(57)【要約】【課題】ホロキャラクターの発生を防止できると共に、他の諸特性も高いレベルで両立させることが容易な半導電性ベルトを提供することを課題とすること。【解決手段】ポリイミド系樹脂を主成分とするポリイミド層を１層以上含み、１層の前記ポリイミド層から構成され外周面を成す外層と、該外層の内周側に設けられた１以上の層を含む内層と、を有し、導電剤を含む無端状の半導電性ベルトにおいて、前記外周面の表面微小硬度が、３０以下であることを特徴とする半導電性ベルト。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリイミド系樹脂を主成分とするポリイミド層を１層以上含み、１層の前記ポリイミド層から構成され外周面を成す外層と、該外層の内周側に設けられた１以上の層を含む内層と、を有し、導電剤を含む無端状の半導電性ベルトにおいて、
前記外周面の表面微小硬度が、３０以下であることを特徴とする半導電性ベルト。
【請求項２】
ポリイミド系樹脂を主成分とするポリイミド層を１層以上含み、１層の前記ポリイミド層から構成され外周面を成す外層と、該外層の内周側に設けられた１以上の層を含む内層と、を有し、導電剤を含む無端状の半導電性ベルトにおいて、
前記外層のヤング率が、３５００ＭＰａ以下であることを特徴とする半導電性ベルト。
【請求項３】
前記内層が、ポリイミド層を１層以上含むことを特徴とする請求項１または２に記載の半導電性ベルト。
【請求項４】
前記内層に含まれるポリイミド層の少なくとも１層が、前記外層の内周面と接して設けられたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導電性ベルト。
【請求項５】
前記内層が、ポリイミド層のみからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導電性ベルト。
【請求項６】
前記半導電性ベルトの総厚みに対する前記外層の厚みの割合が、１０〜５０％の範囲内であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導電性ベルト。
【請求項７】
前記外層に含まれるポリイミド系樹脂が、４，４‘−ジアミノフェニルエーテルを主成分として含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導電性ベルト。
【請求項８】
前記外層に含まれるポリイミド系樹脂が、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとの共重合体を主成分として含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の半導電性ベルト。
【請求項９】
前記内層のヤング率が、４０００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導電性ベルト。
【請求項１０】
前記内層に含まれるポリイミド系樹脂が、ｐ−フェニレンジアミンを含むことを特徴とする請求項３〜９のいずれか１つに記載の半導電性ベルト。
【請求項１１】
前記内層に含まれるポリイミド系樹脂が、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンとの共重合体を含むことを特徴とする請求項３〜９のいずれか１つに記載の半導電性ベルト。
【請求項１２】
前記外周面の表面抵抗率が、１×１０１０〜１×１０１４Ω／□の範囲内であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載の半導電性ベルト。
【請求項１３】
内周面の表面抵抗率が、１×１０７〜１×１０１３Ω／□の範囲内であり、前記外周面の表面抵抗率よりも低抵抗であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載の半導電性ベルト。
【請求項１４】
前記導電剤が、ｐＨ５以下の酸化処理カーボンブラックであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１つに記載の半導電性ベルト。
【請求項１５】
請求項４〜１４のいずれか１つに記載の半導電性ベルトの製造方法において、
前記半導電性ベルトが、少なくともポリアミド酸溶液を用いて、前記外層を形成する第１の膜と、前記外層に接して設けられるポリイミド層を形成する第２の膜と、を積層して形成し、前記第１の膜および前記第２の膜を同時にイミド転化する工程を経て作製されることを特徴とする半導電性ベルトの製造方法。
【請求項１６】
請求項１〜１４のいずれか１つに記載の半導電性ベルトを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
少なくとも中間転写体を備えた請求項１６に記載の画像形成装置において、前記中間転写体が請求項１〜１４のいずれか１つに記載の半導電性ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
少なくとも用紙搬送体を備えた請求項１６に記載の画像形成装置において、前記用紙搬送体が請求項１〜１４のいずれか１つに記載の半導電性ベルトであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
球形トナーを用いて画像を形成する請求項１６から請求項１８のいずれか１つに記載の画像形成装置であって、
前記球形トナーの形状が、下式（１）で規定される形状係数（ＭＬ２／Ａ）で１００〜１４０の範囲内であることを特徴とする画像形成装置。
・式（１）
（ＭＬ２／Ａ）＝［（トナー粒子の絶対最大長）×２］／［（トナー粒子の投影面積）×π×１／４×１００］
【請求項２０】
潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により前記潜像担持体表面に形成された前記潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、を少なくとも備えた２つ以上の現像ユニットと、
前記２つ以上の現像ユニット毎に形成されたトナー像を順次被転写体上に重ね合わせるトナー像重ね合わせ手段と、を少なくとも含む画像形成装置において、
前記トナー像重ね合わせ手段が、請求項１〜１４のいずれか１つに記載の半導電性ベルトであることを特徴とする請求項１６〜１９のいずれか１つに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に用いられる半導電性ベルト、該半導電性ベルトの製造方法、前記半導電性ベルトを用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた画像形成装置では、画像は次のようにして形成される。まず、無機又は有機材料からなる光導電性感光体（像担持体）上に一様な電荷を形成し、画像信号を変調したレーザー光等で静電濳像を形成した後、帯電したトナーで前記静電濳像を現像して可視化したトナー像とする。次に、上記トナー像を中間転写体を介して、あるいは、直接記録紙等の転写材に静電的に転写することにより所望の画像が形成される。特に、上記像担持体に形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、更に中間転写体上のトナー像を記録紙に二次転写する方式を採用した画像形成装置（例えば、特許文献１参照）がよく知られている。
【０００３】
前記中間転写体方式を採用した画像形成装置の中間転写体としては熱可塑性樹脂からなる導電性の無端ベルトが用いられる。この無端ベルトを構成する主な材料としては、ポリカーボネート樹脂（特許文献２参照）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）（特許文献３，４参照）、ポリアルキレンフタレート（特許文献５参照）、ＰＣ（ポリカーボネート）／ＰＡＴ（ポリアルキレンテレフタレート）のブレンド材料（特許文献６参照）、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロエチレン共重合体）／ＰＣ，ＥＴＦＥ／ＰＡＴ，ＰＣ／ＰＡＴのブレンド材料（特許文献７参照）等が挙げられる。
【０００４】
しかし、上記に列挙したようなポリカーボネート樹脂、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等の熱可塑性樹脂からなる導電性材料は機械特性が劣るために、駆動時の応力に対するベルト変形が大きく、高品質の転写画質が安定して得られない。また、駆動時にベルト端部よりクラックが発生するためにベルトライフが短いなどの問題がある。
【０００５】
また、中間転写体方式を採用した画像形成装置に用いられるベルト材料としては、ポリエステル等の織布と弾性部材を積層してなる補強材入り弾性ベルトが提案されている（特許文献８、９参照）。しかし、このような補強材入り弾性ベルトは、経時でベルト材料のクリープ変形等に起因する色ずれの問題が発生する場合がある。
【０００６】
この様な中間転写ベルトや転写搬送ベルト等に用い得る半導電性ベルトとして、例えば、機械特性や耐熱性に優れたポリイミド樹脂に導電性フィラーを分散してなる中間転写ベルトが提案されている（例えば、特許文献１０、１１参照）。
【０００７】
しかしながら、これまでに提案されているポリイミド樹脂からなる半導電性ベルトは、可とう性と剛性とのバランスが悪く、中間転写ベルトや転写搬送ベルトとして用いるには十分に特性を満足しているとは言えなかった。例えば、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンと重合物であるポリアミド酸（Ｕワニス−Ｓ）をポリイミド樹脂の原料とし、これに導電性フィラーを分散したベルト（特許文献１０参照）が提案されている。
【０００８】
このタイプの中間転写ベルトでは、表面微小硬度が４０以上であり、機械特性に優れており、駆動時の応力に対するベルト変形がなく、色ずれのない高品質の転写画質が安定して得られる。しかし、転写部において、ポリイミド樹脂材料は、機械的特性に優れるために、バイアスローラを用いて記録媒体に記録紙を押圧し、電界を印加してトナー像を静電的に転写するＢ次転写部でのバイアスローラによる押圧力による変形が少ないので、バイアスローラによる押圧力が集中する。このためトナーが凝集し、電荷密度が高くなることによってトナー層内部放電を起こし、トナー極性を変化させる等の原因によって、ライン画像が中抜けする画質欠陥（ホロキャラクター）を発生させる問題があった。
【０００９】
また、ポリイミド系樹脂を主体とする２層構成のポリイミド系樹脂ベルトとして、外層が３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンと重合物であるポリイミド系の２層構成ベルト（特許文献１１参照）が提案されている。このベルトの外層のポリイミド系樹脂材料は、特許文献１０に記載されたベルトと同様に、表面微小硬度が４０以上であり、ライン画像が中抜けする画質欠陥（ホロキャラクター）を発生させる問題を生じることがあった。
【００１０】
【特許文献１】
特開昭６２−２０６５６７号公報
【特許文献２】
特開平６−０９５５２１号公報
【特許文献３】
特開平５−２００９０４号公報
【特許文献４】
特開平６−２２８３３５号公報
【特許文献５】
特開平６−１４９０８１号公報
【特許文献６】
特開平６−１４９０８３号公報
【特許文献７】
特開平６−１４９０７９号公報
【特許文献８】
特開平９−３０５０３８号公報
【特許文献９】
特開平１０−２４００２０号公報
【特許文献１０】
特開平１０−６３１１５号公報
【特許文献１１】
特開２００２−１５６８３５号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来における問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、ホロキャラクターの発生を防止できると共に、他の諸特性も高いレベルで両立させることが容易な半導電性ベルト、および、前記半導電性ベルトの製造方法を提供することを課題とする。また、本発明は、ホロキャラクターの無い高品質の画像を安定して得ることができる、前記半導電性ベルトを用いた画像形成装置を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段は、以下の通りである。即ち、本発明は
＜１＞  ポリイミド系樹脂を主成分とするポリイミド層を１層以上含み、１層の前記ポリイミド層から構成され外周面を成す外層と、該外層の内周側に設けられた１以上の層を含む内層と、を有し、導電剤を含む無端状の半導電性ベルトにおいて、
前記外周面の表面微小硬度が、３０以下であることを特徴とする半導電性ベルトである。
【００１３】
＜２＞  ポリイミド系樹脂を主成分とするポリイミド層を１層以上含み、１層の前記ポリイミド層から構成され外周面を成す外層と、該外層の内周側に設けられた１以上の層を含む内層と、を有し、導電剤を含む無端状の半導電性ベルトにおいて、
前記外層のヤング率が、３５００ＭＰａ以下であることを特徴とする半導電性ベルトである。
【００１４】
＜３＞  前記内層が、ポリイミド層を１層以上含むことを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の半導電性ベルトである。
【００１５】
＜４＞  前記内層に含まれるポリイミド層の少なくとも１層が、前記外層の内周面と接して設けられたことを特徴とする＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００１６】
＜５＞  前記内層が、ポリイミド層のみからなることを特徴とする＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００１７】
＜６＞  前記半導電性ベルトの総厚みに対する前記外層の厚みの割合が、１０〜５０％の範囲内であることを特徴とする＜１＞〜＜５＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００１８】
＜７＞  前記外層に含まれるポリイミド系樹脂が、４，４‘−ジアミノフェニルエーテルを主成分として含むことを特徴とする＜１＞〜＜６＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００１９】
＜８＞  前記外層に含まれるポリイミド系樹脂が、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとの共重合体を主成分として含むことを特徴とする＜１＞〜＜７＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００２０】
＜９＞  前記内層のヤング率が、４０００ＭＰａ以上であることを特徴とする＜１＞〜＜８＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００２１】
＜１０＞  前記内層に含まれるポリイミド系樹脂が、ｐ−フェニレンジアミンを含むことを特徴とする＜３＞〜＜９＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００２２】
＜１１＞  前記内層に含まれるポリイミド系樹脂が、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンとの共重合体を含むことを特徴とする＜３＞〜＜９＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００２３】
＜１２＞  前記外周面の表面抵抗率が、１×１０１０〜１×１０１４Ω／□の範囲内であることを特徴とする＜１＞〜＜１１＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００２４】
＜１３＞  内周面の表面抵抗率が、１×１０７〜１×１０１３Ω／□の範囲内であり、前記外周面の表面抵抗率よりも低抵抗であることを特徴とする＜１＞〜＜１２＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００２５】
＜１４＞  前記導電剤が、ｐＨ５以下の酸化処理カーボンブラックであることを特徴とする＜１＞〜＜１３＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトである。
【００２６】
＜１５＞  ＜４＞〜＜１４＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトの製造方法において、
前記半導電性ベルトが、少なくともポリアミド酸溶液を用いて、前記外層を形成する第１の膜と、前記外層に接して設けられるポリイミド層を形成する第２の膜と、を積層して形成し、前記第１の膜および前記第２の膜を同時にイミド転化する工程を経て作製されることを特徴とする半導電性ベルトの製造方法である。
【００２７】
＜１６＞  ＜１＞〜＜１４＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトを用いたことを特徴とする画像形成装置である。
【００２８】
＜１７＞  少なくとも中間転写体を備えた＜１６＞に記載の画像形成装置において、前記中間転写体が＜１＞〜＜１４＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトであることを特徴とする画像形成装置である。
【００２９】
＜１８＞  少なくとも用紙搬送体を備えた＜１６＞に記載の画像形成装置において、前記用紙搬送体が＜１＞〜＜１４＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトであることを特徴とする画像形成装置である。
【００３０】
＜１９＞  球形トナーを用いて画像を形成する＜１６＞から＜１８＞のいずれか１つに記載の画像形成装置であって、
前記球形トナーの形状が、下式（１）で規定される形状係数（ＭＬ２／Ａ）で１００〜１４０の範囲内であることを特徴とする画像形成装置である。
・式（１）
（ＭＬ２／Ａ）＝［（トナー粒子の絶対最大長）×２］／［（トナー粒子の投影面積）×π×１／４×１００］
【００３１】
＜２０＞  潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により前記潜像担持体表面に形成された前記潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、を少なくとも備えた２つ以上の現像ユニットと、
前記２つ以上の現像ユニット毎に形成されたトナー像を順次被転写体上に重ね合わせるトナー像重ね合わせ手段と、を少なくとも含む画像形成装置において、
前記トナー像重ね合わせ手段が、＜１＞〜＜１４＞のいずれか１つに記載の半導電性ベルトであることを特徴とする＜１６＞〜＜１９＞のいずれか１つに記載の画像形成装置である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、半導電性ベルト、該半導電性ベルトの製造方法、画像形成装置の順に大きくわけて説明する。
【００３３】
＜＜半導電性ベルト＞＞
以下に、本発明の半導電性ベルトを、第１の本発明の半導電性ベルト、第２の本発明の半導電性ベルト、第１および第２の本発明の半導電性ベルトに共通する事項、の順に大きく分けて説明する。なお、以下の説明において、第１および第２の本発明の半導電性ベルトの両方を指す場合には、単に、本発明の半導電性ベルトと称す。
【００３４】
＜第１の本発明の半導電性ベルト＞
第１の本発明の半導電性ベルトは、ポリイミド系樹脂を主成分とするポリイミド層を１層以上含み、１層の前記ポリイミド層から構成され外周面を成す外層と、該外層の内周側に設けられた１以上の層を含む内層と、を有し、導電剤を含む無端状の半導電性ベルトにおいて、前記外周面の表面微小硬度が、３０以下であることを特徴とする。
【００３５】
従って、第１の本発明の半導電性ベルトを用いて画像形成を行った場合には、ホロキャラクターの発生を防止することができる。
外層（半導電性ベルト）の外周面の表面微小硬度が３０を超える場合には、画像形成に際し、ホロキャラクターが発生し、高品質の画像を得ることができない。なお、外層の外周面の表面微小硬度は３０以下であることが好ましく、２５  以下であることがより好ましく、２０以下であることが更に好ましい。
【００３６】
また、ホロキャラクター防止の観点からは、外周面の表面微小硬度は小さければ小さい方が好ましいが、小さ過ぎる場合には耐磨耗性が劣化したり、半導電性ベルトの外周面と当接して用いられる他の部材との間でマイクロスリップが発生したり、あるいは、画像形成に際し外周面にトナーが埋め込まれることにより転写性が劣化する等の問題が発生する場合がある。従って、このような問題の発生を防止するためには、外周面の表面微小硬度は１以上であることが好ましく、
２  以上であることがより好ましい。
【００３７】
なお、本発明において表面微小硬度は、金属材料の硬さ測定等に広く用いられているビッカース硬さのように、くぼみの対角線長さを求めるという方法により求められたものではなく、圧子が試料にどれだけ侵入したかを測定する方法によって求められたものである。
【００３８】
図１は、表面微小硬度の測定原理を示す模式断面図であり、図１中、５０は表面層を、５１は針状圧子を表し、矢印Ｌは、針状圧子５１に加わる荷重を意味する。
表面微小硬度の測定に際しては、表面層５１の最表面部分に所定形状の針状圧子５１の先端を、荷重Ｌ（ｍＮ）を荷重０から所定荷重Ｐとなるまで押圧する。この時の針状圧子５１の表面層５０中への垂直方向の食い込み深さをＤ（μｍ）とした場合、表面微小硬度ＤＨは下式（２）で表される。
・式（２）  ＤＨ＝α・Ｐ／Ｄ
但し、式（２）中、αは、針状圧子５１の形状や測定条件などによって予め決められる係数を意味し、Ｐは所定荷重（ｍＮ）を意味し、Ｄは針状圧子５１の表面層５０中への垂直方向の食い込み深さ（μｍ）を意味する。
なお本発明においては、表面微小硬度の測定にはα＝３．８５８４（使用圧子：三角錐圧子の場合）である針状圧子を用いた。
【００３９】
この表面微小硬度は、圧子を押し込んで行く過程の過重と押し込み深さから得られる硬さで、試料の塑性変形だけでなく、弾性変形をも含んだ状態での材料の強度特性を表すものである。なおかつ、その計測面積は微小であり、トナー粒径に近い範囲でより正確な硬度の測定が可能になる。
本発明者らは、半導電性ベルトを中間転写体等のトナーと接する部材として用いて画像形成を行った場合に、半導電性ベルトの外周面（すなわち、ポリイミド層からなる外層の外周面）の表面微小硬度と、ホロキャラクターの発生レベルとの間には、極めて正確な相関があることを発見した。
【００４０】
例えば、本発明の半導電性ベルトを中間転写体として用いた場合において、その外周面の表面微小硬度が３０以下、好ましくは２５以下の場合には、上述した外周面において、バイアスローラの押圧力によって中間転写体の外周面（転写面）の変形が起こり、これにより中間転写体上のトナーに集中していた押圧力は分散される。このためトナーは凝集せず、ライン画像が中抜けするホロキャラクター等の画質欠陥は発生しない。
【００４１】
尚、半導電性ベルト（外層）の外周面における表面微小硬度は、具体的には下記の方法によって求めた。
半導電性ベルトの外周面を構成する材料（外層）のシートを５ｍｍ角程度に切り、その小片を瞬間接着剤で硝子版に固定する。この試料の表面（半導電性ベルトの外周面に相当する面）の表面微小硬度を超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓ（株式会社島津製作所製）を用いて測定した。なお、測定条件は、以下の通りである。
・測定環境：２３℃、５５％ＲＨ
・使用圧子：三角錐圧子
・試験モード：３（軟質材料試験）
・試験荷重：０．７０ｇｆ
・負荷速度：０．０１４５ｇｆ／ｓｅｃ
・保持時間：５ｓｅｃ
【００４２】
＜第２の本発明の半導電性ベルト＞
なお、本発明者は、半導電性ベルトを構成する外層のヤング率も、上記した半導電性ベルト外周面の表面微小硬度と同様に、ホロキャラクターの発生と強い相関があることを見出した。
すなわち、第２の本発明の半導電性ベルトは、ポリイミド系樹脂を主成分とするポリイミド層を１層以上含み、１層の前記ポリイミド層から構成され外周面を成す外層と、該外層の内周側に設けられた１以上の層を含む内層と、を有し、導電剤を含む無端状の半導電性ベルトにおいて、前記外層のヤング率が、３５００ＭＰａ以下であることを特徴とする。
【００４３】
従って、第２の本発明の半導電性ベルトを用いて画像形成を行った場合には、ホロキャラクターの発生を防止することができる。
外層のヤング率が３５００ＭＰａを超える場合には、画像形成に際し、ホロキャラクターが発生し、高品質の画像を得ることができない。なお、外層のヤング率は３０００ＭＰａ以下であることが好ましく、２５００ＭＰａ以下であることがより好ましい。
【００４４】
また、ホロキャラクター防止の観点からは、外層のヤング率は小さければ小さい方が好ましいが、小さ過ぎる場合には耐磨耗性が劣化したり、半導電性ベルトの外周面と当接して用いられる他の部材との間でマイクロスリップが発生したり、あるいは、画像形成に際し外周面にトナーが埋め込まれることにより転写性が劣化する等の問題が発生する場合がある。従って、このような問題の発生を防止するためには、外層のヤング率は１０ＭＰａ以上であることが好ましく、５０ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００４５】
＜第１および第２の本発明の半導電性ベルトに共通する事項＞
以上に説明したように本発明の半導電性ベルトは、ホロキャラクターの発生を防止するために、外周面の表面微小硬度が３０以下、あるいは、外層のヤング率が３５００ＭＰａ以下であることが必要であるが、これら両方の特性を同時に満たすことがより好ましい。
次に、上記に説明した第１および第２の本発明の半導電性ベルトに共通する事項について説明する。
【００４６】
−半導電性ベルトの層構成−
本発明の半導電性ベルトの層構成は、ポリイミド系樹脂を主成分とするポリイミド層を１層以上含み、１層の前記ポリイミド層から構成され外周面を成す外層と、該外層の内周側に設けられた１以上の層を含む内層と、からなるものであれば特に限定されない。このように、本発明の半導電性ベルトは、上記したようにホロキャラクターの発生を防止することができる可とう性を有する外層（ポリイミド層）と、１以上の層を含む内層と、から構成されるものである。
【００４７】
このような層構成からなる本発明の半導電性ベルトは、個々の層の材料や物性を調整したり、これらの層の組み合わせを最適化することが容易であるために、ホロキャラクターの発生を防止できると共に半導電性ベルトとして要求されるその他の諸特性を、高いレベルで両立させることができる。さらに本発明の半導電性ベルトは、このような２層以上の構成からなるものであるため、単層構成からなる半導電性ベルトと比べて、種々の特性を高いレベルで両立させることが容易である。
【００４８】
なお、本発明の半導電性ベルトは、具体的には以下のような層構成からなるものであってもよい。
まず、内層は、１層以上の層から構成されるものであれば特に限定されないが、ポリイミド系樹脂を主成分とするポリイミド層が１層以上含まれていてもよい。また、内層にポリイミド層が１層以上含まれる場合において、内層に含まれるポリイミド層の少なくとも１層が、外層の内周面と接して設けられていてもよい。
また、本発明の半導電性ベルトにおいては、内層が、ポリイミド層のみからなることが好適である。このような２層のポリイミド層からなる半導電性ベルトは、その構成が単純であるために、コストが安く、製造も容易である。また、内層としてポリイミド層を用いているために、内層に用いられるポリイミド層を構成する材料を選択することにより、半導電性ベルトとして要求される剛性等の確保も容易である。
【００４９】
−半導電性ベルトの厚み−
本発明の半導電性ベルトの厚みは、総厚みで、０．０５〜０．２ｍｍの範囲内であることが好ましく、０．０６〜０．１５ｍｍの範囲内であることがより好ましい。また、外層の厚みの割合が、総厚みに対して１０〜５０％の範囲内であることが好ましい。
外層の厚みの割合が、総厚みに対して１０％未満である場合には、ライン画像が中抜けするホロキャラクター等の画質欠陥が発生する場合がある。これは、半導電性ベルト外周面の可とう性が、内層を構成する材料に影響されることにより、画像形成に際し半導電性ベルトの外周面にトナーが接した場合において、トナーに集中する押圧力が分散できなくなり、トナーの凝集が起こる場合があるためである。
【００５０】
一方、外層の厚みの割合が、総厚みに対して５０％を超える場合には、相対的に内層の厚みの割合が小さくなり過ぎるために、半導電性ベルトとして要求されるその他の特性、特に剛性等の機械的特性を十分に満たすことが困難になる場合がある。
【００５１】
−外層を構成するポリイミド層（ポリイミド系樹脂）−
本発明の半導電性ベルトの外層（ポリイミド層）に主成分として含まれるポリイミド系樹脂は、半導電性ベルトの外周面の表面微小硬度を３０以下、および／または、外層のヤング率を３５００ＭＰａ以下とすることができ、半導電性ベルトに適当な可とう性を付与することができるものであれば特に限定されないが、テトラカルボン酸残基である全芳香族骨格と、ジアミン残基であるジフェニルエーテル骨格と、がイミド結合してなる重合体を主成分として含むことが好ましい。
【００５２】
この場合、ジフェニルエーテル骨格を有するジアミン成分としては、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、又は、これらの芳香環を低級アルキル基等で置換した化合物等を用いることが好適である。
また、上記したように半導電性ベルトの外周面の表面微小硬度を３０以下、および／または、外層のヤング率を３５００ＭＰａ以下とすることができるのであれば、外層の主成分であるポリイミド系樹脂は、テトラカルボン酸残基である全芳香族骨格と、後述するジアミン残基であるｐ−フェニレン骨格とがイミド結合してなる重合体を含んでいてもよい。
【００５３】
また、上記の全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、又はこれらの芳香環を低級アルキル基等で置換した化合物等が挙げられる。これらのうち、特に３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物が好ましい
【００５４】
−内層を構成するポリイミド層（ポリイミド系樹脂）−
既述したように、本発明の半導電性ベルトの内層はポリイミド層を含んでいてもよい。この場合、内層のポリイミド層に主成分として含まれるポリイミド系樹脂としては特に限定されるものではないが、半導電性ベルトの機械的特性を確保する観点から、テトラカルボン酸残基である全芳香族骨格と、ジアミン残基であるｐ−フェニレン骨格と、がイミド結合してなる重合体を含むことが好ましい。このようなポリイミド系樹脂は剛性に優れ、ヤング率が高い。
【００５５】
一方、画像形成に際し色ずれのない高品質の画像を安定して得るためには、半導電性ベルトは駆動時の応力に対する変形が小さいことが必要である。このような変形を抑えるためには、本発明の半導電性ベルトにおいては、内層の剛性が高いことが好ましい。具体的には内層のヤング率が４０００ＭＰａ以上であることが好ましく、４５００ＭＰａ以上であることがより好ましい。
このような機械的特性を満足させるためには、内層が上記したようなポリイミド系樹脂を少なくとも含んでいることが好ましく、内層が上記したようなポリイミド系樹脂を主成分とするポリイミド層のみからなることが更に好ましい。
【００５６】
なお、ｐ−フェニレン骨格を有するジアミン成分としては、ｐ−フェニレンジアミン又はその芳香環を低級アルキル基等で置換した化合物等が挙げられる。
また、上記したような機械的特性を満足させることができるのであれば、内層のポリイミド層に含まれるポリイミド系樹脂は、テトラカルボン酸残基である全芳香族骨格と、前述したジアミン残基であるジフェニルエーテル骨格がイミド結合してなる重合体を含んでいてもよい。
【００５７】
上記の全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物としては、外層に用いられるポリイミド系樹脂と同様の化合物が好適に利用できる。
【００５８】
−内層を構成するポリイミド層以外の層−
既述したように、本発明の半導電性ベルトの内層は、１以上の層からなるものであれば特に限定されず、ポリイミド層以外の層を含んでいてもよい。
このようなポリイミド層以外の層としては、高ヤング率であり、クリープ変形量が小さい（経時でのベルト変形が小さい）、熱膨張係数が小さい、吸水膨張係数が小さい（温湿度によるベルト変形の小さい）材料を用いることができ、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアミドイミド樹脂など及びこれらに無機充填剤を添加してなる樹脂材料を例示することができる。
【００５９】
−内層のヤング率と半導電性ベルトの変形−
既述したように、本発明の半導電性ベルトにおいては、内層の剛性が高いことが好ましく、具体的には内層のヤング率が４０００ＭＰａ以上であることが好ましい。このような場合には半導電性ベルトの変形を抑えることができるためである。
【００６０】
なお、参考までに述べれば、本発明の半導電性ベルトの内層を構成する材料（以下、「内層材料」と略す場合がある）のヤング率と、ベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの変位量と、の関係は、下記式（３）で表すことができる。
式（３）  Δｌ＝Ｐ・ｌ・α／（ｔ・ｗ・Ｅ）
但し、式（３）において、
Δｌ：ベルトの変位量（μｍ）
Ｐ：負荷（Ｎ）
ｌ：２本のテンションロール間のベルトの長さ（ｍｍ）
α：係数
ｔ：ベルト厚み（ｍｍ）
ｗ：ベルト幅（ｍｍ）
Ｅ：ベルト材料のヤング率（Ｎ／ｍｍ２）を表す。
【００６１】
半導電性ベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの伸び・縮み（変位量）は、内層材料のヤング率と、半導電性ベルトの厚みに逆比例する。高ヤング率の内層材料を用いると、ベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの変位量が少なくなり、駆動時の応力に対するベルト変形が小さくなり、良好な画質を安定して得ることができる。
但し、半導電性ベルトの厚みが厚い場合には、駆動系ロールなどのベルト屈曲部でのベルト外周面の変形量が大きくなり、良好な画質が得られにくくなる場合がある。また、ベルトの外周側と内周側との変形量が大きくなり、局部的な繰り返し応力のためにベルトが破断するなどの問題が生じる場合がある。
【００６２】
−導電剤−
本発明の半導電性ベルトには、所望の導電性が得られるように少なくとも導電剤が添加される。半導電性ベルトを構成する各層への導電剤の種類やその添加量は、必要に応じて任意に調整することができ、また、導電剤以外の添加剤も必要に応じて添加してもよい。
この導電剤としては、導電性もしくは半導電性の微粉末が使用でき、所望の電気抵抗を安定して得ることができれば、導電特性は特に制限はないが、ケッチエンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック、アルミニウムやニッケル等の金属、酸化錫等の酸化金属化合物、チタン酸カリウム等が例示できる。これらの導電剤は、単独、あるいは、併用して使用してもよい。
【００６３】
本発明の半導電性ベルトには、ポリイミド層を構成する樹脂マトリックス中への分散性が良好で、半導電性ベルトの抵抗バラツキを小さくすることができるとともに、電界依存性が小さく、転写電圧による電界集中が起こりにくく、電気抵抗の経時での安定性に優れる点から、ｐＨ５以下の酸化処理カーボンブラックが好適に用いられる。
【００６４】
−酸化処理カーボンブラック−
酸化処理カーボンブラックは、カーボンブラックを酸化処理して製造されるもので、酸化処理により、その表面にカルボキシル基、キノン基、ラクトン基、水酸基等が付与されたものである。この酸化処理は、高温雰囲気下で、空気と接触させ、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、あるいは、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、酸化処理カーボンブラックは、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、酸化処理カーボンブラックは、ガスまた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。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。
【００６５】
なお、酸化処理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法によって製造するのが通常である。ファーネス法では通常高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。このためファーネス法製造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節されたカーボンブラックも、本発明の半導電性ベルトに好適に用いられる。
【００６６】
酸化処理カーボンブラックのｐＨ値は、ｐＨ５．０以下であるが、好ましくはｐＨ４．５以下であり、より好ましくはｐＨ４．０以下である。ｐＨ５．０以下の酸化処理カーボンブラックは、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を有し、樹脂マトリックス中への分散性に優れるため、良好な分散安定性が得られ、半導電性ベルト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起こりにくくなる。
【００６７】
カーボンブラックのｐＨ値は、カーボンブラックの水性懸濁液を調整し、ガラス電極で測定することで求められる。また、酸化処理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。
【００６８】
酸化処理カーボンブラックは、その揮発成分が１〜２５％の範囲内で含まれることが好ましく、２〜２０％の範囲内で含まれることがより好ましく、３．５〜１５％の範囲内で含まれていることが更に好ましい。揮発分が１％未満である場合には、表面に付着する酸素含有官能基の効果がなくなり、樹脂マトリックスへの分散性が低下する場合がある。一方、揮発分が２５％より高い場合には、樹脂マトリックスに分散させる際に、分解してしまう、或いは、表面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、得られる成形品の外観が悪くなるなどの問題が生じる場合がある。従って、揮発分を上記範囲とすることで、樹脂マトリックス中への分散性をより良好なものにすることができる。なお、この揮発分は、酸化処理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、加熱処理前の全重量に対する割合として求めることが出来る。
【００６９】
本発明の半導電性ベルトには、カーボンブラックは２種類以上含まれていてもよい。この場合、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ことが好ましく、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とができる。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表面抵抗率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用いる場合も、少なくとも、そのうちの１種類に酸化処理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分散を高めることができる。
【００７０】
酸化処理カーボンブラックとして、具体的には、デグサ社製の「プリンテックス１５０Ｔ」（ｐＨ４．５、揮発分１０．０％）、同「スペシャルブラック３５０」（ｐＨ３．５、揮発分２．２％）、同「スペシャルブラック１００」（ｐＨ３．３、揮発分２．２％）、同「スペシャルブラック２５０」（ｐＨ３．１、揮発分２．０％）、同「スペシャルブラック５」（ｐＨ３．０、揮発分１５．０％）、同「スペシャルブラック４」（ｐＨ３．０、揮発分１４．０％）、同「スペシャルブラック４Ａ」（ｐＨ３．０、揮発分１４．０％）、同「スペシャルブラック５５０」（ｐＨ２．８、揮発分２．５％）、同「スペシャルブラック６」（ｐＨ２．５、揮発分１８．０％）、同「カラーブラックＦＷ２００」（ｐＨ２．５、揮発分２０．０％）、同「カラーブラックＦＷ２」（ｐＨ２．５、揮発分１６．５％）、同「カラーブラックＦＷ２Ｖ」（ｐＨ２．５、揮発分１６．５％）、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１０００」（ｐＨ２．５、揮発分９．５％）、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１３００」（ｐＨ２．５、揮発分９．５％）、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１４００」（ｐＨ２．５、揮発分９．０％）、同「ＭＯＧＵＬ−Ｌ」（ｐＨ２．５、揮発分５．０％）、同「ＲＥＧＡＬ４００Ｒ」（ｐＨ４．０、揮発分３．５％）等が挙げられる。
【００７１】
−酸化処理カーボンブラックの添加量−
上記のような酸化処理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、樹脂マトリックス中への分散性に優れている。このため、樹脂マトリックス中への添加量をより高くするためには、酸化処理カーボンブラックを微粉末状にして添加することが好ましい。これにより、半導電性ベルトに含まれる酸化処理カーボンブラックの量が多くすることができるため、上記電気抵抗値の面内バラツキを押えることができる等の酸化処理カーボンブラックを用いることの効果を最大限に発揮することができる。
【００７２】
本発明の半導電性ベルトに含まれる酸化処理カーボンブラックの含有量は特に限定されないが、半導電性ベルトの表面抵抗率の面内バラツキを抑制する等の酸化処理カーボンブラックを添加することによる効果を十分に発揮させるためには、１０〜３０重量％の範囲内とすることが好ましい。
この含有量が１０重量％未満であると電気抵抗の均一性が低下し、表面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、３０重量％を超えると所望の抵抗値が得られ難くなる場合がある。
なお、酸化処理カーボンブラックの含有量は、１８〜３０重量％の範囲内とすることがより好ましい。含有量がこのような範囲内にある場合には、酸化処理カーボンブラックを半導電性ベルトに添加することによる効果を最大限発揮させることができ、表面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。
【００７３】
−表面抵抗率−
本発明の半導電性ベルトは、転写面（外周面）の表面抵抗率が１×１０１０〜１×１０１４Ω／□であることが好ましく、１×１０１１〜１×１０１３Ω／□であることがより好ましい。この表面抵抗率が１×１０１４Ω／□より高い場合には、本発明の半導電性ベルトを、像担持体と当接する中間転写体として用いた場合において、この表面抵抗率が１×１０１４Ω／□より高い場合には、像担持体表面と中間転写体表面とが接触状態から剥離状態へと移行するポストニップ部で剥離放電が発生し易くなり、放電が発生した部分では、白抜けする画質欠陥が発生する場合がある。
【００７４】
一方、表面抵抗率が１×１０１０Ω／□未満の場合には、像担持体表面と中間転写体表面とが非接触状態から接触状態へと移行するプレニップ部での電界強度が強くなり、プレニップ部でのギャップ放電が発生し易くなるために画質の粒状性が悪化する場合がある。従って、外周面の表面抵抗率を、上記範囲内とすることで、表面抵抗率が高い場合に発生する放電による白抜けと、表面抵抗率が低い場合に発生する画質の悪化と、を防止することができる。
【００７５】
また、本発明の半導電性ベルトは、内周面の表面抵抗率が、１×１０７〜１×１０１３Ω／□の範囲内であり、外周面の表面抵抗率よりも低抵抗であることが好ましい。このような場合、半導電性ベルトが自発的な除電機能を有するために、上記したような白抜けや、画質の悪化を防止することがより容易となる。
【００７６】
本発明の半導電性ベルトにおいて、外周面や内周面の表面抵抗率は、円形電極（例えば、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰの「ＨＲプローブ」）を用い、ＪＩＳ  Ｋ６９９１に従って測定することができる。このような表面抵抗率の測定方法を図面を用いて以下に説明する。
図２は、半導電性ベルトの表面抵抗率の計測方法の一例を示す概略模式図であり、（ａ）は円形電極の一例を示す概略平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す円形電極の概略断面図である。図２に示す円形電極は、第一電圧印加電極Ａと板状絶縁体Ｂとを備える。第一電圧印加電極Ａは、円柱状電極部Ｃと、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。
【００７７】
表面抵抗率の測定は、第一電圧印加電極Ａの円柱状電極部Ｃ及びリング状電極部Ｄと、板状絶縁体Ｂと、の間に半導電性ベルトＴを挟持した状態で、第一電圧印加電極Ａの円柱状電極部Ｃとリング状電極部Ｄとの間に電圧Ｖ（Ｖ）を印可したときに流れる電流Ｉ（Ａ）を測定することにより行う。
なお、半導電性ベルトＴの外周面（あるいは内周面）の表面抵抗率を測定する場合には、外周面（あるいは内周面）が円柱状電極部Ｃ及びリング状電極部Ｄに接するように半導電性ベルトＴを配置する。
この際、半導電性ベルトＴの外周面の表面抵抗率ρｓ（Ω／□）は、下記式（４）により算出することができる。ここで、下記式（４）中、ｄ（ｍｍ）は円柱状電極部Ｃの外径を示し、Ｄ（ｍｍ）はリング状電極部Ｄの内径を示す。
・式（４）  ρｓ＝π×（Ｄ＋ｄ）／（Ｄ−ｄ）×（Ｖ／Ｉ）
【００７８】
−体積抵抗率−
本発明の半導電性ベルトは、体積抵抗率が１×１０８〜１×１０１３Ωｃｍであることが好ましく、１×１０９〜１×１０１２Ωｃｍであることがより好ましい。
本発明の半導電性ベルトが像担持体に当接する中間転写体として利用される場合において、この体積抵抗率が１×１０８ΩＣｍ未満である場合には、像担持体から中間転写体に転写された未定着トナー像の電荷を保持する静電的な力が働きにくくなるため、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する現象（ブラー）が発生したり、ノイズの大きい画像が形成される場合がある。一方、体積抵抗率が１×１０１３Ωｃｍより高い場合には、電荷の保持力が大きいために、１次転写での転写電界で中間転写体の外周面が帯電するために除電機構が必要となる場合がある。従って、前記体積抵抗率を、上記範囲とすることで、トナーが飛散したり、除電機構が必要となる問題を解消することができる。
【００７９】
本発明の半導電性ベルトにおいて、体積抵抗率は、円形電極（例えば、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰのＨＲプローブ）を用い、ＪＩＳ  Ｋ６９９１に従って測定することができる。この体積抵抗率の測定方法を図を用いて以下に説明する。
図３は、半導電性ベルトの体積抵抗率の計測方法を一例を示す概略模式図であり、（ａ）は、円形電極の一例を示す概略平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す円形電極の概略断面図である。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、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。
【００８０】
体積抵抗率の測定は、第一電圧印加電極Ａ’の円柱状電極部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Ｔを挟持した状態で、第一電圧印加電極Ａ’の円柱状電極部Ｃ’と第二電圧印加電極Ｂ’との間に電圧Ｖ（Ｖ）を印可したときに流れる電流Ｉ（Ａ）を測定することにより行う。
この際、半導電性ベルトＴの体積抵抗率ρｖ（Ωｃｍ）は、下記式（５）により算出することができる。ここで、下記式（５）中、ｔは、半導電性ベルトＴの厚さ（ｍｍ）を示す。
・式（５）        ρｖ＝１９．６×（Ｖ／Ｉ）×ｔ
【００８１】
以上に説明したような本発明の半導電性ベルトを用いて画像形成を行う場合には、ホロキャラクターの発生を防止することができる。また、半導電性ベルトの層構成や、各層を構成する材料を選択することにより、転写電圧による抵抗の低下がなく、経時による形状の変形等の問題がなく、かつ、電界依存性がなく、環境による電気抵抗の変化が少ないという優れた特性も両立させることができる。このような本発明の半導電性ベルトは、電子写真複写機やレーザープリンタ等の画像形成装置において用いられる無端状で半導電性が要求されるベルト部材として利用でき、例えば、中間転写体（中間転写ベルト）や、用紙搬送体（用紙搬送ベルト）として用いることができる。
【００８２】
＜＜半導電性ベルトの製造方法＞＞
次に、本発明の半導電性ベルトの製造方法について説明する。本発明の半導電性ベルトの製造方法は、上記したような構成を有する本発明の半導電性ベルトが得られるのであれば、特に限定されず、公知の方法を利用することができる
例えば、フィルム端の接着剤等を介した接着方式などの適宜な接続方式にて形成することもできるし、シームレスベルトとして作製することもできる。シームレスベルトは、接合部の厚さ変化がなく任意な部分を回転の開始位置とすることができて、回転開始位置の制御機構を省略できる利点などを有している。
【００８３】
本発明の半導電性ベルトを構成する各層の形成は、例えば、各層の構成材料を溶解・分散させた溶液を適宜な方式で展開し、その展開層を乾燥製膜してフィルム状に成形し、その成形物を加熱処理することにより行うことができる。
また、ポリアミド層に関しても上記したような方法を利用して、ポリアミド酸溶液を適宜な方式で展開し、その展開層を乾燥製膜してフィルム状に成形し、その成形物を加熱処理してポリアミド酸をイミドに転化する方法などによりポリアミド層を形成することができる。
【００８４】
この際、半導電性ベルトを構成する各層の積層は、上記したような操作を繰り返すことにより行うことができる。
また、半導電性ベルトが、外層（ポリアミド層）の内周面に接して、内層側のポリアミド層が設けられた層構成を有する場合において、半導電性ベルトが、ポリアミド酸溶液を用いて作製される場合には以下のようにして作製されることが好ましい。
すなわち、少なくとも、ポリアミド酸溶液を用いて、外層（第１の層）を形成する第１の膜と、外層の内周面に接して設けられるポリイミド層（第２の層）を形成する第２の膜と、を積層して形成し、第１の膜および第２の膜を同時にイミド転化する工程を経て、半導電性ベルトが作製されることが好ましい。
【００８５】
このような工程を経て作製された半導電性ベルトは、第１の層と、第２の層と、の間の接着力を向上させることができ、長期の使用に際してこれら２つのポリアミド層間の剥離が起こりにくくなる。このような製造方法は、特に半導電性ベルトの内層がポリアミド層のみからなる場合（すなわち、外層（ポリアミド層）と、内層（ポリアミド層）と、からなる２層構成の場合）に好適である。
なお、このような作製方法は、第１の層および第２の層の両方が、内層に含まれた相互に隣接したポリアミド層である場合にも同様に適用できる。
【００８６】
また、シームレスベルトとして半導電性ベルトを作製する場合、例えばポリアミド酸溶液を円筒状金型の外周面に浸漬する方式や、内周面に塗布する方式や更に遠心する方式、或いは、注形型に充填する方式などの適宜な方式でリング状に展開し、その展開層を乾燥成膜してベル卜形に成形し、その成形物を加熱処理してポリアミド酸をイミドに転化して型より回収する方法などの従来に準じた適宜な方法により行うことができる（特開昭６１−９５３６１号公報、特開昭６４−２２５１４号公報、特開平３−１８０３０９号公報等）。なお、上記したような作製方法において、ポリアミド層以外の層を形成する場合には、ポリアミド酸溶液の代わりに、この層を構成する材料を分散・溶解させた溶液を用いることができる。また、シームレスベルトの形成に際しては、型の離型処理や脱泡処理などの適宜な処理を施すことができる。
【００８７】
本発明の半導電性ベルトをシームレスベルトとして形成する場合、例えば、各層を構成する材料を分散・溶解させた原料液を用い、外周側あるいは内周側の層から順次形成して筒状体とした後、加熱処理（ポリアミド層の形成に際しては過熱処理によるイミド転化）を行えばよい。筒状体の形成は、例えば一層目の原料液を円筒形状の金型の内周面や外周面に前記塗布方式にて筒状に展開して，その展開層を乾燥成膜し、さらに二層目の原料液を用いて同様に展開・乾燥等すればよい。
【００８８】
＜＜画像形成装置＞＞
本発明の画像形成装置は、本発明の半導電性ベルトを用いたものであれば特に限定されない。また、本発明の半導電性ベルトは、例えば、中間転写体や用紙搬送体として利用することができる。
以下に、本発明の画像形成装置ついて、本発明の半導電性ベルトを中間転写体として用いた場合を例として説明するが、本発明の画像形成装置は、以下の構成のみに限定されるものではない。
【００８９】
本発明の半導電性ベルトを中間転写体として用いた画像形成装置の構成例としては、画像情報に応じた静電潜像を形成する像担持体と、前記像担持体に形成された静電潜像をトナーによりトナー像として可視化する現像装置と、前記像担持体に担持された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に転写する二次転写手段とを有する画像形成装置において、前記中間転写体として、本発明の半導電性ベルトを用いた構成が一例として挙げられる。このような画像形成装置は、本発明の半導電性ベルトを備えているため、高品質の転写画質を安定して得ることができる。
【００９０】
また、上記の構成からなる画像形成装置は、例えば、現像装置内に単色のトナーのみを収容する通常のモノカラー画像形成装置や、感光体ドラム等の像担持体上に担持されたトナー像を中間転写体に順次一次転写を繰り返すカラー画像形成装置、各色毎の現像器を備えた複数の像担持体を中間転写体上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置等であってもよい。
【００９１】
次に、本発明の半導電性ベルトを用いたカラー画像形成装置の一例を図面を用いて説明する。但し、本発明の画像形成装置は、以下に説明する構成のみに限定されるものではない。以下に、本発明の画像形成装置について、図面を参照して説明する。
図４は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略模式図であり、１は感光体ドラム（像担持体）、２は中間転写ベルト（中間転写体）、３はバイアスローラ（第一転写手段）、４は用紙トレー、５はブラック現像器、６はイエロー現像器、７はマゼンタ現像器、８はシアン現像器、９は中間転写体クリーナ、１３は剥離爪、２１はベルトローラ、２２はバックアップローラ、２３はベルトローラ、２４はベルトローラ、２５は導電性ローラ（第二転写手段）、２６は電極ローラ、３１はクリーニングブレード、４１は用紙、４２はピックアップローラ、４３はフィードローラを表す。
なお、図４に示す画像形成装置は、中間転写ベルト２として、本発明の半導電性ベルトを用いたものである。
【００９２】
次に、図４に示す画像形成装置の構成について説明する。感光体ドラム１の周囲には、これに近接し矢印Ａ方向に沿って、ブラック現像器５、イエロー現像器６、マゼンタ現像器７、シアン現像器８が順次配置されている。また、感光体ドラム１に対して、これら４色の現像器が配置された側と反対側に、中間転写ベルト２を挟んで導電性ローラ２５が、感光体ドラム１と圧接するように配置されている。
【００９３】
中間転写ベルト２は、その内周面に接して矢印Ｂ方向に順次配置された導電性ロール２５、ベルトローラ２１、ベルトローラ２３、バックアップローラ２２、ベルトローラ２４により張架されており、中間転写ベルト２を挟んで、ベルトローラ２４の反対側には中間転写体クリーナ９が配置されている。また、中間転写ベルト２の、バックアップローラ２２とベルトローラ２４とにより張架された部分の外周面に接触するように剥離爪１３が配置されている。
【００９４】
バックアップローラ２２は、中間転写ベルト２を介して、バイアスローラー３と圧接しており、用紙４１が、バックアップローラ２２（に押圧された中間転写ベルト２）とバイアスローラー３との間を挿通可能である。バイアスローラー３の周囲には、この表面に接触するようにクリーニングブレード３１が設けられている。また、バックアップローラ２２のバイアスローラー３が配置された側のほぼ反対側に、バックアップローラ２２と接して電極ローラ２６が配置されている。
【００９５】
バックアップローラ２２とバイアスローラー３との間を用紙４１が通過する方向には、一対のお互いに接触したフィードローラ４３が配置され、２つのフィードローラ４３の間を用紙４１が挿通可能である。また、一対のフィードローラ４３の、バックアップローラ２２およびバイアスローラー３が設けられた側の反対側には、用紙４１をストックした用紙トレイ４と、用紙トレイ４から用紙４１を一対のフィードローラ４３の接触部に供給するピックアップローラーが配置されている。
【００９６】
次に、図４に示す画像形成装置を用いた画像形成について説明する。まず、感光体ドラム１が矢印Ａ方向に回転し、図示しない帯電装置でその表面が一様に帯電される。帯電された感光体ドラム１にレーザー書込み装置等の画像書き込み手段（不図示）により第一色（例えば、Ｂｋ）の静電潜像が形成される。
この静電潜像はブラック現像器５によってトナー現像されて可視化されたトナー像Ｔが形成される。トナー像Ｔは、感光体ドラム１の回転で導電性ロール２５（第一転写手段）が配置された一次転写部に到り、導電性ロール２５からトナー像Ｔに逆極性の電界を作用させることにより、上記トナー像Ｔは、静電的に中間転写ベルト２外周面に吸着されつつ中間転写ベルト２の矢印Ｂ方向の回転で一次転写される。
【００９７】
以下、同様にして第２色のトナー像、第３色のトナー像、第４色のトナー像が順次形成され、各色のトナー像が、中間転写ベルト２外周面において画像情報と対応するように重ね合わされ、多重トナー像が形成される。中間転写ベルト２に転写された多重トナー像は、中間転写ベルト２の回転でバイアスロール３（第二転写手段）が設置された二次転写部に到る。
二次転写部は、中間転写ベルト２のトナー像を担持する外周面側に接して配置されたバイアスロール３と、中間転写ベルト２の内周面側からバイアスロール３に対向するように配置されたバックアップロール２２と、このバックアップロール２２に圧接して回転する電極ロール２６と、から構成される。
【００９８】
記録紙４１は、用紙トレー４に収容された記録紙束からピックアップロール４２で一枚ずつ取り出され、フィードロール４３を経て二次転写部の中間転写ベルト２とバイアスロール３との圧接部に所定のタイミングで給送される。
給送された記録紙４１は、バイアスロール３及びバックアップロール２２による圧接搬送と中間転写ベルト２の回転により、中間転写ベルト２外周面に担持された多重トナー像が転写される。
【００９９】
多重トナー像が転写された記録紙４１は、最終トナー像の二次転写終了まで退避位置にある剥離爪１３を作動せることにより中間転写ベルト２から剥離され、図示しない定着装置に搬送される。次に、記録紙４１が定着装置により加圧／加熱処理されることにより、その表面に多重トナー像が定着されることによって画像が形成される。尚、多重トナー像の記録紙４１への転写の終了した中間転写ベルト２は、二次転写部の下流に設けた中間転写体クリーナ９で残留トナーの除去が行われて次の転写に備える。また、転写ロール３は、金属からなるクリーニングブレード３１が常時当接するように取り付けられており、転写で付着したトナー粒子や紙紛等の異物が除去される。
【０１００】
単色画像の転写の場合、一次転写されたトナー像Ｔを直ちに二次転写して定着装置に搬送するが、複数色の重ね合わせによる多色画像の転写の場合、各色のトナー像が一次転写部で正確に一致するように中間転写ベルト２と感光体ドラム１との回転を同期させて各色のトナー像がずれないようにする。
上記一次転写部では、転写ロール３と中間転写ベルト２を介して対向配置したバックアップロール２２に圧接した電極ロール２６に、トナー像の極性と同極性の出圧（転写電圧）を印加することで、該トナー像を記録紙４１に静電反発で転写する。
【０１０１】
なお、上記した一次転写および二次転写は、本発明の半導電性ベルトからなる中間転写体２を介して行われるため、ホロキャラクターの無い画像が記録紙４１上に形成される。
【０１０２】
本発明の画像形成装置は、図４に示したような１つの像担持体の周囲に各色に対応した現像器を配置したような所謂４サイクル機であってもよいが、画像形成速度の高速化の点では、各色毎の現像ユニットを備えた所謂タンデム機であることがより好ましい。
【０１０３】
このような画像形成装置としては、具体的には、潜像担持体と、該潜像担持体表面を帯電する帯電手段と、帯電された前記潜像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、トナーとキャリアとを含む静電荷像現像剤を収容し、前記静電荷像現像剤により前記潜像担持体表面に形成された前記潜像を現像してトナー像を形成する現像器と、を少なくとも備えた２つ以上の現像ユニットと、前記２つ以上の現像ユニット毎に形成されたトナー像を順次被転写体上に重ね合わせるトナー像重ね合わせ手段と、を少なくとも含むものであることが好ましい。このようなタンデム機においては、トナー像重ね合わせ手段として本発明の半導電性ベルトを用いることができる。
【０１０４】
このようなタンデム型のカラー画像形成装置の具体例を図面を用いて以下に説明する。
図５は本発明の画像形成装置の他の例を示す概略模試図である。図５に示す画像形成装置は、４つのトナーカートリッジ７１、１対の定着ロール７２、バックアップロール７３、テンションロール７４、２次転写ロール７５、用紙経路７６、用紙トレイ７７、レーザー発生装置７８、４つの感光体（像担持体）７９、４つの１次転写ロール８０、駆動ロール８１、転写クリナー８２、４つの帯電ロール８３、感光体クリーナー８４、現像器８５、中間転写ベルト８６、除電ロール８８等を主用な構成部材として含んでなる。なお、図５に示す画像形成装置において、本発明の半導電性ベルトはトナー像の重ね合わせ手段およびトナー像の転写手段として機能する中間転写ベルト８６として用いられる。
【０１０５】
次に、図５に示す画像形成装置の構成について順次説明する。まず、感光体７９の周囲には、反時計回りに帯電ロール８３、現像器８５、中間転写ベルト８６を介して配置された１次転写ロール８０、感光体クリーナー８４が配置され、これら１組の部材が、１つの色に対応した現像ユニットを形成している。また、この現像ユニット毎に、現像器８５に現像剤を補充するトナーカートリッジ７１がそれぞれ設けられており、各現像ユニットの感光体７９に対して、帯電ロール８３と現像器８５との間の感光体７９表面に画像情報に応じたレーザー光を照射することができるレーザー発生装置７８が設けられている。
【０１０６】
４つの色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）に対応した４つの現像ユニットは、画像形成装置内においてほぼ水平方向に直列に配置されており、４つの現像ユニットの感光体７９と１次転写ロール８０とのニップ部を挿通するように中間転写ベルト８６が設けられている。中間転写ベルト８６は、その内周側に以下の順序で反時計回りに設けられた、バックアップロール７３、テンションロール７４、および駆動ロール８１により張架されている。なお、４つの１次転写ロールはバックアップロール７３とテンションロール７４との間に位置する。また、中間転写ベルト８６を介して駆動ロール８１の反対側には中間転写ベルト８６の外周面をクリーニングする転写クリナー８２が駆動ロール８１に対して圧接するように設けられている。
【０１０７】
また、中間転写ベルト８６を介してバックアップロール７３の反対側には用紙トレイ７７から用紙経路７６を経由して搬送される記録用紙の表面に、中間転写ベルト８６の外周面に形成されたトナー像を転写するための２次転写ロール７５が、バックアップロール７３に対して圧接するように設けられている。バックアップロール７３と駆動ロール８１との間の中間転写ベルト８６の外周面には、この外周面を除電するための除電ロール８８が設けられている。
【０１０８】
また、画像形成装置の底部には記録用紙をストックする用紙トレイ７７が設けられ、用紙トレイ７７から用紙経路７６を経由して２次転写部を構成するバックアップロール７３と２次転写ロール７５との圧接部を通過するように供給することができる。この圧接部を通過した記録用紙はさらに１対の定着ロール７２の圧接部を挿通するように不図示の搬送手段により搬送可能であり、最終的に画像形成装置外へと排出することができる。
【０１０９】
次に、図５の画像形成装置を用いた画像形成方法について説明する。トナー像の形成は各現像ユニット毎に行なわれ、帯電ロール８３により反時計方向に回転する感光体７９表面を一様に帯電した後に、レーザー発生装置７８（露光装置）により帯電された感光体７９表面に潜像を形成し、次に、この潜像を現像器８５から供給される現像剤により現像してトナー像を形成し、１次転写ロール８０と感光体７９との圧接部に運ばれたトナー像を矢印Ａ方向に回転する中間転写ベルト８６の外周面に転写する。なお、トナー像を転写した後の感光体７９は、その表面がに付着したトナーやゴミ等が感光体クリーナー８４によりクリーニングされ、次のトナー像の形成に備える。
【０１１０】
各色の現像ユニット毎に現像されたトナー像は、画像情報に対応するように中間転写体８６の外周面上に順次重ね合わされた状態で、２次転写部に運ばれ２次転写ロール７５により、用紙トレイ７７から用紙経路７６を経由して搬送されてきた記録用紙表面に転写される。トナー像が転写された記録用紙は、更に定着部を構成する１対の定着ロール７２の圧接部を通過する際に加圧加熱されることにより定着され、記録媒体表面に画像が形成された後、画像形成装置外へと排出される。
【０１１１】
２次転写部を通過した中間転写ベルトは、矢印Ａ方向に更に進み除電ロール８８により外周面が除電された後、さらに、転写クリナー８２により外周面がクリーニングされた後に次のトナー像の転写に備える。
【０１１２】
以上に説明した図５に示す本発明の画像形成装置は、中間転写ベルト８６として本発明の半導電性ベルトを用いているために、ホロキャラクターを防ぐことができると共に、他の特性も高いレベルで満足させることができる。
【０１１３】
本発明の画像形成装置に使用され得るトナーとしては、特に限定されるものではないが、高い転写効率を達成するために、球形トナーであることが好ましい。但し、この球形トナーは、その形状が下式（１）で規定される形状係数で１００〜１４０の範囲内であるものを意味し、球形トナーの形状係数は１００〜１３０の範囲内であることがより好ましく、１００〜１２０の範囲内であることが更に好ましい。
トナーの形状係数（ＭＬ２／Ａ）が１４０より大きくなると転写効率が低下してしまい、形成された画像の画質が目視で確認出来るほどに低下してしまう場合がある。
なお、形状係数とは、下式（１）で規定される値を意味する。
・式（１）
（ＭＬ２／Ａ）＝［（トナー粒子の絶対最大長）×２］／［（トナー粒子の投影面積）×π×１／４×１００］
【０１１４】
球形トナーは、少なくとも結着樹脂と着色剤とを含有してなるものである。この球形トナーの平均粒子径としては、好ましくは２〜１２μｍの範囲内であり、より好ましくは３〜９μｍの範囲内であることが好ましい。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
球形トナーには、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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
球形トナーの製造方法は特に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、▲１▼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、▲２▼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、球形トナーを得る乳化重合凝集法、▲３▼結着樹脂を得るための重合性単量体に、着色剤や、必要に応じて離型剤、帯電制御剤等を添加した溶液を水系溶媒に懸濁させて重合する懸濁重合法、▲４▼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添加した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。
【０１２１】
また上記方法で得られた球形トナーをコア粒子として、このコア粒子の表面にさらに凝集粒子を付着させてシェル層を形成し、これを加熱融合してコア／シェル構造を有する球形トナーを製造することもできる。外添剤を添加する場合、球形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、球形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。
【０１２２】
【実施例】
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。なお、以下の実施例１〜３においては、図６の模式断面図に示す２層のポリイミド層からなる層構成の半導電性ベルトを作製した。但し、図６において、９０は外層（ポリイミド層）、９１は内層（ポリイミド層）を示す。
【０１２３】
＜実施例１＞
（外層用ポリアミド酸溶液）
３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）と４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＤＥ）とからなるポリアミド酸のＮ−メチルー２ピロリドン（ＮＭＰ）溶液（宇部興産製ユーワニスＡ（固形分１８質量％）に、乾燥した酸化処理カーボンブラック（ＳＰＥＣＩＡＬ  ＢＬＡＣＫ４（Ｄｅｇｕｓｓａ社製、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、２３質量部になるよう添加して、衝突型分散機（シーナス製ＧｅａｎｕｓＰＹ）を用い、圧力２００ＭＰａで、最小面積が１．４ｍｍ２で２分割後衝突させ、再度２分割する経路を５回通過させて、混合して、外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。
【０１２４】
（内層用ポリアミド酸溶液）
３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）とｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）とからなるポリアミド酸のＮ−メチルー２ピロリドン（ＮＭＰ）溶液（宇部興産製ユーワニスＳ（固形分１８質量％）に、乾燥した酸化処理カーボンブラック（ＳＰＥＣＩＡＬ  ＢＬＡＣＫ４（Ｄｅｇｕｓｓａ社製、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、２３質量部になるよう添加して、衝突型分散機（シーナス製ＧｅａｎｕｓＰＹ）を用い、圧力２００ＭＰａで、最小面積が１．４ｍｍ２で２分割後衝突させ、再度２分割する経路を５回通過させて、混合して、内層用のカーボンブラック入りポリアミド酸溶液（Ｂ）を得た。
【０１２５】
（半導電性ベルトの作製）
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０．０５ｍｍに塗布し、１５００ｒｐｍで１５分間回転させて均一な厚みを有する展開層とした後、２５０ｒｐｍで回転させながら、金型の外側より６０℃の熱風を３０分間あてた後、１５０℃で６０分間加熱し、次いで常温に冷却した。
次にこの状態で得られたカーボンブラック分散ポリイミド前駆体からなる層の内面に、上記カーボンブラック入りポリアミド酸溶液（Ｂ）を同様に塗布し、その後３６０℃まで２℃／分の昇温速度で昇温し、更に３６０℃で３０分加熱し、溶媒の除去、脱水閉環水の除去、及び、イミド転化反応を行った。
その後、室温に冷却し、得られた成形物を金型から剥離し、実施例１の半導電性ベルトを得た。この半導電性ベルトの厚さは０．０８ｍｍであり、外層のポリイミド樹脂層の厚みは０．０２ｍｍであった。
【０１２６】
＜実施例２＞
実施例１において、外層用のポリアミド酸溶液（Ａ）に用いた３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）の代りにピロメリット酸２無水物を用いた以外は、実施例１と同じ方法にて、実施例２の半導電性ベルトを作製した。この半導電性ベルトの厚さは０．１ｍｍであり、外層のポリイミド樹脂層の厚みは０．０１ｍｍであった。
【０１２７】
＜実施例３＞
実施例１において、内層用のポリアミド酸溶液（Ｂ）のジアミン成分として用いたｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）の代りに、ｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）と４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＤＥ）との混合物（モル比で、ＰＤＡ：ＤＤＥ＝３：７として混合したもの）を用いた以外は、実施例１と同じ方法にて、実施例３の半導電性ベルトを作製した。この半導電性ベルトの厚さは０．１ｍｍであり、外層のポリイミド樹脂層は厚みは０．０２ｍｍであった。
【０１２８】
＜比較例１＞
実施例１で用いたカーボンブラック入りポリアミド酸溶液（Ｂ）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を有する展開層とした後、２５０ｒｐｍで回転させながら、金型の外側より６０℃の熱風を３０分間あてた後、１５０℃で６０分間加熱、その後３６０℃まで２℃／分の昇温速度で昇温し、更に３６０℃で３０分加熱し、溶媒の除去、脱水閉環水の除去、及びイミド転化反応を行った。
その後、室温に冷却して、得られた成形物を金型から剥離し、比較例１の半導電性ベルトを得た。このベルトの厚さは０．０８ｍｍであった。
【０１２９】
（比較例２）
ポリアミド酸溶液として、実施例２で用いた外層用カーボンブラック入りポリアミド酸溶液（Ａ）を用い、このポリアミド酸溶液（Ａ）に含まれる酸化処理カーボンブラック（ＳＰＥＣＩＡＬ  ＢＬＡＣＫ４（Ｄｅｇｕｓｓａ社製、ｐＨ４．０、揮発分：１４．０％）を、アセチレンブラック（電気化学工業社製ｐＨ５．７、揮発分０．８９％）に変更した以外は、比較例１と同様な方法で比較例２の半導電性ベルトを作製した。このベルトの厚さは０．０８ｍｍであった。
【０１３０】
＜評価＞
−半導電性ベルトの諸特性評価−
上記実施例１，２，３及び比較例１，２で得られた半導電性ベルトについて、転写面（外周面）における表面微小硬度、ヤング率（但し、実施例１〜３の２層構成ベルトの場合は外層および内層に分けて測定し、比較例１および２はベルト全体（単層）で測定した）、表面抵抗率、体積抵抗率、表面抵抗率の面内バラツキ（最大値と最小値との差）、表面抵抗率の２８℃８５％ＲＨの高温高湿環境（Ｈ／Ｈ環境）と１０℃１５％ＲＨの低温低湿環境（Ｌ／Ｌ環境）での抵抗変動幅について測定した。これらの結果を表１に示す。
【０１３１】
−画像形成時の諸特性評価−
また、得られた半導電性ベルトを、中間転写体として画像形成装置（富士ゼロックス社製、Ｃｏｌｏｒ  Ｌａｓｅｒ  Ｗｉｎｄｏｗ改造機）に取りつけ、画質（ホロキャラクター）、レジずれ、葉書を３０００枚連続コピー後にマゼンタ３０％のハーフトーンをコピーした時の白抜け発生状況、葉書を３０００枚連続コピー後の表面抵抗率の低下量について評価した。これらの結果を表１に示す。
【０１３２】
【表１】
2004334150.tif 000002
【０１３３】
次に、上記に列挙した評価項目の詳細について以下に説明する。なお、表面微小硬度については、既述しているためこの項での説明を省略する。
【０１３４】
＜ポリイミド樹脂のヤング率＞
ＪＩＳＫ６２５１に準じて、半導電性ベルト（２層構成の場合は、内層と外層とに分けた試料）をＪＩＳ３号形状に打ち抜き、引張試験に供した。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、その傾きによりヤング率を求めた。
【０１３５】
＜表面抵抗率＞
表面抵抗率の測定は、既述した図２に示す測定方法に基き行った。なお、円形電極としては、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰのＨＲプローブ（円柱状電極部Ｃの外径φ１６ｍｍ、リング状電極部Ｄの内径φ３０ｍｍ、外径φ４０ｍｍ）用いた。
測定は、２２℃／５５％ＲＨ環境下にて、電圧を１００Ｖ印加し、１０秒後の電流値を求め算出した。なお、半導電性ベルトを周方向に８分割、幅方向に３分割して、ベルト面内２４点計測し、その平均値を半導電性ベルトの表面抵抗率とした。また、それらの最大値と最小値の対数値の差を、表面抵抗率の面内バラツキ（ΔＲ）とした。
【０１３６】
＜体積抵抗率＞
体積抵抗率の計測は、既述した図３に示す測定方法に基き行った。なお、円形電極としては、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰのＨＲプローブ）を用いた。測定に際しては、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１００（Ｖ）を印可し、３０秒後の電流値より求めた。
【０１３７】
＜画質（ホロキャラクター）の評価＞
画像形成を行った際に得られた画像の画質（ホロキャラクター）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僅かにあるが、画質上での問題なし
×：ホロキャラクターの発生があり、画質上での問題あり
【０１３８】
＜レジずれの評価＞
画像形成を行った際に得られた画像の画質（カラーレジ）について、以下の基準により評価した。
○：レジずれが０．０８ｍｍ以下であり、画質上での問題なし
×：レジずれが０．０８ｍｍ以上であり、画質上での問題あり
【０１３９】
＜白抜けの評価＞
葉書を３０００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。
○：白抜けの発生なし
×：白抜けの発生があり、画質上での問題あり
【０１４０】
表１の結果から、本発明の実施例１〜３の半導電性ベルトは、ホロキャラクターの発生が実質的に無く、極めて良好であった。さらに、表面抵抗率のばらつきがなく、高温高湿（Ｈ／Ｈ）環境と低温低湿（Ｌ／Ｌ）環境での表面抵抗率の環境変動が少なく、優れた画質を長期にわたり安定して得ることができた。
一方、比較例１、２は、転写面（外周面）の表面微小硬度が４０と硬く、また、ヤング率も実施例１〜３の内層と比べて大きいために、ホロキャラクターが発生した。また、比較例２は、連続しては葉書を３０００枚連続コピー後、葉書層後部の表面抵抗が低下して、白抜けが発生した。
【０１４１】
なお、参考までに、白抜けおよび中間転写体（半導電性ベルト）の一次転写部の表面抵抗率の低下のメカニズムについて以下に説明する。
【０１４２】
−白抜け−
図７は、葉書を３０００枚連続コピー後、普通紙にマゼンタ３０％のハーフトーンをコピーした時の白抜け発生状況を示す説明図である。図７において、（ａ）は葉書を３０００枚連続コピーした後の中間転写体外周面の表面抵抗率の分布を示す説明図であり、（ｂ）は（ａ）の中間転写体外周面に対応して普通紙上にマゼンタ３０％のハーフトーンをコピーした時の白抜け発生状況を示す説明図である。
【０１４３】
図７（ａ）中、６０は、葉書を３０００枚連続コピー後の中間転写体に接触させた直後（且つ、マゼンタ３０％のトナー像転写前）の中間転写体の外周面（１周分で区切った領域）、６１は葉書と繰り返し接触していた領域（通紙部：表面抵抗が低下した領域）、６２は葉書と接触していなかった部分（非通紙部：表面抵抗が低下しなかった領域）を示す。
また、図７（ｂ）中、６０’は、（ａ）に示す中間転写体の外周面６０に対応するように、普通紙上にマゼンタ３０％のハーフトーンをコピーした時の紙面、６１’は中間転写体が葉書と繰り返し接触していた部分（通紙部）に対応する領域（白抜けが起こった領域）、６２’は中間転写体が葉書と接触していなかった部分（非通紙部）に対応する領域（白抜けが起こらなかった領域）を示す。
【０１４４】
白抜け評価テストを、１０℃１５％ＲＨの低温低湿環境下において、用紙（葉書）を３０００枚連続走行して行った場合、図７（ａ）に示すように、葉書と接していた部分（符号６１で示される領域）の、表面抵抗率が、周囲（符号６２で示される領域）の表面抵抗率より低くなる（具体的には対数値で１．１桁以上低くなる）。この際、ハーフトーン（マゼンタ３０％）をコピーすると、図７（ｂ）に示すように中間転写体の葉書と接していた部分に対応する紙面上の領域（符号６１’で示される領域）に、白ぬけが発生する。
すなわち、白抜けは、中間転写体外周面の一部の表面抵抗が、他の部分よりも相対的に低下することにより、表面抵抗が低下した部分に対応して発生する現象である。
【０１４５】
−中間転写体（半導電性ベルト）の一次転写部の表面抵抗率の低下−
図８は、中間転写体（半導電性ベルト）の二次転写部の表面抵抗率の低下を説明する模式図であり（具体的には、図４において、中間転写体２を介して圧接するバイアスローラー３およびバックアップローラ２２近傍を拡大した図に相当する）。二次転写直後の、中間転写ベルト２外周面、および、記録紙４１の中間転写ベルト２外周面に接触した側の面の帯電の状態について示したものである。
図８からわかるように、二次転写直後において、中間転写ベルト２外周面はプラス側に帯電し、記録紙４１の中間転写ベルト２側の面は、マイナス側に帯電しているため、中間転写ベルト２と記録紙４１との間で剥離放電が発生し、中間転写ベルト２表面を劣化させることにより、中間転写ベルト２外周面の表面抵抗が低下する。
【０１４６】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、ホロキャラクターの発生を防止できると共に、他の諸特性も高いレベルで両立させることが容易な半導電性ベルト、および、前記半導電性ベルトの製造方法を提供することができる。また、本発明は、ホロキャラクターの無い高品質の画像を安定して得ることができる、前記半導電性ベルトを用い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】
【図１】表面微小硬度の測定原理を示す模式図である。
【図２】半導電性ベルトの表面抵抗率の計測方法の一例を示す概略模式図である。
【図３】半導電性ベルトの体積抵抗率の計測方法を一例を示す概略模式図である。
【図４】本発明の画像形成装置の一例を示す概略模式図である。
【図５】本発明の画像形成装置の他の例を示す概略模式図である。
【図６】本発明の半導電性ベルトの構成の一例を示す模式断面図である。
【図７】葉書を３０００枚連続コピー後、普通紙にマゼンタ３０％のハーフトーンをコピーした時の白抜け発生状況を示す説明図である。
【図８】中間転写体（半導電性ベルト）の一次転写部の表面抵抗率の低下を説明する模式図である。
【符号の説明】
１    感光体ドラム（像担持体）
２    中間転写ベルト（中間転写体）
３    バイアスローラ（第一転写手段）
４    用紙トレー
５    ブラック現像器
６    イエロー現像器
７    マゼンタ現像器
８    シアン現像器
９    中間転写体クリーナ
１０    転写ローラ
１３    剥離爪
１４    搬送ベルト
１６    感光体クリーナ
２１    ベルトローラ
２２    バックアップローラ
２３    ベルトローラ
２４    ベルトローラ
２５    導電性ローラ（第ニ転写手段）
２６    電極ローラ
３０    中間転写ドラム
３１    クリーニングブレード
４１    記録紙
４２    ピックアップローラ
４３    フィードローラ
５０    表面層
５１    針状圧子
６０    葉書を３０００枚連続コピー後の中間転写体に接触させた直後（且つ、マゼンタ３０％のトナー像転写前）の中間転写体の外周面（１周分で区切った領域）
６１    葉書と繰り返し接触していた領域（通紙部：表面抵抗が低下した領域）
６２    葉書と接触していなかった部分（非通紙部：表面抵抗が低下しなかった領域）
６０’    図７（ａ）に示す中間転写体の外周面６０に対応するように、普通紙上にマゼンタ３０％のハーフトーンをコピーした時の紙面
６１’    中間転写体が葉書と繰り返し接触していた部分（通紙部）に対応する領域（白抜けが起こった領域）
６２’    中間転写体が葉書と接触していなかった部分（非通紙部）に対応する領域（白抜けが起こらなかった領域）
７１    トナーカートリッジ
７２    定着ロール
７３    バックアップロール
７４    テンションロール
７５    ２次転写ロール
７６    用紙経路
７７    用紙トレイ
７８    レーザー発生装置
７９    感光体
８０    １次転写ロール
８１    駆動ロール
８２    転写クリナー
８３    帯電ロール
８４    感光体クリ−ナー
８５    現像器
８６    中間転写体
８８    除電ロール
９０    外層（ポリイミド層）
９１    内層（ポリイミド層）
Ｔ    トナー像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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