JP4916656B2

JP4916656B2 - トラバース塗装工程における連続硬化方法

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Publication number: JP4916656B2
Application number: JP2004346358A
Authority: JP
Inventors: 弘行安西; 秀洋赤間; 浩之兼杉; 光治高木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2024-11-30
Also published as: JP2006150269A

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真装置、静電記録装置等の画像形成装置に用いられる導電性ローラまたは導電性エンドレスベルトを製造する技術に係り、特に、これらの導電性ローラまたは導電性エンドレスベルトの表面の高品質化のために採用されるもので、導電性ローラまたは導電性エンドレスベルトの基体部の表面に塗料を塗布するトラバース塗装工程における連続硬化方法に関する。

複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置においては、潜像を保持した感光ドラム等にトナーを供給し、感光ドラムの潜像に該トナーを付着させて潜像を可視化する現像方法として、加圧現像法が知られている。該加圧現像法においては、例えば、感光ドラムを一定電位に帯電させた後、露光機により感光ドラム上に静電潜像を形成し、さらに、トナーを担持した現像ローラを、静電潜像を保持した感光ドラムに接触させて、トナーを感光ドラムの潜像に付着させる現像を行う。また、感光ドラムと現像ローラに一定の間隙を設け、その間隙にトナーを電気的に飛翔させて現像を行う非接触現像法も提案されている。

また、上記感光ドラムの帯電には、従来コロナ放電方式が採用されていたが、コロナ放電方式では、６〜１０ｋＶの高電圧を印加する必要があるため、装置の安全確認の観点から好ましくはなく、さらに、コロナ放電中にオゾン等の有害物質が発生するため、環境面からも好ましくなかった。これに対し、感光ドラムを帯電させる接触帯電方式が提案されている。

上記加圧現像法における現像ローラ、ならびに上記接触帯電方式における帯電ローラは、感光ドラムに密着した状態を確実に保持しながら回転しなければならないため、また、非接触現像法における現像ローラにおいても、トナーに対するストレスを軽減するために、金属等の良導電性材料からなるシャフトの外周に、シリコーンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）、ポリウレタン等のエラストマーにカーボンブラックや金属粉を分散させた半導電性の弾性体やこれらを発泡させた発泡体からなる半導電性弾性層を形成した構造となっている。また、トナーに対する帯電性や付着性の制御、弾性層による感光ドラムの汚染防止等を目的として、上記弾性層の表面に、さらに、樹脂被覆層を形成する場合がある。

さらに、上記現像ローラおよび帯電ローラに加えて、現像ローラにトナーを供給するためのトナー供給ローラ、感光ドラムの潜像に付着したトナーを記録媒体に転写するための転写ローラ、転写後に感光ドラム上に残留するトナーを除去するためのクリーニングローラ等にも、上記のようなシャフトの外周に半導電性弾性層を形成し、該弾性層の表面にさらに樹脂被覆層を形成した構造の導電性ローラが用いられている。

一方、カラープリンターやカラー複写機においても、基本的には前記加圧現像法にしたがってプリントが行われるが、カラー印刷の場合には、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色のトナーを用いて色調を再現するもので、これらのトナーを所定割合で重ね合わせて必要な色調を得るための工夫が必要であり、この工程を行うためにはいくつかの方式が提案されている。

４つの感光ドラムを設け、各ドラムの潜像をそれぞれマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色のトナーで現像することにより、マゼンタによるトナー像、イエローによるトナー像、シアンによるトナー像、ブラックによるトナー像の４つのトナー像を形成し、これらトナー像が形成された感光ドラムを１列に並べて各トナー像を紙等の記録媒体に順次転写して記録媒体上に重ねるとにより、カラー画像を再現するタンデム方式と、感光体上のトナー像を一旦転写保持するドラムやベルトからなる中間転写部材を設け、この中間転写部材の周囲にマゼンタによるトナー像、イエローによるトナー像、シアンによるトナー像、ブラックによるトナー像を形成した４つの感光体を配置して、４色のトナー像を中間転写部材上に順次転写することにより、この中間転写部材上にカラー画像を形成し、このカラー画像を紙等の記録媒体上に転写する中間転写方式がある。また、タンデム方式と中間転写方式とを組み合わせたタンデム中間転写方式もある。これらの方式において、記録媒体送り機能付与とトナー像形成のために無端状の導電性エンドレスベルトが用いられているのは周知の通りである。

これらのローラまたはベルト表面において、トナー離型性等の機能性を向上させるため、基材層とは別に表層として樹脂被覆層（塗膜層）を形成することが行われている。

従来、上記導電性ローラや導電性エンドレスベルトにおいて、上記樹脂被覆層は、シャフトと弾性層とからなる導電性ローラ基材本体（基体部）または無端状の導電性エンドレスベルト基材本体を溶剤系もしくは水系の塗工液中にディップするか、または該塗工液を導電性ローラ基材本体もしくは導電性エンドレスベルト基材本体にスプレーした後、熱もしくは熱風で乾燥・硬化して形成される。導電性エンドレスベルトをディップ塗装するものとしては下記特許文献１に開示されたものがあり、導電性エンドレスベルトをスプレー塗装するものとしては下記特許文献２に開示されたものがある。また、導電性ローラをディップ塗装するものとしては下記特許文献３に開示されたものがある。
特開２００１−４２６５８号公報（段落００３２参照）特開平１１−１５２９５号公報（段落００５６参照）特開２００３−７６０８９公報（全文）

しかしながら、このような従来のディップ塗装やスプレー塗装方法では、長時間の乾燥が必要なため、量産には長い乾燥ラインが必要であった。また、塗装された塗膜層は、その用途から微妙な導電性および表面状態が要求されるが、乾燥ライン内の温度分布および風量等のばらつきが樹脂被覆層の性能に大きく影響するため、品質上の問題があった。また、導電性ローラ基体部に塗装された塗膜層が、塗装直後に液だれを生じることがある。そのため、別工程にて塗膜層の表面を加熱して乾燥・硬化を行う必要があった。したがって、所要スペースも増大して工程が複雑化し、時間もかかって作業効率が低下していた。

そこで本発明は、このような従来の塗装の諸課題を解決して、硬化手段を塗装工程の内部に取り込んで、塗膜層に液だれを生じさせることなく、要スペースも少なく工程時間も短縮できるトラバース塗装工程における連続硬化方法を提供することを目的とする。

このため本発明は、回転する導電性ローラまたは導電性エンドレスベルトの基体部の表面にこれら導電性ローラまたは導電性エンドレスベルトと軸方向に相対移動する塗装装置により塗料を塗布するトラバース塗装方法において、塗装工程の直後に続けてローラまたはエンドレスベルトの移動方向に併設された照射手段により紫外線あるいは電子線を前記ローラまたはエンドレスベルトの塗膜層にトラバース照射し、前記照射手段とローラまたはエンドレスベルトとを軸方向に相対移動させて前記塗装と硬化を連続して行うことを特徴とする。また本発明は、前記塗装工程に先立って、塗装工程の直前にて、ローラまたはエンドレスベルトの移動方向に併設されたプラズマ照射手段あるいはコロナ放電手段によりプラズマあるいはコロナを前記ローラまたはエンドレスベルトの基体部表面に照射して前処理し、連続して塗装工程を行う、前処理と塗装と硬化とを連続して行うことを特徴とする。また本発明は、前記塗装工程にて塗布される塗料が紫外線硬化型樹脂あるいは電子線硬化型樹脂から構成されたことを特徴とする。また本発明は、前記トラバース塗装方法が、ロールコーター、ダイコーター、あるいはスプレーコーターによりなされることを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。

本発明によれば、回転する導電性ローラまたは導電性エンドレスベルトの基体部の表面にこれら導電性ローラまたは導電性エンドレスベルトと軸方向に相対移動する塗装装置により塗料を塗布するトラバース塗装方法において、塗装工程の直後に続けてローラまたはエンドレスベルトの移動方向に併設された照射手段により紫外線あるいは電子線を前記ローラまたはエンドレスベルトの塗膜層にトラバース照射し、前記照射手段とローラまたはエンドレスベルトとを軸方向に相対移動させて前記塗装と硬化を連続して行うことにより、トラバース塗装方法の利点を活かして、塗装コーターと紫外線照射手段等とを併設し、塗装された塗膜層の表面が、その後の紫外線あるいは電子線の照射により、即座に均一かつ効果的に硬化されて、液だれを生じることなく、工程時間も短縮できて品質が向上する。

さらに、前記塗装工程に先立って、塗装工程の直前にて、ローラまたはエンドレスベルトの移動方向に併設されたプラズマ照射手段あるいはコロナ放電手段によりプラズマあるいはコロナを前記ローラまたはエンドレスベルトの基体部表面に照射して前処理し、連続して塗装工程を行う、前処理と塗装と硬化とを連続して行う場合は、トラバース塗装方法の利点を活かして、塗装の直前にプラズマ照射により基体部の表面が改質されて塗料の濡れ性が高まり、塗りむらや厚みの不均一性が解消される。その結果、塗料の、密着性が向上して長期運転時の塗膜層の剥離の不具合を解消できる。また、コロナ放電を用いれば、低電流で大気圧での表面処理による基体部表面の改質が可能となる。

さらにまた、前記塗装工程にて塗布される塗料が紫外線硬化型樹脂あるいは電子線硬化型樹脂から構成された場合は、塗装直後の導電性ローラ等の塗膜層表面に紫外線（ＵＶ）照射あるいは電子線（ＥＢ）照射を有効に行え、塗料が適正にかつ速やかに乾燥硬化して生産効率の向上に寄与する。

また、前記トラバース塗装方法が、ロールコーター、ダイコーター、あるいはスプレーコーターによりなされる場合は、簡素なプラズマ放電やコロナ放電による導電性ローラ等の基体部の表面の前処理による改質および塗装された塗膜層の紫外線等の照射により、即座で均一かつ効果的な硬化が、殆ど全てのトラバース塗装方法の前処理および後処理として簡便に採用することができるので、トラバース塗装方法の利点を活かして、塗装工程の簡略化に寄与できる。

以下、本発明のトラバース塗装工程（トラバース塗装とは、トラバース塗装とは、回転する導電性ローラまたは導電性エンドレスベルトに対して、これら導電性ローラまたは導電性エンドレスベルトの軸方向に相対移動する塗装装置により塗料を塗布する塗装方法）における連続硬化方法を図面に基づいて説明する。図１は本発明のトラバース塗装工程における連続硬化方法の第１実施例を示すもので、図１（Ａ）はロールコータ塗装工程に採用された平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図、図２は塗装工程に前処理を加えた本発明のトラバース塗装工程における連続硬化方法の第２実施例を示す平面図、図３は導電性ローラの各例の斜視図である。本発明のトラバース塗装工程における連続硬化方法の基本的な構成は、図１に示すように、回転する導電性ローラ１または導電性エンドレスベルトの基体部５の表面にこれら導電性ローラ１または導電性エンドレスベルトと軸方向に相対移動する塗装装置１０により塗料を塗布するトラバース塗装方法において、塗装工程の直後に続けてローラまたはエンドレスベルトの移動方向に併設された照射手段１８により紫外線あるいは電子線を前記ローラ１またはエンドレスベルトの塗膜層４にトラバース照射し、前記照射手段１８とローラ１またはエンドレスベルトとを軸方向に相対移動させて前記塗装と硬化を連続して行うことを特徴とする。

以下、実施例について説明する。図３は導電性ローラとして使用される各例を示す。図３（Ａ）は弾性ローラ１の例で、金属や合成樹脂製の硬質の中実棒状体からなる軸６の周囲に弾性体の基体部５が被覆される。該基体部５の周囲にさらに塗装膜４が塗装される。図３（Ｂ）はパイプ型ローラ２の例で、金属や合成樹脂製の硬質の管状体からなるパイプ軸７の周囲に厚さの薄い弾性体の基体部５が被覆される。該基体部５の周囲にさらに塗装膜４が塗装される。図３（Ｃ）は導電性エンドレスベルト３の例で、ゴムや樹脂等の基体部５が張設される。該基体部５の周囲にさらに塗装膜４が塗装される。さらに、ベルト基体部と表面層との間に弾性層を設けてもよい。

これらの導電性ローラの中の弾性ローラ１の塗装工程を例として説明する。図１（Ａ）に示すように、被塗装体である導電性の弾性ローラ１は、その軸の両端部が軸支されて図示省略のローラ駆動モータにより回転しつつ、軸方向にトラバース移動する。弾性ローラ１の基体部の表面に接触あるいは近接（隙間ｄを設定）するロールコーター１０の塗装ロール１１により、弾性ローラ１の基体部の表面が塗装される。塗装ロール１１の軸と弾性ローラ１の軸とは所定角度θ（θは変更可能）にて交差配置されており、両ローラーの点接触により螺旋状（図１（Ａ）のＡ−Ａ部近傍の螺旋模様参照）に均一に塗りむらが少なく塗布されていく。前記角度θを小さくすれば塗装の螺旋塗膜の幅を大きくすることができる。設計上許容されるなら、弾性ローラ１側を回転のみとしてトラバース移動を不可とし、ロールコータ１０側をトラバース移動可能に構成してもよい。

図１（Ｂ）に示すように、ロールコーター１０は、塗料タンク１２内に貯溜された塗料中に浸されて配設される塗装ロール１１と、該塗装ロール１１を回転駆動するロール駆動モータ１４とから構成される。ロールコーター１０における塗装ロール１１の表面は、被塗装体である導電性の弾性ローラ１の表面に接触し、互いに回転する表面同士が点接触して、塗装ロール１１の周面の塗料を導電性ローラ１の基体部の表面に移載する。このように構成することで、塗膜の厚さの均一化と両者の離脱時の離脱線の解消が図られ、連続しての塗布が可能となって生産性が向上する他、塗りむらの解消や塗膜の厚みの均一化が可能となる。塗装ロール１１の周面には微細なグラビア状の凹凸面が形成されており、塗料タンク１２から導電性ローラ１の基体部５表面への塗料の移載を容易にする。図１（Ｂ）の符号１６は、前記グラビア状の凹凸面による塗装ロール１１の表面への過剰な塗料の移載が抑制されるように、塗装ロール１１の表面から塗料を剥ぎ取るブレードを示すものである。

本発明では、このような塗装ロール１１による導電性ローラ１の塗膜層４の形成、すなわち塗装工程の直後で同時に、回転しつつトラバース移動する導電性ローラ１の表面を照射する紫外線照射手段あるいは電子線照射手段１８を併設するものである。前記塗装工程で塗布される塗料は紫外線硬化型樹脂あるいは電子線硬化型樹脂から構成され、トラバース移動す塗装直後の導電性ローラ１等の塗膜層４の表面に紫外線（ＥＶ）照射あるいは電子線（ＥＢ）照射を迅速に施すことによって、塗料を液だれ等を生じることなく、適正にかつ速やかに乾燥硬化させて生産効率が向上する。かくして、作業時間の短縮化と工程の簡略化が実現する。

図２は塗装工程に前処理を加えた本発明のトラバース塗装工程における連続硬化方法の第２実施例を示す平面図である。本実施例では、前述の紫外線照射手段あるいは電子線照射手段１８による後処理を伴うトラバース塗装工程に先立って、トラバース塗装方法の利点を活かし、塗装を行うロールコーター１０に併設して、先行側にプラズマ照射手段あるいはコロナ放電手段１７を設置したものである。これにより、軸方向にトラバース移動する導電性ローラ１の基体部５の表面を塗装に先立って予め改質するものである。好適には、図示省略のローラ駆動モータを搭載しローラ１の両端部を支持するフレーム体（図示省略）を矢印Ａのように軸方向にトラバース移動させる。したがって、その場合はロールコーター１０はローラ１との交差角度θの調整を除いて静止構造とされる。

塗装工程に先立って導電性ローラ１の基体部５の表面をプラズマ照射することにより、基体部５を構成するエラストマー等の樹脂材の表面がプラズマ状態の雰囲気中に晒される。この結果、エラストマー等の樹脂材の表面が改質されて撥水性が減少して濡れ性が高まり、塗装の際の塗料の塗りむらが解消されるとともに均一な厚みの塗装が実現されて、ローラ１の表面品質が向上する。なお、大気圧でのプラズマ照射が可能である。プラズマ照射手段１７に代えて、プラズマ放電の１種であるコロナ放電手段を設置してもよい。コロナ放電手段１７により導電性ローラ１の基体部５の表面をコロナ放電雰囲気中に晒す場合は、コロナ放電の特性により、低電流で大気圧での表面処理が可能となる。本実施例では、トラバース塗装の利点を活かして前処理を塗装の直前で同時に行えて、時間が経つと失活してしまうプラズマ照射後の改質面に速やかに塗装を施すことができて、塗装工程時間の大幅な短縮が可能となる。

本発明の導電性ローラの弾性層は、エラストマーに導電剤を含むものであって、必要に応じて添加剤等の他の成分を含む。該弾性層に用いるエラストマーとしては、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリルニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、エピクロロヒドリンゴム（ＥＣＯ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリウレタンおよびこれらの混合物等が挙げられ、これらの中でも、シリコーンゴム、ＥＰＤＭ、ＥＣＯおよびポリウレタンが好ましい。上記弾性層には、上記エラストマーを発泡剤を用いて化学的に発泡させたり、ポリウレタンフォームのように空気を機械的に巻き込んで発泡させる等して、上記エラストマーを発泡体として用いてもよい。

上記シャフトと弾性層とは、反応射出成形法（ＲＩＭ成形法）を用いて一体化してもよい。すなわち、弾性層の原料成分を構成する２種類の液を筒状型内に混合射出し、反応硬化させて、シャフトと弾性層とを一体化することができる。これにより、原料の注入から脱型までの所要時間を短縮し、生産コストを大幅に削減することができる。

また、上記弾性層にシリコーンゴムを用いる場合、該シリコーンゴムは、一般的なミラブル型シリコーンゴム（ＨＣＲ）でも液状シリコーンゴム（ＬＳＲ）でもよい。なお、液状シリコーンゴムを用いる場合、液状射出成形（ＬＩＭ：ＬｉｑｕｉｄｉｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇ）で弾性層を形成するのが好ましい。上記液状シリコーンゴムは、ビニル基含有ポリオルガノシロキサンに対して、オルガノハイドロジェンポリシロキサン、シリカ等の補強性充填剤、導電剤、白金系触媒、反応抑制剤、シリコーンオイル、その他の各種添加剤を配合してなり、所定の形状のモールドに注入された後、加熱硬化によって成形される。

上記ビニル基含有ポリオルガノシロキサンは、分子中に２個以上の反応基を有し、該反応基としてはアルケニル基および水酸基が挙げられる。該ビニル基含有ポリオルガノシロキサンとしては、下記式１

（式１中、Ｒ¹は、それぞれ独立して一価の炭化水素基であり、ｎは１００〜１００００の整数である）で表される化合物が好ましい。ここで、Ｒ¹における一価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基およびペンチル基等のアルキル基、ビニル基およびアリル基等のアルケニル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基等のアリール基、ベンジル等のアルキル基等が挙げられる。

また、上記オルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、下記式２

（式２中、Ｒ²は、それぞれ独立して水素または一価の炭化水素基であり、ｍは１０〜１０００の整数である）で表され、分子中に２個以上の珪素−水素結合を有する化合物が好ましい。ここで、Ｒ²おける一価の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基およびペンチル基等のアルキル基、ビニル基およびアリル基等のアルケニル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基等のアリール基、ベンジル等のアルキル基等が挙げられる。

また、液状シリコーンゴムに含まれる導電剤としては、前記弾性層に一般に用いられる導電剤を使用することができる。白金系触媒としては、塩化第二白金、塩化白金酸、アルコール変性塩化白金等が挙げられ、反応抑制剤としては、メチルビニルシクロテトラシロキサン、アセチレンアルコール類、シロキサン変性アセチレンアルコール、ハイドロパーオキサイド等が挙げられる。

上記弾性層に用いる導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤等が挙げられる。電子導電剤としては、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦ、ＳＲＦ、ＦＴ、ＭＴ等のゴム用カーボンブラック、酸化処理等を施したカラー用カーボンブラック、熱分解カーボンブラック、天然グラファイト、人造グラファイト、アンチモンドープ酸化スズ、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属化合物、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属、ポリアニリン、ポリビニール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー、カーボンウィスカー、黒鉛ウィスカー、炭化チタンウィスカー、導電性チタン酸カリウムウィスカー、導電性チタン酸バリウムウィスカー、導電性酸化チタンウィスカー、導電性酸化亜鉛ウィスカー等の導電性ウィスカー等が挙げられる。上記電子導電剤の配合量は、上記エラストマー１００質量部に対して１〜５０質量部の範囲が好ましく、５〜４０質量部の範囲がさらに好ましい。

また、上記イオン導電剤としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩等のアンモニウム塩、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩等が挙げられる。上記イオン導電剤の配合量は、上記エラストマー１００質量部に対して０．０１〜１０質量部の範囲が好ましく、０．０５〜５質量部の範囲がさらに好ましい。上記導電剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよく、電子導電剤とイオン導電剤とを組み合わせてもよい。

上記弾性層は、上記導電剤の配合により、その抵抗値を１０³〜１０¹⁰Ωｃｍとすることが好ましく、１０⁴〜１０⁸Ωｃｍとすることが好ましい。弾性層の抵抗値が１０³Ωｃｍ未満では、電荷が感光ドラム等にリークしたり、電圧により導電性ローラ自体が破壊する場合があり、１０¹⁰Ωｃｍを超えると、地かぶりが発生し易くなる。

上記弾性層は、必要に応じて上記エラストマーをゴム状物質とするために、有機過酸化物等の架橋剤、硫黄等の加硫剤を含有してもよく、さらに加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤等を含有してもよい。また、上記弾性層は、さらに充填剤、しゃく解剤、発泡剤、可塑剤、軟化剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分離剤、離型剤、増量剤、着色剤等のゴム用配合剤を含有してもよい。

また、ポリウレタンまたはＥＰＤＭを基材として上記弾性層を形成する場合、表面上のトナー帯電量をコントロールするために、ニグロシン、トリアミノフェニルメタン、カチオン染料等の各種荷電制御剤、シリコーン樹脂、シリコーンゴム、ナイロン等の微粉体を添加してもよい。ここで、上記荷電制御剤の添加量は、上記ポリウレタンまたはＥＰＤＭ１００質量部に対して１〜５質量部の範囲が好ましく、上記微粉体の添加量は、上記ポリウレタンまたはＥＰＤＭ１００質量部に対して１〜１０質量部の範囲が好ましい。

上記弾性層の硬度は、特に限定されるものではないが、アスカーＣ硬度で８０度以下であるのが好ましく、２０〜７０度であるのがさらに好ましい。弾性層のアスカーＣ硬度が８０ど超えると、導電性ローラと感光ドラム等との接触面積が小さくなり、良好な現像が行えなくなる虞れがあり、また、導電性ローラを現像ローラとして用いた場合、トナーに損傷を与え、感光ドラムや成層ブレードへのトナー固着等が発生して画像不良が起こり易い。一方、弾性層が低硬度過ぎると、導電性ローラを現像ローラとして用いた場合、感光ドラムや成層ブレードとの摩擦力が大きくなり、ジッター等の画像不足が発生する虞れがある。なお、上記弾性層は、感光ドラムや成層ブレード等に当接して使用されるため、硬度を低硬度に設定する場合でも、圧縮永久歪みをなるべく小さくすることが好ましく、具体的には２０％以下とすることが好ましい。

本発明の導電性エンドレスベルトにおいて、基材に用いる熱可塑性樹脂としては、特に制限されるものではないが、例えば、熱可塑性ポリアミド（ＰＡ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、熱可塑性ポリアセタール（ＰＯＭ）、熱可塑性ポリアリレート（ＰＡＲ）、熱可塑性ポリカーボネート（ＰＣ）等を好適に挙げることができる。また、かかる熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーとおポリマーアロイ、またはポリマーブレンドを用いることもでき、これらのうちのいずれかを基材として用いることにより、良好な強度、特には良好な屈曲耐久性を備えたベルトを得ることができる。

また、本発明に用いる高分子イオン導電材料としては、例えば、特開平９−２２７７１７号公報、特開平１０−１２０９２４号公報および特開２０００−３２７９２２号公報に記載されているものを用いることができるが、特に限定されるものではない。

具体的には、（Ａ）有機ポリマー材料、（Ｂ）イオン導電可能なポリマーまたはコポリマーおよび（Ｃ）無機または低分子量有機塩からなる混合物を挙げることができ、ここで、成分（Ａ）は、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリアミド、ポリウレタンまたはポリエステルであり、成分（Ｂ）は、オリゴエトキシ化アクリレートもしくはメタクリレート、芳香族環についてオリゴエトキシ化されたスチレン、ポリエーテルウレタン、ポリエーテル尿素、ポリエーテルアミド、ポリエーテルエステルアミドまたはポリエーテルエステルであり、また成分（Ｃ）は、無機または低分子量有機プロトン酸のアルカリ金属、アルカリ土類金属、亜鉛またはアンモニウム塩であり、好ましくは、ＬｉＣｌｏ₄、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＮａＣｌｏ₄、ＬｉＢＦ₄、ＮａＢＦ₄、ＫＢＦ₄、ＮａＣＦ₄ＳＯ₃、ＫＣｌＯ₄、ＫＰＦ₆、ＫＣＦ₃ＳＯ₃、ＫＣ₄Ｆ₉ＳＯ₃、Ｃａ（ＣｌＯ₄）₂、Ｃａ（ＰＦ₆)₂、Ｍｇ（ＣｌＯ₄)₂、Ｍｇ（ＣＦ₃ＳＯ₃）₂、Ｚｎ（ＣｌＯ₄)₂、Ｚｎ（ＰＦ₆)₂、またはＣａＣＦ₃ＳＯ₃）₂等である。

これらの中でも、成分（Ｂ）として、ポリエーテルアミド成分またはポリエーテルエステルアミド成分を含有する高分子イオン導電剤が好適であり、さらにこれに加えて成分（Ｃ）として低分子イオン導電剤成分を含有することが好ましい。また、かかるポリエーテルアミド成分およびポリエーテルエステルアミド成分としては、ポリエーテル成分が（Ｃ−Ｈ₂ −ＣＨ₂−Ｏ）含有し、ポリアミド成分がナイロン１２またはナイロン６を含有するものが特に好ましく、これを成分（Ｂ）として含有し、さらに成分（Ｃ）の低分子イオン導電剤成分としてＮａＣｌＯ₄を含有する高分子イオン導電剤が特に好適である。かかる好適な高分子イオン導電剤は、市場においてＩｒｇａｓｔａｔ（登録商標）Ｐ１８およびＩｒｇａｓｔａｔ（登録商標）Ｐ２２（共に、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ・インコーポレーテッド製）、ペレスタットＮＣ６３２１（三洋化成（株）製）として入手することができる。

また、本発明においては、基材に対して、機能性成分として他の導電性材料を添加して、補助的に導電性の付与、調整を行うこともできる。かかる導電性材料としては、特に限定されず、ラウリルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸、ジメチルエチルアンモニウムの過塩素酸塩、塩素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エトサルフェート塩、ハロゲン化ベンジル塩（臭化ベルジル塩、塩化ベンジル塩等）等の第４級アンモニウム等の陽イオン界面活性剤：脂肪族スルホン酸、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸塩、高級アルコール燐酸エステル塩等の陰イオン界面活性剤；各種ベタイン等の両性イオン界面活性剤；高級アルコールエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、多価アコール脂肪酸エステル等の非イオン性帯電防止剤等の帯電防止剤、ＬｉＣＦ₂ＳＯ₂、ＮａＣｌｏ₄、ＬｉＢＦ₄、ＮａＣｌ等の周期律表第１族の金属塩；Ｃａ）ＣｌＯ₄）₂等の周期律表第２族の金属塩；およびこれらの帯電防止剤がイソシアネートと反応する活性水素を有する基（水素基、カルボキシル基、一級乃至二級アミン等）を１個以上有するもの等が挙げられる。さらに、これらと多価アルコール（１、４−ブタジエンオール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール等）またはその誘導体との錯体、あるいはエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等との錯体等のイオン導電剤；ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーブン；ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、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、人造グラファイト等；酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛、ニッケル、銅等の金属および金属酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン等の導電性ポリマー等を例示することができる。

これら他の導電性材料の添加量は、基材１００重量部に対して好ましくは０．０１〜３０重量部、より好ましくは０．１〜２０重量部程度である。本発明においては、本発明の効果を損なわない範囲で、上述の成分に加えて他の機能性成分を適宜添加することも可能であり、例えば、各種充填材、カップリング剤、酸化防止剤、滑剤、表面処理剤、顔料、紫外線吸収剤、帯電防止剤、分散剤、中和剤、発泡剤、架橋剤等を適宜配合することができる。さらに、着色剤を添加して、ベルトに着色を施してもよい。

本発明の樹脂被覆層は、紫外線または電子線硬化型樹脂および／または化合物が好適に用いられるが、非紫外線または非電子線硬化型樹脂を含んでもよい。一般に、弾性層の外表面に樹脂被覆層を設けることで、抵抗値を調整したり、トナー帯電量およびトナー搬送量を制御することができるが、樹脂被覆層に非紫外線または非電子線硬化型樹脂および／または化合物と紫外線または電子線硬化型樹脂とを含ませることで、樹脂被覆層のトナー付着を大幅に低減して、ローラ等の耐久性を大幅に向上させることできる。ここで、上記塗工液は、反応性希釈剤、導電剤を含むのが好ましい。また、紫外線硬化型樹脂または紫外線硬化型化合物の場合には、光重合開始剤、光重合促進剤を含むのが好ましい。その他、必要に応じて公知の添加剤を含んでもよく、また、溶剤を含まないのが好ましい。

上記樹脂被覆層に用いる紫外線または電子線硬化型樹脂としては、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、アクリルウレタン樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ビニルエーテル系樹脂、ビニルエステル系樹脂およびこれら樹脂に特定の官能基を導入した変性樹脂等が挙げられ、これら樹脂は、１種単独でも、２種以上を混合して用いてもよい。
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上記紫外線または電子線硬化型樹脂は、紫外線または電子線により重合可能な樹脂および／または化合物、好ましくは、紫外線または電子線により重合可能な炭素原子間二重結合を有する樹脂および／または化合物を紫外線または電子線照射により硬化させてなる。上記紫外線または電子線により重合可能な樹脂および／または化合物は、（メタ）アクリレートモノマーおよびオリゴマーが好ましい。ここで、（メタ）アクリレートモノマーおよびオリゴマーとしては、ウレタン系（メタ）アクリレート、エポキシ系（メタ）アクリレート、エーテル系（メタ）アクリレート、エステル系（メタ）アクリレート、ポリカーボネート系（メタ）アクリレート、シリコーン系（メタ）アクリレート等のモノマーおよびオリゴマーが挙げられる。

上記樹脂被覆層の形成に用いる塗工液には、さらに必要に応じて重合性二重結合を有する反応性希釈剤、導電剤等の各種添加剤を配合してもよい。塗工液に重合性二重結合を有する反応性希釈剤を配合することで、塗工液の粘度を調整することができる。該反応性希釈剤としては、アミノ酸や水酸基を含む化合物に、（メタ）アクリル酸がエステル化反応およびアミド化反応で結合した構造の単官能、２官能または多官能の重合性化合物を使用することができる。上記反応性希釈剤の配合量は、上記紫外線により重合可能な樹脂および化合物の合計１００質量部に対して１０〜２００質量部の範囲が好ましい。

また、上記塗工液に用いる導電剤としては、上記弾性層用導電剤として例示したものと同様のものを例示することができる。それらの中でも、カーボン系電子導電剤、イオン導電剤および透明導電剤が好ましい。

上記樹脂被覆層の形成に用いる塗工液には、紫外線を照射して硬化させる場合は、光重合開始剤を配合するのが好ましい。該光重合開始剤としては、公知のものを使用することができる。例えば、４−ジメチルアミノ安息香酸、４−ジメチルアミノ安息香酸エステル、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、アセトフェノンジエチルケタール、アルコキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノンおよび３，３−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン、４、４−ジメトキシベンゾフェノン、４、４−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体、ベンゾイル安息香酸アルキル、ビス（４−ジアルキルアミノフェニル）ケトン、ベンジルおよびベンジルメチルケタール等のベンジル誘導体、ベンゾインおよびベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン誘導体、ベンゾインイソプロピルエーテル、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、キサントン、チオキサントンおよびチオキサントン誘導体、フルオレン、２，４，６トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾオイル）−２，４．４−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６６−トリメチリルベンゾオイル）フェニルホスソフィンオキシド、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルホリノプロパン−１，２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（モルホリノフェニル）−ブタン−１等が挙げられる。これら光重合開始剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

上記樹脂被覆層の形成に用いる塗工液に光重合開始剤を配合する場合、光重合開始剤による重合反応を促進するために、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の第３級アミン系光重合促進剤、トリフェニルホスフィン等のホスフィン系光重合促進剤。チオジグリコール等のチオエーテル系光重合促進剤等をさらに添加してもよい。これら光重合促進剤の添加量は、紫外線により重合可能な樹脂および化合物の合計１００質量部に対して０．０１〜１０質量部の範囲が好ましい。

上記樹脂被覆層の厚さは、１から１００μｍの範囲がさらに好ましく、５〜１００μｍの範囲がより一層好ましい。樹脂被覆層の厚さが１μｍ未満では、長期使用時の摩擦によりローラ等の表面の電気性能を充分に確保することができない場合があり、１００μｍを超えると、表面が硬くなり、トナーにダメージを与えて感光ドラムへのトナーの固着が発生して、画像不良を引き起こす場合がある。

本発明における連続硬化および前処理を伴うトラバース塗装方法としては、実施例にて説明したロールコーターによる塗装の他、トラバース塗装が可能であるところの、ダイコーター塗装方法、あるいはスプレーコーター塗装方法が採用される。ダイコーター塗装方法は、導電性ローラ１に併設して配置された上部および下部ダイヘッド間の隙間から線状に噴射される塗料により、回転する導電性ローラ１の基体部５の表面を塗装するものである。ダイヘッドを導電性ローラ１の軸線に沿ってトラバースさせる。スプレーコーター塗装方法は、導電性ローラ１に併設して配置されたスプレーから放射状に噴射される塗料により、トラバース移動しつつ回転する導電性ローラ１の基体部５の表面を塗装するものである。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、導電性ローラ等の種類（帯電ローラ、現像ローラ等）、層状形態を含む形状、形式（弾性ローラ、パイプ型ローラ、エンドレスベルト型等）、トラバース塗装形態（好適には被塗装体である導電性ローラ側を軸移動させるが、ロールコーター等の塗装ロール側を軸移動させてもよい）、導電性ローラの回転形態、トラバースおよび回転駆動のためのアクチュエータの形態（電動、流体、磁気等の駆動源の種類およびラックとピニオン、ピストンとシリンダ等）、紫外線照射手段および電子線照射手段ならびにプラズマ照射手段およびコロナ放電手段の形状、形式およびそれらの照射形態、放電形態、設置形態、導電性ローラ等の基体部の軸あるいはパイプ軸への固着形態、基体部の材質および導電剤の含有量等の添加形態、紫外線硬化型樹脂あるいは電子線硬化型樹脂等の塗料への含有量等の添加形態、トラバース塗装方法の種類（好適には、ロールコーターが採用されるが、ダイコーターあるいはスプレーコーター等も採用され得る）等については適宜選択することができる。

本発明のトラバース塗装工程における連続硬化方法の第１実施例を示すもので、図１（Ａ）はロールコータ塗装工程に採用された平面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。塗装工程に前処理を加えた本発明のトラバース塗装工程における連続硬化方法の第２実施例を示す平面図である。導電性ローラの各例の斜視図である。

符号の説明

１導電性ローラ（弾性ローラ等）
４塗膜層
５基体部（弾性層）
６軸（中実軸）
１０ロールコーター
１１塗装ロール
１４ロール駆動モータ
１８紫外線照射手段（あるいは電子線照射手段）

Claims

回転する導電性ローラまたは導電性エンドレスベルトの基体部の表面にこれら導電性ローラまたは導電性エンドレスベルトと軸方向に相対移動する塗装装置により塗料を塗布するトラバース塗装方法において、塗装工程の直後に続けてローラまたはエンドレスベルトの移動方向に併設された照射手段により紫外線あるいは電子線を前記ローラまたはエンドレスベルトの塗膜層にトラバース照射し、前記照射手段とローラまたはエンドレスベルトとを軸方向に相対移動させて前記塗装と硬化を連続して行うことを特徴とするトラバース塗装工程における連続硬化方法。
前記塗装工程に先立って、塗装工程の直前にて、ローラまたはエンドレスベルトの移動方向に併設されたプラズマ照射手段あるいはコロナ放電手段によりプラズマあるいはコロナを前記ローラまたはエンドレスベルトの基体部表面に照射して前処理し、連続して塗装工程を行う、前処理と塗装と硬化とを連続して行うことを特徴とする請求項１に記載のトラバース塗装工程における連続硬化方法。
前記塗装工程にて塗布される塗料が紫外線硬化型樹脂あるいは電子線硬化型樹脂から構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のトラバース塗装工程における連続硬化方法。
前記トラバース塗装方法が、ロールコーター、ダイコーター、あるいはスプレーコーターによりなされることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のトラバース塗装工程における連続硬化方法。