(57)【要約】【課題】  実際に画像形成装置に用いても高い機械特性を有し、抵抗の面内バラツキが小さく、電気的な負荷や経時による抵抗低下が小さく、形状精度が良好で、特に表面摩擦抵抗が小さく、耐ストレスクラッキング性も良好な半導電性ベルトを提供すること。【解決手段】下記Ａ成分およびＢ成分：（Ａ）フッ素樹脂粉末、および（Ｂ）導電性粉末を含有するポリイミド樹脂系組成物を基材層としてなる半導電性ベルトであって、前記ベルトの外周面および内周面の表面動摩擦係数は０．５以下であり、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（１９９４）による外周面の表面粗さＲａは０．５μｍ以下であることを特徴とする半導電性ベルト。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記Ａ成分およびＢ成分：
（Ａ）フッ素樹脂粉末、および（Ｂ）導電性粉末
を含有するポリイミド樹脂系組成物を基材層としてなる半導電性ベルトであって、前記ベルトの外周面および内周面の表面動摩擦係数は０．５以下であり、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（１９９４）による外周面の表面粗さＲａは０．５μｍ以下であることを特徴とする半導電性ベルト。
【請求項２】
前記Ａ成分およびＢ成分の粉末の一次粒子に基づく平均粒子径は、それぞれ３．０μｍ以下であり、前記Ａ成分の含有量は、ポリイミド樹脂系組成物中のポリイミド樹脂固形分に対して０．５〜２０重量％であり、前記Ｂ成分の含有量は、ポリイミド樹脂系組成物中のポリイミド樹脂固形分に対して５〜３０重量％である半導電性ベルト。
【請求項３】
前記ベルトの外周面の表面抵抗率の常用対数値が９〜１３（ｌｏｇΩ／□）であり、その最大値と最小値の差が１．０（ｌｏｇΩ／□）以内である請求項１または２に記載の半導電性ベルト。
【請求項４】
前記ポリイミド樹脂系組成物は、ポリアミド酸１モル当量に対して０．０４〜０．３モル当量の触媒を含有するポリアミド酸溶液を加熱によりイミド転化して得られたものである請求項１〜３いずれかに記載の半導電性ベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリおよびこれらの複合機等の画像形成装置に用いられる半導電性ベルトに関する。より詳しくは、前記画像形成装置の機能性ベルトとして、中間転写部、転写搬送部等に好適に用いられる半導電性ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりカラー用電子写真方式の画像形成方式として、シームレス形状の半導電性ベルトを用いた中間転写方式が知られている。この方式は、中間転写体である半導電性ベルトの上に複数の色のトナー像を転写（一次転写）して中間転写体上にフルカラー画像を得た後、紙やプラスチックシートからなる被転写材上へ一括転写（二次転写）する方式である。中間転写方式は、ドラム上に被転写材を巻き付けて転写を行う転写ドラム方式に比べ、被転写材を選ばないというメリットがある。近年、画像形成の高速化に鑑み、複数の現像器を中間転写体上に並べて設置したタンデム型転写方式が検討されている。この方式は、前記中間転写方式に比べ、各色毎に中間転写体上に像形成を行う必要がなく、転写ベルトを１回転させる間に像形成をすることができるものである。
【０００３】
このような半導電性ベルトを用いる転写方式を利用した画像形成装置においては、二次転写後の転写ベルト上にトナーが残存し、次の像形成を行う前に残存トナーを除去するためのクリーニング工程が必要であり、この工程にはクリーニングブレードを用いた方式が一般的に採用されている。クリーニングブレードを用いた転写方式においては、転写ベルトの表面性が画像欠陥やブレードめくれ、ストレスクラッキング等の問題を生じさせる。
【０００４】
特許文献１には、搬送転写体の画像担持面にフィラーによる突起を形成させることにより、クリーニングブレードのめくれや画像欠陥の発生を押える搬送転写体および画像形成装置が提案されている。しかしながら、このような転写搬送体の突起は、抵抗値のバラツキの原因となり、導電性フィラーであるカーボンブラック微粉末により突起を形成する場合、この突起に過大な電流が集中するため、転写ベルトの抵抗低下を引き起こす要因となりうる。
【０００５】
代表的な半導電性ベルトとして、ゴム材料、ポリカーボネート系樹脂材料またはポリイミド系樹脂材料からなるベルトが知られている。しかしながら、ゴム材料からなる半導電性ベルトは、導電性フィラーの均一な混合が困難なため、バラツキの少ない抵抗値の発現が難しい上に、表面が粗面となりやすく、かつ摩擦抵抗値が高い。このため、ゴム材料からなる半導電性ベルトを画像形成装置に用いると、ベルト上に残存したトナーをクリーニングするブレードのめくれが発生したり磨耗が進みやすくなるために、ベルトやブレードのメンテナンスや交換を頻繁に行う必要が生じたり、装置寿命が短くなるという問題点があった。ポリカーボネート系樹脂材料からなるベルトは、ストレスクラッキングを起こしやすいために、ベルト駆動時のロール屈曲部のストレス、ベルト端部に施した蛇行防止用のリブ接着部へのストレス、ベルトエッジ部にかかるストレスによってベルト転写面にクラックが発生し、ベルトが破損する等の問題が生じることがある。
【０００６】
ポリイミド系樹脂材料からなるベルトとして、導電性物質を含有させた熱硬化性ポリイミド樹脂を用いたシームレスベルトが提案されている（特許文献２および３を参照）。これらのベルトでは、電気抵抗バラツキの改善や機械特性の向上がなされている。また、画像形成装置の高速・高画質化に対応できるベルトとして、ベルトの製造に用いる金型の表面粗さを工夫することでベルト表面の特性を改善した半導電性ポリイミド樹脂ベルトが提案されている（特許文献４を参照）。また、定着ベルトとしての耐摩耗性に優れたポリイミド樹脂製ベルトとして、ポリイミド樹脂層にフッ素樹脂粉末が分散されたベルトが知られている（特許文献５を参照）。さらに、ポリイミド層を基材層として形成した転写定着ベルトも提案されている（特許文献６を参照）。
【０００７】
しかし、画像形成装置の高速・高画質化に対応するためには、さらなるベルトの改良が求められている。
【特許文献１】特開２０００−２０６７９８号公報
【特許文献２】特許第２５６０７２７号明細書
【特許文献３】特開平５−７７２５２号公報
【特許文献４】特開２００２−２８７５２８号公報
【特許文献５】特開平５−１６３３６０号公報
【特許文献６】特開２００３−１７７６３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、実際に画像形成装置に用いても高い機械特性を有し、抵抗の面内バラツキが小さく、電気的な負荷や経時による抵抗低下が小さく、形状精度が良好で、特に表面摩擦抵抗が小さく、耐ストレスクラッキング性も良好な半導電性ベルトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。すなわち、本発明の半導電性ベルトは、下記Ａ成分およびＢ成分：
（Ａ）フッ素樹脂粉末、および（Ｂ）導電性粉末
を含有するポリイミド樹脂系組成物を基材層としてなる半導電性ベルトであって、前記ベルトの外周面および内周面の表面動摩擦係数は０．５以下であり、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（１９９４）による外周面の表面粗さＲａは０．５μｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
前記外周面の表面動摩擦係数は、クリーニングブレードとの摺擦性またはクリーニングブレードのめくれ抑制という観点から０．５以下であり、好ましくは０．４以下である。前記内周面の表面動摩擦係数は、ベルト駆動時のロール屈曲部のストレス、ベルト端部に施した蛇行防止用のリブ接着部へのストレス、ベルトエッジ部にかかるストレス等の応力緩和の観点から０．５以下であるが、小さすぎるとスリップが発生し駆動できないという問題が発生するため、０．２〜０．４が好ましい。前記表面動摩擦係数は、実施例に示す方法により測定した値である。
【００１１】
前記表面粗さＲａは、画像形成装置で転写ベルトとして用いた場合に画像欠陥やクリーニングブレードのめくれを抑制するという観点から０．５μｍ以下、好ましくは０．３μｍ以下、より好ましくは０．２５μｍ以下である。前記表面粗さＲａは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１（１９９４）に準じて、実施例に示す方法により測定した値である。
【００１２】
本発明の半導電性ベルトにおいて、前記Ａ成分およびＢ成分の粉末の一次粒子に基づく平均粒子径は、それぞれ５．０μｍ以下であることが好ましく、前記Ａ成分の含有量は、ポリイミド樹脂系組成物中のポリイミド樹脂固形分に対して０．５〜２０重量％であり、前記Ｂ成分の含有量は、ポリイミド樹脂系組成物中のポリイミド樹脂固形分に対して５〜３０重量％であることが好ましい。
【００１３】
本発明の半導電性ベルトは、画像形成装置で転写ベルトとして用いる場合、前記ベルトの外周面の表面抵抗率の常用対数値が９〜１３（ｌｏｇΩ／□）であることが好ましく、より好ましくは１０〜１３（ｌｏｇΩ／□）である。前記表面抵抗率の常用対数値の最大値と最小値の差は、画像欠陥を抑制するためには１．０（ｌｏｇΩ／□）以内であることが好ましく、より好ましくは０．８（ｌｏｇΩ／□）以内である。前記表面抵抗率は、実施例に示す方法にて測定した値である。
【００１４】
前記ポリイミド樹脂系組成物は、ベルトの機械的強度および寸法安定性をさらに高めるためには、ポリアミド酸１モル当量に対して０．０４〜０．３モル当量の触媒を含有するポリアミド酸溶液を加熱によりイミド転化して得られたものであることが好ましく、０．１０〜０．２０モル当量がより好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の半導電性ベルトは、前記Ａ成分およびＢ成分を含有するポリイミド樹脂系組成物を基材層としたものであり、しかも表面粗さＲａや表面動摩擦係数が所定の範囲内にあるため、形状精度が良好で表面摩擦抵抗が小さく、画像形成装置における転写ベルト等として好適に用いることができる。本発明によれば、かかる特性を有する半導電性ベルトは、前記Ａ成分およびＢ成分の一次粒子に基づく平均粒子径と配合量を調節することにより達成することができる。また、本発明の半導電性ベルトは、前記Ａ成分およびＢ成分の平均粒子径と配合量を調節することにより、Ｂ成分の凝集が少なく、ベルト外周面の表面抵抗率が所定範囲内にあるため、Ｂ成分の分散が均一であって、抵抗の面内バラツキが小さく、電気的な負荷や経時による抵抗低下が小さく、画像形成装置における転写ベルト等として好適に用いることができる。本発明ベルトの基材層を構成するポリイミド樹脂の製造において、触媒を通常の化学イミド化に使用する量よりも少量使用して、加熱によりイミド転化をした場合、ポリイミドの分子鎖の強度および配向効果が大きくなり、機械的強度および寸法安定性により優れた半導電性ベルトを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の半導電性ベルトは、下記のＡ成分およびＢ成分：
（Ａ）フッ素樹脂粉末、および（Ｂ）導電性粉末を含有するポリイミド樹脂系組成物を基材層とするベルトである。
【００１７】
前記Ａ成分であるフッ素樹脂は特に限定されることなく、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−へキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）等を用い得る。
【００１８】
前記Ａ成分は、球状、鱗状または無定形等いずれであってもよいが、ポリイミド樹脂層への分散性の点から、粉末の一次粒子に基づく平均粒子径を５μｍ以下とするのが好ましく、０．５〜４．０μｍがより好ましい。
【００１９】
本発明において、「一次粒子に基づく平均粒子径」とは、エタノール等の有機溶剤中に超音波分散した液を試料として、光透過式遠心沈降法を用いた粒度分布測定器によって測定した値である。
【００２０】
前記Ａ成分の含有量は、ポリイミド樹脂系組成物中のポリイミド樹脂固形分に対して０．５〜２０重量％であることが好ましく、より好ましくは１〜１０重量％である。このような範囲内であると、半導電性ベルトの摩擦抵抗を抑えることができるので好適である。Ａ成分の含有量が２０重量％を超えると、得られる半導電性ベルトは機械的強度が低く、亀裂や割れが生じやすくなる傾向がある。
【００２１】
一方、前記Ｂ成分としては、例えばケッチェンブラックやアセチレンブラックの如きカーボンブラック、アルミニウムやニッケルの如き金属、酸化錫の如き酸化金属化合物やチタン酸カリウム等の導電性ないし半導電性の粉末、あるいはポリアニリンやポリアセチレンの如き導電ポリマーなどの適宜なものの１種または２種以上を用いることができ、その種類について特に限定はない。本発明においては、導電性の付与効果や均一な分散性等の観点から、カーボンブラックを単独で使用するか、あるいは他の導電性物質と併用するのが好ましい。
【００２２】
前記Ｂ成分の粉末の一次粒子に基づく平均粒子径は、５．０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１．０μｍ以下であり、さらにより好ましくは５〜２０ｎｍである。５．０μｍを超えると、粒子が大きくなるため、得られた半導電性ベルトの内周面および外周面に粒子に起因した凹凸が生じやすくなる傾向がある。
【００２３】
前記Ｂ成分の含有量は、ポリイミド樹脂系組成物中のポリイミド樹脂固形分に対して５〜３０重量％であることが好ましく、より好ましくは５〜２５重量％である。５重量％未満であると電気抵抗の均一性が低下する傾向があり、３０重量％を超えると、ポリイミド樹脂系組成物に由来する高い機械的強度が低下したり、表面形状が悪化する傾向がある。また、５重量％未満でも３０重量％を超えても、所望の表面抵抗率が得られ難い。
【００２４】
Ｂ成分としてカーボンブラックを用いる場合、ポリイミド樹脂中に含有されているカーボンブラックは、実質的に０．５μｍ以上の粒子径を有する粒子を含まないものであり、０．３μｍ以上の粒子径の粒子を含まないとさらに好ましい。一般的にカーボンブラックの一次粒子径は１０μｍ〜１μｍであるが、分散液や樹脂中に混入する場合、カーボンブラックの分散時に凝集を発生することがある。本発明では、半導電性ベルトとしてポリイミド樹脂中に分散されているカーボンブラックの粒子径が０．５μｍ以上であると、半導電性ベルトの製造工程中に表面層に存在する粒子径の大きなカーボンブラックがベルト表面の突起となり、表面精度の悪化や抵抗の不均一化、さらには半導電性ベルトの電気的負荷による抵抗の低下を引き起こす原因となることがある。
【００２５】
カーボンブラックとしては、チャンネルブラックまたはファーネスブラックが好ましい。ファーネスブラックについては、酸化処理を施すことにより溶媒への分散性が向上されるため、適宜酸化処理したものが好ましい。さらに、酸化処理したファーネスブラックは、処理によってその表面に酸素を含有した官能基（カルボキシル基、ケトン基、ラクトン基、水酸基等）が付与されるため、極性溶媒との親和性がよく、かつ電気的負荷等によりカーボンブラック表面が酸化劣化を受け難くなる。そのようなカーボンブラックを半導電性ベルトに使用すると、導電経路の形成が起き難くなって、抵抗低下を防ぐことができる。
【００２６】
本発明に用いられるチャンネルブラックとしては、デグサ社製カラーブラックＦＷ２００、カラーブラックＦＷ２、カラーブラック２Ｖ、カラーブラックＦＷ１、カラーブラックＦＷ１８、スペシャルブラック６、カラーブラックＳ１７０、カラーブラックＳ１６０、スペシャルブラック５、スペシャルブラック４、スペシャルブラック４Ａ、プリンテックス１５０Ｔ、プリンテックスＵ、プリンテックスＶ、プリンテックス１４０Ｕ、プリンテックス１４０Ｖ等が挙げられ、酸化処理したファーネスブラックとしては、デグサ社製スペシャルブラック５５０、スペシャルブラック３５０、スペシャルブラック２５０、スペシャルブラック１００、三菱化学社製ＭＡ１００、ＭＡ１００Ｒ、ＭＡ１００Ｓ、ＭＡ１１、ＭＡ２３０、ＭＡ２２０、ＭＡ７、ＭＡ８、ＭＡ７７、キャボット社製ＭＯＮＡＲＣＨ１０００、ＭＯＮＡＲＣＨ１４００、ＭＯＮＡＲＣＨ１３００、ＭＯＧＵＬ−Ｌ、ＲＥＧＡＬ４００Ｒ等が挙げられる。
【００２７】
次に、本発明の半導電性ベルトの製造方法を説明する。なお、本発明においては、半導電性ベルトはシームレスタイプが好ましいが、これに限定されるものではない。
【００２８】
本発明の半導電性ベルトの基材層を構成するポリイミド樹脂系組成物は、ポリイミド樹脂を主成分とする。ここで、「主成分」とは、ポリイミド樹脂系組成物を構成する主たる成分のことであって、組成物の特性に大きな影響を与えるものであることを意味する。
【００２９】
前記ポリイミド樹脂は、ポリアミド酸がイミド転化したものである。ポリアミド酸は、テトラカルボン酸二無水物またはその誘導体とジアミンとの略等モルを有機溶媒中で反応させて得ることができる。
【００３０】
前記テトラカルボン酸二無水物としては、下記の一般式で表されるものが挙げられる。
【００３１】
【化１】
2005345901.tif 000002
【００３２】
（式中、Ｒは４価の有機基であり、芳香族、脂肪族、環状脂肪族、芳香族と脂肪族とを組み合わせたもの、またはそれらの置換された基を示す。）
【００３３】
前記テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，３’，４−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，２，５，６−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン二無水物、ペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物等があげられる。
【００３４】
また、このようなテトラカルボン酸二無水物と反応させるジアミンの具体例としては、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジクロロベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド−３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、１，５−ジアミノナフタレン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニルジアミン、ベンジジン、３，３’−ジメチルベンジジン、３，３’−ジメトキシベンジジン、４，４’−ジアミノフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン、２，４−ビス（β−アミノ−第三ブチル）トルエン、ビス（ｐ−β−アミノ−第三ブチルフェニル）エーテル、ビス（ｐ−β−メチル−δ−アミノフェニル）ベンゼン、ビス−ｐ−（１，１−ジメチル−５−アミノ−ペンチル）ベンゼン、１−イソプロピル−２，４−ｍ−フェニレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、ジ（ｐ−アミノシクロへキシル）メタン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ジアミノプロピルテトラメチレン、３−メチルへプタメチレンジアミン、４，４−ジメチルヘプタメチレンジアミン、２，１１−ジアミノドデカン、１，２−ビス−３−アミノプロポキシエタン、２，２−ジメチルプロピレンジアミン、３−メトキシヘキサメチレシジアミン、２，５−ジメチルヘキサメチレンジアミン、２，５−ジメチルヘプタメチレンジアミン、３−メチルへプタメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミン、２，１１−ジアミノドデカン、２，１７−ジアミノエイコサデカン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、１，１０−ジアミノ−１，１０−ジメチルデカン、１，１２−ジアミノオクタデカン、２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン、ピペラジン、Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）３Ｏ（ＣＨ２）２ＯＣＨ２ＮＨ２、Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）３Ｓ（ＣＨ２）３ＮＨ２、Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）３Ｎ（ＣＨ３）（ＣＨ２）３ＮＨ２等があげられる。
【００３５】
これらテトラカルボン酸二無水物またはその誘導体およびジアミンは、それぞれ１種類以上を適宜に選定し反応させることができる。
【００３６】
前記テトラカルボン酸二無水物とジアミンを反応させる際に用いられる有機極性溶媒は、その官能基がテトラカルボン酸二無水物またはジアミンと反応しない双極子を有するものである。そして、系に対して不活性であり、かつ生成物であるポリアミド酸に対して溶媒として作用するものが好ましい。しかも、反応成分の少なくとも一方、好ましくは両者に対して溶媒として作用するものが好ましい。このような有機極性溶媒としては、特にＮ，Ｎ−ジアルキルアミド類が有用であり、例えばこれの低分子量のものであるＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等があげられる。これらは蒸発、置換または拡散によりポリアミド酸およびポリアミド酸成形品から容易に除去することができる。また、上記以外の有機極性溶媒として、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメトキシアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルトリアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピリジン、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン等があげられる。これらは単独で使用してもよいし、併せて用いても差し支えない。
【００３７】
さらに、上記有機極性溶媒にクレゾール、フェノール、キシレノール等のフェノール類、ベンゾニトリル、ジオキサン、ブチロラクトン、キシレン、シクロヘキサン、ヘキサン、ベンゼン、トルエン等を単独でもしくは併せて混合することもできる。ただし、生成するポリアミド酸の加水分解による低分子量化を防ぐため、水の混入は避けることが好ましい。
【００３８】
これらの材料を用いてポリイミド樹脂系組成物を作製するには、まずポリアミド酸溶液を作製する。この方法として、フッ素樹脂粉末（Ａ成分）および導電性粉末（Ｂ成分）を予め前記有機極性溶媒中に分散させ、さらにイソキノリン等の触媒を加え、この分散媒中に酸二無水物成分とジアミン成分を溶解・重合させてポリアミド酸溶液を得る方法、前記有機極性溶媒中で酸二無水物成分とジアミン成分を溶解・重合させポリアミド酸溶液とし、この溶液中に前記Ａ成分およびＢ成分を添加することによる方法等、適宜公知の方法を適用することができる。このとき、公知の分散方法が適用でき、ボールミル、サンドミル、超音波分散等の方法にて適宜分散作業を行う。
【００３９】
本発明においては、触媒を加える前者の方法を適用することが好ましい。ここで用いられる触媒としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、トリブチルアミン、ジメチルアニリン、ピリジン、α−ピコリン、β−ピコリン、γ−ピコリン、イソキノリン、ルチジン等の第３級アミン、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］ノネン−５、１，４−ジアザビシクロ［２．２．２］オクタン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデセン−７等の有機塩基が例示され、触媒自体の安定性およびイミド化の制御が容易な第３級アミンが好ましく、イソキノリンがより好ましい。
【００４０】
前記ポリアミド酸溶液中のモノマー濃度（溶媒中における酸二無水物とジアミンの濃度）は種々の条件に応じて設定されるが、５〜３０重量％が好ましい。
【００４１】
前記触媒の添加量は、ポリアミド酸溶液中のポリアミド酸１モル当量に対して、０．０４〜０．３モル当量が好ましく、０．１〜０．２モル当量がより好ましい。
【００４２】
また、反応温度は８０℃以下に設定することが好ましく、特に好ましくは５〜５０℃であり、反応時間は通常５〜１０時間である。ポリアミド酸溶液のポリマー成分は、本発明の目的を達成できるならば、上記の酸二無水物およびジアミン成分を共重合したものでもブレンドしたものでも構わない。
【００４３】
前記ポリアミド酸溶液の溶媒を加熱等による除去、脱水閉環水の除去およびイミド転化反応の完結を行うと、ポリイミド樹脂系組成物を得ることができる。さらに、前記ポリイミド樹脂系組成物を基材層として成形することにより、本発明の半導電性ベルトが得られる。本発明においては、成形の容易さからポリアミド酸溶液の段階で成形することが好ましい。
【００４４】
基材層の成形方法は、シームレスベルトの場合、前記ポリアミド酸溶液を、成形金型となるシリンダーの内周面または外周面に塗布する。塗布後、加熱することによりポリアミド酸をイミド転化し、基材層を形成する。この場合の加熱温度は、通常３００〜４００℃であり、加熱時間は、０．５〜６．０時間である。また、前記加熱温度を２２０℃程度までの低温と４００℃までの高温との二段階の加熱条件を採用してもよい。次いで、基材層をシリンダーから剥離して取り出し、本発明の半導電性ベルトが得られる。
【００４５】
本発明の半導電性ベルトは、少なくともフッ素樹脂粉末と導電性微粉末を均一に分散させたポリイミド樹脂からなる基材層を有するベルトであり、基材層単層のみで本発明の目的を達成することができる。なお、前記ベルトは単層に限定されるものではなく、本発明の目的内で２層以上の複数層を有していてもよい。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。
＜実施例１＞
一次粒子に基づく平均粒子径３．５μｍのＰＴＦＥ粉末と乾燥したカーボンブラック（プリンテックスＶ、デグサ社製、チャンネルブラック、一次粒子に基づく平均粒子径２５ｎｍ）を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に添加した。なお、ＰＴＦＥ粉末の添加量は、ポリイミド樹脂固形分に対し２重量％となるようにし、カーボンブラックの添加量はポリイミド樹脂固形分に対し２３重量％となるようにした。ついで、ボールミルで１２時間撹拌することにより前記粉末をＮＭＰに分散させ、＃４００ステンレスメッシュを用いて濾過した後、フラスコに移した。つぎに、触媒としてイソキノリンを添加した。イソキノリンの添加量は、ポリアミド酸１モル当量に対し０．２モル当量となるようにした。そして、酸成分としてピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）を準備するとともに、アミン成分として３，３′−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＤＥ）を準備し、両者の略等モルをフラスコ中のＮＭＰに溶解（モノマー濃度２０重量％）した後、温度２０℃で１時間反応させた。その後、溶液粘度を調整するために、７０℃で１２時間加温し、回転粘度１５０Ｐａ・ｓ（Ｂ型粘度計にて測定：測定温度２５℃）のポリアミド酸溶液（ＰＴＦＥ粉末とカーボンブラック含有）を調製した。その後、＃８００ステンレスメッシュを用いて濾過し、ポリアミド酸溶液とした。
【００４７】
次に、前記ポリアミド酸溶液を内径３００ｍｍ、長さ５００ｍｍのドラム金型の内周面にディスペンサを介して厚さ４００ｒｐｍに塗布し、１５００μｍで１０分間回転させて均一厚の展開層とした後、２５０ｒｐｍで回転させながらドラム金型の外側より６０℃の熱風を３０分間吹き付け、ついで１５０℃で６０分間加熱した後、２℃／分の速度で３００℃に昇温し、その温度で３０分間加熱して溶媒の除去、脱水閉環水の除去、およびイミド転化を行った。得られた管状物を室温に冷却して金型より剥離し、フッ素樹脂粉末とカーボンブラックを含有する厚さ７３〜７８μｍのポリイミド樹脂製の管状物を得た。この管状物を幅３００ｍｍに切断して、レーザプリンターに半導電性ベルトとして組み込んだ。結果を表１に示す。
【００４８】
＜実施例２＞
実施例１において、酸成分としてビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）、およびアミン成分としてパラフェニレンジアミン（ＰＤＡ）を用いること、ならびにＰＴＦＥ粉末に代えて平均粒子径３．２μｍのＰＦＡ粉末をポリイミド樹脂固形分に対し３．５重量％の割合となるように混合すること以外は実施例１と同様にして、フッ素樹脂粉末とカーボンブラックを含有するポリイミド樹脂製の管状物を得た。この管状物を幅３００ｍｍに切断して、レーザプリンターに半導電性ベルトとして組み込んだ。
【００４９】
＜比較例１＞
ＰＴＦＥ粉末をポリアミド酸溶液に含有しなかったこと以外は実施例１と同様にして、半導電性管状物を得た。実施例１と同様にして、レーザプリンターに半導電性ベルトとして組み込んだ。結果を表１に示す。
【００５０】
＜比較例２＞
ＰＦＡ粉末をポリアミド酸溶液に含有しなかったこと以外は実施例２と同様にして、半導電性管状物を得た。実施例１と同様にして、レーザプリンターに半導電性ベルトとして組み込んだ。結果を表１に示す。
【００５１】
（評価試験）
１．表面粗さ（Ｒａ）
ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に準じ、ベルトの任意の８点よりサンプルを採取し、その周方向に関して、表面粗さ計（サーフコム５５４Ａ（東京精密社製））にてカットオフ０．３２ｍｍ、測定長さ２．５ｍｍ、駆動速度０．１２ｍｍ／ｓｅｃ、触針荷重７０ｍｇにて測定を行い、平均値を求めた。
【００５２】
２．表面動摩擦係数
ベルトの任意の８点よりサンプリングし、各々ベルトの周方向について、往復動摩擦試験機（オリエンテック社製ＡＦＴ−１５Ｂ）にて、φ１０ｍｍの鋼球を用い、試験荷重２００ｇ、試験速度１５０ｍｍ／ｍｉｎ．の条件下での動摩擦係数を測定し、平均値を求めた。
【００５３】
３．カーボンブラック凝集粒子径
得られたベルトをミクロトームで切断し、この断面をＳＥＭ（走査型顕微鏡）にて観察し、０．５μｍ以上の凝集粒子径を含まないものを○、含むものを×とした。
【００５４】
４．表面抵抗率とそのバラツキ
ハイレスタＵＰ  ＭＣＰ−ＨＴ４５０（三菱油化社製、プローブ：ＵＲ）にて、１分後、測定条件２５℃、６０％ＲＨでの表面抵抗率を測定した。測定は、ベルト外周面に関して１２点測定し、この平均値をベルトの表面抵抗率とし、最大値と最小値の差をそのバラツキとした。
【００５５】
５．画像転写性、ベルト駆動性
得られた半導電性ベルトをタンデム式中間転写ベルトとして実際の複写機に組み込み、普通紙による５０００枚の画像形成テストを行った。画像およびベルト駆動性の良好なものは○、若干の画像欠損または駆動性不具合のあるものは△、画像欠陥が目視で認識できるものまたは駆動不具合のあるものは×とした。
【００５６】
６．クリーニング性、耐ストレスクラッキング性
上記５の画像形成テストを通じて、良好なクリーニング性を示したものを○、トナー残存が見られたものを△、クリーニングブレードのめくれが発生したものを×とした。また、試験中にベルトに割れが発生したものは×とした。
【００５７】
【表１】
2005345901.tif 000003
【００５８】
表１より、実施例品の半導電性ベルトは、表面粗さＲａや表面動摩擦係数が小さく、表面抵抗率のバラツキも少なかった。このような半導電性ベルトを複写機に用いると、クリーニングブレードのめくれを防ぎながら、良好なクリーニング性を有し、ベルトの割れの発生がなく、高耐久性（長寿命）であり、被転写体やトナー像の搬送を精度よく行うことができ、高品位の画像形成を行うことができる。一方、比較例品の半導電性ベルトは、画像形成およびベルト駆動性に問題を生じ、クリーニング性および耐久性にも劣るものであった。