帯電部材及び電子写真装置
【課題】接触式の帯電部材に関し、部材表面が充分に低粘着であり、部材表面へのトナー及び外添剤の付着を防止し、安定かつ良好な均一帯電特性と出力画像品質が得られる帯電部材、及び該帯電部材を有する電子写真装置を提供する。
【解決手段】導電性支持部材１ａと、該導電性支持部材上に形成された導電性弾性体層１ｂと、該導電性弾性体層上に形成された下地層１ｃと、表面層１ｄとを少なくとも有する帯電部材において、該表面層がアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも一種のポリマーと、ポリオールとポリイソシアネートとを少なくとも含有する塗工液で形成された膜厚が５０ｎｍ以上２μｍ以下である表面層、あるいは、更に導電剤を含有するが膜厚は限定されない表面層であることを特徴とする。
【解決手段】導電性支持部材１ａと、該導電性支持部材上に形成された導電性弾性体層１ｂと、該導電性弾性体層上に形成された下地層１ｃと、表面層１ｄとを少なくとも有する帯電部材において、該表面層がアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも一種のポリマーと、ポリオールとポリイソシアネートとを少なくとも含有する塗工液で形成された膜厚が５０ｎｍ以上２μｍ以下である表面層、あるいは、更に導電剤を含有するが膜厚は限定されない表面層であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電部材及び該帯電部材を有するそれを用いた電子写真装置に関し、詳しくは、電圧を印加した帯電部材を被帯電体（感光ドラム）に接触させることで被帯電体を帯電処理する帯電部材、及び該帯電部材を有する電子写真装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置としては多数の方法が知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーで現像を行って可視像とし、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転写した後、熱・圧力等により転写材上にトナー画像を定着して複写物を得るものである。また、転写材上に転写されずに感光体上に残ったトナー粒子はクリーニング工程により感光体上より除去される。
【０００３】
従来、電子写真装置の帯電処理装置としては、コロナ帯電器が使用されてきた。近年、これに代って、接触帯電装置が実用化されてきている。これは、低オゾン、低消費電力を目的としており、この中でも特に帯電部材として導電ロールを用いたロール帯電方式が、帯電の安定性という点から好ましく用いられている。ロール帯電では、導電性の弾性ロールを被帯電体に加圧当接させ、これに電圧を印加することによって被帯電体への帯電を行う。帯電用の導電性部材としては、導電性支持部材上に導電性シームレスチューブにより表面層を形成した例がある（例えば、特許文献１参照）。導電性の異なる層構成よりなる多層チューブも開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
帯電部材としての製造にかかる方法としては、前記従来技術として、挿入により形成する方法が挙げられている。
【０００５】
このような、シームレスチューブにより帯電ロールを形成する方法は、導電性支持部材上の弾性層として発泡体を用いても、それを更にシームレスチューブによって被覆することにより、平滑な面を形成することができ、より均一な帯電が行い易い。
【０００６】
しかし、接触式の帯電部材に関し、帯電部材表面へトナー及び外添剤が付着し易いと、帯電部材表面への付着により、抵抗値の変化やばらつきが生じ、安定かつ良好な均一帯電特性と出力画像品質を得る帯電部材を提供することが困難であった。従来、これを解決する手段としては、表面粗さを低減させる手法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
しかしながら、熱可塑性エラストマーをベースとしたシームレスチューブを表面層として作製した帯電部材の場合、特性上軟らかく粘着性があるために、表面粗さを下げて、平滑化するだけでは、帯電部材表面の汚染性を改善させることが困難であった。
【特許文献１】米国特許４、９６７、２３１号明細書
【特許文献２】特開平５−９６６４８号公報
【特許文献３】特開２０００−１３７３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、接触式の帯電部材に関し、部材表面が充分に低粘着であり、部材表面へのトナー及び外添剤の付着を防止し、安定かつ良好な均一帯電特性と出力画像品質が得られる帯電部材、及び該帯電部材を有する電子写真装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の通りである。
【００１０】
（１）導電性支持部材と、該導電性支持部材上に形成された導電性弾性体層と、該導電性弾性体層上に形成された下地層と、表面層とを少なくとも有する帯電部材において、該表面層がアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも一種のポリマーと、ポリオールとポリイソシアネートとを少なくとも含有する塗工液で形成された膜厚が５０ｎｍ以上２μｍ以下である表面層であることを特徴とする帯電部材。
【００１１】
（２）該下地層が押し出し機により形成されたシームレスチューブであることを特徴とする（１）に記載の帯電部材。
【００１２】
（３）該表面層が、アクリルポリオールがイソシアネート架橋されたアクリルウレタン樹脂を主成分とする表面層であることを特徴とする（１）または（２）に記載の帯電部材（以下、「第１の本発明」という）。
【００１３】
（４）電子写真装置において、帯電手段が（１）乃至（３）のいずれかに記載の帯電部材である電子写真装置ことを特徴とする。
（５）導電性支持部材と、該導電性支持部材上に形成された導電性弾性体層と、該導電性弾性体層上に形成された下地層と、表面層とを少なくとも有する帯電部材において、該表面層がアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも一種のポリマーと、ポリオールとポリイソシアネートと導電剤とを少なくとも含有する塗工液で形成された表面層であることを特徴とする帯電部材（以下、「第２の本発明」という）。
（６）該下地層が押し出し機により形成されたシームレスチューブであることを特徴とする（５）に記載の帯電部材。
（７）該表面層が、アクリルポリオールがイソシアネート架橋されたアクリルウレタン樹脂を主成分とする表面層であることを特徴とする（５）または（６）に記載の帯電部材。
（８）電子写真装置において、帯電手段が請求項（５）乃至（７）のいずれかに記載の帯電部材であることを特徴とする電子写真装置。
【００１４】
なお、「第１の本発明」及び「第２の本発明」を合わせて「本発明」という。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、表面へのトナー及び外添剤が付着しにくく、抵抗値の変化が生じにくい帯電部材を提供することができる。また、電子写真装置に本発明の帯電部材を用いれば、安定かつ良好な均一帯電特性と出力画像品質を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
＜１＞本発明の帯電部材
第１の本発明の帯電部材は、導電性支持部材と、該導電性支持部材上に形成された導電性弾性体層と、該導電性弾性体層上に形成された下地層と、表面層とを少なくとも有する帯電部材において、該表面層がアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも一種のポリマーと、ポリオールとポリイソシアネートとを少なくとも含有する塗工液で形成された膜厚が５０ｎｍ以上２μｍ以下である表面層であることを特徴とする。
【００１８】
第２の本発明の帯電部材は、導電性支持部材と、該導電性支持部材上に形成された導電性弾性体層と、該導電性弾性体層上に形成された下地層と、表面層とを少なくとも有する帯電部材において、該表面層がアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも一種のポリマーと、ポリオールとポリイソシアネートと導電剤とを少なくとも含有する塗工液で形成された表面層であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の帯電部材の具体的な構成例を図１及び図２に示す。図１は帯電部材の横断面を示し、図２は、縦断面を示したものである。本発明の帯電部材は、導電性支持部材１ａとその外周に形成された導電性弾性体層１ｂとその外周に形成された下地層１ｃと最外層の表面層１ｄとを有する帯電部材である。
【００２０】
本発明で使用する導電性支持部材１ａは、鉄、アルミニウム、チタン、銅及びニッケルなどの金属やこれらの金属を含むステンレス、ジュラルミン、真鍮及び青銅などの合金、更にカーボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた複合材料などの、剛直で導電性を示す公知の材料を使用することもできる。また、形状としては円柱形状の他に、中心部分を空洞とした円筒形状とすることができる。またこれらの表面に防錆や耐傷性付与等を目的として、メッキを施しても構わない。
【００２１】
本発明で使用する導電性弾性体層１ｂとして具体的には、天然ゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、エポキシゴム及びブチルゴム等のゴムまたはスポンジで形成することができる。これらのゴムにカーボンブラック、グラファイト及び導電性金属酸化物等の電子導電機構を有する導電剤、及びアルカリ金属塩や四級アンモニウム塩等のイオン導電機構を有する導電剤を適宜添加することができる。
【００２２】
本発明で使用する下地層１ｃとして具体的には、オレフィン系（ＴＰＯ）、スチレン系（ＴＰＳ）、ウレタン系（ＴＰＵ）、エステル系（ＴＰＥＥ）、アミド系（ＴＰＡ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）系などの熱可塑性エラストマーが挙げられる。次に下地層の製造方法としては、まず熱可塑性エラストマー、カーボンブラック等導電顔料を必要な添加剤とともに混練し、続いてペレット化する。次に得られたペレットを押出し成形機によりシームレスチューブとする。そして、成形加工されたシームレスチューブを導電性支持部材に被覆し、導電性部材とするのである。また、多層同時成形チューブとすることもなんら制限されるものではない。
【００２３】
本発明で使用する表面層１ｄは、アクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも一種のポリマーと、ポリオールとポリイソシアネートとを少なくとも含有する塗工液で形成される。
【００２４】
アクリルフッ素ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーは、イソシアネート化合物と反応して化学的に結合可能なものであり、例えば、水酸基、アルキル基、カルボキシル基等を有するポリマーである。
【００２５】
アクリルフッ素ポリマーとして具体的には、メタクリル酸エステルとアクリル酸フッ化アルキルのブロックコポリマーやその誘導体が挙げられる。
【００２６】
アクリルシリコーン系ポリマーとして具体的には、メタクリル酸エステルとメタクリル酸ポリシロキサンエステルのブロックコポリマーやその誘導体が挙げられる。
【００２７】
ポリオールとして具体的には、ポリオキシテトラエチレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール等のポリエーテルポリオールやポリカプロラクトン、またこれらの誘導体（アクリル変性）が挙げられる。
【００２８】
ポリイソシアネートとして具体的には、イソシアネート基を分子中に２つ以上有する化合物であればいずれのイソシアネートを使用してもよいが、取り扱いが簡単で高品質な塗膜が得られるので、特にＭＤＩ（ジフェニルメタン−４、４’−ジイソシアネート）やＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）、またこれらの誘導体が好適に用いられる。
【００２９】
第１の本発明においては、表面層の膜厚が２μｍより大きいと、帯電不良による画像上のガサツキや黒ポチが発生してくる。また、表面層の膜厚が５０ｎｍより小さいと、表面層の耐久性に問題があり、連続複数枚画出しを続けると、部材汚れに起因する画像上のガサツキや黒ポチが発生してくる。従って、表面層の膜厚は５０ｎｍ以上２μｍ以下である。好ましくは、１００ｎｍ以上１μｍ以下である。
【００３０】
第２の本発明においては、表面層を形成する塗工液には導電剤が含有される。導電剤としては特に限定されるものではないが、ケッチェンブラックＥＣ、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理を施したカラーインク用カーボン、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スズ、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または金属酸化物等を用いることができる。導電剤の表面は、チタンカップリング剤あるいはアルコキシシランカップリング剤等のカップリング剤及びフルオロアルキルアルコキシシランカップリング剤などのカップリング剤（珪素、チタン、アルミニウム、ジルコニウムなど中心金属は特に選ばない）、またはオイル、ワニス、有機化合物等で処理されていてもよい。また、上記導電剤の添加量は、所望とする抵抗が得られるように適宜調整することができる。
【００３１】
表面層の形成方法としては、上記の表面層を構成する材料を、サンドミル、ペイントシェイカー、ダイノミル、パールミル等のビーズを利用した従来公知の分散装置を用いて公知の方法により分散させ、得られた表面層形成用の樹脂塗料を、ディッピング法やスプレーコート法、リングコート法により、帯電部材の表面、本発明においては下地層である導電性シームレスチューブの上に塗工する。樹脂塗料の利用効率を考慮すると、リングコート法が好ましい。
【００３２】
図３にリングコート法の概略図、図４にリング塗工（塗布）ヘッドの概略図を示す。
【００３３】
図示するように導電性ローラ２ａを垂直状態に支持（２ｂ、２ｃ）し、この導電性ローラ２ａに対して所定の間隔をなす距離に全周に開口されたスリット状の吐出口３ａと、リング塗工ヘッド２ｄ外部にある塗料供給手段（２ｅ、２ｆ）により、リング塗工ヘッド２ｄに具備される液供給口３ｂより供給される樹脂塗料を、リング塗工ヘッド２ｄ内において合流し周方向に分配する液分配室３ｃを有する円筒状の塗工ヘッド（リング塗工ヘッド）２ｄにより、導電性ローラ２ａとリング塗工ヘッド２ｄとを所定の速度で相対移動させ、導電性ローラ２ａ表面に所望の塗工膜厚に応じて、樹脂塗料を全周均一に適量のみ供給して、導電性ローラ表面に吐出して薄膜層を形成する。また、導電性ローラ表面への吐出量は、所望の塗工膜厚と樹脂塗料の固形分の比率により算出する。図中、２ｇはモーター、２ｈはプーリー＆ベルト、２ｉはボールネジ、２ｊはスライドガイド、２ｋはＬＭガイド、２ｌはブラケットである。
【００３４】
＜２＞本発明の電子写真装置
本発明は、また、本発明の帯電部材を用いた電子写真装置である。
【００３５】
本発明に用いられる電子写真感光体、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段は特に限定されるものではない。図５に本発明の帯電部材を電子写真装置に適用した例を示す。像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（感光体）２１は、図中の矢印が示す方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動する。感光体２１には、例えばロール状の導電性支持体と該支持体上に無機感光材料または有機感光材料を含有する感光層とを少なくとも有する公知の感光体等を採用すればよい。また、感光体２１は、感光体表面を所定の極性や電位に帯電させるための電荷注入層を更に有していてもよい。帯電部材としての帯電ローラ（導電性ローラ）２２は、帯電ローラと該帯電ローラに帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加電源Ｓ１とによって帯電手段が構成されている。帯電ローラ２２は、感光体２１に所定の押圧力で接触させてあり、本例では感光体２１の回転に対して順方向に回転従動する。この帯電ローラ２２に対して帯電バイアス印加電源Ｓ１から、所定の電圧が印加されることで、感光体２１の表面が所定の極性電位に一様に帯電処理される。露光手段２３には公知の手段を利用することができ、例えばレーザービームスキャナー等を好適に例示することができる。感光体２１の帯電処理面に該露光手段２３により目的の画像情報に対応した露光Ｌがなされることにより、感光体帯電面の露光明部の電位が選択的に低下（減衰）して感光体２１に静電潜像が形成される。現像手段２４としては公知の手段を利用することができ、例えば本例における現像手段２４は、トナーを収容する現像容器の開口部に配設されてトナーを担持搬送するトナー担持体２４ａと、収容されているトナーを攪拌する攪拌部材２４ｂと、トナー担持体２４ａのトナーの担持量（トナー層厚）を規制するトナー規制部材２４ｃとを有する構成とされている。現像手段２４は、感光体２１表面の静電潜像の露光明部に、感光体２１の帯電極性と同極性に帯電しているトナー（ネガトナー）を選択的に付着させて静電潜像をトナー像として可視化する。現像方式としては特に制限はなく、既存の方法すべてを用いることができる。既存の方法としては、例えば、ジャンピング現像方式、接触現像方式及び磁気ブラシ方式等が存在する。転写手段としての転写ローラ２５は、公知の手段を利用することができ、例えば金属等の導電性支持体上に中抵抗に調製された弾性樹脂層を被覆してなる転写ローラ等を例示することができる。転写ローラ２５は、感光体２１に所定の押圧力で接触させて転写ニップ部を形成させてあり、感光体２１の回転と順方向に感光体２１の回転周速度とほぼ同じ周速度で回転する。また、転写バイアス印加電源Ｓ２からトナーの帯電特性とは逆極性の転写電圧が印加される。転写ニップ部に対して不図示の給紙機構部から転写材Ｐが所定のタイミングで給紙され、その転写材Ｐの裏面が転写電圧を印加した転写ローラ５により、トナーの帯電極性とは逆極性に帯電されることにより、転写ニップ部において感光体２１面側のトナー画像が転写材Ｐの表面側に静電転写される。転写ニップ部でトナー画像の転写を受けた転写材Ｐは感光体面から分離して、不図示のトナー画像定着手段へ導入されて、トナー画像の定着を受けて画像形成物として出力される。両面画像形成モードや多重画像形成モードの場合は、この画像形成物が不図示の再循環搬送機機構に導入されて転写ニップ部へ再導入される。転写残余トナー等の感光体２１上の残留物は、ブレード型等のクリーニング手段２６により、感光体上より回収される。また、感光体２１に残留電荷が残るような場合には、帯電部材２２による一次帯電を行う前に、前露光手段２７によって感光体２１の残留電荷を除去したほうが好ましい。
【実施例】
【００３６】
以下に、具体的な実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例中の「部」は質量部、「％」は質量％を示す。
【００３７】
（実施例１）
〔導電性弾性体層の作製〕
ＥＰＤＭ １００部、酸化亜鉛５部、高級脂肪酸１部、導電性カーボンブラック５部、パラフィンオイル１０部、硫黄２部、加硫促進剤（ＭＢＴ）１部、加硫促進剤（ＴＭＴＤ）１部、加硫促進剤（ＺｎＭＤＣ）１．５部及び発泡剤（重炭酸ナトリウム）１０部を２本ロールにて２０分間混合し、コンパウンドを作製した。これをゴム押し出し機を使用して、外径１３ｍｍ、内径５．５ｍｍの円筒形に押し出し、２５０ｍｍの長さに裁断し、加硫缶を使用して、１６０℃の水蒸気中で４０分間１次加硫し、導電性弾性体層ゴム１次加硫チューブを得た。次に、直径６ｍｍ、長さ２５６ｍｍの円柱形の導電性支持部材（鋼製、表面工業ニッケルメッキ）の円柱面の軸方向中央部２３１ｍｍに金属とゴムとの熱硬化性接着剤（商品名：メタロックＵ−２０）を塗布し、８０℃で３０分乾燥した後、１２０℃で１時間乾燥した。この導電性支持部材を、前記導電性弾性体層ゴム１次加硫チューブに挿入し、その後、電気オーブンの中で１６０℃で２時間、２次加硫と接着剤の硬化を行い、未研磨層を得た。この未研磨層のゴム部分の両端部を突っ切り、ゴム部分の長さを２３１ｍｍとした後、ゴム部分を回転砥石で研磨し、端部直径１１．３０ｍｍ、中央部直径１１．５０ｍｍのクラウン形状の導電性弾性体層を有する発泡ローラを得た。
【００３８】
〔下地層の作成〕
上記発泡ローラ上に形成する導電性シームレスチューブ用として、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）１００部にケッチェンブラックＥＣ１５部、酸化マグネシウム１０部、ステアリン酸カルシウム１部を添加し、加圧式ニーダーを用いて１８０℃で１５分間混練し、冷却粉砕後造粒用押し出し機によりペレット化した。上記のペレットを用いて、外径φ１６．７０ｍｍのポイントと内径φ１８．５０ｍｍのダイスとを備えた押し出し機で押し出し成形後、サイジング、冷却工程を経て、外径Φ１１．９０ｍｍ、内径φ１１．１０ｍｍ、厚さ４００μｍのシームレスチューブに成形加工し、３００ｍｍの長さに裁断した。得られたシームレスチューブを前記導電性弾性体層を有する発泡ローラに被覆し、両端部を突っ切り、シームレスチューブ部分の長さを２３４ｍｍとし、端部直径１１．９５ｍｍ、中央部直径１２．００ｍｍのクラウン形状の下地層を有する導電性ローラを得た。
【００３９】
〔表面層の作成〕
上記導電性ローラ上に以下に示すような表面層を塗工形成した。
【００４０】
表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン２７８１部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）１２５部、アクリルシリコーン系ポリマー（固形分１５％、商品名「モディパーＦＳ７１０」：日本油脂（株）製）４８部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合し、ペイントシェイカーを使用して６時間分散し樹脂塗料を作成した。この樹脂塗料の固形分は５％であった。該表面層形成用塗工液をリングコート法により前記導電性ローラ表面に乾燥前の膜厚で８μｍとなるように塗工した。３０分間風乾した後、１１０℃で６０分間焼結乾燥した。こうして４００ｎｍの表面層を塗工形成したローラ形状の帯電部材を得た。
【００４１】
＜帯電ローラの連続複数枚数画像出し耐久試験＞
以上のようにして得られた帯電部材をプリンターに装着し、温度２３℃、湿度５５％雰囲気下において、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。初期と１００００枚、２００００枚、５００００枚においてモノカラーハーフトーン印刷を行った。得られた画像を目視にて観察して評価を行った。結果を表１に示す。
【００４２】
表中の「◎」、「〇」、「△」、「×」は、帯電ムラの発生について画像品質を４段階にランク分けしたものである。なお、「◎」を帯電ムラが全くないレベルとし、「〇」までを良しとした。「△」、「×」は、製品としては見劣りする画像問題部を多少とも有するものであるため、ＮＧとした。
【００４３】
実施例１の帯電部材は、耐久前後での帯電ムラの発生がなく、耐久後も良好な帯電均一性を保持していた。
【００４４】
（実施例２）
実施例１の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン２５８２部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）１０６部、アクリルフッ素系ポリマー（固形分３０％、商品名「モディパーＦ２００」：日本油脂（株）製）２２部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合し、ペイントシェイカーを使用して６時間分散し樹脂塗料を作成した。この樹脂塗料の固形分は５％であった。該表面層形成用塗工液をリングコート法により前記導電性ローラ表面に乾燥前の膜厚で８μｍとなるように塗工した。３０分間風乾した後、１１０℃で６０分間焼結乾燥した。こうして４００ｎｍの表面層を塗工形成したローラ形状の帯電部材を得た。
【００４５】
この帯電部材についても実施例１と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表１に示した。
【００４６】
実施例２の帯電部材は、耐久前後での帯電ムラの発生がなく、耐久後も良好な帯電均一性を保持していた。
【００４７】
（実施例３）
実施例１の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン２７９００部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）１０６部、アクリルフッ素系ポリマー（固形分３０％、商品名「モディパーＦ２００」：日本油脂（株）製）２２部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合し、ペイントシェイカーを使用して６時間分散し樹脂塗料を作成した。この樹脂塗料の固形分は０．５％であった。該表面層形成用塗工液をリングコート法により前記導電性ローラ表面に乾燥前の膜厚で１０μｍとなるように塗工した。３０分間風乾した後、１１０℃で６０分間焼結乾燥した。こうして５０ｎｍの表面層を塗工形成したローラ形状の帯電部材を得た。
【００４８】
この帯電部材についても実施例１と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表１に示した。
【００４９】
実施例３の帯電部材は、初期、耐久中１００００枚では、帯電ムラの発生がなく良好な帯電均一性を保持していた。耐久中２００００枚以降は、表面層の耐久性に起因すると思われる軽微な帯電ムラが発生していたが、実用上は問題の無い画質であった。
【００５０】
（実施例４）
実施例１の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン４７４部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）１０６部、アクリルフッ素系ポリマー（固形分３０％、商品名「モディパーＦ２００」：日本油脂（株）製）２２部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合し、ペイントシェイカーを使用して６時間分散し樹脂塗料を作成した。この樹脂塗料の固形分は２０％であった。該表面層形成用塗工液をリングコート法により前記導電性ローラ表面に乾燥前の膜厚で１０μｍとなるように塗工した。３０分間風乾した後、１１０℃で６０分間焼結乾燥した。こうして２μｍの表面層を塗工形成したローラ形状の帯電部材を得た。
【００５１】
この帯電部材についても実施例１と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表１に示した。
【００５２】
実施例４の帯電部材は、耐久前後で、表面層の厚さに起因すると思われる軽微な帯電ムラが発生していたが、実用上は問題の無い画質であった。
【００５３】
（比較例１）
実施例１の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン２３１４部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）９２部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合し、ペイントシェイカーを使用して６時間分散し樹脂塗料を作成した。この樹脂塗料の固形分は５％であった。該表面層形成用塗工液をリングコート法により前記導電性ローラ表面に乾燥前の膜厚で８μｍとなるように塗工した。３０分間風乾した後、１１０℃で６０分間焼結乾燥した。こうして４００ｎｍの表面層を塗工形成したローラ形状の帯電部材を得た。
【００５４】
この帯電部材についても実施例１と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表２に示した。
【００５５】
比較例１の帯電部材は、初期では、帯電ムラの発生がなく良好な画質であったが、耐久中２００００枚で、部材汚れに起因する軽微な帯電ムラが発生し、さらなる耐久後はさらに悪化した。
【００５６】
（比較例２）
実施例１の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン２７９００部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）１０６部、アクリルフッ素系ポリマー（固形分３０％、商品名「モディパーＦ２００」：日本油脂（株）製）２２部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合し、ペイントシェイカーを使用して６時間分散し樹脂塗料を作成した。この樹脂塗料の固形分は０．５％であった。該表面層形成用塗工液をリングコート法により前記導電性ローラ表面に乾燥前の膜厚で６μｍとなるように塗工した。３０分間風乾した後、１１０℃で６０分間焼結乾燥した。こうして３０ｎｍの表面層を塗工形成したローラ形状の帯電部材を得た。
【００５７】
この帯電部材についても実施例１と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表２に示した。
【００５８】
比較例２の帯電部材は、初期では、帯電ムラの発生がなく良好な帯電均一性を保持していた。耐久中１００００枚で、表面層の耐久性に起因すると思われる軽微な帯電ムラが発生し、さらなる耐久後はさらに悪化した。
【００５９】
（比較例３）
実施例１の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン４７４部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）１０６部、アクリルフッ素系ポリマー（固形分３０％、商品名「モディパーＦ２００」：日本油脂（株）製）２２部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合し、ペイントシェイカーを使用して６時間分散し樹脂塗料を作成した。この樹脂塗料の固形分は２０％であった。該表面層形成用塗工液をリングコート法により前記導電性ローラ表面に乾燥前の膜厚で１５μｍとなるように塗工した。３０分間風乾した後、１１０℃で６０分間焼結乾燥した。こうして３μｍの表面層を塗工形成したローラ形状の帯電部材を得た。
【００６０】
この帯電部材についても実施例１と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表２に示した。
【００６１】
比較例３の帯電部材は、耐久前後で、表面層の厚さに起因すると思われる帯電ムラが発生した。
【００６２】
【表１】
【００６３】
【表２】
【００６４】
（実施例５）
〔導電性弾性体層の作製〕
ＥＰＤＭ １００部、酸化亜鉛５部、高級脂肪酸１部、導電性カーボンブラック５部、パラフィンオイル１０部、硫黄２部、加硫促進剤（ＭＢＴ）１部、加硫促進剤（ＴＭＴＤ）１部、加硫促進剤（ＺｎＭＤＣ）１．５部及び発泡剤（重炭酸ナトリウム）１０部を２本ロールにて２０分間混合し、コンパウンドを作製した。これをゴム押し出し機を使用して、外径１３ｍｍ、内径５．５ｍｍの円筒形に押し出し、２５０ｍｍの長さに裁断し、加硫缶を使用して、１６０℃の水蒸気中で４０分間１次加硫し、導電性弾性体層ゴム１次加硫チューブを得た。次に、直径６ｍｍ、長さ２５６ｍｍの円柱形の導電性支持部材（鋼製、表面工業ニッケルメッキ）の円柱面の軸方向中央部２３１ｍｍに金属とゴムとの熱硬化性接着剤（商品名：メタロックＵ−２０）を塗布し、８０℃で３０分乾燥した後、１２０℃で１時間乾燥した。この導電性支持部材を、前記導電性弾性体層ゴム１次加硫チューブに挿入し、その後、電気オーブンの中で１６０℃で２時間、２次加硫と接着剤の硬化を行い、未研磨層を得た。この未研磨層のゴム部分の両端部を突っ切り、ゴム部分の長さを２３１ｍｍとした後、ゴム部分を回転砥石で研磨し、端部直径１１．３０ｍｍ、中央部直径１１．５０ｍｍのクラウン形状の導電性弾性体層を有する発泡ローラを得た。
【００６５】
〔下地層の作成〕
上記発泡ローラ上に形成する導電性シームレスチューブ用として、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）１００部にケッチェンブラックＥＣ１６部、酸化マグネシウム１０部、ステアリン酸カルシウム１部を添加し、加圧式ニーダーを用いて１８０℃で１５分間混練し、冷却粉砕後造粒用押し出し機によりペレット化した。上記のペレットを用いて、外径φ１６．７０ｍｍのポイントと内径φ１８．５０ｍｍのダイスとを備えた押し出し機で押し出し成形後、サイジング、冷却工程を経て、外径Φ１１．９０ｍｍ、内径φ１１．１０ｍｍ、厚さ４００μｍのシームレスチューブに成形加工し、３００ｍｍの長さに裁断した。得られたシームレスチューブを前記導電性弾性体層を有する発泡ローラに被覆し、両端部を突っ切り、シームレスチューブ部分の長さを２３４ｍｍとし、端部直径１１．９５ｍｍ、中央部直径１２．００ｍｍのクラウン形状の下地層を有する導電性ローラを得た。
【００６６】
〔表面層の作成〕
上記導電性ローラ上に以下に示すような表面層を塗工形成した。
【００６７】
表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン７８部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）１２９部、アクリルシリコーン系ポリマー（固形分１５％、商品名「モディパーＦＳ７１０」：日本油脂（株）製）５３部、カーボンブラック（商品名「ＭＡ１００」：三菱化学（株）製）１２部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合し、ペイントシェイカーを使用して６時間分散し樹脂塗料を作成した。この樹脂塗料の固形分は４５％であった。該表面層形成用塗工液をリングコート法により前記導電性ローラ表面に乾燥前の膜厚で２２μｍとなるように塗工した。３０分間風乾した後、１１０℃で６０分間焼結乾燥した。こうして１０μｍの表面層を塗工形成したローラ形状の帯電部材を得た。
【００６８】
＜帯電ローラの連続複数枚数画像出し耐久試験＞
以上のようにして得られた帯電部材をプリンターに装着し、温度２３℃、湿度５５％雰囲気下において、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。初期と１００００枚、２００００枚、５００００枚においてモノカラーハーフトーン印刷を行った。得られた画像を目視にて観察して評価を行った。結果を表３に示す。
【００６９】
表中の「◎」、「〇」、「△」、「×」、「××」は、帯電ムラの発生について画像品質を５段階にランク分けしたものである。なお、「◎」を帯電ムラが全くないレベルとし、「〇」までを良しとした。「△」、「×」は、製品としては見劣りする画像問題部を多少とも有するものであるため、ＮＧとした。更に「××」は帯電ムラが目立つため、不良レベルとした。その結果を表３に示した。
【００７０】
実施例５の帯電部材は、耐久前後での帯電ムラの発生がなく、耐久後も良好な帯電均一性を保持していた。
【００７１】
（実施例６）
実施例５の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン９８部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）１０７部、アクリルフッ素系ポリマー（固形分３０％、商品名「モディパーＦ２００」：日本油脂（株）製）２４部、カーボンブラック（商品名「ＭＡ１００」：三菱化学（株）製）１１部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合した。他は実施例５と同様にして帯電部材を得た。
【００７２】
この帯電部材についても実施例５と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表３に示した。
【００７３】
実施例６の帯電部材は、耐久前後での帯電ムラの発生がなく、耐久後も良好な帯電均一性を保持していた。
【００７４】
（比較例４）
実施例５の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン９９部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）９２部、カーボンブラック（商品名「ＭＡ１００」：三菱化学（株）製）１０部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合した。他は実施例５と同様にして帯電部材を得た。
【００７５】
この帯電部材についても実施例５と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表３に示した。
【００７６】
比較例４の帯電部材は、耐久前では帯電ムラの発生がなく良好な画質であったが、耐久中２００００枚で帯電ムラが発生し、さらなる耐久後はさらに悪化した。
【００７７】
（比較例５）
実施例５において、表面層を形成せずに、導電性シームレスチューブを被覆して得た導電性ローラを比較例５の帯電部材とした。
【００７８】
この帯電部材についても実施例５と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表３に示した。
【００７９】
比較例５の帯電部材は、耐久前では帯電ムラの発生がなく良好な画質であったが、耐久中１００００枚で帯電ムラが発生し、さらなる耐久後はさらに悪化した。
【００８０】
（比較例６）
実施例５の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン８７部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）９２部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合した。他は実施例５と同様にして帯電部材を得た。
【００８１】
この帯電部材についても実施例５と同様にして、画像出し試験を行った。その結果を表３に示した。
【００８２】
比較例６の帯電部材は、初期よりカブリが発生し、連続複数枚画出し耐久試験を行うことはできなかった。
【００８３】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の帯電部材の構成を示す概略横断面図である。
【図２】本発明の帯電部材の構成を示す概略縦断面図である。
【図３】リングコート法の概略図である。
【図４】リング塗工（塗布）ヘッドの概略図である。
【図５】本発明の帯電部材を用いた電子写真装置の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
【００８５】
１ａ 導電性支持部材
１ｂ 導電性弾性体層
１ｃ 下地層（シームレスチューブ）
１ｄ 表面層
２ａ 導電性ローラ
２ｂ ローラ上把持軸
２ｃ ローラ下把持軸
２ｄ リング塗工（塗布）ヘッド
２ｅ シリンジポンプ
２ｆ 塗料貯蔵タンク
２ｇ モーター
２ｈ プーリー＆ベルト
２ｉ ボールネジ
２ｊ スライドガイド
２ｋ ＬＭガイド
２ｌ ブラケット
３ａ 全周に開口された吐出口
３ｂ 液供給口
３ｃ 液分配室
２１ 電子写真感光体
２２ 帯電ローラ（帯電部材）
２３ 露光手段
２４ 現像手段
２４ａ トナー担持体
２４ｂ 撹拌部材
２４ｃ トナー規制部材
２５ 転写ローラ
２６ クリーニング手段
２７ 前露光手段
Ｐ 転写材
Ｌ レーザー光
Ｓ１、Ｓ２ バイアス印加電源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電部材及び該帯電部材を有するそれを用いた電子写真装置に関し、詳しくは、電圧を印加した帯電部材を被帯電体（感光ドラム）に接触させることで被帯電体を帯電処理する帯電部材、及び該帯電部材を有する電子写真装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真装置としては多数の方法が知られているが、一般には光導電性物質を利用し、種々の手段により感光体上に電気的潜像を形成し、次いで該潜像をトナーで現像を行って可視像とし、必要に応じて紙等の転写材にトナー画像を転写した後、熱・圧力等により転写材上にトナー画像を定着して複写物を得るものである。また、転写材上に転写されずに感光体上に残ったトナー粒子はクリーニング工程により感光体上より除去される。
【０００３】
従来、電子写真装置の帯電処理装置としては、コロナ帯電器が使用されてきた。近年、これに代って、接触帯電装置が実用化されてきている。これは、低オゾン、低消費電力を目的としており、この中でも特に帯電部材として導電ロールを用いたロール帯電方式が、帯電の安定性という点から好ましく用いられている。ロール帯電では、導電性の弾性ロールを被帯電体に加圧当接させ、これに電圧を印加することによって被帯電体への帯電を行う。帯電用の導電性部材としては、導電性支持部材上に導電性シームレスチューブにより表面層を形成した例がある（例えば、特許文献１参照）。導電性の異なる層構成よりなる多層チューブも開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
帯電部材としての製造にかかる方法としては、前記従来技術として、挿入により形成する方法が挙げられている。
【０００５】
このような、シームレスチューブにより帯電ロールを形成する方法は、導電性支持部材上の弾性層として発泡体を用いても、それを更にシームレスチューブによって被覆することにより、平滑な面を形成することができ、より均一な帯電が行い易い。
【０００６】
しかし、接触式の帯電部材に関し、帯電部材表面へトナー及び外添剤が付着し易いと、帯電部材表面への付着により、抵抗値の変化やばらつきが生じ、安定かつ良好な均一帯電特性と出力画像品質を得る帯電部材を提供することが困難であった。従来、これを解決する手段としては、表面粗さを低減させる手法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
しかしながら、熱可塑性エラストマーをベースとしたシームレスチューブを表面層として作製した帯電部材の場合、特性上軟らかく粘着性があるために、表面粗さを下げて、平滑化するだけでは、帯電部材表面の汚染性を改善させることが困難であった。
【特許文献１】米国特許４、９６７、２３１号明細書
【特許文献２】特開平５−９６６４８号公報
【特許文献３】特開２０００−１３７３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、接触式の帯電部材に関し、部材表面が充分に低粘着であり、部材表面へのトナー及び外添剤の付着を防止し、安定かつ良好な均一帯電特性と出力画像品質が得られる帯電部材、及び該帯電部材を有する電子写真装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の通りである。
【００１０】
（１）導電性支持部材と、該導電性支持部材上に形成された導電性弾性体層と、該導電性弾性体層上に形成された下地層と、表面層とを少なくとも有する帯電部材において、該表面層がアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも一種のポリマーと、ポリオールとポリイソシアネートとを少なくとも含有する塗工液で形成された膜厚が５０ｎｍ以上２μｍ以下である表面層であることを特徴とする帯電部材。
【００１１】
（２）該下地層が押し出し機により形成されたシームレスチューブであることを特徴とする（１）に記載の帯電部材。
【００１２】
（３）該表面層が、アクリルポリオールがイソシアネート架橋されたアクリルウレタン樹脂を主成分とする表面層であることを特徴とする（１）または（２）に記載の帯電部材（以下、「第１の本発明」という）。
【００１３】
（４）電子写真装置において、帯電手段が（１）乃至（３）のいずれかに記載の帯電部材である電子写真装置ことを特徴とする。
（５）導電性支持部材と、該導電性支持部材上に形成された導電性弾性体層と、該導電性弾性体層上に形成された下地層と、表面層とを少なくとも有する帯電部材において、該表面層がアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも一種のポリマーと、ポリオールとポリイソシアネートと導電剤とを少なくとも含有する塗工液で形成された表面層であることを特徴とする帯電部材（以下、「第２の本発明」という）。
（６）該下地層が押し出し機により形成されたシームレスチューブであることを特徴とする（５）に記載の帯電部材。
（７）該表面層が、アクリルポリオールがイソシアネート架橋されたアクリルウレタン樹脂を主成分とする表面層であることを特徴とする（５）または（６）に記載の帯電部材。
（８）電子写真装置において、帯電手段が請求項（５）乃至（７）のいずれかに記載の帯電部材であることを特徴とする電子写真装置。
【００１４】
なお、「第１の本発明」及び「第２の本発明」を合わせて「本発明」という。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、表面へのトナー及び外添剤が付着しにくく、抵抗値の変化が生じにくい帯電部材を提供することができる。また、電子写真装置に本発明の帯電部材を用いれば、安定かつ良好な均一帯電特性と出力画像品質を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
＜１＞本発明の帯電部材
第１の本発明の帯電部材は、導電性支持部材と、該導電性支持部材上に形成された導電性弾性体層と、該導電性弾性体層上に形成された下地層と、表面層とを少なくとも有する帯電部材において、該表面層がアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも一種のポリマーと、ポリオールとポリイソシアネートとを少なくとも含有する塗工液で形成された膜厚が５０ｎｍ以上２μｍ以下である表面層であることを特徴とする。
【００１８】
第２の本発明の帯電部材は、導電性支持部材と、該導電性支持部材上に形成された導電性弾性体層と、該導電性弾性体層上に形成された下地層と、表面層とを少なくとも有する帯電部材において、該表面層がアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも一種のポリマーと、ポリオールとポリイソシアネートと導電剤とを少なくとも含有する塗工液で形成された表面層であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の帯電部材の具体的な構成例を図１及び図２に示す。図１は帯電部材の横断面を示し、図２は、縦断面を示したものである。本発明の帯電部材は、導電性支持部材１ａとその外周に形成された導電性弾性体層１ｂとその外周に形成された下地層１ｃと最外層の表面層１ｄとを有する帯電部材である。
【００２０】
本発明で使用する導電性支持部材１ａは、鉄、アルミニウム、チタン、銅及びニッケルなどの金属やこれらの金属を含むステンレス、ジュラルミン、真鍮及び青銅などの合金、更にカーボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた複合材料などの、剛直で導電性を示す公知の材料を使用することもできる。また、形状としては円柱形状の他に、中心部分を空洞とした円筒形状とすることができる。またこれらの表面に防錆や耐傷性付与等を目的として、メッキを施しても構わない。
【００２１】
本発明で使用する導電性弾性体層１ｂとして具体的には、天然ゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ウレタンゴム、エピクロルヒドリンゴム、エポキシゴム及びブチルゴム等のゴムまたはスポンジで形成することができる。これらのゴムにカーボンブラック、グラファイト及び導電性金属酸化物等の電子導電機構を有する導電剤、及びアルカリ金属塩や四級アンモニウム塩等のイオン導電機構を有する導電剤を適宜添加することができる。
【００２２】
本発明で使用する下地層１ｃとして具体的には、オレフィン系（ＴＰＯ）、スチレン系（ＴＰＳ）、ウレタン系（ＴＰＵ）、エステル系（ＴＰＥＥ）、アミド系（ＴＰＡ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）系などの熱可塑性エラストマーが挙げられる。次に下地層の製造方法としては、まず熱可塑性エラストマー、カーボンブラック等導電顔料を必要な添加剤とともに混練し、続いてペレット化する。次に得られたペレットを押出し成形機によりシームレスチューブとする。そして、成形加工されたシームレスチューブを導電性支持部材に被覆し、導電性部材とするのである。また、多層同時成形チューブとすることもなんら制限されるものではない。
【００２３】
本発明で使用する表面層１ｄは、アクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも一種のポリマーと、ポリオールとポリイソシアネートとを少なくとも含有する塗工液で形成される。
【００２４】
アクリルフッ素ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーは、イソシアネート化合物と反応して化学的に結合可能なものであり、例えば、水酸基、アルキル基、カルボキシル基等を有するポリマーである。
【００２５】
アクリルフッ素ポリマーとして具体的には、メタクリル酸エステルとアクリル酸フッ化アルキルのブロックコポリマーやその誘導体が挙げられる。
【００２６】
アクリルシリコーン系ポリマーとして具体的には、メタクリル酸エステルとメタクリル酸ポリシロキサンエステルのブロックコポリマーやその誘導体が挙げられる。
【００２７】
ポリオールとして具体的には、ポリオキシテトラエチレングリコール、ポリオキシテトラメチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール等のポリエーテルポリオールやポリカプロラクトン、またこれらの誘導体（アクリル変性）が挙げられる。
【００２８】
ポリイソシアネートとして具体的には、イソシアネート基を分子中に２つ以上有する化合物であればいずれのイソシアネートを使用してもよいが、取り扱いが簡単で高品質な塗膜が得られるので、特にＭＤＩ（ジフェニルメタン−４、４’−ジイソシアネート）やＨＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）、またこれらの誘導体が好適に用いられる。
【００２９】
第１の本発明においては、表面層の膜厚が２μｍより大きいと、帯電不良による画像上のガサツキや黒ポチが発生してくる。また、表面層の膜厚が５０ｎｍより小さいと、表面層の耐久性に問題があり、連続複数枚画出しを続けると、部材汚れに起因する画像上のガサツキや黒ポチが発生してくる。従って、表面層の膜厚は５０ｎｍ以上２μｍ以下である。好ましくは、１００ｎｍ以上１μｍ以下である。
【００３０】
第２の本発明においては、表面層を形成する塗工液には導電剤が含有される。導電剤としては特に限定されるものではないが、ケッチェンブラックＥＣ、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボン、酸化処理を施したカラーインク用カーボン、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スズ、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または金属酸化物等を用いることができる。導電剤の表面は、チタンカップリング剤あるいはアルコキシシランカップリング剤等のカップリング剤及びフルオロアルキルアルコキシシランカップリング剤などのカップリング剤（珪素、チタン、アルミニウム、ジルコニウムなど中心金属は特に選ばない）、またはオイル、ワニス、有機化合物等で処理されていてもよい。また、上記導電剤の添加量は、所望とする抵抗が得られるように適宜調整することができる。
【００３１】
表面層の形成方法としては、上記の表面層を構成する材料を、サンドミル、ペイントシェイカー、ダイノミル、パールミル等のビーズを利用した従来公知の分散装置を用いて公知の方法により分散させ、得られた表面層形成用の樹脂塗料を、ディッピング法やスプレーコート法、リングコート法により、帯電部材の表面、本発明においては下地層である導電性シームレスチューブの上に塗工する。樹脂塗料の利用効率を考慮すると、リングコート法が好ましい。
【００３２】
図３にリングコート法の概略図、図４にリング塗工（塗布）ヘッドの概略図を示す。
【００３３】
図示するように導電性ローラ２ａを垂直状態に支持（２ｂ、２ｃ）し、この導電性ローラ２ａに対して所定の間隔をなす距離に全周に開口されたスリット状の吐出口３ａと、リング塗工ヘッド２ｄ外部にある塗料供給手段（２ｅ、２ｆ）により、リング塗工ヘッド２ｄに具備される液供給口３ｂより供給される樹脂塗料を、リング塗工ヘッド２ｄ内において合流し周方向に分配する液分配室３ｃを有する円筒状の塗工ヘッド（リング塗工ヘッド）２ｄにより、導電性ローラ２ａとリング塗工ヘッド２ｄとを所定の速度で相対移動させ、導電性ローラ２ａ表面に所望の塗工膜厚に応じて、樹脂塗料を全周均一に適量のみ供給して、導電性ローラ表面に吐出して薄膜層を形成する。また、導電性ローラ表面への吐出量は、所望の塗工膜厚と樹脂塗料の固形分の比率により算出する。図中、２ｇはモーター、２ｈはプーリー＆ベルト、２ｉはボールネジ、２ｊはスライドガイド、２ｋはＬＭガイド、２ｌはブラケットである。
【００３４】
＜２＞本発明の電子写真装置
本発明は、また、本発明の帯電部材を用いた電子写真装置である。
【００３５】
本発明に用いられる電子写真感光体、露光手段、現像手段、転写手段及びクリーニング手段は特に限定されるものではない。図５に本発明の帯電部材を電子写真装置に適用した例を示す。像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（感光体）２１は、図中の矢印が示す方向に所定の周速度（プロセススピード）で回転駆動する。感光体２１には、例えばロール状の導電性支持体と該支持体上に無機感光材料または有機感光材料を含有する感光層とを少なくとも有する公知の感光体等を採用すればよい。また、感光体２１は、感光体表面を所定の極性や電位に帯電させるための電荷注入層を更に有していてもよい。帯電部材としての帯電ローラ（導電性ローラ）２２は、帯電ローラと該帯電ローラに帯電バイアスを印加する帯電バイアス印加電源Ｓ１とによって帯電手段が構成されている。帯電ローラ２２は、感光体２１に所定の押圧力で接触させてあり、本例では感光体２１の回転に対して順方向に回転従動する。この帯電ローラ２２に対して帯電バイアス印加電源Ｓ１から、所定の電圧が印加されることで、感光体２１の表面が所定の極性電位に一様に帯電処理される。露光手段２３には公知の手段を利用することができ、例えばレーザービームスキャナー等を好適に例示することができる。感光体２１の帯電処理面に該露光手段２３により目的の画像情報に対応した露光Ｌがなされることにより、感光体帯電面の露光明部の電位が選択的に低下（減衰）して感光体２１に静電潜像が形成される。現像手段２４としては公知の手段を利用することができ、例えば本例における現像手段２４は、トナーを収容する現像容器の開口部に配設されてトナーを担持搬送するトナー担持体２４ａと、収容されているトナーを攪拌する攪拌部材２４ｂと、トナー担持体２４ａのトナーの担持量（トナー層厚）を規制するトナー規制部材２４ｃとを有する構成とされている。現像手段２４は、感光体２１表面の静電潜像の露光明部に、感光体２１の帯電極性と同極性に帯電しているトナー（ネガトナー）を選択的に付着させて静電潜像をトナー像として可視化する。現像方式としては特に制限はなく、既存の方法すべてを用いることができる。既存の方法としては、例えば、ジャンピング現像方式、接触現像方式及び磁気ブラシ方式等が存在する。転写手段としての転写ローラ２５は、公知の手段を利用することができ、例えば金属等の導電性支持体上に中抵抗に調製された弾性樹脂層を被覆してなる転写ローラ等を例示することができる。転写ローラ２５は、感光体２１に所定の押圧力で接触させて転写ニップ部を形成させてあり、感光体２１の回転と順方向に感光体２１の回転周速度とほぼ同じ周速度で回転する。また、転写バイアス印加電源Ｓ２からトナーの帯電特性とは逆極性の転写電圧が印加される。転写ニップ部に対して不図示の給紙機構部から転写材Ｐが所定のタイミングで給紙され、その転写材Ｐの裏面が転写電圧を印加した転写ローラ５により、トナーの帯電極性とは逆極性に帯電されることにより、転写ニップ部において感光体２１面側のトナー画像が転写材Ｐの表面側に静電転写される。転写ニップ部でトナー画像の転写を受けた転写材Ｐは感光体面から分離して、不図示のトナー画像定着手段へ導入されて、トナー画像の定着を受けて画像形成物として出力される。両面画像形成モードや多重画像形成モードの場合は、この画像形成物が不図示の再循環搬送機機構に導入されて転写ニップ部へ再導入される。転写残余トナー等の感光体２１上の残留物は、ブレード型等のクリーニング手段２６により、感光体上より回収される。また、感光体２１に残留電荷が残るような場合には、帯電部材２２による一次帯電を行う前に、前露光手段２７によって感光体２１の残留電荷を除去したほうが好ましい。
【実施例】
【００３６】
以下に、具体的な実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例中の「部」は質量部、「％」は質量％を示す。
【００３７】
（実施例１）
〔導電性弾性体層の作製〕
ＥＰＤＭ １００部、酸化亜鉛５部、高級脂肪酸１部、導電性カーボンブラック５部、パラフィンオイル１０部、硫黄２部、加硫促進剤（ＭＢＴ）１部、加硫促進剤（ＴＭＴＤ）１部、加硫促進剤（ＺｎＭＤＣ）１．５部及び発泡剤（重炭酸ナトリウム）１０部を２本ロールにて２０分間混合し、コンパウンドを作製した。これをゴム押し出し機を使用して、外径１３ｍｍ、内径５．５ｍｍの円筒形に押し出し、２５０ｍｍの長さに裁断し、加硫缶を使用して、１６０℃の水蒸気中で４０分間１次加硫し、導電性弾性体層ゴム１次加硫チューブを得た。次に、直径６ｍｍ、長さ２５６ｍｍの円柱形の導電性支持部材（鋼製、表面工業ニッケルメッキ）の円柱面の軸方向中央部２３１ｍｍに金属とゴムとの熱硬化性接着剤（商品名：メタロックＵ−２０）を塗布し、８０℃で３０分乾燥した後、１２０℃で１時間乾燥した。この導電性支持部材を、前記導電性弾性体層ゴム１次加硫チューブに挿入し、その後、電気オーブンの中で１６０℃で２時間、２次加硫と接着剤の硬化を行い、未研磨層を得た。この未研磨層のゴム部分の両端部を突っ切り、ゴム部分の長さを２３１ｍｍとした後、ゴム部分を回転砥石で研磨し、端部直径１１．３０ｍｍ、中央部直径１１．５０ｍｍのクラウン形状の導電性弾性体層を有する発泡ローラを得た。
【００３８】
〔下地層の作成〕
上記発泡ローラ上に形成する導電性シームレスチューブ用として、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）１００部にケッチェンブラックＥＣ１５部、酸化マグネシウム１０部、ステアリン酸カルシウム１部を添加し、加圧式ニーダーを用いて１８０℃で１５分間混練し、冷却粉砕後造粒用押し出し機によりペレット化した。上記のペレットを用いて、外径φ１６．７０ｍｍのポイントと内径φ１８．５０ｍｍのダイスとを備えた押し出し機で押し出し成形後、サイジング、冷却工程を経て、外径Φ１１．９０ｍｍ、内径φ１１．１０ｍｍ、厚さ４００μｍのシームレスチューブに成形加工し、３００ｍｍの長さに裁断した。得られたシームレスチューブを前記導電性弾性体層を有する発泡ローラに被覆し、両端部を突っ切り、シームレスチューブ部分の長さを２３４ｍｍとし、端部直径１１．９５ｍｍ、中央部直径１２．００ｍｍのクラウン形状の下地層を有する導電性ローラを得た。
【００３９】
〔表面層の作成〕
上記導電性ローラ上に以下に示すような表面層を塗工形成した。
【００４０】
表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン２７８１部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）１２５部、アクリルシリコーン系ポリマー（固形分１５％、商品名「モディパーＦＳ７１０」：日本油脂（株）製）４８部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合し、ペイントシェイカーを使用して６時間分散し樹脂塗料を作成した。この樹脂塗料の固形分は５％であった。該表面層形成用塗工液をリングコート法により前記導電性ローラ表面に乾燥前の膜厚で８μｍとなるように塗工した。３０分間風乾した後、１１０℃で６０分間焼結乾燥した。こうして４００ｎｍの表面層を塗工形成したローラ形状の帯電部材を得た。
【００４１】
＜帯電ローラの連続複数枚数画像出し耐久試験＞
以上のようにして得られた帯電部材をプリンターに装着し、温度２３℃、湿度５５％雰囲気下において、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。初期と１００００枚、２００００枚、５００００枚においてモノカラーハーフトーン印刷を行った。得られた画像を目視にて観察して評価を行った。結果を表１に示す。
【００４２】
表中の「◎」、「〇」、「△」、「×」は、帯電ムラの発生について画像品質を４段階にランク分けしたものである。なお、「◎」を帯電ムラが全くないレベルとし、「〇」までを良しとした。「△」、「×」は、製品としては見劣りする画像問題部を多少とも有するものであるため、ＮＧとした。
【００４３】
実施例１の帯電部材は、耐久前後での帯電ムラの発生がなく、耐久後も良好な帯電均一性を保持していた。
【００４４】
（実施例２）
実施例１の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン２５８２部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）１０６部、アクリルフッ素系ポリマー（固形分３０％、商品名「モディパーＦ２００」：日本油脂（株）製）２２部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合し、ペイントシェイカーを使用して６時間分散し樹脂塗料を作成した。この樹脂塗料の固形分は５％であった。該表面層形成用塗工液をリングコート法により前記導電性ローラ表面に乾燥前の膜厚で８μｍとなるように塗工した。３０分間風乾した後、１１０℃で６０分間焼結乾燥した。こうして４００ｎｍの表面層を塗工形成したローラ形状の帯電部材を得た。
【００４５】
この帯電部材についても実施例１と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表１に示した。
【００４６】
実施例２の帯電部材は、耐久前後での帯電ムラの発生がなく、耐久後も良好な帯電均一性を保持していた。
【００４７】
（実施例３）
実施例１の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン２７９００部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）１０６部、アクリルフッ素系ポリマー（固形分３０％、商品名「モディパーＦ２００」：日本油脂（株）製）２２部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合し、ペイントシェイカーを使用して６時間分散し樹脂塗料を作成した。この樹脂塗料の固形分は０．５％であった。該表面層形成用塗工液をリングコート法により前記導電性ローラ表面に乾燥前の膜厚で１０μｍとなるように塗工した。３０分間風乾した後、１１０℃で６０分間焼結乾燥した。こうして５０ｎｍの表面層を塗工形成したローラ形状の帯電部材を得た。
【００４８】
この帯電部材についても実施例１と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表１に示した。
【００４９】
実施例３の帯電部材は、初期、耐久中１００００枚では、帯電ムラの発生がなく良好な帯電均一性を保持していた。耐久中２００００枚以降は、表面層の耐久性に起因すると思われる軽微な帯電ムラが発生していたが、実用上は問題の無い画質であった。
【００５０】
（実施例４）
実施例１の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン４７４部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）１０６部、アクリルフッ素系ポリマー（固形分３０％、商品名「モディパーＦ２００」：日本油脂（株）製）２２部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合し、ペイントシェイカーを使用して６時間分散し樹脂塗料を作成した。この樹脂塗料の固形分は２０％であった。該表面層形成用塗工液をリングコート法により前記導電性ローラ表面に乾燥前の膜厚で１０μｍとなるように塗工した。３０分間風乾した後、１１０℃で６０分間焼結乾燥した。こうして２μｍの表面層を塗工形成したローラ形状の帯電部材を得た。
【００５１】
この帯電部材についても実施例１と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表１に示した。
【００５２】
実施例４の帯電部材は、耐久前後で、表面層の厚さに起因すると思われる軽微な帯電ムラが発生していたが、実用上は問題の無い画質であった。
【００５３】
（比較例１）
実施例１の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン２３１４部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）９２部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合し、ペイントシェイカーを使用して６時間分散し樹脂塗料を作成した。この樹脂塗料の固形分は５％であった。該表面層形成用塗工液をリングコート法により前記導電性ローラ表面に乾燥前の膜厚で８μｍとなるように塗工した。３０分間風乾した後、１１０℃で６０分間焼結乾燥した。こうして４００ｎｍの表面層を塗工形成したローラ形状の帯電部材を得た。
【００５４】
この帯電部材についても実施例１と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表２に示した。
【００５５】
比較例１の帯電部材は、初期では、帯電ムラの発生がなく良好な画質であったが、耐久中２００００枚で、部材汚れに起因する軽微な帯電ムラが発生し、さらなる耐久後はさらに悪化した。
【００５６】
（比較例２）
実施例１の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン２７９００部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）１０６部、アクリルフッ素系ポリマー（固形分３０％、商品名「モディパーＦ２００」：日本油脂（株）製）２２部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合し、ペイントシェイカーを使用して６時間分散し樹脂塗料を作成した。この樹脂塗料の固形分は０．５％であった。該表面層形成用塗工液をリングコート法により前記導電性ローラ表面に乾燥前の膜厚で６μｍとなるように塗工した。３０分間風乾した後、１１０℃で６０分間焼結乾燥した。こうして３０ｎｍの表面層を塗工形成したローラ形状の帯電部材を得た。
【００５７】
この帯電部材についても実施例１と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表２に示した。
【００５８】
比較例２の帯電部材は、初期では、帯電ムラの発生がなく良好な帯電均一性を保持していた。耐久中１００００枚で、表面層の耐久性に起因すると思われる軽微な帯電ムラが発生し、さらなる耐久後はさらに悪化した。
【００５９】
（比較例３）
実施例１の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン４７４部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）１０６部、アクリルフッ素系ポリマー（固形分３０％、商品名「モディパーＦ２００」：日本油脂（株）製）２２部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合し、ペイントシェイカーを使用して６時間分散し樹脂塗料を作成した。この樹脂塗料の固形分は２０％であった。該表面層形成用塗工液をリングコート法により前記導電性ローラ表面に乾燥前の膜厚で１５μｍとなるように塗工した。３０分間風乾した後、１１０℃で６０分間焼結乾燥した。こうして３μｍの表面層を塗工形成したローラ形状の帯電部材を得た。
【００６０】
この帯電部材についても実施例１と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表２に示した。
【００６１】
比較例３の帯電部材は、耐久前後で、表面層の厚さに起因すると思われる帯電ムラが発生した。
【００６２】
【表１】
【００６３】
【表２】
【００６４】
（実施例５）
〔導電性弾性体層の作製〕
ＥＰＤＭ １００部、酸化亜鉛５部、高級脂肪酸１部、導電性カーボンブラック５部、パラフィンオイル１０部、硫黄２部、加硫促進剤（ＭＢＴ）１部、加硫促進剤（ＴＭＴＤ）１部、加硫促進剤（ＺｎＭＤＣ）１．５部及び発泡剤（重炭酸ナトリウム）１０部を２本ロールにて２０分間混合し、コンパウンドを作製した。これをゴム押し出し機を使用して、外径１３ｍｍ、内径５．５ｍｍの円筒形に押し出し、２５０ｍｍの長さに裁断し、加硫缶を使用して、１６０℃の水蒸気中で４０分間１次加硫し、導電性弾性体層ゴム１次加硫チューブを得た。次に、直径６ｍｍ、長さ２５６ｍｍの円柱形の導電性支持部材（鋼製、表面工業ニッケルメッキ）の円柱面の軸方向中央部２３１ｍｍに金属とゴムとの熱硬化性接着剤（商品名：メタロックＵ−２０）を塗布し、８０℃で３０分乾燥した後、１２０℃で１時間乾燥した。この導電性支持部材を、前記導電性弾性体層ゴム１次加硫チューブに挿入し、その後、電気オーブンの中で１６０℃で２時間、２次加硫と接着剤の硬化を行い、未研磨層を得た。この未研磨層のゴム部分の両端部を突っ切り、ゴム部分の長さを２３１ｍｍとした後、ゴム部分を回転砥石で研磨し、端部直径１１．３０ｍｍ、中央部直径１１．５０ｍｍのクラウン形状の導電性弾性体層を有する発泡ローラを得た。
【００６５】
〔下地層の作成〕
上記発泡ローラ上に形成する導電性シームレスチューブ用として、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）１００部にケッチェンブラックＥＣ１６部、酸化マグネシウム１０部、ステアリン酸カルシウム１部を添加し、加圧式ニーダーを用いて１８０℃で１５分間混練し、冷却粉砕後造粒用押し出し機によりペレット化した。上記のペレットを用いて、外径φ１６．７０ｍｍのポイントと内径φ１８．５０ｍｍのダイスとを備えた押し出し機で押し出し成形後、サイジング、冷却工程を経て、外径Φ１１．９０ｍｍ、内径φ１１．１０ｍｍ、厚さ４００μｍのシームレスチューブに成形加工し、３００ｍｍの長さに裁断した。得られたシームレスチューブを前記導電性弾性体層を有する発泡ローラに被覆し、両端部を突っ切り、シームレスチューブ部分の長さを２３４ｍｍとし、端部直径１１．９５ｍｍ、中央部直径１２．００ｍｍのクラウン形状の下地層を有する導電性ローラを得た。
【００６６】
〔表面層の作成〕
上記導電性ローラ上に以下に示すような表面層を塗工形成した。
【００６７】
表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン７８部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）１２９部、アクリルシリコーン系ポリマー（固形分１５％、商品名「モディパーＦＳ７１０」：日本油脂（株）製）５３部、カーボンブラック（商品名「ＭＡ１００」：三菱化学（株）製）１２部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合し、ペイントシェイカーを使用して６時間分散し樹脂塗料を作成した。この樹脂塗料の固形分は４５％であった。該表面層形成用塗工液をリングコート法により前記導電性ローラ表面に乾燥前の膜厚で２２μｍとなるように塗工した。３０分間風乾した後、１１０℃で６０分間焼結乾燥した。こうして１０μｍの表面層を塗工形成したローラ形状の帯電部材を得た。
【００６８】
＜帯電ローラの連続複数枚数画像出し耐久試験＞
以上のようにして得られた帯電部材をプリンターに装着し、温度２３℃、湿度５５％雰囲気下において、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。初期と１００００枚、２００００枚、５００００枚においてモノカラーハーフトーン印刷を行った。得られた画像を目視にて観察して評価を行った。結果を表３に示す。
【００６９】
表中の「◎」、「〇」、「△」、「×」、「××」は、帯電ムラの発生について画像品質を５段階にランク分けしたものである。なお、「◎」を帯電ムラが全くないレベルとし、「〇」までを良しとした。「△」、「×」は、製品としては見劣りする画像問題部を多少とも有するものであるため、ＮＧとした。更に「××」は帯電ムラが目立つため、不良レベルとした。その結果を表３に示した。
【００７０】
実施例５の帯電部材は、耐久前後での帯電ムラの発生がなく、耐久後も良好な帯電均一性を保持していた。
【００７１】
（実施例６）
実施例５の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン９８部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）１０７部、アクリルフッ素系ポリマー（固形分３０％、商品名「モディパーＦ２００」：日本油脂（株）製）２４部、カーボンブラック（商品名「ＭＡ１００」：三菱化学（株）製）１１部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合した。他は実施例５と同様にして帯電部材を得た。
【００７２】
この帯電部材についても実施例５と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表３に示した。
【００７３】
実施例６の帯電部材は、耐久前後での帯電ムラの発生がなく、耐久後も良好な帯電均一性を保持していた。
【００７４】
（比較例４）
実施例５の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン９９部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）９２部、カーボンブラック（商品名「ＭＡ１００」：三菱化学（株）製）１０部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合した。他は実施例５と同様にして帯電部材を得た。
【００７５】
この帯電部材についても実施例５と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表３に示した。
【００７６】
比較例４の帯電部材は、耐久前では帯電ムラの発生がなく良好な画質であったが、耐久中２００００枚で帯電ムラが発生し、さらなる耐久後はさらに悪化した。
【００７７】
（比較例５）
実施例５において、表面層を形成せずに、導電性シームレスチューブを被覆して得た導電性ローラを比較例５の帯電部材とした。
【００７８】
この帯電部材についても実施例５と同様にして、連続複数枚数画像出し耐久試験を行った。その結果を表３に示した。
【００７９】
比較例５の帯電部材は、耐久前では帯電ムラの発生がなく良好な画質であったが、耐久中１００００枚で帯電ムラが発生し、さらなる耐久後はさらに悪化した。
【００８０】
（比較例６）
実施例５の表面層の作成において、表面層の材料として、ラクトン変性アクリルポリオール（固形分７０％、商品名「プラクセルＤＣ２０１６」：ダイセル化学工業（株）製）１００部を、メチルイソブチルケトン８７部に溶解し、ブロックイソシアネート（ＩＰＤＩ）（固形分６０％、商品名「デュラネートＭＦ−Ｋ６０Ｘ」：旭化成ケミカルズ（株）製）９２部、変性ジメチルシリコーンオイル（商品名「ＳＨ−２８ＰＡ」：東レ・ダウコーニングシリコーン（株）製）０．２部を配合した。他は実施例５と同様にして帯電部材を得た。
【００８１】
この帯電部材についても実施例５と同様にして、画像出し試験を行った。その結果を表３に示した。
【００８２】
比較例６の帯電部材は、初期よりカブリが発生し、連続複数枚画出し耐久試験を行うことはできなかった。
【００８３】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の帯電部材の構成を示す概略横断面図である。
【図２】本発明の帯電部材の構成を示す概略縦断面図である。
【図３】リングコート法の概略図である。
【図４】リング塗工（塗布）ヘッドの概略図である。
【図５】本発明の帯電部材を用いた電子写真装置の一例の概略構成図である。
【符号の説明】
【００８５】
１ａ 導電性支持部材
１ｂ 導電性弾性体層
１ｃ 下地層（シームレスチューブ）
１ｄ 表面層
２ａ 導電性ローラ
２ｂ ローラ上把持軸
２ｃ ローラ下把持軸
２ｄ リング塗工（塗布）ヘッド
２ｅ シリンジポンプ
２ｆ 塗料貯蔵タンク
２ｇ モーター
２ｈ プーリー＆ベルト
２ｉ ボールネジ
２ｊ スライドガイド
２ｋ ＬＭガイド
２ｌ ブラケット
３ａ 全周に開口された吐出口
３ｂ 液供給口
３ｃ 液分配室
２１ 電子写真感光体
２２ 帯電ローラ（帯電部材）
２３ 露光手段
２４ 現像手段
２４ａ トナー担持体
２４ｂ 撹拌部材
２４ｃ トナー規制部材
２５ 転写ローラ
２６ クリーニング手段
２７ 前露光手段
Ｐ 転写材
Ｌ レーザー光
Ｓ１、Ｓ２ バイアス印加電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性支持部材と、該導電性支持部材上に形成された導電性弾性体層と、該導電性弾性体層上に形成された下地層と、表面層とを少なくとも有する帯電部材において、該表面層がアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも一種のポリマーと、ポリオールとポリイソシアネートとを少なくとも含有する塗工液で形成された膜厚が５０ｎｍ以上２μｍ以下である表面層であることを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
該下地層が押し出し機により形成されたシームレスチューブであることを特徴とする請求項１に記載の帯電部材。
【請求項３】
該表面層が、アクリルポリオールがイソシアネート架橋されたアクリルウレタン樹脂を主成分とする表面層であることを特徴とする請求項１または２に記載の帯電部材。
【請求項４】
電子写真装置において、帯電手段が請求項１乃至３のいずれかに記載の帯電部材であることを特徴とする電子写真装置。
【請求項５】
導電性支持部材と、該導電性支持部材上に形成された導電性弾性体層と、該導電性弾性体層上に形成された下地層と、表面層とを少なくとも有する帯電部材において、該表面層がアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも一種のポリマーと、ポリオールとポリイソシアネートと導電剤とを少なくとも含有する塗工液で形成された表面層であることを特徴とする帯電部材。
【請求項６】
該下地層が押し出し機により形成されたシームレスチューブであることを特徴とする請求項５に記載の帯電部材。
【請求項７】
該表面層が、アクリルポリオールがイソシアネート架橋されたアクリルウレタン樹脂を主成分とする表面層であることを特徴とする請求項５または６に記載の帯電部材。
【請求項８】
電子写真装置において、帯電手段が請求項５乃至７のいずれかに記載の帯電部材であることを特徴とする電子写真装置。
【請求項１】
導電性支持部材と、該導電性支持部材上に形成された導電性弾性体層と、該導電性弾性体層上に形成された下地層と、表面層とを少なくとも有する帯電部材において、該表面層がアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも一種のポリマーと、ポリオールとポリイソシアネートとを少なくとも含有する塗工液で形成された膜厚が５０ｎｍ以上２μｍ以下である表面層であることを特徴とする帯電部材。
【請求項２】
該下地層が押し出し機により形成されたシームレスチューブであることを特徴とする請求項１に記載の帯電部材。
【請求項３】
該表面層が、アクリルポリオールがイソシアネート架橋されたアクリルウレタン樹脂を主成分とする表面層であることを特徴とする請求項１または２に記載の帯電部材。
【請求項４】
電子写真装置において、帯電手段が請求項１乃至３のいずれかに記載の帯電部材であることを特徴とする電子写真装置。
【請求項５】
導電性支持部材と、該導電性支持部材上に形成された導電性弾性体層と、該導電性弾性体層上に形成された下地層と、表面層とを少なくとも有する帯電部材において、該表面層がアクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも一種のポリマーと、ポリオールとポリイソシアネートと導電剤とを少なくとも含有する塗工液で形成された表面層であることを特徴とする帯電部材。
【請求項６】
該下地層が押し出し機により形成されたシームレスチューブであることを特徴とする請求項５に記載の帯電部材。
【請求項７】
該表面層が、アクリルポリオールがイソシアネート架橋されたアクリルウレタン樹脂を主成分とする表面層であることを特徴とする請求項５または６に記載の帯電部材。
【請求項８】
電子写真装置において、帯電手段が請求項５乃至７のいずれかに記載の帯電部材であることを特徴とする電子写真装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２６４２５４（Ｐ２００７−２６４２５４Ａ）
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−８８４７０（Ｐ２００６−８８４７０）
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【出願人】（３９３００２６３４）キヤノン化成株式会社 (640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月１１日（２００７．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【出願人】（３９３００２６３４）キヤノン化成株式会社 (640)
【Ｆターム（参考）】
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