JP4148412B2

JP4148412B2 - 画像形成装置用ローラー

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Publication number: JP4148412B2
Application number: JP2003138753A
Authority: JP
Inventors: 大介太野; 美江高橋; 忠広岡部; 陽子加藤
Original assignee: Canon Chemicals Inc
Current assignee: Canon Chemicals Inc
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2023-05-16
Also published as: JP2004341302A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置用ローラーに関し、詳しくは、画像形成装置部材としての各種ローラー、例えば帯電ローラー、現像ローラー、トナー供給ローラー、転写ローラー等に好適に利用できるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真技術の進歩に伴い、乾式電子写真装置等の画像形成装置には、帯電用、現像用、転写用、トナー供給用等に供される部品の部材として、画像形成装置部品用導電性部材が注目されており、帯電ローラー、現像ローラー、転写ローラー及びトナー供給ローラー等の弾性を有するローラー等の形態で用いられる。電子写真技術の進歩に伴い、乾式電子写真装置等の画像形成装置には、帯電用、現像用、転写用、トナー供給用等に供される部品の部材として、画像形成装置部品用導電性部材が注目されており、帯電ローラー、現像ローラー、転写ローラー及びトナー供給ローラー等の低〜中電気抵抗導電性ローラーの形態で用いられる。
【０００３】
従来このような部材としては、金属や金属酸化物の粉末やウィスカー及び／又はカーボンブラック等のフィラーにより導電性を付与したＮＢＲ、ＥＰＤＭ、シリコーンゴム及びポリウレタン等のエラストマーやフォームゴム弾性を有する高分子エラストマーや高分子フォームが用いられてきた。これらの中でもポリウレタン材料は、上記導電性部材に適した低硬度の部材が得られ、水や低沸点化合物等の発泡剤を用いる方法、機械的攪拌による方法等により、低硬度のフォームとすることができ、上記部材に好んで用いられている。
【０００４】
しかしながら、このような導電性部材を用いた導電性ローラーにおいては、カーボンブラックの配合量のわずかな変化や高分子材料の分散状態によって、材料ロットで電気抵抗が大きくばらつき、導電性ローラー内においても高分子材料の微妙な分散状態の違いにより局所的抵抗のバラツキが生じる。更には、印加電圧への依存性も大きく、安定した電気抵抗が得られない問題点があった。
【０００５】
そこで、１０⁷Ω〜１０¹²Ωの範囲で電気抵抗制御が可能で、かつ電気抵抗ばらつきが無く電気抵抗を調整する方法としては、ウレタン中にイオン導電付与剤を添加する方法が挙げられる。これまでにＬｉ塩等のイオン導電付与剤を高分子材料に含有する方法も検討されてきた。この場合、半導電領域まで抵抗値は低下するが、電気抵抗の環境変動が大きくなる問題がある。この問題を解決するために、ウレタンに第４級アンモニウム塩をイオン導電付与剤として含有する方法も開示されている（例えば特許文献１〜４参照）。この方法は、電気抵抗が１×１０⁷〜１×１０¹²Ωの範囲で調整可能、かつ環境条件の変化によっても安定した電気抵抗を得られる。しかし、導電性に優れる第４級アンモニウム塩は液体であり、ローラー表面にブリードアウトし、画像形成装置内の他の部品へ汚染する問題があった。
【０００６】
また、ウレタン等に第４級ホスホニウム塩をイオン導電付与剤として含有する方法も開示されている（例えば特許文献５〜６参照）。この場合に用いられている第４級ホスホニウム塩は、ウレタン内での相溶性が悪く、イオン解離性が低いために、イオン導電付与剤として効果的に作用しない問題があった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平４−２３２９８０号公報（第３〜４頁）
【特許文献２】
特開平７−１１３０５０号公報（第２〜３頁）
【特許文献３】
特開平１１−２０９６３３号公報（第７頁、表１）
【特許文献４】
特開２０００−３２７９０９号公報（第３〜６頁）
【特許文献５】
特開平９−１０１６５２号公報（第４頁、段落番号００２９〜００３３）
【特許文献６】
特開２００２−２１２４１３号公報（第７〜８頁、表１〜２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、均一な低電気抵抗性を有し、かつ樹脂基材と導電付与剤の相溶性が良く、ブルームやブリードアウトが無い画像形成装置用ローラーを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に従って、導電性軸体の外周上に少なくとも導電性弾性層を有する画像形成装置用ローラーにおいて、該導電性弾性層がポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるウレタンフォームであり、下記式（１）で示される第４級ホスホニウム塩を導電性付与剤として含有する導電性部材によって形成されていることを特徴とする画像形成装置用ローラーが提供される。
【００１０】
【化２】

【００１１】
式中、Ｒ₁〜Ｒ₄の少なくとも３つの官能基は炭素数４〜８のアルキル基又はフェニル基であり、残余官能基はアルキル基、アルケニル基、アルキレン基又はフェニル基であり、Ｘ^-は０．１８ｎｍ以上のイオン半径から成るアニオンである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
本発明の画像形成装置用ローラーは、導電性弾性層中がポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるウレタンフォームであり、これにＲ₁〜Ｒ₄の少なくとも３つの官能基が炭素数４〜８のアルキル基又はフェニル基から成るカチオンで構成され、かつアニオン部位が０．１８ｎｍ以上のイオン半径から成るＸ^-で構成されている上記式（１）に示される第４級ホスホニウム塩を導電性付与剤として含有する導電性部材は、第４級アンモニウム塩含有系導電性部材と比べてウレタンフォーム表面への染み出しが少なく、かつ第４級アンモニウム塩含有系部材と同等に電気抵抗を調整することができる。
【００１４】
前記導電性ローラーにおけるウレタンフォームに含有するの第４級ホスホニウム塩は、Ｒ₁〜Ｒ₄の少なくとも３つの官能基が炭素数４〜８のアルキル基又はフェニル基から成るカチオン部位で構成されている第４級ホスホニウム塩である。カチオン部位内のＲ₁〜Ｒ₄の少なくとも３つの官能基のアルキル鎖が炭素数４より短いとアニオンとのイオン間距離が短く、イオン解離が難しいために、導電付与効果が得られない。また、Ｒ₁〜Ｒ₄の少なくとも３つのアルキル鎖が炭素数８より長いと、イオン間距離が離れ過ぎるために、アニオンとイオン結合が困難なためにホスホニウム塩の生成が難しい。また、Ｒ₁〜Ｒ₄中に炭素数４〜８のアルキル鎖の官能基が２以下だと、カチオン分子が一定のかさ高さを持つことができなるなり、アニオンとイオン間距離が短くなり、イオン解離が難しいために、導電付与効果が得られない。従って、導電付与効果を発現させるには、カチオン分子が一定のかさ高さを持っていることが必要である。少なくとも３つの官能基のアルキル鎖が炭素数４〜８又はフェニル基であることが必要である。
【００１５】
また、アニオンのイオン半径が０．１８ｎｍ未満（例えばＣｌ^-、Ｂｒ^-）の場合、カチオンとのイオン間距離が短く、イオン解離が難しいために、導電付与効果が得られない。従って、イオンを解離させ、導電付与効果を得るためには、カチオン部位のＲ₁〜Ｒ₄が炭素数４〜８のアルキル基又はフェニル基からなり、アニオンはイオン半径０．１８ｎｍ以上であることが必要である。
【００１６】
一般式（１）中の、カチオンが燐原子に結合したＲ₁〜Ｒ₄の少なくとも３つの官能基が炭素数４〜８のアルキル基及びフェニル基から成り、炭素数４〜８のアルキル基は、ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、ｎ−オクチル基、イソオクチル基及び２−エチルヘキシル基等が挙げられ、残余官能基としてはアルキル基、アルケニル基、アルキレン基及びフェニル基等が挙げられ、炭素数に関係なく使用できる。アルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、ｎ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、ｎ−オクチル基、イソオクチル基及び２−エチルヘキシル基等が挙げられ、アルケニル基としてはビニル基、アリル基及びオレイル基等が挙げられ、アルキレン基としてはメチレン基、１，２−エチレン基、１，２−プロピレン基、１，３−プロピレン基、１，４−ブチレン基及び１，６−ヘキシレン基等が挙げられる。
【００１７】
一般式（１）中の、Ｘ^-として０．１８ｎｍ以上のイオン半径を有する一価のアニオンがＢｒ^-、Ｉ^-のハロゲンイオンやＣＨ₃ＳＯ₃ ^-、Ｃ₂Ｈ₅ＳＯ₃ ^-、ＣｌＯ₄ ^-、ＢＦ₄ ^-、ＢＰｈ₄ ^-、ＰＦ₆ ^-、ＨＳＯ₄ ^-及びＣＯＯＨ^-等からなる群から選ばれた一種で、カチオン又はアニオンのいずれか一方の条件を満たすだけでは、導電付与効果が小さいが、カチオンとアニオンの両方の条件を満たすことにより、ポリオールに溶解することができ、均一な複合体を形成するために、少低電気抵抗を実現でき、かつ感光体汚染がない導電性ローラーを得られる。
【００１８】
ポリオール中の第４級ホスホニウム塩の配合割合は、ポリオール１００質量部に対して、０．１〜１０質量部の第４級ホスホニウム塩を含有する導電性部材からなるものが好ましい。０．１質量部未満ではイオン導電性付与効果を得られ難く、第４級ホスホニウム塩１０質量部を超えて含有しても、これ以上の導電性の効果は望めず、飽和溶解濃度を超え、ローラー表面に析出するので好ましくない。
【００１９】
本発明で用いるポリオールとしては、特に制限は無く、従来公知の各種ポリオールの中から、適宜選択して使用することができる。このポリオールの例としては、ポリエチレンアジペート（ＰＥＡ）、ポリブチレンアジペート（ＰＢＡ）、ポリヘキシレンアジペート（ＰＨＡ）、エチレンアジペートとブチレンアジペートの共重合体、ダイマー酸系ポリオール、ヒマシ油系ポリオール、ポリカプローラークトンポリオール等のポリエステルポリオール及びポリオキシアルキレングリコール等のポリエーテルポリオールが挙げられる。
【００２０】
これらのポリオールは、例えば、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、デカメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、またシュークローズやグルコース等のシュガー系アルコール、ビスフェノールＡ、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ジエチレントリアミン、トルエンジアミン、メタフェニレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン及びキシリレンジアミン等のような、活性水素を２個以上有する化合物の一種又は二種以上を開始剤として、ＥＯ、ＰＯ、ブチレンオキシド、アミレンオキシド、グリシジルエーテル、メチルグリシジルエーテル、ｔ−ブチルグリシジルエーテル及びフェニルグリシジルエーテル等のモノマーの一種又はそれ以上を公知の方法により付加重合することによって製造される。好ましくは、ＥＯやＰＯ等を付加重合して得たもので、平均分子量２０００〜１００００、官能基数２〜４、更に好ましくは２．５〜３．５であり、エチレンオキシド末端含有量５〜３０モル％、更に好ましくは１０〜２５モル％である。
【００２１】
これらポリオールを単独又は混合して、分子量を２０００〜１００００に調整して使用することが好ましい。すなわち、２０００未満であると硬度が高くなり、トナーの劣化を促進し耐久性に劣る傾向が見られる。また、１００００を超えるとポリオールの粘度が高くなり、反応時の作業性が悪くなる傾向が見られる。なお、ポリオールのうちポリエーテルポリオールを用いると、耐湿熱耐久性に優れた軟質高弾性ポリウレタン製造に好適である。更に、エチレンオキシドを５モル％以上含有するポリエーテルポリオールを使用すると、成形性が良く好ましい。また、予めポリイソシアネートと重合させたプレポリマーとして用いても差し支えない。
【００２２】
ポリエーテルポリオールの少なくとも一部を、ポリエーテルポリオール中でエチレン性不飽和単量体の重合により変性した通称ポリマーポリオール（商品名：三井武田ケミカル）で置き換えることもできる。ポリマーポリオールを一部併用することによりフォームの湿熱耐久性を低下させることなく、通気性向上や硬度向上等を図ることができる。エチレン性不飽和単量体は、特に限定されないが、アクリロニトリル、スチレン、メタクリル酸メチル及び塩化ビニリデン等が挙げられ、これらの重合体は通常直径０．１〜１０μｍの微粒子状で分散される。
【００２３】
また、ポリイソシアネートとしては、特に制限は無く、従来公知の各種ポリイソシアネートの中から、適宜選択して使用することができる。このポリイソシアネートの例としては、トルエンジイソシアネート（以下ＴＤＩと記す）やジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート及び／又はその誘導体、ヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ポリイソシアネート及び／又はその誘導体、イソホロンジイソシアネート等の脂環式ポリイソシアネート及び／又はその誘導体等が挙げられる。前記誘導体としては、例えば、多核体、ポリオール等で変性したウレタン変性物、ウレチジオン形成による二量体、イソシアヌレート変性物、カルボジイミド変性物、ウレトンイミン変性物、アロハネート変性物、ウレア変性物及びビュレット変性物等を挙げることができる。これらのポリイソシアネートの中で、ＴＤＩやジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート及び／又はその誘導体を主成分とするものは、得られるポリウレタンフォームの低硬度化、湿熱耐久性を向上させるので好適である。
【００２４】
本発明においては、ＴＤＩやジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ポリイソシアネート及び／又はその誘導体を一種用いてもよく、二種以上を組み合せて用いてもよい。
【００２５】
また、ポリイソシアネート、ポリオールとともに用いられる整泡剤としては、ポリジメチルシロキサンとＥＯ／ＰＯ共重合物からの水溶性ポリエーテルシロキサン、スルホン化リシノール酸のナトリウム塩やこれらとポリシロキサン・ポリオキシアルキレンコポリマーとの混合物等が挙げられる。この中でもポリエーテルポリオール系整泡剤としては、水溶性ポリエーテルシロキサンが好適である。
【００２６】
ホットモールドフォームは、スラブフォームに比べてゲル化が速いこと、型にオーバーパックされることからフォームの通気性が低くなる傾向にある。このため、スラブ用と基本的には類似しているが、やや整泡力が弱く通気性を高くする整泡剤が選ばれる。
【００２７】
また、高弾性フォームは、系の粘度が高いことや反応性が高いことから、通常の軟質フォーム用整泡剤を用いると泡の安定化が過剰となり、連通化度が低下してフォームの収縮を生じる。このために、分子量の小さいコポリマーが用いられる。ポリエーテル鎖の代わりに有機官能基を付加したものが用いられることもある。整泡剤の使用量は、活性水素を持つ化合物とポリイソシアネートとの総量に対して０．１〜３．０質量％が用いられる。
【００２８】
そして、混合操作の容易性や得られるポリウレタンフォームの特性の見地から、ポリイソシアネート、ポリオール、整泡剤の好適組み合せは、ポリイソシアネートとしてはジフェニルメタンジイソシアネートとＴＤＩを混合したものを用い、ポリオールとしてはポリエーテルポリオール、整泡剤としては水溶性ポリエーテルシロキサンとを用いた組み合せである。
【００２９】
ポリイソシアネート、ポリオールと共に用いられる発泡剤は、水、トリクロロモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン、メチレンクロライド、トリクロロフルオロメタン、ｎ−、ｉｓｏ−ペンタン、特にこれらの工業的混合物、ｎ−、ｉｓｏ−ブタン、プロパンのような液状炭化水素、フラン、ジメチルエーテル及びジエチルエーテルのようなエーテル類、アセトンやメチルエチルケトン等のケトン類、メチルホルマート、ジメチルオキサラート及びエチルアセタート等のカルボン酸アルキルエステル等、二酸化炭素等が単独で、又は混合して使用されるが、環境保護の観点より水を単独で使用することが好ましい。発泡剤の使用量は、使用ポリオール１００質量部に対して１．０〜５．０質量部が好ましい。１．０質量部未満ではスキンが生成する傾向がある。５．０質量部を超えると芳香族ポリ尿素が多量に発生するため圧縮永久歪等の物性が悪化し、耐久性が損なわれる傾向がある。
【００３０】
本発明に用いられる触媒としては、公知のもので特に限定はないが、例えば、アミン系触媒、有機金属系ウレタン化触媒及び有機酸塩触媒（カルボン酸塩やホウ酸塩等）等が挙げられる。これらの触媒は、単独で又は混合して用いられ、その使用量は活性水素を持つ化合物に対して０．００１〜１０質量％が適当である。
【００３１】
また、必要により使用される架橋剤の構造は特に限定されない。
【００３２】
本発明の画像形成装置用ローラーの製造方法については、特に制限は無く常法によればよい。その一例を示せば次の通りである。まず、前記のポリオール、ポリイソシアネート、触媒、及び所望により用いられる整泡剤、水、その他助剤等を均質に混合した後、加熱して反応硬化させることにより、本発明にかかる画像形成装置用高分子材料が得られる。原料を混合する際の温度や時間については特に制限は無いが、混合温度は、通常１０〜９０℃、好ましくは２０〜６０℃の範囲であり、混合時間は、通常１秒〜１０分間、好ましくは３秒〜５分間程度である。また、加熱して反応硬化させる際、従来公知の方法により、発泡させることにより、ポリウレタンフォームからなる画像形成装置用高分子材料を作製することができる。ここでの発泡方法については特に制限は無く、前記発泡剤を用いる方法、機械的な攪拌により気泡を混入する方法等、いずれの方法をも用いることができる。なお、発泡倍率は、適宜定めればよく特に制限はない。
【００３３】
本発明の画像形成装置用ローラーの材料は、例えば帯電用部材、現像用部材、転写用部材、トナー供給用部材及びクリーニング用部材等に用いることができる。
【００３４】
金属部材とポリウレタン部材の接合方法については特に制限は無いが、金属部材を予めモールド（成形型）内部に配設しておきポリウレタン組成物を注型硬化する方法や、ポリウレタン部材を所定の形状に成形した後接着する方法等を用いることができる。どちらの方法でも、必要に応じて金属部材とポリウレタンフォームの間に接着層を設けることができ、この接着層としては、接着剤やホットメルトシート等の公知の材料を用いることができる。本発明にかかるポリウレタン部材の形成方法としては特に制限は無く、公知の方法、例えば前述した所定の形状のモールドに注型する方法のほかに、ブロックから切削加工により、所定の寸法に切り出す方法、研磨処理により所定の寸法にする方法、或いはこれらの方法を適宜組み合せる方法等を用いることができる。
【００３５】
次に、本発明の画像形成装置用ローラーを、転写用ローラーとして、画像形成装置に装着した例について説明する。図１は、本発明にかかる導電性部材（転写用部材）を用いた画像形成装置における転写装置の一例を示す説明図であって、芯金（図示せず）を具備した本発明にかかる転写用部材（転写ローラー）１を画像形成体（感光体）２に紙等の記録媒体（転写材）４を介して当接させ、転写用部材１と画像形成体２との間に、電源３により電圧を印加し、画像形成体と転写用部材間に電界を発生させることによって、画像形成体２上のトナーを記録媒体４に転写するものである。
【００３６】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明について具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
【００３７】
（実施例１〜６及び比較例１〜２）
まず、下記の表１に示す組成のポリオール成分（ポリオール、整泡剤、触媒、水、導電付与剤等）、ポリイソシアネートを液温２５℃に調整した。そして、両液を、ＮＣＯインデックスが１００となるように配合し、攪拌羽根で５秒間攪拌した後、４０℃に温調した転写ローラー用成形型に注入してローラーを製造した。
【００３８】
表１に示す溶解性、ローラー抵抗、抵抗ムラ及び画像評価は、以下の方法で評価した。
【００３９】
＜溶解性＞
ＥＰ９０１（ポリエーテルポリオール）１０ｍｇに導電付与剤を１ｍｇ投入し、２５℃の振とう器で３０分攪拌した。攪拌終了後、１時間放置し、その後濾過を行った。残存物が０〜０．１ｍｇの場合は◎、０．１ｍｇ〜０．４ｍｇの場合は○、０．４ｍｇ以上の場合は×と評価した。
【００４０】
＜ローラー抵抗及び抵抗ムラ＞
ローラー抵抗測定はＮ／Ｎ環境（２３℃／５０％ＲＨ）において、導電性ローラーを両端部に荷重５００ｇで芯金端部より２００Ｖの直流電圧を印加、回転速度３０ｒｐｍでの１分間のローラー抵抗値を採用し、抵抗値の最大値と最小値の平均値をローラー抵抗とした。また、Ｎ／Ｎ環境下でのローラー抵抗の最大値と最小値の抵抗差を周ムラとした。
【００４１】
＜画像評価＞
導電性ローラーをヒューレットパッカード製のレーザープリンターレーザージェット４０００Ｎに使用される感光体に接触させ、両端に１００ｇの荷重を加え、４０℃／９５％ＲＨの環境下に一日放置した。放置後、荷重を外し、感光体を顕微鏡にて付着物を確認した後、使用した感光体をカートリッジに組み込み、ベタ黒で３０枚印字し、得られた画像を目視にて評価した。感光体に付着物が無く、得られた画像も良好なものを◎とし、感光体に少量付着物があるが、得られた画像が実用可能なものを○とし、感光体に多量の付着物を確認し、得られた画像が不良のものを×とした。
【００４２】
各実施例及び比較例で使用した材料は以下の通りである。
【００４３】
ポリオールには三井武田ケミカル（株）製「ＧＰ−３０３０」（ポリエーテルポリオール、分子量３０００、官能基数３、水酸基５５．２ｍｇＫＯＨ／ｇ含有ＥＯランダム付加）とＥＰ９０１（ポリエーテルポリオール）を、ポリイソシアネートには、三井武田ケミカル（株）製「コスモネートＴＭ−５０」（ＴＤＩ、ＮＣＯ＝３９．８％）を、アミン系触媒には、東ソー（株）製「ＴＯＹＯＣＡＴＥＴ」と「ＴＯＹＯＣＡＴＭＲ」を、整泡剤には日本ユニカー（株）製シリコーン整泡剤「Ｌ−５３６６」を、ホスホニウム塩１には日本化学工業（株）製「テトラブチルホスホニウム・テトラフェニルボレート」（（Ｃ₄Ｈ₉）₄Ｐ・ＢＰｈ₄）を、ホスホニウム塩２には日本化学工業（株）製「エチルトリオクチルホスホニウム・テトラフルオロボレート」（（Ｃ₈Ｈ₁₇）₄Ｐ・ＢＰｈ₄）を、ホスホニウム塩３には日本化学工業（株）製「エチルトリフェニルホスホニウム・テトラフルオロボレート」（（Ｃ₄Ｈ₉）₄Ｐ・ＢＦ₄）を、ホスホニウム塩４には北興化学工業（株）製「エチルトリフェニルホスホニウム・ブロマイド」（Ｐｈ₄Ｐ・Ｂｒ）を、ホスホニウム塩５には日本化学工業（株）「テトラメチルホスホニウム・アイオダイド」（（ＣＨ₃）₄Ｐ・Ｉ）を使用した。
【００４４】
【表１】

【００４５】
【表２】

【００４６】
上記測定結果を表１に示す。この結果から判るように、ポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるウレタンフォームから成り、これにＲ₁〜Ｒ₄の少なくとも３つの官能基が炭素数４〜８のアルキル基又はフェニル基から成るカチオンで構成され、かつアニオン部位が０．１８ｎｍ以上のイオン半径から成るＸ^-で構成されている第４級ホスホニウム塩を含有する導電性部材から成る導電性ローラーである実施例１〜５は、ローラー抵抗も１０⁷Ω〜１０⁸Ωに制御でき、低抵抗制御効果が大きく、感光体汚染が少なく、画像評価において実用可能な画像が得られた。
【００４７】
それに対し、カチオン部位で構成されるが、アニオン部位のイオン半径が０．１８ｎｍ未満であるＢｒ^-から成る比較例１の場合、カチオンとのイオン間距離が短く、イオン解離が難しいために、導電付与効果が得られない。原料のポリオールに溶解せず、導電付与効果を得ることができず、高電気抵抗になった。また、原料のポリオールに第４級ホスホニウム塩が溶解せず、ローラー表面に第４級ホスホニウム塩が析出するため、感光体に多量の付着物が確認され、画像評価において不良な画像しか得られなかった。
【００４８】
また、アニオン部位のイオン半径が０．１８ｎｍ以上で構成されるが、Ｒ₁〜Ｒ₄の少なくとも３つの官能基が炭素数４以下のカチオン部位から成る第４級ホスホニウム塩を含有した比較例２の場合、炭素数が短いため、アニオンとのイオン間距離が短く、イオン解離が難しいために、導電付与効果を得ることができず、高ローラー抵抗になった。また、原料のポリオールに溶解せず、ローラー表面に第４級ホスホニウム塩が析出するため、感光体に多量の付着物が確認され、画像評価において不良な画像しか得られなかった。従って、良好な画像を得るにはポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるウレタンフォームから成り、これにＲ₁〜Ｒ₄の少なくとも３つの官能基が炭素数４〜８のアルキル基又はフェニル基から成るカチオンで構成され、かつアニオン部位が０．１８ｎｍ以上のイオン半径から成るＸ^-で構成されている第４級ホスホニウム塩を含有する導電性部材から成ることが必須である。
【００４９】
ポリオール１００質量部に対し、第４級ホスホニウム塩０．１〜１０質量部添加した実施例１〜５は第４級ホスホニウム塩が原料のポリオール中に完全に溶解しているために、ローラー成形後も、ローラー表面に第４級ホスホニウム塩が析出しないため、感光体汚染が無く、画像評価において特に良好な画像が得られた。それに対し、ポリオール１００質量部に対し、第４級ホスホニウム塩を１０質量部を超えて含有した実施例６は、ローラー抵抗の低減効果は大きいが、溶解しきれず、ローラー表面に若干析出するために、感光体汚染に少量の付着物が確認できたが、得られた画像は実用可能であった。また、第４級ホスホニウム塩を含有しない比較例３は、感光体汚染は無いものの、ウレタンフォーム内に導電付与剤を含有しないために、ローラー抵抗が高く、不良な画像しか得られなかった。従って、ポリオール１００質量部に対し、第４級ホスホニウム塩０．１〜１０質量部添加することがより好ましい。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば導電性弾性層中に、ポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるウレタンフォームから成り、これにＲ₁〜Ｒ₄の少なくとも３つの官能基が炭素数４〜８のアルキル基又はフェニル基から成るカチオンで構成され、かつアニオン部位が０．１８ｎｍ以上のイオン半径から成るＸ^-で構成されている第４級ホスホニウム塩を導電性付与剤として含有する導電性部材によって形成されていることを特徴とする導電性部材を用いることにより、ブルームやブリードアウトがなく、かつ均一な低電気抵抗性を有する画像形成装置用ローラーを提供することが可能となった。
【００５１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の導電性部材（画像形成装置用ローラー）を用いた画像形成装置における転写装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１転写ローラー
２感光体
３電源
４転写媒体

Claims

導電性軸体の外周上に少なくとも導電性弾性層を有する画像形成装置用ローラーにおいて、該導電性弾性層がポリオールとポリイソシアネートを用いて得られるウレタンフォームであり、下記式（１）で示される第４級ホスホニウム塩を導電性付与剤として含有する導電性部材によって形成されていることを特徴とする画像形成装置用ローラー：

（式中、Ｒ₁〜Ｒ₄の少なくとも３つの官能基は炭素数４〜８のアルキル基又はフェニル基であり、残余官能基はアルキル基、アルケニル基、アルキレン基又はフェニル基であり、Ｘ^-は０．１８ｎｍ以上のイオン半径から成るアニオンである）。
前記導電性部材が、ポリオール１００質量部に対し第４級ホスホニウム塩を０．１〜１０質量部含有している請求項１に記載の画像形成装置用ローラー。
前記ポリオールがポリエーテルポリオールである請求項１又は２に記載の画像形成装置用ローラー。
前記ポリイソシアネートが、芳香族ポリイソシアネート、その誘導体の一方又は両方を含有する請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置用ローラー。
前記ポリイソシアネートが、ジフェニルメタンジイソシアネート、その誘導体の一方又は両方を含有し、かつトルエンジイソシアネート、その誘導体の一方又は両方を含有する請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置用ローラー。
前記画像形成装置用ローラーが、帯電ローラー、現像ローラー、トナー供給ローラー及び転写ローラーからなる群から選択されるものである請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置用ローラー。