｄ／１０）
となるように前記バイアス印加ローラを配置したことを特徴とする画像形成方法。
添加剤埋没率Ｘ（％）＝｛（Ｙ１−Ｙ２）／Ｙ１｝×１００
Ｙ１：添加剤埋没処理前のトナーＢＥＴ比表面積
Ｙ２：添加剤埋没処理後のトナーＢＥＴ比表面積
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、像担持体たる感光体に順次形成したトナー像を、無端移動するベルト部材たる中間転写ベルト上に順次重ね合わせて中間転写し、この中間転写ベルト上のトナー像を転写材に一括して二次転写する中間転写方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、中間転写ニップに転写バイアスを印加するバイアス印加ローラたる中間転写ローラを、中間転写ベルトを介して感光体に当接させることで中間転写ニップを形成している。
【０００３】
特許文献１や２には、中間転写ベルトを弾性化して、中間転写ニップのニップ圧を低減するものが記載されている。
また、特許文献３には、バイアス印加部材をブラシ状部材としたものが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４１６１５号公報
【特許文献２】特許第３０１９７８１号公報
【特許文献３】特開平１１−１８４２７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、省資源、省電力の要求から定着エネルギー低減させるために、低融点トナーが用いられている。この低融点トナーは、表面に外添される無機微粒子などの添加剤の添加剤埋没率Ｘが４０％以上であり、添加剤が早期に埋没してしまう。添加剤埋没率Ｘは、下記の条件で添加剤埋没処理を行った後のＢＥＴ比表面積Ｙ２と、添加剤埋没処理前のＢＥＴ比表面積Ｙ１とを用いて、式１に示すようにして算出されるものである。
（式１）
添加剤埋没率Ｘ（％）＝｛（Ｙ１−Ｙ２）／Ｙ１｝×１００
【０００６】
添加剤埋没処理は、内容積３００〜５００ｍＬのポリエチレン製軟膏瓶に、トナー１０ｇ、樹脂コートフェライト系キャリア１００ｇを入れ、ターブラーミキサーを用いて１００ｒｐｍで３０分間混合する処理である。
【０００７】
上記添加剤埋没率Ｘが４０％以上のトナーは、添加剤が早期に埋没してしまうため、流動性が早期に低下してしまう。流動性が低下してしまうと、現像装置内の攪拌によって、トナーが所定の電位まで摩擦帯電しなくなり、トナーの帯電性が悪くなる。また、凝集性も強まってしまう。よって、添加剤が埋没して流動性の低下したトナーは、中間転写ニップでニップ圧を受けると凝集して感光体への機械的な付着力が強まり、かつ、トナーの帯電性が不十分であるため、静電的に中間転写ベルト側へ移動しにくくなり、転写性が低下してしまう問題がある。このため、転写バイアスを高めることで、トナーにかかる静電気力を高めて、転写性を向上させることも考えられる。しかし、転写バイアスを高めると、トナーに電荷が注入され、トナーが逆帯電し、中間転写ベルトに転写したトナーが中間転写ニップの出口付近で感光体側に再び転写してしまい、十分転写性を向上させることができない。また、中間転写ベルト上のトナー像が何度も中間転写ニップを通過するようなタンデム型の画像形成装置の場合は、中間転写ベルトに転写されたトナーが何度も中間転写ニップを通過することとなる。このように何度か中間転写ニップを通過する間にトナーに電荷が注入されて、逆帯電し、別の色の感光体に転写してしまう所謂、逆転写が起こってしまう。このような逆転写が起こると、ベタ画像は、部分的にトナーが減少してしまい、ボソついた画像となってしまう。
【０００８】
上述の特許文献１、２に記載のように、中間転写ベルトを弾性化して、中間転写ニップのニップ圧を低減することで、トナーの凝集を抑え、転写性の低下を抑制することができる。しかし、中間転写ベルトを弾性ベルトにした場合、表面の耐摩耗性や、トナーフィルミングなどの汚染の問題などにより、表層を設ける必要があり、コスト高につながるおそれがあった。
【０００９】
また、上述の特許文献３に記載のように、バイアス印加部材をブラシ状部材とすることでも、中間転写ニップのニップ圧を低減することができ、トナーの凝集を抑えることができる。しかし、中間転写ベルトの裏面に付着したトナーや駆動ローラに被覆されたゴム部材などの磨耗粉がブラシに付着してしまう。このブラシに付着したトナーや磨耗粉などによりブラシの抵抗が高くなってしまい、所定の転写バイアスを転写ニップに印加することができなくなり、転写不良が発生する問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、低温定着性に優れた無機微粒子の添加剤埋没率Ｘが４０％以上のトナーを使用しても、良好な転写性を得ることのできる画像形成装置および画像形成方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナー像を担持する像担持体と、上記像担持体表面を帯電する帯電手段と、トナーを収容し、上記像担持体表面に形成された潜像に上記トナーを付着させて、像担持体にトナー像を形成する現像手段と、を備えた複数のプロセスユニットと、各プロセスユニットの帯電した像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、表面が無端移動し、各プロセスユニットの像担持体と順次接触させてそれぞれ転写ニップを形成するベルト部材と、各像担持体にそれぞれ個別に対応する位置にそれぞれベルト部材の裏面から転写バイアスを印加して前記トナー像を前記像担持体上から前記無端ベルト部材側に移動させるバイアス印加ローラとを備えた画像形成装置において、上記各現像手段は、結着樹脂および着色剤を含有したトナー母体粒子表面に添加剤を外添したものであって、下記式で求められる前記添加剤の添加剤埋没率が４０％以上のトナーを収容しており、前記各像担持体の直径をＡ、前記各バイアス印加ローラの直径をＢ、前記ベルト部材の厚みをＣとしたとき、前記像担持体の軸方向に対して直交する仮想平面上において、前記各像担持体軸中心から前記各バイアス印加ローラの軸中心までの距離Ｌが、Ｌ＞（Ａ／２）＋（Ｂ／２）＋Ｃかつ、前記像担持体間の軸心間距離をＷｄとしたとき、前記像担持体と前記バイアス印加ローラとの前記ベルト部材移動方向の軸心間距離Ｄが、Ｄ＜（ｗｄ／１０）となるように前記バイアス印加ローラを配置したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記バイアス印加ローラを前記像担持体よりもベルト移動方向下流側に配置したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、前記ベルト部材の表面抵抗率を９．５〜１２（ＬｏｇΩ／□）としたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、前記ベルト部材の５００Ｖの電圧を印加したときの電圧印加開始１０秒後から５時間までの表面抵抗率の変化量が０．５（ＬｏｇΩ／□）以下としたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかの画像形成装置において、前記バイアス印加ローラを前記ベルト部材に対して位置決めする位置決め手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかの画像形成装置において、前記ベルト部材として、ポリイミドまたはポリイミドアミドからなる単層ベルトを用いた特徴とする画像形成装置。
また、請求項７の発明は、請求項６の画像形成装置において、前記ベルト部材の厚みを４０〜１００μｍにしたことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７いずれかの画像形成装置において、前記トナーの結着樹脂として、ポリエステル樹脂を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、像担持体と、上記像担持体表面を帯電する帯電手段と、トナーを収容し、上記像担持体表面に形成された潜像に上記トナーを付着させて、像担持体にトナー像を形成する現像手段と、を備えたプロセスユニットを複数備え、各プロセスユニットで、上記帯電手段により表面が帯電した像担持体表面に潜像を形成し、トナーを収容した現像手段により像担持体表面に形成した潜像にトナーを付着させて像担持体表面にトナー像を形成する工程と、各プロセスユニットの像担持体に形成されたトナー像を、表面が無端移動し、前記表面が前記像担持体表面と順次接触してそれぞれ転写ニップを形成するベルト部材の裏面、かつ、各像担持体にそれぞれ個別に対応する位置にそれぞれ配置された各バイアス印加ローラから転写バイアスを印加して各プロセスユニットのトナー像を前記像担持体上から前記無端ベルト部材側に移動させる転写工程を実施する画像形成方法において、上記現像手段は、結着樹脂、着色剤を含有したトナー母体粒子表面に添加剤を外添したものであって、下記式で求められる前記添加剤の添加剤埋没率が４０％以上のトナーを収容しており、前記像担持体の直径をＡ、前記バイアス印加ローラの直径をＢ、前記ベルト部材の厚みをＣとしたとき、前記像担持体の軸方向に対して直交する仮想平面上において、前記像担持体軸中心から前記バイアス印加ローラの軸中心までの距離Ｌが、Ｌ＞（Ａ／２）＋（Ｂ／２）＋Ｃ、かつ、前記像担持体間の軸心間距離をＷｄとしたとき、前記像担持体と前記バイアス印加ローラとの前記ベルト部材移動方向の軸心間距離Ｄが、Ｄ＜（ｗｄ／１０）となるように前記バイアス印加ローラを配置したことを特徴とするものである。
【００１２】
なお、上記添加剤埋没率Ｘは、下記の式で求められたものである。
添加剤埋没率Ｘ（％）＝｛（Ｙ１−Ｙ２）／Ｙ１｝×１００
Ｙ１：添加剤埋没処理前のトナーＢＥＴ比表面積
Ｙ２：添加剤埋没処理後のトナーＢＥＴ比表面積
添加剤埋没処理は、次のような処理を行うものである。すなわち、内容積３００〜５００ｍＬのポリエチレン製軟膏瓶に、トナー１０ｇ、樹脂コートフェライト系キャリア１００ｇを入れ、ターブラーミキサーを用いて１００ｒｐｍで３０分間混合処理するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、像担持体の直径をＡ、バイアス印加ローラの直径をＢ、ベルト部材の厚みをＣとしたとき、像担持体の軸方向に対して直交する仮想平面上において、像担持体軸中心からバイアス印加ローラの軸中心までの距離Ｌが、Ｌ＞（Ａ／２）＋（Ｂ／２）＋Ｃとなるようにバイアス印加ローラを配置したので、バイアス印加ローラと像担持体とがベルト部材を介して当接しなくなる。これにより、像担持体にベルト部材が巻き付くことで所定のニップ幅を有した転写ニップが形成され、像担持体とバイアス印加ローラとでベルト部材を挟み込むことで所定のニップ幅を有した転写ニップを形成するものに比べて、ニップ圧を低減することができる。その結果、凝集しやすい添加剤埋没率が４０％以上のトナーを使用しても、ニップ圧でトナーが凝集することが抑制され、良好な転写性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、タンデムフルカラー中間転写タイプの画像形成装置に用いた実施形態について説明する。
まず、この複写機の基本的な構成について説明する。図１は、本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は、プリンタ部１００、給紙部２００、プリンタ部１００の上部に固定されたスキャナ部３００、これに取り付けされた原稿自動搬送装置（以下、ＡＤＦという）４００などを備えている。また、複写機内の各装置の動作を制御する図示しない制御部も備えている。
【００１５】
上記スキャナ部３００は、コンタクトガラス３２上に載置された原稿の画像情報を読取センサ３３で読み取り、読み取った画像情報をこの制御部に送る。制御部は、受け取った上記画像情報に基づいてプリンタ部１００の露光装置２１内に配設された図示しないレーザやＬＥＤ等を制御して感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋに向けてレーザ光を照射させる。この照射により、感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋの表面には静電潜像が形成され、所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。これら４つの感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋは、プリンタ部１００のタンデム画像形成部２０内に配設されている。
【００１６】
上記給紙部２００は、ペーパーバンク４３内に多段に設けられた複数の給紙カセット４４、紙搬送路４６、これの途中に適宜設けられた複数の搬送ローラ対４７などを備えている。それぞれの給紙カセット４４は、カセット内部に収容された転写紙を一番上のものから順次送り出す給紙ローラ４２を有している。また、給紙ローラ４２によって重送されてしまった複数の転写紙を個々に分離してから紙搬送路４６に送り出す分離ローラ４５なども有している。搬送ローラ対４７は、給紙カセット４４から受け取った転写紙を後段の搬送ローラ対４７に向けて送り出す。本実施形態に係る複写機においては、かかる構成の給紙部２００による給紙の他に、手差し給紙も可能となっている。そして、この手差し給紙を実現するための、手差しトレイ５１をプリンタ部１００の側面に備えている。手差しトレイ５１は給紙ローラ５０や分離ローラ５２を備えており、これらによって転写紙をプリンタ部１００内に送り出す。
【００１７】
上記給紙部２００や手差しトレイ５１から送り込まれた転写紙は、レジストローラ対４９に挟まれる。このレジストローラ対４９は、挟み込んだ転写紙を所定のタイミングで２次転写ニップに送り込む。この２次転写ニップとは、中間転写ベルト１０と、２次転写ローラ２２との当接によって形成されるニップである。
【００１８】
ユーザーは、カラーコピーをとるために、まず、原稿をＡＤＦ４００の原稿台３０上にセットするか、あるいはＡＤＦ４００の開操作によって露出させたスキャナ部３００のコンタクトガラス３２上にセットする。そして、図示しないスタートスイッチを押す。すると、ＡＤＦ４００からコンタクトガラス３２上に搬送された原稿、あるいは初めからコンタクトガラス３２上にセットされた原稿の画像情報を読み取るために、スキャナ部３００の駆動が開始される。具体的には、第１走行体３３の走行を開始してその光源から発した光を原稿面で反射させて第２走行体３４に向けて送る。そして、同じく走行を開始した第２走行体３４のミラーによってこの反射光を受けて結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れて画像情報を読み取る。
【００１９】
上記制御部は、スキャナ部３００から画像情報を受け取ると、上述のようなレーザ書込や現像プロセスによって感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋトナー像を形成せしめる。なお、記号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの略である。
【００２０】
図２は、上記プリンタ部１００の一部構成を拡大して示す拡大構成図である。図において、タンデム画像形成部２０は、４つのプロセスユニット１８Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを有している。各プロセスユニットは、使用するトナーの色が互いに異なっているが、その他の構成についてはほぼ同様である。よって、Ｙトナーを用いるプロセスユニット１８Ｙだけについてその構成を詳述し、他のプロセスユニットの説明については説明を省略する。プロセスユニット１８Ｙは、感光体４０Ｙ、帯電器６４Ｙ、現像器６１Ｙ、ドラムクリーニング装置６３Ｙなどを有している。潜像担持体たる感光体４０Ｙは、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動されながら、帯電器６４Ｙによってその表面が一様帯電せしめられ、非画像部電位Ｖとなる。そして、一様帯電後の表面に上述のレーザ書込光が照射されて画像部電位ＶＬとなることによって静電潜像が形成される。この静電潜像は、像形成物質たるＹトナーを用いる現像器６１ＹによってＹトナー像に現像される。感光体４０Ｙ上のＫトナー像は、後述の中間転写ベルト１０上に中間転写される。中間転写工程を経た感光体４０Ｙ表面は、ドラムクリーニング装置６３Ｙによってその表面の転写残トナーがクリーニングされる。他のプロセスユニット１８Ｍ、Ｃ、Ｋでも同様のプロセスが実施されて、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像が形成される。
【００２１】
一方、中間転写体たる中間転写ベルト１０は、３つの張架ローラ１４、１５、１６に張架されながら、何れか１つの張架ローラが図示しない駆動手段によって回転駆動されることにより、図中時計回りに無端移動せしめられる。各中間転写ローラ６２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、各感光体４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋから中間転写ベルト１０の移動方向下流側にずらして配置し、中間転写ベルト１０を各感光体側に押圧して、中間転写ローラ６２よりもベルト移動方向上流側の中間転写ベルト１０を各感光体４０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面に巻き付かせて中間転写ニップを形成している。中間転写ローラ６２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋには、電源９Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋからそれぞれ中間転写バイアスが印加されることによって中間転写電界が作用する。感光体４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋ上に形成されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像は、この中間転写電界やニップ圧の影響を受けて中間転写ベルト１０上に中間転写される。この中間転写は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナー像という順で、順次重ね合わされるように行われる。これにより、中間転写ベルト１０上には４色重ね合わせトナー像が形成される。
【００２２】
２次転写部は、紙搬送ベルト２４、２つの張架ローラ２２、２３などを有している。紙搬送ベルト２４は、一方の張架ローラ２２、２３が図示しない駆動手段によって回転駆動されることで、図中反時計回りに無端移動せしめられる。もう一方の張架ローラ２２は、紙搬送ベルト２４と中間転写ベルト１０とを介して張架ローラ１６に当接している。この当接により、中間転写ベルトと紙搬送ベルトとの間には２次転写ニップが形成される。この２次転写ニップには、図示しない電源から張架ローラ２２に２次転写バイアスが印加されることで２次転写電界が作用している。
【００２３】
先に図２に示したように、プリンタ部１００内に給紙された転写紙は、レジストローラ対４９に挟まれる。このレジストローラ対４９は、挟み込んだ転写紙を中間転写ベルト１０上の４色重ね合わせトナー像に重ね合わせうるタイミングを見計らって２次転写ニップに送り出す。２次転写ニップにおいては、中間転写ベルト１０上の４色重ね合わせトナー像が２次転写電界やニップ圧の影響を受けて転写紙上に２次転写される。転写紙は白色を呈しているため、４色重ね合わせトナー像が２次転写されると、これがフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って定着装置２５内に送られる。そして、加熱ローラと加圧ローラとの間に挟まれてフルカラー画像が表面に定着せしめられた後、排紙ローラ対５６を経由して機外の排紙トレイ５７上に排出される。
【００２４】
ここで、レジストローラ４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
【００２５】
図３は、感光体４０と中間転写ローラ６２との配置関係を示した図である。図に示すように、中間転写ローラ６２は、感光体４０と当接させないように配置するのが好ましい。これは、本実施形態の画像形成装置は、低温定着性に優れたトナー表面に添加された添加剤の添加剤埋没率Ｘが４０％以上のトナーを使用している。この添加剤埋没率Ｘが４０％以上のトナーは、トナーが凝集しやすい。このため、中間転写ローラ６２を、中間転写ベルトを介して当接させて、中間転写ニップを形成した場合、ニップ圧が高くなりすぎて、トナーが凝集して、良好な転写性が得られない。このため、図３に示すように、一次転写ローラ１９の直径をＡ［ｍｍ］、感光体２の直径をＢ［ｍｍ］、転写ベルトの厚みをＣ［ｍｍ］としたとき、一次転写ローラ１９の軸心と感光体１の軸心との距離Ｌが、以下のような関係を満たすように一次転写ローラ１９を配置する。
（式２）
Ｌ＞（Ａ／２）＋（Ｂ／２）＋Ｃ・・・・（式２）
【００２６】
式２関係を満たすことで、中間転写ローラ６２を感光体４０から離して配置することができる。これにより、中間転写ベルトが感光体に巻き付いた箇所が中間転写ニップとなり、中間転写ベルトを感光体と中間転写ローラとで挟みこんで中間転写ニップを形成するものに比べて、ニップ圧を弱めることができる。よって、凝集しやすい添加剤埋没率４０％以上のトナーであっても、良好な転写性を得ることができる。
【００２７】
また、中間転写ローラ６２に印加された転写電流は、抵抗体である中間転写ベルトを通じて中間転写ニップ領域で感光体４０に流れるが、中間転写ローラ位置と中間転写ニップ間距離に応じて抵抗が変化し電流が変化する。距離が大きくなるに従い必要とする転写電流を得るための転写電圧が高くなる。このため、中間転写ローラを感光体から離しすぎると、印加電圧を高くする必要が生じ、電源容量不足が生じる。また、印加電圧が高くなることで中間転写ベルトと感光体間の空隙部電界も高くなり、放電による異常画像が発生しやすくなる。また、中間転写ローラ６２が中間転写ニップから離れることで、下流側の中間転写ニップ間距離が縮まることになる。このため、中間転写ローラ６２の転写電流が、下流側転写ニップ流れる、所謂、漏れ電流が増えてしまう。その結果、Ｍ、Ｃ、Ｋ色の中間転写ニップに上記漏れ電流が流れ込み、最適な転写条件が得られなくなり、転写不良が生じてしまう。よって、本実施形態においては、感光体間の距離をＷｄ（ｍｍ）としたとき、感光体４０と中間転写ローラ６２との中間転写ベルト移動方向の軸心間距離Ｄが、以下のような関係を満たすように一次転写ローラ１９を配置する。
（式３）
Ｄ＜ｗｄ／１０・・・・（式３）
【００２８】
式３の関係を満たすことで、必要とする転写電界を得るための印加電圧上昇を低減し、中間転写ベルト１０と感光体間の空隙放電を防止することができる。漏れ電流を１／１０以下に低減させることで漏れ電流による転写不良を抑制することができる。
【００２９】
図４は、上記中間転写ローラ６２の保持構造を示す図である。図に示すように、中間転写ユニット等のフレーム７０には、中間転写ローラ６２を支持する長穴７１が設けられている。この長穴７１に、中間転写ローラ６２を回転自在に支持する軸受６２が上下方向摺動自在に取り付けられている。また、この長穴７１には、スプリング６２ｂが取り付けられており、このスプリング６２ｂによって軸受６２ａを感光体側へ付勢している。このスプリング６２ｂの付勢力によって、軸受６２ａは、長穴７１の感光体側側面と突き当たる。このように、軸受６２ａが、長穴７１の感光体側側面と突き当たることで、中間転写ローラ６２が所定の位置に位置決めされる。このように、中間転写ローラ６２が所定の位置に位置決めされることで、中間転写ローラを所定の位置に位置決めさせずに、スプリングの付勢力のみで、中間転写ベルトに当接させるものに比べて、転写ニップ幅や、ニップ圧が変化するのを抑制することができる。
【００３０】
次に、中間転写ベルト１０について詳細に説明する。中間転写ベルト１０は、単層構造、積層構造に関わりなく使用することが出来る。また、中間転写体の製造方法は限定するものでなく、ディッピング法、遠心成型法、押出成型法、インフレーション法、塗工法等全ての製法で製造できるものである。
【００３１】
中間転写ベルト１０の材料としてはポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂等単独、又は複数使用できる。強度からポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂が好ましく、導電性カーボンブラック等を添加することで抵抗をコントロールする。
【００３２】
中間転写ベルト１０の表面抵抗率を、９．５〜１２（ＬｏｇΩ／□）としている。中間転写ベルト１０の表面抵抗に応じて、平面方向への電流の流れやすさは変化する。このため、中間転写ベルト１０の表面抵抗率に応じて中間転写ニップの電圧が異なる電圧降下傾きを持つこととなる。すなわち、中間転写ベルト１０の表面抵抗率が９．５（ＬｏｇΩ／□）未満の低い表面抵抗率だと、中間転写ローラ６２に印加された電圧と転写ニップ位置の電圧の差は小さく、印加電圧を低くすることができる。しかし、表面抵抗率が９．５（ＬｏｇΩ／□）未満の低い値だと、中間転写ニップ上流の中間転写ニップ入口部の中間転写体電位も高くなる。その結果、中間転写ニップ入口の中間転写ベルト１０と感光体間との空隙電界が高くなり、感光体表面に形成されたトナー像の一部が、空隙を飛翔する空隙転写が行われ、特に文字で顕著に見られるチリ画像となってしまう。
【００３３】
一方、中間転写ベルト１０の表面抵抗率が１２（ＬｏｇΩ／□）を越えて高くなると良好な転写性を確保するために中間転写ローラ６２へ印加する印加電圧は高くなり、電源容量の不足が発生する。また、中間転写ニップ出口の中間転写ベルト電位が高くなり、中間転写ベルト１０と感光体間の中間転写ニップ出口の空隙部で異常放電が発生しやすくなる。
また、中間転写ベルト１０を用いた画像形成装置は専用の除電機構を設けず、回動中に導電性張架ローラとの接触により除電を行うことが一般的である。
導電性張架ローラによる中間転写ベルト１０の除電速度は、中間転写ベルト１０の表面抵抗率により異なり、表面抵抗率が高いと電位減衰の時定数も大きくなり、表面抵抗率が低いと時定数も小さくなる。また、図５に示すように、中間転写ベルト１０の導電性張架ローラと巻きついてない部分からも導電性張架ローラへ電荷が流れる。このとき、表面抵抗率の低い中間転写ベルトは、電荷が流れ易いため、導電性張架ローラからかなり離間した位置からでも、電荷が導電性張架ローラへ流れ中間転写ベルトの除電が行われる。すなわち、表面抵抗率の低い中間転写ベルトは、表面抵抗率の高いものに比べて導電性張架ローラによる除電領域が広いため、除電速度が速くなる。一方、図に示すように、表面抵抗率が高い中間転写ベルト１０は、電荷が流れ難いため除電領域が狭く、除電速度が遅くなり残留電荷が増える。残留電荷が増えると、中間転写ベルト１０が回動中に近接部材との放電現象が発生しやすくなる。特に、表面抵抗率が１２．０（ＬｏｇΩ／□）を越えることで放電現象が顕著に発生しやすい。
【００３４】
本実施形態においては、中間転写ベルト１０の表面抵抗率を、９．５〜１２（ＬｏｇΩ／□）としているので、チリ画像などの画像劣化のない良好な画像を得ることができる。また、中間転写バイアスを低く抑えることができ、電源９Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの電源容量を低く抑えることができる。また、近接部材との放電現象を抑えることができる。
【００３５】
また、中間転写ベルト１０は、５００Ｖ連続通電における表面抵抗率の５時間後と１０秒後の変化量が０．５（ＬｏｇΩ／□）以下としている。これは、中間転写ベルト１０の表面抵抗率に対して、公差上限（１１．５（ＬｏｇΩ／□））の中間転写ベルト１０が通電により表面抵抗率が０．５桁以上高くなると、表面抵抗率が１２．０（ＬｏｇΩ／□）を越えてしまい、放電現象が顕著に発生してしまう。この通電による表面抵抗率の上昇の不具合を防止するために、製造時の表面抵抗率の公差幅を狭め表面抵抗率上昇による不具合発生までの余裕度を広げることが考えられる。しかし、公差幅を狭めると、中間転写ベルト１０の製造管理を厳しくする必要があり、中間転写ベルト１０のコストアップとなってしまい好ましくない。なお、５時間５００Ｖ連続通電を行うと、中間転写ベルトの交換時期の画像形成装置が２０〜３０万枚用紙を出力したときの中間転写ベルトとほぼ同じ状態となる。よって、５時間後の変化量が、０．５（ＬｏｇΩ／□）以下であれば、中間転写ベルト１０が交換されるときまで、表面抵抗率の上昇による不具合を抑制することができる。
【００３６】
次に、本実施形態に用いる、中間転写ベルト１０の表面抵抗率の測定方法について説明する。図６は、中間転写ベルト１０の表面抵抗率を測定する測定装置の概略図である。表面抵抗率の測定にあたっては、中間転写ベルト１０と同一の条件・材料で形成したサンプル部材４１を絶縁性の板上９０ａに設置する。このとき、中間転写ベルト１０の感光体４０と接触する面にあたるサンプル部材の面を絶縁性の板状９０ａ側となるように設置する。内側電極１０１ａと、内側電極と一定距離離れたリング電極１０１ｂとを有するプローブ１０１をサンプル部材４１の上に設置する。そして、加重２Ｋｇにて、内側電極１０１ａに５００［Ｖ］印加し、リング電極１０１ｂに流れる電流を電流計にて測定し、電圧印加開始から、１０秒後の値を表面抵抗率とした。
また、表面抵抗率の変化量は、上述同様、加重２Ｋｇにて、内側電極１０１ａに５００［Ｖ］印加し、リング電極１０１ｂに流れる電流を電流計にて測定し、電圧印加開始から、１０秒後と５時間後の表面抵抗率を求める。そして、５時間後の表面抵抗率から、１０秒後の表面抵抗率を差し引くことで、表面抵抗率の変化量を求めた。
【００３７】
なお、前記プローブは、三菱化学製ハイレスタＵＰＭＣＰ−ＨＴ４５０ＵＲＳ  ＵＲＳプローブ（導電ゴム附き）を用い、内側電極に電圧を印加する定電圧電源とした。また、電流計の測定は、目視読取、パソコンへのデータ出力により行った。また、連続測定は、タイマをＯＦＦにして行う。また、上記測定プローブを用い、定電圧電源、電流計等をパソコンにて外部制御することで抵抗測定することも可能である。
【００３８】
次に、中間転写ベルト１０の厚みについて、説明する。
図７は、中間転写ベルト１０が厚膜のときの中間転写ベルト１０のトナー像周りの様子を示す模式図である。図８は、中間転写ベルト１０が薄膜ときの中間転写ベルト１０のトナー像周りの様子を示す模式図である。
図７、図８に示すように中間転写ニップにおいて、トナー像周りの中間転写ベルト１０は変形し感光体４０と接触するのがわかる。そして、図７に示す厚膜の中間転写ベルト１０は、図８に示す薄膜の中間転写ベルト１０に比べて、感光体４０との非接触領域が広いことがわかる。これは、中間転写ベルト１０の厚みが厚くなると剛性が高くなり、変形しにくくなるためである。図７に示すように、感光体４０との非接触領域が広くなると、トナー像にかかるニップ圧が増加し、トナーが凝集して、転写性が低下してしまう。特に、添加剤埋没度が４０％以上のトナーの場合は、凝集し易いため、このようにニップ圧が高くなるような厚膜の中間転写ベルトは、好ましくない。また、中間転写ローラの硬度を低くして柔らかくして、トナー像の厚みによって中間転写ローラを変形させて、トナー像にかかるニップ圧を低減させることも考えられる。しかし、その効果は、わずかである。
【００３９】
一方、図８に示す薄膜の中間転写ベルト１０は、感光体４０との非接触領域が小さいため、トナー像にかかるニップ圧が増加するのを抑えることができ、転写性の低下を抑えることができる。しかし、薄膜にすると、中間転写ベルト１０が伸びやすくなり、伸びによる色ズレの問題が発生しやすくなる。従って、近年、中間転写ベルト１０の伸びによる位置ズレを防止するためにポリイミドやポリアミドイミド等３０００ＭＰａ以上の高剛性のベルトが使用され、特に薄膜化による高い効果が得られる。しかし、中間転写ベルトとしてポリイミドやポリアミドイミドの単層ベルトの場合は、４０μｍ未満だと、やはり伸びによる色ズレの問題が発生しやすくなるため、好ましくない。また、中間転写ベルト１０が、ポリイミドやポリアミドイミドの単層ベルトの場合、１００μｍを越えると、感光体４０との非接触領域が広くなり、トナー像にかかるニップ圧が増加して転写性が低下する。
【００４０】
以下に強度的に優れており、中間転写ベルトを薄膜することができてニップ圧を低減するとともに、ベルトの伸びを低減することもできる中間転写ベルトの材料として好適なポリイミド樹脂について説明を行う。
ポリイミドは、一般的には芳香族多価カルボン酸無水物或いはその誘導体と芳香族ジアミンとの縮合反応によって得られる。しかし、その剛直な主鎖構造により不溶、不融の性質を持つため、酸無水物と芳香族ジアミンからまず有機溶媒に可溶なポリアミック酸（又はポリアミド酸〜ポリイミド前駆体）を合成し、この段階で様々な方法で成型加工が行われ、その後加熱若しくは化学的な方法で脱水環化（イミド化）することでポリイミドが得られる。
例えば芳香族多価カルボン酸無水物を具体的に挙げるなら
エチレンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３、３´、４、４´−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３、３´、４、４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらは単独あるいは２種以上混合して用いられる。
【００４１】
次に混合して使用できる芳香族ジアミンとしては、例えばｍ−フェニレンジアミン、ｏ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−アミノベンジルアミン、ｐ−アミノベンジルアミン、４、４´−ジアミノジフェニルエーテル、３、３´−ジアミノジフェニルエーテル、３、４´−ジアミノジフェニルエーテル、等が挙げられる。これらは単独または２種以上を混合して使用される。勿論上記材料に限定されるものではないことは当然である。
【００４２】
これらの芳香族多価カルボン酸無水物成分とジアミン成分を略等モル有機極性溶媒中で重合反応させることによりポリイミド前駆体（ポリアミック酸）を得ることが出来る。
ポリアミック酸の重合反応に使用される有機極性溶媒としては、ポリアミック酸を溶解するものであれば特に限定されないが、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが特に好ましい。
【００４３】
これらのポリアミック酸組成物は容易に合成することが可能であるが、簡便には有機溶媒にポリアミック酸組成物が溶解されているポリイミドワニスとして上市されているものを入手することが可能である。
それらは例えば、トレニース（東レ社製）、Ｕ−ワニス（宇部興産社製）、リカコート（新日本理化社製）、オプトマー（ＪＳＲ社製）、ＳＥ８１２（日産化学社製）、ＣＲＣ８０００（住友ベークライト社製）等を代表的に挙げることが出来る。
【００４４】
ポリイミドの電気抵抗値を調節するための抵抗制御剤のうち、電子電導性抵抗制御剤としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、或いは銅、スズ、アルミニウム、インジウム等の金属、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化スズ、スズをドープした酸化インジウム等の金属酸化物微粉末などがあげられる。
【００４５】
また、イオン電導性抵抗制御剤としては、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジル、アンモニウム塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルサルフェート、グルセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪アルコールエステル、アルキルベタイン、過塩素酸リチウム、などがあげられる。しかし、これらの例示化合物に限定されるものでない。
【００４６】
ポリイミドはこれらの抵抗制御剤の内、カーボンブラックを好ましく用いることが出来る。このようにして得られたポリアミック酸は、２００〜３５０℃に加熱することによってポリイミドに転化する方法で、ポリイミド樹脂を得ることが出来る。
なお、連続通電における表面抵抗率の上昇量は導電剤の分散状態で変化し、分散性を向上させることで上昇量を低減することが出来る。
【００４７】
次に、トナーについて説明する
本実施形態においては、下記の条件で埋没処理した後のトナー表面に外添された添加剤たる無機微粒子の添加剤埋没率Ｘが４０％以上となるトナーが用いられる。無機微粒子の添加剤埋没率Ｘが４０％以上となるようなトナーを用いることで、低温定着性に優れた画像形成装置を提供することができる。
次に添加剤埋没率Ｘを算出するときに行われる添加剤埋没処理について説明する。
内容積３００〜５００ｍＬのポリエチレン製軟膏瓶に、トナー１０ｇ、樹脂コートフェライト系キャリア１００ｇを入れ、ターブラーミキサーを用いて１００ｒｐｍで３０分間混合する。これにより、トナーの添加剤の埋没の進行が収まる（飽和）する。そして、樹脂コートフェライト系キャリアとしては、従来から公知のものが使用できるが、本発明においてはシリコーン系樹脂でコートされたフェライトキャリアＥＦ９６３−６０Ｂ（粒径３５〜８５μｍ、パウダーテック（株）製）を使用した。また、ターブラーミキサーはターブラーミキサーＴ２Ｆ型（ウィリー・エ・バッコーフェン（ＷＡＢ）社製）を使用した。その後、軟膏瓶中に水３００ｍＬを加え、撹拌棒で軽く撹拌して水中でトナーとキャリアを分離させ、上澄み液であるトナー分散液を濾過処理した。濾過で得られたトナーは、室温環境で減圧乾燥し、添加剤埋没処理後のトナーを得た。
添加剤埋没処理前のトナー、および添加剤埋没処理後のトナーのＢＥＴ比表面積は、自動比表面積／細孔分布測定装置ＴｒｉＳｔａｒ３０００（島津製作所製）を使用して測定した。具体的には、トナー１ｇを専用セルに入れ、ＴｒｉＳｔａｒ用脱ガス専用ユニット  バキュプレップ０６１（島津製作所製）を用いて、前記専用セル内の脱気処理を行った。脱気処理は室温で少なくとも１００ｍｔｏｒｒ以下の減圧条件下で２０時間行った。脱気処理を行った専用セルは、ＴｒｉＳｔａｒ３０００を用いて自動でＢＥＴ比表面積を得ることが出来る。なお、吸着ガスとしては窒素ガスを用いて行った。
【００４８】
図９に示すように、上記条件（内容積３００〜５００ｍＬのポリエチレン製軟膏瓶に、トナー１０ｇ、樹脂コートフェライト系キャリア１００ｇを入れ、ターブラーミキサーを用いて１００ｒｐｍで攪拌）でトナーを所定時間（飽和時間）以上攪拌すると、添加剤の埋没の進行が収まり、ＢＥＴ比表面面積がほぼ一定の値を示す。そして、無機微粒子の添加剤埋没率Ｘは、上述した式１に示すように、上記条件でトナーの添加剤の埋没の進行が収まる（飽和）までトナーを攪拌（３０分攪拌）して、添加剤埋没処理前のトナーのＢＥＴ比表面積をＡ（ｃｍ２／ｇ）と、添加剤埋没処理を行った後のトナーのＢＥＴ比表面積をＢ（ｃｍ２／ｇ）とを用いて算出するものである。
【００４９】
本実施形態の画像形成装置に用いるトナーとしては、上記の条件を満たしていれば特に限定されるものではなく、従来の公知の製造法で得られるトナーが全て使用できる。また、トナーに用いられる結着樹脂、着色剤としては、従来の公知のものが全て使用できる。
【００５０】
結着樹脂として、例えば、ポリエステル系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ポリオール系樹脂、エポキシ系樹脂等が挙げられる。特に、低温定着性の点から用いる結着樹脂は、ポリエステル系樹脂が好ましい。結着樹脂のガラス転移点（Ｔｇ）としては、４０〜７５℃、好ましくは４５〜６５℃である。Ｔｇが低すぎると、トナーの耐熱保存性が悪化し、逆に高すぎると低温定着性が不十分となる。Ｔｇは、示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ）により測定することができる。ＴｇはＤＳＣ−６０Ａ（（株）島津製作所製）を用いて、昇温速度１０℃／ｍｉｎの条件で得られるＤＳＣ曲線から求めた。
【００５１】
着色剤としては、公知の染料および顔料が全て使用できる。例えば、カーボンブラック、ナフトールイエロー、ハンザイエロー、パーマネントレッド、オイルレッド、キナクリドンレッド、フタロシアニンブルー、アントラキノンブルー、等が挙げられる。が特に限定されるものではない。
【００５２】
また、トナーに、結着樹脂、着色剤と共に離型剤を含有させても良い。離型剤としては公知のものが全て使用できる。例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、パラフィンワッックス等が挙げられる。また、必要に応じて帯電制御剤を含有してもよい。帯電制御剤としては公知のものが全て使用できる。例えば、ニグロシン系染料、トリフェニルメタン系染料等が挙げられる。帯電制御剤の使用量は、バインダー樹脂の種類、必要に応じて使用される添加剤の有無、分散方法を含めたトナー製造方法によって決定されるもので、一義的に限定されるものではない。
【００５３】
一方、トナー粒子に添加剤として含有する無機微粒子は、流動特性、現像特性、帯電特性等を改善する目的で用いられる。通常、この無機微粒子の一次粒子径は、５ｎｍ〜２μｍのものが好ましく用いられる。この無機微粒子の使用割合は、種類にもよるが、トナー粒子に対してその０．０１〜５重量％の範囲で用いられることが多い。無機微粒子の具体例としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸マグネシウム等を挙げることができる。これらは１種単独でも２種以上を組み合わせても使用することができる。
【００５４】
また、本実施形態の画像形成装置は、結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いたトナーが、好適に用いられる。トナーの結着樹脂としてポリエステル樹脂を用いることで、低温定着可能な画像形成装置を提供することができる。上記ポリエステル樹脂を用いたトナーは、エステル伸長重合法によって得ることができる。
【００５５】
エステル伸長重合法は、ポリエステルプレポリマーを含む有機溶媒相を活性水素含有化合物とともに、水系媒体相中に分散させて、水系媒体相中で伸長反応および／または架橋反応させ、有機溶媒を除去し、洗浄、乾燥してトナー粒子を形成する製造法である。この製造法は、造粒性にも優れ、粒径、粒度分布、形状の制御が容易である。以下に、上記製法と用いられる材料について説明する。
【００５６】
ポリエステルプレポリマーは、水系媒体中で活性水素含有化合物と伸長反応および／または架橋反応することで、より高分子量のトナーバインダー（結着樹脂）を形成する成分である。ポリエステルプレポリマーとしては、例えば、インシアネート基等の活性水素と反応する官能基を有するポリエステルプレポリマー等が挙げられる。好ましく使用されるポリエステルプレポリマーは、このイソシアネート基を有するポリエステルプレポリマーである。このポリエステルプレポリマーは、ポリオール（ＰＯ）とポリカルボン酸（ＰＣ）の重縮合物で、且つ活性水素基を有するポリエステルに、ポリイソシアネート（ＰＩＣ）を反応させることによって製造される。活性水素基を有するポリオール（ＰＯ）とポリカルボン酸（ＰＣ）の重縮合物としては、例えば、ビスフェノールＡアルキレンオキサイド付加物と、ジカルボン酸（コハク酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸、テレフタル酸等）、３価以上のポリカルボン酸（トリメリット酸、ピロメリット酸等）の重縮合物が挙げられる。ポリイソシアネート（ＰＩＣ）としては、脂肪族ポリイソシアネート（テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２、６−ジイソシアナトメチルカプロエート等）、脂環式ポリイソシアネート（イソホロンジイソシアネート、シクロヘキシルメタンジイソシアネート等）、芳香族ジイソシアネート（トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート等）、芳香脂肪族ジイソシアネート（α、α、α´、α´−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等）、イソシアヌレート類、前記ポリイソシアネートをフェノール誘導体、オキシム、カプロラクタム等でブロックしたもの、およびこれら２種以上の組み合わせが挙げられる。
【００５７】
イソシアネート基を有するポリエステルプレポリマー中の１分子当たりに含有するイソシアネート基は、通常、１個以上、好ましくは、平均１．５〜３個、更に好ましくは、平均１．８〜２．５個である。１分子当たり１個未満では、伸長反応後のポリエステルの分子量が低くなり、耐ホットオフセット性が悪化する。また、ポリエステルプレポリマーは、上記のとおり、有機溶媒相中に溶解して用いられるが、その使用量・配合量は、トナー母体中の含有量として、１０〜５５重量％、好ましくは１０〜４０重量％、更に好ましくは１５〜３０重量％である。
【００５８】
また、上記ポリエステルプレポリマーと共に、非反応性ポリエステルを有機溶媒相中に溶解して併用することができる。この非反応性ポリエステルを併用することで、トナーの低温定着性およびフルカラー装置に用いた場合の光沢性が向上し、前記ポリエステルプレポリマーを単独で使用する場合よりも好ましい。非反応性ポリエステルとしては、上記のポリイソシアネート（ＰＩＣ）との反応に供されるポリエステルと同様のポリオールとポリカルボン酸との重縮合物等が挙げられ、好ましいものについても上記と同様である。非反応性ポリエステルを有機溶媒相中に含有させる場合、その配合量は、ポリエステルプレポリマーと非反応性ポリエステルの重量比として、１０／９０〜５５／４５、好ましくは１０／９０〜４０／６０、更に好ましくは１５／８５〜３０／７０である。ポリエステルプレポリマーの重量比が低すぎると、耐ホットオフセット性が悪化するとともに、耐熱保存性と低温定着性を両立させることが困難となる。なお、非反応性ポリエステル以外の樹脂を用いても良く、例えば、スチレン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、スチレン−アクリル酸エステル共重合等の従来から公知のトナー結着樹脂が更に配合されていても差し支えない。
【００５９】
活性水素化合物としては、アミン類を用いることが好ましく、上記ポリエステルプレポリマーのイソシアネート基との反応により、ウレア変性ポリエステル系樹脂を得ることができる。アミン類としては、ジアミン、３価以上のポリアミン、アミノアルコール、アミノメルカプタン、アミノ酸、およびこれらのアミン類のアミノ基をブロックしたもの等が挙げられる。好ましくは、４、４´−ジアミノジフェニルメタン、イソホロンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、エタノールアミン、アミノエチルメルカプタン、アミノプロピオン酸、およびこれらのアミノ基をメチルエチルケトン等のケトン類でブロックしたケチミン化合物等が挙げられる。
【００６０】
着色剤もしくは着色剤マスターバッチは、上記ポリエステルプレポリマーと、上記非反応性ポリエステルと共に、予め有機溶媒相中に溶解または分散させておくことが最も好ましい。また、必要に応じて離型剤や帯電制御剤を有機溶媒相中に溶解または分散させておいても良い。
【００６１】
上記水系媒体相を形成する水系媒体としては、水単独でもよいが、有機溶剤を併用することもできる。特に、上記有機溶媒相に含まれる樹脂成分が水系媒体中に分散された際の粘度を低くするために、前記樹脂成分が可溶である有機溶剤を併用することが好ましい。また、該有機溶剤は沸点が１００℃未満の揮発性であると、その留去が容易となる点から好ましい。例えば、トルエン、キシレン、ベンゼン、四塩化炭素、塩化メチレン、１、２−ジクロロエタン、１、１、２−トリクロロエタン、トリクロロエチレン、クロロホルム、モノクロロベンゼン、ジクロロエチリデン、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等が挙げられ、これらは１種単独でも２種以上組み合わせても使用することができる。
【００６２】
また、水系媒体中には樹脂微粒子を分散させて用いることが好ましい。前記樹脂微粒子は、トナー形状（円形度、粒度分布等）を制御することを目的として使用され、主として形成されるトナー粒子の表面上に偏在する。樹脂微粒子は、水系媒体中で分散体を形成しうる樹脂であればいかなる樹脂も使用でき、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂でもよいが、例えば、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ケイ素系樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート樹脂等が挙げられる。これらは１種単独でも２種以上組み合わせても使用することができる。中でも好ましいのは、微細球状樹脂粒子の水性分散体が得られやすい点から、ビニル系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂またはそれらの組み合わせである。ビニル系樹脂としては、ビニル系モノマーを単独重合また共重合したポリマーで、例えば、スチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、（メタ）アクリル酸−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等が挙げられる。この樹脂微粒子の水系媒体中における分散・配合量は、有機溶媒相に対して０．５〜１０ｗｔ％とするのが好ましく、この範囲でないと乳化不良の原因となり、造粒できない。また、より好ましくは１〜３ｗｔ％である。樹脂微粒子の平均粒径は、造粒性の点から、５〜２００ｎｍ、好ましくは２０〜３００ｎｍが良い。また、低温定着性、トナー保存性の点から、ガラス転移点（Ｔｇ）は４０〜９０℃であることが好ましく、更に５０〜７０℃の範囲内であることが好ましい。
【００６３】
ポリエステル樹脂を用いたトナーは、上記ポリエステルプレポリマーを含む有機溶媒相をアミン類と共に、上記水系媒体相中に分散させて、水系媒体相中で伸長反応および／または架橋反応させ、ウレア変性ポリエステルを形成する工程を経て形成する。
ポリエステルプレポリマーと、上記非反応性ポリエステルとともに、着色剤もしくは着色剤マスターバッチ、離型剤および荷電制御剤は、予め有機溶媒相中に溶解または分散させておくことが好ましい。
【００６４】
水系媒体中に有機溶媒相およびアミン類の分散体を安定して形成させる方法としては、剪断力を作用させて分散させる方法等が挙げられる。前記分散方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、低速剪断方式、高速剪断方式、摩擦方式、高圧ジェット方式、超音波等の公知の方法が適用できる。また、必要に応じて、分散剤を用いることもできる。分散剤を用いたほうが、粒度分布がシャープになるとともに分散が安定である点で好ましい。分散剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、リン酸エステル等の陰イオン界面活性剤、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルジメチルベンジルアンモニウム塩等の四級アンモニウム塩型の陽イオン界面活性剤、脂肪酸アミド誘導体、多価アルコール誘導体等の非イオン界面活性剤、アラニン、ドデシルジ（アミノエチル）グリシン、ジ（オクチルアミノエチル）グリシン等の両性界面活性剤が挙げられる。
得られた分散液から有機溶媒を除去するためには、系全体を徐々に昇温させ、液滴中の有機溶媒を完全に蒸発除去する方法を用いるのが好ましい。
【００６５】
本実施形態の画像形成装置に用いられる２成分現像剤は、上述したトナーと磁性キャリアを混合して用いれば良く、現像剤中のキャリアとトナーの含有比は、キャリア１００重量部に対してトナー１〜１０重量部が好ましく、更に５〜１０重量部の範囲とすることが好ましい。
【００６６】
前記磁性キャリアとしては、粒子径２０〜２００μｍ程度の鉄粉、フェライト粉、マグネタイト粉、磁性樹脂キャリア等、従来から公知のものが全て使用できる。また、磁性キャリアの被覆材料としては、アミノ系樹脂、例えば尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ユリア樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂等があげられる。また、ポリビニルおよびポリビニリデン系樹脂、例えば、アクリル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレン−アクリル共重合樹脂等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル等のハロゲン化オレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂およびポリブチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリトリフルオロエチレン樹脂、ポリヘキサフルオロプロピレン樹脂、フッ化ビニリデンとアクリル単量体との共重合体、フッ化ビニリデンとフッ化ビニルとの共重合体、テトラフルオロエチレンとフッ化ビニリデンと非フッ化単量体とのターポリマー等のフルオロターポリマー、およびシリコーン樹脂等が使用できる。
また、必要に応じて、導電粉等を被覆樹脂中に含有させてもよい。導電粉としては、金属粉、カーボンブラック、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛等が使用できる。これらの導電粉は、平均粒子径１μｍ以下のものが好ましい。平均粒子径が１μｍよりも大きくなると、電気抵抗の制御が困難になる。
【００６７】
次に、本発明を適用した更に具体的な実施例及び比較例について説明する。
【００６８】
まず、実施例および比較例に使用した中間転写ベルト１０について説明する。
【００６９】
［中間転写ベルト  Ｎｏ.１］
芳香族多価カルボン酸無水物に３、３´、４、４´−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、芳香族ジアミンとしてｐ−フェニレンジアミン、有機極性溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドンを用い重合を行いポリアミック酸溶液を得る。固形分濃度に対して１７％のアセチレンブラックを添加しアクアマイザー（細川ミクロン社製）を用いて混合撹拌させ、最終固形分濃度が１８％のポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸を得た。
【００７０】
このようにして得られたポリアミック酸を遠心成型法により環状体に成型を行った。直径２５０ｍｍの金属製円筒型を１００ｒｐｍで回転させながら、型の内面にディスペンサにて固形分濃度１９％のポリアミック酸を均等に供給し、次に１０００ｒｐｍ、５ｍｉｎ回転させることで液のレベリングを行う。次に回転数を３００ｒｐｍに下げ、徐々に温度を１３０℃まで上げ、４０分乾燥固形化を行う。固形化後円筒型は停止状態で３５０℃まで加熱を行いイミド閉環が行われイミド化が完了しポリイミド被膜を得た。室温まで冷却した円筒型からポリイミド被膜を外し、両端部を２５０ｍｍ幅にカットすることでシームレス中間転写ベルトＡを得た。なお、得られる中間転写ベルトＡが、膜厚８２μｍ、表面抵抗率１０．４（ＬｏｇΩ／□）、弾性率４２００ＭＰａとなるように調整を行った。膜厚は、円筒型にディスペンサにより投入するポリアミック酸の量を調整することで膜厚８２μｍにすることができる。また、表面抵抗率は、導電剤の添加量等を調整することで、表面抵抗率を１０．４（ＬｏｇΩ／□）にすることができる。弾性率は、ポリアミック酸溶液を得るために用いる芳香族ジアミンが上述と異なる４、４´−ジアミノジフェニルエーテルを用いたポリアミック酸溶液と、上述の芳香族ジアミンとしてｐ−フェニレンジアミンを用いたポリアミック酸溶液との混合比率を調整することで、弾性率４２００ＭＰａにすることができる。
【００７１】
［中間転写ベルトＮｏ.２〜Ｎｏ.９］
導電剤の添加量等を変更して、表面抵抗率の異なるＮｏ.２〜９の中間転写ベルトを作成した。なお、Ｎｏ.２〜９の中間転写ベルトの弾性率４２００ＭＰａとした。また、中間転写ベルトＮｏ.５以外の中間転写ベルトの連続測定（１０秒−５時間）における表面抵抗率の変化量は、０．２（ＬｏｇΩ／□）にし、中間転写ベルトＮｏ.５の連続測定（１０秒−５時間）における表面抵抗率の変化量は、他の中間転写ベルトよりも分散条件を下げて、０．５（ＬｏｇΩ／□）にした。
【００７２】
［中間転写ベルトＮｏ.１０〜Ｎｏ.１６］
円筒型にディスペンサにより投入するポリアミック酸の量を変更して、膜厚の異なるＮｏ.１０〜１６の中間転写ベルトを作成した。なお、Ｎｏ.１０〜１６の中間転写ベルトの表面抵抗率は、１１．１（ＬｏｇΩ／□）、弾性率４２００ＭＰａ、連続測定（１０秒−５時間）における表面抵抗率の変化量を０．２（ＬｏｇΩ／□）に調整した。
【００７３】
上記弾性率の測定は、ＪＩＳ−Ｋ７１１３に従った。
【００７４】
次に、実施例および比較例に使用したトナーについて説明する。
【００７５】
［トナーＡ］
水９５０部、ビニル系樹脂（スチレン−メタクリル酸−アクリル酸ブチル−メタクリル酸エチレンオキサイド付加物硫酸エステルのナトリウム塩の共重合体）の水分散液（三洋化成工業製）２０部、ドデシルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウムの４８．５％水溶液（エレミノールＭＯＮ−７、三洋化成工業製）１６部、高分子保護コロイド  カルボキシメチルセルロース（セロゲンＢＳＨ、三洋化成工業製）の３．０％水溶液を１２部、および酢酸エチル１３０部を混合撹拌させ、乳白色の液体を得た。これを水相とする。
水１２００部、カーボンブラック（リーガル４００Ｒ、キャボット社製）５０部、ポリエステル樹脂（ＲＳ８０１、三洋化成工業製、重量平均分子量  １９、０００、Ｔｇ６４）５０部を、更には水３０部を加え、ヘンシェルミキサー（三井鉱山社製）で混合し、混合物を２本ロールで１５０℃、３０分混練後、圧延冷却しパルペライザーで粉砕して、カーボンブラックマスターバッチを得た。
【００７６】
撹拌棒および温度計をセットした容器に、ポリエステル樹脂（ＲＳ８０１、三洋化成製、重量平均分子量  １９、０００、Ｔｇ６４）５００部、カルナバワックス３０部、および酢酸エチル８５０部を仕込み、撹拌下８０℃に昇温、８０℃のまま５時間保持した後、１時問かけて３０℃にまで冷却し、ビーズミル（ウルトラビスコミル、アイメックス社製）を用いて、送液速度：１．２Ｋｇ／ｈｒ、ディスク周速度：８ｍ／秒、０．５ｍｍジルコニアビーズ充填量：８０体積％、パス数：３回の条件で、ワックスの分散を行った。次いで、容器に上記カーボンブラックマスターバッチ１１０部、および酢酸エチル５００部を仕込み、１時間混合して溶解物を得た。その後更に、酢酸エチル２４０部を加え、上記のビーズミルを用いて、送液速度：１．２Ｋｇ／ｈｒ、ディスク周速度：８ｍ／秒、０．５ｍｍジルコニアビーズ充填量：８０体積％、パス数：３回の条件で、分散液を得た。これを油相とする。
【００７７】
上記油相１７８０部、ポリエステルプレポリマーの５０％酢酸エチル溶液（三洋化成製、数平均分子量３８００、重量平均分子量１５０００、Ｔｇ６０℃）１００部、イソブチルアルコール１５部、およびイソホロンジアミン７．５部を容器に入れ、ＴＫホモミキサー（特殊機化製）を用いて６、０００ｒｐｍで１分間混合した後、容器に水相１２００部を加え、ＴＫホモミキサーで、回転数７、５００ｒｐｍで２０分間混合して、水系媒体分散液を得た。
【００７８】
撹拌機および温度計をセットした容器に、上記水系媒体分散液を投入し、３０℃で１２時間脱溶剤した後、４５℃で８時間熟成を行い、有機溶媒が留去された分散液を得た。この分散液１００部を減圧濾過した後、濾過後ケーキにイオン交換水５００部を加え、ＴＫホモミキサーで混合（回転数１２０００ｒｐｍで１０分間）した後、再度減圧濾過した。前記濾過ケーキを循風乾燥機にて４５℃で４８時間乾燥し、目開き７５μｍメッシュで篩い、トナー粒子の母体を得た。
【００７９】
上記で得られたトナー粒子の母体１００重量部と、外添剤として平均一次粒子径約１２ｎｍの疎水性シリカ（クラリアントジャパン製）１．２重量部、平均一次粒子径約１２ｎｍの疎水性酸化チタン（テイカ製）０．５重量部、平均一次粒子径約１２０ｎｍの疎水性シリカ（信越化学製）０．８重量部をヘンシェルミキサーにより混合し、目開き３８μｍの篩を通過させて凝集物を取り除くことによって、トナーＡを得た。
得られたトナーＡの重量平均粒径（Ｄ４）は５．８μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）は５．１μ、平均円形度は０．９７、添加剤埋没率Ｘ（埋没度）は４２％であった。
【００８０】
［トナーＢ］
上記トナーＡにおける、「ポリエステル樹脂（ＲＳ８０１、三洋化成製重量平均分子量  １９、０００、Ｔｇ６４）５００部」を「ポリエステル樹脂（三洋化成工業製、数平均分子量９、８００、重量平均分子量３３、０００、Ｔｇ６８℃）５００部」に変更して、重量平均粒径（Ｄ４）は５．９μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）は５．２μ、平均円形度は０．９７、添加剤埋没率Ｘ（埋没度）３０％のトナーを得た。
【００８１】
［トナーＣ］
上記トナーＡにおける、「ポリエステル樹脂（ＲＳ８０１、三洋化成製）５００部」を「ポリエステル樹脂（三洋化成工業製、数平均分子量２、５００、重量平均分子量６、７００、Ｔｇ４４℃）５００部」に変更して、重量平均粒径（Ｄ４）は５．８μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）は５．１μ、平均円形度は０．９７、添加剤埋没率Ｘ（埋没度）７０％のトナーを得た。
【００８２】
［トナーＤ］
上記トナーＡにおける、「ポリエステル樹脂（ＲＳ８０１、三洋化成製）５００部」を「ポリエステル樹脂（三洋化成製、重量平均分子量  １２、０００、Ｔｇ５６）５００部」に変更して、重量平均粒径（Ｄ４）は５．７μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）は５．１μ、平均円形度は０．９８、添加剤埋没率Ｘ（埋没度）５６％のトナーを得た。
【００８３】
［トナーＥ］
上記トナーＡにおける、「ポリエステル樹脂（ＲＳ８０１、三洋化成製）５００部」を「ポリエステル樹脂（三洋化成製、重量平均分子量  ２７、０００、Ｔｇ６６）５００部」に変更して、重量平均粒径（Ｄ４）は５．７μｍ、個数平均粒径（Ｄｎ）は５．１μ、平均円形度は０．９８、添加剤埋没率Ｘ（埋没度）３８％のトナーを得た。
【００８４】
なお、重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径（Ｄｎ）の測定は、コールターマルチサイザーＩＩ（コールター社製）を用いて測定を行った。測定カウント数は５０、０００カウントとした。以下に測定方法について述べる。
まず、電解水溶液１００〜１５０ｍｌ中に分散剤として界面活性剤（好ましくはアルキルベンゼンスルホン酸塩）を０．１〜５ｍｌ加える。ここで、電解液とは１級塩化ナトリウムを用いて約１％ＮａＣｌ水溶液を調製したもので、例えばＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（コールター社製）が使用できる。ここで、更に測定試料を２〜２０ｍｇ加える。試料を懸濁した電解液は、超音波分散器で約１〜３分間分散処理を行い、前記測定装置により、アパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用いて、トナー粒子又はトナーの体積、個数を測定して、体積分布と個数分布を算出する。得られた分布から、トナーの重量平均粒径（Ｄ４）、個数平均粒径（Ｄｎ）を求めることができる。
【００８５】
また、平均円形度の測定は、超微粉トナーの計測にフロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００（シスメックス社製）を用いて計測し、解析ソフト（ＦＰＩＡ−２１００Ｄａｔａ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｐｒｏｇｒａｍ  ｆｏｒ  ＦＰＩＡ  ｖｅｒｓｉｏｎ００−１０）を用いて解析を行った。具体的には、ガラス製１００ｍｌビーカーに１０ｗｔ％界面活性剤（アルキルベンゼンスホン酸塩ネオゲンＳＣ−Ａ、第一工業製薬製）を０．１〜０．５ｍｌ添加し、各トナー０．１〜０．５ｇ添加しミクロスパーテルでかき混ぜ、次いでイオン交換水８０ｍｌを添加した。得られた分散液を超音波分散器（本多電子社製）で３分間分散処理した。前記分散液を前記ＦＰＩＡ−２１００にて濃度を５０００〜１５０００個／μｌが得られるまでトナーの形状及び分布を測定した。本測定法は平均円形度の測定再現性の点から前記分散液濃度が５０００〜１５０００個／μｌにすることが重要である。前記分散液濃度を得るために前記分散液の条件、すなわち添加する界面活性剤量、トナー量を変更する必要がある。界面活性剤量は前述したトナー粒径の測定と同様にトナーの疎水性により必要量が異なり、多く添加すると泡によるノイズが発生し、少ないとトナーを十分にぬらすことが出来ないため、分散が不十分となる。またトナー添加量は粒径のより異なり、小粒径の場合は少なく、また大粒径の場合は多くする必要があり、トナー粒径が３〜７μｍの場合、トナー量を０．１〜０．５ｇ添加することにより分散液濃度を５０００〜１５０００個／μｌにあわせる事が可能となる。
【００８６】
次に、実施例および比較例に使用した画像形成装置について説明する。
図１０（ａ）、（ｂ）は、実施例および比較例に使用した画像形成装置の感光体４０と中間転写ローラ６２との配置関係を示した模式図である。
図に示すように、感光体の直径４０ｍｍ、中間転写ローラの直径１６ｍｍ、感光体間距離Ｗｄ＝１００ｍｍの画像形成装置を使用した。
また、ニップ幅は、次のようにして測定した。まず、中間転写ベルト上に均一なトナー像を形成し、用紙に転写される前に機械の電源を切る。次に、転写ユニットを機械から外し、中間転写ベルト上のトナー像を転写ニップ測定する感光体の位置へ手動で移動させる。次に、中間転写ベルトが回転しないように駆動ギア等外す。次に、中間転写ローラに電圧が印加されないように電極等を外し転写ユニットを機械本体にセットする。次に、装置の電源投入させ停止状態の中間転写ベルトと感光体と摺擦させ、中間転写ベルト上のトナー像に摺擦跡を形成させる。なお、外部から手動で感光体を回転させてもよい。そして、転写ユニットを機械から取り出し摺擦トナー像からニップ幅Ｗｎを測定する。実施例および比較例に使用した画像形成装置においては、ニップ幅Ｗｎが２．５ｍｍとなるように中間転写ローラ６２の中間転写ベルト１０に対する当接圧や、中間転写ベルト１０への食い込み量を調整している。具体的には、実施例１０以外の画像形成装置においては、先の図４に示すように、軸受６２ａを長穴７１の上面に突き当てて、中間転写ローラ６２の中間転写ベルト１０に対する当接圧が２．５Ｎ／ｃｍとなるようにしている。一方、実施例１１の画像形成装置は、図１１に示すように、バネ６２ａの付勢力で、中間転写ローラ６２の中間転写ベルト１０への食い込み量が０．５ｍｍとなるようにしている。
【００８７】
感光体と中間転写ローラの中間転写ベルト移動方向中心間距離Ｄ（中間転写ローラ６２の中間転写ベルトとの当接位置）は、感光体軸中心よりもベルト移動方向下流側をプラス、感光体軸中心よりもベルト移動方向上流側をマイナスとした。
【００８８】
また、実施例および比較例に使用した画像形成装置の中間転写バイアス条件は、転写率９３％となるように設定した。具体的には、転写電流を複数変化させ転写率を測定して，転写電流と転写率とから９３％となる転写電流を決定した。
転写率は、次のようにして求める。まず、一定画像形状の単色トナー像を中間転写ベルト移動方向に複数形成させる。画像形状は面積が大きいほど測定精度が高くなるが、感光体径によって異ならせる必要がある。最初のトナー像が中間転写され最終トナー像が感光体上に形成されている状態で電源を瞬断し、感光体、転写ユニットを機械本体から取り出す。感光体上トナー量Ｋｔと、中間転写ベルト上トナー量Ｂｔとをフィルターを介して吸引し、トナー重量を計測し転写率を以下の式から計算する。
（式４）
転写率＝Ｂｔ／Ｋｔ×１００・・・・・・・（式４）
【００８９】
実施例および比較例の画像形成装置について、逆転写率、転写チリ、ベタ部転写性、定着性、放電画像などの項目で評価を行った。その結果を、表１〜表４に示す。
【表１】
0004724601.tif 000002
【表２】
0004724601.tif 000003
【表３】
0004724601.tif 000004
【表４】
0004724601.tif 000005
【００９０】
逆転写率は、次のようにして求めた。中間転写ベルト上に一定画像形状の単色トナー像を中間転写ベルト移動方向に複数形成させる。画像形状は面積が大きいほど測定精度が高くなるが、感光体径によって異ならせる必要がある。最初のトナー像が次のプロセスユニット通過後電源を瞬断し、転写ユニットを機械本体から取り出す。中間転写ベルト上のトナー像で１回転写ニップ通過後トナー付着量Ｂｔ１と２回転写ニップ通過後のトナー量Ｂｔ２を、フィルターを介して吸引し、トナー重量を計測し１回目と２回目のトナー量から逆転写率を以下の式から計算する。
（式５）
逆転写率＝（Ｂｔ１−Ｂｔ２）／Ｂｔ１×１００・・・・・・・（式５）
【００９１】
また、ベタ部転写性は、表１に示した実施例１の条件のときに印加した転写電流値で画像を形成したときの画像から、目視で画像のボソツキを評価判定することでおこなった。濃度むらが判別できない均一な単色ベタ画像の場合は、評価「○」とし、わずかに濃度むらは見られるが許容出来る単色ベタ画像の場合は、評価「△」とし、濃度むらがはっきり確認でき許容できない単色ベタ画像の場合は、評価「×」とした。
【００９２】
また、チリは、所定の黒文字画像を形成し、２０倍ルーペにて黒文字画像を目視で観察することで、評価を行った。黒文字を２０倍ルーペにて文字の周りにチリがほとんど観察されなかったレベルを評価「○」とし、黒文字を２０倍ルーペにて文字の周りにチリが確認できるが目視ではほとんど確認できないレベルを評価「△」とし、黒文字を目視にてチリが確認できるレベルを評価「×」とした。
【００９３】
また、定着性は赤ベタ画像にて○，△，×で評価判定した。定着後の画像部を２つ折りしても画像が紙より剥離しないレベルを評価「○」とし、定着後の画像部を爪でこすると画像が剥がれるレベルを評価「△」とし、定着後の画像を指でこすって画像が剥がれるレベルを評価「×」とした。
【００９４】
また、放電画像は、全幅にわたりハーフトーン画像を設け連続５０枚コピーを行い放電画像の発生状況から評価判定した。なお、放電画像とは、図１２に示すように、ハーフトーンやベタ画像に円形状の画像が発生する異常画像であり、形状は放電極性等により異なる。そして、放電画像が未発生の場合は、評価「○」とし、放電画像発生が５枚以下の場合は、評価「△」とし、発生枚数が６枚以上の場合は、評価「×」とした。
【００９５】
表１に示すように、添加剤埋没率Ｘ３０％のトナーＢを用いた比較例１の画像形成装置は、定着温度を１５０℃にしても、良好な定着性が得られなかった。一方、添加剤埋没率Ｘ４２％以上のトナーを用いた比較例３、実施例１〜３の画像形成装置においては、定着温度が１４０℃と低温でも、良好な定着性が得られた。また、中間転写ローラ６２の中間転写ベルトとの当接位置（感光体と中間転写ローラの中間転写ベルト移動方向中心間距離Ｄ）が、２．２ｍｍの比較例３は、逆転写率が、６．８％と、中間転写ローラ６２の中間転写ベルトとの当接位置が、２．７ｍｍの実施例１〜３の画像形成装置に比べて悪いことがわかる。これは、図１０（ｂ）に示すように、中間転写ベルトは、中間転写ローラによって感光体に巻き付けられることで、中間転写ニップを形成しているので、転写ニップのほとんどは、感光体軸中心よりもベルト移動方向上流側にある。このため、ニップ幅Ｗｎ＝２．５ｍｍよりも、狭い軸中心間距離Ｄ＝２．２ｍｍの比較例３の画像形成装置は、感光体と中間転写ローラとで中間転写ベルトを挟みこんで、転写ニップを形成しているものと考えられる。すなわち、比較例３の画像形成装置は、上述の式２：Ｌ＞（Ａ／２）＋（Ｂ／２）＋Ｃの関係を満たしていないのである。一方、中心間距離Ｄ＝２．７ｍｍと、ニップ幅Ｗｎ＝２．５ｍｍよりも広い実施例１〜３の画像形成装置は、上述の式２関係を確実に満たしており、中間転写ローラがベルトを介して感光体と接触していることはない。このように、比較例３の画像形成装置は、感光体と中間転写ローラとで中間転写ベルトを挟みこんで、中間転写ニップを形成しているため、実施例１〜３の画像形成装置よりもニップ圧が高くなっている。このため、凝集しやすい添加剤埋没率４０％以上のトナーを用いた場合、比較例３の画像形成装置では、中間転写ニップで中間転写ベルト上の多くのトナーが凝集して、転写性が低下するため、転写率９３％得るために中間転写ローラに印加する電圧が高く設定されている。中間転写ローラに印加する電圧が高くなると、中間転写ベルト上のトナーが複数の中間転写ニップを通過する間にトナー逆帯電してしまい、中間転写ベルト上の多くのトナーが感光体に逆転写してしまう。このため、比較例３の画像形成装置は、実施例１〜３の画像形成装置に比べて、逆転写率が高くなったと考えられる。
【００９６】
以上のように、表１から添加剤埋没率４０％以上のトナーを用いて、上述の式２の関係を満たすことで、低温定着性に優れ、かつ、転写不良を抑えることができる画像形成装置が提供できることがわかる。
【００９７】
また、表２に示すように、中間転写ローラを感光体の軸中心から上流側に１ｍｍ離れた位置に配置した比較例４の画像形成装置は、中間転写ニップ入口の電圧が高くなるため、転写ニップ入口空隙部で異常放電が発生し、目視にてチリが確認できるレベルまで画像が低下していた。また、比較例５のように、中心間距離Ｄ＝１０．５ｍｍと、感光体の軸心間距離Ｗｄの１／１０以上離した画像形成装置においては、ベタ部転写性が×になってしまった。これは、中間転写ローラを、（Ｗｄ／１０）＝１０ｍｍよりも離したため、中間転写ローラよりもベルト移動方向下流側の中間転写ニップに流れる漏れ電流の量が多くなり、最適な中間転写条件が得られなくなって、ベタ部転写性が低下したと考えられる。一方、実施例４、５の画像形成装置は、感光体の軸心間距離Ｗｄの１／１０以下であるため、中間転写ローラよりもベルト移動方向下流側の中間転写ニップに流れる漏れ電流の量を抑えることができ、ベタ部転写性を良好に維持することができたと考えられる。
【００９８】
また、表３に示すように、表面抵抗率が９．５（ＬｏｇΩ／□）未満の中間転写ベルトを用いた比較例６、７の画像形成装置においては、中間転写ニップ入口部の中間転写体電位が高くなり、中間転写ニップ入口の空隙部で転写が行われしまうため、転写チリランクの低い画像が得られたと考えられる。また、表面抵抗率が１２（ＬｏｇΩ／□）を越えた中間転写ベルトを用いた比較例６、７の画像形成装置においては、表面抵抗率が高いため、９３％の転写率を確保するために中間転写ローラ６２へ印加する印加電圧は高く設定されている。このため、中間転写ニップ出口の空隙部の電位が高くなり、中間転写ニップ出口の空隙部で異常放電が発生してしまう。その結果、中間転写ベルト上のトナー像がこの異常放電によって乱されてしまい、放電画像が×の異常画像が得られたと考えられる。一方、表面抵抗率が９．５〜１２（ＬｏｇΩ／□）の中間転写ベルトを用いた実施例６、７の画像形成装置においては、転写チリや放電画像がほとんどない良好な画像を得ることができた。なお、実施例７の画像形成装置においては、経時の使用で放電画像が×の劣化した画像となってしまった。これは、表面抵抗率の変化量が０．５となっているため、経時の使用で表面抵抗率が、１２（ＬｏｇΩ／□）を越えてしまい、除電速度が遅くなり残留電荷が大きくなる。このため、放電現象が発生してしまい経時の使用で放電画像が×の劣化した画像が得られたと考えられる。
【００９９】
また、表４に示すように、ベルト膜厚が１００μｍを越えた膜厚を有する中間転写ベルトを用いた比較例１０、１１の画像形成装置において、ベタ部転写性が悪いことがわかる。これは、ベルト膜厚が厚いため、中間転写ニップでトナーにかかる圧力が増加してしまうためだと考えられる。すなわち、凝集しやすい添加剤埋没率Ｘが４２％のトナーＡを使用しているため、このように中間転写ニップでトナーにかかる圧力が増加すると、中間転写ニップでトナー像が凝集し、転写率が低下してベタ部転写性が悪くなったと考えられる。
また、表４に示すように、ベルト膜厚が１００μｍを越えた膜厚を有する中間転写ベルトを用いた比較例１０、１１の画像形成装置において、逆転写率が７．０％以上になっているのは、次にような理由によるものだと考えられる。すなわち、比較例１０、１１の画像形成装置は、上述したように、転写性が悪いため、９３％の転写率を得るために、中間転写ローラ６２に印加する電圧が高く設定されている。しかし、印加する電圧を高くすると、中間転写ベルト上のトナーが複数の中間転写ニップを通過する間に逆帯電してしまい、中間転写ベルト上の多くのトナーが感光体に逆転写してしまう。このため、逆転写率が７．０％以上となってしまったと考えられる。一方、ベルト膜厚が１００μｍ以下の中間転写ベルトを用いた実施例１０〜実施例１５の画像形成装置においては、ベタ部転写性が良好なので、転写バイアスが低く抑えることができるため、逆転写率が抑えられ、良好な画像を得ることができた。また、先の図１１に示すように、バネの付勢力で中間転写ローラを中間転写ベルトに当接させた実施例１０の画像形成装置も、低温定着することができ、かつ、転写不良などのない良好な画像を得ることができることがわかる。
【０１００】
以上、本実施形態の画像形成装置によれば、添加剤の添加剤埋没率Ｘが４０％以上のトナーを用いるので、トナーを低温で溶融させることができ、定着エネルギーを低減させることができ、画像形成装置を省電力化することができる。また、像担持体たる感光体４０の直径をＡ、バイアス印加ローラたる中間転写ローラ６２の直径をＢ、ベルト部材たる中間転写ベルト１０の厚みをＣとしたとき、感光体の軸方向に対して直交する仮想平面上において、感光体軸中心から中間転写ローラ軸中心までの距離Ｌが、Ｌ＞（Ａ／２）＋（Ｂ／２）＋Ｃとなるように中間転写ローラ６２を配置したので、中間転写ローラ６２と感光体４０とが中間転写ベルト１０を介して当接しなくなる。これにより、感光体に中間転写ベルト１０が巻き付くことで中間転写ニップが形成され、感光体４０と中間転写ローラ１０とで中間転写ベルト１０を挟み込むことで転写ニップを形成するものに比べて、ニップ圧を低減することができる。その結果、凝集しやすい添加剤埋没率が４０％以上のトナーを使用しても、ニップ圧でトナーが凝集することが抑制され、良好な転写性を得ることができる。
【０１０１】
また、前記中間転写ローラ６２を前記感光体よりもベルト移動方向下流側に配置したので、中間転写ニップ入口の電圧が高くなるのを抑制することができ、中間転写ニップ入口空隙部での異常放電を抑制することができる。その結果、感光体に担持されたトナー像が、異常放電の影響によって、中間転写ニップ入口空隙部で中間転写ベルト側へ転写されるのを抑制することができ、転写チリが目立つ異常画像が出力されるのを抑制することができる。
【０１０２】
また、本実施形態の画像形成装置においては、ニップ圧を下げて、凝集しやすいトナーの転写性を上げているので、転写バイアスを上げて凝集しやすいトナーの転写性を上げるものに比べて、トナーに注入される電荷量を低減することができる。よって、感光体を複数有し、これら感光体を順次中間転写ベルトに接触させてそれぞれ転写ニップを形成したタンデム型画像形成装置のように、中間転写ベルト上のトナーが複数回転写ニップを通過するようなものであっても、トナーが逆帯電するのを抑制することができる。よって、タンデム型画像形成装置であっても、逆転写が抑制された良好な画像を得ることができる。
【０１０３】
また、感光体間の軸心間距離をＷｄとしたとき、感光体と中間転写ローラとのベルト移動方向の軸心間距離Ｄが、Ｄ＜（ｗｄ／１０）となるように中間転写ローラを配置するので、中間転写ローラから、中間転写ローラよりも下流側の転写ニップに流れる漏れ電流の量を１／１０以下に抑えることができる。これにより、中間転写ローラよりも下流側の転写ニップの転写条件が漏れ電流によって最適な条件から外れてしまうのを抑制することができ、良好な転写性を維持することができる。
【０１０４】
また、中間転写ベルトの表面抵抗率を９．５〜１２（ＬｏｇΩ／□）とすることで、中間転写ニップ入口部の電圧が高くなるのを抑制することができるとともに、転写性を良好にするために印加する電圧が高くなるのを抑制することができる。これにより、転写チリ画像や、放電画像などの異常画像が出力されるのを抑制することができる。
【０１０５】
また、中間転写ベルトの５００Ｖの電圧を印加したときの電圧印加開始から１０秒から５時間までの表面抵抗率の変化量が０．５（ＬｏｇΩ／□）以下としたので、中間転写ベルトの表面抵抗率の公差を、９．５〜１１．５（ＬｏｇΩ／□）以上に設定することができ、中間転写ベルトの公差範囲を広げることができる。これにより、中間転写ベルトの製造管理を緩和することができ、中間転写ベルトの製造コストを下げることができる。
【０１０６】
また、中間転写ローラの上下方向の位置が所定の位置となるように、位置決めする位置決め手段を設けている。この位置決め手段は、転写ユニットに設けられたフレームの長穴と、中間転写ローラを回転自在に支持し、長穴に摺動自在に配置される軸受と、この軸受を感光体側へ付勢するスプリングとで構成している。このスプリングにより軸受を感光体側へ付勢して、軸受を長穴の感光体側の面に当接させることで、中間転写ローラを所定の位置に位置決めさせることができる。このように、中間転写ローラを所定の位置で位置決めすることで、中間転写ローラの中間転写ベルトへの当接圧を所定の値にすることができる。これにより、中間転写ローラを位置決めさせずに、スプリングの付勢力のみで、中間転写ベルトに当接させるものに比べて、スプリングなどの部品のばらつきによって、中間転写ベルトへの当接圧が変動することがない。これにより、中間転写ニップのニップ圧やニップ幅の部品による変動をなくすことができる。
【０１０７】
また、中間転写ベルトとして、機械強度、抵抗安定性に優れたポリイミドまたはポリイミドアミドからなる単層ベルトを用いたので、中間転写ベルトの耐久性を向上させることができる。また、中間転写ベルトの厚みを１００μｍ以下にすることができ、中間転写ニップにおけるトナー像にかかる圧力を低減することができ、トナーが凝集するのを抑制することができる。また、中間転写ベルトの厚みを４０μｍ以上にすることで、中間転写ベルトが画像形成中の伸びてしまうのを抑制することができ、色ずれを抑制することができる。
【０１０８】
また、トナーの結着樹脂として、低温定着性に優れたポリエステル樹脂を用いることで、定着温度を低減することができ、画像形成装置を省電力化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】プリンタ部の一部構成を拡大して示す拡大構成図。
【図３】感光体と中間転写ローラとの配置関係を示した図。
【図４】中間転写ローラの保持構造を示す図。
【図５】中間転写ベルトの表面抵抗率と導電性張架ローラによる除電領域の違いを示す図。
【図６】表面抵抗率を測定する測定装置の概略図。
【図７】中間転写ベルトが厚膜のときの中間転写ベルトのトナー像周りの様子を示す模式図。
【図８】中間転写ベルトが薄膜ときの中間転写ベルトのトナー像周りの様子を示す模式図。
【図９】トナー攪拌時間と、トナーのＢＥＴ比表面積との関係を示す図。
【図１０】実施例および比較例に使用した画像形成装置の感光体と中間転写ローラとの配置関係を示した模式図。
【図１１】実施例１０の画像形成装置の中間転写ローラの支持構造を示す図。
【図１２】放電画像の一例を示す図。
【符号の説明】
【０１１０】
９      転写バイアス電源
１０    中間転写ベルト
１０ａ  転写搬送ベルト
１８Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ    画像形成手段
２０    タンデム画像形成部
２２    二次転写装置
２５    定着装置
２６    定着ローラ
２７    加圧ローラ
４０Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ    感光体
６２Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ    中間転写ローラ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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