(57)【要約】【課題】良好な転写性が得られると共に、耐久性が向上した中間転写ベルト、及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００において用いられる中間転写ベルト７は、基層７ａ、弾性層７ｂ、中間層７ｃ及び表面層７ｄがこの順で重なって構成され、各層７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄのそれぞれの破断伸度のうち中間層７ｃの破断伸度が最も大きい構成とされる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置において用いられる中間転写ベルトにおいて、
基層、弾性層、中間層及び表面層がこの順で重なって構成され、前記基層、前記弾性層、前記中間層及び前記表面層のそれぞれの破断伸度のうち前記中間層の破断伸度が最も大きいことを特徴とする中間転写ベルト。
【請求項２】
前記中間層の破断伸度は、３５０％以上、８００％以下であることを特徴とする請求項１に記載の中間転写ベルト。
【請求項３】
前記弾性層の圧縮永久歪みは、１０％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の中間転写ベルト。
【請求項４】
硬度（タイプＡデュロメータ硬さ）が、４５°以上、７５°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１項に記載の中間転写ベルト。
【請求項５】
トナー像を担持する像担持体と、
前記像担持体から転写されたトナー像を転写材に転写するために搬送する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の中間転写ベルトと、
を有す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用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置において用いられる中間転写ベルト、及びその画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式などを用いた画像形成装置には、感光体などの像担持体に形成されたトナー像を一旦中間転写体に１次転写した後に記録用紙などの転写材（記録媒体）に２次転写する、中間転写方式を採用したものがある。中間転写体としては、無端状のベルトで構成された中間転写ベルトが広く用いられている。
【０００３】
このような画像形成装置において、少なくとも１層の弾性層を有する中間転写ベルト（ここでは、「弾性中間転写ベルト」ともいう。）が用いられることがある。弾性中間転写ベルトは、弾性層を有していない樹脂製の中間転写ベルトよりも柔らかく、１次転写部や２次転写部でトナーに作用する圧力を低減できることから、トナー像の一部が転写されない「中抜け」などと呼ばれる現象の抑制に効果がある。また、弾性中間転写ベルトは、２次転写部において転写材との密着性がよいことから、普通紙に対する転写効率の向上のみならず、厚紙や凹凸を有する紙に対する転写性の向上にも効果がある。
【０００４】
弾性中間転写ベルトは、表面のタック性を低減することなどを目的として、最表面に樹脂を用いて形成された表面層が設けられることが多い。特許文献１では、表面層の機械特性を規定することで、転写性、耐摩耗性及び耐クラック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】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１２５２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年、コスト低減などの観点から、中間転写ベルトの耐久性の更なる向上が求められており、本発明者らの検討によれば、従来の弾性中間転写ベルトでは、耐久性が十分ではない場合があることがわかった。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、良好な転写性が得られると共に、耐久性が向上した中間転写ベルト、及びこれを備え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】
【０００８】
上記目的は本発明に係る中間転写ベルト及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、画像形成装置において用いられる中間転写ベルトにおいて、基層、弾性層、中間層及び表面層がこの順で重なって構成され、前記基層、前記弾性層、前記中間層及び前記表面層のそれぞれの破断伸度のうち前記中間層の破断伸度が最も大きいことを特徴とする中間転写ベルトである。
【０００９】
本発明の他の態様によると、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体から転写されたトナー像を転写材に転写するために搬送する上記本発明の中間転写ベルトと、を有す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】
【００１０】
本発明によれば、良好な転写性が得られると共に、耐久性が向上した中間転写ベルト、及びこれを備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の概略断面図である。
【図２】中間転写ベルトの模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る中間転写ベルト及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１３】
［第１の実施形態］
１．画像形成装置
まず、本実施形態の画像形成装置１００の全体的な構成及び動作について説明する。図１は、本実施形態の画像形成装置１００の概略断面図である。
【００１４】
本実施形態の画像形成装置１００は、電子写真方式を用いてフルカラー画像の形成が可能な、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。画像形成装置１００は、複数の画像形成部として、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（ステーション）ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを有する。各色用に設けられた同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、各色用の要素であることを表す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して、総括的に説明することがある。本実施形態では、画像形成部Ｐは、後述する感光ドラム１、帯電ローラ２、露光装置３、現像器４、１次転写ローラ５などを有して構成される。
【００１５】
画像形成装置１００は、トナー像を担持する回転可能な像担持体として、ドラム型（円筒形）の電子写真感光体（感光体）である感光ドラム１を有する。感光ドラム１は、導電性基体としてのアルミニウム製のシリンダの上に、電荷発生層、電荷輸送層及び表面保護層がこの順で積層されて構成されている。感光ドラム１は、図中矢印Ｒ１方向（反時計回り）に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。回転する感光ドラム１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２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させられる。帯電工程時に、帯電ローラ２には、所定の帯電電圧（帯電バイアス）が印加される。帯電処理された感光ドラム１の表面は、露光手段としての露光装置３によって、画像情報に応じて走査露光され、感光ドラム１上に静電像（静電潜像）が形成される。本実施形態では、露光装置３は、半導体レーザーを用いたレーザースキャナー装置である。
【００１６】
感光ドラム１に形成された静電像は、現像手段としての現像器４によって現像剤としてのトナーを用いて現像され、感光ドラム１上にトナー像が形成される。現像器４は、トナーを収容した現像容器と、現像容器に回転可能に支持された現像剤担持体としての現像ローラと、現像剤量規制部材としての規制ブレードと、を有する。現像ローラは、感光ドラム１との対向部である現像部において、感光ドラム１に接触させられる。また、現像ローラは、現像部において感光ドラム１と順方向に移動するように、感光ドラム１の周速度との間に周速度差が設けられて回転駆動される。現像ローラに担持されて現像部に搬送されたトナーは、感光ドラム１上に形成された静電像に応じて感光ドラム１の表面に付着する。これにより、感光ドラム１上にトナー像が形成される。現像工程時に、現像ローラには、所定の現像電圧（現像バイアス）が印加される。本実施形態では、感光ドラム１の表面の、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露光部に、感光ドラム１の帯電極性と同極性（本実施形態では負極性）に帯電したトナーが付着する。
【００１７】
各感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと対向して、無端状のベルトで構成された中間転写ベルト７が配置されている。中間転写ベルト７は、像担持体から転写されたトナー像を転写材に転写するために搬送する中間転写体の一例である。中間転写ベルト７は、複数の張架ローラとしての駆動ローラ７１、テンションローラ７２及び２次転写対向ローラ７３に張架されている。中間転写ベルト７は、駆動ローラ７１が回転駆動されることで、図中矢印Ｒ２方向（時計回り）に回転（循環移動）する。中間転写ベルト７の内周面側には、各感光ドラム１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７を介して感光ドラム１に向けて押圧され、感光ドラム１と中間転写ベルト７とが接触する１次転写部Ｔ１を形成する。上述のように感光ドラム上に形成されたトナー像は、１次転写部Ｔ１において、１次転写ローラ５の作用によって、回転している中間転写ベルト７上に１次転写される。１次転写工程時に、１次転写ローラ５には、現像時のトナーの帯電極性（トナーの正規の帯電極性）とは逆極性（本実施形態では正極性）の直流電圧である１次転写電圧（１次転写バイアス）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１上に形成されたイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のトナー像が、中間転写ベルト７上に重ね合わされるようにして順次１次転写される。
【００１８】
中間転写ベルト７の外周面側において、２次転写対向ローラ７３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８が配置されている。２次転写ローラ８は、中間転写ベルト７を介して２次転写対向ローラ７３に向けて押圧され、中間転写ベルト７と２次転写ローラ８とが接触する２次転写部Ｔ２を形成する。上述のように中間転写ベルト７上に形成されたトナー像は、２次転写部Ｔ２において、２次転写ローラ８の作用により、中間転写ベルト７と２次転写ローラ８とに挟持されて搬送される記録用紙などの転写材（記録媒体、シート）Ｓ上に２次転写される。２次転写工程時に、２次転写ローラ８には、トナーの正規の帯電極性とは逆極性（本実施形態では正極性）の直流電圧である２次転写電圧（２次転写バイアス）が印加される。本実施形態では、２次転写において十分な転写効率が得られるように、２次転写ローラ８には数ｋＶの２次転写電圧が印加される。
【００１９】
転写材Ｓは、カセット１２に収納されており、カセット１２からピックアップローラ１３によって搬送路に送り出される。搬送路に送り出された転写材Ｓは、搬送ローラ対１４によってレジストローラ対１５まで搬送される。そして、この転写材Ｓが、レジストローラ対１５によって中間転写ベルト７上のトナー像とタイミングが合わされて、２次転写部Ｔ２へと供給される。また、トナー像が転写された転写材Ｓは、定着手段としての定着器９へと搬送される。そして、この転写材Ｓは、定着器９によって加熱及び加圧されることによってトナー像が定着（固着）された後に、搬送ローラ対１６、排出ローラ対１７などによって画像形成装置１００の装置本体の外部に排出（出力）される。
【００２０】
一方、１次転写工程時に中間転写ベルト７上に転写されずに感光ドラム１上に残留したトナー（１次転写残トナー）は、帯電ローラ２によって帯電させられた後に、一部は現像器４によって回収され、他の一部は後続のトナー像を構成する。また、中間転写ベルト７の回転方向において２次転写部Ｔ２の下流かつ最上流の１次転写部Ｔ１Ｙの上流には、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ユニット１１が配置されている。本実施形態では、ベルトクリーニングユニット１１は、中間転写ベルト７の外周面側における駆動ローラ７１と対向する位置に配置されている。２次転写工程時に転写材Ｓ上に転写されずに中間転写ベルト７上に残留したトナー（２次転写残トナー）は、ベルトクリーニングユニット１１によって中間転写ベルト７上から除去されて回収される。ベルトクリーニングユニット１１は、中間転写ベルト７に接触するブレード状やブラシ状のクリーニング部材によって、移動する中間転写ベルト７の表面から２次転写残トナーを掻き取るなどして、回収容器に回収する。
【００２１】
２．中間転写ベルト
次に、本実施形態の中間転写ベルト７について説明する。図２は、本実施形態の中間転写ベルト７の模式的な断面図である。
【００２２】
本実施形態では、中間転写ベルト（弾性中間転写ベルト）７は、基層７ａ、弾性層７ｂ、中間層７ｃ及び表面層７ｄの４層がこの順で重なった積層体で構成された無端状のベルトである。基層７ａは、弾性層７ｂ、中間層７ｃ、表面層７ｄなどの上層を支持する層である。弾性層７ｂは、中間転写ベルト７に弾性を付与し、転写材Ｓの表面形状に対する中間転写ベルト７の追従性を高めるための層である。中間層７ｃは、表面層７ｄにクラックが発生した場合に、クラックが中間転写ベルト７の厚さ方向に成長するのを抑制するための層である。表面層７ｄは、中間転写ベルト７の最表面（最外層）を構成する層であり、中間転写ベルト７の表面に硬さを付与し、転写性を向上させるための層である。本実施形態では、弾性層７ｂと表面層７ｄとの間に中間層７ｃが設けられていればよく、基層７ａや弾性層７ｂがそれぞれ複数層で構成されていてもよい。
【００２３】
そして、本実施形態では、中間転写ベルト７は、基層７ａ、弾性層７ｂ、中間層７ｃ及び表面層７ｄのそれぞれの破断伸度のうち中間層７の破断伸度が最も大きくされている。
【００２４】
柔らかい弾性層７ｂを設けることで、転写材Ｓの表面形状に対する中間転写ベルト７の追従性を高めて（すなわち、中間転写ベルト７と転写材Ｓとの接触性（密着性）を高めて）、転写性を向上させることができる。また、硬い表面層７ｄを設けることで、１次転写時に中間転写ベルト７にトナーが埋まり、トナーの非静電付着力が大きくなることで、２次転写時に転写効率が低下することを抑制することができる。しかし、硬い表面層７ｄは、中間転写ベルト７の繰り返し使用によって、伸び縮みが繰り返されることで、クラックが生じやすい。このクラックは、中間転写ベルト７の厚さ方向に成長し、例えば深さが１０μｍ以上になると、そこに侵入した転写残トナーがクリーニング部材をすり抜けるなどしてクリーニング不良を発生させるなど、不具合の原因になることがある。
【００２５】
これに対し、中間層７ｃを設けることで、表面層７ｄが伸び縮みを繰り返すことで表面層７ｄにクラックが発生しても、破断伸度が大きい中間層７ｃが伸縮することで中間転写ベルト７の厚さ方向へのクラックの成長を抑制することができる。
【００２６】
つまり、本実施形態の中間転写ベルト７では、概して、転写材Ｓの表面形状に対する追従性の機能は弾性層７ｂに、耐久性の向上の機能は中間層７ｃに、トナーの付着力低減の機能は表面層７ｄにそれぞれ持たせて、機能分離することができる。このように、本実施形態では、中間転写ベルト７に破断伸度の大きい中間層７ｃを設けることで、良好な転写性を得つつ、耐久性を向上させることができる。
【００２７】
３．実施例及び比較例
次に、本実施形態に従う実施例、及び比較対象としての比較例の中間転写ベルト７に関する比較試験の結果を参照して、本発明の効果について更に説明する。なお、以下に説明する中間転写ベルト７の製造方法は、好ましい一例を示すものであり、中間転写ベルト７の製造方法はこれに限定されるものではない。
【００２８】
＜実施例１＞
（基層）
本実施例では、基層７ａは、ロール状あるいはベルト状のシームレスタイプの円筒型のものである。本実施例では、基層７ａは、円筒押出成形により形成した。本実施例では、基層７ａは、以下のようにして作製した。
【００２９】
下記の材料を、２軸混練機（商品名：ＰＣＭ３０、池貝社製）を用いて混練し、ペレットを得た。
・ポリエーテルエーテルケトン（商品名：ＶＩＣＴＲＥＸ  ＰＥＥＫ４５０Ｇ、ビクトレックス社製）
・アセチレンブラック（商品名：デンカブラック  粒状品、デンカ社製）
【００３０】
ポリエーテルエーテルケトンが８０質量％（上記２つの材料の全体を１００質量％とする。）、アセチレンブラックが２０質量％（上記２つの材料の全体を１００質量％とする。）となるよう、各々重量フィーダを用いて、２軸混練機に投入した。２軸混練機のシリンダ設定温度は、材料投入部を３２０℃とし、シリンダ下流及びダイは３６０℃とした。２軸混練機のスクリュ回転数は３００ｒｐｍとし、材料供給量は８ｋｇ／ｈとした。
【００３１】
次に、上述のようにして得られたペレットを用い、円筒押出成形することで、ベルトを得た。円筒押出成形は、単軸押出機（商品名：ＧＴ４０、プラスチック工学研究所社製）、及び直径３００ｍｍ、隙間１ｍｍの円形開口部を有する円筒ダイを用いて行った。重量フィーダを用い、ペレットを４ｋｇ／ｈの供給量で単軸押出機に供給した。単軸押出機のシリンダ設定温度は、材料投入部を３２０℃とし、シリンダ下流及び円筒ダイは３８０℃とした。単軸押出機から吐出された熔融樹脂は、ギアポンプを経て、円筒ダイから押し出され、円筒引取機により、厚さ８５μｍとなる速度にて引き取られた。樹脂は、引き取られる過程において、円筒ダイと円筒引取機の間に設けられた冷却マンドレルと接触することで冷却・固化された。固化した樹脂が、円筒引取機の下部に設置された円筒切断機にて、幅４６０ｍｍとなるよう切断され、結晶性熱可塑性樹脂ベルトが得られた。
【００３２】
なお、基層７ａを形成する材料としては、本実施例のものに限らず、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイドなどの樹脂材料が挙げられる。
【００３３】
基層７ａを形成する材料には、導電剤として、例えば、金属粉末、導電性酸化物粉末、導電性カーボンなどの導電性粉体を添加して、導電性を付与してもよい。
【００３４】
基層７ａの厚さ（膜厚）は、強度、製造コストなどの観点から、１０μｍ以上、５００μｍ以下が好ましく、３０μｍ以上、１５０μｍ以下がより好ましい。なお、基層７ａの厚さは、複数箇所での測定値の平均値で代表できる。
【００３５】
また、本実施例では、基層７ａは、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における引張強さが７５．０Ｍｐａ、破断伸度が１０％であった。
【００３６】
なお、基層７ａの引張強さ、破断伸度は、上述のようにして作製した単層の基層７ａから形成された試験片を用いて測定した。引張強さは、試験片を切断するまで引っ張ったときの最大の引張力を測定することで求められる。破断伸度は、試験片の、引っ張る前の長さと破断した時（亀裂が入り始めた時）の長さとを測定することで求められる。
【００３７】
（弾性層）
本実施例では、弾性層７ｂは、基層７ａの表面に弾性層７ｂ用の塗料を塗布することで形成した。弾性層７ｂは、転写材Ｓの表面形状に対する中間転写ベルト７の追従性を発現するために、適度な弾性率を有していることが重要である。本実施例では、弾性層７ｂは、以下のようにして作製した。
【００３８】
付加硬化型液状シリコーンゴム（商品名：ＴＳＥ３４５０  Ａ／Ｂ、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製）１００質量部に対し、下記の導電剤液を０．２質量部の割合で添加し、遊星撹拌脱泡装置（商品名：ＨＭ−５００、キーエンス社製）で撹拌・脱泡して混合液を得た。
【００３９】
導電剤として、下記の導電剤液を用いた。
・カリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（商品名：ＥＦ−Ｎ１１２、三菱マテリアル電子化成社製）：５質量％（導電剤の全体を１００質量％とする。）
・ＰＥＧ−３ジメチコン（商品名：ＫＦ−６０１５、信越シリコーン社製）：９５質量％（導電剤の全体を１００質量％とする。）
【００４０】
次に、上述のようにして形成した基層７ａとなる結晶性熱可塑性樹脂ベルトを、円筒形の中子に取り付け、更に中子と同軸上にゴム吐出用のリングノズルを取り付けた。送液ポンプを用いて上記液状シリコーンゴム混合液をリングノズルに供給し、スリットから吐出することで、上記ベルト上に混合液を塗布した。この際、硬化後のシリコーンゴム層が２８０μｍの厚さになるように、ノズルとベルトとの相対移動速度及び送液ポンプによる吐出量を調整した。シリコーンゴムが塗布されたベルトを中子に取り付けた状態で加熱炉に入れ、１３０℃で１５分、更に１８０℃で６０分加熱し、ゴムの架橋を行った。冷却後、ベルトを中子から取り外し、弾性層７ｂが積層されたベルトを得た。
【００４１】
なお、弾性層７ｂの材料としては、本実施例のものに限らず、天然ゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、クロロスルホン化ゴム、アクリレートゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどが挙げられる。これらのうち、低温から高温まで特性を発揮できる観点、及び耐オゾン性に優れる観点から、シリコーンゴムが好ましい。
【００４２】
弾性層７ｂの厚さ（膜厚）は、その柔軟性を十分に活かす観点から、１００μｍ以上、１０００μｍ以下が好ましく、２００μｍ以上、５００μｍ以下がより好ましい。なお、弾性層７ｂの厚さは、複数箇所での測定値の平均値で代表できる。
【００４３】
弾性層７ｂを形成する材料は、必要に応じて電子導電剤やイオン導電剤などの導電剤を含んでいてよい。電子導電剤としては、アセチレンブラックやケッチェンブラックのような導電性カーボンブラック、グラファイト、グラフェン、カーボン繊維、カーボンナノチューブが例示できる。また、銀、銅、ニッケルなどの金属粉、導電性亜鉛華、導電性炭酸カルシウム、導電性酸化チタン、導電性酸化錫、導電性マイカなどが例示できる。これらのうち、電気抵抗の制御のしやすさの観点から、導電性カーボンブラックが好ましい。イオン導電剤としては、リチウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩などのイオンを含有する液体が挙げられる。これらのうち、環境安定性や電気抵抗安定性の観点から、カリウム塩が好ましい。弾性層７ｂを形成する材料に対する導電剤の配合量は、機械強度の観点から、シリコーンゴム１００質量部に対して３５質量部以下であることが好ましく、２５質量部以下であることがより好ましい。これにより、中間転写ベルト７に適した、安定した導電性が弾性層７ａに付与される。
【００４４】
また、弾性層７ｂを形成する材料は、充填剤、架橋促進剤、架橋遅延剤、架橋助剤、スコーチ防止剤、老化防止剤、軟化剤、熱安定剤、難燃剤、難燃助剤、紫外線吸収剤、防錆剤などの他の添加剤を含んでいてよい。特に、充填剤としては、ヒュームドシリカ、結晶性シリカ、湿式シリカ、ヒュームド酸化チタン、セルロースナノファイバーなどの補強性充填剤が挙げられる。補強性充填剤は、シリコーンゴム中に分散されやすいなどの観点から、オルガノアルコキシシラン、オルガノハロシラン、オルガノシラザン、分子鎖両末端がシラノール基で封鎖されたジオルガノシロキサンオリゴマー、環状オルガノシロキサンなどの有機ケイ素化合物により表面改質されていてもよい。
【００４５】
本実施例では、弾性層７ｂは、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における破断伸度が８０％であった。また、本実施例では、弾性層７ｂは、ＪＩＳ法（Ｋ６２６２）に準拠する圧縮永久歪みが５％であった。
【００４６】
なお、弾性層７ｂの破断伸度は、基層７ａ、弾性層７ｂ、中間層７ｃ、表面層７ｄが積層された中間転写ベルト７の完成品から形成された試験片を用いて測定した。弾性層７ｂの破断伸度は、試験片における弾性層７ｂの、引っ張る前の長さと破断した時（亀裂が入り始めた時）の長さとを測定することで求められる。また、弾性層７ｂの圧縮永久歪みは、基層７ａ、弾性層７ｂ、中間層７ｃ、表面層７ｄが積層された中間転写ベルト７の完成品の試験片を用いて測定した。弾性層７ｂの圧縮永久歪みは、試験片の圧縮前、圧縮・保持・開放後における試験片における弾性層７ｂの厚さを測定することで求められる。後述する中間層７ｃ、表面層７ｄの破断伸度、圧縮永久歪みの測定についても、測定対象がそれぞれ中間層７ｃ、表面層７ｄである点が異なることを除いて、弾性層７ｂの場合と同様である。
【００４７】
（中間層）
本実施例では、中間層７ｃは、弾性層７ｂの表面に中間層７ｃ用の塗料を塗布することで形成した。本実施例では、中間層７ｃは、以下のようにして作製した。
【００４８】
中間層７ｃを形成する材料としては、ポリウレタン樹脂液（商品名：ＨｙｄＲｚｎ  ２０１、ＤＩＣ社製）を用いた。上述のようにして形成した弾性層７ｂの表面にエキシマＵＶ照射を行い、その表面を親水化処理した。そして、その弾性層７ｂが積層されたベルトを中子に嵌め合わせ、２００ｒｐｍで回転させながら、スプレーガン（商品名：Ｗ−１０１、アネスト岩田社製）を用いて上記ポリウレタン樹脂液を塗布した。塗布時の塗料の吐出量は、中間層７ｃの乾燥後の厚さ（膜厚）が８μｍとなるように設定した。塗布後、上記ベルトを中子に嵌め合せた状態で、２００ｒｐｍで回転させながら１５分間自然乾燥を行った。自然乾燥後、中間層７ｃが積層されたベルトを得た。
【００４９】
なお、中間層７ｃの材料としては、本実施例のものに限らず、フッ素樹脂、含フッ素ウレタン樹脂、フッ素ゴム、シロキサン変性ポリイミドなどが挙げられる。これらのうち、表面層７ｄに生じたクラックが中間転写ベルト７の厚さ方向に成長するのを抑制する観点から、破断伸度の大きいウレタン樹脂が好ましい。
【００５０】
中間層７ｃの厚さ（膜厚）は、１μｍ以上、１５μｍ以下が好ましい。中間層７ｃの厚さが１μｍ未満であると、摩耗により消失しやすい。また、中間層７ｃの厚さが１５μｍより大きいと、弾性層７ｂの弾性機能を阻害してしまうことが懸念される。なお、中間層７ｃの厚さは、複数箇所での測定値の平均値で代表できる。
【００５１】
中間層７ｃを形成する材料は、必要に応じて、電子導電剤やイオン導電剤などの導電剤を含んでいてよい。導電剤としては、弾性層７ｂに関して上述したものが挙げられる。中間層７ｃを形成する材料に対する導電剤の配合量は、中間層７ｃと他の層との付着性や機械強度の観点から、中間層７ｃを形成する樹脂材料１００質量部に対して３０質量部以下であることが好ましい。
【００５２】
また、必要に応じて、弾性層７ｂと中間層７ｃとの間にプライマー層を設けてもよい。プライマー層の厚さ（膜厚）は、弾性層７ｂの弾性機能を阻害しないようにする観点から、０．１μｍ以上、２μｍ以下が好ましい。
【００５３】
本実施例では、中間層７ｃは、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における破断伸度が８００％であった。また、本実施例では、中間層７ｃは、ＪＩＳ法（Ｋ６２６２）に準拠する圧縮永久歪みが２０％であった。
【００５４】
（表面層）
本実施例では、表面層７ｄは、中間層７ｃの表面に表面層７ｄ用の塗料を塗布することで形成した。本実施例では、表面層７ｄは、以下のようにして作製した。
【００５５】
ポリウレタンディスパージョンにポリテトラフルオロエチレンを分散した含フッ素ポリウレタン樹脂液（商品名：Ｅｍｒａｌｏｎ  Ｔ−８６１、ヘンケルジャパン社製）を用意した。上述のようにして中間層７ｃまでが積層されたベルトを中子に嵌め合わせ、２００ｒｐｍで回転させながら、スプレーガン（商品名：Ｗ−１０１、アネスト岩田社製）を用いて上記ウレタン樹脂液を塗布した。塗布時の塗料の吐出量は、表面層７ｄの乾燥後の厚さ（膜厚）が３μｍとなるように設定した。塗布後、上記ベルトを１３０℃の加熱炉に入れ、３０分間放置した。上記ベルトを加熱炉から取り出し、冷却後、中間転写ベルト７を得た。
【００５６】
表面層７ｄは、トナーを中間転写ベルト７から離型して転写材Ｓに転写するための層であり、トナーに対する低付着性が求められる。表面層７ｄを形成する材料としては、トナーに対する十分な低付着性を有していれば特に制限はないが、フッ素樹脂、含フッ素ウレタン樹脂、フッ素ゴム、シロキサン変性ポリイミドなどが挙げられる。これらのうち、弾性層７ｂの弾性機能を阻害しないようにする観点から、含フッ素ウレタン樹脂が好ましい。
【００５７】
また、近年では環境負荷への考慮などから、従来用いられていた有機溶剤を主な溶媒とした溶剤系塗料に代わり、水を主な溶媒とした水系塗料が用いられる場合が増えている。ここでは、水系塗料とは、溶媒における水の重量割合が０．５割以上である塗料を指す。水系塗料は、溶媒の主成分が水であるために環境負荷が小さい一方、塗料の表面張力が高いために溶剤系塗料と比較してレベリング性が低く、塗料を乾燥させた後の膜の表面が比較的粗くなりやすい。
【００５８】
表面層７ｄの厚さ（膜厚）は、１μｍ以上、４μｍ以下が好ましい。表面層７ｄの厚さが１μｍ未満であると、摩耗により消失しやすい。また、表面層７ｄの厚さが４μｍより大きいと、弾性層７ｄの弾性機能を阻害してしまうことが懸念される。なお、表面層７ｄの厚さは、複数箇所での測定値の平均値で代表できる。
【００５９】
表面層７ｄを形成する材料は、必要に応じて、電子導電剤やイオン導電剤などの導電剤を含んでいてよい。導電剤としては、弾性層７ｂに関して上述したものが挙げられる。表面層７ｄを形成する材料に対する導電剤の配合量は、表面層７ｄと他の層との付着性や機械強度の観点から、表面層７ｄを形成する樹脂材料１００質量部に対して３０質量部以下であることが好ましい。
【００６０】
本実施例では、表面層７ｄは、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における破断伸度が５０％であった。また、本実施例では、表面層７ｄは、ＪＩＳ法（Ｋ６２６２）に準拠する圧縮永久歪みが３０％であった。
【００６１】
（中間転写ベルト）
中間転写ベルト７の体積抵抗率は、１．０×１０６Ω・ｃｍ以上、１．０×１０１４Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、１．０×１０８Ω・ｃｍ以上、１．０×１０１３Ω・ｃｍ以下であることがより好ましい。また、中間転写ベルト７の表面層７ｄ側から測定した表面抵抗率は、１．０×１０６Ω／□以上、１．０×１０１４Ω／□以下であることが好ましく、１．０×１０９Ω／□以上、１．０×１０１３Ω／□以下であることがより好ましい。中間転写ベルト７の電気抵抗値を上述のような半導電領域の範囲内に設定することによって、感光ドラム１から中間転写ベルト７へのトナー像の１次転写、及び中間転写ベルト７から転写材Ｓへのトナー像の２次転写を安定して行うことができる。
【００６２】
本実施例では、中間転写ベルト７の硬度は５５°であった。なお、中間転写ベルト７の硬度は、ＪＩＳ法（Ｋ６２５３−３）に準拠するマイクロゴム硬度計ＭＤ−１（高分子計器社製）のタイプＡ圧子により中間転写ベルト７の表面を押して測定した硬度（ここでは、「タイプＡデュロメータ硬さ」ともいう。）である。
【００６３】
また、本実施例では、中間転写ベルト７は、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における引張試験を実施した際に、始めに基層７ａが破断することが確認された。そして、次に表面層７ｄ、弾性層７ｂの順に破断し、最後に中間層７ｃが破断することが確認された。これは、各層７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにおいて中間層７ｃが最も破断伸度が大きいためである。なお、最後に中間層７ｃが破断した際の伸度は８００％であった。
【００６４】
＜実施例２＞
本実施例では、弾性層７ｂの架橋を行う加熱温度を実施例１から変更して、弾性層７ｂ、中間転写ベルト７の機械特性を下記のように実施例１とは異ならせた。その他の点は実施例１と実質的に同じである。
【００６５】
（弾性層）
本実施例では、弾性層７ｂは、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における破断伸度が６０％であった。また、本実施例では、弾性層７ｂは、ＪＩＳ法（Ｋ６２６２）に準拠する圧縮永久歪みが３％であった。
【００６６】
（中間転写ベルト）
本実施例では、中間転写ベルト７の硬度（タイプＡデュロメータ硬さ）は４５°であった。
【００６７】
また、本実施例では、中間転写ベルト７は、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における引張試験を実施した際に、始めに基層７ａが破断することが確認された。そして、次に表面層７ｄ、弾性層７ｂの順に破断し、最後に中間層７ｃが破断することが確認された。これは、各層７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにおいて中間層７ｃが最も破断伸度が大きいためである。なお、最後に中間層７ｃが破断した際の伸度は８００％であった。
【００６８】
＜実施例３＞
本実施例では、弾性層７ｂの架橋を行う加熱温度を実施例１から変更して、弾性層７ｂ、中間転写ベルト７の機械特性を下記のように実施例１とは異ならせた。その他の点は実施例１と実質的に同じである。
【００６９】
（弾性層）
本実施例では、弾性層７ｂは、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における破断伸度が９０％であった。また、本実施例では、弾性層７ｂは、ＪＩＳ法（Ｋ６２６２）に準拠する圧縮永久歪みが１０％であった。
【００７０】
（中間転写ベルト）
本実施例では、中間転写ベルト７の硬度（タイプＡデュロメータ硬さ）は７５°であった。
【００７１】
また、本実施例では、中間転写ベルト７は、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における引張試験を実施した際に、始めに基層７ａが破断することが確認された。そして、次に表面層７ｄ、弾性層７ｂの順に破断し、最後に中間層７ｃが破断することが確認された。これは、各層７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにおいて中間層７ｃが最も破断伸度が大きいためである。なお、最後に中間層７ｃが破断した際の伸度は８００％であった。
【００７２】
＜実施例４＞
本実施例では、中間層７ｃの材料を実施例１から変更して、中間層７ｃ、中間転写ベルト７の機械特性を下記のように実施例１とは異ならせた。その他の点は実施例１と実質的に同じである。
【００７３】
（中間層）
本実施例では、中間層７ｃを形成する材料として、ポリウレタン樹脂液（商品名：ＨｙｄＲｚｎ  ２１３、ＤＩＣ社製）を用いた。
【００７４】
本実施例では、中間層７ｃは、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における破断伸度が３５０％であった。また、本実施例では、中間層７ｃは、ＪＩＳ法（Ｋ６２６２）に準拠する圧縮永久歪みが３０％あった。
【００７５】
（中間転写ベルト）
本実施例では、中間転写ベルト７の硬度（タイプＡデュロメータ硬さ）は５５°であった。
【００７６】
また、本実施例では、中間転写ベルト７は、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における引張試験を実施した際に、始めに基層７ａが破断することが確認された。そして、次に表面層７ｄ、弾性層７ｂの順に破断し、最後に中間層７ｃが破断することが確認された。これは、各層７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにおいて中間層７ｃが最も破断伸度が大きいためである。なお、最後に中間層７ｃが破断した際の伸度は３５０％であった。
【００７７】
＜実施例５＞
本実施例では、表面層７ｄの材料を実施例１から変更して、表面層７ｄ、中間転写ベルト７の機械特性を下記のように実施例１とは異ならせた。その他の点は実施例１と実質的に同じである。
【００７８】
（表面層）
本実施例では、表面層７ｄを形成する材料として、ポリウレタンディスパージョンにポリテトラフルオロエチレンを分散した含フッ素ポリウレタン樹脂液（商品名：Ｅｍｒａｌｏｎ  ８２０、ヘンケルジャパン社製）を用いた。
【００７９】
本実施例では、表面層７ｄは、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における破断伸度が１０％であった。また、本実施例では、表面層７ｄは、ＪＩＳ法（Ｋ６２６２）に準拠する圧縮永久歪みが４０％であった。
【００８０】
（中間転写ベルト）
本実施例では、中間転写ベルト７の硬度（タイプＡデュロメータ硬さ）は５５°であった。
【００８１】
また、本実施例では、中間転写ベルト７は、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における引張試験を実施した際に、始めに基層７ａが破断することが確認された。そして、次に表面層７ｄ、弾性層７ｂの順に破断し、最後に中間層７ｃが破断することが確認された。これは、各層７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにおいて中間層７ｃが最も破断伸度が大きいためである。なお、最後に中間層７ｃが破断した際の伸度は８００％であった。
【００８２】
＜比較例１＞
本比較例では、中間転写ベルト７は、基層７ａ、弾性層７ｂ及び表面層７ｄの３層がこの順で重なった積層体で構成された無端状のベルトである。本比較例は、中間転写ベルト７に中間層７ｃが設けられていないが、その他の点は実施例１と実質的に同じである。
【００８３】
（中間転写ベルト）
本比較例では、中間転写ベルト７の硬度（タイプＡデュロメータ硬さ）は５５°であった。
【００８４】
また、本比較例では、中間転写ベルト７は、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における引張試験を実施した際に、始めに基層７ａが破断することが確認された。そして、次に表面層７ｄ、弾性層７ｂの順に破断することが確認された。これは、各層７ａ、７ｂ、７ｄにおいて弾性層７ｂが最も破断伸度が大きいためである。なお、最後に弾性層７ｂが破断した際の伸度は８０％であった。
【００８５】
＜比較例２＞
本比較例では、中間層７ｃを形成する材料に硬化剤を添加して、中間層７ｃ、中間転写ベルト７の機械特性を下記のように実施例１とは異ならせた。その他の点は実施例１と実質的に同じである。
【００８６】
（中間層）
本比較例では、中間層７ｃを形成する材料として、ポリウレタン樹脂液（商品名：ＨｙｄＲｚｎ  ２０１、ＤＩＣ社製）に硬化剤を添加したものを用いた。
【００８７】
本比較例では、中間層７ｃは、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における破断伸度が７０％であった。また、本比較例では、ＪＩＳ法（Ｋ６２６２）に準拠する圧縮永久歪みが３５％であった。
【００８８】
（中間転写ベルト）
本比較例では、中間転写ベルト７の硬度（タイプＡデュロメータ硬さ）は５５°であった。
【００８９】
また、本比較例では、中間転写ベルト７は、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における引張試験を実施した際に、始めに基層７ａが破断することが確認された。そして、次に表面層７ｄ、中間層７ｃの順に破断し、最後に弾性層７ｂが破断することが確認された。これは、各層７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにおいて弾性層７ｂが最も破断伸度が大きいためである。なお、最後に弾性層７ｂが破断した際の伸度は８０％であった。
【００９０】
＜比較例３＞
本比較例では、弾性層７ｂの材料として実施例１における中間層７ｃの材料を使用して、弾性層７ｂ、中間転写ベルト７の機械特性を実施例１とは異ならせた。その他の点は実施例１と実質的に同じである。
【００９１】
（弾性層）
本比較例では、弾性層７ｂは、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における破断伸度が８００％であった。また、本比較例では、弾性層７ｂは、ＪＩＳ法（Ｋ６２６２）に準拠する圧縮永久歪みが２０％であった。
【００９２】
（中間転写ベルト）
本比較例では、中間転写ベルト７の硬度（タイプＡデュロメータ硬さ）は４０°であった。
【００９３】
また、本比較例では、中間転写ベルト７は、ＪＩＳ法（Ｋ７１２７）に準拠するダンベル試験片ＪＩＳ１号（ＪＩＳ  Ｋ６２５１）における引張試験を実施した際に、始めに基層７ａが破断することが確認された。そして、次に表面層７ｄ、最後に弾性層７ｂと中間層７ｃとがほぼ同時に破断することが確認された。これは、各層７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにおいて弾性層７ｂと中間層７ｃとが最も破断伸度が大きく、かつ、弾性層７ｂと中間層７ｃとで破断伸度が略同一であるためである。なお、最後に弾性層７ｂと中間層７ｃとが破断した際の伸度は８００％であった。
【００９４】
＜比較試験＞
本実施形態に従う画像形成装置（商品名：ｉｍａｇｅＰＲＥＳＳ  Ｃ８００、キヤノン社製）に装着されている中間転写ベルト７に代えて、実施例１〜５、比較例１〜３の中間転写ベルト７をそれぞれ装着した。まず、３０℃／８０％の環境下において、エンボス紙であるレザック６６  ２５０ｇ  Ａ３サイズ紙を使用し、シアンとマゼンダの２次色ベタ画像を出力し、転写性の評価を行った。具体的には、上記２次色ベタ画像における「中抜け」の発生程度を目視で確認し、発生しなかった場合を「◎」、まれに発生することはあるが実用上問題ない場合を「○」、問題になり得るレベルで発生した場合を「×」として評価した。次に、Ａ４サイズの普通紙（商品名：ＣＳ８１４、キヤノン社製）を連続通紙する耐久試験を行い、中間転写ベルト７のクラックに起因して発生するクリーニング不良の確認を行った。具体的には、耐久試験において、中間転写ベルト７上の転写残トナーがベルトクリーニングユニット１１をすり抜けることによるクリーニング不良が、問題となり得るレベルで発生するようになる通紙枚数（クリーニング不良の発生枚数）を調べた。結果を表１に示す。
【００９５】
【表１】
2019032463.tif 000003
【００９６】
まず、転写性は比較例３を除く全ての中間転写ベルト７で良好な結果が得られた。比較例３の転写性が悪い理由は、圧縮永久歪みが大きく、凹凸のある紙に対する追従性能が失われたためであると考えられる。
【００９７】
次に、耐久試験によるクリーニング不良の発生枚数は、実施例１〜６において大きな改善がみられた。つまり、クリーニング不良の発生枚数は、比較例１及び比較例２では多くても１０５０Ｋ枚程度であるのに対して、実施例１〜６では少なくても１３５０Ｋ枚程度、多い場合は１５００Ｋ枚より多かった。また、耐久試験後の中間転写ベルト７を観察すると、実施例１〜６においては、表面層７ｄに小さなクラックが発生しているものの、その深さは４μｍ程度までにとどまっていた。一方、比較例１及び比較例２においては、表面層７ｄに発生したクラックの深さが５０μｍ程度にまで達し、そのクラックにトナーや紙粉などが捉えられていた。実施例１〜６においてクリーニング不良の発生枚数が改善された理由は、表面層７ｄに生じた小さなクラックが中間転写ベルト７の厚さ方向に成長するのを、破断伸度の大きな中間層７ｃが抑制したためであると考えられる。
【００９８】
また、実施例１〜５、比較例１〜３の比較試験に基づいて、中間層７ｃの破断伸度は、３５０％以上、８００％以下であることが好ましいことが分かる。中間層７ｃの破断伸度が３５０％未満であると、表面層７ｄに生じたクラックが中間転写ベルト７の厚さ方向に成長するのを十分に抑制できなくなることが懸念される。また、中間層７ｃの破断伸度が８００％より大きいと、転写性が低下することが懸念される。
【００９９】
また、実施例１〜５、比較例１〜３の比較試験に基づき、弾性層７ｂの圧縮永久歪みは、１０％以下であることが好ましいことが分かる。弾性層７ｂの圧縮永久歪みが１０％より大きいと、転写性が低下することが懸念される。なお、弾性層７ｂの圧縮永久歪みは、多くの場合３％以上であり、典型的には５％以上である。
【０１００】
また、実施例１〜５、比較例１〜３の比較試験に基づき、中間転写ベルト７の硬度（タイプＡデュロメータ硬さ）は、４５°以上、７５°以下であることが好ましいことが分かる。この硬度が４５°未満であるか、又は７５°より大きいと、転写性が低下することが懸念される。
【０１０１】
以上説明したように、本実施形態によれば、良好な転写性が得られると共に、耐久性が向上した中間転写ベルト７を提供することができる。また、本実施形態によれば、この中間転写ベルト７を備えた画像形成装置１００は、長期にわたり良好な転写性を得ることができ、良好な画像を長期にわたり出力することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
７          中間転写ベルト
７ａ        基層
７ｂ        弾性層
７ｃ        中間層
７ｄ        表面層
１００      画像形成装置
【図１】
2019032463.tif 000004
【図２】
2019032463.tif 000005