JP2006138967A

JP2006138967A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006138967A
Application number: JP2004327210A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yoshida; 健吉田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-11-11
Filing date: 2004-11-11
Publication date: 2006-06-01
Also published as: US7298999B2; US20060099014A1

Abstract

【課題】転写性能が得られる当接面圧、中間転写ベルトの厚み、トナーの平均円形度の関係を明らかにして安定した転写性能が得られる画像形成装置を提供する。
【解決手段】一次転写手段の当接面圧（Ｐ）と中間転写ベルト厚み（Ｔ）とトナー平均円形度（Ｒ）との関係が式（１）を満たし、中間転写ベルト厚み（Ｔ）が式（２）を満たし、かつ前記中間転写ベルトのヤング率が２５００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下であることを特徴とする。
１．５Ｔ−４０≦Ｐ≦１．５Ｔ＋Ａ ………式（１）
４０≦Ｔ≦２００ ………式（２）
（ここで、Ｐ：一次転写の当接面圧（ｇ／ｃｍ^２）、Ｔ：中間転写ベルト厚み（μｍ）、Ｒ：トナー平均円形度、Ａ：Ａ＝２０００Ｒ−１８００を表す。）
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。特にカラー画像形成装置に関するものである。

従来、中間転写方式の画像形成装置としては、像担持体、中間転写体、更に像担持体上のトナー像を中間転写上に転写する一次転写手段、中間転写上の一次転写トナー像を転写材上に転写する二次転写手段を備えたものが知られている。像担持体は、画像情報に応じたトナー像を担持するもので、例えば感光体が用いられる。中間転写体は、例えば複数本のローラに掛け渡された無端状の中間転写ベルトが用いられる。また、一次転写手段としては、一次転写に感光体と中間転写ベルトの間に形成する転写電界が用いられ、二次転写手段には、中間転写ベルトと転写材との間に形成する転写電界が用いられる。一次転写手段は、感光体上に形成されたトナー像を忠実に、かつ安定して中間転写体に転写することが要求される。また、二次転写手段でも同様に、中間転写体に形成されたトナー像を忠実に、かつ安定して記録媒体に転写することが要求される。つまり、一次転写手段及び二次転写手段に求められる性能を実現するには、安定した転写を高い転写効率で行う必要がある。

このような画像形成装置においては、一次転写性能を安定して得られるために、感光体と中間転写ベルトの当接面圧をある範囲にしなければならないことが知られている。この当接面圧が低いと一次転写効率の低下や一次転写性のムラが生じ、不必要に高いと一次転写時に画像の中央（特に線部や文字部中央）が抜けてしまう、中抜け現象が発生することがある。この問題を解決するために、感光体と中間転写ベルトの当接面圧をある範囲に規定する発明がされている（特許文献１、２）。

特開２０００−１６２８９９号公報特開２００１−２３５９４６号公報

しかし、この安定した転写性能が得られる当接面圧の範囲は、中間転写ベルトの厚みやトナーの平均円形度によって異なることが、発明者の検討により判明した。そのため、当接面圧の範囲を規定して、ある厚みのベルト、またはある円形度のトナーを用いたときは安定した転写性能が得られたとしても、異なるベルトまたはトナーを用いたときは得られない場合がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、転写性能が得られる当接面圧、中間転写ベルトの厚み、トナーの平均円形度の関係を明らかにして安定した転写性能が得られる画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
１．本発明の画像形成装置は、画像情報に応じたトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体に圧接し複数本のローラに架設された無端状の中間転写ベルトと、前記像担持体のトナー像を前記中間転写ベルトに転写する一次転写手段と、前記中間転写ベルトに転写して保持されたトナー像を、記録媒体に一括転写する二次転写手段を有する画像形成装置において、前記一次転写手段の当接面圧（Ｐ）と中間転写ベルト厚み（Ｔ）とトナー平均円形度（Ｒ）との関係が式（１）を満たし、中間転写ベルト厚み（Ｔ）が式（２）を満たし、かつ前記中間転写ベルトのヤング率が２５００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下であることを特徴とする。
１．５Ｔ−４０≦Ｐ≦１．５Ｔ＋Ａ ………式（１）
４０≦Ｔ≦２００ ………式（２）
（ここで、Ｐ：一次転写の当接面圧（ｇ／ｃｍ^２）、Ｔ：中間転写ベルト厚み（μｍ）、Ｒ：トナー平均円形度、Ａ：Ａ＝２０００Ｒ−１８００を表す。）
２．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記一次転写手段は、前記像担持体のトナー像を前記中間転写ベルトに転写するための一次転写ローラを有し、前記一次転写ローラのローラ硬度は、アスカーＣで２０度以上６０度以下であることを特徴とする。
３．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記一次転写手段は、前記像担持体のトナー像を前記中間転写ベルトに転写するための一次転写ローラを有し、前記一次転写ローラは金属製の芯金部材と、該芯金部材表面に形成された弾性層から成り、該弾性層の厚みが２ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする。
４．また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記像担持体と前記一次転写手段とは複数あり、前記複数の像担持体上のトナー像をそれぞれ対応する前記一次転写手段によって前記中間転写ベルトに順次転写することを特徴とする。

上記解決するための手段によって、本発明の画像形成装置では、一次転写の当接面圧（Ｐ）、中間転写ベルト厚み（Ｔ）とトナー平均円形度（Ｒ）の関係を制御することで、当接面圧が不足することによる転写効率の低下や転写性の不均一を防ぐことができ、かつ一次転写の当接面圧が過多になることによる、中抜けの悪化を防ぐことができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。

図１はこの発明を実施する画像形成装置を示す全体構成図であり、ここではその一例としてカラー複写機を示している。このカラー複写機は中間転写ベルト１０を用いたタンデム型の電子写真装置であり、最下部に給紙テーブル２００を、その上方に複写装置本体１を、さらにその上部にスキャナ３及び原稿自動給送装置（ＡＤＦ）４をそれぞれ設けてある。
複写装置本体１には、ほぼ中央に無端状の中間転写ベルト１０を備えた転写装置２０が設けてあり、中間転写ベルト１０は駆動ローラ１４と従動ローラ１５，１６とにより張架され、図で時計方向に回動し、上記従動ローラ１５の左方に設けられているクリーニング装置１７により、画像転写後その表面に残留する残留トナーが除去されて転写装置２０による再度の画像形成に備えられる。

駆動ローラ１４と従動ローラ１５との間に架け渡された直線状の中間転写ベルト１０の上方には、その移動方向に沿って、イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの４つの画像形成部を構成するドラム状の感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ（以下、特定しない場合には単に感光体４０という）を、それぞれ図で反時計方向に回転可能に設けてあり、その回りには公知の帯電装置６０、現像装置６１、一次転写手段を構成する一次転写装置６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４をそれぞれ設けてあり、感光体４０の上方には露光装置２０を設けてある。
一方、中間転写ベルト１０の下側には二次転写手段を構成する二次転写装置２２を設けてある。この二次転写装置２２が中間転写ベルト１０を介して従動ローラ１６に圧接するようになっている。そして、この二次転写装置２２が、中間転写ベルト１０との間に送り込まれる記録媒体としてのシートＰに、中間転写ベルト１０上のトナー画像を一括転写する。
二次転写装置２２のシート搬送方向下流側には、シートＰ上に形成されたトナー画像を定着する定着装置２５を設けてあり、無端状の定着ベルト２６に加圧ローラ２７が圧接されており、画像転写後のシートＰは、一対のローラ２３，２３間に架け渡された無端状の搬送ベルト２４によって定着装置２５へ搬送される。なお、この二次転写装置２２は転写ローラや非接触のチャージャを用いた転写装置であっても差し支えない。そして、この二次転写装置２２の下側には、シート表裏両面に画像を形成する際にシートＰを反転させるシート反転装置２８を設けてある。

上記のような構成からなるカラー複写機でカラーのコピーをとるときは、通常、原稿自動給送装置４の原稿台３０上に原稿をセットするが、手動で原稿をセットする場合には、原稿自動給送装置４を開いてスキャナ３のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、この原稿を原稿自動給送装置４を閉じることによりコンタクトガラス３２へ押圧する。
次に、図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動給送装置４に原稿をセットしたときは原稿が自動でコンタクトガラス３２上に給送され、手動でコンタクトガラス３２上にセットしたときは直ちにスキャナ３が作動し、第一走行体３３及び第二走行体３４が走行を開始する。これにより、第一走行体３３の光源からの光が原稿に向けて照射され、原稿面からの反射光が第一走行体３３のミラーにより第二走行体３４の方向に反射され、さらに第二走行体３４の一対のミラーにより１８０度方向を変えて結像レンズ３５を通り読取りセンサ３６に入射して原稿の内容が読み取られる。
また、上述したスタートスイッチの押下により、中間転写ベルト１０が回動を開始すると同時に各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋも回動を開始してそれぞれの感光体上にイエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの各単色画像を形成する。このようにして各感光体上に形成された各単色画像は、図で時計方向に回動する中間転写ベルト１０上に重ね合わせて順次転写されてフルカラーの合成カラー画像が形成される。

一方、給紙テーブル２内の選択された給紙段の給紙ローラ４２が回転し、ペーパバンク４３内の選択された給紙カセット４４からシートＰが繰り出され、分離ローラ４５により一枚に分離されて給紙路４６に搬送される。繰り出されたシートＰは搬送ローラ４７により複写機本体１の給紙路４８に搬送され、レジストローラ４９に当接して一旦停止状態になる。なお、手差し給紙の場合には、手差しトレイ５１上にセットされたシートＰが給紙ローラ５０の回転により繰り出され、分離ローラ５２により一枚に分離されて手差し給紙路５３に搬送され、レジストローラ４９に当接して一旦停止状態になる。
いずれの場合でも、レジストローラ４９は中間転写ベルト１０上のカラー画像に合わせた正確なタイミングで回転を開始し、停止状態にあったシートＰを中間転写ベルト１０と二次転写ローラ２２との間に送り込み、シートＰ上に上記の二次転写装置２２によりカラー画像を転写する。カラー画像が転写されたシートＰは、搬送機能も有する二次転写装置２２により、定着装置２５へ搬送され、加熱，加圧されて転写画像が定着された後、切換爪５５により排出側に案内され、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出されてスタックされる。

なお、両面コピーモードが選択されている場合には、表面に画像を形成したシートＰは切換爪５５によりシート反転装置２８側に搬送され、反転して再び転写位置へ導かれ、裏面に画像が形成された後、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出される。
また、ブラック単色画像を中間転写ベルト１０上に形成する場合には、駆動ローラ１４以外の従動ローラ１５，１６を移動させてイエロー，シアン，マゼンタの感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍを中間転写ベルト１０から離間させるようにしている。なお、図１に示したタンデム型でなく、感光体が一つしかない所謂１ドラム型の画像形成装置にあっては、ファーストコピー速度を早くするために、最初にブラック作像をするのが一般的であり、その後原稿がカラーの場合のみ残りの色の作像を行うようにしている。

このような構成において、レジストローラ４９は通常接地されて用いられることが多いが、シートＰの紙粉除去のためにバイアスを印加することもできる。例えば径１８ｍｍで表面を厚さ１ｍｍの導電性ＮＢＲゴムで被覆した導電性のゴム製ローラを用いてバイアスを印加する場合、ゴム材の体積抵抗は１０^９Ωｃｍ程度であり、トナーを転写する側（表面側）に−８００Ｖ程度の電圧を印加し、シート裏面側には＋２００Ｖ程度の電圧を印加する。一般的に中間転写方式では紙粉が感光体にまで移動しにくいため、紙粉転写を考慮する必要が少なく、アースになっていても差支えない。また、印加電圧として一般にＤＣバイアスが印加されているが、シートをより均一に帯電させるため、ＤＣオフセット成分を持ったＡＣ電圧を印加することも可能である。
このようにバイアスを印加したレジストローラを通過した後のシート表面は、若干マイナス側に帯電しているため、中間転写ベルト１０からシートへの転写では、レジストローラに電圧を印加しなかった場合に比して転写条件が変わり、転写条件を変更する場合もある。

ところで、一次転写性能を安定して得られるために、感光体４０と中間転写ベルト１０の当接面圧をある範囲にしなければならない。この当接面圧が低いと一次転写効率の低下や一次転写性のムラが生じ、不必要に高いと一次転写時に画像の中央（特に線部や文字部中央）が抜けてしまう、中抜け現象が発生することがある。
また、この安定した転写性能が得られる当接面圧の範囲は、中間転写ベルト１０の厚みやトナーの平均円形度によって異なることが、発明者の検討により判明した。そのため、当接面圧の範囲を規定して、ある厚みのベルト、またはある円形度のトナーを用いたときは安定した転写性能が得られたとしても、異なるベルトまたはトナーを用いたときは得られない場合がある。

これは、一次転写当接領域に加える圧力が不必要に弱いと、転写効率の低下や転写性の不均一が生じ、一方、一次転写当接領域に加える圧力が不必要に強いと、画像の中央部が転写抜けする中抜け現象が生じる。しかしながら、適正な一次転写の当接面圧は、中間転写ベルト１０やトナーの特性によっても異なり、当接面圧の調整は難しいものであった。そこで、本発明では、一次転写当接面圧、ベルト厚み、トナー平均円形度の関係を、式（１）：１．５Ｔ−４０≦Ｐ≦１．５Ｔ＋Ａ、式（２）：４０≦Ｔ≦２００（Ｐ：一次転写の当接面圧（ｇ／ｃｍ^２）、Ｔ：中間転写ベルト厚み（μｍ）、Ｒ：トナー平均円形度、Ａ：Ａ＝２０００Ｒ−１８００を表す。）を満たすように設定することで、当接面圧が不足することによる転写効率の低下や転写性の不均一を防ぐことができ、かつ当接面圧が過多になることによる、中抜けの悪化を防ぐことができる。加えて、中間転写ベルト１０の厚みは４０μｍ未満であると、亀裂に対する耐久性が低下し、破損の危険性が高まる。一方２００μｍより厚いと、上記の効果が十分得られない場合があるのに加え、材料コストが高くなるという問題が発生し、さらに、中間転写ベルト１０の剛性が高くなりすぎて駆動トルクが増大して、本体の大型化やコスト増加につながってしまう。また、中間転写ベルト１０のヤング率に関して、２５００ＭＰａ未満であると、上記の効果が十分得られない場合があるのに加え、圧力が加わった場合に変形して画像を乱すおそれがある。一方、５０００ＭＰａより大きいと、亀裂に対する耐久性が低下し、破損の危険性が高まる。

さらに、アスカーＣ硬度２０〜６０度という、ある程度軟らかいローラを用いることで、当接面積が大きくなるため、機械動作時に多少転写圧力や当接幅が変動しても、当接面圧に対しては影響を与えづらくなり、当接面圧が安定することで、より確実に転写効率の低下や転写性の不均一及び中抜けを防止することができる。ローラ硬度がアスカーＣで２０度未満であった場合には、スプリング圧力を一定量大きくすると、それ以上は当接面積が大きくなりづらくなる。そのため、当接面圧を調整しづらくなり、転写不良を起こしやすくなる。一方、硬度６０度を超えた一次転写ローラ６２を用いた場合は、最初に、式（１）、（２）を満たすように中間転写ベルト１０、当接面圧、トナーを設定したとしても、経時で許容できない中抜けが発生することがあった。これは、一次転写ローラ６２が硬いことで当接面積が小さくなるため、経時機械動作中の当接幅や当接面圧の変動によって面圧が大きく変化しやすくなるためである。

また、一次転写ローラ６２の厚みが２〜５ｍｍの範囲にすることにより、当接面圧が機械動作中でも安定し、より確実に転写効率の低下や転写性の不均一及び中抜けを防止することができる。組み合わせることでも、より大きな効果を得ることができる。さらに、ローラ径が大きくなりすぎないため、省スペース化が図れる。弾性層の厚みが２ｍｍ未満であると、金属製の芯金に電圧を印加した場合、芯金と中間転写ベルト１０との間に電流のリークが発生しやすくなり、電圧低下が生じることによって転写性が低下する可能性がある。加えて、圧力を加えた場合のつぶれ量が極端に少ないことで、当接面積が小さくなり、当接面圧が安定せずに、転写抜け・転写ムラや中抜けを生じやすくなる。また、弾性層の厚みが５ｍｍを超えると、感光体４０との当接面積が大きくなりすぎることで、当接面圧を調整しづらくなり、転写不良を起こしやすくなる。加えて、芯金に電圧を印加した場合に、電界が転写部で広範囲に作用するため、転写当接領域の前に転写してしまう、いわゆるプレ転写が生じて、画像を乱す可能性がある。

さらに、複数の感光体４０と一次転写ローラ６２を備える、例えば、タンデム型のフルカラー用画像形成装置では、各色の感光体４０等が独立していることにより、一次転写の当接幅や当接面圧が安定しにくく、上記の転写性不均一や中抜けの問題が発生しやすいことから、特に効果が大きい。

そこで以下、安定した転写性能が得られるための具体的構成を各実施例について説明する。
（実施例１）
実施例１では、中間転写ベルトとしてポリイミド製シームレスベルト、一次転写装置６２として発泡タイプのゴム製一次転写ローラを用いた。
ポリイミド製中間転写ベルトの生成方法としては、ポリアミック酸の溶液中にカーボンブラックを分散させ、その分散液を金属ドラムに流入して乾燥させた後、金属ドラムから剥離したフィルムを高温度下で伸長させてポリイミドフィルムを形成し、適当な大きさに切り出してポリイミド樹脂からなる無端状の中間転写ベルトを作製するようにした。フィルム成形は一般的な方法に従って、カーボンブラックを分散したポリマー溶液を円筒金型に注入し、１００〜２００℃に加熱しつつ円筒金型を回転させて遠心成形によりフィルム状に成膜した。このようにして得られたフィルムを半硬化した状態で脱型して鉄芯に被せ、３００〜４５０℃でポリイミド化反応を進行させ硬化させて中間転写ベルトを得るようにした。このとき、カーボン量，焼成温度，硬化速度等を変更して中間転写ベルトの特性を調整することができる。このように作られた中間転写ベルトのヤング率は４０００ＭＰａであった。
平均円形度の測定は、(株)ＳＹＳＭＥＸ製フロー式粒子像分析装置ＦＰＩＡ−２１００を用いて測定する。測定は、１級塩化ナトリウムを用いて１％ＮａＣｌ水溶液に調整した後０．４５μｍのフィルターを通した液５０〜１００ｍｌ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フォン酸塩を０．１〜５ｍｌ加え、試料を１〜１０ｍｇ加える。これを、超音波分散機で１分間の分散処理を行い、粒子濃度を５０００〜１５０００個／μｌに調整した分散液を用いて測定を行なった。ＣＣＤカメラで撮像した２次元の画像面積と、同一の面積を有する円の直径を円相当径として、円相当径で０．６μｍ以上をＣＣＤの画素の精度から有効とし平均円形度の算出に用いた。平均円形度は、各粒子の円形度の算出を行い、この各粒子の円形度を足し合わせ、全粒子数で割り算することによって得ることができる。各粒子の平均円形度は、粒子像と同じ投影面積をもつ円の周囲長を粒子投影像の周囲長で割ることにより算出することができる。

感光体と中間転写ベルトの当接面圧、中間転写ベルトの厚み、トナー円形度が、転写性能に対してどの程度影響を及ぼすかを調査した。
まず、当接面圧とベルト厚みの影響を調べた。トナーは粉砕法で作成した粉砕トナーを使用した。材質，製法は限定しない。この粉砕トナーの平均円形度は０．９２であった。
図２は、中間転写ベルト厚みと、一次転写ローラの感光体への当接面圧を変えた場合の転写均一性を調べた結果である。ここでいう転写均一性とは、画像濃度の均一性を示している。当接面圧が低い場合には転写性が不均一になって、濃度ムラが発生する場合がある。
結果は○△×の３段階とし、○：問題なし、△：許容できる限界、×：許容できない、とする。ベルト厚みが薄いほど、転写均一性が確保できる当接面圧は低くても良く、ベルト厚みによって、転写均一性を考えた場合の当接面圧下限値が変化することがわかる。

図３は、中間転写ベルト厚みを変えた場合の、当接面圧と中抜けとの関係を調べた結果である。結果は１〜５の５段階ランクとし、ランク１が最も悪く、ランク５が最も良い。ランク４が許容できる限界とする。ベルト厚みによって、中抜けを考えた場合の当接面圧上限値が変化することがわかる。

図４は、ベルト厚みと一次転写当接面圧を変化させたときの中抜け及び転写均一性について○△×で表現して図２、３をまとめた結果である。図４において○△×とは、○：中抜け，転写均一性ともに問題なし（図２で転写均一性が○、かつ図３で中抜けがランク４．５以上）、△：中抜け，転写均一性どちらかが許容限界（図２で転写均一性が△、または図３で中抜けがランク４）、×：中抜け，転写均一性どちらかが許容できない（図２で転写均一性が×、または図３で中抜けがランク３．５以下）を示している。
である。図中で点線は、ベルト厚みの範囲を示しており、式（１）、（２）の範囲はこの点線と面圧上下限の１次直線で囲まれる領域となる。この範囲では、前述の中抜け及び転写均一性は、問題なし、あるいは許容する限界になっており、本発明の有効性を示している。この範囲外では、中抜け及び転写均一性の少なくともどちらかが許容できないものであった。

以上より、円形度０．９２のトナーを用いた場合、式（１）、（２）を満たすように一次転写当接面圧とベルト厚みを設定することで、圧抜けなどの転写不良と中抜けを同時に防ぐことができることが示された。

次に、トナー円形度の影響を調べた。平均円形度０．９５、０．９８のトナーは重合法により作成した。材質，製法は限定しない。
図５は、トナー円形度を変えた場合のベルト厚みと一次転写当接面圧の上下限値との関係を示したものである。この関係は、図２、３に示すような関係を、平均円形度０．９５、０．９８のトナーで同様に調べることにより明らかにした。図中の黒点は、平均円形度０．９５のトナーを使用したときの結果で、中抜け、転写均一性どちらかが許容限界であるときを示している。一方、白点は平均円形度０．９８のトナーを使用したときの同様な結果である。トナー平均円形度によって、当接面圧の下限値はほとんど変わらないが、上限値は変化し、円形度が高いほど上限値の余裕が大きくなることがわかる。
そして、図４と同様に、実線と面圧下限値を示す点線、ベルト厚みの範囲を示す点線で囲まれている範囲が、式（１）、式（２）で決まる範囲である。平均円形度Ｒに０．９５、０．９８を入れたときの２通り表記している。Ｒ＝０．９５の場合には黒点が範囲内に収まっており、この範囲内では中抜けと転写均一性が許容できるレベル内になることを示している。また、Ｒ＝０．９８の場合には白点が範囲内に収まっており、同様なことが言える。
以上より、当接面圧、ベルト厚み、トナー平均円形度の関係を、式（１）、（２）を満たすように設定することで、圧抜けなどの転写不良と中抜けを同時に防ぐことができることが示された。

加えて、中間転写ベルトの厚みは４０μｍ未満であると、亀裂に対する耐久性が低下し、破損の危険性が高まる。一方２００μｍより厚いと、上記の効果が十分得られない場合があるのに加え、材料コストが高くなるという問題が発生し、さらに、中間転写ベルトの剛性が高くなりすぎて駆動トルクが増大して、本体の大型化やコスト増加につながってしまう。また、中間転写ベルトのヤング率に関して、２５００ＭＰａ未満であると、上記の効果が十分得られない場合があるのに加え、圧力が加わった場合に変形して画像を乱すおそれがある。一方、５０００ＭＰａより大きいと、亀裂に対する耐久性が低下し、破損の危険性が高まる。

（実施例２）
実施例２では、一次転写装置として発泡タイプのゴム製一次転写ローラを用いた。ゴム材料としては、例えばＮＢＲ、ヒドリン、ポリウレタンなどがあるが、限定しない。
まず、一次転写ローラが両側からスプリングによって感光体に当接する構成としたときの、ローラ硬度を変えた場合のスプリング圧と一次転写当接面圧との関係を調べた。
図６に上記の関係を示す。ローラ硬度がアスカーＣで２０度以上であった場合には、スプリングの圧力を高くすると、当接面圧が高くなっているのがわかる。硬度が低い場合に当接面圧が低くなっているのは、一次転写ローラのつぶれ量が多くなることで当接面積が大きくなるためである。しかし、ローラ硬度がアスカーＣで２０度未満であった場合には、スプリング圧力を一定量大きくすると、それ以上は当接面積が大きくなりずらくなっていることがわかる。そのため、当接面圧を調整しづらくなり、転写不良を起こしやすくなる。
次に、一次転写ローラのローラ硬度と、連続通紙させた場合の転写性能の安定性との関係を調べた。
ローラ硬度を２０〜８０度の範囲でいくつか用意し、それぞれの一次転写ローラを用いて連続通紙したところ、硬度６０度を超えた一次転写ローラを用いた場合は、最初に、式（１）、（２）を満たすように中間転写ベルト、当接面圧、トナーを設定したとしても、許容できない中抜けが発生することがあった。逆に、２０〜６０度の一次転写ローラを用いた場合は、１万枚通紙したところ、中抜けは許容できる範囲内にあった。
これは、硬度２０〜６０度という、ある程度軟らかい一次転写ローラを用いることで、当接面積が大きくなるため、機械動作時に多少転写圧力や当接幅が変動しても、当接面圧に対しては影響を与えづらくなり、当接面圧が安定することによるものである。
以上より、ローラ硬度がアスカーＣで２０度以上６０度以下の一次転写ローラを用いることにより、式（１）、（２）を満たしていれば、大量の通紙を行った際も、安定して転写抜け・転写ムラや中抜けを防ぐことができることが示された。

（実施例３）
実施例３では、一次転写ローラとして、金属製の芯金部材と、部材表面に形成された弾性層から成るものを用いた。また、弾性層の厚みは２ｍｍ〜５ｍｍの範囲のものを用いた。
弾性層の厚みが２ｍｍ未満であると、金属製の芯金に電圧を印加した場合、芯金と中間転写ベルト１０との間に電流のリークが発生しやすくなり、電圧低下が生じることによって転写性が低下する可能性がある。加えて、圧力を加えた場合のつぶれ量が極端に少ないことで、当接面積が小さくなり、実施例２で行ったような安定性評価を行った場合、当接面圧が安定せずに、転写抜け・転写ムラや中抜けを生じやすくなる。また、弾性層の厚みが５ｍｍを超えると、感光体との当接面積が大きくなりすぎることで、当接面圧を調整しづらくなり、転写不良を起こしやすくなる。加えて、芯金に電圧を印加した場合に、電界が転写部で広範囲に作用するため、転写当接領域の前に転写してしまう、いわゆるプレ転写が生じて、画像を乱す可能性がある。
上記のような一次転写ローラを用いることにより、１万枚通紙した時の、転写抜け・転写ムラと中抜けは良好な状態に保つことができた。

この発明を実施する画像形成装置の一例を示す全体構成図である。中間転写ベルト厚みと、一次転写ローラの感光体への当接面圧を変えた場合の転写性を調べた結果を示す表図である。中間転写ベルト厚みを変えた場合の、一次転写当接面圧と中抜けとの関係を調べた結果を示す線図である。ベルト厚み及び一次転写当接面圧の上下限値と、転写均一性及び中抜けとの関係を示した線図である。トナー円形度を変えた場合の、ベルト厚み及び一次転写当接面圧の上下限値と、転写均一性及び中抜けとの関係を示した線図である。ローラ硬度を変えた場合のスプリング圧と一次転写当接面圧との関係を示した線図である。

符号の説明

４現像装置
１０中間転写ベルト（中間転写体）
１４帯電装置
１８画像形成手段
２１露光装置
２２二次転写装置
２５定着装置
４０感光体（潜像担持体）
６２一次転写手段
１００複写装置本体
２００給紙テーブル
３００スキャナ
４００原稿自動搬送装置

Claims

画像情報に応じたトナー像が形成される像担持体と、
前記像担持体に圧接し複数本のローラに架設された無端状の中間転写ベルトと、
前記像担持体のトナー像を前記中間転写ベルトに転写する一次転写手段と、
前記中間転写ベルトに転写して保持されたトナー像を、記録媒体に一括転写する二次転写手段を有する画像形成装置において、
前記一次転写手段の当接面圧（Ｐ）と中間転写ベルト厚み（Ｔ）とトナー平均円形度（Ｒ）との関係が式（１）を満たし、中間転写ベルト厚み（Ｔ）が式（２）を満たし、かつ
前記中間転写ベルトのヤング率が２５００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下である
ことを特徴とする画像形成装置。
１．５Ｔ−４０≦Ｐ≦１．５Ｔ＋Ａ ………式（１）
４０≦Ｔ≦２００ ………式（２）
（ここで、Ｐ：一次転写の当接面圧（ｇ／ｃｍ^２）、Ｔ：中間転写ベルト厚み（μｍ）、Ｒ：トナー平均円形度、Ａ：Ａ＝２０００Ｒ−１８００を表す。）
前記一次転写手段は、前記像担持体のトナー像を前記中間転写ベルトに転写するための一次転写ローラを有し、
前記一次転写ローラのローラ硬度は、アスカーＣで２０度以上６０度以下である
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記一次転写手段は、前記像担持体のトナー像を前記中間転写ベルトに転写するための一次転写ローラを有し、
前記一次転写ローラは金属製の芯金部材と、該芯金部材表面に形成された弾性層から成り、該弾性層の厚みが２ｍｍ以上５ｍｍ以下である
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の画像形成装置。
前記像担持体と前記一次転写手段とは複数あり、
前記複数の像担持体上のトナー像をそれぞれ対応する前記一次転写手段によって前記中間転写ベルトに順次転写する
ことを特徴とする、請求項１、２または３記載の画像形成装置。