(57)【要約】【課題】感光体汚染に起因した画像不良を発生することのない接触式帯電部材、及びその製造方法を提供する。【解決手段】少なくとも導電性弾性層と、ポリオールとブロックイソシアネートの熱硬化反応よりなるポリウレタン樹脂を含有する表面層とを有する接触式帯電部材において、前記表面層は同一塗料を複数回塗りすることにより形成され、かつ少なくとも初回塗工後に塗料主溶剤の沸点以上ブロックイソシアネートの解離温度以下で加熱処理する工程を設けることを特徴とする接触式帯電部材。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも導電性弾性層と、ポリオールとブロックイソシアネートの熱硬化反応よりなるポリウレタン樹脂を含有する表面層とを有する接触式帯電部材において、前記表面層は同一塗料を複数回塗りすることにより形成され、かつ少なくとも初回塗工後に塗料主溶剤の沸点以上ブロックイソシアネートの解離温度以下で加熱処理する工程を設けることを特徴とする接触式帯電部材。
【請求項２】
少なくとも導電性弾性層と、ポリオールとブロックイソシアネートの熱硬化反応よりなるポリウレタン樹脂を含有する表面層とを有する接触式帯電部材の製造方法において、前記表面層は同一塗料を複数回塗りすることにより形成され、かつ少なくとも初回塗工後に塗料主溶剤の沸点以上ブロックイソシアネートの解離温度以下で加熱処理する工程を設けることを特徴とする接触式帯電部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に電子写真画像形成装置に用いられる接触式帯電部材及び接触式帯電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真複写機もしくはプリンタ、静電記録装置等の電子写真画像形成装置は、像担持体を帯電せしめる一次帯電手段、像担持体上の現像剤を被印刷物上に引き寄せる転写手段等というような、被帯電体を均一に帯電する手段を含んでいる。その際用いられる帯電法として、従来のコロナ帯電法よりもオゾン発生量が大幅に少ない接触式帯電法の検討が行なわれ、最近では一部において実用化されている。
【０００３】
接触式帯電法とは、電圧を印加した帯電部材を被帯電体に当接させて被帯電体を帯電させるものであるが、当接部近傍の微小間隙で生じる放電現象を利用して被帯電体を帯電させる場合が一般的である。
【０００４】
接触式帯電部材としては、弾性層に被帯電体と接触する表面層の２層を含む構成とし、該表面層を結着樹脂で構成するのが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
接触帯電では感光体とのニップを十分に得る為、帯電部材に弾性をもたせる必要がある。頻繁に用いられる弾性体としてはゴムが挙げられる。しかしゴムには可塑剤、架橋剤、劣化防止剤等数種の添加剤が配合されなくては目的とする弾性が得られない。これらの添加剤が表面に析出すると感光体表面を汚染し、ヒビ割れやくもりに起因した画像不良を発生してしまうという欠点を有する。
【０００６】
また、帯電部材は適正な帯電性を得るため、抵抗調整剤としてイオン系導電材を弾性層に添加することがあるが、この添加剤もまた表面に析出すると感光体表面を汚染することがある。
【０００７】
そこでこれらの添加剤による感光体の汚染を防止する表面層を設けてなる帯電部材が提案されている（特開昭６４−０６６６７６号公報）。
【０００８】
表面層はその電気抵抗が半導電性に調整されており、かつその厚みは弾性層の硬さ（軟らかさ）に影響を及ぼさない様に極めて薄く形成されなくてはならない。
【０００９】
これらの特性を満足させる材料として溶剤可溶性樹脂が広く用いられ、それぞれ有機溶剤に溶かされた状態でディッピング法やロールコート法により塗布される。しかし、有機溶剤はその溶解力により、コートされる弾性層中の上述の添加剤を溶解させ、表面層中に添加剤が混入することがあり表面層を形成しても感光体汚染を起こすことがあった。
【００１０】
本発明の目的は、上記のような欠点のない、即ち、感光体汚染に起因した画像不良を発生することのない接触式帯電部材、及びその製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明は、少なくとも導電性弾性層と、ポリオールとブロックイソシアネートの熱硬化反応よりなるポリウレタン樹脂を含有する表面層とを有する接触式帯電部材において、前記表面層は同一塗料を複数回塗りすることにより形成され、かつ少なくとも初回塗工後に塗料主溶剤の沸点以上ブロックイソシアネートの解離温度以下で加熱処理する工程を設けることを特徴とする接触式帯電部材である。
【００１２】
（２）また、本発明は、少なくとも導電性弾性層と、ポリオールとブロックイソシアネートの熱硬化反応よりなるポリウレタン樹脂を含有する表面層とを有する接触式帯電部材の製造方法において、前記表面層は同一塗料を複数回塗りすることにより形成され、かつ少なくとも初回塗工後に塗料主溶剤の沸点以上ブロックイソシアネートの解離温度以下で加熱処理する工程を設けることを特徴とする接触式帯電部材の製造方法である。
【００１３】
本発明における帯電装置を用いた画像形成装置（複写機）の概略構成図を図１に示す。また、本発明に用いた帯電部材の一例の断面図を図２に示す。
【００１４】
帯電部材（２）は、電源（３）より直流電圧あるいは直流電圧と交流電圧の重畳電圧等の振動電圧を印加する導電性基体である芯金（２ａ）、弾力性を付与する導電性弾性層（２ｂ）、被帯電体と接触する表面層である被覆層（２ｄ）からなり、必要に応じて帯電部材の抵抗を制御する抵抗制御層（２ｃ）が弾性層（２ｂ）の外側に設けられる。該帯電部材（２）は、図示しない押圧手段により所定の当接力をもって被帯電体（１）に当接している。図１の画像形成装置において、帯電部材（２）と被帯電体（１）はそれぞれ矢印の方向に回転し、電源（３）により印加される電圧により帯電部材（２）が当接する被帯電体の感光層（１ａ）が帯電し、それは露光工程（４）、現像工程（５）を経て感光層（１ａ）上の画像となり、転写工程（６）において被印刷物（７）上に転写された画像を形成する。（８）は感光層（１ａ）の清掃工程を示す。
【００１５】
本出願人らが帯電部材の弾性層起因の感光体汚染について鋭意検討した結果、▲１▼弾性層の添加剤の染み出しをブロックする上で、表面層の結着樹脂としてポリウレタン樹脂は好適な材料である。
▲２▼上記ポリウレタン樹脂において、架橋タイプと線状高分子で架橋点の少ない溶剤可溶タイプを比較すると、架橋タイプの方がブロック性に優れる。
▲３▼有機溶剤に結着樹脂、導電材を溶解、分散して、複数回弾性層に塗工する場合、少なくとも初回塗工後に塗料主溶剤の沸点以上ブロックイソシアネートの解離温度以下で加熱処理する工程を設けることで感光体汚染は激減する。
ことを見出し本発明に至った。
【００１６】
以下、本発明を、詳しく説明する。
【００１７】
帯電部材は多層構成をとり表面層の体積抵抗率は１０６〜１０１３Ω・ｃｍの範囲が好ましい。また特願昭６２−２３０３３４号に示されるように表面層の体積抵抗率は表面層に接する下層の体積抵抗率より大きいことが必要である。下層の体積抵抗としては１００〜１０１１Ω・ｃｍ、特には１０２〜１０１０Ω・ｃｍの範囲が好ましい。下層の材質としてはアルミニウム，鉄，銅等の金属，ポリアセチレン，ポリピロール，ポリチオフエン等の導電性高分子、カーボン、導電性金属酸化物、金属、イオン導電性物質等を分散させて導電性処理したゴムや絶縁性樹脂などを用いることができる。
【００１８】
これら導電性物質の上に使用する表面層のポリウレタン樹脂の重合体原料としては以下に示すようなポリオール化合物並びにイソシアネート化合物がある。
【００１９】
ポリオール化合物としては、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアセテート、ビニルアセテート誘導体を構成単位として含む共重合体、ポリビニルアルコール、セルロースアセテート、ニトロセルロース、アルキツド樹脂、フエノール樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール及び上記混合物など末端水酸基を有する化合物などが挙げられる。
【００２０】
イソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、ジフエニルメタンイソシアネート、ポリメチレンポリフエニル、イソシアネートなどの芳香族イソシアネート化合物、上記イソシアネートの水添加、ヘキサメチレンジイソシアネートなどの脂肪族イソシアネート化合物、およびこれらのイソシアネート化合物のイソシアネート基をフエノール、ケトキシム、芳香族第２級アミン、第３級アルコール、アミド、ラクタム、複素環化合物、亜硫酸塩などでブロックしたブロツクイソシアネート化合物などが挙げられる。
【００２１】
この内、本発明においては、生産における経時安定性（塗料のポットライフ、硬化膜物性）を考慮し、ブロツクイソシアネートを用いている。
【００２２】
上記、ポリオール化合物とイソシアネート化合物はベンゼン、トルエン、ニトロベンゼン、ジブチルエーテル、メチルエチルケトン、ジオキサン、アセトニトリル等の限られた溶剤に溶解し、成型に下の層をおかすことのない塗工法をとることが可能である。
【００２３】
また、重合体の生成を促進する触媒として、ナフテン酸マグネシウム、ナフテン酸コバルトなどのナフテン酸塩類、ジブチルスズジラウレート、ジメチルスズジラウレートなどの有機スズ化合物、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルポリメチレンジアミンなどのアミン化合物などを添加しても良い。触媒の添加量は重合体に対し、０．００１重量％〜５重量％の範囲が好ましい。
【００２４】
導電材としては、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛等の金属酸化物からなる導電材、カーボンブラック、球体状炭素材料からなる導電材等があり、単独または２種類以上組み合わせて使用してもよい。
【００２５】
表面層の膜厚は１〜５００μｍ，特には５〜５００μｍの範囲が好ましい。
【００２６】
帯電部材の形状としてはローラ、ブラシ、ブレード、ベルトなどいずれの形状をとってもよく電子写真装置の仕様、形態にあわせて選択可能である。これらの中でもローラ形状が好ましい。
【００２７】
本発明において、帯電部材の表面層は同一塗料を複数回塗りすることにより形成され、かつ少なくとも初回塗工後に塗料主溶剤の沸点以上ブロックイソシアネートの解離温度以下で加熱処理する工程を設けることを特徴とする。
【００２８】
初回の塗工においては、塗料溶剤の溶解力により、弾性層中の添加剤が塗膜中に混入しやすい。従って初回塗工後すぐに２回目の塗工を行うと、残存溶剤を多く含む塗膜が再溶解し、２回目の塗工により形成される塗膜中に添加剤が混入する。結果として、表面層の表面近傍の添加剤濃度が非常に高くなる。
【００２９】
初回塗工後に塗料主溶剤の沸点以上ブロックイソシアネートの解離温度以下で加熱することで初回塗工層中の残存溶剤が減少するため再溶解性が低下し、表面層表面近傍の添加剤濃度が低い帯電部材とすることができる。
【００３０】
なお、初回塗工後にブロックイソシアネートの解離温度以上に加熱し架橋させることでも表面層表面近傍の添加剤濃度が低い帯電部材とすることができるが、この場合、以下の問題がある。
【００３１】
１）初回層を架橋させた後に複数回の塗工を行うと、初回層とそれ以降の塗工層の間に界面が発生する。
【００３２】
浸漬塗工、特に初回の塗工においては、帯電部材の長手方向で膜厚むらが生じやすい。このような状態で、初回層とそれ以降の塗工層の間に界面が発生すると帯電部材としての帯電特性も長手方向で異なったものとなりやすい。
【００３３】
従って、界面を生じさせないようにする必要があり、そのためには解離温度以下で加熱処理する必要がある
２）多層コートの場合界面が発生すると表面性が悪化しやすく帯電が不均一となり易い
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の接触式帯電部材及び接触式帯電装置について実施例を用いて詳細に説明する。
【００３５】
実施例１
Ｉ．弾性層の作成
エピクロルヒドリンゴム（三元共重合体）　　　　　　　１００重量部
軽質炭酸カルシウム　　　　　　　　　　　　　　　　　　３０重量部
可塑剤（分子量　４０００）　　　　　　　　　　　　　　１０重量部
ステアリン酸　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１重量部
老化防止剤　ＭＢ　　　　　　　　　　　　　　　　　　０．５重量部
酸化亜鉛　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５重量部
四級アンモニウム塩　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３重量部
以上の材料を４５℃に調節した密閉型ミキサーにて１０分間混練して、原料コンパウンドを調整する。このコンパウンドに原料ゴムのエピクロルヒドリンゴム１００重量部に対し加硫剤としての硫黄１重量部、加硫促進剤としてのＤＭ１重量部、ＴＳ０．５重量部を加え、２０℃に冷却した２本ロール機にて１０分間混練する。得られたコンパウンドを、Φ６ステンレス製芯金の周囲に外径Φ１５のローラ状になるように押出し成型機にて作製し、加熱蒸気加硫した後、外系がφ１２になるように研磨加工を行い、弾性ローラを得た。
【００３６】
ＩＩ．表面層用塗料の調製：ラクトン変性アクリルポリオール（ＯＨ価９０ＫＯＨｍｇ／ｇ）７１重量部、メチルイソブチルケトン（沸点１１５．９℃）１２９重量部、導電性酸化錫５０重量部の割合で配合した混合液をビーズミルにて分散させた後、ヘキサメチレンジイソシアネートのブタノンオキシムブロック体（解離温度１３０℃）をＮＣＯ／ＯＨ＝１．０となるように添加、溶解し表面層用塗料を調製した。
【００３７】
ＩＩＩ．帯電部材の作成：上記表面層用塗料を前記シリコーンゴムローラーの上に、まず浸漬塗布し、１０分間風乾した後、１２０℃−５分熱処理する。さらに上下を逆さにして、浸漬塗布し、３０分風乾した後、１５０℃−１時間乾燥することにより厚さ２０μｍの表面層を有する帯電部材を得た。表層断面を光学顕微鏡で観察した結果、界面は見られなかった。
【００３８】
ＩＶ．帯電部材の評価：上記の帯電部材について、下記評価を行った。
【００３９】
▲１▼各帯電部材をレーザービームプリンター（レーザージェット４ｓｉ　ヒューレットパッカード製）に用いられるカートリッジの一次帯電器位置に取り付け、４０℃／９５％の環境下に２週間放置する。
【００４０】
▲２▼取り出した後、２３℃／６０％の環境下に１日放置した後、前記レーザービームプリンターで画像評価を行った。結果を表１に示す。
【００４１】
比較例１
Ｉ．弾性層の作成：実施例１に同じ。
【００４２】
ＩＩ．表面層用塗料の調製：実施例１に同じ。
【００４３】
ＩＩＩ．帯電部材の作成：１回目塗工後に、風乾のみで、熱処理を行わなかった以外は実施例１と同様にして、厚さ２１μｍの表面層を有する帯電部材を得た。
【００４４】
表層断面を光学顕微鏡で観察した結果、界面は見られなかった。
【００４５】
ＩＶ．帯電部材の評価：上記帯電部材を、実施例１と同じ条件で評価した。結果を表１に示す。
【００４６】
比較例２
Ｉ．弾性層の作成：実施例１に同じ。
【００４７】
ＩＩＩ．表面層用塗料の調製：実施例１に同じ。
【００４８】
ＩＩＩ．帯電部材の作成：１回目塗工後の熱処理を１５０℃−５分とした以外は実施例１と同様にして、厚さ２１μｍの表面層を有する帯電部材を得た。
【００４９】
表層断面を光学顕微鏡で観察した結果、界面が発生していた。初回塗工層の膜厚は長手方向で異なり、１回目の塗工において上側が５μｍ、下側が９μｍであった。
【００５０】
ＩＶ．帯電部材の評価：上記帯電部材を、実施例１と同じ条件で評価した。結果を表１に示す。
【００５１】
１）画像評価１
１ドット２スペースの横ハーフトーン画像に現れる感光体ピッチの横筋を評価した。
○：横筋なし
△：横筋がわずかに確認される
×：横筋がくっきりと確認される
２）画像評価２
１ドット２スペースの横ハーフトーン画像の濃度均一性を評価した。
○：濃度ムラなし
△：わずかに濃度ムラ確認される
×：濃度ムラが激しい
【００５２】
【表１】
2004133015.tif 000003
【００５３】
【発明の効果】
感光体汚染に起因した画像不良を発生することのない接触式帯電部材、及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における接触式帯電装置を用いた画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の接触式帯電部材の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１　被帯電体（像担持体）
１ａ　導電性基体
１ｂ　感光層
２　帯電部材
２ａ　導電性基体
２ｂ　弾性層
２ｃ　抵抗制御層
２ｄ　被覆層
３　電源
４　露光工程
５　現像工程
６　転写工程
７　被印刷物
８　清掃工程
【図１】
2004133015.tif 000004
【図２】
2004133015.tif 000005