JP4925665B2

JP4925665B2 - 導電性高分子部材、転写ローラおよび画像形成装置

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Inventors: 賢一諫山; 隆太田中
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Description

本発明は導電性高分子部材（以下、単に「部材」とも称する）、転写ローラおよび画像形成装置に関し、詳しくは、複写機やプリンタ等の画像形成装置において各種ローラ部材等として好適に用いられる導電性高分子部材、転写ローラおよび画像形成装置に関する。

近年、電子写真技術の進歩に伴い、乾式電子写真装置などの画像形成装置において帯電用、現像用、転写用、トナー供給用などに供される部材として、高分子材料を基材とする高分子部材が注目されており、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラなどの弾性を有するローラの形態で用いられている。このような弾性ローラによる帯電、転写等のプロセスでは、高分子部材を用いることにより、従来のコロトロン帯電器などと比較してより低い電源電圧で、必要な画像形成体帯電電位やトナー転写量が得られるなどの利点がある。

上記のような用途に供される高分子部材には、各用途に応じた適正な電気抵抗値を有することに加えて、かかる電気抵抗値を安定して保持できることが必要となる。特に、近年の電子写真プロセスの高速化やカラー化に伴って、使用環境条件（温度、湿度）の変化時や、連続して通電した際における電気抵抗値の変動幅が小さいことが要求されるようになってきている。このような場合に生ずる電気抵抗値の変動幅が大きいと、転写不良や現像不良、帯電不良などが発生して画像不良を引き起こしやすく、良好な電子写真画像が得られない。

一方、高分子部材の電気抵抗値を調整するための手法としては、一般に、（１）電解質からなる導電剤の添加により導電性を付与する方法、（２）導電性フィラーを添加して導電性を付与する方法、（３）電荷移動錯体を形成し得る物質を添加して導電性を付与する方法が挙げられる。

このうち（１）の方法に用いられる導電剤としては、例えば、カーボンブラックや金属酸化物など、各種のものが用いられているが、これら従来知られた導電剤を用いた高分子部材は、低温低湿環境下では電気抵抗値が上昇する一方、高温高湿環境下では電気抵抗値が低下する傾向を有し、また、連続通電した場合にも電気抵抗の上昇が起こる。従って、これら電気抵抗値の変動に起因して画像不良を引き起こしやすく、安定した電気抵抗に係る上記要請を満足することができるものではなかった。

このような導電性を有する高分子部材に用いる材料の改良に係る技術としては、例えば、特許文献１に、所定のポリウレタン系ポリマーを基材とし、これにイオン導電剤を添加してなる高分子材料を用いることにより、他部材の汚染を防止するとともに、環境変化による電気抵抗の変動を低減した導電性部材が記載されている。また、特許文献２には、所定のポリウレタンとリチウムイミドとからなる組成物を用いることで、連続通電時および環境条件変動による導電性の変化を小さくしたＯＡ機器用導電性部材が記載されている。さらに、特許文献３においても、連続通電時および環境条件変化による電気抵抗値の変動幅の低減を図った技術として、所定のポリウレタンフォームまたはエラストマーと第四級アンモニウム塩からなる導電性付与剤とを含有する導電性材料を用いた導電性部材が記載されている。

特許第３３５７８３３号公報（特許請求の範囲等）特開２００２−３１７１１４号公報（特許請求の範囲等）特開平１１−１４０３０６号公報（特許請求の範囲等）

上記のように、導電性を有する高分子部材において、連続通電時における電気抵抗値の変動および環境条件の変化に伴う電気抵抗値の変動の低減に関しては、従来より種々検討されてきているが、近年の要求性能の向上に伴って、より優れた部材性能を実現することが求められている。そこで本発明の目的は、使用環境の変化時や連続通電時においても電気抵抗の変動が少なく、安定した使用が可能である導電性高分子部材、さらに、それを用いることで、良好な画像を安定して得ることができる転写ローラおよび画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の導電性高分子部材は、ポリウレタン系ポリマーに対し、第４級アンモニウム塩と、リチウムイミドとが添加されてなり、かつ、該第４級アンモニウム塩およびリチウムイミドの配合量を夫々ｘ重量部およびｙ重量部としたとき、ｘおよびｙが下記式、
０．００９≦（ｙ／ｘ）≦０．０１９
を満足する導電性高分子材料を用いたことを特徴とするものである。

本発明においては、好適には、前記ポリウレタン系ポリマーとして、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合してなるポリエーテルポリオール、および、ポリテトラメチレンエーテルグリコールを含有するものを用いる。また、前記第４級アンモニウム塩としては、アルキル硫酸イオン、カルボン酸イオン、ホウ酸イオンまたは炭酸イオンの第４級アンモニウム塩を用いることが好ましい。

また、本発明の転写ローラは上記本発明の導電性高分子部材を備えたことを特徴とするものである。

また、本発明の画像形成装置は、上記本発明の転写ローラを備えたことを特徴とするものである。

本発明においては、導電性高分子材料の基材ポリマーに添加する導電剤の電解質として、第４級アンモニウム塩とリチウムイミドとを併用したことにより、安定した電気抵抗値を得ることができ、使用環境の変化時や連続通電時においても電気抵抗の変動が少なく、これに起因する画像不良の発生を適切に防止することができる導電性高分子部材を実現することが可能となった。なお、導電性部材において、これら第４級アンモニウム塩およびリチウムイミドを導電剤として使用することは、上記特許文献１〜特許文献３等に記載されているように公知であるが、これら２種の導電剤の併用により電気抵抗値の変動抑制に関して優れた効果が得られることは、これまで知られておらず、本発明により初めて得られた知見である。

転写装置の一例を示す概略図である。導電剤配合比ｙ／ｘと電気抵抗値の環境変動幅および通電上昇幅の和との関係を表すグラフである。

符号の説明

１転写ローラ
２画像形成体（感光体）
３電源
４記録媒体（転写材）

本発明の導電性高分子部材に用いる導電性高分子材料の基材ポリマーとしては、特に制限されるものではないが、ポリウレタン系ポリマーを好適に用いることができる。かかるポリウレタンポリマーは、ポリウレタンフォームまたはポリウレタンエラストマーのいずれでもよく、その原料としては、例えば下記に挙げるポリイソシアネート成分およびポリオール成分を用いることができる。

ポリイソシアネート成分としては、芳香族イソシアネート、脂肪族イソシアネート、脂環族イソシアネートおよびこれらの誘導体等を用いることができ、中でも、芳香族イソシアネートおよびその誘導体、特には、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートおよびこれらの誘導体が好適に用いられる。

トリレンジイソシアネートおよびその誘導体としては、例えば、粗製トリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネートと２，６−トリレンジイソシアネートとの混合物、これらのウレア変性物、ビュレット変性物、カルボジイミド変性物等が用いられる。

また、ジフェニルメタンジイソシアネートおよびその誘導体としては、例えば、ジアミノジフェニルメタンおよびその誘導体をホスゲン化して得られたジフェニルメタンジイソシアネートおよびその誘導体が用いられる。ジアミノジフェニルメタンの誘導体としては多核体などがあり、ジアミノジフェニルメタンから得られた純ジフェニルメタンジイソシアネート、ジアミノジフェニルメタンの多核体から得られたポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートなどを用いることができる。ポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートの官能基数については、通常、純ジフェニルメタンジイソシアネートと様々な官能基数のポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアネートとの混合物が用いられ、平均官能基数が好ましくは２．０５〜４．００、より好ましくは２．５０〜３．５０のものが用いられる。また、これらのジフェニルメタンジイソシアネートおよびその誘導体を変性して得られた誘導体、例えば、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／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、ビュレット変性物なども用いることができる。更に、数種類のジフェニルメタンジイソシアネートやその誘導体等をブレンドして用いてもよい。

ポリオール成分としては、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、酸成分とグリコール成分を縮合したポリエステルポリオール、カプロラクトンを開環重合したポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオール等を用いることができる。

エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとしては、例えば、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、トリエタノールアミン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、エチレンジアミン、メチルグルコジット、芳香族ジアミン、ソルビトール、ショ糖、リン酸等を出発物質とし、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合したものを挙げることができるが、特に、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質としたものが好適である。付加するエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの比率やミクロ構造については、エチレンオキサイドの比率が好ましくは２〜９５重量％、より好ましくは５〜９０重量％であり、末端にエチレンオキサイドが付加しているものが好ましい。また、分子鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの配列は、ランダムであることが好ましい。

尚、かかるポリエーテルポリオールの分子量としては、水、プロピレングリコール、エチレングリコールを出発物質とする場合は２官能となり、重量平均分子量で３００〜６０００の範囲のものが好ましく、４００〜３０００の範囲のものがより好ましい。また、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質とする場合は３官能となり、重量平均分子量で９００〜９０００の範囲のものが好ましく、１５００〜６０００の範囲のものがより好ましい。更に、２官能のポリオールと３官能のポリオールとを適宜ブレンドして用いることもできる。

また、ポリテトラメチレンエーテルグリコールは、例えば、テトラヒドロフランのカチオン重合によって得ることができ、重量平均分子量が４００〜４０００の範囲、特には、６５０〜３０００の範囲にあるものが好ましく用いられる。また、分子量の異なるポリテトラメチレンエーテルグリコールをブレンドすることも好ましい。さらに、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドなどのアルキレンオキサイドを共重合して得られたポリテトラメチレンエーテルグリコールを用いることもできる。

さらに、ポリテトラメチレンエーテルグリコールと、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールとをブレンドして用いることも好ましい。この場合、これらのブレンド比率が、重量比で９５：５〜２０：８０の範囲、特には９０：１０〜５０：５０の範囲となるよう用いることが好適である。

また、上記ポリオール成分とともに、ポリオールをアクリロニトリル変性したポリマーポリオール、ポリオールにメラミンを付加したポリオール、ブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプロパンなどのポリオール類やこれらの誘導体を併用することもできる。

これらポリオール成分およびポリイソシアネート成分は、ポリオールをポリイソシアネートによりあらかじめプレポリマー化して用いてもよい。その方法としては、ポリオールおよびポリイソシアネートを適当な容器に入れ、十分に撹拌して、３０〜９０℃、好ましくは４０〜７０℃にて、６〜２４０時間、好ましくは２４〜７２時間保温する方法が挙げられる。

ポリウレタン原料の硬化反応に用いる触媒としては、トリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類、ペンタメチルジエチレントリアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレンジアミン、ジメチルピペラジン、メチルエチルピペラジン、メチルモルホリン、ジメチルアミノエチルモルホリン、ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、メチルヒドロキシエチルピペラジン、ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類、ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル、エチレングリコール（ジメチル）アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類、スタナスオクトエート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫マーカプチド、ジブチル錫チオカルボキシレート、ジブチル錫ジマレエート、ジオクチル錫マーカプチド、ジオクチル錫チオカルボキシレート、フェニル水銀プロピオン酸塩、オクテン酸鉛等の有機金属化合物などが挙げられる。これらの触媒は単独で用いてもよく、二種以上を組合せて用いてもよい。

導電剤として添加する第４級アンモニウム塩としては、各種のものを用いることができ、特に制限されるものではないが、例えば、下記一般式（Ｉ）で表されるものを挙げることができる。

（式中、Ｒ^１は炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数６〜３０のアリール基または炭素数７〜３０のアラルキル基を表し、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４は、夫々独立に炭素数１〜６のアルキル基を表し、Ｘ^ｎ−はｎ価の陰イオンを表し、ｎは１〜６の整数である）

上記一般式（Ｉ）において、Ｒ^１のうち炭素数１〜３０のアルキル基は、直鎖状、分岐状または環状のいずれであってもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、エイコシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、シクロドデシル基などが挙げられる。また、炭素数６〜３０のアリール基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基などが挙げられ、炭素数７〜３０のアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基などが挙げられる。なお、上記アリール基およびアラルキル基は、炭素環上に低級アルキル基、低級アルコキシ基、ハロゲン等の適当な不活性基が導入されていてもよい。

また、Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４で表される炭素数１〜６のアルキル基は、直鎖状、分岐状または環状のいずれであってもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられる。Ｒ^２、Ｒ^３およびＲ^４は互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。

さらに、Ｘ^ｎ−で表される陰イオンとしては、例えば、シュウ酸イオン、マロン酸イオン、マレイン酸イオン、酢酸イオン、リンゴ酸イオン、コハク酸イオン、酒石酸イオン、フマル酸イオン、安息香酸イオン、フタル酸イオン、イソフタル酸イオン、テレフタル酸イオン、トリメリット酸イオン、トリメシン酸イオン、トリカルバリン酸イオン等のカルボン酸（有機酸）イオンや、硫酸イオン、アルキル硫酸イオン、ホウ酸イオン、炭酸イオン、Ｃｌ⁻、Ｆ⁻、Ｂｒ⁻、Ｉ⁻等のハロゲンイオン、ＣｌＯ_４ ⁻、ＢＦ_４ ⁻等を挙げることができる。好ましくは、弱酸根、例えば、アルキル硫酸イオン、ホウ酸イオン、炭酸イオンまたはカルボン酸イオンである。

上記一般式（Ｉ）で表される第４級アンモニウム塩としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム（ラウリルトリメチルアンモニウム）、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルアンモニウム（ステアリルトリメチルアンモニウム）、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムなどの第４級アンモニウムと、酢酸、シュウ酸、マロン酸、リンゴ酸、コハク酸、酒石酸、マレイン酸、フマル酸、安息香酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸、トリメシン酸、トリカルバリン酸等のカルボン酸、アルキル硫酸、ホウ酸、炭酸等との塩などが挙げられる。具体的には、例えば、シュウ酸ベンジルトリメチルアンモニウム、シュウ酸ベンジルトリエチルアンモニウム、シュウ酸テトラブチルアンモニウム、マロン酸ベンジルトリメチルアンモニウム、マロン酸ベンジルトリエチルアンモニウム、マロン酸テトラブチルアンモニウム、マレイン酸ベンジルトリエチルアンモニウム、マレイン酸テトラブチルアンモニウム、エチル硫酸変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウム等が挙げられる。これらの第４級アンモニウム塩は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

また、本発明において第４級アンモニウム塩と併用するリチウムイミドについても、各種のものを用いることができ、特に制限されるものではない。例えば、３フッ化メチルスルホン酸リチウムイミド（Ｌｉ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ）、３フッ化エチルスルホン酸リチウムイミド（Ｌｉ（Ｃ_２Ｈ_２Ｆ_３ＳＯ_２）_２Ｎ）などが挙げられる。

これら第４級アンモニウム塩およびリチウムイミドの添加量については特に制限はなく、部材の用途に応じて適宜選定することができるが、通常、基材ポリマー１００重量部に対して、総量で０．００１〜５重量部、好ましくは０．０５〜２重量部程度にて配合する。これにより、１０^４〜１０^１０Ωの中抵抗領域で、適切な電気抵抗値を有する導電性高分子部材を得ることができる。

また、これら第４級アンモニウム塩およびリチウムイミドの配合比率としては、夫々をｘ重量部およびｙ重量部としたとき、ｘおよびｙが下記式、
０．００９≦（ｙ／ｘ）≦０．０１９
を満足するような割合とすることが好ましい。第４級アンモニウム塩およびリチウムイミドを夫々上記式を満足するよう配合することにより、本発明による電気抵抗値の変動低減効果をより良好に得ることができる。

また、本発明に係る導電性高分子材料には、用途に応じて、無機炭酸塩等の充填材、シリコーン整泡剤や各種界面活性剤等の整泡剤、フェノールやフェニルアミン等の酸化防止剤、低摩擦化剤、電荷調整剤などを適宜添加することができる。このうちシリコーン整泡剤としては、ジメチルポリシロキサン・ポリオキシアルキレン共重合物等を好適に用いることができ、分子量３５０〜１５０００のジメチルポリシロキサン部分と分子量２００〜４０００のポリオキシアルキレン部分とからなるものが特に好ましい。ポリオキシアルキレン部分の分子構造は、エチレンオキサイドの付加重合物やエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共付加重合物が好ましく、その分子末端をエチレンオキサイドとすることも好ましい。また、界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性等のイオン系界面活性剤や、各種ポリエーテル、各種ポリエステル等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。シリコーン整泡剤や各種界面活性剤の配合量は、基材ポリマー１００重量部に対して好ましくは０．１〜１０重量部、より好ましくは０．５〜５重量部である。

本発明の導電性高分子部材は、上記導電性高分子材料を用いたものであればよく、具体的な形状等については特に制限されるものではない。例えば、導電性ローラとする場合には、鉄にメッキを施したものやステンレス鋼などからなる芯金を、上記導電性高分子材料で被覆することにより構成することができる。この場合、用途によっては、導電性、半導電性または絶縁性の塗料により、その外側を塗装して用いてもよい。また、本発明の導電性高分子部材は、その用途についても特に制限はないが、例えば、画像形成装置における帯電用部材、現像用部材、転写用部材、トナー供給用部材またはクリーニング用部材などとして好適に用いることができる。

図１に、転写装置の一例の概略図を示す。図示する転写装置は、転写ローラ１を画像形成体（感光体）２に紙などの記録媒体（転写材）４を介して当接させ、この転写用部材１と画像形成体２との間に電源３により電圧を印加して、画像形成体２−転写用部材１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。本発明の導電性高分子部材は、例えば、図示するような転写装置において、転写ローラ１として用いることができる。

また、本発明の画像形成装置は、上記本発明の導電性高分子部材を、帯電用部材、現像用部材、転写用部材、トナー供給用部材またはクリーニング用部材等として用いたものであればよく、その他の具体的な構造等については特に制限されるものではない。

（実施例１）
ローラの作製
グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドをランダムに付加し、そのエチレンオキサイド・ユニットの含有率が１６％、実質的な官能基数が３、分子量５，０００でＯＨ価３４であるポリエーテルポリオール６０重量部と、分子量１，０００でＯＨ価が１１３であるポリテトラメチレンエーテルグリコール４０重量部と、ジフェニルメタンジイソシアナートとウレタン変性ジフェニルメタンジイソシアナートとカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアナートとの混合物であってイソシアナート含有率２６．３％であるイソシアナート２２重量部と、ジメチルポリシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合物であってＯＨ価３２であるシリコーン整泡剤４重量部と、エチル硫酸変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウム０．３３３重量部と、３フッ化メチルスルホン酸リチウムイミド（Ｌｉ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ）０．００４５重量部と、ジブチル錫ジラウレート０．０１３重量部と、黒色顔料をポリオールに分散させてなるＯＨ価４５の黒色着色料２．５重量部とを、機械的攪拌により発泡させながら混合し、その混合物を、直径６ｍｍの金属製の芯金を中心に配設したモールドに注型した後、９０℃で６時間キュアして、直径１６．５ｍｍで長さ２１５ｍｍのウレタンフォーム製ローラを作製した。フォーム部分の嵩密度は０．４０ｇ／ｍｌであり、アスカー（Ａｓｋｅｒ）Ｃ硬度は４０°であった。

電気抵抗の環境変動試験
上記ローラを厚さ５ｍｍのアルミニウム板の上に載せ、ローラの両端を各々５００ｇの力でアルミニウム板に圧接させながら、ローラの芯金と測定器の銅板との間の電気抵抗を測定した。測定時の温度、湿度は各々２３℃、５０％ＲＨ（常温常湿）であり、電気抵抗の測定値は、印加電圧が１０００Ｖのとき７．８３［ｌｏｇΩ］であった。次に、温度、湿度が各々１０℃、１５％ＲＨ（低温低湿）である環境において、同様の方法で、印加電圧１０００Ｖにて電気抵抗を測定したところ、８．６６［ｌｏｇΩ］であった。さらに、温度、湿度が各々２８℃、８０％ＲＨ（高温高湿）である環境において、同様の方法で、印加電圧１０００Ｖにて電気抵抗を測定したところ、７．１６［ｌｏｇΩ］であった。このときの常温常湿時の電気抵抗値、および、低温低湿時と高温高湿時との電気抵抗値の差としての環境変動幅を、下記の表１中に示す。

画像評価
このローラを、画像形成装置に転写ローラとして組み込んで、温度、湿度が各々２３℃／５０％ＲＨ、１０℃／１５％ＲＨ、２８℃／８５％ＲＨの各条件下で、夫々４８時間放置した後、グレースケール、黒ベタ、白ベタ画像の印刷を行った。結果として、グレースケール、黒ベタ、白ベタのいずれについても良好な画像が得られた。

連続通電試験
次に、このローラを画像形成装置から取り外して、温度２２℃、湿度５０％ＲＨの環境下において、アルミニウム製ドラムを対極として１０μＡの定電流を流しながら１００時間回転させて、さらに、温度、湿度が各々２３℃、５０％ＲＨである環境下で４８時間放置した後、前述と同様の方法で電気抵抗を測定したところ、８．１７［ｌｏｇΩ］であった。この連続通電の前後における常温常湿時の電気抵抗値の差としての通電上昇幅を、下記の表１中に示す。

さらに、再度、このローラを画像形成装置に組み込んで、温度、湿度が各々２３℃、５０％ＲＨの条件下で、グレースケール、黒ベタ、白ベタ画像の印刷を行ったところ、グレースケール、黒ベタ、白ベタのいずれについても良好な画像が得られた。

（実施例２，３および参考例）
エチル硫酸変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムおよび３フッ化メチルスルホン酸リチウムイミドの配合量を夫々下記の表１中に示すように変えた以外は実施例１と同様にして、ローラを作製した。

電気抵抗の環境変動試験
上記各ローラについて、実施例１と同条件にて電気抵抗を測定した。このときの各ローラの常温常湿時の電気抵抗値、および、低温低湿時と高温高湿時との電気抵抗値の差としての環境変動幅を、下記の表１中に示す。

画像評価
また、各ローラにつき実施例と同様にして画像評価を行ったところ、いずれについても良好な画像が得られた。

連続通電試験
さらに、実施例１と同様にして、連続通電試験を行った後の電気抵抗を測定した。この連続通電の前後における常温常湿時の電気抵抗値の差としての通電上昇幅を、下記の表１中に示す。再度、このローラを画像形成装置に組み込んで、温度、湿度が各々２３℃、５０％ＲＨの条件下で、グレースケール、黒ベタ、白ベタ画像の印刷を行ったところ、グレースケール、黒ベタ、白ベタのいずれについても良好な画像が得られた。

（比較例１）
ローラ作製
エチル硫酸変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウムを配合しない以外は実施例１と同様にして、ローラを作製した。

電気抵抗の環境変動試験
上記ローラについて、実施例１と同条件にて電気抵抗を測定した。電気抵抗の測定値は、夫々、温度、湿度が各々２３℃、５０％ＲＨである条件下で７．７８［ｌｏｇΩ］、１０℃、１５％ＲＨである条件下で８．５８［ｌｏｇΩ］、２８℃、８５％ＲＨである条件下で７．４７［ｌｏｇΩ］であった。このときの常温常湿時の電気抵抗値、および、低温低湿時と高温高湿時との電気抵抗値の差としての環境変動幅を、下記の表１中に示す。

画像評価
また、このローラにつき実施例１と同様にして画像評価を行ったところ、いずれについても良好な画像が得られた。

連続通電試験
さらに、実施例１と同様にして、連続通電試験を行った後の電気抵抗を測定したところ、その測定値は１１．０４［ｌｏｇΩ］であった。この連続通電の前後における常温常湿時の電気抵抗値の差としての通電上昇幅を、下記の表１中に示す。再度、このローラを画像形成装置に組み込んで、温度、湿度が各々２３℃、５０％ＲＨである条件下で、グレースケール、黒ベタ、白ベタ画像の印刷を行ったところ、グレースケール、黒ベタともに画像がカスレ、良好な画像は得られなかった。

（比較例２）
ローラ作製
３フッ化メチルスルホン酸リチウムイミドを配合しない以外は実施例と同様にして、ローラを作製した。

電気抵抗の環境変動試験
上記ローラについて、実施例１と同条件にて電気抵抗を測定した。電気抵抗の測定値は、夫々、温度、湿度が各々２３℃、５０％ＲＨである条件下で７．９０［ｌｏｇΩ］、１０℃、１５％ＲＨである条件下で９．００［ｌｏｇΩ］、２８℃、８５％ＲＨである条件下で６．８３［ｌｏｇΩ］であった。このときの常温常湿時の電気抵抗値、および、低温低湿時と高温高湿時との電気抵抗値の差としての環境変動幅を、下記の表１中に示す。

画像評価
また、このローラにつき実施例１と同様にして画像評価を行ったところ、１０℃、１５％ＲＨの条件下での黒ベタ画像の濃度が低下し、やや画質が低下していた。

連続通電試験
さらに、実施例１と同様にして、連続通電試験を行った後の電気抵抗を測定したところ、その測定値は８．００［ｌｏｇΩ］であった。この連続通電の前後における常温常湿時の電気抵抗値の差としての通電上昇幅を、下記の表１中に示す。再度、このローラを画像形成装置に組み込んで、温度、湿度が各々２３℃、５０％ＲＨである条件下で、グレースケール、黒ベタ、白ベタ画像の印刷を行ったところ、グレースケール、黒ベタともに画像がカスレ、良好な画像は得られなかった。

＊１低温低湿（１０℃、１５％ＲＨ）環境と高温高湿（２８℃、８０％ＲＨ）環境との電気抵抗値の差
＊２常温常湿環境で１５０時間、１０００Ｖ定電圧印加した際の電気抵抗の上昇量

図２に、上記実施例および比較例の、導電剤配合比ｙ／ｘと電気抵抗値の環境変動幅および通電上昇幅の和との関係を表すグラフを示す。縦軸の電気抵抗値の変動幅の和が２．０以下程度、即ち、電気抵抗値の変動が２桁（２ｌｏｇΩ）以下程度であると、特に、良好な画像を得ることができ、好適である。

上記表１に示すように、リチウムイミドと第４級アンモニウム塩とを適切な部数で配合することにより、常温常湿（２２℃、５５％ＲＨ）条件下において約７．９乗近傍の電気抵抗を有する導電性ローラを作製することができる。また、表１および図２より、最も好適な配合比は０．０１３４近傍であり、この割合にてリチウムイミドと第４級アンモニウム塩とを配合することで、電気抵抗の環境変動幅と通電上昇幅との合計が従来品である比較例に比し極めて小さい優れたローラが得られることが確かめられた。

以上説明してきたように、本発明によれば、使用環境の変化時や連続通電時においても電気抵抗の変動が少なく、安定した使用が可能である導電性高分子部材、さらに、それを用いることで、良好な画像を安定して得ることができる転写ローラおよび画像形成装置を提供することができる。

Claims

ポリウレタン系ポリマーに対し、第４級アンモニウム塩と、リチウムイミドとが添加されてなり、かつ、該第４級アンモニウム塩およびリチウムイミドの配合量を夫々ｘ重量部およびｙ重量部としたとき、ｘおよびｙが下記式、
０．００９≦（ｙ／ｘ）≦０．０１９
を満足する導電性高分子材料を用いたことを特徴とする導電性高分子部材。
前記ポリウレタン系ポリマーが、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付加重合してなるポリエーテルポリオール、および、ポリテトラメチレンエーテルグリコールを含有する請求項１記載の導電性高分子部材。
前記第４級アンモニウム塩が、アルキル硫酸イオン、カルボン酸イオン、ホウ酸イオンまたは炭酸イオンの第４級アンモニウム塩である請求項１または２記載の導電性高分子部材。
請求項１記載の導電性高分子部材を備えたことを特徴とする転写ローラ。
請求項４記載の転写ローラを備えたことを特徴とする画像形成装置。