(57)【要約】【課題】良質な画像品質を得ることができる中間転写材及び当該中間転写材を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】樹脂材料を主成分とする中間転写材の基材層に、カーボンナノチューブと強誘電性フィラー（チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウムなど）とを含み、強誘電性フィラーの含有率やカーボンナノチューブと強誘電性フィラーの含有率の合計などを所定の範囲にすることにより、誘電率の向上と耐久性の向上を両立させる。【選択図】図２
2020086050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成に用いられる中間転写体であって、
樹脂材料を主成分とする基材層に、カーボンナノチューブと強誘電性フィラーとを含む、
ことを特徴とする中間転写体。
【請求項２】
前記樹脂材料に対する前記強誘電性フィラーの含有率が、１０体積％以上、３０体積％以下である、
ことを特徴とする請求項１に記載の中間転写体。
【請求項３】
前記樹脂材料に対する前記カーボンナノチューブと前記強誘電性フィラーの含有率の合計が、１２体積％以上、３２体積％以下である、
ことを特徴とする請求項２に記載の中間転写体。
【請求項４】
前記カーボンナノチューブの直径が、３０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の中間転写体。
【請求項５】
前記カーボンナノチューブの長さが、５μｍ以上、１２μｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載の中間転写体。
【請求項６】
前記中間転写体の膜厚が、５０μｍ以上、１００μｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の中間転写体。
【請求項７】
周波数１ＭＨｚのときの前記中間転写体の比誘電率が、３０以上、６０以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の中間転写体。
【請求項８】
周波数１ＭＨｚのときの前記中間転写体の比誘電率が、４０以上、５０以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の中間転写体。
【請求項９】
前記中間転写体の引張破断伸び率が、２０％以上、１００％以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一に記載の中間転写体。
【請求項１０】
前記強誘電性フィラーは、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウムのいずれか１つを含む、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一に記載の中間転写体。
【請求項１１】
前記中間転写体は、無端ベルト状の形状を有し、少なくとも前記基材層を含む一層以上で構成される、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一に記載の中間転写体。
【請求項１２】
静電潜像担持体に担持されたトナー像を中間転写体に１次転写した後、前記トナー像を前記中間転写体から記録材に２次転写する機能を有する画像形成装置であって、
前記中間転写体として、請求項１乃至１１のいずれか一に記載の中間転写体を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間転写材及び画像形成装置に関し、特に、電子写真方式の画像形成に用いられる中間転写材及び当該中間転写材を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成方法によって画像を形成する画像形成装置では、装置の寿命の向上などを目的として、感光体ドラムなどの像担持体上にトナーにより形成されたトナー像を、用紙などの記録材上に直接定着させる直接転写方式ではなく、像担持体上のトナー像を中間転写材（中間転写ベルト）に一旦転写（１次転写）し、それを記録材上に転写（２次転写）してから定着を行う中間転写方式が多く採用されている。
【０００３】
このような電子写真方式の画像形成プロセスにおいて、良質な画像品質を得るためには、中間転写ベルトに導電性と誘電性を付与してトナーに働く電界強度を上げる必要がある。導電性の付与に関して、例えば、下記特許文献１には、電子写真装置の転写ベルト、中間転写ベルト、転写定着ベルトまたは定着ベルトのいずれかに使用されるポリイミド管状物であって、ポリイミド樹脂１００重量部に対し、カーボンナノチューブを０．１〜４０重量部含有し、体積抵抗値を１×１０６〜１×１０１３Ω・ｃｍの範囲内にする構成が開示されている。
【０００４】
また、誘電性の付与に関して、下記特許文献２には、第１の画像担持体上に形成された画像を中間転写体上に転写した後、第２の画像担持体上に更に転写する画像形成装置において、該中間転写体が、比誘電率５以上の強誘電体を平均粒径０．１〜１００μｍに粉末化したものを含有する構成が開示されている。また、下記特許文献３には、トナー像担持体からトナー像を用紙等の転写材に転写するに際して、前記転写材を転写材担持部材に担持して搬送しながら転写する画像形成方法であって、前記転写材担持部材を強誘電体である誘電体セラミックを樹脂中に分散含有させた構成とし、前記転写材担持部材に転写バイアスを印加して前記トナー像を転写する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４６９２７号公報
【特許文献２】特開平０８−１５２７５９号公報
【特許文献３】特開２０００−２３１２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように、導電性の付与にカーボンナノチューブを用いることによって、環境による抵抗変化が少なく、所望の抵抗値に制御することが容易な中間転写ベルトを作成することができる。また、特許文献２、３のように、誘電性の付与に強誘電体を用いることによって、誘電率を上げることができ、高い転写電圧をかけなくても高い転写効率が得られる中間転写ベルトを作成することができる。
【０００７】
しかしながら、近年、電子写真方式の画像形成プロセスの高速化が進み、以前よりも高い転写電圧が必要になってきており、特に、凹凸紙等の溝のある紙に対しては、上述した従来の中間転写ベルトでは十分な画質が得られないという問題がある。この問題に対して、強誘電体の含有率を大きくして中間転写ベルトの誘電率を上げる方法が考えられるが、強誘電体の含有率が大きくなると、中間転写ベルトが脆くなり耐久性が低下してしまう。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、良質な画像品質を得ることができる中間転写材及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一側面は、電子写真方式の画像形成に用いられる中間転写体であって、樹脂材料を主成分とする基材層に、カーボンナノチューブと強誘電性フィラーとを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の一側面は、静電潜像担持体に担持されたトナー像を中間転写体に１次転写した後、前記トナー像を前記中間転写体から記録材に２次転写する機能を有する画像形成装置であって、前記中間転写体として、上記記載の中間転写体を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の中間転写材及び画像形成装置によれば、良質な画像品質を得ることができる。
【００１２】
その理由は、樹脂材料を主成分とする中間転写材の基材層に、カーボンナノチューブと強誘電性フィラー（チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウムなど）とを含むからである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】中間転写ベルト、トナー、用紙、二次転写ベルトの四層モデルを説明する模式図である。
【図２】樹脂材料に強誘電性フィラー及びカーボンブラックを添加した場合と、樹脂材料に強誘電性フィラー及びカーボンナノチューブを添加した場合と、を比較する模式図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構造を示す模式図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図５】誘電率の測定方法を説明する模式図である。
【図６（ａ）】実施例１〜７の中間転写ベルトの作成条件と評価結果を説明するテーブルである。
【図６（ｂ）】比較例１〜４の中間転写ベルトの作成条件と評価結果を説明するテーブルである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
背景技術で示したように、電子写真方式の画像形成プロセスにおいて、良質な画像品質を得るためには、中間転写ベルトに導電性と誘電性を付与してトナーに働く電界強度を上げる必要があり、そのための様々な材料が提案されている。しかしながら、近年の電子写真方式の画像形成プロセスの高速化により高い転写電圧が必要になってきており、特に、凹凸紙等の溝のある紙に対しては、従来の中間転写ベルトでは十分な画質が得られないという問題が生じている。
【００１５】
この問題に対して、樹脂材料に添加する強誘電体の含有率を大きくして中間転写ベルトの誘電率を上げる方法が考えられるが、強誘電体の含有率が大きくなると、中間転写ベルトが脆くなり耐久性が低下してしまう。
【００１６】
ここで、図１に示すように、中間転写ベルト、トナー、用紙、二次転写ベルトの四層モデルを考えたとき、トナーに働く電界Ｅは、中間転写ベルトの誘電率をε１、トナー層の誘電率をε２、用紙の誘電率をε３、中間転写ベルトの厚みをｄ１、トナー層の厚みをｄ２、用紙の厚みをｄ３、転写電圧をＶとすると、
Ｅ＝（ε1×ε3×Ｖ）／（ε1×ε3×ｄ2＋ε2×ε3×ｄ1＋ε1×ε2×ｄ3）
と表される。
【００１７】
上記式から、中間転写ベルトの誘電率ε１を上げ、厚みｄ１を薄くすることで、転写電圧Ｖを上げることなく、トナーに働く電界強度Ｅを上げることができ、放電を抑制しつつ転写効率を向上させることができる。しかしながら、上述したように、中間転写ベルトの誘電率を上げるために強誘電体の含有率を大きくすると中間転写ベルトの耐久性が低下してしまう。また、中間転写ベルトの耐久性を上げるために厚みを厚くすると、電界Ｅは小さくなり、必要な電圧が大きくなるため、転写効率は向上しない。すなわち、中間転写ベルトの誘電率の向上と耐久性の向上とを両立させることは難しい。
【００１８】
そこで、本願発明者は、中間転写材（以下、中間転写ベルトとする。）に導電性を付与のために添加する導電性材料に着目し、強誘電体の含有率を大きくすることで誘電率を上げるのではなく、導電性材料を利用して誘電率を上げる方法を案出した。この方法を採用することにより、強誘電体の含有率を極力小さくすることができ、誘電率の向上と耐久性の向上とを両立させることができる。そして、様々な導電性材料を用いて実験を重ねた結果、強誘電体の含有率を小さくしても十分な誘電率を得ることができる導電性材料として、カーボンナノチューブが最適であることを見出した。
【００１９】
図面を参照して説明する。図２（ａ）は、従来の強誘電体（強誘電性フィラー）と導電性材料（カーボンブラック）の組み合わせであり、図２（ｂ）及び（ｃ）は、本発明の強誘電体（強誘電性フィラー）と導電性材料（カーボンナノチューブ）の組み合わせである。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、強誘電性フィラーとカーボンブラックの組み合わせでは、強誘電性フィラー同士が接続せず、所望の誘電率を得るためには、強誘電性フィラーを多く添加する必要があり、耐久性が悪化してしまう。一方、図２（ｂ）に示すように、強誘電性フィラーとカーボンナノチューブの組み合わせでは、カーボンナノチューブが強誘電性フィラーを接続する（すなわち、カーボンナノチューブが誘電率の向上に寄与する）ため、強誘電性フィラーを多く添加しなくても所望の誘電率を得ることができ、誘電率の向上と耐久性の向上を両立させることができる。特に、図２（ｃ）に示すように、カーボンナノチューブを中間転写ベルトの表裏面方向に配向させた場合、強誘電性フィラーを効率的に接続することができるため、強誘電性フィラーの含有率を更に小さくすることができ、誘電率の更なる向上と耐久性の更なる向上を両立させることができる。すなわち、カーボンナノチューブが強誘電性フィラー同士を接続することにより、強誘電性フィラーの分極作用を高める（強誘電性フィラーの含有率を大きくした時と同様の状態にする）ことができるため、誘電率を向上させることができ、その結果、所望の誘電率を得るための強誘電性フィラーの含有率を小さくすることができ、耐久性を向上させることができる。
【００２１】
なお、カーボンナノチューブ（以下、ＣＮＴと略記する。）とは、グラファイト六角網平面（グラフェンシート）を筒状に丸めた状態の構造をもつ欠陥の無い単層、あるいはそれらが入れ子状に積層した多層のチューブ状物質である。また、強誘電体とは、誘電体の一種で、外部に電場がなくても電気双極子が整列しており、かつ双極子の方向が電場によって変化できる物質である。
【００２２】
以下、本発明の一実施形態に係る中間転写ベルトの構造及び製造方法の一例について説明する。
【００２３】
本発明の一実施形態に係る中間転写ベルトは、樹脂材料を主成分とする基材層に導電性フィラーと強誘電性フィラーとを含む（すなわち、樹脂材料に導電性フィラーと強誘電性フィラーとを分散させた）ものである。上記樹脂材料は様々なものを使用することができるが、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの強度と耐久性をもつスーパーエンジニアリングプラスチックが望ましい。なお、樹脂材料を主成分とするとは、中間転写ベルトに求められる基本的な性能を満たすことができる割合の樹脂材料を有することであり、導電性フィラーや強誘電性フィラーを含んでもよく、更に、各種添加剤やコーティング材などを含んでもよい。
【００２４】
本発明の一実施形態に係る中間転写ベルトに含有される導電性フィラーはＣＮＴであり、ＣＮＴの直径は、３０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下であることが好ましく、ＣＮＴの長さは、５μｍ以上、１２μｍ以下であることが好ましい。ＣＮＴの直径及び長さを上記範囲にすることにより、中間転写ベルトに適切な導電性を付与することができると共に、強誘電性フィラーを効率的に接続することができる。
【００２５】
このＣＮＴは、必要に応じて官能基を共有結合させてもよい。例えば、ＣＮＴを強酸処理することによって表面にカルボン酸が導入された酸化ＣＮＴを生成し、酸化ＣＮＴを塩化チオニルと反応させた後、アルキルアルコールなどと反応させることにより、有機溶媒に溶解する化学装飾ＣＮＴを生成することができる。このような化学装飾ＣＮＴを用いることにより、樹脂材料にＣＮＴを均一に分散させることができる。また、樹脂材料にＣＮＴを分散させた状態で外部から電界を印加することにより、ＣＮＴを所望の方向に配向することができ、中間転写ベルトの誘電率を向上させることができる。
【００２６】
また、本発明の一実施形態に係る中間転写ベルトに含有される強誘電性フィラーは、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウムの中の１つを含むことが好ましい。これらの強誘電性フィラーをＣＮＴと組み合わせることにより、中間転写ベルトの誘電率を向上させることができる。
【００２７】
樹脂材料に対する強誘電性フィラーの含有率は、１０体積％以上、３０体積％以下（質量比に換算すると、５０質量部以上、１９０質量部以下）であることが好ましく、ＣＮＴと強誘電性フィラーの含有率の合計は、１２体積％以上、３２体積％以下であることが好ましい。ＣＮＴと組み合わせることで強誘電性フィラーの含有率が同程度でも高い誘電率が得られるため、先行技術に比べて強誘電性フィラーの含有率を下げることができ、その結果、中間転写ベルトの耐久性を向上させることができる。
【００２８】
また、本発明の一実施形態に係る中間転写ベルトの比誘電率（誘電率εと真空の誘電率ε0の比）は、周波数１ＭＨｚの時に３０以上、６０以下（好ましくは４０以上、５０以下）であることが好ましい。誘電率が高い程、必要とする転写電圧が下がり、放電が抑制されて転写効率が向上するが、誘電率が高すぎるとトナーと中間転写ベルトとの付着力が大きくなり、転写効率が下がる。従って、中間転写ベルトの比誘電率は上記の範囲が好ましく、強誘電性フィラーの含有率（又はＣＮＴと強誘電性フィラーの含有率の合計）を上述した範囲に設定することにより、比誘電率を適切な値に調整することができる。
【００２９】
また、本発明の一実施形態に係る中間転写ベルトの厚みは、５０〜１００μｍであることが好ましい。膜厚が薄い程、転写に必要となる電圧が低くなり、放電が抑制されて転写効率が向上するため、１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以上で中間転写ベルトの強度を保つことができる。従って、中間転写ベルトの厚みは５０μｍ以上、１００μｍ以下が好ましく、強誘電性フィラーの含有率（又はＣＮＴと強誘電性フィラーの含有率の合計）を上述した範囲に設定することにより、比誘電率を適切な値に調整することができ、上記の厚みの中間転写ベルトによって、トナーに働く電界強度を適切な値に調整することができる。
【００３０】
また、本発明の一実施形態に係る中間転写ベルトの引張破断伸び率は、２０％以上、１００％以下であることが好ましい。引張破断伸び率が２０％以上あることで中間転写ベルトの耐久性が上がり（破断することなく駆動でき）、１００％以下にすると中間転写ベルトが伸びきって、駆動制御ができなくなることを回避することができる。従って、中間転写ベルトの引張破断伸び率は２０％以上、１００％以下が好ましく、強誘電性フィラーの含有率（又はＣＮＴと強誘電性フィラーの含有率の合計）を上述した範囲に設定することにより、引張破断伸び率を適切な値に調整することができる。
【００３１】
次に、上記構成の中間転写ベルトの製造方法について説明する。なお、以下の製造方法は例示であり、上記構成の中間転写ベルトを製造できる任意の方法を用いることできる。
【００３２】
まず、ポリアミドイミドワニス「HR-16NN」（東洋紡社製）の樹脂材料に対して、ＣＮＴ（丸紅LB101）を５体積％、チタン酸バリウム「BT05」（堺化学工業）を２０体積％添加し、ミキサーを用いて混合して、基材層形成用塗布液を調製した。次に、ステンレス製の円筒状金型を、円筒軸を中心に回転させながら、ディスペンスノズルを軸方向に移動させつつ当該ノズルから基材層形成用塗布液を吐出して、金型の外周面上にらせん状に塗布し、それらがつながった塗膜を形成した。次に、円筒状金型を回転させながら１００℃で１時間加熱することによって大部分の溶媒を揮発させ、その後、２５０℃で１時間加熱することにより、無端ベルト状の基材層を形成した。上記方法で形成された基材層の厚みは６５μｍであった。そして、この基材層を加工して、樹脂材料全体にＣＮＴと強誘電性フィラーとが分散された中間転写ベルトを作成した。
【００３３】
なお、上記方法で作成した基材層のみを用いて中間転写ベルトを作成してもよいし、樹脂層を基材層に貼り合わせて中間転写ベルトを作成してもよい。
【００３４】
次に、本発明の一実施形態に係る中間転写ベルトを備える画像形成装置について説明する。本発明の一実施の形態に係る画像形成装置は、例えば、図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応する感光体としての感光体ドラム８３Ｙ、８３Ｍ、８３Ｃ、８３Ｋが、中間転写ベルトの走行方向に直列配置されたタンデム方式の画像形成装置である。
【００３５】
この画像形成装置１は、図４（ａ）に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１とＲＯＭ（Read Only Memory）１２やＲＡＭ（Random Access Memory）１３等のメモリなどで構成される制御部１０と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などで構成される記憶部２０と、ＮＩＣ（Network Interface Card）やモデムなどで構成されるネットワークＩ／Ｆ部３０と、タッチパネルなどで構成される表示操作部４０と、ＡＤＦ（Auto Document Feeder）とスキャナーなどで構成される画像読取部５０と、ＲＩＰ（Raster Image Processor）などで構成される画像処理部６０と、搬送部７０と、画像形成部８０などを含み、搬送部７０から搬送される用紙を処理する画像形成部８０に、本実施形態の中間転写ベルトが含まれる。
【００３６】
搬送部７０は、図３に示すように、給紙装置７１、搬送機構７２、排紙装置７３などで構成される。給紙装置７１に収容されている用紙は、最上部から一枚ずつ送出され、レジストローラ等の複数の搬送ローラを備えた搬送機構７２により画像形成部８０に搬送される。このとき、レジストローラが配設されたレジスト部により、給紙された用紙の傾きが補正されると共に搬送タイミングが調整される。そして、画像形成部８０によって画像が形成された用紙は、排紙ローラを備えた排紙装置７３により機外の排紙トレイに排紙される。
【００３７】
画像形成部８０は、図３及び図４（ｂ）に示すように、異なる色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対応して設けられた、露光装置８１（８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｋ）、現像装置８２（８２Ｙ、８２Ｍ、８２Ｃ、８２Ｋ）、感光体ドラム８３（８３Ｙ、８３Ｍ、８３Ｃ、８３Ｋ）、帯電装置８４（８４Ｙ、８４Ｍ、８４Ｃ、８４Ｋ）、クリーニング装置８５（８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃ、８５Ｋ）、一次転写ローラ８６（８６Ｙ、８６Ｍ、８６Ｃ、８６Ｋ）、中間転写ユニット８７、定着装置８８などで構成される。以下、各要素について概説する。なお、以下の説明では、必要に応じて、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを除いた符号を使用する。
【００３８】
各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの感光体ドラム８３は、アルミ材よりなる円筒状の金属基体の外周面上に、保護層としてのオーバーコート層を設けた有機感光体層（ＯＰＣ）が形成された像担持体である。感光体ドラム８３は、接地された状態で中間転写ベルトに従動して図３における反時計方向に回転される。
【００３９】
各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの帯電装置８４は、スコロトロン式であって、その長手方向を感光体ドラム８３の回転軸方向に沿わせた状態で、対応する感光体ドラム８３に近接配設されており、トナーと同極性のコロナ放電によって、当該感光体ドラム８３の表面に一様な電位を与える。
【００４０】
各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの露光装置８１は、例えばポリゴンミラーなどによって感光体ドラム８３の回転軸と平行に走査を行い、一様に帯電された対応する感光体ドラム８３の表面上に画像データに基づいて像露光を行うことにより静電潜像を形成させる。
【００４１】
各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像装置８２は、対応する色成分の小粒径のトナーと磁性体とからなる二成分現像剤を収容しており、トナーを感光体ドラム８３の表面に搬送して、当該感光体ドラム８３に担持された静電潜像をトナーにより顕像化する。
【００４２】
各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの一次転写ローラ８６は、本実施形態の中間転写ベルトを感光体ドラム８３に圧接し、対応する感光体ドラム８３に形成された各色トナー像を順次重ねて中間転写ベルトに一次転写する。
【００４３】
各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのクリーニング装置８５は、一次転写後に対応する感光体ドラム８３上に残留した残留トナーを回収する。また、クリーニング装置８５の感光体ドラム８３の回転方向下流側には図示しない潤滑剤の塗布機構が隣接状態で設けられており、対応する感光体ドラム８３の感光面に潤滑剤の塗布を行っている。
【００４４】
中間転写ユニット８７は、被転写体となる無端状の中間転写ベルト８７ａと支持ローラ８７ｂと二次転写ローラ８７ｃと中間転写クリーニング部８７ｄなどを備え、複数の支持ローラ８７ｂに中間転写ベルト８７ａが張架されて構成される。一次転写ローラ８６Ｙ、８６Ｍ、８６Ｃ、８６Ｋによって各色トナー像が一次転写された中間転写ベルト８７ａが、二次転写ローラ８７ｃによって用紙に圧接されると、中間転写ベルト８７ａと二次転写ローラ８７ｃとの間の転写電圧に基づいてトナーに働く電界によって、用紙にトナー像が二次転写され、定着装置８８に送られる。中間転写クリーニング部８７ｄは、中間転写ベルト８７ａの表面に摺接されるベルトクリーニングブレードを有する。二次転写後に中間転写ベルト８７ａの表面に残存する転写残トナーは、ベルトクリーニングブレードによって掻き取られ、除去される。
【００４５】
定着装置８８は、熱源となる加熱ローラ８８ａと定着ローラ８８ｂとこれらに掛け渡された定着ベルト８８ｃと加圧ローラ８８ｄなどを備え、定着ベルト８８ｃを介して定着ローラ８８ｂに加圧ローラ８８ｄが圧接されており、当該圧接部がニップ部を構成している。そして、加熱ローラ８８ａで加熱された定着ベルト８８ｃと各ローラとによりニップ部を通過する用紙を加熱加圧し、用紙に形成された未定着のトナー像を定着させる。
【００４６】
そして、定着装置８８によりトナー像が定着された用紙は、排紙ローラを備えた排紙装置７３により機外の排紙トレイに排紙される。
【００４７】
このような画像形成装置１を用いて画像形成を行う場合、本実施形態の中間転写ベルト８７ａは、比誘電率が、周波数１ＭＨｚの時に３０以上、６０以下（好ましくは４０以上、５０以下）であるため、従来に比べて必要とする転写電圧を下げることができ、放電を抑制して良好に画像を転写することができる。また、本実施形態の中間転写ベルト８７ａは、ＣＮＴを添加することにより、上記の比誘電率を実現するために必要な強誘電性フィラーの含有率を下げることができるため、従来に比べて耐久性を向上させることができる。
【００４８】
なお、図３及び図４は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の一例であり、本実施形態の中間転写ベルト８７ａを利用できる限りにおいて、その構造や構成は適宜変更可能である。
【実施例】
【００４９】
上述した本発明の一実施の形態に係る中間転写ベルトの効果を確認するために、実施形態で示した製造方法を用いて、ＣＮＴと強誘電性フィラーの含有率を変化させた中間転写ベルトを作成した（実施例１〜７）。また、比較のために、導電性フィラーや強誘電性フィラーの材料を変えた中間転写ベルトを作成した（比較例１〜４）。
【００５０】
具体的には、実施例１〜４、６、７では、導電性フィラーとしてＣＮＴを用い、強誘電性フィラーとしてチタン酸バリウムを用い、強誘電性フィラーの含有率、ＣＮＴと強誘電性フィラーの含有率の合計、ＣＮＴの直径、ＣＮＴの長さ、膜厚を変化させて中間転写ベルトを作成した。また、実施例５では、強誘電性フィラーとしてチタン酸ストロンチウムを用い、他の条件を実施例１と同じにして中間転写ベルトを作成した。
【００５１】
また、比較例１、３では、導電性フィラーとしてカーボンブラック（ＣＢ）を用い、強誘電性フィラーとしてチタン酸バリウムを用い、強誘電性フィラーの含有率、ＣＢと強誘電性フィラーの含有率の合計を変化させて中間転写ベルトを作成した。また、比較例２では、導電性フィラーとしてＣＮＴを用い、酸化チタンを添加して中間転写ベルトを作成した。また、比較例４では、導電性フィラーとしてＣＮＴを用い、強誘電性フィラーを添加しないで中間転写ベルトを作成した。
【００５２】
そして、実施例１〜７と比較例１〜４の条件で作成した中間転写ベルトに対して、誘電率測定と引張破断伸び測定と画像評価と耐久性評価とを行った。以下、各評価の具体的な方法について説明する。
【００５３】
＜誘電率測定＞
図５に示すように、中間転写ベルト８７ａの表面にスパッタ等で抵抗が１桁Ωの薄膜電極を形成し、１０ｍｍφの型で切り抜いて測定試料を作成し、インピーダンスアナライザー（Solartron Analytical社 12608W型）を用いて、交流インピーダンス測定モードで１Ｈｚ〜１ＭＨｚまで電極接触法にて、比誘電率を測定した。
【００５４】
＜引張破断伸び測定＞
ISO527・JIS K7161に基づき、中間転写ベルトを加工してダンベル状の試験片を作成し、標線間距離の変化をISO9513 1級の精度で計測できる伸び計を用いて、試験片を両側から引っ張り、中間転写ベルトが破断する際の伸び率（元の状態の長さに対する伸びた長さの比率）を測定した。
【００５５】
＜画像評価＞
凹凸紙としてレザック２０３ｇ用紙を用い、このレザック２０３ｇ用紙に、画像形成装置「bizhub PRESS C1100」（コニカミノルタ社）を用いて所定の画像を形成し、凹部におけるトナーの転写状態を以下の５段階でランク付けした。なお、評価環境は、気温２０℃、湿度５０％であり、目標はランク４以上である。
ランク５：完全に転写できている。
ランク４：２層部が数点抜けている。単色部は問題なし。
ランク３：２層部がまばらに抜けている。単色部は問題なし。
ランク２：単色部がまばらに抜けている。
ランク１：単色部が完全に抜けている。
【００５６】
＜耐久性評価＞
画像形成装置「bizhub PRESS C1100」（コニカミノルタ社）を用いて１０００Ｋ枚通紙時と２０００Ｋ枚通紙時の中間転写ベルトの破損状況を以下の４段階で比較した。なお、評価環境は、気温２０℃、湿度５０％であり、目標は○以上で割れが無いことである。
◎：２０００Ｋ枚耐久にて、割れなし。
○：１０００Ｋ枚耐久にて、割れなし。
△：１０００Ｋ枚耐久にて、端部に破損を確認。
×：１０００Ｋ枚耐久にて、端部に加え中央部に破損を確認。
【００５７】
図６（ａ）、（ｂ）は、実施例１〜７と比較例１〜４の中間転写ベルトの作成条件と上記の評価項目の評価結果とをまとめたテーブルであり、作図上の都合で分図している。
【００５８】
図６（ａ）の実施例１〜４、６、７は、強誘電性フィラーとしてチタン酸バリウムを用い、導電性フィラーとしてＣＮＴを用いた場合の例であり、画像評価の転写性ランクは目標とするランク４以上であり、耐久性評価は目標とする○以上であることから、実施例１〜４、６、７が中間転写ベルトの作成条件として好ましいことが分かる。具体的には、樹脂材料に対する強誘電性フィラーの含有率は１０体積％〜３０体積％、強誘電性フィラーとＣＮＴの含有率の合計は１２体積％〜３２体積％（ＣＮＴの含有率の好ましい範囲は２体積％〜４体積％）、ＣＮＴの直径は３０ｎｍ〜１５０ｎｍ、ＣＮＴの長さは５μｍ〜１２μｍ、膜厚は５０μｍ〜１００μｍが好ましいことが分かる。また、中間転写ベルトの比誘電率は３０〜６０（特に、転写性ランクが５の４０〜５０）、引張破断伸び率は２０％〜１００％が好ましいことが分かる。
【００５９】
また、実施例１と実施例５とを比較した結果から分かるように、強誘電性フィラー種としてチタン酸ストロンチウムを用いた場合でも、転写性ランクは５、耐久性は◎であることから、強誘電性フィラーとして、チタン酸バリウムやチタン酸ストロンチウムが好ましいことが分かる。また、テーブルには記載していないが、強誘電性フィラーとしてチタン酸カルシウムを用い、他の条件を実施例１と同じにして作成した中間転写ベルトでも同様の結果が得られており、強誘電性フィラーとしてチタン酸カルシウムも好ましい。
【００６０】
また、図６（ｂ）の比較例１に示すように、導電性フィラー種としてカーボンブラックを用いた場合、比誘電率が上記の３０〜６０の範囲に入るようにするためには、強誘電性フィラーの含有率を大きくする必要があり、強誘電性フィラーの含有率が大きくなる（ここでは５０体積％にする）と、引張破断伸び率が小さくなり（ここでは２％）、耐久性が悪くなる。また、比較例３に示すように、引張破断伸び率を大きくするために強誘電性フィラーの含有率を小さくする（ここでは３０体積％にする）と、比誘電率が小さくなり（ここでは１５）、実施例１〜７の３０〜６０の範囲から外れてしまい、転写性ランクが悪化（ここではランク２に悪化）してしまう。従って、導電性フィラーとしてＣＮＴを用いることが重要であることが分かる。
【００６１】
また、図６（ｂ）の比較例２、４に示すように、導電性フィラー種としてＣＮＴを用いた場合であっても、強誘電性フィラーを添加しなかった場合、比誘電率が小さくなり（比較例２では２０、比較例４では１０）、実施例１〜７の３０〜６０の範囲から外れてしまい、転写性ランクが悪化（比較例２ではランク３、比較例４ではランク１に悪化）してしまう。従って、ＣＮＴと強誘電性フィラーとを組み合わせることが重要であることが分かる。
【００６２】
以上の結果から、導電性フィラーとしてＣＮＴを用い、強誘電性フィラーとしてチタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウムの少なくとも１つを用い、ＣＮＴとこれらの強誘電性フィラーとを組み合わせ、強誘電性フィラーの含有率を１０体積％〜３０体積％、強誘電性フィラーとＣＮＴの含有率の合計を１２体積％〜３２体積％（ＣＮＴの含有率の好ましい範囲は２体積％〜４体積％）、ＣＮＴの直径を３０ｎｍ〜１５０ｎｍ、ＣＮＴの長さを５μｍ〜１２μｍ、膜厚を５０μｍ〜１００μｍに設定して中間転写ベルトを作成すると、中間転写ベルトの比誘電率は３０〜６０（好ましくは４０〜５０）、引張破断伸び率は２０％〜１００％となり、画像評価及び耐久性評価の結果を良好にすることができる。
【００６３】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、その構成や制御は適宜変更可能である。
【００６４】
例えば、上記実施形態及び実施例では、中間転写体として無端状の中間転写ベルトを例示したが、感光体ドラムなどの像担持体上に形成されたトナー像を、紙媒体などの画像支持体上に転写（２次転写）する前に一旦転写（１次転写）する任意の形態の中間転写体に対して、本発明を同様に適用することができる。
【００６５】
また、上記実施形態及び実施例では、強誘電性フィラーとしてチタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウムを例示したが、これらを組み合わせて使用しても良いし、ＣＮＴと組み合わせることによって小さい含有率で所望の誘電率を得ることができる他の材料を使用しても良い。
【００６６】
また、上記実施形態及び実施例では、導電性フィラーとしてＣＮＴを用いる場合を例示したが、ＣＮＴと同様に、導電性を付与することができ、かつ、強誘電性フィラー同士を接続して誘電率を高めることができる他の材料を使用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、電子写真方式の画像形成に用いられる中間転写材及び当該中間転写材を備えた画像形成装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１  画像形成装置
１０  制御部
１１  ＣＰＵ
１２  ＲＯＭ
１３  ＲＡＭ
２０  記憶部
３０  ネットワークＩ／Ｆ部
４０  表示操作部
５０  画像読取部
６０  画像処理部
７０  搬送部
７１  給紙装置
７２  搬送機構
７３  排紙装置
８０  画像形成部
８１、８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｋ  露光装置
８２、８２Ｙ、８２Ｍ、８２Ｃ、８２Ｋ  現像装置
８３、８３Ｙ、８３Ｍ、８３Ｃ、８３Ｋ  感光体ドラム
８４、８４Ｙ、８４Ｍ、８４Ｃ、８４Ｋ  帯電装置
８５、８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃ、８５Ｋ  クリーニング装置
８６、８６Ｙ、８６Ｍ、８６Ｃ、８６Ｋ  一次転写ローラ
８７  中間転写ユニット
８７ａ  中間転写ベルト
８７ｂ  支持ローラ
８７ｃ  二次転写ローラ
８７ｄ  中間転写クリーニング部
８８  定着装置
８８ａ  加熱ローラ
８８ｂ  定着ローラ
８８ｃ  定着ベルト
８８ｄ  加圧ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６（ａ）】
2020086050.tif 000008
【図６（ｂ）】
2020086050.tif 000009