JP5952945B2 - Conductive member for electrophotography - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真装置及びプロセスカートリッジに使用される電子写真用の導電性部材に関する。   The present invention relates to an electrophotographic conductive member used for an electrophotographic apparatus and a process cartridge.

電子写真方式を採用した画像形成装置、すなわち電子写真装置には、導電性部材が様々な用途、例えば、帯電部材、現像部材、転写部材などの部材として使用されている。電子写真装置において電子写真感光体に当接して配置され、当該電子写真感光体を帯電させる帯電部材としての帯電ローラの導電層には、当該導電層の導電性の調整のために、カーボンブラックに代表される電子導電剤や、四級アンモニウム塩化合物等のイオン導電剤が添加されている。上記イオン導電剤は、電子導電剤と比較して、バインダー樹脂中に均一に分散される。特許文献1においては、バインダー樹脂中での導電剤の分散ムラ起因の電気抵抗ムラを低減させるため、導電剤としてイオン導電剤を選択している。   In an image forming apparatus employing an electrophotographic system, that is, an electrophotographic apparatus, a conductive member is used for various purposes, for example, a member such as a charging member, a developing member, or a transfer member. In the electrophotographic apparatus, the conductive layer of the charging roller, which is disposed in contact with the electrophotographic photosensitive member and charges the electrophotographic photosensitive member, is made of carbon black to adjust the conductivity of the conductive layer. Representative electronic conductive agents and ion conductive agents such as quaternary ammonium salt compounds are added. The ionic conductive agent is uniformly dispersed in the binder resin as compared with the electronic conductive agent. In Patent Document 1, an ionic conductive agent is selected as the conductive agent in order to reduce electric resistance unevenness due to uneven dispersion of the conductive agent in the binder resin.

また、特許文献2においては、イオン導電剤として疎水性のイオン液体を用い、低温低湿下における電気抵抗の上昇を改善している。   In Patent Document 2, a hydrophobic ionic liquid is used as an ionic conductive agent to improve the electrical resistance under low temperature and low humidity.

特開平01−142569号公報Japanese Patent Laid-Open No. 01-142569 特開2003−202722号公報JP 2003-202722 A

局所的な電気抵抗のムラを有する帯電部材は、感光体に局所的な放電ムラを生じさせ、ひいては、電子写真画像に白色または黒色のブロッチを生じさせ、または、スジ状の濃度ムラを生じさせる場合がある。   A charging member having local unevenness in electrical resistance causes local discharge unevenness on the photoconductor, and consequently white or black blotch in an electrophotographic image, or streaky density unevenness. There is a case.

上記した通り、帯電部材の電気抵抗ムラを抑制するうえで、導電層中に含有させる導電剤としてイオン導電剤は電子導電剤よりも有利である。しかし、イオン導電剤を用いて導電化してなる導電層を備えた帯電ローラであっても、局所的な放電ムラに起因する上記したような欠陥を電子写真画像に生じさせることがある。特に、長期間の使用によって電子写真画像の出力枚数が増加した場合、または低温・低湿環境下で画像形成を行った場合には、帯電部材の局所的な電気抵抗のムラに起因する画像への欠陥の発生が多くなる傾向にある。
さらに、イオン導電剤は帯電ローラの表面に滲み出し(ブリード)、当接している電子写真感光体の表面に付着する場合がある。
As described above, an ionic conductive agent is more advantageous than an electronic conductive agent as a conductive agent contained in the conductive layer in order to suppress uneven electrical resistance of the charging member. However, even a charging roller having a conductive layer made conductive with an ionic conductive agent may cause the above-described defects due to local discharge unevenness in an electrophotographic image. In particular, when the number of output electrophotographic images increases due to long-term use, or when image formation is performed in a low-temperature, low-humidity environment, the image may be deteriorated due to uneven electrical resistance of the charging member. There is a tendency for defects to increase.
Further, the ionic conductive agent may bleed (bleed) on the surface of the charging roller and adhere to the surface of the abutting electrophotographic photosensitive member.

本発明の目的は、帯電ローラに求められる導電性を確保しつつ、イオン導電剤の滲み出しを抑え、かつ、局所的な放電ムラに起因する画像欠陥の発生を低減させることのできる電子写真用の導電性部材を提供することにある。   An object of the present invention is for electrophotography which can suppress the oozing of an ionic conductive agent and reduce the occurrence of image defects due to local discharge unevenness while ensuring the conductivity required for a charging roller. It is in providing a conductive member.

本発明によれば、導電性支持体および導電層を有する電子写真用の導電性部材であって、該導電層は、分子構造中に四級アンモニウムイオンを有するイオン導電性樹脂をバインダー樹脂として含み、かつ、下記式(5)で示されるキャリア分子を含むことを特徴とする導電性部材が提供される:

Figure 0005952945
(式(5)中、Rは、エチル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基またはn−デシル基を表す。)。
本発明によれば、導電性支持体および導電層を有する電子写真用の導電性部材であって、該導電層は、分子構造中にスルホン酸イオンを有するイオン導電性樹脂をバインダー樹脂として含み、かつ、下記式(6)または(7)で示されるキャリア分子を含むことを特徴とする導電性部材が提供される:
Figure 0005952945
(式(6)及び式(7)中、R、R、R、R、R、RおよびRはそれぞれ独立に、水素、または、炭素数1乃至10の炭化水素基を表し、ヘテロ原子を含んでもよい。)。
本発明によれば、導電性支持体および導電層を有する電子写真用の導電性部材であって、該導電層は、分子構造中にスルホン酸イオンを有するイオン導電性樹脂をバインダー樹脂として含み、かつ、下記式(8)または(9)で示されるキャリア分子を含むことを特徴とする導電性部材が提供される:
Figure 0005952945
(式(8)および式(9)中、R、R10、R11、R12、R13およびR14はそれぞれ独立に、炭素数1乃至10の炭化水素基を表し、ヘテロ原子を含んでもよい。)。
また、本発明によれば、導電性支持体および導電層を有する電子写真用の導電性部材であって、該導電層は、分子構造中にスルホン酸イオンを有するイオン導電性樹脂をバインダー樹脂として含み、かつ、下記式(10)で示されるキャリア分子を含むことを特徴とする導電性部材が提供される:
Figure 0005952945
(式(10)中、R15、R16、R17、およびR18はそれぞれ独立に、水素または炭素数1乃至10の炭化水素基を表し、ヘテロ原子を含んでもよい。)。 According to the present invention, there is provided a conductive member for electrophotography having a conductive support and a conductive layer, the conductive layer containing an ion conductive resin having a quaternary ammonium ion in the molecular structure as a binder resin. And the electroconductive member characterized by including the carrier molecule shown by following formula (5) is provided:
Figure 0005952945
(Wherein (in 5), R 1 is. Representing the ethyl group, n- butyl group, sec- butyl group, tert- butyl group, n- hexyl, n- octyl or n- decyl).
According to the present invention, a conductive member for electrophotography having a conductive support and a conductive layer, the conductive layer containing an ion conductive resin having a sulfonate ion in a molecular structure as a binder resin, And the electroconductive member characterized by including the carrier molecule shown by following formula (6) or (7) is provided:
Figure 0005952945
(In Formula (6) and Formula (7), R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each independently hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. And may contain a heteroatom).
According to the present invention, a conductive member for electrophotography having a conductive support and a conductive layer, the conductive layer containing an ion conductive resin having a sulfonate ion in a molecular structure as a binder resin, And the electroconductive member characterized by including the carrier molecule shown by following formula (8) or (9) is provided:
Figure 0005952945
(In Formula (8) and Formula (9), R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 and R 14 each independently represents a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and includes a hetero atom. May be.)
According to the present invention, there is also provided an electrophotographic conductive member having a conductive support and a conductive layer, the conductive layer having an ion conductive resin having a sulfonate ion in a molecular structure as a binder resin. And a conductive member comprising a carrier molecule represented by the following formula (10):
Figure 0005952945
(In Formula (10), R 15 , R 16 , R 17 , and R 18 each independently represent hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and may include a hetero atom).

本発明によれば、イオン導電剤のブリードが抑えられ、また、局所的な電気抵抗のムラに起因する画像欠陥を生じさせにくい電子写真用の導電性部材が提供される。   According to the present invention, there is provided a conductive member for electrophotography in which bleeding of an ionic conductive agent is suppressed and image defects caused by local uneven electrical resistance are hardly caused.

本発明の電子写真用導電性部材の一形態である帯電ローラの概略図である。It is the schematic of the charging roller which is one form of the electrophotographic conductive member of this invention. 電流値測定機の概略図である。It is the schematic of an electric current value measuring machine. 本発明に係る導電層の模式図である。It is a schematic diagram of the conductive layer which concerns on this invention. 本発明に係る電子写真装置の説明図である。It is explanatory drawing of the electrophotographic apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るプロセスカートリッジの説明図である。It is explanatory drawing of the process cartridge which concerns on this invention.

本発明者等は、イオン導電剤により導電化した導電層を備えた帯電ローラにおける局所的な放電ムラの発生原因を以下にように推測している。
即ち、導電層中に含まれるイオン導電剤に由来するキャリア分子は、その種類毎に導電層中における移動速度が異なっている。
The present inventors presume the cause of local discharge unevenness in a charging roller having a conductive layer made conductive with an ionic conductive agent as follows.
That is, the carrier molecules derived from the ionic conductive agent contained in the conductive layer have different moving speeds in the conductive layer for each type.

ここで、キャリア分子の移動速度は、キャリア移動度μで表すことができ、キャリア移動度μと電気抵抗率ρの関係は下記式(1)で表すことができる。

Figure 0005952945
上記式(1)中、ρは電気抵抗率、qはキャリアの電荷、nはキャリア密度、μはキャリア移動度を表す。上記式(1)から明らかなように、帯電ローラ中で局所的にμが小さいキャリア分子が局在した領域や、μが大きなキャリア分子が局在した領域が存在すると、帯電ローラの電気抵抗ムラに関与することが予想される。
特に、μが大きなキャリア分子が局在した領域は、局所的に電気抵抗が下がるため、異常放電による白斑点画像が発生しやすい。 Here, the moving speed of the carrier molecule can be expressed by the carrier mobility μ, and the relationship between the carrier mobility μ and the electrical resistivity ρ can be expressed by the following formula (1).
Figure 0005952945
In the above formula (1), ρ represents electrical resistivity, q represents carrier charge, n represents carrier density, and μ represents carrier mobility. As is apparent from the above formula (1), if there is a region where carrier molecules having a small μ are localized in a charging roller or a region where carrier molecules having a large μ are localized, the electric resistance of the charging roller is uneven. Is expected to be involved.
In particular, in a region where carrier molecules having a large μ are localized, the electrical resistance is locally reduced, and thus a white spot image due to abnormal discharge is likely to occur.

ここで、本発明者等は、帯電ローラに対して直流電圧を印加した場合における、キャリア分子の移動速度のムラを低減させるべく、導電層中を移動するキャリア分子の移動速度を低減させることを試みた。具体的には、導電層中に存在するキャリア分子のμを小さくした場合における、帯電ローラへの電気抵抗ムラの低減効果について、検討を行った。   Here, the present inventors reduced the moving speed of the carrier molecules moving in the conductive layer in order to reduce the unevenness of the moving speed of the carrier molecules when a DC voltage is applied to the charging roller. Tried. Specifically, the effect of reducing the electric resistance unevenness on the charging roller when μ of the carrier molecules existing in the conductive layer was reduced was examined.

その結果、μの小さいキャリア分子を有するイオン導電剤を用いて導電化した導電層を有する帯電ローラは、長時間に亘って直流電圧を印加し続けた場合においても、電気抵抗のムラが生じにくく、その結果として、放電ムラに起因する画像欠陥の発生をも低減し得ることを見出した。
本発明に係る導電性部材は、イオン導電剤をバインダー樹脂に共有結合を介し結合しているため、イオン導電に寄与する成分をカチオン、或いは、アニオン何れか一方に限定できる。さらに、バインダー樹脂に結合されていることにより、長時間に亘って帯電ローラに直流電圧の印加した場合にも、導電層からのイオン導電剤の滲み出しを極力低減させることができる。
As a result, the charging roller having a conductive layer made conductive using an ionic conductive agent having carrier molecules having a small μ is less likely to cause uneven electrical resistance even when a DC voltage is applied for a long time. As a result, it has been found that the occurrence of image defects due to uneven discharge can also be reduced.
Since the electroconductive member which concerns on this invention has couple | bonded the ionic conductive agent with the binder resin through the covalent bond, the component which contributes to ionic conduction can be limited to either a cation or an anion. Furthermore, by being bonded to the binder resin, even when a DC voltage is applied to the charging roller for a long time, the oozing of the ionic conductive agent from the conductive layer can be reduced as much as possible.

以下、本発明をより詳細に説明する。なお、以下、電子写真用導電性部材として、帯電部材についてその詳細を記載するが、本発明はその用途を帯電部材のみに限定するものではない。図1に、本発明の帯電部材の概略図を示す。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail. Hereinafter, the details of the charging member will be described as the electrophotographic conductive member, but the present invention is not limited to the charging member. FIG. 1 shows a schematic view of the charging member of the present invention.

本発明に係る帯電部材は、図1(a)に示すように、導電性支持体としての芯金11と、その外周に設けられた弾性層12とからなることができる。該弾性層12は導電層であり、本発明に係るイオン導電性樹脂からなる。図1(b)に示すように、弾性層12の表面に表面層13を形成してもよい。この場合、弾性層12、或いは表面層13の少なくとも何れかが導電層であり、本発明に係るイオン導電性樹脂からなる。図1(c)に示すように、弾性層12と表面層13の間に中間層14を配置した3層構造、或いは、中間層14を複数配置した多層構成であってもよい。この場合、少なくともいずれかの層が導電層であり、この導電層は本発明に係るイオン導電性樹脂からなる。   As shown in FIG. 1A, the charging member according to the present invention can include a cored bar 11 as a conductive support and an elastic layer 12 provided on the outer periphery thereof. The elastic layer 12 is a conductive layer and is made of the ion conductive resin according to the present invention. As shown in FIG. 1B, a surface layer 13 may be formed on the surface of the elastic layer 12. In this case, at least one of the elastic layer 12 or the surface layer 13 is a conductive layer and is made of the ion conductive resin according to the present invention. As shown in FIG. 1C, a three-layer structure in which an intermediate layer 14 is disposed between the elastic layer 12 and the surface layer 13 or a multilayer structure in which a plurality of intermediate layers 14 are disposed may be employed. In this case, at least one of the layers is a conductive layer, and the conductive layer is made of the ion conductive resin according to the present invention.

<導電性支持体>
導電性支持体としては、電子写真用導電性部材の分野で公知なものから適宜選択して用いることができる。
<Conductive support>
As the conductive support, it can be appropriately selected from those known in the field of electrophotographic conductive members.

<導電層>
本発明に係る導電層は、バインダー樹脂として、分子構造中に四級アンモニウムイオンおよびスルホン酸イオンから選択される何れか一方、または両方のイオン交換基を有するイオン導電性樹脂を含むと共に、特定のキャリア分子を含む。本発明に係るイオン交換基は、樹脂に共有結合によって結合されており、かつ、イオン解離している。
図3は、本発明に係る導電層の一態様の模式的断面図であり、導電層31は、イオン交換基として四級アンモニウムイオンがポリマー鎖に共有結合によって結合してなるイオン導電性樹脂32をバインダー樹脂として含んでいる。また、導電層31は、フリーなキャリア分子として、キャリア分子33を含んでいる。
<Conductive layer>
The conductive layer according to the present invention contains, as a binder resin, an ion conductive resin having either one or both ion exchange groups selected from quaternary ammonium ions and sulfonate ions in the molecular structure, and a specific resin. Contains carrier molecules. The ion exchange group according to the present invention is covalently bonded to the resin and is ion dissociated.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of the conductive layer according to the present invention. The conductive layer 31 includes an ion conductive resin 32 formed by covalently bonding a quaternary ammonium ion to a polymer chain as an ion exchange group. Is included as a binder resin. The conductive layer 31 is, as free carrier molecule contains a career molecule 33.

(1)キャリア分子
キャリア分子とは、元来は、上述のイオン交換基のカウンターイオンであったものである。導電層中においては、少なくとも一部のキャリア分子は、上述のイオン交換基から解離してフリーな状態で存在しているものと考えられる。そして、導電性部材への直流電圧の印加により、当該フリーなキャリア分子は、バインダー樹脂中を移動してイオン導電が達成される。
(1) Carrier molecule The carrier molecule is originally a counter ion of the above-described ion exchange group. In the conductive layer, it is considered that at least some of the carrier molecules are dissociated from the above-described ion exchange groups and exist in a free state. Then, by applying a DC voltage to the conductive member, the free carrier molecules move through the binder resin to achieve ionic conduction.

そして、前記した通り、μが小さいキャリア分子を用いることにより、帯電部材に対して長時間に亘って電圧を印加した場合における帯電部材への電気抵抗ムラの発生を低減できる。その一方で、μの小さいキャリア分子は、導電層の導電化においては、μの大きいキャリア分子と比較して相対的に不利である。そこで、本発明者らは、導電層の導電化と、導電性部材への電気抵抗ムラの発生の低減とを高いレベルで両立し得るキャリア分子について検討を重ねた。その結果、バインダー樹脂が第四級アンモニウムイオンを分子内に有する場合において、導電層が下記式(5)で示されるキャリア分子から選択される少なくとも1つを含むことが好ましいことを見出した。また、バインダー樹脂がスルホン酸イオンを分子内に含む場合においては、導電層が下記式(6)〜(10)で示されるキャリア分子から選択される少なくとも1つを含むことが好ましいことを見出した。 As described above, by using carrier molecules having a small μ, it is possible to reduce the occurrence of uneven electrical resistance on the charging member when a voltage is applied to the charging member for a long time. On the other hand, carrier molecules having a small μ are relatively disadvantageous compared to carrier molecules having a large μ in conducting the conductive layer. Therefore, the present inventors have repeatedly investigated carrier molecules that can achieve both a high level of conductivity of the conductive layer and a reduction in the occurrence of uneven electrical resistance on the conductive member. As a result, it has been found that when the binder resin has quaternary ammonium ions in the molecule, the conductive layer preferably contains at least one selected from carrier molecules represented by the following formula ( 5). Moreover, when binder resin contains a sulfonate ion in a molecule | numerator, it discovered that it was preferable that a conductive layer contains at least 1 selected from the carrier molecule shown by following formula (6)-(10). .

Figure 0005952945
Figure 0005952945

式(5)中、Rは、エチル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基またはn−デシル基を表す。そして、上記式(5)で表されるキャリア分子の具体例を以下に挙げる。メチルスルホネート、エチルスルホネート、n−ブチルスルホネート、sec−ブチルスルホネート、tert−ブチルスルホネート、n−ヘキシルスルホネート、n−オクチルスルホネート、n−デシルスルホネート等。 In formula (5), R 1 represents an ethyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, an n-hexyl group, an n-octyl group, or an n-decyl group . Specific examples of the carrier molecule represented by the above formula (5) are given below. Methyl sulfonate, ethyl sulfonate, n-butyl sulfonate, sec-butyl sulfonate, tert-butyl sulfonate, n-hexyl sulfonate, n-octyl sulfonate, n-decyl sulfonate, and the like.

Figure 0005952945
式(6)中、R、RおよびRはそれぞれ独立に、水素または炭素数1乃至10の炭化水素基を表し、ヘテロ原子を含んでもよい。
Figure 0005952945
In formula (6), R 2 , R 3 and R 4 each independently represent hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and may contain a hetero atom.

式(6)で表される化合物の具体例を以下に挙げる。
1−メチルイミダゾリウム、1−エチルイミダゾリウム、1−ブチルイミダゾリウム、1−オクチルイミダゾリウム、1−デシルイミダゾリウム、1,3−ジメチルイミダゾリウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1−プロピル−3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウム、1−オクチル−3メチルイミダゾリウム、1−デシル−3−メチルイミダゾリウム、1、3−ジエチルイミダゾリウム、1−プロピル−3−エチルイミダゾリウム、1−ブチル−3−エチルイミダゾリウム、1−ヘキシル−3−エチルイミダゾリウム、1−オクチル−3エチルイミダゾリウム、1−デシル−3−エチルイミダゾリウム、1,2,3−トリメチルイミダゾリウム、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−プロピル−2,3−メチルイミダゾリウム、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−ヘキシル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−オクチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−デシル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1−ブチル−3−エチルイミダゾリウム等。
Specific examples of the compound represented by formula (6) are given below.
1-methylimidazolium, 1-ethylimidazolium, 1-butylimidazolium, 1-octylimidazolium, 1-decylimidazolium, 1,3-dimethylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1- Propyl-3-methylimidazolium, 1-butyl-3-methylimidazolium, 1-hexyl-3-methylimidazolium, 1-octyl-3 methylimidazolium, 1-decyl-3-methylimidazolium, 1, 3 -Diethylimidazolium, 1-propyl-3-ethylimidazolium, 1-butyl-3-ethylimidazolium, 1-hexyl-3-ethylimidazolium, 1-octyl-3 ethylimidazolium, 1-decyl-3- Ethyl imidazolium, 1,2,3-trimethylimidazolium, 1-d 2,3-dimethylimidazolium, 1-propyl-2,3-methylimidazolium, 1-butyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-hexyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-octyl- 2,3-dimethylimidazolium, 1-decyl-2,3-dimethylimidazolium, 1-butyl-3-ethylimidazolium and the like.

Figure 0005952945
式(7)中、R、R、RおよびRはそれぞれ独立に、水素または炭素数1乃至10の炭化水素基を表し、ヘテロ原子を含んでもよい。
Figure 0005952945
In formula (7), R 5 , R 6 , R 7 and R 8 each independently represent hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and may contain a hetero atom.

式(7)で表される化合物の具体例を以下に挙げる。
N−メチルピリジニウム、N−エチルピリジニウム、N−ブチルピリジニウム、N−ヘキシルピリジニウム、N−オクチルピリジニウム、N−デシルピリジニウム、N−メチル−3−メチルピリジニウム、N−エチル−3−メチルピリジニウム、N−ブチル−3−メチルピリジニウム、N−ヘキシル−3−メチルピリジニウム、N−オクチル−3−メチルピリジニウム、N−デシル−3−メチルピリジニウム、N−メチル−4−メチルピリジニウム、N−エチル−4−メチルピリジニウム、N−ブチル−4−メチルピリジニウム、N−ヘキシル−4−メチルピリジニウム、N−オクチル−4−メチルピリジニウム、N−デシル−4−メチルピリジニウム、N−メチル−3,4−ジメチルピリジニウム、N−エチル−3,4−ジメチルピリジニウム、N−ブチル−3,4−ジメチルピリジニウム、N−ヘキシル−3,4−ジメチルピリジニウム、N−オクチル−3,4−ジメチルピリジニウム、N−デシル−3,4−ジメチルピリジニウム、N−メチル−3,5−ジメチルピリジニウム、N−エチル−3,5−ジメチルピリジニウム、N−ブチル−3,5−ジメチルピリジニウム、N−ヘキシル−3,5−ジメチルピリジニウム、N−オクチル−3,5−ジメチルピリジニウム、N−デシル−3,5−ジメチルピリジニウム等。
Specific examples of the compound represented by the formula (7) are given below.
N-methylpyridinium, N-ethylpyridinium, N-butylpyridinium, N-hexylpyridinium, N-octylpyridinium, N-decylpyridinium, N-methyl-3-methylpyridinium, N-ethyl-3-methylpyridinium, N- Butyl-3-methylpyridinium, N-hexyl-3-methylpyridinium, N-octyl-3-methylpyridinium, N-decyl-3-methylpyridinium, N-methyl-4-methylpyridinium, N-ethyl-4-methyl Pyridinium, N-butyl-4-methylpyridinium, N-hexyl-4-methylpyridinium, N-octyl-4-methylpyridinium, N-decyl-4-methylpyridinium, N-methyl-3,4-dimethylpyridinium, N -Ethyl-3,4-dimethylpyridini N-butyl-3,4-dimethylpyridinium, N-hexyl-3,4-dimethylpyridinium, N-octyl-3,4-dimethylpyridinium, N-decyl-3,4-dimethylpyridinium, N-methyl- 3,5-dimethylpyridinium, N-ethyl-3,5-dimethylpyridinium, N-butyl-3,5-dimethylpyridinium, N-hexyl-3,5-dimethylpyridinium, N-octyl-3,5-dimethylpyridinium N-decyl-3,5-dimethylpyridinium and the like.

Figure 0005952945
式(8)中、RおよびR10はそれぞれ独立に、水素または炭素数1乃至10の炭化水素基を表し、ヘテロ原子を含んでもよい。
Figure 0005952945
In formula (8), R 9 and R 10 each independently represent hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and may contain a hetero atom.

式(8)で表される化合物の具体例を以下に挙げる。
1,1−ジメチルピロリジニウム、1−エチル−1−メチルピロリジニウム、1−ブチル−1−メチルピロリジニウム、1−ヘキシル−1−メチルピロリジニウム、1−オクチル−1−メチルピロリジニウム、1−デシル−1−メチルピロリジニウム、1,1−ジエチルピロリジニウム、1−ブチル−1−エチルピロリジニウム、1−ヘキシル−1−エチルピロリジニウム、1−オクチル−1−エチルピロリジニウム、1−デシル−1−エチルピロリジニウム、1,1−ジブチルピロリジニウム等。
Specific examples of the compound represented by the formula (8) are given below.
1,1-dimethylpyrrolidinium, 1-ethyl-1-methylpyrrolidinium, 1-butyl-1-methylpyrrolidinium, 1-hexyl-1-methylpyrrolidinium, 1-octyl-1-methylpyrrole Dinium, 1-decyl-1-methylpyrrolidinium, 1,1-diethylpyrrolidinium, 1-butyl-1-ethylpyrrolidinium, 1-hexyl-1-ethylpyrrolidinium, 1-octyl-1 -Ethylpyrrolidinium, 1-decyl-1-ethylpyrrolidinium, 1,1-dibutylpyrrolidinium, and the like.

Figure 0005952945
式(9)中、R11、R12、R13およびR14はそれぞれ独立に、炭素数1乃至10の炭化水素基を表し、ヘテロ原子を含んでもよい。
Figure 0005952945
In formula (9), R 11 , R 12 , R 13 and R 14 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and may contain a hetero atom.

式(9)で表される化合物の具体例を以下に挙げる。
テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、テトラペンチルアンモニウム、テトラヘキシルアンモニウム、テトラオクチルアンモニウム、テトラデシルアンモニウム、メチルトリエチルアンモニウム、メチルトリブチルアンモニウム、メチルトリオクチルアンモニウム、メチルトリデシルアンモニウム、エチルトリメチルアンモニウム、ブチルトリメチルアンモニウム、ヘキシルトリメチルアンモニウム、オクチルトリメチルアンモニウム、デシルトリメチルアンモニウム、フェニルトリメチルアンモニウム、シクロヘキシルトリメチルアンモニウム、ジアリルジメチルアンモニウム、(2−クロロエチル)トリメチルアンモニウム、(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウム等。
Specific examples of the compound represented by the formula (9) are given below.
Tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrabutylammonium, tetrapentylammonium, tetrahexylammonium, tetraoctylammonium, tetradecylammonium, methyltriethylammonium, methyltributylammonium, methyltrioctylammonium, methyltridecylammonium, ethyltrimethylammonium, butyl Trimethylammonium, hexyltrimethylammonium, octyltrimethylammonium, decyltrimethylammonium, phenyltrimethylammonium, cyclohexyltrimethylammonium, diallyldimethylammonium, (2-chloroethyl) trimethylammonium, (2-hydroxyethyl) trimethylammonium and the like.

Figure 0005952945
式(10)中、R15、R16、R17およびR18はそれぞれ独立に、炭素数1乃至10の炭化水素基を表し、ヘテロ原子を含んでもよい。
Figure 0005952945
In formula (10), R 15 , R 16 , R 17 and R 18 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms and may contain a hetero atom.

式(10)で表される化合物の具体例を以下に挙げる。
テトラメチルホスホニウム、テトラエチルホスホニウム、テトラブチルホスホニウム、テトラペンチルホスホニウム、テトラヘキシルホスホニウム、テトラオクチルホスホニウム、テトラデシルホスホニウム、メチルトリエチルホスホニウム、メチルトリブチルホスホニウム、メチルトリオクチルホスホニウム、メチルトリデシルホスホニウム、エチルトリメチルホスホニウム、ブチルトリメチルホスホニウム、ヘキシルトリメチルホスホニウム、オクチルトリメチルホスホニウム、デシルトリメチルホスホニウム、フェニルトリメチルホスホニウム、シクロヘキシルトリメチルホスホニウム、(2−クロロエチル)トリメチルホスホニウム、(2−ヒドロキシエチル)トリメチルホスホニウム等。
Specific examples of the compound represented by the formula (10) are given below.
Tetramethylphosphonium, tetraethylphosphonium, tetrabutylphosphonium, tetrapentylphosphonium, tetrahexylphosphonium, tetraoctylphosphonium, tetradecylphosphonium, methyltriethylphosphonium, methyltributylphosphonium, methyltrioctylphosphonium, methyltridecylphosphonium, ethyltrimethylphosphonium, butyl Trimethylphosphonium, hexyltrimethylphosphonium, octyltrimethylphosphonium, decyltrimethylphosphonium, phenyltrimethylphosphonium, cyclohexyltrimethylphosphonium, (2-chloroethyl) trimethylphosphonium, (2-hydroxyethyl) trimethylphosphonium, and the like.

なお、上述のキャリア分子を複数種用いても構わない。   In addition, you may use multiple types of the above-mentioned carrier molecule.

式()から式(10)で表される構造を有するキャリア分子は、プロトンやハロゲンイオン等の一般的なキャリア分子と比較し、分子サイズが極めて大きいことが特徴である。そのため、イオン移動度μが小さく、本発明の目的を達成できると考えている。 The carrier molecule having the structure represented by the formulas ( 5 ) to (10) is characterized by a very large molecular size as compared with general carrier molecules such as protons and halogen ions. Therefore, it is considered that the ion mobility μ is small and the object of the present invention can be achieved.

なお、例えば式(9)で表されるキャリア分子において、R11乃至R14が炭素数が11以上の炭化水素基である場合には、長時間に亘って直流電圧を印加した際に帯電部材の電気抵抗が上昇し易くなる傾向が認められた。これは、バインダー樹脂と、R11乃至R14との絡み合いが発生することに起因すると考えている。バインダー樹脂との絡み合いにより、キャリア分子の移動が制限された結果、電気抵抗が上昇したものと推測される。 For example, in the carrier molecule represented by the formula (9), when R 11 to R 14 are hydrocarbon groups having 11 or more carbon atoms, the charging member is applied when a DC voltage is applied for a long time. It was recognized that the electrical resistance of the glass tends to increase. This is considered to be caused by the entanglement between the binder resin and R 11 to R 14 . It is presumed that the electrical resistance has increased as a result of restricting the movement of carrier molecules due to the entanglement with the binder resin.

以上のような理由から、分子サイズが大きく、かつ、バインダー樹脂との絡み合いが生じにくい構造を有するキャリア分子が本発明において好ましく、上記キャリア分子の中でも、特に、式(6)〜式(8)のキャリア分子が好適である。 For the reasons described above, carrier molecules having a large molecular size and a structure that hardly causes entanglement with the binder resin are preferred in the present invention. Among the carrier molecules, in particular , the formulas (6) to (8) The carrier molecules are preferred.

また、本発明に係るキャリア分子は、バインダー樹脂との親和性が高いため、バインダー樹脂と均一に分散し、分散ムラ起因の電気抵抗ムラをより低減できる点においても好適である。   Further, since the carrier molecule according to the present invention has a high affinity with the binder resin, it is preferable in that the carrier molecule can be uniformly dispersed with the binder resin and the electrical resistance unevenness due to the dispersion unevenness can be further reduced.

さらに、本発明に係るキャリア分子は、イオン液体の性質を示すため、水分量が少ない状態においても液体として存在し、バインダー樹脂中を移動できる。さらに低湿環境下における電気抵抗の低下を改善できる点においても好適である。ここで、イオン液体とは、融点が100度以下である溶融塩を示す。   Furthermore, since the carrier molecule according to the present invention exhibits the properties of an ionic liquid, it exists as a liquid even in a state where the amount of water is small, and can move through the binder resin. Furthermore, it is suitable also in the point which can improve the fall of electrical resistance in a low-humidity environment. Here, the ionic liquid refers to a molten salt having a melting point of 100 degrees or less.

ところで、本発明に係る導電層は、上記式()〜(10)で表されるキャリア分子以外の、イオン導電に寄与するキャリア分子を含むことを含んでいてもよい。しかし、導電層中に、キャリア移動度μが異なっている複数種のキャリア分子が存在していると、導電層に電気抵抗ムラが生じやすくなる。そのため、本発明に係る導電層に含まれるイオン伝送に寄与するキャリア分子に対して、上記式()〜(10)で表されるキャリア分子の占める割合が、50モル%以上、100モル%以下、特には、70モル%以上、100モル%以下であることが好ましい。

By the way, the conductive layer according to the present invention may contain carrier molecules that contribute to ionic conduction other than the carrier molecules represented by the above formulas ( 5 ) to (10). However, when there are a plurality of types of carrier molecules having different carrier mobilities μ in the conductive layer, uneven electrical resistance tends to occur in the conductive layer. Therefore, the proportion of the carrier molecules represented by the above formulas ( 5 ) to (10) with respect to the carrier molecules contributing to ion transmission contained in the conductive layer according to the present invention is 50 mol% or more and 100 mol%. In particular, it is particularly preferably 70 mol% or more and 100 mol% or less.

導電層中における、本発明に係るキャリア分子の存在、および、定量は、イオン交換反応を利用したキャリア分子の抽出により検証できる。当該イオン導電性樹脂を塩酸、或いは水酸化ナトリウムの希薄水溶液中で攪拌し、イオン導電性樹脂中のキャリア分子を水溶液中に抽出する。抽出後の水溶液を乾燥し、抽出物を回収後、飛行時間型質量分析装置(TOF−MS)にて質量分析を行うことでキャリア分子の同定、および、定量が可能である。なお、抽出物中のキャリア分子はカチオン、或いはアニオン分子のため、キャリア分子の分子量が高い場合においても、TOF−MS測定においてキャリア分子を分解させることなく分析できる。さらに、抽出物の誘導結合プラズマ(ICP)発光分析により元素分析を行い、質量分析の結果と組み合わせることで、キャリア分子の同定、定量はより容易となる。   The presence and quantification of the carrier molecule according to the present invention in the conductive layer can be verified by extracting the carrier molecule using an ion exchange reaction. The ion conductive resin is stirred in a dilute aqueous solution of hydrochloric acid or sodium hydroxide, and carrier molecules in the ion conductive resin are extracted into the aqueous solution. The aqueous solution after extraction is dried, the extract is collected, and then mass spectrometry is performed with a time-of-flight mass spectrometer (TOF-MS), whereby carrier molecules can be identified and quantified. In addition, since the carrier molecule in an extract is a cation or an anion molecule, even when the molecular weight of a carrier molecule is high, it can analyze without decomposing a carrier molecule in TOF-MS measurement. Furthermore, elemental analysis is performed by inductively coupled plasma (ICP) emission analysis of the extract, and combined with the results of mass spectrometry, it becomes easier to identify and quantify carrier molecules.

(2)バインダー樹脂
本発明に係るバインダー樹脂としては、分子構造中に四級アンモニウム基およびスルホン酸基から選択される何れか一方または両方を有するイオン導電性樹脂を用いる。
そして、本発明に係るイオン導電性樹脂としては、四級アンモニウム基のカウンターイオンとして、本発明に係るキャリア分子以外の、イオン導電に寄与するキャリア分子を有しないものを用いることが好ましい。導電層中にキャリア移動度の異なるキャリア分子が混在することによって、導電層に大きな電気抵抗ムラが生じることを抑制するためである。
例えば、エピクロルヒドリン系ゴムに代表されるイオン導電性ゴムは、加硫することによって電気抵抗が低くなることが知られている。これは、加硫時に用いる加硫促進剤が、加熱により放出される塩素や、添加剤の硫黄、加硫促進剤から放出される硫黄等と塩を形成し、イオン導電剤としての機能を発現するためと考えられる。つまり、エピクロルヒドリン系ゴムは、加硫の結果、塩素イオン、硫黄イオン、加硫促進剤由来のイオン等がキャリア分子として生成することになる。
(2) Binder resin As the binder resin according to the present invention, an ion conductive resin having any one or both selected from a quaternary ammonium group and a sulfonic acid group in the molecular structure is used.
And as an ion conductive resin which concerns on this invention, it is preferable to use what does not have the carrier molecule which contributes to ion conduction other than the carrier molecule based on this invention as a counter ion of a quaternary ammonium group. This is to prevent generation of large electric resistance unevenness in the conductive layer due to the presence of carrier molecules having different carrier mobility in the conductive layer.
For example, it is known that an ion conductive rubber typified by epichlorohydrin rubber has a low electrical resistance when vulcanized. This is because the vulcanization accelerator used at the time of vulcanization forms a salt with chlorine released by heating, sulfur of additive, sulfur released from vulcanization accelerator, etc., and expresses the function as an ionic conductive agent It is thought to do. In other words, as a result of vulcanization of epichlorohydrin rubber, chlorine ions, sulfur ions, ions derived from vulcanization accelerators, and the like are generated as carrier molecules.

以上のような理由から、本発明に係るイオン導電性樹脂として、重合、或いは加熱によりイオン導電性を示す化合物が生成し難い樹脂が好ましい。上記条件に該当する樹脂として、例えば、イオン交換基を有したエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、エステル樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、アミドイミド樹脂、フェノール樹脂、ビニル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂が挙げられる。   For the reasons described above, the ion conductive resin according to the present invention is preferably a resin that is difficult to produce a compound exhibiting ionic conductivity by polymerization or heating. Examples of the resin that satisfies the above conditions include an epoxy resin having an ion exchange group, a urethane resin, an ester resin, an amide resin, an imide resin, an amideimide resin, a phenol resin, a vinyl resin, a silicone resin, and a fluorine resin.

上述の樹脂群は、原料としてのモノマー成分またはポリマー成分と、樹脂と反応し樹脂中に共有結合を介して結合するイオン導電剤のみで樹脂を製造できるため、イオン導電に寄与するキャリア分子の種類を極力低減できる。本発明においては、前記樹脂群の中でも特に、フェノール樹脂を用いることが好ましい。フェノール樹脂は、樹脂の主鎖骨格が芳香環により形成されているため、キャリア分子との絡み合いが生じにくく、本発明の目的に対して好適である。   Since the resin group described above can produce a resin only with a monomer component or polymer component as a raw material and an ionic conductive agent that reacts with the resin and binds to the resin via a covalent bond, the types of carrier molecules that contribute to ionic conduction Can be reduced as much as possible. In the present invention, it is particularly preferable to use a phenol resin among the resin group. Since the main chain skeleton of the resin is formed of an aromatic ring, the phenol resin is less likely to be entangled with the carrier molecule and is suitable for the purpose of the present invention.

また、イオン導電の観点から、該イオン導電性樹脂は、分子構造中にエチレンオキサイドユニットを有することが好ましい。エチレンオキサイドユニットの含有量は適宜設定することができる。ただし、エチレンオキサイドユニット含有量は、イオン導電性樹脂中の水分量と相関するため、該イオン導電性樹脂の電気抵抗値の温度・湿度依存性を支配する傾向にある。以上のような理由から、エチレンオキサイドユニットの含有量を30wt%以上80wt%以下の範囲に調整できる含有量であることが好ましい。より具体的には、40wt%以上60wt%以下であることが好ましい。含有量が40wt%以上の場合には、低温・低湿環境下における電気抵抗の上昇を防ぐことができる。含有量が60wt%以下の場合には、高温・高湿環境下における電気抵抗の低下を防ぐことができる。なお、エチレンオキサイドユニットの含有量は、原料としてのバインダー樹脂中のエチレンオキサイドユニットの重量比として算出できる。   From the viewpoint of ionic conductivity, the ionic conductive resin preferably has an ethylene oxide unit in the molecular structure. Content of an ethylene oxide unit can be set suitably. However, since the ethylene oxide unit content correlates with the moisture content in the ion conductive resin, it tends to dominate the temperature / humidity dependence of the electrical resistance value of the ion conductive resin. For the reasons as described above, it is preferable that the content of the ethylene oxide unit can be adjusted to a range of 30 wt% to 80 wt%. More specifically, it is preferably 40 wt% or more and 60 wt% or less. When the content is 40 wt% or more, it is possible to prevent an increase in electrical resistance in a low temperature / low humidity environment. When the content is 60 wt% or less, it is possible to prevent a decrease in electrical resistance under a high temperature / high humidity environment. In addition, content of an ethylene oxide unit is computable as a weight ratio of the ethylene oxide unit in the binder resin as a raw material.

<イオン導電性樹脂の製造方法>
本発明に係るイオン導電性樹脂は、例えば、(1)原料としてのイオン導電剤、及び、(2)バインダー樹脂の原料としてのポリマーまたはモノマーを用いて、以下の方法で製造することができる。
<Method for producing ion conductive resin>
The ion conductive resin according to the present invention can be produced by, for example, the following method using (1) an ion conductive agent as a raw material and (2) a polymer or monomer as a raw material for a binder resin.

(1−1)原料としてのイオン導電剤の用意;
イオン導電性樹脂の原料として、バインダー樹脂と化学反応し得る部分を有すると共に、四級アンモニウム基、或いはスルホン酸基のいずれかを有するイオン導電剤を用意する。
ここで、バインダー樹脂と化学反応し得る部分としては、例えば、ハロゲン原子(フッ素,塩素,臭素およびヨウ素原子)の結合部位や、反応性官能基が挙げられる。反応性官能基の具体例としては、カルボキシル基、酸無水物等の酸基、水酸基、アミノ基、メルカプト基、アルコキシ基、ビニル基、グリシジル基、エポキシ基、ニトリル基、カルバモイル基等が挙げられる。
(1-1) Preparation of an ionic conductive agent as a raw material;
As a raw material for the ion conductive resin, an ion conductive agent having a portion capable of chemically reacting with the binder resin and having either a quaternary ammonium group or a sulfonic acid group is prepared.
Here, examples of the moiety capable of chemically reacting with the binder resin include a binding site of a halogen atom (fluorine, chlorine, bromine and iodine atom) and a reactive functional group. Specific examples of reactive functional groups include carboxyl groups, acid groups such as acid anhydrides, hydroxyl groups, amino groups, mercapto groups, alkoxy groups, vinyl groups, glycidyl groups, epoxy groups, nitrile groups, carbamoyl groups, and the like. .

(1−2)イオン導電剤へのキャリア分子の導入;
次に、本発明に係るキャリア分子を、上記(1−1)で用意したイオン導電剤に導入する。具体的には、本発明に係るキャリア分子の塩と、上記(1−1)で用意したイオン導電剤の四級アンモニウム基またはスルホン酸基との間で、イオン交換反応を行うことによって、本発明に係るキャリア分子が導入されたイオン導電剤を得ることができる。
例えば、上記(1−1)にて用意したイオン導電剤が、グリシジルトリメチルアンモニウムクロライドである場合を例に説明する。まず、前記キャリア分子の塩として、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを用意する。そして、前記イオン導電剤および前記キャリア分子の塩の各々を精製水に溶解する。次いで、各水溶液を混合し、攪拌することによってイオン交換反応が生じ、イオン交換性の高い塩素イオンがビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオンと置換される。
この場合、生成したグリシジルトリメチルアンモニウム・ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドは疎水性を示すイオン液体のため、副生成物である水溶性のリチウムクロライドを容易に除去できる。同様に、本発明に係るキャリア分子からなるイオン導電剤はすべてイオン液体の特性を有するため、上述の方法で得られた反応性イオン導電剤が親水性の場合においても、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、メチルイソブチルケトン等の溶剤を選択することにより副生成物を容易に除去できる。
(1-2) introduction of carrier molecules into the ionic conductive agent;
Next, the carrier molecule according to the present invention is introduced into the ionic conductive agent prepared in (1-1) above. Specifically, by carrying out an ion exchange reaction between the salt of the carrier molecule according to the present invention and the quaternary ammonium group or sulfonic acid group of the ionic conductive agent prepared in (1-1) above, An ionic conductive agent into which carrier molecules according to the invention are introduced can be obtained.
For example, the case where the ionic conductive agent prepared in (1-1) is glycidyltrimethylammonium chloride will be described as an example. First, lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide is prepared as the carrier molecule salt. Then, each of the ion conductive agent and the salt of the carrier molecule is dissolved in purified water. Next, each aqueous solution is mixed and stirred to cause an ion exchange reaction, whereby chlorine ions having high ion exchange properties are replaced with bis (trifluoromethanesulfonyl) imide ions.
In this case, since the produced glycidyltrimethylammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide is a hydrophobic ionic liquid, water-soluble lithium chloride as a by-product can be easily removed. Similarly, since all of the ionic conductive agents composed of carrier molecules according to the present invention have ionic liquid characteristics, even when the reactive ionic conductive agent obtained by the above-described method is hydrophilic, chloroform, dichloromethane, dichloroethane, By-products can be easily removed by selecting a solvent such as methyl isobutyl ketone.

(2)イオン導電剤と、バインダー樹脂の原料ポリマーまたは原料モノマーとの反応;
バインダー樹脂の原料としてのポリマーまたはモノマーは、前述のイオン導電剤に含まれる反応性官能基と反応する限りにおいて特に制限はなく用い得る。具体例を挙げる。ポリグリシジル化合物、ポリアミン化合物、ポリカルボキシ化合物、ポリイソシアネート化合物、多価アルコール化合物、ポリイソシアネート化合物、フェノール化合物、ビニル化合物等、反応性官能基を2個以上有する化合物、化合物単独で重合性を有する化合物等。
上記(1−2)に係るイオン導電剤として、グリシジルトリメチルアンモニウムクロライドの塩素イオンを、シクロヘキサフルオロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミドにイオン交換したイオン導電剤を用いる場合を例に、本発明に係るイオン導電性樹脂を合成する方法を説明する。
バインダー樹脂の原料ポリマーとして、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルおよびポリプロピレングリコールビス(2−アミノプロピルエーテル)を用意する。
そして、上記イオン導電剤と、上記原料ポリマーとを、イソプロピルアルコール等の溶媒に溶解させた塗料を調製する。
この塗料の塗膜を、温度90〜200℃で加熱することで、グリシジル基とアミノ基とが反応し、本発明に係るキャリア分子をカウンターイオンとして有する四級アンモニウムが結合したイオン導電性樹脂が得られる。
本発明に係るイオン導電剤の添加量は適宜設定することができ、バインダー樹脂の原料としてのポリマーやモノマーに対して、該イオン導電剤を0.5質量%以上、20質量%以下の割合で配合することが好ましい。これによって、導電性に優れると共に、電気抵抗ムラの生じにくい導電層の形成に適したイオン導電性樹脂を得ることができる。
なお、本発明に係るイオン導電性樹脂の合成方法は、上述した方法に限定されるものでない。例えば、キャリア分子としてプロトンやハロゲンイオンを有するイオン導電剤が導入されたイオン導電性樹脂を合成した後に、プロトンやハロゲンイオンを、本発明に係るキャリア分子とイオン交換することにより本発明に係るイオン導電性樹脂を合成する方法も採用することができる。
(2) reaction of the ionic conductive agent with the raw material polymer or raw material monomer of the binder resin;
The polymer or monomer as the raw material of the binder resin can be used without any particular limitation as long as it reacts with the reactive functional group contained in the ionic conductive agent. A specific example is given. Polyglycidyl compound, polyamine compound, polycarboxy compound, polyisocyanate compound, polyhydric alcohol compound, polyisocyanate compound, phenol compound, vinyl compound, etc., compound having two or more reactive functional groups, compound having polymerizable property alone etc.
As an example of the ionic conductive agent according to (1-2) above, an ionic conductive agent obtained by ion exchange of the chloride ion of glycidyltrimethylammonium chloride with cyclohexafluoropropane-1,3-bis (sulfonyl) imide is used. A method for synthesizing the ion conductive resin according to the present invention will be described.
Polypropylene glycol diglycidyl ether and polypropylene glycol bis (2-aminopropyl ether) are prepared as raw materials for the binder resin.
Then, a coating material is prepared by dissolving the ionic conductive agent and the raw material polymer in a solvent such as isopropyl alcohol.
By heating the coating film of this paint at a temperature of 90 to 200 ° C., an ionic conductive resin in which a glycidyl group and an amino group react and a quaternary ammonium having a carrier molecule according to the present invention as a counter ion is bonded. can get.
The addition amount of the ionic conductive agent according to the present invention can be appropriately set, and the ionic conductive agent is contained in a proportion of 0.5% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the polymer or monomer as the raw material of the binder resin. It is preferable to mix. As a result, it is possible to obtain an ion conductive resin that is excellent in conductivity and suitable for forming a conductive layer that is less likely to cause uneven electrical resistance.
The method for synthesizing the ion conductive resin according to the present invention is not limited to the method described above. For example, after synthesizing an ion conductive resin in which an ionic conductive agent having protons or halogen ions as carrier molecules is introduced, the ions according to the present invention are ion-exchanged with the carrier molecules according to the present invention. A method of synthesizing a conductive resin can also be employed.

<他の成分>
イオン導電性樹脂には、本発明の効果を損なわない範囲で、樹脂の配合剤として一般的に用いられている充填剤、軟化剤、加工助剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分散剤、発泡剤等を添加することができる。
<Other ingredients>
In the ion conductive resin, a filler, a softening agent, a processing aid, a tackifier, an anti-tacking agent, a dispersant, which are generally used as a resin compounding agent, as long as the effects of the present invention are not impaired. A foaming agent or the like can be added.

<導電性ローラ>
本発明に係る導電性部材は、例えば、感光体等の被帯電部材に当接して当該被帯電体を帯電させるための帯電部材として好適に用い得る。また、像担持体と、当該像担持体に接触し電圧の印加により前記像担持体を帯電する帯電部材とを有し、画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されてなるプロセスカートリッジにおいて、当該帯電部材として、本発明に係る導電性部材を好適に用い得る。
なお、本発明のイオン導電性樹脂は、帯電ローラ等の帯電部材以外に、現像部材、転写部材、除電部材や、給紙ローラ等の搬送部材としても使用可能である。
<Conductive roller>
The conductive member according to the present invention can be suitably used, for example, as a charging member for contacting a member to be charged such as a photoconductor to charge the member to be charged. In addition, in a process cartridge having an image carrier and a charging member that contacts the image carrier and charges the image carrier by applying a voltage, the process cartridge is configured to be detachable from the image forming apparatus main body. As the charging member, the conductive member according to the present invention can be suitably used.
In addition to the charging member such as a charging roller, the ion conductive resin of the present invention can be used as a developing member, a transfer member, a charge eliminating member, or a conveying member such as a paper feed roller.

図1は本発明の電子写真用導電性部材の1種である帯電ローラの形態を示す概略図である。帯電ローラの構成は図1(a)に示すように、芯金11とその外周に設けられた弾性層12とからなる単層構成であっても良く、図1(b)に示すように、弾性層12の外側に表面層13を配置した2層構成であってもよい。更に、図1(c)に示すように、弾性層12と表面層13との間に中間層14や接着層を何層か配置した多層構成であってもよい。図1中の弾性層12、表面層13、中間層14の少なくとも何れかが導電層であり、本発明に係るイオン導電性樹脂は、いずれの層に用いても構わない。   FIG. 1 is a schematic view showing the form of a charging roller which is a kind of electrophotographic conductive member of the present invention. As shown in FIG. 1A, the charging roller may have a single-layer structure including a cored bar 11 and an elastic layer 12 provided on the outer periphery thereof. As shown in FIG. A two-layer configuration in which the surface layer 13 is disposed outside the elastic layer 12 may be employed. Furthermore, as shown in FIG. 1C, a multilayer configuration in which several intermediate layers 14 and adhesive layers are arranged between the elastic layer 12 and the surface layer 13 may be employed. At least one of the elastic layer 12, the surface layer 13, and the intermediate layer 14 in FIG. 1 is a conductive layer, and the ion conductive resin according to the present invention may be used for any layer.

さらに、帯電ローラとして放電に関与するのは帯電ローラの表面近くのため、放電ムラを改善できる本発明のイオン導電性樹脂を表層近傍に用いることが好ましい。この場合、必ずしも本発明のイオン導電性樹脂を最表層に用いる必要はなく、放電ムラに影響を与えない限りにおいて、トナーや外添剤の付着を防止する目的で、最表層を非粘着処理しても構わない。最表層の非粘着処理としては、帯電ローラ表面に電子線、紫外線、X線及びマイクロウェーブ等のエネルギー線を照射して表面を硬化し非粘着性とする方法や、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン及びシリコーン樹脂等の非粘着性樹脂を最表面層として形成してもよい。   Furthermore, since it is near the surface of the charging roller that is involved in the discharge as the charging roller, it is preferable to use the ion conductive resin of the present invention in the vicinity of the surface layer that can improve discharge unevenness. In this case, it is not always necessary to use the ion conductive resin of the present invention for the outermost layer, and as long as it does not affect discharge unevenness, the outermost layer is subjected to a non-adhesive treatment for the purpose of preventing adhesion of toner and external additives. It doesn't matter. As the non-adhesive treatment of the outermost layer, a method of curing the surface by irradiating the surface of the charging roller with energy rays such as electron beam, ultraviolet ray, X-ray and microwave, and making the surface non-adhesive, acrylic resin, polyurethane, polyamide, Non-adhesive resins such as polyester, polyolefin, and silicone resin may be formed as the outermost surface layer.

本発明に係る導電性部材の電気抵抗の目安としては、1×10Ω・cm以上1×10Ω・cm以下であるが、電気抵抗を1×10Ω・cm以上1×10Ω・cm以下にした場合に効果がある。1×10Ω・cm以上にすることでリークによる異常放電の発生を抑制でき、1×10Ω・cm以下にすることで電気抵抗の不足による画像弊害の発生を抑制できる。 The electric resistance of the conductive member according to the present invention is 1 × 10 3 Ω · cm or more and 1 × 10 9 Ω · cm or less, but the electric resistance is 1 × 10 5 Ω · cm or more and 1 × 10 8. Effective when Ω · cm or less. The occurrence of abnormal discharge due to leakage can be suppressed by setting it to 1 × 10 5 Ω · cm or more, and the occurrence of image defects due to insufficient electrical resistance can be suppressed by setting it to 1 × 10 8 Ω · cm or less.

本発明に係るイオン導電性樹脂を図1(b)に示すような、弾性層12の表面層13として用いた場合、弾性層12を形成するゴム成分としては、特に限定されるものではなく、電子写真用導電性部材の分野において公知のゴムを用いることができる。具体的には、エピクロルヒドリンホモポリマー、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル3元共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体の水素添加物、アクリルゴム及びウレタンゴム等が挙げられる。   When the ion conductive resin according to the present invention is used as the surface layer 13 of the elastic layer 12 as shown in FIG. 1B, the rubber component forming the elastic layer 12 is not particularly limited, Known rubbers can be used in the field of electrophotographic conductive members. Specifically, epichlorohydrin homopolymer, epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer, epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer, acrylonitrile-butadiene copolymer hydrogenated product, acrylic Examples thereof include rubber and urethane rubber.

本発明に係るイオン導電性樹脂を弾性層12もしくは弾性層12と表面層13の中間層として用いた場合、表面層13は、電子写真用導電性部材の分野において公知の樹脂を用いることができる。具体的には、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン及びシリコーン樹脂等が挙げられる。上記表面層を形成する樹脂に対して、必要に応じて、カーボンブラック、グラファイト、及び酸化錫等の導電性を有する酸化物、銅、銀等の金属、酸化物や金属を粒子表面に被覆して導電性を付与した導電性粒子、第四級アンモニウム塩等のイオン交換性能を有するイオン導電剤を用いてもよい。   When the ion conductive resin according to the present invention is used as the elastic layer 12 or an intermediate layer between the elastic layer 12 and the surface layer 13, the surface layer 13 can use a resin known in the field of electrophotographic conductive members. . Specific examples include acrylic resin, polyurethane, polyamide, polyester, polyolefin, and silicone resin. For the resin forming the surface layer, the surface of the particles may be coated with conductive oxides such as carbon black, graphite, and tin oxide, metals such as copper and silver, oxides and metals, if necessary. Alternatively, an ion conductive agent having ion exchange performance such as conductive particles and quaternary ammonium salts imparted with conductivity may be used.

[電子写真装置]
本発明に係る電子写真装置は、本発明に係る電子写真用の導電性部材を有しているものであればよく、その一例の概略構成を図4に示す。電子写真感光体44(以降、「感光体」ともいう)、本発明に係る導電性部材からなる帯電部材45を有する帯電装置が一体となったプロセスカートリッジ、不図示の潜像形成装置、潜像をトナー像とする現像装置、トナー像を紙等の転写材47に転写する転写装置を有する。更に、トナー像を転写後の感光体に残留するトナーを回収するクリーニング装置48、転写材上のトナー像を定着する定着装置49等から構成されている。
感光体44は、導電性基体上に感光層を有する回転ドラム型であり、矢示の方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。帯電ローラ45は、交流電源50から印加される電源により所定の電圧にされ、所定の押圧力で当接される感光体の回転に従い従動回転し、感光体を所定の電位に帯電する。不図示の潜像形成装置は、感光体44に潜像を形成するレーザー光41を出力するレーザービームスキャナ等の露光装置を有する。画像情報により変調されたレーザー光41を感光体44に照射することによって、一様に帯電された感光体44に静電潜像が形成される。
感光体44に形成された静電潜像は、感光体44に近接又は接触して配設される現像スリーブ又は現像ローラ46により、感光体44と同極性のトナーが搬送され反転現像により、静電潜像が現像されトナー像が形成される。感光体44上のトナー像は、転写装置において、転写ローラ42と感光体間に給紙システムにより搬送される普通紙等の転写材47に転写される。その後、定着装置49において、加熱ローラ等により転写材47上のトナー像が転写材に定着され、機外に排出され、出力画像を得る。
一方、感光体44上の残留トナーはクリーニング装置48においてブレード型のクリーニング部材43によって、機械的に掻き落とされクリーニング装置48の回収容器に回収される。ここで、現像装置にて転写残トナーを回収する現像同時クリーニング方式を採用することにより、クリーニング装置を省くことも可能である。
[Electrophotographic equipment]
The electrophotographic apparatus according to the present invention only needs to have the electrophotographic conductive member according to the present invention, and an example of the schematic configuration is shown in FIG. An electrophotographic photosensitive member 44 (hereinafter also referred to as “photosensitive member”), a process cartridge in which a charging device having a charging member 45 made of a conductive member according to the present invention is integrated, a latent image forming device (not shown) And a transfer device for transferring the toner image to a transfer material 47 such as paper. Further, it includes a cleaning device 48 that collects toner remaining on the photoconductor after the toner image is transferred, a fixing device 49 that fixes the toner image on the transfer material, and the like.
The photosensitive member 44 is a rotary drum type having a photosensitive layer on a conductive substrate, and is rotated at a predetermined peripheral speed (process speed) in the direction of the arrow. The charging roller 45 is set to a predetermined voltage by a power source applied from the AC power source 50, and is driven to rotate in accordance with the rotation of the photosensitive member brought into contact with the predetermined pressing force, thereby charging the photosensitive member to a predetermined potential. The latent image forming apparatus (not shown) includes an exposure apparatus such as a laser beam scanner that outputs a laser beam 41 that forms a latent image on the photosensitive member 44. By irradiating the photoconductor 44 with laser light 41 modulated by image information, an electrostatic latent image is formed on the uniformly charged photoconductor 44.
The electrostatic latent image formed on the photoconductor 44 is conveyed to a toner having the same polarity as that of the photoconductor 44 by a developing sleeve or a developing roller 46 disposed close to or in contact with the photoconductor 44, and is reversely developed. The electrostatic latent image is developed to form a toner image. The toner image on the photoconductor 44 is transferred to a transfer material 47 such as plain paper conveyed by a paper feed system between the transfer roller 42 and the photoconductor in the transfer device. Thereafter, in the fixing device 49, the toner image on the transfer material 47 is fixed on the transfer material by a heating roller or the like, and is discharged out of the apparatus to obtain an output image.
On the other hand, the residual toner on the photoconductor 44 is mechanically scraped off by the blade-type cleaning member 43 in the cleaning device 48 and is collected in the collection container of the cleaning device 48. Here, it is possible to omit the cleaning device by adopting a development simultaneous cleaning system in which the transfer device collects the transfer residual toner.

[プロセスカートリッジ]
本発明に係るプロセスカートリッジは、例えば、本発明に係る導電性部材からなる帯電ローラ45と、他の電子写真用部材、例えば、感光体44とが一体化され、電子写真装置本体に着脱可能に構成されているものである。
本発明に係るプロセスカートリッジの断面図を図5に示す。図5に示すプロセスカートリッジは、感光体44、帯電ローラ45を有する帯電装置、現像ローラ46とトナー供給ローラ51と現像ブレード52とを備えた現像装置、クリーニングブレード53を備えたクリーニング装置54等が一体化され、電子写真装置の本体に着脱可能に構成されている。
[Process cartridge]
In the process cartridge according to the present invention, for example, the charging roller 45 made of the conductive member according to the present invention and another electrophotographic member, for example, the photosensitive member 44 are integrated, and can be attached to and detached from the main body of the electrophotographic apparatus. It is configured.
A sectional view of the process cartridge according to the present invention is shown in FIG. The process cartridge shown in FIG. 5 includes a photosensitive device 44, a charging device having a charging roller 45, a developing device having a developing roller 46, a toner supply roller 51 and a developing blade 52, a cleaning device 54 having a cleaning blade 53, and the like. It is integrated and detachable from the main body of the electrophotographic apparatus.

以下、本発明の実施例について説明する。
A:導電層形成用の塗工液No.1〜42の調製;
Examples of the present invention will be described below.
A: Coating liquid No. for conductive layer formation Preparation of 1-42;

<調製例A1:塗工液No.1の調製>
(1−1)イオン導電剤の準備;
反応性官能基を有するイオン導電剤として、グリシジルトリメチルアンモニウムクロライド 8.56g(56.5mmol)を精製水50mlに溶解し、1時間攪拌して、イオン導電剤の水溶液を得た。
次に、シクロヘキサフルオロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミドリチウム 16.22g(56.5mmol)を精製水50mlに溶解し、1時間攪拌した。
得られた水溶液を混合して、2時間攪拌して反応させた。反応液を、12時間静置して、反応副生成物としてのリチウムクロライドが溶解した水層と、シクロヘキサフルオロプロパン−1,3−ビス(スルホニル)イミドを有するグリシジルトリメチルアンモニウム塩イオン導電剤からなる油層の2層に分離させた。分液漏斗を用いて、下層の油層を回収した。その後、回収した油層を、精製水を用いて2回洗浄し、油層に少量残存したリチウムクロライドを除去し、グリシジル基を反応性官能基として有するイオン導電剤を作製した。
(1−2)イオン導電性樹脂の合成;
イオン導電性樹脂の原料ポリマーとして、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル(重量平均分子量:640)と、ポリプロピレングリコールビス(2アミノプロピルエーテル)(重量平均分子量:400)を用意した。
上記(1−1)で得たイオン導電剤 0.47g、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル 13.68g(21.4mmol)、及び、ポリプロピレングリコールビス(2アミノプロピルエーテル)10.27g(25.6mmol)をイソプロピルアルコール(IPA)に溶解し、固形分が27重量%になるように調整し、導電層の塗工液No.1を調製した。
<Preparation Example A1: Coating liquid No. Preparation of 1>
(1-1) Preparation of ionic conductive agent;
As an ionic conductive agent having a reactive functional group, 8.56 g (56.5 mmol) of glycidyltrimethylammonium chloride was dissolved in 50 ml of purified water and stirred for 1 hour to obtain an aqueous solution of the ionic conductive agent.
Next, 16.22 g (56.5 mmol) of cyclohexafluoropropane-1,3-bis (sulfonyl) imidolithium was dissolved in 50 ml of purified water and stirred for 1 hour.
The obtained aqueous solution was mixed and reacted by stirring for 2 hours. The reaction solution was allowed to stand for 12 hours, from an aqueous layer in which lithium chloride as a reaction byproduct was dissolved, and a glycidyltrimethylammonium salt ion conductive agent having cyclohexafluoropropane-1,3-bis (sulfonyl) imide. The oil layer was separated into two layers. The lower oil layer was recovered using a separatory funnel. Thereafter, the recovered oil layer was washed twice with purified water to remove a small amount of lithium chloride remaining in the oil layer, and an ionic conductive agent having a glycidyl group as a reactive functional group was produced.
(1-2) Synthesis of ion conductive resin;
Polypropylene glycol diglycidyl ether (weight average molecular weight: 640) and polypropylene glycol bis (2 aminopropyl ether) (weight average molecular weight: 400) were prepared as raw material polymers for the ion conductive resin.
0.47 g of the ionic conductive agent obtained in the above (1-1), 13.68 g (21.4 mmol) of polypropylene glycol diglycidyl ether, and 10.27 g (25.6 mmol) of polypropylene glycol bis (2 aminopropyl ether) It was dissolved in isopropyl alcohol (IPA) and adjusted so that the solid content was 27% by weight. 1 was prepared.

<調製例2〜42:塗工液No.2〜42の調製>
イオン導電剤種、イオン交換に供したキャリア分子種、イオン導電性樹脂の原料、および、イオン導電剤の添加量を表1に示したように変更した以外は、塗工液No.1と同様にして塗工液No.2〜42を調製した。
なお、表1中、イオン導電剤種を表す記号A−1〜A−7、イオン交換に供したキャリア分子種を表す記号B−1〜B−15、および、イオン導電性樹脂の原料モノマー/原料ポリマーを表す記号C−1〜C−11の示す化合物名等は、表2〜表4に示した。
<Preparation Examples 2-42: Coating liquid No. Preparation of 2-42>
Except that the ion conductive agent species, the carrier molecular species subjected to ion exchange, the raw material of the ion conductive resin, and the addition amount of the ion conductive agent were changed as shown in Table 1, coating liquid No. As in the case of coating solution No. 2-42 were prepared.
In Table 1, symbols A-1 to A-7 representing ion conductive agent species, symbols B-1 to B-15 representing carrier molecular species subjected to ion exchange, and raw material monomers for ion conductive resin / The compound names indicated by symbols C-1 to C-11 representing raw material polymers are shown in Tables 2 to 4.

Figure 0005952945
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B:弾性ローラNo.1〜2の作成;
<調製例B1:弾性ローラNo.1の作成)
下記表5に記載の原料をオープンロールにて混合して未加硫ゴム組成物を得た。
B: Elastic roller No. Creation of 1-2;
<Preparation Example B1: Elastic roller No. 1 creation)
Raw materials listed in Table 5 below were mixed with an open roll to obtain an unvulcanized rubber composition.

Figure 0005952945
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次に、クロスヘッド押し出し機に芯金の供給機構、導電性ローラの排出機構を有する装置を用意し、芯金の搬送速度を60mm/sec、クロスヘッドには内径がφ12.5mmのダイスを取り付け、押出し機とクロスヘッドを80℃に調整した。クロスヘッドに供給した外径φ6mm、長さ258mmのステンレス棒の芯金の周囲に未加硫ゴム組成物の層を形成した。次に、170℃の熱風加硫炉中に未加硫ゴム組成物の層で周面が被覆された芯金を投入し、60分間加熱して当該未加硫ゴム組成物の層を架橋させてゴム弾性層とした。その後、ゴムの長さが228mmになるように端部を切断、除去した。最後に、ゴム弾性層の表面を回収砥石で研磨し、中央部直径12mm、中央部から左右90mm端部側の平均直径11.8mmのクラウン形状に成形し、弾性ローラNo.1を得た。   Next, a device having a core bar supply mechanism and a conductive roller discharge mechanism is prepared in the cross head extruder, and a core bar conveying speed is 60 mm / sec, and a die having an inner diameter of φ12.5 mm is attached to the cross head. The extruder and crosshead were adjusted to 80 ° C. A layer of an unvulcanized rubber composition was formed around the core bar of a stainless steel rod having an outer diameter of 6 mm and a length of 258 mm supplied to the crosshead. Next, a core metal whose peripheral surface is coated with a layer of an unvulcanized rubber composition is placed in a hot air vulcanization furnace at 170 ° C. and heated for 60 minutes to crosslink the layer of the unvulcanized rubber composition. A rubber elastic layer was obtained. Thereafter, the end portion was cut and removed so that the length of the rubber was 228 mm. Finally, the surface of the rubber elastic layer was polished with a recovery grindstone and formed into a crown shape having a center diameter of 12 mm and an average diameter of 11.8 mm from the center to the left and right ends of 90 mm. 1 was obtained.

<調製例B2:弾性ローラNo.2の作成>
下記表6に記載の原料をオープンロールにて混合して得た未加硫ゴム組成物を用いた以外は、弾性ローラNo.1と同様にして弾性ローラNo.2を作成した。
<Preparation Example B2: Elastic roller No. Creation of 2>
Except for using an unvulcanized rubber composition obtained by mixing the raw materials shown in Table 6 below with an open roll, the elastic roller No. 1 was used. In the same manner as in No. 1, the elastic roller no. 2 was created.

Figure 0005952945
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<調製例B3:弾性ローラNo.3の作成>
直径6mm、長さ258mmのステンレス棒を円筒金型内に配置した。この円筒金型のキャビティに、下記表7に記載の材料からなる液状シリコーンゴム混合物を注入して充填した。
<Preparation Example B3: Elastic roller No. Create 3>
A stainless steel rod having a diameter of 6 mm and a length of 258 mm was placed in a cylindrical mold. The cavity of this cylindrical mold was filled with a liquid silicone rubber mixture made of the materials shown in Table 7 below.

Figure 0005952945
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次いで、円筒金型を温度120℃で8分間加熱し、その後、温度25℃に冷却して、周面にシリコーンゴム層が形成されたステンレス棒を脱型した。その後、シリコーンゴム層を、温度200℃で60分間処理して、該シリコーンゴム層を硬化して、厚み3.0mmの弾性体層がステンレス棒の周面に形成された弾性ローラNo.3を得た。   Next, the cylindrical mold was heated at a temperature of 120 ° C. for 8 minutes, then cooled to a temperature of 25 ° C., and the stainless steel rod having a silicone rubber layer formed on the peripheral surface was removed. Thereafter, the silicone rubber layer was treated at a temperature of 200 ° C. for 60 minutes to cure the silicone rubber layer, and an elastic roller No. 1 having an elastic body layer having a thickness of 3.0 mm formed on the peripheral surface of the stainless steel rod. 3 was obtained.

<実施例1:帯電ローラNo.1の作成>
弾性ローラNo.1を、先に調製した塗工液No.1に1回ディッピングして、弾性層の表面に塗工液No.1の塗膜を形成した。なお、ディッピング塗布浸漬時間は9秒、ディッピング塗布引き上げ速度は、初期速度が20mm/sec、最終速度が2mm/secになるように調整し、20mm/secから2mm/secの間は、時間に対して直線的に速度を変化させた。
その後、表面に塗膜が形成された弾性ローラ1を、温度25℃の環境に30分間置いた。次いで、当該弾性ローラ1を温度90℃に設定した熱風循環乾燥機内に1時間置き、更に、温度160℃に設定した熱風循環乾燥機内に1時間置き、塗膜を反応させて、弾性層上に導電層としての表面層を形成した。
こうして、帯電ローラNo.1を得た。
得られた帯電ローラ1を、以下の評価に供した。
<Example 1: Charging roller No. Create 1>
Elastic roller No. 1 was applied to the previously prepared coating solution No. 1 dipping once, the coating liquid No. 1 coating film was formed. The dipping coating dipping time is 9 seconds, and the dipping coating lifting speed is adjusted so that the initial speed is 20 mm / sec and the final speed is 2 mm / sec. Between 20 mm / sec and 2 mm / sec, The speed was changed linearly.
Thereafter, the elastic roller 1 having a coating film formed on the surface was placed in an environment at a temperature of 25 ° C. for 30 minutes. Next, the elastic roller 1 is placed in a hot air circulating dryer set at a temperature of 90 ° C. for 1 hour, and further placed in a hot air circulating dryer set at a temperature of 160 ° C. for 1 hour to react the coating film on the elastic layer. A surface layer as a conductive layer was formed.
Thus, the charging roller No. 1 was obtained.
The obtained charging roller 1 was subjected to the following evaluation.

<評価1;体積抵抗率の測定>
帯電ローラの電流値を測定し、測定結果を用いて帯電ローラ1の体積抵抗率を算出した。
図2は、帯電ローラの電流値の測定方法の説明図である。図2に示したように、電子写真方式の画像形成装置に用いた場合の使用状態と同様の荷重で、帯電ローラを、電子写真装置内の感光体と同じ曲率を有する金属円柱22に対して、電子写真装置の使用状態におけるのと同じ荷重で当接させた状態で、電流を流したときの電流値を測定する。
図2(a)において、23aと23bは重りに固定された軸受けであり、21は、被検体としての帯電ローラである。そして、帯電ローラ21の導電性支持体11の両端に鉛直下方向に押す応力を印加する。帯電ローラの鉛直下方には、帯電ローラ21と回転軸が平行となるように金属円柱22が配置されている。そして、不図示の駆動装置により、金属円柱22を回転させながら、図2(b)の様に帯電ローラを軸受け23aと23bとへ押し当てる。電子写真装置の使用状態における感光体の回転速度と同じ速度で金属円柱22を回転させ、帯電ローラ21を金属円柱22の回転に従動回転させながら、電源24によって直流電圧−200Vを印加する。電圧を印加して2秒後から、円柱形金属22から流れ出てくる電流の時間平均を電流計Aで測定し、5秒間測定した結果の時間平均を算出した。
そして、本評価においては、被検体としての帯電ローラNo.1を2本用意した。
一方の帯電ローラNo.1については、温度23℃/湿度55%R.H.(N/N環境)に48時間置いて、N/N環境に帯電ローラNo.1を順化させた。その後、同環境下で、帯電ローラNo.1の軸の両端にそれぞれ5Nの力を加えて、直径30mmの円柱形金属に当接させ、該円柱形金属を周速150mm/sで回転させて電流値を測定し、電気抵抗値を求めた。
他方の帯電ローラNo.1については、温度15℃/湿度10%R.H.(L/L環境)の環境に48時間置いて、L/L環境に順化させた。その後、同環境下で、帯電ローラNo.1の軸の両端にそれぞれ5Nの力を加えて、直径30mmの円柱形金属に当接させ、該円柱形金属を周速150mm/sで回転させて電気抵抗値を測定し、電気抵抗率を求めた。
また、L/L環境下における帯電ローラNo.1の電気抵抗率を、N/N環境下における帯電ローラNo.1の電気抵抗率で除し、対数変換したものを環境変動桁とした。これによって、帯電ローラNo.1の電気抵抗率の環境変動依存性が評価できる。
<Evaluation 1: Measurement of volume resistivity>
The current value of the charging roller was measured, and the volume resistivity of the charging roller 1 was calculated using the measurement result.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for measuring the current value of the charging roller. As shown in FIG. 2, the charging roller is applied to the metal cylinder 22 having the same curvature as that of the photosensitive member in the electrophotographic apparatus with the same load as in the use state when used in the electrophotographic image forming apparatus. The current value is measured when a current is passed with the electrophotographic apparatus in contact with the same load as in the use state.
In FIG. 2A, 23a and 23b are bearings fixed to weights, and 21 is a charging roller as a subject. Then, stress that pushes vertically downward is applied to both ends of the conductive support 11 of the charging roller 21. A metal cylinder 22 is arranged vertically below the charging roller so that the charging roller 21 and the rotation axis are parallel to each other. Then, the charging roller is pressed against the bearings 23a and 23b as shown in FIG. 2B while rotating the metal cylinder 22 by a driving device (not shown). The metal cylinder 22 is rotated at the same speed as that of the photosensitive member in the state where the electrophotographic apparatus is used, and the DC voltage -200 V is applied by the power supply 24 while the charging roller 21 is rotated following the rotation of the metal cylinder 22. Two seconds after the voltage was applied, the time average of the current flowing out from the cylindrical metal 22 was measured with an ammeter A, and the time average of the results of measurement for 5 seconds was calculated.
In this evaluation, the charging roller No. as the subject is measured. Two 1s were prepared.
One charging roller No. 1 for a temperature of 23 ° C./humidity of 55% R.I. H. (N / N environment) for 48 hours, charging roller No. 1 was acclimatized. Thereafter, in the same environment, the charging roller No. Applying a force of 5N to both ends of the shaft 1 to bring it into contact with a cylindrical metal having a diameter of 30 mm, rotating the cylindrical metal at a peripheral speed of 150 mm / s, measuring the current value, and obtaining the electric resistance value It was.
The other charging roller No. 1 for a temperature of 15 ° C./humidity of 10% R.P. H. (L / L environment) was allowed to acclimate to the L / L environment for 48 hours. Thereafter, in the same environment, the charging roller No. Applying a force of 5 N to both ends of the shaft 1 to bring it into contact with a cylindrical metal with a diameter of 30 mm, rotating the cylindrical metal at a peripheral speed of 150 mm / s, measuring the electrical resistance value, and calculating the electrical resistivity Asked.
In addition, the charging roller No. in the L / L environment. No. 1 charging roller No. 1 in an N / N environment. Divided by the electrical resistivity of 1 and logarithmically converted was taken as the environmental fluctuation digit. As a result, the charging roller No. The environmental variation dependency of the electrical resistivity of 1 can be evaluated.

<評価2:ブリード評価>
帯電ローラNo.1を、ポリエチレンテレフタレート(PET)シート上に置き、帯電ローラNo.1の軸の両端にそれぞれ500gの荷重を加えて、帯電ローラNo.1の表面をPETシートに当接させた。この状態を、温度40℃/湿度95%R.H.の環境下で1週間保持した。その後、帯電ローラNo.1を、PETシートから取り除き、PETシートの帯電ローラNo.1が当接していた面を、光学顕微鏡(10倍)で観察した。帯電ローラNo.1の弾性層からのブリード物が、表面層を通過してPETシートの表面に付着しているか否かを、下記表8に記載の基準に基づき評価した。
<Evaluation 2: Bleed evaluation>
Charging roller No. 1 is placed on a polyethylene terephthalate (PET) sheet, and the charging roller No. 1 is set. A load of 500 g is applied to both ends of the shaft of No. 1 to charge the charging roller no. The surface of 1 was brought into contact with a PET sheet. This state was measured at a temperature of 40 ° C./humidity of 95% R.D. H. For one week. After that, the charging roller No. 1 is removed from the PET sheet, and the charging roller No. 1 of the PET sheet is removed. The surface on which 1 was in contact was observed with an optical microscope (10 times). Charging roller No. Whether or not the bleed from the elastic layer 1 adhered to the surface of the PET sheet through the surface layer was evaluated based on the criteria described in Table 8 below.

Figure 0005952945
Figure 0005952945

<評価3:帯電能力の評価>
電子写真式のレーザープリンター(商品名:Laserjet 4700dn)について、記録メディアの出力スピードが300mm/secとなるように改造した。この改造したレーザープリンターの帯電ローラとして、帯電ローラNo.1を装着した。なお、このレーザープリンターの画像解像度は600dpiである。
上記レーザープリンターに間欠的な画像形成動作をさせることにより、40001枚の電子写真画像を出力した。間欠的な画像形成動作とは、画像を2枚出力させた後、電子写真感光体ドラムの回転を約3秒停止させ、再び画像形成の動作を行うものである。また、このときに出力した画像としては、1枚目〜40000枚目までは、印字濃度1%の文字画像とし、最後の1枚はハーフトーン画像とした。なお、ここでのハーフトーン画像は電子写真感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドット、間隔2ドットの横線を描くような画像とした。そして、40001枚目のハーフトーン画像を目視で観察し、下記表9に記載の基準にて評価した。
<Evaluation 3: Evaluation of charging ability>
An electrophotographic laser printer (trade name: Laserjet 4700dn) was modified so that the output speed of the recording medium was 300 mm / sec. As the charging roller of this modified laser printer, charging roller No. 1 was installed. Note that the image resolution of this laser printer is 600 dpi.
By causing the laser printer to perform an intermittent image forming operation, 40001 electrophotographic images were output. In the intermittent image forming operation, after outputting two images, the rotation of the electrophotographic photosensitive drum is stopped for about 3 seconds, and the image forming operation is performed again. Further, as the images output at this time, the first to 40000th sheets were character images having a printing density of 1%, and the last sheet was a halftone image. Here, the halftone image is an image in which a horizontal line having a width of 1 dot and an interval of 2 dots is drawn in the direction perpendicular to the rotation direction of the electrophotographic photosensitive member. Then, the 40th halftone image was visually observed and evaluated according to the criteria shown in Table 9 below.

Figure 0005952945
Figure 0005952945

<評価4:斑点状の画像欠陥による評価>
電子写真式のレーザープリンタ(商品名:Laserjet 4515n,HP社製)の帯電ローラとして帯電ローラNo.1を装着した。なお、このレーザープリンタの記録メディアの出力スピードは370mm/sec、画像解像度は1200dpiである。
上記レーザープリンタに間欠的な画像形成動作をさせることにより、40000枚の電子写真画像を出力した。間欠的な画像形成動作とは、画像を2枚出力させた後、電子写真感光体ドラムの回転を約3秒停止させ、再び画像形成の動作を行うものである。
また、このときに出力した画像としては、H−Line画像とした。H−Line画像とは、電子写真感光体の回転方向と垂直方向に幅2ドット、間隔176ドットの横線を描くような画像とした。
その後、直流印加電圧−600V、周波数2931Hz、交流印加電圧をVpp=1200Vから上げながらハーフトーン画像を出力し、斑点状の画像欠陥が消失する電圧を測定した。本評価において、斑点状の画像欠陥が消失する電圧が低い程、電気抵抗値が均一な帯電ローラであるといえる。
<Evaluation 4: Evaluation by Spotted Image Defect>
As a charging roller for an electrophotographic laser printer (trade name: Laserjet 4515n, manufactured by HP), a charging roller No. 1 is used. 1 was installed. The output speed of the recording medium of this laser printer is 370 mm / sec, and the image resolution is 1200 dpi.
By causing the laser printer to perform an intermittent image forming operation, 40,000 electrophotographic images were output. In the intermittent image forming operation, after outputting two images, the rotation of the electrophotographic photosensitive drum is stopped for about 3 seconds, and the image forming operation is performed again.
The image output at this time is an H-Line image. The H-Line image was an image in which a horizontal line having a width of 2 dots and an interval of 176 dots was drawn in the direction perpendicular to the rotation direction of the electrophotographic photosensitive member.
Thereafter, a halftone image was output while raising the DC applied voltage −600 V, the frequency 2931 Hz, and the AC applied voltage from Vpp = 1200 V, and the voltage at which the spot-like image defects disappeared was measured. In this evaluation, it can be said that the lower the voltage at which the spot-like image defect disappears, the charging roller has a uniform electric resistance value.

<評価5:導電層中の全キャリア分子に対する本発明に係るキャリア分子のモル比>
帯電ローラ1の表面層を削り取り、塩酸の希薄水溶液に溶解させ、イオン導電性樹脂中のキャリア分子を抽出した。抽出後の水溶液を乾燥し、抽出物を回収後、飛行時間型質量分析装置(TOF−MS)による質量分析と、ICP発光分析を行って、表面層中に存在する全キャリア分子の量、および、本発明に係るキャリア分子の量を検出し、導電層中の全キャリア分子に対する本発明に係るキャリア分子のモル比を求めた。
<Evaluation 5: Molar ratio of carrier molecules according to the present invention to all carrier molecules in the conductive layer>
The surface layer of the charging roller 1 was scraped and dissolved in a dilute aqueous solution of hydrochloric acid to extract carrier molecules in the ion conductive resin. The aqueous solution after extraction is dried, the extract is collected, mass spectrometry using a time-of-flight mass spectrometer (TOF-MS) and ICP emission analysis are performed, and the amount of all carrier molecules present in the surface layer, and The amount of the carrier molecule according to the present invention was detected, and the molar ratio of the carrier molecule according to the present invention to the total carrier molecules in the conductive layer was determined.

<実施例2〜42>
表面層である導電層の形成に、表10に示したNo.の塗工液を用いた以外は、帯電ローラ1と同様にして帯電ローラNo.2〜42を作成した。そして、これらの帯電ローラについて、帯電ローラ1と同様に評価した。
<Examples 2 to 42>
In the formation of the conductive layer as the surface layer, No. 1 shown in Table 10 was used. The charging roller No. 1 was the same as the charging roller 1 except that the coating solution was used. 2-42 were made. These charging rollers were evaluated in the same manner as the charging roller 1.

Figure 0005952945
Figure 0005952945

<実施例43〜53>
弾性ローラNo.1を弾性ローラNo.2に変え、表面層の形成を表11に記載したNo.の塗工液を用いた以外は、帯電ローラNo.1と同様にして帯電ローラNo.43〜53を作成し、評価1〜評価5に供した。結果を表11に併せて示す。
<Examples 43 to 53>
Elastic roller No. 1 is an elastic roller no. 2 and the formation of the surface layer was changed to No. 1 described in Table 11. The charging roller No. was used except that the coating liquid was used. In the same manner as in No. 1, the charging roller no. 43 to 53 were prepared and used for Evaluation 1 to Evaluation 5. The results are also shown in Table 11.

Figure 0005952945
Figure 0005952945

<実施例54>
直径6mm、長さ258mmのステンレス棒を円筒金型内に配置した。この円筒金型のキャビティに、塗工液No.3からIPAを除いた樹脂混合物を注入して充填した。次いで、円筒金型を温度90℃で1時間加熱し、更に、温度160℃で1時間加熱した。その後、温度25℃に円筒金型を冷却して、周面に、厚み3.0mmの導電層が形成されたステンレス棒を脱型した。これを帯電ローラNo.54とする。この帯電ローラNo.54を評価1〜評価5に供した。結果を表12に示す。
<Example 54>
A stainless steel rod having a diameter of 6 mm and a length of 258 mm was placed in a cylindrical mold. In the cavity of this cylindrical mold, the coating liquid No. The resin mixture excluding IPA from 3 was injected and filled. Next, the cylindrical mold was heated at a temperature of 90 ° C. for 1 hour, and further heated at a temperature of 160 ° C. for 1 hour. Thereafter, the cylindrical mold was cooled to a temperature of 25 ° C., and the stainless steel rod having a conductive layer having a thickness of 3.0 mm formed on the peripheral surface was removed. This is the charging roller No. 54. This charging roller No. 54 was subjected to Evaluation 1 to Evaluation 5. The results are shown in Table 12.

<実施例55>
弾性ローラNo.10の表面層上に、以下の方法に従って保護層を設けた。
カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液にメチルイソブチルケトンを加え、固形分が10質量%となるように調整した。前述のアクリルポリオール溶液の固形分100質量部に対して、カーボンブラック(HAF)15質量部、針状ルチル型酸化チタン微粒子35質量部、変性ジメチルシリコーンオイル0.1質量部、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)とイソホロンジイソシアネート(IPDI)の各ブタノンオキシムブロック体の7:3の混合物、80.14質量部を入れ混合溶液を調整した。このとき、ブロックHDIとブロックIPDIの混合物は、「NCO/OH=1.0」となるように添加した。
<Example 55>
Elastic roller No. A protective layer was provided on 10 surface layers according to the following method.
Methyl isobutyl ketone was added to the caprolactone-modified acrylic polyol solution to adjust the solid content to 10% by mass. 15 parts by mass of carbon black (HAF), 35 parts by mass of acicular rutile-type titanium oxide fine particles, 0.1 part by mass of modified dimethyl silicone oil, hexamethylene diisocyanate (HDI) with respect to 100 parts by mass of the solid content of the acrylic polyol solution described above ) And isophorone diisocyanate (IPDI) 7: 3 mixture of each butanone oxime block, 80.14 parts by mass were prepared to prepare a mixed solution. At this time, the mixture of the block HDI and the block IPDI was added so that “NCO / OH = 1.0”.

450mLのガラス瓶に上記混合溶液210gと、メディアとして平均粒径0.8mmのガラスビーズ200gを混合し、ペイントシェーカー分散機を用いて24時間分散した。分散後、樹脂粒子として架橋タイプアクリル粒子(商品名:MR50G;綜研化学製)の5.44質量部(アクリルポリオール100重量部に対して20重量部相当量)を添加した後、更に30分間分散して保護層形成用の塗料を得た。   In a 450 mL glass bottle, 210 g of the above mixed solution and 200 g of glass beads having an average particle diameter of 0.8 mm were mixed as media, and dispersed for 24 hours using a paint shaker disperser. After dispersion, 5.44 parts by mass of crosslinked acrylic particles (trade name: MR50G; manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) as resin particles were added (equivalent to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of acrylic polyol), and then dispersed for 30 minutes. Thus, a paint for forming a protective layer was obtained.

得られた保護層形成用の塗料を、実施例10の帯電ローラの外周上に1回ディッピング塗布し、常温で30分間以上風乾した。次いで90℃に設定した熱風循環乾燥機にて1時間乾燥し、更に160℃に設定した熱風循環乾燥機にて1時間乾燥して、帯電ローラ上に最外層を形成した。ディッピング塗布浸漬時間は9秒、ディッピング塗布引き上げ速度は、初期速度が20mm/sec、最終速度が2mm/secになるように調節し、20mm/secから2mm/secの間は、時間に対して直線的に速度を変化させた。以上のように、保護層を有する帯電ローラNo.55を作成した。この帯電ローラNo.55を評価1〜評価5に供した。結果を表12に示す。   The obtained coating material for forming a protective layer was dipped once on the outer periphery of the charging roller of Example 10 and air-dried at room temperature for 30 minutes or more. Subsequently, it dried for 1 hour with the hot air circulating dryer set to 90 degreeC, and also dried for 1 hour with the hot air circulating dryer set to 160 degreeC, and formed the outermost layer on the charging roller. The dipping coating dipping time is 9 seconds, and the dipping coating lifting speed is adjusted so that the initial speed is 20 mm / sec and the final speed is 2 mm / sec. Between 20 mm / sec and 2 mm / sec, the speed is linear. The speed was changed. As described above, the charging roller No. 1 having the protective layer is provided. 55 was created. This charging roller No. 55 was subjected to Evaluation 1 to Evaluation 5. The results are shown in Table 12.

Figure 0005952945
Figure 0005952945

<比較例1>
調製例1の(1−2)において、イオン導電剤として、グリシジルトリメチルアンモニウムクロライドを用いた以外は、調製例1の(1−2)と同様にして塗工液No.43を調製した。
表面層の形成に塗工液No.43を用いた以外は、実施例1と同様にして帯電ローラNo.C−1を作成し、評価1〜5に供した。結果を表13に示す。
なお、評価5に関して、本比較例に係る帯電ローラNo.C−1の導電層に含まれるキャリア分子は塩素イオンのみであった。塩素イオンは、本発明に係るキャリア分子には該当しない。そのため、評価5の結果は、0モル%となった。
<Comparative Example 1>
In Preparation Example 1 (1-2), except that glycidyltrimethylammonium chloride was used as the ionic conductive agent, the coating solution No. 1 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 (1-2). 43 was prepared.
For forming the surface layer, coating liquid No. Except for using No. 43, the charging roller no. C-1 was prepared and used for evaluations 1-5. The results are shown in Table 13.
For evaluation 5, the charging roller no. The carrier molecules contained in the conductive layer of C-1 were only chloride ions. Chlorine ions do not fall under the carrier molecule according to the present invention. Therefore, the result of evaluation 5 was 0 mol%.

<比較例2>
調製例1の(1−2)において、イオン導電剤として、トリメチルヘキシルアンモニウム−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを用いた以外は、調製例1の(1−2)と同様にして塗工液No.44を調製した。
表面層の形成に塗工液No.44を用いた以外は、実施例1と同様にして帯電ローラNo.C−2を作成し、評価1〜5に供した。結果を表13に示す。
本比較例に係るイオン導電剤は、反応性官能基を有しない。そのため、本比較例に係るバインダー樹脂は、分子構造中に四級アンモニウム基およびスルホン酸基を有さず、本発明に係るイオン導電性樹脂に該当しない。
<Comparative example 2>
In Preparation Example 1 (1-2), except that trimethylhexylammonium-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide was used as the ionic conductive agent, the coating solution No. was the same as (1-2) in Preparation Example 1. . 44 was prepared.
For forming the surface layer, coating liquid No. Except for using No. 44, the charging roller no. C-2 was prepared and used for evaluations 1-5. The results are shown in Table 13.
The ionic conductive agent according to this comparative example does not have a reactive functional group. Therefore, the binder resin according to this comparative example does not have a quaternary ammonium group and a sulfonic acid group in the molecular structure, and does not correspond to the ion conductive resin according to the present invention.

<比較例3>
調製例1の(1−2)において、イオン導電剤として、ステアリン酸−ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを用いた以外は、調製例1の(1−2)と同様にして塗工液No.45を調製した。
表面層の形成に塗工液No.45を用いた以外は、実施例1と同様にして帯電ローラNo.C−3を作成し、評価1〜5に供した。結果を表13に示す。
なお、本比較例において用いたイオン導電剤は、カルボキシル基をイオン交換基と有する。そのため、本比較例に係るバインダー樹脂は、分子構造中に四級アンモニウム基およびスルホン酸基を有さず、本発明に係るイオン導電性樹脂に該当しない。
<Comparative Example 3>
In Preparation Example 1 (1-2), coating solution No. 1 was prepared in the same manner as Preparation Example 1 (1-2) except that stearic acid-bis (trifluoromethanesulfonyl) imide was used as the ionic conductive agent. 45 was prepared.
For forming the surface layer, coating liquid No. Except for using 45, the charging roller no. C-3 was prepared and used for evaluations 1-5. The results are shown in Table 13.
In addition, the ionic conductive agent used in this comparative example has a carboxyl group and an ion exchange group. Therefore, the binder resin according to this comparative example does not have a quaternary ammonium group and a sulfonic acid group in the molecular structure, and does not correspond to the ion conductive resin according to the present invention.

Figure 0005952945
Figure 0005952945

<実施例56>
弾性ローラNo.3を用いると共に、表面層の形成に塗工液No.4を用いた以外は、実施例1と同様にして現像ローラNo.1を作成した。
現像ローラNo.1を、評価1、評価2、評価5、および、下記の評価6に供した。
<Example 56>
Elastic roller No. 3 and coating liquid No. 3 for forming the surface layer. 4 except that the developing roller No. 4 was used in the same manner as in Example 1. 1 was created.
Development roller No. 1 was subjected to Evaluation 1, Evaluation 2, Evaluation 5, and Evaluation 6 below.

<評価6;電子写真画像の形成試験>
電子写真装置として、レーザープリンター(商品名:LBP5400,キヤノン社製)を用意した。そして、現像ローラと感光体との当接圧力と侵入量を、現像ローラ上のトナー被覆量が0.35mg/cmとなるように調整した。また、現像ローラから古いトナーを掻き落とし、現像ローラに新しいトナーを供給する軟質ウレタンスポンジ製のトナー供給ローラを設けた。
このレーザプリンターの現像ローラとして、現像ローラNo.1を装着し、感光体の回転方向と垂直方向に幅2ドット、間隔50ドットの横線を描くような電子写真画像を20000枚連続して形成した。引き続いて、ハーフトーン画像を1枚形成した。このハーフトーン画像を目視で観察し、下記表14に記載の基準に従って評価した。結果を表15に示す。
<Evaluation 6: Electrophotographic image formation test>
As an electrophotographic apparatus, a laser printer (trade name: LBP5400, manufactured by Canon Inc.) was prepared. Then, the contact pressure between the developing roller and the photosensitive member and the penetration amount were adjusted so that the toner coating amount on the developing roller was 0.35 mg / cm 2 . Also, a toner supply roller made of a soft urethane sponge is provided to scrape old toner from the developing roller and supply new toner to the developing roller.
As a developing roller of this laser printer, a developing roller No. No. 1 was mounted, and 20000 electrophotographic images were continuously formed so as to draw a horizontal line having a width of 2 dots and an interval of 50 dots in the direction perpendicular to the rotation direction of the photosensitive member. Subsequently, one halftone image was formed. This halftone image was visually observed and evaluated according to the criteria described in Table 14 below. The results are shown in Table 15.

Figure 0005952945
Figure 0005952945

<実施例57〜59>
表面層の形成に表15に示したNo.の塗工液を用いた以外は、実施例56と同様にして現像ローラNo.2〜4を作成し、評価1〜2、評価5および評価6に供した。結果を表15に併せて示す。
<Examples 57 to 59>
No. shown in Table 15 for the formation of the surface layer. A developing roller No. was prepared in the same manner as in Example 56 except that the above coating solution was used. 2-4 were created and used for Evaluation 1-2, Evaluation 5 and Evaluation 6. The results are also shown in Table 15.

Figure 0005952945
Figure 0005952945

(比較例4)
塗工液No.4を塗工液No.44に変えて表面層を形成した以外は、実施例56と同様にして現像ローラC−4を作成し、評価1〜2、5および6に供した。結果を表16に示す。
なお、本比較例に係るイオン導電剤は、反応性官能基を有しない。そのため、本比較例に係るバインダー樹脂は、分子構造中に四級アンモニウム基およびスルホン酸基を有さず、本発明に係るイオン導電性樹脂に該当しない。
(Comparative Example 4)
Coating liquid No. 4 is the coating liquid No. A developing roller C-4 was prepared in the same manner as in Example 56 except that the surface layer was changed to 44 and subjected to evaluations 1, 2, 5 and 6. The results are shown in Table 16.
In addition, the ionic conductive agent which concerns on this comparative example does not have a reactive functional group. Therefore, the binder resin according to this comparative example does not have a quaternary ammonium group and a sulfonic acid group in the molecular structure, and does not correspond to the ion conductive resin according to the present invention.

Figure 0005952945
Figure 0005952945

11 芯金
12 弾性層
13 表面層
14 中間層
11 Core 12 Elastic layer 13 Surface layer 14 Intermediate layer

Claims (8)

導電性支持体および導電層を有する電子写真用の導電性部材であって、
該導電層は、
分子構造中に四級アンモニウムイオンを有するイオン導電性樹脂をバインダー樹脂として含み、かつ、
下記式(5)で示されるキャリア分子を含むことを特徴とする導電性部材:
Figure 0005952945
(式(5)中、Rは、エチル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基またはn−デシル基を表す。)。
A conductive member for electrophotography having a conductive support and a conductive layer,
The conductive layer is
An ion conductive resin having a quaternary ammonium ion in the molecular structure as a binder resin, and
A conductive member comprising carrier molecules represented by the following formula (5):
Figure 0005952945
(Wherein (in 5), R 1 is. Representing the ethyl group, n- butyl group, sec- butyl group, tert- butyl group, n- hexyl, n- octyl or n- decyl).
導電性支持体および導電層を有する電子写真用の導電性部材であって、
該導電層は、
分子構造中にスルホン酸イオンを有するイオン導電性樹脂をバインダー樹脂として含み、かつ、
下記式(6)または(7)で示されるキャリア分子を含むことを特徴とする導電性部材:
Figure 0005952945
(式(6)および式(7)中、R、R、R、R、R、RおよびRはそれぞれ独立に、水素、または、炭素数1乃至10の炭化水素基を表し、ヘテロ原子を含んでもよい。)。
A conductive member for electrophotography having a conductive support and a conductive layer,
The conductive layer is
Containing an ion conductive resin having a sulfonate ion in the molecular structure as a binder resin; and
A conductive member comprising carrier molecules represented by the following formula (6) or (7):
Figure 0005952945
(In Formula (6) and Formula (7), R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are each independently hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. And may contain a heteroatom).
導電性支持体および導電層を有する電子写真用の導電性部材であって、
該導電層は、
分子構造中にスルホン酸イオンを有するイオン導電性樹脂をバインダー樹脂として含み、かつ、
下記式(8)または(9)で示されるキャリア分子を含むことを特徴とする導電性部材:
Figure 0005952945
(式(8)および式(9)中、R、R10、R11、R12、R13およびR14はそれぞれ独立に、炭素数1乃至10の炭化水素基を表し、ヘテロ原子を含んでもよい。)。
A conductive member for electrophotography having a conductive support and a conductive layer,
The conductive layer is
Containing an ion conductive resin having a sulfonate ion in the molecular structure as a binder resin; and
A conductive member comprising carrier molecules represented by the following formula (8) or (9):
Figure 0005952945
(In Formula (8) and Formula (9), R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 and R 14 each independently represents a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and includes a hetero atom. May be.)
導電性支持体および導電層を有する電子写真用の導電性部材であって、
該導電層は、
分子構造中にスルホン酸イオンを有するイオン導電性樹脂をバインダー樹脂として含み、かつ、
下記式(10)で示されるキャリア分子を含むことを特徴とする導電性部材:
Figure 0005952945
(式(10)中、R15、R16、R17、およびR18はそれぞれ独立に、水素または炭素数1乃至10の炭化水素基を表し、ヘテロ原子を含んでもよい。)。
A conductive member for electrophotography having a conductive support and a conductive layer,
The conductive layer is
Containing an ion conductive resin having a sulfonate ion in the molecular structure as a binder resin; and
A conductive member comprising carrier molecules represented by the following formula (10):
Figure 0005952945
(In Formula (10), R 15 , R 16 , R 17 , and R 18 each independently represent hydrogen or a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and may include a hetero atom).
前記イオン導電性樹脂の分子構造中にエチレンオキサイドユニットを有する請求項1〜4のいずれか一項に記載の導電性部材。The electroconductive member as described in any one of Claims 1-4 which has an ethylene oxide unit in the molecular structure of the said ion conductive resin. 前記イオン導電性樹脂がフェノール樹脂である請求項5に記載の導電性部材。The conductive member according to claim 5, wherein the ion conductive resin is a phenol resin. 請求項1乃至6の何れか一項に記載の導電性部材を有することを特徴とする電子写真装置。An electrophotographic apparatus comprising the conductive member according to claim 1. 請求項1乃至6の何れか一項に記載の導電性部材を有し、電子写真装置の本体に着脱可能に構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。A process cartridge comprising the conductive member according to any one of claims 1 to 6 and configured to be detachable from a main body of an electrophotographic apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4046447B2 (en) * 1999-09-02 2008-02-13 東海ゴム工業株式会社 Conductive roll
JP2001074034A (en) * 1999-09-02 2001-03-23 Tokai Rubber Ind Ltd Electrically conductive roll
JP2002132014A (en) * 2000-10-19 2002-05-09 Ricoh Co Ltd Electrostatic charging member and image forming device provided with the same
JP3960214B2 (en) * 2002-11-29 2007-08-15 東海ゴム工業株式会社 Semiconductive composition for electrophotographic equipment member and electrophotographic equipment member using the same
JP2005120158A (en) * 2003-10-14 2005-05-12 Japan Carlit Co Ltd:The Conductive polyurethane resin and method for producing the resin and conductive member using the resin and used for electrophotographic device
JP2005350621A (en) * 2004-06-14 2005-12-22 Kureha Corp Semiconductive polyvinylidene fluoride resin composition, semiconductive resin molded product and process for production of the molded product
JP2007138113A (en) * 2005-11-22 2007-06-07 Tokai Rubber Ind Ltd Electroconductive polymer composition and electroconductive member for electrophotographic equipment using the same
JP5118366B2 (en) * 2007-03-08 2013-01-16 株式会社リコー Conductive member, process cartridge using the conductive member, and image forming apparatus using the process cartridge
JP5094595B2 (en) * 2008-06-30 2012-12-12 キヤノン株式会社 Developer carrier and developing device
JP2010150356A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Jsr Corp Ionic functional group-containing epoxy resin

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