(57)【要約】【課題】ラフ紙など表面の粗い記録材の表面に追従して画像を綺麗に転写でき、導電性フィラーの濃度分布を調整してベルト全体としての、安定した体積抵抗値が得られる基材、弾性層、表面層を形成した中間転写部材を提供する。【解決手段】弾性層１の表面抵抗率が、基材２に接する面である基材側８より基材側と反対側である表面側７の方が小さく、しかも、弾性層１が導電性フィラーを含有し、かつ、この基材側に実質的に導電性フィラーを含有しない厚み領域５を有する。また、表面層３の厚みが１〜１０μｍであって、離型性付与剤を含有し導電性フィラーを含有しない。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の上に弾性層を含む１以上の層を積層して設けた中間転写部材であって、
前記弾性層の表面抵抗率が、前記基材に接する面である基材側より基材側と反対側である表面側の方が小さく、しかも、前記弾性層が導電性フィラーを含有し、かつ、この基材側に実質的に導電性フィラーを含有しない厚み領域を有することを特徴とする中間転写部材。
【請求項２】
前記中間転写部材の最外層である表面層の厚みが１〜１０μｍであって、離型性付与剤を含有し導電性フィラーを含有しない請求項１に記載の中間転写部材。
【請求項３】
前記中間転写部材がベルト形状である請求項１または２に記載の中間転写部材。
【請求項４】
基材の上に弾性層を含む１以上の層を積層して設けた中間転写部材の製造方法であって、
弾性層形成液を予熱され高速回転する円筒金型内に注入し、所定時間後に回転数を落として回転させながら半硬化させた後、基材形成液を前記円筒金型内に注入し硬化させることを特徴とする中間転写部材の製造方法。
【請求項５】
前記弾性層形成液および前記基材形成液を前記円筒金型に注入する際に、これらの吐出ノズルを前記円筒金型の軸方向に所定速度で移動させながら行う請求項４に記載の中間転写部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真装置において中間転写や記録材搬送転写に用いるベルト形状又はローラ形状の中間転写部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フルカラー電子写真装置の転写部において、トナーを中間転写部材の表面に色重ねして多色画像を形成した後、この多色画像を紙等の記録材上に転写する中間転写部材を用いる方式や、記録材を搬送しながら直接記録材の上にトナーを色重ねして多色画像を形成する方式がある。中間転写部材としてまたは記録材を搬送する部材としてベルト状またはローラ状の転写部材が使われる。紙などの記録材はＯＨＰ用シートのような硬いものや、はがきのような厚いものがあり、普通紙でも種類によって表面状態（粗さ、すき跡の有無など）が異なる。更に、最近では表面がざらざらして粗く、すき跡を有するラフ紙への良好な転写性も求められてきており、樹脂のような硬い材料からなる中間転写部材では、種々の記録材表面への追従性が不十分で鮮明な転写画像が得られにくい。このようなラフ紙を含む種々の記録材を用いる場合、柔軟な弾性体からなる中間転写部材が記録材表面に追従でき好ましいとされている。
【０００３】
また通常、中間転写部材の内側からバイアス電力をかけトナーを、感光体から中間転写部材の表面、または中間転写部材に支持された記録材に移動させるが、この時、中間転写部材の電気抵抗（表面抵抗）が低すぎると中間転写部材の厚み方向に電気が流れず、中間転写部材の裏面（内側面）を電気が走り金属のガイドローラや芯金に電気が流れてしまい、効率よく転写が行えない。そのために一般には中間転写部材の電気抵抗はある程度高くされる。
【０００４】
また、中間転写部材全体の電気抵抗が低すぎると、感光体から中間転写部材に転写されたトナーを記録材に再転写する際、トナーに電荷が流れてしまい逆転写が発生し、記録材に綺麗に転写することができなくなる。そこで、電気抵抗が高く、トナー離型性の良い表面層を設け、中間転写部材全体の電気抵抗を高くし、かつ物理的にトナーが中間転写部材に付着しにくくし、しかも弾性ブレードとの摺擦抵抗を低くして記録材への転写をスムーズに繰り返し行わせるようにしている。
【０００５】
中間転写部材全体の電気抵抗は、表面層の厚みが厚くなるほど高くなる傾向があり、トナーの逆転写が発生しにくくなるが、厚みが厚くなると上述の記録材の表面への追従性が損なわれ、更に残留電荷の除電機構が必要になったり、大きな転写電源を要する等の別の問題が発生する。よって、半導電領域に電気抵抗を制御した中間転写部材が好ましいが、エラストマーや、樹脂を半導電領域で電気抵抗を制御することは技術的に非常に困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記に鑑み本発明は、ラフ紙など種々の記録材表面への追従性を確保した上で転写部材全体の電気抵抗を、転写用印可電荷が転写に有効に活用される半導電領域のやや高め（１０８〜１０１１Ωｃｍ）に制御した中間転写部材及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の中間転写部材は、基材の上に弾性層を含む１以上の層を積層して設けた中間転写部材であって、前記弾性層の表面抵抗率が、前記基材に接する面である基材側より基材側と反対側である表面側の方が小さく、しかも、前記弾性層の基材側に実質的に導電性フィラーを含有しない厚み領域を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明において中間転写部材の基材は、弾性層に比較して剛性が高い弾性体であるポリウレタン、ポリエステルなどが好適に用いられる。弾性層は、基材より柔軟な弾性体を用い、かつ、導電性フィラーの濃度を基材側に薄く、表面側に濃くすることにより、基材側の表面抵抗率を表面側より高くすることにより、転写部材全体として半導電領域で電気抵抗の制御を容易ならしめるとともに、ラフ紙等の表面に追従できるようになる。
【０００９】
実質的に導電性フィラーを含有しない厚み領域は、厚み方向に順次、４００倍拡大画像により目視観察し導電性フィラーが確認できない範囲を意味する。実質的に導電性フィラーを含有しない厚み領域を設けることにより、理由は定かではないが転写部材全体として半導電領域で制御された安定な電気抵抗を確保することができるようになる。
【００１０】
弾性層を形成するポリマーとしては、ポリウレタン、ポリエステルエラストマー、シリコンゴム等が使用可能であるが、柔軟化が容易で可塑剤等に浸み出しトラブルのない点でポリウレタンが好ましい。導電性フィラーとしては、カーボンブラック、金属酸化物、黒鉛、導電繊維等を使用できるが、分散性、導電性の調整が比較的容易なカーボンブラックが好ましく使用される。
【００１１】
請求項２の発明は、中間転写部材の最外層である表面層の厚みが１〜１０μｍであって、離型性付与剤を含有し導電性フィラーを含有しないことを特徴とする。離型性付与成剤とは、液体潤滑剤や固体滑剤として用いられるもので、フッ素やシリコン原子を有する共重合体等である。トナーの付着防止の他、クリーニングブレードとの摺擦抵抗も低くできる。また、理由は明確ではないが、表面層の厚みを１〜１０μｍとし、導電性フィラーをなくすることにより、表面が凹凸でざらざらした所謂、ラフ紙への追従性が良くなり、弾性層の実質的に導電性フィラーを含有しない領域の効果と併せて更に電気抵抗が安定化する。結果として、ラフ紙等に対しても転写効率が向上し、白抜けなどの欠点を生じにくくなる。
【００１２】
表面層の厚みを１μｍより小さくすると、クリーニングブレードや感光体との接触で表面層に破損を生じやすくなり、１０μｍより大きくなると、ラフ紙等への追従性が悪くなるので１〜１０μｍの範囲が好ましい。
【００１３】
請求項３に記載の中間転写部材は、ベルト形状であることを特徴とする。上記のような基材、弾性層、表面層を形成した中間転写部材は、ベルト形状にすることにより感光体との接触幅（面積）が大きくなり、安定した転写が可能になり、かつ、省スペースとなる。
【００１４】
請求項４に記載の中間転写部材の製造方法は、基材の上に弾性層を含む１以上の層を積層して設けた中間転写部材の製造方法であて、弾性層形成液を予熱され高速回転する円筒金型内に注入し、所定時間後に回転数を落として回転させながら半硬化させた後、基材形成液を円筒金型内に注入し硬化させる。
【００１５】
詳細後述する弾性層形成液を遠心成形機の円筒金型の内側に注入し、この円筒金型を注入時及び注入後の所定時間（約２〜１５分）２０００〜２５００ｒｐｍの高速で回転させた後、回転を落とし、遠心力を掛けながら加熱して反応硬化させるので、薄肉の円筒状弾性体が容易に得られるとともに、導電性フィラーなど混合液中の比重の大きい材料が表面側に片寄りやすく、この導電性フィラーなどの濃度は、表面側に至るに従って濃くなり、反対に基材側の濃度が薄くなり、実質的に導電性フィラーを含有しない厚み領域を形成することができる。即ち、弾性層形成液を注入し、初期硬化時に円筒金型の回転速度を２０００〜２５００ｒｐｍと高目に調整することによりこの導電性フィラーの濃度の偏りを大きくし、実質的に導電性フィラーを含有しない領域を形成できるのである。導電性フィラーを含有しない厚み領域を形成することにより中間転写部材としての電気抵抗を、印可される転写電荷が転写に有効に活用される範囲に調整することができる。
【００１６】
これによって表面層を厚くすることにより電気抵抗を調整する必要がなくなり、表面層を１〜１０μｍまで薄くすることができ、弾性層の柔軟性を損なうことなくラフ紙等に接触し、表面凹凸にも追従し易くなる。また、弾性層の実質的に導電性フィラーを含有しない厚み領域と共働して中間転写部材全体の体積抵抗値を１０６〜１０１１Ω・ｃｍの半導電領域に安定して制御でき、中間転写部材の歩留まりも著しく向上する。
【００１７】
なお、弾性層形成液が半硬化した時期に基材形成液を注入し、弾性層形成液と同様に硬化させることにより、弾性層と基材との間に接着剤を用いることなく積層一体化させることができる。基材にも通常は導電性フィラーを含有させるが、弾性層のように導電性フィラーを偏在させることは、必ずしも必要ではない。
【００１８】
請求項５に記載の中間転写部材の製造方法は、前記弾性層形成液および前記基材形成液を前記円筒金型に注入する際に、これらの吐出ノズルを前記円筒金型の軸方向に所定速度で移動させながら行うことを特徴とする。
【００１９】
弾性層形成液および基材形成液を注入する吐出ノズルを軸方向に移動させるので、両成形液は回転する円筒金型内にスパイラル状に注入され、金型１回転当たりの吐出ノズルの移動量を調整することによりスパイラルピッチによる表面の凹凸を生じることがなく、厚み精度の優れた中間転写部材が得られる。形成液の吐出は通常、往路のみ又は復路のみの一方向で行う。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る中間転写部材とその製造方法について各実施の形態を図面を参考に説明する。
【００２１】
図１に中間転写部材（ベルト）の部分断面図を示し、基材２の外周面に弾性層１と表面層３を成形し、弾性層１は点々で表す導電性フィラーを含有させその濃度は表面層３に近いほど濃く、基材２に近いほど薄くなり、実質的に導電性フィラー含有しない厚み領域５を生じていることを示す。
【００２２】
〔実施例１〕
（弾性層形成液）
ポリオールとしてポリエステル系ポリオール（日本ポリウレタン工業社製、「ニッポラン４０３２」、水酸基価＝６０ＫＯＨｍｇ／ｇ）を用いた。導電性フィラーとしては、導電性カーボンブラック（三菱化学社製、「３０３０Ｂ」）を用いた。このカーボンブラック１０重量部をポリオール９０重量部に配合し、攪拌機で予備混合した後、３本ロールで混練り・分散してカーボンマスターバッチを調製した。このカーボンマスターバッチをカーボンブラック含有量が０．５重量％となるようにポリオールと混合・希釈して導電材含有ポリオールを得た、この導電材含有ポリオールを１００℃で１２時間減圧脱水した後、硬化剤としてトリレンジイソシアネート（日本ポリウレタン工業社製、「コロネートＴ−８０」）９．８重量部を導電材含有ポリオール１００重量部に混合して弾性層形成液を得た。
【００２３】
（基材形成液）
ポリエステルポリオール（日本ポリウレタン工業社製、「ニッポラン１４１」、水酸基価＝１０８ＫＯＨｍｇ／ｇ）５０重量部と導電性フィラーとして導電性カーボンブラック（三菱化学社製、「３０３０Ｂ」）３重量部とを混合・分散した後、鎖延長剤として低分子量芳香族系ジアミン化合物（住化バイエルウレタン社製、「バイテック１６０４」、アミン当量＝１２０）５０重量部を混合して１００℃で加熱・溶解した後、１００℃で１２時間脱水した。
【００２４】
これに硬化剤として脂肪族イソシアネートのブレンド物を用いた。詳しくは、ノルボルネンジイソシアネート（三井武田ウレタン社製、「ＮＢＤＩ」、ＮＣＯ＝４０．８％）と、ヘキサメチレンジイソシアネートの３量体（住化バイエルウレタン社製「スミジュールＮ３３００」、ＮＣＯ＝３４．２２％）とを、６５：３５（重量比）の混合したブレンド物（ＮＣＯ＝３４．２２％）を４０℃に加熱し、混合して基材形成液を得た。
【００２５】
（弾性層と芯体層との積層構造体の成形）
積層構造体の成形手順を図１，図２を参照して説明する。弾性層形成液１’を、遠心成形機に取り付けられフッ素系離型剤を塗布され、１２０℃に加熱されて２５００ｒｐｍで回転する内径１７０ｍｍ、幅４００ｍｍの円筒金型１０に吐出ノズルより注入し、１０分後に回転数を５００ｒｐｍに落とし、５０分間硬化させて半硬化状態にした後、再び金型の回転数を１０００ｒｐｍに上げ、基材形成液２’を吐出ノズルより注入し、１０分後に５００ｒｐｍに落とした後、２０分間回転を続けた後、回転を止めて弾性層１（厚み０．３ｍｍ、図１参照）と基材２（厚み０．２ｍｍ、図１参照）との積層構造体である、総厚０．５ｍｍのベルト状成形体を金型から取り出し、１１０℃で一晩（約１２時間）アフターキュアーした。
【００２６】
なお、弾性層形成液１’および基材形成液２’を円筒金型１０に注入する際には、円筒金型１０を高速で回転させながら、吐出ノズル１１よりそれぞれの形成液を吐出しながら手前から奥の方向（矢印ｘ）に３．９６ｍｍ／金型１回転の量で移動させてベルト状成形体の厚さ精度を向上させる。
【００２７】
また、このような遠心成形により図１に示す中間転写部材は、弾性層１の導電性フィラーの濃度が遠心力により、表面層３に近いほど濃く、基材２に近いほど薄くなり、弾性層１の表面側７は基材側８より電気抵抗が小さくなる。さらに、実質的に導電性フィラーのない部分５を生じることもできる。
【００２８】
（表面層の成形）
アフターキュアーしたベルト状成形体を外径１７１ｍｍの円筒型の外周面にはめ込み、表面を洗浄した後、フッ素系コート剤（大日本インキ工業社製「ＴＲ３０４」をＭＥＫ／酢酸ブチル混合溶剤で粘度が約１０ＭＰａｓになるように希釈した液にディッピング塗工して、ベルト状成形体の表面に表面層３（図１参照）を形成した。塗工後１３０℃で１時間加熱乾燥させ表面層３を有する本発明の中間転写部材である中間転写ベルト６を得た。
【００２９】
（評価方法）
弾性層の表面抵抗率は、前記遠心成形により弾性層のみを硬化させ、アフターキュアをして、弾性層の表面抵抗測定用試料を作製した（厚み０．３ｍｍ）。表面抵抗は、表面抵抗計（三菱化学社製「ハイレスターＵＰ」）を用いて、ＵＲＳブローブにて、印可電圧５００ｖ、通電保持１０秒後に測定した。なお、図１に示す中間転写部材（ベルト）の断面図に示す弾性層１の表面層３と接する面７を表面側といい、基材２と接する面８を基材側とする。
【００３０】
ベルトの体積抵抗率は、得られた中間転写ベルトより試料を作成し、抵抗計（三菱化成社製、「ハイレスターＵＰ」）を用いて、印可電圧５００ｖ、通電保持１０秒後に測定した。
【００３１】
弾性層のカーボン実質未存在領域は、得られた弾性ベルトを厚さ方向に約０．５ｍｍ幅に切断し、この切断面を４００倍に拡大した画面を目視観察し、画面上でカーボンが認められない厚さ方向深さを測定・換算した。また、表面層厚は
、弾性層カーボン未存在領域と同様に４００倍拡大画面で測定・換算した。転写性は、得られた中間転写ベルトを中間転写方式のレーザープリンタに取り付け、ラフ紙を用いて、画像出しし、画像欠陥の有無、転写効率を目視で調べた。
【００３２】
〔実施例２〜５〕
実施例２、３は、弾性層のカーボンブラックの量（ｗｔ％）を１．０，１．５に変更した以外は、実施例１と同様にして中間転写ベルトと弾性層の表面抵抗測定用試料を作製し、実施例１と同様に評価して結果を表１に示す。実施例４は、弾性層のカーボンブラックの量（ｗｔ％）を１．５に変更し、弾性層形成液を注入する際の遠心成形回転数を２０００ｒｐｍとした以外は、実施例１と同様にして中間転写ベルトと表面抵抗測定用試料を作製し、実施例１と同様に評価して結果を表１に示す。実施例５は、コーティング液粘度を高くして表面層厚を９μｍにした以外は、実施例２と同様にして中間転写ベルト、表面抵抗測定用試料を作製し、実施例１と同様に評価して結果を表１に示す。表１に示すとおり、実施例１〜５のいずれも弾性層の基材側の表面抵抗が表面側より１桁以上高く、しかもカーボンブラック未存在領域が０．０５〜０．１５ｍｍ有し、ベルト全体の体積抵抗が１０９〜１０１０Ωｃｍの半導電域で高目でありラフ紙追従性の評価を含めて転写性が良好であった。
【００３３】
〔比較例１〜４〕
比較例１〜３は、弾性層のカーボンブラックの量（ｗｔ％）を３．０に変更し、  遠心成形回転数（ｒｐｍ）を１０００として、コーティング液粘度（ＭＰａｓ）、表面層厚（μｍ）を表２に示すとおりとした他は、実施例１と同様にして中間転写ベルトと表面抵抗測定用試料を作製し、実施例１と同様に評価して結果を表２に示す。比較例４は、弾性層のカーボンブラックの量（ｗｔ％）を０に変更した他は、実施例１と同様にして中間転写ベルトと表面抵抗測定用試料を作製し、実施例１と同様に評価して結果を表２に示す。表２に示すとおり、比較例はいづれも、弾性層の基材側と表面側で表面抵抗の差が認められず、ベルト全体の体積抵抗は半導電域で高目であるにも係わらず比較例１．２の転写効率が悪く、比較例３はラフ紙に追従できず中抜けを生じ、比較例４は転写できなかった。
【００３４】
【表１】
2005024829.tif 000003
【００３５】
【表２】
2005024829.tif 000004
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明の中間転写部材は、基材上に、弾性層を含む１以上の層を積層した構成で、弾性層の基材側の電気抵抗を表面側より高くし、しかも、弾性層の基材側に実質的に導電性フィラーを含有しない厚み領域を設けているので、ベルト全体の体積抵抗を半導電域でやや高目に制御でき、印可する転写電荷を転写用に有効に活用できる。さらに紙等の記録材に接する面が、弾性層の柔軟性を生かして、記録材表面の凹凸に追従できるので、粗い表面のラフ紙に対する転写性を向上する。また、弾性層の外周にトナー離型性と低摩擦係数の表面層を１〜１０μｍの厚さで設けることにより、上記した転写電荷の有効活用と記録材表面への追従性に加え、トナー離型性やブレードクリーニング性が付与され、種々の記録材に対して、優れた転写性を有する。中間転写部材（特に、中間転写ベルト）が得られる。
【００３７】
上記した構成と性能を有する中間転写部材は、遠心成形法を活用し、弾性層形成液の注入時には高速回転させ、所定時間後低速回転にする方法や吐出ノズルを遠心成形機の軸心に沿って移動させる方法により得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る中間転写部材（ベルト）の部分断面図である。
【図２】本発明に係る中間転写部材（ベルト）の製造方法に用いる遠心成形機の部分断面図である。
【符号の説明】
１：弾性層
２：基材
３：表面層
５：導電性フィラーを含有しない厚み領域
６：中間転写部材（ベルト）
７：弾性層の表面側
８：弾性層の基材側
１０：円筒金型
１１：吐出ノズル
１２：回転軸
【図１】
2005024829.tif 000005
【図２】
2005024829.tif 000006