JP2007212921A - 中間転写体、中間転写体の製造方法、画像形成方法、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】繰り返し使用してもクラックや破断が発生せず、２次転写時に転写率が低下せず、べた画像の白抜け、文字画像の白抜けが発生しない優れた効果を有する中間転写体、中間転写体の製造方法、画像形成方法及び画像形成装置の提供。
【解決手段】静電潜像担持体に担持されたトナー像を中間転写体に１次転写した後、１次転写されたトナー像を該中間転写体から転写材に２次転写する手段を有する画像形成装置に用いる中間転写体において、該中間転写体の表面のナノインデンテーション法により測定した硬度が１．５〜３．０ＧＰａであり、ユニバーサル硬度で規定した硬度が０．１５〜０．４５ＧＰａであることを特徴とする中間転写体。
【選択図】図１

Description

本発明は、中間転写体、中間転写体の製造方法、画像形成方法及び画像形成装置に関する。

高速で画像形成し、高品質のトナー画像を得る画像形成方法として、静電潜像担持体上の静電潜像に現像ローラより供給されるトナーにより現像を行い、形成されたトナー画像を中間転写体などの部材を介して紙などの転写材上に転写する工程を経て画像形成する方法がある。

この画像形成方法に用いる中間転写体には、静電潜像担持体から中間転写体への、及び、中間転写体から転写材への良好なトナー転写性と、転写後の残存トナーをきれいに除去するクリーニング性能が求められている。

中間転写体から転写材へ良好なトナー転写性を得るため、中間転写体の部材内にカーボンブラックなどの導電性材料を含有させて抵抗を制御する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、中間転写体の表面層に電子伝導性を付与する導電剤を含有させることにより体表面の抵抗を制御する技術が開始されている（例えば、特許文献１参照。）。

この中間転写体を用いて多数枚のプリントを行うと、中間転写体から転写材へ転写する２次転写性能が劣化してくる。

２次転写性能の劣化を防ぐため、画像形成装置内に表面電位検知装置を設置する検討がされている（例えば、特許文献２参照。）。

これは、２次転写性能の低下を解決しようとするものであり、中間転写体の裏面側電位を１次転写位置から２次転写位置までの間で表面電位を検知する表面電位検知装置を設ける方法である。

しかし、画像形成装置内に表面電位検知装置を設ける方法は、コストアップにつながり問題があった。

１次転写性、２次転写性が共に優れ、且つ耐久性にも優れた中間転写体を提供するため、トナーと接触する面を構成する部材（表面層）にポリウレタンを用いる検討がされている（例えば、特許文献３参照。）。

上記ポリウレタンは、その構成ポリオールを、ポリオレフィン系ポリオールとするものであり、上記ポリオールは、水酸基端末を有するダイマー酸系ポリオールをブレンドしているものであるか、又は、ブレンドしていないものである。

また、２次転写性が良好であり、文字画像中抜け等の画像欠陥の発生を防止することが可能な中間転写体を備えた画像形成装置の検討がされている（例えば、特許文献４参照。）。

具体的には、機械的特性に優れた樹脂材料に低表面エネルギーの粉末と導電剤とを組み合わせて分散させることによって、低表面エネルギー表面を有する材料が得られ、それを中間転写体として用いることによって、前記の目的が達成されることが報告されている。
特開２００１−２４２７２５号公報 特開２００２−３６５９３７号公報 特開２００２−３１１７２０号公報 特開平１１−２３１６８４号公報

しかしながら、前記ポリウレタンを用いた中間転写体や、機械的特性に優れた樹脂材料に低表面エネルギーの粉末と導電剤とを組み合わせて分散させて得られた中間転写体では、繰り返し使用しても破断せず、良好な２次転写性を継続して確保することができなかった。

本発明は、繰り返し使用してもクラックや破断が発生せず、２次転写性率が低下せず、文字画像の白抜け、べた画像の白抜けが発生しない中間転写体を提供することを目的とする。

本発明は、下記構成を採ることにより達成される。

１．
静電潜像担持体に担持されたトナー像を中間転写体に１次転写した後、１次転写されたトナー像を該中間転写体から転写材に２次転写する手段を有する画像形成装置に用いる中間転写体において、
該中間転写体の表面のナノインデンテーション法により測定した硬度が１．５〜３．０ＧＰａであり、
ユニバーサル硬度で規定した硬度が０．１５〜０．４５ＧＰａであることを特徴とする中間転写体。

２．
前記中間転写体が、基材層と少なくとも１層以上の表面層から構成され、該表面層が１分子中にアクロリル基又はメタロイル基を３個以上有する不揮発成分中の５０質量％以上含んでなる前駆材料に、熱、活性光線、電子線の少なくとも１種を照射して硬化された層であることを特徴とする前記１に記載の中間転写体。

３．
前記１又は２に記載の中間転写体の製造方法において、
表面に熱、活性光線、電子線の少なくとも１種を照射して表面層を硬化する工程を有することを特徴とする中間転写体の製造方法。

４．
静電潜像担持体に担持されたトナー像を中間転写体に１次転写した後、１次転写されたトナー像を該中間転写体から転写材に２次転写する工程を有する画像形成方法において、前記１又は２に記載の中間転写体を用いることを特徴とする画像形成方法。

５．
静電潜像担持体に担持されたトナー像を中間転写体に１次転写した後、１次転写されたトナー像を該中間転写体から転写材に２次転写する手段を有する画像形成装置において、前記１又は２に記載の中間転写体を用いることを特徴とする画像形成装置。

本発明の中間転写体、中間転写体の製造方法、画像形成方法及び画像形成装置は、繰り返し使用してもクラックや破断が発生せず、２次転写時に転写率が低下せず、文字画像の白抜け、べた画像の白抜けが発生しない優れた効果を有する。

本発明者等は、中間転写体の表面のユニバーサル硬度で規定される硬度と、２次転写性の関係について検討を行った。

検討の結果、ユニバーサル硬度で規定される硬度が特定の値を有する中間転写体を用いると、２次転写時に良好な転写率が得られ、且つ文字画像の白抜けやべた画像の白抜けが発生しない良好なトナー画像が得られることを見出した。

しかし、２次転写時に良好な転写率を得るために表面のユニバーサル硬度で規定される硬度を硬くすると、繰り返し使用中に、中間転写体が破断するという問題が発生した。

本発明者等は、繰り返し使用してもクラックや破断が発生せず、２次転写時に良好な転写率が得られ、且つ文字画像の白抜けやべた画像の白抜けが発生しない中間転写体、中間転写体の製造方法、画像形成方法、画像形成装置について検討を行った。

種々検討の結果、ナノインデンテーション法により測定した硬度とユニバーサル硬度で規定される硬度が特定の値を示す中間転写体を用いると上記問題を解決できることを見出した。

上記問題を解決できた理由としては、中間転写体の極表面の硬度を硬くすることで２次転写時に良好な転写率が得られ、且つ文字画像の白抜けやべた画像の白抜けが発しない良好なトナー画像が得られるようになり、それより内部を極表面層より軟らかくすることで繰り返し使用してもクラックや破断が発生しなくなったものと推測している。

本発明は、ナノインデンテーション法により測定した硬度が２〜４ＧＰａ、ユニバーサル硬度で規定される硬度が０．１５〜０．４５ＧＰａの表面を有する中間転写体を用いることを特徴としている。

本発明の中間転写体の層構成は、基材層上に表面層を有する構成が好ましく、該表面層中には１分子中にアクロリル基又はメタロイル基を３個以上有する不揮発成分中の５０質量％以上含んでなる前駆材料を含有していることが好ましい。

図１は、中間転写体の層構成の一例を示す概念断面図である。

図１において、７０は中間転写体、７０１は基材層、７０２は表面層を示す。

本発明の中間転写体の製造方法は、熱線、活性光線、電子線の少なくとも１種を照射して表面層を硬化する工程を有する方法が好ましい好ましい。

尚、本発明において、表面とは静電潜像担持体に担持されたトナー像が転写される面のことをいう。べた画像の白抜けとはべた画像を形成した時にべた画像中に転写不良に起因する白抜け欠陥をいう。文字画像の白抜けとは文字をプリントした時に文字の中に転写抜けした欠陥をいう。

先ず、本発明に係わるナノインデンテーション法により測定した硬度とユニバーサル硬度で規定される硬度について説明する。

《ナノインデンテーション法により測定した硬度》
本発明の中間転写体のナノインデンテーション法により測定した硬度は、１．５〜３．０ＧＰａ、好ましくは１．８〜２．７ＧＰａある。

ナノインデンテーション法による硬度の測定方法は、微小なダイヤモンド圧子を薄膜に押し込みながら荷重と押し込み深さ（変位量）の関係を測定し、測定値から塑性変形硬さを算出する方法である。

特に１μｍ以下の薄膜の測定に対して、基材の物性の影響を受けにくく、また、押し込んだ際に薄膜に割れが発生しにくいという特徴を有している。一般に非常に薄い薄膜の物性測定に用いられている。

図２は、ナノインデンテーション法による測定装置の一例を示す模式図である。

この測定装置はトランスデューサー３１と先端形状が正三角形のダイヤモンドＢｅｒｋｏｖｉｃｈ圧子３２を用いて、μＮオーダーの荷重を加えながらナノメートルの精度で変位量を測定をすることができる。この測定には例えば市販の「ＮＡＮＯ Ｉｎｄｅｎｔｅｒ ＸＰ／ＤＣＭ」（ＭＴＳ Ｓｙｓｔｅｍｓ社／ＭＳＴ ＮＡＮＯ Ｉｎｓｔｕｒｕｍｅｎｔｓ社製）を用いることができる。

図３は、ナノインデンテーション法で得られた典型的な荷重−変位曲線を示す。

図４は、圧子と試料の接触している状態の模式図を示す。

硬さＨは、下記式（１）から求められる。

式（１）
Ｈ＝Ｐｍａｘ／Ａ
ここで、Ｐは、圧子に加えられた最大荷重であり、Ａは、そのときの圧子と試料間の接触射影面積である。

接触射影面積Ａは、図４におけるｈｃを用いて、下記式（２）で表すことができる。

式（２）
Ａ＝２４．５ｈｃ²
ここでｈｃは、図４に示すように接触点の周辺表面の弾性へこみにより、全体の押し込み深さｈより浅くなり、下記式（３）で表される。

式（３）
ｈｃ＝ｈ−ｈｓ
ここでｈｓは、弾性によるへこみの量であり、圧子の押し込み後の荷重曲線の勾配（図４の勾配Ｓ）と圧子形状から下記式（４）
式（４）
ｈｓ＝ε×Ｐ／Ｓ
と表される。

ここで、εは圧子形状に関する定数で、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈ圧子では０．７５である。

この様な測定装置を用いて、基材層７０１上に形成した表面層７０２の表面の硬度を測定することができる。

測定条件
測定機：ＮＡＮＯ Ｉｎｄｅｎｔｅｒ ＸＰ／ＤＣＭ（ＭＴＳ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製）
測定圧子：先端形状が正三角形のダイヤモンドＢｅｒｋｏｖｉｃｈ圧子
測定環境：２０℃、６０％ＲＨ
測定試料：５ｃｍ×５ｃｍの大きさに中間転写体を切断して測定試料を作製
最大荷重設定：２５μＮ
押し込み速度：最大荷重２５μＮに５ｓｅｃで達する速度で、時間に比例して加重を印加する
尚、測定は各資料ともランダムに１０点測定し、その平均値をナノインデンテーション法により測定した硬度とする。

《ユニバーサル硬度》
本発明の中間転写体のユニバーサル硬度は、０．１５〜０．４５ＧＰａ、好ましくは０．２０〜０．４０ＧＰａである。

ユニバーサル硬度で規定される硬度とは、圧子を荷重をかけながら測定対象物に押し込むことにより、下記式（５）
式（５）
ユニバーサル硬度＝（試験荷重）／（試験荷重下での圧子の測定対象物との接触表面積）
として求められ、単位はＭＰａ（Ｎ／ｍｍ²）で表される。このユニバーサル硬度の測定は、市販の硬度測定装置を用いて行うことができ、例えば、超微小硬度計「Ｈ−１００Ｖ」（フィッシャーインストルメント社製）を用いて測定することができる。この測定装置では、四角錐或いは三角錐形状の圧子を、試験加重をかけながら被測定物に押し込み、所望の深さに達した時点でのその押し込み深さから圧子が被測定物と接触している表面積を求め、上記式（５）よりユニバーサル硬度を算出する。

測定条件
測定機：硬度計押し込み試験機「Ｈ−１００Ｖ」（フィッシャーインストルメント社製）
測定圧子：ヴィッカース圧子
測定環境：２０℃、６０％ＲＨ
測定試料：５ｃｍ×５ｃｍの大きさに中間転写体を切断して測定試料を作製
最大試験加重：２ｍＮ
加重条件：最大試験加重に１０ｓｅｃで達する速度で、時間に比例して加重を印可する
加重クリープ時間：５秒
尚、測定は各資料ともランダムに１０点測定し、その平均値をユニバーサル硬度で規定する硬度とする。

中間転写体の厚さは、その使用目的などに応じて適宜決定しうるが、一般には強度や柔軟性等の機械特性を満足する５〜５００μｍが好ましく、１０〜３００μｍがより好ましく、２０〜２００μｍが更に好ましい。

中間転写体の形状は、無端構造のものが重畳による厚さ変化がなく、任意な部分をベルト回転の開始位置とすることができ、回転開始位置の制御機構を省略できる利点などを有し好ましい。

次に、本発明の中間転写体の層構成、表面層の組成、中間転写体の作製方法について説明する。

《中間転写体の層構成》
本発明の中間転写体は、基材層の上に表面層を設けた層構成が好ましい。この層構成とすることで、ナノインデンテーション法で測定した塑性変形硬さとユニバーサル硬度の両方を満足する中間転写体を得やすくなる。

また、必要に応じ基材層と表面層の間に、基材層と表面層の接着性をより良くする目的で中間層を設けても良い。

以下、中間転写体を構成する各層について説明する。

〈基材層〉
本発明に係る基材層は、特に限定されず、公知の材料を用い、公知の形成方法で作製することができる。

公知の材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリエーテル、エーテルケトン等の樹脂材料、ポリフェニレンサルファイドを主成分とする樹脂等がが挙げられる。

公知の形成方法としては、樹脂を溶剤に溶解した塗布液を塗布して形成する方法、樹脂を直接製膜する方法が挙げられるが、樹脂を直接製膜する方法が好ましい。

樹脂を直接製膜して基材層を形成する方法としては、押し出し成形、インフレーション成形等がある。何れの場合も樹脂材料と各種導電性物質を溶融混練して、押し出し機の場合は樹脂を押し出しして冷却して成形し、インフレーション法の場合は型内で溶融樹脂を筒状とし、その中にブロアーで空気を吹き込み、冷却して無端ベルト形状に成形することにより作製することができる。

以下、ポリフェニレンサルファイドを主成分とする樹脂を用いる基材層、押し出し成形法で基材層を作製する方法について具体的に説明する。

ポリフェニレンサルファイドを主成分とする基材層は、ポリフェニレンサルファイド、エポキシ基含有オレフィン共重合体とビル系（共）重合体とからなるグラフト共重合体、導電性フィラー及び滑材から形成されている。

本発明で使用されるポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）は、フェニレン単位と硫黄原子が交互に並んでなる構造を有する熱可塑性のプラスチックである。

フェニレン単位は置換基を有していても良いｏ−フェニレン単位、ｍ−フェニレン単位又はｐ−フェニレン単位であり、それらが混合されていても良い。好ましいフェニレン単位は少なくともｐ−フェニレン単位を含み、その含有量は全フェニレン単位に対して５０％以上である。フェニレン単位は特に無置換ｐ−フェニレン単位のみからなっていることが好ましい。

本発明に使用される導電性フィラーとしては、カーボンブラックを使用することができる。カーボンブラックとしては、中性カーボンブラックを使用することができる。導電性フィラーの使用量は、使用する導電性フィラーの種類によっても異なるが中間転写体の体積抵抗値及び表面抵抗値が所定の範囲になるように添加すれば良く、通常、ポリフェニレンサルファイド１００質量部に対して１０〜２０質量部、好ましくは１０〜１６質量部である。

本発明に使用される滑材は、中間転写体への成形加工性を改良させるものであり、例えば、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス等の脂肪族炭化水素系、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸等の高級脂肪酸、該高級脂肪酸のナトリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩等の高級脂肪酸金属塩等である。これらの滑材は単独で用いても良く、また二種以上のものを併用しても良い。滑材の使用量はポリフェニレンサルファイド１００質量部に対して０．１〜０．５質量部、好ましくは０．１〜０．３質量部が好適である。

本発明に係る基材層は、単軸押し出し機に環状ダイスを取り付け、該押出機に上記した材料からなる混合物を投入し、環状ダイス先端のシームレスベルト形状の樹脂吐出口より溶融樹脂組成物を押し出し、その後冷却機構を有する冷却筒に外挿することにより樹脂を固化させて、シームレス円筒形状に容易に成形することができる。

このとき、結晶化を起させない工夫として、金型からベルトが吐出された直後に水、エアー、冷却された金属ブロック等で冷却を行うことが好ましい。具体的には金型に断熱材を挟んで付設された冷却筒を用い、これによりベルトの熱を急速に奪う。冷却筒の内側には常に３０℃以下に温度調整された水を循環させている。また、金型から吐出されたベルトを高速で引き取ることにより、薄膜化して冷却速度を高めても良い。この場合、引き取り速度は１ｍ／分以上、特に２〜７ｍ／分が好ましい。

環状ダイスの径ΦＤと冷却筒の径Φｄの比、Ｄ／ｄが０．９〜１．１である場合に環状ダイスから冷却筒へ押し出ししされた樹脂を外挿入しながら引き取り装置により引き取る。その際、Ｄ／ｄが０．９〜０．９８の場合は冷却筒に樹脂を沿わすために環状ダイスから冷却筒の間に真空引きすることが必要となる。しかし、Ｄ／ｄが０．９９〜１．０２の場合は環状ダイスから冷却筒の間での真空引きをすることなく冷却筒に樹脂を沿わすことができ、また真空引きでの脈動が起こらず引き取り方向での膜厚変動が起こり難い有利が得られる。

〈表面層〉
本発明に係る表面層は、上記したナノインデンテーション法により測定した硬度とユニバーサル硬度で規定される硬度が得られれば特に限定されないが、好ましい表面層を形成する樹脂としては、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂が挙げられる。これらの中では、紫外線硬化樹脂が好ましい。

紫外線硬化樹脂は、前駆体材料と重合開始剤を有する塗膜層を形成後、紫外線を照射して得ることができる。

前駆体材料とは、１分子中にアクロリル基又はメタロイル基を３個以上有する不揮発成分中の５０質量％以上含んでなるもので、具体的には紫外線硬化型のアクリルモノマー又はオリゴマーを挙げることができる。

紫外線硬化性アクリルモノマー又はオリゴマーとしては、以下の化合物を挙げることができる。

式中Ｒ₁、Ｒ₂、Ｒ₃は、水素原子、又は、炭素原子数１０以下で且つ置換基を有していても良いアルキル基、アリール基、アルケニル基又はアラルキル基を表す。

具体的化合物として、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ウレタンアクリレートオリゴマー、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジアクリレート等を挙げることができる。

紫外線硬化樹脂の重合開始剤としては、ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、１−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、チオキサントン、ベンゾブチルエーテル、アシロキシムエステル、ジベンゾスロベン、ビスアシルフォスフィンオキサイド等を挙げることができる。

表面層は、必要に応じ導電性物質、無機フィラー、電気抵抗調整剤等の添加剤を添加して形成することができる。

表面層のナノインデンテーション法により測定した硬度とユニバーサル硬度で規定される硬度は、用いる紫外線硬化性アクリルモノマー又はオリゴマーの種類、とその組成比、重合開始剤の種類と量、層の厚さ、紫外線硬化条件、必要に応じ添加する導電性物質、無機フィラー、電気抵抗調整剤の種類や量等により影響される。

特に、紫外線硬化性アクリルモノマー又はオリゴマーの種類、とその組成比、紫外線硬化条件等により影響される。

基材層の上に表面層を設ける方法としては、表面層用塗布液を基材層上にスプレー塗布して塗膜を形成し、塗膜の流動性が無くなる程度まで１次乾燥した後、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化し、更に塗膜中の揮発性物質の量を規定量にするため２次乾燥を行って作製する方法が好ましい。

スプレー塗布液は、紫外線硬化性アクリルモノマー又はオリゴマーと重合開始剤、希釈溶剤、必要に応じ導電性物質、無機フィラー、電気抵抗調整剤等を混合後、サンドミルや撹拌装置を用いて分散して作製することができる。

希釈溶剤としては、紫外線硬化アクリルモノマー又はオリゴマーと重合開始剤を溶解するものであれば特に限定されず、具体的にはｎ−ブチルアルコール、イソプロピルアルコール、エチルアルコール、メチルアルコール、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等を挙げることができる。

紫外線を照射する装置としては、紫外線硬化樹脂を硬化させるのに用いられている公知の装置を用いることができる。

樹脂を紫外線硬化させる紫外線の量（ｍＪ／ｃｍ²）は、紫外線照射強度と照射時間で制御することが好ましい。

《画像形成方法、画像形成装置》
次に、本発明に係る画像形成方法、画像形成装置について説明する。

画像形成装置は、静電潜像担持体（位下、感光体ともいう）上に、帯電手段、露光手段、小径トナーを含む現像剤による現像手段、現像手段により形成したトナー像を中間転写体を介して転写材に転写する転写手段とを有することが好ましい。

具体的には、複写機やレーザプリンタ等が挙げられるが、特に、５０００枚以上の連続プリントが可能な画像形成装置が好ましい。この様な装置では、短時間に大量のプリント作成を行う分、中間転写体と転写材との間に電界が発生し易くなるが、本発明の中間転写体により電界の発生が抑制されて安定した２次転写が行える。

本発明の中間転写体の使用が可能な画像形成装置は、画像情報に応じた静電潜像を形成する感光体、感光体上に形成された静電潜像を現像する現像装置、感光体上のトナー像を中間転写体上に転写する１次転写手段、中間転写体上のトナー像を紙やＯＨＰシートなどの転写材上に転写する２次転写手段等を有する。そして、中間転写体として本発明の中間転写体を有することにより、２次転写時に剥離放電を発生させずに安定したトナー画像形成を行える。

本発明の中間転写体が使用可能な画像形成装置としては、単色のトナーで画像形成を行うモノクロ画像形成装置や、感光体上のトナー像を中間転写体に順次転写するカラー画像形成装置、各色毎の複数の感光体を中間転写体上に直列配置させたタンデム型カラー画像形成装置等が挙げられる。

本発明の中間転写体は、タンデム型のカラー画像形成に用いると有効である。

図５は、本発明の中間転写体が使用可能な画像形成装置の一例を示す断面構成図である。

図５において、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは感光体、４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは現像手段、５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは１次転写手段としての１次転写ローラ、５Ａは２次転写手段としての２次転写ローラ、６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋはクリーニング手段、７は中間転写体ユニット、２４は熱ロール式定着装置、７０は中間転写体を示す。

この画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、転写部としての無端ベルト状中間転写体ユニット７と、記録部材Ｐを搬送する無端ベルト状の給紙搬送手段２１及び定着手段としての熱ロール式定着装置２４とを有する。画像形成装置の本体Ａの上部には、原稿画像読み取り装置ＳＣが配置されている。

各感光体に形成される異なる色のトナー像の１つとして、イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、第１の感光体としてのドラム状の感光体１Ｙ、該感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像手段４Ｙ、１次転写手段としての１次転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段６Ｙを有する。また、別の異なる色のトナー像の１つとして、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、第１の感光体としてのドラム状の感光体１Ｍ、該感光体１Ｍの周囲に配置された帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像手段４Ｍ、１次転写手段としての１次転写ローラ５Ｍ、クリーニング手段６Ｍを有する。また、更に別の異なる色のトナー像の１つとして、シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、第１の感光体としてのドラム状の感光体１Ｃ、該感光体１Ｃの周囲に配置された帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像手段４Ｃ、１次転写手段としての１次転写ローラ５Ｃ、クリーニング手段６Ｃを有する。また、更に他の異なる色のトナー像の１つとして、黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、第１の感光体としてのドラム状の感光体１Ｋ、該感光体１Ｋの周囲に配置された帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像手段４Ｋ、１次転写手段としての１次転写ローラ５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。

無端ベルト状中間転写体ユニット７は、複数のローラにより巻回され、回動可能に支持された中間転写エンドレスベルト状の第２の像担持体としての無端ベルト状中間転写体７０を有する。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋより形成された各色の画像は、１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより、回動する無端ベルト状中間転写体７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された転写材として用紙等の記録部材Ｐは、給紙搬送手段２１により給紙され、複数の中間ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ、レジストローラ２３を経て、２次転写手段としての２次転写ローラ５Ａに搬送され、記録部材Ｐ上にカラー画像が一括転写される。カラー画像が転写された記録部材Ｐは、熱ロール式定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。

一方、２次転写ローラ５Ａにより記録部材Ｐにカラー画像を転写した後、記録部材Ｐを曲率分離した無端ベルト状中間転写体７０は、クリーニング手段６Ａにより残留トナーが除去される。

画像形成処理中、１次転写ローラ５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃはカラー画像形成時にのみ、それぞれ対応する感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃに圧接する。

２次転写ローラ５Ａは、ここを記録部材Ｐが通過して２次転写が行われる時にのみ、無端ベルト状中間転写体７０に圧接する。

また、装置本体Ａから筐体８を支持レール８２Ｌ、８２Ｒを介して引き出し可能にしてある。

筐体８は、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とを有する。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されている。感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの図示左側方には無端ベルト状中間転写体ユニット７が配置されている。無端ベルト状中間転写体ユニット７は、ローラ７１、７２、７３、７４、７６を巻回して回動可能な無端ベルト状中間転写体７０、１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ及びクリーニング手段６Ａとからなる。

筐体８の引き出し操作により、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、無端ベルト状中間転写体ユニット７とは、一体となって、本体Ａから引き出される。

このように感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に帯電、露光、現像によりトナー像を形成し、無端ベルト状中間転写体７０上で各色のトナー像を重ね合わせ、一括して記録部材Ｐに転写し、熱ロール式定着装置２４で加圧及び加熱により固定して定着する。トナー像を記録部材Ｐに転移させた後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、クリーニング装置６Ａで転写時に感光体に残されたトナーを清掃した後、上記の帯電、露光、現像のサイクルに入り、次の像形成が行われる。

〈転写材〉
本発明に用いられる転写材としては、トナー画像を保持する支持体で、通常画像支持体、転写材或いは転写紙といわれるものである。具体的には薄紙から厚紙までの普通紙、アート紙やコート紙等の塗工された印刷用紙、市販されている和紙やはがき用紙、ＯＨＰ用のプラスチックフィルム、布等の各種転写材を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。

以下に、本発明に係る実施例を記載するが、以下の実施例に限定されるものではない。尚、下記文中の質量部は、特に断りがないかぎり単量体換算或いは固形分換算の質量部を表す。

《中間転写体の作製》
〈基材層の作製〉
ポリフェニレンサルファイド樹脂「Ｅ２１８０」（東レ社製） １００質量部
導電フィラー「ファーネス＃３０３０Ｂ」（三菱化学社製） １６質量部
グラフト共重合体「モディパーＡ４４００」（日本油脂社製） １質量部
滑材（モンタン酸カルシウム） ０．２質量部
上記材料を単軸押し出し機に投入し、溶融混練させて樹脂混合物とした。単軸押し出し機の先端にはスリット状でシームレスベルト形状の吐出口を有する環状ダイスが取り付けてあり、混練された上記樹脂混合物を、シームレスベルト形状に押し出しした。押し出しされたシームレスベルト形状の樹脂混合物を、吐出先に設けた円筒状の冷却筒に外挿させて冷却し、固化することによりシームレス円筒状の厚さ１５０μｍの「基材層１」を作製した。尚、環状ダイスの径Ｄと冷却筒の径ｄの比Ｄ／ｄは１．００とした。

〈表面層の形成〉
（表面層１の形成）
アクリルモノマー１として
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（日本化薬 ＤＰＨＡ） ７０部
アクリルモノマー２として
ウレタンアクリレートオリゴマー（日本化薬 ＵＸ−０９３７） ３０部
開始剤として
１−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン １０部
導電性粒子として
酸化金属ゾル（Ｔ−１ 三菱マテリアル） ５０部
ｎ−ブチルアルコール １２００部
イソプロピルアルコール ３００部
上記組成物を、サンドミルを用いて７２時間溶解・分散を行い、１×１０^-2Ｐａ・ｓの表面層用塗布液を調製した。

この表面層用塗布液を上記「基材層」上にスプレー塗布を行い、その後８０℃の乾燥装置中で１時間１次乾燥を行い膜厚５μｍの「表面層１」を形成した。

（表面層２〜９の形成）
「表面層１」の形成において、表面層の組成を表１のように変えた以外は同様にして「表面層２〜９」を形成した。

〈中間転写体の作製〉
（中間転写体１の作製）
基材層の上に表面層を設けて形成した「表面層１」に、高圧水銀灯（３２０ｎｍ以下の波長をカット）を用い２００ｍＷ／ｃｍ²の紫外線強度で９０秒間露光した。この時ベルトは２本のローラで張架し、１０ｒｐｍで回転した。紫外線照射と２次乾燥を行い「中間転写体１」を作製した。

（中間転写体２〜７、９〜１４の作製）
「中間転写体１」の作製において、表面層と高圧水銀灯の紫外線強度と露光時間を表２のように変えた以外は同様にして「中間転写体２〜７、９〜１４」を作製した。

（中間転写体８の作製）
「中間転写体１」の作製において、表面層を設けず、基材層のみのものを「中間転写体８」とした。
。

表２に、中間転写体作製に用いた表面層、紫外線照射条件、２次乾燥温度、得られた中間転写体のナノインデンテーション法による塑性変形硬さ、ユニバーサル硬度を示す。

尚、ナノインデンテーション法による硬度、ユニバーサル硬度で規定される硬度は前記の測定方法を用いて測定した。

《耐久性の評価》
〈折り曲げ試験機による耐久性評価〉
折り曲げ試験機による評価は、ＪＩＳ Ｐ−８１１５に準拠し、試験片（中間転写体）を幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍの大きさに切断し、２０℃、６０％ＲＨの環境で、「ＭＩＴ試験機」（東洋精機製作所製）で折り曲げ速度１８０回／分、回転角度９０°左右、引張り荷重１０Ｎの条件で繰り返し折り曲げを行い、破断するまでの回数で評価した。

評価基準
○：３０００回まで破断せず
×：３０００回未満で破断。

〈画像形成装置による耐久性評価〉
画像形成装置による評価は、「中間転写体１〜９」を、順次図５に記載の画像形成装置に類似した「８０５０」（コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）に装着し、中間転写体の表面に直接接触する部材（例えば現像剤、クリーニング部材等）を取り外し、連続回転してクラック発生までの回転数で行った。評価は画像形成装置を２０℃、６０％ＲＨの環境で、連続回転し、５万回転毎に中間転写体を目視観察した。

評価基準
◎：２０万回転まで、中間転写体にクラックが見られず
○：１５万回転で、中間転写体に端部にクラックが見られる
×：１０万回転で、中間転写体全体にクラックが見られる。

《２次転写特性の評価》
上記で作製した「中間転写体１〜９」を、順次「８０５０」（コニカミノルタビジネステクノロジーズ社製）に搭載して転写性の評価を行った。

尚、画像形成には体積基準におけるメディアン粒径（Ｄ₅₀）が４．５μｍのトナーと６０μｍのコートキャリアよりなる２成分現像剤を使用した。

プリント環境は、低温低湿（１０℃、２０％ＲＨ）と高温高湿（３３℃、８０％ＲＨ）で行った。

転写材は、Ａ４版の上質紙（６４ｇ／ｍ²）を用いた。

プリント原稿は、画素率が７％の文字画像（３ポイント、５ポイント）、カラー人物顔画像（ハーフトーンを含むドット画像）、べた白画像、べた画像がそれぞれ１／４等分にあるオリジナル画像（Ａ４版）を用いた。

〈２次転写率〉
２次転写率は、低温低湿（１０℃、２０％ＲＨ）環境で、１万枚プリント終了後、画素濃度が１．３０のソリッド画像（２０ｍｍ×５０ｍｍ）を形成し、下記式により転写率を求めて評価した。

転写率（％）＝（転写材上に転写されたトナーの質量／中間転写体上に供給されるトナーの質量）×１００
◎：転写率が９０％以上で良好
○：転写率が８０％以上で実用上問題なし
×：転写率が８０％未満で実用上問題あり。

〈文字画像の中抜け〉
文字画像の中抜けの評価は、高温高湿（３３℃、８０％ＲＨ）でプリントした文字画像をルーペで拡大観察して、文字画像の中抜け発生を評価した。

評価基準
◎：１００００枚目まで中抜けの発生なし
○：５０００枚目のプリントまで中抜けの発生なし
×：１０００枚目のプリントで中抜けの発生あり。

〈べた画像部の白抜け〉
べた画像部の白抜けの評価は、高温高湿（３３℃、８０％ＲＨ）でプリントしたべた画像部で、長径が０．４ｍｍ以上の白抜けがＡ４用紙上に何個あるかで判定した。尚、白抜け長径はビデオプリンタ付き顕微鏡で測定した。

評価基準
◎：０．４ｍｍ以上の白抜け頻度：全てのプリント画像で３個以下となり良好
○：０．４ｍｍ以上の白抜け頻度：４個以上、１９個以下が１枚以上発生
×：０．４ｍｍ以上の白抜け頻度：２０個以上が１枚以上発生し、実用上問題あり。

表３に、評価結果を示す。

表３の結果から明らかなように、本発明の「実施例１〜９」の「中間転写体１〜５」、「中間転写体１１〜１４」は、折り曲げ試験機による耐久性、画像形成装置による耐久性、２次転写率、文字画像部の中抜け、べた画像部の白抜けの何れの評価項目も良好な結果が得られたが、「比較例１〜５」の「中間転写体６〜１０」は評価項目の何れかに問題が有り、本発明の中間転写体とは明らかに異なる結果となった。

中間転写体の層構成の一例を示す概念断面図である。 ナノインデンテーション法による測定装置の一例を示す模式図である。 ナノインデンテーション法で得られた典型的な荷重−変位曲線を示す。 圧子と試料の接触している状態の模式図を示す。 本発明の中間転写体が使用可能な画像形成装置の一例を示す断面構成図である。

符号の説明

７ 中間転写体
７０１ 基材層
７０２ 表面層
３１ トランスデューサー
３２ ダイヤモンドＢｅｒｋｏｖｉｃｈ圧子

Claims (5)

1. 静電潜像担持体に担持されたトナー像を中間転写体に１次転写した後、１次転写されたトナー像を該中間転写体から転写材に２次転写する手段を有する画像形成装置に用いる中間転写体において、
   該中間転写体の表面のナノインデンテーション法により測定した硬度が１．５〜３．０ＧＰａであり、
   ユニバーサル硬度で規定した硬度が０．１５〜０．４５ＧＰａであることを特徴とする中間転写体。
2. 前記中間転写体が、基材層と少なくとも１層以上の表面層から構成され、該表面層が１分子中にアクロリル基又はメタロイル基を３個以上有する不揮発成分中の５０質量％以上含んでなる前駆材料に、熱、活性光線、電子線の少なくとも１種を照射して硬化された層であることを特徴とする請求項１に記載の中間転写体。
3. 請求項１又は２に記載の中間転写体の製造方法において、
   表面に熱、活性光線、電子線の少なくとも１種を照射して表面層を硬化する工程を有することを特徴とする中間転写体の製造方法。
4. 静電潜像担持体に担持されたトナー像を中間転写体に１次転写した後、１次転写されたトナー像を該中間転写体から転写材に２次転写する工程を有する画像形成方法において、請求項１又は２に記載の中間転写体を用いることを特徴とする画像形成方法。
5. 静電潜像担持体に担持されたトナー像を中間転写体に１次転写した後、１次転写されたトナー像を該中間転写体から転写材に２次転写する手段を有する画像形成装置において、請求項１又は２に記載の中間転写体を用いることを特徴とする画像形成装置。

Images