JP6280786B2 - 無端ベルト - Google Patents

Description

本発明は、無端ベルトに関する。

従来、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、複合機等の画像形成装置の分野において、無端ベルトが使用されている。この種の無端ベルトとしては、例えば、中間転写ベルトが知られている。中間転写ベルトでは、複数の感光体によって色別に形成された各トナー像がベルト表面に一次転写される。一次転写により重ね合わされた各色のトナー像は、ベルト表面から紙等の印字媒体に二次転写される。

上記無端ベルトとしては、例えば、特許文献１には、樹脂製の基層と、基層の表面に設けられた弾性層とを有する電子写真機器用の無端ベルトが開示されている。同文献において、弾性層は、アクリロニトリルブタジエンゴム等のベースゴム中に、有機系難燃剤や第四級アンモニウム塩等のイオン導電剤などが配合されてなる組成物を硬化させることにより形成されている点が記載されている。

特開２０１０−１５６７６０号公報

しかしながら、イオン導電剤を含む弾性層を有する従来の無端ベルトは、中間転写ベルトに適用した場合に、以下の点で改良の余地がある。

すなわち、上記無端ベルトは、感光体表面にあるトナーをベルト表面に受け取る一次転写時に、転写ユニットの一次転写ロールからベルト裏面側に正電圧が印加されることが多い。そのため、上記無端ベルトにおいて、弾性層中のイオン導電剤を構成するカチオンは、ベルト表面側（弾性層の表面側）に移動していく。

移動したカチオンがベルト表面側に蓄積されると、ブリードやブルームという形態でベルト表面に現れる。ベルト表面に生じたイオン導電剤に起因するブリードやブルームは、感光体の汚染につながる。上記現象は、特に、無端ベルトの長期使用時に発生しやすい。そのため、従来の無端ベルトは、オンデマンド印刷機等、高耐久性、長期信頼性が要求される画像形成装置への適用が難しい。

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、長期使用時に、ベルト表面である弾性層表面に、イオン導電剤を構成するカチオン由来のブリード、ブルームが生じ難い無端ベルトを提供しようとするものである。

本発明の一態様は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる無端ベルトであって、
筒状に形成された基層と、該基層の外周に積層された弾性層とを有しており、
上記弾性層は、
ベースゴムと、金属水酸化物と、アルコキシシリル基を有するカチオンとアニオンとの塩からなるイオン導電剤とを含むゴム組成物の硬化物よりなり、
上記カチオンは、後述する、式１に示されるカチオン、式２に示されるカチオン、式３に示されるカチオン、または、式４に示されるカチオンであり、
上記弾性層中において、上記イオン導電剤は、上記カチオンの上記アルコキシシリル基を介して上記金属水酸化物の表面に化学結合されていることを特徴とする無端ベルトにある。

上記無端ベルトは、弾性層が、ベースゴムと、金属水酸化物と、アルコキシシリル基を有するカチオンとアニオンとの塩からなるイオン導電剤とを含むゴム組成物の硬化物よりなる。そして、弾性層中において、イオン導電剤は、カチオンのアルコキシシリル基を介して金属水酸化物の表面に化学結合されている。

そのため、上記無端ベルトは、ベルト裏面側に正電圧が繰り返し印加された場合であっても、カチオンが金属水酸化物に固定されているので、弾性層表面側にカチオンが移動し難く、弾性層表面側にカチオンが蓄積され難い。

よって、本発明によれば、長期使用時に、ベルト表面である弾性層表面に、イオン導電剤を構成するカチオン由来のブリード、ブルームが生じ難い無端ベルトを提供することができる。

実施例の無端ベルトを模式的に示した説明図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 実施例の無端ベルトにおいて、転写ユニットの一次転写ロールにより電圧が印加される前（通電前）の弾性層の状態を模式的に示した図である。 実験例における、ブリード・ブルーム評価の試験方法を説明するための図である。 無端ベルトのベルト裏面側に、転写ユニットの一次転写ロールから正電圧が印加された場合におけるイオン導電剤の挙動を模式的に説明するための図である。

上記無端ベルト（シームレスベルト）は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる。画像形成装置としては、例えば、帯電像を用いる電子写真方式の複写機、プリンター、ファクシミリ、複合機、オンデマンド印刷機等を例示することができる。

上記無端ベルトは、具体的には、電子写真方式の画像形成装置に組み込まれる中間転写ベルトとして用いることができる。なお、中間転写ベルトは、感光体に担持されたトナー像をベルト表面に一次転写させた後、このトナー像をベルト表面から紙等の印字媒体へ二次転写させるために、画像形成装置に組み込まれる無端ベルトである。この場合には、長期使用時にベルト表面に生じやすいイオン導電剤に起因するブリードやブルームを確実に抑制することができるので、感光体の汚染を長期にわたって抑制可能となる。そのため、オンデマンド印刷機等、高耐久性、長期信頼性が要求される画像形成装置に最適な無端ベルトが得られる。

中間転写ベルトは、より具体的には、ベルト裏面に正電圧が印加されることにより、複数の感光体に色別に形成された各トナー像がベルト表面にそれぞれ一次転写され、ベルト裏面に負電圧が印加されることにより、一次転写により重ね合わされたベルト表面上の各色のトナー像がベルト表面から紙等の印字媒体に二次転写されるものであるとよい。この場合には、ベルト使用時に、ベルト裏面に負電圧が印加される回数よりも、ベルト裏面に正電圧が印加される回数の方が多い。そのため、この場合には、上述した作用効果を十分に発揮することができる。

上記無端ベルトは、筒状に形成された基層を有している。基層は、樹脂を主成分とすることができる。基層に用いられる樹脂としては、例えば、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルスルホン樹脂、フッ素系樹脂、ポリカーボネート樹脂などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。基層の形成に用いられる樹脂としては、好ましくは、ポリイミドおよびポリアミドイミドからなる群より選択される少なくとも１種を含んでいるとよい。この場合には、基層の剛性が高くなるため、無端ベルトの耐久性を向上させることができる。

なお、基層は、必要に応じて、導電剤、難燃剤、架橋剤、レベリング剤、充填剤、酸化防止剤などの各種添加剤を１種または２種以上含むことができる。導電剤としては、例えば、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラファイト等の炭素系導電材料、アルミニウム粉末、ステンレス粉末等の金属粉末材料、導電性酸化亜鉛（ｃ−ＺｎＯ）、導電性酸化チタン（ｃ−ＴｉＯ_２）、導電性酸化鉄（ｃ−Ｆｅ_３Ｏ_４）、導電性酸化錫（ｃ−ＳｎＯ_２）等の導電性金属酸化物等の電子導電剤などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。また、基層の筒径、厚みは、用途（例えば、画像形成装置の機種、大きさ等）に応じて適宜決定することができる。基層の筒径は、例えば、１２０ｍｍ〜１０００ｍｍ程度とすることができる。基層の厚みは、例えば、３０μｍ〜２００μｍ程度とすることができる。

上記無端ベルトは、基層の外周に弾性層が積層されている。弾性層は、ゴム弾性を有しており、その表面が外部に露出している。つまり、上記無端ベルトにおいて、弾性層の表面は、ベルト表面を構成している。

上記無端ベルトにおいて、弾性層は、ベースゴムと、金属水酸化物と、アルコキシシリル基を有するカチオンとアニオンとの塩からなるイオン導電剤とを含むゴム組成物の硬化物よりなる。

上記無端ベルトにおいて、ゴム組成物に配合されるベースゴムとしては、例えば、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エピクロルヒドリンゴム（ＣＯ、ＥＣＯ等）などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。また、上記ゴム成分以外にも、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）などを併用することもできる。

上記無端ベルトにおいて、ゴム組成物に配合される金属水酸化物としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。金属水酸化物は、好ましくは、水酸化アルミニウムであるとよい。水酸化アルミニウムは、小粒径の粉末を入手しやすいので、ゴム組成物中に均一に分散させやすい。そのため、ゴム組成物の硬化時におけるゴム成分の収縮が抑制されやすくなり、弾性層の端部反りが生じ難くなる。また、水酸化アルミニウムは、難燃効果が大きいので、無端ベルトの難燃性向上にも有利である。

上記ゴム組成物は、弾性層の反りの抑制、耐摩耗性の向上、難燃性の向上などの観点から、ベースゴム１００質量部に対し、金属水酸化物を、好ましくは２０質量部以上、より好ましくは３０質量部以上、さらに好ましくは４０質量部以上、さらにより好ましくは５０質量部以上含有することができる。また、上記ゴム組成物は、弾性層表面の平滑性、生産性向上などの観点から、ベースゴム１００質量部に対し、金属水酸化物を、好ましくは１５０質量部以下、より好ましくは１２５質量部以下、さらに好ましくは１００質量部以下、さらにより好ましくは８０質量部以下含有することができる。

上記無端ベルトにおいて、ゴム組成物に配合されるイオン導電剤は、アルコキシシリル基を有するカチオンとアニオンとの塩からなる。イオン導電剤において、カチオンにおけるアルコキシシリル基は、金属水酸化物のＯＨ基と反応可能な官能基である。そのため、ゴム組成物が硬化されて形成された弾性層中において、イオン導電剤は、カチオンのアルコキシシリル基を介して金属水酸化物の表面に化学結合されている。弾性層中において、金属水酸化物の表面には、イオン導電剤が１個または２個以上化学結合されていてもよい。また、金属水酸化物の表面には、１種または２種以上のイオン導電剤が化学結合されていてもよい。

アルコキシシリル基は、モノアルコキシシリル基、ジアルコキシシリル基、トリアルコキシシリル基のいずれであってもよい。アルコキシシリル基は、イオン導電剤の入手容易性、金属水酸化物との反応性等の観点から、トリアルコキシシリル基であるとよい。アルコキシシリル基は、具体的には、一般式：−Ｓｉ（ＯＲ）_３で示すことができる。但し、上記一般式中、ＯＲは、炭素数１〜６のアルコキシ基、好ましくは、ＯＲは、炭素数１〜４のアルコキシ基、より好ましくは、立体構造による反応性の高さなどの観点から、ＯＲは、エトキシ基とすることができる。

イオン導電剤を構成するカチオンは、具体的には、下記式１に示されるカチオン、下記式２に示されるカチオン、下記式３に示されるカチオン、または、下記式４に示されるカチオンである。これらのうち、イオン導電剤を構成するカチオンは、好ましくは、原料の入手容易性などの観点から、下記式１に示されるカチオンであるとよい。

但し、式１中、ＯＲは、炭素数１〜６のアルコキシ基、好ましくは、ＯＲは、炭素数１〜４のアルコキシ基、より好ましくは、ＯＲは、エトキシ基とすることができる。Ｒ_１〜Ｒ_３は、同じ炭素数または異なる炭素数のアルキル基であり、炭素数は１〜６、好ましくは、炭素数は１〜４、より好ましくは、炭素数は１とすることができる。ｎは１〜６の整数、好ましくは、ｎは２〜４の整数、より好ましくは、ｎ＝２である。ｍは１〜６の整数、好ましくは、ｍは２〜４の整数、より好ましくは、ｍ＝３とすることができる。

但し、式２中、ＯＲは、炭素数１〜６のアルコキシ基、好ましくは、ＯＲは、炭素数１〜４のアルコキシ基、より好ましくは、ＯＲは、メトキシ基とすることができる。ｎは１〜６の整数、好ましくは、ｎは２〜４の整数、より好ましくは、ｎ＝３とすることができる。

但し、式３中、ＯＲは、炭素数１〜６のアルコキシ基、好ましくは、ＯＲは、炭素数１〜４のアルコキシ基、より好ましくは、ＯＲは、メトキシ基とすることができる。ｎは１〜６の整数、好ましくは、ｎは２〜４の整数、より好ましくは、ｎ＝３とすることができる。

但し、式４中、ＯＲは、炭素数１〜６のアルコキシ基、好ましくは、ＯＲは、炭素数１〜４のアルコキシ基、より好ましくは、ＯＲは、メトキシ基とすることができる。ｎは１〜６の整数、好ましくは、ｎは２〜４の整数、より好ましくは、ｎ＝３とすることができる。

イオン導電剤を構成するアニオンは、具体的には、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオン、ＣｌＯ_４ ⁻、Ｂｒ⁻、Ｃｌ⁻等のハロゲンイオンなどを例示することができる。イオン導電剤を構成するアニオンは、より具体的には、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンとすることができる。ゴム組成物が硬化されて形成された弾性層中において、イオン導電剤は、カチオンにて金属水酸化物に固定されている。したがって、弾性層中におけるアニオンの自由度は、カチオンに比べ高い。アニオンがビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンである場合には、アニオン部分の分子量が、ＣｌＯ_４ ⁻、Ｂｒ⁻等に比べて大きくなる。そのため、弾性層中においてアニオンが動き難くなり、ベルトへの電圧印加と関わりなく弾性層表面にアニオン由来のブリード、ブルームが生じるのを抑制しやすくなる。なお、アニオンは、ベルト裏面側に正電圧が印加されることにより、弾性層と基層との界面側へ移動する。そのため、ベルト裏面側への正電圧の印加により、弾性層表面には、アニオン由来のブリード、ブルームが生じ難い。

上記ゴム組成物は、上記ブリード、ブルームの抑制、導電性の確保、体積電気抵抗の安定化などの観点から、ベースゴム１００質量部に対し、イオン導電剤を、好ましくは０．１質量部以上、より好ましくは０．３質量部以上、さらに好ましく０．５質量部以上含有することができる。また、上記ゴム組成物は、上記ブリード、ブルームの抑制などの観点から、ベースゴム１００質量部に対し、イオン導電剤を、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは５質量部以下、さらに好ましくは２質量部以下含有することができる。

上記無端ベルトにおいて、ゴム組成物は、他にも、上述した作用効果を損なわない範囲内であれば、上述したアルコキシシリル基を有するカチオンとアニオンとの塩からなるイオン導電剤以外の他のイオン導電剤を１種または２種以上含むことができる。他のイオン導電剤としては、例えば、第四級アンモニウム塩、リン酸エステル、スルホン酸塩、脂肪族多価アルコール、脂肪族アルコールサルフェート、イオン液体などを例示することができる。

また、ゴム組成物は、他にも、必要に応じて、難燃剤、架橋剤（イソシアネート化合物等の樹脂架橋剤等）、架橋助剤、加硫剤、加硫促進剤、受酸剤、滑剤、充填剤などの各種添加剤を１種または２種以上含むことができる。

難燃剤は、有機系難燃剤、無機系難燃剤のいずれであってもよく、双方を含むこともできる。難燃剤としては、比較的少ない添加量で難燃効果が得られ、弾性層の柔軟性を損ない難いなどの観点から、有機系難燃剤を好適に用いることができる。また、有機系難燃剤および無機系難燃剤の双方を用いた場合には、比較的低廉に難燃効果を付与することができる利点がある。

有機系難燃剤としては、具体的には、例えば、デカブロモジフェニルエーテル、テトラブロモビスフェノール−Ａおよびその誘導体、ビス（ペンタブロモフェニル）エタン等の多ベンゼン環化合物、臭素化ポリスチレンおよびポリ臭素化スチレン等の臭素系難燃剤や、芳香族リン酸エステル類、芳香族縮合リン酸エステル類、含ハロゲンリン酸エステル類、含ハロゲン縮合リン酸エステル類、フォスファゼン誘導体等のリン系難燃剤などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。無機系難燃剤としては、具体的には、例えば、三酸化アンチモンや五酸化アンチモン等のアンチモン系難燃剤などを例示することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。

上記弾性層の厚みは、柔軟性、難燃性、反り、耐摩耗性、用途などを考慮して決定することができる。弾性層の厚みは、好ましくは３μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、さらに好ましくは１０μｍ以上、さらにより好ましくは３０μｍ以上とすることができる。一方、弾性層の厚みは、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは４００μｍ以下、さらに好ましくは３００μｍ以下とすることができる。

なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。

実施例に係る無端ベルトについて、図面を用いて具体的に説明する。

図１〜図３に示すように、無端ベルト１は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる。本例では、無端ベルト１は、電子写真方式の画像形成装置に中間転写ベルトとして組み込まれて使用される。

無端ベルト１は、筒状に形成された基層２と、基層２の外周に積層された弾性層３とを有している。つまり、無端ベルト１は、具体的には、基層２の外周面に沿って弾性層３が積層された二層構造とされている。弾性層３の表面は、表面改質されていてもよい。なお、図１は、詳細なベルト層構成が省略されている。本例では、基層２は、電子導電剤を含有するポリイミドまたはポリアミドイミドより形成されている。

ここで、無端ベルト１において、弾性層３は、ベースゴムと、金属水酸化物と、アルコキシシリル基を有するカチオンとアニオンとの塩からなるイオン導電剤とを含むゴム組成物の硬化物よりなる。図３に示されるように、弾性層３中において、イオン導電剤３１は、カチオン３１１のアルコキシシリル基を介して金属水酸化物３０の表面に化学結合されている。なお、図３中、符号３１２は、イオン導電剤３１を構成するアニオンである。また、符号４は、不図示の転写ユニットが備える一次転写ロールである。

以下、異なる構成を有する無端ベルトの試料を複数作製し、評価を行った。その実験例について説明する。

（実験例）
＜ＰＩ系基層形成用塗液の調製＞
ポリイミド（ＰＩ）（新日本理化（株）製、「リカコート ＥＮ−２０」）１００質量部と、電子導電剤としてのカーボンブラック（三菱化学（株）製、「＃２３００」）１０質量部と、溶媒としてのＮ−メチル−２−ピロリドン８００質量部とを配合し、羽撹拌にて混合後、分散機にて分散することにより、液状のＰＩ系基層形成用塗液を調製した。

＜ＰＡＩ系基層形成用塗液の調製＞
ポリアミドイミド（ＰＡＩ）（新日本理化（株）製、「バイロマックスＨＲ−１６ＮＮ」）を用いた以外は、ＰＩ系基層形成用塗液の調製と同様にして、液状のＰＡＩ系基層形成用塗液を調製した。

＜ゴム組成物の調製＞
ゴム組成物の調製に用いる各材料として以下のものを準備した。
−ベースゴム−
・水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）（日本ゼオン社製、「Ｚｅｔｐｏｌ２０２０」）
・アクリロニトリル−ブタジエンゴム（１）（ＮＢＲ（１））（日本ゼオン社製、「ニポールＤＮ１０１」）
・アクリロニトリル−ブタジエンゴム（２）（ＮＢＲ（２））（日本ゼオン社製、「ニポールＤＮ４０１」）
・アクリロニトリル−ブタジエンゴム（３）（ＮＢＲ（３））（日本ゼオン社製、「ニポールＤＮ１３１２」）
・クロロプレンゴム（ＣＲ）（電気化学工業社製「デンカクロロプレンＤＣＲ−７５」）
・ブタジエンゴム（ＢＲ）（日本ゼオン社製、「ニポールＢＲ１２２０」）
・ブチルゴム（ＩＩＲ）（ＪＳＲ社製、「ＪＳＲ ＢＵＴＹＬ３６５」）
・スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）（旭化成社製、「タフデン１０００」）
・エピクロルヒドリンゴム（ＥＣＯ）（ダイソー社製、「エピクロマーＤＧ−１０２」）
−金属水酸化物−
・水酸化アルミニウム（昭和電工社製、「ハイジライトＨ−４２Ｍ」）
・水酸化マグネシウム（協和化学工業社製、「キスマ５Ａ」）
−イオン導電剤−
表１にカチオン種、表２にアニオン種を示す。
・カチオンＡとアニオンＡとの塩からなるイオン導電剤
Ｎ_２雰囲気下、（２−ヒドロキシエチル）トリメチルアンモニウムクロリド：６０ｍｍｏｌと３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン：５９ｍｍｏｌとを混合し、７５℃で４８時間反応させた。次いで、これを冷却して析出した固体を酢酸エチルで２回洗浄した後、酢酸エチルを減圧により除去することにより、カチオンＡの塩化化合物を５５ｍｍｏｌ得た。次いで、これをアセトンで溶解し、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド酸リチウムを５５ｍｍｏｌ加えた後、２４時間室温で撹拌した。次いで、溶剤を減圧除去し、析出した塩化リチウムをろ過した。これにより、カチオンＡとアニオンＡとの塩を得た。
・カチオンＢとアニオンＡとの塩からなるイオン導電剤
質量比で１：１の塩化メチレンとイオン交換水とを含む混合液中に、トリｎ−ブチルドデシルホスホニウムブロミドとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド酸とを添加し、室温で４時間撹拌した後、有機層からカチオンＢとアニオンＡとの塩を得た。
・カチオンＣとアニオンＡとの塩からなるイオン導電剤
質量比で１：１の塩化メチレンとイオン交換水とを含む混合液中に、テトラｎ-ブチルホスホニウムブロミドとビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド酸とを添加し、室温で４時間撹拌した後、有機層からカチオンＣとアニオンＡとの塩を得た。
・カチオンＥとアニオンＢとの塩からなるイオン導電剤
オクチルトリメチルアンモニウムクロリドを酢酸エチルで溶解し、過塩素酸リチウムを加えた後、２４時間室温で撹拌した。次いで、これに純粋を加えて２回洗浄して抽出操作を行い、酢酸エチル層を分離した。次いで、これを減圧除去することにより、カチオンＥとアニオンＢとの塩を得た。
・カチオンＤとアニオンＣとの塩からなるイオン導電剤（富士純薬株式会社製、「ＴＢＡＢ」）
−その他の成分−
・有機難燃剤（伏見製薬所社製、「ラビトルＦＰ−１１０」）
・加硫剤（粉末硫黄）
・加硫促進剤（１）（三新化学社製、「サンセラーＤＭ」）
・加硫促進剤（２）（三新化学社製、「サンセラーＴＴ」）
・イソシアネート化合物（トリメチロールプロパン/へキサメチレンジイソシアネート３量体付加物）（日本ポリウレタン工業社製、「コロネートＨＬ」）
・酸化亜鉛（正同化学工業社製、「酸化亜鉛２種」）
・ステアリン酸（日油社製、「ステアリン酸さくら」）
以上の各材料を、所定量のシクロヘキサノン中に、後述の表３に示す配合割合（質量部）となるように配合し、混合した。これにより、各弾性層の形成に用いられる液状の各ゴム組成物を調製した。

＜無端ベルト試料の作製＞
基体として、アルミニウム製の円筒状金型を準備した。また、２つのノズルを有するディスペンサ（液体定量吐出装置）を準備した。このディスペンサのノズルは、内径φ＝１ｍｍのニードルノズルである。次いで、先に準備した所定の基層形成用塗液と液状のゴム組成物とを、それぞれ別のエアー加圧タンクに収容し、金型の外周面とノズルとのクリアランスを１ｍｍとして、金型およびノズルをセットした。次いで、金型を垂直にした状態で、回転数２００ｒｐｍで軸中心に回転させながら、基層形成用塗液を吐出するノズルを、１ｍｍ／ｓｅｃの移動速度で軸方向下方に移動させるとともに、エアー加圧タンクに０．４ＭＰａの圧力をかけて基層形成用塗液をノズルに圧送し、ノズルから基層形成用塗液を吐出させ、金型の外周面上にらせん状に塗工した。これにより、らせん状塗膜の連続体からなる全体塗膜を形成した。なお、形成された全体塗膜の厚みは８０μｍであった。次いで、形成された全体塗膜に対して、２時間で常温から２５０℃まで昇温し、２５０℃で１時間保持するという条件にて熱処理を施した。これにより、金型の外周面上に、電子導電性を有する筒状の基層を形成した。

次いで、上記基層が形成された金型を、回転数２００ｒｐｍで軸中心に回転させながら、ゴム組成物を吐出するノズルを、１ｍｍ／ｓｅｃの移動速度で軸方向下方に移動させるとともに、エアー加圧タンクに０．８ＭＰａの圧力をかけてゴム組成物をノズルに圧送し、ノズルからゴム組成物を吐出させ、金型の外周面上にある基層表面にらせん状に塗工した。これにより、らせん状塗膜の連続体からなる全体塗膜を形成した。なお、形成された全体塗膜の厚みは２００μｍであった。次いで、形成された全体塗膜に対して、３時間で常温から１７０℃まで昇温し、１７０℃で０．５時間保持するという条件にて熱処理（架橋処理）を施し、ゴム組成物を硬化させた。これにより、筒状の樹脂製の基層の外周面に沿って、ゴム組成物の熱硬化物からなる弾性層を積層した。

次いで、基層の一端縁と金型の外周面との間に高圧エアーを吹き込み、金型を抜き取った。以上により、試料１〜試料１５の無端ベルトを作製した。

＜ブリード・ブルームの有無＞
作製した無端ベルトからシート状の弾性層を採取した。採取された弾性層の大きさは、
縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚み２００μｍである。次いで、図４に示すように、印加装置９の板状電極９１の表面とベルト表面である弾性層３の表面とが当接するように弾性層３を板状電極９１上に載置した。なお、板状電極９１はアースされている。次いで、弾性層３の基層２側の面に印加装置９の印加電極９２を当接させ、ＤＣ１０００Ｖの電圧を３０分間印加した。その後、板状電極９１と当接していた弾性層３の表面を目視にて観察し、イオン導電剤を構成するカチオン由来のブリード、ブルームの有無を確認した。

表３に、無端ベルト試料の詳細な構成および評価結果をまとめて示す。

表３によれば、以下のことがわかる。すなわち、試料１〜試料４の無端ベルトは、上記電圧の印加により、弾性層の表面側に、イオン導電剤を構成するカチオン由来のブリード、ブルームが確認された。つまり、試料１〜試料４の無端ベルトは、いずれも、弾性層が、ベースゴムと、金属水酸化物と、アルコキシシリル基を有さないカチオンとアニオンとの塩からなるイオン導電剤とを含むゴム組成物の硬化物よりなる。そのため、試料１〜試料４の無端ベルトは、弾性層中において、金属水酸化物の表面にイオン導電剤が化学結合により固定されていない。それ故、試料１〜試料４の無端ベルトは、カチオンが弾性層表面側へ移動しやすかった。また、試料３および試料４の無端ベルトは、試料１および試料２の無端ベルトに比べ、弾性層の表面側に生じたカチオン由来のブリード、ブルームが顕著であった。これは、試料３および試料４の無端ベルトは、試料１および試料２の無端ベルトに比べ、カチオンの分子量が相対的に小さかったためである。

これらに対し、試料５〜試料１５の無端ベルトは、いずれも、上記電圧の印加により、弾性層の表面側にカチオン由来のブリード、ブルームが確認されなかった。これは、以下の理由による。すなわち、上記無端ベルトは、弾性層が、ベースゴムと、金属水酸化物と、アルコキシシリル基を有するカチオンとアニオンとの塩からなるイオン導電剤とを含むゴム組成物の硬化物よりなる。そのため、ゴム組成物を混合調製した際に、イオン導電剤におけるカチオンのアルコキシシリル基と金属水酸化物のＯＨ基とが反応する。その結果、図３に示されるように、形成された弾性層３中において、イオン導電剤３１が、カチオン３１１のアルコキシシリル基を介して金属水酸化物３０の表面に化学結合によって固定される。そのため、上記結果が得られたものである。

したがって、上記無端ベルトは、図５に示されるように、転写ユニットが備える一次転写ロール４からベルト裏面側に正電圧が繰り返し印加された場合であっても、金属水酸化物に固定されたカチオン３１１が弾性層３の表面側に移動し難くなり、イオン導電剤３１の分極によるカチオンが弾性層３の表面側に蓄積され難くなる。なお、本例の場合、イオン導電剤３１の分極によるアニオン３１２は、弾性層３の基層３側へ移動する。よって、上記無端ベルトは、長期使用時に、ベルト表面である弾性層表面に、イオン導電剤を構成するカチオン由来のブリード、ブルームが生じ難くなる。

したがって、上記無端ベルトを、電子写真方式の画像形成装置に組み込まれる中間転写ベルトとして用いた場合には、感光体の汚染を長期にわたって抑制することができる。そのため、上記無端ベルトは、オンデマンド印刷機等、高耐久性、長期信頼性が要求される画像形成装置に好適に用いることができる。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。

１ 無端ベルト
２ 基層
３ 弾性層
３０ 金属水酸化物
３１ イオン導電剤
３１１ カチオン
３１２ アニオン

Claims (5)

1. 電子写真方式の画像形成装置に用いられる無端ベルトであって、
   筒状に形成された基層と、該基層の外周に積層された弾性層とを有しており、
   上記弾性層は、
   ベースゴムと、金属水酸化物と、アルコキシシリル基を有するカチオンとアニオンとの塩からなるイオン導電剤とを含むゴム組成物の硬化物よりなり、
   上記カチオンは、以下の式１に示されるカチオン、以下の式２に示されるカチオン、以下の式３に示されるカチオン、または、以下の式４に示されるカチオンであり、
   上記弾性層中において、上記イオン導電剤は、上記カチオンの上記アルコキシシリル基を介して上記金属水酸化物の表面に化学結合されていることを特徴とする無端ベルト。
   

   

   但し、式１中、ＯＲは、炭素数１〜６のアルコキシ基、Ｒ _１ 〜Ｒ _３ は、同じ炭素数または異なる炭素数のアルキル基で炭素数は１〜６、ｎは、１〜６の整数、ｍは、１〜６の整数
   

   

   但し、式２中、ＯＲは、炭素数１〜６のアルコキシ基、ｎは、１〜６の整数
   

   

   但し、式３中、ＯＲは、炭素数１〜６のアルコキシ基、ｎは、１〜６の整数
   

   

   但し、式４中、ＯＲは、炭素数１〜６のアルコキシ基、ｎは、１〜６の整数
2. 上記アニオンは、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオンであることを特徴とする請求項１に記載の無端ベルト。
3. 上記金属水酸化物は、水酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項１または２に記載の無端ベルト。
4. 上記ゴム組成物は、上記ベースゴム１００質量部に対し、
   上記金属水酸化物を２０質量部以上１５０質量部以下、
   上記イオン導電剤を０．１質量部以上１０質量部以下含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無端ベルト。
5. 電子写真方式の画像形成装置に組み込まれる中間転写ベルトとして用いられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の無端ベルト。

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