JP2015230456A - 導電性ベルトおよび電子写真装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境による変動および、長期使用によっても電気抵抗の変動が抑制される導電性ベルトを提供する。
【解決手段】アミド結合、エステル結合およびカーボネート結合からなる群から選択される少なくとも１つの結合を有する熱可塑性樹脂を含むマトリックス１０１と、下記式（１）で表わされる陰イオンまたはヘキサフルオロホスファートを陰イオンとして有するイオン液体を含むドメイン１０２と、下記式（２）で表される構造を有するシリコーン樹脂を含む粒子１０３とを有する導電性ベルト１００。

Ｒｏ−ＳｉＯ_３／２（２）
【選択図】図２

Description

本発明は、導電性ベルトに関し、好ましくは電子写真装置の中間転写ベルトなどに用いられる導電性ベルトに関する。また、本発明は電子写真装置に関する。

電子写真装置の中間転写ベルトなどに用いられる導電性ベルトは、電荷を持ったトナーを感光体から紙の如き記録材に転写させる機能を有することから、導電性を有している必要がある。そのため、導電性の樹脂層を有する導電性ベルトが用いられてきている。このような導電性の樹脂層には、樹脂層の機械的強度やコストの観点から、ポリエステルやポリカーボネート、ポリアミドの如き、エステル結合、カーボネート結合またはアミド結合を有する親水性の熱可塑性樹脂が用いられている（特許文献１）。また、このような樹脂層の導電剤としてイオン液体をはじめとするイオン導電剤が使用できることが知られている（特許文献２）。

特開２０１３−１４２８７８号公報 特開２０１３−２４２３８９号公報

本発明者の検討によれば、上記したような、水分子との間で水素結合を形成し易いエステル結合、カーボネート結合またはアミド結合を有する熱可塑性樹脂にイオン液体を配合した導電性の樹脂層を有する導電性ベルトは、それが使用される環境（湿度、温度）によって電気抵抗が変動する場合があった。以下、使用環境による電気抵抗の変動を「電気抵抗の環境依存性」と称することがある）。電気抵抗の環境依存性の大きい導電性ベルトは、使用環境によって画像品位を変化させてしまう場合がある。

そこで、本発明者は、上記したような熱可塑性樹脂に配合するイオン液体について検討を重ねた結果、エステル結合、カーボネート結合またはアミド結合を含む熱可塑性樹脂に、疎水性の陰イオンを有するイオン液体を配合してなる導電性の樹脂層を備えた導電性ベルトは、電気抵抗の環境依存性を小さくできることを見出した。

しかしながら、更なる検討の結果、このような導電性ベルトを中間転写ベルトとして使用し、転写電界が繰り返して印加される状況下においたところ、導電性ベルトの電気抵抗が徐々に変化する場合があるという新たな課題を見出すに至った。以下、このような、導電性ベルトを電子写真画像の形成に供したときの経時的な電気抵抗の変化を、「電気抵抗の経時変化」ともいう。これは、当該樹脂層中の、エステル結合、カーボネート結合またはアミド結合を含む親水性の熱可塑性樹脂と、疎水性の陰イオンを有するイオン液体との親和性が低いため、繰り返しの転写電界の印加によって疎水性のイオン液体が導電性ベルト内を徐々に移動し、導電性ベルトの表面側に移行していくためであると考えられる。

近年、電子写真画像形成プロセスの高速化に伴って中間転写ベルトに対して印加される転写電圧も大きくなってきており、電気抵抗の経時的な安定性についてより一層の改善が図られた電子写真用の導電性ベルトの開発が必要であるとの認識を得た。

そこで、本発明の目的は、電気抵抗の環境依存性が少なく、かつ、長期に亘って転写電界が印加された場合にも電気抵抗の変動が抑制された導電性ベルトを提供することにある。また、本発明の他の目的は、高品位な電子写真画像を安定して形成することができる電子写真装置を提供することにある。

本発明によれば、アミド結合、エステル結合およびカーボネート結合からなる群から選択される少なくとも１つの結合を有する熱可塑性樹脂を含むマトリックスと、下記式（１）で表わされる陰イオンまたはヘキサフルオロホスファートを陰イオンとして有するイオン液体を含むドメインと、下記式（２）で表される構造を有するシリコーン樹脂を含む粒子とを有することを特徴とする導電性ベルトが提供される。

（式（１）中、ｍおよびｎは、各々独立に、１〜４の整数である）

Ｒｏ−ＳｉＯ_３／２ （２）
（式（２）中、Ｒ_０は炭素数１〜６の炭化水素基を表す）
また、本発明によれば、該導電性ベルトを中間転写ベルトとして有する電子写真装置が提供される。

本発明によれば、電気抵抗の環境依存性が小さく、また、長期に亘って転写電界が印加された場合にも電気抵抗が変動しにくい導電性ベルトを提供することができる。また、本発明によれば、高品位な電子写真画像を安定して形成することができる電子写真装置が得られる。

電子写真プロセスを利用したフルカラー電子写真装置の一例を示す概略断面図である。 本発明に係る導電性ベルトの一例の概略断面図である。

本発明者は、アミド結合、エステル結合およびカーボネート結合からなる群から選択される少なくとも１つの結合を有する、親水性の熱可塑性樹脂（以下、単に「親水性の熱可塑性樹脂」ともいう）とイオン液体とを含む導電性樹脂層を有する導電性ベルトについて検討を重ねてきた。

その検討過程において、親水性の熱可塑性樹脂に配合するイオン液体の陰イオンの構造の違いによって、電気抵抗の環境依存性が変化することが分かった。これは、該陰イオンの水に対する親和性および立体構造に起因するものと考えられる。例えば、該陰イオンの疎水性が高い程、また、立体構造が大きい程、電子写真用ベルトの電気抵抗の環境依存性を小さくできる変動を抑制できた。

一方、親水性の熱可塑性樹脂に疎水性の陰イオンを有するイオン液体（以下、単に「疎水性のイオン液体」ともいう）を配合した導電性ベルトは、電気抵抗の環境依存性は緩和されるものの、導電性ベルトの耐久試験を通じて経時的に電気抵抗が上昇していく傾向が確認された。かかる導電性ベルト表面の元素を分析した結果、疎水性のイオン液体が表面に移行するブリード現象が確認された。従って、疎水性のイオン液体のブリード現象が、該導電性ベルトの電気抵抗の経時的な変動を招来するものと考えられる。一方で、親水性の熱可塑性樹脂に対して、親水性が高いイオン液体を配合してなる導電性樹脂層においては電気抵抗が経時的に上昇していく傾向がほぼ見られなかった。

ここで、親水性の熱可塑性樹脂に対して疎水性のイオン液体が配合されてなる導電性樹脂層の厚み方向の断面を観察すると、図２に示すように、親水性の熱可塑性樹脂を含むマトリックス１０１中に、疎水性のイオン液体を含むドメイン１０２が分散された、マトリックス・ドメイン構造が認められた。このことから、親水性の熱可塑性樹脂に対して疎水性のイオン液体が配合されてなる導電性樹脂層を備えた導電性ベルトに対して転写電界が印加されると、ドメイン１０２からイオン液体がブリードし、マトリックス１０１内を通って導電性樹脂層の表面に移行することによって経時的な電気抵抗の変動が生じているものと本発明者は推定した。そこで、本発明者は、ドメインからブリードしたイオン液体をトラップすることのできる機能を有する物質を導電性樹脂層中に存在させることによって、ドメインからブリードしたイオン液体のマトリックス中における移動を抑制し、電気抵抗の経時安定性のより一層の向上を図ることができるものと考えた。このような考察に基づき、本発明者は、親水性の熱可塑性樹脂と、疎水性のイオン液体とを含む導電性樹脂層中に、疎水性のイオン液体との親和性が高い、シリコーン樹脂を含む粒子を共存させてみた。その結果、経時的な電気抵抗の変動を十分抑制することができる導電性ベルトを得ることができた。本発明は、このような実験結果に基づきなされたものである。

＜＜導電性ベルト＞＞
本発明に係る導電性ベルトの実施形態について図２を用いて詳細に説明する。なお、本発明は以下の形態に限定されるものではない。

本発明に係る導電性ベルト１００は、上記したように、エステル結合、カーボネート結合、またはアミド結合を有する熱可塑性樹脂を含むマトリックス１０１と、下記式（１）で表わされる陰イオンまたはヘキサフルオロホスファートを陰イオンとして有するイオン液体を含むドメイン１０２とを有する。

上記式（１）中、ｍおよびｎは、各々独立に、１〜４の整数である。更に、導電性ベルト１００は、下記式（２）で表される構造を有するシリコーン樹脂を含む粒子１０３を含有している。下記式（２）中、Ｒ_０は炭素数１〜６の炭化水素基を表す。
Ｒｏ−ＳｉＯ_３／２ （２）
以下これらの材料について説明する。

＜親水性の熱可塑性樹脂＞
本発明に係る、親水性の熱可塑性樹脂としては、コスト、加工性および機械的強度の観点から、エステル結合、カーボネート結合およびアミド結合から選択される少なくとも１つの結合を有する、親水性の熱可塑性樹脂が用いられる。中でも機械的強度の観点から、溶解パラメータ（ＳＰ値）が１０以上である親水性の熱可塑性樹脂が好適に用いられる。具体的には、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミドのいずれか１種以上であることが好ましい。なお、該マトリックスにこれらの樹脂や他の樹脂が１種以上配合されていても、当該マトリックスの親水性が損なわれていない限り、本発明は適用可能である。

（ポリエステル）
本発明に係るポリエステルは、ジカルボン酸成分およびジヒドロキシ成分、オキシカルボン酸成分、ラクトン成分、またはこれら成分のうちの複数を用いて、重縮合により製造することができる。また、該ポリエステルは、共重合や変性がなされていてもよい。そして、結晶性、耐熱性等の観点から、ポリエステルは、ポリアルキレンナフタレートまたはポリアルキレンテレフタレートであることが好ましい。ポリアルキレンナフタレートおよびポリアルキレンテレフタレート中のアルキレンの炭素数は、結晶性および耐熱性の観点から、２以上１６以下が好ましい。中でも、ポリエチレンナフタレートまたはポリエチレンテレフタレートがより好適に用いられる。

熱可塑性のポリエステルは、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができ、ブレンドであってもアロイであってもよい。なお、ポリエチレンナフタレートの具体例としては、市販のＴＮ−８０５０ＳＣ（商品名；帝人化成（株）製）を挙げることができる。また、ポリエチレンテレフタレートの具体例として、市販のＴＲ−８５５０（商品名；帝人化成（株）製）を挙げられる。

（ポリカーボネート）
本発明に係るポリカーボネートは、ビスフェノールＡとホスゲンもしくはジフェニルカーボネート、またはこれら成分のうちの複数を用いて、重縮合により製造することができ、共重合や変性がなされていてもよい。熱可塑性のポリカーボネートは、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができ、ブレンドであってもアロイであってもよい。なおポリカーボネートの具体例としては、市販のタフロン＃２５００（商品名；出光興産（株）製）を挙げることができる。

（ポリアミド）
本発明に係るポリアミドは、ジカルボン酸成分、ジアミン成分、アミノカルボン酸成分、ラクタム成分、またはこれら成分のうちの複数を用いて、重縮合により製造することができ、共重合や変性がなされていてもよい。そして、結晶性、耐熱性等の観点から、ポリアミドは、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド１０Ｔ、ポリアミドＭＸＤ６から選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。熱可塑性のポリアミドは、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができ、ブレンドであってもアロイであってもよい。なおポリアミド６の具体例としては、市販のＵＢＥナイロン１０２２Ｂ（商品名；宇部興産（株）製）を挙げることができる。また、ポリアミドＭＸＤ６の具体例として、市販のＭＸナイロン６００７（商品名；三菱ガス化学（株）製）を挙げられる。

＜イオン液体＞
イオン液体とは、イオンのみからなる液体であって、幅広い温度範囲で液体として存在する塩、特には１００℃以下の融点を有する塩を指す。

本発明に係るイオン液体は、電気抵抗の環境依存性を緩和する観点から、疎水性の高い陰イオン構造を有することが肝要である。本発明に係るイオン液体の陰イオンは、下記式（１）で表される陰イオンまたはヘキサフルオロホスファート（ＰＦ_６ ⁻）である。

式（１）中、ｍおよびｎは、各々独立に、１〜４の整数である。

上記式（１）で表される陰イオンまたはヘキサフルオロホスファートと対をなす陽イオンとしては、疎水性を損なうものでなければ特に制限はないが、第４級アンモニウムイオン、第４級ホスホニウムイオン、ピロリジニウムイオンおよびその誘導体、ピリジニウムイオンおよびその誘導体、イミダゾリウムイオンおよびその誘導体等が挙げられる。これらの中でも、コスト等観点から、第４級アンモニウムイオンおよびイミダゾリウムイオンが好ましい。

本発明の導電性ベルトが含むイオン液体の量は、導電性ベルトが所望の電気抵抗を有するために、導電性樹脂層中の樹脂組成物の総量（マトリックス、シリコーン樹脂を含む粒子、イオン液体及び必要に応じて添加される添加剤の総量）に対して、０．１質量％以上とすることが好ましい。また、１５質量％より多くても、電気抵抗をより低下させることが難しいため、当該イオン液体の含有量は１５質量％以下とすることが好ましい。

＜シリコーン樹脂を含む粒子＞
シリコーン樹脂を含む粒子に含まれるシリコーン樹脂について説明する。本発明に係るシリコーン樹脂は、下記式（２）で表される構造単位を含むものである。
Ｒｏ−ＳｉＯ_３／２ （２）
式（２）中、Ｒ_０は炭素数１〜６の炭化水素基を示す。

ここで、上記式（２）で表される構造単位を含むシリコーン樹脂とは、上記式（２）で表される構造単位を必須の構造単位として有するものであればよく、他に、ＳｉＯ_４／２、（Ｒ_０）_２−ＳｉＯ_２／２または（Ｒ_０）_３−ＳｉＯ_１／２で表される構造単位を更に組み合わせてできる重合体をも含む。また、上記式（２）で表される構造単位と、（Ｃ_６Ｈ_５）Ｒ_０−ＳｉＯ、（Ｃ_６Ｈ_５）_２ＳｉＯおよび（Ｒ_０）_２−ＳｉＯで表される構造単位から選ばれる少なくとも１つの構造単位を組み合わせてできる重合体をも含む。

シリコーン樹脂を含む粒子の製造方法としては、特に限定されるものではないが、加水分解性シランを加水分解させ、その分解物を縮合反応させることによって核を生成し、さらに縮合反応を進めながら核を成長させることによって該粒子を得る方法が好ましい。
シリコーン樹脂を含む粒子としては、例えば、「トスパール」（商品名；モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製）等を挙げることができる。

シリコーン樹脂を含む粒子の平均粒子径は、ドメインの外に出てマトリックスを遊離しているイオン液体の効率的な捕捉と、導電性ベルトの表面平滑性の維持のため、０．５〜１０μｍの範囲内とすることが好ましい。

なお、シリコーン樹脂を含む粒子の平均粒子径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって、粒子同士が重なり合っていない一次粒子の短径および長径を測定し、（短径＋長径）／２を計算して得られた値である。この作業を、任意に選択した２０個のシリコーン樹脂を含む粒子について行い、得られた各々の粒子の粒径の算術平均値をシリコーン樹脂の平均粒子径とする。

また、シリコーン樹脂を含む粒子の量は、塩を効率的に捕捉し、電気抵抗の経時的な変化を抑制する観点から、イオン液体１００質量部に対して１０質量部以上、５００質量部以下、特には、イオン液体１００質量部に対して３０質量部以上、１００質量部以下とすることが好ましい。シリコーン樹脂を含む粒子の疎水性は、式（２）における「Ｒ_０」構造によって決まる。そのため、「Ｒ_０」としては、疎水性の高い、炭素数１〜６の炭化水素基を用いることが好ましい。炭化水素基としては、直鎖状、鎖状又は環状のいずれであってもよく、メチル基（―ＣＨ_３）、エチル基（―ＣＨ_２ＣＨ_３）、プロピル基（―ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_３）、ブチル基（―ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_３）、フェニル基等が挙げられる。このような疎水性の高いシリコーン樹脂を含む粒子は、疎水性の高い、前記した式（１）で表される、パーフルオロアルキル基（−Ｃ_ｎＦ_２ｎ＋１）を複数含む陰イオンおよびヘキサフルオロホスファートとの親和性が特に高い。そのため、ドメインからブリードしたイオン液体をより確実に捕捉することができるものと考えられる。

＜添加剤＞
本発明における導電性ベルトは、本発明の効果を阻害しない範囲で、その他の成分としての添加剤を含有することができる。かかる添加剤としては、具体的には、例えば、酸化防止剤（例えば、ヒンダードフェノール系、リン、硫黄系など）、紫外線吸収剤、有機顔料、無機顔料、ｐＨ調整剤、架橋剤、相溶化剤、離型剤、カップリング剤、滑剤、導電性フィラー（例えば、カーボンブラック、カーボンファイバー、導電性酸化チタン、導電性酸化錫、導電性マイカ）、他のイオン導電剤などが挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合せて用いてもよい。

＜導電性ベルト＞
本発明に係る導電性ベルトは、上記した通り、エステル結合、カーボネート結合およびアミド結合からなる群から選択される１つまたは複数の結合を有する熱可塑性樹脂、及び、上記式（１）で示される構造またはヘキサフルオロホスファートを陰イオンとするイオン液体とを含む導電性樹脂層を有する。

かかる導電性ベルトの具体的な構成としては、例えば、導電性樹脂層自体が、エンドレスベルト形状に成形されてなる導電性ベルト、エンドレスベルト形状の基体の外周面上に該導電性樹脂層が設けられてなる導電性ベルト等が挙げられる。エンドレスベルト形状に成形された該導電性樹脂層を有する導電性ベルトは、上記した熱可塑性樹脂、イオン液体、およびその他の各種成分を溶融混練することによって得られる樹脂組成物から形成される。親水性の熱可塑性樹脂と、疎水性を示す特定の陰イオンを有するイオン液体とは、親和性が低く、相溶し難い。そのため、親水性の熱可塑性樹脂とイオン液体との混合物を溶融混練することによって、親水性の熱可塑性樹脂を含むマトリックス中に、イオン液体を含むドメインが分散したミクロな構造を有する樹脂組成物が得られる。

そして、上記したマトリックスおよびドメインを有する樹脂組成物を、ペレット化し、連続熔融押出成形法、射出成形法、ストレッチブロー成形法、およびインフレーション成形法などの公知の成形方法を用いてエンドレスベルト形状に成形することで、本発明に係る導電性樹脂層からなる導電性ベルトを得ることができる。

樹脂組成物をエンドレスベルト形状に成形する方法としては、連続熔融押出成形法やストレッチブロー成形法がより好ましい。連続熔融押出成形法としては、例えば、押し出したチューブの内径を高精度で制御可能な下方押出方式の内部冷却マンドレル方式、およびバキュームサイジング方式などが挙げられる。ストレッチブロー成形法による導電性ベルトの製造方法は、以下の工程を含む。前記の樹脂組成物のプリフォームを成形する工程。前記プリフォームを加熱する工程。加熱後の前記プリフォームをエンドレスベルト成形用の金型に装着し、その後、該金型内に気体を流入し延伸成形を行う工程。その延伸成形により得られる延伸成形物を切断してエンドレス形状のベルトを得る工程。

本発明に係る導電性樹脂層の厚みは、４０〜５００μｍが好ましく、特には、５０〜１２０μｍが好ましい。また、本発明に係る導電性樹脂層は、導電性ベルトの表面を構成する層であってもよく、また、導電性ベルトの表面の外観改良やトナー等の離型性向上のために、該導電性樹脂層の表面に処理剤を塗布し、または、研磨処理等の表面処理を施してもよい。また、該導電性樹脂層の表面にさらに光硬化性の樹脂等を塗布、硬化させることによって、または、スパッタなどによって最外層を設けても良い。

本発明に係る導電性ベルトの用途は、特に制限されるものではないが、例えば、中間転写ベルト、搬送転写ベルトなどに好適に用いられる。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。また、導電性ベルトを中間転写ベルトとして用いる場合には、導電性ベルトの表面固有抵抗率が１×１０^３Ω／□以上、１×１０^１４Ω／□以下であることが好ましい。表面固有抵抗率が１×１０^３Ω／□以上であれば、抵抗が著しく低くなることを防ぎ、転写電界を容易に得ることができ、画像の抜けやガサツキが生じることを効果的に防止することができる。表面固有抵抗率が１×１０^１４Ω／□以下であれば、転写電圧の高度化をより有効に抑制することができ、電源の大型化やコストの増大を効果的に抑えることができる。

＜＜電子写真装置＞＞
以下に、本発明に係る導電性ベルトを中間転写ベルトとして用いた電子写真装置の例について説明する。説明する。本発明に係る電子写真装置は、図１に示したように、複数色の電子写真ステーションを本発明に係る導電性ベルト（以下中間転写ベルトと呼称する）の回転方向に並べて配置した、所謂タンデム型の構成を有する。なお、以下の説明では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に関する構成の符号に、それぞれ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ｋの添え字を付しているが、同様の構成については添え字を省略する場合もある。

図１において、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ｋの周囲には、帯電装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ｋ、露光装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋ、中間転写ベルト（中間転写体）６が配置されている。感光ドラム１は、矢印Ｆの方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動される。帯電装置２は、感光ドラム１の周面を所定の極性、電位に帯電する（１次帯電）。露光装置３としてのレーザビームスキャナーは、不図示のイメージスキャナー、コンピュータ等の外部機器から入力される画像情報に対応してオン／オフ変調したレーザ光を出力して、感光ドラム１上の帯電処理面を走査露光する。この走査露光により感光ドラム１面上に目的の画像情報に応じた静電潜像が形成される。

現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ｋ）の各色成分のトナーを内包している。そして、画像情報に基づいて使用する現像装置４を選択し感光ドラム１面上に現像剤（トナー）が現像され、静電潜像がトナー像として可視化される。本実施形態では、このように静電潜像の露光部にトナーを付着させて現像する反転現像方式が用いられる。また、このような帯電装置、露光装置、現像装置により電子写真手段を構成している。

また、中間転写ベルト６は、無端状のベルトで、感光ドラム１の表面に当接されるよう配設され、複数の張架ローラ２０、２１、２２に張架されている。そして、矢印Ｇの方向へ回動するようになっている。本実施形態では、張架ローラ２０は中間転写ベルト６の張力を一定に制御するようにしたテンションローラ、張架ローラ２２は中間転写ベルト６の駆動ローラ、張架ローラ２１は２次転写用の対向ローラである。また、中間転写ベルト６を挟んで感光ドラム１と対向する１次転写位置には、それぞれ、１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ｋが配置されている。

感光ドラム１にそれぞれ形成された各色未定着トナー像は、１次転写ローラ５に定電圧源または定電流源によりトナーの帯電極性と逆極性の１次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト６上に順次静電的に１次転写される。そして、中間転写ベルト６上に４色の未定着トナー像が重ね合わされたフルカラー画像を得る。中間転写ベルト６は、このように感光ドラム１から転写されたトナー像を担持しつつ回転する。１次転写後の感光ドラム１の１回転毎に感光ドラム１表面は、クリーニング装置１１で転写残トナーをクリーニングし繰り返し作像工程に入る。

また、記録材７の搬送経路に面した中間転写ベルト６の２次転写位置には、中間転写ベルト６のトナー像担持面側に２次転写ローラ（転写部）９を圧接配置している。また、２次転写位置の中間転写ベルト６の裏面側には、２次転写ローラ９の対向電極をなし、バイアスが印加される対向ローラ２１が配設されている。中間転写ベルト６上のトナー像を記録材７に転写する際、対向ローラ２１にはトナーと同極性のバイアスが転写バイアス印加手段２８により印加され、例えば−１０００〜−３０００Ｖが印加されて−１０〜−５０μＡの電流が流れる。このときの転写電圧は転写高圧検知手段２９により検知される。更に、２次転写位置の下流側には、２次転写後の中間転写ベルト６上に残留したトナーを除去するクリーニング装置（ベルトクリーナ）１２が設けられている。

２次転写位置に導入された記録材７は、２次転写位置で挾持搬送され、その時に、２次転写ローラ９の対向ローラ２１に２次転写バイアス印加手段２８から所定の値に制御された定電圧バイアス（転写バイアス）が印加される。対向ローラ２１にはトナーと同極性の転写バイアスが印加されることで転写部位において中間転写ベルト６上に重ね合わされた４色のフルカラー画像（トナー像）を記録材７へ一括転写し、記録材上にフルカラーの未定着トナー像が形成される。トナー画像の転写を受けた記録材７は不図示の定着器へ導入され加熱定着される。

以下に実施例および比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例および比較例では、エンドレスベルト形状の導電性ベルトを作製した。

実施例および比較例に係る導電性ベルトの製造に用いる材料（熱可塑性樹脂、導電剤、電解質及び粒子）として下記表１〜表４に記載の材料を用意した。

〔実施例１〕
二軸押出し機（商品名：ＴＥＸ３０ａ；日本製鋼所（株）製）を用いて、表５に記載の配合において熱熔融混練して樹脂組成物を調製した。熱熔融混練温度は２６０℃以上、２８０℃以下の範囲内となるように調整し、熱熔融混練時間はおよそ３〜５分とした。得られた樹脂組成物をペレット化し、温度１４０℃で６時間乾燥させた。

次いで、シリンダ設定温度を２７５℃にした射出成形装置（商品名：ＳＥ１８０Ｄ；住友重機械工業（株）製）を用いてプリフォームを作成した。このときの射出成形金型温度は３０℃とした。温度５００℃の加熱装置にプリフォームを入れて軟化させたのち、プリフォームを５００℃で加熱した。

その後、１次ブロー成形機にプリフォームを投入した。そして、金型温度を１１０℃に保ったブロー金型内で延伸棒とエアーの力（ブローエアー注入部分）でプリフォーム温度１２０℃、エアー圧力０．３ＭＰａ、延伸棒速度１０００ｍｍ／ｓでブロー成形してブローボトルを得た。このブローボトルの両端をカットすることにより、ポリエステルを含むマトリックスおよびイオン液体を含むドメインを有する導電性樹脂層からなるエンドレスベルト形状の導電性ベルトを得た。得られた導電性ベルトの厚みは７０μｍであった。

〔実施例２〜７〕
材料種及び配合量を下記表６に記載した通りとした以外は、実施例１と同様にしてエンドレスベルト形状の導電性ベルトを得た。

〔実施例８〕
材料種および配合量を下記表６に記載した通りとし、実施例１と同様の方法でペレットを作製した。このペレットを押出機に投入し、環状ダイスに導き、チューブ状に溶融押出し、切断することでエンドレスベルト形状の導電性ベルトを得た。

〔実施例９〕
材料種および配合量を下記表６に記載した通りとし、射出成形装置のシリンダ設定温度を２７０℃にし、ブロー温度を１１５℃とした以外は、実施例１と同様にしてエンドレスベルト形状の導電性ベルトを得た。

上記実施例１〜９で得られた電子写真用シームレスベルトの各々を以下の様な評価に供した。

＜評価（１）＞
実施例１〜９に係る各導電性ベルトについて、高温高湿（３０℃、８０％ＲＨ）環境下に１２時間放置した。その後、同環境下で表面抵抗値（ρｓ）を測定した。

表面抵抗値の測定には、高抵抗計（商品名：ハイレスタＵＰ ＭＣＰ−ＨＴ４５０型；三菱化学アナリティック（株）製）を用いた。測定装置の主電極の内径は５０ｍｍ、ガード・リング電極の内径は５３．２ｍｍであった。また、外径が５７．２ｍｍのプローブ（商品名：ＵＲ−１００；三菱化学アナリティック（株）製）を用いた。

また、測定は、ＪＩＳ−Ｋ６９１１に準拠して行った。すなわち、電圧５００Ｖを導電性ベルトに１０秒間印加し、導電性ベルトの周方向に沿って表面固有抵抗率（ρｓ）を４点測定し、その平均値を求めた。この値の対数値ｌｏｇ_１０ρｓを算出した。

次いで、各導電性ベルトを、図１に示すような装置構造を有するタンデム型のフルカラー電子写真装置（商品名：ＬＢＰ７６００Ｃ；キヤノン（株）社製）の転写ユニットに中間転写ベルトとして装着した。なお、転写ユニットは、該ユニット周辺部材削減によるコストダウンを狙って、１次転写部に印加する電源系を１つに減らし、転写電圧が、予め設定した電圧しか印加できないように改造した。

そして、各導電性ベルトを装着したフルカラー電子写真装置について、高温高湿環境下で最も良好な画像が得られるように転写電圧を５００Ｖに設定して、フルカラー画像を１枚出力した。得られた画像について、トナーの飛び散り、ゴーストの有無を目視で観察した。

＜評価（２）＞
上記評価（１）に用いたフルカラー電子写真装置を低温低湿（１５℃、１０％ＲＨ）環境下に１２時間静置した後、同環境下で各導電性ベルトの表面抵抗値を測定した。また、同環境下で、フルカラー画像を１枚出力し、上記（１）と同様にして評価した。なお、フルカラー画像形成時の転写電圧は、上記（１）で設定した転写電圧と同一とした。

＜評価（３）＞
上記評価（２）に用いたフルカラー画像電子写真装置を常温常湿（２３℃、５０％ＲＨ）環境下に１２時間静置した後、同環境下で各導電性ベルトの表面抵抗値を測定した。次いで、同環境下で、１５０，０００枚のフルカラー画像を連続して出力した（以下、「連続出力」ともいう）。すなわち、各電子写真用シームレスベルトに転写電圧を連続して印加した。

次いで、当該フルカラー画像形成装置を、低温低湿（１５℃、１０％ＲＨ）環境下に１２時間静置した後、同環境下で、各導電性ベルトの表面抵抗値を測定した。また、同環境下で、フルカラー画像を１枚出力し、上記（１）と同様にして評価した。

＜評価（４）＞
上記評価（３）に用いたフルカラー電子写真装置を高温高湿（３０℃、８０％ＲＨ）環境下に１２時間静置した後、同環境下で各導電性ベルトの表面抵抗値を測定した。また、同環境下で、フルカラー画像を１枚出力し、上記（１）と同様にして評価した。

各導電性ベルトについて、上記評価（１）〜（４）において測定した表面抵抗値の最大値と最小値の差を算出して、各導電性ベルトの電気抵抗の環境または連続使用時の変動の程度の指標とした。評価（１）〜（４）における表面抵抗値、及び評価（１）〜（４）において測定した表面抵抗値の最大値と最小値の差を下記表７に示した。

また、評価（１）〜（４）に係る画像評価について、一般に、高温高湿環境では導電性ベルトの電気抵抗が低くなるため、感光体と導電性ベルトの間の転写電圧が高くなり、電子写真画像にゴーストが生じやすくなる。一方、低温低湿環境では導電性ベルトの電気抵抗が高くなるため、感光体と導電性ベルトの間の転写電圧が低くなり、放電によるトナーの飛び散り現象が見られる傾向がある。そこで、評価（１）〜（４）で出力したフルカラー画像の何れにもトナーの飛び散り、ゴーストが認められた場合を評価ランク「Ａ」、評価（１）〜（４）で出力したフルカラー画像の何れかにトナーの飛び散りまたはゴーストが認められなかった場合を評価ランク「Ｂ」とし、表７に評価ランクを併せて示した。

〔比較例１〜６〕
材料種および配合量を下記表８に記載した通りとした以外は、実施例１と同様にしてエンドレス形状の導電性ベルトを得た。

〔比較例７〕
材料種および配合量を下記表８に記載したようにして、実施例１と同様の方法でペレットを作製した。このペレットを押出機に投入し、環状ダイスに導いてチューブ状に溶融押出し、両端を切断することで導電性ベルトを得た。

〔比較例８〕
材料種および配合量を下記表８に記載した通りとし、射出成形装置のシリンダ設定温度を２７０℃にし、ブロー温度を１１５℃とした以外は、実施例１と同様にして導電性ベルトを得た。

〔比較例９および１０〕
材料種および配合量を下記表８に記載した通りとした以外は、実施例１と同様にして導電性ベルトを得た。

〔比較例１１〕
樹脂組成物の配合を表８に記載した通りとした以外は、実施例１と同様にして電子写真用シームレスベルトを得た。

比較例１〜１１に係る導電性ベルトを上記評価（１）〜（４）に供した。結果を下記表９に示す。

上記表９に示した通り、比較例１においては、評価（１）での表面抵抗値に対して、評価（３）の連続出力後の表面抵抗値が大きく上昇していた。これは、比較例１に係る導電性ベルトが、シリコーン樹脂粒子を含有しないため、連続出力による転写電界の継続印加により、ドメインからのイオン液体のブリード及び導電性ベルト表面へのイオン液体の移行が起こったためと考えられる。また、その結果として、評価（３）で出力したフルカラー画像に放電によるものとみられるトナーの飛び散りが見られた。

また、比較例２〜６においては、比較例１と同様に、評価（３）で出力したフルカラー画像に放電によるものとみられるトナーの飛び散りが認められた。比較例２、３および６に係る導電性ベルトに含有させられた粒子が親水性であり、疎水性のイオン液体との親和性が低い。このため、転写電界の継続印加によってドメインからブリードしたイオン液体がトラップされず、導電性ベルトの表面に移行したためであると考えられる。また、比較例４および５に係る導電性ベルトに含有させられた無機粒子もイオン液体との親和性が低い。このため、転写電界の継続印加によってドメインからブリードしたイオン液体がトラップされず、導電性ベルトの表面に移行したためであると考えられる。

比較例７に係る導電性ベルトについては、評価（３）で出力したフルカラー画像に放電によるものとみられるトナーの飛び散りが認められた。

比較例８に係る導電性ベルトについても、評価（３）で出力したフルカラー画像に放電によるものとみられるトナーの飛び散りが認められた。

比較例９および比較例１０に係る導電性ベルトについては、マトリックスに含有された親水性の熱可塑性樹脂と親和性が良い親水性のイオン液体が配合されている。そのため、連続出力後の表面抵抗値の上昇は抑制されていた。一方、親水性のイオン液体で導電化されているため、周囲の環境によって導電性が大きく変動し、評価（２）での表面抵抗値が、評価（１）での表面抵抗値に対して上昇した。その結果として、評価（２）で出力したフルカラー画像に放電によるものとみられるトナーの飛び散りが認められた。

比較例１１に関して、導電剤として、ポリエーテルエステルアミドとフッ素系電解質を用いた。かかるイオン導電剤で導電化された導電性ベルトは、使用される環境の変化によって電気抵抗が変動し易いため、評価（１）での表面抵抗値に対して、評価（２）での表面抵抗値が上昇した。そのため、評価（２）で出力したフルカラー画像には放電によるものとみられるトナーの飛び散りが認められた。また、転写電界の継続印加により、イオン導電剤が経時的に導電性ベルトの表面に移行し、評価（３）での表面抵抗値が大幅に上昇した。その結果、評価（３）で出力したフルカラー画像には、放電によるものとみられる顕著なトナーの飛び散りが認められた。

６ 中間転写ベルト
１００ 導電性ベルト
１０１ マトリックス
１０２ ドメイン
１０３ シリコーン樹脂を含む粒子

本発明者の検討によれば、上記したような、水分子との間で水素結合を形成し易いエステル結合、カーボネート結合またはアミド結合を有する熱可塑性樹脂にイオン液体を配合した導電性の樹脂層を有する導電性ベルトは、それが使用される環境（湿度、温度）によって電気抵抗が変動する場合があった。以下、使用環境による電気抵抗の変動を「電気抵抗の環境依存性」と称することがある。電気抵抗の環境依存性の大きい導電性ベルトは、使用環境によって画像品位を変化させてしまう場合がある。

その検討過程において、親水性の熱可塑性樹脂に配合するイオン液体の陰イオンの構造の違いによって、電気抵抗の環境依存性が変化することが分かった。これは、該陰イオンの水に対する親和性および立体構造に起因するものと考えられる。例えば、該陰イオンの疎水性が高い程、また、立体構造が大きい程、電子写真用ベルトの電気抵抗の環境依存性を小さくできた。

また、シリコーン樹脂を含む粒子の量は、塩を効率的に捕捉し、電気抵抗の経時的な変化を抑制する観点から、イオン液体１００質量部に対して１０質量部以上、５００質量部以下、特には、イオン液体１００質量部に対して３０質量部以上、１００質量部以下とすることが好ましい。シリコーン樹脂を含む粒子の疎水性は、式（２）における「Ｒ_０」の構造によって決まる。そのため、「Ｒ_０」としては、疎水性の高い、炭素数１〜６の炭化水素基を用いることが好ましい。炭化水素基としては、直鎖状、鎖状又は環状のいずれであってもよく、メチル基（―ＣＨ_３）、エチル基（―ＣＨ_２ＣＨ_３）、プロピル基（―ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_３）、ブチル基（―ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＨ_３）、フェニル基が挙げられる。このような疎水性の高いシリコーン樹脂を含む粒子は、疎水性の高い、前記した式（１）で表される、パーフルオロアルキル基（−Ｃ_ｎＦ_２ｎ＋１）を複数含む陰イオンおよびヘキサフルオロホスファートとの親和性が特に高い。そのため、ドメインからブリードしたイオン液体をより確実に捕捉することができるものと考えられる。

以下に、本発明に係る導電性ベルトを中間転写ベルトとして用いた電子写真装置の例について説明する。本発明に係る電子写真装置は、図１に示したように、複数色の電子写真ステーションを本発明に係る導電性ベルト（以下中間転写ベルトと呼称する）の回転方向に並べて配置した、所謂タンデム型の構成を有する。なお、以下の説明では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に関する構成の符号に、それぞれ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、ｋの添え字を付しているが、同様の構成については添え字を省略する場合もある。

次いで、シリンダ設定温度を２７５℃にした射出成形装置（商品名：ＳＥ１８０Ｄ；住友重機械工業（株）製）を用いてプリフォームを作製した。このときの射出成形金型温度は３０℃とした。温度５００℃の加熱装置にプリフォームを入れて軟化させたのち、プリフォームを５００℃で加熱した。

また、評価（１）〜（４）に係る画像評価について、一般に、高温高湿環境では導電性ベルトの電気抵抗が低くなるため、感光体と導電性ベルトの間の転写電圧が高くなり、電子写真画像にゴーストが生じやすくなる。一方、低温低湿環境では導電性ベルトの電気抵抗が高くなるため、感光体と導電性ベルトの間の転写電圧が低くなり、放電によるトナーの飛び散り現象が見られる傾向がある。そこで、評価（１）〜（４）で出力したフルカラー画像の何れにもトナーの飛び散り、ゴーストが認められなかった場合を評価ランク「Ａ」、評価（１）〜（４）で出力したフルカラー画像の何れかにトナーの飛び散りまたはゴーストが認められた場合を評価ランク「Ｂ」とし、表７に評価ランクを併せて示した。

Claims (10)

1. アミド結合、エステル結合およびカーボネート結合からなる群から選択される少なくとも１つの結合を有する熱可塑性樹脂を含むマトリックスと、
   下記式（１）で表わされる陰イオンまたはヘキサフルオロホスファートを陰イオンとして有するイオン液体を含むドメインと、
   下記式（２）で表される構造を有するシリコーン樹脂を含む粒子と、を有する導電性樹脂層を有することを特徴とする導電性ベルト。
   
   （式（１）中、ｍおよびｎは、各々独立に、１〜４の整数である）
   Ｒｏ−ＳｉＯ_３／２ （２）
   （式（２）中、Ｒ_０は炭素数１〜６の炭化水素基を表す）
2. 前記熱可塑性樹脂の溶解パラメータ（ＳＰ値）が１０以上である請求項１に記載の導電性ベルト。
3. 前記熱可塑性樹脂が、ポリエステル、ポリカーボネートおよびポリアミドからなる群より選択される少なくとも１つの樹脂を含む請求項１又は２に記載の導電性ベルト。
4. 前記シリコーン樹脂を含む粒子の量が、前記イオン液体１００質量部に対して１０質量部以上、５００質量部以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載の導電性ベルト。
5. 前記シリコーン樹脂を含む粒子の量が、前記イオン液体１００質量部に対して３０質量部以上、１００質量部以下である請求項４に記載の導電性ベルト。
6. 前記式（１）中、Ｒ_０がメチル基又はフェニル基である請求項１〜５のいずれか一項に記載の導電性ベルト。
7. 前記イオン液体の陽イオンが、第４級アンモニウムイオン又はイミダゾリウムイオンである請求項１〜６のいずれか一項に記載の導電性ベルト。
8. 前記イオン液体の含有量が、導電性樹脂層中の樹脂組成物の総量に対して、０．１質量％以上、１５質量％以下である請求項１〜７のいずれか一項に記載の導電性ベルト。
9. 前記ポリエステルが、ポリエチレンナフタレートおよび／またはポリエチレンテレフタレートである請求項１〜８のいずれか一項に記載の導電性ベルト。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の導電性ベルトを中間転写ベルトとして有することを特徴とする電子写真装置。