(57)【要約】【課題】  耐クリープ性およびデジタル再現性に優れた電子写真用ベルトを提供する。【解決手段】  該電子写真用ベルトは、２軸延伸円筒形フィルムからなり、該フィルムは、熱可塑性樹脂のマトリックスと、イオン導電剤を含む導電性ドメインとを有し、該フィルムの周方向の表面抵抗率をＡ、周方向に直交する方向の表面抵抗率をＢとしたとき、Ａ≧Ｂであり、該フィルムの周方向の引っ張り弾性率が、１．０ＧＰａ以上、３．０ＧＰａ以下である。【選択図】  図１
2020095249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２軸延伸円筒形フィルムからなる電子写真用ベルトであって、
該２軸延伸円筒形フィルムは、熱可塑性樹脂のマトリックスと、イオン導電剤を含む導電性ドメインと、を有し、
該２軸延伸円筒形フィルムの外周面における周方向の表面抵抗率をＡ（Ω／□）該２軸延伸円筒形フィルムの外周面における周方向に直交する方向の表面抵抗率をＢ（Ω／□）としたとき、Ａ≧Ｂであり、
該２軸延伸円筒形フィルムの周方向の引っ張り弾性率が、１．０ＧＰａ以上、３．０ＧＰａ以下であることを特徴とする電子写真用ベルト。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂がポリエステルである請求項１に記載の電子写真用ベルト。
【請求項３】
前記ポリエステルがポリエチレンテレフタレートおよび／またはポリエチレンナフタレートである請求項２に記載の電子写真用ベルト。
【請求項４】
前記イオン導電剤として、ポリエーテルエステルアミドおよび／またはイオン液体を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子写真用ベルト。
【請求項５】
前記イオン液体が下記式（１）で表される陰イオンを含む、請求項４に記載の電子写真用ベルト：
【化１】
2020095249.tif 000008
【請求項６】
前記電子写真用ベルトの表面抵抗率であるＡおよびＢが、各々１×１０８（Ω／□）以上、１×１０１2（Ω／□）以下の範囲内である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子写真用ベルト。
【請求項７】
前記電子写真用ベルトは、外周面に複数本の溝を有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子写真用ベルト。
【請求項８】
前記複数本の溝は、前記表面に、前記電子写真用ベルトの周方向に直交する方向に直線をおいたと仮定したとき、該直線と交差し、かつ、該周方向に対して非平行な方向に延びる請求項７に記載の電子写真用ベルト。
【請求項９】
前記外周面は、
前記直線と交差する前記溝の本数がｎ本である第１領域と、
前記直線と交差する該溝の本数がｎ本より多い第２領域と、のみで構成されており、
該第１領域と該第２領域とは、前記電子写真用ベルトの周方向に交互に配置されている請求項８に記載の電子写真用ベルト（但し、ｎは、１以上の整数を表す）。
【請求項１０】
前記電子写真用ベルトが、中間転写ベルトである請求項１〜９のいずれか１項に記載の電子写真用ベルト。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電子写真用ベルトを中間転写ベルトとして具備していることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンター等の電子写真画像形成装置などに用いられる、搬送転写ベルトや中間転写ベルト等の電子写真用ベルトに関し、また該電子写真用ベルトを備えた電子写真画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真画像形成装置においては、転写材を搬送する搬送転写ベルトや、中間転写ベルトとして、エンドレス形状を有する熱可塑性樹脂製の電子写真用ベルトが用いられている。このような電子写真用ベルトは、電子写真画像形成装置内において、通常、複数のローラ間に張架されて用いられるが、長期に亘る使用によって変形（以降、「クリープ」ともいう）が生じる場合がある。
特許文献１は、熱可塑性樹脂組成物から形成されたプリフォームを加熱し、金型内で延伸棒を用いて延伸し、延伸棒により延伸するプリフォーム内に気体を流入せしめて該プリフォームを膨らませることを開示している。これによってボトル状の成形物を得て、該ボトル状の成形物から、エンドレス形状の電子写真用ベルトを切り出す方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２４９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている方法によって製造された電子写真用ベルトは、周方向及び周方向に直交する方向の双方向に延伸（２軸延伸）されているため、耐クリープ性に優れている。しかしながら、本発明者らの検討によれば、２軸延伸された電子写真用ベルトを中間転写ベルトとして用いて電子写真画像を形成したところ、以下の現象が生じることがあった。すなわち、電子写真用ベルトの外周面に担持されたトナー像を紙上に転写させるときに（２次転写工程）、トナーの記録媒体上における転写位置が、本来転写されるべき位置からずれ、画像品位を低下させるというものである。
デジタルデータをより忠実に電子写真画像として再現するうえでは、この２次転写の際のトナー転写位置のずれは、解決すべき課題であると本発明者らは認識した。
本開示の一態様は、耐クリープ性に優れると共に、２次転写の際のトナーが転写位置のずれの発生を防止し得る電子写真用ベルトの提供に向けたものである。
また、本開示の他の態様は、高品位な電子写真画像を形成することのできる電子写真画像形成装置の提供に向けたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様によれば、２軸延伸円筒形フィルムからなる電子写真用ベルトであって、該２軸延伸円筒形フィルムは、熱可塑性樹脂のマトリックスと、イオン導電剤を含む導電性ドメインとを有し、該２軸延伸円筒形フィルムの外周面における周方向の表面抵抗率をＡ（Ω／□）、該２軸延伸円筒形フィルムの外周面における周方向に直交する方向の表面抵抗率をＢ（Ω／□）としたとき、Ａ≧Ｂであり、
該２軸延伸円筒形フィルムの周方向の引っ張り弾性率が、１．０ＧＰａ以上、３．０ＧＰａ以下である電子写真用ベルトが提供される。
また、本開示の他の態様によれば、前記電子写真用エンドレスベルトを中間転写ベルトとして具備している電子写真画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の一態様によれば、耐クリープ性に優れると共に、２次転写の際のトナーが転写位置のずれの発生を防止し得る電子写真用ベルトを得ることができる。また本開示の他の態様によれば、高品位な電子写真画像を形成可能な電子写真画像形成装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】電子写真プロセスを利用したフルカラー画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図２】射出成形装置の一例を示す概略図である。
【図３】延伸ブロー成形機を用いた電子写真用エンドレスベルトの製造方法の一例を示す概略図である。
【図４】外表面に溝を有する、本開示の他の態様に係る電子写真用ベルトの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
従来の２軸延伸された電子写真用ベルトを中間転写ベルトとして用いた場合において、前記したように、２次転写の際にトナーの転写位置がずれる現象が発生する原因を解明すべく本発明者らは更なる検討を行った。その過程で、当該電子写真用ベルトと感光ドラムとのニップ部以外の位置でも電子写真用ベルトと感光体ドラムとの間で放電が生じていることが分かった。本発明者らは、このニップ部以外の位置で発生している放電により、トナーの転写位置が乱されていると推測した。
すなわち、従来の２軸延伸された電子写真用ベルトは、特許文献１に記載されているように、試験管形状を有するプリフォームを加熱し、延伸棒を用いて、その長手方向に延伸している。これと共に、該プリフォームの内部に気体を流入させて膨張させることで該プリフォームを拡径させることによって製造されている。
このような方法で２軸延伸円筒形フィルムを作製する場合、軸方向の延伸倍率をＸ、周方向の延伸倍率をＹとすると、Ｙ/Ｘが、１よりも大きくなるように設定されているのが通常である。その理由は、周方向の延伸倍率Ｙを大きくすることは、電子写真用ベルトの耐クリープ性を向上させるうえで有利だからである。
このように、Ｙ／Ｘが１を超えるような延伸倍率にて２軸延伸成形円筒形フィルムにおいては、イオン導電剤を含むドメインが、電子写真用ベルトの周方向に、より長く延びて存在することとなり。このことにより、電子写真用ベルトの周方向における導電性が、周方向に直交する方向（軸方向）の導電性よりも高くなっている。そのため、２次転写の際に、ニップ部に所定の転写電圧が印加されたときに、電子写真用ベルトの軸方向よりも、周方向により多くの電気が流れ、ニップ部の外で放電が生じているものと考えられる。
本発明者は、２軸延伸された電子写真用ベルトにおいて、その周方向の導電性を、軸方向の導電性と同等以下とすることができれば、耐クリープ性を確保しつつ、ニップ外における放電が抑えられ、２次転写の際のトナーの転写位置の乱れを防止し得ると考えた。このような考察に基づき、本発明者は、２次転写時のトナーの転写位置の乱れを防ぐことのできる電子写真用ベルトを得ることを目的として検討を重ねた。
その結果、２軸延伸円筒形フィルムからなる電子写真用ベルトが、下記の条件を満たす場合に、上記の目的を良く達成し得ることを見出した。すなわち、周方向の引っ張り弾性率が、１．０ＧＰａ以上、３．０ＧＰａ以下であり、かつ、外周面の周方向の表面抵抗率をＡ（Ω／□）、外周面の周方向に直交する方向の表面抵抗率をＢ（Ω／□）としたとき、Ａ≧Ｂである電子写真用ベルトである。
このような電子写真用ベルトは、例えば、２軸延伸円筒形フィルムの作製時のプリフォームの周方向への延伸倍率Ｙを、耐クリープ性を損なわない範囲で小さくすることで、Ｙ／Ｘの値を小さくすることによって得ることができる。具体的には、例えば、２軸延伸成形に供するプリフォームとして、その長さに対する内径の比率（長さ／内径）を、従来のプリフォームの当該比率よりも小さくしたものと用いる方法が挙げられる。すなわち、内径が相対的に大きなプリフォームを用いることで、所定の内径を有する電子写真用ベルトを得るための周方向の延伸倍率を相対的に小さくすることができる。その結果、Ｙ／Ｘの値を小さくすることができ、上記の物性を備えた電子写真用ベルトを得ることができる。
【０００９】
以下、２軸延伸円筒形フィルムとフィルムを構成する各材料について説明する。
＜２軸延伸円筒形フィルム＞
２軸延伸円筒形フィルムは、その周方向と、周方向に直交する方向(以降、「軸方向」とも称する)に、樹脂が延伸されている。
＜熱可塑性樹脂＞
熱可塑性樹脂としては、２軸延伸を行うことが可能であれば、特に限定されるものではない。
２軸延伸可能な捏可塑性樹脂の例は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、及び、ポリアミドを含む。中でも、電子写真用ベルトに要求される強度に鑑みると、ポリエステル、及び、ポリアミドが好ましい。
ポリエステルの例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが挙げられる。
また、ポリアミドの例としては、ポリメタキシリレンアジパミドが挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて使用できる。
＜イオン導電剤＞
イオン導電剤としては、例えば高分子型帯電防止剤、イオン電解質、イオン液体が挙げられる。これらは単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用できる。イオン電解質、イオン液体は比較的少量で所望の導電率を付与することができる。
高分子型帯電防止剤の例としては、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレンオキサイド共重合体、ポリエーテルエステルアミド、ポリエーテルエステル、ポリエーテルアミド、部分架橋ポリエチレンオキサイド共重合体、アイオノマーが挙げられる。ここで、アイオノマーとしては、側鎖にカルボン酸のアルカリ金属塩、スルホン酸のアルカリ金属塩、４級アンモニウム塩を有するポリマーを挙げることができる。
イオン電解質やイオン液体はカチオン成分とアニオン成分から成り立っている。
カチオン成分としては、イミダゾリウムイオン、ピリジニウムイオン、アンモニウムイオン、ホスホニウムイオン、スルホニウムイオン、リチウムやカリウム、ナトリウム、セシウムなどの金属イオンなどが挙げられる。
アニオン成分としては、ＡｌＣｌ４−、Ａｌ２Ｃｌ７−、ＮＯ３−、ＢＦ４−、ＰＦ６−、ＣＨ３ＣＯＯ−、ＣＦ３ＣＯＯ−、ＣＦ３ＳＯ３−、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｃ−、ＡｓＦ６−、ＳｂＦ６−などが挙げられる。
他のアニオン成分としては、Ｆ（ＨＦ）ｎ−（ｎ＝１〜４の整数）、ＣＦ３（ＣＦ２）３ＳＯ３−、（ＣＦ３ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−、（ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＯＯ−、ＣｌＯ４−などが挙げられる。
これらのアニオン成分のうちでは、電子吸引性のフッ素原子を含有するものが、アニオン内において負電荷の非局在化が生じ、カチオンとの静電的な相互作用が低下し、イオン解離しやすくなるなどの観点からより好ましい。
特に、（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ−、（ＣＦ３ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−、（ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−が好ましい。アニオン成分とカチオン成分の組合せにより、常温で液体になっているものを一般的にイオン液体、そうでないものをイオン電解質と呼称されており、イオン液体としては、特に下記式（１）で表される陰イオンを含むことが好ましい。
【００１０】
【化１】
2020095249.tif 000003
【００１１】
（ここで、ｎは１〜４の整数を、ｍは１〜４の整数を表す。）
【００１２】
＜マトリックス・ドメイン構造＞
電子写真用エンドレスベルトは、熱可塑性樹脂のマトリックスと、イオン導電剤を含む導電性ドメインとを有している。
電子写真用エンドレスベルトが、熱可塑性樹脂のマトリックス、及びイオン導電剤のドメインからなるマトリックス・ドメイン構造を有することは、次の方法により確認できる。例えば、当該電子写真用エンドレスベルトから採取したサンプルの電子顕微鏡による観察、及びＸ線分析装置による分析によって確認することができ、その詳細な方法は後述する。
マトリックス中に分散されたドメインについて、その形態や大きさは特には限定されない。但し、中間転写ベルトの場合、電子写真用エンドレスベルトは、略球形状のトナーを静電気力の作用で移動させるため、ドメインの形態は球状や楕円状、棒状が好ましい。また、ドメイン径としては、１ｎｍ（０．００１μｍ）以上、１０μｍ以下、特には、１μｍ以上、５μｍ以下が好ましい。ドメイン径が上記の範囲内にある場合、電子写真用ベルトに安定した導電性を付与することができる。また、トナーの転写性にドメインが影響を与えることを抑制し得る。なお、ここで、ドメイン径とは、電子写真用エンドレスベルトの外表面を電子顕微鏡で観察したときに認識できるイオン導電剤からなるドメインの面積と同じ面積を有する円の径と定義される。
熱可塑性樹脂の含有量は、イオン導電剤を含む樹脂組成物の全質量に対して、５０質量％以上が好ましく、特には６０質量％以上、さらには７０質量％以上であることが好ましい。該含有量が５０質量％以上であれば、電子写真用ベルトの耐久性の低下をより防ぐことができる。
【００１３】
＜添加剤＞
電子写真用エンドレスベルトは、本開示の効果を損なわない範囲で、その他の添加剤を含有することができる。その他の添加剤としては、例えば、導電性高分子、酸化防止剤（例えば、ヒンダードフェノール系、リン系、硫黄系など）、紫外線吸収剤、有機顔料、無機顔料、ｐＨ調整剤、架橋剤、相溶化剤、加水分解防止剤などを挙げることができる。他には、離型剤（例えば、シリコーン系、フッ素系など）、カップリング剤、滑剤、絶縁性フィラー、導電性フィラーを挙げることができる。
ここで、絶縁性フィラーとしては、例えば酸化亜鉛、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、チタン酸ストロンチウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、タルク、マイカが挙げられる。
他の絶縁性フィラーとしては、クレー、カオリン、ハイドロタルサイト、シリカ、シリコーン粒子、アルミナ、フェライト、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸ニッケルが挙げられる。
また他の絶縁性フィラーとしては、ガラス粉、石英粉末、ガラス繊維、アルミナ繊維、チタン酸カリウム繊維、熱硬化性樹脂の微粒子などが挙げられる。ここで、導電性フィラーとしては、例えば、カーボンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、導電性酸化チタン、導電性酸化錫、導電性マイカが挙げられる。これらは１種類を単独で、あるいは２種類以上を組み合せて用いることも可能である。
【００１４】
＜電子写真用エンドレスベルト＞
電子写真用エンドレスベルトの厚みは１０μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、３０μｍ以上１５０μｍ以下が特に好ましい。また、本開示に係る電子写真用エンドレスベルトは、ベルト状として使用するほか、電子写真用部材として使われているドラムあるいはロールなどに巻き付けたり、被覆したりして使用しても良い。また、本開示に係る電子写真用エンドレスベルトからのトナー離型性の改良などを目的として、該電子写真用エンドレスベルトを基層としてその上に表面層を施すことができる。なお、電子写真用エンドレスベルトには、基層と表面層との間、基層の内面上、および表面層上に、さらに別の層があっても構わない。
また、本発明に係る電子写真用エンドレスベルトの用途は特に制限はないが、例えば、中間転写ベルト、搬送転写ベルト、感光体ベルトなどに好適に用いられる。特に中間転写ベルトとして好適に使用することができる。
電子写真用エンドレスベルトを中間転写ベルトとして用いる場合には、表面抵抗率が１×１０２Ω／□以上１×１０１４Ω／□以下であることが好ましい。表面抵抗率が１×１０２Ωｃｍ以上であれば、抵抗が著しく低くなることを防ぎ、転写電界を容易に得ることができ、画像の抜けやガサツキが生じることを優れて防ぐことができる。表面抵抗率が１×１０１４Ω／□以下であれば、転写電圧を高くすることを抑えることができる。それに伴って電源の大型化、コスト増大を抑制し得る。
電子写真用エンドレスベルトの外周面における周方向の表面抵抗率Ａは、当該電子写真用エンドレスベルトの外周面おける周方向に直交する方向の表面抵抗率Ｂよりも同じか高い必要がある。表面抵抗率Ａが、表面抵抗率Ｂよりも低いと、感光体と電子写真用エンドレスベルトとのニップ部外における放電を多く生じさせることになる。その結果、トナーの飛び散りが多くなり、デジタル再現性が低下する。
この場合、表面抵抗率Ａおよび表面抵抗率Ｂのいずれの値も、１×１０８Ω／□以上、１×１０１2Ω／□以下であることが好ましい。
表面抵抗率Ａを、表面抵抗率Ｂ以上とするためには、イオン導電剤の添加量を最適化し、エンドレスベルト作製時の周方向と直交する軸方向の延伸倍率を、周方向の延伸倍率以上となるように調整することで実現できる。延伸倍率は、使用する熱可塑性樹脂の種類により適宜最適となるように調整される。
電子写真用エンドレスベルトの周方向の引っ張り弾性率は１．０ＧＰａ以上、３．０ＧＰａ以下である必要がある。該引っ張り弾性率が１．０ＧＰａ未満であると、２軸延伸が十分に行われているとはいえず、クリープが不十分となる場合がある。該引っ張り弾性率が３．０ＧＰａを越えると、２軸延伸は十分に行われているものの、硬くなりすぎることで弾性回復が生じなくなり、クリープが不十分となる場合がある。
なお、周方向と直交する軸方向の引っ張り弾性率は、延伸倍率が周方向以上とすることから、周方向の引っ張り弾性率以上となる。但し、軸方向の引っ張り弾性率があまり高くなりすぎると電子写真用エンドレスベルトが軸方向に破断しやすくなるため、軸方向の引っ張り弾性率は４．０ＧＰａ以下が好ましい。通常、軸方向の延伸倍率を周方向の延伸倍率の２倍以下とすることで達成することができる。
本開示に係る電子写真用エンドレスベルトは、外周面に溝の如き凹凸形状を有していることが好ましい。外表面が、凹凸形状を有することで、クリーニングブレードの如き他の接触部材との接触面積が小さくなり、外表面へのトナーの付着をより一層低減させ得る。
凹凸形状の付与方法としては、特に限定されないが、例えば中子などに支持された上記表層を有する中間転写ベルトを、砥粒を含有するラッピングフィルムと当接させながら周方向に回転させて、該表層の該表面を研磨し、凹凸形状を付与する方法が挙げられる。また、予め所望の形状に加工した型を当接するインプリント加工などの方法も用いることができる。
図４は、外表面に溝を有する、本開示の他の態様に係る電子写真用ベルトの説明図である。電子写真用ベルト４０５の外周側の表面（以降、「外表面」とも称する）には、複数本の溝４０１が付与されている。溝４０１の各々は電子写真用ベルト４０５の周方向に直交する方向に直線を置いたと仮定したとき、該直線と交差し、かつ、周方向に対して非平行に延在している。具体的には、溝４０１の各々は、周方向に対してなす狭角θが０°を超えて±３°未満であることが好ましい。より好ましくは狭角θが±１°未満である。溝４０１が周方向に対してなす狭角が上記の範囲内である場合、クリーニングブレードの、電子写真用ベルトの、隣接する２本の溝４０１で挟まれている領域と当接する箇所が固定されないため、その部分のみが摩耗することを抑制できる。
溝４０１は、電子写真用ベルトの外表面に複数本設けられている。該電子写真用ベルトの外表面は、その周方向に直交する方向における溝の本数がｎ本である第１領域４０２、および、その周方向に直交する方向における溝の本数がｎ本より多い第２領域４０３、のみで構成されている。該第１領域と該第２領域とは、周方向に交互に配置されている。溝４０１の本数ｎは、１以上の整数であり、トナークリーニングが安定的に行うことができれば、特には問わないが、２０００〜１２００００本であることが好ましい。２０００本以上であると、溝４０１が付与されていない部分と当接するクリーニングブレード部分の面積が減ることで、クリーニングブレードと電子写真用ベルト４０５との間に発生する摩擦力を小さくすることができる。１２００００本以下であると、溝４０１上にあるトナーを、より良く転写することができる。
該第２領域の溝の本数は、２ｎ−１０本以上、２ｎ＋１０本以下であることが好ましい。該第２領域の溝の本数が２ｎ−１０本以上であると、該第１領域と該第２領域の境界におけるクリーニングブレードの当接部の場所の変化を安定して生じさせることができる。また、該第２領域の溝の本数が、２ｎ＋１０本以下であると、溝上にあるトナーを、より良く転写させることができる。
該溝の各々について、隣り合う溝の間隔については、特に制限はないが、トナークリーニングの観点からおよそ均等であることが好ましい。間隔を均等にすることで、局所的なブレードの摩耗を抑えることができる。
該第２領域の周方向の長さは、０．０１〜５０ｍｍであることが好ましい。また該溝の各々は、周方向に非連続であり、該第２領域は、各々の溝の端部を含んでいてもよい。該第２領域の周方向の長さが５０ｍｍ以下であると、溝上にあるトナーをより良く転写させることができる。
該第２領域が、電子写真用ベルト４０５の外表面に少なくとも１個存在する。特には、１〜３個存在することが好ましく、周方向に２〜３個存在することがより好ましい。第２領域を、電子写真用ベルトの周方向に２〜３個存在させることで、溝上にあるトナーをより良く転写させることができる。
溝４０１の深さは０．１０μｍ以上５．０μｍ未満であることが好ましく、０．２０μｍ以上２．０μｍ未満であることがさらに好ましい。溝の深さを上記範囲内とすることで、電子写真用ベルトへのクリーニングブレードの当接状態を長期にわたって安定させることができる。
該溝の幅は０．１０μｍ以上３．０μｍ未満であることが好ましく、０．２０μｍ以上２．０μｍ未満であることがさらに好ましい。溝の幅を上記範囲内とすることで、トナーの転写性を維持し、電子写真用ベルトの画像品位を保つことが可能となる。該溝を形成するための加工方法としては、例えば、切削加工、エッチング加工、インプリント加工など公知の加工方法を用いて加工することができる。該溝の加工再現性や加工コストの観点からは、インプリント加工が好ましい。
電子写真用ベルト４０５の厚みは１０μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、３０μｍ以上１５０μｍ以下が特に好ましい。また、本発明の電子写真用ベルト５は、ベルトとして使用するほか、電子写真用部材として使われているドラムあるいはロールなどに巻き付けたり、被覆したりして使用しても良い。
【００１５】
＜電子写真画像形成装置＞
本開示の一態様に係る電子写真画像形成装置は、上記した本態様に係る電子写真用エンドレスベルトを中間転写ベルトとして具備する。図１により電子写真画像形成装置の実施形態の一例を説明する。本実施形態の画像形成装置は、複数色の画像形成ステーションを電子写真用エンドレスベルト（以下、「中間転写ベルト」と称する）の回転方向に並べて配置した、所謂タンデム型の構成を有する。なお、以下の説明では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に関する構成の符号に、それぞれ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ｋの添え字を付しているが、同様の構成については添え字を省略する場合もある。
図１の符号１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋは感光ドラム（感光体、像担持体）で、感光ドラム１の周囲には、帯電装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ｋ、露光装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３ｋ、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋ、中間転写ベルト（中間転写体）６が配置される。感光ドラム１は、矢印Ｆの方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。帯電装置２は、感光ドラム１の周面を所定の極性、電位に帯電する（１次帯電）。露光装置３としてのレーザビームスキャナーは、不図示のイメージスキャナー、コンピュータ等の外部機器から入力される画像情報に対応してオン／オフ変調したレーザー光を出力して、感光ドラム１上の帯電処理面を走査露光する。この走査露光により感光ドラム１面上に目的の画像情報に応じた静電潜像が形成される。
現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ｋ）の各色成分のトナーを内包する。そして、画像情報に基づいて使用する現像装置４を選択し感光ドラム１面上に現像剤（トナー）が現像され、静電潜像がトナー像として可視化される。本実施形態では、このように静電潜像の露光部にトナーを付着させて現像する反転現像方式が用いられる。また、このような帯電装置、露光装置、現像装置により画像形成手段を構成している。
また、中間転写ベルト６は、本態様に係る電子写真用エンドレスベルトで、感光ドラム１の表面に当接されるよう配設され、複数の張架ローラ２０、２１、２２に張架されている。そして、矢印Ｇの方向へ回動するようになっている。本実施の形態では、張架ローラ２０は中間転写ベルト６の張力を一定に制御するようにしたテンションローラ、張架ローラ２２は中間転写ベルト６の駆動ローラ、張架ローラ２１は２次転写用の対向ローラである。また、中間転写ベルト６を挟んで感光ドラム１と対向する１次転写位置には、それぞれ、１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ｋが配置されている。感光ドラム１にそれぞれ形成された各色未定着トナー像は、１次転写ローラ５に定電圧源または定電流源によりトナーの帯電極性と逆極性（例えば正極性）の１次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト６上に順次静電的に１次転写される。そして、中間転写ベルト６上に４色の未定着トナー像が重ね合わされたフルカラー画像を得る。中間転写ベルト６は、このように感光ドラム１から転写されたトナー像を担持しつつ回転する。１次転写後の感光ドラム１の１回転毎に感光ドラム１の表面は、クリーニング装置１１で転写残トナーをクリーニングし、繰り返し作像工程に入る。
また、記録材７の搬送経路に面した中間転写ベルト６の２次転写位置には、中間転写ベルト６のトナー像担持面側に２次転写ローラ（転写部）９を圧接配置している。また、２次転写位置の中間転写ベルト６の裏面側には、２次転写ローラ９の対向電極をなし、バイアスが印加される対向ローラ２１が配設されている。中間転写ベルト６上のトナー像を記録材７に転写する際、対向ローラ２１にはトナーと同極性のバイアスが転写バイアス印加手段２８により印加され、例えば−１０００〜−３０００Ｖが印加され−１０〜−５０μＡの電流が流れる。このときの転写電圧は転写電圧検知手段２９により検知される。更に、２次転写位置の下流側には、２次転写後の中間転写ベルト６上に残留したトナーを除去するクリーニング装置（ベルトクリーナ）１２が設けられている。
２次転写位置に導入された記録材７は、２次転写位置で挾持搬送され、その時に、２次転写ローラ９の対向ローラ２１に２次転写バイアス印加手段２８から所定に制御された定電圧バイアス（転写バイアス）が印加される。対向ローラ２１にはトナーと同極性の転写バイアスが印加されることで転写部位にて中間転写ベルト６上に重ね合わされた４色のフルカラー画像（トナー像）を記録材７へ一括転写し、記録材上にフルカラーの未定着トナー像が形成される。トナー像の転写を受けた記録材７は不図示の定着器へ導入され加熱定着される。
本開示の一態様によれば、耐クリープ性に優れると共に、２次転写の際のトナーが転写位置のずれの発生を防止し得る電子写真用ベルトを得ることができる。また本開示の他の態様によれば、高品位な電子写真画像を形成可能な電子写真画像形成装置を得ることができる。
【実施例】
【００１６】
以下に実施例および比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。なお、実施例および比較例で作製した電子写真用エンドレスベルトの特性値や性能の評価方法は次の〔評価１〕〜〔評価５〕のとおりである。
〔評価１〕電子写真用エンドレスベルトのマトリックス・ドメイン構造
電子写真用エンドレスベルトからミクロトームで切り出したサンプルをエポキシ樹脂に包埋し、エポキシ樹脂の硬化後、さらにミクロトームにて電子写真用ベルトの断面を露出させ、切片を作製した。その後、電界放出型電子顕微鏡（商品名：ＪＥＭ２１００ＦＸ；ＪＥＯＬ社製）を用いて、加速電圧２００ｋＶ、ビーム径１ｎｍ、倍率４０００００倍にて切片の断面観察を行った。
また、同時にエネルギー分散型Ｘ線分析装置（商品名；ＪＥＤ−２３００Ｔ；ＪＥＯＬ社製）で元素マッピング分析を行った。これにより、断面写真中のマトリックス・ドメイン構造を構成している熱可塑性樹脂及びイオン導電剤を峻別した。そして、その結果を下記の基準で評価した。
＜評価基準＞
ランクＡ：熱可塑性樹脂のマトリックスとイオン導電剤のドメイン構造を有している。
ランクＢ：熱可塑性樹脂のマトリックスとイオン導電剤のドメイン構造を有していない。
〔評価２〕電子写真用エンドレスベルトの表面抵抗率
高抵抗率計（ハイレスタ−ＵＰ（ＭＣＰ−ＨＴ４５０）；三菱ケミカルアナリテック社製）と専用プローブであるＵＡプローブ（ピン間隔：２０ｍｍ、ピン先：２Φ×２本、ばね圧：２４０ｇ／本；三菱ケミカルアナリテック社製）を用いて、電子写真用エンドレスベルトの周方向と周方向に直交する方向の表面抵抗率を測定した。電子写真用エンドレスベルトの周方向の表面抵抗率は、ＵＡプローブの２本のピンを繋ぐ直線が電子写真用ベルトの周方向と平行となるようにＵＡプローブを配置し、印加電圧５００Ｖ、印加時間１０秒の条件で表面抵抗率を測定した。
電子写真用エンドレスベルトの周方向に直交する方向の表面抵抗率は、ＵＡプローブの２本のピンを繋ぐ直線が電子写真用ベルトの周方向に直交する方向と平行となるようにＵＡプローブを配置し、印加電圧５００Ｖ、印加時間１０秒の条件で測定した。周方向に対して９０°位相でそれぞれ４ケ所測定し、平均値を算出した。
〔評価３〕電子写真用エンドレスベルトの周方向の引っ張り弾性率
電子写真用エンドレスベルトを周方向に沿って幅１０ｍｍ、長さ５０ｍｍの短冊状に切りだし、材料引っ張り試験機（インストロン５５８２；インストロン社製）を用いて、短冊シートの両端をチャックで固定した。チャック間距離１０ｍｍ、引っ張り速度５ｍｍ／分で引っ張り、ひずみ量１％における応力値から引っ張り弾性率を測定した。Ｎ＝５で測定を行い、平均値を算出した。
〔評価４〕電子写真用エンドレスベルトのクリープ特性
図１に示した構成の電子写真画像形成装置（商品名：ＬＢＰ７１２Ｃｉ、キヤノン社製）を使用し、電子写真用ベルト５としての中間転写ベルトを装着した。この電子写真画像形成装置の中間転写ベルトは、直径が１８ｍｍの駆動ローラと、直径が１５ｍｍのテンションローラとの間に、張架応力６ｋｇｆにて架け渡されている。このレーザビームプリンタを、温度３５℃、相対湿度９５％の環境下に１ヶ月静置した。次いで、導電性ベルトを若干量回転駆動させて、静置時に駆動ローラと接していた部分を駆動ローラから離間させ、その状態で温度３５℃、相対湿度９５％の環境下で１日静置した。その後、マゼンタのハーフトーン画像を出力した。このハーフトーン画像を目視で観察し、電子写真用エンドレスベルトの静置時に駆動ローラが当接していた跡について下記の基準で評価した。
＜評価基準＞
ランクＡ：駆動ローラの当接跡が画像では目視判断できない。
ランクＢ：駆動ローラの当接跡が画像の濃淡でわずかに確認できる。
ランクＣ：駆動ローラの当接跡が画像の濃淡で明瞭に確認できる。
〔評価５〕電子写真画像形成装置のデジタル再現性
図１に示した構成の電子写真画像形成装置を使用し、電子写真用エンドレスベルトとしての中間転写ベルトを装着し、細線画像（７本／１ｍｍ）が紙上に転写にされた時点の未定着画像を出力し、それを１００℃のオーブンを用いて非加圧で定着させ画像を得た。その画像を、ルーペを用いて観察し、各細線画像のトナーの飛び散りの有無を確認し、下記の基準で評価した。
＜評価基準＞
ランクＡ：トナーの飛び散りが発生した細線画像が０本。
ランクＢ：トナーの飛び散りが発生した細線画像が１〜３本。
ランクＣ：トナーの飛び散りが発生した細線画像が４本以上。
【００１７】
実施例および比較例に係る電子写真用エンドレスベルトの製造に用いる材料（熱可塑性樹脂、イオン導電剤）としてそれぞれ下記表１〜表２に記載の材料を用意した。なお、表２において、イオン液体１〜３は、式（１）で表される陰イオンを有する。
【００１８】
【表１】
2020095249.tif 000004
【００１９】
【表２】
2020095249.tif 000005
【００２０】
〔実施例１〕
二軸混練押出機（商品名：ＴＥＸ３０α；日本製鋼所社製）を用いて、表３に記載の配合において熱溶融混練して樹脂組成物を調製した。熱溶融混練温度は２６０℃以上、２８０℃以下の範囲内となるように調整し、熱溶融混練時間はおよそ３〜５分とした。得られた樹脂組成物をペレット化し、温度１４０℃で６時間乾燥させた。
図２に示した構成を有する射出成形装置（ＳＥ１８０Ｄ、住友重機械工業社製）のホッパー４８内に、前記樹脂組成物の乾燥ペレットを投入した。そして、シリンダ設定温度を２９０℃にし、スクリュー４２および４２Ａ内で溶融させ、ノズル４１Ａを通して、金型内に射出成形して高さ８０ｍｍ、径５０ｍｍのプリフォーム１０４を作製した。このときの射出成形金型温度は３０℃とした。温度５００℃の加熱装置１０７内にプリフォーム１０４を入れて軟化させたのち、プリフォーム１０４を５００℃で加熱した。
その後、図３に示すブロー成形機にプリフォーム１０４を投入した。そして、金型温度を１１０℃に保った高さ４００ｍｍ、径２２６ｍｍのブロー金型１０８内で延伸棒１０９とエアーの力（ブローエアー注入部分１１０）でプリフォーム温度１０５℃以上、１６５℃以下の範囲内になるように調整し、エアー圧力０．３ＭＰａ、延伸棒速度１０００ｍｍ／ｓでブロー成形してブローボトル１１２を得た。このブローボトルの両端をカットすることにより、エンドレスベルト形状の導電性ベルトを得た。ブローボトルの高さ方向の延伸倍率は５．００倍、径方向の延伸倍率は４．５２倍であった。得られた電子写真用エンドレスベルトは、幅２４６ｍｍ、周方向の長さ７１２ｍｍ、厚み７０μｍであった。この電子写真用エンドレスベルトの評価結果を表３に示す。
【００２１】
〔実施例２〜９〕
熱可塑性樹脂とイオン導電剤を表３に記載した配合組成にした以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。
〔実施例１０〕
高さ８８．５ｍｍ、径５０ｍｍのプリフォームを作成した以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。このときのブローボトルの高さ方向の延伸倍率は４．５２倍、径方向の延伸倍率は４．５２倍であった。
〔実施例１１〕
高さ７０ｍｍ、径５５ｍｍのプリフォームを作成した以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。このときのブローボトルの高さ方向の延伸倍率は５．７１倍、径方向の延伸倍率は４．１１倍であった。
〔実施例１２〕
高さ６０ｍｍ、径６０ｍｍのプリフォームを作成した以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。このときのブローボトルの高さ方向の延伸倍率は６．６７倍、径方向の延伸倍率は３．７７倍であった。
実施例１〜１２に係る電子写真用エンドレスベルトの評価結果を表３に併せて示す。
【００２２】
【表３】
2020095249.tif 000006
【００２３】
〔比較例１〜２〕
熱可塑性樹脂とイオン導電剤を表４に記載した配合組成にした以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。
〔比較例３〕
高さ２００ｍｍ、径８０ｍｍのプリフォームを作成した以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。このときのブローボトルの高さ方向の延伸倍率は２．００倍、径方向の延伸倍率は２．８３倍であった。
〔比較例４〕
高さ７０ｍｍ、径４５ｍｍのプリフォームを作成した以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。このときのブローボトルの高さ方向の延伸倍率は５．７１倍、径方向の延伸倍率は５．０２倍であった。
〔比較例５〕
高さ１２０ｍｍ、径６０ｍｍのプリフォームを作成した以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。このときのブローボトルの高さ方向の延伸倍率は３．３３倍、径方向の延伸倍率は３．７６倍であった。
〔比較例６〕
高さ１２０ｍｍ、径５０ｍｍのプリフォームを作成した以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。このときのブローボトルの高さ方向の延伸倍率は３．３３倍、径方向の延伸倍率は４．５２倍であった。
〔比較例７〜１１〕
熱可塑性樹脂とイオン導電剤を表４に記載した配合組成にし、高さ１２０ｍｍ、径５０ｍｍのプリフォームを作成した以外は実施例１と同様にして電子写真用エンドレスベルトを作製し、評価に供した。このときのブローボトルの高さ方向の延伸倍率は３．３３倍、径方向の延伸倍率は４．５２倍であった。
比較例１〜１１に係る電子写真用エンドレスベルトの評価結果を表４に併せて示す。
【００２４】
【表４】
2020095249.tif 000007
【００２５】
＜結果および考察＞
〔実施例１〜９および１１〜１２〕
実施例１〜９および１１〜１２は、ベルト周方向の表面抵抗率よりも周方向に直交する方向の表面抵抗率のほうが高くなっていること、ベルトの引っ張り弾性率が１．０〜３．０ＧＰａの範囲内にあることから、耐クリープ性およびデジタル再現性に優れていた。
〔実施例１０〕
実施例１０においては、ベルト周方向の表面抵抗率と周方向に直交する方向の表面抵抗率が同等であり、ベルトの引っ張り弾性率が１．０〜３．０ＧＰａの範囲内にあることから、耐クリープ性およびデジタル再現性に優れていた。
〔比較例１および２〕
比較例１および２においては、イオン導電剤の配合量が多いことに起因して、マトリックス・ドメイン構造となっていないため、耐クリープ性およびデジタル再現性が劣っていた。
〔比較例３および４〕
比較例３および４においては、延伸倍率が低すぎるもしくは高すぎることに起因して、ベルトの引っ張り弾性率が１．０〜３．０ＧＰａの範囲外にあることから、耐クリープに劣っていた。
〔比較例５〜１１〕
比較例５〜１１においては、ブローボトルの高さ方向の延伸倍率よりも径方向の延伸倍率の方が高いことに起因して、ベルト周方向の表面抵抗率よりも周方向に直交する方向の表面抵抗率のほうが低くなっていることから、デジタル再現性が劣っていた。
【符号の説明】
【００２６】
１  感光ドラム
２  帯電装置
３  露光装置
４  現像装置
６  中間転写ベルト
９  ２次転写ローラ（転写部）
２０、２１、２２  帳架ローラ
【図１】
2020095249.tif 000009
【図２】
2020095249.tif 000010
【図３】
2020095249.tif 000011
【図４】
2020095249.tif 000012