JP4438866B2 - 中間転写体、中間転写体の製造装置、中間転写体の製造方法、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、中間転写体、中間転写体の製造装置、中間転写体の製造方法、及び中間転写体を有する画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等が知られており、その画像形成装置において、第１のトナー画像担持体からトナー画像を１次転写され、転写されたトナー画像を担持し、更に記録紙等にトナー画像を２次転写する中間転写体を有する画像形成装置が知られている。

このような中間転写体として中間転写体の表面にシリコン酸化物や酸化アルミニウム等を被覆させることによりトナー画像の剥離性を向上させ記録紙等への転写効率向上を図るものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平９−２１２００４号公報

しかし、中間転写体を有する画像形成装置は２次転写時にトナー画像を１００％転写することは現時点では不可能に近く、例えば中間転写体に残留したトナーを中間転写体からブレードで掻き落とすクリーニング装置を必要としている。

特許文献１に記載された中間転写体は２次転写時のトナー転写率が十分でなく、耐久性が十分でないという問題点、また、シリコン酸化物を蒸着により、酸化アルミニウム等をスパッタリングにより形成するため真空装置等の大がかりな設備を必要とするという問題点があった。

本発明の目的は上述した問題点に鑑み、転写性がより高く、クリーニング性及び耐久性がより高い中間転写体と、真空装置等の大がかりな設備を必要としない中間転写体の製造装置と、該中間転写体を有する画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る上記目的は下記により達成される。

（１）第１のトナー画像担持体から転写されたトナー画像を保持し、保持したトナー画像を被転写物の表面に２次転写する中間転写体において、該中間転写体の基材上に少なくとも硬質炭素含有層を有し、前記硬質炭素含有層は、少なくとも１対の電極の間で大気圧または大気圧近傍下において少なくとも前記硬質炭素含有層由来の原料ガスを基材表面近傍で発生するプラズマ放電により励起し、励起した前記原料ガスを基材表面に晒して該基材表面に堆積・形成されたものであることを特徴とする中間転写体。
（２）第１のトナー画像担持体から転写されたトナー画像を保持し、保持したトナー画像を被転写物の表面に２次転写する中間転写体において、該中間転写体の基材上に少なくとも硬質炭素含有層を有し、前記硬質炭素含有層は、大気圧または大気圧近傍下において少なくとも前記硬質炭素含有層由来の原料ガスをプラズマ放電により励起して、励起した前記原料ガスを前記基材表面に噴射して堆積・形成されたものであることを特徴とする中間転写体。

（３）外表層に前記硬質炭素含有層を有することを特徴とする（１）または（２）に記載の中間転写体。

（４）前記硬質炭素含有層は、アモルファスカーボン膜、水素化アモルファスカーボン膜、四面体アモルファスカーボン膜、窒素含有アモルファスカーボン膜、及び、金属含有アモルファスカーボン膜から選ばれる少なくとも１つの膜を含むことを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載の中間転写体。

（５）エンドレスのベルト状の中間転写体の製造装置において、前記中間転写体は基材の上に少なくとも硬質炭素含有層を有し、前記硬質炭素含有層を形成する第１の成膜装置は、プラズマ放電を行う少なくとも１対の電極を有し、前記１対の電極の内、一方の電極は前記基材を着脱可能に巻架して回転駆動させる少なくとも１対のローラの内の一方のローラで、他方の電極は前記一方のローラに前記基材を介して対向する固定電極であることを特徴とする中間転写体の製造装置。

（６）前記基材の表面に前記一方のローラと前記固定電極との対向領域において発生するプラズマを晒して前記硬質炭素含有層を堆積・形成することを特徴とする（５）に記載の中間転写体の製造装置。

（７）エンドレスのベルト状の中間転写体の製造装置において、前記中間転写体は基材の上に少なくとも硬質炭素含有層を有し、前記硬質炭素含有層を形成する第２の成膜装置は、前記基材を着脱可能に巻架して回転駆動させる少なくとも１対のローラと、プラズマ放電を行う少なくとも１対の電極とを有し、前記１対の電極は前記１対のローラの内の一方のローラに前記基材を介して対向する少なくとも１対の固定電極であることを特徴とする中間転写体の製造装置。

（８）前記基材の表面に前記少なくとも１対の固定電極の対向領域において発生するプラズマを噴射して硬質炭素含有層を堆積・形成することを特徴とする（７）に記載の中間転写体の製造装置。

（９）エンドレスのベルト状の中間転写体の製造装置において、前記中間転写体は基材の上に少なくとも硬質炭素含有層を有し、前記硬質炭素含有層を形成する第３の成膜装置は、複数の前記基材を着脱可能に巻架して回転駆動させる少なくとも２対のローラを有し、プラズマ放電を行う少なくとも１対の電極の内、一方の電極は前記２対のローラの内の一方の対の一方のローラで、他方の電極は前記２対のローラの内の他方の対の一方のローラで、前記一方の対の一方のローラと前記他方の対の一方のローラとが所定の間隙で対向していることを特徴とする中間転写体の製造装置。

（１０）複数の前記基材に前記一方の対の一方のローラと前記他方の対の一方のローラとの対向領域において発生するプラズマを晒して前記硬質炭素含有層を堆積・形成することを特徴とする（９）に記載の中間転写体の製造装置。

（１１）前記一方のローラと前記固定電極とにそれぞれ接続された異なる電圧及び異なる周波数を出力する複数の電源とを有し、該電源によって前記一方のローラと前記固定電極との間に発生した異なる周波数を重畳した電界により、少なくとも放電ガスと原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して前記硬質炭素含有層を堆積・形成するものであることを特徴とする（５）または（６）に記載の中間転写体の製造装置。

（１２）前記一方のローラと前記固定電極との少なくとも一方に接続された１台の電源とを有し、該電源によって前記一方のローラと前記固定電極との間に発生した単一の周波数の電界により、少なくとも放電ガスと原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して前記硬質炭素含有層を堆積・形成するものであることを特徴とする（５）または（６）に記載の中間転写体の製造装置。

（１３）前記１対の固定電極にそれぞれ接続された異なる電圧及び異なる周波数を出力する複数の電源とを有し、該電源によって前記１対の固定電極の間に発生した異なる周波数を重畳した電界により、少なくとも放電ガスと原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して前記硬質炭素含有層を堆積・形成するものであることを特徴とする（７）または（８）に記載の中間転写体の製造装置。

（１４）前記１対の固定電極の少なくとも一方に接続された１台の電源とを有し、該電源によって前記１対の固定電極の間に発生した単一の周波数の電界により、少なくとも放電ガスと原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して前記硬質炭素含有層を堆積・形成するものであることを特徴とする（７）または（８）に記載の中間転写体の製造装置。

（１５）前記一方の対の一方のローラと前記他方の対の一方のローラとにそれぞれ接続された異なる電圧及び異なる周波数を出力する複数の電源とを有し、該電源によって前記一方の対の一方のローラと前記他方の対の一方のローラとの間に発生した異なる周波数を重畳した電界により、少なくとも放電ガスと原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して前記硬質炭素含有層を堆積・形成するものであることを特徴とする（９）または（１０）に記載の中間転写体の製造装置。

（１６）前記一方の対の一方のローラと前記他方の対の一方のローラとの少なくとも一方に接続された１台の電源とを有し、該電源によって前記一方の対の一方のローラと前記他方の対の一方のローラとの少なくとも一方との間に発生した単一の周波数の電界により、少なくとも放電ガスと原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して前記硬質炭素含有層を堆積・形成するものであることを特徴とする（９）または（１０）に記載の中間転写体の製造装置。

（１７）前記硬質炭素含有層の堆積・形成は大気圧または大気圧近傍下において行われることを特徴とする（５）〜（１６）のいずれか１項に記載の中間転写体の製造装置。

（１８）アモルファスカーボン膜、水素化アモルファスカーボン膜、四面体アモルファスカーボン膜、窒素含有アモルファスカーボン膜、及び、金属含有アモルファスカーボン膜から選ばれる少なくとも１つの膜を含む前記硬質炭素含有層を形成するものであることを特徴とする（５）〜（１７）のいずれか１項に記載の中間転写体の製造装置。

（１９）基材上に少なくとも１つの層を形成する少なくとも１つの工程を有する中間転写体の製造方法において、最終工程として大気圧または大気圧近傍下において硬質炭素含有層を形成する成膜工程を有することを特徴とする中間転写体の製造方法。

（２０）前記成膜工程は、アモルファスカーボン膜、水素化アモルファスカーボン膜、四面体アモルファスカーボン膜、窒素含有アモルファスカーボン膜、及び、金属含有アモルファスカーボン膜から選ばれる少なくとも１つの膜を含む前記硬質炭素含有層を形成することを特徴とする（１９）に記載の中間転写体の製造方法。

（２１）前記成膜工程は、少なくとも前記硬質炭素含有層由来の原料ガスを基材表面近傍で発生するプラズマ放電により励起し、励起した前記原料ガスを基材表面に晒して前記硬質炭素含有層を前記基材表面に堆積・形成する工程であることを特徴とする（１９）または（２０）に記載の中間転写体の製造方法。

（２２）前記成膜工程は、少なくとも前記硬質炭素含有層由来の原料ガスをプラズマ放電により励起して、励起した前記原料ガスを前記基材表面に噴射して前記硬質炭素含有層を、堆積・形成する工程であることを特徴とする（１９）または（２０）に記載の中間転写体の製造方法。

（２３）（１）〜（４）のいずれか１項に記載の中間転写体を有することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば次のような効果を得ることが出来る、すなわち、
（１）〜（４）に記載の、外表層にアモルファスカーボン膜、水素化アモルファスカーボン膜、四面体アモルファスカーボン膜、窒素含有アモルファスカーボン膜、及び、金属含有アモルファスカーボン膜から選ばれる少なくとも１つの膜を含む硬質炭素含有層を有する中間転写体により、転写性が高く、クリーニング性及び耐久性が高い中間転写体を得ることが可能となる。

（５）〜（１８）に記載の、アモルファスカーボン膜、水素化アモルファスカーボン膜、四面体アモルファスカーボン膜、窒素含有アモルファスカーボン膜、及び、金属含有アモルファスカーボン膜から選ばれる少なくとも１つの膜を含む硬質炭素含有層を大気圧または大気圧近傍下のプラズマＣＶＤ装置により形成することにより、真空装置等の大がかりな設備を必要とせず上記効果を有する中間転写体を製造する製造装置を得ることが可能となる。

（１９）〜（２２）に記載の、アモルファスカーボン膜、水素化アモルファスカーボン膜、四面体アモルファスカーボン膜、窒素含有アモルファスカーボン膜、及び、金属含有アモルファスカーボン膜から選ばれる少なくとも１つの膜を含む硬質炭素含有層を大気圧または大気圧近傍下でプラズマ放電を行う工程で形成することにより、効率よく、転写性が高い、クリーニング性及び耐久性が高い中間転写体の製造方法を得ることが可能となる。

（２３）に記載の、（１）〜（４）に記載の中間転写体を有することにより、転写性が高く、クリーニング性及び耐久性が高い画像形成装置を提供することが可能となる。

カラー画像形成装置の１例を示す断面構成図である。 中間転写体の層構成を示す概念断面図である。 中間転写体を製造する第１の製造装置の説明図である。 中間転写体を製造する第２の製造装置の説明図である。 中間転写体を製造する第３の製造装置の説明図である。 プラズマにより中間転写体を製造する第１のプラズマ成膜装置の説明図である。 プラズマにより中間転写体を製造する第２のプラズマ成膜装置の説明図である。 ロール電極の一例を示す概略図である。 固定電極の一例を示す概略図である。

符号の説明

１ カラー画像形成装置
２ 中間転写体の製造装置
３ 大気圧プラズマＣＶＤ装置
４ 大気圧プラズマ装置
１７ 中間転写体ユニット
２０ ロール電極
２１ 固定電極
２３ 放電空間
２４ 混合ガス供給装置
２５ 第１の電源
２６ 第２の電源
４１ 薄膜形成領域
１１７ ２次転写ローラ
１７０ 中間転写ベルト
１７５ 基材
１７６ 硬質炭素含有層
２０１ 従動ローラ

以下に本発明の実施の形態を説明するが、本欄の記載は請求の範囲の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。

本発明の中間転写体は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に好適に用いられ、感光体の表面に担持されたトナー画像をその表面に１次転写され、転写されたトナー画像を保持し、保持したトナー画像を記録紙等の被転写物の表面に２次転写するものであれば良く、ベルト状の転写体でも、ドラム状の転写体でも良い。

先ず、本発明の中間転写体を有する画像形成装置について、タンデム型フルカラー複写機を例に取り説明する。

図１は、カラー画像形成装置の１例を示す断面構成図である。

このカラー画像形成装置１は、タンデム型フルカラー複写機と称せられるもので、自動原稿送り装置１３と、原稿画像読み取り装置１４と、複数の露光手段１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋと、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、中間転写体ユニット１７と、給紙手段１５及び定着手段１２４とから成る。

画像形成装置の本体１２の上部には、自動原稿送り装置１３と原稿画像読み取り装置１４が配置されており、自動原稿送り装置１３により搬送される原稿ｄの画像が原稿画像読み取り装置１４の光学系により反射・結像され、ラインイメージセンサＣＣＤにより読み込まれる。

ラインイメージセンサＣＣＤにより読み取られた原稿画像を光電変換されたアナログ信号は、図示しない画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに各色毎のデジタル画像データとして送られ、露光手段１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋにより対応する第１の像担持体としてのドラム状の感光体（以下感光体とも記す）１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに各色の画像データの潜像を形成する。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、垂直方向に縦列配置されており、感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの図示左側方にローラ１７１、１７２、１７３、１７４を巻回して回動可能に張架された半導電性でエンドレスベルト状の第２の像担持体である本発明の中間転写体（以下中間転写ベルトと記す）１７０が配置されている。

そして、本発明の中間転写ベルト１７０は図示しない駆動装置により回転駆動されるローラ１７１を介し矢印方向に駆動されている。

イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、感光体１１Ｙの周囲に配置された帯電手段１２Ｙ、露光手段１３Ｙ、現像手段１４Ｙ、１次転写手段としての１次転写ローラ１５Ｙ、クリーニング手段１６Ｙを有する。

マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、感光体１１Ｍ、帯電手段１２Ｍ、露光手段１３Ｍ、現像手段１４Ｍ、１次転写手段としての１次転写ローラ１５Ｍ、クリーニング手段１６Ｍを有する。

シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、感光体１１Ｃ、帯電手段１２Ｃ、露光手段１３Ｃ、現像手段１４Ｃ、１次転写手段としての１次転写ローラ１５Ｃ、クリーニング手段１６Ｃを有する。

黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、感光体１１Ｋ、帯電手段１２Ｋ、露光手段１３Ｋ、現像手段１４Ｋ、１次転写手段としての１次転写ローラ１５Ｋ、クリーニング手段１６Ｋを有する。

トナー補給手段１４１Ｙ、１４１Ｍ、１４１Ｃ、１４１Ｋは、現像装置１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにそれぞれ新規トナーを補給する。

ここで、１次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋは、図示しない制御手段により画像の種類に応じて選択的に作動され、それぞれ対応する感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋに中間転写ベルト１７０を押圧し、感光体上の画像を転写する。

このようにして、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにより感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に形成された各色の画像は、１次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋにより、回動する中間転写ベルト１７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。

即ち、中間転写ベルトは感光体の表面に担持されたトナー画像をその表面に１次転写され、転写されたトナー画像を保持する。

また、給紙カセット１５１内に収容された記録媒体としての記録紙Ｐは、給紙手段１５により給紙され、次いで複数の中間ローラ１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ、１２２Ｄ、レジストローラ１２３を経て、２次転写手段としての２次転写ローラ１１７まで搬送され、２次転写ローラ１１７により中間転写体上の合成されたトナー画像が記録紙Ｐ上に一括転写される。

即ち、中間転写体上に保持したトナー画像を被転写物の表面に２次転写する。

ここで、２次転写手段６は、ここを記録紙Ｐが通過して２次転写を行なう時にのみ、記録紙Ｐを中間転写ベルト１７０に圧接させる。

カラー画像が転写された記録紙Ｐは、定着装置１２４により定着処理され、排紙ローラ１２５に挟持されて機外の排紙トレイ１２６上に載置される。

一方、２次転写ローラ１１７により記録紙Ｐにカラー画像を転写した後、記録紙Ｐを曲率分離した中間転写ベルト１７０は、クリーニング手段８により残留トナーが除去される。

ここで、中間転写体は前述したような回転するドラム状の中間転写ドラムに置き換えても良い。

次に、中間転写ベルト１７０に接する１次転写手段としての１次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ、と、２次転写ローラ１１７の構成について説明する。

一次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋは、例えば外径８ｍｍのステンレス等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコーン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が１０⁵〜１０⁹Ω・ｃｍ程度のソリッド状態または発泡スポンジ状態で、厚さが５ｍｍ、ゴム硬度が２０〜７０°程度（アスカー硬度Ｃ）の半導電弾性ゴムを被覆して形成される。

二次転写ローラ６は、例えば外径８ｍｍのステンレス等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコーン等のゴム材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりして、体積抵抗が１０⁵〜１０⁹Ω・ｃｍ程度のソリッド状態または発泡スポンジ状態で、厚さが５ｍｍ、ゴム硬度が２０〜７０°程度（アスカー硬度Ｃ）の半導電弾性ゴムを被覆して形成される。

そして、二次転写ローラ６は、一次転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋと異なり、記録紙Ｐが無い状態ではトナーが接する可能性があるため、二次転写ローラ６の表面に半導電性のフッ素樹脂やウレタン樹脂等の離型性の良いものを被覆すると良く、ステンレス等の導電性芯金の周面に、ポリウレタン、ＥＰＤＭ、シリコーン等のゴムや樹脂材料に、カーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりした半導電性材料を、厚さが０．０５〜０．５ｍｍ程度被覆して形成される。

以下に上述した中間転写ベルト１７０を例に取り本発明の中間転写体について説明する。

図２は、中間転写体の層構成を示す概念断面図である。

中間転写ベルト１７０は基材１７５と、基材１７５の表面に形成された少なくとも硬質炭素含有層（ＤＬＣ〔ダイアモンド・ライク・カーボン〕層）１７６とを有している。

前記硬質炭素含有層は、組成中の炭素濃度は３０〜１００％、硬度は５〜５０ＧＰａ及び密度は１．２〜３．２ｇ／ｃｍ^３である。また、好ましくは、膜厚は１０〜１０００ｎｍ及び屈折率は２〜２．８である。

基材１７１は、体積抵抗が１０⁶〜１０¹²Ω・ｃｍオーダーの無端ベルトであり、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、エトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の樹脂材料や、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、ＣＲ、ポリウレタン等のゴム材料にカーボン等の導電性フィラーを分散させたり、イオン性の導電材料を含有させたりしたものが用いられるが、より好ましくはポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）である。その厚みは、樹脂材料の場合５０〜２００μｍ程度、ゴム材料の場合は３００〜７００μｍ程度に設定されている。

ここで、中間転写ベルト１７０は基材１７５と硬質炭素含有層１７６との間に他の層を有しても良く、硬質炭素含有層１７６は最外表層に位置している。

本発明の硬質炭素膜は、化学的気相堆積法（ＣＶＤ）で形成することが可能であり、真空ＣＶＤ、大気圧ＣＶＤ、サーマルＣＶＤのどの方法でも良いが、低温で、且つ、生産性高く形成でき、膜質も良い大気圧ＣＶＤが好ましい。

更に、硬質炭素含有層１７６はアモルファスカーボン膜、水素化アモルファスカーボン膜、四面体アモルファスカーボン膜、窒素含有アモルファスカーボン膜、金属含有アモルファスカーボン膜等の炭素を含む層を堆積する観点から、少なくとも放電ガスと原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して原料ガスに応じた膜を堆積・形成するプラズマＣＶＤ、特に大気圧または大気圧近傍下において行われるプラズマＣＶＤにより形成されることが好ましい。

大気圧またはその近傍の圧力とは２０ｋＰａ〜１１０ｋＰａ程度であり、本発明に記載の良好な効果を得るためには、９３ｋＰａ〜１０４ｋＰａが好ましい。

以下に中間転写体の硬質炭素含有層を大気圧プラズマＣＶＤにより形成する場合を例に取り、装置及び方法、また使用するガスについて説明する。

図３は、中間転写体を製造する第１の製造装置の説明図である。

中間転写体の製造装置２（放電空間と薄膜堆積領域が略同一なダイレクト方式）は基材上に硬質炭素含有層を形成するもので、エンドレスベルト状の中間転写体の基材１７５を巻架して矢印方向に回転するロール電極２０と従動ローラ２０１、及び、基材表面に硬質炭素含有層を形成する成膜装置である大気圧プラズマＣＶＤ装置３より構成されている。

大気圧プラズマＣＶＤ装置３は、ロール電極２０の外周に沿って配列された少なくとも１式の固定電極２１と、固定電極２１とロール電極２０との対向領域で且つ放電が行われる放電空間２３と、少なくとも原料ガスと放電ガスとの混合ガスＧを生成して放電空間２３に混合ガスＧを供給する混合ガス供給装置２４と、放電空間２３等に空気の流入することを軽減する放電容器２９と、ロール電極２０に接続された第１の電源２５と、固定電極２１に接続された第２の電源２６と、使用済みの排ガスＧ’を排気する排気部２８とを有している。

混合ガス供給装置２４はアモルファスカーボン膜、水素化アモルファスカーボン膜、四面体アモルファスカーボン膜、窒素含有アモルファスカーボン膜、金属含有アモルファスカーボン膜から選ばれる少なくとも１つの膜を形成する原料ガスと、窒素ガス或いはアルゴンガス等の希ガスを混合した混合ガスを放電空間２３に供給する。

また、従動ローラ２０１は張力付勢手段２０２により矢印方向に付勢され、基材１７５に所定の張力を掛けている。張力付勢手段２０２は基材１７５の掛け替え時等は張力の付勢を解除し、容易に基材１７５の掛け替え等を可能としている。

第１の電源２５は周波数ω１の電圧を出力し、第２の電源２６は周波数ω２の電圧を出力し、これらの電圧により放電空間２３に周波数ω１とω２とが重畳された電界Ｖを発生する。そして、電界Ｖにより混合ガスＧをプラズマ化して混合ガスＧに含まれる原料ガスに応じた膜（硬質炭素含有層）が基材１７５の表面に堆積される。

なお、複数の固定電極の内、ロール電極の回転方向下流側に位置する複数の固定電極と混合ガス供給装置で硬質炭素含有層を積み重ねるように堆積し、硬質炭素含有層の厚さを調整するようにしても良い。

また、複数の固定電極の内、ロール電極の回転方向最下流側に位置する固定電極と混合ガス供給装置で硬質炭素含有層を堆積し、より上流に位置する他の固定電極と混合ガス供給装置で、例えば硬質炭素含有層と基材との接着性を向上させる接着層等、他の層を形成しても良い。

また、硬質炭素含有層と基材との接着性を向上させるために、硬質炭素含有層を形成する固定電極と混合ガス供給装置の上流に、アルゴンや酸素などのガスを供給するガス供給装置と固定電極を設けてプラズマ処理を行い、基材の表面を活性化させるようにしても良い。

以上説明したように、エンドレスベルトである中間転写ベルトを１対のローラに張架し、１対のローラの内一方を１対の電極の一方の電極とし、一方の電極としたローラの外周面の外側に沿って他方の電極である少なくとも１の固定電極を設け、これら１対の電極間に大気圧または大気圧近傍下で電界を発生させプラズマ放電を行わせ、中間転写体表面に薄膜を堆積・形成する構成を取ることにより、転写性が高く、クリーニング性及び耐久性が高い中間転写体を得ることを可能としている。

更に他の形態として、ロール電極及び固定電極の内、一方の電極をアースに接続して、他方の電極に電源を接続しても良い。この場合の電源は第２の電源を使用することが緻密な薄膜形成を行え好ましく、特に放電ガスにアルゴン等の希ガスを用いる場合に好ましい。

図４は、中間転写体を製造する第２の製造装置の説明図である。

中間転写体の第２の製造装置２ａ（放電空間と薄膜堆積領域が異なり、プラズマを基材に噴射するプラズマジェット方式）は基材上に硬質炭素含有層を形成するもので、エンドレスベルト状の中間転写体の基材１７５を巻架して矢印方向に回転するロール２０３と従動ローラ２０１、及び、基材表面に硬質炭素含有層を形成する成膜装置である大気圧プラズマＣＶＤ装置３ａより構成されている。

大気圧プラズマＣＶＤ装置３ａは前述した大気圧プラズマＣＶＤ装置３と、電極に対する電源の接続と混合ガスの供給と膜の堆積に係る部分とが異なり、以下異なる部分について説明する。

大気圧プラズマＣＶＤ装置３ａは、ロール２０３の外周に沿って配列された少なくとも１対の固定電極２１と、固定電極２１の一方の固定電極２１ａと他方の固定電極２１ｂとの対向領域で且つ放電が行われる放電空間２３ａと、少なくとも原料ガスと放電ガスとの混合ガスＧを生成して放電空間２３ａに混合ガスＧを供給する混合ガス供給装置２４ａと、放電空間２３ａ等に空気の流入することを軽減する放電容器２９と、一方の固定電極２１ａに接続された第１の電源２５と、他方の固定電極２１ｂに接続された第２の電源２６と、使用済みの排ガスＧ’を排気する排気部２８とを有している。

混合ガス供給装置２４ａはアモルファスカーボン膜、水素化アモルファスカーボン膜、四面体アモルファスカーボン膜、窒素含有アモルファスカーボン膜、金属含有アモルファスカーボン膜から選ばれる少なくとも１つの膜を形成する原料ガスと、窒素ガス或いはアルゴンガス等の希ガスを混合した混合ガスを放電空間２３ａに供給する。

第１の電源２５は周波数ω１の電圧を出力し、第２の電源２６は周波数ω１より高い周波数ω２の電圧を出力し、これらの電圧により放電空間２３ａに周波数ω１とω２とが重畳された電界Ｖを発生する。そして、電界Ｖにより混合ガスＧをプラズマ化（励起）し、プラズマ化（励起）した混合ガスを基材１７５の表面に噴射し、噴射されたプラズマ化（励起）した混合ガスに含まれる原料ガスに応じた膜（硬質炭素含有層）が基材１７５の表面に堆積・形成される。

更に他の形態として、１対の固定電極の内、一方の固定電極をアースに接続して、他方の固定電極に電源を接続しても良い。この場合の電源は第２の電源を使用することが緻密な薄膜形成を行え好ましく、特に放電ガスにアルゴン等の希ガスを用いる場合に好ましい。

図５は、中間転写体を製造する第３の製造装置の説明図である。

中間転写体の第３の製造装置２ｂは複数の基材上に同時に硬質炭素含有層を形成するもので、主として基材表面に硬質炭素含有層を形成する複数の成膜装置２ｂ１及び２ｂ２より構成されている。

第３の製造装置２ｂ（ダイレクト方式の変形で、対向したロール電極間で放電と薄膜堆積を行う方式）は、第１の成膜装置２ｂ１と所定の間隙を隔てて略鏡像関係に配置された第２の成膜装置２ｂ２と、第１の成膜装置２ｂ１と第２の成膜装置２ｂ２との間に配置された少なくとも原料ガスと放電ガスとの混合ガスＧを生成して放電空間２３ｂに混合ガスＧを供給する混合ガス供給装置２４ｂとを有している。

第１の成膜装置２ｂ１はエンドレスベルト状の中間転写体の基材１７５を巻架して矢印方向に回転するロール電極２０ａと従動ローラ２０１と矢印方向に従動ローラ２０１を付勢する張力付勢手段２０２とロール電極２０ａに接続された第１の電源２５とを有し、第２の成膜装置２ｂ２はエンドレスベルト状の中間転写体の基材１７５を巻架して矢印方向に回転するロール電極２０ｂと従動ローラ２０１と矢印方向に従動ローラ２０１を付勢する張力付勢手段２０２とロール電極２０ｂに接続された第２の電源２６とを有している。

また、第３の製造装置２ｂはロール電極２０ａとロール電極２０ｂとの対向領域に放電が行われる放電空間２３ｂを有している。

混合ガス供給装置２４ｂはアモルファスカーボン膜、水素化アモルファスカーボン膜、四面体アモルファスカーボン膜、窒素含有アモルファスカーボン膜、金属含有アモルファスカーボン膜から選ばれる少なくとも１つの膜を形成する原料ガスと、窒素ガス或いはアルゴンガス等の希ガスを混合した混合ガスを放電空間２３ｂに供給する。

第１の電源２５は周波数ω１の電圧を出力し、第２の電源２６は周波数ω２の電圧を出力し、これらの電圧により放電空間２３ｂに周波数ω１とω２とが重畳された電界Ｖを発生する。そして、電界Ｖにより混合ガスＧをプラズマ化（励起）し、プラズマ化（励起）した混合ガスを第１の成膜装置２ｂ１の基材１７５及び第２の成膜装置２ｂ２の基材１７５の表面に晒し、プラズマ化（励起）した混合ガスに含まれる原料ガスに応じた膜（硬質炭素含有層）が第１の成膜装置２ｂ１の基材１７５及び第２の成膜装置２ｂ２の基材１７５の表面に同時に堆積・形成される。

ここで、対向するロール電極２０ａとロール電極２０ｂとは所定の間隙を隔てて配置されている。

更に他の形態として、ロール電極２０ａとロール電極２０ｂの内、一方のロール電極をアースに接続して、他方のロール電極に電源を接続しても良い。この場合の電源は第２の電源を使用することが緻密な薄膜形成を行え好ましく、特に放電ガスにアルゴン等の希ガスを用いる場合に好ましい。

以下に基材上に硬質炭素含有層を形成する各種の大気圧プラズマＣＶＤ装置の形態について詳細に説明する。

なお、下記の図６、７は図３、４の主として破線部を抜き出したものである。

図６は、プラズマにより中間転写体を製造する第１のプラズマ成膜装置の説明図である。

図６を参照して、硬質炭素含有層の形成に好適に用いられる大気圧プラズマＣＶＤ装置の第１の形態（ダイレクト方式）の１例を説明する。

大気圧プラズマＣＶＤ装置３は、基材を着脱可能に巻架して回転駆動させる少なくとも１対のローラと、プラズマ放電を行う少なくとも１対の電極とを有し、前記１対の電極の内、一方の電極は前記１対のローラの内の一方のローラで、他方の電極は前記一方のローラに前記基材を介して対向する固定電極であり、前記一方のローラと前記固定電極との対向領域において発生するプラズマに、前記基材が晒されて前記硬質炭素含有層を堆積・形成される中間転写体の製造装置であり、例えば放電ガスとして窒素を用いる場合に一方の電源により高電圧を掛け他方の電源により高周波を掛けることにより安定して放電を開始し且つ放電を継続するため好適に用いられる。

大気圧プラズマＣＶＤ装置３は前述したように混合ガス供給装置２４、固定電極２１、第１の電源２５、第１のフィルタ２５ａ、ロール電極２０、ロール電極を矢印方向に駆動回転させる駆動手段２０ａ、第２の電源２６、第２のフィルタ２６ａとを有しており、放電空間２３でプラズマ放電を行わせて原料ガスと放電ガスを混合した混合ガスＧを励起させ、励起した混合ガスＧ１を基材表面１７５ａに晒し、その表面に硬質炭素含有層１７６を堆積・形成するものである。

そして、固定電極２１に第１の電源２５から周波数ω₁の第１の高周波電圧が印加され、ロール電極２０に第２の電源２６から周波数ω₂の高周波電圧が印加されるようになっており、それにより、固定電極２１とロール電極２０との間に電界強度Ｖ₁で周波数ω₁と電界強度Ｖ₂で周波数ω₂とが重畳された電界が発生し、固定電極２１に電流Ｉ₁が流れ、ロール電極２０に電流Ｉ₂が流れ、電極間にプラズマが発生する。

ここで、周波数ω１と周波数ω２の関係、及び、電界強度Ｖ₁と電界強度Ｖ₂および放電ガスの放電を開始する電界強強度ＩＶとの関係が、ω₁＜ω₂で、Ｖ₁≧ＩＶ＞Ｖ₂、または、Ｖ₁＞ＩＶ≧Ｖ₂を満たし、前記第２の高周波電界の出力密度が１Ｗ／ｃｍ²以上となっている。

窒素ガスの放電を開始する電界強強度ＩＶは３．７ｋＶ／ｍｍの為、少なくとも第１の電源２５から印可する電界強度Ｖ₁は３．７ｋＶ／ｍｍ、またはそれ以上とし、第２の高周波電源６０から印可する電界強度Ｖ₂は３．７ｋＶ／ｍｍ、またはそれ未満とすることが好ましい。

また、第１の大気圧プラズマＣＶＤ装置３に利用可能な第１の電源２５（高周波電源）としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
Ａ１ 神鋼電機 ３ｋＨｚ ＳＰＧ３−４５００
Ａ２ 神鋼電機 ５ｋＨｚ ＳＰＧ５−４５００
Ａ３ 春日電機 １５ｋＨｚ ＡＧＩ−０２３
Ａ４ 神鋼電機 ５０ｋＨｚ ＳＰＧ５０−４５００
Ａ５ ハイデン研究所 １００ｋＨｚ＊ ＰＨＦ−６ｋ
Ａ６ パール工業 ２００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−２００ｋ
Ａ７ パール工業 ４００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−４００ｋ等の市販のものを挙げることが出来、何れも使用することが出来る。

また、第２の電源２６（高周波電源）としては、
印加電源記号 メーカー 周波数 製品名
Ｂ１ パール工業 ８００ｋＨｚ ＣＦ−２０００−８００ｋ
Ｂ２ パール工業 ２ＭＨｚ ＣＦ−２０００−２Ｍ
Ｂ３ パール工業 １３．５６ＭＨｚ ＣＦ−５０００−１３Ｍ
Ｂ４ パール工業 ２７ＭＨｚ ＣＦ−２０００−２７Ｍ
Ｂ５ パール工業 １５０ＭＨｚ ＣＦ−２０００−１５０Ｍ等の市販のものを挙げることが出来、何れも使用することが出来る。

なお、上記電源のうち、＊印はハイデン研究所インパルス高周波電源（連続モードで１００ｋＨｚ）である。それ以外は連続サイン波のみ印加可能な高周波電源である。

本発明において、第１及び第２の電源から対向する電極間に供給する電力は、固定電極２１に１Ｗ／ｃｍ²以上の電力（出力密度）を供給し、放電ガスを励起してプラズマを発生させ、薄膜を形成する。固定電極２１に供給する電力の上限値としては、好ましくは５０Ｗ／ｃｍ²、より好ましくは２０Ｗ／ｃｍ²である。下限値は、好ましくは１．２Ｗ／ｃｍ²である。なお、放電面積（ｃｍ²）は、電極において放電が起こる範囲の面積のことを指す。

また、ロール電極２０にも、１Ｗ／ｃｍ²以上の電力（出力密度）を供給することにより、高周波電界の均一性を維持したまま、出力密度を向上させることが出来る。これにより、更なる均一高密度プラズマを生成出来、更なる成膜速度の向上と膜質の向上が両立出来る。好ましくは５Ｗ／ｃｍ²以上である。ロール電極２０に供給する電力の上限値は、好ましくは５０Ｗ／ｃｍ²である。

ここで高周波電界の波形としては、特に限定されない。連続モードと呼ばれる連続サイン波状の連続発振モードと、パルスモードと呼ばれるＯＮ／ＯＦＦを断続的に行う断続発振モード等があり、そのどちらを採用してもよいが、少なくともロール電極２０に供給する高周波は連続サイン波の方がより緻密で良質な膜が得られるので好ましい。

また、固定電極２１と第１の電源２５との間には、第１フィルタ２５ａが設置されており、第１の電源２５から固定電極２１への電流を通過しやすくし、第２の電源２６からの電流をアースして、第２の電源２６から第１の電源２５への電流が通過しにくくなるようになっており、ロール電極２０と第２の電源２６との間には、第２フィルター２６ａが設置されており、第２の電源２６からロール電極２０への電流を通過しやすくし、第１の電源２１からの電流をアースして、第１の電源２５から第２の電源２６への電流を通過しにくくするようになっている。

電極には前述したような強い電界を印加して、均一で安定な放電状態を保つことが出来る電極を採用することが好ましく、固定電極２１とロール電極２０には強い電界による放電に耐えるため少なくとも一方の電極表面には下記の誘電体が被覆されている。

以上の説明において、電極と電源の関係は、固定電極２１に第２の電源２６を接続して、ロール電極２０に第１の電源２５を接続しても良い。

更に他の形態として、固定電極２１とロール電極２０との内、一方の電極をアースに接続して、他方の電極に電源を接続しても良い。この場合の電源は第２の電源を使用することが緻密な薄膜形成を行え好ましく、特に放電ガスにアルゴン等の希ガスを用いる場合に好ましい。

図７は、プラズマにより中間転写体を製造する第２のプラズマ成膜装置の説明図である。

図７を参照して、硬質炭素含有層の形成に用いられる大気圧プラズマ装置の第２の形態（プラズマジェット方式）の１例を説明する。

大気圧プラズマ装置４は、異なる電圧及び異なる周波数を出力する複数の電源によって電極間に発生した異なる周波数を重畳した電界により、少なくとも放電ガスと原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して前記硬質炭素含有層を堆積・形成するもので、１対の固定電極２１ａ、２１ｂを有し、固定電極２１ａに第１フィルタ２５ａ及び第１の電源２５が接続され、固定電極２１ｂに第２フィルター２６ｂ及び第２の電源２６が接続され、また、ロール電極２０がアースに接続されている以外は図６の大気圧プラズマＣＶＤ装置３と同様な構成を有している。

以下に硬質炭素含有層１７６を堆積・形成する作用を説明すると、固定電極２１ａに第１の電源２５から周波数ω₁の第１の高周波電圧が印加され、固定電極２１ｂに第２の電源２６から周波数ω₂の高周波電圧が印加されるようになっており、それにより、固定電極２１ａと２１ｂとの間に電界強度Ｖ₁で周波数ω₁と電界強度Ｖ₂で周波数ω₂とが重畳された電界が発生し、固定電極２１ａに電流Ｉ₁が流れ、固定電極２１ｂに電流Ｉ₂が流れ、電極間にプラズマが発生する。

そしてプラズマ化された混合ガスＧ２が薄膜形成領域４２で基材１７５表面に噴射され硬質炭素含有層１７６を堆積・形成する。

更に他の形態として、固定電極２１ａと固定電極２１ｂとの内、一方の電極をアースに接続して、他方の電極に電源を接続しても良い。この場合の電源は第２の電源を使用することが緻密な薄膜形成を行え好ましく、特に放電ガスにアルゴン等の希ガスを用いる場合に好ましい。

図８は、ロール電極の一例を示す概略図である。

ロール電極２０の構成について説明すると、図８（ａ）において、ロール電極２０は、金属等の導電性母材２００ａ（以下、「電極母材」ともいう。）に対しセラミックスを溶射後、無機材料を用いて封孔処理したセラミック被覆処理誘電体２００ｂ（以下、単に「誘電体」ともいう。）を被覆した組み合わせで構成されている。また、溶射に用いるセラミックス材としては、アルミナ・窒化珪素等が好ましく用いられるが、この中でもアルミナが加工し易いので、更に好ましく用いられる。

また、図８（ｂ）に示すように、金属等の導電性母材２００Ａにライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体２００Ｂを被覆した組み合わせでロール電極２０’を構成してもよい。ライニング材としては、ケイ酸塩系ガラス、ホウ酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、ゲルマン酸塩系ガラス、亜テルル酸塩ガラス、アルミン酸塩ガラス、バナジン酸塩ガラス等が好ましく用いられるが、この中でもホウ酸塩系ガラスが加工し易いので、更に好ましく用いられる。

金属等の導電性母材２００ａ、２００Ａとしては、銀、白金、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属等が挙げられるが、加工の観点からステンレスが好ましい。

尚、本実施の形態においては、ロール電極の母材２００ａ、２００Ａは、冷却水による冷却手段を有するステンレス製ジャケットロール母材を使用している（不図示）。

図９は、固定電極の一例を示す概略図である。

図９（ａ）において、角柱或いは角筒柱の固定電極２１及び２１ａ、２１ｂは上記記載のロール電極２０と同様に、金属等の導電性母材２１０ｃに対しセラミックスを溶射後、無機材料を用いて封孔処理したセラミック被覆処理誘電体２１０ｄを被覆した組み合わせで構成されている。また、図９（ｂ）に示す様に、角柱或いは角筒柱型の固定電極２１’は金属等の導電性母材２１０Ａへライニングにより無機材料を設けたライニング処理誘電体２１０Ｂを被覆した組み合わせで構成してもよい。

以下に、中間転写体の製造方法の工程の内、基材上に少なくとも１つの層を形成する少なくとも１つの工程であり、最終工程に位置し、基材１７５上に硬質炭素含有層１７６を堆積・形成する成膜工程の例を、図３、６を参照して説明する。

図３及び６において、ロール電極２０及び従動ローラ２０１に基材１７５を張架後、張力付勢手段２０２の作動により基材１７５に所定の張力を掛け、次いでロール電極２０を所定の回転数で回転駆動する。

混合ガス供給装置２４から混合ガスＧを生成し、放電空間２３に放出する。

第１の電源２５から周波数ω１の電圧を出力して固定電極２１に印加し、第２の電源２６から周波数ω２の電圧を出力してロール電極２０に印加し、これらの電圧により放電空間２３に周波数ω１とω２とが重畳された電界Ｖを発生させる。

電界Ｖにより放電空間２３に放出された混合ガスＧを励起しプラズマ状態にする。そして、基材表面にプラズマ状態の混合ガスＧを晒し混合ガスＧ中の原料ガスによりアモルファスカーボン膜、水素化アモルファスカーボン膜、四面体アモルファスカーボン膜、窒素含有アモルファスカーボン膜、金属含有アモルファスカーボン膜から選ばれる少なくとも１つの膜、即ち硬質炭素含有層１７６を基材１７５上に形成する。

また図４、７において、第１の電源２５から周波数ω１の電圧を出力して固定電極２１ａに印加し、第２の電源２６から周波数ω２の電圧を出力して固定電極２１ｂに印加し、これらの電圧により放電空間２３ａに周波数ω１とω２とが重畳された電界Ｖを発生させる。

電界Ｖにより放電空間２３ａを通過する混合ガスＧを励起しプラズマ状態にして、プラズマ化された混合ガスＧ２は薄膜形成領域４１に噴出され、薄膜形成領域４１で基材表面に晒される。該混合ガスＧ２中の原料ガスによりアモルファスカーボン膜、水素化アモルファスカーボン膜、四面体アモルファスカーボン膜、窒素含有アモルファスカーボン膜、金属含有アモルファスカーボン膜から選ばれる少なくとも１つの膜、即ち硬質炭素含有層１７６を基材１７５上に形成する。

この様にして形成される硬質炭素含有層は、ラマン分光法及びＩＲ吸収法による分析の結果、夫々炭素原子がＳＰ₃の混成軌道とＳＰ₂の混成軌道とを形成した原子間結合が混在していることが明らかになっている。ＳＰ₃結合とＳＰ₂結合の比率は、ＩＲスペクトルをピーク分離することで概ね推定できる。ＩＲスペクトルには、２８００〜３１５０／ｃｍに多くのモードのスペクトルが重なって測定されるが、夫々の波数に対応するピークの帰属は明らかになっており、ガウス分布によってピーク分離を行ない、夫々のピーク面積を算出し、その比率を求めればＳＰ₃／ＳＰ₂を知ることができる。また、Ｘ線及び電子回折分析によればアモルファス状態（ａ−Ｃ：Ｈ）及び約５０Å〜数μｍ程度の微結晶粒、またはそのいずれかを含むアモルファス状態にあることが判っている。

硬質炭素含有層の一形態としては、基材１７５の表面に、ダイアモンド状炭素からなる硬質炭素膜を形成する方法である。このダイアモンド状炭素からなる硬質炭素膜とは、カーボン又はアモルファスカーボン、水素化アモルファスカーボン、四面体アモルファスカーボン、窒素含有アモルファスカーボン、金属含有アモルファスカーボンと呼ばれる硬質炭素により、炭素間のＳＰ₃結合を主体にして形成されたアモルファスな炭素膜のことを言い、非常に固く耐久性に優れており、しかも高い転写性を有する非常に滑らかなモルフォロジを有している。

例えば、上記の大気圧プラズマＣＶＤ装置３においては、一対の電極間（ロール電極２０と固定電極２１）で混合ガス（放電ガス）をプラズマ励起させ、このプラズマ中に存在する炭素原子を有する原料ガスをイオン化して基材１７５の表面に晒すものである。そして、この基材１７５の表面に晒された炭素イオンが、近接するもの同士で結合することによって、基材１７５の表面に極めて緻密なダイアモンド状炭素からなる硬質炭素含有層を形成するものである。

放電ガスとは上記のような条件においてプラズマ励起される気体をいい、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン等及びそれらの混合物などがあげられる。

また、硬質炭素含有層を形成するための原料ガスとしては、常温で気体または液体の有機化合物ガス、特に炭化水素ガスが用いられる。これら原料における相状態は常温常圧において必ずしも気相である必要はなく、混合ガス供給装置２４で加熱或は減圧等により溶融、蒸発、昇華等を経て気化し得るものであれば、液相でも固相でも使用可能である。原料ガスとしての炭化水素ガスについては、例えば、ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₆、Ｃ₃Ｈ₈、Ｃ₄Ｈ₁₀等のパラフィン系炭化水素、Ｃ₂Ｈ₂、Ｃ₂Ｈ₄等のアセチレン系炭化水素、オレフィン系炭化水素、ジオレフィン系炭化水素、さらには芳香族炭化水素などすベての炭化水素を少なくとも含むガスが使用可能である。さらに、炭化水素以外でも、例えば、アルコール類、ケトン類、エーテル類、エステル類、ＣＯ、ＣＯ₂等少なくとも炭素元素を含む化合物であれば使用可能である。

また、これらの原料は、単独で用いても良いが、２種以上の成分を混合して使用するようにしても良い。

上記のような方法によってダイアモンド状炭素よりなる硬質炭素含有層を基材１７５表面に形成することにより、転写性が高く、クリーニング性及び耐久性が高い中間転写体を提供することができ、かつ基材１７５の有する透明性が損なわれることもない。

なお、硬質炭素含有層の膜厚および膜質は、高周波電界を発生させる電源の出力、供給ガス流量、プラズマ発生時間、電極に発生する自己バイアスおよび原料ガスの種類等に依存し、高周波出力の増加、供給ガスの流量減少、自己バイアスの増加および原料の炭素数の低下等は、何れも硬質炭素含有層の硬化、緻密さの向上、圧縮応力の増大および脆さに大きな影響を与える。

硬質炭素膜形成原料ガス組成としては、炭化水素ガスを単独で使用することにより水素含有比率が小さいアモルファスカーボンを形成できる。炭化水素ガス以外の炭素元素含有化合物、例えばアルコール類、ケトン類、エーテル類等も単独使用により、アモルファスカーボンを得ることができる。また、水素を同時添加することにより水素化アモルファスカーボンを得ることができる。更に、有機金属を同時添加することで金属アモルファスカーボンが得られる。

硬質炭素含有層を有しない各種の基材に対して、下記の条件で該基材に硬質炭素含有層を表面に形成した場合の効果について比較テストを実施したので説明する。

以降の実施例において、作成したＤＬＣの膜厚を全て２０ｎｍとした（実施例１〜９まで膜厚同一）。成膜時間を調整し、ＴＥＭにて膜厚評価した。

（１）試料の作成
下記の表１及び表２条件一覧に示す如く、下記の試料を作成した。

１）実施例１
［プラズマ成膜装置］
図３のプラズマＣＶＤ装置を用いて、放電空間２３の圧力を１３．３Ｐａとし、電源２５に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印可して固定電極２１を３．２Ｗ／ｃｍ^２の出力密度とした。電源２６は使用せず、アースに接続した。
［硬質炭素膜の作成］
＜ベルト基材＞
カーボン分散した体積抵抗１０^１０Ωｃｍポリイミドベルト。
＜混合ガス組成＞
放電ガス：アルゴン、９７．９体積％
炭素硬質膜形成ガス：メタン、２．１体積％
上記条件にて、ベルト基材上に炭素硬質膜を形成して、試料１を作成した。

［評価］
＜組成＞ＸＰＳ測定
＜硬度＞ナノインデンテーション
＜密度＞薄膜Ｘ線
＜ＳＰ_３比率＞ラマン分析
２）実施例２：減圧下（１３．３Ｐａ）で図３に示すプラズマ成膜装置で基材上に硬質炭素含有層を成膜した。
混合ガス組成を、下記とした以外は実施例１と同様に行い、試料２を作成した。
放電ガス：アルゴン、９７．９体積％
炭素硬質膜形成ガス：ｎ−ヘキサノン、１．１体積％
添加ガス：水素、１．０体積％
３）実施例３
［プラズマ成膜装置］
図３のプラズマＣＶＤ装置を用いて、放電空間２３の圧力を大気圧とし、電源２５に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印可して固定電極２１を５Ｗ／ｃｍ^２の出力密度とした。電源２６には５０ＫＨｚの高周波電圧を印可してロール電極２０を１．５Ｗ／ｃｍ^２の出力密度とした。
［硬質炭素膜の作成］
＜ベルト基材＞
カーボン分散した体積抵抗１０^１０Ωｃｍポリイミドベルト。
＜混合ガス組成＞
放電ガス：窒素、９８．４体積％
炭素硬質膜形成ガス：メタン、１．６体積％
上記条件にて、ベルト基材上に炭素硬質膜を形成して、試料３を作成した。

４）実施例４
図４のプラズマＣＶＤ装置を用いて、放電空間２３ａの圧力を大気圧とし、電源２５に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印可して固定電極２１ａを５Ｗ／ｃｍ^２の出力密度とした。電源２６には５０ＫＨｚの高周波電圧を印可して固定電極２１ｂを３Ｗ／ｃｍ^２の出力密度とした。上記以外は実施例３と同様に行い、試料４を作成した。

５）実施例５
図５のプラズマＣＶＤ装置を用いて、放電空間２３ｂの圧力を大気圧とし、電源２５に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印可してロール電極２０ａを５Ｗ／ｃｍ^２の出力密度とした。電源２６には５０ＫＨｚの高周波電圧を印可してロール電極２０ｂを１．５Ｗ／ｃｍ ^２の出力密度とした。上記以外は実施例３と同様に行い、試料５を作成した。

６）実施例６
［プラズマ成膜装置］
図３のプラズマＣＶＤ装置を用いて、放電空間２３の圧力を大気圧とし、電源２５に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印可して固定電極２１を４Ｗ／ｃｍ^２の出力密度とした。電源２６には５０ＫＨｚの高周波電圧を印可してロール電極２０を１．３Ｗ／ｃｍ^２の出力密度とした。
［硬質炭素膜の作成］
＜ベルト基材＞
カーボン分散した体積抵抗１０^１０Ωｃｍポリカーボネートベルト。
＜混合ガス組成＞
放電ガス：窒素、９５．５体積％
炭素硬質膜形成ガス：ｎ−ヘキサノン、２．０体積％
添加ガス：水素、２．５体積％
上記条件にて、ベルト基材上に炭素硬質膜を形成して、試料６を作成した。

７）実施例７
図５のプラズマＣＶＤ装置を用いて、放電空間２３ｂの圧力を大気圧とし、電源２５に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印可してロール電極２０ａを４Ｗ／ｃｍ^２の出力密度とした。電源２６には５０ＫＨｚの高周波電圧を印可してロール電極２０ｂを１．３Ｗ／ｃｍ ^２の出力密度とした。上記以外は実施例５と同様に行い、試料７を作成した。

８）実施例８
［プラズマ成膜装置］
図３のプラズマＣＶＤ装置を用いて、放電空間２３の圧力を大気圧とし、電源２５に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印可して固定電極２１を５Ｗ／ｃｍ^２の出力密度とした。電源２６には５０ＫＨｚの高周波電圧を印可してロール電極２０を１．５Ｗ／ｃｍ^２の出力密度とした。
［硬質炭素膜の作成］
＜ベルト基材＞
カーボン分散した体積抵抗１０^１０Ωｃｍポリフェニレンサルファイドドベルト。
＜混合ガス組成＞
放電ガス：窒素、９８．４体積％
炭素硬質膜形成ガス：ＣＨ_４、１．６体積％
上記条件にて、ベルト基材上に炭素硬質膜を形成して、試料８を作成した。

９）実施例９
図５のプラズマＣＶＤ装置を用いて、放電空間２３ｂの圧力を大気圧とし、電源２５に１３．５６ＭＨｚの高周波電圧を印可してロール電極２０ａを５Ｗ／ｃｍ^２の出力密度とした。電源２６には５０ＫＨｚの高周波電圧を印可してロール電極２０ｂを５Ｗ／ｃｍ^２の出力密度とした。上記以外は実施例８と同様に行い、試料９を作成した。

上記実施例に対して比較として基材単体の試料を作成した。ここで、同一に基材に対する比較例として、基材にポリイミドを用いた実施例１〜５に対して比較例１とした。また、基材にポリカーボネートを用いた実施例６、７に対して比較例２とした。また、基材にポリフェニレンサルファイドを用いた実施例８、９に対して比較例３とした。

１０）比較例１：硬質炭素含有層を形成前のポリイミド基材シート。比較対照は上記実施例１〜５となる。

１１）比較例２：硬質炭素含有層を形成前のポリカーボネート基材シート。比較対照は上記実施例６、７となる。

１２）比較例３：硬質炭素含有層を形成前のポリフェニレンサルファイド基材シート。比較対照は上記実施例８、９となる。

ここで、ＳＰ_３比率とは、ラマン分析で計測されるＳＰ_３結合軌道とＳＰ_２結合軌道の比率であり、ラマンスベクトルを１３９０ｃｍ^−１付近のＤバンドと１５３０ｃｍ^−１付近のＧバンドに分離しその相対強度（Ｉ_Ｄ／Ｉ_Ｇ）からＳＰ_３／ＳＰ_２の割合を評価したものである。

（２）試料の評価
以下に上記試料の評価結果を示す。

なお、２次転写効率は複写機で所定枚数画像形成を行いその前後で画像濃度を測定し、転写率を算出した。

また、中間転写体表面状態は所定枚数画像形成を行いその後中間転写体を目視しトナーの付着状態を確認した。そして、トナーの付着のないものを◎、僅かにあるが実技上問題のないものを○、実技上問題があるものを×とした。

また、画質は所定枚数画像形成を行いその間適宜サンプリングを行い用紙に形成された画像を目視し中抜け状態を確認した。そして、中抜けのないものを◎、僅かにあるが実技上問題のないものを○、実技上問題があるものを×とした。

以上により、
１）硬質炭素含有層を形成しない基材単体（比較例１〜３）ではポリイミドにおいては３０万枚の耐久テストで２次転写効率が５％低下し、更にトナー付着、中抜けが発生することが確認され、ポリカーボネートにおいては１０万枚の耐久テストで２次転写効率が４％低下し、更にトナー付着、中抜けが発生することが確認され、ポリフェニレンサルファイドにおいては１５万枚の耐久テストで２次転写効率が５％低下し、更にトナー付着、中抜けが発生することが確認され、基材のみでは各評価項目において問題があることが確認された。

２）それに対して、ポリイミドにおいては実施例１〜５に示すように５０〜４０万枚の耐久テストで、またポリカーボネートにおいては実施例６、７に示すように２０〜１８万枚の耐久テストで、またポリフェニレンサルファイドにおいては実施例８、９に示すように１５〜１０万枚の耐久テストで、転写効率が実施例１〜９全てにおいて１〜２％に収まり、また、表面状態においては全てにおいてトナー付着がなく、画質においては全てにおいて中抜けの発生がなく、硬質炭素含有層を形成することが効果があることが確認された。

３）また、特にトナー付着については、圧力に関し実施例１、３にあるように減圧可でのプラズマ放電成膜でも良いが、大気圧可でのプラズマ放電成膜が更に良いことが確認された。

４）以上説明したように、プラズマ放電成膜装置で基材表面に硬質炭素含有層を形成することにより中間転写体の目的の効果を奏することが確認できた。

Claims (23)

1. 第１のトナー画像担持体から転写されたトナー画像を保持し、保持したトナー画像を被転写物の表面に２次転写する中間転写体において、該中間転写体の基材上に少なくとも硬質炭素含有層を有し、前記硬質炭素含有層は、少なくとも１対の電極の間で大気圧または大気圧近傍下において少なくとも前記硬質炭素含有層由来の原料ガスを基材表面近傍で発生するプラズマ放電により励起し、励起した前記原料ガスを基材表面に晒して該基材表面に堆積・形成されたものであることを特徴とする中間転写体。
2. 第１のトナー画像担持体から転写されたトナー画像を保持し、保持したトナー画像を被転写物の表面に２次転写する中間転写体において、該中間転写体の基材上に少なくとも硬質炭素含有層を有し、前記硬質炭素含有層は、大気圧または大気圧近傍下において少なくとも前記硬質炭素含有層由来の原料ガスをプラズマ放電により励起して、励起した前記原料ガスを前記基材表面に噴射して堆積・形成されたものであることを特徴とする中間転写体。
3. 外表層に前記硬質炭素含有層を有することを特徴とする請求項１または２に記載の中間転写体。
4. 前記硬質炭素含有層は、アモルファスカーボン膜、水素化アモルファスカーボン膜、四面体アモルファスカーボン膜、窒素含有アモルファスカーボン膜、及び、金属含有アモルファスカーボン膜から選ばれる少なくとも１つの膜を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の中間転写体。
5. エンドレスのベルト状の中間転写体の製造装置において、前記中間転写体は基材の上に少なくとも硬質炭素含有層を有し、前記硬質炭素含有層を形成する第１の成膜装置は、プラズマ放電を行う少なくとも１対の電極を有し、前記１対の電極の内、一方の電極は前記基材を着脱可能に巻架して回転駆動させる少なくとも１対のローラの内の一方のローラで、他方の電極は前記一方のローラに前記基材を介して対向する固定電極であることを特徴とする中間転写体の製造装置。
6. 前記基材の表面に前記一方のローラと前記固定電極との対向領域において発生するプラズマを晒して前記硬質炭素含有層を堆積・形成することを特徴とする請求項５に記載の中間転写体の製造装置。
7. エンドレスのベルト状の中間転写体の製造装置において、前記中間転写体は基材の上に少なくとも硬質炭素含有層を有し、前記硬質炭素含有層を形成する第２の成膜装置は、前記基材を着脱可能に巻架して回転駆動させる少なくとも１対のローラと、プラズマ放電を行う少なくとも１対の電極とを有し、前記１対の電極は前記１対のローラの内の一方のローラに前記基材を介して対向する少なくとも１対の固定電極であることを特徴とする中間転写体の製造装置。
8. 前記基材の表面に前記少なくとも１対の固定電極の対向領域において発生するプラズマを噴射して前記硬質炭素含有層を堆積・形成することを特徴とする請求項７に記載の中間転写体の製造装置。
9. エンドレスのベルト状の中間転写体の製造装置において、前記中間転写体は基材の上に少なくとも硬質炭素含有層を有し、前記硬質炭素含有層を形成する第３の成膜装置は、複数の前記基材を着脱可能に巻架して回転駆動させる少なくとも２対のローラを有し、プラズマ放電を行う少なくとも１対の電極の内、一方の電極は前記２対のローラの内の一方の対の一方のローラで、他方の電極は前記２対のローラの内の他方の対の一方のローラで、前記一方の対の一方のローラと前記他方の対の一方のローラとが所定の間隙で対向していることを特徴とする中間転写体の製造装置。
10. 複数の前記基材に前記一方の対の一方のローラと前記他方の対の一方のローラとの対向領域において発生するプラズマを晒して前記硬質炭素含有層を堆積・形成することを特徴とする請求項９に記載の中間転写体の製造装置。
11. 前記一方のローラと前記固定電極とにそれぞれ接続された異なる電圧及び異なる周波数を出力する複数の電源とを有し、該電源によって前記一方のローラと前記固定電極との間に発生した異なる周波数を重畳した電界により、少なくとも放電ガスと原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して前記硬質炭素含有層を堆積・形成するものであることを特徴とする請求項５または６に記載の中間転写体の製造装置。
12. 前記一方のローラと前記固定電極との少なくとも一方に接続された１台の電源とを有し、該電源によって前記一方のローラと前記固定電極との間に発生した単一の周波数の電界により、少なくとも放電ガスと原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して前記硬質炭素含有層を堆積・形成するものであることを特徴とする請求項５または６に記載の中間転写体の製造装置。
13. 前記１対の固定電極にそれぞれ接続された異なる電圧及び異なる周波数を出力する複数の電源とを有し、該電源によって前記１対の固定電極の間に発生した異なる周波数を重畳した電界により、少なくとも放電ガスと原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して前記硬質炭素含有層を堆積・形成するものであることを特徴とする請求項７または８に記載の中間転写体の製造装置。
14. 前記１対の固定電極の少なくとも一方に接続された１台の電源とを有し、該電源によって前記１対の固定電極の間に発生した単一の周波数の電界により、少なくとも放電ガスと原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して前記硬質炭素含有層を堆積・形成するものであることを特徴とする請求項７または８に記載の中間転写体の製造装置。
15. 前記一方の対の一方のローラと前記他方の対の一方のローラとにそれぞれ接続された異なる電圧及び異なる周波数を出力する複数の電源とを有し、該電源によって前記一方の対の一方のローラと前記他方の対の一方のローラとの間に発生した異なる周波数を重畳した電界により、少なくとも放電ガスと原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して前記硬質炭素含有層を堆積・形成するものであることを特徴とする請求項９または１０に記載の中間転写体の製造装置。
16. 前記一方の対の一方のローラと前記他方の対の一方のローラとの少なくとも一方に接続された１台の電源とを有し、該電源によって前記一方の対の一方のローラと前記他方の対の一方のローラとの少なくとも一方との間に発生した単一の周波数の電界により、少なくとも放電ガスと原料ガスとの混合ガスをプラズマ化して前記硬質炭素含有層を堆積・形成するものであることを特徴とする請求項９または１０に記載の中間転写体の製造装置。
17. 前記硬質炭素含有層の堆積・形成は大気圧または大気圧近傍下において行われることを特徴とする請求項５〜１６のいずれか１項に記載の中間転写体の製造装置。
18. アモルファスカーボン膜、水素化アモルファスカーボン膜、四面体アモルファスカーボン膜、窒素含有アモルファスカーボン膜、及び、金属含有アモルファスカーボン膜から選ばれる少なくとも１つの膜を含む前記硬質炭素含有層を形成するものであることを特徴とする請求項５〜１７のいずれか１項に記載の中間転写体の製造装置。
19. 基材上に少なくとも１つの層を形成する少なくとも１つの工程を有する中間転写体の製造方法において、最終工程として大気圧または大気圧近傍下において硬質炭素含有層を形成する成膜工程を有することを特徴とする中間転写体の製造方法。
20. 前記成膜工程は、アモルファスカーボン膜、水素化アモルファスカーボン膜、四面体アモルファスカーボン膜、窒素含有アモルファスカーボン膜、及び、金属含有アモルファスカーボン膜から選ばれる少なくとも１つの膜を含む前記硬質炭素含有層を形成することを特徴とする請求項１９に記載の中間転写体の製造方法。
21. 前記成膜工程は、少なくとも前記硬質炭素含有層由来の原料ガスを基材表面近傍で発生するプラズマ放電により励起し、励起した前記原料ガスを基材表面に晒して前記硬質炭素含有層を前記基材表面に堆積・形成する工程であることを特徴とする請求項１９または２０に記載の中間転写体の製造方法。
22. 前記成膜工程は、少なくとも前記硬質炭素含有層由来の原料ガスをプラズマ放電により励起して、励起した前記原料ガスを前記基材表面に噴射して前記硬質炭素含有層を、堆積・形成する工程であることを特徴とする請求項１９または２０に記載の中間転写体の製造方法。
23. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の中間転写体を有することを特徴とする画像形成装置。