(57)【要約】  【課題】  本発明は、ポリエーテルサルホンを用いその難燃性等の特性を活かしながらも、その向上が求められるベルトの耐屈曲疲労性及び弾性率を改善することにより、クラック発生を防止でき、かつ色ずれ等の画質欠陥を発生しない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】  ポリエーテルサルホンと液晶ポリマーと導電性フィラーとが配合され、該ポリエーテルサルホンと該液晶ポリマー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、前記ポリエーテルサルホンと前記液晶ポリマーとが、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、前記ポリエーテルサルホンと前記液晶ポリマーとの合計量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】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエーテルサルホンと液晶ポリマーと導電性フィラーとが配合され、該ポリエーテルサルホンと該液晶ポリマー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】
前記ポリエーテルサルホンと前記液晶ポリマーとが、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、前記ポリエーテルサルホンと前記液晶ポリマーとの合計量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エーテルサルホン製のシームレスベルトが提案されているが、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しにくいとされているものである（例えば、特許文献１参照）。また、ポリエーテルサルホンの使用は、ポリエーテルサルホン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、ポリエーテルサルホンをシームレスベルトとして使用した場合、耐屈曲疲労性に劣るためクラック等が発生しやすく、耐久性に劣るという問題があった。また、このポリエーテルサルホン製ベルトは、初期弾性率は比較的高くかつ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いものの、より高耐久性、高画質化を目指すためには、さらなる屈曲疲労性の向上、高弾性率が求められている。
【０００６】
なお、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としては、ある範囲の体積抵抗率（導電性）の発現が必要である。例えば、感光体ベルトとしての使用を考えると電子を流しやすくするために１０〜１０５Ω・ｃｍ、中間転写ベルトとしては１０５〜１０１２Ω・ｃｍ、搬送転写ベルトとしては１０１０〜１０１５Ω・ｃｍの範囲が好ましいとされる（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−１１５０６６（段落０００４、０００５、００３１）。
【特許文献２】特開平１１−１１５０６６（段落０００９）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、ポリエーテルサルホンを用いその難燃性等の特性を活かしながらも、その向上が求められるベルトの耐屈曲疲労性及び弾性率を改善することにより、クラック発生を防止でき、かつ色ずれ等の画質欠陥を発生しない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】
【０００８】
上記目的を達成するために鋭意研究した結果、非晶性樹脂のポリエーテルサルホンと結晶性樹脂の液晶ポリマーとのポリマーアロイ化及び導電性フィラーの配合により、耐屈曲疲労性及び弾性率が向上し、クラック発生や画質欠陥の問題を解決する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。
【０００９】
すなわち、本発明のうち第１の発明は、ポリエーテルサルホン（以下、ＰＥＳという。）と液晶ポリマーと導電性フィラーとが配合され、該ＰＥＳと該液晶ポリマー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。
【００１０】
本発明に用いる液晶ポリマーとしては、溶融相又は溶液相において光学的異方性を示すいわゆる液晶ポリマーであれば特に限定されない。すなわち、液晶ポリマーとしては、いわゆるサーモトロピック液晶ポリマーとライオトロピック液晶ポリマーの双方を含むが、サーモトロピック液晶ポリマーを用いるのが好ましい。押出成形等の溶融成形を用いて本発明の導電性ベルトが容易に製造できるからである。
【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】
本発明のうち第２の発明は、前記ＰＥＳと前記液晶ポリマーとが、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。
【００１４】
ＰＥＳと液晶ポリマーとが、重量比で９５／５〜５０／５０の割合で用いられるようにするのは、ＰＥＳが９５／５を超えるとシームレスベルトにクラック等が発生しやすく、また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る画像は、液晶ポリマーが存在しないＰＥＳ単独のシームレスベルト（以下、「ＰＥＳ単独シームレスベルト」という。）を用いた場合に発生する色ずれ等の画質欠陥に対する改善が不十分であり、５０／５０未満であると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る画像は画質自体が悪くなる傾向にあるからである。これはＰＥＳが９５／５を超えると液晶ポリマーによるベルトの耐屈曲疲労性や弾性率の向上が不十分になること、５０／５０未満であると液晶ポリマーにより導電性フィラーの分散性が妨げられることによると考えられる。
【００１５】
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ＰＥＳと前記液晶ポリマーとの合計量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。
【００１６】
前記導電性フィラーの配合量が、前記ＰＥＳと前記液晶ポリマーとの合計量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とともに機械物性が極端に低下し、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適切な静電気が発生せず、トナーの転写不良の原因となることから、ともに高品質の画像が形成されない場合があるからである。
【発明の効果】
【００１７】
１．第１発明のシームレスベルトは、ＰＥＳと液晶ポリマーとをアロイ化させたことにより、ＰＥＳ単独シームレスベルトよりも、耐屈曲疲労性及び弾性率が向上する。その結果、耐屈曲疲労性の向上によりクラック発生の問題が改善され、さらに弾性率向上によりこのベルトを画像形成装置に用いた場合にはＰＥＳ単独シームレスベルトを用いた場合に発生する色ずれ等の画質欠陥の問題も改善又は解消できる。
【００１８】
２．また、第２発明のシームレスベルトは、ＰＥＳと液晶ポリマーとが、重量比で９５／５〜５０／５０の割合で用いられているので、シームレスベルトにクラック等が発生しにくく、また、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、ＰＥＳ単独シームレスベルトを用いた場合に発生する色ずれ等の画質欠陥を改善し、そのような画質欠陥を発生しない。また、この配合割合のシームレスベルトは、ＰＥＳの難燃性を損なうことなく、そのまま維持する。
【００１９】
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ＰＥＳと液晶ポリマー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、ＰＥＳと液晶ポリマーとの合計量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、より高品質となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
（配合成分の混練）
ＰＥＳと、例えば次の液晶ポリマーと、例えばカーボンブラックとを、必要な成分として一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロール、ニーダー等の混練機を用いて混練する。この場合、ＰＥＳと液晶ポリマーとは、重量比で９５／５〜５０／５０の割合で用いるのが好ましく、さらに、カーボンブラックの配合量は、前記ＰＥＳと前記液晶ポリマーとの合計量１００重量部に対し１重量部〜５０重量部にするのが好ましい。なお、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。
【００２２】
（液晶ポリマー）
芳香族ポリエステルを主鎖とするサーモトロピック液晶ポリマーを使用するのが好ましい。このような液晶ポリマーの市販品としては、VICTREX SRP（アイ・シー・アイ・ジャパン社製）、UENO LCP（上野製薬社製）、VECTRA（ポリプラスチックス社製）、 ノバキュレートE234（三菱化成社製）、出光LCP200（出光石油化学社製）、ロッドランLC-5000（ユニチカ社製）等が例示される。
【００２３】
（シームレスベルトの成形）
前記混練により得られた混練物を、例えば、連続溶融押出成形法、射出成形法、ブロー成形法、又はインフレーション成形法等公知の方法を用いて成形し、本発明に係るシームレスベルトを得ることができる。
【００２４】
以上のようなポリマー成分のシームレスベルトは、溶融成形が容易であって、ＰＥＳとサーモトロピック液晶ポリマーとが狭義のポリマーアロイ化していると考えられ、ＰＥＳ単独シームレスベルトよりも、屈曲疲労性及び弾性率が大きく向上する結果、ＰＥＳ単独シームレベルトに対するクラック発生の問題が大きく改善され、ＰＥＳ単独シームレスベルトに認められた色ずれ等の画質欠陥の問題を発生しない。特に、ＰＥＳと液晶ポリマーとの配合比（重量比）が、９５／５〜５０／５０であるシームレスベルトは、ＰＥＳ単独シームレスベルトと同レベルの難燃性を維持する。
【実施例】
【００２５】
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。
【００２６】
（実施例１）
ＰＥＳ（商品名  スミカエクセルＰＥＳ  ４１００Ｐ、住友化学工業社製）と液晶ポリマー（商品名  ロッドラン  ＬＣ−５０００、ユニチカ社製）とを前者が９０重量部、後者が１０重量部の割合で配合し、この樹脂成分１００重量部に対してカーボンブラック２０重量部を配合したものを押出成形機に供給し、溶融混練して体積抵抗率が５×１０１０Ω・ｃｍの熱可塑性樹脂ペレットを作製した。このペレットを環状ダイを備えた押出成形機にて環状ダイ下方に溶融チューブ状態で押し出し、輪切りにして、直径１５０ｍｍ、長さ２６６ｍｍ、厚みが１５０μｍの導電性シームレスベルトを得た。
【００２７】
（実施例２）
ＰＥＳ（商品名  スミカエクセルＰＥＳ  ４１００Ｐ、住友化学工業社製）と液晶ポリマー（商品名  ロッドラン  ＬＣ−５０００、ユニチカ社製）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重量部に対してカーボンブラック２０重量部を配合したものを押出成形機に供給し、溶融混練して体積抵抗率が３×１０１０Ω・ｃｍの熱可塑性樹脂ペレットを作製した。このペレットを環状ダイを備えた押出成形機にて環状ダイ下方に溶融チューブ状態で押し出し、輪切りにして、直径１５０ｍｍ、長さ２６６ｍｍ、厚みが１５０μｍの導電性シームレスベルトを得た。
【００２８】
（比較例１）
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１００重量部に対してカーボンブラック２０重量部を配合したものを押出成形機に供給し、溶融混練して体積抵抗率が７×１０１０Ω・ｃｍの熱可塑性樹脂ペレットを作製した。このペレットを環状ダイを備えた押出成形機にて環状ダイ下方に溶融チューブ状態で押し出し、輪切りにして、直径１５０ｍｍ、長さ２６６ｍｍ、厚みが１５０μｍの導電性シームレスベルトを得た。
【００２９】
（比較例２）
樹脂成分として液晶ポリマー（商品名  ロッドラン  ＬＣ−５０００、ユニチカ社製）のみを用い、この１００重量部に対してカーボンブラック２０重量部を配合したものを押出成形機に供給し、溶融混練して体積抵抗率が９×１０１０Ω・ｃｍの熱可塑性樹脂ペレットを作製した。このペレットを環状ダイを備えた押出成形機にて環状ダイ下方に溶融チューブ状態で押し出し、輪切りにして、直径１５０ｍｍ、長さ２６６ｍｍ、厚みが１５０μｍの導電性シームレスベルトを得た。
【００３０】
（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。これらのベルトの体積抵抗率は、全て、抵抗計（ハイレスターＩＰのＨＲプローブ：ダイアインスツルメンツ製）を用い、１００Ｖの電圧を印加してから１０秒後の電流値を読み取って求めた。
【００３１】
（耐屈曲疲労性評価試験）
実施例１，２及び比較例１，２のシームレスベルトにつき、それぞれ、ＪＩＳ  Ｐ
８１１５に準拠して耐屈曲回数（回）の評価を行なった。
【００３２】
（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それぞれ装着して画像形成テストを行い、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。
【００３３】
（難燃性評価試験）
実施例１，２及び比較例１，２のシームレスベルトにつき、それぞれ、ＵＬ９４  薄手材料垂直燃焼試験に準拠して難燃性評価を行なった。
【００３４】
実施例１，２及び比較例１，２のシームレスベルトにつき、これらベルトの弾性率、耐屈曲疲労性、画質及び難燃性の各評価試験を、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】
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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ＰＥＳ単独のシームレスベルトに比べ、弾性率が大幅に向上している。その結果、実施例１，２のシームレスベルトは、駆動時の応力に対するベルトの変形がＰＥＳ単独シームレスベルトより小さくなり、表１に示すように色ずれ等の画質欠陥を生じることなく、高画質を生み出すと考えられる。また、実施例１，２のシームレスベルトはＰＥＳと結晶性の液晶ポリマーが狭義のポリマーアロイ化していると考えられ、非晶性のＰＥＳのみの比較例１に比べ、耐屈曲疲労性も大きく改善されている。
【００３６】
他方、比較例２は液晶ポリマーが結晶性であるため耐屈曲疲労性や弾性率は優れているものの、画質そのものが悪くなっている。これは、弾性率が非常に高いことによる色ずれというよりは、カーボンブラックの分散の不均一によるトナー転写の不均一が原因であると考えられる。
【００３７】
また、実施例１，２のシームレスベルトは、難燃性評価において、比較例１のＰＥＳ単独シームレスベルトと同等であり、ＰＥＳの難燃性をそのまま維持している。この結果は、比較例２に示すように液晶ポリマー単独のシームレスベルトが難燃性評価において劣ることを考慮すると、液晶ポリマーとＰＥＳとをポリマーアロイ化したベルトにすれば、ＰＥＳの難燃性をそのまま維持することができることを明らかにしている。