(57)【要約】【課題】半導電性部材表面の欠陥を抑え、磨耗に起因する転写の性能の低下を防止して、長期にわたって安定、且つ、良好な均一転写性と、画像品質と、を得ることのできる半導電性部材を提供すること。また、本発明は、前記半導電性部材を備え、高品質の転写画質を安定して得ることができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】弾性体層とその上に形成される表面層とを有し、前記表面層は、酸性カーボンブラックと潤滑性成分と繊維形状の無機充填材とが含有されてなる半導電性部材。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性体層とその上に形成される表面層とを有し、前記表面層は、酸性カーボンブラックと潤滑性成分と繊維形状の無機充填材とが含有されてなることを特徴とする半導電性部材。
【請求項２】
像担持体と、該像担持体表面を帯電する帯電手段と、前記像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を記録媒体に加熱定着する定着手段とを有し、
前記転写手段に、弾性体層とその上に形成される表面層とを有し、前記表面層は、酸性カーボンブラックと潤滑性成分と繊維形状の無機充填材とが含有されてなることを特徴とする半導電性部材を備え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、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置で用いられる半導電性部材及び該半導電性部材を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、感光体ドラム等の像担持体上に帯電ロール（半導電性部材）により潜像形成して画像を形成し、この画像を中間転写ベルト（半導電性部材）を介して記録材に間接的に転写したり、用紙搬送ベルト（半導電性部材）上の記録材に直接転写するものが既に提供されている。このように、半導電性部材は画像形成装置の各部材に使用されている。更に近年では、高品質の転写画質を得るために、トナーとして小径の球状トナーを用いる傾向にある。トナーが小径化、球状化されることで、転写電界によってトナーが容易に移動し易くなるために、トナーが飛び散ってしまう問題が起き易くなっている。
【０００３】
この種の半導電性部材において、例えば中間転写ベルト（用紙搬送ベルト）の場合、像担持体からの画像の転写性能を良好に保つという観点から、中間転写ベルト（用紙搬送ベルト）と像担持体とのニップ域や、中間転写ベルト（用紙搬送ベルト）と転写部材とのニップ域の圧力を十分に上げ、且つ密着性を上げることが必要である。
【０００４】
そのため、中間転写ベルト（用紙搬送ベルト）のベルト基材自体を柔軟なゴム材料などの弾性体で形成したものが既に提供されている。このような中間転写ベルトは、一般に、ゴム弾性体からなる弾性基体の表面にフッ素樹脂層が設けられた構造を有している。即ち、弾性基体を用いることにより、転写すべきトナー像が形成されている感光体表面やトナー像を転写すべき記録材との間に、転写に十分なニップ幅を確保し、且つ表面にフッ素樹脂層を設けることにより離型性を高め且つ摩擦係数を軽減している。
【０００５】
しかし、弾性基体を用いた中間転写ベルトでは、表面のフッ素樹脂層にクラックが生じるという問題がある。即ち、一次転写（中間転写）及び二次転写（記録材への転写）は、弾性基体に駆動伝達することにより中間転写体を移動させながら行われるが、表面のフッ素樹脂層は弾性基体に比して伸縮性が乏しく、また弾性基体への追随性が乏しい。このために、駆動を繰り返し行ううちに、表面のフッ素樹脂層にクラックが発生してしまう問題がある。この対策として、フッ素樹脂含有の表面層と弾性基体表面との間に、シリコン−アクリル共重合樹脂層を設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしこの構成のベルトでは長期間の使用において、像担持体、クリーニング部材などとの摩擦磨耗により、表面層の膜減りが起こり、表面性状が変化して転写画質が悪化するという問題が発生する。
【０００６】
また、転写搬送ベルトとして、カーボンブラックを含有したクロロピレンゴムなどの弾性体を用いた場合、１０9Ωｃｍレベルの半導電性の抵抗領域は抵抗制御の難しい領域であるために、通常のゴム材料に通常の導電性カーボンブラックを添加しただけでは、弾性ベルトの抵抗のバラツキを１桁（ｌｏｇΩｃｍ値）以内に安定して製造することが難しく、所望の抵抗値を安定して得ることがほとんどできない。抵抗の面内バラツキが１桁以上と大きい場合には転写電圧が均一に印加できないため、転写画質が安定しない問題がある。更に、転写材を保持し、トナー画像を転写材に転写するために、１ｋＶから５ｋＶの転写電圧を印加するが、この印加電圧によってベルト材料の抵抗値が変化してしまい、転写材のある部位と転写材のない部位とで抵抗値がばらつくという問題が発生する。
【０００７】
このような技術的課題に対し、用紙搬送ベルトのベルト基材として、クロロプレンゴムとＥＰＤＭとの混合基材を用いるようにすれば、優れた耐オゾン性と難燃性を発揮できると共に、ブリード現象を有効に回避できる技術が既に提供されている（例えば特許文献２参照）。また、この特許文献２には、ベルト基材中にアセチレンブラック、ファーネスブラックとアセチレンブラック、又は、アセチレンブラックとケッチェンブラックとを分散させるようにすれば、経時での電気抵抗の変動を抑えることができる点も開示されている。
【０００８】
しかし、このような用紙搬送ベルトにあっては、基材上に設ける表面層の抵抗値は、基材の抵抗値よりも高くする必要がある。カーボンブラック等の導電剤を含有させた表面層では、導電剤の不均一な分散性の影響によって表面層の抵抗が上昇し、結果としてベルト全体の抵抗上昇として顕著に現れてしまう。また、表面層の抵抗上昇が大きいと表面層に蓄電効果が生じてしまい、画像履歴などの二次的障害が発生する問題もある。
【特許文献１】特開２００４−３３４０２９号公報
【特許文献２】特開平９−１７９４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上の技術的課題に鑑みなされたものであり、表面層の抵抗上昇、摩擦磨耗に起因する転写の性能の低下を防止し、長期にわたって安定、且つ、良好な均一転写性を得ることのできる半導電性部材を提供することを課題とする。また、本発明は、前記半導電性部材を備え、高品質の転写画質を安定して得ることができる画像形成装置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】
前記課題を解決するための手段は、以下の本発明により達成される。
即ち、本発明は、
＜１＞  弾性体層とその上に形成される表面層とを有し、前記表面層は、酸性カーボンブラックと潤滑性成分と繊維形状の無機充填材とが含有されてなる半導電性部材である。
＜２＞  前記潤滑性成分が、フッ素原子を含有する化合物である＜１＞に記載の半導電性部材である。
＜３＞  前記フッ素原子を含有する化合物がフッ素樹脂粒子である＜２＞に記載の半導電性部材である。
＜４＞  前記繊維形状の無機充填剤の添加量が、前記表面層の樹脂成分１００質量部に対して５〜３０質量部の範囲である＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の半導電性部材である。
＜５＞  像担持体と、該像担持体表面を帯電する帯電手段と、前記像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像をトナーにより現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、前記トナー像を記録媒体に加熱定着する定着手段とを有し、
前記転写手段に、弾性体層とその上に形成される表面層とを有し、前記表面層は、酸性カーボンブラックと潤滑性成分と繊維形状の無機充填材とが含有されてなることを特徴とする半導電性部材を備える画像形成装置である。
＜６＞  前記潤滑性成分が、フッ素原子を含有する化合物である＜５＞に記載の画像形成装置である。
＜７＞  前記フッ素原子を含有する化合物がフッ素樹脂粒子である＜６＞に記載の画像形成装置である。
＜８＞  前記繊維形状の無機充填剤の添加量が、前記表面層の樹脂成分１００質量部に対して５〜３０質量部の範囲である＜５＞〜＜７＞のいずれか１項に記載の画像形成装置である。
＜９＞  前記半導電性部材を、用紙搬送ベルトとして用いることを特徴とする＜５＞〜＜８＞のいずれか１項に記載の画像形成装置である。
＜１０＞  前記半導電性部材を、中間転写ベルトとして用いることを特徴とする＜５＞〜＜８＞のいずれか１項に記載の画像形成装置である。
＜１１＞  前記半導電性部材が、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＜５＞〜＜１０＞のいずれか１項に記載の画像形成装置である。
＜１２＞  下記式（１）で規定される形状係数ＳＦが１４０〜１００である球状トナーを用いることを特徴とする＜５＞〜＜１１＞のいずれか１項に記載の画像形成装置である。
式（１）
ＳＦ＝［（トナー粒子の最大長）２］／［（トナー粒子の投影面積）×π×１／４］×１００
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、表面層の抵抗上昇、摩擦磨耗に起因する転写の性能の低下を防止し、長期にわたって安定、且つ、良好な均一転写性を得ることのできる半導電性部材を提供することができる。また、本発明の半導電性部材を備えた画像形成装置は高品質の転写画質を安定して得ることができる。
【００１２】
＜半導電性部材＞
本発明の半導電性部材は、弾性体層とその上に形成される表面層とを有し、前記表面層は、酸性カーボンブラックと潤滑性成分と繊維形状の無機充填剤とが含有されてなることを特徴とする。以下、本発明の半導電性部材の各構成について詳細に説明する。
【００１３】
−酸性カーボンブラック−
本発明において、酸性カーボンブラックとはｐＨ５以下の酸性カーボンブラックを意味する。酸性カーボンブラックは、カーボンブラックを酸化処理することで、すなわち、その表面にカルボキシル基、キノン基、ラクトン基、水酸基等を導入することで製造することができる。この酸化処理は、高温雰囲気下で空気と反応させる空気酸化法、常温下で窒素酸化物やオゾンと反応させる方法、及び高温下での空気酸化後、低い温度下でオゾン酸化する方法などにより行うことができる。具体的にはコンタクト法により製造することができる。このコンタクト法としては、チャネル法、ガスブラック法等が挙げられる。また、酸性カーボンブラックは、ガス又はオイルを原料とするファーネスブラック法により製造することもできる。更に必要に応じて、これらの処理を施した後硝酸などで液相酸化処理を行ってもよい。なお、酸性カーボンブラックは、コンタクト法で製造することができるが、密閉式のファーネスブラック法によって製造するのが通常である。ファーネスブラック法では通常高ｐＨ・低揮発分のカーボンブラックしか製造されないが、これに上述の液相酸処理を施してｐＨを調整することができる。このため本発明においてはファーネスブラック法により得られるカーボンブラックで、後工程処理によりｐＨが５以下となるように調整されたカーボンブラックも、ｐＨ５以下の酸性カーボンブラックに含まれるとみなす。
【００１４】
酸性カーボンブラックのｐＨは５．０以下であることが好ましく、４．５以下であることがより好ましく、４．０以下であることが更に好ましい。ｐＨが５．０以下の酸性カーボンは、その表面にカルボキシル基、水酸基、キノン基、ラクトン基などの酸素含有官能基が導入されているので樹脂中への分散性が良く、良好な分散安定性が得られ、表面層材料の抵抗バラツキを小さくすることができるとともに、電界依存性も小さくなり、転写電圧による電界集中がおきづらくなる。
【００１５】
酸性カーボンブラックのｐＨは、水性懸濁液を調製し、ガラス電極を用いて測定することで求められる。また、前記カーボンブラックのｐＨは、酸化処理工程での処理温度、処理時間等の条件によって、調整することができる。
【００１６】
また、酸性カーボンブラックはその揮発成分の含有量が２〜２５質量％の範囲であることが好ましく、３〜２０％の範囲であることがより好ましく、３．５〜１５質量％の範囲であることが更に好ましい。揮発成分の含有量を２〜２５質量％とすることで、前記樹脂組成物中への分散をより良好とすることができる。前記揮発成分の含有量が２質量％未満である場合には、外に付着する酸素含有官能基の効果がなくなり、結着樹脂への分散性が低下する場合がある。一方、前記揮発成分の含有量が２５％より高い場合には、樹脂組成物に分散させる際に分解してしまう場合や、外の酸素含有官能基に吸着された水などが多くなるなどによって、表面層外観が悪くなる場合がある。尚、前記揮発成分の含有は、カーボンブラックを９５０℃で７分間加熱したときに出てくる有機揮発成分（カルボキシル基、水酸基、キノン基、ラクトン基等）の割合により求めることが出来る。
【００１７】
ここで、前記酸性カーボンブラックにはその他のカーボンブラックを併用してもよい。そのとき、これらのカーボンブラックは実質的に互いに導電性の異なるものであると好ましく、例えば、酸化処理の度合い、ＤＢＰ吸油量、窒素吸着を利用したＢＥＴ法による比表面積等の物性が異なるものを用いる。このように導電性の異なる２種類以上のカーボンブラックを添加する場合、例えば高い導電性を発現するカーボンブラックを優先的に添加した後、導電率の低いカーボンブラックを添加して電気抵抗値を調整すること等が可能である。このように２種類以上のカーボンブラックを含有させる場合も、少なくとも、そのうちの１種類にｐＨ５．０以下の酸性カーボンブラックを使うことによって、両方のカーボンブラックの混合や部材成分への分散性を高めることができる。
【００１８】
酸性カーボンブラックとしては、具体的には、デグサ（株）製の「プリンテックス１５０Ｔ」（ｐＨ４．５、揮発分１０．０質量％）、同「スペシャルブラック３５０」（ｐＨ３．５、揮発分２．２質量％）、同「スペシャルブラック１００」（ｐＨ３．３、揮発分２．２質量％）、同「スペシャルブラック２５０」（ｐＨ３．１、揮発分２．０質量％）、同「スペシャルブラック５」（ｐＨ３．０、揮発分１５．０質量％）、同「スペシャルブラック４」（ｐＨ３．０、揮発分１４．０質量％）、同「スペシャルブラック４Ａ」（ｐＨ３．０、揮発分１４．０質量％）、同「スペシャルブラック５５０」（ｐＨ２．８、揮発分２．５質量％）、同「スペシャルブラック６」（ｐＨ２．５、揮発分１８．０質量％）、同「カラーブラックＦＷ２００」（ｐＨ２．５、揮発分２０．０質量％）、同「カラーブラックＦＷ２」（ｐＨ２．５、揮発分１６．５質量％）、同「カラーブラックＦＷ２Ｖ」（ｐＨ２．５、揮発分１６．５質量％）、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１０００」（ｐＨ２．５、揮発分９．５質量％）、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１３００」（ｐＨ２．５、揮発分９．５質量％）、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１４００」（ｐＨ２．５、揮発分９．０質量％）、同「ＭＯＧＵＬ−Ｌ」（ｐＨ２．５、揮発分５．０質量％）、同「ＲＥＧＡＬ４００Ｒ」（ｐＨ４．０、揮発分３．５質量％）等が挙げられる。
【００１９】
酸性カーボンブラックは、一般的なカーボンブラックに比べ、前述したように表面に存在する酸素含有官能基の効果により、樹脂組成物中への分散性がよいため、導電性微粉末としての添加量を高くすることができる。酸性カーボンブラックの含有量が１０〜３０質量％であると、半導電性ベルトの電気抵抗地の面内バラツキを抑制するなど、酸性カーボンブラックの効果が発揮でき好ましい。酸性カーボンブラックが１０質量％未満であると電気抵抗の均一性が低下し、体積抵抗率の面内ムラや電界依存性が大きくなる場合がある。一方、酸性カーボンブラックの含有量が３０質量％を超えると所望の抵抗値が得られ難くなる場合がある。さらに、酸性カーボンブラックを１８〜３０質量％含有させることがより好ましい、酸性カーボンブラックを１８〜３０質量％含有させることにより、その効果を最大限発揮させることができ、体積抵抗率の面内ムラや電界依存性を顕著に向上させることができる。
【００２０】
−潤滑性成分−
潤滑性成分としては、潤滑性を付与できるものであれば特に限定されないが、フッ素原子を含有する化合物が好適であり、フッ素原子を含有する化合物としては、フッ素化合物やフッ素樹脂粒子を挙げることができる。特に、本発明においては、耐磨耗性を付与する繊維形状の無機充填材と併用するので、表面層の硬度を上昇させないためにフッ素化合物を含有する化合物を用いることが好ましい。
【００２１】
（フッ素化合物）
フッ素化合物としては、分子構造の一部がフッ素原子またはフッ素原子団で置換された、ポリアルキル（メタ）アクリレート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタンなどを挙げることができる。具体的には、例えば、メチルメタクリレート−パーフルオロアルキルメタクリレート共重合体の主鎖に、ポリメチルメタクリレート側鎖をグラフト処理してなる化合物が好適であり、この化合物は、綜研科学（株）製のケミトリーＬＦ−７００として入手可能である。このようなフッ素原子を含有する化合物は、１種単独で、または２種以上を混合して用いることができる。
【００２２】
このようなフッ素化合物の添加量は、表面層全量に対して１０〜４０質量％の範囲が好ましく、１５〜３５質量％の範囲がより好ましい。添加量が１０質量％未満の場合には潤滑性が発現しない場合があり、４０質量％を超える場合には、表面層が軟化してしまい、低硬度になる問題が発生する場合がある。
【００２３】
（フッ素樹脂粒子）
フッ素樹脂粒子としては、４フッ化エチレン樹脂、３フッ化塩化エチレン樹脂、６フッ化プロピレン樹脂、フッ化ビニル樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、２フッ化２塩化エチレン樹脂及びそれらの共重合体の中から１種或いは２種以上を適宜選択するのが望ましいが、特に、４フッ化エチレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂が好ましい。
【００２４】
フッ素樹脂粒子の表面層中の含有量は、表面層の樹脂成分１００質量部に対し、５〜４０質量部の範囲が適当であり、特に１〜３０質量部が好ましい。含有量が１質量部％未満ではフッ素樹脂粒子の分散による改質効果が十分でなく、一方、４０質量部を越えると表面層が硬くなり、可撓性がなくなる問題が発生する場合がある。
【００２５】
前記フッ素樹脂粒子の一次粒子径は０．０５〜１μｍの範囲が好ましく、０．１〜０．５μｍの範囲がより好ましい。一次粒子径が０．０５μｍを下回ると分散時の凝集が進みやすくなる。一方、１μｍを上回ると画質欠陥が発生し易くなる。尚、前記一次平均体積粒子径の測定は、島津製作（株）所製レーザー回折式粒度分布測定装置ＳＡＬＤ−２２００を用いて行うことができる。
【００２６】
前記フッ素樹脂粒子は、電離性放射線を照射して架橋されたフッ素樹脂粒子であってもよい。特開２００２−３１７０５５号公報に記載されているように、フッ素樹脂粒子を３００℃以上の不活性雰囲気において、１ｋＧｙ以上の電離性放射線を照射することによって、フッ素樹脂粒子は分子構造が三次元的になり、表面層の摩擦係数は、架橋前とほぼ同じでありながら耐磨耗性が飛躍的に向上する。このような架橋フッ素樹脂を樹脂中に含有させることにより、例えば摩擦現象が発生する場合に樹脂自体の耐磨耗性を上げることができる。なお、この電離性放射線を照射して架橋されたフッ素樹脂粒子の好ましい配合量、一次粒子径については、前述のフッ素樹脂粒子の場合と同様である。
【００２７】
−繊維形状の無機充填材−
繊維形状の無機充填剤としては、耐磨耗性を付与できるものであれば特に限定されないが、チタン酸カリウム、ワラストナイト、ゾノトライト、ホウ酸アルミニウム繊維、ホウ酸マグネシウム繊維などの無機繊維を挙げることができる。具体的には、チタン酸カリウムウイスカーを酸化スズで表面処理してなる大塚化学（株）製「デントールＷＫ２００Ｂ」として好適に入手することができる。
【００２８】
このような繊維形状の無機充填剤の添加量は、表面層の樹脂成分１００質量部に対して５〜３０質量部の範囲が好ましく、１０〜２５質量部の範囲がより好ましい。添加量が５質量部未満の場合には耐磨耗性向上の効果が得られない場合があり、３０質量部を超える場合には表面層が硬くなってしまい、可撓性がなくなる問題が発生する場合がある。
【００２９】
前記繊維形状の無機充填剤の平均繊維長は、５〜３０μｍの範囲が好ましく、１０〜２０μｍの範囲がより好ましい。平均繊維長が５μｍ未満では凝集物が生じやすくなる問題があり、３０μｍを超えると表面に凹凸が発生するため画質欠陥が発生し易くなる問題がある。
また、前記繊維形状の無機充填剤の平均繊維径は０．１〜１．０μｍの範囲が好ましく、０．４〜０．７μｍの範囲がより好ましい。平均繊維径が０．１μｍ未満の場合には凝集物が生じやすくなる問題があり、１．０μｍを超える場合には表面に凹凸が発生するため画質欠陥が発生し易くなる問題がある。
【００３０】
上述の形状を持つ繊維形状の無機充填剤を用いることで、前記酸性カーボンブラックの部材成分への分散性をより向上させることができるようになる。また、前記潤滑性成分としてフッ素樹脂粒子を用いた場合も前記フッ素樹脂粒子の分散性を向上させることができる。これは、両者の形状が異なるために、混合時にそれぞれがお互いの隙間を埋めるように分散するためと推察される。
【００３１】
−表面層材料−
表面層に用いる樹脂材料はトナーとの固着性の小さいものが好適であり、例えば、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、メラミン樹脂等が使用可能であるが、特に水性ウレタン樹脂、水性フッ素樹脂、水性アクリル樹脂、水性メラミン樹脂等の水性樹脂を用いるのが好ましい。
【００３２】
ここで水性樹脂とは、樹脂を構成する高分子間に水が高分子間の引力以上の力で割り込んで樹脂を膨潤させ、高分子が水中に分散する性質をもった樹脂を意味している。一般に、分散粒子の大きさが１０-3μｍ以下の場合を溶解液（溶液）と呼び、１０-3〜１０-1μｍまでをコロイド、１０-1〜１０μｍをラテックスと呼んでいるが、溶解と分散の区別は必ずしも明確でなく、高分子が水中で分散した状態で実用に供されるものを水性樹脂と総称している。なお、例えばウレタン樹脂では乳化剤を用いないでそれ自体が水中へ溶解乃至分散するものと、乳化剤を用いて強制的に乳化するものがあるが、本発明において水性樹脂とはこれらの両形態を含んでいる。
【００３３】
水中での樹脂の膨潤（溶解乃至分散）には分子鎖に多くの親水性の極性基をもつことが必要であり、これらの極性基としては、例えば、−ＮＨ2 （アミノ基），−ＮＨ−（イミノ基），−ＮＨ・ＮＨ2（−ヒドラジノ基），＝Ｎ−（第３アミン基）等のカチオン性基、−ＣＯＯＨ（カルボキシル基），−ＳＯ3 Ｈ（スルホン基）等のアニオン性基、−ＯＨ（ヒドロキシル基），−Ｏ−（エーテル基）−ＣＯ・ＮＨ2（アミド基）等のノニオン性基がある。本発明では特にノニオン性基を有する水性樹脂を使用するのが好ましい。
【００３４】
表面層材料として、上記水性樹脂を用い、表面に−ＣＯＯＨ（カルボキシル基）、−ＯＨ（ヒドロキシル基）などの酸素含有官能基を有する酸性カーボンブラックを用いると、上記水性樹脂の分散水溶液に酸性カーボンブラックを極めて均一に分散できる。更に、架橋フッ素樹脂粒子の分散性も高めることができる。該酸性カーボンブラックと架橋したフッ素樹脂粒子とを分散させた水性樹脂の分散水容液を弾性材を主成分とするベース層に塗布して加熱乾燥、焼成により表面層を形成すると、表面層内での体積抵抗率のバラツキがなく、かつ、一様な表面性状の表面層を形成することができる。また、水を分散溶媒として用いるので、作業者の人体への影響も小さく、また、加熱乾燥及び焼成工程において火災が起こる危険性がない。
【００３５】
なお、表面層材料に非親水性の樹脂を用いる場合は、これらを適当な有機溶剤に溶解乃至分散し、さらに酸性カーボンブラックと架橋したフッ素樹脂粒子を分散した分散溶液を得、主成分が弾性材であるベース層に該分散溶液を塗布したものを加熱乾燥、焼成によりコーティング層を形成する。また、本発明において酸性カーボンブラックと架橋したフッ素樹脂粒子を分散した表面層材の溶液を導電性ベース層に塗布する方法は、スプレー塗布、ディッピング、はけ塗り等の種々の方法で行うことができる。
【００３６】
表面層の厚みは、０．５μｍ〜１００μｍの範囲内が好ましい。表面層の厚みが０．５μｍよりも小さい場合には、半導電性ベルト部材表面の汚染防止効果が得られなくなる場合がある。一方、１００μｍよりも大きい場合には、半導電性ベルト部材の表面の硬度が必要以上に大きくなるために、像担持体表面との十分な密着性が得られなくなる場合がある。
【００３７】
−弾性体層−
本発明の半導電性部材は弾性体層を有する。弾性体層は、半導電性部材が適切なニップ幅ないしニップ圧でもって像担持体表面等に押圧して均一に転写できるよう、半導電性部材を所定の抵抗値および硬度に収めるために設けられる。
この弾性体層はゴム材中に導電性粒子を分散させることによって形成される。ゴム材としては、イソプレンゴム，クロロプレンゴム，エピクロルヒドリンゴム，ブチルゴム，ウレタンゴム，シリコーンゴム，フッ素ゴム，ＳＢＲ，ＮＢＲ，ＥＰＤＭ，アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンゴム、これらのブレンドゴム等が挙げられる。中でも、イソプレンゴム，シリコーンゴム，ＥＰＤＭが好ましく用いられる。
【００３８】
ここで、本発明において、弾性体層は、体積抵抗率が１×１０８Ωｃｍ〜１×１０１１Ωｃｍであるものをいう。また、本発明において、弾性体層における「弾性を有する」とは、半導電性部材の硬さが、ＪＩＳ  Ｋ６２５３（１９９７）に準拠したデュロメーター硬さでＡ３０〜Ａ８０の範囲であるものをいう。
【００３９】
本発明の弾性体層には、所望の導電性を得るために導電性粒子を添加することができる。導電性粒子としては、公知の材料を用いることができるが、環境変動に対する抵抗バラツキを効果的に抑制できる点で電子導電性の導電剤を用いることが好ましい。このような電子伝導性の導電剤としてはカーボンブラック、グラファイト、アルミニュウム、ニッケル、銅合金などの金属または合金、酸化錫、酸化亜鉛、チタン酸カリム、酸化錫−酸化インジウムまたは酸化錫−酸化アンチモン複合酸化物などの金属酸化物など、公知のものを利用できる。  
【００４０】
電子伝導性の導電剤として好適なカーボンブラックは、これを添加したゴム組成物中において連鎖状に結合する性質があり、かかる連鎖結合の長さに応じてゴム組成物の抵抗値が異なったものになる。この連鎖結合が長ければ、弾性体層の導電性は向上しその抵抗値は低下する。一方、連鎖結合が短ければ、弾性体層の導電性は低下しその抵抗値は高くなる。すなわち、弾性体層に長い連鎖結合を形成するカーボンブラックを添加した場合は、所望の抵抗値を発現させるためのカーボンブラックの添加量は、短い連鎖結合を形成するカーボンブラックに比べて少なくすることができるが、添加量の変化により抵抗値が大きく変動することになるので、前述した弾性体層内の抵抗値のバラツキを低減することができない。
【００４１】
また、本発明における電子伝導性の導電剤としては、表面特性等の特性が異なる２種以上のカーボンブラックを併用することも好ましい。前述のカーボンブラックの連鎖結合の長さは、カーボンブラックの個々の粒子の粒径や表面活性度に依存しているが、これを示す指標の１つとして、ＡＳＴＭ  Ｄ２４１４−６ＴＴに定義されたＤＢＰ（ジブチルフタレート）吸油性がある。このＤＢＰ吸油性は、カーボンブラック１００ｇに吸収されるＤＢＰ量（ｍｌ）が多いか少ないかで表される。このＤＢＰ吸油性の高い、すなわち吸油量の多いカーボンブラックほど、長い連鎖結合を形成するものとされている。
【００４２】
かかるＤＢＰ吸油性の高いカーボンブラックのみをゴム組成物に添加して、弾性体層の抵抗値を調整しようとすると、添加量の僅かな増減でも抵抗値が大きく変化することになる。そのため、カーボンブラックの添加量及び分散状態を厳密に規定しなくては、所定の抵抗値を弾性体層に付与することができない。一方、ＤＢＰ吸油性の低いカーボンブラックのみを添加して、弾性体層の抵抗値を調整しようとすれば、ＤＢＰ吸油性の高いカーボンブラックのみを添加した場合よりも、カーボンブラックがゴム組成物中に略均一に分散するので、添加量の増減に伴う抵抗値の変化の割合は小さくなる。しかし、所定の抵抗値を弾性体層に付与するためには、ＤＢＰ吸油性の高いカーボンブラックのみを添加する場合よりも、多量のカーボンブラックを添加する必要がある。その結果、ゴム組成物中のカーボンブラックの配合割合が高まることから、ゴム組成物をバンバリーミキサー、ニーダー等で混練する際に高粘度となり、加工が困難になる。また、得られた弾性体層が高硬度になる問題が発生する場合がある。したがって、ＤＢＰ吸油性の高いカーボンブラックとＤＢＰ吸油性の低いカーボンブラックのＤＢＰ吸油性の異なる２種以上を併用することが好ましい。
【００４３】
前記弾性体層に２種以上のカーボンブラックを添加する場合は、ＤＢＰ吸油性に差があるものであればよいが、この差があまりに小さいと、１種類のカーボンブラックを添加した場合と同じような結果を生じることになる。したがって、カーボンブラックとしては、ある程度ＤＢＰ吸油量に差のあるものが好ましく、前記ＤＢＰ吸油量の異なるカーボンブラックのうち、少なくとも、１種がＤＢＰ吸油量が２５０ｍｌ／１００ｇ以上のカーボンブラック（ＤＢＰ吸油性の高いカーボンブラック）であり、他の１種が吸油量が１５０ｍｌ／１００ｇ以下のカーボンブラック（ＤＢＰ吸油性の低いカーボンブラック）であることが好ましい。
【００４４】
また、上記ＤＢＰ吸油性の高いカーボンブラックのＤＢＰ吸油量は２８０ｍｌ／１００ｇ以上であり、ＤＢＰ吸油性の低いカーボンブラックのＤＢＰ吸油量は１１０ｍｌ／１００ｇ以下であることがより好ましい。なお、本発明においては、ＤＢＰ吸油性の異なる２種以上のカーボンブラックとして、少なくとも前記ＤＢＰ吸油性の高いカーボンブラックとＤＢＰ吸油性の低いカーボンブラックとが用いられていればよく、これらとＤＢＰ吸油量が異なるカーボンブラックがさらに含まれていてもよい。
【００４５】
具体的には、前記ＤＢＰ吸油性の高いカーボンブラックとしては、例えば、ＤＢＰ吸油量４４７ｍｌ／１００ｇのＨＳ−５００（旭カーボン（株）製）、ＤＢＰ吸油量３６０ｍｌ／１００ｇのケッチェンブラック（ライオンアグゾ（株）製）、ＤＢＰ吸油量２８８ｍｌ／１００ｇの粒状アセチレンブラック（電気化学（株）製）、ＤＢＰ吸油量２６５ｍｌ／１００ｇのバルカンＸＣ−７２（キャボット社製）等のカーボンブラックなどが挙げられる。また、ＤＢＰ吸油性の低いカーボンブラックとしては、例えば、ＤＢＰ吸油量２８ｍｌ／１００ｇのアサヒサーマルＦＴ（旭カーボン（株）製）、ＤＢＰ吸油量３５ｍｌ／１００ｇのアサヒサーマルＭＴ（旭カーボン（株）製）等のサーマルブラックなどが挙げられる。
【００４６】
また、一般にＤＢＰ吸油量が高いカーボンブラックほど１次粒径が小さくなる傾向があり、前記ＤＢＰ吸油性の高いカーボンブラックとしては、１次粒径が５〜５０ｎｍの範囲のものを、前記ＤＢＰ吸油性の低いカーボンブラックとしては、１次粒径が２０〜１００ｎｍの範囲のものを用いることが好ましい。
【００４７】
具体例として、ＤＢＰ吸油性の高いカーボンブラック（アセチレンブラックなど）とＤＢＰ吸油性の低いカーボンブラック（サーマルブラックなど）との混合物を用いて、弾性体層の抵抗値を調整する場合、その混合割合は質量比（ＤＢＰ吸油性の高いカーボンブラックの質量：ＤＢＰ吸油性の低いカーボンブラックの質量）で１：１〜１：８の範囲にあることが好ましく、１：２〜１：６の範囲にあることがより好ましく、１：２〜１：５の範囲であることがさらに好ましい。
【００４８】
上記ＤＢＰ吸油性の高いカーボンブラックの質量とＤＢＰ吸油性の低いカーボンブラックの質量との質量比（Ａ：Ｂ）において、Ｂが１より小さいと、抵抗値のバラツキが大きいだけでなく、前者の添加量の増減により、弾性体層の抵抗値が大きく変化する。これに対して、前記Ｂが５より大きいと、前述のように、混練時のゴム組成物が高粘度となるため弾性体層の成形加工が困難となるだけでなく、弾性体層の硬度も高くなる。このように、ＤＢＰ吸油性の異なるカーボンブラックの混合割合とゴム材料に対する配合量を調整することによって、弾性体層の抵抗値の急激な変化を抑制することができる。同時に、ＤＢＰ吸油性の低いカーボンブラック単独の場合と比較して、少量の添加量で抵抗値のバラツキの小さい弾性体層を形成することが可能となる。
【００４９】
カーボンブラックのゴム組成物ヘの配合量は、所望の体積抵抗率が得られるよう添加され、おおむね５〜４０質量部（ゴム組成物１００質量部に対する質量部数）が好ましい。配合量が５重量部未満では、抵抗が高すぎて所望の抵抗が得られない。一方、４０質重量部を超えると、抵抗が低すぎて白抜けなどの画質欠陥が発生することがある。
【００５０】
上記弾性体層には、前記カーボンブラック以外に、架橋剤、充填剤等が、必要に応じて、適宜、配合される。上記架橋剤としては、特に限定するものではなく、従来公知のもの、例えばチオウレア、トリアジン、イオウ等が挙げられる。上記充填剤としては、シリカ、タルク、クレー、酸化チタン等の絶縁性の充填剤が挙げられ、これらは単独で若しくは併せて用いられる。
【００５１】
本発明の弾性体層は、前記各成分をタンブラー、Ｖ型ブレンダー、ナウターミキサー、バンバリーミキサー、混練ローラ、押出機等の如き混合機により混合して製造することができる。本発明における弾性体層の製造においては、各成分の混合方法、混合の順序は特に限定されることはない。一般的な方法としては、全成分をあらかじめタンブラー、Ｖブレンダーなどで混合し、押出機によって均一に溶融混合する方法であるが、成分の形状に応じてこれらの成分中の２種以上の溶融混合物に残りの成分を溶融混合する方法を用いることもできる。
【００５２】
本発明の半導電性部材には、その機械的強度を向上させるために、上述の弾性体層の下層に基材を有していても良い。該基材は、ヤング率が１０００ＭＰａ以上の樹脂材料からなることが好ましい。ヤング率が１０００ＭＰａ以上の樹脂材料を基材の材料として用いると、駆動時の外乱（負荷変動）による半導電性部材の変位量が少なくなるので、駆動時の応力に対する半導電性部材の変形が小さくなり、良好な画質を安定して得ることができる。この構成により、半導電性部材はより効果的に、単一の材料構成では得られない可撓性と剛性とのバランスを満足することができる。なお、基材のヤング率は１５００ＭＰａ以上であることがより好ましく、更に２０００ＭＰａ以上であることがより好ましい。また、基材のヤング率は大きければ大きい程良いが、実用上は８０００ＭＰａ以下であり、６０００ＭＰａ以下であることが好ましい。基材のヤング率は、使用する樹脂材料の化学構造を選択することで上記範囲に制御することができ、芳香環構造を含むものほどヤング率を高くすることができる。
なお、ヤング率は、ＪＩＳ  Ｋ７１２７（１９９９年）に準じて引張試験を行い、得られた応力・歪曲線の初期ひずみ領域の曲線に接線を引き、その傾きにより求める。
【００５３】
基材に用いる樹脂材料としては、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、フッ素系樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、塩化ビニル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等が挙げられる。これらは単独で、もしくは２種以上併せて用いられる。これらの中でも、強度と屈曲疲労性の両面に優れている点で、ポリイミド樹脂が好適に用いられる。
【００５４】
−体積抵抗率−
本発明の半導電性部材の体積抵抗率は、体積抵抗率が１×１０８〜１×１０１３Ωｃｍの範囲であることが好ましく、１×１０９〜１×１０１２Ωｃｍの範囲であることがより好ましい。体積抵抗率が１×１０８〜１×１０１３Ωｃｍであれば、トナー同士の静電的反発力や画像エッジ付近のフリンジ電界の力によって、画像の周囲にトナーが飛散してしまう（ブラー）問題が発生する問題が少なくなる。また、上記領域の範囲であれば、半導電性部材（特に、中間転写体に適用した場合）の体積抵抗率は、帯電電荷が適当に減衰する範囲に有るので、除電部材を使用せずに連続して画像形成を行うことができる。
【００５５】
ここで、体積抵抗率は、円形電極（例えば、（株）ダイヤインスツルメント製ハイレスタＵＰＭＣＰ−４５０型ＵＲプローブを用い、ＪＩＳ  Ｋ６９１１（１９９５年）に従って測定することができる。前記体積抵抗率の測定方法を、図を用いて説明する。図３は、円形電極の一例を示す概略平面図（ａ）及び概略断面図（ｂ）である。図３に示す円形電極は、第一電圧印加電極Ａ’と第二電圧印加電極Ｂ’とを備える。第一電圧印加電極Ａ’は、円柱状電極部Ｃ’と、該円柱状電極部Ｃ’の外径よりも大きい内径を有し、且つ円柱状電極部Ｃ’を一定の間隔で囲む円筒状のリング状電極部Ｄ’とを備える。第一電圧印加電極Ａ’における円柱状電極部Ｃ’及びリング状電極部Ｄ’と第二電圧印加電極Ｂ’との間に半導電性ベルト１を挟持し、第一電圧印加電極Ａ’における円柱状電極部Ｃ’と第二電圧印加電極Ｂ’との間に電圧Ｖ（Ｖ）を印加したときに流れる電流Ｉ（Ａ）を測定し、下記式により、半導電性ベルト１の体積抵抗率ρｖ（Ωｃｍ）を算出することができる。ここで、下記式中、ｔは、半導電性ベルト１の厚さを示す。
式：ρｖ＝１９．６×（Ｖ／Ｉ）×ｔ
【００５６】
−十点表面粗さＲｚ−
本発明の半導電性部材における表面層の十点平均表面粗さＲｚは、１．５μｍ以上９．０μｍ以下であることが好ましい。十点平均表面粗さＲｚが１．５μｍ未満であると、接触する他の部材と密着する懸念があり、十点平均表面粗さＲｚが９μｍよりも大きい場合には、凹凸部分にトナー及び紙粉等が溜まり易くなり、また、凹凸によって微小な放電ムラが生じたりすることにより、時間の経過と共に、均一な転写性や画像品質が低下する場合がある。なお、本発明でいう当該十点平均表面粗さＲｚとは、ＪＩＳ Ｂ０６０１（１９９４年）に規定された表面粗さのことである。
【００５７】
なお、十点平均表面粗さＲｚは、表面粗さ測定器等を用いて測定することができるが、本発明においては、２３℃・５５ＲＨ％の環境下において、接触式表面粗さ測定装置（サーフコム５７０Ａ、東京精密社製）を用いた。半導電性ベルト部材表面の測定に際しては、測定距離を２．５ｍｍとし、接触針としてはその先端がダイヤモンド（５μｍＲ、９０°円錐）のものを用い、場所を変えて３回繰り返し測定した際の平均値を帯電部材の十点平均表面粗さＲｚとして求めた。
【００５８】
本発明の半導電性部材は、転写搬送ベルトや中間転写ベルトのような半導電性ベルト、帯電ロール、転写ロールなどの半導電性ロールとして、画像形成装置に好適に使用することができる。
【００５９】
＜画像形成装置＞
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、半導電性ベルトとして本発明の半導電性部材を備える画像形成装置の概要を示す説明図である。図１に示すように、像担持体６及びこれに対向する半導電性ベルト１を有し、像担持体６上に形成されたトナー像を半導電性ベルト(中間転写ベルト)１若しくは半導電性ベルト（転写搬送ベルト）１上の記録材７に転写する画像形成装置において、前記半導電性ベルト（転写搬送ベルト、中間転写ベルト）１として上述した半導電性ベルトを使用することを特徴とするものである。
【００６０】
ここで、半導電性ベルト１を中間転写ベルトとして使用する態様にあっては、図１に示すように、像担持体６上のトナー像を一次転写装置８ａにて半導電性ベルト（中間転写ベルト）１に一次転写した後、半導電性ベルト（中間転写ベルト）１上のトナー像を二次転写装置８ｂにて記録材７に二次転写する。
【００６１】
一方、半導電性ベルト１を転写搬送ベルト（記録材保持ベルト）として使用する態様にあっては、図１に示すように、転写搬送ベルト（記録材保持ベルト）１上に記録材７を保持した後、像担持体６上のトナー像を転写装置８にて転写搬送ベルト（記録材保持ベルト）１上の記録材７に転写する。
【００６２】
また、図１に示す画像形成装置において、半導電性ベルト１は複数の張架ロール９に張架され、ドラム状の像担持体６の形状に沿って接触配置されている態様が好ましい。本態様によれば、半導電性ベルト１を出来るだけ像担持体６の形状に沿わせる事で、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。
【００６３】
更に、図１に示す画像形成装置において、像担持体６及び半導電性ベルト１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。本態様によれば、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、半導電性ベルト１と像担持体６との駆動干渉からくる半導電性ベルト１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。
【００６４】
図２は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態を示す。同図において、画像形成装置は、感光体ドラム１０と、この感光体ドラム（像担持体）１０からトナー像を転写させるために前記感光体ドラム１０に一定領域にて感光体ドラム１０形状に沿うように接触する中間転写ベルト２０とを有する。中間転写ベルト２０には前述した本発明の半導電性部材が用いられている。本実施の形態において、感光体ドラム１０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、この感光体ドラム１０の周囲には、感光体ドラム１０を帯電する帯電装置１１と、帯電された感光体ドラム１０上に各色成分（本例ではイエロ、マゼンタ、シアン、ブラック）の静電潜像を書込む露光装置１２と、感光体ドラム１０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型現像装置１３と、前記中間転写ベルト２０と、感光体ドラム１０上の残留トナーを清掃するクリーニング装置１７とが配設されている。
【００６５】
ここで、帯電装置１１としては、例えば帯電ロールが用いられる。また、露光装置１２は感光体ドラム１０上に光によって像を書込めるものであればよい。本例では、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を用いたプリントヘッドが用いられるが、これに限られるものではなく、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いたプリントヘッドでも、レーザ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定して差し支えない。
更に、ロータリ型現像装置１３は各色成分トナーが収容された現像器１３ａ〜１３ｄを回転可能に搭載したものであり、例えば感光体ドラム１０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、使用するトナーも形状、粒径など特に制限はなく、感光体ドラム１０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、ロータリ型現像装置１３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。
更にまた、クリーニング装置１７については、感光体ドラム１０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。但し、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１７を使用しない態様もあり得る。
【００６６】
また、中間転写ベルト２０は、図２に示すように、４つの張架ロール２１〜２４に掛け渡されるものであって、ロータリ型現像装置１３とクリーニング装置１７との間に位置する感光体ドラム１０面に沿う形で所定の接触領域だけ密着配置されている。ここで、この中間転写ベルト２０と感光体ドラム１０とは夫々別駆動系で駆動されていてもよいが、本実施の形態では、中間転写ベルト２０が後述するように弾性ベルトであり、しかも、感光体ドラム１０の周面に沿って接触配置されていることから、中間転写ベルト２０は、例えば感光体ドラム１０を駆動源として、従動回転するようになっている。
【００６７】
そして、中間転写ベルト２０が感光体ドラム１０に密着した接触領域の一部には中間転写ベルト２０の裏側から一次転写装置としての一次転写ロール２５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２０の張架ロール２２に対向した部位には、二次転写装置としての二次転写ロール３０が張架ロール２２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３０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２２が接地されている。更にまた、中間転写ベルト２０の張架ロール２３に対向した部位には、ベルトクリーニング装置としてのクリーニングブレード２６が配設されており、このクリーニングブレード２６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２３が接地されている。
【００６８】
また、用紙などの記録材４０は、供給トレイ４１に収容されており、ピックアップロール４２にて供給された後、レジストロール４３を経て二次転写部位に導かれ、搬送ベルト４４を通じて定着装置４５へ搬送され、搬送ロール４６及び排出ロール４７を経て排出トレイ４８へと排出されるようになっている。
【００６９】
次に、このような画像形成装置の作動について説明する。
図２において、画像形成装置が作像動作を開始すると、感光体ドラム１０上の各色成分トナー像が順次形成され、一次転写ロール２５の転写電界により中間転写ベルト２０上に順次一次転写される。しかる後、この中間転写ベルト２０に一次転写されたトナー像は二次転写ロール３０の転写電界により記録材４０に二次転写され、定着工程へと運ばれる。
【００７０】
感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０とを常時接触配置したとしても、ブリード現象を防止することができるため、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０とを離間させるリトラクト機構が不要になり、弾性体層に安価な弾性材を使用できることに合わせて、リトラクト機構を設けなくて済む分コストダウンを図ることが可能になる。
【００７１】
更に、本実施の形態にあっては、感光体ドラム１０の駆動により中間転写ベルト２０を従動回転させるようにしたため、中間転写ベルト２０の駆動制御コストを大幅に削減できる。更にまた、一次転写での中間転写ベルト２０の感光体ドラム１０への接触幅が例えば５０ｍｍ以上と非常に広く設定されるため、中間転写ベルト２０に対し安定した従動が実現でき、しかも、転写ニップ域前後での無駄な空隙がない分、放電によるトナーの飛び散りがない状態でトナーが中間転写ベルトに一次転写される。
特に、本実施の形態では、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０との転写ニップ域を広く確保するようにしているため、転写ニップ域の圧力を低減することが可能になり、その分、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０とが完全に密着する事態はより確実に回避される。
【００７２】
尚、本実施の形態においては、感光体ドラム１０と中間転写ベルト２０とはオーバーラップした状態で接触配置されており、しかも、中間転写ベルト２０が感光体ドラム１０からの駆動力に基づいて従動回転するようになっているが、これに限定されるものではなく、感光体ドラム１０、中間転写ベルト２０が別々の駆動系を持ち、しかも、感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト２０を線接触させるようにした態様にも本件発明を適用できることは勿論である。
【００７３】
更に、本発明の半導電性ベルトを、画像形成装置内の中間転写ベルトや転写搬送ベルトとしてとして組み込んで利用する場合には、トナーとして球状トナーを用いることが好ましい。トナーとして球状トナーを用いることにより、転写面を構成する材料が、表面硬度が低く、かつ高体積抵抗であることによって、画質欠陥（ホロキャラクター、ブラー、カラーレジ）ない高品質の転写画質を得ることができる。
【００７４】
ただし、当該球状トナーとは、その形状係数ＳＦが、１４０〜１００であることを意味する。該形状係数としては、１３０〜１００以下であることが好ましく、１２０〜１００以下であることがより好ましい。この平均形状係数ＳＦが１４０より大きくなると転写効率が低下してしまい、プリントサンプルの画質の低下が目視で確認できてしまう。ここで、前記形状係数ＳＦは、下記式（１）で規定される係数である。
式（１）
ＳＦ＝［（トナー粒子の最大長）２］／［（トナー粒子の投影面積）×π×１／４］×１００
【００７５】
なお、トナー粒子の最大長、および、トナー粒子の投影面積の測定は、ルーゼックス画像解析装置（株式会社ニレコ製、ＦＴ）を用いてスライドガラス上に散布したトナーの光学顕微鏡像をビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に１００個取り込み、画像処理することにより実施した。
【００７６】
球状トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤を含有してなる。この球状トナーは、好ましくは２〜１２μｍの粒子、より好ましくは３〜９μｍの粒子を用いることができる。
【００７７】
結着樹脂としては、スチレン、クロロスチレン等のスチレン類、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソプレン等のモノオレフィン類、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、安息香酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸フェニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ドデシル等のα―メチレン脂肪族モノカルボン酸エステル類、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテル、ビニルブチルエーテル等のビニルエーテル類、ビニルメチルケトン、ビニルヘキシルケトン、ビニルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類等の単独重合体および共重合体を例示することができ、特に代表的な結着樹脂としては、ポリスチレン、スチレンーアクリル酸アルキル共重合体、スチレンーメタクリル酸アルキル共重合体、スチレンーアクリロニトリル共重合体、スチレンーブタジエン共重合体、スチレンー無水マレイン酸共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。さらに、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド、変性ロジン、パラフィンワックス等も挙げられる。
【００７８】
着色剤としては、マグネタイト、フェライト等の磁性粉、カーボンブラック、アニリンブルー、カルコイルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、デュポンオイルレッド、キノリンイエロー、メチレンブルークロリド、フタロシアニンブルー、マラカイトグリーンオキサレート、ランプブラック、ローズベンガル、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド４８：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１２２、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド５７：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー９７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：１、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：３等を代表的なものとして挙げられる。
【００７９】
球状トナーには、帯電制御剤、離型剤、他の無機微粒子等の公知の添加剤を内添加処理や外添加処理してもよい。離型剤としては低分子ポリエチレン、低分子ポリプロピレン、フィッシャートロプシュワックス、モンタンワックス、カルナバワックス、ライスワックス、キャンデリラワックス等を代表的なものとして挙げられる。
【００８０】
帯電制御剤としては、公知のものを使用することができるが、アゾ系金属錯化合物、サリチル酸の金属錯化合物、極性基を含有するレジンタイプの帯電制御剤を用いることができる。湿式製法でトナーを製造する場合、イオン強度の制御と廃水汚染の低減の点で水に溶解しにくい素材を使用するのが好ましい。
【００８１】
他の無機微粒子としては、粉体流動性、帯電制御等の目的で、平均１次粒径が４０ｎｍ以下の小径無機微粒子を用い、更に必要に応じて、付着力低減の為、それより大径の無機あるいは有機微粒子を併用してもよい。これらの他の無機微粒子は公知のものを使用できる。例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、メタチタン酸、酸化亜鉛、ジルコニア、マグネシア、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、リン酸カルシウム、酸化セリウム、チタン酸ストロンチウム等が挙げられる。
また、小径無機微粒子については表面処理することにより、分散性が高くなり、粉体流動性をあげる効果が大きくなるため有効である。
【００８２】
球状トナーは、特に製造方法により限定されるものではなく、公知の方法により得ることができる。具体的には、例えば結着樹脂及び着色剤と、必要に応じて離型剤及び帯電制御剤等を混練、粉砕、分級する混練粉砕法、混練粉砕法にて得られた粒子を機械的衝撃力または熱エネルギーにて形状を変化させる方法、結着樹脂の重合性単量体を乳化重合させ、形成された分散液と、着色剤、必要に応じて離型剤及び帯電制御剤等の分散液とを混合し、凝集、加熱融着させ、球状トナーを得る乳化重合凝集法、結着樹脂を得るための重合性単量体と、着色剤、必要に応じて離型剤、帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、結着樹脂及び着色剤と必要に応じて離型剤及び帯電制御剤等の溶液を水系溶媒に懸濁させて造粒する溶解懸濁法等が挙げられる。また上記方法で得られた球状トナーをコアにして、さらに凝集粒子を付着、加熱融合してコアシェル構造をもたせる製造方法を行ってもよい。外添剤を添加する場合、球状トナー及び外添剤をヘンシェルミキサーあるいはＶブレンダー等で混合することによって製造することができる。また、球状トナーを湿式にて製造する場合は、湿式にて外添することも可能である。
【実施例】
【００８３】
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。
【００８４】
＜実施例１＞、
（弾性体層の形成）
ＮＢＲとＥＰＤＭを重量比で４：６にブレンドしたゴム材料（ＮＥ４０；日本合成ゴム(株)製）１００重量部に対して、粒状アセチレンブラック（電気化学工業（株）製：吸油量２８８ｍｌ／１００ｇ）１０重量部およびアサヒサーマルＦＴ（旭カーボン（株）：吸油量２８ｍｌ／１００ｇで平均粒径８０μｍ）２０重量部の配合割合としたゴム組成物を２本ロールにて混練した。得られた混練物をチューブクロスヘッド押出成形機によりチューブ状に成形した。次いで、成形されたブレンドゴム材料を加硫缶内で温度１２６℃，圧力１.５ｋｇ／ｃｍ2Ｇ の加圧蒸気により加熱し加硫して、導電性のベルト材料を形成した。得られたベルト材料を金属製チューブの外側に被せ、表面を研磨加工して、厚さ０.５ｍｍ ，内径１４０ｍｍ、幅３２０ｍｍ、体積抵抗率３×１０９Ωcm、デュロメーター硬さＡ７０ の弾性体層からなるゴムベルトを作製した。
体積抵抗率は、（株）ダイヤインスツルメント製ハイレスタＵＰＭＣＰ−４５０型ＵＲプローブを用い、ＪＩＳ  Ｋ６９１１（１９９５年）に従って、１００Ｖの電圧を印加してから３０秒後の電流値を読みとることにより得られた値である。
【００８５】
（表面層の形成）
エムラロン３４５クリア（日本アチソン（株）製）からフッ素樹脂成分（ＰＴＦＥ粒子）を除いたウレタン樹脂成分と、硬化剤としてブロックイソシアネート（ＷＨ−２：日本アチソン（株）製）とを１００：５の配合比で混合して混合物を得た。次に、該混合物に、樹脂成分１００質量部に対して、酸性カーボンブラックとして、デグサ（株）製スペシャルブラック４（ｐＨ３．０、揮発分１４．０質量％）１０質量部と、綜研科学（株）製の「ケミトリーＬＦ−７００」３５質量部と、大塚化学（株）製「デントールＷＫ２００Ｂ」２５質量部とをボールミルで混合して、水系のウレタン系樹脂塗料の分散液を得た。該分散液を、前記得られた弾性体層の表面にスプレー塗布した後、１２０℃、１５分、加熱・乾燥して、酸性カーボンブラックと架橋したフッ素樹脂粒子と耐磨耗性を付与する成分とを分散してなる膜厚２０μｍの表面層を形成した。以上のように作製された実施例１の半導電性ベルトの体積抵抗率は３×１０１０Ωｃｍであり、十点平均表面粗さＲｚは７μｍであった。
【００８６】
＜実施例２＞
表面層の形成に際して、綜研科学（株）製の「ケミトリーＬＦ−７００」の配合量を３０質量部、大塚化学（株）製「デントールＷＫ２００Ｂ」の配合量を２０質量部とした以外は、実施例１と同様にして半導電性ベルトを作製した。このようにして得られた実施例２の半導電性ベルトの体積抵抗率は１×１０１０Ωｃｍであり、十点平均表面粗さＲｚは６μｍであった。
【００８７】
＜実施例３＞
表面層の形成に際して、綜研科学（株）製の「ケミトリーＬＦ−７００」の配合量を１５質量部、大塚化学（株）製「デントールＷＫ２００Ｂ」の配合量を２０質量部とした以外は、実施例１と同様にして半導電性ベルトを作製した。このようにして得られた実施例３の半導電性ベルトの体積抵抗率は８×１０９Ωｃｍであり、十点平均表面粗さＲｚは３μｍであった。
【００８８】
＜実施例４＞
表面層の形成に際して、綜研科学（株）製の「ケミトリーＬＦ−７００」の変わりにフッ素樹脂粒子（三井デュポンフロロケミカル（株）製、体積平均粒子径０．３μｍテフロン（登録商標））２０質量部、大塚化学（株）製「デントールＷＫ２００Ｂ」の配合量を２０質量部とした以外は、実施例１と同様にして半導電性ベルトを作製した。このようにして得られた実施例４の半導電性ベルトの体積抵抗率は４×１０１０Ωｃｍであり、十点平均表面粗さＲｚは９μｍであった。
【００８９】
＜実施例５＞
表面層の形成に際して、大塚化学（株）製「デントールＷＫ２００Ｂ」４質量部とした以外は、実施例１と同様にして半導電性ベルトを作製した。このようにして得られた実施例５の半導電性ベルトの体積抵抗率は４×１０９Ωｃｍであり、十点平均表面粗さＲｚは１．５μｍであった。
【００９０】
＜実施例６＞
表面層の形成に際して、大塚化学（株）製「デントールＷＫ２００Ｂ」３２質量部とした以外は、実施例１と同様にして半導電性ベルトを作製した。このようにして得られた実施例６の半導電性ベルトの体積抵抗率は９×１０９Ωｃｍであり、十点平均表面粗さＲｚは８．５μｍであった。
【００９１】
＜実施例７＞
ポリイミド基材の形成
（ポリアミド酸溶液（Ａ）の調製）
３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）及びピロメリット酸２無水物（ＰＭＤＡ）を２：１の比率で組み合わせたテトラカルボン酸二無水物と、ジアミン成分である４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＤＥ）とからポリアミド酸のＮ−メチルー２ピロリドン（ＮＭＰ）溶液（固形分２０質量％）を得た。この溶液に、乾燥した酸化処理カーボンブラック（ＳＰＥＣＩＡＬ  ＢＬＡＣＫ４（デグサ（株）製、ｐＨ３．０、揮発分：１４．０％）をポリイミド系樹脂固形分１００質量部に対して２４質量部になるよう添加した。これを、衝突型分散機（ジーナス製ＧｅａｎｕｓＰＹ）を用い、圧力２００ＭＰａ、最小面積１．４ｍｍ２で２分割後衝突させ、再度２分割する経路を５回通過させることにより混合して、表面層用のカーボンブラック入りポリアミド酸溶液（Ａ）を得た。
【００９２】
カーボンブラック入りポリアミド酸溶液（Ａ）を円筒状金型内面にディスペンサーを介して０．４ｍｍに塗布し、１５００ｒｐｍで１５分間回転させて均一な厚みとした。つぎにこれを、２５０ｒｐｍで回転させながら、金型の外側より６０℃の熱風を３０分間あてた上で、１５０℃で６０分間加熱した。その後、室温に戻して金型からはがし、金属芯体に被覆して、３６０℃まで２℃／分の昇温速度で昇温した。更に３６０℃で３０分加熱して、溶媒の除去、脱水閉環水の除去、及びイミド転化反応の完結を行った。その後室温に戻し、金型から剥離し、目的とするポリイミドフィルムを得た、フィルムの厚みは、０．０８ｍｍであった。この樹脂ベルトのヤング率は、２５００ＭＰａであり、印加電圧１００Ｖでの体積抵抗率は、５×１０１０Ωcm であった。
【００９３】
（３層構成ベルトの形成）
円筒形状の金型に上記ポリイミド基材を被覆し、その上に実施例１と同様にして導電性弾性層を形成した。更に、実施例１と同様にして表面層を形成して、３層構成のベルトを得た。このベルトの各層の厚みは、表面層０．０２ｍｍ、弾性層０．５ｍｍ、基材０．０８ｍｍであった。
以上のようにして作製された実施例７の半導電性ベルトの体積抵抗率は５×１０１０Ωｃｍであり、十点平均表面粗さＲｚは７μｍであった。
【００９４】
＜比較例１＞
表面層の形成に際して、綜研科学（株）製の「ケミトリーＬＦ−７００」の変わりにフッ素樹脂粒子（三井デュポンフロロケミカル（株）製、体積平均粒子径０．３μｍテフロン（登録商標））４０質量部とし、大塚化学（株）製「デントールＷＫ２００Ｂ」を添加しない以外は、実施例１と同様にして半導電性ベルト部材を作製した。このようにして得られた比較例１の半導電性ベルト部材の体積抵抗率は３×１０１０Ωｃｍであり、十点平均表面粗さＲｚは１０μｍであった。
【００９５】
＜比較例２＞
６インチ径のオープンロールを用いてクロロプレンゴム７０重量部を２分間素練りし、これにエチレン・プロピレン・非共役ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）３０重量部を加えて１３分間かけて混練りを行った。次いで、このクロロプレンゴムとＥＰＤＭとのポリマー混練り物に酸化亜鉛５重量部、酸化マグネシウム４重量部、ステアリン酸１重量部、サンセラー２２Ｃ（三新化学社製のエチレン・チオ尿素）０．３５重量部を逐次添加し、更にノクサラーＢＺ（大内振興社製のジ−ｎ−ブチル・ジチオカルバミン酸亜鉛）１．５重量部、ノクセラーＤＭ（大内振興社製のジベンゾチアジル・ジスルフィド）１重量部、ノクセラーＴＲＡ（大内振興社製のジペンタメチレンチウラム・テトラスルフィド）０．７重量部、硫黄１．５重量部を添加した後、オープンロールを用いて薄通しを１０回行った。このゴム混練り物をオープンロールから取り外した後、３等分し、それぞれのゴム混練り物にファーネスブラック（旭カーボン社製）２３質量部、デンカブラック（電気化学社製の粒状アセチレンブラック）６質量部をそれぞれの量で添加し、オープンロールで混練りした。このようにしてカーボンブラックが添加された混練り物を押し出し機を用いてベルト状に成形し、次いで蒸気釜を用いて加硫した。その後、研削によりベルトの厚さを０．５ｍｍに加工した。
【００９６】
このベルトの表面にＣ−２３０Ｕ主剤（広野科学社製のポリエステルウレタン）１００重量部とＣ−２３０Ｕ硬化剤（広野科学社製のイソシアネート）３０重量部との混合物をスプレー塗装し、１６０℃で３０分間の焼成を行い、表面層を形成して、内径１４０ｍｍ、幅３００ｍｍのベルトを作製した。このようにして得られた比較例２の半導電性ベルト部材の体積抵抗率は６×１０１０Ωｃｍであり、十点平均表面粗さＲｚは１２μｍであった。
【００９７】
＜評価＞
実施例１〜７及び比較例１〜２で得られた半導電性ベルトについて、体積抵抗率、十点平均表面粗さＲｚ、ブリード性、転写画質（ホロキャラクター、ブラー）、連続走行テストについて評価した、これらの結果を表１に示す。
【００９８】
１）体積抵抗率
作製したベルトの長さ方向に３点、周方向に８点（合計２４点）について、１００ボルト印可時の体積抵抗率を測定し、その平均値をベルトの体積抵抗率とした。
【００９９】
２）十点平均表面粗さＲｚ
十点平均表面粗さＲｚは、ＪＩＳ  Ｂ６０１０（１９９４年）に準拠して２３℃・５５ＲＨ％の環境下において、接触式表面粗さ測定装置（サーフコム５７０Ａ、東京精密社製）を用いた。帯電部材表面の測定に際しては、測定距離を２．５ｍｍとし、接触針としてはその先端がダイヤモンド（５μｍＲ、９０°円錐）のものを用い、場所を変えて３回繰り返し測定した際の平均値を半導電性ベルト部材の十点平均表面粗さＲｚとして求めた。
【０１００】
３）ブリード性
得られた半導電性ベルトを高温高湿度環境（４８℃、９０％ＲＨの環境下で２週間ＯＰＣ感光体に当接した後、ＯＰＣ感光体を用いて、画質評価を評価した。
判定は
○：転写画質に問題なし
×：半導電性ベルトを当接した部位の転写画質に問題あり（白抜けが発生）
【０１０１】
４）転写画質の評価
得られた半導電性ベルトを、富士ゼロックス（株）Ｄｏｃｕ  Ｃｏｌｏｒ１２５５ＣＰを改造した図２の構成の画像形成装置に搭載し、連続して１００００枚出力した後の転写画質を評価した。尚、トナーとしては、形状係数（ＳＦ）１３２、体積平均粒子径５．５μｍの球状トナーを用い、感光体はＯＰＣ感光体を用いた。
【０１０２】
なお、トナーの体積平均粒径は、測定装置としてコールターカウンターＴＡ−ＩＩ型（ベックマン−コールター社製）を用い、電解液はＩＳＯＴＯＮ−ＩＩ（ベックマン−コールター社製）を使用した。
測定法としては分散剤としてアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムの５％水溶液２ｍｌ中に測定試料を１．０ｍｇ加えた。これを前記電解液１００ｍｌ中に添加して試料を懸濁した電解液を作製した。試料を懸濁した電解液は超音波分散器で１分間分散処理を行い、前記コールターカウンターＴＡ−ＩＩ型により、アパーチャー径として１００μｍアパーチャーを用いて２〜６０μｍの粒子の粒度分布を測定して体積平均粒径を求めた。なお、測定した粒子数は５００００である。
【０１０３】
（ホロキャラクター評価）
ホロキャラクターの発生状況について、以下の基準により評価した。
○：ホロキャラクターの発生なし
△：ホロキャラクターの発生がわずかであり、画質上での問題は少ない
×：穂とキャラクターの発生があり、画質上での問題あり
【０１０４】
（ブラー評価）
ブラーの発生状況について、以下の基準により評価した。
○：ブラーの発生なし、またはブラーの発生がわずかであり、画質上での問題なし
×：ブラーの発生があり、画質上での問題あり
【０１０５】
５）連続走行テスト
Ａ４サイズのＪ紙を連続１０万枚連続コピー後、マゼンタ３０％のハーフトーンをコピーした時の白抜け発生状況について、以下の基準により評価した。
○：白抜けの発生がなく、画質上での問題なし 
△：白抜けの発生が僅かにあるが、画質上での問題なし
×：白抜けの発生があり、画質上での問題あり
【０１０６】
−総合評価−
総合評価の評価基準は以下の通りである。
◎：実機使用上全く問題無し
○：実機使用上問題無し
×：実機使用上問題あり、又は使用できない
【０１０７】
【表１】
2008046360.tif 000002
【０１０８】
表１の結果から、本発明の半導電性部材を用いた実施例１〜４、７は画質欠陥がなく、優れた画質を長期にわたり安定して得ることができたことがわかる。また、実施例５では白抜けはほとんど発生しなかったが、５万枚走行後から紙詰まりが発生する場合があり、実施例６ではホロキャラクターの発生が軽微に見られたが、画像形成装置に搭載しても実用上問題無く使用できた。
一方、比較例１では、ブラー、ホロキャラの画質欠陥の発生は見られなかったが、連続用紙走行テストにおいて白抜けの画質欠陥が発生した。さらに比較例２では、弾性体層中に分散している低分子オイル成分が搬送ベルト表面に析出するという所謂ブリード現象の発生も見られた。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図２】実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。
【図３】体積抵抗率の計測方法を示す図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１  搬送ベルト
６  像担持体（感光体）
７  記録材
８  転写装置
８ａ  一次転写装置
８ｂ  二次転写装置
９  張架ロール
１０  感光体ドラム
１１  帯電装置
１２  露光装置
１３  ロータリ型現像装置
１７  クリーニング装置
２０  中間転写ベルト
２１〜２４  張架ロール
２５  一次転写ロール
２６  クリーニングブレード
３０  二次転写ロール
４０  記録材
４１  給紙トレイ
４２  ピックアップロール
４３  レジストロール
４４  搬送ベルト
４５  定着装置
４６  搬送ロール
４７  排出ロール
４８  排出トレイ
【図１】
2008046360.tif 000003
【図２】
2008046360.tif 000004
【図３】
2008046360.tif 000005