(57)【要約】【課題】  ２次転写時に中間転写ベルトと記録媒体との間で剥離放電を発生させないようにして画像欠陥のないトナー画像を安定して形成することが可能な中間転写ベルトを提供する。【解決手段】  基材上に少なくとも表面層を有する中間転写ベルトであって、該表面層が、平均粒子径０．５〜２５μｍの導電性粒子の凝集体を含有していることを特徴とする中間転写ベルト。【選択図】        図１
2007011117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に少なくとも表面層を有する中間転写ベルトであって、
該表面層が、平均粒子径０．５〜２５μｍの導電性粒子の凝集体を含有していることを特徴とする中間転写ベルト。
【請求項２】
前記表面層の表面エネルギーが、３０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の中間転写ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる中間転写ベルトに関し、画像欠陥のない良好なトナー画像を記録媒体上に形成することが可能な中間転写ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、オフィス向けの複写機、プリンタに加えて、最近では、軽印刷と呼ばれる印刷分野にまで普及し、版をおこさずに数千枚レベルのプリントを短時間で行えるというメリットから注目されるようになってきた。
【０００３】
電子写真方式の画像形成方法の１つに、感光体上に形成されたトナー画像を転写中間体上に写し取り、転写中間体より記録媒体上に転写する２次転写と呼ばれる工程を経て画像形成を行うものがある。そして、中間転写体の実施形態の１つに、樹脂製の無端ベルトを用いた中間転写ベルトがあり、良好な転写性能を発現させるために、中間転写ベルトの改良がこれまでも進められてきた。
【０００４】
例えば、高い撥水性を付与し、かつ、トナーと逆極性の摩擦帯電性を発現する材料を中間転写ベルト表面に用いることにより、虫食い版画と呼ばれる局所的な転写不良の発生をなくして安定した転写を行える技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、導電性フィラー含有する層とシリコーン樹脂を含有する最外層を設けることにより、長期間トナー離型性を維持するとともに、引張強度の向上を実現した技術がある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
また、最近では、デジタル化の進展に対応して高精細なトナー画像を精度よく転写できるように、中間転写ベルト表面領域の性能を向上させる技術が検討されている。具体的には、表面層に導電剤を含有させた中間転写ベルトや電子受容性或いは電子供与性の原子団を有するカップリング剤を表面層に含有する中間転写ベルトなどが挙げられる（例えば、特許文献３、４参照。）。
【０００７】
ところで、中間転写ベルト上のトナー像を記録媒体に転写した後記録媒体を中間転写ベルトから剥離するときに、剥離放電と呼ばれる現象が発生する。これは、中間転写ベルト側と紙側のギャップ間に電位差が生じて両者間に電界が形成されて放電を起こすもので、トナー画像上に白抜けと呼ばれる大きさ数ミリレベルの画像欠陥を発生させる。
【０００８】
すなわち、中間転写ベルトより記録媒体を剥離するとき、残存電荷とトナー電荷が共存することにより、中間転写ベルトと記録媒体間の空隙に電界が形成される。一方、空隙における耐電圧値はＰａｓｃｈｅｎの法則により規定されるが、空隙に耐電圧値以上の電界が形成されると、電荷がリークして耐電圧値以下になろうとする。この電荷のリークが放電となってあらわれる結果、トナー画像に乱れを発生させることになる。放電が発生した個所では適正なトナーの転写が行えず、白抜けの画像欠陥を発生させることになる。
【０００９】
白抜けによる画像欠陥を防止する方法の１つとして、前述の特許文献３の様に、中間転写ベルト表面層にカーボンブラック等の導電性微粒子を添加し転写電圧による抵抗低下をなくして画像欠陥の発生を抑制する方法が検討された。しかしながら、前述の軽印刷での画像形成のように、数千枚レベルのプリント作成を短時間で連続的に行うケースでは２次転写を連続的に行うため、中間転写ベルト表面に電荷蓄積が発生し、剥離放電の発生を防ぎきれないことが懸念されている。この様に、大量のプリントを連続で行うような過酷な画像形成条件下でも剥離放電による画像欠陥を発生させることのない中間転写ベルトが求められていた。
【特許文献１】特開平９−２３０７１４号公報（段落０００７等参照）
【特許文献２】特開平９−２６９６７６号公報（段落０００７等参照）
【特許文献３】特開２００１−２４２７２５号公報（段落００１７等参照）
【特許文献４】特開２００２−３２８５３５号公報（段落００２８等参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、中間転写ベルトから記録媒体へ２次転写を行う時、剥離放電を起こさずにトナー画像を転写した記録媒体を中間転写ベルトから剥離できるようにして、べた画像の白抜け、文字画像の中抜け、文字部のトナー散り等の画像欠陥の無い高品質のトナー画像が得られる中間転写ベルトを提供することを目的とする。
【００１１】
特に、連続で５０００枚以上のプリント作成を行う場合など、大量の画像形成を行ったときに剥離放電を起こさず、画像欠陥のないトナー画像が得られる中間転写ベルトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の課題は、以下に記載の構成により達成される。
【００１３】
（請求項１）
基材上に少なくとも表面層を有する中間転写ベルトであって、
該表面層が、平均粒子径０．５〜２５μｍの導電性粒子の凝集体を含有していることを特徴とする中間転写ベルト。
【００１４】
（請求項２）
前記表面層の表面エネルギーが、３０ｍＮ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の中間転写ベルト。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、特定粒径の導電性粒子の凝集体を中間転写ベルト表面層に含有させることにより、中間転写ベルトより記録媒体上に転写されたトナー画像上にべた画像部の白抜けや文字画像の中抜けや文字画像のトナー散り等の画像欠陥のない高品質のトナー画像を安定して形成できるようになった。
【００１６】
とりわけ、本発明では、連続で５０００枚以上のプリント作成を行う様な場合でも、２次転写による局所的な剥離放電を起こさないので、画像欠陥のない良好な画像形成を長期にわたり安定して行えるようになった。その結果、数千枚レベルのプリント作成を短時間で行う軽印刷分野で良好な品質のプリント物を安定して提供できるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、特定粒径の導電性粒子の凝集体を表面層に含有する中間転写ベルトに関する。
【００１８】
本発明では、中間転写ベルトの表面層に平均粒子径が０．５〜２５μｍの導電性粒子の凝集体を含有させることにより、剥離放電による画像欠陥の発生をなくした。これはおそらく、導電性粒子の凝集体を分散含有させることで、中間転写ベルト上に放電可能な領域が多く形成されるため、中間転写ベルト表面の電荷蓄積が回避され、中間転写ベルトと記録媒体との間に電界が形成されにくくなったためと推測される。また、電荷の移動が導電性粒子の凝集体領域のみで行われるようになったため、仮に中間転写ベルト表面に電界が形成されても電荷が迅速に消失できるようになったことも推測される。
【００１９】
従来技術でも中間転写ベルト表面層にカーボンブラックなどの導電性粒子を添加する技術があるが、これらは発生した電荷が粒子内部を通過して移動するため電荷の移動が緩慢になり中間転写ベルト表面に形成された電界が迅速に消失できないものと推測される。
【００２０】
以下、本発明について説明する。
【００２１】
最初に、本発明の中間転写ベルトについて説明する。
【００２２】
本発明の中間転写ベルトは、基材上に表面層を有するいわゆる多層構造のもので、表面層に前述した導電性粒子の凝集体を含有するものである。また、本発明では中間転写ベルトを多層構造とすることにより、単一の材料構成では得られない可撓性と剛性をバランスよく発現することも可能である。尚、本発明では前述の基材のことを基材層ともいう。
【００２３】
図１は、本発明の中間転写ベルトの一例を示す模式図である。
【００２４】
図１において、２は中間転写ベルト、２１は表面層、２２は導電性粒子の凝集体、２３は基材層、２４、２５は中間層を示す。
【００２５】
図１に示す中間転写ベルト２は、無端状のものが好ましい。図１（ａ）に示す中間転写ベルト２は、表面層２１と基材層２３とからなる２層構造のものである。図１（ｂ）に示す中間転写ベルト２は、基材層２３上に中間層２４を有し、中間層２４上に表面層２１を有す３層構造のものである。また、図１（ｃ）に示す中間転写ベルトは、基材層２３の外側に２つの中間層２４、２５を有し、中間層２５の外側に表面層２１を有する４層構造のものである。
【００２６】
表面層２１に含有される導電性粒子の凝集体について説明する。
【００２７】
導電性粒子の凝集体の平均粒子径は、０．５〜２５μｍ、好ましくは１〜１０μｍである。
【００２８】
本発明の中間転写ベルトの表面層に含有される導電性粒子の凝集体の粒子径は、以下のようにして測定する。すなわち、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて写真撮影を行い、撮影された画像情報を画像処理装置「ルーゼックスＦ」（ニレコ社製）で演算処理して平均粒子径を算出する。
【００２９】
「ルーゼックスＦ」による演算処理により、撮影された凝集体の粒子の等価円相当径（撮影された粒子と同じ投影面積を有する円の直径のこと）が算出され、１０個以上の凝集粒子の測定結果より平均粒子径が算出される。
【００３０】
また、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による測定は、中間転写ベルトを導電性両面テープで導電性試料台（接地済み）上に固定し、固定された中間転写ベルト表面側より電子線を照射することにより行われる。例えば、走査型電子顕微鏡「Ｓ−３５００Ｎ」（日立製作所社製）を用いた場合の測定条件は以下のとおりである。すなわち、
真空モード：低真空モード
加速電圧  ：５ｋＶ
倍率      ：２５０倍
電子照射開始から撮影開始までの時間：３分
試料      ：スパッタ処理なし
試料台    ：アルミニウム製、接地状態
その他    ：スケールバーを使用して撮影
また、本発明の中間転写ベルトの表面層に含有される導電性粒子の凝集体の量は、単位面積あたり２０〜８０個／ｃｍ2であり、好ましくは、３０〜７０個／ｃｍ2である。単位面積あたりの量も上記走査型電子顕微鏡観察により確認される。
【００３１】
本発明の中間転写ベルトの表面層に含有される導電性粒子の凝集体の含有量を上記範囲にすることにより、中間転写ベルトは導電性を適度に保持できるようになり、プリント時の環境の影響を受けにくくなり安定した画像形成を行うことができる。本発明の中間転写ベルトによれば、高温高湿環境（例えば、３０℃８０％ＲＨ）下で画像形成を行ったときにトナー画像上にべた画像部の白抜けや文字部の中抜けが発生しにくくなり、また、低温低湿環境（例えば、１０℃、２０％ＲＨ）下で文字部のトナー散りや転写率が低下することなく安定した画像形成を行えることが確認されている。
【００３２】
本発明に用いられる導電性粒子としては、特に限定されず、具体的には、カーボンブラック等の導電性粉末、アルミニウム粉末、ニッケル粉末、ステンレス粉末等の金属粉末、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＴｉＯ2、ｃ−ＺｎＯ4、ｃ−ＳｎＯ2等の導電性金属酸化物等が挙げられる。これらの導電性粒子は、２種以上の混合物であってもよい。
【００３３】
導電性粒子の数平均一次粒子径は、０．０５〜１．５ｎｍのものが好ましく、０．２〜０．８ｎｍがより好ましく用いられる。
【００３４】
ここで、数平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡「ＬＥＭ−２０００」（ＴＯＰＣＯＮ社製）を用い、試料支持メッシュ上に分散した導電性粒子の６万倍の投影写真を撮影し、高速画像解析装置「ＳＰＩＣＣＡ」（日本アビオニクス社製）により約１００個の一次粒子の円相当粒子径を測定し求めた値である。
【００３５】
導電性粒子の体積固有抵抗は、１０4Ωｃｍ以上が好ましい。体積固有抵抗を１０4Ωｃｍ以上にすることで特性が安定なものとなる。
【００３６】
導電性粒子の凝集体の平均粒子径は、導電性粒子を樹脂溶液中に分散する条件により制御することができる。例えば、樹脂溶液中に導電性粒子を高速撹拌で分散すれば平均粒子径は小さくなり、低速で分散するれば平均粒子径は大きくなる。
【００３７】
中間転写ベルトを構成する表面層について説明する。
【００３８】
表面層は、バインダ樹脂中に少なくとも前述した特定粒径を有する導電性粒子の凝集体を含有してなる層である。
【００３９】
また、表面層には、導電性粒子の凝集体の他に、低表面エネルギーを有する材料を混合し、中間転写ベルト上の表面エネルギーを低くし、中間転写ベルトからのトナー画像の離れを促進させることが好ましい。その結果、２次転写時に中間転写ベルトから記録媒体へのトナー画像の転写性が促進されて、記録媒体上には高画質のトナー画像が得られる。
【００４０】
低表面エネルギーを有する材料としては、例えば、フッ素系材料、シリコン系材料、或いはこれらを主成分とする材料、フッ素樹脂粉末、シリコーン樹脂、シリコーンオイル成分を分散してなる材料等が挙げられる。
【００４１】
この中でも、シリコーン樹脂を用いて形成した表面層が好ましい。表面層の形成に使用されるシリコーン樹脂は、特に限定されるものではないが、通常、作業効率から液状のシリコーン樹脂が好ましく、ｎ−ヘキサン等の有機溶剤を含有したものや有機溶媒を使用しない反応型のものが挙げられる。また、特にハードタイプの一液または二液の硬化型のシリコーン樹脂が好ましい。なかでも、加熱硬化型シリコーン樹脂（メチル系）や室温硬化型シリコーン樹脂が好適である。
【００４２】
尚、表面層に導電性粒子の凝集体が含有されていることは、上記の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）測定により確認することが可能である。
【００４３】
中間転写ベルトを構成する基材層について説明する。
【００４４】
基材層は、クリーニングブレードのあたりをはじめとする中間転写ベルトに加わる負荷によりベルトが変形することを回避し、転写部への影響を低減させる剛性を有するものである。基材層は、ヤング率が２００ＭＰａ以上となる材料を用いて形成することが好ましく、３００ＭＰａ以上の材料がより好ましい。
【００４５】
この様な性能を発現する材料として、例えば、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリイミド、（ＰＥＥＫ）ポリエーテル・エーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の樹脂材料が挙げられる。これらの樹脂材料ではヤング率が２００ＭＰａを超えるものであり、厚み１００〜１５０μｍで、ベルト基材としての機械特性を満足する。
【００４６】
また、基材層に使用される材料は、例えば、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフロロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の樹脂材料及びこれらを主原料としてなる樹脂材料が挙げられる。更に、前述の脂材料と弾性材料とをブレンドした材料を使用することも可能である。前記弾性材料としては、例えば、ポリウレタン、塩素化ポリイソプレン、ＮＢＲ、クロロピレンゴム、ＥＰＤＭ、水素添加ポリブタジエン、ブチルゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。これらは１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００４７】
この中でも、ポリイミド樹脂を含有することが好ましい。ポリイミド樹脂は、ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸の加熱により形成される。また、ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物や、その誘導体とジアミンのほぼ等モル混合物を有機極性溶媒に溶解させ、溶液状態で反応させることにより得られる。
【００４８】
また、本発明の中間転写ベルトの基材に、例えば、宇部興産社製株のユーピレックスＳ等のポリビフェニルテトラカルボン酸イミド系樹脂材料にカーボンブラックを分散した材料を用いると、該材料のヤング率は、２００ＭＰａ以上であり、ベルトの厚み７０〜１００μｍで、ベルト基材としての機械特性を満足させることができる。
【００４９】
尚、本発明では、基材層にポリイミド系樹脂を使用する場合、基材層におけるポリイミド系樹脂の含有率が５１％以上であることが好ましい。
【００５０】
本発明の中間転写ベルトは、図１（ｂ）や（ｃ）に示すように、基材層と表面層との間に中間層を設けることも可能である。中間層に使用可能な材料としては、ポリアミド樹脂が挙げられ、具体的なポリアミド樹脂の例としては、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン（以下「ナイロン８」と略す）、ナイロン１２、共重合ナイロン等が挙げられる。本発明では、基材層２３と表面層２１との密着強度を向上させ、しかも、これらの層が相溶しないようにするために、中間層２４を設けることは好ましい。
【００５１】
ポリアミド樹脂の溶剤としては、メタノール、エタノール等の単独溶剤またはそれら単独溶剤に水、トルエン等を混合させた混合溶剤、１−プロパノール、２−プロパノール等が用いられる。なかでも、ナイロン８とメタノール／水混合溶剤（メタノール／水＝３／１）との組合わせが好適である。
【００５２】
また、図１（ｃ）のベルトのように２つの中間層を設けることも可能で、前述のポリアミド樹脂の中間層２４に隣接させて第２の中間層２５を設け、多層化により中間転写ベルトの強度がより増大する。第２の中間層２５に使用可能な樹脂材料としては、前述したポリイミド樹脂やポリアミド樹脂の他に、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン共重合体、エチレン−四フッ化エチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等のフッ素樹脂が挙げられる。
【００５３】
本発明の中間転写ベルトは、各層に導電性フィラーと呼ばれる導電性もしくは半導電性の微粉末を含有させることも可能である。使用可能な導電性フィラーとしては、例えば、カーボンブラック等の導電性粉末、アルミニウム粉末、ニッケル粉末、ステンレス粉末等の金属粉末、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＴｉＯ2、ｃ−ＺｎＯ4、ｃ−ＳｎＯ2等の導電性金属酸化物、グラファイト、４級アンモニウム塩、リン酸エステル、スルホン酸塩、脂肪族多価アルコール、脂肪族アルコールサルフェート塩等のイオン性導電材等が挙げられる。これら導電性フィラーのなかでも、良好な分散安定性が得られる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やｃ−ＴｉＯ2、ｃ−ＳｎＯ2が好ましい。尚、上記「ｃ−」は、導電性を有するという意味である。これらの導電性フィラーは、単独でもしくは２種以上を併せて用いられる。
【００５４】
本発明では中間転写ベルトに導電性フィラーを含有させることにより、中間転写ベルトにおける抵抗率の調整や抵抗バラツキの抑制、さらには、表面層に含有させた導電性樹脂微粒子を補助して、転写電圧による電界集中の発生の抑制をより効果的に行えるようにすることが期待される。
【００５５】
本発明の中間転写ベルトの製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、各層の形成材料及びその溶剤をそれぞれ適宜に配合し、ボールミル等で混練、撹拌して各コーティング液を調製する。このようにして調製したコーティング液の濃度は、層の厚みに応じて適宜に設定される。ついで、各コーティング液をそれぞれ槽に収容し、その一方でアルミニウム、ステンレス等の金属製の軸体を準備して、この軸体を基材層用のコーティング液が収容されている槽中に垂直に立てた状態で入れて浸漬させる。この時、浸漬を数回繰り返して所定の厚さの塗膜を形成させた後、コーティング液中から軸体を引き上げる。ついで、各層のコーティング液を用いて同様の操作を繰り返し、多層構造を形成する。次に、乾燥し溶剤を除去した後、加熱処理（例えば６０〜１５０℃×６０分間）を行い、軸体を抜き取って図１に示す無端状の中間転写ベルトを作製する。
【００５６】
この浸漬法による製法以外にも、押出成形法、スプレーコーティング法、インフレーション法、ブロー成形法等の方法により、中間転写ベルトを作製することが可能である。
【００５７】
また、特に、基材層にポリイミド樹脂を使用する場合は、例えば、全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とジアミン成分とを重合反応して得た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により基材層が得られる。そして、基材層上に他層を構成するコーティング液を順次浸漬、或いは、スプレーコーティングして中間転写ベルトを作製する。
【００５８】
シームレスの中間転写ベルトを形成する場合、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、その展開層を乾燥製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）。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。
【００５９】
次に、中間転写ベルトの物性について説明する。
【００６０】
〈表面抵抗率〉
本発明の中間転写ベルトは、ベルト表面の表面抵抗率が１×１０10〜１×１０14Ω／□であることが好ましい。表面抵抗率を上記範囲内にすることで、前述した導電性粒子の凝集体の作用によるポストニップ部（２次転写部で記録媒体と中間転写ベルトとが剥離する個所）での局所的な剥離放電の抑制を補助しているものと推測される。また、プレニップ部（２次転写部の記録媒体と中間転写ベルトとが接触開始する個所）でも電界強度の均一化を補助しているものと推測され、従来技術でプレニップ部でのギャップ放電による影響として懸念されていた画質の粒状性に対する影響も改善されている。
【００６１】
本発明の中間転写ベルト表面における表面抵抗率は、円形電極（例えば、三菱油化社製ハイレスターＩＰの「ＨＲプローブ」）を用い、ＪＩＳ  Ｋ６９９１に基づいて測定することができる。本発明の中間転写ベルトの表面抵抗率の測定方法は、例えば、特開２００１−２４２７２５号公報の段落００４７や図７の記載を参照することができる。
【００６２】
〈体積抵抗率〉
また、本発明の中間転写ベルトの体積抵抗率は、１×１０8〜１×１０12Ω・ｃｍであることが好ましい。体積抵抗率を上記範囲内にすることで、中間転写ベルトより記録媒体に転写された未定着トナー像の電荷を適度に保持する様に作用する静電的な力により、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影響が抑制されるものと推測される。その結果、記録媒体上に転写されたトナー画像は飛散せずに、静電的反発力などによるノイズの影響を受けることなく安定した画像形成が期待される。この様に、本発明の中間転写ベルトは、画像欠陥の発生防止に加えてトナー飛散の発生を懸念する必要がない。
【００６３】
体積抵抗率の測定は、前述の表面抵抗率と同様に円形電極（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に基づいて測定することが可能である。体積抵抗率の具体的な測定方法は、例えば、特開２００１−２４２７２５号公報の段落００４８や図８の記載を参照することができる。
【００６４】
〈表面エネルギー〉
本発明の中間転写ベルトの表面層は、その表面エネルギーが３０ｍＮ／ｍ以下となることが好ましく、１５〜２５ｍＮ／ｍがより好ましい。すなわち、表面エネルギーが３０ｍＮ／ｍ以下の時、中間転写ベルトとトナーとの間に適度な付着性が得られ、転写率或いは画質劣化を発生させる要因が解消されて良好な画像形成が行えるものと推測される。
【００６５】
一般に、固体物質の表面エネルギーは、既知の表面エネルギーを有する液体を用いて、この液体が表面エネルギーを知りたい固体上に形成する接触角を測定することによって、接着仕事の考え方に従って拡張Ｆｏｗｋｅｓの理論に基づいて算出されることが知られている（例えば、協和界面化学社  表面自由エネルギー解析ソフトウェアＥＧ−１１  取り扱い説明書参照）。
【００６６】
固体と液体との接着仕事は、下記関係式で表される。
【００６７】
ＷSL＝γL（１＋ｃｏｓθSL）
ＷSL：固体試料／液体試料の接着仕事
γL：液体試料の表面自由エネルギー
θSL：固体試料／液体試料の接触角
この接着仕事は分散力成分、双極子力成分、水素結合成分の３成分に分解して考える。
【００６８】
ＷSL＝ＷSLd＋ＷSLp＋ＷSLh
ＷSLd：接着仕事（分散力成分）
ＷSLp：接着仕事（双極子力成分）
ＷSLh：接着仕事（水素結合成分）
同様に固体試料の表面自由エネルギーも３成分に分解して考える。
【００６９】
γS＝γSd＋γSp＋γSh
γS：固体試料の表面自由エネルギー
γSd：固体試料の表面自由エネルギー（分散力成分）
γSp：固体試料の表面自由エネルギー（双極子力成分）
γSh：固体試料の表面自由エネルギー（水素結合成分）
液体も同様。
【００７０】
γi＝γid＋γip＋γih  （ｉ＝１、２、３）
γi：液体試料ｉの表面自由エネルギー
γip：液体試料ｉの表面自由エネルギー（分散力成分）
γih：液体試料ｉの表面自由エネルギー（双極子力成分）
例えば、ｉ＝１はα−ブロモナフタレン、ｉ＝２はヨウ化メチレン、ｉ＝３は水とすると、各液体試料の表面自由エネルギーの各成分は既知である。
【００７１】
【表１】
2007011117.tif 000003
【００７２】
また、接着仕事については、下記の幾何平均の関係式が成立するものと考える。
【００７３】
【数１】
2007011117.tif 000004
【００７４】
これらの式から下記拡張Ｆｏｗｋｅｓの式が成り立つ。
【００７５】
【数２】
2007011117.tif 000005
【００７６】
ＷS1、ＷS2、ＷS3は接触角想定により算出され、行列の中の数値は既知の数値であるため、この関係式に基づいて逆行列計算で逆算すれば、（γSd）1/2、（γSp）1/2、（γSh）1/2  つまりγSd、γSp、γShを求めることができる。この数値がわかれば、
γS＝γSd＋γSp＋γSh
より固体試料の表面エネルギーγSが算出することができる。
【００７７】
次に、本発明の中間転写ベルトが使用可能な画像形成装置について説明する。
【００７８】
本発明の中間転写ベルトの使用が可能な画像形成装置としては、例えば、複写機やレーザプリンタ等が挙げられるが、特に、５０００枚以上の連続プリントが可能な画像形成装置が好ましく用いられる。この様な装置では、短時間に大量のプリント作成を行う分、中間転写ベルトと記録媒体との間に電界が発生し易くなるが、本発明の中間転写ベルトにより電界の発生が抑制されて安定した２次転写が行える。
【００７９】
本発明に用いられる画像形成装置は、画像情報に応じた静電潜像を形成する像担持体、像担持体に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置、像担持体上のトナー像を中間転写ベルト上に転写する一次転写手段、中間転写ベルト上のトナー像を紙やＯＨＰシートなどの記録媒体上に転写する２次転写手段等を有する。そして、中間転写ベルトとして本発明の中間転写ベルトを用いることにより、２次転写時に剥離放電を発生させずに安定したトナー画像形成を行える。
【００８０】
本発明に用いられる画像形成装置としては、単色のトナーで画像形成を行うモノクロ画像形成装置や、像担持体上のトナー像を中間転写ベルトに順次転写するカラー画像形成装置、各色毎の複数像担持体を中間転写ベルト上に直列配置させたタンデム型カラー画像形成装置等が挙げられる。
【００８１】
図２は、本発明の中間転写ベルトの使用が可能な画像形成装置の一例を示す断面構成図である。
【００８２】
この画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、転写部としての無端ベルト状中間転写ベルトユニット７と、記録部材Ｐを搬送する無端ベルト状の給紙搬送手段２１及び定着手段としてのベルト式定着装置２４とを有する。画像形成装置の本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。
【００８３】
各感光体に形成される異なる色のトナー像の１つとして、イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｙ、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。また、別の異なる色のトナー像の１つとして、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｍ、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。また、更に別の異なる色のトナー像の１つとして、シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｃ、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。また、更に他の異なる色のトナー像の１つとして、黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、第１の像担持体としてのドラム状の感光体１Ｋ、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。
【００８４】
無端ベルト状中間転写ベルトユニット７は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された半導電性エンドレスベルト状の第２の像担持体としての無端ベルト状中間転写ベルト７０を有する。
【００８５】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより、回動する無端ベルト状中間転写ベルト７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された記録媒体として用紙等の記録部材Ｐは、給紙搬送手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、２次転写手段としての２次転写ローラ５Ａに搬送され、記録部材Ｐ上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された記録部材Ｐは、ベルト式定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００８６】
一方、２次転写ローラ５Ａにより記録部材Ｐにカラー画像を転写した後、記録部材Ｐを曲率分離した無端ベルト状中間転写ベルト７０は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。
【００８７】
画像形成処理中、一次転写ローラ５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに圧接する。
【００８８】
２次転写ローラ５Ａは、ここを記録部材Ｐが通過して２次転写が行われる時にのみ、無端ベルト状中間転写ベルト７０に圧接する。
【００８９】
また、装置本体Ａから筐体８を支持レール８２Ｌ、８２Ｒを介して引き出し可能にしてある。
【００９０】
筐体８は、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、無端ベルト状中間転写ベルトユニット７とを有する。
【００９１】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されている。感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの図示左側方には無端ベルト状中間転写ベルトユニット７が配置されている。無端ベルト状中間転写ベルトユニット７は、ローラ７１、７２、７３、７４、７６を巻回して回動可能な無端ベルト状中間転写ベルト７０、一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ及びクリーニング手段６Ａとから成る。
【００９２】
筐体８の引き出し操作により、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、無端ベルト状中間転写ベルトユニット７とは、一体となって、本体Ａから引き出される。
【００９３】
このように感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、無端ベルト状中間転写ベルト７０上で各色のトナー像を重ね合わせ、一括して記録部材Ｐに転写し、ベルト式定着装置２４で加圧及び加熱により固定して定着する。トナー像を記録部材Ｐに転移させた後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、クリーニング装置６Ａで転写時に感光体に残されたトナーを清掃した後、上記の帯電、露光、現像のサイクルに入り、次の像形成が行われる。
【００９４】
〈記録媒体〉
本発明に用いられる記録媒体としては、トナー画像を保持する支持体で、通常画像支持体、転写材或いは転写紙といわれるものである。具体的には薄紙から厚紙までの普通紙、アート紙やコート紙等の塗工された印刷用紙、市販されている和紙やはがき用紙、ＯＨＰ用のプラスチックフィルム、布等の各種転写材を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【実施例】
【００９５】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
【００９６】
中間転写ベルトの作製
中間転写ベルト１の作製
（１）基材層の作製
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−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶液（宇部興産社製ユーワニス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「ＧｅａｎｕｓＰＹ」（シーナス社製）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、基材層用のカーボンブラック入りポリアミド酸溶液を得た。
【００９７】
基材層用のカーボンブラック入りポリアミド酸溶液を円筒状金型内面に、ディスペンサーを介して０．５ｍｍ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分間加熱した。その後、３６０℃まで２℃／分の昇温速度で昇温し、さらに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、目的とする無端ベルト状の基材層を得た。この基材層の厚みは１００μｍであった。
【００９８】
（２）中間層の形成
塩化ビニル８０％、酢酸ビニル１５％、マレイン酸５％の組成比よりなる共重合体樹脂１００質量部をシクロヘキサノン４００質量部に溶解させた。この溶液に酸化処理カーボンブラック「ＳＰＥＣＩＡＬ  ＢＬＡＣＫ４」（Ｄｅｇｕｓｓａ社製、ｐＨ３．０、揮発分：１４．０％）を前述の共重合体樹脂１００質量部に対して１０質量部になるよう添加した。添加後、衝突型分散機「ＧｅａｎｕｓＰＹ」（シーナス社製）で、圧力２００ＭＰａ、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、基材層用のカーボンブラック入り共重合体樹脂溶液を得た。
【００９９】
この溶液を前述の基材層上に厚さ１０μｍとなるようにスプレー塗布を行って中間層を形成した。
【０１００】
（３）表面層の形成
（３−１）表面層形成用のコーティング液の作製
シリコーン樹脂「商品名Ｘ−４０−２２６９」（信越化学社製）  １００質量部
テトラメトキシシラン                                            ３質量部
ｎ−ヘキサン                                                ４００質量部
カーボンブラック「ＳＰＥＣＩＡＬ  ＢＬＡＣＫ４」（Ｄｅｇｕｓｓａ社製）
２３質量部
を配合し、サンドグラインダーで２０分間混合・分散して粘度１×１０-2Ｐａ・ｓのコーティング液を作製した。
【０１０１】
（３−２）表面層形成
上記で作製したコーティング液を、上記で作製した中間層上に厚さ０．１ｍｍとなるようにスプレー塗布を行った。その後、オーブンで１２０℃で１時間乾燥させた。
【０１０２】
このようにして、「中間転写ベルト１」を作製した。
【０１０３】
中間転写ベルト２〜９の作製
「中間転写ベルト１」の作製で用いた導電性粒子、結着樹脂、サンドグラインダーの混合・分散時間を表１のように変更した以外は同様にして「中間転写ベルト２〜９」を作製した。
【０１０４】
中間転写ベルト１０の作製
「中間転写ベルト１」の作製で用いた導電性粒子を添加しなかった以外は同様にして「中間転写ベルト１０」を作製した。
【０１０５】
表２に、上記で作製した「中間転写ベルト１〜１０」の導電性粒子の凝集体の平均粒子径、表面エネルギーを示す。
【０１０６】
【表２】
2007011117.tif 000006
【０１０７】
《評価》
作製した「中間転写ベルト１〜１０」を図２の画像形成装置に搭載して、それぞれ連続１万枚のプリントを行った。尚、画像形成には個数基準によるメディアン粒径（Ｄ50）が６．０μｍのトナーよりなる２成分現像剤を使用した。
【０１０８】
プリント環境は、低温低湿（１０℃、２０％ＲＨ）と高温高湿（３３℃、８０％ＲＨ）で行った。
【０１０９】
記録媒体は、Ａ４版の上質紙（６４ｇ／ｍ2）を用いた。
【０１１０】
プリント原稿は、画素率が７％の文字画像（３ポイント、５ポイント）、カラー人物顔画像（ハーフトーンを含むドット画像）、べた白画像、べた画像がそれぞれ１／４等分にあるオリジナル画像（Ａ４版）を用いた。
【０１１１】
連続プリント実施中の１０００枚、５０００枚、１００００枚の時に下記評価用のサンプルを５枚ずつ作成した。
【０１１２】
評価は、２次転写で発生する画像欠陥（べた画像部の白抜け、文字画像部の中抜け発生、文字部のトナー散り、転写率）で行った。尚、評価において、◎、○は合格、×は不合格とした。
【０１１３】
〈べた画像部の白抜け〉
白抜けの評価は、高温高湿でプリントしたべた画像部で、長径が０．４ｍｍ以上の白抜けがＡ４版当たり何個あるかで判定した。尚、白抜け長径はビデオプリンタ付き顕微鏡で測定した。
【０１１４】
評価基準
◎：０．４ｍｍ以上の白抜け頻度：全てのプリント画像が３個以下で良好
○：０．４ｍｍ以上の白抜け頻度：４個以上、１９個以下が１枚以上発生
×：０．４ｍｍ以上の白抜け頻度：２０個以上が１枚以上発生し実用上問題有り。
【０１１５】
〈文字画像の中抜け〉
高温高湿でプリントした文字画像を、ルーペで拡大観察し、文字画像に中抜が発生しているかどうかを目視で評価した。
【０１１６】
評価基準
◎：１００００枚目のプリントまで、中抜けの発生なし
○：５０００枚目のプリント終了まで、中抜けの発生なし
×：１０００枚目のプリントで、顕著な中抜け発生あり。
【０１１７】
〈文字部のトナー散り〉
低温低湿でプリントした文字画像を、ルーペで拡大観察し、文字部周辺のトナー散りの状態を目視で評価した。
【０１１８】
評価基準
◎：１００００枚のプリント終了まで、トナー散りが少ない
○：５０００万枚のプリント終了まで、トナー散りが少ない
×：１０００枚未満のプリントでトナー散りが増加し、実用上問題となるレベル。
【０１１９】
〈転写率〉
１万枚プリント終了後、低温低湿で、画素濃度が１．３０のソリッド画像（２０ｍｍ×５０ｍｍ）を形成し、下記式により転写率を求めて、評価を行った。
【０１２０】
転写率（％）＝（転写材に転写されたトナーの質量／中間転写ベルト上に転写されずに残存したトナーの質量）×１００
評価基準
◎：転写率が、９０％以上で良好
○：転写率が、８０％以上で実用上問題ないレベル
×：転写率が、８０％未満で実用上問題となるレベル。
【０１２１】
表３に、評価結果を示す。
【０１２２】
【表３】
2007011117.tif 000007
【０１２３】
表３の結果から明らかなように、本発明の中間転写ベルトを用いた場合は、連続で５０００枚以上のプリント作成を行ってもべた画像部の白抜けや文字画像の中抜け、文字部のトナー散りといった画像欠陥の発生が見られず、転写率も良好であった。一方、比較例では評価項目のいずれかに問題が有り、本発明の中間転写ベルトとは明らかに異なる結果となった。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の中間転写ベルトの一例を示す模式図である。
【図２】本発明の中間転写ベルトの使用が可能な画像形成装置の一例を示す断面構成図である。
【符号の説明】
【０１２５】
２  中間転写ベルト
２１  表面層
２２  導電性粒子の凝集体
２３  基材層
２４、２５  中間層
【図１】
2007011117.tif 000008
【図２】
2007011117.tif 000009