JPH06332199A - 電子写真像形成部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所望の機械特性と低電荷注入速度特性の両方
を有し、基平面金属基体に中間電荷ブロッキング層を塗
布する必要なしで直接塗布し得る改良されたグラフト化
フルオロエラストマーを外層として含む電子写真像形成
部材を提供することを目的とする。 【構成】 支持基体と、ポリオルガノシロキサングラフ
ト化フルオロエラストマーの実質的に均一な一体化相互
貫入性または架橋ネットワークを含む体積グラフト化フ
ルオロエラストマーの外層とを含む電子写真像形成部
材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真（エレクトロ
グラフィ）に関し、さらに詳細には、ハイブリッド化合
物、薄膜、該ハイブリッド化合物と薄膜の製造方法、並
びに該ハイブリッド化合物および薄膜の、例えば、液体
インク現像システムで用いる誘電性電子受容体(electro
receptor) 装置の製造においての使用方法に関する。電
子写真像形成部材の製造においては、容易に調製でき高
水準の機械的安定性と耐溶媒性を有する材料を必要とし
ている。

【０００２】

【従来の技術】電子写真においては、静電潜像を、イオ
ン流（イオノグラフィ）、鉄筆、型取り電極等によるよ
うな種々の方法によって誘電性像形成層上に形成させ
る。この静電潜像の現像は、乾燥形または液媒中に分散
させたある種の静帯電マーキング粒子の利用によって行
い得る。フルオロエラストマーとポリオルガノシロキサ
ンを含み、一体化相互貫入性ネットワーク(integral in
terpenetrating network) を形成するハイブリッド化合
物即ち体積グラフト化(volume grafted)エラストマー
は、米国特許第５，１６６，０３１号に開示されてい
る。この体積グラフト化化合物は、例えば、電子写真ト
ナー像を定着させるための熱定着用部材の製造において
用いられた。

【０００３】バイトン（Viton 、登録商標) のようなフ
ルオロエラストマーは、アルミニウム、スチールまたは
他の適当な基平面のような金属基体上に直接コーティン
グさせ誘電性受入体を作成し得る。これらのフルオロエ
ラストマーコーティング基平面装置は、公知の手段によ
りコロナ帯電させた場合、非容量性の帯電性を与える高
電荷注入速度を示し、それによって高電荷減衰速度と低
現像電位を生ずる。これらの結果は、フルオロエラスト
マーコーティング装置を帯電的見地からは望ましくない
ものにしている。しかしながら、フルオロエラストマー
は、望ましい機械特性、例えば、耐久性、可撓性、耐溶
媒性等を有し、これらの性質は、フルオロエラストマー
を電子受容体装置での使用においてとりわけ魅力的にし
ている。上記の高電荷注入速度は、基平面とフルオロエ
ラストマー間の界面にブロッキング層を塗布することに
よってコントロールまたは低下させ得る。しかしなが
ら、ブロッキング層の塗布は、追加のコーティング工程
と追加の乾燥および硬化時間を必要とし、收率を低下さ
せ得、不必要に製造コストを増大させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】所望の機械特性と低電
荷注入速度特性の両方を具現化し、基平面と誘電性フル
オロエラストマー層間の界面に別々の工程で中間ブロッ
キング層を塗布する必要のない、１工程で基平面金属基
体に直接塗布し得る改良されたフルオロエラストマーま
たはハイブリッド化合物が求められている。製造するの
に具合が良く、経済的であり、環境的に許容し得、機械
的に安定であり、高耐久性であり、低電荷注入性と高容
量性帯電特性を有する電子受容体装置が求められてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、支持基体と、
フルオロエラストマーとポリオルガノシロキサンを含む
ハイブリッド化合物の実質的に均一な一体化相互貫入性
ネットワークである体積グラフト化エラストマーの外層
とを含む電子写真像形成部材を提供することによって達
成され、この体積グラフト化物は、上記フルオロエラス
トマーを脱フッ化水素剤により脱フッ化水素し；フリー
ラジカルグラフト化、即ち、このフルオロエラストマー
にアルケンまたはアルキン官能性末端化ポリオルガノシ
ロキサンとフリーラジカル開始剤を加え；その後、この
シロキサングラフト化フルオロエラストマー生成物の硬
化剤架橋を行うことによって調製する。

【０００６】図１および２は、それぞれ、比較用の対照
装置と本発明の代表的な実施例の装置の、例えば、帯電
０．５秒後に測定した測定電圧対電荷サイクルの平均値
を示すＱＶ曲線である。図１は、比較例１で述べるよう
なバイトンのみから作成した対照即ち比較用の装置にお
ける２５サイクルの各サイクルでの２６ナノクーロン／
cm² での代表的な帯電性を示す。図２は、実施例２の体
積グラフト化バイトンから作成した装置における２５サ
イクルの各サイクルでの２６ナノクーロン／cm² での代
表的な帯電性を示す。図１の対照装置は、約２００ボル
トのレベルに達し、ここで、１秒サイクル中に付着した
電荷すべてが電荷減衰機構に基づき消失する。実施例２
で作成した図２のサンプル装置は、より容量的に５００
ボルト以上に帯電し、僅かな減衰はあるものの殆どの電
荷を保持している。

【０００７】本発明は、フルオロエラストマー、例え
ば、バイトン（Viton 、登録商標）とポリオルガノシロ
キサンとのハイブリッド化合物の応用に関し、以後、こ
のハイブリッド化合物を、誘電性受入体として使用する
ための“体積グラフト体(volume graft)”と称する。こ
のハイブリッド化合物は、例えば、オリゴマーまたはポ
リマーのビニル末端ジメチルシロキサンを脱ハロゲン化
水素反応とフリーラジカル付加反応によりバイトンに化
学結合させ、次いで、シロキサングラフト化フルオロエ
ラストマーを硬化剤架橋させることによって調製し得
る。本発明のハイブリッド体積グラフト化フルオロエラ
ストマーは、これらのハイブリッド材料が長磨耗寿命を
典型的に有し（例えば、本発明に従って製造した像形成
部材は、５，０００，０００像形成サイクルを越えて使
用し得る）、乾燥または液体現像剤環境下のいずれにお
いても強靱性と強度を維持する点で、優れた機械的、熱
的および物理的性質を有する。本発明の像形成部材は、
電子写真像形成方法、特に、高速イオノグラフィ法およ
び液体浸漬現像カラープリンティング法において使用し
得る。

【０００８】“体積グラフト体”なる用語は、各実施態
様において、フルオロエラストマーにグラフトさせまた
は共有結合させたポリオルガノシロキサンのハイブリッ
ド層であって架橋もさせたものを定義するのに用いる。
共有結合なる用語は、フルオロエラストマーのポリマー
主鎖または主鎖炭素原子とポリオルガノシロキサンの官
能性反応原子または部位との間の化学結合を意味するも
のとする。これらの結合は、用いる官能性によるが、Ｃ
−Ｃ、Ｃ−Ｏ、Ｃ−Ｎ、Ｃ−Ｓｉ等であり得る。本発明
においては、ポリオルガノシロキサンとフルオロエラス
トマー間のＣ−Ｃ結合が機械的および構造的一体性のた
めにまた調製の容易さおよび便宜のために好ましい。用
語“体積グラフト体”は、フルオロエラストマーとポリ
オルガノシロキサンの構造および組成の両方とも得られ
た電子写真部材の異なる部分またはランダムな部分であ
るいは薄切りで観察したときに実質的に均一、即ち、均
質であるハイブリッド化合物の実質的に均一な一体化相
互貫入性ネットワークを定義するものとする。

【０００９】ハイブリッド化合物なる用語は、各実施態
様において、ランダムにシロキサンをグラフトさせたフ
ルオロエラストマーとランダムに分子間架橋させたシロ
キサングラフト化フルオロエラストマーとを含む体積グ
ラフト化化合物を定義するものとする。相互貫入性ネッ
トワークなる用語は、各実施態様において、シロキサン
グラフト化フルオロエラストマーポリマーストランドを
相互に絡み合わせ架橋させた付加重合マトリックスを定
義するものとする。電子受容体像形成部材は、当該技術
において周知である。電子受容体像形成部材は、種々の
適当な方法により製造し得る。典型的には、基体と同じ
または異なるものであり得る導電性表面を有する可撓性
または剛性の基体を用いる。次いで、電荷保持性層を導
電性表面に塗布する。電荷ブロッキング層は、必要に応
じて、電荷保持性層の塗布前に導電性表面に塗布し得
る。所望ならば、接着剤層を電荷ブロッキング層と電荷
保持性誘電性層との間に用いてもよい。

【００１０】基体は、所定の機械特性および熱特性を有
する多くの適当な材料を含み得る。従って、基体は、無
機または有機化合物のような非導電性または導電性材料
を含み得る。典型的な導電性材料は、ステンレルスチー
ル、ニッケル、アルミニウム、銅、黄銅等である。非導
電性材料としては、液晶ポリマー、フェノール類、ポリ
フェニレンエーテルアロイ、ポリフェニレンオキサイド
アロイ、ポリ（アミド- イミド）、ポリアクリレート、
ポリアリールスルホン、ポリベンズイミダゾール、ポリ
エーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエ
ーテルケトン、ポリエステル、ポリイミド、ポリフェニ
レンスルフィド、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポ
リアミド、ポリウレタン等のような本目的において公知
であり、剛性または可撓性であり得る各種樹脂を用い得
る。電気絶縁性または導電性の基体は、エンドレス可撓
性ベルト、ウェブ、剛性円筒体、シート、スリーブ、ベ
ルト−ドラム複合体等の形状であり得る。基体層の厚さ
は、所望する強度および経済性のような多くの要因に依
存する。即ち、可撓性ベルト用の基体層は、最終の電子
受容体装置に悪影響を及ぼさない限り、例えば、約１２
５mmの実質的厚さまたは５０μｍ未満の最小厚さを有し
得る。

【００１１】導電性層は、所望する装置構造および性能
により基体と同じまたは異なるものであってもよいが、
例えば、電子受容体部材の所望する可撓性の度合いによ
り実質的に広い範囲に亘って厚さにおいて変化し得る。
従って、可撓性の像形成部材においては、導電性層の厚
さは、導電性と可撓性の最適の組合せにおいて約２０オ
ングストローム単位〜約１，０００オングストローム単
位以上好ましくは約１００オングストローム単位〜約７
５０オングストローム単位であり得る。導電性層は、例
えば、可撓性基体上に真空蒸着法のような任意の適当な
コーティング法によって形成させた導電性金属層であり
得る。典型的な金属には、アルミニウム、ジルコニウ
ム、ニオブ、タンタル、バナジウムおよびハフニウム、
チタン、ニッケル、ステンレルスチール、クロム、タン
グステン、モリブデン等がある。一般的には、連続金属
層は、適当な基体、例えば、マイラー（MYLAR 、登録商
標；Ｅ．Ｉ．デュポン社から入手し得る）のようなポリ
エステルウェブ基体上にマグネトロンスパッタリングに
より得ることができる。また、導電性層は、導電性金属
片または粒子を適し得る導電性顔料粒子として適当なバ
インダー樹脂中に分散させることによっても作成し得
る。

【００１２】必要に応じて、適当な金属の合金を基体上
に塗布し得る。典型的な合金は、ジルコニウム、ニオ
ブ、タンタル、バナジウムおよびハフニウム、チタン、
ニッケル、ステンレルスチール、クロム、タングステ
ン、モリブデン等、およびこれらの混合物のような２種
以上の金属を含有し得る。低速装置の電子受容体像形成
部材における典型的導電度は、約１０⁵ オーム／cm² で
ある。

【００１３】導電性表面を形成させた後、任意成分とし
ての電荷ブロッキング層またはバリヤー層をその上に塗
布し得る。一般に、正帯電型電子受容体の電子ブロッキ
ング層は、像形成表面からの正孔の導電性層への移動を
防止する。誘電性層と導電性層との界面で電荷注入に対
する電子バリヤーを形成し得る任意の適当なブロッキン
グ層を使用し得る。ブロッキング層は、米国特許第４，
３３８，３８７号；第４，２８６，０３３号および第
４，２９１，１１０号に開示されているような、トリメ
トキシシリルプロピレンジアミン、加水分解トリメトキ
シシリルプロピルエチレンジアミン、N-ベータ-(アミノ
エチル）ガンマ- アミノ- プロピルトリメトキシシラ
ン、イソプロピル 4- アミノベンゼンスルホニル、ジ
（ドデシルベンゼンスルホニル）チタネート、イソプロ
ピルジ(4- アミノベンゾイル）イソステアロイルチタネ
ート、および[H₂N(CH₂)₃]CH₃Si(OCH₃)₂ のような窒素含
有シロキサンまたは窒素含有チタン化合物であり得る。
好ましいブロッキング層は、加水分解シランと金属基平
面層の酸化表面間の反応生成物である。ブロッキング層
は、スプレー法、ディップコーティング法、延伸棒コー
ティング法、グラビアコーティング法、シルクスクリー
ン法、エアナイフコーティング法、リバースロールコー
ティング法、真空蒸着法、化学処理法等の任意の適当な
通常の方法によって塗布し得る。ブロッキング層は、連
続でかつ約０．２μｍ未満の厚さを有すべきであり、そ
れ以上の厚さは、電子感光体の誘電性層に望ましくない
高電圧をもたらし得る。塗布コーティングの乾燥は、オ
ーブン乾燥、赤外線乾燥、風乾等の任意の適当な通常の
方法によって行い得る。

【００１４】任意成分の接着剤層はブロッキング層また
は導電性層に塗布し得る。当該技術において周知の任意
の適当な接着剤層を使用し得る。典型的な接着剤層材料
には、例えば、ポリエステル類、デュポン 49,000
（Ｅ．Ｉ．デュポン社から入手し得る）、バイテル(Vit
el、登録商標) PE-100（グッドイヤー タイヤ ＆ ラ
バー社から入手し得る）、ポリウレタン等がある。満足
し得る結果は、約０．０５μｍ（５００オングストロー
ム）〜約０．３μｍ（３，０００オングストローム）の
接着剤層厚において達成し得る。接着剤層コーティング
用混合物を電荷ブロッキング層に塗布する通常の方法に
は、スプレー法、ディップコーティング法、ロールコー
ティング法、ワイヤー巻き棒コーティング法、グラビア
コーティング法、バードアプリケターコーティング法等
がある。塗布コーティングの乾燥は、オーブン乾燥、赤
外線乾燥、風乾等の任意の適当な通常の方法によって行
い得る。ある場合には、電荷ブロッキング層と接着剤層
は同じ材料であり得る。

【００１５】任意の適当な通常の方法を用いて潜在性体
積グラフト体層コーティング用混合物を混合しその後塗
布して電荷保持性即ち誘電性層を形成させ得る。“潜在
性体積グラフト体層”なる用語の使用は、塗布して誘電
性層を形成させたコーティング用混合物がシロキサング
ラフト化フルオロエラストマーと硬化剤架橋系（この系
は、例えば、コーティング後に熱により活性化されて所
望の架橋シロキサングラフト化フルオロエラストマー即
ち体積グラフト層を形成させる）とを含有することを意
味する。典型的な塗布方法には、スプレー法、ディップ
コーティング法、ロールコーティング法、ワイヤー巻き
棒コーティング法等がある。塗布コーティングの乾燥
は、オーブン乾燥、赤外線乾燥、風乾等の任意の適当な
通常の方法によって行い得る。

【００１６】本発明による体積グラフト化は、３つの異
なる反応工程で行い、第１工程は、好ましくはアミンま
たはアミノシリコーン化合物を用いてのフルオロエラス
トマーの脱フッ化水素を含む。この工程において、フッ
化水素酸をフルオロエラストマーポリマー主鎖から排除
し、フルオロエラストマーポリマー鎖または主鎖上に不
飽和、即ち、炭素−炭素二重結合を生成させる。第２工
程は、例えば、下記の反応式において要約されるよう
に、脱フッ化水素フルオロエラストマーの炭素−炭素二
重結合へのアルケンまたはアルキン末端化ポリオルガノ
シロキサンのフリーラジカル過酸化物誘起付加反応であ
る。下記式中、小文字ｘおよびｙは、それぞれ、フルオ
ロエラストマー内のフッ素化および脱フッ化水素化モノ
マー単位を示し；塩基は、前記の脱フッ化水素剤を示
し；CH₂=CH-(SiOR₂)_n -CH=CH₂ は、例えば、各実施態様
において、適当なアルケン官能化ポリオルガノシロキサ
ングラフト化成分であり、ｎは後ほど定義するとおりで
ある。下記反応式に示す生成物は、使用する条件および
使用した反応物化学量論量によるが、フリーラジカル過
程によりさらに反応して高分子量の架橋または鎖延長し
た構造体を生成する。第３工程は、シロキサングラフト
化フルオロエラストマーを分子間架橋させて所望の相互
貫入性ネットワーク即ち体積グラフト層を形成する硬化
剤架橋を含む。

【００１７】

【化１】

【００１８】本発明の実施において有用なフルオロエラ
ストマーは、米国特許第４，２５７，６９９号に詳細に
記載されており、また、米国特許第５，０６１，９６５
号にも記載されている。これらの米国特許に記載されて
いるように、これらのフルオロエラストマー、とりわ
け、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよ
びテトラフルオロエチレンのコポリマーおよびターポリ
マーの群からのものは、バイトン(Viton) A 、バイトン
E、バイトン E60C 、バイトン E430 、バイトン910、
バイトン GH およびバイトン GF として種々の名称で商
業的に知られている。他の商業的に入手し得る材料に
は、フルオレル(FLUOREL、登録商標) 2170、フルオレル
2174 、フルオレル 2176 、フルオレル 2177 およびフ
ルオレル LVS76 がある。さらなる商業的に入手し得る
材料には、いずれも３Ｍ社から入手し得るアフラス(AFL
AS、登録商標) 即ちポリ（プロピレン−テトラフルオロ
エチレン) 、フルオレル II(LII900) 即ちポリ（プロピ
レン−テトラフルオロエチレン−フッ化ビニリデン）；
およびモンテエジソン スペシャリティー社から入手し
得るFOR-60KIR 、FOR-LHF 、NM、FOR-THF 、FOR-TFS 、
TH、TN505 と称されるテクノフルオン(TECNOFLON、登録
商標) 類がある。典型的には、これらのフルオロエラス
トマーは、上述の‘６９９号米国特許にさらに詳細に記
載されているような促進剤を含むビスフェノール架橋剤
のような求核性付加硬化系で硬化させる。好ましい硬化
系は、フルオロエラストマーコポリマーのグラフト化の
後で加熱により共有的に架橋したネットワークポリマー
を生成させるビスフェノール架橋剤を含む求核性の系で
ある。求核性硬化系は、オルガノホスホニウム塩および
促進剤等も含有し得る。上記の求核性硬化系で硬化させ
得る商業的に入手し得るフルオロエラストマーの幾つか
は、バイトン E 60C、バイトン B 910、バイトン E 43
0、バイトン A、バイトン B、およびバイトン GF であ
る。

【００１９】特に好ましい実施態様においては、フルオ
ロエラストマーは、バイトン GF におけるような比較的
低量のフッ化ビニリデンを含むものである。バイトン G
F は、２％の硬化部位モノマーと共に３５モル％のフッ
化ビニリデン、３４モル％のヘキサフルオロプロピレン
および２９モル％のテトラフルオロエチレンを含有す
る。バイトン GF は、前述したようなラウリルパーオキ
サイド等のような通常の脂肪族過酸化物硬化剤により一
般に硬化させ得る。

【００２０】本発明における官能性を有するポリオルガ
ノシロキサンは、下記の式を有する：

【００２１】

【化２】 （式中、Ｒは、個々に、１〜約２０個の炭素原子を有す
るアルキル、アルケニルまたはアリール；またはアミ
ノ、ヒドロキシ、メルカプトまたは１〜約２０個の炭素
原子を有するアルキル、アルケニルまたはアリールで置
換したアリール基である。官能基Ａは、約２〜約８個の
炭素原子を有するアルケンまたはアルキニル基、または
１〜約２０個の炭素原子を有するアルキルまたはアリー
ル基で置換したアルケンまたはアルキニル基であり；ｎ
は、数であってシロキサンモノマー単位を示し、約２〜
約３５０である。）上記式において、典型的なＲ基に
は、メチル、エチル、プロピル、オクチル、ビニル、ア
リル系クロトニル、フェニル、ナフチルおよびフェナン
チルがあり、典型的な置換アリール基は、オルソ、メタ
またはパラ位置で約１５個未満の炭素原子を有する低級
アルキル基で置換されている。さらにまた、好ましい実
施態様においては、ｎは、約６０〜約８０であり、フル
オロエラストマー上にグラフトさせるのに十分な数の反
応性基を提供する。典型的なアルケンおよびアルケニル
官能基には、ビニル、アクリル、クロトンおよびアセチ
レン系があり、これらは、メチル、プロピル、ブチル、
ベンジル、トリル基等で典型的に置換し得る。

【００２２】フルオロエラストマーを攻撃しそれによっ
て不飽和を発生させる脱フッ化水素剤は、過酸化物、水
素化物、塩基、酸化物等の強塩基剤の群から選択する。
好ましい脱フッ化水素剤は、第１級、第２級および第３
級の脂肪族または芳香族アミン（その脂肪族または芳香
族基は２〜約１５個の炭素原子を有する）からなる群か
ら選択する。この群は、約２〜約１５個の炭素原子を有
する脂肪族または芳香族のジアミンおよびトリアミンも
含み、芳香族基は、ベンゼン、トルエン、ナフタレン、
アントラセン等であり得る。芳香族ジアミンおよびトリ
アミンにおいては、その芳香族基をオルソ、メタまたは
パラ位置で置換することが一般に好ましい。典型的な置
換基には、エチルアミノ、プロピルアミノおよびブチル
アミノのような低級アルキルアミノ基があり、プロピル
アミノが好ましい。特定のアミノシラン脱フッ化水素剤
には、N-（2 アミノ-3- アミノプロピル)-トリメトキシ
シラン、3-(N- スチリルメチル-2- アミノエチルアミ
ノ) プロピルトリメトキシシランヒドロクロリドおよび
（アミノエチルアミノメチル）フェネチルトリメトキシ
シランがある。

【００２３】脱フッ化水素剤は、フルオロエラストマー
化合物の脱フッ化水素により二重結合を発生させ、その
結果、得られた末端不飽和化ポリオルガノシロキサンを
開始剤で付加させた場合に、このシロキサンのフルオロ
エラストマー上への付加または重合が開始される。この
目的の典型的なフリーラジカル重合開始剤は、ベンゾイ
ルパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)
等である。他のアジュバントおよび充填材も、これらの
材料が得られる嵩高グラフト化フルオロエラストマーの
一体性に影響を及ぼさない限り、本発明のハイブリッド
シロキサネラストマーに含有させ得る。エラストマーの
配合において通常使用するそのような充填材には、着色
剤、補強用充填材、架橋剤、加工助剤、促進剤および重
合開始剤がある。潜在性嵩高グラフトの基体上へのコー
ティングの後、該コーティングを段階的硬化工程に供
し、例えば、加熱を、９３℃で２時間、次いで、１４９
℃で２時間、１７７℃で２時間、２０８℃で２時間、さ
らに２３２℃で２時間行う。

【００２４】本発明の電子受容体像形成部材用の基体
は、任意の適当な材料を含み得る。ある場合には、基体
は、剛性、構造的一体性を維持するように選定され、ま
た、その上にシリコーンエラストマーをコーティングさ
せて強固に付着させ得るアルミニウム、スチールまたは
ある種のプラスチック材料の円筒状チューブの形状を有
する。典型的には、本発明の電子受容体像形成部材の基
体は、射出、吹込み、圧縮またはトランスファー成型に
よって製造し得、あるいは押出成型し得る。典型的な手
順においては、スチール円筒体であり得る基体を、ダウ
コーニング(DowCorning) 1200（スプレー、ブラシ塗
りまたはディッピングし得る）のようなプライマーで下
塗りし次いで周囲条件で３０分間風乾しさらに１５０℃
で３０分間ベーキングする前に、溶媒で脱脂し研磨剤清
浄剤で清浄化する。シリコーンエラストマーまたは同様
な中間層を射出成型または注型のような通常の方法によ
り必要に応じて塗布し、その後、１５分までで１２０〜
１８０℃で硬化させて有意な後硬化操作なしで完全硬化
物をうる。シリコーンエラストマー中間層は、カーボ
ン、金属フレーク等で着色して、≦１０⁸ オーム／cmの
抵抗値を得、さらに約４０〜８０のショアＡジュロメー
ター値および約１２．５〜約１，０００μｍの厚さを持
たせることができる。中間硬化操作は、モールドから取
り出すときに基体からシリコーンエラストマーの剥離を
防止するために実質的に完全でなければならない。その
後、シリコーンエラストマーの表面をサンド掛けしてモ
ールド剥離剤を除去し、イソプロピルアルコールのよう
な溶媒で拭き上げてすべての砕片を除去する。

【００２５】電子受容体像形成部材の外層は、好ましく
は、未グラフト化フルオロエラストマーをメチルエチル
ケトン(MEK) 、メチルイソブチルケトン(MIBK)等のよう
な典型的な溶媒中に溶解させ、次いで、４５〜８５℃で
１５〜６０分間攪拌し、その後、フリーラジカル開始剤
（一般に、トルエンのような芳香族溶媒に溶解させたも
の）を、連続攪拌させながら、５〜２５分間で加えるこ
とによって調製する。続いて、ポリオルガノシロキサン
を、攪拌しながら、３０分間〜１０時間で約４５〜８５
℃の温度で加える。バイトン キュラチブ(VITON KURAT
IVE) NO. 50 のような硬化剤パッケージ〔該パッケージ
は、促進剤（第４級ホスホニウム塩または塩混合物）と
架橋剤ビスフェノール AF とを単一硬化剤系中に含有す
る〕を、フルオロエラストマー化合物中に予め溶解させ
た３〜７％溶液中に加える。最適には、MgO または Ca
(OH)₂のような塩基性金属酸化物または水酸化物を粒状
形で上記の溶液混合物に加え得る。電子受容体像形成部
材の基体上に電荷保持性層を施すのは、硬化剤系を含有
するシロキサングラフト化フルオロエラストマーの均質
懸濁液を厚さで約６〜約２００μｍのフィルム基準にス
プレーまたはディッピングすること等によって最も有利
に実施し得る。この厚さ範囲は、装置のコストを最小に
するのに十分な薄さでかつ納得し得る磨耗寿命と好まし
い帯電特性を与えるのに十分な厚さの層を与えるように
選定する。モールディング、押出およびラッピング（包
装）も使用し得る手段であるが、好ましい手段は、溶媒
溶液の連続塗布物をスプレーすることである。所望のコ
ーティング厚さを得たとき、コーティングを硬化させ、
それによって基体に結合させる。典型的な段階的硬化工
程は、９３℃で２時間、１４９℃で２時間、１７７℃で
２時間、２０８℃で２時間、さらに２３２℃で１６時間
加熱することである。

【００２６】別の方法においては、溶媒を公知の手段に
よる蒸発により除去し、残留物をヘキサンのような炭化
水素溶媒で洗浄して残存し得る不要反応物を除去し、残
留物を元の溶媒に再溶解させ、次いで、バイトン キュ
ラチブ NO. 50 を添加し、その後、外層を形成させ得
る。通常の導電性接地ストリップのような他の層も、ベ
ルトまたはドラムの一端に沿って導電性層、ブロッキン
グ層または接着層と接触させて使用して電子受容体のア
ースまたは電気的バイアスへの接続を容易にし得る。接
地ストリップは、周知であり、フィルム形成性バインダ
ー中に分散させた導電性粒子を通常含む。必要に応じ
て、保護オーバーコーティング層も耐磨耗性を高めるた
めに使用し得る。ある場合には、抗カール裏打層を外側
電子受容体層の反対面に施して平坦性および／または耐
磨耗性を付与させ得る。これらのオーバーコーティング
層および抗カール裏打コーティング層は、当該技術にお
いて周知であり、電気絶縁性または僅かに半導電性であ
る熱可塑性の有機ポリマーまたは無機ポリマーを含み得
る。オーバーコーティングは、連続であり、約１０μｍ
未満の厚さを一般に有する。

【００２７】本発明のハイブリッド電荷保持性層を用い
た装置は、極めて安定な電荷および操作寿命の長時間化
のような多くの利点を有する。さらにまた、高安定電荷
と機械的一体性が、例えば炭化水素溶媒を含む液体現像
系を用いる装置での延長されたサイクル操作において維
持される。本発明の像形成部材は、以下の操作を含む電
子写真像形成方法において使用し得る： （ａ）支持基体、導電性基平面、任意成分のブロッキン
グバリヤー層、任意成分の接着層、ポリオルガノシロキ
サングラフト化フルオロエラストマーを含むハイブリッ
ド化合物の実質的に均一な一体化相互貫入性または架橋
ネットワークを含む体積グラフト化エラストマーを含む
電荷保持性層とを含む電子受容体像形成部材を用いるこ
と； （ｂ）均一な静電荷を上記像形成部材上に付着させまた
は受入れ部材を低または均一電圧に放電させること； （ｃ）上記像形成部材上に帯電粒子を像形成的に付着さ
せることによって静電潜像を発生させること； （ｄ）上記の静電潜像を静電誘引性マーキング粒子で現
像すること； （ｅ）上記のトナー像を受入れ部材に転写すること； （ｆ）クリーニングすること；そして、 （ｇ）上記の帯電、像記録、現像、転写およびクリーニ
ングの各工程を繰り返すこと。

【００２８】体積グラフト化層のＸ線光電子分光分析
（ＸＰＳ）特性：本発明において製造した電子写真像形
成部材は、下記のようにＸ線光電子分光分析を用いて好
都合に特性決定した体積グラフト化フルオロエラストマ
ー層を有し得る。 １．表面作成 実施例２で調製した体積グラフト化層を、ヘキサンまた
は 90/10のヘキサン／メチルエチルケトン混合溶媒で３
〜４回連続溶媒抽出して未反応フルオロエラストマーお
よびシロキサンを除去した。 ２．ＸＰＳ特性決定 その後、残存した抽出層をＸ線光電子分光分析（層表面
の最上層部５〜１０ナノメーター部分の化学組成を分析
する）で試験した。その時、表面を２回スライスした。
ＸＰＳ分析は、ポリシロキサンがフルオロエラストマー
フィルム全体に亘って均一に分布されていることを示し
た。

【００２９】

【実施例】以下の実施例は、本発明により製造したイオ
ノグラフィ像形成部材をさらに明確にし説明するもので
あり、本発明の好ましい実施態様を示す。特に断らない
限り、すべての部およびパーセントは重量による。比較
例も示す。

【００３０】

【実施例１】 シロキサンとバイトンの体積グラフト体材料の調製：体
積グラフトエラストマーを、２５０ｇのバイトン GF (V
iton GF 、登録商標）を２．５リットルのメチルエチル
ケトン(MEK) 中に室温で攪拌しながら溶解させることに
よって調製した。この溶解は、４リットルのプラスチッ
クびん内で、移動ベースシェーカーを用いて約１〜２時
間（シェーカーの速度による）で行い、溶解を終えた。
次いで、得られた溶液を５リットルのエーレンマイヤー
フラスコに移し、２５ｍｌのアミン脱フッ化水素剤 3-
(N-スチリルメチル-2- アミノエチルアミノ) プロピル
トリメトキシシランヒドロクロリド（S-1590、ニュージ
ャージー州ピスカタウェイのヒュルス アメリカ社から
入手し得る）を加えた。次いで、フラスコ内容物を機械
攪拌装置を用いて温度を５５〜６０℃に保ちながら攪拌
させた。３０分間攪拌後、５０ｍｌの１００センチスト
ークビニル末端化ポリシロキサン(PS-441 、これもヒュ
ルス アメリカ社から入手し得る）を加え、攪拌をさら
に１０分間続行した。次いで、１００ｍｌトルエン−Ｍ
ＥＫ混合物（８０：２０）中１０ｇベンゾイルパーオキ
サイド溶液を加えた。フラスコ内容物を約５５℃に加熱
しながら、攪拌をさらに２時間続行した。この間に、溶
液の色は淡黄色に変わり、この溶液を開放トレー中に注
いだ。トレーを発煙フード内で１６時間放置した。溶媒
の風乾蒸発後に残存した黄色ゴム状塊をはさみで小片に
切断した。次いで、この材料を１，５００ｍｌ（３×５
００ｍｌ部）のｎ−ヘキサンで長時間かつ繰り返し抽出
して未反応シロキサンを除去した。

【００３１】その後、５４．５ｇの上記で調製したシリ
コーングラフト化フルオロエラストマーを、４９５ｇの
メチルイソブチルケトン、１．１ｇの酸化マグネシウム
および０．５５ｇの水酸化カルシウム Ca(OH)₂と一緒
に、セラミック球を含むジャーに入れ、分散液中に微細
な直径で３〜５ミクロン粒度の充填材が得られるまで１
７〜２４時間ロールミリングした。続いて、２２．５部
のメチルエチルケトン中２．５ｇのデュポン バイトン
キュラチブ(Dupont VITON CURATIVE、登録商標) VC50
触媒架橋剤を上記の分散液に加え、約１５分間振盪し、
固形分をメチルイソブチルケトンを加えることによって
５〜７％にした。手で混合後、混合物をスプレーコーテ
ィング用に整えた。

【００３２】

【実施例２】 装置の作成：実施例１の体積グラフト化合物を２．２ミ
ル（５５．８８ミクロン）厚のステンレルスチールシー
ト上にコーティングした。ステンレルスチールシート
は、スプレーコーティングする前に、サンドペーパーで
研磨し、塩化メチレンを用いて脱脂し、研磨剤クリーナ
ーで擦り、十分に水洗し、コーティング後に、オーブン
中で２６０℃で約２時間硬化させた。コーティングの乾
燥フィルム厚は１０．７ミクロンであった。得られた電
子受容体装置はブロッキング層を含んでいなかった。得
られた誘電性コーティングは、比較例１で後述するよう
なまた添付図面において示すような未架橋即ち非体積グ
ラフト化バイトンから作成した対照装置よりも著しく良
好な容量性帯電特性と高現像電位を有することが観察さ
れた。即ち、実施例１の体積グラフト化合物から作成し
た装置は、比較例１の装置よりも、高水準に帯電し（約
２００ボルトに対して４００〜５００ボルト）、高度に
電圧値を維持し安定化した（３０サイクル後に、５０ボ
ルト以下に対し約４００ボルト）。ＸＰＳ分析は、ポリ
シロキサン化合物がバイトンフルオロエラストマーマト
リックス全体に亘って均一に分布していることを示し
た。

【００３３】

【実施例３】 実施例１の体積グラフト化合物を実施例２で述べたよう
なステンレルスチールシート上にコーティングして１
２．５、５０および７５ミクロンの１連の乾燥フィルム
コーティングを形成させた。コーティングを５０℃で１
６時間、次いで、２００℃で約２４時間乾燥させた。各
誘電コーティングを米国特許出願第０７／８８７，９４
３号（Ｄ／９０４８５号）に記載されているタイプのイ
オノグラフィ帯電装置により帯電させて像パターンを形
成させ、次いで、この像を磁性ブラシ現像剤で現像し
た。得られたトナー像を紙に転写し定着させた。誘電性
コーティングを清浄化して残留トナーを除き、再帯電さ
せてさらなる幾つかの像を現像した。５０および７５μ
ｍ厚の体積グラフト化合物を含むコーティングを有する
装置は、１２．５μｍ厚の体積グラフト化コーティング
化合物の装置（その像は許容し得なかった）に比し、熟
練観察者にとって許容し得る像を形成した。ＸＰＳ分析
は、ポリシロキサン化合物がバイトンフルオロエラスト
マーマトリックス全体に亘って均一に分布していること
を示した。

【００３４】

【実施例４】 装置の作成：像形成部材を次のようにして作成した。ア
ルミニウム円筒体コア基体をグリットブラスト仕上し、
溶媒で脱脂し、乾燥させ、エポキシ接着剤チクソン(Thi
xon、登録商標) 300/301 で下塗りし、、その上に、メ
チルイソブチルケトン(MIBK)中１００部のバイトン GF
、３０部のN990カーボンブラック、１５部のマグライ
ト(MAGLITE、登録商標) Y (MgO) のパートＡ（１５％固
形分混合物）および５部のバイトン キュラチブ VC50
と２８．３部のMIBKとのパートＢを含むベースコートを
塗布した。パートＢをパートＡに加え、４５分間ロール
ミリングし、次いで、上記の下塗りしたコア円筒体上に
１５０μｍの厚さにスプレーし、その後、部材を周囲条
件下で２日間脱溶媒し、次いで、３８℃で２時間、７７
℃で４時間、１７７℃で２時間の段階硬化を行い、さら
に、スプレーした表面層をサンド掛けして５．５ミル
（１４０μｍ）の厚さにした。

【００３５】次に、２５０ｇのバイトン GF を２．５リ
ットルのメチルエチルケトン(MEK)中に室温で攪拌しな
がら溶解させた。この溶解は、４リットルのプラスチッ
クびんと移動ベースシェーカーを用いて行った。溶解を
終えるのに、シェーカーの速度によるが約１〜２時間を
要した。次いで、得られた溶液を４リットルのエーレン
マイヤーフラスコに移し、２５ｍｌのアミン脱フッ化水
素剤 N-(2-アミノエチル-3- アミノプロピル) トリメト
キシシラン（A0700 、ニュージャージー州ピスカタウェ
イのヒュルス アメリカ社から入手し得る）を加えた。
フラスコ内容物を機械攪拌装置を用いて温度を５５〜６
０℃に保ちながら攪拌した。３０分間攪拌後、５０ｍｌ
のビニル末端化ポリシロキサン(PS-441)を加え、攪拌を
さらに１０分間続行した。次いで、１００ｍｌトルエン
−ＭＥＫ混合物（８０：２０）中１０ｇベンゾイルパー
オキサイド溶液を加えた。フラスコ内容物を約５５℃に
加熱しながら、攪拌をさらに２時間続行した。この間
に、溶液の色は淡黄色に変わった。この溶液に、３〜７
％溶液のバイトン キュラチブ No.50を加えた。電子受
容体の外層を上記の溶液を用いて厚さ５０μｍにスプレ
ーコートし、実施例２に従って硬化させた。この電子受
容体を像形成装置で用いたとき、満足し得る像形成特性
と性能を与えるが証明された。Ｘ線光電子分光分析特性
決定をこの像形成部材上で実施例２および３のようにし
て行い、同様の結果を得；エラストマーマトリックス全
体に亘ってのポリシロキサンの均一な分布が見られた。

【００３６】

【比較例１】対照装置を実施例２の体積グラフト化物装
置と同じ方法で作成したが、実施例１で調製した体積グ
ラフト化シロキサンバイトン GF の代わりに、バイトン
GFのみを用いた。得られた装置は、１３．７μｍの厚
さを有していた。次の手順をもちいて実施例２と比較例
１で作成した各サンプルを試験した。例としてのこの手
順からの典型的な結果を図１および２に示す。各サンプ
ルを、それぞれ、直径約３インチ（７．６２cm）アルミ
ニウムドラムの外側表面上に取付けた。ドラムとサンプ
ルを、ドラム軸と平行なワイヤーで取付けて TREK モデ
ル610B により連続一定電流値を与えるようにコントロ
ールした５cm長のコロトロン線の下を、約１秒／サイク
ルで回転させた。各サイクルにおいて、各サンプルに、
一定電荷Ｑを与えた。同時に、 TREK モデル 565静電電
圧計からのような６本の非接触プローブをドラムに共通
軸位置で数個の角度間隔で放射状に取付けて帯電後の種
々の時間での各サンプルの表面電位を測定した。この手
順は、各サンプルの電圧対帯電サイクルおよび／または
電圧対帯電を与える；即ち、電気的性能に関連する逆Ｑ
−Ｖ（帯電対電圧）を与える。

【００３７】図１および２で示すＱＶ曲線は、比較例１
で述べた対照バイトンから作成した装置と本の実施例２
で調製した体積グラフト化物から作成した装置における
２５サイクルの各サイクルでの２６ナノクーロン／cm²
での帯電性を示す。対照サンプルは２００ボルトの値に
達し、そこで、１秒サイクル中に付着した電荷のすべて
が電荷減衰機構により消失する。即ち、比較例１の装置
は、容量的に帯電せず、帯電電位を消失または漏出する
（効率的な帯電、装置安定性および広範な像形成プロセ
ス許容範囲のためには、保持された電荷を必要とす
る）。実施例２の体積グラフト化材料は、５００ボルト
以上にかなり容量的に帯電し、電荷をより長く保持し、
それによって改良された像形成方法を与える。対照装置
は１３．７μｍの厚であるのに対し、体積グラフト化物
装置は１０．７μｍ厚である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、比較例１で述べるようなバイトンのみ
から作成した対照即ち比較用の装置における２５サイク
ルの各サイクルでの２６ナノクーロン／cm² での代表的
な帯電性を示す。

【図２】図２は、実施例２の体積グラフト化バイトンか
ら作成した装置における２５サイクルの各サイクルでの
２６ナノクーロン／cm² での代表的な帯電性を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デニス エイ アブラムソン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14534 ピッツフォード クレストヴィュー ド ライヴ 23 (72)発明者 ジョージ ジェイ ヒークス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14617 ロチェスター オーククレスト ドライ ヴ 72 (72)発明者 アーノルド ダブリュー ヘンリー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14534 ピッツフォード ディーア クリーク ロード 43 (72)発明者 ルイス ディー フラタンジェロ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14450 フェアポート ウィンチェスター ドラ イヴ 14 (72)発明者 ディヴィッド エイチ パン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14580 ロチェスター ウェストフィールド コ モンズ 10 (72)発明者 サントク エス バーデシャ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14534 ピッツフォード ブロムリー ロード 48

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持基体と、ポリオルガノシロキサング
   ラフト化フルオロエラストマーの実質的に均一な一体化
   相互貫入性または架橋ネットワークを含む体積グラフト
   化フルオロエラストマーの外層とを含む電子写真像形成
   部材。