ポリフッ化ビニリデン系樹脂の導電性透明無端ベルト
【課題】転写ベルトとしての機能を充分に発揮するだけでなく、透明性に優れることにより、トナーの転写過程を直接観察できるものである、導電性及び透明性を有したポリフッ化ビニリデン系樹脂無端状ベルトを提供すること。
【解決手段】ポリフッ化ビニリデン系樹脂１００重量部に対し、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を２〜２０重量部含有させることにより、透明性を有する画像形成装置用転写ベルトが得られた。
【解決手段】ポリフッ化ビニリデン系樹脂１００重量部に対し、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を２〜２０重量部含有させることにより、透明性を有する画像形成装置用転写ベルトが得られた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは中間転写体を有する画像形成装置において、トナー像の画像濃度又はトナー付着量或いはトナー濃度を的確に検出する手段を持つ電子写真方式の画像形成装置に用いる、透明性を有する画像形成装置用ベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を応用した画像形成装置では、まず無機又は有機光導電性感光体からなる潜像担持体上に一様な電荷を形成し、画像信号を変調したレーザーや発光ダイオード光等で静電潜像を形成した後、帯電したトナーで前記静電潜像を現像して可視化したトナー像とし、前記トナー像を静電的に中間転写ベルト上へ一次転写し、さらに中間転写ベルト上のトナー像を記録紙に静電的に二次転写して、これを加熱や加圧により定着させることによって、所要の再生画像を得る中間転写方式が知られている。
【０００３】
このような中間転写方式に用いられる中間転写ベルトとしては、半導電性ベルトが挙げられ、ポリイミドやポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンサルファイドなどの樹脂に、カーボンブラックなどの電子導電性導電剤やイオン導電性導電剤を用いたものが知られている。
ポリフッ化ビニリデン系樹脂にカーボンブラックを充填した中間転写ベルトとしては、特許文献１−３が挙げられる。また、ポリフッ化ビニリデン系樹脂に粘土鉱物を充填した中間転写ベルトとしては、特許文献４に記載がある。上記電子写真方式の画像形成装置においては、近年、高画質化の要求が高まっており、画像濃度を安定に推移させることは大変重要である。従来、画像濃度の安定化は感光体上に現像されたトナー像の画像濃度を認識し、ある基準値と比較し、違いがある場合は画像形成条件（プロセス条件）、例えばレーザーのパワーや発光周波数を変えたり、現像バイアスやトナー濃度、スリーブ回転数や転写電流等にフィードバックしたりすることで実現させようとしていた。
【０００４】
そして、この感光体上のトナー像の画像濃度を判断する方法としては、ＬＥＤ等の光でドラム面を照射し、ドラム面からの反射光をフォトダイオード等の素子で受光し、トナー像の濃度を判断するものが一般的である。すなわち、トナーが付着していない感光体表面の反射光レベルを基準として、感光体上に付着したトナー像の反射光レベルを読む方法である。この場合、照射された光はトナー像により散乱されるため、反射光レベルは低くなる。これにより感光体に付着したトナー量を判断する。
【０００５】
ところが、感光体上に付着したトナー量を反射光で判断するには、下記の問題点がある。
（１）付着トナー量があるレベルを越えると、反射光レベルが変化しなくなり、微妙な付着トナー量の変化を認識出来なくなる。
（２）粒径の揃っていないトナーでは、反射光レベルが同じでも、付着トナー量が大きく異なることがある。
【０００６】
上記問題を解決するために、特許文献５において、感光体回転方向に対し、現像器位置より下流側であってクリーニング位置より上流側に、一部又は全体が透過率５％以上の透明部材で構成された転写ベルトを設け、該転写ベルトに転写されたトナー像の透過光量を、該転写ベルトの内側と外側、又は外側と内側にそれぞれ設けられた投光器及び受光器により検出する検出手段が提案されている。
【０００７】
しかしながら、上記の実施例に示された抵抗値の転写ベルトを製造するためのカーボンによる導電機構では、多くのカーボン含有量が必要であり、透明性を維持することはできない。また、レーザー透過による付着トナー量の検出のみでは転写過程を直接確認することは不可能である。また、透明性を保持できる範囲の少量のカーボン添加量では転写ベルトとして適した抵抗値を発現させることは難しく、抵抗値の面内バラつきも大きくなることが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０５−２００９０４号公報
【特許文献２】特開平１０−０８０９５７号公報
【特許文献３】特開平１０−０３４７６３号公報
【特許文献４】特開２００６−１６２９５８号公報
【特許文献５】特開２００２−０１４４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明では、ポリフッ化ビニリデン系樹脂１００重量部に対し、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を２〜２０重量部含有してなる、４００ｎｍ以上の波長で透過率７０％以上であって、ヘイズが２０％以下の、透明性を有するベルトであり、かつ体積抵抗率１×１０８〜１×１０１３（Ω・ｃｍ）の範囲内にあることを特徴とする、透明性を有する画像形成装置用転写ベルトを提案することにある。
【００１０】
導電性及び透明性を有する無端状のベルトの製造を可能にすることで、トナーの転写過程を直接観察が可能にすることができ、高速度カメラによる画像解析によって転写メカニズムの詳細な分析が可能となる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリフッ化ビニリデン系樹脂１００重量部に対し、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を２〜２０重量部含有させることにより、透明性を有する画像形成装置用転写ベルトが得られることを見出した。
【００１２】
本発明は、かかる知見に基づき完成されたものである。
項１．ポリフッ化ビニリデン系樹脂１００重量部に対し、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を２〜２０重量部含有してなる、４００ｎｍ以上の波長で透過率７０％以上であって、ヘイズが２０％以下の、透明性を有するベルトであり、かつ体積抵抗率が１×１０８〜１×１０１３（Ω・ｃｍ）の範囲内にあることを特徴とする、透明性を有する画像形成装置用ベルト。
項２．表面抵抗率が１×１０９〜１×１０１３（Ω/□）の範囲内にあることを特徴とする、項１に記載の透明性を有する画像形成装置用ベルト。
項３．前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂が、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体、又はこれらの混合物である、項１または２に記載の透明性を有する画像形成装置用ベルト。
項４．前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）の共重合体であることを特徴とする、項３に記載の透明性を有する画像形成装置用ベルト。
項５．前記有機オニウムイオンが、４級アンモニウムイオンである、項１〜４のいずれかに記載の透明性を有する画像形成用ベルト。
項６．ポリフッ化ビニリデン系樹脂を有機極性溶媒に溶解して得られる溶液に、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を分散させて、液体原料を調整し、該粘土鉱物を分散させた液体原料を、回転成形法にて管状物に成形する透明性を有する画像形成装置用ベルトの製造方法であって、
（１）回転する円筒金型の内周面に、該粘土鉱物を分散させた液体原料を塗布する工程、
（２）該円筒金型を回転させたまま８０〜１５０℃の温度で加熱して、自己支持性の皮膜を形成する工程、
を含むことを特徴とする製造方法。
項７．前記液体原料の粘度が１〜６Ｐａ・ｓである、項６に記載の製造方法。
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
Ｉ．基材
本発明のベルトは、基材としてポリフッ化ビニリデン系樹脂を用いる。ポリフッ化ビニリデン系樹脂とは、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）単独重合体や、ＶｄＦと、ＶｄＦと共重合可能な他の単量体との共重合体のことであり、具体的には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ＶｄＦとヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）の共重合体（ＶｄＦ−ＨＦＰ共重合体）、又はこれらの混合物が挙げられ、これらの中でも、ＶｄＦ−ＨＦＰ共重合体が、成形された塗膜に柔軟性を与えるだけでなく、表面層であるポリイミド樹脂との接着性が高くなる点から好ましい。また、ＶｄＦ−ＨＦＰ共重合体のＶｄＦとＨＦＰのモル比としては、ＶｄＦ／ＨＦＰ＝９９／１〜７０／３０が好ましく、ＶｄＦ／ＨＦＰ＝９７／３〜８０／２０がより好ましく、ＶｄＦ／ＨＦＰ＝９７／３〜９０／１０がさらに好ましい。ＶｄＦとＨＦＰのモル比が前記範囲内であることで、耐オゾン性や耐汚染性が高くなり、更に機械的強度や引き裂き強度が高くなる。本発明において好適に用いることができるポリフッ化ビニリデン系樹脂としては、例えば、アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１（PVdF-HFP共重合体 HFP：１１モル％）、アルケマ（株）製 カイナー♯３０１F（PVdF）などを挙げることができる。その中でもアルケマ（株）製 カイナー♯２８０１（PVdF-HFP共重合体 HFP：１１モル％）が好ましい。
【００１４】
II．導電性付与剤
本発明の画像形成装置用ベルトは、透明性を維持するためにカーボンブラックを含まない。また、カーボンブラックを含まないことで、耐電圧を高く維持し、体積抵抗率の電圧依存を小さくできる。ポリフッ化ビニリデン系樹脂は表面エネルギーが小さいため、導電性材料を分散させた場合、体積抵抗率の分布が不均一になりやすい。さらに、高電圧の印加などによって導電性材料が樹脂中を移動し、その結果、体積抵抗率の水準が変わったり、電圧依存性が大きくなったりするという問題があった。
【００１５】
本発明においては、導電性付与剤として、粘土鉱物を有機オニウムイオンで有機変性させたものを用いる。当該有機変性処理を行うことによって、水中でのみ膨潤する層状粘土鉱物が、有機溶媒中においても膨潤して層間距離が広がる。例えば、粘土鉱物の一種であるモンモリロナイトは、厚さが約１ｎｍ、一片の長さが約１００ｎｍのシート状シリケート層が重なって構成され、層間の距離は約１０Åであるが、このシリケート層間に水や有機溶媒が入り込むと、層間距離が５０Å程度に膨潤する。当該層間距離が広がることにより、有機溶媒に溶解したポリマー鎖が層状粘土鉱物の層間に入りやすくなり、分散性が向上する等の効果が得られる。また、ＰＶｄＦが層間に入り易くなることにより、層間に挿入されたＰＶｄＦは極性が大きいことから、層間の有機オニウムイオンをイオン化させ、導電性を発現する。ＰＶｄＦ単独でも弱い導電性を有しているが、上記のように層間にイオン導電が発現することにより、さらに大きな導電性が得られる。
【００１６】
上記粘土鉱物としては、カオリナイト、ディッカナイト、ナクライト及びハロイサイト等の蛇紋石-カオリン族鉱物、白雲母、海緑石、セラドナイト、パラゴナイト、金雲母、黒雲母、鉄雲母、イーストナイト、イライト、フェンジャイト及びブラマーサイト等の雲母族鉱物、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト及びソーコナイト等のスメクタイト族鉱物、脆雲母族鉱物、緑泥石族鉱物、パイロフィライト、タルク等のタルク-パイロフィライト族鉱物、バーミュライト族鉱物、混合層鉱物等が挙げられる。これらの粘土鉱物は天然のものであっても合成されたものであっても良い。また、上記粘土鉱物は１種単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００１７】
また、上記有機オニウムイオンとしては、アンモニウムイオン、ホスホニウムイオン、スルホニウムイオンなどを挙げることができる。これらの中でも、アンモニウムイオンが好ましく、４級アンモニウムイオンがより好ましい。
【００１８】
上記第４級アンモニウム塩としては、例えば、ジメチルステアリルアンモニウム塩やトリメチルステアリルアンモニウム塩などを挙げることができる。上記有機オニウムイオンで有機変性処理された上記粘土鉱物は、一般に市場で容易に入手することが可能であり、以下のものを好適に用いることができる。
【００１９】
上記有機変性モンモリロナイトとして、（株）ホージュン製エスベン（商品名）及びオルガナイト（商品名）、Ｎａｎｏｃｏｒ社製Ｎａｎｏｍｅｒ（商品名）、ＳｏｕｔｈｅｒｎＣｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔ社製Ｃｌｏｉｓｉｔｅ（商品名）等；有機変性ヘクトライトとして、コープケミカル（株）製ルーセンタイトＳＰＮ（商品名）、ルーセンタイトＳＥＮ（商品名）及びルーセンタイトＳＴＮ（商品名）等；有機変性合成雲母として、コープケミカル（株）製ソマシフＭＰＥ（商品名）等が挙げられる。
【００２０】
III．ポリフッ化ビニリデン樹脂系無端ベルト
本発明のポリフッ化ビニリデン系樹脂無端ベルトは、ポリフッ化ビニリデン系樹脂１００重量部に対し、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を２〜２０重量部含有してなるものである。
【００２１】
通常、ポリフッ化ビニリデン系樹脂等のフッ素樹脂を含む組成物を溶融製膜した場合、α型の結晶構造を有することが知られている。しかしながら、粘土鉱物を添加することで、このフッ素樹脂のα型結晶構造が、β型やγ型結晶構造に相転移する。このような相転移することで、形成された塗膜に柔軟性を与え、機械的強度を改善することができるため好ましい。
【００２２】
ポリフッ化ビニリデン系樹脂の結晶構造がα型の場合、赤外分光法（ＩＲ）スペクトルにおいて、７６０ｃｍ−１付近（約７５５〜７６５ｃｍ−１）と７９０ｃｍ−１付近（約７８５〜８００ｃｍ−１）にα型の結晶構造由来のピークが確認できる。一方、ポリフッ化ビニリデン系樹脂の結晶構造がβ型又はγ型の場合、ＩＲスペクトルにおいて、α型結晶構構造由来の７６０ｃｍ−１付近と７９０ｃｍ−１付近には、明確なピークが確認できず、８１０ｃｍ−１付近（約８０５〜８１５ｃｍ−１）（γ型）、８３０ｃｍ−１付近（約８２５〜８３５ｃｍ−１）（βとγ型）にβ型又はγ型結晶構造由来のピークが確認できる。また、８７０ｃｍ−１付近に確認できるピークは、ポリフッ化ビニリデン系樹脂のＣ−Ｆ結合に由来するピークであり、必ず出現するピークである。
【００２３】
このようにＩＲスペクトルのピークを確認することにより、ポリフッ化ビニリデン系樹脂の結晶構造がα型から、β型又はγ型に十分に相転移していることが確認できる。従って、７６０ｃｍ−１付近のピークが小さければ小さいほど好ましいものである。
【００２４】
IＶ．ポリフッ化ビニリデン樹脂系無端ベルトの製造方法
本発明のポリフッ化ビニリデン樹脂系無端ベルトの製造方法は、好ましくは回転成型法による。これは原料を溶媒に溶解させることで、PVdF樹脂ワニス中に粘土鉱物を分散させることが重要であるためである。PVdF樹脂はその他のフッ素系高分子に比べ抵抗値が低く、粘土鉱物を有機変性させることで発現するイオン導電性により、ベルト全体として、転写ベルトとして最適な体積抵抗率が１×１０８〜１×１０１３（Ω・ｃｍ）の導電性を与えることが可能となる。
【００２５】
粘土鉱物粉末及びPVdF樹脂を溶媒で希釈して液体原料とするが、この際粘度を調整することが好ましい。液体原料の粘度が低すぎると、回転成形にて金型に溶液を馴染ませる際に、形状を保つことが出来ずに垂れて、厚みムラの原因になる。逆に粘度が高過ぎると、充分に金型に馴染ませることができないため、周方向への厚みムラの原因になる。液体原料の粘度を１〜６Ｐａ・ｓ、より好ましくは２〜４Ｐａ・ｓの範囲とすれば、厚みムラを最小限に抑制できる。
【００２６】
粘土鉱物が充分に分散されたPVdF樹脂の液体原料は、以下に例示する工程によって無端ベルトに成型される。
【００２７】
両端開口の金属ドラム（内面はＲｚ＝０．５μｍ程度のクロムめっきによる鏡面仕上）がヒーター内蔵の２本の可変回転ローラー上に着脱自在に載置され、ローラーの回転によって回転する間接回転方式をとる。金属ドラムの加熱は、回転ローラーに内蔵されたヒーターと遠赤外線ヒーターによる外部加熱方式による。また、加熱によって蒸発する有機溶媒は、排気ファンを用いて積極的に排気する。
【００２８】
金属ドラムの回転速度は、３０〜１００ｒａｄ／ｓの範囲が好ましい。回転速度が３０ｒａｄ／ｓ未満では充分な遠心力が作用せず、フィルムの均一な厚み精度が得られにくい。逆に回転速度が１００ｒａｄ／ｓを越えると、金属ドラムの回転軸のブレによりフィルムの厚み精度への悪影響が懸念される。
【００２９】
次に金属ドラムの回転を維持し、１５０℃程度まで徐々に加熱して含有溶媒の除去、すなわち一時的成型を行なう。この際含有溶媒は完全には除去されない可能性があるため、回転成型の終了後、金型ごと熱風乾燥炉内に投入する。この工程ではフィルムの残存溶媒を除去するため徐々に昇温し、最後に冷却し金型から抜き取りPVdF樹脂系無端ベルトを得る。
【００３０】
このPVdF樹脂系無端ベルトの厚みは５０μｍ〜３００μｍであることが好ましい。５０μｍ以上であれば、フィルム強度として十分であり、取り扱いが容易であって、転写ベルトに要求される強度や耐久性を満たす点から好ましい。また、成形時に金型に容易に流し込むという点から、３００μｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、ポリフッ化ビニリデン樹脂を主成分としてなる基材に、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を添加することで、導電性及び透明性を有した無端状のベルトを得ることができる。当該ベルトは転写ベルトとしての機能を充分に発揮するだけでなく、その優れた透明性によりトナーの転写過程を直接観察できる。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に実施例および比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
・各値の測定方法
本発明において、各値は以下のとおり測定した。
【００３３】
＜光透過率＞
光透過率は、日本分光（株）製の紫外可視分光光度計V-６７０を用いて、波長域３８０〜７５０ｎｍにおいて５ｎｍの波長間隔で測定を行った。得られた結果のうち、最低透過率を示す波長の透過率を表記した。
【００３４】
＜ヘイズ＞
ヘイズは、日本電色工業（株）製のHAZEMETER NDH-5000を用いて測定を行った。ヘイズの測定方法の詳細はＪＩＳ Ｋ ７１３６を参照にすることができる。
【００３５】
＜粘度＞
東機産業(株)製のVISCOMETER TV-10を用いて、スピンドルM4、回転数100rpm、測定時間1分において測定を行った。
【００３６】
＜厚み＞
各層の厚みおよび総厚みは、（株）ミツヨト製デジマチックインジケータの平面型測定子を用いて幅方向３点、周方向８点の合計２４点測定し、その平均値として示した。
【００３７】
＜表面抵抗率、体積抵抗率＞
表面抵抗率（Ω／□）及び体積抵抗率（Ω・ｃｍ）は、三菱化学（株）製 “ハイレスタＩＰ”、ＨＲブロ−ブにて測定した。表面抵抗率測定時のレジテーブルにはテフロン（登録商標）面を使用し、体積抵抗率測定時のレジテーブルにはＳＵＳ面に導電性シリコーンゴムを敷き測定を行った。印加電圧１００Ｖ、１０秒後の表面抵抗率及び体積抵抗率をそれぞれ記録し、その平均値で示した。
【実施例】
【００３８】
実施例１
アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１の１００重量部（１１２．５ｇ）に対し、粘土鉱物（コープケミカル社製 ルーセンタイトSEN ポリオキシエチレンヤシアルキルメチルアンモニウムイオン３０〜４０％含有のヘクトライト）２０重量部（２２．５ｇ）を、N,N−ジメチルアセトアミド（DMAｃ）６２６．２５ｇに溶解させた後、ペイントシェイカーを用いて２時間攪拌して液体原料(粘度２．０Pa・ｓ)を得た。この液体原料750ｇを回転ドラム（金属金型）内（内径２２４ｍｍ、幅８５０ｍｍ）（内面はＲｚ＝０．５μｍ程度のクロムめっきによる鏡面仕上）に均一に塗布した。次にドラムの加熱と共に回転を徐々に加速し、５０rad/sに到達したところでその回転数を維持しつつ、温度（ドラム内温）150℃まで昇温した。この回転と温度下で120分間遠心成形した。得られた該ベルトはＤＭＡｃ（溶媒）を約5wt%含有するPVdF系ベルトであった。回転成形の終了後、残存する溶媒を除去するために、金型ごと熱風乾燥炉内に投入した。６０分間で１４０℃に到達させ、その温度で６０分間加熱した。最後に常温に冷却し金型から抜き取った。得られたベルトは完全に溶媒が完全に揮発したPVdF樹脂系ベルトであり、該ベルトの厚さは１００±５μｍ、内径２２３ｍｍ、長さ８００ｍｍであった。表面抵抗率は２．０〜３．０×１０１０Ω／□、体積抵抗率は５．０〜７．０×１０９Ω・ｃｍの範囲で安定していた。また、該ベルトの光透過率は400nm以上で７１％以上であり、ヘイズは８％であった。
【００３９】
実施例２
アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１の１００重量部（１１２．５ｇ）に対し、粘土鉱物（コープケミカル社製 ルーセンタイトSTN トリオクチルメチルアンモニウムイオン２２〜３２％含有のヘクトライト）１０重量部（１１．２５ｇ）を、N,N−ジメチルアセトアミド（DMAｃ）６２６．２５ｇに溶解させた後、ペイントシェイカーを用いて２時間攪拌して液体原料(粘度２．０Pa・ｓ)を得た。以下、実施例１に用いた粘土鉱物ルーセンタイトSENをルーセンタイトSTNに変えた以外は実施例１と同様にPVdF樹脂系ベルトを作製した。
【００４０】
得られたベルトは完全に溶媒が完全に揮発したPVdF樹脂系ベルトであり、該ベルトの厚さは１００±５μｍ、内径２２３ｍｍ、長さ８００ｍｍであった。
表面抵抗率は７．０〜９．０×１０１１Ω／□、体積抵抗率は２．０〜３．０×１０１０Ω・ｃｍの範囲で安定していた。また、該ベルトの光透過率は400nm以上で７３％以上であり、ヘイズは５％であった。
【００４１】
実施例３
アルケマ（株）製 カイナー♯７２１の１００重量部（１１２．５ｇ）に対し、粘土鉱物（コープケミカル社製 ルーセンタイトSEN）１０重量部（１１．２５ｇ）を、N,N−ジメチルアセトアミド（DMAｃ）６２６．２５ｇに溶解させた後、ペイントシェイカーを用いて２時間攪拌して液体原料(粘度２．０Pa・ｓ)を得た。以下、実施例１に用いたPVdF系原料を♯７２１に変えた以外は実施例１と同様にPVdF樹脂系ベルトを作製した。
【００４２】
得られたベルトは完全に溶媒が完全に揮発したPVdF樹脂系ベルトであり、該ベルトの厚さは１００±５μｍ、内径２２３ｍｍ、長さ８００ｍｍであった。
表面抵抗率は５．０〜８．０×１０１１Ω／□、体積抵抗率は３．０〜４．０×１０１０Ω・ｃｍの範囲で安定していた。また、該ベルトの光透過率は400nm以上で７２％以上であり、ヘイズは１０％であった。
【００４３】
実施例４
アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１の１００重量部（１１２．５ｇ）に対し、粘土鉱物（コープケミカル社製 ルーセンタイトSEN）２重量部（２．２５ｇ）を、N,N−ジメチルアセトアミド（DMAｃ）６２６．２５ｇに溶解させた後、ペイントシェイカーを用いて２時間攪拌して液体原料(粘度１．０Pa・ｓ)を得た。以下、実施例１に用いた粘土鉱物ルーセンタイトSENの濃度を２重量部に変えた以外は実施例１と同様にPVdF樹脂系ベルトを作製した。
【００４４】
得られたベルトは完全に溶媒が完全に揮発したPVdF樹脂系ベルトであり、該ベルトの厚さは１００±５μｍ、内径２２３ｍｍ、長さ８００ｍｍであった。
表面抵抗率は７．０〜９．５×１０１２Ω／□、体積抵抗率は１．０〜３．０×１０１２Ω・ｃｍの範囲で安定していた。また、該ベルトの光透過率は400nm以上で７６％以上であり、ヘイズは１１％であった。
【００４５】
比較例１
アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１の１００重量部（１１２．５ｇ）に対し、アセチレンブラック（電気化学工業（株）製 デンカブラック粒状）１０重量部（１１．２５ｇ）を、N,N−ジメチルアセトアミド（DMAｃ）６２６．２５ｇに溶解させた後、ペイントシェイカーを用いて２時間攪拌して液体原料（１．５Pa・ｓ）を得た。以下、実施例１に用いた粘土鉱物ルーセンタイトSENをアセチレンブラックに変えた以外は実施例１と同様にPVdF樹脂系ベルトを作製した。
【００４６】
得られたベルトは完全に溶媒が完全に揮発したPVdF樹脂系ベルトであり、該ベルトの厚さは１００±５μｍ、内径２２３ｍｍ、長さ８００ｍｍであった。
表面抵抗率は５．０〜８．０×１０９Ω／□、体積抵抗率は１．０〜５．０×１０８Ω・ｃｍの範囲で安定していた。また、該ベルトの光透過率は波長４００ｎｍ以上で７０％以下であり、ヘイズ測定に充分な光透過性を有しておらず、転写過程を直接観察するための充分な透明性は得られなかった。
【００４７】
比較例２
アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１の１００重量部（１１２．５ｇ）に対し、粘土鉱物（コープケミカル社製 ルーセンタイトSWNを用いて、アミノカルボン酸（１２−アミノドデカン酸）処理したもの）１０重量部（１１．２５ｇ）を、N,N−ジメチルアセトアミド（DMAｃ）６２６．２５ｇに溶解させた後、ペイントシェイカーを用いて２時間攪拌を行ったところ、一部凝集体を生じて、完全に溶解した液体原料を作製することはできなかった。
【００４８】
比較例３
アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１の１００重量部（１１２．５ｇ）に対し、粘土鉱物（コープケミカル社製 ルーセンタイトSEN）３０重量部（３３．７５ｇ）を、N,N−ジメチルアセトアミド（DMAｃ）６２６．２５ｇに溶解させた後、ペイントシェイカーを用いて２時間攪拌して液体原料(粘度２．０Pa・ｓ)を得た。以下、実施例１に用いた粘土鉱物ルーセンタイトSENの濃度を３０重量部に変えた以外は実施例１と同様にPVdF樹脂系ベルトを作製した。
【００４９】
しかしながら、以上の条件で得られるサンプルは非常に脆いため、膜として得ることは出来なかった。
【００５０】
比較例４
アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１の１００重量部（１１２．５ｇ）に対し、粘土鉱物（コープケミカル社製 ルーセンタイトSEN）１重量部（１．１２５ｇ）を、N,N−ジメチルアセトアミド（DMAｃ）６２６．２５ｇに溶解させた後、ペイントシェイカーを用いて２時間攪拌して液体原料(粘度２．０Pa・ｓ)を得た。以下、実施例１に用いた粘土鉱物ルーセンタイトSENの濃度を１重量部に変えた以外は実施例１と同様にPVdF樹脂系ベルトを作製した。
【００５１】
得られたベルトは完全に溶媒が完全に揮発したPVdF樹脂系ベルトであり、該ベルトの厚さは１００±５μｍ、内径２２３ｍｍ、長さ８００ｍｍであった。
表面抵抗率は５．０〜８．０×１０１３Ω／□、体積抵抗率は、測定装置で測定できる範囲を超えた。また、該ベルトの光透過率は400nm以上で７７％以上であり、ヘイズは１１％であった。
【００５２】
比較例５
アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１の１００重量部に対し、粘土鉱物（コープケミカル社製 ルーセンタイトSEN）２重量部を混合し、二軸押出機（バレル温度１９０〜２５０℃）で混練しつつペレット化した。得られたペレットを十分に乾燥後、次に一軸押出機に環状ダイスをセットして、バレル温度は１９０〜２３０℃、環状ダイスの温度２４０℃にて、チューブ状（ベルト状）に単層で押出成形を行った。
得られたベルトはルーセンタイトSEN（分解温度２４０℃）が熱分解を起こしたため、赤褐色に変色していた。
【技術分野】
【０００１】
本発明は複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に係り、詳しくは中間転写体を有する画像形成装置において、トナー像の画像濃度又はトナー付着量或いはトナー濃度を的確に検出する手段を持つ電子写真方式の画像形成装置に用いる、透明性を有する画像形成装置用ベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を応用した画像形成装置では、まず無機又は有機光導電性感光体からなる潜像担持体上に一様な電荷を形成し、画像信号を変調したレーザーや発光ダイオード光等で静電潜像を形成した後、帯電したトナーで前記静電潜像を現像して可視化したトナー像とし、前記トナー像を静電的に中間転写ベルト上へ一次転写し、さらに中間転写ベルト上のトナー像を記録紙に静電的に二次転写して、これを加熱や加圧により定着させることによって、所要の再生画像を得る中間転写方式が知られている。
【０００３】
このような中間転写方式に用いられる中間転写ベルトとしては、半導電性ベルトが挙げられ、ポリイミドやポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン、ポリフェニレンサルファイドなどの樹脂に、カーボンブラックなどの電子導電性導電剤やイオン導電性導電剤を用いたものが知られている。
ポリフッ化ビニリデン系樹脂にカーボンブラックを充填した中間転写ベルトとしては、特許文献１−３が挙げられる。また、ポリフッ化ビニリデン系樹脂に粘土鉱物を充填した中間転写ベルトとしては、特許文献４に記載がある。上記電子写真方式の画像形成装置においては、近年、高画質化の要求が高まっており、画像濃度を安定に推移させることは大変重要である。従来、画像濃度の安定化は感光体上に現像されたトナー像の画像濃度を認識し、ある基準値と比較し、違いがある場合は画像形成条件（プロセス条件）、例えばレーザーのパワーや発光周波数を変えたり、現像バイアスやトナー濃度、スリーブ回転数や転写電流等にフィードバックしたりすることで実現させようとしていた。
【０００４】
そして、この感光体上のトナー像の画像濃度を判断する方法としては、ＬＥＤ等の光でドラム面を照射し、ドラム面からの反射光をフォトダイオード等の素子で受光し、トナー像の濃度を判断するものが一般的である。すなわち、トナーが付着していない感光体表面の反射光レベルを基準として、感光体上に付着したトナー像の反射光レベルを読む方法である。この場合、照射された光はトナー像により散乱されるため、反射光レベルは低くなる。これにより感光体に付着したトナー量を判断する。
【０００５】
ところが、感光体上に付着したトナー量を反射光で判断するには、下記の問題点がある。
（１）付着トナー量があるレベルを越えると、反射光レベルが変化しなくなり、微妙な付着トナー量の変化を認識出来なくなる。
（２）粒径の揃っていないトナーでは、反射光レベルが同じでも、付着トナー量が大きく異なることがある。
【０００６】
上記問題を解決するために、特許文献５において、感光体回転方向に対し、現像器位置より下流側であってクリーニング位置より上流側に、一部又は全体が透過率５％以上の透明部材で構成された転写ベルトを設け、該転写ベルトに転写されたトナー像の透過光量を、該転写ベルトの内側と外側、又は外側と内側にそれぞれ設けられた投光器及び受光器により検出する検出手段が提案されている。
【０００７】
しかしながら、上記の実施例に示された抵抗値の転写ベルトを製造するためのカーボンによる導電機構では、多くのカーボン含有量が必要であり、透明性を維持することはできない。また、レーザー透過による付着トナー量の検出のみでは転写過程を直接確認することは不可能である。また、透明性を保持できる範囲の少量のカーボン添加量では転写ベルトとして適した抵抗値を発現させることは難しく、抵抗値の面内バラつきも大きくなることが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０５−２００９０４号公報
【特許文献２】特開平１０−０８０９５７号公報
【特許文献３】特開平１０−０３４７６３号公報
【特許文献４】特開２００６−１６２９５８号公報
【特許文献５】特開２００２−０１４４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明では、ポリフッ化ビニリデン系樹脂１００重量部に対し、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を２〜２０重量部含有してなる、４００ｎｍ以上の波長で透過率７０％以上であって、ヘイズが２０％以下の、透明性を有するベルトであり、かつ体積抵抗率１×１０８〜１×１０１３（Ω・ｃｍ）の範囲内にあることを特徴とする、透明性を有する画像形成装置用転写ベルトを提案することにある。
【００１０】
導電性及び透明性を有する無端状のベルトの製造を可能にすることで、トナーの転写過程を直接観察が可能にすることができ、高速度カメラによる画像解析によって転写メカニズムの詳細な分析が可能となる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリフッ化ビニリデン系樹脂１００重量部に対し、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を２〜２０重量部含有させることにより、透明性を有する画像形成装置用転写ベルトが得られることを見出した。
【００１２】
本発明は、かかる知見に基づき完成されたものである。
項１．ポリフッ化ビニリデン系樹脂１００重量部に対し、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を２〜２０重量部含有してなる、４００ｎｍ以上の波長で透過率７０％以上であって、ヘイズが２０％以下の、透明性を有するベルトであり、かつ体積抵抗率が１×１０８〜１×１０１３（Ω・ｃｍ）の範囲内にあることを特徴とする、透明性を有する画像形成装置用ベルト。
項２．表面抵抗率が１×１０９〜１×１０１３（Ω/□）の範囲内にあることを特徴とする、項１に記載の透明性を有する画像形成装置用ベルト。
項３．前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂が、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体、又はこれらの混合物である、項１または２に記載の透明性を有する画像形成装置用ベルト。
項４．前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）の共重合体であることを特徴とする、項３に記載の透明性を有する画像形成装置用ベルト。
項５．前記有機オニウムイオンが、４級アンモニウムイオンである、項１〜４のいずれかに記載の透明性を有する画像形成用ベルト。
項６．ポリフッ化ビニリデン系樹脂を有機極性溶媒に溶解して得られる溶液に、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を分散させて、液体原料を調整し、該粘土鉱物を分散させた液体原料を、回転成形法にて管状物に成形する透明性を有する画像形成装置用ベルトの製造方法であって、
（１）回転する円筒金型の内周面に、該粘土鉱物を分散させた液体原料を塗布する工程、
（２）該円筒金型を回転させたまま８０〜１５０℃の温度で加熱して、自己支持性の皮膜を形成する工程、
を含むことを特徴とする製造方法。
項７．前記液体原料の粘度が１〜６Ｐａ・ｓである、項６に記載の製造方法。
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
Ｉ．基材
本発明のベルトは、基材としてポリフッ化ビニリデン系樹脂を用いる。ポリフッ化ビニリデン系樹脂とは、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）単独重合体や、ＶｄＦと、ＶｄＦと共重合可能な他の単量体との共重合体のことであり、具体的には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ＶｄＦとヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）の共重合体（ＶｄＦ−ＨＦＰ共重合体）、又はこれらの混合物が挙げられ、これらの中でも、ＶｄＦ−ＨＦＰ共重合体が、成形された塗膜に柔軟性を与えるだけでなく、表面層であるポリイミド樹脂との接着性が高くなる点から好ましい。また、ＶｄＦ−ＨＦＰ共重合体のＶｄＦとＨＦＰのモル比としては、ＶｄＦ／ＨＦＰ＝９９／１〜７０／３０が好ましく、ＶｄＦ／ＨＦＰ＝９７／３〜８０／２０がより好ましく、ＶｄＦ／ＨＦＰ＝９７／３〜９０／１０がさらに好ましい。ＶｄＦとＨＦＰのモル比が前記範囲内であることで、耐オゾン性や耐汚染性が高くなり、更に機械的強度や引き裂き強度が高くなる。本発明において好適に用いることができるポリフッ化ビニリデン系樹脂としては、例えば、アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１（PVdF-HFP共重合体 HFP：１１モル％）、アルケマ（株）製 カイナー♯３０１F（PVdF）などを挙げることができる。その中でもアルケマ（株）製 カイナー♯２８０１（PVdF-HFP共重合体 HFP：１１モル％）が好ましい。
【００１４】
II．導電性付与剤
本発明の画像形成装置用ベルトは、透明性を維持するためにカーボンブラックを含まない。また、カーボンブラックを含まないことで、耐電圧を高く維持し、体積抵抗率の電圧依存を小さくできる。ポリフッ化ビニリデン系樹脂は表面エネルギーが小さいため、導電性材料を分散させた場合、体積抵抗率の分布が不均一になりやすい。さらに、高電圧の印加などによって導電性材料が樹脂中を移動し、その結果、体積抵抗率の水準が変わったり、電圧依存性が大きくなったりするという問題があった。
【００１５】
本発明においては、導電性付与剤として、粘土鉱物を有機オニウムイオンで有機変性させたものを用いる。当該有機変性処理を行うことによって、水中でのみ膨潤する層状粘土鉱物が、有機溶媒中においても膨潤して層間距離が広がる。例えば、粘土鉱物の一種であるモンモリロナイトは、厚さが約１ｎｍ、一片の長さが約１００ｎｍのシート状シリケート層が重なって構成され、層間の距離は約１０Åであるが、このシリケート層間に水や有機溶媒が入り込むと、層間距離が５０Å程度に膨潤する。当該層間距離が広がることにより、有機溶媒に溶解したポリマー鎖が層状粘土鉱物の層間に入りやすくなり、分散性が向上する等の効果が得られる。また、ＰＶｄＦが層間に入り易くなることにより、層間に挿入されたＰＶｄＦは極性が大きいことから、層間の有機オニウムイオンをイオン化させ、導電性を発現する。ＰＶｄＦ単独でも弱い導電性を有しているが、上記のように層間にイオン導電が発現することにより、さらに大きな導電性が得られる。
【００１６】
上記粘土鉱物としては、カオリナイト、ディッカナイト、ナクライト及びハロイサイト等の蛇紋石-カオリン族鉱物、白雲母、海緑石、セラドナイト、パラゴナイト、金雲母、黒雲母、鉄雲母、イーストナイト、イライト、フェンジャイト及びブラマーサイト等の雲母族鉱物、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト及びソーコナイト等のスメクタイト族鉱物、脆雲母族鉱物、緑泥石族鉱物、パイロフィライト、タルク等のタルク-パイロフィライト族鉱物、バーミュライト族鉱物、混合層鉱物等が挙げられる。これらの粘土鉱物は天然のものであっても合成されたものであっても良い。また、上記粘土鉱物は１種単独で用いても良いし、２種以上を組み合わせて用いることもできる。
【００１７】
また、上記有機オニウムイオンとしては、アンモニウムイオン、ホスホニウムイオン、スルホニウムイオンなどを挙げることができる。これらの中でも、アンモニウムイオンが好ましく、４級アンモニウムイオンがより好ましい。
【００１８】
上記第４級アンモニウム塩としては、例えば、ジメチルステアリルアンモニウム塩やトリメチルステアリルアンモニウム塩などを挙げることができる。上記有機オニウムイオンで有機変性処理された上記粘土鉱物は、一般に市場で容易に入手することが可能であり、以下のものを好適に用いることができる。
【００１９】
上記有機変性モンモリロナイトとして、（株）ホージュン製エスベン（商品名）及びオルガナイト（商品名）、Ｎａｎｏｃｏｒ社製Ｎａｎｏｍｅｒ（商品名）、ＳｏｕｔｈｅｒｎＣｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔ社製Ｃｌｏｉｓｉｔｅ（商品名）等；有機変性ヘクトライトとして、コープケミカル（株）製ルーセンタイトＳＰＮ（商品名）、ルーセンタイトＳＥＮ（商品名）及びルーセンタイトＳＴＮ（商品名）等；有機変性合成雲母として、コープケミカル（株）製ソマシフＭＰＥ（商品名）等が挙げられる。
【００２０】
III．ポリフッ化ビニリデン樹脂系無端ベルト
本発明のポリフッ化ビニリデン系樹脂無端ベルトは、ポリフッ化ビニリデン系樹脂１００重量部に対し、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を２〜２０重量部含有してなるものである。
【００２１】
通常、ポリフッ化ビニリデン系樹脂等のフッ素樹脂を含む組成物を溶融製膜した場合、α型の結晶構造を有することが知られている。しかしながら、粘土鉱物を添加することで、このフッ素樹脂のα型結晶構造が、β型やγ型結晶構造に相転移する。このような相転移することで、形成された塗膜に柔軟性を与え、機械的強度を改善することができるため好ましい。
【００２２】
ポリフッ化ビニリデン系樹脂の結晶構造がα型の場合、赤外分光法（ＩＲ）スペクトルにおいて、７６０ｃｍ−１付近（約７５５〜７６５ｃｍ−１）と７９０ｃｍ−１付近（約７８５〜８００ｃｍ−１）にα型の結晶構造由来のピークが確認できる。一方、ポリフッ化ビニリデン系樹脂の結晶構造がβ型又はγ型の場合、ＩＲスペクトルにおいて、α型結晶構構造由来の７６０ｃｍ−１付近と７９０ｃｍ−１付近には、明確なピークが確認できず、８１０ｃｍ−１付近（約８０５〜８１５ｃｍ−１）（γ型）、８３０ｃｍ−１付近（約８２５〜８３５ｃｍ−１）（βとγ型）にβ型又はγ型結晶構造由来のピークが確認できる。また、８７０ｃｍ−１付近に確認できるピークは、ポリフッ化ビニリデン系樹脂のＣ−Ｆ結合に由来するピークであり、必ず出現するピークである。
【００２３】
このようにＩＲスペクトルのピークを確認することにより、ポリフッ化ビニリデン系樹脂の結晶構造がα型から、β型又はγ型に十分に相転移していることが確認できる。従って、７６０ｃｍ−１付近のピークが小さければ小さいほど好ましいものである。
【００２４】
IＶ．ポリフッ化ビニリデン樹脂系無端ベルトの製造方法
本発明のポリフッ化ビニリデン樹脂系無端ベルトの製造方法は、好ましくは回転成型法による。これは原料を溶媒に溶解させることで、PVdF樹脂ワニス中に粘土鉱物を分散させることが重要であるためである。PVdF樹脂はその他のフッ素系高分子に比べ抵抗値が低く、粘土鉱物を有機変性させることで発現するイオン導電性により、ベルト全体として、転写ベルトとして最適な体積抵抗率が１×１０８〜１×１０１３（Ω・ｃｍ）の導電性を与えることが可能となる。
【００２５】
粘土鉱物粉末及びPVdF樹脂を溶媒で希釈して液体原料とするが、この際粘度を調整することが好ましい。液体原料の粘度が低すぎると、回転成形にて金型に溶液を馴染ませる際に、形状を保つことが出来ずに垂れて、厚みムラの原因になる。逆に粘度が高過ぎると、充分に金型に馴染ませることができないため、周方向への厚みムラの原因になる。液体原料の粘度を１〜６Ｐａ・ｓ、より好ましくは２〜４Ｐａ・ｓの範囲とすれば、厚みムラを最小限に抑制できる。
【００２６】
粘土鉱物が充分に分散されたPVdF樹脂の液体原料は、以下に例示する工程によって無端ベルトに成型される。
【００２７】
両端開口の金属ドラム（内面はＲｚ＝０．５μｍ程度のクロムめっきによる鏡面仕上）がヒーター内蔵の２本の可変回転ローラー上に着脱自在に載置され、ローラーの回転によって回転する間接回転方式をとる。金属ドラムの加熱は、回転ローラーに内蔵されたヒーターと遠赤外線ヒーターによる外部加熱方式による。また、加熱によって蒸発する有機溶媒は、排気ファンを用いて積極的に排気する。
【００２８】
金属ドラムの回転速度は、３０〜１００ｒａｄ／ｓの範囲が好ましい。回転速度が３０ｒａｄ／ｓ未満では充分な遠心力が作用せず、フィルムの均一な厚み精度が得られにくい。逆に回転速度が１００ｒａｄ／ｓを越えると、金属ドラムの回転軸のブレによりフィルムの厚み精度への悪影響が懸念される。
【００２９】
次に金属ドラムの回転を維持し、１５０℃程度まで徐々に加熱して含有溶媒の除去、すなわち一時的成型を行なう。この際含有溶媒は完全には除去されない可能性があるため、回転成型の終了後、金型ごと熱風乾燥炉内に投入する。この工程ではフィルムの残存溶媒を除去するため徐々に昇温し、最後に冷却し金型から抜き取りPVdF樹脂系無端ベルトを得る。
【００３０】
このPVdF樹脂系無端ベルトの厚みは５０μｍ〜３００μｍであることが好ましい。５０μｍ以上であれば、フィルム強度として十分であり、取り扱いが容易であって、転写ベルトに要求される強度や耐久性を満たす点から好ましい。また、成形時に金型に容易に流し込むという点から、３００μｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明は、ポリフッ化ビニリデン樹脂を主成分としてなる基材に、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を添加することで、導電性及び透明性を有した無端状のベルトを得ることができる。当該ベルトは転写ベルトとしての機能を充分に発揮するだけでなく、その優れた透明性によりトナーの転写過程を直接観察できる。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に実施例および比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
・各値の測定方法
本発明において、各値は以下のとおり測定した。
【００３３】
＜光透過率＞
光透過率は、日本分光（株）製の紫外可視分光光度計V-６７０を用いて、波長域３８０〜７５０ｎｍにおいて５ｎｍの波長間隔で測定を行った。得られた結果のうち、最低透過率を示す波長の透過率を表記した。
【００３４】
＜ヘイズ＞
ヘイズは、日本電色工業（株）製のHAZEMETER NDH-5000を用いて測定を行った。ヘイズの測定方法の詳細はＪＩＳ Ｋ ７１３６を参照にすることができる。
【００３５】
＜粘度＞
東機産業(株)製のVISCOMETER TV-10を用いて、スピンドルM4、回転数100rpm、測定時間1分において測定を行った。
【００３６】
＜厚み＞
各層の厚みおよび総厚みは、（株）ミツヨト製デジマチックインジケータの平面型測定子を用いて幅方向３点、周方向８点の合計２４点測定し、その平均値として示した。
【００３７】
＜表面抵抗率、体積抵抗率＞
表面抵抗率（Ω／□）及び体積抵抗率（Ω・ｃｍ）は、三菱化学（株）製 “ハイレスタＩＰ”、ＨＲブロ−ブにて測定した。表面抵抗率測定時のレジテーブルにはテフロン（登録商標）面を使用し、体積抵抗率測定時のレジテーブルにはＳＵＳ面に導電性シリコーンゴムを敷き測定を行った。印加電圧１００Ｖ、１０秒後の表面抵抗率及び体積抵抗率をそれぞれ記録し、その平均値で示した。
【実施例】
【００３８】
実施例１
アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１の１００重量部（１１２．５ｇ）に対し、粘土鉱物（コープケミカル社製 ルーセンタイトSEN ポリオキシエチレンヤシアルキルメチルアンモニウムイオン３０〜４０％含有のヘクトライト）２０重量部（２２．５ｇ）を、N,N−ジメチルアセトアミド（DMAｃ）６２６．２５ｇに溶解させた後、ペイントシェイカーを用いて２時間攪拌して液体原料(粘度２．０Pa・ｓ)を得た。この液体原料750ｇを回転ドラム（金属金型）内（内径２２４ｍｍ、幅８５０ｍｍ）（内面はＲｚ＝０．５μｍ程度のクロムめっきによる鏡面仕上）に均一に塗布した。次にドラムの加熱と共に回転を徐々に加速し、５０rad/sに到達したところでその回転数を維持しつつ、温度（ドラム内温）150℃まで昇温した。この回転と温度下で120分間遠心成形した。得られた該ベルトはＤＭＡｃ（溶媒）を約5wt%含有するPVdF系ベルトであった。回転成形の終了後、残存する溶媒を除去するために、金型ごと熱風乾燥炉内に投入した。６０分間で１４０℃に到達させ、その温度で６０分間加熱した。最後に常温に冷却し金型から抜き取った。得られたベルトは完全に溶媒が完全に揮発したPVdF樹脂系ベルトであり、該ベルトの厚さは１００±５μｍ、内径２２３ｍｍ、長さ８００ｍｍであった。表面抵抗率は２．０〜３．０×１０１０Ω／□、体積抵抗率は５．０〜７．０×１０９Ω・ｃｍの範囲で安定していた。また、該ベルトの光透過率は400nm以上で７１％以上であり、ヘイズは８％であった。
【００３９】
実施例２
アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１の１００重量部（１１２．５ｇ）に対し、粘土鉱物（コープケミカル社製 ルーセンタイトSTN トリオクチルメチルアンモニウムイオン２２〜３２％含有のヘクトライト）１０重量部（１１．２５ｇ）を、N,N−ジメチルアセトアミド（DMAｃ）６２６．２５ｇに溶解させた後、ペイントシェイカーを用いて２時間攪拌して液体原料(粘度２．０Pa・ｓ)を得た。以下、実施例１に用いた粘土鉱物ルーセンタイトSENをルーセンタイトSTNに変えた以外は実施例１と同様にPVdF樹脂系ベルトを作製した。
【００４０】
得られたベルトは完全に溶媒が完全に揮発したPVdF樹脂系ベルトであり、該ベルトの厚さは１００±５μｍ、内径２２３ｍｍ、長さ８００ｍｍであった。
表面抵抗率は７．０〜９．０×１０１１Ω／□、体積抵抗率は２．０〜３．０×１０１０Ω・ｃｍの範囲で安定していた。また、該ベルトの光透過率は400nm以上で７３％以上であり、ヘイズは５％であった。
【００４１】
実施例３
アルケマ（株）製 カイナー♯７２１の１００重量部（１１２．５ｇ）に対し、粘土鉱物（コープケミカル社製 ルーセンタイトSEN）１０重量部（１１．２５ｇ）を、N,N−ジメチルアセトアミド（DMAｃ）６２６．２５ｇに溶解させた後、ペイントシェイカーを用いて２時間攪拌して液体原料(粘度２．０Pa・ｓ)を得た。以下、実施例１に用いたPVdF系原料を♯７２１に変えた以外は実施例１と同様にPVdF樹脂系ベルトを作製した。
【００４２】
得られたベルトは完全に溶媒が完全に揮発したPVdF樹脂系ベルトであり、該ベルトの厚さは１００±５μｍ、内径２２３ｍｍ、長さ８００ｍｍであった。
表面抵抗率は５．０〜８．０×１０１１Ω／□、体積抵抗率は３．０〜４．０×１０１０Ω・ｃｍの範囲で安定していた。また、該ベルトの光透過率は400nm以上で７２％以上であり、ヘイズは１０％であった。
【００４３】
実施例４
アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１の１００重量部（１１２．５ｇ）に対し、粘土鉱物（コープケミカル社製 ルーセンタイトSEN）２重量部（２．２５ｇ）を、N,N−ジメチルアセトアミド（DMAｃ）６２６．２５ｇに溶解させた後、ペイントシェイカーを用いて２時間攪拌して液体原料(粘度１．０Pa・ｓ)を得た。以下、実施例１に用いた粘土鉱物ルーセンタイトSENの濃度を２重量部に変えた以外は実施例１と同様にPVdF樹脂系ベルトを作製した。
【００４４】
得られたベルトは完全に溶媒が完全に揮発したPVdF樹脂系ベルトであり、該ベルトの厚さは１００±５μｍ、内径２２３ｍｍ、長さ８００ｍｍであった。
表面抵抗率は７．０〜９．５×１０１２Ω／□、体積抵抗率は１．０〜３．０×１０１２Ω・ｃｍの範囲で安定していた。また、該ベルトの光透過率は400nm以上で７６％以上であり、ヘイズは１１％であった。
【００４５】
比較例１
アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１の１００重量部（１１２．５ｇ）に対し、アセチレンブラック（電気化学工業（株）製 デンカブラック粒状）１０重量部（１１．２５ｇ）を、N,N−ジメチルアセトアミド（DMAｃ）６２６．２５ｇに溶解させた後、ペイントシェイカーを用いて２時間攪拌して液体原料（１．５Pa・ｓ）を得た。以下、実施例１に用いた粘土鉱物ルーセンタイトSENをアセチレンブラックに変えた以外は実施例１と同様にPVdF樹脂系ベルトを作製した。
【００４６】
得られたベルトは完全に溶媒が完全に揮発したPVdF樹脂系ベルトであり、該ベルトの厚さは１００±５μｍ、内径２２３ｍｍ、長さ８００ｍｍであった。
表面抵抗率は５．０〜８．０×１０９Ω／□、体積抵抗率は１．０〜５．０×１０８Ω・ｃｍの範囲で安定していた。また、該ベルトの光透過率は波長４００ｎｍ以上で７０％以下であり、ヘイズ測定に充分な光透過性を有しておらず、転写過程を直接観察するための充分な透明性は得られなかった。
【００４７】
比較例２
アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１の１００重量部（１１２．５ｇ）に対し、粘土鉱物（コープケミカル社製 ルーセンタイトSWNを用いて、アミノカルボン酸（１２−アミノドデカン酸）処理したもの）１０重量部（１１．２５ｇ）を、N,N−ジメチルアセトアミド（DMAｃ）６２６．２５ｇに溶解させた後、ペイントシェイカーを用いて２時間攪拌を行ったところ、一部凝集体を生じて、完全に溶解した液体原料を作製することはできなかった。
【００４８】
比較例３
アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１の１００重量部（１１２．５ｇ）に対し、粘土鉱物（コープケミカル社製 ルーセンタイトSEN）３０重量部（３３．７５ｇ）を、N,N−ジメチルアセトアミド（DMAｃ）６２６．２５ｇに溶解させた後、ペイントシェイカーを用いて２時間攪拌して液体原料(粘度２．０Pa・ｓ)を得た。以下、実施例１に用いた粘土鉱物ルーセンタイトSENの濃度を３０重量部に変えた以外は実施例１と同様にPVdF樹脂系ベルトを作製した。
【００４９】
しかしながら、以上の条件で得られるサンプルは非常に脆いため、膜として得ることは出来なかった。
【００５０】
比較例４
アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１の１００重量部（１１２．５ｇ）に対し、粘土鉱物（コープケミカル社製 ルーセンタイトSEN）１重量部（１．１２５ｇ）を、N,N−ジメチルアセトアミド（DMAｃ）６２６．２５ｇに溶解させた後、ペイントシェイカーを用いて２時間攪拌して液体原料(粘度２．０Pa・ｓ)を得た。以下、実施例１に用いた粘土鉱物ルーセンタイトSENの濃度を１重量部に変えた以外は実施例１と同様にPVdF樹脂系ベルトを作製した。
【００５１】
得られたベルトは完全に溶媒が完全に揮発したPVdF樹脂系ベルトであり、該ベルトの厚さは１００±５μｍ、内径２２３ｍｍ、長さ８００ｍｍであった。
表面抵抗率は５．０〜８．０×１０１３Ω／□、体積抵抗率は、測定装置で測定できる範囲を超えた。また、該ベルトの光透過率は400nm以上で７７％以上であり、ヘイズは１１％であった。
【００５２】
比較例５
アルケマ（株）製 カイナー♯２８０１の１００重量部に対し、粘土鉱物（コープケミカル社製 ルーセンタイトSEN）２重量部を混合し、二軸押出機（バレル温度１９０〜２５０℃）で混練しつつペレット化した。得られたペレットを十分に乾燥後、次に一軸押出機に環状ダイスをセットして、バレル温度は１９０〜２３０℃、環状ダイスの温度２４０℃にて、チューブ状（ベルト状）に単層で押出成形を行った。
得られたベルトはルーセンタイトSEN（分解温度２４０℃）が熱分解を起こしたため、赤褐色に変色していた。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリフッ化ビニリデン系樹脂１００重量部に対し、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を２〜２０重量部含有してなる、４００ｎｍ以上の波長で透過率７０％以上であって、ヘイズが２０％以下の、透明性を有するベルトであり、かつ体積抵抗率が１×１０８〜１×１０１３（Ω・ｃｍ）の範囲内にあることを特徴とする、透明性を有する画像形成装置用ベルト。
【請求項２】
表面抵抗率が１×１０９〜１×１０１３（Ω/□）の範囲内にあることを特徴とする、請求項１に記載の透明性を有する画像形成装置用ベルト。
【請求項３】
前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂が、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体、又はこれらの混合物である、請求項１または２に記載の透明性を有する画像形成装置用ベルト。
【請求項４】
前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）の共重合体であることを特徴とする、請求項３に記載の透明性を有する画像形成装置用ベルト。
【請求項５】
前記有機オニウムイオンが、４級アンモニウムイオンである、請求項１〜４のいずれかに記載の透明性を有する画像形成用ベルト。
【請求項６】
ポリフッ化ビニリデン系樹脂を有機極性溶媒に溶解して得られる溶液に、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を分散させて、液体原料を調整し、該粘土鉱物を分散させた液体原料を、回転成形法にて管状物に成形する透明性を有する画像形成装置用ベルトの製造方法であって、
（１）回転する円筒金型の内周面に、該粘土鉱物を分散させた液体原料を塗布する工程、
（２）該円筒金型を回転させたまま８０〜１５０℃の温度で加熱して、自己支持性の皮膜を形成する工程、
を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項７】
前記液体原料の粘度が１〜６Ｐａ・ｓである、請求項６に記載の製造方法。
【請求項１】
ポリフッ化ビニリデン系樹脂１００重量部に対し、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を２〜２０重量部含有してなる、４００ｎｍ以上の波長で透過率７０％以上であって、ヘイズが２０％以下の、透明性を有するベルトであり、かつ体積抵抗率が１×１０８〜１×１０１３（Ω・ｃｍ）の範囲内にあることを特徴とする、透明性を有する画像形成装置用ベルト。
【請求項２】
表面抵抗率が１×１０９〜１×１０１３（Ω/□）の範囲内にあることを特徴とする、請求項１に記載の透明性を有する画像形成装置用ベルト。
【請求項３】
前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂が、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体、又はこれらの混合物である、請求項１または２に記載の透明性を有する画像形成装置用ベルト。
【請求項４】
前記ポリフッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）の共重合体であることを特徴とする、請求項３に記載の透明性を有する画像形成装置用ベルト。
【請求項５】
前記有機オニウムイオンが、４級アンモニウムイオンである、請求項１〜４のいずれかに記載の透明性を有する画像形成用ベルト。
【請求項６】
ポリフッ化ビニリデン系樹脂を有機極性溶媒に溶解して得られる溶液に、有機オニウムイオンで有機変性された粘土鉱物を分散させて、液体原料を調整し、該粘土鉱物を分散させた液体原料を、回転成形法にて管状物に成形する透明性を有する画像形成装置用ベルトの製造方法であって、
（１）回転する円筒金型の内周面に、該粘土鉱物を分散させた液体原料を塗布する工程、
（２）該円筒金型を回転させたまま８０〜１５０℃の温度で加熱して、自己支持性の皮膜を形成する工程、
を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項７】
前記液体原料の粘度が１〜６Ｐａ・ｓである、請求項６に記載の製造方法。
【公開番号】特開２０１２−４７９６９（Ｐ２０１２−４７９６９Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８９８６５（Ｐ２０１０−１８９８６５）
【出願日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【出願人】（０００００１３３９）グンゼ株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【出願人】（０００００１３３９）グンゼ株式会社 (919)
【Ｆターム（参考）】
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