(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成したトナー像を一旦中間転写体に転写した後、これを記録媒体に転写して再生画像を得るようにした画像形成装置における中間転写体において、
前記中間転写体が、カーボン分散ポリイミドベルトによって構成され、
前記中間転写体のトナー転写面のアセトン抽出物が、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで２．２ｐｐｍのピークを示すもの以外のものによって構成されている
ことを特徴とする画像形成装置における中間転写体。
【請求項２】
ポリイミド樹脂としてビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４−アミノフェニールエーテルとの反応による溶液にカーボンブラックを分散させたポリイミドフィルムの成膜のトナー転写面に相当する部位を空気雰囲気において加熱することにより、アセトン抽出物中の１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで２．２ｐｐｍのピークを示すものを除去する
ことを特徴とする画像形成装置における中間転写体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に係わり、特に像担持体に形成したトナー像を一旦中間転写体に転写した後、これを用紙等の記録媒体に転写して再生画像を得るようにした画像形成装置における中間転写体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式を用いた画像形成装置は、光導電性感光体からなる像担持体上に一様な電荷を形成し、画像信号を変調したレーザ光等で静電潜像を形成した後、帯電したトナーで前記静電潜像を現像して可視化したトナー像とする。
【０００３】
そして、上記トナー像を中間転写体を介して、あるいは直接記録紙等の転写材に静電的に転写することにより所要の再生画像を得る。
特に、上記像担持体に形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、さらに中間転写体上のトナー像を記録紙に二次転写する方式を採用した画像形成装置として、特開昭６２−２０６５６７号公報等に開示されたものが知られている。
【０００４】
前記、中間転写体方式を採用した画像形成装置に用いられるベルト材料としては、ポリカーボネイト樹脂（特開平０６−０９５５２１）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）（特開平５−２００９０４、特開平６−２２８３３５）、ポリアルキレンフタレート（特開平６−１４９０８１）、ＰＣ（ポリカーボネイト）／ＰＡＴ（ポリアルキレンテレフタレート）のブレンド材料（特開平６−１４９０８３）、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロエチレン共重合体）／ＰＣ，ＥＴＦＥ／ＰＡＴ，ＰＣ／ＰＡＴのブレンド材料（特開平６−１４９０７９）などの熱可塑性樹脂の導電性の無端ベルトを用いる提案がなされている
【０００５】
前記ポリカーボネイト樹脂、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）などの熱可塑性樹脂の導電性材料は、ヤング率が２４０００ｋｇ／ｃｍ2 以下であり機械特性が劣るため、駆動時の応力に対するベルト変形が大きく、高品質の転写画質が安定して得られないとともに、使用時にベルト端部よりクラックが発生するためにベルトの寿命が短いなどの問題がある。
【０００６】
機械特性が優れた材料としては、ポリイミド樹脂をあげることができ、例えば、特許番号２５６０７２７号（特開昭６３−３１１２６３）公報において、カーボンブラック分散のポリイミドシームレスベルトが提案されている。
【０００７】
上記ポリイミドベルトの成形方法には、ポリイミド原料溶液を円筒金型に注入して無端状に成膜する遠心成形法や、成膜原液を金属シート上に流延して成膜したポリイミドフィルムを接合する方法などがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来におけるカーボンブラック分散のポリカーボネイト、カーボンブラック分散のエチレンテトラフロロエチレン共重合体などの熱可塑性樹脂、ならびにカーボンブラック分散のポリイミド樹脂を中間転写体として用いて、１０℃１５％ＲＨの低温低湿環境下において、葉書などの中間転写体の幅より短い用紙を連続して、１０００枚以上転写した後で、ハーフトーン（マゼンタ３０％）の画像を転写すると用紙走行部が白抜けする問題が発生した。
【０００９】
用紙走行部が白抜けするのは、二次転写部での用紙剥離時に中間体と用紙との間における剥離放電によって、中間転写体の用紙走行部の表面抵抗率が周辺部位より低下して、転写効率が周辺部位より低下することが原因である。
【００１０】
そこで本発明者は、中間転写体のトナー転写面のアセトン抽出物中にイオン性物質が含まれている場合には前記放電破壊が生じ易いことを見いだし、アセトン抽出物中にイオン性物質が含まれているかどうかを、磁気モーメントをもつ原子核の磁場中での核スピン遷移に基づく高周波電波吸収（共鳴吸収）の周波数が、原子の状態に依存することを利用し、化合物の構造解析を行う核磁気共鳴分析法（Nuclear Magnetic Resonance Spectrometr，Ｎ．Ｍ．Ｒ．）を利用して判別する知見に到達した。
【００１１】
さらに本発明者は、上記剥離放電を防止するために、中間転写体のトナー転写面のアセトン抽出物において、前記放電破壊が生じ易いイオン性物質を無くするという本発明の基本的技術思想に着眼し、イオン性物質の有無を上記ＮＭＲ法における１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで２．２ｐｐｍのピークの有無により判別する判別手法に到達した。
【００１２】
また本発明者は、像担持体に形成したトナー像を一旦中間転写体に転写した後、これを記録媒体に転写して再生画像を得るようにした画像形成装置における中間転写体において、前記中間転写体を、カーボン分散ポリイミドベルトによって構成して、前記中間転写体のトナー転写面のアセトン抽出物が、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで２．２ｐｐｍのピークを示すもの以外のものによって構成するという本発明の画像形成装置における中間転写体の基本的構成に到達した。
【００１３】
さらに本発明者は、ポリイミド樹脂としてビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４−アミノフェニールエーテルとの反応による溶液にカーボンブラックを分散させ、カーボンブラックが分散した前記溶液をシート上に流延させ、前記流延されたポリイミドフィルムの成膜のトナー転写面に相当する部位を空気雰囲気において加熱することにより、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで２．２ｐｐｍのピークを示すものをアセトン抽出物から除去するという本発明の画像形成装置における中間転写体の製造方法に到達した。
【００１４】
また本発明者は、上述した本発明の知見および技術的思想に基づき、更に研究開発を重ねた結果、用紙走行部の表面抵抗率が周辺部位より低下して白抜け欠陥の発生を防止するという目的を達成する本発明に到達した。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１に記載の第１発明）の画像形成装置における中間転写体は、
像担持体に形成したトナー像を一旦中間転写体に転写した後、これを記録媒体に転写して再生画像を得るようにした画像形成装置における中間転写体において、
前記中間転写体が、カーボン分散ポリイミドベルトによって構成され、
前記中間転写体のトナー転写面のアセトン抽出物が、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで２．２ｐｐｍのピークを示すもの以外のものによって構成されている
ものである。
【００１６】
本発明（請求項２に記載の第２発明）の画像形成装置における中間転写体の製造方法は、
ポリイミド樹脂としてビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４−アミノフェニールエーテルとの反応による溶液にカーボンブラックを分散させたポリイミドフィルムの成膜のトナー転写面に相当する部位を空気雰囲気において加熱することにより、アセトン抽出物中の１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで２．２ｐｐｍのピークを示すものを除去する
ものである。
【００１７】
【発明の作用および効果】
上記構成より成る第１発明の画像形成装置における中間転写体は、前記カーボン分散ポリイミドベルトによって構成された前記中間転写体のトナー転写面のアセトン抽出物が、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで２．２ｐｐｍのピークを示すもの以外のものによって構成されているので、葉書などの中間転写体の幅より短い用紙を連続して多数転写した後の用紙走行部の表面抵抗率が周辺部位より低下して白抜け欠陥の発生を防止するという効果を奏する。
【００１８】
上記構成より成る第２発明の画像形成装置における中間転写体の製造方法は、ポリイミド樹脂としてビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４−アミノフェニールエーテルとの反応による溶液にカーボンブラックを分散させたポリイミドフィルムの成膜のトナー転写面に相当する部位を空気雰囲気において加熱することにより、アセトン抽出物中の１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで２．２ｐｐｍのピークを示すものを除去するので、用紙走行部の表面抵抗率が周辺部位より低下して白抜け欠陥を発生することの少ない中間転写体を得ることができるという効果を奏する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００２０】
（実施形態）
本実施形態の画像形成装置における中間転写体は、像担持体に形成したトナー像を一旦中間転写体に転写した後、これを記録媒体に転写して再生画像を得るようにした画像形成装置における中間転写体において、前記中間転写体が、カーボン分散ポリイミドベルトによって構成され、前記中間転写体のトナー転写面のアセトン抽出物が、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで２．２ｐｐｍのピークを示すもの以外のものによって構成されているものである。
【００２１】
本実施形態の前記中間転写体の製造方法は、ポリイミド樹脂としてビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４−アミノフェニールエーテルとの反応による溶液にカーボンブラックを分散させ、カーボンブラックが分散した前記溶液をシート上に流延させ、前記流延されたポリイミドフィルムの成膜のトナー転写面に相当する部位を空気雰囲気において加熱することにより、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで２．２ｐｐｍのピークを示すものをアセトン抽出物から除去するものである。
【００２２】
本実施形態の中間転写体は、中間転写体方式の画像形成装置であれば適用することが可能であり、特に限定されるものではない。例えば、現像装置内に単色のトナーのみを収容する通常のモノカラー画像形成装置や、感光体ドラム等の像担持体上に担持されたトナー像を中間転写体に順次一次転写を繰り返すカラー画像形成装置、各色毎の現像器を備えた複数の像担持体を中間転写体上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置等に適用される。
【００２３】
一例として、一次転写を繰り返すカラー画像形成装置の概要を図１に示す。
図１は、本実施形態を適用する画像形成装置の主要部分を説明する模試図であって、１は、像を担持する像担持体としての感光体ドラム、２は中間転写体としての転写ベルト、３は転写電極であるバイアスロール、４は転写媒体である記録紙を供給するトレー、５はＢ（ブラック）トナーによる現像装置、６はＹ（イエロー）トナーによる現像装置、７はＭ（マジェンタ）トナーによる現像装置、８はＣ（シアン）トナーによる現像装置、９はベルトクリーナー、１３は剥離爪、２１、２３、２４はベルトローラ、２２はバックアップロール、２５は導電性ロール、２６は電極ロール、３１はクリーニングブレード、４１は記録紙束、４２はピックアップローラ、４３はフィードローラである。
【００２４】
図１において、前記感光体ドラム１は時計方向の矢印Ａ方向に回転し、図示しない帯電装置によってその表面が一様に帯電される。帯電された感光体ドラム１にレーザ書き込み装置などの画像書き込み手段により第一色（例えば、Ｂ）の静電潜像が形成される。
【００２５】
この静電潜像は現像装置５によってトナー現像されて可視化されたトナー像Ｔが形成される。トナー像Ｔは感光体ドラム１の回転で導電性ロール２５が配置された一次転写部に到り、導電性ロール２５からトナー像Ｔに逆極性の電界を作用させることにより上記トナー像Ｔを静電的に転写ベルト２において重ね合わせ、多重トナー像が形成される。
【００２６】
転写ベルト２に転写された多重トナー像は転写ベルト２の回転でバイアスロール３が設置された二次転写部に到る。
二次転写部は、転写ベルト２のトナー像が担持された表面側に設置されたバイアスロール３と当該転写ベルト２の裏側からバイアスロールに対向するごとく配置されたバックアップロール２２およびこのバックアップロール２２に圧接して回転する電極ロール２６から構成される。
【００２７】
記録紙４１は記録紙トレー４に収容された記録紙束からピックアップローラ４２で一枚ずつ取り出され、フィードロール４３で二次転写部の転写ベルト２とバイアスロール３との間に所定のタイミングで給送される。
給送された記録紙４１はバイアスロール３とバックアップロール２２による圧接搬送と転写ベルト２の回転で当該転写ベルト２に担持されたトナー像が転写される。
【００２８】
トナー像が転写された記録紙４１は、最終トナー像の一次転写終了まで退避位置にある剥離爪１３を作動させることにより転写ベルト２から剥離され、図示しない定着装置に搬送され、加圧／加熱処理でトナー像を固定して永久画像とされる。
【００２９】
なお、多重トナー像の記録紙４１への転写の終了した転写ベルト２は二次転写部の下流に設けたベルトクリーナ９で残留トナーの除去が行われて次の転写に備える。また、バイアスロール３にはポリウレタン等からなるクリーニングブレード３１が常時当接するごとくとりつけられており、転写で付着したトナー粒子や紙紛等の異物が除去される。
【００３０】
単色画像の転写の場合は、一次転写されたトナー像Ｔを直ちに二次転写して定着装置に搬送するが、複数色の重ね合わせによる多色画像の転写の場合は各色のトナー像が一次転写部で正確に一致するように転写ベルト２と感光体ドラム１との回転を同期させて各色のトナー像がずれないようにする。
【００３１】
上記二次転写部では、バイアスロール３と転写ベルト２を介して対向配置したバックアップロール２２に圧接した電極ロール２６にトナー像の極性と同極性の出圧（転写電圧）を印加することで当該トナー像を記録紙４１に静電反発で転写する。
【００３２】
上述したカラー画像形成装置において中間転写体として適用される転写ベルト２は、以下のような手順で作製されたポリイミドベルトによって構成されている。
【００３３】
ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４−アミノフェニールエーテルとの脱水縮合反応によって得られたポリアミド酸のＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリジノン）溶液のなかにオイルファーネス系のカーボンブラックを分散させた溶液を作成した。
【００３４】
この溶液を金属シート上に均一な厚みに流延後、加熱によりＮＭＰを蒸発させ除去した。その後所定の温度（焼成温度と呼ぶ）に昇温して、ポリイミドフィルムを作製した。
【００３５】
中間転写体ベルトを得る方法としては、上述の方法のほか遠心成形法、ディッピング、押出し成形、インフレーション成形等どの様な方式をとってもかまわない。また、カーボンブラックも上記のものに限らない。
また、焼成装置の温度より低い温度で作製したフィルムを、再び焼成温度に昇温しても良い。
【００３６】
転写ベルト２としての上述したポリイミドフィルムによって構成された前記ポリイミドベルトにおけるアセトン抽出物の分析方法について、以下説明する。
【００３７】
上記ベルトの切片の抽出側のみアセトンに触れるようにして抽出を行う。該アセトン抽出物中にイオン性物質が含まれているかどうかを、磁気モーメントをもつ原子核の磁場中での核スピン遷移に基づく高周波電波吸収（共鳴吸収）の周波数が、原子の状態に依存することを利用し、化合物の構造解析を行う核磁気共鳴分析法（Nuclear Magnetic Resonance Spectrometr，Ｎ．Ｍ．Ｒ．）により判別する。
【００３８】
すなわち上記アセトン抽出物を、上記ＮＭＲを用い１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで図２に示されるように２．２ｐｐｍの部分のピークが有るか、図３に示されるように２．２ｐｐｍの部分ピークが無いかにより、イオン性物質が含まれているかどうかを判別する。この物質は、同定できていないが、発明者らは酢酸塩と推定している。
【００３９】
上記ポリイミドフィルムの表面抵抗率の算出について、以下に説明する。
φ１６の内円筒、φ３０×φ４０の外円筒の二重円筒式プローブを用いるとともに、下面を絶縁体としての絶縁板（ＰＴＦＥ）の上面に上記ポリイミドフィルムを載置した図４に示されるような測定装置を用いた。この装置の内円筒に１００Ｖをかけたときに外円筒に流れる電流量を測定し、上記ポリイミドフィルムの表面抵抗率を計算により求めた。
【００４０】
本実施形態における白抜け評価について、以下に説明する。
１０℃１５％ＲＨの低温低湿環境下において、Ａ４縦用紙を連続して３０００枚転写した後、ハーフトーン（マゼンタ３０％）の画像をＡ３縦用紙に転写した画像を目視により判定を行った。このときの２次転写電圧としては、３．５ＫＶで行った。
また、本発明者らがこれまでに行った系統的実験により、表面抵抗が周囲部分より１桁以上低下すると、白抜けすることが判っている。
【００４１】
上記第１実施形態の画像形成装置における中間転写体は、前記カーボン分散ポリイミドベルトによって構成された前記中間転写体のトナー転写面のアセトン抽出物が、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで２．２ｐｐｍのピークを示すもの以外のものによって構成されているので、葉書などの中間転写体の幅より短い用紙としてＡ４縦用紙を連続して３０００枚転写した後、ハーフトーン（マゼンタ３０％）の画像をＡ３縦用紙に転写した画像を目視により判定を行い、白抜けしないことが確認された。
【００４２】
本第１実施形態の画像形成装置における中間転写体は、前記カーボン分散ポリイミドベルトによって構成された前記中間転写体のトナー転写面のアセトン抽出物が、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで２．２ｐｐｍのピークを示すもの以外のものによって構成されているので、葉書などの中間転写体の幅より短い用紙としてＡ４縦用紙を連続して３０００枚転写した後、ハーフトーン（マゼンタ３０％）の画像をＡ３縦用紙に転写して画像の判定を行っても、白抜けしないことが確認され、用紙走行部の表面抵抗率が周辺部位より低下して白抜け欠陥の発生を防止するという効果を奏する。
【００４３】
また本第１実施形態の中間転写体を製造する製造方法は、ポリイミド樹脂としてビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４−アミノフェニールエーテルとの反応による溶液にカーボンブラックを分散させ、カーボンブラックが分散した前記溶液をシート上に流延させ、前記流延されたポリイミドフィルムの成膜のトナー転写面に相当する部位を空気雰囲気において加熱することにより、１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで２．２ｐｐｍのピークを示すものをアセトン抽出物から除去するので、上述のように用紙走行部の表面抵抗率が周辺部位より低下して白抜け欠陥を発生することの少ない中間転写体を得ることができるという効果を奏する。
【００４４】
【実施例】
以下本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
【００４５】
（第１実施例ないし第３実施例）
本第１ないし第３実施例においては、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４−アミノフェニールエーテルとの脱水縮合反応によって得られたポリアミド酸のＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリジノン）溶液のなかにオイルファーネス系のカーボンブラックを分散させた溶液を作成する。
【００４６】
上記作成した溶液を金属シート上に均一な厚みに流延後、加熱によりＮＭＰを蒸発させ除去した。その後所定の焼成温度までそれぞれ昇温して、ポリイミドフィルムを作製した。
【００４７】
溶剤を除去した後に、各実施例における焼成温度を表１に示されるように３４０°Ｃ（第１実施例）、３７０°Ｃ（第２実施例）、４００°Ｃ（第３実施例）とし、表面抵抗率が５×１０11〜１×１０12Ω／□になるようにカーボン量を調整してポリイミドフィルムを作製した。フィルムの厚さは約８０μｍであった。
【表１】
0003760689.tif 000002
【００４８】
このカーボンブラック分散のポリイミド樹脂フィルムの空気面側が表面側になるように端部１０ｍｍを重ね合わせて接着して、ポリイミドベルトを得た。
【００４９】
（比較例１ないし比較例３）
本比較例１ないし比較例３においては、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と４−アミノフェニールエーテルとの脱水縮合反応によって得られたポリアミド酸のＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリジノン）溶液のなかにオイルファーネス系のカーボンブラックを分散させた溶液を作成する。
【００５０】
上記作成した溶液を金属シート上に均一な厚みに流延後、加熱によりＮＭＰを蒸発させ除去した。その後所定の焼成温度２５０°Ｃ（比較例１）、２８０°Ｃ（比較例２）、３１０°Ｃ（比較例３）までそれぞれ昇温して、ポリイミドフィルムを作製した。その他は上述した実施例と同様であるので、説明を省略する
【００５１】
（比較例４）
第２実施例のフィルムを用い、空気に接触しない部分が表面側になるように端部１０ｍｍを重ね合わせて接着して、ポリイミドベルトを得た。
【００５２】
（比較例５）
溶剤除去後の加熱時に窒素雰囲気中で３７０℃に加熱し、表面抵抗率が８×１０11Ω／□のポリイミドフィルムを作製した。フィルムの厚さは約８０μｍであった。このカーボンブラック分散ポリイミド樹脂フィルムの窒素面側になるように端部１０ｍｍを重ね合わせて接着して、ポリイミドベルトを得た。
【００５３】
上述した実施例および比較例の各ベルトについて、白抜け評価結果および白抜け評価前後での表面抵抗率変化量の測定結果を表１に示した。
【００５４】
上記表１から明らかなように第１実施例ないし第３実施例において、アセトン抽出物中に１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで２．２ｐｐｍのピークを示すものをトナー転写面に含まないので、白抜けが発生しないことが判る。
【００５５】
また、上記比較例４のように空気に接触しない部分を表面側にした場合もしくは、比較例５のように窒素雰囲気中で焼成した場合には白抜けが発生しており、アセトン抽出物中に１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで２．２ｐｐｍのピークを示すものを除去する場合には、加熱だけでなく空気に面していることが必要であることが判る。これは、加熱時に空気中の酸素により１Ｈ−ＮＭＲスペクトルで２．２ｐｐｍのピークを示すものが分解するためと考えられる。
【００５６】
上述の実施形態および実施例は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の中間転写体を適用したカラー電子写真複写機の概要を示す概略構成図である。
【図２】本実施形態における２．２ｐｐｍにピークがある場合のアセトン抽出物１Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示す線図である。
【図３】本実施形態における２．２ｐｐｍにピークがない場合のアセトン抽出物１Ｈ−ＮＭＲスペクトルを示す線図である。
【図４】本実施形態における表面抵抗率の測定方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１  感光体ドラム
２  転写ベルト
３  バイアスロール
４  トレー
５、６、７、８  現像装置
９  ベルトクリーナー
１３  剥離爪
２１、２３、２４  ベルトローラ
２２  バックアップロール
２５  導電性ロール
２６  電極ロール
３１  クリーニングブレード
４１  記録紙束
４２  ピックアップローラ
４３  フィードローラ
【図１】
0003760689.tif 000003
【図２】
0003760689.tif 000004
【図３】
0003760689.tif 000005
【図４】
0003760689.tif 000006