(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みが均一な導電性のポリマーシートを表・裏面と垂直な面で０．１〜１．０μｍの厚さに切削して切片を得、この切片を実質的に導電性のプレートに切削面を表にして貼着し、露呈した切削面を帯電器により一定の極性に帯電し、帯電した表面を表面電位顕微鏡で観察し、前記ポリマーシートの膜厚方向の電位分布を観察することを特徴とする導電性ポリマーシートの電気抵抗分布の測定方法。
【請求項２】
像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像し、得られたトナー像を記録媒体に転写する電子写真用中間転写媒体であって、前記電子写真用中間転写媒体が導電性粒子を分散してなる導電性のポリマーであり、かつ請求項１に記載の電気抵抗分布の測定方法に依拠して測定した電気抵抗分布が、前記電子写真用中間転写媒体の面方向では実質的に同一で、かつ電気抵抗分布の極大値（Ｒｍａｘ）と極小値（Ｒｍｉｎ）の比率Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎが３〜１０であることを特徴とする電子写真用中間転写媒体。
【請求項３】
体積抵抗が１０８〜１０１２Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項２に記載の電子写真用中間転写媒体。
【請求項４】
ポリマーがポリイミド系樹脂であり、導電性粒子がカーボンブラックであることを特徴とする請求項２あるいは３に記載の電子写真用中間転写媒体。
【請求項５】
電子写真用中間転写媒体がシームレスベルト形状であることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の電子写真用中間転写媒体。
【請求項６】
シームレスベルト形状からなる電子写真用中間転写媒体がロールコート工法により形成されることを特徴とする請求項５に記載の電子写真用中間転写媒体。
【請求項７】
静電潜像が形成され及びトナー像が担持可能な像担持体と、前記像担持体上に形成される静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記現像手段により現像されたトナー像が一次転写される電子写真用中間転写媒体と、前記電子写真用中間転写媒体上に担持されたトナー像を記録媒体に二次転写する転写手段とを有してなり、前記電子写真用中間転写媒体が請求項２から６のいずれかに記載の中間転写媒体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
画像形成装置が複数色のトナーの重ね合わせによってフルカラーの画像を形成する画像形成装置であって、各色の現像手段に対応する複数の像担持体を直列に配置してなることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、まず、電子写真方式の画像形成装置における電子写真用中間転写媒体（以降単に「中間転写媒体」ということがある）でその利用の典型が代表されるところの、導電性ポリマーシートの、膜厚方向の電気抵抗分布の測定方法に関する。さらに、像担持体の周辺に帯電手段と画像書込手段と現像手段とを配置して、像担持体上に形成したトナー像を一旦中間転写媒体に転写し、この転写された中間転写媒体上の画像をシート状媒体（記録媒体）に転写する複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の電子写真方式の画像形成装置における、前記の測定方式によって評価された中間転写媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フルカラー画像の複写やプリントが可能な電子写真方式の画像形成装置が実用化されている。フルカラー画像の転写材への転写方式としては、感光体等の像担持体上に形成される複数（通常はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の各色画像を中間転写体上に順次重ね合わせて転写し、転写されたフルカラーのトナー像を一括して転写材に転写する中間転写体ダブル転写方式（単に中間転写方式とも称する）が、ペーパーフリー性や全面コピーが可能等の点で有利であり広く実用化されている。かかる画像形成装置において中間転写媒体は画像品質を左右するキーパーツの一つと位置付けられる。
【０００３】
電子写真方式を用いた画像形成装置には、像担持体を一つのみ持ち、その像担持体で各色について画像を形成するリボルバ方式、また、像担持体を各色1本で使用するタンデム方式がある。リボルバ方式では比較的コストが安く、また、タンデム方式ではコストが高くなってしまうが、高速印刷を行なうことができる。現在の主流は、高速印刷が可能なタンデム方式である。なお、本発明でいう画像形成装置とは、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置あるいは印刷機、およびこれら機能を複合させた構成を対象とする画像形成装置を意味する。
【０００４】
本発明に用いる画像形成装置について例を挙げて説明する。
図１は中間転写方式を採用する画像形成装置で、中間転写媒体としてドラム形状のものを使用した例である。
まず、一次転写の動作について説明する。
図示しない現像装置により像担持体としてのベルト感光体１８上に現像されたトナー２７は、一次転写部Ａでベルト感光体１８と同期回転した中間転写体１１と接触し、所定のバイアス電位を付与されて中間転写体１１に転写される。黒、イエロー、マゼンタ、シアンの各色に現像された各トナー像は、ベルト感光体１８上から中間転写ドラム１１にそれぞれ転写され、カラートナー像が中間転写体１１上に重ね合わされる。
【０００５】
次に、二次転写の動作について説明する。
二次転写ローラ２３は通常中間転写体１１から離れているが、二次転写時に中間転写体１１に密着される。中間転写体１１に同期して転写材１５が搬送され、中間転写体１１と二次転写ローラ２３の間を通過する。この時、二次転写ローラ２３にはトナーの帯電極性と反対の極性のバイアス電圧が付与され、トナー２７は転写材１５に二次転写される。転写材１５はその後、用紙除電装置２８で所定の電荷を与えられて滞留する電荷が除去され、容易に中間転写体１１から剥離されるようになる。
転写材１５はその後、定着工程へと移動する。又、中間転写体１１上に残留するトナー２７は中間転写体１１に当接された所定の中間転写クリーニング装置１３で除去され、初期化されることになる。中間転写クリーニング装置１３としては、例えばブラシ、ローラ等が挙げられる。
【０００６】
次に、中間転写媒体としてシームレスベルトを用いた所謂タンデム方式の例について説明する。
図２において、プリンタ本体１０は電子写真方式によるカラー画像形成を行うための、画像書込部１２、画像形成部１３、給紙部１４から構成されている。画像信号を元に画像処理部で画像処理して画像形成用の黒（ＢＫ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）の各色信号に変換し、画像書込部１２に送信する。画像書込部１２は、例えば、レーザ光源と、回転多面鏡等の偏向器と、走査結像光学系、及びミラー群からなるレーザ走査光学系であり、上記の各色信号に対応した４つの書込光路を有し、画像形成部１３の各色毎に設けられた像坦持体（感光体）２１ＢＫ、２１Ｍ、２１Ｙ、２１Ｃに各色信号に応じた画像書込を行う。この装置は、４連タンデム構成の中間転写方式の画像形成装置にあたる。
【０００７】
画像形成部１３は、黒（ＢＫ）用、マゼンタ（Ｍ）用、イエロー（Ｙ）用、シアン（Ｃ）用の各像坦持体である感光体２１ＢＫ、２１Ｍ、２１Ｙ、２１Ｃを備えている。この各色用の各感光体としては、通常ＯＰＣ感光体が用いられる。各感光体２１ＢＫ、２１Ｍ、２１Ｙ、２１Ｃの周囲には、帯電装置、上記書込部１２からのレーザ光の露光部、黒、マゼンタ、イエロー、シアンの各色用の現像装置２０ＢＫ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｃ、一次転写手段としての１次転写バイアスローラ２３ＢＫ、２３Ｍ、２３Ｙ、２３Ｃ、クリーニング装置（表示略）、及び図示しない感光体除電装置等が配設されている。なお、上記現像装置２０ＢＫ、２０Ｍ、２０Ｙ、２０Ｃには、２成分磁気ブラシ現像方式を用いている。ベルト構成部である中間転写ベルト２２は、各感光体２１ＢＫ、２１Ｍ、２１Ｙ、２１Ｃと、各１次転写バイアスローラ２３ＢＫ、２３Ｍ、２３Ｙ、２３Ｃとの間に介在し、各感光体上に形成された各色のトナー像が順次重ね合わせて転写される。
【０００８】
一方、転写紙（記録媒体）Ｐは、給紙部１４から給紙された後、レジストローラ１６を介して、ベルト構成部である転写搬送ベルト５０に担持される。そして、中間転写ベルト２２と転写搬送ベルト５０とが接触するところで、上記中間転写ベルト２２上に転写されたトナー像が、二次転写手段としての２次転写バイアスローラ６０により２次転写（一括転写）される。これにより、転写紙Ｐ上にカラー画像が形成される。このカラー画像が形成された転写紙Ｐは、転写搬送ベルト５０により定着装置１５に搬送され、この定着装置１５により転写された画像が定着された後、プリンタ本体外に排出される。
【０００９】
上記の中間転写媒体は、押出成形法、遠心成形法、ロールコート法（金型コーティング法）、浸漬塗工等、あるいはそれらの組み合わせで作られている。押出成形法は量産性に向いているが、概して電気抵抗のばらつきが大きく、また寸法精度が確保しにくい欠点がある。遠心成形法とロールコート法は、所望の厚みが増すほど均一な乾燥が難しくなり、関連して、分散した導電性材料（フィラー）の分布（分散性）で決まるところの電気特性の個体内偏差が生じやすい欠点がある。
【００１０】
中間転写媒体は、（１）誘電体で形成されている若しくは少なくともトナーが転写される中間転写媒体表面が誘電体で形成されているか、（２）中間転写媒体が中抵抗材料で形成されているか、の２方式に大別されるが、上記の押出成形法、遠心成形法、ロールコート法は（２）の中抵抗タイプの中間転写媒体の製法としてふさわしく、他方、多くの場合は芯層材を用意して、これに浸漬塗工やスプレイ塗工やラミネートをもって多層化する製法は（１）の誘電体タイプの中間転写媒体の製法に適している。
【００１１】
誘電体タイプの中間転写媒体は、転写バイアスや摩擦帯電電荷に由来する電荷が次工程である転写工程に影響を及ぼし、電荷を除去するための特別な除電装置が必要となりコストが増大する。このため、最近は、中抵抗タイプの中間転写媒体が用いられることが多くなってきている。ただし、誘電体タイプか中抵抗タイプかは整然と区別できるわけではなく、現実の中間転写媒体は多かれ少なかれ両者の性質を併せ持っている。
【００１２】
本発明者らの経験による判断では、転写を伴う電子写真方式の作像プロセスにおいては、中抵抗タイプの中間転写媒体が最も好ましく、かつ、その構成の中核は、導電性材料をポリマー中に分散してなる層とすることが好ましい。かかる中間転写媒体の例は、たとえば特許文献１〜３に開示されている。
【００１３】
ところで、中間転写媒体の特性には、表面抵抗、体積抵抗等の電気特性と膜厚、硬度、弾性率、伸び、表面摩擦、可撓性等の機械特性があり、そのうち幾つかの特性の代表的な測定例を挙げれば次のとおりである。表面抵抗と体積抵抗は「ＪＩＳ  Ｋ６９１１  ５．１３．１」に基づいて測定できる。表面マイクロ硬度はマイクロゴム硬度計（例えば、高分子計器社製：ＭＤ−１）により測定できる。引張強度および破断強度は「ＪＩＳ  Ｋ７１１３」に基づいて測定できる。可撓性は耐屈曲回数として「ＪＩＳ  Ｐ８１１５」に基づいて測定できる。表面粗さＲｚは「ＪＩＳ  Ｂ０６０１−２００１」に基づいて測定でき、触針式表面粗さ測定器（例えば、株式会社東京精密製Ｓｕｒｆｃｏｍ）が利用できる。静止摩擦係数は、例えばオイラーベルト式（日本機械学会編「機械工学便覧基礎編Ａ３力学・機械力学」Ｐ３５（１９８６年発行））で測定できる。これらの特性の測定は、業界や学会の標準的な測定方法を採用してもよく、再現性のよい手段ならば、独自に開発してもよいことはいうまでもない。
【００１４】
しかしながら、従来の中間転写媒体の特性測定では、中間転写媒体内部の材料的な実態を直接反映した三次元的な情報が得られないという、極めて根本的・本質的な問題があった。とりわけ、溶液に導電性材料を分散し、かかる溶液を成膜する中抵抗タイプの中間転写媒体では、三次元的な導電性材料の分散の状況が基本特性を決定付けるにも関わらず、その実態の確認手段は従来においては存在しなかった。
【００１５】
改めて追加的説明をすれば、従来は、シート状部材の材質的な評価は、多くの場合、それを二次元体とみなす評価の範囲にとどまっていた。膜の厚み方向に関しては、材料構成と層構成が設計の課題とはされても、ミクロな特性の分布まではほとんど考慮されなかった。そのために、面に沿ってのマクロおよびミクロな二次元的な特性値が、プロセスから望まれる特性の範囲であっても、作像プロセスでの耐久性、画像等の品質で明らかに優劣があった。
【００１６】
ミクロな特性分布が考慮されなかった主たる理由の一つには、その確認が従来技術では困難なことがある。膜の断面の状況は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）やＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）で観察することは容易であるが、それらは試料からの二次電子、反射電子、あるいは試料の電子密度等を観察する技術であり、例えば、ポリマーにカーボン粒子を分散してなる材料では、電気的特性（この場合は主に電気抵抗）の分布を決定付けるところのカーボンの分布は、十分な精度で確認することができなかった。元素や分子構造や結合基を対象とする検出方法をもってしても、ほとんど不可能である。
【００１７】
結局、性能および耐久性において高度に優れた中間転写媒体は、材料構成や層構成に関わる設計の範囲だけでは達成が困難であり、さらに導電性材料の厚み方向の分布態様を、その測定法を確立した上で好ましく規定することにより、初めて達成しえる。
【００１８】
【特許文献１】特開２００７−２５０９６号公報
【特許文献２】特開平５−３４５３６８号公報
【特許文献３】特開２００４−３２８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明は、上記の従来技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、トナー像の担持と転写のむらが軽減・改良され、かつ機械的特性が均質で等方的であり、結果的に高品質のトナー画像が長期にわたって安定して得られる中間転写媒体を、その測定・評価手段と共に提供し、併せて、かかる中間転写媒体を具備する新規な作像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明者らは、上記従来の問題を解決すべく鋭意検討を行い、本発明者らが「ＪａｐａｎＨａｒｄｃｏｐｙ  ２００３論文集；ｐ．３０１」、「日本画像学会誌，４２（４）、ｐ．３９（２００３）」、「Ｒｉｃｏｈ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｒｅｐｏｒｔ，３０、ｐ．２７（２００４）」等で発表したところの、トナーの内部構造の解析手段として独自に開発したＣｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ＳＰｏＭ（ＳＰｏＭ；Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を、中間転写媒体に用いられる導電性ポリマーシートの測定方法に応用展開する技術を開発し、また、かかる測定・評価方法に依拠してこそ、好適な電子写真式画像形成装置の中間転写媒体を設計し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００２１】
より具体的には、中間転写媒体がポリマー中に導電性材料を分散してなり、かつＣｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ＳＰｏＭで観察したとき、厚み方向の電気抵抗分布が媒体の面方向では実質的に同一で、分布の極大値（Ｒｍａｘ）と極小値（Ｒｍｉｎ）の比率Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎが３〜１０である中間転写媒体によれば、上記目的が達成されることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいてなされたものである。
【００２２】
すなわち、上記の目的は下記（１）〜（８）の発明によって達成される。
【００２３】
（１）厚みが均一な導電性のポリマーシートを表・裏面と垂直な面で０．１〜１．０μｍの厚さに切削して切片を得、この切片を実質的に導電性のプレートに切削面を表にして貼着し、露呈した切削面を帯電器により一定の極性に帯電し、帯電した表面を表面電位顕微鏡で観察し、前記ポリマーシートの膜厚方向の電位分布を観察することを特徴とする導電性ポリマーシートの電気抵抗分布の測定方法。
【００２４】
（２）像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像し、得られたトナー像を記録媒体に転写する電子写真用中間転写媒体であって、前記電子写真用中間転写媒体が導電性粒子を分散してなる導電性のポリマーであり、かつ請求項１に記載の電気抵抗の測定方法に依拠して測定した電気抵抗分布が、中間転写媒体の面方向では実質的に同一で、かつ電気抵抗分布の極大値（Ｒｍａｘ）と極小値（Ｒｍｉｎ）の比率Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎが３〜１０であることを特徴とする電子写真用中間転写媒体。
【００２５】
（３）体積抵抗が１０８〜１０１２Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項２に記載の電子写真用中間転写媒体。
【００２６】
（４）ポリマーがポリイミド系樹脂であり、導電性粒子がカーボンブラックであることを特徴とする請求項２あるいは３に記載の電子写真用中間転写媒体。
【００２７】
（５）電子写真用中間転写媒体がシームレスベルト形状であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の電子写真用中間転写媒体。
（６）シームレスベルト形状からなる電子写真用中間転写媒体がロールコート工法により形成されることを特徴とする請求項５に記載の電子写真用中間転写媒体。
【００２８】
（７）静電潜像が形成され及びトナー像が担持可能な像担持体と、前記像担持体上に形成される静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記現像手段により現像されたトナー像が一次転写される中間転写媒体と、前記中間転写媒体上に担持されたトナー像を記録媒体に二次転写する転写手段とを有してなり、前記中間転写媒体が請求項２から６のいずれかに記載の中間転写媒体であることを特徴とする画像形成装置。
【００２９】
（８）画像形成装置が複数色のトナーの重ね合わせによってフルカラーの画像を形成する画像形成装置であって、各色の現像手段に対応する複数の潜像担持体を直列に配置してなることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００３０】
（１）請求項１に記載の発明によれば、厚みが均一な導電性のポリマーシートを表・裏面と垂直な面で０．１〜１．０μｍの厚さに切削して切片を得、この切片を実質的に導電性のプレートに切削面を表にして貼着し、露呈した切削面を帯電器により一定の極性に帯電し、帯電した表面を表面電位顕微鏡で観察し、前記ポリマーシートの膜厚方向の電位分布を観察することで、導電性ポリマーシートの、その電気特性と機械特性を一意的に決定付けている導電性フィラーの分布を、抵抗分布として三次元的に観察できるという効果がある。
【００３１】
（２）請求項２に記載の発明によれば、中間転写媒体が導電性粒子を分散してなる導電性のポリマーであって、かつ請求項１に記載の電気抵抗の測定方法に依拠して測定した電気抵抗分布が、中間転写媒体の面方向では実質的に同一で，かつ電気抵抗分布の極大値（Ｒｍａｘ）と極小値（Ｒｍｉｎ）の比率Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎが３〜１０であるように形成されており、かかる態様によって、抵抗成分が等方的になり、トナー像の担持と転写のむらが軽減・改良できるという効果がある。併せて、中間転写媒体の機械特性も均質で等方的になり、部分的な伸縮やゆがみが軽減され、部材の高耐久化が達成できる効果がある。
【００３２】
（３）請求項３に記載の発明によれば、請求項２のポリマー中に導電性材料を分散してなる構成の層において、その体積抵抗の範囲を１０８〜１０１２Ω・ｃｍとすることで、安定した転写特性を達成できる効果がある。
【００３３】
（４）請求項４に記載の発明によれば、請求項２あるいは３のポリマー中に導電性材料を分散してなる構成の層において、ポリマーをポリイミド系樹脂とし、導電性材料をカーボンとすることで、中間転写媒体の生産性が高く、品質のコントロールも容易で、高品質な中間転写媒体が低コストで得られる効果がある。
【００３４】
（５）請求項５に記載の発明によれば、請求項２〜４のいずれかの中間転写媒体をシームレスベルト形状にすることによって、電子写真システムの構成自由度が大きくなり、端部検知が不要になったりすることで、装置の小型化、簡素化が可能にるという効果がある。
【００３５】
（６）請求項６に記載の発明によれば、請求項５のシームレスベルト形状である中間転写媒体をロールコート工法により形成することによって、塗工時のポリイミドの配向性が少なく、周方向と軸方向の物性差が生じにくく、安定なベルト走行性が得られるという効果がある。
【００３６】
（７）請求項７に記載の発明によれば、静電潜像が形成され及びトナー像が担持可能な像担持体と、前記像担持体上に形成される静電潜像をトナーで現像する現像手段と、前記現像手段により現像されたトナー像が一次転写される中間転写媒体と、前記中間転写媒体上に担持されたトナー像を記録媒体に二次転写する転写手段とを有してなり、前記中間転写媒体が請求項２から６のいずれかに記載の中間転写媒体であることにより、画像品質に優れた作像を得られる効果がある。
【００３７】
（８）請求項８に記載の発明によれば、画像形成装置が複数色のトナーの重ね合わせによってフルカラーの画像を形成する画像形成装置であって、各色の現像手段に対応する複数の潜像担持体を直列に配置したことで、駆動安定性と作像スピードと画像品質に優れた作像を得られる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明は、導電性ポリマーシートの電気抵抗分布の測定法と、かかる測定法で最適化された新規な電子写真方式の画像形成用中間転写媒体を提供することにあるが、以下に，本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではないことは言うまでもない。
【００３９】
最初に、中間転写媒体に関わる説明をする。本発明の画像形成用中間転写媒体は、ポリマー中に導電性材料を分散してなる構成を有している。
この中間転写媒体用の基本的素材であるポリマーについて説明すれば次のとおりである。
ポリマーは、まず、トナーに対する離型性や本来の機械特性を考慮して選択される。
【００４０】
離型性が良好な中間転写媒体用ポリマーとしては、シリコーン系の樹脂やエラストマー、ポリオレフィン系の材料、フッ素系の樹脂やエラストマー等が知られている。
シリコーン系の樹脂やエラストマーは、例えば、特開平５−４６０３５号公報、特開平８−３０１１７号公報、特開平９−２６９６７６号公報、特開平１０−２０５３８号公報、特開平１１−２３１６７８号公報等に開示がある。
ポリオレフィン系の材料は、例えば、特開平５−３１１０１６号公報、特開平７−２４９１２号公報等に開示がある。
フッ素系の樹脂やエラストマーは、例えば、特開平５−４０４１７号公報、特開平６−２３４９０３号公報、特開平７−９２８２５号公報、特開平８−２６７６０５号公報、特開平１０−１６６５０８号公報等に開示がある。
【００４１】
機械特性に優れる中間転写媒体用ポリマーとしては、ポリカーボネート系材料、ポリエステル系材料、ポリウレタン系材料、ポリイミド系材料、ポリイミド中にフッ素樹脂系微粒子やフッ素系有機化合物を分散した材料等が知られている。
ポリカーボネート系材料は、例えば、特開平６−９３１７５号公報、特開平６−１４９０８１号公報、特開平６−１４９０８３号公報、特開平１０−１０８８０号公報、特開平１３−３１８４９号公報等に開示がある。
ポリエステル系材料は、例えば、特開平１３−１３８０１号公報、特開平１３−１８２８４号公報等に開示がある。
ポリウレタン系材料は、例えば、特開平１０−３１９７２７号公報、特開平１１−３０９１５号公報等に開示がある。
ポリイミド系材料は、例えば、特開平７−１５６２８７号公報、特開平８−１７６３１９号公報、特開平１１−２４４２７号公報、特開平１１−１７０３８９号公報、特開平１２−１７２０８５号公報等に開示がある。
ポリイミド中にフッ素樹脂系微粒子やフッ素系有機化合物を分散した材料は、例えば、特開平１１−１５６９７１号公報、特開平１１−１１９５６０号公報、特開平７−１５６２８７号公報等に開示がある。
【００４２】
上記に挙げた樹脂はいずれも本発明において使用することができるが、実際に使用される状況でのさまざまな物理的、化学的ハザード条件を考えると、本発明者らの知見によれば、中間転写媒体用ポリマーとしては、上記の中ではポリイミド系樹脂が最も好適に利用できる。
【００４３】
ポリイミド系樹脂が、耐熱性、機械特性、耐薬品性、耐放射線性などに優れた樹脂であることから、フィルム、シート等の各種成形材料、電線用エナメル等の塗料、電子材料、フレキシブルプリント基板、耐熱性基板、半導体封止材料、接着剤、有機質無機質複合材などの用途に広範に用いられていることは、当該分野の技術者、研究者等に周知の事実である。
【００４４】
このポリイミド系樹脂に絶縁性微粒子を添加することで物性向上等の目的を図ることが試みられ、例えば、耐熱性を向上させ熱膨張率を低減させることが特開昭６３−１７２７４１号公報に開示され、また、滑り性や走行耐久性を向上させることが特開平６−１４５３７８号公報、特開平１１−１０９７６１公報に開示されている。また、ポリイミド系樹脂中にカーボンブラックを分散させたものは、遮光性や導電性が得られるため、遮光性を利用して液晶表示装置のカラーフィルターのブラックマトリクスとして、導電性を利用した導電性塗料として、面状発熱体として、電磁波吸収シートとして用いられている。
【００４５】
これらの事例は、とりわけフィルム状、シート状の部材として用いる場合、ポリイミド系樹脂が卓越した性能と利用勝手の高さを備えたエンジニアリングプラスチックであることを物語っているが、本発明においてもその利点が好適に生かしえる。
【００４６】
ここでのポリイミドとは、一般的には芳香族多価カルボン酸無水物或いはその誘導体と芳香族ジアミンとの縮合反応によって得られるものである。しかし、その剛直な主鎖構造により不溶、不融の性質を持つため、酸無水物と芳香族ジアミンからまず有機溶媒に可溶なポリアミック酸（又はポリアミド酸〜ポリイミド前駆体）を合成し、この段階で様々な方法で成型加工が行われ、その後加熱若しくは化学的な方法で脱水環化（イミド化）することでポリイミドが得られる（化学式１参照）。
【００４７】
【化１】
0005102058.tif 000002
（式中、Ａｒ１は少なくとも１つの炭素６員環を含む４価の芳香族残基を示し、Ａｒ２は少なくとも１つの炭素６員環を含む２価の芳香族残基を示す。）
【００４８】
芳香族多価カルボン酸無水物の具体的に挙げる。
例えば、エチレンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，２−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、１，１−ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）エタン二無水物、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン二無水物、２，２−ビス（３，４−ジカルボキシルフェニル）−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−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、１，２，３，４−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、１，２，７，８−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。これらは単独あるいは２種以上混合して用いられる。
【００４９】
混合して使用できる芳香族ジアミンの具体例を挙げる。
例えば、ｍ−フェニレンジアミン、ｏ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−アミノベンジルアミン、ｐ−アミノベンジルアミン、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、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ビス（３−アミノフェニル）スルフィド、（３−アミノフェニル）（４−アミノフェニル）スルフィド、ビス（４−アミノフェニル）スルフィド、ビス（３−アミノフェニル）スルフィド、（３−アミノフェニル）（４−アミノフェニル）スルホキシド、ビス（３−アミノフェニル）スルホン、（３−アミノフェニル）（４−アミノフェニル）スルホン、ビス（４−アミノフェニル）スルホン、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、３，４’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノベンゾフェノン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、３，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）フェニル〕メタン、ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕メタン、１，１−ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）フェニル〕エタン、１，１−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕−エタン、１，２−ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）フェニル〕エタン、１，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕エタン、２，２−ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン、２，２−ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）フェニル〕ブタン、２，２−ビス〔３−（３−アミノフェノキシ）フェニル〕−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロプロパン、１，３−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（３−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、４，４’−ビス（３−アミノフェノキシ）ビフェニル、４，４’−ビス（４−アミノフェノキシ）ビフェニル、ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）フェニル〕ケトン、ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕ケトン、ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）フェニル〕スルフィド、ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕スルフィド、ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）フェニル〕スルホキシド、ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕スルホキシド、ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）フェニル〕スルホン、ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕スルホン、ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）フェニル〕エーテル、ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕エーテル、１，４−ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）ベンゾイル〕ベンゼン、１，３−ビス〔４−（３−アミノフェノキシ）ベンゾイル〕ベンゼン、４，４’−ビス〔３−（４−アミノフェノキシ）ベンゾイル〕ジフェニルエーテル、４，４’−ビス〔３−（３−アミノフェノキシ）ベンゾイル〕ジフェニルエーテル、４，４’−ビス〔４−（４−アミノ−α，α−ジメチルベンジル）フェノキシ〕ベ��ゾフェノン、４，４’−ビス〔４−（４−アミノ−α，α−ジメチルベンジル）フェノキシ〕ジフェニルスルホン、ビス〔４−｛４−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ｝フェニル〕スルホン、１，４−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェノキシ〕−α，α−ジメチルベンジル〕ベンゼン、１，３−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）−α，α−ジメチルベンジル〕ベンゼン等が挙げられる。これらは単独または２種以上を混合して使用される。
【００５０】
これらの芳香族多価カルボン酸無水物成分とジアミン成分を略等モル有機極性溶媒中で重合反応させることによりポリイミド前駆体（ポリアミック酸）を得ることが出来る。
【００５１】
ポリアミック酸の製造方法について具体的に説明する。
ポリアミック酸の重合反応に使用される有機極性溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミドなどのホルムアミド系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミドなどのアセトアミド系溶媒、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドンなどのピロリドン系溶媒、フェノール、ｏ−，ｍ−またはｐ−クレゾール、キシレノール、ハロゲン化フェノール、カテコールなどのフェノール系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン等のエーテル系溶媒、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール系溶媒、ブチルセロソルブ等のセロソルブ系あるいはヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラクトンなどをあげることができ、これらを単独或いは混合溶媒として用いるのが望ましい。溶媒は、ポリアミック酸を溶解するものであれば特に限定されないが、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが特に好ましい。
【００５２】
まず、アルゴン、窒素などの不活性ガス雰囲気下において、１種あるいは複数種のジアミンを上記の有機溶媒に溶解、あるいはスラリー状に拡散させる。この溶液に、前記した少なくとも１種以上の芳香族多価カルボン酸無水物或いはその誘導体を、固体の状態または有機溶媒溶液の状態あるいはスラリー状態で添加すると、発熱を伴って開環重付加反応が起こり、急速に重合溶液の粘度の増大が見られ、高分子量のポリアミック酸溶液を得る。この時の反応温度は、−２０℃から１００℃、望ましくは、６０℃以下である。反応時間は、３０分から１２時間である。
【００５３】
また、この反応において、上記添加手順とは逆に、まず芳香族多価カルボン酸無水物或いはその誘導体を有機溶媒に溶解または拡散させ、この溶液中に前記ジアミンの固体もしくは有機溶媒による溶液もしくはスラリーを添加させてもよい。また、同時に反応させてもよく、酸二無水物成分、ジアミン成分の混合順序は限定されない。
【００５４】
上記芳香族多価カルボン酸無水物或いはその誘導体と、芳香族ジアミン成分をほぼ等モル計量し、前記有機極性溶媒中に溶解する。本発明において、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンの添加順序は限定されない。同時に添加してもよい。また、それぞれを溶解した有機極性溶媒を混合してもよい。
【００５５】
本発明に係るポリアミック酸組成物は、上記のようにして、芳香族多価カルボン酸無水物或いはその誘導体と芳香族ジアミン成分とをおよそ等モル、有機極性溶媒中で重合反応により、ポリアミック酸組成物が有機極性溶媒中に均一に溶解しているポリアミック酸溶液が得られる。
【００５６】
これらのポリアミック酸組成物は上記のように容易に合成することが可能であるが、簡便には有機溶媒にポリアミック酸組成物が溶解されているポリイミドワニスとして上市されているものを入手することが可能である。
それらは例えば、トレニース（東レ社製）、Ｕ−ワニス（宇部興産社製）、リカコート（新日本理化社製）、オプトマー（ＪＳＲ社製）、ＳＥ８１２（日産化学社製）、ＣＲＣ８０００（住友ベークライト社製）等を代表的に挙げることが出来る。
【００５７】
ポリアミック酸組成物には各種の特性を改善するために必要に応じて種々の添加剤を添加することが出来る。種々の添加剤の具体的な例を挙げる。
【００５８】
表面平坦性とレベリング性を向上させる目的で各種表面張力調節剤を添加することができる。これらの添加剤は一般的にはレベリング剤、消泡剤、塗膜欠陥改良剤として知られているものである。これらの中で特に好ましい添加剤はシリコ−ン系添加剤である。また、非シリコ−ン系添加剤でも、例えばグリセリン高級脂肪酸エステル類、高級アルコ−ルホウ酸エステル類、含フッ素界面活性剤等が好適に用いられる。これらの添加量は０．００１〜１％（対組成物重量）である。
【００５９】
補強剤として、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、芳香族ポリアミド繊維、炭化ケイ素繊維、チタン酸カリウム繊維、ガラスビーズを一種以上添加することもできる。更に、滑り性を改良する目的で、固体潤滑剤、例えば二硫化モリブデン、グラファイド、窒化ホウ素、一酸化鉛、鉛粉などを一種以上添加することができる．
【００６０】
また、本発明の目的をそこなわない範囲で、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、着色剤などの通常の添加剤を一種以上添加することができる。
【００６１】
本発明のポリイミドの電気抵抗値を調節するための抵抗制御剤のうち、電子電導性抵抗制御剤としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、或いは銅、スズ、アルミニウム、インジウム等の金属、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、アンチモンをドープした酸化スズ、スズをドープした酸化インジウム等の金属酸化物微粉末などがあげられる。また、イオン電導性抵抗制御剤としては、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルサルフェート、グルセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪アルコールエステル、アルキルベタイン、過塩素酸リチウムなどがあげられる。しかし、本発明はこれらの例示化合物に限定されるものでない。
【００６２】
ポリイミドに対してはこれらの抵抗制御剤のうち、カーボンブラックを好ましく用いることが出来る。しかし、カーボンブラックはその粒子間の凝集力が高く、他の樹脂や溶剤との親和力がそれに比べて弱いため、均一に混合または分散することがきわめて困難なことも事実であった。そこで、この問題を解決するために、カーボンブラック表面を各種の界面活性剤や樹脂で被覆して、固体もしくは液体の基剤との親和性を高めることにより、カーボンブラックを均一に混合または分散する技術が数多く検討されている。
【００６３】
カーボンブラックの分散性を向上させる方法として、カップリング剤でカーボンブラックを処理する方法などが検討されている（特開昭６３−１７５８６９公報、特開昭６３−１５８５６６公報、英国特許第１５８３５６４号明細書、英国特許第１５８３４１１号明細書等）。これらは処理後のカーボンブラックの重合性単量体への分散がまだ不完全であり、コストが高いという問題があった。また、カーボンブラックの存在下に単量体成分を使用する方法も提案されている（特開昭６４−６９６５公報、西独特許第３１０２８２３号明細書等）。この方法ではグラフト効率が悪いため、グラフト化後のカーボンブラックの重合性単量体への分散は不十分であった。また、カーボンブラックの表面官能基を利用して、高分子反応により有機化合物と反応させることでカーボンブラックを処理する方法なども検討されている（特開平１−２８４５６４公報、特開平５−２４１３７８公報等）。
【００６４】
本発明で使用できる有機化合物としては、酢酸ビニルや、スチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−エチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−ブロモスチレン、ｐ−クロロスチレン、ｐ−スチレンスルフォン酸ナトリウム等のスチレン系化合物、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、アクリル酸グリシジル等のアクリル酸エステル化合物、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸２−エチルヘキシル等のメタクリル酸エステル化合物、アクリロニトリル、アクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド、Ｎ−ピペリルアクリルアミド等のＮ−置換アクリルアミド系化合物、ジビニルベンゼン、メチレンビスアクリルアミド、１，３−ブタンジオールジメタクリレート等の架橋性単量体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００６５】
このようにして得られたポリアミック酸は、（ｉ）加熱する方法、または（ｉｉ）化学的方法によってイミド化することが出来る。（ｉ）は２００〜３５０℃に加熱することによってポリイミドに転化する方法で、簡便且つ実用的にポリイミド樹脂を得ることが出来るが、（ｉｉ）はポリアミック酸をカルボン酸無水物と第３アミンの混合物などの脱水環化試薬と処理反応後、加熱して完全にイミド化する方法で、（ｉ）に比べると煩雑でコストがかかる方法であるため、（ｉ）の方法が多く用いられている。
【００６６】
加熱によりイミド化を完結させるためには、本質的に用いるポリイミドのガラス転移温度以上に加熱しなければそのポリイミドの本来的な性能を発揮することが出来ない。イミド化の程度を評価するには通常イミド化率を測定すればよい。
【００６７】
イミド化率の測定方法は種々知られており、９〜１１ｐｐｍ付近のアミド基に帰属される1Ｈと６〜９ｐｐｍ付近の芳香環に帰属される1Ｈとの積分比から算出する核磁気共鳴分光法（ＮＭＲ法）、フ−リエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ法）、イミド閉環に伴う水分を定量する方法、カルボン酸中和滴定法があるが、最も一般的にはフ−リエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ法）が用いられる。
【００６８】
フ−リエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ法）ではイミド化率を次のように定義することが出来る。
イミド化率＝（焼成段階でのイミド基のモル数）／（１００％理論的にイミド化された場合のイミド基のモル数）×１００
【００６９】
これは、ＩＲのイミド基の、特性吸収の吸光度比から求めることが出来る。代表的なものを挙げると、
（１）イミドの特性吸収の１つである７２５ｃｍ−１（イミド環Ｃ＝Ｏ基の変角振動帯）とベンゼン環の特性吸収１，０１５ｃｍ−１との吸光度比
（２）イミドの特性吸収の１つである１，３８０ｃｍ−１（イミド環Ｃ−Ｎ基の変角振動帯）とベンゼン環の特性吸収１，５００ｃｍ−１との吸光度比
（３）イミドの特性吸収の１つである１，７２０ｃｍ−１（イミド環Ｃ＝Ｏ基の変角振動帯）とベンゼン環の特性吸収１，５００ｃｍ−１との吸光度比
（４）イミドの特性吸収の１つである１，７２０ｃｍ−１とアミド基の特性吸収１，６７０ｃｍ−１（アミド基Ｎ−Ｈ変角振動とＣ−Ｎ伸縮振動の間の相互作用）との吸光度比
等を用いてイミド化率を評価することが出来る。
また、３０００〜３３００ｃｍ−１にかけてのアミド基由来の多重吸収帯が消失していることを確認すれば更にイミド化完結の信頼性は高まる。
【００７０】
本発明の中間転写媒体に最も好適に使用できる抵抗制御剤のカーボンブラックについて説明する。
【００７１】
カーボンブラックは、各種の炭化水素または炭素を含む化合物を不完全燃焼して得られる微細な球状粒子の集合体と定義され、化学組成が炭素９８％以上の、限りなく純粋に近い炭素材料の総称である。種類は、製法で分類する方法が一般的で、原料炭化水素の熱分解か、不完全燃焼か何れかに大別され、更に原料の種類により細分化される。コンタクト法は、炎を鉄や石などに接触させる製造法であり、チャンネル法やその改良法であるガスブラック法（ローラー法）等が含まれる。チャンネルブラックは、コンタクト法の代表的な製品で、チャンネル鋼の底面に炎を接触させて採取するものである。
【００７２】
ファーネス法は、燃料の空気による燃焼熱によって、原料炭化水素を連続的に熱分解させてカーボンブラックを生成させる方法で、ガスファーネス法とオイルファーネス法に分類される。サーマル法は、原料の炭素源として天然ガスを利用し燃焼と熱分解を周期的に繰り返す特殊な製造法で、その特徴は大粒子径を有するカーボンブラックが得られることにある。
【００７３】
アセチレンブラックもアセチレンを原料とする一種のサーマル法であるが、アセチレンの熱分解は他の原料が吸熱反応であるのに対し発熱反応であるため、サーマル法における燃焼サイクルを省略することが可能となり、連続運転が出来る。アセチレンブラックの特徴は、通常のカーボンブラックに比較して結晶性が発達し、かつ、ストラクチャーが高いことにあるため導電性にすぐれ、乾電池用並びに各種ゴム、プラスチックの導電性付与剤として使用されている。
【００７４】
カーボンブラックの基本的な特性を説明する。
【００７５】
〈Ｉ〉カーボンの基本的特性
カーボンブラックをゴムや樹脂、塗料やインキのビヒクルに配合、分散させ補強性や黒色度、導電性などの機能を付与する際重要な因子は、粒子径とストラクチャー、それに粒子表面の物理化学的性質であり、これを通常カーボンブラックの三大特性と呼んでおり、これらの組み合わせで種々のカーボンブラックが製造されている。
【００７６】
（カーボンブラックの３大基本特性）
（１）粒子径：粒子径と表面積
（２）ストラクチャー：ＤＢＰ給油量（ｍｌ／１００ｇ）とストラクチャー指数
（３）表面の化学的特性：揮発分（％）とｐＨ
【００７７】
〈ＩＩ〉カーボンブラックの物理的特性
（１）粒子の構造
カーボンブラックの最小単位は炭素六員環が３０〜４０個結合したもので、この網平面が３〜５層Ｖａｎ
ｄｅｒ Ｗａａｌｓ力でほぼ等間隔（３．５〜３．９Å）に積み重なった結晶子は粒子表面付近で同心円状にしかも緻密に配列しているが、その配列は内部に行く程不規則となっている。このような特徴は微細な粒子ほど顕著で、粒子の大きいサーマルブラックはほとんど中心部まで規則的な配向状態にある。この結晶子が１０００〜２０００個集合して１個の１次粒子を形成し、更にこの粒子が化学的，物理的に結合したものをストラクチャーと呼んでいる。
【００７８】
（２）粒子径とその分布
カーボンブラックの粒子はいわば串に刺した団子のように粒子同志が融着した状態で存在し、個々の球状粒子は団子と団子の山と谷を特徴付けているにすぎないが、これを単一粒子と見なした粒子径は各種用途における性能、例えば補強性や黒色度などと密接に関係している。
【００７９】
（３）凝集体とその分布
カーボンブラック粒子は串に刺した団子或いはぶどうに形容される凝集体を形成しており、これをストラクチャーとよんでいる。この凝集の発達度合いにより、ハイ（高）、ノーマル（中）、ロー（低）ストラクチャーに分類され、ゴムに配合した場合の引っ張り応力や押し出し特性、インキや塗料のビヒクル並びに樹脂に配合した場合の分散性や黒色度、粘度、導電性などに多大な影響を与える重要な因子である。ストラクチャーは、１４００℃以上の製造炉内で複雑な化学反応を経て生成した縮合多環芳香族炭化水素が微細液滴に凝縮し、核となる前駆体を形成すると共に、相互の衝突を経て融着固化し生成したと考えられている。ストラクチャーの制御は炉の形状や炉内の動熱力学条件の選択でも可能であるが、例えばアルカリ金属塩を微量添加する手法が有力である。
【００８０】
ストラクチャーは給油量、圧縮空隙率、かさ密度、電子顕微鏡画像の形態解析などにより測定されるが、最も一般的に採用されている給油量は粒子相互の絡み合いの大きい、すなわちハイストラクチャーカーボンブラックほど多量の油を吸収するという現象を応用したもので、かつてはアマニ油を用いての手練り法で求めていたが、現在では、同原理を機械化したＤＢＰ（Ｄｉｂｕｔｙｌ  Ｐｈｔａｌａｔｅ）アブソープトメータによる測定が主流である。
【００８１】
（４）比表面積と非多孔比表面積
カーボンブラックの比表面積は単一粒子の大きさによってほぼ定まる。他の固体と同様その表面において他の物質との相互作用をもつため極めて重要な特性の一つである。カーボンブラックの表面には一般に細孔（ｐｏｒｅ）が存在し、また粒子間の融着部には微細空隙が存在すると考えられており、比表面積を測定する場合その測定原理によって、得られる値が細孔中の表面積を含むものか否かを明確に区別する必要がある。細孔中の表面積を含むものを全比表面積といい、細孔中の表面積を除外したものを非多孔比表面積という。一般に、比表面積はＢＥＴの式を用いた低温窒素吸着法やよう素吸着法などで測定し、また、非多孔比表面積はＣＴＡＢ吸着法や電子顕微鏡、“ｔ”法等が用いられている。
【００８２】
〈ＩＩＩ〉カーボンブラックの化学的特性
（１）元素組成と不純物
カーボンブラックにも酸素や水素、硫黄、灰分などが含まれている。水素は原料炭化水素の炭化過程における脱水素反応残留物として、また硫黄は原料油や燃料油から、更に灰分は、原料油や冷却用の水などに起因したものである。一方、酸素はカーボンブラック粒子形成後空気の接触により結合する塩基性酸化物と、二酸化窒素やオゾン、硝酸などとの反応により二次的に生成する酸性酸化物とがあるが、いずれも粒子表面に存在するものと考えられる。硫黄は化学的に結合しているものと遊離しているもの両方の形態で存在し、遊離硫黄は溶剤や硫化アルカリ水溶液によって抽出可能であるが、結合硫黄は１０００℃の高温下でも完全に脱離しないといわれている。灰分の組成はナトリウム、マグネシウムの塩化物と硫酸塩、カルシウム炭酸塩、鉄の酸化物、シリカなどであり、その化合物はチャンネルブラックよりファーネスブラックの方が多い傾向にある。
【００８３】
（２）表面官能基
カーボンブラックの化学反応性の大部分は表面の酸化物や活性水素などとして知られている化学的官能基に由来している。酸性酸化物の官能基としては一般にカルボキシル基、水酸基、キノン基、ラクトン基であるといわれ、これらは揮発分組成や揮発分量、ｐＨなどで代表することが多い。
【００８４】
本発明のカーボンブラック分散液に用いるカーボンブラックは、上述の、何れの種類のものも使用することが出来る。
【００８５】
カーボンブラックの表面処理方法について説明する。
カーボンブラックの粒子表面は縮合芳香族環があり下記に示す各種表面処理が可能である。
【００８６】
（１）表面酸化処理
カーボンブラックを酸化剤で処理すると、粒子表面の縮合芳香族環へカルボキシル基やフェノール性水酸基が導入される。更に、カーボンブラック表面の縮合芳香族環は、次の様々な試薬と反応し、粒子表面への多彩な官能基の導入が可能となっている。
Φ-H+HNO3  →  Φ-COOH  anｄΦ-OH
Φ-H+H2O2  →  Φ-OH
Φ-H+HNO3/H3SO4  →  Φ-NO2(reduction) →  Φ-NH2
Φ-H+CH2O/OH-  →  Φ-CH2OH
Φ-H+R-Cl/AlCl3  →  Φ-R
Φ-H+HOOC-R-N＝N-R-COOH  →  Φ-R-COOH
Φ-H+X-Φ-COOCOO-Φ-X  →  Φ-OCO-Φ-X
Φ-H+BuLi/TMEDA  →  Φ-Li
Φ-H+NaNH2  →  Φ-Na
【００８７】
（２）界面活性剤分散
カーボンブラックは通常のアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等により分散することが出来る。
好ましい界面活性剤としては、界面ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ジアルキルスルホ琥珀酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体、アセチレングリコール系界面活性剤が挙げられる。
【００８８】
（３）高分子（樹脂）分散
カーボンブラックは高分子分散剤の立体障害反発による分散が可能である。
高分子分散剤としては、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、ポリ（Ｎ，Ｎ’−ジエチルアクリルアジド）、ポリ（Ｎ−ビニルホルムアミド）、ポリ（Ｎ−ビニルアセトアミド）、ポリ（Ｎ−ビニルフタルアミド）、ポリ（Ｎ−ビニルコハク酸アミド）、ポリ（Ｎ−ビニル尿素）、ポリ（Ｎ−ビニルピぺリドン）、ポリ（Ｎ−ビニルカプロラクタム）、ポリ（Ｎ−ビニルオキサゾリン）等が挙げられ、単独又は複数の高分子分散剤を添加することができる。また、この他に本発明の目的の範囲内で、高分子材料、界面活性剤、無機塩害の分散安定化剤を用いることもできる。
【００８９】
（４）カプセル化処理
カーボンブラックが樹脂により被覆され溶剤中に分散されているもの、または、樹脂にカーボンブラックが含浸されたもの、すなわち、表層もしくは内部、あるいは全体にカーボンブラックが存在するもの。その特徴は、分散安定性、表面濡れ性、レオロジー特性、電気特性などの特性を改良することが出来る。特に、分散安定性では、グラフト鎖の良溶媒中への分散性（分散媒中への易分散性と分散後の安定性）が著しく向上し、また、電気特性では、カーボンブラック粒子がポリマーマトリックス中へ容易に、しかも均一に分散するので、広い面積にわたって一定の抵抗値が得られるという特徴がある。
【００９０】
（５）グラフト化処理
カーボンブラックのグラフト化処理は、グラフト機構に基づいて次の様に分類できる。
（ａ）カーボンブラック表面へのグラフト重合
カーボンブラックの存在下で、重合開始剤を用いてビニルモノマーの重合を行い、系内で生成する生長ポリマー鎖を粒子表面で補足する方法。
（ｂ）カーボンブラック表面からのグラフト重合
カーボンブラック表面へ導入した重合開始基からグラフト鎖を生長させる方法。
（ｃ）カーボンブラック表面とポリマーとのグラフト反応
カーボンブラック表面の官能基と反応性ポリマーとの反応による方法。
【００９１】
このうち、ａの方法は最も簡単に行なうことができるが、非グラフトポリマーの生成が優勢に起こるため、グラフト率の大きなものを得ることができない。これに対して、ｂの方法では、カーボンブラック表面からポリマー（グラフト鎖）が外へ向かって生長するので、グラフト率の大きなものが得られるという特徴がある。更に、ｃの方法によると、グラフト鎖の分子量や数を制御できるという大きな特徴があり、グラフト率も比較的大きなものが得られる。
【００９２】
（６）気相酸化法
オゾン処理やプラズマ処理によるカーボンブラック表面の酸化処理方法であり、カーボンブラックにプラズマ照射することでプラズマの高エネルギーによってカーボンブラック表面に水酸基やカルボキシル基を付けることが出来る。
【００９３】
カーボンブラックの表面処理方法としては、上記（３）の方法が最も簡便に表面処理が可能であり、本発明者らの検討によれば、シリコーン変成ポリイミドによって表面を処理したカーボンブラック及び分散媒により所望の粒度分布や粒径が得られやすい。
【００９４】
代表的なカーボンブラックの分散及び成膜液製造工程を次に示す。
工程Ａ：  顔料+ビヒクル+溶剤→前混合（１）→主分散（練合分散）（２）→カーボンブラック分散液
工程Ｂ；  カーボンブラック分散液＋希釈調整（３）→成膜液
【００９５】
ａ．前混合工程（プレミキシング）
次工程の主分散機にかけるための最適混合組成、最適流動状態のペーストを製造する工程で、カーボンブラックの粒子集合体にビヒクルを浸透させ完全に表面を濡らすことと、粗大粒子集合体を破砕することにある。
【００９６】
ｂ．主分散工程（グラインディングディスパージョン）
ビヒクルで濡れた粒子集合体を衝撃又はせん断エネルギーによって成膜液に要求される粒度まで分散させる工程、カーボンブラックを凝集体（アグリゲート）に近い状態になるまで分散させて、カーボンブラック表面にビヒクル中の樹脂成分を吸着させることにある。
【００９７】
ｃ．希釈調整工程（レットダウン）
高顔料濃度のペーストに必要量の樹脂、溶剤、添加剤を加えて目的とする粘度、組成になるまで希釈調整する工程、顔料濃度の高いペーストに種々の樹脂溶液、溶剤が添加されるので、添加速度、順序、温度並びに攪拌条件等の調節で顔料が再凝集を起こさないように希釈される。
【００９８】
＜分散装置＞
分散系の粘度、溶剤の蒸発性、生産方式或いは最終分散粒子径等の理由から各種の分散機が用いられている。
主なものとしては、つぎのａ〜ｄが挙げられる。
ａ．ニーディング型：ニーダー、プラネタリーミキサー等：原料の粘度が大きいほど大きなせん断応力が発生するので硬いペーストの練りに広く利用されている。
ｂ．圧縮せん断型：３本ロールミル、２本ロールミル：ローラーの間隙に圧力をかけながら大きなせん断応力を加える分散機で、高粘度（１０００Ｐａ・ｓ位まで可能）で接着力の大きいものに適用されている。
ｃ．攪拌混合型：コロイドミル、Ｋａｄｙ  Ｍｉｌｌ等：高い周速度（３００〜１２００ｍ／ｍｉｎ）で回転するインペラーが高いせん断速度を与える。
ｄ.
摩砕せん断型：ビーズミル、ボールミル等：ボールやビーズの衝撃とせん断応力によって分散を行なう分散機で、ボールミルで１０２〜１０３Ｐａ、ビーズミルで１０４〜１０５Ｐａ程度のせん断応力が加えられる。ビーズミル、ボールミルともに揮発性低粘度体（数Ｐａ・ｓ位まで可能）の分散に使用される。
【００９９】
本発明では摩砕せん断型の分散装置が好適に用いられ、分散時間が１０時間以上８０時間以下であることが好ましい。分散時間が１０時間未満だと粗大粒子集合体が十分に破砕せずに残存し、８０時間を超えると過分散状態に陥り、何れも我々が所望する十分な粒度分布と粒径が得られない。
【０１００】
なお，一般的にカーボンブラックの一次粒子径は１０ｎｍ〜１μｍであるが、分散液や樹脂中に混入する場合、カーボンブラックの分散時に凝集を発生することがある。本発明では、半導電性ベルトとしてポリイミド樹脂中に分散されているカーボンブラックの粒子径が１０〜３００ｎｍであることが好ましい。３００ｎｍを超えると半導電性ベルトの製造工程中に表面層に存在する粒子径の大きなカーボンブラックがベルト表面の突起となり、表面精度の悪化や抵抗の不均一化、さらには半導電性ベルトの電気的負荷による抵抗の低下を引き起こす原因となることがある。また、１０ｎｍ未満だと所望の抵抗値を得るには添加量が過大で中間転写体の機械特性が低下してしまう。
【０１０１】
本発明に関わる中間転写媒体の材料の構成についてあらためてまとめれば、本発明での中間転写媒体は、ポリマーに導電性粒子を分散してなる構成であり、前記ポリマーは、機械的特性とハザードに対する安定性、さらにエンジニアリングプラスチックとしての種々の実績に裏付けられた信頼性から、ポリイミド系樹脂がもっとも好適に用いられ、また導電性粒子は、安定性や低価格に加えて、上記に説明した如く、基本特性とその制御、修飾等に関して、公知技術を含めきわめて多くの知見が得られているとの理由から、カーボンがもっとも好適に用いられる。
【０１０２】
中間転写媒体の体積抵抗は１０８〜１０１２Ω・ｃｍの範囲が最も好適である。体積抵抗が高すぎると、複数の色の転写に際して、色のパタンごとに異なる電荷の残留が起こり、色のむらが生じやすくなる。また低すぎる場合は、転写時に局部的な電荷のリークに起因する白抜けが発生しやすくなり好ましくない。この範囲の体積抵抗を得るためのカーボンブラックの添加量は、ポリイミド樹脂固形分に対し１３〜５０重量％程度が好ましく、１５〜３５重量％がより好ましい。１３重量％より少ないと、前記抵抗領域を発現するためには高導電性カーボンブラックを用いる必要があり、このような高導電性カーボンブラックを低添加量で加えると、安定した抵抗を再現よく製造するのが困難となる場合がある。一方、５０重量％より多いと、ポリイミド樹脂本来の高い機械特性が損なわれ、脆性が発現し、ベルトを複数の駆動ローラー等により駆動する際にベルト端面に亀裂を生じることがある。
【０１０３】
次いで、シームレスベルトを製造する方法について説明する。
【０１０４】
ポリイミド前駆体を含む塗工液を用いてシームレスベルトを製造する場合、概略次の工程を基本工程として達成できる。すなわち、（１）当該塗工液を支持体（成形用の型）に塗布・流延する工程、（２）支持体に塗布・流延された塗膜中の溶媒を加熱により除去する工程、（３）昇温加熱して塗膜中に含まれる前駆体のイミド化を促進する工程、（４）形成された薄膜を支持体から離型し、シームレスベルトとする工程、により製造することができる．
【０１０５】
ここでは、まず、ポリイミドベルトの最も代表的な製造方法の一つである遠心成形を例に説明する。以下の説明は、一例であり条件などはこれに限定されるものではない。
【０１０６】
図３に遠心成型工法の代表例を示した。
遠心成型は円筒状の回転体から構成されるものであり、この円筒状の回転体をゆっくりと回転させながら塗工液を円筒の内面全体に均一になるように、例えばディスペンサーなどの塗布装置によって塗布・流延（塗膜を形成）する。その後、回転速度を所定速度まで上げ、所定速度に達したら一定速度に維持し、回転体内部の塗膜が均一な膜厚になるまで所望の時間回転を継続する。そして、回転させつつ図示しない加熱手段によって徐々に昇温させながら、約８０〜１５０℃の温度で塗膜中の溶媒を蒸発させていく。この過程では、雰囲気の蒸気（揮発した溶媒等）を効率よく循環して取り除くことが好ましい。自己支持性のある膜が得られたところで、次にこれを高温処理の可能な加熱炉（焼成炉）に移し、段階的に昇温しつつ、最終的に２５０℃〜４５０℃程度の高温加熱処理（焼成）し、十分にポリイミド前駆体またはポリアミドイミド前駆体のイミド化またはポリアミドイミド化を行なう。イミド化等が完了後、徐冷して薄膜を型から剥離する。このようにしてシームレスベルトが形成される。（一型工法）
【０１０７】
他に高温処理する前に自己支持性の膜を回転体からはずし、他の円筒型の外側に装着してから上記と同様の処理をする工法（二型工法）もあるが、工法の簡素化、型が少ないという理由から一型工法が好ましいが、回転体内部には、剥離しやすいように、予め離型剤または離型層を形成しておくことが必要である。本成型方法により、押し出し成形などでは困難である比較的薄い膜厚のものも作製が可能となる。
【０１０８】
遠心成型の場合、金型が高速回転するため、ポリイミドの配向度が上がり、周方向と軸方向の物性が異なる傾向があるという欠点がある。この欠点を解消したポリイミド製シームレスエンドレスベルトの製造方法としてロールコート工法が挙げられる。
【０１０９】
図４に基づいてロールコート工法について説明する。
予め十分に脱泡されたポリアミック酸塗料を塗料パンに流し込む。金属ローラの下部を塗料中に浸漬し、例えば４０ｍｍ／ｓｅｃの非常にゆっくりとした速度で金属ローラ表面に塗料を付着させつつ上方に汲み上げていく。その後、金属ローラ上部に設置され、金属ローラと任意の隙間を調整することが出来る偏芯ローラにより、金属ローラ上の塗料厚が調整される。次に金属ローラとの隙間を例えば０．４ｍｍに調整され、金属ローラとは逆方向に回転するワーク（金型）上に金型ローラから塗料が転移し、金型上に所定膜厚の塗料が付着される。
【０１１０】
この後の工程は前述した遠心成型工法と同様に、支持体に塗布・流延された塗膜中の溶媒を加熱により除去する工程（２）、昇温加熱して塗膜中に含まれる前駆体のイミド化を促進する工程（３）、形成された薄膜を支持体から離型し、シームレスベルトとする工程（４）により製造することができる。
【０１１１】
また、厚膜ベルトや複層ベルトを製造する場合、工程（２）の後塗工装置に戻し、更に塗料を塗布することで任意の膜厚や層構成を有するベルトを製造することが出来る。
【０１１２】
ロールコート工法は、遠心成型工法に比べて塗工時の金型回転速度が非常に緩やかなため、ポリイミドの配向性が少なく、周方向と軸方向の物性差が生じにくく、周方向と軸方向の吸湿線膨張率の差をなくすことが出来る。吸湿線膨張率を測定することで、ベルトの走行性や端部ソリを評価することが出来る。
【０１１３】
また、両工法に使用される金型の塗工液付着面は塗工液がはじいたりせずに均一に塗工可能な付着性と乾燥後にベルトが型から容易に脱型出来るための離型性という相反する特性が必要である。そのためには、金型の塗工液付着面を処理することも可能である。処理方法は、例えばフッ素樹脂粒子などを均一に分散したクロームメッキ処理などを一例として挙げることが出来る。また、シリコーン樹脂やフッ素樹脂などの高離型樹脂膜を設けることも可能である。
【０１１４】
これまで説明したロールコート工法と遠心成型工法のいずれにおいても、塗工液の塗布・流延の過程で、流量、塗布タイミング、温度、回転速度等のいずれかに不連続を持たせることで、膜厚方向に一定の組成密度の分布を与えることができ、かかる手段が、本発明において採用される。
【０１１５】
実施形態の説明の最後に、本発明の根幹の一つを成す、導電性ポリマーの評価法のＣｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ＳＰｏＭについて、本発明に則して説明する。ただし、その上位技術である走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ；Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｐｒｏｂｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）および原子間力顕微鏡（ＡＦＭ；Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）については、関係する学会、業界、研究者、技術者に知られた技術であり説明を省略する。ＳＰＭの総説は、例えば、森田清三編著：走査型プローブ顕微鏡  基礎と未来予測、丸善（２００３）に詳しい。ＳＰｏＭそのものについては、例えば、Ｖｅｅｃｏ社のアプリケーションノートＡＮ２７，１０／９９に原理と事例の解説がなされている。なお、前述したように、本技術は、トナーの内部構造の解析手段として発明者らが独自に開発したＣｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ＳＰｏＭ（ＳＰｏＭ；Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を、中間転写媒体に用いられる導電性ポリマーシートの測定・評価方法に応用展開した新規技術である。
【０１１６】
観察試料の作成方法を図５に示す。
３０１は中間転写媒体であって、これよりダイヤモンド・ミクロトームで厚さ１００から１０００ｎｍの切片３０２が、媒体の表・裏と垂直な面で切削される。切片の厚みは２００ｎｍが最も好適である。切片の長さは０．２〜２ｍｍの程度の範囲であればよい（幅は膜厚に相当する）。中間転写媒体では多くの場合、切削に際しての試料の樹脂による包埋は省略できるが、必要により包埋処理を採用してもよい。切り取った切片３０２は十分に平滑で実質的に導電性である材料の薄板３０３に貼着される。この薄板は金属でもよく、静電荷をリークする程度の抵抗ならば非金属でもよい。例えば、イーエムジャパン株式会社から販売されている超薄シリコンマウント０．５ｍｍ厚、５×５ｍｍが好適に使用できる。清浄なシリコンウエハー片でもよい。ここでは、測定の際に磁力固定する便宜から、さらに導電性のカーボンテープ３０４を介して、軟鉄のディスク３０５に貼りつけている。なお、ダイヤモンド・ミクロトームでの切削は通常ウエットな状態でなされるが、本測定においてもその条件は排除されない。切り出した薄片は基板に分子間力で接着剤なしに張り付けることができる。貼着後の試料は乾燥デシケータ中に８時間以上保存後に測定することが望ましい。
【０１１７】
貼着された薄片試料はＳＰＭにセットし、ステージを観察位置より外した状態で、観察に先立って静電的に非接触で正または負に帯電される。帯電にはコロトロン、スコロトロン等のいわゆる高圧帯電装置を使ってもよいが、ピエゾ素子を利用したＭｉｌｔｏｎ社のＺＥＲＯＳＴＡＴが好適に利用できる。ＺＥＲＯＳＴＡＴではトリガーを引いたときに正、リリースしたときに負のイオンが先端から放出される。試料の上部５〜２０ｃｍの距離からの放電が好ましい。帯電電位の若干の高低は、絶対値ではなく分布が意味を持つ本発明の技術にとって問題にはならない。電位データの解釈とそれから計測される抵抗の最適範囲については実施例の説明にて言及する。
【０１１８】
帯電後、試料の表面は、その電気物性の分布を反映した電位の分布を持つ。帯電直後、電位は急激な減衰をするが、測定する電位は、安定的に残留するか分極した電位であり、測定の数１０分では変動が無視できる。試料を観察位置に移動し、その電位分布が、ＳＰＭのアプリケーションのひとつである表面電位顕微鏡モードＳＰｏＭで観察される。このＣｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ＳＰｏＭの画像こそ、中間転写媒体内部の膜厚方向での導電性材料の分布を直接に反映したものであり、従来の技術ではまったく知ることのできない情報をもたらすものである。
【実施例】
【０１１９】
以下に実施例１〜４、比較例１〜３をあげて本発明を具体的に説明する。
【０１２０】
塗工液は共通で、シームレスベルトＡ、Ｂが実施例、シームレスベルトＣ〜Ｅが比較例である。なお、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、像担持体として感光体ドラムを用いて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、感光体ベルトなど全ての像担持体に適用可能である。また、本実施形態では、黒、イエロー、シアン、マゼンタ色別に専用の感光体ドラムを用いる、いわゆる４連タンデム型のフルカラー画像形成システム形態であるが、像担持体を一つのみ持ち、その像担持体で各色について画像を形成するいわゆるリボルバ方式でも適用は可能である。また、本実施形態では、一次転写手段として転写ローラを用いたが、回転型転写ブラシなどの回転型接触転写方式は勿論のこと、転写ブラシ、転写ブレード、転写プレートなどの接触転写方式を用いた画像形成装置であれば本発明を適用可能である。
【０１２１】
［塗工液の調製］
ビフェニル−３，４，３’，４’−テトラカルボン酸無水物と４，４’−ジアミノジフェニルエーテルとの各等モルをＮ−メチルピロリドン溶媒中で重合反応させ、ポリアミック酸溶液を得た。これに、予めビーズミルにてＮ−メチル−２−ピロリドン中に分散させたカーボンブラック（キャボット社製、ＢＰ−Ｌ）分散液を、カーボン含有率がポリアミック酸固形分の１６重量％になるように調合し、よく攪拌混合して塗工液を作製した。
【０１２２】
［実施例１：シームレスベルトＡの作製］
内径１００ｍｍ、長さ３００ｍｍの内面を鏡面仕上げした金属製円筒を型として用い、２５℃の雰囲気でこの円筒型を５０ｒｐｍ（回／分）で回転させながら、上記塗工液の所定全量の２／５を円筒内面に均一に流延するように流して塗布した。初回の塗膜がまんべんなく広がった時点で、回転数を３０ｒｐｍに下げ、８分間回転状態を続けた。次いで雰囲気温度を５０℃まで上げ、残量を先と同様に重ねて流延塗布し、残量による塗膜がまんべんなく広がった時点で、熱風循環乾燥機に投入して１２０℃まで徐々に昇温し３０分加熱した。その後回転を停止し、高温処理の可能な加熱炉（焼成炉）に投入し、３５０℃まで昇温して３０分加熱処理（焼成）した。所定時間処理して加熱を停止した後、常温まで徐冷してから型を取り出し、形成された膜を円筒内面から剥離し、膜厚７８μｍの〔ポリイミド製シームレスベルトＡ〕を得た。
【０１２３】
［実施例２：シームレスベルトＢの作製］
外径１００ｍｍ、長さ３００ｍｍの外面を鏡面仕上げした金属製円筒を図４のロールコート塗工装置のワークとして取り付けた。シームレスベルトＡの作製と同じ塗工液をパンに流し込み、２５℃環境で金属ローラの回転速度３５ｍｍ／ｓｅｃで塗料を汲み上げ、偏芯ローラギャップ０．３ｍｍで金属ローラ上の塗料厚みを制御した。金型ワークを３５ｍｍ／ｓｅｃに制御して、金属ローラギャップ０．２ｍｍで塗料を均一に金型上に塗布した後、熱風循環乾燥機に投入して、６０℃まで徐々に昇温して３０分加熱した。その後金型を取り出し、常温まで冷却後再度上記と同様に塗料を塗工した後熱風循環乾燥機に投入して、１３０℃まで徐々に昇温して４０分加熱した。その後、高温処理の可能な加熱炉（焼成炉）に投入し、３５０℃まで昇温して３０分加熱処理（焼成）した。形成された膜を円筒外面から剥離し、膜厚８０μｍの〔ポリイミド製シームレスベルトＢ〕を得た．
【０１２４】
［比較例１：シームレスベルトＣの作製］
内径１００ｍｍ、長さ３００ｍｍの内面を鏡面仕上げした金属製円筒を型として用い、この円筒型を５０ｒｐｍ（回／分）で回転させながら、上記塗工液を円筒内面に均一に流延するように流して塗布した。所定の全量を流し終えて塗膜がまんべんなく広がった時点で、回転数を１５０ｒｐｍに上げ，熱風循環乾燥機に投入して、１２０℃まで徐々に昇温して３０分加熱した。その後回転を停止し、高温処理の可能な加熱炉（焼成炉）に投入し、３５０℃まで昇温して３０分加熱処理（焼成）した。所定時間処理して加熱を停止した後、常温まで徐冷してから型を取り出し、形成された膜を円筒内面から剥離し、膜厚８１μｍの〔ポリイミド製シームレスベルトＣ〕を得た。
【０１２５】
［比較例２及び３：シームレスベルトＤ及びＥの作製］
回転数５０ｒｐｍを２５０ｒｐｍ（Ｄ）、１００ｒｐｍ（Ｅ）にした以外はシームレスベルトＣの作成と同様に行い、〔シームレスベルトＤ及びＥ〕を得た。
【０１２６】
ついで、実施例及び比較例に関わる評価方法について説明する。
【０１２７】
［画質評価方法］
リコー社製カラー複写機Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００改造機を用いて、上記の中間転写ベルトを搭載し、該転写ベルト上の画像評価を実施した。なお、Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００改造機は、現像は二成分現像方式、転写は中間転写ベルト方式で、外部信号によって任意のタイミングで作像動作を途中で止められるようにした。感光体ドラム上に複数のベタ画像及び細線画像の潜像を書き込み、一次転写の途中で作像プロセスを止め、感光体ドラムユニットと転写ベルトユニットを複写機から取り出し、感光体ドラム上のベタ画像部のパイルハイトを測定し、転写ベルト上の細線部の画像評価を実施した。なお、単位面積当たりのトナー重量Ｍ／Ａは約０．７ｍｇ／ｃｍ２に設定した。また、本改造機の上記転写ベルト及び感光体を始めとする各部材の表面線速は２５０ｍｍ／ｓｅｃとした。
【０１２８】
［濃度むら、白抜け画像］
前記Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００改造機の中間転写体を用い、２×２ドットパターンを作像し、中間転写ベルト上の画像状態を超深度形状測定顕微鏡（ＶＫ８５００；キーエンス社製）により観察した。この画像を画像解析ソフト（ＭｅｄｉａＣｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ社製、ＩｍａｇｅＰｒｏ）を用いて二値化画像に編集後、ソリッドパターンからトナーが抜けて白抜けとなった部分の面積を定量化し、全面積中の白抜け画像を以下のようにランク評価した。
《濃度むら，白抜けの評価》
◎  出力画像上に、濃度ムラ・白抜けが発生しない。
○  出力画像上に、わずかに濃度ムラ・白抜けが発生するも画質上での問題ない。
×  出力画像上に、濃度ムラ・白抜けが発生し、画質上に問題あり。
【０１２９】
［ベルトの耐久性］
ベルトサンプルを、前記リコー社製カラー複写機Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００改造機の中間転写ベルトとして使用し、連続５０万枚出力した後の、転写ベルトの状態を目視にて評価した。その時の評価基準を、以下に示す。
《ベルトの耐久性の評価》
○  転写ベルトに破断が発生しない。
×  転写ベルトに破断が発生する。
【０１３０】
［位置ズレ・色ズレ］
ベルトサンプルを、前記リコー社製カラー複写機Ｉｍａｇｉｏ  Ｎｅｏ  Ｃ６００改造機）の中間転写ベルトとして使用した際に、出力画像上を目視にて評価した。その時の評価基準を、以下に示す。
《位置ズレ・色ズレの評価》
○  出力画像上に、位置ズレ・色ズレが発生しない。
×  出力画像上に、位置ズレ・色ズレが発生し、画質上に問題あり。
【０１３１】
次に、ベルトの各特性の測定について、説明する。
【０１３２】
［ベルトの体積抵抗環境変動幅の測定］
１０℃、１５％ＲＨの低温低湿環境(Ｌ／Ｌ環境)でのベルトの体積抵抗率をとし、３０℃、８５％ＲＨの高温高湿環境(Ｈ／Ｈ環境)での体積抵抗率をとした時、との常用対数値の差の絶対値を、ベルトの体積抵抗の環境変動幅とした。なお、ベルトの体積抵抗率の測定は、下記のように行った。
【０１３３】
［ベルトの体積抵抗率の測定］
ベルトの体積抵抗率は、ＪＩＳ  Ｋ  ６９１１に準じた、三菱化学株式会社製ハイレスタＭＣＰ−ＨＴ４５０型（プローブ：ＨＲ−１００）を用い、５００Ｖ印加、３０秒後の電流値より求めた。
【０１３４】
［ベルトの引張強度、ヤング率の測定］
ベルトの引張強度、及び、ヤング率は、ＪＩＳ  Ｋ７１２７に準じた引張試験方法により測定した。
【０１３５】
［Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎの測定］
新規に開発したＣｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ＳＰｏＭによる測定をした。以下に測定法を説明する。
【０１３６】
シームレスベルトを、ダイヤモンドナイフを用いたミクロトームで表裏面と垂直な面で切削し、厚さ２００ｎｍの薄片を得た。この薄片をイーエムジャパン株式会社から販売されている超薄シリコンマウント０．５ｍｍ厚、５×５ｍｍに貼着した。さらに、この試料薄片を貼着したシリコンマウントを導電性のカーボンテープを介して、厚さ０．５ｍｍの軟鉄のディスクに貼り付けた。２０℃／３５％ＲＨ環境のデシケータ中で１０時間保存後に観察した。
【０１３７】
ＳＰＭ付属の光学顕微鏡で見た観察試料の状態を、図６に示す。
４０１は上から見た試料の薄片で、像の左右の縁がシート部材の表裏に相当する。横方向の太い筋は切削時の割れで観察時に避ければ問題にならない。４０２の矩形はＳＰＭの観察領域である。
【０１３８】
上記試料を、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社（現Ｖｅｅｃｏ社）の走査型プローブ顕微鏡Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ３１００（コントローラーＮａｎｏＳｃｏｐｅＩＩＩａ）の測定ステージにマグネットホルダーを用いて固定した。
【０１３９】
一旦、試料を引き出し、ＺＥＲＯＳＴＡＴＯにより試料の１０ｃｍ上方から正帯電し、その後、試料を測定位置に戻した。
【０１４０】
ＮＡＮＯＳＥＮＳＯＲＳ社のＥＦＭ−１６をプローブとして、ＳＰｏＭモードで観察した。最初は、５０μｍ×５０μｍの領域を、位置をずらし、複数回で膜厚全幅の表面電位像を観察した。その後、ズーミングを経て、注目すべき膜の中央付近１５μｍ×１５μｍ領域の表面電位像を観察した。
【０１４１】
図７は、シームレスベルトＡの観察例である。（ａ）は、表面電位顕微鏡による電位像で、相対的に電位の高い部分は明部として、低い部分は暗部として表出される。縦方向に電位を平均化し、さらに滑らかな曲線で近似して（ｂ）に示した。ただし、図７（ａ）において、電位分布が縦方向、即ち中間転写媒体としての面方向でほとんど一様であることは明らかである。このような場合は平均化の処理は必須ではなく、任意の横ラインに沿っての分布で代表しても大差はない。抵抗プロファイルを電位イメージとして表すことにより面方向の分布が一目で判断できることは、本発明が提供する技術の大きな特徴の一つである。分布曲線は、（ａ）の電位像にも重ねて表示した。なお、電位の走査線ごとの信号は、平均値を０とする交流信号で電位の絶対値は分からないため、基準の電圧と校正して、その値を（ｂ）に電位値として表示している。この観察では、正帯電の条件から、そもそも負の帯電部位は存在し得ない。
【０１４２】
相対的に電位の高い部分、すなわち明部は、抵抗の高い部分であり、実態的には、導電性材料のカーボンの密度が低い部分である。作成したシームレスベルトＡでは、カーボンの低密度領域が、ほぼ境界層として存在している。（ｂ）の電位分布曲線の上下を反転すれば、近似的には、しかも十分よい近似で、カーボンの相対的な密度分布とみなすことができる。
【０１４３】
（ｂ）の電位分布を見ると、最高電位と最低電位はほぼ１０：１の比率関係にある。この比率は、帯電操作その他の条件で、平均の帯電電位が若干上下しても変わらない。この電位分布は実質的には膜厚方向の抵抗の分布と等価であり、結局、電位の比率は内部の抵抗の比率Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎでもある。一般的には、この比率で体積抵抗が内部で膜厚方向に分割されているとみなせる。ただし、導電性ポリマーシートのマクロな体積抵抗は、境界層をもつ場合でも直列抵抗のモデルでは予測ができない。微細なマトリックスが電荷のパスとして機能するためと考えられる。本発明者らの検討によれば、カーボン密度が均一な条件で、体積抵抗が１０８〜１０１２Ω・ｃｍの範囲に入る処方条件ならば、電位で見た内部抵抗の最高と最低（それぞれ極値）の比率が３〜１０の範囲で、中間転写媒体としてのマクロな体積抵抗に及ぼす影響は無視できる。しかし、膜厚方向の抵抗分布に上記比率の範囲で極値を持たせることで、画像特性と機械特性および耐久性の優れた中間転写媒体が得られる。
【０１４４】
図８は、第一の比較例であるシームレスベルトＣのＣｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ＳＰｏＭによる電位像である。測定の手順と条件は上記のシームレスベルトＡと全く同様であるが、本発明に関わるＣｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ＳＰｏＭの物理的意味を補足的に説明するために、正帯電と併せて負帯電での電位像も載せた。
【０１４５】
図８の（ａ）において、膜の中央付近に島状に明部が存在している。明部は図７の（ａ）と同様に、相対的な高抵抗部分、すなわち、カーボンの相対的な低密度部分である。シームレスベルトＣのマクロな体積抵抗はＡと大差がないが、図７の（ａ）とは異なり、膜厚方向にみた場合の抵抗の分布が確定的ではない。言い換えると、シームレスベルトＣにおいては、面の異なる部分ごとに、異なる膜厚方向の抵抗プロファイルをもっていることになる。
【０１４６】
ところで、図８の（ｂ）は、（ａ）と同じ試料のほぼ同じ部分を負に帯電して観察した電位像である。（ａ）と（ｂ）は明部，暗部が互いに反転している。（ａ）、（ｂ）の比較から、電位像が形態（凹凸）情報の混入を受けない、独立した電気特性のマッピングであることが確認できる。一般的に、導電性ポリマーシートでは、正電荷と負電荷の移動に関して差異を問題にしない。図８の（ａ）、（ｂ）は、本発明に関わるＣｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ＳＰｏＭでは、一方の極性のみ、特に理由がなければ正の帯電で測定すればよい。
【０１４７】
図９の（ａ）は、第二の実施例であるシームレスベルトＢの電位像、（ｂ）はその電位像中の白線で示した中央付近での断面に沿っての電位分布、を表す。実施例２において、Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎは４．３である。Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎが第一の実施例より小さい以外は、第一の実施例と共通の特徴をもっている。
【０１４８】
図１０の（ａ）は、第二の比較例であるシームレスベルトＤの電位像、（ｂ）はその電位像中の白線で示した中央付近での断面に沿っての電位分布、を表す。比較例１において、Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎはおよそ３である。この比較例において、カーボンは膜中で均質に分散しているが、面方向の分布は一様ではない。
【０１４９】
図１１の（ａ）は、第三の比較例であるシームレスベルトＥの電位像、（ｂ）はその電位像中の白線で示した中央付近での断面に沿っての電位分布、を表す。比較例１において、Ｒｍａｘ／Ｒｍｉｎはおよそ２である。この比較例において、カーボンは膜中で第二の比較例よりもやや粗く分散しているが、面方向の分布は一様ではない点で、第一、第二の比較例と共通している。
【０１５０】
実施例１、２および比較例１〜３のシームレスベルトの特性と品質は、下記表１とおりである。
【０１５１】
【表１】
0005102058.tif 000003
【０１５２】
作成条件によって、導電性フィラーの分布状態が変わる理由は十分には解明できていない。主要因としては、温度と処方条件で変わる塗液の粘度が、フィラーの流動に関わることが挙げられる。塗工ローラーの回転が生み出す遠心力は、フィラーの膜厚方向のマイグレーションを起こすことは言うまでもなく、また、塗工液のパン内では、対流により、重力方向のフィラーの密度傾斜が起こる。さらに、塗工装置の駆動時における、装置固有の微細な固有振動が、ウエットな塗膜に定在波を生じ、フィラー密度の揺らぎを引き起こす現象を、本発明者らは確認している。
【０１５３】
次に実施例３（シームレスベルトＦ）、実施例４（シームレスベルトＧ）について説明する。
【０１５４】
−カーボンブラック分散液の調製− 
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶媒に、平滑化剤としてポリエーテル変性シリコーン(東レダウコーニング社製、ＦＺ２２０８)を溶解させた後、カーボンブラック（デグサ社製、Ｓｐｅｃｉａｌl  Ｂｌａｃｋ４）を混合し、下記の条件で分散して、カーボンブラック分散液を調製した。なお、ポリエーテル変性シリコーン(東レダウコーニング社製、  ＦＺ２２０８)は、親水基としてエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを有している。
〔分散条件〕 
・分散機：サンドグラインター（五十嵐機械株式会社製）
・粉砕メディア：ジルコニウムビーズ１ｍｍ径
・粉砕メディアの充填率：５０％（体積）
・粉砕時間：３時間 
得られたカーボンブラック分散液の組成は、カーボンブラック１２．０質量％、シリコーン系界面活性剤１．２質量％、及びＮ−メチル−２−ピロリドン８６．８質量％であった。
【０１５５】
−シームレスベルト塗工液の調製− 
ポリアミック酸溶液としてＵワニスＳ（宇部興産社製：固形分１８ｗｔ％）及びＵワニスＡ（宇部興産社製：固形分１８ｗｔ％）を使用した。上記ワニスの１／１溶液に、上記カーボンブラック分散液を、カーボンブラックがポリアミック酸の固形分の１７質量％になるように調合し、よく攪拌し、混合して、混合液を得た。この混合液を攪拌脱泡機（ＡＲ５００：シンキー社製）を用いて攪拌（１０００ｒｐｍ／２ｍｉｎ）・脱泡（１０００ｒｐｍ／３０ｓｅｃ）し、シームレスベルト塗工液を調製した。
カーボンブラックの体積平均粒径は０．２１９μmであった。
【０１５６】
［実施例３：シームレスベルトＦの作製］
実施例２と同様にシームレスベルト塗工液を図４の塗工液パンに流し込んだ。
実施例２と同様の金属製円筒型の表面にＰＴＦＥ含有無電解ニッケルリン合金めっきを施したものを塗工型として使用した。（メッキ層厚：７μm）その後、実施例２と同様の方法でシームレスベルトを作製しシームレスベルトＦ（膜厚７８μm）を得た。
【０１５７】
［実施例４：シームレスベルトＧの作製］
実施例３で用いたカーボンブラックの代わりにＭＡ１００：三菱化学社製を用いた以外は同様にしてシームレスベルト塗工液を調製した。カーボンブラックの体積平均粒径は０．２３５μmであった。次に、実施例３と同様にしてシームレスベルトを作製しシームレスベルトＧ（膜厚８０μm）を得た。
【０１５８】
実施例３，４のシームレスベルトの特性と品質は、下記表２とおりである。
【０１５９】
【表２】
0005102058.tif 000004
【０１６０】
以上、本実施形態によれば、作像装置の中間転写媒体において、Ｃｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎａｌ  ＳＰｏＭによる電位分布から測定した内部抵抗の膜厚方向分布の極大値と極小値の比率を３〜２０の範囲とすることで、電気特性と機械特性の安定性と優れた画像品質が達成できる。その理由は必ずしも明らかではないが、おそらく、導電性フィラーの膜厚方向の分布が整然と確定しているため、電気特性の面方向のムラが押さえられると同時に、駆動時に働くミクロな内部の機械的ひずみを、いわば層状に分散させる効果が働いていると推定する。上記比率が３より小さい場合は、抵抗分布に極値を持たせる効果が現れず、一桁以上大きくなると、マクロな実質抵抗値が増大し、また、不要な容量成分が現れて、中抵抗の中間転写媒体としては転写が不安定になる。フィラーの分散状態こそが電気特性と機械特性の双方を根本的に決定付けることから考えれば、ミクロに整えられた分布が、微細なレベルでの画像品質を高め、同時に、駆動時にともなう中間転写媒体の微細な伸張やゆがみ、振動等も軽減することは、合理的に納得できることである。
【０１６１】
なお、本発明は、面方向では一様性をもち、かつ膜厚方向で一定の抵抗分布をもつ導電性のシート部材を中間転写部材として積極的に利用した技術であるが、従来の積層による多層中間転写部材とは特徴が大きく異なる。画然とした境界面は、電気的にも機械的にも不連続面であり、その制御は、条件の組み合わせにおいて、本発明よりはるかに困難であることは言うまでもない。ただし、積層部材において表面の特性を機能分離させ、中間部に導電性ベルトを用いる場合、本発明の技術が、そのまま生かしえることは、また当然のことであり、かかる態様は、本発明の利用として、想定する範疇の技術である。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】中間転写ドラムを用いた画像形成装置の概略構成図である。
【図２】シームレスベルトを用いたタンデム方式の画像形成装置の概略構成図である。
【図３】遠心成型工法の概略構成図である。
【図４】ロールコート工法の概略構成図である。
【図５】中間転写媒体の観察試料の作成方法を説明するための図である。
【図６】本発明の観察試料をＳＰＭ付属の光学顕微鏡で見た図である。
【図７】（ａ）は本発明であるシームレスベルトＡの正帯電での表面電位像を示す図、（ｂ）はその電位を縦方向に平均化した電位の分布を示す図である。ただし、（ａ）の表面電位像には（ｂ）の電位分布の曲線を重ねている。
【図８】（ａ）は本発明の比較例であるシームレスベルトＣの正帯電条件での表面電位像を示す図、（ｂ）は負帯電条件での表面電位像を示す図である。
【図９】（ａ）は本発明であるシームレスベルトＢの正帯電条件での表面電位像を示す図、（ｂ）は電位像（ａ）の白線に沿っての電位分布を示す図である。
【図１０】（ａ）は本発明の比較例であるシームレスベルトＤの正帯電条件での表面電位像を示す図、（ｂ）は電位像（ａ）の白線に沿っての電位分布を示す図である。
【図１１】（ａ）は本発明の比較例であるシームレスベルトＥの正帯電条件での表面電位像を示す図、（ｂ）は電位像（ａ）の白線に沿っての電位分布を示す図である。
【符号の説明】
【０１６３】
３０１  中間転写媒体
３０３  切り取った薄片
３０３  導電性の板
３０４  カーボンテープ
３０５  軟鉄ディスク
４０１  観察試料の薄片
４０２  ＳＰＭの観察領域
【図１】
0005102058.tif 000005
【図２】
0005102058.tif 000006
【図３】
0005102058.tif 000007
【図４】
0005102058.tif 000008
【図５】
0005102058.tif 000009
【図６】
0005102058.tif 000010
【図７】
0005102058.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【図１０】
0005102058.tif 000014
【図１１】
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