半導電性複合樹脂
【課題】耐薬品性、耐摩耗性、圧電性などを維持し、電気特性にも優れた半導電性複合樹脂、この半導電性複合樹脂を用いた画像形成装置用転写ベルトを提供する。
【解決手段】カーボンブラックが分散されたカーボンブラック分散ポリアミド樹脂とポリフッ化ビニリデン樹脂とのブレンド物であって、前記ポリフッ化ビニリデン樹脂からなるマトリクス中に、前記カーボンブラック分散ポリアミド樹脂が分散された海島構造を形成してなる半導電性複合樹脂、半導電性複合樹脂を成形加工して得られる樹脂成形加工体シートからなる画像形成装置用転写ベルトである。
【解決手段】カーボンブラックが分散されたカーボンブラック分散ポリアミド樹脂とポリフッ化ビニリデン樹脂とのブレンド物であって、前記ポリフッ化ビニリデン樹脂からなるマトリクス中に、前記カーボンブラック分散ポリアミド樹脂が分散された海島構造を形成してなる半導電性複合樹脂、半導電性複合樹脂を成形加工して得られる樹脂成形加工体シートからなる画像形成装置用転写ベルトである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導電性複合樹脂及びこれを用いた画像形成装置用の転写ベルトに関し、さらに詳しくは、電子写真方式の画像形成装置である複写機又はプリンター等に用いられる転写ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリフッ化ビニリデン系樹脂は、耐熱性、耐薬品性、耐汚染性、非粘着性、成形加工性等の物性が優れているため、電荷制御部材の樹脂材料として好適である。しかし、ポリフッ化ビニリデン系樹脂は絶縁体であるため、電荷制御部材として使用するためにはその電気抵抗を下げる必要がある。また、場所による体積抵抗率のばらつきがなく、均一であることが必要とされている。
絶縁性樹脂の電気抵抗を下げ、体積低効率を均一にする方法として、シリカ微粒子、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、カーボンファイバー（ＣＦ）、カーボンブラック（ＣＢ）、粘土などのナノレベルのフィラーを均一に分散させる溶融混練物の製造方法及びその製造方法により得られる溶融混練物、並びにその溶融混練物を成形することにより得られる樹脂成形物を製造することの試みは既になされている。しかしながら、得られる樹脂成形物の特性を調べてみると、期待するほどではなく、必ずしも満足する結果が得られていない。
これらの場合は、フィラーをポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）に添加してフィラーなどを均一かつナノレベルで分布させることが重要であることが指摘されている。しかしながら、フィラー均一に分散することは技術的に困難を伴うものである。特に、ナノレベルのフィラーにあっては技術的に困難を伴うとされる。非特許文献１には、ＣＮＴがポリアミド連続相にナノ分散された海にＰＶＤＦの島が形成されている樹脂が記載されている。しかしながら、ＣＮＴはＰＡ連続相中にのみ分散されており、ＰＶＤＦ中に分散されていないため、分散性の面で不十分であり電子写真導電性部材に用いられる樹脂としては、電気特性が不十分である。
ナノサイズレベルのフィラー、例えばカーボンナノチューブや粘土（層状ケイ酸塩）、シリカ微粒子、籠状ポリシルセスキオキサン化合物は一次粒子としての粒径や空隙率が小さいために、フィラー同士の凝集力が極めて強く、通常の方法では、この凝集力を解くのは困難である。
【０００３】
フィラーからなる充填剤と樹脂を、スクリューを備えたシリンダーに加熱部を有する溶融混練部の端部に設けられた投入部から投入し、前記スクリューの回転数６００〜３０００ｒｐｍ、せん断速度９００〜４５００ｓｅｃ−１の条件下に処理して得られる溶融混練したエラストマー又は樹脂を、スクリューの後端から先端に送り、スクリューの先端の間隙に閉じ込めた後、該間隙から前記スクリューの孔を通り、後端に移行再循環を行うことでカーボンナノチューブを均一に分散させた新規な樹脂成形物が提案されている（特許文献１）。しかしながら、この成形物は強い電圧をかけたときに通電劣化が起こりやすく、カーボンが再凝集を起こすという問題があった。
また、特許文献２には、ポリフッ化ビニリデン系樹脂と、イオン性導電剤と、カーボンブラック（Ｃ）とを含有する半導電性ポリフッ化ビニリデン系樹脂組成物が開示されている。しかしながら、ポリフッ化ビニリデン系樹脂にはカーボンブラックが分散しにくいため電気特性が不十分であり、またイオン導電剤が入っているため環境に弱いという問題があった。
一方、近年の電子写真方式の画像形成装置の高速化及び高画像化の要求に対応するため、高速度で回すときの僅かな伸びを抑えるためにベルト部材が割れない程度の適度の柔軟性の引張弾性率を有すること、またその駆動応力に対する歪量を小さくすることが求められてきている。
しかし引張弾性率を増すために導電性カーボンブラックの配合割合を大きくすると、樹脂組成物の体積抵抗率が小さくなり、半導電性が失われる不都合があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、耐薬品性、耐摩耗性、圧電性などを維持し、電気特性にも優れた半導電性複合樹脂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】
【０００５】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
１．本発明の半導電性複合樹脂は、カーボンブラックが分散されたカーボンブラック分散ポリアミド樹脂とポリフッ化ビニリデン樹脂とのブレンド物であって、前記ポリフッ化ビニリデン樹脂からなるマトリクス中に、前記カーボンブラック分散ポリアミド樹脂が分散された海島構造を形成してなることを特徴とする。
２．本発明の樹脂成形加工体は、上記半導電性複合樹脂を成形加工して得られることを特徴とする。
３．本発明の樹脂成形加工体シートは、上記樹脂成形加工体からなることを特徴とする。
４．本発明の画像形成装置用転写ベルトは、上記樹脂成形加工体シートからなることを特徴とする。
５．本発明の画像形成装置用転写ベルトは、さらに、樹脂成形加工体シートの体積抵抗率が１０６〜１０１０（Ω・ｃｍ）の範囲にあることを特徴とする。
６．本発明の画像形成装置は、上記画像形成装置用転写ベルトを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ポリフッ化ビニリデン樹脂の優れた物理的特性（耐薬品性、耐摩耗性、圧電性）などを維持し、電気特性にも優れた半導電性複合樹脂を提供することができる。すなわち、カーボンブラックの均一分散を継続維持することができ、また、ベルト部材として用いた場合、ベルト部材を高速度で回すときの伸びを抑えるための適度な引張弾性率を示す半導電性複合樹脂を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【図２】感光体を配設する作像形成部の構成を示す概略断面図である。
【図３】現像装置の構成を示す概略断面図である。
【図４】プロセスカートリッジの構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における実施の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
本発明の半導電性複合樹脂は、カーボンブラックが分散されたカーボンブラック分散ポリアミド樹脂とポリフッ化ビニリデン樹脂とのブレンド物であって、前記ポリフッ化ビニリデン樹脂からなるマトリクス中に、前記カーボンブラック分散ポリアミド樹脂が分散された海島構造を形成してなる半導電性複合樹脂である。
カーボンブラックはポリアミド樹脂に対しての分散性は良いが、ポリフッ化ビニリデン樹脂に対する分散性は悪い。そのため、まずカーボンブラックをポリアミド樹脂にブレンドして、ポリアミド樹脂にカーボンブラックを均一分散させてカーボンブラック分散ポリアミド樹脂とし、その後、カーボンブラック分散ポリアミド樹脂をポリフッ化ビニリデン樹脂にブレンドすると、カーボンブラック分散ポリアミド樹脂の島ができる。これにより物理的特性（耐薬品性、耐摩耗性、圧電性）などを維持したまま、電気特性を維持することが可能になる。
【０００９】
本発明の半導電性複合樹脂について、画像形成装置用中間転写ベルトを例に挙げて説明する。
本実施の形態において、半導電性複合樹脂に用いるポリアミドとしては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６とナイロン１２との共重合体等の脂肪族ポリアミドを挙げることができる。
ポリフッ化ビニリデン樹脂としては、フッ化ビニリデン単独重合体等のポリフッ化ビニリデン系樹脂を用いることができる。
カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、デンカブラック、ケッチェンブラック及びアセチレンブラック等の通常のファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック等を挙げることができ、特に平均粒子径４０ｎｍ以下のカーボンブラックが少量の配合で組成物の電気抵抗を下げることができるので好ましい。さらに、本発明では、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、アミノ基、オキサゾリン基から選ばれる一種以上の官能基を有するポリマーがグラフト付加されたグラフト化カーボンブラック、あるいは低分子量化合物で表面処理したカーボンブラックも用いることができる。
【００１０】
カーボンブラック分散ポリアミド樹脂とポリフッ化ビニリデン樹脂をブレンドすることによって、ポリフッ化ビニリデン樹脂中にカーボンブラック分散ポリアミド樹脂が非連続に存在する海島構造を形成する。このときのカーボンブラック分散ポリアミド樹脂とポリフッ化ビニリデン樹脂とのブレンド比率によって、画像形成用転写ベルトの抵抗率を制御することが可能である。カーボンブラック分散ポリアミド樹脂は、ポリフッ化ビニリデン樹脂１００質量部に対して１〜４５質量部の比率で配合することが好ましく、より好ましくは５〜４０質量部である。１質量部未満であると、印加した転写バイアスによりベルトに誘起された電荷が除電されず、画像メモリなど画像品質に影響を与えるおそれがある。４５質量部を超えるとトナーとの静電的な付着力が増大し、二次転写効率を下げることになる。また、ベルトの強度が低下して耐久使用時にベルトが破壊されやすくなる。
カーボンブラック分散ポリアミド樹脂におけるカーボンブラックの量は、ポリアミド樹脂１００質量部に対して５〜１００質量部であることが好ましく、１０〜９０質量部がより好ましい。
【００１１】
抵抗率に関しては、体積抵抗率及び表面抵抗率の値を如何に設定するかが重要である。特に半導電性複合樹脂を、画像形成装置の中間転写ベルトとして用いる場合には、体積抵抗率が好ましくは１０６〜１０１０（Ω・ｃｍ）、より好ましくは１０８〜１０１０（Ω・ｃｍ）範囲にあり、表面抵抗率が１０６〜１０１０（Ω／□）の範囲にあることが好ましい。また、体積抵抗率≦表面抵抗率の関係にあることが好ましい。
体積抵抗率及び表面抵抗率が下限値未満になると、トナーとの静電的な付着力が増大し、二次転写効率を下げることになる。また、上限値を超えると、印加した転写バイアスによりベルトに誘起された電荷が除電されず、画像メモリなど画像品質に影響を与える。さらに体積抵抗率＞表面抵抗率の関係になると、画像エッジが滲んだようになりシャープな画質が得られないおそれがある。
【００１２】
一般に、カーボンブラック等の導電材料をポリフッ化ビニリデン等の熱可塑性樹脂中に添加し分散させることによって得られた半導電性樹脂には、印加するバイアスの大きさに従って抵抗率が変化するという不具合点がある。特に中間転写ベルトとして用いる場合には、ベルト材の抵抗率の印加バイアス依存性が大きいと細線のチリ、ベタ画像部のボソツキといった画像品位に悪影響を及ぼす。この抵抗率変化を抑えるには、導電材料を熱可塑性樹脂中に均一分散させることが有効とされている。
そこで、本発明においては、半導電性複合樹脂に１０Ｖ及び５００Ｖのバイアス電圧を印加したときの体積抵抗率を、それぞれρｖ１０及びρｖ５００としたときの、Ｌｏｇ（ρｖ１０）−Ｌｏｇ（ρｖ５００）が、０≦Ｌｏｇ（ρｖ１０）−Ｌｏｇ（ρｖ５００）≦１、好ましくは０≦Ｌｏｇ（ρｖ１０）−Ｌｏｇ（ρｖ５００）≦０．５の範囲に入るように半導電性複合樹脂の電気特性を調節することが好ましい。
【００１３】
本発明の樹脂成形加工体は、半導電性複合樹脂を成形することより得ることができる。成形法としては、射出成形、射出圧縮成形、射出プレス成形、射出モールド成形、圧縮成形及びトランスファ成形が好ましく、生産性に優れた射出プレス成形及び射出モールド成形のような射出成形法がより好ましく、フラッシュフロー圧縮成形がさらに好ましい。
樹脂成形加工体としては、シート（フィルムを含む）等が挙げられ、樹脂成形加工体シートは、例えば下記の画像形成装置用の中間転写ベルト等として好適である。
【００１４】
本発明の実施形態に係る画像形成装置（プリンター）の基本的な構成について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。ここでは、電子写真方式の画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。画像形成装置は、イエロー（以下、「Ｙ」と記す。）、シアン（以下、「Ｃ」と記す。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と記す。）、ブラック（以下、「Ｋ」と記す。）の４色のトナーから、カラー画像を形成するものである。
まず、複数の潜像担持体を備え、この複数の潜像担持体を表面移動部材の移動方向に並列させる画像形成装置（「タンデム型画像形成装置」）の基本的な構成について説明する。
この画像形成装置は、潜像担持体として４つの感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。なお、ここではドラム状の感光体を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ表面移動部材である中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、比較的薄い円筒状の導電性基体上に感光層を形成し、さらにその感光層の上に保護層を形成したものであり、また、感光層と保護層との間に中間層を設けてもよい。
【００１５】
図２は、感光体を配設する作像部２の構成を示す概略断面図である。なお、作像部２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋにおける各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ周りの構成はすべて同じであるため、１つの作像部２についてのみ図示し、色分け用の符号Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋについては省略してある。感光体１の周りには、その表面移動方向に沿って、帯電手段としての帯電装置３、現像手段としての現像装置５、感光体１上のトナー像を記録媒体又は中間転写体１０に転写する転写手段としての転写装置６、感光体１上の未転写トナーを除去するクリーニング装置７の順に配置されている。帯電装置３と現像装置５との間には、帯電した感光体１の表面の画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光手段としての露光装置４から発せられる光が感光体１まで通過できるようにスペースが確保されている。
【００１６】
帯電装置３は、感光体１の表面を負極性に帯電する。本実施形態における帯電装置３は、いわゆる接触・近接帯電方式で帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラを備えている。すなわち、この帯電装置３は、帯電ローラを感光体１の表面に接触又は近接させ、その帯電ローラに負極性バイアスを印加することで、感光体１の表面を帯電する。感光体１の表面電位が−５００Ｖとなるような直流の帯電バイアスを帯電ローラに印加している。 なお、帯電バイアスとして、直流バイアスに交流バイアスを重畳させたものを利用することもできる。また、帯電装置３には、帯電ローラの表面をクリーニングするクリーニングブラシを設けてもよい。なお、帯電装置３として、帯電ローラの周面上の軸方向両端部分に薄いフィルムを巻き付け、これを感光体１の表面に当接するように設置してもよい。この構成においては、帯電ローラの表面と感光体１の表面との間は、フィルムの厚さ分だけ離間した極めて近接した状態となる。したがって、帯電ローラに印加される帯電バイアスによって、帯電ローラの表面と感光体１の表面との間に放電が発生し、その放電によって感光体１の表面が帯電される。 このようにして帯電した感光体１の表面には、露光装置４によって露光されて各色に対応した静電潜像が形成される。この露光装置４は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体１に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。なお、本実施形態の露光装置４は、レーザ方式であるが、ＬＥＤアレイと結像手段とからなる他の方式を採用することもできる。
【００１７】
トナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋから現像装置５内に補給されたトナーは、現像剤供給ローラ５ｂによって搬送され、現像ローラ５ａ上に担持されることになる。この現像ローラ５ａは、感光体１と対向する現像領域に搬送される。ここで、現像ローラ５ａは、感光体１と対向する領域（以下、「現像領域」と記す。）において感光体１の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ５ａ上のトナーが、感光体１の表面を摺擦しながら、トナーを感光体１の表面に供給する。このとき、現像ローラ５ａには、図示しない電源から−３００Ｖの現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。そして、感光体１上の静電潜像と現像ローラ５ａとの間では、現像ローラ５ａ上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。これにより、現像ローラ５ａ上のトナーは、感光体１上の静電潜像に付着することになる。この付着によって感光体１上の静電潜像は、それぞれ対応する色のトナー像に現像される。
【００１８】
転写装置６における中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１１、１２、１３に張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト１０上には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、ここでは転写チリの発生が少ない転写ローラ１４を用いた構成を採用している。具体的には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋと接触する中間転写ベルト１０の部分の裏面に、それぞれ転写装置６としての一次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋを配置している。ここでは、各一次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋにより押圧された中間転写ベルト１０の部分と各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋとによって、一次転写ニップ部が形成される。そして、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト１０上に転写する際には、各一次転写ローラ１４に正極性のバイアスが印加される。これにより、各一次転写ニップ部には転写電界が形成され、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト１０上に静電的に付着し、転写される。 中間転写ベルト１０の周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置１５が設けられている。このベルトクリーニング装置１５は、中間転写ベルト１０の表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置１５内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。 また、支持ローラ１３に張架された中間転写ベルト１０の部分には、二次転写ローラ１６が接触して配置されている。この中間転写ベルト１０と二次転写ローラ１６との間には二次転写ニップ部が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録部材としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、露光装置４の図中下側にある給紙カセット２０内に収容されており、給紙ローラ２１、レジストローラ対２２等によって、二次転写ニップ部まで搬送される。そして、中間転写ベルト１０上に重ね合わされたトナー像は、二次転写ニップ部において、転写紙上に一括して転写される。この二次転写時には、二次転写ローラ１６に正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト１０上のトナー像が転写紙上に転写される。
感光体１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１０に転写させる場合、感光体１と中間転写ベルト１０は、圧接していることが好ましい。このときの圧接力は、１０〜６０Ｎ／ｍの範囲にあることが好ましい。
二次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置２３が配置されている。この加熱定着装置２３は、ヒータを内蔵した加熱ローラ２３ａと、圧力を加えるための加圧ローラ２３ｂとを備えている。二次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることになる。これにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ２４によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。 現像装置５は、そのケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ５ａが部分的に露出している。また、ここでは、キャリアを含まない一成分現像剤を使用している。現像装置５は、図１に示したトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋから、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。このトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋは、それぞれが単体で交換できるように、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。このような構成とすることで、トナーエンド時にはトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋだけを交換すればよい。したがって、トナーエンド時にまだ寿命に達していない他の構成部材はそのまま利用でき、ユーザーの出費を抑えることができる。
【００１９】
図３は、現像装置の構成を示す概略断面図である。 現像剤収納器中の現像剤（トナー）は、現像剤供給部材としての供給ローラ５ｂで攪拌されながら、感光体１に供給する前記現像剤を表面に担持する現像剤担持体としての現像ローラ５ａのニップ部分に運ばれる。このとき供給ローラ５ｂと現像ローラ５ａは、ニップ部で逆方向（カウンタ回転）に回転している。さらに、現像ローラ５ａに当接するように設けられた現像剤層規制部材としての規制ブレード５ｃで現像ローラ５ａ上のトナー量が規制され、現像ローラ５ａ上にトナー薄層が形成される。また、トナーは、供給ローラ５ｂと現像ローラ５ａのニップ部と規制ブレード５ｃと現像ローラ５ａの間で摺擦され、適正な帯電量に制御される。
【００２０】
図４はプロセスカートリッジの構成を示す概略断面図である。
本発明においては、静電潜像担持体、静電潜像帯電手段、現像手段、電潜像担持体等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンター等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。図４に示したプロセスカートリッジは、静電潜像担持体、静電潜像帯電手段、図３で説明した現像手段を備えている。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例で得られたフィルムについての評価方法は下記のとおりである。
（１）体積抵抗率
ＪＩＳ Ｋ６９１１‐２００６「熱硬化性プラスチック一般試験法」に基づいて、リング電極法による体積抵抗率を測定した。体積抵抗率ρｖは、抵抗率計（三菱化学社製、ハイレスタＵＰ）を用いて測定した。測定は、リング状プローブ（三菱化学社製、ＵＲＳプローブ；内側電極の直径５．９ｍｍ、外側電極の内径１１．０ｍｍ、外側電極の外径１７．８ｍｍ）と測定ステージ（三菱化学社製、レジテーブルＦＬ）との間に試料を挟み、約３０Ｎの荷重で押さえつつ、プローブの内側電極と測定ステージとの間に１００Ｖの電圧を１０秒間印加することにより行った。
プローブの内側の電極と測定ステージの表面に、各々の電極サイズと同じサイズの導電性ゴム（コクゴ社製、ＲＥＰ−２、厚み１ｍｍ、体積抵抗率０．８７Ω・ｃｍ）を導電性粘着シート（応研商事社製、Ｔ−９１８１、厚み０．１３ｍｍ）で貼り付けてある。体積抵抗率の値を測定すべき試料のＡ４サイズ当たり任意に選んだ２１点を測定し、その平均値を求めた。
（２）電圧依存性
電圧依存性の評価は、１０Ｖ、５００Ｖと電圧を変えたときの抵抗率の変動を見ることにより行った。１０Ｖ及び５００Ｖのバイアス電圧印加時の体積抵抗率をそれぞれρｖ１０及びρｖ５００としたときＬｏｇ（ρｖ１０）−Ｌｏｇ（ρｖ５００）の値を算出した。
（３）引張弾性率
引張弾性率（ヤング率）は、ＪＩＳ Ｋ ７１１３に従って、幅１０ｍｍ及び長さ１００ｍｍの試験片を用いて、引張試験機により、引張速度５０ｍｍ／分及びチャック間距離５０ｍｍの条件で測定した。
引張弾性率は１ＧＰａ以上が好ましく、より好ましくは２ＧＰａ以上である。引張弾性率が１Ｇｐａに満たない場合、張力により伸びが発生してしまい、色ズレなど不具合を発生することがある。
【００２２】
（実施例１）
ポリアミド６（ＰＡ６）（ユニチカ社製、Ａ１０３０ＢＲＬ）１００質量部と、デンカブラック（電気化学工業社製）８０質量部を、それぞれ真空中８０℃で１２時間予備乾燥させた後にブレンドし、ドライブレンド物Ａを作製した。このブレンド物Ａ１００質量部に対して、４００質量部のフッ化ビニリデン単独重合体（クレハ社製、ＫＦ＃１０００）をドライブレンドし、ドライブレンド物Ｂを得た。
次に、このドライブレンド物Ｂを微量型高せん断成形加工機（井元製作所社製）に投入し、ギャップ及び内部帰還型スクリュー内径を、それぞれ１〜２ｍｍ、２．５φに設定し、２４０℃で加熱溶融して混練（スクリュー回転数：１００ｒｐｍと１０００ｒｐｍ、混練時間：２分間）した後、Ｔ−ダイから押出した。
その結果、表面状態の良好な押出し物を得ることができた。続いて熱プレスして厚み２００μｍの均一なフィルムを得た。
このフィルムを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察したところ、フッ化ビニリデン中にＰＡ６が分散していることが確認できた。
【００２３】
（実施例２）
ポリアミド６（ＰＡ６）（ユニチカ社製、Ａ１０３０ＢＲＬ）１００質量部と、ケッチェンブラック（ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製、ＥＣ−６００ＪＤ）８０質量部を、それぞれ真空中８０℃で１２時間予備乾燥させた後にブレンドし、ドライブレンド物Ａを作製した。このブレンド物Ａ１００質量部に対して、８３００質量部のフッ化ビニリデン単独重合体（クレハ社製、ＫＦ＃１０００）をドライブレンドし、ドライブレンド物Ｂを得た。
次に、このドライブレンド物Ｂを微量型高せん断成形加工機（井元製作所社製）に投入し、ギャップ及び内部帰還型スクリュー内径を、それぞれ１〜２ｍｍ、２．５φに設定し、２４０℃で加熱溶融して混練（スクリュー回転数：１００ｒｐｍと１０００ｒｐｍ、混練時間：２分間）した後、Ｔ−ダイから押出した。
その結果、表面状態の良好な押出し物を得ることができた。続いて熱プレスして厚み２００μｍの均一なフィルムを得た。
このフィルムを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察したところ、フッ化ビニリデン中にＰＡ６が分散していることが確認でき、ＰＡ６中にケッチェンラックが分散していることが確認できた。
【００２４】
（実施例３）
実施例１において、ドライブレンド物Ｂ中のドライブレンド物Ａの含有率が、表１記載の値になるようにフッ化ビニリデン単独重合体量を変更した以外は実施例１と同様にしてフィルムを作製した。
このフィルムを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察したところ、フッ化ビニリデン中にＰＡ６が分散していることが確認でき、ＰＡ６中にデンカブラックが分散していることが確認できた。
【００２５】
（比較例１）
ポリアミド６（ＰＡ６）（ユニチカ社製、Ａ１０３０ＢＲＬ）１００質量部と、デンカブラック（電気化学工業社製）１００質量部を、それぞれ真空中８０℃で１２時間予備乾燥させた後にブレンドし、ドライブレンド物Ａを作製した。このブレンド物Ａ１００質量部に対して、１００質量部のフッ化ビニリデン単独重合体（クレハ社製、ＫＦ＃１０００）をドライブレンドし、ドライブレンド物Ｂを得た。
次に、このドライブレンド物Ｂを微量型高せん断成形加工機（井元製作所社製）に投入し、ギャップ及び内部帰還型スクリュー内径を、それぞれ１〜２ｍｍ、２．５φに設定し、２４０℃で加熱溶融して混練（スクリュー回転数：１００ｒｐｍと１０００ｒｐｍ、混練時間：２分間）した後、Ｔ−ダイから押出した。
その結果、表面状態の良好な押出し物を得ることができた。続いて熱プレスして厚み２００μｍの均一なフィルムを得た。
このフィルムを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察したところ、ＰＡ６が連続相となり、フッ化ビニリデン中に均一分散されていなかった。
【００２６】
（比較例２）
ポリアミド６（ＰＡ６）（ユニチカ社製、Ａ１０３０ＢＲＬ）１００質量部、デンカブラック（電気化学工業社製）１００質量部及びフッ化ビニリデン単独重合体（クレハ社製、ＫＦ＃１０００）１６００質量部を、それぞれ真空中８０℃で１２時間予備乾燥させた後にブレンドし、ドライブレンド物を作製した。
次に、このドライブレンド物を微量型高せん断成形加工機（井元製作所社製）に投入し、ギャップならびに内部帰還型スクリュー内径を、それぞれ１〜２ｍｍ、２．５φに設定し、２４０℃で加熱溶融して混練（スクリュー回転数：１００ｒｐｍと１０００ｒｐｍ、混練時間：２分間）した後、Ｔ−ダイから押出した。
その結果、表面状態の良好な押出し物を得ることができた。続いて熱プレスして厚み２００μｍの均一なフィルムを得た。
このフィルムを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察したところ、ＰＡ６が連続相となり、フッ化ビニリデン中に均一分散されていなかった。
実施例及び比較例で得られたフィルムについて、上記の方法で評価した。評価結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【符号の説明】
【００２８】
１ 感光体
２ 作像部
３ 帯電装置（帯電ローラ）
４ 露光装置
５ 現像装置
５ａ 現像ローラ
５ｂ 現像剤供給ローラ
５ｃ 規制ブレード
６ 転写装置
７ クリーニング装置
１０ 中間転写ベルト
１１、１２、１３ 支持ローラ
１４ 一次転写ローラ
１５ ベルトクリーニング装置
１６ 二次転写ローラ
Ｔ トナー（現像剤）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】特開２００８−２６６５７７号公報
【特許文献２】特開２００８−２９１０９８号公報
【非特許文献】
【００３０】
【非特許文献１】ナノテクノロジーの現状と展望（Poly file 2008.2）産業技術総合研究所、清水 博
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導電性複合樹脂及びこれを用いた画像形成装置用の転写ベルトに関し、さらに詳しくは、電子写真方式の画像形成装置である複写機又はプリンター等に用いられる転写ベルトに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリフッ化ビニリデン系樹脂は、耐熱性、耐薬品性、耐汚染性、非粘着性、成形加工性等の物性が優れているため、電荷制御部材の樹脂材料として好適である。しかし、ポリフッ化ビニリデン系樹脂は絶縁体であるため、電荷制御部材として使用するためにはその電気抵抗を下げる必要がある。また、場所による体積抵抗率のばらつきがなく、均一であることが必要とされている。
絶縁性樹脂の電気抵抗を下げ、体積低効率を均一にする方法として、シリカ微粒子、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、カーボンファイバー（ＣＦ）、カーボンブラック（ＣＢ）、粘土などのナノレベルのフィラーを均一に分散させる溶融混練物の製造方法及びその製造方法により得られる溶融混練物、並びにその溶融混練物を成形することにより得られる樹脂成形物を製造することの試みは既になされている。しかしながら、得られる樹脂成形物の特性を調べてみると、期待するほどではなく、必ずしも満足する結果が得られていない。
これらの場合は、フィラーをポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）に添加してフィラーなどを均一かつナノレベルで分布させることが重要であることが指摘されている。しかしながら、フィラー均一に分散することは技術的に困難を伴うものである。特に、ナノレベルのフィラーにあっては技術的に困難を伴うとされる。非特許文献１には、ＣＮＴがポリアミド連続相にナノ分散された海にＰＶＤＦの島が形成されている樹脂が記載されている。しかしながら、ＣＮＴはＰＡ連続相中にのみ分散されており、ＰＶＤＦ中に分散されていないため、分散性の面で不十分であり電子写真導電性部材に用いられる樹脂としては、電気特性が不十分である。
ナノサイズレベルのフィラー、例えばカーボンナノチューブや粘土（層状ケイ酸塩）、シリカ微粒子、籠状ポリシルセスキオキサン化合物は一次粒子としての粒径や空隙率が小さいために、フィラー同士の凝集力が極めて強く、通常の方法では、この凝集力を解くのは困難である。
【０００３】
フィラーからなる充填剤と樹脂を、スクリューを備えたシリンダーに加熱部を有する溶融混練部の端部に設けられた投入部から投入し、前記スクリューの回転数６００〜３０００ｒｐｍ、せん断速度９００〜４５００ｓｅｃ−１の条件下に処理して得られる溶融混練したエラストマー又は樹脂を、スクリューの後端から先端に送り、スクリューの先端の間隙に閉じ込めた後、該間隙から前記スクリューの孔を通り、後端に移行再循環を行うことでカーボンナノチューブを均一に分散させた新規な樹脂成形物が提案されている（特許文献１）。しかしながら、この成形物は強い電圧をかけたときに通電劣化が起こりやすく、カーボンが再凝集を起こすという問題があった。
また、特許文献２には、ポリフッ化ビニリデン系樹脂と、イオン性導電剤と、カーボンブラック（Ｃ）とを含有する半導電性ポリフッ化ビニリデン系樹脂組成物が開示されている。しかしながら、ポリフッ化ビニリデン系樹脂にはカーボンブラックが分散しにくいため電気特性が不十分であり、またイオン導電剤が入っているため環境に弱いという問題があった。
一方、近年の電子写真方式の画像形成装置の高速化及び高画像化の要求に対応するため、高速度で回すときの僅かな伸びを抑えるためにベルト部材が割れない程度の適度の柔軟性の引張弾性率を有すること、またその駆動応力に対する歪量を小さくすることが求められてきている。
しかし引張弾性率を増すために導電性カーボンブラックの配合割合を大きくすると、樹脂組成物の体積抵抗率が小さくなり、半導電性が失われる不都合があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、耐薬品性、耐摩耗性、圧電性などを維持し、電気特性にも優れた半導電性複合樹脂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】
【０００５】
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
１．本発明の半導電性複合樹脂は、カーボンブラックが分散されたカーボンブラック分散ポリアミド樹脂とポリフッ化ビニリデン樹脂とのブレンド物であって、前記ポリフッ化ビニリデン樹脂からなるマトリクス中に、前記カーボンブラック分散ポリアミド樹脂が分散された海島構造を形成してなることを特徴とする。
２．本発明の樹脂成形加工体は、上記半導電性複合樹脂を成形加工して得られることを特徴とする。
３．本発明の樹脂成形加工体シートは、上記樹脂成形加工体からなることを特徴とする。
４．本発明の画像形成装置用転写ベルトは、上記樹脂成形加工体シートからなることを特徴とする。
５．本発明の画像形成装置用転写ベルトは、さらに、樹脂成形加工体シートの体積抵抗率が１０６〜１０１０（Ω・ｃｍ）の範囲にあることを特徴とする。
６．本発明の画像形成装置は、上記画像形成装置用転写ベルトを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ポリフッ化ビニリデン樹脂の優れた物理的特性（耐薬品性、耐摩耗性、圧電性）などを維持し、電気特性にも優れた半導電性複合樹脂を提供することができる。すなわち、カーボンブラックの均一分散を継続維持することができ、また、ベルト部材として用いた場合、ベルト部材を高速度で回すときの伸びを抑えるための適度な引張弾性率を示す半導電性複合樹脂を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成の一例を示す概略断面図である。
【図２】感光体を配設する作像形成部の構成を示す概略断面図である。
【図３】現像装置の構成を示す概略断面図である。
【図４】プロセスカートリッジの構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における実施の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。
本発明の半導電性複合樹脂は、カーボンブラックが分散されたカーボンブラック分散ポリアミド樹脂とポリフッ化ビニリデン樹脂とのブレンド物であって、前記ポリフッ化ビニリデン樹脂からなるマトリクス中に、前記カーボンブラック分散ポリアミド樹脂が分散された海島構造を形成してなる半導電性複合樹脂である。
カーボンブラックはポリアミド樹脂に対しての分散性は良いが、ポリフッ化ビニリデン樹脂に対する分散性は悪い。そのため、まずカーボンブラックをポリアミド樹脂にブレンドして、ポリアミド樹脂にカーボンブラックを均一分散させてカーボンブラック分散ポリアミド樹脂とし、その後、カーボンブラック分散ポリアミド樹脂をポリフッ化ビニリデン樹脂にブレンドすると、カーボンブラック分散ポリアミド樹脂の島ができる。これにより物理的特性（耐薬品性、耐摩耗性、圧電性）などを維持したまま、電気特性を維持することが可能になる。
【０００９】
本発明の半導電性複合樹脂について、画像形成装置用中間転写ベルトを例に挙げて説明する。
本実施の形態において、半導電性複合樹脂に用いるポリアミドとしては、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６とナイロン１２との共重合体等の脂肪族ポリアミドを挙げることができる。
ポリフッ化ビニリデン樹脂としては、フッ化ビニリデン単独重合体等のポリフッ化ビニリデン系樹脂を用いることができる。
カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、デンカブラック、ケッチェンブラック及びアセチレンブラック等の通常のファーネスブラック、チャンネルブラック、アセチレンブラック等を挙げることができ、特に平均粒子径４０ｎｍ以下のカーボンブラックが少量の配合で組成物の電気抵抗を下げることができるので好ましい。さらに、本発明では、カルボキシル基、水酸基、エポキシ基、アミノ基、オキサゾリン基から選ばれる一種以上の官能基を有するポリマーがグラフト付加されたグラフト化カーボンブラック、あるいは低分子量化合物で表面処理したカーボンブラックも用いることができる。
【００１０】
カーボンブラック分散ポリアミド樹脂とポリフッ化ビニリデン樹脂をブレンドすることによって、ポリフッ化ビニリデン樹脂中にカーボンブラック分散ポリアミド樹脂が非連続に存在する海島構造を形成する。このときのカーボンブラック分散ポリアミド樹脂とポリフッ化ビニリデン樹脂とのブレンド比率によって、画像形成用転写ベルトの抵抗率を制御することが可能である。カーボンブラック分散ポリアミド樹脂は、ポリフッ化ビニリデン樹脂１００質量部に対して１〜４５質量部の比率で配合することが好ましく、より好ましくは５〜４０質量部である。１質量部未満であると、印加した転写バイアスによりベルトに誘起された電荷が除電されず、画像メモリなど画像品質に影響を与えるおそれがある。４５質量部を超えるとトナーとの静電的な付着力が増大し、二次転写効率を下げることになる。また、ベルトの強度が低下して耐久使用時にベルトが破壊されやすくなる。
カーボンブラック分散ポリアミド樹脂におけるカーボンブラックの量は、ポリアミド樹脂１００質量部に対して５〜１００質量部であることが好ましく、１０〜９０質量部がより好ましい。
【００１１】
抵抗率に関しては、体積抵抗率及び表面抵抗率の値を如何に設定するかが重要である。特に半導電性複合樹脂を、画像形成装置の中間転写ベルトとして用いる場合には、体積抵抗率が好ましくは１０６〜１０１０（Ω・ｃｍ）、より好ましくは１０８〜１０１０（Ω・ｃｍ）範囲にあり、表面抵抗率が１０６〜１０１０（Ω／□）の範囲にあることが好ましい。また、体積抵抗率≦表面抵抗率の関係にあることが好ましい。
体積抵抗率及び表面抵抗率が下限値未満になると、トナーとの静電的な付着力が増大し、二次転写効率を下げることになる。また、上限値を超えると、印加した転写バイアスによりベルトに誘起された電荷が除電されず、画像メモリなど画像品質に影響を与える。さらに体積抵抗率＞表面抵抗率の関係になると、画像エッジが滲んだようになりシャープな画質が得られないおそれがある。
【００１２】
一般に、カーボンブラック等の導電材料をポリフッ化ビニリデン等の熱可塑性樹脂中に添加し分散させることによって得られた半導電性樹脂には、印加するバイアスの大きさに従って抵抗率が変化するという不具合点がある。特に中間転写ベルトとして用いる場合には、ベルト材の抵抗率の印加バイアス依存性が大きいと細線のチリ、ベタ画像部のボソツキといった画像品位に悪影響を及ぼす。この抵抗率変化を抑えるには、導電材料を熱可塑性樹脂中に均一分散させることが有効とされている。
そこで、本発明においては、半導電性複合樹脂に１０Ｖ及び５００Ｖのバイアス電圧を印加したときの体積抵抗率を、それぞれρｖ１０及びρｖ５００としたときの、Ｌｏｇ（ρｖ１０）−Ｌｏｇ（ρｖ５００）が、０≦Ｌｏｇ（ρｖ１０）−Ｌｏｇ（ρｖ５００）≦１、好ましくは０≦Ｌｏｇ（ρｖ１０）−Ｌｏｇ（ρｖ５００）≦０．５の範囲に入るように半導電性複合樹脂の電気特性を調節することが好ましい。
【００１３】
本発明の樹脂成形加工体は、半導電性複合樹脂を成形することより得ることができる。成形法としては、射出成形、射出圧縮成形、射出プレス成形、射出モールド成形、圧縮成形及びトランスファ成形が好ましく、生産性に優れた射出プレス成形及び射出モールド成形のような射出成形法がより好ましく、フラッシュフロー圧縮成形がさらに好ましい。
樹脂成形加工体としては、シート（フィルムを含む）等が挙げられ、樹脂成形加工体シートは、例えば下記の画像形成装置用の中間転写ベルト等として好適である。
【００１４】
本発明の実施形態に係る画像形成装置（プリンター）の基本的な構成について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略断面図である。ここでは、電子写真方式の画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。画像形成装置は、イエロー（以下、「Ｙ」と記す。）、シアン（以下、「Ｃ」と記す。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と記す。）、ブラック（以下、「Ｋ」と記す。）の４色のトナーから、カラー画像を形成するものである。
まず、複数の潜像担持体を備え、この複数の潜像担持体を表面移動部材の移動方向に並列させる画像形成装置（「タンデム型画像形成装置」）の基本的な構成について説明する。
この画像形成装置は、潜像担持体として４つの感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋを備えている。なお、ここではドラム状の感光体を例に挙げているが、ベルト状の感光体を採用することもできる。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ表面移動部材である中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋは、比較的薄い円筒状の導電性基体上に感光層を形成し、さらにその感光層の上に保護層を形成したものであり、また、感光層と保護層との間に中間層を設けてもよい。
【００１５】
図２は、感光体を配設する作像部２の構成を示す概略断面図である。なお、作像部２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｋにおける各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ周りの構成はすべて同じであるため、１つの作像部２についてのみ図示し、色分け用の符号Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋについては省略してある。感光体１の周りには、その表面移動方向に沿って、帯電手段としての帯電装置３、現像手段としての現像装置５、感光体１上のトナー像を記録媒体又は中間転写体１０に転写する転写手段としての転写装置６、感光体１上の未転写トナーを除去するクリーニング装置７の順に配置されている。帯電装置３と現像装置５との間には、帯電した感光体１の表面の画像データに基づいて露光し、静電潜像を書き込む露光手段としての露光装置４から発せられる光が感光体１まで通過できるようにスペースが確保されている。
【００１６】
帯電装置３は、感光体１の表面を負極性に帯電する。本実施形態における帯電装置３は、いわゆる接触・近接帯電方式で帯電処理を行う帯電部材としての帯電ローラを備えている。すなわち、この帯電装置３は、帯電ローラを感光体１の表面に接触又は近接させ、その帯電ローラに負極性バイアスを印加することで、感光体１の表面を帯電する。感光体１の表面電位が−５００Ｖとなるような直流の帯電バイアスを帯電ローラに印加している。 なお、帯電バイアスとして、直流バイアスに交流バイアスを重畳させたものを利用することもできる。また、帯電装置３には、帯電ローラの表面をクリーニングするクリーニングブラシを設けてもよい。なお、帯電装置３として、帯電ローラの周面上の軸方向両端部分に薄いフィルムを巻き付け、これを感光体１の表面に当接するように設置してもよい。この構成においては、帯電ローラの表面と感光体１の表面との間は、フィルムの厚さ分だけ離間した極めて近接した状態となる。したがって、帯電ローラに印加される帯電バイアスによって、帯電ローラの表面と感光体１の表面との間に放電が発生し、その放電によって感光体１の表面が帯電される。 このようにして帯電した感光体１の表面には、露光装置４によって露光されて各色に対応した静電潜像が形成される。この露光装置４は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体１に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。なお、本実施形態の露光装置４は、レーザ方式であるが、ＬＥＤアレイと結像手段とからなる他の方式を採用することもできる。
【００１７】
トナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋから現像装置５内に補給されたトナーは、現像剤供給ローラ５ｂによって搬送され、現像ローラ５ａ上に担持されることになる。この現像ローラ５ａは、感光体１と対向する現像領域に搬送される。ここで、現像ローラ５ａは、感光体１と対向する領域（以下、「現像領域」と記す。）において感光体１の表面よりも速い線速で同方向に表面移動する。そして、現像ローラ５ａ上のトナーが、感光体１の表面を摺擦しながら、トナーを感光体１の表面に供給する。このとき、現像ローラ５ａには、図示しない電源から−３００Ｖの現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。そして、感光体１上の静電潜像と現像ローラ５ａとの間では、現像ローラ５ａ上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。これにより、現像ローラ５ａ上のトナーは、感光体１上の静電潜像に付着することになる。この付着によって感光体１上の静電潜像は、それぞれ対応する色のトナー像に現像される。
【００１８】
転写装置６における中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１１、１２、１３に張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト１０上には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。静電転写方式には、転写チャージャを用いた構成もあるが、ここでは転写チリの発生が少ない転写ローラ１４を用いた構成を採用している。具体的には、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋと接触する中間転写ベルト１０の部分の裏面に、それぞれ転写装置６としての一次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋを配置している。ここでは、各一次転写ローラ１４Ｙ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｋにより押圧された中間転写ベルト１０の部分と各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋとによって、一次転写ニップ部が形成される。そして、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト１０上に転写する際には、各一次転写ローラ１４に正極性のバイアスが印加される。これにより、各一次転写ニップ部には転写電界が形成され、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト１０上に静電的に付着し、転写される。 中間転写ベルト１０の周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置１５が設けられている。このベルトクリーニング装置１５は、中間転写ベルト１０の表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置１５内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。 また、支持ローラ１３に張架された中間転写ベルト１０の部分には、二次転写ローラ１６が接触して配置されている。この中間転写ベルト１０と二次転写ローラ１６との間には二次転写ニップ部が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録部材としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、露光装置４の図中下側にある給紙カセット２０内に収容されており、給紙ローラ２１、レジストローラ対２２等によって、二次転写ニップ部まで搬送される。そして、中間転写ベルト１０上に重ね合わされたトナー像は、二次転写ニップ部において、転写紙上に一括して転写される。この二次転写時には、二次転写ローラ１６に正極性のバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト１０上のトナー像が転写紙上に転写される。
感光体１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１０に転写させる場合、感光体１と中間転写ベルト１０は、圧接していることが好ましい。このときの圧接力は、１０〜６０Ｎ／ｍの範囲にあることが好ましい。
二次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置２３が配置されている。この加熱定着装置２３は、ヒータを内蔵した加熱ローラ２３ａと、圧力を加えるための加圧ローラ２３ｂとを備えている。二次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることになる。これにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ２４によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。 現像装置５は、そのケーシングの開口から現像剤担持体としての現像ローラ５ａが部分的に露出している。また、ここでは、キャリアを含まない一成分現像剤を使用している。現像装置５は、図１に示したトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋから、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。このトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋは、それぞれが単体で交換できるように、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。このような構成とすることで、トナーエンド時にはトナーボトル３１Ｙ、３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｋだけを交換すればよい。したがって、トナーエンド時にまだ寿命に達していない他の構成部材はそのまま利用でき、ユーザーの出費を抑えることができる。
【００１９】
図３は、現像装置の構成を示す概略断面図である。 現像剤収納器中の現像剤（トナー）は、現像剤供給部材としての供給ローラ５ｂで攪拌されながら、感光体１に供給する前記現像剤を表面に担持する現像剤担持体としての現像ローラ５ａのニップ部分に運ばれる。このとき供給ローラ５ｂと現像ローラ５ａは、ニップ部で逆方向（カウンタ回転）に回転している。さらに、現像ローラ５ａに当接するように設けられた現像剤層規制部材としての規制ブレード５ｃで現像ローラ５ａ上のトナー量が規制され、現像ローラ５ａ上にトナー薄層が形成される。また、トナーは、供給ローラ５ｂと現像ローラ５ａのニップ部と規制ブレード５ｃと現像ローラ５ａの間で摺擦され、適正な帯電量に制御される。
【００２０】
図４はプロセスカートリッジの構成を示す概略断面図である。
本発明においては、静電潜像担持体、静電潜像帯電手段、現像手段、電潜像担持体等の構成要素のうち、複数のものをプロセスカートリッジとして一体に結合して構成し、このプロセスカートリッジを複写機やプリンター等の画像形成装置本体に対して着脱可能に構成する。図４に示したプロセスカートリッジは、静電潜像担持体、静電潜像帯電手段、図３で説明した現像手段を備えている。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例で得られたフィルムについての評価方法は下記のとおりである。
（１）体積抵抗率
ＪＩＳ Ｋ６９１１‐２００６「熱硬化性プラスチック一般試験法」に基づいて、リング電極法による体積抵抗率を測定した。体積抵抗率ρｖは、抵抗率計（三菱化学社製、ハイレスタＵＰ）を用いて測定した。測定は、リング状プローブ（三菱化学社製、ＵＲＳプローブ；内側電極の直径５．９ｍｍ、外側電極の内径１１．０ｍｍ、外側電極の外径１７．８ｍｍ）と測定ステージ（三菱化学社製、レジテーブルＦＬ）との間に試料を挟み、約３０Ｎの荷重で押さえつつ、プローブの内側電極と測定ステージとの間に１００Ｖの電圧を１０秒間印加することにより行った。
プローブの内側の電極と測定ステージの表面に、各々の電極サイズと同じサイズの導電性ゴム（コクゴ社製、ＲＥＰ−２、厚み１ｍｍ、体積抵抗率０．８７Ω・ｃｍ）を導電性粘着シート（応研商事社製、Ｔ−９１８１、厚み０．１３ｍｍ）で貼り付けてある。体積抵抗率の値を測定すべき試料のＡ４サイズ当たり任意に選んだ２１点を測定し、その平均値を求めた。
（２）電圧依存性
電圧依存性の評価は、１０Ｖ、５００Ｖと電圧を変えたときの抵抗率の変動を見ることにより行った。１０Ｖ及び５００Ｖのバイアス電圧印加時の体積抵抗率をそれぞれρｖ１０及びρｖ５００としたときＬｏｇ（ρｖ１０）−Ｌｏｇ（ρｖ５００）の値を算出した。
（３）引張弾性率
引張弾性率（ヤング率）は、ＪＩＳ Ｋ ７１１３に従って、幅１０ｍｍ及び長さ１００ｍｍの試験片を用いて、引張試験機により、引張速度５０ｍｍ／分及びチャック間距離５０ｍｍの条件で測定した。
引張弾性率は１ＧＰａ以上が好ましく、より好ましくは２ＧＰａ以上である。引張弾性率が１Ｇｐａに満たない場合、張力により伸びが発生してしまい、色ズレなど不具合を発生することがある。
【００２２】
（実施例１）
ポリアミド６（ＰＡ６）（ユニチカ社製、Ａ１０３０ＢＲＬ）１００質量部と、デンカブラック（電気化学工業社製）８０質量部を、それぞれ真空中８０℃で１２時間予備乾燥させた後にブレンドし、ドライブレンド物Ａを作製した。このブレンド物Ａ１００質量部に対して、４００質量部のフッ化ビニリデン単独重合体（クレハ社製、ＫＦ＃１０００）をドライブレンドし、ドライブレンド物Ｂを得た。
次に、このドライブレンド物Ｂを微量型高せん断成形加工機（井元製作所社製）に投入し、ギャップ及び内部帰還型スクリュー内径を、それぞれ１〜２ｍｍ、２．５φに設定し、２４０℃で加熱溶融して混練（スクリュー回転数：１００ｒｐｍと１０００ｒｐｍ、混練時間：２分間）した後、Ｔ−ダイから押出した。
その結果、表面状態の良好な押出し物を得ることができた。続いて熱プレスして厚み２００μｍの均一なフィルムを得た。
このフィルムを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察したところ、フッ化ビニリデン中にＰＡ６が分散していることが確認できた。
【００２３】
（実施例２）
ポリアミド６（ＰＡ６）（ユニチカ社製、Ａ１０３０ＢＲＬ）１００質量部と、ケッチェンブラック（ケッチェン・ブラック・インターナショナル社製、ＥＣ−６００ＪＤ）８０質量部を、それぞれ真空中８０℃で１２時間予備乾燥させた後にブレンドし、ドライブレンド物Ａを作製した。このブレンド物Ａ１００質量部に対して、８３００質量部のフッ化ビニリデン単独重合体（クレハ社製、ＫＦ＃１０００）をドライブレンドし、ドライブレンド物Ｂを得た。
次に、このドライブレンド物Ｂを微量型高せん断成形加工機（井元製作所社製）に投入し、ギャップ及び内部帰還型スクリュー内径を、それぞれ１〜２ｍｍ、２．５φに設定し、２４０℃で加熱溶融して混練（スクリュー回転数：１００ｒｐｍと１０００ｒｐｍ、混練時間：２分間）した後、Ｔ−ダイから押出した。
その結果、表面状態の良好な押出し物を得ることができた。続いて熱プレスして厚み２００μｍの均一なフィルムを得た。
このフィルムを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察したところ、フッ化ビニリデン中にＰＡ６が分散していることが確認でき、ＰＡ６中にケッチェンラックが分散していることが確認できた。
【００２４】
（実施例３）
実施例１において、ドライブレンド物Ｂ中のドライブレンド物Ａの含有率が、表１記載の値になるようにフッ化ビニリデン単独重合体量を変更した以外は実施例１と同様にしてフィルムを作製した。
このフィルムを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察したところ、フッ化ビニリデン中にＰＡ６が分散していることが確認でき、ＰＡ６中にデンカブラックが分散していることが確認できた。
【００２５】
（比較例１）
ポリアミド６（ＰＡ６）（ユニチカ社製、Ａ１０３０ＢＲＬ）１００質量部と、デンカブラック（電気化学工業社製）１００質量部を、それぞれ真空中８０℃で１２時間予備乾燥させた後にブレンドし、ドライブレンド物Ａを作製した。このブレンド物Ａ１００質量部に対して、１００質量部のフッ化ビニリデン単独重合体（クレハ社製、ＫＦ＃１０００）をドライブレンドし、ドライブレンド物Ｂを得た。
次に、このドライブレンド物Ｂを微量型高せん断成形加工機（井元製作所社製）に投入し、ギャップ及び内部帰還型スクリュー内径を、それぞれ１〜２ｍｍ、２．５φに設定し、２４０℃で加熱溶融して混練（スクリュー回転数：１００ｒｐｍと１０００ｒｐｍ、混練時間：２分間）した後、Ｔ−ダイから押出した。
その結果、表面状態の良好な押出し物を得ることができた。続いて熱プレスして厚み２００μｍの均一なフィルムを得た。
このフィルムを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察したところ、ＰＡ６が連続相となり、フッ化ビニリデン中に均一分散されていなかった。
【００２６】
（比較例２）
ポリアミド６（ＰＡ６）（ユニチカ社製、Ａ１０３０ＢＲＬ）１００質量部、デンカブラック（電気化学工業社製）１００質量部及びフッ化ビニリデン単独重合体（クレハ社製、ＫＦ＃１０００）１６００質量部を、それぞれ真空中８０℃で１２時間予備乾燥させた後にブレンドし、ドライブレンド物を作製した。
次に、このドライブレンド物を微量型高せん断成形加工機（井元製作所社製）に投入し、ギャップならびに内部帰還型スクリュー内径を、それぞれ１〜２ｍｍ、２．５φに設定し、２４０℃で加熱溶融して混練（スクリュー回転数：１００ｒｐｍと１０００ｒｐｍ、混練時間：２分間）した後、Ｔ−ダイから押出した。
その結果、表面状態の良好な押出し物を得ることができた。続いて熱プレスして厚み２００μｍの均一なフィルムを得た。
このフィルムを透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察したところ、ＰＡ６が連続相となり、フッ化ビニリデン中に均一分散されていなかった。
実施例及び比較例で得られたフィルムについて、上記の方法で評価した。評価結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
【符号の説明】
【００２８】
１ 感光体
２ 作像部
３ 帯電装置（帯電ローラ）
４ 露光装置
５ 現像装置
５ａ 現像ローラ
５ｂ 現像剤供給ローラ
５ｃ 規制ブレード
６ 転写装置
７ クリーニング装置
１０ 中間転写ベルト
１１、１２、１３ 支持ローラ
１４ 一次転写ローラ
１５ ベルトクリーニング装置
１６ 二次転写ローラ
Ｔ トナー（現像剤）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】特開２００８−２６６５７７号公報
【特許文献２】特開２００８−２９１０９８号公報
【非特許文献】
【００３０】
【非特許文献１】ナノテクノロジーの現状と展望（Poly file 2008.2）産業技術総合研究所、清水 博
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンブラックが分散されたカーボンブラック分散ポリアミド樹脂とポリフッ化ビニリデン樹脂とのブレンド物であって、
前記ポリフッ化ビニリデン樹脂からなるマトリクス中に、前記カーボンブラック分散ポリアミド樹脂が分散された海島構造を形成してなる
ことを特徴とする半導電性複合樹脂。
【請求項２】
請求項１に記載の半導電性複合樹脂を成形加工して得られる
ことを特徴とする樹脂成形加工体。
【請求項３】
請求項２に記載の樹脂成形加工体からなる
ことを特徴とする樹脂成形加工体シート。
【請求項４】
請求項３に記載の樹脂成形加工体シートからなる
ことを特徴とする画像形成装置用転写ベルト。
【請求項５】
樹脂成形加工体シートの体積抵抗率が１０６〜１０１０（Ω・ｃｍ）の範囲にある
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置用転写ベルト。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置用転写ベルトを用いた
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
カーボンブラックが分散されたカーボンブラック分散ポリアミド樹脂とポリフッ化ビニリデン樹脂とのブレンド物であって、
前記ポリフッ化ビニリデン樹脂からなるマトリクス中に、前記カーボンブラック分散ポリアミド樹脂が分散された海島構造を形成してなる
ことを特徴とする半導電性複合樹脂。
【請求項２】
請求項１に記載の半導電性複合樹脂を成形加工して得られる
ことを特徴とする樹脂成形加工体。
【請求項３】
請求項２に記載の樹脂成形加工体からなる
ことを特徴とする樹脂成形加工体シート。
【請求項４】
請求項３に記載の樹脂成形加工体シートからなる
ことを特徴とする画像形成装置用転写ベルト。
【請求項５】
樹脂成形加工体シートの体積抵抗率が１０６〜１０１０（Ω・ｃｍ）の範囲にある
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置用転写ベルト。
【請求項６】
請求項５に記載の画像形成装置用転写ベルトを用いた
ことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１９１４０６（Ｐ２０１１−１９１４０６Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５６１４０（Ｐ２０１０−５６１４０）
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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