JP2018200407A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凹凸紙への転写性とトナーの過充電防止を両立できる画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明の画像形成装置は、弾性層を有する像担持体と、担持体が担持するトナー像を記録媒体に転写する転写部材とを備える。像担持体の弾性層の表面に、体積抵抗率が１×１００［Ω・ｃｍ］〜１×１０６［Ω・ｃｍ］の微粒子を設けるとともに、像担持体として、マイクロゴム硬度が６０以下であるものを用いる。本発明の画像形成装置は、像担持体が弾性層（マイクロゴム硬度が６０以下）を有するので、凹凸紙への転写性を向上できる。また、その弾性層の表面に、低抵抗の微粒子を設けることで、トナーへの過充電が抑制される。したがって、凹凸紙への転写性とトナーの過充電防止を両立できる。【選択図】図１３

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

用紙へ転写するトナー像を担持する像担持体として、無端状の中間転写ベルトが知られている。また、複数の層が積層された中間転写ベルトも知られている。

中間転写ベルトとして、（例１）基層に弾性層を積層した弾性ベルト、（例２）複数の樹脂層を積層したベルト、（例３）樹脂層などにコート層を積層したベルトなどがある。例１の弾性ベルトは、転写ニップ内で凹凸紙の表面にならって弾性層が弾性変形することで、凹凸紙への転写性向上を図ることができる。例２のベルトは、抵抗の違うベルトを積層させるなど、必要な機能を組み合わせて転写性向上を図ることができる。例３のベルトは、用紙への転写時にトナーの離型性を向上させることができる。

また、凹凸紙への転写性を向上するために、上記例１の弾性ベルトのほかに、交流バイアスを印加する方法も知られている。この交流バイアスを印加する方法は、単層ベルト、積層ベルトのどちらにも用いることができる。

さらに積層ベルトにおいて、トナーへの過充電を防ぎ、転写性を確保するために、高いＤｕｔｙの交流バイアスを印加する方法も知られている。

過充電を防ぎ、転写性を確保する方法として、ベルト表面の帯電性を正帯電に寄せる方法も知られている。例えば、表面に粒子を塗布するようなベルトの場合、その粒子は摩擦帯電の帯電系列において、正帯電ほど過充電を防ぐ効果があることが知られている。

これは、弾性層を有さない通常の積層ベルトでは表層粒子とトナーがこすれること、また弾性ベルトではトナーがつつまれ気味になるものの、ミクロにはトナーと表層粒子との間で若干の移動（こすれ）があることにより、摩擦が生じてトナーが負極性に帯電することによると推測される。表層粒子が帯電するほど上記の効果が増すため、粒子抵抗は高いほど効果があると考えられている。

しかし、ベルト表面の帯電性を正帯電に寄せる方法では、弾性層の弾性を軟らかくすることでトナーが完全に包まれる。そのため、ベルト表面とトナーとのこすれがほとんど起こらず、過充電を防ぐ効果が出ないという問題があった。

そこで本発明は、凹凸紙への転写性とトナーの過充電防止を両立できる画像形成装置の提供を目的とする。

上記課題は、弾性層を有する像担持体と、前記像担持体が担持するトナー像を記録媒体に転写する転写部材とを備える画像形成装置において、前記像担持体の前記弾性層の表面に、体積抵抗率が１×１０^０［Ω・ｃｍ］〜１×１０^６［Ω・ｃｍ］の微粒子を設けるとともに、前記像担持体として、マイクロゴム硬度が６０以下であるものを用いることを特徴とする画像形成装置によって解決される。

また、上記課題は、弾性層を有する像担持体と、前記像担持体が担持するトナー像を記録媒体に転写する転写部材とを備える画像形成装置において、前記像担持体の前記弾性層の表面に、表面抵抗率が１×１０^２［Ω／□］よりも大きく１×１０^７［Ω／□］以下のコート層を設けるとともに、前記像担持体として、マイクロゴム硬度が６０以下であるものを用いることを特徴とする画像形成装置によっても解決される。

本発明の画像形成装置は、像担持体が弾性層（マイクロゴム硬度が６０以下）を有するので、凹凸紙への転写性を向上できる。また、その弾性層の表面に、低抵抗の微粒子を設けること、又は、所定の表面抵抗率を有するコート層を設けることにより、トナーへの過充電が抑制される。したがって、凹凸紙への転写性とトナーの過充電防止を両立できる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。 本発明の一実施形態に係る作像部の構成図である。 本発明の一実施形態に係る二次転写バイアス電源と電源制御部の電気的構成を示すブロック図である。 積層された中間転写ベルトの二次転写ニップを示す模式図である。 単層の中間転写ベルトの二次転写ニップを示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る中間転写ベルトを部分的に示す拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係る中間転写ベルトを部分的に示す拡大平面図である。 本発明の一実施形態に係るコアシェル構造の微粒子の模式図である。 （ａ）微粒子の三次元座標を示す模式図であり、（ｂ）微粒子のＸＺ平面の寸法を示す側面図であり、（ｃ）微粒子のＹＺ平面の寸法を示す側面図である。 Ｋ色トナーを用いたハーフトーン画像の二次転写率を比較したグラフである。 弾性層表面へ微粒子を塗布する一方法を示す模式図である。 マイクロゴム硬度が４０以下における、粒子抵抗と二次転写率の関係を示すグラフである。 マイクロゴム硬度が４０〜５０における、粒子抵抗と二次転写率の関係を示すグラフである。 マイクロゴム硬度が５０〜６０における、粒子抵抗と二次転写率の関係を示すグラフである。 コート層を設けた中間転写ベルトにおける、トナー付着量と二次転写率との関係を示すグラフである。 第３の実施形態に係る、理想的な転写バイアス波形の一例である。 図１５に示す転写バイアス波形を狙った実際の出力波形である。 （ａ）〜（ｅ）は、図１５に示す転写バイアス波形の条件で、Ｄｕｔｙを９０％から１０％まで振った際の出力波形である。

以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。図１を用いて、電子写真方式のカラープリンタ（以下、「プリンタ本体」という。）５００について説明する。本発明に係る画像形成装置はプリンタに限定するものではなく、複写機、ファクシミリの単体、あるいは、プリンタ、複写機、ファクシミリ、スキャナなどのうち、少なくとも２つ以上の機能を備えた複合機であってもよい。

プリンタ本体５００の基本的な構成について説明する。図１に示すように、プリンタ本体５００は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成するための４つの画像形成ユニット１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を備える。またプリンタ本体５００は、転写装置としての転写ユニット３０と、露光手段としての光書込ユニット８０と、定着装置９０と、給紙カセット１００と、レジストローラ対１０１とを備える。

４つの画像形成ユニット１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、紛体であり現像剤として互いに異なる色のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーを用いるが、それ以外は同様の構成である。４つの画像形成ユニット１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、画像形成装置本体としてのプリンタ本体５００に対して着脱自在に設けられており、寿命到達時に交換可能である。

図２は、本発明の一実施形態に係る作像部の構成図である。図２は、４つの画像形成ユニット１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の内、一つの拡大概略構成図である。４つの画像形成ユニット１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、使用するトナーの色が異なる点以外は、同様の構成を備えているため、使用するトナーの色を示す添え字（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を省略する。

画像形成ユニット１は、像担持体であるドラム状の感光体２と、ドラムクリーニング装置３と、除電装置と、帯電装置６と、現像装置８などを備える。画像形成ユニット１は、これらの複数の装置が共通の保持体に保持され、プリンタ本体５００に対して一体的に脱着可能なプロセスカートリッジユニットを構成している。したがって、ユニット単位で交換可能である。

感光体２は、ドラム基体の表面上に有機感光層が形成されたドラム形状を有し、駆動手段によって図中時計回り方向（矢印方向）に回転駆動される。帯電装置６は、帯電バイアスが印加される帯電部材となる帯電ローラ７を感光体２に接触又は近接させながら、帯電ローラ７と感光体２との間に放電を発生させることで、感光体２の表面を一様帯電させる。帯電ローラ７などの帯電部材を感光体２に接触又は近接させる方式に代えて、帯電チャージャーによる方式を採用してもよい。

帯電ローラ７で一様帯電された感光体２の表面は、光書込ユニット８０から発せられるレーザー光などの露光光によって光走査されて各色用の静電潜像を担持する。この静電潜像は、各色トナーを用いる現像装置８によって現像されて各色のトナー像になる。感光体２のトナー像は、無端状のベルト部材からなる中間転写ベルト３１上に一次転写される。

ドラムクリーニング装置３は、一次転写工程（後述する一次転写ニップ）を経た後の感光体２表面に付着している転写残トナーを除去するものである。ドラムクリーニング装置３は、回転駆動されるクリーニングブラシローラ４と、片持ち支持された状態で自由端を感光体２に当接させるクリーニングブレード５などを有する。ドラムクリーニング装置３は、回転するクリーニングブラシローラ４で転写残トナーを感光体２の表面から掻き取ったり、クリーニングブレード５で転写残トナーを感光体２表面から掻き落としたりして、クリーニングを行う。

除電装置は、ドラムクリーニング装置３によってクリーニングされた後の感光体２の残留電荷を除電する。この除電により、感光体２の表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。

現像装置８は、現像剤担持体となる現像ローラ９を内包する現像部１２と、現像剤を撹拌搬送する現像剤搬送部１３とを有する。現像剤搬送部１３は、第１スクリュー部材１０を収容する第１搬送室と、第２スクリュー部材１１を収容する第２搬送室とを有する。第１スクリュー部材１０及び第２スクリュー部材１１は、現像装置８のケースなどに回転自在に支持されている。それらは回転駆動されることで、現像剤を循環させながら搬送し、現像ローラ９に現像剤を供給する。

図１に示すように、画像形成ユニット１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の上方には、潜像書込手段である光書込ユニット８０が配設されている。この光書込ユニット８０は、パーソナルコンピュータなどの外部機器から送られてくる画像情報に基づいてレーザーダイオードから発したレーザー光により、感光体２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を光走査する。この光走査により、感光体２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）上にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の静電潜像が形成される。

画像形成ユニット１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の下方には、無端状の中間転写ベルト３１を張架しながら図中反時計回り方向に無端移動するベルトユニットであり転写装置である転写ユニット３０が配設されている。転写ユニット３０は、像担持体である中間転写ベルト３１の他に、複数の回転体としての駆動ローラ３２と、二次転写裏面ローラ３３と、クリーニングバックアップローラ３４と、４つの一次転写ローラ３５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）とを有する。転写ユニット３０は、プリンタ本体５００に対してユニットごと着脱自在（交換可能）である。

中間転写ベルト３１のループ外側の周囲は、像担持体であり、二次転写部材としての二次転写ベルト３６を備えた二次転写ユニット４１と、ベルトクリーニング装置３７と、検知手段としての電位センサ３８などが配置されている。

中間転写ベルト３１は、そのループ内側に配設された駆動ローラ３２、転写部材である二次転写裏面ローラ３３、クリーニングバックアップローラ３４、及び４つの一次転写ローラ３５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に巻き掛けられて支持され張架されている。そして、駆動手段によって図中反時計回り方向に回転駆動される駆動ローラ３２の回転力により、同方向に無端移動して搬送される。すなわち、転写ユニット３０は、複数の回転体でベルト部材を巻き掛けて支持して搬送する。

４つの一次転写ローラ３５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、無端移動される中間転写ベルト３１を感光体２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）との間に挟み込む。そして、中間転写ベルト３１のおもて面と、感光体２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）とが当接するＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の転写部となる一次転写ニップを形成している。一次転写ローラ３５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）には、転写バイアス電源によってそれぞれ一次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）上のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像と、一次転写ローラ３５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）との間に転写電界が形成される。

例えば、イエロー用の感光体２Ｙの表面に形成されたＹトナー像は、イエロー用の感光体２Ｙの回転に伴ってイエロー用の一次転写ニップに進入する。そして、転写電界やニップ圧の作用により、イエロー用の感光体２Ｙ上から中間転写ベルト３１上に一次転写される。このようにしてＹトナー像が一次転写された中間転写ベルト３１は、その後、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の一次転写ニップを順次通過する。

そして、感光体２（Ｍ、Ｃ、Ｋ）上のＭ、Ｃ、Ｋトナー像が、Ｙトナー像上に順次重ね合わせて一次転写される。この重ね合わせの一次転写により、中間転写ベルト３１上には、４色重ね合わせトナー像が形成される。一次転写部材として、一次転写ローラ３５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に代えて、転写チャージャーや転写ブラシなどを採用してもよい。

中間転写ベルト３１のループ外側に配設された二次転写ユニット４１は、ループ内側の二次転写裏面ローラ３３との間に中間転写ベルト３１を挟み込んでいる。そして、中間転写ベルト３１のおもて面と、二次転写ベルト３６とが当接する転写部となる二次転写ニップＮを形成している。二次転写裏面ローラ３３には、二次転写バイアス電源３９によって二次転写バイアスが印加され、二次転写ベルト３６は接地されている。これにより、二次転写裏面ローラ３３と二次転写ベルト３６との間に、マイナス極性のトナーを二次転写裏面ローラ３３側から二次転写ベルト３６側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。

転写ユニット３０の下方には、用紙や樹脂シートなどの記録媒体Ｐを複数枚重ねた束の状態で収容している収容部となる給紙カセット１００が配設されている。この給紙カセット１００は、束の一番上の記録媒体Ｐにローラ１００ａを当接させており、これを所定のタイミングで回転駆動させることで、その記録媒体Ｐを搬送路に向けて送り出す。

搬送路の末端付近には、レジストローラ対１０１が配設されている。このレジストローラ対１０１は、給紙カセット１００から送り出された記録媒体Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに両ローラの回転を停止させる。そして、挟み込んだ記録媒体Ｐを二次転写ニップＮ内で中間転写ベルト３１上の四色重ね合わせトナー像に同期させ得るタイミングで回転駆動を再開して、記録媒体Ｐを二次転写ニップＮに向けて送り出す。

すなわち、転写ユニット３０は、中間転写ベルト３１に転写されたトナー像を記録媒体Ｐとの転写部となる二次転写ニップＮまで搬送するベルトユニットである。ここで、像担持体は、画像となるトナー像が転写される無端状のベルト部材としての中間転写ベルト３１である。中間転写ベルト３１は、複数の回転体としての駆動ローラ３２、二次転写裏面ローラ３３、クリーニングバックアップローラ３４によって巻き掛けられて、支持される。

二次転写ニップＮで記録媒体Ｐに密着された中間転写ベルト３１上の四色重ね合わせトナー像は、二次転写電界やニップ圧の作用によって記録媒体Ｐ上に一括二次転写され、記録媒体Ｐの白色と相まってフルカラートナー像となる。二次転写ニップＮを通過した後の中間転写ベルト３１には、記録媒体Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、中間転写ベルト３１のおもて面に当接しているベルトクリーニング装置３７によってベルト表面からクリーニングされる。中間転写ベルト３１のループ内側に配設されたクリーニングバックアップローラ３４は、ベルトクリーニング装置３７によるベルトのクリーニングをループ内側からバックアップする。

電位センサ３８は、中間転写ベルト３１のループ外側に配設されている。電位センサ３８は、中間転写ベルト３１の周方向における全域のうち、駆動ローラ３２に対する掛け回し箇所に対して、間隙を介して対向配置されている。そして、中間転写ベルト３１上に一次転写されたトナー像が自らとの対向位置に進入した際に、そのトナー像の表面電位を測定する。

二次転写ニップＮの図中右側方には、周知の定着装置９０が配設されている。定着装置９０には、フルカラートナー像が転写された記録媒体Ｐが送り込まれる。送り込まれた記録媒体Ｐは、熱源を内部に備えた定着ローラ９１と加圧ローラ９２とが接触する定着ニップに挟まれる。そして、加熱と加圧によって、フルカラートナー像中のトナーが軟化して定着される。定着後の記録媒体Ｐは、定着装置９０内から排出され、定着後搬送路を経由した後、機外へと排出される。

本実施形態におけるプリンタ本体５００は、モノクロ画像も形成することができる。その場合、転写ユニット３０におけるＹ、Ｍ、Ｃ用の一次転写ローラ３５（Ｙ、Ｍ、Ｃ）を支持する転写ユニット３０の支持板を移動して、一次転写ローラ３５（Ｙ、Ｍ、Ｃ）を、感光体２（Ｙ、Ｍ、Ｃ）から離間する方向に遠ざける。これにより、中間転写ベルト３１のおもて面を感光体２（Ｙ、Ｍ、Ｃ）から引き離して、中間転写ベルト３１をブラック用感光体２Ｋだけに当接させる。この状態で、四つの画像形成ユニット１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）のうち、ブラック用画像形成ユニット１Ｋだけを駆動して、Ｋトナー像をブラック用感光体２Ｋ上に形成する。

以上の構成において、中間転写ベルト３１との間に二次転写ニップを形成する転写部材として、ローラ形状の二次転写ローラを用いてもよい。二次転写バイアスの印加位置は、中間転写ベルト３１内側の二次転写裏面ローラ３３ではなく、転写部材側（例えば、二次転写ローラ）であってもよい。また、カラー画像形成装置にかぎらず、モノクロの画像形成装置に本発明を適用してもよい。

図３は、本発明の一実施形態に係る二次転写バイアス電源と電源制御部の電気的構成を示すブロック図である。図３に示すように、二次転写バイアス電源３９は、直流電源１１０と、交流電源１４０とを有する。これらの電源には、電源制御部２００が接続されている。電源制御部２００は、直流電源１１０及び交流電源１４０を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを有する制御装置により実現できる。

直流電源１１０には、電源制御部２００から、直流電圧の出力の大きさを制御するＤＣ＿ＰＷＭ信号が入力され、ＤＣ＿ＰＷＭ信号の大きさに応じた直流電圧を出力する。本実施形態では、直流電源１１０は、トナーの帯電極性と同極性の負極性の直流電圧（高電圧）を出力する。直流電源１１０は定電流制御される。

交流電源１４０には、電源制御部２００から、交流電圧の出力の大きさを制御するＡＣ＿ＰＷＭ信号及び交流電圧の出力周波数を制御するＡＣ＿ＣＬＫ信号が入力される。交流電源１４０は、ＡＣ＿ＰＷＭ信号の大きさに応じた振幅（ピークトゥピーク電圧）及びＡＣ＿ＣＬＫ信号の大きさに応じた周波数を有する交流電圧を出力する。交流電源１４０から出力された交流電圧（交流成分）と直流電源１１０から出力された直流電圧（高電圧）とを重畳して重畳電圧を生成する。

先の図１及び図３に示すように、二次転写バイアスとしての重畳電圧は、二次転写裏面ローラ３３に出力される。なお、本実施形態では、交流電源１４０は、定電圧制御を行なうものとするが、これに限定されるものではなく、定電流制御を行うとしてもよい。また、直流成分も同様である。二次転写バイアスの直流成分がゼロのものを用いてもよい。

二次転写バイアス電源３９は、交流電源１４０による出力をゼロにすることにより、直流電圧のみからなる二次転写バイアスも出力可能である。また、交流電源１４０内の交流電圧用トランスが生成する交流電圧は、正弦波及び矩形波のいずれであってもよく、本実施形態では、短パルス状矩形波とする。これは、交流電圧の波形を短パルス状矩形波にすることで、より画像品質の向上に寄与できるためである。

図４ａは積層された中間転写ベルトの二次転写ニップを示す模式図であり、図４ｂは単層の中間転写ベルトの二次転写ニップを示す模式図である。図４ａに示すように、中間転写ベルト３１は、基層３１ａの上に柔軟な弾性層３１ｂが積層されている。トナー像が記録媒体Ｐに二次転写される際、二次転写裏面ローラ３３から二次転写バイアスが中間転写ベルト３１に印加される。そして二次転写電流は、二次転写裏面ローラ３３から基層３１ａ、弾性層３１ｂ、トナー像、記録媒体Ｐ、二次転写ベルト３６、二次転写ローラ４００の順に流れる。

この時、二次転写電流は、基層３１ａと弾性層３１ｂの界面をつたって中間転写ベルト３１の周方向に流れ込むことで、ニップ中でトナー像に電流が流れる時間が長くなる。これにより、過充電を起こすことでトナーが逆帯電し、転写不良が生じてしまう問題がある。なお、中間転写ベルト３１の層構成は３層以上であっても同様な問題が生じる。

一方、単層で構成されている中間転写ベルト３１’は、図４ｂに示すように、二次転写裏面ローラ３３から印加される二次転写バイアスによって、二次転写電流が二次転写裏面ローラ３３から二次転写ローラ４００に直線状に流れる。したがって、積層された中間転写ベルト３１に比べて、ニップ中でトナー像に電流が流れる時間が短く、過充電を起こしにくい。

図５は本発明の一実施形態に係る中間転写ベルトを部分的に示す拡大断面図であり、図６は同中間転写ベルトを部分的に示す拡大平面図である。

中間転写ベルト３１は、ある程度の屈曲性を有しかつ剛性の高い材料からなる無端ベルト状の基層（硬質素材のベルト基体）３１ａと、その表面上に積層された柔軟性に優れた弾性材料からなる弾性層３１ｂとを具備する。弾性層３１ｂには、微粒子３１ｃが分散されており、それらの微粒子３１ｃが自らの一部を弾性層３１ｂの表面から突出させた状態で、図６に示すように、ベルト面方向に密集して並んでいる。それら複数の微粒子３１ｃにより、複数の凸がベルト面に形成されている。

基層３１ａの材料としては、樹脂中に、電気抵抗を調整するための充填材や添加材などからなる電気抵抗調整材を分散させたものを例示することができる。その樹脂としては、難燃性の観点からすると、例えば、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ＥＴＦＥ（エチレン・四フッ化エチレン共重合体）などのフッ素系樹脂や、ポリイミド樹脂又はポリアミドイミド樹脂等が好ましい。また、機械強度（高弾性）や耐熱性の観点からすると、特にポリイミド樹脂又はポリアミドイミド樹脂が好適である。

樹脂中に分散させる電気抵抗調整材としては、金属酸化物やカーボンブラック、イオン導電剤、導電性高分子材料などを例示することができる。金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素などが挙げられる。分散性を向上させるために、金属酸化物に予め表面処理を施したものを用いてもよい。カーボンブラックとしては、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、ガスブラックなどが挙げられる。また、イオン導電剤としては、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩が挙げられる。アルキルサルフェート、グルセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アルコールエステル、アルキルベタイン、過塩素酸リチウムなどでもよい。それらのイオン導電剤を２種類以上混合して使用してもよい。なお、本発明を適用可能な電気抵抗調整材は、これまで例示したものに限られるものではない。

基層３１ａの前駆体となる塗工液（硬化前の液体の樹脂中に電気抵抗調整材を分散させたもの）には、必要に応じて、分散助剤、補強材、潤滑材、熱伝導材、酸化防止剤などを添加してもよい。中間転写ベルト３１として好適に装備されるシームレスベルトの基層３１ａに含有される電気抵抗調整材の添加量は、好ましくは表面抵抗で１×１０^８〜１×１０^１３［Ω／□］、体積抵抗で１×１０^６〜１×１０^１２［Ω・ｃｍ］となる量とされる。

但し、機械強度の観点から、成形膜が脆く割れやすくならない範囲の量を選択して添加することが必要である。つまり、樹脂成分（ポリイミド樹脂前駆体、ポリアミドイミド樹脂前駆体など）と電気抵抗調整材との配合率を適正に調整した塗工液を用いて、電気特性（表面抵抗及び体積抵抗）と機械強度のバランスがとれたシームレスベルトを製造して用いることが好ましい。

電気抵抗調整材の含有量は、カーボンブラックの場合には、塗工液中の全固形分の１０〜２５［ｗｔ％］がよく、更に好ましくは１５〜２０［ｗｔ％］である。また、金属酸化物の場合の含有量は、塗工液中の全固形分の１〜５０［ｗｔ％］がよく、更に好ましくは１０〜３０［ｗｔ％］である。含有量が前述した範囲よりも少ないと十分な効果が得られず、また含有量が前述した範囲よりも多いと中間転写ベルト３１（シームレスベルト）の機械強度が著しく低下するので、実使用上好ましくない。

基層３１ａの厚みは、特に制限されるものではなく、状況に応じて適宜選択することができるが、３０μｍ〜１５０μｍが好ましく、４０μｍ〜１２０μｍがより好ましく、５０μｍ〜８０μｍが特に好ましい。基層３１ａの厚みが、３０μｍ未満であると、亀裂によりベルトが裂けやすくなり、１５０μｍを超えると、曲げによってベルトが割れることがある。一方、基層３１ａの厚みが前述した特に好ましい範囲であると、耐久性の点で有利になる。

ベルト走行安定性を高めるためには、基層３１ａの層厚ムラをできるだけ少なくすることが好ましい。基層３１ａの厚みを調整する方法は、特に制限されるものではなく、状況に応じて適宜選択することができる。例えば、接触式や渦電流式の膜厚計での計測や、膜の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で測定する方法が挙げられる。

中間転写ベルト３１の弾性層３１ｂは、上述したように、分散させた複数の微粒子３１ｃによる複数の凸形状を表面に有している。弾性層３１ｂを形成するための弾性材料としては、汎用の樹脂・エラストマー・ゴムなどを例示することができる。特に、柔軟性（弾性）に優れた弾性材料を用いることが好ましく、エラストマー材料やゴム材料が好適である。エラストマー材料としては、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリエーテル系、ポリウレタン系、ポリオレフィン系、ポリスチレン系、ポリアクリル系、ポリジエン系、シリコーン変性ポリカーボネート系などを例示することができる。フッ素系共重合体系等の熱可塑性エラストマーなどでもよい。

また、熱硬化性の樹脂としては、ポリウレタン系、シリコーン変性エポキシ系、シリコーン変性アクリル系の樹脂などを例示することができる。また、ゴム材料としては、イソプレンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴムなどを例示することができる。更には、クロロスルホン化ポリエチレン、フッ素ゴム、ウレタンゴム、ヒドリンゴムなどを例示することもできる。

これまで例示した材料の中から、所望の性能が得られる材料を適宜選択することが可能である。特に、表面に凹凸のある記録シート、例えばレザック紙などの表面凹凸に追従させるためには、できるだけ柔らかい材料を選択することが好ましい。また、微粒子３１ｃを分散させることから、熱可塑性のものよりも熱硬化性のものの方が好ましい。熱硬化性のものの方が、その硬化反応に寄与する官能基の効果により樹脂粒子との密着性に優れ確実に固定化することが可能だからである。加硫ゴムも同様の理由により好ましい材料の一つである。

弾性層３１ｂを構成する弾性材料の中でも、耐オゾン性、柔軟性、粒子との接着性、難燃性付与、耐環境安定性などの観点から、アクリルゴムが最も好ましい。アクリルゴムは一般的に市販されているものでよく、特定の製品に限定されるものではない。しかし、アクリルゴムの各種架橋系（エポキシ基、活性塩素基、カルボキシル基）の中ではカルボキシル基架橋系のものがゴム物性（特に圧縮永久歪み）及び加工性の点で優れているので、カルボキシル基架橋系のものを選択することが好ましい。カルボキシル基架橋系のアクリルゴムに用いられる架橋剤としては、アミン化合物が好ましく、多価アミン化合物が最も好ましい。このようなアミン化合物として、具体的には脂肪族多価アミン架橋剤、芳香族多価アミン架橋剤などを例示することができる。更に、脂肪族多価アミン架橋剤としては、ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンカーバメイト、Ｎ，Ｎ’−ジシンナミリデン−１，６−ヘキサンジアミンなどを例示することができる。また、芳香族多価アミン架橋剤としては、４，４’−メチレンジアニリン、ｍ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−（ｍ−フェニレンジイソプロピリデン）ジアニリンなどが挙げられる。４，４’−（ｐ−フェニレンジイソプロピリデン）ジアニリン、２，２’−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン、４，４’−ジアミノベンズアニリドなどでもよい。更には、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、１，３，５−ベンゼントリアミン、１，３，５−ベンゼントリアミノメチルなどでもよい。

架橋剤の配合量の適正範囲は、アクリルゴム１００重量部に対し、好ましくは０．０５〜２０重量部、より好ましくは０．１〜５重量部である。架橋剤の配合量が少なすぎると、架橋が十分に行われないため、架橋物の形状維持が困難になる。これに対し、含有量が多すぎると、架橋物が硬くなりすぎて、架橋ゴムとしての弾性などが損なわれる。

弾性層３１ｂに用いるアクリルゴムには、上述した架橋剤の架橋反応を促進する狙いで、架橋促進剤を配合してもよい。架橋促進剤の種類は特に限定されるものではないが、前述した多価アミン架橋剤と組み合わせて用いることができることが好ましい。このような架橋促進剤としては、グアニジン化合物、イミダゾール化合物、第四級オニウム塩、第三級ホスフィン化合物、弱酸のアルカリ金属塩などが挙げられる。グアニジン化合物としては、１，３−ジフェニルグアニジン、１，３−ジオルトトリルグアニジンなどが挙げられる。イミダゾール化合物としては、２−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾールなどが挙げられる。第四級オニウム塩としては、テトラｎ−ブチルアンモニウムブロマイド、オクタデシルトリ―ｎ−ブチルアンモニウムブロマイドなどが挙げられる。多価第三級アミン化合物としては、トリエチレンジアミン、１，８−ジアザ‐ビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７（ＤＢＵ）などが挙げられる。第三級ホスフィン化合物としては、トリフェニルホスフィン、トリ−ｐ−トリルホスフィンなどが挙げられる。弱酸のアルカリ金属塩としては、ナトリウム又はカリウムのリン酸塩、炭酸塩などの無機弱酸塩あるいはステアリン酸塩、ラウリル酸塩などの有機弱酸塩が挙げられる。

架橋促進剤の使用量の適正範囲は、アクリルゴム１００重量部あたり、好ましくは０．１〜２０重量部、より好ましくは０．３〜１０重量部である。架橋促進剤が多すぎると、架橋時に架橋速度が早くなりすぎたり、架橋物表面ヘの架橋促進剤のブルームが生じたり、架橋物が硬くなりすぎたりする場合がある。これに対し、架橋促進剤が少なすぎると、架橋物の引張強さが著しく低下したり、熱負荷後の伸び変化又は引張強さ変化が大きすぎたりする場合がある。

アクリルゴムの調製にあたっては、ロール混合、バンバリー混合、スクリュー混合、溶液混合などの適宜の混合方法を採用することが可能である。配合順序は特に限定されないが、熱で反応や分解しにくい成分を充分に混合した後、熱で反応しやすい成分あるいは分解しやすい成分として、例えば架橋剤などを、反応や分解が起こらない温度で短時間に混合すればよい。

アクリルゴムは、加熱することによって架橋物とすることができる。好ましい加熱温度は、１３０〜２２０℃であり、より好ましくは１４０℃〜２００℃である。また、好ましい架橋時間は、３０秒〜５時間である。加熱方法としては、プレス加熱、蒸気加熱、オーブン加熱、熱風加熱などのゴムの架橋に用いられる方法を適宜選択すればよい。また、一度架橋した後に、架橋物の内部まで確実に架橋させるために、後架橋を行ってもよい。後架橋の時間は、加熱方法、架橋温度、形状などによって異なるが、好ましくは１〜４８時間である。後架橋を行う際の加熱方法、加熱温度については、適宜選択することが可能である。

選択した材料に、電気特性を調整するための電気抵抗調整剤、難燃性を得るための難燃剤、必要に応じて、酸化防止剤、補強剤、充填剤、架橋促進剤などの材料を適宜含有させてもよい。さらに、電気特性を調整するための電気抵抗調整剤として、すでに述べた各種材料を使用することができる。但し、カーボンブラックや金属酸化物などは柔軟性を損なうため、使用量を抑えることが好ましく、イオン導電剤や導電性高分子を用いることも有効である。また、それらを併用しても構わない。

具体的には種々の過塩素酸塩やイオン性液体を、ゴム１００重量部に対して０．０１部〜３部添加するのが好ましい。イオン導電剤の添加量が０．０１部以下であると、抵抗率を下げる効果が得られない。また、添加量が３部以上であると、ベルト表面へ導電剤がブルーム又はブリードする可能性が高くなる。

また、昨今の電子写真装置で求められるような高い凹凸紙転写性を得るためには、弾性層３１ｂの柔軟性は２３℃５０％ＲＨ環境下でのマイクロゴム硬度値が３５以下であることが好ましい。マルテンス硬度、ビッカース硬度など、いわゆる微小硬度での計測は、測定部位のバルク方向の浅い領域、すなわちごく表面近傍の硬度しか測定していなのでベルト全体としての変形性能は評価できない。そのため、例えば中間転写ベルト全体としての変形性能が低い構成のものに、最表面に柔軟な材料を持ってきた場合、微小硬度値は低くなってしまう。このようなベルトは変形性能が低く、すなわち凹凸紙への追従性が悪いので、結果として昨今求められる凹凸紙への転写性能が不十分なものとなる。そのため、ベルト全体の変形性能が評価できるマイクロゴム硬度を測定することが好ましい。

中間転写ベルトのマイクロゴム硬度（マイクロ硬さ）は、例えば、高分子計器株式会社製のマイクロゴム硬度計ＭＤ−１によって測定することができる。２３℃５０％の環境下において、押針をベルト片に所定の圧力で押し付けてベルト片を変形させながら、押針の押し込み深さに基づいて硬度を測定することができる。

弾性層３１ｂの層厚は、２００μｍ〜２ｍｍが好ましく、４００μｍ〜１０００μｍがより好ましい。層厚が２００μｍよりも小さいと、記録シートの表面凹凸への追従性や転写圧力の低減効果を低くしてしまうので好ましくない。また、層厚が２ｍｍよりも大きいと、弾性層３１ｂが自重によって撓み易くなって走行性を不安定にしたり、ベルトを張架しているローラへの掛け回しでベルトに亀裂を発生させ易くなったりするので好ましくない。なお、層厚の測定方法としては、断面を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で観察することによって測定する方法を例示することができる。

続いて、弾性層３１ｂの表面に形成された微粒子３１ｃについて説明する。微粒子３１ｃの体積抵抗率は、１×１０^０［Ω・ｃｍ］〜１×１０^６［Ω・ｃｍ］であり、より好ましくは１×１０^１［Ω・ｃｍ］〜１×１０^３［Ω・ｃｍ］である。微粒子３１ｃの構成材料や構造としては、上記の所定の体積抵抗率を示す限り特に制限はなく、適宜目的に応じて選択することができる。例えば単層構造でもよいし、以下に記載するように母体となる粒子に樹脂等をコーティングしてなるコアシェルの２層構造でもよい。

例えば、絶縁粒子やこれよりも抵抗の高い粒子の表面に、導電性の樹脂をコーティングや重合で被覆させることや、あるいは金属を無電解メッキ法で表面に被覆させることにより、コアシェル構造とした微粒子でもよい。また、微粒子の形状としては、上記所定の体積抵抗率を示す限り、特に制限はない。適宜目的に応じて選択することができ、例えば球状の微粒子でもよいし、あるいは球状でなく不定形の微粒子でもよい。好ましくは、球状の微粒子であり、特に以下に示すような球形度の高い、真球状の微粒子であることが好ましい。

微粒子が、上述したコアシェル構造からなる場合、母体粒子の形状が球状であることが好ましい。母体粒子が球状であると、樹脂をコーティングした後の微粒子の形状も容易に球状となりやすいからである。

微粒子３１ｃの大きさとしては、平均粒径が１００μｍ以下であるとよい。微粒子３１ｃの粒径は、弾性層３１ｂ上に微粒子３１ｃが充填される際、微粒子３１ｃと微粒子３１ｃの隙間にトナーが入り込まないような大きさであればよい。微粒子３１ｃの平均粒径が、５μｍ以下であると好ましく、０．５μｍ〜５μｍであるとより好ましく、１μｍ〜２μｍであると特に好ましい。

図７は、本発明の一実施形態に係るコアシェル構造の微粒子の模式図である。図７に示すように、コアシェル構造の微粒子３１ｃは、母体粒子（高抵抗な粒子）１３ａと、母体粒子１３ａをコーティングする導電性層１３ｂからなる。このように、微粒子３１ｃとしては、高抵抗な粒子の表面に導電性の層をコーティングして得られる微粒子が、転写性の面から特に好ましい。

母体粒子（高抵抗な粒子）１３ａとしては、アクリル樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、シリコーン樹脂粒子、ポリアミド樹脂粒子、ポリエステル樹脂粒子、ポリ塩化ビニル樹脂粒子などが挙げられる。導電性層１３ｂとしては、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオール、ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリ３，４エチレンジオキシチオフェンなどの導電性樹脂をコーティングしてなる導電性樹脂層や、銅、銀などの金属メッキをコーティングしてなる導電性層などが挙げられる。なかでも、トナー離型性の観点からポリチオフェン、ポリピロールの導電性樹脂をコーティングしてなる導電性樹脂層がより好ましい。

母体粒子１３ａの表面に導電性樹脂をコートする方法としては、粒子の表面にスプレー塗工をしてコーティングしてもよいし、公知の方法を用いることもできる。公知の方法としては、例えば特許文献１や特許文献２などに記載の方法が挙げられる。

導電性樹脂としては、市販品を使用することもでき、例えばポリチオフェンとしてはナガセケムテックス株式会社、ヘレウス株式会社、株式会社理学などから入手できる。ポリアニリン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリ−３，４エチレンジオキシチオフェンは化研産業株式会社や三協化成産業株式会社などから入手できる。

微粒子３１ｃの体積抵抗率は、導電性樹脂などの抵抗の低い材料のコート層の厚みを変えることにより、適宜調整する。例えば、体積抵抗率を高めに調整するにはコート層の厚みを薄くすればよく、体積抵抗率を低めに調整するにはコート層の厚みを厚くすればよい。金属などの導電性が高すぎる材料を使用する場合には、微粒子３１ｃの体積抵抗率が上記範囲の下限値より低くなり過ぎないよう留意する。

ここで、本発明者らが上記微粒子の体積抵抗率に至った検討内容について説明する。特許文献３から１０に記載の中間転写体には、粒子、コート剤のいずれも抵抗の高い絶縁材料が用いられている。本発明者らは、そのような高抵抗の粒子が配された中間転写体を用いると、フルカラーモードにおけるハーフトーンの転写性が悪くなるという問題を見つけた。

また、特許文献１０には、中間転写ベルト全体の抵抗率として、基層及び弾性層の表面抵抗率を１×１０^８〜１×１０^１３［Ω／□］、体積抵抗率を１×１０^７〜１×１０^１２［Ω・ｃｍ］にすることが記載されている。しかし、本発明者は、中間転写ベルト全体の抵抗率として知られている抵抗率のオーダーとは全く違う１×１０^６［Ω・ｃｍ］以下という低抵抗領域の体積抵抗率を示す微粒子に変えて実験を行ってみた。

その結果、（１）微粒子の体積抵抗率を高いものから低いものへ変えても、中間転写ベルト全体の抵抗率に変化はないが、（２）微粒子の体積抵抗率を１×１０^０［Ω・ｃｍ］〜１×１０^６［Ω・ｃｍ］の範囲にすることで、フルカラーモードにおけるハーフトーンの転写性の問題を解決することができることを見出した。

微粒子の体積抵抗率を１×１０^０〜１×１０^６［Ω・ｃｍ］の範囲にすることにより、フルカラーモード（高転写電流）でのハーフトーン転写性が良化する理由は定かではない。考えられる理由として、中間転写ベルト表面にある微粒子の抵抗が高いと電流が中間転写ベルトに流れにくくなって放電してしまい、その影響を受けたトナー自体の電荷が下がることが挙げられる。一方、中間転写ベルト表面にある微粒子の抵抗が低すぎる場合は、ベルト表面に電流が流れすぎてしまい、中間転写ベルトと像担持体（感光体）、紙間での放電が起こりにくくなる。これにより、トナーを転写するための電界形成が阻害されてしまうことが挙げられる。

そこで、中間転写ベルト表面にある微粒子の体積抵抗率が１×１０^０〜１×１０^６［Ω・ｃｍ］の範囲であれば放電と電界形成のバランスが保たれ、高い転写性を維持できるのではないかと考えられる。

微粒子の体積抵抗率の測定は、例えば三菱化学アナリテック社のＭＣＰ−ＰＤ５１やロレスタＧＰ（抵抗が高ければハイレスタＵＰ）で測定することができる。具体的には、２３℃５０％ＲＨ環境で１５ｍｍφの加圧容器に微粒子を１ｇ入れ、荷重４ｋＮを掛けた後、２０ｋＶにて測定した値を読み取ることにより算出できる。

次いで、微粒子の配列状態について説明する。先の図６に示すように、中間転写ベルト３１の表面は、均一な粒径の微粒子３１ｃを独立して整然と配列させる。すなわち、微粒子３１ｃ同士の重なり合いは殆ど観測されない。この表面を構成する各微粒子の弾性層面における断面の径も均一であることが好ましく、具体的には、±（平均粒径×０．５）μｍ以下の粒径分布幅となることが好ましい。

このように形成するためには、できるだけ粒径の揃った微粒子３１ｃを用いることが好ましいが、ある粒径のものを選択的に表面に形成する方法で表面を形成し、上記の粒径分布幅となる構成としてもよい。微粒子３１ｃによる弾性層表面の占有面積率としては、６０％以上が好ましい。占有面積率が６０％以上であると、中間転写ベルト３１の樹脂部分の露出が適正であり、良好な転写性が得られる。

微粒子３１ｃは、弾性層中へ一部埋設された形態を取るが、その埋没率は、５０％を超え、１００％に満たないものが好ましく、５１％〜９０％であることが、より好ましい。埋没率とは、微粒子３１ｃの深さ方向の径が弾性層に埋没している割合（率）のことである。ただし、ここでの埋没率は、すべての微粒子が５０％を超え１００％に満たないという意味ではなく、ある視野で見たときの平均埋没率の数値が５０％を超え１００％に満たなければよい、という意味である。

埋没率が５０％以下では、画像形成装置での長期使用において粒子の脱離が起きやすく、耐久性に劣る。一方、１００％では、球状粒子による転写性への効果が低減し、好ましくない。しかし、埋没率５０％のときは、電子顕微鏡による断面観測において、弾性層中へ完全埋没している粒子が殆ど観測されない（弾性層中に完全に埋没している微粒子の個数％は球状粒子全体のうち５％以下）。

微粒子の球形度について補足する。上述したように、本発明の微粒子の形状は、球状であることが好ましく、より球形度の高い真球状であることがより好ましい。球形度は、例えばカラーレーザー顕微鏡（装置名：ＶＫ−８５００、株式会社キーエンス製）を用いて、次のようにして求める。

まず、微粒子を平滑な測定面上に均一に分散付着させる。次いで、微粒子１００個について、を用いて、任意の倍率（例えば、１，０００倍）に拡大して、１００個の粒子の長軸ｒ１（μｍ）、短軸ｒ２（μｍ）、厚みｒ３（μｍ）を測定する（図８（ａ）〜（ｃ）を参照）。そして、それらの算術平均値を算出すれば、微粒子の球形度が求められる。

本発明では、長軸と短軸との比（ｒ２／ｒ１）が０．９以上１．０以下で、厚みと短軸との比（ｒ３／ｒ２）が０．９以上１．０以下の範囲であるものを、真球状であるとする。

続いて、低抵抗粒子での転写性向上のメカニズムについて、補足説明する。本実施形態では、Ｃ、Ｍ、Ｙ色のトナーとして、帯電量Ｑ／Ｍが１２〜１５［μＱ／ｍｇ］のものを用いていており、Ｋ色のトナーとして、帯電量Ｑ／Ｍが９［μＱ／ｍｇ］のものを用いている。なお、帯電量は、高温高湿環境（２７℃８０％ＲＨ）のもとで測定した。

Ｋ色トナーの帯電量は他の色のトナーよりも低いため、同一の転写電流を印加した場合であっても、Ｋ色のハーフトーン画像で良好な転写率が得られない。これはＫ色のトナーの帯電量が低いことによってトナーの過充電が起きやすいためである。また、本実施形態では、Ｃ、Ｍ、Ｙ色のトナーとして比誘電率が２．７〜３．３のものを用いて、Ｋ色のトナーとして比誘電率が３．７〜４．３のものを用いている。比誘電率の高いＫ色のトナーは、トナーの過充電が起きやすい。

ハーフトーン画像を記録シートへ転写する実験をおこなったところ、Ｃ、Ｍ、Ｙ色のトナーを用いたカラー色のハーフトーン画像（例えば、ＣとＹ色を重ね合わせたブルー色のハーフトーン画像）の場合、二次転写電流の大きさに寄らず概ね８０％以上の転写率が得られた。一方、Ｋ色トナーを用いたハーフトーン画像では、転写不良が発生した。

図９は、Ｋ色トナーを用いたハーフトーン画像の二次転写率を比較したグラフである。図９において、Ｘ軸は二次転写電流（μA）であり、Ｙ軸は二次転写率（％）である。また、Ｐ１ベルトは表面に高抵抗の粒子を有するベルトであり、Ｐ２ベルトは表面にＰ１ベルト表面の粒子よりも低抵抗の粒子（粒子抵抗６乗以下）を有するベルトである。

図９に示すように、高抵抗の粒子を有するベルト（Ｐ１ベルト）の場合、二次転写電流が高くなるにつれて、二次転写率が減少する。特に、二次転写電流が１１５（μＡ）を超えると、転写率が３０％以下となり、転写不良となる。

ここで、本発明のように低抵抗の粒子（粒子抵抗６乗以下）を有するベルト（Ｐ２ベルト）の場合、二次転写電流を高くしても概ね６０％以上の二次転写率が確保された。これは、上記で説明したメカニズムのように、低抵抗粒子を用いた場合、粒子表面を伝わって電荷が弾性層に逃げて連続放電が発生することにより、トナーへの放電が始まりにくくなる。これによりＫ色トナーへの過充電が抑制されたと考えられる。

低抵抗粒子を用いることで、像担持体として比較的柔らかいベルトを用いる場合であっても、高い二次転写電流を用いたとしてもＫ色のハーフトーン画像及びカラー色のハーフトーン画像の転写率を高めることができる。ハーフトーン画像と、高い二次転写電流を必要とするベタ画像と、で転写性を両立することができ、ハーフトーン画像とベタ画像とが混在する画像を良好に転写することができる。

以上のように、像担持体として比較的柔らかい（マイクロゴム硬度６０度以下の）ものを用いる画像形成装置において、像担持体表面に低抵抗の層（粒子抵抗６乗以下）を設けることにより、良好な画像を得ることができる。特に、Ｋ色トナーとして、帯電量が他の色よりも低く、比誘電率が他の色のトナーよりも高いものを用いる場合、過転写による転写不良が生じやすいが、上記のように構成することで良好な画像を得ることができる。

別の態様として、Ｃ、Ｍ、Ｙ色のトナーとして帯電量Ｑ／Ｍが２０〜２４［μＱ／ｍｇ］のものを用い、Ｋ色のトナーとして帯電量Ｑ／Ｍが２１［μＱ／ｍｇ］のものを用いた。また、Ｃ、Ｍ、Ｙ色のトナーとして比誘電率が２．７〜３．３のものを用い、Ｋ色のトナーとして比誘電率が３．３〜３．９のものを用いた。Ｋ色トナーの帯電量及び比誘電率は、トナーに含まれるカーボンブラックの量を調整することにより調整した。この別の態様の場合、Ｋ色トナーの帯電量及び比誘電率がＣ、Ｍ、Ｙ色のトナーのそれらと同等であるため、高い二次転写電流を印加したときの二次転写率の低下をより抑えることができた。

この別の態様のように、Ｋ色トナーの帯電量及び比誘電率が、Ｃ、Ｍ、Ｙ色のトナーのそれらと近いものを用いてもよい。この態様によれば、転写性をより改善することができる。

以下より、本発明の実施例と、それらによる二次転写率の測定結果について説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
基層の作製手順について説明する。基層用塗工液を調製し、この塗工液を用いてシームレスの中間転写ベルトの基層を作製した。

＜基層用塗工液の調製＞
まず、ポリイミド樹脂前駆体を主成分とするポリイミドワニス（Ｕ−ワニスＡ；宇部興産社製）に、予めビーズミルにてＮ−メチル−２−ピロリドン中に分散させたカーボンブラック（ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４；エボニックデグサ社製）の分散液を、カーボンブラック含有率がポリアミック酸固形分の１７質量％になるように調合し、よく攪拌混合して塗工液を調製した。

＜ポリイミド基層ベルトの作製＞
次に、外径５００ｍｍ、長さ４００ｍｍの外面をブラスト処理にて粗面化した金属製の円筒状支持体を型として用い、ロールコート塗工装置に取り付けた。続いて、上記で作製した基層用塗工液をパンに流し込み、塗布ローラの回転速度４０ｍｍ／ｓｅｃで塗料を汲み上げ、規制ローラと塗布ローラのギャップを０．６ｍｍとして、塗布ローラ上の塗料厚みを制御した。

次いで、円筒状支持体の回転速度を３５ｍｍ／ｓｅｃに制御して塗布ローラに近づけ、塗布ローラとのギャップを０．４ｍｍとして塗布ローラ上の塗料を均一に円筒状支持体上に転写塗布した。次に、回転を維持しながら熱風循環乾燥機に投入し、１１０℃まで徐々に昇温して３０分間加熱し、さらに昇温して２００℃で３０分間加熱した後、回転を停止した。そして、これを高温処理の可能な加熱炉（焼成炉）に導入し、段階的に３２０℃まで昇温して６０分間加熱処理（焼成）した。その後、充分に冷却し、膜厚６０μｍのポリイミド基層ベルトＡを得た。

＜弾性層の作製＞
下記に示す各成分及び含有量で配合し、混練することにより、ゴム組成物を調製した。
・アクリルゴム（日本ゼオン株式会社製、ＮｉｐｏｌＡＲ１２）：１００質量部
・ステアリン酸（日油株式会社製、ビーズステアリン酸つばき）：１質量部
・赤リン（燐化学工業株式会社製、ノーバエクセル１４０Ｆ）：１０質量部
・水酸化アルミニウム（昭和電工株式会社製、ハイジライトＨ４２Ｍ）：４０質量部
・架橋剤（デュポン ダウ エラストマー ジャパン社製、Ｄｉａｋ．Ｎｏ．１、ヘキサメチレンジアミンカーバメイト）：０．６質量部
・架橋促進剤（Ｓａｆｉｃ ａｌｃａｎ社製、ＶＵＬＣＯＦＡＣ ＡＣＴ５５（７０質量％の１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７と二塩基酸との塩、３０質量％のアモルファスシリカ））：０．６質量部

次に、得られたゴム組成物を有機溶剤（ＭＩＢＫ、メチルイソブチルケトン）に溶かして、固形分３５質量％のゴム溶液を作製した。そして、先に作製したポリイミド基層が形成された円筒状支持体を回転させ、ポリイミド基層上にゴム溶液をノズルより連続的に吐出しながら、円筒状支持体の軸方向に移動させて螺旋状に塗布した。その塗布量としては、最終的な弾性層の平均厚みが４００μｍになるようなゴム溶液量とした。その後、ゴム溶液が塗布された円筒状支持体をそのまま回転しながら熱風循環乾燥機に投入し、昇温速度４℃／分間で９０℃まで昇温して３０分間加熱した。

＜導電性微粒子の作製＞
球形アクリル樹脂粒子であるテクポリマーＳＳＸ１０２（積水化成品工業株式会社、粒径２μｍ）の表面にポリチオフェン系導電性ポリマーであるＤｅｎａｔｒｏｎ ＰＴ−４３４（ナガセケムテックス株式会社）をスプレー塗工した後、１２０℃で１時間乾燥し、導電性微粒子Ａを作製した。スプレー塗工は微粒子の体積抵抗率が最終的に１×１０^２（Ω・ｃｍ）程度となるように調整した。

＜微粒子の弾性層表面への塗布＞
次に、図１０に示すように、弾性層４５の表面に導電性粒子Ａをまんべんなくまぶし、ポリウレタンゴムブレードからなる押し当て部材４６を、押圧力１００（ｍＮ／ｃｍ）で押し当てて弾性層表面に固定化した。続いて、再び熱風循環乾燥機に投入して、昇温速度４（℃／分間）で１７０℃まで昇温して６０分間加熱処理し、中間転写ベルトＡを作製した。

微粒子の体積抵抗率の測定は、三菱化学アナリテック社のＭＣＰ−ＰＤ５１とロレスタＧＰ、ハイレスタＵＰを用いた。２３℃５０％ＲＨ環境のもと、１５ｍｍφの加圧容器に微粒子を１ｇ入れ、荷重４ｋＮを掛けた後、２０ｋＶにて測定した値より算出した。また、中間転写ベルトＡの抵抗率は、２３℃５０％ＲＨ環境でハイレスタＵＰを用いて、表面抵抗率、体積抵抗率の値をバイアス５００Ｖで１０秒印加後に計測した。

なお、上記の実施例１において、Ｄｅｎａｔｒｏｎ ＰＴ−４３４をＤｅｎａｔｒｏｎ Ｐ−５０２ＲＧ（ナガセケムテックス株式会社）に変更してもよい。

また、導電性粒子Ａを作製する際のスプレー塗工で塗布、乾燥する工程を２回繰り返してもよい。

また、テクポリマーＳＳＸ１０２をメラミン樹脂粒子であるエポスターＳ６（日本触媒株式会社、平均粒径０．４μｍ）に変更してもよい。

また、テクポリマーＳＳＸ１０２をシリコーン樹脂粒子であるトスパール２０００Ｂ（モメンティブパフォーマンスマテリアルズ株式会社、平均粒径６μｍ）に変更してもよい。

上記のように、導電性ポリマーの種類を変更したり、導電性粒子Ａを作製する際のスプレー塗工で塗布、乾燥する工程を変更したり、球形アクリル樹脂粒子の種類を変更することにより、体積抵抗率が１×１０^４、１×１０^６、１×１０^８、１×１０^１０［Ω・ｃｍ］の微粒子も作成した。

実施例１において、導電性粒子Ａを使わず、テクポリマーＳＳＸ１０２をそのまま使用した。このときのテクポリマーＳＳＸ１０２の体積抵抗率は１×１０^１４Ω・ｃｍ以上であった（これを比較例１とする）。

比較例１において、テクポリマーＳＳＸ１０２の代わりに球形の半田粉（スズ、銀、銅）であるＳＴＣ−３の微粒カット品（三井金属株式会社、平均粒径２．６μｍ）を使用した。このときのＳＴＣ−３の体積抵抗率は３．２×１０^−６［Ω・ｃｍ］であった（これを比較例２とする）。

比較例１においてテクポリマーＳＳＸ１０２の代わりにシリコーン球形微粒子であるトスパール１２０（モメンティブパフォーマンスマテリアルズ株式会社、平均粒径２μｍ）を使用した。このときのトスパール１２０の体積抵抗率は１×１０^１４［Ω・ｃｍ］以上であった（これを比較例３とする）。

＜測定結果＞
図１１〜図１３は、それぞれマイクロゴム硬度を変化させた場合の、粒子抵抗と転写率との関係を示すグラフである。図１１〜１３において、横軸は粒子抵抗（ｌｏｇ（Ωｃｍ））であり、縦軸は二次転写率（％）である。

マイクロゴム硬度を４０以下（図１１）、４０〜５０（図１２）、５０〜６０（図１３）として、ブラック色のハーフトーン画像の二次転写率を測定した。二次転写バイアスとして、直流電圧のみからなるものを用いた。転写率が高いほど、過充電を防いでいることになり、画像品質として優れる。今回は目安として転写率７０％以上を目標とした。

今回の結果から、
硬度４０以下（図１１）： 粒子体積抵抗率２乗以下
硬度４０〜５０（図１２）： 粒子体積抵抗率４乗以下
硬度５０〜６０（図１３）： 粒子体積抵抗率６乗以下
であると、良好な転写が得られることが分かった。すなわち、ゴムが柔らかいほど、粒子の抵抗が低いことが望ましい。

また、ベルトの硬度によらず、粒子体積抵抗率が６乗を超える場合、ハーフトーンの転写率が低下した。さらに、ベルトの硬度によらず、比較例２のように微粒子として粒子体積抵抗率が０乗を下回るものを用いた場合、転写率が低下したことも分かった。これは、上述のように、ベルト表面に電流が流れすぎてしまい中間転写ベルトと紙の間での放電が起こりにくくなることから、トナーを転写するための電界形成が阻害されてしまうためだと考えられる。

硬度が６０より高い中間転写ベルトを用いる場合、表面に大きな凹凸を有する凹凸紙（エンボス紙など）へトナー像を転写する際、ベルト表面が凹凸紙の表面の凹凸形状に十分に倣わず、転写性が不十分となる。そのため、マイクロゴム硬度は６０が好ましい。したがって、弾性ベルトとしては、マイクロゴム硬度が６０以下であり、かつ微粒子の体積抵抗率が０乗〜６乗の範囲にあれば、凹凸紙への転写性と過充電による異常画像防止の両立が可能である。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、中間転写ベルトの弾性層表面に低抵抗の微粒子を付着させる代わりに、コート層を設けた。コート剤としては、長瀬産業株式会社製のＤｅｎａｔｒｏｎ Ｐ−５０２ＲＧ（商品名）を用いた。コート層の膜厚は３μｍとした。コート層の表面抵抗率は４×１０^５［Ω／□］であった。

図１４は、コート層を設けた中間転写ベルトにおける、トナー付着量と二次転写率との関係を示すグラフである。図１４において、横軸はトナー付着量（Ｍ／Ａ）であり、縦軸は二次転写率（％）である。また、実線はコート層を設けたベルトによるグラフであり、破線はコート層を設ける代わりに、絶縁性の粒子を分散させたベルト（比較例）によるグラフである。

トナー付着量（Ｍ／Ａ）が０．００５、０．０１６、０．０３３、０．０４６、０．０５８（ｍｇ／ｃｍ^２）のＫ色の画像をそれぞれ転写した。その結果は、二次転写率がいずれの付着量の画像においても９０％以上となり、比較例のベルトを用いた場合に比べて３０％以上向上した。これにより、コート層を設けたベルトは、ハーフトーン画像を転写するときの過充電を防止し、良好な画像を得ることができることが分かった。

本発明者らが追加実験したところ、表面抵抗率が１×１０^２［Ω／□］以下の場合、転写電流が漏れることにより転写電界が形成されず、転写率が低下した。表面抵抗率が１×１０^７［Ω／□］以上の場合、トナーの過充電が発生し、転写不良となった。したがって、コート層としては、表面抵抗率が１×１０^２［Ω／□］よりも大きく、１×１０^７［Ω／□］以下になるものを用いることが好ましい。また、ベルトの弾性層が硬度６０以下のものに、表面抵抗率が１×１０^２［Ω／□］よりも大きく、１×１０^７［Ω／□］以下のコート層を設けることにより、更に転写性を向上させることができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第１又は第２の実施形態と比べて、二次転写バイアスに重畳電圧を用いる点が異なる。その他の点は、上記の実施形態と同様である。

トナー像を記録媒体Ｐに転写させるには、ある一定の大きさの電圧を印加する必要がある。しかし、一定の値の電圧（すなわち直流成分のみからなる電圧）を印加し続けると、図４で説明したように、トナーが過充電を起こし、十分なハーフトーンの濃度を得られないことがある。

図１５は、第３の実施形態に係る、理想的な転写バイアス波形の一例である。図１５において、横軸は時間（ｓ）であり、縦軸は電圧（Ｖ）である。図中の記号、Ｖｒは正の電圧のピーク値であり、Ｖｔは負の電圧のピーク値（トナー像を中間転写ベルトから記録シートへ転写する側の転写側ピーク電圧）である。

ここで、
Ｖｏｆｆ＝（Ｖｒ＋Ｖｔ）／２、Ｖｐｐ＝（Ｖｒ−Ｖｔ）
Ｖａｖｅ＝（Ｖｒ×Ｄｕｔｙ／１００）＋Ｖｔ×（１−Ｄｕｔｙ）／１００
Ａ：Ｖｔの持続時間（転写側ピーク波形の持続時間）
Ｂ：波形１周期の時間
Ｄｕｔｙ：（Ｂ−Ａ）／Ｂ×１００（％）
とする。

図１５に示す転写バイアス波形は、転写に必要な大きさの電圧は印加するが、Ｄｕｔｙを５０％より高く設定することで印加時間を短くし、トナーの過充電を防ぐことで、ハーフトーンを転写する理想波形である。

図１６は、図１５の理想波形を狙って実際に出力された波形である。
Ｖｔ：−４．８ｋＶ、Ｖｒ：１．２ｋＶ、Ｖｏｆｆ：−１．８ｋＶ、Ｖａｖｅ：０．０８ｋＶ、Ｖｐｐ：６．０ｋＶ、Ｖｔピークの持続時間Ａ：０．１０ｍｓ、波形の周期Ｂ：０．６６ｍｓ、Ｄｕｔｙ：８５％とする波形の交流電圧を印加した。

図１７（ａ）〜（ｅ）は、図１５に示す転写バイアス波形の条件で、Ｄｕｔｙを９０％から１０％まで振った際の出力波形である。これらの波形でＫ色（ブラック色）のハーフトーン画像を出力し、官能評価を行なった。

実験条件は、環境：２７℃／８０％、用紙：Ｍｏｈａｗｋ Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｐｙ Ｇｌｏｓｓ ２７０ｇｓｍ（４５７ｍｍ×３０５ｍｍ）、プロセス線速：６３０ｍｍ／ｓ、出力画像：Ｂｋハーフトーン、二次転写ニップ幅：４ｍｍである。

Ｄｕｔｙが９０％と７０％では十分なハーフトーンの濃度を得られた。一方、５０％、３０％、１０％の場合は、ユーザーに提供する画質としては許容される程度の濃度が得られたが、Ｄｕｔｙが９０％と７０％のものと比べると濃度が薄かった。

また、比較として、直流電圧のみを用いて同画像を出力したところ、Ｄｕｔｙが５０％、３０％、１０％の場合と同じく、ユーザーに提供する画質としては許容される程度の濃度が得られた。しかし、Ｄｕｔｙが９０％と７０％に比べると濃度が薄かった。なお、コート紙の転写時に限らず、普通紙や再生紙の転写時に第３の実施形態で説明した二次転写バイアスを用いても同様な結果を得た。

図１５で説明したように、Ｄｕｔｙが１０％、３０％、５０％では、電圧を印加する時間が長く、トナー像が過充電され、直流電圧のみを用いた場合に比べて、転写性は向上しなかった。一方、高Ｄｕｔｙの７０％、９０％では、電圧を印加する時間が短く、過充電をより防止でき、転写性を向上することができた。

また、出力波形において、ＶｒとＶｔで極性を反転させると、過充電をより確実に防げる。その理由は、紙が帯電している場合でも、０をまたぐことで充電を防ぐ向きに電界をつくるからである。

先の図５、図６に示したように、ベルト表面に粒子を分散させると、トナーの離型性が向上する。しかし、従来のようなＡＣバイアス（Ｄｕｔｙ５０％以下やＤＣ定電流）を用いると、ハーフトーン画像の転写性は許容されるレベルであるものの、やや濃度が薄い。その原因は、粒子の隙間から電流が漏れてトナーが過充電されたためである。そこで、ベルト表面に粒子を分散させた場合に、高Ｄｕｔｙの転写バイアスを用いることで上記の課題が解決できる。これにより、離型性が向上できるとともに、十分なハーフトーンの濃度が得られる。

また、ベルト表面にコート層を設けた場合（第２の実施形態）に、高Ｄｕｔｙの転写バイアスを用いてもよい。

図１５に示すように、Ｄｕｔｙが５０％を超える高Ｄｕｔｙの波形においては、重畳電圧の２つのピーク値（ＶｒとＶｔ）の中心値Ｖｏｆｆが、重畳電圧の時間平均値Ｖａｖｅよりも転写方向寄り（図１５でマイナス極性寄り）にある。このような波形を用いることで、十分なハーフトーンの濃度を得ることができる。

以上、実施形態を用いて本発明を詳細に説明した。この実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して使用できる。

１ 画像形成ユニット
２ 感光体
３ ドラムクリーニング装置
４ クリーニングブラシローラ
５ クリーニングブレード
６ 帯電装置
７ 帯電ローラ
８ 現像装置
９ 現像ローラ
１０ 第１スクリュー部材
１１ 第２スクリュー部材
１２ 現像部
１３ 現像剤搬送部
１３ａ 母体粒子
１３ｂ 導電性層
３０ 転写ユニット
３１、３１’ 中間転写ベルト
３１ａ 基層
３１ｂ 弾性層
３１ｃ 微粒子
３２ 駆動ローラ
３３ 二次転写裏面ローラ
３４ クリーニングバックアップローラ
３５ 一次転写ローラ
３６ 二次転写ベルト
３７ ベルトクリーニング装置
３８ 電位センサ
３９ 二次転写バイアス電源
４１ 二次転写ユニット
４５ 弾性層
４６ 押し当て部材
８０ 光書込ユニット
９０ 定着装置
９１ 定着ローラ
９２ 加圧ローラ
１００ 給紙カセット
１００ａ ローラ
１０１ レジストローラ対
１１０ 直流電源
１４０ 交流電源
２００ 電源制御部
４００ 二次転写ローラ
５００ プリンタ本体
Ｎ 二次転写ニップ
Ｐ 記録媒体

特開２００７−２５４５５８号公報 特開２００２−３５６６５４号公報 特開平９−２３０７１７号公報 特開２００２−１６２７６７号公報 特開２００４−３５４７１６号公報 特開２００７−３２８１６５号公報 特開２００９−７５１５４号公報 特開２０１５−１４８６６０号公報 特許第５７８６１８１号明細書 特開２０１２−１９４２２３号公報

Claims (6)

1. 弾性層を有する像担持体と、
   前記像担持体が担持するトナー像を記録媒体に転写する転写部材と
   を備える画像形成装置において、
   前記像担持体の前記弾性層の表面に、体積抵抗率が１×１０^０［Ω・ｃｍ］〜１×１０^６［Ω・ｃｍ］の微粒子を設けるとともに、
   前記像担持体として、マイクロゴム硬度が６０以下であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
2. 弾性層を有する像担持体と、
   前記像担持体が担持するトナー像を記録媒体に転写する転写部材と
   を備える画像形成装置において、
   前記像担持体の前記弾性層の表面に、表面抵抗率が１×１０^２［Ω／□］よりも大きく１×１０^７［Ω／□］以下のコート層を設けるとともに、
   前記像担持体として、マイクロゴム硬度が６０以下であるものを用いることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記像担持体として、マイクロゴム硬度が５０〜６０であるものを用いることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体の前記弾性層の表面に、体積抵抗率が１×１０^０［Ω・ｃｍ］〜１×１０^４［Ω・ｃｍ］の微粒子を設けるとともに、
   前記像担持体として、マイクロゴム硬度が４０〜５０であるものを用いることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記像担持体の前記弾性層の表面に、体積抵抗率が１×１０^０［Ω・ｃｍ］〜１×１０^２［Ω・ｃｍ］の微粒子を設けるとともに、
   前記像担持体として、マイクロゴム硬度が４０以下であるものを用いることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体が担持する前記トナー像を前記記録媒体に転写するために、交流成分を含む転写バイアスを前記転写部材に出力する電源を備え、
   前記転写バイアスの波形において、前記トナー像を前記像担持体から前記記録媒体へ転写する転写側ピーク波形の持続時間をＡ、前記波形の周期をＢとし、
   Ｄｕｔｙ＝（Ｂ−Ａ）／Ｂ×１００（％）としたとき、
   Ｄｕｔｙが５０％よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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