JP2009145557A - 導電性エンドレスベルトおよびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】難燃性だけでなく、耐折れ性にも優れた導電性エンドレスベルトおよびそれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂を基材樹脂として形成された導電性エンドレスベルトにおいて、基材樹脂としてポリアミド１２を含有し、かつ、ハロゲン系難燃剤を添加してなる導電性エンドレスベルトおよびそれを用いた画像形成装置である。基材樹脂中に、ポリアミド１２を５０質量％以上含有することが好ましく、基材樹脂中に、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂を含有することが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンター等の電子写真装置や静電記録装置等における静電記録プロセスにおいて、表面に静電潜像を保持した潜像保持体等の画像形成体表面に現像剤を供給して形成されたトナー像を、紙等の記録媒体へと転写する際に用いられる導電性エンドレスベルト（以下、単に「ベルト」とも称する）およびそれを用いた画像形成装置に関する。

従来から、複写機、プリンター等における静電記録プロセスでは、まず、感光体（潜像保持体）の表面を一様に帯電させ、この感光体に光学系から映像を投射して光の当たった部分の帯電を消去することによって静電潜像を形成し、次いで、この静電潜像にトナーを供給してトナーの静電的付着によりトナー像を形成し、これを紙、ＯＨＰ、印画紙等の記録媒体へと転写することにより、プリントする方法が採られている。

この場合、カラープリンターやカラー複写機においても、基本的には前記プロセスに従ってプリントが行われるが、カラー印刷の場合には、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色のトナーを用いて色調を再現するもので、これらのトナーを所定割合で重ね合わせて必要な色調を得るための工程が必要であり、この工程を行うためにいくつかの方式が提案されている。

まず、第１には、モノクロ印刷を行う場合と同様に、感光体上にトナーを供給して静電潜像を可視化する際に、前記マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色のトナーを順次重ねていくことにより現像を行い、感光体上にカラーのトナー像を形成する多重現像方式がある。この方式によれば比較的コンパクトに装置を構成することが可能であるが、この方式では階調の制御が非常に難しく、高画質が得られないという問題点がある。

第２に、４つの感光ドラムを設け、各ドラムの潜像を夫々マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのトナーで現像することにより、マゼンタによるトナー像、イエローによるトナー像、シアンによるトナー像およびブラックによるトナー像の４つのトナー像を形成し、これらトナー像が形成された感光ドラムを１列に並べて各トナー像を紙等の記録媒体に順次転写して記録媒体上に重ねることにより、カラー画像を再現するタンデム方式がある。この方式は、良好な画像が得られるものの、４つの感光ドラムと、各感光ドラムごとに設けられた帯電機構および現像機構が１列に並べられた状態となり、装置が大型化するとともに高価なものとなる。

図２にタンデム方式の画像形成装置の印字部構成例を示す。感光体ドラム１、帯電ロール２、現像ロール３、現像ブレード４、トナー供給ロール５およびクリーニングブレード６で構成する印字ユニットをイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢの各トナーに対応して４個並べており、駆動ローラ（駆動部材）９により循環駆動されて転写搬送ベルト１０で搬送した用紙上に、トナーを順次転写しカラー画像を形成する。転写搬送ベルトの帯電および除電は夫々帯電ロール７および除電ロール８で行う。また、用紙をベルトへ吸着させるための用紙帯電には吸着ローラ（図示せず）が使用される。これらの対応により、オゾンの発生を抑えることができる。吸着ローラでは、用紙を搬送路から転写搬送ベルトに乗せるとともに、転写搬送ベルトへの静電吸着を行う。また、転写後の用紙分離は、転写電圧を低くすることにより用紙と転写搬送ベルトの吸着力を弱くして、曲率分離のみで行うことができる。

転写搬送ベルト１０の材料としては抵抗体と誘電体があり、夫々に長所、短所を持っている。抵抗体ベルトは電荷の保持が短時間であるため、タンデム型の転写に用いた場合、転写での電荷注入が少なく４色の連続する転写でも比較的電圧の上昇が少ない。また、次の用紙の転写に繰り返して使用されるときも電荷が放出されており、電気的なリセットは必要としない。しかし、環境変動により抵抗値が変化するため、転写効率に影響すること、用紙の厚さや幅の影響を受けやすいことなどが短所となっている。

一方、誘電体ベルトの場合は注入された電荷の自然放出はなく、電荷の注入、放出とも電気的にコントロールしなければならない。しかし、安定に電荷が保持されるので、用紙の吸着が確実で高精度な紙搬送が行える。誘電率は温湿度への依存性も低いため、環境に対しても比較的安定な転写プロセスとなる。欠点は、転写が繰り返されるごとにベルトに電荷が蓄積されるため、転写電圧が高くなることである。

第３に、紙等の記録媒体を転写ドラムに巻き付けてこれを４回転させ、周回ごとに感光体上のマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックを順次記録媒体に転写してカラー画像を再現する転写ドラム方式もある。この方式によれば比較的高画質が得られるが、記録媒体が葉書等の厚紙である場合には、これを前記転写ドラムに巻き付けることが困難であり、記録媒体種が制限されるという問題点がある。

前記多重現像方式、タンデム方式および転写ドラム方式に対して、良好な画質が得られ、かつ装置が特に大型化するようなこともなく、しかも記録媒体種が特に制限されるようなこともない方式として、中間転写方式が提案されている。

即ち、この中間転写方式は、感光体上のトナー像を一旦転写保持するドラムやベルトからなる中間転写部材を設け、この中間転写部材の周囲にマゼンタによるトナー像、イエローによるトナー像、シアンによるトナー像およびブラックによるトナー像を形成した４つの感光体を配置して４色のトナー像を中間転写部材上に順次転写することにより、この中間転写部材上にカラー画像を形成し、このカラー画像を紙等の記録媒体上に転写するものである。従って、４色のトナー像を重ね合わせて階調を調整するものであるから、高画質を得ることが可能であり、かつタンデム方式のように感光体を１列に並べる必要がないので装置が特に大型化することもなく、しかも記録媒体をドラムに巻き付ける必要もないので記録媒体種が制限されることもないものである。

中間転写方式によりカラー画像の形成を行う装置として、中間転写部材として無端ベルト状の中間転写部材を用いた画像形成装置を図３に例示する。

図３中、１１はドラム状の感光体であり、図中矢印方向に回転するようになっている。この感光体１１は、一次帯電器１２によって帯電され、次いで画像露光１３により露光部分の帯電が消去され、第１の色成分に対応した静電潜像がこの感光体１１上に形成され、更に静電潜像が現像器４１により第１色のマゼンタトナーＭで現像され、第１色のマゼンタトナー画像が感光体１１上に形成される。次いで、このトナー画像が、駆動ローラ（駆動部材）３０により循環駆動されて感光体１１と接触しながら循環回転する中間転写部材２０に転写される。この場合、感光体１１から中間転写部材２０への転写は、感光体１１と中間転写部材２０とのニップ部において、中間転写部材２０に電源６１から印加される一次転写バイアスにより行われる。この中間転写部材２０に第１色のマゼンタトナー画像が転写された後、前記感光体１１はその表面がクリーニング装置１４により清掃され、感光体１１の１回転目の現像転写操作が完了する。以降、感光体が３回転し、各周回ごとに現像器４２〜４４を順次用いて第２色のシアントナー画像、第３色のイエロートナー画像、第４色のブラックトナー画像が順次感光体１１上に形成され、これが周回ごとに中間転写部材２０に重畳転写され、目的のカラー画像に対応した合成カラートナー画像が中間転写部材２０上に形成される。なお、図３の装置にあっては、感光体１１の周回ごとに現像器４１〜４４が順次入れ替わってマゼンタトナーＭ、シアントナーＣ、イエロートナーＹ、ブラックトナーＢによる現像が順次行われるようになっている。

次に、前記合成カラートナー画像が形成された中間転写部材２０に転写ローラ２５が当接し、そのニップ部に給紙カセット１９から紙等の記録媒体２６が給送される。これと同時に二次転写バイアスが電源２９から転写ローラ２５に印加され、中間転写部材２０から記録媒体２６上に合成カラートナー画像が転写されて加熱定着され、最終画像となる。合成カラートナー画像を記録媒体２６へと転写した後の中間転写部材２０は、表面の転写残留トナーがクリーニング装置３５により除去され、初期状態に戻り次の画像形成に備えるようになっている。

また、タンデム方式と中間転写方式とを組み合わせた中間転写方式もある。図４に、無端ベルト状の中間転写部材を用いてカラー画像の形成を行う中間転写方式の画像形成装置を例示する。

図示する装置においては、感光体ドラム５２ａ〜５２ｄ上の静電潜像を夫々イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックにより現像する第１現像部５４ａ〜第４現像部５４ｄが、中間転写部材５０に沿って順次配置されており、この中間転写部材５０を図中の矢印方向に循環駆動させて、各現像部５４ａ〜５４ｄの感光体ドラム５２ａ〜５２ｄ上に形成された４色のトナー像を順次転写することにより、この中間転写部材５０上にカラーのトナー像を形成し、このトナー像を紙等の記録媒体５３上に転写することにより、プリントアウトを行う。ここで、上記いずれの装置においても、現像に用いるトナーの配列順は特に制限されるものではなく、任意に選択可能である。

なお、図中、符号５５は、中間転写部材５０を循環駆動するための駆動ローラ若しくはテンションローラを示し、符号５６は記録媒体送りローラ、符号５７は記録媒体送り装置、符号５８は記録媒体上の画像を加熱等により定着させる定着装置を示す。また、符号５９は中間転写部材５０に電圧を印加する電源装置（電圧印加手段）を示し、この電源装置５９は、トナー像を、感光ドラム５２ａ〜５２ｄから上記中間転写部材５０に転写する場合と、中間転写部材５０から記録媒体５３上に転写する場合とで、印加する電圧の正負を反転させることができるようになっている。

従来、かかる無端ベルト状の転写搬送ベルト１０や中間転写部材２０，５０等として使用される導電性エンドレスベルトとしては、半導電性の樹脂フィルムベルトまたは繊維補強体を有するゴムベルトが主に用いられている。このうち樹脂フィルムベルトとしては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）にカーボンブラックを混合したものや、ポリアルキレンテレフタレートを主たる樹脂として用いるもの、熱可塑性ポリイミドを主たる樹脂として用いるものなどが知られている。その中でも、ポリイミド樹脂やフッ素樹脂で作製されたベルトは、樹脂そのものが難燃樹脂のため、ベルト自体に難燃性を付与できている。

しかしながら、ポリイミド樹脂やフッ素樹脂で作製されたベルトは、高価であり、さらに量産性が悪いという問題点がある。一方、一般的な熱可塑性樹脂で作られたベルトは材料、製法共に安価に作製することができるため、消費者のニーズに応えやすく、かかる一般的な熱可塑性樹脂に難燃性を付与することができれば装置自体の安全性が高まり、火災などのリスクを低減できる。また、ベルト物性（特に耐久性について）が難燃剤添加により低下する傾向にあり、耐久性と難燃性は相反する傾向にある。そこで、例えば、特許文献１には、難燃性が付与された耐久性に富む導電性シームレスベルトを提供することを目的として、カーボンブラック及び難燃剤を含有する層と、カーボンブラックを含有し且つ難燃剤を含有しない耐久性外側層とを有する積層体よりなるシームレスベルトが開示されている。

また、ベルトには、耐久性などについて良好な物性が求められる。その方法として、例えば、特許文献２には、良好な屈曲耐久性に優れた導電性エンドレスベルトを提供することを目的として、熱可塑性ポリアミド、熱可塑性ポリアミドと熱可塑性エラストマーとのポリマーアロイ、または熱可塑性ポリアミドと熱可塑性エラストマーとのポリマーブレンドを基材とする導電性エンドレスベルトが開示されている。さらに、特許文献３には、剛性と柔軟性とを高度に両立させ、耐久時における割れの発生を防止しつつ、特に、高温高湿時における特性をより向上した導電性エンドレスベルトを提供することを目的として、熱可塑性ポリアミドとアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（以下、「ＡＢＳ樹脂」と称す）とのポリマーアロイ若しくはポリマーブレンド、または、これらのうちいずれかとポリアミド系熱可塑性エラストマーとのポリマーアロイ若しくはポリマーブレンドを基材とし、カーボンブラックが添加されてなる導電性エンドレスベルトが開示されている。
特開平５−２１３５０４号公報（特許請求の範囲等） 特開２００１−３５０３４７号公報（特許請求の範囲等） 特開２００５−２７４７５２号公報（特許請求の範囲等）

しかしながら、上記特許文献１では、耐折れ性向上のためエラストマーを配合しているが、ハロゲン系難燃剤を添加しているため物性が低下する。そのため、多層構成として、表層に難燃剤を非添加として剛性を保持しているものの、ポリエステル系の樹脂を使用しているため、耐折れ性に問題があった。

また、ハロゲン系難燃剤添加時にアンチモン化合物を入れると難燃効果がアップすることが知られているが、アンチモン化合物はポリエステルの重合時に使用する触媒と同等の性質を有しており、ポリエステル系の樹脂を使用した場合、加水分解による分子量低下が発生し、剛性が下がるため、耐久性に難があり、特に、高温高湿下でより顕著にその傾向が出てしまうという問題点があった。

また、特許文献２は、ポリアミドベースの導電性エンドレスベルトに関するものではあるが、難燃剤が無添加であり、さらに、特許文献３は、ポリアミドベースとＡＢＳ樹脂のアロイ化した導電性エンドレスベルトに関するものではあるが、難燃剤が無添加であり、いずれも十分な難燃性が得られるものではなかった。

そこで本発明の目的は、上記従来技術における問題を解消して、難燃性だけでなく、耐折れ性にも優れた導電性エンドレスベルトおよびそれを用いた画像形成装置を提供することにある。

本発明者は、鋭意検討した結果、ポリアミド１２を含有する基材樹脂に、特定の難燃剤を添加することで、難燃性に加えて、良好な耐折れ性についても確保できることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の導電性エンドレスベルトは、熱可塑性樹脂を基材樹脂として形成された導電性エンドレスベルトにおいて、前記基材樹脂としてポリアミド１２を含有し、かつ、ハロゲン系難燃剤を添加してなることを特徴とするものである。

また、本発明の他の導電性エンドレスベルトは、前記基材樹脂中に、ポリアミド１２を５０質量％以上含有することが好ましく、前記基材樹脂中に、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂を含有することが好ましい。

さらに、本発明においては、前記基材樹脂中に、エラストマー成分を含有することが好ましく、難燃助剤として、アンチモン化合物を含有することが好ましい。

さらにまた、本発明においては、前記基材樹脂１００質量部に対し、難燃剤と難燃助剤の総量として１０〜５０質量部含有することが好ましく、少なくとも基層と表層とを内側から順次備える積層構造を有する場合には、前記基層中にポリアミド１２およびハロゲン系難燃剤を含有することが好ましい。

本発明の画像形成装置は、前記記載の導電性エンドレスベルトを用いたことを特徴とするものである。

本発明によれば、上記構成としたことにより、難燃性だけでなく、耐折れ性にも優れた導電性エンドレスベルトおよびそれを用いた画像形成装置を実現することが可能となった。

以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
導電性エンドレスベルトには、一般に、ジョイントありのものとジョイントなしのもの（いわゆるシームレスベルト）とがあるが、本発明においてはいずれのものであってもよく、好ましくはシームレスベルトである。本発明の導電性エンドレスベルトは、前述したように、タンデム方式および中間転写方式の転写部材等として用いることができるものである。

本発明の導電性エンドレスベルトが、例えば、図２に参照符号１０で示す転写搬送ベルトの場合、駆動ローラ９等の駆動部材により駆動され、これに伴い搬送される記録媒体上にトナーが順次転写され、カラー画像が形成される。

また、本発明の導電性エンドレスベルトが、例えば、図３に参照符号２０で示す中間転写部材の場合、これを駆動ローラ３０等の駆動部材により循環駆動させ、感光体ドラム（潜像保持体）１１と紙等の記録媒体２６との間に配設することで、前記感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像を一旦転写保持し、次いでこれを記録媒体２６へと転写する。なお、図３の装置は、上述したように、中間転写方式によりカラー印刷を行うものである。

さらに、本発明の導電性エンドレスベルトが、例えば、図４に参照符号５０で示す中間転写部材の場合、感光体ドラム５２ａ〜５２ｄを備える現像部５４ａ〜５４ｄと紙等の記録媒体５３との間に配設されて、駆動ローラ５５等の駆動部材により循環駆動され、各感光体ドラム５２ａ〜５２ｄの表面に形成された４色のトナー像を一旦転写保持し、次いでこれを記録媒体５３へと転写することで、カラー画像を形成する。なお、上記ではトナーが４色の場合について説明しているが、いずれの装置においても、トナーの色数が４色に限られないことは言うまでもない。

本発明の導電性エンドレスベルトに用いることのできるポリアミド１２は、耐摩耗性のよい材料として最も古くから使われている樹脂の一つであり、強度や耐衝撃性等にも優れており、市場で容易に入手することができる。ポリアミド１２としては、例えば、宇部興産（株）製、商品名：ＵＢＥＳＴＡ ３０２４Ｕ、東レ（株）製、商品名：リルサンＡＥＳＮ Ｏ ＴＬおよびダイセル・ヒュルス（株）製、商品名：ダイアミドＬ２１０１などを好適に用いることができる。ポリアミド１２（以下「ＰＡ１２」と称する）は他のポリアミドに比べ環境変動における寸法安定性に優れ、加水分解し難く、難燃剤・難燃助剤を添加しても加水分解による物性劣化が生じ難い。特に、高温高湿環境下で、加水分解を抑制できる。かかるＰＡ１２を導電性エンドレスベルトの基材とすることで、抵抗のバラツキがなく、かつ、強度、特には屈曲耐久性に優れる導電性エンドレスベルトが得られる。尚、本発明に用いるＰＡ１２としては、好適には数平均分子量７０００〜１０００００、より好適には１３０００〜４００００の範囲内のものである。

また、本発明の導電性エンドレスベルトにおいては、基材樹脂中に、ＡＢＳ樹脂を含むことが好ましく、ＰＡ１２とＡＢＳ樹脂とのポリマーアロイまたはポリマーブレンドとして含まれることがさらに好ましく、特に、ＰＡ１２とＡＢＳ樹脂とのポリマーアロイとして含まれることが好ましい。これにより、剛性を高めることができる。本発明に使用できるＡＢＳ樹脂は、耐衝撃性、寸法安定性に優れる熱可塑性樹脂であり、市場で容易に入手することができる。具体的には、例えば、ダイセルポリマー（株）製、商品名：セビアンＶ３２０、セビアンＶ６８０などを代表的に用いることができる。かかるＡＢＳ樹脂を導電性エンドレスベルトの基材とすることで、抵抗のバラツキがなく、強度、特には耐屈曲性に優れ、かつ、高い寸法精度を有する導電性エンドレスベルトが得られる。

さらに、ＰＡ１２とＡＢＳ樹脂とのポリマーアロイとしては、公知の方法で製造でき、また、ＰＡ１２とＡＢＳ樹脂を含むものであれば、他に添加される物質等も限定されるものではない。

なお、基材樹脂におけるＰＡ１２とＡＢＳ樹脂との好適配合比としては、質量比で９９：１〜５５：４５の範囲内程度である。ＰＡ１２とＡＢＳ樹脂との配合比を上記範囲内とすることで、本発明による両樹脂の併用効果をより良好に得ることができる。

本発明においては、基材樹脂中に、ＰＡ１２を５０質量％以上含有することが好ましく、ＰＡ１２は、単独でも、ＡＢＳ樹脂とのポリマーアロイまたはポリマーブレンドでもよい。ＰＡ１２の含有量が５０質量％未満であると、耐折れ性が低下することがあり、好ましくない。

また、本発明の導電性エンドレスベルトに用いることのできるハロゲン系難燃剤としては、ベルト物性を落とさないで難燃性を達成できるものであれば特に限定されないが、例えば、臭素化フェノキシ系、臭素化ポリスチレン系、芳香族低分子型系、臭素化エポキシ系、臭素化エポキシ変性系が挙げられる。かかるハロゲン系難燃剤の具体例としては、例えば、臭素化フェノキシ化合物（三酸化アンチモン含有）として、（株）鈴裕化学製、商品名：ヒロマスター−Ｆ１０１、臭素化ポリスチレン化合物として、アルベマール日本（株）製、商品名：ＳＡＹＴＥＸ ＨＰ７０１０、芳香族低分子型難燃剤として、アルベマール日本（株）製、商品名：ＳＡＹＴＥＸ ８０１０、（株）鈴裕化学製、商品名：ＦＣＰ１５９０（難燃助剤含有）、臭素化エポキシ化合物として、阪本薬品工業（株）製、商品名：ＳＲ−Ｔ３０４０等を挙げることができるが、これに限定されるものではない。また、上記難燃剤の中でも、ベルトの物性を考慮すると臭素系難燃剤が好ましい。さらに、本発明においては、基材樹脂１００質量部に対し、かかるハロゲン系難燃剤を８〜６０質量部添加することが好ましい。難燃剤の添加量が８質量部未満であると、十分な難燃効果が得られない場合があり、一方、難燃剤の添加量が６０質量部を超えると、ベルトの物性を損なう場合があり、好ましくない。さらに、本発明においては、上記ハロゲン系難燃剤以外の難燃剤を添加することもできる。

本発明のベルトでは、基材樹脂中にＰＡ１２およびハロゲン系難燃剤を含有することで、ＵＬ９４規格においてＶＴＭ−２以上の難燃性を達成することができるものである。また、耐久性は難燃剤無添加のものに比べ悪化するが、ポリエステル系樹脂の場合と比較して、耐久性および耐折れ性が高いものである。

本発明の導電性エンドレスベルトにおいては、エラストマー成分を含有することが好ましい。かかるエラストマー成分としては、本発明の効果が得られれば特に限定されないが、例えば、ポリアミド系、ポリエーテル系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、スチレン系、アクリル系、ポリジエン系等の各種のものを挙げることができる。これにより、ベルトの柔軟性をアップできる。ＰＡ系熱可塑性エラストマーとして、例えば、宇部興産（株）製、商品名：ＰＡＥ１２０１Ｕ（ポリアミドエラストマー）を使用することができるが、これに限定されるものではない。

また、本発明において、難燃助剤を配合することが好ましい。難燃助剤としては、本発明の効果が得られれば特に限定されないが、アンチモン化合物を配合することが好ましい。これにより、効率よく難燃性を付与することができ、難燃効果を向上できる。かかるアンチモン化合物としては、三酸化アンチモン（Ｓｂ_２Ｏ_３）、四酸化アンチモン（Ｓｂ_２Ｏ_４）、五酸化アンチモン（Ｓｂ_２Ｏ_５）、アンチモン酸ソーダ等を挙げることができる。

さらに、本発明においては、基材樹脂１００質量部に対し、難燃剤と難燃助剤の総量として１０〜５０質量部含有することが好ましい。難燃剤と難燃助剤の総量が１０質量部未満であると、十分な難燃効果が得られない場合があり、一方、難燃剤と難燃助剤の総量が５０質量部を超えると、ベルトの物性を損なう場合があり、好ましくない。

さらにまた、本発明のベルトは、単層構造および多層構造の何れもとることができるが、製造の容易性から単層であることが好ましい。また、少なくとも基層と表層とを内側から順次備える積層構造を有する多層構造の場合は、基層−表層間または基層の内層側に、他の層を含んでもよい。かかる他の層としては、例えば、表層と同様の構成の層を、基層の内層側に積層して用いることができる。また、基層と表層との間に接着層を設けてもよい。

かかる少なくとも基層と表層とを内側から順次備える積層構造を有する多層構造の場合は、基層中にＰＡ１２およびハロゲン系難燃剤を含有させることが好ましい。これにより、基層に難燃性を付与し、表層により物性向上させることができ、柔軟性とその他の物性との両立が容易になる。さらに、単層の場合と比較して良好な表面性を有するベルトを実現することが可能となる。

また、本発明のベルトにおいて、多層構造の基層が難燃性を付与する機能を有する層である場合は、かかる機能を十分に発揮させるために、基層の厚みは、好適にはベルト総厚みの７０〜９９％、より好適には８０〜９９％を占めるものとする。

本発明のベルトにおける単層構造または多層構造を構成する各層には、その他の樹脂成分としては、ベルト材料として公知の熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー等を、１種単独または２種以上の混合にて適宜用いることができ、特に制限されるものではない。

また、本発明のベルトを構成する各層には、さらに、相溶化剤が添加されていることが好ましく、これにより、ＰＡ１２とＡＢＳ樹脂とのアロイ／ブレンド性を高め、耐折れ性を向上することができる。かかる相溶化剤としては、特に制限されるものではないが、例えば、グリシジルメタクリレート（ＧＭＡ）または無水マレイン酸（ＭＡＨ）を含むものの効果が大きく、好適である。具体的には例えば、日油（株）製、商品名：モディパーＡ４２００、Ａ４４００、Ａ８４００等を挙げることができる。相溶化剤は、その他の特性を損なわない範囲で添加することができ、基材樹脂１００質量部に対し、好ましくは３０質量部以下、より好ましくは１〜２０質量部の範囲内である。

さらに、本発明のベルトを構成する各層には、導電性を調整するために導電剤を配合することができる。かかる導電剤としては、特に制限されるものではなく、公知の電子導電剤やイオン導電剤等を適宜用いることができる。このうち電子導電剤としては、具体的には例えば、ケッチェンブラック，アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ，ＩＳＡＦ，ＨＡＦ，ＦＥＦ，ＧＰＦ，ＳＲＦ，ＦＴ，ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理等を施したカラ−（インク）用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープの酸化錫、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属および金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー、カーボンウイスカー、黒鉛ウイスカー、炭化チタンウイスカー、導電性チタン酸カリウムウイスカー、導電性チタン酸バリウムウイスカー、導電性酸化チタンウイスカー、導電性酸化亜鉛ウイスカー等の導電性ウイスカー等が挙げられる。また、イオン導電剤としては、具体的には例えば、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウ弗化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩などのアンモニウム塩、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウ弗化水素酸塩、硫酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩等が挙げられる。

また、高分子イオン導電剤としては、例えば、特開平９−２２７７１７号公報、特開平１０−１２０９２４号公報、および、特開２０００−３２７９２２号公報、特開２００５−６０６５８号公報等に記載されているものを用いることができるが、特に限定されない。

具体的には例えば、（Ａ）有機ポリマー材料、（Ｂ）イオン導電可能なポリマーまたはコポリマー、および、（Ｃ）無機または低分子量有機塩、からなる混合物を挙げることができ、ここで、成分（Ａ）は、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリアミド６等のポリアミド、ポリウレタンまたはポリエステルであり、成分（Ｂ）は、オリゴエトキシ化アクリレートもしくはメタクリレート、芳香族環についてオリゴエトキシ化されたスチレン、ポリエーテルウレタン、ポリエーテル尿素、ポリエーテルアミド、ポリエーテルエステルアミドまたはポリエステル−エーテルブロックコポリマーであり、また、成分（Ｃ）は、無機または低分子量有機プロトン酸のアルカリ金属、アルカリ土類金属、亜鉛またはアンモニウム塩であり、好ましくは、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＮａＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４、ＮａＢＦ_４、ＫＢＦ_４、ＮａＣＦ_３ＳＯ_３、ＫＣｌＯ_４、ＫＰＦ_６、ＫＣＦ_３ＳＯ_３、ＫＣ_４Ｆ_９ＳＯ_３、Ｃａ（ＣｌＯ_４）_２、Ｃａ（ＰＦ_６）_２、Ｍｇ（ＣｌＯ_４）_２、Ｍｇ（ＣＦ_３ＳＯ_３）_２、Ｚｎ（ＣｌＯ_４）_２、Ｚｎ（ＰＦ_６）_２またはＣａ（ＣＦ_３ＳＯ_３）_２等である。

これらの中でも、成分（Ｂ）として、ポリエーテルアミド成分、ポリエーテルエステルアミド成分またはポリエステル−エーテルブロックコポリマー成分を含有する高分子イオン導電剤が好適であり、さらに、これに加えて成分（Ｃ）として低分子イオン導電剤成分を含有することが好ましい。また、かかるポリエーテルアミド成分およびポリエーテルエステルアミド成分としては、ポリエーテル成分が（ＣＨ_２−ＣＨ_２−Ｏ）を含有し、ポリアミド成分がポリアミド１２またはポリアミド６を含有するものが特に好ましく、さらに、成分（Ｃ）の低分子イオン導電剤成分としてはＮａＣｌＯ_４を含有する高分子イオン導電剤が特に好適である。かかる高分子イオン導電剤は、例えば、Ｉｒｇａｓｔａｔ（登録商標）Ｐ１８およびＩｒｇａｓｔａｔ（登録商標）Ｐ２２（共に、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ・インコーポレーテッド製）として市場で容易に入手可能である。

また、ポリオレフィンのブロックと、親水性ポリマーのブロックとが、エステル結合、アミド結合、エーテル結合、ウレタン結合、イミド結合等を介して繰り返し交互に結合してなるブロック共重合体も、本発明における高分子イオン導電剤として好適に用いることができる。かかるポリオレフィンとしては、ポリマーの両末端にカルボキシル基、水酸基、アミノ基等の官能基を有するポリオレフィンが挙げられ、特には、ポリプロピレンおよびポリエチレンが好適である。

また、親水性ポリマーとしては、官能基として水酸基を有するポリオキシアルキレン等のポリエーテルジオール、両末端カルボキシル基のポリアミドとポリエーテルジオールとから構成されるポリエーテルエステルアミド、ポリアミドイミドとポリエーテルジオールとから構成されるポリエーテルアミドイミド、ポリエステルとポリエーテルジオールとから構成されるポリエーテルエステル、ポリアミドとポリエーテルジアミンとから構成されるポリエーテルアミド等が使用でき、中でも、水酸基を有するポリオキシアルキレンが好ましい。例えば、両末端水酸基のポリオキシエチレン（ポリエチレングリコール）、ポリオキシプロピレン（ポリプロピレングリコール）等である。

本発明において高分子イオン導電剤として使用できるかかるブロック共重合体は、ペレスタット２３０，３００，３０３（三洋化成（株）製）等として市場で容易に入手可能である。また、上記ブロック共重合体にリチウム化合物ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３を含有させることで添加量を少なくしても帯電防止効果を維持する効果を得ることができ、かかるブロック共重合体とリチウム化合物との混合物として、サンコノールＴＢＸ−３１０（三光化学工業（株）製）が市販されている。

なお、導電剤として高分子イオン導電剤を用いる場合には、基材樹脂と高分子イオン導電剤との相溶性を高めるために、相溶化剤を添加してもよい。相溶化剤としては、上記と同様のものが挙げられる。

これら導電剤は、１種を単独で用いても、２種以上を適宜組み合わせて用いてもよく、例えば、電子導電剤とイオン導電剤とを組み合わせて用いることもでき、この場合、印加される電圧の変動や環境の変化に対しても安定して導電性を発現させることができる。

導電剤の配合量は、電子導電剤については、樹脂成分１００質量部に対し、通常１００質量部以下、例えば、１〜１００質量部、特には１〜８０質量部、とりわけ５〜５０質量部である。また、イオン導電剤については、樹脂成分１００質量部に対し、通常０．０１〜１０質量部、特には０．０５〜５質量部の範囲である。さらに、高分子イオン導電剤については、樹脂成分１００質量部に対し、通常１〜５００質量部、好ましくは１０〜４００質量部程度である。本発明においては特に、導電剤としてカーボンブラックを用いて、これを樹脂成分１００質量部に対し、５〜３０質量部添加することが好ましい。

また、本発明のベルトには、本発明の効果を損なわない範囲で、上述の成分に加えて他の機能性成分を適宜添加することも可能であり、例えば、各種充填材、カップリング剤、酸化防止剤、滑剤、表面処理剤、顔料、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、中和剤、発泡剤、架橋剤等を適宜配合することができる。さらに、着色剤を添加して着色を施してもよい。

本発明の導電性エンドレスベルトの総厚さは、転写搬送ベルトまたは中間転写部材等の形態に応じて適宜選定されるものであるが、好ましくは５０〜２００μｍの範囲内である。また、その表面粗さとしては、好適には、ＪＩＳ１０点平均粗さＲｚで１０μｍ以下、特に６μｍ以下、更には３μｍ以下とする。

また、本発明の導電性エンドレスベルトには、図１に一点鎖線で示すように、図２の画像形成装置における駆動ローラ９または図３の駆動ローラ３０などの駆動部材と接触する側の面に、該駆動部材に形成した嵌合部（図示せず）と嵌合する嵌合部を形成してもよく、本発明の導電性エンドレスベルトは、このような嵌合部を設け、これを駆動部材に設けた嵌合部（図示せず）と嵌合させて走行させることにより、導電性エンドレスベルトの幅方向のずれを防止することができる。

この場合、前記嵌合部は、特に制限されるものではないが、図１に示すように、ベルトの周方向（回転方向）に沿って連続する凸条とし、これを駆動ローラ等の駆動部材の周面に周方向に沿って形成した溝に嵌合させるようにすることが好ましい。

なお、図１（ａ）では、１本の連続する凸条を嵌合部として設けた例を示したが、この嵌合部は多数の凸部をベルトの周方向（回転方向）に沿って一列に並べて突設してもよく、また嵌合部を２本以上設けたり（図１（ｂ））、ベルトの幅方向中央部に設けてもよい。更に、嵌合部として図１に示した凸条ではなく、ベルトの周方向（回転方向）に沿った溝を設け、これを前記駆動ローラ等の駆動部材の周面に周方向に沿って形成した凸条と嵌合させるようにしてもよい。

本発明の導電性エンドレスベルトは、積層構造を構成する各層の共押出により好適に製造することができ、この場合、各層の界面の接着性についても良好に確保できる。ここで、共押出とは、例えば２層の場合、基層用の材料と表層用の材料とをそれぞれ押出す２台の押出機と、一つの２層用環状ダイを用い、溶融させた各層の材料を同時に環状ダイに送り込み、ダイ中で積層して押出す方法であり、一工程で、かつ、短時間に積層ベルトを得ることができるものである。３層以上の場合は、層数に応じた押出機とダイを用いればよい。また、ダイ内の流路を工夫することで、材料種以上の層数を積層することも可能である。さらに、本発明のベルトは、静電塗装等の粉体塗装法、ディップ法または遠心成型法でも製造することが可能である。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
下記の表１〜４中にそれぞれ示す配合および下記の表５〜８中にそれぞれ示す成形条件にて、各実施例および比較例の導電性エンドレスベルトを作製した。下記表中の配合量は、いずれも質量部を示す。具体的には、各層の配合成分を二軸混練機により溶融混練して、得られた混練物を所定の環状ダイスを用いて押出し成形することにより、内径２２０ｍｍ、幅２５０ｍｍの寸法を有する導電性エンドレスベルトを得た。難燃剤および難燃助剤については、いずれも混練装置の材料投入口より投入した。

得られた各実施例および比較例のベルトにつき、下記の手順に従い、評価を行った。これらの結果を下記の表５〜８中に示す。

＜難燃性の評価＞
ＵＬ９４規格に準拠して、難燃性を評価した。

＜体積抵抗測定＞
体積固有抵抗率を下記条件にて測定した。
測定環境：温度２０℃、相対湿度５０％、測定電圧：１００Ｖ、５００Ｖ、測定装置：アドバンテスト社製、抵抗計Ｒ８３４０ＡとサンプルチャンバーＲ１２７０４Ａとを接続したもの。

＜耐折れ性の評価＞
各ベルトから長さ１００ｍｍ、幅１５ｍｍの試験片を切り出し、東洋精機（株）製のＭＩＴ耐揉疲労試験機を用いて、折り曲げ速度１７５回／ｍｉｎ、回転角度１３５度、引張荷重１４．７Ｎ（１．５ｋｇｆ）の条件で耐折り曲げ回数を測定した。数値が大なるほど結果は良好である。

＜画像性、耐久でのベルト引き裂き、汚染性の評価＞
各ベルトを図２に示す転写搬送ベルトを用いたタンデム方式の画像形成装置に装着し、転写操作を繰り返してＡ４用紙１万枚の耐久試験を行った。この試験の結果を画像性、耐久時のベルト引き裂きの有無および汚染性につき評価した。

＊１）ＰＡ１２（商品名ＵＢＥＳＴＡ ３０２４Ｕ：宇部興産（株）製）
＊２）ＡＢＳ樹脂（商品名セビアン Ｖ６８０：ダイセルポリマー(株)製）
＊３）エチレン・グリシジルメタクリレート共重合体（ＥＧＭＡ）−ｇ−ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、組成比７０／３０（質量％）（商品名モディパー Ａ４２００：日油（株）製）
＊４）ＥＧＭＡ−ｇ−アクリロニトリル・スチレン共重合体（ＡＳ）、組成比７０／３０（質量％）（商品名モディパー Ａ４４００：日油（株）製）
＊５）エチレン・エチルアクリレート・無水マレイン酸共重合体（Ｅ／ＥＡ／ＭＡＨ）−ｇ−ＡＳ、組成比７０／３０（質量％）（商品名モディパー Ａ８４００：日油（株）製）
＊６）ポリエステル樹脂、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）（商品名ノバデュラン５０２０：三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製）
＊７）ポリエステル樹脂、ポリカーボネート（商品名ユービロンＥ２０００：三菱エンジニアリングプラスチックス（株）製）
＊８）デンカブラック粒状：電気化学工業（株）製
＊９）臭素化フェノキシ化合物（三酸化アンチモン含有）（商品名ヒロマスター−Ｆ１０１：（株）鈴裕化学製）
＊１０）臭素化ポリスチレン化合物（商品名ＳＡＹＴＥＸ ＨＰ７０１０：アルベマール日本（株）製）
＊１１）芳香族低分子型難燃剤（商品名ＳＡＹＴＥＸ ８０１０：アルベマール日本（株）製）
＊１２）芳香族低分子型難燃剤（難燃助剤含有）（商品名ＦＣＰ１５９０：（株）鈴裕化学製）
＊１３）臭素化エポキシ（商品名ＳＲ−Ｔ３０４０：阪本薬品工業（株）製）
＊１４）臭素化エポキシ（商品名ファイヤーガード７０００：帝人化成（株）製）
＊１５）三酸化アンチモン（商品名ＰＡＴＯＸ−ＭＺ：日本精鉱（株）製）

※は、難燃剤自体に難燃助剤を含有しているものを示す。

上記表５〜８に示すように、各実施例のベルトにおいては、難燃性を維持しつつ、優れた耐折れ性および耐久性が得られていることが確かめられた。それに対して、比較例１および２は、難燃剤未添加であるため難燃性が悪く、比較例３は、難燃性は良好であるが、耐折れ性および耐久性が極めて悪いことがわかる。

本発明の一実施の形態に係る導電性エンドレスベルトの幅方向断面図である。 画像形成装置の一例としての転写搬送ベルトを用いたタンデム方式の画像形成装置を示す概略図である。 画像形成装置の他の例としての中間転写部材を用いた中間転写装置を示す概略図である。 画像形成装置のさらに他の例としての中間転写部材を用いた他の中間転写装置を示す概略図である。

符号の説明

１，１１，５２ａ〜５２ｄ 感光体ドラム
２，７ 帯電ロール
３ 現像ロール
４ 現像ブレード
５ トナー供給ロール
６ クリーニングブレード
８ 除電ロール
９，３０，５５ 駆動ローラ（駆動部材）
１０ 転写搬送ベルト
１２ 一次帯電器
１３ 画像露光
１４，３５ クリーニング装置
１９ 給紙カセット
２０，５０ 中間転写部材
２５ 転写ローラ
２６，５３ 記録媒体
２９，６１ 電源
４１，４２，４３，４４ 現像器
５４ａ〜５４ｄ 第１現像部〜第４現像部
５６ 記録媒体送りローラ
５７ 記録媒体送り装置
５８ 定着装置
５９ 電源装置（電圧印加手段）

Claims (8)

1. 熱可塑性樹脂を基材樹脂として形成された導電性エンドレスベルトにおいて、前記基材樹脂としてポリアミド１２を含有し、かつ、ハロゲン系難燃剤を添加してなることを特徴とする導電性エンドレスベルト。
2. 前記基材樹脂中に、ポリアミド１２を５０質量％以上含有する請求項１記載の導電性エンドレスベルト。
3. 前記基材樹脂中に、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂を含有する請求項１または２記載の導電性エンドレスベルト。
4. 前記基材樹脂中に、エラストマー成分を含有する請求項１〜３のうちいずれか一項記載の導電性エンドレスベルト。
5. 難燃助剤として、アンチモン化合物を含有する請求項１〜４のうちいずれか一項記載の導電性エンドレスベルト。
6. 前記基材樹脂１００質量部に対し、難燃剤と難燃助剤の総量として１０〜５０質量部含有する請求項１〜５のうちいずれか一項記載の導電性エンドレスベルト。
7. 少なくとも基層と表層とを内側から順次備える積層構造を有し、前記基層中にポリアミド１２およびハロゲン系難燃剤を含有する請求項１〜６のうちいずれか一項記載の導電性エンドレスベルト。
8. 請求項１〜７のうちいずれか一項記載の導電性エンドレスベルトを用いたことを特徴とする画像形成装置。

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