CN102985881B

CN102985881B - 电子照相用导电性构件、处理盒和电子照相设备

Info

Publication number: CN102985881B
Application number: CN201180034188.6A
Authority: CN
Inventors: 村中则文; 山田聪; 都留诚司; 山内一浩; 平社由夏
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2011-06-23
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2031-06-23
Also published as: JP2012037877A; JP4954342B2; KR101454128B1; KR20130056280A; EP2594997B1; WO2012008098A1; US20120027456A1; US8298670B2; EP2594997A4; EP2594997A1; CN102985881A

Abstract

公开一种电子照相用导电性构件，其有助于高品质电子照相图像的稳定形成以及具有即使通过长期通电也难以升高的电阻。所述电子照相用导电性构件具有导电性芯轴和导电层，并且特征在于：所述导电层包含A-B-A嵌段共聚物；在所述A-B-A嵌段共聚物中，A嵌段为具有阳离子取代基的聚苯乙烯，和B嵌段为聚烯烃；所述A-B-A嵌段共聚物形成微相分离结构；以及所述微相分离结构具有包括所述B嵌段的基质相和包括所述A嵌段的且具有柱状结构、共连续结构或层状结构的相。

Description

电子照相用导电性构件、处理盒和电子照相设备

技术领域

本发明涉及电子照相用导电性构件、处理盒和电子照相设备，所述电子照相用导电性构件用于采用电子照相工艺的图像形成设备。

背景技术

专利文献1记载了通过将季铵盐作为离子导电剂添加至聚合物组分如聚氨酯橡胶而获得的导电性材料已经用作用于形成将电子照相设备的感光鼓充电的充电辊的材料。另外，专利文献1公开了上述离子导电剂具有有限的降低充电辊电阻的能力，以及当电流通过由上述导电性材料形成的充电辊时，该充电辊的电阻在很大程度上增加，因此随着时间推移在充电中出现问题。另外，专利文献1公开了上述问题能够通过使用具有特定结构的季铵盐作为离子导电剂来解决。

引用列表

专利文献

PTL1：日本专利申请特开2006-189894

发明内容

发明要解决的问题

然而，本发明的发明人已经对根据专利文献1的发明进行研究，结果，认识到抑制由于将DC电压长期施加至充电辊而导致的电阻的增加仍具有改善空间。鉴于前述，本发明的目的在于提供以下电子照相用导电性构件。即使当长时间施加DC电压时，该构件的电阻也几乎不增加，因此该构件有利于高品质电子照相图像的稳定形成。另外，本发明的另一目的在于提供有利于高品质电子照相图像的长期稳定形成的处理盒和电子照相设备。

用于解决问题的方案

根据本发明，提供一种电子照相用导电性构件，其包括导电性芯轴和导电层，其中所述导电层包含A-嵌段为具有阳离子交换基团的聚苯乙烯和B-嵌段为聚烯烃的A-B-A型三嵌段共聚物，和其中所述A-B-A型三嵌段共聚物形成微相分离结构，所述微相分离结构包括由所述B-嵌段形成的基质相(matrix phase)和由所述A-嵌段形成的且具有选自由柱状结构、共连续结构和层状结构组成的组的结构的相。另外，根据本发明，提供一种处理盒，其以装卸自如地安装于电子照相设备的主体的方式形成，所述处理盒包括上述电子照相用导电性构件作为选自充电构件和显影构件中的一种构件或者作为所述两种构件的每一种。此外，根据本发明，提供一种电子照相设备，其包括上述电子照相用导电性构件作为选自充电构件和显影构件中的一种构件或者作为所述两种构件的每一种。

发明的效果

根据本发明，能够获得以下电子照相用导电性构件。该构件的电阻即使通过长期通电也几乎不增加，因此该构件有利于高品质电子照相图像的稳定形成。另外，根据本发明，能够获得用其能够形成高品质电子照相图像的处理盒和电子照相设备。

附图说明

[图1]图1为示出本发明电子照相用导电性构件的实例的示意性截面图。

[图2]图2为示出用于生产电子照相用导电性构件的直角机头挤出机实例的示意图。

[图3]图3为示出电阻测量机的实例的示意图。

[图4A]图4A为根据本发明形成柱状结构相的微相分离结构的示意图。

[图4B]图4B为根据本发明形成共连续结构相的微相分离结构的示意图。

[图4C]图4C为根据本发明形成层状结构相的微相分离结构的示意图。

[图5]图5为形成球形相的微相分离结构的示意图。

[图6]图6为根据本发明的电子照相设备的说明图。

[图7]图7为根据本发明的处理盒的说明图。

具体实施方式

下文中，将描述本发明的优选实施方案。

<<电子照相用导电性构件>>

根据本发明的电子照相用导电性构件具有导电性芯轴和导电层。另外，电子照相用导电性构件可以仅由导电性芯轴和导电层形成。根据本发明的电子照相用导电性构件的形状可为辊形状或刮板形状。此外，根据本发明的电子照相用导电性构件可以用作电子照相设备中的选自充电构件和显影构件中的一种构件或者作为所述两种构件的每一种。下文中，详细描述根据本发明的辊形状电子照相用导电性构件用作充电辊的情况。图1示出显示充电辊的具体构造的截面图。图1中示出的充电辊由导电性芯轴11和芯轴外周上形成的导电层12形成。

<导电性芯轴>

要用于本发明的导电性芯轴11是例如通过用厚度约5μm的镍镀覆碳合金钢的表面而获得的圆柱体。

<导电层>

导电层12包含A-B-A型三嵌段共聚物。另外，A-嵌段和B-嵌段各自如下所述定义。

(A-嵌段)具有阳离子交换基团的聚苯乙烯

(B-嵌段)聚烯烃

这里，A-B-A型三嵌段共聚物为A-聚合物(A-嵌段)、B-聚合物(B-嵌段)和A-聚合物(A-嵌段)的各分子末端以"A-B-A"的顺序连接的三组分三嵌段共聚物。A-B-A型三嵌段共聚物在由B-嵌段形成的基质相中形成各A-嵌段具有柱状结构、共连续结构或层状结构的微相分离结构。

在A-B-A型三嵌段共聚物中的各A-嵌段能够通过将作为单体的苯乙烯聚合以提供聚苯乙烯(PS)和将阳离子交换基团引入聚苯乙烯来形成。

另外，A-B-A型三嵌段共聚物能够通过例如包括以下步骤的生产方法来生产：

(1)包括聚合苯乙烯以提供PS的步骤；

(2)包括将用于合成聚烯烃(PO)的单体添加至PS和聚合该单体以形成PS-PO嵌段共聚物的步骤；

(3)包括将苯乙烯添加至PS-PO嵌段共聚物和聚合苯乙烯以形成PS-PO-PS嵌段共聚物的步骤；和

(4)包括将阳离子交换基团引入PS-PO-PS嵌段共聚物中的各PS的步骤。

在要用于本发明的A-B-A型三嵌段共聚物中的各A-嵌段为具有阳离子交换基团的聚苯乙烯，共聚物中的B-嵌段为聚烯烃。此外，为了当导电性构件用作充电辊时的机械特性可以得到额外改进，A-B-A型三嵌段共聚物优选为热塑性弹性体。另外，A-B-A型三嵌段共聚物能够通过例如活性聚合法来合成。在该情况下，聚合物自身的分子量分布趋于极窄，因此观察到要生产的低分子量低聚物或聚合物的量几乎为0的趋势。因此，推测此类低聚物或聚合物对导电性构件的电阻的波动没有贡献。在要用于本发明的A-B-A型三嵌段共聚物的情况下，其合成特别优选通过活性聚合方法中的活性阴离子聚合方法来进行，因为特别难以获得低分子量低聚物或聚合物。

要用于本发明的A-B-A型三嵌段共聚物显示离子传导性，因为作为各A-嵌段的聚苯乙烯具有阳离子交换基团。此外，A-嵌段中的阳离子交换基团通过共价键直接键合到聚苯乙烯中的至少部分苯乙烯单元。因此，当导电性构件用作充电辊时，阳离子交换基团不因充电辊的长期使用而移动，因而能够避免在其使用期间充电辊电阻的增加。

另外，当像专利文献1中一样将离子导电剂添加至粘结剂橡胶如聚氨酯橡胶时，溶解于粘结剂橡胶中的离子导电剂的量由粘结剂橡胶和离子导电剂的种类来确定，因而饱和溶解量以上的离子导电剂不溶解。结果，当将饱和溶解量以上的离子导电剂添加至粘结剂橡胶时，离子导电剂仅聚集，因而可以限制通过导电辊能够达到的电阻值。另一方面，当像本发明一样将阳离子交换基团直接键合至聚苯乙烯中的至少部分苯乙烯单元的A-B-A型三嵌段共聚物用作粘结剂橡胶时，随着其添加量的增加不发生聚集。结果，可以实现导电性辊电阻的降低。应当注意如在此使用的术语"苯乙烯单元"是指苯乙烯的重复单元。

术语"阳离子交换基团"是指能够对阳离子如质子的离子传导有贡献的官能团。要用于本发明的阳离子交换基团不特别限定，并可以依赖于目的而适当选择。阳离子交换基团的实例包括磺酸基、羧酸基、磷酸基和亚磷酸基，并且可以使用这些基团中的至少一种。然而，从确保充电辊的导电性的观点，阳离子交换基团优选为选自由磺酸基、磷酸基和羧酸基组成的组的至少一种。此外，优选使用磺酸基，这是因为获得特别良好的导电性。

导电性构件用作充电辊时的电阻值优选设定为1×10³Ω·cm以上且1×10⁹Ω·cm以下。应当注意，当本发明的电子照相用导电性构件用作显影辊时，其电阻值也优选设定落入该范围。在本发明中，充电辊的电阻值可以通过控制键合至各A-嵌段中的聚苯乙烯的阳离子交换基团的含量来调整。从将电阻值调整至落入上述范围的观点，阳离子交换基团相对于100mol%在A-B-A型三嵌段共聚物的A-嵌段中的所有苯乙烯单元(PS)的量优选为5mol%以上且50mol%以下。另外，该量更优选为10mol%以上且30mol%以下。能够鉴定其中将阳离子交换基团引入各A-嵌段的量，这是因为聚苯乙烯中引入阳离子交换基团的苯乙烯单元和未引入该基团的苯乙烯单元之间的摩尔比能够通过质子NMR测量来计算。

例如，当阳离子交换基团为磺酸基时，能够给出以下方法作为引入阳离子交换基团的方法。首先，PS-PO-PS嵌段共聚物在二氯甲烷中的溶液基于例如上述生产方法来制备。将乙酰硫酸酯或氯磺酸添加至该溶液。因而，磺酸基能够选择性地引入PS-PO-PS嵌段共聚物中的苯乙烯单元。

另外，为获得对于充电辊令人满意的放电特性，通常需要充电辊和被充电体之间的稳定辊隙(nip)的形成。因此，用于本发明的A-B-A型三嵌段共聚物优选起到热塑性弹性体的作用以显示橡胶弹性。因而，作为B-嵌段的聚烯烃的玻璃化转变温度为20℃以下，更优选0℃以下。

满足上述条件的B-嵌段的实例包括聚乙烯-丁烯(PEB)、聚乙烯-丙烯(PEP)、聚乙烯-乙烯-丙烯(PEEP)、聚异丁烯(PIB)、马来酸改性的聚乙烯-丁烯(M-PEB)、马来酸改性的聚乙烯-丙烯(M-PEP)、马来酸改性的聚乙烯-乙烯-丙烯(M-PEEP)和马来酸改性的聚异丁烯(M-PIB)，但是B-嵌段不限于此。

根据本发明的A-B-A型三嵌段共聚物由于以下而经历相分离。作为异种高分子的各A-嵌段和B-嵌段之间排斥相互作用(repulsive interaction)起作用，并且相同种类的高分子链聚集。然而，由于异种高分子链之间的连接性(connectivity)，该共聚物不能产生比各高分子链伸展开(spread)更大的相分离结构。结果，该共聚物产生几纳米到几百纳米的周期的自组装结构(self-assembled structure)。此类结构称为"微相分离结构(microphase-separated structure)"。

Bates,F.S.;Fredrickson,G.H.;Annu.Res.Phys.Chem.1990(41)525公开了如下所述通过嵌段共聚物形成的此类微相分离结构。在由一种聚合物嵌段形成的基质中，存在由其它聚合物嵌段形成的且具有球状结构、柱状结构、共连续结构或层状结构的相。图4A、4B和4C以及图5各自示出通过根据本发明的A-B-A型三嵌段共聚物形成的微相分离结构的示意图。在图4A、4B和4C以及图5中，附图标记41表示由B-嵌段形成的基质相和附图标记42表示由A-嵌段形成的相。另外，图4A、4B和4C示出由A-嵌段形成的相42分别具有柱状结构、共连续结构和层状结构的微相分离结构。另外，图5示出由A-嵌段形成的相具有球状结构的微相分离结构。

如各图4A、4B和4C所示，要用于本发明的A-B-A型三嵌段共聚物形成如下的微相分离结构：对离子传导有贡献的且各自具有柱状结构、共连续结构或层状结构的各自由A-嵌段形成的相在由B-嵌段形成的基质相中以沿一个方向取向的状态周期性地存在。因此，根据本发明的导电层示出良好的电特性。通常，在平衡状态下，具有柱状结构、共连续结构、层状结构和球状结构的上述四种相中的不同结构的多相在微相分离结构中不共存。然而，在特定条件如非平衡条件下不同形状的相可以在微相分离结构中共存。即使在该情况下，只要对离子传导有贡献的由A-嵌段形成的柱状结构、共连续结构或层状结构存在于微相分离结构中，该共聚物便包括在本发明的范畴中。另外，甚至当球状结构的相存在于各自由A-嵌段形成的且各自具有柱状结构、共连续结构和层状结构的任一种的一部分相中时，只要微相分离结构为各自具有柱状结构、共连续结构或层状结构的相周期地形成的这类微相分离结构，该共聚物便也包括在本发明的范畴中。

应当注意的是嵌段共聚物的微相分离结构能够通过用透射电子显微镜(TEM)直接观察该结构或通过基于小角X-射线散射(SAXS)测量进行晶体结构分析而鉴别。在例如用TEM观察的情况下，因为具有阳离子交换基团的各A-嵌段是亲水性的而由聚烯烃形成的B-嵌段是疏水性的，因此当使用亲水性染色剂如磷钨酸时如下所述观察要用于本发明的A-B-A型三嵌段共聚物。即，在用TEM观察时暗地观察到A-嵌段和亮地观察到B-嵌段。因此，能够识别出形成了A-嵌段具有柱状结构、共连续结构和层状结构的任一种相的微相分离结构，并且B-嵌段是基质相。

此外，微相分离结构的形态依赖于嵌段共聚物构成成分的组成而变化。即，图4A至4C以及图5中示出的各种形态的微相分离结构能够通过控制A-B-A型三嵌段共聚物的A-组分和B-组分之间的体积比来产生。另外，根据本发明的图4A至4C的微相分离结构能够通过将在A-嵌段和B-嵌段中的总体积分数设定在"A-嵌段(两个A-嵌段的合计)/B-嵌段"的比=15/85至"A-嵌段(合计)/B-嵌段"的比=60/40的范围内而特定地形成。总体积分数更优选落入"A-嵌段(合计)/B-嵌段"的比=20/80至"A-嵌段(合计)/B-嵌段"的比=50/50的范围内。

另外，A-B-A型三嵌段共聚物的数均分子量在形成微相分离结构的条件下不特别限定，条件是此处的数均分子量优选为10,000以上且500,000以下，更优选20,000以上且100,000以下，这是因为导电辊的硬度依赖于分子量。应当注意的是A-B-A型三嵌段共聚物的数均分子量能够通过以下方法来计算。即，数均分子量能够由在阳离子交换基团引入之前的嵌段共聚物的数均分子量和在A-B-A型三嵌段共聚物中的阳离子交换基团的分子量(基于通过质子NMR测量等计算的阳离子交换基团的引入量换算的值)来计算。

此外，在不显著损害本发明的效果的程度下，填料、软化剂、加工助剂、增粘剂、分散剂、发泡剂或树脂颗粒等可以按需要添加至要用于本发明的导电层中。只要A-B-A型三嵌段共聚物的微相分离结构不崩解，则该共聚物便可以与任何其它粘结剂树脂或嵌段共聚物混合。A-B-A型三嵌段共聚物在粘结剂树脂与A-B-A型三嵌段共聚物的混合物中的含量优选为30质量%以上，更优选50质量%以上。当含量为30质量%以上时，特别抑制由于粘结剂树脂混合的量增加导致的A-B-A型三嵌段共聚物和添加的粘结剂树脂之间的相分离，因而能够容易地确保对离子传导有贡献的各A-组分的连续性。

此外，另外的导电层(如具有与要用于本发明的导电层相同组成的层或电子照相用导电性构件领域中已知的任何其它导电层)或保护层可以取决于目的而形成于导电层12的外周上。

给出已知的方法如挤出成型法、注射成型法或压缩成型法作为导电层12的成型方法，并且导电层12能够通过将导电层形成用弹性体(导电层形成用材料)通过如上所述的任何此类方法成型而获得。导电层形成用材料能够仅由A-B-A型三嵌段共聚物形成，或者能够通过将该共聚物与例如按需要的如上所述的任何此类配混剂混合而制备。另外，导电层可以直接成型于导电性芯轴11上，或者导电性芯轴11可以涂布有预先成型为管状的导电层12。应当注意的是导电层12的形状优选通过在其生产之后将其表面研磨而调整。

在图2中示出的挤出机中，配置在挤出机上部的从导电性芯轴保持容器(未示出)中顺次取出的导电性芯轴11通过用于输送导电性芯轴的多对芯轴输送辊23垂直向下输送而没有任何间隙，以将其引入直角机头22。同时，导电层形成用材料通过挤出机21从与输送导电性芯轴的方向垂直的方向供给至直角机头22，然后从直角机头22挤出作为覆盖各导电性芯轴外周的导电层。其后，将导电层通过切断除去单元(cutting-and-removingunit)25而切断，然后将所得物分断成各导电性芯轴。由此，获得辊26。

为了可以容易地确保充电辊和电子照相感光构件之间均匀的粘合性，导电层12优选形成为以下冠形状。该层的中央部分是最厚的，并且随着该层接近各两端部，该层变得越薄。充电辊通常在通过将预定压力施加至支承体各两端部使其与电子照相感光构件抵接的同时使用。即，充电辊压向电子照相感光构件的压力在沿充电辊的宽度方向的各两端部比在沿该方向的中央部分大。因此，当充电辊为冠形状时，缓和沿充电辊的宽度方向的中央部分和各两端部之间的压力差，由此能够抑制由压力差所导致的电子照相图像中浓度不均匀的发生。

(电子照相设备)

图6为使用本发明的电子照相用导电性构件作为充电辊的电子照相设备的示意图。电子照相设备由例如给电子照相感光构件301充电的充电辊302、进行曝光的潜像形成设备308、将潜像显影以提供调色剂图像的显影设备303、将调色剂图像转印至转印材料304的转印设备305、回收电子照相感光构件上转印残余调色剂的清洁设备307和将调色剂图像定影的定影设备306来形成。电子照相感光构件301为在导电性基体上具有感光层的转鼓型。沿由箭头所指的方向在预定圆周速度(处理速度)下旋转驱动电子照相感光构件301。配置充电辊302以通过用预定力压向电子照相感光构件301而接触该构件。充电辊302通过追随电子照相感光构件301的旋转而旋转，并通过从充电用电源313施加预定DC电压而将电子照相感光构件301充电至预定电位。静电潜像通过用对应图像信息的光照射均匀带电的电子照相感光构件301而形成。将显影剂容器309中的显影剂315通过显影剂供给辊311供给至为了接触电子照相感光构件301而配置的显影辊303的表面。其后，以与电子照相感光构件的带电电位极性相同的极性带电的显影剂层通过显影剂量调节构件310形成于显影辊的表面上。形成于电子照相感光构件上的静电潜像通过反相显影用显影剂来显影。转印设备305具有接触转印辊。将调色剂图像从电子照相感光构件301转印至转印材料304如普通纸上。应当注意的是转印材料304通过具有输送构件的进纸系统来输送。清洁设备307具有刮板型清洁构件和回收容器，并且机械地刮去转印后残留在电子照相感光构件301上的转印残余调色剂并回收该转印残余调色剂。这里，清洁设备307能够通过采用在显影设备303中回收转印残余调色剂的显影同步清洁模式来除去。定影设备306由例如加热辊形成，并且将转印的调色剂图像定影至转印材料304，然后将所得物排出设备外。附图标记312和314各自表示DC电源。

(处理盒)

另外，图7为通过将根据本发明的电子照相用导电性构件应用于充电辊302而获得的处理盒的截面示意图。如图7中所示，根据本发明的处理盒为将电子照相感光构件301、充电辊302、显影设备303和清洁设备307等一体化并且以装卸自如地安装于电子照相设备的主体的方式形成。

实施例

下文中，将借助于实施例而详细描述本发明。应当注意的是分别生产充电辊和显影辊作为电子照相用导电性构件。首先，以下描述用于合成包括在这些辊各自的导电层中的嵌段共聚物的聚合物。

(聚合物1的合成)

聚合物1通过活性阴离子聚合方法来合成。首先，将5,000-ml耐压容器中的空气用干燥的氩气置换。其后，将下表1中记载的材料装入该耐压容器中。然后，在氩气气氛在50℃下进行聚合4小时。由此，生产聚苯乙烯(PS)。

[表1]

接着，将67.15g用活性氧化铝精制的异戊二烯单体装入该容器，然后在50℃下进行聚合2小时。由此，生产聚苯乙烯-聚异戊二烯嵌段共聚物。此外，将16.42g用沸石(商品名:MolecularSieves4A，由Aldrich制造)精制的苯乙烯单体装入耐压容器，然后在50℃温度下进行聚合4小时。在反应完成之后，将20ml甲醇装入该反应液，从而用甲醇使该溶液再沉淀。由此，获得100g聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物。该共聚物通过凝胶渗透色谱法(GPC)测量的数均分子量Mn为88,200。接着，将已经干燥的反应产物溶解于1L甲苯，然后将该溶液在120℃温度下进行干馏同时在氮气气氛中搅拌。在干式蒸馏期间，将500g对甲苯磺酰肼添加至该溶液，然后将该混合物进行反应4小时，以使源自二烯的双键氢化。由此，获得PS-PEP-PS嵌段共聚物(聚合物1)。应当注意的是聚合物1具有数均分子量Mn为94,600。表2示出通过使用GPC测量的聚合物1的质均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比。

(聚合物2和3以及聚合物6-14的合成)

除了聚合物的配混改变为表2中示出的任何配混以外，各聚合物即聚合物2和3以及6-14的合成以与聚合物1中相同的方式来进行。应当注意的是聚合物中的PEB和PEEP通过将用于聚合物1合成中的异戊二烯单体分别改变为仅丁二烯单体以及异戊二烯单体和丁二烯单体二者来合成。

(聚合物4)

用于聚合物4的是聚苯乙烯(PS)-聚异丁烯(PIB)-聚苯乙烯(PS)三嵌段共聚物(SIBSTAR102T(商品名)，由KanekaCorporation制造)。

(聚合物5)

用于聚合物5的是聚苯乙烯(PS)-马来酸改性的聚乙烯-丁烯(M-PEB)-聚苯乙烯(PS)三嵌段共聚物(FG1901G(商品名)，由Kraton制造)。

[表2]

接着，描述用于实施例和比较例的嵌段共聚物的合成例。另外，表3示出各实施例的嵌段共聚物的构成。

(合成例1)含磺酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物

将2克所得嵌段共聚物(聚合物1)溶解于80ml二氯甲烷，然后将溶液的温度维持在40℃。随后，乙酰硫酸酯溶液通过将3.3ml乙酸酐和1.3ml浓硫酸在0℃下混合和搅拌而单独生产。将所得乙酰硫酸酯溶液逐渐滴加至上述PS-PEP-PS三嵌段共聚物在二氯甲烷中的溶液，然后将该混合物在50℃下搅拌6小时。接着，将5ml甲醇滴加至该反应液以终止反应。将产物用水和甲醇洗涤，然后干燥。由此，获得含磺酸基的PS-PEP-PS三嵌段共聚物。三嵌段共聚物的磺化率通过质子NMR测量。结果，发现相对于全部苯乙烯单元(100mol%)引入16mol%的磺酸基。用冷冻切片切削设备(商品名：Cryomicrotome，由JEOL Ltd.制造)从所得三嵌段共聚物中切出超薄切片，然后将超薄切片用四氧化钌进行蒸汽染色。超薄切片用透射电子显微镜(TEM)观察。结果，证实微相分离结构包括在聚乙烯丙烯的基质相中形成为柱状的具有磺酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例2)含磺酸基的PS-PEB-PS嵌段共聚物

除了聚合物2用作嵌段共聚物以外，含磺酸基的PS-PEB-PS嵌段共聚物按照合成例1来合成。通过质子NMR测量共聚物的磺化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入18mol%的磺酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PEB的基质相中形成为柱状的具有磺酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例3)含磺酸基的PS-PEEP-PS嵌段共聚物

除了聚合物3用作嵌段共聚物以外，含磺酸基的PS-PEEP-PS嵌段共聚物按照合成例1来合成。通过质子NMR测量共聚物的磺化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入16mol%的磺酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PEEP的基质相中形成为柱状的具有磺酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例4)含磺酸基的PS-PIB-PS嵌段共聚物

除了聚合物4用作嵌段共聚物以外，含磺酸基的PS-PIB-PS嵌段共聚物按照合成例1来合成。通过质子NMR测量共聚物的磺化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入17mol%的磺酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PIB的基质相中形成为柱状的具有磺酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例5)含磺酸基的PS-M-PEB-PS嵌段共聚物

除了聚合物5用作嵌段共聚物以外，含磺酸基的PS-M-PEB-PS嵌段共聚物按照合成例1来合成。通过质子NMR测量共聚物的磺化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入16mol%的磺酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在M-PEB的基质相中形成为柱状的具有磺酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例6)含磺酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物

除了乙酸酐和浓硫酸的量分别改变为5.4ml和2.1ml以外，含磺酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物按照合成例1来合成。通过质子NMR测量共聚物的磺化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入29mol%的磺酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PEP的基质相中形成为柱状的具有磺酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例7)含磺酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物

除了乙酸酐和浓硫酸的量分别改变为2.0ml和0.8ml以外，含磺酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物按照合成例1来合成。通过质子NMR测量共聚物的磺化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入10mol%的磺酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PEP的基质相中形成为柱状的具有磺酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例8)含磺酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物

除了聚合物6用作嵌段共聚物以外，含磺酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物按照合成例1来合成。通过质子NMR测量共聚物的磺化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入16mol%的磺酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PEP的基质相中形成为共连续状的具有磺酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例9)含磺酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物

除了聚合物7用作嵌段共聚物以外，含磺酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物按照合成例1来合成。通过质子NMR测量共聚物的磺化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入17mol%的磺酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PEP的基质相中形成为层状的具有磺酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例10)含磺酸基的PS-PEB-PS嵌段共聚物

除了聚合物8用作嵌段共聚物以外，含磺酸基的PS-PEB-PS嵌段共聚物按照合成例2来合成。通过质子NMR测量共聚物的磺化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入16mol%的磺酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PEB的基质相中形成为共连续状的具有磺酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例11)含磺酸基的PS-PEB-PS嵌段共聚物

除了聚合物9用作嵌段共聚物以外，含磺酸基的PS-PEB-PS嵌段共聚物按照合成例2来合成。通过质子NMR测量共聚物的磺化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入17mol%的磺酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PEB的基质相中形成为层状的具有磺酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例12)含磺酸基的PS-PEEP-PS嵌段共聚物

除了聚合物10用作嵌段共聚物以外，含磺酸基的PS-PEEP-PS嵌段共聚物按照合成例3来合成。通过质子NMR测量共聚物的磺化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入18mol%的磺酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PEEP的基质相中形成为共连续状的具有磺酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例13)含磺酸基的PS-PEEP-PS嵌段共聚物

除了聚合物11用作嵌段共聚物以外，含磺酸基的PS-PEEP-PS嵌段共聚物按照合成例3来合成。通过质子NMR测量共聚物的磺化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入15mol%的磺酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PEEP的基质相中形成为层状的具有磺酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例14)含磷酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物

将2克嵌段共聚物(聚合物1)溶解于80ml二甲基甲酰胺，然后将溶液的温度维持在40℃。将0.8克氯化镍添加至PS-PEP-PS三嵌段共聚物在二甲基甲酰胺中的溶液。其后，将1.8g亚磷酸三乙酯随后徐徐滴加至该混合物中，然后将整体在110℃下搅拌4小时。接着，将反应液冷却至室温以使反应终止。将产物用水和甲醇洗涤，然后干燥。由此，获得含磷酸基的PS-PEP-PS三嵌段共聚物。通过质子NMR测量三嵌段共聚物的磷酸化率(phosphorylation ratio)。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入15mol%的磷酸基。用Cryomicrotome从所得三嵌段共聚物中切出超薄切片，然后将超薄切片用四氧化钌进行蒸汽染色。超薄切片用透射电子显微镜(TEM)观察。结果，证实微相分离结构包括在PEP的基质相中的形成为柱状的具有磷酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例15)含磷酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物

除了聚合物6用作嵌段共聚物以外，含磷酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物按照合成例14来合成。通过质子NMR测量共聚物的磷酸化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入18mol%的磷酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PEP的基质相中形成为共连续状的具有磷酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例16)含磷酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物

除了聚合物7用作嵌段共聚物以外，含磷酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物按照合成例14来合成。通过质子NMR测量共聚物的磷酸化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入17mol%的磷酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PEP的基质相中形成为层状的具有磷酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例17)含羧酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物

聚合物1用作嵌段共聚物。将2克PS-PEP-PS三嵌段共聚物溶解于80ml二甲基甲酰胺，然后将溶液的温度维持在40℃。将0.9克氯化铝添加至PS-PEP-PS三嵌段共聚物在二甲基甲酰胺中的溶液。其后，将1.6g1-氯丁烷随后徐徐滴加至该混合物中，然后将整体在110℃下搅拌4小时。接着，将反应液冷却至室温以使反应终止。将产物用乙醇洗涤，然后再次溶解于二甲基甲酰胺。将1.0克高锰酸钾添加至该溶液，然后将该混合物在40℃下搅拌4小时。将产物用水和甲醇洗涤，然后干燥。由此，获得含羧酸基的PS-PEP-PS三嵌段共聚物。通过质子NMR测量三嵌段共聚物的羧酸化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入16mol%的羧酸基。

用Cryomicrotome从所得三嵌段共聚物中切出超薄切片，然后将超薄切片用四氧化钌进行蒸汽染色。超薄切片用透射电子显微镜(TEM)观察。结果，证实微相分离结构包括在PEP的基质相中的形成为柱状的具有羧酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例18)含羧酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物

除了聚合物6用作嵌段共聚物以外，含羧酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物按照合成例17来合成。通过质子NMR测量共聚物的羧酸化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入16mol%的羧酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PEP的基质相中形成为共连续状的具有羧酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例19)含羧酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物

除了聚合物7用作嵌段共聚物以外，含羧酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物按照合成例17来合成。通过质子NMR测量共聚物的羧酸化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入16mol%的羧酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PEP的基质相中形成为层状的具有羧酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例20)含磺酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物

除了聚合物12用作嵌段共聚物以外，含磺酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物按照合成例1来合成。通过质子NMR测量共聚物的磺化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入13mol%的磺酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构(反相柱状微相分离结构(reverse cylindricalmicrophase-separated structure))包括在具有磺酸基的聚苯乙烯组分的基质相中形成为柱状的聚乙烯丙烯组分。

(合成例21)PS-PEP-PS嵌段共聚物

除了使用没有引入任何阳离子交换基团的聚合物1(PS-PEP-PS嵌段共聚物)以外，PS-PEP-PS嵌段共聚物按照合成例1来合成。作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PEP的基质相中形成为柱状的聚苯乙烯组分。

(合成例22)含磺酸基的PS-PEP嵌段共聚物

除了聚合物13用作嵌段共聚物以外，含磺酸基的PS-PEP嵌段共聚物(A-B型嵌段共聚物)按照合成例1来合成。通过质子NMR测量共聚物的磺化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入16mol%的磺酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PEP的基质相中形成为柱状的具有磺酸基的聚苯乙烯组分。

(合成例23)含磺酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物

除了聚合物14用作嵌段共聚物；以及乙酸酐和浓硫酸的量分别改变为1.1ml和0.4ml以外，含磺酸基的PS-PEP-PS嵌段共聚物按照合成例1而获得。通过质子NMR测量共聚物的磺化率。结果，发现相对于全部苯乙烯单元引入14mol%的磺酸基。另外，作为用TEM观察微相分离结构的结果，证实微相分离结构包括在PEP的基质相中形成为球状的具有磺酸基的聚苯乙烯组分。应当注意的是在合成例1-23中合成的各嵌段共聚物可以称为合成例1-23的样品。

[表3]

<充电辊>

下文中，将描述生产本发明的电子照相用导电性构件并将其用作充电辊的情况的实施例。

(实施例1)

(充电辊的生产)

制备外径(直径)为6mm和沿其轴向的长度为258mm的不锈钢棒状芯轴，并将用厚度为约5μm的镍镀覆。由此，获得导电性芯轴11。接着，将导电性芯轴11通过将导电性芯轴11和作为导电层形成用材料的合成例1的样品用图2中示意性示出的挤出机一体化挤出而成型为辊。其后，将辊端部通过切断除去单元25切断并除去。由此，获得其涂布有导电层的部分具有沿其轴向的长度为232mm的导电辊。将导电辊用宽幅研磨机(broadpolisher)(辊专用的CNC研磨机LEO-600-F4L-BME(商品名))在切割速度2m/min下进行湿式研削直至中心外径变为8.5mm和在沿导电层的轴向的各两端部的外径变为8.3mm。由此，获得冠状充电辊。应当注意的是基于JIS-K6253测量的充电辊的硬度为68°。

(评价1)

图3示出用于评价的电阻测量设备的示意图。以随着连接至辊两端的轴承31而自由旋转的方式保持充电辊，然后用连接至轴承31的弹簧32在各侧为4.90N(500gf)的压力下使其与Φ(直径)为30mm的圆柱状铝鼓33压接。当铝鼓33以30rpm旋转驱动时，使得充电辊跟着旋转。然后，将电压从外部电源34(TReK Model610E(商品名))在恒定电流控制模式下以100μA的DC电流通过铝鼓33流入充电辊的方式施加305秒。此时，在样品频率为100Hz下测量在初始阶段(施加2秒后的5秒间)和在经过300秒后(300秒后的5秒间)的输出电压。此时，施加2秒后的5秒间的输出电压的平均值表示为Va(V)，300秒后的5秒间的输出电压的平均值表示为Vb(V)，并测量初始电压Va和电压变化率Vb/Va(V/V)。表4示出测量结果。这里，Va为60.2(V)，这意味着该辊显示良好的导电性。另外，Vb/Va为1.00，这显示出电阻在DC电压施加300秒前后保持几乎不变化。

(评价2)

将充电辊通过使用评价1中的电阻测量设备用400μA的DC电流进行通电120分钟。在此之后即刻，将该充电辊构建为激光打印机(商品名：LBP5400，由Canon Inc.制造)中的充电辊。然后，输出半色调图像并评价图像。

表4示出评价的结果。应当注意的是评价等级如下所述。

A：没有观察到由充电辊的电阻导致的图像不良。

B：稍微观察到由充电辊的电阻导致的图像不良。

C：观察到由充电辊的电阻导致的图像不良。

D：观察到由于充电辊的抵接不均匀导致的图像不良。

[表4]

(实施例2-19)

除了将合成例1的样品改变为合成例2-19的各样品以外，实施例2-19的充电辊以与实施例1中相同的方式生产和评价。表4示出评价结果。

(比较例1)

A-混炼的橡胶组合物通过用加压式捏合机混合表5中示出的材料来获得。

[表5]

接着，未硫化橡胶组合物1通过用开放式辊(open roll)混合表6中示出的材料而获得。

[表6]

接着，除了使用未硫化橡胶组合物1代替合成例1的样品以外，使用直角机头挤出机以与实施例1中相同的方式获得使用上述未硫化橡胶组合物1作为导电层的辊。其后，加热下的硫化在160℃下进行2小时，然后将端部进行切断除去处理。由此，获得其弹性体涂布的部分具有沿其轴向的长度为232mm的导电辊。将导电辊用宽幅研磨机(辊专用的CNC研磨机LEO-600-F4L-BME(商品名))在切割速度2m/min下研削直至中心外径变为8.5mm和在沿弹性体涂布的部分的轴向的各两端部的外径变为8.3mm。由此，获得充电辊。这里，以与实施例1这相同的方式进行评价。结果，如表4中所示，Va为74.0(V)，这意味着该辊显示良好的导电性，但是Vb/Va为2.05，这显示由于施加DC电压300秒而使电阻增加。因此，在评价2中发生很可能由于充电辊的电阻导致的图像不良。

(比较例2)

除了不添加离子导电剂四乙基氯化铵以外，充电辊以与比较例1中相同的方式生产，然后类似地评价。Va为230.1(V)，这意味着初始电阻高。另外，Vb/Va为12.0，这意味着观察到由于施加DC电压300秒而导致的电阻增加。因此，在评价2中发生认识到的由于充电辊的电阻增加而引起的图像不良。

(比较例3)

除了合成例1的样品改变为合成例20的样品以外，充电辊以与实施例1中相同的方式来生产，然后类似地评价。Va和Vb/Va二者均示出良好的值。然而，该辊因为其硬度高而不稳定地抵接感光构件。因此，在评价2中发生由抵接不均匀导致的图像不良。

(比较例4)

除了合成例1的样品改变为合成例21的样品以外，充电辊以与实施例1中相同的方式来生产。因为充电辊的电阻高而不能测量其Va。

(比较例5)

除了合成例1的样品改变为合成例22的样品以外，充电辊以与实施例1中相同的方式来生产。然而，该充电辊不适合作为充电辊，这是因为该辊具有低硬度和没有橡胶弹性。因此，未评价该辊。

(比较例6)

除了合成例1的样品改变为合成例23的样品以外，充电辊以与实施例1中相同的方式来生产，然后类似地评价。Va为240.5V，这意味着初始电阻高。因此，在评价2中发生很可能由于充电辊的电阻而引起的图像不良。

<显影辊>

下文中，描述生产本发明的电子照相用导电性构件并将其用作显影辊的情况的实例。

(实施例20)

除了实施例1的芯轴改变为其上焙烧底漆且具有直径为6mm和沿其轴向的长度为279mm的芯轴；和导电层改变为通过使用合成例6的样品在芯轴的除沿其轴向的两端部以外的表面上生产的且具有厚度为3mm和沿轴向的长度为235mm的导电层以外，具有导电层的辊以与实施例1中相同的方式生产。将该辊构建为激光打印机(商品名：LBP5400，由Canon Inc.制造)中的显影辊，然后输出实心图像和半色调图像。其后，用评价1中的电阻测量设备使400μA的DC电流在该辊中流动120分钟。在此之后即刻，将该辊再次构建为上述激光打印机中的显影辊，然后输出实心图像和半色调图像。然后，比较在通电前后的图像并通过以下标准目视评价。

等级A：在用DC电流通电前后几乎没有观察到图像浓度的变化。

等级B：在用DC电流通电前后观察到浓度的稍微变化。

等级C：在用DC电流通电前后观察到浓度的显著变化。

(实施例21-24)以及(比较例7)

除了表7中示出的任一种样品用作导电层形成用材料以外，显影辊以与实施例20中相同的方式来生产和评价。下表7示出实施例20-24以及比较例7的评价结果。

[表7]

	导电层形成用材料	评价等级
			实施例20	合成例6的样品	A
实施例21	合成例7的样品	A
			实施例22	合成例8的样品	A
实施例23	合成例11的样品	A
			实施例24	合成例18的样品	B
比较例7	未硫化橡胶组合物1	C

附图标记说明

11导电性芯轴

12导电层

21挤出机

22直角机头

23芯轴输送辊

25切断除去单元

26辊

31轴承

32弹簧

33铝鼓

34外部电源

本申请请求2010年7月13日提交的日本专利申请2010-158615的优先权，在此将其内容引入本申请以作参考。

Claims

1.一种电子照相用导电性构件，其包括：

导电性芯轴和导电层，其中

所述导电层包含A-嵌段为具有阳离子交换基团的聚苯乙烯和B-嵌段为聚烯烃的A-B-A型三嵌段共聚物，和其中

所述A-B-A型三嵌段共聚物形成微相分离结构，所述微相分离结构包括：

由所述B-嵌段形成的基质相，和

由所述A-嵌段形成的并具有选自由柱状结构、共连续结构和层状结构组成的组的结构的相。

2.根据权利要求1所述的电子照相用导电性构件，其中所述阳离子交换基团包括选自由磺酸基、磷酸基和羧酸基组成的组的至少一种。

3.根据权利要求2所述的电子照相用导电性构件，其中所述阳离子交换基团包括磺酸基。

4.一种处理盒，其以装卸自如地安装于电子照相设备的主体的方式形成，所述处理盒包括根据权利要求1-3任一项所述的电子照相用导电性构件作为选自充电构件和显影构件中的至少一种构件。

5.一种电子照相设备，其包括根据权利要求1-3任一项所述的电子照相用导电性构件作为选自充电构件和显影构件中的至少一种构件。