电子照相用构件、处理盒和电子照相设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于电子照相设备的电子照相用构件、具有所述电子照相用构件的处 理盒和电子照相设备。
【背景技术】
[0002] 电子照相设备（使用电子照相系统的复印机、传真机和打印机等）中，电子照相感 光构件（下文也称为"感光构件"）使用充电辊充电并使用激光束等曝光，从而在感光构件 上形成静电潜像。随后，将显影容器内的调色剂使用调色剂供给辊和调色剂调节构件涂布 于显影辊上。使用用显影辊输送至显影区域的调色剂，使感光构件上的静电潜像在感光构 件与显影辊之间的接触部或接近部显影。随后，使感光构件上的调色剂使用转印单元转印 至记录纸并且使用热和压力定影。另一方面，使用清洁刮板去除感光构件上残余的调色剂。
[0003] 电子照相设备中，要求用作显影辊或充电辊的、具有导电层的导电性辊具有均匀 且稳定的电特性。用于赋予导电层预定的导电性的导电剂的例子包括如季铵盐等离子导 电剂。用离子导电剂导电化的导电层具有以分子水平分散于导电层中的离子导电剂，从而 与由如炭黑等导电性颗粒制成的导电层相比，添加量的变化和加工历史对电阻率的影响较 小。因此，导电层在整个区域具有均匀的电阻，从而显影辊能够使感光构件上的显影剂均匀 显影并且充电辊能够使感光构件的表面均匀带电。
[0004] 另一方面，由于具有迀移性，导致离子导电剂倾向于在导电层中迀移并且从表面 渗出。由于离子导电剂在导电层中的迀移，使得导电性辊的电阻率在某些情况下随着时间 而改变。此外，从表面渗出的离子导电剂附着至与导电性辊接触的感光构件等的表面，在某 些情况下影响电子照相图像的品质。
[0005] 响应于该问题，日本专利申请特开2011-118113中，具有两个羟基的离子液体的 使用使得离子液体固定至聚氨酯树脂组合物以防止离子导电剂渗出。
[0006] 此外，日本专利申请特开H11-209633中，作为导电性赋予剂，记载了包含向其中 添加醚结构的季铵盐的导电性材料。根据该记载，具有三个羟基的季铵盐的使用，特别是， 改进导电性材料的通电耐久性。本文中，通电耐久性指当使导电性材料长时间进行通电时， 电阻率变化小。
[0007] 根据本发明人的研究，包含具有两个羟基的离子导电剂的导电层，由于离子导电 剂固定至该导电层而防止离子导电剂从导电层渗出。然而，当导电层在高温高湿环境下长 期放置时，某些情况下由于在与其它构件的接触部的残留变形，导致照相图像被损害。此 外，包含具有三个羟基的离子导电剂的导电层进一步防止离子导电剂渗出。然而，根据离子 导电剂的阴离子的种类，当导电层在高温高湿环境下长期放置时，某些情况下由于在与其 它构件的接触部的残留变形，导致照相图像被损害。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的为提供电子照相用构件，其即使当在高温高湿环境下贮存或使用时 也具有优异的变形恢复性，对形成高品质电子照相图像是有用的。
[0009] 此外，本发明的目的为提供能够稳定地输出高品质电子照相图像的电子照相设 备，和用于该电子照相设备的处理盒。
[0010] 为了实现所述目的，本发明人进行了深入的研究。因此，发现当在高温高湿环境中 长期贮存时，具有有特定组成的导电层的电子照相用构件具有优异的变形恢复性，由此完 成本发明。
[0011] 根据本发明的一方面，提供包括导电性芯轴和导电层的电子照相用构件；所述导 电层包含由离子导电剂和能够与所述离子导电剂反应的化合物合成的树脂；所述离子导电 剂包含阴离子和具有至少3个羟基的阳离子；所述化合物能够与所述羟基反应；所述阴离 子为选自由氟化磺酸根阴离子、氟化羧酸根阴离子、氟化磺酰基酰亚胺阴离子、氟化磺酰基 甲基化物阴离子、二氰胺阴离子、氟化烷基氟硼酸根阴离子、氟化磷酸根阴离子、氟化锑酸 根阴离子、氟化砷酸根阴离子和双（草酸）硼酸根阴离子组成的组的至少之一。
[0012] 此外，根据本发明的另一方面，提供包含导电性芯轴和导电层的电子照相用构件， 所述导电层包含在聚合物链的支化部分中具有阳离子性结构的树脂和选自由氟化磺酸根 阴离子、氟化羧酸根阴离子、氟化磺酰基酰亚胺阴离子、氟化磺酰基甲基化物阴离子、二氰 胺阴离子、氟化烷基氟硼酸根阴离子、氟化磷酸根阴离子、氟化锑酸根阴离子、氟化砷酸根 阴离子和双（草酸）硼酸根阴离子组成的组的至少一种阴离子。
[0013] 此外，根据本发明的另一方面，提供包括充电构件和显影构件的至少之一的处理 盒，所述处理盒适于可拆卸地安装至电子照相设备的主体，所述充电构件或所述显影构件 为所述电子照相用构件。
[0014] 此外，根据本发明的另一方面，提供包括电子照相感光构件、充电构件和显影构件 的电子照相设备，所述充电构件或所述显影构件为所述电子照相用构件。
[0015] 根据本发明，由于设置于导电层中的具有特定结构的树脂，使得当在高温高湿环 境下贮存时的变形恢复性可以维持在高水平，从而可以制造对形成高品质电子照相图像有 用的电子照相用构件。
[0016] 此外，根据本发明，可以获得能够稳定地形成高品质电子照相图像的处理盒和电 子照相设备。
[0017] 参照附图，从以下示例性实施方案的描述，本发明的进一步特征将变得明显。
【附图说明】
[0018] 图IA为示出本发明的电子照相用构件的实例的概念图。
[0019] 图IB为示出本发明的电子照相用构件的另一实例的概念图。
[0020] 图IC为示出本发明的电子照相用构件的再一实例的概念图。
[0021] 图2为示出本发明的处理盒的实例的示意图。
[0022] 图3为示出本发明的电子照相设备的实例的示意图。
[0023] 图4为示出用于测量本发明的电子照相用构件的实施方案中的导电性辊的电流 值的测量设备的示意图。
[0024] 图5为示出用于评价本发明的电子照相用构件的实施方案中的导电性辊的变形 恢复性的设备的示意图。
【具体实施方式】
[0025] 现在将参照附图详细描述本发明的优选实施方案。
[0026] 本发明的电子照相用构件包括导电性芯轴和导电层。用作导电性辊的电子照相用 构件的实施方案示于各图1A、图IB和图IC中。如图IA中所示，导电性辊1可包括导电性 芯轴2和设置在其外周上的弹性层3。在这种情况下，弹性层3为由离子导电剂和能够与所 述离子导电剂反应的化合物合成的树脂制成的导电层。如图IB中所示，表面层4可形成于 弹性层3的表面上。在这种情况下，导电层可用于任意的弹性层3和表面层4。
[0027] 此外，如图IC中所示，可采用在弹性层3与表面层4之间具有中间层5的三层结 构，或具有多个中间层5的多层结构。在这种情况下，导电层可适用于任意的弹性层3、中间 层5和表面层4。
[0028] 本发明的电子照相用构件可以用作充电构件或显影构件。导电性辊可以用作充电 辊或显影辊。
[0029] 〈芯轴〉
[0030] 起到导电性辊1的电极和支承构件功能的芯轴2由如例如铝、铜合金和不锈钢等 金属或合金；镀铬或镍的铁；以及具有导电性的合成树脂等导电性材料制成；芯轴2可为实 心的或中空的。
[0031] 〈导电层〉
[0032] 本发明中，阳离子指以在与能够与羟基反应的化合物反应之前的状态下，用于合 成要包含在导电层中的树脂的离子导电剂中包含的阳离子部分。
[0033] 此外，阳离子性结构指由离子导电剂和能够与所述离子导电剂反应的化合物合成 的、导电层中包含的树脂的一部分。阳离子性结构为源于离子导电剂的残基，在多个位点与 树脂的其它部分键合。
[0034] 本发明的导电层包含由离子导电剂和能够与所述离子导电剂反应的化合物合成 的树脂。离子导电剂包含阴离子和具有至少3个羟基的阳离子。能够与所述离子导电剂反 应的化合物与离子导电剂的阳离子具有的羟基反应。阴离子为选自由氟化磺酸根阴离子、 氟化羧酸根阴离子、氟化磺酰基酰亚胺阴离子、氟化磺酰基甲基化物阴离子、二氰胺阴离 子、氟化烷基氟硼酸根阴离子、氟化磷酸根阴离子、氟化锑酸根阴离子、氟化砷酸根阴离子 和双（草酸）硼酸根阴离子组成的组的至少之一。
[0035] 此外，本发明的导电层包含在聚合物链的支化部分中具有阳离子性结构的树脂和 选自由氟化磺酸根阴离子、氟化羧酸根阴离子、氟化磺酰基酰亚胺阴离子、氟化磺酰基甲基 化物阴离子、二氰胺阴离子、氟化烷基氟硼酸根阴离子、氟化磷酸根阴离子、氟化锑酸根阴 离子、氟化砷酸根阴离子和双（草酸）硼酸根阴离子组成的组的至少一种阴离子。
[0036] 本发明的离子导电剂和能够与所述离子导电剂反应的化合物为获得在聚合物链 的支化部分中具有阳离子性结构的树脂的必要材料。
[0037] 能够与羟基反应的化合物指分子中包含两个以上的与羟基反应的官能团的化合 物。能够与羟基反应的化合物可以不仅与离子导电剂的羟基反应而且可以与多元醇或导电 层中的其它化合物的羟基反应。能够与羟基反应的化合物的例子包括异氰酸酯化合物、羧 酸化合物、环氧化物化合物和三聚氰胺化合物。异氰酸酯化合物的例子包括：如亚乙基二 异氰酸酯和1，6-六亚甲基二异氰酸酯（HDI)等脂肪族多异氰酸酯；如异佛尔酮二异氰酸 酯（IPDI)、环己烷-1，3-二异氰酸酯和环己烷-1，4-二异氰酸酯等脂环族多异氰酸酯；如 2, 4-甲苯二异氰酸酯、2, 6-甲苯二异氰酸酯（TDI)、4, 4'-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI)、聚 合的二苯基甲烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯和萘二异氰酸酯等芳香族异氰酸酯； 其共聚物；以及如其异氰脲酸酯形式、TMP加合物形式和缩二脲形式及其嵌段形式等异氰 脲酸酯化合物。羧酸化合物的例子包括：如己二酸、癸二酸、丙二酸、1，4-环己烷二羧酸和 六氢化间苯二甲酸等脂肪族二羧酸；以及如邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸等芳香 族二羧酸。环氧化物化合物的例子包括如1，4-丁二醇二环氧甘油醚等脂肪族双环氧化物； 以及如双酚-A二环氧甘油醚等芳香族双环氧化物。使用的三聚氰胺化合物的例子包括甲 基化型三聚氰胺、丁基化型三聚氰胺、亚氨基型三聚氰胺、甲基丁基混合型三聚氰胺和羟甲 基型三聚氰胺。
[0038] 特别地，在获得的树脂的优异的变形恢复性方面，如甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷 二异氰酸酯和聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯等芳香族异氰酸酯是更优选使用的。
[0039] 在由离子导电剂和能够与所述离子导电剂反应的化合物合成要包含在导电层中 的树脂时，为了进一步改进导电层的挠性，可在除了离子导电剂之外进一步添加多元醇的 情况下来合成树脂。多元醇在分子中具有多个羟基，并且羟基与能够与羟基反应的化合物 反应。多元醇尽管没有特别的限定，但其例子包括聚醚多元醇和聚酯多元醇。聚醚多元醇 的例子包括聚乙二醇、聚丙二醇和聚四亚甲基二醇。聚酯多元醇的例子通过如1，4-丁二 醇、3-甲基-1，4-戊二醇、新戊二醇等二醇组分；或如三羟基甲基丙烷等三醇组分；与如己 二酸、邻苯二甲酸酐、对苯二甲酸、六羟基邻苯二甲酸等二羧酸的缩合反应而获得。可根据 需要预先使聚醚多元醇和聚酯多元醇与如2, 4-甲苯二异氰酸酯（TDI)、1，4-二苯基甲烷二 异氰酸酯（MDi)和异佛尔酮二异氰酸酯（iroi)等异氰酸酯进行链增长反应以形成预聚物。
[0040] 除了本发明的树脂之外的一般树脂、橡胶材料、配合剂、导电性赋予剂、非导电性 填料、交联剂和催化剂可根据需要在不损害本发明的效果的程度内添加至导电层。要添加 的树脂尽管没有特别的限定，但其例子包括环氧树脂、聚氨酯树脂、脲醛树脂、酯树脂、酰胺 树脂、酰亚胺树脂、酰胺-酰亚胺树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、硅酮树脂和氟树脂。橡胶材 料的例子包括乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、天然橡 胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、硅橡胶、表氯醇橡胶和聚氨酯橡胶。配合剂的例子 包括广泛用于树脂的填料、软化剂、加工助剂、增粘剂、抗粘附剂和发泡剂。使用的导电性赋 予剂的例子包括以下的细颗粒：炭黑；如铝和铜等导电性金属；以及如导电性氧化锌、导电 性氧化锡和导电性氧化钛等导电性金属氧化物。非导电性填料的例子包括二氧化硅、石英 粉末、氧化钛和碳酸钙。交联剂尽管没有特别的限定，但其例子包括四乙氧基硅烷、二叔丁 基过氧化物、2, 5-二甲基-2, 5-二（叔丁基过氧化）己烷和过氧化二枯基。
[0041] 在使用导电层作为要求表面粗糙度的电子照相用构件的表面层的情况下，为了控 制粗糙度，可将细颗粒添加至导电层。特别是，在使用导电层作为显影辊的表面层的情况 下，控制粗糙度用细颗粒可以具有3-20 μπι的体积平均粒径以获得输送显影剂优异的显影 辊。此外，为了不损害本发明的效果，添加至导电层的细颗粒的量相对于100质量份导电层 的树脂固成分可以为1-50质量份。用于控制粗糙度的细颗粒的例子包括聚氨酯树脂、聚酯 树脂、聚醚树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸类树脂和酚醛树脂的细颗粒。
[0042] 导电层的形成方法尽管没有特别的限定，但其例子包括涂料的喷涂、浸渍和辊涂。 如日本专利特开S57-5047中所述的其中涂料从浸渍槽的上端溢出的浸渍涂布法作为导电 层的形成方法简便并且生产稳定性优异。此外，作为在使用本发明的导电层作为图IA中示 出的弹性层3时导电层的形成方法，已知的方法可应用于导电性辊。方法的例子包括：通过 将芯轴和导电层用的材料共挤出来成型的方法；以及将导电层形成用液体材料注入配置有 圆筒状管、配置在管的两端用于保持芯轴的部件（pieces)和芯轴的模具中从而热固化的 方法。
[0043] 〈离子导电剂〉
[0044] 用于导电层的离子导电剂具有阳离子和阴离子。在分子中阳离子具有三个以上的 羟基。阳离子包含阳离子骨架和具有羟基的取代基。阳离子可进一步具有不具有羟基的取 代基。具有羟基的取代基和不具有羟基的取代基各自键合至阳离子骨架。
[0045] 阳离子骨架的例子包括：如季铵阳离子、銃阳离子、磷鑰阳离子等非环状阳离子； 以及含氮杂环阳离子如咪唑鑰阳离子、吡啶鑰阳离子、吡咯烷鑰阳离子、哌啶鑰阳离子、吡 唑鑰阳离子、吗啉鑰阳离子、二氢化吡唑鑰阳离子、氢化咪唑鑰阳离子、三唑鑰阳离子、哒嗪 鑰阳离子、嘧啶鑰阳离子、吡嗪鑰阳离子、噻唑鑰阳离子、噁唑鑰阳离子、吲哚鑰阳离子、喹 啉鑰阳离子、异喹啉鑰阳离子和喹喔啉鑰阳离子。
[0046] 特别