無端ベルト及び画像形成装置
【課題】高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる無端ベルト及びこの無端ベルトを備えた画像形成装置を提供すること。
【解決手段】単層構造に形成されて成り、ＪＩＳ Ｐ８１１５で規定されたＩＳＯ耐折回数が６５００回以上であることを特徴とする無端ベルト１、及び、この無端ベルト１を備えた画像形成装置。この無端ベルト１は、機械的強度が大きく低下することなく、耐揉性が改善されているから、従来の画像形成装置に装着されても、また、例えば、高寿命化、高精細化及び／又は高速化された画像形成装置に装着されても、高品質の画像を長期間にわたって形成することができる。
【解決手段】単層構造に形成されて成り、ＪＩＳ Ｐ８１１５で規定されたＩＳＯ耐折回数が６５００回以上であることを特徴とする無端ベルト１、及び、この無端ベルト１を備えた画像形成装置。この無端ベルト１は、機械的強度が大きく低下することなく、耐揉性が改善されているから、従来の画像形成装置に装着されても、また、例えば、高寿命化、高精細化及び／又は高速化された画像形成装置に装着されても、高品質の画像を長期間にわたって形成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端ベルト及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる無端ベルト及びこの無端ベルトを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置には、金属製ドラム体又は弾性ローラに代えて、又は、これらに加えて、熱可塑性樹脂等によって形成された無端ベルトが用いられる。このような無端ベルトとしては、例えば、転写ベルト、中間転写ベルト、転写搬送ベルト、搬送ベルト、定着ベルト及び現像ベルト等が挙げられる。これらの無端ベルトは、通常、複数の支持ローラに張架され、常に、張力がかけられた状態で、無限軌道上の走行及び停止が繰り返されながら、高速で走行する。
【０００３】
このような無端ベルトは、通常、各種樹脂を含有する樹脂組成物等で形成される。無端ベルトを形成する樹脂組成物に含有される樹脂は、強度、可撓性、寸法安定性及び耐熱性等の特性並びに無端ベルトに要求される特性等に基づいて、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂、ポリエステル（ＰＥＴ、ＰＢＴ等）、ポリサルフォン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が適宜選択される。樹脂組成物から形成された無端ベルトとして、例えば、「被転写物に転写された静電画像を定着する定着・加圧ベルトにおいて、ポリアミドイミド樹脂からなるベルト本体と、このベルト本体の表面にシリコーンゴムの被覆層を形成したことを特徴とする定着・加圧ベルト」（特許文献１参照。）、「熱可塑性ポリイミド樹脂及び比表面積５〜５００ｍ２／ｇの導電性フィラーを含有する樹脂組成物からなるシームレスベルト」（特許文献２参照。）、また、「合成樹脂で構成される単層無端ベルトにおいて、その軸方向と周方向とに対する光沢度が異方性であり、かつ、その軸方向の光沢度が周方向より大きいことを特徴とする単層無端状ベルト」（特許文献３参照。）等が挙げられる。
【０００４】
一般に、無端ベルトを用いた画像形成装置において高品質の画像を形成するには、無端ベルトには、無端ベルトが記録体、現像剤等の被搬送物を所望のように搬送可能な特性が要求され、また、無端ベルトに現像剤又は現像剤に含まれる成分等が固着しない程度に担持し、かつ、他の部材又は記録体に担持した現像剤等を容易に転写可能である特性等が要求されると共に、無端ベルトが損傷しない強度特性等も要求される。
【０００５】
ところで、近年、画像形成装置は、高寿命化、高精細化及び高速化（すなわち、無端ベルトの走行速度の高速化）等の向上が図られている。したがって、従来の無端ベルトよりも優れた特性を有し、画像形成装置の高寿命化、高精細化及び高速化を実現しつつも、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる無端ベルトが要求されている。
【０００６】
【特許文献１】実公平６−３３９７号明細書
【特許文献２】特開平１１−１７０３８９号公報
【特許文献３】特開２００５−１０１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる無端ベルト及びこの無端ベルトを備えた画像形成装置を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、単層構造に形成されて成り、ＩＳＯ耐折回数が６５００回以上であることを特徴とする無端ベルトであり、
請求項２は、吸水率が１．８％以下であることを特徴とする請求項１に記載の無端ベルトであり、
請求項３は、アミノ基、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一種の基を末端に有するポリジメチルシロキサンの存在下に、トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とを重合してなる変性ポリアミドイミド樹脂から成る請求項１又は２に記載の無端ベルトであり、
請求項４は、前記ポリジメチルシロキサンは、前記トリカルボン酸無水物と前記ジイソシアネート化合物との合計１００質量部に対して１０質量部以下の割合で存在することを特徴とする請求項３に記載の無端ベルトであり、
請求項５は、請求項１〜４のいずれかに記載の無端ベルトを備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る無端ベルトは、単層構造に形成されているから、複層構造に比して、無端ベルトを構成する各層の機械的強度、ヤング率等の相違、及び、複層構造の損傷等によって、無端ベルトの機械的強度が大きく低下することも、また、画像形成装置に装着されて無限走行したときに各層間の剥離等の不具合が発生することもない。また、この発明に係る無端ベルトは、ＩＳＯ耐折回数が６５００回以上であるから、耐揉性、すなわち、繰り返しの屈曲疲労に対する耐久性が改善されている。その結果、この発明に係る無端ベルトは、従来の画像形成装置に装着されて無限走行しても、また、高寿命化、高精細化及び高速化された画像形成装置に装着されて無限走行しても、無端ベルト自体の初期の特性を、大きく低下させることなく、長期間にわたって発揮することができる。したがって、この発明によれば、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる無端ベルト、及び、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の一例である無端ベルトを図面に基づいて説明する。図１に示されるように、無端ベルト１は、後述する変性ポリアミドイミド樹脂によって、環状に形成されて成る。無端ベルト１の厚さは、特に限定されないが、通常、例えば、０．０３〜１ｍｍであるのが好ましく、０．０５〜０．２ｍｍであるのがより好ましく、０．０７〜０．１４ｍｍ程度であるのが特に好ましい。無端ベルト１の厚さが０．０３ｍｍ未満であると、無端ベルト１の機械的強度が低下することがあり、一方、１ｍｍを超えると、無端ベルト１の可撓性が低下し、耐久性に劣ることがある。無端ベルト１の幅及び内周径は、無端ベルト１の用途等、すなわち、画像形成装置に配設される位置（構成部分）、張架される複数のローラ間隔等に応じて、所望の幅及び内周径となるように、任意に設定される。その一例を挙げると、例えば、無端ベルト１の幅は２００〜３５０ｍｍであり、内周径は２００〜２，５００ｍｍである。
【００１１】
図１に示されるように、無端ベルト１は、単層構造とされる。無端ベルト１が単層構造に形成されると、画像形成装置に長期間にわたって装着されても、また、高寿命化、高精細化及び高速化された画像形成装置に装着されても、複層構造に形成された無端ベルトを構成する各層の機械的強度、ヤング率等の相違、及び、複層構造の損傷等に起因する機械的強度の低下を効果的に防止することができると共に、無端ベルト１を構成する層が剥離することなど起こり得ない。その結果、単層構造の無端ベルト１は、高品質の画像を長期間にわたって形成することができる。
【００１２】
無端ベルト１は、ＩＳＯ耐折回数が６，５００回以上である。このＩＳＯ耐折回数が６，５００回以上であると、耐揉性、すなわち、繰り返しの屈曲疲労に対する耐久性が改善されるから、画像形成装置に長期間にわたって装着されて無限走行しても、また、高寿命化、高精細化及び高速化された画像形成装置に装着されて無限走行しても、無端ベルト１にひび割れ、亀裂等の損傷が生じることを防止することができる。その結果、無端ベルト１は、高品質の画像を長期間にわたって形成することができる。高品質の画像をより一層長期間にわたって形成することができる点で、前記ＩＳＯ耐折回数は、６，８００回以上であるのが好ましく、７，５００回以上であるのが特に好ましい。一方、前記ＩＳＯ耐折回数の上限値は、特に限定されないが、現実的には、例えば、１２，０００回程度であればよいが、無端ベルト１の用途等に応じて、１０，０００回程度であってもよい。
【００１３】
前記ＩＳＯ耐折回数は、次のようにして求めることができる。まず、ＭＩＴ試験機（例えば、商品名「ＭＩＴ−ＤＡ」、株式会社東洋精機製作所製）を準備し、幅１５ｍｍ、長さ１５０ｍｍ及び厚さ１００μｍの寸法を有する無端ベルト１、又は、無端ベルト１から前記寸法に切り出した試験片を、前記ＭＩＴ試験機に装備された折り曲げクランプ（先端半径０．３８ｍｍＲ）で挟持して固定する。次いで、折り曲げクランプに固定された前記無端ベルト１又は試験片の自由端（幅１５ｍｍ×長さ約１００ｍｍ）を前記ＭＩＴ試験機の折り曲げクランプより５０ｍｍの間隔を離して具備されたバネ荷重クランプで挟持する。この無端ベルト１又は試験片を荷重４．９Ｎで引っ張りつつ、折り曲げ角度が９０度になるように折り曲げクランプを回動させて、無端ベルト１又は試験片を繰り返し折り曲げる。そして、前記無端ベルト１又は試験片が破断するまでの往復折り曲げ回数を耐折回数とする。この試験を複数回、例えば、３回行い、その耐折回数の常用対数の算術平均値を求め、求めた算術平均値の真数を無端ベルト１のＩＳＯ耐折回数とする。なお、上記条件以外は、基本的には、ＪＩＳ Ｐ８１１５に規定された測定条件に従う。
【００１４】
無端ベルト１のＩＳＯ耐折回数は、変性ポリアミドイミド樹脂の種類、後述する二次溶媒除去工程の条件等により、調整することができる。
【００１５】
無端ベルト１は、吸水率が１．８％以下であるのが好ましい。吸水率が１．８％以下であると、無端ベルト１の寸法安定性が高く、画像形成装置に長期間にわたって装着されても、又は／及び、高速化された画像形成装置に装着されても、支持ローラに張架された無端ベルト１が空転することもなく、記録体、現像剤等の被搬送物を所望のように搬送することができる。また、吸水率が１．８％以下であると、中間転写ベルトとして無端ベルト１を使用し、かつ、後述する像担持体としてアモルファスシリコン感光ドラム等を使用しても、無端ベルト１の吸湿に起因する像流れ現象の発生を防止して、高品質の画像を形成することができる。ここで、像流れ現象とは、アモルファスシリコン感光ドラムから生じるａ−ＳｉＯと水とが結合することによって、アモルファスシリコン感光ドラム表面の電気抵抗値が低下し、電位が横に流れる現象をいい、ａ−ＳｉＯは、アモルファスシリコン感光ドラムが帯電時に生じるオゾンや窒素酸化物等の影響でアモルファスシリコン感光ドラム表面が酸化されると生成し、親水性で、雰囲気中や中間転写ベルトの含有水と結合しやすいという特性を有している。これらの特性により一層優れる点で、吸水率は、１．６５％以下であるのがより好ましく、１．６％以下であるのが特に好ましい。吸水率の下限値は、理想的には０％であるが、現実的には、例えば、０．５％程度に設定することができる。吸水率の下限値は、前記０．５％程度に限定されず、無端ベルト１の特性、吸水率調整時の作業性等を考慮して、例えば、０．３％程度であってもよい。
【００１６】
前記吸水率は、無端ベルト１を１０ｍｍ×１５０ｍｍ×１００μｍ（厚さ）の寸法に切り出した試験片を（２３℃５０％Ｒ．Ｈ．で２４時間乾燥した後）、２５℃に調節された水中に２４時間浸漬して、浸漬前後の質量変化量を、浸漬前の質量で除して、求めることができる。この測定を複数回、例えば、３回行い、その算術平均値を無端ベルト１の吸水率とする。
【００１７】
無端ベルト１の吸水率は、変性ポリアミドイミド樹脂の種類、後述する二次溶媒除去工程の条件により、調整することができる。
【００１８】
無端ベルト１は、ヤング率が、１，５００〜４，０００ＭＰａであるのが好ましく、２，０００〜４，０００ＭＰａであるのがより好ましく、２，０００〜３，０００ＭＰａであるのが特に好ましい。無端ベルト１のヤング率が前記範囲にあると、無端ベルト１が可撓性に富み、所定の張力がかけられた状態で複数のローラ及び駆動ローラ等に張架されても破損又は損傷しにくく、また駆動時の応力に対する無端ベルト１の変形量が小さくなり、高品質の画質を安定して形成することができる。また、無端ベルト１のヤング率が前記範囲にあると、現像剤として、トナー粒子とキャリア粒子とを含有する磁性二成分現像剤を使用しても、キャリア粒子の無端ベルト１への付着に起因するキャリア粒子引き現象が生じにくく、高品質の画像を形成することができる。ここで、キャリア粒子引き現象とは、鉄粉等のキャリア粒子が無端ベルト１の表面に付着した場合に、無端ベルト１と像担持体とのニップ間隔が局部的に拡大してしまう現象をいう。
【００１９】
前記ヤング率は、ＪＩＳ Ｋ７１１３に規定された「プラスチックの引張試験方法」に記載された方法に準じて測定することができる。すなわち、無端ベルト１における、単位断面積にかかる力ΔＳと単位長さでの伸びΔａを測定し、式Ｅ＝ΔＳ／Δａ により求めることができる。ここで、前記式中、ΔＳは、負荷Ｆ、無端ベルト１の厚さｔ及び幅ｗより、式ΔＳ＝Ｆ／（ｗ×ｔ）で表され、Δａは、無端ベルト１の基準長さＬ、負荷をかけたときの無端ベルト１の伸びΔＬより、Δａ＝ΔＬ／Ｌで表される。無端ベルト１のヤング率は、引張り試験機、例えば、商品名「ＭＯＤＥＬ−１６０５Ｎ」（アイコーエンジニアリング株式会社製）を用いて、測定することもできる。前記算出又は前記測定を複数回、例えば、３回行い、その算術平均値を無端ベルト１のヤング率とする。
【００２０】
無端ベルト１のヤング率は、変性ポリアミドイミド樹脂の種類、後述する二次溶媒除去工程の条件により、調整することができる。
【００２１】
無端ベルト１は、引張伸度が１０％以上であるのが好ましく、１２％以上であるのがより好ましい。引張伸度の上限は、理想的には特に限定されないが、現実的には１００％であるのがよく、好ましくは８０％であり、特に好ましくは５０％である。無端ベルト１の引張伸度が前記範囲にあると、無端ベルト１の端部が損傷しても、損傷部分をきっかけとして無端ベルト１が破断することを抑えることができる。
【００２２】
前記引張伸度は、ＪＩＳ Ｋ７１１３に規定された「プラスチックの引張試験方法」に記載された方法に準拠して測定することができる。無端ベルト１の引張伸度は、測定を複数回、例えば、３回行い、その算術平均値とする。無端ベルト１の引張伸度は、変性ポリアミドイミド樹脂の種類、後述する二次溶媒除去工程の条件により、調整することができる。
【００２３】
無端ベルト１は、接触帯電量が−７×１０−３〜７×１０−３μＣ（０μＣを除く）であるのが好ましく、−５×１０−３〜５×１０−３μＣ（０μＣを除く）であるのがより好ましく、−３×１０−３〜３×１０−３μＣ（０μＣを除く）であるのが特に好ましい。無端ベルト１の接触帯電量が前記範囲にある場合には、無端ベルト１を転写搬送ベルト又は搬送ベルトとして使用すると、記録体を所望のように長期間にわたって搬送することができ、また、無端ベルト１を中間転写ベルト、転写ベルト、現像ベルト等として使用すると、所望のように現像剤を、担持し、かつ記録体又は像担持体等に転写することができるから、長期間にわたって高品質の画像を形成することができる。
【００２４】
前記接触帯電量は、例えば、次のようにして測定することができる。まず、カスケード式接触帯電量測定装置（例えば、東芝ケミカル株式会社製、商品名「ＴＳ−１００ＡＴ」）と、基準接触粉体として球形フェライト粉(パウダーテック株式会社製、商品名「ＭＦ−６０」)と、無端ベルト１から７５ｍｍ×１００ｍｍの寸法に切り出した試験片とを準備する。次いで、準備した試験片をカスケード式接触帯電量測定装置にセットする。そして、２５℃、６０％ＲＨの雰囲気下で、基準接触粉体の流しかけ時間５秒で３回の測定を行い、その３回の算術平均値を求める。この平均値を無端ベルト１の接触帯電量とする。無端ベルト１の接触帯電量は、変性ポリアミドイミド樹脂の種類、導電性付与剤の種類又は配合量、並びに、後述する二次溶媒除去工程の条件等により、調整することができる。
【００２５】
無端ベルト１は、濡れ指数が３４ｍＮ／ｍ以下であるのが好ましく、３２ｍＮ／ｍ以下であるのがより好ましく、２５ｍＮ／ｍ以下であるのが特に好ましい。無端ベルト１の濡れ指数が前記範囲にあると、現像剤に含まれるシリカ粒子が無端ベルト１に固着することを防止し、高品質の画像を形成することができる。
【００２６】
前記濡れ指数は、和光純薬株式会社製の濡れ張力試験用混合液を使用して測定することができる。この測定を複数回、例えば、３回行い、その算術平均値を無端ベルト１の濡れ指数とする。無端ベルト１の濡れ指数は、変性ポリアミドイミド樹脂の種類、後述する二次溶媒除去工程の条件により、調整することができる。
【００２７】
無端ベルト１は、ループステフネスが１５０〜４５０ｍＮであるのが好ましく、２００〜４００ｍＮであるのがより好ましく、２５０〜３５０ｍＮであるのが特に好ましい。無端ベルト１のループステフネスが前記範囲にあると、無端ベルト１の柔軟性と耐久性とがバランスよく発現される。
【００２８】
前記ループステフネスは、次のようにして測定することができる。まず、ループステフネス測定器（例えば、商品名「ループステフネステスタＤＡ型」、株式会社東洋精機製作所製）を準備して、無端ベルト１と同様にして、幅２０ｍｍ及び周長１７５ｍｍの寸法を有するループ状試験片を作製する。次いで、このループ状試験片を８０ｍｍ間隔で前記測定器のクランプに、チャックして、固定する。そして、クランプにチャックされた部分の間にあり、チャックされていないループ状試験片の領域で、（重力の影響を受けない方向から）、１００ｍｍ／分の押し込み速度で押し込み量が２０ｍｍとなるまで、直径２０ｍｍの円盤状圧子を押圧する。このときに、チャックされていないループ状試験片が変形して、前記円盤状圧子にかかる最大押圧荷重を、円盤状圧子に接続された荷重測定器、例えば、デジタルフォースゲージで読み取り、荷重値を測定する。この測定を複数回、例えば、３回行い、その算術平均値を無端ベルト１のループステフネスとする。
【００２９】
無端ベルト１のループステフネスは、変性ポリアミドイミド樹脂の種類、後述するポリジメチルシロキサンの種類又は存在量、並びに、後述する二次溶媒除去工程の条件等により、調整することができる。
【００３０】
無端ベルト１は、導電性が要求される場合には、通常、１×１０９〜１×１０１３Ω・ｃｍの体積抵抗率を有するのが好ましく、１×１０１０〜１×１０１２Ω・ｃｍであるのが特に好ましい。体積抵抗率が前記範囲内にあると、無端ベルト１を画像形成装置に使用した場合に、高品質の画像を形成することができる。前記体積抵抗率は、体積抵抗測定装置（三菱化学株式会社製、商品名：Ｈｉｒｅｓｔａ−ＵＰ、使用プローブ：ＵＲＳ）により測定することができる。
【００３１】
無端ベルト１は、後述する変性ポリアミドイミド樹脂によって形成される。この変性ポリアミドイミド樹脂は、芳香族ポリアミドイミド樹脂を後述するポリジメチルシロキサンで変性した変性芳香族ポリアミドイミド樹脂が、強度、可撓性、寸法安定性及び耐熱性等の機械的特性がバランスよく優れている点で、特に好ましい。
【００３２】
前記変性芳香族ポリアミドイミド樹脂は、後述するポリジメチルシロキサンの存在下に、トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とを反応させるジイソシアネート法により製造することができ、原料の入手、反応性及び副生成物が少ない等の点で優れている。ジイソシアネート法で製造される変性芳香族ポリアミドイミド樹脂の他にも、重縮合反応を好適に進めることができるのであれば、後述するポリジメチルシロキサンの存在下に、ジイソシアネート化合物に代えてジアミン化合物を用いて製造される変性芳香族ポリアミドイミド樹脂も、好ましい。ジアミン化合物を用いて得られる変性芳香族ポリアミドイミド樹脂は、ヤング率が高く、無端ベルト１を形成する樹脂として好適である。また、トリカルボン酸無水物の一部をテトラカルボン酸二無水物に代えてイミド結合を増加させた変性芳香族ポリアミドイミド樹脂は、耐湿性に優れている。
【００３３】
変性芳香族ポリアミドイミド樹脂は、後述するポリジメチルシロキサンの存在下に、適宜の溶媒中で、常圧下、及び、常温下又は加熱下で、トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とを反応させることにより、容易に合成することができる。
【００３４】
トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とを重合させるときの、ポリジメチルシロキサンの存在量は、トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物との合計１００質量部に対して１０質量部以下であるのが好ましく、５質量部以下であるのが特に好ましい。ポリジメチルシロキサンの存在量が１０質量部を超える場合には、得られる変性芳香族ポリアミドイミド樹脂で無端ベルト１を形成すると、無端ベルト１の表面及び内部に気泡が発生することがある。一方、ポリジメチルシロキサンの存在量は、２質量部以上であるのが好ましく、３質量部以上であるのが好ましい。ポリジメチルシロキサンの存在量が２質量部未満である場合には、得られた変性芳香族ポリアミドイミド樹脂で無端ベルト１を形成しても、所望の効果が得られないことがある。
【００３５】
前記ポリジメチルシロキサンは、繰り返し単位−（Ｓｉ（ＣＨ３）２−Ｏ）−からなるポリジメチルシロキサン構造−（Ｓｉ（ＣＨ３）２−Ｏ）ｎ−を有し、その末端に、アミノ基、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一種の基を有するポリジメチルシロキサンである。ここで、ポリジメチルシロキサン構造におけるｎは整数であり、具体的には、例えば、４０〜６０の整数である。ポリジメチルシロキサンが、アミノ基、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一種の基を末端に有していると、これらの基がイソシアネート化合物のイソシアネート基と反応して、トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とからなるポリアミドイミド樹脂にポリジメチルシロキサンを均一に組み込むことができ、ブロック共重合体又はグラフト共重合体の変性ポリアミドイミド樹脂を得ることができる。
【００３６】
前記ポリジメチルシロキサンは、ポリジメチルシロキサン構造の両末端にアミノ基、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一種の基を有するのが好ましく、ポリジメチルシロキサン構造の末端に有する基はカルボキシ基であるのが好ましい。
【００３７】
前記ポリジメチルシロキサンは、その数平均分子量が３，２００〜４，６００であるのが好ましい。ポリジメチルシロキサンの数平均分子量が前記範囲にあると、無端ベルト１の耐揉性及び現像剤の離型性が向上する。数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーによる標準ポリスチレン換算した分子量である。
【００３８】
前記ポリジメチルシロキサンは、適宜調製してもよく、また、市販品を使用することもできる。市販品としては、例えば、商品名「Ｘ２２−１６２Ｃ」（ポリジメチルシロキサン構造の両末端はカルボキシ基、数平均分子量４，６００、信越化学株式会社製）、商品名「Ｘ２２−１７６ＤＸ」（ポリジメチルシロキサン構造の両末端はヒドロキシ基、数平均分子量３，２００、信越化学株式会社製）、商品名「ＫＦ８０１２」（ポリジメチルシロキサン構造の両末端はアミノ基、数平均分子量約４，０００、信越化学株式会社製）等が挙げられる。
【００３９】
前記トリカルボン酸無水物としては、芳香族トリカルボン酸無水物が好ましく、例えば、トリメリット酸無水物、３，４，４’−ジフェニルエーテルトリカルボン酸無水物、３，４，４’−ベンゾフェノントリカルボン酸無水物、２，３，５−ピリジントリカルボン酸無水物、ナフタレントリカルボン酸無水物、及びこれらの誘導体等が挙げられる。これらの酸無水物は１種単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００４０】
トリカルボン酸無水物の一部に代えて用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン酸二無水物、ペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物、及びこれらの誘導体等が挙げられる。これらのテトラカルボン酸二無水物は１種単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００４１】
前記ジイソシアネート化合物としては、芳香族ジイソシアネート化合物を好ましく挙げることができる。また、ジイソシアネート化合物として、芳香族ジイソシアネート化合物と共に、又は芳香族ジイソシアネート化合物に代えて、脂肪族ジイソシアネート化合物及び／又は脂環式ジイソシアネート化合物を、又はこれらの誘導体であるアミン類を使用することもできる。
【００４２】
芳香族ジイソシアネート化合物として、例えば、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、４，４’−ジイソシアネートジフェニルエーテル、４，４’−ジイソシアネートジフェニルスルホン、４，４’−ジイソシアネートビフェニル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジイソシアネートビフェニル、２，４−トルエンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等が挙げられる。また、これらの芳香族ジイソシアネート化合物の誘導体であるジアミン類も原料として利用できる。脂肪族ジイソシアネート化合物としては、例えば、エチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。脂環式ジイソシアネート化合物としては、例えば、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、１，３−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。これらのジイソシアネート化合物の中でも、無端ベルト１の耐熱性、機械的特性及び溶解性等を考慮すると、使用する全ジイソシアネート化合物中の６０質量％以上、好ましくは７０質量％以上を、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ジイソシアネートビフェニル、イソホロンジイソシアネート又はこれらの誘導体であるジアミン類とすることが好ましい。さらに、無端ベルト１の寸法安定性を考慮すると、使用する全ジイソシアネート化合物中の７０質量％以上をジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート又はこの誘導体である４，４′−ジアミノジフェニルメタンとすることがより好ましい。
【００４３】
変性芳香族ポリアミドイミド樹脂を合成する反応に使用される溶媒としては、溶解性の点で極性溶媒が好ましく、反応性を考慮すると非プロトン性極性溶媒が特に好ましい。非プロトン性極性溶媒として、例えば、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミド類が挙げられ、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミド類としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、及び、Ｎ，Ｎ−ジメチルメトキシアセトアミド等が挙げられる。また、極性溶媒として、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピリジン、ジメチルスルホキシド、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン等も好ましい。これらの溶媒は、１種単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００４４】
このように重合されて成る変性芳香族ポリアミドイミド樹脂は、芳香族ポリアミドイミド樹脂に、前記ポリジメチルシロキサン構造が組み込まれた、又は、グラフトされた、ブロック共重合体又はグラフト共重合体である。
【００４５】
変性芳香族ポリアミドイミド樹脂は、その数平均分子量が１０，０００〜５０，０００であるのが好ましい。変性芳香族ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量が前記範囲にあると、成形膜の引張伸度が向上するという効果を奏する。数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーによる標準ポリスチレン換算した分子量である。
【００４６】
無端ベルト１は、変性ポリアミドイミド樹脂によって形成されるが、必要により、変性ポリアミドイミド樹脂と各種添加剤等とを含有する樹脂組成物によって形成されることもできる。
【００４７】
例えば、転写搬送ベルト又は中間転写ベルト等のように、無端ベルト１にある程度の導電性が要求される場合には、変性ポリアミドイミド樹脂と導電性付与剤とを含有する樹脂組成物によって、無端ベルト１は形成されるのがよい。樹脂組成物に含有される導電性付与剤としては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等の各種カーボンブラック、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛等の黒鉛粉末、金属又は合金等からなる針状、球状、板状及び不定形等の粉末、セラミックス粉末、表面が金属メッキされた各種粒子等が挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが、粒径、導電性及び変性ポリアミドイミド樹脂との親和性等がバランスよく優れている点で、好ましい。また、カーボンブラックは、変性ポリアミドイミド樹脂との親和性が向上する点で、酸化処理により、カルボキシ基、ヒドロキシ基等を付加した酸化処理カーボンブラックがより好ましく、ｐＨ６以下の酸化処理カーボンブラックも好ましい。導電性付与剤の好ましい形状は、球状又は不定形である。球状又は不定形をなす導電性付与剤の粒子のサイズは、一次粒子径として０．０１〜１０μｍ程度が好ましい。導電性付与剤がカーボンブラックの場合、そのＢＥＴ比表面積は、一次粒子径との相関性が強く、５０〜３００ｍ２／ｇであることが好ましく、１００〜２００ｍ２／ｇがより好ましい。
【００４８】
導電性付与剤の添加量は、導電性付与剤の導電性及び粒径、並びに、無端ベルト１に要求される導電性等により、適宜調整すればよいが、通常、変性ポリアミドイミド樹脂と導電性付与剤との合計１００質量％に対して、１〜２５質量％であるのが好ましく、５〜２０質量％であるのがより好ましい。導電性付与剤の添加量が１質量％より少ないと、発現する導電性が小さいことがあり、一方、導電性付与剤の添加量が２５質量％を超えると、無端ベルト１の機械的強度が低下することがある。導電性付与剤を変性ポリアミドイミド樹脂に分散させるには、公知の方法を適宜選択することができ、公知の方法として、例えば、ミキシングロール、加圧式ニーダー、押出機、三本ロール、ホモジナイザー、ボールミル、ポットミル及びビーズミル等を用いた混合方法が挙げられる。
【００４９】
また、導電性付与剤以外の添加剤としては、例えば、フッ素系有機化合物、カップリング剤、滑剤、酸化防止剤、可塑剤、着色剤、帯電防止剤、老化防止剤、補強性充填材、反応助剤、反応抑制剤等の各種添加剤、他の樹脂及び溶媒等が挙げられる。
【００５０】
次に、本発明に係る無端ベルト１の製造方法を説明する。無端ベルト１を製造するには、まず、前記変性ポリアミドイミド樹脂を準備する。すなわち、前記したように、例えば、ポリジメチルシロキサン構造の両末端にアミノ基、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一種の基を有するポリジメチルシロキサンの存在下に、適宜の溶媒中で、常圧下、及び、常温下又は加熱下で、トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とを重合させて、変性ポリアミドイミド樹脂を製造する。なお、必要により、変性ポリアミドイミド樹脂と各種添加剤とを含有する樹脂組成物を前記方法により調整する。
【００５１】
次いで、変性ポリアミドイミド樹脂又は樹脂組成物（以下、変性ポリアミドイミド樹脂等と称する。）を、公知の成形方法によって、環状に成形する。例えば、遠心成形、押出成形、射出成形、ＲＩＭ成形等により、無端ベルト１を成形することができる。これらの成形方法の中でも、厚さ精度に優れる等の点で、遠心成形が好ましい。
【００５２】
無端ベルト１を遠心成形によって成形する場合には、無端ベルト１を形成する変性ポリアミドイミド樹脂等は、その成形時の粘度が５０，０００ｍＰａ・ｓ以下に調整されるのが好ましい。粘度が５０，０００ｍＰａ・ｓを超えると、厚さの均一な無端ベルト１を製造するのが困難になることがある。前記粘度の下限については、特に限定されるものではないが、１０ｍＰａ・ｓ以上であるのが好ましい。成形時における、変性ポリアミドイミド樹脂等の粘度が上記範囲を外れる場合は、前記溶媒の添加量等を調節することにより、変性ポリアミドイミド樹脂等の粘度を前記範囲内に調整することができる。溶媒としては、変性芳香族ポリアミドイミド樹脂を合成する際に使用される前記溶媒が挙げられる。
【００５３】
遠心成形によると、溶媒を含有することにより流動性を発現した変性ポリアミドイミド樹脂等を円筒形の金型に注入し、金型を回転させて遠心力で金型内周面に、変性ポリアミドイミド樹脂等の層を均一に展開し、変性ポリアミドイミド樹脂等の層から溶媒を乾燥除去して、無端ベルト基体が製造される。金型は各種金属管を用いることができる。好適な金型としては、金型の内周面は鏡面研磨されており、鏡面となった内周面はフッ素樹脂やシリコーン樹脂等の離型剤により離型処理され、形成した無端ベルト基体が内周面から容易に脱型できるようにされた金属管を挙げることができる。
【００５４】
なお、上述した遠心成形による他に、アミノ基、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一種の基を末端に有するポリジメチルシロキサンの存在下に、前記トリカルボン酸無水物と前記ジイソシアネート化合物とを一部重合させた変性ポリアミド酸の溶液を、金型の内周面や外周面に浸漬方式、遠心方式、塗布方式等によってコートし、又は前記変性ポリアミド酸の溶液を注形型に充填する等の適宜な方式で筒状に展開し、その展開層を乾燥製膜してベルト形に成形し、その成形物を加熱処理して変性ポリアミド酸を変性イミドに転化して型より回収する公知の方法（特開昭６１−９５３６１号公報、特開昭６４−２２５１４号公報、特開平３−１８０３０９号公報等）等により、無端ベルト１を製造することもできる。なお、この方法において、前記トリカルボン酸無水物と前記ジイソシアネート化合物とを一部重合させるときの、前記ポリジメチルシロキサンの存在量は、前記の通りである。
【００５５】
金型内周面に展開された変性ポリアミドイミド樹脂等の層から除去される溶媒は、金型内周面に展開された変性ポリアミドイミド樹脂等の層に含有された溶媒であり、例えば、変性ポリアミドイミド樹脂等の粘度を調整する際に使用される溶媒の他に、前記変性芳香族ポリアミドイミド樹脂を合成する際に使用される溶媒等が挙げられる。金型内周面に展開された変性ポリアミドイミド樹脂等の層から溶媒を除去する処理として、加熱処理を挙げることができるが、以下の一次溶媒除去工程及び二次溶媒除去工程からなる溶媒除去処理を行うのが好ましい。
【００５６】
前記一次溶媒除去工程は、金型を回転して金型内周面に展開された変性ポリアミドイミド樹脂等の層から溶媒を除去しつつ成形して、変性ポリアミドイミド樹脂等の層をフィルム状成形体とする。一次溶媒除去工程は、金型を回転したまま５〜６０分間、４０〜１５０℃の熱風を金型内に通過させることにより、溶媒が除去される。熱風温度が１５０℃を超えると、及び／又は、加熱時間が６０分を超えると、成形されるフィルム状成形体が酸化されることがある。
【００５７】
二次溶媒除去工程は、一次溶媒除去工程で成形されたフィルム状成形体を金型ごと遠心成形機から取り出し、金型ごと加熱して、フィルム状成形体から溶媒を除去し、無端ベルト基体とする。例えば、熱風乾燥器、オーブン等の加熱器を用いる場合には、フィルム状成形体を金型ごと、２００〜３００℃で１〜３時間加熱すればよく、また、過熱水蒸気炉を用いる場合には、フィルム状成形体を金型ごと、１１０〜３５０℃の過熱水蒸気で、３０〜１５０分間加熱すればよい。
【００５８】
このようにして、フィルム状成形体を均一に成形した後、金型ごとフィルム状成形体を取り出し、又は、フィルム状成形体から溶媒を除去した後、フィルム状成形体を金型から取り出し、放冷する。なお、金型ごとフィルム状成形体を放冷すると、金型とフィルム状成形体との熱膨張率の差により、樹脂組成物で形成されたフィルム状成形体を脱型することができる。脱型した円筒状のフィルム状成形体の両側端部を除去し、所定幅毎に裁断すれば、無端ベルト１が製造される。
【００５９】
この発明における無端ベルトは、前記した無端ベルト１に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、無端ベルト１は蛇行防止部材を備えていないが、この発明においては、無端ベルトの少なくとも一方の端部近傍に、無端ベルトの円周方向に延在する桿状、軌条状及び帯状等の細長い形状を成した蛇行防止部材を備えていてもよい。
【００６０】
次に、この発明に係る無端ベルト１を備えた画像形成装置（以下、この発明に係る画像形成装置と称することがある。）の一例を、図２を参照して、説明する。なお、図２に示される画像形成装置は、像担持体に現像された現像剤像を記録体に直接転写する直接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置であり、図２に示されるように、無端ベルト１は、転写搬送ベルトとして二本の支持ローラ４２に張架され、また、定着ベルトとして定着装置３０の定着ローラ３１と無端ベルト支持ローラ３３に張架されている。
【００６１】
図２に示されるように、画像形成装置１０は、四種の現像ユニットに装備された像担持体１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ及び１１Ｙを転写搬送ベルト１上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置であり、したがって、現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹが転写搬送ベルト１上に直列に配置されている。
【００６２】
図２に示されるように、現像ユニットＢは、静電潜像が形成される回転可能な像担持体１１Ｂと、像担持体１１Ｂに当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体１１Ｂを帯電させる帯電手段１２Ｂと、像担持体１１Ｂの上方に設けられ、像担持体１１Ｂに静電潜像を形成する露光手段１３Ｂと、像担持体１１Ｂに当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体１１Ｂに一定の層厚で現像剤２２Ｂを供給し、静電潜像を現像する現像手段２０Ｂと、像担持体１１Ｂの下方に転写搬送ベルト１を介して当接又は圧接するように設けられ、現像された静電潜像を像担持体１１Ｂから転写搬送ベルト１で搬送される記録体１６上に転写する転写手段１４Ｂと、記録体１６に転写されず像担持体１１Ｂに残留した現像剤２２Ｂ等を除去するクリーニング手段１５Ｂとを備えている。図２に示されるように、現像ユニットＢにおける像担持体１１Ｂと転写手段１４Ｂとは、二本の支持ローラ５に張架された転写搬送ベルト１を介して当接又は圧接している。そして、記録体１６は、転写搬送ベルト１により、像担持体１１Ｂと転写手段１４Ｂとの当接部を通過するように、搬送される。この転写搬送ベルト１は記録体１６を搬送すると共に、転写手段１４Ｂと協働して像担持体１１Ｂに現像された静電潜像を転写する。像担持体１１Ｂ、帯電手段１２Ｂ、露光手段１３Ｂ、転写手段１４Ｂ及びクリーニング手段１５Ｂは、従来公知のものを適宜選択して使用することができる。
【００６３】
図２に示されるように、前記現像手段２０Ｂは、像担持体１１Ｂに対向する位置に開口部を有し、現像剤２２Ｂを収納する筐体２１Ｂと、筐体２１Ｂの開口部に、像担持体１１Ｂに当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体１１Ｂに現像剤２２Ｂを一定の層厚で供給する回転可能な現像剤担持体２３Ｂと、現像剤担持体２３Ｂの上方に設けられ、現像剤担持体２３Ｂに当接又は圧接して現像剤２２Ｂの層厚を規制すると共に、摩擦帯電により現像剤２２Ｂを帯電させる現像剤規制部材２４Ｂとを備えている。現像剤担持体２３Ｂ及び現像剤規制部材２４Ｂは、従来公知のものを適宜選択して使用することができる。前記現像剤２２Ｂは、摩擦により帯電可能で、記録体１６に定着可能な現像剤であれば、乾式現像剤でも湿式現像剤でもよく、また、非磁性現像剤でも磁性現像剤でもよく、さらに、１成分現像剤でも二成分現像剤でもよい。現像ユニットＢは、筐体２１Ｂ内に黒色現像剤を収納している。
【００６４】
現像ユニットＣ、Ｍ及びＹは、図２に示されるように、現像ユニットＢと同様に構成されている。現像ユニットＣ、Ｍ及びＹはそれぞれ、筐体２１Ｃ、２１Ｍ及び２１Ｙ内に、シアン現像剤２２Ｃ、マゼンタ現像剤２２Ｍ及び黄色現像剤２２Ｙを収納している。
【００６５】
図２に示されるように、画像形成装置１０の底部には、記録体１６として複数枚の記録体を積層収容するカセット４１が設置され、カセット４１内の記録体は給紙ローラ等によって１枚ずつ送り出されて、転写搬送ベルト１上に搬送される。
【００６６】
図２に示されるように、画像形成装置１０における記録体１６の搬送方向下流には、記録体１６に転写された各種現像剤（静電潜像）を定着させる定着手段３０が配置されている。定着手段３０は、例えば、発熱可能な定着ローラを備えた熱ローラ定着装置、オーブン定着器等の加熱定着装置、加圧可能な定着ローラを備えた圧力定着装置等を用いることができる。図２に示されるように、画像形成装置１０は、無端ベルト１を備えた定着装置３０が配置されている。定着装置３０は、図２にその断面が示されるように、記録体１６を通過させる開口部３５を有する筐体３４内に、定着ローラ３１と、定着ローラ３１の近傍に配置された無端ベルト支持ローラ３３と、定着ローラ３１及び無端ベルト支持ローラ３３に巻き掛けられた定着ベルト、すなわち、無端ベルト１と、定着ローラ３１と対向配置された加圧ローラ３２とを備え、無端ベルト１を介して定着ローラ３１と加圧ローラ３２とが、互いに当接又は圧接するように、回転自在に支持されて成る圧力熱定着装置である。無端ベルト支持ローラ３３は、画像形成装置に通常用いられるローラであればよく、例えば、弾性ローラ等が用いられる。定着ローラ３１、無端ベルト支持ローラ３３及び加圧ローラ３２はそれぞれ、加熱体（図示しない。）が内蔵され、加圧ローラ３２はスプリング等の付勢手段（図示しない。）によって、無端ベルト１を介して定着ローラ３１に圧接している。無端ベルト１と加圧ローラ３２との圧接された間を記録体１６が通過することにより、加圧と同時に加熱され、記録体１６に転写された現像剤４２（静電潜像）を定着させることができる。
【００６７】
画像形成装置１０は、次にように作用する。まず、現像ユニットＢの像担持体１１Ｂが、帯電手段１２Ｂにより一様に帯電され、露光手段１３Ｂにより画像が露光されて、像担持体１１Ｂの表面に静電潜像が形成される。一方、現像手段２０Ｂにおいて、現像剤担持体２３Ｂ及び現像剤規制部材２４Ｂにより、黒色現像剤２２Ｂが所望の層厚に規制され、所望のように帯電される。そして、この黒色現像剤２２Ｂが現像剤担持体２３Ｂから像担持体１１Ｂに供給され、像担持体１１Ｂに形成された静電潜像が現像されて、現像剤像として可視化される。次いで、この現像剤像が、像担持体１１Ｂと転写手段１４Ｂとの間に転写搬送ベルト１により搬送される記録体１６上に、転写される。このようにして、現像剤像が記録体１６上に黒像に顕像化される。
【００６８】
次いで、現像ユニットＢと同様にして、現像ユニットＣ、Ｍ及びＹによって、現像剤像が黒像に顕像化された記録体１６に、それぞれシアン像、マゼンタ像及び黄色像が重畳され、カラー像が顕像化される。
【００６９】
次いで、カラー像が顕像化された記録体１６は、搬送手段により定着手段３０に搬送され、定着ローラ３１と加圧ローラ３２との無端ベルト１を介した当接部又は圧接部を通過するときに加熱及び／又は加圧されて、転写されたカラー像が永久画像として定着される。このようにして、記録体１６にカラー画像を形成することができる。
【００７０】
画像形成装置１０によれば、転写搬送ベルトとして無端ベルト１を使用しているから、画像形成装置１０が従来の画像形成装置であっても、また、高寿命化、高精細化及び高速化された画像形成装置であっても、画像形成装置に長期間装着され、及び／又は、長期間無限走行しても、無端ベルト１の空転を抑えることができると共に無端ベルト１にひび割れ、亀裂等の損傷の発生を抑えることができる。それ故、無端ベルト１の初期の特性が長期間にわたって発揮され、無端ベルト１によって記録体１６を長期間にわたって所望のように搬送することができる。その結果、記録体１６上に顕像化された黒像に、シアン像、マゼンタ像及び黄色像を正確な位置に重畳して画像ずれ等及び画像濃度むら等を効果的に防止することができる。また、定着ベルトとして無端ベルト１を使用しているから、記録紙１６上に転写された各色の現像剤を所望のように定着させることができる。したがって、画像形成装置１０によれば、高品質の画像を長期間にわたって形成することができる。
【００７１】
なお、この発明に係る無端ベルト１を、前記像担持体１１と同様の役割を担う転写ベルト（感光ベルトとも称することがある。）、前記中間転写方式における一次転写体として使用される中間転写ベルト、及び、前記現像剤担持体と同様の役割を担う現像ベルトとして、画像形成装置１０に組み込んでも、無端ベルト１は、前記したように、初期の特性が長期間にわたって発揮するから、画像形成装置１０は高品質の画像を形成することができる。
【００７２】
画像形成装置１０は、電子写真方式の画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置１０は、電子写真方式には限定されず、例えば、静電方式の画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置１０は、各色の現像ユニットを備えた複数の像担持体を転写搬送ベルト上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置とされているが、画像形成装置は、単一の現像ユニットを備えたモノクロ画像形成装置であっても、像担持体上に担持された現像剤像を無端ベルトに順次一次転写を繰り返す四サイクル型カラー画像形成装置等であってもよい。画像形成装置１０は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置とされる。
【実施例】
【００７３】
（実施例１）
反応容器中に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン適量と、トリメリット酸無水物１ｍｏｌと、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート１ｍｏｌと、トリメリット酸無水物とジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネートとの合計質量に対して１０質量部のポリジメチルシロキサン（商品名「Ｘ２２−１６２Ｃ」、両末端はカルボキシ基、信越化学株式会社製）と、フッ化カリウム（触媒）０．０２ｍｏｌとを加え、窒素ガス雰囲気下、撹拌しながら１時間かけて室温から１５０℃に昇温後、同温度を４時間保持して、反応物濃度（実質的全閉環の変性ポリアミドイミド樹脂、変性ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は２０，０００）２０質量％の変性ポリアミドイミド樹脂溶液を得た。この溶液に、Ｎ−メチル−２−ピロリドンをさらに加え、反応物濃度１５質量％の変性ポリアミドイミド樹脂溶液を調製した。得られた変性ポリアミドイミド樹脂溶液に、酸化処理カーボンブラック（商品名「スペシャルブラック４」、Ｄｅｇｕｓｓａ社製、ｐＨ３．０、揮発分１４．０％）を変性ポリアミドイミド樹脂と酸化処理カーボンブラックとの合計１００質量％に対して１５質量％の割合で加え、ビーズミルで１時間混合分散して、樹脂組成物を調製した。
【００７４】
遠心成形に使用する金型は、内径２００ｍｍ、外径２２０ｍｍ、長さ４００ｍｍの大きさを有し、金型内面はポリッシングにより鏡面研磨されている。次いで、金型両端の開口部に、リング状の蓋（内径１７０ｍｍ、外径２５０ｍｍ）をそれぞれ嵌合して、金型を閉塞し、樹脂組成物を１，０００ｒｐｍの速度で回転する金型内周に２１５ｇ注入した。次いで、金型を同速度で３０分間回転させて金型内周面に樹脂組成物の層を均一に展開した。次いで、金型を同速度で回転させつつ、熱風乾燥機により金型周囲の温度を１５０℃に保ち、この状態を３０分間保持し、フィルム状成形体を成形した。その後、金型の回転を停止し、フィルム状成形体を金型ごと遠心成形機から取り出し、２５０℃に調節された過熱水蒸気炉で１５０分間過熱水蒸気加熱した後、室温で放冷して、無端ベルト基体とした。金型ごと無端ベルト基体を冷却すると、金型と無端ベルト基体との熱膨張率の差により、無端ベルト基体が剥離した。
【００７５】
このようにして作製したベルト基体の両端部をそれぞれ切断し、周長約２００ｍｍ、幅２４０ｍｍの大きさに切り出し、厚さ１００μｍの無端ベルト１Ａを作製した。
【００７６】
（実施例２）
ポリジメチルシロキサン（商品名「Ｘ２２−１６２Ｃ」）の存在量を、トリメリット酸無水物とジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネートとの合計質量に対して５質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、無端ベルト１Ｂを作製した。
【００７７】
（比較例１）
前記ポリジメチルシロキサンを使用しない（すなわち、ポリジメチルシロキサンの存在量０質量部に変更した）以外は、実施例１と同様にして、無端ベルト１Ｃを作製した。
【００７８】
（比較例２）
ポリイミド樹脂溶液（商品名「Ｕ−ワニス−Ｓ」、宇部興産株式会社製）に酸化処理カーボンブラック（商品名「スペシャルブラック４」、Ｄｅｇｕｓｓａ社製、ｐＨ３．０、揮発分１４．０％）をポリイミド樹脂溶液中のポリイミド樹脂と酸化処理カーボンブラックとの合計１００質量％に対して１５質量％の割合で加え、ビーズミルで１時間混合分散して、樹脂組成物を調製した。
【００７９】
次いで、実施例１と同じく内径２００ｍｍ、外径２２０ｍｍ、長さ４００ｍｍの金型を１，０００ｒｐｍの速度で回転させながら金型内周に、２１５ｇの樹脂組成物を注入した。次いで、金型を同速度で３０分間回転させて金型内周面に樹脂組成物の層を均一に展開した。次いで、金型を同速度で回転させつつ、熱風乾燥機により金型周囲の温度を１５０℃に保ち、この状態を３０分間保持し、フィルム状成形体を成形した。その後、金型の回転を停止し、フィルム状成形体を金型ごと遠心成形機から取り出し、３５０℃に調節された過熱水蒸気炉で１５０分間過熱水蒸気加熱した後、室温で放冷して、無端ベルト基体とした。金型ごと無端ベルト基体を冷却すると、金型と無端ベルト基体との熱膨張率の差により、無端ベルト基体が剥離した。このようにして作製した無端ベルト基体の両端部をそれぞれ切断し、周長約２００ｍｍ、幅２４０ｍｍの大きさに切り出し、厚さ１００μｍの無端ベルト１Ｄを作製した。
【００８０】
（比較例３）
比較例１で作製した無端ベルト基体の表面に、シリコーングラフトアクリル樹脂（商品名「Ｘ２２−８００４」、信越化学工業株式会社製）を、スプレー塗布法によって、膜厚を５μｍに均一塗布した後、１５０℃で２時間乾燥して、二層構造の無端ベルト１Ｅを作製した。
【００８１】
（比較例４）
シリコーングラフトアクリル樹脂（商品名「Ｘ２２−８００４」、信越化学工業株式会社製）とＮ−メチル−２−ピロリドンとを混合して、シリコーングラフトアクリル樹脂の濃度が１５質量％のシリコーングラフトアクリル樹脂溶液を調製した。得られたシリコーングラフトアクリル樹脂溶液に、酸化処理カーボンブラック（商品名「スペシャルブラック４」、Ｄｅｇｕｓｓａ社製、ｐＨ３．０、揮発分１４．０％）をシリコーングラフトアクリル樹脂と酸化処理カーボンブラックとの合計１００質量％に対して１５質量％の割合で加え、ビーズミルで１時間混合分散して、樹脂組成物を調製した。
【００８２】
次いで、実施例１と同様にして、金型内周面に樹脂組成物の層を均一に展開した。次いで、金型を同速度で回転させつつ、熱風乾燥機により金型周囲の温度を８０℃に保ち、この状態を３０分間保持し、フィルム状成形体を成形した。その後、金型の回転を停止し、フィルム状成形体を金型ごと遠心成形機から取り出し、１００℃に調節された熱風乾燥機で１５０分間加熱した後、室温で放冷して、無端ベルト基体とした。このようにして作製したベルト基体の両端部をそれぞれ切断し、周長約２００ｍｍ、幅２４０ｍｍの大きさに切り出し、厚さ１００μｍの無端ベルト１Ｆを作製した。
【００８３】
前記各測定方法に準拠して、無端ベルト１Ａ〜１ＦのＩＳＯ耐折回数、吸水率、ヤング率、引張伸度、接触帯電量、濡れ指数及びループステフネスを測定した。その結果を表１に示す。
【００８４】
【表１】
【００８５】
また、無端ベルト１Ａ〜１Ｆのシリカ固着試験を行った。具体的には、シリカ粉末（商品名「Ｘ２４−９１６３Ａ」、信越化学工業株式会社製）をウエスで無端ベルト１Ａ〜１Ｆの表面に塗りつけた後、塗りつけたシリカ粉末を清浄なウエスで拭取った。各無端ベルトの表面に固着して残存したシリカ粉末量を目視で評価した。評価は、シリカ粉末の残存量が少ないほうから順に、「◎」、「○」、「×」の３段階とした。その結果を表２に示す。
【００８６】
さらに、無端ベルト１Ａ〜１Ｆの像流れ、現像剤の転写性及び白抜け試験を行った。具体的には、作製した無端ベルト１Ａ〜１Ｆそれぞれを、アモルファスシリコン感光ドラムを備えたベルト中間転写方式のカラー画像形成装置（商品名「ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ Ｃ８３０」、富士ゼロックス株式会社製）に装着し、現像剤として磁性二成分トナーを用いて印字試験を行い、その印字サンプルを１０倍の光学顕微鏡で観察して判断した。像流れは、印字サンプルにおける印字文字の輪郭が周囲に滲んでいなかった場合を「◎」、印字文字の輪郭がわずかに滲んでいたものの実用上まったく問題のない程度である場合を「○」、印字文字の輪郭が激しく滲んでいたものを「×」とした。現像剤の転写性は、印字サンプルにおけるハーフトーンのドットが綺麗に紙上に転写されていた場合を「◎」、ハーフトーンのドットが多少欠損していた場合を「○」、ハーフトーンのドットが大きく欠損していた場合を「×」とした。白抜けは、印字サンプルにおけるベタ印字の画像中に現像剤の未転写部分（白色部分）が認められなかった場合を「◎」、ベタ印字の画像中に現像剤の未転写部分（白色部分）が多少認められた場合を「○」、ベタ印字の画像中に現像剤の未転写部分（白色部分）が多数認められた場合を「×」とした。その結果を表２に示す。
【００８７】
また、作製した無端ベルト１Ａ〜１Ｆをそれぞれ図２に示される画像形成装置（タンデム型カラープリンター（商品名「ＭｉｃｒｏＬｉｎｅ ９０５５ｃ」、株式会社沖データ製））に装着し（張力１００〜３，０００ｇｆ）、無端ベルト支持ローラ３３に張架された無端ベルトを、Ａ４用紙を横２１枚／分印刷する速度で無限軌道上を回転させ、耐久試験を行った。３００，０００回転走行させた後に、無端ベルトの亀裂及び／又は破損等の有無を確認した。無端ベルトを３００，０００回転走行させても亀裂及び破損等が生じなかった場合を「◎」とし、無端ベルトを１００，０００回転走行させても亀裂及び破損等が生じなかった場合を「○」とし、無端ベルトが５０，０００回転走行する前に、亀裂及び／又は破損等が生じた場合を「×」として、評価した。その結果を表２に示す。
【００８８】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】図１は、この発明の一実施例である無端ベルトを示す概略斜視図である。
【図２】図２は、この発明の一実施例であるタンデム型カラー画像形成装置の概略図である。
【符号の説明】
【００９０】
１ 無端ベルト
１０ 画像形成装置
１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ 像担持体
１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ 帯電手段
１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ 露光手段
１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ 転写手段
１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ クリーニング手段
１６ 記録体
２０ 現像手段
２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙ、３４ 筐体
２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ 現像剤
２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｙ 現像剤担持体
２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｙ 現像剤規制部材
３０ 定着装置
３１ 定着ローラ
３２ 加圧ローラ
３３ 無端ベルト支持ローラ
３５ 開口部
４１ カセット
４２ 支持ローラ
Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙ 現像ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端ベルト及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる無端ベルト及びこの無端ベルトを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置には、金属製ドラム体又は弾性ローラに代えて、又は、これらに加えて、熱可塑性樹脂等によって形成された無端ベルトが用いられる。このような無端ベルトとしては、例えば、転写ベルト、中間転写ベルト、転写搬送ベルト、搬送ベルト、定着ベルト及び現像ベルト等が挙げられる。これらの無端ベルトは、通常、複数の支持ローラに張架され、常に、張力がかけられた状態で、無限軌道上の走行及び停止が繰り返されながら、高速で走行する。
【０００３】
このような無端ベルトは、通常、各種樹脂を含有する樹脂組成物等で形成される。無端ベルトを形成する樹脂組成物に含有される樹脂は、強度、可撓性、寸法安定性及び耐熱性等の特性並びに無端ベルトに要求される特性等に基づいて、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、アラミド樹脂、ポリエステル（ＰＥＴ、ＰＢＴ等）、ポリサルフォン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂等が適宜選択される。樹脂組成物から形成された無端ベルトとして、例えば、「被転写物に転写された静電画像を定着する定着・加圧ベルトにおいて、ポリアミドイミド樹脂からなるベルト本体と、このベルト本体の表面にシリコーンゴムの被覆層を形成したことを特徴とする定着・加圧ベルト」（特許文献１参照。）、「熱可塑性ポリイミド樹脂及び比表面積５〜５００ｍ２／ｇの導電性フィラーを含有する樹脂組成物からなるシームレスベルト」（特許文献２参照。）、また、「合成樹脂で構成される単層無端ベルトにおいて、その軸方向と周方向とに対する光沢度が異方性であり、かつ、その軸方向の光沢度が周方向より大きいことを特徴とする単層無端状ベルト」（特許文献３参照。）等が挙げられる。
【０００４】
一般に、無端ベルトを用いた画像形成装置において高品質の画像を形成するには、無端ベルトには、無端ベルトが記録体、現像剤等の被搬送物を所望のように搬送可能な特性が要求され、また、無端ベルトに現像剤又は現像剤に含まれる成分等が固着しない程度に担持し、かつ、他の部材又は記録体に担持した現像剤等を容易に転写可能である特性等が要求されると共に、無端ベルトが損傷しない強度特性等も要求される。
【０００５】
ところで、近年、画像形成装置は、高寿命化、高精細化及び高速化（すなわち、無端ベルトの走行速度の高速化）等の向上が図られている。したがって、従来の無端ベルトよりも優れた特性を有し、画像形成装置の高寿命化、高精細化及び高速化を実現しつつも、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる無端ベルトが要求されている。
【０００６】
【特許文献１】実公平６−３３９７号明細書
【特許文献２】特開平１１−１７０３８９号公報
【特許文献３】特開２００５−１０１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる無端ベルト及びこの無端ベルトを備えた画像形成装置を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、単層構造に形成されて成り、ＩＳＯ耐折回数が６５００回以上であることを特徴とする無端ベルトであり、
請求項２は、吸水率が１．８％以下であることを特徴とする請求項１に記載の無端ベルトであり、
請求項３は、アミノ基、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一種の基を末端に有するポリジメチルシロキサンの存在下に、トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とを重合してなる変性ポリアミドイミド樹脂から成る請求項１又は２に記載の無端ベルトであり、
請求項４は、前記ポリジメチルシロキサンは、前記トリカルボン酸無水物と前記ジイソシアネート化合物との合計１００質量部に対して１０質量部以下の割合で存在することを特徴とする請求項３に記載の無端ベルトであり、
請求項５は、請求項１〜４のいずれかに記載の無端ベルトを備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る無端ベルトは、単層構造に形成されているから、複層構造に比して、無端ベルトを構成する各層の機械的強度、ヤング率等の相違、及び、複層構造の損傷等によって、無端ベルトの機械的強度が大きく低下することも、また、画像形成装置に装着されて無限走行したときに各層間の剥離等の不具合が発生することもない。また、この発明に係る無端ベルトは、ＩＳＯ耐折回数が６５００回以上であるから、耐揉性、すなわち、繰り返しの屈曲疲労に対する耐久性が改善されている。その結果、この発明に係る無端ベルトは、従来の画像形成装置に装着されて無限走行しても、また、高寿命化、高精細化及び高速化された画像形成装置に装着されて無限走行しても、無端ベルト自体の初期の特性を、大きく低下させることなく、長期間にわたって発揮することができる。したがって、この発明によれば、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる無端ベルト、及び、高品質の画像を長期間にわたって形成することのできる画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の一例である無端ベルトを図面に基づいて説明する。図１に示されるように、無端ベルト１は、後述する変性ポリアミドイミド樹脂によって、環状に形成されて成る。無端ベルト１の厚さは、特に限定されないが、通常、例えば、０．０３〜１ｍｍであるのが好ましく、０．０５〜０．２ｍｍであるのがより好ましく、０．０７〜０．１４ｍｍ程度であるのが特に好ましい。無端ベルト１の厚さが０．０３ｍｍ未満であると、無端ベルト１の機械的強度が低下することがあり、一方、１ｍｍを超えると、無端ベルト１の可撓性が低下し、耐久性に劣ることがある。無端ベルト１の幅及び内周径は、無端ベルト１の用途等、すなわち、画像形成装置に配設される位置（構成部分）、張架される複数のローラ間隔等に応じて、所望の幅及び内周径となるように、任意に設定される。その一例を挙げると、例えば、無端ベルト１の幅は２００〜３５０ｍｍであり、内周径は２００〜２，５００ｍｍである。
【００１１】
図１に示されるように、無端ベルト１は、単層構造とされる。無端ベルト１が単層構造に形成されると、画像形成装置に長期間にわたって装着されても、また、高寿命化、高精細化及び高速化された画像形成装置に装着されても、複層構造に形成された無端ベルトを構成する各層の機械的強度、ヤング率等の相違、及び、複層構造の損傷等に起因する機械的強度の低下を効果的に防止することができると共に、無端ベルト１を構成する層が剥離することなど起こり得ない。その結果、単層構造の無端ベルト１は、高品質の画像を長期間にわたって形成することができる。
【００１２】
無端ベルト１は、ＩＳＯ耐折回数が６，５００回以上である。このＩＳＯ耐折回数が６，５００回以上であると、耐揉性、すなわち、繰り返しの屈曲疲労に対する耐久性が改善されるから、画像形成装置に長期間にわたって装着されて無限走行しても、また、高寿命化、高精細化及び高速化された画像形成装置に装着されて無限走行しても、無端ベルト１にひび割れ、亀裂等の損傷が生じることを防止することができる。その結果、無端ベルト１は、高品質の画像を長期間にわたって形成することができる。高品質の画像をより一層長期間にわたって形成することができる点で、前記ＩＳＯ耐折回数は、６，８００回以上であるのが好ましく、７，５００回以上であるのが特に好ましい。一方、前記ＩＳＯ耐折回数の上限値は、特に限定されないが、現実的には、例えば、１２，０００回程度であればよいが、無端ベルト１の用途等に応じて、１０，０００回程度であってもよい。
【００１３】
前記ＩＳＯ耐折回数は、次のようにして求めることができる。まず、ＭＩＴ試験機（例えば、商品名「ＭＩＴ−ＤＡ」、株式会社東洋精機製作所製）を準備し、幅１５ｍｍ、長さ１５０ｍｍ及び厚さ１００μｍの寸法を有する無端ベルト１、又は、無端ベルト１から前記寸法に切り出した試験片を、前記ＭＩＴ試験機に装備された折り曲げクランプ（先端半径０．３８ｍｍＲ）で挟持して固定する。次いで、折り曲げクランプに固定された前記無端ベルト１又は試験片の自由端（幅１５ｍｍ×長さ約１００ｍｍ）を前記ＭＩＴ試験機の折り曲げクランプより５０ｍｍの間隔を離して具備されたバネ荷重クランプで挟持する。この無端ベルト１又は試験片を荷重４．９Ｎで引っ張りつつ、折り曲げ角度が９０度になるように折り曲げクランプを回動させて、無端ベルト１又は試験片を繰り返し折り曲げる。そして、前記無端ベルト１又は試験片が破断するまでの往復折り曲げ回数を耐折回数とする。この試験を複数回、例えば、３回行い、その耐折回数の常用対数の算術平均値を求め、求めた算術平均値の真数を無端ベルト１のＩＳＯ耐折回数とする。なお、上記条件以外は、基本的には、ＪＩＳ Ｐ８１１５に規定された測定条件に従う。
【００１４】
無端ベルト１のＩＳＯ耐折回数は、変性ポリアミドイミド樹脂の種類、後述する二次溶媒除去工程の条件等により、調整することができる。
【００１５】
無端ベルト１は、吸水率が１．８％以下であるのが好ましい。吸水率が１．８％以下であると、無端ベルト１の寸法安定性が高く、画像形成装置に長期間にわたって装着されても、又は／及び、高速化された画像形成装置に装着されても、支持ローラに張架された無端ベルト１が空転することもなく、記録体、現像剤等の被搬送物を所望のように搬送することができる。また、吸水率が１．８％以下であると、中間転写ベルトとして無端ベルト１を使用し、かつ、後述する像担持体としてアモルファスシリコン感光ドラム等を使用しても、無端ベルト１の吸湿に起因する像流れ現象の発生を防止して、高品質の画像を形成することができる。ここで、像流れ現象とは、アモルファスシリコン感光ドラムから生じるａ−ＳｉＯと水とが結合することによって、アモルファスシリコン感光ドラム表面の電気抵抗値が低下し、電位が横に流れる現象をいい、ａ−ＳｉＯは、アモルファスシリコン感光ドラムが帯電時に生じるオゾンや窒素酸化物等の影響でアモルファスシリコン感光ドラム表面が酸化されると生成し、親水性で、雰囲気中や中間転写ベルトの含有水と結合しやすいという特性を有している。これらの特性により一層優れる点で、吸水率は、１．６５％以下であるのがより好ましく、１．６％以下であるのが特に好ましい。吸水率の下限値は、理想的には０％であるが、現実的には、例えば、０．５％程度に設定することができる。吸水率の下限値は、前記０．５％程度に限定されず、無端ベルト１の特性、吸水率調整時の作業性等を考慮して、例えば、０．３％程度であってもよい。
【００１６】
前記吸水率は、無端ベルト１を１０ｍｍ×１５０ｍｍ×１００μｍ（厚さ）の寸法に切り出した試験片を（２３℃５０％Ｒ．Ｈ．で２４時間乾燥した後）、２５℃に調節された水中に２４時間浸漬して、浸漬前後の質量変化量を、浸漬前の質量で除して、求めることができる。この測定を複数回、例えば、３回行い、その算術平均値を無端ベルト１の吸水率とする。
【００１７】
無端ベルト１の吸水率は、変性ポリアミドイミド樹脂の種類、後述する二次溶媒除去工程の条件により、調整することができる。
【００１８】
無端ベルト１は、ヤング率が、１，５００〜４，０００ＭＰａであるのが好ましく、２，０００〜４，０００ＭＰａであるのがより好ましく、２，０００〜３，０００ＭＰａであるのが特に好ましい。無端ベルト１のヤング率が前記範囲にあると、無端ベルト１が可撓性に富み、所定の張力がかけられた状態で複数のローラ及び駆動ローラ等に張架されても破損又は損傷しにくく、また駆動時の応力に対する無端ベルト１の変形量が小さくなり、高品質の画質を安定して形成することができる。また、無端ベルト１のヤング率が前記範囲にあると、現像剤として、トナー粒子とキャリア粒子とを含有する磁性二成分現像剤を使用しても、キャリア粒子の無端ベルト１への付着に起因するキャリア粒子引き現象が生じにくく、高品質の画像を形成することができる。ここで、キャリア粒子引き現象とは、鉄粉等のキャリア粒子が無端ベルト１の表面に付着した場合に、無端ベルト１と像担持体とのニップ間隔が局部的に拡大してしまう現象をいう。
【００１９】
前記ヤング率は、ＪＩＳ Ｋ７１１３に規定された「プラスチックの引張試験方法」に記載された方法に準じて測定することができる。すなわち、無端ベルト１における、単位断面積にかかる力ΔＳと単位長さでの伸びΔａを測定し、式Ｅ＝ΔＳ／Δａ により求めることができる。ここで、前記式中、ΔＳは、負荷Ｆ、無端ベルト１の厚さｔ及び幅ｗより、式ΔＳ＝Ｆ／（ｗ×ｔ）で表され、Δａは、無端ベルト１の基準長さＬ、負荷をかけたときの無端ベルト１の伸びΔＬより、Δａ＝ΔＬ／Ｌで表される。無端ベルト１のヤング率は、引張り試験機、例えば、商品名「ＭＯＤＥＬ−１６０５Ｎ」（アイコーエンジニアリング株式会社製）を用いて、測定することもできる。前記算出又は前記測定を複数回、例えば、３回行い、その算術平均値を無端ベルト１のヤング率とする。
【００２０】
無端ベルト１のヤング率は、変性ポリアミドイミド樹脂の種類、後述する二次溶媒除去工程の条件により、調整することができる。
【００２１】
無端ベルト１は、引張伸度が１０％以上であるのが好ましく、１２％以上であるのがより好ましい。引張伸度の上限は、理想的には特に限定されないが、現実的には１００％であるのがよく、好ましくは８０％であり、特に好ましくは５０％である。無端ベルト１の引張伸度が前記範囲にあると、無端ベルト１の端部が損傷しても、損傷部分をきっかけとして無端ベルト１が破断することを抑えることができる。
【００２２】
前記引張伸度は、ＪＩＳ Ｋ７１１３に規定された「プラスチックの引張試験方法」に記載された方法に準拠して測定することができる。無端ベルト１の引張伸度は、測定を複数回、例えば、３回行い、その算術平均値とする。無端ベルト１の引張伸度は、変性ポリアミドイミド樹脂の種類、後述する二次溶媒除去工程の条件により、調整することができる。
【００２３】
無端ベルト１は、接触帯電量が−７×１０−３〜７×１０−３μＣ（０μＣを除く）であるのが好ましく、−５×１０−３〜５×１０−３μＣ（０μＣを除く）であるのがより好ましく、−３×１０−３〜３×１０−３μＣ（０μＣを除く）であるのが特に好ましい。無端ベルト１の接触帯電量が前記範囲にある場合には、無端ベルト１を転写搬送ベルト又は搬送ベルトとして使用すると、記録体を所望のように長期間にわたって搬送することができ、また、無端ベルト１を中間転写ベルト、転写ベルト、現像ベルト等として使用すると、所望のように現像剤を、担持し、かつ記録体又は像担持体等に転写することができるから、長期間にわたって高品質の画像を形成することができる。
【００２４】
前記接触帯電量は、例えば、次のようにして測定することができる。まず、カスケード式接触帯電量測定装置（例えば、東芝ケミカル株式会社製、商品名「ＴＳ−１００ＡＴ」）と、基準接触粉体として球形フェライト粉(パウダーテック株式会社製、商品名「ＭＦ−６０」)と、無端ベルト１から７５ｍｍ×１００ｍｍの寸法に切り出した試験片とを準備する。次いで、準備した試験片をカスケード式接触帯電量測定装置にセットする。そして、２５℃、６０％ＲＨの雰囲気下で、基準接触粉体の流しかけ時間５秒で３回の測定を行い、その３回の算術平均値を求める。この平均値を無端ベルト１の接触帯電量とする。無端ベルト１の接触帯電量は、変性ポリアミドイミド樹脂の種類、導電性付与剤の種類又は配合量、並びに、後述する二次溶媒除去工程の条件等により、調整することができる。
【００２５】
無端ベルト１は、濡れ指数が３４ｍＮ／ｍ以下であるのが好ましく、３２ｍＮ／ｍ以下であるのがより好ましく、２５ｍＮ／ｍ以下であるのが特に好ましい。無端ベルト１の濡れ指数が前記範囲にあると、現像剤に含まれるシリカ粒子が無端ベルト１に固着することを防止し、高品質の画像を形成することができる。
【００２６】
前記濡れ指数は、和光純薬株式会社製の濡れ張力試験用混合液を使用して測定することができる。この測定を複数回、例えば、３回行い、その算術平均値を無端ベルト１の濡れ指数とする。無端ベルト１の濡れ指数は、変性ポリアミドイミド樹脂の種類、後述する二次溶媒除去工程の条件により、調整することができる。
【００２７】
無端ベルト１は、ループステフネスが１５０〜４５０ｍＮであるのが好ましく、２００〜４００ｍＮであるのがより好ましく、２５０〜３５０ｍＮであるのが特に好ましい。無端ベルト１のループステフネスが前記範囲にあると、無端ベルト１の柔軟性と耐久性とがバランスよく発現される。
【００２８】
前記ループステフネスは、次のようにして測定することができる。まず、ループステフネス測定器（例えば、商品名「ループステフネステスタＤＡ型」、株式会社東洋精機製作所製）を準備して、無端ベルト１と同様にして、幅２０ｍｍ及び周長１７５ｍｍの寸法を有するループ状試験片を作製する。次いで、このループ状試験片を８０ｍｍ間隔で前記測定器のクランプに、チャックして、固定する。そして、クランプにチャックされた部分の間にあり、チャックされていないループ状試験片の領域で、（重力の影響を受けない方向から）、１００ｍｍ／分の押し込み速度で押し込み量が２０ｍｍとなるまで、直径２０ｍｍの円盤状圧子を押圧する。このときに、チャックされていないループ状試験片が変形して、前記円盤状圧子にかかる最大押圧荷重を、円盤状圧子に接続された荷重測定器、例えば、デジタルフォースゲージで読み取り、荷重値を測定する。この測定を複数回、例えば、３回行い、その算術平均値を無端ベルト１のループステフネスとする。
【００２９】
無端ベルト１のループステフネスは、変性ポリアミドイミド樹脂の種類、後述するポリジメチルシロキサンの種類又は存在量、並びに、後述する二次溶媒除去工程の条件等により、調整することができる。
【００３０】
無端ベルト１は、導電性が要求される場合には、通常、１×１０９〜１×１０１３Ω・ｃｍの体積抵抗率を有するのが好ましく、１×１０１０〜１×１０１２Ω・ｃｍであるのが特に好ましい。体積抵抗率が前記範囲内にあると、無端ベルト１を画像形成装置に使用した場合に、高品質の画像を形成することができる。前記体積抵抗率は、体積抵抗測定装置（三菱化学株式会社製、商品名：Ｈｉｒｅｓｔａ−ＵＰ、使用プローブ：ＵＲＳ）により測定することができる。
【００３１】
無端ベルト１は、後述する変性ポリアミドイミド樹脂によって形成される。この変性ポリアミドイミド樹脂は、芳香族ポリアミドイミド樹脂を後述するポリジメチルシロキサンで変性した変性芳香族ポリアミドイミド樹脂が、強度、可撓性、寸法安定性及び耐熱性等の機械的特性がバランスよく優れている点で、特に好ましい。
【００３２】
前記変性芳香族ポリアミドイミド樹脂は、後述するポリジメチルシロキサンの存在下に、トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とを反応させるジイソシアネート法により製造することができ、原料の入手、反応性及び副生成物が少ない等の点で優れている。ジイソシアネート法で製造される変性芳香族ポリアミドイミド樹脂の他にも、重縮合反応を好適に進めることができるのであれば、後述するポリジメチルシロキサンの存在下に、ジイソシアネート化合物に代えてジアミン化合物を用いて製造される変性芳香族ポリアミドイミド樹脂も、好ましい。ジアミン化合物を用いて得られる変性芳香族ポリアミドイミド樹脂は、ヤング率が高く、無端ベルト１を形成する樹脂として好適である。また、トリカルボン酸無水物の一部をテトラカルボン酸二無水物に代えてイミド結合を増加させた変性芳香族ポリアミドイミド樹脂は、耐湿性に優れている。
【００３３】
変性芳香族ポリアミドイミド樹脂は、後述するポリジメチルシロキサンの存在下に、適宜の溶媒中で、常圧下、及び、常温下又は加熱下で、トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とを反応させることにより、容易に合成することができる。
【００３４】
トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とを重合させるときの、ポリジメチルシロキサンの存在量は、トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物との合計１００質量部に対して１０質量部以下であるのが好ましく、５質量部以下であるのが特に好ましい。ポリジメチルシロキサンの存在量が１０質量部を超える場合には、得られる変性芳香族ポリアミドイミド樹脂で無端ベルト１を形成すると、無端ベルト１の表面及び内部に気泡が発生することがある。一方、ポリジメチルシロキサンの存在量は、２質量部以上であるのが好ましく、３質量部以上であるのが好ましい。ポリジメチルシロキサンの存在量が２質量部未満である場合には、得られた変性芳香族ポリアミドイミド樹脂で無端ベルト１を形成しても、所望の効果が得られないことがある。
【００３５】
前記ポリジメチルシロキサンは、繰り返し単位−（Ｓｉ（ＣＨ３）２−Ｏ）−からなるポリジメチルシロキサン構造−（Ｓｉ（ＣＨ３）２−Ｏ）ｎ−を有し、その末端に、アミノ基、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一種の基を有するポリジメチルシロキサンである。ここで、ポリジメチルシロキサン構造におけるｎは整数であり、具体的には、例えば、４０〜６０の整数である。ポリジメチルシロキサンが、アミノ基、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一種の基を末端に有していると、これらの基がイソシアネート化合物のイソシアネート基と反応して、トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とからなるポリアミドイミド樹脂にポリジメチルシロキサンを均一に組み込むことができ、ブロック共重合体又はグラフト共重合体の変性ポリアミドイミド樹脂を得ることができる。
【００３６】
前記ポリジメチルシロキサンは、ポリジメチルシロキサン構造の両末端にアミノ基、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一種の基を有するのが好ましく、ポリジメチルシロキサン構造の末端に有する基はカルボキシ基であるのが好ましい。
【００３７】
前記ポリジメチルシロキサンは、その数平均分子量が３，２００〜４，６００であるのが好ましい。ポリジメチルシロキサンの数平均分子量が前記範囲にあると、無端ベルト１の耐揉性及び現像剤の離型性が向上する。数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーによる標準ポリスチレン換算した分子量である。
【００３８】
前記ポリジメチルシロキサンは、適宜調製してもよく、また、市販品を使用することもできる。市販品としては、例えば、商品名「Ｘ２２−１６２Ｃ」（ポリジメチルシロキサン構造の両末端はカルボキシ基、数平均分子量４，６００、信越化学株式会社製）、商品名「Ｘ２２−１７６ＤＸ」（ポリジメチルシロキサン構造の両末端はヒドロキシ基、数平均分子量３，２００、信越化学株式会社製）、商品名「ＫＦ８０１２」（ポリジメチルシロキサン構造の両末端はアミノ基、数平均分子量約４，０００、信越化学株式会社製）等が挙げられる。
【００３９】
前記トリカルボン酸無水物としては、芳香族トリカルボン酸無水物が好ましく、例えば、トリメリット酸無水物、３，４，４’−ジフェニルエーテルトリカルボン酸無水物、３，４，４’−ベンゾフェノントリカルボン酸無水物、２，３，５−ピリジントリカルボン酸無水物、ナフタレントリカルボン酸無水物、及びこれらの誘導体等が挙げられる。これらの酸無水物は１種単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００４０】
トリカルボン酸無水物の一部に代えて用いられるテトラカルボン酸二無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、２，３，６，７−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、２，２’−ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）プロパン二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）スルホン酸二無水物、ペリレン−３，４，９，１０−テトラカルボン酸二無水物、ビス（３，４−ジカルボキシフェニル）エーテル二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物、及びこれらの誘導体等が挙げられる。これらのテトラカルボン酸二無水物は１種単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００４１】
前記ジイソシアネート化合物としては、芳香族ジイソシアネート化合物を好ましく挙げることができる。また、ジイソシアネート化合物として、芳香族ジイソシアネート化合物と共に、又は芳香族ジイソシアネート化合物に代えて、脂肪族ジイソシアネート化合物及び／又は脂環式ジイソシアネート化合物を、又はこれらの誘導体であるアミン類を使用することもできる。
【００４２】
芳香族ジイソシアネート化合物として、例えば、ｍ−フェニレンジイソシアネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、４，４’−ジイソシアネートジフェニルエーテル、４，４’−ジイソシアネートジフェニルスルホン、４，４’−ジイソシアネートビフェニル、３，３’−ジメチル−４，４’−ジイソシアネートビフェニル、２，４−トルエンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等が挙げられる。また、これらの芳香族ジイソシアネート化合物の誘導体であるジアミン類も原料として利用できる。脂肪族ジイソシアネート化合物としては、例えば、エチレンジイソシアネート、プロピレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。脂環式ジイソシアネート化合物としては、例えば、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、１，３−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等が挙げられる。これらのジイソシアネート化合物の中でも、無端ベルト１の耐熱性、機械的特性及び溶解性等を考慮すると、使用する全ジイソシアネート化合物中の６０質量％以上、好ましくは７０質量％以上を、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、２，４−トルエンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ジイソシアネートビフェニル、イソホロンジイソシアネート又はこれらの誘導体であるジアミン類とすることが好ましい。さらに、無端ベルト１の寸法安定性を考慮すると、使用する全ジイソシアネート化合物中の７０質量％以上をジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート又はこの誘導体である４，４′−ジアミノジフェニルメタンとすることがより好ましい。
【００４３】
変性芳香族ポリアミドイミド樹脂を合成する反応に使用される溶媒としては、溶解性の点で極性溶媒が好ましく、反応性を考慮すると非プロトン性極性溶媒が特に好ましい。非プロトン性極性溶媒として、例えば、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミド類が挙げられ、Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミド類としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、及び、Ｎ，Ｎ−ジメチルメトキシアセトアミド等が挙げられる。また、極性溶媒として、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピリジン、ジメチルスルホキシド、テトラメチレンスルホン、ジメチルテトラメチレンスルホン等も好ましい。これらの溶媒は、１種単独で又は２種以上を混合して用いることができる。
【００４４】
このように重合されて成る変性芳香族ポリアミドイミド樹脂は、芳香族ポリアミドイミド樹脂に、前記ポリジメチルシロキサン構造が組み込まれた、又は、グラフトされた、ブロック共重合体又はグラフト共重合体である。
【００４５】
変性芳香族ポリアミドイミド樹脂は、その数平均分子量が１０，０００〜５０，０００であるのが好ましい。変性芳香族ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量が前記範囲にあると、成形膜の引張伸度が向上するという効果を奏する。数平均分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーによる標準ポリスチレン換算した分子量である。
【００４６】
無端ベルト１は、変性ポリアミドイミド樹脂によって形成されるが、必要により、変性ポリアミドイミド樹脂と各種添加剤等とを含有する樹脂組成物によって形成されることもできる。
【００４７】
例えば、転写搬送ベルト又は中間転写ベルト等のように、無端ベルト１にある程度の導電性が要求される場合には、変性ポリアミドイミド樹脂と導電性付与剤とを含有する樹脂組成物によって、無端ベルト１は形成されるのがよい。樹脂組成物に含有される導電性付与剤としては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等の各種カーボンブラック、天然黒鉛、人造黒鉛、膨張黒鉛等の黒鉛粉末、金属又は合金等からなる針状、球状、板状及び不定形等の粉末、セラミックス粉末、表面が金属メッキされた各種粒子等が挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが、粒径、導電性及び変性ポリアミドイミド樹脂との親和性等がバランスよく優れている点で、好ましい。また、カーボンブラックは、変性ポリアミドイミド樹脂との親和性が向上する点で、酸化処理により、カルボキシ基、ヒドロキシ基等を付加した酸化処理カーボンブラックがより好ましく、ｐＨ６以下の酸化処理カーボンブラックも好ましい。導電性付与剤の好ましい形状は、球状又は不定形である。球状又は不定形をなす導電性付与剤の粒子のサイズは、一次粒子径として０．０１〜１０μｍ程度が好ましい。導電性付与剤がカーボンブラックの場合、そのＢＥＴ比表面積は、一次粒子径との相関性が強く、５０〜３００ｍ２／ｇであることが好ましく、１００〜２００ｍ２／ｇがより好ましい。
【００４８】
導電性付与剤の添加量は、導電性付与剤の導電性及び粒径、並びに、無端ベルト１に要求される導電性等により、適宜調整すればよいが、通常、変性ポリアミドイミド樹脂と導電性付与剤との合計１００質量％に対して、１〜２５質量％であるのが好ましく、５〜２０質量％であるのがより好ましい。導電性付与剤の添加量が１質量％より少ないと、発現する導電性が小さいことがあり、一方、導電性付与剤の添加量が２５質量％を超えると、無端ベルト１の機械的強度が低下することがある。導電性付与剤を変性ポリアミドイミド樹脂に分散させるには、公知の方法を適宜選択することができ、公知の方法として、例えば、ミキシングロール、加圧式ニーダー、押出機、三本ロール、ホモジナイザー、ボールミル、ポットミル及びビーズミル等を用いた混合方法が挙げられる。
【００４９】
また、導電性付与剤以外の添加剤としては、例えば、フッ素系有機化合物、カップリング剤、滑剤、酸化防止剤、可塑剤、着色剤、帯電防止剤、老化防止剤、補強性充填材、反応助剤、反応抑制剤等の各種添加剤、他の樹脂及び溶媒等が挙げられる。
【００５０】
次に、本発明に係る無端ベルト１の製造方法を説明する。無端ベルト１を製造するには、まず、前記変性ポリアミドイミド樹脂を準備する。すなわち、前記したように、例えば、ポリジメチルシロキサン構造の両末端にアミノ基、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一種の基を有するポリジメチルシロキサンの存在下に、適宜の溶媒中で、常圧下、及び、常温下又は加熱下で、トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とを重合させて、変性ポリアミドイミド樹脂を製造する。なお、必要により、変性ポリアミドイミド樹脂と各種添加剤とを含有する樹脂組成物を前記方法により調整する。
【００５１】
次いで、変性ポリアミドイミド樹脂又は樹脂組成物（以下、変性ポリアミドイミド樹脂等と称する。）を、公知の成形方法によって、環状に成形する。例えば、遠心成形、押出成形、射出成形、ＲＩＭ成形等により、無端ベルト１を成形することができる。これらの成形方法の中でも、厚さ精度に優れる等の点で、遠心成形が好ましい。
【００５２】
無端ベルト１を遠心成形によって成形する場合には、無端ベルト１を形成する変性ポリアミドイミド樹脂等は、その成形時の粘度が５０，０００ｍＰａ・ｓ以下に調整されるのが好ましい。粘度が５０，０００ｍＰａ・ｓを超えると、厚さの均一な無端ベルト１を製造するのが困難になることがある。前記粘度の下限については、特に限定されるものではないが、１０ｍＰａ・ｓ以上であるのが好ましい。成形時における、変性ポリアミドイミド樹脂等の粘度が上記範囲を外れる場合は、前記溶媒の添加量等を調節することにより、変性ポリアミドイミド樹脂等の粘度を前記範囲内に調整することができる。溶媒としては、変性芳香族ポリアミドイミド樹脂を合成する際に使用される前記溶媒が挙げられる。
【００５３】
遠心成形によると、溶媒を含有することにより流動性を発現した変性ポリアミドイミド樹脂等を円筒形の金型に注入し、金型を回転させて遠心力で金型内周面に、変性ポリアミドイミド樹脂等の層を均一に展開し、変性ポリアミドイミド樹脂等の層から溶媒を乾燥除去して、無端ベルト基体が製造される。金型は各種金属管を用いることができる。好適な金型としては、金型の内周面は鏡面研磨されており、鏡面となった内周面はフッ素樹脂やシリコーン樹脂等の離型剤により離型処理され、形成した無端ベルト基体が内周面から容易に脱型できるようにされた金属管を挙げることができる。
【００５４】
なお、上述した遠心成形による他に、アミノ基、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一種の基を末端に有するポリジメチルシロキサンの存在下に、前記トリカルボン酸無水物と前記ジイソシアネート化合物とを一部重合させた変性ポリアミド酸の溶液を、金型の内周面や外周面に浸漬方式、遠心方式、塗布方式等によってコートし、又は前記変性ポリアミド酸の溶液を注形型に充填する等の適宜な方式で筒状に展開し、その展開層を乾燥製膜してベルト形に成形し、その成形物を加熱処理して変性ポリアミド酸を変性イミドに転化して型より回収する公知の方法（特開昭６１−９５３６１号公報、特開昭６４−２２５１４号公報、特開平３−１８０３０９号公報等）等により、無端ベルト１を製造することもできる。なお、この方法において、前記トリカルボン酸無水物と前記ジイソシアネート化合物とを一部重合させるときの、前記ポリジメチルシロキサンの存在量は、前記の通りである。
【００５５】
金型内周面に展開された変性ポリアミドイミド樹脂等の層から除去される溶媒は、金型内周面に展開された変性ポリアミドイミド樹脂等の層に含有された溶媒であり、例えば、変性ポリアミドイミド樹脂等の粘度を調整する際に使用される溶媒の他に、前記変性芳香族ポリアミドイミド樹脂を合成する際に使用される溶媒等が挙げられる。金型内周面に展開された変性ポリアミドイミド樹脂等の層から溶媒を除去する処理として、加熱処理を挙げることができるが、以下の一次溶媒除去工程及び二次溶媒除去工程からなる溶媒除去処理を行うのが好ましい。
【００５６】
前記一次溶媒除去工程は、金型を回転して金型内周面に展開された変性ポリアミドイミド樹脂等の層から溶媒を除去しつつ成形して、変性ポリアミドイミド樹脂等の層をフィルム状成形体とする。一次溶媒除去工程は、金型を回転したまま５〜６０分間、４０〜１５０℃の熱風を金型内に通過させることにより、溶媒が除去される。熱風温度が１５０℃を超えると、及び／又は、加熱時間が６０分を超えると、成形されるフィルム状成形体が酸化されることがある。
【００５７】
二次溶媒除去工程は、一次溶媒除去工程で成形されたフィルム状成形体を金型ごと遠心成形機から取り出し、金型ごと加熱して、フィルム状成形体から溶媒を除去し、無端ベルト基体とする。例えば、熱風乾燥器、オーブン等の加熱器を用いる場合には、フィルム状成形体を金型ごと、２００〜３００℃で１〜３時間加熱すればよく、また、過熱水蒸気炉を用いる場合には、フィルム状成形体を金型ごと、１１０〜３５０℃の過熱水蒸気で、３０〜１５０分間加熱すればよい。
【００５８】
このようにして、フィルム状成形体を均一に成形した後、金型ごとフィルム状成形体を取り出し、又は、フィルム状成形体から溶媒を除去した後、フィルム状成形体を金型から取り出し、放冷する。なお、金型ごとフィルム状成形体を放冷すると、金型とフィルム状成形体との熱膨張率の差により、樹脂組成物で形成されたフィルム状成形体を脱型することができる。脱型した円筒状のフィルム状成形体の両側端部を除去し、所定幅毎に裁断すれば、無端ベルト１が製造される。
【００５９】
この発明における無端ベルトは、前記した無端ベルト１に限定されることはなく、本願発明の目的を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。例えば、無端ベルト１は蛇行防止部材を備えていないが、この発明においては、無端ベルトの少なくとも一方の端部近傍に、無端ベルトの円周方向に延在する桿状、軌条状及び帯状等の細長い形状を成した蛇行防止部材を備えていてもよい。
【００６０】
次に、この発明に係る無端ベルト１を備えた画像形成装置（以下、この発明に係る画像形成装置と称することがある。）の一例を、図２を参照して、説明する。なお、図２に示される画像形成装置は、像担持体に現像された現像剤像を記録体に直接転写する直接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置であり、図２に示されるように、無端ベルト１は、転写搬送ベルトとして二本の支持ローラ４２に張架され、また、定着ベルトとして定着装置３０の定着ローラ３１と無端ベルト支持ローラ３３に張架されている。
【００６１】
図２に示されるように、画像形成装置１０は、四種の現像ユニットに装備された像担持体１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ及び１１Ｙを転写搬送ベルト１上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置であり、したがって、現像ユニットＢ、Ｃ、Ｍ及びＹが転写搬送ベルト１上に直列に配置されている。
【００６２】
図２に示されるように、現像ユニットＢは、静電潜像が形成される回転可能な像担持体１１Ｂと、像担持体１１Ｂに当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体１１Ｂを帯電させる帯電手段１２Ｂと、像担持体１１Ｂの上方に設けられ、像担持体１１Ｂに静電潜像を形成する露光手段１３Ｂと、像担持体１１Ｂに当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体１１Ｂに一定の層厚で現像剤２２Ｂを供給し、静電潜像を現像する現像手段２０Ｂと、像担持体１１Ｂの下方に転写搬送ベルト１を介して当接又は圧接するように設けられ、現像された静電潜像を像担持体１１Ｂから転写搬送ベルト１で搬送される記録体１６上に転写する転写手段１４Ｂと、記録体１６に転写されず像担持体１１Ｂに残留した現像剤２２Ｂ等を除去するクリーニング手段１５Ｂとを備えている。図２に示されるように、現像ユニットＢにおける像担持体１１Ｂと転写手段１４Ｂとは、二本の支持ローラ５に張架された転写搬送ベルト１を介して当接又は圧接している。そして、記録体１６は、転写搬送ベルト１により、像担持体１１Ｂと転写手段１４Ｂとの当接部を通過するように、搬送される。この転写搬送ベルト１は記録体１６を搬送すると共に、転写手段１４Ｂと協働して像担持体１１Ｂに現像された静電潜像を転写する。像担持体１１Ｂ、帯電手段１２Ｂ、露光手段１３Ｂ、転写手段１４Ｂ及びクリーニング手段１５Ｂは、従来公知のものを適宜選択して使用することができる。
【００６３】
図２に示されるように、前記現像手段２０Ｂは、像担持体１１Ｂに対向する位置に開口部を有し、現像剤２２Ｂを収納する筐体２１Ｂと、筐体２１Ｂの開口部に、像担持体１１Ｂに当接若しくは圧接して又は所定の間隔を置いて設けられ、像担持体１１Ｂに現像剤２２Ｂを一定の層厚で供給する回転可能な現像剤担持体２３Ｂと、現像剤担持体２３Ｂの上方に設けられ、現像剤担持体２３Ｂに当接又は圧接して現像剤２２Ｂの層厚を規制すると共に、摩擦帯電により現像剤２２Ｂを帯電させる現像剤規制部材２４Ｂとを備えている。現像剤担持体２３Ｂ及び現像剤規制部材２４Ｂは、従来公知のものを適宜選択して使用することができる。前記現像剤２２Ｂは、摩擦により帯電可能で、記録体１６に定着可能な現像剤であれば、乾式現像剤でも湿式現像剤でもよく、また、非磁性現像剤でも磁性現像剤でもよく、さらに、１成分現像剤でも二成分現像剤でもよい。現像ユニットＢは、筐体２１Ｂ内に黒色現像剤を収納している。
【００６４】
現像ユニットＣ、Ｍ及びＹは、図２に示されるように、現像ユニットＢと同様に構成されている。現像ユニットＣ、Ｍ及びＹはそれぞれ、筐体２１Ｃ、２１Ｍ及び２１Ｙ内に、シアン現像剤２２Ｃ、マゼンタ現像剤２２Ｍ及び黄色現像剤２２Ｙを収納している。
【００６５】
図２に示されるように、画像形成装置１０の底部には、記録体１６として複数枚の記録体を積層収容するカセット４１が設置され、カセット４１内の記録体は給紙ローラ等によって１枚ずつ送り出されて、転写搬送ベルト１上に搬送される。
【００６６】
図２に示されるように、画像形成装置１０における記録体１６の搬送方向下流には、記録体１６に転写された各種現像剤（静電潜像）を定着させる定着手段３０が配置されている。定着手段３０は、例えば、発熱可能な定着ローラを備えた熱ローラ定着装置、オーブン定着器等の加熱定着装置、加圧可能な定着ローラを備えた圧力定着装置等を用いることができる。図２に示されるように、画像形成装置１０は、無端ベルト１を備えた定着装置３０が配置されている。定着装置３０は、図２にその断面が示されるように、記録体１６を通過させる開口部３５を有する筐体３４内に、定着ローラ３１と、定着ローラ３１の近傍に配置された無端ベルト支持ローラ３３と、定着ローラ３１及び無端ベルト支持ローラ３３に巻き掛けられた定着ベルト、すなわち、無端ベルト１と、定着ローラ３１と対向配置された加圧ローラ３２とを備え、無端ベルト１を介して定着ローラ３１と加圧ローラ３２とが、互いに当接又は圧接するように、回転自在に支持されて成る圧力熱定着装置である。無端ベルト支持ローラ３３は、画像形成装置に通常用いられるローラであればよく、例えば、弾性ローラ等が用いられる。定着ローラ３１、無端ベルト支持ローラ３３及び加圧ローラ３２はそれぞれ、加熱体（図示しない。）が内蔵され、加圧ローラ３２はスプリング等の付勢手段（図示しない。）によって、無端ベルト１を介して定着ローラ３１に圧接している。無端ベルト１と加圧ローラ３２との圧接された間を記録体１６が通過することにより、加圧と同時に加熱され、記録体１６に転写された現像剤４２（静電潜像）を定着させることができる。
【００６７】
画像形成装置１０は、次にように作用する。まず、現像ユニットＢの像担持体１１Ｂが、帯電手段１２Ｂにより一様に帯電され、露光手段１３Ｂにより画像が露光されて、像担持体１１Ｂの表面に静電潜像が形成される。一方、現像手段２０Ｂにおいて、現像剤担持体２３Ｂ及び現像剤規制部材２４Ｂにより、黒色現像剤２２Ｂが所望の層厚に規制され、所望のように帯電される。そして、この黒色現像剤２２Ｂが現像剤担持体２３Ｂから像担持体１１Ｂに供給され、像担持体１１Ｂに形成された静電潜像が現像されて、現像剤像として可視化される。次いで、この現像剤像が、像担持体１１Ｂと転写手段１４Ｂとの間に転写搬送ベルト１により搬送される記録体１６上に、転写される。このようにして、現像剤像が記録体１６上に黒像に顕像化される。
【００６８】
次いで、現像ユニットＢと同様にして、現像ユニットＣ、Ｍ及びＹによって、現像剤像が黒像に顕像化された記録体１６に、それぞれシアン像、マゼンタ像及び黄色像が重畳され、カラー像が顕像化される。
【００６９】
次いで、カラー像が顕像化された記録体１６は、搬送手段により定着手段３０に搬送され、定着ローラ３１と加圧ローラ３２との無端ベルト１を介した当接部又は圧接部を通過するときに加熱及び／又は加圧されて、転写されたカラー像が永久画像として定着される。このようにして、記録体１６にカラー画像を形成することができる。
【００７０】
画像形成装置１０によれば、転写搬送ベルトとして無端ベルト１を使用しているから、画像形成装置１０が従来の画像形成装置であっても、また、高寿命化、高精細化及び高速化された画像形成装置であっても、画像形成装置に長期間装着され、及び／又は、長期間無限走行しても、無端ベルト１の空転を抑えることができると共に無端ベルト１にひび割れ、亀裂等の損傷の発生を抑えることができる。それ故、無端ベルト１の初期の特性が長期間にわたって発揮され、無端ベルト１によって記録体１６を長期間にわたって所望のように搬送することができる。その結果、記録体１６上に顕像化された黒像に、シアン像、マゼンタ像及び黄色像を正確な位置に重畳して画像ずれ等及び画像濃度むら等を効果的に防止することができる。また、定着ベルトとして無端ベルト１を使用しているから、記録紙１６上に転写された各色の現像剤を所望のように定着させることができる。したがって、画像形成装置１０によれば、高品質の画像を長期間にわたって形成することができる。
【００７１】
なお、この発明に係る無端ベルト１を、前記像担持体１１と同様の役割を担う転写ベルト（感光ベルトとも称することがある。）、前記中間転写方式における一次転写体として使用される中間転写ベルト、及び、前記現像剤担持体と同様の役割を担う現像ベルトとして、画像形成装置１０に組み込んでも、無端ベルト１は、前記したように、初期の特性が長期間にわたって発揮するから、画像形成装置１０は高品質の画像を形成することができる。
【００７２】
画像形成装置１０は、電子写真方式の画像形成装置とされているが、この発明において、画像形成装置１０は、電子写真方式には限定されず、例えば、静電方式の画像形成装置であってもよい。また、画像形成装置１０は、各色の現像ユニットを備えた複数の像担持体を転写搬送ベルト上に直列に配置したタンデム型カラー画像形成装置とされているが、画像形成装置は、単一の現像ユニットを備えたモノクロ画像形成装置であっても、像担持体上に担持された現像剤像を無端ベルトに順次一次転写を繰り返す四サイクル型カラー画像形成装置等であってもよい。画像形成装置１０は、例えば、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置とされる。
【実施例】
【００７３】
（実施例１）
反応容器中に、Ｎ−メチル−２−ピロリドン適量と、トリメリット酸無水物１ｍｏｌと、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート１ｍｏｌと、トリメリット酸無水物とジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネートとの合計質量に対して１０質量部のポリジメチルシロキサン（商品名「Ｘ２２−１６２Ｃ」、両末端はカルボキシ基、信越化学株式会社製）と、フッ化カリウム（触媒）０．０２ｍｏｌとを加え、窒素ガス雰囲気下、撹拌しながら１時間かけて室温から１５０℃に昇温後、同温度を４時間保持して、反応物濃度（実質的全閉環の変性ポリアミドイミド樹脂、変性ポリアミドイミド樹脂の数平均分子量は２０，０００）２０質量％の変性ポリアミドイミド樹脂溶液を得た。この溶液に、Ｎ−メチル−２−ピロリドンをさらに加え、反応物濃度１５質量％の変性ポリアミドイミド樹脂溶液を調製した。得られた変性ポリアミドイミド樹脂溶液に、酸化処理カーボンブラック（商品名「スペシャルブラック４」、Ｄｅｇｕｓｓａ社製、ｐＨ３．０、揮発分１４．０％）を変性ポリアミドイミド樹脂と酸化処理カーボンブラックとの合計１００質量％に対して１５質量％の割合で加え、ビーズミルで１時間混合分散して、樹脂組成物を調製した。
【００７４】
遠心成形に使用する金型は、内径２００ｍｍ、外径２２０ｍｍ、長さ４００ｍｍの大きさを有し、金型内面はポリッシングにより鏡面研磨されている。次いで、金型両端の開口部に、リング状の蓋（内径１７０ｍｍ、外径２５０ｍｍ）をそれぞれ嵌合して、金型を閉塞し、樹脂組成物を１，０００ｒｐｍの速度で回転する金型内周に２１５ｇ注入した。次いで、金型を同速度で３０分間回転させて金型内周面に樹脂組成物の層を均一に展開した。次いで、金型を同速度で回転させつつ、熱風乾燥機により金型周囲の温度を１５０℃に保ち、この状態を３０分間保持し、フィルム状成形体を成形した。その後、金型の回転を停止し、フィルム状成形体を金型ごと遠心成形機から取り出し、２５０℃に調節された過熱水蒸気炉で１５０分間過熱水蒸気加熱した後、室温で放冷して、無端ベルト基体とした。金型ごと無端ベルト基体を冷却すると、金型と無端ベルト基体との熱膨張率の差により、無端ベルト基体が剥離した。
【００７５】
このようにして作製したベルト基体の両端部をそれぞれ切断し、周長約２００ｍｍ、幅２４０ｍｍの大きさに切り出し、厚さ１００μｍの無端ベルト１Ａを作製した。
【００７６】
（実施例２）
ポリジメチルシロキサン（商品名「Ｘ２２−１６２Ｃ」）の存在量を、トリメリット酸無水物とジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネートとの合計質量に対して５質量部に変更した以外は、実施例１と同様にして、無端ベルト１Ｂを作製した。
【００７７】
（比較例１）
前記ポリジメチルシロキサンを使用しない（すなわち、ポリジメチルシロキサンの存在量０質量部に変更した）以外は、実施例１と同様にして、無端ベルト１Ｃを作製した。
【００７８】
（比較例２）
ポリイミド樹脂溶液（商品名「Ｕ−ワニス−Ｓ」、宇部興産株式会社製）に酸化処理カーボンブラック（商品名「スペシャルブラック４」、Ｄｅｇｕｓｓａ社製、ｐＨ３．０、揮発分１４．０％）をポリイミド樹脂溶液中のポリイミド樹脂と酸化処理カーボンブラックとの合計１００質量％に対して１５質量％の割合で加え、ビーズミルで１時間混合分散して、樹脂組成物を調製した。
【００７９】
次いで、実施例１と同じく内径２００ｍｍ、外径２２０ｍｍ、長さ４００ｍｍの金型を１，０００ｒｐｍの速度で回転させながら金型内周に、２１５ｇの樹脂組成物を注入した。次いで、金型を同速度で３０分間回転させて金型内周面に樹脂組成物の層を均一に展開した。次いで、金型を同速度で回転させつつ、熱風乾燥機により金型周囲の温度を１５０℃に保ち、この状態を３０分間保持し、フィルム状成形体を成形した。その後、金型の回転を停止し、フィルム状成形体を金型ごと遠心成形機から取り出し、３５０℃に調節された過熱水蒸気炉で１５０分間過熱水蒸気加熱した後、室温で放冷して、無端ベルト基体とした。金型ごと無端ベルト基体を冷却すると、金型と無端ベルト基体との熱膨張率の差により、無端ベルト基体が剥離した。このようにして作製した無端ベルト基体の両端部をそれぞれ切断し、周長約２００ｍｍ、幅２４０ｍｍの大きさに切り出し、厚さ１００μｍの無端ベルト１Ｄを作製した。
【００８０】
（比較例３）
比較例１で作製した無端ベルト基体の表面に、シリコーングラフトアクリル樹脂（商品名「Ｘ２２−８００４」、信越化学工業株式会社製）を、スプレー塗布法によって、膜厚を５μｍに均一塗布した後、１５０℃で２時間乾燥して、二層構造の無端ベルト１Ｅを作製した。
【００８１】
（比較例４）
シリコーングラフトアクリル樹脂（商品名「Ｘ２２−８００４」、信越化学工業株式会社製）とＮ−メチル−２−ピロリドンとを混合して、シリコーングラフトアクリル樹脂の濃度が１５質量％のシリコーングラフトアクリル樹脂溶液を調製した。得られたシリコーングラフトアクリル樹脂溶液に、酸化処理カーボンブラック（商品名「スペシャルブラック４」、Ｄｅｇｕｓｓａ社製、ｐＨ３．０、揮発分１４．０％）をシリコーングラフトアクリル樹脂と酸化処理カーボンブラックとの合計１００質量％に対して１５質量％の割合で加え、ビーズミルで１時間混合分散して、樹脂組成物を調製した。
【００８２】
次いで、実施例１と同様にして、金型内周面に樹脂組成物の層を均一に展開した。次いで、金型を同速度で回転させつつ、熱風乾燥機により金型周囲の温度を８０℃に保ち、この状態を３０分間保持し、フィルム状成形体を成形した。その後、金型の回転を停止し、フィルム状成形体を金型ごと遠心成形機から取り出し、１００℃に調節された熱風乾燥機で１５０分間加熱した後、室温で放冷して、無端ベルト基体とした。このようにして作製したベルト基体の両端部をそれぞれ切断し、周長約２００ｍｍ、幅２４０ｍｍの大きさに切り出し、厚さ１００μｍの無端ベルト１Ｆを作製した。
【００８３】
前記各測定方法に準拠して、無端ベルト１Ａ〜１ＦのＩＳＯ耐折回数、吸水率、ヤング率、引張伸度、接触帯電量、濡れ指数及びループステフネスを測定した。その結果を表１に示す。
【００８４】
【表１】
【００８５】
また、無端ベルト１Ａ〜１Ｆのシリカ固着試験を行った。具体的には、シリカ粉末（商品名「Ｘ２４−９１６３Ａ」、信越化学工業株式会社製）をウエスで無端ベルト１Ａ〜１Ｆの表面に塗りつけた後、塗りつけたシリカ粉末を清浄なウエスで拭取った。各無端ベルトの表面に固着して残存したシリカ粉末量を目視で評価した。評価は、シリカ粉末の残存量が少ないほうから順に、「◎」、「○」、「×」の３段階とした。その結果を表２に示す。
【００８６】
さらに、無端ベルト１Ａ〜１Ｆの像流れ、現像剤の転写性及び白抜け試験を行った。具体的には、作製した無端ベルト１Ａ〜１Ｆそれぞれを、アモルファスシリコン感光ドラムを備えたベルト中間転写方式のカラー画像形成装置（商品名「ＤｏｃｕＰｒｉｎｔ Ｃ８３０」、富士ゼロックス株式会社製）に装着し、現像剤として磁性二成分トナーを用いて印字試験を行い、その印字サンプルを１０倍の光学顕微鏡で観察して判断した。像流れは、印字サンプルにおける印字文字の輪郭が周囲に滲んでいなかった場合を「◎」、印字文字の輪郭がわずかに滲んでいたものの実用上まったく問題のない程度である場合を「○」、印字文字の輪郭が激しく滲んでいたものを「×」とした。現像剤の転写性は、印字サンプルにおけるハーフトーンのドットが綺麗に紙上に転写されていた場合を「◎」、ハーフトーンのドットが多少欠損していた場合を「○」、ハーフトーンのドットが大きく欠損していた場合を「×」とした。白抜けは、印字サンプルにおけるベタ印字の画像中に現像剤の未転写部分（白色部分）が認められなかった場合を「◎」、ベタ印字の画像中に現像剤の未転写部分（白色部分）が多少認められた場合を「○」、ベタ印字の画像中に現像剤の未転写部分（白色部分）が多数認められた場合を「×」とした。その結果を表２に示す。
【００８７】
また、作製した無端ベルト１Ａ〜１Ｆをそれぞれ図２に示される画像形成装置（タンデム型カラープリンター（商品名「ＭｉｃｒｏＬｉｎｅ ９０５５ｃ」、株式会社沖データ製））に装着し（張力１００〜３，０００ｇｆ）、無端ベルト支持ローラ３３に張架された無端ベルトを、Ａ４用紙を横２１枚／分印刷する速度で無限軌道上を回転させ、耐久試験を行った。３００，０００回転走行させた後に、無端ベルトの亀裂及び／又は破損等の有無を確認した。無端ベルトを３００，０００回転走行させても亀裂及び破損等が生じなかった場合を「◎」とし、無端ベルトを１００，０００回転走行させても亀裂及び破損等が生じなかった場合を「○」とし、無端ベルトが５０，０００回転走行する前に、亀裂及び／又は破損等が生じた場合を「×」として、評価した。その結果を表２に示す。
【００８８】
【表２】
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】図１は、この発明の一実施例である無端ベルトを示す概略斜視図である。
【図２】図２は、この発明の一実施例であるタンデム型カラー画像形成装置の概略図である。
【符号の説明】
【００９０】
１ 無端ベルト
１０ 画像形成装置
１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ 像担持体
１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ 帯電手段
１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｍ、１３Ｙ 露光手段
１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｍ、１４Ｙ 転写手段
１５Ｂ、１５Ｃ、１５Ｍ、１５Ｙ クリーニング手段
１６ 記録体
２０ 現像手段
２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙ、３４ 筐体
２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ 現像剤
２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｍ、２３Ｙ 現像剤担持体
２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｍ、２４Ｙ 現像剤規制部材
３０ 定着装置
３１ 定着ローラ
３２ 加圧ローラ
３３ 無端ベルト支持ローラ
３５ 開口部
４１ カセット
４２ 支持ローラ
Ｂ、Ｃ、Ｍ、Ｙ 現像ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単層構造に形成されて成り、ＩＳＯ耐折回数が６５００回以上であることを特徴とする無端ベルト。
【請求項２】
吸水率が１．８％以下であることを特徴とする請求項１に記載の無端ベルト。
【請求項３】
アミノ基、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一種の基を末端に有するポリジメチルシロキサンの存在下に、トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とを重合してなる変性ポリアミドイミド樹脂から成る請求項１又は２に記載の無端ベルト。
【請求項４】
前記ポリジメチルシロキサンは、前記トリカルボン酸無水物と前記ジイソシアネート化合物との合計１００質量部に対して１０質量部以下の割合で存在することを特徴とする請求項３に記載の無端ベルト。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の無端ベルトを備えた画像形成装置。
【請求項１】
単層構造に形成されて成り、ＩＳＯ耐折回数が６５００回以上であることを特徴とする無端ベルト。
【請求項２】
吸水率が１．８％以下であることを特徴とする請求項１に記載の無端ベルト。
【請求項３】
アミノ基、カルボキシ基及びヒドロキシ基の少なくとも一種の基を末端に有するポリジメチルシロキサンの存在下に、トリカルボン酸無水物とジイソシアネート化合物とを重合してなる変性ポリアミドイミド樹脂から成る請求項１又は２に記載の無端ベルト。
【請求項４】
前記ポリジメチルシロキサンは、前記トリカルボン酸無水物と前記ジイソシアネート化合物との合計１００質量部に対して１０質量部以下の割合で存在することを特徴とする請求項３に記載の無端ベルト。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の無端ベルトを備えた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−１７０７３１（Ｐ２００８−１７０７３１Ａ）
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３８７３（Ｐ２００７−３８７３）
【出願日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【復代理人】
【識別番号】１００１１８８０９
【弁理士】
【氏名又は名称】篠田 育男
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【出願人】（０００１９０１１６）信越ポリマー株式会社 (1,394)
【復代理人】
【識別番号】１００１１８８０９
【弁理士】
【氏名又は名称】篠田 育男
【Ｆターム（参考）】
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