JP2004151734A - 画像転写部材，画像形成装置，及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高分子フィルム上の導電性基材上に高分子コーティングを有する画像転写ベルトを提供する。
【解決手段】第１トナー受容層は第１トナー画像が第１トナー受容層上に形成されるべく，ａ）電荷供給源，ｂ）第１トナー受容層の光導電性を活性化させる照射源及びｃ）一つ以上のトナー付与装置と電気的に接触されて配される第１トナー受容層及び中間転写部材を有する電子写真画像の形成装置である。第１トナー層はａ），ｂ）及びｃ）と相互作用後，第１トナー画像が画像受容部材に転写されうる中間転写層と接触するように運動可能である。また，中間転写部材は，非導電性軟性フィルム層，及び非導電性軟性フィルム層の第１表面に付着された導電性物質層を含み，導電性物質層はその上部に電気抵抗性高分子層を有する。このような電子写真画像の形成装置を利用すれば電気的構造上の複雑性が大きく改善される。

Description

本発明は，画像転写部材が光導電性ドラムと最終画像受容媒体間の画像運搬に使われる電子写真印刷法に利用される画像転写部材に関する。

電子写真の印刷過程にてトナー画像は当業界で公知の静電気的技術を使用して光導電性ドラム上に形成される。電子写真法において，プレート，ベルト，ディスク，シートまたはドラム状の有機感光体は導電性基材上の電気絶縁性の光導電要素を有し，光導電要素の表面がまず均一に静電気的に帯電された後，前記帯電された表面が光パターンに露出されて画像が形成される。露光は照射された領域に電荷を選択的に消散させ，帯電された領域，これより少なく帯電された領域及び最も少なく帯電された領域と共に差等的に帯電されたパターンの領域を形成する。湿式または固形インクはそのご帯電された領域または帯電されていない領域に付着されて光導電要素にトナー画像を形成する。その結果，肉眼で観察可能なインク画像が感光体表面に定着されたり，または，例えば紙，金属，金属コーティングされた基材，オーバーヘッドプロジェクションフィルム，複合材などを含む材料のシートのような適した受容体の表面に転写されうる。肉眼で観察可能なインク画像は適した受容体に転写される前に中間転写部材（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｅｍｂｅｒ：ＩＴＭ）に転写され，前記ＩＴＭは光導電性ドラムと接触してニップ（「Ｔ−１」）を形成する。その後，画像は最終受容媒体に画像を転写させる他の接触ニップ（「Ｔ−２」）に前記ＩＴＭにより運搬される。

特許文献１には複数のトナー画像を光導電性部材から複写シートに転写させる装置が開示されている。単一光導電性部材が使われる。前記装置はバイアスされた転写ローラを使用してトナー画像を複写シートに転写させるために中間転写ベルトを含みうる。前記中間転写ベルトは滑らかな表面であり，非吸水性であって低い表面エネルギーを有する。

特許文献２には中間転写ベルトが半導体性になるべく，望ましくは体積抵抗が１０^９Ω・ｃｍとなり，若干導電性のシリコン物質より製造された中間転写ベルトが開示されている。

特許文献３にはベルト型部材であるＩＴＭが開示されているが，これは加圧ローラでトナー画像リテイナの外部周辺部上に圧着されている。前記ＩＴＭはシリコンエラストマまたはゴムまたはフルオロエラストマフルオリン高分子系ゴムのような耐熱性弾性体及びステンレススチールのような耐熱性ベース物質を含む転写層のラミネートより製造される。

特許文献４にはＩＴＭを有するゼログラフィック熱と圧着力転写及び定着装置が開示されているが，前記ＩＴＭは１ｃｍ当たり４０ダイン（ｄｙｎ）以下の表面自由エネルギー及び３〜７０硬度計（Ｓｈｏｒｅ Ａ）の硬度を有する滑らかな表面を有する。望ましくは，ベルト型の前記中間部材は，例えば０．１〜１０ｍｍのシリコンゴムまたはフルオロエラストマでコーティングされたポリイミドフィルム基材より形成されうる。シリコンゴムは転写層として実施例に記載されている唯一の材料である。

特許文献５には１０^３〜１０^４Ω・ｃｍの体積抵抗を有すると報告された導電性ウレタンゴム及び１０^１４Ω・ｃｍ以上の体積抵抗を有すると報告されたポリテトラフルオロエチレン誘電体層を含む中間転写ベルトが開示されている。

特許文献６は誘電層上の金属層上の表面層として導電性物質が分散されているフルオロ高分子を含むＩＴＭに関するものである。前記導電性物質はフルオロ高分子内に分散されており，単にフルオリン高分子の下部に別個層として存在するのではない。

特許文献７には単一画像形成部材及びＩＴＭを有する装置が開示されているが，前記ＩＴＭは半導体性であり，低い表面エネルギーを有する半導体性エラストマ外部層でコーティングされた熱及び電気導電性基材を含み，前記エラストマ外部層は望ましくはＶｉｔｏｎ（登録商標）Ｂ−５０（ビニリデンフルオライド及びヘキサフルオロプロピレン共重合体を含むフルオロカーボンエラストマである）である。

特許文献８及び特許文献９にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）または他の適したポリプロピレン物質より構成されている中間転写ベルトが記載されている。

特許文献１０には，望ましくは炭素充電されたまたは着色された透明Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）（Ｅ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ＆Ｃｏ．社から入手できるポリビニルフルオライド）より製造された単一層中間転写ベルトが記載されている。Ｔｅｄｌａｒ（登録商標）は適合性が不良であるという問題がある。

特許文献１１には強化ベルト部材を含むシームレスＩＴＭが開示されているが，前記強化ベルト部材はフルオロカーボン高分子を含みうるフィルム形成高分子からなる充電材料でコーティングされるか含浸されている。

電子写真法，特に複数のカラーが使われる電子写真法でＩＴＭを使用すればいくつかのメリットがある。プリント出力速度を最大化することが望ましいが，一層速い出力速度のための方法として４つのトナープロセスカラーそれぞれに対する４つの直列型光導電性ドラムが必要な「単一パスプロセス」が知られている。前記４つの光導電性ドラムはベルトまたはドラムであるＩＴＭと接触し，４つのＴ−１ニップを形成する。ベルト型の場合，バイアスされたローラは一般的に画像転写ベルト（ＩＴＢ）の後面部と接触し，安定性を提供しつつニップを形成してトナー粒子転写のための静電気的駆動力を提供する。ＩＴＭは他のバイアスされたローラと接触してニップ（以下，Ｔ−２という）を形成することにより，ＩＴＭで最終記録媒体へのトナー転写を容易にする。前記トナー画像はまずＩＴＭ上に重畳されるべくＴ−２ニップを通じて前記媒体を通過させることによりＩＴＭから最終受容媒体に転写される。ＩＴＢが画像形成装置デザインを自由にして大きい画像転写ドラムに比べて空間を節約できるために望ましい。「単一パスプロセス」の使用は，またマルチカラー画像を得るために２〜４回のパスをそれ以上要求しないために，電子写真装置の寿命を延長させる。ＩＴＢの使用は，また小さな外形サイズを有するコンパクトな画像形成装置を可能にし，手狭な事務室空間に容易に配されるようにする。

このために，ＩＴＢはいくつかの要求条件を満足せねばならない。まず，ＩＴＢは適した電気的特性を有してそれぞれＴ−１ニップとＴ−２ニップ間のバイアス電圧を保持できねばならない。光導電性ドラムに形成されたトナー画像は非常に小さな非連続的な帯電されたカラー粒子からなる。前記バイアス電圧は各Ｔ−１ニップで各画像のトナー粒子の光導電性ドラムからＩＴＢへの静電気的転写を誘導するのに使われる。バイアス電圧はまたＴ−２ニップでトナー画像をＩＴＢから最終受容媒体に転写させるのに使われる。

ＩＴＢの第２要求事項は寸法安定性である。これはマルチカラープリントの各カラー平面をＴ−１ニップで正確に重畳させるために必要であり，また最終受容媒体での画像の正確なポジショニングのためにも必要である。

ＩＴＢにおいて第３要求事項はＩＴＢの全体面積での厚さ均一性である。これは各トナー転写ニップで均一であって一定な圧力を提供してトナー画像を完壁であって一定に転写させることを促進する。

ＩＴＢの第４要求事項は画像形成装置での使用時における耐久性及び長寿命である。

各転写ニップ間のバイアス電圧は全ての帯電された全ての個々のトナー粒子の転写を誘導するのに使われ，前記粒子は各光導電性ドラムで最初に形成されるそれぞれの画像を構成するのである。バイアス電圧は電場を形成するが，この電場は各転写ニップで一表面からその次の表面に続けて画像形成装置を通じて最終受容媒体にトナー粒子を移動させるのに適した電気的方向を有さねばならない。正電荷を有するトナーが使われる場合，受容体の表面または前記受容体の表面に接した隣接支持体の表面に負電荷が形成されるように電場の方向が配向されねばならない。負電荷を有するトナーが使われる場合，受容体の表面または前記受容体の表面に接した隣接支持体表面に正電荷が形成されるように電場の方向が形成されねばならない。電場の方向はバイアス電圧回路と連結された時に電力供給器の方向により調節される。従来の画像形成装置の場合，このようなバイアス電圧回路は電力供給器，光導電性ドラム，導電性ＩＴＢのバックアップローラ及び最終受容体媒体を支持するローラからなっている。ＩＴＢのバックアップローラは，望ましくは画像形成装置の残り部分と絶縁されており，光導電性ドラム及び最終受容媒体を支持するローラは，望ましくは接地される。ＩＴＢが回転する間に各転写ニップに位置するＩＴＢ部分はまた前記回路の一部である。その結果，優秀なトナー転写効率のために，バイアス電圧及び強い電場が各トナー転写ニップで保持されるようにＩＴＢの電気的特性が調節されなければならない。ＩＴＢの導電性が強すぎれば，電流は転写ニップを通じて流れてバイアス電圧は不可能になるであろう。ＩＴＢの電気抵抗性が大きすぎれば，電場の強さはＩＴＢ厚さが厚くなるほど弱まるのである。従来技術の場合，ＩＴＢの耐久性及び寿命を延長させるために，一層厚くベルトを製造すれば電場強さに悪影響が発生した。従って，導電性物質を従来のＩＴＢに添加してＩＴＢ内で電場が部分的に発生するように電気的特性を調節した。その結果，画像形成装置の構造はＩＴＢ及びＩＴＢのバックアップローラ間が密着されて接触されることを要求する。ＩＴＢのバックアップローラの汚染は紙リント及び／または浮遊するトナーから起因し，これはローラとＩＴＢとの接触を不良にして電場の強さを低下させうる。これはＩＴＢ表面を通じたトナー転写を一定ではなくする。

電子写真用画像の形成装置に現在使われるＩＴＢは２種，すなわち，単一層がＴＢ及び多層がＴＢに分類されうる。２種の場合いずれも，複雑であって難しい製造工程を使用して前述の通りの要求条件を満足させる実用的なＩＴＢを製造できる。

ＩＴＢ製造において困難さは従来技術で議論されていた。例えば，特許文献１２を参照すれば，ＩＴＢは単量体及びオリゴマを使用して一回に一つずつ製造される。精巧なカーボンブラック分散液及びスピンキャスティング技術を使用して未硬化プレポリマー物質層を金属シリンダ内部上に配置する。その後，高温硬化プロセスを使用して最終ＩＴＢに耐久性を付与した後で前記キャスティングシリンダから分離すれば，ベルト類似構造物が生成される。

特許文献１３にはデジタル画像形成方法に使われる循環ベルトが記載されているが，前記循環ベルトは多様な未硬化エラストマで含浸されたコードまたは織物をマンドレルの周囲に巻いた後，これをプラスチックジャケットで覆い包んで熱硬化させて一回に一つずつ製造される。前記コードまたは織物は適したベルト寸法の安定性及び耐久性を提供するのに必要である。前記マンドレルから分離させればシリンダ型ベルトが生成される。このような過程はかなりの長時間と高度の特殊装備を必要とする。

特許文献１４には強化モノフィラメントまたは製織繊維より製造された強化スリーブを利用して製造された循環ＩＴＭが記載されている。前記モノフィラメントはステンレススチールマンドレルに巻かれるか，または前記スリーブはステンレススチールマンドレル上に配される。その後，前記強化部材をフィルム形成高分子溶液で反復されたスプレーパスを利用してスプレーコーティングして十分な耐久性層を製造した後，このコーティングを周囲温度で一晩ゆっくりと乾燥させて１００℃のオーブンで硬化させた。周囲温度でゆっくりと乾燥させることにより，溶媒が厚いスプレーコーティング層から蒸発する間に気泡が発生することを確実に防止する。マンドレルから分離すれば，循環ベルトが生成される。これは一回に一つずつ一つのＩＴＢを製造する遅い製造方法である。

特許文献１５にはＩＴＢ製造方法が記載されているが，未硬化ゴムベース物質を遠心力形成装置の内部上に形成させた後で表面層に塗布することにより得る。その後，ベルトを遠心力形成装置から分離させる。この方法もまた特殊装備を必要として一回に一つのＩＴＢを製造する。

前記全ての方法より製造されたＩＴＢでは，ベルトの内部表面と接触する導電性ローラを使用し，Ｔ−１及びＴ−２ニップで静電気的トナー転写に必要なバイアス電圧を提供するのに要求される電気回路を形成する必要がある。これは画像転写装置内の電気回路の複雑性を増加させ，望ましくない浮遊紙リント及びトナーが前記バックアップローラ／ＩＴＢ接触点を汚染させる場合には，特に導電性バックアップローラ及びＩＴＢ間の電気的連続性を不確実にする。

一般的なＩＴＢの場合，ＩＴＢの寸法安定性を提供する層は一般的に高分子フィルムまたはエラストマ化合物で含浸された織布または巻かれた糸からなる。前記２つの場合いずれも，粘性がある液体として単量体またはオリゴマ物質をマンドレルの外部またはシリンダの内部に塗布する。このようなマンドレル及びシリンダは精密に機械加工されて適当なサイズのＩＴＢを製造せねばならない。単量体及び／またはオリゴマを塗布するのに使われる技術もまた高度に精密であり，ＩＴＢの全体面積にわたって要求される厚さ均一性を得られねばならない。その後，塗布された単量体及びオリゴマは熱またはＵＶ（紫外線）により硬化及び重合され，高分子フィルムまたは高分子エラストマを形成する。シリンダ型ベルトはマンドレルまたはシリンダから前記硬化された高分子マトリックスを分離して得る。このようにＩＴＢを製造する時に高度に精密な特殊装備が必要である。また，許容可能な耐久性を提供する厚さを有するＩＴＢでは硬化された高分子及びエラストマ自らの電気抵抗性が大きすぎて弱い電場及び不良なトナー転写効率を招く。このために，炭素粒子及び／または金属粉末及び／または他の導電性成分のような物質をＩＴＢの電気的特性を調節するのに使用せねばならない。この粒子は硬化された高分子ＩＴＢ支持体の構造物全体に分布される。このために，前記粒子は前記ペースト製造前に粘性のある単量体及び／またはオリゴマ物質内に分散されねばならない。ペーストのような分散物の粘性が加熱により低下しない場合，ペーストのようなコンシステンシによりマンドレルまたはシリンダに塗布され難いことがある。分散物の粘性を低下させるために溶媒を添加できないが，これはＩＴＢの耐久性のために要求される塗布厚さがカーソル硬化プロセス間に溶媒をトラッピング及び後続気泡発生を引き起こしてＩＴＢ収率を減少させるためである。このような製造工程はまた労働集約的であってＩＴＢ生産率が低い。前記全ての要因はＩＴＢ製造コストを高める。本発明がＩＴＢはＩＴＢに要求される前記全ての機能的特性を有するＩＴＢを製造しつつも従来のＩＴＢ製造工程の全ての複雑性を除去した。本発明のＩＴＢには従来ＩＴＢ製造上の全ての複雑さが除去されつつも，ＩＴＢに必要な全ての機能的な特性を有するように製造される。

米国特許第４，７９６，０４８号公報（Ｂｅａｎ） 米国特許第４，７０８，４６０号公報（Ｌａｎｇｄｏｎ） 米国特許第４，４３０，４１２号公報（Ｍｉｗａ等） 米国特許第３，８９３，７６１号公報（Ｂｕｃｈａｎ等） 米国特許第５，０９９，２８６号公報（Ｎｉｓｈｉｓｈｅ等） 米国特許第５，２０８，６３８号公報（Ｂｕｊｅｓｅ等） 米国特許第５，２３３，３９６号公報（Ｓｉｍｍｓ等） 米国特許第４，６８４，２３８号公報（Ｔｉｌｌ等） 米国特許第４，６９０，５３９号公報（Ｒａｄｕｌｓｋｉ等） 米国特許第５，１１９，１４０号公報（Ｂｅｒｋｅｓ等） 米国特許第５，２９８，９５６号公報（Ｍａｍｍｉｎｏ等） 米国特許第６，３９７，０３４号公報（Ｔａｒｎａｗｓｋｊ等） 米国特許第６，２２８，４４８号公報（Ｎｄｅｂｉ等） 米国特許第５，４０９，５５７公報（Ｍａｍｍｉｎｏ等） 米国特許第５，８９９，６１０号公報（Ｅｎｏｍｏｔｏ等）

本発明の目的は，電子写真印刷システムのＩＴＭと関連した前記問題点と他の問題点を解決できるＩＴＭ，電子写真画像の形成装置及びこれを利用した画像形成方法を提供することである。

前記目的を達成するために，本発明の第１態様は，第１画像受容部材であってその上部にトナー画像が１次的に転写され，前記１次的に転写された画像を第２画像受容部材に２次的に転写させるＩＴＭであり，非導電性軟性フィルム層と，前記非導電性軟性フィルム層の第１表面に付着された導電性物質層とを含み，前記導電性物質層はその上部に電気抵抗性高分子コーティングを有することを特徴とするＩＴＭを提供する。

前記目的を達成するために本発明の第２態様は，第１トナー受容層及びＩＴＭを有する電子写真画像の形成装置であり，前記第１トナー受容層は第１トナー画像が前記第１トナー受容層上に形成するべく，ａ）電荷供給源，ｂ）前記第１トナー受容層の光導電性を活性化させる照射源及びｃ）一つ以上のトナー付与装置と電気的に接触されて配され，前記第１トナー層は前記ａ），ｂ）及びｃ）と相互作用後，前記第１トナー画像が画像受容部材に転写されうる中間転写層と接触するように運動可能であり，前記ＩＴＭは，非導電性軟性フィルム層，及び前記非導電性軟性フィルム層の第１表面に付着された導電性物質層を含み，前記導電性物質層はその上部に電気抵抗性高分子層を有することを特徴とする電子写真画像の形成装置を提供する。

前記目的を達成するために，本発明の第３態様は，画像形成方法であり，一つ以上の画像を一つ以上の第１画像受容部材に露出及び現像させる段階と，前記一つ以上の画像をＩＴＭに転写させる段階であり，前記ＩＴＭが非導電性層，導電成層及び高分子電気抵抗性層を含み，前記ＩＴＭの電気抵抗性層は前記第１画像受容部材と適し，ブラシまたはプローブを前記導電性層と直接接触させて前記導電性層に電圧を直接加えることにより前記導電性層を帯電させる段階と，前記一つ以上の画像を第２画像受容基材に転写させる段階とを含み，前記画像形成方法により前記ＩＴＭから前記第２画像受容基材に９７％以上のトナー転写がなされることを特徴とする画像形成方法を提供する。

本発明は硬質フィルム上の比較的薄いコーティングを採用したＩＴＢであり，前記ＩＴＢは容易に製造され，従来の方法で転写ベルト製造時に必要な製造コストよりはるかに廉価の製造コストでもＩＴＢの機能的要求事項を充足するＩＴＢを提供する。

本発明の明細書に開示されている思想は画像形成装置の電気的構造の複雑性を大きく低下させ，ＩＴＢバックアップローラの汚染によるトナー転写の不均一性を除去するＩＴＢを提供することである。

電子写真印刷システムに使われるＩＴＭは電子写真法に必要な電気的特性及び耐久性，長寿命などを充足させねばならないが，高度に精密に製造されねばならないＩＴＭの製造工程は非常に複雑であるだけではなく，長時間と製造コストがかかる短所があった。しかし，本発明のＩＴＭは，前述のように電子写真法で要求されるＩＴＭの物理的特性及び化学的特性が低下せずに，より単純化された工程で製造できて製造コストもまた節減できるという画期的な長所を有している。

以下に，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。

最も基本的な具現例において，ＩＴＭはフィルム（例えば，電気絶縁された，または電気絶縁性フィルムであり，特に高分子絶縁フィルムであるが，これに限定されない）のような非導電性層，前記非導電性層上部の導電性層及び前記導電性層上部の電気抵抗性高分子層である３つの層を有する。非導電性フィルム層は電気的にエネルギー化された（帯電された）第２層を金属（またはこれと異なったものも含む）支持体ローラと電気的に絶縁させる軟性基材であり，本発明の一具現例のうちこのような物質は，望ましくはＰＥＴまたはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）のようなポリエステルを含みうる。一般的に，ＰＥＴフィルム基材の厚さは２〜１０ミル（０．０５〜０．２５ｍｍ）であるが，軟性であるならばいかなる厚さでも使用できる。

ＩＴＭの一具現例には，導電性層として金属，金属充電層または半金属または半金属充電層（例えば，アルミニウム）が記載されている。導電性高分子，炭素充電された層または他の導電性粒子で充電された層のような他の導電性層が使われうる。導電性層物質は厚さ及び軟性を考慮して非導電性層に蒸気−コーティングされたりされなかったりする。導電性層物質は，望ましくは１０^４Ω・ｃｍ以下の体積−比抵抗を有しうる。

電気抵抗性高分子コーティングの一具現例にはポリウレタンコーティングが記載されている。ポリウレタンコーティングの最も効果的な単位面積当たりの抵抗性（当業界では面積単位が限定されないΩ／ｓｑｕａｒｅと記載することもある）は一般的に１０^６〜１０^１３Ω／ｃｍ^２である。

電気抵抗性コーティングの他の具現例には，フルオロシリコンプレポリマーを使用して製造されたコーティングが記載されている。一般的に，フルオロシリコンプレポリマーを使用して製造された電気抵抗性層の最も効果的な単位面積当たりの電気抵抗性は１０^６〜１０^１３Ω／ｃｍ^２である。

画像形成装置を利用した画像形成方法は一つ以上の画像を一つ以上の画像受容部材に露出及び現像させる第１段階を含む。第２段階は単一画像または複数の画像を前述の通り実質的に非導電性層，導電性層及び抵抗性層を有するＩＴＭに転写させる段階であり，前記ＩＴＭは画像受容部材に適し，ブラシまたはプローブを導電性層と直接接触させて前記導電性層に直接電圧を加えることにより前記導電性層を帯電させることを含む。第３段階は単一画像または複数の画像を受容基材に転写させてほぼ１００％のトナーを転写させることである。

ＩＴＭは，例えば画像形成過程の間に中間画像転写に使われる。例えば，第１トナー画像は第１画像受容部材に形成され，前記第１トナー画像は主にＩＴＭに転写（第１転写）される。このような第１転写段階後に転写されたトナー画像は第２画像受容部材に転写（第２転写）される。ＩＴＭは非導電性フィルム層，前記非導電性フィルム層に結合された導電性物質層を有した非導電性フィルム層及び電気抵抗性高分子コーティングを有した導電性物質層を含む。ＩＴＭは，例えばポリイミド，ポリアミド，ポリカーボネート，ポリアクリレート，ポリエーテル，ポリウレタン，ポリビニル樹脂と，セルロースアセテート及びセルローストリアセテートを含むセルロース高分子と，ＰＥＴ及びＰＥＮのようなポリエステルのような物質を含む非導電性フィルム層とを有しうるが，前記物質に限定されない。ＩＴＭの厚さは１〜１０ミル（０．０５〜０．２５ｍｍ）または３〜６ミル（０．０８〜０．１５ｍｍ）であるが，これに限定されない。ＩＴＭの導電性層は導電性粒子が充電された層，金属層，半金属層または金属充電された層のような導電性物質であり，前記金属は望ましくはアルミニウムである。

導電性物質層は非導電性フィルム層に蒸気コーティングされうる。ＩＴＭは１０^４Ω・ｃｍ以下の体積抵抗を有する導電性物質層を有しうる。抵抗性高分子層は１０^６〜１０^１３Ω／ｃｍ^２の単位面積当たりの抵抗性を有しうるが，これに限定されない。望ましい電気抵抗性コーティングはポリウレタン，特に１０^６〜１０^１３Ω／ｃｍ^２の単位面積当たりの抵抗性を有するポリウレタン層またはフルオロシリコンプレポリマー，特に１０^６〜１０^１３Ω／ｃｍ^２の単位面積当たりの抵抗性を有するフルオロシリコン層を含む。フルオロシリコンという用語は，一般的にフルオロカーボン置換基または複数のフルオロカーボン置換基を含み，シラングループまたはその他反応性シリコンを含むグループより製造された縮合反応または加水分解反応の生成物質を含むと当業界に公知である。ペンダントフルオロカーボングループ（例えば，フルオロアルキル，フルオロアルコキシ，エーテルのフルオロアルキルグループなど）は本質的な機械的特性を提供してフルオロシリコンの化学的不活性に寄与する。このような物質は当業界に公知であり，３Ｍ ｃｏ．社（米国・ミネソタ州，セントポール所在），Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．社の化学事業部（米国・ニューヨーク，シェネクタディー所在）及びＥ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ，Ｉｎｃ社から市販される。

本発明により装置で画像を形成する方法は一つ以上の画像を一つ以上の画像受容部材に露出及び現像させる段階，前記一つ以上の画像をＩＴＭに転写させる段階であり，前記ＩＴＭは非導電性層，導電性層及び電気抵抗性層を含み，前記ＩＴＭの抵抗性層は画像受容部材と適し，ブラシまたはプローブを前記導電性層と直接接触させて前記導電性層に電圧を直接加えることにより前記導電性層を帯電させる段階及び一つ以上の画像を画像受容基材に転写させる段階を含み，前記方法により高度の（９０％以上，９３％以上，９５％以上，または９７％以上）トナー転写または実質的に１００％（９９％以上）のトナー転写がなされる画像形成方法である。

本発明において，循環ＩＴＢはポリエステルフィルム，最も望ましくはＰＥＴのような高分子フィルムのような硬質非導電性フィルムを使用して製造され，これは金属または半金属物質のような導電性物質の薄層の一方の面に蒸気コーティングされるが，このような導電性物質の例にはアルミニウムがある（前記物質は，以下Ａｌ／ＰＥＴとするが，他の非導電性物質と他の金属及び非金属導電性物質は公知であり，これは本発明の実施例で考慮される）。Ａｌ／ＰＥＴは数値安定性を有し，優秀な厚さ均一性と優秀な耐久性を有し，多様な幅及び厚さを有する長薄のウェッブに容易に利用され，５０００フィート以下の長さを有するコイルを得ることもできる。Ａｌ／ＰＥＴウェッブはナイフコーティング，リバースロールコーティング，押出しコーティング，カーテンコーティングのようなコイル−ツー−コイル高速精密ウェッブコーティング技術を使用し，連続方式でコーティングできる。

本発明において，Ａｌ／ＰＥＴは電気抵抗性フィルム形成高分子物質で精密にコーティングされる。適した高分子物質はポリジアルキルシロキサン，ポリアルキルアリールシロキサン，ポリビニルアセタル，ポリビニルブチラル，ポリカーボネート，ポリウレタン，ポリエステル，ポリアミド，ビニルクロライド／ビニルアセテート共重合体，ポリアクリレート，ポリメタクリレート，セルロースアセテートブチレート及びエチレン４フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ），ＦＥＰ（Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｐｒｏｙｌｅｎｅ），ＰＦＡ（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ Ａｌｋｏｘｙ）及びＴＨＡを含む多様なフルオロ高分子を含むが，これに限定されない。多様な高分子エラストマ及びゴムも使われ，ブタジエン−アクリロニトリルゴム，クロロプレンゴム，エピクロロヒドリンゴム，フルオロシリコンエラストマ，フルオロエラストマ，ニトリルブタジエンゴム，ポリアクリレートゴム，ポリエーテルゴム，ポリウレタンエラストマ，シリコンゴム，ポリスルファイドゴムなどが含まれる。分散された粒子を含むコーティングもまた使われうる。

高分子コーティングは蒸気コーティングされたアルミニウムまたは他の導電性物質からなる薄層を有するＡｌ／ＰＥＴの側面に塗布され，画像形成装置内にトナー転写表面を形成する。高分子コーティングを有するＡｌ／ＰＥＴを紙サイズのシートに切断して前記シートの末端部を折って硬質循環ベルトを形成する。溶接された循環ベルトが電子写真用画像の形成装置に適するようにシートサイズを調節する。

高分子コーティングの電気的特性はバイアス電圧が保持されるべく調節される。これは乾燥コーティングの厚さを調節して適した高分子コーティングを選択及び調製，すなわち単位面積当たりの電気抵抗性を調節することにより可能である。単位面積当たりの抵抗性の比較可能な数値は電圧が調節される適した電力供給器，精密アンペアメータ及び表面接触電極からなる装置を使用することにより得られる。体積抵抗測定に適した装置が使われうる。このような装置は適した電力供給器と精密アンペアメータとからなるＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ／Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｍｅｔｅｒ Ｍｏｄｅｌ ２７８をＭｏｄｅｌ ８０３Ｂの表面接触電極と組み合わせることにより設けられ，それらはいずれも米国・ペンシルベニア州，グレンサイド所在のＥｌｅｃｔｏｒ Ｔｅｃｈ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｃ．社から入手可能である。Ａｌ／ＰＥＴコーティングの単位面積当たり抵抗性は前記表面接触電極を高分子コーティングに配した後，基底部のアルミニウム層をアンペアメータと連結させて測定できる。単位面積当たりの電気抵抗性の比較可能な数値は５００ボルト（画像形成装置に使われるバイアス電圧と似ている）の電圧を前記コーティングに加え，精密アンペアメータで電流を測定することにより得る。単位面積当たりの抵抗性（Ω／ｃｍ^２）は電圧（前記の場合では５００ボルトである）を測定アンペア単位の電流で割って算出される。これから得た結果をＭｏｄｅｌ ８０３Ｂの表面接触電極の面積である７．０７ｃｍ^２で割り，Ω／ｃｍ^２単位の単位面積当たり抵抗性を得られる。表面接触電極の面積が１．０ｃｍ^２である場合，Ω／ｃｍ^２単位の単位面積当たり抵抗性は電圧をアンペア単位の測定電流で割れば直ちに得られる。

ウェッブの１エッジ部に沿って蒸気コーティングされた１０〜３０ｍｍ幅のアルミニウムストリップが高分子でコーティングされていないまま配されるように高分子コーティングの幅を調節し，前記アルミニウムストリップ表面を電気的に接触させる。画像形成装置が作動される間，導電性ブラシまたはローラは静電気的トナー転写を誘導するのに必要な電気回路の一部である前記アルミニウムストリップと接触される。これにより，基底部の蒸気コーティングされた導電性アルミニウム層がＩＴＢの全体表面を電気的にエネルギー化させられる。バイアス電圧を電気抵抗性高分子コーティング全体に加えることにより，転写ベルト表面全体に均一な電場を発生させる。これは光導電性ドラムからＩＴＢに，またはＩＴＢから最終受容体への静電気的トナー転写を誘導する。画像形成装置でＩＴＢ用硬質及び軟性支持体をなす非導電性ＰＥＴフィルムは支持体ローラを循環する。このようなバックアップローラとＩＴＢ間の電気的接触は従来のＩＴＢで要求されたように必ずしも必要なものではない。

本発明で前述のように製造されたＩＴＢによれば，連続ブラシまたはローラだけを使用する単純化された画像形成装置回路を使用することにより，ベルトエッジ部上に導電性ストリップを接触させられるので，導電性ＩＴＢバックアップローラ及びバックアップローラとＩＴＢ間の均一な電気接触なしにも前記ＩＴＢを電気的にエネルギー化できる。本発明により製造されたＩＴＢはまた従来のＩＴＢ構造物に存在せざるを得なかった製造上の複雑性を除去してこの単純化された高速製造を可能にし，作動上の問題が発生しない画像形成装置も可能にする。

実施例１
Ｎｏｖｅｏｎ Ｉｎｃ．社（米国・オハイオ州，クリーブランド所在）から入手可能であって商標名がＥｓｔａｎｅ（登録商標）５７７８であるポリウレタンをＡｌ／ＰＥＴ基材にコーティングしてＩＴＢを製造した。これはメチルエチルケトン（ＭＥＫ）のうちＥｓｔａｎｅ（登録商標）５７０３の２０％溶液をまず製造して行われた。ペレット化された２００ｇのＥｓｔａｎｅ（登録商標）５７７８をガラス容器内のＭＥＫ ８００ｇに添加した。ガラス容器をしっかりと封合して振動シェーカに載せた。シェーカを稼動させて１２時間経過したところ，Ｅｓｔａｎｅ（登録商標）５７７８は透明溶液になった。

押出し型コーティングバーのあるロールツーロールコーティング器を使用してＥｓｔａｎｅ（登録商標）５７７８溶液をＡｌ／ＰＥＴウェッブに塗布した。コーティングバーはウェッブと平行した方向の狭い押出し投入口を有していたが，これをＡｌ／ＰＥＴウェッブを押出し投入口として引っ張れば，液体または溶液が薄い液体コーティングとしてＡｌ／ＰＥＴウェッブにコーティングされるべく配した。能動排出ポンプ及びこのプランビングを使用して押出しバー投入口を過ぎて移動中のウェッブ上にあるコーティング液体を計測した。能動排出ポンプは２９２ｃｃ／ｍｉｎの最大流体ポンピング速度を有した。湿潤なフィルムコーティングの厚さ及び幅は高度に精密に調節できる。加熱された空気が注入されるオーブン内にウェッブを通過させることにより前記コーティングを乾燥及び硬化させ，前記乾燥オーブンの温度は必要により調節されうる。

３ｍｉｌ Ａｌ／ＰＥＴのコイルをロールツーロールコーティング器のアンワインドスタンドに載せた。３ｍｉｌ Ａｌ／ＰＥＴウェッブをコーティング押出しバーにかけた後，加熱された空気が注入される乾燥オーブン内に通過させてワインドアップスタンド上に置かれた受容体ドラムに載せた。Ａｌ／ＰＥＴウェッブの１エッジ部に沿って蒸気コーティングされた１５ｍｍ幅のアルミニウムストリップがコーティングされないように押出し投入口の幅を調節及び配置した。コーティング器のオーブン温度を１３０℃に合わせた。３３３．３ｇの追加ＭＥＫにあらかじめ製造された溶液１０００ｇにＥｓｔａｎｅ（登録商標）５７７８溶液を添加して１５．０％の固形分に希薄した。この溶液を押出しバー投入口にポンピングして移動中のＡｌ／ＰＥＴウェッブ上のポンピングさせた。ウェッブの速度を３．０ｆｔ／ｍｉｎ（１ｍ／ｍｉｎ）に調節し，ポンプ速度は７．５ｒｐｍに調節した。コーティング器オーブンを乾燥させたところ，総２００ｆｔ（６５ｍ）の均一な乾燥コーティングがＡｌ／ＰＥＴウェッブ上の形成され，これをワインドアップドラム上のコイルに巻いた。Ｅｓｔａｎｅ（登録商標）５７７８のコーティング厚さをＢｒｕｎｓｗｉｃｋ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社の厚さゲージを利用して測定したところ，その厚さは３ミクロンであった。このコーティングを「状態１」と表示した。５００ボルトの電圧を加えてＡｌ／ＰＥＴ上のＥｓｔａｎｅ（登録商標）５７７８コーティング１ｃｍ^２当たりの抵抗性を測定したところ，５．３×１０^１０Ω／ｃｍ^２であった。

正確な鋳型を使用し，状態１を幅が３３０ｍｍであって長さが８１２ｍｍのシートに切断してＩＴＢを製造した。８１２ｍｍサイズのシート末端部２０ｍｉｌｓ（０．５ｍｍ）ほどをＢｒａｎｓｏｎ Ｃｏ．社（米国・コネチカット州，ダンベリー所在）で製造された超音波溶接機のアンビルで覆い包んだ後で溶融させ，実験用テストベッド画像形成装置用に適したサイズの循環ベルトを製造した。前記ベルトをＩＴＢ＃１と示した。

ＩＴＢ＃１を実験室テストベッド画像形成装置の転写フレームに載せて使用したところ，紙及びＯＨＰフィルムいずれからも優秀なマルチカラープリントを形成した。コーティングされていない導電性ＩＴＢのエッジ部ストリップの蒸気コーティングされたアルミニウムは導電性ブラシを使用して電気的に接触された。ＩＴＢの全体平面にわたって均一なバイアス電圧を使用してＴ−１及びＴ−２どちらにもトナー転写を誘導した。

実施例２
Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．社（米国・ニューヨーク，シェネクタディー所在）から入手可能であり，ＦＲＶ １１０６と表示されたフルオロシリコンプレポリマーをＡｌ／ＰＥＴにコーティングした後でこれをＩＴＢに製造した。これはＭＥＫのうちＦＲＶ １１０６の４０％溶液をまず製造することにより行われた。ＦＲＶ １１０６ ３９８．４ｇとＤｕ Ｐｏｎｔ社のテトラブチルチタネート（ＴＢＴ）１．６ｇをガラス容器中のＭＥＫ ６００ｇに添加した。ガラス容器をしっかりと封合して振動シェーカに４時間載せたところ，ＦＲＶ １１０６は溶液になった。この溶液を実施例１に記載された押出しコーティング器を利用してＡｌ／ＰＥＴ上にコーティングした。本実施例で，ウェッブの３０フィート（１０ｍ）セクションを一定の間隔で押出しコーティングし，それぞれのセクションをオーブン内に５分間放置し，ワインドアップスタンド上のコイルに巻く前，フルオロシリコンプレポリマーが耐久性高分子エラストマに硬化されるようにした。ウェッブ速度は５ｆｔ／ｍｉｎ（１．６ｍ／ｍｉｎ）であってオーブン温度は１３０℃であった。Ａｌ／ＰＥＴ上の第１フルオロシリコンコーティングは１６ｒｐｍのポンピング速度で製造された。このコーティングは８ミクロンの乾燥厚さを有し，これを「状態２」と表示した。第２フルオロシリコンコーティングを３２ｒｐｍのポンプ速度で製造した。このコーティングの乾燥厚さは１２ミクロンであったが，これを「状態３」と示した。状態２に５００ボルトの電圧を加えた結果，１ｃｍ^２当たりの抵抗性は１．２×１０^９Ω／ｃｍ^２であった。状態３に５００ボルトの電圧を加えた結果，１ｃｍ^２当たりの抵抗性は１．５×１０^９Ω／ｃｍ^２であった。

正確な鋳型を使用して状態２及び３を幅が３３０ｍｍであって長さが８１２ｍｍのシートに切断し，前記シートを実施例１で行ったようにＩＴＢになるように超音波溶接した。前記２つの循環ベルトをＩＴＢ＃２及びＩＴＢ＃３と表示して状態２及び３でそれぞれコーティングされたと表示した。

ＩＴＢ＃２を実験用テストベッド画像形成装置の転写フレームに載せて使用したところ，紙及びＯＨＰフィルムどちらもでも優秀なマルチカラープリントが製造された。ＩＴＢ＃３もまた実験用テスト画像形成装置の転写フレームに載せて使用したところ，紙及びＯＨＰフィルムどちらでも優秀なマルチカラープリントが製造された。コーティングされていないＩＴＢエッジ部ストリップと接触された導電性ブラシとを再び使用して基底部蒸気コーティングされたアルミニウムを続けて電気的に接触させた。従って，トナー転写に必要なバイアス電圧は全体ＩＴＢ表面にわたって均一に加えた。

実施例３
Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ．社（一例として，米国・ペンシルベニア州，アレンタウンのＨＹＢＲＩＤＵＲ^ＴＭ−５８０）から入手できるＨＤ５８０と表示されるポリウレタン樹脂をＡｌ／ＰＥＴにコーティングした。これは５０％の水及び５０％のエチルアルコールを含む１５％の固形分溶液をまず製造することにより行われた。Ｒｏｈｍ ａｎｄ Ｈａｓｓ Ｃｏ．社（米国・ペンシルベニア州，フィラデルフィア所在）から入手可能なレオロジ改質剤ＡＣＲＹＳＯＬ^ＴＭ ＳＣＴ−２７５アクリレートを４．０％のＨＤ５８０固形分に合体させて耐久性コーティングを得た。下記溶液を製造した。

ＨＤ５８０・・・３５１．２ｇ（１／１の水／エチルアルコール混合物のうち４１％）
Ａｃｒｙｓｏｌ（登録商標）２７５・・・６．０ｇ
エチルアルコール・・・３２１．４ｇ
水・・・３２１．４ｇ

前記物質をガラス容器に添加して１時間撹拌して均質溶液を得た。この溶液をＡｌ／ＰＥＴ上に実施例１に記載されたようにコーティングした。１１．３ｒｐｍのポンプ速度を使用して４．５ミクロン厚さのコーティングをＡｌ／ＰＥＴ上に形成した。これを「状態４」と表示した。２２．７ｒｐｍのポンプ速度を使用して８．０ミクロン厚さのコーティングをＡｌ／ＰＥＴ上に形成した。これを「状態５」と表示した。前記２つの状態を実施例１に記載されたように循環ベルトに製造し，ＩＴＢ＃４及びＩＴＢ＃５と表記し，状態４及び５でコーティングされたことが表示された。状態４に使われたコーティングに５００ボルトの電圧を加えた結果，１ｃｍ^２当たりの抵抗性は１．７×１０^８Ω／ｃｍ^２であった。状態５に５００ボルトの電圧を加えた結果，１ｃｍ^２当たりの抵抗性は１．０×１０^８Ω／ｃｍ^２であった。

ＩＴＢ＃４を実験用テストベッド画像形成装置の転写フレームに載せて使用したところ，紙及びＯＨＰフィルムどちらからも優秀なマルチカラープリントが製造された。ＩＴＢ＃５をさらに実験用テストベッド画像形成装置の転写フレームに載せて使用したところ，紙及びＯＨＰフィルムどちらでも優秀なマルチカラープリントが製造された。コーティングされていないＩＴＢエッジ部ストリップと接触された導電性ブラシとをさらに使用して蒸気コーティングされた基底部アルミニウムに続けて電気接触させた。従って，トナー転写に必要なバイアス電圧が全体ＩＴＢ表面にわたって均一に加えた。

以上，本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の画像転写部材，画像形成装置は電子写真システム及びこの製造及び利用と関連した産業分野で非常に有用に利用されうる。

Claims (18)

1. 第１画像受容部材としてその上部にトナー画像が１次的に転写され，前記１次的に転写された画像を第２画像受容部材に２次的に転写させる画像転写部材であって，
   非導電性軟性フィルム層と，
   前記非導電性軟性フィルム層の第１表面に付着された導電性物質層と，
   を含み，
   前記導電性物質層はその上部に電気抵抗性高分子コーティングを有することを特徴とする，画像転写部材。
2. 前記電気抵抗性高分子コーティングが前記全ての導電性物質をコーティングせず，前記画像転写部材のエッジ部に沿って連続的な電気接触ストリップを残すことを特徴とする，請求項１に記載の画像転写部材。
3. 前記非導電性フィルム層がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含むことを特徴とする，請求項１または２に記載の画像転写部材。
4. 前記ＰＥＴの厚さが０．０５ｍｍ〜０．２５ｍｍであることを特徴とする，請求項３に記載の画像転写部材。
5. 前記電気抵抗性高分子コーティングがトナーキャリア液体に使われた脂肪族炭化水素に対して耐溶媒性であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像転写部材。
6. 第１トナー受容層及び中間転写部材を有する電子写真の画像形成装置であって，
   前記第１トナー受容層は第１トナー画像が前記第１トナー受容層上に形成させるべく，電荷供給源，前記第１トナー受容層の光伝導性を活性化させる照射源，及び一つ以上のトナー付与装置と電気的に接触されて配され，
   前記第１トナー層は，
   前記電荷供給源，前記第１トナー受容層の光伝導性を活性化させる照射源，及び前記一つ以上のトナー付与装置と相互作用後，前記第１トナー画像が画像受容部材に転写されうる中間転写層と接触するように運動可能であり，
   前記中間転写部材は，
   非導電性軟性フィルム層，及び前記非導電性軟性フィルム層の第１表面に付着された導電性物質層を含み，前記導電性物質層はその上部に電気抵抗性高分子層を有することを特徴とする，画像形成装置。
7. 前記導電性物質層がアルミニウムを含むことを特徴とする，請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記導電性物質層が非導電性フィルム層上に蒸気コーティングされたことを特徴とする，請求項６または７に記載の画像形成装置。
9. 前記導電性物質層が１０^４Ω・ｃｍ以下の体積抵抗を有することを特徴とする，請求項６〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記電気抵抗性高分子層が１０^６〜１０^１３Ω／ｃｍ^２の単位面積当たりの電気抵抗を有することを特徴とする，請求項６〜９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 前記電気抵抗成層がポリウレタンであることを特徴とする，請求項６〜１０のいずれかに記載の画像形成装置。
12. 前記ポリウレタン層が１０^６〜１０^１３Ω／ｃｍ^２の単位面積当たりの電気抵抗を有することを特徴とする，請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記電気抵抗性コーティング層がフルオロシリコンプレポリマーであることを特徴とする，請求項６〜１２のいずれかに記載の画像形成装置。
14. 前記フルオロシリコンプレポリマーが１０^６〜１０^１３Ω／ｃｍ^２の単位面積当たりの電気抵抗を有することを特徴とする，請求項１３に記載の電子写真画像の形成装置。
15. 画像形成方法であって，
    一つ以上の画像を一つ以上の第１画像受容部材に露出及び現像させる段階と，
    前記一つ以上の画像を中間転写部材に転写させる段階であり，前記中間転写部材が非導電性層，導電性層，及び高分子電気抵抗性層を含み，前記中間転写部材の電気抵抗性層は前記第１画像受容部材と適合し，ブラシまたはプローブを前記導電性層と直接接触させて前記導電性層に電圧を直接加えることにより前記導電性層を帯電させる段階と，
    前記一つ以上の画像を第２画像受容基材に転写させる段階と，
    を含み，
    前記中間転写部材から前記第２画像受容基材に９７％以上のトナー転写がなされることを特徴とする，画像形成方法。
16. 前記中間転写部材から前記第２画像受容基材に９９％以上のトナー転写がなされることを特徴とする，請求項１５に記載の画像形成方法。
17. 前記第１画像受容部材から前記中間転写部材を経て前記第２画像受容基材に９７％以上のトナー転写がなされることを特徴とする，請求項１５に記載の画像形成方法。
18. 前記第１画像受容部材から前記中間転写部材を経て前記第２画像受容基材に９５％以上のトナー転写がなされることを特徴とする，請求項１５に記載の画像形成方法。