JP2004094095A

JP2004094095A - 中間転写ベルト

Info

Publication number: JP2004094095A
Application number: JP2002257713A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Adachi; 足立　雅彦
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2002-09-03
Filing date: 2002-09-03
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】繰返し曲げ疲労および横滑り方向の応力に対する耐久性、転写性、難燃性、成形加工性および電気的特性のすべてに優れ、中抜け、トナー飛散りおよびノイズのない画像を長期にわたって提供可能な中間転写ベルトを提供すること。
【解決手段】画像形成装置において像担持体よりトナー像を転写される中間転写ベルトであって、ポリフェニレンサルファイド、エポキシ基含有オレフィン共重合体とビニル系（共）重合体とからなるグラフト共重合体、導電性フィラーおよび滑材を含んでなる中間転写ベルト。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンターなどの画像形成装置において、像担持体表面に形成したトナー像を、紙などの記録媒体へと転写する前に一旦自己の表面に転写保持し、これを上記記録媒体へと転写する中間転写ベルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置や静電記録装置などにおける中間転写ベルトは、使用時に数本のローラを介して回転駆動され、繰り返し曲げ疲労を受けるため、耐屈曲性を有し、割れ難いことが要求される。また、ベルトの蛇行時に受ける横滑り方向の応力に耐える剛性が必要である。優れた剛性を有しないと、ベルト端部付近で折れや坐屈が起こる。さらに、難燃性や、トナーを転写する際の転写効率等の転写性も必要となる。
【０００３】
このような中間転写ベルトとしては、従来、ポリカーボネートにカーボンブラック等の導電剤を分散させてなるシームレスベルトが提案されていた（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この中間転写ベルトでは、押出成形によりベルト状に成形する際に、ポリカーボネートの配向性のために押出し方向に縦割れが生じる問題があった。また、ベルト状に成形できた場合でも、使用時の繰返し曲げ動作により割れが生じるという問題を有していた。
【０００４】
繰返し曲げ疲労に対する耐久性に優れた中間転写ベルトとして熱可塑性ポリアルキレンテレフタレートと熱可塑性芳香族ポリカーボネートを混合した樹脂を用いたシームレスベルトが提案されている（例えば、特許文献２参照）。これは、繰り返し曲げ疲労に対する耐久性向上の効果はあるが、横滑り方向の応力に耐える剛性（耐久性）が十分ではなく、また、難燃性に関しても十分な性能を有さない。
【０００５】
難燃性と耐熱性・剛性を得るための手段として、ポリフェニレンサルファイドおよびポリスルホン樹脂を中間転写ベルトに用いる技術が提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、構成樹脂としてポリフェニレンサルファイド及びポリスルホン素材を用いるだけでは十分ではなく、張架している数本のローラを通過する際に受ける繰り返し屈曲に対する耐性は得られず、使用時に割れが生じる問題がある。
【０００６】
耐屈曲性の改良を目的として、ポリアルキレンテレフタレートとポリフェニレンサルファイドを含む樹脂組成物を使用した画像形成装置用ベルトが開示されている（例えば、特許文献４参照）。しかしながら、ポリフェニレンサルファイドの成形温度はポリアルキレンテレフタレートの成形温度よりも４０〜５０℃高いため、樹脂組成物は相溶系にならず、成型加工が可能であっても転写性の良い表面状態が得られないという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２５９２０００号明細書
【特許文献２】
特許第２８４５０５９号明細書
【特許文献３】
特開平１１−１４９２２２号公報
【特許文献４】
特開２００１−３４０８３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、繰返し曲げ疲労および横滑り方向の応力に対する耐久性（耐屈曲性および剛性）、転写性、難燃性および成形加工性のすべてに優れ、ロングライフを達成する中間転写ベルトを提供することを目的とする。
【０００９】
本発明はまた、繰返し曲げ疲労および横滑り方向の応力に対する耐久性（耐屈曲性および剛性）、転写性、難燃性、成形加工性および電気的特性のすべてに優れ、中抜け、トナー飛散りおよびノイズのない画像を長期にわたって提供可能な中間転写ベルトを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は画像形成装置において像担持体よりトナー像を転写される中間転写ベルトであって、ポリフェニレンサルファイド、エポキシ基含有オレフィン共重合体とビニル系（共）重合体とからなるグラフト共重合体、導電性フィラーおよび滑材を含んでなる中間転写ベルトに関する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る中間転写ベルトは、中間転写方式の画像形成装置に用いられる中間転写ベルト、特にシームレスベルトに適している。本発明に係る中間転写ベルトは、現像装置に単色トナーのみを持つモノカラー画像形成装置、像担持体ドラムにＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂ（ブラック）の各色の現像器ごとに像担持体上での現像およびトナー像の中間転写ベルトへの一次転写を行うカラー画像形成装置、直列に配置された各色の画像形成ユニットごとにトナー像の中間転写ベルトへの一次転写を行うタンデム方式カラー画像形成装置などに適用することができる。また、像担持体は静電潜像を現像して画像を保持する感光体や、直接画像を作像して保持するものでも良い。画像を保持する担持体なら良く、感光体に限らない。
【００１２】
図１、図２および図３に中間転写方式の画像形成装置の概略部分構成図を示す。図１において１は像担持体としての感光体、４が中間転写ベルトである。感光体の周囲には、通常、帯電器、感光体上に静電潜像を形成するための露光光学系、トナーを収容する現像器、残留トナーを除去するクリーナ一等が配置されているが、図１においては簡略化のため感光体１を帯電させるための帯電器２、感光体上に形成された静電潜像をトナー現像するための現像器３のみを図示している。
【００１３】
中間転写ベルト４は転写・搬送ローラ６、６’および搬送ローラ６”に掛け渡され、矢印方向に回転する感光体１と同調して矢印方向に回転するようになっている。
【００１４】
図１に示すような中間転写方式を有する画像形成装置においては、まず矢印方向に回転する感光体１の表面を帯電器２により一様に帯電し、図示しない露光光学系により画像に対応する静電潜像を形成する。静電潜像は現像器３でトナー像に現像される。このトナー像は転写・搬送ローラ６’により中間転写ベルト４に静電的に転写（一次転写）される。そして中間転写ベルト４上に形成されたトナー像は、搬送・転写ローラ６と押圧ローラ７の間で記録紙５に転写（二次転写）されるようになっている。
【００１５】
このような中間転写方式を有する画像形成装置において中間転写ベルト４は、図１に示されているように数本のローラ６、６’および６”を介して感光体１に接し、かつ４０〜６０Ｎのテンション力により張られた状態になっている。また、中間転写ベルト４は、例えば感光体からトナーを一次転写させるために適した周速、例えば８０〜１５０ｍｍ／ｓで回転させられるようになっている。
【００１６】
また、図２に示すような中間転写方式を有する画像形成装置においては、各色の現像器ごとに現像および一次転写を行う。詳しくは、中間転写ベルト１１は、例えば現像ユニットをＹ（イエロー）現像器１０ａ、Ｍ（マゼンタ）現像器１０ｂ、Ｃ（シアン）現像器１０ｃ、Ｂ（ブラック）現像器１０ｄと順次回転させ感光体８にトナー像を現像しながら逐次４回送りで一次転写ローラ１３により一次転写させられ、中間転写ベルト１１上に形成された４色トナー像は二次転写ローラー１４と押圧ローラ１５の間で記録紙１２に転写するようになっている。感光体８は表面を帯電器９により一様に帯電され、図示しない露光光学系により画像に対応する静電潜像を形成され、現像された後、図示しないクリーナ等により残留トナーを除去されるようになっている。
【００１７】
このような画像形成装置において中間転写ベルト１１は、数本のローラ１３、１５、１６等を介して感光体８に接し、かつ４０〜６０Ｎのテンションにより張られた状態になっている。また、中間転写ベルト１１は、一次転写に適した周速、例えば８０〜１５０ｍｍ／ｓで回転させられるようになっている。
【００１８】
更に、図３に示すような中間転写方式を有する画像形成装置においては、直列に配置された画像形成ユニットごとに各色の現像および一次転写を行う。詳しくは、中間転写ベルト２８は例えば、Ｙ（イエロー）用感光体１７、Ｍ（マゼンタ）用感光体２２、Ｃ（シアン）用感光体２３、Ｂ（ブラック）用感光体２４の順で各感光体上のトナー像を１回送りで各一次転写ローラ２１により一次転写させられ、中間転写ベルト２８上に形成された４色トナー像は二次転写ローラ２５と押圧ローラ２６の間で記録紙２７に転写するようになっている。各現像器（例えば、２０）において感光体（例えば、１７）は表面を帯電器（例えば、１９）により一様に帯電され、露光器（例えば、１８）により画像に対応する静電潜像を形成され、現像された後、図示しないクリーナ等により残留トナーを除去されるようになっている。
【００１９】
このような画像形成装置において中間転写ベルト２８は、数本のローラー２６、２９等を介して、Ｙ（イエロー）用感光体１７、Ｍ（マゼンタ）用感光体２２、Ｃ（シアン）用感光体２３、Ｂ（ブラック）用感光体２４とそれぞれの一次転写ローラー２１とを対面に一列に配したユニットにおいて各感光体と接し、かつ４０〜６０Ｎのテンション力により張られた状態になっている。また、中間転写ベルト２８は、１回送りで４色のトナー像を一次転写させるために適した周速、例えば８０〜１５０ｍｍ／ｓで回転させられるようになっている。
【００２０】
従来の中間転写ベルトは上記のような画像形成装置において長期にわたって使用されると、掛け渡されている数本のローラのローラ径と中間転写ベルトの巻き付け角度により繰返し曲げ疲労ストレスを受け、中間転写ベルトの設定寿命に満たず、よく割れ破壊に至る。また、中間転写ベルトはベルト蛇行時に受ける横滑り方向の応力によって、ベルトの端部付近で折れたり坐屈したりし、また、ベルトの弾性変形内応力であっても繰返し受けることで疲労限界により破壊に至る。本発明の中間転写ベルトはこのような繰返し曲げ疲労ストレスや横滑り方向の応力に対する耐久性に著しく優れ、十分な耐屈曲性および剛性を有している。
【００２１】
本発明の中間転写ベルトは、基本的には、ポリフェニレンサルファイド、エポキシ基含有オレフィン共重合体とビニル系（共）重合体とからなるグラフト共重合体、導電性フィラーおよび滑材から形成されている。本発明においては特に、ポリフェニレンサルファイドをグラフト共重合体とともに組み合わせて使用することによって、繰返し曲げ疲労および横滑り方向の応力に対する耐久性（耐屈曲性および剛性）が向上し、優れた転写性、難燃性、成形加工性および電気的特性を達成できる。その結果として、中抜け、トナー飛散りおよびノイズのない画像が長期にわたって提供できる。
【００２２】
本発明で使用されるポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）はフェニレン単位と硫黄原子が交互に並んでなる構造を有する熱可塑性のプラスチックである。
フェニレン単位は置換基を有していてもよいｏ−フェニレン単位、ｍ−フェニレン単位またはｐ−フェニレン単位であり、それらが混合されていてもよい。好ましいフェニレン単位は少なくともｐ−フェニレン単位を含み、その含有量は全フェニレン単位に対して５０％以上である。フェニレン単位は特に無置換ｐ−フェニレン単位のみからなっていることが好ましい。
【００２３】
ポリフェニレンサルファイドは架橋構造を有していてもよいが、好ましくは架橋構造を有さないリニア型ＰＰＳである。リニア型ＰＰＳを用いることにより、靭性が高く、高温多湿雰囲気下でも寸法変化が少ない中間転写ベルトを作製できる。
【００２４】
上記構造を有するポリフェニレンサルファイドはメルトフローレートが２５０（ｇ／１０分）以下、特に５０〜２００（ｇ／１０分）であることが好ましい。メルトフローレートが高すぎると、金型から取り出すときにドローダウンしやすく作業が困難になる。また、溶融後温度を下げていった時の結晶化温度Ｔｍｃが高いポリフェニレンサルファイドは結晶化しやすいため、結晶化すると得られるベルトが割れやすくなり、繰り返し曲げ疲労性が悪くなる一因となる。そのため、Ｔｍｃが２２０℃以下、特に１６０〜２００℃が好ましい。
本明細書中、メルトフローレートはＪＩＳ　Ｋ７２１０（熱可塑性プラスチックの流れ試験方法、条件：３１５℃、５０Ｎ）に準じて測定された値を用いている。
【００２５】
またポリフェニレンサルファイドはガラス転移温度が７０〜１００℃、融点が２７０〜２９０℃であることが好ましい。
【００２６】
上記のようなポリフェニレンサルファイドとして繊維やフィルム等の用途のために市販されているものが好適である。そのような市販品として、例えば、繊維グレードＥ２１８０（東レ社製）が入手可能である。
【００２７】
本発明で使用されるグラフト共重合体はエポキシ基含有オレフィン共重合体とビニル系（共）重合体とからなる。詳しくはグラフト共重合体は主鎖としてのエポキシ基含有オレフィン共重合体にビニル系（共）重合体をグラフト化してなるものであり、エポキシ基含有オレフィン共重合体からなる連続層中にビニル系（共）重合体からなる層が球状に分散された構成を有している。分散しているビニル系（共）重合体の粒子径は０．００１〜１０μｍ、好ましくは０．０１〜５μｍである。
本明細書中、「（共）重合体」とは単独重合体または共重合体のいずれであってもよいことを意味する。
【００２８】
グラフト共重合体の一方の重合体部分を構成するエポキシ基含有オレフィン共重合体とは、オレフィンと不飽和グリシジル基含有単量体との２元共重合体またはオレフィンと不飽和グリシジル基含有単量体と他の不飽和単量体との３元または多元の共重合体である。エポキシ基含有オレフィン共重合体におけるオレフィンとグリシジル基含有単量体との比率は、オレフィン５〜７０重量％、グリシジル基含有単量体９５〜３０重量％、好ましくはオレフィン５〜５５重量％、グリシジル基含有単量体９５〜４５重量％、より好ましくはオレフィン４０〜５５重量％とグリシジル基含有単量体６０〜４５重量％である。また、エポキシ基含有エチレン共重合体に所望により他の不飽和単量体を添加しても良く、この場合エチレン＋グリシジル基含有単量体の合計量に対して０〜３９．５重量％の不飽和単量体を用いて得られた共重合体が好ましい。
【００２９】
オレフィン単量体としては、エチレン、プロピレン、ブテン−１、４−メチルペンテン−１、ヘキセン−１、デセン−１、オクテン−１などが挙げられ、好ましいものとしてエチレンを挙げることができる。上記オレフィンは単独でまたは２種以上混合して使用可能である。
【００３０】
不飽和グリシジル基含有単量体としては、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、イタコン酸モノグリシジルエステル、ブテントリカルボン酸モノグリシジルエステル、ブテントリカルボン酸ジグリシジルエステルおよびブテントリカルボン酸トリグリシジルエステル、α−クロロアクリル酸、マレイン酸、クロトン酸、フマル酸などのグリシジルエステル類、ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、グリシジルオキシエチルビニルエーテル、スチレン−ｐ−グリシジルエーテルなどのグリシジルエーテル類およびｐ−グリシジルスチレンなどが挙げられるが、好ましいものとしてメタクリル酸グリシジル、アクリルグリシジルエーテル、より好ましくはメタクリル酸グリシジルを挙げることができる。
【００３１】
他の不飽和単量体としては、ビニルエステル類、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸、ビニルエーテル類、アクリル酸アミド系化合物、スチレン、塩化ビニルおよびそれらの誘導体などから選択された少なくとも１種の単量体で、具体的には酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニルベンゾエートなどのビニルエステル類、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸およびメタクリル酸のメチル、エチル、プロピル、ブチル、２−エチルヘキシル、シクロヘキシル、ドデシル、オクタデシルなどのエステル類、マレイン酸、マレイン酸無水物、イタコン酸、フマル酸およびマレイン酸のモノエステルおよびジエステル、ビニルメチルエーテル、ビニルエチルエーテルなどのビニルエーテル類、およびアクリル酸アミド系化合物が挙げられるが、特にアクリル酸エステルが好ましい。
【００３２】
エポキシ基含有オレフィン共重合体の具体例としては、エチレン／メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン／酢酸ビニル／メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン／アクリル酸エチル／メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン／アクリル酸グリシジル共重合体、エチレン／酢酸ビニル／アクリル酸グリシジル共重合体などが挙げられる。中でも好ましいものはエチレン／メタクリル酸グリシジル共重合体、エチレン／アクリル酸エチル／メタクリル酸グリシジル共重合体もしくはエチレン／酢酸ビニル／メタクリル酸グリシジル共重合体、特にエチレン／メタクリル酸グリシジル共重合体である。これらのエポキシ基含有オレフィン共重合体は混合しても使用できる。
【００３３】
エポキシ基含有オレフィン共重合体は高圧ラジカル重合法によって製造可能である。例えば、オレフィン単量体、不飽和グリシジル基含有単量体、および所望により他の不飽和単量体を、それらの全単量体の総重量に基づいて０．０００１〜１重量％のラジカル重合開始剤の存在下で重合圧力５０〜４００ＭＰａ、好ましくは１００〜３００ＭＰａ、反応温度５０〜４００℃、好ましくは１００〜３５０℃の条件下、連鎖移動剤、必要に応じて助剤の存在下に槽型または管型反応器内で同時に、あるいは段階的に接触、重合させる。
【００３４】
グラフト共重合体の他方の重合体部分を構成するビニル系（共）重合体とは、具体的にはアルキルメタクリレート、アルキルアクリレート、ビニル芳香族単量体、（メタ）アクリロニトリル単量体からなる群から選択される１種または２種以上のビニル単量体を重合してなる（共）重合体が挙げられる。アルキルメタクリレートは特に制限されないが、Ｃ１〜Ｃ４アルキルメタクリレートが好ましい。アルキルアクリレートは特に制限されないが、Ｃ１〜Ｃ４アルキルアクリレートが好ましい。ビニル芳香族単量体としてはスチレン、核置換スチレン、例えばメチルスチレン、ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、クロルスチレン、α−置換スチレン、例えばα−メチルスチレン、α−エチルスチレンなどが挙げられる。
【００３５】
好ましいビニル系（共）重合体は少なくともビニル芳香族単量体、特にスチレンを重合して得られるビニル芳香族（共）重合体であり、より好ましくはスチレン−アクリロニトリル共重合体、ポリスチレンである。ビニル芳香族（共）重合体におけるビニル芳香族単量体の含有量は該（共）重合体を構成する全モノマーに対して３０〜１００重量％が好ましい。
【００３６】
グラフト共重合体は、エポキシ基含有オレフィン共重合体部分を４０〜９０重量％、好ましくは５０〜８０重量％含有するものである。従ってビニル系（共）重合体部分を６０〜１０重量％、好ましくは５０〜２０重量％含有することになる。エポキシ基含有オレフィン共重合体部分が４０重量％より小さいと繰返し曲げ疲労耐久性効果が不充分であり表面粗度が荒れて好ましくない。また、その含有量が９０重量％を超えると転写ベルトの耐熱性や寸法安定性を損なうので好ましくない。
【００３７】
グラフト共重合体中のビニル系（共）重合体部分の数平均重合度は５〜１００００、好ましくは１０〜５０００の範囲である。数平均重合度が５未満であると、耐熱性が低下するので好ましくない。また数平均重合度が１００００を超えると、溶融粘度が高くなり、成形性が低下したり、表面光沢が低下するので好ましくない。
【００３８】
本発明で使用するグラフト共重合体を製造する際のグラフト化法は、一般に良く知られている連鎖移動法、電離性放射線照射法などいずれの方法によってもよいが、最も好ましいのは下記に示す方法によるものである。その理由はグラフト効率が高く、熱による二次的凝集が起こらないため、性能の発現がより効果的であるためである。
【００３９】
すなわち、エポキシ基含有オレフィン共重合体１００重量部を水に懸濁させ、別に少なくとも１種のビニル単量体５〜４００重量部に、ｔ−ブチルペルオキシアクリロイロキシエチルカーボネート、ｔ−ブチルペルオキシメタクリロイロキシエチルカーボネート、ｔ−ブチルペルオキシアリルカーボネート、ｔ−ブチルペルオキシメタリルカーボネート等のラジカル（共）重合性有機過酸化物の１種または２種以上の混合物を該ビニル単量体１００重量部に対して０．１〜１０重量部と、１０時間の半減期を得るための分解温度が４０〜９０℃であるラジカル重合開始剤をビニル単量体とラジカル（共）重合性有機過酸化物との合計１００重量部に対して０．０１〜５重量部とを溶解させた溶液を添加し、ラジカル重合開始剤の分解が実質的に起こらない条件で加熱し、ビニル単量体、ラジカル（共）重合性有機過酸化物およびラジカル重合開始剤をエポキシ基含有オレフィン共重合体に含浸させ、その含浸率が初めの５０重量％以上に達したとき、この水性懸濁液の温度を上昇させ、ビニル単量体とラジカル（共）重合性有機過酸化物とをエポキシ基含有オレフィン共重合体中で共重合させて、グラフト化前駆体を得る。このグラフト化前駆体を１００〜３００℃で溶融下、混練すれば本発明で用いるグラフト共重合体が得られる。
【００４０】
したがって、このグラフト化前駆体を直接ポリフェニレンサルファイド等と共に溶融混合しても、結果的にグラフト化前駆体はグラフト共重合体となる。なおグラフト化前駆体又はグラフト共重合体の製造時に副生するビニル系（共）重合体や未反応のエポキシ基含有オレフィン共重合体が含まれていてもかまわない。さらにグラフト化前駆体またはグラフト共重合体にビニル系（共）重合体やエポキシ基含有オレフィン共重合体を混合したものでも使用できる。最も好ましいのは、グラフト共重合体を用いることである。
【００４１】
本発明において必要なのは、最終的にグラフト共重合体が中間転写ベルト中に所定量含まれていることである。
前記製造方法において、含浸率が５０重量％未満では、グラフト共重合体の構成部分として有効に寄与するビニル系（共）重合体部分の割合が少なくなる。
なお、含浸率の測定方法は、反応容器からエポキシ基含有オレフィン共重合体粒子（ペレット）を所定量取りだし、加熱残分を測定することによって、加熱前後の重量差からその含浸率を求めることができる。
【００４２】
グラフト共重合体は、例えば、モディパーＡ４４００（日本油脂社製）、モディパーＡ４１００（日本油脂社製）として入手可能である。
【００４３】
グラフト共重合体の使用量は、ポリフェニレンサルファイド１００重量部に対して０．０１〜４重量部、好ましくは０．１〜３重量部、特に０．１〜０．３重量部である。その使用量が０．０１重量部より少ないと中間転写ベルトの柔軟性・摺動性が劣り、繰り返し曲げ疲労性および剛性が悪くなり耐久性が低下する。さらに画像品質も低下する。また４重量部より多いとベルト表面が荒れるため、転写機能が損なわれる。
【００４４】
本発明に使用される導電性フィラーとしては、カーボンブラックを使用することができる。カーボンブラックとしては、中性カーボンブラックを使用することができる。導電性フィラーの使用量は、使用する導電性フィラーの種類によっても異なるが中間転写ベルトの体積抵抗値および表面抵抗値が所定の範囲になるように添加すれば良く、通常、ポリフェニレンサルファイド１００重量部に対して１０〜２０重量部、好ましくは１０〜１６重量部である。
【００４５】
本発明に使用される滑材はベルトへの成形加工性を改良させるものであり、例えば、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス等の脂肪族炭化水素系、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘニン酸、モンタン酸、メリシン酸、オレイン酸、エルカ酸等の炭素数９以上の高級脂肪酸、該高級脂肪酸のナトリウム塩、リチウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、亜鉛塩、アルミニウム塩等の高級脂肪酸金属塩、ステアリルアルコール等の高級脂肪族アルコール、ステアリン酸アミド、エルカ酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド等の高級脂肪酸アミド、ステアリルステアレート、モンタンワックス等の高級脂肪酸エステル等が挙げられる。好ましくは高級脂肪酸金属塩、特にモンタン酸カルシウム、モンタン酸ナトリウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム等である。これらの滑材は単独で用いても良く、また二種以上のものを併用しても良い。滑材の使用量はポリフェニレンサルファイド１００重量部に対して０．１〜０．５重量部、好ましくは０．１〜０．３重量部が好適である。
【００４６】
本発明の中間転写ベルトには、本発明の上記目的を達成できる限り、他の添加剤が含有されてもよい。他の添加剤として、酸化防止剤、表面平滑化剤等が挙げられる。
【００４７】
本発明の中間転写ベルトはベルト形態への成形が可能な方法であればいかなる方法によって製造されてよい。特に、中間転写ベルトとしてシームレスベルト形態での使用を希望する場合は、例えば、単軸押出機に環状ダイスを取り付け、該押出機に上記した材料からなる混合物を投入し、環状ダイス先端のシームレスベルト形状の樹脂吐出口より溶融樹脂組成物を押出し、その後冷却機構を有する冷却筒に外挿することにより樹脂を固化させて、シームレス円筒形状に容易に成形することができる。
【００４８】
このとき、結晶化を起させない工夫として、金型からベルトが吐出された直後に水、エアー、冷却された金属ブロック等で冷却を行なうことが好ましい。具体的には金型に断熱材を挟んで付設された冷却筒を用い、これによりベルトの熱を急速に奪う。冷却筒の内側には常に３０℃以下に温度調整された水を循環させている。また、金型から吐出されたベルトを高速で引き取ることにより、薄膜化して冷却速度を高めてもよい。この場合、引き取り速度は１ｍ／分以上、特に２〜７ｍ／分が好ましい。
【００４９】
環状ダイスの径ΦＤと冷却筒の径Φｄの比、Ｄ／ｄが０．９〜１．１である場合に環状ダイスから冷却筒へ押出しされた樹脂を外挿入しながら引取り装置により引き取る。その際、Ｄ／ｄが０．９〜０．９８の場合は冷却筒に樹脂を沿わすために環状ダイスから冷却筒の間に真空引きすることが必要となる。しかし、Ｄ／ｄが０．９９〜１．０２の場合は環状ダイスから冷却筒の間での真空引きをすることなく冷却筒に樹脂を沿わすことが出来、また真空引きでの脈動が起こらず引取り方向での膜厚変動が起こり難い有利が得られる。
【００５０】
最終的に形成される中間転写ベルトは以下の物性を有する。
厚さ；８０〜１５０μｍ、好ましくは１００〜１２０μｍ；
表面抵抗値；１×１０^８〜１×１０^１２Ω／□、好ましくは１×１０^１０〜９×１０^１１Ω／□；
体積抵抗値；１×１０^６〜１×１０^１０Ω・ｃｍ、好ましくは１×１０^７〜９×１０^８Ω・ｃｍ；
表面抵抗値／体積抵抗値の比ｒ；ｒ≧１、好ましくはｒ＞２、特にｒ＞４；
表面粗さ；０．３μｍ以上０．５μｍ以下、好ましくは０．３μｍ未満。
そのような中間転写ベルトはまた、表面抵抗値および体積抵抗値に関してベルト一本内での抵抗ばらつきおよび電圧印加前後の抵抗変動が顕著に小さく、さらに良好な転写性および難燃性を発揮する。
【００５１】
【実施例】
本実施例において以下の材料を使用した。
ポリフェニレンサルファイド：
・繊維グレードＥ２１８０（東レ社製）
（高分子鎖がリニアタイプ、低結晶化速度、ガラス転移温度９０℃、融点２８０℃、メルトフローレート：１２５ｇ／１０分（３１５℃、５０Ｎ））
グラフト共重合体：
・モディパーＡ４４００（日本油脂社製）
（エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体とアクリロニトリル−スチレン共重合体とのグラフト化された樹脂改質剤）
・モディパーＡ４１００（日本油脂社製）
（Ａ４４００でアクリロニトリル−スチレン共重合体の替わりにポリスチレンを用いたもの）
・ＥＧＭＡ−ｇ−（ＢＡＲ−ｇ−ＭＭＡ）
（エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体とブチルアクリレート−メチルメタクリレート共重合体とのグラフト化された樹脂改質剤）
導電性フィラー
・ファーネス＃３０３０Ｂ（三菱化学工業社製）
・アセチレンブラックＨＳ−１００（電気化学工業社製）
【００５２】
（中間転写ベルトの製造）
実施例１
ポリフェニレンサルファイド樹脂（Ｅ２１８０、東レ社製）　　１００重量部
導電フィラー（ファーネス＃３０３０Ｂ、三菱化学社製）　　　　１６重量部
グラフト共重合体（モディパーＡ４４００、日本油脂社製）　　　１重量部
滑材（モンタン酸カルシウム）　　　　　　　　　　　　　０．２重量部
上記材料を単軸押出機に投入し、溶融混練させて樹脂混合物とした。単軸押出機の先端にはスリット状でシームレスベルト形状の吐出口を有する環状ダイスが取り付けてあり、混練された上記樹脂混合物を、シームレスベルト形状に押し出した。押し出されたシームレスベルト形状の樹脂混合物を、吐出先に設けた円筒状の冷却筒に外挿させて冷却し、固化することによりシームレス円筒状の中間転写ベルトを得た。なお、環状ダイスの径Ｄと冷却筒の径ｄの比Ｄ／ｄは１．００とした。
【００５３】
実施例２〜７及び比較例１〜３
表１〜表３に示したマトリックス樹脂、導電フィラー、グラフト共重合体および滑材を、該表に示した添加量で使用したこと以外、実施例１と同じ作製方法により中間転写ベルトを作製した。
【００５４】
得られたベルトを以下の項目について評価した。結果をまとめて表１〜３に示した。
＜表面抵抗値、体積抵抗値＞
商品名「ハイレスタ」抵抗計（油化電子社製）を用い、表面抵抗値は測定電圧５００Ｖ、測定時間１０秒で測定し、体積抵抗値は測定電圧５００Ｖであると測定可能な下限値を越えてしまうので測定電圧１００Ｖ、測定時間１０秒で測定した。表面抵抗値および体積抵抗値の測定は、いずれも押出し方向とその垂直方向について２０ｍｍ間隔で２０点の計測を行い、それらの平均値について評価した。表面抵抗値または体積抵抗値は低すぎると、転写時にトナーの飛び散り等が発生する。高すぎると、中間転写ベルトの自己除電性が低下し転写性が低下する。
○：表面抵抗が１×１０^８〜１×１０^１２Ω／□で、体積抵抗が１×１０^６〜１×１０^１０Ω・ｃｍ範囲に入っているもの；
×：上記範囲外のもの。
【００５５】
＜表面抵抗値／体積抵抗値＞
表面抵抗値と体積抵抗値の比ｒを取り、「ハイレスタ」抵抗計での測定データの異方性を見ている。比率が大きい程、カーボンの分散性は等方導電であると見る。
◎：ｒ＞４
○：４≧ｒ＞２
△：２≧ｒ≧１
×：ｒ＜１
【００５６】
＜表面粗さ＞
表面粗さは一次・二次転写機能、およびクリーニング特性を判断する指標とし、東京精密社製表面粗さ計で１０点平均粗さ（ＲＺ）で測定し、以下のようにランク付けした。
◎：ＲＺ＝０．３μｍ未満；
○：ＲＺ＝０．３μｍ以上０．５μｍ以下；
×：ＲＺ＝０．５μｍを越えたもの。
【００５７】
＜繰返し曲げ疲労強度＞
ＪＩＳ　Ｐ−８１１５に準拠し、試験片を幅１０ｍｍ、長さ８０ｍｍの大きさに切断し、ＭＩＴ試験機（東洋精密社製）で折り曲げ速度１８０回／分、回転角度９０°左右、引張り荷重１０Ｎの条件で破壊までの回数を測定した。
【００５８】
＜耐久性試験＞
ミノルタ社製ｍａｇｉｃｏｌｏｒ２２００（図２に示すタイプのプリンター）に、各実施例および比較例で得られたシームレスベルトを装着して、フルカラー画像を５枚／分のプリンター速度で印字し、ベルトが破壊するまでのフルカラー枚数を測定した。
◎：機種のマシンライフ越えた耐久性を有していた；
○：機種のマシンライフと同程度の耐久性を有していた；
×：機種のマシンライフに至らない耐久性を有していた。
【００５９】
＜難燃性＞
米国アンダーライターズラボラトリーズ社が定めているＵＬ９４試験（機器の部品用プラスチック材料の燃焼性試験）に準拠した難燃性の評価を行なった。
○：ＵＬ９４規格でのＶＴＭ−２以上；
×：ＵＬ９４規格でのＶＴＭ−２に至らないもの。
【００６０】
＜抵抗ばらつき＞
上記で測定した２０点の表面抵抗値および体積抵抗値について、最大値と最小値との指数の差を抵抗ばらつきとして、以下にしたがって評価した。詳しくは、表面抵抗値の最大値および最小値をそれぞれ１×１０^Ａ１Ω／□および１×１０^Ｂ１Ω／□で、ならびに体積抵抗値の最大値および最小値をそれぞれ１×１０^Ｃ１Ω・ｃｍおよび１×１０^Ｄ１Ω・ｃｍで表したとき、表面抵抗値のばらつきは「Ａ１−Ｂ１」で、体積抵抗値のばらつきは「Ｃ１−Ｄ１」で表される。例えば、「Ａ１−Ｂ１」＝０．３のとき、表面抵抗値のばらつきは０．３桁であると表現するものとする。
◎：表面抵抗値、体積抵抗値共、ベルト一本内のばらつきが０．５桁以内；
○：表面抵抗値、体積抵抗値共、ベルト一本内のばらつきが１桁以内；
△：表面抵抗値、体積抵抗値のうち一方のベルト一本内のばらつきが１桁以内であり、他方のベルト一本内のばらつきが１桁を超えるもの；
×：表面抵抗値、体積抵抗値共、ベルト一本内のばらつきが１桁を超えるもの。
【００６１】
＜通電抵抗変動＞
表面抵抗値および体積抵抗値のそれぞれについて、ｍａｇｉｃｏｌｏｒ　２２００で１０００枚通紙した後のベルト上の通紙部を測定した２０点の平均値と５００Ｖ印加時の１時間後の２０点の平均値との指数の差を抵抗変動として、以下にしたがって評価した。詳しくは、電圧印加前後の表面抵抗値の平均値をそれぞれ１×１０^Ａ２Ω／□および１×１０^Ｂ２Ω／□で、ならびに電圧印加前後の体積抵抗値の平均値をそれぞれ１×１０^Ｃ２Ω・ｃｍおよび１×１０^Ｄ２Ω・ｃｍで表したとき、表面抵抗値の抵抗変動は「Ａ２−Ｂ２」の絶対値で、体積抵抗値の抵抗変動は「Ｃ２−Ｄ２」の絶対値で表される。
◎：表面抵抗値、体積抵抗値共、抵抗変動が１桁以内；
○：表面抵抗値、体積抵抗値共、抵抗変動が１．５桁以内；
△：体積抵抗値の抵抗変動が１．５桁以内であり、表面抵抗値の抵抗変動が１．５桁越える；
×：表面抵抗値、体積抵抗値共、抵抗変動が１．５桁越える。
【００６２】
＜中抜けおよび飛散り＞
平均粒径４．５μｍの重合トナーおよび上記「耐久性試験」においてと同様のプリンターを使用し、２色重ね文字を印字したときの１次・２次転写での文字の中抜けおよびトナー飛散りを観察し、以下に従って評価した。
◎：十分な性能を有していた；
○：ユーザーに受け入れられる性能を有していた；
△：ユーザーに受け入れられる限界の性能を有していた；
×：ユーザー保証できない性能を有していた。
【００６３】
＜転写効率＞
平均粒径６．５μｍの重合トナーおよび上記「耐久性試験」においてと同様のプリンターを使用し、２色重ねベタ画像を印字したときの１次・２次転写でのトナー移動性を転写効率で評価した。１次転写効率は、感光体上に形成されたトナー像の重量に対する中間転写ベルト上に転写されたトナー像の重量の割合をいう。２次転写効率は、中間転写ベルト上に形成されたトナー像の重量に対する記録紙上に転写されたトナー像の重量の割合をいう。
○：１次・２次転写効率が共に９０％以上であった；
△：１次・２次転写効率の一方が９０％以上であるが、片方が９０％未満であった；
×：１次・２次転写効率が共に９０％未満であった。
【００６４】
＜画像ノイズ＞
画像ノイズは中間転写の転写機能のみを判断した。詳しくは、中間転写ベルトから記録紙にイエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの４色トナー像を転写した後の画像品質を評価し、以下のようにランク付けした。
◎：ベルト表面の突起およびへこみが転写前の画像および転写後の画像のいずれの画像上においてもノイズとして現れないレベル；
○：ベルト表面の突起およびへこみが転写後の画像上ノイズとして現れないレベル；
△：ベルト表面の突起およびへこみが転写後の画像上ノイズとして現れるが許容レベル；
×：ベルト表面の突起およびへこみが転写後の画像上ノイズとしてかなり酷く現れ評価対象外のレベル。
【００６５】
＜成形加工性＞
成形加工性は成膜加工する時の条件設定許容幅でもって判断し、以下のようにランク付けした。
◎：広い成膜温度領域に渡ってシームレスベルト表面が荒れずに加工できる；
○：少し狭い成膜温度領域になるが、量産を想定しても可能な温度領域が確保されている；
△：限定された温度で成膜加工できるが、量産を想定した場合かなりの条件設定を要する領域；
×：量産が不可能な条件領域。
【００６６】
【表１】

【００６７】
【表２】

【００６８】
【表３】

【００６９】
表１〜３中、導電フィラー、グラフト共重合体および滑材の添加量はマトリックス樹脂１００重量部に対する値である。
【００７０】
比較例１は、熱可塑性ポリブチレンテレフタレートおよび熱可塑性ポリカーボネートからなるベース樹脂成分、導電性フィラー、グラフト共重合体および滑材からなるベルトを例示しており、難燃性が得られず、中抜けおよび飛散りが発生し、更に転写効率の低下が見られた。
【００７１】
比較例２はグラフト共重合体を添加しない例示で、中間転写ベルトの柔軟性・摺動性に劣り繰返し曲げ疲労性が悪くなり機械的耐久が下がって来る。また、摺動性が悪くなるために中間転写ベルト表面が鏡面化して来ると二次転写後中間転写ベルト上に残ったトナーをクリーニングするクリーナーブレードがめくれ、拭き残しが起こったり、ブレード鳴きを起す原因になる。
【００７２】
比較例３は滑材を添加しない例示で、ポリフェニレンサルファイド樹脂は押出成形する場合スクリューの噛み込みが悪いために押出成形で吐出出来ない。噛み込みを改善するために少量ずつホッパーヘ定量フィードすれば噛み込み始めるが中間転写ベルトを押出すだけの吐出量を確保できず中間転写ベルトの形状に至らなかった。
【００７３】
【発明の効果】
本発明の中間転写ベルトは、繰返し曲げ疲労および横滑り方向の応力に対する耐久性、転写性、難燃性、成形加工性および電気的特性のすべてに優れ、中抜け、トナー飛散りおよびノイズのない画像を長期にわたって提供可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】中間転写方式の画像形成装置の概略部分構成図。
【図２】中間転写方式の画像形成装置の概略部分構成図。
【図３】中間転写方式の画像形成装置の概略部分構成図。
【符号の説明】
１：感光体、２：帯電器、３：現像器、４：中間転写ベルト、５：記録紙、６：転写・搬送ローラ、７：押圧ローラー、８：感光体、９：帯電器、１０ａ：Ｙ（イエロー）現像器、１０ｂ：Ｍ（マゼンタ）現像器、１０ｃ：Ｃ（シアン）現像器、１０ｄ：Ｂ（ブラック）現像器、１１：中間転写ベルト、１２：記録紙、１３：一次転写ローラー、１４：二次転写ローラー、１５：押圧ローラー、１６：テンションローラー、１７：Ｙ（イエロー）感光体、１８：露光器、１９：帯電器、２０：現像器、２１：一次転写ローラー、２２：Ｍ（マゼンタ）感光体、２３：Ｃ（シアン）感光体、２４：Ｂ（ブラック）感光体、２５：二次転写ローラー、２６：押圧ローラー、２７：記録紙、２８：中間転写ベルト、２９：テンションローラー。

Claims

画像形成装置において像担持体よりトナー像を転写される中間転写ベルトであって、ポリフェニレンサルファイド、エポキシ基含有オレフィン共重合体とビニル系（共）重合体とからなるグラフト共重合体、導電性フィラーおよび滑材を含んでなる中間転写ベルト。
前記グラフト共重合体が、エポキシ基含有オレフィン共重合体からなる連続層中にビニル系（共）重合体からなる層が球状に分散された構成を有する請求項１記載の中間転写ベルト。
前記グラフト共重合体の添加量が、ポリフェニレンサルファイド１００重量部に対して０．０１〜４重量部である請求項１または２に記載の中間転写ベルト。