導電性シームレスベルト
【課題】カーボンナノチューブと高分子型イオン導電剤とを含むエラストマ組成物を押出成形等してなり、いずれの方向にも良好な引裂強さを有する上、耐屈曲性等にも優れた導電性シームレスベルトを提供する。
【解決手段】ポリエステル系熱可塑性エラストマと、前記ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたり、１質量部以上、５質量部以下のカーボンナノチューブ、１０質量部以上、４０質量部以下の高分子型イオン導電剤、および０．１質量部以上、１０質量部以下の無水マレイン酸系相溶化剤とを含むエラストマ組成物を押出成形して形成した導電性シームレスベルトである。
【解決手段】ポリエステル系熱可塑性エラストマと、前記ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたり、１質量部以上、５質量部以下のカーボンナノチューブ、１０質量部以上、４０質量部以下の高分子型イオン導電剤、および０．１質量部以上、１０質量部以下の無水マレイン酸系相溶化剤とを含むエラストマ組成物を押出成形して形成した導電性シームレスベルトである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばレーザープリンタ等の電子写真装置に組み込んで、前記電子写真装置の感光体の表面に形成されたトナー像を一旦転写したのち紙（プラスチックフィルム等を含む、以下同様）の表面に再転写する中間転写ベルト等として用いられる導電性シームレスベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の電子写真装置においては、感光体の表面を一様に帯電させた状態で露光して、前記表面に形成画像に対応する静電潜像を形成し（帯電工程→露光工程）、前記静電潜像を、あらかじめ帯電させたトナーを選択的に付着させることでトナー像に現像したのち（現像工程）、前記トナー像を紙の表面に転写し（転写工程）、さらに定着させることにより（定着工程）、前記紙の表面に画像が形成される。
【０００３】
また前記転写工程では、感光体の表面に形成したトナー像を紙の表面に直接に転写させる場合だけでなく、中間転写ベルトの表面に一旦転写させたのち紙の表面に再転写させる場合もある（中間転写工程）。
前記各工程のうち現像工程、転写工程、中間転写工程、定着工程等において、また給紙カセット等から１枚ずつ分離して送出された紙を転写工程へ搬送したり、転写工程から定着工程へ搬送したりする搬送手段として、導電性ないし半導電性を有するエラストマ組成物からなるベルト（以下「導電性ベルト」と総称する場合がある）が用いられる。
【０００４】
特に前記エラストマ組成物を、例えば環状のダイから筒状に押出成形したのち、前記筒を所定の幅にカットする等して製造される導電性シームレスベルトは、形成画像に影響を及ぼすおそれのある継ぎ目を有しないことから、前記各種の用途に好適に用いられる。
従来の導電性シームレスベルトは、例えばゴム等のエラストマに電子導電性材料の微小粒子、例えばカーボンブラックや金属酸化物粉末等を配合したエラストマ組成物を、前記のように押出成形等して製造されていた。
【０００５】
しかしカーボンブラック等に代表される微小粒子状の電子導電性材料はエラストマ中に均一に分散させるのが容易でなく分散状態にばらつきを生じやすい上、前記ばらつきが生じると一つの導電性シームレスベルトの面内や、あるいは複数個の導電性シームレスベルト間での電気抵抗値（体積抵抗率）のばらつきが大きくなるという問題があった。
また、特にエラストマとカーボンブラック等とを混練してエラストマ組成物を調製する際や前記エラストマ組成物を押出成形する際等に、前記カーボンブラック等の凝集塊が発生しやすく、前記凝集塊が発生するとその部分に集中的に電流が流れるためベルトの抵抗値を制御することが困難となったり、ベルト表面に凝集塊による微小な突起が生じたりする結果、前記導電性シームレスベルトを、特にトナー像と直接に接触する中間転写ベルト等として用いた場合に形成画像が乱れるという問題もあった。
【０００６】
またカーボンブラック等を配合して、導電性シームレスベルトに、前記中間転写ベルト等に求められる体積抵抗率１．０×１０１２Ω・ｃｍ以下の良好な導電性を付与するためには、前記カーボンブラック等を、例えばエラストマ１００質量部あたり１０質量部以上という多量に配合しなければならず、その場合には混練物を押出成形できなくなったり、もし押出成形できたとしても製造された導電性シームレスベルトが硬く、かつ脆くなったり、連続使用時の耐久性が低下したりするという問題があった。
【０００７】
そこで近時、炭素原子が六角網目状に配列されたグラファイトシートを筒状に巻いた構造を有する単層の、または前記筒を二層以上重ねた多層の構造を有し、その直径が５００ｎｍ未満程度という、カーボンブラック等に比べて著しく微小なカーボンナノチューブを、前記カーボンブラック等に代えてエラストマ組成物に配合することが検討されている（特許文献１等参照）。
【０００８】
前記カーボンナノチューブは、従来のカーボンブラック等に比べてエラストマに対する分散性に極めて優れており、凝集塊等を生じることなくエラストマ中に均一に分散される上、ごく少量の配合で、導電性シームレスベルトに良好な導電性を付与することが可能である。
またエラストマ組成物に、前記カーボンナノチューブに加えてさらに、ポリエーテルエステルアミド等の高分子型イオン導電剤を含有させることも検討されている（特許文献２等参照）。
【０００９】
前記高分子型イオン導電剤を併用することによって導電性シームレスベルトの体積抵抗率を調整するとともに、前記体積抵抗率のばらつきをより一層小さくすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−４４１７９号公報
【特許文献２】特許第４２２２７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし発明者の検討によると、前記カーボンナノチューブと高分子型イオン導電剤とを含むエラストマ組成物を、先に説明したように環状のダイから筒状に押出成形したのち、前記筒を所定の幅にカットして製造される導電性シームレスベルトは、前記押出成形時の樹脂の流れ方向と直交方向、すなわちベルトの長さ方向の引裂強さが、その他の方向の引裂強さに比べて著しく低くなる場合があることが明らかとなった。
【００１２】
また前記ベルトの長さ方向の引裂強さの低下に伴って、同方向に沿う折り曲げ（導電性シームレスベルトは、例えばローラに掛け渡して回転させる実際の使用時に、前記方向に繰り返し折り曲げられることになる）に対する導電性シームレスベルトの耐性（耐屈曲性）が低下したりする場合があることも明らかとなった。
本発明の目的は、カーボンナノチューブと高分子型イオン導電剤とを含むエラストマ組成物を押出成形等してなり、いずれの方向にも良好な引裂強さを有する上、耐屈曲性等にも優れた導電性シームレスベルトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため発明者は種々検討した結果、前記のように特定方向の引裂強さの低下が発生するのは、エラストマに対する高分子型イオン導電剤の相溶性が良好でないため、前記高分子型イオン導電剤が、導電性シームレスベルトの面内で、押出成形時の樹脂の流れ方向と平行な略筋状の塊として偏在しており、前記偏在した高分子型イオン導電剤とエラストマとの界面、もしくは高分子型イオン導電剤の塊の内部で引き裂きが生じやすいのが原因であることを見出した。
【００１４】
そこでエラストマに対する高分子型イオン導電剤の相溶性を向上して、前記高分子型イオン導電剤をエラストマ中にできるだけ細かく、しかも均一に分散させるべくさらに検討した。
その結果、エラストマとしては本来的に耐屈曲性に優れたポリエステル系熱可塑性エラストマを用い、前記ポリエステル系熱可塑性エラストマに、前記カーボンナノチューブ、および高分子型イオン導電剤と、前記ポリエステル系熱可塑性エラストマに対する高分子型イオン導電剤の相溶性を向上させる効果に優れた無水マレイン酸系相溶化剤とを配合すれば良いことを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
したがって本発明は、ポリエステル系熱可塑性エラストマと、前記ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたり、１質量部以上、５質量部以下のカーボンナノチューブ、１０質量部以上、４０質量部以下の高分子型イオン導電剤、および０．１質量部以上、１０質量部以下の無水マレイン酸系相溶化剤とを含むエラストマ組成物からなることを特徴とする導電性シームレスベルトである。
【００１６】
前記本発明において、ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたりのカーボンナノチューブの割合が１質量部以上、５質量部以下の範囲に限定されるのは、下記の理由による。
すなわちカーボンナノチューブの割合が前記範囲未満では、前記カーボンナノチューブを含有させることによる、体積抵抗率を小さくしてシームレスベルトに適度な導電性を付与する効果が得られない。一方、前記範囲を超える場合には導電性シームレスベルトの体積抵抗率が小さくなりすぎて、中間転写ベルト等としての使用に適さなくなってしまう。
【００１７】
また、ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたりの高分子型イオン導電剤の割合が１０質量部以上、４０質量部以下に限定されるのは、下記の理由による。
すなわち高分子型イオン導電剤の割合が前記範囲未満では、前記高分子型イオン導電剤を含有させることによる、導電性シームレスベルトの体積抵抗率を調整するとともに、前記体積抵抗率のばらつきを小さくする効果が得られない。一方、前記範囲を超えてもそれ以上の効果が得られないだけでなく、却って導電性シームレスベルトの引裂強さや耐屈曲性が低下してしまう。
【００１８】
さらに、ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたりの無水マレイン酸系相溶化剤の割合が０．１質量部以上、１０質量部以下に限定されるのは、下記の理由による。
すなわち無水マレイン酸系相溶化剤の割合が前記範囲未満では、前記無水マレイン酸系相溶化剤を含有させることによる、ポリエステル系熱可塑性エラストマと高分子型イオン導電剤との相溶性を高めて、前記高分子型イオン導電剤をポリエステル系熱可塑性エラストマ中にできるだけ細かく、均一に分散させる効果が得られない。そのため導電性シームレスベルトの引裂強さが低下してしまう。一方、前記範囲を超えてもそれ以上の効果が得られないだけでなく、却って導電性シームレスベルトの耐屈曲性が低下してしまう。
【００１９】
前記ポリエステル系熱可塑性エラストマとしては、ハードセグメントとしてポリブチレンテレフタレートを含み、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上であるものを用いるのが好ましい。前記ポリエステル系熱可塑性エラストマは耐屈曲性に特に優れているため、導電性シームレスベルトの耐屈曲性をより一層向上することができる。
カーボンナノチューブとしては、直径が５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下、アスペクト比が１０以上、１０００以下で、かつ圧密体の体積抵抗値が１．０Ω・ｃｍ以下であるものを用いるのが好ましい。前記カーボンナノチューブは、少量の配合で導電性シームレスベルトに良好な導電性を付与する効果に優れている。
【００２０】
高分子型イオン導電剤としては、ポリエーテルエステルアミドを用いるのが好ましい。前記ポリエーテルエステルアミドは、導電性シームレスベルトに良好な導電性を付与する効果に優れている。
無水マレイン酸系相溶化剤としては、エチレン／アクリル酸／無水マレイン酸共重合体を用いるのが好ましい。前記共重合体は、特にポリエステル系熱可塑性エラストマと、高分子型イオン導電剤としてのポリエーテルエステルアミドとの相溶性を高める効果に優れている。
【００２１】
本発明の導電性シームレスベルトを、先に説明した中間転写ベルト等として電子写真装置に組み込んで使用する場合、その体積抵抗率は１．０×１０６Ω・ｃｍ以上、１．０×１０１２Ω・ｃｍ以下で、かつ面内での体積抵抗率の最大値ＲＭＡＸと最小値ＲＭＩＮとから、式(a)：
ＶＲ＝ｌｏｇ１０ＲＭＡＸ−ｌｏｇ１０ＲＭＩＮ (a)
によって求められる体積抵抗率のばらつきＶＲは１以下であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、カーボンナノチューブと高分子型イオン導電剤とを含むエラストマ組成物を押出成形等してなり、いずれの方向にも良好な引裂強さを有する上、耐屈曲性等にも優れた導電性シームレスベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の導電性シームレスベルトを中間転写ベルトとして組み込むことができる電子写真装置の一例としてのカラーレーザープリンタの概略断面図である。
【図２】本発明の実施例、比較例で製造した導電性シームレスベルトの引裂強さを測定するため、前記導電性シームレスベルトから作製した試験片の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の導電性シームレスベルトは、ポリエステル系熱可塑性エラストマと、前記ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたり、１質量部以上、５質量部以下のカーボンナノチューブ、１０質量部以上、４０質量部以下の高分子型イオン導電剤、および０．１質量部以上、１０質量部以下の無水マレイン酸系相溶化剤とを含むエラストマ組成物からなることを特徴とするものである。
【００２５】
前記ポリエステル系熱可塑性エラストマとしては、例えばハードセグメントとして高融点で高結晶性の芳香族ポリエステル（ポリブチレンテレフタレート等）、ソフトセグメントとしてガラス転移温度が−７０℃以下程度の非晶性ポリエーテル（ポリテトラメチレンエーテルグリコール等）を含むマルチブロックポリマー等の、種々のポリエステル系熱可塑性エラストマの１種または２種以上が挙げられる。
【００２６】
特にポリエステル系熱可塑性エラストマとしては、前記の中でもハードセグメントとしてポリブチレンテレフタレートを含み、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上であるものを用いるのが好ましい。かかるポリエステル系熱可塑性エラストマは耐屈曲性に特に優れているため、導電性シームレスベルトの耐屈曲性をより一層向上することができる。
なお引張弾性率を、本発明では、温度２３±１℃、相対湿度５５±１％の環境下、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７１１３−１９９５「プラスチックの引張試験方法」所載の試験方法に則って測定した値でもって表すこととする。
【００２７】
カーボンナノチューブとしては、炭素原子が六角網目状に配列されたグラファイトシートを筒状に巻いた構造を有する単層の、または前記筒を二層以上重ねた多層の構造を有し、その直径が５００ｎｍ未満程度である種々のカーボンナノチューブの１種または２種以上が挙げられる。
特にカーボンナノチューブとしては、直径が５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下、アスペクト比が１０以上、１０００以下で、かつ圧密体の体積抵抗値が１．０Ω・ｃｍ以下であるものを用いるのが好ましい。かかるカーボンナノチューブは、前記範囲内でも少量の配合で、導電性シームレスベルトに良好な導電性を付与できる。
【００２８】
なおカーボンナノチューブの圧密体の体積抵抗率を、本発明では、温度２３±１℃、相対湿度５５±１％の環境下、圧縮法（０．８ｇ／ｃｍ３時）によって測定した値でもって表すこととする。
本発明において、ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたりのカーボンナノチューブの割合が１質量部以上、５質量部以下の範囲に限定されるのは、下記の理由による。
【００２９】
すなわちカーボンナノチューブの割合が前記範囲未満では、前記カーボンナノチューブを含有させることによる、体積抵抗率を小さくしてシームレスベルトに適度な導電性を付与する効果が得られない。一方、前記範囲を超える場合には導電性シームレスベルトの体積抵抗率が小さくなりすぎて、中間転写ベルト等としての使用に適さなくなってしまう。
なお、カーボンナノチューブの割合は、導電性シームレスベルトの用途等に応じて、前記範囲内で適宜調整することができる。
【００３０】
高分子型イオン導電剤としては、イオン導電性を有する種々の高分子材料が使用可能である。中でも特にポリエーテルエステルアミドが、導電性シームレスベルトに良好な導電性を付与する効果に優れているため好ましい。
前記ポリエーテルエステルアミドとしては、例えばチバ・ジャパン(株)製のイルガスタット（登録商標）Ｐ１６、Ｐ１８、Ｐ２０、Ｐ２２、三洋化成工業(株)製のペレスタット（登録商標）ＮＣ６３２１等が挙げられる。
【００３１】
本発明において、ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたりの高分子型イオン導電剤の割合が１０質量部以上、４０質量部以下に限定されるのは、下記の理由による。
すなわち高分子型イオン導電剤の割合が前記範囲未満では、前記高分子型イオン導電剤を含有させることによる、導電性シームレスベルトの体積抵抗率を調整するとともに、前記体積抵抗率のばらつきを小さくする効果が得られない。一方、前記範囲を超えてもそれ以上の効果が得られないだけでなく、却って導電性シームレスベルトの引裂強さや耐屈曲性が低下してしまう。
【００３２】
無水マレイン酸系相溶化剤としては、共重合成分として無水マレイン酸を含み、ポリエステル系熱可塑性エラストマと高分子型イオン導電剤との相溶性を高める効果を有する種々の共重合体が挙げられる。
中でも特に、エチレン／アクリル酸／無水マレイン酸共重合体を用いるのが好ましい。前記共重合体は、特にポリエステル系熱可塑性エラストマと、高分子型イオン導電剤としてのポリエーテルエステルアミドとの相溶性を高める効果に優れている。前記エチレン−アクリル酸−無水マレイン酸共重合体としては、例えばアルケマ(株)製のボンダイン（登録商標）ＡＸ８３９０、ＴＸ８０３０等が挙げられる。
【００３３】
本発明において、ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたりの無水マレイン酸系相溶化剤の割合が０．１質量部以上、１０質量部以下に限定されるのは、下記の理由による。
すなわち無水マレイン酸系相溶化剤の割合が前記範囲未満では、前記無水マレイン酸系相溶化剤を含有させることによる、ポリエステル系熱可塑性エラストマと高分子型イオン導電剤との相溶性を高めて、前記高分子型イオン導電剤をポリエステル系熱可塑性エラストマ中にできるだけ細かく、均一に分散させる効果が得られない。そのため導電性シームレスベルトの引裂強さが低下してしまう。一方、前記範囲を超えてもそれ以上の効果が得られないだけでなく、却って導電性シームレスベルトの耐屈曲性が低下してしまう。
【００３４】
なおエラストマ組成物には、前記各成分による効果を阻害しない範囲で、種々の他の添加剤を含有させることができる。前記他の添加剤としては、例えばカーボンナノチューブと高分子型イオン導電剤による導電性をさらに補助して導電性シームレスベルトの体積抵抗率のばらつきをより一層小さくするための導電性フィラーや、エラストマ組成物の混練、および押出成形を補助するための加工助剤（軟化剤、可塑剤等）、あるいは押出成形を補助するための滑剤等が挙げられる。
【００３５】
前記各成分を、例えば２軸押出機等を用いて混練してエラストマ組成物を調製し、前記エラストマ組成物を押出成形機に供給して加熱下で混練しながら、前記押出成形機に接続された環状のダイを通して所定の厚みと内径とを有する筒状に押出成形したのち、前記筒を所定の幅にカットすることで、本発明の導電性シームレスベルトが製造される。
前記本発明の導電性シームレスベルトは、本来的に耐屈曲性に優れたポリエステル系熱可塑性エラストマに、カーボンナノチューブと、高分子型イオン導電剤と、前記高分子型イオン導電剤のポリエステル系熱可塑性エラストマに対する相溶性を向上する効果に優れた無水マレイン酸系相溶化剤とを所定の割合で含有させたエラストマ組成物を押出成形等して製造され、いずれの方向にも良好な引裂強さを有する上、耐屈曲性等にも優れている。
【００３６】
しかも本発明によれば、カーボンナノチューブと高分子型イオン導電剤の含有割合を前記所定の範囲内で調整することにより、一つの導電性シームレスベルトの面内や、あるいは複数個の導電性シームレスベルト間での電気抵抗値（体積抵抗率）のばらつきが小さく均一で、しかも用途に適した良好な導電性を、導電性シームレスベルトに付与することができる。
【００３７】
例えば本発明の導電性シームレスベルトを、先に説明した中間転写ベルト等として電子写真装置に組み込んで使用する場合、その体積抵抗率は１．０×１０６Ω・ｃｍ以上、１．０×１０１２Ω・ｃｍ以下とすることができ、しかもその際に、面内での体積抵抗率の最大値ＲＭＡＸと最小値ＲＭＩＮとから、式(a)：
ＶＲ＝ｌｏｇ１０ＲＭＡＸ−ｌｏｇ１０ＲＭＩＮ (a)
によって求められる体積抵抗率のばらつきＶＲを１以下とすることが可能である。
【００３８】
図１は、本発明の導電性シームレスベルトを中間転写ベルトとして組み込むことができる電子写真装置の一例としてのカラーレーザープリンタの概略断面図である。
図１を参照して、この例のカラーレーザープリンタ１は、図中に実線の矢印で示す方向に回転する回転式の感光体２を備えている。
また感光体２の周囲には、前記回転方向に沿って順に、前記感光体２の表面を一様に帯電させるための帯電ローラ３、帯電させた感光体２の表面を露光して、前記表面に、形成画像に対応する静電潜像を形成するための露光手段４、前記静電潜像を、トナーを選択的に付着させることでトナー像に現像するための現像手段５を備えている。
【００３９】
前記露光手段４は、カラー画像を形成する場合、前記カラー画像をシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、およびブラック（Ｋ）の４色に色分解した画像データごとに感光体２の表面に露光して、それぞれの色に対応した静電潜像を順次、感光体の表面に形成する。また文書等のモノクロ画像を形成する場合、露光手段４は、色分解しない画像データを感光体２の表面に露光する。
【００４０】
現像手段５は、前記露光手段４によって露光されて感光体２の表面に形成された静電潜像に対応して、前記静電潜像を、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、およびブラック（Ｋ）の４色のトナーのうち、その静電潜像に対応するいずれか１色のトナーで現像するための４つの現像部６〜９を備えている。
前記現像部６〜９は、感光体２と平行に配列された回転式の保持体１０によって保持されており、現像手段５は、前記保持体１０を回転させて現像部６〜９のいずれかを感光体２の表面に対峙させた状態で保持して、前記表面に形成された静電潜像を、対峙させたいずれかの現像部６〜９によって所定の色のトナー像に現像する。
【００４１】
感光体２の周囲の、前記現像手段５より回転方向の下流側には、前記感光体２の回転と同期して図中に実線の矢印で示す方向に送られる、本発明の導電性シームレスベルトである無端状の中間転写ベルト１１と、感光体２との間に前記中間転写ベルト１１を挟んだ状態で配設された一次転写ローラ１２とを備えた転写手段１３が配けられている。感光体２の表面に形成されたトナー像は、前記感光体２と一次転写ローラ１２との間に所定の転写電圧を印加することで、前記感光体２の表面から中間転写ベルト１１の表面に転写される。
【００４２】
カラー画像を形成する場合、露光手段４での露光によって感光体２の表面にまず１色目の画像データに対応する静電潜像が形成され、前記静電潜像が、現像手段５において対応する１色目のトナー像に現像され、転写手段１３において中間転写ベルト１１の表面に転写される。この操作を２色目〜４色目の画像データについても繰り返して、前記中間転写ベルト１１の表面に、４色のトナーを順に重ねるように転写させると、前記中間転写ベルト１１の表面に所定のカラー画像が形成される。
【００４３】
またモノクロ画像を形成する場合は、露光手段４での露光によって感光体２の表面に所定の画像データに対応する静電潜像が形成され、前記静電潜像が、現像手段５において所定の１色（通常はブラック）のトナー像に現像され、転写手段１３において中間転写ベルト１１の表面に転写される。
前記転写手段１３は１組の二次転写ローラ１４、１５を備えており、中間転写ベルト１１は、前記二次転写ローラ１４、１５間を挿通されている。
【００４４】
中間転写ベルト１１の表面に形成されたトナー像（カラー画像またはモノクロ画像）は、前記中間転写ベルト１１と紙１６とを重ねた状態で二次転写ローラ１４、１５間を通過させながら、前記二次転写ローラ１４、１５間に所定の転写電圧を印加することで、前記中間転写ベルト１１の表面から紙１６の表面に転写される。
トナー像が転写された紙１６は、図中に実線の矢印で示すように、例えば所定の温度に加熱されている１組の定着ローラ１７、１８間を挿通される。これにより前記トナー像が紙１６の表面に定着される。
【００４５】
なお各色のトナー像を重ねてカラー画像を形成する際に、前記二次転写ローラ１４、１５は、互いに離間されるか、もしくは転写電圧と逆電圧が印加された状態とされる。これにより、トナー像が二次転写ローラ１４の表面に部分的に転写される等して画像不良が生じるのが防止される。
感光体２の周囲の、転写手段１３より回転方向の下流側で、かつ帯電ローラ３の上流側には、前記転写手段１３においてトナー像を転写後の感光体２の表面に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段１９が設けられている。
【００４６】
前記各部を備えたカラーレーザープリンタに、中間転写ベルト１１として本発明の導電性シームレスベルトを組み込んだ場合には、前記のように本発明の導電性シームレスベルトが均一でかつ良好な導電性を有する上、押出成形等によって製造した表面が微小な突起や凹みを有さず滑らかで、しかも耐屈曲性等にも優れているため、乱れのない良好な画像を長期化に亘って形成し続けることが可能となる。
【実施例】
【００４７】
以下の実施例、比較例の導電性シームレスベルトの製造、特性の測定、および試験を、特記した以外は温度２３±１℃、相対湿度５５±１％の環境下で実施した。
〈実施例１〉
ポリエステル系熱可塑性エラストマ〔東レ・デュポン(株)製のハイトレル（登録商標）２７８１、引張弾性率：１３２０ＭＰａ〕１００質量部、多層構造を有するカーボンナノチューブ〔直径：２０ｎｍ、アスペクト比：２０、圧密体の体積抵抗値：０．０４Ω・ｃｍ、Ｎ２−ＢＥＴ比表面積：２００ｃｍ２／ｇ〕２．０質量部、高分子型イオン導電剤〔ポリエーテルエステルアミド、前出のチバ・ジャパン(株)製のイルガスタットＰ２２〕２５．５質量部、および無水マレイン酸系相溶化剤〔エチレン−アクリル酸−無水マレイン酸共重合体、前出のアルケマ(株)製のボンダインＡＸ８３９０〕３．８質量部を配合し、２軸押出機を用いて混練してエラストマ組成物を調製した。
【００４８】
次いで、前記エラストマ組成物を押出成形機に供給して加熱下で混練しながら、前記押出成形機に接続された環状のダイを通して筒状に押出成形したのち前記筒をカットして、厚み１００μｍ、内径２００ｍｍ、幅４００ｍｍの導電性シームレスベルトを製造した。押出成形の温度は２３０〜２８０℃とした。
〈実施例２〉
カーボンナノチューブの量を３．８質量部、高分子型イオン導電剤〔前出のチバ・ジャパン(株)製のイルガスタットＰ２２〕の量を２１．３質量部としたこと以外は実施例１と同様にして、同形状、同寸法の導電性シームレスベルトを製造した。
【００４９】
〈実施例３〜５〉
カーボンナノチューブの量を２．３質量部、高分子型イオン導電剤〔前出のチバ・ジャパン(株)製のイルガスタットＰ２２〕の量を２１．０質量部、無水マレイン酸系相溶化剤〔前出のアルケマ(株)製のボンダインＡＸ８３９０〕の量を１．２質量部（実施例３）、３．７質量部（実施例４）、６．２質量部（実施例５）としたこと以外は実施例１と同様にして、同形状、同寸法の導電性シームレスベルトを製造した。
【００５０】
〈比較例１〉
無水マレイン酸系相溶化剤を配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして、同形状、同寸法の導電性シームレスベルトを製造した。
〈実施例６、７、比較例２、３〉
無水マレイン酸系相溶化剤〔前出のアルケマ(株)製のボンダインＡＸ８３９０〕の量を０．０５質量部（比較例２）、０．１質量部（実施例６）、１０．０質量部（実施例７）、１２．０質量部（比較例３）としたこと以外は実施例１と同様にして、同形状、同寸法の導電性シームレスベルトを製造した。
【００５１】
〈実施例８、９、比較例４、５〉
高分子型イオン導電剤〔前出のチバ・ジャパン(株)製のイルガスタットＰ２２〕の量を５．０質量部（比較例４）、１０．０質量部（実施例８）、４０．０質量部（実施例９）、５０．０質量部（比較例５）としたこと以外は実施例１と同様にして、同形状、同寸法の導電性シームレスベルトを製造した。
【００５２】
〈実施例１０、比較例６〜８〉
カーボンナノチューブの量を０．５質量部（比較例６）、５．０質量部（実施例１０）、６．０質量部（比較例７）、８．０質量部（比較例８）としたこと以外は実施例１と同様にして、同形状、同寸法の導電性シームレスベルトを製造した。
〈引裂強さ測定〉
実施例、比較例で製造した導電性シームレスベルトを打ち抜いて、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６２５２：２００７「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引裂強さの求め方」において規定された切込みなしアングル形試験片を作製した。
【００５３】
詳しくは図２を参照して、前記切込みなしアングル形試験片２０は、その短辺方向が押出成形時の樹脂の流れ方向Ｘ、長辺方向が前記流れ方向Ｘと直交するベルトの長さ方向Ｙと一致するように打ち抜いて作製した。
次いで前記アングル型試験片２０を用いて、前記ＪＩＳ Ｋ６２５２：２００７所載の測定方法に則って、試験速度２００ｍｍ／ｍｉｎで引裂強さを測定した。測定は、各実施例、比較例で製造した導電性シームレスベルト上の任意の３個所から打ち抜いた３つの試験片について行い、３回の測定結果が全て７５Ｎ／ｍｍ以上であったものを引裂強さ良好（○）、１回でも７５Ｎ／ｍｍを下回ったものを引裂強さ不良（×）として評価した。
【００５４】
〈耐屈曲性試験〉
実施例、比較例で製造した導電性シームレスベルトから、長さ１００ｍｍ×幅１５ｍｍの短冊状のサンプルを、その短辺方向が押出成形時の樹脂の流れ方向Ｘ、長辺方向が前記流れ方向Ｘと直交するベルトの長さ方向Ｙと一致するように切り出し、(株)安田精機製作所製のＭＩＴ形耐折度試験機を用いて前記サンプルに規定の荷重をかけながら往復折り曲げを繰り返すことで屈曲疲労を与えて、前記サンプルが破断するまでに要した往復折り曲げ回数を記録した。
【００５５】
測定条件は、錘：２２６．８ｇ、チャック間隔：５５ｍｍ、屈曲角度（左右とも）：１３５°、屈曲速度：１７３ｃｐｍとした。また測定は、１つの導電性シームレスベルト上の３箇所から切り出したサンプルについて行い、３回の測定結果が全て５００００回を超えたものを耐屈曲性良好（○）、１回でも５００００回を下回ったものを耐屈曲性不良（×）として評価した。
【００５６】
〈体積抵抗率の測定〉
実施例、比較例で製造した導電性シームレスベルトの体積抵抗率（Ω・ｃｍ）を、アドバンテストコーポレーション製の超高抵抗微小電流計Ｒ−８３４０Ａを用いて、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６９１１：１９９５「熱硬化性プラスチック一般試験方法」所載の測定方法に則って、印加電圧：５００Ｖの条件で測定した。
【００５７】
〈体積抵抗率のばらつき評価〉
実施例、比較例で製造した導電性シームレスベルトの周方向の１６箇所の体積抵抗率（Ω・ｃｍ）を、(株)ダイアインスツルメンツ製の抵抗率計ハイレスタＵＰ ＭＣＰ−ＨＴ４５０型と、付属のリング状プローブ（ＵＲＳ）とを用いて、前出のＪＩＳ Ｋ６９１１：１９９５所載の測定方法に則って測定し、測定結果のうち最大値ＲＭＡＸと最小値ＲＭＩＮとから、式(a)：
ＶＲ＝ｌｏｇ１０ＲＭＡＸ−ｌｏｇ１０ＲＭＩＮ (a)
によって体積抵抗率のばらつきＶＲを求めた。測定の条件は、１箇所の測定時間：１０秒、印加電圧：５００Ｖとした。
【００５８】
以上の結果を表１〜表４に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
【表２】
【００６１】
【表３】
【００６２】
【表４】
【００６３】
前記各表の実施例１〜１０、比較例１〜３の結果より、無水マレイン酸系相溶化剤の割合を、ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたり０．１質量部以上、１０質量部以下の範囲としたとき、いずれの方向にも良好な引裂強さを有する上、耐屈曲性等にも優れた導電性シームレスベルトが得られることが判った。
また実施例１〜１０、比較例４〜８の結果より、カーボンナノチューブの割合を、ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたり１質量部以上、５質量部以下の範囲とし、かつ高分子型イオン導電剤の割合を、前記ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたり１０質量部以上、４０質量部以下の範囲としたとき、前記導電性シームレスベルトに、中間転写ベルト等として適した良好な導電性を付与できることが判った。
【符号の説明】
【００６４】
１ カラーレーザープリンタ（電子写真装置）
２ 感光体
３ 帯電ローラ
４ 露光手段
５ 現像手段
６〜９ 現像部
１０ 保持体
１１ 中間転写ベルト
１２ 一次転写ローラ
１３ 転写手段
１４、１５ 二次転写ローラ
１６ 紙
１７、１８ 定着ローラ
１９ クリーニング手段
２０ 切込みなしアングル形試験片
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばレーザープリンタ等の電子写真装置に組み込んで、前記電子写真装置の感光体の表面に形成されたトナー像を一旦転写したのち紙（プラスチックフィルム等を含む、以下同様）の表面に再転写する中間転写ベルト等として用いられる導電性シームレスベルトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザープリンタ、静電式複写機、普通紙ファクシミリ装置、あるいはこれらの複合機等の電子写真装置においては、感光体の表面を一様に帯電させた状態で露光して、前記表面に形成画像に対応する静電潜像を形成し（帯電工程→露光工程）、前記静電潜像を、あらかじめ帯電させたトナーを選択的に付着させることでトナー像に現像したのち（現像工程）、前記トナー像を紙の表面に転写し（転写工程）、さらに定着させることにより（定着工程）、前記紙の表面に画像が形成される。
【０００３】
また前記転写工程では、感光体の表面に形成したトナー像を紙の表面に直接に転写させる場合だけでなく、中間転写ベルトの表面に一旦転写させたのち紙の表面に再転写させる場合もある（中間転写工程）。
前記各工程のうち現像工程、転写工程、中間転写工程、定着工程等において、また給紙カセット等から１枚ずつ分離して送出された紙を転写工程へ搬送したり、転写工程から定着工程へ搬送したりする搬送手段として、導電性ないし半導電性を有するエラストマ組成物からなるベルト（以下「導電性ベルト」と総称する場合がある）が用いられる。
【０００４】
特に前記エラストマ組成物を、例えば環状のダイから筒状に押出成形したのち、前記筒を所定の幅にカットする等して製造される導電性シームレスベルトは、形成画像に影響を及ぼすおそれのある継ぎ目を有しないことから、前記各種の用途に好適に用いられる。
従来の導電性シームレスベルトは、例えばゴム等のエラストマに電子導電性材料の微小粒子、例えばカーボンブラックや金属酸化物粉末等を配合したエラストマ組成物を、前記のように押出成形等して製造されていた。
【０００５】
しかしカーボンブラック等に代表される微小粒子状の電子導電性材料はエラストマ中に均一に分散させるのが容易でなく分散状態にばらつきを生じやすい上、前記ばらつきが生じると一つの導電性シームレスベルトの面内や、あるいは複数個の導電性シームレスベルト間での電気抵抗値（体積抵抗率）のばらつきが大きくなるという問題があった。
また、特にエラストマとカーボンブラック等とを混練してエラストマ組成物を調製する際や前記エラストマ組成物を押出成形する際等に、前記カーボンブラック等の凝集塊が発生しやすく、前記凝集塊が発生するとその部分に集中的に電流が流れるためベルトの抵抗値を制御することが困難となったり、ベルト表面に凝集塊による微小な突起が生じたりする結果、前記導電性シームレスベルトを、特にトナー像と直接に接触する中間転写ベルト等として用いた場合に形成画像が乱れるという問題もあった。
【０００６】
またカーボンブラック等を配合して、導電性シームレスベルトに、前記中間転写ベルト等に求められる体積抵抗率１．０×１０１２Ω・ｃｍ以下の良好な導電性を付与するためには、前記カーボンブラック等を、例えばエラストマ１００質量部あたり１０質量部以上という多量に配合しなければならず、その場合には混練物を押出成形できなくなったり、もし押出成形できたとしても製造された導電性シームレスベルトが硬く、かつ脆くなったり、連続使用時の耐久性が低下したりするという問題があった。
【０００７】
そこで近時、炭素原子が六角網目状に配列されたグラファイトシートを筒状に巻いた構造を有する単層の、または前記筒を二層以上重ねた多層の構造を有し、その直径が５００ｎｍ未満程度という、カーボンブラック等に比べて著しく微小なカーボンナノチューブを、前記カーボンブラック等に代えてエラストマ組成物に配合することが検討されている（特許文献１等参照）。
【０００８】
前記カーボンナノチューブは、従来のカーボンブラック等に比べてエラストマに対する分散性に極めて優れており、凝集塊等を生じることなくエラストマ中に均一に分散される上、ごく少量の配合で、導電性シームレスベルトに良好な導電性を付与することが可能である。
またエラストマ組成物に、前記カーボンナノチューブに加えてさらに、ポリエーテルエステルアミド等の高分子型イオン導電剤を含有させることも検討されている（特許文献２等参照）。
【０００９】
前記高分子型イオン導電剤を併用することによって導電性シームレスベルトの体積抵抗率を調整するとともに、前記体積抵抗率のばらつきをより一層小さくすることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−４４１７９号公報
【特許文献２】特許第４２２２７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし発明者の検討によると、前記カーボンナノチューブと高分子型イオン導電剤とを含むエラストマ組成物を、先に説明したように環状のダイから筒状に押出成形したのち、前記筒を所定の幅にカットして製造される導電性シームレスベルトは、前記押出成形時の樹脂の流れ方向と直交方向、すなわちベルトの長さ方向の引裂強さが、その他の方向の引裂強さに比べて著しく低くなる場合があることが明らかとなった。
【００１２】
また前記ベルトの長さ方向の引裂強さの低下に伴って、同方向に沿う折り曲げ（導電性シームレスベルトは、例えばローラに掛け渡して回転させる実際の使用時に、前記方向に繰り返し折り曲げられることになる）に対する導電性シームレスベルトの耐性（耐屈曲性）が低下したりする場合があることも明らかとなった。
本発明の目的は、カーボンナノチューブと高分子型イオン導電剤とを含むエラストマ組成物を押出成形等してなり、いずれの方向にも良好な引裂強さを有する上、耐屈曲性等にも優れた導電性シームレスベルトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため発明者は種々検討した結果、前記のように特定方向の引裂強さの低下が発生するのは、エラストマに対する高分子型イオン導電剤の相溶性が良好でないため、前記高分子型イオン導電剤が、導電性シームレスベルトの面内で、押出成形時の樹脂の流れ方向と平行な略筋状の塊として偏在しており、前記偏在した高分子型イオン導電剤とエラストマとの界面、もしくは高分子型イオン導電剤の塊の内部で引き裂きが生じやすいのが原因であることを見出した。
【００１４】
そこでエラストマに対する高分子型イオン導電剤の相溶性を向上して、前記高分子型イオン導電剤をエラストマ中にできるだけ細かく、しかも均一に分散させるべくさらに検討した。
その結果、エラストマとしては本来的に耐屈曲性に優れたポリエステル系熱可塑性エラストマを用い、前記ポリエステル系熱可塑性エラストマに、前記カーボンナノチューブ、および高分子型イオン導電剤と、前記ポリエステル系熱可塑性エラストマに対する高分子型イオン導電剤の相溶性を向上させる効果に優れた無水マレイン酸系相溶化剤とを配合すれば良いことを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１５】
したがって本発明は、ポリエステル系熱可塑性エラストマと、前記ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたり、１質量部以上、５質量部以下のカーボンナノチューブ、１０質量部以上、４０質量部以下の高分子型イオン導電剤、および０．１質量部以上、１０質量部以下の無水マレイン酸系相溶化剤とを含むエラストマ組成物からなることを特徴とする導電性シームレスベルトである。
【００１６】
前記本発明において、ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたりのカーボンナノチューブの割合が１質量部以上、５質量部以下の範囲に限定されるのは、下記の理由による。
すなわちカーボンナノチューブの割合が前記範囲未満では、前記カーボンナノチューブを含有させることによる、体積抵抗率を小さくしてシームレスベルトに適度な導電性を付与する効果が得られない。一方、前記範囲を超える場合には導電性シームレスベルトの体積抵抗率が小さくなりすぎて、中間転写ベルト等としての使用に適さなくなってしまう。
【００１７】
また、ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたりの高分子型イオン導電剤の割合が１０質量部以上、４０質量部以下に限定されるのは、下記の理由による。
すなわち高分子型イオン導電剤の割合が前記範囲未満では、前記高分子型イオン導電剤を含有させることによる、導電性シームレスベルトの体積抵抗率を調整するとともに、前記体積抵抗率のばらつきを小さくする効果が得られない。一方、前記範囲を超えてもそれ以上の効果が得られないだけでなく、却って導電性シームレスベルトの引裂強さや耐屈曲性が低下してしまう。
【００１８】
さらに、ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたりの無水マレイン酸系相溶化剤の割合が０．１質量部以上、１０質量部以下に限定されるのは、下記の理由による。
すなわち無水マレイン酸系相溶化剤の割合が前記範囲未満では、前記無水マレイン酸系相溶化剤を含有させることによる、ポリエステル系熱可塑性エラストマと高分子型イオン導電剤との相溶性を高めて、前記高分子型イオン導電剤をポリエステル系熱可塑性エラストマ中にできるだけ細かく、均一に分散させる効果が得られない。そのため導電性シームレスベルトの引裂強さが低下してしまう。一方、前記範囲を超えてもそれ以上の効果が得られないだけでなく、却って導電性シームレスベルトの耐屈曲性が低下してしまう。
【００１９】
前記ポリエステル系熱可塑性エラストマとしては、ハードセグメントとしてポリブチレンテレフタレートを含み、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上であるものを用いるのが好ましい。前記ポリエステル系熱可塑性エラストマは耐屈曲性に特に優れているため、導電性シームレスベルトの耐屈曲性をより一層向上することができる。
カーボンナノチューブとしては、直径が５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下、アスペクト比が１０以上、１０００以下で、かつ圧密体の体積抵抗値が１．０Ω・ｃｍ以下であるものを用いるのが好ましい。前記カーボンナノチューブは、少量の配合で導電性シームレスベルトに良好な導電性を付与する効果に優れている。
【００２０】
高分子型イオン導電剤としては、ポリエーテルエステルアミドを用いるのが好ましい。前記ポリエーテルエステルアミドは、導電性シームレスベルトに良好な導電性を付与する効果に優れている。
無水マレイン酸系相溶化剤としては、エチレン／アクリル酸／無水マレイン酸共重合体を用いるのが好ましい。前記共重合体は、特にポリエステル系熱可塑性エラストマと、高分子型イオン導電剤としてのポリエーテルエステルアミドとの相溶性を高める効果に優れている。
【００２１】
本発明の導電性シームレスベルトを、先に説明した中間転写ベルト等として電子写真装置に組み込んで使用する場合、その体積抵抗率は１．０×１０６Ω・ｃｍ以上、１．０×１０１２Ω・ｃｍ以下で、かつ面内での体積抵抗率の最大値ＲＭＡＸと最小値ＲＭＩＮとから、式(a)：
ＶＲ＝ｌｏｇ１０ＲＭＡＸ−ｌｏｇ１０ＲＭＩＮ (a)
によって求められる体積抵抗率のばらつきＶＲは１以下であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、カーボンナノチューブと高分子型イオン導電剤とを含むエラストマ組成物を押出成形等してなり、いずれの方向にも良好な引裂強さを有する上、耐屈曲性等にも優れた導電性シームレスベルトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の導電性シームレスベルトを中間転写ベルトとして組み込むことができる電子写真装置の一例としてのカラーレーザープリンタの概略断面図である。
【図２】本発明の実施例、比較例で製造した導電性シームレスベルトの引裂強さを測定するため、前記導電性シームレスベルトから作製した試験片の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の導電性シームレスベルトは、ポリエステル系熱可塑性エラストマと、前記ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたり、１質量部以上、５質量部以下のカーボンナノチューブ、１０質量部以上、４０質量部以下の高分子型イオン導電剤、および０．１質量部以上、１０質量部以下の無水マレイン酸系相溶化剤とを含むエラストマ組成物からなることを特徴とするものである。
【００２５】
前記ポリエステル系熱可塑性エラストマとしては、例えばハードセグメントとして高融点で高結晶性の芳香族ポリエステル（ポリブチレンテレフタレート等）、ソフトセグメントとしてガラス転移温度が−７０℃以下程度の非晶性ポリエーテル（ポリテトラメチレンエーテルグリコール等）を含むマルチブロックポリマー等の、種々のポリエステル系熱可塑性エラストマの１種または２種以上が挙げられる。
【００２６】
特にポリエステル系熱可塑性エラストマとしては、前記の中でもハードセグメントとしてポリブチレンテレフタレートを含み、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上であるものを用いるのが好ましい。かかるポリエステル系熱可塑性エラストマは耐屈曲性に特に優れているため、導電性シームレスベルトの耐屈曲性をより一層向上することができる。
なお引張弾性率を、本発明では、温度２３±１℃、相対湿度５５±１％の環境下、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ７１１３−１９９５「プラスチックの引張試験方法」所載の試験方法に則って測定した値でもって表すこととする。
【００２７】
カーボンナノチューブとしては、炭素原子が六角網目状に配列されたグラファイトシートを筒状に巻いた構造を有する単層の、または前記筒を二層以上重ねた多層の構造を有し、その直径が５００ｎｍ未満程度である種々のカーボンナノチューブの１種または２種以上が挙げられる。
特にカーボンナノチューブとしては、直径が５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下、アスペクト比が１０以上、１０００以下で、かつ圧密体の体積抵抗値が１．０Ω・ｃｍ以下であるものを用いるのが好ましい。かかるカーボンナノチューブは、前記範囲内でも少量の配合で、導電性シームレスベルトに良好な導電性を付与できる。
【００２８】
なおカーボンナノチューブの圧密体の体積抵抗率を、本発明では、温度２３±１℃、相対湿度５５±１％の環境下、圧縮法（０．８ｇ／ｃｍ３時）によって測定した値でもって表すこととする。
本発明において、ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたりのカーボンナノチューブの割合が１質量部以上、５質量部以下の範囲に限定されるのは、下記の理由による。
【００２９】
すなわちカーボンナノチューブの割合が前記範囲未満では、前記カーボンナノチューブを含有させることによる、体積抵抗率を小さくしてシームレスベルトに適度な導電性を付与する効果が得られない。一方、前記範囲を超える場合には導電性シームレスベルトの体積抵抗率が小さくなりすぎて、中間転写ベルト等としての使用に適さなくなってしまう。
なお、カーボンナノチューブの割合は、導電性シームレスベルトの用途等に応じて、前記範囲内で適宜調整することができる。
【００３０】
高分子型イオン導電剤としては、イオン導電性を有する種々の高分子材料が使用可能である。中でも特にポリエーテルエステルアミドが、導電性シームレスベルトに良好な導電性を付与する効果に優れているため好ましい。
前記ポリエーテルエステルアミドとしては、例えばチバ・ジャパン(株)製のイルガスタット（登録商標）Ｐ１６、Ｐ１８、Ｐ２０、Ｐ２２、三洋化成工業(株)製のペレスタット（登録商標）ＮＣ６３２１等が挙げられる。
【００３１】
本発明において、ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたりの高分子型イオン導電剤の割合が１０質量部以上、４０質量部以下に限定されるのは、下記の理由による。
すなわち高分子型イオン導電剤の割合が前記範囲未満では、前記高分子型イオン導電剤を含有させることによる、導電性シームレスベルトの体積抵抗率を調整するとともに、前記体積抵抗率のばらつきを小さくする効果が得られない。一方、前記範囲を超えてもそれ以上の効果が得られないだけでなく、却って導電性シームレスベルトの引裂強さや耐屈曲性が低下してしまう。
【００３２】
無水マレイン酸系相溶化剤としては、共重合成分として無水マレイン酸を含み、ポリエステル系熱可塑性エラストマと高分子型イオン導電剤との相溶性を高める効果を有する種々の共重合体が挙げられる。
中でも特に、エチレン／アクリル酸／無水マレイン酸共重合体を用いるのが好ましい。前記共重合体は、特にポリエステル系熱可塑性エラストマと、高分子型イオン導電剤としてのポリエーテルエステルアミドとの相溶性を高める効果に優れている。前記エチレン−アクリル酸−無水マレイン酸共重合体としては、例えばアルケマ(株)製のボンダイン（登録商標）ＡＸ８３９０、ＴＸ８０３０等が挙げられる。
【００３３】
本発明において、ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたりの無水マレイン酸系相溶化剤の割合が０．１質量部以上、１０質量部以下に限定されるのは、下記の理由による。
すなわち無水マレイン酸系相溶化剤の割合が前記範囲未満では、前記無水マレイン酸系相溶化剤を含有させることによる、ポリエステル系熱可塑性エラストマと高分子型イオン導電剤との相溶性を高めて、前記高分子型イオン導電剤をポリエステル系熱可塑性エラストマ中にできるだけ細かく、均一に分散させる効果が得られない。そのため導電性シームレスベルトの引裂強さが低下してしまう。一方、前記範囲を超えてもそれ以上の効果が得られないだけでなく、却って導電性シームレスベルトの耐屈曲性が低下してしまう。
【００３４】
なおエラストマ組成物には、前記各成分による効果を阻害しない範囲で、種々の他の添加剤を含有させることができる。前記他の添加剤としては、例えばカーボンナノチューブと高分子型イオン導電剤による導電性をさらに補助して導電性シームレスベルトの体積抵抗率のばらつきをより一層小さくするための導電性フィラーや、エラストマ組成物の混練、および押出成形を補助するための加工助剤（軟化剤、可塑剤等）、あるいは押出成形を補助するための滑剤等が挙げられる。
【００３５】
前記各成分を、例えば２軸押出機等を用いて混練してエラストマ組成物を調製し、前記エラストマ組成物を押出成形機に供給して加熱下で混練しながら、前記押出成形機に接続された環状のダイを通して所定の厚みと内径とを有する筒状に押出成形したのち、前記筒を所定の幅にカットすることで、本発明の導電性シームレスベルトが製造される。
前記本発明の導電性シームレスベルトは、本来的に耐屈曲性に優れたポリエステル系熱可塑性エラストマに、カーボンナノチューブと、高分子型イオン導電剤と、前記高分子型イオン導電剤のポリエステル系熱可塑性エラストマに対する相溶性を向上する効果に優れた無水マレイン酸系相溶化剤とを所定の割合で含有させたエラストマ組成物を押出成形等して製造され、いずれの方向にも良好な引裂強さを有する上、耐屈曲性等にも優れている。
【００３６】
しかも本発明によれば、カーボンナノチューブと高分子型イオン導電剤の含有割合を前記所定の範囲内で調整することにより、一つの導電性シームレスベルトの面内や、あるいは複数個の導電性シームレスベルト間での電気抵抗値（体積抵抗率）のばらつきが小さく均一で、しかも用途に適した良好な導電性を、導電性シームレスベルトに付与することができる。
【００３７】
例えば本発明の導電性シームレスベルトを、先に説明した中間転写ベルト等として電子写真装置に組み込んで使用する場合、その体積抵抗率は１．０×１０６Ω・ｃｍ以上、１．０×１０１２Ω・ｃｍ以下とすることができ、しかもその際に、面内での体積抵抗率の最大値ＲＭＡＸと最小値ＲＭＩＮとから、式(a)：
ＶＲ＝ｌｏｇ１０ＲＭＡＸ−ｌｏｇ１０ＲＭＩＮ (a)
によって求められる体積抵抗率のばらつきＶＲを１以下とすることが可能である。
【００３８】
図１は、本発明の導電性シームレスベルトを中間転写ベルトとして組み込むことができる電子写真装置の一例としてのカラーレーザープリンタの概略断面図である。
図１を参照して、この例のカラーレーザープリンタ１は、図中に実線の矢印で示す方向に回転する回転式の感光体２を備えている。
また感光体２の周囲には、前記回転方向に沿って順に、前記感光体２の表面を一様に帯電させるための帯電ローラ３、帯電させた感光体２の表面を露光して、前記表面に、形成画像に対応する静電潜像を形成するための露光手段４、前記静電潜像を、トナーを選択的に付着させることでトナー像に現像するための現像手段５を備えている。
【００３９】
前記露光手段４は、カラー画像を形成する場合、前記カラー画像をシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、およびブラック（Ｋ）の４色に色分解した画像データごとに感光体２の表面に露光して、それぞれの色に対応した静電潜像を順次、感光体の表面に形成する。また文書等のモノクロ画像を形成する場合、露光手段４は、色分解しない画像データを感光体２の表面に露光する。
【００４０】
現像手段５は、前記露光手段４によって露光されて感光体２の表面に形成された静電潜像に対応して、前記静電潜像を、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、およびブラック（Ｋ）の４色のトナーのうち、その静電潜像に対応するいずれか１色のトナーで現像するための４つの現像部６〜９を備えている。
前記現像部６〜９は、感光体２と平行に配列された回転式の保持体１０によって保持されており、現像手段５は、前記保持体１０を回転させて現像部６〜９のいずれかを感光体２の表面に対峙させた状態で保持して、前記表面に形成された静電潜像を、対峙させたいずれかの現像部６〜９によって所定の色のトナー像に現像する。
【００４１】
感光体２の周囲の、前記現像手段５より回転方向の下流側には、前記感光体２の回転と同期して図中に実線の矢印で示す方向に送られる、本発明の導電性シームレスベルトである無端状の中間転写ベルト１１と、感光体２との間に前記中間転写ベルト１１を挟んだ状態で配設された一次転写ローラ１２とを備えた転写手段１３が配けられている。感光体２の表面に形成されたトナー像は、前記感光体２と一次転写ローラ１２との間に所定の転写電圧を印加することで、前記感光体２の表面から中間転写ベルト１１の表面に転写される。
【００４２】
カラー画像を形成する場合、露光手段４での露光によって感光体２の表面にまず１色目の画像データに対応する静電潜像が形成され、前記静電潜像が、現像手段５において対応する１色目のトナー像に現像され、転写手段１３において中間転写ベルト１１の表面に転写される。この操作を２色目〜４色目の画像データについても繰り返して、前記中間転写ベルト１１の表面に、４色のトナーを順に重ねるように転写させると、前記中間転写ベルト１１の表面に所定のカラー画像が形成される。
【００４３】
またモノクロ画像を形成する場合は、露光手段４での露光によって感光体２の表面に所定の画像データに対応する静電潜像が形成され、前記静電潜像が、現像手段５において所定の１色（通常はブラック）のトナー像に現像され、転写手段１３において中間転写ベルト１１の表面に転写される。
前記転写手段１３は１組の二次転写ローラ１４、１５を備えており、中間転写ベルト１１は、前記二次転写ローラ１４、１５間を挿通されている。
【００４４】
中間転写ベルト１１の表面に形成されたトナー像（カラー画像またはモノクロ画像）は、前記中間転写ベルト１１と紙１６とを重ねた状態で二次転写ローラ１４、１５間を通過させながら、前記二次転写ローラ１４、１５間に所定の転写電圧を印加することで、前記中間転写ベルト１１の表面から紙１６の表面に転写される。
トナー像が転写された紙１６は、図中に実線の矢印で示すように、例えば所定の温度に加熱されている１組の定着ローラ１７、１８間を挿通される。これにより前記トナー像が紙１６の表面に定着される。
【００４５】
なお各色のトナー像を重ねてカラー画像を形成する際に、前記二次転写ローラ１４、１５は、互いに離間されるか、もしくは転写電圧と逆電圧が印加された状態とされる。これにより、トナー像が二次転写ローラ１４の表面に部分的に転写される等して画像不良が生じるのが防止される。
感光体２の周囲の、転写手段１３より回転方向の下流側で、かつ帯電ローラ３の上流側には、前記転写手段１３においてトナー像を転写後の感光体２の表面に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段１９が設けられている。
【００４６】
前記各部を備えたカラーレーザープリンタに、中間転写ベルト１１として本発明の導電性シームレスベルトを組み込んだ場合には、前記のように本発明の導電性シームレスベルトが均一でかつ良好な導電性を有する上、押出成形等によって製造した表面が微小な突起や凹みを有さず滑らかで、しかも耐屈曲性等にも優れているため、乱れのない良好な画像を長期化に亘って形成し続けることが可能となる。
【実施例】
【００４７】
以下の実施例、比較例の導電性シームレスベルトの製造、特性の測定、および試験を、特記した以外は温度２３±１℃、相対湿度５５±１％の環境下で実施した。
〈実施例１〉
ポリエステル系熱可塑性エラストマ〔東レ・デュポン(株)製のハイトレル（登録商標）２７８１、引張弾性率：１３２０ＭＰａ〕１００質量部、多層構造を有するカーボンナノチューブ〔直径：２０ｎｍ、アスペクト比：２０、圧密体の体積抵抗値：０．０４Ω・ｃｍ、Ｎ２−ＢＥＴ比表面積：２００ｃｍ２／ｇ〕２．０質量部、高分子型イオン導電剤〔ポリエーテルエステルアミド、前出のチバ・ジャパン(株)製のイルガスタットＰ２２〕２５．５質量部、および無水マレイン酸系相溶化剤〔エチレン−アクリル酸−無水マレイン酸共重合体、前出のアルケマ(株)製のボンダインＡＸ８３９０〕３．８質量部を配合し、２軸押出機を用いて混練してエラストマ組成物を調製した。
【００４８】
次いで、前記エラストマ組成物を押出成形機に供給して加熱下で混練しながら、前記押出成形機に接続された環状のダイを通して筒状に押出成形したのち前記筒をカットして、厚み１００μｍ、内径２００ｍｍ、幅４００ｍｍの導電性シームレスベルトを製造した。押出成形の温度は２３０〜２８０℃とした。
〈実施例２〉
カーボンナノチューブの量を３．８質量部、高分子型イオン導電剤〔前出のチバ・ジャパン(株)製のイルガスタットＰ２２〕の量を２１．３質量部としたこと以外は実施例１と同様にして、同形状、同寸法の導電性シームレスベルトを製造した。
【００４９】
〈実施例３〜５〉
カーボンナノチューブの量を２．３質量部、高分子型イオン導電剤〔前出のチバ・ジャパン(株)製のイルガスタットＰ２２〕の量を２１．０質量部、無水マレイン酸系相溶化剤〔前出のアルケマ(株)製のボンダインＡＸ８３９０〕の量を１．２質量部（実施例３）、３．７質量部（実施例４）、６．２質量部（実施例５）としたこと以外は実施例１と同様にして、同形状、同寸法の導電性シームレスベルトを製造した。
【００５０】
〈比較例１〉
無水マレイン酸系相溶化剤を配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして、同形状、同寸法の導電性シームレスベルトを製造した。
〈実施例６、７、比較例２、３〉
無水マレイン酸系相溶化剤〔前出のアルケマ(株)製のボンダインＡＸ８３９０〕の量を０．０５質量部（比較例２）、０．１質量部（実施例６）、１０．０質量部（実施例７）、１２．０質量部（比較例３）としたこと以外は実施例１と同様にして、同形状、同寸法の導電性シームレスベルトを製造した。
【００５１】
〈実施例８、９、比較例４、５〉
高分子型イオン導電剤〔前出のチバ・ジャパン(株)製のイルガスタットＰ２２〕の量を５．０質量部（比較例４）、１０．０質量部（実施例８）、４０．０質量部（実施例９）、５０．０質量部（比較例５）としたこと以外は実施例１と同様にして、同形状、同寸法の導電性シームレスベルトを製造した。
【００５２】
〈実施例１０、比較例６〜８〉
カーボンナノチューブの量を０．５質量部（比較例６）、５．０質量部（実施例１０）、６．０質量部（比較例７）、８．０質量部（比較例８）としたこと以外は実施例１と同様にして、同形状、同寸法の導電性シームレスベルトを製造した。
〈引裂強さ測定〉
実施例、比較例で製造した導電性シームレスベルトを打ち抜いて、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６２５２：２００７「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引裂強さの求め方」において規定された切込みなしアングル形試験片を作製した。
【００５３】
詳しくは図２を参照して、前記切込みなしアングル形試験片２０は、その短辺方向が押出成形時の樹脂の流れ方向Ｘ、長辺方向が前記流れ方向Ｘと直交するベルトの長さ方向Ｙと一致するように打ち抜いて作製した。
次いで前記アングル型試験片２０を用いて、前記ＪＩＳ Ｋ６２５２：２００７所載の測定方法に則って、試験速度２００ｍｍ／ｍｉｎで引裂強さを測定した。測定は、各実施例、比較例で製造した導電性シームレスベルト上の任意の３個所から打ち抜いた３つの試験片について行い、３回の測定結果が全て７５Ｎ／ｍｍ以上であったものを引裂強さ良好（○）、１回でも７５Ｎ／ｍｍを下回ったものを引裂強さ不良（×）として評価した。
【００５４】
〈耐屈曲性試験〉
実施例、比較例で製造した導電性シームレスベルトから、長さ１００ｍｍ×幅１５ｍｍの短冊状のサンプルを、その短辺方向が押出成形時の樹脂の流れ方向Ｘ、長辺方向が前記流れ方向Ｘと直交するベルトの長さ方向Ｙと一致するように切り出し、(株)安田精機製作所製のＭＩＴ形耐折度試験機を用いて前記サンプルに規定の荷重をかけながら往復折り曲げを繰り返すことで屈曲疲労を与えて、前記サンプルが破断するまでに要した往復折り曲げ回数を記録した。
【００５５】
測定条件は、錘：２２６．８ｇ、チャック間隔：５５ｍｍ、屈曲角度（左右とも）：１３５°、屈曲速度：１７３ｃｐｍとした。また測定は、１つの導電性シームレスベルト上の３箇所から切り出したサンプルについて行い、３回の測定結果が全て５００００回を超えたものを耐屈曲性良好（○）、１回でも５００００回を下回ったものを耐屈曲性不良（×）として評価した。
【００５６】
〈体積抵抗率の測定〉
実施例、比較例で製造した導電性シームレスベルトの体積抵抗率（Ω・ｃｍ）を、アドバンテストコーポレーション製の超高抵抗微小電流計Ｒ−８３４０Ａを用いて、日本工業規格ＪＩＳ Ｋ６９１１：１９９５「熱硬化性プラスチック一般試験方法」所載の測定方法に則って、印加電圧：５００Ｖの条件で測定した。
【００５７】
〈体積抵抗率のばらつき評価〉
実施例、比較例で製造した導電性シームレスベルトの周方向の１６箇所の体積抵抗率（Ω・ｃｍ）を、(株)ダイアインスツルメンツ製の抵抗率計ハイレスタＵＰ ＭＣＰ−ＨＴ４５０型と、付属のリング状プローブ（ＵＲＳ）とを用いて、前出のＪＩＳ Ｋ６９１１：１９９５所載の測定方法に則って測定し、測定結果のうち最大値ＲＭＡＸと最小値ＲＭＩＮとから、式(a)：
ＶＲ＝ｌｏｇ１０ＲＭＡＸ−ｌｏｇ１０ＲＭＩＮ (a)
によって体積抵抗率のばらつきＶＲを求めた。測定の条件は、１箇所の測定時間：１０秒、印加電圧：５００Ｖとした。
【００５８】
以上の結果を表１〜表４に示す。
【００５９】
【表１】
【００６０】
【表２】
【００６１】
【表３】
【００６２】
【表４】
【００６３】
前記各表の実施例１〜１０、比較例１〜３の結果より、無水マレイン酸系相溶化剤の割合を、ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたり０．１質量部以上、１０質量部以下の範囲としたとき、いずれの方向にも良好な引裂強さを有する上、耐屈曲性等にも優れた導電性シームレスベルトが得られることが判った。
また実施例１〜１０、比較例４〜８の結果より、カーボンナノチューブの割合を、ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたり１質量部以上、５質量部以下の範囲とし、かつ高分子型イオン導電剤の割合を、前記ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたり１０質量部以上、４０質量部以下の範囲としたとき、前記導電性シームレスベルトに、中間転写ベルト等として適した良好な導電性を付与できることが判った。
【符号の説明】
【００６４】
１ カラーレーザープリンタ（電子写真装置）
２ 感光体
３ 帯電ローラ
４ 露光手段
５ 現像手段
６〜９ 現像部
１０ 保持体
１１ 中間転写ベルト
１２ 一次転写ローラ
１３ 転写手段
１４、１５ 二次転写ローラ
１６ 紙
１７、１８ 定着ローラ
１９ クリーニング手段
２０ 切込みなしアングル形試験片
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル系熱可塑性エラストマと、前記ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたり、１質量部以上、５質量部以下のカーボンナノチューブ、１０質量部以上、４０質量部以下の高分子型イオン導電剤、および０．１質量部以上、１０質量部以下の無水マレイン酸系相溶化剤とを含むエラストマ組成物からなることを特徴とする導電性シームレスベルト。
【請求項２】
前記ポリエステル系熱可塑性エラストマは、ハードセグメントとしてポリブチレンテレフタレートを含み、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上である請求項１に記載の導電性シームレスベルト。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブは、直径が５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下、アスペクト比が１０以上、１０００以下で、かつ圧密体の体積抵抗値が１．０Ω・ｃｍ以下である請求項１または２に記載の導電性シームレスベルト。
【請求項４】
前記高分子型イオン導電剤は、ポリエーテルエステルアミドである請求項１ないし３のいずれか１項に記載の導電性シームレスベルト。
【請求項５】
前記無水マレイン酸系相溶化剤は、エチレン−アクリル酸−無水マレイン酸共重合体である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の導電性シームレスベルト。
【請求項６】
体積抵抗率が１．０×１０６Ω・ｃｍ以上、１．０×１０１２Ω・ｃｍ以下で、かつ面内での体積抵抗率の最大値ＲＭＡＸと最小値ＲＭＩＮとから、式(a)：
ＶＲ＝ｌｏｇ１０ＲＭＡＸ−ｌｏｇ１０ＲＭＩＮ (a)
によって求められる体積抵抗率のばらつきＶＲが１以下である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の導電性シームレスベルト。
【請求項１】
ポリエステル系熱可塑性エラストマと、前記ポリエステル系熱可塑性エラストマ１００質量部あたり、１質量部以上、５質量部以下のカーボンナノチューブ、１０質量部以上、４０質量部以下の高分子型イオン導電剤、および０．１質量部以上、１０質量部以下の無水マレイン酸系相溶化剤とを含むエラストマ組成物からなることを特徴とする導電性シームレスベルト。
【請求項２】
前記ポリエステル系熱可塑性エラストマは、ハードセグメントとしてポリブチレンテレフタレートを含み、引張弾性率が１０００ＭＰａ以上である請求項１に記載の導電性シームレスベルト。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブは、直径が５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下、アスペクト比が１０以上、１０００以下で、かつ圧密体の体積抵抗値が１．０Ω・ｃｍ以下である請求項１または２に記載の導電性シームレスベルト。
【請求項４】
前記高分子型イオン導電剤は、ポリエーテルエステルアミドである請求項１ないし３のいずれか１項に記載の導電性シームレスベルト。
【請求項５】
前記無水マレイン酸系相溶化剤は、エチレン−アクリル酸−無水マレイン酸共重合体である請求項１ないし４のいずれか１項に記載の導電性シームレスベルト。
【請求項６】
体積抵抗率が１．０×１０６Ω・ｃｍ以上、１．０×１０１２Ω・ｃｍ以下で、かつ面内での体積抵抗率の最大値ＲＭＡＸと最小値ＲＭＩＮとから、式(a)：
ＶＲ＝ｌｏｇ１０ＲＭＡＸ−ｌｏｇ１０ＲＭＩＮ (a)
によって求められる体積抵抗率のばらつきＶＲが１以下である請求項１ないし５のいずれか１項に記載の導電性シームレスベルト。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−９５４８１（Ｐ２０１１−９５４８１Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４８９９２（Ｐ２００９−２４８９９２）
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２９日（２００９．１０．２９）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【Ｆターム（参考）】
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