JP2020056928A - 中間転写ベルト、その製造方法及び電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、転写性が良好で反りの少ない中間転写ベルトを提供することである。また、その製造方法及び電子写真画像形成装置を提供することである。【解決手段】本発明の中間転写ベルトは、基材層と表面層とを有する中間転写ベルトであって、前記表面層が、硬化性化合物の硬化物及び２．５質量％未満のフィラーを含有し、前記表面層側の表面のナノインデンテーション硬さが、３００〜１０００ＭＰａの範囲内であり、かつ、長手方向に長さ２０ｃｍ切り取り、前記表面層を上にして平坦面に置いたとき、巾手方向の端部の浮き量が、２０ｍｍ以下であることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は中間転写ベルト、その製造方法及び電子写真画像形成装置に関する。より詳しくは、転写性が良好で反りの少ない中間転写ベルト等に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、例えば、像担持体（感光体）上に形成された潜像をトナーにより現像し、得られたトナー像をベルト状の転写部材である中間転写ベルトに一時的に保持させ、中間転写ベルトのトナー像を紙などの記録媒体上に転写することが行われている。
この画像形成方法に用いる中間転写ベルトには、静電潜像担持体から中間転写ベルトへの、及び中間転写ベルト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等が求められている。

近年の電子写真画像形成装置においては、種々の転写材が用いられ、普通紙やＯＡ専用紙だけでなく、厚紙やコート紙、更には表面に凹凸のある紙などの紙種への対応が求められている。
このような用紙対応性や画像品質などの転写機能の向上策として、例えばポリイミド樹脂などを基材層とし、その表面にクロロプレンゴム（ＣＲ）などの弾性体を形成した構成が採用されている。

しかしながら、弾性体は、表面が柔らかく、摩擦性が高いため、異物が付着したり、表面が削れて、良好な転写性が得られないという問題がある。
この対策として、中間転写ベルトの表面にコート層を設けるといった対応が知られている。

例えば、特許文献１では、多量のコロイダルシリカと多官能アルコキシシランを用いた表面層を有する中間転写ベルトが記載されている。フィラーとして多量のコロイダルシリカが添加されると高強度・高硬度になるため、耐久性は向上するが、ＩＤＣ（Ｉｍａｇｅ Ｄｅｎｓｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ）センサーを用いた際にフィラーによる乱反射がおき、制御が不安定になる。また、中間転写ベルトの表面が割れやすくなり、設計の自由度が低くなる。

さらに、強度を確保するために、フィラーを多用し、多官能アルコキシシランを併用すると、アルコキシシランによる硬化収縮反応により、中間転写ベルトに反りが発生し、蛇行補正などの駆動系の制御に不具合が生じてしまう。近年の高速化や量産化の要請からベルトを大径化すると、中間転写ベルトの反りの問題はより顕著になり、問題となっていた。

特開２０００−２０６８０１号公報

本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、転写性が良好で反りの少ない中間転写ベルトを提供することである。また、その製造方法及び電子写真画像形成装置を提供することである。

本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、限定量のフィラーとともに、３又は４官能アルコキシシランに、２官能以下のアルコキシシランを用いることで転写性が良好で反りの少ない中間転写ベルトを提供できることを見出し本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。

１．基材層と表面層とを有する中間転写ベルトであって、
前記表面層が、硬化性化合物の硬化物及び２．５質量％未満のフィラーを含有し、
前記表面層側の表面のナノインデンテーション硬さが、３００〜１０００ＭＰａの範囲内であり、かつ、
長手方向に長さ２０ｃｍ切り取り、前記表面層を上にして平坦面に置いたとき、巾手方向の端部の浮き量が、２０ｍｍ以下であることを特徴とする中間転写ベルト。

２．前記硬化性化合物の硬化物が、アルコキシシランを硬化させた硬化物であることを特徴とする第１項に記載の中間転写ベルト。

３．前記アルコキシシランが、テトラアルコキシシラン又はトリアルコキシシランと、モノアルコキシシラン又はジアルコキシシランとを含有することを特徴とする第２項に記載の中間転写ベルト。

４．前記アルコキシシランが、全アルコキシシランに対して、テトラアルコキシシラン又はトリアルコキシシランを８０〜９０質量％の範囲内で含有し、モノアルコキシシラン又はジアルコキシシランを１０〜２０質量％の範囲内で含有することを特徴とする第２項に記載の中間転写ベルト。

５．基材層の厚さが、５０〜１００μｍの範囲内であることを特徴とする第１項から第４項までのいずれか一項に記載の中間転写ベルト。

６．表面層の厚さが、１〜３μｍの範囲内であることを特徴とする第１項から第５項までのいずれか一項に記載の中間転写ベルト。

７．周長が、８５０〜１９５０ｍｍの範囲内の無端ベルト状であることを特徴とする第１項から第６項までのいずれか一項に記載の中間転写ベルト。

８．第１項から第７項までのいずれか一項に記載の中間転写ベルトを製造する中間転写ベルトの製造方法であって、
アルコキシシランを加水分解後、脱水縮合反応させることにより硬化物を形成する硬化工程を有することを特徴とする中間転写ベルトの製造方法。

９．第１項から第７項までのいずれか一項に記載の中間転写ベルトを具備することを特徴とする電子写真画像形成装置。

本発明の上記手段により、転写性が良好で反りの少ない中間転写ベルトを提供することができる。また、その製造方法及び電子写真画像形成装置を提供することができる。

本発明の効果の発現機構又は作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。

本発明では、反りの原因は、アルコキシシランの硬化時における硬化収縮にあると考えた。すなわち、基材には接着した状態で、脱水縮合反応を起こすことにより硬化反応過程において水分子が脱離する。そのためシロキサン結合が形成される中で分子間距離が狭くなってしまう。そのため、表面層側の変形量の方が大きく反りが発生してしまう。

その現象を抑制するために、アルコキシ基が少ない２官能以下のアルコキシシランを添加し、分子間距離を狭くならないようにする。つまり、架橋自由度を高くして、硬化収縮も発生しにくくすることにより、表面の硬さを維持して転写性を落とさずに硬化収縮に起因する反りを抑制することができるものと推察される。

中間転写ベルトの層構成の一例を示す断面図 反りを説明する模式図 本発明の中間転写ベルトを備えた電子写真画像形成装置の一例を示す断面図

本発明の中間転写ベルトは、基材層と表面層とを有する中間転写ベルトであって、前記表面層が、硬化性化合物の硬化物及び２．５質量％未満のフィラーを含有し、前記表面層側の表面のナノインデンテーション硬さが、３００〜１０００ＭＰａの範囲内であり、かつ、長手方向に長さ２０ｃｍ切り取り、前記表面層を上にして平坦面に置いたとき、巾手方向の端部の浮き量が、２０ｍｍ以下であることを特徴とする。この特徴は、下記各実施態様（形態）に共通する又は対応する技術的特徴である。

本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、前記硬化性化合物の硬化物が、アルコキシシランを硬化させた硬化物であることが好ましい。
また、本発明においては、前記アルコキシシランが、テトラアルコキシシラン又はトリアルコキシシランと、モノアルコキシシラン又はジアルコキシシランとを含有することが好ましい。これにより、表面層の耐クラック性が向上する。
さらに、前記アルコキシシランが、全アルコキシシランに対して、テトラアルコキシシラン又はトリアルコキシシランを８０〜９０質量％の範囲内で含有し、モノアルコキシシラン又はジアルコキシシランを１０〜２０質量％の範囲内で含有することが好ましい。

また、基材層の厚さが、５０〜１００μｍの範囲内であることが、耐屈曲性が向上し好ましい。
さらに、本発明においては、表面層の厚さが、１〜３μｍの範囲内であることが好ましい。これにより、表面層の耐クラック性が向上する。
本発明の実施態様としては、周長が、８５０〜１９５０ｍｍの範囲内の無端ベルト状であることが好ましい。このように周長が長くなると、反りが顕著になるため、改善効果としては大きくなる。
本発明の中間転写ベルトを製造する中間転写ベルトの製造方法としては、アルコキシシランを加水分解後、脱水縮合反応させることにより硬化物を形成する硬化工程を有する態様の製造方法であることが、中間転写ベルト基材材質の汎用性を広げることができるので好ましい。
本発明の中間転写ベルトは、電子写真画像形成装置に好適に具備され得る。

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
なお、本発明において、中間転写ベルトの表面層は、転写像を担持する最表面の層をいう。

《中間転写ベルトの概要》
本発明の中間転写ベルトは、基材層と表面層とを有する中間転写ベルトであって、前記表面層が、硬化性化合物の硬化物及び２．５質量％未満のフィラーを含有し、前記表面層側の表面のナノインデンテーション硬さが、３００〜１０００ＭＰａの範囲内であり、かつ、長手方向に長さ２０ｃｍ切り取り、前記表面層を上にして平坦面に置いたとき、巾手方向の端部の浮き量が、２０ｍｍ以下であることを特徴とする。
本発明の中間転写ベルトの層構成は、基材層上に弾性層及び表面層を有する構成が好ましい。

図１は、中間転写ベルトの層構成の一例を示す断面図である。
図１において、中間転写ベルト１は、基材層２と表面層４を有し、必要に応じて弾性層３等のその他の層を有することができる。
中間転写ベルトの厚さは、その使用目的などに応じて適宜決定し得るが、一般には強度や柔軟性等の機械特性を満足する５１〜６００μｍが好ましく、５５〜２００μｍの範囲内がより好ましい。

表面層の厚さは、表面層の耐クラック性の観点から１〜３μｍの範囲内であることが好ましい。
また、中間転写ベルトの形状は、無端構造の中間転写ベルト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。

［表面のナノインデンテーション硬さ］
本発明の中間転写ベルトの表面層側の表面のナノインデンテーション硬さは、３００〜１０００ＭＰａの範囲内である。この範囲内に表面の硬さを維持することにより、凹凸紙に対する追従性を改善し、かつ、繰り返し使用しても割れや削れの発生の少ない転写性が良好な中間転写ベルトを実現することができる。
ナノインデンテーション法による硬さの測定は、微小なダイヤモンド圧子を用いて薄膜に荷重をかけその後除荷しながら荷重と押し込み深さ（変位量）の関係を測定し、その測定値から得ることができる。

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。
この測定装置はダイヤモンド圧子を用いて、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することができる。なお、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さとする。

（測定条件）
測定機：Ｔｒｉｓｃｏｐｅ（Ｈｙｓｉｔｒｏｎ社製）
測定圧子：９０°Ｃｕｂｅ Ｃｏｒｎｅｒ Ｔｉｐ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：３０μＮ
押し込み速度：最大荷重２５μＮに５秒で達する速度で、時間に比例して加重を印加

［反り］
表面層の硬さを高くするため、フィラーを多用し、多官能アルコキシシランを併用すると、アルコキシシランによる硬化収縮反応による反りが発生する。
図２は反りを説明する模式図である。基材層２上に多官能アルコキシシランの硬化物を表面層４に有する中間転写ベルト１は、表面層４を上にして平坦面５に置いたとき、巾手方向の両側の端部に浮きＬ_１及びＬ_２を生じやすく、蛇行補正などの駆動系の制御に不具合が生じてしまう。本発明においては、この浮き量は２０ｍｍ以下である。

浮き量の測定は、中間転写ベルトを長手方向に長さ２０ｃｍ切り取り、前記表面層を上にして環境温度２０℃、相対湿度５０％ＲＨにて、平坦面に置いたときの両端のＬ_１及びＬ_２のうちの大きい値を採用する。Ｌ_１及びＬ_２は、切り取った２０ｃｍ幅の中間転写ベルトの端部の長手方向の中央部の浮き量をそれぞれ測定した値とする。
次に、本発明の中間転写ベルトの層構成、各層の組成等について説明する。

《中間転写ベルトの層構成》
本発明の中間転写ベルトは、基材層及び表面層を有し、必要に応じ弾性層などの層を有することができる。中間転写ベルトを構成する各層について説明する。

〈表面層〉
本発明に係る表面層は、硬化性化合物の硬化物及び２．５質量％未満のフィラーを含有し、前記表面層側の表面のナノインデンテーション硬さが、３００〜１０００ＭＰａの範囲内である。
硬化性化合物の硬化物としては、多官能アクリレート、ポリウレタンアクリレートの紫外線等の活性エネルギー線硬化型組成物を硬化させた硬化物、アルコキシシランを硬化させた硬化物などが挙げられる。
本発明においては、転写性向上の理由から、硬化性化合物の硬化物が、アルコキシシランを硬化させた硬化物であって、アルコキシシランが、テトラアルコキシシラン又はトリアルコキシシランと、ジアルコキシシラン又はモノアルコキシシランとを含有することが好ましい。さらに、前記アルコキシシランが、全アルコキシシランに対して、テトラアルコキシシラン又はトリアルコキシシランを８０〜９０質量％の範囲内で含有し、モノアルコキシシラン又はジアルコキシシランを１０〜２０質量％の範囲内で含有することが好ましい。

このように、表面層に硬い塗膜が形成されるために、４官能又は３官能の多官能のアルコキシシランを使用するだけでなく、２官能のジアルコキシシラン又は１官能のモノアルコキシシランを併用することにより、アルコキシシランの硬化収縮を発生しにくくすることができ、中間転写ベルトの端部の反りの発生を軽減することができる。

（アルコキシシラン）
当該アルコシシランとしては、例えば、
１官能のアルコシシランとしては、トリメチルメトキシシラン、トリエチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシラン及びトリエチルエトキシシランなどが挙げられる。
２官能のアルコシシランとしては、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン及びジエチルジエトキシシランなどが挙げられる。
３官能のアルコシシランとしては、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−オクチルトリメトキシシラン、ｎ−デシルトリメトキシシラン、ｎ−ドデシルトリメトキシシラン、ｎ−テトラデシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキサデシルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリエトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、ｎ−ブチルトリエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリエトキシシラン、ｎ−オクチルトリエトキシシラン、ｎ−デシルトリエトキシシラン、ｎ−ドデシルトリエトキシシラン、ｎ−テトラデシルトリエトキシシラン、ｎ−ヘキサデシルトリエトキシシラン及びｎ−オクタデシルトリエトキシシランなどが挙げられる。
４官能のアルコシシランとしては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−イソプロポキシシラン及びテトラフェノキシシランなどが挙げられる。

（フィラー）
本発明に係る表面層は、硬化性化合物の硬化物及び２．５質量％未満のフィラーを含有する。フィラーを含有することにより、表面層を高強度・高硬度にすることができ、耐久性は向上するが、多量に用いるとＩＤＣセンサーを用いた際にフィラーによる乱反射がおき、制御が不安定になる。また、中間転写ベルトの表面が割れやすくなる。このため、本発明では、添加量は２．５質量％未満である。

フィラーとしては、無機酸化物が使用されることが好ましい。
本発明に用いられる金属酸化物微粒子は、遷移金属も含めた金属の酸化物であればよく、例えば、シリカ（酸化ケイ素）、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化インジウム、酸化ビスマス、酸化イットリウム、酸化コバルト、酸化銅、酸化マンガン、酸化セレン、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化ゲルマニウム、酸化スズ、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化モリブデン、酸化バナジウムなどが例示されるが、中でも、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、酸化スズなどが好ましく、特にアルミナ、酸化スズ及びシリカが好ましい。

金属酸化物微粒子の数平均一次粒径は、１〜３００ｎｍ以下の範囲が好ましい。特に好ましくは３〜１００ｎｍである。粒径が１ｎｍ以上の場合は耐摩耗性が十分であり、また、粒径が３００ｎｍ以下であれば書き込み光を散乱させたり、粒子が光硬化を阻害し耐摩耗性が十分でなくなることがない。
また、上記金属酸化物微粒子の表面処理をしても良い。表面処理剤としては、例えば、ラジカル重合性官能基を有する化合物などが挙げられる。このラジカル重合性官能基としては、アクリロイル基やメタクリロイル基などが挙げられる。
表面層の厚さは１〜３μｍの範囲内であることが好ましい。

〈基材層〉
本発明の中間転写ベルトを構成する基材層は、無端ベルト状のものが好ましく、単層構成であっても、２層以上の複数層構成であってもよい。
基材層の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル・スチレン共重合樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アセテート樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂などよりなるものを用いることでき、ポリイミド樹脂よりなるものを用いることが好ましい。また、基材層は、上記のような樹脂に導電剤を分散させ、導電性を有するものであることが好ましい。

導電剤として、カーボンブラックを使用することが好ましい。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、基材樹脂１００質量部に対して１０〜２０質量部、好ましくは１０〜１６質量部の範囲内である。

基材層の厚さは、機械的強度、画質、製造コストなどを考慮し、５０〜１００μｍであることが好ましく、５０〜８０μｍの範囲内であることがより好ましい。
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。いずれの場合も樹脂材料と各種導電性物質を溶融混練して、押出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。

〈弾性層〉
弾性層は、弾性体よりなり、その構成材料としては、例えば、ゴム、エラストマー、樹脂などが挙げられる。特に、架橋系のゴム材料が含有されることが、圧縮永久歪みなどの観点から好ましい。
架橋系のゴム材料としては、例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）などが挙げられる。これらは、１種単独で、又は２種以上組み合わせて用いてもよい。
弾性層の厚さは、機械的強度、画質、製造コストなどを考慮し、２００〜５００μｍであることが好ましい。

［中間転写ベルトの製造方法］
本発明の中間転写ベルトの製造方法は、アルコキシシランを加水分解後、脱水縮合反応させることにより硬化物を形成する硬化工程を有することを特徴とする。表面層に含有されたアルコキシシランを脱水縮合反応により、表面層を硬化することができる。
本発明の中間転写ベルト１の製造方法は、例えば、基材層２上に弾性層３を形成するための弾性層形成用塗布液を塗布して、塗膜を形成し、この塗膜を乾燥させることにより、弾性層３を形成し、当該弾性層３上に表面層４を形成するための表面層形成用塗布液を塗布して、塗膜を形成し、この塗膜に対して脱水・縮合反応することにより硬化させて、表面層４を形成することができる。

基材層２の作製方法としては、構成材料としてポリイミド樹脂を用いる場合においては、例えば、ポリアミド酸溶液を円筒状金型の外周面に浸漬する方式や、内周面に塗布する方式やさらに遠心する方式、又は注形型に充填する方式などの適宜な方式でリング状に展開し、その展開層を乾燥製膜してベル卜形に成形し、その成形物を加熱処理してポリアミド酸をイミドに転化して型より回収する方法などの従来に準じた適宜な方法により行うことができる（特開昭６１−９５３６１号公報、特開昭６４−２２５１４号公報、特開平３−１８０３０９号公報など）。無端ベルト状の基材層の製造に際しては、型の離型処理や脱泡処理などの適宜な処理を施すことができる。

弾性層形成用塗布液の調製方法としては、例えば、弾性層を形成する構成材料を溶剤に固形分濃度２０〜３０質量％の割合で添加する方法が挙げられる。
弾性層形成用塗布液の塗布方法としては、例えば、ノズルによるスパイラル塗布などが挙げられる。

（硬化工程）
表面層の製造方法はアルコキシシランを加水分解後、脱水縮合反応させることにより硬化物を形成する硬化工程を有する。

表面層を形成するには、まず、アルコキシシランを加水分解物し、ゾル液（塗布液）を調製する。
このとき使用する溶媒としては、アルコキシド及び有機成分を均一に分散、溶解できる溶媒であれば特に限定されることなく、このとき例えば、メタノール、エタノール等の各種アルコールの他、アセトン、トルエン、キシレン等が挙げられる。なお、前記アルコキシシランの加水分解反応を促進させるために、塩酸、リン酸、酢酸等の触媒を適宜使用してもよい。

表面に塗布したゾル液は、脱水乾燥して最終的に表面層とする。前記脱水乾燥は、自然乾燥によって行ってもよいが、通常は、加熱処理によって行う。前記加熱処理の条件は、所定範囲の硬さを有する表面層を形成することができるのであれば特に限定されず、通常６０〜４５０℃×２０秒〜７時間で設定できる。塗布工程は、１回だけでなく、複数回行ってもよい。すなわち、表面層層は、１コートからなるものであってもよいし、複数コートからなるものであってもよい。
なお必要に応じ、金属酸化物フィラー等、他の添加剤をゾル液に加えても良い。
表面層形成用塗布液の粘度は、１０〜１００ｃＰであることが好ましい。

≪用途≫
本発明の中間転写ベルトは、電子写真画像形成装置において、像担持体（感光体）上に形成された潜像をトナーにより現像し、得られたトナー像を転写材に転写する中間転写ベルトとして用いることが好ましい。また、インクジェット方式においても、同様に中間転写ベルトを用いて像を転写することができる。

［電子写真画像形成装置］
以上のような転写部材は、モノクロの画像形成装置やフルカラーの画像形成装置など電子写真方式の公知の種々の画像形成装置における、中間転写ベルトとして好適に用いることができる。
図３は、本発明の中間転写ベルトを備えた画像形成装置の構成の一例を示す断面図である。

この画像形成装置は、複数組の画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋと、これらの画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋにおいて形成されたトナー像を画像支持体Ｐ上に転写する中間転写部１０と、画像支持体Ｐに対して加熱しながら加圧してトナー像を定着させてトナー層を得る定着処理を行う定着装置３０とを有する。

画像形成ユニット２０Ｙにおいてはイエローのトナー像形成が行われ、画像形成ユニット２０Ｍにおいてはマゼンタ色のトナー像形成が行われ、画像形成ユニット２０Ｃにおいてはシアン色のトナー像形成が行われ、画像形成ユニット２０Ｂｋにおいては黒色のトナー像形成が行われる。

画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋは、静電潜像担持体である感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋと、当該感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋの表面に一様な電位を与える帯電手段２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｂｋと、一様に帯電された感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋ上に所望の形状の静電潜像を形成する露光手段２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋと、有彩色トナーを感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋ上に搬送して静電潜像を顕像化する現像手段２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋと、一次転写後に感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋ上に残留した残留トナーを回収するクリーニング手段２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｂｋとを備えるものである。

中間転写部１０は、循環移動する中間転写ベルト１６と、画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋによって形成されたトナー像を中間転写ベルト１６に転写する、一次転写手段としての一次転写ローラ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋと、一次転写ローラ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋによって中間転写ベルト１６上に転写された有彩色トナー像を画像支持体Ｐ上に転写する、二次転写手段としての二次転写ローラ１３Ａと、中間転写ベルト１６上に残留した残留トナーを回収するクリーニング手段１２とを有する。

中間転写ベルト１６として本発明の転写部材が用いられている。
この中間転写ベルト１６は、複数の支持ローラ１６ａ〜１６ｄにより張架され、回動可能に支持された無端ベルト状のものである。
そして、中間転写ベルト１６は、基材層の外周面に、本発明に係る硬化樹脂及びフィラーとして、含有量が２．５質量％未満の金属酸化物微粒子を含有する特定の表面層が形成されてなる構造を有するものである。

画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋにより形成された各色のトナー像は、一次転写ローラ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋにより、回動する無端の中間転写ベルト１６上に逐次転写されて、重畳されたカラー像が形成される。給紙カセット４１内に収容された画像支持体Ｐは、給紙搬送手段４２により給紙され、複数の中間ローラ４４ａ〜４４ｄ、レジストローラ４６を経て、二次転写手段としての二次転写ローラ１３Ａに搬送され、画像支持体Ｐ上にカラー像が一括転写される。
カラー像が転写された画像支持体Ｐは、熱ローラ定着器が装着された定着装置３０により定着処理され、排紙ローラに挟持されて機外の排紙トレイ上に載置される。

一方、二次転写ローラ１３Ａにより画像支持体Ｐにカラー像を転写した後、画像支持体Ｐを曲率分離した無端の中間転写ベルト１６は、クリーニング手段１２により残留トナーが除去される。
以上のような画像形成装置によれば、中間転写ベルトが本発明の転写部材からなることにより、当該中間転写ベルトが、優れた転写機能を有しながらも、高い耐久性を有するので、長期間にわたって画像品質の高い画像を形成することができる。

〔現像剤〕
本発明の画像形成装置において用いられる現像剤は、磁性又は非磁性のトナーによる一成分現像剤であってもよく、トナーとキャリアとが混合された二成分現像剤であってもよい。
現像剤を構成するトナーとしては、特に限定されずに公知の種々のものを使用することができるが、例えば体積基準のメジアン径が３〜９μｍであり、重合法によって得られたいわゆる重合トナーを用いることが好ましい。重合トナーを用いることにより、形成される画像において高い解像力及び安定した画像濃度が得られるとともに画像カブリの発生が極めて抑制される。

二成分現像剤を構成する場合のキャリアとしては、特に限定されずに公知の種々のものを使用することができるが、例えば体積基準のメジアン径が３０〜６５μｍであり、磁化量が２０〜７０ｅｍｕ／ｇの磁性粒子からなるフェライトキャリアが好ましい。体積基準のメジアン径が３０μｍ未満のキャリアを用いた場合は、キャリア付着が発生して白抜け画像が生じるおそれがあり、また、体積基準のメジアン径が６５μｍよりも大きなキャリアを用いた場合は、均一な画像濃度の画像が形成されない場合が生じうる。

〔転写材〕
本発明の画像形成装置に使用される転写材Ｐとしては、薄紙から厚紙までの普通紙、上質紙、アート紙又はコート紙など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、布などの各種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、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量％」を表す。

〔実施例１〕
≪中間転写ベルトの製造≫
［中間転写ベルト１の製造］
基材層の上に表面層を有する周長１０６８ｍｍ、巾３６０ｍｍ、厚さ６０μｍの無端ベルト状の中間転写ベルトを以下のようにして製造した。
（１）無端ベルト状の基材層の作製
３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）とｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）とからなるポリアミド酸のＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶液「Ｕ−ワニス−Ｓ（固形分１８質量％）」（宇部興産製）に、乾燥した酸化処理カーボンブラック「ＳＰＥＣＩＡＬ ＢＬＡＣＫ４」（Ｄｅｇｕｓｓａ社製、ｐＨ３．０、揮発分：１４．０％）をポリイミド系樹脂固形分１００質量部に対して、２３質量部になるよう添加して、衝突型分散機「ＧｅａｎｕｓＰＹ」（シーナス製）を用い、圧力２００ＭＰａで、最小面積が１．４ｍｍ² で２分割後衝突させ、再度２分割する経路を５回通過させて、混合して、カーボンブラック入りポリアミド酸溶液を得た。

このカーボンブラック入りポリアミド酸溶液を、円筒状金型の内周面に、ディスペンサーを介して０．５ｍｍに塗布し、１５００ｒｐｍで１５分間回転させて均一な厚さを有する展開層とした後、２５０ｒｐｍで回転させながら、金型の外側より６０℃の熱風を３０分間あてた後、１５０℃で６０分間加熱した。その後、３６０℃まで２℃／分の昇温速度で昇温し、更に３６０℃で３０分加熱して溶媒の除去、脱水閉環水の除去、及びイミド転化反応の完結を行った。その後室温に戻し、円筒状金型から剥離することにより、厚さ６０μｍのポリイミド（表中ＰＩと略記した。）からなる無端ベルト状の基材層を作製した。

（２）表面層の形成
以下に示す表面層形成用塗布液を調製し、これを以下のようにして、無端ベルトの外周面に塗布して中間転写ベルト１を製造した。
（表面層形成用塗布液）
テトラエトキシシラン ９０ｇ
トリエチルエトキシシラン １０ｇ
ブタノール １００ｇ
無機有機ハイブリッド材料である「ＨＢ１１Ｂ」（製品名、無機有機ハイブリッド、固形分２４質量％、ニットーボーメディカル社製）をコート層形成用組成物として用意した。次いで、前記で得られた無端ベルト状の基材層を円筒状の金型の外周面上に設置し、表面層形成用塗布液が溜まった液槽を外周面上で移動させることで、表面層形成用塗布液を基材層の外表面に塗布した（ディップ法）。そして、空気雰囲気下、１００℃で６０分間焼成し、厚さ１．８μｍの表面層が形成された、基材層と表面層とからなる中間転写ベルトを製造した。

［中間転写ベルト２〜１５の製造］
中間転写ベルト１の製造において、基材層の厚さを、表Ｉの厚さになるように変えて、基材層を製造し、その上に、アルコキシシランの種類と組成及び厚さを表Ｉに示すように変えて表面層を製造し、中間転写ベルト１と同様にして中間転写ベルト２〜１５を製造した。基材層の厚さは、固形分濃度を調整して、及び表面層の厚さは溶媒量を変えに固形分濃度を調整してそれぞれ表Ｉの厚さになるようにした。
また、中間転写ベルト５、１３、１４及び１５には、表面層にフィラーとして酸化スズ粒子（平均粒子径２１ｎｍ：Ｎａｎｏｔｅｋ ＳｎＯ_２；ＣＩＫナノテック株式会社製、「Ｎａｎｏｔｅｋ」は、同社の登録商標））を、表面層の固形分に対して表Ｉの添加量（質量％）となるように、表面層形成用塗布液に添加し分散後用いた。
なお、表Ｉでは以下の略号を用いてアルコキシシランの種類を示した。略号の最初の数字は、各アルコキシシランのアルコキシ基の数を表している。

（テトラアルコキシシラン）
４−１：テトラエトキシシラン（東京化成工業株式会社製）
４−２：テトラ−ｎ−プロポキシシラン（東京化成工業株式会社製）
（トリアルコキシシラン）
３−１：３-クロロプロピルトリメトキシシラン（東京化成工業株式会社製）
３−２：ｎ−プロピルトリメトキシシラン（東京化成工業株式会社製）
（ジアルコキシシラン）
２−１：ジメトキシジメチルシラン（東京化成工業株式会社製）
２−２：ジメトキシ（メチル）（３，３，３−トリフルオロプロピル）シラン（東京化成工業株式会社製）
（モノアルコキシシラン）
１−１：トリエチルエトキシシラン（東京化成工業株式会社製）
１−２：トリメチルエトキシシラン（東京化成工業株式会社製）

≪評価≫
［反りの評価］
中間転写ベルトの反りによる影響を評価した。評価時の環境温度２０℃、相対湿度５０％ＲＨにて、評価機としてコニカミノルタ株式会社製ｂｉｚｈｕｂ ＰＲＥＳＳ（登録商標） Ｃ１１００を使用し、実施例、比較例の中間転写ベルトを用いて、通紙耐久１０００００枚（１００ｋ枚）を行った。
中間転写ベルトを長手方向に長さ２０ｃｍ切り取り、前記表面層を上にして環境温度２０℃、相対湿度５０％ＲＨにて、平坦面に置いて両端のＬ_１及びＬ_２のうちの大きい値を浮き量として測定した。Ｌ_１及びＬ_２は、切り取った２０ｃｍ幅の中間転写ベルトの端部の長手方向の中央部の浮き量をそれぞれ測定した値である。これを以下の評価尺度で評価した。○又は◎であれば実用可能である。

◎：浮き量が１０ｍｍ以下
○：浮き量が１０ｍｍ超２０ｍｍ以下
△：浮き量が２０ｍｍ超３０ｍｍ以下
×：浮き量が３０ｍｍ超

［転写性］
各中間転写ベルトを、それぞれ、画像形成装置「ｂｉｚｈｕｂ ＰＲＥＳＳ（登録商標） Ｃ１１００」（コニカミノルタ株式会社製）の中間転写ベルトとして搭載した。次いで、当該画像形成装置を用いて、２０℃、５０％ＲＨにて、レザック（登録商標）６６ ３０２ｇ紙を用い、ＹＭＣＫ、各色２層色（ＲＧＢ）の２５５階調を１０段階に区切ったグラデーションパターンを印字した。その後、目視により、以下の評価基準により凹凸紙への転写性を確認し、下記評価基準に従って評価した。ここで、評価ランクが○又は◎となるときは、実用可能である。

◎：トナー積層部において、ほぼ転写されており、単色部でも完全に転写されていた。
○：トナー積層部において、所々ムラが確認されるものの、単色部では完全に転写されていた。
△：トナー積層部、単色部の所々で転写ムラが確認された。
×：トナー積層部、単色部の全てで転写不良が確認された。
［表面側のナノインデンテーション硬さ］
各中間転写ベルトについて、表面側のナノインデンテーション硬さを前述の方法で測定した。以上の結果を表Ｉに示す。

表Ｉより、本発明の中間転写ベルトは、転写性が良好で反りが少ないことが分る。

１ 転写ベルト
２ 基材層
３ 弾性層
４ 表面層
１０ 中間転写部
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋ 感光体
１２ クリーニング手段
１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋ 一次転写ローラ
１３Ａ 二次転写ローラ
１６ 中間転写ベルト
１６ａ〜１６ｄ 支持ローラ
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｂｋ 画像形成ユニット
２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｂｋ 現像手段
２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｂｋ 露光手段
２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｂｋ 帯電手段
２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｂｋ クリーニング手段
３０ 定着装置
４１ 給紙カセット
４２ 給紙搬送手段
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ 給紙ローラ
４６ レジストローラ
Ｎ１ 定着ニップ部
Ｐ 転写材

Claims (9)

1. 基材層と表面層とを有する中間転写ベルトであって、
   前記表面層が、硬化性化合物の硬化物及び２．５質量％未満のフィラーを含有し、
   前記表面層側の表面のナノインデンテーション硬さが、３００〜１０００ＭＰａの範囲内であり、かつ、
   長手方向に長さ２０ｃｍ切り取り、前記表面層を上にして平坦面に置いたとき、巾手方向の端部の浮き量が、２０ｍｍ以下であることを特徴とする中間転写ベルト。
2. 前記硬化性化合物の硬化物が、アルコキシシランを硬化させた硬化物であることを特徴とする請求項１に記載の中間転写ベルト。
3. 前記アルコキシシランが、テトラアルコキシシラン又はトリアルコキシシランと、モノアルコキシシラン又はジアルコキシシランとを含有することを特徴とする請求項２に記載の中間転写ベルト。
4. 前記アルコキシシランが、全アルコキシシランに対して、テトラアルコキシシラン又はトリアルコキシシランを８０〜９０質量％の範囲内で含有し、モノアルコキシシラン又はジアルコキシシランを１０〜２０質量％の範囲内で含有することを特徴とする請求項２に記載の中間転写ベルト。
5. 基材層の厚さが、５０〜１００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の中間転写ベルト。
6. 表面層の厚さが、１〜３μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の中間転写ベルト。
7. 周長が、８５０〜１９５０ｍｍの範囲内の無端ベルト状であることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の中間転写ベルト。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の中間転写ベルトを製造する中間転写ベルトの製造方法であって、
   アルコキシシランを加水分解後、脱水縮合反応させることにより硬化物を形成する硬化工程を有することを特徴とする中間転写ベルトの製造方法。
9. 請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の中間転写ベルトを具備することを特徴とする電子写真画像形成装置。

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