(57)【要約】【課題】電気抵抗のばらつきまたは形状不良による画像不良の発生を抑制可能な中間転写ベルトを提供する。【解決手段】本発明の中間転写ベルトは、基層を有する。上記基層は、ポリイミド系樹脂またはその前駆体、カーボンブラック、ポリビニルアセタールおよび脂肪族ポリイソシアネートを含有する樹脂組成物の反応生成物の構造を有する。当該中間転写ベルトは、電子写真方式の画像形成装置に設置される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置に設置される、基層を有する中間転写ベルトにおいて、
前記基層は、ポリイミド系樹脂またはその前駆体、カーボンブラック、ポリビニルアセタールおよび脂肪族ポリイソシアネートを含有する樹脂組成物の反応生成物の構造を有する、
中間転写ベルト。
【請求項２】
前記脂肪族ポリイソシアネートは、脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート変性体である、請求項１に記載の中間転写ベルト。
【請求項３】
前記基層における前記脂肪族ポリイソシアネートの含有量は、前記ポリイミド系樹脂およびその前駆体に対して、５〜２５質量％である、請求項１または２に記載の中間転写ベルト。
【請求項４】
前記ポリイミド系樹脂は、ポリアミドイミド樹脂である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の中間転写ベルト。
【請求項５】
電子写真方式の画像形成方法に使用される、基層を有する中間転写ベルトを製造する方法において、
ポリイミド系樹脂の前駆体、カーボンブラック、ポリビニルアセタールおよび脂肪族ポリイソシアネートを含有する樹脂組成物を含む塗料の塗膜を加熱して、前記樹脂組成物中の成分を反応させて硬化させて前記基層を生成する工程を含む、
中間転写ベルトの製造方法。
【請求項６】
前記脂肪族ポリイソシアネートに、ブロック剤がイソシアネート基に結合している脂肪族ポリイソシアネートを用いる、請求項５に記載の中間転写ベルトの製造方法。
【請求項７】
前記樹脂組成物は、溶剤をさらに含有し、
前記溶剤の蒸発温度は、前記ブロック剤が前記イソシアネート基から解離する解離温度よりも高い、
請求項６に記載の中間転写ベルトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間転写ベルトおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置には、感光体上の静電潜像に応じて形成されたトナー像を感光体から中間転写体に一次転写した後、紙などの記録媒体転に二次転写して定着させる装置が知られている。上記中間転写体には、少なくとも基層を含む無端ベルト状の中間転写体ベルトが知られている。
【０００３】
上記中間転写ベルトの製造方法には、例えば、カーボンブラックを分散したポリイミドまたはポリアミドイミドの溶液（基層用塗料）を金型に塗布し、形成された塗膜を加熱してベルト化することにより、上記基層を製造する方法が知られている。カーボンブラックの樹脂溶液中での分散安定性は、一般に高くはなく、上記基層用塗料を上記金型へ安定に塗布する観点から検討の余地が残されている。
【０００４】
上記基層用塗料を上記金型へ安定に塗布するための方法には、界面活性剤などの極性成分を含む分散剤を上記基層用塗料に添加する方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。また、上記基層用塗料を上記金型へ安定に塗布する方法には、高分子分散剤を上記基層用塗料に適用することで、当該基層用塗料中でのカーボンブラックの凝集を抑制する方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９５８７９号公報
【特許文献２】特開２００６−０３０６６６号公報
【特許文献３】特開２００５−２４９９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
分散剤を添加する上記の方法では、基層塗料中の溶剤に対するカーボンブラックの親和性を上記分散剤によって高めているため、当該塗料を金型に塗布し乾燥硬化する段階において溶剤が減少するに伴い、上記親和性が変化し、損なわれ、その結果、乾燥後にはカーボンブラックが凝集していることがある。
【０００７】
また、高分子分散剤を適用する上記の方法では、使用する高分子分散剤によって、生成する基層の強度が不十分になることがあり、あるいは、乾燥時の収縮により製膜性が低下し、平滑な表面を有する基層が形成されないことがあり、いずれの場合も実使用に耐えられない場合がある。
【０００８】
一方、上記電子写真方式の画像形成装置は、複写機やレーザープリンタなどに用いられており、近年では高画質フルカラー化、高品質化が強く求められている。このため、カーボンブラックの凝集によって中間転写ベルトにおける電気抵抗のばらつきが発生し、あるいは基層の成膜時の形状不良が生じ、あるいはそれにより寸法精度が不十分となり、このような中間転写ベルトに起因するわずかな欠陥が、転写ムラなどの画像不良を生じることがある。
【０００９】
本発明は、電気抵抗のばらつきまたは形状不良による画像不良の発生を抑制可能な中間転写ベルトを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前述の課題を解決するための一手段として、電子写真方式の画像形成装置に設置される、基層を有する中間転写ベルトにおいて、当該基層は、ポリイミド系樹脂またはその前駆体、カーボンブラック、ポリビニルアセタールおよび脂肪族ポリイソシアネートを含有する樹脂組成物の反応生成物の構造を有する中間転写ベルト、を提供する。
【００１１】
また、本発明は、前述の課題を解決するための他の手段として、電子写真方式の画像形成方法に使用される、基層を有する中間転写ベルトを製造する方法において、ポリイミド系樹脂の前駆体、カーボンブラック、ポリビニルアセタールおよび脂肪族ポリイソシアネートを含有する樹脂組成物を含む塗料の塗膜を加熱して、上記樹脂組成物中の成分を反応させて硬化させて上記基層を生成する工程を含む中間転写ベルトの製造方法、を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、中間転写ベルトにおける電気抵抗のばらつきおよび形状不良を抑制することができ、それらによる画像不良の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態における中間転写ベルトを搭載する画像形成装置の構成の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施の形態に係る中間転写ベルトは、通常、無端状のベルトである。当該中間転写ベルトは、基層を有する。
【００１５】
上記基層は、ポリイミド系樹脂またはその前駆体、カーボンブラック、ポリビニルアセタールおよび脂肪族ポリイソシアネートを含有する樹脂組成物の反応生成物の構造を有する。
【００１６】
上記ポリイミド系樹脂またはその前駆体は、中間転写ベルトの基層に用いられることが知られているポリイミド系樹脂またはその前駆体から適宜に選ぶことができ、一種でもそれ以上でもよい。上記ポリイミド系樹脂の前駆体は、上記樹脂組成物の反応によってポリイミド系樹脂になる高分子化合物である。すなわち、上記前駆体は、上記基層においてはポリイミド系樹脂となっている。上記ポリイミド系樹脂の例には、ポリアミドイミド樹脂およびポリイミドが含まれる。上記前駆体の例には、ポリアミド酸および可溶性ポリイミドが含まれる。
【００１７】
上記カーボンブラックは、中間転写ベルトの導電剤として用いられることが知られているカーボンブラックから適宜に選ぶことができ、一種でもそれ以上でもよい。たとえば、上記カーボンブラックには、樹脂中への分散性などの観点から、カーボンブラックの４質量％の水分散液の水素イオン指数（ｐＨ）が７未満となるカーボンブラックを好適に用いることができる。また、例えば、カーボンブラックには、その比表面積が１００〜５００ｍ２／ｇであり、その平均粒径が１〜５０μｍのカーボンブラックを好適に用いることができる。
【００１８】
上記基層における上記カーボンブラックの含有量は、上記中間転写ベルトに求められる電気特性（電気抵抗）に応じて適宜に決めることができる。たとえば、上記基層における上記カーボンブラックの含有量は、上記中間転写ベルトに求められる電気特性の観点から、上記ポリイミド系樹脂の量に対して６〜３０質量％であることが好ましい。
【００１９】
上記ポリビニルアセタールは、アセタール基、アセチル基、水酸基を有するそれぞれ三種の繰り返し単位からなる高分子化合物であり、一種でもそれ以上でもよい。上記ポリビニルアセタールの一部または全部の水酸基は、アシル化反応やウレタン化反応などの化学修飾法により修飾されていてもよい。上記アセタール基は、ブチラール基であることが、上記ポリビニルアセタールの入手の容易さや、上記樹脂組成物における溶解性の観点から好ましい。
【００２０】
上記ポリビニルアセタールにおける上記水酸基を含む繰り返し単位の含有量は、カーボンブラックの分散安定性の観点から、１２〜３０質量％であることが好ましく、１５〜２５質量％であることがより好ましい。また、同様の観点から、上記ポリビニルアセタールにおける上記アセチル基を含む繰り返し単位の含有量は、１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。
【００２１】
また、上記ポリビニルアセタールの重量平均分子量は、上記樹脂組成物における溶解性の観点から、１０万以下であることが好ましく、５万以下であることがより好ましい。また、同様の観点から、上記ポリビニルアセタールの平均重合度は、２０００以下であることが好ましく、８００以下であることがより好ましい。
【００２２】
上記ポリビニルアセタールは、合成品であってもよいし、市販品であってもよい。市販品の例には、エスレックＢＬ−１、ＢＬ−１０、ＢＭ−１、ＢＨ−３、ＢＸ−１、ＢＸ−Ｌ、ＫＳ−１０（積水化学工業株式会社製、「エスレック」は同社の登録商標）、および、モビタールＬＰＢ１６Ｈ、Ｂ２０Ｈ、Ｂ３０Ｔ、Ｂ３０Ｈ、Ｂ３０ＨＨ、Ｂ４５Ｍ（クラレイ社製、「モビタール」は同社の登録商標）、が含まれる。
【００２３】
上記基層における上記ポリビニルアセタールの含有量は、分散安定性を付与すべきカーボンブラックの量および基層の機械的強度に応じて適宜に決めることができる。たとえば、上記基層における上記ポリビニルアセタールの含有量は、カーボンブラックの分散性を十分に高める観点から、上記カーボンブラックの量に対して０．５〜２０質量％であることが好ましく、基層の機械的強度を十分に確保する観点から、上記ポリイミド系樹脂に対して１．０〜１０質量％であることが好ましい。
【００２４】
上記脂肪族ポリイソシアネートは、例えば、複数のイソシアネート基とそれらを結合する脂肪族鎖とを有する化合物であり、一種でもそれ以上でもよい。当該脂肪族鎖は、二価以上の炭化水素基であればよく、本実施の形態の効果が得られる範囲において、置換基を有していてもよい。当該脂肪族鎖は、直鎖状でもよいし、分枝鎖上でもよいし、環状でもよいし、これらを組み合わせた形状であってもよい。上記脂肪族鎖における炭素数は、基層またはそれ用の塗料中での反応性と柔軟性とを確保する観点から、１〜１２であることが好ましく、３〜１０であることがより好ましい。
【００２５】
上記脂肪族ポリイソシアネートは、変性ポリイソシアネートであってもよい。当該変性ポリイソシアネートは、脂肪族ジイソシアネートなどの二官能のイソシアネートの縮合化合物の構造を有する。変性の形態の例には、イソシアヌレート変性（トリマー変性）、アダクト変性およびビウレット変性が含まれる。中でも、カーボンブラックとの分散安定性の観点から、イソシアヌレート変性であることが好ましい。上記二官能のイソシアネートの好ましい例には、ヘキサメチレンジイソシアネートおよびイソホロンジイソシアネートが含まれる。
【００２６】
上記基層における上記脂肪族ポリイソシアネートの含有量は、少なすぎると基層の強度が不十分となることがあり、多すぎると成膜時の変形（収縮によるシワの発生）の抑制が不十分となることがある。このような観点から、上記含有量は、上記ポリイミド系樹脂に対して、５〜２５質量％であることが好ましい。
【００２７】
また、上記基層における上記ポリビニルアセタールに対する上記脂肪族ポリイソシアネートの含有量は、少なすぎると、基層中におけるカーボンブラックの分散の均一さが不十分になることがあり、多すぎると、基層の機械的強度が不十分になることがある。このような観点から、上記含有量は、上記ポリビニルアセタールが有する、イソシアネート基と反応し得る極性基のモル数（Ｍ２）に対する上記脂肪族ポリイソシアネートにおけるイソシアネート基のモル数（Ｍ１）の比（Ｍ１／Ｍ２）で、０．２〜３．０であることが好ましく、０．５〜１．５であることがより好ましい。
【００２８】
上記基層は、本実施の形態の効果が得られる範囲において、上記の材料以外の他の材料をさらに含有していてもよい。当該他の成分は、一種でもそれ以上でもよく、その例には、カーボンナノファイバーなどの上記カーボンブラック以外の導電剤、および、ナイロンコンパウンドなどの分散剤、が含まれる。
【００２９】
上記中間転写ベルトは、本実施の形態の効果が得られる範囲において、上記基層以外の他の層をさらに有していてもよい。当該他の層の例には、基層上に配置される表面層が含まれる。当該表面層には、中間転写ベルトにおいて知られている表面層を採用することが可能であり、例えば、多官能ラジカル重合性モノマーのラジカル重合による高分子で構成された一体物を採用することが可能である。
【００３０】
上記中間転写ベルトは、ポリイミド系樹脂の前駆体、カーボンブラック、ポリビニルアセタールおよび脂肪族ポリイソシアネートを含有する樹脂組成物を含む塗料の塗膜を加熱して、上記樹脂組成物中の成分を反応させて硬化させて上記基層を生成する工程を含む方法によって製造することができる。
【００３１】
たとえば、上記基層を生成する工程は、基層用塗料を円筒状の金型の外周面にスパイラル塗布などの公知の塗布方法によって塗布して当該基層用塗料の塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥または加熱により硬化させる公知の方法によって行うことができる。上記塗膜の硬化は、上記脂肪族ポリイソシアネートと水酸基などの極性基との反応、および、上記ポリイミド系樹脂の基層を作製する反応、の両反応について、それぞれ知られている条件を適宜に採用することによって行うことが可能である。
【００３２】
上記樹脂組成物は、前述したポリイミド系樹脂の前駆体、カーボンブラック、ポリビニルアセタールおよび脂肪族ポリイソシアネートを含有する樹脂組成物を含む。上記樹脂組成物は、基層の生成のための上記反応が行われる範囲において、上記の材料以外の他の成分をさらに含有していてもよい。当該他の成分の例には、ブロック剤および溶剤が含まれる。
【００３３】
上記ブロック剤は、上記脂肪族ポリイソシアネートのイソシアネート基に結合して当該イソシアネート基を保護する成分であり、一種でもそれ以上でもよい。ブロック剤は、上記脂肪族ポリイソシアネートと別に樹脂組成物に添加されてもよいし、既にブロック剤がイソシアネート基に結合している脂肪族ポリイソシアネートを上記脂肪族ポリイソシアネートとして用いることによって添加されていてもよい。
【００３４】
上記ブロック剤の使用は、活性なイソシアネート基の反応温度をブロック化剤の解離温度以上の温度にコントロールすることを可能とすることから、基層用塗料の安定性の観点、および、基層の作製時における層内の構造を良好な構造に制御する観点、から好ましい。上記ブロック剤の例には、ジエチルマロネート、メチルエチルケトン、カプロラクタムおよびジメチルピラゾールが含まれる。中でも、イソシアネート基との結合反応を低温でコントロールしやすいことから、ジメチルピラゾールが特に好ましい。
【００３５】
上記ブロック剤の量は、保護すべきイソシアネート基の量に応じて適宜に決めることができる。上記ブロック剤の量が少なすぎると、基層におけるカーボンブラックの分散性を高める効果が小さくなることがあり、多すぎると基層の機械的強度が不十分になることがある。このような観点から、上記ブロック剤の量は、上記脂肪族ポリイソシアネートにおおけるイソシアネート基に対して、同モル当量程度である。
【００３６】
上記溶剤は、上記樹脂組成物中の上記材料を溶解し、あるいは分散するための液状の媒体であり、一種でもそれ以上でもよい。上記溶剤の蒸発温度は、上記ブロック剤の上記解離温度よりも高いことが、基層内の構造を良好な構造に制御する観点から好ましい。上記蒸発温度は、基層形成時に溶剤が上記塗膜から蒸発するのに必要な温度であり、通常、溶剤の沸点かそれよりも高い。
【００３７】
上記溶剤の例には、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、メチルアセトアミド、アセトニトリル、ピペリドン、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸メチル、酢酸ブチル、炭素数９の芳香族化合物（Ｃ９ａｒｏｍａｔｉｃｓ）、および、水、が含まれる。上記樹脂組成物における上記溶剤の量は、基層用塗料の塗布性や、溶質、分散質の濃度などに応じて適宜に決めることが可能である。
【００３８】
上記製造方法は、本実施の形態の効果が得られる範囲において、他の工程をさらに含んでいてもよい。他の工程の例には、前述した表面層を上記基層の上にさらに形成する工程、が含まれる。
【００３９】
上記中間転写ベルトは、表面方向において均一な電気抵抗を有し、また高い寸法精度を有する。その理由は、以下のように考えられる。
【００４０】
基層用塗料中では、ポリビニルアセタールのみならず、脂肪族ポリイソシアネートも、カーボンブラックの分散安定性に寄与する。このため、上記塗料中では、カーボンブラックが均一に分散する。
【００４１】
基層用塗料の塗膜を加熱すると、当該塗膜中において、脂肪族ポリイソシアネートは、ポリビニルアセタールの残存水酸基と反応する。カーボンブラックは、良好な分散状態のまま、ポリビニルアセタールと脂肪族ポリイソシアネートとの反応による三次元架橋構造中に閉じ込められる。また一方で、あるいは、その後にポリイミド系樹脂が基層の連続相を構成する。
【００４２】
カーボンブラックは、良好な分散状態を保ったまま上記三次元架橋構造に閉じ込められるので、中間転写ベルト中には、カーボンブラックが均一に分散している。よって、中間転写ベルトは、均一な電気抵抗を有する。
【００４３】
また、脂肪族ポリイソシアネートは、主にポリビニルアセタールの水酸基間を架橋する。この架橋構造は、脂肪族ポリイソシアネートにおける上記脂肪族鎖を含むことから、基層形成時において、基層内に基層が収縮する方向に力が生じた場合でも、脂肪族鎖が適宜に変形、伸縮し、当該力を吸収する。よって、基層形成時の乾燥による収縮や、それに伴うシワの発生が実質的に防止され、上記の高い寸法精度が実現される。
【００４４】
上記樹脂組成物が溶剤およびブロック剤を含み、溶剤の蒸発温度がブロック剤の解離温度よりも高いと、ブロック剤のイソシアネート基からの脱離がまず最初に生じ、その直後からイソシアネート基と水酸基との反応が生じ、その後に溶剤が揮発する。よって、カーボンブラックが上記架橋構造に閉じ込められるまでの溶剤の減量が抑制され、カーボンブラックの分散安定性が実質的に損なわれない。よって、カーボンブラックの良好な分散状態をより確実に維持することが可能となる。
【００４５】
より具体的には、例えば上記解離温度が約１７０℃であり、溶剤の蒸発温度が２４０℃とすると、ブロック剤の脱離およびイソシアネート基の反応の温度が１７０℃と、溶剤の蒸発温度（２４０℃以上）よりも低いため、カーボンブラックが、溶剤の蒸発に伴い分散安定化のバランスを崩し、凝集する前に、上記三次元架橋構造によって基層内に固定化される。
【００４６】
なお、上記イソシアネート基は、上記水酸基のみならず、ポリイミド系樹脂中の極性基などの、上記水酸基以外の極性基と反応していてもよい。基層中におけるこのような反応生成物の構造を含む分子構造は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）、ガスクロマトグラフ−飛行時間型質量分析計（ＧＣ−ＴＯＦＭＳ）などの公知の機器分析によって確認し、あるいは推定することが可能である。
【００４７】
また、上記ブロック剤の解離温度は、上記樹脂組成物または上記脂肪族ポリイソシアネートの示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって確認することが可能である。また、溶剤の上記蒸発温度は、例えば溶剤の沸点によって推定あるいは決定することが可能であり、また、上記基層用塗料のＤＳＣによって確認することが可能である。
【００４８】
上記中間転写ベルトは、電子写真方式の画像形成装置に、公知の中間転写ベルトと同様に設置され、当該電子写真方式の画像形成に用いられる。当該画像形成を図１に基づき説明する。画像形成装置１は、図１に示されるように、画像プロセス部１０と、転写部２０と、給紙部３０と、定着部４０と、制御部４５とを有する。
【００４９】
画像プロセス部１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の現像色に対応した作像部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを有する。作像部１０Ｙは、静電潜像担持体である感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１の表面を帯電させるための帯電器１２と、帯電した感光体ドラム１１の表面に静電潜像を形成するための露光装置１３と、静電潜像が形成された感光体ドラム１１の表面にトナー粒子を供給して当該静電潜像を現像するための現像部１４と、形成されたトナー画像を感光体ドラム１１の表面から中間転写体に転写させるための一次転写ローラ１５と、転写後に感光体ドラム１１の表面に残存するトナー粒子を当該表面から除去するためのクリーナ１６とを有している。図１では、他の作像部１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ中の構成の符号は省略されているが、図１に示されているように、これらの作像部も、作像部１０Ｙと同様の構成を有している。
【００５０】
帯電器１２は、例えば、感光体ドラム１１に接触して帯電させる接触帯電装置である。露光装置１３は、例えば、形成すべき画像に応じたレーザー光を照射する装置である。現像部１４は、例えば、二成分現像剤用の現像装置である。クリーナ１６は、例えば、ゴム製の弾性ブレードである。
【００５１】
転写部２０は、一次転写ローラ１５を無端軌道内に含むように配置されている無端状のベルトである中間転写ベルト２１と、中間転写ベルト２１を張架する駆動ローラ２４および従動ローラ２５と、中間転写ベルト２１に一次転写されたトナー画像の画像濃度を検出するための濃度検出センサ２３と、中間転写ベルト２１を介して駆動ローラ２４に対向して配置されている二次転写ローラ２２と、従動ローラ２５に張架する中間転写ベルト２１の表面に当接して当該表面に残留するトナー粒子を除去するためのクリーニングブレード２６とを有する。
【００５２】
中間転写ベルト２１は、シームレスベルト（無端ベルト）であって、画像形成装置の設計で決まる所望の周長を有している。中間転写ベルト２１は、本実施の形態における中間転写ベルトに相当する。濃度検出センサ２３は、例えば、反射型の光電センサである。クリーニングブレード２６は、例えばゴム製の弾性ブレードである。
【００５３】
給紙部３０は、給紙カセットに収容されており記録媒体であるシートＳを二次転写ローラ２２および定着部４０へ搬送するための搬送路３１と、定着後のシートＳを画像形成装置１の機外に排出するための排出ローラ３２と、機外に排出されたシートＳを収容するための排紙トレイ３３とを有している。
【００５４】
定着部４０は、二次転写によりシートＳの表面に担持されている未定着のトナー画像をシートＳの表面に加熱、加圧するための加熱部材および加圧部材を有する。
【００５５】
制御部４５は、ネットワーク（例えばＬＡＮ）を介して外部の端末装置（不図示）に接続されている。また、画像形成装置１は、操作パネル３５を有している。
【００５６】
画像形成装置１では、制御部４５が外部の端末装置から受け付けた、あるいは操作パネル３５から受け付けたプリントジョブに基づき、カラーおよびモノクロのプリントを選択する。
【００５７】
感光体ドラム１１は、矢印で示される方向に回転し、帯電器１２は、感光体ドラム１１の周面を帯電させる。露光装置１３は、帯電している感光体ドラム１１をレーザー光により露光走査して、感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する。現像部１４は、その内部にトナー粒子を含む二成分現像剤を収容しており、感光体ドラム１１上の静電潜像をトナー粒子で現像する。これにより、例えば作像部１０Ｙでは感光体ドラム１１上に黄色のトナー画像が作像され、これにより感光体ドラム１１にトナー画像が担持される。
【００５８】
中間転写ベルト２１は、駆動ローラ２４と従動ローラ２５に張架されて矢印方向に循環走行する。感光体ドラム１１上の黄色トナー画像は、一次転写ローラ１５による静電作用により中間転写ベルト２１上に転写させる。こうして、上記のトナー画像が中間転写ベルト２１に一次転写される。一次転写後に感光体ドラム１１上に残った残留トナーは、感光体ドラム１１からクリーナ１６によって除去される。中間転写ベルト２１に形成されたトナー画像の画像濃度は、濃度検出センサ２３によって検出される。
【００５９】
カラーのプリントを実行する場合には、作像部１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋのそれぞれで、対応する色のトナー画像が感光体ドラム１１上に作像され、その作像された各色のトナー画像が中間転写ベルト２１上に転写される。この各色の作像動作は、各色のトナー画像が、走行する中間転写ベルト２１の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト２１の移動方向における上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
【００６０】
一方、給紙部３０は、上記の作像タイミングに合わせて、給紙カセットからシートＳを一枚ずつ繰り出して、二次転写ローラ２２に向けて搬送路３１上を搬送する。二次転写ローラ２２に搬送されたシートＳが二次転写ローラ２２と中間転写ベルト２１の間を通過する際に、中間転写ベルト２１の上に形成されたトナー画像が二次転写ローラ２２の静電作用によりシートＳに一括して転写される。すなわち、トナー画像が、中間転写ベルト２１からシートＳへ二次転写される。
【００６１】
なお、二次転写後に中間転写ベルト２１上に残留するトナー粒子は、クリーニングブレード２６により中間転写ベルト２１から除去される。
【００６２】
二次転写されたトナー画像を担持するシートＳは、定着部４０まで搬送され、定着部４０において加熱、加圧されることにより、シートＳの表面のトナー粒子が当該表面に融着して定着される。こうして、未定着のトナー画像がシートＳに定着される。定着したトナー画像を有するシートＳは、排紙ローラ３２によって排紙トレイ３３上に排出される。このようにして、シートＳ上に所望のトナー画像が形成される。
【００６３】
なお、モノクロ、例えば黒色のプリントを実行する場合には、作像部１０Ｋだけが駆動する以外は上記と同様の動作により、黒色の所望のトナー画像がシートＳに形成される。
【００６４】
画像形成装置１は、中間転写ベルト２１を有し、中間転写ベルト２１は、前述したように、高い抵抗均一性と高い寸法精度とを有する。よって、画像形成装置１は、電気抵抗の不均一さや表面の望まない凹凸（シワ）、設計値からの寸法のずれなどに起因する転写不良による画像欠陥が実質的に生じず、高画質の画像を長期に亘って形成することができる。
【００６５】
以上の説明から明らかなように、本実施の形態の中間転写体は、電子写真方式の画像形成装置に設置される中間転写ベルトであって、基層を有する。そして、上記基層は、ポリイミド系樹脂の前駆体、カーボンブラック、ポリビニルアセタールおよび脂肪族ポリイソシアネートを含有する樹脂組成物の反応生成物の構造を有する。また、上記中間転写ベルトは、ポリイミド系樹脂の前駆体、カーボンブラック、ポリビニルアセタールおよび脂肪族ポリイソシアネートを含有する樹脂組成物を含む塗料の塗膜を加熱して、上記樹脂組成物中の成分を反応させて硬化させて上記基層を生成する工程を含む方法によって製造される。よって、本実施形態によれば、中間転写ベルトにおける電気抵抗のばらつきおよび形状不良を抑制することができ、それらによる画像不良の発生を抑制することができる。
【００６６】
また、上記脂肪族ポリイソシアネートが脂肪族ジイソシアネートのイソシアヌレート変性体であることは、上記基層用塗料中におけるカーボンブラックの分散安定性を高める観点からより一層効果的である。
【００６７】
また、上記樹脂組成物における上記脂肪族ポリイソシアネートの含有量が上記ポリイミド系樹脂の前駆体に対して５〜２５質量％であることは、平滑な表面を有する基層を実現し、かつその強度を高める観点からより一層効果的である。
【００６８】
また、上記ポリイミド系樹脂がポリアミドイミド樹脂であることは、ポリイミド前駆体をベースとした組成よりも加熱温度を下げることが可能であり、基層の生産条件を考慮した場合、より一層効果的である。
【００６９】
また、上記脂肪族ポリイソシアネートに、ブロック剤がイソシアネート基に結合している脂肪族ポリイソシアネートを用いることは、基層中におけるカーボンブラックの分散均一性を高める観点からより効果的であり、上記樹脂組成物が溶剤をさらに含有し、かつ上記溶剤の蒸発温度の方が、上記ブロック剤が上記イソシアネート基から解離する解離温度よりも高いことは、上記の観点からより一層効果的である。
【００７０】
このように、本実施の形態では、積層または単層の中間転写ベルトの基層を、イミド構造を有するポリイミド系樹脂、カーボンブラック、特定構造の高分子（ポリビニルアセタール）および特定構造のポリイソシアネートを加熱硬化させた反応生成物の構造を有する組成物で構成する。特定構造のポリイソシアネートが基層作製における加熱時に当該基層中の樹脂間において熱架橋することにより、基層の強度がより向上し、かつカーボンブラックの基層中での分散安定性もより向上する。
【実施例】
【００７１】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００７２】
［材料の準備］
ポリアミドイミド樹脂（ポリアミドイミドワニス）として、「ＨＲ−１６ＮＮ」（東洋紡株式会社製）を用意した。また、ポリイミドの前駆体（ポリアミド酸ワニス）として、「Ｕ−ワニス−Ａ」（宇部興産株式会社製）を用意した。さらに、カーボンブラックとして、「ＳＰＥＣＩＡＬ  ＢＬＡＣＫ４」（Ｄｅｇｕｓｓａ社製）を用意した。なお、「Ｕ−ワニス−Ａ」の溶剤はＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）であり、ポリアミド酸（ＰＡＡ）の含有量は１８質量％であり、ポリアミド酸の数平均分子量は２．２万である。
【００７３】
また、ポリビニルアセタール（ＰＶＡｃ）として、以下のＡ１〜Ａ３を用意した。
Ａ１は、「エスレック  ＢＬ−１」（積水化学工業株式会社製）である。これは、ポリビニルブチラール樹脂であり、水酸基を含む繰り返し単位の含有量が２５質量％であり、重量平均分子量（計算値）が１９０００である。
Ａ２は、「エスレック  ＢＸ−１」（積水化学工業株式会社製）である。これは、ポリビニルアセタールであり、水酸基を含む繰り返し単位の含有量が３０質量％であり、重量平均分子量（計算値）が２００００である。
Ａ３は、「クラレモビタール  Ｂ３０ＨＨ」（株式会社クラレ製）である。これは、ポリビニルアセタールであり、水酸基を含む繰り返し単位の含有量が１２質量％である。
【００７４】
イソシアネートとして、以下のＢ１〜Ｂ５を用意した。Ｂ１〜Ｂ４は、いずれも、脂肪族ポリイソシアネートに該当する。
Ｂ１は、「Ｔｒｉｘｅｎｅ  ＢＩ  ７９８２」（Ｂａｘｅｎｄｅｎ  ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製）であり、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートの３量体の３，５−ジメチルピラゾールブロック体の７０質量％分散液である。溶剤は、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテルである。
Ｂ２は、「Ｔｒｉｘｅｎｅ  ＢＩ  ７９５１」（Ｂａｘｅｎｄｅｎ  ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製）であり、イソホロンジイソシアネートの３量体の３，５−ジメチルピラゾールブロック体の６５質量％分散液である。溶剤は、炭素数９の芳香族化合物と酢酸ブチルとの混合液である。
Ｂ３は、「マイテックＮＹ７３０Ａ」（三菱ケミカル株式会社製、「マイテック」は三菱化学株式会社の登録商標）であり、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートのシアヌレート変性品の分散液である。固形分中のイソシアネート基（ＮＣＯ）の含有量は１６．５質量％であり、溶剤は酢酸エチルである。
Ｂ４は、「Ｔｒｉｘｅｎｅ  ＢＩ  ７９６０」（Ｂａｘｅｎｄｅｎ  ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製）であり、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット変性品の３，５−ジメチルピラゾールブロック体の７０質量％分散液である。溶剤は、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテルである。
Ｂ５は、「ミリオネートＭＴ」（東ソー株式会社製、「ミリオネート」は保土谷化学工業株式会社の登録商標）であり、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）である。
【００７５】
［基層用塗料１〜８および１０〜１２の調製］
下記の成分を下記の量で、ミキサーを用いて混合することにより、カーボンブラック分散液１を調製した。このカーボンブラック分散液１に、イソシアネートＢ３を固形分換算で１０質量部添加し、これをミキサーにて攪拌混合して、基層用塗料１を調製した。
ＨＲ−１６ＮＮ      １００質量部（樹脂成分換算）
ＳＰＥＣＩＡＬ  ＢＬＡＣＫ４      ２４質量部
ポリビニルアセタールＡ１      ２質量部
【００７６】
１０質量部のイソシアネートＢ３に代えて１２質量部のイソシアネートＢ１を用いる以外は基層用塗料１の調製と同様にして、基層用塗料２を調製した。
【００７７】
２質量部のポリビニルアセタールＡ１に代えて３質量部のポリビニルアセタールＡ２を用い、１０質量部のイソシアネートＢ３に代えて１２質量部のイソシアネートＢ１を用いる以外は基層用塗料１の調製と同様にして、基層用塗料３を調製した。
【００７８】
２質量部のポリビニルアセタールＡ１に代えて３質量部のポリビニルアセタールＡ３を用い、イソシアネートＢ３に代えてイソシアネートＢ１を用いる以外は基層用塗料１の調製と同様にして、基層用塗料４を調製した。
【００７９】
２質量部のポリビニルアセタールＡ１に代えて３質量部のポリビニルアセタールＡ２を用い、１０質量部のイソシアネートＢ３に代えて１５質量部のイソシアネートＢ２を用いる以外は基層用塗料１の調製と同様にして、基層用塗料５を調製した。
【００８０】
２質量部のポリビニルアセタールＡ１に代えて３質量部のポリビニルアセタールＡ２を用い、１０質量部のイソシアネートＢ３に代えて１５質量部のイソシアネートＢ４を用いる以外は基層用塗料１の調製と同様にして、基層用塗料６を調製した。
【００８１】
２質量部のポリビニルアセタールＡ１に代えて３質量部のポリビニルアセタールＡ２を用い、１０質量部のイソシアネートＢ３に代えて６質量部のイソシアネートＢ２を用いる以外は基層用塗料１の調製と同様にして、基層用塗料７を調製した。
【００８２】
２質量部のポリビニルアセタールＡ１に代えて３質量部のポリビニルアセタールＡ２を用い、１０質量部のイソシアネートＢ３に代えて２５質量部のイソシアネートＢ２を用いる以外は基層用塗料１の調製と同様にして、基層用塗料８を調製した。
【００８３】
２質量部のポリビニルアセタールＡ１に代えて３質量部のポリビニルアセタールＡ２を用い、イソシアネートＢ３に代えてイソシアネートＢ５を用いる以外は基層用塗料１の調製と同様にして、基層用塗料１０を調製した。
【００８４】
ポリビニルアセタールＡ１に代えてポリビニルアセタールＡ２を用い、イソシアネートＢ３を添加しない以外は基層用塗料１の調製と同様にして、基層用塗料１１を調製した。
【００８５】
ポリビニルアセタールＡ１およびイソシアネートＢ３のいずれも添加しない以外は基層用塗料１の調製と同様にして、基層用塗料１２を調製した。
【００８６】
［基層用塗料９の調製］
下記成分を下記の量で、ミキサーを用いて混合することにより、カーボンブラック分散液２を調製した。このカーボンブラック分散液２に、イソシアネートＢ２を１３質量部添加し、これをミキサーにて攪拌混合して、基層用塗料９を調製した。
Ｕ−ワニス−Ａ      １００質量部（樹脂成分換算）
ＳＰＥＣＩＡＬ  ＢＬＡＣＫ４      ２１質量部
ポリビニルアセタールＡ１      ４質量部
【００８７】
なお、基層用塗料１〜１２をＤＳＣで測定したところ、前述のブロック体からブロック剤（３，５−ジメチルピラゾールなど）が解離する温度は、１１０〜１３０℃であった。また、基層用塗料中の溶剤は、１００℃以下であっても蒸発した。
【００８８】
［実施例１］
ステンレス製の円筒状金型を、円筒の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層用塗料１を吐出して金型の外周面上にらせん状に塗布し、基層用塗料１が一体となって当該外周面を覆う塗膜を当該外周面上に形成した。次いで、上記円筒状金型を回転させながら１００℃で１時間加熱して上記塗膜中の大部分の溶媒を揮発させ、その後、２５０℃で１時間加熱した。こうして、厚さ７０μｍの無端ベルト状の基層１を有する中間転写ベルト１を作製した。
【００８９】
［実施例２〜８および比較例１〜３］
基層用塗料１に代えて基層用塗料２〜８のそれぞれを用いる以外は実施例１と同様にして、基層２〜８のそれぞれを有する中間転写ベルト２〜８のそれぞれを作製した。また、基層用塗料１に代えて基層用塗料１０〜１２のそれぞれを用いる以外は実施例１と同様にして、基層１０〜１２のそれぞれを有する中間転写ベルトＣ１〜Ｃ３のそれぞれを作製した。
【００９０】
［実施例９］
基層用塗料１に代えて基層用塗料９を用い、上記塗膜を形成した円筒状金型の加熱条件を、１２０℃で１時間加熱、その後、３５０℃で１時間、に変更する以外は実施例１と同様にして、基層９を有する中間転写ベルト９を作製した。
【００９１】
［評価］
（１）外観
中間転写ベルト１〜９およびＣ１〜Ｃ３のそれぞれについて、その表面を目視で観察し、基層の状態が良好か、それとも異常か、を下記の基準で判定した。
Ａ：表面が平滑である
Ｄ１：膜収縮によるしわが確認される
Ｄ２：カーボンブラック（ＣＢ）の凝集が確認される
【００９２】
（２）強度
中間転写ベルト１〜９およびＣ１〜Ｃ３のそれぞれについて、試験片を用意し、それを用いて中間転写ベルトの強度を耐折性−ＭＩＴ試験にて測定した。試験片の寸法は、幅１５ｍｍ、長さ１１０ｍｍであり、厚さは０．２５ｍｍ以下である。また、上記試験の条件は、試験速度を１７５ｒｐｍ、折り曲げ角度を９０°、折り曲げクランプのＲを０．３８ｍｍ、荷重を１．０ｋｇｆ（９．８Ｎ）、折り曲げクランプの開きを０．２５ｍｍとした。そして、破断するまでの往復折り曲げ回数を測定した。
【００９３】
（３）抵抗の均一性
抵抗率測定：
中間転写ベルト１〜９およびＣ１〜Ｃ３のそれぞれについて、その表面における任意の１０箇所において、株式会社三菱化学ケミカルアナリテック製「ハイレスタ−ＩＰ」を用い、プローブにはＨＲＳプローブを用いて、体積抵抗率を測定した。当該測定において、測定時の電圧を１０Ｖとし、測定開始から１０秒後の値を測定値とした。各中間転写ベルトにおける測定値の平均値ρＶ（Ω・ｃｍ）と、各中間転写ベルトにおける測定値の最大値と最小値との差ΔρＶ（Ω・ｃｍ）とを求め、これらの常用対数値を求め、当該差の常用対数値を以下の基準で判定した。なお、いずれの中間転写ベルトも、上記平均値の常用対数値が８〜１０になるように、ＣＢの量が調整されている。
◎：ｌｏｇ１０（ΔρＶ）が０．５未満
○：ｌｏｇ１０（ΔρＶ）が０．５以上１未満
×：ｌｏｇ１０（ΔρＶ）１以上
【００９４】
中間転写ベルト１〜９およびＣ１〜Ｃ３の主要な組成および評価結果を表１に示す。
【００９５】
【表１】
2019045638.tif 000002
【００９６】
表１から明らかなように、中間転写ベルト１〜９は、いずれも、平滑な表面を有し、また、体積抵抗の範囲が常用対数値で１未満という優れた抵抗均一性を有している。
【００９７】
特に、例えば実施例２〜４からわかるように、ポリビニルアセテートの種類に関わらず、平滑な表面および優れた抵抗均一性を有する中間転写ベルトが得られる。また、例えば実施例１〜３、５および６からわかるように、三価以上のイソシアネートであることが、表面の平滑さおよび抵抗均一性を高める観点からより一層効果的である。さらに、例えば実施例５および７〜９からわかるように、イソシアネートの量が６質量部超２５質量部未満の範囲、例えば１０〜２０質量部の範囲であると、抵抗均一性を高める観点からより一層効果的である。
【００９８】
一方、中間転写ベルトＣ１〜Ｃ３は、いずれも、外観および抵抗均一性が不十分である。比較例１では、イソシアネートがその間を結合する基に芳香族基を含むことから、基層の形成時における収縮を吸収する柔軟性が不十分であり、その結果、カーボンブラックの分布に微視的な偏りが生じたため、と考えられる。また、比較例２では、イソシアネートを含有しないため、基層の形成時における収縮が生じ、また、塗料中でのカーボンブラックの分散状態の保存が不十分となったため、と考えられる。さらに、比較例３では、ポリビニルアセタールおよびイソシアネートの両方を含有しないため、基層の形成時における溶剤の揮発に伴ってカーボンブラックの凝集が生じたため、と考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明によれば、電子写真方式において、転写不良の原因となる中間転写ベルトの電気抵抗のばらつきが抑制され、高画質の画像を長期に亘り形成することが可能となる。よって、本発明によれば、上記画像形成装置のさらなる普及が期待される。
【符号の説明】
【０１００】
１  画像形成装置
１０  画像プロセス部
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ  作像部
１１  感光体ドラム
１２  帯電器
１３  露光装置
１４  現像部
１５  一次転写ローラ
１６  クリーナ
２０  転写部
２１  中間転写ベルト
２２  二次転写ローラ
２３  濃度検出センサ
２４  駆動ローラ
２５  従動ローラ
２６  クリーニングブレード
３０  給紙部
３１  搬送路
３２  排紙ローラ
３３  排紙トレイ
３５  操作パネル
４０  定着部
４５  制御部
Ｓ  シート
【図１】
2019045638.tif 000003