転写部材および画像形成装置
【課題】 高い転写性を長期間保持することのできる転写部材および画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 ２次転写ローラ１１５は，弾性層１１５ｂの表面に表面層１１５ｃが形成された導電性ローラである。弾性層１１５ｂは，ゴム等の弾性材料に導電材料を添加することにより導電性を具備させたものである。表面層１１５ｃは，大気圧プラズマＣＶＤ法により薄膜形成された無機酸化物である。例えば，珪素酸化物，アルミ酸化物，チタン酸化物，亜鉛酸化物が挙げられる。表面層１１５ｃに先端圧子を押し込んで測定した２次転写ローラ１１５の硬度は，ユニバーサル硬度で規定した硬度が０．１５〜０．４５ＧＰａの範囲内であり，ナノインデンテーション法により測定した硬度が１．５〜３．０ＧＰａの範囲内である。
【解決手段】 ２次転写ローラ１１５は，弾性層１１５ｂの表面に表面層１１５ｃが形成された導電性ローラである。弾性層１１５ｂは，ゴム等の弾性材料に導電材料を添加することにより導電性を具備させたものである。表面層１１５ｃは，大気圧プラズマＣＶＤ法により薄膜形成された無機酸化物である。例えば，珪素酸化物，アルミ酸化物，チタン酸化物，亜鉛酸化物が挙げられる。表面層１１５ｃに先端圧子を押し込んで測定した２次転写ローラ１１５の硬度は，ユニバーサル硬度で規定した硬度が０．１５〜０．４５ＧＰａの範囲内であり，ナノインデンテーション法により測定した硬度が１．５〜３．０ＧＰａの範囲内である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，転写部材および画像形成装置に関する。さらに詳細には，高い転写性を長期間保持することのできる転写部材およびそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は，像担持体上に形成した静電潜像にトナーを付与して現像し，そのトナー像を記録媒体に転写して定着することにより画像を得るものである。この転写を行うに際して，中間転写ベルト等の中間転写体を採用した画像形成装置がある。また，中間転写体を用いない画像形成装置もある。
【０００３】
中間転写体を採用する画像形成装置では，１次転写部材により転写された中間転写体上のトナー像は，２次転写部材により記録媒体に転写される。２次転写部材として，２次転写ローラを用いるローラ方式のものが特許文献１（特許文献１の図１参照）に，２次転写ベルトを用いるベルト方式のものが特許文献２（特許文献２の図１参照）に，それぞれ開示されている。
【０００４】
このような中間転写体や１次転写部材，２次転写部材等の転写部材は，それらの表面が汚れることにより転写性や通紙性が低下する。これらは画像ノイズの原因となりうる。その汚れの原因として，非通紙部分のカブリトナーや用紙の裏面からの紙粉などが挙げられる。また，汚れが画像ノイズの原因となる点に関しては，中間転写体を用いない画像形成装置においても同様の問題が生ずる。
【０００５】
そのため，特許文献３のように２次転写部材にクリーニング装置が設けられることがある（特許文献３の図２参照）。さらにそのクリーニング装置に，特許文献４のように潤滑剤を２次転写部材の表面に塗布する装置が設けられることがある（特許文献４の段落［００４２］および図３参照）。そしてその他に，転写部材そのものに表面離型性成分を含有させることにより，トナーの離型性を改善し，転写部材を汚れにくくするものが特許文献５に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１３９７４９号公報
【特許文献２】特開２００９−１５６９８０号公報
【特許文献３】特開２００５−２９２４１６号公報
【特許文献４】特開２００８−２７６１０３号公報
【特許文献５】特開２００７−２０６４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし，特許文献３のようにクリーニング装置を用いても，トナーなどに起因する汚れを完全に除去できるわけではない。したがって，クリーニング後に残ったトナーの蓄積によって画像品質が低下するおそれがある。また，特許文献４のように２次転写部材の表面に潤滑剤を塗布する装置を用いた場合には，クリーニング装置が大型化してしまう。そして，特許文献５のように２次転写部材に表面離型性成分の含有量を増加させると離型性成分がブリードアウトしてしまい，結果的に転写ベルトや感光体を汚染してしまうこととなる。
【０００８】
本発明は，前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，高い転写性を長期間保持することのできる転写部材および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の転写部材は，基材層と表面層とを有する転写部材において，表面層は，セラミック材の層であり，表面層に先端圧子を基材層に向かう向きに押し込むことで測定される転写部材の硬度が，ユニバーサル硬度で規定される値にて０．１５〜０．４５ＧＰａの範囲内であり，ナノインデンテーション法による測定値にて１．５〜３．０ＧＰａの範囲内であるものである。かかる転写部材は，その表面のクリーニング性に優れている。すなわち，転写部材の表面から転写残トナー等の汚れが落ちやすい。そのため，本発明に係る転写部材は，その転写性や通紙性が低下しにくい。
【００１０】
上記に記載の転写部材において，表面層が，珪素，アルミニウム，チタン，亜鉛からなる群のうちのいずれか１または２以上の元素の酸化物の層であり，大気圧プラズマＣＶＤ法により形成したものであるとよい。表面層の硬度を適度な硬さとすることができるためである。
【００１１】
上記に記載の転写部材において，基材層の硬度が，マイクロゴム硬度計ＭＤ−１（タイプＡ）による測定値が７０以上であり，φ１３の測定子を基材層に向かって０．５ｍｍ押し込んだときの力が１０Ｎ以上であるとなおよい。基材層が変形しにくいからである。したがって，基材層の変形により表面層にダメージを与えることを回避できるからである。
【００１２】
本発明は，上記に記載の転写部材を有する画像形成装置にも及ぶ。
【００１３】
また，本発明は，基材層と表面層とを有する転写部材の製造方法において，大気圧プラズマＣＶＤ法により基材層の表面にセラミックを形成することにより，表面層を形成するものである。かかる転写部材の製造方法により製造された転写部材は，その表面層の硬度が適度に高い。そのため，その表面のクリーニング性に優れている。
【００１４】
上記に記載の転写部材の製造方法において，表面層は，珪素，アルミニウム，チタン，亜鉛からなる群のうちのいずれかを酸化した酸化物の層であるとよい。表面層の硬度を適度な硬さとすることができるためである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば，高い転写性を長期間保持することのできる転写部材および画像形成装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る画像形成装置を説明するための概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置における２次転写ローラの周囲を拡大した拡大図である。
【図３】本発明に係る２次転写ローラを説明するための斜視図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置における２次転写ベルトの周囲を拡大した拡大図である。
【図５】本発明に係る２次転写ベルトを説明するための斜視図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置における別の２次転写ベルトを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
１．画像形成装置
本形態の画像形成装置１００は，図１にその概略構成を示すように，中間転写ベルト１０１を有する，いわゆるタンデム方式のカラーコピー機である。中間転写ベルト１０１は，無端状ベルト部材であり，その図中両端部がローラ１０２，１０３によって支持され，図中矢印Ａの向きに回転するようになっている。中間転写ベルト１０１の図中下部に沿って，イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが配置されている。
【００１９】
各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋはいずれも同様の構成である。それぞれ，感光体ユニット２０と，露光装置３０と，現像ユニット１０とを有している。感光体ユニット２０は，静電潜像を担持する感光体ドラム２１を有している。露光装置３０は，感光体ドラム２１に静電潜像を描きこむためのものである。現像ユニット１０は，感光体ドラム２１の静電潜像にトナーを付与して現像するためのものである。また，中間転写ベルト１０１を挟んで感光体ドラム２１に対向する位置に，１次転写ローラ１１１が配置されている。図１中では画像形成部１Ｙによって代表してこれらの各装置の符号を示している。
【００２０】
図１中で下方に配置されているのは，用紙Ｐを収容する給紙装置１１２である。給紙装置１１２の上部には，用紙Ｐを送り出す給紙ローラ１１３が設けられている。用紙Ｐは，給紙装置１１２から用紙搬送経路１１４に沿って上方へ送られる。用紙搬送経路１１４を挟んで，ローラ１０３と対面する位置に，２次転写ローラ１１５が配置されている。２次転写ローラ１１５の，ローラ１０３の反対側の位置には，２次転写ローラ１１５をクリーニングするクリーニング装置１４０が配置されている。さらにその下流側（図中上方）には，定着装置１３０が配置されている。定着装置１３０は，加圧ローラ１３１，定着ローラ１３２のローラ対を有している。
【００２１】
定着装置１３０より用紙搬送経路１１４のさらに下流側には，排紙ローラ１１６および排紙トレイ１１７が配置されている。排紙ローラ１１６のさらに上方には，折り返し用ローラ１１９および折り返し用トレイ１２０が配置されている。そして，折り返し用ローラ１１９は，用紙搬送経路１１４の他に用紙搬送経路１１８ともつながっている。用紙搬送経路１１８は，両面印刷を行う場合に用いられる搬送経路である。
【００２２】
次に，本形態の画像形成装置１００の基本的な動作を簡単に説明する。この画像形成装置１００は，画像形成の指示を受けると，その画像信号から各色の画像データを生成する。生成された各色の画像データは，対応する画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにそれぞれ送出される。各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは，画像データに基づいて，静電潜像を形成する。さらに，形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。
【００２３】
形成されたトナー像は，順次，１次転写ローラ１１１によって中間転写ベルト１０１に転写され，重ね合わせられる。中間転写ベルト１０１に重ね合わせられたトナー像は，２次転写ローラ１１５によって用紙Ｐに転写される。２次転写ローラ１１５は，クリーニング装置１４０により，ローラ表面を拭き取られる。これにより，転写残トナーは回収される。
【００２４】
トナー像を担持した用紙Ｐは，さらに搬送されて定着装置１３０に至り，定着装置１３０によって加熱されるとともに加圧される。これによりトナー像が用紙Ｐに定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは，排紙ローラ１１６によって排紙トレイ１１７に排出される。以上が，画像形成装置１００の基本的な動作である。
【００２５】
２．２次転写ローラとその製造方法
本形態の画像形成装置１００における２次転写ローラ１１５の周辺を拡大した拡大図を図２に示す。中間転写ベルト１０１の回転方向Ｂは，図１の矢印Ａと同じ方向である。２次転写ローラ１１５は，図２中の矢印Ｃの向きに回転する。そして，２次転写ローラ１１５上の転写残トナー等に起因する汚れは，矢印Ｄの向きに回転するクリーニング部材１４１と，矢印Ｅの向きに回転するクリーニング部材１４２とにより拭き取られる。
【００２６】
本形態の２次転写ローラ１１５は，図３に示すように，芯金１１５ａと，弾性層１１５ｂと，表面層１１５ｃとを有する導電性ローラである。弾性層１１５ｂは，ゴム等の弾性材料に導電材料を添加することにより導電性を具備させた基材層である。
【００２７】
弾性層１１５ｂとして，例えば，ＮＢＲゴムとヒドリンゴムとを混合したものに導電材を混合したものが挙げられる。また，弾性材料としてＮＢＲゴムとヒドリンゴムとのブレンド品に限らず，シリコンゴム等その他の材料を用いることもできる。これらの材料の配合比率，或いはその他の製造条件を変更することにより，硬度の異なる複数種類のローラを製造することができる。導電材料としては，イオン導電剤やカーボンブラック，金属酸化物その他の一般的な導電材料を用いることができる。これにより，ローラの電気抵抗率を調整することができる。
【００２８】
表面層１１５ｃの厚みは，数百ナノメートル程度である。そしてその表面層１１５ｃはセラミックである。ここでセラミックとは，無機酸化物をはじめ無機窒化物，無機炭化物，無機ホウ化物を含む無機化合物とする。無機酸化物とは，例えば，珪素酸化物，アルミ酸化物，亜鉛酸化物，チタン酸化物である。無機窒化物とは，例えば，珪素窒化物，アルミ窒化物，亜鉛窒化物，チタン窒化物である。
【００２９】
表面層１１５ｃの硬度は，ナノインデンテーション法で測定した値が１．５〜３．０ＧＰａの範囲内にあり，ユニバーサル硬度で０．１５〜０．４５ＧＰａの範囲内にある。この表面層は，後述するように，大気圧プラズマＣＶＤ法により形成したものである。
【００３０】
本形態の２次転写ローラは，従来の２次転写ローラに比べて表面層１１５ｃの硬度が高い。そのため，ローラ表面のクリーニング性に優れている。すなわち，ローラ表面から転写残トナーを回収しやすい。したがって，長期間使用しても，２次転写ローラに汚れが蓄積されにくい。その結果，２次転写ローラの表面の汚れに起因する画像ノイズの発生が抑制される。
【００３１】
弾性層１１５ｂはある程度硬いとよい。弾性層１１５ｂが柔らかすぎると，２次転写ローラ１１５の表面層１１５ｃが変形してしまうためである。弾性層１１５ｂの硬さは，マイクロゴム硬度計ＭＤ−１（タイプＡ）による測定値が７０以上であり，φ１３の測定子を軸方向に向かって０．５ｍｍ押し込んだときの力が１０Ｎ以上であるとよい。
【００３２】
続いて，本形態の２次転写ローラ１１５の製造方法について説明する。まず，導電材料であるカーボンブラックとイオン導電剤とを混合する。次に，混合した導電材料とＮＢＲゴムとヒドリンゴムとを混合する。続いて，混合した材料を金型に流し込む。そして，金型により圧縮成形することにより，硬化した２次転写ローラの弾性層１１５ｂが形成される。なお，前述のように，導電材料とゴムとの混合比率を変化させることにより，電気抵抗率を調整することができる。また，ＮＢＲゴムやヒドリンゴム以外のゴムを用いることもできる。
【００３３】
次に，上記により得られたローラの表面に，プラズマＣＶＤ法を用いて無機酸化物を形成する。プラズマＣＶＤ法は，放電ガスと反応性ガスとを用いて基材表面に薄膜を形成する方法である。本形態では，その際の雰囲気の圧力がほぼ大気圧に等しい大気圧プラズマＣＶＤ法を用いる。
【００３４】
大気圧プラズマＣＶＤ法は，高周波電圧により励起したガスに基材を曝すことにより，基材上に薄膜を形成する技術である（例えば，特開２００４−１０９５８号公報）。そのために，大気圧近傍の圧力下の反応容器の内部に対向して配置された電極間に，基材を配置するとともに，放電ガスおよび反応性ガスを供給するものである。本形態では，ローラの表面に薄膜を形成するため，反応容器内でローラを一定の角速度で回転させながら薄膜形成を行う。これにより，ローラ表面に厚みの均一な薄膜が形成される。
【００３５】
また，反応性ガスを適宜選択することにより，所望の無機酸化物の薄膜をローラの表面に形成することができる。例えば，珪素酸化物，チタン酸化物，アルミ酸化物，亜鉛酸化物等である。そして，印加する高周波電圧の振幅や周波数，処理時間，処理温度，ガス流量等を適宜調整することにより，所望の表面層１１５ｃを有する２次転写ローラが得られる。その詳細は公知である（例えば，特開２００４−１０９５８号公報）。
【００３６】
大気圧プラズマＣＶＤ法において反応性ガスの材料である珪素化合物として，例えば，ジメチルシラン，テトラメチルシランなどの有機化合物，モノシラン，ジシランなどの金属水素化合物，二塩化シラン，三塩化シランなどの金属ハロゲン化合物，テトラメトキシシラン，テトラエトキシシラン，ジメチルジエトキシシランなどのアルコキシシランなどを用いることができる（特開２００４−１０９５８号公報の段落［００８７］参照）。また，その他のものを用いることもできる（例えば，再公表特許ＷＯ２００７／０４６２１８号公報参照）。
【００３７】
チタン化合物として，例えば，テトラジメチルアミノチタンなどの有機金属化合物，モノチタン，ジチタンなどの金属水素化合物，二塩化チタン，三塩化チタン，四塩化チタンなどの金属ハロゲン化合物，テトラエトキシチタン，テトライソプロポキシチタン，テトラブトキシチタンなどの金属アルコキシドなどを用いることができる（特開２００４−１０９５８号公報の段落［００８９］参照）。また，その他のものを用いることもできる。
【００３８】
その他，アルミ酸化物，亜鉛酸化物を形成するに際しても，上記のような有機金属化合物などを用いることにより，２次転写ローラの表面層１１５ｃとしてアルミ酸化物もしくは亜鉛酸化物を形成することができる。
【００３９】
なお，表面層として，無機酸化物の代わりに，無機窒化物を形成することとしてもよい。このようにしても，表面層の硬度を高めることができるからである。また，表面層として，無機酸化物と無機窒化物とを混合したものを形成してもよい。
【００４０】
３．２次転写ベルトとその製造方法
２次転写部材として，前述した２次転写ローラの他に，２次転写ベルトがある。２次転写ベルトの表面層に前述の酸化物を形成してもよい。本形態の２次転写ベルト２１５を有する画像形成装置における２次転写ベルト２１５の箇所を拡大した図を図４に示す。
【００４１】
図４に示すように，中間転写ベルト１０１は，図４中の矢印Ｆの向きに回転する。この矢印Ｆの向きは，図１中の矢印Ａの向きと同じである。２次転写ベルト２１５は，図４に示すように，ローラ２１６およびローラ２１７に支持されている。２次転写ベルト２１５は，図４中の矢印Ｇの向きに回転するようになっている。
【００４２】
本形態の２次転写ベルト２１５は，導電性を有する無端状のベルト部材である。２次転写ベルト２１５は，図５に示すように，基材層２１５ａと表面層２１５ｂとを有するものである。基材層２１５ａは，ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）やＮＢＲゴム等の樹脂からなるものである。表面層２１５ｂの厚みは，数百ナノメートル程度である。そしてその表面層２１５ｂはセラミックである。
【００４３】
表面層２１５ｂの硬度は，ナノインデンテーション法で測定した値が１．５〜３．０ＧＰａの範囲内にあり，ユニバーサル硬度で０．１５〜０．４５ＧＰａの範囲内にある。この表面層は，後述するように，大気圧プラズマＣＶＤ法により形成したものである。
【００４４】
本形態の２次転写ベルトは，従来の２次転写ベルトに比べて表面層の硬度が高い。そのため，表面のクリーニング性に優れている。すなわち，ベルト表面から転写残トナーを回収しやすい。したがって，長期間使用しても，２次転写ベルトに汚れが蓄積されにくい。その結果，２次転写ローラの表面の汚れに起因する画像ノイズの発生が抑制される。
【００４５】
ローラ２１６は，芯金２１６ａの周囲に弾性層２１６ｂが形成されたものである。弾性層２１６ｂはある程度硬いとよい。弾性層２１６ｂが柔らかすぎると，２次転写ベルト２１５の表面層２１５ｂが変形してしまうためである。弾性層２１６ｂの硬さは，マイクロゴム硬度計ＭＤ−１（タイプＡ）による測定値が７０以上であり，φ１３の測定子を０．５ｍｍ押し込んだときの力が１０Ｎ以上であるとよい。ローラ２１７についても同様である。
【００４６】
ここで，本形態の２次転写ベルト２１５の製造方法について説明する。まず，イオン導電剤とＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）とを混合させる。次に，その混合させた材料を，射出成形によりベルト形状とする。その際，ギャップを１００μｍ程度に調整する。
【００４７】
次に，上記により得られたベルトの表面に，プラズマＣＶＤ法を用いて無機酸化物の薄膜を形成する。２次転写ベルトの製造においても，その際の雰囲気の圧力は，ほぼ大気圧に等しい大気圧プラズマＣＶＤ法を用いる。反応性ガスとして用いる珪素化合物等は，前述したとおりである。そして，印加する高周波電圧の振幅や周波数，処理時間，処理温度，ガス流量等を適宜調整することにより，所望の表面層２１５ｂを有する転写ベルトが得られる。
【００４８】
なお，イオン導電剤とＰＶＤＦとの配合比率を調整することにより，電気抵抗値を調整することができる。なお，ＰＶＤＦ以外の樹脂を用いてベルトを製造することとしてもよい。例えば，ＰＩ（ポリイミド）に，イオン導電剤を混合したものを用いることができる。また，ＮＢＲゴムを用いてもよい。
【００４９】
なお，表面層として，無機酸化物の代わりに，無機窒化物を形成することとしてもよい。このようにしても，表面層の硬度を高めることができるからである。また，表面層として，無機酸化物と無機窒化物とを混合したものを形成してもよい。
【００５０】
また，図６に示すような，中間転写ベルト１０１の上流側ローラ３１６と下流側ローラ３１７とローラ３１８とにより支持された２次転写ベルト３１５を用いるようにしてもよい。
【００５１】
４．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る２次転写部材は，その表面をセラミックで覆うようにした。これにより，長期間にわたって良好な転写性を保持する２次転写部材およびそれを備えた画像形成装置が実現されている。
【００５２】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，中間転写ベルトなどの中間転写体や１次転写ローラなどの１次転写部材にも適用できる。また，中間転写体を有さない画像形成装置における転写部材に用いることもできる。
【００５３】
また，現像剤の種類に限らない。また，画像形成装置は，カラーコピー機に限らない。すなわち，カラーに限らない。またコピー機に限らない。プリンタ，ＦＡＸ，その他の画像を形成する装置に適用することができる。
【実施例】
【００５４】
１．試験の概要
２次転写部材について行った画像の耐久試験の結果について説明する。本試験の評価機は，コニカミノルタ製ｂｉｚｈｕｂ（登録商標）Ｃ６５０を２次転写部材の箇所について改造したものである。後述するように，種々の２次転写ベルトを評価機に交換して取り付けて耐久試験を行った。その構成は，図４に示したものと同様である。本試験は，指定画像を１０，０００枚プリントアウトした後の画像にノイズが現れるか否かにより，２次転写ベルトの耐久性を調べたものである。
【００５５】
本試験に際して，２次転写ベルトを巻きかけるローラ（図４のローラ２１６，２１７に相当）として，硬度の異なるローラＡ，Ｂを用いた。本試験に用いたローラＡ，Ｂについて，表１により説明する。表１には，各ローラのＭＤ−１硬度計により測定した硬度と，φ１３硬度とが記されている。
【００５６】
ここで，ＭＤ−１硬度計は，原理的にはＪＩＳ Ｋ６２５３に記載のタイプＡデュロメータに準ずるものである。ＭＤ−１硬度計によるローラの硬度の測定は，大気圧プラズマＣＶＤ法による表面層を形成する前に測定することができる。また，表面層を剥離して基材層を露出させた後に測定してもよい。もしくは，ローラの断面を測定対象としてもよい。φ１３硬度とは，プッシュプルゲージによりφ１３の測定子を０．５ｍｍ押し込んだときの力の値のことである。
【００５７】
表１にあるように，ローラＡは，ＭＤ−１硬度計の値が８０であり，φ１３硬度が１５Ｎである。ローラＢは，ＭＤ−１硬度計の値が７５であり，φ１３硬度が１３Ｎである。つまり，ローラＡは，ローラＢよりも硬度が高い。
【００５８】
【表１】
【００５９】
本耐久試験の結果を表２に示す。本発明に係る２次転写ベルトを用いた実施例１〜４と，その他の２次転写ベルトを用いた比較例１〜６とを示す。本試験に係る２次転写ベルトの材料として，ＮＢＲゴムやＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）やＰＩ（ポリイミド）を用いた。
【００６０】
そして，これらの材料に前述の大気圧プラズマＣＶＤ法を用いることにより，最表面層に珪素酸化物，アルミ酸化物，亜鉛酸化物，チタン酸化物を形成した。このように製造した２次転写ローラおよび２次転写ベルトの表面層の硬度を，ナノインデンテーション法およびユニバーサル硬度（ＤＩＮ ５０３５９）により測定した。
【００６１】
ナノインデンテーション法による硬度の測定方法は，微小なダイヤモンド圧子を固定した測定対象物に押し込み，その荷重と押し込み深さとの関係から硬さを算出する方法である。また，測定に際して基材の影響を受けにくいという特徴を有している。したがって，ナノインデンテーション法により測定された硬度は，実質的に２次転写ベルトの表面層の硬度を表しているということができる（再公表特許ＷＯ２００７／０４６２１８号公報の段落［００６９］，図３等参照）。
【００６２】
ナノインデンテーション法による測定には，測定装置としてＨＹＳＩＴＲＯＮ社製のＴＲＩＢＯＩＮＤＥＮＴＥＲを用い，先端圧子として先端稜角が９０°のキューブコーナー型先端圧子（ｃｕｂｅ ｃｏｒｎｅｒ ｔｉｐ）を用いた。
【００６３】
ユニバーサル硬度は，荷重をかけながら圧子を測定対象物に押し込むことにより，次式により求められる。
ユニバーサル硬度＝（試験荷重）／（接触表面積）………（１）
接触表面積：試験荷重下での圧子の測定対象物との接触表面積
なお，単位はＭＰａ（Ｎ／ｍｍ２）である。
【００６４】
ユニバーサル硬度の測定は，市販の硬度測定装置を用いて行うことができる。例えば，測定装置として超微小硬度計「Ｈ−１００Ｖ」（フィッシャーインストルメント社製）が挙げられる。この測定装置では，四角錐或いは三角錐形状の圧子を，試験荷重をかけながら被測定物に押し込み，所望の深さに達した時点でのその深さから圧子が被測定物と接触している表面積を求める。そして，前述の式（１）により，ユニバーサル硬度を算出するのである。
【００６５】
２．実施例および比較例
１）実施例１
実施例１は，基材層としてＮＢＲゴムを用い，表面層として珪素酸化物を形成した２次転写ベルトを用いた結果である。表２中では，「ＮＢＲ」と表記している。以下，同様である。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，１．８ＧＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，０．２５ＧＰａであった。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＡを用いた。
【００６６】
２）実施例２
実施例２は，基材層としてＮＢＲゴムを用い，表面層としてアルミ酸化物を形成した２次転写ベルトを用いた結果である。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，２．５ＧＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，０．４ＧＰａであった。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＡを用いた。
【００６７】
３）実施例３
実施例３は，基材層としてＰＶＤＦを用い，表面層として亜鉛酸化物を形成した２次転写ベルトを用いた結果である。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，１．７ＧＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，０．２ＧＰａであった。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＢを用いた。
【００６８】
４）実施例４
実施例４は，基材層としてＰＶＤＦを用い，表面層としてチタン酸化物を形成した２次転写ベルトを用いた結果である。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，２ＧＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，０．３ＧＰａであった。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＢを用いた。
【００６９】
５）比較例１
比較例１は，基材層としてＮＢＲゴムを用い，表面層を形成しなかった２次転写ベルトを用いた結果である。すなわち，本発明に係る２次転写ベルトのように，セラミックの表面層が形成されていない。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，１ＭＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，１ＭＰａであった。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＢを用いた。
【００７０】
６）比較例２
比較例２は，基材層としてＰＶＤＦを用い，表面層を形成しなかった２次転写ベルトを用いた結果である。すなわち，本発明に係る２次転写ベルトのように，セラミックの表面層が形成されていない。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，２Ｍｐａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，１．５ＭＰａであった。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＢを用いた。
【００７１】
７）比較例３
比較例３は，基材層としてＮＢＲゴムを用い，表面層として珪素酸化物を形成した２次転写ベルトを用いた結果である。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，０．５ＧＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，０．０５ＧＰａであった。すなわち，ナノインデンテーション法により測定した硬度およびユニバーサル硬度が，本発明に係る２次転写ベルトの硬度よりも低いのである。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＢを用いた。
【００７２】
８）比較例４
比較例４は，基材層としてＰＶＤＦを用い，表面層としてアルミ酸化物を形成した２次転写ベルトを用いた結果である。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，１ＧＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，０．１ＧＰａであった。すなわち，ナノインデンテーション法により測定した硬度およびユニバーサル硬度が，本発明に係る２次転写ベルトの硬度よりも低いのである。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＢを用いた。
【００７３】
９）比較例５
比較例５は，基材層としてＮＢＲゴムを用い，表面層として珪素酸化物を形成した２次転写ベルトを用いた結果である。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，５ＧＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，０．５ＧＰａであった。すなわち，ナノインデンテーション法により測定した硬度およびユニバーサル硬度が，本発明に係る２次転写ベルトの硬度よりも高いのである。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＢを用いた。大気圧プラズマＣＶＤ法による膜形成の際にガスの圧力等を変えることで，物性の異なる表面層が形成される。したがって，比較例３の２次転写ベルトと比べて，硬度が大きく異なっている。
【００７４】
１０）比較例６
比較例６は，基材層としてＰＩ（ポリイミド）を用い，表面層としてアルミ酸化物を形成した２次転写ベルトを用いた結果である。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，６ＧＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，０．８ＧＰａであった。すなわち，ナノインデンテーション法により測定した硬度およびユニバーサル硬度が，本発明に係る２次転写ベルトの硬度よりも高いのである。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＢを用いた。
【００７５】
３．結果
表２に，結果を示す。表２において，指定画像を１０，０００枚プリントアウトしたあとの画像にノイズが発生していないものを「○」で表し，ノイズが発生しているものを「×」で表している。実施例１〜４の場合には，画像ノイズが発生しなかった。比較例１〜６の場合には，画像ノイズが発生した。表２より，画像におけるノイズの有無，すなわち２次転写部材の転写性の耐久性は，表面層の酸化物の種類によらない。
【００７６】
一方，表面層の硬度を表す，ナノインデンテーション法により測定した硬度，およびユニバーサル硬度の値により，２次転写部材の耐久性は異なっていることが表２より分かる。つまり，ナノインデンテーション法により測定した硬度が，１．５〜３．０ＧＰａの範囲内にあり，ユニバーサル硬度により規定される硬度が，０．１５〜０．４５ＧＰａの範囲内にあれば，１０，０００枚プリントアウトした後であっても，画像ノイズが発生しない。
【００７７】
【表２】
【００７８】
なお，本試験では，２次転写ベルトについて耐久性を調べた。しかし，２次転写ローラについても同様である。
【００７９】
以上，詳細に説明したように，本実施例に係る２次転写部材は，その表面を無機酸化物で覆うようにした。これにより，長期間にわたって良好な転写性を保持する２次転写部材およびそれを備えた画像形成装置が実現されている。
【００８０】
なお，本実施例は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，中間転写ベルトなどの中間転写体や１次転写ローラなどの１次転写部材にも適用できる。また，中間転写体を有さない画像形成装置における転写部材に用いることもできる。
【００８１】
また，現像剤の種類に限らない。また，画像形成装置は，カラーコピー機に限らない。すなわち，カラーに限らない。またコピー機に限らない。プリンタ，ＦＡＸ，その他の画像を形成する装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１００…画像形成装置
１０１…中間転写ベルト
１１５…２次転写ローラ
１１５ａ…芯金
１１５ｂ…弾性層
１１５ｃ…表面層
２１５…２次転写ベルト
２１５ａ…基材層
２１５ｂ…表面層
【技術分野】
【０００１】
本発明は，転写部材および画像形成装置に関する。さらに詳細には，高い転写性を長期間保持することのできる転写部材およびそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は，像担持体上に形成した静電潜像にトナーを付与して現像し，そのトナー像を記録媒体に転写して定着することにより画像を得るものである。この転写を行うに際して，中間転写ベルト等の中間転写体を採用した画像形成装置がある。また，中間転写体を用いない画像形成装置もある。
【０００３】
中間転写体を採用する画像形成装置では，１次転写部材により転写された中間転写体上のトナー像は，２次転写部材により記録媒体に転写される。２次転写部材として，２次転写ローラを用いるローラ方式のものが特許文献１（特許文献１の図１参照）に，２次転写ベルトを用いるベルト方式のものが特許文献２（特許文献２の図１参照）に，それぞれ開示されている。
【０００４】
このような中間転写体や１次転写部材，２次転写部材等の転写部材は，それらの表面が汚れることにより転写性や通紙性が低下する。これらは画像ノイズの原因となりうる。その汚れの原因として，非通紙部分のカブリトナーや用紙の裏面からの紙粉などが挙げられる。また，汚れが画像ノイズの原因となる点に関しては，中間転写体を用いない画像形成装置においても同様の問題が生ずる。
【０００５】
そのため，特許文献３のように２次転写部材にクリーニング装置が設けられることがある（特許文献３の図２参照）。さらにそのクリーニング装置に，特許文献４のように潤滑剤を２次転写部材の表面に塗布する装置が設けられることがある（特許文献４の段落［００４２］および図３参照）。そしてその他に，転写部材そのものに表面離型性成分を含有させることにより，トナーの離型性を改善し，転写部材を汚れにくくするものが特許文献５に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１３９７４９号公報
【特許文献２】特開２００９−１５６９８０号公報
【特許文献３】特開２００５−２９２４１６号公報
【特許文献４】特開２００８−２７６１０３号公報
【特許文献５】特開２００７−２０６４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし，特許文献３のようにクリーニング装置を用いても，トナーなどに起因する汚れを完全に除去できるわけではない。したがって，クリーニング後に残ったトナーの蓄積によって画像品質が低下するおそれがある。また，特許文献４のように２次転写部材の表面に潤滑剤を塗布する装置を用いた場合には，クリーニング装置が大型化してしまう。そして，特許文献５のように２次転写部材に表面離型性成分の含有量を増加させると離型性成分がブリードアウトしてしまい，結果的に転写ベルトや感光体を汚染してしまうこととなる。
【０００８】
本発明は，前述した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，高い転写性を長期間保持することのできる転写部材および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の転写部材は，基材層と表面層とを有する転写部材において，表面層は，セラミック材の層であり，表面層に先端圧子を基材層に向かう向きに押し込むことで測定される転写部材の硬度が，ユニバーサル硬度で規定される値にて０．１５〜０．４５ＧＰａの範囲内であり，ナノインデンテーション法による測定値にて１．５〜３．０ＧＰａの範囲内であるものである。かかる転写部材は，その表面のクリーニング性に優れている。すなわち，転写部材の表面から転写残トナー等の汚れが落ちやすい。そのため，本発明に係る転写部材は，その転写性や通紙性が低下しにくい。
【００１０】
上記に記載の転写部材において，表面層が，珪素，アルミニウム，チタン，亜鉛からなる群のうちのいずれか１または２以上の元素の酸化物の層であり，大気圧プラズマＣＶＤ法により形成したものであるとよい。表面層の硬度を適度な硬さとすることができるためである。
【００１１】
上記に記載の転写部材において，基材層の硬度が，マイクロゴム硬度計ＭＤ−１（タイプＡ）による測定値が７０以上であり，φ１３の測定子を基材層に向かって０．５ｍｍ押し込んだときの力が１０Ｎ以上であるとなおよい。基材層が変形しにくいからである。したがって，基材層の変形により表面層にダメージを与えることを回避できるからである。
【００１２】
本発明は，上記に記載の転写部材を有する画像形成装置にも及ぶ。
【００１３】
また，本発明は，基材層と表面層とを有する転写部材の製造方法において，大気圧プラズマＣＶＤ法により基材層の表面にセラミックを形成することにより，表面層を形成するものである。かかる転写部材の製造方法により製造された転写部材は，その表面層の硬度が適度に高い。そのため，その表面のクリーニング性に優れている。
【００１４】
上記に記載の転写部材の製造方法において，表面層は，珪素，アルミニウム，チタン，亜鉛からなる群のうちのいずれかを酸化した酸化物の層であるとよい。表面層の硬度を適度な硬さとすることができるためである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば，高い転写性を長期間保持することのできる転写部材および画像形成装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る画像形成装置を説明するための概略構成図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置における２次転写ローラの周囲を拡大した拡大図である。
【図３】本発明に係る２次転写ローラを説明するための斜視図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置における２次転写ベルトの周囲を拡大した拡大図である。
【図５】本発明に係る２次転写ベルトを説明するための斜視図である。
【図６】本発明に係る画像形成装置における別の２次転写ベルトを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
１．画像形成装置
本形態の画像形成装置１００は，図１にその概略構成を示すように，中間転写ベルト１０１を有する，いわゆるタンデム方式のカラーコピー機である。中間転写ベルト１０１は，無端状ベルト部材であり，その図中両端部がローラ１０２，１０３によって支持され，図中矢印Ａの向きに回転するようになっている。中間転写ベルト１０１の図中下部に沿って，イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが配置されている。
【００１９】
各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋはいずれも同様の構成である。それぞれ，感光体ユニット２０と，露光装置３０と，現像ユニット１０とを有している。感光体ユニット２０は，静電潜像を担持する感光体ドラム２１を有している。露光装置３０は，感光体ドラム２１に静電潜像を描きこむためのものである。現像ユニット１０は，感光体ドラム２１の静電潜像にトナーを付与して現像するためのものである。また，中間転写ベルト１０１を挟んで感光体ドラム２１に対向する位置に，１次転写ローラ１１１が配置されている。図１中では画像形成部１Ｙによって代表してこれらの各装置の符号を示している。
【００２０】
図１中で下方に配置されているのは，用紙Ｐを収容する給紙装置１１２である。給紙装置１１２の上部には，用紙Ｐを送り出す給紙ローラ１１３が設けられている。用紙Ｐは，給紙装置１１２から用紙搬送経路１１４に沿って上方へ送られる。用紙搬送経路１１４を挟んで，ローラ１０３と対面する位置に，２次転写ローラ１１５が配置されている。２次転写ローラ１１５の，ローラ１０３の反対側の位置には，２次転写ローラ１１５をクリーニングするクリーニング装置１４０が配置されている。さらにその下流側（図中上方）には，定着装置１３０が配置されている。定着装置１３０は，加圧ローラ１３１，定着ローラ１３２のローラ対を有している。
【００２１】
定着装置１３０より用紙搬送経路１１４のさらに下流側には，排紙ローラ１１６および排紙トレイ１１７が配置されている。排紙ローラ１１６のさらに上方には，折り返し用ローラ１１９および折り返し用トレイ１２０が配置されている。そして，折り返し用ローラ１１９は，用紙搬送経路１１４の他に用紙搬送経路１１８ともつながっている。用紙搬送経路１１８は，両面印刷を行う場合に用いられる搬送経路である。
【００２２】
次に，本形態の画像形成装置１００の基本的な動作を簡単に説明する。この画像形成装置１００は，画像形成の指示を受けると，その画像信号から各色の画像データを生成する。生成された各色の画像データは，対応する画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにそれぞれ送出される。各色の画像形成部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは，画像データに基づいて，静電潜像を形成する。さらに，形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する。
【００２３】
形成されたトナー像は，順次，１次転写ローラ１１１によって中間転写ベルト１０１に転写され，重ね合わせられる。中間転写ベルト１０１に重ね合わせられたトナー像は，２次転写ローラ１１５によって用紙Ｐに転写される。２次転写ローラ１１５は，クリーニング装置１４０により，ローラ表面を拭き取られる。これにより，転写残トナーは回収される。
【００２４】
トナー像を担持した用紙Ｐは，さらに搬送されて定着装置１３０に至り，定着装置１３０によって加熱されるとともに加圧される。これによりトナー像が用紙Ｐに定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは，排紙ローラ１１６によって排紙トレイ１１７に排出される。以上が，画像形成装置１００の基本的な動作である。
【００２５】
２．２次転写ローラとその製造方法
本形態の画像形成装置１００における２次転写ローラ１１５の周辺を拡大した拡大図を図２に示す。中間転写ベルト１０１の回転方向Ｂは，図１の矢印Ａと同じ方向である。２次転写ローラ１１５は，図２中の矢印Ｃの向きに回転する。そして，２次転写ローラ１１５上の転写残トナー等に起因する汚れは，矢印Ｄの向きに回転するクリーニング部材１４１と，矢印Ｅの向きに回転するクリーニング部材１４２とにより拭き取られる。
【００２６】
本形態の２次転写ローラ１１５は，図３に示すように，芯金１１５ａと，弾性層１１５ｂと，表面層１１５ｃとを有する導電性ローラである。弾性層１１５ｂは，ゴム等の弾性材料に導電材料を添加することにより導電性を具備させた基材層である。
【００２７】
弾性層１１５ｂとして，例えば，ＮＢＲゴムとヒドリンゴムとを混合したものに導電材を混合したものが挙げられる。また，弾性材料としてＮＢＲゴムとヒドリンゴムとのブレンド品に限らず，シリコンゴム等その他の材料を用いることもできる。これらの材料の配合比率，或いはその他の製造条件を変更することにより，硬度の異なる複数種類のローラを製造することができる。導電材料としては，イオン導電剤やカーボンブラック，金属酸化物その他の一般的な導電材料を用いることができる。これにより，ローラの電気抵抗率を調整することができる。
【００２８】
表面層１１５ｃの厚みは，数百ナノメートル程度である。そしてその表面層１１５ｃはセラミックである。ここでセラミックとは，無機酸化物をはじめ無機窒化物，無機炭化物，無機ホウ化物を含む無機化合物とする。無機酸化物とは，例えば，珪素酸化物，アルミ酸化物，亜鉛酸化物，チタン酸化物である。無機窒化物とは，例えば，珪素窒化物，アルミ窒化物，亜鉛窒化物，チタン窒化物である。
【００２９】
表面層１１５ｃの硬度は，ナノインデンテーション法で測定した値が１．５〜３．０ＧＰａの範囲内にあり，ユニバーサル硬度で０．１５〜０．４５ＧＰａの範囲内にある。この表面層は，後述するように，大気圧プラズマＣＶＤ法により形成したものである。
【００３０】
本形態の２次転写ローラは，従来の２次転写ローラに比べて表面層１１５ｃの硬度が高い。そのため，ローラ表面のクリーニング性に優れている。すなわち，ローラ表面から転写残トナーを回収しやすい。したがって，長期間使用しても，２次転写ローラに汚れが蓄積されにくい。その結果，２次転写ローラの表面の汚れに起因する画像ノイズの発生が抑制される。
【００３１】
弾性層１１５ｂはある程度硬いとよい。弾性層１１５ｂが柔らかすぎると，２次転写ローラ１１５の表面層１１５ｃが変形してしまうためである。弾性層１１５ｂの硬さは，マイクロゴム硬度計ＭＤ−１（タイプＡ）による測定値が７０以上であり，φ１３の測定子を軸方向に向かって０．５ｍｍ押し込んだときの力が１０Ｎ以上であるとよい。
【００３２】
続いて，本形態の２次転写ローラ１１５の製造方法について説明する。まず，導電材料であるカーボンブラックとイオン導電剤とを混合する。次に，混合した導電材料とＮＢＲゴムとヒドリンゴムとを混合する。続いて，混合した材料を金型に流し込む。そして，金型により圧縮成形することにより，硬化した２次転写ローラの弾性層１１５ｂが形成される。なお，前述のように，導電材料とゴムとの混合比率を変化させることにより，電気抵抗率を調整することができる。また，ＮＢＲゴムやヒドリンゴム以外のゴムを用いることもできる。
【００３３】
次に，上記により得られたローラの表面に，プラズマＣＶＤ法を用いて無機酸化物を形成する。プラズマＣＶＤ法は，放電ガスと反応性ガスとを用いて基材表面に薄膜を形成する方法である。本形態では，その際の雰囲気の圧力がほぼ大気圧に等しい大気圧プラズマＣＶＤ法を用いる。
【００３４】
大気圧プラズマＣＶＤ法は，高周波電圧により励起したガスに基材を曝すことにより，基材上に薄膜を形成する技術である（例えば，特開２００４−１０９５８号公報）。そのために，大気圧近傍の圧力下の反応容器の内部に対向して配置された電極間に，基材を配置するとともに，放電ガスおよび反応性ガスを供給するものである。本形態では，ローラの表面に薄膜を形成するため，反応容器内でローラを一定の角速度で回転させながら薄膜形成を行う。これにより，ローラ表面に厚みの均一な薄膜が形成される。
【００３５】
また，反応性ガスを適宜選択することにより，所望の無機酸化物の薄膜をローラの表面に形成することができる。例えば，珪素酸化物，チタン酸化物，アルミ酸化物，亜鉛酸化物等である。そして，印加する高周波電圧の振幅や周波数，処理時間，処理温度，ガス流量等を適宜調整することにより，所望の表面層１１５ｃを有する２次転写ローラが得られる。その詳細は公知である（例えば，特開２００４−１０９５８号公報）。
【００３６】
大気圧プラズマＣＶＤ法において反応性ガスの材料である珪素化合物として，例えば，ジメチルシラン，テトラメチルシランなどの有機化合物，モノシラン，ジシランなどの金属水素化合物，二塩化シラン，三塩化シランなどの金属ハロゲン化合物，テトラメトキシシラン，テトラエトキシシラン，ジメチルジエトキシシランなどのアルコキシシランなどを用いることができる（特開２００４−１０９５８号公報の段落［００８７］参照）。また，その他のものを用いることもできる（例えば，再公表特許ＷＯ２００７／０４６２１８号公報参照）。
【００３７】
チタン化合物として，例えば，テトラジメチルアミノチタンなどの有機金属化合物，モノチタン，ジチタンなどの金属水素化合物，二塩化チタン，三塩化チタン，四塩化チタンなどの金属ハロゲン化合物，テトラエトキシチタン，テトライソプロポキシチタン，テトラブトキシチタンなどの金属アルコキシドなどを用いることができる（特開２００４−１０９５８号公報の段落［００８９］参照）。また，その他のものを用いることもできる。
【００３８】
その他，アルミ酸化物，亜鉛酸化物を形成するに際しても，上記のような有機金属化合物などを用いることにより，２次転写ローラの表面層１１５ｃとしてアルミ酸化物もしくは亜鉛酸化物を形成することができる。
【００３９】
なお，表面層として，無機酸化物の代わりに，無機窒化物を形成することとしてもよい。このようにしても，表面層の硬度を高めることができるからである。また，表面層として，無機酸化物と無機窒化物とを混合したものを形成してもよい。
【００４０】
３．２次転写ベルトとその製造方法
２次転写部材として，前述した２次転写ローラの他に，２次転写ベルトがある。２次転写ベルトの表面層に前述の酸化物を形成してもよい。本形態の２次転写ベルト２１５を有する画像形成装置における２次転写ベルト２１５の箇所を拡大した図を図４に示す。
【００４１】
図４に示すように，中間転写ベルト１０１は，図４中の矢印Ｆの向きに回転する。この矢印Ｆの向きは，図１中の矢印Ａの向きと同じである。２次転写ベルト２１５は，図４に示すように，ローラ２１６およびローラ２１７に支持されている。２次転写ベルト２１５は，図４中の矢印Ｇの向きに回転するようになっている。
【００４２】
本形態の２次転写ベルト２１５は，導電性を有する無端状のベルト部材である。２次転写ベルト２１５は，図５に示すように，基材層２１５ａと表面層２１５ｂとを有するものである。基材層２１５ａは，ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）やＮＢＲゴム等の樹脂からなるものである。表面層２１５ｂの厚みは，数百ナノメートル程度である。そしてその表面層２１５ｂはセラミックである。
【００４３】
表面層２１５ｂの硬度は，ナノインデンテーション法で測定した値が１．５〜３．０ＧＰａの範囲内にあり，ユニバーサル硬度で０．１５〜０．４５ＧＰａの範囲内にある。この表面層は，後述するように，大気圧プラズマＣＶＤ法により形成したものである。
【００４４】
本形態の２次転写ベルトは，従来の２次転写ベルトに比べて表面層の硬度が高い。そのため，表面のクリーニング性に優れている。すなわち，ベルト表面から転写残トナーを回収しやすい。したがって，長期間使用しても，２次転写ベルトに汚れが蓄積されにくい。その結果，２次転写ローラの表面の汚れに起因する画像ノイズの発生が抑制される。
【００４５】
ローラ２１６は，芯金２１６ａの周囲に弾性層２１６ｂが形成されたものである。弾性層２１６ｂはある程度硬いとよい。弾性層２１６ｂが柔らかすぎると，２次転写ベルト２１５の表面層２１５ｂが変形してしまうためである。弾性層２１６ｂの硬さは，マイクロゴム硬度計ＭＤ−１（タイプＡ）による測定値が７０以上であり，φ１３の測定子を０．５ｍｍ押し込んだときの力が１０Ｎ以上であるとよい。ローラ２１７についても同様である。
【００４６】
ここで，本形態の２次転写ベルト２１５の製造方法について説明する。まず，イオン導電剤とＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）とを混合させる。次に，その混合させた材料を，射出成形によりベルト形状とする。その際，ギャップを１００μｍ程度に調整する。
【００４７】
次に，上記により得られたベルトの表面に，プラズマＣＶＤ法を用いて無機酸化物の薄膜を形成する。２次転写ベルトの製造においても，その際の雰囲気の圧力は，ほぼ大気圧に等しい大気圧プラズマＣＶＤ法を用いる。反応性ガスとして用いる珪素化合物等は，前述したとおりである。そして，印加する高周波電圧の振幅や周波数，処理時間，処理温度，ガス流量等を適宜調整することにより，所望の表面層２１５ｂを有する転写ベルトが得られる。
【００４８】
なお，イオン導電剤とＰＶＤＦとの配合比率を調整することにより，電気抵抗値を調整することができる。なお，ＰＶＤＦ以外の樹脂を用いてベルトを製造することとしてもよい。例えば，ＰＩ（ポリイミド）に，イオン導電剤を混合したものを用いることができる。また，ＮＢＲゴムを用いてもよい。
【００４９】
なお，表面層として，無機酸化物の代わりに，無機窒化物を形成することとしてもよい。このようにしても，表面層の硬度を高めることができるからである。また，表面層として，無機酸化物と無機窒化物とを混合したものを形成してもよい。
【００５０】
また，図６に示すような，中間転写ベルト１０１の上流側ローラ３１６と下流側ローラ３１７とローラ３１８とにより支持された２次転写ベルト３１５を用いるようにしてもよい。
【００５１】
４．まとめ
以上，詳細に説明したように，本実施の形態に係る２次転写部材は，その表面をセラミックで覆うようにした。これにより，長期間にわたって良好な転写性を保持する２次転写部材およびそれを備えた画像形成装置が実現されている。
【００５２】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，中間転写ベルトなどの中間転写体や１次転写ローラなどの１次転写部材にも適用できる。また，中間転写体を有さない画像形成装置における転写部材に用いることもできる。
【００５３】
また，現像剤の種類に限らない。また，画像形成装置は，カラーコピー機に限らない。すなわち，カラーに限らない。またコピー機に限らない。プリンタ，ＦＡＸ，その他の画像を形成する装置に適用することができる。
【実施例】
【００５４】
１．試験の概要
２次転写部材について行った画像の耐久試験の結果について説明する。本試験の評価機は，コニカミノルタ製ｂｉｚｈｕｂ（登録商標）Ｃ６５０を２次転写部材の箇所について改造したものである。後述するように，種々の２次転写ベルトを評価機に交換して取り付けて耐久試験を行った。その構成は，図４に示したものと同様である。本試験は，指定画像を１０，０００枚プリントアウトした後の画像にノイズが現れるか否かにより，２次転写ベルトの耐久性を調べたものである。
【００５５】
本試験に際して，２次転写ベルトを巻きかけるローラ（図４のローラ２１６，２１７に相当）として，硬度の異なるローラＡ，Ｂを用いた。本試験に用いたローラＡ，Ｂについて，表１により説明する。表１には，各ローラのＭＤ−１硬度計により測定した硬度と，φ１３硬度とが記されている。
【００５６】
ここで，ＭＤ−１硬度計は，原理的にはＪＩＳ Ｋ６２５３に記載のタイプＡデュロメータに準ずるものである。ＭＤ−１硬度計によるローラの硬度の測定は，大気圧プラズマＣＶＤ法による表面層を形成する前に測定することができる。また，表面層を剥離して基材層を露出させた後に測定してもよい。もしくは，ローラの断面を測定対象としてもよい。φ１３硬度とは，プッシュプルゲージによりφ１３の測定子を０．５ｍｍ押し込んだときの力の値のことである。
【００５７】
表１にあるように，ローラＡは，ＭＤ−１硬度計の値が８０であり，φ１３硬度が１５Ｎである。ローラＢは，ＭＤ−１硬度計の値が７５であり，φ１３硬度が１３Ｎである。つまり，ローラＡは，ローラＢよりも硬度が高い。
【００５８】
【表１】
【００５９】
本耐久試験の結果を表２に示す。本発明に係る２次転写ベルトを用いた実施例１〜４と，その他の２次転写ベルトを用いた比較例１〜６とを示す。本試験に係る２次転写ベルトの材料として，ＮＢＲゴムやＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）やＰＩ（ポリイミド）を用いた。
【００６０】
そして，これらの材料に前述の大気圧プラズマＣＶＤ法を用いることにより，最表面層に珪素酸化物，アルミ酸化物，亜鉛酸化物，チタン酸化物を形成した。このように製造した２次転写ローラおよび２次転写ベルトの表面層の硬度を，ナノインデンテーション法およびユニバーサル硬度（ＤＩＮ ５０３５９）により測定した。
【００６１】
ナノインデンテーション法による硬度の測定方法は，微小なダイヤモンド圧子を固定した測定対象物に押し込み，その荷重と押し込み深さとの関係から硬さを算出する方法である。また，測定に際して基材の影響を受けにくいという特徴を有している。したがって，ナノインデンテーション法により測定された硬度は，実質的に２次転写ベルトの表面層の硬度を表しているということができる（再公表特許ＷＯ２００７／０４６２１８号公報の段落［００６９］，図３等参照）。
【００６２】
ナノインデンテーション法による測定には，測定装置としてＨＹＳＩＴＲＯＮ社製のＴＲＩＢＯＩＮＤＥＮＴＥＲを用い，先端圧子として先端稜角が９０°のキューブコーナー型先端圧子（ｃｕｂｅ ｃｏｒｎｅｒ ｔｉｐ）を用いた。
【００６３】
ユニバーサル硬度は，荷重をかけながら圧子を測定対象物に押し込むことにより，次式により求められる。
ユニバーサル硬度＝（試験荷重）／（接触表面積）………（１）
接触表面積：試験荷重下での圧子の測定対象物との接触表面積
なお，単位はＭＰａ（Ｎ／ｍｍ２）である。
【００６４】
ユニバーサル硬度の測定は，市販の硬度測定装置を用いて行うことができる。例えば，測定装置として超微小硬度計「Ｈ−１００Ｖ」（フィッシャーインストルメント社製）が挙げられる。この測定装置では，四角錐或いは三角錐形状の圧子を，試験荷重をかけながら被測定物に押し込み，所望の深さに達した時点でのその深さから圧子が被測定物と接触している表面積を求める。そして，前述の式（１）により，ユニバーサル硬度を算出するのである。
【００６５】
２．実施例および比較例
１）実施例１
実施例１は，基材層としてＮＢＲゴムを用い，表面層として珪素酸化物を形成した２次転写ベルトを用いた結果である。表２中では，「ＮＢＲ」と表記している。以下，同様である。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，１．８ＧＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，０．２５ＧＰａであった。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＡを用いた。
【００６６】
２）実施例２
実施例２は，基材層としてＮＢＲゴムを用い，表面層としてアルミ酸化物を形成した２次転写ベルトを用いた結果である。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，２．５ＧＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，０．４ＧＰａであった。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＡを用いた。
【００６７】
３）実施例３
実施例３は，基材層としてＰＶＤＦを用い，表面層として亜鉛酸化物を形成した２次転写ベルトを用いた結果である。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，１．７ＧＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，０．２ＧＰａであった。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＢを用いた。
【００６８】
４）実施例４
実施例４は，基材層としてＰＶＤＦを用い，表面層としてチタン酸化物を形成した２次転写ベルトを用いた結果である。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，２ＧＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，０．３ＧＰａであった。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＢを用いた。
【００６９】
５）比較例１
比較例１は，基材層としてＮＢＲゴムを用い，表面層を形成しなかった２次転写ベルトを用いた結果である。すなわち，本発明に係る２次転写ベルトのように，セラミックの表面層が形成されていない。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，１ＭＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，１ＭＰａであった。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＢを用いた。
【００７０】
６）比較例２
比較例２は，基材層としてＰＶＤＦを用い，表面層を形成しなかった２次転写ベルトを用いた結果である。すなわち，本発明に係る２次転写ベルトのように，セラミックの表面層が形成されていない。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，２Ｍｐａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，１．５ＭＰａであった。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＢを用いた。
【００７１】
７）比較例３
比較例３は，基材層としてＮＢＲゴムを用い，表面層として珪素酸化物を形成した２次転写ベルトを用いた結果である。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，０．５ＧＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，０．０５ＧＰａであった。すなわち，ナノインデンテーション法により測定した硬度およびユニバーサル硬度が，本発明に係る２次転写ベルトの硬度よりも低いのである。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＢを用いた。
【００７２】
８）比較例４
比較例４は，基材層としてＰＶＤＦを用い，表面層としてアルミ酸化物を形成した２次転写ベルトを用いた結果である。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，１ＧＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，０．１ＧＰａであった。すなわち，ナノインデンテーション法により測定した硬度およびユニバーサル硬度が，本発明に係る２次転写ベルトの硬度よりも低いのである。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＢを用いた。
【００７３】
９）比較例５
比較例５は，基材層としてＮＢＲゴムを用い，表面層として珪素酸化物を形成した２次転写ベルトを用いた結果である。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，５ＧＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，０．５ＧＰａであった。すなわち，ナノインデンテーション法により測定した硬度およびユニバーサル硬度が，本発明に係る２次転写ベルトの硬度よりも高いのである。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＢを用いた。大気圧プラズマＣＶＤ法による膜形成の際にガスの圧力等を変えることで，物性の異なる表面層が形成される。したがって，比較例３の２次転写ベルトと比べて，硬度が大きく異なっている。
【００７４】
１０）比較例６
比較例６は，基材層としてＰＩ（ポリイミド）を用い，表面層としてアルミ酸化物を形成した２次転写ベルトを用いた結果である。ナノインデンテーション法により測定した硬度は，６ＧＰａであった。ユニバーサル硬度により規定される硬度は，０．８ＧＰａであった。すなわち，ナノインデンテーション法により測定した硬度およびユニバーサル硬度が，本発明に係る２次転写ベルトの硬度よりも高いのである。２次転写ベルトを支持するローラとして，ローラＢを用いた。
【００７５】
３．結果
表２に，結果を示す。表２において，指定画像を１０，０００枚プリントアウトしたあとの画像にノイズが発生していないものを「○」で表し，ノイズが発生しているものを「×」で表している。実施例１〜４の場合には，画像ノイズが発生しなかった。比較例１〜６の場合には，画像ノイズが発生した。表２より，画像におけるノイズの有無，すなわち２次転写部材の転写性の耐久性は，表面層の酸化物の種類によらない。
【００７６】
一方，表面層の硬度を表す，ナノインデンテーション法により測定した硬度，およびユニバーサル硬度の値により，２次転写部材の耐久性は異なっていることが表２より分かる。つまり，ナノインデンテーション法により測定した硬度が，１．５〜３．０ＧＰａの範囲内にあり，ユニバーサル硬度により規定される硬度が，０．１５〜０．４５ＧＰａの範囲内にあれば，１０，０００枚プリントアウトした後であっても，画像ノイズが発生しない。
【００７７】
【表２】
【００７８】
なお，本試験では，２次転写ベルトについて耐久性を調べた。しかし，２次転写ローラについても同様である。
【００７９】
以上，詳細に説明したように，本実施例に係る２次転写部材は，その表面を無機酸化物で覆うようにした。これにより，長期間にわたって良好な転写性を保持する２次転写部材およびそれを備えた画像形成装置が実現されている。
【００８０】
なお，本実施例は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，中間転写ベルトなどの中間転写体や１次転写ローラなどの１次転写部材にも適用できる。また，中間転写体を有さない画像形成装置における転写部材に用いることもできる。
【００８１】
また，現像剤の種類に限らない。また，画像形成装置は，カラーコピー機に限らない。すなわち，カラーに限らない。またコピー機に限らない。プリンタ，ＦＡＸ，その他の画像を形成する装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１００…画像形成装置
１０１…中間転写ベルト
１１５…２次転写ローラ
１１５ａ…芯金
１１５ｂ…弾性層
１１５ｃ…表面層
２１５…２次転写ベルト
２１５ａ…基材層
２１５ｂ…表面層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材層と表面層とを有する転写部材において，
前記表面層は，
セラミック材の層であり，
前記表面層に先端圧子を前記基材層に向かう向きに押し込むことで測定される前記転写部材の硬度が，
ユニバーサル硬度で規定される値にて０．１５〜０．４５ＧＰａの範囲内であり，
ナノインデンテーション法による測定値にて１．５〜３．０ＧＰａの範囲内であることを特徴とする転写部材。
【請求項２】
請求項１に記載の転写部材において，
前記表面層が，
珪素，アルミニウム，チタン，亜鉛からなる群のうちのいずれか１または２以上の元素の酸化物の層であり，
大気圧プラズマＣＶＤ法により形成したものであることを特徴とする転写部材。
【請求項３】
請求項２に記載の転写部材において，
前記基材層の硬度が，
マイクロゴム硬度計ＭＤ−１（タイプＡ）による測定値が７０以上であり，
φ１３の測定子を前記基材層に向かって０．５ｍｍ押し込んだときの力が１０Ｎ以上であることを特徴とする転写部材。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の転写部材を有する画像形成装置。
【請求項５】
基材層と表面層とを有する転写部材の製造方法において，
大気圧プラズマＣＶＤ法により前記基材層の表面にセラミックを形成することにより，前記表面層を形成することを特徴とする転写部材の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の転写部材の製造方法において，
前記表面層は，
珪素，アルミニウム，チタン，亜鉛からなる群のうちのいずれかを酸化した酸化物の層であることを特徴とする転写部材の製造方法。
【請求項１】
基材層と表面層とを有する転写部材において，
前記表面層は，
セラミック材の層であり，
前記表面層に先端圧子を前記基材層に向かう向きに押し込むことで測定される前記転写部材の硬度が，
ユニバーサル硬度で規定される値にて０．１５〜０．４５ＧＰａの範囲内であり，
ナノインデンテーション法による測定値にて１．５〜３．０ＧＰａの範囲内であることを特徴とする転写部材。
【請求項２】
請求項１に記載の転写部材において，
前記表面層が，
珪素，アルミニウム，チタン，亜鉛からなる群のうちのいずれか１または２以上の元素の酸化物の層であり，
大気圧プラズマＣＶＤ法により形成したものであることを特徴とする転写部材。
【請求項３】
請求項２に記載の転写部材において，
前記基材層の硬度が，
マイクロゴム硬度計ＭＤ−１（タイプＡ）による測定値が７０以上であり，
φ１３の測定子を前記基材層に向かって０．５ｍｍ押し込んだときの力が１０Ｎ以上であることを特徴とする転写部材。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の転写部材を有する画像形成装置。
【請求項５】
基材層と表面層とを有する転写部材の製造方法において，
大気圧プラズマＣＶＤ法により前記基材層の表面にセラミックを形成することにより，前記表面層を形成することを特徴とする転写部材の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の転写部材の製造方法において，
前記表面層は，
珪素，アルミニウム，チタン，亜鉛からなる群のうちのいずれかを酸化した酸化物の層であることを特徴とする転写部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−５９２２０（Ｐ２０１１−５９２２０Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０６６７０（Ｐ２００９−２０６６７０）
【出願日】平成２１年９月８日（２００９．９．８）
【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２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月８日（２００９．９．８）
【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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