(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-18
(45)【発行日】2024-10-28
(54)【発明の名称】画像形成装置
(51)【国際特許分類】
G03G 15/16 20060101AFI20241021BHJP
G03G 21/00 20060101ALI20241021BHJP
G03G 9/097 20060101ALI20241021BHJP
【ＦＩ】
G03G15/16
G03G21/00 318
G03G9/097 372
G03G9/097 375
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2020060757
(22)【出願日】2020-03-30
(65)【公開番号】P2021162610
(43)【公開日】2021-10-11
【審査請求日】2023-03-15
(73)【特許権者】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126240
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 琢磨
(74)【代理人】
【識別番号】100223941
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 佳子
(74)【代理人】
【識別番号】100159695
【弁理士】
【氏名又は名称】中辻 七朗
(74)【代理人】
【識別番号】100172476
【弁理士】
【氏名又は名称】冨田 一史
(74)【代理人】
【識別番号】100126974
【弁理士】
【氏名又は名称】大朋 靖尚
(72)【発明者】
【氏名】石尾 昌平
(72)【発明者】
【氏名】石角 圭佑
(72)【発明者】
【氏名】片桐 真史
(72)【発明者】
【氏名】▲高▼橋 亘
【審査官】内藤 万紀子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－２１１７７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０６０１３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１９１２７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１４６０２４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０３Ｇ １５／１６
Ｇ０３Ｇ ２１／００
Ｇ０３Ｇ ９／０９７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
トナー像を担持する像担持体と、トナーを収容する収容部と、前記像担持体に形成される潜像をトナーによって現像する現像部材と、を有する現像手段と、
移動可能であって、前記像担持体と対向して配置される無端状のベルトと、
前記ベルトに対して当接可能なクリーニングブレードを有し、前記クリーニングブレードによって前記ベルトに残留したトナーを回収する回収手段と、を備える画像形成装置において、
前記現像手段に収容されたトナーは、トナー母粒子及び前記トナー母粒子の表面に有機ケイ素重合体を含有し、
前記収容部には、トナーと共に前記現像部材から前記像担持体に向かって移動する外添剤が添加されており、
前記クリーニングブレードが当接する前記ベルトの外周面の十点平均粗さＲｚの値であって、前記ベルトの移動方向と直交する前記ベルトの幅方向に関する前記十点平均粗さＲｚの値が、前記有機ケイ素重合体の平均粒径の値よりも大きく、且つ、前記外添剤の平均粒径の値よりも小さく、
前記ベルトの外周面と前記有機ケイ素重合体との間の付着力よりも、前記クリーニングブレードの表面と前記有機ケイ素重合体との間の付着力が大きい、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記有機ケイ素重合体は、下記式（１）で表される構造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。【化1】
（式中、Ｒは炭素数１以上６以下のアルキル基又はフェニル基を示す。）
【請求項3】
前記有機ケイ素重合体は、前記トナー母粒子の表面に凸部を形成した状態で前記トナー母粒子に含有されており、前記凸部は、前記クリーニングブレードがトナーを回収する位置において、前記ベルトの移動に伴い前記トナー母粒子の表面から移行することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記ベルトの前記外周面は、アクリル樹脂から構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記クリーニングブレードの表面は、ウレタンゴムによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記ベルトは、前記外周面に、前記ベルトの移動方向と直交する前記ベルトの幅方向に関して、前記移動方向に沿って形成された複数の溝を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記幅方向に関する前記溝の間隔は１０μｍ以上であって１００μｍ以下に設定されており、前記移動方向及び前記幅方向と直交する前記ベルトの厚さ方向に関する前記溝の深さは０．０５μｍ以上に設定されていることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項8】
前記ベルトは、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、前記外周面側に形成された表層と、を有し、前記溝は前記表層に形成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
【請求項9】
前記ベルトは中間転写ベルトであり、前記像担持体に担持されたトナー像は、前記像担持体と前記中間転写ベルトとが当接する位置において前記像担持体から前記中間転写ベルトに一次転写された後に、前記中間転写ベルトから転写材に二次転写されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項10】
前記中間転写ベルトの外周面に当接する二次転写部材を備え、前記二次転写部材と前記中間転写ベルトとが当接する位置において、前記像担持体から前記中間転写ベルトに一次転写されたトナー像が転写材に二次転写され、前記回収手段は、前記中間転写ベルトの移動方向に関して、前記二次転写部材と前記中間転写ベルトとが当接する位置よりも下流側であって、前記像担持体と前記中間転写ベルトとが当接する位置よりも上流側に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項11】
前記ベルトは、転写材を搬送する搬送ベルトであり、前記像担持体に担持されたトナー像は、前記搬送ベルトによって搬送される転写材に転写されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーザープリンタ、複写機、ファクシミリ等の電子写真方式を用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真方式のカラー画像形成装置においては、従来から、各色の画像形成部から中間転写体に順次トナー像を転写し、さらに中間転写体から転写材に一括してトナー像を転写する中間転写方式を用いる構成が知られている。
【0003】
このような画像形成装置では、各色の画像形成部が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。また、中間転写体としては、無端状のベルトで形成された中間転写ベルトが広く用いられている。各画像形成部の感光ドラムに形成されたトナー像は、中間転写ベルトを介して感光ドラムに対向して設けられた一次転写部材に一次転写電源から電圧を印加することによって、中間転写ベルトに一次転写される。各色の画像形成部から中間転写ベルトに一次転写された各色のトナー像は、二次転写部において二次転写電源から二次転写部材へ電圧を印加することによって、中間転写ベルトから紙やＯＨＰシートなどの転写材に一括して二次転写される。転写材に転写された各色のトナー像は、その後、定着手段により転写材に定着される。
【0004】
中間転写方式の画像形成装置では、中間転写ベルトから転写材にトナー像を二次転写した後に中間転写ベルトにトナー（転写残トナー）が残留する。そのため、次の画像に対応したトナー像を中間転写ベルトに一次転写する前に中間転写ベルトに残留した転写残トナーを除去する必要がある。
【0005】
転写残トナーを除去するクリーニング方式としては、ブレードクリーニング方式が広く用いられている。ブレードクリーニング方式では、中間転写ベルトの移動方向に関して二次転写部よりも下流側に配置され、中間転写ベルトに当接する当接部材としてのクリーニングブレードによって転写残トナーを掻き取ってクリーニング容器に回収する。クリーニングブレードとしては、一般的に、ウレタンゴムなどの弾性体が用いられている。このクリーニングブレードは、中間転写ベルトの移動方向に対向するような方向（カウンター方向）から、クリーニングブレードのエッジ部を中間転写ベルトに対して圧接された状態で配置されることが多い。
【0006】
特許文献１には、微粒子を外添したトナーによって感光ドラムに微粒子を供給し、感光ドラムとトナー像との間に微粒子を介在させて感光ドラムとトナー間に働く力を低減させることで、転写効率を向上させる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】特開平１０－６３０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、特許文献１に開示された微粒子が、感光ドラムから中間転写ベルトに移動した後に中間転写ベルトとクリーニングブレードとが当接するブレードニップ部に到達すると、以下のような課題が発生するおそれがある。即ち、ブレードニップ部の微小空間を微粒子がすり抜ける可能性があり、微粒子としてシリカのような硬い粒子を使用した場合に、ブレードニップ部を通過する微粒子がクリーニングブレードの表面を削ってしまうおそれがある。クリーニングブレードが微粒子によって摩耗されてしまうと、摩耗された位置をトナーがすり抜けることでクリーニング不良が発生するおそれがある。
【0009】
そこで本発明は、ベルトに当接するクリーニングブレードによってベルトに残留したトナーを回収する構成において、トナーの転写効率を向上させつつ、クリーニング不良の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、トナー像を担持する像担持体と、トナーを収容する収容部と、前記像担持体に形成される潜像をトナーによって現像する現像部材と、を有する現像手段と、移動可能であって、前記像担持体と対向して配置される無端状のベルトと、前記ベルトに対して当接可能なクリーニングブレードを有し、前記クリーニングブレードによって前記ベルトに残留したトナーを回収する回収手段と、を備える画像形成装置において、前記現像手段に収容されたトナーは、トナー母粒子及び前記トナー母粒子の表面に有機ケイ素重合体を含有し、前記収容部には、トナーと共に前記現像部材から前記像担持体に向かって移動する外添剤が添加されており、前記クリーニングブレードが当接する前記ベルトの外周面の十点平均粗さＲｚの値であって、前記ベルトの移動方向と直交する前記ベルトの幅方向に関する前記十点平均粗さＲｚの値が、前記有機ケイ素重合体の平均粒径の値よりも大きく、且つ、前記外添剤の平均粒径の値よりも小さく、前記ベルトの外周面と前記有機ケイ素重合体との間の付着力よりも、前記クリーニングブレードの表面と前記有機ケイ素重合体との間の付着力が大きい、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、ベルトに当接するクリーニングブレードによってベルトに残留したトナーを回収する構成において、トナーの転写効率を向上させつつ、クリーニング不良の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】画像形成装置の構成を説明する概略断面図である。
【図2】実施例１の中間転写ベルトの構成を説明する模式図である。
【図3】実施例１における、クリーニング手段の構成を説明する模式図である。
【図4】実施例１のトナーの構成について説明する模式図である。
【図5】実施例１のトナーが含有する有機ケイ素重合体の構成について説明する模式図である。
【図6】実施例１のトナーが含有する有機ケイ素重合体の構成について説明する模式図である。
【図7】実施例１のトナーが含有する有機ケイ素重合体の構成について説明する模式図である。
【図8】実施例１のトナーに添加された外添剤について説明する模式図である。
【図9】実施例１における、コート層の形成について説明する模式図である。
【図10】実施例１の中間転写ベルトの表面粗さの調整について説明する模式図である。
【図11】実施例１の変形例としての中間転写ベルトの表面粗さの調整について説明する模式図である。
【図12】実施例２の中間転写ベルトの構成を説明する模式図である。
【図13】実施例２の中間転写ベルトの製造方法について説明する模式図である。
【図14】実施例２の変形例としての中間転写ベルトの構成を説明する模式図である。
【図15】実施例２の変形例としての、中間転写ベルトの構成及び製造方法を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下に図面を参照して、本発明の実施例を例示する。但し、こ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、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り、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨のものではない。
【0014】
（実施例１）
［画像形成装置］
図１は、本実施例の画像形成装置１００の構成を示す概略断面図である。なお、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、いわゆるタンデム型の画像形成装置である。第１の画像形成部Ｓａはイエロー（Ｙ）、第２の画像形成部Ｓｂはマゼンタ（Ｍ）、第３の画像形成部Ｓｃはシアン（Ｃ）、第４の画像形成部Ｓｄ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Ｓａを用いて本実施例の画像形成装置１００について説明し、第１の画像形成部Ｓａと同様の構成を有する第２の画像形成部Ｓｂ、第３の画像形成部Ｓｃ、第４の画像形成部Ｓｄについては説明を省略する。
［画像形成装置］
図１は、本実施例の画像形成装置１００の構成を示す概略断面図である。なお、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、いわゆるタンデム型の画像形成装置である。第１の画像形成部Ｓａはイエロー（Ｙ）、第２の画像形成部Ｓｂはマゼンタ（Ｍ）、第３の画像形成部Ｓｃはシアン（Ｃ）、第４の画像形成部Ｓｄ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Ｓａを用いて本実施例の画像形成装置１００について説明し、第１の画像形成部Ｓａと同様の構成を有する第２の画像形成部Ｓｂ、第３の画像形成部Ｓｃ、第４の画像形成部Ｓｄについては説明を省略する。
【0015】
第１の画像形成部Ｓａ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、現像手段４ａと、ドラムクリーニング手段５ａと、を有する。
【0016】
感光ドラム１ａは、トナー像を担持する像担持体であり、図示矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピード（本実施例では２００ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。現像手段４ａは、イエローのトナーを収容する現像容器４１ａ（収容部）と、現像容器４１ａに収容されたイエロートナーを担持し、感光ドラム１ａにイエロートナー像を現像するための現像部材としての現像ローラ４２ａ（現像部材）と、を有する。ドラムクリーニング手段５ａは、感光ドラム１ａに付着したトナーを回収するための手段である。ドラムクリーニング手段５ａは、感光ドラム１ａに接触するクリーニングブレードと、クリーニングブレードによって感光ドラム１ａから除去されたトナーなどを収容する廃トナーボックスと、を有する。
【0017】
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ると、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（帯電電位）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、イエロートナー像（以下、単にトナー像と称する。）として可視化される。ここで、現像手段４ａに収容されたトナーの正規の帯電極性は、負極性である。この実施例では帯電部材による感光ドラム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が、本発明は、感光ドラムの帯電極性とは逆極性に帯電したトナーにより静電潜像を正現像するようにした画像形成装置にも適用できる。
【0018】
無端状で移動可能な中間転写体としての中間転写ベルト１０は、各画像形成部Ｓａ～Ｓｄの各感光ドラム１ａ～１ｄと当接する位置に配置され、張架部材である支持ローラ１１、張架ローラ１２、対向ローラ１３の３軸で張架されている。中間転写ベルト１０は、張架ローラ１２により総圧６０Ｎの張力で張架されており、駆動力を受けて回転する対向ローラ１３の回転によって図示矢印Ｒ２方向に移動する。なお、詳細は後述するが、本実施例における中間転写ベルト１０は、複数の層によって構成されている。
【0019】
感光ドラム１ａに形成されたトナー像は、感光ドラム１ａと中間転写ベルト１０とが接触する一次転写部Ｎ１ａを通過する過程で、一次転写電源２３から一次転写ローラ６ａに正極性の電圧を印加することで中間転写ベルト１０に一次転写される。その後、中間転写ベルト１０に一次転写されることなく感光ドラム１ａに残留したトナーは、ドラムクリーニング手段５ａによって回収されることで感光ドラム１ａの表面から除去される。
【0020】
ここで、一次転写ローラ６ａは、中間転写ベルト１０を介して感光ドラム１ａに対応する位置に設けられ、中間転写ベルト１０の内周面に接触する一次転写部材（接触部材）である。また、一次転写電源２３は、一次転写ローラ６ａ～６ｄに正極性又は負極性の電圧を印加することが可能な電源である。本実施例においては、複数の一次転写部材に対して共通の一次転写電源２３から電圧を印加する構成について説明するが、これに限らず、各一次転写部材に対応させて複数の一次転写電源を設ける構成であっても本発明を適用できる。
【0021】
以下、同様にして、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に順次重ねて転写される。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、二次転写ローラ２０と中間転写ベルト１０とが接触して形成する二次転写部を通過する過程で、給紙手段５０により給紙された紙やＯＨＰシートなどの転写材Ｐの表面に一括で二次転写される。
【0022】
二次転写ローラ２０（二次転写部材）は、外径８ｍｍのニッケルメッキ鋼棒に、体積抵抗率１０８Ω・ｃｍ、厚さ５ｍｍ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アスカー硬度計Ｃ型を用いて測定し、５００ｇ荷重時に硬度３０°であった。二次転写ローラ２０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を介して二次転写ローラ２０に対向する位置に配置された対向ローラ１３に対して５０Ｎの加圧力で押圧され、二次転写部Ｎ２を形成している。
【0023】
二次転写ローラ２０は中間転写ベルト１０に対して従動回転しており、二次転写電源２１から電圧が印加されることにより、二次転写ローラ２０から対向ローラ１３に向かって電流が流れる。これにより、中間転写ベルト１０に担持されていたトナー像は二次転写部において転写材Ｐに二次転写される。なお、中間転写ベルト１０のトナー像を転写材Ｐに二次転写する際には、中間転写ベルト１０を介して二次転写ローラ２０から対向ローラ１３に向かって流れる電流が一定になるように、二次転写電源２１から二次転写ローラ２０に印加される電圧が制御される。また、二次転写を行うための電流の大きさは、画像形成装置１００が設置される周囲環境や転写材Ｐの種類により、予め決定されている。二次転写電源２１は、二次転写ローラ２０に接続しており、転写電圧を二次転写ローラ２０に印加する。また、二次転写電源２１は、１００［Ｖ］から４０００［Ｖ］の範囲の出力が可能である。
【0024】
二次転写によって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において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に定着される。二次転写後に中間転写ベルト１０に残留したトナー（転写残トナー）は、中間転写ベルト１０の移動方向（以下、ベルト搬送方向と称する）に関して二次転写部Ｎ２よりも下流側に設けられたベルトクリーニング手段１６（回収手段）により清掃、除去される。ベルトクリーニング手段１６は、対向ローラ１３に対向する位置で中間転写ベルト１０の外周面に当接可能なクリーニングブレード１６ａ（当接部材）と、クリーニングブレード１６ａによって回収されたトナーを収容するクリーニング容器１６ｂと、を有する。なお、以下の説明においては、クリーニングブレード１６ａを単にブレード１６ａと称する。
【0025】
本実施例の画像形成装置１００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。
【0026】
［中間転写ベルト］
図２は、本実施例における中間転写ベルト１０の構成を説明する模式的な断面図である。本実施例における中間転写ベルト１０は、周長７００ｍｍ、長手幅２５０ｍｍであり、図２に示すように、基層８２と表層８１の複数層によって構成されている。ここで、基層とは、中間転写ベルト１０の厚さ方向（ベルト搬送方向及び、ベルト搬送方向と直交する中間転写ベルト１０の幅方向と、それぞれ直交する方向）に関して、複数の層の内で最も厚い層のことを指す。また、表層８１は、中間転写ベルト１０の厚さ方向に関して、一次転写ローラ６ａ～６ｄよりも感光ドラム１ａ～１ｄ側に形成された層、即ち、中間転写ベルト１０の外周面側に形成された層である。
図２は、本実施例における中間転写ベルト１０の構成を説明する模式的な断面図である。本実施例における中間転写ベルト１０は、周長７００ｍｍ、長手幅２５０ｍｍであり、図２に示すように、基層８２と表層８１の複数層によって構成されている。ここで、基層とは、中間転写ベルト１０の厚さ方向（ベルト搬送方向及び、ベルト搬送方向と直交する中間転写ベルト１０の幅方向と、それぞれ直交する方向）に関して、複数の層の内で最も厚い層のことを指す。また、表層８１は、中間転写ベルト１０の厚さ方向に関して、一次転写ローラ６ａ～６ｄよりも感光ドラム１ａ～１ｄ側に形成された層、即ち、中間転写ベルト１０の外周面側に形成された層である。
【0027】
中間転写ベルト１０の基層８２は、厚さ８０μｍで、導電剤としてイオン導電剤を混合した無端状のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂を用いている。電気的特性としては、イオン導電性の特性を示し、高分子鎖間をイオンが伝播することによって電気伝導性が得られるため、雰囲気中の温湿度に対して抵抗値変動はするものの、抵抗値の周方向のムラ等が良いのが特徴である。本実施例においては、基層８２の体積抵抗率を１×１０８Ω・ｃｍ以下に設定した。なお、体積抵抗率の測定は、三菱化学株式会社のＨｉｒｅｓｔａ－ＵＰ（ＭＣＰ－ＨＴ４５０）にリングプローブのタイプＵＲ（型式ＭＣＰ－ＨＴＰ１２）を使用した。また、体積抵抗率の測定条件は、室内温度２３℃、室内湿度５０％の環境下で、印加電圧１００Ｖ、測定時間１０ｓｅｃの条件で行った。
【0028】
中間転写ベルト１０の表層８１は、アクリル樹脂から構成されており、基層８２に対してアクリル樹脂をコーティングすることで、中間転写ベルト１０の外周面側に形成される。本実施例においては、表層８１の厚さは３μｍである。
【0029】
表層８１は、後述する中間転写ベルト１０の表面粗さに関係するため、より平滑性を出すために均一に基層８２の表面に塗布することが好ましい。具体的な方法としては、スプレー塗布によって基層８２の表面の全域に一定時間を照射する方法や、リング形状のノズルから円筒状の中間転写ベルト１０の基層８２の表面全域にアクリル樹脂を塗布する方法などを用いることができる。本実施例では、基層８２の表面に硬化性樹脂をスプレー塗布し、紫外線などのエネルギー線を照射することによって表層８１を形成した。
【0030】
［ベルトクリーニング手段］
次に、ベルトクリーニング手段１６の構成について説明する。図３（ａ）は、ブレード１６ａが弾性変形していない場合のブレード１６ａの取り付け位置を説明した仮想断面図である。図３（ｂ）は、ベルトクリーニング手段１６によって中間転写ベルト１０の表面に残留したトナーを回収する際の、ブレード１６ａが弾性変形して配置されている状態を説明する概略断面図である。
次に、ベルトクリーニング手段１６の構成について説明する。図３（ａ）は、ブレード１６ａが弾性変形していない場合のブレード１６ａの取り付け位置を説明した仮想断面図である。図３（ｂ）は、ベルトクリーニング手段１６によって中間転写ベルト１０の表面に残留したトナーを回収する際の、ブレード１６ａが弾性変形して配置されている状態を説明する概略断面図である。
【0031】
ベルトクリーニング手段１６は、クリーニング容器１６ｂと、クリーニング容器１６ｂ内に設けられたブレード１６ａと、を有する。クリーニング容器１６ｂは、中間転写ベルト１０等を有する中間転写ユニット（不図示）の枠体の一部として構成されている。ブレード１６ａは、中間転写ベルト１０と当接する弾性部ａ１と、弾性部ａ１を支持する支持部材ａ２を有する。弾性部ａ１は、弾性材料であるウレタンゴム（ポリウレタン）から構成されており、メッキ鋼板を材料とする板金で形成された支持部材ａ２に接着された状態で支持されている。
【0032】
ブレード１６ａは、ベルト搬送方向と交差する中間転写ベルト１０の幅方向（ブレード１６ａの長手方向）に関して長い板状部材である。また、弾性部ａ１は、短手方向に関して、自由端側の端部３１ｂを中間転写ベルト１０に対して当接されており、固定端側の端部３１ａを支持部材ａ２に対して接着された状態で固定されている。この弾性部ａ１の長手方向の長さは２４５ｍｍであり、厚さは２．５ｍｍであり、弾性部ａ１の硬度はＪＩＳ Ｋ ６２５３規格で７７度である。
【0033】
ブレード１６ａは、中間転写ベルト１０の表面に対して揺動可能に構成されている。すなわち、支持部材ａ２は、クリーニング容器１６ｂに固定された揺動軸３５を介して、中間転写ベルト１０の表面に対して揺動可能に支持されている。クリーニング容器１６ｂ内に設けられた付勢手段としての加圧バネ１６ｃによって支持部材ａ２が加圧されることで、揺動軸３５を中心としてブレード１６ａが回動する。これにより、ブレード１６ａの自由端側の端部３１ｂが中間転写ベルト１０に付勢（押圧）される。
【0034】
ブレード１６ａに対向して、中間転写ベルト１０の内周側には、対向ローラ１３が配置されている。ブレード１６ａは、対向ローラ１３に対向する位置で、ベルト搬送方向に対してカウンター方向で中間転写ベルト１０の表面に当接されている。すなわち、ブレード１６ａは、その短手方向における自由端側の端部３１ａがベルト搬送方向に関する上流側を向くようにして、中間転写ベルト１０の表面に当接されている。これにより、図３（ｂ）に示すように、ブレード１６ａと中間転写ベルト１０との間にブレードニップ部Ｎｂが形成されている。ブレード１６ａは、ブレードニップ部Ｎｂにおいて、移動する中間転写ベルト１０の表面から転写残トナーを掻き取り、クリーニング容器１６ｂに回収する。
【0035】
本実施例では、ブレード１６ａの取り付け位置は、次のように設定されている。図３（ａ）に示すように、設定角θが２０°、侵入量Ｌが２．０ｍｍである。ここで、設定角θは、中間転写ベルト１０とブレード１６ａ（より詳細にはその自由端側の端面）との交点における対向ローラ１３の接線と、ブレード１６ａ（より詳細にはその厚さ方向に略直交する一方の表面）とがなす角度である。また、侵入量Ｌは、ブレード１６ａが対向ローラ１３に対して重なる厚さ方向の長さである。また、当接圧は、ブレードニップ部Ｎｂにおけるブレード１６ａからの押圧力（長手方向における線圧）で定義され、フィルム式加圧力測定システム（商品名：ＰＩＮＣＨ，ニッタ社製）を用いて測定される。このように設定することで、高温高湿環境下でのブレード１６ａの捲れやスリップ音を抑制でき、良好なクリーニング性能を得ることができる。また、このように設定することで、低温低湿環境下でのクリーニング不良を抑制して、良好なクリーニング性能を得ることができる。
【0036】
また、一般にウレタンゴムと合成樹脂とは摺動による摩擦抵抗が大きく、ブレード１６ａの初期の捲れが起こりやすい。そこで、予めブレード１６ａの自由端側の端部３１ａに、フッ化黒鉛などの初期潤滑剤を塗布することができる。
【0037】
なお、中間転写ベルト１０の材料などに応じて適宜選定されるものであるが、ブレード１６ａのゴム硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３規格で７０度以上、且つ８０度以下の範囲が好ましい。ゴム硬度が上記範囲よりも低いと、使用による摩耗量が増加して、耐久性が低下することがあり、上記範囲よりも高いと弾性力が減少して、中間転写ベルト１０との摩擦により欠けなどが発生することがある。また、中間転写ベルト１０の材料などに応じて適宜選定されるものである。
【0038】
［トナー］
次に本実施例で使用したトナーについて説明する。
次に本実施例で使用したトナーについて説明する。
【0039】
本実施例におけるトナーは、トナー粒子表面に有機ケイ素重合体を含む凸部を有する。該凸部は、トナー母粒子表面に面接触している。面接触することにより、該凸部の移動・脱離・埋没に対する抑制効果が顕著に期待できる。面接触の程度を表すために、トナーのＳＴＥＭによる断面観察を行った。図４～図７にトナー粒子の該凸部の模式図を示す。
【0040】
図４に示す１３０がＳＴＥＭ像であり、トナー粒子の断面構成の約１／４程度が分かる像であり、Ｔｐはトナー母粒子、Ｔｐｓはトナー母粒子表面、ｅが凸部である。すなわち、トナー粒子の断面中心を原点とする座標系の４つの象限のうちの１つにおける断面構成を示す像であり、残り３つの象限は対称的に同様の構成を有していると推定する。
【0041】
トナーの断面画像を観察し、トナー母粒子表面の周に沿った線を描く。その周に沿った線を基準に水平画像へ変換を行う。該水平画像において、該凸部と該トナー母粒子とが連続した界面を形成している部分における該周に沿った線の長さを凸幅ｗとする。また、該凸幅ｗの法線方向において該凸部の最大長を凸径ｄとし、該凸径ｄを形成する線分における該凸部の頂点から該周に沿った線までの長さを凸高さｈとする。
【0042】
後述する本実施例の製造方法によって製造されるトナーにおいて形成される凸部の構成としては、図５に示す凸部ｅが大半を占め、この凸部ｅが、後述する平面部ｅｐと曲面部ｅｃを有する凸部ｅである。
【0043】
図５及び図７においては凸径ｄと凸高さｈは同じであり、図６において凸径ｄは凸高さｈより大きくなる。また、図７は、中空粒子を潰す・割るなどして得られた、半球粒子の中心部が凹んだ、ボウル形状の粒子に類する粒子の固着状態を模式的に表したものである。図７において、凸幅ｗはトナー母粒子表面と接している有機ケイ素化合物の長さの合計とする。すなわち、図７における凸幅ｗはＷ１とＷ２の合計となる。
【0044】
上記条件に基づき、有機ケイ素化合物の凸部において、該凸幅ｗに対する該凸径ｄの比ｄ／ｗが、０．３３以上０．８０以下の凸形状であれば、凸部が移動・脱離・埋没しにくいことを見出した。すなわち、該凸高さｈが４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である凸部において、該比ｄ／ｗが０．３３以上０．８０以下の凸部の個数割合Ｐ（ｄ／ｗ）が７０個数％以上であれば、長寿命化に耐えうる優れた転写性を発現することを見出した。
【0045】
４０ｎｍ以上の凸部によって、トナー母粒子表面との転写部材との間にスペーサー効果が生じることで、転写性が良化しているものと考えられる。一方、３００ｎｍ以下の凸部によって、耐久評価を通じて、移動・脱離・埋没への抑制効果が著しく発現していると考えられる。
【0046】
４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の凸部の割合として、個数割合Ｐ（ｄ／ｗ）が７０個数％以上であれば、耐久を通じて転写性を維持しつつ、さらに高い部材汚染抑制効果が発現することが判った。Ｐ（ｄ／ｗ）は、７５個数％以上であることが好ましく、８０個数％以上であることがより好ましい。一方、上限は特に制限されないが、好ましくは９９個数％以下であり、より好ましくは９８個数％以下である。
【0047】
また、走査透過型電子顕微鏡ＳＴＥＭによるトナーの断面観察において、上記水平画像の幅（トナー母粒子表面の周に沿った線の長さ）を周囲長Ｌとした際に以下のように各値を設定することが好ましい。即ち、上記水平画像に存在する有機ケイ素重合体の凸部のうち、凸高さｈが４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下となる凸部の該凸幅ｗの合計をΣｗとしたとき、Σｗ／Ｌが０．３０以上０．９０以下であることが好ましい。
【0048】
Σｗ／Ｌが０．３０以上であれば転写性と部材汚染の抑制効果がより良好になり、Σｗ／Ｌが０．９０以下であると転写性がより優れる。Σｗ／Ｌは、０．４５以上０．８０以下であればより好ましい。
【0049】
さらに、トナーの有機ケイ素重合体の固着率が８０質量％以上であることが好ましい。固着率が８０質量％以上であれば、転写性及び部材汚染の抑制効果が耐久使用を通じてより持続させやすい。該固着率は、より好ましくは９０質量％以上であり、さらに好ましくは９５質量％以上である。一方、上限は特に制限されないが、好ましくは９９質量％以下であり、より好ましくは９８質量％以下である。該固着率を制御する方法の一例として、有機ケイ素化合物を添加し重合する際の、有機ケイ素重合体の添加速度、反応温度、反応時間、反応時のｐＨ及びｐＨ調整のタイミングなどが挙げられる。
【0050】
また、転写性をより良好にする観点から、以下のように該凸高さを設定することが好ましい。即ち、該凸高さｈが４０ｎｍ以上３００ｎｍ以下である凸部において、該凸高さｈの累積分布をとり、該凸高さｈの小さい方から積算して８０個数％にあたる該凸高さをｈ８０としたとき、該ｈ８０は６５ｎｍ以上であることが好ましい。より好ましくは７５ｎｍ以上である。上限は特に制限されないが、好ましくは１２０ｎｍ以下であり、より好ましくは１００ｎｍ以下である。
【0051】
走査型電子顕微鏡ＳＥＭによるトナーの観察において、有機ケイ素重合体の凸部の最大径を凸径Ｒとしたときに、該凸径Ｒの個数平均径が２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、３５ｎｍ以上６０ｎｍ以下である。上記範囲であると、部材汚染が発生しにくくなる。
【0052】
トナーは、下記式（１）で表される構造を有する有機ケイ素重合体を含む。
【0053】
【化1】
【0054】
（式中、Ｒは炭素数１以上６以下のアルキル基又はフェニル基を示す。）
式（１）の構造を有する有機ケイ素重合体において、Ｓｉ原子の４個の原子価のうち１個はＲと、残り３個はＯ原子と結合している。Ｏ原子は、原子価２個がいずれもＳｉと結合している状態、つまり、シロキサン結合（Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ）を構成する。有機ケイ素重合体としてのＳｉ原子とＯ原子を考えると、Ｓｉ原子２個でＯ原子３個を有することになるため、－ＳｉＯ３／２と表現される。この有機ケイ素重合体の－ＳｉＯ３／２構造は、多数のシロキサン結合で構成されるシリカ（ＳｉＯ２）と類似の性質を有することが考えられる。
式（１）の構造を有する有機ケイ素重合体において、Ｓｉ原子の４個の原子価のうち１個はＲと、残り３個はＯ原子と結合している。Ｏ原子は、原子価２個がいずれもＳｉと結合している状態、つまり、シロキサン結合（Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ）を構成する。有機ケイ素重合体としてのＳｉ原子とＯ原子を考えると、Ｓｉ原子２個でＯ原子３個を有することになるため、－ＳｉＯ３／２と表現される。この有機ケイ素重合体の－ＳｉＯ３／２構造は、多数のシロキサン結合で構成されるシリカ（ＳｉＯ２）と類似の性質を有することが考えられる。
【0055】
式（１）で表される部分構造において、Ｒは炭素数１以上６以下のアルキル基であることが好ましく、炭素数が１以上３以下のアルキル基であることがより好ましい。炭素数が１以上３以下のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基が好ましく例示できる。さらに好ましくは、Ｒはメチル基である。
【0056】
有機ケイ素重合体は、下記式（Ｚ）で表される構造を有する有機ケイ素化合物の縮重合物であることが好ましい。
【0057】
【化2】
【0058】
（式（Ｚ）中、Ｒ１は、炭素数１以上６以下の炭化水素基（好ましくはアルキル基）を表し、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アセトキシ基、又は、アルコキシ基を表す。）
Ｒ１は炭素数１以上３以下の脂肪族炭化水素基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。
Ｒ１は炭素数１以上３以下の脂肪族炭化水素基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。
【0059】
Ｒ２、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アセトキシ基、又は、アルコキシ基である（以下、反応基ともいう）。これらの反応基が加水分解、付加重合及び縮重合させて架橋構造を形成する。加水分解性が室温で穏やかであり、トナー母粒子の表面への析出性の観点から、炭素数１～３のアルコキシ基であることが好ましく、メトキシ基やエトキシ基であることがより好ましい。
【0060】
また、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４の加水分解、付加重合及び縮合重合は、反応温度、反応時間、反応溶媒及びｐＨによって制御することができる。本発明に用いられる有機ケイ素重合体を得るには、上記に示す式（Ｚ）中のＲ１を除く一分子中に３つの反応基（Ｒ２、Ｒ３及びＲ４）を有する有機ケイ素化合物（以下、三官能性シランともいう）を１種又は複数種を組み合わせて用いるとよい。
【0061】
また、本発明の効果を損なわない程度に、式（Ｚ）で表される構造を有する有機ケイ素化合物とともに、以下を併用して得られた有機ケイ素重合体を用いてもよい。一分子中に４つの反応基を有する有機ケイ素化合物（四官能性シラン）、一分子中に２つの反応基を有する有機ケイ素化合物（二官能性シラン）又は１つの反応基を有する有機ケイ素化合物（一官能性シラン）。
【0062】
さらに、トナー粒子中の有機ケイ素重合体の含有量は１．０質量％以上１０．０質量％以下であることが好ましい。
【0063】
上記特定の凸形状をトナー粒子表面に形成する好ましい手法として、水系媒体にトナー母粒子を分散しトナー母粒子分散液を得たところへ、有機ケイ素化合物を添加し凸形状を形成させトナー粒子分散液を得る方法が挙げられる。
【0064】
トナー母粒子分散液は固形分濃度を２５質量％以上５０質量％以下に調整することが好ましい。そして、トナー母粒子分散液の温度は３５℃以上に調整しておくことが好ましい。また、該トナー母粒子分散液のｐＨは有機ケイ素化合物の縮合が進みにくいｐＨに調整することが好ましい。有機ケイ素重合体の縮合が進みにくいｐＨは物質によって異なるため、最も反応が進みにくいｐＨを中心として、±０．５以内が好ましい。
【0065】
一方、有機ケイ素化合物は加水分解処理を行ったものを用いることが好ましい。例えば、有機ケイ素化合物の前処理として別容器で加水分解しておく。加水分解の仕込み濃度は有機ケイ素化合物の量を１００質量部とした場合、イオン交換水やＲＯ水などイオン分を除去した水４０質量部以上５００質量部以下が好ましく、１００質量部以上４００質量部以下がより好ましい。加水分解の条件としては、好ましくはｐＨが２～７、温度が１５～８０℃、時間が３０～６００分である。
【0066】
得られた加水分解液とトナー母粒子分散液とを混合して、縮合に適したｐＨ（好ましくは６～１２、又は１～３、より好ましくは８～１２）に調整する。加水分解液の量はトナー母粒子１００質量部に対して有機ケイ素化合物５．０質量部以上３０．０質量部以下に調整することで、凸形状を形成しやすくする。凸形状の形成と縮合の温度と時間は、３５℃～９９℃で、６０分～７２時間保持して行うことが好ましい。
【0067】
また、トナー粒子の表面の凸形状を制御するにあたって、ｐＨを２段階に分けて調整することが好ましい。ｐＨを調整する前の保持時間及び、二段階目にｐＨ調整する前の保持時間を適宜調整し有機ケイ素化合物を縮合することで、トナー粒子表面における凸形状を制御できる。例えばｐＨ４．０～６．０で０．５時間～１．５時間保持した後に、ｐＨ８．０～１１．０で３．０時間～５．０時間保持することが好ましい。また、有機化合物の縮合温度を３５℃～８０℃の範囲で調整することによっても凸形状が制御できる。
【0068】
例えば、凸幅ｗは、有機ケイ素化合物の添加量、反応温度及び一段階目の反応ｐＨや反応時間などにより制御できる。例えば、一段回目の反応時間が長くなると凸幅が大きくなる傾向がある。
【0069】
また、凸径ｄ及び凸高さｈは、有機ケイ素重合体の添加量、反応温度及び二段階目のｐＨなどにより制御できる。例えば、二段階目の反応ｐＨが高いと凸径ｄ及び凸高さｈが大きくなる傾向がある。
【0070】
以下、トナーの具体的な製造方法について説明するが、これらに限定されるわけではない。トナー母粒子を水系媒体中で製造し、トナー母粒子表面に有機ケイ素重合体を含む凸部を形成することが好ましい。
【0071】
トナー母粒子の製造方法として、懸濁重合法・溶解懸濁法・乳化凝集法が好ましく、中でも懸濁重合法がより好ましい。懸濁重合法では有機ケイ素重合体がトナー母粒子の表面に均一に析出し易く、有機ケイ素重合体の接着性に優れ、環境安定性、帯電量反転成分抑制効果、及びそれらの耐久持続性が良好になる。以下、懸濁重合法についてさらに説明する。
【0072】
懸濁重合法は、結着樹脂を生成しうる重合性単量体、及び必要に応じて着色剤などの添加剤を含有する重合性単量体組成物を水系媒体中で造粒し、該重合性単量体組成物に含まれる重合性単量体を重合することにより、トナー母粒子を得る方法である。
【0073】
重合性単量体組成物には、必要に応じて離型剤、その他の樹脂を添加してもよい。また、重合工程終了後は、公知の方法で、生成した粒子を洗浄、濾過により回収することができる。なお、上記重合工程の後半に昇温してもよい。さらに未反応の重合性単量体又は副生成物を除去する為に、重合工程後半又は重合工程終了後に一部分散媒体を反応系から留去することも可能である。
【0074】
このようにして得られたトナー母粒子を用い、上記方法により有機ケイ素重合体の凸部を形成させることが好ましい。
【0075】
トナーには離型剤を用いてもよい。離型剤としては、以下のものが挙げられる。パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ペトロラタムのような石油系ワックス及びその誘導体、モンタンワックス及びその誘導体、フィッシャートロプシュ法による炭化水素ワックス及びその誘導体、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィンワックス及びその誘導体、カルナバワックス、キャンデリラワックスのような天然ワックス及びその誘導体、高級脂肪族アルコール、ステアリン酸、パルミチン酸のような脂肪酸、あるいはその酸アミド、エステル、又はケトン、硬化ヒマシ油及びその誘導体、植物系ワックス、動物性ワックス、シリコーン樹脂。
【0076】
なお、誘導体には酸化物や、ビニル系モノマーとのブロック共重合物、グラフト変性物を含む。離型剤は単独で用いてもよいし複数を混合し使用してもよい。離型剤の含有量は、結着樹脂又は結着樹脂を生成する重合性単量体１００質量部に対して２．０質量部以上３０．０質量部以下であることが好ましい。
【0077】
また、重合性単量体の重合に際して、重合開始剤を添加してもよい。重合開始剤は、重合性単量体１００質量部に対して０．５質量部～３０．０質量部の添加が好ましく、単独で用いても複数を併用してもよい。
【0078】
また、トナー母粒子を構成する結着樹脂の分子量をコントロールする為に、重合性単量体の重合に際して、連鎖移動剤を添加してもよい。好ましい添加量としては、重合性単量体１００質量部に対し０．００１質量部～１５．０００質量部である。
【0079】
一方、トナー母粒子を構成する結着樹脂の分子量をコントロールする為に、重合性単量体の重合に際して、架橋剤を添加してもよい。好ましい添加量としては、重合性単量体１００質量部に対して、０．００１質量部～１５．０００質量部である。
【0080】
上記懸濁重合の際に用いられる媒体が水系媒体の場合には、重合性単量体組成物の粒子の分散安定剤として以下のものを使用することができる。リン酸三カルシウム、リン酸マグネシウム、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、メタ珪酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ベントナイト、シリカ、アルミナ。また、有機系の分散剤としては、以下のものが挙げられる。ポリビニルアルコール、ゼラチン、メチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩、デンプン。また、市販のノニオン、アニオン、カチオン型の界面活性剤の利用も可能である。
【0081】
トナーには着色剤を用いてもよく、特に限定されず公知のものを使用することができる。
【0082】
なお、着色剤の含有量は、結着樹脂又は結着樹脂を生成しうる重合性単量体１００質量部に対して３．０質量部～１５．０質量部であることが好ましい。
【0083】
トナー製造時に荷電制御剤を用いることができ、公知のものが使用できる。これらの荷電制御剤の添加量としては、結着樹脂又は重合性単量体１００質量部に対して、０．０１質量部～１０．００質量部であることが好ましい。
【0084】
トナー粒子はそのままトナーとして用いてもよいし、必要に応じて、トナー粒子に各種有機又は無機微粉体を外添してもよい。該有機又は無機微粉体は、トナー粒子に添加した時の耐久性から、トナー粒子の重量平均粒径の１／１０以下の粒径であることが好ましい。
【0085】
有機又は無機微粉体としては、例えば、以下のようなものが用いられる。
（１）流動性付与剤：シリカ、アルミナ、酸化チタン、カーボンブラック及びフッ化カーボン。
（２）研磨剤：金属酸化物（例えばチタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化クロム）、窒化物（例えば窒化ケイ素）、炭化物（例えば炭化ケイ素）、金属塩（例えば硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム）。
（３）滑剤：フッ素系樹脂粉末（例えばフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン）、脂肪酸金属塩（例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム）。
（４）荷電制御性粒子：金属酸化物（例えば酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ、アルミナ）、カーボンブラック。
（１）流動性付与剤：シリカ、アルミナ、酸化チタン、カーボンブラック及びフッ化カーボン。
（２）研磨剤：金属酸化物（例えばチタン酸ストロンチウム、酸化セリウム、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化クロム）、窒化物（例えば窒化ケイ素）、炭化物（例えば炭化ケイ素）、金属塩（例えば硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウム）。
（３）滑剤：フッ素系樹脂粉末（例えばフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン）、脂肪酸金属塩（例えばステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム）。
（４）荷電制御性粒子：金属酸化物（例えば酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、シリカ、アルミナ）、カーボンブラック。
【0086】
トナーの流動性の改良及びトナーの帯電均一化のために有機又は無機微粉体の表面処理を行ってもよい。有機又は無機微粉体の疎水化処理の処理剤としては、未変性のシリコーンワニス、各種変性シリコーンワニス、未変性のシリコーンオイル、各種変性シリコーンオイル、シラン化合物、シランカップリング剤、その他有機ケイ素化合物、有機チタン化合物が挙げられる。これらの処理剤は単独で用いてもよいし複数を併用してもよい。
【0087】
本実施例では、トナー粒子に対して外添剤としてシリカ粒子を外添している。これは、感光ドラム１ａ～１ｄから中間転写ベルト１０へトナー像を一次転写する際の、トナーの転写効率を向上することを目的として外添している。
【0088】
図８は、本実施例における、トナー粒子に添加された外添剤について説明する模式図であり、トナー粒子の表面の概略的な拡大図である。図８に示すように、本実施例のトナー粒子は、有機ケイ素重合体の凸部ｅが多数形成されたトナー母粒子表面Ｔｐｓに、外添剤としてのシリカ粒子Ｓｐが外添されている。
【0089】
図８で示すトナー母粒子表面Ｔｐｓに形成された隣り合う凸部ｅの間隔Ｇ（以下、凸間隔Ｇ）は、走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）又は走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）を用いて測定することができる。ＳＰＭは、探針と、探針を支持するカンチレバーと、カンチレバーの曲がりを検出する変位測定計と、を備えており、探針と試料との間の原子間力（引力または斥力）を検出して走査を行うことで、試料表面の形状観察を行うことができる。
【0090】
ここで、凸間隔Ｇがシリカ粒子Ｓｐよりも大きいと、シリカ粒子Ｓｐが凸部間に配置された場合にトナー母粒子表面Ｔｐｓと接触してしまうため、凸間隔Ｇの個数平均値は、シリカ粒子Ｓｐの個数平均粒径よりも小さいことが好ましい。
【0091】
また、凸高さｈがシリカ粒子Ｓｐの粒径よりも高いと、凸部ｅによってシリカ粒子Ｓｐが感光ドラム１ａ～１ｄと接触しづらくなるため、凸高さｈの個数平均値は、シリカ粒子Ｓｐの個数平均粒径よりも小さいことが好ましい。
【0092】
なお、凸部ｅが有機ケイ素重合体を含有するか否かについては、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）及びエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）による元素分析の組合せにより確認することが可能である。
【0093】
［クリーニングブレードのコート層］
本実施例の有機ケイ素重合体の特徴として、ブレード１６ａによってトナーが中間転写ベルト１０から回収されたときに、有機ケイ素重合体がトナー母粒子から移行する性質がある。これは、回収されたトナー母粒子同士は、ブレード１６ａの近傍で密集し互いに摺擦するためであり、この摺擦によってトナー母粒子からの有機ケイ素重合体の移行が発生する。
本実施例の有機ケイ素重合体の特徴として、ブレード１６ａによってトナーが中間転写ベルト１０から回収されたときに、有機ケイ素重合体がトナー母粒子から移行する性質がある。これは、回収されたトナー母粒子同士は、ブレード１６ａの近傍で密集し互いに摺擦するためであり、この摺擦によってトナー母粒子からの有機ケイ素重合体の移行が発生する。
【0094】
有機ケイ素重合体は硬度が低く変形を起こしやすい特徴を持つ。即ち、トナー母粒子から移行した有機ケイ素重合体は、一定以上の圧を加えることで押しつぶして引き伸ばすことができる。この性質によって、ブレード１６ａの近傍でトナー母粒子から移行した有機ケイ素重合体は、ブレード１６ａと中間転写ベルト１０との間で圧接されることで、ブレード１６ａの表面に展延して介在する状態となる。
【0095】
本実施例では、有機ケイ素重合体を有する上記トナーを用い、ブレードニップ部Ｎｂにおいてブレード１６ａと中間転写ベルト１０との間でトナー母粒子から移行した有機ケイ素重合体を展延させ、ブレード１６ａの表面に介在させる。これにより、シリカ粒子とブレード１６ａとが接触することによるブレード１６ａの摩耗を抑制する。以下詳細に説明する。
【0096】
図９（ａ）は、比較的平滑な中間転写ベルトを用いた場合の、クリーニングニップ部Ｎｂを拡大した模式図である。図９（ｂ）は図９（ａ）の中間転写ベルトよりも表面が粗い中間転写ベルト１０であって、本実施例のクリーニングニップ部Ｎｂを拡大した模式図である。図９（ｃ）は、本実施例の中間転写ベルト１０よりも表面が粗い中間転写ベルトを用いた場合の、クリーニングニップ部Ｎｂを拡大した模式図である。そして、図９（ｄ）は、本実施例におけるクリーニングニップ部Ｎｂを拡大した模式図であり、ブレード１６ａへの有機ケイ素重合体の付着について説明する模式図である。
【0097】
図９（ａ）～（ｃ）に示すように、ブレード１６ａの弾性部ａ１は、中間転写ベルト１０との接触による摩擦力によって、先端がベルト搬送方向に関して巻き込まれた形状に変形する。そして、ベルト搬送方向に関して、弾性部ａ１の上流側には、阻止層７０が形成される。阻止層７０は、トナーから中間転写ベルト１０に移行した有機ケイ素重合体や、トナー粒子に外添剤を加えている場合はその外添剤（本実施例においてはシリカ粒子）などを含んで形成されている。阻止層７０は、クリーニングニップ部Ｎｂにおいて、トナーのすり抜けを防止する役割を果たしている。
【0098】
本実施例では、ブレード１６ａは５０ｇｆ／ｃｍの加圧力で中間転写ベルト１０と接触している。この加圧力は、中間転写ベルト１０とブレード１６ａ接触位置にかかっている線圧で定義され、測定は中間転写ベルト１０とブレード１６ａの接触位置において、フィルム式加圧力測定システム（商品名：ＰＩＮＣＨ，ニッタ社製）を用いて測定する。この線圧の計算方法としては、まず、上記フィルム式加圧力測定システムを用いて接触位置における総圧を測定し、測定された総圧をブレード１６ａの接触長さで割ることで、線圧を算出している。なお、本実施例におけるブレード１６ａの接触長さ（中間転写ベルト１０の幅方向に関する中間転写ベルト１０と接触するブレード１６ａの長さ）は、２４５ｍｍである。
【0099】
ブレード１６ａによって中間転写ベルト１０に残留したトナーを回収する動作を実行した後の状態において、ブレードニップ部Ｎｂの近傍にはトナー母粒子の表面から移行した有機ケイ素重合体が滞留し、阻止層７０が形成された状態となる。阻止層７０に含まれる有機ケイ素重合体は、ブレード１６ａの加圧力により押圧され、クリーニングニップ部Ｎｂにおいて引き延ばされる。こうして展延された有機ケイ素重合体は、阻止層７０において互いに接触しつつ潰れた形状に変形する。
【0100】
ここで、図９（ａ）～（ｃ）に示すように、中間転写ベルトの表面粗さによっては、ブレードニップ部Ｎｂの近傍における阻止層７０の介在状態が異なっている。
【0101】
図９（ｂ）の中間転写ベルト１０は、図９（ａ）の中間転写ベルトに比べて表面が粗い構成を有しており、より具体的には、その表面に凹部や凸部等の形状（不図示）を有している。中間転写ベルト１０の表面粗さに関する詳細な説明は後述する。凹部や凸部を有する中間転写ベルト１０の表面形状によって、ブレード１６ａの弾性部ａ１は姿勢を変えながら中間転写ベルト１０の移動に追従する。すると、中間転写ベルト１０の移動に伴って、阻止層７０は、凹部の形状に入り込むように弾性部ａ１と中間転写ベルト１０との間をすり抜けてゆく。
【0102】
阻止層７０がクリーニングニップ部Ｎｂをすり抜けた時に、阻止層７０に含まれる有機ケイ素重合体がブレード１６ａに接触し付着することで、図９（ｄ）に示すように、コート層６１として中間転写ベルト１０とブレード１６ａの間に介在する。ここで、図９（ｄ）は、コート層６１がブレード１６ａの表面に付着している状態を説明するための模式図であり、ブレード１６ａを中間転写ベルト１０から離間させた際のブレード１６ａの表面の状態を示す模式図である。阻止層７０に含まれる有機ケイ素重合体がブレード１６ａの表面に付着する理由については後述する。
【0103】
中間転写ベルト１０の表面粗さが大きい方が、阻止層７０に含まれる有機ケイ素重合体がブレードニップ部Ｎｂをすり抜ける量が多くなる。図９（ｃ）に示すように、図９（ｂ）の中間転写ベルト１０よりも表面粗さが大きい図９（ｃ）の中間転写ベルトを用いた構成においては、ブレードニップ部Ｎｂをすり抜ける阻止層７０の量が図９（ｂ）よりも多い。図９（ｃ）においては、中間転写ベルトの表面粗さが大きいことから、有機ケイ素重合体だけでなく、シリカ粒子Ｓｐもブレードニップ部Ｎｂをすり抜けて薄膜６０に混合している。
【0104】
本実施例では、トナー母粒子に対して外添剤としてシリカ粒子Ｓｐを外添しており、先に説明したように、シリカ粒子Ｓｐを外添することによって、転写効率を向上させることが可能である。しかしながら、こうした微小粒子は、ブレードニップ部Ｎｂにおいてブレード１６ａをすり抜けてしまった場合に、ブレード１６ａの表面と摺擦することでブレード１６ａを摩耗させてしまう可能性がある。この場合、ブレード１６ａが摩耗してしまうことによるクリーニング不良が発生するおそれがある。
【0105】
また、外添剤のサイズが十分大きく、ブレード１６ａが外添剤をせき止める場合においても、外添剤とブレード１６ａの接触によって同様にブレード１６ａが摺擦し削られることでブレード１６ａの摩耗が発生するおそれがあった。このように、ブレード１６ａが外添剤と接触して摺擦する場合には、摩耗によるクリーニング不良が発生するおそれがある。
【0106】
そこで、本実施例においては、ブレード１６ａと外添剤であるシリカ粒子Ｓｐとの接触による摺擦を抑制するために、阻止層７０に含まれる有機ケイ素重合体をブレード１６ａとシリカ粒子Ｓｐとの間に介在させて、ブレード１６ａの摩耗を抑制している。これを達成するために、本実施例においては、外添剤としてのシリカ粒子Ｓｐの大きさ、中間転写ベルト１０の表面粗さ、そしてトナー母粒子表面の有機ケイ素重合体の大きさをそれぞれ制御している。
【0107】
即ち、外添剤であるシリカ粒子Ｓｐの平均粒径Ｒｋを、中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚよりも大きい値とすることで、シリカ粒子Ｓｐがブレードニップ部Ｎｂをすり抜けることを抑制でき、図９（ｃ）のような状態となることを防ぐことができる。
【0108】
また、図９（ｄ）に示すコート層６１を形成することで、ブレード１６ａとシリカ粒子Ｓｐとの接触による摺擦を抑制し、ブレード１６ａの耐久を向上させることが可能である。具体的には、中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚを有機ケイ素重合体の平均粒径Ｒｙよりも大きい値に設定することで、阻止層７０に含まれる有機ケイ素重合体がブレードニップ部Ｎｂをすり抜け、薄膜６０及びコート層６１を形成することが可能となる。ここで、コート層６１が形成される際の、有機ケイ素重合体によるブレード１６ａへの付着についての詳細は後述する。
【0109】
以上、本実施例において、転写効率を向上させつつクリーニング不良の発生を抑制するためのシリカ粒子Ｓｐの平均粒径Ｒｋ、中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚ、有機ケイ素重合体の平均粒径Ｒｙの設定条件をまとめると、以下の式（３）となる。
Ｒｋ＞Ｒｚ＞Ｒｙ 式（３）
次に、シリカ粒子Ｓｐの平均粒径Ｒｋ、中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚ、有機ケイ素重合体の平均粒径Ｒｙについてより詳細に説明する。
Ｒｋ＞Ｒｚ＞Ｒｙ 式（３）
次に、シリカ粒子Ｓｐの平均粒径Ｒｋ、中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚ、有機ケイ素重合体の平均粒径Ｒｙについてより詳細に説明する。
【0110】
中間転写ベルト１０の表面粗さは、中間転写ベルト１０の厚み方向に関する十点平均粗さＲｚ（以下単に、表面粗さＲｚと称する）で定義される。本実施例における中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚの測定は、表面粗さ測定器（商品名サーフコム １５００ＳＤ、東京精密社製）を用いた。また、測定条件としては、ベルト搬送方向と直交するベルト幅方向に関して、測定長１．２５ｍｍ、カットオフ波長０．２５ｍｍ、測定基準長さ０．２５ｍｍで測定した。
【0111】
中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚは、有機ケイ素重合体はブレードニップ部Ｎｂをすり抜ける一方で、シリカ粒子Ｓｐはブレードニップ部Ｎｂをすり抜けないように設定されることが好ましい。
【0112】
有機ケイ素重合体は、トナー母粒子表面Ｔｐｓに対して凸部ｅとしてトナー母粒子に含有されているため、凸部高さｈを有機ケイ素重合体の粒径として考えることが可能である。したがって、先述した、凸部高さｈの個数平均値［ｎｍ］が有機ケイ素重合体の平均粒径Ｒｙである。即ち、有機ケイ素重合体の平均粒径Ｒｙは、先述した凸部高さｈを計測する方法で求められる。
【0113】
なお、本実施例において、中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚの値が上記式（３）を満たすように、中間転写ベルト１０の表面を研磨することで表面粗さＲｚを調整している。より詳細には、本実施例ではバフ研磨によって中間転写ベルト１０の表面を研磨することで上記式（３）を満たす中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚを設定している。しかし、上記式（３）を満たすことができれば、中間転写ベルト１０の研磨方法はこれに限らない。
【0114】
中間転写ベルト１０を研磨工程においては、バフとして木綿系を用い、粗研磨として粒径１～５μｍの研磨剤を使い、仕上げ研磨に粒径０．０５μｍ～０．５μｍのアルミナ粉を用いた。図１０は、本実施例における中間転写ベルト１０の研磨工程について説明する模式図である。
【0115】
図１０に示すように、まず、スプレーノズル９０によって中間転写ベルト１０の表面に研磨剤を噴霧し、バフ研磨ロール８０に微小の圧力をかけて回転させながら、中間転写ベルト１０の回転軸方向に移動させて仕上げ研磨を行う。粗研磨も同様の方法で行う。バフ研磨ロール８０の回転速度は５００～１０００ｒｐｍ、バフ研磨ロール８０の移動速度は０．５～１ｍ／ｍｉｎ、中間転写ベルト１０を担持した基体の回転速度は１００～１０００ｒｐｍの範囲で行うのが好ましい。
【0116】
なお、バフ研磨に使用される研磨剤としては、公知のものが使用され、例えばアルミナ、ホウ化シリコーン、エメリー、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＳｎＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｒＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＣ、ダイアモンド粉等が挙げられる。
【0117】
本実施例においては、外添剤であるシリカ粒子Ｓｐの平均粒径Ｒｋは１２０ｎｍ、有機ケイ素重合体の平均粒径Ｒｙは４０ｎｍである。したがって、本実施例においては、中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚは、４０ｎｍ以上よりも大きく、且つ、１２０ｎｍより小さい値に設定することが好ましい。この範囲に中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚを設定できるのであれば、バフ研磨の各種設定値（回転数、移動速度、時間等）を適宜設定してよい。
【0118】
＜ブレード１６ａへの有機ケイ素重合体の付着＞
次に、本実施例の構成における、ブレードニップ部Ｎｂをすり抜けた有機ケイ素重合体がブレード１６ａへと付着する原理について説明する。
次に、本実施例の構成における、ブレードニップ部Ｎｂをすり抜けた有機ケイ素重合体がブレード１６ａへと付着する原理について説明する。
【0119】
本実施例において、中間転写ベルト１０の表層８１はアクリル樹脂から構成されており、ブレード１６ａの中間転写ベルト１０との接触部である弾性部ａ１は弾性材料としてのウレタンゴムにより構成されている。アクリル樹脂から構成される表層８１には粒子状の樹脂を分散させてもよく、この場合、分散させる樹脂の粒子の大きさを適宜変えることで、中間転写ベルト１０の表面粗さをコントロールすることが可能となる。
【0120】
以下、中間転写ベルト１０の表層８１を構成するアクリル樹脂と有機ケイ素重合体との付着力、及び、ブレード１６ａの弾性部ａ１を構成するウレタンゴムと有機ケイ素重合体との付着力の測定について説明する。
【0121】
有機ケイ素重合体と対象物の付着力の測定は、走査型プローブ顕微鏡（以下ＳＰＭ）を用いることにより測定することができる。走査型プローブ顕微鏡（以下ＳＰＭ）は、探針と、探針を支持するカンチレバーと、カンチレバーの曲がりを検出する変位測定計と、を備えており、探針と試料との間の原子間力（引力または斥力）を検出して走査を行うことで、試料表面の形状観察を行う。
【0122】
本実施例で用いた有機ケイ素重合体と中間転写ベルト１０およびブレード１６ａとの付着力を、ＳＰＭを用いて測定した。具体的には、レバーとしてシリカ部が接触するカンチレバーを使用し、カンチレバーを所定の押圧力で中間転写ベルト１０に押圧した後、カンチレバーを中間転写ベルト１０から脱離させるのに必要な力を測定した。ここで、有機ケイ素重合体は、その組成からみるとシリカと似た性質を持つと考えられるため、シリカ部を有するカンチレバーと対象物とによって測定される付着力を、有機ケイ素重合体と対象物の付着力として測定を行った。このような方法により、有機ケイ素重合体と中間転写ベルト１０の付着力Ｆｉを測定した。また、同様の方法でブレード１６ａと有機ケイ素重合体との付着力Ｆｃも測定した。
【0123】
付着力測定時のカンチレバーを対象物に押圧する所定の押圧力は、ブレード１６ａを中間転写ベルト１０に向けて押圧する力に設定することが好ましい。本実施例における、ブレード１６ａを中間転写ベルト１０に向けて押圧する押圧力Ｆは５０ｇｆ／ｃｍであることと、ＳＰＭの探針の接触幅が１０ｎｍであることから、付着力測定のためのカンチレバーの押圧力は５００ｎＮで測定することが好ましい。また、付着力の大小関係を比較する場合は、好ましい押圧力ではない押圧力で測定した結果を用いて、好ましい押圧力における付着力を類推する方法を用いてもよい。本実施例では後者の方法を用い、５０ｎＮと１００ｎＮの押圧力で測定した結果から、５００ｎＮにおける付着力Ｆｉと付着力Ｆｃとの大小関係を類推した。
【0124】
以上の測定方法を用いると、シリカとウレタンゴムとの付着力、即ち、有機ケイ素重合体とブレード１６ａとの付着力Ｆｃは、押圧力を５０ｎＮに設定した場合に７ｎＮ、押圧力を１００ｎＮに設定した場合に１２ｎＮであった。一方で、シリカとアクリル樹脂との付着力、即ち、有機ケイ素重合体と中間転写ベルト１０との付着力Ｆｉは、押圧力を５０ｎＮに設定した場合に５ｎＮ、押圧力を１００ｎＮに設定した場合に６ｎＮであった。即ち、５０ｎＮと１００ｎＮのいずれの押圧力に設定した測定においても、付着力Ｆｃの方が付着力Ｆｉよりも大きい結果となった。また、前述の測定結果から、５００ｎＮの押圧力においては、付着力Ｆｃは５２ｎＮ、付着力Ｆｉは１４ｎＮと類推できる。したがって、これらの結果から、中間転写ベルト１０とブレード１６ａとを比較した場合、ブレード１６ａの方が有機ケイ素重合体との付着力が強いことがわかった。
【0125】
このように、ウレタンゴムから構成されるブレード１６ａと、アクリル樹脂から構成される中間転写ベルト１０を用いることによって、有機ケイ素重合体との付着力の違いから、有機ケイ素重合体をブレード１６ａへと付着させることが可能となる。なお、本実施例では中間転写ベルト１０を構成する部材としてアクリル樹脂を、ブレード１６ａを構成する部材としてウレタンゴムを用いている。しかし、ブレード１６ａや中間転写ベルト１０を構成する部材はこれに限らず、ブレード１６ａの有機ケイ素重合体の付着力Ｆｃが、中間転写ベルト１０への有機ケイ素重合体の付着力Ｆｉよりも大きくなればよい。
【0126】
＜作用と効果＞
次に、中間転写ベルトの表面粗さＲｚが本実施例における式（３）を満たしていない比較例１、比較例２の構成を用いて、本実施例の効果について説明する。なお、比較例１及び比較例２の構成は、中間転写ベルトの表面粗さＲｚが式（３）を満たさないことを除いて、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は、本実施例と共通する構成に関しては、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、中間転写ベルトの表面粗さＲｚが本実施例における式（３）を満たしていない比較例１、比較例２の構成を用いて、本実施例の効果について説明する。なお、比較例１及び比較例２の構成は、中間転写ベルトの表面粗さＲｚが式（３）を満たさないことを除いて、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は、本実施例と共通する構成に関しては、同一の符号を付して説明を省略する。
【0127】
比較例１は、中間転写ベルトの表面粗さＲｚが０．３μｍであり、これはシリカ粒子Ｓｐの平均粒径Ｒｋである１２０ｎｍよりも大きい値である。即ち、比較例１は、式（３）におけるＲｚ＞Ｒｙは満たしているが、Ｒｋ＞Ｒｚを満たしていない。また、比較例２は、中間転写ベルトの表面粗さＲｚが０．０２μｍであり、これは有機ケイ素重合体の平均粒径Ｒｙである４０ｎｍよりも小さい値である。即ち、比較例２は、式（３）におけるＲｋ＞Ｒｚは満たしているが、Ｒｚ＞Ｒｙを満たしていない。
【0128】
表１は、本実施例と比較例１～２とにおける、ブレード１６ａの摩耗の発生有無及びクリーニング不良の発生有無の評価結果を示す表である。
【0129】
ブレード１６ａの摩耗の発生有無の判断は、２０ｋ枚の転写材Ｐを通紙した後に、ブレード１６ａの弾性部ａ１の摩耗量を測定することで判断した。より具体的には、２０ｋ枚の転写材Ｐの通紙を行った後に、ブレード１６ａの中間転写ベルト１０への当接状態を解除して弾性部ａ１を顕微鏡で観察し、通紙前の弾性部ａ１の監察結果と比較して摩耗量を測定した。
【0130】
摩耗量の測定に用いた顕微鏡は、コンフォーカル顕微鏡（ＯＰＴＥＬＩＣＳ、レーザーテック社製）である。測定条件としては、観察領域を１００μｍ四方、測定波長を５４６ｎｍ、ブレード１６ａの当接位置の垂線方向のスキャン頻度を０．１μｍとして測定した。この評価で用いるブレード１６ａの摩耗量の値は、ブレード１６ａの長手方向における最大値を用いた。表１において、２０ｋ枚の転写材Ｐの通紙後に、弾性部ａ１が０．３μｍ以上摩耗していた場合は摩耗発生有りと判断し、弾性部ａ１の摩耗量が０．３μｍ未満であった場合は摩耗発生無しと判断した。
【0131】
また、クリーニング性の評価は、１０ｋ枚の転写材Ｐを通紙した後に画像形成を行った場合のクリーニング不良の発生レベルを示すものである。表１における「〇」は、クリーニング不良の発生が確認されなかったことを示し、「△」は軽微なクリーニング不良の発生は見られたものの許容範囲内であったことを示し、「×」は許容範囲外のクリーニング不良が発生したことを示している。
【0132】
【表1】
【0133】
実施例１の構成においては、中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚが０．０７μｍであり、式（３）のＲｋ＞Ｒｚ＞Ｒｙを満たしている。この構成においては、図９（ｂ）、（ｄ）で説明したように、シリカ粒子Ｓｐとブレード１６ａとの接触による摺擦を抑制でき、ブレード１６ａの摩耗の発生は確認されず、また、クリーニング性も良好であった。
【0134】
一方で、比較例１の構成においては、中間転写ベルトの表面粗さＲｚがシリカ粒子Ｓｐの平均粒径Ｒｋよりも大きい０．３μｍであり、式（３）のＲｋ＞Ｒｚを満たしていない。そのため、図９（ｃ）で説明したように、シリカ粒子Ｓｐが阻止層７０に混合してブレードニップ部Ｎｂをすり抜けてしまうことで、ブレード１６ａとシリカ粒子Ｓｐの接触による摺擦が発生し、ブレード１６ａの摩耗が発生した。また、ブレード１６ａが摩耗したことによって、トナーがブレードニップ部Ｎｂをすり抜けることによるクリーニング不良の発生が確認された。
【0135】
また、比較例２の構成においては、中間転写ベルトの表面粗さＲｚが有機ケイ素重合体の平均粒径Ｒｙよりも小さい０．０２μｍであり、式（３）のＲｚ＞Ｒｙを満たしていない。そのため、図９（ａ）で説明したように、阻止層に含まれる有機ケイ素重合体がブレードニップ部Ｎｂをほとんどすり抜けないことから、薄膜６０及びコート層６１がほぼ形成されなかった。これにより、ブレード１６ａと中間転写ベルトとの間における摺擦によってブレード１６ａの摩耗が発生した。また、１０ｋ枚の転写材Ｐを通紙した時点では許容範囲のクリーニング不良の発生が確認された。コート層６１がほぼ形成されていないことから、比較例２の構成においては、通紙の継続にともなってブレード１６ａの摩耗がさらに増加し、クリーニング不良が発生することが想定される。
【0136】
以上説明したように、本実施例の構成においては、トナー母粒子に外添剤としてのシリカ粒子Ｓｐを添加することで、感光ドラム１ａ～１ｄとトナーとの間の付着力を低減させて転写効率を向上させることが可能である。そして、本実施例の構成によれば、中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚを、式（３）を満たす範囲に設定することによって、コート層６１を形成しつつ、シリカ粒子Ｓｐがブレードニップ部Ｎｂをすり抜けることを抑制することが可能である。これにより、ブレード１６ａの摩耗を抑制し、クリーニング不良の発生を抑制することが可能である。即ち、本実施例の構成によれば、トナーの転写効率を向上させつつ、クリーニング不良の発生を抑制することが可能である。
【0137】
ここで、本実施例における中間転写ベルトの表面粗さＲｚは、ベルト搬送方向と直交するベルトの幅方向に関して測定された表面粗さのことを指している。どのような方向から測定した表面粗さであっても本実施例における式（３）を満たしていればコート層７１を形成し、ブレード１６ａの摩耗を抑制し、本実施例において説明した効果を得ることは可能である。しかし、ベルトの幅方向に関するブレード１６ａの全領域に対してコート層７１を形成することが可能となることから、ベルト幅方向に関する表面粗さＲｚが式（３）を満たしていることがより好ましい。
【0138】
なお、本実施例では、研磨によって中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚを調整する構成について説明した。しかし、中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚを調整する方法はこれに限らない。例えば、中間転写ベルト１０の表層８１を形成する際に、硬化性樹脂の硬化条件を調整することで、中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚを調整する方法を用いてもよい。具体的には、表層８１を硬化する際に照射するエネルギー線を弱く設定して、表面が硬化するまでの時間を長くすることで、中間転写ベルト１０の表面を粗くすることができる。若しくは、表層が硬化し終わる前にエネルギー線の照射を停止して、中間転写ベルト１０の表面が硬化していない状態の時間を設けることで、中間転写ベルト１０の表面を粗くすることができる。例えば、本実施例における表層８１の形成方法において、上記式（３）を満たすために、硬化条件として約６０秒のエネルギー線照射を表層８１に行った後に照射を停止することで、表面粗さＲｚが１００ｎｍ程度の中間転写ベルトを得ることが可能である。
【0139】
また、中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚを調整するその他の方法として、中間転写ベルト１０の表層８１に粒子を添加して調整する方法を用いてもよい。図１１は、中間転写ベルトの表層４０に粒子を添加することで中間転写ベルトの表面粗さＲｚを調整する変形例について説明する模式図である。なお、この変形例の構成は、表層４０に粒子を添加して表面粗さＲｚを調整していることを除いて実施例１とほぼ同一である。したがって、実施例１と共通する構成に関しては、同一の符号を付して説明を省略する。
【0140】
図１１に示すように、変形例の中間転写ベルトは、表層４０に固体潤滑剤４４として用いる粒子径２００ｎｍのＰＴＦＥ粒子と導電剤４３が添加されており、その配合比率が制御されている。このように、表層４０に添加する粒子の分散状態を制御することによって、固体潤滑剤４４（ＰＴＦＥ粒子）や導電剤４３が凝集したり表出したりするため、中間転写ベルトの表面粗さＲｚを所望の値に設定できる。本変形例においては、実施例１と同様に式（３）を満たすために、中間転写ベルトの表面粗さＲｚが１００ｎｍ程度になるように固体潤滑剤４４と導電剤４３の比率を調整している。
【0141】
具体的には、本変形例では、式（３）の条件を満たすために、表層４０の基材４２であるアクリル樹脂の重量部に対して、固体潤滑剤４４と導電剤４３をそれぞれ２０重量部ずつ配合している。なお、配合量はこれに限らず、上記式（３）を満たす範囲で適宜調整してよい。例えば、表面粗さＲｚの値をより小さく設定する場合には、表層４０に配合する粒子を少なくすればよく、表面粗さＲｚの値をより大きく設定する場合には、粒子の配合量を増量したり粒径の大きな粒子としてフィラーなどを配合すればよい。
【0142】
なお、中間転写ベルトの表面粗さＲｚが上記式（３）を満たしているかは、実施例１で説明したように表面粗さＲｚを計測することで確認できる。
【0143】
（実施例２）
実施例１では、アクリル樹脂から構成される中間転写ベルト１０の表面に樹脂を分散させることで中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚを調整する構成について説明した。これに対し、実施例２は、中間転写ベルト２１０とブレード１６ａとの間を展延された有機ケイ素重合体がすり抜けるための構成として、中間転写ベルト２１０の表面に溝形状を付与することで表面粗さＲｚを調整する点で実施例１と異なる。なお、以下の構成においては、中間転写ベルト２１０の表面に溝形状を付与する点を除いて、その他の構成は実施例１と実質同一である。したがって、実施例１と共通する構成に関しては同一の符号を付して説明を省略する。
実施例１では、アクリル樹脂から構成される中間転写ベルト１０の表面に樹脂を分散させることで中間転写ベルト１０の表面粗さＲｚを調整する構成について説明した。これに対し、実施例２は、中間転写ベルト２１０とブレード１６ａとの間を展延された有機ケイ素重合体がすり抜けるための構成として、中間転写ベルト２１０の表面に溝形状を付与することで表面粗さＲｚを調整する点で実施例１と異なる。なお、以下の構成においては、中間転写ベルト２１０の表面に溝形状を付与する点を除いて、その他の構成は実施例１と実質同一である。したがって、実施例１と共通する構成に関しては同一の符号を付して説明を省略する。
【0144】
【0145】
図１２に示すように、本実施例の中間転写ベルト２１０は、基層２８２と表層２８１を有し、表層２８１の表面に溝８４が形成されている。中間転写ベルト２１０の幅方向に関して隣り合う溝同士の距離としての間隔Ｉと、溝８４の開口部の幅としての溝幅Ｗと、そして中間転写ベルト２１０の厚さ方向に関する溝８４の開口部の深さとしての溝深さＤとによって、本実施例の溝形状は定義される。本実施例では、間隔Ｉは２０μｍ、溝幅Ｗは２μｍ、溝深さＤは２μｍに設定した。
【0146】
溝幅Ｗは、トナーすり抜け防止のために、トナーの平均粒径の８μｍの半分未満とすることが好ましい。また、表層８１の厚さが３μｍであるため、溝８４は基層２８２までは届かず、表層２８１のみに存在している。そして、本実施例において、溝８４は、中間転写ベルト２１０の移動方向（ベルト搬送方向）に沿って中間転写ベルト２１０の１周全域に存在している。
【0147】
ブレード１６ａに付着する、展延された有機ケイ素重合体の量の増減方法としては、中間転写ベルト２１０上に設ける溝８４の本数を増減することで、調節が可能となる。間隔Ｉは１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲で設定することが好ましく、特に１０μｍ以上２０μｍ以下の範囲が、ブレード１６ａと溝８４の接触時間を十分確保できる点でより好ましい。
【0148】
次に、中間転写ベルト２１０上に溝８４を設ける方法について説明する。溝８４を形成する手段としては、研磨加工、切削加工、インプリント加工、などの公知の手段が知られている。本実施例における、表面に溝が施された中間転写ベルト２１０は、これらの形成手段のなかから好ましいものを適宜選択し利用することで、得ることが可能である。中でも加工コストや生産性の観点から、微細加工表面の基材としてのアクリル樹脂の光硬化性を活かした、インプリント加工を行うのが好適である。
【0149】
また、中間転写ベルト２１０の表面に溝８４を設けて表面粗さＲｚを調整する方法以外にも、例えば、ラッピングフィルム（Ｌａｐｉｋａ＃２０００（商品名）、ＫＯＶＡＸ社製）などを用いた研磨によって中間転写ベルト２１０に表面形状を付与してもよい。ラッピングフィルムは、微細研磨粒子が均一に分散されているため、深い傷や研磨ムラをつけることなく均一な形状付与ができ、研磨によって溝を設けることができる。
【0150】
以下、本実施例におけるインプリント加工の詳細を、図１３（ａ）～（ｃ）を参照し述べる。図１３（ａ）は、インプリント加工装置を、中間転写ベルト２１０の円筒軸方向の上側から表した模式図である。図１３（ｂ）は、インプリント加工装置を、中間転写ベルト２１０の円筒軸と平行する方向に関して切断した概略断面図である。図１３（ｃ）は、インプリント加工装置における、金型９２の形状について説明する模式図である。
【0151】
インプリント加工によって溝８４を形成する場合、図１３（ａ）に示すように、まず、基層２８２上に表層２８１を形成した状態の中間転写ベルト２１０を、中子９１（直径２２７ｍｍ、炭素工具鋼鋼材製）に圧入する。そして、圧入した中間転写ベルト２１０の表面に対して、直径５０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの円柱状の金型９２で、中間転写ベルト２１０の長手幅２５０ｍｍ全域に加工を行う。
【0152】
中間転写ベルト２１０に溝８４を形成する場合、金型９２は、不図示のヒータにより、ポリエチレンナフタレートのガラス転移温度よりも５～１５℃高い、１３０℃の温度に加熱される。そして、加熱された金型９２を、中子９１に当接させた状態で、中子９１を周速度２６４ｍｍ／ｓで１回転させたのちに、金型９２を中子９１から離間させる。なお、中子９１を回転させている間は、金型９２は中子９１の回転に従動して回転する。本実施例においては、以上のようにして表面形状加工をおこない、中間転写ベルト２１０の表層２８１に溝８４を形成した。
【0153】
本実施例のような溝８４を形成するため、図１３（ｃ）に示すように、金型の表面に、円柱の円周方向に平行に間隔ｐの等間隔で三角形状の凸が形成された、長さＬｋの金型９２を用いた。本実施例では、間隔ｐは２０μｍ、長さＬｋは２５０ｍｍである。この三角形状の凸は、凸の底の長さが２．０μｍ、高さが２．０μｍになるように、切削加工によって形成している。この金型９２を用いて、上述したようにインプリント加工を行うことで、溝８４を中間転写ベルト２１０に形成することができる。
【0154】
他にも、本実施例での中間転写ベルト２１０の溝形状について、次のような構成が好ましい。まず、溝形状が深すぎた場合、溝深部に入り込んだトナーを清掃できないため、溝深さＤは４μｍ以下に設定することが好ましい。また、溝形状が浅すぎる場合、溝形状の加工が困難になることや、ブレード１６ａが中間転写ベルト２１０の表面に追従しやすくなることでブレード１６ａの耐久性の向上が困難になることから、溝深さＤは０．０５μｍ以上に設定することが好ましい。
【0155】
上記のような溝形状を設けると、中間転写ベルト２１０とブレード１６ａの間で溝８４による隙間ができる。この隙間で有機ケイ素重合体をすり抜けさせることで、実施例１と同様に有機ケイ素重合体をブレード１６ａに付着させ、中間転写ベルト２１０とブレード１６ａとの間にコート層６１を介在させることができる。なお、本実施例の中間転写ベルト２１０の表面粗さＲｚは実施例１と同様の範囲に設定されている。
【0156】
また、本実施例の変形例として、この有機ケイ素重合体の付着をブレード１６ａで均一に行うために、図１４に示すように、中間転写ベルト１１０の回転方向に対して、回転方向から斜め形状になるような傾斜溝を設けてもよい。この構成により、中間転写ベルト１１０の移動に伴い、溝とブレード１６ａとが接触するポイントも長手方向（中間転写ベルト１１０の幅方向）に動く。その結果、ブレード１６ａの長手全域で溝が形成されることによる隙間とブレード１６ａとが接触し、ブレード１６ａに有機ケイ素重合体を均一に付着させることができる。
【0157】
以上のように、中間転写ベルト２１０上に溝８４を設け、中間転写ベルト２１０の表面粗さＲｚを実施例１と同様の範囲に設定することで、実施例１と同様の効果を得ることが可能である。
【0158】
なお、本実施例では、中間転写ベルト２１０に対してベルト搬送方向に沿った溝形状を付与したが、実施例１の式（３）の範囲を満たす表面粗さＲｚを設定できるのであれば、中間転写ベルト２１０に付与する表面形状は溝形状に限らない。例えば、図１５（ａ）～（ｂ）のように、中間転写ベルト３１０にディンプル形状を付与するような押し当て型１９２を用いてもよい。このような押し当て型１９２を用いることで、図１５（ｃ）に示すように、中間転写ベルト３１０の表面にディンプル形状を付与することが可能である。そして、実施例１と同様に、式（３）を満たす表面粗さＲｚとなるように中間転写ベルト３１０の表面にディンプル形状を付与することによって、実施例１と同様の効果を得ることが可能となる。
【0159】
以上、実施例１～２においては、中間転写ベルトを用いた中間転写方式の画像形成装置１００について説明したが、これに限らない。転写材Ｐを静電的に担持して搬送する搬送ベルトを有する直接転写方式の画像形成装置においても本実施例の構成を用いることができる。クリーニング部材としてクリーニングブレードなどの当接部材を用いて搬送ベルトに残留したトナーを回収する構成であれば、直接転写方式の画像形成装置であっても、本実施例の構成を用いることで本実施例と同様の効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【0160】
１ 感光ドラム
１０ 中間転写ベルト
１６ クリーニング手段
１６ａ クリーニングブレード
１０ 中間転写ベルト
１６ クリーニング手段
１６ａ クリーニングブレード
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】