JP6126793B2 - バイアス帯電ローラーのための保護コーティング - Google Patents

Description

電子写真式印刷装置において、従来の帯電工程は、金属線に高電圧を印加してコロナを発生させ、次いで、これを使用して電子写真式感光体を帯電させることを含んでいてもよい。しかし、コロナとともに、オゾンやＮＯ_ｘのような望ましくないコロナ放電生成物が生成する。このようなコロナ放電生成物は、感光体表面に悪影響を及ぼすことがあり、これにより、画像のぼやけまたは色あせのような画質の悪化、または、複写紙に黒い筋ができることがあり、例えば、比較的大量のオゾンが放出された場合、人に有害な場合もある。

コロナ帯電に代わるものとして、直接的な帯電があり、接触型帯電デバイスが用いられる。接触型帯電デバイスは、静電帯電体、例えば、バイアス帯電体を備えていてもよく、静電帯電体に電圧が供給され、感光体と接触したときに感光体を帯電させる。この場合、バイアス帯電体は、望ましい範囲内の表面抵抗率をもつ外側層が必要である。抵抗率が不十分な（低すぎる）材料だと、短絡を起こしたり、および／または感光体に対し受け入れられないほど高い電流が流れたりしてしまうことになる。抵抗率が過剰な（大きすぎる）材料だと、帯電させるのに異常に高い電圧が必要となることになる。抵抗率が望ましい範囲の外にある場合には、接触ニップでの不適合、トナー剥離性の悪化、感光体から漏れることによる帯電中の汚染物質発生を含む他の問題も生じることがある。これらの悪影響によって、接触体の長さ方向に不均一な抵抗率をもつ静電帯電体が得られるか、または、温度、相対湿度、作動時間および／または汚染物質のような変数に影響を受けやすい抵抗率をもつ静電帯電体が得られることがある。

感光体と直接接触するため、接触型帯電デバイスは、応力および機械的な変性が大きくなりやすく、典型的には、例えば、静電帯電体表面に引っかき傷、筋、摩耗、ピンホール状の変形のような表面の欠陥を生じる。静電帯電体表面の欠陥は、最終製品において、例えば、暗い筋発生および／または白／黒点のような望ましくない印刷欠陥に写し取られてしまうことがある。これらの欠陥によって静電帯電体の耐用寿命が短くなり、最終的には、電子写真式印刷装置の耐用寿命が短くなる。

種々の実施形態によれば、導電性基材と、導電性基材の上に配置され、エラストマー材料および半導体材料を含むベース層と、ベース層の上に配置され、ポリマー樹脂および複数の導電性粒子を含む保護外側層とを備え、外側保護層の表面抵抗率が約１０^５Ω／ｓｑ〜約１０^１３Ω／ｓｑである静電帯電体が提供される。

種々の実施形態によれば、導電性基材を提供することと、導電性基材の上にベース層を作成することと、ベース層の上に、ポリマー樹脂および複数の導電性粒子を含む保護外側層を作成することとを含み、外側保護層の表面抵抗率が約１０^５Ω／ｓｑ〜約１０^１３Ω／ｓｑである、静電帯電体を製造する方法が提供される。

図１は、本教示の種々の実施形態による例示的な印刷装置を概略的に示す図である。 図２は、本教示の種々の実施形態による例示的な帯電ステーションの断面を概略的に示す図である。 図３は、本教示の開示されている実施形態が存在しない静電帯電体からの印刷出力結果をスキャンした画像を示す図である。

図１は、例示的な印刷装置１００を概略的に示す。例示的な印刷装置１００は、ゼログラフィー式プリンタであってもよく、電子写真式光受容体１７２と、電子写真式光受容体１７２を均一に帯電させるための帯電ステーション１７４と、を備えていてもよい。帯電ステーション１７４は、図２に示されるようなロール（円筒）形状またはベルト形状（図示せず）またはシート形状（図示せず）の静電帯電体を備えていてもよい。電子写真式光受容体１７２は、図１に示されるようなドラム光受容体またはベルト光受容体（図示せず）であってもよい。例示的な印刷装置１００は、画像形成ステーション１７６を備えていてもよく、この画像形成ステーションで、電子写真式光受容体１７２の上に潜像を作成するために、元々の書類（図示せず）に光源（図示せず）をあててもよい。例示的な印刷装置１００は、そのほかに、電子写真式光受容体１７２の上にある潜像を可視化された画像に変換するための現像サブステーション１７８と、可視化された画像を媒体１２０の上に転写するための転写サブシステム１７９とを備えていてもよい。また、印刷装置１００は、媒体１２０の上に可視化された画像を固定するためのフューザーサブシステム１０１を備えていてもよい。フューザーサブシステム１０１は、フューザー部材１１０、加圧部材１１２、給油サブシステム（図示せず）、クリーニングウェブ（図示せず）の１つ以上を備えていてもよい。

図２は、本教示の種々の実施形態にかかる例示的な帯電ステーション２００の断面を概略的に示す。帯電ステーション２００は、高電圧電源２６０に接続した例示的な静電帯電体２１０を備えていてもよい。バイアス帯電ローラー２１０は、光受容体１７２を均一に帯電させるように、光受容体１７２と接触させることができる。

静電帯電体２１０は、限定されないが、ロール、ドラム、ベルトなどを含む任意の適切な形態をなしていてもよい。ある態様では、静電帯電体２１０は、ロール、例えば、バイアス帯電ローラー（ＢＣＲ）であってもよい。静電帯電体２１０は、導電性基材（コア）２２０を備えていてもよい。導電性基材２２０は、直径が、例えば、約１ｍｍ〜約５０ｍｍであってもよいが、所望な場合、これより大きな直径または小さな直径を用いてもよい。導電性基材２２０は、任意の適切な耐久性材料、例えば、金属（例えば、アルミニウム、鋼鉄など）または導電性ポリマー、または銅、ニッケルなどのような金属の表面コーティングを含む絶縁性ポリマーから作られていてもよい。

静電帯電体２１０は、導電性コア２２０の上に配置された保護外側層２４０を備えていてもよい。場合により、ベース層２３０は、図１に示されるように、導電性コア２２０と保護外側層２４０との間に配置されていてもよい。１つの層として示されているが、ベース層２３０がなくてもよく、または複数のベース層があってもよい。ベース層が備わっている場合、ベース層２３０は、以下に記載されるように、任意のエラストマー材料および半導体材料を含んでいてもよい。非限定的な実施形態では、エラストマー材料としては、イソプレン、クロロプレン、エピクロロヒドリン、ブチルエラストマー、ポリウレタン、シリコーンエラストマー、フッ素エラストマー、スチレン−ブタジエンエラストマー、ブタジエンエラストマー、ニトリルエラストマー、エチレンプロピレンエラストマー、エピクロロヒドリン−エチレンオキシドコポリマー、エピクロロヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテルコポリマー、エチレン−プロピレン−ジエン（ＥＰＤＭ）エラストマー、アクリロニトリル−ブタジエンコポリマー（ＮＢＲ）、天然ゴムなど、およびこれらの組み合わせを挙げることができる。ある態様では、エラストマー材料は、ポリウレタン、シリコーンエラストマー、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、エピクロロヒドリン−エチレンオキシドコポリマー、エピクロロヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテルコポリマーなど、およびこれらの組み合わせであってもよい。

エラストマー材料とともに、任意の半導体材料が含まれていてもよい。いくつかの実施形態では、半導体材料としては、カーボンブラック、熱分解炭素、グラファイト、金属酸化物、ドープされた金属酸化物、金属アロイ、導電性ポリマー、テトラエチルアンモニウムおよび／またはラウリルトリメチルアンモニウムの塩素酸塩または過塩素酸塩、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩など、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されない。

ベース層２３０は、当該技術分野で既知の任意の適切な様式にしたがって作られてもよい。例えば、タンブラー、Ｖ−ブレンダーなどにあらかじめ全ての成分をブレンドしておき、押出機を用いることによって、得られた混合物を均一に溶融ブレンドする一般的な混合方法を使用してもよい。当技術分野で既知の任意の適切な様式にしたがって、押出成型された溶融混合物で、導電性コア２２０をコーティングしてもよい。場合により、ベース層２３０を、接着剤を用いて導電性コア２２０に接着してもよい。

ベース層２３０中のエラストマー材料の量は、ベース層の合計重量に対し、約７０〜約９９重量％、例えば、約７５〜約９０重量％、または約８０〜約８５重量％の範囲であってもよい。ベース層２３０中の半導体材料の量は、ベース層の合計重量に対し、約１〜約３０重量％、例えば、約１０〜約２５重量％、例えば、約１５〜約２０重量％の範囲であってもよい。ベース層２３０は、厚みが約１０ｍｍ〜約２０ｃｍ、例えば、約５０ｍｍ〜約３ｃｍであってもよい。

保護外側層２４０は、導電性コア２２０またはベース層２３０の上に配置されていてもよい。保護外側層２４０は、ポリマー樹脂と導電性粒子とを含んでいてもよく、ポリマー樹脂は、熱可塑性であっても熱硬化性であってもよい。いくつかの実施形態では、ポリマー樹脂としては、限定されないが、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、共役ジエンモノマー、ビニル芳香族モノマーおよび／またはエチレン系不飽和ニトリルモノマーから誘導されるコポリマーなど、およびこれらの組み合わせが挙げられる。

ある態様では、共役ジエンモノマー、ビニル芳香族モノマーおよび／またはエチレン系不飽和ニトリルモノマーから誘導されるコポリマーとしては、スチレン−ブタジエン（ＳＢ）コポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン（ＮＢＲ）コポリマー、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）ターポリマーなど、およびこれらの組み合わせが挙げられる。特定の態様では、ポリマー樹脂は、熱可塑性アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）ターポリマーであってもよい。このＡＢＳターポリマーに、アクリロニトリルが約１５〜約３５重量％含まれていてもよい。ブタジエンは、ＡＢＳターポリマーの約５〜約３０重量％含まれていてもよい。スチレンは、ＡＢＳターポリマーの約４０〜約６０重量％含まれていてもよい。市販のＡＢＳコポリマーの例としては、例えば、Ｃｈｅｍｔｕｒａ Ｃｏｒｐ．（Ｍｉｄｄｌｅｂｕｒｙ，ＣＴ）Ｂｌｅｎｄｅｘ（登録商標）２００が挙げられる。

熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂として、種々のポリウレタンを適切に本発明に使用することができる。いくつかの実施形態では、適切なポリウレタンは、ポリアクリレートおよびポリイソシアネートから誘導されてもよい。例えば、適切なポリウレタンとしては、限定されないが、ポリアスパラギン酸エステルとイソシアネートの反応生成物（「２Ｋウレタン」）、ヒドロキシ官能性ポリアクリレートとイソシアネートの反応生成物など、およびこれらの組み合わせが挙げられる。市販のポリアクリレートの例としては、Ｄｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）ＮＨ １１２０およびＤｅｓｍｏｐｈｅｎ（登録商標）Ａ ４５０ ＢＡ（Ｂａｙｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＡＧ（Ｌｅｖｅｒｋｕｓｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ））が挙げられる。市販のイソシアネートの例としては、Ｄｅｓｍｏｄｕｒ（登録商標）ＢＬ ３１７５Ａ（Ｂａｙｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＡＧ（Ｌｅｖｅｒｋｕｓｅｎ，Ｇｅｒｍａｎｙ））が挙げられる。

種々のポリエステルを熱可塑性樹脂として本発明に適切に使用することができる。いくつかの実施形態では、適切なポリエステルとしては、熱可塑性ポリカプロラクトンが挙げられる。ある態様では、熱可塑性ポリカプロラクトンは、重量平均分子量が約１０，０００〜約８０，０００、例えば、約２０，０００〜約５０，０００、例えば、約２５，０００〜約４５，０００の範囲内であってもよい。市販の熱可塑性ポリカプロラクトンの例としては、Ｃａｐａ（登録商標）６２５０およびＣａｐａ（登録商標）６１００（Ｐｅｒｓｔｏｒｐ ＡＢ（Ｐｅｒｓｔｏｒｐ、Ｓｗｅｄｅｎ）、Ｐｅｒｓｔｏｒｐ ＵＳＡ（Ｔｏｌｅｄｏ，Ｏｈｉｏ）が販売）が挙げられる。

種々のフェノール樹脂を熱硬化性樹脂として本発明で使用することができる。本明細書で使用する場合、「フェノール樹脂」は、酸性触媒または塩基性触媒存在下、アルデヒドとフェノール源との縮合生成物を指す。

フェノール源は、例えば、フェノール、アルキル置換されたフェノール、例えば、クレゾールおよびキシレノール、ハロゲン置換されたフェノール、例えば、クロロフェノール、多価フェノール、例えば、レゾルシノールまたはピロカテコール、多環フェノール、例えば、ナフトールおよびビスフェノールＡ、アリール置換されたフェノール、シクロアルキル置換されたフェノール、アリールオキシ置換されたフェノールなど、およびこれらの組み合わせであってもよい。種々の態様では、フェノール源は、フェノール、２，６−キシレノール、ｏ−クレゾール、ｐ−クレゾール、３，５−キシレノール、３，４−キシレノール、２，３，４−トリメチルフェノール、３−エチルフェノール、３，５−ジエチルフェノール、ｐ−ブチルフェノール、３，５−ジブチルフェノール、ｐ−アミルフェノール、ｐ−シクロヘキシルフェノール、ｐ−オクチルフェノール、３，５−ジシクロヘキシルフェノール、ｐ−フェニルフェノール、ｐ−クロチルフェノール、３，５−ジメトキシフェノール、３，４，５−トリメトキシフェノール、ｐ−エトキシフェノール、ｐ−ブトキシフェノール、３−メチル−４−メトキシフェノール、ｐ−フェノキシフェノール、複数環のフェノール、例えば、ビスフェノールＡ、およびこれらの組み合わせであってもよい。

フェノール樹脂を作成するときに使用するアルデヒドは、例えば、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ブチルアルデヒド、パラアルデヒド、グリオキサール、フルフルアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド、およびこれらの組み合わせであってもよい。種々の態様では、アルデヒドは、ホルムアルデヒドであってもよい。

フェノール樹脂の非限定的な例としては、ジシクロペンタジエン型フェノール樹脂、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、フェノールアラルキル樹脂、およびこれらの組み合わせが挙げられる。フェノール樹脂の他の非限定的な例としては、アルコール可溶性のレゾール型フェノール樹脂、例えば、ＰＨＥＮＯＬＯＴＥ（登録商標）Ｊ−３２５（ＤＩＣ Ｃｏｒｐ．（東京、日本））、フェノール、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール、クレゾールを含むホルムアルデヒドポリマー、例えば、ＶＡＲＣＵＭ（商標）２９１５９および２９１０１（ＯｘｙＣｈｅｍ Ｃｏ．）およびＤＵＲＩＴＥ（登録商標）９７（Ｂｏｒｄｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、またはアンモニア、クレゾール、フェノールを含むホルムアルデヒドポリマー、例えば、ＶＡＲＣＵＭ（登録商標）２９１１２（ＯｘｙＣｈｅｍ Ｃｏ．）、または、４，４’−（１−メチルエチリデン）ビスフェノールを含むホルムアルデヒドポリマー、例えば、ＶＡＲＣＵＭ（登録商標）２９１０８および２９１１６（ＯｘｙＣｈｅｍ Ｃｏ．）、または、クレゾールおよびフェノールを含むホルムアルデヒドポリマー、例えば、ＶＡＲＣＵＭ（商標）２９４５７（ＯｘｙＣｈｅｍ Ｃｏ．）、ＤＵＲＩＴＥ（登録商標）ＳＤ−４２３Ａ、ＳＤ−４２２Ａ（Ｂｏｒｄｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）、または、フェノールおよびｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノールを含むホルムアルデヒドポリマー、例えば、ＤＵＲＩＴＥ（登録商標）ＥＳＤ ５５６Ｃ（Ｂｏｒｄｅｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）が挙げられる。

いくつかの態様では、フェノール樹脂をそのまま使用してもよく、改質して使用してもよい。例えば、フェノール樹脂を、例えば、限定されないが、ポリビニルブチラール、ナイロン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、ポリビニルホルマール、アルキド、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂（ビスフェノールＡ、エピクロロヒドリンポリマーなど）、ポリアミド、ポリアクリレート、油類など、およびこれらの組み合わせを含む適切な可塑剤を用いて改質してもよい。種々の改質剤は、限定されないが、ＤＥＳＭＯＰＨＥＮ（登録商標）、ＤＥＳＭＯＤＵＲ（登録商標）、ＢＵＴＶＡＲ（登録商標）、ＥＬＶＡＭＩＤＥ（登録商標）、ＤＯＲＥＳＣＯ（登録商標）、ＳＩＬＣＬＥＡＮ（登録商標）およびＰＡＲＡＬＯＩＤ（登録商標）を含む種々の商品名で知られている。

本明細書で使用する場合、「アミノプラスト樹脂」は、窒素を含有する基質とホルムアルデヒドから作られるアミノ樹脂を指し、窒素を含有する基質としては、メラミン、尿素、ベンゾグアナミン、グリコールウリルが挙げられる。アミノプラスト樹脂は、高度にアルキル化されていてもよく、部分的にアルキル化されていてもよい。いくつかの態様では、アミノプラスト樹脂をそのまま使用してもよく、改質して使用してもよい。例えば、アミノプラスト樹脂を、例えば、限定されないが、ポリビニルブチラール、ナイロン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、ポリビニルホルマール、アルキド、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂（ビスフェノールＡ、エピクロロヒドリンポリマーなど）、ポリアミド、ポリアクリレート、油類など、およびこれらの組み合わせを含む適切な可塑剤を用いて改質してもよい。種々の改質剤は、限定されないが、ＤＥＳＭＯＰＨＥＮ（登録商標）、ＤＥＳＭＯＤＵＲ（登録商標）、ＢＵＴＶＡＲ（登録商標）、ＥＬＶＡＭＩＤＥ（登録商標）、ＤＯＲＥＳＣＯ（登録商標）、ＳＩＬＣＬＥＡＮ（登録商標）およびＰＡＲＡＬＯＩＤ（登録商標）を含む種々の商品名で知られている。

メラミンを使用する場合、得られる樹脂は、「メラミン」樹脂としても知られている。メラミン樹脂は、限定されないが、ＣＹＭＥＬ（登録商標）、ＢＥＥＴＬＥ（登録商標）、ＤＹＮＯＭＩＮ（登録商標）、ＢＥＣＫＡＭＩＮＥ（登録商標）、ＵＦＲ（登録商標）、ＢＡＫＥＬＩＴＥ（登録商標）、ＩＳＯＭＩＮ（登録商標）、ＭＥＬＡＩＣＡＲ（登録商標）、ＭＥＬＢＲＩＴＥ（登録商標）、ＭＥＬＭＥＸ（登録商標）、ＭＥＬＯＰＡＳ（登録商標）、ＲＥＳＡＲＴ（登録商標）およびＵＬＴＲＡＰＡＳ（登録商標）を含む種々の商品名で知られている。

いくつかの態様では、メラミン樹脂は、以下の一般式を有していてもよく、
式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４、Ｒ_５、Ｒ_６は、それぞれ独立して、水素原子をあらわすか、または、炭素原子が１〜８個、または１〜４個のアルキル鎖をあらわす。

メラミン樹脂は、水溶性、分散性または非分散性であってもよい。種々の態様では、メラミン樹脂は、高度にアルキル化／アルコキシル化されていてもよく、部分的にアルキル化／アルコキシル化されていてもよく、または、複数のアルキル化／アルコキシル化状態が混ざっていてもよい。種々の態様では、メラミン樹脂は、メチル化、ｎ−ブチル化、またはイソブチル化されていてもよい。他の態様では、メラミン樹脂は、メチロール含有量が低く、イミノ含有量が高くてもよい。いくつかの実施形態では、メラミン樹脂は、主な官能基としてメトキシメチルおよびイミノを含む性質をもつオリゴマーとして記述することができる。メラミン樹脂の非限定的な例として、メチル化されたイミノ量の多いメラミン樹脂（部分的にメチロール化されており、高度にアルキル化されているもの）、例えば、ＣＹＭＥＬ（登録商標）３２３、３２５、３２７、３２８、３８５、高度にメチル化されたメラミン樹脂、例えば、ＣＹＭＥＬ（登録商標）３５０、９３７０、部分的にメチル化されたメラミン樹脂（高度にメチロール化されており、部分的にメチル化されているもの）、例えば、ＣＹＭＥＬ（登録商標）３７３、３７０、固形分が多い混合エーテルメラミン樹脂、例えば、ＣＹＭＥＬ（登録商標）１１３０、３２４、ｎ−ブチル化メラミン樹脂、例えば、ＣＹＭＥＬ （商標）１１５１、６１５、ｎ−ブチル化されたイミノ量の多いメラミン樹脂、例えば、ＣＹＭＥＬ（登録商標）１１５８、イソブチル化メラミン樹脂、例えば、ＣＹＭＥＬ（登録商標）２５５−１０が挙げられる。ＣＹＭＥＬ（登録商標）メラミン樹脂は、Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．（Ｗｏｏｄｌａｎｄ Ｐａｒｋ，ＮＪ）から市販されている。

いくつかの態様では、メラミン樹脂は、メチル化ホルムアルデヒド−メラミン樹脂、メトキシメチル化メラミン樹脂、エトキシメチル化メラミン樹脂、プロポキシメチル化メラミン樹脂、ブトキシメチル化メラミン樹脂、ヘキサメチロールメラミン樹脂、アルコキシアルキル化メラミン樹脂、例えば、メトキシメチル化メラミン樹脂、エトキシメチル化メラミン樹脂、プロポキシメチル化メラミン樹脂、ブトキシメチル化メラミン樹脂、およびこれらの混合物から選択されてもよい。

尿素を使用する場合、得られる樹脂は、「尿素樹脂」としても知られる。尿素樹脂は、ＣＹＭＥＬ（登録商標）、ＢＥＥＴＬＥ（登録商標）、ＤＹＮＯＭＩＮ（登録商標）、ＢＥＣＫＡＭＩＮＥ（登録商標）およびＡＭＩＲＥＭＥ（登録商標）を含む種々の商品名で知られているが、これに限定されない。

いくつかの態様では、尿素樹脂は、以下の一般式を有していてもよく、
式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４は、それぞれ独立して、水素原子をあらわすか、または、炭素原子が１〜８個、または１〜４個のアルキル鎖をあらわす。

いくつかの態様では、尿素樹脂は、水溶性、分散性または非分散性であってもよい。種々の態様では、尿素樹脂は、高度にアルキル化／アルコキシル化されていてもよく、部分的にアルキル化／アルコキシル化されていてもよく、または、複数のアルキル化／アルコキシル化状態が混ざっていてもよい。種々の態様では、尿素樹脂は、メチル化、ｎ−ブチル化、またはイソブチル化されていてもよい。尿素樹脂の非限定的な例としては、メチル化尿素樹脂、例えば、ＣＹＭＥＬ（登録商標）Ｕ−６５、Ｕ−３８２、ｎ−ブチル化尿素樹脂、例えば、ＣＹＭＥＬ（登録商標）Ｕ−１０５４、ＵＢ−３０−Ｂ、イソブチル化尿素樹脂、例えば、ＣＹＭＥＬ（登録商標）Ｕ−６６２、ＵＩ−１９−Ｉが挙げられる。ＣＹＭＥＬ（登録商標）尿素樹脂は、Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．（Ｗｏｏｄｌａｎｄ Ｐａｒｋ，ＮＪ）から市販されている。

ベンゾグアナミンを使用する場合、得られる樹脂は、「ベンゾグアナミン樹脂」としても知られる。ベンゾグアナミン樹脂は、ＣＹＭＥＬ（登録商標）、ＢＥＥＴＬＥ（登録商標）、ＵＦＯＲＭＩＴＥ（登録商標）を含む種々の商品名で知られているが、これに限定されない。

いくつかの態様では、ベンゾグアナミン樹脂は、以下の一般式を有していてもよく、
式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４は、それぞれ独立して、水素原子をあらわすか、または、炭素原子が１〜８個、または１〜４個のアルキル鎖をあらわす。

ベンゾグアナミン樹脂は、水溶性、分散性または非分散性であってもよい。種々の態様では、ベンゾグアナミン樹脂は、高度にアルキル化／アルコキシル化されていてもよく、部分的にアルキル化／アルコキシル化されていてもよく、または、複数のアルキル化／アルコキシル化状態が混ざっていてもよい。種々の態様では、ベンゾグアナミン樹脂は、メチル化、ｎ−ブチル化、またはイソブチル化されていてもよい。ベンゾグアナミン樹脂の非限定的な例としては、ＣＹＭＥＬ（商標）６５９、５０１０、５０１１が挙げられる。ＣＹＭＥＬ（登録商標）ベンゾグアナミン樹脂は、Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．（Ｗｏｏｄｌａｎｄ Ｐａｒｋ，ＮＪ）から市販されている。

グリコウラシルを使用する場合、得られる樹脂は、「グリコールウリル樹脂」としても知られる。グリコールウリル樹脂は、ＣＹＭＥＬ（登録商標）およびＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ（登録商標）を含む商品名で知られているが、これに限定されない。

いくつかの態様では、グリコールウリル樹脂は、以下の一般式を有していてもよく、
式中、Ｒ_１、Ｒ_２、Ｒ_３、Ｒ_４は、それぞれ独立して、水素原子をあらわすか、または、炭素原子が１〜８個、または１〜４個のアルキル鎖をあらわす。

グリコールウリル樹脂は、水溶性、分散性または非分散性であってもよい。種々の態様では、グリコールウリル樹脂は、高度にアルキル化／アルコキシル化されていてもよく、部分的にアルキル化／アルコキシル化されていてもよく、または、複数のアルキル化／アルコキシル化状態が混ざっていてもよい。種々の態様では、グリコールウリル樹脂は、メチル化、ｎ−ブチル化、またはイソブチル化されていてもよい。グリコールウリル樹脂の非限定的な例としては、ＣＹＭＥＬ（登録商標）１１７０、１１７１が挙げられる。ＣＹＭＥＬ（登録商標）グリコールウリル樹脂は、Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｉｎｃ．（Ｗｏｏｄｌａｎｄ Ｐａｒｋ，ＮＪ）から市販されている。

保護外側層２４０は、ポリマー樹脂とともに導電性粒子をさらに含んでいてもよい。導電性粒子は、ベース層２３０の半導体材料と同じであってもよく、異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、導電性粒子としては、カーボンブラック、熱分解炭素、グラファイト、金属酸化物、ドープされた金属酸化物、金属アロイ、導電性ポリマー、テトラエチルアンモニウムおよび／またはラウリルトリメチルアンモニウムの塩素酸塩または過塩素酸塩、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩など、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これに限定されない。ある態様では、導電性粒子は、カーボンブラック、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、金属酸化物、例えば、酸化スズ、酸化インジウム、酸化チタンなど、ドープされた金属酸化物、例えば、酸化スズ−酸化アンチモン固溶体、アンチモンがドープされた酸化チタン、鉄がドープされた酸化チタンなど、ポリアニリン、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリエチレングリコール（ＰＥＤＯＴ−ＰＥＧ）ブロックコポリマー、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ）ポリマーなど、およびこれらの組み合わせであってもよい。本発明で使用するのに適した市販の半導体材料の例としては、限定されないが、ＶＵＬＣＡＮ（登録商標）ＸＣ７２カーボンブラック、ＥＶＯＮＩＫ（登録商標）ＦＷ−１カーボンブラックおよびＰＡＮＩＰＯＬ（登録商標）Ｆポリアニリンが挙げられる。

保護外側層２４０中のポリマー樹脂の量は、保護外側層の合計重量に対し、約４０〜約９９重量％、例えば、約５０〜約９０重量％、または約６０〜約８５重量％の範囲であってもよい。保護外側層２４０中の導電性粒子の量は、ベース層の合計重量に対し、約１〜約６０重量％、例えば、約１０〜約５０重量％、例えば、約１５〜約４０重量％の範囲であってもよい。保護外側層２４０は、厚みが約１μｍ〜約１００μｍ、例えば、約３μｍ〜約４０μｍ、または約４μｍ〜約２０μｍであってもよい。

導電性コア２２０またはベース層２３０の上に配置されている保護外側層２４０を備える開示されている例示的な静電帯電体２００は、保護外側層２４０を含まない従来のＢＣＲ部材と比較して、適切な帯電抵抗率での機械特性が優れていると考えられる。いくつかの実施形態では、保護外側層２４０は、表面導電率が約１０^５Ω／ｓｑ〜約１０^１３Ω／ｓｑ、例えば、約１０^６Ω／ｓｑ〜約１０^１０Ω／ｓｑ、例えば、約１０^７Ω／ｓｑ〜約１０^８Ω／ｓｑであってもよい。理論によって束縛されないが、保護外側層は、最適なＢＣＲ性能に必要な抵抗率および電荷の均一性を保持しつつ、機械強度が優れていると考えられる。抵抗率が不十分な（低すぎる）静電帯電体だと、短絡を起こしたり、および／または感光体に対し受け入れられないほど高い電流が流れたりしてしまうことになる。抵抗率が過剰な（大きすぎる）静電帯電体だと、帯電させるのに異常に高い電圧が必要となることになる。さらに、抵抗率が望ましい範囲の外にある場合には、接触ニップ（すなわち、ＢＣＲが感光体と出会う接触領域）での不適合、トナー剥離性の悪化、感光体から漏れることによる帯電中の汚染物質発生を含む他の問題も生じることがある。これらの悪影響によって、接触体の長さ方向に不均一な抵抗率をもつ静電帯電体が得られるか、または、温度、相対湿度、作動時間および／または汚染物質のような変数に影響を受けやすい抵抗率をもつ静電帯電体が得られることがあり、すべて問題となる。開示されている保護外側層２４０を備えるＢＣＲは、これらの悪影響の多くまたは全てを避けることができる。

保護外側層２４０は、エラストマー材料および導電性粒子を含む分散物から調製することができる。この分散物は、当該技術分野で既知の任意の方法によって、例えば、適切な時間（例えば、数日間）にわたって粉砕（例えば、ボールミルによる粉砕）によって作成することができる。この分散物を濾過し、例えば、浸漬コーティング、フローコーティング、スプレーコーティング、ロールコーティング、リングコーティング、ダイキャスト成型、回転噴霧などの当該技術分野で既知の任意の適切な様式にしたがって、導電性コア２２０またはベース層２３０をコーティングし、約２５℃〜約２００℃、または約１００℃〜約１６０℃の温度で約２０〜約１２０分間、または約３０〜約６０分間硬化させ、保護外側層２４０を作成してもよい。保護外側層は、厚みが約１μｍ〜約１００μｍ、または約２μｍ〜約５０μｍ、例えば、約３μｍ〜約２０μｍであってもよい。

種々の実施形態によれば、静電帯電体２１０を製造する例示的な方法が存在する。この方法は、導電性基材を提供する工程と、導電性基材の上にベース層を作成する工程と、ベース層の上に保護外側層を作成する工程とを含んでいてもよい。種々の実施形態では、静電帯電体は、例えば、ロール（円筒）、ベルトまたはシートのような任意の適切な形状の基材を含んでいてもよい。ベース層は、エラストマー材料と半導体材料とを含んでいてもよい。保護外側層は、ポリマー樹脂と導電性粒子とを含んでいてもよい。種々の実施形態では、保護外側層を作成する工程は、ポリマー樹脂および導電性粒子を溶融ブレンドして混合物を作成することと、導電性コア２２０またはベース層２３０の上に混合物を溶融押出成形することとを含んでいてもよい。しかし、任意の適切な他の溶融ブレンド法および溶融押出成型法を用いてもよい。

溶媒または溶媒混合物に溶解したポリマー樹脂と、導電性粒子とを数時間かけてボールミルで粉砕することによって分散物を調製した。ポリマー樹脂および導電性粒子の種類および量は、表１に示すとおりである。粉砕した後、分散物を２０μｍフィルタで濾過し、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートに対し、薄くコーティングした。コーティングされたＰＥＴシートの表面抵抗率は、表１に示されるように、Ｈｉｒｅｓｔａ ＵＰ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ Ｍｅｔｅｒを用いて決定された。次いで、この分散物を、Ｔｓｕｋｉａｇｅコーターを用いてＩｍａｒｉ（商標）ＢＣＲに対してコーティングし、表１に示されるような厚みを得て、１５０℃で４０分間硬化させた。

表２に示されるように、コーティングされたＢＣＲは、それぞれ優れた帯電均一性を示した。コーティングされていないＢＣＲ（コントロール）から観察された平均帯電に対し、本発明の実施例は、それぞれ、匹敵する帯電能を示した。本発明の実施例を用いた場合、いずれも顕著な変動は観察されず、トルクに関連する問題もなんら観察されなかった。

応力試験について、本発明のそれぞれのＢＣＲを、Ｈｏｄａｋａ固定具を用い、５０００サイクルで摩耗させた。次いで、Ｐｉｎｅｈｕｒｓｔ機またはＩｍｐｅｒｉａ機のいずれかに応力試験するＢＣＲを取り付けることによって印刷物を得た。本発明のＢＣＲは、すべて、暗い筋形成が起こらないようにすることができ、暗い筋の形成は、応力試験後のコーティングされていないＢＣＲを用いた印刷の場合のみ観察された。

Claims (6)

1. 導電性基材と、
   前記導電性基材の上に配置され、エラストマー材料および半導体材料を含むベース層と、
   前記ベース層の上に配置され、ポリマー樹脂および複数の導電性粒子を含む保護外側層と、
   を備え、
   前記保護外側層の表面抵抗率が約１０⁵Ω／ｓｑ〜約１０¹³Ω／ｓｑであり、
   前記ポリマー樹脂が、ポリ尿素、熱可塑性ポリカプロラクトン、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、
   前記導電性粒子には、少なくとも導電性ポリマーが含まれ、
   前記導電性ポリマーは、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳポリマー、ＰＥＤＯＴ／ＰＥＧブロックコポリマー、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、静電帯電体。
2. 前記複数の導電性粒子が、前記保護外側層の合計固形物含有量に対し、約１０重量％〜約５０重量％の範囲の量で存在する、請求項１に記載の静電帯電体。
3. 前記保護外側層は、約４μｍ〜約２０μｍの厚みを有する、請求項１又は２に記載の静電帯電体。
4. 前記エラストマ―材料は、イソプレン、クロロプレン、エピクロロヒドリン、ブチルエラストマー、ポリウレタン、シリコーンエラストマー、フッ素エラストマー、スチレン−ブタジエンエラストマー、ブタジエンエラストマー、ニトリルエラストマー、エチレンプロピレンエラストマー、エピクロロヒドリン−エチレンオキシドコポリマー、エピクロロヒドリン−エチレンオキシド−アリルグリシジルエーテルコポリマー、エチレン−プロピレン−ジエンエラストマー、アクリロニトリル−ブタジエンコポリマー、天然ゴム、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の静電帯電体。
5. 導電性基材を提供することと、
   前記導電性基材の上にベース層を作成することと、
   前記ベース層の上に、ポリマー樹脂および複数の導電性粒子を含む保護外側層を作成することと、
   を含み、
   前記保護外側層の表面抵抗率が約１０⁵Ω／ｓｑ〜約１０¹³Ω／ｓｑであり、
   前記ポリマー樹脂が、ポリ尿素、熱可塑性ポリカプロラクトン、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、およびこれらの組み合わせからなる群から選択され、
   前記導電性粒子には、少なくとも導電性ポリマーが含まれ、
   前記導電性ポリマーは、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳポリマー、ＰＥＤＯＴ／ＰＥＧブロックコポリマー、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、静電帯電体を製造する方法。
6. 前記導電性基材の上に保護外側層を作成する工程が、
   前記ポリマー樹脂および前記複数の導電性粒子を含む分散物を提供することと、
   浸漬コーティング、フローコーティング、スプレーコーティング、ロールコーティング、リングコーティング、ダイキャスト成型、回転噴霧によって、前記分散物で前記導電性基材をコーティングすることと、
   を含む、請求項５に記載の方法。