(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤像を担持する像担持体と、
該像担持体上に現像剤像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体上の現像剤像が転写される中間転写体と、
該中間転写体を介した前記像担持体の対向位置に配置され、前記中間転写体を前記像担持体に向けて押圧すると共に、電圧が印加されることで前記像担持体上の現像剤像を前記中間転写体に１次転写する１次転写部材と、
前記中間転写体上の現像剤像を転写材に２次転写する２次転写手段と、
を有する画像形成装置において、
現像剤像が転写される前記中間転写体の表面形状を表す最大高さをＲｍａｘ（μｍ）、
現像剤像が転写される前記中間転写体の表面形状を表す平均傾斜角をθａ（°）、
前記１次転写部材の前記中間転写体に対する押圧力をＰ（Ｎ）、
前記１次転写部材のアスカーＣ硬度をＲ（°）、
とした時、
０．００５≦θａ＜２．３５５×（Ｐ＋１１．４）／（Ｒ＋９４．２）−０．０１７４×Ｒｍａｘ
の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記最大高さＲｍａｘは、２０（μｍ）以下の範囲であることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
現像剤像が転写される前記中間転写体の表面形状を表す十点平均粗さＲｚ（μｍ）は、０．０５（μｍ）以上、１０（μｍ）以下の範囲であることを特徴とする請求項１又は２の画像形成装置。
【請求項４】
前記中間転写体の体積抵抗率は、１０6（Ω・ｃｍ）以上、１０12（Ω・ｃｍ）以下の範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写体の表面抵抗率は、１０8（Ω／□）以上、１０14（Ω／□）以下の範囲である請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記中間転写体は、ベルト形状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記中間転写体は、ポリイミド樹脂により形成されることを特徴とする請求項６の画像形成装置。
【請求項８】
前記１次転写部材は、ローラ形状であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記像担持体、前記画像形成手段及び前記１次転写部材を複数有し、各像担持体に形成された現像剤像を前記中間転写体上に順次重ねて１次転写した後、前記２次転写手段により転写材に一括して２次転写することを特徴とする請求項１〜８のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真方式、静電記録方式の複写機、ファクシミリ、プリンタなどの画像形成装置に関し、特に、像担持体に形成した現像剤による像を中間転写体に転写する中間転写方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、電子写真方式の画像形成装置として、図８に示すような画像形成装置が知られている。
【０００３】
図８の画像形成装置２００は、像担持体であるドラム型の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１を備えている。感光体ドラム１は、回転自在に支持されており、駆動手段（図示せず）によって図中矢印の方向に回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、帯電手段２、露光手段３、現像手段４、クリーニング手段１０が設けられている。又、感光体ドラム１に隣接して中間転写体としての中間転写ベルト６が設けられており、この中間転写ベルト６を挟んで１次転写部材５が対向配置されている。
【０００４】
感光体ドラム１は、円筒状のアルミシリンダの外周面に有機感光体（ＯＰＣ）層が形成されて構成されている。又、帯電ローラ２は、芯金上に導電性のゴム層及び中抵抗表面層を設けて構成されている。帯電ローラ２は、感光体ドラム１の表面に接触配置されており、帯電ローラ２に直流バイアス及び交流バイアスの重畳バイアス（帯電バイアス）を印加して、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させる。露光手段３は、レーザードライバに入力される画像情報に従った信号に応じてレーザー光を発光し、一様に帯電された感光体ドラム１の表面に照射する。これにより、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。
【０００５】
現像手段４は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を現像する現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを収納した、回転可能なロータリー現像器である。各色成分の静電潜像の現像に際して、ロータリー現像器４は、回転することにより各色成分の現像剤を収容した現像器を感光体ドラム１と対向する位置に移動させる。これにより、各色成分の静電潜像に対応する色の現像剤を付着させ、現像剤像（トナー像）を形成する。
【０００６】
中間転写ベルト６は、駆動ローラ６１、テンションローラ６２、従動ローラ６３、１次転写ローラ５の４本のローラに張架され、図中矢印方向に移動（回転駆動）される。そして、中間転写ベルト６を挟んで感光体ドラム１と対向する位置に配置された１次転写部材としての１次転写ローラ５に１次転写電界を印加することで、感光体ドラム１に形成した各色成分のトナー像を中間転写ベルト６上に順次転写する。又、従動ローラ６３と対向する位置には、中間転写ベルト６を挟んで２次転写手段としての２次転写ローラ８が配設されている。そして、２次転写ローラ８に２次転写電界を印加することで、中間転写ベルト６上に積層されたトナー像を転写材Ｓ上に一括して転写する。
【０００７】
感光体ドラム１のクリーニング手段１０は、感光体ドラム１の駆動方向における１次転写部Ｔの下流に配設され、１次転写部Ｔにおいて中間転写ベルト６に転写されずに感光体ドラム１に残った転写残トナーを除去する。
【０００８】
中間転写ベルト６のクリーニング手段１１は、中間転写ベルト６の駆動方向の２次転写部Ｔ’の下流に配設され、２次転写部Ｔ’において転写材Ｓに転写されずに中間転写ベルト６に残った転写残トナーを除去する。
【０００９】
定着手段（定着器）９は、定着ローラ９１と加圧ローラ９２の２本のローラを有し、転写材Ｓに転写されたトナー像を加熱、加圧することで定着する。
【００１０】
上記構成の画像形成装置２００の動作を更に説明すると、先ず、感光体ドラム１を図中矢印の方向に回転駆動し、帯電ローラ２に帯電バイアスを印加して感光体ドラム１の表面を均一に帯電する。次に、第１色目として例えばイエロー（Ｙ）色成分の画像情報に応じて、露光手段３が感光体ドラム１を露光し、イエロー成分の静電潜像を形成する。ここで、ロータリー現像器４を回転して、現像剤としてイエロー色トナーを収容したイエロー現像器４Ｙを感光体ドラム１との対向位置に配置する。そして、通常、直流及び交流電圧の重畳バイアス（現像バイアス）をイエロー現像器４Ｙが備えた現像剤担持体（現像ローラ）に印加して、感光体ドラム１上の静電潜像にイエロートナーを付着させ、イエロートナー像を形成する。次いで、感光体ドラム１上に形成されたイエロートナー像を、１次転写ローラ５に１次転写バイアスを印加することで、中間転写ベルト６上に転写する。
【００１１】
同様に、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色成分のトナー像を順に感光体ドラム１上に形成した後に中間転写ベルト６に順次転写して積層し、中間転写ベルト６上に４色のトナー像を形成する。
【００１２】
一方、転写材収納部であるカセット１２に収納された転写材Ｓは、ピックアップローラ１３によって機内に分離供給され、搬送ローラ対１４、レジストローラ対１５によって中間転写ベルト６に転写された４色のトナー像と同期をとられて２次転写部Ｔ’まで搬送される。
【００１３】
こうして、中間転写ベルト６上の４色のトナー層は、２次転写部Ｔ’において、２次転写ローラ８に２次転写バイアスを印加することで、所定のタイミングで搬送されてくる転写材Ｓに一括転写される。
【００１４】
転写材Ｓに転写されたトナー像は、定着器９によって定着されて、フルカラーの永久画像となる。その後、転写材Ｓは搬送ローラ対１６、排出ローラ対１７などによって機外に排出される。
【００１５】
上述のような中間転写方式の画像形成プロセスが採用される以前は、搬送ベルトなどの転写材搬送手段上に静電吸着された転写材に各色のトナー像を順次転写して積層する、多重転写方式が採用されていた。斯かる転写材へのトナー像の多重転写方式では、転写材の大きさ、厚み、表面粗さ、更には転写材中の空隙の存在による不均一性など、転写材の材料特性に画質の良し悪しが大きく依存していた。
【００１６】
これに対して、中間転写方式によれば、材料としてより均一な、樹脂を基体とする中間転写体上でトナー層を積層することから、転写材の材料特性による画像劣化を回避することができ、画質の向上が可能である。
【００１７】
中間転写体としては、主にドラム体、ベルト体の２種類がある。特に、ベルト体を選択することで、機体設計の自由度が高まることから、画像形成装置の小型化、省スペース性が期待できる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、中間転写方式においても、１次転写においてトナー像が転写される中間転写体の材質の均一性が求められる。
【００１９】
中間転写ベルトを例に説明すると、例えば、中間転写ベルトの表面粗さという観点からは、表面粗さが大きい場合、図９（ａ）に示すように、中間転写ベルトの表面に大きな凹凸が存在することになる。このとき、例えば図９（ｂ）に示すように、突起の存在する箇所で、中間転写ベルトを挟んで感光体ドラムと１次転写ローラとが一様に接触しないことによって、転写電界が不十分になる虞がある。
【００２０】
このように転写電界不足が起きた箇所では、図１０に示すように、画像を形成するドットの転写効率が低下する。そして、例えばベタ画像の場合、図１１（ａ）に示すように、局所的に濃度が低い画像（斜線部）となる虞がある。又、特にハーフトーン画像を面積階調による小ドットで形成する場合、中間転写ベルトの突起の存在箇所で転写電界が不十分になる領域が広いと、図１１（ｂ）に示すように、いくつかの小ドットが全く転写されず、ハーフトーン画像の点状の白抜けとなって画像不良を起こす虞がある。
【００２１】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものである。つまり、本発明の目的は、中間転写体を挟んだ像担持体と転写部材との接触を一様にし、中間転写体の表面形状による画像不良を回避して、高品位画像を形成することのできる画像形成装置を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
現像剤像を担持する像担持体と、
該像担持体上に現像剤像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体上の現像剤像が転写される中間転写体と、
該中間転写体を介した前記像担持体の対向位置に配置され、前記中間転写体を前記像担持体に向けて押圧すると共に、電圧が印加されることで前記像担持体上の現像剤像を前記中間転写体に１次転写する１次転写部材と、
前記中間転写体上の現像剤像を転写材に２次転写する２次転写手段と、
を有する画像形成装置において、
現像剤像が転写される前記中間転写体の表面形状を表す最大高さをＲｍａｘ（μｍ）、
現像剤像が転写される前記中間転写体の表面形状を表す平均傾斜角をθａ（°）、
前記１次転写部材の前記中間転写体に対する押圧力をＰ（Ｎ）、
前記１次転写部材のアスカーＣ硬度をＲ（°）、
とした時、
０．００５≦θａ＜２．３５５×（Ｐ＋１１．４）／（Ｒ＋９４．２）−０．０１７４×Ｒｍａｘ
の関係を満たすことを特徴とする画像形成装置である。
【００２４】
上記本発明の一実施態様によると、前記最大高さＲｍａｘは、２０（μｍ）以下の範囲であり、又、他の実施態様によると、現像剤像が転写される前記中間転写体の表面形状を表す十点平均粗さＲｚ（μｍ）は、０．０５（μｍ）以上、１０（μｍ）以下の範囲である。
【００２５】
上記本発明の他の実施態様によると、前記中間転写体の体積抵抗率は、１０6（Ω・ｃｍ）以上、１０12（Ω・ｃｍ）以下の範囲であり、又、他の実施態様によると、前記中間転写体の表面抵抗率は、１０8（Ω／□）以上、１０14（Ω／□）以下の範囲である。
【００２６】
上記本発明において、前記中間転写体は、ベルト形状であってよい。一実施態様では、前記中間転写体は、ポリイミド樹脂により形成する。又、本発明において、前記１次転写部材は、ローラ形状であってよい。
【００２７】
上記本発明において、画像形成装置は、前記像担持体、前記画像形成手段及び前記１次転写部材を複数有し、各像担持体に形成された現像剤像を前記中間転写体上に順次重ねて１次転写した後、前記２次転写手段により転写材に一括して２次転写するものであってよい。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２９】
実施例１
図１を参照して、本発明を適用し得る画像形成装置の一例を説明する。図１の画像形成装置１００は、電子写真方式のカラー画像形成装置（カラーレーザープリンタ）である。
【００３０】
図１に示す画像形成装置１００には、中間転写ベルト７の平面部に沿って、その移動方向に順に、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色成分の画像形成部である画像形成ユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋが配設されている。各画像形成ユニットの基本的な構成は同一であるので、画像形成ユニットの詳細については、イエロー画像形成ユニットＰｙについてのみ説明する。
【００３１】
イエロー画像形成ユニットＰｙは、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（感光体ドラム）１Ｙを有する。感光体ドラム１Ｙは、直径３０ｍｍのアルミシリンダを基層として、感光体層、電荷輸送層、表面保護層を積層して形成したものである。表面保護層は、光硬化性のアクリル樹脂に酸化スズの微粒子を分散させた材料で構成されており、電荷が注入されることによって感光体ドラム１Ｙの表面が一様に帯電される。
【００３２】
イエロー画像形成ユニットＰｙは、帯電手段としての電荷注入帯電器である帯電ローラ２Ｙを備えている。帯電ローラ２Ｙに−７００ＶのＤＣバイアスと１．５ｋＶｐ−ｐのＡＣバイアスを重畳させた帯電バイアスを印加することで、感光体ドラム１Ｙの表面は一様に−７００Ｖに帯電される。
【００３３】
感光体ドラム１Ｙの上方には、画像露光手段としてのレーザービームスキャナ３Ｙが配設されている。レーザービームスキャナ３Ｙは、一様に帯電された感光体ドラム１Ｙの表面を画像情報に応じて走査露光して、イエロー色成分の静電潜像をその表面に形成する。
【００３４】
感光体ドラム１Ｙに形成された静電潜像は、現像手段４Ｙによって現像剤であるところのトナーによって現像される。つまり、現像手段としての１成分非磁性接触現像器４Ｙは、現像剤担持体としての現像ローラ４Ｙａ、現像剤量規制部材としての規制ブレード４Ｙｂを備えており、又現像剤として非磁性１成分のイエロートナーを収容している。イエロートナーが供給された現像ローラ４Ｙａは、現像部において感光体ドラム１Ｙと軽圧接されており、感光体ドラム１Ｙと順方向に速度差を持って回転される。現像ローラ４Ｙａによって現像部に搬送されたイエロートナーは、現像ローラ４Ｙａに−３００Ｖの現像バイアスを印加することで、感光体ドラム１Ｙに形成された静電潜像に付着する。これにより、感光体ドラム１Ｙに可視像（イエロートナー像）が形成される。
【００３５】
本実施例では、帯電手段たる帯電ローラ２Ｙ、露光手段たるレーザービームスキャナ３Ｙ及び現像手段たる現像器４Ｙにより、像担持体上に現像剤像を形成する画像形成手段を構成する。
【００３６】
中間転写体であるところの中間転写ベルト７は、駆動ローラ７１、テンションローラ７２、従動ローラ７３に張架されており、感光体ドラム１Ｙと接触して図中矢印の方向に１１７［ｍｍ／ｓｅｃ］の速度で移動（回転駆動）される。そして、１次転写部（１次転写ニップ）Ｔｙに到達したイエロートナー像は、中間転写ベルト７を介して感光体ドラム１Ｙに対向して圧接されている１次転写部材としての１次転写ローラ５Ｙによって、中間転写ベルト７上に転写される。１次転写ローラ５Ｙとしては、ＥＰＤＭゴムにカーボンブラックを分散させて体積抵抗率が１０5Ω・ｃｍ程度となるように導電化し、発泡させてローラ形状にしたものを用いた。そして、この１次転写ローラ５Ｙに、１次転写バイアスとして例えば約５００Ｖを定電圧制御にて印加する。
【００３７】
同様に、以上の作像動作を、中間転写ベルト７の移動に伴ってマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各ユニットＰｍ、Ｐｃ、Ｐｋにおいて行い、中間転写ベルト７上にイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のトナー像を積層する。４色のトナー層は中間転写ベルト７の移動に従って搬送され、２次転写部Ｔ’において、２次転写手段としての２次転写ローラ８により、所定のタイミングで搬送されてくる転写材Ｓ上に一括転写される。２次転写ローラ８は、１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと同様の発泡ゴムからなっており、体積抵抗率が１０8Ω・ｃｍ程度となるように抵抗調整されている。そして、この２次転写ローラ８に、２次転写バイアスとして例えば３ｋＶを定電圧制御にて印加している。
【００３８】
転写材Ｓは、転写材収納部であるカセット１２に収納されており、ピックアップローラ１３によって機内に分離供給され、搬送ローラ対１４、レジストローラ対１５によって中間転写ベルト７に転写された４色のトナー像と同期をとられて２次転写部Ｔ’まで搬送される。
【００３９】
転写材Ｓに転写されたトナー像は、定着器９によって定着されて、例えばフルカラーの永久画像となる。定着器９は、加熱手段を備えた定着ローラ９１と加圧ローラ９２とを有し、転写材Ｓ上の未定着トナー像を加熱、加圧することで定着する。
【００４０】
その後、転写材Ｓは搬送ローラ対１６、排出ローラ対１７などによって機外に排出される。
【００４１】
中間転写ベルト７のクリーニング手段としてのクリーニングブレード１１が、中間転写ベルト７の駆動方向の２次転写部Ｔ’の下流に配設されており、２次転写部Ｔ’において転写材Ｓに転写されずに中間転写ベルト７に残った転写残トナーを除去する。又、トナー像の転写後の各感光体ドラム１Ｙ〜１Ｋに残った転写残トナーは、クリーニング手段によって除去されるか、或いはクリーナレス機構とされる場合には、各現像器４Ｙ〜４Ｋに回収される。
【００４２】
尚、帯電電位、現像バイアス、１次転写バイアス及び２次転写バイアスは、温湿度などの外部環境や転写材Ｓの種類などに依存して変動するものであり、上述の値に限定されるものではない。
【００４３】
中間転写ベルト７は、ポリイミド、エチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）などの樹脂材料を用いて作製することができる。
【００４４】
本実施例では、中間転写ベルト７はポリイミド樹脂を基体として作製し、その厚さは８０μｍとした。特に、本実施例で採用しているポリイミドを材料とする場合、ポリアミド酸溶液を円筒状の金型の外周面或いは内周面に浸漬方式、遠心方式、塗布方式等にてコートし、乾燥成膜し、加熱処理してポリアミド酸をイミド化することで作製することができる。勿論、本発明は中間転写体の作製方法を何ら制限するものではない。又、中間転写ベルト７の像が転写される面の表面形状（表面粗さ）は、中間転写ベルトを成型する際の金型の表面粗さや、加熱処理する際の焼成温度等によって調整することができる。
【００４５】
又、本実施例の中間転写ベルト７は、カーボンブラックを分散させて抵抗調整を行った。中間転写ベルト７の体積抵抗率は１０6〜１０12Ω・ｃｍの範囲にあること、又表面抵抗率で１０8〜１０14Ω／□の範囲にあることが好ましい。中間転写ベルト７の体積抵抗率が１０12Ω・ｃｍを超える場合、中間転写ベルト７が連続駆動される場合にチャージアップして画像不良を引き起こす虞がある。そして、これを防止するために除電機構を設ける必要があり、構成の複雑化やコストアップに繋がる。一方、中間転写ベルト７の体積抵抗率が１０6Ω・ｃｍより小さい場合、例えば１次転写部Ｔｙ〜Ｔｋにおいて意図しない隣接する１次転写部にまでバイアスが流れ、転写バイアス不足による画像不良を起こす虞がある。
【００４６】
又、１０14Ω／□を超えるような高い表面抵抗率を持つ中間転写ベルト７は、電荷保持能力が高いことから、２次転写部Ｔ’を通過した後に転写材Ｓが中間転写ベルト７から離れる際に剥離放電が発生し、画像不良を起こす虞がある。一方、１０8Ω／□より小さい表面抵抗率の中間転写ベルト７では、例えばドット画像を形成したときに意図しない場所にトナーが飛散してしまう、所謂、飛び散りという画像不良が発生する虞がある。これは、下層のトナーの存在によって転写電界がトナーの存在しない箇所に回り込むことによって、ドットのエッジを形成するトナーが飛散する現象である。この現象は、中間転写ベルト７の表面抵抗率の下限を１０8Ω／□とすることで回避することが可能である。
【００４７】
又、中間転写ベルト７は、２次転写部Ｔ’で転写材Ｓに転写されなかった転写残トナーを、クリーニングブレード１１などとされるクリーニング手段を当接させて除去するため、その表面の十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠。以下同様。）が０．０５μｍ以上、１０μｍ以下となるように製造するのが好ましい。より好ましくは、十点平均粗さＲｚは２μｍ以上、１０μｍ以下とする。Ｒｚが０．０５μｍより小さい平滑な中間転写ベルト７では、特に高湿環境においてクリーニングブレード１１がめくれる問題が発生する。一方、Ｒｚが１０μｍを越える中間転写ベルト７では、表面の凹凸にトナー粒子が入り込み、クリーニング不良が発生する虞がある。
【００４８】
以下、いくつかの実験例を参照して、中間転写ベルト７の表面性と、画像不良の発生との関係について更に詳細に説明する。ここでは、表面性の異なる３種類の中間転写ベルト７（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ）を上述の画像形成装置１００に投入し、中間転写ベルト７の表面性に起因する画像不良を防止し得る条件を検討した。尚、以下の説明において、各画像形成ユニットＰｙ、Ｐｍ、Ｐｃ、Ｐｋで共通の要素に関し、特に区別を要さない場合は、各画像形成ユニットに属する要素であることを示す添え字Ｙ（ｙ）、Ｍ（ｍ）、Ｃ（ｃ）、Ｋ（ｋ）は省略して説明する。
【００４９】
中間転写ベルト７の像が転写される面の表面形状を表す指標として、図２に示すような最大高さＲｍａｘ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準拠。以下同様。）と、平均傾斜角θａとを測定した。尚、最大高さＲｍａｘ、平均傾斜角θａ、体積抵抗率及び面積抵抗率の測定方法は後述する。
【００５０】
検討の際の条件設定を説明すると、中間転写ベルト７、１次転写ローラ５としては、以下の仕様のものを用いた。
・中間転写ベルト７（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ）
材料：半導電性ポリイミド樹脂
厚み：８０μｍ
体積抵抗率：１０9Ω・ｃｍ
表面抵抗率：１０12Ω／□
弾性率：５ＧＰａ
・１次転写ローラ５
材料：半導電性ウレタンスポンジ
外径：φ１６（芯金φ８）
抵抗値：１０6Ω（印加電圧５０Ｖ時）
硬度：１０°（アスカーＣ（ASKER C）硬度（以下同様）；荷重４９Ｎ）
又、１次転写ローラ５の中間転写ベルト７を介した感光体ドラム１に対する加圧力は、７．８Ｎとした。
【００５１】
以上のような仕様の画像形成装置１００に、３つの中間転写ベルト７（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ）を投入して、濃度０．３〜０．６（Ｘｒｉｔｅ社製Ｘｒｉｔｅ４０４で測定）のハーフトーン画像をＡ３サイズの記録用紙ＣＬＣ８０（日本製紙社製坪量８０ｇ／ｍ2）全面に連続１０枚（中間転写ベルトの全面にトナー像を形成させるため）出力したところ、画像不良が中間転写ベルト７の位置に対応する数箇所で起きることを確認した（１０枚連続で出力するため、中間転写ベルトの周期で繰り返される画像不良を確認した。）。
【００５２】
このとき、中間転写ベルト７の表面に、Ｉのベルトは６箇所、ＩＩのベルトは５箇所、ＩＩＩのベルトは６箇所の突起を目視にて確認し、トレーシングペーパーでマーキングを行い、画像不良の発生箇所との同定を行った。更に、これらのマーキング箇所について最大高さＲｍａｘ及び平均傾斜角θａの測定を行った。
【００５３】
そして、これらの中間転写ベルト７を用いて画像評価を行い、マーキング箇所に相当する部分の画像の状態を目視で観察し、画像不良のレベルを評価した。
【００５４】
このときの、画像不良のレベルと中間転写ベルト７の表面粗さを表す指標であるθａとＲｍａｘとの関係を図３に示す。図中、○は画像不良が発生しなかったことを、△は軽微な画像不良が発生したが実用上問題なく許容できるレベルであることを、▲は許容できないレベルの画像不良が発生したことを、それぞれ表している。尚、本検討において、白抜けと判断できたものは、約φ２００μｍ以上のものであるが、画像の最小ドット径や、画像処理方法等により、その現れ方が変わることがある。
【００５５】
ところで、従来、中間転写体の表面粗さを所定値以下としなければ画像不良が発生してしまうことが知られている。
【００５６】
例えば、特開平８−１６０７６３号公報には、第１の画像担持体（感光ドラム）の最大高さＲｍａｘと中間転写体の最大高さＲｍａｘとの合計を２０μｍ以下とすることが開示される。
【００５７】
又、特開平７−２７１２０１号公報には、中間転写体の表面粗さを、トナー粒子の大きさと略同一の十点平均粗さであるＲｚが５μｍ以上、２０μｍ以下とすることが開示される。
【００５８】
図３に示すように、上記実験の結果、最大高さＲｍａｘが２９．００μｍ（θａが０．５７７°）であり、２０μｍを越える最大高さの突起では画像不良が発生することが分かる。上述の結果及び本発明者らの更なる検討の結果、中間転写体の像が転写される面の表面粗さは、少なくとも最大高さＲｍａｘが２０μｍ以下であることが好ましいことが分かった。
【００５９】
一方、特開２０００−１５５４７６号公報には、中間転写体の転写面の表面粗さが大きいとトナー粒子が中間転写体の凹凸に入り込んでしまい、転写性が悪化するとの観点から、中間転写体の転写面の表面粗さを中心線平均粗さＲａで０．３５μｍ以下とすること、又最大高さＲｍａｘで５μｍ以下とすることが記載されている。
【００６０】
しかしながら、上記実験例の結果から、例えば最大高さＲｍａｘが１３．５１μｍ（θａが０．１１８°）であり、本実施例にて用いたトナー粒子よりも小さい表面粗さの突起（中間転写ベルト（ＩＩ）の測定値）であっても、実用上問題となる程度ではないが軽微な画像不良が起きることが分かる。
【００６１】
以上の結果をふまえて、本発明者らは多くの実験研究を行い、画像不良を防止するための条件として、中間転写体表面の突起の最大高さＲｍａｘの規定に加え、突起の形状（広がり）の様な状態を表すθａも規定する必要があることを見出した。
【００６２】
図３において、画像不良の発生状況を検討したところ、図３中の斜線部で示した領域（Ａ）が、画像不良発生領域であることが分かった。この領域の境界線は、Ｒｍａｘとθａとの１次関数でほぼ表すことができる。
【００６３】
つまり、図３中の斜線部にて示した領域（Ａ）以外の箇所、即ち、
θａ＜０．４３４−０．０１７４×Ｒｍａｘ
の領域では、画像不良が起きないか若しくは画像不良が実用上問題にならないレベルであるといえる。
【００６４】
このように、上記検討に用いた画像形成装置１００では、中間転写ベルト７の最大高さＲｍａｘ≦２０μｍ、且つ、平均傾斜角θａ＜０．４３４−０．０１７４×Ｒｍａｘとすることで、特にハーフトーン画像における白抜けなど、中間転写ベルト７の材質に起因する画像不良を回避することができる。
【００６５】
そして、本発明者らは、中間転写体の表面形状と画像不良との関係の検討を進めるにあたって、中間転写体と像担持体との密接状態に影響を及ぼす要因として、更に１次転写部材の硬度及び押圧条件に着目し、以下の検討を行った。
【００６６】
先ず、上記検討に用いた画像形成装置１００において、１次転写部材である１次転写ローラ５の感光体ドラムに対する加圧力を７．８Ｎに固定し、その硬度を上記以外の２種類（３５°、２０°）に変えて検討を行った。
【００６７】
硬度が３５°、２０°の時の結果を、それぞれ図４、図５に示す。又、以上の実験結果を表１にまとめる。
【００６８】
【表１】
0003880459.tif 000002
【００６９】
これらの結果から分かるように、１次転写ローラ５の硬度を柔らかくすることによって、中間転写ベルト７と感光体ドラム１との両者の密着性が向上し、１次転写ローラと中間転写ベルトとの間に生じる空隙をなくし、異常放電を防止することができ、画像不良を防止することができる。
【００７０】
そして、本発明者らの検討の結果、１次転写ローラ５の硬度を変えた時、上記実験結果を示すグラフ中の画像不良発生領域（Ａ）と、画像不良が起きないか若しくは画像不良が実用上問題にならないレベルである領域とを分ける境界線は、θａとＲｍａｘとの１次関数で表される式、
θａ＝Ｂ−０．０１７４×Ｒｍａｘ
におけるＢに影響を及ぼしていることが分かった。即ち、１次転写ローラ５の硬度を柔らかくすることでＢの値が大きくなり、中間転写ベルト７の使用可能領域を広げることができる。
【００７１】
但し、硬度を５°以下にすると、発泡体の場合にはスポンジのセル径を大きくせざるを得ず、セル内での放電劣化や、スポンジ表面と中間転写ベルト７との摺擦による表面劣化を招くため、好ましくない。
【００７２】
次に、１次転写ローラ５の感光体ドラム１に対する加圧力と画像不良との関係について検討を行った。以下の検討は、１次転写ローラ５の硬度を１０°に固定し、加圧力を４．９Ｎと、１４．７Ｎにした時の画像レベルを評価したものである。加圧力４．９Ｎ、１４．７Ｎの時の結果を、それぞれ図６、図７に示す。又、その実験結果を表２にまとめる。
【００７３】
【表２】
0003880459.tif 000003
【００７４】
これらの結果から分かるように、１次転写ローラ５の感光体ドラム１に対する加圧力を上げることによって、中間転写ベルト７と感光体ドラム１、及び、中間転写ベルト７と１次転写ローラ５との密着性を上げ、画像不良を防止することができる。
【００７５】
そして、本発明者らの検討の結果、１次転写ローラ５の感光体ドラム１に対する加圧力を変えた時、上記実験結果を示すグラフ中の画像不良発生領域（Ａ）と、画像不良が起きないか若しくは画像不良が実用上問題にならないレベルである領域とを分ける境界線は、θａとＲｍａｘとの１次関数で表される式、
θａ＝Ｂ−０．０１７４×Ｒｍａｘ
におけるＢに影響を及ぼしていることが分かった。即ち、１次転写ローラ５の感光体ドラム１に対する加圧力を上げることでＢの値が大きくなり、中間転写ベルト７の使用可能領域を広げることができる。
【００７６】
しかしながら、加圧力を上げ過ぎると、感光体ドラム１の傷が発生するという弊害を招くことがあるため、この弊害とのバランスをとる必要がある。
【００７７】
以上の検討結果から、以下のことが分かった。
（１）画像不良の発生しない中間転写体の表面状態は、Ｒｍａｘとθａとで定義することが有効である。そして、画像不良が発生する領域と、中間転写体の使用可能領域とを分ける境界線は、
θａ＝Ｂ−０．０１７４×Ｒｍａｘ（Ｂは係数）    ・・・（１）
の関係式で表される。
（２）上記式１中の係数Ｂは、１次転写部材の硬度と、１次転写部材の像担持体に対する加圧力とにより定義される。
【００７８】
次に、１次転写部材の硬度と、１次転写部材の像担持体に対する加圧力との関数である、上記式１中の係数Ｂについて更に考察する。
【００７９】
上記結果（図４〜図７）にあるように、係数Ｂは、１次転写部材の硬度が低い程、又加圧力が高い程大きくなる１次関数的挙動を示すため、アスカーＣ硬度をＲ（°）、加圧力をＰ（Ｎ）とすると、係数Ｂは下記式、
Ｂ＝α×（Ｐ＋γ）／（Ｒ＋β）  （但しα、β、γは係数）  ・・・（２）
で表されると考えられる。
【００８０】
上記式２中の係数α、β、γの値を、既にＢ、Ｐ、Ｒの各値が分かっている、上記検討結果におけるθａとＲｍａｘとの複数の境界線（図３〜７に示されている。）に当てはめて、３元１次方程式で求めると、α＝２．３５５、β＝９４．２、γ＝１１．４となる。
よって、係数Ｂは下記式、
Ｂ＝２．３５５×（Ｐ＋１１．４）／（Ｒ＋９４．２）
となる。
【００８１】
よって、中間転写体の使用可能境界線を表す式は、下記式、
θａ＝２．３５５×（Ｐ＋１１．４）／（Ｒ＋９４．２）−０．０１７４×Ｒｍａｘ
のように表すことができる。
【００８２】
これらの結果から、画像不良の発生を防止するために必要な、中間転写体の表面粗さの指標を表すθａとＲｍａｘとの関係は、下記式、
θａ＜２．３５５×（Ｐ＋１１．４）／（Ｒ＋９４．２）−０．０１７４×Ｒｍａｘ
Ｐ：転写部材の像担持体への加圧力（Ｎ）
Ｒ：転写部材のアスカーＣ硬度（°）
となる。
【００８３】
ところで、例えば上記検討に用いた画像形成装置１００において、θａが０．００５より小さくなると、１次転写ニップＴ近傍での空気抜けの空隙がなく画像が尾引いたり、又、感光体ドラム１と中間転写ベルト７との接触面積が過大になり、中間転写ベルト７の表面上にトナーが付着固着する、所謂、フィルミング現象が発生し、その部分が転写抜けする画像不良が発生した。従って、θａは０．００５以上にすることが好ましい。
【００８４】
つまり、θａは、以下に示す範囲内にすることが好ましい。
【００８５】
０．００５≦θａ＜２．３５５×（Ｐ＋１１．４）／（Ｒ＋９４．２）−０．０１７４×Ｒｍａｘ
（但し、Ｒｍａｘは２０μｍ以下）
【００８６】
尚、上記条件により、実用上問題とならない程度まで画像不良を回避することができるが、より好ましくは、この実用上問題とならない程度の軽微な画像不良が発生する領域をも除くように、更に、Ｒｍａｘ≦１２（μｍ）、且つ、θａ≦０．２４（°）に規定する。これにより、実質的に画像不良が全く起きない中間転写体の表面形状の条件を規定することが可能である。
【００８７】
以下に、θａ、Ｒｍａｘ、表面抵抗率、体積抵抗率の定義及び測定についての説明を行う。
【００８８】
平均傾斜角θａは、図２に示したように、基準長さＷの範囲内における、凹凸の高さの変化（Ｈ1、Ｈ2、・・・）の和を、前記基準長さで割った値を角度単位で表したものである。即ち、基準長さが同じ時に平均傾斜角θａが大きいほど、表面の凹凸がより急峻であることを表している。
【００８９】
【数１】
0003880459.tif 000004
【００９０】
更に、θａは基準長さ内での凹凸の全ての極大点、極小点を検出し、それらの高低差を全て加算して導出する値であるから、表面が粗く、凹凸の数が多いほどθａの値は大きくなるという特徴を併せ持つ指標である。つまり、平均傾斜角θａが小さい値であることは、凹凸の頻度が低く、且つ、数少ない表面の凹凸がなだらかであるということ、即ち、表面性に優れた材質であることを意味する。
【００９１】
このように、本発明によれば、凹凸の高さを最大高さＲｍａｘで規定し、一方、最大高さのみでは表現できない表面の凹凸の広がりを平均傾斜角θａという指標で規定する。
【００９２】
（測定方法）
上記各実験例における中間転写ベルト７（Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ）の特性、即ち、最大高さＲｍａｘ、平均傾斜角θａ、体積抵抗率及び表面抵抗率の測定は、以下に従って行った。
（１）最大高さＲｍａｘ、平均傾斜角θａ
Ｓｕｒｆｃｏｒｄｅｒ  ＳＥ−３４００（小坂研究所製）にて、評価長さ（基準長さ）２．５ｍｍ、送り速さ０．５ｍｍ、フィルタ２ＣＲ、カットオフλｃ０．８ｍｍの条件にもとに測定を行った。３回測定を行い、それらの加算平均を測定値とした。
（２）表面抵抗率、体積抵抗率
デジタル超高抵抗計Ｒ８３４０Ａ（アドバンテスト社製、プローブは同社製Ｒ１２７０２Ａを用いた）にて、１０秒除電した後、印加電圧１００Ｖにて１０秒印加した後の表面抵抗率を測定した。測定環境は２３℃、５０％ＲＨ。測定は同一ベルトのうち６箇所について行った。
【００９３】
以上、本実施例の如く、中間転写ベルト７の最大高さＲｍａｘのみならず、平均傾斜角度θａをも規定することで、中間転写ベルト７の表面形状による画像劣化を回避して、高品位画像を形成することができる。
【００９４】
尚、本発明は、図８を参照して説明したような、像担持体に順次形成される各色成分の画像情報に応じた静電潜像を、複数の現像手段によって順次トナー像として現像し、このトナー像を中間転写体上に積層して転写し、その後一括して転写材に転写する画像形成装置にも当然適用可能である。
【００９５】
又、上記実施例では、中間転写体はベルト状であるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。上述のように、ベルト状の中間転写体によって装置設計の自由度が高まり、装置の小型化、省スペース性の点で優れている。しかし、当業者には周知のように、中間転写体として、ドラム状基材を上記中間転写ベルトと同様の材料で被覆したり、或いはドラム形状の外縁部を形成する枠体に上記中間転写ベルトと同様の材料からなるシート部材を張設して構成される中間転写ドラムを採用する場合にも、本発明を適用することができ、同様の効果を得ることができる。
【００９６】
更に、本発明は、像担持体の帯電方式、像露光方式、現像方式などを何ら上記実施例のものに限定するものではない。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、中間転写体を挟んだ像担持体と転写部材との接触を一様にし、中間転写体の表面形状による画像不良を回避して、高品位画像を形成し得る画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用し得る画像形成装置の一例の概略構成図である。
【図２】中間転写体の転写面を形成する材料の表面形状を表す平均傾斜角θａを説明するための図である。
【図３】実験例の結果を示すグラフ図である。
【図４】実験例の結果を示すグラフ図である。
【図５】実験例の結果を示すグラフ図である。
【図６】実験例の結果を示すグラフ図である。
【図７】実験例の結果を示すグラフ図である。
【図８】本発明を適用し得る画像形成装置の他の例の概略構成図である。
【図９】従来の画像形成装置における課題を説明するための、（ａ）中間転写体、（ｂ）１次転写部を示す模式図である。
【図１０】従来の画像形成装置における課題を説明するための中間転写体の突起と転写電界との関係を示す模式図である。
【図１１】従来の画像形成装置における課題を説明するための（ａ）ベタ画像における画像不良、（ｂ）ハーフトーン画像における画像不良を示す模式図である。
【符号の説明】
１        像担持体
２        帯電手段
３        露光手段
４        現像手段
５        １次転写部材
６，７    中間転写体（中間転写ベルト）
８        ２次転写手段
９        定着手段
【図１】
0003880459.tif 000005
【図２】
0003880459.tif 000006
【図３】
0003880459.tif 000007
【図４】
0003880459.tif 000008
【図５】
0003880459.tif 000009
【図６】
0003880459.tif 000010
【図７】
0003880459.tif 000011
【図８】
0003880459.tif 000012
【図９】
0003880459.tif 000013
【図１０】
0003880459.tif 000014
【図１１】
0003880459.tif 000015