環状部材、環状部材張架装置、及び画像形成装置
【課題】内面の放電を抑制する環状部材、並びに、それを備えた環状部材張架装置、及び画像形成装置を提供すること。
【解決手段】少なくとも樹脂、及び導電剤を含んで構成され、内面の表面抵抗率を特定範囲とし、かつ外面の表面抵抗率よりも特定範囲低いものとする、内面が炭化された炭化領域１０１Ａが存在する基材層を有する環状部材（中間転写ベルト１０１）とし内面の放電を抑制する。転写中に放電が発生した場合転写ベルトに過大な電圧がかかり大電流が流入しトナーの電荷が逆転し、白点が発生する。
【解決手段】少なくとも樹脂、及び導電剤を含んで構成され、内面の表面抵抗率を特定範囲とし、かつ外面の表面抵抗率よりも特定範囲低いものとする、内面が炭化された炭化領域１０１Ａが存在する基材層を有する環状部材（中間転写ベルト１０１）とし内面の放電を抑制する。転写中に放電が発生した場合転写ベルトに過大な電圧がかかり大電流が流入しトナーの電荷が逆転し、白点が発生する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状部材、環状部材張架装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置は、無機又は有機材料を用いた光導電性感光体である像保持体上に電荷を形成し、画像信号を変調したレーザー光等で静電濳像を形成した後、帯電したトナーで前記静電濳像を現像して可視化したトナー像とする。そして、上記トナー像を、中間転写体を介して、あるいは直接記録紙等の転写材に静電的に転写することにより所要の再生画像を得る。特に、上記像保持体に形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、更に中間転写体上のトナー像を記録紙に二次転写する方式を採用した画像形成装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
中間転写体方式を採用した画像形成装置に用いられる材料としては、ポリカーボネート樹脂（特許文献２）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン、特許文献３，４）、ポリアルキレンフタレート（特許文献５）、ＰＣ（ポリカーボネート）／ＰＡＴ（ポリアルキレンテレフタレート）のブレンド材料（特許文献６）、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロエチレン共重合体）／ＰＣ，ＥＴＦＥ／ＰＡＴ，ＰＣ／ＰＡＴのブレンド材料（特許文献７）等の熱可塑性樹脂に導電性を付与した無端ベルトを用いる提案がなされている。
【０００４】
また、中間転写体方式を採用した画像形成装置に用いられるベルト材料としては、特許文献８，９にポリエステル等の織布と弾性部材を積層してなる補強材入り弾性ベルトが提案されている。
【０００５】
この様な中間転写ベルトや転写搬送ベルト等に用い得る半導電性ベルトとして、例えば特許文献１０、１１には、機械特性や耐熱性に優れたポリイミド樹脂に導電性フィラーを分散してなる中間転写ベルトが提案されている。
単層ポリイミドベルトとして、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンと重合物であるポリアミド酸（Ｕワニス−Ｓ）をポリイミド樹脂の原料とし、低コストで、環境変動が小さいカーボンブラックを分散したベルトを用いることが多い。
【０００６】
ところで、特許文献１２では内面導電化処理を行う方法が開示されている。また、特許文献１３、１４、１５などでは単層ベルトの抵抗を傾斜させる方法が開示されている。
【特許文献１】特開昭６２−２０６５６７号公報）。
【特許文献２】特開平６−０９５５２１号公報
【特許文献３】特開平５−２００９０４号公報
【特許文献４】特開平６−２２８３３５号公報
【特許文献５】特開平６−１４９０８１号公報
【特許文献６】特開平６−１４９０８３号公報
【特許文献７】特開平６−１４９０７９号公報
【特許文献８】特開平９−３０５０３８号公報
【特許文献９】特開平１０−２４００２０号公報
【特許文献１０】特開平５−７７２５２号公報
【特許文献１１】特開平１０−６３１１５号公報
【特許文献１２】特開２００１-２６５１３５公報
【特許文献１３】特開平１０-２２６０２８号公報
【特許文献１４】特開２００２-２８３３６８公報
【特許文献１５】特開２００３-２７７５２２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
通常、用紙種類や環境、使用モードの変化により転写中に放電が発生した場合、瞬間的に中間転写ベルトに過大な電圧がかかり、中間転写ベルトの抵抗が大きく低下し、大電流が流入する。これにより、トナーの電荷が逆転し、白点が発生する。オフィスなどでの使用用途では、白点の大きさは微小であるが、印刷市場用途、グラフィックアーツ用途など高画質を要求する使用用途では白点の大きさがより大きくなる。
この解決策としては、中間転写ベルトの体積抵抗率を高くすればよい。しかし、体積抵抗率を高くすると、二次転写位置でバックアップロールから中間転写ベルトの内面に放電が発生し、うろこ状の模様が発生する。
【０００８】
本発明の課題は、内面の放電を抑制する環状部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
少なくとも樹脂、及び導電剤を含んで構成され、内面に当該内面が炭化された炭化領域が存在する基材層を有することを特徴とする環状部材である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、
前記炭化領域が、導電処理により形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の環状部材である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、
前記基材層の内面の表面抵抗率が、１×１０１１Ω／□以上１×１０１３Ω／□以下であり、且つ前記基材層の外面の表面抵抗率よりも０．５ｌｏｇΩ／□以上２．０ｌｏｇΩ／□以下の範囲で低いことを特徴とする請求項１に記載の環状部材である。
【００１２】
請求項４に係る発明は、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の環状部材と、
前記環状部材を内周面側から回転可能に張架する張架部材と、
を備える環状部材張架装置である。
【００１３】
請求項５に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を中間転写体に転写する一次転写手段と、
前記中間転写体から前記トナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段と、
を備え、
前記中間転写体が、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の環状部材であることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、内面の放電を抑制することができる。
請求項２に係る発明によれば、表面抵抗率の調製を行いつつ、容易に炭化領域が形成される。
請求項３に係る発明によれば、より効果的に、内面の放電を抑制することができる。
請求項４に係る発明によれば、うろこ状の模様を抑制した画像が形成される。
請求項５に係る発明によれば、うろこ状の模様を抑制した画像が形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
図１は、実施形態に係る中間転写ベルトを示す概略構成図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１７】
本実施形態に係る中間転写ベルト１０１は、図１に示すように、無端状に形成され、少なくとも樹脂、及び導電剤を含む基材層単層からなる環状部材から構成されている。なお、本実施形態に係る中間転写ベルト１０１は、基材層単層からなっているが、これに限られず、その外周面に離型層などの機能層を設けてもよい。
【００１８】
そして、本実施形態に係る中間転写ベルト１０１は、その内面（内周面）には当該内面が炭化された炭化領域１０１Ａが存在してなる。この炭化領域１０１Ａは、所定の面形状（例えば円形、楕円形などのスポット状の形状）で内面に点在しているものであり、基材層を構成する樹脂や不純物（例えばイオン性物質）が炭化されて構成しているものである。ここで、「内面が炭化された」とは、内面から所定の深さまで炭化されていることを意味する。
【００１９】
この炭化領域１０１Ａは、ベルト内面の導電経路（導電サイト）として作用し、ベルト外面に対してベルト内面の表面抵抗率が低くなる。そして、ベルト内面の表面抵抗率の低下は、導電層を形成した場合に比べ、薄膜の炭化領域１０１Ａの存在により実現される。このため、本実施形態に係る中間転写ベルト１０１を用いると、内面の放電が無いので、うろこ状の模様を抑制した画像が形成される。
【００２０】
ここで、炭化領域１０１Ａの存在の確認は、ＸＰＳ分析（Ｘ線光電子分光分析）に行われる。ＸＰＳ分析法は、極表面の元素分析定量法として一般的に使われている分析法であり、感度及び再現性に優れる分析法である。ＪＰＳ −９０１０（日本電子（株）製）により測定する。具体的には、ベルト外面とベルト内面とにおける全化学結合のピーク面積に対する炭素ピーク面積の差により、炭化領域１０１Ａの存在が確認される。つまり、ベルト外面とベルト内面とにおける全元素に対する−Ｃ−Ｃ−化学結合（炭素結合）の差から、炭化領域１０１Ａの存在が確認される。
そして、本実施形態では、「炭化領域１０１Ａが存在する」とは、ベルト外面における全化学結合のピーク面積に対する炭素ピーク面積と、ベルト内面における全化学結合のピーク面積に対する炭素ピーク面積との差（相対値）が存在することを意味する。無論、ベルト内面における、後述する導電処理前後での全化学結合のピーク面積に対する炭素ピーク面積の差であってもよい。
なお、測定条件は、アルゴン雰囲気下、加速電圧１０ｋＶ、電流２０ｍＡである。無論、ベルト内面において、後述する導電処理前後での全化学結合のピーク面積に対する炭素ピーク面積の差に
【００２１】
炭化領域１０１Ａは、その厚み（深さ：ベルト厚み方向長さ）は、後述する形成方法によると、内面から１０μｍ程度までとすることが限界である。但し、効果を効果的に発現させる点から、内面０．１μｍ以上７．０μｍ以下の厚みを有することが望ましい。この厚みが上記範囲を超えると、炭化領域境界（炭化領域と他の領域との界面）で電荷の蓄積が発生し、ハーフトーンムラ等が発生してしまうことがある。
【００２２】
ここで、炭化領域１０１Ａの厚みは、中間転写ベルト１０１の内面をラッピングペーパーで研磨しながら内面の表面抵抗率を測定する方法で、中間転写ベルトの外面の表面抵抗率に一致する研磨厚みから算出される。即ち、初期の中間転写ベルトの厚みと、当該一致するまで研磨した後の厚みと、から研磨厚みを算出し、これを炭化領域１０１Ａの厚みとする。無論、ベルト内面において後述する導電処理前の表面抵抗率と、当該一致するまで研磨した後の厚みと、から研磨厚みを算出し、これを炭化領域１０１Ａの厚みとしてもよい。なお、ベルトの厚みの測定は、一般の渦電流式膜厚計を使用して測定することができる。具体的には、例えば、ＦＩＳＣＨＥＲ社製フィッシャースコープＭＭＳやサンコー電子社製渦電流式膜厚計ＣＴＲ−１５００Ｅが挙げられる。
【００２３】
炭化領域１０１Ａは、ベルト内面の表面抵抗率が、外面の表面抵抗率よりも、０．５ｌｏｇΩ／□以上２．０ｌｏｇΩ／□以下の範囲（望ましくは０．７ｌｏｇΩ／□以上１．５ｌｏｇΩ／□以下の範囲、より望ましくは０．８ｌｏｇΩ／□以上１．０ｌｏｇΩ／□以下の範囲）で低くなるように形成されていることがよい。そして、当該ベルト内面自体の表面抵抗率は、１×１０１１Ω／□以上１×１０１３Ω／□以下（望ましくは５×１０１１Ω／□以上１×１０１３Ω／□以下、より望ましくは１×１０１２Ω／□以上１×１０１３Ω／□以下）であることがよい。なお、表面抵抗率は、５００Ｖ、１０秒印加条件での値である。
【００２４】
ここで、中間転写ベルトの内面と外面の表面抵抗が内面と同程度であると、細線再現性、トナー飛散り等が悪化してしまう。一方、当該内面と外面との表面抵抗率の差が大きすぎると、ハーフトーンムラが悪化してしまうことがある。また、中間転写ベルト内面の表面抵抗率が上記範囲を超えると、うろこ状の模様が発生しやすくなることがあり、引上記範囲未満であるとき、白抜けが発生することがある。
【００２５】
なお、うろこ状の模様に対しては、中間転写ベルトの内面の抵抗を低くすればよいと考えられる。しかし、単層のベルトでは表裏の抵抗を変えることが困難である。また、多層構造のベルトとして、中間転写ベルトの内面の抵抗のみを低くすると、抵抗が異なる境界に電荷が蓄積し、ハーフトーン等の中間調の画像にムラを発生する。このムラは、内面の抵抗と外面の抵抗との差が大きく、内面層の膜厚が厚いとより顕著に発生する。特に、多層構造の中間転写ベルトでは内面層の膜厚が１０μｍであってもムラが発生する。数μｍの層は、塗布により成膜されるが、塗布による成膜では膜厚にバラツキを生じるため上記ムラが発生する。また、単層のベルトの抵抗を傾斜させる手法は、作製法の調整で行うものであり、抵抗制御の自由度が小さく、所望の抵抗に制御することが困難であり、現実的には利用することができない。
【００２６】
ここで、表面抵抗の測定方法は、次の通り行う。円形電極（例えば、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰの「ＨＲプローブ」）を用い、ＪＩＳ Ｋ６９９１に従って測定する。表面抵抗率の測定方法を、図を用いて説明する。図３は、円形電極の一例を示す概略平面図（ａ）及び概略断面図（ｂ）である。図３に示す円形電極は、第一電圧印加電極Ａと板状絶縁体Ｂとを備える。第一電圧印加電極Ａは、円柱状電極部Ｃと、該円柱状電極部Ｃの外径よりも大きい内径を有し、且つ円柱状電極部Ｃを一定の間隔で囲む円筒状のリング状電極部Ｄとを備える。第一電圧印加電極Ａにおける円柱状電極部Ｃ及びリング状電極部Ｄと板状絶縁体Ｂとの間に中間転写ベルトＴを挟持し、第一電圧印加電極Ａにおける円柱状電極部Ｃとリング状電極部Ｄとの間に電圧Ｖ（Ｖ）を印加したときに流れる電流Ｉ（Ａ）を測定し、下記式により、中間転写ベルトＴの転写面の表面抵抗率ρｓ（Ω／□）を算出することができる。ここで、下記式中、ｄ（ｍｍ）は円柱状電極部Ｃの外径を示し、Ｄ（ｍｍ）はリング状電極部Ｄの内径を示す。
式：ρｓ＝π×（Ｄ＋ｄ）／（Ｄ−ｄ）×（Ｖ／Ｉ）
【００２７】
炭化領域１０１Ａの形成方法は、例えば、中間転写ベルト（基材層）の導電処理により行われる。この導電処理は、中間転写ベルト内面に用紙を接触させ電場を与えるものであり、表面抵抗率の調製を行いつつ、容易に炭化領域が形成される。導電処理は、中間転写ベルトと用紙間で放電することが高いストレスとなるため、放電を発生させるために両者間の接触と剥離を繰返す手法を採用することがよい。
【００２８】
導電処理について図面を参照しつつ詳細に説明する。図４は、導電処理を説明するための模式図である。図４に示すように、中間転写ベルト１０１の内周面に、用紙１０２を外周面に巻き付けた支持ロール１０３を接触させ、中間転写ベルト１０１の電圧印加ロール１０４を接触させて、中間転写ベルトを当該支持ロールと電圧印加ロール１０４とにより挟持する。これにより、用紙１０２が、中間転写ベルト１０１内面に接触した状態となる。この状態で、当該ローラ対を回転させつつ、電圧印加ロール１０４により電圧印加すると、中間転写ベルト１０１と用紙１０２とは接触・剥離が繰り返され、当該間で剥離放電が発生する。この放電現象によって、中間転写ベルト１０１の内面が炭化して炭化領域１０１Ａが形成される。そして、このローラ対を回転させつつ、電圧印加を行うことで、ベルト内面全周にわたり導電処理が施される。なお、上記導電処置の手法は、一例であり、別に中間転写ベルト１０１に電位差を形成させながら、コロナ放電、沿面方向のアーク放電を行う方法であってもよい。
【００２９】
導電処理を行うときの印加電圧は、給電方式や給電材料の抵抗により一概には言えないため、電流値で制御するのが好ましい。中間転写ベルトを通過する電流値が１０μＡ以上１００μＡ以下（望ましくは３０μＡ以上１００μＡ以下）であることがよい。高い電流により短時間で導電処理ができるが、中間転写ベルト１０１と用紙１０２の合せた厚みが１５０μｍ以上６００μｍ以下程度であると、１０ＫＶ以上の電位差を生じると塗膜破壊を起こしてしまうことがある。電流値が上記範囲未満では放電が弱く導電処理に長時間を要し好ましくなく、上記範囲を超えると、中間転写ベルト１０１の膜厚及び抵抗値にもよるが絶縁破壊を起こす可能性が高くなり好ましくない。
【００３０】
また、導電処理を行うとき環境は、低湿環境がより効果的である。目安として、絶対湿度で２．７ｇ／ｍ３以下が望ましく、より望ましくは、１．３ｇ／ｍ３以下である。
【００３１】
導電処理を行うときの上記接触・剥離の回数は、２０μＡ、２ｇ／ｍ３の条件で、概ね５０００回、４０μＡ、２ｇ／ｍ３条件で２００回である。これは目安であって、絶対湿度、給電方式や電源能力により変化するものであって、規定するものではない。なお、上記手法による接触・剥離の回数とは、ベルト周方向の一回転を１回とする回数である。
【００３２】
次に、導電処理に用いる用紙１０２について説明する。以下、符号を省略して説明する。用紙は、所謂普通紙が好ましい。低湿下で高抵抗体であり、屈曲性があり、中間転写ベルトとの密着性が良く、安価で入手できるためである。
【００３３】
具体的には、用紙原材料として化学パルプ具体的には広葉樹晒クラフトパルプ、広葉樹未晒クラフトパルプ、針葉樹晒クラフトパルプ、針葉樹未晒クラフトパルプ、広葉樹晒亜硫酸パルプ、広葉樹未晒亜硫酸パルプ、針葉樹晒亜硫酸パルプ、針葉樹未晒亜硫酸パルプ等、木材及び綿、麻、じん皮等の繊維原料を化学的に処理して作製されたパルプ等から作られたもの、また、木材やチップを機械的にパルプ化したグランドウッドパルプ、木材やチップに薬液を染み込ませた後に機械的にパルプ化したケミメカニカルパルプ、及び、チップを軟らかくなるまで蒸解した後にリファイナーでパルプ化したサーモメカニカルパルプ等もから作られたものである。これらはバージンパルプのみで使用してものでもよいし、古紙パルプを加えた物であってもよい。
【００３４】
また、不透明度、白さ及び表面性を調整するため、填料を添加してあるものでもよい。填料としては、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、チョーク等の炭酸カルシウム、カオリン、焼成クレー、パイオロフィライト、セリサイト、タルク等のケイ酸類、サポナイト、カルシウムモンモリロナイト、ソジウムモンモリロナイト、ベントナイト等の無機填料、及び、尿素樹脂、澱粉繊維等の有機填料等である。また、表面サイズ剤を使用したものであってもよい。例えば、ロジン系サイズ剤、合成サイズ剤、石油樹脂系サイズ剤、中性サイズ剤、澱粉、ポリビニルアルコール等である。
【００３５】
また、導電剤を配合し、用紙の表面電気抵抗値を調整したものでもよい。例えば、硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、メタケイ酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム 、メタリン酸ナトリウム等の無機電解質、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、カルボン酸塩、リン酸塩などのアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ポリエチレングリコール、グリセリン、ソルビット等の非イオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤、高分子電解質などの導電剤である。
【００３６】
一般的な用紙のとしての特性値を以下に記す。これらは望ましい値はあるが、安定化に使用する用紙の目安であり、限定するものではない。表面抵抗値は、ＪＩＳ Ｐ８１１１−１９９８に規定する標準環境(気温２３℃、相対湿度５０％)において、５×１０９Ω以上１×１０１２Ω以下の範囲に入る用紙である。尚、表面電気抵抗値の測定方法はＪＩＳＫ６９１１の方法によって測定した。ＪＩＳ−Ｐ− ８１２４による坪量が７５ｇ／ｍ2以上９５ｇ／ｍ2以下でＪＩＳ−Ｐ−８１１９によるベック平滑度が表裏共に６５秒以上１２０秒以下であり、かつ、ＪＩＳ−Ｐ−８１１８による密度が０．８０ｇ／ｃｍ3以上であるものが好ましい。また、温度２０℃及び湿度６５％ＲＨから温度２０℃及び湿度２５％ＲＨに変化したときのＣＤ（抄紙機の進行方向に対して直角方向）の伸縮率が０．４５％以下であり、ＪＩＳ−Ｐ−８１１８で前処理された用紙のＣＤの引張弾性率Ｅ（ｋｇｆ／ｍｍ２）と紙の厚さｔ（ｍｍ）とがＥ・ｔ３≧０．２６（式）の関係を満たすものが望ましい。また、超音波伝播法によるＭＤ（抄紙機の進行方向）とＣＤとの間の繊維配向比が１．１０以上１．３０以下であるものが望ましい。
【００３７】
以下、中間転写ベルトの構成する各成分につき詳細につき、説明する。
本実施形態に係る中間転写ベルトは、少なくとも樹脂、及び導電剤を含む基材層で構成されている。樹脂は、そのヤング率が、ベルト厚みによっても異なるが、好ましくは、３５００ＭＰａ以上、より好ましくは４０００ＭＰａ以上であればよく、ベルトとしての機械特性が満足される。樹脂としては、上記ヤング率を満たせば、制限はないが、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、補強材を添加してなるポリエステル樹脂などが挙げられる。
【００３８】
なお、ヤング率は、ＪＩＳ Ｋ７１２７（１９９９）に準じて引張試験を行い、得られた応力・歪曲線の初期ひずみ領域の曲線に接線を引き、その傾きにより求めることができる。測定条件としては、短冊状試験片（幅６ｍｍ、長さ１３０ｍｍ）、ダンベル１号、試験速度５００ｍｍ／分、厚さはベルト本体の厚さの各設定で測定するものとする。
【００３９】
上記樹脂の中でも、駆動時（支持ロール、クリーニングブレード等の応力）による変形が少ないので、色ズレ等の画像欠陥が生じにくい点から、高ヤング率を有する材料が好ましい。特に、ポリイミド樹脂は、は高いヤング率の中間転写ベルトが得られ好ましい。
【００４０】
ポリイミド樹脂は、高ヤング率材料であることから、駆動時（支持ロール、クリーニングブレード等の応力）による変形が少ないので、色ズレ等の画像欠陥が生じにくい中間転写ベルトとなる。ポリイミド樹脂は、通常、等モルのテトラカルボン酸二無水物或いはその誘導体と、ジアミンとを溶媒中で重合反応させてポリアミド酸溶液として得られる。テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、下記の一般式（Ｉ）で示されるものが挙げられる。
【００４１】
【化１】
【００４２】
（一般式（Ｉ）中、Ｒは４価の有機基であり、芳香族、脂肪族、環状脂肪族、芳香族と脂肪族を組み合わせたもの、又はそれらの置換された基である。）
【００４３】
テトラカルボン酸二無水物として具体的には、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３’，４−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン酸二無水物、ペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
【００４４】
一方、ジアミンの具体例としては、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジクロロベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノジフェニルスルフォン、１，５−ジアミノナフタレン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，３’−ジメチル４，４’−ビフェニルジアミン、ベンジジン、３，３’−ジメチルベンジジン、３，３’−ジメトキシベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン、２，４−ビス（β−アミノ第三ブチル）トルエン、ビス（ｐ−β−アミノ−第三ブチルフェニル）エーテル、ビス（ｐ−β−メチル−δ−アミノフェニル）ベンゼン、ビス−ｐ−（１，１−ジメチル−５−アミノ−ベンチル）ベンゼン、１−イソプロピル−２，４−ｍ−フェニレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、ジ（ｐ−アミノシクロヘキシル）メタン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ジアミノプロピルテトラメチレン、３−メチルヘプタメチレンジアミン、４，４−ジメチルヘプタメチレンジアミン、２，１１−ジアミノドデカン、１，２−ビス−３−アミノプロボキシエタン、２，２−ジメチルプロピレンジアミン、３−メトキシヘキサメチレンジアミン、２，５−ジメチルヘプタメチレンジアミン、３−メチルヘプタメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミン、２，１７−ジアミノエイコサデカン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、１，１０−ジアミノ−１，１０−ジメチルデカン、１２−ジアミノオクタデカン、２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン、ピペラジン、Ｈ2Ｎ（ＣＨ2）3Ｏ（ＣＨ2）2Ｏ（ＣＨ2）ＮＨ2、Ｈ2Ｎ（ＣＨ2）3Ｓ（ＣＨ2）3ＮＨ2、Ｈ2Ｎ（ＣＨ2）3Ｎ（ＣＨ3）2（ＣＨ2）3ＮＨ2等が挙げられる。
【００４５】
テトラカルボン酸二無水物とジアミンを重合反応させる際の溶媒としては、溶解性等の点より極性溶媒（有機極性溶媒）が好適に挙げられる。極性溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミド類が好ましく、具体的には、例えば、これの低分子量のものであるＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルトリアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピリジン、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン等が挙げられる。これらは単数又は複数併用することができる。
【００４６】
次に、導電剤について説明する。導電剤としては、導電性又は半導電性の微粉末が使用でき、ベルトとして所望の電気抵抗を安定して得ることができれば、導電性に制限はないが、例えば、ケッチエンブラック、アセチレンブラック、ｐＨ５以下の酸化処理カーボンブラック等のカーボンブラック、アルミニウムやニッケル等の金属、酸化錫等の酸化金属化合物、チタン酸カリウム等が例示される。そしてこれらを単独、あるいは併用して使用してもよいが価格面で有利なカーボンブラックが好ましい。ここで、「導電性」とは、体積抵抗率が１０７ Ωｃｍ未満であることを意味する。また、「半導電性」とは、体積抵抗率が１０７以上１０１３ Ωｃｍ以下であることを意味する。以下同様である。
【００４７】
カーボンブラックは２種類以上含有してもよい。そのとき、これらのカーボンブラックは実質的に互いに導電性の異なるものであると好ましく、例えば酸化処理の度合い、ＤＢＰ吸油量、窒素吸着を利用したＢＥＴ法（吸着した窒素量から、１ｇ当たりの表面積を算出する方法）による比表面積等の物性が異なるものを用いる。ここで、ＤＢＰ吸油量（ｃｃ／１００ｇ）とは、カーボンブラック１００ｇに吸収されるジブチルフタレート（ＤＢＰ）の量を示すものであり、ＡＳＴＭ（アメリカ標準試験法）Ｄ２４１４−６ＴＴに定義される値である。また、ＢＥＴ法は、ＪＩＳ６２１７に定義される方法である。
【００４８】
導電性の異なる２種類以上のカーボンブラックを添加する場合、例えば高い導電性を発現するカーボンブラックを先に添加した後、導電率の低いカーボンブラックを添加して表面抵抗率を調整すること等が可能である。このように２種類以上のカーボンブラックを含有させる場合も、少なくとも、そのうちの１種類に酸性カーボンブラックを使うことによって、両方のカーボンブラックの混合や分散を高めることができる。
【００４９】
酸性カーボンブラックとして、具体的には、デグサ社製の「プリンテックス１５０Ｔ」（ｐＨ４．５、揮発分１０．０％）、同「スペシャルブラック３５０」（ｐＨ３．５、揮発分２．２％）、同「スペシャルブラック１００」（ｐＨ３．３、揮発分２．２％）、同「スペシャルブラック２５０」（ｐＨ３．１、揮発分２．０％）、同「スペシャルブラック５」（ｐＨ３．０、揮発分１５．０％）、同「スペシャルブラック４」（ｐＨ３．０、揮発分１４．０％）、同「スペシャルブラック４Ａ」（ｐＨ３．０、揮発分１４．０％）、同「スペシャルブラック５５０」（ｐＨ２．８、揮発分２．５％）、同「スペシャルブラック６」（ｐＨ２．５、揮発分１８．０％）、同「カラーブラックＦＷ２００」（ｐＨ２．５、揮発分２０．０％）、同「カラーブラックＦＷ２」（ｐＨ２．５、揮発分１６．５％）、同「カラーブラックＦＷ２Ｖ」（ｐＨ２．５、揮発分１６．５％）、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１０００」（ｐＨ２．５、揮発分９．５％）、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１３００」（ｐＨ２．５、揮発分９．５％）、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１４００」（ｐＨ２．５、揮発分９．０％）、同「ＭＯＧＵＬ−Ｌ」（ｐＨ２．５、揮発分５．０％）、同「ＲＥＧＡＬ４００Ｒ」（ｐＨ４．０、揮発分３．５％）等が挙げられる。
【００５０】
カーボンブラックは、市販品以外にも精製して得てもよい。精製は、製造工程で混入した不純物、例えば残余の酸化剤、処理剤や副生成物等の不純物、その他の無機不純物や有機不純物を除去することである。例えば、不活性ガスや真空中で５００℃以上１０００℃以下程度にする加熱処理、二硫化炭素やトルエン等の有機溶媒処理、水スラリーのミキシングや有機酸水溶液中のミキシング処理等で不純物を除去する方法である。精製できれば如何なるものであってもよく、これらに限定するものではないが、粉体の加熱処理は製造工程上ハンドリングが難しく、エネルギーを多大に使うという難点がある。有機溶媒処理や水を主体とした処理が精製方法として好ましい。特に、安全面の観点から水主体の処理方法が好ましい。用いる水は、特に不純物が混入することを防止するため、イオン交換水、超純水、蒸留水、限外濾過水を使用することが好ましい。
【００５１】
また、カーボンブラックの表面は活性が高く物質を非常に吸着しやすいため、カーボンブラックの精製は、使用前に行う必要がある。好ましくは７２時間前、より好ましくは４８時間前である。７２時間を越えるとカーボンブラック表面に不純物が再吸着することがあり、精製の効果が低下してしまうことがある。
【００５２】
具体的には、カーボンブラック、水を必須成分として混合したスラリーを準備しミキシングした後に、カーボンブラックを分離する方法が好ましい。また、カーボンブラック表面の濡れを良くする観点から界面活性作用を有する物質、例えば、所謂界面活性剤やアルコール類を添加してもよい。また、必要に応じて水溶性の有機溶媒を添加してもよいが、製造後の中間転写ベルトに残留しないことが好ましい。このため、低沸点で界面活性作用のある溶媒が好ましい。例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｓｅｃ-ブチルアルコール、ｔｅｒｔ-ブチルアルコール、２-メトキシアルコール、アリルアルコール等である。更に適時、無機酸を添加してもよい。
【００５３】
ミキシング方法は、できる限り酸性カーボンブラックを一次粒径まで凝集体を解すことがよい。このため、スラリーを一般的な分散機やホモジナイザーで処理することが好ましい。例えば、コロイドミル、フロージェットミル、スラッシャーミル、ハイスピードディスパーザー、ボールミル、アトライター、サンドミル、サンドグラインダー、ウルトラファインミル、アイガーモーターミル、ダイノーミル、パールミル、アジテータミル、コボルミル、３本ロールミル、２本ロールミル、エクストリューダー、ニーダー、マイクロフルイダイザー、ラボラトリホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、ジェットミル等があり、これらを単独で用いても組合わせて用いてもよい。また、無機不純物の混入を防ぐため、分散メディアを使用しない分散方法を用いる方が好ましく、マイクロフルイダイザーや超音波ホモジナイザーやジェットミル等の使用が適している。
【００５４】
一方、分離方法としては、遠心分離、ろ過、非水溶性有機への移行により精製された酸性カーボンブラックが得られる。非水溶性有機溶媒としては、トルエン、キシレン、ベンゼン、クロロホルム、ヘキサン、ヘプタン等である。安全上の観点から、遠心分離やろ過による分離が好ましい。
【００５５】
なお、分離後のカーボンブラックは、不活性ガス中で加熱乾燥することが望ましいが、転写ベルト製造段階で、加熱処理を行うため必ずしも乾燥工程は必要としない。
【００５６】
ここで、水に対するカーボンブラックの割合は、例えば５質量％以上３０質量％以下である。より好ましくは、５質量％以上２０質量％以下である。５質量％では精製による得率が低くなり生産性が得られないことがある。また、３０質量％を超えると、スラリーが高粘度となりミキシングが困難となり、精製効率が低下してしまうことがある。
【００５７】
酸性カーボンブラックは、一般的なカーボンブラックに比べ、表面に存在する酸素含有官能基の効果により、樹脂組成物中への分散性がよいため、導電剤としての添加量を高くすることが好ましい。これにより、中間転写ベルト中のカーボンブラックの量が多くなるため、上記電気抵抗値の面内バラツキが押えられる等の酸化処理カーボンブラックを用いることの効果が発揮される。
【００５８】
このため、酸性カーボンブラックの含有量は、１０質量％以上３０質量％以下とすることがよい。これにより、中間転写ベルトの表面抵抗率の面内バラツキを抑制するなど、酸性カーボンブラックの効果が発揮される。この含有量が１０質量％未満であると電気抵抗の均一性が低下し、表面抵抗率の面内ムラや電界依存性が大きくなることがある。一方、３０質量％を超えると所望の抵抗値が得られ難くなることがある。さらに、酸性カーボンブラックの含有量を１８質量％以上３０質量％以下とすることで、その効果がより発揮され、表面抵抗率の面内ムラや電界依存性が顕著に向上される。
【００５９】
次に、導電剤としてカーボンブラックを分散させたポリアミド酸溶液を用いて、中間転写ベルトを作製する例を以下に例示するがこれに限定するものではない。まず、精製したカーボンブラックを用意し、有機極性溶媒に分散する。分散方法は、予備攪拌を行った後に分散機、ホモジナイザーにより分散する方法が好ましい。カーボンブラックの精製方法と同様に微細メディアの混入がカーボンブラックの精製効果を低下させてしまうため、メディアを使用しないメディアフリーの分散方法が好ましく、特に高粘度溶液をバラツキを抑制して分散できるジェットミルが好ましい。
【００６０】
得られたカーボンブラック分散液中にジアミン成分と酸二無水物成分を溶解・重合させてカーボンブラックを分散させたポリアミド酸溶液を作製する。
【００６１】
先に得られたカーボンブラック分散液中に、上記ジアミン成分及び上記酸無水物成分を溶解・重合させてカーボンブラック分散したポリアミド酸溶液を作製する。この際、モノマー濃度（溶媒中におけるジアミン成分と酸無水物成分の濃度）は種々の条件により設定されるが、５質量％以上３０質量％以下が好ましい。また、反応温度は８０℃以下に設定することが好ましく、特に好ましくは５℃以上５０℃以下であり、反応時間は５時間以上１０時間以下である。
【００６２】
カーボンブラックを分散したポリアミド酸溶液は高粘度溶液であるため、作製時に混入した気泡は自然に抜けることはなく、塗布により気泡に起因するベルトの突起、へこみ、穴等の欠陥が発生する。このため、脱泡することが望ましい。脱泡はできる限り塗布直前に行うことが好ましい。
【００６３】
シームレスベルトを形成する場合、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更に遠心する方式、或いは注形型に充填する方式などの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号公報等）。シームレスベルトの形成に際しては、型の離型処理を施すことができる。
【００６４】
イミドに転化するには２００℃以上の高温処理が一般的である。２００℃以下では十分なイミド転化が得られない。一方、高温処理はイミド転化に有利であり、安定した特性が得られるが、熱エネルギーを使用するため、熱効率が悪くコストが高くなるため、中間転写ベルトの特性と生産性を考慮して熱処理温度を決める必要がある。
【００６５】
そして、得られたベルト成型体を、その内面に対し、上記導電処理を行い点在する炭化領域を形成する。このようにして、例えば、中間転写ベルトが作製される。
【００６６】
次に、本実施形態に係る中間転写ベルトの特性について説明する。
【００６７】
本実施形態に係る中間転写ベルトは、外面（転写面）の硬度が、表面微小硬度で３０以下であることが好ましく２５以下であることがより好ましい。表面微小硬度とは、金属材料の硬さ測定等に広く用いられているビッカース硬さの如く、くぼみの対角線長さを求めるという方法はとらず、圧子が試料にどれだけ侵入したかを測定する方法によって求められる。試験荷重Ｐ（ｍＮ）、圧子の試料への侵入量（押し込み深さ）Ｄ（μｍ）とした時、表面微小硬度ＤＨは下記式で定義される。
式：ＤＨ≡αＰ／Ｄ２
ここで、αは圧子形状による定数で、α＝３．８５８４（使用圧子：三角錐圧子の場合）である。
【００６８】
表面微小硬度は、圧子を押し込んで行く過程の過重と押し込み深さから得られる硬さで、試料の塑性変形だけでなく、弾性変形をも含んだ状態での材料の強度特性を表すものである。なおかつ、その計測面積は微小であり、トナー粒径に近い範囲でより正確な硬度の測定がなされる。ここで得られた表面微小硬度と、ホロキャラクター（転写画質のライン画像の中抜け）の発生レベルには極めて正確な相関がある。即ち、中間転写ベルトの転写面の表面微小硬度を、上記範囲にすると、二次転写部において、バイアスローラの押圧力によって中間転写ベルトの転写面の変形が起こり、これにより中間転写ベルト上のトナーに集中していた押圧力は分散される。このためトナーは凝集せず、ライン画像が中抜けするホロキャラクター等の画質欠陥が抑制される、
【００６９】
なお、表面微小硬度は、下記の方法によって求める。転写面を構成する材料（表面層）のシートを５ｍｍ角程度に切り、その小片を瞬間接着剤で硝子版に固定する。この試料の表面の表面微小硬度を超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓ（株式会社島津製作所製）を用いて測定する。測定条件は、以下の通りである。
測定環境：２３℃、５５％ＲＨ
使用圧子：三角錐圧子
試験モード：３（軟質材料試験）
試験荷重：０．７０ｇｆ
負荷速度：０．０１４５ｇｆ／ｓｅｃ
保持時間：５ｓｅｃ
【００７０】
本実施形態に係る中間転写ベルトにおいて、ヤング率とベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの変位量との関係は、下記式で表される。
式：Δｌ＝Ｐ・ｌ・α／（ｔ・ｗ・Ｅ）
ここで、Δｌ：ベルトの変位量（μｍ）
Ｐ：負荷 （Ｎ）
ｌ：２本のテンションロール間のベルトの長さ（ｍｍ）
α：係数
ｔ：ベルト厚み（ｍｍ）
ｗ：ベルト幅（ｍｍ）
Ｅ：ベルト材料のヤング率（Ｎ／ｍｍ2）を表す。
【００７１】
ベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの伸び・縮み（変位量）は、ベルト材料のヤング率と厚みに逆比例する。高ヤング率のベルト材料を用いると、ベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの変位量が少なくなり、駆動時の応力に対するベルト変形が小さくなり、良好な画質が安定して得られる。但し、ベルトの厚みは、厚くなると、駆動系ロールなどのベルト屈曲部でのベルトの外側表面の変形量が大きくなり、良好な画質を得られ難い、また、ベルトの外側と内側との変形量が大きくなり、局部的な繰り返し応力のためにベルトが破断するなどの問題が生じる場合がある。
【００７２】
本実施形態に係る中間転写ベルトの厚みは、総厚みで０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは、０．０６ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下、さらに好ましくは、０．０６ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。中間転写ベルトの総厚みが、上記範囲未満の場合には、中間転写ベルトとして、必要な機械特性を満足させることが難しくなることがあり、上記範囲を超える場合には、ロール屈曲部での変形によって、ベルト表面の応力が集中して、表面にクラックが発生するなどの問題が生じることがある。
【００７３】
本実施形態に係る中間転写ベルトの体積抵抗率は、５００Ｖ、１０秒印加条件で１×１０１１Ωｃｍ以上１×１０１４Ωｃｍ以下であることが好ましい。この体積抵抗率が上記範囲未満である場合には、転写で発生する放電により微小白点が発生してしまうことがあり、上記範囲より高い場合には、電荷が蓄積してしまい、転写ベルトの次サイクルまで電荷が残り、繰り返し使用により転写ができなくなることがあり、別途除電機構が必要となることがある。
【００７４】
ここで、体積抵抗率の測定は、円形電極（例えば、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰのＨＲプローブ）を用い、ＪＩＳ Ｋ６９９１に従って測定することができる。前記体積抵抗率の測定方法を図を用いて説明する。測定は表面抵抗率と同一の装置で測定できる。但し、図３に示す円形電極において、表面抵抗率測定時の板状絶縁体Ｂに代えて第二電圧印加電極Ｂ’とを備える。そして、第一電圧印加電極Ａにおける円柱状電極部Ｃ及びリング状電極部Ｄと第二電圧印加電極Ｂ’との間に中間転写バルトＴを挟持し、第一電圧印加電極Ａにおける円柱状電極部Ｃと第二電圧印加電極Ｂとの間に電圧Ｖ（Ｖ）を印可したときに流れる電流Ｉ（Ａ）を測定し、下記式により、中間転写ベルトＴの体積抵抗率ρｖ（Ωｃｍ）を算出することができる。ここで、下記式中、ｔは、半導電性ベルトＴの厚さを示す。
式ρｖ＝１９．６×（Ｖ／Ｉ）×ｔ
【００７５】
以下、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。図５は、実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【００７６】
実施形態に係る画像形成装置は、上記実施形態に係る中間転写ベルトを備え、感光体ドラムを各色毎に４台持つ出力機である。
【００７７】
実施形態に係る画像形成装置は、図５に示すように、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが備えられている。
【００７８】
画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋには、それぞれ、像保持体としての感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ（Ｙはイエロー用、Ｍはマゼンタ用、Ｃはシアン用、Ｋはブラック用を示す）を備え、感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの周囲には、それぞれ、感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの表面を帯電する帯電装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋと、帯電された感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの表面に静電潜像を形成する露光装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋと、感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの表面に形成された静電潜像を現像剤に含まれるトナーによりトナー像とする現像装置１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋと、トナー像を中間転写ベルト２４に転写するための一次転写装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ（例えば転写ロール）と、転写後の感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの表面に付着した残留トナーを除去するための感光体ドラムクリーナー２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋとが備えられている。
【００７９】
また、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに対向して、中間転写体としての中間転写ベルト２４が配設されている。中間転写ベルト２４は、感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋと一次転写装置（例えば一次転写ロール）２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋとの間に配設されている。
【００８０】
そして、中間転写ベルト２４は、駆動ロール２６ａ、中間転写ベルト２４がゆがんだり蛇行したりすることを防ぐテンション・ステアリングロール２６ｃ、支持ロール２６ｂ，２６ｄ，２６ｅと共に、バックアップロール２８により内周面側から張力を掛けつつ回転可能に支持されて、ベルト張架装置２５を構成している。
【００８１】
中間転写ベルト２４の周囲には、当該中間転写ベルト２４を介してバックアップロール２８と対向して二次転写装置３０（例えば二次転写ロール）が配設されると共に、二次転写装置３０よりも中間転写ベルト２４の回転方向下流側にベルトクリーナー３２が配設されている。
【００８２】
そして、二次転写装置３０よる転写後の記録用紙Ｐ（記録媒体）を搬送するための搬送装置３４が配設されると共に、搬送装置３４による搬送方向下流側に定着装置３６が配設されている。
【００８３】
本実施形態に係る画像形成装置では、まず、画像形成ユニット１０Ｙにおいて、感光体ドラム１２Ｙは図中時計方向に回転し、帯電装置１４Ｙでその表面が帯電される。帯電された感光体ドラム１２Ｙにレーザー書き込み装置などの露光装置１６Ｙにより第１色（Ｙ）の静電潜像が形成される。
【００８４】
この静電潜像は現像装置１８Ｙにより供給されるトナー（トナーを含む現像剤）よってトナー現像されて可視化されたトナー像が形成される。トナー像は感光体ドラム１２Ｙの回転により一次転写部に到り、一次転写装置２０Ｙからトナー像に逆極性の電界を作用させることにより、トナー像が、反時計方向に回転する中間転写ベルト２４に一次転写される。
【００８５】
そして、同様にして第２色のトナー像（Ｍ）、第３色のトナー像（Ｃ）、第４色のトナー像（Ｋ）が画像形成ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより順次形成され中間転写ベルト２４において重ね合わせられ、多重トナー像が形成される。
【００８６】
次に、中間転写ベルト２４に転写された多重トナー像は中間転写ベルト２４の回転で二次転写装置３０が設置された二次転写部に到る。
【００８７】
この二次転写部では、二次転写装置３０と中間転写ベルト２４を介して対向配置したバックアップロール２８との間にトナー像の極性と同極性のバイアス（転写電圧）を印加することで、当該トナー像を記録用紙Ｐに静電反発で転写する。
【００８８】
記録用紙Ｐは、記録用紙容器（図示せず）に収容された記録用紙束からピックアップローラ（図示せず）で一枚ずつ取り出され、フィードロール（図示せず）で二次転写部の中間転写ベルト２４と二次転写装置３０との間に所定のタイミングで給送される。
【００８９】
給送された記録用紙Ｐには、二次転写装置３０とバックアップロール２８による圧接及び転写電圧搬送と、中間転写ベルト２４の回転と、の作用により、中間転写ベルト２４に保持されたトナー像が転写される。
【００９０】
トナー像が転写された記録用紙Ｐは、搬送装置３４により定着装置３６に搬送され、加圧／加熱処理でトナー像を固定して永久画像とされる。
【００９１】
なお、多重トナー像の記録用紙Ｐへの転写の終了した中間転写ベルト２４は二次転写部の下流に設けたベルトクリーナー３２で残留トナーの除去が行われて次の転写に備える。また、二次転写装置３０はブラシクリーニング（図示せず）により、転写で付着したトナー粒子や紙紛等の異物が除去される。
【００９２】
また、単色画像の転写の場合は、一次転写されたトナー像を単色で二次転写して定着装置に搬送するが、複数色の重ね合わせによる多色画像の転写の場合は各色のトナー像が一次転写部で一致するように中間転写ベルト２４と感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋとの回転を同期させて各色のトナー像がずれないようにする。
【００９３】
このようにして、本実施形態に係る画像形成装置では、記録用紙Ｐ（記録媒体）に画像が形成される。
【実施例】
【００９４】
以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。
【００９５】
（無端ベルト１の作製）
まず、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）からなるポリアミド酸ＮＭＰ溶液（ユニチカ製Ｕイミド／固形分濃度２０質量％）中にカーボンブラック（ＳＰＥＣＩＡＬ Ｂｌａｃｋ ４、Ｄｅｇｕｓｓａ社製）を固形分質量比で１８質量％投入し、ジェトミル分散機（ジーナス社製：ＧｅａｎｕｓＰＹ）で分散処理を行った（２００Ｎ／ｍｍ２、５パス）。作製したカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液を、ステンレス製２０μｍメッシュに通過させて、異物、カーボンブラック凝集物を取り除き、更に真空脱泡して最終的な塗布用溶液を作製した。
【００９６】
次に、得られたポリアミド酸溶液を円筒状金型（外径３０２ｍｍ、長さ５００ｍｍ、肉厚１０ｍｍ）外面に、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、金型を立てて焼成温度（３００℃）まで昇温してイミドの転化を行い、ポリイミドベルトを得た。ベルト厚さは１００μｍであった。ベルト両端部を所望の幅で切り、最終ベルト形態とした。このようにして無端ベルトを得た。
【００９７】
（無端ベルト２の作製）
無端ベルト１の作製において、カーボンブラック投入量をポリアミド酸ＮＭＰ溶液との固形分比で１６質量％とした事以外は、同一条件で無端ベルト２を作製した。
【００９８】
（無端ベルト３の作製）
無端ベルト１の作製において、カーボンブラック投入量をポリアミド酸ＮＭＰ溶液との固形分比で２１質量％とした事以外は、同一条件で無端ベルト３を作製した。
【００９９】
（実施例１乃至実施例６）
得られた無端ベルト１乃至３に対し、上記実施形態で説明した導電処理（図４参照）を施した。用紙としては、富士ゼロックス社製Ｐ紙を用いた。そして、下記表１に従った、各実施例毎に、印加印加電流値と接触・剥離回数で無端ベルト内面への導電処理を行い、内面に炭化領域が点在した中間転写ベルトを得た。なお、導電処理は、１０℃１５％（絶対湿度１．３６ｇ／ｍ３）で行なった。
【０１００】
【表１】
【０１０１】
（実施例７乃至１１）
下記表２に従って、比較例毎に、印加印加電流値と接触・剥離回数で無端ベルト内面への導電処理を行った以外は、上記実施例と同様にして中間転写ベルトを得た。
【０１０２】
【表２】
【０１０３】
（比較例１）
得られた無端ベルト１に導電処理を施さず、そのままを中間転写ベルトとした。
【０１０４】
（比較例２）
作製された無端ベルト１内面に黒鉛分散のイソプロピルアルコールスプレー（日本アチソン社製エアロダッグＧ）をスプレーし、常温（２５℃）で自然乾燥させた。総膜厚は１１２μｍとなったため、内面に形成された導電層の膜厚は、１２μｍと推定した。
【０１０５】
（比較例３）
比較例２に比べ、より導電層が薄膜になるようにスプレーの噴射量を低くしたが、塗りムラが発生し、中間転写ベルトとして使用できなかった。
【０１０６】
（評価）
得られた中間転写ベルトについて、以下の評価を行った。結果を表３及び表４に示す。
【０１０７】
−表面抵抗率、体積抵抗率−
得られた中間転写ベルトの体積抵抗率と、外面、内面それぞれの表面抵抗率と、を上記実施形態での説明に従って、測定した。なお、円形電極（三菱油化（株）製ハイレスターＩＰのＵＲプローブ：円柱状電極Ｃの外径Φ１６ｍｍ、リング状電極部Ｄの内径Φ３０ｍｍ、外径Φ４０ｍｍ）を用い、２２℃／５５％ＲＨ環境下、電圧５００Ｖ、１０秒印加後の電流値を求め算出した。
【０１０８】
−炭化領域の厚み測定−
住友スリーエム社製ラッピングフィルム研磨材＃１００００でベルト内面側を研磨しながら表面抵抗率を測定した。導電処理前のベルト内面の表面抵抗率と等しくなる研磨厚みを炭化領域の厚みとした。測定には、サンコー電子社製渦電流式膜厚計ＣＴＲ−１５００Ｅを使用した。
【０１０９】
−炭化領域の存在−
ＪＰＳ−９０１０（日本電子（株）製）により、ベルト内面における、全化学結合のピーク面積に対する−Ｃ−Ｃ−結合ピーク面積比（炭素結合ピーク面積）の導電処理前後差を求め、炭化領域が形成されたか否かを確認し、当該差（増加分）を示す。測定条件は、アルゴン雰囲気下、加速電圧１０ｋＶ 、電流２０ｍＡである。測定は５点測定し、平均値を使用した。
【０１１０】
−画質評価−
得られた中間転写ベルトを、富士ゼロックス社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ２２２０に搭載した改造機を使用して画質評価を行った。画質評価は、ハーフトーン２０％、３０％、５０％のサンプル及び１２ポイント文字を採取し、画質欠陥（うろこ状の模様）を目視判定した。
Ｇ１：目視では全くうろこ状の模様が確認されない
Ｇ２：目視ではわずかにうろこ状の模様が確認されるが、許容範囲内
Ｇ３：目視ではっきりとうろこ状の模様が確認される
【０１１１】
【表３】
【０１１２】
【表４】
【０１１３】
上記結果から、実施例では、比較例に比べ、うろこ状の模様を抑制した画像が得られることがわかる。
なお、実施例７，８では、実施例１乃至６に比べてわずかにうろこ状の模様が確認されたが、使用上問題ないレベルであった。また、実施例９、１０、１１では、うろこ状の模様は確認されなかったが、それぞれ白抜け、文字再現性不良、ハーフトーンムラが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】実施形態に係る中間転写ベルトを示す概略構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】円形電極の一例を示す概略平面図（ａ）及び概略断面図（ｂ）である。
【図４】導電処理を説明するための模式図である。
【図５】実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 画像形成ユニット
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ 感光体ドラム
１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ 帯電装置
１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ 露光装置
１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ 現像装置
２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ 一次転写装置
２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ 感光体ドラムクリーナー
２４ 中間転写ベルト
２５ ベルト張架装置
２６ｃ テンション・ステアリングロール
２６ａ 駆動ロール
２６ｂ，２６ｄ，２６ｅ 支持ロール
２８ バックアップロール
３０ 二次転写装置
３２ ベルトクリーナー
３４ 搬送装置
３６ 定着装置
１０１ 中間転写ベルト
１０１Ａ 炭化領域
１０２ 用紙
１０３ 支持ロール
１０４ 電圧印加ロール
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環状部材、環状部材張架装置、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置は、無機又は有機材料を用いた光導電性感光体である像保持体上に電荷を形成し、画像信号を変調したレーザー光等で静電濳像を形成した後、帯電したトナーで前記静電濳像を現像して可視化したトナー像とする。そして、上記トナー像を、中間転写体を介して、あるいは直接記録紙等の転写材に静電的に転写することにより所要の再生画像を得る。特に、上記像保持体に形成したトナー像を中間転写体に一次転写し、更に中間転写体上のトナー像を記録紙に二次転写する方式を採用した画像形成装置が知られている（特許文献１）。
【０００３】
中間転写体方式を採用した画像形成装置に用いられる材料としては、ポリカーボネート樹脂（特許文献２）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン、特許文献３，４）、ポリアルキレンフタレート（特許文献５）、ＰＣ（ポリカーボネート）／ＰＡＴ（ポリアルキレンテレフタレート）のブレンド材料（特許文献６）、ＥＴＦＥ（エチレンテトラフロロエチレン共重合体）／ＰＣ，ＥＴＦＥ／ＰＡＴ，ＰＣ／ＰＡＴのブレンド材料（特許文献７）等の熱可塑性樹脂に導電性を付与した無端ベルトを用いる提案がなされている。
【０００４】
また、中間転写体方式を採用した画像形成装置に用いられるベルト材料としては、特許文献８，９にポリエステル等の織布と弾性部材を積層してなる補強材入り弾性ベルトが提案されている。
【０００５】
この様な中間転写ベルトや転写搬送ベルト等に用い得る半導電性ベルトとして、例えば特許文献１０、１１には、機械特性や耐熱性に優れたポリイミド樹脂に導電性フィラーを分散してなる中間転写ベルトが提案されている。
単層ポリイミドベルトとして、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とｐ−フェニレンジアミンと重合物であるポリアミド酸（Ｕワニス−Ｓ）をポリイミド樹脂の原料とし、低コストで、環境変動が小さいカーボンブラックを分散したベルトを用いることが多い。
【０００６】
ところで、特許文献１２では内面導電化処理を行う方法が開示されている。また、特許文献１３、１４、１５などでは単層ベルトの抵抗を傾斜させる方法が開示されている。
【特許文献１】特開昭６２−２０６５６７号公報）。
【特許文献２】特開平６−０９５５２１号公報
【特許文献３】特開平５−２００９０４号公報
【特許文献４】特開平６−２２８３３５号公報
【特許文献５】特開平６−１４９０８１号公報
【特許文献６】特開平６−１４９０８３号公報
【特許文献７】特開平６−１４９０７９号公報
【特許文献８】特開平９−３０５０３８号公報
【特許文献９】特開平１０−２４００２０号公報
【特許文献１０】特開平５−７７２５２号公報
【特許文献１１】特開平１０−６３１１５号公報
【特許文献１２】特開２００１-２６５１３５公報
【特許文献１３】特開平１０-２２６０２８号公報
【特許文献１４】特開２００２-２８３３６８公報
【特許文献１５】特開２００３-２７７５２２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
通常、用紙種類や環境、使用モードの変化により転写中に放電が発生した場合、瞬間的に中間転写ベルトに過大な電圧がかかり、中間転写ベルトの抵抗が大きく低下し、大電流が流入する。これにより、トナーの電荷が逆転し、白点が発生する。オフィスなどでの使用用途では、白点の大きさは微小であるが、印刷市場用途、グラフィックアーツ用途など高画質を要求する使用用途では白点の大きさがより大きくなる。
この解決策としては、中間転写ベルトの体積抵抗率を高くすればよい。しかし、体積抵抗率を高くすると、二次転写位置でバックアップロールから中間転写ベルトの内面に放電が発生し、うろこ状の模様が発生する。
【０００８】
本発明の課題は、内面の放電を抑制する環状部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項１に係る発明は、
少なくとも樹脂、及び導電剤を含んで構成され、内面に当該内面が炭化された炭化領域が存在する基材層を有することを特徴とする環状部材である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、
前記炭化領域が、導電処理により形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の環状部材である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、
前記基材層の内面の表面抵抗率が、１×１０１１Ω／□以上１×１０１３Ω／□以下であり、且つ前記基材層の外面の表面抵抗率よりも０．５ｌｏｇΩ／□以上２．０ｌｏｇΩ／□以下の範囲で低いことを特徴とする請求項１に記載の環状部材である。
【００１２】
請求項４に係る発明は、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の環状部材と、
前記環状部材を内周面側から回転可能に張架する張架部材と、
を備える環状部材張架装置である。
【００１３】
請求項５に係る発明は、
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を中間転写体に転写する一次転写手段と、
前記中間転写体から前記トナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段と、
を備え、
前記中間転写体が、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の環状部材であることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、内面の放電を抑制することができる。
請求項２に係る発明によれば、表面抵抗率の調製を行いつつ、容易に炭化領域が形成される。
請求項３に係る発明によれば、より効果的に、内面の放電を抑制することができる。
請求項４に係る発明によれば、うろこ状の模様を抑制した画像が形成される。
請求項５に係る発明によれば、うろこ状の模様を抑制した画像が形成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
図１は、実施形態に係る中間転写ベルトを示す概略構成図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１７】
本実施形態に係る中間転写ベルト１０１は、図１に示すように、無端状に形成され、少なくとも樹脂、及び導電剤を含む基材層単層からなる環状部材から構成されている。なお、本実施形態に係る中間転写ベルト１０１は、基材層単層からなっているが、これに限られず、その外周面に離型層などの機能層を設けてもよい。
【００１８】
そして、本実施形態に係る中間転写ベルト１０１は、その内面（内周面）には当該内面が炭化された炭化領域１０１Ａが存在してなる。この炭化領域１０１Ａは、所定の面形状（例えば円形、楕円形などのスポット状の形状）で内面に点在しているものであり、基材層を構成する樹脂や不純物（例えばイオン性物質）が炭化されて構成しているものである。ここで、「内面が炭化された」とは、内面から所定の深さまで炭化されていることを意味する。
【００１９】
この炭化領域１０１Ａは、ベルト内面の導電経路（導電サイト）として作用し、ベルト外面に対してベルト内面の表面抵抗率が低くなる。そして、ベルト内面の表面抵抗率の低下は、導電層を形成した場合に比べ、薄膜の炭化領域１０１Ａの存在により実現される。このため、本実施形態に係る中間転写ベルト１０１を用いると、内面の放電が無いので、うろこ状の模様を抑制した画像が形成される。
【００２０】
ここで、炭化領域１０１Ａの存在の確認は、ＸＰＳ分析（Ｘ線光電子分光分析）に行われる。ＸＰＳ分析法は、極表面の元素分析定量法として一般的に使われている分析法であり、感度及び再現性に優れる分析法である。ＪＰＳ −９０１０（日本電子（株）製）により測定する。具体的には、ベルト外面とベルト内面とにおける全化学結合のピーク面積に対する炭素ピーク面積の差により、炭化領域１０１Ａの存在が確認される。つまり、ベルト外面とベルト内面とにおける全元素に対する−Ｃ−Ｃ−化学結合（炭素結合）の差から、炭化領域１０１Ａの存在が確認される。
そして、本実施形態では、「炭化領域１０１Ａが存在する」とは、ベルト外面における全化学結合のピーク面積に対する炭素ピーク面積と、ベルト内面における全化学結合のピーク面積に対する炭素ピーク面積との差（相対値）が存在することを意味する。無論、ベルト内面における、後述する導電処理前後での全化学結合のピーク面積に対する炭素ピーク面積の差であってもよい。
なお、測定条件は、アルゴン雰囲気下、加速電圧１０ｋＶ、電流２０ｍＡである。無論、ベルト内面において、後述する導電処理前後での全化学結合のピーク面積に対する炭素ピーク面積の差に
【００２１】
炭化領域１０１Ａは、その厚み（深さ：ベルト厚み方向長さ）は、後述する形成方法によると、内面から１０μｍ程度までとすることが限界である。但し、効果を効果的に発現させる点から、内面０．１μｍ以上７．０μｍ以下の厚みを有することが望ましい。この厚みが上記範囲を超えると、炭化領域境界（炭化領域と他の領域との界面）で電荷の蓄積が発生し、ハーフトーンムラ等が発生してしまうことがある。
【００２２】
ここで、炭化領域１０１Ａの厚みは、中間転写ベルト１０１の内面をラッピングペーパーで研磨しながら内面の表面抵抗率を測定する方法で、中間転写ベルトの外面の表面抵抗率に一致する研磨厚みから算出される。即ち、初期の中間転写ベルトの厚みと、当該一致するまで研磨した後の厚みと、から研磨厚みを算出し、これを炭化領域１０１Ａの厚みとする。無論、ベルト内面において後述する導電処理前の表面抵抗率と、当該一致するまで研磨した後の厚みと、から研磨厚みを算出し、これを炭化領域１０１Ａの厚みとしてもよい。なお、ベルトの厚みの測定は、一般の渦電流式膜厚計を使用して測定することができる。具体的には、例えば、ＦＩＳＣＨＥＲ社製フィッシャースコープＭＭＳやサンコー電子社製渦電流式膜厚計ＣＴＲ−１５００Ｅが挙げられる。
【００２３】
炭化領域１０１Ａは、ベルト内面の表面抵抗率が、外面の表面抵抗率よりも、０．５ｌｏｇΩ／□以上２．０ｌｏｇΩ／□以下の範囲（望ましくは０．７ｌｏｇΩ／□以上１．５ｌｏｇΩ／□以下の範囲、より望ましくは０．８ｌｏｇΩ／□以上１．０ｌｏｇΩ／□以下の範囲）で低くなるように形成されていることがよい。そして、当該ベルト内面自体の表面抵抗率は、１×１０１１Ω／□以上１×１０１３Ω／□以下（望ましくは５×１０１１Ω／□以上１×１０１３Ω／□以下、より望ましくは１×１０１２Ω／□以上１×１０１３Ω／□以下）であることがよい。なお、表面抵抗率は、５００Ｖ、１０秒印加条件での値である。
【００２４】
ここで、中間転写ベルトの内面と外面の表面抵抗が内面と同程度であると、細線再現性、トナー飛散り等が悪化してしまう。一方、当該内面と外面との表面抵抗率の差が大きすぎると、ハーフトーンムラが悪化してしまうことがある。また、中間転写ベルト内面の表面抵抗率が上記範囲を超えると、うろこ状の模様が発生しやすくなることがあり、引上記範囲未満であるとき、白抜けが発生することがある。
【００２５】
なお、うろこ状の模様に対しては、中間転写ベルトの内面の抵抗を低くすればよいと考えられる。しかし、単層のベルトでは表裏の抵抗を変えることが困難である。また、多層構造のベルトとして、中間転写ベルトの内面の抵抗のみを低くすると、抵抗が異なる境界に電荷が蓄積し、ハーフトーン等の中間調の画像にムラを発生する。このムラは、内面の抵抗と外面の抵抗との差が大きく、内面層の膜厚が厚いとより顕著に発生する。特に、多層構造の中間転写ベルトでは内面層の膜厚が１０μｍであってもムラが発生する。数μｍの層は、塗布により成膜されるが、塗布による成膜では膜厚にバラツキを生じるため上記ムラが発生する。また、単層のベルトの抵抗を傾斜させる手法は、作製法の調整で行うものであり、抵抗制御の自由度が小さく、所望の抵抗に制御することが困難であり、現実的には利用することができない。
【００２６】
ここで、表面抵抗の測定方法は、次の通り行う。円形電極（例えば、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰの「ＨＲプローブ」）を用い、ＪＩＳ Ｋ６９９１に従って測定する。表面抵抗率の測定方法を、図を用いて説明する。図３は、円形電極の一例を示す概略平面図（ａ）及び概略断面図（ｂ）である。図３に示す円形電極は、第一電圧印加電極Ａと板状絶縁体Ｂとを備える。第一電圧印加電極Ａは、円柱状電極部Ｃと、該円柱状電極部Ｃの外径よりも大きい内径を有し、且つ円柱状電極部Ｃを一定の間隔で囲む円筒状のリング状電極部Ｄとを備える。第一電圧印加電極Ａにおける円柱状電極部Ｃ及びリング状電極部Ｄと板状絶縁体Ｂとの間に中間転写ベルトＴを挟持し、第一電圧印加電極Ａにおける円柱状電極部Ｃとリング状電極部Ｄとの間に電圧Ｖ（Ｖ）を印加したときに流れる電流Ｉ（Ａ）を測定し、下記式により、中間転写ベルトＴの転写面の表面抵抗率ρｓ（Ω／□）を算出することができる。ここで、下記式中、ｄ（ｍｍ）は円柱状電極部Ｃの外径を示し、Ｄ（ｍｍ）はリング状電極部Ｄの内径を示す。
式：ρｓ＝π×（Ｄ＋ｄ）／（Ｄ−ｄ）×（Ｖ／Ｉ）
【００２７】
炭化領域１０１Ａの形成方法は、例えば、中間転写ベルト（基材層）の導電処理により行われる。この導電処理は、中間転写ベルト内面に用紙を接触させ電場を与えるものであり、表面抵抗率の調製を行いつつ、容易に炭化領域が形成される。導電処理は、中間転写ベルトと用紙間で放電することが高いストレスとなるため、放電を発生させるために両者間の接触と剥離を繰返す手法を採用することがよい。
【００２８】
導電処理について図面を参照しつつ詳細に説明する。図４は、導電処理を説明するための模式図である。図４に示すように、中間転写ベルト１０１の内周面に、用紙１０２を外周面に巻き付けた支持ロール１０３を接触させ、中間転写ベルト１０１の電圧印加ロール１０４を接触させて、中間転写ベルトを当該支持ロールと電圧印加ロール１０４とにより挟持する。これにより、用紙１０２が、中間転写ベルト１０１内面に接触した状態となる。この状態で、当該ローラ対を回転させつつ、電圧印加ロール１０４により電圧印加すると、中間転写ベルト１０１と用紙１０２とは接触・剥離が繰り返され、当該間で剥離放電が発生する。この放電現象によって、中間転写ベルト１０１の内面が炭化して炭化領域１０１Ａが形成される。そして、このローラ対を回転させつつ、電圧印加を行うことで、ベルト内面全周にわたり導電処理が施される。なお、上記導電処置の手法は、一例であり、別に中間転写ベルト１０１に電位差を形成させながら、コロナ放電、沿面方向のアーク放電を行う方法であってもよい。
【００２９】
導電処理を行うときの印加電圧は、給電方式や給電材料の抵抗により一概には言えないため、電流値で制御するのが好ましい。中間転写ベルトを通過する電流値が１０μＡ以上１００μＡ以下（望ましくは３０μＡ以上１００μＡ以下）であることがよい。高い電流により短時間で導電処理ができるが、中間転写ベルト１０１と用紙１０２の合せた厚みが１５０μｍ以上６００μｍ以下程度であると、１０ＫＶ以上の電位差を生じると塗膜破壊を起こしてしまうことがある。電流値が上記範囲未満では放電が弱く導電処理に長時間を要し好ましくなく、上記範囲を超えると、中間転写ベルト１０１の膜厚及び抵抗値にもよるが絶縁破壊を起こす可能性が高くなり好ましくない。
【００３０】
また、導電処理を行うとき環境は、低湿環境がより効果的である。目安として、絶対湿度で２．７ｇ／ｍ３以下が望ましく、より望ましくは、１．３ｇ／ｍ３以下である。
【００３１】
導電処理を行うときの上記接触・剥離の回数は、２０μＡ、２ｇ／ｍ３の条件で、概ね５０００回、４０μＡ、２ｇ／ｍ３条件で２００回である。これは目安であって、絶対湿度、給電方式や電源能力により変化するものであって、規定するものではない。なお、上記手法による接触・剥離の回数とは、ベルト周方向の一回転を１回とする回数である。
【００３２】
次に、導電処理に用いる用紙１０２について説明する。以下、符号を省略して説明する。用紙は、所謂普通紙が好ましい。低湿下で高抵抗体であり、屈曲性があり、中間転写ベルトとの密着性が良く、安価で入手できるためである。
【００３３】
具体的には、用紙原材料として化学パルプ具体的には広葉樹晒クラフトパルプ、広葉樹未晒クラフトパルプ、針葉樹晒クラフトパルプ、針葉樹未晒クラフトパルプ、広葉樹晒亜硫酸パルプ、広葉樹未晒亜硫酸パルプ、針葉樹晒亜硫酸パルプ、針葉樹未晒亜硫酸パルプ等、木材及び綿、麻、じん皮等の繊維原料を化学的に処理して作製されたパルプ等から作られたもの、また、木材やチップを機械的にパルプ化したグランドウッドパルプ、木材やチップに薬液を染み込ませた後に機械的にパルプ化したケミメカニカルパルプ、及び、チップを軟らかくなるまで蒸解した後にリファイナーでパルプ化したサーモメカニカルパルプ等もから作られたものである。これらはバージンパルプのみで使用してものでもよいし、古紙パルプを加えた物であってもよい。
【００３４】
また、不透明度、白さ及び表面性を調整するため、填料を添加してあるものでもよい。填料としては、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、チョーク等の炭酸カルシウム、カオリン、焼成クレー、パイオロフィライト、セリサイト、タルク等のケイ酸類、サポナイト、カルシウムモンモリロナイト、ソジウムモンモリロナイト、ベントナイト等の無機填料、及び、尿素樹脂、澱粉繊維等の有機填料等である。また、表面サイズ剤を使用したものであってもよい。例えば、ロジン系サイズ剤、合成サイズ剤、石油樹脂系サイズ剤、中性サイズ剤、澱粉、ポリビニルアルコール等である。
【００３５】
また、導電剤を配合し、用紙の表面電気抵抗値を調整したものでもよい。例えば、硫酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸リチウム、メタケイ酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム 、メタリン酸ナトリウム等の無機電解質、スルホン酸塩、硫酸エステル塩、カルボン酸塩、リン酸塩などのアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ポリエチレングリコール、グリセリン、ソルビット等の非イオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤、高分子電解質などの導電剤である。
【００３６】
一般的な用紙のとしての特性値を以下に記す。これらは望ましい値はあるが、安定化に使用する用紙の目安であり、限定するものではない。表面抵抗値は、ＪＩＳ Ｐ８１１１−１９９８に規定する標準環境(気温２３℃、相対湿度５０％)において、５×１０９Ω以上１×１０１２Ω以下の範囲に入る用紙である。尚、表面電気抵抗値の測定方法はＪＩＳＫ６９１１の方法によって測定した。ＪＩＳ−Ｐ− ８１２４による坪量が７５ｇ／ｍ2以上９５ｇ／ｍ2以下でＪＩＳ−Ｐ−８１１９によるベック平滑度が表裏共に６５秒以上１２０秒以下であり、かつ、ＪＩＳ−Ｐ−８１１８による密度が０．８０ｇ／ｃｍ3以上であるものが好ましい。また、温度２０℃及び湿度６５％ＲＨから温度２０℃及び湿度２５％ＲＨに変化したときのＣＤ（抄紙機の進行方向に対して直角方向）の伸縮率が０．４５％以下であり、ＪＩＳ−Ｐ−８１１８で前処理された用紙のＣＤの引張弾性率Ｅ（ｋｇｆ／ｍｍ２）と紙の厚さｔ（ｍｍ）とがＥ・ｔ３≧０．２６（式）の関係を満たすものが望ましい。また、超音波伝播法によるＭＤ（抄紙機の進行方向）とＣＤとの間の繊維配向比が１．１０以上１．３０以下であるものが望ましい。
【００３７】
以下、中間転写ベルトの構成する各成分につき詳細につき、説明する。
本実施形態に係る中間転写ベルトは、少なくとも樹脂、及び導電剤を含む基材層で構成されている。樹脂は、そのヤング率が、ベルト厚みによっても異なるが、好ましくは、３５００ＭＰａ以上、より好ましくは４０００ＭＰａ以上であればよく、ベルトとしての機械特性が満足される。樹脂としては、上記ヤング率を満たせば、制限はないが、例えば、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエステル樹脂、補強材を添加してなるポリエステル樹脂などが挙げられる。
【００３８】
なお、ヤング率は、ＪＩＳ Ｋ７１２７（１９９９）に準じて引張試験を行い、得られた応力・歪曲線の初期ひずみ領域の曲線に接線を引き、その傾きにより求めることができる。測定条件としては、短冊状試験片（幅６ｍｍ、長さ１３０ｍｍ）、ダンベル１号、試験速度５００ｍｍ／分、厚さはベルト本体の厚さの各設定で測定するものとする。
【００３９】
上記樹脂の中でも、駆動時（支持ロール、クリーニングブレード等の応力）による変形が少ないので、色ズレ等の画像欠陥が生じにくい点から、高ヤング率を有する材料が好ましい。特に、ポリイミド樹脂は、は高いヤング率の中間転写ベルトが得られ好ましい。
【００４０】
ポリイミド樹脂は、高ヤング率材料であることから、駆動時（支持ロール、クリーニングブレード等の応力）による変形が少ないので、色ズレ等の画像欠陥が生じにくい中間転写ベルトとなる。ポリイミド樹脂は、通常、等モルのテトラカルボン酸二無水物或いはその誘導体と、ジアミンとを溶媒中で重合反応させてポリアミド酸溶液として得られる。テトラカルボン酸二無水物としては、例えば、下記の一般式（Ｉ）で示されるものが挙げられる。
【００４１】
【化１】
【００４２】
（一般式（Ｉ）中、Ｒは４価の有機基であり、芳香族、脂肪族、環状脂肪族、芳香族と脂肪族を組み合わせたもの、又はそれらの置換された基である。）
【００４３】
テトラカルボン酸二無水物として具体的には、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３’，４−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン酸二無水物、ペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
【００４４】
一方、ジアミンの具体例としては、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジクロロベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノジフェニルスルフォン、１，５−ジアミノナフタレン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，３’−ジメチル４，４’−ビフェニルジアミン、ベンジジン、３，３’−ジメチルベンジジン、３，３’−ジメトキシベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン、２，４−ビス（β−アミノ第三ブチル）トルエン、ビス（ｐ−β−アミノ−第三ブチルフェニル）エーテル、ビス（ｐ−β−メチル−δ−アミノフェニル）ベンゼン、ビス−ｐ−（１，１−ジメチル−５−アミノ−ベンチル）ベンゼン、１−イソプロピル−２，４−ｍ−フェニレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、ジ（ｐ−アミノシクロヘキシル）メタン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ジアミノプロピルテトラメチレン、３−メチルヘプタメチレンジアミン、４，４−ジメチルヘプタメチレンジアミン、２，１１−ジアミノドデカン、１，２−ビス−３−アミノプロボキシエタン、２，２−ジメチルプロピレンジアミン、３−メトキシヘキサメチレンジアミン、２，５−ジメチルヘプタメチレンジアミン、３−メチルヘプタメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミン、２，１７−ジアミノエイコサデカン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、１，１０−ジアミノ−１，１０−ジメチルデカン、１２−ジアミノオクタデカン、２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン、ピペラジン、Ｈ2Ｎ（ＣＨ2）3Ｏ（ＣＨ2）2Ｏ（ＣＨ2）ＮＨ2、Ｈ2Ｎ（ＣＨ2）3Ｓ（ＣＨ2）3ＮＨ2、Ｈ2Ｎ（ＣＨ2）3Ｎ（ＣＨ3）2（ＣＨ2）3ＮＨ2等が挙げられる。
【００４５】
テトラカルボン酸二無水物とジアミンを重合反応させる際の溶媒としては、溶解性等の点より極性溶媒（有機極性溶媒）が好適に挙げられる。極性溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミド類が好ましく、具体的には、例えば、これの低分子量のものであるＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルトリアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピリジン、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン等が挙げられる。これらは単数又は複数併用することができる。
【００４６】
次に、導電剤について説明する。導電剤としては、導電性又は半導電性の微粉末が使用でき、ベルトとして所望の電気抵抗を安定して得ることができれば、導電性に制限はないが、例えば、ケッチエンブラック、アセチレンブラック、ｐＨ５以下の酸化処理カーボンブラック等のカーボンブラック、アルミニウムやニッケル等の金属、酸化錫等の酸化金属化合物、チタン酸カリウム等が例示される。そしてこれらを単独、あるいは併用して使用してもよいが価格面で有利なカーボンブラックが好ましい。ここで、「導電性」とは、体積抵抗率が１０７ Ωｃｍ未満であることを意味する。また、「半導電性」とは、体積抵抗率が１０７以上１０１３ Ωｃｍ以下であることを意味する。以下同様である。
【００４７】
カーボンブラックは２種類以上含有してもよい。そのとき、これらのカーボンブラックは実質的に互いに導電性の異なるものであると好ましく、例えば酸化処理の度合い、ＤＢＰ吸油量、窒素吸着を利用したＢＥＴ法（吸着した窒素量から、１ｇ当たりの表面積を算出する方法）による比表面積等の物性が異なるものを用いる。ここで、ＤＢＰ吸油量（ｃｃ／１００ｇ）とは、カーボンブラック１００ｇに吸収されるジブチルフタレート（ＤＢＰ）の量を示すものであり、ＡＳＴＭ（アメリカ標準試験法）Ｄ２４１４−６ＴＴに定義される値である。また、ＢＥＴ法は、ＪＩＳ６２１７に定義される方法である。
【００４８】
導電性の異なる２種類以上のカーボンブラックを添加する場合、例えば高い導電性を発現するカーボンブラックを先に添加した後、導電率の低いカーボンブラックを添加して表面抵抗率を調整すること等が可能である。このように２種類以上のカーボンブラックを含有させる場合も、少なくとも、そのうちの１種類に酸性カーボンブラックを使うことによって、両方のカーボンブラックの混合や分散を高めることができる。
【００４９】
酸性カーボンブラックとして、具体的には、デグサ社製の「プリンテックス１５０Ｔ」（ｐＨ４．５、揮発分１０．０％）、同「スペシャルブラック３５０」（ｐＨ３．５、揮発分２．２％）、同「スペシャルブラック１００」（ｐＨ３．３、揮発分２．２％）、同「スペシャルブラック２５０」（ｐＨ３．１、揮発分２．０％）、同「スペシャルブラック５」（ｐＨ３．０、揮発分１５．０％）、同「スペシャルブラック４」（ｐＨ３．０、揮発分１４．０％）、同「スペシャルブラック４Ａ」（ｐＨ３．０、揮発分１４．０％）、同「スペシャルブラック５５０」（ｐＨ２．８、揮発分２．５％）、同「スペシャルブラック６」（ｐＨ２．５、揮発分１８．０％）、同「カラーブラックＦＷ２００」（ｐＨ２．５、揮発分２０．０％）、同「カラーブラックＦＷ２」（ｐＨ２．５、揮発分１６．５％）、同「カラーブラックＦＷ２Ｖ」（ｐＨ２．５、揮発分１６．５％）、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１０００」（ｐＨ２．５、揮発分９．５％）、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１３００」（ｐＨ２．５、揮発分９．５％）、キャボット社製「ＭＯＮＡＲＣＨ１４００」（ｐＨ２．５、揮発分９．０％）、同「ＭＯＧＵＬ−Ｌ」（ｐＨ２．５、揮発分５．０％）、同「ＲＥＧＡＬ４００Ｒ」（ｐＨ４．０、揮発分３．５％）等が挙げられる。
【００５０】
カーボンブラックは、市販品以外にも精製して得てもよい。精製は、製造工程で混入した不純物、例えば残余の酸化剤、処理剤や副生成物等の不純物、その他の無機不純物や有機不純物を除去することである。例えば、不活性ガスや真空中で５００℃以上１０００℃以下程度にする加熱処理、二硫化炭素やトルエン等の有機溶媒処理、水スラリーのミキシングや有機酸水溶液中のミキシング処理等で不純物を除去する方法である。精製できれば如何なるものであってもよく、これらに限定するものではないが、粉体の加熱処理は製造工程上ハンドリングが難しく、エネルギーを多大に使うという難点がある。有機溶媒処理や水を主体とした処理が精製方法として好ましい。特に、安全面の観点から水主体の処理方法が好ましい。用いる水は、特に不純物が混入することを防止するため、イオン交換水、超純水、蒸留水、限外濾過水を使用することが好ましい。
【００５１】
また、カーボンブラックの表面は活性が高く物質を非常に吸着しやすいため、カーボンブラックの精製は、使用前に行う必要がある。好ましくは７２時間前、より好ましくは４８時間前である。７２時間を越えるとカーボンブラック表面に不純物が再吸着することがあり、精製の効果が低下してしまうことがある。
【００５２】
具体的には、カーボンブラック、水を必須成分として混合したスラリーを準備しミキシングした後に、カーボンブラックを分離する方法が好ましい。また、カーボンブラック表面の濡れを良くする観点から界面活性作用を有する物質、例えば、所謂界面活性剤やアルコール類を添加してもよい。また、必要に応じて水溶性の有機溶媒を添加してもよいが、製造後の中間転写ベルトに残留しないことが好ましい。このため、低沸点で界面活性作用のある溶媒が好ましい。例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｓｅｃ-ブチルアルコール、ｔｅｒｔ-ブチルアルコール、２-メトキシアルコール、アリルアルコール等である。更に適時、無機酸を添加してもよい。
【００５３】
ミキシング方法は、できる限り酸性カーボンブラックを一次粒径まで凝集体を解すことがよい。このため、スラリーを一般的な分散機やホモジナイザーで処理することが好ましい。例えば、コロイドミル、フロージェットミル、スラッシャーミル、ハイスピードディスパーザー、ボールミル、アトライター、サンドミル、サンドグラインダー、ウルトラファインミル、アイガーモーターミル、ダイノーミル、パールミル、アジテータミル、コボルミル、３本ロールミル、２本ロールミル、エクストリューダー、ニーダー、マイクロフルイダイザー、ラボラトリホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、ジェットミル等があり、これらを単独で用いても組合わせて用いてもよい。また、無機不純物の混入を防ぐため、分散メディアを使用しない分散方法を用いる方が好ましく、マイクロフルイダイザーや超音波ホモジナイザーやジェットミル等の使用が適している。
【００５４】
一方、分離方法としては、遠心分離、ろ過、非水溶性有機への移行により精製された酸性カーボンブラックが得られる。非水溶性有機溶媒としては、トルエン、キシレン、ベンゼン、クロロホルム、ヘキサン、ヘプタン等である。安全上の観点から、遠心分離やろ過による分離が好ましい。
【００５５】
なお、分離後のカーボンブラックは、不活性ガス中で加熱乾燥することが望ましいが、転写ベルト製造段階で、加熱処理を行うため必ずしも乾燥工程は必要としない。
【００５６】
ここで、水に対するカーボンブラックの割合は、例えば５質量％以上３０質量％以下である。より好ましくは、５質量％以上２０質量％以下である。５質量％では精製による得率が低くなり生産性が得られないことがある。また、３０質量％を超えると、スラリーが高粘度となりミキシングが困難となり、精製効率が低下してしまうことがある。
【００５７】
酸性カーボンブラックは、一般的なカーボンブラックに比べ、表面に存在する酸素含有官能基の効果により、樹脂組成物中への分散性がよいため、導電剤としての添加量を高くすることが好ましい。これにより、中間転写ベルト中のカーボンブラックの量が多くなるため、上記電気抵抗値の面内バラツキが押えられる等の酸化処理カーボンブラックを用いることの効果が発揮される。
【００５８】
このため、酸性カーボンブラックの含有量は、１０質量％以上３０質量％以下とすることがよい。これにより、中間転写ベルトの表面抵抗率の面内バラツキを抑制するなど、酸性カーボンブラックの効果が発揮される。この含有量が１０質量％未満であると電気抵抗の均一性が低下し、表面抵抗率の面内ムラや電界依存性が大きくなることがある。一方、３０質量％を超えると所望の抵抗値が得られ難くなることがある。さらに、酸性カーボンブラックの含有量を１８質量％以上３０質量％以下とすることで、その効果がより発揮され、表面抵抗率の面内ムラや電界依存性が顕著に向上される。
【００５９】
次に、導電剤としてカーボンブラックを分散させたポリアミド酸溶液を用いて、中間転写ベルトを作製する例を以下に例示するがこれに限定するものではない。まず、精製したカーボンブラックを用意し、有機極性溶媒に分散する。分散方法は、予備攪拌を行った後に分散機、ホモジナイザーにより分散する方法が好ましい。カーボンブラックの精製方法と同様に微細メディアの混入がカーボンブラックの精製効果を低下させてしまうため、メディアを使用しないメディアフリーの分散方法が好ましく、特に高粘度溶液をバラツキを抑制して分散できるジェットミルが好ましい。
【００６０】
得られたカーボンブラック分散液中にジアミン成分と酸二無水物成分を溶解・重合させてカーボンブラックを分散させたポリアミド酸溶液を作製する。
【００６１】
先に得られたカーボンブラック分散液中に、上記ジアミン成分及び上記酸無水物成分を溶解・重合させてカーボンブラック分散したポリアミド酸溶液を作製する。この際、モノマー濃度（溶媒中におけるジアミン成分と酸無水物成分の濃度）は種々の条件により設定されるが、５質量％以上３０質量％以下が好ましい。また、反応温度は８０℃以下に設定することが好ましく、特に好ましくは５℃以上５０℃以下であり、反応時間は５時間以上１０時間以下である。
【００６２】
カーボンブラックを分散したポリアミド酸溶液は高粘度溶液であるため、作製時に混入した気泡は自然に抜けることはなく、塗布により気泡に起因するベルトの突起、へこみ、穴等の欠陥が発生する。このため、脱泡することが望ましい。脱泡はできる限り塗布直前に行うことが好ましい。
【００６３】
シームレスベルトを形成する場合、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更に遠心する方式、或いは注形型に充填する方式などの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号公報等）。シームレスベルトの形成に際しては、型の離型処理を施すことができる。
【００６４】
イミドに転化するには２００℃以上の高温処理が一般的である。２００℃以下では十分なイミド転化が得られない。一方、高温処理はイミド転化に有利であり、安定した特性が得られるが、熱エネルギーを使用するため、熱効率が悪くコストが高くなるため、中間転写ベルトの特性と生産性を考慮して熱処理温度を決める必要がある。
【００６５】
そして、得られたベルト成型体を、その内面に対し、上記導電処理を行い点在する炭化領域を形成する。このようにして、例えば、中間転写ベルトが作製される。
【００６６】
次に、本実施形態に係る中間転写ベルトの特性について説明する。
【００６７】
本実施形態に係る中間転写ベルトは、外面（転写面）の硬度が、表面微小硬度で３０以下であることが好ましく２５以下であることがより好ましい。表面微小硬度とは、金属材料の硬さ測定等に広く用いられているビッカース硬さの如く、くぼみの対角線長さを求めるという方法はとらず、圧子が試料にどれだけ侵入したかを測定する方法によって求められる。試験荷重Ｐ（ｍＮ）、圧子の試料への侵入量（押し込み深さ）Ｄ（μｍ）とした時、表面微小硬度ＤＨは下記式で定義される。
式：ＤＨ≡αＰ／Ｄ２
ここで、αは圧子形状による定数で、α＝３．８５８４（使用圧子：三角錐圧子の場合）である。
【００６８】
表面微小硬度は、圧子を押し込んで行く過程の過重と押し込み深さから得られる硬さで、試料の塑性変形だけでなく、弾性変形をも含んだ状態での材料の強度特性を表すものである。なおかつ、その計測面積は微小であり、トナー粒径に近い範囲でより正確な硬度の測定がなされる。ここで得られた表面微小硬度と、ホロキャラクター（転写画質のライン画像の中抜け）の発生レベルには極めて正確な相関がある。即ち、中間転写ベルトの転写面の表面微小硬度を、上記範囲にすると、二次転写部において、バイアスローラの押圧力によって中間転写ベルトの転写面の変形が起こり、これにより中間転写ベルト上のトナーに集中していた押圧力は分散される。このためトナーは凝集せず、ライン画像が中抜けするホロキャラクター等の画質欠陥が抑制される、
【００６９】
なお、表面微小硬度は、下記の方法によって求める。転写面を構成する材料（表面層）のシートを５ｍｍ角程度に切り、その小片を瞬間接着剤で硝子版に固定する。この試料の表面の表面微小硬度を超微小硬度計ＤＵＨ−２０１Ｓ（株式会社島津製作所製）を用いて測定する。測定条件は、以下の通りである。
測定環境：２３℃、５５％ＲＨ
使用圧子：三角錐圧子
試験モード：３（軟質材料試験）
試験荷重：０．７０ｇｆ
負荷速度：０．０１４５ｇｆ／ｓｅｃ
保持時間：５ｓｅｃ
【００７０】
本実施形態に係る中間転写ベルトにおいて、ヤング率とベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの変位量との関係は、下記式で表される。
式：Δｌ＝Ｐ・ｌ・α／（ｔ・ｗ・Ｅ）
ここで、Δｌ：ベルトの変位量（μｍ）
Ｐ：負荷 （Ｎ）
ｌ：２本のテンションロール間のベルトの長さ（ｍｍ）
α：係数
ｔ：ベルト厚み（ｍｍ）
ｗ：ベルト幅（ｍｍ）
Ｅ：ベルト材料のヤング率（Ｎ／ｍｍ2）を表す。
【００７１】
ベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの伸び・縮み（変位量）は、ベルト材料のヤング率と厚みに逆比例する。高ヤング率のベルト材料を用いると、ベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの変位量が少なくなり、駆動時の応力に対するベルト変形が小さくなり、良好な画質が安定して得られる。但し、ベルトの厚みは、厚くなると、駆動系ロールなどのベルト屈曲部でのベルトの外側表面の変形量が大きくなり、良好な画質を得られ難い、また、ベルトの外側と内側との変形量が大きくなり、局部的な繰り返し応力のためにベルトが破断するなどの問題が生じる場合がある。
【００７２】
本実施形態に係る中間転写ベルトの厚みは、総厚みで０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは、０．０６ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下、さらに好ましくは、０．０６ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。中間転写ベルトの総厚みが、上記範囲未満の場合には、中間転写ベルトとして、必要な機械特性を満足させることが難しくなることがあり、上記範囲を超える場合には、ロール屈曲部での変形によって、ベルト表面の応力が集中して、表面にクラックが発生するなどの問題が生じることがある。
【００７３】
本実施形態に係る中間転写ベルトの体積抵抗率は、５００Ｖ、１０秒印加条件で１×１０１１Ωｃｍ以上１×１０１４Ωｃｍ以下であることが好ましい。この体積抵抗率が上記範囲未満である場合には、転写で発生する放電により微小白点が発生してしまうことがあり、上記範囲より高い場合には、電荷が蓄積してしまい、転写ベルトの次サイクルまで電荷が残り、繰り返し使用により転写ができなくなることがあり、別途除電機構が必要となることがある。
【００７４】
ここで、体積抵抗率の測定は、円形電極（例えば、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰのＨＲプローブ）を用い、ＪＩＳ Ｋ６９９１に従って測定することができる。前記体積抵抗率の測定方法を図を用いて説明する。測定は表面抵抗率と同一の装置で測定できる。但し、図３に示す円形電極において、表面抵抗率測定時の板状絶縁体Ｂに代えて第二電圧印加電極Ｂ’とを備える。そして、第一電圧印加電極Ａにおける円柱状電極部Ｃ及びリング状電極部Ｄと第二電圧印加電極Ｂ’との間に中間転写バルトＴを挟持し、第一電圧印加電極Ａにおける円柱状電極部Ｃと第二電圧印加電極Ｂとの間に電圧Ｖ（Ｖ）を印可したときに流れる電流Ｉ（Ａ）を測定し、下記式により、中間転写ベルトＴの体積抵抗率ρｖ（Ωｃｍ）を算出することができる。ここで、下記式中、ｔは、半導電性ベルトＴの厚さを示す。
式ρｖ＝１９．６×（Ｖ／Ｉ）×ｔ
【００７５】
以下、本実施形態に係る画像形成装置について説明する。図５は、実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【００７６】
実施形態に係る画像形成装置は、上記実施形態に係る中間転写ベルトを備え、感光体ドラムを各色毎に４台持つ出力機である。
【００７７】
実施形態に係る画像形成装置は、図５に示すように、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋが備えられている。
【００７８】
画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋには、それぞれ、像保持体としての感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ（Ｙはイエロー用、Ｍはマゼンタ用、Ｃはシアン用、Ｋはブラック用を示す）を備え、感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの周囲には、それぞれ、感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの表面を帯電する帯電装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋと、帯電された感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの表面に静電潜像を形成する露光装置１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋと、感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの表面に形成された静電潜像を現像剤に含まれるトナーによりトナー像とする現像装置１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋと、トナー像を中間転写ベルト２４に転写するための一次転写装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ（例えば転写ロール）と、転写後の感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの表面に付着した残留トナーを除去するための感光体ドラムクリーナー２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋとが備えられている。
【００７９】
また、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋに対向して、中間転写体としての中間転写ベルト２４が配設されている。中間転写ベルト２４は、感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋと一次転写装置（例えば一次転写ロール）２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋとの間に配設されている。
【００８０】
そして、中間転写ベルト２４は、駆動ロール２６ａ、中間転写ベルト２４がゆがんだり蛇行したりすることを防ぐテンション・ステアリングロール２６ｃ、支持ロール２６ｂ，２６ｄ，２６ｅと共に、バックアップロール２８により内周面側から張力を掛けつつ回転可能に支持されて、ベルト張架装置２５を構成している。
【００８１】
中間転写ベルト２４の周囲には、当該中間転写ベルト２４を介してバックアップロール２８と対向して二次転写装置３０（例えば二次転写ロール）が配設されると共に、二次転写装置３０よりも中間転写ベルト２４の回転方向下流側にベルトクリーナー３２が配設されている。
【００８２】
そして、二次転写装置３０よる転写後の記録用紙Ｐ（記録媒体）を搬送するための搬送装置３４が配設されると共に、搬送装置３４による搬送方向下流側に定着装置３６が配設されている。
【００８３】
本実施形態に係る画像形成装置では、まず、画像形成ユニット１０Ｙにおいて、感光体ドラム１２Ｙは図中時計方向に回転し、帯電装置１４Ｙでその表面が帯電される。帯電された感光体ドラム１２Ｙにレーザー書き込み装置などの露光装置１６Ｙにより第１色（Ｙ）の静電潜像が形成される。
【００８４】
この静電潜像は現像装置１８Ｙにより供給されるトナー（トナーを含む現像剤）よってトナー現像されて可視化されたトナー像が形成される。トナー像は感光体ドラム１２Ｙの回転により一次転写部に到り、一次転写装置２０Ｙからトナー像に逆極性の電界を作用させることにより、トナー像が、反時計方向に回転する中間転写ベルト２４に一次転写される。
【００８５】
そして、同様にして第２色のトナー像（Ｍ）、第３色のトナー像（Ｃ）、第４色のトナー像（Ｋ）が画像形成ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより順次形成され中間転写ベルト２４において重ね合わせられ、多重トナー像が形成される。
【００８６】
次に、中間転写ベルト２４に転写された多重トナー像は中間転写ベルト２４の回転で二次転写装置３０が設置された二次転写部に到る。
【００８７】
この二次転写部では、二次転写装置３０と中間転写ベルト２４を介して対向配置したバックアップロール２８との間にトナー像の極性と同極性のバイアス（転写電圧）を印加することで、当該トナー像を記録用紙Ｐに静電反発で転写する。
【００８８】
記録用紙Ｐは、記録用紙容器（図示せず）に収容された記録用紙束からピックアップローラ（図示せず）で一枚ずつ取り出され、フィードロール（図示せず）で二次転写部の中間転写ベルト２４と二次転写装置３０との間に所定のタイミングで給送される。
【００８９】
給送された記録用紙Ｐには、二次転写装置３０とバックアップロール２８による圧接及び転写電圧搬送と、中間転写ベルト２４の回転と、の作用により、中間転写ベルト２４に保持されたトナー像が転写される。
【００９０】
トナー像が転写された記録用紙Ｐは、搬送装置３４により定着装置３６に搬送され、加圧／加熱処理でトナー像を固定して永久画像とされる。
【００９１】
なお、多重トナー像の記録用紙Ｐへの転写の終了した中間転写ベルト２４は二次転写部の下流に設けたベルトクリーナー３２で残留トナーの除去が行われて次の転写に備える。また、二次転写装置３０はブラシクリーニング（図示せず）により、転写で付着したトナー粒子や紙紛等の異物が除去される。
【００９２】
また、単色画像の転写の場合は、一次転写されたトナー像を単色で二次転写して定着装置に搬送するが、複数色の重ね合わせによる多色画像の転写の場合は各色のトナー像が一次転写部で一致するように中間転写ベルト２４と感光体ドラム１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋとの回転を同期させて各色のトナー像がずれないようにする。
【００９３】
このようにして、本実施形態に係る画像形成装置では、記録用紙Ｐ（記録媒体）に画像が形成される。
【実施例】
【００９４】
以下、本発明を、実施例を挙げてさらに具体的に説明する。ただし、これら各実施例は、本発明を制限するものではない。
【００９５】
（無端ベルト１の作製）
まず、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）からなるポリアミド酸ＮＭＰ溶液（ユニチカ製Ｕイミド／固形分濃度２０質量％）中にカーボンブラック（ＳＰＥＣＩＡＬ Ｂｌａｃｋ ４、Ｄｅｇｕｓｓａ社製）を固形分質量比で１８質量％投入し、ジェトミル分散機（ジーナス社製：ＧｅａｎｕｓＰＹ）で分散処理を行った（２００Ｎ／ｍｍ２、５パス）。作製したカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液を、ステンレス製２０μｍメッシュに通過させて、異物、カーボンブラック凝集物を取り除き、更に真空脱泡して最終的な塗布用溶液を作製した。
【００９６】
次に、得られたポリアミド酸溶液を円筒状金型（外径３０２ｍｍ、長さ５００ｍｍ、肉厚１０ｍｍ）外面に、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、金型を立てて焼成温度（３００℃）まで昇温してイミドの転化を行い、ポリイミドベルトを得た。ベルト厚さは１００μｍであった。ベルト両端部を所望の幅で切り、最終ベルト形態とした。このようにして無端ベルトを得た。
【００９７】
（無端ベルト２の作製）
無端ベルト１の作製において、カーボンブラック投入量をポリアミド酸ＮＭＰ溶液との固形分比で１６質量％とした事以外は、同一条件で無端ベルト２を作製した。
【００９８】
（無端ベルト３の作製）
無端ベルト１の作製において、カーボンブラック投入量をポリアミド酸ＮＭＰ溶液との固形分比で２１質量％とした事以外は、同一条件で無端ベルト３を作製した。
【００９９】
（実施例１乃至実施例６）
得られた無端ベルト１乃至３に対し、上記実施形態で説明した導電処理（図４参照）を施した。用紙としては、富士ゼロックス社製Ｐ紙を用いた。そして、下記表１に従った、各実施例毎に、印加印加電流値と接触・剥離回数で無端ベルト内面への導電処理を行い、内面に炭化領域が点在した中間転写ベルトを得た。なお、導電処理は、１０℃１５％（絶対湿度１．３６ｇ／ｍ３）で行なった。
【０１００】
【表１】
【０１０１】
（実施例７乃至１１）
下記表２に従って、比較例毎に、印加印加電流値と接触・剥離回数で無端ベルト内面への導電処理を行った以外は、上記実施例と同様にして中間転写ベルトを得た。
【０１０２】
【表２】
【０１０３】
（比較例１）
得られた無端ベルト１に導電処理を施さず、そのままを中間転写ベルトとした。
【０１０４】
（比較例２）
作製された無端ベルト１内面に黒鉛分散のイソプロピルアルコールスプレー（日本アチソン社製エアロダッグＧ）をスプレーし、常温（２５℃）で自然乾燥させた。総膜厚は１１２μｍとなったため、内面に形成された導電層の膜厚は、１２μｍと推定した。
【０１０５】
（比較例３）
比較例２に比べ、より導電層が薄膜になるようにスプレーの噴射量を低くしたが、塗りムラが発生し、中間転写ベルトとして使用できなかった。
【０１０６】
（評価）
得られた中間転写ベルトについて、以下の評価を行った。結果を表３及び表４に示す。
【０１０７】
−表面抵抗率、体積抵抗率−
得られた中間転写ベルトの体積抵抗率と、外面、内面それぞれの表面抵抗率と、を上記実施形態での説明に従って、測定した。なお、円形電極（三菱油化（株）製ハイレスターＩＰのＵＲプローブ：円柱状電極Ｃの外径Φ１６ｍｍ、リング状電極部Ｄの内径Φ３０ｍｍ、外径Φ４０ｍｍ）を用い、２２℃／５５％ＲＨ環境下、電圧５００Ｖ、１０秒印加後の電流値を求め算出した。
【０１０８】
−炭化領域の厚み測定−
住友スリーエム社製ラッピングフィルム研磨材＃１００００でベルト内面側を研磨しながら表面抵抗率を測定した。導電処理前のベルト内面の表面抵抗率と等しくなる研磨厚みを炭化領域の厚みとした。測定には、サンコー電子社製渦電流式膜厚計ＣＴＲ−１５００Ｅを使用した。
【０１０９】
−炭化領域の存在−
ＪＰＳ−９０１０（日本電子（株）製）により、ベルト内面における、全化学結合のピーク面積に対する−Ｃ−Ｃ−結合ピーク面積比（炭素結合ピーク面積）の導電処理前後差を求め、炭化領域が形成されたか否かを確認し、当該差（増加分）を示す。測定条件は、アルゴン雰囲気下、加速電圧１０ｋＶ 、電流２０ｍＡである。測定は５点測定し、平均値を使用した。
【０１１０】
−画質評価−
得られた中間転写ベルトを、富士ゼロックス社製ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅＣｏｌｏｒ２２２０に搭載した改造機を使用して画質評価を行った。画質評価は、ハーフトーン２０％、３０％、５０％のサンプル及び１２ポイント文字を採取し、画質欠陥（うろこ状の模様）を目視判定した。
Ｇ１：目視では全くうろこ状の模様が確認されない
Ｇ２：目視ではわずかにうろこ状の模様が確認されるが、許容範囲内
Ｇ３：目視ではっきりとうろこ状の模様が確認される
【０１１１】
【表３】
【０１１２】
【表４】
【０１１３】
上記結果から、実施例では、比較例に比べ、うろこ状の模様を抑制した画像が得られることがわかる。
なお、実施例７，８では、実施例１乃至６に比べてわずかにうろこ状の模様が確認されたが、使用上問題ないレベルであった。また、実施例９、１０、１１では、うろこ状の模様は確認されなかったが、それぞれ白抜け、文字再現性不良、ハーフトーンムラが確認された。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】実施形態に係る中間転写ベルトを示す概略構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】円形電極の一例を示す概略平面図（ａ）及び概略断面図（ｂ）である。
【図４】導電処理を説明するための模式図である。
【図５】実施形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ 画像形成ユニット
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ 感光体ドラム
１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ 帯電装置
１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ 露光装置
１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋ 現像装置
２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ 一次転写装置
２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋ 感光体ドラムクリーナー
２４ 中間転写ベルト
２５ ベルト張架装置
２６ｃ テンション・ステアリングロール
２６ａ 駆動ロール
２６ｂ，２６ｄ，２６ｅ 支持ロール
２８ バックアップロール
３０ 二次転写装置
３２ ベルトクリーナー
３４ 搬送装置
３６ 定着装置
１０１ 中間転写ベルト
１０１Ａ 炭化領域
１０２ 用紙
１０３ 支持ロール
１０４ 電圧印加ロール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも樹脂、及び導電剤を含んで構成され、内面に当該内面が炭化された炭化領域が存在する基材層を有することを特徴とする環状部材。
【請求項２】
前記炭化領域が、導電処理により形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の環状部材。
【請求項３】
前記基材層の内面の表面抵抗率が、１×１０１１Ω／□以上１×１０１３Ω／□以下であり、且つ前記基材層の外面の表面抵抗率よりも０．５ｌｏｇΩ／□以上２．０ｌｏｇΩ／□以下の範囲で低いことを特徴とする請求項１に記載の環状部材。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の環状部材と、
前記環状部材を内周面側から張架する張架部材と、
を備える環状部材張架装置。
【請求項５】
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を中間転写体に転写する一次転写手段と、
前記中間転写体から前記トナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段と、
を備え、
前記中間転写体が、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の環状部材であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
少なくとも樹脂、及び導電剤を含んで構成され、内面に当該内面が炭化された炭化領域が存在する基材層を有することを特徴とする環状部材。
【請求項２】
前記炭化領域が、導電処理により形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の環状部材。
【請求項３】
前記基材層の内面の表面抵抗率が、１×１０１１Ω／□以上１×１０１３Ω／□以下であり、且つ前記基材層の外面の表面抵抗率よりも０．５ｌｏｇΩ／□以上２．０ｌｏｇΩ／□以下の範囲で低いことを特徴とする請求項１に記載の環状部材。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の環状部材と、
前記環状部材を内周面側から張架する張架部材と、
を備える環状部材張架装置。
【請求項５】
像保持体と、
前記像保持体の表面を帯電する帯電手段と、
前記像保持体の表面に潜像を形成する潜像形成手段と、
前記潜像をトナー像として現像する現像手段と、
前記トナー像を中間転写体に転写する一次転写手段と、
前記中間転写体から前記トナー像を記録媒体に転写する二次転写手段と、
前記トナー像を前記記録媒体に定着する定着手段と、
を備え、
前記中間転写体が、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の環状部材である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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２６９３０７（Ｐ２００９−２６９３０７Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２２３６５（Ｐ２００８−１２２３６５）
【出願日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]