电子照相用导电性构件的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2012年3月16日、申请号为201280014378. 6、发明名称为"电 子照相用导电性构件"的申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及用于电子照相设备和处理盒的电子照相用导电性构件。
【背景技术】
[0003] 在使用电子照相方法的图像形成设备中即电子照相设备中，导电性构件被用于各 种用途中即作为构件如充电构件、显影构件和转印构件。在电子照相设备中，作为充电构件 的充电辊设置为与电子照相感光构件接触，以对电子照相感光构件充电。充电辊包含导电 层。为了控制导电层的导电性，向导电层加入电子导电剂如碳黑，或离子导电剂如季铵盐化 合物。离子导电剂在粘结剂树脂中比电子导电剂更均匀地分散。在PTL 1中，选择离子导 电剂作为导电剂以减少由于导电剂在粘结剂树脂中分散不均匀带来的电阻的不均匀性。
[0004] PTL 2使用疏水性离子液体作为离子导电剂，以改善低温和低湿度下电阻的增加。
[0005] 引文列表
[0006] 专利文献
[0007] PTL 1 :日本专利申请特开H01-142569
[0008] PTL 2 :日本专利申请特开2003-202722
【发明内容】
[0009] 发明要解决的问题
[0010] 具有局部不均匀的电阻的充电构件可能会导致感光构件局部的放电不均匀，从而 导致在电子照相图像中产生白色或黑色的污迹（blotches)或者条状的浓度不均匀。
[0011] 如上所述，作为在导电层中含有的导电剂，离子导电剂在抑制充电构件的电阻不 均匀性方面优于电子导电剂。然而，即使充电辊包括具有使用离子导电剂赋予的导电性的 导电层，也可能会在电子照相图像中导致由于局部的放电不均匀带来的上述缺陷。特别地， 当由于设备长期使用导致输出的电子照相图象的数量增加时，或者当在低温和低湿度环境 下形成图像时，更有可能增加由于充电构件的电阻的局部不均匀导致的在图像中产生的缺 陷。
[0012] 另外，离子导电剂可能渗出到充电辊的表面，并且它可能会附着到电子照相感光 构件与充电辊接触的表面。
[0013] 本发明的目的在于提供一种电子照相用导电性构件，其中可以确保充电辊所需的 导电性，可以抑制离子导电剂的渗出，并可以减少图像中由于局部放电不均匀带来的缺陷。
[0014] 用于解决问题的方案
[0015] 根据本发明的一方面，提供一种电子照相用导电性构件，其包含导电性支承体和 导电层，其中所述导电层包括作为粘结剂树脂的分子结构中具有季铵离子的离子导电性树 月旨，和由下式（1)或（2)表示的载流子分子（carrier molecule):
[0017](其中化和n 2各自独立地表示1~4的整数）。
[0018] 根据本发明的另一方面，提供一种电子照相用导电性构件，其包含导电性支承体 和导电层，其中所述导电层包含作为粘结剂树脂的分子结构中具有季铵离子的离子导电性 树脂，和由下式（3)或（4)表示的载流子分子：
[0020] 根据本发明的又一方面，提供一种电子照相用导电性构件，其包含导电性支承体 和导电层，其中所述导电层包含作为粘结剂树脂的分子结构中具有季铵离子的离子导电性 树脂，和由下式（5)表不的载流子分子：
[0022] (其中札代表具有1至10个碳原子的烃基，并且可以包括杂原子）。
[0023] 根据本发明的又一方面，提供一种电子照相用导电性构件，其包含导电性支承体 和导电层，其中所述导电层包含作为粘结剂树脂的分子结构中具有磺酸离子的离子导电性 树脂，和由下式（6)或（7)表不的载流子分子：
[0025](其中r8各自独立地表示氢或具有1~1〇个碳原子的烃基， 并且可以包括杂原子）。
[0026] 根据本发明的又一方面，提供一种电子照相用导电性构件，其包含导电性支承体 和导电层，其中所述导电层包括作为粘结剂树脂的分子结构中具有磺酸离子的离子导电性 树脂，和由下式（8)或（9)表示的载流子分子：
[0028] (其中R9、R1(l、Rn、R12、MP R14各自独立地表示具有1至10个碳原子的烃基，并 且可以包括杂原子）。
[0029] 根据本发明的又一方面，提供一种电子照相用导电性构件，其包含导电性支承体 和导电层，其中所述导电层包括作为粘结剂树脂的分子结构中具有磺酸离子的离子导电性 树脂，和由下式（10)表示的载流子分子：
[0031] (其中R15、R16、R17和R18各自独立地表示氢或具有1至10个碳原子的烃基，并且 可以包括杂原子）。
[0032] 发明的效果
[0033] 本发明提供一种电子照相用导电性构件，其中抑制离子导电剂的渗出，并且难以 在图像中产生归因于电阻的局部不均匀的缺陷。
【附图说明】
[0034] 图1A是作为根据本发明的电子照相用导电性构件的一个实施方案的充电辊的示 意图。
[0035] 图1B是作为根据本发明的电子照相用导电性构件的一个实施方案的充电辊的示 意图。
[0036] 图1C是作为根据本发明的电子照相用导电性构件的一个实施方案的充电辊的示 意图。
[0037] 图2A的电流值测量装置的示意图。
[0038] 图2B是电流值测量装置的示意图。
[0039] 图3是根据本发明的导电层的示意图。
[0040] 图4是根据本发明的电子照相设备的说明图。
[0041] 图5是根据本发明的处理盒的说明图。
【具体实施方式】
[0042] 本发明人推测，包括具有由离子导电剂赋予的导电性的导电层的充电辊导致局部 不均匀放电的原因如下。
[0043] 即，源于导电层中含有的离子导电剂的载流子分子，取决于载流子分子的种类在 导电层中各自具有不同的移动速度。
[0044] 这里，载流子分子的移动速度可以由载流子迀移率y表示，并且载流子迀移率y 和电阻率p之间的关系可以由下面的等式（1)来表示：
[0045]等式（1)
[0047] 其中P表示电阻率，q表示载流子的电荷，n表示载流子的密度，y表示载流子迀 移率。从等式（1)很显然，预期在具有小的载流子迀移率的载流子分子或者具有大的载流 子迀移率的载流子分子局部存在的充电辊的区域与充电辊的电阻的不均匀相关。特别是， 在具有大的载流子迀移率的载流子分子局部存在的区域中，电阻局部降低。为此，由于异常 放电可能产生白点图像。
[0048] 在此，为了当将DC电压施加到充电辊时降低载流子分子的移动速度的不均匀性， 本发明人试图降低在导电层中移动的载流子分子的移动速度。具体而言，本发明人研宄了 在导电层中存在的载流子分子的载流子迀移率降低的情况下，降低充电辊中电阻的不均匀 的效果。
[0049] 其结果是，我们发现，在包括具有使用离子导电剂赋予的导电性的导电层的充电 辊中，即使长期连续施加DC电压也难以发生电阻的不均匀，其中所述离子导电剂包括具有 小的载流子迀移率的载流子分子；结果，也可以降低在图像中由于放电的不均匀带来的缺 陷。
[0050] 在根据本发明的导电性构件中，离子导电剂通过共价键键合到粘结剂树脂。为此， 有助于离子导电的组分可以限于阳离子和阴离子的一种。另外，由于离子导电剂键合到粘 结剂树脂，即使长期向充电辊施加DC电压，也可以尽可能地降低离子导电剂从导电层的渗 出。
[0051] 以下，将详细说明本发明。在下文中，作为电子照相用导电性构件，将详细描述充 电构件。然而，本发明的用途将不会仅限于充电构件。图1A至1C是根据本发明的充电构 件的示意图。
[0052] 如图1A所示，根据本发明的充电构件可以包括作为导电性支承体的芯金属11，和 设置在其外周上的弹性层12。弹性层12是导电层，并包括根据本发明的离子导电性树脂。 如图1B所示，可以在弹性层12的表面上形成表面层13。在这种情况下，弹性层12和表面 层13中的至少一个是导电层，并包括根据本发明的离子导电性树脂。如图1C所示，根据本 发明的充电构件可以具有三层结构，其中中间层14设置在弹性层12和表面层13之间；或 多层结构，其中设置多个中间层14。在这种情况下，这些层中的至少一个是导电层，并且导 电层包括根据本发明的离子导电性树脂。
[0053] 〈导电性支承体〉
[0054] 导电性支承体可以适当地选自电子照相用导电性构件领域中已知的那些，并使 用。
[0055]〈导电层〉
[0056] 根据本发明的导电层包括作为粘结剂树脂的离子导电性树脂，所述离子导电性树 脂在分子结构中具有选自季按尚子和磺酸尚子的一种或两种的尚子交换基团。根据本发明 的导电层还包括特定的载流子分子。根据本发明所述的离子交换基团通过共价键键合到树 脂上，并离子解离。图3是根据本发明的导电层的一个实施方案的示意性截面图。导电层 31包括作为粘结剂树脂的离子导电性树脂32,其中季铵离子作为离子交换基团通过共价 键键合到聚合物链上。导电层31还包括由式（1)表示的载流子分子33作为自由载流子分 子。
[0057] (1)载流子分子
[0058] 载流子分子是最初的离子交换基团的抗衡离子。认为至少一部分载流子分子从离 子交换基团解离，并在导电层中自由存在。通过向导电性构件施加DC电压，自由载流子分 子在粘结剂树脂中移动，以提供离子导电。
[0059] 于是，如上所述，当将电压长期施加到充电构件时，使用具有小的载流子迀移率的 载流子分子可以降低充电构件中电阻的不均匀性。另一方面，在赋予导电层导电性方面， 与具有大的载流子迀移率的载流子分子相比，具有小的载流子迀移率的载流子分子相对不 利。因此，本发明人反复研宄了如下的载流子分子：其可以在向导电层赋予导电性和降低在 导电性构件中产生的电阻不均匀性之间提供高度的兼容性。其结果是，发现在粘结剂树脂 在分子内具有季铵离子的情况下，导电层优选包括至少一种选自由下式（1)至（5)表示的 载流子分子。还发现，在粘结剂树脂在分子内含有磺酸离子的情况下，导电层优选包括至少 一种选自下述式（6)至（10)表不的载流子分子。
[0062] 其中化和n 2各自独立地表示1~4的整数。
[0066]其中&代表具有1至10个碳原子的烃基，并且可以包括杂原子。由式（5