DE60300643T2

DE60300643T2 - Aufladungselement,Bilderzeugungsgerät und Prozesskartusche dazu

Info

Publication number: DE60300643T2
Application number: DE2003600643
Authority: DE
Inventors: Hisao Kato; Yoshiaki Nishimura; Jun Murata
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2023-10-10
Also published as: US6951688B2; CN1497361A; EP1408376B1; US20040136753A1; CN100461006C; DE60300643D1; EP1408376A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein aufladendes Element, das verwendet wird in einer bilderzeugenden Vorrichtung wie einer elektrophotografischen Vorrichtung, und insbesondere auf ein aufladendes Element, das verwendet wird für ein ein photoempfindliches Element aufladendes Element, ein Übertragungselement oder ein entwickelndes Element usw., das die Oberfläche eines aufzuladenden Elements in einer bilderzeugenden Vorrichtung wie einer elektrophotografischen Vorrichtung elektrostatisch auflädt. Diese Erfindung bezieht sich auch auf eine bilderzeugende Vorrichtung wie einer elektrophotografischen Vorrichtung und auf eine Prozesskartusche.
Verwandter Stand der Technik
In einer bilderzeugenden Vorrichtung wie einer elektrophotografischen Vorrichtung (z.B. Kopiergeräte und Laserdrucker) und einer elektrostatischen aufzeichnenden Vorrichtung ist das Kontaktaufladen bekannt als ein Mittel zum Aufladen eines aufzuladenden Elements wie einem elektrophotografischen photoempfindlichen Element und einem dielektrischen Element. Das Kontaktaufladen wird durchgeführt durch In-Nachbarschaft- oder In-Kontakt-Bringen des aufladenden Elements, an das eine Spannung angelegt wird, mit einem aufzuladenden Element. Verglichen mit Coronaaufladung ist das Kontaktaufladen vorteilhaft, weil die an das aufladende Element angelegte Spannung verringert werden kann, und die Erzeugung von Ozon reduziert werden kann. Das aufladende Element zum Kontaktaufladen muss eine geringere Leitfähigkeit haben, um eine durch Nadellöcher, Kratzer oder dergleichen an den Oberflächen des aufzuladenden Elements verursachte undichte Stelle zu vermeiden.
Zum Beispiel wird eine Übertragungswalze in einer bilderzeugenden Vorrichtung wie einer elektrophotografischen Vorrichtung verwendet, um ein Tonerbild, das auf einem ersten bildtragenden Element wie einem elektrophotografischen photoempfindlichen Element, einem intermediären Übertragungselement oder einer Übertragungstrommel getragen wird, auf ein zweites bildtragendes Element wie einer Übertragungsbahn zu übertragen. Die Übertragungswalze wird über ein aufzuladendes Element, einer Übertragungsbahn, in Presskontakt gebracht mit dem ersten bildtragenden Element, das auf seiner Oberfläche das Tonerbild trägt, und elektrische Landungen mit einer Polarität, welche der eines das Tonerbild bildendenden Toners entgegengesetzt ist, werden der Übertragungswalze beigebracht, um die Übertragungsbahn elektrostatisch aufzuladen, wodurch der Toner auf das Papier angezogen wird, somit wird das Tonerbild auf die Übertragungsbahn übertragen. Im Schritt des Übertragens eines derartigen Tonerbildes hat die Dichte der elektrischen Ladungen, die der Übertragungsbahn beigebracht werden, einen großen Einfluss auf die Übertragungseffizienz des Tonerbildes, das heißt die Bildqualität.
Insbesondere wenn die Übertragungsbahn eine geringe Dichte der elektrischen Ladung hat, besitzt sie eine schwache Toner-Anziehungskraft. Somit, insbesondere wenn trockenes Papier als die Übertragungsbahn verwendet wird, kann "Streuung" von Toner (d.h. Flecken um die Linienbilder) auftreten. Wenn sie dagegen eine hohe Dichte der elektrischen Ladung hat, kann der Toner zu einer entgegengesetzten Polarität aufgeladen werden, und dies kann eine "Unschärfe" bei den übertragenen Bildern verursachen, so dass Bilder von hoher Qualität in einigen Fällen nicht auf der Übertragungsbahn gebildet werden können. Ebenso, wenn ein gänzlich schwarzes Bild, d.h. ein ausgefülltes schwarzes Bild, auf die Übertragungsbahn übertragen wird, kann Dichte-Ungleichförmigkeit auftreten, oder fleckförmige Übertragungs-Ungleichförmigkeit wie "Sand" kann bei den übertragenen Bildern auftreten. Somit ist es bei der Oberfläche der Übertragungsbahn erwünscht, dass sie eine gleichförmige Dichte der elektrischen Landung aufweist.
Um einer solchen Anforderung zu genügen, wird gewöhnlich eine leitfähige Kautschukwalze vorgeschlagen, die am Umfang eines leitfähigen Spindelmaterials wie einem Metall eine Kautschukschicht besitzt, in welcher leitfähige Partikel (z.B. Carbon-Black, Graphit-Partikel, Partikel von Metalloxiden wie Titanoxid und Silberoxid, Metallpulver wie Kupfer und Silber, und leitfähig gemachte Partikel durch Beschichten und Behandeln der Partikeloberflächen mit einem von diesen) gemischt und dispergiert worden sind.
Allerdings ist es bei der obigen leitfähigen Kautschukwalze schwierig, den Wert des Widerstandes (elektrischer Widerstand) der Kautschukschicht zu steuern. Eine Ungleichförmigkeit der Dispersion der leitfähigen Partikel in der Kautschukschicht kann auch den Wert des Widerstandes lokal ungleichförmig machen, so dass eine derartige Unebenheit eine Ungleichförmigkeit des Aufladens verursachen kann, oder das photoempfindliche Element wegen einer partiellen undichten Stelle brechen kann.
Um derartige Nachteile der konventionellen leitfähigen Kautschukwalze zu bewältigen wurde ein Verfahren vorgeschlagen, in welchem eine aufladende Walze erhalten wird unter Verwendung von beispielsweise einem polaren Polymer wie Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), oder einem Copolymer vom Epichlorhydrin-Typ. Ferner wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem diese polaren Polymere vermischt werden, so dass die Leitfähigkeit optimiert werden kann.
Beispielsweise offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 11-065269, dass eine in Gleichförmigkeit des Widerstandes und Beständigkeit gegenüber Ozon verbesserte leitfähige Kautschukwalze erhältlich ist durch Verwenden einer Kautschuk-Zusammensetzung, erhalten durch Polymerisieren von NBR mit einem Acrylnitril-Gehalt von 18 bis 40 Gew-% und einem Copolymer vom Epichlorhydrin-Typ mit einem Ethylenoxid-Anteil von 10 bis 40 Mol-%, in einem Gewichtsverhältnis von 80:20 bis 20:80.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2001-115005 offenbart eine Walze, die durch Verwenden von allein einem Polyether-Polymer oder einer Mischungs-Zusammensetzung davon mit einem ethylenisch ungesättigten Copolymerkautschuk vom Nitril-konjugierten Dien-Typ dazu gebracht wurde, einen geringen Oberflächen-Reibungswiderstand und einen geringen spezifischen Volumen-Widerstand aufzuweisen.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2002-105305 offenbart des Weiteren eine leitfähige Kautschukwalze oder einen leitfähigen Kautschukgurt, welche verwendet wird in aufladenden Walzen, entwickelnden Walzen, Übertragungsgurten oder dergleichen von Kopiergeräten usw., welche Gebrauch macht von einer leitfähigen Kautschuk-Zusammensetzung, in welcher ein Ethylenoxid-Propylenoxid-Allylglycidylether-Terpolymer, das Ethylenoxid, Propylenoxid und Allylglycidylether in einem Copolymerisations-Verhältnis von jeweils 50 bis 85 Mol-%, 1 bis 49 Mol-% und 1 bis 10 Mol-% enthält, und mit einem Molekulargewicht-Zahlenmittel (Mn) von 10 000 oder mehr, gemischt ist in Epichlorhydrin-Kautschuk in einem Gewichtsverhältnis von 0,01 oder mehr und 4,00 oder weniger. Es wird angegeben, dass dies wirksam ist beim Erreichen eines geringen spezifischen Volumen-Widerstandes, einer geringen Druckverformung und einer geringeren Kontaminierung der photoempfindlichen Elemente.
Die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 2002-121376 offenbart des Weiteren eine leitfähige Kautschukwalze oder einen leitfähigen Kautschukgurt, welche Gebrauch machen von einer leitfähigen Kautschuk-Zusammensetzung, in welcher (A) ein Ethylenoxid-Propylenoxid-Allylglycidylether-Terpolymer, welches enthält Ethylenoxid, Propylenoxid und Allylglycidylether in einem Copolymerisations-Verhältnis von jeweils 50 bis 95 Mol-%, 1 bis 49 Mol-% und 1 bis 10 Mol-%, und mit einem Molekulargewicht-Zahlenmittel (Mn) von 10 000 oder mehr, gemischt ist mit:
(B) Acrylnitril-Butadien-Kautschuk; und
(C) Epichlorhydrin-Kautschuk;
auf solche Weise, dass, die Massen der obigen (A), (B) und (C) durch jeweils a, b und c angebend, die folgende Beziehung erreicht wird: 0,01 ≤ b/(a + b + c) ≤ 0,75;und 0,01 ≤ a/c ≤ 2,00.
Danach haben die gegenwärtigen Erfinder aufladende Elemente untersucht, welche Gebrauch machen von leitfähigen Kautschuk-Zusammensetzungen, in welchen verschiedene polare Polymere gemäß dem obigen Stand der Technik gemischt sind. Als Ergebnis haben sie herausgefunden, dass insbesondere das aufladende Element, zusammengesetzt aus der leitfähigen Kautschukzusammensetzung, welche die Bestandteile (A) bis (C), offenbart in der obigen offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-121376, enthält, ein bevorzugtes aufladendes Element bereitstellen kann mit einem geringen und gleichmäßigen Widerstandswert. Allerdings hat die weitere Untersuchung dieses aufladenden Elements ergeben, dass der Widerstandswert des aufladenden Elements beträchtlich von seinem anfänglichen Wert abweichen kann, wenn das aufladende Element über einen langen Zeitraum elektrisch geladen wird, und damit müssen die Widerstand-Abweichungen des aufladenden Elements, wenn es über einen langen Zeitraum verwendet wird, klein gehalten werden, um elektrophotografische Bilder von hoher Qualität dauerhaft über einen langen Zeitraum bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der obenstehenden Erkenntnisse bewerkstelligt. Demgemäss ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein aufladendes Element bereitzustellen, welches ein gleichförmig aufladendes Verhalten aufweist, mit geringer Widerstands-Ungleichförmigkeit, und welches selbst bei einer Verwendung über einen langen Zeitraum eine geringe Widerstand-Abweichung besitzt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein aufladendes Element bereitzustellen, welches ein gleichförmiges aufladendes Verhalten hat mit geringer Widerstand-Ungleichförmigkeit, welches in der Widerstand-Abweichung gering ist, selbst bei einer Verwendung über einen langen Zeitraum, und auch kaum an einem aufladenden Objektelement haftet, selbst wenn es über einen langen Zeitraum in Presskontakt mit dem aufladenden Objektelement beibehalten wird.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine bilderzeugende Vorrichtung bereitzustellen, die ein derartiges aufladendes Element hat. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Prozesskartusche mit einem derartigen aufladenden Element bereitzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt ein aufladendes Element zum Aufladen einer Oberfläche eines aufzuladenden Elements in einer bilderzeugenden Vorrichtung unter Anwendung einer Spannung, wobei das aufladende Element ein leitfähiges elastisches Material enthält, wobei
das leitfähige elastische Material umfasst ein Polymer, und mindestens 70 Gew-% basierend auf dem Gesamtgewicht des Polymers ein polares Polymer ist, und wobei das polare Polymer hauptsächlich umfasst

(i) Acrylnitril/Butadien-Kautschuk;
(ii) ein Ethylenoxid/Propylenoxid/Allylglycidylether-Terpolymer; und
(iii) ein Homopolymer von Epichlorhydrin; und die Gewichte x, y und z der jeweiligen Bestandteile (i), (ii) und (iii) eine Beziehung haben, die durch die folgenden Ausdrücke (1) und (2) dargestellt ist: 0,2 ≤ y/(x + y + z) ≤ 0,5 (1) 4 < y/z ≤ 20 (2).

Was hierbei mit dem "polaren Polymer, das hauptsächlich enthält die Bestandteile (i) bis (iii)" gemeint ist, ist, dass es die Bestandteile (i) bis (iii) enthält in einer Menge von 70 Gew-% oder mehr insgesamt, basierend auf dem Gesamtgewicht des polaren Polymers.
Als eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein aufladendes Element angegeben werden, das im folgenden Eintrag (II) beschrieben wird:
(II) Das aufladende Element gemäß dem obigen (I), wobei das leitfähige elastische Material ferner enthält ein Ethylen/Propylen/Dien-Terpolymer und ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer.
Die vorliegende Erfindung stellt auch bereit (III) eine bilderzeugende Vorrichtung mit dem obigen aufladenden Element.
Als eine bevorzugte Ausführungsform der bilderzeugenden Vorrichtung kann eine bilderzeugende Vorrichtung, beschrieben in dem folgenden Eintrag (IV), angegeben werden:
(IV) Die bilderzeugende Vorrichtung gemäß dem obigen Eintrag (III), welche umfasst ein elektrophotografisches photoempfindliches Element, eine aufladende Einrichtung zum Aufladen des elektrophotografischen photoempfindlichen Elements, eine Einrichtung zum Belichten des somit aufgeladenen elektrophotografischen photoempfindlichen Elements, um darauf ein elektrostatisch latentes Bild zu erzeugen, eine Einrichtung zum Entwickeln des elektrostatisch latenten Bildes, um ein Tonerbild zu erzeugen, und eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen des Tonerbildes direkt oder indirekt auf die Oberfläche eines bildtragenden Elements; wobei die Übertragungseinrichtung eine Einrichtung zum Aufladen des bildtragenden Elements hat;
mindestens eine der aufladenden Einrichtung und der übertragenden Einrichtung das aufladende Element gemäß den obigen Einträgen (I) oder (II) hat.
Die vorliegende Erfindung stellt auch bereit (V) eine bilderzeugende Vorrichtung mit, als eine Einrichtung zum Übertragen eines Tonerbildes auf ein zweites bildtragendes Element von einem ersten bildtragenden Element, das auf seiner Oberfläche ein durch ein elektrophotografisches System erzeugtes Tonerbild trägt, einem aufladenden Element, das ein Potential anlegt mit einer Polarität, die umgekehrt ist gegenüber derjenigen des Tonerbilds, an das zweite bildtragende Element, in dem Zustand, dass die Oberfläche der tonertragenden Oberfläche des ersten bildtragenden Elements und des zweiten bildtragenden Elements miteinander in engen Kontakt gebracht werden;
das aufladende Element das aufladende Element gemäß dem obigen Eintrag (I) oder (II) ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner bereit (VI) eine Prozesskartusche, welche umfasst ein bildtragendes Element und das aufladende Element gemäß dem obigen Eintrag (I) oder (II), welche in integrierter Weise gestützt sind, und das in abnehmbarer Weise an den Hauptaufbau einer bilderzeugenden Vorrichtung montierbar ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht einer Struktur eines leitfähigen elastischen Materials gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, erhalten durch ein Transmissions-Elektronenmikroskop.
2 ist eine schematische Ansicht einer Struktur eines leitfähigen elastischen Materials gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, erhalten durch ein Transmissions-Elektronenmikroskop.
3 veranschaulicht das aufladende Element gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine schematische Ansicht, die darstellt den Aufbau einer elektrophotografischen Vorrichtung, die Gebrauch macht von dem aufladenden Element gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 veranschaulicht den Aufbau eines Instruments zum Messen von Widerstandswerten einer aufladenden Walze.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In Bezug auf den Grund, warum der Widerstandswert ansteigt, wenn das in der obigen offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-121376 offenbarte aufladende Element über einen langen Zeitraum elektrisch geladen wird, was die gegenwärtigen Erfinder als technisches Gebiet erkannt haben, haben die gegenwärtigen Erfinder folgendes angenommen: eine Kautschukzusammensetzung, hergestellt aus einem Gemisch von zwei oder mehr Arten von Polymeren, hat üblicherweise eine Struktur, in welcher, in Abhängigkeit vom Mischungsverhältnis und der Kompatibilität der Polymere zueinander, Domänen eines Polymers in einer kontinuierlichen Phase des anderen Polymers dispergiert sind (was genannt wird "Inseln-in-Meer-Struktur"). Die gegenwärtigen Erfinder haben entdeckt, dass das Verhalten des aufladenden Elements mit einer leitfähigen Schicht, welche ein Mischungspolymer enthält, in hohem Maße abhängt von den Eigenschaften der Polymere, welche die kontinuierliche Phase und Domänen-Schichten bilden, von der Grenzflächenfestigkeit zwischen den Domänen und der kontinuierlichen Phase usw. Beim Untersuchen der Parameter desjenigen in der obigen offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-121376 offenbarten, wird beschrieben, dass der Bestandteil (B) in einer Menge von 1 Gew-% bis 75 Gew-% basierend auf dem Gesamtgewicht des Polymers vorliegt, was sich bezieht auf sowohl einen Fall, in welchem der Bestandteil (B) die Domänen bildet, als auch auf einen Fall, in welchem der Bestandteil (B) die kontinuierliche Phase bildet. Aus dieser Tatsache ist ersichtlich, dass irgendwelche technischen Ideen des Steuerns der kontinuierlichen Phase und der Domänen nicht in der obigen offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-121376 vorhanden sind.
Dagegen wird in der vorliegenden Erfindung ein Bestandteil (ii) mit dem geringsten Widerstandswert unter dem polaren Polymer, das aus den drei Bestandteilen (i) bis (iii) besteht, verwendet in einer Menge von 20 bis 50 Gew-% basierend auf dem Gesamtgewicht des polaren Polymers. In diesem Fall folgt, dass, wie schematisch in 1 gezeigt, der Bestandteil (ii) vorliegt als Domänen 22 in einer kontinuierlichen Phase 21, gebildet aus dem Bestandteil (i). Zusätzlich wird das Verhältnis des Bestandteils (ii) zu dem Bestandteil (iii) auf größer als 4, und nicht mehr als 20 festgelegt. Dies macht die Zwischenflächenkraft zwischen der kontinuierlichen Phase 21 und den Domänen 22 ausreichend hoch, und ermöglicht auch, dass die Domänen eine durchschnittliche Größe haben, die so fein ist wie etwa 1 μm oder geringer. Weil wahrscheinlich derartige, aus dem Bestandteil (ii) gebildete feine Domänen mit einem niedrigen Widerstandswert einheitlich in der kontinuierlichen Phase dispergiert sind, hat das aufladende Element einen Widerstandswert, der so ausreichend niedrig ist wie 10⁷ Ω, und auch die Abweichung des Widerstandswertes, die abhängt von den Positionen im aufladenden Element, kann beträchtlich reduziert werden. Ebenfalls werden wegen der Verbesserung der Zwischenflächenkraft zwischen den Domänen und der kontinuierlichen Phase die Domänen in der Abnutzungsbeständigkeit verbessert, so dass die Domänen nicht nachlassen, auch wenn das aufladende Element über einen langen Zeitraum verwendet wird, und die Oberflächeneigenschaften des aufladenden Elements werden nicht bereitwillig verändert, auch bei Verwendung über einen langen Zeitraum. Es wird erwogen, dass dies den elektrischen Widerstand des aufladenden Elements davon abhält, mit der Zeit verändert zu werden, was eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung ist.
Zusätzlich wird mit der Anordnung der vorliegenden Erfindung die Verschlechterung des Bestandteils (i), welcher die kontinuierliche Phase bildet, wirksam davon abgehalten, sich in die Richtung der Tiefe fortzusetzen. Die Verschlechterung des Bestandteils (i) ereignet sich, wenn Radikale erzeugt werden, welche einige Doppelbindungen begleiten, die aufgrund von Ozon, Wärme usw. gespalten worden sind, und setzt sich fort von der Oberfläche bis zum Inneren (die Tiefe) in der Weise einer Kettenreaktion, und dies führt mit der Zeit zu Abweichungen des Widerstandswerts. Allerdings wird in der Anordnung gemäß dieser Erfindung die Verschlechterung des Bestandteils (i) davon abgehalten, sich bis in die Tiefen fortzusetzen. Es wird erwogen, dass dies auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass die Domänen, die einheitlich in der kontinuierlichen Phase dispergiert sind, die Wirkung des Auffangens der durch Spalten der Doppelbindungen in Bestandteil (i) erzeugten Radikale nach sich ziehen. Es wird auch erwogen, dass dies in hohem Maße beiträgt zur Verhinderung von Veränderungen des elektrischen Widerstandes des aufladenden Elements gemäß der vorliegenden Erfindung, bei Gebrauch über einen langen Zeitraum.
Das aufladende Element gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eines, welches in eine bilderzeugende Vorrichtung eingefügt wird, und die Oberfläche eines aufladenden Objekt-Elements elektrostatisch unter Anlegen einer Spannung auflädt;
wobei das aufladende Element eine äußerste Oberflächenschicht umfasst, die ein leitfähiges elastisches Material enthält;
das leitfähige elastische Material umfasst ein Polymer, und 70 Gew-% basierend auf dem Gesamtgewicht des Polymers ein polares Polymer ist, und das polare Polymer hauptsächlich umfasst

(i) Acrylnitril/Butadien-Kautschuk;
(ii) ein Ethylenoxid/Propylenoxid/Allylglycidylether-Terpolymer; und
(iii) ein Homopolymer aus Epichlorhydrin; und die Gewichte x, y und z der jeweiligen Bestandteile (i), (ii) und (iii) der durch die folgenden Ausdrücke (1) und (2) dargestellten Beziehung folgen: 0,2 ≤ y/(x + y + z) ≤ 0,5 (1) 4 < y/z ≤ 20 (2).

Das polare Polymer umfasst vorzugsweise hauptsächlich die Bestandteile (i) bis (iii), und umfasst insbesondere die Bestandteile (i) bis (iii) in einer Menge von 70 Gew-% oder mehr insgesamt, basierend auf dem Gesamtgewicht des polaren Polymers. Als Ergebnis kann das leitfähige elastische Material eine Leitfähigkeit halten, welche vorzugsweise verwendet wird zum Aufladen von Elementen zur Verwendung in der Elektrophotografie.
In dem System des Polymergemisches der Bestandteile (i) bis (iii), die den Hauptteil des polaren Polymers bilden, bildet der Bestandteil (i) eine kontinuierliche Phase, und der Bestandteil (ii) bildet Domänen, die in der kontinuierlichen Phase dispergiert sind. Der Bestandteil (iii) hat die Funktion eines Kompatibilitätsvermittlers der Bestandteile (i) und (ii), und hat somit die Wirkung, die Zwischenflächenkraft zwischen den Domänen und der kontinuierlichen Phase zu vergrößern.
Der obige Ausdruck (1) bestimmt das Verhältnis des Ethylenoxid/Propylenoxid/Allylglycidylether-Terpolymers, das die höchste Leitfähigkeit hat, basierend auf dem Gesamtgewicht des polaren Polymers (i) bis (iii) im leitfähigen elastischen Material.
Das Steuern des Wertes y/(x + y + z) innerhalb des Bereiches von 0,2 bis 0,5 kann zu einem aufladenden Element führen mit einem genügend niedrigen Widerstandswert in einem Grad von beispielsweise 10⁷ Ω. Wenn der Wert y/(x + y + z) geringer als 0,2 ist, wird es schwierig, den Widerstandswert des aufladenden Elements ausreichend gering zu machen. Wenn er größer als 0,5 ist, neigt der Bestandteil (ii) dazu, die kontinuierliche Phase zu bilden, und der Bestandteil (i) die Domänen. In einem solchen Fall, da der Bestandteil (ii) ein sehr hartes Polymer ist, kann er das aufladende Objekt-Element bei Verwendung in dem aufladenden Element zerkratzen oder abnutzen. Er kann auch in der Verarbeitbarkeit zu dem aufladenden Element verschlechtert sein.
Der obige Ausdruck (2) bestimmt auch das Verhältnis des Bestandteils (ii) zu dem Bestandteil (iii).
Das Steuern dieses Wertes innerhalb des Bereiches von mehr als 4 (4 ist nicht einbezogen) bis 20 oder weniger (20 ist einbezogen) befähigt das aufladende Element dazu, einen hohen einheitlichen Widerstandswert aufzuweisen. Ebenso, wahrscheinlich wegen einer Verbesserung der Zwischenflächenkraft zwischen den Domänen, die aus Bestandteil (ii) gebildet sind, und der kontinuierlichen Phase, die aus Bestandteil (i) gebildet ist, kann das aufladende Element in der Abnutzungsbeständigkeit verbessert sein. Wenn der Wert y/z 4 oder weniger ist, können die aus dem Bestandteil (iii) gebildeten Domänen in der Bestandteil(i)-kontinuierlichen Phase in einer hohen Anzahl vorliegen, was zu einer niedrigen Beständigkeit des aufladenden Elementes führt, weil die Domänen selbst, die aus dem Bestandteil (iii) gebildet sind, eine ungenügende Abnutzungsbeständigkeit haben. Wenn des Weiteren der Wert y/z mehr als 20 ist, haben die aus dem Bestandteil (ii) gebildeten Domänen eine durchschnittliche Größe von mehr als 1 μm, was dazu führt, dass der Widerstandswert uneinheitlich ist. Darüberhinaus wird die Menge des Bestandteils (iii), welcher die Funktion eines Kompatibilitätsvermittlers hat, vergleichsweise gering hinsichtlich der Menge des Bestandteils (ii), und somit ist die Zwischenflächenkraft zwischen der Bestandteil(i)-kontinuierlichen Phase und den Bestandteil(ii)-Domänen ungenügend, was zu einer ungenügenden Abnutzungsbeständigkeit der aus dem Bestandteil (ii) gebildeten Domänen führt, was auch zu einer niedrigen Beständigkeit des aufladenden Elements führt.
Zufriedenstellung der obigen Ausdrücke (1) und (2) befähigt den Acrylnitril/Butadien-Kautschuk (NBR), der die kontinuierliche Phase bildet, dazu, wirksam von einer Verschlechterung abgehalten zu werden. Der Bestandteil (i), der das leitfähige elastische Material bildet, verschlechtert sich im Allgemeinen allmählich infolge von Ozon und Wärme von der Oberfläche bis in die Tiefe einer leitfähigen elastischen Schicht, die das leitfähige elastische Material bildet. Allerdings, im Falle des leitfähigen elastischen Materials mit der Anordnung, in welcher die Bestandteil(ii)-Feindomänen in der Bestandteil(i)-kontinuierlichen Phase dispergiert sind, was erreicht wird durch die Zufriedenstellung der obigen Ausdrücke (1) und (2), wird erwogen, dass die Radikale, die in der leitfähigen elastischen Schicht erzeugt werden durch die Wirkung des Ozons und der Wärme, welche die Ursachen sind für die Verschlechterung des Bestandteils (i), durch die Domänen aufgefangen werden, so dass die Kettenreaktion infolge der Radikale unterdrückt wird.
Auf diese Weise kann durch Zufriedenstellen der obigen Ausdrücke (1) und (2) ein aufladendes Element mit einem niedrigen und einheitlichen Widerstandswert und sehr guter Langzeit-Beständigkeit realisiert werden.
Die obigen Polymerbestandteile (i) bis (iii) sind untenstehend ausführlich erklärt.
(i) Acrylnitril/Butadien-Kautschuk:
Der Acrylnitril/Butadien-Kautschuk kann einen beinhalten mit Struktureinheiten, dargestellt durch die folgenden chemischen Formeln (A-1) und (A-2): -[CH₂CH(CN)]- (A-1) -[ CH₂CH=CHCH₂]- (A-2).
Das Copolymerisationsverhältnis (Molverhältnis) von (A-1) und (A-2) kann von 15:85 bis 60:40 sein, und vorzugsweise von 20:80 bis 46:54.
(ii) Ethylenoxid/Propylenoxid/Allylglycidylether-Terpolymer:
Das Ethylenoxid/Propylenoxid/Allylglycidylether-Terpolymer kann eines beinhalten mit Struktureinheiten, dargestellt durch die folgenden chemischen Formeln (B-1), (B-2) und (B-3): -[CH₂CH₂O]- (B-1) -[CH₂CH(CH₃)O]- (B-2) -[CH₂CH(CH₂OCH₂CH=CH₂)O]- (B-3).
Das Copolymerisationsverhältnis (Molverhältnis) von (B-1), (B-2) und (B-3) kann betragen (B-1): 50 bis 98 %, (B-2): 1 bis 30 %, und (B-3): 1 bis 20 %, und vorzugsweise (B-1): 70 bis 98 %, (B-2): 1 bis 25 %, und (B-3): 2 bis 15 %.
(iii) Homopolymer aus Epichlorhydrin:
Das Homopolymer aus Epichlorhydrin kann beinhalten eines mit einer Struktureinheit, dargestellt durch die folgende chemische Formel (C-1): -[CH₂CH(CH₂Cl)O]- (C-1).
Das leitfähige elastische Material gemäß der vorliegenden Erfindung kann enthalten ein nicht-polares Polymer in einer Menge von weniger als 30 Gew-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Polymers in dem leitfähigen elastischen Material. Das nicht-polare Polymer bezieht sich auf ein hohes Polymer ohne großen Dipol im Molekül, welches im Allgemeinen ein hohes Polymer mit einer geringen Dielektrizitätskonstante ist. Ein derartiges nicht-polares Polymer kann insbesondere enthalten NR (IR) (Isopren-Kautschuk), BR (Butadien-Kautschuk), SBR (Styrol-Butadien-Kautschuk), EPDM (Ethylen/Propylen/Dien-Terpolymer), IIR (Butylkautschuk oder Isobutylen/Isopren-Kautschuk), Olefin-Elastomere, SEBS-Elastomere und Polystyrol-Elastomere. Das Vermischen eines dieser Polymere befähigt das aufladende Element dazu, in wirksamer Weise vom Anhaften an dem aufladenden Objekt-Element wie einem photoempfindlichen Element abgehalten zu werden, und kann ebenso in akkurater Weise den Widerstandswert so steuern, um auf vielfältige Weise unter Verwendung von elektrischem Widerstand in einer elektrophotografischen Vorrichtung angewandt zu werden.
Wenn das oben beschriebene nichtpolare Polymer hinzugefügt wird in einer Menge von weniger als 30 Gew-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Polymers im leitfähigen elastischen Material, wird das nicht-polare Polymer in Form von Domänen 24 in der Bestandsteil(i)-kontinuierlichen Phase 21 vorliegen, wie in 2 gezeigt. Es wird erwogen, dass dies in wirksamer Weise zu einer genauen Kontrolle des Widerstandswertes und zur Verhinderung des Anhaftens an dem aufladenden Objekt-Element führt. In dieser Hinsicht können die Domänen 24 vorzugsweise eine durchschnittliche Größe von weniger als 10 μm haben, um den Widerstand der Oberfläche des aufladenden Elements davon abzuhalten, ungleichmäßig zu werden. Hierbei, um dem nicht-polaren Polymer eine geringe durchschnittliche Domänengröße zu verleihen, wird bevorzugt, einen Kompatibilitätsvermittler beizumengen. Im Falle, dass EPDM als das nicht-polare Polymer verwendet wird, wird bevorzugt, als Kompatibilitätsvermittler zu verwenden einen von Ethylen/Vinylacetat-Copolymer und Pfropf-Copolymere davon, ein Ethylen/Ethylacrylat-Copolymer und Pfropf-Copolymere davon, ein Ethylen/Glycidylmethacrylat-Copolymer und Pfropf-Copolymere davon, und dergleichen. Diese Additive können hinzugefügt werden in einer Menge von 1 Gewichtsteil bis 30 Gewichtsteile, basierend auf dem Gesamtgewicht des nicht-polaren Polymers. Solange es innerhalb dieser Grenzen hinzugefügt wird, kann die Domänengröße auf die obenstehende Größe gebracht werden, ohne den Widerstandswert des aufladenden Elements geringfügig zu beeinflussen.
Um eine weitere Verbesserung der Beständigkeit gegenüber Ozon und der Beständigkeit gegenüber Alterung beim aufladenden Element zu erreichen, wird bevorzugt, als das nicht-polare Polymer EPDM zu verwenden. Insbesondere wenn das polare Polymer mit Schwefel vulkanisiert ist, ist es für das verwendete EPDM geeignet, einen Iodwert (ein Wert, gemessen durch das Wijs-Verfahren) von 20 oder mehr aufzuweisen, und vorzugsweise 30 oder mehr, angesichts der Co-Vulkanisierbarkeit. Hierbei, als das bevorzugt verwendete EPDM, hat es ein Ethylen/Propylen-Copolymerisationsverhältnis (Gewichtsverhältnis) von Ethylen: 45 bis 80 %, Propylen: 20 bis 55 %, und Dien: 3 bis 15 %, und vorzugsweise Ethylen: 50 bis 70 %, Propylen: 30 bis 50 %, und Dien: 5 bis 11 %.
Hinsichtlich der bilderzeugenden Vorrichtung und der Prozesskartusche gemäß der vorliegenden Erfindung wird die vorliegende Erfindung untenstehend ausführlich anhand der Zeichnungen beschrieben.
3 ist eine schematische Schnittansicht, welche ein Beispiel des aufladenden Elements gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine leitfähige elastische Materialschicht 32 ist bereitgestellt auf einem zylindrischen leitfähigen Substrat 31, das beispielsweise aus einem Metall hergestellt ist.
Wenn das aufladende Element gemäß der vorliegenden Erfindung als eine Übertragungswalze verwendet wird, ist es ausreichend, wenn die leitfähige elastische Materialschicht eine ist, welche eine Übertragungs-Vorspannung an das Papier anlegen kann, und einen elektrischen Widerstand in dem Ausmaß hat, dass einheitlicher Presskontakt mit dem Papier ermöglicht wird. Sie kann vorzugsweise eine sein mit einem Widerstandswert von etwa 1 × 10⁵ Ω bis 1 × 10¹² Ω.
Die leitfähige elastische Materialschicht kann auch vorzugsweise eine niedrige Härte aufweisen, um eine ausreichende Spaltbreite zwischen der Übertragungswalze und dem aufladenden Objekt-Element zu gewährleisten und ein einheitliches Aufladen zu erreichen und, insbesondere im Falle eines Übertragungselements, um "leere Flächen" zu vermeiden, bei welchen mittlere Flächen von Linienbildern unausgefüllt werden. Sie kann vorzugsweise eine Härte (Asker C) von 20° bis 80° aufweisen. Für das Erreichen einer derartigen geringen Härte kann ein Verfahren verwendet werden, in welchem flüssiges NBR oder dergleichen mit guter Kompatibilität mit Nitril-Kautschuk hinzugefügt wird, oder es kann ein Mittel verwendet werden, in welchem die leitfähige elastische Materialschicht aus einem Schaum gebildet ist.
4 ist eine schematische Schnittansicht, welche den Aufbau einer elektrophotografischen Vorrichtung zeigt, die von dem aufladenden Element gemäß der vorliegenden Erfindung Gebrauch macht. Bezugsnummer 1 bezeichnet ein bildtragendes Element als ein aufladendes Objekt-Element. Dasjenige in diesem Beispiel ist ein elektrophotografisches photoempfindliches Element vom Trommel-Typ, das als Grundbestandteil-Schichten eine leitfähige Substratschicht 1b, hergestellt aus Aluminium oder dergleichen, und eine photoleitfähige Schicht (photoempfindliche Schicht) 1a, gebildet auf der äußeren Oberfläche davon, besitzt. Sie wird in rotierender Weise angetrieben um eine Achse 1d im Uhrzeigersinn, wie auf der Zeichnung gezeigt, bei einer statischen Umfangsgeschwindigkeit.
Bezugsnummer 2 bezeichnet ein aufladendes Element, welches die Oberfläche des photoempfindlichen Elements einheitlich auflädt zu einer festgelegten Polarität und Potential, in Kontakt mit der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 1, und bei welchem es erforderlich ist, dass es eine einheitliche Leitfähigkeit besitzt. In diesem Beispiel ist es von einem Walzen-Typ, d.h. eine aufladende Walze. Die aufladende Walze besteht aus einer zentralen Spindel 2c, einer leitfähigen elastischen Materialschicht 2b (eine untere Schicht), die darauf gebildet ist, und einer Widerstandsschicht 2a als obere Schicht, die weiter darauf gebildet ist. Sie wird gegen das photoempfindliche Element 1 gepresst unter Anwendung eines Druckes an beiden Enden der Spindel 2c mittels einer Druck-Einrichtung (nicht gezeigt), und wird der Rotation des photoempfindlichen Elements 1 folgend angetrieben. Das Material (leitfähiges elastisches Material) der vorliegenden Erfindung wird in der leitfähigen elastischen Materialschicht verwendet. Es ist auch wirkungsvoll, wenn es in der Widerstandsschicht 2a verwendet wird.
Somit wird eine festgelegte Gleichspannung (DC) oder Gleichspannung plus Wechselspannung (AC + DC) von einer Stromquelle 3 an die Spindel 2c über eine Reibungselektrode 3a angelegt, woraufhin die äußere Oberfläche des photoempfindlichen Elements 1, das sich dreht, auf eine festgelegte Polarität und Potential kontaktaufgeladen wird. Die äußere Oberfläche des photoempfindlichen Elements 1, welche einem einheitlichen Aufladen mittels des aufladenden Elements 2 unterzogen worden ist, wird nachfolgend einer Belichtung unterzogen (z.B. Laserstrahl-Abtastbelichten, oder Spalt-Belichten von Bildern eines Originals) gemäß der beabsichtigten Bildinformation mittels einer belichtenden Einrichtung 10, woraufhin elektrostatisch latente Bilder gemäß der Bildinformation auf der äußeren Oberfläche des photoempfindlichen Elements 1 erzeugt werden.
Die elektrostatisch latenten Bilder werden dann sukzessive entwickelt in sichtbare Bilder als Toner-Bilder mittels einer entwickelnden Einrichtung 11. Die Toner-Bilder werden dann sukzessive übertragen mittels einer übertragenden Einrichtung 12 auf die Oberfläche eines Übertragungsmaterials 14, das von einer Papierzuführenden Einrichtung (nicht gezeigt) transportiert wird zu einer Übertragungszone zwischen dem photoempfindlichen Element 1 und der übertragenden Einrichtung 12 in zeitlicher Anpassung auf eine mit der Umdrehung des photoempfindlichen Elements 1 synchronisierten Weise.
Die übertragende Einrichtung 12 in diesem Beispiel ist eine Übertragungswalze, welche aufgeladen ist zu einer Polarität, die derjenigen des Toners von der Hinterseite des Übertragungsmaterials 14 entgegengesetzt ist, woraufhin die Toner-Bilder auf der Oberflächenseite des photoempfindlichen Elements 1 auf die Oberflächenseite des Übertragungsmaterials 14 übertragen werden.
Das Übertragungsmaterial 14, auf welches die Toner-Bilder übertragen worden sind, wird abgetrennt von der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 1 und wird danach transportiert zu einer Bild-fixierenden Einrichtung (nicht gezeigt), wo die Toner-Bilder fixiert werden. Das Übertragungsmaterial mit fixierten Bildern wird als ein Bild-erzeugter Gegenstand aus der Vorrichtung ausgegeben. Wenn Bilder auch auf der Rückseite erzeugt werden, wird das Übertragungsmaterial 14 mit fixierten Bildern zu einer Einrichtung zum Rücktransport (nicht gezeigt) zu der Übertragungszone transportiert. Die Oberfläche des photoempfindlichen Elements 1, von welcher die Toner-Bilder übertragen worden sind, wird mittels einer reinigenden Einrichtung 13 gereinigt, um anhaftende verschmutzende Stoffe wie Übertragungsresttoner zu entfernen. Die Oberfläche, die somit gereinigt worden ist, wird wiederholt zur Bilderzeugung verwendet.
Neben dem Element vom Walzen-Typ, das in der bilderzeugenden Vorrichtung des in 4 gezeigten Beispiels eingefügt ist, als die Einrichtung zum Aufladen des bildtragenden Elements (photoempfindliches Element) 1, kann das aufladende Element 2 auch aufgebaut sein in Form eines Klingen-Typs, eines Block-Typs oder eines Gurt-Typs. Das aufladende Element 2 vom Walzen-Typ kann der Umdrehung des photoempfindlichen Elements 1 folgend angetrieben werden, oder kann nicht-drehbar eingefügt sein, oder kann zwangsrotiert werden bei einer festgelegten Umfangsgeschwindigkeit in der Vorwärtsrichtung oder Rückwärtsrichtung hinsichtlich der Bewegungsrichtung der Oberfläche des photoempfindlichen Elements 1. Das aufladende Element gemäß der vorliegenden Erfindung wird verwendet als das aufladende Element 2 und/oder die übertragende Einrichtung 12.
Als elektrophotografische Vorrichtung kann sie auch zusammengesetzt sein aus einer Kombination einer Mehrzahl von Komponenten, die in integrierter Weise verbunden sind als Prozesskartusche unter den Bestandteilen wie dem obenstehenden elektrophotografischen photoempfindlichen Element, die entwickelnde Einrichtung und die reinigende Einrichtung, so dass die Prozesskartusche in abnehmbarer Weise an den Hauptaufbau der elektrophotografischen Vorrichtung wie einem Kopiergerät oder einem Laserstrahldrucker montierbar ist. Beispielsweise kann mindestens eine der entwickelnden Einrichtung und der reinigenden Einrichtung in integrierter Weise gestützt sein in einer Kartusche zusammen mit dem photoempfindlichen Element 1 und dem aufladenden Element, um eine Prozesskartusche zu bilden, die in abnehmbarer Weise auf dem Hauptaufbau der Vorrichtung montierbar ist über eine führende Einrichtung wie Schienen, welche im Hauptaufbau der bilderzeugenden Vorrichtung bereitgestellt ist. Das aufladende Element und/oder die entwickelnde Einrichtung können sich in der Prozesskartusche befinden.
Im Falle, dass die elektrophotografische Vorrichtung verwendet wird als Kopiergerät oder als Drucker, wird die bildförmige Belichtung durchgeführt durch Verwendung von Licht, das reflektiert wird aus, oder durchgelassen wird durch, ein Original, oder durch Abtasten eines Laserstrahls, Antreiben eines LED-Array oder Antreiben eines Flüssigkristall-Schließ-Array gemäß Signalen, erhalten durch Lesen eines Originals.
Das photoempfindliche Element befindet sich auf einem leitfähigen Träger. Als der leitfähige Träger ist verwendbar ein Träger mit einer Leitfähigkeit an sich, wie beispielhaft dargestellt durch Metalle wie Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Edelstahl und Nickel. Ebenfalls verwendbar sind Plastik oder Glas mit einer leitfähigen Schicht, gebildet durch Vakuumabscheidung von Aluminium, einer Aluminiumlegierung, einer Indiumoxid-Zinnoxid-Legierung oder dergleichen.
Eine untere Schicht mit einer Funktion als Barriere und der Funktion der Adhäsion kann sich zwischen dem leitfähigen Träger und der photoempfindlichen Schicht befinden.
Die untere Schicht kann gebildet sein aus beispielsweise Casein, Polyvinylalkohol, Nitrocellulose, einem Ethylen/Acrylsäure-Copolymer, einem Amid (beispielsweise Nylon 6, Nylon 66, Nylon 610 oder einem Copolymer-Nylon), Polyurethan, Gelatine oder Aluminiumoxid. Die untere Schicht kann vorzugsweise aufweisen eine Schichtdicke von 5 μm oder weniger, und vorzugsweise von 0,5 bis 3 μm. Die untere Schicht kann vorzugsweise einen elektrischen Widerstandswert (spezifischer Volumenwiderstand) von 1 × 10⁷ Ω·cm haben, um ihre Funktion auszuüben.
Die photoempfindliche Schicht kann gebildet sein durch Anwenden eines organischen oder anorganischen photoleitfähigen Materials, wahlweise zusammen mit einem Binderharz. Sie kann auch gebildet sein durch Vakuumverdampfung. Hinsichtlich der Form der photoempfindlichen Schicht ist eine photoempfindliche Schicht vom funktionsgetrennten Typ bevorzugt, welche eine Ladungserzeugungsschicht und eine Ladungstransportschicht hat.
Die Ladungserzeugungsschicht kann gebildet sein durch Vakuumverdampfung eines ladungserzeugenden Materials wie einem Azofarbstoff, einem Phthalocyaninpigment oder einem Chinonpigment, oder durch Anwenden desselben zusammen mit einem Binderharz (das Bindemittel ist optional). Die Ladungserzeugungsschicht kann vorzugsweise aufweisen eine Schichtdicke von 0,01 μm bis 30 μm, und insbesondere bevorzugt von 0,05 μm bis 2 μm.
Die Ladungstransportschicht kann gebildet sein durch Anwenden einer Lösung, hergestellt durch Auflösen eines Ladungstransportmaterials wie einer Hydrazon-Verbindung, einer Styryl-Verbindung, einer Oxazol-Verbindung oder einer Triarylamin-Verbindung in einem Binderharz mit filmbildenden Eigenschaften. Die Ladungstransportschicht kann vorzugsweise aufweisen eine Schichtdicke von 5 μm bis 50 μm, und insbesondere bevorzugt von 10 μm bis 30 μm.
Eine Schutzschicht kann gebildet sein auf der photoempfindlichen Schicht, um die Alterung aufgrund von Ultraviolettstrahlung usw. zu verhindern, und die Abnutzungsbeständigkeit zu verbessern.
Wie obenstehend beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung ein aufladendes Element erhalten werden, welches ein gleichförmiges Aufladungsvermögen erreichen kann mit geringer Widerstands-Ungleichförmigkeit, welches bei Verwendung über einen langen Zeitraum eine geringe Widerstandsabweichung hat, und über eine gute Abnutzungsbeständigkeit verfügt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch ein aufladendes Element erhalten werden, welches zusätzlich zu dem obenstehenden Effekt nicht bereitwillig an einem aufladenden Objekt-Element anhaftet, selbst wenn es über einen langen Zeitraum in Presskontakt mit dem aufladenden Objekt-Element beibehalten wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können ferner eine bilderzeugende Vorrichtung und eine Prozesskartusche erhalten werden, welche dauerhaft Bilder von hoher Qualität über einen langen Zeitraum erzeugen können.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend ausführlich anhand der gegebenen Beispiele und mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf diese beschränkt. Grundsätzlich bezieht sich "Teil(e)" auf "Gewichtsteil(e)".
Beispiel 1
Eine Übertragungswalze mit dem in 3 gezeigten Aufbau wurde durch das folgende Verfahren hergestellt.

Ein leitfähiges zylindrisches Substrat (Spindel) 31 von 8 mm Durchmesser, hergestellt aus Edelstahl, wurde zur Verwendung hergestellt. Ebenso, als Materialien für die leitfähige elastische Materialschicht 32, wurden die folgenden Materialien mittels eines Druckkneters gemischt.

NBR (Nitrilanteil: 33,5 %) (Handelsname: NIPOL DN214; erhältlich bei Nippon Zeon Co., Ltd.)	76 Teile
Alkylether-Polymer (Handelsname: ZSN8030; erhältlich bei Nippon Zeon Co., Ltd.)	20 Teile
Epichlorhydrin-Kautschuk (Handelsname: EPICHLOMER H; erhältlich bei Daiso K.K.)	4 Teile
Zinkoxid	5 Teile
Stearinsäure	2 Teile
Hydrotalcit	3 Teile
Calciumcarbonat	20 Teile

Das oben verwendete NBR hat als Monomereinheiten die Einheiten, dargestellt durch die chemischen Formeln (A-1) und (A-2). Das Copolymerisationsverhältnis (Molverhältnis) der Einheiten (A-1) und (A-2) ist 33,5:66,5. Ebenso ist das Alkylether-Polymer ein Ethylenoxid/Propylenoxid/Allylglycidylether-Terpolymer, und enthält als Monomereinheiten die Einheiten, dargestellt durch die chemischen Formeln (B-1), (B-2) und (B-3); das molare Verhältnis dieser Monomereinheiten ist 90:6:4. Ferner ist der Epichlorhydrin-Kautschuk ein Homopolymer aus Epichlorhydrin, zusammengesetzt aus der Monomereinheit, dargestellt durch die chemische Formel (C-1).

Zu dem resultierenden Gemisch wurden ferner die folgenden Materialien hinzugefügt und mittels einer offenen Walze gemischt.

Schwefel	1 Teil
Mercaptobenzothiazol (Vulkanisierungs-Beschleuniger)	1 Teil
Dibenzothiazolyldisulfid	2 Teile
Tetraethylthiuramdisulfid	2 Teile
Dipentamethylenthiuramterasulfid	1 Teil
Chinoxalin (XL21)	1 Teil
Azodicarbondiamid (Treibmittel)	4 Teile

Oxybisbenzolsulfonylhydrazid	12 Teile
Harnstoff-Harz als Hilfsstoff	1 Teil.

Der resultierende Kautschuk wurde durch Extrusion zu einer Röhre geformt. Die Röhre, welche extrudiert worden ist, verlor nicht an Gestalt, und das Düsen-Anschwellen war auch bei der kontinuierlichen Extrusion stabil, ohne Abweichungen der Abmessungen zu zeigen. Diese Röhre wurde zunächst bei 160°C für 30 Minuten durch Dampf-Vulkanisierung vulkanisiert, und zweitens weiter vulkanisiert bei 160°C für 2 Stunden mittels eines elektrischen Ofens, um eine röhrenförmige leitfähige elastische Materialschicht zu erhalten. Diese röhrenförmige leitfähige elastische Materialschicht wurde zu der obigen Spindel pressangepasst, welche mit einem Klebstoff beschichtet worden ist, gefolgt von Polieren, um eine aufladende Walze von 17 mm Durchmesser zu erhalten, mit der leitfähigen elastischen Materialschicht auf der äußeren Oberfläche der Spindel.
Der Widerstandswert der auf diese Weise erhaltenen aufladenden Walze wurde gemessen mittels eines in 5 gezeigten Instruments, und wurde gemessen unter Drehung einer Aluminiumtrommel 42 unter Anwendung einer Last von 500 g an jeder der beiden Enden einer leitfähigen Spindel 43 der aufladenden Walze. Bezugsnummer 44 bezeichnet einen Strommesser. Es wurde gefunden, dass der elektrische Widerstandswert der Walze 8,31 × 10⁷ Ω war unter Anlegen einer Gleichspannung von 2 kV, wonach sie in einer Umgebung von 25°C und 50 % relativer Feuchtigkeit 24 Stunden lang stehen gelassen wurde. Der Wert des Maximum/Minimum während einer Rotation war 1,04. Die Härte betrug 31,5° Asker C.
Die Struktur einer auf die gleiche Weise hergestellten leitfähigen elastischen Materialschicht wie die obige wurde auch unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops beobachtet, und es wurde eine Struktur gefunden, in welcher aus dem Alkylether-Polymer gebildete Domänen in einer kontinuierlichen Phase, gebildet aus dem NBR, dispergiert waren. Die Domänen besaßen eine durchschnittliche Größe von 0,38 μm, und ihre durchschnittliche Entfernung betrug 0,26 μm. Als Ergebnis einer Elementaranalyse, welche von der leitfähigen elastischen Materialschicht durch energiedispersive Röntgenanalyse angefertigt wurde, wurde keine Region beobachtet, in welcher die Konzentration von Chloratomen lokal hoch war. Aus dieser Tatsache wird gefolgert, dass keine Domäne vorhanden ist, welche aus Epichlorhydrin-Kautschuk gebildet ist.
Die durchschnittliche Größe der Domänen wird auf die folgende Weise festgestellt: aus einer leitfähigen elastischen Materialschicht, hergestellt durch die gleiche Prozedur wie oben, wird ein ultradünner Abschnitt hergestellt in einer Dicke von etwa 50 nm unter Verwendung eines Kryomikrotoms. Nach Anfärben des ultradünnen Abschnittes mit Osmiumtetraoxid wird das NBR gefärbt. Dies wird beobachtet unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops bei 10 000facher Vergrößerung. Hinsichtlich der Domänen, die vollständig in einem sichtbaren Feld 23 (1) enthalten sind, betrachtet auf einer Photografie mit einer sichtbaren Feldgröße von 10 μm × 7 μm, werden die Länge und die Breite gemessen, und der Wert (Länge + Breite)/2 wird betrachtet als die Größe jeder Domäne, und ein durchschnittlicher Wert der somit erhaltenen Größen wird als eine durchschnittliche Größe der Domänen betrachtet. Hierbei, in Bezug auf die Länge und Breite, wie in 1 gezeigt, wird der maximale Durchmesser in der Richtung der Hauptachse der Domäne betrachtet als die Länge (d1); und der maximale Durchmesser in der Richtung der Nebenachse, welche sich mit der Hauptachse senkrecht schneidet, als die Breite (d2). Als ein spezielles Verfahren zum Messen der Domänengröße wird ein negativer Film eines Elektronenmikroskop-Bildes gelesen mit einem Film-Scanner (LS-4500FA, hergestellt von Nikon) bei einer Auflösung von 1200 dpi. Das somit gelesene Bild wird gemessen mit IMAGE-PRO PLUS (hergestellt von Planetron Inc.), wobei Inseln von 0,002 μm oder weniger von der Messung ausgenommen sind, weil die Auflösung der Bilder 0,002 μm/Pixel beträgt. Die Inseln von 0,002 μm oder geringer haben keinen großen Einfluss auf die Walzenfunktion.
Die durchschnittliche Entfernung zwischen Domänen ist ein Wert, erhalten durch Mitteln der nächsten Entfernungen zwischen benachbarten Domänen, gemessen bei wahlweise gewählten 100 Flecken unter Verwendung der obigen Photografie.
Die wie obenstehend beschrieben erhaltene aufladende Walze wurde als die Übertragungswalze in die elektrophotografische Vorrichtung eingefügt, Handelsname: LASER JET 9000; hergestellt von Hewlett-Packard Co. Durch Verwenden dieser elektrophotografischen Vorrichtung wurden vollkommen schwarze Bilder, ausgefüllte schwarze Bilder gebildet auf trockenem Papier in einer Umgebung von 25°C und 50 % relative Feuchtigkeit, und die erzeugten Bilder wurden bewertet.
Als Ergebnis wurde gefunden, dass die gänzlich schwarzen Bilder, gebildet auf trockenem Papier, bei der visuellen Bewertung von hoher Qualität waren.
Des Weiteren wurde das Verhalten bei ausgedehnter Tätigkeit (Laufleistung) in einer kontinuierlichen Papierzuführung von 500 000 Blättern bewertet, und es wurde festgestellt, dass keine fehlerhaften Bilder auftraten, auch wenn ein Anstieg des Widerstandswerts in der Größenordnung von 0,09 festgestellt wurde (log(Widerstand nach Betrieb/anfänglicher Widerstand)) bezogen auf den Widerstandswert vor dem Betrieb.
Als Nächstes wurde ein ungebrauchtes Produkt der aufladenden Walze gemäß diesem Beispiel zwei Wochen lang stehen gelassen in einer Umgebung von 40°C und 95% relative Feuchtigkeit unter Presskontakt mit einem organischen photoempfindlichen Element bei einer Last von 1 kg in Gesamtdruck. Als Ergebnis haftete sie leicht an der Oberfläche des photoempfindlichen Elements an den Rändern der Walze. Allerdings beeinflusste dies keineswegs die Qualität der elektrophotografischen Bilder, wenn diese aufladende Walze als die Übertragungswalze in die obige elektrophotografische Vorrichtung eingefügt wurde, und Bilder erzeugt wurden.
Beispiel 2
Eine aufladende Walze wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass das NBR, der Epichlorhydrin-Kautschuk und das Alkylether-Polymer verwendet wurden in Mengen von jeweils 64 Teilen, 6 Teilen und 30 Teilen. Es wurde gefunden, dass der Widerstandswert der erhaltenen aufladenden Walze 2,80 × 10⁷ Ω war. Der Wert des Maximum/Minimum während einer Rotation war 1,04. Die Härte betrug 32,0° Asker C.
Die Struktur der leitfähigen elastischen Materialschicht gemäß diesem Beispiel wurde auch beobachtet unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1, und es wurde eine Struktur gefunden, in welcher Domänen, gebildet aus dem Alkylether-Polymer, in einer aus dem NBR gebildeten kontinuierlichen Phase dispergiert waren. Die Domänen hatten eine durchschnittliche Größe von 0,45 μm, und ihre durchschnittliche Entfernung betrug 0,25 μm.
Die obige aufladende Walze wurde als die Übertragungswalze in die elektrophotografische Vorrichtung eingefügt und bewertet auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1. Als Ergebnis wurden gute Bilder erhalten. Das Verhalten bei ausgedehnter Tätigkeit (Laufleistung) in einer kontinuierlichen Papierzuführung von 500 000 Blättern wurde ferner bewertet, und es wurde gefunden, dass keine fehlerhaften Bilder auftraten, auch wenn ein Anstieg des Widerstandswertes beobachtet wurde in der Größenordnung von 0,07 (log(Widerstand nach Betrieb/anfänglicher Widerstand)) bezogen auf den Widerstandswert vor Betrieb.
Als Nächstes wurde ein ungebrauchtes Produkt der aufladenden Walze gemäß diesem Beispiel 2 Wochen lang in einer Umgebung von 40°C und 95 % RH stehen gelassen unter Presskontakt mit einem organischen photoempfindlichen Element bei einer Last von 1 kg in Totaldruck. Als Ergebnis haftete sie leicht an der Oberfläche des photoempfindlichen Elements an den Rändern der Walze. Allerdings beeinflusste dies keineswegs die Qualität der elektrophotografischen Bilder, wenn diese aufladende Walze als die Übertragungswalze in die obige elektrophotografische Vorrichtung eingefügt wurde, und Bilder erzeugt wurden.
Beispiel 3
Eine aufladende Walze wurde erhalten auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass das NBR, der Epichlorhydrin-Kautschuk und das Alkylether-Polymer verwendet wurde in Mengen von jeweils 40 Teilen, 10 Teilen und 50 Teilen. Es wurde gefunden, dass der Widerstandswert dieser aufladenden Walze 7,81 × 10⁶ Ω betrug. Der Wert des Maximum/Minimum während einer Rotation betrug 1,05. Die Härte war 34,0° Asker C.
Die leitfähige elastische Materialschicht gemäß diesem Beispiel wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 untersucht, und es wurde gefunden, dass das NBR eine kontinuierliche Phase bildete, und das Alkylether-Polymer Domänen bildete. Die Domänen hatten eine durchschnittliche Größe von 0,82 μm, und ihre durchschnittliche Entfernung betrug 0,32 μm.
Die obige aufladende Walze wurde als die Übertragungswalze in die elektrophotografische Vorrichtung eingefügt, und die gänzlich schwarzen Bilder, ausgefüllten schwarzen Bilder, wurden bewertet auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1. Als Ergebnis wurden gute Bilder erhalten. Das Verhalten bei ausgedehnter Tätigkeit (Laufleistung) in einer kontinuierlichen Papierzuführung von 500 000 Blättern wurde ferner bewertet, und es wurde gefunden, dass keine fehlerhaften Bilder auftraten, auch wenn ein Anstieg des Widerstandswertes festgestellt wurde in der Größenordnung von 0,05 (log(Widerstand nach Betrieb/anfänglicher Widerstand)) hinsichtlich des Widerstandswertes vor Betrieb.
Als Nächstes wurde ein ungebrauchtes Produkt der aufladenden Walze gemäß diesem Beispiel zwei Wochen lang in einer Umgebung von 40°C und 95 % relative Feuchtigkeit stehen gelassen unter Presskontakt mit einem organischen photoempfindlichen Element bei einer Last von 1 kg in Totaldruck. Als Ergebnis haftete sie leicht an der Oberfläche des photoempfindlichen Elements an den Rändern der Walze. Allerdings beeinflusste dies keineswegs die Qualität der elektrophotografischen Bilder, wenn diese aufladende Walze als die Übertragungswalze in die obige elektrophotografische Vorrichtung eingefügt wurde und Bilder erzeugt wurden.
Beispiel 4
Eine aufladende Walze wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass das NBR, der Epichlorhydrin-Kautschuk und das Alkylether-Polymer verwendet wurden in Mengen von jeweils 64 Teilen, 2 Teilen und 34 Teilen. Der Widerstandswert der erhaltenen aufladenden Walze hatte einen Wert von 2,63 × 10⁷ Ω. Der Wert des Maximum/Minimum während einer Rotation war 1,04. Die Härte betrug 32,0° Asker C.
Die leitfähige elastische Materialschicht gemäß diesem Beispiel wurde untersucht unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1, und es wurde gefunden, dass das NBR eine kontinuierliche Phase bildete und das Alkylether-Polymer Domänen bildete. Die Domänen hatten eine durchschnittliche Größe von 0,58 μm, und ihre durchschnittliche Entfernung betrug 0,28 μm.
Die obige aufladende Walze wurde als die Übertragungswalze in die elektrophotografische Vorrichtung eingefügt, und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Als Ergebnis wurden gute Bilder erhalten. Das Vermögen bei ausgedehnter Tätigkeit (Laufleistung) bei kontinuierlicher Papierzuführung von 500 000 Blättern wurde ferner untersucht, und es wurde gefunden, dass keine fehlerhaften Bilder auftraten, auch wenn ein Anstieg des Widerstandswertes festgestellt wurde in der Größenordnung von 0,06 (log(Widerstand nach Betrieb/anfänglicher Widerstand)) bezogen auf den Widerstandswert vor Betrieb.
Als Nächstes wurde ein ungebrauchtes Produkt der aufladenden Walze gemäß diesem Beispiel für zwei Wochen in einer Umgebung von 40°C und 95 % relative Feuchtigkeit stehen gelassen unter Presskontakt mit einem organischen photoempfindlichen Element bei einer Last von 1 kg in Totaldruck. Als Ergebnis haftete sie leicht an der Oberfläche des photoempfindlichen Elements an den Rändern der Walze. Allerdings beeinflusste dies keineswegs die Qualität der elektrophotografischen Bilder, wenn diese aufladende Walze als Übertragungswalze in die obige elektrophotografische Vorrichtung eingefügt und Bilder erzeugt wurden.
Vergleichsbeispiel 1
Eine aufladende Walze wurde erhalten auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass das NBR, das Alkylether-Polymer und der Epichlorhydrin-Kautschuk verwendet wurden in Mengen von jeweils 64 Teilen, 36 Teilen und 0 Teilen. Der Widerstandswert der erhaltenen aufladenden Walze betrug 2,25 × 10⁷ Ω. Der Wert des Maximum/Minimum während einer Rotation war 1,16. Die Härte betrug 31,1° Asker C.
Die leitfähige elastische Materialschicht gemäß diesem Vergleichsbeispiel wurde ebenfalls beobachtet unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1, und es wurde gefunden, dass das NBR eine kontinuierliche Phase bildete, und das Alkylether-Polymer Domänen bildete. Die Domänen hatten eine durchschnittliche Größe von 0,79 μm, und ihre durchschnittliche Entfernung betrug 0,43 μm.
Die obige aufladende Walze wurde als die Übertragungswalze in die elektrophotografische Vorrichtung eingefügt und bewertet auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1. Als Ergebnis wurden gute Bilder erhalten. Das Verhalten bei ausgedehnter Tätigkeit (Laufleistung) in einer kontinuierlichen Papierzuführung von 500 000 Blättern wurde ferner bewertet, und es wurde gefunden, dass fehlerhafte Bilder bei dem 350 000sten Papier und den nachfolgenden Blättern auftraten wegen eines Anstiegs des Widerstandswertes, welcher festgestellt wurde in der Größenordnung von 0,2 (log(Widerstand nach Betrieb/anfänglicher Widerstand)) bezogen auf den Widerstandswert vor Betrieb. Es wird erwogen, dass dies auf das Folgende zurückgeht: die leitfähige elastische Materialschicht gemäß diesem Vergleichsbeispiel enthält keinen Epichlorhydrin-Kautschuk, der die Funktion eines Kompatibilitätsvermittlers zwischen dem NBR, das die kontinuierliche Phase bildet, und dem Alkylether-Polymer, das die Domänen bildet, hat. Somit ist die Zwischenflächenkraft zwischen der kontinuierlichen Phase und den Domänen nicht ausreichend, und die Domänen nutzten sich im Verlaufe des Betriebtests ab, so dass die Oberflächeneigenschaften der aufladenden Walze sich veränderten, um große Abweichungen des Widerstandswertes hinsichtlich des anfänglichen Wertes zu verursachen.
Als Nächstes wurde ein ungebrauchtes Produkt der aufladenden Walze gemäß diesem Vergleichsbeispiel zwei Wochen lang in einer Umgebung von 40°C und 95 % relative Feuchtigkeit stehen gelassen unter Presskontakt mit einem organischen photoempfindlichen Element bei einer Last von 1 kg in Totaldruck. Als Ergebnis haftete sie leicht an der Oberfläche des photoempfindlichen Elements an den Rändern der Walze an. Allerdings beeinflusste dies keineswegs die Qualität der elektrophotografischen Bilder, wenn diese aufladende Walze als die Übertragungswalze in die obige elektrophotografische Vorrichtung eingefügt wurde und Bilder erzeugt wurden.
Vergleichsbeispiel 2
Eine aufladende Walze wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass das NBR, der Epichlorhydrin-Kautschuk und das Alkylether-Polymer verwendet wurde in Mengen von jeweils 82 Teilen, 3 Teilen und 15 Teilen. Der Widerstandswert der erhaltenen aufladenden Walze betrug 1,20 × 10⁸ Ω. Der Wert des Maximum/Minimum während einer Rotation betrug 1,03. Die Härte betrug 31,0° Asker C.
Die leitfähige elastische Materialschicht gemäß diesem Vergleichsbeispiel wurde untersucht unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, und es wurde gefunden, dass das NBR eine kontinuierliche Phase bildete und das Alkylether-Polymer Domänen bildete. Die Domänen hatten eine durchschnittliche Größe von 0,32 μm, und ihre durchschnittliche Entfernung betrug 0,24 μm.
Die obige aufladende Walze wurde als die Übertragungswalze in die elektrophotografische Vorrichtung eingefügt und bewertet in der gleichen Weise wie in Beispiel 1. Als Ergebnis trat eine Bildstörung auf, welche verursacht wurde durch einen relativ hohen Walzenwiderstand. Das Verhalten bei ausgedehnter Tätigkeit (Laufleistung) in einer kontinuierlichen Papierzuführung von 500 000 Blatt wurde ferner bewertet, um allerdings herauszufinden, dass fehlerhafte Bilder auftraten bei dem 250 000sten Papier und den folgenden Blättern wegen eines Anstiegs des Widerstandswertes, welcher festgestellt wurde in einer Größenordnung von 0,2 (log(Widerstand nach Betrieb/anfänglicher Widerstand)) bezogen auf den Widerstandswert vor Betrieb.
Vergleichsbeispiel 3
Eine aufladende Walze wurde erhalten in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass das NBR, der Epichlorhydrin-Kautschuk und das Alkylether-Polymer verwendet wurden in Mengen von jeweils 34 Teilen, 11 Teilen und 55 Teilen. Der Widerstandswert der erhaltenen aufladenden Walze betrug 6,30 × 10⁶ Ω. Der Wert des Maximum/Minimum während einer Rotation betrug 1,07. Die Härte betrug 36,0° Asker C.
Die leitfähige elastische Materialschicht gemäß diesem Vergleichsbeispiel wurde auch untersucht unter Verwendung eines Transmission-Elektronenmikroskops in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, und es wurde eine Struktur gefunden, in welcher das NBR und das Alkylether- Polymer in Schicht-Form miteinander vermischt waren und nicht die Struktur aufwiesen, in welcher Domänen in einer kontinuierlichen Phase dispergiert standen.
Die obige aufladende Walze wurde als die Übertragungswalze in die elektrophotografische Vorrichtung eingefügt und in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Als Ergebnis trat eine Bildstörung auf unter dem Einfluss von lokalen Veränderungen des Widerstandswertes der Walze. Das Verhalten der ausgedehnten Tätigkeit (Laufleistung) in kontinuierlicher Papierzuführung von 500 000 Blättern wurde ferner bewertet, um allerdings herauszufinden, dass fehlerhafte Bilder auftraten bei dem 350 000sten Papier und den folgenden Blättern wegen eines Anstiegs des Widerstandswertes, welcher festgestellt wurde in der Größenordnung von 0,2 (log(Widerstand nach Betrieb/anfänglicher Widerstand)) bezogen auf den Widerstandswert vor Betrieb.
Vergleichsbeispiel 4
Eine aufladende Walze wurde erhalten in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass das NBR, der Epichlorhydrin-Kautschuk und das Alkylether-Polymer verwendet wurde in Mengen von jeweils 60 Teilen, 10 Teilen und 30 Teilen. Der Widerstandswert der erhaltenen aufladenden Walze betrug 4,38 × 10⁷ Ω. Der Wert des Maximum/Minimum während einer Rotation betrug 1,07. Die Härte betrug 30,0° Asker C.
Die leitfähige elastische Materialschicht gemäß diesem Vergleichsbeispiel wurde auch untersucht unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, und es wurde gefunden, dass das NBR eine kontinuierliche Phase bildete, und das Alkylether-Polymer und ein Teil des Epichlorhydrin-Kautschuks Domänen bildeten. Die Domänen hatten eine durchschnittliche Größe von 0,40 μm, und ihre durchschnittliche Entfernung betrug 0,25 μm.
Die obige aufladende Walze wurde als die Übertragungswalze in die elektrophotografische Vorrichtung eingefügt und bewertet in der gleichen Weise wie in Beispiel 1. Als Ergebnis wurden gute Bilder erhalten. Das Verhalten bei ausgedehnter Tätigkeit (Laufleistung) in kontinuierlicher Papierzuführung von 500 000 Blättern wurde ferner bewertet, allerdings wurde gefunden, dass fehlerhafte Bilder auftraten bei dem 450.000sten Papier und den folgenden Blättern aufgrund eines Anstiegs des Widerstandswertes, welcher festgestellt wurde in der Größenordnung von 0,2 (log(Widerstand nach Betrieb/anfänglicher Widerstand)) bezogen auf den Widerstandswert vor Betrieb. Es wird erwogen, dass dies verursacht wird durch die Tatsache, dass Domänen, gebildet aus Epichlorhydrin-Kautschuk, in der Abnutzungsbeständigkeit ungenügend sind.
Als Nächstes wurde ein ungebrauchtes Produkt der aufladenden Walze gemäß diesem Vergleichsbeispiel zwei Wochen lang in einer Umgebung von 40°C und 95 % relative Feuchtigkeit stehen gelassen unter Presskontakt mit einem organischen photoempfindlichen Element bei einer Last von 1 kg in Totaldruck. Als Ergebnis haftete sie leicht an der Oberfläche des photoempfindlichen Elements an den Rändern der Walze. Allerdings beeinflusste dies keineswegs die Qualität der elektrophotografischen Bilder, wenn diese aufladende Walze als die übertragende Walze in die obige elektrophotografische Vorrichtung eingefügt wurde und Bilder erzeugt wurden.
Vergleichsbeispiel 5
Eine aufladende Walze wurde erhalten in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass das NBR, ein Ethylenoxid/Epichlorhydrin/Allylglycidylether- Terpolymer in einem molaren Verhältnis von 56:40:4 mit einem mittleren Molekulargewicht von 140 000 (Handelsname; EPICHLOMER CG102; erhältlich bei Daiso K.K.) als der Epichlorhydrin-Kautschuk und das Alkylether-Polymer verwendet wurden in Mengen von jeweils 64 Teilen, 6 Teilen und 30 Teilen. Der Widerstandswert der erhaltenen aufladenden Walze betrug 1,28 × 10⁷ Ω. Der Wert des Maximum/Minimum während einer Rotation betrug 1,10. Die Härte betrug 31,0° Asker C.
Bei Betrachtung unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops bildete das NBR eine kontinuierliche Phase und ein Teil des Epichlorhydrin-Kautschuks bildete Domänen. Die Domänen hatten eine durchschnittliche Größe von 1,2 μm, und deren durchschnittliche Entfernung betrug 0,33 μm.
Die obige aufladende Walze wurde als die Übertragungswalze in die elektrophotografische Vorrichtung eingefügt und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Als Ergebnis wurden gute Bilder erhalten. Das Verhalten bei ausgedehnter Tätigkeit (Laufleistung) in kontinuierlicher Papierzuführung von 500 000 Blättern wurde ferner bewertet, um allerdings festzustellen, dass fehlerhafte Bilder auftraten bei dem 250 000sten Papier und den folgenden Blättern aufgrund eines Anstiegs des Widerstandswertes, welcher festgestellt wurde in der Größenordnung von 0,2 (log(Widerstand nach Betrieb/anfänglicher Widerstand)) bezogen auf den Widerstandswert vor Betrieb. Es wird erwogen, dass dies verursacht wird durch die Tatsache, dass das Copolymer, kein Homopolymer, als der Epichlorhydrin-Kautschuk verwendet wurde, so dass die aus Epichlorhydrin-Kautschuk gebildeten Domänen mit ungenügender Abnutzungsbeständigkeit gebildet wurden.
Als Nächstes wurde ein ungebrauchtes Produkt der aufladenden Walze gemäß diesem Vergleichsbeispiel zwei Wochen lang in einer Umgebung von 40°C und 95 % relative Feuchtigkeit stehen gelassen unter Presskontakt mit einem organischen photoempfindlichen Element bei einer Last von 1 kg in Gesamtdruck. Als Ergebnis haftete sie leicht an der Oberfläche des photoempfindlichen Elements an den Rändern der Walze. Allerdings beeinflusste dies keineswegs die Qualität der elektrophotografischen Bilder, wenn diese aufladende Walze als die Übertragungswalze in die obige elektrophotografische Vorrichtung eingefügt wurde und Bilder erzeugt wurden.
Beispiel 5

Eine aufladende Walze wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die folgenden Materialien als Materialien für die leitfähige elastische Materialschicht verwendet wurden.

NBR (Nitrilanteil: 33,5 %) (Handelsname: NIPOL DN214; erhältlich bei Nippon Zeon Co., Ltd.)	50 Teile
Flüssiges NBR (Handelsname: N280; erhältlich bei JSR Corporation)	30 Teile
Epichlorhydrin-Kautschuk (Handelsname: EPICHLOMER H; erhältlich bei Daiso K.K.)	5 Teile
Alkylether-Polymer (Handelsname: ZSN8030; erhältlich bei Nippon Zeon Co., Ltd.)	25 Teile
Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM) (Handelsname: EPT9070E; erhältlich bei Mitsui Petrochemical Industries, Ltd.)	20 Teile
Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (Handelsname: EVASREN; erhältlich bei Dainippon Ink & Chemicals, Inc.)	5 Teile.

Das oben verwendete flüssige NBR hatte Einheiten, dargestellt durch die chemischen Formeln (A-1) und (A-2), in einem Copolymerisations-Verhältnis (Molverhältnis) von 33,5:66,5. Das EPDM ist in einem Copolymerisations-Verhältnis (Gewichtsverhältnis) von 53:36:11. Das Ethylen/Vinylacetat-Copolymer ist in einem Copolymerisationsverhältnis (Gewichtsverhältnis) von 40:60.
Der Widerstandswert der erhaltenen aufladenden Walze betrug 2,81 × 10⁷ Ω. Der Wert des Maximum/Minimum während einer Rotation betrug 1,07. Die Härte betrug 31,4° Asker C.
Die leitfähige elastische Materialschicht gemäß diesem Beispiel wurde auch beobachtet unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, und es wurde eine Struktur gefunden, in welcher Domänen, gebildet aus dem Alkylether-Polymer, und Domänen, gebildet aus EPDM, in einer aus dem NBR gebildeten kontinuierlichen Phase dispergiert waren. Die aus dem Alkylether-Polymer gebildeten Domänen hatte eine durchschnittliche Größe von 0,40 μm, und deren durchschnittliche Entfernung betrug 0,25 μm. Die aus dem EPDM gebildeten Domänen hatten eine durchschnittliche Größe von 7,3 μm.
Die obige aufladende Walze wurde als die Übertragungswalze in die elektrophotografische Vorrichtung eingefügt und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bewertet. Als Ergebnis wurden gute Bilder erhalten. Das Verhalten bei ausgedehnter Tätigkeit (Laufleistung) in kontinuierlicher Papierzuführung von 500 000 Blättern wurde ferner bewertet, um festzustellen, dass keine fehlerhaften Bilder auftraten, auch wenn ein Anstieg des Widerstandswertes beobachtet wurde in der Größenordnung von 0,05 (log(Widerstand nach Betrieb/anfänglicher Widerstand)) bezogen auf den Widerstandswert vor Betrieb.
Als Nächstes wurde ein ungebrauchtes Produkt der aufladenden Walze gemäß diesem Vergleichsbeispiel zwei Wochen lang in einer Umgebung von 40°C und 95 % relative Feuchtigkeit stehen gelassen unter Presskontakt mit einem organischen photoempfindlichen Element bei einer Last von 1 kg in Gesamtdruck. Als Ergebnis haftete sie nicht an der Oberfläche des photoempfindlichen Elements an. Es wird erwogen, dass dies auf die Tatsache zurückgeht, dass die aus EPDM gebildeten Domänen weiter in der aus dem NBR gebildeten kontinuierlichen Phase vorhanden sind.
Beispiel 6
Eine aufladende Walze wurde erhalten in der gleichen Weise wie in Beispiel 5, mit der Ausnahme, dass das NBR, das flüssige NBR, der Epichlorhydrin-Kautschuk, das Alkylether-Polymer, das EPDM und das Ethylen/Vinylacetat-Copolymer verwendet wurden in Mengen von jeweils 40 Teilen, 30 Teilen, 7 Teilen, 33 Teilen, 20 Teilen und 5 Teilen. Der Widerstandswert der erhaltenen aufladenden Walze betrug 1,13 × 10⁷ Ω. Der Wert des Maximum/Minimum während einer Rotation betrug 1,05. Die Härte betrug 33,5° Asker C.
Die leitfähige elastische Materialschicht gemäß diesem Beispiel wurde unter Verwendung eines Transmissions-Elektronenmikroskops in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 untersucht, und es wurde eine Struktur gefunden, in welcher aus dem Alkylether-Polymer gebildete Domänen und aus EPDM gebildete Domänen in einer aus dem NBR gebildeten kontinuierlichen Phase dispergiert waren. Die aus dem Alkylether-Polymer gebildeten Domänen hatten eine durchschnittliche Größe von 0,68 μm, und deren durchschnittliche Entfernung betrug 0,32 μm. Ebenso hatten die aus dem EPDM gebildeten Domänen eine durchschnittliche Größe von 7 μm.
Die obige aufladende Walze wurde als die Übertragungswalze in die in 1 gezeigte elektrophotografische Vorrichtung eingefügt, und die Bewertung wurde durchgeführt in der gleichen Weise wie in Beispiel 1. Als Ergebnis wurden gute Bilder erhalten. Das Verhalten bei ausgedehnter Tätigkeit (Laufleistung) in kontinuierlicher Papierzuführung von 500 000 Blättern wurde ferner bewertet, um festzustellen, dass keine fehlerhaften Bilder auftraten, auch wenn ein Anstieg des Widerstandswertes festgestellt wurde in der Größenordnung von 0,04 (log(Widerstand nach Betrieb/anfänglicher Widerstand)) bezogen auf den Widerstandswert vor Betrieb.
Als Nächstes wurde ein ungebrauchtes Produkt der aufladenden Walze gemäß diesem Beispiel zwei Wochen lang in einer Umgebung von 40°C und 95 % relative Feuchtigkeit stehen gelassen unter Presskontakt mit einem organischen photoempfindlichen Element bei einer Last von 1 kg in Gesamtdruck. Als Ergebnis haftete sie nicht an der Oberfläche des photoempfindlichen Elements an. Es wird erwogen, dass dies zurückgeht auf die Tatsache, dass die aus EPDM gebildeten Domänen dazu gebracht wurden, weiter in der kontinuierlichen Phase vorhanden zu sein.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein aufladendes Element zum Aufladen einer Oberfläche eines aufzuladenden Elements in einer bilderzeugenden Vorrichtung, und ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt bereit ein aufladendes Element mit einer äußersten Oberflächenschicht, die ein leitfähiges elastisches Material enthält. Das leitfähige elastische Material umfasst ein Polymer, das ein polares Polymer enthält, und das polare Polymer umfasst hauptsächlich

(i) Acrylnitril/Butadien-Kautschuk;
(ii) ein Ethylenoxid/Propylenoxid/Allylglycidylether-Terpolymer; und
(iii) ein Homopolymer aus Epichlorhydrin; und die Gewichte x, y und z der jeweiligen Bestandteile (i), (ii) und (iii) folgen der durch die folgenden Ausdrucke (1) und (2) dargestellten Beziehung: 0,2 ≤ y/(x + y + z) ≤ 0,5 (1) 4 < y/z ≤ 20 (2).

Dieses aufladende Element kann einheitliches Aufladen realisieren und verfügt über eine geringe Widerstand-Abweichung, auch bei Verwendung über einen langen Zeitraum.

Claims

Aufladendes Element zum Aufladen einer Oberfläche eines in einer bilderzeugenden Vorichtung unter Anwendung einer Spannung aufzuladenden Elements, wobei das aufladende Element eine äußerste Oberflächenschicht, welche ein leitfähiges elastisches Material enthält, hat, wobei das leitfähige elastische Material umfasst ein Polymer, und mindestens 70 Gew-% basierend auf dem Gesamtgewicht des Polymers ein polares Polymer ist, und wobei das polare Polymer hauptsächlich umfasst: (i) Acrylnitril/Butadien-Kautschuk; (ii) ein Ethylenoxid/Propylenoxid/Allylglycidylether-Terpolymer; und (iii) ein Homopolymer von Epichlorhydrin; und die Gewichte x, y und z der entsprechenden Bestandteile (i), (ii) und (iii) eine Beziehung aufweisen, die durch die folgenden Ausdrücke (1) und (2) dargestellt ist: 0,2 ≤ y/(x + y + z) ≤ 0,5 (1) 4 < y/z ≤ 20 (2).
Aufladendes Element nach Anspruch 1, wobei das leitfähige elastische Material ferner enthält ein Ethylen/Propylen/Dien-Terpolymer und ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer.
Bilderzeugende Vorrichtung mit dem aufladenden Element nach Anspruch 1 oder 2.
Bilderzeugende Vorrichtung nach Anspruch 3, welche umfasst ein elektrophotographisches photoempfindliches Element, eine aufladende Einrichtung zum Aufladen des elektrophotographischen photoempfindlichen Elements, eine Einrichtung zum Belichten des auf diese Weise aufgeladenen elektrophotographischen photoempfindlichen Elements, um darauf ein elektrostatisches latentes Bild zu erzeugen, eine Einrichtung zum Entwickeln des elektrostatischen latenten Bildes, um ein Tonerbild zu erzeugen, und eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen des Tonerbildes in direkter oder indirekter Weise auf die Oberfläche eines bildtragenden Elements; wobei die Übertragungseinrichtung eine Einrichtung zum Aufladen des bildtragenden Elements hat; wobei mindestens eine der aufladenden Einrichtung und des Übertragungseinrichtung das aufladende Element nach Anspruch 1 oder 2 hat.
Bilderzeugende Vorrichtung mit einer Einrichtung zum Übertragen eines Tonerbildes auf ein zweites bildtragendes Element von einem ersten bildtragenden Element, das auf seiner Oberfläche ein durch ein elektrophotographisches System erzeugtes Tonerbild trägt, wobei die Einrichtung umfasst ein aufladendes Element, welches am zweiten bildtragenden Element ein Potential mit einer Polarität, welche derjenigen des Tonerbildes entgegengesetzt ist, anlegt, in einem Zustand, in dem die tonertragende Oberfläche des ersten bildtragenden Elements und das zweite bildtragende Element in engen Kontakt miteinander gebracht werden, und wobei das aufladende Element das aufladende Element nach Anspruch 1 oder 2 ist.
Prozesskartusche, welche umfasst ein bildtragendes Element und das aufladende Element nach Anspruch 1 oder 2, die in integrierter Weise gestützt sind, und welche in abnehmbarer Weise an ein Hauptgehäuse einer bilderzeugenden Vorrichtung montierbar ist.