(57)【要約】【課題】  画像形成装置において中間転写ベルトとして用いた場合に鮮明な画像を得ることができる半導電性ベルト、及び該半導電性ベルトを中間転写ベルトとして用いた低コストな画像形成装置を提供すること。【解決手段】  異なる二種類以上の弾性材と、導電性添加物と、を含有したベルト基材からなる半導電性ベルトであって、ベルト基材断面上の１００μｍ2の領域について、断面方向をＴＥＭ観察し、断面状態を画像解析した場合の、弾性材一つあたりのドメインの平均面積を（ａ）、全ての弾性材のドメインの総計を（Ａ）、導電性添加物の集合体の一つあたりのドメインの平均面積を（ｂ）、全ての導電性添加物の集合体のドメインの総計を（Ｂ）、下記式１で表される弾性材面積比率を（ＰＳ）としたとき、下記（１）〜（３）の条件を満たすことを特徴とする半導電性ベルト、及び該半導電性ベルトを中間転写体として用いた画像形成装置。  ＰＳ＝（Ａ／（Ａ＋Ｂ））×１００      式１  （１）１９％≦ＰＳ≦６１％  （２）０．６μｍ2≦ａ≦１．２μｍ2  （３）０．３μｍ2≦ｂ≦０．９μｍ2【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる二種類以上の弾性材と、導電性添加物と、を含有したベルト基材からなる半導電性ベルトであって、
ベルト基材断面上の１００μｍ2の領域について、断面方向をＴＥＭ観察し、断面状態を画像解析した場合の、弾性材一つあたりのドメインの平均面積を（ａ）、全ての弾性材のドメインの総計を（Ａ）、導電性添加物の集合体の一つあたりのドメインの平均面積を（ｂ）、全ての導電性添加物の集合体のドメインの総計を（Ｂ）、下記式１で表される弾性材面積比率を（ＰＳ）としたとき、下記（１）〜（３）の条件を満たすことを特徴とする半導電性ベルト。
ＰＳ＝（Ａ／（Ａ＋Ｂ））×１００      式１
（１）１９％≦ＰＳ≦６１％
（２）０．６μｍ2≦ａ≦１．２μｍ2
（３）０．３μｍ2≦ｂ≦０．９μｍ2
【請求項２】
ベルト基材の少なくとも一方の面にフッ素系樹脂又はシリコン系樹脂を含有する保護層を備えたことを特徴とする請求項１に記載の半導電性ベルト。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の半導電性ベルトを、中間転写ベルトとして用いることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
像担持体又は前記中間転写ベルトのいずれか一方を駆動源とし、他方を従動回転させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記中間転写ベルトが、複数の張架ロールに張架され、ドラム状の像担持体の形状に沿って接触配置されていることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
複数の張架ロールで張架された状態における前記半導電性ベルトの周長をＣ、張架していないフリーの状態における前記半導電性ベルトの周長をｃとしたとき、下記式２で表される張架率が２〜５％であることを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載の画像形成装置。
張架率（％）＝（Ｃ−ｃ）／ｃ×１００      式２
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる電子写真方式を採用して画像形成を行う、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置、及び該画像形成装置において中間転写ベルトとして用いられる半導電性ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からカラー化の普及に伴い、中間転写方式を使用した複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する出願がされている。直接転写方式の画像形成装置と比較すると、中間転写ベルト自体に何の変更もせずに、封筒、はがき、ラベル紙や、厚紙までも大きさに関わらず転写できる利点を有している（例えば、特許文献１参照）。
このような中間転写ベルトにおいて、このような利点を生かすためには中間転写ベルトと像担持体とのニップ域、及び、二次転写時での中間転写ベルトと転写ローラとのニップ域の圧力をあげ十分に密着性を上げることが必要である。そのためには中間転写ベルト自体を柔軟なゴム材料などの弾性材で形成することが考えられるが、このような方法としては、弾性材からなるベルト基材の抵抗を調整するために導電性フィラーを分散させている（例えば、特許文献２参照）。ここでいう導電性フィラーとしては、具体的には、銅粉末、アルミニウム粉末、カーボンブラック、炭素繊維の微粉末などである。
【特許文献１】特開昭６３−３０１９６０号公報
【特許文献２】特開平１１−３５２７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、弾性材に上記導電性フィラーを分散させた半導電性ベルトを使用する際に、あらかじめ断面構造として何の構造規定も設けずに使用すると、ベルトの張架率の違いあるいは長期間に渡り張架して使用する画像形成装置において、導電性フィラーと弾性材の分散構造つまり弾性材面積比率が大なり小なり変化してしまうという弾性材特有の問題を抱えている。
具体的には、弾性材を含むベルトを例えば中間転写ベルトとして用いる場合、ベルト基材中の分散構造によって、弾性材面積比率が変化するため、何の構造規定も設けずに使用すると、ベルト自体が張架されずにフリーの状態にある場合におけるベルト基材の弾性材面積比率と、弾性ベルトが張架されて当該ベルトが伸長した状態にある場合におけるベルト基材の弾性材面積比率は当然変化し、所望の弾性材面積比率から外れてしまう。さらにこのような状態で長期間、繰り返し使用することによって、張架されていない状態においても弾性材の半永久的な伸びが発生し、弾性材面積比率は変化する傾向にある。
このような導電性フィラーを添加するベルト基材を制御する指標として従来から体積抵抗などがあるが、長期間使用する画像形成装置では、ベルト表面状態の変化やトナーによる汚染あるいはトナーから脱離した外添材等の付着は大なり小なり発生するため体積抵抗値に多少の誤差を生じやすい。さらに、ベルトを張架ロール等によって張架して使用するため、ベルト基材自体を伸長させずに使用することは不可能である。よって、前述した現象はベルト基材に弾性材面積比率の構造規定を設けずに使用するあるいは使用しつづけると、必ず発生してしまう。
【０００４】
さらに、弾性ベルトが張架されずにフリーの状態であっても、弾性材からなるベルト基材自体の多くは吸湿性を備えているため、ベルト基材が吸湿してしまうと、ベルト基材が膨潤を起こし、これに伴って弾性材面積比率が変化してしまう。
このように、弾性ベルトのベルト基材の弾性材面積比率が変化してしまうと、弾性ベルトからの転写条件などの最適条件が変化してしまうため、用紙等の記録材への適正なトナー像の転写を行うことが困難になる。
【０００５】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたのもであって、あらかじめベルト基材の弾性材と導電性添加物の分散構造を弾性材面積比率として規定し、定量化することで、画像形成装置において中間転写ベルトとして用いた場合に鮮明な画像を得ることができる半導電性ベルト、及び該半導電性ベルトを中間転写ベルトとして用いた低コストな画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は、以下の本発明によって達成される。
即ち本発明の半導電性ベルトは、
＜１＞  異なる二種類以上の弾性材と、導電性添加物と、を含有したベルト基材からなる半導電性ベルトであって、ベルト基材断面上の１００μｍ2の領域について、断面方向をＴＥＭ観察し、断面状態を画像解析した場合の、弾性材一つあたりのドメインの平均面積を（ａ）、全ての弾性材のドメインの総計を（Ａ）、導電性添加物の集合体の一つあたりのドメインの平均面積を（ｂ）、全ての導電性添加物の集合体のドメインの総計を（Ｂ）、下記式１で表される弾性材面積比率を（ＰＳ）としたとき、下記（１）〜（３）の条件を満たすことを特徴とする半導電性ベルトである。
【０００７】
ＰＳ＝（Ａ／（Ａ＋Ｂ））×１００      式１
（１）１９％≦ＰＳ≦６１％
（２）０．６μｍ2≦ａ≦１．２μｍ2
（３）０．３μｍ2≦ｂ≦０．９μｍ2
【０００８】
＜２＞  ベルト基材の少なくとも一方の面にフッ素系樹脂又はシリコン系樹脂を含有する保護層を備えたことを特徴とする前記＜１＞に記載の半導電性ベルトである。
【０００９】
また、本発明の画像形成装置は、
＜３＞  前記＜１＞又は＜２＞に記載の半導電性ベルトを、中間転写ベルトとして用いることを特徴とする画像形成装置である。
＜４＞  像担持体又は前記中間転写ベルトのいずれか一方を駆動源とし、他方を従動回転させることを特徴とする前記＜３＞に記載の画像形成装置である。
＜５＞  前記中間転写ベルトが、複数の張架ロールに張架され、ドラム状の像担持体の形状に沿って接触配置されていることを特徴とする前記＜３＞又は＜４＞に記載の画像形成装置である。
＜６＞  複数の張架ロールで張架された状態における前記半導電性ベルト周長をＣ、張架していないフリーの状態における前記半導電性ベルト周長をｃとしたとき、下記式２で表される張架率が２〜５％であることを特徴とする前記＜３＞〜＜５＞の何れか１項に記載の画像形成装置である。
【００１０】
張架率（％）＝（Ｃ−ｃ）／ｃ×１００      式２
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、画像形成装置において中間転写ベルトとして用いた場合に鮮明な画像を得ることができる半導電性ベルト、及び該半導電性ベルトを中間転写ベルトとして用いた低コストな画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
＜半導電性ベルト＞
本発明の半導電性ベルトは、異なる二種類以上の弾性材と、導電性添加物と、を含有したベルト基材からなる半導電性ベルトであって、ベルト基材断面上の１００μｍ2の領域について、断面方向をＴＥＭ観察し、断面状態を画像解析した場合の、弾性材一つあたりのドメインの平均面積を（ａ）、全ての弾性材のドメインの総計を（Ａ）、導電性添加物の集合体の一つあたりのドメインの平均面積を（ｂ）、全ての導電性添加物の集合体のドメインの総計を（Ｂ）、下記式１で表される弾性材面積比率を（ＰＳ）としたとき、下記（１）〜（３）の条件を満たすことを特徴とする。
【００１３】
ＰＳ＝（Ａ／（Ａ＋Ｂ））×１００      式１
（１）１９％≦ＰＳ≦６１％
（２）０．６μｍ2≦ａ≦１．２μｍ2
（３）０．３μｍ2≦ｂ≦０．９μｍ2
ここで、上記（１）〜（３）の要件は、ベルト製造直後から、画像形成装置に装着し張架するまでの間における値である。
【００１４】
尚、画像形成装置に中間転写ベルトとして装着し張架した後や、更に長時間走行させた後においても、上記（１）〜（３）の要件を満たすことが特に好ましい。
以下、本発明の半導電性ベルトについて、詳細に説明する。
【００１５】
（弾性材面積比率）
本発明においては、ベルト基材断面上の１００μｍ2の領域について、断面方向をＴＥＭ観察し、断面状態を画像解析した場合における、導電性添加物と、弾性材との前記式１で表される弾性材面積比率（ＰＳ）が、１９％〜６１％の範囲であることを必須の要件とし、３０％〜５０％がより好ましく、３５％〜４５％が特に好ましい。ここで、弾性材面積比率が６１％よりも大きい時は、ベルト基材の導電パスが少なくなってしまい、長期間にわたり使用する画像形成装置においては、ベルト基材の半永久的な伸びが発生しやすくなり、ベルト抵抗が上昇して、良好な転写性能を得ることができない。更に、良好な転写性を維持するために高電圧の電源が必要となりコストが高くなってしまう。また、１９％より小さい時は、ベルト基材の導電パスが多くなり、長期にわたり使用するとき、ベルトがトナーや外添剤等によって汚染したり、破壊されることにより表面状態が変化し、ベルト抵抗が低下し、絶縁破壊やリークによる画質欠陥を招く恐れがある。更に、ベルト基材の硬度が高くなってしまい、弾性材の特性を維持できず、機械的に脆くなってしまう。
尚、従来からベルト基材を制御する指標として用いられてきた体積抵抗値は、長期間にわたって使用した半導電性ベルトにおいては、ベルト表面状態の変化やトナーによる汚染或いはトナーから脱離した外添材等の付着により多少の誤差を生じやすい。以上から断面状態をＴＥＭ観察し、画像解析することで弾性材面積比率を特性値とすることは非常に重要である。
【００１６】
（弾性材平均面積）
本発明においては、弾性材一つあたりのドメインの平均面積が０．６〜１．２μｍ2であることが必要とされ、また０．７〜１．１μｍ2であることが好ましく、０．７〜０．９μｍ2であることが特に好ましい。１．２μｍ2より大きい場合は導電性添加物の集合体の一つあたりのドメインの平均面積が小さくなりやすく、ベルト基材の導電パスがミクロに少なくなってしまうことで良好な転写性能が得られず、画像欠陥を起こしてしまう。一方、０．６μｍ2より小さい場合は、導電性添加物の集合体の一つあたりのドメインの平均面積が大きくなり、導電性添加物が凝集していることとなり、このような状態で長期間にわたって使用する画像形成装置においては、ベルト基材の弾性材面積がマクロに多くなる部分が生じてしまい、この部分で、ベルト基材の弾性材の半永久的な伸びが発生したり吸湿しやすくなり、使用によって弾性材面積比率が変化しやすくなることに加え、所望の機械的な特性も得られなくなる。
【００１７】
（導電性添加物平均面積）
また、本発明においては、導電性添加物の集合体の一つあたりのドメインの平均面積は０．３〜０．９μｍ2の範囲であることを必須の要件とし、０．４〜０．７μｍ2の範囲がより好ましく、０．４５〜０．６５μｍ2であることが特に好ましい。導電性添加物の集合体の一つあたりのドメインの平均面積が０．９μｍ2より大きい場合、導電性添加物が凝集していることとなり、このような状態で長期間にわたって使用する画像形成装置においては、ベルト基材の弾性材面積がマクロに多くなる部分が生じてしまい、この部分で、ベルト基材の弾性材の半永久的な伸びが発生したり吸湿しやすくなり、使用によって弾性材面積比率が変化しやすくなることに加え、所望の機械的な特性も得られなくなる。更に、導電性添加物が凝集してしまうことで、転写時に電界ムラが発生してしまい画像ムラといった画質欠陥となってしまう。一方、０．３μｍ2より小さい場合、ベルト基材の導電パスがミクロに少なくなってしまうことで良好な転写性能が得られず、画像欠陥を起こしてしまう。更に、製造する上でも達成することは不可能である。
【００１８】
（ＴＥＭ観察及び画像解析方法）
ここで、上記弾性材面積比率（ＰＳ）、弾性材一つあたりのドメインの平均面積（ａ）及び導電性添加物の集合体一つあたりのドメインの平均面積（ｂ）を求める方法について説明する。尚、ベルト基材の断面を模式的に表した図を、図１に示す。
【００１９】
まず、前処理として、ベルト基材を片刃ナイフで切り出しエポキシ樹脂で包埋する。硬化後、先端をトリミングし、ダイヤモンドナイフを取り付けたクライオミクロトームにて切削温度を材料ゴムのガラス転移点以下（−１３０℃）に設定し、切片厚０．１５μｍにて切片を作製する。得られた切片をメッシュ上に戴物し、ＴＥＭ観察用の試料とする。ここで切削装置としては、Ｒｅｉｃｈｅｒｔ社製ウルトラカットＮ＋クライオシステムＦＣ４Ｅを使用する。
次に透過型電子顕微鏡（ＦＥＩ社製、ＴｅｃｎａｉＧ２）を用い、加速電圧１２０ｋＶ、倍率１２０００倍で、試料の向きをベルト表面側を上にし、ベルト基材内部を撮影する。
この１２０００倍ＴＥＭ画像全範囲について、画像解析装置（ＳＩＳ社製、ａｎａｌｙＳＩＳ）を用いて組織分析を行う。具体的には、はじめにＴＥＭ画像を組織分析に適した明るさとコントラストに調整する。また画像に色調勾配がある場合は、シェーディング補正を行う。組織数を３に設定し、閾値計算の対象をＴＥＭ画像の階調ヒストグラム全体に自動設定し、切片に画像解析の非対象となる部分、例えば切片の穴などが存在していたら閾値を手動で決定し、計算の対象から除外する。次に３つの組織、即ち最も低輝度（暗い）組織である導電性添加物以外の分散領域、次に低輝度組織である導電性添加物の分散領域、最後に最も高輝度（明るい）組織である弾性材領域について、画像を確認しながら閾値を手動で設定する。組織計算コマンドを実行し上記３つの組織率を自動で求め、その値から前記式１に従って弾性材面積比率（ＰＳ）を算出する。
【００２０】
続いて、上記ＴＥＭ画像全範囲について、上記画像解析装置を用いて粒子解析を行う。具体的には、はじめにＴＥＭ画像を粒子分析に適した明るさとコントラストに調整する。また画像に色調勾配がある場合はシェーディング補正を行う。粒子が互いに接している場合は、粒子の分離を行う。閾値計算の対象を、ＴＥＭ画像の階調ヒストグラム全体に自動設定し、次に粒子解析の非対象となる部分、即ち切片の穴や導電性添加物以外の分散領域などについて、閾値を手動で決定し計算の対象から除外する。粒子解析対象となる２つの組織、即ち低輝度組織である導電性添加物の分散領域と、高輝度組織である弾性材領域について画像を確認しながら閾値設定を手動で行う。粒子計算コマンドを実行し、上記２つの組織に付いて各ドメインの総計と１つあたりの平均値を自動で求める。
この方法で少なくともベルト基材中の１０箇所以上について、ＴＥＭ観察と画像解析を行い、各値の平均値を真値とする。
【００２１】
（弾性材）
本発明の半導電性ベルトとしては、異なる二種類以上の弾性材を含有したものであることを要する。これは、仮に一種類の弾性材からなるベルト基材であると、導電性添加物を分散させた場合、偏在若しくは凝集分散してしまうことによる。
ここで、本発明に用いられる弾性材としては、例えば、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、シリコーンゴム、エピクロロヒドリンゴム（ＣＨＲ，ＥＣＯ）、多硫化ゴム、ウレタンゴム等を挙げることができ、これらの中から２種類以上をブレンドしてベルト基材に用いることができる。
【００２２】
（導電性添加物）
導電性添加物は、導電性の添加物であれば、粒子形状、長繊維型、短繊維型等適宜選定して差し支えない。導電性添加物は、その性質上、分散しやすい弾性材（ＥＰＤＭ等）層に移動しやすい。
弾性材に分散せしめられる導電性添加物の代表的態様としては、少なくとも導電性微粒子を用いるものがあげられ、例えば、カーボンブラック又は導電性金属酸化物を用いるものがあげられる。具体的には、カーボンブラックを始め、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、酸化亜鉛、チタン酸カリウム、酸化スズ、グラファイト、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６などの金属塩、各種四級アンモニューム塩などが挙げられる。
【００２３】
導電性添加物は、ベルト基材の混練の際に添加すれば比較的容易に所望の分散状態を得ることができる。尚、導電性添加物の集合体の一つあたりのドメインの平均面積についての要件である前記（３）の要件（０．３μｍ2〜０．９μｍ2）は、用いる導電性添加物の集合体のドメインの面積を０．３μｍ2〜０．９μｍ2の範囲のものとしておくことにより、比較的容易に達成することができる。また、上記（３）の要件を満たすことにより、製造後のベルト基材の断面の弾性材面積比率（ＰＳ）の要件（１）（１９％≦ＰＳ≦６１％）を満たすことができる。
【００２４】
（その他の添加剤）
ベルト基材中には、この他に、難燃性、耐熱性、機械的強度等を付与するために、無機充填剤を添加することが望ましく、無機充填剤の表面をシランカップリング剤で処理しておけば、無機充填剤は弾性材との親和性が向上し、均一に混合しやすくなる。無機充填剤もＴＥＭ観察及び元素分析、画像解析上判別できる。
【００２５】
（保護層）
本発明の半導電性ベルトは、ベルト基材の一方の面或いは両面に、フッ素系樹脂又はシリコン系樹脂からなる保護層を備えていてもよい。
このような構成にすることで、表面の摩擦抵抗の低減、電気特性の環境安定性、残留トナーのクリーニング性の向上が達成できる。特に、ゴムベルトの場合、モノマー主鎖中に二重結合を有している物が多く、酸化などが起き易いが、保護層で有効に保護される。また、両面に保護層を備えることで、オモテ面では、複数の張架ロールに張架され、ドラム状の像担持体の形状に沿って接触配置される際に、像担持体への汚染、タック、ブリード、錆発生、などを抑えることができ、ウラ面ではベルトを張架する際の張架ロール等への汚染、タック、ブリード、錆発生、などを抑えることができる。
また、保護層については、摩擦抵抗の低減、電気特性の環境安定性、残留トナークリーニング性の向上のために、例えば、カーボンブラック及び導電性金属酸化物を含有させることで像担持体からの電荷注入防止、リーク防止、転写電荷履歴防止に有効となる。
【００２６】
保護層の材料としては、摩擦抵抗減、表面粗さ低減による残留トナークリーニング性の向上という目的を達成できるものであれば、特に限定されるものではないが、一般的に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）等の微粉末を含む導電性塗料を塗布することにより構成される。前記導電性塗料に用いられる樹脂としては、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、フルオロシリコーン樹脂、ポリアセタール樹脂、ウレタンエマルジョン塗料、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アルコール可溶性ナイロン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。前記、導電性塗料を塗布する方法としては、スプレー法、静電法、ディッピング法、ロールコーター法、カーテンフロー法等が挙げられる。
【００２７】
（半導電性ベルトの製造方法）
本発明の半導電性ベルトは、各種製法で製作されるものを含むが、代表的には、シリンダ状の支持体中の内周面に導電性添加物を含んだベルト基材を投入した後に、押し出し成形してエンドレスベルト状に成形したものが挙げられる。
尚、前記（１）〜（３）の要件は、ベルト製造に用いる弾性材及び導電性添加物の大きさ、並びに両者を混練する際の混練時間等を調整することにより、制御することができる。
【００２８】
ここで、本発明の半導電性ベルトの製造方法の一例を説明する。前記ベルト基材材料（弾性材）に、導電性添加物を始め各種添加剤を添加した後、円筒上に押し出し成形し、次いで、一次加硫を行い、更に二次加硫を行う。加硫は高圧蒸気間加硫が好適であるが、無圧オーブン加硫、プレス加硫等の他の加硫方法であってもよい。加硫条件は、使用するゴム成分や配合量に応じて変化するが、通常１３０〜１７０℃で０．５〜６時間行うのがよい。また、二次加硫は、例えば熱風オーブン中で１３０〜２００℃で０．５〜８時間程度行うのがよい。本発明の半導電性ベルトは所定の長さにカットされ、必要によりオモテ面及びウラ面を研磨仕上げする。
また、ベルト基材に保護層を設ける態様にあっては、導電性添加物を含んだベルト基材を成形した後に、ベルト基材の一方の面或いは両面に保護層を形成するようにすればよい。
【００２９】
＜画像形成装置＞
本発明の画像形成装置は、上記半導電性ベルトを、中間転写ベルトとして用いることを特徴とする。
ここで本発明の半導電性ベルトを中間転写ベルトとして用いた例を、図２によって説明する。
図２に記載の画像形成装置は、像担持体１及びこれに対向する中間転写ベルト２を有し、像担持体１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２を介して記録材８に転写する画像形成装置である。
像担持体１上のトナー像は一次転写装置３によって中間転写ベルト２に一次転写され、中間転写ベルト２上に転写されたトナー像は二次転写装置７によって記録材８に二次転写される。詳しくは、中間転写ベルト２が像担持体１に密着した接触領域には中間転写ベルト２の裏側から一次転写装置３としての一次転写ロールが接触配置されており、所定の一次転写バイアスが印加されている。更に、中間転写ベルトの張架ロール９に対向した部位には、二次転写装置７としての二次転写ロールが張架ロール９をバックアップロールとして対向配置されており、例えば二次転写ロールに所定の二次転写バイアスが印加され、バックアップロールを兼用する張架ロール９が接地されている。更にまた、中間転写ベルト２の張架ロール９に対向した部位には、図示しないベルトクリーニング装置としてのクリーニングブラシを配設することができ、このクリーニングブラシには所定のクリーニングバイアスが印加され、張架ロールが接地されている。
【００３０】
上記像担持体１は光の照射によって抵抗値が低下する感光層を備えたものであり、この像担持体１の周囲には、像担持体１を帯電させる帯電装置４と、帯電された像担持体１上に各色成分（本例ではブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）の静電潜像を矢印Ｌの位置において書き込む図示しない露光装置と、像担持体上に形成された各色成分潜像を各色成分トナーにて可視像化するロータリー型現像装置５と、中間転写ベルト２と、像担持体上の残留トナーを清掃するクリーニング装置６とが配設されている。
【００３１】
ここで、帯電装置４としては、例えば帯電ロールが用いられるが、コロトロンなどの帯電器を用いてもよい。また、上記露光装置は像担持体１上に光によって像を書き込めるものであればよく、本例では、例えばＬＥＤを用いたプリントヘッドが用いられているが、これに限られるものではなく、ＥＬを用いたプリントヘッドでも、レーザービームをポリゴンミラーでスキャンするスキャナなど適宜選択して差し支えない。
【００３２】
更に、ロータリー型現像装置５は各色成分トナーが収容された現像機を回転可能に搭載したものであり、例えば、像担持体上で露光によって、電位が低下した部分に各色成分トナーを付着させるものであれば適宜選定して差し支えなく、使用するトナー形状、粒径など特に制限無く、像担持体１上の静電潜像上に正確に載るものであればよい。尚、本例では、ロータリー型現像装置５が用いられているが、４台の現像装置を用いるようにしてもよい。
【００３３】
更にまた、クリーニング装置６については、像担持体１上の残留トナーを清掃するものであれば、ブレードクリーニング方式を採用したもの等適宜選定して差し支えない。ただし、転写率の高いトナーを使用する場合にはクリーニング装置を使用しない態様もありえる。
【００３４】
尚、本発明の画像形成装置において、像担持体１及び中間転写ベルト２のいずれか一方を駆動源とし、他方を従動回転させるようにする態様が好ましい。このような駆動構成にすることで、一方の駆動機構を省略することができ、その分、駆動コストを抑制できるほか、中間転写ベルト２と像担持体１との駆動干渉からくる、中間転写ベルト２の厚み変動や、プロセス方向の送り変動などの変動要因を除外することができる。
【００３５】
更に、本発明の画像形成装置において、中間転写ベルト２は張架ロール９に張架され、ドラム状の像担持体１の形状に沿って接触配置されている態様が好ましい。この態様によれば、中間転写ベルト２を出来るだけ像担持体１の形状に沿わせることで、一次転写の際のニップ域前後での無駄な空隙による放電をなくし、トナー像の飛び散りを防止することができる。また、樹脂系の硬いベルトでは、像担持体１に対する押圧が高くなりすぎ、トナー像の中抜けなどが発生し画像欠陥となったり、ニップ部を通過する際に、トナーが容易に変形し、しいては、中間転写ベルト２表面や像担持体１表面にトナーフィルミングを起こし、白筋等の画像欠陥を起こす。上記の態様では、弾性材料などを用いることで、低い接触圧で像担持体１との密着性を上げるようになっており、更に、両者の接触面積を拡大することに伴って、前述した従動回転方式を採用しやすくなり、その分、両者の駆動干渉に伴う像乱れを有効に防止することができる。
【００３６】
（張架率）
本発明において、前述の（１）〜（３）の要件は、ベルト製造直後から、画像形成材料に装着し張架するまでの間における値である。
しかしながら、ベルトの張架率の違いにより導電性添加物と弾性材の分散構造つまり弾性材面積比率が変化してしまい、所望の弾性材面積比率から外れてしまうことがある。
さらにこのような状態で長期間、繰り返し走行させることによって、張架されていない状態においても半導電性ベルト（弾性材部分）の半永久的な伸び等によって、弾性材面積比率は変化する傾向にある。
このように、張架によって、ベルト基材の弾性材面積比率が変化してしまうと、弾性ベルトからの転写条件などの最適条件が変化してしまうため、用紙等の記録材への適正なトナー像の転写を行うことが困難になる。
【００３７】
よって、本発明の画像形成装置においては、半導電性ベルトを張架した状態における周長をＣ、張架していないフリーの状態における周長をｃとした場合に、下記式２で表される張架率が２％〜５％であることが好ましく、３％〜４．５％であることがより好ましく、３．５％〜４％であることが特に好ましい。
【００３８】
張架率（％）＝（Ｃ−ｃ）／ｃ×１００      式２
【００３９】
上記張架率が５％以下であることにより、長期間使用する画像形成装置においても、半導電性ベルトの半永久的な伸びの発生を効果的に防止することができ、弾性材面積比率ＰＳを前記要件（１）の範囲に保つことができる。そのため、ベルト表面のクラック等の亀裂の発生、トナーの埋没や外添剤などの埋没による画像欠陥を防止することができ、張架し走行させた後であっても、所望の機械特性を維持することができる。また、駆動或いは従動回転を効率よく行う観点から、上記張架率は２％以上であることが好ましい。
【実施例】
【００４０】
以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。尚、以下において特にことわりのない限り、「部」及び「％」は、「質量部」及び「質量％」を表す。
【００４１】
−実施例１−
（ベルト基材材料の混練）
ベルト基材としては、クロロプレンゴム（ＣＲ）とＥＰＤＭとをブレンドした材料を用いる。
分散量が多く混練しやすい弾性材であるクロロプレンゴム（ＣＲ）８部に対し、集合体一つのドメインの面積が０．３μｍ2〜０．９μｍ2の範囲にあるカーボンブラック（ケッチェンブラック：ライオンアクゾ社製）２部を分散混入させクロロプレンゴム組成物を形成したあと、このクロロプレンゴム組成物１０部とＥＰＤＭ２部とをミキサー（加圧型ニーダー：(株)モリヤマ社製）で混練させ、加硫剤として硫黄０．１部を加えて押し出し成形を行う。
ここでの混練時間は、カーボンブラックの集合体一つのドメインの面積が０．４μｍ2〜０．８μｍ2の範囲になるまでとした。
【００４２】
（ベルト基材の成形）
上記、混練したベルト基材、すなわち、予備成形後のベルト基材を押し出し成形する場合には、得ようとする半導電性ベルトの内径と同サイズの外径をもつ、加硫マンドレルといわれる金属製のシリンダに、混練したベルト基材を覆い被せた状態で所定条件（１５０℃で１時間）にて加硫させ、しかる後に、必要とするモジュラスに応じて所定条件（１１０℃で１５時間）にて二次加硫を行う。その後、研磨用マンドレルにベルト基材を覆い被せてベルト基材の内周面と外周面を研磨し、表面の平滑性を得るようにする。
【００４３】
このように製造されたベルト基材の断面のＴＥＭ観察を上述した方法により行った結果、弾性材面積比率（ＰＳ）は４１％であり、かつ弾性材一つあたりのドメインの平均面積は０．９μｍ2、カーボンブラックの集合体一つあたりの平均面積は０．６μｍ2であった。
【００４４】
（保護層の形成）
次いで、得られたベルト基材の表面に、保護層を形成する。
保護層の材料として、水性塗料エムラロン３４５（日本アチソン社製）中に、ＰＴＦＥとカーボンブラック（ケッチェンブラック：ライオンアクゾ社製）とを、それぞれ含有量が１０％、１％となるように混合し、保護層用塗布液を得た。
該保護層用塗布液を、スプレー法でコートして厚さ１０μｍの保護層をベルト基材の両面に形成し、実施例１の半導電性ベルトを得た。
【００４５】
（評価）
このようにして製造した半導電性ベルトを、図２に示す画像形成装置における中間転写ベルトとして用い、張架率３．８％で張架し、像担持体を駆動源として該中間転写ベルトを従動回転させ、フルカラー画像で１６０００枚の走行テストを行い、以下の事項に関して下記基準により評価を行った。結果を表１に示す。
【００４６】
１）画質
○：鮮明な画像が得られた
×：中抜け、画像ムラ、像流れ等が発生し、良好な画像が得られなかった
【００４７】
２）従動性
○：像担持体と中間転写ベルトの速度がほぼ同一で画像ずれがなく、またベルトの撓み
や横方向へのスキューなどがなく、良好に従動回転していた。
×：像担持体と中間転写ベルトとの間に速度差が生じたり、ベルトに撓みや横方向への
スキューなどが発生し、従動回転が良好にいかなかった。
【００４８】
３）欠陥
○：走行後もベルトに目立った欠陥は見られなかった
×：ベルト表面に亀裂が発生した
【００４９】
また、走行後、ベルト基材の断面を上述したように観察し、弾性材面積比率（ＰＳ）等の測定を実施したところ、弾性材面積比率は５０％であり、かつ弾性材一つあたりのドメインの平均面積は１．１μｍ2、カーボンブラックの集合体一つあたりの平均面積は０．６μｍ2であった。
【００５０】
−実施例２−
実施例１と同様の方法で半導電性ベルトを作製し、また（評価）における張架率を４．２％と変更して画像形成装置に用いた以外は、実施例１と同様にして評価を行った。結果、及び走行前後における弾性材面積比率（ＰＳ）等を、表１に示す。
【００５１】
−実施例３−
実施例１の（ベルト基材材料の混練）において、集合体一つのドメインの面積が０．３μｍ2〜０．９μｍ2の範囲にあるカーボンブラックを、０．３μｍ2〜０．５μｍ2の範囲にあるやや小さい状態のカーボンブラックに変更し、且つ実施例１と同じ時間だけ混練を行った以外は、実施例１と同様にして半導電性ベルトを作製し、同様の画像形成装置に用い、評価を行った。結果、及び走行前後における弾性材面積比率（ＰＳ）等を、表１に示す。
【００５２】
−比較例１−
実施例１の（ベルト基材材料の混練）において、集合体一つのドメインの面積が０．３μｍ2〜０．９μｍ2の範囲にあるカーボンブラックを、０．８μｍ2〜１．１μｍ2の範囲にあるやや大きい状態のカーボンブラックに変更し、且つ生産量を上げるために混練時間を８０％程度に短縮した以外は、実施例１と同様にして半導電性ベルトを作製し、同様の画像形成装置に用い、評価を行った。結果、及び走行前後における弾性材面積比率（ＰＳ）等を、表１に示す。
【００５３】
−比較例２−
実施例１の（ベルト基材材料の混練）において、集合体一つのドメインの面積が０．３μｍ2〜０．９μｍ2の範囲にあるカーボンブラックを、０．３μｍ2〜０．５μｍ2の範囲にあるやや小さい状態のカーボンブラックに変更し、且つ生産量を上げるために混練時間を７０％程度に短縮した以外は、実施例１と同様にして半導電性ベルトを作製し、同様の画像形成装置に用い、評価を行った。結果、及び走行前後における弾性材面積比率（ＰＳ）等を、表１に示す。
【００５４】
−比較例３−
実施例１の（ベルト基材材料の混練）において、集合体一つのドメインの面積が０．３μｍ2〜０．９μｍ2の範囲にあるカーボンブラックを、０．３μｍ2〜０．６μｍ2の範囲にあるやや小さい状態のカーボンブラックに変更し、且つ生産量を上げるために混練時間を８０％程度に短縮した以外は、実施例１と同様にして半導電性ベルトを作製し、同様の画像形成装置に用い、評価を行った。結果、及び走行前後における弾性材面積比率（ＰＳ）等を、表１に示す。
【００５５】
−比較例４−
実施例１における（ベルト基材材料の混練）の工程を、以下に記載の方法により行った以外は、実施例１と同様にして半導電性ベルトを作製し、同様の画像形成装置に用い、評価を行った。結果、及び走行前後における弾性材面積比率（ＰＳ）等を、表１に示す。
【００５６】
（ベルト基材材料の混練）
ベルト基材としては、クロロプレンゴム（ＣＲ）とＥＰＤＭとをブレンドした材料を用いる。
ＥＰＤＭ２部に対し、集合体一つのドメインの面積が０．３μｍ2〜０．６μｍ2の範囲にあるやや小さい状態のカーボンブラック（ケッチェンブラック：ライオンアクゾ社製）２部を分散混入させＥＰＤＭ組成物を形成したあと、このＥＰＤＭ組成物４部とクロロプレンゴム８部とをミキサー（加圧型ニーダー：(株)モリヤマ社製）で混練させ、加硫剤として硫黄０．１部を加えて押し出し成形を行う。
ここでの混練時間は、生産量を上げるため、実施例１における混練時間の８０％程度に短縮した。
【００５７】
【表１】
2006071832.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】ベルト基材の断面を模式的に表した構造図である。
【図２】本発明の画像形成装置の一例を示した概略構成図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  像担持体
２  中間転写ベルト
３  一次転写装置
４  帯電装置
５  ロータリー型現像装置
６  クリーニング装置
７  二次転写装置
８  記録材
９  張架ロール
【図１】
2006071832.tif 000003
【図２】
2006071832.tif 000004