(57)【要約】      （修正有）【課題】高い導電性を有する導電層を備えた電子写真用ベルトの提供。【解決手段】エンドレスベルト形状を有する電子写真用ベルト１００であって、エンドレスベルト形状を有する基層１０１、及び、基層１０１上に設けられている導電層１０２を有し、導電層１０２の全部または一部が、電子写真用ベルト１００の外周面及び内周面の少なくとも一方に露出しており、導電層１０２は、バインダーとしての樹脂、カーボンブラック、特定の陽イオン、及び、特定の陰イオンを含有する。【選択図】図１
2018025621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドレスベルト形状を有する電子写真用ベルトであって、
エンドレスベルト形状を有する基層、及び、
該基層上に設けられている導電層を有し、
該導電層の全部または一部が、該電子写真用ベルトの外周面及び内周面の少なくとも一方に露出しており、
該導電層は、
バインダーとしての樹脂、カーボンブラック、下記式（１）で示される陽イオン、及び、下記式（２）で示される陰イオンを含有する、ことを特徴とする電子写真用ベルト：
【化１】
2018025621.tif 000011
［式（１）中のＲ１及びＲ２は、各々独立に、炭素数１以上３以下の炭化水素基を表す。］
【化２】
2018025621.tif 000012
［式（２）中のＲ３は、炭素数１以上３以下のパーフルオロアルキル基を表す。］。
【請求項２】
前記樹脂がアクリル系樹脂を含む請求項１に記載の電子写真用ベルト。
【請求項３】
前記アクリル系樹脂が、（メタ）アクリロイル基を有するモノマー、（メタ）アクリロイル基を有するオリゴマー、及び（メタ）アクリロイル基を有するポリマーからなる群より選択される一種以上の硬化物を含む、請求項２に記載の電子写真用ベルト。
【請求項４】
前記陽イオンが１−エチル−３−メチルイミダゾリウムカチオンであり、かつ前記陰イオンがトリフルオロメタンスルホナートアニオンである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子写真用ベルト。
【請求項５】
前記陽イオン及び前記陰イオンは、前記陽イオン及び前記陰イオンからなるイオン液体由来である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子写真用ベルト。
【請求項６】
前記導電層は、前記樹脂１００質量部に対して、前記イオン液体を０．１質量部以上、５質量部以下で含有する、請求項５に記載の電子写真用ベルト。
【請求項７】
前記導電層は、前記樹脂１００質量部に対して、前記カーボンブラックを１４質量部以上、１８質量部以下で含有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子写真用ベルト。
【請求項８】
前記導電層は、バーコビッチ型圧子を使用したナノインデンター測定法において、最表面から厚み方向に１０％〜２０％の領域における平均硬度が０．１０ＧＰａ以上である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電子写真用ベルト。
【請求項９】
前記導電層の全部または一部が、前記電子写真用ベルトの外周面または内周面に露出している、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電子写真用ベルト。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一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装置。
【請求項１１】
トナー像を形成する感光ドラムと、
該感光ドラムと接して該トナー像が１次転写される中間転写ベルトと、
該中間転写ベルトに対向し、記録媒体に該トナー像を２次転写する２次転写部材と、
該２次転写部材に２次転写用の電圧を印加可能な電源と、
を備え、
該中間転写ベルトが、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電子写真用ベルトであり、
該電源は、該２次転写部材に電圧を印加することで該２次転写部材から該中間転写ベルトを介して該感光ドラムに電流を流すことにより、該感光ドラムから該中間転写ベルトに該トナー像を１次転写させることを特徴とする電子写真装置。
【請求項１２】
前記中間転写ベルトは定電圧素子に接続されて接地されている、請求項１１に記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やプリンタの如き電子写真方式の画像形成装置（以下、「電子写真装置」と称する）において用いられる電子写真用ベルト及び電子写真装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置では、感光ドラムの如き静電荷像担持体上を帯電し、帯電した静電荷像担持体を露光して静電潜像が形成される。その後、摩擦帯電したトナーにより静電潜像が現像され、トナー像が紙の如き記録媒体へ転写・定着されることにより、所望の画像を記録媒体に形成している。
【０００３】
電子写真装置の転写方式としては、感光ドラムの如き静電荷像担持体上の未定着のトナー像を中間転写体へ１次転写した後、該未定着のトナー像を前記中間転写体から記録媒体へ２次転写する、中間転写方式が用いられている。このような中間転写方式は、特にカラー電子写真装置において採用されている。カラー電子写真装置では、４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナーを、各色の画像形成部から中間転写体上に順次転写し、得られた合成像を記録媒体に一括して転写するため、印刷の高速化や高品質な画像が得られるといった利点がある。各色の画像形成部には、中間転写体を介して対向する１次転写部材（ローラ等）が存在し、それぞれに１次転写専用の電圧電源が接続されている。さらに、前記合成像を記録媒体に転写する２次転写部においても同様に、中間転写体と記録媒体を介して対向する２次転写部材（ローラ等）が存在し、２次転写専用の電圧電源が接続されている。前記各電源は、個別に最適な１次転写電圧、２次転写電圧を設定している。
【０００４】
このように、従来の中間転写方式においては、適正な１次転写電圧及び２次転写電圧を設定するために複数の電源を必要とする。そのため、画像形成装置の大型化及び電源増によるコストアップを招いていた。かかる課題に対し、特許文献１は、周方向に導電性を備える中間転写ベルトを用いると共に、１次転写電源と２次転写電源とを共通化した画像形成装置を提案している。そして、このような画像形成装置によれば、電源の数を削減することができ、画像形成装置の低コスト化および小型化を図れることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１３７７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１には、特許文献１に係る画像形成装置のための中間転写ベルトとして、多層構成であって、かつ、表層の抵抗が他の層の抵抗よりも高いベルトを用いることが記載されている。具体的な構成としては、厚み１００μｍのポリフェニレンサルファイド樹脂にカーボンブラックを分散させて電気抵抗を調整した基層とし、該基層の外面に、厚み０．５〜３μｍの、高抵抗のアクリル樹脂の表層を設けた中間転写ベルトが記載されている。
本発明者らは、特許文献１に開示されている中間転写ベルトについて、基層の導電性のより一層の向上を図るべく、基層中のカーボンブラックの量を増加させることを検討した。しかしながら、特許文献１の［００３７］にも記載されている通り、多量のカーボンブラックを含む基層は強度が不足し、割れやすくなることがあった。したがって、特許文献１の如き画像形成装置により好適に用い得る、導電性の高い層を備えた中間転写ベルトを得るためには、導電層中のカーボンブラックの増量以外の方法で導電性を向上させることのできる技術の開発が必要であるものと本発明者らは認識した。
【０００７】
そこで、本発明の一態様は、高い導電性を有する導電層を備えた電子写真用ベルトの提供に向けたものである。また、本発明は、より一層の低コスト化および小型化を図ることのできる電子写真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】
【０００８】
本発明の一態様によれば、
エンドレスベルト形状を有する電子写真用ベルトであって、
エンドレスベルト形状を有する基層、及び、
該基層上に設けられている導電層を有し、
該導電層の全部または一部が、該電子写真用ベルトの外周面及び内周面の少なくとも一方に露出しており、
該導電層は、
バインダーとしての樹脂、カーボンブラック、下記式（１）で示される陽イオン、及び、下記式（２）で示される陰イオンを含有する電子写真用ベルトが提供される：
【０００９】
【化１】
2018025621.tif 000003
【００１０】
［式（１）中のＲ１及びＲ２は、各々独立に、炭素数１以上３以下の炭化水素基を表す。］
【００１１】
【化２】
2018025621.tif 000004
【００１２】
［式（２）中のＲ３は、炭素数１以上３以下のパーフルオロアルキル基を表す。］。
【００１３】
また、本発明の他の態様によれば、前記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電子写真装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、唯一の導電剤としてのカーボンブラックを含む導電層が示す導電性を超える、より高い導電性を有する導電層を備え、長期に亘って安定して電子写真画像の形成に用い得る電子写真用の導電性部材を得ることができる。また、本発明の他の態様によれば、より一層の低コスト化および小型化を図り得る電子写真装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子写真用ベルトの概略図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る電子写真用ベルトの概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る電子写真装置の模式図である。
【図４】図３の画像形成部２０５ａの拡大模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明者らは、カーボンブラックの増量に頼ることなく、電子写真用部材の導電層の導電性を向上させる方法を鋭意検討してきた。
ところで、導電剤には、カーボンブラックの如き電子導電剤と、イオン液体の如きイオン導電剤が存在する。
ここで、導電層に多量のイオン液体を含有させた場合、導電層からの当該イオン液体の経時的な浸み出し（以下、「ブリード」ともいう）が生じ得るため、その含有量にはおのずから上限があり、係る上限を考慮すると、イオン液体によって導電層に付与し得る導電性は、電子導電剤によって付与し得る導電性よりも低いとも思われた。
【００１７】
しかしながら、本発明者らの検討の結果、特定のイオン液体が、それ単独で導電剤として用いた場合の導電付与能は限定的であるものの、カーボンブラックと併用することで、導電層に、カーボンブラックによって付与し得る導電性を上回る導電性を付与し得ることを見出した。当該特定のイオン液体が、下記式（１）で示される陽イオンと、下記式（２）で示される陰イオンとからなるものである。
【００１８】
【化３】
2018025621.tif 000005
【００１９】
式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、各々独立に、炭素数１以上３以下の炭化水素基を表す。
【００２０】
【化４】
2018025621.tif 000006
【００２１】
式（２）中、Ｒ３は、炭素数１以上３以下のパーフルオロアルキル基を表す。
【００２２】
そして、式（１）に係るカチオンおよび式（２）に係るアニオンからなるイオン液体と、カーボンブラックとの組み合わせによって奏される、導電性の向上効果は、他のイオン液体とカーボンブラックとの組み合わせによっては得られなかったことから、この組み合わせは特異的なものと考えられる。
【００２３】
本発明は、上記した本発明者らによる新たな知見に基づきなされたものである。
以下、本発明の一態様に係る、エンドレスベルト形状を有する電子写真用部材（以下、「電子写真用ベルト」ともいう）について詳述する。
【００２４】
＜電子写真用ベルト＞
電子写真用ベルトは、エンドレスベルト形状を有する基層、及び、該基層上に設けられている導電層を備える。該導電層の全部または一部は、該電子写真用ベルトの外周面及び内周面の少なくとも一方に露出している。また、該導電層は、バインダーとしての樹脂、カーボンブラック、下記式（１）で示される陽イオン、及び、下記式（２）で示される陰イオンを含有する。
【００２５】
【化５】
2018025621.tif 000007
【００２６】
［式（１）中のＲ１及びＲ２は、各々独立に、炭素数１以上３以下の炭化水素基を表す。］
【００２７】
【化６】
2018025621.tif 000008
【００２８】
［式（２）中のＲ３は、炭素数１以上３以下のパーフルオロアルキル基を表す。］
【００２９】
以下に、本発明の好適な形態について詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の形態に何ら限定されるものではない。まず、本発明に係る電子写真用ベルトの構成を説明する。
【００３０】
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る円筒状の電子写真用ベルトの斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）の軸方向断面の拡大図である。図１に示す電子写真用ベルト１００において、導電層１０２は基層１０１の内周面に存在しており、該導電層１０２の全部が電子写真用ベルトの内周面に露出している。また、図２（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る円筒状の電子写真用ベルトの斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の軸方向断面の拡大図である。図２に示す電子写真用ベルト１００において、導電層１０２は基層１０１の外周面に存在している。該導電層１０２上には、感光ドラムや他の部材と接触する最外層１０３を設けてもよい。この場合、最外層１０３は、電子写真用ベルトの軸方向全面に設けるのではなく、画像形成領域のみに設けることが好ましい。すなわち、導電層１０２の一部が、非画像形成領域において、電子写真用ベルトの表面（外周面）に露出し、導電層の露出部１０４を有することが好ましい。また、図示はしないが、電子写真用ベルトの内周面と外周面の両方に導電層を設けてもよい。
【００３１】
図１及び図２における導電層の露出部に対して、該露出部に接触する部材を介して、ツェナーダイオードなどの定電圧素子を接続することにより、導電層の電位を一定にすることが可能となる。その結果、該導電層を介して、全ての感光ドラムへ所望の電流を流すことができ、２次転写のみならず１次転写も可能となる。詳細は後述する。
【００３２】
本発明に係る電子写真用ベルトは、複数のローラで張架して使用するため、エンドレスベルト形状を有する。エンドレスベルト形状とは、例えば、シートまたはフィルム状の成形物を円筒状に繋ぎ合わせて得られた形状を指し、複数のローラで張架し、回転させることが可能な形状を指す。エンドレスベルト形状の中でも、ベルトの厚みムラ等の観点から、繋ぎ目（シーム）が存在しないシームレス形状が好ましい。
【００３３】
次に、電子写真用ベルトの各層の構成材料及び形成方法について、詳細に説明する。なお、本発明の電子写真用ベルトの製造方法は、特に限定されるものではなく、本発明の効果が得られる範囲において、以下に説明する方法の他、いずれの製造方法を用いてもよい。
【００３４】
［基層］
基層は、エンドレスベルト形状を有する。基層として、具体的には、樹脂に導電剤を含有させた半導電性のフィルムまたは円筒状のシームレスベルトが挙げられる。
【００３５】
（樹脂）
樹脂は、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれの樹脂も使用することが可能である。熱可塑性樹脂として、例えば、以下のものが挙げられる。ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン−１、ポリスチレン、ポリアミド、ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）、ポリサルフォン、ポリアリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルニトリル、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン、サーモトロピック液晶ポリマー、ポリアミド酸など。また、熱硬化性樹脂として、例えば、以下のものが挙げられる。熱硬化性ポリイミド、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、アミノ樹脂、エポシキ樹脂、メラミン樹脂、熱硬化性ポリウレタン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、フッ素変性樹脂など。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上がブレンド、アロイされた混合体として用いてもよい。
【００３６】
（導電剤）
基層には、導電剤として、電子伝導性物質、イオン電導性物質などを用いることが可能である。電子伝導性物質としては、カーボンブラック、アンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子などが使用可能である。イオン電導性物質としては、過塩素酸ナトリウム、リチウム、カチオン性もしくはアニオン性のイオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、イオン液体、オキシアルキレン繰り返しユニットを持つオリゴマーまたはポリマー化合物などが使用可能である。また、基層中には、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、ｐＨ調整剤、架橋剤、顔料、エラストマーなどの添加剤を添加することができる。
【００３７】
（基層の形成方法）
基層は、例えば、樹脂としてポリイミドなどの熱硬化性樹脂を用いる場合、導電剤であるカーボンブラックを、ポリイミド前駆体または可溶性ポリイミド及び溶剤とともに、ワニスとして分散する。その後、遠心成形などの装置を用いてコーティングし、焼成工程を経てシームレスベルトとして成形することができる。基層の厚みは、１０μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、３０μｍ以上１５０μｍ以下がより好ましい。
また、樹脂として熱可塑性樹脂を用いる場合、導電剤であるカーボンブラックと、樹脂と、必要に応じて添加剤とを混合し、２軸の混錬装置などを用いて溶融混錬して、半導電性のペレットを作製する。次に、該ペレットを溶融押出しにより、シート形状、フィルム形状またはシームレスベルト形状に押出すことにより、半導電性フィルムを得ることができる。また、熱プレスや射出成形によって成形することもでき、形成したプリフォームを延伸ブローすることによって、半導電性フィルムを得ることもできる。
【００３８】
このようにして得られた基層の電気抵抗としては、２５０Ｖ印加時の体積抵抗率が１．０×１０８Ω・ｃｍ以上１．０×１０１２Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、表面抵抗率が１．０×１０８Ω／□以上１．０×１０１２Ω／□以下であることが好ましい。電気抵抗を上記半導電性領域内に制御することによって、低湿環境下や連続駆動時のチャージアップに伴う転写電圧不足による転写画像の不良を抑制できる。
【００３９】
［導電層］
導電層は、導電剤としてカーボンブラック、バインダーとしての樹脂、前記式（１）で示される陽イオン、及び前記式（２）で示される陰イオンを含有する。導電層の１０Ｖ印加時の表面抵抗率は、複数の転写電源を有する従来の１次転写構成と同等の１次転写電圧を各感光ドラムへ供給する観点から、１．０×１０７Ω／□以下であることが好ましく、５．０×１０６Ω／□以下であることがより好ましい。
【００４０】
（カーボンブラック）
カーボンブラックとしては、導電性の高いケッチェンブラックなどを用いることが好ましい。導電層中のカーボンブラックの含有量は、導電層に用いる樹脂１００質量部に対して、１４質量部以上であることが好ましい。また、他の摺動部材（例えば、転写ローラやクリーニングブレードなど）との摺擦による摩耗や損耗といった物理的劣化の観点から、カーボンブラックの含有量は、樹脂１００質量部に対して、１８質量部以下であることが好ましい。すなわち、カーボンブラックの含有量は、樹脂１００質量部に対して、１４質量部以上１８質量部以下であることがより好ましい。
【００４１】
（樹脂）
導電層に用いられる樹脂は、特に限定されないが、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂及び光硬化性樹脂のいずれの樹脂も用いることが可能である。導電層の厚みを考慮すると、当該樹脂または当該樹脂の原料としては、溶媒に溶解し、当該樹脂を含む薄層または当該樹脂原料を含む薄層を形成可能なものが好ましい。例えば、可溶性ポリイミド、硬化性のウレタン系樹脂及び硬化性のアクリル系樹脂などを用いることができる。特に、導電層の耐摺擦性の向上及び高硬度化の観点から、当該樹脂の原料として硬化性のアクリル系樹脂が好ましい。また、硬化性のアクリル系樹脂としては、例えば、（メタ）アクリロイル基を有するモノマー、（メタ）アクリロイル基を有するオリゴマー、及び（メタ）アクリロイル基を有するポリマーが挙げられる。そして、導電層は、上記モノマー、上記オリゴマーおよび上記ポリマーからなる群より選択される一種以上の硬化物を含有することがより好ましい。なお、「（メタ）アクリロイル基」は、アクリロイル基またはメタクリロイル基を意味する。
【００４２】
（メタ）アクリロイル基を有するモノマー及びオリゴマーとしては、例えば、多官能（メタ）アクリルモノマーやオリゴマーが挙げられる。具体例としては、エトキシ化イソシアヌル酸トリ（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシ−３−（メタ）アクリロイロキシプロピルメタクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、グリセリンジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレート、９，９−ビス［４−（２−アクリロイルオキシエトキシ）フェニル］フルオレン、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキシド変性トリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールポリ（メタ）アクリレートが挙げられる。なお、「（メタ）アクリル」は、アクリルまたはメタクリルを意味し、「（メタ）アクリレート」は、アクリレートまたはメタリレートを意味する。
【００４３】
（メタ）アクリロイル基を有するポリマーとしては、溶媒可溶性のアクリルポリマーなどを用いることができる。溶媒可溶性のアクリルポリマーは、その溶液の塗膜から溶媒を揮発させるだけで樹脂膜を形成することができる。そのため、導電層を製造する上でコストメリットを得られる。これらの硬化性樹脂は、１種を単独で用いてもよく、また、硬化収縮や硬度調整のため、２種以上を併用してもよい。
【００４４】
導電層は、上記した硬化性樹脂の硬化物に加えて、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の樹脂を含有していてもよい。その他の樹脂は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００４５】
（陽イオン及び陰イオン）
本発明で用いる陽イオンは、前記式（１）で示されるイミダゾリウム構造を有する。式（１）中のＲ１及びＲ２は、各々独立に、炭素数１以上３以下の炭化水素基を表す。該炭化水素基は、炭素数１以上３以下のアルキル基であることが好ましい。式（１）で示されるイミダゾリウム構造として、具体的には、１，３−ジメチルイミダゾリウムカチオン、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムカチオン、１，３−ジエチルイミダゾリウムカチオン、１−プロピル−３−エチルイミダゾリウムカチオン、１，３−ジプロピルイミダゾリウムカチオンが挙げられる。
【００４６】
また、陰イオンは、前記式（２）で示されるスルホナート構造を有する。式（２）中のＲ３は、炭素数１以上３以下のパーフルオロアルキル基を表す。式（２）で示されるスルホナート構造として、具体的には、トリフルオロメタンスルホナートアニオン、ペンタフルオロエタンスルホナートアニオン、ヘプタフルオロプロパンスルホナートアニオンが挙げられる。
【００４７】
前記陽イオン及び陰イオンとしては、例えば、樹脂への相溶性が高いイオン液体由来のものを使用することができる。前記陽イオン及び陰イオンは、該陽イオン及び陰イオンからなるイオン液体由来であることが好ましい。イオン液体を用いる場合、前記導電層に用いる樹脂１００質量部に対して、イオン液体を０．１質量部以上、５質量部以下で含有することが好ましい。イオン液体の含有量が０．１質量部以上であれば、本構成に必要な導電性を十分に得ることができる。また、イオン液体の含有量が５質量部以下であれば、イオン液体のブリードアウトなどによる、感光ドラムや他の接触部材への汚染が発生することを抑制することができる。
【００４８】
なお、前記陽イオン及び陰イオンは、最終形態である電子写真用ベルトの導電層中に含有されていればよい。したがって、例えば、導電層に隣接する基層中に陽イオン及び陰イオンを予め含有させておき、該基層上に導電層をウェット塗布する際に、基層を侵食する溶剤等を用いて陽イオン及び陰イオンを導電層へ溶出（移行）させ、導電層中に含有させるなどの方法を用いることもできる。
【００４９】
前記イオン液体の化学構造は、適切な手段により導電層からイオン液体を単離した後、熱分解ＧＣ／ＭＳや、ＩＲ、ＮＭＲ、元素分析を用いて同定することができる。また、導電層中の前記イオン液体の含有量は、転写ベルトから削りとった導電層から抽出する際の量比関係で判断することができる。抽出に用いる溶媒としては、前記イオン液体を溶解し得る溶媒を選択する。具体的には、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）や酢酸エチル、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）の如き溶媒が好ましい。そして、抽出後の溶液中の溶媒を、ロータリーエバポレーターを用いて除去し、各種クロマトグラフィーにより単離することで、イオン液体の含有量を定量できる。
【００５０】
（導電層の形成方法）
導電層の形成方法は、特に限定されないが、例えば、前記導電層を構成する原材料と溶媒とを混合し、必要に応じて重合開始剤やレベリング剤などの添加剤を加え、混合液を得る。溶媒としては、メチルエチルケトンやメチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどを用いることができる。重合開始剤やレベリング剤としては、公知のものを、適宜選択して用いることができる。得られた混合液をディップコート、スプレーコート、リングコート、ロールコートなどの塗布手段によって、エンドレスベルト状の基層上へ塗布する。その後、溶媒を乾燥させて除去した後、加熱硬化または紫外線もしくは電子線などの活性エネルギー照射装置によって塗膜を硬化させて、導電層を形成することができる。導電層の厚みは、割れや耐屈曲性の観点から、０．０５μｍ以上２０μｍ以下が好ましく、０．１以上５μｍ以下がより好ましい。
【００５１】
導電層は、バーコビッチ型圧子を使用したナノインデンター測定法において、最表面から厚み（膜厚）方向に１０％〜２０％の領域における平均硬度が、０．１０ＧＰａ以上であることが好ましい。最表面付近である導電層の膜厚の１０％未満の領域は、圧子の振動など測定環境の影響を受け易く、また、導電層の膜厚の２０％より外側の領域は、基層の影響を受け易い。そのため、これらの領域を除外して、導電層の膜厚の１０％〜２０％の領域における平均硬度を算出する。導電層の該領域における平均硬度を０．１０ＧＰａ以上にすることで、電子写真装置に搭載される他の摺動部材（例えば、転写ローラやクリーニングブレードなど）との摺擦による摩耗や損耗といった物理的劣化の発生を抑制できる。導電層の該領域における平均硬度の上限値は、特に制限されないが、０．５０ＧＰａ以下とすることで、一般的な電子写真装置で搭載される摺動部材への物理的ダメージも抑制することができるため好ましい。すなわち、導電層の該領域における平均硬度は、０．１０ＧＰａ以上０．５０ＧＰａ以下であることがより好ましい。
【００５２】
［最外層］
本発明に係る電子写真用ベルトには、感光ドラムやクリーニングブレードの如き他の接触部材との密着や、ブロッキング防止等を目的として、基層または該基層上の導電層の外周面に、適宜、最外層を設けることができる。最外層に用いる樹脂は特に限定されないが、最外層の厚みを考慮すると、溶媒に可溶な樹脂であり、薄層形成可能なものが好ましい。樹脂としては、例えば、可溶性のポリイミド硬化型のウレタン系樹脂やアクリル系樹脂がなどを用いることができる。中でも、耐摺擦性、硬度の観点から、アクリル系樹脂が好ましい。具体的には、前記導電層における樹脂の原料として例示したアクリルモノマーやオリゴマー、ポリマー、その他の樹脂を、最外層の樹脂として用いることができる。
【００５３】
また、最外層には、樹脂の他に、添加剤としてフィラー粒子や潤滑剤を加えることが好ましく、具体的には、以下のようなものが挙げられる。アルミナ、チタニア、シリカ、ジルコニア、酸化亜鉛、アンチモン酸亜鉛、酸化錫、ＩＴＯ（スズドープ酸化インジウム）、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ）、二硫化モリブデン、窒化ホウ素、窒化ケイ素、層状粘土鉱物、シリコーン粒子、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）粒子、フッ素樹脂粒子、カーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ、カーボンマイクロコイル、グラフェン、シリコーンオイル、フッ素オイル、パーフルオロポリエーテル。これらの中でも、低摩擦抵抗化の観点から、ＰＴＦＥ粒子が好ましい。
【００５４】
ＰＴＦＥ粒子を用いる場合、最外層に用いる樹脂１００質量％に対して、ＰＴＦＥ粒子を１０質量％以上７０質量％以下の範囲で含有することが好ましく、３０質量％以上５０質量％以下の範囲で含有することがより好ましい。ＰＴＦＥ粒子を上記範囲で含有することにより、他の接触部材との密着やブロッキングを防止することができる。また、最外層には、必要に応じて、導電剤、硬化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、ｐＨ調整剤、架橋剤、顔料を添加することもできる。
【００５５】
さらに、最外層の表面には、凹凸形状を付与してもよい。凹凸形状を付与することで、前記フィラー粒子や潤滑剤などの添加剤による効果に加え、他の接触部材との接触面積が小さくなり、さらなる低摩擦抵抗化が可能となる。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最外層を有する転写ベルトを、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、最外層の表面を研磨し、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。最外層の厚みは、割れや耐屈曲性の観点から、０．０５μｍ以上２０μｍ以下が好ましく、０．１以上５μｍ以下がより好ましい。
【００５６】
＜電子写真装置＞
次に、本発明の電子写真用ベルトを、中間転写ベルトとして電子写真装置に使用する例を、図３を用いて説明する。
図３は、本発明の中間転写ベルト２００を使用したフルカラー電子写真装置の模式図である。中間転写ベルト２００は、駆動ローラ兼２次転写対向ローラ２０１、張架ローラ２０２及び２０３の３本のローラによって支持されている。駆動ローラ兼２次転写対向ローラ２０１は、中間転写ベルト２００を駆動するために、表層に摩擦抵抗の高いゴム層を設けている。該ゴム層は、体積抵抗率が１．０×１０５Ω・ｃｍ以下の導電性を有する。また、駆動ローラ兼２次転写対向ローラ２０１は、中間転写ベルト２００を介して２次転写ローラ２０４と２次転写部を形成している。張架ローラ２０２はゴム層を設けており、該ゴム層は、体積抵抗率が１．０×１０５Ω・ｃｍ以下の導電性を有する。また、張架ローラ２０３は、金属ローラとすることができる。２次転写ローラ２０４は、中間転写ベルト２００を介して、駆動ローラ兼２次転写対向ローラ２０１に押圧される。２次転写ローラ２０４としては、体積抵抗率が１．０×１０７Ω・ｃｍ以上１．０×１０９Ω・ｃｍ以下の弾性ローラを用いることができる。張架ローラ２０２、２０３及び２次転写ローラ２０４は、中間転写ベルト２００に従動して回転する。
【００５７】
本発明に係る電子写真装置は、トナー像を形成する感光ドラムと、該感光ドラムと接して該トナー像が１次転写される中間転写ベルトと、該中間転写ベルトに対向し、記録媒体に該トナー像を２次転写する２次転写部材と、を備え、該２次転写部材は２次転写用の電圧印加可能な電源を有する。該中間転写ベルトとして、本発明に係る電子写真用ベルトを用いることができる。該電源は、該２次転写部材に電圧を印加することで、該２次転写部材から該中間転写ベルトを介して該感光ドラムに電流を流すことにより、該感光ドラムから該中間転写ベルトに該トナー像を１次転写させる。このように、本発明においては、１次転写用電源と２次転写用電源が共通化されている。
【００５８】
本発明に係る電子写真装置について、より具体的に説明する。本発明に係る電子写真装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部２０５ａと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部２０５ｂと、シアン色の画像を形成する画像形成部２０５ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部２０５ｄの４つの画像形成部を備えている。画像形成部２０５ａを例として、以下に詳細な説明をする。図４は、画像形成部２０５ａの拡大模式図である。画像形成部２０５ａは、像担持体である感光ドラム２０６ａを有しており、所定のプロセススピードで回転駆動される。感光ドラム２０６ａの周囲には、帯電部材である帯電ローラ２０７ａ、トナー２０８ａが収納された現像部材２０９ａ、そしてドラムクリーニング部材２１０ａが設置されている。さらに、感光ドラム２０６ａには、帯電ローラ２０７ａと現像部材２０９ａの間に、露光部材２１１ａが設置されている。感光ドラム２０６ａ上を帯電ローラ２０７ａにより帯電し、帯電した静電荷像担持体を露光部材２１１ａで露光して静電潜像（トナー像）が形成される。その後、現像部材２０９ａにおいて摩擦帯電したトナー２０８ａにより静電潜像が現像され、１次転写電圧により、各画像形成部に対向する位置に設置される中間転写ベルト２００に転写される（以下、「１次転写」と称する）。画像形成部２０５ｂ、２０５ｃ及び２０５ｄにおいても同様に、中間転写ベルト２００の回転と共に、同期を取りながら１次転写が行われて、４色のトナー合成像が形成される。その際、画像形成部２０５ｂと２０５ｃの間に、中間転写ベルト２００を介して、画像形成部に対向する位置に、１次転写対向部材である金属ローラ２１２を１つ以上有することが好ましい。対向する該画像形成部に対して、中間転写ベルト２００を押圧する金属ローラ２１２によって１次転写部を形成することで、１次転写部幅（ニップ）を広く安定させることができる。
【００５９】
紙の如き記録媒体２１３は、中間転写ベルト２００上の、４番目の画像形成部２０５ｄの位置よりも下流となる位置に供給される。同位置には、２次転写ローラ２０４（２次転写部材）が配置されている。なお、中間転写ベルト２００上におけるトナー像の記録媒体への転写が生じるところの、中間転写ベルト２００と２次転写ローラ２０４とで形成されている間隙及びその近傍を、２次転写部と称する。２次転写部は、図３に示すように、駆動ローラ兼２次転写対向ローラ２０１と２次転写ローラ２０４とのニップを含み構成されていることが好ましい。中間転写ベルト２００上に形成されたトナー合成像の直前の非画像部が２次転写部に到達すると、２次転写ローラ２０４に電流を供給する電圧電源２１４から、トナーと反対極性の電圧が印加される。そして、記録媒体２１３が、図３の矢印Ｖｆの方向で２次転写部を通過する際に、中間転写ベルト２００上の４色のトナー合成像が、記録媒体２１３上に一括して転写される。この転写を「２次転写」と称する。２次転写が行われた記録媒体２１３は、定着ユニット（不図示）にて定着処理されて、カラー画像となる。一方、２次転写されずに中間転写ベルト２００上に残ったトナーは、張架ローラ２０２が配置されているベルト表面に任意のタイミングで当接するクリーニングブレード２１５により掻き取られ、廃トナーボックス２１６に回収される。このようにして、中間転写ベルト２００の表面は初期状態に戻る。
【００６０】
本発明に係る電子写真装置は、電圧電源２１４から、２次転写に必要な転写電圧に加え、１次転写に必要な転写電圧も得ている。本発明における中間転写ベルト２００は、例えば、ベルトの内周面に導電層を有している。また、図３に示すように、中間転写ベルトの内周面で当接する４本のローラ２０１、２０２、２０３及び２１２は、定電圧素子であるツェナーダイオード２１７に接続され、接地している。そのため、電圧電源２１４から印加された電圧により、中間転写ベルトの導電層の電位が周方向で一定となる。その結果、各画像形成部２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ及び２０５ｄにおける感光ドラムと中間転写ベルトの電位差は略同等となり、各感光ドラムへ流れる電流も略同等となり、１次転写が可能となる。なお、画像形成時の温度や湿度などの環境変動によって記録媒体自体の抵抗値が変わるため、２次転写電圧は、ある範囲で変更させることが好ましい。本発明に係る電子写真装置おいては、このような２次転写電圧の変動、例えば、２次転写電圧がより上昇した場合でも、ツェナーダイオード２１７を接続しているため、ツェナー電位を超えると電流が流れる。これにより、導電層の電位を一定に保つことができ、１次転写性を安定させることができる。具体的には、該電圧電源２１４の印加電圧を１０００〜３５００Ｖ、ツェナー電位を２２０〜３００Ｖとすることが好ましい。本発明によれば、上記転写構成を有することにより、１つの転写電源により、１次転写と２次転写を安定的に行うことができる。
【００６１】
また、本発明の電子写真用ベルトを中間転写ベルトとして搭載した前記転写構成を有する電子写真装置は、カーボンブラックの添加量を減らした場合でも十分な転写電圧を画像形成部に供給することができ、長期に亘って画像欠陥の発生を抑制することが可能である。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明を、実施例及び比較例を用いて説明する。実施例に先立ち、中間転写ベルト（以下、「転写ベルト」ともいう）の導電層の各測定及び画質評価の方法を説明する。
【００６３】
＜評価１．導電層の硬度の測定＞
導電層の硬度は、微小押し込み硬さ試験機（商品名：ナノインデンターＧ２００型、Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ製）を用いて、バーコビッチ型圧子を使用して測定した。なお、測定領域は、導電層の最表面から厚み方向に１０％〜２０％の領域とし、この領域における平均硬度を算出した。
【００６４】
＜評価２．導電層の表面抵抗率の測定＞
導電層の表面抵抗率は、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｋ  ６９１１に準拠し、抵抗率計（商品名：ハイレスタＵＰ  ＭＣＰ−ＨＴ４５０型、三菱化学アナリテック株式会社製）を用いて測定した。温度２３℃、相対湿度５０％の環境下で、導電層の露出部に対して、ＵＲＳプローブを当接させ、１０秒後の値を測定値とした。ベルトの周方向を９０°位相ごとに４点測定し、それら測定値の平均値を算出した。
【００６５】
＜評価３．画質評価＞
電子写真装置（商品名：ＬａｓｅｒＪｅｔ  Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ  Ｃｏｌｏｒ  Ｍ５５２ｄｎ、株式会社  日本ＨＰ社製）に備え付けられている１次転写対向部材等を取り外し、図３に示す装置構成となるように変更した。その際、ツェナー電位は２２０Ｖとした。また、上記電子写真装置に備え付けられている転写ベルトを取り外し、代わりに下記実施例及び比較例の各々に係る転写ベルトを装着した。
画像評価は、Ａ４サイズの普通紙（商品名：ＣＳ８１４、キヤノン株式会社製）上に、シアン及びマゼンタの現像剤を用いて２次色のベタ画像を１枚出力し、得られたベタ画像を目視により観察した。そして、転写電圧不足に伴う転写ムラ及びカーボンブラックの欠落に起因する局所的な画質欠陥の発生の有無を、下記基準により評価した。
ランクＡ：転写ムラ及び画質欠陥が共に認められず良好。
ランクＢ：転写ムラあり。
ランクＣ：画像欠陥あり。
ランクＮ：導電層の膜削れにより評価不能。
【００６６】
なお、表１において、新品の転写ベルトに対する１枚目のベタ画像を画像評価の「初期」とし、通紙耐久後に最初に出力した１枚目を画像評価の「７５０００枚後」（表１では、「７５ｋ枚」と略記）とした。通紙耐久条件について、以下に示す。Ａ４サイズの普通紙上に、サイズ４ポイントのアルファベット「Ｅ」の文字が、印字濃度１％となるように形成された画像（以下、「Ｅ文字画像」と称する）を７５０００枚出力した。なお、画像の形成には、上記電子写真装置のプリントカートリッジに搭載されているブラック現像剤を用いた。また、画像の出力は、常湿常温（２３℃、相対湿度５０％）環境下で行った。
【００６７】
以下、具体的な実施例及び比較例について説明する。なお、以下の実施例及び比較例において、混合液の材料としては、溶剤により希釈・分散されているものがあるが、各材料の使用量（質量部）は、特に明示しない限り不揮発分に関する量であって、溶剤（揮発分）が除かれた量を意味する。表１において、実施例１〜５及び比較例１〜１１に係る転写ベルト１〜１６の導電層の材料構成、並びに転写ベルトの評価結果を示す。また、表２において、表１中のイオン性化合物１〜４について示す。
【００６８】
［実施例１］
（基層の用意）
基層として、電子写真装置（商品名：ＬａｓｅｒＪｅｔ  Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ  Ｃｏｌｏｒ  Ｍ５５２ｄｎ、株式会社  日本ＨＰ社製）に備え付けられていた転写ベルト（エンドレスベルト形状、厚み７０μｍ、電気抵抗；体積抵抗率：２．２×１０１０Ω・ｃｍ、表面抵抗率：１．０×１０１０Ω／□）を用いた。
【００６９】
（導電層の形成）
導電層の樹脂として、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（以下、「ＤＰＨＡ」と称する）（商品名：ライトアクリレートＤＰＥ−６Ａ、共栄社化学株式会社製）１００質量部、カーボンブラック（ケッチェンブラック）として、ＭＨＩブラック＃２７３（商品名、御国色素株式会社製）を１５質量部、イオン液体である１−エチル−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホナート（イオン性化合物１、和光純薬工業株式会社製）３質量部、光重合開始剤（商品名：イルガキュア（登録商標）１８４、ＢＡＳＦジャパン株式会社製）５質量部を混合した。そして、樹脂固形分濃度が６質量％になるようにメチルエチルケトンで希釈し、スターラーで撹拌して、均一な導電層形成用の混合液を得た。この混合液を、上記基層の内周面にスプレー法で均一に塗布し、６０℃で１分間乾燥させて溶媒を除去した後、紫外線を照射して硬化させ、基層の内周面に、厚み２μｍの導電層を形成した転写ベルト１を得た。なお、紫外線源として、紫外線照射装置（商品名：ＵＥ０６／８１−３、アイグラフィックス株式会社製）を使用して、積算光量が１０００ｍＪ／ｃｍ２になるまで紫外線を照射し、導電層のＵＶ硬化を行った。得られた転写ベルト１を上記評価１〜３に供した。評価結果を表１に示す。
【００７０】
［実施例２、３］
導電層形成用の混合液を得る際に、各成分を表１に示す含有量で配合したこと以外は、実施例１と同様にして、転写ベルト２及び３を作製した。得られた転写ベルト２及び３を上記評価１〜３に供した。評価結果を表１に示す。
【００７１】
［実施例４］
導電層形成用の混合液を得る際に、樹脂をＤＰＨＡからペンタエリスリトールトリアクリレート（表中、「ＰＥＴＡ」と略記）（商品名：アロニックス（登録商標）Ｍ−３０５、東亜合成株式会社製）に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、転写ベルト４を作製した。得られた転写ベルト４を上記評価１〜３に供した。評価結果を表１に示す。
【００７２】
［実施例５］
導電層形成用の混合液を得る際に、樹脂をＤＰＨＡからＵＶ硬化型アクリルポリマー（商品名：アクリット８ＫＸ−０１２Ｃ、大成ファインケミカル株式会社製）に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、転写ベルト５を作製した。得られた転写ベルト５を上記評価１〜３に供した。評価結果を表１に示す。
【００７３】
［比較例１〜３］
導電層形成用の混合液を得る際に、各成分を表１に示す含有量で配合したこと以外は、実施例１と同様にして、転写ベルト６〜８を作製した。得られた転写ベルト６〜８を上記評価１〜３に供した。評価結果を表１に示す。
【００７４】
［比較例４〜６］
導電層形成用の混合液を得る際に、表１に示すイオン性化合物２〜４を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、転写ベルト９〜１１を作製した。得られた転写ベルト９〜１１を上記評価１〜３に供した。評価結果を表１に示す。なお、イオン性化合物２〜４として用いた製品の性状、並びに、イオン性化合物に含まれる陽イオン及び陰イオンの構造を表２に示す。
【００７５】
［比較例７〜１１］
導電層形成用の混合液を得る際に、表１に示すように、カーボンブラックを用いず、それぞれイオン性化合物１〜４を表１に示した配合量にて配合した以外は、実施例１と同様にして転写ベルト１２〜１６を作製した。得られた転写ベルト１２〜１６を上記評価１〜３に供した。評価結果を表１に示す。
【００７６】
以下に、表１に示した評価結果について述べる。導電層の表面抵抗率については、転写ベルト１及び３の結果から、本発明に係る転写ベルトは、カーボンブラックの量を減らしても十分高い導電性を発現することが分かった。
【００７７】
また、唯一の導電剤としてのイオン性化合物１を含む導電層を備えた転写ベルト１２〜１３と、唯一の導電剤としてカーボンブラックを含む導電層を備えた転写ベルト６〜７について、導電層の表面抵抗率を対比すると、転写ベルト１２〜１３の方が大きい。しかしながら、導電剤として、カーボンブラックとイオン性化合物１とを併用している実施例１〜２に係る転写ベルト１〜２の導電層の表面抵抗率は、転写ベルト６〜７、１２〜１３のそれらよりも小さくなっている。すなわち、導電剤として、イオン性化合物１とカーボンブラックとを併用した場合、各々の導電剤を単独で使用した場合よりも導電層の導電性が向上していることが分かる。
【００７８】
一方、唯一の導電剤としてのイオン性化合物２〜４を含む導電層を備えた転写ベルト１４〜１６と、唯一の導電剤としてカーボンブラックを含む導電層を備えた転写ベルト６〜７について、導電層の表面抵抗率を対比すると、やはり、イオン導電剤を用いた転写ベルト１４〜１６の方が大きい。そして、導電剤として、カーボンブラックとイオン性化合物２〜４のいずれかとを併用している転写ベルト９〜１１の導電層の表面抵抗率は、唯一の導電剤として、同量のカーボンブラックを含む転写ベルト７の導電層の表面抵抗率と同程度である。
【００７９】
これらの結果から、イオン性化合物１とカーボンブラックの組み合わせは、イオン性化合物２〜４のいずれかとカーボンブラックとの組み合わせによっては得られない、導電性の改善効果を奏していることが分かる。
【００８０】
画質評価については、イオン性化合物１を含有する転写ベルト１〜５において、初期から７５０００枚の通紙耐久後まで、転写電圧不足に起因する転写ムラやカーボンブラックの欠落に起因する局所的な画像欠陥が発生することはなく、良好な画像が得られた。一方、導電剤としてカーボンブラックのみを含有する転写ベルト６及び７では、通紙耐久後にカーボンブラックの欠落に起因する局所的な画像欠陥が発生した。導電層にイオン性化合物１を添加したことが、カーボンブラックと樹脂との結着性に何らか寄与した可能性があるが、詳細は明らかでない。
【００８１】
【表１】
2018025621.tif 000009
【００８２】
【表２】
2018025621.tif 000010
【符号の説明】
【００８３】
１００  電子写真用ベルト
１０１  基層
１０２  導電層
１０３  最外層
１０４  導電層の露出部
２００  中間転写ベルト
【図１】
2018025621.tif 000013
【図２】
2018025621.tif 000014
【図３】
2018025621.tif 000015
【図４】
2018025621.tif 000016