JP6859630B2 - 転写装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、転写装置及び画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、ホームオフィスや一般ユーザーの領域でも幅広く活用されており、この領域に対応した商品を提供するために、高い転写紙対応力が必要となってきた。高い転写紙対応力を実現する方法として、感光体のトナー像を中間転写ベルトへ転写した後、転写ローラによって中間転写ベルトのトナー像を転写紙へ転写する方式がある。

この方式の画像形成装置では、中間転写ベルトを駆動する駆動ローラの摩擦係数と電気抵抗を調整している。
摩擦係数を調整する理由は中間転写ベルトを精度よく搬送するためである。摩擦係数が低いと駆動ローラが空転して中間転写ベルトを搬送できない。摩擦係数が高いと駆動ローラの表面にトナーなどの異物が付着した場合に摩擦係数が大きく下がり、変動が大きい。特に駆動ローラのコーティングに粒子を混ぜ、摩擦係数を調整する（増大させる）方法が知られている。

また、電気抵抗を調整する理由は中間転写ベルトから転写紙へ転写する性能を確保するためである。

従来、アルミナや炭化珪素セラミックなどの材料で構成された粒子であって、直径が２０μｍから７０μｍで円形度の小さい粒子を、駆動ローラのコーティングに混ぜ、摩擦係数を調整していた。しかし、この方法では、コーティングに混ぜた粒子が駆動ローラと中間転写ベルトの摩擦によってコーティングから脱落した場合、離脱した粒子が、中間転写ベルト裏面に付着し、金属ローラと対向するクリーニング部に突入し、クリーニングブレードを歪ませるため、クリーニング不良の起点となり、クリーニング不良が発生するという問題があった。

特許文献１には、駆動ローラに搬送される転写紙がフィルムのような滑りやすいものでも十分な摩擦係数を確保するために、アルミナや炭化珪素セラミックなど材料で構成され、直径が２０から７０μｍで円形度の小さい耐摩耗性粒子を均一に駆動ローラに分散し、且つ耐摩耗性粒子の一部が駆動ローラの径方向に露出する状態で強固に保持する耐磨耗層をコーティングする方法が開示されている。

しかし、コーティングに混ぜた粒子が駆動ローラと中間転写ベルトの摩擦によってコーティングから脱落した場合、離脱した粒子がクリーニング不良の起点となり、クリーニング不良が発生し得る。

そこで、本発明は、トナーなどの異物が駆動回転体と像担持体の間に入り込んでも駆動回転体と像担持体の摩擦力が低下しにくく、像担持体が高精度で安定的に搬送される転写装置を提供することを課題とする。

この課題を解決するため、トナー画像を担持するベルト状の像担持体と、前記像担持体を駆動する駆動回転体とを備え、転写部でトナー画像を前記像担持体からシート状の被搬送物へ転写する転写装置において、前記駆動回転体の表面に微粒子を含むコート層を形成したことを特徴とする転写装置を提案する。

トナー画像を構成するトナーが飛散して駆動回転体に付着しても、駆動回転体の摩擦係数が変動しにくいため、像担持体を経時で高精度且つ安定的に駆動できる。さらに、像担持体を安定して駆動できるため、像担持体の位置ずれを防止できる。

画像形成装置全体の概略図である。 画像形成装置の制御系を示すブロック図である。 摩擦調整用の微粒子７０とコート層７１を有する駆動ローラ２１を示す概略図である。 摩擦調整用の微粒子７０を混入させたコート層７１を有する駆動ローラと、微粒子の無いコート層７１を有する駆動ローラを用いた場合の、中間転写ベルト１５の位置ずれの有無を示す図である。 コート層７１に含まれる微粒子７０の平均粒径を変えたときのクリーニング不良の発生の有無を示す図である。 材質がゴムのクリーニング対向ローラ１６と材質が金属のクリーニング対向ローラ１６の２種類について、クリーニング不良の発生の有無を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る転写装置でのクリーニング不良の有無を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る転写装置でのクリーニング不良の有無を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る転写装置でのクリーニング不良の有無を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る転写装置でのクリーニング不良の有無を示す図である。 全ての実施例４から実施例７でクリーニング不良が発生しない条件を示す図である。 金属製のクリーニング対向ローラ１６にスクレーパー７２を具備した場合と具備しない場合について、クリーニング不良の発生の有無を示す図である。 クリーニング対向ローラ１６近傍の概略拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る転写装置でのクリーニング不良の有無を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る転写装置でのクリーニング不良の有無を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る転写装置でのクリーニング不良の有無を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る転写装置でのクリーニング不良の有無を示す図である。 全ての実施例９から実施例１２でクリーニング不良が発生しない条件を示す図である。 別の画像形成装置の概略構成図である。

上記記載の本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。
図１は画像形成装置全体の概略図である。１はφ３０の円筒形の感光体（感光体ドラム）であり、周速５０〜２００ｍｍ／ｓで回転する。感光体１の表面には帯電手段であるローラ形状の帯電器２が圧接されており、感光体１の回転により従動回転している。画像形成装置内に設けられた高圧電源によりＤＣあるいはＤＣにＡＣが重畳されたバイアスが印加されることで、感光体１は一様に表面電位−５００Ｖ等に帯電される。

続いて感光体１は潜像形成手段である露光手段３により画像情報が露光され、感光体１上に静電潜像が形成される（露光工程）。この露光工程はレーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナやＬＥＤなどで行われる。感光体１の露光部の表面電位は−５０Ｖ等に落ちる。

４は現像手段である１成分接触現像器であり、画像形成装置内に設けられた高圧電源から供給される−２００Ｖ等の所定の現像バイアスによって、感光体１の静電潜像をトナー像として顕像化する（現像工程）。現像器４には帯電極性が負である１成分トナーが収納される。

１０は感光体１、帯電器２、現像器４、クリーニング手段７が一体化されたプロセスユニットである。感光体１と中間転写ベルト１５は１次転写部で互いに当接する。
プロセスユニット１０は並列に４個配設され、フルカラー画像形成時はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で感光体１上に可視像が形成される。各色の可視像は、各色用の感光体１から、ベルト状の像担持体としての中間転写ベルト１５に順次重ね転写されることで中間転写ベルト１５上にフルカラー画像が形成される（１次転写工程）。

１次転写工程後に感光体１上に残った残トナーは、感光体１に対してカウンタ当接する、クリーニング手段７のクリーニングブレード６により掻き取られ、クリーニングされる（クリーニング工程）。
中間転写ベルト１５上に転写されたトナー画像は、駆動ローラ２１と２次転写ローラ２５とのニップ部（転写部）で転写材に転写される（２次転写工程）。

中間転写ベルト１５は、駆動ローラ２１、クリーニング対向ローラ１６、１次転写ローラ５、テンションローラ２０にて張架されており、画像形成装置内に設けられた駆動モータにより駆動される駆動ローラ２１を介して回転駆動されるようになっている。なお、プロセスユニット１０と駆動ローラ２１の駆動源は、独立・共通どちらでも可能であるが、少なくともブラック用のプロセスユニットと転写駆動は、同時にＯＮ／ＯＦＦさせることが一般的であり、本体小型化・低コスト化のために共通とすることが望ましい。また、付勢部材としてテンションローラ２０をローラ両側にてばねにより加圧している。

３２は転写ベルトクリーニングユニットである。転写ベルトクリーニングユニット３２は、中間転写ベルト１５に対してカウンタ当接されるクリーニングブレード３１により中間転写ベルト１５上の転写残トナーを掻き取ることでクリーニングを行う。なお、ブレードクリーニング方式ではなく、静電ブラシ方式・静電ローラ方式等のクリーニングユニットも搭載可能である。だが、静電方式の場合、クリーニングブレード３１の替わりにバイアス印加されるクリーニングブラシ／ローラが配置され、画像形成装置の使用状況に応じて転写残トナーの予備荷電が必要になる場合がある。そのため、クリーニングユニット自体が大型化する、高圧電源が１〜２系統追加になる、バイアスクリーニングのための余分な動作が必要になる、等の欠点があることから、本体小型化・低コスト化、清掃性の観点からはブレードクリーニング方式が好ましい。

クリーニングブレード３１により掻き取られた転写残トナーは、画像形成装置内に設けられたトナー搬送経路を通り廃トナー収納部３３に収納される。廃トナー収納部３３は、クリーニングブレード６により掻き取られた感光体１上の転写残トナーを収納することもできる。

１次転写ローラ５はφ１２〜１６の金属ローラであり、感光体１に対して中間転写ベルト１５を介して対向配置され、画像形成装置内に設けられた単独の高圧電源により所定の１次転写バイアス＋１００〜＋２０００Ｖを印加されることで、感光体１上のトナー画像を中間転写ベルト１５に転移させる。１次転写ローラ５には、１０＾６〜１０＾８Ωの抵抗値に調整されたイオン導電性ローラ（ウレタン＋カーボン分散、ＮＢＲ、ヒドリンゴム）や電子導電タイプのローラ（ＥＰＤＭ）や金属等が用いられる。また、感光体１に１次転写ローラ５が接触する直接転写方式と感光体１に１次転写ローラ５が接触しない間接転写方式がある。

中間転写ベルト１５に用いる材質としては、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）等にカーボンブラック等の導電性材料を分散させ樹脂フィルム状のエンドレスベルトとしたものが用いられる。本実施形態では引張弾性率１０００〜２０００ＭＰａのＴＰＥにカーボンブラックを添加した積層構造の構成で、厚さ９０〜１６０μｍ、幅２３０ｍｍのベルトを用いた。また電気抵抗としては、２３℃５０％ＲＨの環境にて体積抵抗率１０＾８〜１０＾１１Ω・ｃｍ、表面抵抗率１０＾８〜１０＾１１Ω／□（共に三菱化学社製ＨｉｒｅｓｔａＵＰ ＭＣＰ−ＨＴ４５０にて測定、印加電圧５００Ｖ、印加時間１０秒）のものを使用した。

２次転写ローラ２５はφ１６〜２５のスポンジローラであり、１０＾６〜１０＾８Ωの抵抗値に調整されたイオン導電性ローラ（ウレタン＋カーボン分散、ＮＢＲ、ヒドリン）や電子導電タイプのローラ（ＥＰＤＭ）等が用いられる。ここで、２次転写ローラ２５の抵抗値が上記範囲を超えると電流が流れ難くなるため、必要な転写性を得る為にはより高電圧を印加しなければならなくなり、電源コストの増大を招く。また、高電圧を印加する必要生じるため転写部ニップ前後の空隙にて放電が起こり、ハーフトーン画像上に放電による白ポチ抜けが発生する。これは低温低湿環境（例えば１０℃１５％ＲＨ）で顕著である。逆に、２次転写ローラ２５の抵抗値が上記範囲を下回ると同一画像上に存在する複数色画像部（例えば３色重ね像）と単色画像部との転写性が両立できなくなる。これは、単色画像部を転写するには比較的低電圧でも十分な電流が流れるが、複数色画像部を転写するには単色画像部に最適な電圧よりも高い電圧値が必要となるため、複数色画像部を転写できる電圧に設定すると単色画像では転写電流過剰となり転写効率の低減を招くからである。

なお、１次転写ローラ５及び２次転写ローラ２５の抵抗値測定は、導電性の金属製板にローラ２５を設置し、芯金両端部にそれぞれ片側４．９Ｎの荷重を掛けた状態にて、芯金と金属製板との間に１ｋＶの電圧を印加した時に流れる電流値から算出した。

駆動ローラ２１は、ポリウレタンゴム（肉厚０．３〜１ｍｍ）、薄層コーティングローラ（肉厚０．０３〜０．１ｍｍ）等が使用可能であるが、本実施形態としては温度による径変化が小さいウレタンコーティングローラ（肉厚０．０５、φ２２）を使用した。電気抵抗値としては、２次転写ローラ２５よりも低くなるよう、１０＾６Ω以下に設定した。

転写材は転写材カセット２２もしくは手差し口４２にセットされる。給紙搬送ローラ２３、レジストローラ対２４等によって、中間転写ベルト１５表面のトナー画像先端部が２次転写位置に到達するタイミングに合わせて給紙され、高圧電源により所定の２次転写バイアスを印加することで中間転写ベルト１５上のトナー画像が転写材に転移する。本構成において、給紙は縦型パスをとっている。転写材は駆動ローラ２１の曲率によって中間転写ベルト１５から分離され、転写材に転写されたトナー画像は定着手段４０によって定着されたあと、排出口４１から排出される。

２次転写バイアスとして、２次転写ローラ２５に＋のバイアスを印加し駆動ローラ２１を接地することで２次転写電界を形成する引力転写方式と、駆動ローラ２１に−のバイアスを印加し２次転写ローラ２５を接地することで２次転写電界を形成する斥力転写方式の２方式がある。ここでは、引力転写方式を用い、通紙時の転写バイアスとして＋５〜１００μＡの電流を定電流制御により印加した。

また、転写材の種類によって作像プロセス速度を変更するようにした。具体的には坪量１００ｇ／ｍ＾２紙以上の転写材を用いる場合には作像プロセス速度を半速となるようにし、定着ローラ対によって構成される定着ニップを転写材が通常の作像プロセス速度の２倍の時間を掛けて通過することで、トナー画像の定着性を確保できるようにした。

図１に示すように、トナーを収容する現像器４が中間転写ベルト１５のすぐ上にあるため、現像器４から飛散したトナーは中間転写ベルト１５の外側表面に積もりやすい。また、画像形成装置又は転写装置内には、装置内を冷却するための送風手段としてのファン４３が設けられており、ファン４３は図中奥側から手前側、すなわち中間転写ベルト１５の幅方向の気流を形成している。そのため、トナーは、中間転写ベルト１５の回転や気流によって中間転写ベルト１５の内側に入り込んでくる。トナーが駆動ローラ２１に付着すると、駆動ローラ２１と中間転写ベルト１５の密着性が低下して、駆動ローラ２１と中間転写ベルト１５の摩擦係数・摩擦力が低下してしまう。しかし、本発明の実施形態によれば、後述するように駆動ローラ２１の表面には摩擦調整用の微粒子７０を含むコート層７１が形成されている。微粒子７０によって駆動ローラ２１の摩擦係数・摩擦力が増大するため、中間転写ベルト１５の内側に入り込んだトナーによる摩擦係数・摩擦力の低下が抑制される。

図２は、画像形成装置の制御系を示すブロック図である。
制御部５０は、中央演算処理部（ＣＰＵ）５１と、ＲＯＭ５２とＲＡＭ５３からなるメモリと、入出力用のＩ／Ｏポート５４，５５などを備えている。一方のＩ／Ｏポート５４は、画像形成装置の操作部５６と接続されている。また、他方のＩ／Ｏポート５５は、転写紙位置検知手段５７、温湿度センサ５８、ベルト駆動モータ５９、中間転写接離クラッチ６０、１次転写高圧電源６１、２次転写高圧電源６２と接続されている。転写紙位置検知手段５７は、給紙のレジストローラが回転し始めたタイミングから転写紙位置を計算している。温湿度センサ５８は、温度・湿度などの環境情報を取得している。中間転写接離クラッチ６０によって、ブラック単色時に、他の色の感光体１と中間転写ベルト１５が接することがないよう切り替えられている。

図３は、摩擦調整用の微粒子７０とコート層７１を有する駆動ローラ２１を示す概略図である。
図示のように、駆動ローラ２１の表面には、ベース層７３が積層されており、ベース層７３の上に摩擦調整用の微粒子７０を含むコート層７１が形成されている。微粒子７０はベース層７３上に均一に分布している。微粒子７０がある個所での、ベース層７３からコート層７１の表面までの距離は、微粒子７０がない個所での、ベース層７３からコート層７１の表面までの距離より大きい。従って、コート層７１の表面は駆動ローラ２１の軸方向にわたって適度な凹凸を有し、凹凸により中間転写ベルト１５との摩擦力が増大する。

次に、図３に示す駆動ローラ２１の製造方法の一例を示す。
まず、例えばアルミニウムやウレタンを有する液体を駆動ローラ２１の芯金に直接噴霧し、ベース層７３を乾燥、硬化させて形成する。次いで、微粒子７０を混入させた液状母材をベース層７３上に噴霧し、該液状母材を乾燥、硬化させることにより微粒子７０を均一に分散させたコート層７１が形成される。初めにベース層７３を形成しておくことで、微粒子７０を含むコート層７１が駆動ローラ２１にしっかり固着し、剥がれにくくなる。微粒子７０の素材としては、樹脂やセラミックが使用できる。駆動ローラ２１の芯金は例えばアルミニウムからなる。

図４は、摩擦調整用の微粒子７０を混入させたコート層７１を有する駆動ローラと、微粒子の無いコート層７１を有する駆動ローラを用いた場合の、中間転写ベルト１５の位置ずれの有無を示す図である。
位置ずれ発生の確認方法として、画像面積率５％のチャートで株式会社リコー社製のマイペーパーを１０００枚印刷した後に、位置ずれの有無を調べるためのＬ字チャートを１０枚印刷した。Ｌ字チャートは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのＬ字を、４つのＬ字の角部が隣接するように印刷したものである。４つのＬ字の角部が隣接することにより、位置ずれがあれば、位置ずれを発見しやすい。位置ずれの有無は、予め準備した治具による紙面のスキャンによって機械的に並びに目視により調査し、位置ずれが許容値以下であれば位置ずれは無しと判断した。なお、本実施形態においては、位置ずれとは、中間転写ベルト１５上に形成されるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像の位置が互いにずれること、すなわち色ずれを指す。

（実施例１）微粒子７０を混入させたコート層７１を有する駆動ローラでは中間転写ベルト１５（画像）の位置ずれが発生しなかった。
（比較例１）微粒子の無いコート層７１を有する駆動ローラでは中間転写ベルト１５（画像）の位置ずれが発生した。

以上のように、トナー画像を担持する像担持体としての中間転写ベルト１５と、中間転写ベルト１５を駆動する駆動回転体としての駆動ローラ２１とを備え、転写部でトナー画像を中間転写ベルト１５からシート状の被搬送物である転写紙へ転写する転写装置において、駆動ローラ２１の表面に微粒子７０を含むコート層７１を形成した。これにより、トナー画像を構成するトナーが飛散して駆動ローラ２１に付着しても、駆動ローラ２１の摩擦係数が変動しにくいため、中間転写ベルト１５を経時で高精度且つ安定的に駆動できる。さらに、中間転写ベルト１５を安定して駆動できるため、中間転写ベルト１５の位置ずれを防止できる。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像どうしの色ずれを防止できる。
なお、シート状の被搬送物は紙、コート紙、厚紙、ＯＨＰ、プラスチックフィルム、プリプレグ、銅箔等である。

図５は、コート層７１に含まれる微粒子７０の平均粒径を変えたときのクリーニング不良の発生の有無を示す図である。コート層厚（コート層厚）をＸとしたとき、微粒子の平均粒径がＸ／２以上であってＸより小さい場合と、０より大きくＸ／２より小さい場合を比較した。
クリーニング不良の発生の確認方法として、画像面積率５％のチャートで株式会社リコー社製のマイペーパーを１０００枚印刷した後に、Ａ４のマイペーパーに画像面積率１００％の各色の画像（ゼンベタ各色）を３枚ずつ印字し、その後画像を全く形成せずに白紙を５枚出力し、白紙上の画像を評価した。画像評価ではクリーニング不良の有無を目視により確認した。白紙上にトナー画像があれば、クリーニング不良が生じていることになる。なお、後述するように、平均粒径は体積平均粒径Ｄｖとして求めたものである。

（実施例２）図５に示すように、微粒子の平均粒径がＸ／２以上であって、Ｘより小さい場合、微粒子７０を含むコート層７１をコーティングした駆動ローラ２１ではクリーニング不良が発生しなかった。これは、微粒子の平均粒径をこの範囲で規定することによって、微粒子７０が駆動ローラ２１のコート層７１から剥がれにくくなるためである。
（比較例２）一方、微粒子の平均粒径が０より大きくＸ／２より小さい場合、微粒子７０を含むコート層７１をコーティングした駆動ローラ２１ではクリーニング不良が発生した。

以上のように、転写装置は、中間転写ベルト１５をクリーニングするクリーニング部材であるクリーニングブレード３１と、クリーニングブレード３１に対向して中間転写ベルト１５の内周面に接触する対向回転体であるクリーニング対向ローラ１６とを備え、駆動ローラ２１は表面に微粒子７０を含むコート層７１を有する。コート層厚をＸとしたとき、微粒子の平均粒径がＸ／２以上であってＸより小さい。これにより、ベルト駆動を長期間行っても微粒子７０が駆動ローラ２１のコート層７１から剥がれにくい。よって、微粒子７０が剥がれてベルト裏面に付着し、中間転写ベルト１５とクリーニング対向ローラ１６の間に入り込むことで、クリーニングブレード３１で中間転写ベルト表面のトナー清掃が行えなくなるクリーニング不良の発生を抑制できる。

図６は、材質がソリッドゴムのクリーニング対向ローラ１６と材質が金属のクリーニング対向ローラ１６の２種類について、クリーニング不良の発生の有無を示す図である。
クリーニング不良の発生の確認方法として、画像面積率５％のチャートで株式会社リコー社製のマイペーパーを１０００枚印刷した後に、Ａ４のマイペーパーに画像面積率１００％の各色の画像（ゼンベタ各色）を３枚ずつ印字し、その後画像を全く形成せずに白紙を５枚出力し、白紙上の画像を評価した。画像評価ではクリーニング不良の有無を目視により確認した。白紙上にトナー画像があれば、クリーニング不良が生じていることになる。

（実施例３）ソリッドゴムのクリーニング対向ローラ１６ではクリーニング不良が発生しなかった。
（比較例３）金属のクリーニング対向ローラ１６ではクリーニング不良が発生した。

以上のように、転写装置は、ソリッドゴムでできたクリーニング対向ローラ１６を有する。これにより、微粒子７０が仮に中間転写ベルト１５とクリーニング対向ローラ１６の間に入り込んだとしても、微粒子はクリーニング対向ローラ１６のゴム層に埋没する。よって、微粒子がクリーニング対向ローラ１６の表面から突出しにくくなり、クリーニング不良の発生をより確実に抑制できる。一方、金属のクリーニング対向ローラ１６では、微粒子がクリーニング対向ローラ１６の表面から突出するため、クリーニング不良が発生する。

図７〜１１は、本発明の第１実施形態に係る転写装置でのクリーニング不良の有無を示す図である。すなわち、本転写装置は、摩擦調整用の微粒子７０を混入させたコート層７１を有する駆動ローラ２１に加えて、材質がゴムでできたクリーニング対向ローラ１６を有している。このとき、ベルトのテンションとヤング率を変えて、クリーニング不良の有無を確認した。
図７〜１０においては、各条件で、クリーニング不良の発生の確認方法として、画像面積率５％のチャートで株式会社リコー社製のマイペーパーを１０００枚印刷した後に、Ａ４のマイペーパーに画像面積率１００％の各色の画像（ゼンベタ各色）を３枚ずつ印字し、その後画像を全く形成せずに白紙を５枚出力し、白紙上の画像を評価した。画像評価ではクリーニング不良の有無を目視により確認した。白紙上にトナー画像があれば、クリーニング不良が生じていることになる。クリーニング不良が発生しなかった条件には○を、クリーニング不良が発生した条件には×を記載した。

（実施例４）
図７に示すように、本実施例の転写装置では、中間転写ベルト１５のテンションを１３５Ｎ／ｍとし、中間転写ベルト１５のヤング率（弾性係数）を１５００ＭＰａとし、微粒子７０の平均粒径を１０〜１２０μｍの範囲とし、円形度を０．７５〜０．９５の範囲とした。図７において○で示す条件ではクリーニング不良が発生しなかった。具体的には、円形度が０．９〜０．９５の範囲では、微粒子７０の平均粒径にかかわらず、クリーニング不良が生じない概ね良好な結果が得られた。同様に、平均粒径が１０〜６０μｍの範囲では、円形度にかかわらず、クリーニング不良が生じない概ね良好な結果が得られた。全体的に、本実施例では最も良好な結果が得られた。

（実施例５）
図８に示すように、本実施例の転写装置では、中間転写ベルト１５のテンションを１５５Ｎ／ｍとし、中間転写ベルト１５のヤング率（弾性係数）を１５００ＭＰａとし、微粒子７０の平均粒径を１０〜１２０μｍの範囲とし、円形度を０．７５〜０．９５の範囲とした。円形度が０．９〜０．９５の範囲であって、平均粒径が１０〜８０μｍの範囲では、クリーニング不良が生じない良好な結果が得られた。平均粒径が１０〜４０μｍの範囲では、円形度にかかわらず、クリーニング不良が生じない概ね良好な結果が得られた。

図７と図８を比較すると、中間転写ベルト１５のテンションを高めるとクリーニング不良が生じ易くなることが分かる。これは以下の理由によるものと考えられる。中間転写ベルト１５のテンションが高いと、駆動ローラ２１から離脱した微粒子７０が中間転写ベルト１５の内側とクリーニング対向ローラ１６の外側に入り込んだとき、微粒子７０と中間転写ベルト１５がより密着して中間転写ベルトの起伏が大きくなり、クリーニングブレード３１によるクリーニングがしにくくなる。

（実施例６）
図９に示すように、本実施例の転写装置では、中間転写ベルト１５のテンションを１３５Ｎ／ｍとし、中間転写ベルト１５のヤング率（弾性係数）を３０００ＭＰａとし、微粒子７０の平均粒径を１０〜１２０μｍの範囲とし、円形度を０．７５〜０．９５の範囲とした。円形度が０．９〜０．９５の範囲であって、平均粒径が１０〜１００μｍの範囲では、クリーニング不良が生じない概ね良好な結果が得られた。平均粒径が１０〜４０μｍの範囲では、円形度にかかわらず、クリーニング不良が生じない概ね良好な結果が得られた。

図７と図９を比較すると、中間転写ベルト１５のヤング率を高めるとクリーニング不良が生じ易くなることが分かる。これもテンションの場合と同様に、中間転写ベルト１５のヤング率が高いと、微粒子７０と中間転写ベルト１５がより密着して中間転写ベルトの起伏が大きくなり、クリーニングブレード３１によるクリーニングがしにくくなると考えられる。

（実施例７）
図１０に示すように、本実施例の転写装置では、中間転写ベルト１５のテンションを１５５Ｎ／ｍとし、中間転写ベルト１５のヤング率（弾性係数）を３０００ＭＰａとし、微粒子７０の平均粒径を１０〜１２０μｍの範囲とし、円形度を０．７５〜０．９５の範囲とした。円形度が０．８５〜０．９５の範囲であって、平均粒径が１０〜４０μｍの範囲では、クリーニング不良が生じない概ね良好な結果が得られた。平均粒径が１０μｍの条件では、円形度にかかわらず、クリーニング不良が生じない概ね良好な結果が得られた。

図７〜図１０から分かるように、転写装置は、中間転写ベルト１５にテンションを付与する付勢部材としてのテンションローラ２０を備え、中間転写ベルト１５のテンションが１３５Ｎ／ｍ〜１５５Ｎ／ｍ、中間転写ベルト１５のヤング率が１５００ＭＰａ〜３０００ＭＰａのとき、微粒子の円形度が０．８以上であると好ましい。このように、微粒子の円形度を規定することにより、クリーニング不良の発生を防止できる。

図１１は、全ての実施例４から実施例７でクリーニング不良が発生しない条件を示す図である。図中縦軸ｙは平均粒径（μｍ）、横軸ｘは円形度である。この図は実質的に図１０に対応するものであり、図中の近似式はｙ＝２２０ｘ−１６５と表される。従って、クリーニング不良が発生しない条件は、ｙ＜２２０ｘ−１６５と表される。ただし、ｘ＞０．７５である。

図１１から分かるように、微粒子の平均粒径をｙ、微粒子の円形度をｘとしたとき、ｙ＜２２０ｘ−１６５、ｘ＞０．７５の関係式を満たすと好ましい。このように、微粒子の円形度とともに微粒子の平均粒径を規定することで、クリーニング不良の発生をより確実に防止できる。

図１２は、金属製のクリーニング対向ローラ１６にスクレーパー７２を具備した場合と具備しない場合について、クリーニング不良の発生の有無を示す図である。
クリーニング不良の発生の確認方法として、画像面積率５％のチャートで株式会社リコー社製のマイペーパーを１０００枚印刷した後に、Ａ４のマイペーパーに画像面積率１００％の各色の画像（ゼンベタ各色）を３枚ずつ印字し、その後画像を全く形成せずに白紙を５枚出力し、白紙上の画像を評価した。画像評価ではクリーニング不良の有無を目視により確認した。白紙上にトナー画像があれば、クリーニング不良が生じていることになる。

（実施例８）クリーニング対向ローラ１６にスクレーパー７２を具備した条件では、クリーニング不良が発生しなかった。
（比較例４）クリーニング対向ローラ１６にスクレーパー７２を具備しない条件では、クリーニング不良が発生した。

図１３は、クリーニング対向ローラ１６近傍の概略拡大図である。
図示のように、スクレーパー７２が金属製のクリーニング対向ローラ１６にカウンタ当接している。クリーニング対向ローラ１６が金属製の場合、離脱した微粒子７０やトナーや塵・埃などがクリーニング対向ローラ１６の表面に付着してしまうことがある。そうすると、クリーニング対向ローラ１６上の異物が中間転写ベルト１５を介してクリーニングブレード３１に対向した時に、クリーニング不良を生じさせてしまう。そして、クリーニング対向ローラ１６上の異物はローラ周長（例えば３０ｍｍ）毎にクリーニングブレード３１に対向するため、転写材上にもローラ周長毎にクリーニング不良による画像不良が生じることになる。しかし、スクレーパー７２によりクリーニング対向ローラ１６上の異物を掻き取ることで、クリーニング不良を抑制することができる。

図１２，１３に示すように、転写装置は、金属ローラであるクリーニング対向ローラ１６と、クリーニング対向ローラ１６の表面に接触するスクレーパー７２とを備える。金属ローラは製造コストが安い。金属ローラ表面に微粒子が付着したとしても、スクレーパーで掻き落とすことができる。これにより、クリーニングブレードと対向ローラ間に微粒子が入り込んでクリーニング不良が発生することを抑制できる。

図１４〜１８は、本発明の第２実施形態に係る転写装置でのクリーニング不良の有無を示す図である。すなわち、本転写装置は、摩擦調整用の微粒子７０を混入させたコート層７１を有する駆動ローラ２１に加えて、金属製のクリーニング対向ローラ１６を有している。このとき、ベルトのテンションとヤング率を変えて、クリーニング不良の有無を確認した。
図１４〜１８にクリーニング不良の発生の確認方法は、第１実施形態における確認方法と同一である。

（実施例９）
図１４に示すように、本実施例の転写装置では、中間転写ベルト１５のテンションを１３５Ｎ／ｍとし、中間転写ベルト１５のヤング率（弾性係数）を１５００ＭＰａとし、微粒子７０の平均粒径を１０〜１２０μｍの範囲とし、円形度を０．７５〜０．９５の範囲とした。図１４において○で示す条件ではクリーニング不良が発生しなかった。具体的には、平均粒径が１０〜４０μｍの範囲では、円形度にかかわらず、クリーニング不良が生じない概ね良好な結果が得られた。同様に、円形度が０．８〜０．９５の範囲であって、平均粒径が１０〜６０μｍの範囲では、クリーニング不良が生じない概ね良好な結果が得られた。

（実施例１０）
図１５に示すように、本実施例の転写装置では、中間転写ベルト１５のテンションを１５５Ｎ／ｍとし、中間転写ベルト１５のヤング率（弾性係数）を１５００ＭＰａとし、微粒子７０の平均粒径を１０〜１２０μｍの範囲とし、円形度を０．７５〜０．９５の範囲とした。円形度が０．８５〜０．９５の範囲であって、平均粒径が１０〜４０μｍの範囲では、クリーニング不良が生じない概ね良好な結果が得られた。平均粒径が１０μｍの条件では、円形度にかかわらず、クリーニング不良が生じない概ね良好な結果が得られた。

（実施例１１）
図１６に示すように、本実施例の転写装置では、中間転写ベルト１５のテンションを１３５Ｎ／ｍとし、中間転写ベルト１５のヤング率（弾性係数）を３０００ＭＰａとし、微粒子７０の平均粒径を１０〜１２０μｍの範囲とし、円形度を０．７５〜０．９５の範囲とした。円形度が０．８５〜０．９５の範囲であって、平均粒径が１０〜４０μｍの範囲では、クリーニング不良が生じない概ね良好な結果が得られた。

（実施例１２）
図１７に示すように、本実施例の転写装置では、中間転写ベルト１５のテンションを１５５Ｎ／ｍとし、中間転写ベルト１５のヤング率（弾性係数）を３０００ＭＰａとし、微粒子７０の平均粒径を１０〜１２０μｍの範囲とし、円形度を０．７５〜０．９５の範囲とした。円形度が０．９〜０．９５の範囲であって、平均粒径が１０〜４０μｍの範囲では、クリーニング不良が生じない概ね良好な結果が得られた。円形度が０．８５〜０．９５の範囲であって、平均粒径が１０〜２０μｍの範囲では、クリーニング不良が生じない概ね良好な結果が得られた。

図１４〜図１７から分かるように、転写装置は、中間転写ベルト１５にテンションを付与する付勢部材としてのテンションローラ２０を備え、中間転写ベルト１５のテンションが１３５Ｎ／ｍ〜１５５Ｎ／ｍ、中間転写ベルト１５のヤング率が１５００ＭＰａ〜３０００ＭＰａのとき、微粒子の円形度が０．８５以上であると好ましい。このように微粒子の円形度を規定することにより、クリーニング不良の発生を防止できる。

図１８は、全ての実施例９から実施例１２でクリーニング不良が発生しない条件を示す図である。図中縦軸ｙは平均粒径（μｍ）、横軸ｘは円形度である。ここで、平均粒径とは、後述する体積平均粒径である。この図は実質的に図１７に対応するものであり、図中の近似式はｙ＝３００ｘ−２４６．６７と表される。従って、クリーニング不良が発生しない条件は、ｙ＜３００ｘ−２４６．６７と表される。ただし、ｘ≧０．８３である。

図１８から分かるように、微粒子の平均粒径をｙ、微粒子の円形度をｘとしたとき、ｙ＜３００ｘ−２４６．６７、ｘ≧０．８３の関係式を満たすと好ましい。このように、微粒子の円形度とともに微粒子の平均粒径を規定することで、クリーニング不良の発生をより確実に防止できる。

さらに、微粒子７０が樹脂である場合とセラミックである場合について、クリーニング不良の発生を確認した。
クリーニング不良の発生の確認方法として、画像面積率５％のチャートで株式会社リコー社製のマイペーパーを１０００枚印刷した後に、Ａ４のマイペーパーに画像面積率１００％の各色の画像（ゼンベタ各色）を３枚ずつ印字し、その後画像を全く形成せずに白紙を５枚出力し、白紙上の画像を評価した。画像評価ではクリーニング不良の有無を目視により確認した。

樹脂でできた微粒子７０の方がセラミックの場合に比べて駆動ローラ表面から剥がれ落ちにくく、クリーニング不良が発生しにくかった。だが、クリーニング対向ローラ１６の材質や、ベルトテンション、ベルトヤング率、微粒子の平均粒径、円形度などの条件によって、セラミックの微粒子も使用できる。

なお、以上の全ての実施例において、中間転写ベルト１５のテンションが１１８Ｎ／ｍ〜１５５Ｎ／ｍ、ヤング率（弾性係数）が１３００ＭＰａ〜３０００ＭＰａの範囲では、微粒子７０の平均粒径と円形度に依存して、クリーニング不良が生じない良好な結果が得られた。

次に、体積平均粒径Ｄｖの測定方法について説明する。
測定装置としてコールターマルチサイザーＩＩＩ（コールターカウンター社製）を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス（日科機株式会社製）、及びパーソナルコンピューターを接続し、電解液は、１級塩化ナトリウムを用いて１質量％ＮａＣｌ水溶液を調製した。測定法としては、この電解液としての水溶液１００ｍＬ〜１５０ｍＬ中に分散剤として界面活性剤（アルキルベンゼンスルホン酸塩）を０．１ｍＬ〜５ｍＬ加え、微粒子を２ｍｇ〜２０ｍｇ加え、超音波分散器で１分間〜３分間の分散処理を行った。更に、別のビーカーに電解水溶液１００ｍＬ〜２００ｍＬを入れ、その中に前記サンプル分散液を所定の濃度になるように加え、前記コールターマルチサイザーＩＩＩによりアパーチャーとして１００μｍアパーチャーを用い、５０，０００個の微粒子の平均を測定した。測定は装置が示す濃度が８％±２％となるように前記微粒子の分散液を滴下して行った。

次に、平均円形度の測定方法について説明する。
平均円形度は、フロー式粒子像分析装置（「ＦＰＩＡ−３０００」；シスメックス株式会社製）を用いて計測し、解析ソフト（ＦＰＩＡ−３０００ Ｄａｔａ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｆｏｒ ＦＰＩＡ Ｖｅｒｓｉｏｎ００−１０）を用いて測定した。より具体的には、ガラス製の１００ｍＬビーカーに１０質量％界面活性剤（アルキルベンゼンスフォン酸塩ネオゲンＳＣ−Ａ；第一工業製薬株式会社製）を０．１ｍＬ〜０．５ｍＬ添加し、微粒子を０．１ｇ〜０．５ｇ添加して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（本多電子株式会社製）で３分間分散処理する。この分散液について、前記ＦＰＩＡ−３０００を用いて、濃度が５，０００個／μＬ〜１５，０００個／μＬとなるまで微粒子の形状及び分布を測定した。

以上のように、本発明は、駆動ローラ２１の表面に微粒子７０を含むコート層７１を形成したため、トナー画像を構成するトナーが飛散して駆動ローラ２１に付着しても、駆動ローラ２１の摩擦係数が変動しにくくなり、転写ベルト１５を長期間にわたり高精度且つ安定的に駆動できる。また、駆動ローラ２１の表面コーティングに添加される摩擦調整用の微粒子の粒径や円形度を規定することで、微粒子が駆動ローラ２１と転写ベルト１５の摩擦によってコーティングから脱落し、離脱した微粒子が転写ベルト１５裏面に付着し、クリーニング部に突入しても、クリーニングブレード３１を歪ませない。そのため、離脱した微粒子がクリーニング不良の起点とならず、クリーニング不良を防止できる。

以上では、トナー画像が表面に形成される複数の感光体１を備え、複数の感光体１上に形成されたトナー画像のそれぞれが中間転写ベルト１５上に転写される転写装置すなわち中間転写方式のカラー画像形成装置について説明したが、本発明はこれ以外の装置にも適用可能である。感光体を１つのみ備え、一つの感光体からトナー像が中間転写ベルト上に転写される装置、すなわち中間転写方式のモノクロ画像形成装置にも適用可能である。この場合も、駆動回転体の表面に微粒子を含むコート層を形成することにより、中間転写ベルトを高精度で安定的に搬送（回転駆動）することができ、感光体上のトナー像を中間転写上へ転写する際に画像の位置ずれを防止できる。

また、トナー画像が形成される感光体と、被搬送物を搬送する搬送ベルトと、搬送ベルトを駆動する駆動ローラとを備え、感光体上のトナー像を感光体と搬送ベルトとの間の転写部で被搬送物へ転写する転写装置において、駆動ローラの表面に微粒子を含むコート層を形成した転写装置、にも本発明は適用可能である。すなわち、感光体から被搬送物（転写材）へトナー画像を直接転写する、直接転写方式の装置にも本発明を適用可能である。

図１９は、別の画像形成装置の概略構成図である。
図１９に示す画像形成装置では感光体１上の画像を転写紙に直接転写する、いわゆる直接転写方式を採用している。具体的に、図１９に示す構成では、転写装置８５が、転写紙を搬送する搬送部材として、複数のローラに張架された無端状の搬送ベルト８０を備えている。給紙搬送ローラ２３によって供給された転写紙Ｐは、装置本体１００内に配設された搬送路Ｒ及びレジストローラ対２４を介して搬送ベルト８０上に担持され、搬送ベルト８０が回転することにより搬送される。このとき、各作像部１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｂｋにおいて形成された感光体１上のトナー画像が、複数の転写ローラ８１の位置で搬送ベルト８０上の転写紙Ｐに転写される。そして、トナー画像が転写された転写紙Ｐは、定着手段４０へと搬送され、画像の定着が行われた後、排紙ローラ１７によって排紙トレイ１８に排出される。なお、図１９において、その他の部材で、図１と同一符号を付している部材は、同一の機能を有するものであるので説明を省略する。

この装置においても、感光体や現像器が搬送ベルトのすぐ上にあるため、感光体や現像器から飛散したトナーは搬送ベルトの外側表面に積もりやすい。また、画像形成装置又は転写装置内には、装置内を冷却するための送風手段としてのファン４３が設けられており、ファン４３は図中奥側から手前側、すなわち搬送ベルトの幅方向の気流を形成している。そのため、トナーは、搬送ベルトの回転や気流によって搬送ベルトの内側に入り込んでくる。トナーが駆動ローラに付着すると、駆動ローラと搬送ベルトの密着性が低下して、駆動ローラと搬送ベルトの摩擦係数・摩擦力が低下してしまう。しかし、本発明の実施形態によれば、駆動ローラの表面には摩擦調整用の微粒子を含むコート層が形成されている。微粒子によって駆動ローラの摩擦係数・摩擦力が増大するため、搬送ベルトの内側に入り込んだトナーによる摩擦係数・摩擦力の低下が抑制される。これにより、被搬送物（転写材）は搬送ベルトによって安定して搬送される。感光体上のトナー画像が被搬送物へ転写される際の位置ずれ（色ずれ）を防止することができる。

１５ 中間転写ベルト（像担持体）
２１ 駆動ローラ（駆動回転体）
７０ 微粒子
７１ コート層

特開２００１−７２２７４号公報

Claims (13)

1. トナー画像を担持するベルト状の像担持体と、前記像担持体を駆動する駆動回転体とを備え、転写部でトナー画像を前記像担持体からシート状の被搬送物へ転写する転写装置において、
   前記像担持体をクリーニングするクリーニング部材と、前記クリーニング部材に対向して前記像担持体の内周面に接触する対向回転体とを備え、
   前記駆動回転体の表面には微粒子を含むコート層が形成されており、
   コート層厚をＸとしたとき、微粒子の平均粒径がＸ／２以上であってＸより小さく、
   前記コート層は、前記微粒子がある個所での前記駆動回転体の表面から前記コート層の表面までの距離は、前記微粒子がない個所での前記駆動回転体の表面から前記コート層の表面までの距離より大きいことを特徴とする転写装置。
2. 前記コート層と前記駆動回転体の表面との間にはベース層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
3. 前記対向回転体は、ソリッドゴムでできたローラであることを特徴とする請求項１又は２に記載の転写装置。
4. 前記像担持体にテンションを付与する付勢部材を備え、
   前記像担持体のテンションが１３５Ｎ／ｍ〜１５５Ｎ／ｍ、前記像担持体のヤング率が１５００ＭＰａ〜３０００ＭＰａであって、微粒子の円形度が０．８以上であることを特徴とする請求項３に記載の転写装置。
5. 微粒子の平均粒径をｙ、微粒子の円形度をｘとしたとき、ｙ＜２２０ｘ−１６５、ｘ＞０．７５の関係式を満たすことを特徴とする請求項３又は４に記載の転写装置。
6. 前記対向回転体は金属ローラであり、前記対向回転体の表面に接触するスクレーパーを備えることを特徴とする請求項１に記載の転写装置。
7. 前記像担持体にテンションを付与する付勢部材を備え、
   前記像担持体のテンションが１３５Ｎ／ｍ〜１５５Ｎ／ｍ、前記像担持体のヤング率が１５００ＭＰａ〜３０００ＭＰａであって、微粒子の円形度が０．８５以上であることを特徴とする請求項６に記載の転写装置。
8. 微粒子の平均粒径をｙ、微粒子の円形度をｘとしたとき、ｙ＜３００ｘ−２４６．６７、ｘ≧０．８３の関係式を満たすことを特徴とする請求項６又は７に記載の転写装置。
9. 微粒子は樹脂でできていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の転写装置。
10. 装置内を冷却するための送風手段が設けられ、該送風手段は前記像担持体の幅方向の気流を形成することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の転写装置。
11. トナー画像が表面に形成される複数の感光体を備え、
    前記複数の感光体上に形成されたトナー画像のそれぞれが前記像担持体上に転写されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の転写装置。
12. トナー画像が形成される感光体と、被搬送物を搬送する搬送ベルトと、前記搬送ベルトを駆動する駆動回転体とを備え、前記感光体上のトナー画像を前記感光体と前記搬送ベルトとの間の転写部で被搬送物へ転写する転写装置において、
    前記搬送ベルトをクリーニングするクリーニング部材と、前記クリーニング部材に対向して前記搬送ベルトの内周面に接触する対向回転体とを備え、
    前記駆動回転体の表面には微粒子を含むコート層が形成されており、
    コート層厚をＸとしたとき、微粒子の平均粒径がＸ／２以上であってＸより小さく、
    前記コート層は、前記微粒子がある個所での前記駆動回転体の表面から前記コート層の表面までの距離は、前記微粒子がない個所での前記駆動回転体の表面から前記コート層の表面までの距離より大きいことを特徴とする転写装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の転写装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images