(57)【要約】【課題】クリーニング部材によるクリーニング性を長期にわたり良好に維持することのできる中間転写体、及びこれを用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１０にて用いられる中間転写体８は、基材８ｂと、基材８ｂに設けられた表面層８ａと、を有し、表面層８ａが二硫化モリブデン薄膜で構成されている構成とする。【選択図】図１
2018109668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置にて用いられる中間転写体において、
基材と、前記基材に設けられた表面層と、を有し、前記表面層が二硫化モリブデン薄膜で構成されていることを特徴とする中間転写体。
【請求項２】
前記表面層における炭素原子含有量が０．５原子％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】
前記表面層と前記基材との間に、無機酸化物で構成された中間層が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の中間転写体。
【請求項４】
前記中間層が、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛及び酸化アルミニウムを含む群から選択される無機酸化物で構成された薄膜であることを特徴とする請求項３に記載の中間転写体。
【請求項５】
前記表面層の十点平均粗さＲｚが０．０１μｍ以上、０．５μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の中間転写体。
【請求項６】
前記表面層の厚みが５０ｎｍ以上、５０００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の中間転写体。
【請求項７】
前記画像形成装置にて前記表面層に当接されるクリーニング部材に対する前記表面層の動摩擦係数が０．３以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の中間転写体。
【請求項８】
前記表面層が、スパッタリング法で形成された二硫化モリブデン薄膜であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の中間転写体。
【請求項９】
像担持体と、
前記像担持体から１次転写されたトナー像を転写材に２次転写するために搬送する中間転写体と、
前記中間転写体に当接して配置され前記２次転写の後に前記中間転写体に残留したトナーを除去するクリーニング部材と、
を有する画像形成装置において、
前記中間転写体が請求項１〜８のいずれか一項に記載の中間転写体であ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、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置にて用いられる中間転写体、及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式や静電記録方式などを利用した画像形成装置としては、像担持体上に形成されたトナー像を中間転写体に１次転写し、その後そのトナー像を転写材に２次転写する、いわゆる中間転写方式を採用したものが知られている。
【０００３】
中間転写体を構成する材料としては、樹脂材料が広く使用されている。その樹脂材料の具体例として、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂などが挙げられる。また、中間転写体としては、上述のような樹脂材料をシームレスベルト形状に成形した、いわゆる中間転写ベルトが広く用いられている。
【０００４】
また、２次転写後に中間転写体上に残った残留トナーのクリーニング方法としては、ウレタンゴムなどの弾性材料で作製されたクリーニングブレードによって残留トナーをかき取る、いわゆるブレードクリーニング方式が広く採用されている。
【０００５】
特許文献１では、ベルト基層と表層樹脂層とからなる導電性エンドレスベルトにおいて、表層樹脂層にフッ素系樹脂と二硫化モリブデンとを添加することで、ブレードクリーニング方式によるクリーニング性を向上させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１４２８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のベルトで中間転写体を構成した場合、繰り返し画像を出力すると表面層の樹脂が放電や摩耗によって劣化すると共に、フッ素樹脂粒子や二硫化モリブデン粒子が脱落することで表面の動摩擦係数が上昇することがある。そのため、クリーニングブレードが中間転写体の移動方向にめくれてしまう、いわゆる「ブレードめくれ」が発生することがある。ブレードめくれが発生すると、クリーニングブレードによるトナーのクリーニング性が低下する。
【０００８】
また、樹脂中にフッ素樹脂粒子や二硫化モリブデン粒子などの潤滑粒子を分散させた複合樹脂材料を用いた場合は、潤滑粒子が表面に露出しないと摩擦係数を下げることができない。しかし、二硫化モリブデン粒子が中間転写体の表面に露出することによって、中間転写体の表面粗さが大きくなり、汚れが付着しやすくなる。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、クリーニング部材によるクリーニング性を長期にわたり良好に維持することのできる中間転写体、及びこれを用いた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は本発明に係る中間転写体及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、画像形成装置にて用いられる中間転写体において、基材と、前記基材に設けられた表面層と、を有し、前記表面層が二硫化モリブデン薄膜で構成されていることを特徴とする中間転写体である。
【００１１】
また、本発明の他の態様によると、像担持体と、前記像担持体から１次転写されたトナー像を転写材に２次転写するために搬送する中間転写体と、前記中間転写体に当接して配置され前記２次転写の後に前記中間転写体に残留したトナーを除去するクリーニング部材と、を有する画像形成装置において、前記中間転写体が上記本発明の中間転写体であることを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、クリーニング部材によるクリーニング性を長期にわたり良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】中間転写体の模式的な断面図である。
【図３】高周波式マグネトロンスパッタリング装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る中間転写体及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本実施形態の画像形成装置１０の概略断面図である。本実施形態の画像形成装置１０は、電子写真方式を利用してフルカラー画像を形成することのできる、中間転写方式を採用したタンデム型のレーザープリンタである。
【００１６】
本実施形態の画像形成装置１０は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成する第１、第２、第３、第４の画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋを有する。本実施形態では、各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの構成及び動作は、後述する現像工程で使用されるトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。したがって、特に区別を要しない場合は、いずれかの色用の要素であることを表す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略して、当該要素に関して総括的に説明する。本実施形態では、画像形成部１は、後述する感光ドラム２、帯電ローラ３、露光装置７、現像装置４、１次転写ローラ５、ドラムクリーニング装置６を有して構成される。
【００１７】
像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（感光体）である感光ドラム２は、駆動手段としての駆動モータによって図中矢印Ｒ１方向（時計回り）に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。本実施形態では、感光ドラム２は、負帯電性の有機感光体であり、アルミニウムなどで形成された導電性のドラム基体上に感光層を有している。
【００１８】
回転する感光ドラム２の表面は、帯電手段としてのローラ型の帯電部材である帯電ローラ３によって、所定の極性（本実施形態では負極性）の所定の電位に一様に帯電処理される。帯電処理時に、帯電ローラ３には、帯電電源（図示せず）より、所定の帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。
【００１９】
帯電処理された感光ドラム２の表面は、露光手段としての露光装置（レーザスキャナ装置）７によって画像情報に応じて走査露光され、感光ドラム２上に静電潜像（静電像）が形成される。露光装置７は、ホストコンピュータ（図示せず）から入力される画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光を、レーザ出力部から出力する。
【００２０】
感光ドラム２上に形成された静電潜像は、現像手段としての現像装置４によって現像剤としてのトナーを用いて現像（可視化）され、感光ドラム２上にトナー像が形成される。本実施形態では、現像装置４は、一成分接触現像装置である。すなわち、現像装置４は、現像剤として一成分現像剤を用いる。また、現像装置４は、現像剤を担持して搬送する現像剤担持体としての現像ローラを有しており、この現像ローラを感光ドラム２に接触させて現像を行う。現像時に、現像ローラには、現像電源（図示せず）より、所定の現像電圧（現像バイアス）が印加される。また、本実施形態では、一様に帯電処理された後に露光されることで電位の絶対値が低下した感光ドラム２上の露光部に、感光ドラム２の帯電極性と同極性（本実施形態では負極性）のトナーが付着する。つまり、現像時のトナーの帯電極性であるトナーの正規の帯電極性は負極性である。
【００２１】
本実施形態では、帯電ローラ３により帯電処理された後の感光ドラム２の表面電位が−４５０Ｖ、露光装置７により露光された後の感光ドラム２の表面電位（画像部）が−１００Ｖとなるように、帯電量、露光量が調整される。また、本実施形態では、現像装置４の現像ローラには、−３００Ｖの現像電圧が印加される。また、本実施形態では、プロセススピードは６０ｍｍ／ｓｅｃであり、感光ドラム２上の画像形成幅（搬送方向と略直交する方向におけるトナー像を形成可能な領域の長さ）は２１５ｍｍである。また、本実施形態では、画像ベタ部（最大濃度レベル部分）の感光ドラム２上のトナー量が０．４ｍｇ／ｃｍ２、感光ドラム２上トナーの帯電量が−４０μＣ／ｇとなるよう設定されている。
【００２２】
各画像形成部１の各感光ドラム２と対向するように、中間転写体としての無端状のベルトで構成された中間転写ベルト８が配置されている。中間転写ベルト８は、複数の張架ローラとしての駆動ローラ１１、２次転写対向ローラ１２及びテンションローラ１３に架け渡され、所定の張力で張架されている。中間転写ベルト８は、駆動ローラ１１が駆動手段としての駆動モータによって回転駆動されることにより、図中矢印Ｒ２方向（反時計回り）に、感光ドラム２の周速度と同等の周速度（プロセススピード）で回転（周回移動）する。中間転写ベルト８の内周面（裏面）側には、各感光ドラム２に対応して、１次転写手段としてのローラ型の１次転写部材である１次転写ローラ５が配置されている。１次転写ローラ５は、中間転写ベルト８を介して感光ドラム２に向けて押圧され、感光ドラム２と中間転写ベルト８とが接触する１次転写部Ｎ１を形成する。上述のように感光ドラム２上に形成されたトナー像は、１次転写部Ｎ１において、１次転写ローラ５よって付与される電界と圧力の作用により中間転写ベルト８上に１次転写される。１次転写時に、１次転写ローラ５には、１次転写電源（高圧電源回路）１８より、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の１次転写電圧（本実施形態では＋３００Ｖの直流電圧）が印加される。例えば、フルカラー画像の形成時には、各感光ドラム２に上に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ね合わされるようにして順次１次転写される。
【００２３】
中間転写ベルト８の外周面（表面）側において、２次転写対向ローラ１２と対向する位置には、２次転写手段としてのローラ型の２次転写部材である２次転写ローラ１５が配置されている。２次転写ローラ１５は、中間転写ベルト８を介して２次転写対向ローラ１２に向けて押圧され、中間転写ベルト８と２次転写ローラ１５とが接触する２次転写部Ｎ２を形成する。上述のように中間転写ベルト８上に形成されたトナー像は、２次転写部Ｎ２において、中間転写ベルト８と２次転写ローラ１５とに挟持されて搬送される記録紙などの転写材Ｐ上に２次転写される。２次転写は、２次転写ローラ１５によって付与される電界と圧力の作用により行われる。２次転写時に、２次転写ローラ１５には、２次転写電源（高圧電源回路）１９より、トナーの正規の帯電極性とは逆極性の２次転写電圧（例えば＋１０００Ｖの直流電圧）が印加される。転写材Ｐは、給搬送装置（図示せず）によって、中間転写ベルト８上のトナー像とタイミングが合わされて２次転写部Ｎ２へと供給される。
【００２４】
トナー像が転写された転写材Ｐは、定着手段としての定着装置１７によって加熱及び加圧されることによって表面にトナー像が定着（溶融固着）された後に、画像形成装置１０の装置本体の外部に排出される。
【００２５】
また、１次転写時に感光ドラム２上に残留したトナー（１次転写残トナー）は、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置６によって感光ドラム２上から除去されて回収される。また、２次転写時に中間転写ベルト８上に残留したトナー（２次転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置９によって中間転写ベルト８上から除去されて回収される。ベルトクリーニング装置９は、中間転写ベルト８に当接して配置されたクリーニング部材としてのクリーニングブレード９ａと、回収トナー容器９ｂと、を有する。ベルトクリーニング装置９は、回転する中間転写ベルト８上の２次転写残トナーを、クリーニングブレード９ａによってかき取り、回収トナー容器９ｂ内に収容する。
【００２６】
２．転写構成
次に、本実施形態における中間転写ベルト８周りの構成について更に説明する。
【００２７】
駆動ローラ１１は、中間転写ベルト８を駆動するために、表層に高摩擦のゴム層が設けられたローラである。このゴム層は、体積抵抗率が１０５Ωｃｍ以下であり、導電性を有する。２次転写対向ローラ１２は、表層にゴム層が設けられたローラである。このゴム層は、体積抵抗率が１０５Ωｃｍ以下であり、導電性を有する。２次転写対向ローラ１２は、中間転写ベルト８の回転に伴い従動して回転する。テンションローラ１３は、金属ローラであり、総圧約６０Ｎの張力を中間転写ベルト８に付与する。テンションローラ１３は、中間転写ベルト８の回転に伴い従動して回転する。駆動ローラ１１及び２次転写対向ローラ１２は、電気的に絶縁されている。テンションローラ１３には、中間転写体バイアス電源（図示せず）が接続されている。
【００２８】
１次転写ローラ５は、体積抵抗率が１０７Ωｃｍ〜１０９Ωｃｍ、ゴム硬度が３０°（アスカーＣ硬度）の弾性層を有する弾性ローラである。また、１次転写ローラ５は、中間転写ベルト８の回転に伴い従動して回転する。２次転写ローラ１５は、体積抵抗率が１０６Ωｃｍ〜１０９Ωｃｍ、ゴム硬度が３０°（アスカーＣ硬度）の弾性層を有する弾性ローラである。２次転写ローラ１５は、中間転写ベルト８を介して２次転写対向ローラ１２に対し、総圧約３９．２Ｎで押圧される。２次転写ローラ１５は、中間転写ベルト８の回転に伴い従動して回転する。また、２次転写ローラ１５には、２次転写電源１９から、−２．０ｋＶ〜＋５．０ｋＶの電圧が印加可能となっている。
【００２９】
本実施形態では、クリーニングブレード９ａは、弾性材料としてゴム硬度が７０度（ＪＩＳ−Ａ硬度）のウレタンゴムで作製されている。クリーニングブレード９ａは、中間転写ベルト８の表面の移動方向と略直交する方向と略平行に配置される長手方向と、該長手方向と略直交する短手方向と、にそれぞれ所定の長さを有し、所定の厚さを有する板状（ブレード状）の部材である。クリーニングブレード９ａは、短手方向の一方の端部（自由端部）側の先端が中間転写ベルト８の表面の移動方向の上流側を向くカウンター方向となるように、中間転写ベルト８に当接されている。クリーニングブレード９ａの長手方向の長さは、前述の感光ドラム２上の画像形成幅と同等の中間転写ベルト８上の画像形成幅（搬送方向と略直交する方向におけるトナー像を担持可能な領域の長さ）以上である。クリーニングブレード９ａは、回収トナー容器９ｂに取り付けられている。クリーニングブレード９ａの硬度は、ＪＩＳ−Ａ硬度で６０度以上、８０度以下であることが、クリーニングブレード９ａと感光ドラム２との当接幅を安定させるうえで好ましい。
【００３０】
３．中間転写体
次に、本実施形態の画像形成装置１０において中間転写ベルト８として適用される本発明に従う中間転写体８について説明する。
【００３１】
３−１．中間転写体の層構成
図２は、本発明に従う中間転写体８の層構成の一例を示す模式的な断面図である。図２（ａ）に示すように、中間転写体８は、導電剤が分散された基材（基材層）８ｂと、基材８ｂの表面に直接設けられた表面層８ａと、を有していてよい。また、図２（ｂ）に示すように、中間転写体８は、基材８ｂと表面層８ａとの間に、基材８ｂと表面層８ａとの間の密着性を向上させる目的で中間層８ｃを有していてもよい。表面層８ａは、中間転写体８の最外層であり、外周面（トナー像を担持する面）を構成する。
【００３２】
３−２．基材
本発明に従う中間転写体８の基材（基材層）８ｂは、シームレスベルト状、円筒ドラム状又はローラ状などの形状とされ得る。基材８ｂは、導電剤が分散された、樹脂、熱可塑性エラストマー又は加硫ゴムなどの材料を用いて形成される。
【００３３】
基材８ｂを形成する樹脂としては、特に制約はないが、例えば、ポリエチレン及びポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂、環状オレフィン共重合樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート及びポリアリレートなどの芳香族ポリエステル樹脂、シクロヘキシレンジメチレンテレフタレートなどの脂環族ポリエステル樹脂、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン及びポリフェニレンスルフィドなどの硫黄含有樹脂、ポリフッ化ビニリデン及びポリエチレン−四フッ化エチレン共重合体などのフッ素含有樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂を使用することができる。これらの熱可塑性樹脂は、単独で用いても良いし、複数の樹脂を混合して用いても良い。また、基材８ｂを形成する樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化樹脂を使用することもできる。
【００３４】
基材８ｂを形成する熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマーなどを用いることができる。
【００３５】
基材８ｂを形成する加硫ゴムとしては、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エピクロルヒドリンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、エチレン・プロピレンゴムなどを用いることができる。
【００３６】
基材８ｂに分散される導電剤としては、公知の導電剤を用いることができる。例えば、カーボンブラック、カーボングラファイト、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、導電性酸化錫、導電性酸化チタン、導電性酸化亜鉛、導電性硫酸バリウムなどの導電性粉末、導電性チタン酸カリウムウィスカー、導電性チタン酸バリウムウィスカー、カーボンウィスカーなどの導電性ウィスカー、四級アンモニウム塩、ポリアルキレングリコールのアルカリ金属塩、ポリエーテルアミドのアルカリ金属塩、アルキル硫酸エステルのアルカリ金属塩、グリセリンモノ脂肪酸エステルなどのイオン導電剤を使用することができる。なかでも、少ない添加量で電気特性を広範囲で制御できることから、カーボンブラックを用いることが好ましい。
【００３７】
基材８ｂの電気抵抗は、導電剤の添加量や分散条件などによって、体積抵抗率として、１×１０５Ωｃｍ以上、１×１０１１Ωｃｍ以下に調整されることが好ましい。
【００３８】
３−３．表面層
本発明に従う中間転写体８の表面層８ａは、基材８ｂの表面又は基材８ｂ上の中間層８ｃの表面に形成された二硫化モリブデン薄膜である。この二硫化モリブデン薄膜は、好ましくは二硫化モリブデンを原料とした真空薄膜形成法よって形成される。
【００３９】
基材８ｂ上又は中間層８ｃ上に二硫化モリブデン薄膜を形成する真空薄膜形成法としては、基材８ｂの熱劣化や熱変形を防止するなどの目的で、基材８ｂの温度上昇が少ないスパッタリング法を用いることが好ましい。なかでも、マグネトロン式スパッタリング法を用いることが好ましい。
【００４０】
また、本発明に従う中間転写体８の表面層８ａは、炭素含有量が少ない。より詳細には、本発明に従う中間転写体８の表面層８ａは、Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）測定による分析において、炭素原子の含有量が０．５原子％以下の薄膜である。このような本発明に従う中間転写体８の表面層８ａは、従来技術における樹脂中に二硫化モリブデン粒子を分散させた複合樹脂材料とは組成が異なる。
【００４１】
本発明に従う中間転写体８の表面層８ａでは、樹脂中に潤滑粒子を分散させた複合樹脂材料に比べて、高平滑な表面でも低摩擦係数を実現することが可能となる。表面層８ａの表面粗さは、十点平均粗さＲｚ（ＪＩＳ−Ｂ０６０１：１９９４年）で、０．０１μｍ以上、０．５μｍ以下であることが好ましい。また、表面層８ａの表面粗さＲｚは、０．１μｍ以下であることが更に好ましい。Ｒｚが０．５μｍを超えると、中間転写体８の使用量の増加により汚れが付着しやすくなることがあり、Ｒｚが１μｍを超えるとその傾向がより顕著となって画像不良の原因となりやすい。また、０．０１μｍ未満のＲｚは、基材８ｂ又は中間層８ｃの表面粗さの影響を受けて、安定して作製することが難しい。なお、表面層８ａの表面粗さは、少なくとも中間転写体８の使用初期（例えば使用開始前）に上記の範囲であることが好ましく、中間転写体８の設定された寿命期間の全期間にわたり上記の範囲であることが更に好ましい。
【００４２】
また、表面層８ａの膜厚（厚み）は、５０ｎｍ以上、５０００ｎｍ以下であることが好ましい。表面層８ａの膜厚が５０ｎｍより薄くなると、基材８ｂ又は中間層８ｃの表面粗さの影響を受け、ピンホールが生じやすくなる。一方、表面層８ａの膜厚が５０００ｎｍより厚くなると、残留応力の影響を受けて表面層８ａの割れや中間転写体８の変形（ねじれや反り）が生じやすくなり、また表面層８ａの曲げ強度が低下して表面層８ａが割れやすくなる。
【００４３】
また、クリーニングブレード９ａに対する表面層８ａの動摩擦係数は、クリーニングブレード９ａの先端の摩耗を抑制するために、０．３以下であることが好ましい。また、クリーニングブレード９ａに対する表面層８ａの動摩擦係数は、０．２５以下であることが更に好ましい。なお、クリーニングブレード９ａに対する表面層８ａの動摩擦係数は、０．１以上であることが多く、典型的には０．１５以上である。クリーニングブレード９ａと表面層８ａとの間の動摩擦係数は、例えば、新東科学株式会社製「表面性測定機、ヘイドン１４ＦＷ」などを用いて測定することができる。なお、表面層８ａの動摩擦係数は、少なくとも中間転写体８の使用初期（例えば使用開始前）に上記の範囲であることが好ましく、中間転写体８の設定された寿命期間の全期間にわたり上記の範囲であることが更に好ましい。
【００４４】
３−４．中間層
本発明に従う中間転写体８の中間層８ｃは、表面層８ａと基材８ｂとの間の密着性を向上させるために設けることが好ましい。
【００４５】
中間層８ｃの材料としては、二酸化ケイ素、一酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化マグネシム、酸化亜鉛などの無機酸化物薄膜を使用することができる。つまり、中間層８ｃは、好ましくは酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛及び酸化アルミニウムを含む群から選択される無機酸化物で構成された薄膜である。中間層８ｃは、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、プラズマＣＶＤなどの真空薄膜形成法によって形成することができる。
【００４６】
中間層８ｃの膜厚（厚み）は、膜形成後の残留応力による割れや変形を抑制するために、２０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００４７】
４．実施例及び比較例
以下に説明する本発明に従う実施例の中間転写ベルト８、及び比較対象としての比較例の中間転写ベルト８を、それぞれ本実施形態の画像形成装置１０に組み込んで、以下に説明する耐久試験を行った。なお、トナーとしては、懸濁重合法により製造された、ワックス成分を内包し略球形形状を有する平均粒径６μｍの非磁性１成分ケミカルトナーを使用した。
【００４８】
４−１．実施例１
本発明に従うシームレスベルト形状の中間転写体である中間転写ベルト８の製造方法について説明する。
【００４９】
＜中間転写ベルトに用いる基材の製造例＞
カーボンブラックを分散したポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂ペレット（カーボンブラック含有量２５質量％）を成形材料とした。そして、環状ダイとギヤポンプを備えた単軸押出機を用いて、押出機のシリンダー設定温度は２９０℃〜３１０℃として、厚み７０μｍの円筒状のフィルムを成形した。次いで、得られた円筒状フィルムをスリッターで所定の幅にカットし、ＰＰＳ樹脂製のシームレスベルト状の部材を作製した。このＰＰＳ樹脂製のシームレスベルトを実施例１の基材８ｂとした。この基材８ｂの体積抵抗率は５×１０７Ωｃｍ（測定電圧１００Ｖ）であった。
【００５０】
＜中間転写ベルトに用いる表面層の製造例＞
上記基材８ｂの表面に、マグネトロン式高周波スパッタリング装置を用いて、表１に記載の成膜条件で二硫化モリブデン薄膜（表面層８ａの厚み５００ｎｍ）を形成した。本実施例では、ＰＰＳ樹脂製の基材８ｂを内型となる金属ローラにセットし、その金属ローラの内側に冷却水を循環して、金属ローラを回転させながら成膜を行った。図３は、本実施例で使用したスパッタリング装置１００の概略構成図である。図３において、１０１は成膜チャンバー、１０２は高周波電源、１０３はターゲット（原料）、１０４はマグネット、１０５は内型となる金属ローラ（内部の冷却水循環配管は図示せず）である。また、図３において、１０６はシャッター、１０７ａ、１０７ｂはそれぞれ冷却水循環配管、１０８はガス導入管、１０９は真空ポンプである。成膜チャンバー１０１の内部は、真空ポンプ１０９によりほぼ真空状態にされる。周囲に基材８ｂがセットされる金属ローラ１０５、及び内部にマグネット１０４が収められた容器は、それぞれ冷却水循環配管１０７ａ、１０７ｂにより流通させられる冷却水により温度が管理される。内部にマグネット１０４が収められた容器の電極上に原料（ターゲット）１０３が配置される。シャッター１０６は、原料（ターゲット）１０３と金属ローラ（被処理基材）１０５との間に移動（開閉）可能に配置され、成膜の開始や終了を制御するのに用いられる。ガス導入管１０８から成膜チャンバー１０１内に不活性ガス（本実施例ではアルゴンガス）が導入され、高周波電源１０２によりＲＦ電力が印加されて、基材８ｂ上の成膜が行われる。
【００５１】
【表１】
2018109668.tif 000003
【００５２】
基材８ｂ上に形成された表面層８ａである二硫化モリブデン薄膜の膜厚は、光干渉式膜厚計（チノー製）を用いて測定した。また、基材８ｂ上に二硫化モリブデン薄膜を成膜する前に、アルゴンガスを用いてイオンボンバードメント処理を行い基材８ｂの表面の汚れを除去することが、基材８ｂと二硫化モリブデン薄膜との密着性を向上させるために有効である。
【００５３】
さらに、ベルト状の基材８ｂの内周面の幅方向における両方の縁部分に、内側に突出して中間転写ベルト８の幅方向の移動を制限するウレタンゴム製のリブ（幅５ｍｍ、高さ１ｍｍ）を内周面の一周にわたり連続して取り付けた。こうして、実施例１の中間転写ベルト８を作成した。
【００５４】
＜中間転写ベルトの炭素量の測定方法＞
中間転写ベルト８の表面層８ａの炭素は、Ｘ線光電子分光装置（アルバック・ファイ製、商品名「ＰＨＩ１８００型」）を用いて分析した。表面層８ａの付着物（不純物）の影響を避けるために、表面層８ａの最表面から約２ｎｍの深さまでアルゴン・エッチング処理を行った。その後、Ｘ線源としてＭｇＫα（２００Ｗ）を用い、直径０．８ｍｍの領域について測定を行った（測定時真空度１×１０−６Ｐａ）。得られたスペクトルから、表面層８ａにおける炭素原子含有量（原子％）を求めたところ、０．１％であった。炭素含有量が少ないほど、純度の高い二硫化モリブデン薄膜であるといえる。
【００５５】
＜中間転写ベルトの表面粗さ測定方法＞
中間転写ベルト８の表面層８ａの表面粗さは、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１（１９９４年）の測定法に基づいて、十点平均粗さＲｚを測定した。測定には触針式表面粗さ計（小坂研究所製、「サーフコーダーＳＥ３５００」）を使用し、測定条件は、測定長さ４ｍｍ、基準長さ０．８ｍｍ、測定速度０．１ｍｍ／秒、カットオフ値０．８ｍｍとした。
【００５６】
＜中間転写ベルトの動摩擦係数測定方法＞
中間転写ベルト８の動摩擦係数は、中間転写ベルト８と同様の条件で作製したフィルム状サンプル（形状１５０ｍｍ×６０ｍｍ）を用い、表面性試験機（新東科学株式会社製「ヘイドン１４ＦＷ」など）を用いて測定した。測定圧子は、ウレタンゴム製のクリーニングブレード９ａから切り出した幅２０ｍｍの板金付きブレード試験片を設定角度２４度のブレードホルダーに取り付けて使用した。測定条件は、試験荷重１００ｇｆ、速度１００ｍｍ／ｓｅｃとした。測定開始から０．４秒から１秒後までに計測された摩擦力（ｇｆ）の平均値を、試験荷重（ｇｆ）で除した値を動摩擦係数として用いた。耐久試験後の中間転写ベルト８の動摩擦係数は、中間転写ベルト８から上記寸法の試験片を切り出して、動摩擦係数を測定した。
【００５７】
＜中間転写ベルトのクリーニング性評価方法＞
温度１５℃、相対湿度１０％雰囲気中で、レターサイズの記録紙（坪量７５ｇ／ｍ２）を使用し、画像比率１％の評価用画像を横送りで１０万枚出力した。このとき、５千枚出力ごとに、２次転写ローラ１５を画像形成装置１０から取り外して、２色ベタ画像（中間転写ベルト８上のトナー量０．７ｍｇ／ｃｍ２）２枚分をクリーニングブレード９ａでクリーニングさせた。その後、中間転写ベルト８を画像形成装置１０から取り出して、中間転写ベルト８の回転方向におけるクリーニングブレード９ａの下流部にすり抜けた中間転写ベルト８上のトナーの有無（トナーのすり抜けの有無）を目視で確認した。クリーニング性は、次のようなランク付けにより評価した。
Ａ・・・初期及び１０万枚の画像出力でクリーニング性が良好であった（トナーすり抜けなし）。
Ｂ・・・初期のクリーニング性は良好であったが、５千枚〜３万枚未満の画像出力以降にクリーニング性が悪化した（スジ状のすり抜けが多数発生）。
Ｃ・・・初期のクリーニング性は良好であったが、５千枚未満でクリーニング性が悪化した（スジ状および帯状のすり抜けが多数発生）。
【００５８】
４−２．実施例２
実施例１のＰＰＳ樹脂の基材８ｂ（厚み７０μｍ）を用い、基材８ｂ上に中間層８ｃとして二酸化ケイ素薄膜を真空蒸着法により設けた（中間層の厚み５０ｎｍ）。次いで、実施例１と同様方法で、中間層８ｃ上に表面層８ａとして二硫化モリブデン薄膜（表面層８ａの厚み３００ｎｍ）を設けた。
【００５９】
さらに、実施例１と同様に、ベルト状の基材８ｂの内周面の幅方向における両方の縁部分に、ウレタンゴム製のリブ（幅５ｍｍ、高さ１ｍｍ）を内周面の一周にわたり連続して取り付けた。こうして、実施例２の中間転写ベルト８を作成した。
【００６０】
４−３．比較例１
実施例１のＰＰＳ樹脂の基材８ｂ（厚み７０μｍ）を用い、基材８ｂ上に表面層としてアクリル系樹脂中に二硫化モリブデン粒子を分散した複合樹脂を設けた。この表面層は、下記の材料を縦型ビーズで分散した塗料を用い、基材８ｂ上にスプレー・コートした。さらに、温度７５℃で５分間乾燥した後、高圧水銀ランプで紫外線を４５秒間照射して表面層を硬化した（表面層の厚み２μｍ）。
・４官能アクリレートオリゴマー（固形分９５％）・・・１００質量部
・二硫化モリブデン粉末
（ダイゾー製、「ＭＳ―５パウダー（平均粒子径０．４５μｍ）」・・・３０質量部
・メチルイソブチルケトン・・・２００質量部
・１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン
（ＢＡＳＦジャパン製、「イルガキュア１８４」）・・・２質量部
【００６１】
さらに、実施例１などと同様に、ベルト状の基材８ｂの内周面の幅方向における両方の縁部分に、ウレタンゴム製のリブ（幅５ｍｍ、高さ１ｍｍ）を内周面の一周にわたり連続して取り付けた。こうして、比較例１の中間転写ベルト８を作成した。
【００６２】
４−４．比較例２
実施例１のＰＰＳ樹脂の基材８ｂ（厚み７０μｍ）を用い、基材８ｂ上に表面層としてアクリル系樹脂中に二硫化モリブデン粒子を分散した複合樹脂を設けた。この表面層は、下記の材料を縦型ビーズで分散した塗料を用い、基材８ｂ上にスプレー・コートした。さらに、温度７５℃で５分間乾燥した後、高圧水銀ランプで紫外線を４５秒間照射して表面層を硬化した（表面層の厚み２μｍ）。
・４官能アクリレートオリゴマー（固形分９５％）・・・１００質量部
・二硫化モリブデン粉末
（ダイゾー製、商品名「ＭＳ―５パウダー（平均粒子径０．４５μｍ）」・・・２５質量部
・フッ素樹脂粒子
（ダイキン製、商品名「ルブロンＬ−２（平均粒子径３．５μｍ）」・・・２５重量部
・メチルイソブチルケトン・・・２００質量部
・１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン
（ＢＡＳＦ製、「イルガキュア１８４」）・・・２質量部
【００６３】
さらに、実施例１などと同様に、ベルト状の基材８ｂの内周面の幅方向における両方の縁部分に、ウレタンゴム製のリブ（幅５ｍｍ、高さ１ｍｍ）を内周面の一周にわたり連続して取り付けた。こうして、比較例２の中間転写ベルト８を作成した。
【００６４】
４−５．評価結果
実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２に用いた中間転写ベルト８の構成及び特性、並びに、クリーニング性の評価結果を表２に示す。
【００６５】
【表２】
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【００６６】
表２から、表面層８ａとして二硫化モリブデン薄膜を用いた実施例１及び実施例２では、耐久試験において安定したクリーニング性を示した。また、実施例１及び実施例２では、表面層８ｂは高平滑で、動摩擦係数の上昇が少なく、しかも動摩擦係数が０．３以下を維持していた。そのことが、耐久試験において長期にわたりクリーニング性が良好であった要因であると考えられる。
【００６７】
一方、表面層として二硫化モリブデンを添加した樹脂を用いた比較例１及び比較例２では、耐久試験において画像出力枚数が増加すると、クリーニング不良が発生した。画像出力枚数の増加により中間転写ベルト８の表面層の表面粗さが大きくなると共に、動摩擦係数が大幅に上昇した。このように、比較例１及び比較例２の構成では耐久性に課題があることが分かる。
【００６８】
以上、本実施形態によれば、繰り返し画像を出力した場合においても、クリーニング性に優れ、初期と同様のクリーニング性が得られる中間転写ベルト８を得ることができる。また、本実施形態の中間転写ベルト８を用いた画像形成装置１０は、高品位な画像を安定して繰り返し出力することが可能となる。
【符号の説明】
【００６９】
２          感光ドラム
５          １次転写ローラ
８          中間転写ベルト
８ａ        表面層
８ｂ        基材層
８ｃ        中間層
９          ベルトクリーニング装置
９ａ        クリーニングブレード
１５        ２次転写ローラ（２次転写手段）
１００      マグネトロン式高周波スパッタリング装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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