JP4839738B2 - 中間転写ベルト - Google Patents

Description

本発明は、中間転写ベルトに関する。

近年のカラー化、高速化、コンパクト化の流れの中で、中間転写ベルトを用いた画像形成方法の重要性が高まってきた。

感光体上に形成されたトナー像を中間転写ベルトに一度転写した後、記録媒体に転写するプロセスとしては、図１に示すように２つのプロセスが挙げられ、具体的には感光体上に形成された４色のトナー像を中間転写ベルトに一括転写するプロセス（例えば、４サイクル型プロセス）、感光体上に形成されたトナー像を中間転写ベルトに順次転写するプロセス（例えば、タンデム型プロセス）が主に使用されている。今後は、感光体上に形成されたトナー像を中間転写ベルトに順次転写するプロセスが、高速化とコンパクト化に適しているため主要なプロセスとなると推測している。

図１は、転写プロセスを説明する図である。

図１において、１は感光体、２は現像手段、３は中間転写ベルト、４は転写媒体、１１は一次転写手段、１２は２次転写手段を示す。

図１−ａは、４サイクル型プロセス、図１−ｂは、タンデム型プロセスを示す。

このタンデム型プロセスに求められる中間転写ベルトの重要な物性ポイントは、最初（第１）の感光体上のトナー像を中間転写ベルトへ転写（一次転写）するときには、トナーに適正な電界がかかるような抵抗値を有する一方、次（第２）の感光体に到達した時点では、最初のトナー像のメモリー（履歴）を受けないように中間転写ベルト表面の電荷が中和されている必要がある。

ところが、近年の画像形成装置の高速化とコンパクト化の流れの中で、中間転写ベルトの線速の増加と、最初（第１）の感光体と次（第２）の感光体との距離の短縮から、第１の感光体と第２の感光体の間の中間転写ベルトの通過時間が短時間になる傾向が顕著である。

従来の中間転写ベルトでは、これに対応するため、中間転写ベルトの体積抵抗を下げて、最初の転写から次の転写時までに中間転写ベルトの表面電位を小さくするような対応がなされてきた。これは、中間転写ベルトの体積抵抗が高く、最初の転写から次の転写時までに表面電位が十分落ちない場合、前のトナー像がメモリーとして中間転写ベルト上に残ってしまうためである。

しかしながら、中間転写ベルトの体積抵抗を下げると、転写時の高圧印加時に電荷のリークの発生、或いは、トナーへの電荷の注入が起こり、転写電界がトナーに印加されず転写不良が発生しやすかった。

このように、高速化とコンパクト化に適したタンデム型プロセスに用いる中間転写ベルトではメモリーと転写性の両立が重要課題であった。

メモリーと転写性を改善する目的で、
中間転写ベルトの体積抵抗値の検討（例えば、特許文献１参照。）、
中間転写ベルトの導電性物質としてカーボンブラック、イオン導電性物質、金属酸化物を使用する検討（例えば、特許文献２、３、４参照。）、
中間転写ベルトの層構成を複数の層にし、抵抗値を調整して耐リーク性を向上させる検討（例えば、特許文献５参照。）、
中間転写ベルトの導電性物質として、電子導電性物質とイオン導電性物質とを共に含有させる検討（例えば、特許文献６参照。）がされている。
特開２００２−１４８８９５号公報 特開２００１−１３３９９９号公報 特開平８−１１０７１１号公報 特開２００４−３０２０９４号公報 特開２００２−１３７３１７号公報 特開２００１−１６６６０５号公報

しかしながら、上記の中間転写ベルトの検討では、高速でコンパクトなタンデム型プロセスを採用した画像形成方法に用いたとき、メモリーと転写性の両方を満足することができなかった。

また、従来の単層のベルトでは、いずれも近似的にベルトの体積抵抗と、ベルト膜厚方向の静電容量との関係で規定された残留電位の値を有し、一次転写プロセス間の距離が短く、線速の速いプロセスの場合、メモリーと転写性を満足させることができなかった。

本発明は、上記課題を鑑みなされたもので、高速でコンパクトなタンデム型プロセスを採用した画像形成方法でも中間転写ベルトに起因するメモリーの発生が無く、中間転写ベルト上に形成されたトナー像を転写媒体へ高転写率で転写でき、べた画像に白抜け、文字画像の中抜け、文字部のトナー散りが無い高品質のトナー画像を形成することができる中間転写ベルト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）
感光体に接触する側から基材層よりも膜厚の薄い表面層と基材層を有する多層構造の中間転写ベルトにおいて、該表面層と基材層が導電性物質を含有し、
該表面層に含有する導電性物質がイオン導電物質、基材層に含有する導電性物質が電子伝導性物質であり、
該中間転写ベルトを下記の測定条件で電位特性を測定した時、
最高表面電位（Ｖ_ｍａｘ）が１００〜３００Ｖで、
最高表面電位（Ｖ_ｍａｘ）と最高表面電位から２秒後の表面電位（Ｖ_２．０）との比（Ｖ_ｍａｘ）／（Ｖ_２．０）が下記式（１）を満足することを特徴とする中間転写ベルト。
測定条件
測定器：感光体試験器「ＥＰＡ８３００」（川口電気社製）
測定条件 ：スタティックモード６（３０ｍ／ｓｅｃ）
帯電電流 ：−２５．０μＡ（定電流測定）
測定環境 ：２０℃、６０％ＲＨ
測定 ：表面電位の測定カーブから最高表面電位（Ｖ_ｍａｘ）と最高表面電位
から２秒後の表面電位（Ｖ_２．０）を求める。

式（１）
（Ｖ_ｍａｘ）／（Ｖ_２．０）≧２．０

本発明の中間転写ベルトは、中間転写ベルトに起因するメモリーの発生が無く、中間転写ベルト上に形成されたトナー像を転写媒体へ高転写率で転写でき、べた画像に白抜け、文字画像の中抜け、文字部のトナー散りが無い高品質のトナー画像を形成することができる優れた効果を有する。

本発明者は、中間転写ベルトに起因するメモリーの発生が無く、中間転写ベルト上に形成されたトナー像を転写媒体へ高転写率で転写でき、べた画像に白抜け、文字画像の中抜け、文字部のトナー散りが無い高品質のトナー画像を形成することができる中間転写体ベルトについて検討を行った。

種々検討の結果、本発明者は、導電性物質を含有する多層構造の中間転写ベルトで、中間転写ベルトを帯電した時その最高表面電位（Ｖ_ｍａｘ）が１００〜３００Ｖで、最高表面電位（Ｖ_ｍａｘ）と最高表面電位から２秒後の表面電位（Ｖ_２．０）との比（Ｖ_ｍａｘ）／（Ｖ_２．０）が２．０以上となる中間転写ベルトを用いると、メモリーと転写性の両方が満足され、上記問題を解決できることを見出した。

更に、多層構造の各層毎に異なった導電性物質を用いることにより、中間転写ベルトに起因するメモリーの発生を防止できるこいとを見出した。

更に、多層構造が少なくともイオン導電性物質の層と電子電導剤の層とで構成すると、よりメモリーの発生を防止できることを見出した。

メモリーが発生しなくなる理由は明らかではないが、転写時にベルトが電気的に中和される為、ベルトの電位むらの履歴がなくなり、メモリーの発生しないトナー画像が得られるものと推測している。

以下、本発明について詳細に説明する。

〔中間転写ベルトの表面電位〕
中間転写ベルトの表面電位は、下記条件で測定した値である。

測定器：感光体試験器「ＥＰＡ８３００」（川口電気社製）
測定条件 ：スタティックモード６（３０ｍ／ｓｅｃ）
帯電電流 ：−２５．０μＡ（定電流測定）
測定環境 ：２０℃、６０％ＲＨ
測定 ：表面電位の測定カーブから最高表面電位（Ｖ_max）と最高表面電位から２秒後の表面電位（Ｖ₂）を求める。

図２は、表面電位の測定カーブの一例を示す図である。

図２において、縦軸は表面電位、横軸は時間、Ｖ_maxは最高表面電位、Ｖ₂は最高表面電位から２秒後の表面電位を示す。

本発明の中間転写ベルトは、感光体試験器「ＥＰＡ８３００」のスタティックモード６の測定条件で、１００Ｖ以上の表面電位（帯電性）が必要で、好ましくは１５０Ｖ以上、更に好ましくは２００Ｖ以上である。

表面電位が１００Ｖより低いの場合は、一次転写時でのトナー散りの発生や、２次転写時の転写性低下が発生しやすくなる。

最高表面電位（Ｖ_max）と最高表面電位から２秒後の表面電位（Ｖ_2.0）との比（Ｖ_max）／（Ｖ_2.0）は、２．０以上で、好ましくは３．０以上、更に好ましくは３．０〜５．０である。

この値は、大きい方が画像の転写性が良好で、べた画像の白抜けや文字画像の中抜けが発生しにくく、文字部のトナーの散りも少なく良好である。

但し、この値が高すぎる（例えば、５．０以上）と、一次転写時の必要電界強度を高くする必要が生じ、省エネルギーの観点からは好ましくない。

〔中間転写ベルトの構成〕
本発明の中間転写ベルトの形状は、シームレス（無端）ベルト構造が一般的であるが、シート状フィルムからのベルト作製など、これに限定するものではない。

本発明の中間転写ベルトは、導電性物質を含有する多層構成により形成されてる。

多層構成の各層には、各層毎に異なる導電性物質を含有し、具体的には、イオン導電性物質を有する層と電子電導剤を有する層とから構成されていることが好ましい。

この時、導電性物質が各層に均一に分布されるのではなく、それぞれの導電性物質が偏在していることが好ましい。

本発明の条件を達成する具体的な技術手段の一例として、以下の手段を挙げることができる。

１．ポリアミド酸にイオン導電性物質を含有した塗膜形成液で第一層（表面層）を形成し、
２．次いで、ポリアミド酸に電子導電性物質を含有した塗膜形成液で第二層（基材層）を形成し、
中間転写ベルトを得る。

この時、第二層の電気抵抗値は、単層で使用する場合よりも低い値が好ましい。

この様にして得られたベルトは、帯電時の電気抵抗は高く、その後の表面電位の減衰が従来のポリイミドベルトに比べて速い特性を有している。

なぜなら、各導電性物質の電界に対する誘電率或いは電導キャリアの追随性は異なり、応答時間により中間転写ベルトの電気抵抗値が大きく異なるようにベルトを設計する為には、それぞれの存在密度が不均一のほうが好ましい為である。

好ましい中間転写ベルトの構造としては、電子導電性物質を含有した層と、イオン導電性物質を含有した層を別々に設けることが好ましい。但し、両層が接触する界面で塗布時の相互溶解により若干混合した界面を有することは、本発明の構成に悪影響を及ぼさず、異なる導電キャリアの各層間の受け渡しをスムーズに行い、不必要な層内残留電位を抑制するためむしろ好ましい形態である。

更に、導電性物質を第二層（基材層）の膜厚方向に偏在することが好ましい。具体的には、塗膜形成液の分散剤（溶媒、バインダー樹脂）と分散媒（導電性物質）の比重差を利用して、膜厚内に導電性物質を偏在させることが可能な遠心成型法により中間転写ベルトの第二層（基材層）を製造することが好ましい。

イオン導電性物質は、電子電導剤よりも応答速度が遅いので、膜厚の薄い第一層（表面層）へ添加して応答性をカバーすることが好ましい。一方、イオン導電性物質を添加した層は、瞬間的な電圧印加に対しては絶縁体として働くため、耐リーク性等は高い。

電子電導剤は、イオン導電性物質よりも応答速度が速いので、厚い第二層（基材層）への添加が可能である。一方、瞬間的な帯電にも導電性物質として働くため、注入或いは耐リーク性が弱い。

〔導電性物質〕
本発明に用いられる導電性物質しては、イオン導電性物質と電子導電性物質を挙げることができる。

イオン導電性物質としては、ラウリルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、オクタドデシルトリメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸・ジメチルエチルアンモニウニウム塩の過塩素酸塩、塩素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エトサルフェート塩、臭化ベンジル塩、塩化ベンジル塩等のハロゲン化ベンジル塩等の第四級アンモニウム塩等の陽イオン性界面活性剤、脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エステル塩、高級アルコール燐酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加燐酸エステル塩等の陰イオン界面活性剤、各種ベタイン等の両性イオン界面活性剤、高級アルコールエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステル等の非イオン性帯電防止剤等の帯電防止剤、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＮａＣｌＯ₄、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＮａＳＣＮ、ＫＳＣＮ、ＮａＣｌ等のＬｉ₊、Ｎａ₊、Ｋ₊等の周期律表第１族の金属塩、或いはＮＨ₄₊の塩等の電解質、またＣａ（ＣｌＯ₄）₂等のＣａ₂₊、Ｂａ₂₊等の周期律表第２族の金属塩及びこれらの帯電防止剤が、少なくとも１個の水酸基、カルボキシル基、一級ないし二級アミン基等のイソシアネートと反応する活性水素を有する基を持ったものが挙げられる。更に、それら等と１，４ブタンジオール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等の多価アルコールとその誘導体等の錯体或いはエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のモノオールとの錯体が挙げられ、これらの中から選ばれる１種類或いは２種類以上を使用することができる。但し、その他公知のイオン導電性抵抗制御剤等を用いることができ、上記の化合物に限定されるものではない。

電子導電性物質としては、例えばケッチンブラックやアセチレンブラックの如きカーボンブラック、アルミニウムやニッケルの如き金属、酸化錫の如き酸化金属化合物やチタン酸カリウム等の導電性ないし中間転写粉末、或いはポリアニリンやポリアセチレンの如き導電ポリマーなどの適宜なものの１種または２種以上を用いることができ、その種類について特に限定はない。

〔中間転写ベルトの製造〕
図３は、本発明の中間転写ベルトの構造の一例を示す模式図である。

図３において、２１は表面層、２２は基材層、１０１はイオン導電性物質、１０２は電子導電性物質を示す。

図３に示す中間転写ベルトは、表面層２１と基材層２２とからなる２層構造で、表面層２１は少なくとも前述のイオン導電性物質とバインダー樹脂とを有し、基材層２２は少なくとも前述の電子導電性物質とバインダー樹脂とを有する。

バインダー樹脂としては、電気的安定性を有すると共に、機械的耐久性を有し、本発明で用いる導電性物質を好ましい状態で含有する層を形成できる樹脂が好ましい。

具体的には、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリイミド、ポリエーテル・エーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の樹脂材料が挙げられ、好ましくはポリイミド樹脂を挙げることができる。

これらのバインダー樹脂は、ヤング率が２００ＭＰａ（２００ｋｇ／ｍｍ²）を超えるものが好ましく、厚み７０〜１５０μｍで、ベルトとしての機械特性を満足する。

本発明の中間転写ベルトは、基材層２２と表面層２１との間に中間層を設けることも可能である。中間層に使用可能な材料としては、塩化ビニル／酢酸ビニル／マレイン酸の共重合体樹脂や、ポリアミド樹脂などが挙げられる。具体的なポリアミド樹脂の例としては、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン（ナイロン８）、ナイロン１２、共重合ナイロン等が挙げられる。

本発明の中間転写ベルトは、遠心成型法、浸漬法、押出成型法、スプレーコーティング法等により作製することができるが、これらの中では、遠心成型法が多層構造の塗膜を形成すのに適している。

以下、遠心成型法を用いた中間転写ベルトの作製について説明する。

（遠心成型法）
遠心成型法とは、塗膜形成液を筒状シリンダーの内面に塗布し、筒状シリンダーを回転させてその遠心力により筒状の中間転写ベルト、即ちシームレスベルトを作製する方法で、この際、シリンダーの回転数は適宜で良く、特に制限はないが、好ましくは５００〜１５００ｒｐｍ、より好ましくは８００〜１０００ｒｐｍである。

尚、シームレス構造の中間転写ベルトは、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。

図４は、遠心成型装置要部の一例を示す正面の断面図である。

図５は、その塗膜形成液塗布装置の一例を示す断面図である。

図６は、遠心成型装置要部の一例を示す斜視図である。

図４、５、６において、１はシリンダー、２は筒状シリンダー、８は加熱器、１１は塗布装置、１５はスリットを示す。

先ず、筒状シリンダー２の内面に必要ならばフッ素系、シリコン系等の離型剤を塗布した後、例えば溶媒に溶かした塗膜形成液を塗布装置１１より供給し、随時シリンダー１の内面に塗布する。この時シリンダー１をゆっくり回転させることにより均一な塗布状態となり易い。

次いで、シリンダー１を高速回転して硬質粒子を外周面部に偏在させ、その後加熱器８により、所定温度に加熱し、溶媒を除去すると共に反応性樹脂の場合は反応させ、円筒状成型物、即ち中間転写ベルトを形成する。次いで冷却して、筒状シリンダー１から円筒状成型物を取りだすことにより本発明の中間転写ベルトが得られる。この際、塗布装置１１は１２から塗膜形成液を供給し、スリット１５より塗膜形成液をシリンダー内面に塗布すべく、塗布装置１１はシリンダー内に挿入でき、且つシリンダー内で内面に接近できるような構造となっている。以上は遠心成型装置の一例であり、上記装置に制限を受けるもではない。

ベルトを構成するバインダー樹脂としては、機械的強度、寸法安定性の観点からは塗膜形成後、熱照射により反応する樹脂が好ましい。具体的には、ポリアミド酸、光硬化シリコン樹脂、アクリル樹脂、熱硬化シリコン樹脂が好ましい。特に好ましくはポリアミド酸である。

尚、加熱器は、反応性化合物を反応させることができる電磁波の照射器でも良い。

多層構成の中間転写ベルトを作製する場合には、少なくとも導電性物質と反応性化合物とを含有する表面層用塗膜形成液を遠心法で製膜し、遠心処理、熱照射処理を施して表面層を形成した後、少なくとも表面層とは異なる種類の導電性物質と反応性化合物を含有する塗膜形成液をその上に遠心法で製膜し、遠心処理、熱照射処理を施して作製することが好ましい。

〔画像形成〕
次に、本発明の中間転写ベルトが使用可能な画像形成装置について説明する。

本発明の中間転写ベルトは、例えば、複写機やレーザプリンタ等に用いることができるが、特に、高速で連続プリントが可能な小型のカラー画像形成装置に好ましく用いることができる。

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、中間転写ベルトと記録媒体との間に電界が発生し易くなるが、本発明の中間転写ベルト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。

本発明の中間転写ベルト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ベルト上に転写する一次転写手段、中間転写ベルト上のトナー像を紙やＯＨＰシートなどの記録媒体上に転写する２次転写手段等を有する。そして、中間転写ベルトとして本発明の中間転写ベルト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。

本発明の中間転写ベルトは、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ベルトに順次転写するカラー画像形成装置、各色毎の複数感光体を中間転写ベルト上に直列配置させたタンデム型カラー画像形成装置等に用いることができるが、特にタンデム型の高速で小型のカラー画像形成装置に用いると有効である。

図７は、本発明の中間転写ベルト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。

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ベルトユニット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ベルト式定着装置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、一次転写手段としての一次転写ローラ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、一次転写手段としての一次転写ローラ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、一次転写手段としての一次転写ローラ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、一次転写手段としての一次転写ローラ５Ｋ、クリーニング手段６Ｋを有する。

無端ベルト状中間転写ベルトユニット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の感光体としての無端ベルト状中間転写ベルト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、一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより、回動する無端ベルト状中間転写ベルト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内に収容された記録媒体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、ベルト式定着装置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ベルト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、一次転写ローラ５Ｋは常時、感光体１Ｋに圧接している。他の一次転写ローラ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ベルト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ベルトユニット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ベルトユニット７が配置されている。無端ベルト状中間転写ベルトユニット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ベルト７０、一次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ及びクリーニング手段６Ａとから成る。

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ベルトユニット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ベルト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、ベルト式定着装置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。

〈記録媒体〉
本発明に用いられる記録媒体としては、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。

塗膜形成液の作製
（塗膜形成液１の作製）
３，３´，４，４´−ビフエニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）とｐ−フエニレンジアミン（ＰＤＡ）との当モル量を、Ｎメチルピロリジノン（ＮＭＰ）溶媒中、２０℃で重縮合反応させて、固形分１６質量％の「芳香族ポリアミド酸溶液１」（溶液粘度４．１Ｐａ・ｓ）を２ｋｇ合成した。

「芳香族ポリアミド酸溶液１」２ｋｇに、電子導電性物質としてカーボンブラック７２ｇ（ｐＨ７、数平均一次粒子径２１ｎｍ）（固形分に対して１８．４質量％）と希釈溶媒としてＮメチルピロリジノン４６２．４ｇとを加え、スリーワンモーターに羽根を付けた撹拌機で撹拌混合し、更にこれをサンドグラインダーに移し換えて十分に混合分散し、「塗膜形成液１」を作製した。

（塗膜形成液２の作製）
「芳香族ポリアミド酸溶液１」２ｋｇに、イオン導電性物質として下記構造の化合物（化１）を２２ｇ（固形分に対し６．９質量％）と希釈溶媒としてＮメチルピロリジノン１ｋｇとを加え、スリーワンモーターに羽根を付けた撹拌機で撹拌混合し、更にこれをサンドグラインダーに移し換えて十分に混合分散し、「塗膜形成液２」を作製した。

（塗膜形成液３の作製）
「塗膜形成液２」の作製に用いたイオン導電性物質を、下記構造の化合物（化２）に変更した以外は同様にして「塗膜形成液３」を作製した。

（塗膜形成液４の作製）
バインダー樹脂としてジメチルシリコン変性ＰＩワニス（固形分２０質量％、シクロヘキサノン溶媒）１ｋｇ、イオン導電性物質としてステアリルトリメチルアンモニウム４０ｇを撹拌混合し、「塗膜形成液４」を作製した。

（塗膜形成液５の作製）
「塗膜形成液４」の作製で用いたステアリルトリメチルアンモニウム４０ｇを、カーボンブラック４０ｇ（ｐＨ７、数平均一次粒子径２１ｎｍ）に変更した以外は同様にして「塗膜形成液５」を作製した。

（塗膜形成液６の作製）
「塗膜形成液１」の作製で用いたカーボンブラックの量を７２ｇから３６ｇに変更した以外は同様にて「塗膜形成液６」を作製した。

（塗膜形成液７の作製）
「塗膜形成液１」の作製で用いたカーボンブラックを添加しなかった以外は同様にて「塗膜形成液７」を作製した。

（塗膜形成液８の作製）
「塗膜形成液１」の作製で用いたカーボンブラックの量を７２ｇから１００ｇに変更した以外は同様にて「塗膜形成液８」を作製した。

表１に、塗膜形成液を作製するのに用いたバインダー樹脂の種類とその量、導電性物質の種類とその量を示す。

（中間転写ベルト１の作製）
図４に記載の遠心成型装置の円筒状シリンダー（金型）内面に、「塗膜形成液２」を、塗布装置のスリットからディスペンサを介して円筒状シリンダー内面に塗布し、１０００ｒｐｍで１０分回転させて均一な塗膜層を得た。次いで円筒状シリンダーを１５０℃に加熱機により加熱し、２５０ｒｐｍで円筒状シリンダーを回転させながら３０分溶媒乾燥・硬化反応を行い膜厚１５μｍの「塗膜形成液２の塗膜」（表面層）を形成した。

その後室温に戻し、「塗膜形成液１」を、塗膜装置のスリットからディスペンサを介して「塗膜形成液２の塗膜」の上に塗布し、５００ｒｐｍで１０分回転させて均一な塗膜層を得た。再度円筒状シリンダーを１５０℃に加熱機で加熱し、２５０ｒｐｍで円筒状シリンダーを回転させながら３０分溶媒乾燥・硬化反応を行なった。一旦室温に戻し、当該ベルトを円筒状シリンダーから外し、ベルト内面に金型を設置し、１０℃／ｍｉｎ．で２００℃まで昇温後、５℃／ｍｉｎ速度で３８０℃まで昇温し、３８０℃で３０分間加熱し、イミド転化を進行させ「塗膜形成液１の塗膜」（基材層）を形成した。

室温に冷却後、金型より剥離し、トータル膜厚８５μｍの「中間転写ベルト１」を得た。これを「実施例１」とする。

（中間転写ベルト２の作製）
「中間転写ベルト１」の作製で用いたの「塗膜形成液２」を、「塗膜形成液３」に変更した以外は「中間転写ベルト１」と同様にしてトータル膜厚８５μｍの「中間転写ベルト２」を得た。これを「実施例２」とする。

（中間転写ベルト３の作製）
同じ円筒状シリンダーを使用し、まず「塗膜形成液４」を、ディスペンサを介して円筒状シリンダー内面に塗布し、１０００ｒｐｍで１０分回転させて均一な塗膜層を得た。次いで円筒状シリンダーを１２０℃に昇温し、２５０ｒｐｍで円筒状シリンダーを回転させながら３０分溶媒乾燥を行ない膜厚１５μｍの「塗膜形成液４の塗膜」を形成した。

その後室温に戻し、「塗膜形成液５」を、ディスペンサを介して「塗膜形成液４の塗膜」の上に塗布し、１０００ｒｐｍで１０分回転させて均一な塗膜層を得た。更に円筒状シリンダーを２００℃まで昇温し、回転させながら３０分乾燥を行ない「塗膜形成液５の塗膜」を形成した。室温に冷却後、円筒状シリンダーより剥離し、トータル膜厚８５μｍの「中間転写ベルト３」を得た。これを「実施例３」とする。

（中間転写ベルト４の作製）
「中間転写ベルト１」の作製において、「塗膜形成液２の塗膜」（表面層）の塗膜を形成せず、「塗膜形成液１」を用いて「塗膜形成液１の塗膜」（基材層）のみの「中間転写ベルト４」を作製した。トータル膜厚は７０μｍであった。これを「比較例１」とする。

（中間転写ベルト５の作製）
「中間転写ベルト３」の作製において、「塗膜形成液４の塗膜」（表面層）の塗膜を形成せず、「塗膜形成液５」を用いて「塗膜形成液５の塗膜」（基材層）のみの「中間転写ベルト５」を作製した。トータル膜厚は７０μｍであった。これを「比較例２」とする。

（中間転写ベルト６の作製）
「中間転写ベルト１」の作製で用いた「塗膜形成液２」を、「塗膜形成液６」に変更した以外は「中間転写ベルト１」と同様にして「中間転写ベルト６」を作製した。トータル膜厚は８０μｍであった。これを「比較例３」とする。

（中間転写ベルト７の作製）
「中間転写ベルト１」の作製で用いた「塗膜形成液２」を、「塗膜形成液７」に変更した以外は「中間転写ベルト１」と同様にして「中間転写ベルト７」を作製した。トータル膜厚は８０μｍであった。これを「比較例４」とする。

（中間転写ベルト８の作製）
「中間転写ベルト１」の作製で用いた「塗膜形成液２」を「塗膜形成液６」に変更、「塗膜形成液１」を「塗膜形成液８」に変更した以外は「中間転写ベルト１」と同様にして「中間転写ベルト８」を作製した。トータル膜厚は８０μｍであった。これを「比較例５」とする。

表２に、「中間転写ベルト１〜８」の表面層と基材層の作製に用いた塗膜形成液（導電性物質の種類）を示す。

《電位特性》
上記で作製した「中間転写ベルト１〜８」の表面電位を前記の条件で測定し、最高表面電位（Ｖ_max）とその２秒後の表面電位（Ｖ₂）を求め、（Ｖ_max）／（Ｖ₂）の値を算出した。

《画像評価》
上記で作製した「中間転写ベルト１〜８」を、線速を１．３倍に高速に改造した「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、評価を行った。

尚、画像形成には個数基準におけるメディアン粒径（Ｄ₅₀）４．５μｍのトナーとキャリアを有する２成分現像剤を使用した。

プリント環境は、低温低湿（１０℃、２５％ＲＨ）と高温高湿（３３℃、８５％ＲＨ）で行った。

記録媒体は、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。

画像評価は、両面プリントを行い、下記の項目について行った。

〈転写性〉
転写性（Ｔ）は、高温高湿環境で以下のようにして測定した。

先ず、べた画像の転写残トナーを中間転写ベルトからテープ剥離し台紙に張り付け、そのテープの反射濃度を測定しＡとする。次に、未転写トナーを中間転写ベルトからテープで回収し、単位面積当たりの未転写トナーの回収量をＷとする。転写性は、下記の式より求めた。尚、転写性（Ｔ）の値は、小さいほど好ましい。

式
転写性（Ｔ）＝Ａ／Ｗ₀
Ｗ₀＝Ｗ（サンプル）／Ｗ（中間転写ベルト１）
Ｗ（サンプル）：各サンプルの未転写トナーの回収量
Ｗ（中間転写ベルト１）：中間転写ベルト１の未転写トナーの回収量
〈べた画像の白抜け〉
高温高湿環境下で、中間転写ベルトから記録媒体へトナー像を転写するときの転写電流値を２５μＡ、５０μＡ、７５μＡ、１００μＡ、１５０μＡと変更して両面プリントを作成し、両面プリントの裏面べた画像の白抜けの有無で評価した。白抜けの有無は、べた画像を１０倍のルーペで観察し、０．５ｍｍ程度のちりちりした白点が有るかどうかで判断した。尚、転写電流値の値は、その幅が広いほど安定した転写ができ好ましい。

〈文字画像の中抜け〉
高温高湿環境下で、両面プリントの裏面（２面目）のプリントを行った文字画像を、ルーペで１０倍に拡大して観察し、文字画像に中抜が発生しているかどうかを目視で評価した。

評価基準
◎：中抜けの発生なく良好
○：中抜けが数個発生しているが、実用上問題なし
×：顕著な中抜けが顕著に発生し、実用上問題有り。

〈文字部のトナー散り〉
低温低湿環境下で、両面プリントの裏面（２面目）のプリントを行った文字画像を、ルーペで１０倍に拡大して観察し、文字部周辺のトナー散りの状態を目視で評価した。

評価基準
◎：トナー散りが無く良好
○：トナー散りが少し発生しているが、実用上問題なし
×：トナー散りが顕著に発生し、実用上問題有り。

〈転写メモリー〉
低温低湿環境下で、黒パッチを数箇所有する原稿を、１０枚連続してプリンした後、続いて均一なハーフトーン画像の原稿をプリントし、該ハーフトーン画像中に前記べた画像と白地の履歴が現れている（メモリー発生）か否（メモリー発生なし）かを目視で評価した。

評価基準
○：メモリー発生なし
×：メモリー発生あり。

表３に、電位特性、画像評価結果を示す。

表３の結果から明らかなように、本発明の「実施例１〜３」（中間転写ベルト１〜３）は、電位特性では最高表面電位（Ｖ_max）が１００Ｖ以上、（Ｖ_max）／（Ｖ₂）が２．０以上で、画像評価では転写性、べた画像の白抜け、文字画像の中抜け、文字部のトナー散り、転写メモリーの何れの評価項目でも良好な結果が得られた。しかし、比較例の「比較例１〜５」（中間転写ベルト４〜８）は電位特性、或いは評価項目の何れかに問題が有り、本発明の「実施例１〜３」（中間転写ベルト１〜３）とは明らかに異なる結果となった。

転写プロセスを説明する図である。 表面電位の測定カーブの一例を示す図である。 本発明の中間転写ベルトの一例を示す模式図である。 遠心成型装置要部の一例を示す正面の断面図である。 その塗膜形成液塗布装置の一例を示す断面図である。 遠心成型装置要部の一例を示す斜視図である。 本発明の中間転写ベルトの使用が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

２ 中間転写ベルト
２１ 表面層
２２ 基材層
１０１ イオン導電性物質
１０２ 電子導電性物質

Claims (1)

1. 感光体に接触する側から基材層よりも膜厚の薄い表面層と基材層を有する多層構造の中間転写ベルトにおいて、該表面層と基材層が導電性物質を含有し、
   該表面層に含有する導電性物質がイオン導電物質、基材層に含有する導電性物質が電子伝導性物質であり、
   該中間転写ベルトを下記の測定条件で電位特性を測定した時、
   最高表面電位（Ｖ_ｍａｘ）が１００〜３００Ｖで、
   最高表面電位（Ｖ_ｍａｘ）と最高表面電位から２秒後の表面電位（Ｖ_２．０）との比（Ｖ_ｍａｘ）／（Ｖ_２．０）が下記式（１）を満足することを特徴とする中間転写ベルト。
   測定条件
   測定器：感光体試験器「ＥＰＡ８３００」（川口電気社製）
   測定条件 ：スタティックモード６（３０ｍ／ｓｅｃ）
   帯電電流 ：−２５．０μＡ（定電流測定）
   測定環境 ：２０℃、６０％ＲＨ
   測定 ：表面電位の測定カーブから最高表面電位（Ｖ_ｍａｘ）と最高表面電位
   から２秒後の表面電位（Ｖ_２．０）を求める。
   式（１）
   （Ｖ_ｍａｘ）／（Ｖ_２．０）≧２．０

Images