JP2009133969A - 半導電性ポリイミドベルト - Google Patents

Abstract

【課題】低湿度下においてもベルト表面に付着したトナーの保持性が良好で、二次転写像の白抜けやトナーのチリ等を生じ難い中間転写ベルトを実現できる半導電性ポリイミドベルトを提供する。
【解決手段】導電性フィラーとしてカーボンブラックを分散させたポリイミドベルトであって、表面電位の減衰時間が０．０８秒以上であることを特徴とする半導電性ポリイミドベルト。好適には、表面電位の減衰時間が０．０８秒以上であり、ベルトの表面抵抗率の常用対数値ｌｏｇρｓ（Ω／□）が７〜１５である半導電性ポリイミドベルト。
【選択図】なし

Description

本発明は電子写真方式や静電印刷方式の画像形成装置に使用される中間転写ベルト等の機能性ベルトに好適な半導電性ポリイミドベルトに関し、特に、高性能の中間転写ベルトを実現できる半導性ポリイミドベルトに関する。

従来より、電子写真方式や静電印刷方式の画像形成装置として、複写機、レーザープリンタ、ビデオプリンタ、ファクシミリ及びそれらの複合機等が知られている。この種の装置では、装置寿命の向上などを目的として、また、フルカラー画像形成のための多色の記録剤（トナー）の重ね合わせを効率よく行うために、感光体等の像担持体上に形成されたトナー画像を紙などの被記録媒体上に直接定着させる方式を回避すべく、中間転写ベルトに一旦転写（一次転写）し（フルカラー画像を形成する場合は、各色毎のトナー像を中間転写ベルトに一旦転写する）、それを紙などの被記録媒体上に転写（二次転写）してから定着を行う中間転写方式が採用されている。また、装置の小型化等を目的に、転写ベルトに紙などの被記録媒体の搬送も兼ねさせる転写ベルトを使用する方式も検討されている。 一方、ポリイミドは、機械特性、電気絶縁性、耐熱性に優れることから、電気・電子材料、耐熱材料、ＯＡ機器の種々の機能材料等の各分野において幅広く使用されており、上記の画像形成装置における中間転写ベルトや紙などの被記録媒体の搬送も兼ねさせる転写ベルトへの適用も試みられている。そして、この種のベルトにはある程度の導電性が要求されるので、通常、ポリイミドの耐熱性、機械特性を活かしつつ、導電性を付与するために、ポリイミドにカーボンブラック等の導電性フィラーを添加した半導電性ポリイミドベルトが提案されている（特許文献１、２）。

しかしながら、従来提案の半導電性ポリイミドベルトによる中間転写ベルトは、低湿度下において、ベルト表面に付着するトナーの保持性が不十分でトナーの脱離が生じやすく、結果として、二次転写像の白抜けやトナーのチリを発生して、最終画像（トナー定着画像）の画質の安定性、信頼性を低下させることとなっていた。
特開昭６３−３１１２６３号公報 特開２００３−２７７５０２号公報

本発明は、かかる事情に鑑み成されたもので、その解決しようとする課題は、低湿度下においてもベルト表面に付着したトナーの保持性が良好で、二次転写像の白抜けやトナーのチリ等を生じ難い中間転写ベルトを実現できる半導電性ポリイミドベルトを提供することである。

本発明者は、上記課題を解決するために、半導電性ポリイミドベルトの表面抵抗率とトナーの保持性の関係について調べたところ、ベルトの表面抵抗率の調整のみではトナーの保持性は十分に改善されないということが分かった。そこで、かかる知見に基づいてさらに研究を進めた結果、半導電性ポリイミドベルトはその表面抵抗率が略同じであっても、ベルト表面の電位の減衰特性が異なり、ベルトの表面電位の減衰時間を一定時間以上に制御することにより、ベルトに付着したトナーの保持性が大きく改善されることを見出し、また、半導電性ポリイミドベルトの表面電位の減衰時間が導電性フィラーであるカーボンブラックの分散状態の調整によって制御可能であることを見出したことにより、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は以下の通りである。
（１）導電性フィラーとしてカーボンブラックを分散させたポリイミドベルトであって、表面電位の減衰時間が０．０８秒以上であることを特徴とする半導電性ポリイミドベルト。
（２）ベルトの表面抵抗率の常用対数値ｌｏｇρｓ（Ω／□）が７〜１５である、前記（１）記載の半導電性ポリイミドベルト。
（３）カーボンブラックを高分子系分散剤の存在下に分散せしめたカーボンブラック分散液を用いてカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液を調製し、該カーボンブラック分散ポリアミド酸溶液の塗膜から溶媒を除去し、ポリアミド酸のイミド転化を行うことによって得られたものである、前記（１）又は（２）記載の半導電性ポリイミドベルト。
（４）高分子分散剤がポリビニルピロリドンである、前記（３）記載の半導電性ポリイミドベルト。
（５）画像形成装置の中間転写ベルト用である、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の半導電性ポリイミドベルト。

本発明の半導電性ポリイミドベルトは、例えば、画像形成装置の中間転写ベルトとして使用した場合に、低湿度下においても、白抜けやトナーのチリ等の不具合のない、良好な画像形成を可能にする。

以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
本発明の半導電性ポリイミドベルトは、導電性フィラーとしてカーボンブラックを分散させたポリイミドベルトであり、表面電位の減衰時間が０．０８秒以上であることが主たる特徴である。なお、本発明でいう、表面電位の減衰時間とは、後述するように、ポリイミドベルトから切取った、厚み７０μｍ、一辺の長さが４０ｍｍの正方形の試料片の一方の主面（裏面）側から２００Ｖの電圧を５００秒間印加した後、該試料片の他方の主面（表面）の中央部の電位が１／２に減衰するまでの時間のことであり、該電位の減衰時間によってベルト表面に付着したトナーの保持性（トナーの脱離のしにくさ）を知ることができる。

本発明の半導電性ポリイミドベルトは、電子写真方式や静電印刷方式の画像形成装置における中間転写ベルトとして好適に使用されるものであり、その表面抵抗率の常用対数値ｌｏｇρｓ（Ω／□）が、通常、７〜１５であり、より好ましくは８〜１４である。すなわち、表面抵抗率の常用対数値がかかる範囲にあることで、中間転写ベルトに使用した場合、像担持体上に形成されたトナー像を良好に中間転写ベルトに転写（一次転写）することができる。

前述のとおり、ポリイミドにカーボンブラック等の導電性フィラーを添加した半導電性ポリイミドベルトは公知であり、また、かかる半導電性ポリイミドベルトを得る方法としては、例えば、有機溶媒中にカーボンブラックを分散させたカーボンブラック分散液にテトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分を溶解して重合させることによってカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液を調製し、該カーボンブラック分散ポリアミド酸溶液の塗膜からポリイミド膜を生成させることによって、カーボンブラックを分散させたポリイミドベルトを製造する方法が知られている（特許文献２）。

本発明の半導電性ポリイミドベルトは、このようなカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液の塗膜からポリイミド膜を生成させる方法によって製造することができるが、特にカーボンブラックを高分子系分散剤と共存させて分散せしめたカーボンブラック分散液を使用することで、分散液中のカーボンブラックの粗大凝集物を極力少なくしたカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液を調製し、かかるカーボンブラックの粗大凝集物が極力少ないカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液の塗膜からポリイミド膜を生成させる（すなわち、ポリアミド酸のイミド転化を行う）ことが重要である。すなわち、カーボンブラックの粗大凝集物が極力少ないカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液の塗膜からポリイミド膜を生成させることによって、表面電位が減衰しにくいポリイミド膜（ベルト）を製造することができ、目的の表面電位の減衰時間が０．０８秒以上のポリイミドベルトを実現することができる。より具体的には、カーボンブラックとともに高分子系分散剤を、カーボンブラックに対する高分子系分散剤の重量比（カーボンブラック：高分子系分散剤）が１：０．０１〜２．０の範囲（好ましくは１：０．１〜１．０の範囲）となる割合で使用して、これら両者を有機極性溶媒に添加して、カーボンブラックの粗大凝集物（粒径が１５０μｍ以上の凝集物）が観察されない状態になるまで、カーボンブラックを微細かつ一様に分散させたカーボンブラック分散液（カーボンブラック濃度が５〜２５重量％の分散液）を調製し、かかるカーボンブラック分散液を用いて調製したカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液の塗膜からポリイミド膜を生成させることにより、表面電位の減衰時間が０．０８秒以上を示す半導電性ポリイミドベルトを得ることができる。このような高分子分散剤を使用してカーボンブラックの粗大凝集粒子を極力減少させたカーボンブラック分散液から調製したカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液を使用することで、目的の表面電位の減衰時間が比較的長い半導電性ポリイミドベルトを得ることができるのは、カーボンブラックの粗大凝集粒子のない良好な分散状態が、カーボンブラック分散ポリアミド酸溶液の調製及びポリアミド酸のイミド化反応の過程でも持続することから、得られるポリイミド膜（ベルト）の表層部にカーボンブラックによる導電経路が過剰に存在せず、電荷の保持性が向上するためと考えられる。

なお、カーボンブラック分散ポリアミド酸溶液中のカーボンブラック含有量を少なくすれば（後述のカーボンブラックの使用量よりも少なくすると）、その分、カーボンブラックの粗大凝集物は生じにくくなり、生じてもその発生量が少なくなるので、得られるポリイミドベルトは表面電位が減衰しにくいものになるが、ポリイミドベルトの表面抵抗率の常用対数値ｌｏｇρｓ（Ω／□）が７〜１５の範囲を超えて大きくなりやすく、像担持体上に形成されたトナー像の中間転写ベルトへの転写（一次転写）が十分になされにくくなり、画質を悪化させることになってしまう。

本発明の半導電性ポリイミドベルトは、表面電位の減衰時間が０．０８秒以上であることにより、中間転写ベルトに使用した場合、低湿度下においても、転写（一次転写）されたトナーがベルトから脱離しにくく、二次転写プロセスによって被記録媒体にトナー像が効率良く転写されるので、二次転写像の白抜けやトナーのチリの発生を防止することができる。従って、本発明の半導電性ポリイミドベルトの表面電位の減衰時間は０．０８秒以上が好ましく、０．１秒以上がより好ましい。なお、かかる表面電位の減衰時間が長くなり過ぎると、次の一次転写プロセスに電位が残存し、画質を悪化させる傾向となるため、該表面電位の減衰時間は３秒以下であるのが好ましく、１秒以下がより好ましい。

本発明で使用するカーボンブラックとしては、この種の半導電性ポリイミドベルトの導電性フィラーとして知られている公知のカーボンブラックを制限なく使用することができ、例えば、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等が挙げられる。カーボンブラックはいずれか１種を単独で使用しても、２種以上を併用してもよい。また、カーボンブラックは、酸化処理、グラフト処理等により酸化劣化を防止したものや溶媒への分散性を向上させたものを用いることができる。

また、カーボンブラックは、ベルト内の抵抗バラツキを抑え、画質を均一化する観点から、粒子径が５０〜８００μｍの範囲にあるものが好ましく、５０〜４００μｍの範囲にあるものがより好ましい。なお、ここでいうカーボンブラックの粒子径とは、カーボンブラックの一次粒子の平均粒子径であり、粒径分布測定装置ＬＢ−５００（（株）堀場製作所製）で測定される、算術平均径である。

本発明の半導電性ポリイミドベルトにおけるカーボンブラックの使用量は、カーボンブラックの種類等によっても変動するが、一般的には、画像形成装置の中間転写ベルトに使用する場合、ポリイミドベルト中のカーボンブラックの含有量が、ポリイミド樹脂固形分に対し３〜４０重量％が好ましく、より好ましくは３〜３０重量％である。

本発明の半導電性ポリイミドベルトは、カーボンブラック分散ポリアミド酸溶液を用いて製造することができ、カーボンブラック分散ポリアミド酸溶液は、カーボンブラックを高分子系分散剤と共存させて分散せしめたカーボンブラック分散液に、テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分を溶解して重合させることによって調製することができる。

本発明におけるカーボンブラック分散液は、カーボンブラックとともに高分子系分散剤を、カーボンブラックに対する高分子系分散剤の重量比（カーボンブラック：高分子系分散剤）が１：０．０１〜２．０の範囲（好ましくは１：０．１〜１．０の範囲、より好ましくは１：０．１〜０．５の範囲）となる割合で使用して、これら両者を有機極性溶媒に添加し、カーボンブラックを高分子系分散剤の存在下に分散させることによって得ることができる。なお、有機極性溶媒の量が多すぎる場合、分散処理によって一旦分散したカーボンブラックが再凝集し易くなり、また、有機極性溶媒の量が少なすぎる場合は、カーボンブラックの分散が困難となるので、有機極性溶媒の量は、分散液のカーボンブラック濃度（含有量）が５〜２５重量％（好ましくは５〜２０重量％）となる量で使用する。

有機極性溶媒としては、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、Ｎ，Ｎ−ジメチルメトキシアセトアミド等のＮ，Ｎ−ジアルキルアミド類の他、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルトリアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ））、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が挙げられ、これらはいずれかを単独で使用しても、２種以上を併せて用いても差し支えない。

また、高分子系分散剤としては、ポリ（Ｎ−ビニル−２−ピロリドン）、ポリ（Ｎ，Ｎ’−ジエチルアクリルアジド）、ポリ（Ｎ−ビニルホルムアミド）、ポリ（Ｎ−ビニルアセトアミド）、ポリ（Ｎ−ビニルフタルアミド）、ポリ（Ｎ−ビニルコハク酸アミド）、ポリ（Ｎ−ビニル尿素）、ポリ（Ｎ−ビニルピぺリドン）、ポリ（Ｎ−ビニルカプロラクタム）、ポリ（Ｎ−ビニルオキサゾリン）等が挙げられ、これらはいずれかを単独で使用するか、複数種を併用することができる。これらの中でも、特に、カーボンブラックの凝集防止効果に優れ、また、凝集が防止された良好な分散状態の維持性に優れることから、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）が好適に使用される。すなわち、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）は、カーボンブラック分散液の調製後の、カーボンブラック分散ポリアミド酸溶液の調製及びポリイミドの生成反応過程でのカーボンブラックの分散状態の変動抑制効果が高い。なお、本発明の目的の範囲内で、高分子系分散剤以外の高分子材料、界面活性剤、無機塩等の分散安定化剤を用いてもよい。

また、高分子系分散剤は、分子量が１万〜１００万であるのが好ましく、３万〜６０万がより好ましい。これは、分子量が１００万以下であれば溶媒中でのカーボンブラックの分散性向上に有利に作用するが、分子量が１万より小さくなるとカーボンブラックとの絡み合いが弱くなり、その後のカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液の調製工程やポリアミド酸のイミド化反応工程で、カーボンブラックが凝集する傾向を示すことがあるためである。なお、ここでいう「分子量」は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によりポリスチレン標準試料を用いて得られる、ポリスチレン換算数平均分子量である。

カーボンブラックの分散方法は、特に、限定されず、例えば、ナノマイザー、超音波、ボールミル、サンドミル、バスケットミル、三本ロールミル、プラネタリーミキサー、ビーズミル、ホモジナイザー等の公知の方法を用いることができる。

分散処理の条件は、特に限定はされず、カーボンブラックの種類、採用する分散方法（機械的分散方法）等によっても異なるが、カーボンブラックの粗大凝集物（粒径が１５０μｍ以上の凝集物）が観察されない状態になるまで、分散処理を行うことが重要である。カーボンブラック分散液中のカーボンブラックの分散状態は光学顕微鏡（例えばECLIPSE ME600L、（株）ニコン製）によって観察することができ、定期的に分散液を観察しながら、カーボンブラックの粗大凝集物が観察されない状態まで、分散処理を行えばよい。なお、目安としては、例えば、分散処理装置として、スーパーアペックスミル（コトブキ技研工業（株）製）を使用した場合、室温下、回転数１５００〜３５００ｒｐｍ、流量５００〜１０００ｍｌ／分の処理条件で３〜１０時間程度の分散処理を行うことで、目的のカーボンブラックの粗大凝集物が観察されない状態の分散液を調製することができる。

カーボンブラック分散ポリアミド酸溶液は、上記のようにして調製されたカーボンブラック分散液にテトラカルボン酸二無水物またはその誘導体とジアミン成分を溶解し、重合させることによって得ることができる。ここで、テトラカルボン酸二無水物またはその誘導体とジアミン成分とは通常等モル量使用される。

テトラカルボン酸二無水物の具体例としては、ピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）、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（ＢＰＤＡ）、２，３，３’，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、１，２，５，６−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）スルホン二無水物、ベリレン−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等が挙げられる。

また、ジアミンとしては、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル（ＤＤＥ）、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’−ジクロロベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、３，３’−ジアミノジフェニルスルホン、１，５−ジアミノナフタレン、ｍ−フェニレンジアミン、ｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニルジアミン、ベンジジン、３，３’−ジメチルベンジジン、３，３’−ジメトキシベンジジン、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルプロパン、２，４−ビス（β−アミノ−第三ブチル）トルエン、ビス（ｐ−β−アミノ−第三ブチルフェニル）エーテル、ビス（ｐ−β−メチル−６−アミノフェニル）ベンゼン、ビス−ｐ−（１，１−ジメチル−５−アミノ−ペンチル）ベンゼン、１−イソプロピル−２，４−ｍ−フェニレンジアミン、ｍ−キシリレンジアミン、ｐ−キシリレンジアミン、ジ（ｐ−アミノシクロヘキシル）メタン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ジアミノプロピルテトラメチレン、３−メチルへプタメチレンジアミン、４，４−ジメチルヘプタメチレンジアミン、２，１１−ジアミノドデカン、１，２−ビス−３−アミノプロポキシエタン、２，２−ジメチルプロピレンジアミン、３−メトキシヘキサメチレンジアミン、２，５−ジメチルヘキサメチレンジアミン、２，５−ジメチルヘプタメチレンジアミン、３−メチルへプタメチレンジアミン、５−メチルノナメチレンジアミン、２，１７−ジアミノエイコサデカン、１，４−ジアミノシクロヘキサン、１，１０−ジアミノ−１，１０−ジメチルデカン、１，１２−ジアミノオクタデカン、２，２−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン等が挙げられる。

テトラカルボン酸二無水物、ジアミン成分はいずれも、単独で用いてもよく、２種以上のものを併用してもよい。

重合反応の際のモノマー濃度（溶媒中におけるテトラカルボン酸二無水物成分またはその誘導体とジアミン成分の濃度）は、種々の条件に応じて設定されるが、通常、５〜３０重量％程度が好ましい。また反応温度は、イミド化反応によるポリイミドの析出を抑える観点から、５〜８０℃に設定することが好ましく、５〜５０℃に設定することがより好ましい。

得られるポリアミド酸溶液は、重合によりその粘度が上昇するが、そのまま加熱を行うとポリアミド酸溶液の粘度が低下する。この現象を利用して、ポリアミド酸溶液を所定の粘度に調整することができる。このときの加熱温度は５０〜９０℃が好ましい。

このようにして得られたカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液の塗膜を加熱して溶媒を除去し、イミド転化（イミド化反応）を進行させることによって、本発明の半導電性ポリイミドが得られる。

前記イミド転化（イミド化反応）は、高温加熱による方法、あるいは触媒を単独で用いて、もしくは触媒と脱水剤を併用して、ポリアミド酸を低温加熱する方法のいずれを用いてもよい。

加熱方法としては、加熱炉内を通過させる方法や加熱風を吹き付ける方法などが挙げられるが、特に制限されず、例えば、加熱炉としては放射型、循環風型などが挙げられ、加熱風を形成する機器としては、熱風器、遠赤外線ヒータなどが挙げられる。また、前記塗膜を形成するための金型の周囲にコイルを巻き、誘導加熱により直接金型を加温する方法も挙げられる。

前記触媒としては、イミド転化（イミド化反応）を促進するものであれば特に限定されないが、例えばイミダゾール類、第２級アミン、第３級アミン等が挙げられ、具体的には例えば、２−メチルイミダゾール、４−メチル−２−フェニルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、イミダゾール、イソキノリン等が挙げられる。触媒の添加量としては、ポリアミド酸溶液中のポリアミド酸1モル当量に対して０．１〜２モル当量添加することが好ましい。これらの触媒は脱水剤を使用しない加熱イミド化においても低温でのイミド化促進剤としても有効である。

前記脱水剤については、有機カルボン酸無水物、Ｎ，Ｎ’−ジアルキルカルボジイミド類、低級脂肪酸ハロゲン化物、ハロゲン化低級脂肪酸無水物、アリールホスホン酸ジハロゲン化物、およびチオニルハロゲン化物等が挙げられる。

半導電性ポリイミドを成形して、無端状（シームレス）ベルトとするには、限定されないが、例えば次に例示する方法で、カーボンブラック分散ポリアミド酸溶液の塗膜を遠心成形して塗膜表面を均一化した後、該塗膜の加熱を行って、溶媒を除去し、イミド化反応を進行させる。

まず円筒金型内にカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液を供給し、回転遠心成形法により金型内周面に遠心力により均一に展開する。製膜後、８０〜１５０℃にて加熱を行い、溶媒を除去する。次いで３００〜４５０℃の高温で加熱することにより、閉環イミド化反応を進行させる。カーボンブラックの分散状態のバラツキや、ベルトの抵抗値のバラツキを防止する観点から、この溶媒除去およびイミド化反応時の加熱は均等に行う必要がある。均等に加熱する方法としては、金型を回転させながら加熱する、溶媒を蒸発させるための熱風の循環を改善する等の方法や、低温で投入し、昇温速度を小さくするなどの方法がある。最後に、室温まで冷却した後、金型から取り出し、半導電性シームレスポリイミドベルトを得る。

本発明のポリイミドベルトは、その表面抵抗率の常用対数値ｌｏｇρｓ（Ω／□）が７〜１５の半導電性を示し、さらに導電性フィラーとしてのカーボンブラックの分散状態が良好であることから、安定した電気特性、機械的特性を示す。よって、中間転写ベルト以外に、電子写真方式や静電印刷方式の画像形成装置における紙などの被記録媒体の搬送も兼ねさせる転写ベルト等の他の機能性ベルトとしても、使用可能である。

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

＜評価方法＞
以下の実施例、比較例において得られた半導電性ポリイミドベルトは、次の方法により特性の測定を行い、評価した。

１．表面抵抗率
温度２５±２℃、湿度３０±２％ＲＨの環境下で２４時間放置して、調湿後、同環境下で、三菱化学（株）製Ｈｉｒｅｓｔａ−ＵＰ ＭＣＰ−ＨＴ４５０に接続したリングプローブをポリイミドベルト表面に押し当てて、１００Ｖの電圧を印加し、１０秒後に表面抵抗率ρｓ（Ω／□）をその常用対数ｌｏｇρｓ（Ω／□）として測定した。６箇所にて１回ずつ測定を行い、その平均値を測定値とした。

２．表面電位減衰特性
絶縁板の上に４０ｍｍ×４０ｍｍ、厚み７０μｍのポリイミドベルトの試料片を置き、温度２５±２℃、湿度１５±２％ＲＨの環境下で２４時間放置して、調湿後、同環境下で試料裏面右端と試料表面左端に電極を設置し、試料裏面から電圧２００Ｖを印加した。５００秒後に電圧の印加を停止し、表面側試料中央に設置した表面電位計（タケダ理研製、ELECTRONIC PICOAMMETER TR-8641）で表面電位の減衰時間を測定した。３個の試料について１回ずつ測定を行い、その平均値を測定値とした。

実施例１
室温下で、Ｎ−メチルピロリドン４．５ｋｇに、カーボンブラック（デグサ（Degussa）社製、Special Black4、粒子径２５μｍ）４００ｇを超音波をかけながら加え、続けて分散剤としてポリビニルピロリドン（（株）日本触媒製、K-90、分子量３６００００）１００ｇを加え仮分散を行った後、ビーズ径０．１ｍｍのビーズを用いて、ビーズミル（コトブキ技研工業（株）製、スーパーアペックスミル）にて、回転数２０００ｒｐｍで、６時間処理した。８００メッシュの濾材でろ過を行いカーボンブラック分散液とした。該分散液中には、粒径が１５０μｍ以上のカーボンブラックの粗大凝集粒子は観察されなかった。

このカーボンブラック分散液２．６ｋｇにｐ−フェニレンジアミン１２０ｇ、４，４’−ジアミノジフェニルメタン２２０ｇ、および３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物６５０ｇをこの順に添加し、室温にて溶解、重合させた。反応により増粘した溶液を、加温（６０℃）しながらスリーワンモーター（新東科学（株）製、ＦＢＬ３００）により回転速度５ｒｐｍにて２４時間撹拌することにより粘度を調製し（２００Ｐａ・ｓ）、カーボン１８重量％、固形分２０重量％のカーボンブラック含有ポリアミド酸溶液を得た。

このポリアミド酸ワニスを、内径６０ｍｍ、長さ８５０ｍｍの円筒状金型の内面にディスペンサーで塗布し、１５００ｒｐｍで１０分間回転させ均一な塗膜面を得た。その後、４０ｒｐｍで回転させながら予備乾燥し（１３０℃、２０分間）、次いで加熱して（３４０℃、１０分間）膜を形成した。金型から円筒状の膜を取り出し、パイプに差し替え、更に４００℃で３０分間加熱し、イミド転化を行い、厚み７０μｍの半導電性ポリイミドベルトを得た。このベルトの表面抵抗率を評価したところ、その常用対数値ｌｏｇρｓ（Ω／□）が１１．２０であった。さらに表面電位の減衰時間を測定したところ０．１４ｓであった。

このベルトを低湿度環境下に放置した後に（２５±２℃、１５±２％ＲＨ、２４時間）、このベルトを用いた画出し装置（DocuCentre Color a450、富士ゼロックス（株）製）にて画質を確認したところ、画に異常は認められなかった。

比較例１
分散剤としてポリビニルピロリドンの代わりに界面活性剤（ダイヤノール300、第一工業製薬（株）製）を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、カーボンブラック分散液を得た。該分散液中には、粒径が１５０μｍ以上のカーボンブラックの粗大凝集粒子が観察された。次いで、実施例１と同様にして、カーボンブラック含有ポリアミド酸溶液を調製し、厚み７０μｍの半導電性ポリイミドベルトを得た。このベルトを実施例１と同様にして評価したところ、表面抵抗率の常用対数値ｌｏｇρｓ（Ω／□）は１１．２０であり、表面電位の減衰時間は０．０３ｓであった。

このベルトを実施例１と同様に、低湿度環境下に放置し、画出し装置にて画質を確認したところ、画一面に鳥肌模様の白抜けが確認された。

本発明による半導電性ポリイミドベルトは、複写機、レーザービームプリンター、ファクシミリ等における電子写真方式や静電印刷方式の画像形成装置に使用される機能性ベルトとして、特に中間転写ベルトとして好適に使用することができる。本発明による半導電性ポリイミドベルトは、低湿度環境下において特に有効であり、自然に湿度が低下した環境下、低湿度に制御された環境下等で使用された場合であっても良好な画像を提供することができる。

Claims (5)

1. 導電性フィラーとしてカーボンブラックを分散させたポリイミドベルトであって、表面電位の減衰時間が０．０８秒以上であることを特徴とする半導電性ポリイミドベルト。
2. ベルトの表面抵抗率の常用対数値ｌｏｇρｓ（Ω／□）が７〜１５である、請求項１の半導電性ポリイミドベルト。
3. カーボンブラックを高分子系分散剤の存在下に分散せしめたカーボンブラック分散液を用いてカーボンブラック分散ポリアミド酸溶液を調製し、該カーボンブラック分散ポリアミド酸溶液の塗膜から溶媒を除去し、ポリアミド酸のイミド転化を行うことによって得られたものである、請求項１又は２記載の半導電性ポリイミドベルト。
4. 高分子分散剤がポリビニルピロリドンである、請求項３記載の半導電性ポリイミドベルト。
5. 画像形成装置の中間転写ベルト用である、請求項１〜４のいずれか１項記載の半導電性ポリイミドベルト。