JP2009230102A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、ベルトとベルトに摺擦する転写手段との摩擦力が高くなるのを抑制して、トナー像を搬送するベルトに対して転写部材が安定して接触することで、転写手段との摺擦によってベルトの駆動トルクが上昇するのを抑制し、画像不良が発生するのを抑制することである。
【解決手段】トナー像を担持する像担持体と、トナー像を搬送するベルトと、ベルトと摺擦する転写手段と、を有し、転写手段のベルトに接触する面は、線状の凹部又は線状凸部を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、像担持体からベルトに向けてトナー像を転写する転写手段を備えた画像形成装置に関し、特に転写手段がベルトと摺擦する装置に関する。

従来から、電子写真方式の画像形成装置においては、像担持体である感光ドラムが担持するトナー像を、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加された転写手段により、中間転写ベルトに対して静電的に転写させる構成が知られている。もしくは記録材担持ベルトに担持されている記録材に対して静電的に転写させる構成が知られている。転写手段としては、高圧電源回路に接続され、ベルトを介して感光ドラムの対向位置に配置される転写ローラなどのベルトと共に回転する転写手段がある。

図１６にベルトを挟んで対向している感光ドラムと転写ローラのニップ構成の一例を示す。転写手段として転写ローラを用いると、ベルトと転写ローラのベルト移動方向における接触領域（所謂、転写ニップ）の幅が、転写ローラが回転している影響により、転写ローラが回転している影響により、変化する場合がある。これは、転写ローラの径は、厳密には一定でないためである。従って、感光ドラムからトナー像を転写する際に、転写ローラから感光ドラムに流れる電流が変化し、転写ムラを引き起こす場合がある。

これらの対策として、特許文献１には、回転しない転写部材として、ブラシを用いた構成が提案されている。ブラシを用いた構成は、ブラシを構成する各々の繊維が独立してベルトに接触が可能である。

また、ベルトを有する構成ではないものの、特許文献２には、転写手段として、支持部材に支持されたフィルムを用いた構成が開示されている。さらに、特許文献３には、転写手段として、支持部材に支持されたブレードを用いた構成が開示されている。

特開平０５−１２７５４６号公報 特開平０９−１２０２１８号公報 特開平０９−２３０７０９号公報

しかしながら、ブラシは接触が面状ではないため転写ムラを起こし易い。また、回転移動するベルトと接触する転写手段として、上記従来例のフィルムは、転写手段とベルトの接触面での摩擦力が高くなる。そのため、ベルトの転写手段に対する駆動トルクが上昇してしまい、ベルトと転写手段の摺擦による摺擦異音が発生するおそれがある。また、ベルトと摺擦する転写手段は、回転する転写ローラに比べて、ベルトとの摩擦力が大きくなってしまうため、ベルトを回転させるための駆動トルクが上昇し、駆動モータなどへの負荷が大きくなる。

本発明の目的は、ベルトと転写部材との摩擦力が高くなるのを抑制して、トナー像を搬送するベルトに対して転写手段が安定して接触することで、転写手段との摺擦によってベルトの駆動トルクが上昇するのを抑制することである。

上記目的を達成するための本発明は、トナー像を担持する像担持体と、トナー像を搬送するベルトと、前記ベルトと摺擦する面を有する転写手段と、を有し、前記転写手段によって、前記像担持体から前記ベルト側へトナー像が転写される画像形成装置において、前記転写手段の前記ベルトに接触する面は、線状の凹部を有し、前記凹部の線方向はベルト搬送方向と交差することを特徴とする。

さらに上記目的を達成するための本発明は、トナー像を担持する像担持体と、トナー像を搬送するベルトと、前記ベルトと摺擦する面を有する転写手段と、を有し、前記転写手段によって、前記像担持体から前記ベルト側へトナー像が転写される画像形成装置において、前記転写手段の前記ベルトに接触する面は、線状の凸部を有し、前記凸部の線方向はベルト搬送方向と交差することを特徴とする。

さらに上記目的を達成するための本発明は、トナー像を担持する像担持体と、トナー像を搬送するベルトと、前記ベルトと摺擦する面を有する転写手段と、を有し、前記転写手段によって、前記像担持体から前記ベルト側へトナー像が転写される画像形成装置において、前記転写手段の前記ベルトに接触する面は、複数の凹部及び複数の凸部を有し、ベルト搬送方向に前記凹部と前記凸部が配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成によりベルトと転写部材の均一な接触を維持して良好な転写性を確保し、シート部材とベルトとの摩擦力を低減してベルトの駆動トルクの上昇を抑えることができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態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、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

［実施例１］
本発明に係る実施例１について、図面を用いて説明する。図１は、画像形成装置の全体構成の概略図である。ここでは、実施例１の画像形成装置として、複数の画像形成部（画像形成ステーション）を備えたカラープリンタを例示している。

図１に示す画像形成装置は、形成できるトナー像の色が異なる４つの画像形成ステーションを備えている。ここでは、第１の画像形成ステーションをイエロー（ａ）、第２の画像形成ステーションをマゼンタ（ｂ）、第３の画像形成ステーションをシアン（ｃ）、第４の画像形成ステーションをブラック（ｄ）としている。

各画像形成ステーションには各色に対応するプロセスカートリッジ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄがそれぞれ着脱可能に装着される。各プロセスカートリッジ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄは略同一構造である。各プロセスカートリッジ９は、それぞれ、像担持体である感光ドラム１、帯電手段としての帯電ローラ２、現像手段としての現像ユニット８、及びクリーニング手段としてのクリーニングユニット３を有する。各現像ユニット８は、現像スリーブ４及びトナー塗布ブレード７を有し、トナー（ここでは非磁性一成分現像剤）５が収容されている。また、各帯電ローラ２は、帯電ローラ２への電圧供給手段である帯電バイアス電源回路２０に接続されている。同様に、各現像スリーブ４も、現像スリーブ４への電圧供給手段である現像電源回路２１に接続されている。

更に各画像形成ステーションには、画像情報に応じたレーザー光１２を感光ドラム１に照射する光学ユニット（露光手段）１１が設けられている。

また画像形成装置は、無端状のベルトである中間転写ベルト８０を備えている。中間転写ベルト８０は、４つの感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ全てに対し当接可能に配置されている。中間転写ベルト８０は、張架部材としての二次転写対向ローラ８６、駆動ローラ１４、テンションローラ１５の３本のローラにより支持されており、適当なテンションが維持されるようになっている。駆動ローラ１４を駆動させることにより中間転写ベルト８０は感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対して順方向に略同速度で移動可能である。

また中間転写ベルト８０を介して各感光ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）の対向位置には、一次転写部材に８１（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ）が配置されている。各一次転写部材８１は、一次転写部材８１への電圧供給手段である一次転写電源回路８４（８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄ）に接続されており、各一次転写電源回路８４よりトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっている。中間転写ベルト８０は、感光ドラム１と一次転写部材８１との間を移動する。感光ドラム１と一次転写部材８１が対向する各一次転写領域において、各感光ドラム１上に形成されたトナー像は各一次転写部材８１によって、中間転写ベルト８０の外周面上で重ね合わせるようにして順次転写される。

尚、ここでは、中間転写ベルト８０として、厚さ１００μｍ、体積抵抗率１０^１０ΩｃｍのＰＶＤＦを用いている。また、駆動ローラ１４は、Ａｌ芯金にカーボンを導電剤として分散した抵抗１０^４Ω、肉厚１．０ｍｍのＥＰＤＭゴムを被覆した外径φ２５ｍｍのものを用いている。また、テンションローラ１５は、外径φ２５ｍｍのＡｌの金属棒を用いており、テンションは片側１９．６Ｎ、総圧３９．２Ｎとしている。また、二次転写対向ローラ８６は、Ａｌ芯金にカーボンを導電剤として分散した抵抗１０^４Ω、肉厚１．５ｍｍのＥＰＤＭゴムを被覆した外径φ２５ｍｍのものを用いている。

また、二次転写を終えた後、中間転写ベルト８０上に残留した転写残トナーと、記録材Ｐが搬送されることによって発生する紙粉は、中間転写ベルト８０に当接されたベルトクリーニング手段８３により、その表面から除去・回収される。尚、ここではベルトクリーニング手段８３としてウレタンゴム等で形成された弾性を有するクリーニングブレードを用いている。

更に画像形成装置は、各給送カセット１６から記録材Ｐを一枚ずつ給送する給送ローラ１７、及びベルト８０を介してローラ８６と二次転写ローラ８２が対向する二次転写領域に記録材Ｐを搬送するレジストローラ１８を備えている。なお、二次転写ローラ８２は二次転写電源回路８５に接続されている。また定着ユニット１９は、定着ローラ及び加圧ローラを備え、記録材Ｐ上のトナー像に熱と圧力を加えることで記録材Ｐ上にトナー像の定着を行う。

尚、ここでは、二次転写ローラ８６は外径φ８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に抵抗値を１０^８Ω、厚みを５ｍｍに調整したＮＢＲの発泡スポンジ体で覆った外径φ１８ｍｍのものを用いている。また、二次転写ローラ８６は、中間転写ベルト８０に対して、５〜１５ｇ／ｃｍ程度の線圧で当接させ、且つ中間転写ベルト８０の移動方向に対して順方向に略等速度で回転するように配置している。

次に画像形成動作について説明する。画像形成動作がスタートすると、感光ドラム１ａ〜１ｄや中間転写ベルト８０等は所定のプロセススピードで矢印方向に回転を始める。まず第１の画像形成ステーションにて、感光ドラム１ａは帯電ローラ２ａに電源回路２０ａよって一様に負極性に帯電される。続いて光学ユニット１１ａから照射されたレーザー光１２ａによって感光ドラム１ａ上に静電潜像が形成される。

現像ユニット８ａ内のトナー５ａは、トナー塗布ブレード７ａによって負極性に帯電されて現像スリーブ４ａに塗布される。そして、現像スリーブ４ａには、現像バイアス電源回路２１ａよりバイアスが供給される。感光ドラム１ａ上に形成された静電潜像が現像スリーブ４ａに到達すると、静電潜像は負極性のトナーによって可視化され、感光ドラム１ａ上には第１色目（ここではイエロー）のトナー像が形成される。

感光ドラム１ａ上に形成されたトナー像は、一次転写部材８１ａの作用によって中間転写ベルト８０上に一次転写される。一次転写が終了した感光ドラム１ａはクリーニングユニット３ａによってドラム表面に残留したトナーがクリーニングされ、次の画像形成に備える。

尚、マゼンタ、シアン、ブラック用の第２〜第４の画像形成ステーションも前述したイエロー用の第１の画像形成ステーションと同様の画像形成工程が行われる。すなわち、各感光ドラムに各色のトナー像が形成され、各色のトナー像は中間転写ベルト８０上に重ねて転写され、中間転写ベルト８０上に多重画像が形成される。

一方、前述の画像形成工程に合わせて、給送カセット１６に収容されている記録材Ｐは、給送ローラ１７により一枚ずつ給送され、レジストローラ１８まで搬送される。記録材Ｐは中間転写ベルト８０上のトナー像に同期してレジストローラ１８によって、中間転写ベルト８０と二次転写ローラ８６とで形成される当接部（二次転写領域）へ搬送される。そして、二次転写電源回路８５によりトナーと逆極性の電圧が印加された二次転写ローラ８６により、中間転写ベルト８０上に担持された４色の多重トナー像は一括して記録材Ｐ上に二次転写される。その後、定着ユニット１９にて記録材Ｐ上のトナー像に熱と圧力を加えることで記録材Ｐ上にトナー像が定着される。トナー像が定着された記録材Ｐは、画像形成物（プリント、コピー）として画像形成装置外へと排出される。

ここで、図２を用いて、実施例１に係る１次転写部の構成について説明する。図２は、実施例１に係る１次転写部の構成を示す図である。図２（ａ）は１次転写部材、中間転写ベルト、感光ドラムのニップ関係を示す拡大断面図であり、図２（ｂ）は１次転写部材の斜視図である。

尚、第１〜第４画像形成部は同様の構成であるため、以下の説明では、第１画像形成部における１次転写部材、中間転写ベルト、及び感光ドラムの関係を例示して説明し、その他の画像形成部の構成は説明を省略する。

１次転写部材８１ａは、中間転写ベルト８０を挟んで感光ドラム１ａと対向する位置に支持部材（不図示）に支持された付勢部材３１ａと、中間転写ベルト８０と付勢部材３１ａの間に挟持されて中間転写ベルト８０と接触するシート部材３２ａと、を有している。シート部材３２ａは、中間転写ベルトの内周面に面で摺擦しており、付勢部材３１ａは、シート部材３２ａを中間転写ベルト側に向かって付勢している。転写手段の中間転写ベルトとの接触面は、転写ローラと異なりベルトの移動に対して追従して動くことなく、ベルトの移動に対して実質的に静止している。シート部材３２ａは、ベルト８０の内周面に接触する面に、線状の凸部又は線状の凹部を設けている。例えば、図２に示すように、中間転写ベルト８０と接触する面に、複数の線状の凸部３２ｂを有している。更にシート部材３２ａは、線状の凸部が中間転写ベルト８０の移動方向に対して交差するように中間転写ベルト８０と接触している。即ち、凸部の線方向は前記ベルト搬送方向と交差している。ここでは、シート部材３２ａ表面の線状の凸部３２ｂをベルト搬送方向（矢印Ｒ方向）に対して斜めに交差（図では角度３０°）させて使用している。なお、図２（ｂ）では線状の凸部３２ｂを分かり易く表すために模式的に図示している。また、線状の凸部と線状の凸部の間は、線状の凹部となっている。即ち、凹部の線方向も、ベルト搬送方向と交差している。このように、接触面に線状の凸部又は線状の凹部が形成されていることで、シート部材３２ａ表面と中間転写ベルト８０の内周面との接触面積が減る。このことによって、シート部材３２ａとベルト１３の摩擦係数が減り、中間転写ベルトの駆動に弊害が生じ難く、また、シート部材３２へのストレスも軽減される。また、本実施例では、付勢部材がシート部材を押圧する転写構成であるため、シート部材と中間転写ベルトの均一な接触性をより確実に確保できる。

図３（ａ）は、図２（ｂ）のＫ−Ｋ’の断面図である。線状の凹部と線状の凸部の関係は、図３（ａ）以外の図３（ｂ）や図３（ｃ）のように、一方の凹部又は凸部が、他方の凹部又は凸部よりも長手方向に大きい構成でもよい。

更に具体的には、弾性部材３１ａは、ウレタンの発泡スポンジ状の弾性体を肉厚５ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ２３０ｍｍの略直方体形状にしたものを用いている。硬度はアスカーＣ（５００ｇｆ）で２０°である。尚、ここでは、弾性部材３１ａとして発泡ウレタンを用いているが、エピクロルヒドリンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭなどのゴム材料、マイクロセルポリマーシートのＰＯＲＯＮなどを用いても良い。

シート部材３２ａは厚み２００μｍの超高分子導電ＰＥ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｗｅｉｇｈｔ Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）シートを用いている。シート部材は、汎用測定器（Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＬｏｒｅｓｔａ−ＡＰ（ＭＣＰ−Ｔ４００））で測定した際の抵抗値が１０^５Ωであった（測定時の室内温度は２３℃、室内湿度は５０％）。また、前記シート部材の表面摩擦係数は０．２程度であった。尚、ここで言う摩擦係数とは、ポータブル摩擦計（Ｓｈｉｎｔｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．製のＨＥＩＤＯＮ ＴＲＩＢＯＧＥＲＴｙｐｅ９４ｉ）を用いた値である。

ここで、シート部材の成型方法を簡単に説明する。材料を圧縮し、超高分子に成型し、さらに圧縮されたブロック状の塊をシート状に加工する。シート状に加工するには、ブロック状の塊を回転させ、そのブロック状の塊に刃をあて、削ってシート状に成型する。前述のシートに加工する方法では、線状の凹部又は線状の凸部の刃スジ跡が発生する。実施例１で用いるシート部材は、その表裏両面に生成される線状の凹部又は線状の凸部の刃スジ線跡を有している。刃スジ線跡は１０〜４０μｍの相当の線状の凹部又は線状の凸部を生成することが可能であり、無数の数μｍ程度の線状の凹部又は線状の凸部を生成することも可能である。実施例１では５μｍ程度の刃スジ線跡のみが生成されたシート部材を用いている。このシート部材の刃スジ線跡の表面粗さＲｚ（ＪＩＳ Ｂ０６０１）は１５μｍ程度であった。測定には表面粗さ測定器（Ｋｏｓａｋａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｌｔｄ．製のＳＥ−３４００ＬＫ）を用いている。本実施例では、凹部の深さ、又は、凸部の深さは、５μｍ以上４０μｍ以下の範囲である。

尚、実施例１では、シート部材として超高分子導電ＰＥシートを用いているが、導電ＰＥシート、ＰＦＡ、ＰＴＦＡ、ＰＶＤＦ等のフッ素樹脂シート等を用いてもよい。

図２において、物理ニップＡは感光ドラム１ａとベルト８０が当接し、且つ、ベルト８０と１次転写部材８１ａが当接している領域である。ベルト移動方向において物理ニップＡより上流側の上流テンションニップＢは、感光ドラム１ａとベルト８０が接触しておらず、且つ、ベルト８０と１次転写部材８１ａが当接している領域である。ベルト移動方向において物理ニップＡより下流側の下流テンションニップＣは、感光ドラム１ａとベルト８０が接触しておらず、且つ、ベルト８０と１次転写部材８１ａが当接している領域である。

感光ドラム１ａと中間転写ベルト８０との物理ニップＡを２．５ｍｍ、シート部材３２ａと中間転写ベルト８０との上流テンションニップＢを１ｍｍ、シート部材３２ａと中間転写ベルト８０との下流テンションニップＣを１ｍｍに設定した。また、弾性部材３１ａの厚さＤを５ｍｍとしている。１次転写部材８１ａに接続される１次転写電源回路８４ａは、シート部材３２ａに接続されている。

次に実施例１に係る１次転写部の作用について説明する。

図２に示すように、１次転写部材８１ａは、弾性部材３１ａとシート部材３２ａとで構成され、弾性部材３１ａ及びシート部材３２ａを中間転写ベルト８０のトナー像を担持する面の反対側の面（以下、中間転写ベルト８０の内周面）に押圧している。従って、弾性部材３１ａ及びシート部材３２ａを確実に中間転写ベルト８０の内周面に接触させることができる。以上の作用により弾性部材３１ａ及びシート部材３２ａと中間転写ベルト８０との均一な接触性を確保することができ、長手方向での接触ムラに起因する縦スジ状の転写不良を防止することができる。

ベルト８０の内周面に接触する面に線状の凸部又は凹部を有している転写部材８１を用いることで、中間転写ベルトとの間の摩擦係数が低下し、中間転写ベルトの駆動トルクの上昇を抑えることができる。

なお、ここでは、第１画像形成部について説明したが、第２〜第４画像形成部も第１画像形成部と同様の構成であるため、第１画像形成部と同様の効果が得られる。

［実施例１の評価］
実施例１の１次転写部の効果を調べるために、プロセススピード５０ｍｍ／ｓｅｃの画像形成装置を用いて、以下に示す比較例を利用して、シート部材の摩擦係数、ベルトの駆動トルク、長手方向の接触ムラに起因する縦スジ状の転写不良について評価した。

なお、以下に示す各比較例では、第１画像形成部について説明するが、第２〜第４画像形成部も第１画像形成部と同様の構成であるため、その説明は省略する。

比較例１を図４に示し、構成を説明する。シート部材５２ａは厚み１００μｍの導電ＰＥシートを用いている。この導電ＰＥシートは実施例１で用いているシート部材と製法が異なり、部材を押し出し製法によってシート状に加工している。比較例１のシート部材５２ａは、実施例１のシート部材３２ａのような刃スジ線跡はなく、中間転写ベルト８０との接触面は実施例１のシート部材３２ａに比べて非常に平滑である。また、比較例１で用いている付勢部材３１ａは、実施例１と同一のものを用いている。

比較例２を図５に示し、構成を説明する。実施例１と同様のシート部材３２ａを用い、刃スジ線跡の方向がベルト搬送方向と同方向となるように、シート部材３２ａを配置している。また、比較例１で用いている付勢部材３１ａは、実施例１と同一のものを用いている。

前述した実施例及び比較例を用いて、中間転写ベルトと接触するシート部材面の摩擦係数、並びに、各条件での中間転写ベルトの駆動トルクを測定し、評価した。その評価結果を図６に示す。ここで言う摩擦係数とは、ポータブル摩擦計（新東科学株式会社製のＨＥＩＤＯＮトライボギアミューズＴｙｐｅ９４ｉ）を用いた値である。

実施例１においては、中間転写ベルトと接触するシート部材面の摩擦係数は０．２１であった。さらに、中間転写ベルトの駆動トルクは０．１４［Ｎ・ｍ］であった。

比較例１においては、中間転写ベルトと接触するシート部材面の摩擦係数は０．４であった。さらに、中間転写ベルトの駆動トルクは０．２８［Ｎ・ｍ］であり、実施例１と比較して、性能が劣る結果を示した。

比較例２においては、中間転写ベルトと接触するシート部材面の摩擦係数は０．２であった。さらに、中間転写ベルトの駆動トルクは０．１４［Ｎ・ｍ］であり、実施例１と同等の結果を示した。

中間転写ベルトと接触するシート部材面の摩擦係数、中間転写ベルトの駆動トルクの低減に効果的であるのは、実施例１、及び比較例２であることが判明した。

次に、転写電流を１．０μＡから５．０μＡまで１．０μＡ刻みで変化させた時の、画像不良である縦スジの発生の有無を評価する。その評価結果を図７に示す。

比較例１は、中間転写ベルトの駆動トルクが高く、評価することが出来なかった。

比較例２は、転写電流が１．０、２．０μＡの時に、ベルト搬送方向と平行な軽微な縦スジ画像が発生していた。この縦スジの発生箇所はシート部材の表面の刃スジ線跡と一致していた。シート部材の表面粗さＲｚ（ＪＩＳ）は１５μｍ程度であり、シート部材表面の線状の凹部が画像に影響することが確認できた。シート部材の刃スジ線跡の凹と凸の部分で放電具合が異なり、中間転写ベルト上に一次転写されたトナー像の長手方向の帯電ムラを引き起こしていると考えられる。

実施例１と比較例１の結果より、実施例１はシート部材表面に刃スジ跡を有し、ベルトの駆動トルクを低減することができている。一方、比較例１で用いたシート部材表面には、刃スジ線跡を有しておらず、シート部材表面は実施例１のシート部材に比べて非常に平滑である。そのため、中間転写ベルトの駆動トルクは高く、中間転写ベルトを移動できなかった。結果、実施例１は中間転写ベルトの駆動トルクの低減に効果的であることが確認できた。

実施例１と比較例２の結果より、実施例１及び比較例２のシート部材表面には刃スジ線跡が存在し、ベルトの駆動トルクを低減することができている。しかしながら、比較例２はベルト搬送方向と平行な方向の刃スジ線跡による縦スジ状の転写不良が発生した。発生した条件は、転写電流が１．０、２．０μＡの時である。一方、実施例１は転写電流１．０μＡの時のみ、ぼんやりと縦スジ状の転写不良が見受けられる程度であった。これは、比較例２のシート部材の刃スジ線跡の方向が、ベルト搬送方向と同方向であるためであると考えられる。シート部材の刃スジ線跡の方向が、ベルト搬送方向と同方向であると、シート部材の接触面に、ベルトと接触しない部分がベルト搬送方向と同方向に発生してしまう。ベルトと接触しない部分は、ベルトと接触する部分に対して転写効率が低下するため、シート部材の刃スジ線跡の方向がベルト搬送方向と同方向であると、縦スジ状の転写不良がし易くなってしまう。

これに対して、シート部材の刃スジ線跡の方向が、ベルト搬送方向と交差している実施例１は縦スジ状の転写不良の抑制に効果的であることが確認できた。すなわち、実施例１は、刃スジ線跡の凹凸による縦スジ状の転写不良が軽微であり、且つ、発生する電流域が他の比較例と比べて狭かった。つまり、幅広い用途に使用できる構成であると言える。

実施例１、比較例１、比較例２の結果より、実施例１の構成は、シート部材と中間転写ベルトとの均一な接触性を確保することができ、縦スジの画像不良を抑止することができた。さらに、実施例１のシート部材表面の刃スジ線跡を、ベルト搬送方向に対して交差（ここでは、斜め３０°）させることで、刃スジ線跡の凹凸による縦スジ状の転写不良を抑止することもできた。また、製造過程で生成される刃スジ線跡を有するシート部材を用いることで、中間転写ベルトの駆動トルクの上昇を効果的に抑えることができた。

尚、実施例１では、シート部材の刃スジ跡をベルト搬送方向に対して、斜め３０°に設置しているが、交差するように設置する構成であれば、角度は他の値であっても、同等な効果が得られる。シート部材の刃スジ線跡を中間転写ベルトの搬送方向に対して、より大きな角度で交差させることで、シート部材表面の刃スジ線跡から成る線状の凹部又は線状の凸部による縦スジ状の転写不良を抑止により効果がある。

例えば、図８で示すようにシート部材３２ａ表面の線状の凸部３２ｂをベルト搬送方向（矢印Ｒ方向）に対して直交させる構成でもよい。なお、図８（ｂ）では凸部を分かり易く表すために模式的に図示している。また、凸部と凸部の間は凹部になっている。

図８で示す構成では、転写電流がどの場合でも縦スジ状の画像不良はほぼ未発生であった。中間転写ベルトの搬送方向と直角に刃スジ線跡を配置しているため、シート部材の刃スジ線跡の凹凸は１次転写部の長手方向においては影響なく、画像を形成することできた。シート部材表面の凹凸の影響を受けることなく、１次転写部で発生する放電現象を長手方向に均一にすることができたため、前述の効果を得ることができたと考えられる。

〔実施例２〕
次に、図９を用いて、実施例２に係る１次転写部の構成について説明する。なお、本実施例で適用する画像形成装置の構成は、転写部材（シート部材）の形状を除き、前述した実施例１と同様であり、同一部材には同一記号を付し、説明を省略する。図９は、各一次転写領域の拡大断面図である。ここでは第１の画像形成ステーションにおける一次転写領域を図示しているが、第２〜第４の画像形成ステーションにおける一次転写領域も同様に構成されている。

図９に示すように、一次転写部材８１ａは、弾性部材３１ａとシート部材３２ａを有している。シート部材３２ａは、中間転写ベルト８０と弾性部材３１ａの間に挟持され、弾性部材３１ａにより中間転写ベルト８０の内周面に付勢されてベルト８０に接触している。このシート部材３２ａの前記中間転写ベルト８０との接触面（接触領域Ａ）には複数の凹部と凸部が設けられている。本実施例は、実施例１のような線状の凹凸ではなく、複数の凹部と凸部が互いに隣接して設けられている。

図１０に示すように、一次転写部材８１ａのシート部材３２ａに設けた凹凸は、複数の凹部３３ａ及び凸部３４ａが互いに隣接して設けられたものである。図１０（ａ）はシート部材の上面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。図１０においてＹはベルトの移動方向である。シート部材３２ａの表面の凹凸形状は、凸部３４ａの頂部間の幅Ｄ１、凹部３３ａの底部の幅（底部の最大幅）Ｄ２がともに６０μｍの正方形である。また、凸部３４ａ間のピッチＥ１は８０μｍ、凹部３３ａ間のピッチＥ２は８０μｍである。凹部３３ａの深さｈは、凸部３４ａの頂部と凹部３３ａの底部との垂直距離である。中間転写ベルト８０の移動方向（矢印Ｙ方向）に対して、シート部材３２ａの凹部３３ａと凸部３４ａは、配置されている。凹凸（凹部３３ａ）は、中間転写ベルト８０の移動方向（矢印Ｙ方向）に対して、不連続に配置されている。また、シート部材３２ａの、中間転写ベルト８０との接触領域Ａの幅は３ｍｍである。このように、中間転写ベルト８０の移動方向において、凹部３３ａの底部の最大幅Ｄ２は、中間転写ベルト８０とシート部材３２ａとの接触領域Ａの幅よりも小さい設定されている。

実施例１と同様に、一次転写部材８１ａとして、弾性部材３１ａは、ウレタンの発泡スポンジ状の弾性体を肉厚２ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ２３０ｍｍの略直方体形状にしたものを用いている。硬度はアスカーＣ ５００ｇｆで３０°である。なお、ここでは、弾性部材３１ａとして発泡ウレタンを用いているが、これに限定されるものではなく、例えばエピクロルヒドリンゴム、ＮＢＲ、ＥＰＤＭなどのゴム材料を用いても良い。

シート部材３２ａは、実施例１と同様に、体積抵抗率が１００Ｖ印加で１Ｅ６Ωｃｍであり、厚み２００μｍのポリアミド（ＰＡ）系樹脂を用い、導電剤にカーボンを分散して電気抵抗値が１０^８Ωとなるよう設定している。なお、ここでは、シート部材３２ａとして酢酸ビニルシートを用いているが、これに限定されるものではなく、例えば酢酸ビニルシート、ポリカーボネイト（ＰＣ）、ＰＶＤＦ、ＰＥＴ、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）などの他の材料を用いても良い。

また、本実施例では、シート部材３２ａの接触面に凹凸を形成する方式として、フォトエッチング法によって表面に凹凸形状を形成した金型ロール（不図示）を用いて、シート部材３２ａの表面を加熱プレスする方式を用いた。しかしながら、前述の凹凸を形成する方式はこれに限定されるものではなく、シート部材の表面（ベルト８０の内周面との接触面）に同様の凹凸形状が形成できるものであれば、その他の方式であってもよい。

以下に実施例２における作用効果について説明する。

１次転写部材８１ａと中間転写ベルト８０の間に転写電流が流れる構成においては、シート部材３２ａにはたらく力には、弾性部材３１ａによる付勢による垂直抗力に加え、転写部材８１ａと中間転写ベルト８０間の静電引力（以下、吸着力）がある。

本発明者らの検討によれば、転写部材８１ａが、ベルトの内周面と接触する面に複数の凹部及び凸部を有していることによって、前述した吸着力、及び中間転写ベルト８０の駆動トルクの増大を大幅に抑制できることがわかった。これは、転写部材８１ａと中間転写ベルト８０間にはたらく静電吸着力が、互いの平均表面間距離（隙間）の１／２乗に比例して大きくなることによるものである。本実施例は、実施例１に対して、シート部材３２ａの凹部と凸部が、中間転写ベルト８０の搬送方向（矢印Ｙ方向）に配置されている構成で相違している。シート部材３２ａの凹部と凸部が、中間転写ベルト８０の搬送方向（矢印Ｙ方向）に配置されるので、シート部材３２ａのベルトと接触しない部分がベルト搬送方向と同方向に一列に配置されることを防ぐことができる。

また、前記一次転写部材８１ａの凹凸の凹部３３ａでは、中間転写ベルト８０の表面に向けて電界放電が生じ、転写部材８１ａ全体の帯電量が減少するため、中間転写ベルト８０への放電量が安定化し、中間転写ベルト８０の帯電に大きく寄与する効果がある。なお、図１１に示すように、貫通していない前記凹部３３ａの代わりに、一次転写部材８１ａに無数の貫通穴３５ａをあけることによっても前記吸着力の低減を達成することは可能である。しかしながら、前記貫通穴３５ａでは前述したような電界放電が生じることがないため、転写部材の形態としては最適なものとはいえない。

［実施例２の評価］
本実施例における、転写部材８１ａと中間転写ベルト８０との間にはたらく摩擦力及び吸着力の低減効果を簡易的に評価する方法として、下記内容を実施した。

図１２に示すように、接地された支持台９２に中間転写ベルト８０を隙間の無いように貼り、その上に転写部材８１ａを、シート部材３２ａが中間転写ベルト８０の表面と接するように配置している。更に転写部材８１ａを、前述した画像形成装置相当の圧力にて中間転写ベルト８０に押圧している。また、転写部材８１ａは、外部の電源装置９０によって任意の電圧が印加されるよう配置されている。また、転写部材８１ａにデジタルフォースゲージ９１が取り付けられており、中間転写ベルト８０上を転写部材８１ａが水平移動したときに、転写部材８１ａと中間転写ベルト８０との間にはたらく摩擦荷重（摩擦力）を測定することができる。なお、転写部材８１ａの移動速度は、１０ｍｍ／ｓｅｃとした。

本測定方法を用いて、凹部の底部と凸部の頂部の間の深さ、即ちｈが、５μｍ、４μｍ、２μｍの転写部材と、下記に示す形状の異なる転写部材（比較例３）について、摩擦荷重の測定を実施した。

比較例３では、シート部材３２ａとして、ポリアミド（ＰＡ）系樹脂で形成された表面が平滑なシート部材を用いている。このシート部材３２ａの中間転写ベルト８０と接触する表面の中心線平均粗さＲａは０．２〜０．３μｍであり、ほぼ平滑なものとなっている。更に比較例３のシート部材は、導電剤にカーボンを分散して電気抵抗値が１０^８Ωとなるよう設定している。ベルト搬送方向において、シート部材３２ａと中間転写ベルト８０の接触領域（ニップ幅）は３ｍｍである。比較例３として用いている弾性部材３１ａ及び中間転写ベルト８０は、実施例２と同一のものを用いている。

［評価結果］
評価結果を図１３に示す。転写部材８１ａへの印加電圧を０〜８００Ｖまで、２００Ｖ刻みで印加した場合の、各例の転写部材の引っ張り荷重を測定したものである。

印加バイアス０Ｖの状態での引っ張り荷重は、押圧の垂直抗力による摩擦荷重を示しており、バイアスを印加することによって、転写部材８１ａと中間転写ベルト８０との間の吸着力による摩擦荷重が加算されている。

ｈ＝５μｍの構成では、いずれの値の印加バイアスについても、転写部材８１ａと中間転写ベルト８０との間の摩擦荷重が大きく増加することなく、吸着力はほぼ安定して低い値であるといえる。

ｈ＝５μｍの構成に比べて、比較例３の構成では、電圧の印加に伴い、転写部材８１ａと中間転写ベルト８０との間の摩擦荷重は二次関数的に上昇しており、吸着力は急激に上昇している。

また、図１３に示すように凹凸の深さが大きくなるに従い、転写部材８１ａと中間転写ベルト８０との間の摩擦荷重、つまり、吸着力の上昇を低減することができるという結果が得られた。ただし、凹凸の深さが４μｍ以下は、が、実施例２ほどの抑制効果は得られなかった。転写部材８１ａと中間転写ベルト８０との間の摩擦荷重及び吸着力の抑制効果が得られる最適な凹凸の深さｈについては、本発明者らの検討結果によると凹凸の深さｈは５μｍ以上であることが好ましいことがわかった。即ち、凹部の底部と凸部の頂部の間の深さが５μｍ以上４０μｍ以下の範囲であると、より摩擦荷重及び吸着力の抑制効果が高い。

また、実施例２の転写部材を用いて、前述した画像形成装置で連続通紙試験を実施したところ、従来例の転写部材を用いた構成に比べて、約１．５〜２．０倍耐久寿命が延長する結果となった。尚、上記評価では、第１の画像形成ステーションの一次転写部を例示して説明したが、第２〜第４の画像形成ステーションも第１の画像形成ステーションと同様の構成であるので、同様の効果が得られる。

上述したように、本実施例によれば、転写部材８１の中間転写ベルト８０との接触面（接触領域Ａ）に凹凸を設けたことにより、中間転写ベルト８０と転写部材８１との摩擦力が高くなるのを抑制できる。これにより、中間転写ベルト８０の駆動トルクの上昇による、中間転写ベルト８０と転写部材８１の間で発生する異音を抑制し、転写不良などの画像不良が発生するのを防止できる。また、転写部材８１が、中間転写ベルト８０に安定して接触するため、安定した転写性能を維持でき、転写不良などの画像不良が発生するのを防止できる。

［実施例３］
本発明に係る実施例３について、図面を用いて説明する。なお、本実施例で適用する画像形成装置の構成は、転写部材（シート部材）の形状を除き、前述した実施例２と同様であり、同一部材には同一記号を付し、説明を省略する。以下、実施例３で用いた転写部材におけるシート部材の形状について図１６を用いて説明する。

図１４に示すように、一次転写部材８１ａのシート部材３２ａに設けた凹凸は、複数の凹部３３ａ及び凸部３４ａが互いに隣接して設けられたものである。図１４（ａ）はシート部材の上面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。図１６においてＹはベルトの搬送方向である。実施例３のシート部材３２ａは、実施例２のシート部材３２ａに対して、各凹凸部が側面に傾斜面３６を有する点で相違している。具体的には、本実施例のシート部材３２ａの表面の凹凸形状は、凸部３４ａの頂部の幅Ｄ１が６０μｍの正方形、凸部の底部の幅Ｄ２が１００μｍの正方形であり、側面は傾斜面になっている。すなわち、シート部材３２ａの表面の凹凸形状は、各凸部３４ａの頂部と各凹部３３ａの底部の間が、凸部３４ａの頂部から前記凹部３３ａの底部に向かって傾斜する傾斜面３６を有する。また、凸部３４ａ間のピッチＥ１は１２０μｍ、凹部３３ａ間のピッチＥ２は１２０μｍである。更に、凹部３３ａの深さｈは５０μｍである。この凹部３３ａの深さｈは、凸部３４ａの頂部と凹部３３ａの底部との垂直距離である。また、シート部材３２ａの凹凸（凸部３４ａ）は、中間転写ベルト８０の搬送方向（矢印Ｙ方向）に対して、不連続に配置されている。また、シート部材３２ａの、中間転写ベルト８０との接触領域Ａの幅は３ｍｍである。このように、中間転写ベルト８０の搬送方向において、凸部３４ａ間の凹部３３ａの底部の最大幅は、中間転写ベルト８０とシート部材３２ａとの接触領域Ａの幅よりも小さい設定されている。

以下に実施例３における作用効果について説明する。

１次転写部材８１ａと中間転写ベルト８０の間に転写電流が流れる構成においては、シート部材３２ａにはたらく力には、弾性部材３１ａによる押圧による垂直抗力に加え、転写部材８１ａと中間転写ベルト８０間の静電引力（以下、吸着力）がある。

前述したように、転写部材８１ａの表面（ベルトとの接触面）を凹凸形状にすることによって、前述した吸着力、及び中間転写ベルト８０の駆動トルクの増大を大幅に抑制することができる。また、前記転写部材８１ａの凹凸の凹部３３ａでは、中間転写ベルト８０の表面に向けて電界放電が生じ、転写部材８１ａ全体の帯電量が減少するため、中間転写ベルト８０への放電量が安定化し、中間転写ベルト８０の帯電に大きく寄与する効果がある。さらに、隣接する各凹部の底部と各凸部の頂部の間は、凸部の頂部から凹部の底部に向かって傾斜する傾斜面を有することで、凹部と凸部との急激な差による異常放電の発生を防止することができ、更に安定した転写性能を維持することができる。

［他の実施例］
前述したように、シート部材３２ａの凹凸形状として、実施例２では図１０に示すように、中間転写ベルトの搬送方向に凹部３３ａと凸部３４ａを配置した構成を例示した。また実施例３では図１６に示すように凸部３４ａを不連続に配置した構成を例示した。そして、実施例３の凸部３４ａが頂部から底部に向けて傾斜する傾斜面を有する構成を例示したが、実施例２の凹部３３ａが底部から頂部に向けて傾斜する傾斜面を有する構成であっても良い。この構成によって、同様に、更に安定した転写性能を維持することができる。

また前述した実施例では、画像形成ステーションを４つ使用しているが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。

また前述した実施例では、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとして、感光ドラムと、該感光ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段，現像手段，クリーニング手段を一体に有するプロセスカートリッジを例示した。しかしながら、プロセスカートリッジはこれに限定されるものではない。例えば、感光ドラムの他に、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち、いずれか１つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。

更に前述した実施例では、感光ドラムを含むプロセスカートリッジが画像形成装置本体に対して着脱自在な構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば各感光ドラムやプロセス手段がそれぞれ組み込まれた画像形成装置、或いは各感光ドラムやプロセス手段がそれぞれ着脱可能な画像形成装置であっても良い。

また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。また、搬送可能なベルトは中間転写体に限定されるものではなく、記録材を担持して搬送する記録材担持体を使用し、該記録材担持体に担持された記録材に各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

図１５に示すように記録材を担持、搬送するエンドレスベルトとしての記録材搬送ベルト１００を使用し、このベルト１００に担持された記録材Ｓに各色のトナー像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。図１５の転写部材８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄに前述した実施例の１次転写部材を用いることが可能である。

本発明の実施例である画像形成装置の全体構成を示す模式断面図 実施例１で用いた１次転写部を説明する図 実施例１で用いた１次転写部の他の構成を説明する図 比較例１で用いた１次転写部を説明する図 比較例２で用いた１次転写部を説明する図 実施例と比較例の評価結果を説明する表図 実施例と比較例の評価結果を説明する表図 実施例１で用いた1次転写部の他の構成を説明する図 実施例２に係る１次転写部の構成を示す要部断面図 実施例２に係る１次転写部材の形状を示す説明図 実施例１の比較例を説明する図 実施例２，比較例３の評価方法を説明する図 実施例２，比較例３の評価結果を説明する表図 実施例３に係る一次転写部材の形状を示す説明図 本発明の他の実施例である画像形成装置を示す図 従来の転写ローラを用いた転写部の構成を示す図

符号の説明

Ａ …接触領域
１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ） …感光ドラム
３１ａ …弾性部材
３２ａ …シート部材
３３ａ …凹部
３４ａ …凸部
８０ …中間転写ベルト
８１（８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ） …一次転写部材
８４（８４ａ，８４ｂ，８４ｃ，８４ｄ） …一次転写電源回路
９０ …電源装置
９１ …デジタルフォースゲージ
９２ …支持台

Claims (12)

1. トナー像を担持する像担持体と、トナー像を搬送するベルトと、前記ベルトと摺擦する面を有する転写手段と、を有し、前記転写手段によって、前記像担持体から前記ベルト側へトナー像が転写される画像形成装置において、
   前記転写手段の前記ベルトに接触する面は、線状の凹部を有し、前記凹部の線方向はベルト搬送方向と交差することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記凹部の線方向は、ベルト搬送方向と直交することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記線状の凹部の深さは、５μｍ以上４０μｍ以下の範囲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。
4. 前記転写手段は、前記ベルトに接触するシート部材と、前記シート部材に接触し前記シート部材を前記ベルトに向かって付勢する付勢部材と、を有し、前記シート部材が、前記ベルトに接触する面にベルト搬送方向と交差する方向に沿う線状の凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. トナー像を担持する像担持体と、トナー像を搬送するベルトと、前記ベルトと摺擦する面を有する転写手段と、を有し、前記転写手段によって、前記像担持体から前記ベルト側へトナー像が転写される画像形成装置において、
   前記転写手段の前記ベルトに接触する面は、線状の凸部を有し、前記凸部の線方向はベルト搬送方向と交差することを特徴とする画像形成装置。
6. 前記凸部の線方向は、ベルト搬送方向と直交することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記線状の凸部の深さは、５μｍ以上４０μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記転写手段は、前記ベルトに接触するシート部材と、前記シート部材に接触し前記シート部材を前記ベルトに向かって付勢する付勢部材と、を有し、前記シート部材が、前記ベルトに接触する面にベルト搬送方向と交差する方向に沿う線状の凸部を有することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
9. トナー像を担持する像担持体と、トナー像を搬送するベルトと、前記ベルトと摺擦する面を有する転写手段と、を有し、前記転写手段によって、前記像担持体から前記ベルト側へトナー像が転写される画像形成装置において、
   前記転写手段の前記ベルトに接触する面は、複数の凹部及び複数の凸部を有し、ベルト搬送方向に前記凹部と前記凸部が配置されていることを特徴とする画像形成装置。
10. 前記凹部及び凸部は、隣接する前記凹部の底部と前記凸部の頂部の間は、前記凸部の頂部から前記凹部の底部に向かって傾斜する傾斜面を有することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記凹部の底部と前記凸部の頂部の間の深さは、５μｍ以上４０μｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
12. 前記転写手段は、前記転写手段は、前記ベルトに接触するシート部材と、前記シート部材に接触し前記シート部材を前記ベルトに向かって付勢する付勢部材と、を有し、前記シート部材が、前記ベルトに接触する面に前記複数の凹部及び複数の凸部を有することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。

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