CN104024955B - 导电构件、处理盒和电子照相设备 - Google Patents

导电构件、处理盒和电子照相设备 Download PDF

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CN104024955B CN201280064636.1A CN201280064636A CN104024955B CN 104024955 B CN104024955 B CN 104024955B CN 201280064636 A CN201280064636 A CN 201280064636A CN 104024955 B CN104024955 B CN 104024955B
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Abstract

提供电子照相用导电构件，由此在低温低湿环境和高温高湿环境两者中抑制由电阻引起的图像缺陷的发生，同时使离子导电剂的渗出最小化。电子照相用导电构件具有导电性芯轴和设置于芯轴外周上的导电层，导电层包含分子中具有作为离子交换基团的磺基或季铵盐基团的粘结剂树脂和极性与离子交换基团的极性相反的离子，粘结剂树脂进一步具有选自由式(1)-1至(1)-3表示的结构组成的组的任意结构，和选自由式(2)-1和(2)-2表示的结构组成的组的任意结构，并且粘结剂树脂具有在导电层中不形成基体-区域的分子结构。式中，n1、n2和n3为1以上的整数，并且m1、p1、m和p2各自独立地为1以上的整数。比[m1:p1]和[m2:p2]两者在74:26至90:10de范围内。

Description

导电构件、处理盒和电子照相设备
技术领域
本发明涉及导电构件、处理盒和电子照相设备。
背景技术
在电子照相图像形成设备中，以各种方式，例如作为充电辊、显影辊和转印辊使用导电构件。对于此类导电构件优选具有103Ω至1010Ω范围内的电阻值。因此，对于导电构件所具有的导电层，用导电剂调节其导电性。此处，导电剂可大致分为以炭黑为代表的电子导电剂和如季铵盐化合物等的离子导电剂。这些导电剂各有优缺点。
通过电子导电剂例如炭黑而导电化的导电层可较少地引起依赖于其使用环境的电阻值变化。电子导电剂也可能不易渗出到导电层的表面，并因此污染与具有这种导电层的任何导电构件接触的构件例如电子照相感光构件(以下，称为“感光构件”)的表面的可能性较小。然而，对于电子导电剂难以均匀地分散于粘结剂树脂中，并且电子导电剂趋于聚集于导电层中。因此，存在导电层的电阻值局部不均匀的可能性。
另一方面，在通过离子导电剂而导电化的导电层中，与电子导电剂相比离子导电剂被均匀地分散于粘结剂树脂中，并因此在导电层中难以产生电阻的局部不均匀。然而，离子导电剂的离子传导性能易于受到在使用环境中粘结剂树脂中的水分量的影响。因此，通过离子导电剂而导电化的导电层增加了低温低湿环境(温度15℃和相对湿度10％)(以下经常为“L/L环境”)中的电阻值并且降低了高温高湿环境(温度30℃和相对湿度80％)(以下经常为“H/H环境”)中的电阻值。即，存在电阻值具有大的环境依赖性的问题。此外，在具有通过离子导电剂而导电化的导电层的导电构件在保持与其它构件接触的状态下长时间静置时，离子导电剂可能浸出导电层的表面(以下经常为“渗出”)。
专利文献1公开了电阻的电压依赖性和环境依赖性受到控制的电子照相机器构件。具体而言，提议通过使用半导电性组合物来形成电子照相机器构件，所述半导电性组合物包含在分子结构中具有磺酸基和磺酸金属盐结构的至少之一的粘结剂聚合物和具有通过使用在分子结构中具有磺酸基的表面活性剂形成的表面活性剂结构的导电性聚合物。
引文列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开第2004-184512号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明人对根据专利文献1的电子照相机器构件进行了研究。结果，他们认识到对于如何降低电阻对环境变化的依赖性仍存在改善空间。
因此，本发明的目的是提供电子照相用导电构件，即使在各种环境中其电阻值也不能容易地改变，并且即使与其它构件长时间接触期间也不能容易地引起导电剂的任何渗出。另外，本发明另外的目的是提供可稳定地形成高品质电子照相图像的电子照相设备。
用于解决问题的方案
根据本发明，提供电子照相用导电构件，其包括导电性基材和设置于所示导电性基材的外周面上的导电层，其中：
导电层包含在分子中具有作为离子交换基团的磺基或季铵盐基团的粘结剂树脂和极性与离子交换基团的极性相反的离子；和其中：
粘结剂树脂具有选自由式(1)-1至(1)-3表示的结构组成的组的任意结构和选自由式(2)-1和(2)-2表示的结构组成的组的任意结构，并且粘结剂树脂具有防止在导电层中形成任何基体-区域结构的分子结构。
[化学式1]
式(1)-1中，n1表示1以上的整数；式(1)-2中，n2表示1以上的整数；和式(1)-3中，n3表示1以上的整数。
[化学式2]
式(2)-1中，m1和p1各自独立地表示1以上的整数，且m1与p1之比m1:p1为74:26至90:10；并且，式(2)-2中，m2和p2各自独立地表示1以上的整数，且m2与p2之比m2:p2为74:26至90:10。
根据本发明的另外方面，提供处理盒，其构成为可拆卸地安装至电子照相设备的主体，并且具有上述导电构件。根据本发明另外的方面，提供具有上述导电构件的电子照相设备。
发明的效果
根据本发明，可获得电子照相用导电构件，其电阻对环境变化的依赖性小同时防止任何离子导电剂渗出其表面。根据本发明，还可获得有助于稳定地形成高品质电子照相图像的处理盒和电子照相设备。
参考附图，从示例性实施方案的以下说明中，本发明另外的特征将变得显而易见。
附图说明
图1A为示出根据本发明的电子照相用导电构件的实施方案的示意性截面图。
图1B为示出根据本发明的电子照相用导电构件的另一的实施方案的示意性截面图。
图1C为示出根据本发明的电子照相用导电构件的又一实施方案的示意性截面图。
图2为示出具有根据本发明的电子照相用导电构件的电子照相图像形成设备的实例的示意性结构图。
图3为用于测量弹性层的电流的装置的构造的示意图。
具体实施方式
在下文中，通过辊形状的导电构件(以下经常为“导电辊”)作为根据本发明的电子照相用导电构件的具体实例来详细描述本发明。
<电子照相用导电构件>
图1A、1B和1C为示出电子照相用导电构件(以下经常简称为“导电构件”)的实施方案的示意图。如图1A所示，导电构件可为单层构成，其中其由导电性芯轴1和设置于导电性芯轴1的外周面上的弹性层2组成；或者，如图1B所示，为双层构成，其中在弹性层2的外侧设置有表面层4。如图1C所示，其可进一步为多层构成，其中在弹性层2和表面层之间以多层设置有中间层3和/或粘合层。
如图1A、1B和1C中所示的弹性层2、表面层4和中间层3中的至少任意层为本发明中的导电层。除了本发明中的导电层外的任何层也可通过任何其它手段而导电化。然而，对于除了本发明的导电层外的该层期望具有比本发明中的导电层更低的电阻值，从而可通过根据本发明的导电层来控制电子照相用导电构件的导电性。
<导电层>
(氧化烯结构)
本发明中，作为防止导电层在低温低湿环境中电阻增加的手段，导电层包含在分子链中具有氧化烯结构的粘结剂树脂。氧化烯结构具有极大的极性并且对于促进像水一样的离子的解离是有效的，因此即使在其中粘结剂树脂可具有少量水分量的低温低湿环境中也可防止导电层电阻的增加。氧化烯结构为选自由下式(1)-1至(1)-3表示的结构组成的组的任意结构。
[化学式3]
式(1)-1中，n1表示1以上的整数；式(1)-2中，n2表示1以上的整数；和式(1)-3中，n3表示1以上的整数。
从离子解离的观点，在上述氧化烯结构中可特别地使用具有由式(1)-1表示的氧化烯结构的化合物，其中可使粘结剂树脂在低温低湿环境中具有更低的电阻。当与由式(1)-2和(1)-3表示的结构相比较时，由式(1)-1表示的结构亲水性相对高，因此趋于使粘结剂树脂在高温高湿环境中具有大的水分量。
因此，在粘结剂树脂中引入由式(1)-1表示的结构，为了使导电层在高温高湿环境中的电阻变化大大变小，由式(1)-1表示的结构在粘结剂树脂的含量可优选保持低至30质量％以下，并特别地优选20质量％以下。
另一方面，在使用由式(1)-2或(1)-3表示的结构作为氧化烯结构时，即使当粘结剂树脂的含量大时，粘结剂树脂在高温高湿环境中也绝不显著地具有大的水分量。另外，虽然差于由式(1)-1表示的结构，但是由式(1)-2或(1)-3表示的结构即使在低温低湿环境中也充分地有助于防止导电层的电阻增加的效果，因此从电阻值的环境依赖性的观点，优选由式(1)-2或(1)-3表示的结构。
由式(1)-2或(1)-3表示的结构在粘结剂树脂中的含量可优选为10质量％以上且70质量％以下。由于其含量为10质量％以上，即使在低温低湿环境中也可防止导电层电阻的增加。由于其含量为70质量％以下，可防止高温高湿环境中导电层电阻的过度降低。
在粘结剂树脂中的氧化烯结构的种类和含量可通过对导电层中部分切出的样品进行固体13C-NMR测量，并分析峰位置和强度比来测定。红外(IR)光谱可进一步用于鉴定分子结构，并且获得的结果可与NMR测量的结果相结合，由此更有利于氧化烯结构的定量测定。
为了将由式(1)-1至(1)-3表示的任意结构引入粘结剂树脂，可使用在两末端具有能够与构成粘结剂树脂的其它原料反应的官能团的氧化烯化合物作为原料。作为官能团，对其不特别限定，只要其与其它原料反应即可，并且其可包括以下：羟基、氨基、羧基、巯基、烷氧基、乙烯基、缩水甘油基、环氧基和异氰酸酯基。
由于原料氧化烯化合物的分子量对低温低湿环境中的电阻值具有影响，所以其也是重要的。分别表示各单元的键数的由式(1)-1至(1)-3表示的结构中的n1、n2和n3的值可变大，由此可使连接基团之间的距离变大，这可使粘结剂树脂具有小的交联密度。使粘结剂树脂具有小的交联密度使粘结剂树脂的分子运动性改善，因此这使得解离的离子的移动度变大，这对于防止粘结剂树脂在低温低湿环境中的高电阻化是优选的。
另一方面，如果n1、n2和n3的值变得过大，则趋于引起氧化烯结构的结晶化，在由式(1)-1表示的结构的情况下这特别显著。另外，有助于交联反应的反应性官能团数变得如此小以致于使交联反应不易发生，引起可在粘结剂树脂中包含的任何未反应物增加的可能性。
由于上述原因，由式(1)-1至(1)-3中表示的结构中的n1、n2和n3的值分别可优选为4至22。
(腈基)
在具有高介电常数的腈基在距氧化烯结构短距离存在时，与它们各自单独使用的情况相比，促进离子解离的效果进一步增强，并且可使粘结剂树脂在低温低湿环境中具有更加低的电阻。因此，本发明中的粘结剂树脂的特征在于在其分子链中具有这种腈基。腈基可为选自由由下式(2)-1和(2)-2表示的结构组成的组的任意结构。由式(2)-2表示的结构(其为将氢加成至由式(2)-1表示的结构中的丁二烯单元的双键的结构)，更加改善耐臭氧性或耐磨性，因此当其用于充电构件或显影构件中时是优选的。
为了使腈基和氧化烯结构在分子水平上彼此邻近，优选由式(1)-1至(1)-3表示的结构和由式(2)-1和(2)-2表示的结构的各自单元的键数小并且由式(1)-1表示的结构和由式(1)-2表示的结构交替连接。另外，可使得由式(1)-1至(1)-3表示的结构和由式(2)-1和(2)-2表示的结构的键数少，这可防止由于粘结剂树脂而在导电层中形成任何基体-区域结构。
此处，本发明中的“基体-区域结构”的含意是其中构成粘结剂树脂的由式(1)表示的结构和由式(2)表示的结构各自保持不均匀的分布(其中包含它们任何之一的相构成基体且包含另一结构的相构成区域)的结构。然后，在本发明中，“防止形成任何基体-区域结构”的含意是由于粘结剂树脂本身具有的分子结构而在导电层中不形成任何基体-区域结构。
[化学式4]
式(1)-1中，n1表示1以上的整数；式(1)-2中，n2表示1以上的整数；和式(1)-3中，n3表示1以上的整数。
[化学式5]
式(2)-1中，m1和p1各自独立地表示1以上的整数，且m1与p1之比m1:p1为74:26至90:10；并且，式(2)-2中，m2和p2各自独立地表示1以上的整数，且m2与p2之比m2:p2为74:26至90:10。
由m1、p1、m2和p2各自表示各单元的键数的式(2)-1和(2)-2表示的结构中的m1与p1之比[m1:p1]和m2与p2之比[m2:p2]均为[74:26]至[90:10]。设定p1与p2之比为26以下可防止粘结剂树脂由于具有高的极性的腈基而在高温高湿环境中过度吸水，并且可防止粘结剂树脂由于其电阻变低而过度放电。还设定p1与p2之比为10以上可确保对于解离离子有效的腈基数，因此可产生使粘结剂树脂在低温低湿环境中低电阻化的效果。
作为由式(2)-1和(2)-2各自表示的结构的分子量，其可优选为1,400以上且3,800以下，并更优选1,800以上且3,500以下。使其具有1,400以上的分子量使得粘结剂树脂改善其分子运动性。这使得解离的离子的移动度大，因此对于防止粘结剂树脂在低温低湿环境中高电阻化是优选的。由于它们具有3,800以下的分子量，由式(1)表示的氧化烯结构和由式(2)表示的腈基如前所述在分子水平上彼此邻近，因此可更加确实地实现降低电阻值的环境依赖性。
在粘结剂树脂中的由式(1)-1至(1)-3表示的结构和由式(2)-1和(2)-2表示的结构的各单元的键数可以下列方式求得。例如，其可通过借助于基质辅助的激光解吸/离子化法(MALDI)或表面辅助的激光解吸/离子化法(SALDI)将样品离子化，之后使用飞行时间型质谱分析仪(TOF-MS)来进行质谱分析。
为了将由式(2)-1和(2)-2表示的任意结构引入粘结剂树脂，可优选使用在两末端具有能够与构成粘结剂树脂的其它原料反应的官能团的改性液体NBR(丁腈橡胶)作为原料。作为官能团，对其不特别限定，只要其与其它原料反应即可，并且其可包括以下：羟基、氨基、羧基、巯基、烷氧基、乙烯基、缩水甘油基、环氧基和异氰酸酯基。
作为粘结剂树脂，优选通过使具有由式(1)-1表示的结构的环氧基改性的氧化乙烯与具有由式(2)-1表示的结构的氨基改性的液态NBR反应获得的环氧树脂。氨基与环氧基的反应仅通过混合和加热材料而进行，因此本发明中的粘结剂树脂可简单和容易地获得。对于环氧基改性的氧化乙烯和氨基改性的液态NBR两者，各单元的键数、其分子量等不同的原料在市场上也是大量并易于获得的。
本发明中的粘结剂树脂具有防止由于粘结剂树脂而在导电层中形成任何基体-区域结构的分子结构。为了在导电层中不因粘结剂树脂而形成任何基体-区域结构，如前所述，有效的是由式(1)和(2)表示的结构的各单元的键数小或由式(1)表示的结构和由式(2)表示的结构交替连接。
另外，虽然本发明需要不因粘结剂树脂本身而在导电层中形成任何基体-区域结构，但是绝不排除由于添加到导电层的任何其它树脂、填料、颗粒等而相对于由该粘结剂树脂组成的基体形成区域的导电层，只要不损害本发明效果即可。
由于粘结剂树脂而在导电层中存在基体-区域结构可通过用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM-EDX)观察来确认。具体而言，将从导电层切出的样品包埋到常温固化性环氧树脂中，然后固化，之后用切片机以100至300nm厚度的薄片状切出以制备观察用样品。接下来，使用TEM在100,000倍率下拍摄观察用样品，并在获得的照片上在形成连续相的部分处做标记。随后，通过使用SEM-EDX进行观察用样品的元素分析，其中可确认标记部分表示本发明中的粘结剂树脂。
(连接基团)
优选的是选自由式(1)-1至(1)-3表示的结构组成的组的任意结构和选自由式(2)-1和(2)-2表示的结构组成的组的任意结构用选自由下式(3)-1至(3)-8表示的结构组成的组的至少一种连接基团连接。当它们用选自由式(3)-1至(3)-8表示的结构组成的组的任意连接基团连接时，连接基团中的极性基团促进离子的解离，因此可更加防止粘结剂树脂在低温低湿环境中高电阻化。
[化学式6]
(离子交换基团)
本发明中的粘结剂树脂的特征在于，在分子中具有磺基或季铵盐基团作为具有高的离子解离性能的离子交换基团。该离子交换基团通过共价键与粘结剂树脂连接。由于离子交换基团与粘结剂树脂化学连接，防止离子交换基团在导电层中移动，因此，与使用未与粘结剂树脂连接的离子导电剂的导电层相比，任何离子成分可较小地渗出并且即使长时间施加直流电流电阻也不能容易地变化。
为了将离子交换基团引入粘结剂树脂中，在离子交换反应中使用的上述离子导电剂需要具有能够与粘结剂树脂反应的官能团。作为官能团，对其没有特别限定，只要其与用作原料的粘结剂树脂反应即可，并且其可包括以下：卤素原子例如氟、氯、溴和碘，酸基例如羧基和酸酐，以及羟基，氨基，巯基，烷氧基，乙烯基，缩水甘油基，环氧基，腈基和氨基甲酰基。
可将离子交换基团引入粘结剂树脂的主链或可引入其分子末端。当离子交换基团被引入粘结剂树脂的主链时，可优选与具有由下式(4)表示的结构的连接基团连接。
[化学式7]
式(4)中，A1表示二价有机基团，和X1表示离子交换基团。
当离子交换基团被引入粘结剂树脂的分子末端时，其可优选与选自由下式(5)-1至(5)-7表示的结构组成的组的至少一种连接基团连接。
[化学式8]
式(5)-1至(5)-7中，A2至A8各自表示二价有机基团，和X2至X8各自表示离子交换基团。
当离子交换基团介由选自由式(4)表示的结构和由式(5)-1至(5)-7表示的结构组成的组的任意连接基团被引入时，连接基团中的极性基团促进离子的解离，因此可进一步防止粘结剂树脂在低温低湿环境中高电阻化。
离子交换基团是否被引入到粘结剂树脂中可以下述方式检验。从导电层中切出的样品的粘结剂树脂通过使用索氏萃取器用甲苯萃取，并通过固体NMR或红外(IR)光谱可测量萃取的粘结剂树脂以鉴定其分子结构。
离子导电剂的添加量可适当的设定，基于100质量份作为原料的粘结剂树脂，离子导电剂可优选以0.5质量份以上且20质量份以下的比例混合。由于其以0.5质量份以上的量混合，可获得由于离子导电剂而赋予导电性的效果。另外，由于其量为20质量份以下，可降低电阻值的环境依赖性。
(抗衡离子)
本发明中的导电层还可包含极性与离子交换基团的极性相反的离子(以下“抗衡离子”)。当离子交换基团为磺基时，抗衡离子可包括以下：碱金属离子例如质子、锂离子、钠离子和钾离子；和咪唑鎓化合物离子，吡咯烷鎓化合物离子和季铵化合物离子。当离子交换基团为季铵基团时，抗衡离子可包括以下：卤素离子例如氟离子、氯离子、溴离子和碘离子；和高氯酸根离子、磺酸化合物离子、磷酸化合物离子、硼酸化合物离子和磺酰亚胺离子。
作为离子交换基团和抗衡离子的组合，优选季铵盐基团和磺酰亚胺离子的组合。由于使抗衡离子易于解离并且可更好地防止粘结剂树脂在低温低湿环境中高电阻化，所以优选这样的组合。
磺酰亚胺离子可包括，但不特别限于以下：双(三氟甲烷磺酰基)亚胺离子、双(五氟乙烷磺酰基)亚胺离子、双(九氟丁烷磺酰基)亚胺离子和环六氟丙烷-1,3-双(磺酰基)亚胺离子。
反离子可通过利用离子交换反应的提取试验来确定。从导电层中切出的样品的粘结剂树脂在盐酸或氢氧化钠的水稀释溶液中搅拌，从而将粘结剂树脂中存在的离子提取到水溶液中。干燥提取后的水溶液以收集提取物，之后可使用飞行时间型质谱仪分析仪(TOF-MS)进行质谱以鉴定离子。可进一步通过提取物的电感耦合等离子体(ICP)发射光谱法进行元素分析，这使得离子的鉴定更加容易。
在本发明中使用的离子交换基团和抗衡离子可通过使用具有磺基或季铵盐基团的离子导电剂与具有期望化学结构的离子盐的离子交换反应来产生。例如，当使用双(三氟甲烷-磺酰基)亚胺锂作为离子盐并且使用缩水甘油基三甲基氯化铵作为离子交换基团时，首先将它们各自溶于纯水中。可混合并搅拌这两种水溶液，因此通过离子交换反应，具有高离子交换性的氯离子用双(三氟甲烷磺酰基)亚胺离子所取代。由此形成的缩水甘油基三甲铵-双(三氟甲烷磺酰基)亚胺为显示疏水性的离子液体，因此可易于除去副产物水溶性氯化锂。即使当通过该方法获得的离子导电剂为亲水性时，通过选择溶剂例如氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷和甲基异丁基酮也可易于除去副产物。
当使用本发明中的导电层作为中间层或表面层时，导电层可优选具有2μm以上且100μm以下的层厚度。由于其具有2μm以上的层厚度，即使当弹性层具有低电阻值时，也可通过导电层来调节导电构件的电阻值。另外，由于其具有100μm以下的层厚度，即使在低温低湿环境中导电构件的电阻值也不再过度增加。
<导电性芯轴>
导电性芯轴具有导电性以便通过芯轴将电供给至例如充电辊或显影辊等导电构件的表面。
<弹性层>
当如图1B所示，使用本发明中的导电层作为中间层或表面层时，弹性层可由下述材料制成。作为形成弹性层的橡胶成分，对其没有特别限定，只要其可确保在充电辊或显影辊和感光鼓之间的足够的辊隙即可，并且其可包括以下：表氯醇橡胶、NBR(丁腈橡胶)、氯丁橡胶、聚氨酯橡胶和硅橡胶，或SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)和SEBS(苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯嵌段共聚物)。可单独或以两种以上的组合使用任意这些。
弹性层可优选具有在温度23℃和相对湿度50％的环境中测量的1×102Ω以上且1×108Ω以下的电阻值。可向弹性层添加导电剂以便向其赋予导电性。作为导电剂，可使用电子导电剂或离子导电剂。
电子导电剂可包括，但不特别限定于以下：炭黑，石墨，金属氧化物例如氧化钛、氧化锡和氧化锌，例如铜、铝和镍等金属的粉末，以及导电性纤维。其中，由于易于获得而优选炭黑。作为炭黑的种类，其可包括，但不特别限定于以下：瓦斯炉黑(Gasfurnaceblack)、油料炉黑(oilfurnaceblack)、热裂炭黑(thermalblack)、灯黑、乙炔黑和KETJEN黑。
离子导电剂可包括，但不特别限定于以下：无机离子物例如高氯酸锂、高氯酸钠和高氯酸钙；阳离子表面反应性剂例如月桂基三甲基氯化铵、硬脂酰基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、三辛基丙基溴化铵和改性的脂族二甲基乙基乙基硫酸铵；两性离子表面反应性剂例如月桂基甜菜碱、硬脂酰基甜菜碱和二甲基烷基月桂基甜菜碱；季铵盐例如四乙基高氯酸铵、四丁基高氯酸铵和三甲基十八烷基高氯酸铵；和有机酸锂盐例如三氟甲烷磺酸锂。可单独或以两种以上的组合使用任意这些。
可向弹性层添加添加剂例如绝缘性颗粒、调节硬度用软化油和增塑剂。作为增塑剂，更优选使用聚合型添加剂，其可优选具有2,000以上，并更优选4,000以上的分子量。此外，弹性层中可适当地引入能够赋予其各种功能的材料，作为其实例，所述材料可包括抗氧化剂和填料。
可通过将借助于将弹性层用材料预先形成为规定的层厚度而获得的片材或管粘合到芯轴或用所述片材或管覆盖芯轴来形成弹性层。还可通过使用具有十字头的挤出机一体化地挤出芯轴和弹性层的材料来生产。
<中间层、表面层>
当使用本发明中的导电层作为弹性层时，中间层或表面层可由树脂、天然橡胶或合成橡胶制成。作为树脂，可使用例如热固性树脂和热塑性树脂等的任何树脂。特别地，作为树脂优选的是氟树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸类树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂和丁缩醛树脂。任意这些可单独或以两种以上的混合物形式组合使用，或可为共聚物。
中间层或表面层可混合有导电剂以便调节导电构件的电阻值。中间层或表面层的体积电阻率可用离子导电剂或电子导电剂来调节。
离子导电剂可包括与上述弹性层的情况相同的那些。
电子导电剂可包括以下：金属例如铝、钯、铁、铜和银的细颗粒或纤维；导电性金属氧化物例如氧化钛、氧化锡和氧化锌；表面已通过电解处理、喷涂或混合振动而表面处理的上述金属细颗粒或纤维和金属氧化物；和碳粉例如炉黑、热裂炭黑、乙炔黑、KETJEN黑、PAN(聚丙烯腈)型炭和沥青型炭。
中间层或表面层中可引入任何其它颗粒，只要不损害本发明的效果即可。此类其它颗粒可包括绝缘性颗粒。绝缘性颗粒可包括以下：例如聚酰胺树脂、硅酮树脂、氟树脂、丙烯酸类或甲基丙烯酸类树脂、苯乙烯树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、烯烃树脂、环氧树脂等树脂以及这些树脂的共聚物、改性产物或衍生物的颗粒；例如乙烯-丙烯-二烯共聚物(EPDM)、苯乙烯丁二烯共聚物橡胶(SBR)、硅橡胶、聚氨酯橡胶、异戊二烯橡胶(IR)、丁基橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)和表氯醇橡胶等橡胶的颗粒；和例如聚烯烃型热塑性弹性体、聚氨酯型热塑性弹性体、聚苯乙烯型热塑性弹性体、氟橡胶型热塑性弹性体、聚酯型热塑性弹性体、聚酰胺型热塑性弹性体、聚丁二烯型热塑性弹性体、乙烯乙酸乙烯酯型热塑性弹性体、聚氯乙烯型热塑性弹性体和氯化聚乙烯型热塑性弹性体等热塑性弹性体的颗粒。特别地，优选丙烯酸类或甲基丙烯酸类树脂、苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、氟树脂或硅酮树脂的颗粒。
通过使用以砂磨机、油漆搅拌器、Daino磨机或珠磨机为代表的利用珠的任何常规已知分散机可将组成中间层或表面层的任何这些材料分散于液体中。对于涂布获得的分散液的方法没有特别限定，并且因操作简单而优选浸渍法。
<电子照相设备和处理盒>
根据本发明的导电构件可优选用作例如与被充电构件例如感光构件接触设置的充电构件，从而使被充电构件静电充电。根据本发明的导电构件还可优选用作如下的处理盒中的充电构件：所述处理盒具有被充电构件和与被充电构件接触设置的充电构件以在施加电压下使被充电构件静电充电并且其构成为可拆卸地安装到图像形成设备的主体。
除了充电构件例如充电辊外，根据本发明的导电构件还可用作显影构件、转印构件、除电(消静电)构件和输送构件例如给纸辊。
参考图2描述具有根据本发明的导电构件的电子照相图像形成设备的实例。示于图2中的电子照相图像形成设备以串联方式设置有对于形成黄色、青色、品红色和黑色图像的那些各1个的电子照相处理盒5。
它们的显影组件各自具有面向感光鼓6配置的显影辊7、调色剂8和其中容纳用于汲取调色剂的搅拌叶片9的调色剂容器10。它们各自进一步设置有用于将调色剂供给到显影辊以及刮掉残留在显影辊上而不没有参与显影的任何调色剂的调色剂供给辊11和用于控制在显影辊上的调色剂承载量以及使调色剂摩擦带电的显影刮板12。
各充电辊13以规定的压力与感光鼓保持接触，并随感光鼓的旋转而从动旋转。然后，通过从电源施加直流电压到充电辊将感光鼓均匀地充电至规定的极性和电位。将感光鼓的表面暴露于对应于图像信息的束14，由此在表面上形成静电潜像。接下来，将已涂布于显影辊上的调色剂从显影辊供给到静电潜像上，由此在感光鼓上形成调色剂图像。
中间转印带15架设于驱动辊16和张力辊17上，并且在中间转印带的内侧，在面向感光鼓的位置各自设置转印辊18。然后，转印材料19输送到转印位置，在此将具有极性与调色剂图像相反的偏压施加到转印辊20。由此，将调色剂图像转印到转印材料。
已转印有调色剂图像的转印材料发送到定影组件21，在此将调色剂图像定影到转印材料，由此完成图像形成。同时，已转印调色剂图像的感光鼓进一步旋转，并各自用清洁刮板22清洁感光鼓的表面。
可使用本发明的导电构件作为上述电子照相图像形成设备中的充电辊或显影辊。另外，除其中仅施加直流电压的DC充电系统的上述电子照相图像形成设备外，本发明的导电构件还可用于其中施加通过在直流电压上叠加交流电压产生的电压的AC充电系统的电子照相图像形成设备中。
实施例
通过给出实施例下面更详细地描述本发明。另外，实施例53涉及如图1C所示的导电构件，其构成为在芯轴的外周面上依次设置弹性层、中间层(本发明中的导电层)和表面层。实施例50和70涉及如图1A所示的导电构件，其构成为在芯轴的外周面上设置本发明的导电层。除了这些外的实施例和比较例涉及如图1B所示的导电构件，其构成为在芯轴的外周面上依次设置弹性层和表面层(本发明的导电层)。
首先描述在实施例中使用的弹性辊A至C的生产以及离子导电剂a至h的生产和准备。
(1-1.弹性辊A的生产)
借助于6升加压混炼机(产品名称：TD6-15MDX；由ToshinCo.,Ltd.制造)在70体积％填充率和35rpm叶片旋转数下混合下表1中所示的材料16分钟，以获得“未硫化橡胶组合物1”。
[表1]
表1
接下来，向174质量份该未硫化橡胶组合物，添加4.5质量份作为硫化促进剂的二硫化四苄基秋兰姆(商品名：PERKACITTBzTD；获自FlexisAG)和1.2质量份作为硫化剂的硫磺。然后，借助于辊径12英寸的开炼辊在前辊旋转数为8rpm和后辊旋转数为10rpm以及辊间隙为2mm下，进行左右往返切割共计20次将它们混合。之后，将辊间隙变为0.5mm以进行薄通(tailing)10次，从而获得“弹性层用混炼物1”。
接下来，准备由表面镀镍的钢制成且为6mm直径和252mm长度的圆柱形的芯轴，并用热固化性粘合剂(商品名：METALOCU-20，获自ToyokagakuKenkyushoCo.,Ltd.)涂布沿芯轴的轴向宽度为231mm的区域。然后，在80℃下加热形成的湿涂膜30分钟，之后进一步在120℃下加热1小时以通过加热来固化热固化性粘合剂。
借助于具有十字头的挤出机将弹性层用混炼物与上述处理的芯轴一起挤出，从而获得在芯轴外周上涂布有混炼物的直径为8.75至8.90mm的“未硫化橡胶辊”。具有十字头的挤出机的圆筒直径为70mm且L/D为20，此处头温度设定于90℃，圆筒温度设定于90℃和螺杆温度设定于90℃。
接下来，通过使用具有设定于不同温度的两个区域的连续加热炉硫化该橡胶辊。第一区域设定于80℃的温度，此处辊在30分钟内通过，和第二区域设定于160℃的温度，此处辊随后在30分钟内通过，从而获得具有“经硫化的弹性层”的辊。
在弹性层的两末端部切断该辊以制备沿轴向的长度为232mm的弹性层。之后，用旋转磨轮研磨弹性层的表面。由此，获得端部直径为8.26mm和中央部直径为8.50mm的凸起状“弹性辊A”。
(评价1：弹性层电流的测量)
测量弹性层的电流用的装置的结构示意性示于图3中。通过按压手段(未示出)使设置于芯轴上的弹性层2与在芯轴两末端部的直径为30mm的圆柱形铝鼓31保持压接，并随着铝鼓31的旋转驱动而从动旋转。在各端部500gf的压力(两末端部共计1,000gf)下将其压下。在30rpm下旋转铝鼓31的同时，通过使用外部电源将直流电压(200V)施加到芯轴，在此测量跨过与铝鼓串联连接的基准电阻(1,000Ω)的电压的值。可由基准电阻的电阻值和跨过基准电阻的电压值来计算弹性层31的电流值。作为测量环境，在温度15℃和相对湿度10％(以下经常为“L/L”环境)和温度30℃和相对湿度80％(以下经常为“H/H环境”)两种环境中测量。电流值的测量结果示于表7-1中。
(1-2.弹性辊B的生产)
借助于温度控制于100℃的加压混炼机混合下表2中所示的材料，从而获得未硫化橡胶组合物2。
[表2]
表2
材料 质量份
表氯醇橡胶(表氯醇/氧化乙烯/烯丙基缩水甘油醚＝40摩尔％/56摩尔％/4摩尔％) 100
炭黑(商品名：SEAST SO；获自Tokai Carbon Co.,Ltd.) 8
碳酸钙(商品名：SILVER W；获自Maruo Calcium Co.,Ltd.) 35
氧化锌(商品名：氧化锌II型，获自Seido Chemical Industry Co.Ltd.) 5
硬脂酸锌 2
四丁基高氯酸铵 5
己二酸酯(商品名：POLYCIZER W305ELS，获自Dainippon Ink Chemicals,Inc.) 10
接下来，向165质量份该未硫化橡胶组合物添加2质量份作为硫化促进剂的四硫化双五亚甲基秋兰姆(商品名：NOCCELERTRA；获自Ouchi-ShinkoChemicalIndustrialCo.Ltd.)和0.5质量份作为硫化剂的硫磺。此外，以与弹性辊A的情况相同的方式，获得类似的混炼物并类似地将芯轴表面处理。另外，除了头温度、圆筒温度和螺杆温度各自设定于70℃外，以与弹性辊A的情况相同的方式获得未硫化橡胶辊。
接下来，在160℃温度下硫化该橡胶辊30分钟以获得具有弹性层的辊。将获得的辊在其弹性层的两末端部切断以使弹性层在其轴向上具有232mm的长度。之后，用旋转磨轮研磨弹性层的表面。由此，获得端部直径为8.26mm和中央部直径为8.50mm的凸起状“弹性辊B”。电流值的测量结果示于表7-1中。
(1-3.弹性辊C的生产)
借助于2升行星混合机(产品名称：PLM-2；由InoueMFG.,Inc.制造)混炼下表3所示的材料3小时，从而获得未硫化橡胶组合物3。
[表3]
表3
接下来，向114质量份该未硫化橡胶组合物添加3质量份作为催化剂的二乙烯基四甲基二硅氧烷铂配合物(商品名：SIP6830；获自AZmaxCo.,Ltd.)和3质量份作为固化延迟剂的2-甲基-3-丁-2-醇。然后，借助于2升行星混合机将它们再次混炼10分钟，以获得弹性层用混炼物。
接下来，由具有表面镀镍的钢制成的且为直径6mm和长度275mm的圆柱形的芯轴用热固化性粘合剂(商品名：XP81-405，获自MomentivePerformanceMaterialsInc.)涂布沿芯轴的轴向宽度为236mm的区域。然后，在150℃温度下加热形成的湿涂膜30分钟，以通过加热来固化热固化性粘合剂。
将上述处理的芯轴放置于圆筒形模具的中心部，并在110℃温度下预加热这些芯轴和圆筒形模具5分钟。将混炼物通过注入孔注入圆筒形模具，然后通过110℃温度下加热5分钟来固化。冷却圆筒形模具，之后从圆筒形模具中取出已形成弹性层的芯轴，然后用200℃温度的热风加热2小时，以便除去在弹性层中残留的任何反应残渣和未反应的低分子成分。将其再次冷却，之后在其两末端部切断弹性层以获得具有3mm厚度和轴向上236mm长度的弹性层的“弹性辊C”。电流值的测量结果示于表7-1中。
(2-1.离子导电剂a的生产)
将8.56g(56.5mmol)缩水甘油基三甲基氯化铵和16.22g(56.5mmol)双(三氟甲烷磺酰基)亚胺锂各自溶解于50ml纯水中。混合这两种获得的水溶液然后搅拌2小时，之后静置获得的混合物过夜，由此使其分离为溶解氯化锂的水层和由缩水甘油基三甲基铵双(三氟甲烷磺酰基亚胺)组成的油层的两层。用纯水洗涤通过使用分液漏斗收集的油层两次以除去在油层中少量残留的氯化锂。由此，获得具有缩水甘油基作为反应性官能团的离子导电剂a。另外，该离子导电剂具有季铵盐基团作为离子交换基团和双(三氟甲烷磺酰基亚胺)离子作为抗衡离子。
(2-2.离子导电剂b的准备)
使用缩水甘油三甲基氯化铵作为离子导电剂b。
(2-3.离子导电剂c的生产)
将8.56g(56.5mmol)缩水甘油基三甲基氯化铵和7.03g(56.5mmol)高氯酸钠各自溶解于50ml纯水中。混合这两种获得的水溶液然后搅拌2小时，之后静置获得的混合物过夜，由此使其分离为溶解氯化钠的水层和由缩水甘油基三甲基高氯酸铵组成的油层的两层。用纯水洗涤通过使用分液漏斗收集的油层两次以除去在油层中少量残留的氯化钠。由此，获得具有缩水甘油基的离子导电剂c。另外，该离子导电剂具有季铵盐基团作为离子交换基团和高氯酸根离子作为抗衡离子。
(2-4.离子导电剂d的生产)
将8.56g(56.5mmol)缩水甘油基三甲基氯化铵和33.17g(56.5mmol)双(九氟丁烷磺酰基)亚胺锂各自溶解于50ml纯水中。混合这两种获得的水溶液然后搅拌2小时，之后静置获得的混合物过夜，由此使其分离为溶解氯化锂的水层和由缩水甘油基三甲基铵双(九氟丁烷磺酰基亚胺)组成的油层的两层。用纯水洗涤通过使用分液漏斗收集的油层两次以除去在油层中少量残留的氯化锂。由此，获得具有缩水甘油基的离子导电剂d。另外，该离子导电剂具有季铵盐基团作为离子交换基团和双(九氟丁烷磺酰基亚胺)离子作为抗衡离子。
(2-5.离子导电剂e的生产)
将7.07g(56.5mmol)牛磺酸和2.26g(56.5mmol)氢氧化钠各自溶解于50ml纯水中。混合这两种获得的水溶液然后搅拌2小时。搅拌后，在减压下蒸发掉水以获得具有氨基作为反应性官能团的离子导电剂e。另外，该离子导电剂具有磺基作为离子交换基团和钠离子作为抗衡离子。
(2-6.离子导电剂f的生产)
将2.45g(14mmol)1-丁基-3-甲基咪唑鎓氯化物溶解于50ml无水乙醇中。向获得的溶液添加2.05g(14mmol)牛磺酸钠，并将其搅拌过夜。搅拌后，过滤溶液，并在减压下从获得的滤液中蒸发掉溶剂以获得具有氨基的离子导电剂f。另外，该离子导电剂具有磺基作为离子交换基团和1-丁基-3-甲基咪唑鎓离子作为抗衡离子。
(2-7.离子导电剂g的生产)
将7.90g(56.5mmol)氯化胆碱和16.22g(56.5mmol)双(三氟甲烷磺酰基)亚胺锂各自溶解于50ml甲醇中。混合这两种获得的溶液然后搅拌2小时，之后在减压下蒸发掉甲醇。用50ml甲基乙基酮萃取获得的残渣，随后过滤。在减压下从获得的滤液中蒸发掉溶剂以获得具有羟基的离子导电剂g。另外，该离子导电剂具有季铵盐基团作为离子交换基团和双(三氟甲烷磺酰基亚胺)离子作为抗衡离子。
(2-8.离子导电剂h的准备)
使用四乙基氯化铵作为离子导电剂h。
[实施例1]
(1.导电层用涂布液的制备)
将0.735g(0.988mmol)聚乙二醇二缩水甘油醚(质量平均分子量：744)和0.057g(0.384mmol)作为具有由式(1)-1表示的结构的化合物的乙二醇双(2-氨乙基)醚、1.169g(0.835mmol)作为具有由式(2)-1表示的结构的化合物的胺末端改性的NBR(商品名：ATBN1300X35；获自UbeIndustries,Ltd.)和0.039g(2质量份，基于100质量份粘结剂树脂)离子导电剂溶解于异丙醇(IPA)中以制备固成分为27质量％的“涂布液1”。另外，式(1)-1中的n1为13，和式(2)-1中的[m1:p1]为74:26。
(2.导电层用涂布液的涂布)
将弹性辊A在将沿其长度向设置为垂直方向的情况下浸渍于涂布液1中以进行浸涂。进行浸涂以使浸涂时间为9秒，和浸渍上拉速度为初期速度20mm/秒和最终速度为2mm/秒，期间速度随时间而线性变化。在常温下风干获得的涂布物30分钟以上，之后借助于循环热风干燥机在90℃温度下加热1小时，并借助于循环热风干燥机在160℃温度下进一步加热3小时。由此，获得在弹性层的外周面上形成有根据本发明的导电层(表面层)的“导电辊1”。
导电层的粘结剂树脂包含具有由式(3)-1和(3)-2表示的结构的连接基团和具有由式(5)-1和(5)-2表示的结构的分子末端，并且由式(1)-1表示的结构的含量为30质量％。导电层的层厚度为10μm。另外，粘结剂树脂在导电层中不形成任何基体-区域结构。
(评价2：导电层的电阻率的测量和电阻率的环境依赖性的评价)
导电层的电阻率通过借助于四端子法(four-terminalprobing)测量交流阻抗来计算。在两种环境，L/L环境和H/H环境中进行测量。测量前，使导电构件1在各环境中静置48小时以上，并且在5mV电压振幅和1Hz至MHz的频率下测量电阻率。另外，作为对电阻率的环境依赖性的评价，计算L/L环境中电阻率R1与H/H环境中电阻率R2之比(R1/R2)的对数。电阻率的测量结果和对环境依赖性的评价结果示于表7-1中。
(评价3：渗出的评价)
本实施例的导电构件通过在其芯轴的各端部上以500gf(两端部共计1,000gf)的压力按压而与聚对苯二甲酸乙二酯(PET)片材压接，并在温度40℃和相对湿度95％的环境中将其静置2周。静置后，在光学显微镜(10倍率)上观察PET片材的表面。观察是否发生从导电构件的渗出以，根据以下标准来评价。评价结果示于表7-1中。
A：在PET片材表面上未看到任何渗出的附着物。
B：在PET片材表面的某部分上看到轻微的渗出的附着物。
C：在整个PET片材表面上看到渗出的附着物。
(评价4：低温低湿环境中充电辊的图像评价)
以下述方式进行低温低湿环境中的图像评价。准备彩色激光束打印机(商品名：colorLASERJETCP3525n；由Hewlett-PackardCompany制造)及其品红色电子照相处理盒，并将本实施例的导电构件作为充电辊设置到电子照相处理盒中。将彩色激光束打印机和电子照相处理盒静置于L/L环境中24小时，之后，当它们在L/L环境中时，在1张上再现半色调图像(沿垂直于感光鼓旋转方向的方向，以1点宽度和2点间隔各自绘出的横线图像)。如果充电辊在低温低湿环境中高电阻化，则趋于出现条纹状图像。由再现的半色调图像，根据以下标准对条纹状图像进行评价。评价结果示于表7-1中。
A：未看到任何条纹状图像。
B：在某部分中看到轻微的条纹状图像。
C：在整个区域上看到轻微的条纹状图像。
D：在整个区域上看到严重的条纹状图像。
(评价5：高温高湿环境中充电辊的图像评价)
以下述方式进行高温高湿环境中的图像评价。准备彩色激光束打印机(商品名：colorLASERJETCP3525n；由Hewlett-PackardCompany制造)及其品红色电子照相处理盒。从电子照相处理盒中取出感光鼓，并仅在感光鼓表面的电荷输送层中制作20μm直径的针孔。使用具有该针孔的感光鼓和本实施例的导电构件作为充电辊设置到电子照相处理盒中。将彩色激光束打印机和电子照相处理盒静置于H/H环境中24小时，之后，当它们在H/H环境中时，在10张上再现半色调图像。如果充电辊在高温高湿环境中低电阻化，则在感光鼓上的针孔位置处趋向出现条纹状图像。由再现的半色调图像，根据以下标准对条纹状图像进行评价。评价结果示于表7-1中。
A：在全部10张的半色调图像中未看到任何条纹状图像。
B：在10张的1至3张的半色调图像中看到条纹状图像。
C：在10张的4张以上的半色调图像中看到条纹状图像。
[实施例2至47]
除了作为导电层的原料，使用表4所示的那些规定材料并且材料的使用量变为表5-1至5-4中所示的值以外，以与实施例1相同的方式生产导电辊2至47并作为充电辊评价。评价结果示于表7-1至7-5中。
[实施例48]
除了将弹性辊A变为弹性辊B以外，以与实施例1相同的方式生产导电构件48并作为充电辊评价。评价结果示于表7-5中。
[实施例49]
除了将弹性辊A变为弹性辊C以外，以与实施例1相同的方式生产导电构件49；并用下列方式作为显影辊对其评价。评价结果示于表7-5中。
(评价6：低温低湿环境中作为显影辊的图像评价)
用下列方式进行低温低湿环境中的图像评价。准备彩色激光束打印机(商品名：colorLASERJETCP3525n；由Hewlett-PackardCompany制造)及其品红色电子照相处理盒，并将本实施例的导电构件作为显影辊设置于电子照相处理盒中。将彩色激光束打印机和电子照相处理盒静置于L/L环境中24小时，之后，当其在L/L环境中时，在10,000张上再现2％打印率的图像并最终在1张光泽纸上再现实白图像。如果显影辊在低温低湿环境中高电阻化，则可出现雾化图像。在16点(通过将光泽纸等分为纵向4份和横向4份而形成的16份的各中心点处)测量再现的实白图像的反射浓度，并且其平均值由Ds(％)表示和实白图像再现之前光泽纸的反射浓度由Dr(％)表示时，将Ds-Dr的值取作“雾化量”。此处，用反射浓度计(商品名：WhitePhotometerTC-6DS/A；由TokyoDenshokuTechnicalCenterCompanyLtd.制造)测量这些反射浓度。根据以下标准评价雾化图像。评价结果示于表7-5中。
A：雾化量小于0.5％。
B：雾化量为0.5％以上且小于2％。
C：雾化量为2％以上且小于5％。
D：雾化量为5％以上。
(评价7：高温高湿环境中作为显影辊的图像评价)
除了本实施例的导电构件不作为充电辊而是作为显影辊设置于电子照相处理盒中以外，以与“评价5”相同的方式进行评价。评价结果示于表7-5中。
[实施例50]
本实施例涉及图1A所示的导电构件，其具有芯轴和设置于芯轴外周面上的根据本发明的导电层。除了用涂布液1直接涂布8mm直径的芯轴外，以与实施例1相同的方式生产导电构件50并作为充电辊评价。评价结果示于表7-5中。
[实施例51]
除了以2μm的层厚度形成导电层外，以与实施例1相同的方式生产导电构件51，并作为充电辊评价。评价结果示于表7-6中。
[实施例52]
除了以100μm的层厚度形成导电层外，以与实施例1相同的方式生产导电构件52，并作为充电辊评价。评价结果示于表7-6中。
[实施例53]
本实施例涉及图1C所示的导电辊，其具有芯轴和依次设置于芯轴外周面上的弹性层、中间层(本发明的导电层)和表面层。
(1.表面层用涂布液的制备)
向ε-己内酯改性的丙烯酸类多元醇溶液(商品名：PLACCELDC2016，获自DaicelChemicalIndustries,Ltd.)添加甲基异丁基酮(MIBK)以将前者稀释为固成分19质量％。向526.3质量份获得的稀溶液(100质量份丙烯酸类多元醇固成分)混合45质量份炭黑(商品名：MA100；获自MitsubishiChemicalCorporation)、0.08质量份改性的二甲基硅油(商品名：SH28PA；获得DowCorningToraySiliconeCo.,Ltd.)、80.14质量份封端异氰酸酯混合物。另外，封端异氰酸酯混合物为六亚甲基二异氰酸酯(商品名：DURANATETPAB80E；获自AsahiChemicalIndustryCo.Ltd.)和异氟尔酮二异氰酸酯(商品名：BESTANATOB1370；获自Degussa-HullsAG)的7:3混合物。将200g上述获得的混合物溶液与200g作为分散介质的平均粒径为0.8mm的玻璃珠一起放入450ml容积的玻璃瓶中，随后通过使用油漆搅拌器分散机分散100小时。分散后，除去玻璃珠以获得表面层用“涂布液2”。
(2.表面层用涂布液的涂布)
通过与实施例1相同方式的浸渍用上述涂布液在其外周面上涂布与实施例1相同方式获得的导电构件。在常温下风干获得的涂布物30分钟以上，之后借助于循环热风干燥机在80℃温度下加热1小时，并借助于循环热风干燥机在160℃温度下进一步加热1小时，从而在导电辊1的外周面上形成表面层
由此，生产由根据实施例1的导电辊1和在其外周面上设置的表面层构成的导电辊53，并作为充电辊评价。评价结果示于表7-6中。
[实施例54]
以与实施例1相同的方式生产导电构件54，并作为转印辊对其评价。
(评价8：作为转印辊的图像评价)
以下列方式进行图像评价。准备彩色激光束打印机(商品名：colorLASERJETCP3525n；由Hewlett-PackardCompany制造)及其品红色电子照相处理盒，并将本实施例的导电构件作为转印辊设置于彩色激光束打印机中，在此再现图像。将彩色激光束打印机和电子照相处理盒静置于L/L环境中24小时，之后，当其在L/L环境中时，在10,000张上再现2％打印率的图像，并最终在1张上再现半色调图像。根据以下标准评价形成的半色调图像。评价结果示于表7-4中。以与L/L环境相同的方式在H/H环境中同样评价图像。评价结果示于表7-6中。
A：图像为良好的半色调图像而没有任何问题。
B：某些调色剂未转印到中间转印带，从而半色调图像部分地残缺。
C：调色剂根本未转印到中间转印带，从而没有再现半色调图像。
[实施例55和56]
除了作为导电层的原料，使用表4所示的那些规定材料并且材料的使用量变为表5-5中所示的值以外，以与实施例1相同的方式生产导电辊55和56，并作为充电辊评价。评价结果示于表7-6中。
[实施例57]
混合0.209g(0.281mmol)作为具有由式(1)-1表示的结构的化合物的聚乙二醇二缩水甘油醚(质量平均分子量：744)、0.983g(0.281mmol)作为具有由式(2)-1表示的结构的化合物的羧基末端改性的NBR(商品名：CTBN1300X13；获自UbeIndustries,Ltd.)和0.012g三苯基膦，然后在120℃温度下搅拌2小时，随后冷却至室温。向获得的反应溶液中，添加0.572g(0.768mmol)作为具有由式(1)-1表示的的化合物的聚乙二醇二缩水甘油醚(质量平均分子量：744)、0.039g(2质量份，基于100质量份粘结剂树脂)离子导电剂a、0.198g(0.477mmol)酸酐型固化剂(商品名：RIKACIDTMEG-500；获自NewJapanChemicalCo.Ltd.)和0.04g作为固化促进剂的1-苄基-2-甲基咪唑(商品名：CUREZOL1B2MZ；获自ShikokuChemicalsCorp.)并溶解于甲苯中，从而制备固成分为27质量％的“涂布液3”。另外，式(1)-1的n1为13，和式(2)-1的m1:p1为74:26。
重复实施例1中涂布液的涂布之后的操作，从而生产导电辊57，以相同的方式作为充电辊评价。评价结果示于表7-6中。
[实施例58]
除了作为导电层的原料，使用表4所示的那些规定材料并且材料的使用量变为表5-5中所示的值以外，以与实施例1相同的方式生产导电辊58，并作为充电辊评价。评价结果示于表7-6中。
[实施例59]
混合0.506g(1.150mmol)作为具有由式(1)-2表示的结构的化合物的聚醚胺(商品名：JEFAMINT-403；获自HuntsmanInternationalLLC.)和0.586g(0.418mmol)作为具有由式(2)-1表示的结构的化合物的氨基末端改性的NBR(商品名：ATBN1300X35；获自UbeIndustries,Ltd.)。此外，添加0.039g(2质量份，基于100质量份粘结剂树脂)离子导电剂a、0.869g(2.095mmol)酸酐型固化剂(商品名：RIKACIDTMEG-500；获自NewJapanChemicalCo.Ltd.)和甲苯以制备固成分为27质量％的“涂布液4”。另外，式(1)-2的n2为6，和式(2)-1的m1:p1为74:26。
重复实施例1中涂布液的涂布之后的操作从而生产导电辊59，以相同的方式作为充电辊评价。评价结果示于表7-6中。
[实施例60]
(1.导电层用涂布液的制备)
将0.621g(1.137mmol)作为具有由式(1)-1表示的结构的化合物的聚乙二醇(质量平均分子量：744)、1.013g(0.724mmol)作为具有由式(2)-1表示的结构的化合物的胺末端改性的NBR(商品名：ATBN1300X35；获自UbeIndustries,Ltd.)、0.039g(2质量份，基于100质量份粘结剂树脂)离子导电剂g和0.327g多官能型异氰酸酯(商品名：MILLIONATEMR-200；获自NipponPolyurethaneIndustryCo.,Ltd.)溶解于甲基乙基酮(MEK)中以制备固成分为35质量％的“涂布液5”。另外，式(1)-1的n1为12，和式(2)-1的m1:p1为74:26。
(2.导电层用涂布液的涂布)
以与实施例1相同方式通过浸涂用上述涂布液涂布弹性辊A。将获得的涂布物在常温下风干30分钟以上，之后借助于循环热风干燥机在140℃温度下加热2小时。由此，在弹性辊A的外周面上形成导电层，从而获得导电辊60。
导电层的粘结剂树脂包含具有由式(3)-6和(3)-8表示的结构的化合物的连接基团和具有由式(5)-6表示的结构的化合物的分子末端，并且具有由式(1)-1表示的结构的化合物的含量为30质量％。导电层的层厚度为10μm。另外，粘结剂树脂在导电层中不形成任何基体-区域结构。作为充电辊评价本导电辊60，获得表7-6所示的结果。
[实施例61至68]
除了弹性层、导电层的原料及其使用量变为表4和表5-6中所示的那些以外，以与实施例54相同的方式生产导电辊61至68。然后，作为充电辊评价导电辊。评价结果示于表7-7中。
[实施例69]
除了弹性层、导电层的原料及其使用量变为表4和表5-6中所示的那些以外，以与实施例54相同的方式生产导电辊69。然后，作为显影辊评价导电辊69。评价结果示于表7-7中。
[实施例70]
本实施例涉及图1A所示的导电构件，其具有芯轴和设置于芯轴外周面上的根据本发明的导电层。除了用涂布液直接涂布8mm直径的芯轴外，以与实施例54相同的方式生产导电构件70并作为充电辊评价。评价结果示于表7-7。
[比较例1至3]
除了作为导电层的原料，使用表4所示的那些规定材料并且使用量变为表8中所示的值以外，以与实施例1相同的方式生产导电辊C1至C3，并作为充电辊评价。评价结果示于表8中。
[比较例4]
将作为具有由式(2)-1表示的结构的化合物的0.451g(0.322mmol)氨基末端改性的NBR(商品名：ATBN1300X35；获自UbeIndustries,Ltd.)和1.223g(0.322mmol)羧基末端改性的NBR(商品名：CTBN1300X13；获自UbeIndustries,Ltd.)溶解于甲苯中，并将它们在120℃温度下搅拌2小时，随后冷却至室温。向获得的反应溶液中，混合作为具有由式(1)-1表示的结构的化合物的0.239g(0.322mmol)聚乙二醇二缩水甘油醚(质量平均分子量：744)和0.048g(0.322mmol)乙二醇双(2-氨乙基)醚、以及0.039g(2质量份，基于100质量份粘结剂树脂)离子导电剂a，随后添加甲苯以使所得溶液具有27质量％的固成分，从而制备“涂布液6”。另外，式(1)-1的n1为2、13，和式(2)-1的m1:p1为74:26。
重复实施例1中涂布液的涂布之后的步骤从而生产导电辊C4，以相同的方式作为充电辊评价。评价结果示于表8中。
[表4]
表4
[表5]
表5-1
[表6]
表5-2
[表7]
表5-3
[表8]
表5-4
[表9]
表5-5
[表10]
表5-6
[表11]
表6
[表12]
表7-1
[表13]
表7-2
[表14]
表7-3
[表15]
表7-4
[表16]
表7-5
[表17]
表7-6
[表18]
表7-7
[表19]
表8
本申请要求2011年12月26日提交的日本专利申请第2011-284451号的权益，在此以其整体将其引入以供参考。
附图标记说明
1芯轴
2弹性层
3中间层
4表面层

Claims (10)

1.一种电子照相用导电构件，其包括：导电性芯轴；和设置于所述导电性芯轴的外周面上的导电层，其中：
所述导电层包含在分子内具有作为离子交换基团的磺基或季铵盐基团的粘结剂树脂，和极性与所述离子交换基团的极性相反的离子；和其中：
所述粘结剂树脂具有选自由式(1)-1至(1)-3表示的结构组成的组的任意结构和选自由式(2)-1和(2)-2表示的结构组成的组的任意结构，并且所述粘结剂树脂具有防止在所述导电层中形成任何基体-区域结构的分子结构：
[化学式1]
其中，式(1)-1中，n1表示1以上的整数；式(1)-2中，n2表示1以上的整数；和式(1)-3中，n3表示1以上的整数；和
[化学式2]
其中，式(2)-1中，m1和p1各自独立地表示1以上的整数，且m1与p1之比m1:p1为74:26至90:10；以及，式(2)-2中，m2和p2各自独立地表示1以上的整数，且m2与p2之比m2:p2为74:26至90:10。
2.根据权利要求1所述的导电构件，其中n1、n2和n3的值各自独立地为4至22。
3.根据权利要求1所述的导电构件，其中所述粘结剂树脂包含如下的结构：
选自由式(1)-1至(1)-3表示的结构组成的组的任意结构与选自由式(2)-1和(2)-2表示的结构组成的组的任意结构用选自由下式(3)-1至(3)-8表示的结构组成的组的至少一种连接基团连接：
[化学式3]
4.根据权利要求1所述的导电构件，其中所述粘结剂树脂包含如下的结构：
选自由式(1)-1至(1)-3表示的结构组成的组的任意结构与选自由式(2)-1和(2)-2表示的结构组成的组的任意结构用具有由下式(4)表示的结构的连接基团连接：
[化学式4]
其中，式(4)中，A1表示二价有机基团，和X1表示离子交换基团。
5.根据权利要求1所述的导电构件，其中所述粘结剂树脂在其分子末端包含选自由下式(5)-1至(5)-7表示的结构组成的组至少一种结构：
[化学式5]
其中，式(5)-1至(5)-7中，A2至A8各自表示二价有机基团，且X2至X8各自表示离子交换基团。
6.根据权利要求1所述的导电构件，其中由式(1)-1表示的结构的含量为所述粘结剂树脂的30质量％以下。
7.根据权利要求1所述的导电构件，其中所述粘结剂树脂为通过使环氧基改性的氧化乙烯与氨基改性的液态NBR反应获得的环氧树脂。
8.根据权利要求1所述的导电构件，其中所述离子交换基团为季铵盐基团，和所述极性与所述离子交换基团的极性相反的离子为磺酰亚胺离子。
9.一种处理盒，其构成为可拆卸地安装至电子照相设备的主体，并且包括根据权利要求1至8任一项所述的导电构件。
10.一种电子照相设备，其包括根据权利要求1至8任一项所述的导电构件。
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