(57)【要約】【課題】電子写真方式を採用し、転写領域を通過しながら循環移動するベルト部材を備えた、複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、感光体表面に接する接触面の硬度が高められたベルト部材を備えながらも導電性異物が感光体表面へ突き刺さることを抑える。【解決手段】感光体表面１０ａに形成されたトナー像を感光体表面１０ａに接する所定の被転写面２０ａに転写させる転写バイアスが印加される回転自在な転写ロール４０と、感光体１０と転写ロール４０とによって挟み込まれた転写領域Ｓを感光体１０の回転速度との速度差をもって通過しながら循環移動し、感光体表面１０ａに接する接触面２０ａの硬さが島津製作所製の超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓを用いて測定したときに２０を越えるベルト部材２０とを備える。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の回転速度で回転する感光体の表面を帯電し帯電後の感光体表面に露光光を照射することにより該感光体表面に静電潜像を形成し該静電潜像をトナーによって現像することで該感光体表面にトナー像を形成し、該トナー像を、所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
前記感光体表面に形成されたトナー像を該感光体表面に接する所定の被転写面に転写させる転写バイアスが印加される回転自在な転写ロールと、
前記感光体と前記転写ロールとによって挟み込まれた転写領域を該感光体の回転速度との速度差をもって通過しながら循環移動し、該感光体表面に接する接触面の硬さが島津製作所製の超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓを用いて測定したときに２０を越えるベルト部材とを備えた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、電子写真方式を採用し、転写領域を通過しながら循環移動するベルト部材を備えた、複写機、プリンタ、複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを採用した複写機やプリンタなどの画像形成装置では、所定の回転速度で回転する感光体の表面を帯電し帯電後の感光体表面に露光光を照射することによりその感光体表面に静電潜像を形成しその静電潜像をトナーによって現像することで感光体表面にトナー像を形成し、そのトナー像を、所定の被転写面（記録媒体や中間転写体）に転写し最終的に記録媒体上に定着することにより該記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する。ここで、画像形成装置には、感光体上に形成されたトナー像を所定の記録媒体上に転写するにあたり、そのトナー像をまず、所定の記録媒体とは異なる無端状の中間転写ベルトに転写し、その後、その中間転写ベルトに転写されたトナー像を記録媒体に２次転写する方式を採用したもの（例えば、特許文献１〜５等参照）や、感光体上に形成されたトナー像を所定の記録媒体上に直接転写する方式を採用したものがある。いずれの方式を採用した画像形成装置であっても、トナー像の転写は転写バイアスの作用によって行われる。転写バイアスが印加される転写ロールを用いた場合には、感光体上に形成されたトナー像を転写する転写領域は、感光体とこの転写ロールによって挟み込まれた領域になる。２次転写を行う上記方式を採用した画像形成装置であれば、中間転写ベルトがこの転写領域を通過するように循環移動する。また、記録媒体上に直接転写する上記方式を採用し、搬送ベルトによってこの転写領域に記録媒体を搬送する画像形成装置であれば、搬送ベルトが、この転写領域を通過するように循環移動する。中間転写ベルトあるいは搬送ベルトといったベルト部材は、複数の支持ロールによって張架されており、ベルト部材には優れた機械的強度が要求される。
【０００３】
ところで、画像形成装置の使用時に、アルミ粉、カーボンファイバー等の柱状の導電性異物が感光体表面に突き刺さることがある。感光体表面に導電性異物が突き刺さった状態で帯電を行うと、その導電性異物が、感光体が有する導電性の基体表面にまで達していなくても、その基体への導電路の一部として作用し、電気的なピンホールリークが生じる。こうなると、感光体表面を帯電させても、ピンホールリーク部の感光体表面の電荷は基体に抜けてしまい、白黒画像を形成する場合には黒点、カラー画像を形成する場合には色点が生じる。
【０００４】
そこで、感光体に工夫を施し、感光体表面の電荷を抜けにくくする技術が提案されている（特許文献６参照）。
【特許文献１】特開平６−３１７９９２号公報
【特許文献２】特開平１０−１８６７８６号公報
【特許文献３】特開平１１−２４３３９号公報
【特許文献４】特開平８−２９２６５１号公報
【特許文献５】特開平８−２９２６５２号公報
【特許文献６】特開２００３−１８６２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、画像形成スピードを速めながら高画質な画像を形成することが要求される昨今においては、ベルト部材の破断性や伸長性を考慮して、ベルト部材の機械的強度が高められ、ベルト部材の、感光体表面に接する接触面の硬度も高くなってきている。感光体表面への導電性異物の突き刺さりは、たとえば導電性異物が、ベルト部材の接触面にのったまま転写領域を通過することで生じる。すなわち、柱状の導電性異物は、ベルト部材の接触面に倒れた状態で存在するが、転写領域に近づくと転写バイアスと感光体表面電位の影響により分極して電気力線に沿って立ち上がる。転写ロールは感光体に向けて所定の押付力で押し付けられており、立ち上がった導電性異物は転写領域を通過する際にこの押付力によって感光体表面に突き刺さる。接触面の硬度が高められたベルト部材では、転写領域においてベルト部材の接触面の変形量が少なく、転写ロールの感光体表面への押付力は非常に高くなる。。このため、ベルト部材の接触面の硬度が高くなればなるほど、立ち上がった導電性異物が転写ロールの押付力を受けやすく、導電性異物の、感光体表面に突き刺さる数が増加する。したがって、特許文献１に記載された技術は優れた技術ではあるものの、この技術を用いても、感光体表面に突き刺さる導電性異物が増加してくると、感光体表面の電荷がその基体に抜けることを抑えきれなくなってくることが考えられる。また、特許文献１に記載された技術は、導電性異物の突き刺さりに起因する画質欠陥を感光体の工夫によって抑えようとする技術であり、導電性異物が感光体表面へ突き刺さることを抑える技術ではない。このため、導電性異物の、感光体表面への突き刺さりを抑える抜本的な解決策の提案が待たれている。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑み、感光体表面に接する接触面の硬度が高められたベルト部材を備えながらも導電性異物が感光体表面へ突き刺さることが抑えられた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を解決する本発明の画像形成装置は、所定の回転速度で回転する感光体の表面を帯電し帯電後の感光体表面に露光光を照射することによりその感光体表面に静電潜像を形成しその静電潜像をトナーによって現像することでその感光体表面にトナー像を形成し、そのトナー像を、所定の被転写面に転写し最終的に記録媒体上に定着することによりその記録媒体上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記感光体表面に形成されたトナー像をその感光体表面に接する所定の被転写面に転写させる転写バイアスが印加される回転自在な転写ロールと、
上記感光体と上記転写ロールとによって挟み込まれた転写領域をその感光体の回転速度との速度差をもって通過しながら循環移動し、その感光体表面に接する接触面の硬さが島津製作所製の超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓを用いて測定したときに２０を越えるベルト部材とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の画像形成装置は、上記接触面の硬さが十分に硬いベルト部材を備えているが、そのベルト部材が、上記転写領域を上記感光体の回転速度との速度差をもって通過するため、そのベルト部材の接触面に倒れた状態で存在する柱状の導電性異物が、上記転写バイアスの影響により分極して電気力線に沿って立ち上がっても、上記速度差があるため上記転写領域を通過する前に倒れ込み、その導電性異物が感光体表面へ突き刺さることが抑えられる。すなわち、上記ベルト部材が、上記感光体の回転速度よりも速い循環速度で循環移動するものである場合には、一旦立ち上がった導電性異物が、回転する感光体に弾かれるようにしてベルト部材の循環移動方向上流側へ倒れ込む。反対に、上記ベルト部材が、上記感光体の回転速度よりも遅い循環速度で循環移動するものである場合には、一旦立ち上がった導電性異物が、回転する感光体の回転方向に引き込まれるようにしてベルト部材の循環移動方向下流側へ倒れ込む。
【０００９】
なお、本発明の画像形成装置では、上記ベルト部材における上記接触面の硬さを、島津製作所製の超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓを用いて測定したときの値で規定しているが、これは、上記接触面の薄さと硬さの関係からＪＩＳ  Ｋ６２５３：９７に準拠して測定したＪＩＳ−Ａ硬度等で表すことが不可能であったことによる。
【００１０】
ここで、上記被転写面は、上記ベルト部材の、上記感光体表面に接する面であってもよいし、あるいは所定の記録媒体の記録面であってもよい。すなわち、上記ベルト部材は、上記被転写面を有する中間転写ベルトであってもよいし、記録媒体を上記転写領域に搬送する搬送ベルトであってもよい。
【００１１】
また、上記接触面の硬さが島津製作所製の超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓを用いて測定したときの測定値が２８を越えるベルト部材を備えることが、ベルト部材の機械的強度がより一層高められることから好ましく、その測定値が４０を越えるベルト部材を備えることがより好ましい。
【００１２】
また、本発明の画像形成装置において、上記感光体表面に形成された静電潜像を、トナー母粒子の最大直径をＬ、トナー母粒子の投影面積をＡとして、トナー母粒子の球状係数をＳＦ＝ＭＬ２／Ａ＝（Ｌ）2×π×１００／（Ａ×４）で表したとき、そのＳＦの値が１００以上１３８以下の範囲に入るトナー母粒子の表面に、その感光体表面からの剥離性を向上させる転写助剤粒子が付着したトナーを用いて現像する現像器を備えたことが好ましい。形状係数を求める為の具体的な手法として、トナー画像を光学顕微鏡から画像解析装置（ＬＵＺＥＸＩＩＩ、ニレコ社製）に取り込み、円相当径を測定して、最大長及び面積から、個々の粒子について上記式のＭＬ２／Ａの値を求める。  上記現像器によって現像されたトナー像は、真球に近い形状のトナー母粒子の表面に上記転写助剤粒子が付着したトナーによって構成される。凹凸形状を多数もった不定形（非球形）のトナー母粒子では、凸部における感光体表面との摺擦や隣り合うトナー母粒子等との摺擦が高いため、凸部に付着していた転写助剤粒子がトナー母粒子から離脱したりトナー母粒子に埋没したりしやすくなる。また、凹部に転写助剤粒子が移動してしまったりもする。トナー母粒子の表面から転写助剤粒子がいなくなると、トナー母粒子の表面が感光体表面に接する。しかも、多数の凸部が感光体表面に接する。そのため、トナーの、感光体表面からの剥離性が悪化する。また、トナー母粒子どうしの凹凸が噛み合うことでトナーどうしが組み合ってしまいやすい。さらに、不定形のトナー母粒子では、その母粒子表面上での帯電箇所や帯電量、感光体との付着力、粒度分布が不均一である。この為転写が不安定であり、転写時におけるトナーの飛び散りが多い。これらの結果、トナー像の転写不良（いわゆる白抜けやトナーの飛び散り）が生じやすくなる。これに対して、真球に近い形状のトナー母粒子は、その形状から、表面に転写助剤粒子が残りやすく、トナーの、感光体表面からの剥離性が向上する。また、真球に近い形状のトナー母粒子どうしは凹凸の噛み合いが生じず、トナーどうしが組み合ってしまうこともない。さらに、真球に近い形状のトナー母粒子は、その形状から、トナー母粒子表面上での帯電箇所や帯電量、感光体との付着力、粒度分布が均一になる。したがって、トナー像の転写不良が生じにくい。
【００１３】
さらに、上記現像器が、上記感光体表面に形成された静電潜像を、平均粒径が１００ｎｍ以上の上記転写助剤粒子が上記トナー母粒子表面に付着したトナーを用いて現像するものであることや、あるいは、
上記現像器が、上記感光体表面に形成された静電潜像を、上記トナー母粒子に対して１．５ｗｔ％以上の上記転写助剤粒子が混合されたトナーを用いて現像するものであることがより好ましい。
【００１４】
転写助剤粒子の平均粒径が１００ｎｍ以上あると、その転写助剤粒子によってトナー母粒子表面が感光体表面との接触面が減少でき、トナーの、感光体表面からの剥離性が向上し、トナー像の転写不良が生じにくい。また、上記転写助剤粒子の混合比率が１．５ｗｔ％以上であると、その転写助剤粒子の、トナー母粒子表面への実効付着量が十分な量になり、これもまた、トナーの、感光体表面からの剥離性が向上し、トナー像の転写不良が生じにくい。
【００１５】
続いて、上記ベルト部材が、上記被転写面を有し、上記感光体と上記転写ロールによって挟み込まれた１次転写領域をその感光体の回転速度との速度差をもって通過しながら循環移動し、その被転写面の硬さが島津製作所製の超微小硬度ＤＵＨ−２０１Ｓを用いて測定したときに２０を越えるものである場合について説明する。
【００１６】
本発明の画像形成装置において、上記ベルト部材が、上記転写領域の他に、上記被転写面に転写されたトナー像を記録媒体に転写する２次転写領域も経由して、上記感光体の回転速度よりも速い循環速度で循環移動するものであり、
この画像形成装置がさらに、記録媒体を上記感光体の回転速度と同じ速さの速度で上記２次転写領域を通過させる記録媒体搬送部材を備えた態様であってもよい。
【００１７】
この態様によれば、上記ベルト部材の上記被転写面に転写されたトナー像は、上記静電潜像に比べてそのベルト部材の循環移動方向に伸びたものとなるが、上記記録媒体に転写されたトナー像は、その静電潜像のサイズと同じサイズに戻り、サイズに狂いのない画像が形成される。
【００１８】
また、本発明の画像形成装置において、上記感光体の表面に、記録媒体に転写されたトナー像に比べてその感光体の回転方向に縮んだ静電潜像を形成する静電潜像形成手段を備え、
上記ベルト部材が、上記感光体の回転速度よりも速い循環速度で循環移動するものである態様であってもよい。
【００１９】
上記静電潜像形成手段を備えた態様によれば、上記感光体の表面に形成された静電潜像は、記録媒体に転写されたトナー像に比べてその感光体の回転方向に縮んだものとなるが、上記ベルト部材の上記被転写面に転写されたトナー像は、そのベルト部材の循環移動方向に伸びたものとなり、サイズに狂いのない画像を形成することができる。
【００２０】
さらに、上記ベルト部材が、上記感光体の回転速度を１とした場合に、１．０３以上１．２０以下となる循環速度で循環移動するものであることがより好ましい。
【００２１】
上記循環速度が１．０３未満であると、上記感光体の回転速度との速度差が不足し、立ち上がった導電性異物を倒れ込ませることができない場合があり、導電性異物が感光体表面へ突き刺さることを十分に抑えることができなくなる恐れがある。一方、上記循環速度が１．２０を越えると、上記感光体の回転速度との速度差がつきすぎてしまい、その感光体表面が、ベルト部材との摺擦によって必要以上に磨耗してしまう。
【００２２】
また、上記静電潜像形成手段を備えた態様では、上記ベルト部材が、上記範囲の循環速度で循環移動するものである場合には、サイズに狂いのない画像を形成するために、上記静電潜像形成手段が、前記感光体の回転速度を１とした場合に、１／１．２０以上１／１．０３以下となる形成速度でその感光体回転方向に静電潜像を形成するものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の画像形成装置によれば、感光体表面に接する接触面の硬度が高められたベルト部材を備えながらも導電性異物が感光体表面へ突き刺さることが抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【００２６】
図１に示す画像形成装置１は、感光体１０および中間転写ベルト２０を備えている。感光体１０は、時計回りに所定の回転速度で回転するドラム状のものである。この感光体１０は、円筒状の導電性支持体の上に、下引層、電荷発生層、電荷輸送層、保護層を積層してなるものであって、保護層の表面は、この感光体１０の表面１０ａに相当する。この図１には、感光体１０の保護層１０１が模式的に示されている。この保護層１０１は、架橋構造を有する化合物を含む層であり、図１に示す感光体１０の表面１０ａは耐摩耗性が高められている。
【００２７】
中間転写ベルト２０は、無端状のベルト部材であって、複数の支持ロールに張架されて感光体１０の表面１０ａに外周面２０ａ（本発明にいう接触面に相当）が接触するように配置されている。図１に示す中間転写ベルト２０は、反時計回りに循環移動する。
【００２８】
また、この画像形成装置１では、中間転写ベルト２０を挟んで感光体１０と対向する位置に、回転自在な１次転写ロール４０が配設されている。この１次転写ロール４０は感光体表面１０ａに向けて所定の押付力で押し付けられており、感光体１０と１次転写ロール４０によって挟み込まれた領域が１次転写領域である。
【００２９】
さらに、感光体１０の周囲には、１次転写領域の上流側に現像ロータリ５０が配設されている。現像ロータリ５０には、ブラック（ＢＫ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の各色のトナーとキャリアとを含む現像剤を１色ごとにそれぞれ収容した４つの現像器５１〜５４が配設されている。各現像器５１〜５４に収容された現像剤中のトナーは、トナー母粒子の表面に各種の外添剤粒子が付着したものであり、負極に帯電する帯電特性を有する。
【００３０】
また、感光体１０の周囲には、帯電器３１、露光器３２、クリーニングブレード３３、および除電器３４が配設されている。
【００３１】
帯電器３１は、感光体表面１０ａに接触した状態で回転する帯電ロール３１１と、その帯電ロール３１１に帯電バイアスを供給する帯電器用電源３２を備えている。帯電ロール３１１は、感光体表面１０ａに接触して回転する半導電性のものであり、感光体表面１０ａとの接触部近傍の微小空隙で放電を発生させることにより感光体表面１０ａを一様に帯電する。なお、帯電ロール３１１に代えてブレード状の帯電部材、ベルト状の帯電部材、ブラシ状の帯電部材、磁気ブラシ状の帯電部材などが適応可能である。また、帯電ロール３１１やブレード状の帯電部材については感光体表面１０に対し、接触状態に限らずある程度の空隙（１００μｍ以下）をもった近接状態として配置しても構わない。さらに、帯電器として、非接触帯電方式のコロトロン帯電器を用いてもよい。露光器３２は、画像信号に応じたレーザ光を感光体表面１０ａに向けて照射するものである。
【００３２】
また、中間転写ベルト２０の周囲には、１次転写領域の下流側に、２次転写部材としてのバイアスロール６０が設けられ、さらに、中間転写ベルト２０を挟んでバイアスロール６０と対向する位置には、バックアップロール７０が設けられている。この画像形成装置１では、バイアスロール６０とバックアップロール７０とで挟まれた位置が２次転写領域になり、この２次転写領域には、用紙やＯＨＰシート等の記録媒体が送り込まれる。図１には、２次転写領域に用紙Ｐが送り込まれる様子が示されている。
【００３３】
図１に示す画像形成装置１には、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの４色の各画像信号が入力される。これらの画像信号が入力されると、この画像形成装置１では、感光体表面１０ａを、帯電器３１により一様に帯電した後、入力された画像信号のうち、シアンの画像信号に応じたレーザ光を露光器３２から感光体表面１０ａに向けて照射することで感光体表面１０ａに静電潜像を形成し、感光体表面１０ａに形成された静電潜像を、現像ロータリ５０に備えられたシアンのトナーを収納した現像器５４により現像し、感光体表面１０ａにシアントナー像を形成する。次いで、１次転写領域において感光体表面１０ａのシアントナー像を中間転写ベルト２０に１次転写する。１次転写ロール４０には、１次転写用電源４１からトナーの帯電極性とは逆極性の１次転写バイアスが印加される。感光体表面１０ａに形成されたシアントナー像は、１次転写領域において１次転写バイアスの作用によって感光体表面１０ａから中間転写ベルト２０の外周面２０ａへ移行する。
【００３４】
感光体１０の、１次転写領域を通過した表面１０ａには、中間転写ベルト外周面２０ａへ移行することができなかった残留トナーや、帯電器３１における放電現象によって生じた放電生成物などの残留物が存在する。図１に示すクリーニングブレード３３は、図１の紙面に対して垂直な方向（感光体１０の回転軸の延在方向）に長尺な矩形状のものであるが、ここでは、短尺方向の一端を先端と称する。クリーニングブレード３３は、感光体表面１０ａに先端エッジ部３３１を圧接させたものであり、感光体表面１０ａに残留した残留物をこの先端エッジ部３３１で掻き取り、残留物が感光体表面１０ａから除去される。
【００３５】
クリーニング装置３３によってクリーニングされた感光体ドラム１０からは、除電器３４によって残存電荷が除去される。
【００３６】
続いて今度は、感光体ドラム１０の表面１０ｂに、同様にしてマゼンタトナー像を形成し、１次転写領域において、このマゼンタトナー像を、先に１次転写されたシアントナー像と重なるように中間転写ベルト外周面２０ａに１次転写する。
【００３７】
以降、イエロートナー像およびブラックトナー像を順次形成し、１次転写領域において、中間転写ベルト外周面２０ａに先に１次転写されたトナー像と重なるように順次１次転写する。こうすることにより、中間転写ベルト外周面２０には、ベルト表面側からシアン，マゼンタ，イエロー，ブラックの順で１つに重なり合ったトナー像が形成される。
【００３８】
続いて、この１つに重なり合ったトナー像を、バイアスロール６０とバックアップロール７０とで挟まれた２次転写領域において用紙Ｐに２次転写する。バイアスロール６０は所定の回転速度で回転するものである。２次転写領域に送り込まれた用紙Ｐは、この回転するバイアスロール６０に接し、バイアスロール６０は、用紙Ｐを、回転速度に応じた速度で２次転写領域を通過させる。また、バイアスロール６０には、２次転写バイアスが印加されており、１つに重なり合ったトナー像は、中間転写ベルト外周面２０ａから２次転写領域を通過する用紙Ｐへ移行する。こうしてトナー像が用紙Ｐに転写され、トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置８０まで搬送される。定着装置８０は、加熱機構を内部に有する加熱ロール８１と、その加熱ロール８１に押し付けられた加圧ロール８２を備えている。定着装置８０まで搬送されてきた用紙Ｐは、この加熱ロール８１と加圧ロール８２の間を通過し、加熱および加圧を受けてトナー像が用紙Ｐに定着し、用紙Ｐ上に定着トナー像からなる画像が形成される。
【００３９】
また、２次転写領域の下流側にはベルトクリーナ９０が設けられている。中間転写ベルト２０の、２次転写領域を通過した外周面２０ａにも、用紙Ｐへ移行することができなかった残留トナー等の残留物が存在するが、この残留物はベルトクリーナ９０によって中間転写ベルト外周面２０ａから除去される。
【００４０】
続いて、図１に示す中間転写ベルト２０について詳述する。
【００４１】
図２は、図１に示す中間転写ベルトの断面図である。
【００４２】
図２に示す中間転写ベルト２０は、多層構造の無端ベルトであり、基材２１と、中間層２２と、表面層２３とを有する。
【００４３】
基材２１は、導電剤が分散されたヤング率が３５００ＭＰａ以上の樹脂材料で構成されたシームレスベルトである。導電剤としては、導電性もしくは半導電性の微粉末が使用でき、所望の電気抵抗を安定して得ることができれば、特に制限はないが、ケッチエンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック、アルミニウムやニッケル等の金属、酸化錫等の酸化金属化合物、チタン酸カリウム等が例示できる。そしてこれらを単独、あるいは併用して使用してもよい。この基材２１を形成するにあたっては、例えばポリアミド酸溶液を円筒状金型の外周面に浸漬する方式や、内周面に塗布する方式や更に遠心する方式、或いは注形型に充填する方式などの適宜な方式でリング状に展開し、その展開層を乾燥製膜してベル卜形に成形し、その成形物を加熱処理してポリアミド酸をイミドに転化して型より回収する方法などの従来に準じた適宜な方法を用いればよい（特開昭６１−９５３６１号公報、特開昭６４−２２５１４号公報、特開平３−１８０２０９号公報等）。
【００４４】
中間層２２は、基材２１の表面に裏面が接するように設けられた、ＪＩＳＡ硬度が４０〜７０°の弾性材料から構成された層である。この弾性材料としては、ポリウレタン、塩素化ポリイソプレン、ＮＢＲ、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭ、水素添加ポリブタジエン、ブチルゴム、シリコーンゴム等を１種類、又は２種類以上をブレンドしてなる材料を用いることができる。弾性材料として用いるゴム生地は、液状や糊状のものではなく、未加硫ゴムの固形シートが好ましい。未加硫ゴムはキャレンダーロール等で精度良くシート状に分出し、その生地を使用する。固形ゴムをシート状に形成し、この固形ゴムを基材２１と貼合わせてシームレスに一体成形するようにすることで、基材との密着性に優れる、基材と弾性層との２層構成の貼り合わせベルトを得ることができる。なお、この弾性材料にも、必要に応じて、電子伝導性を付与する導電剤やイオン伝導性を付与する導電剤を添加してもよい。
【００４５】
表面層２３は、中間層２２の表面に裏面が接するように設けられた、この中間転写ベルト２０の外周面２０ａを構成する層であって、フッ素系樹脂材料を主成分とする非粘着性を有する樹脂組成物から構成されている。フッ素樹脂としてはポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンおよびこれと共重合可能な少なくとも１種の他のエチレン性不飽和単量体（たとえばエチレン、プロピレンなどのオレフィン類、ヘキサフルオロプロピレン、ビニリデンフルオライド、クロロトリフルオロエチレン、ビニルフルオライドなどのハロゲン化オレフィン類、パーフルオロアルキルビニルエーテル類など）との共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライドなどがあげられる。とくに好ましいフッ素樹脂はポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロメチルビニルエーテル、パーフルオロエチルビニルエーテルおよびパーフルオロプロピルビニルエーテルの少なくとも１種（通常テトラフルオロエチレンに対し４０モル％以下含まれる）との共重合体などである。
【００４６】
図２に示す表面層２３の表面、すなわち中間転写ベルトの外周面２０ａの硬さは、島津製作所製の超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓを用いて測定したときに２０を越える硬さである。ここにいう硬度とは、金属材料の硬さ測定等に広く用いられているビッカース硬さのように、くぼみの対角線長さを求めるという方法はとらず、圧子が試料にどれだけ侵入したかを測定する方法によって求めた表面微小硬度である。試験荷重Ｐ（ｍＮ）、圧子の試料への侵入量（押し込み深さ）Ｄ（μｍ）としたとき、表面微小硬度ＤＨは下記式で定義される。
ＤＨ≡αＰ／Ｄ2
ここで、αは圧子形状による定数で、α＝３．８５８４（使用圧子：三角錐圧子の場合）である。
【００４７】
この表面微小硬度は、圧子を押し込んで行く過程の過重と押し込み深さから得られる硬さで、試料の塑性変形だけでなく、弾性変形をも含んだ状態での材料の強度特性を表すものである。なおかつ、その計測面積は微小であり、トナー粒径に近い範囲でより正確な硬度の測定が可能になる。
【００４８】
ここでは、中間転写ベルト外周面２０ａの硬さを下記の方法によって求めた。中間転写ベルト外周面２０ａを構成する材料のシートを６ｍｍ角程度に切り、その小片を瞬間接着剤で硝子板に固定する。この試料の表面の硬度を、島津製作所製の超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓを用いて測定する。測定条件は、以下の通りである。
測定環境：２３℃、５５％ＲＨ
使用圧子：三角錐圧子
試験モード：３（軟質材料試験）
試験荷重：２．００ｇｆ
負荷速度：０．０１４５ｇｆ／ｓｅｃ
保持時間：５ｓｅｃ
なお、トナーが飛散したり、除電機構を必要とする問題を解消するため、図２に示す表面層２３の体積抵抗率は、１×１０8ΩＣｍ以上１×１０13Ωｃｍ以下の抵抗率である。
【００４９】
以上のような構成の中間転写ベルト３０は、感光体表面１０ａに接する外周面２０ａの硬度が十分に硬いものであるといえる。また、この中間転写ベルト３０は、１次転写領域を、図１に示す感光体１０の回転速度との速度差をもって通過しながら循環移動する。すなわち、図１に示す中間転写ベルト３０の循環速度（周速）は、図１に示す感光体１０の回転速度（周速）よりも速く、この中間転写ベルト３０は、感光体１０の回転速度を１とした場合に、１．０３以上１．２０以下となる循環速度で循環移動する。
【００５０】
ここで、感光体表面にアルミ粉、カーボンファイバー等の柱状の導電性異物が突き刺さる現象について図３を用いて説明する。
【００５１】
図３は、中間転写ベルトの、１次転写領域よりも上流側の部分を模式的に示した図である。
【００５２】
図３には、時計周りに回転する感光体１０や、その感光体１０に向けて所定の押付力で押し付けられた、反時計回りに回転する１次転写ロール４０が示されている。感光体１０と１次転写ロール４０とによって挟み込まれた領域が１次転写領域Ｓである。また、図の右側から左側に向かって移動する中間転写ベルト２０も示されており、この図３では、図の右側が中間転写ベルト循環移動方向上流側（以下、ベルト上流側と称する）になり、反対の左側が中間転写ベルト循環移動方向下流側（以下、ベルト下流側と称する）になる。さらに、この図３には、柱状の導電性異物ＣＦも示されている。図３では、わかりやすくするために導電性異物ＣＦを意図的に大きく示しているが、実際の導電性異物ＣＦは、直径６〜１０μｍ、長さ１０〜１５０μｍ程度の非常に微小なものである。この導電性異物ＣＦは、中間転写ベルト２０の外周面２０ａに倒れた状態で存在しているが、１次転写領域Ｓに近づくと、１次転写ロール４０に印加されている１次転写バイアスの影響により分極して電気力線に沿って立ち上がる。図３には、実線を用いて、倒れた状態の導電性異物ＣＦが立ち上がる様子が示されている。倒れた状態の導電性異物ＣＦは、ベルト下流側の端を頭にして起きあがり、感光体１０の接線に対して垂直になるまで立ち上がる。こうして立ち上がった導電性異物ＣＦが感光体表面１０ａに突き刺さる場合には、感光体１０の接線に対して垂直になるまで立ち上がった姿勢が維持されて、１次転写ロール４０の押付力によって感光体１０に向けて押し込まれ、導電性異物ＣＦが感光体表面１０ａに突き刺さる。図３には、点線を用いて、感光体表面１０ａに突き刺さった導電性異物ＣＦが示されている。
【００５３】
上述の如く、本実施形態における中間転写ベルト２０は、感光体１０の回転速度を１とした場合に、１．０３以上１．２０以下となる循環速度で循環移動している。このため、中間転写ベルト２０の方が相対的に速く移動していることになり、感光体１０の接線に対して垂直になるまで立ち上がった導電性異物ＣＦは、相対的に遅い速度で表面１０ａが移動している感光体１０に弾かれるようにしてベルト上流側へ倒れ込む（図３中の矢印Ｈ参照）。図３には、１点鎖線を用いて、導電性異物ＣＦがベルト上流側へ倒れ込む途中の様子が示されている。こうして倒れ込んだ導電性異物ＣＦは、中間転写ベルト外周面２０ａにのったまま１次転写領域Ｓを通過し、２次転写領域において用紙Ｐにトナー像とともに転写される。したがって、本実施形態の画像形成装置によれば、感光体表面１０ａに接する外周面２０ａの硬度が高められた中間転写ベルト２０を備えながらも導電性異物ＣＦが感光体表面１０ａへ突き刺さることが抑えられる。なお、導電性異物ＣＦは、上述したように非常に微小なものであるため、形成画像の画質に影響を与ぼすことがない。
【００５４】
ここで、中間転写ベルト２０の循環速度が１．０３未満であると、感光体１０の回転速度との速度差が不足し、立ち上がった導電性異物ＣＦを倒れ込ませることができない場合があり、導電性異物ＣＦが感光体表面１０ａへ突き刺さることを十分に抑えることができなくなる恐れがある。一方、循環速度が１．２０を越えると、感光体１０の回転速度との速度差がつきすぎてしまい、感光体表面１０ａが、中間転写ベルト２０との摺擦によって必要以上に磨耗してしまう。
【００５５】
なお、中間転写ベルト２０が、感光体１０の回転速度よりも遅い循環速度で循環移動するものであってもよい。中間転写ベルト２０が感光体１０よりも相対的に遅い場合には、感光体１０の接線に対して垂直になるまで立ち上がった導電性異物ＣＦが、相対的に速い速度で回転している感光体１０の回転方向に引き込まれるようにしてベルト下流側へ倒れ込み（図３中の矢印Ｌ参照）、最終的に、２次転写領域において用紙Ｐにトナー像とともに転写される。図３には、２点鎖線を用いて、導電性異物ＣＦがベルト下流側へ倒れ込む途中の様子が示されている。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態における中間転写ベルト２０は、感光体１０の回転速度よりも速い循環速度で循環移動するものであるが、こうすることで、中間転写ベルト外周面２０ａに転写されたトナー像が、感光体表面１０ａに形成された静電潜像に比べて中間転写ベルト循環移動方向に伸びたものになってしまう。図１に示す画像形成装置１では、２次転写領域を通過する用紙Ｐの通過速度は、バイアスロール６０の回転速度によって決定される。図１にバイアスロール６０は、用紙Ｐを感光体１０の回転速度と同じ速さの速度で２次転写領域を通過させるものである。このため、中間転写ベルト外周面２０ａ上の伸びたトナー像が、用紙Ｐ上では用紙搬送方向に縮み、感光体表面１０ａに形成された静電潜像のサイズと同じサイズに戻り、サイズに狂いのない画像が形成される。なお、２次転写部材として、バイアスロール６０に代えて非接触方式のコロトロン帯電器を用いる場合には、用紙を２次転写領域に通過させる一対の搬送ローラを設け、２次転写領域を通過する用紙Ｐの通過速度をその搬送ローラの回転速度によって制御してもよい。
【００５７】
次に、図１に示す現像ロータリ５０の各現像器５１〜５４について詳述する。上述の如く、これらの現像器５１〜５４には現像剤が収容されており、各現像器５１〜５４に収容された現像剤中のトナーは、トナー母粒子の表面に各種の外添剤粒子が付着したものであり、特に製造方法により限定されるものではない。このトナーとしては、例えば、結着樹脂と着色剤、離型剤、転写助剤必要に応じて帯電制御剤等を混練、粉砕、分級する混練粉砕法、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力または熱エネルギーにて形状を変化させる方法、結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、離型剤、転写助剤、必要に応じて帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、トナー粒子を得る乳化重合凝集法、結着樹脂を得るための重合性単量体と着色剤、離型剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、結着樹脂と着色剤、離型剤、転写助剤、必要に応じて帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等により得られるものを使用することができる。また上記方法で得られたトナーをコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造をもたせる製造方法など、公知の方法によって製造されたトナーも使用することができるが、形状制御、粒度分布制御の観点から水系溶媒にて製造する懸濁重合法、乳化重合凝集法、溶解懸濁法が好ましく、トナー像の転写不良（いわゆる白抜けやトナーの飛び散り）を抑えることを考慮すると、乳化重合凝集法が特に好ましい。
【００５８】
トナー母粒子は、粒子の最大直径をＬ、粒子の投影面積をＡとして、粒子の球状係数をＳＦ＝ＭＬ２／Ａ＝（Ｌ）2×π×１００／（Ａ×４）で表したとき、そのＳＦの値が１００以上１３８以下の範囲に入る、真球に近い形状のものである。形状係数を求める為の具体的な手法として、トナー画像を光学顕微鏡から画像解析装置（ＬＵＺＥＸＩＩＩ、ニレコ社製）に取り込み、円相当径を測定して、最大長及び面積から、個々の粒子について上記式のＭＬ２／Ａの値を求める。
【００５９】
図１に示す各現像器５１〜５４は、この真球に近い形状のトナー母粒子の表面に転写助剤粒子等の外添剤粒子が付着したトナーを用いて静電潜像を現像するものである。転写助剤粒子は、トナーの、感光体表面１０ａからの剥離性を向上させる機能を有するものである。
【００６０】
上記ＳＦの値が１３９を越えると、凹凸形状を多数もった不定形（非球形）のトナー母粒子になる。この不定形のトナー母粒子では、凸部における感光体表面１０ａとの摺擦や隣り合うトナー母粒子やキャリアとの摺擦が高いため、凸部に付着していた転写助剤粒子がトナー母粒子から離脱したりトナー母粒子に埋没したりしやすくなる。また、凹部に転写助剤粒子が移動してしまったりもする。トナー母粒子の表面から転写助剤粒子がいなくなると、トナー母粒子の表面が感光体表面１０ａに接する。しかも、多数の凸部が感光体表面１０ａに接する。そのため、トナーの、感光体表面１０ａからの剥離性が悪化する。また、トナー母粒子どうしの凹凸が噛み合うことでトナーどうしが組み合ってしまいやすい。これらの結果、トナー像の転写不良（いわゆる白抜けやトナーの飛び散り）が生じやすくなる。これに対して、上記ＳＦの値を１３８以下にしたトナー母粒子では、その形状が真球に近いことから、表面に転写助剤粒子が残りやすく、トナーの、感光体表面１０ａからの剥離性が向上する。また、真球に近い形状のトナー母粒子どうしは凹凸の噛み合いが生じず、トナーどうしが組み合ってしまうこともない。したがって、トナー像の転写不良が生じにくい。
【００６１】
転写助剤粒子としては、例えばシリカやアルミナ等を用いることができる。この転写助剤粒子は、平均粒径が１００ｎｍ以上であることが好ましい。平均粒径が１００ｎｍ以上あると、転写助剤粒子によってトナー母粒子表面が感光体表面１０ａに触れず、トナーの、感光体表面１０ａからの剥離性が向上し、トナー像の転写不良が生じにくい。さらに、この転写助剤粒子は、平均粒径が２００ｎｍ以下であることがより好ましい。また、トナー母粒子に対して転写助剤粒子を１．５ｗｔ％以上の混合比率で混合することも好ましい。転写助剤粒子の混合比率が１．５ｗｔ％以上であると、その転写助剤粒子の、トナー母粒子表面への実効付着量が十分な量になり、これもまた、トナーの、感光体表面１０ａからの剥離性が向上し、トナー像の転写不良が生じにくい。
【００６２】
続いて、本発明の画像形成装置の第２実施形態について説明する。この第２実施形態の画像形成装置は、図１に示す画像形成装置の構成要素と同じ構成要素を備えるものである。以下、図１に示す画像形成装置の構成要素に付した符号と同じ符号を用いて図１を参照しながら説明し、重複する説明は省略することがある。
【００６３】
第２実施形態の画像形成装置１に備えられた中間転写ベルト２０も、感光体表面１０ａに接する外周面２０ａの硬度が、島津製作所製の超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓを用いて測定したときに２０を越える硬さであり、外周面２０ａの硬度が十分に硬いものである。また、第２実施形態においても、中間転写ベルト２０は、感光体１０の回転速度を１とした場合に、１．０３以上１．２０以下となる循環速度で循環移動するものである。このため、感光体１０の接線に対して垂直になるまで立ち上がった導電性異物は、感光体１０の表面１０ａに弾かれるようにしてベルト上流側へ倒れ込み、導電性異物が感光体表面１０ａへ突き刺さることが抑えられるが、中間転写ベルト外周面２０ａに転写されたトナー像は、中間転写ベルト循環移動方向に伸びたものになってしまう。
【００６４】
ここで、第１実施形態の画像形成装置１に配備された露光器３２は、感光体１０の回転速度と同じ速さの形成速度で感光体回転方向に静電潜像を形成するものである。これに対して、第２実施形態の画像形成装置１に配備された露光器３２は、感光体１０の回転速度を１とした場合に、１／１．２０以上１／１．０３以下となる形成速度で感光体回転方向に静電潜像を形成するものである。なお、第２実施形態におけるバイアスロール６０は、用紙Ｐを中間転写ベルト２０の循環速度と同じ速さで２次転写領域を通過させるものである。このため、感光体表面１０ａに形成された静電潜像が、用紙Ｐに転写されたトナー像に比べて感光体１０の回転方向に縮んだものになり、この縮んだ静電潜像を現像したトナー像が中間転写ベルト外周面２０ａに転写されることで、中間転写ベルト外周面２０ａに転写されたトナー像は、静電潜像の段階で縮んだ分だけ伸びたものになり、第２実施形態の画像形成装置１においても、サイズに狂いのない画像が形成される。
【００６５】
以上、中間転写ベルト２０を備えた画像形成装置１を例をあげて説明してきたが、本発明の画像形成装置は、感光体に形成されたトナー像を用紙に直接転写する方式を採用し、転写バイアスが印加された転写ロールと感光体とによって挟み込まれた転写領域を、感光体に接する接触面に用紙をのせて通過する用紙搬送ベルトを備えた画像形成装置にも適用することができる。すなわち、本発明の画像形成装置は、上記転写領域を、感光体の回転速度との速度差をもって通過しながら循環移動し、上記接触面の硬さが島津製作所製の超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓを用いて測定したときに２０を越える用紙搬送ベルトを備えた画像形成装置であってもよい。
（実施例）
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１）
試験機として、図１に示す画像形成装置の構成要素と同じ構成要素を備えた画像形成装置を用意し、現像ロータリの各現像器に収容された２３０ｇの現像剤中に１８．４ｍｇの柱状のカーボンファイバーを混入した。すなわち、現像剤２３０ｇ中、トナーは約８％であり、カーボンファイバーをこのトナーの１／１０００の重量比で混入した。中間転写ベルトには、外周面の硬さが島津製作所製の超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓを用いて測定したときに４０となるものを用いた。また、感光体の回転速度をＶ（Ｐ／Ｒ）とし、中間転写ベルトの循環速度をＶ（Ｂｅｌｔ）とし、さらに、２次転写領域を通過する用紙Ｐの通過速度を制御するバイアスロールの回転速度をＶ（２ｎｄＢＴＲ）とした場合に、以下の式（１）によって表される関係が成立するようにした。
Ｖ（Ｐ／Ｒ）＝Ｖ（２ｎｄＢＴＲ）＜Ｖ（Ｂｅｌｔ）    式（１）
なお、露光器によって感光体表面に静電潜像を形成するにあたり、感光体の回転速度と同じ速さの形成速度で感光体回転方向に静電潜像を形成するようにした。
【００６６】
試験では、Ａ４サイズのハーフトーン画像を１０枚採取し、形成画像に発生した色点数をカウントした。その結果、この実施例１では色点が未発生であった。
（実施例２）
露光器によって感光体表面に静電潜像を形成するにあたり、感光体の回転速度を１とした場合に１／１．１５となる形成速度で感光体回転方向に静電潜像を形成するようにし、さらに、上記式（１）によって表される関係に代えて、以下の式（２）及び式（３）によってそれぞれ表される関係がともに成立するようにした以外は、実施例１と同じ様にして試験を行った。その結果、この実施例２でも色点が未発生であった。
Ｖ（Ｂｅｌｔ）／Ｖ（Ｐ／Ｒ）＝１．１５    式（２）
Ｖ（Ｂｅｌｔ）＝Ｖ（２ｎｄＢＴＲ）    式（３）
（比較例１）
上記式（１）によって表される関係に代えて、以下の式（４）によって表される関係が成立するようにした以外は、実施例１と同じ様にして試験を行った。その結果、この比較例１では色点が１５０個も発生した。
Ｖ（Ｐ／Ｒ）＝Ｖ（Ｂｅｌｔ）    式（４）
（比較例２）
中間転写ベルトを、外周面の硬さが島津製作所製の超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓを用いて測定したときに２０となるものに代えた以外は比較例１と同じ様にして試験を行った。その結果、この比較例２では色点が１８個発生した。
（比較例３）
中間転写ベルトを、外周面の硬さが島津製作所製の超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓを用いて測定したときに２８となるものに代えた以外は比較例１と同じ様にして試験を行った。その結果、この比較例３では色点が２０個発生した。
【００６７】
各実施例および各比較例では、かなりのストレス条件下での試験を行ったが、過去の実績からこのストレス条件下で色点発生数をある程度以下に抑えることができれば実使用上では十分であることと、なるべく硬い外周面の中間転写ベルトを用いることとの兼ね合いからすると、外周面の硬度が２０を越える中間転写ベルトを用いて、実施例１および実施例２のように感光体よりも中間転写ベルトを速くすることが、外周面の硬度が高められたベルト部材を備えながらも導電性異物が感光体表面へ突き刺さることを抑えるのに有効であることが確認された。
【００６８】
なお、用紙搬送速度を感光体回転速度と等しくした実施例１でも、静電潜像形成速度を感光体回転速度よりも遅くした実施例２でも、サイズに狂いのない画像が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施形態に相当するフルカラー画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す中間転写ベルトの断面図である。
【図３】中間転写ベルトの、１次転写領域よりも上流側の部分を模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００７０】
１    画像形成装置
１０    感光体
１０ａ    表面
２０    中間転写ベルト
２０ａ    外周面
４０    １次転写ロール
５０    現像ロータリ
３１    帯電器
３２    露光器
３３    クリーニングブレード
３４    除電器
６０    バイアスロール
７０    バックアップロール
８０    定着装置
９０    ベルトクリーナ
Ｓ    １次転写領域
ＣＦ    導電性異物
【図１】
2007086272.tif 000003
【図２】
2007086272.tif 000004
【図３】
2007086272.tif 000005