(57)【要約】【課題】転写ムラやチャージアップ等のない高画質な転写性と耐摩耗性に優れた転写部材、転写ベルト及び画像形成装置を提供する【解決手段】本発明の一例による転写部材は、像担持体上に形成した静電潜像を現像したトナー像を被転写体に転写する画像形成装置における転写部材であって、この転写部材は、基材と、この基材上に形成され、前記被転写体に転写する前記トナー像をその表面に一時保持する、約０．０１％から約４０％の範囲のダイヤモンド微粒子を含有する樹脂からなる表面層を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成した静電潜像を現像したトナー像を被転写体に転写する画像形成装置における転写部材であって、前記転写部材は、
基材と、
前記基材上に形成され、前記被転写体に転写する前記トナー像をその表面に一時保持する約０．０１％から約４０％の範囲のダイヤモンド微粒子を含有する樹脂層から成る表面層と、
を有することを特徴とする画像形成装置における転写部材。
【請求項２】
前記ダイヤモンド微粒子は約５ｎｍから約３００ｎｍの平均粒子径を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置における転写部材。
【請求項３】
前記表面層に用いられる樹脂はフッ素樹脂であり、前記表面層の厚さは、約２μｍから約７μｍの範囲であり、
前記基材はポリイミド樹脂またはゴムである請求項２に記載の画像形成装置における転写部材。
【請求項４】
像担持体上に形成した静電潜像を現像したトナー像を被転写体に転写する画像形成装置における転写ベルトであって、この転写ベルトは、
基材と、
前記基材上に形成され、約３０μｍから約３００μｍの厚さの弾性を有する材料からなる弾性層と、
この弾性層上に形成され、約０．０１％から約４０％の範囲のダイヤモンド微粒子を含有する樹脂から成る表面層と、
を有することを特徴とする画像形成装置における転写ベルト。
【請求項５】
前記ダイヤモンド微粒子は、約５ｎｍから約３００ｎｍの平均粒径を有することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置における転写ベルト。
【請求項６】
前記弾性層が、ウレタンゴムまたはシリコンゴムであり、前記表面層に用いられる樹脂はフッ素樹脂であり、前記基材はポリイミド樹脂またはゴムであることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置における転写ベルト。
【請求項７】
前記転写部材が、ベルト状でありその端部にリブを有し、このリブの表面の位置規制部材の接触部位にダイヤモンド微粒子を分散した樹脂層を形成したものであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置における転写ベルト。
【請求項８】
像担持体上に形成した静電潜像を現像したトナー像を被転写体に転写する画像形成装置における転写部材であって、前記転写部材は、
基材と、
前記基材上に形成され、前記被転写体に転写する前記トナー像をその表面に一時保持する、その厚さが約２μｍから約７μｍの範囲であるダイヤモンドライクカーボンから成る表面層と、
を有することを特徴とする画像形成装置における転写部材。
【請求項９】
表面に感光体を有する回転可能な感光体ドラムと、
この感光体ドラムの表面に帯電を行う帯電部と、
この帯電部により帯電された前記感光体ドラムの表面に光を照射し潜像を形成する露光部と、
この露光部により形成された前記潜像をトナーにより現像する現像部と、
この現像部により現像されたトナー像を被転写体に転写する転写部材とを備え、
前記転写部材は、
基材と、
前記基材上に形成され、前記被転写体に転写する前記トナー像をその表面に一時保持する、約０．０１％から約４０％の範囲のダイヤモンド微粒子を含有する樹脂層から成る表面層と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記ダイヤモンド微粒子は約５ｎｍから約３００ｎｍの平均粒子径を有することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
表面に感光体を有する回転可能な感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの表面に帯電を行う帯電部と、
前記帯電部により帯電された前記感光体ドラムの表面に光を照射し潜像を形成する露光部と、
前記露光部により形成された前記潜像をトナーにより現像する現像部と、
前記現像部により現像されたトナー像を被転写体に転写する転写部材とを備え、
前記転写部材は、
基材と、
この基材上に形成され、前記被転写体に転写する前記トナー像をその表面に一時保持する、ダイヤモンドライクカーボンから成る、厚さが約２μｍから約７μｍの範囲の表面層と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
前記転写部材は、搬送ローラに巻かれた転写ベルトであり、前記転写ベルトに接触するクリーニング部材が設けられていることを特徴とする請求項１１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、電子写真方式による画像形成装置であって、転写部材、転写ベルト及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置の中間転写ベルト等の中間転写体、または転写ベルト等の転写体による転写手段には、一般的にクリーニング手段が必要である。クリーニング手段としてはブレードが効果的であるが、摩擦が大きく、それを減らす為に転写ベルト表面にフッ素樹脂層を形成することが多い。しかし、フッ素樹脂を設けることで高価となるだけでなく、十分な耐摩耗性を確保できず、繰り返し使用していると、フッ素層が削れてしまい、そのためにベルトを定期的に交換しなければならなかった。
【０００３】
これに対して、フッ素樹脂層の強化剤として、アルミナなどの粒子を分散させ長寿命化を図る対策も知られている。しかし、このような比較的大きなフィラーは離脱するとそれ自体が研磨剤として作用してしまい、かえって逆効果になることもあった。
【０００４】
また、中間転写ベルトの場合、ベルトが弾性体であると、転写時の中抜けが発生しにくいこと、及び表面性の粗い紙への２次転写特性が優れていることが知られている。中抜けとは細線画像を転写した際に細線の内部が転写されずに残ってしまう現象のことであり、中間転写ベルトが樹脂等の硬い材質でできていると発生しやすい。表面に弾性を有するベルトがこの点で有利であるが、ゴム等の弾性体は離型性が悪く、また摩擦が大きいためクリーニング性に問題がある。これらの事情を考慮して結局、弾性層の上にフッ素樹脂等の表面層を設けることが一般的になされている。
【０００５】
ここで、フッ素樹脂等の表面層を薄くコートできれば、弾性層の効果を十分に得ることができるが、薄くコートすると耐久性が損なわれてしまい、弾性層の効果と耐久性を両立することは困難であった。
【０００６】
さらに、フッ素樹脂自体は高抵抗なため、厚くコートすると転写ベルト表面に電荷が残ってチャージアップしてしまい、繰り返し使用で画質に悪影響が生じやすい。さらに抵抗ムラも生じやすく、特に薄い表面層を形成すると、抵抗ムラの影響で、転写ムラが発生したり、局所的な異常放電等が発生しやすくなったりして、転写チリ等が発生してしまうという問題があった。
【０００７】
一方で、樹脂層の強化剤として、近年ナノダイヤと呼ばれるダイヤモンド微粒子が注目されている。ダイヤモンド微粒子を分散すると耐摩耗性が著しく向上すること、また同様に、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）も、フッ素の９倍の耐摩耗性を有することが知られている。
【０００８】
特にＤＬＣについては、同じ電子写真装置内で言えば、定着手段に用いる例が開示されている（特許文献１）。それによれば、定着ローラ等の弾性層の上に表面離型層としてＤＬＣを用い、膜厚を５μｍ以下とすることで、エネルギーを節約しての定着を実現したというものである。
【０００９】
光沢ムラを防止するためには、定着ローラ表面が、紙の粗さに対応することが重要で、弾性層を設けることが有効であるが、表面には離型性が必要なため、従来はフッ素等の表面層を設けていた。しかし耐摩耗性の問題から、表面層を薄くすることが難しいため、弾性層を厚くして、光沢ムラと耐久性の両者を妥協しながら、ある程度の性能を出していた。
【００１０】
しかし、弾性層が厚くなると、加熱装置のウォームアップ時間が長くなり、使用時の利便性が悪くなる。これを改善する方法としては、定着ローラの熱容量を小さくすることが重要で、そのために弾性層は薄くしたい。ここで表面層が薄ければ、弾性層を薄くしても紙への追従性は確保できる。このように、表面層にＤＬＣを用いて、耐久性との両立を図っている。
【００１１】
一方、転写ベルトに対しても、耐久性を向上させるために表面層にＤＬＣが適用できる旨の記載がある（特許文献２）。即ち、定着関連の引用（特許文献１）は、高耐久性を維持したまま表面層を薄くしたいためにＤＬＣを適用するものであり、上記特許文献１には、ベルトの耐久性を向上させるために転写ベルト表面にＤＬＣを適用するものであり、どちらもダイヤモンドの耐久性を生かしたものである。
【特許文献１】特開２００５−１８３１２２号公報
【特許文献２】特開平１０−１８０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここで、従来の中間転写ベルト、及び転写ベルト技術における課題を整理すると以下のようになる。
【００１３】
（１）転写ベルトや中間転写ベルトの耐摩耗性が十分でないこと、
（２）転写抜け等を防止するため、ベルトに弾性層を設けても、クリーニング性と耐久性を考慮すると表面層は樹脂層となり、表面層が厚いほど、弾性層の効果が損なわれて高画質化が難しくなること、
（３）フッ素樹脂等の表面層樹脂は高抵抗で、厚く形成してしまうと繰り返し使用時に、ベルト表面のチャージアップによる画質劣化が発生しやすいこと。また、薄く形成しても抵抗ムラによる転写ムラや局所的な放電による転写チリ等が発生しやすいこと。また、電気抵抗を下げようとして、カーボン等のフィラーを分散させても、分散性等に難があり、抵抗ムラによる転写ムラが発生しやすいこと等。
【００１４】
ここで、上記課題（１）である耐摩耗性に対しては、上述の公開公報記載のように、表面層にＤＬＣ膜を形成すれば改善可能なことは容易にすることができる。なお、上述の公開公報では、転写ベルトに対してはＤＬＣのみが開示されており、ダイヤモンド微粒子、またはその粒径等についてはなんら開示されていない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の請求項１の転写部材は、像担持体上に形成した静電潜像を現像したトナー像を被転写体に転写する画像形成装置における転写部材であって、前記転写部材は、基材と、前記基材上に形成され、前記被転写体に転写する前記トナー像をその表面に一時保持する、約０．０１％から約４０％の範囲のダイヤモンド微粒子を含有する樹脂から成る表面層とを有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の第２の転写部材は、像担持体上に形成した静電潜像を現像したトナー像を被転写体に転写する画像形成装置における転写ベルトであって、前記転写ベルトは、基材と、前記基材上に形成され、約３０μｍから約３００μｍの厚さの弾性を有する材料からなる弾性層と、この弾性層上に形成され、約０．０１％から約４０％の範囲のダイヤモンド微粒子を含有する樹脂から成る表面層と、を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項８による転写部材は、像担持体上に形成した静電潜像を現像したトナー像を被転写体に転写する画像形成装置における転写部材であって、前記転写部材は、基材と、前記基材上に形成され、前記被転写体に転写する前記トナー像をその表面に一時保持する、その厚さが約２μｍから約７μｍの範囲であるダイヤモンドライクカーボンから成る表面層と、を有することを特徴とする画像形成装置における転写部材である。
【００１８】
また、本発明の請求項９の画像形成装置は、表面に感光体を有する回転可能な感光体ドラムと、この感光体ドラムの表面に帯電を行う帯電部と、この帯電部により帯電された前記感光体ドラムの表面に光を照射し潜像を形成する露光部と、この露光部により形成された前記潜像をトナーにより現像する現像部と、この現像部により現像されたトナー像を被転写体に転写する転写部材とを備え、前記転写部材は、基材と、前記基材上に形成され、前記被転写体に転写する前記トナー像をその表面に一時保持する、約０．０１％から約４０％の範囲のダイヤモンド微粒子を含有する樹脂層から成る表面層と、を有することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項１１の画像形成装置は、表面に感光体を有する回転可能な感光体ドラムと、前記感光体ドラムの表面に帯電を行う帯電部と、前記帯電部により帯電された前記感光体ドラムの表面に光を照射し潜像を形成する露光部と、前記露光部により形成された前記潜像をトナーにより現像する現像部と、前記現像部により現像されたトナー像を被転写体に転写する転写部材とを備え、前記転写部材は、基材と、この基材上に形成され、前記被転写体に転写する前記トナー像をその表面に一時保持する、ダイヤモンドライクカーボンから成る、厚さが約２μｍから約７μｍの範囲の表面層と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、転写ムラやチャージアップ等のない高画質な転写性と耐摩耗性に優れた転写部材、転写ベルト及び画像形成装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明による画像形成装置の実施形態について図面を参照して説明する。先ず、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成について図１、図２に基づいて説明する。
【００２２】
感光体から直接、紙等の被転写体へトナー像を転写させる画像形成装置の一例を図１に示す。所謂、直接転写ベルト方式と言われるもので、ここでは単色の画像形成装置の画像形成ユニットの概略構成を示す。
【００２３】
画像形成部Ｋ１０は、転写ベルト１に外周面が同一の方向に回転可能に形成された画像担持体としての感光体ドラムＫ１１を含んでいる。感光体ドラムＫ１１上に形成された静電潜像を現像して得られるトナー像を矢印方向に搬送する転写ベルト１が配設されている。転写ベルト１は、ベルト搬送ローラ２ａ、２ｂに巻き付けられて、矢印方向に一定速度で無端走行される。転写ベルト１上に残るトナーは、ベルトクリーナー３により除去される。
【００２４】
感光体ドラムＫ１１には、感光体ドラムＫ１１を所定の周速度で回転させるための図示されてないドラムモータが接続される。感光体ドラムＫ１１の軸線は、転写ベルト１により画像が搬送される方向と直交するよう配置される。
【００２５】
なお、以下の説明においては、感光体ドラムの軸線方向を主走査方向（第２の方向）とし、感光体ドラムが回転される方向、すなわち転写ベルト１の回転方向（図中矢印方向）を副走査方向（第１の方向）とする。
【００２６】
感光体ドラムＫ１１の周囲には、主走査方向に延出された帯電手段としての帯電器Ｋ１５、主走査方向に同様に延出された現像手段としての現像ユニットＫ１４、主走査方向に同様に延出された転写手段としての一次転写ローラＫ１６、主走査方向に同様に延出されたクリーニング手段としての画像クリーナーＫ１２が感光体ドラムの回転方向に沿って配置されている。
【００２７】
なお、１次転写ローラＫ１６は、感光体ドラムＫ１１との間で転写ベルト１を狭持する位置、すなわち転写ベルト１の内側に配設されている。また、露光装置Ｋ１３は、感光体ドラムＫ１１の外周上に静電潜像を形成するために、レーザービームを感光体ドラムＫ１１の露光位置に向けて照射するものであり、露光による静電潜像は、帯電器と現像装置との間の感光体ドラムＫ１１の外周面上に形成される。
【００２８】
また、転写ベルト１の裏面には転写ローラＫ１６が押圧されており、転写ベルト１と転写ローラＫ１６との間に被転写体である用紙７を通すことにより、転写ベルト１から用紙７へ画像が転写される。
【００２９】
単色の画像形成装置では、色ずれ等の心配がないので、位置ずれの精度が要求されないため、転写ベルト基材にゴム等の弾性体を用い、ベルトユニット自体の蛇行防止やテンション機構等を省略することが多い。
【００３０】
ここで、画像形成部Ｋ１０における画像形成過程について説明する。
【００３１】
先ず、帯電器Ｋ１５が感光体ドラムＫ１１の表面を一様にマイナス（−）に帯電させる。感光体ドラムＫ１１の帯電した部分は回転し、露光装置Ｋ１３により画像情報の光りの照射、即ち露光が行われる。この画像に対応した露光によって、感光体ドラムＫ１１の表面に静電潜像が形成する。
【００３２】
感光体ドラムＫ１１上の静電潜像は、現像ユニットＫ１４においてトナーによって反転現像され、感光体ドラムＫ１１上にトナー画像が形成される。
【００３３】
転写ローラＫ１６には図示されていない直流電源によってトナーの帯電極性とは逆極性のバイアス（＋）が印加される。その結果、感光体ドラムＫ１１上のトナー画像は、感光体ドラムＫ１１と転写ローラＫ１６との間で形成される転写電界によって被転写体である用紙７上に転写される。このとき、用紙に完全に転写されずに転写ベルト上に残った一部のトナー（残転写トナー）はクリーナー３によって除去される。
【００３４】
用紙７は、図示されてない用紙カセットから搬送され、転写ベルト１上のトナー画像に、タイミングに合わせて、転写ベルト１に送り出される。その後、用紙上に転写されたトナーを定着させるための図示されない定着器が配設されており、定着器に用紙７を通過させることによって定着画像が得られる。
【００３５】
転写を終えた感光体ドラムＫ１１は、クリーニング装置Ｋ１２により清掃された後、再び、帯電、露光、現像の過程を繰り返す。
【００３６】
感光体から間接的に紙等の被転写体へ、カラーのトナー像を転写させる構成の画像形成装置の一例を、図２に示す。所謂、中間転写方式と言われるもので、ここではカラーの中間転写のための４連タンデム方式の画像形成装置である。
【００３７】
画像形成部Ｙ２０、Ｍ２０、Ｃ２０、Ｋ２０は、各々、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）に対応する静電潜像を形成し、これらの各色のトナーで現像されたトナー像を作成する部位である。
【００３８】
画像形成部Ｙ２０、Ｍ２０、Ｃ２０、Ｋ２０は、それぞれ中間転写ベルト１２に接する位置で外周面が同一の方向に回転可能に形成された画像担持体としての感光体ドラムＹ２１、Ｍ２１、Ｃ２１、Ｋ２１を有する。感光体ドラムＹ２１、Ｍ２１、Ｃ２１、Ｋ２１により形成された各色の静電潜像は、図中矢印方向に搬送する中間転写ベルト１２に転写される。中間転写ベルト１２は、矢印方向に一定速度で無端走行され、各画像形成部Ｙ２０、Ｍ２０、Ｃ２０、Ｋ２０は、中間転写ベルト１２の搬送方向に沿って直列に配置されている。
【００３９】
各感光体ドラムには、これらの感光体ドラムを各々所定の周速度で回転させるための図示してないドラムモータがそれぞれ接続されている。それぞれの感光体ドラムＹ２１、Ｍ２１、Ｃ２１、Ｋ２１の軸線は、中間転写ベルト１２により画像が搬送される方向と直交するよう配置され、各感光体ドラムの軸線がお互いに等間隔に配置される。
【００４０】
各感光体ドラムＹ２１、Ｍ２１、Ｃ２１、Ｋ２１の周囲には、主走査方向に延出された帯電手段としての帯電器Ｙ２５、Ｍ２５、Ｃ２５、Ｋ２５、主走査方向に同様に延出された現像手段としての現像ユニットＹ２４、Ｍ２４、Ｃ２４、Ｋ２４、主走査方向に同様に延出された転写手段としての一次転写ローラＹ２６、Ｍ２６、Ｃ２６、Ｋ２６、主走査方向に同様に延出されたクリーニング手段としての画像クリーナーＹ２２、Ｍ２２、Ｃ２２、Ｋ２２がそれぞれ対応する感光体ドラムの回転方向に沿って配置されている。中間転写ベルト１２は、ベルト搬送ローラ１４ａ、１４ｂと、一次転写ローラＹ２６、Ｍ２６、Ｃ２６、Ｋ２６に巻かれている。転写ベルト１２に残ったトナーはベルトクリーナー１５により除去される。
【００４１】
各１次転写ローラは、対応する感光体ドラムとの間で中間転写ベルト１２を狭持する位置、すなわち中間転写ベルト１２の内側に配設されている。また、露光装置Ｙ２３、Ｍ２３、Ｃ２３、Ｋ２３は、各感光体ドラムの外周上に色分解された静電潜像を形成するために、各色毎のレーザービームを各感光体ドラムの露光位置に向けて照射するものであり、露光装置Ｙ２３、Ｍ２３、Ｃ２３、Ｋ２３による露光ポイントは、それぞれ帯電器と現像装置との間の感光体ドラムの外周面上に形成される。
【００４２】
また、中間転写ベルト１２は２次転写ローラ２７と搬送ローラ１４ａにより挟まれている。中間転写ベルト１２と２次転写ローラ２７との間に用紙１７を通すことにより、中間転写ベルト１２から用紙１７へ画像が転写される。
【００４３】
画像形成部Ｙ２０、Ｍ２０、Ｃ２０、Ｋ２０における画像形成過程は、現像に用いるトナーの色が異なる以外はほぼ同じなので、ここでは、代表してイエロー色のトナーを用いる画像形成部Ｙ２０について説明する。
【００４４】
先ず、帯電器Ｙ２５が感光体ドラムＹ２１を一様にマイナス（−）に帯電させる。帯電した感光体ドラムＹ２１は、露光装置Ｙ２３によりイエローの画像情報に対応する露光が行われることによってその静電潜像を形成する。感光体ドラムＹ２１上の上記静電潜像は、イエロー色のトナーによって反転現像され、感光体ドラムＹ２１上にトナー画像が形成される。
【００４５】
転写ローラＹ２６には図示されていない直流電源によってトナーの帯電極性とは逆極性のバイアス（＋）が印加されている。その結果、感光体ドラムＹ２１上のトナー画像は、感光体ドラムＹ２１と転写ローラＹ２６との間で形成される転写電界によって転写ベルト１２上に１次転写される。
【００４６】
転写を終えた感光体ドラムＹ２１は、画像クリーナーＹ２２により清掃された後、再び、帯電、露光、現像の過程を繰り返す。
【００４７】
画像形成部Ｙ２０でトナー画像が形成されるタイミングに合わせて、画像形成部Ｍ２０、Ｃ２０、Ｋ２０でも同様のプロセスが行われる。画像形成部Ｍ２０、Ｃ２０、Ｋ２０の感光体上に形成されたマゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像についても転写ベルト１２上に順次１次転写される。即ち中間転写ベルト１２上にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックが重ねられたカラートナー画像が形成される。
【００４８】
被転写体である用紙１７は、図示してない用紙カセットから搬送され、転写ベルト１２上のトナー画像に、タイミングに合わせて、転写ベルト１２に送り出される。
【００４９】
転写ローラ２７には、図示されてない直流電源によってトナーの帯電極性とは逆極性のバイアス（＋）が印加されており、その結果、転写ベルト１２上のトナー画像は、中間転写ベルト１２と二次転写ローラ２７との間で形成される転写電界によって被転写体である用紙１７上に転写される。
【００５０】
このとき、用紙１７に転写されず、転写ベルト１２上に残った一部のトナー（残転写トナー）はクリーナー１５によって除去される。
【００５１】
その後、用紙１７上に転写されたトナーを定着させるための図示されない定着器が配設されており、定着器に用紙を通過させることによって定着画像が得られる。
【００５２】
図１に示した単色の画像形成装置など、直接転写方式を採用する場合に用いる、本発明の一実施形態に係る転写ベルト１の構成を図３Ａに示す。
【００５３】
図３Ａは転写ベルト１の断面図を示している。転写ベルト１はベルト基材３１と表面層３２から成る。ベルト基材３１はゴムまたはポリイミド樹脂を用いるのが良い。特にカラーの場合は色ずれ等の位置精度を重視することから、ベルト基材として基材の伸びがほとんどないポリイミド等の樹脂（ヤング率の高いもの）を使用するのがよい。
【００５４】
前記ゴム基材の体積抵抗としては１０ｅ６Ω・ｃｍ〜１０ｅ１３Ω・ｃｍのものが使用可能である。転写ベルト１の場合は特にベルト基材３１は半導電性のものが望ましい。また、前記ポリイミド等の樹脂（ヤング率の高いもの）の体積抵抗としては１０ｅ６Ω・ｃｍ〜１０ｅ１３Ω・ｃｍのものが使用可能である。
【００５５】
図２に示したカラーの画像形成装置に用いる、本発明の一実施形態に係る中間転写ベルト１２の構成を、図３Ｂに示す。なお、このような構造の中間転写ベルトはカラーの画像形成装置にもちいるとは限られず、中間転写方式を採用する場合には、このような中間転写ベルトを用いる。中間転写ベルト１２は、ベルト基材３５と表面層３６とだけでも良いし、その中間に中間層として弾性層３７を設けてもよい。
【００５６】
ベルト基材３５はゴムまたはポリイミド樹脂を用いるのがよい。特にカラーの場合は、色ずれ等の位置精度を重視することから、ベルト基材３５として、基材の伸びがほとんどないポリイミド等の樹脂（ヤング率の高いもの）を使用するのが好ましい。
【００５７】
中間転写ベルトとして用いる場合は、トナー像を担持するため、その特性が画像に与える影響は、直接転写に比べて大きい。高画質化や凹凸のあるグラフ紙に対する転写性等から、転写ベルトの表面層と基材との間に中間層として弾性層を設けるのがよい。この弾性層には、ウレタンゴムまたは、シリコンゴムを用いるのが好ましい。
【００５８】
前記弾性層の膜厚は約３０μｍから約３００μｍの範囲がよい。３０μｍ以下であると、中抜けが発生しやすくなり、一方３００μｍ以上であると解像性が悪化する。
【００５９】
また、例えばウレタンゴムやシリコンゴムなどの弾性層そのものに直接ダイヤモンド微粒子を分散させてもよい。この場合フッ素樹脂層が必要なくなり低価格でできることと、弾性を損なわずに低摩擦化と耐摩耗性が同時に達成できる点で、より優れた効果が発揮される。
【００６０】
前記表面層３２、３６としては、フッ素樹脂層またはＤＬＣ層を用いるが、フッ素樹脂層の場合、強化剤として、ナノダイヤと呼ばれる粒径３００ｎｍ以下（より好ましくは１００ｎｍ以下）のダイヤモンド微粒子を分散させることにより、耐摩耗性と潤滑性も向上させるだけでなく、転写性能（画質）も改善するのである。ダイヤモンド微粒子自体は、絶縁性のものが多いが、不純物と結晶構造によっては導電性のものもあり、表面層の電気抵抗も調節することができる。
【００６１】
また、導電性を制御するために公知のフィラー（導電性カーボンブラック、酸化チタン微粒子など）を同時に分散させることで、表面層の抵抗調が容易になり、さらにダイヤモンド微粒子を用いることにより、表面層としての抵抗のムラによる転写ムラを、従来のフッ素樹脂やフッ素樹脂にフィラーを分散した場合に比べて低減することができる。
【００６２】
また、前記表面層がＤＬＣ層の場合でも上記と同様な傾向の効果が得られる。ＤＬＣはコストがかかるというデメリットはあるが、ＤＬＣ膜においても、ボロン等をドープすることにより、導電性を付与することができ、電気抵抗を調節することが可能である。なお、ＤＬＣ層は、ＣＶＤ等により形成できる。
【００６３】
また、前記表面層の膜厚は約１．５μｍから約８μｍの範囲が好ましく、約２μｍから約７μｍの範囲がより好ましい。この範囲では明らかに耐久性が向上し長寿命になる。１．５μｍ以下では表面層が薄すぎて絶対的な耐久性が悪化し寿命が短くなる。また、８μｍ以上では表面層が厚すぎて耐久性が若干悪化する。このように表面層を薄くしても、表面層が削れにくいために高耐久化が実現できると同時に、薄く形成できるためにゴム基材の伸びにも追従しやすくクラックも発生しにくい。
【００６４】
また、弾性層を設けた中間転写ベルトの場合は、表面層にダイヤモンド微粒子を分散することにより、より薄い表面層でも耐久性を維持できるので、高耐久で、凹凸の粗い紙にも高画質な転写が可能になる。また表面層を薄くできるということは、表面層の抵抗が高い（ほぼ絶縁性）の状態でもベルト表面のチャージアップが抑制できるため、フッ素樹脂等で厚く形成した絶縁性の表面層に比べて、カラー画像形成時の重ね転写の際に圧倒的に有利になり、高画質が実現できる。
【００６５】
また、このようなダイヤモンドやＤＬＣコートの効果のうち、高耐久化、低摩擦化の効果は、例えばベルト背面のリブの表面に適用することでも、異なる意味で、高画質化と高耐久化へ寄与できる。
【００６６】
＜実施形態１：表面層に、ダイヤモンド微粒子を分散させた樹脂を用いる場合＞
上記ダイヤモンド微粒子としては、例えば株式会社ニューメタルエンドケミカルズや住友石炭鉱業（株）のものが使用できる。ダイヤモンド微粒子は、爆破によって製造された場合は不純物が多く、粒径分布も比較的ブロードになる為、濃硫酸等を使用して洗浄することが一般的に行われる。
【００６７】
また黒鉛から高圧高温装置により合成する方法等もあるが、本発明の実施形態としては、予め精製されたダイヤモンド微粒子を用いて行ったため、微粒子作成工程は省略する。これらのダイヤモンド微粒子は、ＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素系樹脂に分散することができる。また転写材に用いるので、必要に応じてカーボン等の導電剤も併せて分散することができる。
【００６８】
上記ダイヤモンド微粒子の含有量は、約０．０１から約４０％分散させた範囲がよい。０．０１％以下では、ダイヤモンド微粒子の効果が得られない。４０％以上では表面層がもろくなって、追従性が悪化し、短期間でクラックが発生してしまう。
【００６９】
前記ダイヤモンド微粒子の平均粒径としては粒径が約５ｎｍから約３００ｎｍの範囲が好ましい。それ以上粒径が大きくなると、クリーニングブレードのエッジをかけやすくしてしまい、効果が小さくなる。
【００７０】
表面層の抵抗については、高すぎるとベルト表面が帯電して、繰り返し使用でチャージアップを起こし、転写条件が変わってしまう現象が発生するうえ、抵抗ムラの影響が出やすくなることから、体積抵抗を１０ｅ８Ω・ｃｍ〜１０ｅ１４Ω・ｃｍ程度に調整することが好ましい。ただし、表面層が薄ければ、表面層そのものの抵抗が高くても実質的には使用することができ、目安としては、ベルトとして形成した後に、表面層を設けた状態で、ベルトの表面抵抗を測定し、概ね１０ｅ９〜１０ｅ１５Ω／□の範囲が適している。表面層を含むベルト抵抗がこれ以上になる場合は、表面層にダイヤモンド微粒子に加えて、既知の導電フィラーを分散させる等して、抵抗調整を行うことが好ましい。
【００７１】
（実施形態１ａ；直接転写方式の転写ベルトに本発明を適用する場合）
耐久試験は、図１に示した画像形成装置の構成において、トナーによる現像をしない状態で、紙も通紙しないで実施した。また、１ｋ枚ごとに紙を通過させずにベルト上に面積率５０％のハーフトーン画像を印字して、ベルトクリーナーによるクリーニング性能を確認した。その際、クリーニング通過後のベルト上のトナーをメンディングテープにて採取し、トナーを採取しなかったメンディングテープを白紙に貼り付けた際の反射濃度と、トナーを採取したメンディングテープとの差が０．０５以下を保っているかどうかで判断した。
【００７２】
反射濃度はマクベス濃度計により測定した。測定は５ヶ所ランダムに行い、一か所でも超えていたらＮＧとした。さらに、目視した状態で、筋上のクリーニング不良等が見られた場合も直ちにＮＧと判断した。また、本実施形態における抵抗の測定には、三菱油化製のハイレスタを用い、ＨＲプローブで、測定電圧は２５０Ｖで、３０秒後の値を用いた。
【００７３】
図３Ａに示す転写ベルト１は、ベルト基材３１として厚さ５００μｍのＮＢＲゴムに表面層３２としてフッ素系の樹脂を約３μｍ厚でコーティングしたものを用いた。
【００７４】
ここではゴム基材の体積抵抗が１×１０ｅ９[Ω・ｃｍ]のものを用いた。一般的には１０ｅ６Ω・ｃｍ〜１０ｅ１３Ω・ｃｍの範囲の体積抵抗のゴム製の基材を用いることが可能である。表面層３２には平均粒径が５ｎｍ（○）、５０ｎｍ（□）、３００ｎｍ（▲）のダイヤモンド微粒子を、それぞれ濃度をかえて分散し、その効果を比較した。その評価結果を図５に示す。横軸にダイヤモンド微粒子の分散濃度（ｗｔ％）をとり、縦軸にクリーニング不良発生までの枚数（×１ｋ枚）を取っている。
【００７５】
なお、図５中の点線は、従来の、ダイヤモンド微粒子を含有していない場合を示している。以下の耐久性試験の結果の図においても同様に、点線はダイヤモンド微粒子を含有していない場合を示す。
【００７６】
また、ダイヤモンド粒子の平均粒径を５０ｎｍと固定し、ダイヤモンド微粒子の分散濃度が０％（▲）、０．０１ｗｔ％（×）、１ｗｔ％（□）、４０ｗｔ％（○）のそれぞれの場合について、表面層の厚さをかえて、同様の耐久試験を実施した。その結果を図６に示す。図６において横軸に表面層３２の厚み（μｍ）をとり、縦軸にクリーニング不良発生までの枚数（×１ｋ枚）を取っている。
【００７７】
図５に示す耐久性試験の結果より、ダイヤモンド微粒子を０．０１％〜４０％分散させた範囲で、耐久性が向上していることがわかる。ただしダイヤモンドを入れ過ぎると、表面層が脆くなって、追従性が悪化し、短期間でクラックが発生してしまった。
【００７８】
また、図６に示す耐久性試験の結果から、表面層が薄すぎると寿命が短くなり、また、厚すぎてもやはりゴム基材がかなり伸びるために表面層にクラックが発生してしまい寿命が短くなることが理解できる。更に、表面層の厚みが１．５μｍ〜８μｍのいずれの場合も、ダイヤモンド微粒子を分散させた表面層を設けた転写ベルト１の方が明らかに長寿命になった。
【００７９】
温度と湿度が各々、１０℃と２０％、２１℃と５０％、３０℃と８０％のときの試験環境における最適電圧と転写ムラを調べた。その結果を図７Ａ、図７Ｂに示す。
【００８０】
上記転写ベルト１の構成において、試験環境をかえてダイヤモンド微粒子の平均粒径が５ｎｍと３００ｎｍの場合の転写効率が最大になる最適転写電圧、およびそのときのハーフトーン画像の転写ムラを比較した。
【００８１】
転写ムラは、面積率５０％のハーフトーン画像を紙に転写後、感光体上に残存した転写残りトナーをメンディングテープでテーピングして、感光体長手方向に５ヶ所反射濃度を測定し、それら５点中の最大値と最小値との差が、０．０２以下の場合は○とし、０．０３〜０．０４を△、０．０５以上ある場合を×として評価した。テーピングは一条件につき３回実施し、その都度の５点にて比較して、一度でも上記基準を超えたら△、×として扱った。
【００８２】
また、フッ素樹脂表面層に導電剤としてカーボンブラックを２ｗｔ％分散させた状態で、さらに平均粒径が５ｎｍと３００ｎｍのダイヤモンド微粒子を分散させた場合の結果を図８Ａ、図８Ｂに示す。温度と湿度が各々、１０℃と２０％、２１℃と５０％、３０℃と８０％のときの試験環境における最適電圧と転写ムラを調べた。
【００８３】
これらによれば、試験環境を変えた際の最適転写バイアスの差が若干ではあるが、小さくなっていることがわかる。例えば、図７Ａにおいて、ダイヤモンド微粒子が分散されていない（０％）とき、温度１０℃と３０℃では、最適電圧は３０００ｖと８００ｖである。しかし、ダイヤモンド微粒子が４０％分散されているとき、温度１０℃と３０℃では、最適電圧は２４００ｖと１２００ｖとなる。
【００８４】
これはベルト表面抵抗の環境変化が抑制されていることを示しており、これにより転写バイアス等の環境制御も簡略化できることがわかる。さらに転写ムラについてもダイヤモンド微粒子を分散させた方が改善されており、すなわちベルト表面層抵抗のムラや環境変化について、ダイヤモンド微粒子を分散することで改善され、転写ベルトとしての電気特性、転写性能が向上していることがわかる。
【００８５】
図８Ａ、図８Ｂでは、表面層にカーボンブラックを分散させたことにより、必要なバイアスは下がった。この傾向は図７Ａ、図７Ｂの場合と同様であり、ダイヤモンド微粒子を加えると、抵抗の環境安定性、及び抵抗ムラが改善されることがわかる。すなわち、ダイヤモンド微粒子を分散することにより、導電性フィラーであるカーボンブラックの分散状態までもが改善され、抵抗の均一性が向上したことがわかる。
【００８６】
（実施形態１ｂ；間接転写方式の間接転写ベルトに本発明を適用する場合）
上述の試験は、図１にその構成を示した単色の画像形成装置で行った。またゴム基材を用いた転写は、単色構成が多いことは前記したとおりである。色ずれ等の制御を正確に行うことができれば、本構成の転写ベルトは、図２にその構成を示したカラー画像形成装置にも使うことができ、本発明の効果はそれにおいても同様であることは明白である。
【００８７】
また特にタンデム方式のカラーの画像形成装置においては各色のステーション間の距離が短いために、ベルト表面のチャージアップは深刻な問題である。この場合もダイヤモンド微粒子を用いた表面層の方が、従来のフッ素樹脂層等に比べて薄く形成しても耐久性と両立できるため、すなわち同じ体積抵抗であれば、表面層の実抵抗値は薄く形成した方が小さくなり、よりチャージアップが発生しにくくなることがわかる。
【００８８】
次に、中間転写方式の画像形成装置に用いる中間転写ベルトに本発明を適用する場合について述べる。ここでは図２に示したカラーの画像形成装置の中間転写ベルト１２を用いる場合を例にする。
【００８９】
この場合も、基本的には直接転写の場合と同様な効果が得られるが、カラーの場合は色ずれ等の位置精度を重視することから、図３Ｂに示すベルト基材３５はポリイミド等の樹脂（ヤング率の高いもの）を使用することが多く、上記してきたような基材の伸びはほとんどない。
【００９０】
中間転写ベルト方式の場合についても、同様の耐久試験を実施した。その耐久試験における結果を図９に示す。図９において、横軸にはダイヤモンド微粒子の分散濃度（ｗｔ％）を取り、縦軸にはクリーニング不良発生までの枚数（×１ｋ枚）を取っている。
【００９１】
図３Ｂに示す中間転写ベルト１２には、ベルト基材３５として厚さ７５μｍのポリイミド樹脂に表面層３６としてフッ素系の樹脂を３μｍ厚でコーティングしたものを用いた。
【００９２】
ここではポリイミド樹脂の体積抵抗が１×１０ｅ９Ω・ｃｍのものを使用した。その表面層には平均粒径が５ｎｍ（○）、５０ｎｍ（□）、３００ｎｍ（▲）のダイヤモンド微粒子を、それぞれ濃度を変えて分散し、その効果を比較した。この結果によれば、ベルト基材がゴムの場合と同様に、ダイヤモンド微粒子を０．０１％〜４０％分散させた範囲で、耐久性が向上していることが分かる。ダイヤモンドを入れすぎると、表面層がもろくなって、追従性が悪化し、短期間でクラックが発生してしまう現象も同様である。しかし、ベルト基材が樹脂の為、その悪化具合は、若干今回の方がレベルがよかった。
【００９３】
続いて、ダイヤモンド微粒子の分散濃度を１ｗｔ％と固定し、表面層に分散させるダイヤモンド微粒子の平均粒径として５ｎｍ〜１μｍとかえた場合の同様の耐久試験を実施した。この試験の結果を図１０示す。図１０において、横軸にはダイヤモンド微粒子の平均粒径（ｎｍ）を取り、縦軸にはクリーニング不良発生までの枚数（×１ｋ枚）を取っている。
【００９４】
この耐久試験の結果によれば、いずれもダイヤモンド微粒子を分散させた場合には、ダイヤモンド微粒子を用いない場合に比べてクリーニング発生までの枚数が多くなり、耐久性の効果がみられた。図１０に示すように、粒径が５ｎｍ〜３００ｎｍでは安定した耐久性効果が見られたが、それ以上、例えば５００ｎｍ以上、ダイヤモンド微粒子の粒径が大きくなると、耐久性の効果が小さくなった。クリーニング不良が発生したときのクリーニングブレードを観察したところ、エッジ部がかけており、ダイヤモンド微粒子が大きすぎると、クリーニングブレードのエッジをかけやすくしてしまい、効果が小さくなる。
【００９５】
図３Ｂに示すように中間転写ベルト１２に弾性層３７を設けた場合について、同様の耐久試験を実施した。中間転写ベルト１２として、ベルト基材３５に厚さ７５μｍのポリイミド樹脂、弾性層３７に厚さ１００μｍのウレタンゴム、表面層３６としてフッ素樹脂を３μｍ厚でコーティングしたものを用いた。
【００９６】
その表面層３６には平均粒径が５ｎｍ（○）、５０ｎｍ（□）、３００ｎｍ（▲）のダイヤモンド微粒子をそれぞれ濃度をかえて分散し、同様の耐久試験を実施し、その効果を比較した。その結果を図１１に示す。図１１において、横軸にはダイヤモンド微粒子の分散濃度（ｗｔ％）を取り、縦軸にはクリーニング不良発生までの枚数（×１ｋ枚）を取っている。
【００９７】
この耐久試験の結果によれば、ダイヤモンド微粒子を０．０１％〜４０％分散させた範囲で、耐久性が向上していることがわかり、粒径５ｎｍ、５０ｎｍ、３００ｎｍについてもこれまでと全く傾向が変わらないことがわかる。分散させるダイヤモンド微粒子の分散濃度を５００ｗｔ％以上も大きくすると、表面層が脆くなり割れてしまい、耐久性が劣化する。
【００９８】
続いて、ダイヤモンド粒子の平均粒径を５０ｎｍと固定し、ダイヤモンド微粒子の分散濃度が０％（▲）、０．０１ｗｔ％（×）、１ｗｔ％（○）、４０ｗｔ％（□）のフッ素樹脂をそれぞれ弾性層上に設け、表面層の厚さをかえて同様の耐久試験を実施した。この耐久試験の結果を図１２に示す。図１２において、横軸には表面層の厚み（μｍ）を取り、縦軸にはクリーニング不良発生までの枚数（×１ｋ枚）を取っている。
【００９９】
この耐久試験の結果によれば、いずれの場合にもダイヤモンド微粒子が添加されていない場合に比べて改善されていることがわかるが、濃度としては１ｗｔ％程度が特によいことがわかる。
【０１００】
また、ダイヤモンド微粒子の分散濃度を１ｗｔ％と固定し、ダイヤモンド微粒子の平均粒径が５ｎｍ（○）、５０ｎｍ（□）、３００ｎｍ（▲）のフッ素樹脂を、それぞれ弾性層上に設け、表面層の厚さをかえて、同様の耐久試験を実施した。結果を図１３に示す。図１３において、横軸にはダイヤモンド微粒子の分散濃度（ｗｔ％）を取り、縦軸にはクリーニング不良発生までの枚数（×１ｋ枚）を取っている。
【０１０１】
この耐久試験の結果によれば、表面層３６が薄すぎると絶対的な耐久性としてはもちろん悪化する方向であり、望ましくは２μｍ以上あるほうがよいことがわかる。また、表面層３６が厚すぎても耐久性は若干悪化する方向になる。しかし、ベルト基材３５がゴムの場合（図６）と比較すれば、表面層への変形量が異なるために比較レベルの良い結果となっていることがわかる。
【０１０２】
ところで、弾性層の効果として中抜け防止がある。中抜けとは細線画像を転写した際に細線の内部が転写されずに残ってしまう現象である。この現象は中間転写ベルトが樹脂等の硬い材質でできていると発生しやすい。図１４の左側に、表面層の厚さと弾性層の厚さを変えたときの中抜けの発生状況を比較した結果を示す。
【０１０３】
ダイヤモンド微粒子の平均粒径、表面層３６の厚さ及び弾性層３７の厚さをかえた場合の中抜けの発生状況および転写による解像性の劣化を比較した。
【０１０４】
図３Ｂに示す中間転写ベルト１２として、ベルト基材３５に厚さ７５μｍのポリイミド樹脂、弾性層３７には硬度４０°及び７０°のウレタンゴム、表面層３６に１ｗｔ％のダイヤモンド微粒子が分散したフッ素樹脂を用いた。
【０１０５】
中抜けの比較のために、６００ｄｐｉの１ｄｏｔライン、２ｄｏｔライン、３ｄｏｔライン、４ｄｏｔライン幅の細線を縦、横方向にそれぞれ１０ｍｍずつ、８種類をそれぞれ１０個ずつ（計８０個）作成した。
【０１０６】
これらの細線を中間転写ベルト１２へ転写させて、目視で中抜けが３ヶ所以上確認できた場合を×とし、１〜２ヶ所の場合を△、中抜けが全くない場合を○とした。また感光体への現像量を、０．５ｍｇ／ｃｍ２、０．７ｍｇ／ｃｍ２、０．９ｍｇ／ｃｍ２の３通りで、同様な評価を行い、ひとつでも上記に該当した場合は×、△評価として扱った。
【０１０７】
これによれば、弾性層３７の厚みが３０μｍ以上であり、さらに表面層３６の厚さが７μｍ以下であれば、中抜けは発生しない。また表面層厚が９μｍまで厚くなっても、弾性層がない場合に比べれば効果が見られた。また弾性層の硬度については、今回試験した４０°と７０°とでは、その効果に大差は見られなかった。
【０１０８】
図１４の右側には、表面層と弾性層の厚みを変えて転写による解像性の劣化をみたものである。
【０１０９】
解像性は、６００ｄｐｉの１ｄｏｔラインの１ｏｎ−１ｏｆｆ画像が分解できているか、および６００ｄｐｉの１ｄｏｔの孤立点が転写できるかどうかを顕微鏡により目視確認した。１ｄｏｔラインと孤立点とも解像できる場合を○、どちらかが確認できない場合は、△、どちらも確認できない場合を×とした。
【０１１０】
この試験の結果によれば、弾性層３７の厚さが５００μｍまで厚くなると、１ｄｏｔラインがつぶれてしまい解像性が悪化し、弾性層の厚みは３００μｍ以下がよいことがわかる。
【０１１１】
すなわち、これらの結果をまとめると、耐久性を考慮すると表面層３６の厚みは２μｍ以上で、中抜け防止からは９μｍ（望ましくは７μｍ）以下。また弾性層３７の厚みは約３０〜３００μｍの範囲がよいことがわかる。
【０１１２】
また中間転写ベルトの構成においても、試験環境をかえて、ダイヤモンド微粒子の平均粒径が５ｎｍと約３００ｎｍの場合の転写効率が最大になる最適転写電圧、および、そのときのハーフトーン画像の転写ムラを比較した。その結果を図１５Ａ、図１５Ｂに示す。
【０１１３】
評価方法は、今回は中間転写方式なので、紙にではなく、ベルト上に感光体の画像を直接転写させた。転写ムラは、面積率５０％のハーフトーン画像を紙に転写後、感光体上に残存した転写残りトナーをメンディングテープでテーピングして、感光体長手方向に５ヶ所反射濃度を測定した。
【０１１４】
それら５点中の最大値と最小値との差が、０．０２以下の場合は○とし、０．０３〜０．０４を△、０．０５以上ある場合を×として評価した。テーピングは一条件につき３回実施し、その都度の５点にて比較して、一度でも上記基準を超えたら△、×として扱った。
【０１１５】
図１５Ａ、図１５Ｂの評価結果によれば、試験環境を変えた際の最適転写バイアスの差が若干ではあるが小さくなっていることがわかる。例えば、最適電圧は１８００ｖと６００ｖである。これに対して、平均粒径５ｎｍのダイヤモンド微粒子を表面層に０．０１％分散させた場合、最適で夏では１５００ｖと７００ｖになる。
【０１１６】
これは中間転写ベルト表面層抵抗の環境変化が抑制されていることを示しており、これにより１次転写バイアス等の環境抑制も簡略化できることがわかる。さらに転写ムラすなわち転写ベルトの表面層の抵抗のムラや環境変化についても改善されていることが理解される。
【０１１７】
フッ素表面層に導電剤としてカーボンブラックを２ｗｔ％分散させた状態で、さらに平均粒径５ｎｍと３００ｎｍのダイヤモンド微粒子を分散させた場合の結果を、図１６Ａ、図１６Ｂに示す。
【０１１８】
これらの結果によれば、カーボンブラックを分散させたことにより、必要なバイアスは下がっているが、傾向は図１５Ａ、図１５Ｂの場合と同様で、ダイヤモンド微粒子を加えたことにより、抵抗の環境安定性、及び抵抗ムラが改善されていることがわかる。すなわち、ダイヤモンド微粒子を分散することにより、導電性フィラーであるカーボンブラックの分散状態まで改善され、抵抗の均一性が向上したことがわかる。
【０１１９】
また、表面層の抵抗については、直接転写の場合と同様であり、抵抗値が高すぎると転写ベルトの表面が帯電して繰り返し使用でチャージアップを起こし、転写条件が変わってしまう現象が発生するうえに、抵抗ムラの影響が出やすくなる。したがって、体積抵抗を１０ｅ８Ω・ｃｍ〜１０ｅ１４Ω・ｃｍ程度に調整することが望ましい。
【０１２０】
ただし、表面層が薄い場合には、表面層そのものの抵抗が高くても実質的に使用することができる。中間転写ベルトとして形成した後に表面層を設けた状態で転写ベルトの表面層を測定し概ね１０ｅ９〜１０ｅ１５Ω／□の範囲が適している。
【０１２１】
常温常湿環境において、中間転写ベルトの表面層の抵抗を変えて転写ムラを評価した結果を図１７、図１８に示す。図１７及び図１８において、横軸はベルト全体としての表面抵抗（Ω）を取り、縦軸に一画面の転写ムラ（ΔID）を取っている。図１７は、表面層の厚さが８μｍのときの結果であり、図１８は表面層の厚さが３μｍのときの結果を示す。測定方法は、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ、図１６Ｂの場合と同じである。
【０１２２】
ベルト基材は、厚み７５μｍ、体積抵抗は１０ｅ８Ω・ｃｍ〜１０ｅ１４Ω・ｃｍ程度のポリイミド樹脂を用い、そこに同程度の体積抵抗のウレタンゴム層（１００μ厚）を形成し、さらに表面層を３μｍと、８μｍの２種類で試験を実施した。表面層の抵抗はフッ素樹脂表面層にカーボンブラックを分散することで調節し、そこにダイヤモンド微粒子を０％（▲）、０．０１ｗｔ％（○）及び１０ｗｔ％（□）分散した場合を比較した。
【０１２３】
これによれば、図１５Ａ、図１５Ｂ、図１６Ａ、図１６Ｂのときに示したように、いずれもダイヤモンド微粒子なしの場合に比べて、ダイヤモンド微粒子を入れたほうが、転写ムラが少ないことがわかる。
【０１２４】
さらに表面層の厚みが３μｍの方が８μｍのときに比べて全体的に抵抗ムラが発生しやすいものの、ダイヤモンド微粒子を入れることによって劇的に抵抗ムラが改善されており、ベルト全体としての表面抵抗が、１０ｅ９〜１０ｅ１５Ω／□の範囲において、表面層厚が３μｍ、８μｍともに、転写ムラの濃度差が概ね０．０５以下に抑えられ、高画質な画像が得られることがわかる。
【０１２５】
これらの抵抗の測定には、三菱油化製のハイレスタを用い、ＨＲプローブで、測定電圧は２５０Ｖで、３０秒後の値を用いた。
【０１２６】
＜実施形態２：表面層にＤＬＣを用いる場合＞
上記の実施形態の説明では、表面層にダイヤモンド微粒子を分散させた場合について述べた。しかし、本発明は表面層にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）をもちいることによっても、転写ベルトの耐久性を向上させることができる。
【０１２７】
ＤＬＣ薄膜は、一般にＣＶＤ法等によって作成される。近年では、低温でＣＶＤする方法等が提案されており、例えば、日本アイ・ティー・エフ社によるＦ−ＤＬＣ膜を使うことができる。これは、低温で成膜することにより、高分子にＤＬＣコートができるものであり、これを使用して効果の確認を行った。
【０１２８】
図１９に、Ｆ−ＤＬＣ膜の厚さを変えて耐久性を比較した結果を示す。図１９において、横軸は表面層の厚み（μｍ）を取り、縦軸にクリーニング不良が発生するまでの枚数（×１ｋ枚）を取っている。図１９において、○は、ベルト基材としては、厚み７５μｍのポリイミド樹脂を用い、弾性層には厚み１００μのウレタンゴムを用い、表面層としてＦ−ＤＬＣコート膜を用いた場合を示す。図１９において、▲は表面層がフッ素樹脂の場合を示す。
【０１２９】
図１９の結果から、ＤＬＣを表面層として用いた場合もダイヤモンド微粒子を分散させた場合と同様の効果が得られることがわかる。表面層の厚さが２μｍ以上で、ほぼ安定した耐久性が得られているところも、ダイヤモンド微粒子を分散させた場合と、同じ傾向である。更に抵抗ムラについても、表面層にフッ素樹脂を用いてダイヤモンド微粒子を入れた場合と同様な効果が得られる。
【０１３０】
図２０は、表面層の厚さを変えた場合の結果である。図２０において、横軸はベルト全体としての表面抵抗（Ω）を取り、縦軸に一画面の転写ムラ（ΔＩＤ）を取っている。ベルト基材は、ポリイミド樹脂、弾性層は厚み１００μｍのウレタンゴムである。▲は表面層として、８μｍの厚さのフッ素樹脂を用いた場合であり、○は３μｍの厚さのＦ−ＤＬＣコート膜を用いた場合、□は８μｍの厚さのＦ−ＤＬＣコート膜を用いた場合を示している。
【０１３１】
表面層にＦ−ＤＬＣコート膜を用いたときの、ベルト全体としての表面抵抗を変えてＦ−ＤＬＣ層厚３μｍ、８μｍ及びダイヤモンド微粒子を含有していないフッ素樹脂表面層厚８μｍの場合の転写ムラを比較した。ＤＬＣ膜の抵抗は成膜時の条件によって調整した。
【０１３２】
ＤＬＣ膜の抵抗は成膜時の条件によって調整したが、フッ素表面層にダイヤモンド微粒子を分散させたときほどは細かく条件を変えて試験することはできなかった。
【０１３３】
しかし、図２０から、ＤＬＣ膜の厚みが３μｍのときと８μｍのときはほぼ同じ傾向であり、測定点は少ないもののダイヤモンド微粒子を用いた場合とほぼ同じ特性を示していることが分かる。
【０１３４】
このように、ＤＬＣをベルトの表面層に用い、更に転写ベルトとして表面抵抗を最適化することにより、従来の転写ベルトや中間転写ベルトでは得られなかった高画質な画像をえることが可能となる。
【０１３５】
＜中間転写ベルトのリブの表面に、ダイヤモンド微粒子を分散した樹脂またはＤＬＣを設ける場合＞
また、図２に示したようなカラーの画像形成装置の場合は、カラー転写時の位置ずれを防止するために、図４Ａ、図４Ｂに示すような構造を採用することがある。中間転写ベルト１２の背面の端部に、ゴムやエラストマー等からなるリブを貼り付ける。一方、中間転写ベルト１２を懸架する搬送ローラ１４ａ、１４ｂにガイド溝４３を設ける。このガイド溝４３にリブ４２が嵌るようにして、中間転写ベルト１２の蛇行を規制する方法が用いられる場合がある。
【０１３６】
このような場合に、中間転写ベルト１２のリブ４２の表面に、ダイヤモンド微粒子を分散させた樹脂を用いたり、またＤＬＣコートを行ったりすると、リブ４２と搬送ローラ１４ａ、１４ｂとの摩擦を著しく低減することができ、その結果、無理な「より力」も発生しなくなり、位置ずれ精度が向上するうえ、もちろん耐久性も向上することができる。
【０１３７】
以上のように転写ベルト等の転写部材の表面層にダイヤモンド微粒子を分散するか、もしくはＤＬＣ層を用いることによって、転写ムラやチャージアップ等のない高画質な転写と、高耐久性を両立することができる。また、弾性層を有する中間転写ベルトでは、本発明を適用することで表面層を薄く形成することができるため、弾性層の効果が十分に発揮でき、転写時の中抜けも防止したうえで、高画質な転写と耐久性が両立できる。
【０１３８】
さらに、このようなダイヤモンドやＤＬＣコートの効果のうち、高耐久化、低摩擦化の効果は、例えばベルト背面のリブの表面に適用することでも、異なる意味で、高画質化と高耐久化へ寄与ができる。
【０１３９】
中間転写ベルト背面の端部のリブ表面に、ダイヤモンド微粒子を分散させたフッ素樹脂、ＤＬＣコート及びダイヤモンド微粒子を含有していないフッ素樹脂を用いて、位置ずれ精度を比較した。図２１に比較実験結果を示す。図２１において、横軸に耐久試験枚数を取り、縦軸に最大色ずれ量をとっている。○はリブにフッ素系樹脂コートを施した場合を示す。▲はリブにダイヤモンド微粒子を分散させたフッ素系樹脂コートを施した場合を示す。×はリブにＤＬＣコートを施した場合を示している。
【０１４０】
色ずれ量は、主走査方向にＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の線を重ねて印字して、Ａ３画像を印字して、画像全体にわたって９ヶ所で、一番ずれている色同士の主走査方向の距離を測定した。Ａ３の紙は５枚、連続印字して、１枚目と５枚目を測定して、それぞれの紙で９ヶ所あるため、計１８ヶ所の最悪値を採用して比較した。
【０１４１】
図２１に示すように、リブにフッ素樹脂をコートしただけのものは、初期から色ずれが大きく、また耐久試験枚数が多くなると悪化してしまった。しかし、ダイヤモンド微粒子を分散させたフッ素樹脂や、ＤＬＣコートを用いたリブでは、初期から色ずれが少ないうえに、耐久試験を実施しても、悪化レベルが少ないことが図２１の結果からわかる。
【０１４２】
＜総括、変形例＞
以上述べたように、転写ベルトの転写部材の表面にダイヤモンド微粒子を分散するか、若しくは表面層としてＤＬＣ層を用いることにより、転写ムラやチャージアップなどのない高画質な転写と、高耐久性を両立させることができる。
【０１４３】
また、弾性層を有する中間転写ベルトでは、本発明を適用することによって表面層を薄く形成することができる。したがって、弾性層を用いる場合には、弾性層の効果が十分に発揮でき、転写時の中抜けも防止した上で、高画質な転写と耐久性を両立させることができる。
【０１４４】
上記実施形態の説明では、トナーなどによる画像を転写する媒体として転写ベルト、中間転写ベルトを用いる場合について述べた。しかし、本発明は可視化画像を転写する媒体として転写ローラを用いる場合についても適用できる。ここでは、これらの転写ベルトと転写ローラを含め、トナー画像を転写する媒体を転写部材と呼ぶことにする。この転写部材はトナー像を被転写体に転写する機能を有すればよく、ローラ形状、ベルト形状以外であってもよい。
【０１４５】
また、上述の実施形態では、感光体に形成した静電潜像をトナーなどにより現像し、その現像された画像を転写ベルトによりあるいは中間転写ベルトを介して用紙に転写する場合を述べた。しかし、本発明において現像する可視化画像は感光体に形成された潜像である必要はなく、一般的には、像担持体であればよい。
【０１４６】
本発明は上記実施形態に限られず種々変形して実施することが可能である。これらの変形例はこの技術思想に含まれる限り本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の一実施形態における単色の画像形成装置の画像形成ユニットを示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるカラーの中間転写の４連タンデム方式の画像形成装置の画像形成ユニットを示す概略図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態の転写ベルトの構造を示す断面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態の中間転写ベルトの構造を示す断面図である。
【図４Ａ】中間転写ベルトの端部にリブを、また搬送ローラにガイド溝を設けた構造を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す構造においてリブをガイド溝に構造を示す図である。
【図５】本発明の実施形態において、転写ベルトの表面層の樹脂に分散するダイヤモンド微粒子の分散濃度を変えた場合の試験結果を示す図である。
【図６】本発明の実施形態において、表面層の厚さを変えた場合の試験結果を示す図である。
【図７Ａ】転写ベルトの表面層に平均粒径が５ｎｍのダイヤモンド微粒子を加えた時と、これがない時の最適電圧と転写ムラの評価を示す図である。
【図７Ｂ】転写ベルトの表面層に平均粒径が３００ｎｍのダイヤモンド微粒子を加えた時と、これがない時の最適電圧と転写ムラの評価を示す図である。
【図８Ａ】転写ベルトの表面層に平均粒径が５ｎｍのダイヤモンド微粒子とカーボンブラックを加えた時と、これがない時の最適電圧と転写ムラの評価を示す図である。
【図８Ｂ】転写ベルトの表面層に平均粒径が３００ｎｍのダイヤモンド微粒子とカーボンブラックを加えた時と、これがない時の最適電圧と転写ムラの評価を示す図である。
【図９】本発明の実施形態において、中間転写ベルトの、表面層の樹脂に分散するダイヤモンド微粒子の分散濃度を変えた場合の耐久試験結果を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態において、中間転写ベルトの表面層の樹脂に分散するダイヤモンド微粒子の平均粒径を変えた場合の耐久試験結果を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態において、中間転写ベルトに弾性層を有し、表面層の樹脂に分散するダイヤモンド微粒子の分散濃度を変えた場合の耐久試験結果を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態において、中間転写ベルトに弾性層を有し、平均粒径５０のダイヤモンド微粒子を分散した表面層の厚さを変えた場合の耐久試験結果を示す図である。
【図１３】本発明の実施形態において、中間転写ベルトに弾性層を有し、ダイヤモンド微粒子を濃度１ｗｔ％で分散した表面層の厚さを変えた場合の耐久試験結果を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態において、中間転写ベルトに弾性層を有し、ダイヤモンド微粒子を濃度１ｗｔ％で分散した表面層を有する場合の、中抜け及び解像度劣化の評価結果を示す図である。
【図１５Ａ】表面層に分散するダイヤモンド微粒子の平均粒径が５ｎｍのときの、最適電圧と転写ムラの評価結果を示す図である。
【図１５Ｂ】表面層に分散するダイヤモンド微粒子の平均粒径が３００ｎｍのときの、最適電圧と転写ムラの評価結果を示す図である。
【図１６Ａ】本発明の実施形態において、表面層にカーボンブラックを加え表面層に分散するダイヤモンド微粒子の平均粒径が５ｎｍのときの、最適電圧と転写ムラの評価結果を示す図である。
【図１６Ｂ】本発明の実施形態において、表面層にカーボンブラックを加え表面層に分散するダイヤモンド微粒子の平均粒径が３００ｎｍのときの、最適電圧と転写ムラの評価結果を示す図である。
【図１７】本発明の実施形態において、表面層の厚さが８μｍのとき表面層の抵抗値を変えて転写ムラを評価した結果を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態において、表面層の厚さが３μｍのとき表面層の抵抗値を変えて転写ムラを評価した結果を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態において、表面層としてＤＬＣ膜を用いた実施形態で、表面層の抵抗値を変えた場合の耐久試験の結果を示す図である。
【図２０】本発明の実施形態において、表面層としてＤＬＣ膜を用いた実施形態で、表面層の抵抗値を変えた場合の転写ムラの評価結果を示す図である。
【図２１】本発明の実施形態において、リブに、ダイヤモンド微粒子を分散したフッ素系樹脂の表面層を設けた場合、ＤＬＣの表面層を設けた場合の最大色ずれ量を示す図である。
【図２２】本発明の一実施形態において細線の分解の程度を測定した状態を説明するための図である。
【図２３】本発明の一実施形態において孤立点の転写の程度を測定した状態を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１；転写ベルト、
２ａ,  ２ｂ,  １４ａ,  １４ｂ；ベルト搬送ローラ、
３,  １５；ベルトクリーナー、
７,  １７；被転写体、
１２；中間転写ベルト、
２７；二次転写ローラ、
Ｋ１０,  Ｋ２０,  Ｃ２０,  Ｍ２０,  Ｙ２０；画像形成部、
Ｋ１１,  Ｋ２１,  Ｃ２１,  Ｍ２１,  Ｙ２１；感光体ドラム、
Ｋ１２,  Ｋ２２,  Ｃ２２,  Ｍ２２,  Ｙ２２；感光体クリーナー、
Ｋ１３,  Ｋ２３,  Ｃ２３,  Ｍ２３,  Ｙ２３；露光装置、
Ｋ１４,  Ｋ２４,  Ｃ２４,  Ｍ２４,  Ｙ２４；現像ユニット、
Ｋ１５,  Ｋ２５,  Ｃ２５,  Ｍ２５,  Ｙ２５；帯電器、
Ｋ１６,  Ｋ２６,  Ｃ２６,  Ｍ２６,  Ｙ２６；転写ローラ、
３１,  ３５；ベルト基材、
３２,  ３６；表面層、
３７；弾性層、
４２；リブ、
４３；ガイド溝。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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