導電性エンドレスベルトおよびそれを用いた画像形成装置
【課題】機構面で繰り返し連続使用に耐えうる物性、特には屈曲耐久性や耐セット性を有するとともに、適正な弾性率を有し、画像ずれ等の問題も生ずることがない導電性エンドレスベルトおよびそれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する少なくとも１種の熱可塑性ポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上である導電性エンドレスベルトおよびそれを用いた画像形成装置である。
【解決手段】基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する少なくとも１種の熱可塑性ポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上である導電性エンドレスベルトおよびそれを用いた画像形成装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター等の電子写真装置や静電記録装置等における静電記録プロセスにおいて、表面に静電潜像を保持した潜像保持体等の画像形成体表面に現像剤を供給して形成されたトナー像を、紙等の記録媒体へと転写する際に用いられる導電性エンドレスベルト（以下、単に「ベルト」とも称する）、その製造方法およびそれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンター等における静電記録プロセスでは、まず、感光体（潜像保持体）の表面を一様に帯電させ、この感光体に光学系から映像を投射して光の当たった部分の帯電を消去することによって静電潜像を形成し、次いで、この静電潜像にトナーを供給してトナーの静電的付着によりトナー像を形成し、これを紙、ＯＨＰ、印画紙等の記録媒体へと転写することにより、プリントする方法が採られている。
【０００３】
この場合、カラープリンターやカラー複写機においても、基本的には前記プロセスに従ってプリントが行われるが、カラー印刷の場合には、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色のトナーを用いて色調を再現するもので、これらのトナーを所定割合で重ね合わせて必要な色調を得るための工程が必要であり、この工程を行うためにいくつかの方式が提案されている。
【０００４】
まず、第１には、モノクロ印刷を行う場合と同様に、感光体上にトナーを供給して静電潜像を可視化する際に、前記マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色のトナーを順次重ねていくことにより現像を行い、感光体上にカラーのトナー像を形成する多重現像方式がある。この方式によれば比較的コンパクトに装置を構成することが可能であるが、この方式では階調の制御が非常に難しく、高画質が得られないという問題点がある。
【０００５】
第２に、４つの感光ドラムを設け、各ドラムの潜像を夫々マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのトナーで現像することにより、マゼンタによるトナー像、イエローによるトナー像、シアンによるトナー像およびブラックによるトナー像の４つのトナー像を形成し、これらトナー像が形成された感光ドラムを１列に並べて各トナー像を紙等の記録媒体に順次転写して記録媒体上に重ねることにより、カラー画像を再現するタンデム方式がある。この方式は、良好な画像が得られるものの、４つの感光ドラムと、各感光ドラムごとに設けられた帯電機構および現像機構が１列に並べられた状態となり、装置が大型化するとともに高価なものとなる。
【０００６】
図２にタンデム方式の画像形成装置の印字部構成例を示す。感光体ドラム１、帯電ロール２、現像ロール３、現像ブレード４、トナー供給ロール５およびクリーニングブレード６で構成する印字ユニットをイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢの各トナーに対応して４個並べており、駆動ローラ（駆動部材）９により循環駆動されて転写搬送ベルト１０で搬送した用紙上に、トナーを順次転写しカラー画像を形成する。転写搬送ベルトの帯電および除電は夫々帯電ロール７および除電ロール８で行う。また、用紙をベルトへ吸着させるための用紙帯電には吸着ローラ（図示せず）が使用される。これらの対応により、オゾンの発生を抑えることができる。吸着ローラでは、用紙を搬送路から転写搬送ベルトに乗せるとともに、転写搬送ベルトへの静電吸着を行う。また、転写後の用紙分離は、転写電圧を低くすることにより用紙と転写搬送ベルトの吸着力を弱くして、曲率分離のみで行うことができる。
【０００７】
転写搬送ベルト１０の材料としては抵抗体と誘電体があり、夫々に長所、短所を持っている。抵抗体ベルトは電荷の保持が短時間であるため、タンデム型の転写に用いた場合、転写での電荷注入が少なく４色の連続する転写でも比較的電圧の上昇が少ない。また、次の用紙の転写に繰り返して使用されるときも電荷が放出されており、電気的なリセットは必要としない。しかし、環境変動により抵抗値が変化するため、転写効率に影響すること、用紙の厚さや幅の影響を受けやすいことなどが短所となっている。
【０００８】
一方、誘電体ベルトの場合は注入された電荷の自然放出はなく、電荷の注入、放出とも電気的にコントロールしなければならない。しかし、安定に電荷が保持されるので、用紙の吸着が確実で高精度な紙搬送が行える。誘電率は温湿度への依存性も低いため、環境に対しても比較的安定な転写プロセスとなる。欠点は、転写が繰り返されるごとにベルトに電荷が蓄積されるため、転写電圧が高くなることである。
【０００９】
第３に、紙等の記録媒体を転写ドラムに巻き付けてこれを４回転させ、周回ごとに感光体上のマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックを順次記録媒体に転写してカラー画像を再現する転写ドラム方式もある。この方式によれば比較的高画質が得られるが、記録媒体が葉書等の厚紙である場合には、これを前記転写ドラムに巻き付けることが困難であり、記録媒体種が制限されるという問題点がある。
【００１０】
前記多重現像方式、タンデム方式および転写ドラム方式に対して、良好な画質が得られ、かつ装置が特に大型化するようなこともなく、しかも記録媒体種が特に制限されるようなこともない方式として、中間転写方式が提案されている。
【００１１】
即ち、この中間転写方式は、感光体上のトナー像を一旦転写保持するドラムやベルトからなる中間転写部材を設け、この中間転写部材の周囲にマゼンタによるトナー像、イエローによるトナー像、シアンによるトナー像およびブラックによるトナー像を形成した４つの感光体を配置して４色のトナー像を中間転写部材上に順次転写することにより、この中間転写部材上にカラー画像を形成し、このカラー画像を紙等の記録媒体上に転写するものである。従って、４色のトナー像を重ね合わせて階調を調整するものであるから、高画質を得ることが可能であり、かつタンデム方式のように感光体を１列に並べる必要がないので装置が特に大型化することもなく、しかも記録媒体をドラムに巻き付ける必要もないので記録媒体種が制限されることもないものである。
【００１２】
中間転写方式によりカラー画像の形成を行う装置として、中間転写部材として無端ベルト状の中間転写部材を用いた画像形成装置を図３に例示する。
【００１３】
図３中、１１はドラム状の感光体であり、図中矢印方向に回転するようになっている。この感光体１１は、一次帯電器１２によって帯電され、次いで画像露光１３により露光部分の帯電が消去され、第１の色成分に対応した静電潜像がこの感光体１１上に形成され、更に静電潜像が現像器４１により第１色のマゼンタトナーＭで現像され、第１色のマゼンタトナー画像が感光体１１上に形成される。次いで、このトナー画像が、駆動ローラ（駆動部材）３０により循環駆動されて感光体１１と接触しながら循環回転する中間転写部材２０に転写される。この場合、感光体１１から中間転写部材２０への転写は、感光体１１と中間転写部材２０とのニップ部において、中間転写部材２０に電源６１から印加される一次転写バイアスにより行われる。この中間転写部材２０に第１色のマゼンタトナー画像が転写された後、前記感光体１１はその表面がクリーニング装置１４により清掃され、感光体１１の１回転目の現像転写操作が完了する。以降、感光体が３回転し、各周回ごとに現像器４２〜４４を順次用いて第２色のシアントナー画像、第３色のイエロートナー画像、第４色のブラックトナー画像が順次感光体１１上に形成され、これが周回ごとに中間転写部材２０に重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が中間転写部材２０上に形成される。なお、図３の装置にあっては、感光体１１の周回ごとに現像器４１〜４４が順次入れ替わってマゼンタトナーＭ、シアントナーＣ、イエロートナーＹ、ブラックトナーＢによる現像が順次行われるようになっている。
【００１４】
次に、前記合成カラートナー画像が形成された中間転写部材２０に転写ローラ２５が当接し、そのニップ部に給紙カセット１９から紙等の記録媒体２６が給送される。これと同時に二次転写バイアスが電源２９から転写ローラ２５に印加され、中間転写部材２０から記録媒体２６上に合成カラートナー画像が転写されて加熱定着され、最終画像となる。合成カラートナー画像を記録媒体２６へと転写した後の中間転写部材２０は、表面の転写残留トナーがクリーニング装置３５により除去され、初期状態に戻り次の画像形成に備えるようになっている。
【００１５】
また、タンデム方式と中間転写方式とを組み合わせたタンデム中間転写方式もある。図４に、無端ベルト状のタンデム中間転写部材を用いてカラー画像の形成を行うタンデム中間転写方式の画像形成装置を例示する。
【００１６】
図示する装置においては、感光体ドラム５２ａ〜５２ｄ上の静電潜像を夫々イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックにより現像する第１現像部５４ａ〜第４現像部５４ｄが、タンデム中間転写部材５０に沿って順次配置されており、このタンデム中間転写部材５０を図中の矢印方向に循環駆動させて、各現像部５４ａ〜５４ｄの感光体ドラム５２ａ〜５２ｄ上に形成された４色のトナー像を順次転写することにより、このタンデム中間転写部材５０上にカラーのトナー像を形成し、このトナー像を紙等の記録媒体５３上に転写することにより、プリントアウトを行う。ここで、上記いずれの装置においても、現像に用いるトナーの配列順は特に制限されるものではなく、任意に選択可能である。
【００１７】
なお、図中、符号５５は、タンデム中間転写部材５０を循環駆動するための駆動ローラ若しくはテンションローラを示し、符号５６は記録媒体送りローラ、符号５７は記録媒体送り装置、符号５８は記録媒体上の画像を加熱等により定着させる定着装置を示す。また、符号５９はタンデム中間転写部材５０に電圧を印加する電源装置（電圧印加手段）を示し、この電源装置５９は、トナー像を、感光ドラム５２ａ〜５２ｄから上記タンデム中間転写部材５０に転写する場合と、タンデム中間転写部材５０から記録媒体５３上に転写する場合とで、印加する電圧の正負を反転させることができるようになっている。
【００１８】
上記各種画像形成装置において、転写搬送ベルト１０や中間転写部材２０、タンデム中間転写部材５０等として使用される導電性エンドレスベルトとしては、従来、半導電性の樹脂フィルムベルトと、繊維補強体を有するゴムベルトとが主に用いられている。このうち樹脂フィルムベルトとしては、例えば、特許文献１に、熱可塑性ポリアルキレンナフタレート樹脂、または、これと他の熱可塑性樹脂とのポリマーアロイ若しくはポリマーブレンドを基材として用いた導電性エンドレスベルトが記載されている。
【００１９】
また、特許文献２には、融点が１６０〜２１０℃の範囲のポリエステル系エラストマーを導電性ベース層に用いた導電性シームレスベルトが記載されており、特許文献３には、ヤング率が１２００ＭＰａ以上の熱可塑性ポリエステルエラストマーからなるシームレスベルトが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１３２０５３号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開２０００−６２９９３号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開２００４−２５８１５３号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上記各種画像形成装置において使用される導電性エンドレスベルトには、機構面で繰り返し連続使用に耐えうる高い機械的強度を備えることに加え、その使用環境に応じた種々の特性をバランス良く備えていることが要求される。上記特許文献１に記載の技術によれば、所定の良好な強度を備えた導電性エンドレスベルトが得られるが、この場合、弾性率が高いためにベルト回転時に伸びが発生せず画像ずれは起きないものの、耐屈曲性の点で十分でなく、ベルト耐久性に問題を生ずる場合があった。また、特許文献２に記載のベルトでは、低融点のエラストマーを使用していることから耐久性に優れる反面、伸びの発生による画像ずれや、高温高湿環境での変形による画像悪化などが生ずるという問題があった。
【００２１】
そこで本発明の目的は、機構面で繰り返し連続使用に耐えうる物性、特には屈曲耐久性や耐セット性を有するとともに、適正な体積抵抗や弾性率を有し、画像ずれや高温高湿環境での変形による画像悪化の問題も生ずることがない導電性エンドレスベルトおよびそれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明者らは鋭意検討した結果、下記構成とすることで、上記課題を解決しうることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００２３】
即ち、本発明の導電性エンドレスベルトは、静電吸着により保持した記録媒体を、駆動部材により循環駆動されて、４種の画像形成体に搬送し、各トナー像を該記録媒体に順次転写するタンデム方式の転写、搬送用導電性エンドレスベルトにおいて、
基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する少なくとも１種の熱可塑性ポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上であることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明の他の導電性エンドレスベルトは、画像形成体と記録媒体との間に配設され、駆動部材により循環駆動されて、前記画像形成体表面に形成されたトナー像を一旦自己の表面に転写保持し、これを記録媒体へと転写する中間転写部材用の導電性エンドレスベルトにおいて、
基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する少なくとも１種の熱可塑性ポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上であることを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明のさらに他の導電性エンドレスベルトは、４種の画像形成体と記録媒体との間に配設され、駆動部材により循環駆動されて、前記４種の画像形成体表面に形成されたトナー像を一旦自己の表面に順次転写保持し、これを記録媒体へと転写するタンデム中間転写部材用の導電性エンドレスベルトにおいて、
基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する少なくとも１種の熱可塑性ポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上であることを特徴とするものである。
【００２６】
本発明においては、前記熱可塑性ポリエステル系エラストマーとして、２種類以上を含むことが好ましい。また、前記カルボジイミド化合物の添加量は、好適には、前記熱可塑性ポリエステル系エラストマー１００重量部に対し、０．０５〜３０重量部の範囲内である。さらに、本発明のベルトには、基材樹脂としての熱可塑性ポリエステル系樹脂を、全基材樹脂の５〜４９重量％の範囲内で含有させることが好ましく、前記熱可塑性ポリエステル系樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂およびポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）樹脂が好適である。
【００２７】
また、本発明の画像形成装置は、上記本発明の導電性エンドレスベルトを用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ベルト基材として従来に比し高融点の熱可塑性ポリエステル系エラストマーを用い、かつ、カルボジイミド化合物を配合したことにより、ベルトの弾性率を向上して、耐久性と環境特性とを両立することができ、さらに、従来の画像ずれ等の問題も生ずることがない高性能の導電性エンドレスベルト、およびそれを用いた画像形成装置を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
導電性エンドレスベルトには、一般に、ジョイントありのものとジョイントなしのもの（いわゆるシームレスベルト）とがあるが、本発明においてはいずれのものであってもよい。好ましくはシームレスベルトである。本発明の導電性エンドレスベルトは、前述したように、タンデム方式、中間転写方式およびタンデム中間転写方式の転写部材等として用いることができるものである。
【００３０】
本発明の導電性エンドレスベルトが、例えば、図２に参照符号１０で示す転写搬送ベルトの場合、駆動ローラ９等の駆動部材により駆動され、これに伴い搬送される記録媒体上にトナーが順次転写され、カラー画像が形成される。
【００３１】
また、本発明の導電性エンドレスベルトが、例えば、図３に参照符号２０で示す中間転写部材の場合、これを駆動ローラ３０等の駆動部材により循環駆動させ、感光体ドラム（潜像保持体）１１と紙等の記録媒体２６との間に配設することで、前記感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像を一旦転写保持し、次いでこれを記録媒体２６へと転写する。なお、図３の装置は、上述したように、中間転写方式によりカラー印刷を行うものである。
【００３２】
さらに、本発明の導電性エンドレスベルトが、例えば、図４に参照符号５０で示すタンデム中間転写部材の場合、感光体ドラム５２ａ〜５２ｄを備える現像部５４ａ〜５４ｄと紙等の記録媒体５３との間に配設されて、駆動ローラ５５等の駆動部材により循環駆動され、各感光体ドラム５２ａ〜５２ｄの表面に形成された４色のトナー像を一旦転写保持し、次いでこれを記録媒体５３へと転写することで、カラー画像を形成する。
【００３３】
本発明の導電性エンドレスベルトは、基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する少なくとも１種のポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上、好適には８００〜２５００ＭＰａである点に特徴を有する。
【００３４】
本発明においてベルト基材樹脂として用いる熱可塑性ポリエステル系エラストマーとしては、結晶融点２１０℃以上のものであれば特に制限されず、ハードセグメントおよびソフトセグメントにポリエステルを用いたポリエステル−ポリエステル型のもの、並びに、ハードセグメントにポリエステル、ソフトセグメントにポリエーテルを用いたポリエステル−ポリエーテル型のものの双方を好適に用いることができる。なお、ポリエステル系エラストマーのハードセグメントは、一般的にポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）またはポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）を主成分として用いられているが、本発明においては、いずれのものも使用可能である。本発明においては特に、かかる熱可塑性ポリエステル系エラストマーを２種類以上のブレンドで用いることが好ましく、結晶融点２１０℃以上の熱可塑性ポリエステル系エラストマーとともに結晶融点２１０℃未満の熱可塑性ポリエステル系エラストマーを併用してもよいが、この場合、結晶融点２１０℃未満の熱可塑性ポリエステル系エラストマーの添加量は、両エラストマーの総量の２０重量％以下、例えば、５〜１５重量％程度とする。結晶融点２１０℃未満の熱可塑性ポリエステル系エラストマーの添加量が多すぎると、ベルトの弾性率が不十分となって、本発明の所期の効果を損なうおそれがある。
【００３５】
本発明においては、上記熱可塑性ポリエステル系エラストマーを単独で基材樹脂として用いることもできるが、上記熱可塑性ポリエステル系エラストマーと熱可塑性ポリエステル系樹脂とをブレンドして基材樹脂として用いることもでき、この場合、熱可塑性ポリエステル系樹脂の配合量としては、全基材樹脂の５〜４９重量％、特には１０〜４９重量％の範囲内とする。基材樹脂として、熱可塑性ポリエステル系エラストマーと熱可塑性ポリエステル系樹脂とのブレンドを用いることで、より高弾性のベルトとすることができる。但し、熱可塑性ポリエステル系樹脂の配合量が全基材樹脂の４９重量％を超えると、ベルトの耐屈曲性が低下してしまうため好ましくない。
【００３６】
熱可塑性ポリエステル系樹脂としては、具体的には例えば、熱可塑性ポリアルキレンナフタレート樹脂（例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ＰＢＮ樹脂等）や、熱可塑性ポリアルキレンテレフタレート樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、グリコール変性ＰＥＴ（ＰＥＴＧ）樹脂、ＰＢＴ樹脂等）等を挙げることができるが、特に制限されるものではない。好適には、ＰＢＮ樹脂またはＰＢＴ樹脂を用いる。
【００３７】
本発明に用いる熱可塑性ポリエステル系エラストマーおよび熱可塑性ポリエステル系樹脂は、成形加熱時において加水分解による分子量低下を引き起こしやすいため、本発明においては、カルボジイミド基を有する化合物を添加することで、カルボジイミド基と加水分解により生じたカルボキシル基および水酸基とを架橋反応させて、分子量の低下を防止する。これにより、溶融安定性が向上し、高寸法精度が得られるだけでなく、ベルトの脆化を防止することができ、耐久時におけるベルトの耐割れ性を向上することが可能となる。かかるカルボジイミド化合物は市場で容易に入手可能であり、例えば、日清紡績（株）製の商品名：カルボジライト等を挙げることができる。また、カルボジイミド化合物は、あらかじめマスターバッチ化されたペレット等の形態でも用いることができ、例えば、日清紡績（株）製の商品名：カルボジライトＥペレット、Ｂペレット等を好適に用いることができる。
【００３８】
かかるカルボジイミド化合物の添加量は、本発明の所期の効果を得る上で、ベルト基材樹脂の総量１００重量部に対し、好ましくは０．０５〜３０重量部であり、より好ましくは０．１〜５重量部の範囲内である。
【００３９】
また、導電剤としては、特に制限されるものではなく、電子導電剤やイオン導電剤等を用いることができる。このうち電子導電剤としては、具体的には例えば、ケッチェンブラック，アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＦＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理等を施したカラ−（インク）用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属および金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー、カーボンウイスカー、黒鉛ウイスカー、炭化チタンウイスカー、導電性チタン酸カリウムウイスカー、導電性チタン酸バリウムウイスカー、導電性酸化チタンウイスカー、導電性酸化亜鉛ウイスカー等の導電性ウイスカー等が挙げられる。また、イオン導電剤としては、具体的には例えば、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウ弗化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などのアンモニウム塩、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウ弗化水素酸塩、硫酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩等が挙げられる。
【００４０】
これら導電剤は、１種を単独で用いても、２種以上を適宜組み合わせて用いてもよく、例えば、電子導電剤とイオン導電剤とを組み合わせて用いることもでき、この場合、印加される電圧の変動や環境の変化に対しても安定して導電性を発現させることができる。
【００４１】
電子導電剤の配合量は、基材１００重量部に対して、通常１００重量部以下、例えば１〜１００重量部、特には１〜８０重量部、とりわけ５〜５０重量部である。また、イオン導電剤の配合量は、樹脂１００重量部に対して、通常０．０１〜１０重量部、特には０．０５〜５重量部の範囲である。本発明においては特に、導電剤としてカーボンブラックを用いて、これを基材１００重量部に対し、５〜３０重量部添加することが好ましい。
【００４２】
本発明の導電性エンドレスベルトには、本発明の効果を損なわない範囲で、上述の導電性フィラーに加えて他の機能性成分を適宜添加することも可能であり、例えば、各種充填材、カップリング剤、酸化防止剤、滑剤、表面処理剤、顔料、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、中和剤、発泡剤、架橋剤等を適宜配合することができる。さらに、着色剤を添加して着色を施してもよい。
【００４３】
本発明の導電性エンドレスベルトの厚さは、転写搬送ベルトまたは中間転写部材等の形態に応じて適宜選定されるものであるが、好ましくは５０〜２００μｍの範囲内である。また、その表面粗さとしては、好適には、ＪＩＳ１０点平均粗さＲｚで１０μｍ以下、特に６μｍ以下、更には３μｍ以下とする。さらに、体積抵抗率としては、１０2Ω・ｃｍ〜１０13Ω・ｃｍの範囲内程度に調整することが好ましい。
【００４４】
さらに、本発明の導電性エンドレスベルトには、図１に一点鎖線で示すように、図２の画像形成装置における駆動ローラ９または図３の駆動ローラ３０などの駆動部材と接触する側の面に、該駆動部材に形成した嵌合部（図示せず）と嵌合する嵌合部を形成してもよく、本発明の導電性エンドレスベルトは、このような嵌合部を設け、これを駆動部材に設けた嵌合部（図示せず）と嵌合させて走行させることにより、ベルトの幅方向のずれを防止することができる。
【００４５】
この場合、前記嵌合部は、特に制限されるものではないが、図１に示すように、ベルトの周方向（回転方向）に沿って連続する凸条とし、これを駆動ローラ等の駆動部材の周面に周方向に沿って形成した溝に嵌合させるようにすることが好ましい。
【００４６】
なお、図１（ａ）では、１本の連続する凸条を嵌合部として設けた例を示したが、この嵌合部は多数の凸部をベルトの周方向（回転方向）に沿って一列に並べて突設してもよく、また嵌合部を２本以上設けたり（図１（ｂ））、ベルトの幅方向中央部に設けてもよい。更に、嵌合部として図１に示した凸条ではなく、ベルトの周方向（回転方向）に沿った溝を設け、これを前記駆動ローラ等の駆動部材の周面に周方向に沿って形成した凸条と嵌合させるようにしてもよい。
【００４７】
また、本発明の導電性エンドレスベルトを用いた本発明の画像形成装置としては、図２に示すタンデム方式のものや図３に示す中間転写方式のもの、または、図４に示すタンデム中間転写方式のものを例示することができるが、これらには限定されない。尚、図３の装置の場合、本発明の中間転写部材２０を回転させる駆動ローラまたは駆動ギアには適宜電源６１から電圧を印加することができ、この場合の電圧は直流のみの印加または直流に交流を重量する印加など、印加条件は適時選択することができる。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
実施例１〜１１および比較例１〜３
下記の表１〜表３中に夫々示す各配合成分（表中の配合量は全て「重量部」を示す）を二軸混練機により溶融混練して、得られた混練物を環状ダイスを用いて押出し成形することにより、内径２２０ｍｍ、厚さ１００μｍ、幅２５０ｍｍの寸法を有する各実施例および比較例の導電性エンドレスベルトを作製した。得られた各ベルトにつき、以下の手順に従い評価を行った。
【００４９】
＜ＭＦＲの測定＞
ＪＩＳ Ｋ ７２１０試験法で定められたＭＦＲ（メルトフローレート）測定を、各表中に示す測定温度において、荷重５ｋｇ、予熱時間１０、２０分の２条件下で行った。ＭＦＲ値が小さく、時間変化（上昇率）が小さいほど、溶融安定性が良好である。
【００５０】
＜引張弾性率の測定＞
以下に示す条件にて、引張弾性率の測定を行った。
装置：（株）島津製作所製、引張試験機 ＥＺ ｔｅｓｔ（解析ソフト：Ｔｒａｐｐｅｚｉｕｍ）
サンプル：短冊形状（長さ１００ｍｍ×幅１０ｍｍ×標準厚み１００μｍ）
引張速度：５ｍｍ／ｓｅｃ
データサンプリング間隔：１００ｍｍｓｅｃ
測定方法：０．５〜０．６％伸度での傾き（記載ある場合はＪＩＳに記載の接線法）
測定環境：室温（２３±３℃、５５±１０％ＲＨ）
【００５１】
＜体積抵抗率の測定＞
温度２０℃、相対湿度５０％にて、測定装置として、アドバンテスト（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ）社製の、抵抗計Ｒ８３４０ＡにサンプルチャンバーＲ１２７０４Ａを接続したものを用いて、測定電圧５００Ｖにおけるベルトの体積抵抗率を測定した。
【００５２】
＜耐折れ回数＞
各ベルトから長さ１００ｍｍ、幅１５ｍｍの試験片を切り出し、東洋精機（株）製のＭＩＴ耐揉疲労試験機を用いて、折り曲げ速度１７５回／ｍｉｎ、回転速度１３５度、引張荷重１４．７Ｎ（１．５ｋｇｆ）の条件で耐折り曲げ回数を測定した。
【００５３】
＜耐セット性＞
温度３０℃、相対湿度８５％の環境下にて、各ベルトを駆動ローラに張荷した状態で２４時間放置し、その後、実機に装着して走行させた際の走行性により評価を行った。走行性に変化がない場合は「○」とし、やや蛇行や空回りを生じた場合は「△」とし、激しい蛇行や空回りを生じた場合は「×」とした。
【００５４】
＜画像ずれ＞
各実施例および比較例のベルトを、図２に示す転写搬送ベルトを用いたタンデム方式の画像形成装置に装着し、転写操作を行った際の画像ずれの発生の有無につき評価した。画像ずれの発生がない場合は「○」とし、ややずれを生じた場合は「△」とし、大きなずれを生じた場合は「×」とした。
以上の各測定結果を下記の表１〜表３中に示す。
【００５５】
【表１】
＊１）ポリエステル系エラストマーＡ：ペルプレン Ｅ−４５０Ｂ、東洋紡（株）製
＊２）ポリエステル系エラストマーＢ：ペルプレン ＥＮ−１６０００、東洋紡（株）製
＊３）ポリエステル系エラストマーＣ：ペルプレン ＥＮ−５０００、東洋紡（株）製
＊４）ポリエステル系エラストマーＤ：ペルプレン ＥＮ−２０００、東洋紡（株）製
＊５）ポリエステル系エラストマーＥ：ペルプレン Ｓ−９００１、東洋紡（株）製
＊６）ポリエステル系エラストマーＦ：ペルプレン Ｐ−９０Ｂ、東洋紡（株）製
＊７）ポリエステル系エラストマーＧ：ハイトレル ４７６７、東レ・デュポン（株）製
＊８）カルボジイミド化合物Ａ：カルボジライトＨＭＶ８ＣＡ、日清紡績（株）製
＊９）カルボジイミド化合物Ｂ：カルボジライトＢペレット、日清紡績（株）製
＊１０）カーボンブラック：電化ブラック粒状、電気化学工業（株）製
＊１１）ＰＢＴ：トレコン１４０１ＣＨ２、（株）東レ製
＊１２）ＰＢＮ：ＴＱＢ−ＯＴ、帝人化成（株）製
【００５６】
【表２】
【００５７】
【表３】
※）溶融安定性が悪く、寸法精度が悪化し画像ずれ発生
【００５８】
上記表１〜表３の結果より、基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する熱可塑性ポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上である各実施例のベルトにおいては、耐久性と環境特性とを両立することができ、かつ、画像ずれ等の問題の発生もないことが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る導電性エンドレスベルトの幅方向断面図である。
【図２】本発明の画像形成装置の一例としての転写搬送ベルトを用いたタンデム方式の画像形成装置を示す概略図である。
【図３】本発明の画像形成装置の他の例としての中間転写部材を用いた中間転写装置を示す概略図である。
【図４】本発明の画像形成装置の他の例としてのタンデム中間転写部材を用いたタンデム中間転写装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６０】
１、１１、５２ａ〜５２ｄ 感光体ドラム
２、７ 帯電ロール
３ 現像ロール
４ 現像ブレード
５ トナー供給ロール
６ クリーニングブレード
８ 除電ロール
９、３０、５５ 駆動ローラ（駆動部材）
１０ 転写搬送ベルト
１２ 一次帯電器
１３ 画像露光
１４、３５ クリーニング装置
１９ 給紙カセット
２０ 中間転写部材
２５ 転写ローラ
２６、５３ 記録媒体
２９、６１ 電源
４１、４２、４３、４４ 現像器
５０ タンデム中間転写部材
５４ａ〜５４ｄ 第１現像部〜第４現像部
５６ 記録媒体送りローラ
５７ 記録媒体送り装置
５８ 定着装置
５９ 電源装置（電圧印加手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター等の電子写真装置や静電記録装置等における静電記録プロセスにおいて、表面に静電潜像を保持した潜像保持体等の画像形成体表面に現像剤を供給して形成されたトナー像を、紙等の記録媒体へと転写する際に用いられる導電性エンドレスベルト（以下、単に「ベルト」とも称する）、その製造方法およびそれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンター等における静電記録プロセスでは、まず、感光体（潜像保持体）の表面を一様に帯電させ、この感光体に光学系から映像を投射して光の当たった部分の帯電を消去することによって静電潜像を形成し、次いで、この静電潜像にトナーを供給してトナーの静電的付着によりトナー像を形成し、これを紙、ＯＨＰ、印画紙等の記録媒体へと転写することにより、プリントする方法が採られている。
【０００３】
この場合、カラープリンターやカラー複写機においても、基本的には前記プロセスに従ってプリントが行われるが、カラー印刷の場合には、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色のトナーを用いて色調を再現するもので、これらのトナーを所定割合で重ね合わせて必要な色調を得るための工程が必要であり、この工程を行うためにいくつかの方式が提案されている。
【０００４】
まず、第１には、モノクロ印刷を行う場合と同様に、感光体上にトナーを供給して静電潜像を可視化する際に、前記マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色のトナーを順次重ねていくことにより現像を行い、感光体上にカラーのトナー像を形成する多重現像方式がある。この方式によれば比較的コンパクトに装置を構成することが可能であるが、この方式では階調の制御が非常に難しく、高画質が得られないという問題点がある。
【０００５】
第２に、４つの感光ドラムを設け、各ドラムの潜像を夫々マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのトナーで現像することにより、マゼンタによるトナー像、イエローによるトナー像、シアンによるトナー像およびブラックによるトナー像の４つのトナー像を形成し、これらトナー像が形成された感光ドラムを１列に並べて各トナー像を紙等の記録媒体に順次転写して記録媒体上に重ねることにより、カラー画像を再現するタンデム方式がある。この方式は、良好な画像が得られるものの、４つの感光ドラムと、各感光ドラムごとに設けられた帯電機構および現像機構が１列に並べられた状態となり、装置が大型化するとともに高価なものとなる。
【０００６】
図２にタンデム方式の画像形成装置の印字部構成例を示す。感光体ドラム１、帯電ロール２、現像ロール３、現像ブレード４、トナー供給ロール５およびクリーニングブレード６で構成する印字ユニットをイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢの各トナーに対応して４個並べており、駆動ローラ（駆動部材）９により循環駆動されて転写搬送ベルト１０で搬送した用紙上に、トナーを順次転写しカラー画像を形成する。転写搬送ベルトの帯電および除電は夫々帯電ロール７および除電ロール８で行う。また、用紙をベルトへ吸着させるための用紙帯電には吸着ローラ（図示せず）が使用される。これらの対応により、オゾンの発生を抑えることができる。吸着ローラでは、用紙を搬送路から転写搬送ベルトに乗せるとともに、転写搬送ベルトへの静電吸着を行う。また、転写後の用紙分離は、転写電圧を低くすることにより用紙と転写搬送ベルトの吸着力を弱くして、曲率分離のみで行うことができる。
【０００７】
転写搬送ベルト１０の材料としては抵抗体と誘電体があり、夫々に長所、短所を持っている。抵抗体ベルトは電荷の保持が短時間であるため、タンデム型の転写に用いた場合、転写での電荷注入が少なく４色の連続する転写でも比較的電圧の上昇が少ない。また、次の用紙の転写に繰り返して使用されるときも電荷が放出されており、電気的なリセットは必要としない。しかし、環境変動により抵抗値が変化するため、転写効率に影響すること、用紙の厚さや幅の影響を受けやすいことなどが短所となっている。
【０００８】
一方、誘電体ベルトの場合は注入された電荷の自然放出はなく、電荷の注入、放出とも電気的にコントロールしなければならない。しかし、安定に電荷が保持されるので、用紙の吸着が確実で高精度な紙搬送が行える。誘電率は温湿度への依存性も低いため、環境に対しても比較的安定な転写プロセスとなる。欠点は、転写が繰り返されるごとにベルトに電荷が蓄積されるため、転写電圧が高くなることである。
【０００９】
第３に、紙等の記録媒体を転写ドラムに巻き付けてこれを４回転させ、周回ごとに感光体上のマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックを順次記録媒体に転写してカラー画像を再現する転写ドラム方式もある。この方式によれば比較的高画質が得られるが、記録媒体が葉書等の厚紙である場合には、これを前記転写ドラムに巻き付けることが困難であり、記録媒体種が制限されるという問題点がある。
【００１０】
前記多重現像方式、タンデム方式および転写ドラム方式に対して、良好な画質が得られ、かつ装置が特に大型化するようなこともなく、しかも記録媒体種が特に制限されるようなこともない方式として、中間転写方式が提案されている。
【００１１】
即ち、この中間転写方式は、感光体上のトナー像を一旦転写保持するドラムやベルトからなる中間転写部材を設け、この中間転写部材の周囲にマゼンタによるトナー像、イエローによるトナー像、シアンによるトナー像およびブラックによるトナー像を形成した４つの感光体を配置して４色のトナー像を中間転写部材上に順次転写することにより、この中間転写部材上にカラー画像を形成し、このカラー画像を紙等の記録媒体上に転写するものである。従って、４色のトナー像を重ね合わせて階調を調整するものであるから、高画質を得ることが可能であり、かつタンデム方式のように感光体を１列に並べる必要がないので装置が特に大型化することもなく、しかも記録媒体をドラムに巻き付ける必要もないので記録媒体種が制限されることもないものである。
【００１２】
中間転写方式によりカラー画像の形成を行う装置として、中間転写部材として無端ベルト状の中間転写部材を用いた画像形成装置を図３に例示する。
【００１３】
図３中、１１はドラム状の感光体であり、図中矢印方向に回転するようになっている。この感光体１１は、一次帯電器１２によって帯電され、次いで画像露光１３により露光部分の帯電が消去され、第１の色成分に対応した静電潜像がこの感光体１１上に形成され、更に静電潜像が現像器４１により第１色のマゼンタトナーＭで現像され、第１色のマゼンタトナー画像が感光体１１上に形成される。次いで、このトナー画像が、駆動ローラ（駆動部材）３０により循環駆動されて感光体１１と接触しながら循環回転する中間転写部材２０に転写される。この場合、感光体１１から中間転写部材２０への転写は、感光体１１と中間転写部材２０とのニップ部において、中間転写部材２０に電源６１から印加される一次転写バイアスにより行われる。この中間転写部材２０に第１色のマゼンタトナー画像が転写された後、前記感光体１１はその表面がクリーニング装置１４により清掃され、感光体１１の１回転目の現像転写操作が完了する。以降、感光体が３回転し、各周回ごとに現像器４２〜４４を順次用いて第２色のシアントナー画像、第３色のイエロートナー画像、第４色のブラックトナー画像が順次感光体１１上に形成され、これが周回ごとに中間転写部材２０に重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が中間転写部材２０上に形成される。なお、図３の装置にあっては、感光体１１の周回ごとに現像器４１〜４４が順次入れ替わってマゼンタトナーＭ、シアントナーＣ、イエロートナーＹ、ブラックトナーＢによる現像が順次行われるようになっている。
【００１４】
次に、前記合成カラートナー画像が形成された中間転写部材２０に転写ローラ２５が当接し、そのニップ部に給紙カセット１９から紙等の記録媒体２６が給送される。これと同時に二次転写バイアスが電源２９から転写ローラ２５に印加され、中間転写部材２０から記録媒体２６上に合成カラートナー画像が転写されて加熱定着され、最終画像となる。合成カラートナー画像を記録媒体２６へと転写した後の中間転写部材２０は、表面の転写残留トナーがクリーニング装置３５により除去され、初期状態に戻り次の画像形成に備えるようになっている。
【００１５】
また、タンデム方式と中間転写方式とを組み合わせたタンデム中間転写方式もある。図４に、無端ベルト状のタンデム中間転写部材を用いてカラー画像の形成を行うタンデム中間転写方式の画像形成装置を例示する。
【００１６】
図示する装置においては、感光体ドラム５２ａ〜５２ｄ上の静電潜像を夫々イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックにより現像する第１現像部５４ａ〜第４現像部５４ｄが、タンデム中間転写部材５０に沿って順次配置されており、このタンデム中間転写部材５０を図中の矢印方向に循環駆動させて、各現像部５４ａ〜５４ｄの感光体ドラム５２ａ〜５２ｄ上に形成された４色のトナー像を順次転写することにより、このタンデム中間転写部材５０上にカラーのトナー像を形成し、このトナー像を紙等の記録媒体５３上に転写することにより、プリントアウトを行う。ここで、上記いずれの装置においても、現像に用いるトナーの配列順は特に制限されるものではなく、任意に選択可能である。
【００１７】
なお、図中、符号５５は、タンデム中間転写部材５０を循環駆動するための駆動ローラ若しくはテンションローラを示し、符号５６は記録媒体送りローラ、符号５７は記録媒体送り装置、符号５８は記録媒体上の画像を加熱等により定着させる定着装置を示す。また、符号５９はタンデム中間転写部材５０に電圧を印加する電源装置（電圧印加手段）を示し、この電源装置５９は、トナー像を、感光ドラム５２ａ〜５２ｄから上記タンデム中間転写部材５０に転写する場合と、タンデム中間転写部材５０から記録媒体５３上に転写する場合とで、印加する電圧の正負を反転させることができるようになっている。
【００１８】
上記各種画像形成装置において、転写搬送ベルト１０や中間転写部材２０、タンデム中間転写部材５０等として使用される導電性エンドレスベルトとしては、従来、半導電性の樹脂フィルムベルトと、繊維補強体を有するゴムベルトとが主に用いられている。このうち樹脂フィルムベルトとしては、例えば、特許文献１に、熱可塑性ポリアルキレンナフタレート樹脂、または、これと他の熱可塑性樹脂とのポリマーアロイ若しくはポリマーブレンドを基材として用いた導電性エンドレスベルトが記載されている。
【００１９】
また、特許文献２には、融点が１６０〜２１０℃の範囲のポリエステル系エラストマーを導電性ベース層に用いた導電性シームレスベルトが記載されており、特許文献３には、ヤング率が１２００ＭＰａ以上の熱可塑性ポリエステルエラストマーからなるシームレスベルトが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１３２０５３号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特開２０００−６２９９３号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開２００４−２５８１５３号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上記各種画像形成装置において使用される導電性エンドレスベルトには、機構面で繰り返し連続使用に耐えうる高い機械的強度を備えることに加え、その使用環境に応じた種々の特性をバランス良く備えていることが要求される。上記特許文献１に記載の技術によれば、所定の良好な強度を備えた導電性エンドレスベルトが得られるが、この場合、弾性率が高いためにベルト回転時に伸びが発生せず画像ずれは起きないものの、耐屈曲性の点で十分でなく、ベルト耐久性に問題を生ずる場合があった。また、特許文献２に記載のベルトでは、低融点のエラストマーを使用していることから耐久性に優れる反面、伸びの発生による画像ずれや、高温高湿環境での変形による画像悪化などが生ずるという問題があった。
【００２１】
そこで本発明の目的は、機構面で繰り返し連続使用に耐えうる物性、特には屈曲耐久性や耐セット性を有するとともに、適正な体積抵抗や弾性率を有し、画像ずれや高温高湿環境での変形による画像悪化の問題も生ずることがない導電性エンドレスベルトおよびそれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明者らは鋭意検討した結果、下記構成とすることで、上記課題を解決しうることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００２３】
即ち、本発明の導電性エンドレスベルトは、静電吸着により保持した記録媒体を、駆動部材により循環駆動されて、４種の画像形成体に搬送し、各トナー像を該記録媒体に順次転写するタンデム方式の転写、搬送用導電性エンドレスベルトにおいて、
基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する少なくとも１種の熱可塑性ポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上であることを特徴とするものである。
【００２４】
また、本発明の他の導電性エンドレスベルトは、画像形成体と記録媒体との間に配設され、駆動部材により循環駆動されて、前記画像形成体表面に形成されたトナー像を一旦自己の表面に転写保持し、これを記録媒体へと転写する中間転写部材用の導電性エンドレスベルトにおいて、
基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する少なくとも１種の熱可塑性ポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上であることを特徴とするものである。
【００２５】
また、本発明のさらに他の導電性エンドレスベルトは、４種の画像形成体と記録媒体との間に配設され、駆動部材により循環駆動されて、前記４種の画像形成体表面に形成されたトナー像を一旦自己の表面に順次転写保持し、これを記録媒体へと転写するタンデム中間転写部材用の導電性エンドレスベルトにおいて、
基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する少なくとも１種の熱可塑性ポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上であることを特徴とするものである。
【００２６】
本発明においては、前記熱可塑性ポリエステル系エラストマーとして、２種類以上を含むことが好ましい。また、前記カルボジイミド化合物の添加量は、好適には、前記熱可塑性ポリエステル系エラストマー１００重量部に対し、０．０５〜３０重量部の範囲内である。さらに、本発明のベルトには、基材樹脂としての熱可塑性ポリエステル系樹脂を、全基材樹脂の５〜４９重量％の範囲内で含有させることが好ましく、前記熱可塑性ポリエステル系樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂およびポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）樹脂が好適である。
【００２７】
また、本発明の画像形成装置は、上記本発明の導電性エンドレスベルトを用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ベルト基材として従来に比し高融点の熱可塑性ポリエステル系エラストマーを用い、かつ、カルボジイミド化合物を配合したことにより、ベルトの弾性率を向上して、耐久性と環境特性とを両立することができ、さらに、従来の画像ずれ等の問題も生ずることがない高性能の導電性エンドレスベルト、およびそれを用いた画像形成装置を提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
導電性エンドレスベルトには、一般に、ジョイントありのものとジョイントなしのもの（いわゆるシームレスベルト）とがあるが、本発明においてはいずれのものであってもよい。好ましくはシームレスベルトである。本発明の導電性エンドレスベルトは、前述したように、タンデム方式、中間転写方式およびタンデム中間転写方式の転写部材等として用いることができるものである。
【００３０】
本発明の導電性エンドレスベルトが、例えば、図２に参照符号１０で示す転写搬送ベルトの場合、駆動ローラ９等の駆動部材により駆動され、これに伴い搬送される記録媒体上にトナーが順次転写され、カラー画像が形成される。
【００３１】
また、本発明の導電性エンドレスベルトが、例えば、図３に参照符号２０で示す中間転写部材の場合、これを駆動ローラ３０等の駆動部材により循環駆動させ、感光体ドラム（潜像保持体）１１と紙等の記録媒体２６との間に配設することで、前記感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像を一旦転写保持し、次いでこれを記録媒体２６へと転写する。なお、図３の装置は、上述したように、中間転写方式によりカラー印刷を行うものである。
【００３２】
さらに、本発明の導電性エンドレスベルトが、例えば、図４に参照符号５０で示すタンデム中間転写部材の場合、感光体ドラム５２ａ〜５２ｄを備える現像部５４ａ〜５４ｄと紙等の記録媒体５３との間に配設されて、駆動ローラ５５等の駆動部材により循環駆動され、各感光体ドラム５２ａ〜５２ｄの表面に形成された４色のトナー像を一旦転写保持し、次いでこれを記録媒体５３へと転写することで、カラー画像を形成する。
【００３３】
本発明の導電性エンドレスベルトは、基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する少なくとも１種のポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上、好適には８００〜２５００ＭＰａである点に特徴を有する。
【００３４】
本発明においてベルト基材樹脂として用いる熱可塑性ポリエステル系エラストマーとしては、結晶融点２１０℃以上のものであれば特に制限されず、ハードセグメントおよびソフトセグメントにポリエステルを用いたポリエステル−ポリエステル型のもの、並びに、ハードセグメントにポリエステル、ソフトセグメントにポリエーテルを用いたポリエステル−ポリエーテル型のものの双方を好適に用いることができる。なお、ポリエステル系エラストマーのハードセグメントは、一般的にポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）またはポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）を主成分として用いられているが、本発明においては、いずれのものも使用可能である。本発明においては特に、かかる熱可塑性ポリエステル系エラストマーを２種類以上のブレンドで用いることが好ましく、結晶融点２１０℃以上の熱可塑性ポリエステル系エラストマーとともに結晶融点２１０℃未満の熱可塑性ポリエステル系エラストマーを併用してもよいが、この場合、結晶融点２１０℃未満の熱可塑性ポリエステル系エラストマーの添加量は、両エラストマーの総量の２０重量％以下、例えば、５〜１５重量％程度とする。結晶融点２１０℃未満の熱可塑性ポリエステル系エラストマーの添加量が多すぎると、ベルトの弾性率が不十分となって、本発明の所期の効果を損なうおそれがある。
【００３５】
本発明においては、上記熱可塑性ポリエステル系エラストマーを単独で基材樹脂として用いることもできるが、上記熱可塑性ポリエステル系エラストマーと熱可塑性ポリエステル系樹脂とをブレンドして基材樹脂として用いることもでき、この場合、熱可塑性ポリエステル系樹脂の配合量としては、全基材樹脂の５〜４９重量％、特には１０〜４９重量％の範囲内とする。基材樹脂として、熱可塑性ポリエステル系エラストマーと熱可塑性ポリエステル系樹脂とのブレンドを用いることで、より高弾性のベルトとすることができる。但し、熱可塑性ポリエステル系樹脂の配合量が全基材樹脂の４９重量％を超えると、ベルトの耐屈曲性が低下してしまうため好ましくない。
【００３６】
熱可塑性ポリエステル系樹脂としては、具体的には例えば、熱可塑性ポリアルキレンナフタレート樹脂（例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ＰＢＮ樹脂等）や、熱可塑性ポリアルキレンテレフタレート樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、グリコール変性ＰＥＴ（ＰＥＴＧ）樹脂、ＰＢＴ樹脂等）等を挙げることができるが、特に制限されるものではない。好適には、ＰＢＮ樹脂またはＰＢＴ樹脂を用いる。
【００３７】
本発明に用いる熱可塑性ポリエステル系エラストマーおよび熱可塑性ポリエステル系樹脂は、成形加熱時において加水分解による分子量低下を引き起こしやすいため、本発明においては、カルボジイミド基を有する化合物を添加することで、カルボジイミド基と加水分解により生じたカルボキシル基および水酸基とを架橋反応させて、分子量の低下を防止する。これにより、溶融安定性が向上し、高寸法精度が得られるだけでなく、ベルトの脆化を防止することができ、耐久時におけるベルトの耐割れ性を向上することが可能となる。かかるカルボジイミド化合物は市場で容易に入手可能であり、例えば、日清紡績（株）製の商品名：カルボジライト等を挙げることができる。また、カルボジイミド化合物は、あらかじめマスターバッチ化されたペレット等の形態でも用いることができ、例えば、日清紡績（株）製の商品名：カルボジライトＥペレット、Ｂペレット等を好適に用いることができる。
【００３８】
かかるカルボジイミド化合物の添加量は、本発明の所期の効果を得る上で、ベルト基材樹脂の総量１００重量部に対し、好ましくは０．０５〜３０重量部であり、より好ましくは０．１〜５重量部の範囲内である。
【００３９】
また、導電剤としては、特に制限されるものではなく、電子導電剤やイオン導電剤等を用いることができる。このうち電子導電剤としては、具体的には例えば、ケッチェンブラック，アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＦＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理等を施したカラ−（インク）用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属および金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー、カーボンウイスカー、黒鉛ウイスカー、炭化チタンウイスカー、導電性チタン酸カリウムウイスカー、導電性チタン酸バリウムウイスカー、導電性酸化チタンウイスカー、導電性酸化亜鉛ウイスカー等の導電性ウイスカー等が挙げられる。また、イオン導電剤としては、具体的には例えば、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウ弗化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などのアンモニウム塩、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウ弗化水素酸塩、硫酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩等が挙げられる。
【００４０】
これら導電剤は、１種を単独で用いても、２種以上を適宜組み合わせて用いてもよく、例えば、電子導電剤とイオン導電剤とを組み合わせて用いることもでき、この場合、印加される電圧の変動や環境の変化に対しても安定して導電性を発現させることができる。
【００４１】
電子導電剤の配合量は、基材１００重量部に対して、通常１００重量部以下、例えば１〜１００重量部、特には１〜８０重量部、とりわけ５〜５０重量部である。また、イオン導電剤の配合量は、樹脂１００重量部に対して、通常０．０１〜１０重量部、特には０．０５〜５重量部の範囲である。本発明においては特に、導電剤としてカーボンブラックを用いて、これを基材１００重量部に対し、５〜３０重量部添加することが好ましい。
【００４２】
本発明の導電性エンドレスベルトには、本発明の効果を損なわない範囲で、上述の導電性フィラーに加えて他の機能性成分を適宜添加することも可能であり、例えば、各種充填材、カップリング剤、酸化防止剤、滑剤、表面処理剤、顔料、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、中和剤、発泡剤、架橋剤等を適宜配合することができる。さらに、着色剤を添加して着色を施してもよい。
【００４３】
本発明の導電性エンドレスベルトの厚さは、転写搬送ベルトまたは中間転写部材等の形態に応じて適宜選定されるものであるが、好ましくは５０〜２００μｍの範囲内である。また、その表面粗さとしては、好適には、ＪＩＳ１０点平均粗さＲｚで１０μｍ以下、特に６μｍ以下、更には３μｍ以下とする。さらに、体積抵抗率としては、１０2Ω・ｃｍ〜１０13Ω・ｃｍの範囲内程度に調整することが好ましい。
【００４４】
さらに、本発明の導電性エンドレスベルトには、図１に一点鎖線で示すように、図２の画像形成装置における駆動ローラ９または図３の駆動ローラ３０などの駆動部材と接触する側の面に、該駆動部材に形成した嵌合部（図示せず）と嵌合する嵌合部を形成してもよく、本発明の導電性エンドレスベルトは、このような嵌合部を設け、これを駆動部材に設けた嵌合部（図示せず）と嵌合させて走行させることにより、ベルトの幅方向のずれを防止することができる。
【００４５】
この場合、前記嵌合部は、特に制限されるものではないが、図１に示すように、ベルトの周方向（回転方向）に沿って連続する凸条とし、これを駆動ローラ等の駆動部材の周面に周方向に沿って形成した溝に嵌合させるようにすることが好ましい。
【００４６】
なお、図１（ａ）では、１本の連続する凸条を嵌合部として設けた例を示したが、この嵌合部は多数の凸部をベルトの周方向（回転方向）に沿って一列に並べて突設してもよく、また嵌合部を２本以上設けたり（図１（ｂ））、ベルトの幅方向中央部に設けてもよい。更に、嵌合部として図１に示した凸条ではなく、ベルトの周方向（回転方向）に沿った溝を設け、これを前記駆動ローラ等の駆動部材の周面に周方向に沿って形成した凸条と嵌合させるようにしてもよい。
【００４７】
また、本発明の導電性エンドレスベルトを用いた本発明の画像形成装置としては、図２に示すタンデム方式のものや図３に示す中間転写方式のもの、または、図４に示すタンデム中間転写方式のものを例示することができるが、これらには限定されない。尚、図３の装置の場合、本発明の中間転写部材２０を回転させる駆動ローラまたは駆動ギアには適宜電源６１から電圧を印加することができ、この場合の電圧は直流のみの印加または直流に交流を重量する印加など、印加条件は適時選択することができる。
【実施例】
【００４８】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
実施例１〜１１および比較例１〜３
下記の表１〜表３中に夫々示す各配合成分（表中の配合量は全て「重量部」を示す）を二軸混練機により溶融混練して、得られた混練物を環状ダイスを用いて押出し成形することにより、内径２２０ｍｍ、厚さ１００μｍ、幅２５０ｍｍの寸法を有する各実施例および比較例の導電性エンドレスベルトを作製した。得られた各ベルトにつき、以下の手順に従い評価を行った。
【００４９】
＜ＭＦＲの測定＞
ＪＩＳ Ｋ ７２１０試験法で定められたＭＦＲ（メルトフローレート）測定を、各表中に示す測定温度において、荷重５ｋｇ、予熱時間１０、２０分の２条件下で行った。ＭＦＲ値が小さく、時間変化（上昇率）が小さいほど、溶融安定性が良好である。
【００５０】
＜引張弾性率の測定＞
以下に示す条件にて、引張弾性率の測定を行った。
装置：（株）島津製作所製、引張試験機 ＥＺ ｔｅｓｔ（解析ソフト：Ｔｒａｐｐｅｚｉｕｍ）
サンプル：短冊形状（長さ１００ｍｍ×幅１０ｍｍ×標準厚み１００μｍ）
引張速度：５ｍｍ／ｓｅｃ
データサンプリング間隔：１００ｍｍｓｅｃ
測定方法：０．５〜０．６％伸度での傾き（記載ある場合はＪＩＳに記載の接線法）
測定環境：室温（２３±３℃、５５±１０％ＲＨ）
【００５１】
＜体積抵抗率の測定＞
温度２０℃、相対湿度５０％にて、測定装置として、アドバンテスト（ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ）社製の、抵抗計Ｒ８３４０ＡにサンプルチャンバーＲ１２７０４Ａを接続したものを用いて、測定電圧５００Ｖにおけるベルトの体積抵抗率を測定した。
【００５２】
＜耐折れ回数＞
各ベルトから長さ１００ｍｍ、幅１５ｍｍの試験片を切り出し、東洋精機（株）製のＭＩＴ耐揉疲労試験機を用いて、折り曲げ速度１７５回／ｍｉｎ、回転速度１３５度、引張荷重１４．７Ｎ（１．５ｋｇｆ）の条件で耐折り曲げ回数を測定した。
【００５３】
＜耐セット性＞
温度３０℃、相対湿度８５％の環境下にて、各ベルトを駆動ローラに張荷した状態で２４時間放置し、その後、実機に装着して走行させた際の走行性により評価を行った。走行性に変化がない場合は「○」とし、やや蛇行や空回りを生じた場合は「△」とし、激しい蛇行や空回りを生じた場合は「×」とした。
【００５４】
＜画像ずれ＞
各実施例および比較例のベルトを、図２に示す転写搬送ベルトを用いたタンデム方式の画像形成装置に装着し、転写操作を行った際の画像ずれの発生の有無につき評価した。画像ずれの発生がない場合は「○」とし、ややずれを生じた場合は「△」とし、大きなずれを生じた場合は「×」とした。
以上の各測定結果を下記の表１〜表３中に示す。
【００５５】
【表１】
＊１）ポリエステル系エラストマーＡ：ペルプレン Ｅ−４５０Ｂ、東洋紡（株）製
＊２）ポリエステル系エラストマーＢ：ペルプレン ＥＮ−１６０００、東洋紡（株）製
＊３）ポリエステル系エラストマーＣ：ペルプレン ＥＮ−５０００、東洋紡（株）製
＊４）ポリエステル系エラストマーＤ：ペルプレン ＥＮ−２０００、東洋紡（株）製
＊５）ポリエステル系エラストマーＥ：ペルプレン Ｓ−９００１、東洋紡（株）製
＊６）ポリエステル系エラストマーＦ：ペルプレン Ｐ−９０Ｂ、東洋紡（株）製
＊７）ポリエステル系エラストマーＧ：ハイトレル ４７６７、東レ・デュポン（株）製
＊８）カルボジイミド化合物Ａ：カルボジライトＨＭＶ８ＣＡ、日清紡績（株）製
＊９）カルボジイミド化合物Ｂ：カルボジライトＢペレット、日清紡績（株）製
＊１０）カーボンブラック：電化ブラック粒状、電気化学工業（株）製
＊１１）ＰＢＴ：トレコン１４０１ＣＨ２、（株）東レ製
＊１２）ＰＢＮ：ＴＱＢ−ＯＴ、帝人化成（株）製
【００５６】
【表２】
【００５７】
【表３】
※）溶融安定性が悪く、寸法精度が悪化し画像ずれ発生
【００５８】
上記表１〜表３の結果より、基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する熱可塑性ポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上である各実施例のベルトにおいては、耐久性と環境特性とを両立することができ、かつ、画像ずれ等の問題の発生もないことが確かめられた。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る導電性エンドレスベルトの幅方向断面図である。
【図２】本発明の画像形成装置の一例としての転写搬送ベルトを用いたタンデム方式の画像形成装置を示す概略図である。
【図３】本発明の画像形成装置の他の例としての中間転写部材を用いた中間転写装置を示す概略図である。
【図４】本発明の画像形成装置の他の例としてのタンデム中間転写部材を用いたタンデム中間転写装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６０】
１、１１、５２ａ〜５２ｄ 感光体ドラム
２、７ 帯電ロール
３ 現像ロール
４ 現像ブレード
５ トナー供給ロール
６ クリーニングブレード
８ 除電ロール
９、３０、５５ 駆動ローラ（駆動部材）
１０ 転写搬送ベルト
１２ 一次帯電器
１３ 画像露光
１４、３５ クリーニング装置
１９ 給紙カセット
２０ 中間転写部材
２５ 転写ローラ
２６、５３ 記録媒体
２９、６１ 電源
４１、４２、４３、４４ 現像器
５０ タンデム中間転写部材
５４ａ〜５４ｄ 第１現像部〜第４現像部
５６ 記録媒体送りローラ
５７ 記録媒体送り装置
５８ 定着装置
５９ 電源装置（電圧印加手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電吸着により保持した記録媒体を、駆動部材により循環駆動されて、４種の画像形成体に搬送し、各トナー像を該記録媒体に順次転写するタンデム方式の転写、搬送用導電性エンドレスベルトにおいて、
基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する少なくとも１種の熱可塑性ポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上であることを特徴とする導電性エンドレスベルト。
【請求項２】
画像形成体と記録媒体との間に配設され、駆動部材により循環駆動されて、前記画像形成体表面に形成されたトナー像を一旦自己の表面に転写保持し、これを記録媒体へと転写する中間転写部材用の導電性エンドレスベルトにおいて、
基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する少なくとも１種の熱可塑性ポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上であることを特徴とする導電性エンドレスベルト。
【請求項３】
４種の画像形成体と記録媒体との間に配設され、駆動部材により循環駆動されて、前記４種の画像形成体表面に形成されたトナー像を一旦自己の表面に順次転写保持し、これを記録媒体へと転写するタンデム中間転写部材用の導電性エンドレスベルトにおいて、
基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する少なくとも１種の熱可塑性ポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上であることを特徴とする導電性エンドレスベルト。
【請求項４】
前記熱可塑性ポリエステル系エラストマーとして、２種類以上を含む請求項１〜３のうちいずれか一項記載の導電性エンドレスベルト。
【請求項５】
前記カルボジイミド化合物の添加量が、前記熱可塑性ポリエステル系エラストマー１００重量部に対し、０．０５〜３０重量部の範囲内である請求項１〜４のうちいずれか一項記載の導電性エンドレスベルト。
【請求項６】
基材樹脂としての熱可塑性ポリエステル系樹脂を、全基材樹脂の５〜４９重量％の範囲内で含む請求項１〜５のうちいずれか一項記載の導電性エンドレスベルト。
【請求項７】
前記熱可塑性ポリエステル系樹脂がポリブチレンテレフタレート樹脂またはポリブチレンナフタレート樹脂である請求項６記載の導電性エンドレスベルト。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか一項記載の導電性エンドレス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】
静電吸着により保持した記録媒体を、駆動部材により循環駆動されて、４種の画像形成体に搬送し、各トナー像を該記録媒体に順次転写するタンデム方式の転写、搬送用導電性エンドレスベルトにおいて、
基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する少なくとも１種の熱可塑性ポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上であることを特徴とする導電性エンドレスベルト。
【請求項２】
画像形成体と記録媒体との間に配設され、駆動部材により循環駆動されて、前記画像形成体表面に形成されたトナー像を一旦自己の表面に転写保持し、これを記録媒体へと転写する中間転写部材用の導電性エンドレスベルトにおいて、
基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する少なくとも１種の熱可塑性ポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上であることを特徴とする導電性エンドレスベルト。
【請求項３】
４種の画像形成体と記録媒体との間に配設され、駆動部材により循環駆動されて、前記４種の画像形成体表面に形成されたトナー像を一旦自己の表面に順次転写保持し、これを記録媒体へと転写するタンデム中間転写部材用の導電性エンドレスベルトにおいて、
基材樹脂としての２１０℃以上の結晶融点を有する少なくとも１種の熱可塑性ポリエステル系エラストマーと、カルボジイミド化合物と、導電剤とを主として含み、引張弾性率が８００ＭＰａ以上であることを特徴とする導電性エンドレスベルト。
【請求項４】
前記熱可塑性ポリエステル系エラストマーとして、２種類以上を含む請求項１〜３のうちいずれか一項記載の導電性エンドレスベルト。
【請求項５】
前記カルボジイミド化合物の添加量が、前記熱可塑性ポリエステル系エラストマー１００重量部に対し、０．０５〜３０重量部の範囲内である請求項１〜４のうちいずれか一項記載の導電性エンドレスベルト。
【請求項６】
基材樹脂としての熱可塑性ポリエステル系樹脂を、全基材樹脂の５〜４９重量％の範囲内で含む請求項１〜５のうちいずれか一項記載の導電性エンドレスベルト。
【請求項７】
前記熱可塑性ポリエステル系樹脂がポリブチレンテレフタレート樹脂またはポリブチレンナフタレート樹脂である請求項６記載の導電性エンドレスベルト。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか一項記載の導電性エンドレス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２００７−４７７７２（Ｐ２００７−４７７７２Ａ）
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９１９５３（Ｐ２００６−１９１９５３）
【出願日】平成１８年７月１２日（２００６．７．１２）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１２日（２００６．７．１２）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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