(57)【要約】【課題】画像ムラや異常画像を抑制し、経時にわたって良好なクリーニング性を有する中間転写体を提供する。【解決手段】ポリエーテルエーテルケトン及び導電剤を含む導電性の基体と、該基体上に形成され、高分子型イオン導電性材料を含むイオン導電層と、該イオン導電層上に形成され、疎水性合成樹脂を含む保護層を有する中間転写体であって、印加電圧を１００Ｖ、印加時間を１０秒としたときの体積抵抗率が１×１０８Ω・ｃｍ〜１×１０１３．５Ω・ｃｍであり、印加電圧を５００Ｖ、印加時間を１０秒としたときの表面抵抗率が１×１０９Ω／□〜１×１０１３．５Ω／□であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエーテルエーテルケトン及び導電剤を含む導電性の基体と、
該基体上に形成され、高分子型イオン導電性材料を含むイオン導電層と、
該イオン導電層上に形成され、疎水性合成樹脂を含む保護層を有する中間転写体であって、
印加電圧を１００Ｖ、印加時間を１０秒としたときの体積抵抗率が１×１０８Ω・ｃｍ〜１×１０１３．５Ω・ｃｍであり、印加電圧を５００Ｖ、印加時間を１０秒としたときの表面抵抗率が１×１０９Ω／□〜１×１０１３．５Ω／□であることを特徴とする中間転写体。
【請求項２】
前記高分子型イオン導電性材料は、ポリエーテル樹脂と電解質塩からな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】
前記ポリエーテル樹脂は、ポリエーテルポリオール樹脂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】
前記電解質塩は、アルカリ金属及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも１種を含む含フッ素有機アニオン類であることを特徴とする請求項２又は３に記載の中間転写体。
【請求項５】
前記疎水性合成樹脂は、アクリルフッ素系樹脂及びアクリルシリコン系樹脂から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の中間転写体。
【請求項６】
前記保護層は、イソシアネートで架橋された疎水性合成樹脂を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の中間転写体。
【請求項７】
前記保護層の膜厚が０．５μｍ〜２μｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の中間転写体。
【請求項８】
前記基体は、印加電圧を１００Ｖ、印加時間を１０秒としたときの体積抵抗率が１×１０９Ω・ｃｍ〜１×１０１１．５Ω・ｃｍであり、印加電圧を５００Ｖ、印加時間を１０秒としたときの表面抵抗率が１×１０８Ω／□１×１０１２．５Ω／□であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の中間転写体。
【請求項９】
像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成するための静電潜像形成手段と、前記像担持体上に形成された静電潜像にトナーを用いてトナー像とする現像手段と、前記像担持体上のトナー像を中間転写体上に転写する一次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を記録媒体上に転写する二次転写手段と、を有し、
前記中間転写体が、請求項１〜８のいずれか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、中間転写体及び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装置に用いられる中間転写体としての中間転写ベルトは、電気抵抗の均一性、表面平滑性、機械特性（高屈曲、高弾性、高伸度）、高寸法精度（膜厚、周長）が要求される。特に高機能型の中間転写ベルトは熱硬化性材料（例えばポリイミド、ポリアミドイミド）により構成されることが多く、前記中間転写ベルトは、電子写真方式の画像形成装置の中でも高価格の部品であり、コストダウンが強く要求されている。
【０００３】
前記中間転写ベルトを低コスト化するためには、熱可塑性樹脂を用いて、押出成形又はインフレーション成形できれば、非常に安価に製造できる。例えば、難燃性の熱可塑性樹脂を用いた導電性のシームレスベルトとして、特許文献１ではポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）と導電性フィラーを配合した半導電性フィルムが提案されている。
【０００４】
しかしながら、熱可塑性樹脂の押出成形によって得られた中間転写ベルトは、ベルトの周方向、あるいは軸方向の電気特性ばらつきが発生する場合も多い。また、導電性フィラーの分散性の不均一から、ベルトの厚み方向の導電パス経路がベルトの周方向や軸方向でばらついてしまい、これにより生じる抵抗ムラや異常放電によって転写性がばらついてしまう。このため、これらに起因して画像ムラ、異常画像が発生してしまう。更に経時での表面層汚染が発生してしまう問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明では、画像ムラや異常画像を抑制し、経時にわたって良好なクリーニング性を有する中間転写体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】
上記課題を解決するために、本発明は、ポリエーテルエーテルケトン及び導電剤を含む導電性の基体と、該基体上に形成され、高分子型イオン導電性材料を含むイオン導電層と、該イオン導電層上に形成され、疎水性合成樹脂を含む保護層を有する中間転写体であって、印加電圧を１００Ｖ、印加時間を１０秒としたときの体積抵抗率が１×１０８Ω・ｃｍ〜１×１０１３．５Ω・ｃｍであり、印加電圧を５００Ｖ、印加時間を１０秒としたときの表面抵抗率が１×１０９Ω／□〜１×１０１３．５Ω／□であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、画像ムラや異常画像を抑制し、経時にわたって良好なクリーニング性を有する中間転写体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】画像形成装置の一例における断面概略図である。
【図２】プロセスカートリッジの一例における断面概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る中間転写体及び画像形成装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【００１０】
（中間転写体）
本発明は、ポリエーテルエーテルケトン及び導電剤を含む導電性の基体と、該基体上に形成され、高分子型イオン導電性材料を含むイオン導電層と、該イオン導電層上に形成され、疎水性合成樹脂を含む保護層を有する中間転写体であって、印加電圧を１００Ｖ、印加時間を１０秒としたときの体積抵抗率が１×１０８Ω・ｃｍ〜１×１０１３．５Ω・ｃｍであり、印加電圧を５００Ｖ、印加時間を１０秒としたときの表面抵抗率が１×１０９Ω／□〜１×１０１３．５Ω／□であることを特徴とする。
【００１１】
中間転写体において、電気特性を向上させるため、基体に導電剤、例えば導電性のカーボンブラック等を含有させる場合、その分散性等に起因して、導電パスがベルト周方向や軸方向に対して局所的に偏在する箇所が存在するなどの問題がある。導電パスが局所的になると抵抗ムラが生じ、これに起因して異常放電や画像ムラ、異常画像が生じてしまう。
【００１２】
本発明の中間転写体における基体は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含むことにより、優れた耐熱性と機械強度が得られ、導電剤を含むことにより、電気特性を向上させている。しかし、上述のように導電剤の分散性等に起因した導電パスのムラや抵抗ムラが生じることが懸念される。
【００１３】
そこで、本発明では基体上に高分子型イオン導電性材料を含むイオン導電層を形成する。イオン導電層が高分子型イオン導電性材料を含むことで、安定かつ柔軟性をもつ塗膜面を構成でき、優れたイオン導電機構が得られる。これにより、イオン導電層は、下層である導電性の基体に生じた導電パスのムラを解消するという電気抵抗調整層としての機能を果たし、局所的な導電パスを平滑化することができる。
【００１４】
更に、表面層として疎水性合成樹脂を含む保護層を設けることにより、耐トナー汚染余裕度を向上させることができる。このため、クリーニング性が向上し、経時にわたって良好な画像を得ることができる。
【００１５】
また、本発明では、中間転写体の体積抵抗率及び表面抵抗率を所定の範囲としている。所定の範囲とすることで、良好な耐リーク性が得られ、良好な転写機能を有する。また、下地層からの局所的な放電パスの影響を更に低減することができ、転写ムラ、異常画像の不具合を高レベルで抑制することができる。
【００１６】
本発明によれば、導電パスが中間転写体の周方向や軸方向に局所的になることを防ぐことができ、導電パスを平滑化することができる。導電パスが平滑化されることにより、抵抗ムラを抑制することができるため、抵抗ムラに起因して生じる異常放電や画像ムラ、異常画像を抑制することができる。更に経時にわたって良好なクリーニング性を有する中間転写体が得られる。
【００１７】
また、本発明によれば、耐リーク性が良好であることから、プロセス制御電、制御電圧の制御幅を大きく取れるため、プロセス制御余裕度を向上させることができるという優れた効果も得られる。
以下、各層の詳細を説明する。
【００１８】
＜基体＞
前記基体は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）及び導電剤を含む導電性の基体であり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
【００１９】
ここで、「導電性」とあるのは、ハイレスタＵＰ  ＭＣＰ−ＨＴ４５０型（三菱化学アナリテック社製）を用い、印加電圧を１００Ｖ、印加時間を１０秒として測定したときの体積抵抗率が１×１０８Ω・ｃｍ〜１×１０１２Ω・ｃｍであり、印加電圧を５００Ｖ、印加時間を１０秒として測定したときの表面抵抗率が１×１０８Ω／□〜１×１０１２．５Ω／□であることを意味する。なお、ここでの体積抵抗率及び表面抵抗率は、任意の５箇所での測定値を平均したものである。
【００２０】
＜＜ポリエーテルエーテルケトン＞＞
ポリエーテルエーテルケトンは下記一般式（１）で表される構造を有する結晶性のポリマーであり、優れた耐熱性と機械強度を有している。
【００２１】
【化１】
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【００２２】
ポリエーテルエーテルケトンは、上記構造式で示される繰り返し構造単位を有するものに限られず、種々の化合物で変性したものであってもよい。また、ポリエーテルエーテルケトンとしては、１種類のみ用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリエーテルエーテルケトンの市販品として代表的なものには、例えば、ビクトレックス（Ｖｉｃｔｒｅｘ）社製の商品名「ビクトレックスＰＥＥＫ」シリーズが挙げられる。
【００２３】
＜＜導電剤＞＞
導電剤（導電性フィラーなどとも称される）としては、例えば、導電性カーボンブラック、黒鉛粉末、金属粉末、表面を導電処理した酸化金属ウィスカーなどが挙げられる。これらの中でも、体積抵抗率の制御性や機械的性質などの観点から、導電性カーボンブラックが好ましい。
【００２４】
導電性カーボンブラックとしては、例えば、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック等が挙げられる。これらの中でも、アセチレンブラック、オイルファーネスブラックが好ましい。これらの導電性カーボンブラックは、１種類のみ用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２５】
導電性カーボンブラックは、比較的安価で環境依存性を受けにくいため、導電性を付与するための導電剤として好適である。カーボンブラックはその製造方法により、ファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等が挙げられ、導電性ベルトには、ファーネスブラックやアセチレンブラック等が使用されることが多い。
【００２６】
本発明では、成形温度が３００〜４００℃と高くなることがあるため、高温で発泡しないように揮発分が小さい材料が好ましい。そのため、揮発分を９５０℃、７分間加熱した際の揮発（減量）分と規定すると、揮発分が２．０％以下のカーボンブラックが好ましい。
【００２７】
カーボンブラック量を増やせば、抵抗値が低下するが、目標抵抗値を得るための添加量は、カーボンブラックの種類（特にＤＢＰ（ジブチルフタレート）量（ＪＩＳＫ６２２１）に依存する）によって異なるため、特に制限されるものではなく、適宜変更することが可能である。
【００２８】
適宜変更することが可能であるが、導電剤の含有量はポリエーテルエーテルケトンに対して２０質量％以下にすることが好ましい。２０質量％以下にすることにより、光沢度、耐屈曲性などの機械特性低下を防止できる。
【００２９】
電気抵抗の電圧依存性は、電圧により導電パスが異なることにより、発生するものであり、導電性カーボンブラックなどの導電剤の分散均一性が影響する。分散均一性を向上するためには、より多くの粒子を分散させて、導電パスの距離差が少なくすることが良いため、比較的ＤＢＰ量が小さいファーネスブラックやアセチレンブラックが使用されている。
【００３０】
しかし、導電性カーボンブラックは配合量が少ないほど、機械特性や光沢性では有利である。カーボンの配合量が増えると、機械特性、光沢度、表面平滑性（フィルミングの主要発生要因）が低下する傾向にある。特に耐屈曲性が大きく低下することがある。
なお、カーボンブラックの中では、ケッチェンブラックがＤＢＰ値大きいため、少ない量で目標の抵抗値が得られる好適な材料であるが、電気特性の電圧依存性が劣り、再現性が劣ることがある。
【００３１】
＜＜その他の成分＞＞
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、滑剤、電気抵抗調整剤、酸化防止剤、補強剤、充填剤、加硫促進剤、増量剤、各種顔料、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、中和剤、などが挙げられる。
その他の成分の含有量（合計量）としては、ポリエーテルエーテルケトンに対して２５質量％以下であることが好ましく、５質量％以上であることが好ましい。
【００３２】
＜＜基体の成形方法＞＞
前記基体は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）と、導電剤と更に必要に応じてその他の成分とを溶融混練した溶融混練物を、例えば、溶融押出成形法、射出成形法、ブロー成形法、インフレーション成形法などによって成形することができる。
前記溶融混練は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロール、ニーダー等の混練機を用いて行うことができる。
【００３３】
前記基体の厚さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、３０μｍ〜２００μｍが好ましく、５０μｍ〜１５０μｍがより好ましい。前記厚さが３０μｍ以上であると、強度が小さくなることを抑え、ベルトが裂けることを防止できる。２００μｍ以下であると、可撓性が失われてベルト走行性が低下することを防止することができ、ベルトが割れることを防止できる。
【００３４】
前記基体の厚さの測定方法としては、例えば、接触型（指針型）乃至渦電流式の膜厚計、例えば、電子マイクロメーター（アンリツ社製）を用いて測定することができる。
【００３５】
＜イオン導電層＞
導電性の基体上に形成されるイオン導電層は、高分子型イオン導電性材料を含み、必要に応じてその他の成分を含む。
【００３６】
高分子型イオン導電性材料は、ポリエーテル樹脂と電解質塩からなることが好ましい。この場合、電解質塩がエーテル酸素に配位しながら移動するため、より優れたイオン導電機構が得られる。
高分子型イオン導電性材料としては、分子量１５００〜３０００のポリエーテル樹脂中に電解質塩が３〜７．５質量％含まれるものであることが好ましい。
【００３７】
ポリエーテル樹脂としてはエーテル結合を兼ね備えたポリオール樹脂群が好ましい。ポリエーテルポリオール、ポリエーテルアミド、ポリエーテルエステルアミドなどが挙げられる。
【００３８】
電解質塩としては、例えば、無機イオン性導電物質、有機イオン性導電性物質が挙げられる。
無機イオン性導電物質としては、例えば、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、過塩素酸カルシウム、塩化リチウム等が挙げられる。
有機イオン性導電性物質としては、例えば、エチルトリフェニルホスホニウム・テトラフルオロボレート、テトラフェニルホスホニウム・ブロマイド等の四級ホスホニウム塩、変性脂肪酸ジメチルアンモニウムエトサルファート、ステアリン酸アンモニウムアセテート、ラウリルアンモニウムアセテート等が挙げられる。
【００３９】
有機イオン性導電性物質としては、上記の他にも、アルカリ金属及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも１種を含む含フッ素有機アニオン類が挙げられ、特に好ましく用いられる。このような含フッ素有機アニオン類としては、例えば、ビス（トリフルオロメタン）スルホニルイミド酸リチウム等が挙げられる。
【００４０】
また、イオン導電層は、架橋されていることが好ましく、中でも比較的低温で架橋硬化可能なイソシアネート系の硬化剤であることが好ましい。架橋硬化することで、例えば機械特性を向上させることができる。イソシアネート系硬化剤はイオン導電層中のポリオールとの比（ＮＣＯ／ＯＨ比）が０．９〜１．５で配合されていることが好ましい。
【００４１】
イオン導電層の抵抗率としては、基体の体積抵抗率、表面抵抗率に対して同等からやや大きい抵抗率であることが好ましい。例えば、基体の体積抵抗率の１００〜１２０％であることが好ましく、基体の表面抵抗率の１００〜１３５％であることが好ましい。
【００４２】
イオン導電層の抵抗率が基体の抵抗率に対して１２０％以下であると、全体としての電気抵抗が高くなりすぎることを防止し、転写能力の不足を防止することができる。イオン導電層の抵抗率が１００％以上であると、電圧集中によるリークの発生を抑制できる。
【００４３】
イオン導電層の厚さは、下層である導電性の基体よりも薄く、上層である保護層よりも厚いことが好ましい。イオン導電層の厚さとしては、特に制限されるものではないが、例えば３〜５μｍであることが好ましい。この場合、導電パスの局所的なムラをより防ぐことができる。
【００４４】
なお、イオン導電層の厚さは、基体と同様に、例えば、接触型（指針型）乃至渦電流式の膜厚計、例えば、電子マイクロメーター（アンリツ社製）を用いて測定することができる。
【００４５】
＜保護層＞
保護層は前記イオン導電層上に形成され、疎水性合成樹脂を含む。前記保護層を設けることにより、導電性ベルトの通電パス偏差をより平滑化することができ、更に耐リーク性と耐トナー汚染性を有する中間転写体が得られる。保護層を設けない場合、経時でのクリーニング性が劣ってしまい、中間転写体の汚れによる画像濃度ムラやスジ状の転写不均一が生じてしまう。
【００４６】
前記疎水性合成樹脂としては、例えば、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等が挙げられる。これらを用いた場合、トナー固着を防止できる保護層が得られる。
これらの中でもトナーの非粘着性から検討を進めた結果、トナーの非粘着性が高い、分子中にアクリル骨格を有するアクリルシリコン系樹脂、アクリルフッ素系樹脂が良好であり、中でもアクリルシリコン系樹脂が特に好ましい。
また、前記疎水性合成樹脂は、保護層中、７０〜９０質量％含まれることが好ましい。
【００４７】
保護層には硬化剤を用いることが好ましく、中でもイソシアネート系の硬化剤を用いることが好ましい。また、本実施形態の保護層は、イソシアネートで架橋された疎水性合成樹脂を含むことが好ましい。イソシアネートで架橋された疎水性合成樹脂としては、例えばポリオールとイソシアネートが架橋して得られるウレタン結合を有するものが好ましい。前記ポリオールとしては、例えばアクリルシリコン系樹脂、アクリルフッ素系樹脂等に存在するものをイソシアネートとの架橋に用いることができる。
【００４８】
また、硬化剤を併用する２液性塗料にすることより、耐環境性、非粘着性、離型性を高めることができる。２液性塗料としては、分子中に水酸基を有する主剤及び、水酸基と架橋反応を起こす、イソシアネート系樹脂を用いることが有効である。イソシアネート系樹脂を用いることにより、１００℃以下の比較的低温で架橋・硬化反応が起こる。
【００４９】
保護層の厚さは、０．５μｍ以上２．０μｍ以下であることが好ましい。この場合、中間転写体の全体の電気特性に与える影響を低減することができ、更に耐リーク性を良好にすることができる。
【００５０】
保護層の形成は、上記構成材料を有機溶媒に溶解して塗料を作製し、スプレー塗装、ディッピング、ロールコート等の種々のコーティング方法で行うことができる。
【００５１】
＜その他の層＞
本発明における中間転写体の層構成として、本発明の効果が損なわれない限り、適宜必要に応じて他の層を含んでいてもよい。他の層としては公知の層を設けることができる。
【００５２】
＜中間転写体の物性＞
本発明の中間転写体は、印加電圧を１００Ｖ、印加時間を１０秒としたときの体積抵抗率が１×１０８Ω・ｃｍ〜１×１０１３．５Ω・ｃｍであり、印加電圧を５００Ｖ、印加時間を１０秒としたときの表面抵抗率が１×１０９Ω／□〜１×１０１３．５Ω／□である。
【００５３】
体積抵抗率及び表面抵抗率が上記の範囲よりも小さい場合、下地層からの局所的な放電パスの影響により、転写ムラ、異常画像の不具合が生じる。また、抵抗率が上記の範囲よりも大きい場合、良好な転写機能が得られない。
体積抵抗率及び表面抵抗率を上記所望の範囲にするには、適宜変更することが可能であるが、例えば、保護膜の厚みを変える方法、導電剤比率を調整する方法、導電剤の比抵抗率を調整する方法等により行うことができる。
【００５４】
前記体積抵抗率及び前記表面抵抗率は、中間転写体についてハイレスタＵＰ  ＭＣＰ−ＨＴ４５０型（三菱化学アナリテック社製）を用いて測定する。中間転写体の体積抵抗率は周方向４箇所の測定地点の平均値とし、表面抵抗率は周方向２５ｍｍピッチ３８点の測定地点の平均値としている。
【００５５】
前記体積抵抗率は１×１０８Ω・ｃｍ〜１×１０１３Ω・ｃｍであることが好ましく、１×１０１１Ω・ｃｍ〜１×１０１２Ω・ｃｍであることがより好ましい。
前記表面抵抗率は１×１０９Ω／□〜１×１０１３Ω／□であることが好ましく、１×１０１２Ω／□〜１×１０１３Ω／□であることがより好ましい。
【００５６】
また、中間転写体の周方向や軸方向における抵抗率の偏差が小さいことが好ましく、この場合、抵抗ムラをより抑制することができる。例えば、周方向における表面抵抗率を４箇所測定したときに、表面抵抗率のＬｏｇ値の最大値と最小値の差が１桁以内であることが好ましい。
【００５７】
また、中間転写体の転写面は、入射角２０°での光沢度（以下、「２０°光沢度」ともいう）が４０以上であることが好ましく、７０以上９０以下であることがより好ましい。光沢度が低すぎると、トナー付着量検知センサのＬＥＤ発光部への供給電流値が大きくなり、発光部に負荷がかかるのでセンサ寿命が短くなる恐れがある。ここで、転写面の光沢度は、例えば、光沢度計（ＰＧ−ＩＩＭ、日本電色工業社製）などを用いて測定することができる。
【００５８】
また、中間転写体の反射出力電圧Ｖｓｇ（Ｖ）の偏差は、０．５Ｖ以下が好ましい。ここで、「反射出力電圧」とは、前記中間転写体の表面に光を照射したときの反射光量を電圧値に変換して測定した電圧値である。前記反射出力電圧は、光量を電圧値に変換可能なフォトセンサにより測定した。また、その平均値としては、中間転写体１周分の反射出力電圧の平均値で表す。反射出力電圧Ｖｓｇ（Ｖ）の偏差が０．５Ｖ以下であると、地肌部の反射光量測定の精度が向上し、優れた画像品質を提供可能な中間転写体を提供することができる。
【００５９】
＜中間転写体の用途＞
本発明の中間転写体は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に好適に用いられ、像担持体に対して近接配置される中間転写体に用いることができる。また、本発明の中間転写体は、中間転写ベルト方式の画像形成装置（像担持体上に順次形成される複数のカラートナー現像画像を中間転写ベルト上に順次重ね合わせて一次転写を行い、その一次転写画像を被記録媒体に一括して二次転写する方式の装置）における中間転写ベルトとして好適に用いられる。特に無端状のベルトであることが好ましい。
【００６０】
（画像形成装置）
本発明の画像形成装置は、像担持体と、該像担持体上に静電潜像を形成するための静電潜像形成手段と、前記像担持体上に形成された静電潜像にトナーを用いてトナー像とする現像手段と、前記像担持体上のトナー像を中間転写体上に転写する一次転写手段と、前記中間転写体上のトナー像を記録媒体上に転写する二次転写手段とを有し、前記中間転写体が本発明の中間転写体である。更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
本発明の画像形成装置では、本発明の中間転写体を用いているため、前記中間転写体の効果が得られる他、高画質の画像を得ることができるとともに、長期にわたって安定した画像を得ることができる。
【００６１】
ここで、図１は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略図である。この図１の画像形成装置は、イエロー（以下、「Ｙ」と記す。）、シアン（以下、「Ｃ」と記す。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と記す。）、ブラック（以下、「Ｋ」と記す。）の４色のトナーから、カラー画像を形成するものである。
【００６２】
例示した画像形成装置は、複数の像担持体を備え、これら像担持体を中間転写体の移動方向に並列させる画像形成装置（いわゆる「タンデム型画像形成装置」と称することもある。）であり、その基本的な構成について説明する。
【００６３】
図１に示す画像形成装置は、像担持体として４つの感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。なお、ここではドラム状の感光体を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ表面移動部材であり、本発明の中間転写体である中間転写ベルト１０に接触しながら回転駆動する。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、比較的薄い円筒状の導電性基体上に感光層を形成し、前記感光層上に保護層を形成したものであり、感光層と保護層との間に中間層を設けてもよい。
【００６４】
図２は、感光体を配設するプロセスカートリッジ２の構成の一例を示す概略断面図である。なお、図１のプロセスカートリッジ２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋにおける各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ周りの構成はすべて同じであるため、１つのプロセスカートリッジについてのみ図示し、色分け用の符号Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋについては省略してある。
【００６５】
感光体１の周りには、その表面移動方向に沿って、帯電手段としての帯電手段３、現像手段５、感光体１上のトナー像を記録媒体又は中間転写ベルト１０に転写する転写手段６、感光体１上の未転写トナーを除去するクリーニング手段７の順に配置されている。帯電手段３と現像手段５との間には、帯電した感光体１の表面を画像情報に基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光手段４から発せられる光が感光体１まで通過できるようにスペースが確保されている。
【００６６】
帯電手段３は、感光体１の表面を負極性に帯電する。この帯電手段３は、いわゆる接触・近接帯電方式で帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラ３を備えている。すなわち、この帯電手段３は、帯電ローラ３ａを感光体１の表面に接触または近接させ、前記帯電ローラに負極性バイアスを印加することで、感光体１の表面を帯電する。感光体１の表面電位が例えば−５００Ｖとなるような直流の帯電バイアスを帯電ローラ３ａに印加している。なお、帯電バイアスとして、直流バイアスに交流バイアスを重畳させたものを利用することもできる。
【００６７】
また、帯電手段３には、帯電ローラ３ａの表面をクリーニングするクリーニングブラシを設けてもよい。なお、帯電手段３として、帯電ローラ３ａの周面上の軸方向両端部分に薄いフィルムを巻き付け、これを感光体１の表面に当接するように設置してもよい。この構成においては、帯電ローラ３ａの表面と感光体１の表面との間は、フィルムの厚さ分だけ離間した極めて近接した状態となる。したがって、帯電ローラ３ａに印加される帯電バイアスによって、帯電ローラ３ａの表面と感光体の表面との間に放電が発生し、その放電によって感光体の表面が帯電される。
【００６８】
このようにして帯電した感光体１の表面には、露光手段４によって露光されて各色に対応した静電潜像が形成される。この露光手段４は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体１に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。なお、この例での露光手段４は、レーザ方式のものであるが、ＬＥＤアレイと結像手段とからなる他の方式を採用することもできる。
【００６９】
トナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋから現像手段５内に補給されたトナーは、現像剤供給ローラ５ｂによって搬送され、現像ローラ５ａ上に担持される。現像ローラ５ａの表面は、感光体１と対向する領域（以下、「現像領域」と云うこともある。）において感光体１の表面よりも速い線速度で同方向に移動する。そして、現像ローラ５ａ上のトナーが感光体１の表面を摺擦して、トナーが感光体１の表面に供給される。このとき、現像ローラ５ａには、電源から例えば−３００Ｖの現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。
【００７０】
そして、感光体１上の静電潜像と現像ローラ５ａとの間では、現像ローラ５ａ上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。これにより、現像ローラ５ａ上のトナーは、感光体１上の静電潜像に付着することになる。この付着によって感光体１上の静電潜像は、それぞれ対応する色のトナー像に現像される。
【００７１】
転写手段６における中間転写ベルト１０は本発明の中間転写体であり、３つの支持ローラ１１、１２、１３に張架されていて、図１中矢印の方向に無端移動（回転）する構成となっている。この中間転写ベルト１０上には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。
【００７２】
静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、ここでは転写チリの発生が少ない転写ローラ１４を用いた構成を採用している。具体的には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋと接触する中間転写ベルト１０の部分の裏面に、それぞれ一次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋを配置している。
【００７３】
ここでは、各一次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋにより押圧された中間転写ベルト１０の部分と各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋとによって、一次転写ニップ部が形成される。そして、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト１０上に転写する際には、各一次転写ローラ１４に正極性のバイアスが印加される。これにより、各一次転写ニップ部には転写電界が形成され、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト１０上に静電的に付着し、転写される。
【００７４】
感光体１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１０に転写させるときに、中間転写ベルト１０は感光体１に圧接されていることが好ましい。このときの圧接力は、例えば１０Ｎ／ｍ〜６０Ｎ／ｍの範囲であることが好ましい。
【００７５】
中間転写ベルト１０の周りには、その転写面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング手段１５が設けられている。このベルトクリーニング手段１５は、中間転写ベルト１０の転写面に付着した不要なトナーをクリーニングブレードやファーブラシで回収する構成となっている。
なお、回収した不要なトナーは、ベルトクリーニング手段１５内から搬送手段により廃トナータンクまで搬送される。
【００７６】
また、支持ローラ１３には中間転写ベルト１０を介して二次転写ローラ１６が付勢されていて、この中間転写ベルト１０と二次転写ローラ１６との間には二次転写ニップ部が形成されている。このニップ部分に、所定のタイミングで記録媒体としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、給紙カセット２０内に収容されており、給紙ローラ２１、レジストローラ対２２等によって、二次転写ニップ部まで搬送される。
【００７７】
そして、中間転写ベルト１０上に重ね合わされたトナー像は、二次転写ニップ部において、転写紙上に一括して転写される。この二次転写時には、二次転写ローラ１６に正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト１０上のトナー像が転写紙上に転写される。
【００７８】
二次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置２３が配置されている。この加熱定着装置２３は、ヒータを内蔵した加熱ローラ２３ａと、圧力を加えるための加圧ローラ２３ｂとを備えている。二次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることにより、転写紙上に転写されていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ２４によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。
【００７９】
現像手段５は、そのケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ５ａが部分的に露出している。現像手段５は、図１に示したトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋから、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。このトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋは、それぞれが単体で交換できるように、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。このような構成とすることで、トナーエンド時にはトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋだけを交換すればよい。したがって、トナーエンド時にまだ寿命に達していない他の構成部材はそのまま利用でき、ユーザーの出費を抑えることができる。
【００８０】
現像剤収納器５ｄ中の現像剤（トナー）は、供給ローラ５ｂで攪拌されながら、感光体１に供給する。このときトナーは、適正な帯電量に制御される。
【００８１】
このような画像形成装置においては、潜像担持体、帯電手段、現像手段等の構成要素のうち、複数のものを上記のようにプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機、プリンター等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成することができる。
【実施例】
【００８２】
以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。なお、以下「部」とあるのは「質量部」を表す。
【００８３】
（実施例１）
＜基体の作製＞
ポリエーテルエーテルケトン（３８０ＰＦ、ビクトレックス社製）１００質量部、導電剤として導電性カーボンブラック（ＶＵＬＣＡＮ−ＸＣ７２Ｒ、キャボット社製）１９質量部をホッパーに送り、二軸混練機（ＰＣＭ−３０、池貝社製）を用いて３００℃〜４００℃の間で温度調整を適宜行った。また、回転数を５０ｒｐｍ〜２００ｒｐｍで適宜調整を行い、溶融混練押出を行った。押し出された樹脂から、ペレタイザー（ＴＳＭ−１２５、タナカ社製）によりペレット状の樹脂組成物を得た。
【００８４】
次いで、単軸溶融押出機（ＹＥ−４０Ｖ、山口製作所製）にて直径３１０ｍｍの円筒状金型を用い、円筒状のフィルムを押出成型により作製した。円筒状フィルムの作製は溶融混練温度及び金型温度を３００℃〜４００℃の範囲で適宜調整しながら行った。得られた円筒状のフィルムの厚みは５０μｍであった。
【００８５】
次に、得られた円筒状のフィルムを幅３７４.５ｍｍにカットし、周長９７３.４ｍｍの導電性の基体を得た。得られた基体について、ハイレスタＵＰ  ＭＣＰ−ＨＴ４５０型（三菱化学アナリテック社製）を用いて体積抵抗率及び表面抵抗率を測定した。印加電圧を１００Ｖ、印加時間を１０秒として５箇所の体積抵抗率を測定して平均値を求めたところ、体積抵抗率の平均値は５．０×１０１０Ω・ｃｍであった。また、印加電圧５００Ｖ印加時間を１０秒として５箇所の表面抵抗率を測定して平均値を求めたところ、表面抵抗率の平均値は４．５×１０１１Ω／□であった。
【００８６】
＜イオン導電層の作製＞
イオン導電層の塗工液として、以下の材料を調合し、酢酸ブチル、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）からなる希釈溶媒で固形分を調整し、基体上にスプレー塗布した。
【００８７】
［イオン導電層の材料］
・ポリエーテルポリオール樹脂（エクセノール５４０、旭硝子社製）  ７０部
・イソシアネート系硬化剤（Ｔ４、川上塗料社製）  ２５部
・ビス（トリフルオロメタン）スルホニルイミド酸リチウム酢酸ブチル溶液（三光化学工業社製）  ４．５部
・有機塩触媒（Ｕ−ＣＡＴ  ＳＡ１（１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）−ウンデセン−７のフェノール塩）、サンアプロ社製）  ０．５部
【００８８】
その後、オーブンで１００℃、１．５時間、塗料樹脂を加熱硬化させ、膜厚が５μｍのイオン導電層を形成した。
【００８９】
＜保護層の作製＞
保護層の塗工液として、以下の材料を調合し、酢酸ブチル、ＭＥＫからなる希釈溶媒で固形分を調整し、スプレー塗布した。
【００９０】
［保護層の材料］
・アクリル変性シリコン樹脂（３０００ＶＨ−Ｐ、川上塗料社製）  ８０部
・イソシアネート系硬化剤（Ｔ４、川上塗料社製）  ２０部
【００９１】
その後、オーブンで１００℃、１．５時間、塗料樹脂を加熱硬化させ、膜厚が０．５μｍの保護層を形成した。
【００９２】
以上のようにして、本実施例の中間転写体を得た。得られた中間転写体はベルト状であった。
【００９３】
（実施例２）
実施例１において、保護層の膜厚を２μｍとした以外は実施例１と同様にした。
【００９４】
（実施例３）
実施例１において、保護層のアクリル変性シリコンをアクリル変性フッ素（ＺＸ−００１、Ｔ＆Ｋ  ＴＯＫＡ社製）に変更した以外は実施例１と同様にした。
【００９５】
（実施例４）
実施例１において、ビス（トリフルオロメタン）スルホニルイミド酸リチウムを過塩素酸リチウム（ＰＥＬ−２０Ａ、日本カーリット社製）に変更した以外は実施例１と同様にした。
【００９６】
（実施例５）
実施例１において、中間転写体の抵抗率が低抵抗側になるように、保護層の膜を０．４μｍに変更し、基体の抵抗を変更した以外は実施例１と同様にした。
【００９７】
（実施例６）
実施例１において、中間転写体の抵抗率が高抵抗側になるように、保護層の膜を２．４μｍに変更し、基体の抵抗を変更した以外は実施例１と同様にした。
【００９８】
（比較例１）
実施例１において、保護層を設けなかった以外は実施例１と同様にした。
【００９９】
（比較例２）
実施例１において、保護層の膜厚を４μｍとした以外は実施例１と同様にした。
【０１００】
（比較例３）
実施例１において、イオン導電層を設けなかった以外は実施例１と同様にした。
【０１０１】
（比較例４）
実施例１において、中間転写体の抵抗率が低抵抗側になるように、保護層の膜を０．２μｍに変更し、基体の抵抗を変更した以外は実施例１と同様にした。
【０１０２】
（測定）
＜体積抵抗率及び表面抵抗率＞
上記得られた中間転写体について、以下のように体積抵抗率及び表面抵抗率を測定した。体積抵抗率及び表面抵抗率は、ハイレスタＵＰ  ＭＣＰ−ＨＴ４５０型（三菱化学アナリテック社製）を用いて測定した。体積抵抗率及び表面抵抗率は以下のように測定して平均値を求めた。また、表面抵抗率について、周方向４箇所を測定した最大値と最小値の差を求め、表面抵抗率の周方向偏差を求めた。
【０１０３】
体積抵抗率：印加電圧１００Ｖ、印加時間１０秒、周方向４箇所（基準、９０°、１８０°、２７０°）
表面抵抗率：印加電圧５００Ｖ、印加時間１０秒、周方向２５ｍｍピッチ３８点
【０１０４】
＜厚み＞
各構成の平均厚みの測定方法としては、電子マイクロメーター（アンリツ社製）を用いた。方向２５ｍｍピッチ３８点について、基体形成後、イオン導電層形成後、保護層形成後それぞれ測定し、差を用いて実測した。
【０１０５】
（評価）
＜画像ムラ評価＞
上記得られた中間転写体をＩＰＳＩＯ  Ｃ７３０（リコー社製）に装着させた画像形成装置（図１参照）を使用して、初期の画像評価を行った。評価画像としてはハーフトーンのべた画像をＡ４サイズ横で数枚出力した。紙全面に転写されたハーフトーン画像において濃度ムラを目視で確認した。下記の評価基準により、「○」を許容可とし、「△」「×」を許容不可とした。
【０１０６】
［評価基準］
○：目視上判別できる濃淡ムラが確認できない。
△：目視上判別できる濃淡ムラがピッチで帯状に存在する。
×：目視上判別できる濃淡ムラがランダムに確認できる。
【０１０７】
＜異常画像評価＞
上記得られた中間転写体をＭＰ  Ｃ３５０３（リコー社製）に装着し、異常画像評価を行った。評価画像として、チェッカーパターン（３０ｍｍ×３０ｍｍの正方形を横方向３０ｍｍおきに５〜６個配列したもの）をＡ４サイズ横で数枚出力するとともに、出力途中で強制停止し、中間転写ベルト表面と印刷紙を目視観察して転写画像（ベタチリ、ドットチリ、白ポチ、ボソツキ）を評価した。下記の評価基準により、「○」を許容可とし、「△」「×」を許容不可とした。
【０１０８】
［評価基準］
○：異常画像が中間転写ベルト上にも印刷紙上にも目視で確認できない。
△：容認できないレベルの異常画像が印刷紙上に目視で確認できる。
×：異常画像が中間転写ベルト上にも印刷紙上にも目視で確認できる。
【０１０９】
＜耐久評価（クリーニング評価）＞
上記得られた中間転写体をＭＰ  Ｃ３５０３（リコー社製）に装着し、耐久評価を行った。通紙条件として画像面積率５％チャートを３プリント／ジョブで２４万枚（Ａ４サイズ横）出力後、中転周り及び出力画像を確認した。下記の評価基準により、「○」を許容可とし、「△」「×」を許容不可とした。なお、「○」の場合、経時にわたりクリーニング性が良好であり、耐久性に優れるといえる。
【０１１０】
［評価基準］
○：異常画像が目視で確認できない。
△：容認できないレベルの異常画像が印刷紙上に目視で確認できる。
×：異常画像が中間転写ベルト上にも印刷紙上にも目視で確認できる。
−：評価なし
【０１１１】
＜総合評価＞
各評価項目のいずれかについて、「−」、「×」、「△」があるものは「×」と評価した。それ以外は「○」と評価した。
【０１１２】
得られた測定結果及び評価結果を表１に示す。
【０１１３】
【表１】
2019159229.tif 000004
【０１１４】
実施例では、画像ムラ、異常画像がなく、耐久性（クリーニング性）も良好であった。
比較例１では、初期はイオン導電層により電気特性が比較的良好であったが、白ポチ状の異常画像、ボソツキ等の異常画像が見られた。また、経時でのクリーニング性評価において中間転写体の汚れによる画像濃度ムラやスジ状の転写不均一が確認された。
比較例２では、絶縁性保護層の膜厚が大きく転写機能自体を損なった。
比較例３では、イオン導電層の効果が得られず、導電性機体のパスの不均一性に起因する画像ムラが生じていた。
比較例４では、中間転写体の抵抗率が低すぎ、転写機能自体を損なった。
【符号の説明】
【０１１５】
１    感光体
２    プロセスカートリッジ
３    帯電手段
４    露光手段
５    現像手段
６    転写手段
７    クリーニング手段
１０    中間転写ベルト
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１６】
【特許文献１】特開２００５−１１２９４２号公報
【図１】
2019159229.tif 000005
【図２】
2019159229.tif 000006