(57)【要約】【課題】画像形成装置部材、とくに転写ロールや転写ベルトなどの転写部材において、トナークリーニング性がよく、耐久性のあるコーティング層を形成するためのコ−ティング剤と、そのコーティング層を有する画像形成装置部材を提供する。【解決手段】ゴムラテックス、フッ素系ポリマーおよび水系イソシアネートを含有してなる画像装置部材用コーティング剤。前記ゴムラテックスとしては、カルボキシ変性ゴムラテックスが、また水系イソシアネートとしては水の存在下で硬化作用を有するジイソシアンート化合物が好ましく用いられる。当該コーティング剤で、画像形成装置部材の表面にコーティング層を形成するとき、弾性層を有する転写部材であっても、使用経過によるクラック・シワの発生がよく抑えられている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムラテックス、フッ素系ポリマーおよび水系イソシアネートを含有してなる画像形成装置部材用コーティング剤。
【請求項２】
前記ゴムラテックスが、カルボキシ変性ゴムラテックスである請求項１記載の画像形成装置部材用コーティング剤。
【請求項３】
ゴムラテックス、フッ素系ポリマーおよび水系イソシアネートを含有するコーティング剤のコーティング層を設けた画像形成装置部材。
【請求項４】
前記ゴムラテックスが、カルボキシ変性ゴムラテックスである請求項３記載の画像形成装置部材。
【請求項５】
画像形成装置部材が、弾性層を有する転写部材である請求項３または４記載の画像形成装置部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置部材用コーティング剤とそれを用いて形成したコーティング層を有する画像形成装置部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真装置や静電記録装置などの画像形成装置には、転写プロセスをはじめとする種々の目的でベルト、ロール等の部材が使用されている。転写プロセスは、感光体表面に形成されたトナー像を記録媒体に移動し付着させるプロセスであり、この転写に伴う画像形成装置部材は、トナーのクリーニング性がよいことが要求され、その向上を目的にコーティング層を設けることが行われている。クリーニングは、通常、ウレタン製のブレードを転写ベルト等の表面に当てて掻き落とす方法で行われており、このためには転写ベルトなどのコーティング面は、その摩擦係数が小さい方が有利である。従来、転写ベルト等のコーティング層を設けるに際し、コーティング剤に、摩擦係数低減剤としてのフッ素系ポリマーを含む樹脂材料を用いることが提案されている（特開平７−２８２６６号公報、特開平１０−８３１２２号公報、特開平１１−２４４２９号公報など）。
【０００３】
一方、トナーを吸着させるための電荷を保持しやすくするために、コーティング層と基材層に電気抵抗の差をつけることが行われている。例えば、転写ベルトが、その表面抵抗率を１×１０４〜１×１０１４Ω／□（５００Ｖで測定）の範囲に設定されるとき、コーティング層はそれよりも相対的に高抵抗に設定することが望ましいとされている。
また一方、カラー用電子写真装置に用いられる転写部材には、ポリイミド製等の弾性率が高い（すなわち、高剛性率の）ベルトが用いられてきたが、最近は高画質化を目的として、弾性層を備えるようになってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のようにフッ素系ポリマーをポリウレタン樹脂等に配合したコーティング剤を用いて、転写ベルトなどの画像形成装置用部材の表面に形成させたコーティング層は、使用経過とともにクラックやシワが発生しやすく、特に弾性層を有する転写部材においてこの点が問題になることが多い。つまり、ポリイミド製の転写ベルトのように剛性がそれほど高くないベルトの表層部には、大きな歪みは発生しないものの、剛性の高いベルトに弾性層を設けると、ベルトの駆動により伸張と圧縮の歪みが繰りかえし発生し、従来のコーティング層では追従できずに、クラックが入ったり、シワが生じたりすることが大きな問題になっている。
【０００５】
そこで、本発明は、上記したような従来の問題点がないコーティング剤とそのコーティング層を有する画像形成装置用部材を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために、コーティング剤の配合組成を種々検討した結果、ゴムラテックスに、フッ素系ポリマーと水系イソシアネートを配合したコーティング剤を用いてコーティング層を形成すれば、弾性層を有する転写部材であっても、クラックやシワの発生がよく防止され、またトナークリーニング性が良好であるとの知見を得、それに基づいてさらに検討して本発明を完成したものである。
【０００７】
すなわち、本発明は、以下の画像形成装置部材用コーティング剤および画像形成装置部材を提供する。
１）ゴムラテックス、フッ素系ポリマーおよび水系イソシアネートを含有してなる画像形成装置部材用コーティング剤。
２）前記ゴムラテックスが、カルボキシ変性ゴムラテックスである上記１）項記載の画像形成装置部材用コーティング剤。
【０００８】
３）ゴムラテックス、フッ素系ポリマーおよび水系イソシアネートを含有するコーティング剤のコーティング層を設けた画像形成装置部材。
４）前記ゴムラテックスが、カルボキシ変性ゴムラテックスある上記３）項記載の画像形成装置部材。
５）画像形成装置部材が、弾性層を有する転写部材である上記３）項または４）項記載の画像形成装置部材。
【０００９】
本発明でいう画像形成装置部材は、転写プロセスにおいて用いられる転写ロールあるいは転写ベルトなどの転写用部材を主として対象とするものであって、その中でも弾性層を有する転写用部材を好対象とする。もっとも、給紙や運搬などのためのロールやベルトであっても特に除外されるものではない。
本発明のコーティング剤は、コーティング層を形成したときの電気抵抗が、画像形成装置部材を構成する基材（導電層を含む）よりも高く設定される。すなわち、表面抵抗率は、５００Ｖの電圧において通常、１０の１１乗Ω／□以上となるように設定し、好ましくは１０の１２乗Ω／□以上、さらに好ましくは１０の１３乗Ω／□以上、より一層好ましくは１０の１２乗Ω／□以上に設定する。
【００１０】
また、本発明のコーティング剤は、ゴムラテックス、フッ素系ポリマーおよび水系イソシアネートを必須成分とするものであるが、これらの配合割合はゴムラテックスのゴム分１００重量部に対して、フッ素系ポリマーを５０〜３００重量部、好ましくは８０〜２００重量部の範囲に、また水系イソシアネートを２〜５０重量部、好ましくは５〜３０重量部の範囲に設定する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を説明する。
本発明のコーティング剤は、結合剤としてのゴムラテックスと摩擦係数低減剤としてのフッ素系ポリマーを主成分とし、さらに硬化剤として水系イソシアネートを配合させてなることを特徴とする。これらの各成分につき、以下に説明する。
ゴムラテックスとしては、天然ゴムラテックスまたは合成ゴムラテックスのいずれであってもよい。合成ゴムラテックスとしては、アクリロニトリルブタジエンゴムラテックス、スチレンブタジエンゴムラテックス、イソプレンゴムラテックス、ブテジエンゴムラテックス、クロロプレンゴムラテックス、アクリレート−ブタジエンゴムラテックスあるいはスチレンブタジエン−ビニルピリジンゴムラテックス、またはそれらの変性ゴムラテックスなどが挙げられる。とりわけ、カルボキシル基変性ゴムラテックスが好ましく、その中でもカルボキシル基変性アクリレート−ブタジエンゴムラテックスが、電気抵抗や、耐オゾン性等がよいことから一層好ましく用いられる。本発明のコーティング剤において、ゴムラテックスは、そのゴム分が２０〜８０重量％のものを用いることが好ましい。
【００１２】
フッ素系ポリマーとしては、フッ素樹脂水性ディスパージョンが好ましく用いられる。例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリビニリデンフルオロライドなどの水性ディスパージョンがあげられる。フッ素系ポリマーは、摩擦係数低減剤として、コーティング層表面の摩擦係数を低減させて、トナーのクリーニング性を向上させるために配合される。本発明のコーティング剤において、フッ素系ポリマーは、そのポリマー分が２０〜８０重量％である水性ディスパージョンが好ましく用いられる。
【００１３】
本発明における水系イソシアネートとしては、水の存在下でゴムラテックスを硬化させる作用を有するジイソシアネートが好ましく用いられる。その例としては、ヘキサメチレンジイソシアネート、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネートあるいは水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート等を水系化したものが挙げられる。
本発明のコーティング剤には、上記の必須成分に加えて、本発明の目的を阻害しない限りにおいて、必要に応じて湿潤剤、レベリング剤あるいは消泡剤等を添加することができる。
湿潤剤としては、シリコーン系湿潤剤、ポリカルボン酸系湿潤剤、アクリル系湿潤剤などが挙げられる。
【００１４】
レベリング剤としては、アクリル系共重合体、シリコーン系化合物等が用いられ、非イオン系界面活性剤／アニオン界面活性剤の混合物が好適に用いられる。
泡消剤としては、例えば、シリコーン化合物、ポリグリコール、疎水性シリカあるいは鉱物油などが使用できる。
さらに必要に応じて、各種の顔料を添加することができるが、あらかじめトナー化した顔料を用いることが好ましい。
【００１５】
本発明のコーティング剤は、水の存在下、ゴムラテックス、フッ素系ポリマーおよび水系イソシアネートと、さらに必要に応じて湿潤剤、レベリング剤あるいは消泡剤などを配合し、攪拌し、所望の粘度に調整して製造される。ゴムラテックス、フッ素系ポリマーおよび水系イソシアネートの配合割合は、前記したとおりであるが、本発明のコーティング剤におけるこれら３成分の固形分の合計量は、通常、２０〜８０重量％、好ましくは３０〜７０重量％の範囲に調整される。一方、水の配合量は、ゴムラテックスのゴム分１００重量部に対して、約０〜３００重量部の範囲とするのが好ましく、具体的な配合量は塗布方法などを考慮して適宜決定すればよい。
【００１６】
本発明のコーティング剤は、種々の金属、プラスチック、ゴム製部材に塗布することができるので、画像形成装置部材であるロール、ベルトなどの表面コーティング剤として用いられ、とりわけ弾性層を有するロール、ベルトなどの転写部材の表面層形成に好適である。ここで弾性層は、公知の手段により、ポリウレタン、シリコーンゴムに代表される各種合成ゴムなどの弾性材料を用いて形成したものを対象とする。
【００１７】
コーティング層の形成は、上記コーティング剤を画像形成装置部材である導電性ベルトや導電性ベルトを構成する基材の表面に、例えば、スプレー塗装、デッピング、ロールコート、ナイフコートなどにより塗布することにより実施できる。とりわけ、静電塗装法によるコーティング法が好ましい。塗布後は、加熱することにより硬化させ、コーティング層を形成させる。このときの加熱温度は約１００〜１８０℃で、加熱時間は約５〜６０分間であることが好ましい。コーティング層の厚みは、通常、１〜５μｍとすればよい。
【００１８】
【実施例】
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
比較例１および２と、実施例１〜５
表１に示す成分を配合して攪拌し、比較例１および２と、実施例１〜５のコーティング剤を調製した。
【００１９】
【表１】
2004059801.tif 000002
【００２０】
表１における各配合材料は、次のものを用いた。
・水系ポリウレタン樹脂：　住化バイエルウレタン（株）製「ＶＰＬＳ２１５３」（樹脂含量：４０％）
・水系イソシアネート：　住化バイエルウレタン（株）製「ＬＳ２１８６」
・フッ素樹脂ディスパージョン：　旭硝子（株）製のポリテトラフルオロエチレン（６６．８重量％）の水性ディスパージョン。
【００２１】
・ゴムラテックスＡ：　日本エイアンドエル（株）製のカルボキシ変性ＭＢＲラテックス（メチルメタアクリレート−ブタジエンラテックス）（ゴム分：４４．７重量％）
・ゴムラテックスＢ：　日本エイアンドエル（株）製のカルボキシ変性ＳＢＲラテックス（ゴム分：４８．４重量％）
・ゴムラテックスＣ：　日本ゼオン（株）製のカルボキシ変性ＮＢＲラテックス（ゴム分：４５重量％）
・ゴムラテックスＤ：　日本エイアンドエル（株）製の非カルボキシ変性ＳＢＲラテックス（ゴム分：４９重量％）
・ゴムラテックスＥ：　東ソー（株）製のカルボキシ変性クロロプレンラテックス（ゴム分：５３重量％）
・レベリング剤：　共栄社化学（株）製の特殊シリコーン
［コーティング方法］
シート（１）：　ポリイミドシート（厚み８０μｍ）に、表１の各コーティング剤を静電塗装により、厚み１〜５μｍとなるように塗装した後、１５０℃で６０分間加熱し硬化させて、コーティング層を形成させた。
【００２２】
シート（２）：　前記ポリイミドシートに硬度５０（Ａ）ポリウレタンゴムを厚み２００μｍで塗布したシートに、表１の各コーティング剤を静電塗装により、厚み１〜５μｍとなるように塗装した後、１５０℃で６０分間加熱した硬化させ、コーティング層を形成させた。
［試験方法］
・クラック・シワの発生試験：　前記シート（２）を繰りかえし屈曲させた後、発生の有無を目視にて判定した。
【００２３】
・摩擦係数の測定：　前記シート（２）について、ヘイドン式摩擦係数測定器を用いてウレタン製クリーニングブレードとの摩擦係数を測定した。摩擦係数０．４以下であることが必要である。
・表面電気抵抗率：　三菱ダイヤインスツルメント（株）製の抵抗測定器「ハイレスタ」を用いて、５００Ｖの電圧で測定した。
［試験結果］
上記の試験結果を表１に示した。
【００２４】
この結果、比較例１におけるように、水系ポリウレタン樹脂にフッ素樹脂ディスパージョンを配合したコーティング剤を用いて形成したコーティング層は、シワの発生が認められた。また、比較例２におけるように、ゴムラテックスと水系イソシアネートを含むがフッ素樹脂ディスパージョンを配合していないコーティング剤を用いると、摩擦係数の高いコーティング層となりトナーのクリーニング性が悪くなる。
【００２５】
これに対して、本発明に従って、ゴムラテックス、水系イソシアネートおよびフッ素樹脂ディスパージョンを配合して調製したコーティング剤（実施例１〜５）を用いるときは、いずれもクラックどころかシワの発生も認められず、摩擦係数が０．４以下のコーティング層を形成することできた。また、表面電気抵抗値が高められたものであった。
【００２６】
【発明の効果】
上述のとおり、本発明のコーティング剤を用いて形成させたコーティング層は、負荷をかけてもクラック・シワの発生が抑えられておりしかも摩擦係数が小さいことから、画像形成装置部材、特に転写ロールや転写ベルトなどの転写部材における表面のコーティング層形成に適用するとき、電気抵抗が高く、トナーのクリーニング性が向上し、耐久性もよくなる。とりわけ、弾性層を有する画像形成装置部材のコーティング層形成に用いても、クラック・シワの発生が抑えられており、従来のコーティング剤よりも実用性が高い。