ベルト及びローラ
【課題】電子写真方式の画像形成に使用したときには、トナー供給やトナー搬送を安定して行えるローラを提供するとともに、転写時に剥離放電を起こさずに安定した転写性能を発現するベルトを提供する。
【解決手段】以下に記載の構成によるベルト、及び、ローラ。疎水性の有機基を有する導電剤を含有する樹脂層を有すること。樹脂層の抵抗率が、１０4Ωｃｍ乃至１０10Ωｃｍであること。基材層又は弾性層、中間層、及び、表面層を有し、導電剤が基材層又は弾性層と中間層の少なくとも一方に含有されていること。導電剤が、カーボンブラックであること。疎水性の有機基は、イオウ原子を介して、前記導電剤と結合しているものであること。
【解決手段】以下に記載の構成によるベルト、及び、ローラ。疎水性の有機基を有する導電剤を含有する樹脂層を有すること。樹脂層の抵抗率が、１０4Ωｃｍ乃至１０10Ωｃｍであること。基材層又は弾性層、中間層、及び、表面層を有し、導電剤が基材層又は弾性層と中間層の少なくとも一方に含有されていること。導電剤が、カーボンブラックであること。疎水性の有機基は、イオウ原子を介して、前記導電剤と結合しているものであること。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電剤を含有するベルト、及び、ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置は、像担持体上の静電潜像に現像ローラより供給されるトナーにより現像を行い、形成されたトナー画像を中間転写ベルトなどの部材を介して紙などの記録媒体上に転写する工程を経て画像形成を行う。
【０００３】
これらの装置に用いられる現像ローラには、像担持体への安定したトナー供給が求められている。また、中間転写ベルトには、像担持体からベルトへの、及び、ベルトから紙への良好なトナー転写性と、転写後の残存トナーをきれいに除去するクリーニング性能が求められている。そして、カーボンブラックなどの導電性材料をこれらの部材内に含有させて抵抗を制御することにより、これらの性能を満足させようとする技術がある。具体的には、中間層などの各構成層中にカーボンブラックなどの導電剤を配合させた電子写真方式の画像形成装置用のローラに関する技術がある（例えば、特許文献１参照）。また、表面層に電子伝導性を付与する導電剤を含有させることによりベルト表面の抵抗を制御した中間転写ベルトの技術もある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
このように、カーボンブラックなどの導電剤を含有させて抵抗性を制御したローラやベルトの技術があるが、導電剤を含有させても十分な抵抗制御が行えなかった。その理由は、これらの部材を製造する工程で、導電剤を樹脂に含有させると導電剤が樹脂中でなかなか均一に分散しないという問題によるものであった。すなわち、導電剤を樹脂中に均一分散させるためには、この工程に要する時間を長くしなくてはならないが、部材の生産性向上の視点から導電剤を樹脂中で迅速に分散させる技術が求められていた。
【０００５】
また、十分な抵抗制御性能の得られない部材を用いて画像形成を行うと、画像欠陥などの不良が発生するようになった。例えば、中間転写ベルトでは、トナー像を記録紙に転写し記録紙を中間転写ベルトから剥離する際に剥離放電による白抜けと呼ばれる画像欠陥が発生し易くなった。また、現像ローラでは像担持体への所定量のトナー供給やトナー搬送が難しくなり、濃度むらなどの画像不良やトナー飛散によるカブリが発生した。
【特許文献１】特開平１１−２６７５８３号公報（段落００２０等参照）
【特許文献２】特開２００１−２４２７２５号公報（段落００１７等参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ベルトやローラの生産工程において、これらの部材の抵抗を制御するために添加される導電剤を樹脂中で迅速かつ均一に分散させることが可能な技術を提供することを目的とする。すなわち、本発明は、製造工程における生産効率を向上させるとともに、安定した抵抗性御性能を発現させることが可能なローラやベルトを提供することを目的とする。
【０００７】
具体的には、電子写真方式の画像形成に使用したときには、トナー供給やトナー搬送を安定して行えるローラを提供するとともに、転写時に剥離放電を起こさずに安定した転写性能を発現する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】
本発明は、以下に記載の構成により達成される。
【０００９】
（請求項１）
疎水性の有機基を有する導電剤を含有する樹脂層を有することを特徴とするベルト。
【００１０】
（請求項２）
前記樹脂層の抵抗率が、１０4Ωｃｍ乃至１０10Ωｃｍであることを特徴とする請求項１に記載のベルト。
【００１１】
（請求項３）
前記樹脂層は、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、シリコン樹脂、フッ素樹脂のうち、少なくとも１つを含有するものであることを特徴とする請求項１または２に記載のベルト。
【００１２】
（請求項４）
前記ベルトは、電子写真方式の画像形成に用いられる転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のベルト。
【００１３】
（請求項５）
前記転写ベルトは、基材層、中間層、及び、表面層を有し、
前記導電剤が基材層と中間層の少なくとも一方に含有されていることを特徴とする請求項４に記載のベルト。
【００１４】
（請求項６）
前記表面層の表面抵抗率が、１．０×１０11Ω／□乃至１．０×１０13Ω／□であることを特徴とする請求項５に記載のベルト。
【００１５】
（請求項７）
前記導電剤が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のベルト。
【００１６】
（請求項８）
前記疎水性の有機基は、イオウ原子を介して、前記導電剤と結合しているものであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のベルト。
【００１７】
（請求項９）
疎水性の有機基を有する導電剤を含有する樹脂層を有することを特徴とするローラ。
【００１８】
（請求項１０）
前記樹脂層の抵抗率が、１０4Ωｃｍ乃至１０10Ωｃｍであることを特徴とする請求項９に記載のローラ。
【００１９】
（請求項１１）
前記樹脂層は、ポリウレタン系エラストマー、シリコーンゴム、オキシアルキレン系組成物を含有する樹脂の少なくとも１つを含有するものであることを特徴とする請求項９または１０に記載のローラ。
【００２０】
（請求項１２）
前記ベルトは、電子写真方式の画像形成に用いられる現像ローラであって、
該現像ローラは、
弾性層、中間層、及び、表面層を有するものであって、
弾性層及び中間層の少なくとも１つの層に前記疎水性の有機基を有する導電剤を含有する樹脂層を有することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のローラ。
【００２１】
（請求項１３）
前記導電剤が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のローラ。
【００２２】
（請求項１４）
前記疎水性の有機基は、イオウ原子を介して、前記導電剤と結合しているものであることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載のローラ。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、疎水性の有機基を有する導電剤を樹脂層に含有させることにより、ベルトあるいはローラの生産工程でこれまで律速になりがちだった導電剤の樹脂相内への分散を迅速に行えるようにした。その結果、これらの導電剤を含有させた樹脂層内では導電剤が均一に分散しているので、ベルトやローラの電気的な特性を大幅に改良することが可能になった。すなわち、本発明によれば、導電剤が樹脂層内に均一に分散しているので、ベルトやローラ表面における電気抵抗にばらつきが発生することがなくなった。
【００２４】
具体的には、例えば、電子写真方式の画像形成装置で使用される現像ローラに本発明に係る技術を適用すると、現像ローラの帯電性に変動をきたしにくいので、現像装置内で安定したトナー搬送及び像担持体へのトナー供給を長期にわたり行えるようになった。その結果、像担持体には所定量のトナーが安定して供給されるようになり、現像ムラなどの画質低下や帯電性の変動によって生じていたトナー飛散の問題を解消させることができた。
【００２５】
また、中間転写ベルトに本発明に係る技術を適用すると、中間転写ベルト表面上で電荷のばらつきが発生しにくくなり、トナー画像を中間転写ベルトから記録媒体上に転写するときに問題になっていた剥離放電の影響が弱められるようになった。その結果、剥離放電に起因する集中放電により発生していた白抜けなどの画像欠陥の発生を大幅に抑制することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明では、ベルトやローラに抵抗制御性を付与させるために使用される導電剤の構造に着目した。すなわち、本発明は、構造中に疎水性の有機基を有する導電剤が樹脂中で分散し易い性質を有するものであることを見出し、このような構造を有する導電剤をベルトやローラの製造に適用させたものである。その結果、ローラやベルトの製造工程において生産効率を大幅に向上させ、また、製造されたローラやベルトを用いて電子写真の画像形成を行ったところ、安定した抵抗制御性能が発現されることを見出したのである。
【００２７】
このように、疎水性を有する有機基を有する導電剤を樹脂中に含有させることにより、本発明の課題が解消された理由は以下のように推測される。すなわち、導電剤中に存在する疎水性の有機基の影響で導電剤に適度な親油性が付与される結果、導電剤が樹脂中で分散し易くなったものと推測される。また、これらの有機基と樹脂分子との間に適度な静電間引力が作用することにより、分散状態の導電剤は樹脂中でも安定化されるものと推測される。
【００２８】
また、本発明では、導電剤が構造中に疎水性の有機基を有することにより、ローラやベルトが湿度に対して影響を受けにくくなり抵抗の環境依存性が小さくなったものと推測される。その結果、環境に対する現像特性や転写特性の変化を少なくなりこれらの特性を安定して維持させることができるようになったものと推測される。
【００２９】
さらに、本発明では、疎水性の有機基の中でも、特に、スルフィド基を介して導電剤と結合を有する有機基を有するものを用いた場合、本発明の効果がより明確に発現されることが見出された。これは、スルフィド基の存在によりゴム中における導電剤の分散性が向上したためと推測され、表面安定性や抵抗安定性の向上や抵抗値の制御に顕著な効果を奏することが見出された。
【００３０】
次に、本発明に使用可能な導電剤について説明する。
【００３１】
本発明でいう疎水性の有機基は、次のようなものをいう。すなわち、
（１）少なくとも１つのスルフィドを介して、あるいは、ポリスルフィド橋を介して導電剤と結合する構造を有する有機基
（２）少なくとも１つの置換Ｃ−Ｃ−単結合もしくは二重結合を有し、該結合を介して導電剤と結合し、かつ、Ｃ−Ｃ−単結合もしくは二重結合の少なくとも１つの炭素原子が少なくとも１つの活性化置換基を有する有機基
（３）２級アミン及び３級アミンのいずれかのアミン基を介して導電剤と結合する構造を有する有機基
また、上記の有機基のほかに、例えば、炭素数が６以上のアルキル基やフェニル基などのように十分な疎水性を発現するものも挙げられる。また、本発明でいう疎水性とは、その表面が非極性の液体で濡れる傾向を有することを意味するもので、数値で具体的に説明すると、構造中にＨＬＢ値が７よりも小さな値となる部位を有する有機基のことを疎水性の有機基と呼んでいる。
【００３２】
以下、上記（１）乃至（３）に示す疎水性有機基を有する導電剤について説明する。
【００３３】
先ず、少なくとも１つのスルフィドを介して、あるいは、ポリスルフィド橋を介して導電剤と結合する構造を有する有機基を有する導電剤は、下記構造を有するものである。
【００３４】
導電剤−Ｓｘ−Ｒ
〔式中、Ｒは、アルキル、Ｙで官能化されたアルキル、ポリマー、環状有機基、アリール、Ｙで官能化されたアリールＡｒＹｎ（ここで、ｎ＝１〜５である）であり、Ｙは−ＯＨ、−ＳＨ、−ＳＯ3Ｈ、−ＳＯ3Ｍ、−Ｂ（ＯＨ）2、−Ｏ（ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ）ｎ−Ｈ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＭ、−ＮＨ2、−ＮＲ22、−Ｎ（（ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ）ｎＨ）2、−ＣＯＮ（（ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ）ｎＨ）2、トリアルコキシシリル、ペルフルオロアルキル、Ｒ2、−ＮＨ3+、−ＮＲ23+、−ＳＯ2−ＮＲ22、−ＮＯ2、−Ｃｌ、−ＣＯ−ＮＲ22、−ＳＳ−、−ＳＣＮであり、Ｒ2は脂肪族基、例えばアルカン、アルケン、アルコール、エーテル、アルデヒド、ケトン、カルボン酸又は炭化水素、環状有機基、例えば脂環式炭化水素、置換又は非置換の、分枝又は非分枝の脂肪族又は環状部分を有する有機化合物、発色団基又は染料であり、ｘ＝１〜８、有利に１である〕。
【００３５】
環状有機基は、シクロアルキル、シクロアルケニル、ヘテロ環式基、例えばピロリジニル−、ピロリニル−、ピペリジニル又はモルホリニル、アリール基、例えばフェニル、ナフチル又はアントラセニル、並びにヘテロアリール基、例えば、イミダゾリル、ピラゾリル、ピリジニル、チエニル、チアゾリル、フリール又はインドリルであってよい。
【００３６】
上記有機基を有する導電剤は、一般式：Ｒ−Ｓｙ−Ｒ（ここで、ｙ＝２〜１０である）の有機化合物と導電剤とを反応させて得られる。なお、この反応では、はじめに施与された基は、反応を引き続いて行うことにより更に変性させることも可能である。
【００３７】
なお、導電剤と反応させる一般式；Ｒ−Ｓｙ−Ｒで表される化合物は、ｙが２乃至１０であり、Ｒは同一または異なるものでもよい。
【００３８】
また、一般式；Ｒ−Ｓｙ−Ｒで表される化合物には、ラジカル分解可能な結合を有する化合物を使用することができる。この場合、この発見された反応原理は親水性の導入も親油性基の導入も許すので、これらの基Ｒは、潜在的な使用分野のために特別あつらえることができる。これらの基は、イオン性、ポリマー性又は他の反応のために反応性であってもよい。
【００３９】
一般式；Ｒ−Ｓｙ−Ｒで表される化合物は、混入によりまたはスプレーにより導電剤上に施与することができる。一般式；Ｒ−Ｓｙ−Ｒを有する化合物は、粉末、融液あるいは溶液として施与することができる。特に、導電剤としてカーボンブラックを用いる場合はこの化合物を施与するのが有利である。
【００４０】
また、導電剤への上記化合物の添加は、ある程度の温度を有する環境下で行うことが好ましく、例えば、導電剤にカーボンブラックを用いる場合は、０〜３００℃、好ましくは１５０〜２５０℃の温度を有する環境下での熱処理により行われる。
【００４１】
このように、導電剤を変性させるための上記反応は、溶剤なしあるいは溶剤中で行え、易揮発性有機溶剤中で行うことが好ましい。
【００４２】
次に、少なくとも１つの置換Ｃ−Ｃ−単結合もしくは二重結合を有し、該結合を介して導電剤と結合し、かつ、Ｃ−Ｃ−単結合もしくは二重結合の少なくとも１つの炭素原子が少なくとも１つの活性化置換基を有する有機基を有する導電剤について説明する。
【００４３】
本発明では、Ｃ−Ｃ−単結合もしくは二重結合の少なくとも１つの炭素原子が少なくとも１つの活性化置換基を有するものである。ここで、活性化置換基はアクセプタ置換基が好ましい。アクセプタ置換基とは、−ＣＯＯＲ、−ＣＯ−Ｒ、−ＣＮ、−ＳＯ2Ｒ、−ＳＯ2ＯＲの構造を有するものであり、ＲはＨ原子、アルキル基、アリール基、もしくは、官能化されたアルキル基もしくはアリール基である。例えば、ω−カルボキシアルキル、ＨＳＯ3−、ＣｘＨｙ−、Ｈ2Ｎ−ＣｘＨｙ−、Ｈ2Ｎ−ＳＯ2−ＣｘＨｙ−が挙げられる。
【００４４】
上記有機基を有する導電剤は、導電剤と有機基内のＣ−Ｃ−二重結合もしくは三重結合を有する置換基とが反応して生成される。すなわち、活性化されたＣ−Ｃ−二重結合もしくは三重結合を有する有機化合物と導電剤とを反応させて得られるものである。
【００４５】
ここで、Ｃ−Ｃ−二重結合もしくは三重結合を有する有機化合物のこれらの多重結合を活性化させるために、アクセプタ置換基を有する化合物を使用して活性化置換基を形成させる。なお、アクセプタ置換基の反応原理によれば親水基も親油基も導入できるので、置換基を調整することが好ましい。また、置換基はイオン性でも、ポリマー状でも、あるいはその他の反応に対する反応性を有するものでもよい。
【００４６】
アクセプタ置換基を有する有機化合物について説明する。アクセプタ置換基を有する有機化合物としては、下記一般式（Ｉ）の構造を有するものが挙げられる。
【００４７】
【化１】
【００４８】
〔式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は同じか、または異なっていてもよく、かつ、Ｒ1は−ＣＯＯＲ、−ＣＯ−Ｒ、−ＣＮ、−ＳＯ2Ｒ、−ＳＯ2ＯＲであり、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4はＲ1、Ｈ原子、アルキル基、アリール基、−ＣＯＯＭ（ＭはＨイオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン）、Ｃｌおよびその他の非アクセプタ置換基であり、かつ、ＲはＨ原子、アルキル基、アリール基、または、官能化したアルキル基もしくはアリール基である。例えば、ω−カルボキシアルキル、ＨＳＯ3−ＣｘＨｙ−、Ｈ2Ｎ−ＣｘＨｙ−、Ｈ2Ｎ−ＳＯ2−ＣｘＨｙ−および類似の基である〕
また、アクセプタ置換基を有する他の有機化合物として、下記一般式（II）の構造を有するものが挙げられる。
【００４９】
【化２】
【００５０】
すなわち、一般式（II）の構造を有する有機化合物としては、ＸがＯ原子、または、Ｎ−Ｒ5である無水マレイン酸やマレイン酸イミドが挙げられる。
【００５１】
なお、有機基Ｒ5はアルキル基、Ｙにより官能化されたアルキル基、ポリマー、環式有機基、アリール基、Ａｒ−Ｙｎ（ｎ＝１〜５）の形のＹにより官能化されたアリール基である。Ｙは、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＳＯ3Ｈ、−ＳＯ3Ｍ、−Ｂ（ＯＨ）2、−Ｏ（ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ）ｎ−Ｈ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＭ、−ＮＨ2、−ＮＲ2、−Ｎ（（ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ）ｎＨ）2、ＣＯＮ（（ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ）ｎＨ）2、トリアルコキシシリル、ペルフルオロアルキル、Ｒ5、−ＮＨ3+、−ＮＲ3+、−ＳＯ2−ＮＲ2、−ＮＯ2、−Ｃｌ、−ＣＯ−ＮＲ2、−ＳＳ−、−ＳＣＮである。
【００５２】
窒素原子と接している有機基Ｒ5は、脂肪族基、環式有機基、または、脂肪族部分を１つと環式部分を１つずつ有する有機化合物であってもよく、また、有機基Ｒ5は、構造中に置換もしくは非置換、分枝鎖状もしくは非分枝鎖状の部位を有するものでもよい。
【００５３】
有機基Ｒ5が脂肪族基である場合、具体的には、アルカン、アルケン、アルコール、エーテル、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、炭化水素などの基が挙げられる。
【００５４】
また、環式有機基の具体例としては、例えば、シクロアルキル基やシクロアルケニル基などの脂環式炭化水素、ピロリジニル基、ピロリニル基、ピペリジニル基、モルホリル基などのヘテロ環式化合物、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基などのアリール基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジニル基、チエニル基、チアゾリル基、フリル基、インドリル基などのヘテロアリール基が挙げられる。
【００５５】
また、有機基Ｒ5は、別の官能基により置換されているものや、発色団あるいは染料であってもよい。
【００５６】
さらに、有機基Ｒ5は、ｐ−ベンゾキノン、エチルビニルエーテルなどの不飽和化合物や、アジドジカルボン酸エステルのようなヘテロ原子を多重結合中に有する化合物であってもよい。
【００５７】
一般式（II）の構造を有する有機化合物で、ＸがＯ原子の化合物の製造方法は、例えば、置換された無水コハク酸タイプの生成物を塩基性もしくは酸性の条件下で開環させ、アルコールもしくはアルコラートを用いた半エステル形成により生成される。また、アミンを用いてアミド形性を経て生成する場合は、例えば、第１アミンを用いた場合は加熱によるイミド化を継続させて行うことで官能化が行われて生成される。さらに、アンモニアを使用する場合は、生成したイミドを後から窒素部位を置換することで生成される。
【００５８】
上記有機基を導電剤に付与する方法は、アクセプタ置換基を有する有機化合物を混合もしくは噴霧により導電剤上に添加する方法が挙げられる。また、アクセプタ置換基を有する有機化合物を粉末、溶融物あるいは溶液にして導電剤に添加する方法もある。特に、導電剤の製造中にアクセプタ置換基を有する有機化合物を添加することが好ましく、ある程度の温度を有する環境下で導電剤を変性させる。例えば、導電剤にカーボンブラックを用いる場合は、カーボンブラックの変性を効率よく行うためには、溶剤を使用しないか、あるいは、易揮発性有機溶剤などの溶剤を用いるとよい。上記の有機基を付与してカーボンブラックを変性させるための反応は、２３℃〜２５０℃、好ましくは８０℃〜１４０℃の温度で行われる。
【００５９】
このように、導電剤を変性させるための上記反応は、溶剤なしあるいは溶剤中で行え、易揮発性有機溶剤中で行うことが好ましい。
【００６０】
次に、２級アミン及び３級アミンのいずれかのアミン基を介して有機基と結合している構造を有する導電剤は、導電剤＝Ｎ−Ｒ、または、導電剤−ＮＨ−Ｒのいずれかの構造を有するものである。ここで、Ｒは構造中にケイ素を含有するものである。
【００６１】
Ｒの実施形態の１つとして、−（ＣＨ2）ｎ−ＳｉＲ1Ｒ2Ｒ3が挙げられる。ここで、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3は、炭素数が１〜８のアルキル基、炭素数が１〜８のアルコキシ基、Ｈ原子またはハロゲニドを表し、ｎは１〜１０の数である。また、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3の構造は同一であっても、また、異なるものであってもよい。この中でも、Ｒが−（ＣＨ2）3−Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3の構造を有するものが好ましい。
【００６２】
また、Ｒ−Ｎ3の構造を有する有機化合物と反応させて疎水性の有機基を有する導電剤を作成する方法がある。ここで、Ｒは構造中にケイ素を含有するものである。
【００６３】
Ｒ−Ｎ3で表される化合物は、ラジカル形成下に窒素を離脱させる化合物を使用することができる。
【００６４】
Ｒ−Ｎ3の構造を有する具体的な有機化合物として、例えば、アジドシランが好ましく用いられる。この化合物は、下記一般式（III）で表されるものである。
【００６５】
Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｓｉ−（ＣＨ2）ｎ−Ｎ3 （III）
〔式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3は、炭素数１８のアルキル基、炭素数１〜８のアルコキシ基、Ｈ原子またはハロゲニドを表し、ｎは１〜１０の数である。また、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3の構造は同一であっても、また、異なるものであってもよい。〕
また、Ｒ−Ｎ3の構造を有する具体的な有機化合物として、例えば、下記一般式（IV）で表される３−アジドプロピルトリエトキシシランが挙げられる。
【００６６】
（Ｈ5Ｃ2Ｏ）3Ｓｉ−（ＣＨ2）3−Ｎ3 （IV）
Ｒ−Ｎ3の構造を有する化合物は、導電剤上に混入させたり、また、スプレーにより、または溶剤の引き続く留去を伴う導電剤懸濁液中で、添加させることができる。Ｒ−Ｎ3の構造を有する化合物は、粉末または溶液として添加することができる。
【００６７】
上記有機基を導電剤に付与する方法は、Ｒ−Ｎ3の構造を有する有機化合物を混合もしくは噴霧により導電剤上に添加する方法が挙げられる。また、Ｒ−Ｎ3の構造を有する有機化合物を粉末、溶融物あるいは溶液にして導電剤に添加する方法もある。特に、導電剤の製造中にＲ−Ｎ3の構造を有する有機化合物を添加することが好ましく、ある程度の温度を有する環境下で導電剤を変性させる。例えば、導電剤にカーボンブラックを用いる場合は、カーボンブラックの変性を効率よく行うためには、溶剤を使用しないか、あるいは、易揮発性有機溶剤などの溶剤を用いるとよい。上記の有機基を付与してカーボンブラックを変性させるための反応は、０℃〜４００℃、好ましくは２００℃〜３００℃の温度で行われる。
【００６８】
このように、導電剤を変性させるための上記反応は、溶剤なしあるいは溶剤中で行え、易揮発性有機溶剤中で行うことが好ましい。
【００６９】
また、本発明では、上述したような構造中に疎水性の有機基を有する導電剤が用いられるが、このような構造の有機基を有する導電剤により、ローラやベルトが湿度に対して影響を受けにくくなり抵抗の環境依存性が小さくなったものと推測される。その結果、環境に対する現像特性や転写特性の変化を少なくなりこれらの特性を安定して維持させることができるようになったものと推測される。
【００７０】
さらに、本発明では、疎水性の有機基の中でも、特に、スルフィド基を介して導電剤と結合するものが特に好ましいことを確認した。スルフィド基を介して導電剤と結合するものが特に好ましい理由は、おそらく、スルフィド基の存在によりゴム中において導電剤が分散し易くなったためと推測され、表面安定性や抵抗安定性の向上や抵抗値の制御に顕著な効果を奏することが見出されている。
【００７１】
次に、本発明に使用可能な導電剤について説明する。本発明に使用可能な導電剤は、前述の疎水性有機基を結合させることが可能なものであれば特に限定されるものではない。具体的には、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、ニッケル、銅合金等の金属または合金、酸化スズ、酸化亜鉛、チタン酸カリウム、酸化錫−酸化インジウムまたは酸化錫−酸化アンチモン複合酸化物等の金属酸化物等が挙げられる。
【００７２】
この中でもカーボンブラックが好ましく、例えば、ファーネスブラック、ガスブラック、チャンネルブラック、フレームブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、プラズマブラック、ＤＥ１９５２１５６５号から公知のインバーションブラック（Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎｓｒｕｓｓ）、ＷＯ９８／４５３６１号もしくはＤＥ１９６１３７９６号に開示されているＳｉ含有カーボンブラック、ＷＯ９８／４２７７８号に開示の金属含有カーボンブラック、アーク放電ブラック（Ｌｉｃｈｂｏｇｅｎｒｕｓｓ）、及び、化学的な製造方法で副生成物として得られるカーボンブラックが使用できる。これらのカーボンブラックに上述の疎水性有機基を結合させる反応を行って得られる。
【００７３】
また、ゴム混合物中の補強充填剤として使用されるカーボンブラックやカラーブラック、あるいは、対紫外線安定化に使用されるカーボンブラックや、ビチューメンなどのゴム以外の用途に補強充填剤として使用されるカーボンブラック、さらには、プラスチックにおける充填剤用のカーボンブラックや、冶金における還元剤として使用されるカーボンブラックが挙げられる。このように、公知のカーボンブラックが使用可能である。
【００７４】
また、導電剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対して、４〜２０質量部が好ましく、５〜１５質量部がより好ましい。そして、導電剤を上記範囲に含有させた層を有する現像ローラでは、像担持体上への安定したトナー供給が実現される結果、濃度ムラやトナー飛散によるカブリのないトナー画像が得られる。また、中間転写ベルトでは、転写時に剥離放電を起こすことなく安定した転写性能が発現され、白抜けなどの画像欠陥のないトナー画像が得られる。
【００７５】
次に、上述した疎水性の有機基を有する導電剤を分散させた樹脂層を設けたベルトやローラについて説明する。本発明では、上述の疎水性の有機基を有する導電剤をローラやベルトの製造に適用することにより、これら部材の生産効率を大幅に向上させた。また、製造されたローラやベルトを用いて電子写真の画像形成を行ったところ、安定した抵抗制御性能が発現されることを見出している。
【００７６】
すなわち、本発明に係るローラ及びベルトは、疎水性の有機基を有する導電剤を含有させることにより、当該導電剤を含有する樹脂層の抵抗率が１０4〜１０10Ωｃｍ、好ましくは１０5〜１０8Ωｃｍとなる。樹脂層の抵抗率が上記範囲となることにより、例えば、現像ローラでは、現像ローラ表面からのリーク電流の発生が抑制されるとともにトナーフィルミングの発生も抑制されて現像ローラに起因する画質低下の問題が解消される。
【００７７】
また、中間転写ベルトでも、中間転写ベルト表面における電荷のリーク発生が抑制されて放電の発生が抑制されるので、白抜けなどの画像欠陥の発生が抑制されるようになる。
【００７８】
この抵抗率の測定方法は、現像ローラあるいは中間転写ベルトを金属プレートに水平に当てて、現像ローラのシャフトの両端部あるいは中間転写ベルト上の任意の個所に各々５００ｇの荷重を金属プレート方向に加え、シャフトあるいは中間転写ベルトと金属プレート間に直流電圧１００ボルトを印加して測定される値である。
【００７９】
また、現像ローラや中間転写ベルトの抵抗性能については、以下の方法で測定することも可能である。
【００８０】
例えば、本発明では、中間転写ベルト表面の表面抵抗率が１×１０11〜１×１０13Ω／□であることが好ましい。表面抵抗率を上記範囲内にすることで、前述した導電性微粒子の作用によるポストニップ部（二次転写部で記録媒体と中間転写ベルトとが剥離する個所）での局所的な剥離放電の抑制を補助しているものと推測される。また、プレニップ部（二次転写部の記録媒体と中間転写体とが接触開始する個所）でも電界強度の均一化を補助しているものと推測され、従来技術でプレニップ部でのギャップ放電による影響として懸念されていた画質の粒状性に対する影響も改善されている。
【００８１】
中間転写ベルト表面における表面抵抗率は、円形電極（例えば、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰの「ＨＲプローブ」）を用い、ＪＩＳ Ｋ６９９１に基づいて測定することができる。本発明に係る中間転写ベルトの表面抵抗率の測定方法は、例えば、特開２００１−２４２７２５号公報の段落００４７や図７の記載を参照することができる。
【００８２】
また、本発明では、現像ローラ表面における体積抵抗率が、１×１０5〜１×１０9Ω・ｃｍであることが好ましい。体積抵抗率を上記範囲内にすることで、現像ローラより像担持体にトナーを転写したときにトナーの電荷を適度に保持する様に作用する静電的な力が適度に発現されて、トナー同士の静電的反発力などの影響が抑制されるものと推測される。その結果、像担持体上に転写するときにトナーが飛散せずに、静電的反発力などによるノイズの影響を受けることなく安定した画像形成が期待される。この様に、本発明に係る現像ローラでは、上述した画質低下の発生防止に加えてトナー飛散の発生を懸念する必要がない。現像ローラの体積抵抗率の測定は、前述の表面抵抗率と同様に円形電極（例えば、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰのＨＲプローブ）を用い、ＪＩＳ Ｋ６９９１に基づいて測定することが可能である。例えば、特開２００１−２４２７２５号公報の段落００４８や図８の記載を参照することができる。
【００８３】
ここでは、疎水性の有機基を有する導電剤を用いたベルトの代表的な実施形態である中間転写ベルトについて説明する。なお、本発明に係るベルトは電子写真方式の画像形成に用いられる中間転写ベルトに限定されるものではない。
【００８４】
中間転写ベルトは、基材上に表面層をはじめとする各種の層を設けた多層構造を有するものである。このように、中間転写ベルトを多層構造とすることにより、単一の材料構成では得られない可撓性と剛性をバランスよく発現することが可能になる。すなわち、中間転写ベルトには、トナー画像の画質を乱さないように転写させるためにテンションロールより大きな張力が加えられ、また、クリーニングブレードとの圧接による負荷も無視できるものではない。このような負荷に対して安定した耐久性が求められている。なお、本発明では前述の基材のことを基材層ともいう。
【００８５】
本発明に係る中間転写ベルトは、前述の疎水性基を有する導電剤を含有するものであり、導電剤を上記各層のいずれに添加してもよいが、転写時に起こる剥離放電に基づく集中放電の発生を防ぐ上でも、表面層や中間層に添加することが特に好ましい。また、全ての層に添加するものでもよい。このように、中間転写ベルト内に疎水性基を有する導電剤を含有させることにより、転写時での剥離放電に基づく集中放電の発生を防ぎ、良好な画像形成を行うことを可能にしている。すなわち、中間転写ベルトに疎水性を有する導電剤を含有させることで、中間転写ベルト内に導電剤が均一に分散した領域が形成され、中間転写ベルトの抵抗率の調整や抵抗バラツキの抑制が行えるようになった。また、転写電圧による電界集中の発生を抑制することができるようになった。
【００８６】
なお、中間転写ベルト２に疎水性の有機基を有する導電剤が含有されていることは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ；Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）あるいは走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ；Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）測定により確認することが可能である。
【００８７】
本発明に係るベルトの一例である中間転写ベルト２の構造を図１に示す。図１（ａ）は、表面層２１と基材層２３とからなる２層構造の中間転写ベルト２で、図１（ｂ）は、基材層２３上に中間層２４を有し、中間層２４上に表面層２１を有する３層構造の中間転写ベルト２である。また、図１（ｃ）は、基材層２３の外側に２つの中間層２４、２５を有し、中間層２５の外側に表面層２１を有する４層構造の中間転写ベルト２である。
【００８８】
中間転写ベルト２を構成する表面層２１は、低表面エネルギーの結着樹脂が含有され、中間転写ベルト２上の表面エネルギーを低くすることによりベルトからのトナー画像の離れを促進させている。その結果、２次転写時に中間転写ベルトから記録媒体へのトナー画像の転写性が促進されて、記録媒体上には高画質のトナー画像が得られる。低表面エネルギーを有する材料としては、例えば、フッ素系材料、シリコン系材料、あるいはこれらを主成分とする材料、フッ素樹脂粉末、シリコン樹脂、シリコーンオイル成分を分散してなる材料等が挙げられる。
【００８９】
この中でも、シリコーン樹脂を用いて形成した表面層２１が好ましい。表面層２１の形成に使用されるシリコーン樹脂は、特に限定されるものではないが、通常、作業効率から液状のシリコーン樹脂が好ましく、ｎ−ヘキサン等の有機溶剤を含有したものや有機溶媒を使用しない反応型のものが挙げられる。また、特にハードタイプの一液または二液の硬化型のシリコーン樹脂が好ましい。なかでも、加熱硬化型シリコーン樹脂（メチル系）や室温硬化型シリコーン樹脂が好適である。
【００９０】
以下に、本発明に係る中間転写ベルト２の表面層２１に使用可能な硬化型シリコーン樹脂の硬化反応例を示す。
【００９１】
【化３】
【００９２】
次に、中間転写ベルト２を構成する基材層２３について説明する。基材層２３は、テンションロールへの張架で生ずる張力により発生する伸びやクリーニングブレードとの接触など、中間転写ベルト２に加わる負荷によるベルトの変形を回避し、転写部への影響を低減させる剛性を有するものである。基材層２３は、ヤング率が２００ＭＰａ（２００ｋｇ／ｍｍ2）以上となる材料を用いて形成することが好ましく、３００ＭＰａ（３００ｋｇ／ｍｍ2）以上の材料がより好ましい。
【００９３】
ベルト材料（ベルト状の基材に用いられる材料）のヤング率とベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの変位量との関係は、下記式（２）で表すことができる。
【００９４】
式（２） ΔＬ＝Ｐ・Ｌ・α／（ｔ・ｗ・Ｅ）
ここで、ΔＬ：ベルトの変位量（μｍ）
Ｐ：負荷 （Ｎ）
Ｌ：２本のテンションロール間のベルトの長さ（ｍｍ）
α：係数
ｔ：ベルト厚み（ｍｍ）
ｗ：ベルト幅（ｍｍ）
Ｅ：ベルト材料のヤング率（Ｎ／ｍｍ2）を表す。
【００９５】
ベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの伸び・縮み（変位量）は、ベルト材料のヤング率と厚みに逆比例する。すなわち、高ヤング率のベルト材料を用いると、ベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの変位量が少なくなり、駆動時の応力に対するベルト変形が小さくなり、良好な画質が安定して得られる。この様な性能を発現する材料として、例えば、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリイミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテルケトン）等の樹脂材料が挙げられる。これらの樹脂材料ではヤング率が２００ＭＰａ（２００ｋｇ／ｍｍ2）を超えるものであり、厚み１００〜１５０μｍで、ベルト基材としての機械特性を満足する。
【００９６】
また、基材層２３に使用される材料は、例えば、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフロロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の樹脂材料及びこれらを主原料としてなる樹脂材料が挙げられる。更に、前述の脂材料と弾性材料とをブレンドした材料を使用することも可能である。前記弾性材料としては、例えば、ポリウレタン、塩素化ポリイソプレン、ＮＢＲ、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭ、水素添加ポリブタジエン、ブチルゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。これらは１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００９７】
この中でも、ポリイミド樹脂を含有することが好ましい。ポリイミド樹脂は、ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸の加熱により形成される。また、ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物や、その誘導体とジアミンのほぼ等モル混合物を有機極性溶媒に溶解させ、溶液状態で反応させることにより得られる。
【００９８】
ポリアミック酸の調液に使用される芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸、ナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸、ナフタレン−２，３，６，７−テトラカルボン酸、２，３，５，６−ビフェニルテトラカルボン酸、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−アゾベンゼンテトラカルボン酸、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン、β，β−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン、β，β−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。
【００９９】
また、芳香族ジアミン成分としては、ｍ−フェニルジアミン、ｐ−フェニルジアミン、２，４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、２，４−ジアミノクロロベンゼン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、１，４−ジアミノナフタレン、１，５−ジアミノナフタレン、２，６−ジアミノナフタレン、２，４’−ジアミノナフタレビフェニル、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、３，４’−ジアミノジフェニルエ−テル、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（オキシ−ｐ，ｐ’−ジアニリン；ＯＤＡ）、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノフェニルスルホン、４，４’−ジアミノアゾベンゼン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、β，β−ビス（４−アミンフェニル）プロパン等が挙げられる。
【０１００】
さらに、ポリアミック酸の調液に使用される有機極性溶媒としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、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等が挙げられる。これらの有機極性溶媒には、必要に応じて、クレゾ−ル、フェノ−ル、キシレノール等のフェノール類、ヘキサン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素類を混合することができる。これらの有機極性溶媒を１種単独、あるいは２種類以上の混合物として使用することも可能である。
【０１０１】
このようなポリアミック酸の中でも、特に、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを反応して得られるポリアミック酸が好ましい。具体的には、ポリイミド樹脂材料として、ＤｕＰｏｎｔ（株）のカプトンＨＡ等のポリピロメリット酸イミド系のイミド樹脂材料、宇部興産（株）のユーピレックスＳ等のポリビフェニルテトラカルボン酸イミド系樹脂材料、宇部興産（株）のユーピレックスＲ、三井東圧化学工業（株）のＬＡＲＣ−ＴＰＩ（熱可塑性ポリイミド樹脂）等のポリベンゾフェノンテトラカルボン酸イミド酸系樹脂材料等が挙げられ、いずれも、ヤング率が３００ＭＰａ（３００ｋｇ／ｍｍ2）以上であり、厚み７０〜１５０μｍで、ベルト基材としての機械特性を満足させることができる。
【０１０２】
また、中間転写ベルトの基材に、例えば、宇部興産（株）のユーピレックスＳ等のポリビフェニルテトラカルボン酸イミド系樹脂材料に前述の疎水性の有機基を有するカーボンブラックを分散した材料を用いると、該材料のヤング率は、２００ＭＰａ（２００ｋｇ／ｍｍ2）以上であり、ベルトの厚み７０〜１００μｍで、ベルト基材としての機械特性を満足させることができる。
【０１０３】
なお、本発明では、基材層にポリイミド系樹脂を使用する場合、基材層におけるポリイミド系樹脂の含有率が５１％以上であることが好ましい。
【０１０４】
中間転写ベルトは、図１（ｂ）や（ｃ）に示すように、基材層２３と表面層２１との間に中間層を設けることも可能である。中間層２４に使用可能な材料としては、塩化ビニル／酢酸ビニル／マレイン酸の共重合体樹脂や、ポリアミド樹脂などが挙げられる。具体的なポリアミド樹脂の例としては、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン（以下「ナイロン８」と略す）、ナイロン１２、共重合ナイロン等が挙げられる。本発明では、基材層２３と表面層２１との密着強度を向上させ、しかも、これらの層が相溶しないようにするために、中間層２４を設けることは好ましい。
【０１０５】
ポリアミド樹脂の溶剤としては、メタノール、エタノール等の単独溶剤またはそれら単独溶剤に水、トルエン等を混合させた混合溶剤、１−プロパノール、２−プロパノール等が用いられる。なかでも、ナイロン８とメタノール／水混合溶剤（メタノール／水＝３／１）との組合わせが好適である。
【０１０６】
また、図１（ｃ）のベルトのように２つの中間層を設けることも可能で、前述のポリアミド樹脂の中間層２４に隣接させて第２の中間層２５を設け、多層化により中間転写ベルトの強度がより増大する。第２の中間層２５に使用可能な樹脂材料としては、前述したポリイミド樹脂やポリアミド樹脂の他に、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン共重合体、エチレン−四フッ化エチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、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等のフッ素樹脂が挙げられる。
【０１０７】
本発明に係る中間転写ベルトの製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、各層の形成材料およびその溶剤をそれぞれ適宜に配合し、ボールミル等で混練、攪拌して各コーティング液を調製する。このようにして調製したコーティング液の濃度は、層の厚みに応じて適宜に設定される。ついで、各コーティング液をそれぞれ槽に収容し、その一方でアルミニウム、ステンレス等の金属製の軸体を準備して、この軸体を基材層用のコーティング液が収容されている槽中に垂直に立てた状態で入れて浸漬させる。この時、浸漬を数回繰り返して所定の厚さの塗膜を形成させた後、コーティング液中から軸体を引き上げる。ついで、各層のコーティング液を用いて同様の操作を繰り返し、多層構造を形成する。次に、乾燥し溶剤を除去した後、加熱処理（例えば６０〜１５０℃×６０分間）を行い、軸体を抜き取って図１に示す無端状の中間転写ベルトを作製する。
【０１０８】
この浸漬法による製法以外にも、押出成形法、スプレーコーティング法、インフレーション法、ブロー成形法等の方法により、中間転写ベルトを作製することが可能である。
【０１０９】
また、特に、基材層にポリイミド樹脂を使用する場合は、例えば、全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とジアミン成分とを重合反応して得たポリアミド酸溶液を適宜な方式で展開し、その展開層を乾燥製膜してフィルム状に成形し、その成形物を加熱処理してポリアミド酸をイミドに転化する方法により基材層が得られる。そして、基材層上に他層を構成するコーティング液を順次浸漬、あるいは、スプレーコーティングして中間転写ベルトを作製する。
【０１１０】
シームレスの中間転写ベルトを形成する場合、例えば、ポリアミド酸溶液を円筒状金型の外周面に浸漬する方式や、内周面に塗布する方式や更に遠心する方式、或いは注形型に充填する方式などの適宜な方式でリング状に展開し、その展開層を乾燥製膜してベル卜形に成形し、その成形物を加熱処理してポリアミド酸をイミドに転化して型より回収する方法などの従来に準じた適宜な方法により行うことができる（特開昭６１−９５３６１号公報、特開昭６４−２２５１４号公報、特開平３−１８０３０９号公報等）。シームレスベルトの形成に際しては、型の離型処理や脱泡処理などの適宜な処理を施すことができる。
【０１１１】
次に、本発明に係る中間転写ベルトが使用可能な画像形成装置について説明する。本発明に係る中間転写ベルトの使用が可能な画像形成装置は、例えば、複写機やレーザプリンタ等が挙げられるが、特に、５０００枚以上の連続プリントが可能な画像形成装置が好ましい。この様な装置では、短時間に大量のプリント作成を行う分、蓄積電荷の影響により中間転写ベルトと記録紙との間に白抜けなどの画質低下を招く電界が発生し易くなるが、本発明に係る中間転写ベルトにより画質低下が抑制されて安定した２次転写が行える。
【０１１２】
本発明に係る中間転写ベルトの使用が可能な画像形成装置は、画像情報に応じた静電潜像を形成する像担持体、像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置、像担持体上のトナー像を中間転写ベルト上に転写する１次転写手段、中間転写ベルト上のトナー像を紙やＯＨＰシートなどの記録媒体上に転写する２次転写手段等を有する。そして、中間転写体として本発明に係る中間転写ベルトを有することにより、２次転写時に剥離放電を発生させずに安定したトナー画像形成を行える。
【０１１３】
本発明に係る中間転写ベルトが使用可能な画像形成装置は、特に限定されず、単色のトナーで画像形成を行うモノクロ画像形成装置や、像担持体上のトナー像を中間転写ベルトに順次転写するカラー画像形成装置、各色毎の複数像担持体を中間転写体上に直列配置させたタンデム型カラー画像形成装置等が挙げられる。
【０１１４】
本発明に係る中間転写ベルトを用いたカラー画像形成装置の一例を図２に示す。画像形成装置Ａは、像担持体としての感光体ドラム１９、中間転写体としての中間転写ベルト２、転写電極であるバイアスローラ３３（第二転写手段）、転写媒体である記録紙を供給する用紙トレイ４、Ｂｋ（ブラック）トナーによる現像器３１Ｂｋ、Ｙ（イエロー）トナーによる現像器３１Ｙ、Ｍ（マゼンタ）トナーによる現像器３１Ｍ、Ｃ（シアン）トナーによる現像器３１Ｃ、中間転写体クリーナー５０、剥離爪５７、ベルトローラ５１、５３、５４、バックアップローラ５２、第一転写手段に該当する導電性ローラ５５、電極ローラ５６、クリーニングブレード３１、記録紙Ｓ、ピックアップローラ４２、並びにフィードローラ４３を有する。
【０１１５】
図２では、感光体ドラム１は矢印方向に回転し、図示しない帯電装置によりドラム表面が一様に帯電される。帯電された感光体ドラム１にレーザー書込み装置等の画像書き込み手段により第一色（例えば、Ｂｋ）の静電潜像が形成される。この静電潜像はブラック現像器５により現像されて黒色のトナー画像Ｔを形成する。トナー画像Ｔは、感光体ドラム１の回転により導電性ローラ５５（第一転写手段）を配置した一次転写部に到る。ここで、トナー画像Ｔは、導電性ローラ５５による逆極性の電界の作用で静電的に本発明に係る中間転写ベルト２に吸着されながら、中間転写ベルト２の矢印方向の回転で一次転写される。
【０１１６】
以下、同様にして第２色のトナー画像、第３色のトナー画像、第４色のトナー画像が順次形成されて中間転写ベルト２上に重ね合わされて多色のトナー画像が形成される。中間転写ベルト２に転写された多色のトナー画像は、中間転写ベルト２の回転でバイアスローラ３（第二転写手段）が設置された二次転写部に到る。二次転写部は、トナー画像を担持した中間転写ベルト２表面側に設置したバイアスローラ３と、中間転写ベルト２の裏側からバイアスローラ３に対向するように配置したバックアップローラ５２、及び、バックアップローラ５２に圧接して回転する電極ローラ５６から構成される。
【０１１７】
記録紙Ｓは、用紙トレイ６１に収容した記録紙束よりピックアップローラ６２で一枚ずつ取り出され、フィードローラ６４で二次転写部の中間転写ベルト２とバイアスローラ３３との間に所定のタイミングで給送される。給送された記録紙Ｓ上には、バイアスローラ３３とバックアップローラ５２による圧接搬送と中間転写ベルト２の回転により、中間転写ベルト２に担持されたトナー画像が転写される。
【０１１８】
トナー画像が転写された記録紙Ｓは、最終トナー画像の一次転写終了まで退避位置にある剥離爪５７の作動により中間転写ベルト２より剥離され、図示しない定着装置に搬送されて加圧／加熱処理を経てトナー画像が固定されて定着画像となる。なお、多色のトナー画像の記録紙Ｓ上への転写が終了した中間転写ベルト２は、二次転写部の下流に設けられた中間転写体クリーナ５０により、残留トナーが除去されて次の転写に備える。また、バイアスローラ３には、ポリウレタン等の樹脂製のクリーニングブレード５８が常時当接するように取り付けられ、転写時に付着したトナー粒子や紙紛が除去される。
【０１１９】
単色画像の転写の場合、一次転写されたトナー像Ｔを直ちに二次転写して定着装置に搬送されるのに対し、図２のような複数色のトナー画像より形成される多色画像を転写する場合、各色のトナー画像が一次転写部で正確に一致するように中間転写ベルト２と感光体ドラム１９との回転を同期させて各色のトナー画像がずれないように転写させる。そして、二次転写部では、バイアスローラ３３と中間転写ベルト２を介して対向配置したバックアップローラ５２に圧接した電極ローラ５６に、トナー画像の極性と同極性の電圧（転写電圧）を印加して、トナー画像を記録紙４１に静電反発の作用で転写させる。
【０１２０】
次に、疎水性の有機基を有する導電剤を用いたローラの代表的な実施形態である現像ローラについて説明する。なお、本発明に係るローラは現像ローラなどの電子写真方式の画像形成に用いられるローラに限定されるものではない。
【０１２１】
本発明に係るローラの一例である現像ローラを図３に基づいて説明する。この現像ローラ１は、軸体１１と、この軸体１１の外周面に沿って形成された弾性層１２と、この弾性層１２の外周に形成された中間層１３と、この中間層１３の外周に形成された表面層１４とを有している。このように、現像ローラ１は軸体１１上に複数の樹脂層を同心円状に積層させた構造を有している。
【０１２２】
軸体１１は、特に限定されるものではなく、例えば、直径１ｍｍ〜２５ｍｍ程度の金属製の中空体や中実体が用いられる。材質は、ステンレス鋼やアルミニウム合金等が挙げられる。軸体１１の外周面には、弾性層との接着性を高めるため、必要に応じて、接着剤、プライマー等を塗布することが可能である。また、これらの接着剤やプライマー等に導電処理をしたものを用いることも可能である。
【０１２３】
軸体１１の外周面に形成される弾性層１２は、例えば、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム、ポリウレタン系エラストマー等によって形成され、前述した疎水性の有機基を含有した導電剤をこれらの樹脂中に含有させている。このなかでも、低硬度でへたりが少ないという点から、シリコーンゴムが好ましい。
【０１２４】
また、弾性層１２に用いられる樹脂として、特開平１１−２１２３５４号公報等に開示されるオキシアルキレン系組成物単位からなる樹脂も加工性、及び、高湿度環境下での安定性の視点から好ましいものである。これは、
（Ａ）分子中に少なくとも１個のアルケニル基を含み、主鎖を構成する繰り返し単位が主にオキシアルキレン単位または飽和炭化水素系単位からなる重合体と、
（Ｂ）分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を含む硬化剤と、
（Ｃ）ヒドロシリル化触媒と、
（Ｄ）前述の疎水性の有機基を有する導電剤と、
を主成分とする硬化性組成物の反応物より生成されるものである。
【０１２５】
この硬化性組成物における（Ａ）成分の重合体は、（Ｂ）成分とのヒドロシリル化反応により硬化する成分であり、分子中に少なくとも１個のアルケニル基を有することにより、ヒドロシリル化反応で高分子化して硬化する。（Ａ）成分に含まれるアルケニル基の数は、（Ｂ）成分とヒドロシリル化反応するという点から少なくとも１個必要であるが、ゴム弾性の視点から、直鎖状分子の場合は分子の両末端に２個のアルケニル基が存在し、分岐のある分子の場合には、分子末端に２個以上のアルケニル基が存在することが望ましい。（Ａ）成分の主鎖を構成する主な繰り返し単位はオキシアルキレン単位または飽和炭化水素系単位である。
【０１２６】
上記弾性層１２の外周面に形成される中間層１３には、例えば、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ニトリルゴム、アクリル−ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン等が用いられる。また、中間層１２中に、前述の疎水性の導電剤を含有させることも可能である。
【０１２７】
また、中間層１３には、例えば、特開２００２−３５７９４９号公報に開示されるような表面粗さ形成用の粒子を分散させることも可能である。表面粗さ形成用の粒子は、特に限定されるものではなく、例えば、シリカ，ウレタン樹脂，ポリアミド樹脂，フッ素樹脂，アクリル樹脂，尿素樹脂等が挙げられ、これらを単独または２種以上併用することができる。なかでも、トナーを高帯電化させることのできるシリカが好適に用いられる。
【０１２８】
中間層１３を形成するとき、上記の中間層形成用材料を有機溶剤に溶解等してコーティング液を作製し、弾性層１２上に塗布する。上記有機溶剤としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メタノール、トルエン、イソプロピルアルコール、メチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。特に、メチルエチルケトンを用いることが、上記層形成用材料に対する溶解性の点で好ましい。このようなコーティング液は、粘度を０．０２〜０．１０Ｐａ・ｓにすることが、塗工性等の点で好ましい。
【０１２９】
中間層１３の外周に形成される表面層１４には、例えば、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ブチラール樹脂（ＰＶＢ）等があげられ、これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。なかでも、耐摩耗性の点で、ウレタン樹脂が好適に用いられる。また、表面層１４中に、前述の疎水性の有機基を有する導電剤を含有させることも可能である。
【０１３０】
また、表面層１４を形成する樹脂としては、前述の特開平１１−２１２３５４号公報に開示されているポリシロキサン骨格を含有するポリオールとイソシアネート、及び、必要に応じて鎖伸長剤とを反応させて形成されるポリウレタン系樹脂も好ましく使用される。
【０１３１】
このポリウレタン系樹脂には、
（１）ポリオールと鎖伸長剤の一方または双方がポリシロキサン骨格を有するポリウレタン系樹脂
（２）鎖伸長剤にポリアミンなどを用いてウレア結合を導入したポリウレタン系樹脂
（３）ポリシロキサン骨格を含むポリオールとポリアミンなどを含む鎖伸長剤とを反応させて得るポリウレタン系樹脂
が該当する。
【０１３２】
前記ポリオールとしては、ポリエチレンジアジペート、ポリエチレンブチレンアジペート、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリ−ε−カプロラクトンジオール、ポリカーボネートポリオール、ポリプロピレングリコールなどのポリウレタン用ポリオールが挙げられる。これらの中でも、高温度・高湿度環境下でのトナー帯電量の低下を防ぐという視点から、ポリカーボネートポリオールが特に好ましい。このポリカーボネートポリオールとして、たとえばポリヘキサメチレンカーボネートジオールのような脂肪族または脂環式ポリカーボネートポリオールがより好ましい。
【０１３３】
前記イソシアネートとしては、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、シクロヘキサンジイソシアネート、水添ＭＤＩ、イソホロンジイソシアネート、１，３−キシリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネートなどが挙げられる。さらに、これらイソシアネートとポリオールやポリアミンとを、分子末端にイソシアネート基を有するように反応させて得られるウレタンプレポリマーを用いることもできる。
【０１３４】
鎖伸長剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン（ＩＰＤＡ）、ヒドラジンなどが挙げられる。
【０１３５】
表面層に前記ポリシロキサン骨格が含まれる場合は、ポリシロキサン骨格によって表面層の凝集エネルギーが下がることにより、表面層は、良好なトナー離型性をもち、トナーを良好にマイナス帯電し、かつ耐摩耗性を高めるというポリウレタン系樹脂の特性をも併せもつので、トナーフィルミングを防止し、トナーを良好に帯電し、かつ、ローラの耐久性を高めることも可能になる。
【０１３６】
ポリウレタン系樹脂中のポリシロキサン骨格の含有率は、５質量％〜７０質量％、好ましくは５質量％〜４５質量％、より好ましくは２０質量％〜４０質量％であることが、トナー離型性やトナーフィルミング防止の視点から好ましい。なお、ポリシロキサン骨格は、シリコーン変性ポリカーボネートポリオールのように１分子中にポリシロキサン骨格を含む他の骨格をも含むものであってもよい。
【０１３７】
また、上記表面層１４を形成する場合も、上記中間層１３を形成するときと同様に、表面層を形成させる樹脂材料を有機溶剤に溶解等してコーティング液を作製し、これを塗布して形成する。上記有機溶剤としては、ＭＥＫ等の従来公知のものが用いられる。このようなコーティング液は、粘度を０．０２〜０．１０Ｐａ・ｓにすることが、塗工性、ロール表面における粗さのばらつきに与える影響等の点で好ましい。
【０１３８】
表面層１４の表面粗さ（Ｒｚ）は、２〜２０μｍの範囲内になっていることが好ましい。より好ましくは、３〜１２μｍの範囲である。すなわち、本発明ではローラ中に前述した疎水性の有機基を有する導電剤と表面粗さ（Ｒｚ）を上記範囲内にすることにより、表面層表面に適度な平滑性が付与されると同時にトナーへの帯電付与が効率よく行われて、像担持体に安定したトナー供給を行って、所定の画像濃度と画質にムラのないトナー画像形成を実現させている。なお、上記表面粗さ（Ｒｚ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１の表面粗さの定義と表示により示されるなかの十点平均粗さに準拠して測定される。
【０１３９】
本発明に係る現像ロール１は、例えば、次のように作製することができる。すなわち、まず、弾性層１２形成用材料の各成分をニーダー等の混練機で混練し、弾性層１２形成用材料を作製する。ついで、円筒状金型の中空部に、金属製の軸体１１をセットし、円筒状金型と軸体１１との空隙部に、上記弾性層１２形成用材料を注型した後、金型を蓋し、加熱して、弾性層１２形成用材料を架橋させる。その後、円筒状金型から脱型することにより、軸体１１の外周面に弾性層１２を形成する。このように、軸体の外周面に弾性層が形成される。
【０１４０】
一方、中間層１３の層形成用材料を有機溶剤に溶解させて、コーティング液を作製する。なお、中間層１３に疎水性の有機基を有する導電剤や表面粗さ形成用の粒子を添加する場合は、コーティング液中にこれらを添加、混合して、中間層１３形成用コーティング液を作製する。この場合、導電剤や表面粗さ形成用の粒子は硬質なので、溶剤に溶解せずに分散状態となる。
【０１４１】
さらに、表面層１４の形成用材料を有機溶剤とともに混合して、表面層１４形成用コーティング液を作製する。
【０１４２】
そして、上記弾性層１２の外周面に、中間層１３形成用コーティング液を塗工する。この塗工法は、特に制限するものではなく、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法等の従来の方法が適用できる。そして、塗工後、乾燥および加熱処理（加硫処理、条件：１２０〜２００℃×２０〜９０分）を行うことにより、中間層１３形成用コーティング液中の溶剤を除去して中間層１３を形成する。
【０１４３】
さらに、中間層１３の外周面に、表面層１４形成用コーティング液を塗工する。この塗工法は、中間層１３形成用コーティング液と同様に、従来の方法が適用できる。そして、塗工後、乾燥および加熱処理（加硫処理、条件：１２０〜２００℃×２０〜９０分）を行うことにより、上記表面層１４形成用コーティング液中の溶剤を除去して表面層１４を形成する。このようにして、図３に示す三層構造の現像ローラを作製する。
【０１４４】
この現像ローラは、弾性層１２の厚みは１〜１０ｍｍの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは２〜６ｍｍである。また、中間層１３の厚みは３〜３０μｍの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは５〜２０μｍである。さらに、表面層１４の厚みは３〜３０μｍの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは５〜２０μｍである。なお、中間層１３の厚みは、導電剤や表面粗さ形成用の粒子を添加した場合は、これらの粒子によって凹凸状に形成された中間層１３の凹部の厚みを指す。そして、上記中間層１３を含む各層の厚みは、現像ロールから、表面層１４、中間層１３および弾性層１２を含む断面試料を採取し、電子顕微鏡写真に基づいて測定して得られる。
【０１４５】
なお、ここでは、現像ローラの例として、図３に示す三層構造のものをあげたが、軸体１１の外周に形成される層は必ずしも三層である必要はなく、ロールの用途等に応じ、弾性層１２と中間層１３との間に適宜の数の層を形成して三層以上としてもよい。また、特開平１１−２１２３５４号公報などに開示される弾性層と表面層からなる二層構造のものでもよい。
【０１４６】
次に、本発明に係る現像ローラが適用可能な現像装置の例を示す。電子写真方式の画像形成装置において、現像ローラは感光体などの静電潜像担持体へトナーを搬送する機能を有するものである。図４は、非磁性１成分トナーを用いた非磁性現像方式で用いられる現像ローラ１とその周辺構造を模式的に示した模式図である。現像ローラ１は、前述したようにＳＵＳ製やアルミニウム合金製などの導電性の軸体１１の周りに弾性層１２を同心円状に積層し、この弾性層１２の上に中間層１３と表面層１４を被覆して構成される。トナー容器１５に貯蔵されたトナーＴは、供給ローラ１６により現像ローラ１の表面に担持され、トナー容器１５に取付けられた規制ブレードなどの規制部材１７によって押圧されて接触帯電・摩擦帯電してトナー薄層１８を形成する。そして、このトナー薄層１８が像担持体１９の表面の静電潜像に付着することによって、トナー画像を形成する。
【０１４７】
現像ローラ１や供給ローラ１６、規制ブレード１７には、これら表面電位を調整すべく、直流電圧や交流電圧が印加されている場合が多い。なお、図示した現像ローラ１はその表面を感光体と接触しているが、その表面を感光体と非接触にしているものもある。
【０１４８】
次に、図４に示した現像ローラを用いた画像形成装置についてさらに説明する。図５は、本発明に係る現像ローラを使用することが可能な非磁性一成分系現像剤を用いたフルカラー画像形成装置の模式図である。
【０１４９】
図５のフルカラー画像形成装置Ｂは、回転駆動される感光体ドラム１９の周囲に、この感光体ドラム１９の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電ブラシ２６や、この感光体ドラム１９上に残留したトナーを掻き落すクリーナ２７が設けられている。
【０１５０】
また、帯電ブラシ２６によって帯電された感光体ドラム１９をレーザビームによって走査露光するレーザ走査光学系２０が設けられており、このレーザ走査光学系２０はレーザダイオード，ポリゴンミラー，ｆθ光学素子を内蔵した周知のものであり、その制御部にはシアン，マゼンタ，イエロー，ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送されるようになっている。そして、このレーザ走査光学系２０は、上記の各色毎の印字データに基づいて、順次レーザビームとして出力し、感光体ドラム１９上を走査露光し、これにより感光体ドラム１９上に各色毎の静電潜像を順次形成するようになっている。
【０１５１】
また、このように静電潜像が形成された感光体ドラム１９に各色のトナーを供給してフルカラーの現像を行なうフルカラー現像装置３０は、支軸３３の周囲にシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各非磁性１成分トナーを収容させた４つの色別の現像装置３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ、３１Ｂｋが設けられており、支軸３３を中心として回転し、各現像装置３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ、３１Ｂｋが感光体ドラム１９と対向する位置に導かれるようになっている。
【０１５２】
また、このフルカラー現像装置３０における各現像器３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ、３１Ｂｋにおいては、回転してトナーを搬送する本発明に係る現像ローラ１の外周面にトナー規制部材が圧接され、このトナー規制部材により、現像ローラ１によって搬送されるトナーの量を規制すると共に、搬送されるトナーを帯電させるようになっている。なお、このフルカラー現像装置３０においては、現像ローラ１によって搬送されるトナーの規制と帯電とを適切に行なうために、トナー規制部材を２つ設けるようにしてもよい。
【０１５３】
そして、上記のようにレーザ走査光学系２０によって感光体ドラム１９上に各色の静電潜像が形成される毎に、上記のように支軸３３を中心にして、このフルカラー現像装置３０を回転させ、対応する色彩のトナーが収容された現像器３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ、３１Ｂｋを感光体ドラム１９と対向する位置に順々に導き、各現像器３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ、３１Ｂｋにおける現像ローラ１を感光体ドラム１９に接触させて、上記のように各色の静電潜像が順々に形成された感光体ドラム１９上に、帯電された各色のトナーを順々に供給して現像を行なうようになっている。
【０１５４】
また、このフルカラー現像装置３０より感光体ドラム１９の回転方向下流側の位置には、中間転写体として、回転駆動される無端状の中間転写ベルト２が設けられており、この中間転写ベルト２は感光体ドラム１９と同期して回転駆動されるようになっている。そして、この中間転写ベルト２は回転可能な１次転写ローラにより押圧されて感光体ドラム１９に接触するようになっており、またこの中間転写ベルト２を支持する支持ローラの部分には、２次転写ローラが回転可能に設けられ、この２次転写ローラによって記録紙等の記録材Ｓが中間転写ベルト２に押圧されるようになっている。
【０１５５】
更に、前記のフルカラー現像装置３０とこの中間転写ベルト２との間のスペースには、中間転写ベルト上に残留したトナーを掻き取るクリーナ５０が中間転写ベルト２に対して接離可能に設けられている。
【０１５６】
また、普通紙等の記録材Ｓを中間転写ベルト２に導く給紙手段６０は、記録材Ｓを収容させる給紙トレイ６１と、この給紙トレイ６１に収容された記録材Ｓを１枚ずつ給紙する給紙ローラ６２と、上記の中間転写ベルト上に形成された画像と同期して給紙された記録材Ｓを中間転写ベルト２と上記の２次転写ローラとの間に送るタイミングローラ６３とで構成されており、このようにして中間転写ベルト２と２次転写ローラとの間に送られた記録材Ｓを２次転写ローラによって中間転写ベルト２に押圧させて、中間転写ベルト２からトナー像を記録材Ｓが押圧転写させるようになっている。
【０１５７】
一方、上記のようにトナー像が押圧転写された記録材Ｓは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段６６により定着装置７０に導かれるようになっており、この定着装置７０において転写されたトナー像が記録材Ｓ上に定着され、その後、この記録材Ｓが垂直搬送路８０を通して装置本体１の上面に排出されるようになっている。
【実施例】
【０１５８】
以下、
１．導電剤の作製
下記に示す疎水性の有機基を有する導電剤１〜９を作製した。
（１）導電剤１の作製
下記構造を有するスルフィド化合物２ｇを微細に分配した後、微細に分配した当該スルフィド化合物を１００ｍｌの水に分散させ、この分散液をカーボンブラック粒子（ピグメントブラックＦＷ１（Ｄｅｇｕｓｓａ Ｈｕｅｌ社製））１０ｇに添加してマッフル炉にセットし、１００℃に加熱して水分除去を行った。
【０１５９】
【化４】
【０１６０】
続いて、上記スルフィド化合物と上記カーボンブラックとの固体反応を行うため、マッフル炉内を２３０℃に設定し５時間加熱処理を行って、スルフィドを介して有機基と結合したカーボンブラックである導電剤１を作製した。
（２）導電剤２の作製
無水マレイン酸２ｇをアセトン１５０ｍｌに溶解させ、これにカーボンブラック粒子（ピグメントブラックＦＷ１（Ｄｅｇｕｓｓａ Ｈｕｅｌ社製））１０ｇを添加し、室温で３０分間撹拌した。引き続き、溶剤を真空下で留去した後、カーボンブラックをマッフル炉中で１８０℃、５時間加熱処理を行って、Ｃ−Ｃ結合を有する有機基と結合したカーボンブラックである導電剤２を作製した。
（３）導電剤３の作製
アセチレンジカルボン酸のモノカリウム塩２ｇを水１５０ｍｌに溶解させ、これにカーボンブラック粒子（Ｐｒｉｎｔｅｘ ３５（Ｄｅｇｕｓｓａ Ｈｕｅｌ社製））１０ｇを添加した。この液を還流下で１時間煮沸し、引き続き吸引ろ過した。その後、変性したカーボンブラックを水２００ｍｌで洗浄して、１００℃で８時間乾燥させて、Ｃ−Ｃ二重結合を有する有機基と結合したカーボンブラックである導電剤３を作製した。
（４）導電剤４の作製
５００ｍｌのフラスコ中で、（Ｈ5Ｃ2Ｏ）3Ｓｉ−（ＣＨ2）3−Ｎ3の構造を有するシラン Ｓｉ２５０ ２ｍｌをアセトン１５０ｍｌと混合し、カーボンブラック粒子（ＳＰＥＣＩＡＬ ＢＬＡＣＫ４（Ｄｅｇｕｓｓａ社製））１０ｇを添加した。回転蒸発器を用いて溶剤を真空中で留去し、残分を引き続き磨砕した。この混合物を、マッフル炉中、２５０℃で２時間かけて加熱処理した後、室温下に戻した。
【０１６１】
室温に戻した後、カーボンブラックをアセトン１５０ｍｌとともに１時間撹拌し、カーボンブラックを吸引ろ過して、乾燥箱中、１００℃で８時間乾燥させて、アミンを介して有機基と結合したカーボンブラックである導電剤４を作製した。
（５）導電剤５の作製
導電剤１の作製工程で、カーボンブラック粒子に代えて体積メディアン粒径が１５０ｎｍのアルミニウム粒子１０ｇにした他は同様の手順により、スルフィドを介して疎水性の有機基と結合したアルミニウム粒子である導電剤５を作製した。
（６）導電剤６の作製
導電剤３の作製工程で、カーボンブラック粒子に代えて体積メディアン粒径が１８０ｎｍの酸化スズ粒子１０ｇにした他は同様の手順により、Ｃ−Ｃ二重結合を有する有機基と結合した酸化スズ粒子である導電剤６を作製した。
（７）導電剤７の作製
導電剤４の作製工程で、カーボンブラック粒子に代えて体積メディアン粒径が１８０ｎｍの酸化亜鉛粒子にした他は同様の手順により、アミンを介して疎水性の有機基と結合した酸化亜鉛粒子である導電剤７を作製した。
（８）導電剤８の作製
導電剤２の作製工程で、カーボンブラック粒子に代えて体積メディアン粒径が１５０ｎｍのアルミニウム粒子１０ｇにした他は同様の手順により、Ｃ−Ｃ結合を有する有機基と結合したアルミニウム粒子である導電剤８を作製した。
（９）導電剤９の作製
導電剤３の作製工程で、カーボンブラック粒子に代えて体積メディアン粒径が１５０ｎｍの酸化アルミニウム粒子１０ｇにした他は同様の手順により、Ｃ−Ｃ二重結合を有する有機基と結合した酸化アルミニウム粒子である導電剤９を作製した。
２．実験その１；中間転写ベルトの評価実験
（１）基材層の作製
３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）とｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）とからなるポリアミド酸のＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶液（宇部興産製ユーワニスＳ（固形分１８質量％））に、前述の導電剤１〜９をポリイミド系樹脂固形分１００質量部に対して、２３質量部になるよう添加して、衝突型分散機（シーナス製ＧｅａｎｕｓＰＹ）を用い、圧力２００ＭＰａで、最小面積が１．４ｍｍ2で２分割後衝突させ、再度２分割する経路を５回通過させて、混合して、基材層用の導電剤入りのポリアミド酸溶液１〜９を得た。
【０１６２】
基材層用の導電剤入りのポリアミド酸溶液を円筒状金型内面に、ディスペンサーを介して０．５ｍｍに塗布し、１５００ｒｐｍで１５分間回転させて均一な厚みを有する展開層とした後、２５０ｒｐｍで回転させながら、金型の外側より６０℃の熱風を３０分間あてた後、１５０℃で６０分間加熱した。その後、３６０℃まで２℃／分の昇温速度で昇温し、さらに３６０℃で３０分加熱して溶媒の除去、脱水閉環水の除去、及びイミド転化反応の完結を行った。その後室温に戻し、金型から剥離し、目的とする無端ベルト状の基材層を得た。この基材層の総厚みは０．１ｍｍであった。
【０１６３】
また、疎水性の有機基を結合させる処理を行わなかったカーボンブラック粒子、アルミニウム粒子、酸化亜鉛粒子、酸化スズ粒子をポリイミド系樹脂固形分１００質量部に対して、２３質量部になるよう添加した基材層用の導電剤入りのポリアミド酸溶液１０〜１４を作製し、同様の手順で無端ベルト状の基材層を作製した。
（２）中間層の形成
塩化ビニル８０％、酢酸ビニル１５％、マレイン酸５％の組成比よりなる共重合体樹脂１００質量部をシクロヘキサノン４００質量部に溶解させた。この溶液に前述の導電剤１〜９、及び、疎水性の有機基を結合させていないカーボンブラック粒子、アルミニウム粒子、酸化亜鉛粒子、酸化スズ粒子を前述の共重合体樹脂１００質量部に対して１０質量部になるよう添加した。添加後、衝突型分散機（シーナス製ＧｅａｎｕｓＰＹ）で、圧力２００ＭＰａ、最小面積が１．４ｍｍ2で２分割後衝突させ、再度２分割する経路を５回通過させて、混合して、中間層用の導電剤入りの共重合体樹脂溶液１〜１４を得た。
【０１６４】
各溶液を対応する前述の各基材層上に厚さ１０μｍとなるようにスプレー塗布を行って中間層を形成した。
（３）表面層の形成
シリコーン樹脂（信越化学社製；商品名Ｘ−４０−２２６９） １００質量部
テトラメトキシシラン（東京化成社製） ３質量部
ｎ−ヘキサン ４００質量部
導電剤 ２３質量部
を配合し、ボールミルで混練、撹拌して１０ｃｐｓの各コーティング液を作製し、作製した各コーティング液を前述の中間層を形成した試料ベルト上に厚さ０．１ｍｍとなるようにスプレー塗布を行った。その後、オーブンで１２０℃で１時間乾燥させた。このようにして、中間転写ベルト１〜１４を作製した。
【０１６５】
得られた中間転写ベルトの物性を表１に示す。
（４）評価実験
作製した中間転写ベルト１〜１４を図２に示す画像形成工程を有する画像形成装置に搭載して、それぞれ連続１万枚のプリントを行って、プリント実施枚数に対する２次転写性の変動を評価した。連続プリント実施中の１０００枚、３０００枚、５０００枚の時に下記評価用のサンプルを５枚ずつ作成した。２次転写性の評価は、白抜けの発生有無とライン画像の中抜け発生を目視で行ったものである。なお、画像形成には個数メディアン粒径が６．０μｍのトナーよりなる非磁性一成分現像剤を使用した。なお、中間転写ベルト１〜９を用いたものを実施例１〜実施例９、中間転写ベルト１０〜１４を用いたものを比較例１〜比較例５とした。
【０１６６】
〈白抜け〉
白抜けの評価は、長径が０．４ｍｍ以上の白抜けがＡ４紙当たり何個あるかで判定した。なお、白抜け長径はビデオプリンター付き顕微鏡で測定した。評価の判定基準は、下記に示す通りである。
【０１６７】
○：０．４ｍｍ以上の白抜け頻度：全ての複写画像が３個／Ａ４以下
△：０．４ｍｍ以上の白抜け頻度：４個／Ａ４以上、１９個／Ａ４以下が１枚以上発生
×：０．４ｍｍ以上の白抜け頻度：２０個／Ａ４以上が１枚以上発生。
【０１６８】
〈ライン画像の中抜け〉
特開２０００−１２２４４０号公報に開示の方法で評価した。すなわち、各処理枚数毎に像濃度３０％の低密度背景部に像密度１００％の高密度ライン画像を中間転写ベルト上に形成し、これを２次転写して得られたトナー画像の濃度を、背景部〜高密度部〜背景部方向にスキャンして、その濃度プロファイルをプロットした。そして、背景部の濃度低下領域、すなわち抜け部の距離（幅）を計測して２次転写後の画質を評価したものである。なお、画像濃度は、３５ミクロン幅のスポット形状の光の反射率で計測して求めた。
【０１６９】
○：抜け部の幅が０．１５ｍｍ未満で優れた画質が得られた
△：抜け部の幅が０．１５ｍｍ以上０．３ｍｍ未満でほぼ良好な画質が得られた
×：抜け部の幅が０．３ｍｍ以上で画質上問題あり。
【０１７０】
得られた結果を表１に示す。
【０１７１】
【表１】
【０１７２】
表１の結果から明らかなように、疎水性の有機基を有する導電剤を含有させた本発明に該当する中間転写ベルトでは、連続で５０００枚以上のプリント作成を行っても白抜けやライン抜けといった画像欠陥の発生が見られなかった。一方、比較例である疎水性の有機基を結合させなかった導電剤を含有させた中間転写ベルトを用いた場合は、１０００枚あたりから画像欠陥の発生が見られ、本発明に係る中間転写ベルトとは明らかに異なる結果となった。
３．実験その２；現像ローラの評価
（１）弾性層の作製
直径１０ｍｍのＳＵＳ（ステンレス鋼）製のシャフトの周りに厚さ７．５ｍｍの導電性弾性層を設けた。この導電性弾性層の外周に表面層を被覆して構成されるものである。以下に、導電性弾性層と表面層の具体的な構成について説明する。なお、これら実施例は、何ら本発明を限定するものではない。
（弾性層１）
特開平１１−２１２３５４号公報に開示されている末端アリル化ポリオキシプロピレン系重合体１００質量部、ポリシロキサン系硬化剤（ＳｉＨ価０．３６モル／１００ｇ）６．６質量部、塩化白金酸の１０％イソプロピルアルコール溶液０．０６質量部に、前述の導電剤１〜９、及び、疎水性の有機基を結合させる処理を行わなかったカーボンブラック粒子、アルミニウム粒子、酸化亜鉛粒子、酸化スズ粒子を７重量部、を混合し、減圧（１．３３ｋＰａ以下、１２０分間）脱泡した。得られた組成物を前記シャフトの周りに被覆し、金型内１２０℃の環境下で３０分間静置して硬化させ、厚さ７．５ｍｍのゴム弾性体１〜９及び１４〜１８を作製した。ＪＩＳ Ｋ ６３０１ Ａ法に準拠して測定した弾性層１のみのＪＩＳ Ａ 硬度は１５°であった。
（弾性層２）
特開２００２−３５７９４９号公報に開示のシリコーンゴムコンパウンド１１０質量部内に前述の導電剤１〜４と疎水性の有機基を結合させる処理を行わなかったカーボンブラック粒子をそれぞれ７質量部添加してシリコーンコンパウンドを調製した。これらのシリコーンコンパウンド１０〜１３及び１９、２０を注型した後、金型に蓋をし、これを加熱（１８０℃×５分）して、シリコーンゴムコンパウンドを加硫し、その後脱型して、厚さ７．５ｍｍのシリコーンゴム弾性体１０〜１３及び１９、２０を作製した。
（２）中間層形成用溶液の調製
つぎに、ポリウレタン系エラストマー（ＵＮ２７８、坂井化学社製）１００質量部と、前述の導電剤１〜９と、疎水性の有機基を結合させる処理を行わなかったカーボンブラック粒子、アルミニウム粒子、酸化亜鉛粒子、酸化スズ粒子をそれぞれ２０質量部、架橋剤１０質量部と、ＭＥＫ４００質量部とを混合して得られるポリマー溶液に、平均粒径２０μｍのウレタン樹脂からなる粒子（バーノックＣＦＢ１００、大日本インキ化学工業社製）２０部を分散して混合、攪拌して、中間層形成用溶液１〜１４を調製した。
（３）表面層形成用溶液の調製
ポリヘキサメチレンカーボネートジオール（数平均分子量２，０００）１５０質量部、ポリジメチルシロキサンポリオール（数平均分子量２，０００）５０質量部、及びシクロヘキサンジイソシアネート３２質量部を、三口フラスコに仕込み、攪拌しながら１００℃、４時間の反応を行い、分子末端にＮＣＯ基を有するプレポリマーを作製した。このプレポリマーを５０℃に冷却後、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）５８０ｇを仕込み、ＩＰＤＡ（イソホロンジアミン）１６ｇを少しずつ滴下して、鎖伸長反応を４０℃、３時間の条件下で行った。その後、得られた固形分をＤＭＦ：ＭＥＫ＝１：１の溶液で約６％に希釈して、表面層形成用溶液を調製した。
（４）現像ローラの作製
上記ゴム弾性体１〜９及び１４〜１８の外周面に上記中間層形成用溶液１〜１４を、シリコーンゴム弾性体１０〜１３及び１９、２０の外周面に上記中間層形成用溶液１〜４と上記中間層形成用溶液１０、１１をロールコート法により塗工した後、乾燥および加熱処理を行ない、弾性層の外周面に厚さ１０μｍの中間層を形成した。
【０１７３】
さらに、上記中間層の外周面に、上記表面層形成用溶液をロールコート法により塗工した後、乾燥および加熱処理を行ない、中間層の外周面に厚さ１５μｍの表面層を形成した。得られた現像ローラを現像ローラ１〜２０とする。
（５）評価実験
作製した現像ローラ１〜２０を図５に示す画像形成装置に搭載して、それぞれ連続１万枚のプリントを行い、プリント実施後の画質を評価した。ここで、現像ローラ１〜１３を用いたものを実施例１１〜実施例２３、現像ローラ１４〜２０を用いたものを比較例１１〜比較例１７とした。
【０１７４】
下記に記載の方法により、現像ローラのトナー搬送性能やトナー供給性能に起因する画質変動の評価と、トナー飛散の発生状況を評価した。評価は、１万枚の連続プリントを行って評価を行った。画像形成時の条件は以下のとおりである。なお、画像形成条件は以下のとおりである。
【０１７５】
・感光体 ：積層型有機感光体
・ＤＣバイアス ：−５００Ｖ
・Ｄｓｄ（感光体と現像スリーブ間距離）：６００μｍ
・規制ブレード ：ステンレス製を使用
・現像剤層厚 ：７００μｍ
・現像スリーブ径 ：４０ｍｍ
・温度 ：２０℃、６０％ＲＨ環境
〈画像のかぶり〉
画像のかぶりは、未使用の用紙の反射濃度を０としたときの、文字／ラインパターン白地部の相対反射濃度を測定し、以下のように評価した。すなわち、
○；相対反射濃度が０．００４以下である場合
△；相対反射濃度が０．００４を超え、０．００６以下である場合
×；相対反射濃度が０．００６を超える場合。
【０１７６】
〈文字散り〉
文字散りは、４ポイントの「鐘」という文字を拡大して観察したときの文字輪郭のシャープさ及び文字の滲み度合いの状態を評価した。すなわち、
○；「鐘」の文字の空間部がすっきりと抜けていて文字の輪郭が明瞭であり、また、文字周辺部のトナー散りも極めて少ない場合
△；「鐘」の文字の空間部がやや潰れている（トナー散りでやや埋まっている）が、文字周辺部のトナー散りが少ない場合
×；「鐘」の文字の空間部が潰れており（トナー散りで埋まっている）、しかも、文字周辺部のトナー散りが多く、文字の輪郭が滲んでいる場合。
【０１７７】
〈画像濃度ムラ〉
画像濃度ムラは、シアン単色のソリッドパターンまたは青単色のソリッドパターンのページ内における任意の９カ所における色差（Ｌ＊ａ＊ｂ＊空間での距離）で評価した。すなわち、
○；シアン単色のソリッドパターンについての９カ所の色差が３以下であり、かつ、青単色のソリッドパターンについての９カ所の色差が７以下である場合
△；シアン単色のソリッドパターンについての９カ所の色差が３を超え、５以下であり、かつ、青単色のソリッドパターンについての９カ所の色差が７以下である場合、または、シアン単色のソリッドパターンについての９カ所の色差が３以下であり、かつ、青単色のソリッドパターンについての９カ所の色差が７を超え、９以下である場合
×；シアン単色のソリッドパターンについての９カ所の色差が３を超え、かつ、青単色のソリッドパターンについての９カ所の色差が９を超える場合。
【０１７８】
〈機内汚れ〉
機内汚れは、画像出力終了後に現像装置を取り外し、現像装置装着部近傍の汚れの状態を目視観察して評価した。すなわち、
○；機内汚れが認められない場合、または、現像装置装着部のみに極軽微な汚れがみられる場合
△；現像装置装着部近傍（例えば、両端部等）に僅かな汚れが認められる場合
×；現像装置装着部の汚れが周辺部（例えば、帯電器等）にまで拡大している場合
結果を表２に示す。
【０１７９】
【表２】
【０１８０】
表２の結果から明らかなように、疎水性の有機基を有する導電剤を含有させた本発明に該当する現像ローラでは、連続で１万枚のプリント作成を行った後に、現像ローラのトナー搬送性やトナー供給性能の低下に起因するトナー飛散や画像欠陥の発生が見られなかった。一方、比較例である疎水性の有機基を結合させなかった導電剤を含有させた現像ローラを用いた場合は、トナー飛散や画像欠陥が顕著に表れ、本発明に係る現像ローラとは明らかに異なる結果となった。
【図面の簡単な説明】
【０１８１】
【図１】中間転写ベルトの構造を示す模式図である。
【図２】中間転写ベルトを用いた画像形成装置の一例を示す模式図である。
【図３】現像ローラの構造例を示す模式図である。
【図４】現像ローラを有する現像装置の一例を示す模式図である。
【図５】現像ローラを使用する画像形成装置の模式図である。
【符号の説明】
【０１８２】
１ 現像ローラ
１１ 軸体
１２ 弾性層
１３ 中間層
１４ 表面層
２ 中間転写ベルト
２１ 表面層
２２ 中間層
２３ 基材層
Ａ、Ｂ 画像形成装置
Ｓ 記録材、記録紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電剤を含有するベルト、及び、ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタに代表される電子写真方式の画像形成装置は、像担持体上の静電潜像に現像ローラより供給されるトナーにより現像を行い、形成されたトナー画像を中間転写ベルトなどの部材を介して紙などの記録媒体上に転写する工程を経て画像形成を行う。
【０００３】
これらの装置に用いられる現像ローラには、像担持体への安定したトナー供給が求められている。また、中間転写ベルトには、像担持体からベルトへの、及び、ベルトから紙への良好なトナー転写性と、転写後の残存トナーをきれいに除去するクリーニング性能が求められている。そして、カーボンブラックなどの導電性材料をこれらの部材内に含有させて抵抗を制御することにより、これらの性能を満足させようとする技術がある。具体的には、中間層などの各構成層中にカーボンブラックなどの導電剤を配合させた電子写真方式の画像形成装置用のローラに関する技術がある（例えば、特許文献１参照）。また、表面層に電子伝導性を付与する導電剤を含有させることによりベルト表面の抵抗を制御した中間転写ベルトの技術もある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
このように、カーボンブラックなどの導電剤を含有させて抵抗性を制御したローラやベルトの技術があるが、導電剤を含有させても十分な抵抗制御が行えなかった。その理由は、これらの部材を製造する工程で、導電剤を樹脂に含有させると導電剤が樹脂中でなかなか均一に分散しないという問題によるものであった。すなわち、導電剤を樹脂中に均一分散させるためには、この工程に要する時間を長くしなくてはならないが、部材の生産性向上の視点から導電剤を樹脂中で迅速に分散させる技術が求められていた。
【０００５】
また、十分な抵抗制御性能の得られない部材を用いて画像形成を行うと、画像欠陥などの不良が発生するようになった。例えば、中間転写ベルトでは、トナー像を記録紙に転写し記録紙を中間転写ベルトから剥離する際に剥離放電による白抜けと呼ばれる画像欠陥が発生し易くなった。また、現像ローラでは像担持体への所定量のトナー供給やトナー搬送が難しくなり、濃度むらなどの画像不良やトナー飛散によるカブリが発生した。
【特許文献１】特開平１１−２６７５８３号公報（段落００２０等参照）
【特許文献２】特開２００１−２４２７２５号公報（段落００１７等参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、ベルトやローラの生産工程において、これらの部材の抵抗を制御するために添加される導電剤を樹脂中で迅速かつ均一に分散させることが可能な技術を提供することを目的とする。すなわち、本発明は、製造工程における生産効率を向上させるとともに、安定した抵抗性御性能を発現させることが可能なローラやベルトを提供することを目的とする。
【０００７】
具体的には、電子写真方式の画像形成に使用したときには、トナー供給やトナー搬送を安定して行えるローラを提供するとともに、転写時に剥離放電を起こさずに安定した転写性能を発現する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】
本発明は、以下に記載の構成により達成される。
【０００９】
（請求項１）
疎水性の有機基を有する導電剤を含有する樹脂層を有することを特徴とするベルト。
【００１０】
（請求項２）
前記樹脂層の抵抗率が、１０4Ωｃｍ乃至１０10Ωｃｍであることを特徴とする請求項１に記載のベルト。
【００１１】
（請求項３）
前記樹脂層は、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、シリコン樹脂、フッ素樹脂のうち、少なくとも１つを含有するものであることを特徴とする請求項１または２に記載のベルト。
【００１２】
（請求項４）
前記ベルトは、電子写真方式の画像形成に用いられる転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のベルト。
【００１３】
（請求項５）
前記転写ベルトは、基材層、中間層、及び、表面層を有し、
前記導電剤が基材層と中間層の少なくとも一方に含有されていることを特徴とする請求項４に記載のベルト。
【００１４】
（請求項６）
前記表面層の表面抵抗率が、１．０×１０11Ω／□乃至１．０×１０13Ω／□であることを特徴とする請求項５に記載のベルト。
【００１５】
（請求項７）
前記導電剤が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のベルト。
【００１６】
（請求項８）
前記疎水性の有機基は、イオウ原子を介して、前記導電剤と結合しているものであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のベルト。
【００１７】
（請求項９）
疎水性の有機基を有する導電剤を含有する樹脂層を有することを特徴とするローラ。
【００１８】
（請求項１０）
前記樹脂層の抵抗率が、１０4Ωｃｍ乃至１０10Ωｃｍであることを特徴とする請求項９に記載のローラ。
【００１９】
（請求項１１）
前記樹脂層は、ポリウレタン系エラストマー、シリコーンゴム、オキシアルキレン系組成物を含有する樹脂の少なくとも１つを含有するものであることを特徴とする請求項９または１０に記載のローラ。
【００２０】
（請求項１２）
前記ベルトは、電子写真方式の画像形成に用いられる現像ローラであって、
該現像ローラは、
弾性層、中間層、及び、表面層を有するものであって、
弾性層及び中間層の少なくとも１つの層に前記疎水性の有機基を有する導電剤を含有する樹脂層を有することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のローラ。
【００２１】
（請求項１３）
前記導電剤が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のローラ。
【００２２】
（請求項１４）
前記疎水性の有機基は、イオウ原子を介して、前記導電剤と結合しているものであることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載のローラ。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、疎水性の有機基を有する導電剤を樹脂層に含有させることにより、ベルトあるいはローラの生産工程でこれまで律速になりがちだった導電剤の樹脂相内への分散を迅速に行えるようにした。その結果、これらの導電剤を含有させた樹脂層内では導電剤が均一に分散しているので、ベルトやローラの電気的な特性を大幅に改良することが可能になった。すなわち、本発明によれば、導電剤が樹脂層内に均一に分散しているので、ベルトやローラ表面における電気抵抗にばらつきが発生することがなくなった。
【００２４】
具体的には、例えば、電子写真方式の画像形成装置で使用される現像ローラに本発明に係る技術を適用すると、現像ローラの帯電性に変動をきたしにくいので、現像装置内で安定したトナー搬送及び像担持体へのトナー供給を長期にわたり行えるようになった。その結果、像担持体には所定量のトナーが安定して供給されるようになり、現像ムラなどの画質低下や帯電性の変動によって生じていたトナー飛散の問題を解消させることができた。
【００２５】
また、中間転写ベルトに本発明に係る技術を適用すると、中間転写ベルト表面上で電荷のばらつきが発生しにくくなり、トナー画像を中間転写ベルトから記録媒体上に転写するときに問題になっていた剥離放電の影響が弱められるようになった。その結果、剥離放電に起因する集中放電により発生していた白抜けなどの画像欠陥の発生を大幅に抑制することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明では、ベルトやローラに抵抗制御性を付与させるために使用される導電剤の構造に着目した。すなわち、本発明は、構造中に疎水性の有機基を有する導電剤が樹脂中で分散し易い性質を有するものであることを見出し、このような構造を有する導電剤をベルトやローラの製造に適用させたものである。その結果、ローラやベルトの製造工程において生産効率を大幅に向上させ、また、製造されたローラやベルトを用いて電子写真の画像形成を行ったところ、安定した抵抗制御性能が発現されることを見出したのである。
【００２７】
このように、疎水性を有する有機基を有する導電剤を樹脂中に含有させることにより、本発明の課題が解消された理由は以下のように推測される。すなわち、導電剤中に存在する疎水性の有機基の影響で導電剤に適度な親油性が付与される結果、導電剤が樹脂中で分散し易くなったものと推測される。また、これらの有機基と樹脂分子との間に適度な静電間引力が作用することにより、分散状態の導電剤は樹脂中でも安定化されるものと推測される。
【００２８】
また、本発明では、導電剤が構造中に疎水性の有機基を有することにより、ローラやベルトが湿度に対して影響を受けにくくなり抵抗の環境依存性が小さくなったものと推測される。その結果、環境に対する現像特性や転写特性の変化を少なくなりこれらの特性を安定して維持させることができるようになったものと推測される。
【００２９】
さらに、本発明では、疎水性の有機基の中でも、特に、スルフィド基を介して導電剤と結合を有する有機基を有するものを用いた場合、本発明の効果がより明確に発現されることが見出された。これは、スルフィド基の存在によりゴム中における導電剤の分散性が向上したためと推測され、表面安定性や抵抗安定性の向上や抵抗値の制御に顕著な効果を奏することが見出された。
【００３０】
次に、本発明に使用可能な導電剤について説明する。
【００３１】
本発明でいう疎水性の有機基は、次のようなものをいう。すなわち、
（１）少なくとも１つのスルフィドを介して、あるいは、ポリスルフィド橋を介して導電剤と結合する構造を有する有機基
（２）少なくとも１つの置換Ｃ−Ｃ−単結合もしくは二重結合を有し、該結合を介して導電剤と結合し、かつ、Ｃ−Ｃ−単結合もしくは二重結合の少なくとも１つの炭素原子が少なくとも１つの活性化置換基を有する有機基
（３）２級アミン及び３級アミンのいずれかのアミン基を介して導電剤と結合する構造を有する有機基
また、上記の有機基のほかに、例えば、炭素数が６以上のアルキル基やフェニル基などのように十分な疎水性を発現するものも挙げられる。また、本発明でいう疎水性とは、その表面が非極性の液体で濡れる傾向を有することを意味するもので、数値で具体的に説明すると、構造中にＨＬＢ値が７よりも小さな値となる部位を有する有機基のことを疎水性の有機基と呼んでいる。
【００３２】
以下、上記（１）乃至（３）に示す疎水性有機基を有する導電剤について説明する。
【００３３】
先ず、少なくとも１つのスルフィドを介して、あるいは、ポリスルフィド橋を介して導電剤と結合する構造を有する有機基を有する導電剤は、下記構造を有するものである。
【００３４】
導電剤−Ｓｘ−Ｒ
〔式中、Ｒは、アルキル、Ｙで官能化されたアルキル、ポリマー、環状有機基、アリール、Ｙで官能化されたアリールＡｒＹｎ（ここで、ｎ＝１〜５である）であり、Ｙは−ＯＨ、−ＳＨ、−ＳＯ3Ｈ、−ＳＯ3Ｍ、−Ｂ（ＯＨ）2、−Ｏ（ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ）ｎ−Ｈ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＭ、−ＮＨ2、−ＮＲ22、−Ｎ（（ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ）ｎＨ）2、−ＣＯＮ（（ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ）ｎＨ）2、トリアルコキシシリル、ペルフルオロアルキル、Ｒ2、−ＮＨ3+、−ＮＲ23+、−ＳＯ2−ＮＲ22、−ＮＯ2、−Ｃｌ、−ＣＯ−ＮＲ22、−ＳＳ−、−ＳＣＮであり、Ｒ2は脂肪族基、例えばアルカン、アルケン、アルコール、エーテル、アルデヒド、ケトン、カルボン酸又は炭化水素、環状有機基、例えば脂環式炭化水素、置換又は非置換の、分枝又は非分枝の脂肪族又は環状部分を有する有機化合物、発色団基又は染料であり、ｘ＝１〜８、有利に１である〕。
【００３５】
環状有機基は、シクロアルキル、シクロアルケニル、ヘテロ環式基、例えばピロリジニル−、ピロリニル−、ピペリジニル又はモルホリニル、アリール基、例えばフェニル、ナフチル又はアントラセニル、並びにヘテロアリール基、例えば、イミダゾリル、ピラゾリル、ピリジニル、チエニル、チアゾリル、フリール又はインドリルであってよい。
【００３６】
上記有機基を有する導電剤は、一般式：Ｒ−Ｓｙ−Ｒ（ここで、ｙ＝２〜１０である）の有機化合物と導電剤とを反応させて得られる。なお、この反応では、はじめに施与された基は、反応を引き続いて行うことにより更に変性させることも可能である。
【００３７】
なお、導電剤と反応させる一般式；Ｒ−Ｓｙ−Ｒで表される化合物は、ｙが２乃至１０であり、Ｒは同一または異なるものでもよい。
【００３８】
また、一般式；Ｒ−Ｓｙ−Ｒで表される化合物には、ラジカル分解可能な結合を有する化合物を使用することができる。この場合、この発見された反応原理は親水性の導入も親油性基の導入も許すので、これらの基Ｒは、潜在的な使用分野のために特別あつらえることができる。これらの基は、イオン性、ポリマー性又は他の反応のために反応性であってもよい。
【００３９】
一般式；Ｒ−Ｓｙ−Ｒで表される化合物は、混入によりまたはスプレーにより導電剤上に施与することができる。一般式；Ｒ−Ｓｙ−Ｒを有する化合物は、粉末、融液あるいは溶液として施与することができる。特に、導電剤としてカーボンブラックを用いる場合はこの化合物を施与するのが有利である。
【００４０】
また、導電剤への上記化合物の添加は、ある程度の温度を有する環境下で行うことが好ましく、例えば、導電剤にカーボンブラックを用いる場合は、０〜３００℃、好ましくは１５０〜２５０℃の温度を有する環境下での熱処理により行われる。
【００４１】
このように、導電剤を変性させるための上記反応は、溶剤なしあるいは溶剤中で行え、易揮発性有機溶剤中で行うことが好ましい。
【００４２】
次に、少なくとも１つの置換Ｃ−Ｃ−単結合もしくは二重結合を有し、該結合を介して導電剤と結合し、かつ、Ｃ−Ｃ−単結合もしくは二重結合の少なくとも１つの炭素原子が少なくとも１つの活性化置換基を有する有機基を有する導電剤について説明する。
【００４３】
本発明では、Ｃ−Ｃ−単結合もしくは二重結合の少なくとも１つの炭素原子が少なくとも１つの活性化置換基を有するものである。ここで、活性化置換基はアクセプタ置換基が好ましい。アクセプタ置換基とは、−ＣＯＯＲ、−ＣＯ−Ｒ、−ＣＮ、−ＳＯ2Ｒ、−ＳＯ2ＯＲの構造を有するものであり、ＲはＨ原子、アルキル基、アリール基、もしくは、官能化されたアルキル基もしくはアリール基である。例えば、ω−カルボキシアルキル、ＨＳＯ3−、ＣｘＨｙ−、Ｈ2Ｎ−ＣｘＨｙ−、Ｈ2Ｎ−ＳＯ2−ＣｘＨｙ−が挙げられる。
【００４４】
上記有機基を有する導電剤は、導電剤と有機基内のＣ−Ｃ−二重結合もしくは三重結合を有する置換基とが反応して生成される。すなわち、活性化されたＣ−Ｃ−二重結合もしくは三重結合を有する有機化合物と導電剤とを反応させて得られるものである。
【００４５】
ここで、Ｃ−Ｃ−二重結合もしくは三重結合を有する有機化合物のこれらの多重結合を活性化させるために、アクセプタ置換基を有する化合物を使用して活性化置換基を形成させる。なお、アクセプタ置換基の反応原理によれば親水基も親油基も導入できるので、置換基を調整することが好ましい。また、置換基はイオン性でも、ポリマー状でも、あるいはその他の反応に対する反応性を有するものでもよい。
【００４６】
アクセプタ置換基を有する有機化合物について説明する。アクセプタ置換基を有する有機化合物としては、下記一般式（Ｉ）の構造を有するものが挙げられる。
【００４７】
【化１】
【００４８】
〔式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は同じか、または異なっていてもよく、かつ、Ｒ1は−ＣＯＯＲ、−ＣＯ−Ｒ、−ＣＮ、−ＳＯ2Ｒ、−ＳＯ2ＯＲであり、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4はＲ1、Ｈ原子、アルキル基、アリール基、−ＣＯＯＭ（ＭはＨイオン、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン）、Ｃｌおよびその他の非アクセプタ置換基であり、かつ、ＲはＨ原子、アルキル基、アリール基、または、官能化したアルキル基もしくはアリール基である。例えば、ω−カルボキシアルキル、ＨＳＯ3−ＣｘＨｙ−、Ｈ2Ｎ−ＣｘＨｙ−、Ｈ2Ｎ−ＳＯ2−ＣｘＨｙ−および類似の基である〕
また、アクセプタ置換基を有する他の有機化合物として、下記一般式（II）の構造を有するものが挙げられる。
【００４９】
【化２】
【００５０】
すなわち、一般式（II）の構造を有する有機化合物としては、ＸがＯ原子、または、Ｎ−Ｒ5である無水マレイン酸やマレイン酸イミドが挙げられる。
【００５１】
なお、有機基Ｒ5はアルキル基、Ｙにより官能化されたアルキル基、ポリマー、環式有機基、アリール基、Ａｒ−Ｙｎ（ｎ＝１〜５）の形のＹにより官能化されたアリール基である。Ｙは、−ＯＨ、−ＳＨ、−ＳＯ3Ｈ、−ＳＯ3Ｍ、−Ｂ（ＯＨ）2、−Ｏ（ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ）ｎ−Ｈ、−ＣＯＯＨ、−ＣＯＯＭ、−ＮＨ2、−ＮＲ2、−Ｎ（（ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ）ｎＨ）2、ＣＯＮ（（ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ）ｎＨ）2、トリアルコキシシリル、ペルフルオロアルキル、Ｒ5、−ＮＨ3+、−ＮＲ3+、−ＳＯ2−ＮＲ2、−ＮＯ2、−Ｃｌ、−ＣＯ−ＮＲ2、−ＳＳ−、−ＳＣＮである。
【００５２】
窒素原子と接している有機基Ｒ5は、脂肪族基、環式有機基、または、脂肪族部分を１つと環式部分を１つずつ有する有機化合物であってもよく、また、有機基Ｒ5は、構造中に置換もしくは非置換、分枝鎖状もしくは非分枝鎖状の部位を有するものでもよい。
【００５３】
有機基Ｒ5が脂肪族基である場合、具体的には、アルカン、アルケン、アルコール、エーテル、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、炭化水素などの基が挙げられる。
【００５４】
また、環式有機基の具体例としては、例えば、シクロアルキル基やシクロアルケニル基などの脂環式炭化水素、ピロリジニル基、ピロリニル基、ピペリジニル基、モルホリル基などのヘテロ環式化合物、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基などのアリール基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、ピリジニル基、チエニル基、チアゾリル基、フリル基、インドリル基などのヘテロアリール基が挙げられる。
【００５５】
また、有機基Ｒ5は、別の官能基により置換されているものや、発色団あるいは染料であってもよい。
【００５６】
さらに、有機基Ｒ5は、ｐ−ベンゾキノン、エチルビニルエーテルなどの不飽和化合物や、アジドジカルボン酸エステルのようなヘテロ原子を多重結合中に有する化合物であってもよい。
【００５７】
一般式（II）の構造を有する有機化合物で、ＸがＯ原子の化合物の製造方法は、例えば、置換された無水コハク酸タイプの生成物を塩基性もしくは酸性の条件下で開環させ、アルコールもしくはアルコラートを用いた半エステル形成により生成される。また、アミンを用いてアミド形性を経て生成する場合は、例えば、第１アミンを用いた場合は加熱によるイミド化を継続させて行うことで官能化が行われて生成される。さらに、アンモニアを使用する場合は、生成したイミドを後から窒素部位を置換することで生成される。
【００５８】
上記有機基を導電剤に付与する方法は、アクセプタ置換基を有する有機化合物を混合もしくは噴霧により導電剤上に添加する方法が挙げられる。また、アクセプタ置換基を有する有機化合物を粉末、溶融物あるいは溶液にして導電剤に添加する方法もある。特に、導電剤の製造中にアクセプタ置換基を有する有機化合物を添加することが好ましく、ある程度の温度を有する環境下で導電剤を変性させる。例えば、導電剤にカーボンブラックを用いる場合は、カーボンブラックの変性を効率よく行うためには、溶剤を使用しないか、あるいは、易揮発性有機溶剤などの溶剤を用いるとよい。上記の有機基を付与してカーボンブラックを変性させるための反応は、２３℃〜２５０℃、好ましくは８０℃〜１４０℃の温度で行われる。
【００５９】
このように、導電剤を変性させるための上記反応は、溶剤なしあるいは溶剤中で行え、易揮発性有機溶剤中で行うことが好ましい。
【００６０】
次に、２級アミン及び３級アミンのいずれかのアミン基を介して有機基と結合している構造を有する導電剤は、導電剤＝Ｎ−Ｒ、または、導電剤−ＮＨ−Ｒのいずれかの構造を有するものである。ここで、Ｒは構造中にケイ素を含有するものである。
【００６１】
Ｒの実施形態の１つとして、−（ＣＨ2）ｎ−ＳｉＲ1Ｒ2Ｒ3が挙げられる。ここで、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3は、炭素数が１〜８のアルキル基、炭素数が１〜８のアルコキシ基、Ｈ原子またはハロゲニドを表し、ｎは１〜１０の数である。また、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3の構造は同一であっても、また、異なるものであってもよい。この中でも、Ｒが−（ＣＨ2）3−Ｓｉ（ＯＣ2Ｈ5）3の構造を有するものが好ましい。
【００６２】
また、Ｒ−Ｎ3の構造を有する有機化合物と反応させて疎水性の有機基を有する導電剤を作成する方法がある。ここで、Ｒは構造中にケイ素を含有するものである。
【００６３】
Ｒ−Ｎ3で表される化合物は、ラジカル形成下に窒素を離脱させる化合物を使用することができる。
【００６４】
Ｒ−Ｎ3の構造を有する具体的な有機化合物として、例えば、アジドシランが好ましく用いられる。この化合物は、下記一般式（III）で表されるものである。
【００６５】
Ｒ1Ｒ2Ｒ3Ｓｉ−（ＣＨ2）ｎ−Ｎ3 （III）
〔式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3は、炭素数１８のアルキル基、炭素数１〜８のアルコキシ基、Ｈ原子またはハロゲニドを表し、ｎは１〜１０の数である。また、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3の構造は同一であっても、また、異なるものであってもよい。〕
また、Ｒ−Ｎ3の構造を有する具体的な有機化合物として、例えば、下記一般式（IV）で表される３−アジドプロピルトリエトキシシランが挙げられる。
【００６６】
（Ｈ5Ｃ2Ｏ）3Ｓｉ−（ＣＨ2）3−Ｎ3 （IV）
Ｒ−Ｎ3の構造を有する化合物は、導電剤上に混入させたり、また、スプレーにより、または溶剤の引き続く留去を伴う導電剤懸濁液中で、添加させることができる。Ｒ−Ｎ3の構造を有する化合物は、粉末または溶液として添加することができる。
【００６７】
上記有機基を導電剤に付与する方法は、Ｒ−Ｎ3の構造を有する有機化合物を混合もしくは噴霧により導電剤上に添加する方法が挙げられる。また、Ｒ−Ｎ3の構造を有する有機化合物を粉末、溶融物あるいは溶液にして導電剤に添加する方法もある。特に、導電剤の製造中にＲ−Ｎ3の構造を有する有機化合物を添加することが好ましく、ある程度の温度を有する環境下で導電剤を変性させる。例えば、導電剤にカーボンブラックを用いる場合は、カーボンブラックの変性を効率よく行うためには、溶剤を使用しないか、あるいは、易揮発性有機溶剤などの溶剤を用いるとよい。上記の有機基を付与してカーボンブラックを変性させるための反応は、０℃〜４００℃、好ましくは２００℃〜３００℃の温度で行われる。
【００６８】
このように、導電剤を変性させるための上記反応は、溶剤なしあるいは溶剤中で行え、易揮発性有機溶剤中で行うことが好ましい。
【００６９】
また、本発明では、上述したような構造中に疎水性の有機基を有する導電剤が用いられるが、このような構造の有機基を有する導電剤により、ローラやベルトが湿度に対して影響を受けにくくなり抵抗の環境依存性が小さくなったものと推測される。その結果、環境に対する現像特性や転写特性の変化を少なくなりこれらの特性を安定して維持させることができるようになったものと推測される。
【００７０】
さらに、本発明では、疎水性の有機基の中でも、特に、スルフィド基を介して導電剤と結合するものが特に好ましいことを確認した。スルフィド基を介して導電剤と結合するものが特に好ましい理由は、おそらく、スルフィド基の存在によりゴム中において導電剤が分散し易くなったためと推測され、表面安定性や抵抗安定性の向上や抵抗値の制御に顕著な効果を奏することが見出されている。
【００７１】
次に、本発明に使用可能な導電剤について説明する。本発明に使用可能な導電剤は、前述の疎水性有機基を結合させることが可能なものであれば特に限定されるものではない。具体的には、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、ニッケル、銅合金等の金属または合金、酸化スズ、酸化亜鉛、チタン酸カリウム、酸化錫−酸化インジウムまたは酸化錫−酸化アンチモン複合酸化物等の金属酸化物等が挙げられる。
【００７２】
この中でもカーボンブラックが好ましく、例えば、ファーネスブラック、ガスブラック、チャンネルブラック、フレームブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、プラズマブラック、ＤＥ１９５２１５６５号から公知のインバーションブラック（Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎｓｒｕｓｓ）、ＷＯ９８／４５３６１号もしくはＤＥ１９６１３７９６号に開示されているＳｉ含有カーボンブラック、ＷＯ９８／４２７７８号に開示の金属含有カーボンブラック、アーク放電ブラック（Ｌｉｃｈｂｏｇｅｎｒｕｓｓ）、及び、化学的な製造方法で副生成物として得られるカーボンブラックが使用できる。これらのカーボンブラックに上述の疎水性有機基を結合させる反応を行って得られる。
【００７３】
また、ゴム混合物中の補強充填剤として使用されるカーボンブラックやカラーブラック、あるいは、対紫外線安定化に使用されるカーボンブラックや、ビチューメンなどのゴム以外の用途に補強充填剤として使用されるカーボンブラック、さらには、プラスチックにおける充填剤用のカーボンブラックや、冶金における還元剤として使用されるカーボンブラックが挙げられる。このように、公知のカーボンブラックが使用可能である。
【００７４】
また、導電剤の含有量は、結着樹脂１００質量部に対して、４〜２０質量部が好ましく、５〜１５質量部がより好ましい。そして、導電剤を上記範囲に含有させた層を有する現像ローラでは、像担持体上への安定したトナー供給が実現される結果、濃度ムラやトナー飛散によるカブリのないトナー画像が得られる。また、中間転写ベルトでは、転写時に剥離放電を起こすことなく安定した転写性能が発現され、白抜けなどの画像欠陥のないトナー画像が得られる。
【００７５】
次に、上述した疎水性の有機基を有する導電剤を分散させた樹脂層を設けたベルトやローラについて説明する。本発明では、上述の疎水性の有機基を有する導電剤をローラやベルトの製造に適用することにより、これら部材の生産効率を大幅に向上させた。また、製造されたローラやベルトを用いて電子写真の画像形成を行ったところ、安定した抵抗制御性能が発現されることを見出している。
【００７６】
すなわち、本発明に係るローラ及びベルトは、疎水性の有機基を有する導電剤を含有させることにより、当該導電剤を含有する樹脂層の抵抗率が１０4〜１０10Ωｃｍ、好ましくは１０5〜１０8Ωｃｍとなる。樹脂層の抵抗率が上記範囲となることにより、例えば、現像ローラでは、現像ローラ表面からのリーク電流の発生が抑制されるとともにトナーフィルミングの発生も抑制されて現像ローラに起因する画質低下の問題が解消される。
【００７７】
また、中間転写ベルトでも、中間転写ベルト表面における電荷のリーク発生が抑制されて放電の発生が抑制されるので、白抜けなどの画像欠陥の発生が抑制されるようになる。
【００７８】
この抵抗率の測定方法は、現像ローラあるいは中間転写ベルトを金属プレートに水平に当てて、現像ローラのシャフトの両端部あるいは中間転写ベルト上の任意の個所に各々５００ｇの荷重を金属プレート方向に加え、シャフトあるいは中間転写ベルトと金属プレート間に直流電圧１００ボルトを印加して測定される値である。
【００７９】
また、現像ローラや中間転写ベルトの抵抗性能については、以下の方法で測定することも可能である。
【００８０】
例えば、本発明では、中間転写ベルト表面の表面抵抗率が１×１０11〜１×１０13Ω／□であることが好ましい。表面抵抗率を上記範囲内にすることで、前述した導電性微粒子の作用によるポストニップ部（二次転写部で記録媒体と中間転写ベルトとが剥離する個所）での局所的な剥離放電の抑制を補助しているものと推測される。また、プレニップ部（二次転写部の記録媒体と中間転写体とが接触開始する個所）でも電界強度の均一化を補助しているものと推測され、従来技術でプレニップ部でのギャップ放電による影響として懸念されていた画質の粒状性に対する影響も改善されている。
【００８１】
中間転写ベルト表面における表面抵抗率は、円形電極（例えば、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰの「ＨＲプローブ」）を用い、ＪＩＳ Ｋ６９９１に基づいて測定することができる。本発明に係る中間転写ベルトの表面抵抗率の測定方法は、例えば、特開２００１−２４２７２５号公報の段落００４７や図７の記載を参照することができる。
【００８２】
また、本発明では、現像ローラ表面における体積抵抗率が、１×１０5〜１×１０9Ω・ｃｍであることが好ましい。体積抵抗率を上記範囲内にすることで、現像ローラより像担持体にトナーを転写したときにトナーの電荷を適度に保持する様に作用する静電的な力が適度に発現されて、トナー同士の静電的反発力などの影響が抑制されるものと推測される。その結果、像担持体上に転写するときにトナーが飛散せずに、静電的反発力などによるノイズの影響を受けることなく安定した画像形成が期待される。この様に、本発明に係る現像ローラでは、上述した画質低下の発生防止に加えてトナー飛散の発生を懸念する必要がない。現像ローラの体積抵抗率の測定は、前述の表面抵抗率と同様に円形電極（例えば、三菱油化（株）製ハイレスターＩＰのＨＲプローブ）を用い、ＪＩＳ Ｋ６９９１に基づいて測定することが可能である。例えば、特開２００１−２４２７２５号公報の段落００４８や図８の記載を参照することができる。
【００８３】
ここでは、疎水性の有機基を有する導電剤を用いたベルトの代表的な実施形態である中間転写ベルトについて説明する。なお、本発明に係るベルトは電子写真方式の画像形成に用いられる中間転写ベルトに限定されるものではない。
【００８４】
中間転写ベルトは、基材上に表面層をはじめとする各種の層を設けた多層構造を有するものである。このように、中間転写ベルトを多層構造とすることにより、単一の材料構成では得られない可撓性と剛性をバランスよく発現することが可能になる。すなわち、中間転写ベルトには、トナー画像の画質を乱さないように転写させるためにテンションロールより大きな張力が加えられ、また、クリーニングブレードとの圧接による負荷も無視できるものではない。このような負荷に対して安定した耐久性が求められている。なお、本発明では前述の基材のことを基材層ともいう。
【００８５】
本発明に係る中間転写ベルトは、前述の疎水性基を有する導電剤を含有するものであり、導電剤を上記各層のいずれに添加してもよいが、転写時に起こる剥離放電に基づく集中放電の発生を防ぐ上でも、表面層や中間層に添加することが特に好ましい。また、全ての層に添加するものでもよい。このように、中間転写ベルト内に疎水性基を有する導電剤を含有させることにより、転写時での剥離放電に基づく集中放電の発生を防ぎ、良好な画像形成を行うことを可能にしている。すなわち、中間転写ベルトに疎水性を有する導電剤を含有させることで、中間転写ベルト内に導電剤が均一に分散した領域が形成され、中間転写ベルトの抵抗率の調整や抵抗バラツキの抑制が行えるようになった。また、転写電圧による電界集中の発生を抑制することができるようになった。
【００８６】
なお、中間転写ベルト２に疎水性の有機基を有する導電剤が含有されていることは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ；Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）あるいは走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ；Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）測定により確認することが可能である。
【００８７】
本発明に係るベルトの一例である中間転写ベルト２の構造を図１に示す。図１（ａ）は、表面層２１と基材層２３とからなる２層構造の中間転写ベルト２で、図１（ｂ）は、基材層２３上に中間層２４を有し、中間層２４上に表面層２１を有する３層構造の中間転写ベルト２である。また、図１（ｃ）は、基材層２３の外側に２つの中間層２４、２５を有し、中間層２５の外側に表面層２１を有する４層構造の中間転写ベルト２である。
【００８８】
中間転写ベルト２を構成する表面層２１は、低表面エネルギーの結着樹脂が含有され、中間転写ベルト２上の表面エネルギーを低くすることによりベルトからのトナー画像の離れを促進させている。その結果、２次転写時に中間転写ベルトから記録媒体へのトナー画像の転写性が促進されて、記録媒体上には高画質のトナー画像が得られる。低表面エネルギーを有する材料としては、例えば、フッ素系材料、シリコン系材料、あるいはこれらを主成分とする材料、フッ素樹脂粉末、シリコン樹脂、シリコーンオイル成分を分散してなる材料等が挙げられる。
【００８９】
この中でも、シリコーン樹脂を用いて形成した表面層２１が好ましい。表面層２１の形成に使用されるシリコーン樹脂は、特に限定されるものではないが、通常、作業効率から液状のシリコーン樹脂が好ましく、ｎ−ヘキサン等の有機溶剤を含有したものや有機溶媒を使用しない反応型のものが挙げられる。また、特にハードタイプの一液または二液の硬化型のシリコーン樹脂が好ましい。なかでも、加熱硬化型シリコーン樹脂（メチル系）や室温硬化型シリコーン樹脂が好適である。
【００９０】
以下に、本発明に係る中間転写ベルト２の表面層２１に使用可能な硬化型シリコーン樹脂の硬化反応例を示す。
【００９１】
【化３】
【００９２】
次に、中間転写ベルト２を構成する基材層２３について説明する。基材層２３は、テンションロールへの張架で生ずる張力により発生する伸びやクリーニングブレードとの接触など、中間転写ベルト２に加わる負荷によるベルトの変形を回避し、転写部への影響を低減させる剛性を有するものである。基材層２３は、ヤング率が２００ＭＰａ（２００ｋｇ／ｍｍ2）以上となる材料を用いて形成することが好ましく、３００ＭＰａ（３００ｋｇ／ｍｍ2）以上の材料がより好ましい。
【００９３】
ベルト材料（ベルト状の基材に用いられる材料）のヤング率とベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの変位量との関係は、下記式（２）で表すことができる。
【００９４】
式（２） ΔＬ＝Ｐ・Ｌ・α／（ｔ・ｗ・Ｅ）
ここで、ΔＬ：ベルトの変位量（μｍ）
Ｐ：負荷 （Ｎ）
Ｌ：２本のテンションロール間のベルトの長さ（ｍｍ）
α：係数
ｔ：ベルト厚み（ｍｍ）
ｗ：ベルト幅（ｍｍ）
Ｅ：ベルト材料のヤング率（Ｎ／ｍｍ2）を表す。
【００９５】
ベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの伸び・縮み（変位量）は、ベルト材料のヤング率と厚みに逆比例する。すなわち、高ヤング率のベルト材料を用いると、ベルト駆動時の外乱（負荷変動）によるベルトの変位量が少なくなり、駆動時の応力に対するベルト変形が小さくなり、良好な画質が安定して得られる。この様な性能を発現する材料として、例えば、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリイミド、ＰＥＥＫ（ポリエーテル・エーテルケトン）等の樹脂材料が挙げられる。これらの樹脂材料ではヤング率が２００ＭＰａ（２００ｋｇ／ｍｍ2）を超えるものであり、厚み１００〜１５０μｍで、ベルト基材としての機械特性を満足する。
【００９６】
また、基材層２３に使用される材料は、例えば、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフロロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等の樹脂材料及びこれらを主原料としてなる樹脂材料が挙げられる。更に、前述の脂材料と弾性材料とをブレンドした材料を使用することも可能である。前記弾性材料としては、例えば、ポリウレタン、塩素化ポリイソプレン、ＮＢＲ、クロロプレンゴム、ＥＰＤＭ、水素添加ポリブタジエン、ブチルゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。これらは１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００９７】
この中でも、ポリイミド樹脂を含有することが好ましい。ポリイミド樹脂は、ポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸の加熱により形成される。また、ポリアミック酸は、テトラカルボン酸二無水物や、その誘導体とジアミンのほぼ等モル混合物を有機極性溶媒に溶解させ、溶液状態で反応させることにより得られる。
【００９８】
ポリアミック酸の調液に使用される芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸、ナフタレン−１，４，５，８−テトラカルボン酸、ナフタレン−２，３，６，７−テトラカルボン酸、２，３，５，６−ビフェニルテトラカルボン酸、２，２’，３，３’−ビフェニルテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、３，３’，４，４’−アゾベンゼンテトラカルボン酸、ビス（２，３−ジカルボキシフェニル）メタン、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）メタン、β，β−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン、β，β−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。
【００９９】
また、芳香族ジアミン成分としては、ｍ−フェニルジアミン、ｐ−フェニルジアミン、２，４−ジアミノトルエン、２，６−ジアミノトルエン、２，４−ジアミノクロロベンゼン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、１，４−ジアミノナフタレン、１，５−ジアミノナフタレン、２，６−ジアミノナフタレン、２，４’−ジアミノナフタレビフェニル、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、３，４’−ジアミノジフェニルエ−テル、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（オキシ−ｐ，ｐ’−ジアニリン；ＯＤＡ）、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノベンゾフェノン、４，４’−ジアミノフェニルスルホン、４，４’−ジアミノアゾベンゼン、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、β，β−ビス（４−アミンフェニル）プロパン等が挙げられる。
【０１００】
さらに、ポリアミック酸の調液に使用される有機極性溶媒としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、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等が挙げられる。これらの有機極性溶媒には、必要に応じて、クレゾ−ル、フェノ−ル、キシレノール等のフェノール類、ヘキサン、ベンゼン、トルエン等の炭化水素類を混合することができる。これらの有機極性溶媒を１種単独、あるいは２種類以上の混合物として使用することも可能である。
【０１０１】
このようなポリアミック酸の中でも、特に、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを反応して得られるポリアミック酸が好ましい。具体的には、ポリイミド樹脂材料として、ＤｕＰｏｎｔ（株）のカプトンＨＡ等のポリピロメリット酸イミド系のイミド樹脂材料、宇部興産（株）のユーピレックスＳ等のポリビフェニルテトラカルボン酸イミド系樹脂材料、宇部興産（株）のユーピレックスＲ、三井東圧化学工業（株）のＬＡＲＣ−ＴＰＩ（熱可塑性ポリイミド樹脂）等のポリベンゾフェノンテトラカルボン酸イミド酸系樹脂材料等が挙げられ、いずれも、ヤング率が３００ＭＰａ（３００ｋｇ／ｍｍ2）以上であり、厚み７０〜１５０μｍで、ベルト基材としての機械特性を満足させることができる。
【０１０２】
また、中間転写ベルトの基材に、例えば、宇部興産（株）のユーピレックスＳ等のポリビフェニルテトラカルボン酸イミド系樹脂材料に前述の疎水性の有機基を有するカーボンブラックを分散した材料を用いると、該材料のヤング率は、２００ＭＰａ（２００ｋｇ／ｍｍ2）以上であり、ベルトの厚み７０〜１００μｍで、ベルト基材としての機械特性を満足させることができる。
【０１０３】
なお、本発明では、基材層にポリイミド系樹脂を使用する場合、基材層におけるポリイミド系樹脂の含有率が５１％以上であることが好ましい。
【０１０４】
中間転写ベルトは、図１（ｂ）や（ｃ）に示すように、基材層２３と表面層２１との間に中間層を設けることも可能である。中間層２４に使用可能な材料としては、塩化ビニル／酢酸ビニル／マレイン酸の共重合体樹脂や、ポリアミド樹脂などが挙げられる。具体的なポリアミド樹脂の例としては、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン（以下「ナイロン８」と略す）、ナイロン１２、共重合ナイロン等が挙げられる。本発明では、基材層２３と表面層２１との密着強度を向上させ、しかも、これらの層が相溶しないようにするために、中間層２４を設けることは好ましい。
【０１０５】
ポリアミド樹脂の溶剤としては、メタノール、エタノール等の単独溶剤またはそれら単独溶剤に水、トルエン等を混合させた混合溶剤、１−プロパノール、２−プロパノール等が用いられる。なかでも、ナイロン８とメタノール／水混合溶剤（メタノール／水＝３／１）との組合わせが好適である。
【０１０６】
また、図１（ｃ）のベルトのように２つの中間層を設けることも可能で、前述のポリアミド樹脂の中間層２４に隣接させて第２の中間層２５を設け、多層化により中間転写ベルトの強度がより増大する。第２の中間層２５に使用可能な樹脂材料としては、前述したポリイミド樹脂やポリアミド樹脂の他に、フッ化ビニリデン−四フッ化エチレン共重合体、エチレン−四フッ化エチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、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等のフッ素樹脂が挙げられる。
【０１０７】
本発明に係る中間転写ベルトの製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば、各層の形成材料およびその溶剤をそれぞれ適宜に配合し、ボールミル等で混練、攪拌して各コーティング液を調製する。このようにして調製したコーティング液の濃度は、層の厚みに応じて適宜に設定される。ついで、各コーティング液をそれぞれ槽に収容し、その一方でアルミニウム、ステンレス等の金属製の軸体を準備して、この軸体を基材層用のコーティング液が収容されている槽中に垂直に立てた状態で入れて浸漬させる。この時、浸漬を数回繰り返して所定の厚さの塗膜を形成させた後、コーティング液中から軸体を引き上げる。ついで、各層のコーティング液を用いて同様の操作を繰り返し、多層構造を形成する。次に、乾燥し溶剤を除去した後、加熱処理（例えば６０〜１５０℃×６０分間）を行い、軸体を抜き取って図１に示す無端状の中間転写ベルトを作製する。
【０１０８】
この浸漬法による製法以外にも、押出成形法、スプレーコーティング法、インフレーション法、ブロー成形法等の方法により、中間転写ベルトを作製することが可能である。
【０１０９】
また、特に、基材層にポリイミド樹脂を使用する場合は、例えば、全芳香族骨格を有するテトラカルボン酸二無水物とジアミン成分とを重合反応して得たポリアミド酸溶液を適宜な方式で展開し、その展開層を乾燥製膜してフィルム状に成形し、その成形物を加熱処理してポリアミド酸をイミドに転化する方法により基材層が得られる。そして、基材層上に他層を構成するコーティング液を順次浸漬、あるいは、スプレーコーティングして中間転写ベルトを作製する。
【０１１０】
シームレスの中間転写ベルトを形成する場合、例えば、ポリアミド酸溶液を円筒状金型の外周面に浸漬する方式や、内周面に塗布する方式や更に遠心する方式、或いは注形型に充填する方式などの適宜な方式でリング状に展開し、その展開層を乾燥製膜してベル卜形に成形し、その成形物を加熱処理してポリアミド酸をイミドに転化して型より回収する方法などの従来に準じた適宜な方法により行うことができる（特開昭６１−９５３６１号公報、特開昭６４−２２５１４号公報、特開平３−１８０３０９号公報等）。シームレスベルトの形成に際しては、型の離型処理や脱泡処理などの適宜な処理を施すことができる。
【０１１１】
次に、本発明に係る中間転写ベルトが使用可能な画像形成装置について説明する。本発明に係る中間転写ベルトの使用が可能な画像形成装置は、例えば、複写機やレーザプリンタ等が挙げられるが、特に、５０００枚以上の連続プリントが可能な画像形成装置が好ましい。この様な装置では、短時間に大量のプリント作成を行う分、蓄積電荷の影響により中間転写ベルトと記録紙との間に白抜けなどの画質低下を招く電界が発生し易くなるが、本発明に係る中間転写ベルトにより画質低下が抑制されて安定した２次転写が行える。
【０１１２】
本発明に係る中間転写ベルトの使用が可能な画像形成装置は、画像情報に応じた静電潜像を形成する像担持体、像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置、像担持体上のトナー像を中間転写ベルト上に転写する１次転写手段、中間転写ベルト上のトナー像を紙やＯＨＰシートなどの記録媒体上に転写する２次転写手段等を有する。そして、中間転写体として本発明に係る中間転写ベルトを有することにより、２次転写時に剥離放電を発生させずに安定したトナー画像形成を行える。
【０１１３】
本発明に係る中間転写ベルトが使用可能な画像形成装置は、特に限定されず、単色のトナーで画像形成を行うモノクロ画像形成装置や、像担持体上のトナー像を中間転写ベルトに順次転写するカラー画像形成装置、各色毎の複数像担持体を中間転写体上に直列配置させたタンデム型カラー画像形成装置等が挙げられる。
【０１１４】
本発明に係る中間転写ベルトを用いたカラー画像形成装置の一例を図２に示す。画像形成装置Ａは、像担持体としての感光体ドラム１９、中間転写体としての中間転写ベルト２、転写電極であるバイアスローラ３３（第二転写手段）、転写媒体である記録紙を供給する用紙トレイ４、Ｂｋ（ブラック）トナーによる現像器３１Ｂｋ、Ｙ（イエロー）トナーによる現像器３１Ｙ、Ｍ（マゼンタ）トナーによる現像器３１Ｍ、Ｃ（シアン）トナーによる現像器３１Ｃ、中間転写体クリーナー５０、剥離爪５７、ベルトローラ５１、５３、５４、バックアップローラ５２、第一転写手段に該当する導電性ローラ５５、電極ローラ５６、クリーニングブレード３１、記録紙Ｓ、ピックアップローラ４２、並びにフィードローラ４３を有する。
【０１１５】
図２では、感光体ドラム１は矢印方向に回転し、図示しない帯電装置によりドラム表面が一様に帯電される。帯電された感光体ドラム１にレーザー書込み装置等の画像書き込み手段により第一色（例えば、Ｂｋ）の静電潜像が形成される。この静電潜像はブラック現像器５により現像されて黒色のトナー画像Ｔを形成する。トナー画像Ｔは、感光体ドラム１の回転により導電性ローラ５５（第一転写手段）を配置した一次転写部に到る。ここで、トナー画像Ｔは、導電性ローラ５５による逆極性の電界の作用で静電的に本発明に係る中間転写ベルト２に吸着されながら、中間転写ベルト２の矢印方向の回転で一次転写される。
【０１１６】
以下、同様にして第２色のトナー画像、第３色のトナー画像、第４色のトナー画像が順次形成されて中間転写ベルト２上に重ね合わされて多色のトナー画像が形成される。中間転写ベルト２に転写された多色のトナー画像は、中間転写ベルト２の回転でバイアスローラ３（第二転写手段）が設置された二次転写部に到る。二次転写部は、トナー画像を担持した中間転写ベルト２表面側に設置したバイアスローラ３と、中間転写ベルト２の裏側からバイアスローラ３に対向するように配置したバックアップローラ５２、及び、バックアップローラ５２に圧接して回転する電極ローラ５６から構成される。
【０１１７】
記録紙Ｓは、用紙トレイ６１に収容した記録紙束よりピックアップローラ６２で一枚ずつ取り出され、フィードローラ６４で二次転写部の中間転写ベルト２とバイアスローラ３３との間に所定のタイミングで給送される。給送された記録紙Ｓ上には、バイアスローラ３３とバックアップローラ５２による圧接搬送と中間転写ベルト２の回転により、中間転写ベルト２に担持されたトナー画像が転写される。
【０１１８】
トナー画像が転写された記録紙Ｓは、最終トナー画像の一次転写終了まで退避位置にある剥離爪５７の作動により中間転写ベルト２より剥離され、図示しない定着装置に搬送されて加圧／加熱処理を経てトナー画像が固定されて定着画像となる。なお、多色のトナー画像の記録紙Ｓ上への転写が終了した中間転写ベルト２は、二次転写部の下流に設けられた中間転写体クリーナ５０により、残留トナーが除去されて次の転写に備える。また、バイアスローラ３には、ポリウレタン等の樹脂製のクリーニングブレード５８が常時当接するように取り付けられ、転写時に付着したトナー粒子や紙紛が除去される。
【０１１９】
単色画像の転写の場合、一次転写されたトナー像Ｔを直ちに二次転写して定着装置に搬送されるのに対し、図２のような複数色のトナー画像より形成される多色画像を転写する場合、各色のトナー画像が一次転写部で正確に一致するように中間転写ベルト２と感光体ドラム１９との回転を同期させて各色のトナー画像がずれないように転写させる。そして、二次転写部では、バイアスローラ３３と中間転写ベルト２を介して対向配置したバックアップローラ５２に圧接した電極ローラ５６に、トナー画像の極性と同極性の電圧（転写電圧）を印加して、トナー画像を記録紙４１に静電反発の作用で転写させる。
【０１２０】
次に、疎水性の有機基を有する導電剤を用いたローラの代表的な実施形態である現像ローラについて説明する。なお、本発明に係るローラは現像ローラなどの電子写真方式の画像形成に用いられるローラに限定されるものではない。
【０１２１】
本発明に係るローラの一例である現像ローラを図３に基づいて説明する。この現像ローラ１は、軸体１１と、この軸体１１の外周面に沿って形成された弾性層１２と、この弾性層１２の外周に形成された中間層１３と、この中間層１３の外周に形成された表面層１４とを有している。このように、現像ローラ１は軸体１１上に複数の樹脂層を同心円状に積層させた構造を有している。
【０１２２】
軸体１１は、特に限定されるものではなく、例えば、直径１ｍｍ〜２５ｍｍ程度の金属製の中空体や中実体が用いられる。材質は、ステンレス鋼やアルミニウム合金等が挙げられる。軸体１１の外周面には、弾性層との接着性を高めるため、必要に応じて、接着剤、プライマー等を塗布することが可能である。また、これらの接着剤やプライマー等に導電処理をしたものを用いることも可能である。
【０１２３】
軸体１１の外周面に形成される弾性層１２は、例えば、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム、ポリウレタン系エラストマー等によって形成され、前述した疎水性の有機基を含有した導電剤をこれらの樹脂中に含有させている。このなかでも、低硬度でへたりが少ないという点から、シリコーンゴムが好ましい。
【０１２４】
また、弾性層１２に用いられる樹脂として、特開平１１−２１２３５４号公報等に開示されるオキシアルキレン系組成物単位からなる樹脂も加工性、及び、高湿度環境下での安定性の視点から好ましいものである。これは、
（Ａ）分子中に少なくとも１個のアルケニル基を含み、主鎖を構成する繰り返し単位が主にオキシアルキレン単位または飽和炭化水素系単位からなる重合体と、
（Ｂ）分子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を含む硬化剤と、
（Ｃ）ヒドロシリル化触媒と、
（Ｄ）前述の疎水性の有機基を有する導電剤と、
を主成分とする硬化性組成物の反応物より生成されるものである。
【０１２５】
この硬化性組成物における（Ａ）成分の重合体は、（Ｂ）成分とのヒドロシリル化反応により硬化する成分であり、分子中に少なくとも１個のアルケニル基を有することにより、ヒドロシリル化反応で高分子化して硬化する。（Ａ）成分に含まれるアルケニル基の数は、（Ｂ）成分とヒドロシリル化反応するという点から少なくとも１個必要であるが、ゴム弾性の視点から、直鎖状分子の場合は分子の両末端に２個のアルケニル基が存在し、分岐のある分子の場合には、分子末端に２個以上のアルケニル基が存在することが望ましい。（Ａ）成分の主鎖を構成する主な繰り返し単位はオキシアルキレン単位または飽和炭化水素系単位である。
【０１２６】
上記弾性層１２の外周面に形成される中間層１３には、例えば、ＥＰＤＭ、ＳＢＲ、ニトリルゴム、アクリル−ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン等が用いられる。また、中間層１２中に、前述の疎水性の導電剤を含有させることも可能である。
【０１２７】
また、中間層１３には、例えば、特開２００２−３５７９４９号公報に開示されるような表面粗さ形成用の粒子を分散させることも可能である。表面粗さ形成用の粒子は、特に限定されるものではなく、例えば、シリカ，ウレタン樹脂，ポリアミド樹脂，フッ素樹脂，アクリル樹脂，尿素樹脂等が挙げられ、これらを単独または２種以上併用することができる。なかでも、トナーを高帯電化させることのできるシリカが好適に用いられる。
【０１２８】
中間層１３を形成するとき、上記の中間層形成用材料を有機溶剤に溶解等してコーティング液を作製し、弾性層１２上に塗布する。上記有機溶剤としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メタノール、トルエン、イソプロピルアルコール、メチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド等があげられる。これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。特に、メチルエチルケトンを用いることが、上記層形成用材料に対する溶解性の点で好ましい。このようなコーティング液は、粘度を０．０２〜０．１０Ｐａ・ｓにすることが、塗工性等の点で好ましい。
【０１２９】
中間層１３の外周に形成される表面層１４には、例えば、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ブチラール樹脂（ＰＶＢ）等があげられ、これらは単独でもしくは２種以上併せて用いられる。なかでも、耐摩耗性の点で、ウレタン樹脂が好適に用いられる。また、表面層１４中に、前述の疎水性の有機基を有する導電剤を含有させることも可能である。
【０１３０】
また、表面層１４を形成する樹脂としては、前述の特開平１１−２１２３５４号公報に開示されているポリシロキサン骨格を含有するポリオールとイソシアネート、及び、必要に応じて鎖伸長剤とを反応させて形成されるポリウレタン系樹脂も好ましく使用される。
【０１３１】
このポリウレタン系樹脂には、
（１）ポリオールと鎖伸長剤の一方または双方がポリシロキサン骨格を有するポリウレタン系樹脂
（２）鎖伸長剤にポリアミンなどを用いてウレア結合を導入したポリウレタン系樹脂
（３）ポリシロキサン骨格を含むポリオールとポリアミンなどを含む鎖伸長剤とを反応させて得るポリウレタン系樹脂
が該当する。
【０１３２】
前記ポリオールとしては、ポリエチレンジアジペート、ポリエチレンブチレンアジペート、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリ−ε−カプロラクトンジオール、ポリカーボネートポリオール、ポリプロピレングリコールなどのポリウレタン用ポリオールが挙げられる。これらの中でも、高温度・高湿度環境下でのトナー帯電量の低下を防ぐという視点から、ポリカーボネートポリオールが特に好ましい。このポリカーボネートポリオールとして、たとえばポリヘキサメチレンカーボネートジオールのような脂肪族または脂環式ポリカーボネートポリオールがより好ましい。
【０１３３】
前記イソシアネートとしては、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、シクロヘキサンジイソシアネート、水添ＭＤＩ、イソホロンジイソシアネート、１，３−キシリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネートなどが挙げられる。さらに、これらイソシアネートとポリオールやポリアミンとを、分子末端にイソシアネート基を有するように反応させて得られるウレタンプレポリマーを用いることもできる。
【０１３４】
鎖伸長剤としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、イソホロンジアミン（ＩＰＤＡ）、ヒドラジンなどが挙げられる。
【０１３５】
表面層に前記ポリシロキサン骨格が含まれる場合は、ポリシロキサン骨格によって表面層の凝集エネルギーが下がることにより、表面層は、良好なトナー離型性をもち、トナーを良好にマイナス帯電し、かつ耐摩耗性を高めるというポリウレタン系樹脂の特性をも併せもつので、トナーフィルミングを防止し、トナーを良好に帯電し、かつ、ローラの耐久性を高めることも可能になる。
【０１３６】
ポリウレタン系樹脂中のポリシロキサン骨格の含有率は、５質量％〜７０質量％、好ましくは５質量％〜４５質量％、より好ましくは２０質量％〜４０質量％であることが、トナー離型性やトナーフィルミング防止の視点から好ましい。なお、ポリシロキサン骨格は、シリコーン変性ポリカーボネートポリオールのように１分子中にポリシロキサン骨格を含む他の骨格をも含むものであってもよい。
【０１３７】
また、上記表面層１４を形成する場合も、上記中間層１３を形成するときと同様に、表面層を形成させる樹脂材料を有機溶剤に溶解等してコーティング液を作製し、これを塗布して形成する。上記有機溶剤としては、ＭＥＫ等の従来公知のものが用いられる。このようなコーティング液は、粘度を０．０２〜０．１０Ｐａ・ｓにすることが、塗工性、ロール表面における粗さのばらつきに与える影響等の点で好ましい。
【０１３８】
表面層１４の表面粗さ（Ｒｚ）は、２〜２０μｍの範囲内になっていることが好ましい。より好ましくは、３〜１２μｍの範囲である。すなわち、本発明ではローラ中に前述した疎水性の有機基を有する導電剤と表面粗さ（Ｒｚ）を上記範囲内にすることにより、表面層表面に適度な平滑性が付与されると同時にトナーへの帯電付与が効率よく行われて、像担持体に安定したトナー供給を行って、所定の画像濃度と画質にムラのないトナー画像形成を実現させている。なお、上記表面粗さ（Ｒｚ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１の表面粗さの定義と表示により示されるなかの十点平均粗さに準拠して測定される。
【０１３９】
本発明に係る現像ロール１は、例えば、次のように作製することができる。すなわち、まず、弾性層１２形成用材料の各成分をニーダー等の混練機で混練し、弾性層１２形成用材料を作製する。ついで、円筒状金型の中空部に、金属製の軸体１１をセットし、円筒状金型と軸体１１との空隙部に、上記弾性層１２形成用材料を注型した後、金型を蓋し、加熱して、弾性層１２形成用材料を架橋させる。その後、円筒状金型から脱型することにより、軸体１１の外周面に弾性層１２を形成する。このように、軸体の外周面に弾性層が形成される。
【０１４０】
一方、中間層１３の層形成用材料を有機溶剤に溶解させて、コーティング液を作製する。なお、中間層１３に疎水性の有機基を有する導電剤や表面粗さ形成用の粒子を添加する場合は、コーティング液中にこれらを添加、混合して、中間層１３形成用コーティング液を作製する。この場合、導電剤や表面粗さ形成用の粒子は硬質なので、溶剤に溶解せずに分散状態となる。
【０１４１】
さらに、表面層１４の形成用材料を有機溶剤とともに混合して、表面層１４形成用コーティング液を作製する。
【０１４２】
そして、上記弾性層１２の外周面に、中間層１３形成用コーティング液を塗工する。この塗工法は、特に制限するものではなく、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法等の従来の方法が適用できる。そして、塗工後、乾燥および加熱処理（加硫処理、条件：１２０〜２００℃×２０〜９０分）を行うことにより、中間層１３形成用コーティング液中の溶剤を除去して中間層１３を形成する。
【０１４３】
さらに、中間層１３の外周面に、表面層１４形成用コーティング液を塗工する。この塗工法は、中間層１３形成用コーティング液と同様に、従来の方法が適用できる。そして、塗工後、乾燥および加熱処理（加硫処理、条件：１２０〜２００℃×２０〜９０分）を行うことにより、上記表面層１４形成用コーティング液中の溶剤を除去して表面層１４を形成する。このようにして、図３に示す三層構造の現像ローラを作製する。
【０１４４】
この現像ローラは、弾性層１２の厚みは１〜１０ｍｍの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは２〜６ｍｍである。また、中間層１３の厚みは３〜３０μｍの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは５〜２０μｍである。さらに、表面層１４の厚みは３〜３０μｍの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは５〜２０μｍである。なお、中間層１３の厚みは、導電剤や表面粗さ形成用の粒子を添加した場合は、これらの粒子によって凹凸状に形成された中間層１３の凹部の厚みを指す。そして、上記中間層１３を含む各層の厚みは、現像ロールから、表面層１４、中間層１３および弾性層１２を含む断面試料を採取し、電子顕微鏡写真に基づいて測定して得られる。
【０１４５】
なお、ここでは、現像ローラの例として、図３に示す三層構造のものをあげたが、軸体１１の外周に形成される層は必ずしも三層である必要はなく、ロールの用途等に応じ、弾性層１２と中間層１３との間に適宜の数の層を形成して三層以上としてもよい。また、特開平１１−２１２３５４号公報などに開示される弾性層と表面層からなる二層構造のものでもよい。
【０１４６】
次に、本発明に係る現像ローラが適用可能な現像装置の例を示す。電子写真方式の画像形成装置において、現像ローラは感光体などの静電潜像担持体へトナーを搬送する機能を有するものである。図４は、非磁性１成分トナーを用いた非磁性現像方式で用いられる現像ローラ１とその周辺構造を模式的に示した模式図である。現像ローラ１は、前述したようにＳＵＳ製やアルミニウム合金製などの導電性の軸体１１の周りに弾性層１２を同心円状に積層し、この弾性層１２の上に中間層１３と表面層１４を被覆して構成される。トナー容器１５に貯蔵されたトナーＴは、供給ローラ１６により現像ローラ１の表面に担持され、トナー容器１５に取付けられた規制ブレードなどの規制部材１７によって押圧されて接触帯電・摩擦帯電してトナー薄層１８を形成する。そして、このトナー薄層１８が像担持体１９の表面の静電潜像に付着することによって、トナー画像を形成する。
【０１４７】
現像ローラ１や供給ローラ１６、規制ブレード１７には、これら表面電位を調整すべく、直流電圧や交流電圧が印加されている場合が多い。なお、図示した現像ローラ１はその表面を感光体と接触しているが、その表面を感光体と非接触にしているものもある。
【０１４８】
次に、図４に示した現像ローラを用いた画像形成装置についてさらに説明する。図５は、本発明に係る現像ローラを使用することが可能な非磁性一成分系現像剤を用いたフルカラー画像形成装置の模式図である。
【０１４９】
図５のフルカラー画像形成装置Ｂは、回転駆動される感光体ドラム１９の周囲に、この感光体ドラム１９の表面を所定の電位に均一に帯電させる帯電ブラシ２６や、この感光体ドラム１９上に残留したトナーを掻き落すクリーナ２７が設けられている。
【０１５０】
また、帯電ブラシ２６によって帯電された感光体ドラム１９をレーザビームによって走査露光するレーザ走査光学系２０が設けられており、このレーザ走査光学系２０はレーザダイオード，ポリゴンミラー，ｆθ光学素子を内蔵した周知のものであり、その制御部にはシアン，マゼンタ，イエロー，ブラック毎の印字データがホストコンピュータから転送されるようになっている。そして、このレーザ走査光学系２０は、上記の各色毎の印字データに基づいて、順次レーザビームとして出力し、感光体ドラム１９上を走査露光し、これにより感光体ドラム１９上に各色毎の静電潜像を順次形成するようになっている。
【０１５１】
また、このように静電潜像が形成された感光体ドラム１９に各色のトナーを供給してフルカラーの現像を行なうフルカラー現像装置３０は、支軸３３の周囲にシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各非磁性１成分トナーを収容させた４つの色別の現像装置３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ、３１Ｂｋが設けられており、支軸３３を中心として回転し、各現像装置３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ、３１Ｂｋが感光体ドラム１９と対向する位置に導かれるようになっている。
【０１５２】
また、このフルカラー現像装置３０における各現像器３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ、３１Ｂｋにおいては、回転してトナーを搬送する本発明に係る現像ローラ１の外周面にトナー規制部材が圧接され、このトナー規制部材により、現像ローラ１によって搬送されるトナーの量を規制すると共に、搬送されるトナーを帯電させるようになっている。なお、このフルカラー現像装置３０においては、現像ローラ１によって搬送されるトナーの規制と帯電とを適切に行なうために、トナー規制部材を２つ設けるようにしてもよい。
【０１５３】
そして、上記のようにレーザ走査光学系２０によって感光体ドラム１９上に各色の静電潜像が形成される毎に、上記のように支軸３３を中心にして、このフルカラー現像装置３０を回転させ、対応する色彩のトナーが収容された現像器３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ、３１Ｂｋを感光体ドラム１９と対向する位置に順々に導き、各現像器３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ、３１Ｂｋにおける現像ローラ１を感光体ドラム１９に接触させて、上記のように各色の静電潜像が順々に形成された感光体ドラム１９上に、帯電された各色のトナーを順々に供給して現像を行なうようになっている。
【０１５４】
また、このフルカラー現像装置３０より感光体ドラム１９の回転方向下流側の位置には、中間転写体として、回転駆動される無端状の中間転写ベルト２が設けられており、この中間転写ベルト２は感光体ドラム１９と同期して回転駆動されるようになっている。そして、この中間転写ベルト２は回転可能な１次転写ローラにより押圧されて感光体ドラム１９に接触するようになっており、またこの中間転写ベルト２を支持する支持ローラの部分には、２次転写ローラが回転可能に設けられ、この２次転写ローラによって記録紙等の記録材Ｓが中間転写ベルト２に押圧されるようになっている。
【０１５５】
更に、前記のフルカラー現像装置３０とこの中間転写ベルト２との間のスペースには、中間転写ベルト上に残留したトナーを掻き取るクリーナ５０が中間転写ベルト２に対して接離可能に設けられている。
【０１５６】
また、普通紙等の記録材Ｓを中間転写ベルト２に導く給紙手段６０は、記録材Ｓを収容させる給紙トレイ６１と、この給紙トレイ６１に収容された記録材Ｓを１枚ずつ給紙する給紙ローラ６２と、上記の中間転写ベルト上に形成された画像と同期して給紙された記録材Ｓを中間転写ベルト２と上記の２次転写ローラとの間に送るタイミングローラ６３とで構成されており、このようにして中間転写ベルト２と２次転写ローラとの間に送られた記録材Ｓを２次転写ローラによって中間転写ベルト２に押圧させて、中間転写ベルト２からトナー像を記録材Ｓが押圧転写させるようになっている。
【０１５７】
一方、上記のようにトナー像が押圧転写された記録材Ｓは、エアーサクションベルト等で構成された搬送手段６６により定着装置７０に導かれるようになっており、この定着装置７０において転写されたトナー像が記録材Ｓ上に定着され、その後、この記録材Ｓが垂直搬送路８０を通して装置本体１の上面に排出されるようになっている。
【実施例】
【０１５８】
以下、
１．導電剤の作製
下記に示す疎水性の有機基を有する導電剤１〜９を作製した。
（１）導電剤１の作製
下記構造を有するスルフィド化合物２ｇを微細に分配した後、微細に分配した当該スルフィド化合物を１００ｍｌの水に分散させ、この分散液をカーボンブラック粒子（ピグメントブラックＦＷ１（Ｄｅｇｕｓｓａ Ｈｕｅｌ社製））１０ｇに添加してマッフル炉にセットし、１００℃に加熱して水分除去を行った。
【０１５９】
【化４】
【０１６０】
続いて、上記スルフィド化合物と上記カーボンブラックとの固体反応を行うため、マッフル炉内を２３０℃に設定し５時間加熱処理を行って、スルフィドを介して有機基と結合したカーボンブラックである導電剤１を作製した。
（２）導電剤２の作製
無水マレイン酸２ｇをアセトン１５０ｍｌに溶解させ、これにカーボンブラック粒子（ピグメントブラックＦＷ１（Ｄｅｇｕｓｓａ Ｈｕｅｌ社製））１０ｇを添加し、室温で３０分間撹拌した。引き続き、溶剤を真空下で留去した後、カーボンブラックをマッフル炉中で１８０℃、５時間加熱処理を行って、Ｃ−Ｃ結合を有する有機基と結合したカーボンブラックである導電剤２を作製した。
（３）導電剤３の作製
アセチレンジカルボン酸のモノカリウム塩２ｇを水１５０ｍｌに溶解させ、これにカーボンブラック粒子（Ｐｒｉｎｔｅｘ ３５（Ｄｅｇｕｓｓａ Ｈｕｅｌ社製））１０ｇを添加した。この液を還流下で１時間煮沸し、引き続き吸引ろ過した。その後、変性したカーボンブラックを水２００ｍｌで洗浄して、１００℃で８時間乾燥させて、Ｃ−Ｃ二重結合を有する有機基と結合したカーボンブラックである導電剤３を作製した。
（４）導電剤４の作製
５００ｍｌのフラスコ中で、（Ｈ5Ｃ2Ｏ）3Ｓｉ−（ＣＨ2）3−Ｎ3の構造を有するシラン Ｓｉ２５０ ２ｍｌをアセトン１５０ｍｌと混合し、カーボンブラック粒子（ＳＰＥＣＩＡＬ ＢＬＡＣＫ４（Ｄｅｇｕｓｓａ社製））１０ｇを添加した。回転蒸発器を用いて溶剤を真空中で留去し、残分を引き続き磨砕した。この混合物を、マッフル炉中、２５０℃で２時間かけて加熱処理した後、室温下に戻した。
【０１６１】
室温に戻した後、カーボンブラックをアセトン１５０ｍｌとともに１時間撹拌し、カーボンブラックを吸引ろ過して、乾燥箱中、１００℃で８時間乾燥させて、アミンを介して有機基と結合したカーボンブラックである導電剤４を作製した。
（５）導電剤５の作製
導電剤１の作製工程で、カーボンブラック粒子に代えて体積メディアン粒径が１５０ｎｍのアルミニウム粒子１０ｇにした他は同様の手順により、スルフィドを介して疎水性の有機基と結合したアルミニウム粒子である導電剤５を作製した。
（６）導電剤６の作製
導電剤３の作製工程で、カーボンブラック粒子に代えて体積メディアン粒径が１８０ｎｍの酸化スズ粒子１０ｇにした他は同様の手順により、Ｃ−Ｃ二重結合を有する有機基と結合した酸化スズ粒子である導電剤６を作製した。
（７）導電剤７の作製
導電剤４の作製工程で、カーボンブラック粒子に代えて体積メディアン粒径が１８０ｎｍの酸化亜鉛粒子にした他は同様の手順により、アミンを介して疎水性の有機基と結合した酸化亜鉛粒子である導電剤７を作製した。
（８）導電剤８の作製
導電剤２の作製工程で、カーボンブラック粒子に代えて体積メディアン粒径が１５０ｎｍのアルミニウム粒子１０ｇにした他は同様の手順により、Ｃ−Ｃ結合を有する有機基と結合したアルミニウム粒子である導電剤８を作製した。
（９）導電剤９の作製
導電剤３の作製工程で、カーボンブラック粒子に代えて体積メディアン粒径が１５０ｎｍの酸化アルミニウム粒子１０ｇにした他は同様の手順により、Ｃ−Ｃ二重結合を有する有機基と結合した酸化アルミニウム粒子である導電剤９を作製した。
２．実験その１；中間転写ベルトの評価実験
（１）基材層の作製
３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物（ＢＰＤＡ）とｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）とからなるポリアミド酸のＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶液（宇部興産製ユーワニスＳ（固形分１８質量％））に、前述の導電剤１〜９をポリイミド系樹脂固形分１００質量部に対して、２３質量部になるよう添加して、衝突型分散機（シーナス製ＧｅａｎｕｓＰＹ）を用い、圧力２００ＭＰａで、最小面積が１．４ｍｍ2で２分割後衝突させ、再度２分割する経路を５回通過させて、混合して、基材層用の導電剤入りのポリアミド酸溶液１〜９を得た。
【０１６２】
基材層用の導電剤入りのポリアミド酸溶液を円筒状金型内面に、ディスペンサーを介して０．５ｍｍに塗布し、１５００ｒｐｍで１５分間回転させて均一な厚みを有する展開層とした後、２５０ｒｐｍで回転させながら、金型の外側より６０℃の熱風を３０分間あてた後、１５０℃で６０分間加熱した。その後、３６０℃まで２℃／分の昇温速度で昇温し、さらに３６０℃で３０分加熱して溶媒の除去、脱水閉環水の除去、及びイミド転化反応の完結を行った。その後室温に戻し、金型から剥離し、目的とする無端ベルト状の基材層を得た。この基材層の総厚みは０．１ｍｍであった。
【０１６３】
また、疎水性の有機基を結合させる処理を行わなかったカーボンブラック粒子、アルミニウム粒子、酸化亜鉛粒子、酸化スズ粒子をポリイミド系樹脂固形分１００質量部に対して、２３質量部になるよう添加した基材層用の導電剤入りのポリアミド酸溶液１０〜１４を作製し、同様の手順で無端ベルト状の基材層を作製した。
（２）中間層の形成
塩化ビニル８０％、酢酸ビニル１５％、マレイン酸５％の組成比よりなる共重合体樹脂１００質量部をシクロヘキサノン４００質量部に溶解させた。この溶液に前述の導電剤１〜９、及び、疎水性の有機基を結合させていないカーボンブラック粒子、アルミニウム粒子、酸化亜鉛粒子、酸化スズ粒子を前述の共重合体樹脂１００質量部に対して１０質量部になるよう添加した。添加後、衝突型分散機（シーナス製ＧｅａｎｕｓＰＹ）で、圧力２００ＭＰａ、最小面積が１．４ｍｍ2で２分割後衝突させ、再度２分割する経路を５回通過させて、混合して、中間層用の導電剤入りの共重合体樹脂溶液１〜１４を得た。
【０１６４】
各溶液を対応する前述の各基材層上に厚さ１０μｍとなるようにスプレー塗布を行って中間層を形成した。
（３）表面層の形成
シリコーン樹脂（信越化学社製；商品名Ｘ−４０−２２６９） １００質量部
テトラメトキシシラン（東京化成社製） ３質量部
ｎ−ヘキサン ４００質量部
導電剤 ２３質量部
を配合し、ボールミルで混練、撹拌して１０ｃｐｓの各コーティング液を作製し、作製した各コーティング液を前述の中間層を形成した試料ベルト上に厚さ０．１ｍｍとなるようにスプレー塗布を行った。その後、オーブンで１２０℃で１時間乾燥させた。このようにして、中間転写ベルト１〜１４を作製した。
【０１６５】
得られた中間転写ベルトの物性を表１に示す。
（４）評価実験
作製した中間転写ベルト１〜１４を図２に示す画像形成工程を有する画像形成装置に搭載して、それぞれ連続１万枚のプリントを行って、プリント実施枚数に対する２次転写性の変動を評価した。連続プリント実施中の１０００枚、３０００枚、５０００枚の時に下記評価用のサンプルを５枚ずつ作成した。２次転写性の評価は、白抜けの発生有無とライン画像の中抜け発生を目視で行ったものである。なお、画像形成には個数メディアン粒径が６．０μｍのトナーよりなる非磁性一成分現像剤を使用した。なお、中間転写ベルト１〜９を用いたものを実施例１〜実施例９、中間転写ベルト１０〜１４を用いたものを比較例１〜比較例５とした。
【０１６６】
〈白抜け〉
白抜けの評価は、長径が０．４ｍｍ以上の白抜けがＡ４紙当たり何個あるかで判定した。なお、白抜け長径はビデオプリンター付き顕微鏡で測定した。評価の判定基準は、下記に示す通りである。
【０１６７】
○：０．４ｍｍ以上の白抜け頻度：全ての複写画像が３個／Ａ４以下
△：０．４ｍｍ以上の白抜け頻度：４個／Ａ４以上、１９個／Ａ４以下が１枚以上発生
×：０．４ｍｍ以上の白抜け頻度：２０個／Ａ４以上が１枚以上発生。
【０１６８】
〈ライン画像の中抜け〉
特開２０００−１２２４４０号公報に開示の方法で評価した。すなわち、各処理枚数毎に像濃度３０％の低密度背景部に像密度１００％の高密度ライン画像を中間転写ベルト上に形成し、これを２次転写して得られたトナー画像の濃度を、背景部〜高密度部〜背景部方向にスキャンして、その濃度プロファイルをプロットした。そして、背景部の濃度低下領域、すなわち抜け部の距離（幅）を計測して２次転写後の画質を評価したものである。なお、画像濃度は、３５ミクロン幅のスポット形状の光の反射率で計測して求めた。
【０１６９】
○：抜け部の幅が０．１５ｍｍ未満で優れた画質が得られた
△：抜け部の幅が０．１５ｍｍ以上０．３ｍｍ未満でほぼ良好な画質が得られた
×：抜け部の幅が０．３ｍｍ以上で画質上問題あり。
【０１７０】
得られた結果を表１に示す。
【０１７１】
【表１】
【０１７２】
表１の結果から明らかなように、疎水性の有機基を有する導電剤を含有させた本発明に該当する中間転写ベルトでは、連続で５０００枚以上のプリント作成を行っても白抜けやライン抜けといった画像欠陥の発生が見られなかった。一方、比較例である疎水性の有機基を結合させなかった導電剤を含有させた中間転写ベルトを用いた場合は、１０００枚あたりから画像欠陥の発生が見られ、本発明に係る中間転写ベルトとは明らかに異なる結果となった。
３．実験その２；現像ローラの評価
（１）弾性層の作製
直径１０ｍｍのＳＵＳ（ステンレス鋼）製のシャフトの周りに厚さ７．５ｍｍの導電性弾性層を設けた。この導電性弾性層の外周に表面層を被覆して構成されるものである。以下に、導電性弾性層と表面層の具体的な構成について説明する。なお、これら実施例は、何ら本発明を限定するものではない。
（弾性層１）
特開平１１−２１２３５４号公報に開示されている末端アリル化ポリオキシプロピレン系重合体１００質量部、ポリシロキサン系硬化剤（ＳｉＨ価０．３６モル／１００ｇ）６．６質量部、塩化白金酸の１０％イソプロピルアルコール溶液０．０６質量部に、前述の導電剤１〜９、及び、疎水性の有機基を結合させる処理を行わなかったカーボンブラック粒子、アルミニウム粒子、酸化亜鉛粒子、酸化スズ粒子を７重量部、を混合し、減圧（１．３３ｋＰａ以下、１２０分間）脱泡した。得られた組成物を前記シャフトの周りに被覆し、金型内１２０℃の環境下で３０分間静置して硬化させ、厚さ７．５ｍｍのゴム弾性体１〜９及び１４〜１８を作製した。ＪＩＳ Ｋ ６３０１ Ａ法に準拠して測定した弾性層１のみのＪＩＳ Ａ 硬度は１５°であった。
（弾性層２）
特開２００２−３５７９４９号公報に開示のシリコーンゴムコンパウンド１１０質量部内に前述の導電剤１〜４と疎水性の有機基を結合させる処理を行わなかったカーボンブラック粒子をそれぞれ７質量部添加してシリコーンコンパウンドを調製した。これらのシリコーンコンパウンド１０〜１３及び１９、２０を注型した後、金型に蓋をし、これを加熱（１８０℃×５分）して、シリコーンゴムコンパウンドを加硫し、その後脱型して、厚さ７．５ｍｍのシリコーンゴム弾性体１０〜１３及び１９、２０を作製した。
（２）中間層形成用溶液の調製
つぎに、ポリウレタン系エラストマー（ＵＮ２７８、坂井化学社製）１００質量部と、前述の導電剤１〜９と、疎水性の有機基を結合させる処理を行わなかったカーボンブラック粒子、アルミニウム粒子、酸化亜鉛粒子、酸化スズ粒子をそれぞれ２０質量部、架橋剤１０質量部と、ＭＥＫ４００質量部とを混合して得られるポリマー溶液に、平均粒径２０μｍのウレタン樹脂からなる粒子（バーノックＣＦＢ１００、大日本インキ化学工業社製）２０部を分散して混合、攪拌して、中間層形成用溶液１〜１４を調製した。
（３）表面層形成用溶液の調製
ポリヘキサメチレンカーボネートジオール（数平均分子量２，０００）１５０質量部、ポリジメチルシロキサンポリオール（数平均分子量２，０００）５０質量部、及びシクロヘキサンジイソシアネート３２質量部を、三口フラスコに仕込み、攪拌しながら１００℃、４時間の反応を行い、分子末端にＮＣＯ基を有するプレポリマーを作製した。このプレポリマーを５０℃に冷却後、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）５８０ｇを仕込み、ＩＰＤＡ（イソホロンジアミン）１６ｇを少しずつ滴下して、鎖伸長反応を４０℃、３時間の条件下で行った。その後、得られた固形分をＤＭＦ：ＭＥＫ＝１：１の溶液で約６％に希釈して、表面層形成用溶液を調製した。
（４）現像ローラの作製
上記ゴム弾性体１〜９及び１４〜１８の外周面に上記中間層形成用溶液１〜１４を、シリコーンゴム弾性体１０〜１３及び１９、２０の外周面に上記中間層形成用溶液１〜４と上記中間層形成用溶液１０、１１をロールコート法により塗工した後、乾燥および加熱処理を行ない、弾性層の外周面に厚さ１０μｍの中間層を形成した。
【０１７３】
さらに、上記中間層の外周面に、上記表面層形成用溶液をロールコート法により塗工した後、乾燥および加熱処理を行ない、中間層の外周面に厚さ１５μｍの表面層を形成した。得られた現像ローラを現像ローラ１〜２０とする。
（５）評価実験
作製した現像ローラ１〜２０を図５に示す画像形成装置に搭載して、それぞれ連続１万枚のプリントを行い、プリント実施後の画質を評価した。ここで、現像ローラ１〜１３を用いたものを実施例１１〜実施例２３、現像ローラ１４〜２０を用いたものを比較例１１〜比較例１７とした。
【０１７４】
下記に記載の方法により、現像ローラのトナー搬送性能やトナー供給性能に起因する画質変動の評価と、トナー飛散の発生状況を評価した。評価は、１万枚の連続プリントを行って評価を行った。画像形成時の条件は以下のとおりである。なお、画像形成条件は以下のとおりである。
【０１７５】
・感光体 ：積層型有機感光体
・ＤＣバイアス ：−５００Ｖ
・Ｄｓｄ（感光体と現像スリーブ間距離）：６００μｍ
・規制ブレード ：ステンレス製を使用
・現像剤層厚 ：７００μｍ
・現像スリーブ径 ：４０ｍｍ
・温度 ：２０℃、６０％ＲＨ環境
〈画像のかぶり〉
画像のかぶりは、未使用の用紙の反射濃度を０としたときの、文字／ラインパターン白地部の相対反射濃度を測定し、以下のように評価した。すなわち、
○；相対反射濃度が０．００４以下である場合
△；相対反射濃度が０．００４を超え、０．００６以下である場合
×；相対反射濃度が０．００６を超える場合。
【０１７６】
〈文字散り〉
文字散りは、４ポイントの「鐘」という文字を拡大して観察したときの文字輪郭のシャープさ及び文字の滲み度合いの状態を評価した。すなわち、
○；「鐘」の文字の空間部がすっきりと抜けていて文字の輪郭が明瞭であり、また、文字周辺部のトナー散りも極めて少ない場合
△；「鐘」の文字の空間部がやや潰れている（トナー散りでやや埋まっている）が、文字周辺部のトナー散りが少ない場合
×；「鐘」の文字の空間部が潰れており（トナー散りで埋まっている）、しかも、文字周辺部のトナー散りが多く、文字の輪郭が滲んでいる場合。
【０１７７】
〈画像濃度ムラ〉
画像濃度ムラは、シアン単色のソリッドパターンまたは青単色のソリッドパターンのページ内における任意の９カ所における色差（Ｌ＊ａ＊ｂ＊空間での距離）で評価した。すなわち、
○；シアン単色のソリッドパターンについての９カ所の色差が３以下であり、かつ、青単色のソリッドパターンについての９カ所の色差が７以下である場合
△；シアン単色のソリッドパターンについての９カ所の色差が３を超え、５以下であり、かつ、青単色のソリッドパターンについての９カ所の色差が７以下である場合、または、シアン単色のソリッドパターンについての９カ所の色差が３以下であり、かつ、青単色のソリッドパターンについての９カ所の色差が７を超え、９以下である場合
×；シアン単色のソリッドパターンについての９カ所の色差が３を超え、かつ、青単色のソリッドパターンについての９カ所の色差が９を超える場合。
【０１７８】
〈機内汚れ〉
機内汚れは、画像出力終了後に現像装置を取り外し、現像装置装着部近傍の汚れの状態を目視観察して評価した。すなわち、
○；機内汚れが認められない場合、または、現像装置装着部のみに極軽微な汚れがみられる場合
△；現像装置装着部近傍（例えば、両端部等）に僅かな汚れが認められる場合
×；現像装置装着部の汚れが周辺部（例えば、帯電器等）にまで拡大している場合
結果を表２に示す。
【０１７９】
【表２】
【０１８０】
表２の結果から明らかなように、疎水性の有機基を有する導電剤を含有させた本発明に該当する現像ローラでは、連続で１万枚のプリント作成を行った後に、現像ローラのトナー搬送性やトナー供給性能の低下に起因するトナー飛散や画像欠陥の発生が見られなかった。一方、比較例である疎水性の有機基を結合させなかった導電剤を含有させた現像ローラを用いた場合は、トナー飛散や画像欠陥が顕著に表れ、本発明に係る現像ローラとは明らかに異なる結果となった。
【図面の簡単な説明】
【０１８１】
【図１】中間転写ベルトの構造を示す模式図である。
【図２】中間転写ベルトを用いた画像形成装置の一例を示す模式図である。
【図３】現像ローラの構造例を示す模式図である。
【図４】現像ローラを有する現像装置の一例を示す模式図である。
【図５】現像ローラを使用する画像形成装置の模式図である。
【符号の説明】
【０１８２】
１ 現像ローラ
１１ 軸体
１２ 弾性層
１３ 中間層
１４ 表面層
２ 中間転写ベルト
２１ 表面層
２２ 中間層
２３ 基材層
Ａ、Ｂ 画像形成装置
Ｓ 記録材、記録紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
疎水性の有機基を有する導電剤を含有する樹脂層を有することを特徴とするベルト。
【請求項２】
前記樹脂層の抵抗率が、１０4Ωｃｍ乃至１０10Ωｃｍであることを特徴とする請求項１に記載のベルト。
【請求項３】
前記樹脂層は、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、シリコン樹脂、フッ素樹脂のうち、少なくとも１つを含有するものであることを特徴とする請求項１または２に記載のベルト。
【請求項４】
前記ベルトは、電子写真方式の画像形成に用いられる転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のベルト。
【請求項５】
前記転写ベルトは、基材層、中間層、及び、表面層を有し、
前記導電剤が基材層と中間層の少なくとも一方に含有されていることを特徴とする請求項４に記載のベルト。
【請求項６】
前記表面層の表面抵抗率が、１．０×１０11Ω／□乃至１．０×１０13Ω／□であることを特徴とする請求項５に記載のベルト。
【請求項７】
前記導電剤が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のベルト。
【請求項８】
前記疎水性の有機基は、イオウ原子を介して、前記導電剤と結合しているものであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のベルト。
【請求項９】
疎水性の有機基を有する導電剤を含有する樹脂層を有することを特徴とするローラ。
【請求項１０】
前記樹脂層の抵抗率が、１０4Ωｃｍ乃至１０10Ωｃｍであることを特徴とする請求項９に記載のローラ。
【請求項１１】
前記樹脂層は、ポリウレタン系エラストマー、シリコーンゴム、オキシアルキレン系組成物を含有する樹脂の少なくとも１つを含有するものであることを特徴とする請求項９または１０に記載のローラ。
【請求項１２】
前記ベルトは、電子写真方式の画像形成に用いられる現像ローラであって、
該現像ローラは、
弾性層、中間層、及び、表面層を有するものであって、
弾性層及び中間層の少なくとも１つの層に前記疎水性の有機基を有する導電剤を含有する樹脂層を有することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のローラ。
【請求項１３】
前記導電剤が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のローラ。
【請求項１４】
前記疎水性の有機基は、イオウ原子を介して、前記導電剤と結合しているものであることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載のローラ。
【請求項１】
疎水性の有機基を有する導電剤を含有する樹脂層を有することを特徴とするベルト。
【請求項２】
前記樹脂層の抵抗率が、１０4Ωｃｍ乃至１０10Ωｃｍであることを特徴とする請求項１に記載のベルト。
【請求項３】
前記樹脂層は、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、シリコン樹脂、フッ素樹脂のうち、少なくとも１つを含有するものであることを特徴とする請求項１または２に記載のベルト。
【請求項４】
前記ベルトは、電子写真方式の画像形成に用いられる転写ベルトであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のベルト。
【請求項５】
前記転写ベルトは、基材層、中間層、及び、表面層を有し、
前記導電剤が基材層と中間層の少なくとも一方に含有されていることを特徴とする請求項４に記載のベルト。
【請求項６】
前記表面層の表面抵抗率が、１．０×１０11Ω／□乃至１．０×１０13Ω／□であることを特徴とする請求項５に記載のベルト。
【請求項７】
前記導電剤が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のベルト。
【請求項８】
前記疎水性の有機基は、イオウ原子を介して、前記導電剤と結合しているものであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のベルト。
【請求項９】
疎水性の有機基を有する導電剤を含有する樹脂層を有することを特徴とするローラ。
【請求項１０】
前記樹脂層の抵抗率が、１０4Ωｃｍ乃至１０10Ωｃｍであることを特徴とする請求項９に記載のローラ。
【請求項１１】
前記樹脂層は、ポリウレタン系エラストマー、シリコーンゴム、オキシアルキレン系組成物を含有する樹脂の少なくとも１つを含有するものであることを特徴とする請求項９または１０に記載のローラ。
【請求項１２】
前記ベルトは、電子写真方式の画像形成に用いられる現像ローラであって、
該現像ローラは、
弾性層、中間層、及び、表面層を有するものであって、
弾性層及び中間層の少なくとも１つの層に前記疎水性の有機基を有する導電剤を含有する樹脂層を有することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のローラ。
【請求項１３】
前記導電剤が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のローラ。
【請求項１４】
前記疎水性の有機基は、イオウ原子を介して、前記導電剤と結合しているものであることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載のローラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２８５１２９（Ｐ２００６−２８５１２９Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０８４８８（Ｐ２００５−１０８４８８）
【出願日】平成１７年４月５日（２００５．４．５）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月５日（２００５．４．５）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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