中間転写体、中間転写体の製造方法、及び画像形成装置
【課題手段】長期にわたって優れた転写性およびクリーニング性を維持できる中間転写体およびその製造方法、ならびに画像形成装置を提供すること。
【解決手段】ポリフェニレンスルフィドおよびポリアミドを含有する基材１７５上に、体積固有抵抗１×１０７〜１×１０１３Ωｃｍの半導電性無機層１７６を有する中間転写体１７０。ポリフェニレンスルフィドおよびポリアミドを含有する基材１７５上に無機層１７６をプラズマＣＶＤ法により形成する中間転写体の製造方法。上記中間転写体を備えた画像形成装置。
【解決手段】ポリフェニレンスルフィドおよびポリアミドを含有する基材１７５上に、体積固有抵抗１×１０７〜１×１０１３Ωｃｍの半導電性無機層１７６を有する中間転写体１７０。ポリフェニレンスルフィドおよびポリアミドを含有する基材１７５上に無機層１７６をプラズマＣＶＤ法により形成する中間転写体の製造方法。上記中間転写体を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間転写体、中間転写体の製造方法、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置が知られている。そのような画像形成装置としては中間転写体を用いたものが一般的である。中間転写体は、トナー画像を第１のトナー画像担持体から自己の表面に第１の転写手段によって１次転写されるものである。転写されたトナー画像は中間転写体に担持され、搬送された後、第２の転写手段によって記録紙等に２次転写される。
【０００３】
中間転写体としては、中間転写体の表面にシリコン酸化物や酸化アルミニウム等を被覆させることによりトナー画像の剥離性を向上させ、記録紙等への転写効率向上を図るものが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１には蒸着法或いはスパッタリング法により金属酸化物層を形成する方法が開示されている。しかしながら、真空蒸着法やスパッタリング法で得られた金属酸化物層は電気抵抗が極めて高いという問題点があった。そのため、使用した場合、金属酸化物層に電荷が蓄積するため、十分な転写性とクリーニング性は発揮できなかった。また真空蒸着法では基材上に形成された金属酸化物層と基材との密着性が悪く、スパッタリング法では金属酸化物層の生成速度が極めて遅いと共に、高分子基材上ではクラックが生じやすいという問題点があった。
【０００４】
そこで、熱ＣＤＶ法やウエットコーティング法により金属酸化物層を形成する方法が考えられる。しかしながら、熱ＣＶＤ法は基材の熱エネルギーによって原料ガスを酸化・分解して薄膜を形成する方法のため、基材を高温度にしなければならず、基材温度は３００〜５００℃程度が必要となり、熱ＣＶＤ法でプラスティックフィルム上に金属酸化物層を形成することは困難であった。さらに、ゾルゲル法等によるウエットコーティング法では、金属酸化物層の薄膜化、膜質の均一化、膜厚制御が困難であった。しかも、ウエットコーティング法は一般に気相法に比べて膜が脆弱であり、長い時間で転写効率を維持することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２１２００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、表面の無機層に半導電性を付与することにより、長期にわたって優れた転写性およびクリーニング性を維持できる中間転写体およびその製造方法、ならびに画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ポリフェニレンスルフィドおよびポリアミドを含有する基材上に、体積固有抵抗１×１０７〜１×１０１３Ωｃｍの半導電性無機層を有することを特徴とする中間転写体に関する。
【０００８】
本発明はまた、ポリフェニレンスルフィドおよびポリアミドを含有する基材上に無機層をプラズマＣＶＤ法により形成することを特徴とする中間転写体の製造方法に関する。
【０００９】
本発明はまた、上記中間転写体を備えたことを特徴とする画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ポリフェニレンスルフィドおよびポリアミドを含有する基板に対して無機層をプラズマＣＶＤ法、好ましくは大気圧プラズマＣＶＤ法により形成することにより、当該無機層に半導電性を付与できる。
そのため、本発明に係る中間転写体は表面の無機層が半導電性を有し、電荷の蓄積を防止できるので、長期にわたって優れた転写性およびクリーニング性を維持できる。また表面の無機層はプラズマＣＶＤ法で形成されるので、無機層は基材との密着性が高く、クラックが生じ難い。
本発明において無機層を大気圧プラズマＣＶＤ法で形成すると、転写性およびクリーニング性がより一層向上し、真空装置等の大がかりな設備を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】カラー画像形成装置の１例を示す断面構成図である。
【図２】中間転写体の層構成を示す概念断面図である。
【図３】中間転写体を製造する製造装置の説明図である。
【図４】中間転写体を製造する第２の製造装置の説明図である。
【図５】プラズマにより中間転写体を製造する第１の製造装置の説明図である。
【図６】プラズマにより中間転写体を製造する第２の製造装置の説明図である。
【図７】ロール電極の一例を示す概略図である。
【図８】固定電極の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る中間転写体は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に好適に用いられる。中間転写体は、感光体の表面に担持されたトナー画像を自己の表面に１次転写させ、転写されたトナー画像を保持し、保持したトナー画像を記録紙等の被転写物の表面に２次転写させるものである。以下、本発明に係る中間転写体がベルト形状を有する場合について説明するが、ドラム形状を有していても良い。
【００１３】
［画像形成装置］
先ず、本発明の中間転写体を有する画像形成装置について、タンデム型フルカラー複写機を例に取り説明する。
【００１４】
図１は、カラー画像形成装置の１例を示す断面構成図である。
このカラー画像形成装置１は、タンデム型フルカラー複写機と称せられるもので、自動原稿送り装置１３と、原稿画像読み取り装置１４と、複数の露光手段１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋと、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、中間転写体ユニット１７と、給紙手段１５及び定着手段１２４とから成る。
【００１５】
画像形成装置の本体１２の上部には、自動原稿送り装置１３と原稿画像読み取り装置１４が配置されており、自動原稿送り装置１３により搬送される原稿ｄの画像が原稿画像読み取り装置１４の光学系により反射・結像され、ラインイメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。
【００１６】
ラインイメージセンサＣＣＤにより読み取られた原稿画像を光電変換されたアナログ信号は、図示しない画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに各色毎のデジタル画像データとして送られ、露光手段１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにより対応する第１の像担持体としてのドラム状の感光体（以下感光体とも記す）１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに各色の画像データの潜像を形成する。
【００１７】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されており、感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの図示左側方にローラ１７１、１７２、１７３、１７４を巻回して回動可能に張架された半導電性でエンドレスベルト状の第２の像担持体である本発明の中間転写体（以下中間転写ベルトと記す）１７０が配置されている。
【００１８】
本発明の中間転写ベルト１７０は図示しない駆動装置により回転駆動されるローラ１７１を介し矢印方向に駆動されている。
【００１９】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、感光体１１Ｙの周囲に配置された帯電手段１２Ｙ、露光手段１３Ｙ、現像手段１４Ｙ、１次転写手段としての１次転写ローラ１５Ｙ、クリーニング手段１６Ｙを有する。
マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、感光体１１Ｍ、帯電手段１２Ｍ、露光手段１３Ｍ、現像手段１４Ｍ、１次転写手段としての１次転写ローラ１５Ｍ、クリーニング手段１６Ｍを有する。
シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、感光体１１Ｃ、帯電手段１２Ｃ、露光手段１３Ｃ、現像手段１４Ｃ、１次転写手段としての１次転写ローラ１５Ｃ、クリーニング手段１６Ｃを有する。
黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、感光体１１Ｋ、帯電手段１２Ｋ、露光手段１３Ｋ、現像手段１４Ｋ、１次転写手段としての１次転写ローラ１５Ｋ、クリーニング手段１６Ｋを有する。
【００２０】
トナー補給手段１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｋは、現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにそれぞれ新規トナーを補給する。
【００２１】
１次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋは、図示しない制御手段により画像の種類に応じて選択的に作動され、それぞれ対応する感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに中間転写ベルト１７０を押圧し、感光体上の画像を転写する。
【００２２】
このようにして、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにより感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に形成された各色の画像は、１次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋにより、回動する中間転写ベルト１７０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。即ち、中間転写ベルトは感光体の表面に担持されたトナー画像をその表面に１次転写され、転写されたトナー画像を保持する。
【００２３】
給紙カセット１５１内に収容された記録媒体としての記録紙Ｐは、給紙手段１５により給紙され、次いで複数の中間ローラ１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ、１２２Ｄ、レジストローラ１２３を経て、２次転写手段としての２次転写ローラ１１７まで搬送され、２次転写ローラ１１７により中間転写体上の合成されたトナー画像が記録紙Ｐ上に一括転写される。即ち、中間転写体上に保持したトナー画像を被転写物の表面に２次転写する。
【００２４】
２次転写ローラ１１７は、ここを記録紙Ｐが通過して２次転写を行なう時にのみ、記録紙Ｐを中間転写ベルト１７０に圧接させる。
カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置１２４により定着処理され、排紙ローラ１２５に挟持されて機外の排紙トレイ１２６上に載置される。
【００２５】
一方、２次転写ローラ１１７により記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト１７０は、クリーニング手段８により残留トナーが除去される。
【００２６】
［中間転写ベルト］
本発明の中間転写ベルト１７０は、基材上に半導電性無機層を有するものである。図２に、中間転写ベルト１７０の概略断面図を示す。図２において、１７５が基材を示し、１７６が半導電性無機層を示す。
【００２７】
基材１７５はポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）およびポリアミドを含有するものである。
【００２８】
ＰＰＳは、いわゆるエンジニアリングプラスチックとして有用なものである。ＰＰＳの分子量は特に制限されないが、溶融流動性の向上の観点から、ゲル浸透クロマトグラフ法で求められた分子量分布のピーク分子量がＭｗで５０００〜１００００００、特に４００００〜９００００のものを使用するのが好ましい。
【００２９】
ＰＰＳの製造方法は特に制限されず、例えば、特公昭５２−１２２４０号公報や特開昭６１−７３３２号公報に記載された方法等のような公知の方法によって製造可能である。
ＰＰＳはまた、市販のポリフェニレンサルファイドとして東レ（株）、大日本インキ化学工業（株）等より入手することもできる。
【００３０】
ＰＰＳは、本発明の効果を損なわない範囲内で、種々の処理を施した上で使用することができる。そのような処理として、例えば、窒素などの不活性ガス雰囲気下あるいは減圧下での熱処理、熱水などによる洗浄処理、および酸無水物、アミン、イソシアネート、官能基含有ジスルフィド化合物などの官能基含有化合物による活性化などが挙げられる。
【００３１】
ポリアミドは、いわゆるナイロンとも呼ばれるポリマーである。ポリアミドは、特に制限されず、各種ポリアミドが使用可能である。具体例として、例えば、ε−カプロラクタム、ω−ドデカラクタムなどラクタム類の開環重合によって得られるポリアミド；６−アミノカプロン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸などのアミノ酸から導かれるポリアミド；エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、２，２，４−／２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、１，３−および１，４−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、ビス（４，４´−アミノシクロヘキシル）メタン、メタおよびパラキシリレンジアミンなどの脂肪族、脂環族または芳香族ジアミンと、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、１，３−および１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、およびダイマー酸などの脂肪族、脂環族または芳香族ジカルボン酸、またはそれらの酸ハロゲン化物（例えば酸クロリド）などの酸誘導体とから導かれるポリアミドおよびこれらの共重合ポリアミド；ならびにそれらの混合ポリアミド等が挙げられる。本発明においてはこれらのうち通常は、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４６）、メタキシリレンジアミンとアジピン酸とのポリアミド、ポリカプロアミド（ナイロン６）、ポリウンデカンアミド（ナイロン１１）、ポリドデカンアミド（ナイロン１２）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）およびこれらのポリアミド原料を主成分とする共重合ポリアミドが有用である。
【００３２】
ポリアミドの重合度は特に制限されず、例えば、相対粘度（ポリマー１ｇを９８％濃硫酸１００ｍｌに溶解し、２５℃で測定）が２．０〜５．０の範囲内にあるポリアミドを目的に応じて任意に選択できる。
【００３３】
ポリアミドの重合方法は特に制限されず、通常は公知の溶融重合法、溶液重合法およびこれらを組合せた方法を採用することができる。
ポリアミドはまた、市販の６ナイロン（東レ社製）、ＭＸＤ６（三菱ガス化学社製）、４，６ナイロン（ＤＳＭジャパンエンプラ社製）、ザイテル（デュポン社製）等として入手することもできる。
【００３４】
基材１７５におけるＰＰＳとポリアミドとの含有比は通常、重量比で７０／３０〜９５／５であり、無機層の導電性の観点から好ましくは８５／１５〜９５／５である。
【００３５】
基材１７５には、他のポリマーが含有されてもよい。他のポリマーとして、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、エトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の樹脂材料やフッ素系樹脂、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ＣＲ、ポリウレタン等のゴム材料が挙げられる。
【００３６】
基材１７５における他のポリマーの含有量は、無機層の導電性の観点から、１５重量％以下が好ましい。
【００３７】
基材１７５にはさらに導電性物質が含有されることが好ましい。導電性物質としては、含有されることによって導電性を付与できるものであれば特に制限されず、粉体状態での体積固有抵抗が１０５Ω・ｃｍ以下の物質が好ましく使用される。そのような導電性物質として、例えば、電子写真用転写ベルトの分野で従来から使用されている公知の導電性物質が使用可能である。具体例として、例えば、カーボン；酸化スズ、酸化亜鉛、インジウムドープ酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズ等の金属酸化物微粒子；ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリチオフェン等の導電性高分子；有機物の熱分解物（例えばカルボン酸で修飾されたカーボン）、ポリスチレンスルフォン酸等のイオン性導電材料等が挙げられる。導電性物質としてはカーボンが好ましく使用される。
【００３８】
導電性物質の含有量は基材１７５の体積固有抵抗が後述する範囲内になるような量であればよい。
【００３９】
基材１７５の厚みは、本発明の目的が達成される限り特に制限されるものではなく、例えば、５０〜１５０μｍが好ましい。
【００４０】
基材１７５の体積固有抵抗は通常、１×１０６〜１×１０１２Ωｃｍであり、１×１０６〜１×１０１１Ωｃｍであることが好ましい。
【００４１】
基材の体積固有抵抗はＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠した値であり、ハイレスタＭＣＰ−ＨＴ４５０型（三菱化学アナリテック社製）によって任意の１０点で測定された値の平均値を用いている。
【００４２】
基材１７５のガラス転移温度（Ｔｇ）は本発明の目的が達成される限り特に制限されるものではなく、例えば、８０〜９０℃、特に８５〜８８℃が好ましい。
【００４３】
基材のガラス転移温度はＤＳＣ（セイコー電子社製）によって測定された値を用いている。
【００４４】
基材１７５は、ＰＰＳおよびポリアミド、ならびに所望の材料を混合し、溶融・混練した後、環状金型ダイから押し出し、冷却することによって、容易にシームレスベルト形状で製造できる。
【００４５】
基材における無機層１７６形成面には、無機層形成前にプラズマ、火炎、紫外線照射等公知の表面処理方法により前処理しても良い。
【００４６】
無機層１７６は半導電性を有するものであり、詳しくは体積固有抵抗が１×１０７〜１×１０１３Ωｃｍ、好ましくは１×１０９〜１×１０１３Ωｃｍである無機層である。無機層の体積固有抵抗が大きすぎると、蓄積した電荷を放電できず、ベルトが帯電した状態になり画像ノイズを引き起こし、優れた転写性およびクリーニング性を十分に維持できない。体積固有抵抗が小さすぎる無機層はベルトを帯電させた時に、電流が流れ、やはり画像ノイズを引き起こす。
【００４７】
無機層１７６の体積固有抵抗はＪＩＳ−Ｋ６９１１に基づく値であり、ハイレスタＭＣＰ−ＨＴ４５０型（三菱化学アナリテック社製）によって任意の１０点で測定された値の平均値を用いている。
【００４８】
無機層１７６の厚みは本発明の目的が達成される限り特に制限されるものではなく、通常は１０〜３００ｎｍであり、無機層の導電性の観点から好ましくは１０〜１７０ｎｍである。
【００４９】
無機層１７６を構成する材料は金属酸化物であり、例えば、珪素酸化物、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物、ジルコニウム酸化物およびスズ酸化物からなる群から選ばれる少なくとも１種類の酸化物を含む。無機層を構成する好ましい材料は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、またはそれらの混合物である。
【００５０】
前記したＰＰＳおよびポリアミドを含有する基材１７５上に所定の無機層をプラズマＣＶＤ法によって形成すると、当該無機層１７６に半導電性が付与される。真空蒸着法、スパッタリング法、熱ＣＶＤ、またはゾルゲル法等のような方法では十分な導電性を有する無機層は形成できない。前記基材にプラズマＣＶＤ法を行うことによって、無機層に半導電性が付与されるメカニズムの詳細は明らかではないが、以下のメカニズムに基づくものと考えられる。ＰＰＳおよびポリアミドを含む基材上でプラズマＣＶＤ法を行うと、基材表面に所定の無機層が形成されながらも、プラズマによって、当該基材表面に基材中のポリアミドが滲出して分解される。そのため、無機層中、特に無機層における基板と接触する部分にはポリアミド分解物が含有され、その結果として、無機層が半導電性を有するようになる。
【００５１】
プラズマＣＶＤ法（Plasma Chemical Vapor Deposition Method）は、少なくとも放電ガスと所望の無機層の原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して、原料ガスに応じた膜を堆積・形成する方法であり、大気圧下で行っても、または減圧下で行ってもよい。本発明においては、中間転写ベルトの転写性およびクリーニング性をより一層向上させる観点から、大気圧またはその近傍下でプラズマＣＶＤ法を行う大気圧プラズマＣＶＤ法を採用することが好ましい。減圧下で行うと、基材表面に滲出したポリアミドの一部が蒸発するため、大気圧またはその近傍下で行う場合と比較して、無機層の体積固有抵抗が大きくなるためである。
【００５２】
大気圧またはその近傍の圧力とは２０ｋＰａ〜１１０ｋＰａ程度であり、本発明に記載の良好な効果を得るためには、９３ｋＰａ〜１０４ｋＰａが好ましい。
成膜温度（基材の表面温度）は５０℃以上、基材のガラス転移温度未満である。成膜温度が高すぎると、無機層が有する半導電性が低下する。
【００５３】
放電ガスとしては、例えば、アルゴンガス、窒素ガス、酸素ガス、水素ガス等が使用可能である。
【００５４】
珪素酸化物層の原料ガスとしては、例えば、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、テトラクロロシラン等が使用可能である。
【００５５】
アルミニウム酸化物の原料ガスとしては、例えば、塩化アルミニウム、トリメチルアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリメトキシアルミニウム等が使用可能である。
【００５６】
チタン酸化物層の原料ガスとしては、例えば、塩化チタン、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン等が使用可能である。
【００５７】
亜鉛酸化物層の原料ガスとしては、例えば、ジエトキシ亜鉛、塩化亜鉛等が使用可能である。
スズ酸化物層の原料ガスとしては、例えば、テトラエトキシスズ、塩化スズ等が使用可能である。
【００５８】
以下、中間転写体の無機層を大気圧プラズマＣＶＤにより形成する場合を例に取り、装置及び方法について説明する。
図３は、中間転写体を製造する製造装置の説明図である。
中間転写体の製造装置２（放電空間と薄膜堆積領域が略同一部で、プラズマを基材に晒して堆積・形成するダイレクト方式）は基材上に無機層を形成するもので、エンドレスベルト状の中間転写体の基材１７５を巻架して矢印方向に回転するロール電極２０と従動ローラ２０１、及び、基材表面に無機層を形成する成膜装置である大気圧プラズマＣＶＤ装置３より構成されている。
【００５９】
大気圧プラズマＣＶＤ装置３は、ロール電極２０の外周に沿って配列された少なくとも１式の固定電極２１と、固定電極２１とロール電極２０との対向領域で且つ放電が行われる放電空間２３と、少なくとも原料ガスと放電ガスとの混合ガスＧを生成して放電空間２３に混合ガスＧを供給する混合ガス供給装置２４と、放電空間２３等に空気の流入することを軽減する放電容器２９と、固定電極２１に接続された第１の電源２５と、ロール電極２０に接続された第２の電源２６と、使用済みの排ガスＧ’を排気する排気部２８とを有している。
ここで、固定電極２１に第２の電源２６、ロール電極２０に第１の電源２５を接続しても良い。
混合ガス供給装置２４は所定の無機層を形成する原料ガスと、放電ガスとを混合した混合ガスを放電空間２３に供給する。
【００６０】
従動ローラ２０１は張力付勢手段２０２により矢印方向に付勢され、基材１７５に所定の張力を掛けている。張力付勢手段２０２は基材１７５の掛け替え時等は張力の付勢を解除し、容易に基材１７５の掛け替え等を可能としている。
【００６１】
第１の電源２５は周波数ω１の電圧を出力し、第２の電源２６は周波数ω１より高い周波数ω２の電圧を出力し、これらの電圧により放電空間２３に周波数ω１とω２とが重畳された電界Ｖを発生する。そして、電界Ｖにより混合ガスＧをプラズマ化して混合ガスＧに含まれる原料ガスに応じた膜（無機層）が基材１７５の表面に堆積される。
【００６２】
他の形態として、ロール電極２０と固定電極２１との内、一方の電極をアースに接続して、他方の電極に電源を接続しても良い。この場合の電源は第２の電源を使用することが緻密な薄膜形成を行え好ましく、特に放電ガスにアルゴン等の希ガスを用いる場合に好ましく用いられる。
【００６３】
なお、複数の固定電極の内、ロール電極の回転方向下流側に位置する複数の固定電極と混合ガス供給装置で無機層を積み重ねるように堆積し、無機層の厚さを調整するようにしても良い。
また、無機層と基材との接着性を向上させるために、無機層を形成する固定電極と混合ガス供給装置の上流に、アルゴンや酸素或いは水素などのガスを供給するガス供給装置と固定電極を設けてプラズマ処理を行い、基材の表面１７１ａを活性化させるようにしても良い。
【００６４】
図４は、中間転写体を製造する第２の製造装置の説明図である。
中間転写体の第２の製造装置２ａ（放電空間と薄膜堆積領域が異なり、プラズマを基材に噴射して堆積・形成するプラズマジェット方式）は基材上に無機層を形成するもので、エンドレスベルト状の中間転写体の基材１７５を巻架して矢印方向に回転するロール２０３と従動ローラ２０１、及び、基材表面に無機層を形成する成膜装置である大気圧プラズマＣＶＤ装置３ａより構成されている。
【００６５】
大気圧プラズマＣＶＤ装置３ａは前述した大気圧プラズマＣＶＤ装置３と、電極に対する電源の接続と混合ガスの供給と膜の堆積に係る部分とが異なり、以下異なる部分について説明する。
【００６６】
大気圧プラズマＣＶＤ装置３ａは、ロール２０３の外周に沿って配列された少なくとも１対の固定電極２１と、固定電極２１の一方の固定電極２１ａと他方の固定電極２１ｂとの対向領域で且つ放電が行われる放電空間２３ａと、少なくとも原料ガスと放電ガスとの混合ガスＧを生成して放電空間２３ａに混合ガスＧを供給する混合ガス供給装置２４ａと、放電空間２３ａ等に空気の流入することを軽減する放電容器２９と、一方の固定電極２１ａに接続された第１の電源２５と、他方の固定電極２１ｂに接続された第２の電源２６と、使用済みの排ガスＧ’を排気する排気部２８とを有している。
ここで、固定電極２１ａに第２の電源２６、固定電極２１ｂに第１の電源２５を接続しても良い。
混合ガス供給装置２４ａは所定の無機層を形成する原料ガスと、放電ガスとを混合した混合ガスを放電空間２３ａに供給する。
【００６７】
第１の電源２５は周波数ω１の電圧を出力し、第２の電源２６は周波数ω１より高い周波数ω２の電圧を出力し、これらの電圧により放電空間２３ａに周波数ω１とω２とが重畳された電界Ｖを発生する。そして、電界Ｖにより混合ガスＧをプラズマ化（励起）し、プラズマ化（励起）した混合ガスを基材１７５の表面に噴射し、噴射されたプラズマ化（励起）した混合ガスに含まれる原料ガスに応じた膜（無機層）が基材１７５の表面に堆積・形成される。
更に他の形態として、１対の固定電極（２１ａ、２１ｂ）の内、一方の固定電極をアースに接続して、他方の固定電極に電源を接続しても良い。この場合の電源は第２の電源を使用することが緻密な薄膜形成を行え好ましく、特に放電ガスにアルゴン等の希ガスを用いる場合に好ましい。
【００６８】
中間転写体は円筒状の回転ドラムでも良く、図３及び図４において、図３のロール電極２０および基材１７５を円筒状の基材に置き代えて良く、また図４のロール２０３および基材１７５を円筒状の基材に置き代えても良い。
【００６９】
以下に基材上に無機層を形成する各種の大気圧プラズマＣＶＤ装置の形態について詳細に説明する。なお、下記の図５、６は図３、４の破線部を主に抜き出したものである。
【００７０】
図５は、プラズマにより中間転写体を製造する第１の製造装置の説明図である。
図５を参照して、無機層の形成に好適に用いられる大気圧プラズマＣＶＤ装置の第１の形態の１例を説明する。
【００７１】
第１の大気圧プラズマＣＶＤ装置３は前述したように混合ガス供給装置２４、固定電極２１、第１の電源２５、第１のフィルタ２５ａ、ロール電極２０、ロール電極を矢印方向に駆動回転させる駆動手段２０ａ、第２の電源２６、第２のフィルタ２６ａとを有しており、前述したように放電空間２３でプラズマ放電を行わせて原料ガスと放電ガスを混合した混合ガスＧを励起させ励起した混合ガスＧ１を基材表面１７５ａに晒し、その表面に無機層を堆積・形成するものである。即ち放電空間は薄膜形成領域でもある。
【００７２】
そして、固定電極２１に第１の電源２５から周波数ω１の第１の高周波電圧が印加され、ロール電極２０に第２の電源２６から周波数ω２の高周波電圧が印加されるようになっており、それにより、固定電極２１とロール電極２０との間に電界強度Ｖ1で周波数ω１と電界強度Ｖ２で周波数ω２とが重畳された電界が発生し、固定電極２１に電流Ｉ１が流れ、ロール電極２０に電流Ｉ２が流れ、電極間にプラズマが発生する。
【００７３】
ここで、周波数ω１と周波数ω２の関係、及び、電界強度Ｖ1と電界強度Ｖ2および放電ガスの放電を開始する電界強強度ＩＶとの関係が、ω１＜ω２で、Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２、または、Ｖ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たし、前記第２の高周波電界の出力密度が１Ｗ／ｃｍ２以上となっている。
【００７４】
窒素ガスの放電を開始する電界強強度ＩＶは３．７ｋＶ／ｍｍの為、少なくとも第１の電源２５から印可する電界強度Ｖ1は３．７ｋＶ／ｍｍ、またはそれ以上とし、第２の高周波電源６０から印可する電界強度Ｖ2は３．７ｋＶ／ｍｍ、またはそれ未満とすることが好ましい。
【００７５】
また、第１の大気圧プラズマＣＶＤ装置３に利用可能な第１の電源２５（高周波電源）としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
Ａ１ 神鋼電機 ３ｋＨｚ ＳＰＧ３−４５００
Ａ２ 神鋼電機 ５ｋＨｚ ＳＰＧ５−４５００
Ａ３ 春日電機 １５ｋＨｚ ＡＧＩ−０２３
Ａ４ 神鋼電機 ５０ｋＨｚ ＳＰＧ５０−４５００
Ａ５ ハイデン研究所 １００ｋＨｚ＊ ＰＨＦ−６ｋ
Ａ６ パール工業 ２００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−２００ｋ
Ａ７ パール工業 ４００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−４００ｋ
等の市販のものを挙げることが出来、何れも使用することが出来る。
【００７６】
また、第２の電源２６（高周波電源）としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
Ｂ１ パール工業 ８００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−８００ｋ
Ｂ２ パール工業 ２ＭＨｚ ＣＦ−２０００−２Ｍ
Ｂ３ パール工業 １３．５６ＭＨｚ ＣＦ−５０００−１３Ｍ
Ｂ４ パール工業 ２７ＭＨｚ ＣＦ−２０００−２７Ｍ
Ｂ５ パール工業 １５０ＭＨｚ ＣＦ−２０００−１５０Ｍ
等の市販のものを挙げることが出来、何れも使用することが出来る。
【００７７】
なお、上記電源のうち、＊印はハイデン研究所インパルス高周波電源（連続モードで１００ｋＨｚ）である。それ以外は連続サイン波のみ印加可能な高周波電源である。
【００７８】
本発明において、第１及び第２の電源から対向する電極間に供給する電力は、固定電極２１に１Ｗ／ｃｍ2以上の電力（出力密度）を供給し、放電ガスを励起してプラズマを発生させ、薄膜を形成する。固定電極２１に供給する電力の上限値としては、好ましくは５０Ｗ／ｃｍ2、より好ましくは２０Ｗ／ｃｍ2である。下限値は、好ましくは１．２Ｗ／ｃｍ2である。なお、放電面積（ｃｍ2）は、電極において放電が起こる範囲の面積のことを指す。
【００７９】
また、ロール電極２０にも、１Ｗ／ｃｍ2以上の電力（出力密度）を供給することにより、高周波電界の均一性を維持したまま、出力密度を向上させることが出来る。これにより、更なる均一高密度プラズマを生成出来、更なる製膜速度の向上と膜質の向上が両立出来る。好ましくは５Ｗ／ｃｍ2以上である。ロール電極２０に供給する電力の上限値は、
好ましくは５０Ｗ／ｃｍ2である。
【００８０】
ここで高周波電界の波形としては、特に限定されない。連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードと、パルスモードと呼ばれるＯＮ／ＯＦＦを断続的に行う断続発振モード等があり、そのどちらを採用してもよいが、少なくともロール電極２０に供給する高周波は連続サイン波の方がより緻密で良質な膜が得られるので好ましい。
【００８１】
また、固定電極２１と第１の電源２５との間には、第１フィルタ２５ａが設置されており、第１の電源２５から固定電極２１への電流を通過しやすくし、第２の電源２６からの電流をアースして、第２の電源２６から第１の電源２５への電流が通過しにくくなるようになっている。ロール電極２０と第２の電源２６との間には、第２フィルター２６ａが設置されており、第２の電源２６からロール電極２０への電流を通過しやすくし、第１の電源２１からの電流をアースして、第１の電源２５から第２の電源２６への電流を通過しにくくするようになっている。
【００８２】
電極には前述したような強い電界を印加して、均一で安定な放電状態を保つことが出来る電極を採用することが好ましく、固定電極２１とロール電極２０には強い電界による放電に耐えるため少なくとも一方の電極表面には下記の誘電体が被覆されている。
【００８３】
以上の説明において、電極と電源の関係は、固定電極２１に第２の電源２６を接続して、ロール電極２０に第１の電源２５を接続しても良い。
更に他の形態として、一方の電極をアースに接続しても良く、他方の電極に接続する電源は第２の電源を使用することが緻密な薄膜形成を行え好ましく、とくに放電ガスにアルゴン等の希ガスを用いる場合に好ましい。
【００８４】
図６は、プラズマにより中間転写体を製造する第２の製造装置の説明図である。
図６を参照して、無機層の形成に用いられる大気圧プラズマ装置の第２の形態の１例を説明する。
【００８５】
大気圧プラズマ装置４は、１対の固定電極２１ａ、２１ｂを有し、固定電極２１ａに第１フィルタ２５ａ及び第１の電源２５が接続され、固定電極２１ｂに第２フィルター２６ａ及び第２の電源２６が接続され、ロール電極２０がアースに接続されている以外は図５の大気圧プラズマＣＶＤ装置３と同様な構成を有している。
【００８６】
以下に作用を説明すると、固定電極２１ａに第１の電源２５から周波数ω1の第１の高周波電圧が印加され、固定電極２１ｂに第２の電源２６から周波数ω2の高周波電圧が印加され、それにより、固定電極２１ａと２１ｂとの間に電界強度Ｖ1で周波数ω1と電界強度Ｖ2で周波数ω2とが重畳された電界が発生し、固定電極２１ａに電流Ｉ1が流れ、固定電極２１ｂに電流Ｉ2が流れ、電極間にプラズマが発生する。
そしてプラズマ化された混合ガスＧ２が薄膜形成領域４１で基材１７５表面に噴射され無機層１７６を堆積・形成する。
【００８７】
また、一方の電極をアースに接続しても良く、他方の電極に接続する電源は第２の電源を使用することが緻密な薄膜形成を行え好ましく、とくに放電ガスにアルゴン等の希ガスを用いる場合に好ましい。
【００８８】
以上説明した第１の大気圧プラズマＣＶＤ装置３或いは大気圧プラズマ装置４のような、２台の電源により異なる周波数と電圧が重畳された電界でプラズマを発生する方式は、放電ガスとして窒素を用いる場合に好ましく用いられ、第１の電源により高電圧を掛け第２の電源により高周波を掛けることにより安定して放電を開始し且つ放電を継続することができる。
【００８９】
図７は、ロール電極の一例を示す概略図である。
ロール電極２０（２０３）の構成について説明すると、図７（ａ）において、ロール電極２０は、金属等の導電性母材２００ａ（以下、「電極母材」ともいう。）に対しセラミックスを溶射後、無機材料を用いて封孔処理したセラミック被覆処理誘電体２００ｂ（以下、単に「誘電体」ともいう。）を被覆した組み合わせで構成されている。また、溶射に用いるセラミックス材としては、アルミナ・窒化珪素等が好ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易いので、更に好ましく用いられる。
【００９０】
また、図７（ｂ）に示すように、金属等の導電性母材２００Ａにライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体２００Ｂを被覆した組み合わせでロール電極２０’を構成してもよい。ライニング材としては、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ゲルマン酸塩系ガラス、亜テルル酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス等が好ましく用いられるが、この中でもホウ酸塩系ガラスが加工し易いので、更に好ましく用いられる。
【００９１】
金属等の導電性母材２００ａ、２００Ａとしては、銀、白金、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属等が挙げられるが、加工の観点からステンレスが好ましい。
尚、本実施の形態においては、ロール電極の母材２００ａ、２００Ａは、冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケットロール母材を使用している（不図示）。
【００９２】
図８は、固定電極の一例を示す概略図である。
図８（ａ）において、角柱或いは角筒柱の固定電極２１は上記記載のロール電極２０と同様に、金属等の導電性母材２１ｃに対しセラミックスを溶射後、無機材料を用いて封孔処理したセラミック被覆処理誘電体２１ｄを被覆した組み合わせで構成されている。また、図８（ｂ）に示す様に、角柱或いは角筒柱型の固定電極２１’は金属等の導電性母材２１Ａへライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体２１Ｂを被覆した組み合わせで構成してもよい。
【００９３】
以下に、中間転写体の製造方法の工程の内、基材１７５上に無機層１７６を堆積・形成する成膜工程を、図３、５及び図４、６を参照して説明する。
図３、５において、ロール電極２０及び従動ローラ２０１に基材１７５を張架後、張力付勢手段２０２により基材１７５に所定の張力を掛け、ロール電極２０を所定の回転数で回転駆動する。
混合ガス供給装置２４から上述した混合ガスＧを生成し、放電空間２３に放出する。
【００９４】
第１の電源２５から周波数ω１の電圧を出力して固定電極２１に印加し、第２の電源２６から周波数ω２の電圧を出力してロール電極２０に印加し、これらの電圧により放電空間２３に周波数ω１とω２とが重畳された電界Ｖを発生させる。
電界Ｖにより放電空間２３に放出された混合ガスＧを励起しプラズマ状態にする。そして、プラズマ状態の混合ガスＧを基材表面に晒し混合ガスＧ中の原料ガスにより無機層１７６（図５）を基材１７５上に形成する。
【００９５】
また図４、６において、第１の電源２５から周波数ω１の電圧を出力して固定電極２１ａに印加し、第２の電源２６から周波数ω２の電圧を出力して固定電極２１ｂに印加し、これらの電圧により放電空間２３ａに周波数ω１とω２とが重畳された電界Ｖを発生させる。
電界Ｖにより放電空間２３ａを通過する混合ガスＧを励起しプラズマ状態にして、プラズマ化された混合ガスＧ２（図６）は薄膜形成領域４１に放出され、薄膜形成領域４１で基材表面に晒される。該混合ガスＧ２中の原料ガスにより無機層１７６を基材１７５上に形成する。
【実施例】
【００９６】
（実施例１）
ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド；東レ社製）９４重量部、６ナイロン（東レ社製）６重量部、および酸性カーボン（デグサ社製）９重量部を混合し、混合物を連続式二軸混練機（ＫＴＸ３０；神戸製鋼社製）で２９０℃で３００ｒｐｍにて混練した。混練物を環状金型ダイから押出成形して、シームレスベルト形状の基材（厚み１１０μｍ）を得た。この基材の体積固有抵抗を任意の１０点で測定し、それらの平均値を求めた。
【００９７】
シームレスベルト形状の基材表面に、大気圧プラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ2層を形成した。詳しくは、図５に示すプラズマＣＶＤ装置を用いて、以下の条件で層を形成した。この無機層の体積固有抵抗を測定した。
【００９８】
放電ガス＝酸素ガス
放電ガス流量＝１０ｓｌｍ（スタンダード・リットル／分）
原料ガス＝ＴＥＯＳ
原料ガス流量＝２ｓｌｍ（スタンダード・リットル／分）
印加電力＝１．６ＫＷ
【００９９】
（実施例２〜９／比較例１〜６）
基材の組成および厚みを表１に記載のように変更したこと、無機層の形成方法および形成条件を表１に記載のように変更したこと以外、実施例１と同様の方法により、中間転写ベルトを製造した。
【０１００】
比較例３において無機層は、公知の方法により真空蒸着で基材上にＳｉＯ2層を形成した。
【０１０１】
比較例４において無機層は、スパッタリング装置としてマグネトロンスパッタリング装置を用いてスパッタリング法により形成した。
供給ガス アルゴンガス：５ｃｍ３／ｍ、圧力：０．６７Ｐａ、
供給電力 １．２ＫＷ
ターゲット材料＝シリコン
【０１０２】
比較例５において無機層は、公知の方法により塗布で基材上にＳｉＯ2層を形成した（塗布法１）。詳しくはテトラエトキシシラン５８０ｇとエタノール１１４４ｇを混合し、これにクエン酸水溶液（クエン酸１水和物５．４ｇを水２７２ｇに溶解したもの）を添加した後に、室温（２５℃）にて１時間攪拌することでテトラエトキシシラン加水分解物Ａを調製した。
この加水分解物Ａを添加した以下の配合でワイヤーバーを用いて１μｍの膜厚（ウェット膜厚）で塗布を行い、８０℃２分乾燥した。
プロピレングリコールモノメチルエーテル ３０３質量部
イソプロピルアルコール ３０５質量部
テトラエトキシシラン加水分解物Ａ １３９質量部
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学社製ＫＢＭ５０３） １．６質量部
【０１０３】
比較例６において無機層は、塗布で基材上にＳｉＯ2層を形成した（塗布法２）。詳しくは塗布法１と同様に加水分解物Ａを用いて次の処方で１．８μｍの膜厚（ウェット膜厚）で塗布を行い、８０℃２分乾燥した。
プロピレングリコールモノメチルエーテル ３０３質量部
イソプロピルアルコール ３０５質量部
テトラエトキシシラン加水分解物Ａ １３９質量部
【０１０４】
【表１】
【０１０５】
（評価）
製造された中間転写ベルトをプリンタに搭載し、当該プリンタの標準条件で評価を行った。
【０１０６】
・転写性
転写性は、所定枚数画像形成を行い、その間に用紙に形成された画像を目視し、中抜け状態を確認することによって評価した。１０万枚の画像形成終了まで中抜けのないものを◎、５万枚の画像形成終了まで中抜けのないものを○、５万枚の画像形成終了時に中抜けが僅かなものを△（実用上問題なし）、５万枚未満の画像形成で中抜けがあるものを×（実用上問題あり）とした。
【０１０７】
・クリーニング性
クリーニング性は、所定枚数画像形成を行い、その間に中間転写ベルトを目視し、トナーの付着状態を確認することによって評価した。２０万枚の画像形成終了までトナーの付着のないものを◎、１５万枚の画像形成終了までトナーの付着のないものを○、１０万枚の画像形成終了時にトナーの付着が僅かなものを△（実用上問題なし）、５万枚未満の画像形成でトナーの付着があるものを×（実用上問題あり）とした。
【符号の説明】
【０１０８】
１；カラー画像形成装置
２；中間転写体の製造装置
３；大気圧プラズマＣＶＤ装置
４；大気圧プラズマＣＶＤ装置
１７；中間転写体ユニット
２０；ロール電極
２１；固定電極
２３；放電空間
２４；混合ガス供給装置
２５；第１の電源
２６；第２の電源
４１；薄膜形成領域
１１７；２次転写ローラ
１７０；中間転写ベルト
１７５；基材
１７６；無機層
２０１；従動ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間転写体、中間転写体の製造方法、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置が知られている。そのような画像形成装置としては中間転写体を用いたものが一般的である。中間転写体は、トナー画像を第１のトナー画像担持体から自己の表面に第１の転写手段によって１次転写されるものである。転写されたトナー画像は中間転写体に担持され、搬送された後、第２の転写手段によって記録紙等に２次転写される。
【０００３】
中間転写体としては、中間転写体の表面にシリコン酸化物や酸化アルミニウム等を被覆させることによりトナー画像の剥離性を向上させ、記録紙等への転写効率向上を図るものが提案されている（例えば、特許文献１）。特許文献１には蒸着法或いはスパッタリング法により金属酸化物層を形成する方法が開示されている。しかしながら、真空蒸着法やスパッタリング法で得られた金属酸化物層は電気抵抗が極めて高いという問題点があった。そのため、使用した場合、金属酸化物層に電荷が蓄積するため、十分な転写性とクリーニング性は発揮できなかった。また真空蒸着法では基材上に形成された金属酸化物層と基材との密着性が悪く、スパッタリング法では金属酸化物層の生成速度が極めて遅いと共に、高分子基材上ではクラックが生じやすいという問題点があった。
【０００４】
そこで、熱ＣＤＶ法やウエットコーティング法により金属酸化物層を形成する方法が考えられる。しかしながら、熱ＣＶＤ法は基材の熱エネルギーによって原料ガスを酸化・分解して薄膜を形成する方法のため、基材を高温度にしなければならず、基材温度は３００〜５００℃程度が必要となり、熱ＣＶＤ法でプラスティックフィルム上に金属酸化物層を形成することは困難であった。さらに、ゾルゲル法等によるウエットコーティング法では、金属酸化物層の薄膜化、膜質の均一化、膜厚制御が困難であった。しかも、ウエットコーティング法は一般に気相法に比べて膜が脆弱であり、長い時間で転写効率を維持することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２１２００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、表面の無機層に半導電性を付与することにより、長期にわたって優れた転写性およびクリーニング性を維持できる中間転写体およびその製造方法、ならびに画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ポリフェニレンスルフィドおよびポリアミドを含有する基材上に、体積固有抵抗１×１０７〜１×１０１３Ωｃｍの半導電性無機層を有することを特徴とする中間転写体に関する。
【０００８】
本発明はまた、ポリフェニレンスルフィドおよびポリアミドを含有する基材上に無機層をプラズマＣＶＤ法により形成することを特徴とする中間転写体の製造方法に関する。
【０００９】
本発明はまた、上記中間転写体を備えたことを特徴とする画像形成装置に関する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ポリフェニレンスルフィドおよびポリアミドを含有する基板に対して無機層をプラズマＣＶＤ法、好ましくは大気圧プラズマＣＶＤ法により形成することにより、当該無機層に半導電性を付与できる。
そのため、本発明に係る中間転写体は表面の無機層が半導電性を有し、電荷の蓄積を防止できるので、長期にわたって優れた転写性およびクリーニング性を維持できる。また表面の無機層はプラズマＣＶＤ法で形成されるので、無機層は基材との密着性が高く、クラックが生じ難い。
本発明において無機層を大気圧プラズマＣＶＤ法で形成すると、転写性およびクリーニング性がより一層向上し、真空装置等の大がかりな設備を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】カラー画像形成装置の１例を示す断面構成図である。
【図２】中間転写体の層構成を示す概念断面図である。
【図３】中間転写体を製造する製造装置の説明図である。
【図４】中間転写体を製造する第２の製造装置の説明図である。
【図５】プラズマにより中間転写体を製造する第１の製造装置の説明図である。
【図６】プラズマにより中間転写体を製造する第２の製造装置の説明図である。
【図７】ロール電極の一例を示す概略図である。
【図８】固定電極の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明に係る中間転写体は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に好適に用いられる。中間転写体は、感光体の表面に担持されたトナー画像を自己の表面に１次転写させ、転写されたトナー画像を保持し、保持したトナー画像を記録紙等の被転写物の表面に２次転写させるものである。以下、本発明に係る中間転写体がベルト形状を有する場合について説明するが、ドラム形状を有していても良い。
【００１３】
［画像形成装置］
先ず、本発明の中間転写体を有する画像形成装置について、タンデム型フルカラー複写機を例に取り説明する。
【００１４】
図１は、カラー画像形成装置の１例を示す断面構成図である。
このカラー画像形成装置１は、タンデム型フルカラー複写機と称せられるもので、自動原稿送り装置１３と、原稿画像読み取り装置１４と、複数の露光手段１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋと、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、中間転写体ユニット１７と、給紙手段１５及び定着手段１２４とから成る。
【００１５】
画像形成装置の本体１２の上部には、自動原稿送り装置１３と原稿画像読み取り装置１４が配置されており、自動原稿送り装置１３により搬送される原稿ｄの画像が原稿画像読み取り装置１４の光学系により反射・結像され、ラインイメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。
【００１６】
ラインイメージセンサＣＣＤにより読み取られた原稿画像を光電変換されたアナログ信号は、図示しない画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに各色毎のデジタル画像データとして送られ、露光手段１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにより対応する第１の像担持体としてのドラム状の感光体（以下感光体とも記す）１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに各色の画像データの潜像を形成する。
【００１７】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されており、感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの図示左側方にローラ１７１、１７２、１７３、１７４を巻回して回動可能に張架された半導電性でエンドレスベルト状の第２の像担持体である本発明の中間転写体（以下中間転写ベルトと記す）１７０が配置されている。
【００１８】
本発明の中間転写ベルト１７０は図示しない駆動装置により回転駆動されるローラ１７１を介し矢印方向に駆動されている。
【００１９】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、感光体１１Ｙの周囲に配置された帯電手段１２Ｙ、露光手段１３Ｙ、現像手段１４Ｙ、１次転写手段としての１次転写ローラ１５Ｙ、クリーニング手段１６Ｙを有する。
マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、感光体１１Ｍ、帯電手段１２Ｍ、露光手段１３Ｍ、現像手段１４Ｍ、１次転写手段としての１次転写ローラ１５Ｍ、クリーニング手段１６Ｍを有する。
シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、感光体１１Ｃ、帯電手段１２Ｃ、露光手段１３Ｃ、現像手段１４Ｃ、１次転写手段としての１次転写ローラ１５Ｃ、クリーニング手段１６Ｃを有する。
黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、感光体１１Ｋ、帯電手段１２Ｋ、露光手段１３Ｋ、現像手段１４Ｋ、１次転写手段としての１次転写ローラ１５Ｋ、クリーニング手段１６Ｋを有する。
【００２０】
トナー補給手段１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｋは、現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにそれぞれ新規トナーを補給する。
【００２１】
１次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋは、図示しない制御手段により画像の種類に応じて選択的に作動され、それぞれ対応する感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに中間転写ベルト１７０を押圧し、感光体上の画像を転写する。
【００２２】
このようにして、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにより感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に形成された各色の画像は、１次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋにより、回動する中間転写ベルト１７０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。即ち、中間転写ベルトは感光体の表面に担持されたトナー画像をその表面に１次転写され、転写されたトナー画像を保持する。
【００２３】
給紙カセット１５１内に収容された記録媒体としての記録紙Ｐは、給紙手段１５により給紙され、次いで複数の中間ローラ１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ、１２２Ｄ、レジストローラ１２３を経て、２次転写手段としての２次転写ローラ１１７まで搬送され、２次転写ローラ１１７により中間転写体上の合成されたトナー画像が記録紙Ｐ上に一括転写される。即ち、中間転写体上に保持したトナー画像を被転写物の表面に２次転写する。
【００２４】
２次転写ローラ１１７は、ここを記録紙Ｐが通過して２次転写を行なう時にのみ、記録紙Ｐを中間転写ベルト１７０に圧接させる。
カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置１２４により定着処理され、排紙ローラ１２５に挟持されて機外の排紙トレイ１２６上に載置される。
【００２５】
一方、２次転写ローラ１１７により記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト１７０は、クリーニング手段８により残留トナーが除去される。
【００２６】
［中間転写ベルト］
本発明の中間転写ベルト１７０は、基材上に半導電性無機層を有するものである。図２に、中間転写ベルト１７０の概略断面図を示す。図２において、１７５が基材を示し、１７６が半導電性無機層を示す。
【００２７】
基材１７５はポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）およびポリアミドを含有するものである。
【００２８】
ＰＰＳは、いわゆるエンジニアリングプラスチックとして有用なものである。ＰＰＳの分子量は特に制限されないが、溶融流動性の向上の観点から、ゲル浸透クロマトグラフ法で求められた分子量分布のピーク分子量がＭｗで５０００〜１００００００、特に４００００〜９００００のものを使用するのが好ましい。
【００２９】
ＰＰＳの製造方法は特に制限されず、例えば、特公昭５２−１２２４０号公報や特開昭６１−７３３２号公報に記載された方法等のような公知の方法によって製造可能である。
ＰＰＳはまた、市販のポリフェニレンサルファイドとして東レ（株）、大日本インキ化学工業（株）等より入手することもできる。
【００３０】
ＰＰＳは、本発明の効果を損なわない範囲内で、種々の処理を施した上で使用することができる。そのような処理として、例えば、窒素などの不活性ガス雰囲気下あるいは減圧下での熱処理、熱水などによる洗浄処理、および酸無水物、アミン、イソシアネート、官能基含有ジスルフィド化合物などの官能基含有化合物による活性化などが挙げられる。
【００３１】
ポリアミドは、いわゆるナイロンとも呼ばれるポリマーである。ポリアミドは、特に制限されず、各種ポリアミドが使用可能である。具体例として、例えば、ε−カプロラクタム、ω−ドデカラクタムなどラクタム類の開環重合によって得られるポリアミド；６−アミノカプロン酸、１１−アミノウンデカン酸、１２−アミノドデカン酸などのアミノ酸から導かれるポリアミド；エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、２，２，４−／２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、１，３−および１，４−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、ビス（４，４´−アミノシクロヘキシル）メタン、メタおよびパラキシリレンジアミンなどの脂肪族、脂環族または芳香族ジアミンと、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、１，３−および１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、およびダイマー酸などの脂肪族、脂環族または芳香族ジカルボン酸、またはそれらの酸ハロゲン化物（例えば酸クロリド）などの酸誘導体とから導かれるポリアミドおよびこれらの共重合ポリアミド；ならびにそれらの混合ポリアミド等が挙げられる。本発明においてはこれらのうち通常は、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４６）、メタキシリレンジアミンとアジピン酸とのポリアミド、ポリカプロアミド（ナイロン６）、ポリウンデカンアミド（ナイロン１１）、ポリドデカンアミド（ナイロン１２）、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６６）およびこれらのポリアミド原料を主成分とする共重合ポリアミドが有用である。
【００３２】
ポリアミドの重合度は特に制限されず、例えば、相対粘度（ポリマー１ｇを９８％濃硫酸１００ｍｌに溶解し、２５℃で測定）が２．０〜５．０の範囲内にあるポリアミドを目的に応じて任意に選択できる。
【００３３】
ポリアミドの重合方法は特に制限されず、通常は公知の溶融重合法、溶液重合法およびこれらを組合せた方法を採用することができる。
ポリアミドはまた、市販の６ナイロン（東レ社製）、ＭＸＤ６（三菱ガス化学社製）、４，６ナイロン（ＤＳＭジャパンエンプラ社製）、ザイテル（デュポン社製）等として入手することもできる。
【００３４】
基材１７５におけるＰＰＳとポリアミドとの含有比は通常、重量比で７０／３０〜９５／５であり、無機層の導電性の観点から好ましくは８５／１５〜９５／５である。
【００３５】
基材１７５には、他のポリマーが含有されてもよい。他のポリマーとして、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、エトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の樹脂材料やフッ素系樹脂、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ＣＲ、ポリウレタン等のゴム材料が挙げられる。
【００３６】
基材１７５における他のポリマーの含有量は、無機層の導電性の観点から、１５重量％以下が好ましい。
【００３７】
基材１７５にはさらに導電性物質が含有されることが好ましい。導電性物質としては、含有されることによって導電性を付与できるものであれば特に制限されず、粉体状態での体積固有抵抗が１０５Ω・ｃｍ以下の物質が好ましく使用される。そのような導電性物質として、例えば、電子写真用転写ベルトの分野で従来から使用されている公知の導電性物質が使用可能である。具体例として、例えば、カーボン；酸化スズ、酸化亜鉛、インジウムドープ酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズ等の金属酸化物微粒子；ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリチオフェン等の導電性高分子；有機物の熱分解物（例えばカルボン酸で修飾されたカーボン）、ポリスチレンスルフォン酸等のイオン性導電材料等が挙げられる。導電性物質としてはカーボンが好ましく使用される。
【００３８】
導電性物質の含有量は基材１７５の体積固有抵抗が後述する範囲内になるような量であればよい。
【００３９】
基材１７５の厚みは、本発明の目的が達成される限り特に制限されるものではなく、例えば、５０〜１５０μｍが好ましい。
【００４０】
基材１７５の体積固有抵抗は通常、１×１０６〜１×１０１２Ωｃｍであり、１×１０６〜１×１０１１Ωｃｍであることが好ましい。
【００４１】
基材の体積固有抵抗はＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠した値であり、ハイレスタＭＣＰ−ＨＴ４５０型（三菱化学アナリテック社製）によって任意の１０点で測定された値の平均値を用いている。
【００４２】
基材１７５のガラス転移温度（Ｔｇ）は本発明の目的が達成される限り特に制限されるものではなく、例えば、８０〜９０℃、特に８５〜８８℃が好ましい。
【００４３】
基材のガラス転移温度はＤＳＣ（セイコー電子社製）によって測定された値を用いている。
【００４４】
基材１７５は、ＰＰＳおよびポリアミド、ならびに所望の材料を混合し、溶融・混練した後、環状金型ダイから押し出し、冷却することによって、容易にシームレスベルト形状で製造できる。
【００４５】
基材における無機層１７６形成面には、無機層形成前にプラズマ、火炎、紫外線照射等公知の表面処理方法により前処理しても良い。
【００４６】
無機層１７６は半導電性を有するものであり、詳しくは体積固有抵抗が１×１０７〜１×１０１３Ωｃｍ、好ましくは１×１０９〜１×１０１３Ωｃｍである無機層である。無機層の体積固有抵抗が大きすぎると、蓄積した電荷を放電できず、ベルトが帯電した状態になり画像ノイズを引き起こし、優れた転写性およびクリーニング性を十分に維持できない。体積固有抵抗が小さすぎる無機層はベルトを帯電させた時に、電流が流れ、やはり画像ノイズを引き起こす。
【００４７】
無機層１７６の体積固有抵抗はＪＩＳ−Ｋ６９１１に基づく値であり、ハイレスタＭＣＰ−ＨＴ４５０型（三菱化学アナリテック社製）によって任意の１０点で測定された値の平均値を用いている。
【００４８】
無機層１７６の厚みは本発明の目的が達成される限り特に制限されるものではなく、通常は１０〜３００ｎｍであり、無機層の導電性の観点から好ましくは１０〜１７０ｎｍである。
【００４９】
無機層１７６を構成する材料は金属酸化物であり、例えば、珪素酸化物、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物、ジルコニウム酸化物およびスズ酸化物からなる群から選ばれる少なくとも１種類の酸化物を含む。無機層を構成する好ましい材料は、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、またはそれらの混合物である。
【００５０】
前記したＰＰＳおよびポリアミドを含有する基材１７５上に所定の無機層をプラズマＣＶＤ法によって形成すると、当該無機層１７６に半導電性が付与される。真空蒸着法、スパッタリング法、熱ＣＶＤ、またはゾルゲル法等のような方法では十分な導電性を有する無機層は形成できない。前記基材にプラズマＣＶＤ法を行うことによって、無機層に半導電性が付与されるメカニズムの詳細は明らかではないが、以下のメカニズムに基づくものと考えられる。ＰＰＳおよびポリアミドを含む基材上でプラズマＣＶＤ法を行うと、基材表面に所定の無機層が形成されながらも、プラズマによって、当該基材表面に基材中のポリアミドが滲出して分解される。そのため、無機層中、特に無機層における基板と接触する部分にはポリアミド分解物が含有され、その結果として、無機層が半導電性を有するようになる。
【００５１】
プラズマＣＶＤ法（Plasma Chemical Vapor Deposition Method）は、少なくとも放電ガスと所望の無機層の原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して、原料ガスに応じた膜を堆積・形成する方法であり、大気圧下で行っても、または減圧下で行ってもよい。本発明においては、中間転写ベルトの転写性およびクリーニング性をより一層向上させる観点から、大気圧またはその近傍下でプラズマＣＶＤ法を行う大気圧プラズマＣＶＤ法を採用することが好ましい。減圧下で行うと、基材表面に滲出したポリアミドの一部が蒸発するため、大気圧またはその近傍下で行う場合と比較して、無機層の体積固有抵抗が大きくなるためである。
【００５２】
大気圧またはその近傍の圧力とは２０ｋＰａ〜１１０ｋＰａ程度であり、本発明に記載の良好な効果を得るためには、９３ｋＰａ〜１０４ｋＰａが好ましい。
成膜温度（基材の表面温度）は５０℃以上、基材のガラス転移温度未満である。成膜温度が高すぎると、無機層が有する半導電性が低下する。
【００５３】
放電ガスとしては、例えば、アルゴンガス、窒素ガス、酸素ガス、水素ガス等が使用可能である。
【００５４】
珪素酸化物層の原料ガスとしては、例えば、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、テトラクロロシラン等が使用可能である。
【００５５】
アルミニウム酸化物の原料ガスとしては、例えば、塩化アルミニウム、トリメチルアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリメトキシアルミニウム等が使用可能である。
【００５６】
チタン酸化物層の原料ガスとしては、例えば、塩化チタン、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン等が使用可能である。
【００５７】
亜鉛酸化物層の原料ガスとしては、例えば、ジエトキシ亜鉛、塩化亜鉛等が使用可能である。
スズ酸化物層の原料ガスとしては、例えば、テトラエトキシスズ、塩化スズ等が使用可能である。
【００５８】
以下、中間転写体の無機層を大気圧プラズマＣＶＤにより形成する場合を例に取り、装置及び方法について説明する。
図３は、中間転写体を製造する製造装置の説明図である。
中間転写体の製造装置２（放電空間と薄膜堆積領域が略同一部で、プラズマを基材に晒して堆積・形成するダイレクト方式）は基材上に無機層を形成するもので、エンドレスベルト状の中間転写体の基材１７５を巻架して矢印方向に回転するロール電極２０と従動ローラ２０１、及び、基材表面に無機層を形成する成膜装置である大気圧プラズマＣＶＤ装置３より構成されている。
【００５９】
大気圧プラズマＣＶＤ装置３は、ロール電極２０の外周に沿って配列された少なくとも１式の固定電極２１と、固定電極２１とロール電極２０との対向領域で且つ放電が行われる放電空間２３と、少なくとも原料ガスと放電ガスとの混合ガスＧを生成して放電空間２３に混合ガスＧを供給する混合ガス供給装置２４と、放電空間２３等に空気の流入することを軽減する放電容器２９と、固定電極２１に接続された第１の電源２５と、ロール電極２０に接続された第２の電源２６と、使用済みの排ガスＧ’を排気する排気部２８とを有している。
ここで、固定電極２１に第２の電源２６、ロール電極２０に第１の電源２５を接続しても良い。
混合ガス供給装置２４は所定の無機層を形成する原料ガスと、放電ガスとを混合した混合ガスを放電空間２３に供給する。
【００６０】
従動ローラ２０１は張力付勢手段２０２により矢印方向に付勢され、基材１７５に所定の張力を掛けている。張力付勢手段２０２は基材１７５の掛け替え時等は張力の付勢を解除し、容易に基材１７５の掛け替え等を可能としている。
【００６１】
第１の電源２５は周波数ω１の電圧を出力し、第２の電源２６は周波数ω１より高い周波数ω２の電圧を出力し、これらの電圧により放電空間２３に周波数ω１とω２とが重畳された電界Ｖを発生する。そして、電界Ｖにより混合ガスＧをプラズマ化して混合ガスＧに含まれる原料ガスに応じた膜（無機層）が基材１７５の表面に堆積される。
【００６２】
他の形態として、ロール電極２０と固定電極２１との内、一方の電極をアースに接続して、他方の電極に電源を接続しても良い。この場合の電源は第２の電源を使用することが緻密な薄膜形成を行え好ましく、特に放電ガスにアルゴン等の希ガスを用いる場合に好ましく用いられる。
【００６３】
なお、複数の固定電極の内、ロール電極の回転方向下流側に位置する複数の固定電極と混合ガス供給装置で無機層を積み重ねるように堆積し、無機層の厚さを調整するようにしても良い。
また、無機層と基材との接着性を向上させるために、無機層を形成する固定電極と混合ガス供給装置の上流に、アルゴンや酸素或いは水素などのガスを供給するガス供給装置と固定電極を設けてプラズマ処理を行い、基材の表面１７１ａを活性化させるようにしても良い。
【００６４】
図４は、中間転写体を製造する第２の製造装置の説明図である。
中間転写体の第２の製造装置２ａ（放電空間と薄膜堆積領域が異なり、プラズマを基材に噴射して堆積・形成するプラズマジェット方式）は基材上に無機層を形成するもので、エンドレスベルト状の中間転写体の基材１７５を巻架して矢印方向に回転するロール２０３と従動ローラ２０１、及び、基材表面に無機層を形成する成膜装置である大気圧プラズマＣＶＤ装置３ａより構成されている。
【００６５】
大気圧プラズマＣＶＤ装置３ａは前述した大気圧プラズマＣＶＤ装置３と、電極に対する電源の接続と混合ガスの供給と膜の堆積に係る部分とが異なり、以下異なる部分について説明する。
【００６６】
大気圧プラズマＣＶＤ装置３ａは、ロール２０３の外周に沿って配列された少なくとも１対の固定電極２１と、固定電極２１の一方の固定電極２１ａと他方の固定電極２１ｂとの対向領域で且つ放電が行われる放電空間２３ａと、少なくとも原料ガスと放電ガスとの混合ガスＧを生成して放電空間２３ａに混合ガスＧを供給する混合ガス供給装置２４ａと、放電空間２３ａ等に空気の流入することを軽減する放電容器２９と、一方の固定電極２１ａに接続された第１の電源２５と、他方の固定電極２１ｂに接続された第２の電源２６と、使用済みの排ガスＧ’を排気する排気部２８とを有している。
ここで、固定電極２１ａに第２の電源２６、固定電極２１ｂに第１の電源２５を接続しても良い。
混合ガス供給装置２４ａは所定の無機層を形成する原料ガスと、放電ガスとを混合した混合ガスを放電空間２３ａに供給する。
【００６７】
第１の電源２５は周波数ω１の電圧を出力し、第２の電源２６は周波数ω１より高い周波数ω２の電圧を出力し、これらの電圧により放電空間２３ａに周波数ω１とω２とが重畳された電界Ｖを発生する。そして、電界Ｖにより混合ガスＧをプラズマ化（励起）し、プラズマ化（励起）した混合ガスを基材１７５の表面に噴射し、噴射されたプラズマ化（励起）した混合ガスに含まれる原料ガスに応じた膜（無機層）が基材１７５の表面に堆積・形成される。
更に他の形態として、１対の固定電極（２１ａ、２１ｂ）の内、一方の固定電極をアースに接続して、他方の固定電極に電源を接続しても良い。この場合の電源は第２の電源を使用することが緻密な薄膜形成を行え好ましく、特に放電ガスにアルゴン等の希ガスを用いる場合に好ましい。
【００６８】
中間転写体は円筒状の回転ドラムでも良く、図３及び図４において、図３のロール電極２０および基材１７５を円筒状の基材に置き代えて良く、また図４のロール２０３および基材１７５を円筒状の基材に置き代えても良い。
【００６９】
以下に基材上に無機層を形成する各種の大気圧プラズマＣＶＤ装置の形態について詳細に説明する。なお、下記の図５、６は図３、４の破線部を主に抜き出したものである。
【００７０】
図５は、プラズマにより中間転写体を製造する第１の製造装置の説明図である。
図５を参照して、無機層の形成に好適に用いられる大気圧プラズマＣＶＤ装置の第１の形態の１例を説明する。
【００７１】
第１の大気圧プラズマＣＶＤ装置３は前述したように混合ガス供給装置２４、固定電極２１、第１の電源２５、第１のフィルタ２５ａ、ロール電極２０、ロール電極を矢印方向に駆動回転させる駆動手段２０ａ、第２の電源２６、第２のフィルタ２６ａとを有しており、前述したように放電空間２３でプラズマ放電を行わせて原料ガスと放電ガスを混合した混合ガスＧを励起させ励起した混合ガスＧ１を基材表面１７５ａに晒し、その表面に無機層を堆積・形成するものである。即ち放電空間は薄膜形成領域でもある。
【００７２】
そして、固定電極２１に第１の電源２５から周波数ω１の第１の高周波電圧が印加され、ロール電極２０に第２の電源２６から周波数ω２の高周波電圧が印加されるようになっており、それにより、固定電極２１とロール電極２０との間に電界強度Ｖ1で周波数ω１と電界強度Ｖ２で周波数ω２とが重畳された電界が発生し、固定電極２１に電流Ｉ１が流れ、ロール電極２０に電流Ｉ２が流れ、電極間にプラズマが発生する。
【００７３】
ここで、周波数ω１と周波数ω２の関係、及び、電界強度Ｖ1と電界強度Ｖ2および放電ガスの放電を開始する電界強強度ＩＶとの関係が、ω１＜ω２で、Ｖ１≧ＩＶ＞Ｖ２、または、Ｖ１＞ＩＶ≧Ｖ２を満たし、前記第２の高周波電界の出力密度が１Ｗ／ｃｍ２以上となっている。
【００７４】
窒素ガスの放電を開始する電界強強度ＩＶは３．７ｋＶ／ｍｍの為、少なくとも第１の電源２５から印可する電界強度Ｖ1は３．７ｋＶ／ｍｍ、またはそれ以上とし、第２の高周波電源６０から印可する電界強度Ｖ2は３．７ｋＶ／ｍｍ、またはそれ未満とすることが好ましい。
【００７５】
また、第１の大気圧プラズマＣＶＤ装置３に利用可能な第１の電源２５（高周波電源）としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
Ａ１ 神鋼電機 ３ｋＨｚ ＳＰＧ３−４５００
Ａ２ 神鋼電機 ５ｋＨｚ ＳＰＧ５−４５００
Ａ３ 春日電機 １５ｋＨｚ ＡＧＩ−０２３
Ａ４ 神鋼電機 ５０ｋＨｚ ＳＰＧ５０−４５００
Ａ５ ハイデン研究所 １００ｋＨｚ＊ ＰＨＦ−６ｋ
Ａ６ パール工業 ２００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−２００ｋ
Ａ７ パール工業 ４００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−４００ｋ
等の市販のものを挙げることが出来、何れも使用することが出来る。
【００７６】
また、第２の電源２６（高周波電源）としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
Ｂ１ パール工業 ８００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−８００ｋ
Ｂ２ パール工業 ２ＭＨｚ ＣＦ−２０００−２Ｍ
Ｂ３ パール工業 １３．５６ＭＨｚ ＣＦ−５０００−１３Ｍ
Ｂ４ パール工業 ２７ＭＨｚ ＣＦ−２０００−２７Ｍ
Ｂ５ パール工業 １５０ＭＨｚ ＣＦ−２０００−１５０Ｍ
等の市販のものを挙げることが出来、何れも使用することが出来る。
【００７７】
なお、上記電源のうち、＊印はハイデン研究所インパルス高周波電源（連続モードで１００ｋＨｚ）である。それ以外は連続サイン波のみ印加可能な高周波電源である。
【００７８】
本発明において、第１及び第２の電源から対向する電極間に供給する電力は、固定電極２１に１Ｗ／ｃｍ2以上の電力（出力密度）を供給し、放電ガスを励起してプラズマを発生させ、薄膜を形成する。固定電極２１に供給する電力の上限値としては、好ましくは５０Ｗ／ｃｍ2、より好ましくは２０Ｗ／ｃｍ2である。下限値は、好ましくは１．２Ｗ／ｃｍ2である。なお、放電面積（ｃｍ2）は、電極において放電が起こる範囲の面積のことを指す。
【００７９】
また、ロール電極２０にも、１Ｗ／ｃｍ2以上の電力（出力密度）を供給することにより、高周波電界の均一性を維持したまま、出力密度を向上させることが出来る。これにより、更なる均一高密度プラズマを生成出来、更なる製膜速度の向上と膜質の向上が両立出来る。好ましくは５Ｗ／ｃｍ2以上である。ロール電極２０に供給する電力の上限値は、
好ましくは５０Ｗ／ｃｍ2である。
【００８０】
ここで高周波電界の波形としては、特に限定されない。連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードと、パルスモードと呼ばれるＯＮ／ＯＦＦを断続的に行う断続発振モード等があり、そのどちらを採用してもよいが、少なくともロール電極２０に供給する高周波は連続サイン波の方がより緻密で良質な膜が得られるので好ましい。
【００８１】
また、固定電極２１と第１の電源２５との間には、第１フィルタ２５ａが設置されており、第１の電源２５から固定電極２１への電流を通過しやすくし、第２の電源２６からの電流をアースして、第２の電源２６から第１の電源２５への電流が通過しにくくなるようになっている。ロール電極２０と第２の電源２６との間には、第２フィルター２６ａが設置されており、第２の電源２６からロール電極２０への電流を通過しやすくし、第１の電源２１からの電流をアースして、第１の電源２５から第２の電源２６への電流を通過しにくくするようになっている。
【００８２】
電極には前述したような強い電界を印加して、均一で安定な放電状態を保つことが出来る電極を採用することが好ましく、固定電極２１とロール電極２０には強い電界による放電に耐えるため少なくとも一方の電極表面には下記の誘電体が被覆されている。
【００８３】
以上の説明において、電極と電源の関係は、固定電極２１に第２の電源２６を接続して、ロール電極２０に第１の電源２５を接続しても良い。
更に他の形態として、一方の電極をアースに接続しても良く、他方の電極に接続する電源は第２の電源を使用することが緻密な薄膜形成を行え好ましく、とくに放電ガスにアルゴン等の希ガスを用いる場合に好ましい。
【００８４】
図６は、プラズマにより中間転写体を製造する第２の製造装置の説明図である。
図６を参照して、無機層の形成に用いられる大気圧プラズマ装置の第２の形態の１例を説明する。
【００８５】
大気圧プラズマ装置４は、１対の固定電極２１ａ、２１ｂを有し、固定電極２１ａに第１フィルタ２５ａ及び第１の電源２５が接続され、固定電極２１ｂに第２フィルター２６ａ及び第２の電源２６が接続され、ロール電極２０がアースに接続されている以外は図５の大気圧プラズマＣＶＤ装置３と同様な構成を有している。
【００８６】
以下に作用を説明すると、固定電極２１ａに第１の電源２５から周波数ω1の第１の高周波電圧が印加され、固定電極２１ｂに第２の電源２６から周波数ω2の高周波電圧が印加され、それにより、固定電極２１ａと２１ｂとの間に電界強度Ｖ1で周波数ω1と電界強度Ｖ2で周波数ω2とが重畳された電界が発生し、固定電極２１ａに電流Ｉ1が流れ、固定電極２１ｂに電流Ｉ2が流れ、電極間にプラズマが発生する。
そしてプラズマ化された混合ガスＧ２が薄膜形成領域４１で基材１７５表面に噴射され無機層１７６を堆積・形成する。
【００８７】
また、一方の電極をアースに接続しても良く、他方の電極に接続する電源は第２の電源を使用することが緻密な薄膜形成を行え好ましく、とくに放電ガスにアルゴン等の希ガスを用いる場合に好ましい。
【００８８】
以上説明した第１の大気圧プラズマＣＶＤ装置３或いは大気圧プラズマ装置４のような、２台の電源により異なる周波数と電圧が重畳された電界でプラズマを発生する方式は、放電ガスとして窒素を用いる場合に好ましく用いられ、第１の電源により高電圧を掛け第２の電源により高周波を掛けることにより安定して放電を開始し且つ放電を継続することができる。
【００８９】
図７は、ロール電極の一例を示す概略図である。
ロール電極２０（２０３）の構成について説明すると、図７（ａ）において、ロール電極２０は、金属等の導電性母材２００ａ（以下、「電極母材」ともいう。）に対しセラミックスを溶射後、無機材料を用いて封孔処理したセラミック被覆処理誘電体２００ｂ（以下、単に「誘電体」ともいう。）を被覆した組み合わせで構成されている。また、溶射に用いるセラミックス材としては、アルミナ・窒化珪素等が好ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易いので、更に好ましく用いられる。
【００９０】
また、図７（ｂ）に示すように、金属等の導電性母材２００Ａにライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体２００Ｂを被覆した組み合わせでロール電極２０’を構成してもよい。ライニング材としては、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ゲルマン酸塩系ガラス、亜テルル酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス等が好ましく用いられるが、この中でもホウ酸塩系ガラスが加工し易いので、更に好ましく用いられる。
【００９１】
金属等の導電性母材２００ａ、２００Ａとしては、銀、白金、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属等が挙げられるが、加工の観点からステンレスが好ましい。
尚、本実施の形態においては、ロール電極の母材２００ａ、２００Ａは、冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケットロール母材を使用している（不図示）。
【００９２】
図８は、固定電極の一例を示す概略図である。
図８（ａ）において、角柱或いは角筒柱の固定電極２１は上記記載のロール電極２０と同様に、金属等の導電性母材２１ｃに対しセラミックスを溶射後、無機材料を用いて封孔処理したセラミック被覆処理誘電体２１ｄを被覆した組み合わせで構成されている。また、図８（ｂ）に示す様に、角柱或いは角筒柱型の固定電極２１’は金属等の導電性母材２１Ａへライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体２１Ｂを被覆した組み合わせで構成してもよい。
【００９３】
以下に、中間転写体の製造方法の工程の内、基材１７５上に無機層１７６を堆積・形成する成膜工程を、図３、５及び図４、６を参照して説明する。
図３、５において、ロール電極２０及び従動ローラ２０１に基材１７５を張架後、張力付勢手段２０２により基材１７５に所定の張力を掛け、ロール電極２０を所定の回転数で回転駆動する。
混合ガス供給装置２４から上述した混合ガスＧを生成し、放電空間２３に放出する。
【００９４】
第１の電源２５から周波数ω１の電圧を出力して固定電極２１に印加し、第２の電源２６から周波数ω２の電圧を出力してロール電極２０に印加し、これらの電圧により放電空間２３に周波数ω１とω２とが重畳された電界Ｖを発生させる。
電界Ｖにより放電空間２３に放出された混合ガスＧを励起しプラズマ状態にする。そして、プラズマ状態の混合ガスＧを基材表面に晒し混合ガスＧ中の原料ガスにより無機層１７６（図５）を基材１７５上に形成する。
【００９５】
また図４、６において、第１の電源２５から周波数ω１の電圧を出力して固定電極２１ａに印加し、第２の電源２６から周波数ω２の電圧を出力して固定電極２１ｂに印加し、これらの電圧により放電空間２３ａに周波数ω１とω２とが重畳された電界Ｖを発生させる。
電界Ｖにより放電空間２３ａを通過する混合ガスＧを励起しプラズマ状態にして、プラズマ化された混合ガスＧ２（図６）は薄膜形成領域４１に放出され、薄膜形成領域４１で基材表面に晒される。該混合ガスＧ２中の原料ガスにより無機層１７６を基材１７５上に形成する。
【実施例】
【００９６】
（実施例１）
ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド；東レ社製）９４重量部、６ナイロン（東レ社製）６重量部、および酸性カーボン（デグサ社製）９重量部を混合し、混合物を連続式二軸混練機（ＫＴＸ３０；神戸製鋼社製）で２９０℃で３００ｒｐｍにて混練した。混練物を環状金型ダイから押出成形して、シームレスベルト形状の基材（厚み１１０μｍ）を得た。この基材の体積固有抵抗を任意の１０点で測定し、それらの平均値を求めた。
【００９７】
シームレスベルト形状の基材表面に、大気圧プラズマＣＶＤ法によりＳｉＯ2層を形成した。詳しくは、図５に示すプラズマＣＶＤ装置を用いて、以下の条件で層を形成した。この無機層の体積固有抵抗を測定した。
【００９８】
放電ガス＝酸素ガス
放電ガス流量＝１０ｓｌｍ（スタンダード・リットル／分）
原料ガス＝ＴＥＯＳ
原料ガス流量＝２ｓｌｍ（スタンダード・リットル／分）
印加電力＝１．６ＫＷ
【００９９】
（実施例２〜９／比較例１〜６）
基材の組成および厚みを表１に記載のように変更したこと、無機層の形成方法および形成条件を表１に記載のように変更したこと以外、実施例１と同様の方法により、中間転写ベルトを製造した。
【０１００】
比較例３において無機層は、公知の方法により真空蒸着で基材上にＳｉＯ2層を形成した。
【０１０１】
比較例４において無機層は、スパッタリング装置としてマグネトロンスパッタリング装置を用いてスパッタリング法により形成した。
供給ガス アルゴンガス：５ｃｍ３／ｍ、圧力：０．６７Ｐａ、
供給電力 １．２ＫＷ
ターゲット材料＝シリコン
【０１０２】
比較例５において無機層は、公知の方法により塗布で基材上にＳｉＯ2層を形成した（塗布法１）。詳しくはテトラエトキシシラン５８０ｇとエタノール１１４４ｇを混合し、これにクエン酸水溶液（クエン酸１水和物５．４ｇを水２７２ｇに溶解したもの）を添加した後に、室温（２５℃）にて１時間攪拌することでテトラエトキシシラン加水分解物Ａを調製した。
この加水分解物Ａを添加した以下の配合でワイヤーバーを用いて１μｍの膜厚（ウェット膜厚）で塗布を行い、８０℃２分乾燥した。
プロピレングリコールモノメチルエーテル ３０３質量部
イソプロピルアルコール ３０５質量部
テトラエトキシシラン加水分解物Ａ １３９質量部
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学社製ＫＢＭ５０３） １．６質量部
【０１０３】
比較例６において無機層は、塗布で基材上にＳｉＯ2層を形成した（塗布法２）。詳しくは塗布法１と同様に加水分解物Ａを用いて次の処方で１．８μｍの膜厚（ウェット膜厚）で塗布を行い、８０℃２分乾燥した。
プロピレングリコールモノメチルエーテル ３０３質量部
イソプロピルアルコール ３０５質量部
テトラエトキシシラン加水分解物Ａ １３９質量部
【０１０４】
【表１】
【０１０５】
（評価）
製造された中間転写ベルトをプリンタに搭載し、当該プリンタの標準条件で評価を行った。
【０１０６】
・転写性
転写性は、所定枚数画像形成を行い、その間に用紙に形成された画像を目視し、中抜け状態を確認することによって評価した。１０万枚の画像形成終了まで中抜けのないものを◎、５万枚の画像形成終了まで中抜けのないものを○、５万枚の画像形成終了時に中抜けが僅かなものを△（実用上問題なし）、５万枚未満の画像形成で中抜けがあるものを×（実用上問題あり）とした。
【０１０７】
・クリーニング性
クリーニング性は、所定枚数画像形成を行い、その間に中間転写ベルトを目視し、トナーの付着状態を確認することによって評価した。２０万枚の画像形成終了までトナーの付着のないものを◎、１５万枚の画像形成終了までトナーの付着のないものを○、１０万枚の画像形成終了時にトナーの付着が僅かなものを△（実用上問題なし）、５万枚未満の画像形成でトナーの付着があるものを×（実用上問題あり）とした。
【符号の説明】
【０１０８】
１；カラー画像形成装置
２；中間転写体の製造装置
３；大気圧プラズマＣＶＤ装置
４；大気圧プラズマＣＶＤ装置
１７；中間転写体ユニット
２０；ロール電極
２１；固定電極
２３；放電空間
２４；混合ガス供給装置
２５；第１の電源
２６；第２の電源
４１；薄膜形成領域
１１７；２次転写ローラ
１７０；中間転写ベルト
１７５；基材
１７６；無機層
２０１；従動ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリフェニレンスルフィドおよびポリアミドを含有する基材上に、体積固有抵抗１×１０７〜１×１０１３Ωｃｍの半導電性無機層を有することを特徴とする中間転写体。
【請求項２】
半導電性無機層がプラズマＣＶＤ法によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の中間転写体。
【請求項３】
半導電性無機層が大気圧プラズマＣＶＤ法によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の中間転写体。
【請求項４】
半導電性無機層が、珪素酸化物、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物、ジルコニウム酸化物およびスズ酸化物からなる群から選ばれる少なくとも１種類の酸化物を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の中間転写体。
【請求項５】
基材におけるポリフェニレンスルフィドとポリアミドとの含有比が重量比で７０／３０〜９５／５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中間転写体。
【請求項６】
基材の体積固有抵抗が１×１０６〜１×１０１２Ωｃｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の中間転写体。
【請求項７】
基材のガラス転移温度が８０〜８８℃であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の中間転写体。
【請求項８】
ポリフェニレンスルフィドおよびポリアミドを含有する基材上に無機層をプラズマＣＶＤ法により形成することを特徴とする中間転写体の製造方法。
【請求項９】
前記無機層を大気圧プラズマＣＶＤ法により形成することを特徴とする請求項８に記載の中間転写体の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の中間転写体を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
ポリフェニレンスルフィドおよびポリアミドを含有する基材上に、体積固有抵抗１×１０７〜１×１０１３Ωｃｍの半導電性無機層を有することを特徴とする中間転写体。
【請求項２】
半導電性無機層がプラズマＣＶＤ法によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の中間転写体。
【請求項３】
半導電性無機層が大気圧プラズマＣＶＤ法によって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の中間転写体。
【請求項４】
半導電性無機層が、珪素酸化物、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、亜鉛酸化物、ジルコニウム酸化物およびスズ酸化物からなる群から選ばれる少なくとも１種類の酸化物を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の中間転写体。
【請求項５】
基材におけるポリフェニレンスルフィドとポリアミドとの含有比が重量比で７０／３０〜９５／５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中間転写体。
【請求項６】
基材の体積固有抵抗が１×１０６〜１×１０１２Ωｃｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の中間転写体。
【請求項７】
基材のガラス転移温度が８０〜８８℃であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の中間転写体。
【請求項８】
ポリフェニレンスルフィドおよびポリアミドを含有する基材上に無機層をプラズマＣＶＤ法により形成することを特徴とする中間転写体の製造方法。
【請求項９】
前記無機層を大気圧プラズマＣＶＤ法により形成することを特徴とする請求項８に記載の中間転写体の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれかに記載の中間転写体を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２５００８８（Ｐ２０１０−２５００８８Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９９７６０（Ｐ２００９−９９７６０）
【出願日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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