CN103998992B

CN103998992B - 电子照相用导电性构件、处理盒和电子照相图像形成设备

Info

Publication number: CN103998992B
Application number: CN201280062242.2A
Authority: CN
Inventors: 西冈悟; 山田聪; 渡边政浩; 山内一浩; 村中则文; 菊池裕一
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2032-12-13
Also published as: WO2013094163A1; US20130281275A1; US8771818B2; JP5972150B2; CN103998992A; JP2013148866A

Abstract

一种电子照相用导电性构件，由此甚至在低温/低湿环境下也最小化经时电阻的增加和离子导电剂的渗出。还提供一种在各种环境下都能长期稳定地形成高品质电子照相图像的电子照相图像形成设备和处理盒。所述电子照相用导电性构件具有导电性基体和导电层，并且其特征在于所述导电层包括具有分别由如在本发明的说明书中定义的式(1)、式(2)和式(3)表示的结构的至少之一的分子结构的树脂。所述处理盒和所述电子照相图像形成设备采用所述导电性构件。

Description

电子照相用导电性构件、处理盒和电子照相图像形成设备

技术领域

本发明涉及电子照相用导电性构件以及使用其的处理盒和电子照相图像形成设备。

背景技术

在电子照相图像形成设备中，将导电性构件用于充电辊、显影辊和转印辊等。期望这些导电性构件是受控的以便具有在1×10⁵Ω至1×10¹⁰Ω的电阻值。因此，这种导电性构件设置有包含导电剂的导电层。

这里，作为导电剂，本领域中已知如由炭黑代表的电子导电剂和离子导电剂如季铵盐化合物。

离子导电剂与电子导电剂相比，可以容易地均匀分散在粘结剂树脂中，进而能够在可能由导电剂的非均匀分散引起的任意电阻不均匀性方面是小的。另一方面，这种通过离子导电剂使得导电的导电层由于长时间的直流电压的施加而可以逐渐地增加电阻值(下文中也为“经时电阻变化”)。

认为这种经时电阻变化是由离子导电剂的导电机理引起的。即，离子导电剂经历解离为阳离子和阴离子，并且各离子按照电场梯度来移动，由此带来导电性。因此，如所认为的，这种可移动通过导电层的离子的数量随时间变小，并且这引起经时电阻变化。此外，由于离子导电剂保持添加至粘结剂树脂，因此在导电层构成表面层的情况下，可能发生离子导电剂浸出导电性构件至其表面(下文中也为“渗出”)并且附着至与导电性构件接触的构件的表面，从而影响电子照相图像的级别。

关于具有包含离子导电剂的导电层的导电性构件如何防止引起经时电阻变化，PTL1公开了具有为反应性官能团的缩水甘油基的季铵盐用作该离子导电剂。

引用列表

专利文献

PTL1：日本专利申请特开No.2004-258277

发明内容

发明要解决的问题

根据由本发明人进行的研究，PTL1中公开的具有缩水甘油基的季铵盐可以与粘结剂树脂中存在的官能团如羟基、羧酸基或氨基反应，从而形成共价键。因此，如所确定的，该季铵盐在粘结剂树脂中保持不动，以致可以防止渗出发生，而且还有关于经时电阻变化方面，可以某种程度上防止出现。

然而，其中利用根据PTL1的导电性材料的辊用于电子照相设备并且长期连续施加直流电压时，仍然发生电阻经时变化。结果，发生了其中这种辊用作充电构件时，由于电阻随时间的增加水平直线状不均匀开始出现在电子照相图像中。也发生了其中这种辊用作显影构件或转印构件时，电子照相图像由于电阻随时间的增加而出现浓度降低。然后，当这种辊用于低温低湿环境(例如，温度：15℃和相对湿度：10％)下时发现该趋势显著。

作为其一个理由，本发明人认为这是由于具有缩水甘油基的季铵盐的离子导电性能易受粘结剂树脂中水含量的影响的事实。

更具体地，认为一个原因是在低温低湿环境下，粘结剂树脂中包含的水的绝对量如此小以至于对于具有缩水甘油基的季铵盐提供不了必要足够的离子解离，以致有助于导电性的离子的量不必要地随着使用而降低。

本发明已经考虑了这种技术背景。因此，本发明旨在提供本发明提供甚至在低温低湿环境下也使自身防止电阻随时间增加以及还使得防止任意离子导电剂渗出至其表面的电子照相用导电性构件的目的。

本发明的另一目的是还提供在各种环境下都能长期稳定地形成高级别的电子照相图像的处理盒和电子照相图像形成设备。

用于解决问题的方案

根据本发明的一个方面，提供一种电子照相用导电性构件，其包括导电性基体和导电层，其中所述导电层包括在分子中具有选自由下述式(1)、式(2)和式(3)表示的结构组成的组中的至少一种结构的树脂：

[化学式1]

在式(1)至(3)中，R₁至R₃各自独立地表示具有1-10个碳原子的亚烷基；和星号*1至*7各自独立地表示氢原子或与所述树脂的分子结构中的碳原子键合的位置，条件是*1和*2至少之一、*3和*4至少之一和选自*5至*7的至少一个位置表示与所述树脂的分子结构中的碳原子键合的位置。

A₁至A₃各自独立地表示选自由下述式(4)、式(5)、式(6)和式(7)表示的结构组成的组中的任意结构：

[化学式2]

在式(4)至(7)中，Q₁ ^-至Q₄ ^-各自独立地表示阴离子；R₄至R₈各自独立地表示用具有1-4个碳原子的氧化烯基取代的具有1-8个碳原子的烷基，烯丙基或具有1-14个碳原子的烷基；X表示亚甲基或氧原子；和n表示1或2。

根据本发明的另一方面，提供一种处理盒，构造所述处理盒以便可拆卸地安装至电子照相图像形成设备的主体，并且所述处理盒具有上述电子照相用导电性构件。

根据本发明的进一步方面，提供一种电子照相图像形成设备，其具有上述电子照相用导电性构件。

发明的效果

根据本发明，能够获得甚至在低温低湿环境下也具有充分导电性、甚至当连续施加直流电压时也使得自身防止电阻增加并且还使得防止从导电层中出现任意渗出的电子照相用导电性构件。

根据本发明，能够获得在各种环境下都能长期稳定地形成高级别的电子照相图像的处理盒和电子照相图像形成设备。

附图说明

图1A为示出本发明的电子照相用导电性构件的第一实例的示意性截面图。

图1B为示出本发明的电子照相用导电性构件的第二实例的示意性截面图。

图1C为示出本发明的电子照相用导电性构件的第三实例的示意性截面图。

图2为说明根据本发明的处理盒的图。

图3为说明根据本发明的电子照相图像形成设备的图。

图4A为说明可用于对导电性构件的经时电阻变化进行评价的经时电阻变化用夹具的图。

图4B为说明可用于对导电性构件的经时电阻变化进行评价的经时电阻变化用夹具的图。

具体实施方式

本发明人注意到季铵盐的解离性以及季铵盐的移动和扩散，以便获得甚至在低温低湿环境下也能得到充分的导电性、可以较少引起任意经时电阻变化和使得任意离子导电剂(季铵盐)防止渗出的电子照相用导电性构件。

这里，离子导电中的导电率σ可以由下述数学表达式1来示出。

σ＝e×d×μ(数学式1)

这里，σ是指导电率；e是指载体的电荷；d是指载体密度；μ是指载体的迁移率。在离子导电的情况下，载体为通过解离为阳离子和阴离子而离子化的离子导电剂。通常，离子导电剂由i)离子交换基团如季铵碱和ii)具有与其相反的极性的离子形成，并且这两种离子移动通过粘结剂树脂，由此显示离子导电性。

粘结剂树脂中的水促进季铵盐的离子解离，进而增加数学表达式1中的d值。即，认为取决于使用环境使得电阻值大幅变化的最大因素是粘结剂树脂中的水含量的变化。因此，认为在低温低湿环境下，其中粘结剂树脂中的水含量小，数学表达式1中的d值降低，以致电阻高。即，为了在低温低湿环境下得到充分的电阻率，重要的是即使粘结剂树脂在无水状态下季铵盐也可经历解离。

如上所述，还认为当阳离子和阴离子在通电时局部化从而使得可移动载体(数学表达式1中的d)的数量较少时引起经时电阻变化。因此，认为使得经时电阻变化较少可以通过缩短从其中两种离子局部化的状态移动到阳离子和阴离子成对的时间来实现。

通常，在离子导电剂中，两种离子阳离子和阴离子单独地移动，因此经历长距离直至它们成对。因而，如所认为的，构成季铵盐的阳离子和阴离子任一种可以在粘结剂树脂中固定化以便形成难以移动的状态，并且这可以缩短它们形成离子对的时间。

还认为使得粘结剂树脂中的季铵盐中的任一种离子固定化可以同时防止季铵盐浸出导电性构件的表面。

因此，本发明人为了在低温低湿环境下成功得到充分的导电性而研究，使得电阻经时变化较少并且防止季铵盐浸出表面。更具体地而言，他们研究以便使得季铵盐中的阳离子基团通过给电子连接基团在粘结剂树脂中固定化。

结果，他们发现了使用分子中具有分别由上述式(1)、(2)和(3)表示的结构的至少一种结构的粘结剂树脂，甚至在低温低湿环境下也能够使导电性构件得到充分的导电性、较少引起任意电阻经时变化并且防止任意季铵盐渗出至其表面。

关于为什么可以获得这种效果的原因，本发明人推测如下所述。

任意由式(1)至(3)表示的结构包括由任意式(4)至(7)表示的季铵盐结构，并且该盐结构中的阳离子基团通过包括源自肼(＝N-NH-CO-、-NH-NH-CO-或-N-(*7)-NH-CO-)的结构部分的连接基团保持键合至粘结剂树脂的分子结构中的碳原子。即，使得季铵盐中的阳离子基团在粘结剂树脂中固定化。

通常已知在上述连接基团中存在的源自肼的结构部分与金属离子配位，并且为给电子连接基团。如所认为的，该源自肼的结构部分存在于季铵盐的阳离子基团附近[在式(1)至(3)中，摩尔比相同的重量]，进而有效地供给电子从而促进季铵盐的解离。认为凭借该效果，甚至在其中粘结剂树脂中包含的任意水为少量的低温低湿环境下，也可以得到充分的导电性。

另外，由于使得季铵盐中的阳离子基团在粘结剂树脂中固定化，因此该阳离子基团即使在通电时也不能移动，并且仅阴离子基团(Q^-)移动。结果，与其中使得离子导电剂不固定的情况相比，认为季铵盐中的阳离子基团和阴离子基团之间的距离变得更小，并且认为较少引起经时电阻变化。此外，关于季铵盐的渗出，因为由此使得固定化，认为防止其发生。

电子照相用导电性构件

本发明的电子照相用导电性构件具有导电性基体和设置在导电性基体上的导电层。本发明的电子照相用导电性构件可以用作在利用电子照相的图像形成设备中使用的导电性构件。具体而言，其可以优选用作设置接触充电目标构件如感光鼓以便给该充电目标构件静电地充电的充电构件。除了充电构件如充电辊之外，本导电性构件也可以用作显影构件、转印构件、电荷消除(静电消除)构件和输送构件如进纸辊。作为导电性构件的形状，其可以为例如辊状或带状。

在下文中，作为电子照相用导电性构件的实施方案的实例，记载注意到了辊状电子照相用导电性构件，特别地，辊状充电构件(充电辊)，然而，本发明的使用绝不限于此。

本发明的导电辊的三个实例的示意性截面图(如当各自垂直于它们的导电性轴构件的轴方向切割时观察到的导电辊的示意性截面图)在图1A、1B和1C中给出。

如图1A中所示，根据本发明的导电辊可以由为导电性基体的导电性轴构件11(例如，芯轴)和设置在其外周面上的弹性层12构成。在该情况下，弹性层12为包含在分子结构中(分子中)具有分别由上述式(1)、(2)和(3)表示的结构的至少一种结构的树脂(即，阳离子基团固定的导电性树脂)的导电层。

如图1B中所示，导电辊也可以具有设置在弹性层12的表面上的表面层13。在该情况下，弹性层12和表面层13的任一个或两个都可以为包含阳离子基团固定的导电性树脂的导电层。换言之，可以组合使用包含该树脂的导电层和任意其他导电层(例如，电子照相图像形成设备的领域中常规已知的导电层)。

如图1C中所示，导电辊仍然也可以具有其中中间层14设置在弹性层12和表面层13之间的三层结构或者其中多层中间层设置在弹性层12和表面层13之间的三层结构。在该情况下，选自由弹性层12、表面层13和一层或多层中间层组成的组中的至少一层可以为包含阳离子基团固定的导电性树脂的导电层，并且可以组合使用该导电层和任意其他导电层。

其中导电辊具有包含阳离子基团固定的导电性树脂的导电层作为表面层时，从确保对于开始接触导电层的任意其他构件的适当的接触宽度的观点，该导电层可以优选具有1μm以上且100μm以下的厚度。此外，其中包含阳离子基团固定的导电性树脂的导电层用作设置在导电性基体和表面层之间的层时，从控制其电阻的观点，该导电层可以优选具有1μm以上且3μm以下的厚度。

形成于导电性基体上的各层可以具有约1×10³Ω·cm以上且1×10⁹Ω·cm以下的电阻值。

特别地，包含阳离子基团固定的导电性树脂的导电层可以优选具有1×10⁵Ω·cm以上且1×10⁸Ω·cm以下的电阻值。因为在该范围内，可以更有效地防止由于漏电引起的任意异常放电等发生。

导电性基体

作为导电性基体，其可以适当地选自在电子照相用导电性构件的领域中使用的那些。例如，其可以包括通过在其表面上以约5μm的厚度用镍镀覆圆柱状碳钢合金而获得的圆柱状轴构件。此外，从导电性基体和设置于其上的任意层之间的粘合性的改进的观点，可以将粘合剂施涂至基体的表面。

导电层

用于本发明的导电层包含在分子结构中具有分别由下述式(1)、式(2)和式(3)表示的结构中的至少一种结构的树脂(阳离子基团固定的导电性树脂)。该阳离子基团固定的导电性树脂可以以交联状态包含在导电层中。导电层也可以由该树脂组成(构成)，并且除了该树脂之外还可以包含后述的各种添加剂。这里，从导电性的观点，导电层中的阳离子基团固定的导电性树脂可以优选为10质量％以上的含量，并且更加优选30质量％以上。该含量可以通过NMR确定。

从导电性的观点，分别由下述式(1)至(3)表示的任意结构可以以总计为0.01质量％以上且20质量％以下的比例包含在阳离子基团固定的导电性树脂中。该含量的比例也可以通过NMR确定。

[化学式3]

在式(1)至(3)中，R₁、R₂和R₃各自独立地表示具有1-10个碳原子的亚烷基。因为各自存在于促进在阳离子基团固定的导电性树脂中的离子解离的源自肼的结构部分和季铵盐结构(A₁至A₃各自)中的阳离子基团之间的基团R₁至R₃为具有1-10个碳原子的亚烷基，所以可以使得源自肼的结构部分和阳离子基团以空间上接近的距离存在。因此，根据本发明的导电性构件认为是甚至在低温低湿环境下也可以显示充分的导电性的构件。这里，具有1-10个碳原子的亚烷基可以为支链和直链的任一种。从低温低湿环境下的导电性的观点，R₁至R₃可以各自优选为具有1个碳原子的亚甲基。

星号*1至*7各自独立地表示氢原子或与阳离子基团固定的导电性树脂的分子结构中的碳原子键合的位置，条件是*1和*2至少之一、*3和*4至少之一和选自*5至*7的至少一个位置表示与阳离子基团固定的导电性树脂的分子结构中的碳原子键合的位置。

即，本发明中，由式(1)至(3)表示的结构的至少之一在导电性树脂中设置为固定的。该碳原子可以为上述树脂的聚合物侧链或原子基团中的碳原子。此外，所有星号*1至*7可以各自表示与所述树脂的分子结构中的碳原子键合的位置。

A₁至A₃各自独立地表示选自分别由下述式(4)、式(5)、式(6)和式(7)表示的结构组成的组中的结构。这里，期望季铵盐结构[任意式(4)至(7)]中的阳离子基团的结构为具有较少立体位阻以致可以容易从源自肼的结构部分和水分子中供给电子至其的结构，并且还期望季铵盐本身具有可以帮助离子解离的结构。

[化学式4]

在式(4)至(7)中，R₄至R₈各自独立地表示用具有1-4个碳原子的氧化烯基取代的具有1-8个碳原子的烷基(前者的碳原子不包括在后者的氧化烯基的碳原子中)，烯丙基，或具有1-14个碳原子的烷基。本发明中，氧化烯基是指由–[(OR₁₂)_mOR₁₃]表示的基团。这里，R₁₂表示具有1-3个碳原子的亚烷基，R₁₃表示具有1-4个碳原子的烷基，和m为0至3的整数。此外，具有1-8个碳原子的烷基用氧化烯基取代的位置可以适当地选择。

因为式(4)中的R₄至R₆各自为具有1-14个碳原子的烷基或烯丙基，可以使得所述结构具有较少的立体位阻并可促进离子解离。此外，因为R₄至R₆各自为用具有1-4个碳原子的氧化烯基取代的具有1-8个碳原子的烷基，所以可以通过氧化烯基促进离子解离。

在式(5)中，X表示亚甲基或氧原子，n表示1或2。因为n是1或2和X是亚甲基或氧原子，所以可以使得所述结构具有较少的立体位阻进而可以促进离子解离。此外，因为式(5)中的R₇是具有1-14个碳原子的烷基或烯丙基，所以可以使得阳离子基团具有较少的立体位阻。此外，因为R₇是用氧化烯基取代的具有1-8个碳原子的烷基，所以可以通过氧化烯基促进离子解离。

由式(6)表示的盐结构具有芳香族性(aromaticity)，进而其可以减轻氮原子上的阳离子电荷并且可以促进离子解离。

因为式(7)中的R₈为具有1-14个碳原子的烷基或烯丙基，所以可以使得所述结构具有较少的立体位阻并且还具有芳香族性，进而其可以减轻氮原子上的阳离子电荷并且可以促进离子解离。此外，因为R₈为用氧化烯基取代的具有1-8个碳原子的烷基，所以可以通过氧化烯基促进离子解离。

然而，从具有较少立体位阻和使得离子解离容易地可促进的观点，优选任意的A₁、A₂和A₃表示由式(4)表示的结构，并且进一步的，特别优选该式(4)中的R₄至R₆各自独立地表示具有1-3个碳原子的烷基。

在式(4)至(7)中，Q₁ ^-至Q₄ ^-各自独立地表示阴离子。阴离子可以包括，例如，卤化物离子如氟离子、氯离子、溴离子和碘离子；磺酸化合物离子如磺酰亚胺离子、三氟甲烷磺酸根离子和对甲苯磺酸根离子；磷酸化合物离子如六氟磷酸根离子和二甲基磷酸根离子；硼酸化合物离子如四氟硼酸根离子和四氰基硼酸根离子；和高氯酸根离子。磺酰亚胺离子可以包括，例如由下述式(8)表示的全氟磺酰亚胺离子。

上述阴离子(Q₁ ^-至Q₄ ^-)可以各自优选为由式(8)表示的全氟磺酰亚胺离子。全氟磺酰亚胺离子显示比任意其他阴离子高的导电性，进而鉴于其可以带来在低温低湿环境下的较高导电性而是优选的。

此外，全氟磺酰亚胺离子是高疏水性的，进而与通常可得的高亲水性离子相比，其可以容易地具有对后述的粘结剂树脂原料的更高的亲合性。结果，后述的含反应性基团的季铵盐可以容易地均匀分散在粘结剂树脂原料中并且与其反应，从而使得季铵盐阳离子固定在粘结剂树脂中，进而鉴于其可以减轻可能由导电剂的不均匀分散而引起的任意电阻不均匀性而是优选的。

[化学式5]

式(8)

式(8)中，R₉和R₁₀各自独立地表示具有1-4个碳原子的全氟烷基。从导电性的观点，该全氟烷基中的碳原子数设定为1以上且4以下。

全氟磺酰亚胺离子可以具体地包括，但不限于，双(三氟甲烷磺酰)亚胺离子(TFSI)、双(五氟乙烷磺酰)亚胺离子和双(九氟丁烷磺酰)亚胺离子(NFSI)。

由式(1)至(3)表示的结构的鉴定：

在导电层中的阳离子基团固定的导电性树脂中设置固定的阳离子基团和其中保持自由的阴离子基团可以以下述方式鉴定。部分地切出导电层，然后通过用溶剂如乙醇的提取来处理。对于获得的固体物质，进行红外光谱(IR)分析，由此可以鉴定离子交换基团(阳离子基团)的连接是否存在。类似地，对于所得提取物和提取残渣，可以进行固体物质¹³C-NMR测量和利用飞行时间质谱分析仪(TOF-MS)的质谱，并且这能够鉴定包括阳离子基团的分子结构。

为了更确实地防止在低温低湿环境下根据本发明的导电层的电阻值增加，对于根据本发明的阳离子基团固定的导电性树脂优选具有氧化烯(AO)结构。

氧化烯结构引入分子中使得粘结剂树脂容易地保持水含量，进而这可以更加促进由任意式(4)至(7)表示的季铵盐结构中的离子解离。这能够使导电层甚至在低温低湿环境下也更确实地防止电阻增加。

这里，氧化烯结构可以具体地包括氧化乙烯(EO)结构、氧化丙烯(PO)结构、氧化丁烯结构和α-烯烃氧化物结构，并且任意这些结构的一种或两种以上可以任选地包含在阳离子基团固定的导电性树脂中。

从在低温低湿环境下的电阻的观点，阳离子基团固定的导电性树脂中的这种氧化烯单元可以优选为10质量％以上的含量。该含量可以通过NMR确定。

上述氧化烯中，尤其是其中从离子解离的观点使用氧化乙烯时，在低温低湿环境下防止导电层的电阻降低的效果可以更显著。

氧化乙烯结构具有比任意其他氧化烯结构高的疏水性，进而，在当氧化乙烯结构引入阳离子基团固定的导电性树脂中时的情况下，其中其引入的量可以优选考虑在高温高湿环境下导电性构件中树脂的水含量的任意增加来选择。

更具体地，阳离子基团固定的导电性树脂中的氧化乙烯结构可以优选为30质量％以下的含量。因为其为30质量％以下的含量，所以可以在高温高湿环境下更有效地防止导电层的电阻过度降低。

根据本发明的具有由式(1)至(3)表示的结构中的至少一种结构的阳离子基团固定的导电性树脂可以通过例如下述方法使用下述(1)含反应性基团的季铵盐和(2)粘结剂树脂原料来生产。

(1)含反应性基团的季铵盐：

含反应性基团的季铵盐为具有源自肼的结构和季铵盐结构的铵盐，例如，可以使用由下述式(9)表示的铵盐。源自肼的结构部分与官能团如环氧基、酮基或甲酰基反应从而形成化学键。这里，在该含反应性基团的季铵盐与酮基或甲酰基反应时，可以形成由式(1)表示的结构。此外，在含反应性基团的季铵盐与一个环氧基反应时，可以形成由式(2)表示的结构，在与两个环氧基反应时，可以形成由式(3)表示的结构。

此外，该含反应性基团的季铵盐中的阴离子可以通过离子交换反应转变为任意期望的阴离子。

[化学式6]

式(9)

式(9)中，R₁₁表示具有1-10个碳原子的亚烷基，A₄表示选自分别由上述式(4)至(7)表示的结构组成的组中的结构。这里，具有1-10个碳原子的亚烷基可以为支链和直链的任一种。

含反应性基团的季铵盐可以通过例如下述方法使用下述(a)季铵化剂、(b)叔胺、(c)肼和任选的(d)阴离子交换盐来生产。

(a)季铵化剂：

季铵化剂可以包括例如，具有酯基和具有选自卤素基团如氟、氯、溴和碘、甲苯磺酰基(对甲苯磺酰基)和甲基(甲烷磺酰基)的任意一种官能团的化合物。具体而言，其可以包括氯乙酸乙酯和3-氯丙酸乙酯。

(b)叔胺：

叔胺可以包括例如，脂肪族叔胺如三甲胺和三乙胺，和具有环状结构的胺。环状结构可以包括例如，芳香环如苯环和脂环烃如环己烷环。具有环状结构的胺可以具体地包括环状胺如1-甲基吡咯烷、1-甲基哌啶和1-甲基吗啉；和芳香族胺化合物如咪唑和吡啶。

(c)肼(H₂NNH₂).

(d)阴离子交换盐：

可以使用其中将从上述季铵化剂和叔胺合成的季铵盐中的阴离子改变为其他阴离子的阴离子交换盐。例如，其中将阴离子改变为高氯酸根离子时，高氯酸锂可以用作阴离子交换盐。此外，其中将阴离子改变为全氟磺酰亚胺离子时，全氟磺酰亚胺锂可以用作阴离子交换盐。

如何合成含反应性基团的季铵盐：

首先，使上述叔胺和季铵化剂相互反应以合成季铵盐。反应可以在不使用任意溶剂的情况下进行，或者可以在溶剂中进行。作为溶剂，从反应性的观点优选使用醇类溶剂如乙醇或异丙醇，含卤溶剂如氯仿或二氯甲烷，或极性溶剂如乙腈。

然后，例如，将所得季铵盐溶解于溶剂(例如，乙腈)，接着添加肼，因而可以生产由式(9)表示的含反应性基团的季铵盐。其中该含反应性基团的季铵盐中的阴离子变化时，合成的含反应性基团的季铵盐和阴离子交换盐可以添加至溶剂(例如，甲醇/乙腈混合溶剂)中，接着搅拌，由此改变阴离子。

此外，其中式(9)中的R₁₁为亚甲基和A₄为由下述式(10)表示的三甲基铵盐的含反应性基团的季铵盐作为吉拉德试剂(Girard’sReagent)T商购可得。此外，其中式(9)中的R₁₁为亚甲基和A₄为由下述式(11)表示的吡啶鎓盐的含反应性基团的季铵盐作为吉拉德试剂P商购可得。

[化学式7]

式(10)

(2)粘结剂树脂原料：

用于生产阳离子基团固定的导电性树脂的粘结剂树脂原料具有环氧基、酮基和甲酰基中至少之一，其与含反应性基团的季铵盐中包含的源自肼的结构部分反应。除了具有任意的这些基团以外，对其没有特别限定，并且可用的为例如，树脂如环氧树脂、含羰基的聚乙烯醇、具有酮基和甲酰基的至少之一的聚氨酯树脂，和聚醚酮；橡胶如环氧化天然橡胶、环氧化丁二烯橡胶和含环氧基的丙烯酸类橡胶；环氧化热塑性弹性体。

可以使上述含反应性基团的季铵盐和粘结剂树脂原料相互反应以生产用于本发明的阳离子基团固定的导电性树脂。此外，可以以混合物的形式使用上述粘结剂树脂原料和其他离子导电性树脂如聚氧化乙烯或聚氧化丙烯、表氯醇均聚物、表氯醇-氧化乙烯共聚物、表氯醇-氧化乙烯-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物的氢化产物或极性橡胶如聚氨酯橡胶。

用于形成阳离子基团固定的导电性树脂的含反应性基团的季铵盐可以以适当设定的量添加。然而，优选以0.5质量份以上且20质量份以下的比例混合含反应性基团的季铵盐，基于100质量份具有环氧基、酮基和甲酰基中至少之一的粘结剂树脂原料。因为含反应性基团的季铵盐以0.5质量份以上的量混合，所以可以容易地获得凭借导电剂的添加给予导电层以导电性的效果。因为其为20质量份以下的量，可以容易地使导电层具有较低的其电阻的环境依赖性。

其他组分：

向用于本发明中的导电层，可以添加通常用作树脂用混合剂的填料、软化剂、加工助剂、增粘剂、防粘剂、分散剂和发泡剂等，只要不损害本发明的效果即可。

其他层

将其中包含阳离子基团固定的导电性树脂的导电层用作导电性构件的表面层时，在导电性基体和表面层之间形成的任意层(例如，图1B或1C中示出的弹性层12或中间层14)可以使用橡胶组分来制备，其中也可以任选地使用各种添加剂。对形成这些层(弹性层和中间层)的橡胶组分没有特别限定，并且可以使用电子照相用导电性构件的领域中已知的任何橡胶。具体而言，其可以包括表氯醇均聚物、表氯醇-氧化乙烯共聚物、表氯醇-氧化乙烯-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物的氢化产物、硅橡胶、丙烯酸类橡胶和聚氨酯橡胶。

将其中包含阳离子基团固定的导电性树脂的导电层用作设置在导电性构件中的导电性基体和表面层之间的层(例如，弹性层12或中间层14)时，表面层13可以使用电子照相用导电性构件的领域中已知的树脂来制备。具体而言，其可以包括丙烯酸类树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚酯、聚烯烃和硅酮树脂。在形成这种表面层时，允许任选地还使用炭黑、石墨和具有导电性的氧化物如氧化锡，以及金属如铜或银，其颗粒表面用金属涂布以便赋予导电性的导电性颗粒，和具有离子交换性能的离子导电剂如季铵盐。

此外，导电性基体和表面层之间设置的各层之中，除了包含阳离子基团固定的导电性树脂的导电层以外的任意层可以以下述方式制备。即，当将包含阳离子基团固定的导电性树脂的导电层用作表面层时，其可以使用在弹性层或中间层中可用的上述橡胶组分来制备，并且可以进一步使用各种添加剂。

处理盒

本发明的处理盒为电子照相图像形成设备中可用的处理盒(电子照相用处理盒)，并且设置为以便可拆卸地安装(自由安装和拆卸)至电子照相图像形成设备的主体。此外，该处理盒至少具有本发明的电子照相用导电性构件作为任意的例如充电构件和显影构件。

本发明的处理盒可以具有显影组件和充电组件的任何一种或两种。本发明的处理盒的实例的示意性截面图在图2中示出。显影组件为具有一体化连接的显影辊23和调色剂容器(显影剂容器)26的显影组件，并且可以任选地具有调色剂供给辊24、调色剂29、显影刮板28和搅拌叶片210。

充电组件为至少具有一体化连接的图像承载构件感光鼓21、清洁刮板25和充电辊22并且可以具有废调色剂容器27的那些的一部分；充电辊接触图像承载构件并且在施加电压时给图像承载构件静电地充电。各自设计充电辊22、显影辊23、调色剂供给辊24和显影刮板28以便电压可施加于其上。本发明的导电性构件可以优选用作充电辊22。

电子照相图像形成设备

本发明的电子照相图像形成设备(电子照相设备)具有上述的本发明的导电性构件作为任意的例如充电构件、显影构件和转印构件。

本发明的电子照相图像形成设备的实例的示意性截面图在图3中示出。该电子照相图像形成设备可以设置有对于各黑色(BK)、品红色(M)、黄色(Y)和青色(C)调色剂的图2中示出的处理盒。这种处理盒是设置为可拆卸地安装至上述电子照相图像形成设备的主体的那些。

感光鼓31沿箭头的方向旋转，借助从充电偏压电源(未示出)保持施加电压的充电辊32均匀地充电，静电潜像借助曝光光311形成于它们的表面上。同时，调色剂容器36中保持的调色剂供给至调色剂供给辊34并且输送至显影辊33上。然后，将调色剂借助与显影辊33接触设置的显影刮板38均匀地涂布在显影辊33的表面上，同时调色剂39通过摩擦带电而给予电荷。静电潜像通过借助与感光鼓31接触设置的显影辊33而赋予调色剂39来显影，由此可视化显现为调色剂图像。

将可视化显现为调色剂图像并保持在感光鼓上的图像借助从一次转印偏压电源(未示出)保持施加电压的一次转印辊312转印至中间转印带315；中间转印带315放置在张力辊313上方和中间转印带驱动辊(二次转印相对辊)314上。各颜色调色剂图像顺序地叠加于其上，因而全色调色剂图像形成于中间转印带上。

转印材料319通过进纸辊(未示出)供给至设备并且输送至中间转印带315和二次转印辊316之间的部分。向二次转印辊316，从二次转印偏压电源(未示出)施加电压，并且将中间转印带315上的全色调色剂图像转印至转印材料319。将全色调色剂图像已经转印的转印材料319借助定影组件318定影处理，然后排出至设备外，因而完成打印的操作。同时，没有从中转印的残留在感光鼓上的调色剂通过用清洁刮板35擦除感光鼓的表面来除去，并且接收到废调色剂容器37。由此清洁的感光鼓31重复进行上述步骤。没有从中转印的残留在中间转印带上的调色剂也借助清洁单元(中间转印带清洁器)317擦除。

实施例

下面给出本发明的实施例。

-充电辊的生产-

实施例1

导电性弹性辊的生产：

下表1中示出种类和量的材料借助加压式捏合机混合。

表1

其后，向所得混合物中，借助开炼辊混合下表2中示出的材料从而制备未硫化橡胶组合物I。

表2

准备由易切削钢制成并且通过在其表面上无电解镀镍处理的总长度为252mm和外径为6mm的圆棒。接下来，将粘合剂涂布在该圆棒上在不包括其各自11mm的两个端部的230mm范围内的全部周面上。作为粘合剂，使用导电性硫化粘合剂(商品名：METALOCU-20；购自ToyokagakuKenkyushoCo.,Ltd.)。此外，辊涂布机用于其涂布。在实施例1中，将由此用粘合剂涂布的圆棒用作导电性基体。

接下来，准备具有导电性基体供给机构和未硫化橡胶辊排出机构的十字头挤出机，并且将内径为12.5mm的模头安装至十字头，其中挤出机和十字头设置在80℃和导电性基体输送速度调整至60mm/sec。在这些条件下，未硫化橡胶组合物I从挤出机供给以便用未硫化橡胶组合物I在十字头内部覆盖导电性基体以在前者上形成弹性层(基层)从而获得未硫化橡胶辊。

接下来，将上述未硫化橡胶辊引入170℃热风硫化炉中，并且在其中加热60分钟从而获得未打磨(unsand)的导电性弹性辊。其后，切割并移除弹性层的端部。最终，弹性层的表面用旋转砂轮打磨。因而，获得在从其中央部到两个端部各90mm的位置处的直径为8.4mm和中央部的直径为8.5mm的导电性弹性辊。

含反应性基团的季铵盐1的合成

1.23g(10mmol)氯乙酸乙酯作为季铵化剂溶解于10ml脱水乙醇中，其后，向所得溶液中，在室温下逐滴添加2.37g(10mmol)三甲胺25质量％的甲醇溶液作为叔胺。所得混合溶液在室温下搅拌12小时，其后加热和回流24小时。在冷却至室温之后，溶剂在减压下蒸发掉。所得浓缩的产物用10ml己烷洗涤，并且所形成的上清液通过倾析除去。该操作重复两次，其后所得产物在减压下干燥，然后溶解于10ml脱水乙醇中。向所得溶液中，逐滴添加0.60g(12mmol)一水合肼，接着搅拌24小时。其后，溶剂在减压下蒸发掉从而获得残余物。

所得残余物溶解和悬浮于5ml脱水甲醇和5ml乙腈的混合溶剂中，接着添加2.87g(10mmol)双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂作为阴离子交换盐然后搅拌24小时。其后，溶剂在减压下蒸发掉。所得残余物用10ml乙腈萃取，接着过滤。所得滤液中的乙腈在减压下蒸发掉从而获得含反应性基团的季铵盐1，其阴离子为双(三氟甲烷磺酰)亚胺离子。

离子导电层:

-涂布液的制备

混合下表3中示出的材料，所得混合物用异丙醇(IPA)稀释以便固含量为27质量％从而制备涂布液1。

表3

然后，以下述方式进行涂布。涂布液1放入密闭的容器中，并且将该密闭的容器连接至溶液供给手段注射泵，进一步连接至设置在环涂头(ringcoatinghead)中的单端口溶液供给口，其中涂布液1以适当的量供给至环涂头中。涂布液1填充在具有其中溶液在环涂头内部相遇以便沿周向分布的溶液分布室的环涂头中。

借助于保留有导电性弹性辊的构件支承上述导电性弹性辊以垂直竖立。以沿整个内周面保持打开的环涂头的狭缝状喷出口围绕该导电性弹性辊以相对于后者的外径形成0.5mm间隔的距离放置这样的方式配置环涂头。在这点上，对于沿整个内周面保持打开的环涂头的狭缝状喷出口，环涂头的环以0.1mm的开口宽度(狭缝宽度)使用。环涂头配置在保留有导电性弹性辊的上侧构件上；配置在距离导电性弹性辊的弹性层的上端20mm的位置处。

然后，在导电性弹性辊的表面上从保留有导电性弹性辊的上侧构件连续地进行涂布直至保留有导电性弹性辊的下侧构件。作为涂布条件，涂布液1以50mm/sec的恒定速度同时以适当的量(0.07ml)和0.013ml/sec的喷出速度均匀地涂布在整个辊周面上。其后，形成的涂层在23℃下风干30分钟以上，然后借助于设定在80℃下的循环热风干燥器干燥1小时，借助于设定在160℃下的循环热风干燥器进一步干燥3小时，因而包含阳离子基团固定的导电性树脂的离子导电层形成于导电性弹性辊的周面上。该离子导电层的厚度为10μm。以这种方式，获得实施例1的导电辊。

接下来，该导电辊进行下述评价试验。

特性评价

评价1：离子导电层的电阻率的测量。

通过借助四端子探测测量交流阻抗来计算离子导电层的电阻(膜电阻)。在5mV的电压振幅下和在1Hz至1MHz的频率下进行测量。

其中生产的导电辊具有多层导电层时，剥离在包含阳离子基团固定的导电性树脂的导电层外侧的周面上存在的导电层(不包含任何阳离子基团固定的导电性树脂的导电层)，并且测量满足本发明要求的导电层的电阻率。

在各15℃的温度和10％RH的湿度(相对湿度)的环境即L/L环境和30℃的温度和80％RH的湿度即H/H环境下测量电阻率。为了确定环境变动的任何影响，取用L/L环境下的电阻率与H/H环境下的电阻率的比[电阻率(L/L)/电阻率(H/H)]的对数(log₁₀)，并且注意到为环境变动形态(environmentalvariationfigure)。这里，实施例1中，生产的导电辊在其中测量电阻率的环境下放置48小时以上，其后评价离子导电层的电阻率。评价的结果示于表22。

此外，例如表22中示出的实施例1的离子导电层的膜电阻(L/L)的“3.23E+06”(Ω·cm)的意思为3.23×10⁶(Ω·cm)。

评价2：基层的电阻率的测量。

以与离子导电层的电阻率的测量相同的方式，在L/L环境和H/H环境下各自测量基层(弹性层)的电阻率(基层电阻)。此外，那时，存在于基层外的周面上的各层都被剥离，并且测量基层的电阻率。评价的结果示于表22。

评价3：渗出试验。

实施如下所示的渗出试验。具体而言，导电辊作为充电辊并入电子照相激光束打印机(商品名：LASERJETCP4525dn；由Hewlett-PackardCompany制造)的处理盒中。接下来，将处理盒在40℃的温度和95％RH的湿度的环境下放置2周，然后在光学显微镜(10倍放大倍率)上观察感光鼓的表面。观察从充电辊中的任何渗出物质是否附着至鼓表面和感光鼓表面是否破裂以根据下述标准进行评价。

A：在感光鼓的辊接触区域的表面上未观察到任何渗出物质附着和任何破裂。

B：在某些辊接触区域的表面上看到轻微的渗出物质附着，但未观察任何破裂。

C：在整个辊接触区域的表面上看到轻微的渗出物质附着，但未观察任何破裂。

D：在辊接触区域的表面上观察到渗出物质和破裂。

图像评价

接下来，将生产的导电辊用作充电辊，并且进行下述评价试验。

评价4：对经时电阻变化(水平线)的评价。

为了确定其中本发明的导电辊长期使用时防止电阻值劣化的效果和在L/L环境下降低电阻值的效果，通过使用其构造在图4A和4B中示意性示出的经时电阻变化用夹具以下述方式来进行评价。

首先，为对充电辊的经时电阻变化进行评价，将生产的导电辊在15℃的温度和10％RH的湿度(L/L)的环境下放置48小时。接下来，在该L/L环境下，将垂直向下按压导电辊40的导电性轴构件11的应力通过固定至砝码的轴承43a和43b施加至其两个端部。具体而言，导电性轴构件11随着对于各端侧施加500gf(4.9N)的载荷而在其两个端部向下按压从而使导电辊40接触直径为24mm的圆柱状金属42。这里，垂直向下至导电辊40，圆柱状金属42与导电辊40平行地配置。然后，在L/L环境下，操作驱动单元(未示出)从而以与感光鼓相同的转数、具体而言30rpm(min^-1)使圆柱状金属42旋转，同时将200μA的直流电流通过电源44施加至其30分钟。其后，以下述方式进行图像评价。

作为电子照相图像形成设备，准备转变为高速处理以便以A4-尺寸的纸张50张/分钟的数量再现图像的电子照相激光束打印机(商品名：LASERJETCP4525dn；由Hewlett-PackardCompany制造)。在那时候，记录介质输出速度设定为300mm/sec，和图像分辨率为1,200dpi。上述导电辊作为充电辊并入上述电子照相图像形成设备的处理盒，并且再现图像以进行图像评价。全部在L/L环境下进行图像评价，再现半色调(其中沿垂直于感光构件的旋转方向的方向以1点的宽度和2点的间隔各自画出水平线的图像)图像。所得图像根据下述标准来评价。

A：未看到任何水平条纹状图像。

B：在某些部分看到轻微的水平条纹状白线。

C：在整个区域看到轻微的水平条纹状白线。

D：看到严重的水平条纹状白线，并且是显著的。

评价5：对可以消除由有缺陷的充电引起的任何有缺陷的图像的交流电位的评价.

作为电子照相图像形成设备，准备具有接触鼓状电子照相感光构件而配置的充电辊并且如此设置以致交流电压和直流电压可叠加地施加至充电辊的激光束打印机(商品名：LASERJET4515n；由Hewlett-PackardCompany制造)。这里，该激光束打印机具有记录介质输出速度为370mm/sec和图像分辨率为1,200dpi。此外，该电子照相图像形成设备的处理盒中的充电辊保持构件改变为转变成具有比前一保持构件长3.5mm的长度的保持构件以致可以并入具有外径为8.5mm的导电辊。

然后，将生产的导电辊作为充电辊并入该激光束打印机从而对当改变交流电压施加的条件时任何微细斑点状有缺陷图像怎样出现在电子照相图像上进行评价。

本发明中，上面出现这种微细的斑点的电子照相图像称为“砂地状图像(sandyimages)”。“砂地状图像”可能由于电子照相感光构件表面通过充电辊的不均匀充电而出现。然后，除了直流电压之外叠加施加至充电辊的交流电压带来使电子照相感光构件的表面的带电状态均匀的效果，从而防止砂地状图像发生。然后，因为使得施加的交流电压的电位较高所以更加改进这种效果。因此，遵循了如果即使当施加的交流电压低时“砂地状图像”也不出现则充电辊的基本性能优异。

因此，在本评价中，有意地将施加至充电辊的交流电压逐步升高，并且观察“砂地状图像”开始不再出现时的交流电位，由此评价充电辊的基本性能。

具体而言，在低温低湿环境(温度：15℃和湿度：10％RH)下，交流电压和直流电压叠加地施加至充电辊，并且再现半色调图像。这里，作为半色调图像，使用其中沿垂直于电子照相感光构件的旋转方向的方向以1点的宽度和2点的间隔各自画出水平线的图像。这里，使得施加至充电辊的交流电压改变，并且测量在电子照相图像上的斑点消失时最低施加的交流电压。

更具体地，首先，施加-600V的直流电压和频率为2,931Hz和1,200V的交流电压Vpp，其中形成电子照相图像以确定所得电子照相图像上的任何斑点的存在。随后，交流电压升高10V，其中再次再现电子照相图像从而类似地确定所得电子照相图像上的任何斑点的存在。然后，以相同方式，交流电压以10V的间隔升高10V，其中形成电子照相图像以观察所得电子照相图像，并且重复该操作直至获得其上斑点消失的电子照相图像。然后，斑点从电子照相图像中消失时施加的交流电压认为是砂地消失电压(sanddisappearingvoltage)。

实施例2-35

除了离子导电层用涂布液分别改变为表4中示出的涂布液之外，以与实施例1相同的方式生产实施例2-35的导电辊。然后以与实施例1相同的方式进行上述评价。评价的结果示于表22-25。

如用于制备表4中示出的涂布液1-35的含反应性基团的季铵盐1-29的结构和用于生产这些盐的材料示于表5，其中还使用的粘结剂树脂原料示于表6。表4中，还示出用于形成离子导电层的各含反应性基团的季铵盐的添加量和离子导电层(阳离子基团固定的导电性树脂)中的各氧化乙烯结构的含量(EO含量)。

表4中示出的各含反应性基团的季铵盐的添加量(质量份，pbm)是指当涂布液中的固含量作为100质量份给出时使用的质量份。EO含量由使用的粘结剂树脂原料来计算。

表中，含反应性基团的季铵盐存在由式(9)表示的结构。此外，表5中，TFSI是指双(三氟甲烷磺酰亚胺离子；NFSI是指双(九氟丁烷磺酰)亚胺离子。此外，Me代表甲基；Et，乙基；n-Pr，正丙基；Allyl，烯丙基；Bu，丁基。表5中，在阴离子交换盐中没有条目示出没有实施离子交换。

该表5中列出条目的季铵化剂A至H、叔胺A至O和阴离子交换盐A至C分别示于表7至9。这里，在实施例2至35中，除了使用这些材料之外，以与实施例1相同的方式制备涂布液。

表4

表5

种类24和25中R₁₁中的星号*表示与A₄键合的位置

表6

表7

种类	季铵化剂
		A	氯乙酸乙酯
B	3-氯丙酸乙酯
		C	4-氯丁酸乙酯
D	7-溴庚酸乙酯
		E	11-溴十一烷酸乙酯
F	3-溴异丁酸甲酯
		G	4-氯-2-甲基丁酸甲酯
H	溴乙酸乙酯

表8

种类	叔胺
		A	三甲胺
B	三乙胺
		C	三丙胺
D	N,N-二甲基-正辛胺
		E	N,N-二甲基十四烷胺
F	三[2-(2-甲氧基乙氧基)乙基]胺
		G	1-甲基吡咯烷
H	1-甲基哌啶
		I	4-甲基吗啉
J	吡啶
		K	1-甲基咪唑
L	1-乙基咪唑
		M	1-丙基咪唑
N	1-烯丙基咪唑
		O	1-丁基咪唑

表9

种类	阴离子交换盐
		A	双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂
B	高氯酸锂
		C	双(九氟-1-丁烷磺酰)亚胺锂

实施例36和37

除了离子导电层的层厚度10μm分别变为2μm和20μm以外，以与实施例1相同的方式生产导电辊。将这些作为充电辊以相同方式评价。评价的结果示于表25。

实施例38和39

除了用于未硫化橡胶组合物I中以形成弹性层的炭黑的量40质量份分别变为50质量份和30质量份以外，以与实施例1相同的方式生产导电辊，并且作为充电辊以相同方式评价。评价的结果示于表25。

实施例40

将下表10中示出种类和量的材料借助于加压式捏合机混合。

表10

向所得混合物中，借助于开炼辊混合下表11中示出的材料从而获得未硫化橡胶组合物II。

表11

除了使用该未硫化橡胶组合物II代替未硫化橡胶组合物I以外，以与实施例1相同的方式生产导电辊。将其作为充电辊以相同方式评价。评价的结果示于表25。

实施例41

在实施例1中生产的导电辊上，以下述方式形成保护层。

首先，向己内酯改性的丙烯酸类多元醇溶液中，添加甲基异丁基酮(MIBK)以控制前者的固含量从而使其为18质量％。使用下表12中示出的材料，包括555.6质量份(固含量：100质量份)的该含MIBK的己内酯改性的丙烯酸类多元醇溶液，制备混合溶液。此时，添加封端的HDI和封端的IPDI的混合物从而使其为“NCO/OH＝1.0”。

表12

接下来，210g该混合溶液和200g体积平均粒径为0.8mm的玻璃珠作为分散介质在450ml玻璃瓶中混合，接着通过使用油漆振荡器分散机分散24小时。在完成分散之后，交联型丙烯酸类颗粒“MR50G”(商品名；购自SokenChemical&EngineeringCo.,Ltd.)作为树脂颗粒以5.44质量份(相当于基于100质量份丙烯酸类多元醇的20质量份)的量添加，接着进一步分散30分钟从而获得保护层涂布液。

与实施例1中生产的相同的导电辊通过一次浸渍用该保护层涂布液涂布。然后，形成的涂层在常温下风干30分钟以上，然后借助于设定在90℃下的循环热风干燥器干燥1小时，并且借助于设定在160℃下的循环热风干燥器进一步干燥1小时，由此保护层形成于导电层上。控制浸涂以便浸渍时间为9秒，浸渍拉出速度的初始阶段速度为20mm/sec和最终速度为2mm/sec，并且相对于时间从20mm/sec线性地改变到2mm/sec的速度。因而，获得实施例41的导电辊，并且作为充电辊评价。评价的结果示于表26。

实施例42

混合下表13中示出的材料以制备溶液。这里，在所制备的溶液中，阳离子基团固定的导电性树脂中的氧化乙烯含量为30质量％.

表13

接下来，将制备的溶液浇铸到其中保持配置导电性基体的模具中形成的空腔中。随后，该模具在80℃下加热1小时并在160℃下加热3小时从而实现热固化，然后将其冷却，其后脱模从而获得导电性弹性辊，其导电性基体的表面覆盖有导电层。导电层的厚度为1,250μm。这里，作为导电性基体，使用与实施例1中相同的基体。其后，如此切割且移除导电层的端部以致导电层的长度为228mm。因而，生产实施例42的导电辊，并且作为充电辊评价评价的结果示于表26。

实施例43

除了用于制备导电辊的离子导电层的涂布液从涂布液1变为下述涂布液36和离子导电层的层厚度变为5μm以外，以与实施例1相同的方式生产实施例43的导电辊。所得导电辊作为充电辊以相同方式评价。涂布液的配方示于表15，评价的结果示于表26。

-涂布液36的制备

混合下表14中示出的材料，获得混合物，并且所得混合物用二甲基甲酰胺稀释成固含量为27质量％以制备涂布液36。

表14

实施例44-50

除了用于制备离子导电层的涂布液变为表15中示出的涂布液和离子导电层的层厚度变为表26中示出的厚度以外，以与实施例1相同的方式生产实施例44-50的导电辊。所得导电辊作为充电辊以相同方式评价。表15中标记的粘结剂树脂原料F-K示于表16，评价的结果示于表26。

表15

表16

实施例51

除了用于制备导电辊的离子导电层的涂布液从涂布液1变为下述涂布液44以外，以与实施例1相同的方式生产实施例51的导电辊。所得导电辊作为充电辊以相同方式评价。涂布液的配方示于表18，评价的结果示于表27。

-涂布液44的制备

混合下表17中示出的材料，并且所得混合物用水和异丙醇的1:1溶液稀释成固含量为27质量％以制备包含具有由式(1)表示的结构的阳离子基团固定的导电性树脂的涂布液44。

表17

实施例52-54

除了用于制备离子导电层的涂布液变为表18中示出的涂布液和离子导电层的层厚度变为表27中示出的厚度以外，以与实施例1相同的方式生产实施例52-54的导电辊。所得导电辊作为充电辊以相同方式评价。此外，用于这些实施例的涂布液44-47包含具有由式(1)表示的结构的阳离子基团固定的导电性树脂。表18中标记的粘结剂树脂原料L-N示于表19，评价的结果示于表27。

表18

表19

实施例55

除了用于制备导电辊的离子导电层的涂布液从涂布液1变为下述涂布液48以外，以与实施例1相同的方式生产实施例55的导电辊。所得导电辊作为充电辊以相同方式评价。涂布液的配方示于表20，评价的结果示于表27。此外，表20中标记的粘结剂树脂原料O-R示于表21。

-涂布液48的制备

0.13g4-羟基-2-丁酮和0.40g上述含反应性基团的季铵盐1溶解于乙醇中，并且将所得溶液加热和回流24小时，其后将乙醇在减压下蒸发掉。向剩余的残余物中，在甲基乙基酮溶剂中混合6.00g聚氧化丙烯(数均分子量：300)、6.16g聚氧化丙烯(数均分子量：1,000)和7.84g异氰酸酯化合物(商品名：MILLIONATEMR-200；购自NipponPolyurethaneIndustryCo.,Ltd.)，并且如此调配所得混合物以致固含量为35质量％从而获得涂布液48。这里，在该涂布液48中，具有由式(1)表示的结构的阳离子基团固定的导电性树脂中的EO含量为30质量％。

实施例56

除了用于制备涂布液44的含反应性基团的季铵盐1变为含反应性基团的季铵盐18和粘结剂树脂原料变为表20中示出的材料以外，以与实施例51相同的方式生产实施例56的导电辊。所得导电辊作为充电辊以相同方式评价。涂布液的配方示于表20，评价的结果示于表27。

表20

表21

比较例1-4

除了使用其中制备涂布液1时添加的含反应性基团的季铵盐1分别变为下述含反应性基团的季铵盐的涂布液50-53以外，以与实施例1相同的方式生产比较例1-4的导电辊。所得导电辊作为充电辊以相同方式评价。

用于比较例1-4的含反应性基团的季铵盐分别为非反应性苄基三甲基氯化铵、非反应性苄基三甲基铵四氟磺酰亚胺(benzyltrimethylammoniumtetrafluorosulfonylimide)、缩水甘油基三甲基氯化铵和缩水甘油基三甲基铵四氟磺酰亚胺(glycidyltrimethylammoniumtetrafluorosulfonylimide)。评价的结果示于表28。

-显影辊的生产-

实施例57

作为导电性基体(芯轴)，使用由SUS不锈钢制成、已经镀有镍和进一步用粘合剂(底涂剂(primer))涂布于其上然后焙烧的芯轴。该芯轴配置在模具中，并且原位混合下表29中示出种类和量的材料，其后将所得混合物浇铸在已经在预热至120℃的其中保持配置芯轴的模具中形成的空腔中。随后，该模具在120℃下加热以实现液态硅橡胶的硫化和固化，接着冷却，然后脱模从而获得由硅橡胶制成的具有直径为12mm的导电性弹性辊。其后，如此切割和移除其导电层的端部以致导电层具有沿芯轴的轴向的长度为228。

表29

除了用于实施例1的导电性弹性辊变为该由硅橡胶制成的导电性弹性辊以外，以与实施例1相同的方式生产实施例57的导电辊。

接下来，将生产的导电辊作为显影辊进行下述评价试验。

特性评价

以与前述给出的评价1和评价2中相同的方式测量离子导电层的电阻率和基层(弹性层)的电阻率。

除了导电辊作为显影辊并入电子照相激光束打印机(商品名：LASERJETCP4525dn；由Hewlett-PackardCompany制造)的处理盒中以外，以前述(评价3中)充电辊的渗出的试验方法相同的方式也进行评价。该评价作为评价6给出，并且其结果示于表30。

图像评价

评价7：图像浓度(经时电阻变化)的评价.

为了对由于在低温低湿环境下显影辊的经时电阻变化引起的任何图像浓度降低进行评价，将生产的导电辊在15℃的温度和10％RH的湿度(L/L)环境下放置1个月。接下来，在该L/L环境下，该导电辊作为显影辊固定至彩色激光束打印机(商品名：COLORLASERJETCP2025dn；由JapanHewlett-PackardCompany制造)的处理盒，并且将具有100％打印百分率的图像再现在1张纸上。作为调色剂，原样使用处理盒中承载的品红色调色剂。

其后，将显影辊从处理盒中取出，显影辊表面上的调色剂通过吹风除去，其后将显影辊放置在图4A和4B中示出的测量经时电阻变化用夹具上，其中将圆柱状金属42在30rpm下旋转同时将-200V的直流电压施加30分钟。将已经经过这种经时电阻变化的显影辊再次并入处理盒中，并且将具有100％打印百分率的图像再现在1张纸上。这里，一系列的操作全部在L/L环境下完成。

经时电阻变化前后获得的图像用反射浓度计(商品名：TC-6DS/A；由TokyoDenshokuTechnicalCenterCompanyLtd.制造)检测以测量它们的反射浓度。对各图像在10个斑点处测量的值的算术平均值作为图像浓度的值。

经时电阻变化前和经时电阻变化后的图像浓度差通过下述表达式求得，从而根据下述标准进行评价。

图像浓度差＝|经时电阻变化前的图像浓度-经时电阻变化后的图像浓度|

A：小于0.05。

B：0.05以上且小于0.10。

C：0.10以上且0.20以下。

D：大于0.20。

比较例5

除了用于比较例4的导电性弹性辊变为上述由硅橡胶制成的导电性弹性辊以外，以与比较例4相同的方式获得比较例5的导电辊。所得导电辊作为显影辊以与实施例57相同的方式评价。评价的结果示于表30。

表30

实施例58

实施例53中生产的导电辊作为一次转印辊并入电子照相激光束打印机(商品名：COLORLASERJETCP4525dn；由Hewlett-PackardCompany制造)的处理盒。然后，在23℃的温度和50％RH的湿度环境下进行运行试验。运行试验是其中重复以在2张纸上再现图像之后，感光鼓的旋转完全停止约3秒然后图像再次开始再现这种方式的间歇的图像形成操作，从而将电子照相图像再现在40,000张纸上的试验。在那时候再现的图像为以致4-点尺寸的字母“E”打印成相对A-4尺寸的纸张为1％的覆盖率这样的图像。

接下来，将导电辊作为一次转印辊再次并入该处理盒，并且再现图像以进行评价。全部在15℃的温度和10％RH的湿度环境下，并且通过再现半色调(其中沿垂直于感光构件的旋转方向的方向以1点的宽度和2点的间隔各自画出水平线的图像)图像，来评价图像。结果，没有任何问题地获得良好的图像。

如上所述，使用本发明的导电性构件使得甚至在低温低湿环境下也可获得充分的导电性，并且能够使导电层较少地引起经时电阻变化且防止离子导电剂渗出。然后，结果，这能够使其电阻值优化而没有对使用条件和安装环境的依赖性，以致可以获得有助于高品级的电子照相图像的稳定形成的电子照相用导电性构件。

根据本发明，也可以获得可以高品级的电子照相图像的处理盒和电子照相图像形成设备。

该申请要求2011年12月19日提交的日本专利申请No.2011-277496和2012年11月16日提交的日本专利申请No.2012-252745的权益，在此将其以其整体引入此处以作参考。

附图标记说明

11导电性基体(导电性轴构件)

12弹性层

13表面层

14中间层

21,31感光鼓

22,32充电辊

23,33显影辊

24,34调色剂供给辊

25,35清洁刮板

26,36调色剂容器(显影剂容器)

27,37废调色剂容器

28,38显影刮板

29,39调色剂

210,310搅拌叶片

311曝光光

312一次转印辊

313张力辊

314中间转印带驱动辊(二次转印相对辊)

315中间转印带

316二次转印辊

317中间转印带清洁器

318定影组件

319转印材料

Y黄色盒或调色剂试剂盒

M品红色盒或调色剂试剂盒

C青色盒或调色剂试剂盒

BK黑色盒或调色剂试剂盒

40导电辊

42圆柱状金属

43a,43b固定至砝码的轴承

Claims

1.一种电子照相用导电性构件，其包括导电性基体和导电层，其特征在于所述导电层包括在分子中具有选自由下述式(1)、式(2)和式(3)表示的结构组成的组中的至少一种结构的树脂：

其中，在所述式(1)至(3)中，

R₁至R₃各自独立地表示具有1-10个碳原子的亚烷基；和

星号*1至*7各自独立地表示氢原子或与所述树脂的分子结构中的碳原子键合的位置，条件是*1和*2至少之一、*3和*4至少之一和选自*5至*7的至少一个位置表示与所述树脂的分子结构中的碳原子键合的位置；

其中，在所述式(4)至(7)中，

Q₁ ^-至Q₄ ^-各自独立地表示阴离子；

R₄至R₈各自独立地表示用具有1-4个碳原子的氧化烯基取代的具有1-8个碳原子的烷基，烯丙基或具有1-14个碳原子的烷基；

X表示亚甲基或氧原子；和n表示1或2。

2.根据权利要求1所述的电子照相用导电性构件，其中所述树脂具有由所述式(1)表示的结构，其中：

在所述式(1)中，R₁表示亚甲基，A₁表示由所述式(4)表示的结构，其中所述式(4)中的R₄至R₆各自独立地表示具有1-3个碳原子的烷基。

3.根据权利要求1所述的电子照相用导电性构件，其中所述树脂具有由所述式(2)表示的结构，其中：

在所述式(2)中，R₂表示亚甲基，A₂表示由所述式(4)表示的结构，其中所述式(4)中的R₄至R₆各自独立地表示具有1-3个碳原子的烷基。

4.根据权利要求1所述的电子照相用导电性构件，其中所述树脂具有由所述式(3)表示的结构，其中：

在所述式(3)中，R₃表示亚甲基，A₃表示由所述式(4)表示的结构，其中所述式(4)中的R₄至R₆各自独立地表示具有1-3个碳原子的烷基。

5.根据权利要求1所述的电子照相用导电性构件，其中所述阴离子为由下述式(8)表示的全氟磺酰亚胺离子：

其中，在所述式(8)中，R₉和R₁₀各自独立地表示具有1-4个碳原子的全氟烷基。

6.一种处理盒，构造所述处理盒以便可拆卸地安装至电子照相图像形成设备的主体，并且所述处理盒的特征在于包括根据权利要求1-5任一项所述的电子照相用导电性构件。

7.一种电子照相图像形成设备，其特征在于包括根据权利要求1-5任一项所述的电子照相用导电性构件。