(57)【要約】  【課題】  本発明は、ポリアミドイミドを用いその優れた初期弾性率や難燃性等の特性を活かしながらも、向上が求められるクリープ性を改善することにより、画質低下（色ずれ、画像ボケ）の問題を生じない導電性シームレスベルトを提供することを目的とする。  【解決手段】  ポリアミドイミドとポリエーテルサルホンと導電性フィラーとが配合され、該ポリアミドイミドと該ポリエーテルサルホンとがポリマーアロイ化されている導電性シームレスベルトであり、このベルトは、前記ポリアミドイミドと前記ポリエーテルサルホンとが、重量比で９５／５〜５０／５０の割合で配合され、前記導電性フィラーが、前記ポリアミドイミドと前記ポリエーテルサルホンとの合計量１００重量部に対し１重量部〜５０重量部の割合で配合されているのが好ましい。  【選択図】  図１
2006056972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアミドイミドとポリエーテルサルホンと導電性フィラーとが配合され、該ポリアミドイミドと該ポリエーテルサルホンとがポリマーアロイ化されていることを特徴とする導電性シームレスベルト。
【請求項２】
前記ポリアミドイミドと前記ポリエーテルサルホンとが、重量比で９５／５〜５０／５０の割合で配合されていることを特徴とする請求項１記載の導電性べルト。
【請求項３】
前記導電性フィラーの配合量が、前記ポリアミドイミドと前記ポリエーテルサルホンとの合計量１００重量部に対し１重量部〜５０重量部であることを特徴とする請求項１又は２記載の導電性シームレスベルト。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写機、レーザープリンター、ファクシミリ、これらの複合装置等の電子写真方式を用いた画像形成装置に用いる導電性シームレスベルト、特にカラー画像形成装置に好適に用い得る導電性シームレスベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した画像形成装置は、無機又は有機導電性材料で構成された感光体上に一様な電荷を形成し、露光ユニットからの書き込み光で感光体上に静電潜像を形成後、現像ユニットからのトナーにより静電潜像を現像し、感光体上にトナー像を形成する。次いで感光体上に形成されたトナー像を中間転写体に転写する。モノカラーの場合はこの動作を一回、フルカラー画像形成の場合は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）と４回、フルカラー以外の多色画像を形成する場合は用いる２個または３個のトナー色に応じた回数を繰り返し、（多色画像の場合には各トナー像が順次重ね合わせられるように）中間転写体に一次転写した後、形成されたトナー画像を一括して紙等の記録媒体に２次転写する。最後に記録媒体に転写されたトナー像を定着ユニット部で記録媒体上に定着し、出力する。なお、カラー画像形成装置には、上記のようなサイクル型の装置の他に、異なる各色のトナー像がそれぞれ形成される複数の像の担持体を中間転写体上に直列に配置するタンデム型のカラー画像形成装置がある。
【０００３】
このような画像形成装置の中間転写体等として用いるシームレスベルトとしては、ベルト上に２〜４色のトナーを正確に重ねる役割を果たすことが必要であることから正確な回転性能が得られるようにするためのベルト寸法安定性が要求される。
【０００４】
ところで、最近、カラープリンター等の分野においてインクジェット並みの高画質が要求されるようになり、このような高画質化のための寸法安定性の要求を満足させるベルトとしてポリアミドイミド製のシームレスベルトが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このベルトは、初期弾性率が高く、また、張力のかかった状態が継続しても初期弾性率からの低下が小さく、伸びが少ないため、色ずれや画像ボケ等が発生防止に繋がるものである。また、ポリアミドイミドの使用は、ポリアミドイミド自身が難燃性を有するため、ＯＡ機器の難燃化を要求する業界の流れにマッチする。
【０００５】
しかし、ポリアミドイミド製のシームレスベルトを画像形成装置に使用した場合、このシームレスベルトは、クリープ性に劣るため、画像形成装置の停止状態においてロールに接触している部分がロール形状のままに固定されることになり、当該ベルトにロール形状の癖がつきやすく、その結果、画質の低下（色ずれ、画像ボケ）に繋がるという問題があった。
【特許文献１】特開２００３−２６１７６８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、ポリアミドイミドを用いその優れた初期弾性率や難燃性等の特性を活かしながらも、向上が求められるクリープ性を改善することにより、前記画質低下（色ずれ、画像ボケ）の問題を生じない導電性シームレスベルトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために鋭意研究した結果、ポリアミドイミドにポリエーテルサルホンと導電性フィラーとを配合し、双方のポリマーをポロマーアロイ化すると、クリープ性が向上し、前記画質低下の問題を解決する導電性シームレスベルトが得られることを見出し、本発明を完成させた。
【０００８】
すなわち、本発明のうち第１の発明は、ポリアミドイミド（以下、ＰＡＩという。）とポリエーテルサルホン（以下、ＰＥＳという。）と導電性フィラーとが配合され、該ＰＡＩと該ＰＥＳとがポリマーアロイ化されていることを特徴とする導電性シームレスベルトである。
【０００９】
本発明に用いるＰＡＩとしては、いわゆるポリアミドイミド（アミド基とイミド基とを含む繰返し単位を有するポリマー）であれば特に限定されないが、無水トリメリット酸とジイソシアネート若しくはジアミンとの反応又は無水トリメリット酸クロライドとジアミンとの反応によって得られるポリアミドイミドを用いるのが好ましい。
【００１０】
この場合、ジイソシアネートとしては、フェニル基、ジフェニル基、ナフタレン基の環構造を基本骨格とし、これらの基本骨格に二つのイソシアネートが直接結合したもの、例えば、トリレンジイソシアネート、３，３’ −ジメチルビフェニル−４，４’ −ジイソシアネート、２，２’ −ジメチルビフェニル−４，４’ −ジイソシアネート、ビフェニル−４，４’ −ジイソシアネート、ビフェニル−３，３’ −ジイソシアネート、ビフェニル−３，４’ −ジイソシアネート、ナフタレン−１，５−ジイソシアネート、又はナフタレン−２，６−ジイソシアネート等を用いるのが好ましく、ジアミンとしては、これらのジイソシアネートに相当する環構造のジアミン（イソシアネート基の代わりにアミノ基が置換した化合物）を用いるのが好ましい。すなわち、ＰＡＩとしては、その繰返し単位に含まれるイミド基のＮとアミド基のＮとが、フェニル基、ジフェニル基、ナフタレン基の環構造によって（すなわち、これらの環構造を媒介にして）結合されているものを用いるのが好ましい。
【００１１】
また、導電性フィラーとしては、ベルトに導電性を付与するために用い得るフィラーであれば、特に限定されないが、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、銅合金等の金属若しくは合金、又は酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化錫―酸化インジウム若しくは酸化錫―酸化アンチモン複合酸化物等の金属酸化物の微粉末が例示される。これらの金属若しくは合金若しくは金属酸化物は、単独で又は２種以上を混合して用いることができる。中でも、安価で汎用性があることからカーボンブラックを用いるのが好ましい。
【００１２】
本発明でいうポリマーアロイは、広義の意味で用いており、異種ポリマーのブレンド（相分離を起こさず均一に混合した状態（完全相溶状態及び／又は界面親和性相分離状態）の狭義のポリマーアロイのみならず、非相溶性相分離状態のブレンドをも含む）、異種ポリマーのブロックコポリマーやグラフトコポリマー及び異種ポリマーが網目状に絡み合った相互貫入高分子網目（ＩＰＮ）を含む概念である。
【００１３】
なお、電子写真方式を用いた画像形成装置に用いる本発明の導電性シームレスベルトの用途としては、感光体ベルトとしての使用、中間転写ベルトとしての使用、搬送転写ベルトとしての使用等が例示される。
【００１４】
本発明のうち第２の発明は、前記ＰＡＩと前記ＰＥＳとが、重量比で９５／５〜５０／５０の割合で配合されていることを特徴とする第１発明記載の導電性シームレスべルトである。
【００１５】
ＰＡＩとＰＥＳとが、重量比で９５／５〜５０／５０の割合で用いられるようにするのは、ＰＡＩが９５／５を超えると、そのようなシームレスベルトを画像形成装置に用いた場合に得られる画像は、ＰＥＳが存在しないＰＡＩ単独のシームレスベルト（以下、「ＰＡＩ単独シームレスベルト」という。）を用いた場合にベルトの経時変化によって発生する色ずれ等の画質低下の問題を、十分改善したものにならない傾向が見られ、５０／５０未満にした場合はベルトの使用当初から高品質な（使用初期のＰＡＩ単独シームレスベルトによって得られる画像と同等な）画像が得られない傾向が見られるからである。これは、ＰＡＩが９５／５を超えるとそのシームレスベルトのクリープ性がＰＥＳによって十分改善されないこと、一方、５０／５０未満になるとそのシームレスベルトの弾性率がＰＡＩ単独シームレスベルトに比べ大きく低下し、該ベルトの寸法安定性が不十分になることによると考えられる。
【００１６】
本発明のうち第３発明は、前記導電性フィラーの配合量が、前記ＰＡＩと前記ＰＥＳとの合計量１００重量部に対し１重量部〜５０重量部であることを特徴とする第１発明又は第２発明記載の導電性シームレスベルトである。
【００１７】
前記導電性フィラーの配合量が、前記ＰＡＩと前記ＰＥＳとの合計量１００重量部に対し１重量部〜５０重量部の割合で用いられるようにするのは、導電性フィラーが５０重量部を超えると導電性フィラーのシームレスベルト中への分散が妨げられることから、一方、導電性フィラーが１重量部未満となるとベルトの電気抵抗が高抵抗化してベルトに十分な静電気が発生せず、トナーの転移不良の原因となることから、ともに高品質な画像が形成されない場合があるからである。
【発明の効果】
【００１８】
１．第１発明のシームレスベルトは、ＰＡＩとＰＥＳとをポリマーアロイ化させたことにより、ＰＡＩ単独シームレスベルトよりも、クリープ性が向上する。その結果、ＰＡＩ単独シームレスベルトを画像形成装置に使用した場合、このベルトは、クリープ性に劣るため、当該装置の停止状態においてロールに接触している部分がロール形状のままに固定されることになると、当該ベルトにロール形状の癖がつきやすく、画質の低下（色ずれ、画像ボケ）に繋がるという問題があったが、この問題が改善又は解消された。また、ＰＥＳも難燃性を有するため、ＰＡＩの難燃性を損なうことなく、このベルトはＰＡＩ単独シームレスベルトの難燃性を十分維持する。
【００１９】
２．また、第２発明のシームレスベルトは、ＰＡＩとＰＥＳとが、重量比で９５／５〜５０／５０の割合で用いられているので、シームレスベルトのクリープ性が十分良好で癖がつきにくく、また、弾性率も十分な値を有するためベルトの変形が小さく、このベルトを画像形成装置に用いた場合において得られた画像は、ＰＡＩ単独シームレスベルトを用いた場合におけるその使用初期の画質と同等であり、かつＰＡＩ単独シームレスベルトの場合にベルトの経時変化によって発生する前記色ずれ等の画質低下の問題を改善若しくは解消する。
【００２０】
３．更に、第３発明のシームレスベルトは、ポリマーアロイ化されたＰＡＩとＰＥＳに対する導電性フィラーの適切な配合量を見出したものであり、導電性フィラーの配合量が、ＰＡＩとＰＥＳとの合計量１００重量部に対し１重量部〜５０重量部の割合で用いれば、この範囲外の割合で用いた場合に比べ、得られる画像は、より高品質性となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明するが、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。本発明に係るシームレスベルトは次のようにして製造される。
【００２２】
（遠心成形用キャスト溶液の作製）
例えば、次のＰＡＩとＰＥＳとを、重量比で９５／５〜５０／５０の割合で用い、これにＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、ＤＭＦ若しくはＤＭＡｃ等の極性溶媒を加え、これに導電性フィラーとして、例えばカーボンブラックを、ＰＡＩとＰＥＳとの合計量１００重量部に対し１重量部〜５０重量部の割合で配合し、ボールミル等で十分混合して、遠心成形によるベルト製造のためのキャスト溶液を作成する。この場合、キャスト溶液のポリマー濃度は１〜３０重量％とするのが好ましい。なお、この場合、付加成分として、各種有機・無機の添加剤、例えば、上記以外の他のポリマー、増量剤、各種顔料、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、中和剤等を配合できるのは勿論である。
【００２３】
（ＰＡＩ）
ＰＡＩとしては、前記したように、その繰返し単位に含まれるイミド基のＮとアミド基のＮとが、フェニル基、ジフェニル基、ナフタレン基の環構造によって（すなわち、これらの環構造を媒介にして）結合されているものを用いるのが好ましい。例えば、市販品としては、バイロマックス  ＨＲ−１６ＮＮ（東洋紡績社製）、バイロマックス  ＨＲ−１１ＮＮ（東洋紡績社製）、トーロン  ４２０３Ｌ（ソルベイアドバンストポリマーズ社製）等が例示される。
【００２４】
（シームレスベルトの成形）
前記キャスト溶液を遠心成形機のドラム内に注入し、定法により遠心成形すれば、本発明に係る導電性シームレスベルトを得ることができる。
【００２５】
以上のようなポリマー成分のシームレスベルトは、遠心成形が容易であって、ＰＡＩとＰＥＳとが極性溶媒に溶けて均一に混合しているため狭義のポリマーアロイ化していると考えられ、ＰＡＩ単独シームレスベルトよりも、クリープ性が大きく向上する結果、ＰＥＳ単独シームレベルトに認められる前記色ずれ、画像ボケ等の問題が改善若しくは解消された。また、ＰＡＩ単独シームレスベルトの難燃性を十分維持する。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を、実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２７】
（実施例１）
ＰＡＩ（商品名  バイロマックス  ＨＲ−１６ＮＮ、東洋紡績社製）とＰＥＳ（商品名  スミカエクセルＰＥＳ  ４１００Ｐ、住友化学工業社製）とを前者が７０重量部、後者が３０重量部の割合で配合し、この樹脂成分１００重量部に対してアセチレンブラック（商品名  デンカブラック、電気化学工業社製）の１６重量部を配合したものに、溶剤としてＮＭＰを樹脂成分濃度が１５％になるように添加した後、これをボールミル等で十分混合して、遠心成形によるベルト製造のためのキャスト溶液を作成する。続いてこのキャスト溶液を遠心成形機に投入し、ローター回転数３００ｒｐｍ、ローター内温度１００℃で１時間加熱した後、さらに２００℃で６時間加熱することにより、直径１５０ｍｍ、長さ２６６ｍｍ、厚みが１００μｍの導電性シームレスベルト（形態は図１参照。但し、点線部分は除く）を得た。
【００２８】
（実施例２）
ＰＡＩ（商品名  バイロマックス  ＨＲ−１６ＮＮ、東洋紡績社製）とＰＥＳ（商品名  スミカエクセルＰＥＳ  ４１００Ｐ、住友化学工業社製）とを前者が５０重量部、後者が５０重量部の割合で配合し、この樹脂成分１００重量部に対してアセチレンブラック（商品名  デンカブラック、電気化学工業社製）の１６重量部を配合したものに、溶剤としてＮＭＰを樹脂成分濃度が１５％になるように添加した後、これをボールミル等で十分混合して、遠心成形によるベルト製造のためのキャスト溶液を作成する。続いてこのキャスト溶液を遠心成形機に投入し、ローター回転数３００ｒｐｍ、ローター内温度１００℃で１時間加熱した後、さらに２００℃で６時間加熱することにより、直径１５０ｍｍ、長さ２６６ｍｍ、厚みが１００μｍの導電性シームレスベルトを得た（形態は図１参照。但し、点線部分は除く）。
【００２９】
（比較例１）
樹脂成分としてＰＡＩ（商品名  バイロマックス  ＨＲ−１６ＮＮ、東洋紡績社製）のみを用い、この樹脂成分１００重量部に対してアセチレンブラック（商品名  デンカブラック、電気化学工業社製）の１６重量部を配合したものに、溶剤としてＮＭＰを樹脂成分濃度が１５％になるように添加した後、これをボールミル等で十分混合して、遠心成形によるベルト製造のためのキャスト溶液を作成する。続いてこのキャスト溶液を遠心成形機に投入し、ローター回転数３００ｒｐｍ、ローター内温度１００℃で１時間加熱した後、さらに２００℃で６時間加熱することにより、直径１５０ｍｍ、長さ２６６ｍｍ、厚みが１００μｍの導電性シームレスベルトを得た。
【００３０】
（比較例２）
樹脂成分としてＰＥＳ（商品名  スミカエクセルＰＥＳ  ４１００Ｐ、住友化学工業社製）のみを用い、この樹脂成分１００重量部に対してアセチレンブラック（商品名  デンカブラック、電気化学工業社製）の１６重量部を配合したものに、溶剤としてＮＭＰを樹脂成分濃度が１５％になるように添加した後、これをボールミル等で十分混合して、遠心成形によるベルト製造のためのキャスト溶液を作成する。続いてこのキャスト溶液を遠心成形機に投入し、ローター回転数３００ｒｐｍ、ローター内温度１００℃で１時間加熱した後、さらに２００℃で６時間加熱することにより、直径１５０ｍｍ、長さ２６６ｍｍ、厚みが１００μｍの導電性シームレスベルトを得た。
【００３１】
（弾性率評価試験）
実施例１，２及び比較例１，２のシームレスベルトの弾性率は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２７に準拠して測定した。すなわち、１０ｍｍ×１５０ｍｍの短冊試験片を用い、試験スピード５０ｍｍ／ｍｉｎにて測定した。
【００３２】
（クリープ性評価試験）
実施例１，２及び比較例１，２の導電性シームレスベルトにつき、それぞれ、次のようにしてクリープ率を測定し、クリープ性の評価を行なった。
１．測定条件
（１）試験片（幅５０ｍｍ×長さ８０ｍｍ）をベルトの円周方向が長手方向になるようにベルトから切り取り（図１の点線部分参照）作製する（図２の管内放置前の状態参照）。
（２）試験片を長さ方向を丸めるようにしてアルミ管（φ１８ｍｍ）内に入れる。
（３）試験片を入れたアルミ管を４０℃、相対湿度９５％の条件下で１２０時間放置する
（図２の管内放置状態参照）。
（４）試験片をアルミ管から２３℃、相対湿度６５％の条件下で取り出し（図２の管内放置後の状態参照）、１分後のクリープ率を測定する。
２．クリープ率の算出
クリープ率＝（ａ−ｂ−ｘ）／ａ×１００
ａ；試験片の管内放置前の長さ方向端部間の距離（単位はｍｍ）。
ｘ；試験片が管内放置状態における長さ方向端部間の距離（２重になっている部分の距離、単位はｍｍ）。
ｂ；試験片の管内放置後の長さ方向端部間の距離（単位はｍｍ）。
【００３３】
（画質（色ずれ）評価試験）
カラープリンター（ＬＰ−３０００Ｃ、エプソン社製）に、実施例１，２及び比較例１，２のシームレスベルトを中間転写ベルトとしてそれぞれ装着し、その１日経過後、３０日経過後、９０日経過後に、それぞれ画像形成テストを行った。これらの各テストの最初に得られたコピー画像を拡大レンズにて観察し、色ずれ（すなわちトナーの位置ズレ）及び画質を下記の基準により目視評価した。
◎  トナーの位置ズレがなく、画質が極めて良好である。
○  トナーの位置ズレがほとんどなく、画質が比較的良好である。
△  若干のトナーの位置ズレが認められ、画質が若干劣る。
×  トナーの位置ズレがかなり認められ、画質が劣る。
【００３４】
実施例１，２及び比較例１，２の導電性シームレスベルトにつき、これらベルトの弾性率、クリープ性及び画質の各評価試験を、それぞれ、前記のようにして行なった結果を、まとめて表１に示す。
【００３５】
【表１】
2006056972.tif 000003
実施例１，２のシームレスベルトは、表１に示すように比較例１のＰＡＩ単独のシームレスベルトに比べ、クリープ率（癖のつきやすさの指標であり、この値が小さい程ベルトに癖がつきにくい。）がかなり小さくなっている。その結果、実施例１，２のシームレスベルトは、画像形成装置の停止状態においてロールに接触している部分がロール形状のままに固定されることになっても、比較例１のベルトに比べ、当該ベルトにロール形状の癖がつきにくく、そのため９０日を経ても、表１に示すように色ずれ等の画質低下を生じることなく、使用初期のＰＡＩ単独のシームレスベルトと同等の高画質を生み出すと考えられる。この場合、弾性率に着目しても、実施例１，２の弾性率は、比較例１より低下するものの、ＰＥＳ単独シームレスベルトの比較例２より十分大きく、画質を低下させない値となっている。
【００３６】
他方、比較例１はクリープ率の値が大きく、ベルトに癖がつき易いため、３０日も経過すると、前記高画質（使用初期のＰＡＩ単独のシームレスベルトと同等の高画質）を維持できず、画質が幾分低下する。また、比較例２は弾性率の値が十分でないため、ベルトが変形しやすく、同様に前記高画質のものが得られない。
【００３７】
また、実施例１，２のシームレスベルトは、比較例１のＰＡＩ単独シームレスベルトの難燃性を損なわないということができ、したがって、ＰＡＩの難燃特性を十分生かしたベルトであるということができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】の（イ）は、本発明に係る導電性シームレスベルトの正面図であり、（ロ）は側面図であり、（ハ）は斜視図であり、（ハ）の点線で囲う部分はクリープ率測定のための試験片として切り取る部分の例示である。
【図２】は、本発明に係る導電性シームレスベルトのクリープ率測定用試験片のアルミ管内放置前、アルミ管内放置、アルミ管内放置後の各状態の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  導電性シームレスベルト
２  クリープ率測定用試験片として切り取る部分の例示
３  クリープ率測定用試験片
【図１】
2006056972.tif 000004
【図２】
2006056972.tif 000005