JP7242270B2

JP7242270B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP7242270B2
Application number: JP2018225248A
Authority: JP
Inventors: 修一鉄野; 真史片桐; 孝幸田中; 亞弘吉田
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Priority date: 2018-11-30
Filing date: 2018-11-30
Publication date: 2023-03-20
Anticipated expiration: 2038-11-30
Also published as: JP2020086382A

Description

本発明は、電子写真プロセス等を利用したカラー画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置として、中間転写ベルトなどの中間転写体の移動方向に関して複数の画像形成部をそれぞれ配置したタンデム型の画像形成装置の構成が知られている。各色の画像形成部は、それぞれ像担持体としてのドラム状の感光体（以下、感光ドラムと称する）を有している。各色の感光ドラムに担持された各色のトナー像は、転写材搬送ベルトによって搬送される紙やＯＨＰシートなどの転写材に転写されるか、または、中間転写ベルトに１度転写された後に転写材に転写された後に、定着手段によって転写材に定着される。

特許文献１には、各色の感光ドラムから中間転写ベルトにトナー像の転写が完了した後に感光ドラム上に残留したトナー（転写残トナー）を回収するクリーニング手段を設けない構成（以下、クリーナレス構成と称する）が開示されている。このようなクリーナレス構成においては、転写残トナーは、感光ドラムの回転とともに移動して現像手段に回収されることで、感光ドラムから取り除かれ、清掃される。

特開２００４－１２６２０２号公報

しかしながら、感光ドラムに当接するクリーニング手段を設けない特許文献１の構成においては、以下の課題が発生するおそれがある。即ち、転写残トナーなど、感光ドラムに付着した付着物を、感光ドラムの表面から十分に除去できなかった場合に、付着物に起因した画像不良が発生してしまうおそれがある。

そこで、本発明は、クリーナレス構成を有する画像形成装置において、感光体に付着した付着物起因の画像不良の発生を抑制することを目的とする。

本発明は、感光体と、前記感光体にトナー像を現像する現像手段と、前記感光体に当接し、前記感光体が担持したトナー像が１次転写される無端状で移動可能な中間転写体と、を備え、前記感光体から中間転写体にトナー像を１次転写した後に前記感光体に残留したトナーを前記現像手段にて回収することが可能な画像形成装置において、前記中間転写体は、前記感光体と当接する表面に、前記中間転写体の移動方向に関して連続して形成された溝であって、前記中間転写体の移動方向と交差する幅方向に関して複数設けられた前記溝を有し、前記幅方向に関する前記溝の両脇に、前記中間転写体の移動方向に関して連続して形成された凸部が形成されており、複数の前記溝は、前記移動方向に対し、前記移動方向に沿って角度θで斜めに形成されており、且つ、前記中間転写体の前記移動方向に関する長さである周長をＬとしたときに、前記幅方向に関して、隣り合う前記溝の間隔Ｉが、下記式１を満たすことを特徴とする。
Ｉ≦Ｌ×ｔａｎθ ・・・（式１）

本発明によれば、クリーナレス構成を有する画像形成装置において、感光体に付着した付着物起因の画像不良の発生を抑制することが可能である。

実施例１の画像形成装置の構成を説明する概略断面図である。実施例１に係る、中間転写体の構成を説明する模式図である。実施例１に係る、中間転写体と感光体とが接触する位置の模式的な拡大断面図である。実施例２に係る、中間転写体の構成を説明する模式図である。実施例２に係る、中間転写体と感光体とが接触する位置の模式的な拡大断面図である。実施例３に係る、中間転写体と感光体とが接触する位置の模式的な拡大断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
［画像形成装置の構成］
図１は、本実施例の画像形成装置１００の構成を説明する概略断面図である。図１に示すように、本実施例の画像形成装置１００は、ａ～ｄの複数の画像形成部を設けている所謂タンデム型の画像形成装置である。第１の画像形成部ａはイエロー（Ｙ）、第２の画像形成部ｂはマゼンタ（Ｍ）、第３の画像形成部ｃはシアン（Ｃ）、第４の画像形成部ｄはブラック（Ｂｋ）の各色のトナーによって画像を形成する。これら４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されており、各画像形成部の構成は収容するトナーの色を除いて実質的に共通である部分が多い。したがって、以下、第１の画像形成部ａを用いて本実施例の画像形成装置を説明する。

第１の画像形成部ａは、ドラム状の感光体である感光ドラム１ａと、帯電部材である帯電ローラ２ａと、露光手段３ａと、現像手段４ａと、を有する。感光ドラム１ａは、トナー像を担持する像担持体であり、駆動源（不図示）からの駆動力を受けて図示矢印Ｒ１方向（反時計回り）に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。なお、本実施例における画像形成部ａ～ｄは、感光ドラム１ａ～１ｄに当接するクリーニング部材が設けられていない、所謂クリーナレスの構成を有する。

コントローラなどの制御手段（不図示）が画像信号を受信することによって画像形成動作が開始され、感光ドラム１ａは回転駆動される。感光ドラム１ａは回転過程で、帯電ローラ２ａにより所定の極性（本実施例では負極性）で所定の電位に一様に帯電処理され、露光手段３ａにより画像信号に応じた露光を受ける。これにより、目的のカラー画像のイエロー色成分像に対応した静電潜像が形成される。次いで、その静電潜像は現像位置において現像手段４ａにより現像され、感光ドラム１ａにイエロートナー像として可視化される。本実施例においては、現像手段４ａに収容されたトナーの正規の帯電極性は負極性であり、帯電ローラ２ａによる感光ドラム１ａの帯電極性と同極性に帯電したトナーにより静電潜像を反転現像している。しかし、これに限らず、感光ドラム１ａの帯電極性とは逆極性である正極性に帯電したトナーにより静電潜像を正現像する画像形成装置にも本発明を適用できる。

帯電部材としての帯電ローラ２ａは、感光ドラム１ａの表面に当接しており、感光ドラム１ａ表面との摩擦により感光ドラム１ａの回転に従動して回転する。また、帯電ローラ２ａは、直径５．５ｍｍの芯金に、厚さが１．５ｍｍで体積抵抗率が１×１０^６Ωｃｍ程度の導電性弾性体からなる弾性層が設けられたローラ部材である。帯電ローラ２ａは、不図示の帯電電源から、画像形成動作に応じて所定の電圧を印加される。なお、不図示の帯電電源から帯電ローラ２ａに－１１００［Ｖ］の電圧を印加したときの感光ドラム１ａの表面電位は－５００［Ｖ］程度（トレック社製の表面電位計Ｍｏｄｅｌ３４４で測定）であった。

露光手段３ａは、レーザドライバ、レーザダイオード、ポリゴンミラー、光学系レンズ等を備えており、ホストコンピュータ（不図示）から入力される画像情報に基づいてレーザ光を照射し、感光ドラム１ａの表面に静電潜像を形成する。本実施例では、露光手段３ａから感光ドラム１ａに最大光量で露光した際の感光ドラム１ａの表面電位Ｖｌが－１００［Ｖ］となるように、露光手段３ａの光量を調整した。

現像手段４ａは、現像部材としての現像ローラ４１ａと、イエロートナーと、を有し、感光ドラム１ａにトナーを供給することで感光ドラム１ａに形成された静電潜像をトナー像として現像する。現像ローラ４１ａは、感光ドラム１ａに対して当接及び離間が可能であり、感光ドラム１ａと所定の当接幅を持って当接した状態でトナーを供給する。現像ローラ４１ａは、感光ドラム１ａの周速度よりも早い周速度で図示矢印Ｒ１方向と反対の方向（時計回り）に回転する。現像ローラ４１ａには現像電源（不図示）が接続されており、現像ローラ４１ａは、画像形成動作に応じて所定の電圧（本実施例においては－３００［Ｖ］）を印加される。

本実施例におけるトナーは、懸濁重合法で製造した非磁性一成分トナーであり、正規帯電極性が負極性で、ベックマン・コールター株式会社製のレーザ回折式粒度分布測定器ＬＳ－２３０で測定した体積平均粒径は６．０μｍ程度である。また、表面性を改質するために、外添剤として、トナーの重量に対して１．５％程度の酸化ケイ素粒子をトナーの表面に付着させており、酸化ケイ素粒子の体積平均粒径は２０ｎｍ程度である。本実施例においては、懸濁重合法で製造したトナーを用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、粉砕法や、乳化重合法等の他の重合法を用いて製造されたトナーであってもよい。

中間転写体としての中間転写ベルト１０は、樹脂材料に導電剤を添加して導電性を付与した無端状で移動可能なベルトであり、張架ローラ１１、１２、１３の３軸で張架され、各感光ドラム１ａ～１ｄと略同一の周速度で回転駆動される。中間転写ベルト１０は、感光ドラム１ａと当接して１次転写部Ｎ１ａを形成し、感光ドラム１ａに形成されたイエロートナー像は、１次転写部Ｎ１ａを通過する過程で感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０に１次転写される。

中間転写ベルト１０の内周面側には、中間転写ベルト１０を介して感光ドラム１ａと対向する位置に転写部材としての１次転写ローラ１４ａが設けられており、１次転写ローラ１４ａには電位形成手段としての１次転写電源１６が接続されている。１次転写ローラ１４ａは、外径６ｍｍのストレート形状のニッケルメッキされたＳＵＳ丸棒で構成され、中間転写ベルト１０の移動方向と交差する長手方向の所定領域に亘って中間転写ベルト１０と接触し、中間転写ベルト１０の回転に伴って従動回転する。

画像形成動作に応じて、１次転写電源１６は１次転写ローラ１４ａに５００［Ｖ］電圧を印加する。これにより、導電性の中間転写ベルト１０に電位が形成され、感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０にイエロートナー像が１次転写される。なお、本実施例においては、１次転写ローラ１４ａ～１４ｄに共通の１次転写電源１６から電圧を印加する構成を用いた。しかし、これに限らず、１次転写ローラ１４ａ～１４ｄに電圧を印加する転写電源をそれぞれ個々に設けても良く、若しくは一部だけ共通化しても良い。

以下、同様にして、第２，３，４の画像形成部ｂ、ｃ、ｄによって第２色のマゼンタトナー像、第３色のシアントナー像、第４色のブラックトナー像が形成され、中間転写ベルト１０上に順次重ねて１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０には、目的のカラー画像に対応した４色のトナー像が形成される。その後、中間転写ベルト１０に担持された４色のトナー像は、２次転写ローラ１５と中間転写ベルト１０が接触して形成する２次転写部Ｎ２を通過する過程で、給送手段５０により給送された紙やＯＨＴなどの転写材Ｐの表面に一括で２次転写される。

２次転写部材としての２次転写ローラ１５は、外径６ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗率１０^８Ω・ｃｍ、厚み６ｍｍに調整したＮＢＲとエピクロルヒドリンゴムを主成分とする発泡スポンジ体で覆った外径１８ｍｍのものを用いている。なお、発泡スポンジ体のゴム硬度は３０°（アスカー硬度計Ｃ型）である。２次転写ローラ１５は、中間転写ベルト１０の外周面に接触しており、中間転写ベルト１０を介して対向部材としての対向ローラ１３に約５０Ｎの加圧力で押圧して２次転写部Ｎ２を形成している。２次転写ローラ１５には、２次転写電源１８が接続されており、２次転写電源１８が２次転写ローラ１５に電圧を印加することで、２次転写部Ｎ２において中間転写ベルト１０から転写材Ｐにトナー像が２次転写される。なお、２次転写電源１８は、１００～４０００［Ｖ］の範囲の電圧を出力することが可能であり、本実施例においては、２５００［Ｖ］の電圧を印加することで２次転写部Ｎ２において中間転写ベルト１０から転写材Ｐにトナー像を２次転写した。

２次転写部Ｎ２において中間転写ベルト１０に担持されていた４色のトナー像を転写された転写材Ｐは、その後、定着手段３０に導入され、加熱および加圧されることにより４色のトナーが溶融混色して転写材Ｐに固定される。２次転写後に中間転写ベルト１０に残ったトナーは、クリーニング手段１７により清掃、除去される。クリーニング手段１７は、中間転写ベルト１０を介して対向ローラ１３に対向して設けられ、中間転写ベルト１０に残ったトナーを回収する回収手段である。また、クリーニング手段１７は、中間転写ベルト１０の外周面に接触するクリーニングブレード１７ａと、クリーニングブレード１７ａによって中間転写ベルト１０から除去されたトナーなどを収容する廃トナー容器１７ｂと、を有する。

なお、本実施例の画像形成装置１００は、１次転写部Ｎ１ａを通過した後に感光ドラム１ａに残留した転写残トナーが、帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａとが接触する帯電部に到達するまでの間に、感光ドラム１ａに当接してトナーを回収する当接部材を有さない。より詳細には、感光ドラム１ａの回転方向に関して、１次転写部Ｎ１ａから帯電部までの間に、感光ドラム１ａに当接するクリーニングブレードなどの回収部材を有していない、所謂クリーナレスの構成を有している。したがって、感光ドラム１ａから中間転写ベルト１０にトナー像を１次転写した後に感光ドラム１ａに残った転写残トナーは、帯電部を通過した後に現像手段４ａに回収される。

本実施例の画像形成装置においては、以上の動作により、フルカラーのプリント画像が形成される。

［中間転写ベルト１０］
次に、本実施例の特徴である中間転写ベルト１０について説明する。中間転写ベルト１０は、円筒形状の無端状のベルトであり、周長は７００ｍｍで基層と表層の２層から構成されている。基層の材料はポリイミド樹脂、表層の材料はアクリル樹脂であり、基層の厚みは７０μｍ、表層の厚みは３μｍである。なお、本実施例における中間転写ベルト１０の表層とは、中間転写ベルト１０の外周面側に形成された層、即ち、クリーニングブレード１７ｂや感光ドラム１ａ～１ｄと接触する層のことである。一方で、中間転写ベルト１０の基層とは、中間転写ベルト１０の厚さ方向に関して、中間転写ベルト１０を構成する複数の層の内、最も厚い層のことである。

図２は、本実施例の中間転写ベルト１０の表層に形成された溝１０ａについて説明する模式図であり、無端状の中間転写ベルト１０を疑似的に展開した模式図である。図２に示すように、本実施例の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルト１０の表面（表層）に、中間転写ベルト１０の移動方向に関して引いた仮想線ＶＬに対して角度θをなす溝１０ａを複数有する。ここでθ＝１．５°であり、さらに中間転写ベルト１０の移動方向と交差する幅方向において、溝１０ａは１８ｍｍの間隔Ｉで形成されている。なお、本実施例においては、この、隣り合う溝の間隔Ｉは、中間転写ベルト１０の周長Ｌと、角度θを用いて、下記式１を満たすように設定している。
Ｉ≦Ｌ×ｔａｎθ ・・・（式１）
図３は、中間転写ベルト１０の移動方向から見た時の、１次転写部Ｎ１ａにおける感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０の接触部の模式的な拡大断面図である。図３に示すように、本実施例においては、中間転写ベルト１０の表面に、幅１μｍ、深さ２μｍの溝１０ａを形成している。ここで、溝１０ａの幅と深さは本実施例の効果を得るに当たり前述した値に限るものでは無いが、トナーの１次転写性を考慮して、トナーの平均粒径以下に設定することがより好ましい。

［感光ドラム１に付着する付着物の除去］
本実施例の画像形成装置１００は、感光ドラム１ａ～１ｄに当接して転写残トナーを回収するためのクリーニング手段を有していない、クリーナレス構成を有する。すると、現像手段４ａ～４ｄにおいて転写残トナーの回収が十分でなかった場合、即ち、一部の転写残トナーや外添剤等が付着物として感光ドラム１ａ～１ｄの表面に蓄積した場合に、転写材Ｐ上に画像不良として顕在化してしまうおそれがある。ここで、以下の説明において、画像形成部ａ～ｄの各部材に関して、同様の制御及び動作が実施される場合には、いずれの画像形成部の各部材かを示すための符号ａ～ｄを省略し説明を行う。

図３は、本実施例における、中間転写ベルト１０と感光ドラム１とが接触する位置を拡大した模式的な断面図である。図３に示すように、本実施例においては、中間転写ベルト１０の表面に溝１０ａを形成することにより、感光ドラム１に付着した付着物Ｗを感光ドラム１から掻き取り易い構成としている。より詳細には、中間転写ベルト１０の移動に伴って、溝１０ａのエッジ部が感光ドラム１の表面に接触しながら移動することで、付着物Ｗを感光ドラム１から掻き取ることが可能である。

さらに、図２に示すように、本実施例では溝１０ａと中間転写ベルト１０の移動方向との間に角度θを設け、且つ、中間転写ベルト１０の幅方向における溝１０ａ同士の間隔Ｉを、中間転写ベルト１０の周長Ｌ×ｔａｎθ以下に設定している。これにより、中間転写ベルト１０と感光ドラム１の周回を重ねるうちに、中間転写ベルト１０の幅方向、即ち、感光ドラム１の長手方向において感光ドラム１のどの位置においても、溝１０ａが通過する。その結果、本実施例の構成によれば、感光ドラム１の表面に付着した付着物Ｗを、溝１０ａによって掻き取ることが可能となる。

以下、比較例１との比較によって、本実施例の効果について詳細に説明する。ここで、比較例１としては、溝状の凹部を形成していない中間転写ベルトを用いた。なお、比較例１は、中間転写ベルトの表面に溝を形成していない点を除いてその他の構成は本実施例と実質同一である。したがって、以下の説明において、本実施例と比較例１とで共通する要素は、同一の符号を付して説明を省略する。

［画像評価］
画像不良の発生の有無の評価として、Ａ４サイズ、坪量８０ｇ／ｍ^２の用紙（ＲｅｄＬａｂｅｌ／Ｏｃｅ社製）を用いて、印字率５％の画像を１０００枚の転写材Ｐに連続して画像形成し、その後、画像不良の発生の有無を確認するためのテスト画像を形成した。ここで、テスト画像は、転写材Ｐの搬送方向に関する転写材Ｐの先端５ｍｍから５５ｍｍの位置まで、且つ、転写材Ｐの幅方向に関する画像形成領域の全域に形成された、印字率１００％のトナー像（ベタ黒画像）である。このようなテスト画像を転写材Ｐに形成し、転写材Ｐの搬送方向に関して、ベタ黒画像が形成された領域（ベタ黒部）よりも上流側である、トナー像を形成していない領域（ベタ白部）に、画像不良が発生するか否かを確認することで画像評価を行った。

上述の画像評価を行った結果、本実施例の構成においては、画像不良の発生は見られなかったが、比較例１の構成において、ベタ白部にベタ黒部由来のトナーが付着する画像不良（以下、転写残ゴーストと称する）が発生した。ここで、より詳細に説明すると、転写残ゴーストとは、転写残トナーが感光ドラム１に残留したまま感光ドラム１が１周して次の１次転写時に中間転写ベルト１０に転写することで発生する画像不良のことである。

本実施例の構成によれば、中間転写ベルト１０に溝１０ａを設けたことで、中間転写ベルト１０の移動に伴って感光ドラム１に付着したトナーや外添剤などを掻き取ることが可能である。これにより、感光ドラム１にトナーや外添剤等が付着物Ｗとして蓄積することを抑制し、転写残ゴーストなどの画像不良の発生を抑制することが可能である。

一方で、比較例１の構成では、中間転写ベルトに溝を形成していないことから、感光ドラム１の表面に転写残トナーの一部や外添剤などの付着物Ｗの蓄積が生じ、その結果、転写残トナーの増加による転写残ゴーストが発生した。これは、転写残トナーや外添剤などの付着物Ｗが感光ドラム１に蓄積した場合、感光ドラム１におけるトナーの離形性が低下することで、１次転写後に感光ドラム１に残留する転写残トナーの量が増加して転写残ゴーストが発生し易くなるためである。

以上説明したように、本実施例の構成によれば、中間転写ベルト１０の表面に中間転写ベルト１０の移動方向と角度θをなす溝１０ａを形成し、さらに溝１０ａ同士の間隔Ｉを、中間転写ベルト１０の周長Ｌ×Ｔａｎθ以下に設定している。これにより、感光ドラム１に付着した付着物Ｗを感光ドラム１の表面から除去することができ、付着物Ｗ起因の画像不良の発生を抑制することが可能である。

なお、本実施例においては、基層と表層の２層から構成される中間転写ベルト１０について説明したが、感光ドラム１と接触する表面に溝１０ａが形成されていれば、中間転写ベルト１０の層構成はこれに限らない。例えば、基層のみを有する単層ベルトであっても良く、３層以上から構成される多層ベルトであってもよい。

（実施例２）
実施例１では、中間転写ベルト１０の表面に、中間転写ベルト１０の移動方向と角度θをなす溝１０ａが形成された構成について説明した。これに対し、実施例２では、中間転写ベルト１１０の表面に、中間転写ベルト１１０の移動方向と角度θをなす筋状の凸部１１０ｂが形成された構成について説明する。なお、実施例２の構成は、筋状の凸部１１０ｂを設けた中間転写ベルト１１０を用いる点を除いて、実施例１と実質同一である。したがって、以下の説明において、実施例１と同一の構成及び制御に関しては、同一の符号を付して説明を省略する。

［中間転写ベルト１１０］
図４は、本実施例の中間転写ベルト１１０の表層に形成された凸部１１０ｂについて説明する模式図であり、無端状の中間転写ベルト１１０を疑似的に展開した模式図である。図４に示すように、本実施例の中間転写ベルト１１０は、中間転写ベルト１１０の表面に、中間転写ベルト１１０の移動方向に関して引いた仮想線ＶＬに対して角度θをなす凸部１１０ｂを複数有する。ここでθ＝１．５°であり、さらに中間転写ベルト１１０の移動方向と交差する幅方向において、凸部１１０ｂは１８ｍｍの間隔Ｉで形成されている。なお、本実施例においても、この、隣り合う凸部の間隔Ｉを、実施例１の式１を満たすように設定している。

図５は、中間転写ベルト１１０の移動方向から見た時の、１次転写部Ｎ１ａにおける感光ドラム１ａと中間転写ベルト１１０の接触部の模式的な拡大断面図である。図５に示すように、本実施例においては、中間転写ベルト１１０の表面に、幅１μｍ、高さ２μｍの凸部１１０ｂを形成している。ここで、凸部１１０ｂの幅と高さは本実施例の効果を得るに当たり前述した値に限るものでは無いが、トナーの１次転写性を考慮して、トナーの平均粒径以下に設定することがより好ましい。

［感光ドラム１に付着する付着物の除去］
感光ドラム１の表面には、実施例１で説明した転写残トナーや外添剤以外にも、窒化酸化物などの放電生成物が付着する場合がある。このような放電生成物は、帯電ローラ２ａと感光ドラム１ａとが接触する帯電部の近傍において発生する放電によって生成され、画像形成動作を繰り返すことで徐々に感光ドラム１上に蓄積していく。感光ドラム１に蓄積する放電生成物の量が多くなると、高湿度環境において放電生成物が水分を吸着することで低抵抗化し、感光ドラム１に形成した潜像中の電荷を乱してしまうことで、画像の濃度が薄くなる画像不良を発生させてしまうおそれがある。

そこで、図５に示すように、本実施例においては、中間転写ベルト１１０の表面に凸部１１０ｂを形成することにより、感光ドラム１に付着した放電生成物などの付着物Ｗを感光ドラム１から掻き取り易い構成としている。より詳細には、中間転写ベルト１１０の移動に伴って、凸部１１０ｂが感光ドラム１の表面に接触しながら移動することで、付着物Ｗを感光ドラム１から掻き取ることが可能である。

さらに、図４に示すように、本実施例では凸部１１０ｂと中間転写ベルト１１０の移動方向との間に角度θを設け、且つ、中間転写ベルト１１０の幅方向における凸部１１０ｂ同士の間隔Ｉを中間転写ベルト１１０の周長Ｌ×ｔａｎθ以下に設定している。これにより、中間転写ベルト１１０と感光ドラム１の周回を重ねるうちに、中間転写ベルト１１０の幅方向、即ち、感光ドラム１の長手方向において感光ドラム１のどの位置においても、凸部１１０ｂが通過する。その結果、本実施例の構成によれば、感光ドラム１の表面に付着した付着物Ｗを、凸部１１０ｂによって掻き取ることが可能となる。

以下、比較例２との比較によって、本実施例の効果について詳細に説明する。ここで、比較例２としては、表面に凸部を形成していない中間転写ベルトを用いた。なお、比較例２は、中間転写ベルトの表面に凸部を形成していない点を除いてその他の構成は本実施例と実質同一である。したがって、以下の説明において、本実施例と比較例２とで共通する要素は、同一の符号を付して説明を省略する。

［画像評価］
画像不良の発生の有無の評価として、Ａ４サイズ、坪量８０ｇ／ｍ^２の用紙（ＲｅｄＬａｂｅｌ／Ｏｃｅ社製）である転写材Ｐを用い２種類のテスト画像を形成し、２つの画像不良の発生の有無を確認した。まず、１つ目の画像評価として、実施例１で実施した画像評価と同様に、印字率５％の画像を１０００枚の転写材Ｐに連続して画像形成し、その後、転写残ゴーストの発生の有無を確認するためのテスト画像を形成した。ここで、テスト画像は、既に説明した通り、転写材Ｐの搬送方向に関する転写材Ｐの先端５ｍｍから５５ｍｍの位置まで、且つ、転写材Ｐの幅方向に関する画像形成領域の全域に形成された、印字率１００％のトナー像（ベタ黒画像）である。

そして、２つ目の画像評価として、画像形成装置１００を、温度３０℃、湿度９０％の高温高湿環境下に３日間放置後、印字率５％の画像を１０００枚の転写材Ｐに連続して画像形成し、その後、画像不良の発生の有無を確認するためのテスト画像を形成した。ここで、テスト画像は、転写材Ｐの画像形成領域の全域に形成された、印字率２０％のハーフトーン画像である。このようなテスト画像を転写材Ｐに形成し、放電生成物に起因した画像の濃度が薄くなる画像不良の発生の有無を確認した。

上述の画像評価を行った結果、本実施例の構成においては、転写残ゴースト、及び、画像の濃度が薄くなる画像不良はいずれも発生しなかった。一方で、比較例２の構成においては、転写残ゴーストと、印字率２０％のハーフトーン画像の濃度が薄くなる画像不良の両方が確認された。

このように、本実施例の構成によれば、中間転写ベルト１１０に凸部１１０ｂを設けたことで、中間転写ベルト１１０の移動に伴って感光ドラム１に付着したトナーや外添剤、そして放電生成物などを掻き取ることが可能である。これにより、感光ドラム１にトナーや外添剤、放電生成物等が付着物Ｗとして蓄積することを抑制し、転写残ゴーストや、画像の濃度が薄くなる画像不良の発生を抑制することが可能である。

一方で、比較例２の構成では、中間転写ベルトに凸部を形成していないことから、感光ドラム１の表面に、転写残トナーの一部や外添剤、そして放電生成物などの付着物Ｗの蓄積が生じやすい。その結果、転写残ゴーストや、画像の濃度が薄くなる画像不良が発生した。転写残トナーや外添剤などの付着物Ｗが感光ドラム１に蓄積した場合、感光ドラム１におけるトナーの離形性が低下することで、１次転写後に感光ドラム１に残留する転写残トナーの量が増加して転写残ゴーストが発生し易くなる。また、放電生成物などの付着物Ｗが感光ドラム１に蓄積した場合、放電生成物が水分を吸着することで低抵抗化し、感光ドラム１に形成した潜像中の電荷を乱してしまうことで、ハーフトーン画像の濃度が薄くなる画像不良が発生し易くなる。

以上説明したように、本実施例の構成によれば、中間転写ベルト１１０の表面に中間転写ベルト１１０の移動方向と角度θをなす凸部１１０ｂを形成し、さらに凸部１１０ｂ同士の間隔Ｉを、中間転写ベルト１１０の周長Ｌ×ｔａｎθ以下に設定している。これにより、感光ドラム１に付着した付着物Ｗを感光ドラム１の表面から除去することができ、付着物Ｗ起因の画像不良の発生を抑制することが可能である。

（実施例３）
実施例１では、中間転写ベルト１０の表面に、中間転写ベルト１０の移動方向と角度θをなす溝１０ａが形成された構成について説明した。これに対し、実施例３では、中間転写ベルト２１０の表面に、中間転写ベルト２１０の移動方向と角度θをなす溝２１０ａと、溝２１０ａの両脇には筋状の凸部２１０ｂと、が形成された構成について説明する。なお、実施例３の構成は、溝２１０ａの両脇に筋状の凸部２１０ｂを設けた中間転写ベルト２１０を用いる点を除いて、実施例１と実質同一である。したがって、以下の説明において、実施例１と同一の構成及び制御に関しては、同一の符号を付して説明を省略する。

［中間転写ベルト２１０］
本実施例における中間転写ベルト２１０は、実施例１において図２を用いて説明した中間転写ベルト１０と同様に、中間転写ベルト２１０の表面に、中間転写ベルト２１０の移動方向に関して引いた仮想線ＶＬに対して角度θをなす溝２１０ａを複数有する。ここでθ＝１．５°であり、さらに中間転写ベルト１１０の移動方向と交差する幅方向において、溝２１０ａは１８ｍｍの間隔Ｉで形成されている。なお、本実施例においても、この、隣り合う溝の間隔Ｉを、実施例１の式１を満たすように設定している。

図６は、中間転写ベルト２１０の移動方向から見た時の、１次転写部Ｎ１ａにおける感光ドラム１ａと中間転写ベルト２１０の接触部の模式的な拡大断面図である。図６に示すように、本実施例においては、中間転写ベルト２１０の表面に、幅１μｍ、深さ２μｍの溝２１０ａを形成している。さらに、本実施例においては、中間転写ベルト２１０の幅方向に関して、溝２１０ａの両脇に凸部２１０ｂを形成している。ここで、溝２１０ａの幅と深さは本実施例の効果を得るに当たり前述した値に限るものでは無いが、トナーの１次転写性を考慮して、トナーの平均粒径以下に設定することがより好ましい。より具体的には、１つの溝２１０ａの深さと、その１つの溝２１０ａの両脇に形成された凸部２１０ｂの高さの和は、トナーの平均粒径以下に設定することが好ましい。同様に、１つの溝２１０ａの幅と、その１つの溝２１０ａの両脇に形成された凸部２１０ｂの幅の和は、トナーの平均粒径以下に設定することが好ましい。

さらに、本実施例においては、２つ目の画像評価の実施前後で、中間転写ベルト２１０の表面の動摩擦係数の測定を行い、画像評価前後における中間転写ベルト２１０の動摩擦係数の変化を確認した。ここで、動摩擦係数は、表面性試験機（新東科学株式会社製ヘイドン１４ＦＷ）を用い、測定圧子としてウレタンゴム製ボール圧子（外径３／８インチ、ゴム硬度９０度）を使用して測定した。測定条件は、試験荷重５０ｇｆ、速度１０ｍｍ／ｓｅｃとし、測定距離は５０ｍｍとした。そして、測定開始から１秒から４秒までに計測された摩擦力（ｇｆ）の平均値を、試験荷重（ｇｆ）で除した値を、動摩擦係数の値として得た。

上述の画像評価を行った結果、本実施例の構成においても、実施例１や実施例２と同様に、転写残ゴースト、及び、画像の濃度が薄くなる画像不良はいずれも発生しなかった。このように、本実施例の構成によれば、中間転写ベルト２１０に凸部２１０ｂを設けたことで、中間転写ベルト２１０の移動に伴って感光ドラム１に付着したトナーや外添剤、そして放電生成物などを掻き取ることが可能である。これにより、感光ドラム１にトナーや外添剤、放電生成物等が付着物Ｗとして蓄積することを抑制し、転写残ゴーストや、画像の濃度が薄くなる画像不良の発生を抑制することが可能である。

また、本実施例の構成では、第２の画像評価を実施する前の中間転写ベルト２１０の動摩擦係数は０．４２、第２の画像評価を実施した後の中間転写ベルト２１０の動摩擦係数は０．４５とほぼ変化しなかった。これは、中間転写ベルト２１０の凸部２１０ｂの近傍に溝２１０ａが形成されていることで、中間転写ベルト２１０が感光ドラム１から掻き取った放電生成物等の付着物Ｗが溝２１０ａに回収されたためと考えられる。即ち、中間転写ベルト２１０の表面に、感光ドラム１から掻き取った放電生成物やその他付着物Ｗが付着しづらいことで、動摩擦係数の変化が少なかったと考えられる。

中間転写ベルト２１０の摩擦係数が大きく変化すると、中間転写ベルト２１０に残留したトナーを回収するクリーニングブレード１７ａと中間転写ベルト２１０の接触が不安定となるおそれがある。この場合、クリーニング不良や、クリーニングブレード１７ａが振動することで異音が発生してしまうおそれがあるため、本実施例のように、中間転写ベルト２１０の動摩擦係数の変化は小さい方が、長期に渡って安定したクリーニング性能を実現し易い。

１感光ドラム
４現像手段
１０中間転写ベルト
１０ａ溝
１１０中間転写ベルト
１１０ｂ凸部

Claims

感光体と、前記感光体にトナー像を現像する現像手段と、前記感光体に当接し、前記感光体が担持したトナー像が１次転写される無端状で移動可能な中間転写体と、を備え、前記感光体から中間転写体にトナー像を１次転写した後に前記感光体に残留したトナーを前記現像手段にて回収することが可能な画像形成装置において、
前記中間転写体は、前記感光体と当接する表面に、前記中間転写体の移動方向に関して連続して形成された溝であって、前記中間転写体の移動方向と交差する幅方向に関して複数設けられた前記溝を有し、前記幅方向に関する前記溝の両脇に、前記中間転写体の移動方向に関して連続して形成された凸部が形成されており、
複数の前記溝は、前記移動方向に対し、前記移動方向に沿って角度θで斜めに形成されており、且つ、前記中間転写体の前記移動方向に関する長さである周長をＬとしたときに、前記幅方向に関して、隣り合う前記溝の間隔Ｉが、下記式１を満たすことを特徴とする画像形成装置。
Ｉ≦Ｌ×ｔａｎθ ・・・（式１）
前記幅方向からみたときの、１つの前記溝の深さと１つの前記凸部の高さの和、及び、１つの前記溝と前記凸部の幅の和、がそれぞれトナーの平均粒径以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記幅方向からみたときの、前記溝の深さ及び幅が、それぞれトナーの平均粒径以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記感光体に接触して前記感光体を帯電する帯電部材を備え、前記感光体の回転方向に関して、前記感光体と前記中間転写体とが接触する位置から前記感光体と前記帯電部材とが接触する位置までの間に、前記感光体に当接するブレードを備えないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記中間転写体は、複数の層によって構成され、前記複数の層のうち最も厚い層である基層と、前記感光体と当接する前記中間転写体の表面に形成された表層と、を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。