中间转印体的制作方法

专利名称：中间转印体的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于电子照相方式的图像形成装置的中间转印体以及中间转印体的制造方法。
背景技术：
作为复印机、激光打印机等图像形成装置中的图像形成方法，已知有将使用小粒径调色剂在感光鼓上形成的调色剂图像一次转印至中间转印体，然后再从中间转印体二次转印至转印材料(例如纸)的转印方式。另外，近年来，彩色化得到发展，特别是在彩色图像形成装置中，为了在将使用黄色、品红、青色、黑色这4色调色剂而形成于感光体上的各调色剂图像一次转印至中间转印体上之后，将所形成的4色调色剂图像4色同时地二次转印至转印材料(例如纸)上，要求实现高画质化、高速化。作为中间转印体，已知有将环形带用于基体的中间转印体带、以及将金属辊用于基体的中间转印体辊。就转印方式而言，作为用以实现中间转印体的高画质化、高速化的典型条件，已知有下述条件。1)要求从感光体转印到中间转印体表面而形成的调色剂图像对于转印材料显示出高转印率。所述转印率，是指在中间转印体表面上形成的调色剂图像转印至转印材料上的比例。如果转印率低，则转印至转印材料上的图像会发生脱落(抜W )，产生浓度不均，无法实现高画质化。2)要求中间转印体具有高耐久性。所谓耐久性，是指能够长时间向转印材料上转印的性能。为了在二次转印至转印材料(例如纸等)上之后，将中间转印体表面残存的调色剂除去，要用清洁刮片擦拭以进行清洁，而这会导致中间转印体因与清洁刮片接触而丧失表面平滑性、产生裂纹，无法从感光体上将调色剂图像稳定地转印。另外，对于中间转印体为环形带的情况，会在回转(引t回
)中产生裂缝(裂纹)。3)要求不发生固结(7 O S >夕‘)。所述固结，是指在二次转印至转印材料(例如纸)上之后，尽管用清洁刮片对中间转印体表面进行了清洁，但未能除去而残留的调色剂缓慢发生聚集的现象。作为调色剂残留的原因，可列举1)调色剂进入到产生于中间转印体表面的裂缝中、幻调色剂残留积存在因与清洁刮片接触等而在表面产生的凹部等。在发生固结的部位，转印率下降，会产生图像条纹或斑点，无法实现高画质化。此外，从节能的角度出发，近年来已开始使用低温定影调色剂。低温定影调色剂由于玻璃化转变温度低，因此容易发生固结，而发生固结已成为严重问题。发生固结的部位转印率下降、产生图像条纹或斑点，这成为问题所在。对于中间转印体，为提高将形成于感光体表面的调色剂图像转印到中间转印体表面时、以及形成于中间转印体表面的调色剂图像转印到转印材料(例如纸)时的转印率，以转印均勻的调色剂图像，已采取了集中负载防止对策来防止因调色剂图像被施加集中负载而引发的图像脱落。集中负载防止对策对于下述应力的分散均显示出效果，所述应力包括在利用清洁刮片进行清洁时产生于中间转印体表面的应力、在中间转印带回转时施加于中间转印带上的应力。作为集中负载防止对策，已知有例如对于中间转印体带而言，将弹性体用于基体、或在基体上设置弹性层的方法；对于中间转印体辊而言，在基体上设置弹性层的方法。针对对于中间转印体所提出的1) 3)的要求，迄今为止已展开了众多研究。例如，已知有下述中间转印体通过在树脂基体的外周设置弹性层、并在该弹性层上设置层厚 IOnm 500nm、比弹性层的杨氏模量高0. OGPa 2. OGPa、杨氏模量为0. IGPa 5. OGPa的表面层，所得中间转印体即使进行多张数(例如16万张)印刷，也能够保持良好的二次转印性和良好的清洁，可获得不产生文字图像的中空(中抜W )、文字再现性优异的高品质调色剂图像(例如，参见专利文献1)。专利文献1中记载的中间转印体对于由清洁刮片引起的表面层擦伤显示出优异的耐性，但对于中间转印体为带的情况，已发现，在经过长时间使用后，会发生固结、产生文字图像的中空。基于上述背景，期待开发一种具有高耐久性的中间转印体，其在经过长时间使用后也不会产生裂缝或由清洁刮片引起的表面劣化、且不会发生固结，可应用于高转印效率、 高耐久性的电子照相方式的图像形成装置。现有技术文献专利文献专利文献1 国际公开第08/146743号小册子

发明内容
发明要解决的问题本发明鉴于上述背景而完成，目的在于提供一种可抑制擦伤、裂缝的产生、且不会发生固结的用于电子照相方式的图像形成装置的高耐久性中间转印体。解决问题的方法本发明的上述目的可通过下述构成来实现。1. 一种中间转印体，其是在基体上至少依次设置有弹性层、表面层的用于电子照相方式的图像形成装置的中间转印体，在该中间转印体中，上述弹性层的弹性模量为 IOMPa 200MPa、厚度为 50 μ m 500 μ m。2.根据上述1所述的中间转印体，其特征在于，上述表面层的硬度为0. 2GPa lOGPa、弹性模量为1. OGPa 50GPa、厚度为IOOnm lOOOnm，且该表面层与弹性层的弹性模量之比为10 5000。3.根据上述1或2所述的中间转印体，其特征在于，上述表面层至少由两层构成， 其下层的硬度为0. 2GPa 2. OGPa、弹性模量为1. OGPa 10. OGPa、厚度为IOOnm lOOOnm， 相邻的上层的硬度为2. OGPa 10. OGPa、弹性模量为10. OGPa 50. OGPa、厚度为IOnm 50nm
4.根据上述1 3中任一项所述的中间转印体，其特征在于，上述弹性层是由选自氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶及乙烯-丙烯共聚物中的至少1种形成的层。5.根据上述1 4中任一项所述的中间转印体，其特征在于，上述基体为选自聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯硫醚及聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少1种。6.根据上述1 5中任一项所述的中间转印体，其特征在于，上述表面层由无机化合物构成，该无机化合物为选自金属氧化物、金属氮化物或金属氮氧化物中的至少1种。7.根据上述6所述的中间转印体，其特征在于，上述无机化合物由选自Al、Si、Ti 中的至少1种金属的金属氧化物、金属氮化物或金属氮氧化物形成。8.根据上述6所述的中间转印体，其特征在于，上述无机化合物为氧化硅或含有碳的氧化硅。9.根据上述1 8中任一项所述的中间转印体，其特征在于，上述表面层通过大气压等离子体CVD法形成。本发明人为了能够自如地使用(使0 二 & t )树脂基体外周具有弹性层、作为无机化合物层的表面层的中间转印体而进行了研究，得到了下述结果。推断树脂基体外周具有弹性层、作为无机化合物层的表面层的中间转印体在经过长时间使用时所发生的固结、 渗色(bleed)，均是由无机化合物层所产生的裂缝引起的。另外，特别是在环形带状的中间转印体中产生的文字图像的中空，推断是由中间转印体的硬度引起的。本发明人进一步针对裂缝的产生原因进行了研究，结果发现中间转印体为辊状的情况下，裂缝是因转印后由清洁刮片的挤压引起的应力集中导致的。另外，中间转印体为环形带状的情况下，裂缝是因由清洁刮片的挤压引起的应力集中和回转所引起的弯曲应力的反复施加而导致的。还发现，在环形带状中间转印体中产生的文字图像的中空是由下述原因引起的 相对于伴随回转时环形带的伸缩而产生的无机化合物层的变形，纸张随动性(追従性)不足。需要说明的是，所谓的纸张随动性是指相对于表面具有凹凸的纸的带密合性、调色剂转印性等。为了提高裂缝耐性，可列举提高无机化合物层的硬度的方法。为了提高纸张随动性，可列举抑制无机化合物层的硬度的方法，二者属于相反的方案。提高无机化合物层的硬度的方案对于应力集中是有效的，但不利于弯曲应力，会导致裂缝耐性变差，并且也无法解决相对于伴随回转时环形带的伸缩而产生的无机化合物层的变形的纸张随动性的问题。本发明人针对同时提高无机化合物层的应力集中耐性、弯曲应力耐性、纸张随动性的方法进行了更进一步的研究，结果发现，使施加至无机化合物层的应力向弹性层的膜厚方向分散的方法是有效的。进一步还发现，为了将施加至无机化合物层的应力加以分散，将弹性层的硬度与厚度的平衡控制在一定范围内是有效的，能够同时实现应力集中耐性、弯曲应力耐性、纸张随动性的提高，进而实现本发明的目的效果，本发明人基于上述发现完成了本发明。发明的效果根据本发明，可提供能够抑制擦伤、裂缝的产生、且不会发生固结的用于电子照相方式的图像形成装置的高耐久性中间转印体以及中间转印体的制造方法。


图1为剖面结构示意图，示出了使用中间转印带作为中间转印体的电子照相方式的图像形成装置的一例。图2为剖面结构示意图，示出了使用中间转印辊作为中间转印体的电子照相方式的图像形成装置的一例。图3为图1所示中间转印体的中间转印带的剖面放大示意图。图4为用以通过大气压等离子体CVD法形成带状中间转印体即中间转印带的无机化合物层的制造装置的模式图。符号说明1、1，全色图像形成装置ΙΟΥ、10M、10C、IOK 图像形成单元4，转印单元401，中间转印辊7环形带状中间转印体单元70中间转印带70a 基体70b弹性层70c表面层9制造装置9a大气压等离子体CVD装置9al辊电极9a2固定电极9a3混合气供给装置9a4放电容器9a5高频电源9a6排气管9a7放电空间9b材料供给装置
具体实施例方式以下，结合图1 图4对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限定于下述说明。图1为剖面结构示意图，示出了使用中间转印带作为中间转印体的电子照相方式的图像形成装置的一例。需要说明的是，本图示出的是全色图像形成装置的情况。图中，1代表全色图像形成装置。全色图像形成装置1具有多组图像形成单元10Y、 10M、10C、10K、作为转印部的环形带状中间转印体形成单元7、运送记录介质P的环形带状供纸运送机构21以及作为定影机构的带式定影装置M。全色图像形成装置1的主体A的上部设置有原稿图像读取装置SC。
作为在各感光体1Y、1M、1C、1K上形成的不同颜色的调色剂图像之一，形成黄色图像的图像形成单元IOY具有作为第1图像负载体的辊状感光体1Y、配置在感光体IY周围的带电机构2Y、曝光机构3Y、显影机构4Y、作为一次转印机构的一次转印辊5Y、清洁机构 6Y。另外，作为另一不同颜色的调色剂图像之一，形成品红色图像的图像形成单元IOM 具有作为第1图像负载体的辊状感光体1M、配置在感光体IM周围的带电机构2M、曝光机构3M、显影机构4M、作为一次转印机构的一次转印辊5M、清洁机构6M。另外，作为另一不同颜色的调色剂图像之一，形成青色图像的图像形成单元IOC 具有作为第1图像负载体的辊状感光体1C、配置在感光体IC周围的带电机构2C、曝光机构3C、显影机构4C、作为一次转印机构的一次转印辊5C、清洁机构6C。另外，作为另外一种不同颜色的调色剂图像之一，形成黑色图像的图像形成单元 IOK具有作为第1图像负载体的辊状感光体1K、配置在感光体IK周围的带电机构2K、曝光机构3K、显影机构4K、作为一次转印机构的一次转印辊5K、清洁机构6K。环形带状中间转印体单元7具有环形中间转印带70作为第2图像负载体，该第2 图像负载体呈半导电性环形带状，其被缠绕于多个辊上、且以可巡回转动的方式被这些辊支撑。由图像形成单元1(^、1011、10(、101(形成的各色图像通过一次转印辊5￥、511、5(、51( 被逐次转印到巡回转动的环形中间转印带70上，从而形成合成的彩色图像。收纳在供纸盒 20内作为记录介质的纸张等记录介质P通过供纸运送机构21供纸，经由多个中间辊22A、 22B、22C、22D、阻挡辊(resist roll) 23被送往作为二次转印机构的二次转印辊5A，从而将彩色图像一次性地转印至记录介质P上。转印有彩色图像的记录介质P经安装有加热辊定影器270的定影装置M进行定影处理，被排纸辊25夹持，载置于机外的排纸托盘沈上。另一方面，利用二次转印辊5A将彩色图像转印到记录介质P之后，对于自动清洗 (曲率分離)了记录介质P后的环形中间转印带70，通过清洁机构6A除去残留调色剂。图像形成处理中，一次转印辊涨始终压合于感光体1K。其它一次转印辊5Y、5M、 5C仅在彩色图像形成时，分别与各自对应的感光体1Y、1M、IC压合。二次转印辊5A仅在记录介质P通过它而进行二次转印时，才与环形带状中间转印体70压合。另外，筐体8能够通过支持把手(rail) 82L、82R从装置主体A上取出。筐体8具有图像形成单元ΙΟΥ、10M、10C、IOK和环形带状中间转印体形成单元7。图像形成单元10Y、10M、10CU0K沿垂直方向纵列配置。感光体1Y、1M、1C、IK的图示左侧设置有环形带状中间转印体单元7。环形带状中间转印体单元7具有缠绕于辊71、 72、73、74、76上、可巡回转动的环形中间转印带70、一次转印辊5Y、5M、5C5K及清洁机构 6A。通过筐体8的取出操作，可以将图像形成单元10Y、10M、10CU0K和环形带状中间转印体单元7以一体的形式从主体A中取出。这样，感光体1Y、1M、1C、1K的外周面上经带电、曝光，从而在外周面上形成潜像， 然后，通过显影形成调色剂图像(显像)，在环形带状的中间转印体70上，各色调色剂图像叠加并一次性地转印于记录介质P，通过利用带式定影装置M进行加压及加热来加以固定，从而进行定影。需要说明的是，本发明中的图像形成时，包括形成潜像、将调色剂图像 (显像)转印于记录介质P来形成最终图像。对于将调色剂图像转移到记录介质P之后的感光体1Y、1M、1C、1K，在利用配置于各感光体1Y、1M、1C、1K的清洁机构6Y、6M、6C、6K对转印时残留在感光体上的调色剂进行清扫之后，进行上述带电、曝光、显影的循环，进行随后的图像形成。在上述彩色图像形成装置中，作为清洁中间转印体的清洁机构6A的清洁部件， 使用的是弹性刮片。另外，各感光体设置有用以涂布脂肪酸金属盐的机构(11Y、11M、11C、 11K)。其中，作为脂肪酸金属盐，可使用与在调色剂中使用的相同的脂肪酸金属盐。图2为剖面结构示意图，示出了使用中间转印辊作为中间转印体的电子照相方式的图像形成装置的一例。图中，1’代表全色图像形成装置。全色图像形成装置1’具有显影单元2’、感光体3’、转印单元4’、定影器5’、及供纸盒6’。显影单元2’具有具有品红调色剂M的品红显影单元2’ M、具有青色调色剂C的青色显影单元2’ C、具有黄色调色剂Y的黄色显影单元 2’ Y、具有黑色调色剂K的黑色显影单元黑2’ K，该显影单元2’配置于感光体3’的周围。感光体3’设置成能够沿箭头方向以指定圆周速度旋转驱动的形式。感光体3’在旋转过程中，经配置于感光体3’周围的一次带电器(电晕放电器)7’进行带电处理，从而带电至指定的极性、电位，然后，通过接受由图像曝光机构(未图示)实施的图像曝光8’，来形成目标彩色图像的第1色成分像、例如与品红成分像对应的静电潜像。接着，利用作为第 1色的品红调色剂M,该静电潜像通过品红显影单元2’ M而显影。转印单元4，具有中间转印辊401，、中间转印辊清扫器402、及转印辊403。中间转印辊401’沿着与感光体3’相反的方向(图中的箭头方向)、以与感光体3’相同的圆周速度进行旋转驱动。形成负载于感光体3’上的上述第1色品红调色剂图像在经过感光体3’与中间转印辊401’的辊隙部Nl (—次转印部)的过程中，在通过从电源(未图示)施加到中间转印辊401’的一次转印偏压形成的电场的作用下，依次被中间转印至中间转印辊401’的外周在向中间转印辊401’进行的第1色品红调色剂图像的转印结束后，利用配置于感光体3’周围的清洁装置(未图示)对感光体3’表面实施清扫。随后，同样地在感光体3’ 上依次形成第2色的青色调色剂图像、第3色的黄色调色剂图像、第4色的黑色调色剂图像，并将这些调色剂图像依次重叠转印至中间转印辊401’上，使第1色 第4色调色剂图像在中间转印辊401’上叠加，从而形成与目标的彩色图像相对应的合成彩色调色剂图像。重叠转印至中间转印辊401’上的合成彩色调色剂图像如下所述地向转印材料9’ 转印(二次转印)在移位机构(未图示)作用下，使已分离的转印辊402’抵接于中间转印辊401，，并通过供纸辊601，从供纸盒6，分离出1片转印材料9，、通过阻挡辊602，于指定时刻向中间转印辊401，与转印辊403，之间的抵接辊隙部N2( 二次转印部)传送，同时由偏压电源(未图示)向转印辊403’施加二次转印偏压。利用该二次转印偏压，将合成彩色调色剂图像从中间转印辊401’转印至转印材料9’。转印有合成彩色调色剂图像的转印材料9’从中间转印辊401’上分离，经导轨被导入至定影器5’，由加热辊501’与加压辊502’实施加热定影。合成彩色调色剂图像向转印材料9’的转印结束后，在移位机构(未图示)作用下，中间转印辊清扫器402’抵接(图中的箭头方向)于中间转印辊401’，由此将中间转印辊401，上的转印残留调色剂除去。本发明中所谓的中间转印体，指的是图1所示的环形中间转印带70及图2所示的中间转印辊401’，本发明涉及图1所示的环形中间转印带70及图2所示的中间转印辊 401，。图3为图1所示中间转印体的中间转印带的部分剖面放大示意图。图中，70代表中间转印带。中间转印带具有在环形带状的基体70a上依次叠层弹性层70b和表面层70c的结构。考虑到机械强度、画质、制造成本等，基体70a的硬度优选为IGPa 15GPa。考虑到机械强度、画质、制造成本等，基体70a的厚度E优选为50μπι ΙΟΟΟμπι。弹性层70b的弹性模量为IOMPa 200MPa。低于IOMPa的情况下，弹性层过软，会导致耐久性、固结、画质等劣化，因此不优选。超过200MI^的情况下，弹性层过硬，会导致转印效率、固结等画质劣化，因此不优选。所述弹性层，指的是设置在基体和表面层之间的柔软层。作为弹性层的主要功能， 可列举如下两方面。1)调色剂除去功能对于中间转印带(中间转印体)，进行调色剂图像的转印及转印后残留在其表面的调色剂要利用刮片反复进行除去，而刮片的挤压会引起应力集中，该功能通过将该应力集中加以分散来提高表面层的耐久性；在提高刮片与表面层之间的密合性来除去调色剂时，该功能用以防止伴随调色剂的不均勻除去而产生的图像缺陷。2、转印提高功能该功能用以将感光体上的调色剂图像均勻地转印至中间转印带(中间转印体)的表面。弹性层70b的厚度F为50 μ m 500 μ m。低于50 μ m的情况下，弹性层过薄，还导致转印效率、耐久性、固结、画质等劣化，故不优选。超过500 μ m的情况下，弹性层过厚，会导致固结等画质劣化，故不优选。考虑到转印效率、耐久性、画质等，表面层70c的硬度优选为0. 2GPa lOGPa。考虑到转印效率、耐久性、画质等，表面层70c的弹性模量优选为1. OGI^a 50GPa。考虑到转印效率、耐久性、固结、画质、与弹性层的密合性等，表面层70c与弹性层 70b的弹性模量之比优选为10 5000。考虑到转印效率、耐久性、固结、画质、与弹性层的密合性等，表面层70c的厚度H 优选为IOOnm lOOOnm。表面层70c的构成并无特殊限制，可以是1层，也可以至少由2层构成。本图中示出的是由1层构成的情况。表面层70c至少由2层构成的情况下，考虑到转印效率、耐久性、固结、画质、与弹性层的密合性等，下层的硬度优选为0. 2GPa 2. OGI^a。考虑到耐久性、固结、画质等，优选弹性模量为1. OGI^a 10. OGPa0另外，考虑到耐久性、固结、画质等，其厚度优选为IOOnm IOOOnm0考虑到转印效率、耐久性、固结、画质等，相邻的上层的硬度优选为2. OGI^a 10. OGPa0考虑到转印效率、耐久性、固结、画质等，弹性模量优选为10. OGPa 50. OGPa0另外，考虑到转印效率、耐久性、固结、画质等，厚度优选为IOnm 50nm。基体70a、弹性层70b、及表面层70c的硬度及弹性模量是通过纳米压痕法测定的值。利用纳米压痕法测定硬度及弹性模量的方法是将微小的金刚石压头压入薄膜，同时测定负载与压入深度(位移量)的关系，从而由测定值算出塑性变形硬度的方法。测定条件测定机NANOIndenter XP/DCM(MTS Systems 公司制造)测定压头前端形状为正三角形的金刚石Berkovich压头测定环境20°C、60%RH测定试样将中间转印体切割成5cmX 5cm大小，制成测定试样最大负载设定25 μ N压入速度在以5秒钟达到最大负载25 μ N的速度下，与时间成比例地施加负载。针对表面层由2层构成的情况下，针对其上层、下层的层厚及弹性模量的测定方法进行说明。上层、下层的层厚的测定方法下层的层厚通过下述方法求出测定表面层(上层、下层)的层厚，然后通过研磨等将上层除去以露出下层，再测定下层的层厚。上层的层厚通过从表面层(上层、下层)的层厚中减去下层的层厚来计算求出。上层、下层的层厚的弹性模量的测定方法上层的硬度及弹性模量可直接通过纳米压痕法测定。下层的硬度及弹性模量可以在利用研磨等将上层除去以露出下层后，通过纳米压痕法测定。需要说明的是，测定时，对于各试样均随机地测定10点，并将这10点的平均值作为通过纳米压痕法测定的硬度。另外，表面层的厚度是利用“ΜΧΡ21” (Mac Science公司制造)测得的值。具体可通过下述方法进行膜厚的测定。将铜用于X射线源的靶，并以42kV、500mA进行工作。入射单色仪使用多层膜抛物镜。入射狭缝采用0. 05mm X 5mm、受光狭缝采用0. 03mm X 20mm。通过以2 θ/θ扫描方式，步宽0.005°、每1步10秒的FT法对0 5°进行测定。对于所得反射率曲线，使用 Mac Science 公司制造的 Reflectivity Analysis Program Ver. 1 进行曲线拟合，以使实测值与拟合曲线的残差平方和最小的方式求出各参数。由各参数求出叠层膜的膜厚。表面层由1层或至少2层形成的情况下，对于其形成方法并无特殊限制，可列举例如溅射法、真空蒸镀法、离子镀法等PVD法(物理蒸镀法)、CVD法(化学蒸镀法)、等离子体CVD法、大气压等离子体CVD法等。在这些形成方法中，考虑到与弹性层的密合性，特别优选大气压等离子体CVD法。以下，结合图4对利用大气压等离子体CVD法形成环形带状的本发明的中间转印体的表面层的装置进行说明。本发明中所说的大气压或其附近的压力表示的是20kl^ 200kPa的压力，但为了更好地获得本发明所记载的效果，该压力优选为90kPa IlOkPa左右，特别优选为93kPa 104kPa。图4为用以通过大气压等离子体CVD法形成环形带状中间转印体即中间转印带的表面层的制造装置的模式图。图中，9代表制造装置。制造装置9具有大气压等离子体CVD装置9a和材料供给装置％。大气压等离子体CVD装置9a具有辊电极9al、沿辊电极9al的外周排列的至少 1个固定电极9a2、混合气供给装置9a3、放电容器9a4、高频电源9a5、及排气管9a6。9a7代表在固定电极9a2与辊电极9al的对置区域中并且进行放电的放电空间。为了进行稳定的放电，固定电极9a2、辊电极9al中的至少之一需要在其朝向放电区的表面配置介电体(未图示)，更优选在两者上均配置介电体。介电体可适当选择氧化铝、氧化钛等陶瓷。需要说明的是，为了使固定电极9a2的与辊电极9al相对的面和辊电极9al隔开一定的距离，优选使固定电极9a2的与辊电极9al相对的面与辊电极9al的表面曲率相同。从混合气供给装置9a3至少生成原料气与放电气的混合气G，且该混合气G被供给到放电容器9a4。通过放电容器9a4，可减少向放电空间9a7等中流入空气。高频电源9a5与固定电极9a2相连，使用后的废气G’从排气管9a6被排出。混合气供给装置9a3将由形成无机化合物层的膜的原料气和氮气或者氩气等稀有气体混合而成的混合气供给到放电容器9a4。另外，更优选混合氧气或氢气，以通过氧化还原反应来促进反应进行。通过向高频电源施加电压，使混合气G在固定电极9a2与辊电极9al的电极间发生等离子体化(激发)，可使与混合气G中所含的原料气相对应的膜(表面层70c (参见图 3))堆积在材料F的弹性层上，从而制造出图3所示的带状中间转印体、即中间转印带70。作为可利用的高频电源9a5，并无特殊限制，可使用例如Pear 1 Kogyo制造的 CF-5000-13M 等。供给至高频电源9a5的电力向固定电极9a2供给lW/cm2以上的电力(输出密度)， 激发放电气以产生等离子体，从而形成薄膜。作为供给至固定电极9a2的电力的上限值，优选为50W/cm2、更优选为20W/cm2。下限值优选为1. 2W/cm2。其中，放电面积(cm2)指的是， 电极中产生放电范围的面积。这里，作为高频电场的波形，并无特殊限制。包括被称为连续模式的连续正弦波状的连续震荡模式、和被称为脉冲模式的间歇进行0N/0FF的间歇震荡模式等，可采用上述中的任一模式，但采用连续正弦波的模式时，可获得更为致密且良质的膜，因此优选。需要说明的是，在多个固定电极9a2中，也可以利用位于辊电极9al旋转方向的下游侧的多个固定电极9a2与混合气供给装置9a3来堆积表面层以使表面层累积，来对表面层的厚度加以调整。此外，还可以配置将来自混合气供给装置9a3的混合气直接供给至放电空间9a7 的供给装置(未图示)，利用位于辊电极9al旋转方向的最下游侧的固定电极9a2与混合气供给装置9a3来堆积表面层，并利用位于其上游的其它固定电极9a2与混合气供给装置 9a3来形成用以提高例如表面层与弹性层之间粘接性的粘接层等其它层。此外，为了提高表面层70c(参见图幻与弹性层70b (参见图幻之间的粘接性，还可以在形成表面层70c(参见图2、的固定电极9a2与混合气供给装置9a3的上游设置用以供给氩气、氮气等气体的气体供给装置和固定电极，来进行等离子体处理，从而对弹性层 70b (参见图幻表面进行活化。材料供给装置9b具有从动辊9bl和用以牵引从动辊9bl (图中的箭头方向)的张
11力赋予机构％2。环形带状的材料F被辊电极9al和从动辊9bl保持，通过张力赋予机构 %2被施与指定张力，并伴随辊电极9al的巡回转动(图中的箭头方向)形成能够通过从动辊9bl而进行旋转的被架设的状态。张力赋予机构％2在进行材料F的替换时等解除张力的赋予，使得材料F的替换等易于进行。本图所示的材料F是图3所示的中间转印带70的形成至弹性层(基体70a/弹性层70b)状态的材料。在图4所示的利用大气压等离子体CVD法形成表面层的制造装置中使用的所述放电气，是指在上述条件下可被激发为等离子体的气体，可列举氮气、氩气、氦气、氖气、氪气、 氙气等以及它们的混合物等。其中，优选使用氮气、氦气、氩气，尤其优选使用成本低廉的氮气。另外，作为用以形成表面层的原料气，可使用在常温下为气体或液体的有机金属化合物、特别是烷基金属化合物或烷氧基金属化合物、有机金属配位化合物。这些原料的相态在常温常压下并非一定为气相，只要能够在混合气供给装置中通过加热或减压等经熔融、蒸发、升华等而气化即可，可使用液相也可以使用固相。作为原料气，是在放电空间中呈等离子体状态、并含有形成薄膜的成分的气体，其为有机金属化合物、有机化合物、无机化合物等。例如，作为硅化合物，可列举硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷(TE0S)、四正丙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四正丁氧基硅烷、四叔丁氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、(3，3，3_三氟丙基)三甲氧基硅烷、六甲基二硅氧烷、双 (二甲基氨基)二甲基硅烷、双(二甲基氨基)甲基乙烯基硅烷、双(乙基氨基)二甲基硅烷、N，0-双(三甲基甲硅烷基)乙酰胺、双(三甲基甲硅烷基)碳化二亚胺、二乙基氨基三甲基硅烷、二甲基氨基二甲基硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基环三硅氮烷、七甲基二硅氮烷、 九甲基三硅氮烷、八甲基环四硅氮烷、四(二甲基氨基)硅烷、四异氰酸酯基硅烷、四甲基二硅氮烷、三(二甲基氨基)硅烷、三乙氧基氟代硅烷、烯丙基二甲基硅烷、烯丙基三甲基硅烷、苄基三甲基硅烷、双(三甲基甲硅烷基)乙炔、1，4_双(三甲基甲硅烷基)-1，3_ 丁二炔、二叔丁基硅烷、1，3_ 二硅代丁烷(l，3-diSilabutane)、双(三甲基甲硅烷基)甲烷、环戊二烯基三甲基硅烷、苯基二甲基硅烷、苯基三甲基硅烷、炔丙基三甲基硅烷、四甲基硅烷、 三甲基甲硅烷基乙炔、1_(三甲基甲硅烷基)-1-丙炔、三(三甲基甲硅烷基)甲烷、三(三甲基甲硅烷基)硅烷、乙烯基三甲基硅烷、六甲基二硅烷、八甲基环四硅氧烷、四甲基环四硅氧烷、六甲基环四硅氧烷、M硅酸盐51等，但并不限定于这些硅化合物。作为钛化合物，可列举四(二甲基氨基)钛等有机金属化合物，单钛、二钛等金属氢化物，二氯化钛、三氯化钛、四氯化钛等金属卤化物，四乙氧基钛、四异丙氧基钛、四丁氧基钛等烷氧基金属等，但并不限定于这些钛化合物。作为铝化合物，可列举正丁氧基铝、仲丁氧基铝、叔丁氧基铝、二异丙氧基乙酰乙酸乙酯合铝、乙氧基铝、六氟戊二酸铝、异丙氧基铝、4-戊二酸酯、二甲基氯化铝等，但并不限定于这些铝化合物。。此外，这些原料可以单独使用，也可以将2种以上成分混合使用。以下，针对构成图3所示的中间转印带70的材料、和环形带状基体70a及弹性层 70b的制造方法进行说明。
(中间转印带的基体)作为环形带状的基体70a(参见图幻，优选使导电剂分散于树脂，以使树脂具有导电性。(基体)就基体70a(参见图3)而言，要求其具有能够避免因从作为清洁部件的清洁刮片施加至中间转印带的负载而引起的中间转印体的变形、可降低对转印部的影响的刚性。作为所使用的材料，只要是具有本发明所需硬度的树脂即可，并无特殊限制，可使用例如聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚酰胺及聚苯硫醚等所谓工程塑料材料等树脂材料，其中，优选聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯硫醚。此外，还可以使用由上述树脂材料与下述弹性材料共混得到的材料。作为弹性材料，可列举例如聚氨酯、氯化聚异戊二烯、NBR、氯丁橡胶、EPDM、加氢聚丁二烯、丁基橡胶、硅橡胶等。这些弹性材料可单独使用1种，也可以将2种以上组合使用。其中，优选含有聚苯硫醚或聚酰亚胺树脂。聚酰亚胺树脂通过对作为聚酰亚胺树脂的前体的聚酰胺酸进行加热而形成。另外，聚酰胺酸通过将四羧酸二酐或其其衍生物与二胺的基本等摩尔混合物溶解于有机极性溶剂中，并使它们在溶液状态下反应而得到。需要说明的是，本发明中，基体70a(参见图幻中使用聚酰亚胺类树脂的情况下， 基体中的聚酰亚胺类树脂的含有率优选为51%以上。对于基体70a(参见图幻，优选向树脂材料中添加导电性物质，将电阻值(体积电阻率)调整至IO5 Ω · cm IO11 Ω · cm。作为添加到树脂材料中的导电性物质，可使用炭黑。作为炭黑，可使用中性或酸性炭黑。导电性物质的使用量因所使用的导电性物质的种类而异，但只要添加的导电性物质量使得中间转印体的体积电阻值及表面电阻值达到指定范围即可，通常，相对于树脂材料 100质量份，导电性物质的使用量为10质量份 20质量份、优选为10质量份 16质量份。用于本发明的基体可通过以往公知的常规方法制作。例如，可利用挤出机将作为材料的树脂熔融，通过使用环状模头的吹塑法将其成形为筒状之后，通过切成圆片来制作环状的环形带状基体。需要说明的是，可用于中间转印带的基体的树脂材料也可以用于辊状基体的制作。(弹性层)作为弹性层70b (参见图幻，并无特殊限制，可使用任意的橡胶材料、热塑性弹性体。可选自例如苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、高苯乙烯橡胶、聚丁二烯橡胶(BR)、聚异戊二烯橡胶(IIR)、乙烯-丙烯共聚物、丁腈橡胶、氯丁橡胶(CR)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、 丁基橡胶、硅橡胶、氟橡胶、丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸橡胶(ACM、ANM)、表氯醇橡胶及降冰片烯橡胶等。特别优选为氯丁橡胶、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶及乙烯-丙烯共聚物。这些材料可单独使用1种，也可以将2种以上组合使用。另一方面，作为热塑性弹性体，可使用聚酯类、聚氨酯类、苯乙烯-丁二烯三嵌段类、聚烯烃类等。此外，弹性层也可以是使用由用于基体的树脂材料和弹性材料共混得到的材料形成的层。例如，作为硅橡胶的材料，可使用含有乙烯基的聚有机硅氧烷组合物。作为硅橡胶，可使用能够在加成反应催化剂作用下发生固化的双组分型液态硅橡胶、能够在包含过氧化物的加硫剂作用下进行加硫(固化)的热加硫型硅橡胶。另外，根据环形带的使用目的、设计目的等，弹性层中可添加填充剂、增量填充剂、加硫剂、着色剂、导电性物质、耐热剂、颜料等各种配合剂。此外，合成树脂的可塑性根据配合剂的添加量等而变化，但作为固化前刚性树脂的可塑性，优选使用可塑性为120以下的树脂。对于弹性层，可以使弹性材料中分散导电性物质，从而将电阻值(体积电阻率)调整为 IO5 Ω · cm IO11 Ω · cm。作为添加到弹性层的导电性物质，可使用炭黑、氧化锌、氧化锡、炭化硅等。作为炭黑，可使用中性或酸性炭黑。导电性物质的使用量因所使用的导电性物质的种类而异，但只要添加的导电性物质量使得弹性层的体积电阻值及表面电阻值达到指定范围即可，通常， 相对于弹性材料100质量份，导电性物质的的使用量为10质量份 20质量份、优选为10 质量份 16质量份。弹性层的形成方法弹性层70b (参见图3)可通过公知的涂布方法制作，例如，可通过日本特开 2006-255615号公报中记载的浸涂、日本特开平10-104855号公报中记载的圆形限量型涂布(円形量規制型塗布)、日本特开2007-136423号公报中记载的环状涂布方法、或将浸涂与圆形限量型涂布组合来设置涂膜，但并不限定于这些方法。具体而言，作为在环形带状树脂基体上形成弹性层的方法，可列举下述方法例如，将环状环形带状树脂基体设置于圆筒芯材上，并将其以垂直竖立状态置入并浸渍于收纳有弹性层用涂布液的槽中。此时，在反复进行多次浸渍以形成指定厚度的涂膜后，将其从涂布液中捞起。接着，进行干燥以除去溶剂，然后进行加热处理(例如，60°C X60分钟 1500C X 60分钟)，来制作弹性层。就在金属圆筒状基体上形成弹性层的方法而言，也与环形带状树脂基体的情况相同，可通过在金属辊上进行熔融成形、注塑成形、浸涂或喷涂等对橡胶、弹性体、树脂等进行成形来设置弹性层。(表面层)表面层70c(参见图幻优选由选自金属氧化物、金属氮化物或金属氮氧化物中的至少1种无机化合物构成。此外，无机化合物优选由选自In、Sn、Cd、Si、Al、Sb、Ge、W、Mo、 Si、Zr、Ce、Mg、Ti中的至少1种的金属氧化物、金属氮化物或金属氮氧化物形成。特别优选 Al、Si、Ti。具体可列举氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化钛、氮氧化钛、氮化钛、氧化铝等。 进一步，最优选氧化硅或含有碳的氧化硅。实施例以下，结合实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不限定于这些实施例。需要说明的是，实施例中采用的“份”或“ ％ ”的表述，在没有特殊限定的条件下代表“质量份”或 “质量％”。实施例1(准备环形带状基体)准备了厚100 μ m、含有导电性物质、由聚酰亚胺(PI)制成的环形带状基体。作为添加到树脂材料中的导电性物质，可使用炭黑。作为炭黑，可使用中性或酸性炭黑。导电性物质的使用量因所使用的导电性物质的种类而异，但只要添加的导电性物质量使得中间转印体的体积电阻值及表面电阻值达到指定范围即可，通常，相对于树脂材料100质量份，导电性物质的使用量为10质量份 20质量份、优选为10质量份 16质量份。该基体的弹性模量为5GPa。(制作弹性层)在所准备的环形带状基体的外周，通过浸涂法形成了弹性模量和厚度如表1所示地加以改变的弹性层，将形成至弹性层的环形带状基体记作No. 1-1 1-观。需要说明的是，就弹性模量的变化而言，可根据添加到弹性层中的填充剂、增量填充剂、加硫剂、着色剂、导电性物质、耐热剂、颜料等各种配合剂的种类、添加量、配合比来调整至所需的硬度。 对于这些材料并无特殊限制，可根据需要来选择，也可以不使用配合剂。厚度的变化可通过改变浸涂时的捞起速度来进行。弹性模量代表通过说明书正文中记载的纳米压痕法测定的值。厚度代表使用 “MXP21” (Mac Science公司制造)、按照说明书正文中记载的方法测定得到的值。[表1](制作中间转印体)
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(无机化合物层(表面层)的形成)在所准备的形成至弹性层的环形带状基体No. 1-1 1- 的弹性层上，使用图4 所示的利用大气压等离子体CVD的制造装置，在如下所示的条件下形成厚150nm的1层无机化合物(氧化硅)层，来制作中间转印带1，从而得到试样No. 101 128。需要说明的是， 无机化合物(氧化硅)层的膜厚是使用“MXP21” (Mac Science公司制造)、利用说明书正文中记载的方法测定得到的值。无机化合物(氧化硅)层的弹性模量为5GPa、硬度为lGPa、厚度为500nm。弹性模量代表利用说明书正文中记载的纳米压痕法测定的值。大气压等离子体CVD条件作为无机化合物层的形成材料，使用下述混合气组合物，在下述成膜条件下进行了无机化合物(氧化硅)层的形成。此时，包覆大气压等离子体处理装置的各电极的介电体和与之相对的两电极均使用了通过陶瓷喷镀加工而包覆了片层(片肉)厚度为Imm的氧化铝的材料。包覆后的电极间隙设定为1mm。另外，包覆介电体的金属母材是具有由冷却水达到的冷却功能的不锈钢制夹套的形式，其在进行由冷却水进行的电极温度控制的同时实施放电，由此形成了无机化合物(氧化硅SixOy)。包覆放电处理装置的各电极的介电体和与之相对的两电极均使用了通过陶瓷喷镀加工而包覆了氧化铝的材料。另外，包覆介电体的金属母材是具有由冷却水达到的冷却功能的不锈钢制夹套的形式，其在进行由冷却水进行的电极温度控制的同时实施放电。〈混合气组合物〉放电气氮气94. 93体积％成膜(原料)气四乙氧基硅烷 0. 07体积％反应气氧气5. 00体积％对于各原料气，通过加热来生成蒸气，并预先将产生余热的放电气及反应气混合、 稀释，以使原料不发生凝聚，然后供给至放电空间。〈形成条件〉第1电极侧电源类应用电机公司制造的高频电源频率80kHz输出密度10W/cm2第2电极侧电源类Pearl Kogyo公司制造的高频电源频率13.56MHz输出密度10W/cm2对于硬度、弹性模量的变化，可通过在上述大气压等离子体CVD条件下改变电极温度、混合气的种类/量/组成比、电源的频率/输出密度来调整至所希望的量。对于这些方法并无特殊限制，可根据需要来选择。厚度的变化可通过改变制膜速度来进行。评价针对制作的试样No. 101 128，利用如下所示的方法测定转印效率、耐久性、固结，并按照如下所示的评价等级进行了评价，结果如表2所示。
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转印效率的测定使用打印机(KonicaMinolta Business ^Technologies (株)制造的 magiCOlOr5440DL)，将其内部的中间转印带卸下并分别安装上述制作的试样No. 101 128。在该打印机中设置平均粒径6. 5μπι的聚合调色剂，以最大调色剂浓度将黄色、品红、青色、黑色各色打印至 Konica Minolta CF 纸(Konica Minolta Business Technologies(株)制)。对转印至打印纸上的调色剂附着量及带上残留的调色剂量进行光学(反射)浓度测定，根据预先求出的光学浓度与调色剂量的关系式将测定结果换算为调色剂量，并通过下式求出调色剂转印率(％ )。转印率(％ )=(转印至测试打印纸上的调色剂量/(转印至测试打印纸上的调色剂量+带上残留的调色剂量))X100评价等级◎转印率为98%以上〇转印率为95%以上且低于98%Δ 转印率为90%以上且低于95%X 转印率低于90%耐久性的测定使用在转印效率测定中使用的打印机，在Konica Minolta CF纸(A4)上以各调色剂颜色均5%成像率的测试图案，在23°C、50% RH环境中进行了 30万张打印，然后，对于第 1张和第30万张印刷品中图像品质的有无进行了肉眼观察。评价等级◎第1张及第30万张印刷品均未发生图像变化，也没有确认到成为问题的图像缺陷〇在第1张印刷品中未确认到成为问题的图像缺陷，在第30万张印刷品中仅确认到了细微变化，但属于实用上容许的品质Δ 在第1张印刷品中未确认到成为问题的图像缺陷，但在第30万张印刷品中确认到了变化，但属于实用上容许的品质X 在第1张印刷品中未确认到成为问题的图像缺陷，但在第30万张印刷品中确认到了明显缺陷，其品质存在实用上的问题X X 在第1张印刷品中未确认到成为问题的图像缺陷，但在第30万张印刷品中确认到了显著的图像缺陷，属于无法付诸实用的品质固结的测定测定耐久性时，在30万张打印结束后，取出中间转印带，肉眼观察其表面的固结状态，并进行了评价。固结的评价等级〇在中间转印带上完全未观察到固结Δ 在中间转印带上观察到薄的固结，但属于实用上无问题的水平X 在中间转印带的一周观察到固结，属于实用上成为问题的水平[表 2]
权利要求
1.一种用于电子照相方式的图像形成装置的中间转印体，其在基体上至少依次设置有弹性层、表面层，其中，所述弹性层的弹性模量为IOMPa 200MPa、厚度为50 μ m 500 μ m。
2.根据权利要求1所述的中间转印体，其中，所述表面层的硬度为0. lOGPa、弹性模量为1. OGPa 50GPa、厚度为IOOnm lOOOnm，且该表面层与所述弹性层的弹性模量之比为10 5000。
3.根据权利要求1所述的中间转印体，其中，所述表面层至少由两层构成，下层的硬度为0. 2GPa 2. OGPa、弹性模量为1. OGPa 10. OGPa、厚度为IOOnm IOOOnm ；相邻的上层的硬度为2. OGPa 10. OGPa、弹性模量为10. OGPa 50. OGPa、厚度为 IOnm 50nmo
4.根据权利要求1 3中任一项所述的中间转印体，其中，所述弹性层是由选自氯丁橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶及乙烯-丙烯共聚物中的至少1种形成的层。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的中间转印体，其中，所述基体为选自聚酰亚胺、 聚碳酸酯、聚苯硫醚及聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少1种。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的中间转印体，其中，所述表面层由无机化合物构成，该无机化合物为选自金属氧化物、金属氮化物或金属氮氧化物中的至少1种。
7.根据权利要求6所述的中间转印体，其中，所述无机化合物由选自Al、Si、Ti中的至少1种金属的金属氧化物、金属氮化物或金属氮氧化物形成。
8.根据权利要求6所述的中间转印体，其中，所述无机化合物为氧化硅或含有碳的氧化硅。
9.根据权利要求1 8中任一项所述的中间转印体，其中，所述表面层通过大气压等离子体CVD法形成。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种可抑制擦伤、裂缝的产生、且不会发生固结的用于电子照相方式的图像形成装置的高耐久性中间转印体，为此，本发明涉及一种中间转印体，其是在基体上至少依次设置有弹性层、表面层的用于电子照相方式的图像形成装置的中间转印体，在该中间转印体中，上述弹性层的弹性模量为10MPa～200MPa、厚度为50μm～500μm。
文档编号G03G15/16GK102356359SQ20108001195
公开日2012年2月15日 申请日期2010年3月12日 优先权日2009年3月18日
发明者前原雄一郎, 山下大志 申请人:柯尼卡美能达商用科技株式会社