画像形成用半導電性部材、並びに画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジ
【課題】最外層表面に紙粉及びトナー等が付着するのを抑制し、最外層表面及びその内部からのブリードを防止することによって、感光体汚染を防止し、導電性を損なうことなく、環境変動を抑制でき、画質劣化の解消が図れ、すべり性の向上が図れ、耐摩耗性、及び耐久性が向上した画像形成用半導電性部材、並びに画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジの提供。
【解決手段】最外層が、少なくとも層状無機化合物と、導電剤とを含有してなり、該導電剤が、少なくとも電子伝導剤と、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子とを含有する画像形成用半導電性部材である。
【解決手段】最外層が、少なくとも層状無機化合物と、導電剤とを含有してなり、該導電剤が、少なくとも電子伝導剤と、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子とを含有する画像形成用半導電性部材である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ、又はこれらの複合ＯＡ機器等における帯電ローラ、転写ローラ等として好適な画像形成用半導電性部材、並びに該半導電性部材を用いた画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式の複写機やプリンタにおいて、帯電ローラ、転写ローラ等の導電性ローラは、感光体に接して回転するように設けられており、それぞれ機能を奏するように構成されている。例えば、帯電ローラは、静電潜像の形成される感光体に対する帯電方式のローラ帯電部材として用いられており、感光体表面に、電圧印加した帯電ローラを押し当て、感光体と帯電ローラとを相互に回転させて、感光体表面を帯電させる接触帯電方式がある。また、感光体と帯電ローラとが接触せずに帯電を行う非接触帯電方式／近接帯電方式の導電性ローラが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
近年、電子写真方式の複写機やプリンタ等においては、高速化、高寿命化、高画質化、省エネルギー化に対する要求が高まっている。前記省エネルギー化では、低温定着方式が採用され、トナーの低融点化が行われている。また、前記高画質化では、重合等によりトナーの粒径を小さくしたり、トナーを球形にすることが行われている。
【０００４】
しかし、省エネルギー化や高画質化を行うためのトナーの低融点化やトナー粒径の微細乃至球形化は、帯電ローラ、転写ローラ等の導電性ローラにおけるトナーの付着を引き起し易くなる。その結果、導電性ローラにトナーが付着し、固着すると画質劣化が問題となる。つまり、通紙枚数の増大によって、トナーの付着による帯電ローラ等の導電性ローラ全体の抵抗が上昇する。また、トナーの不均一付着による部分的な抵抗変化が起こって、画質の劣化が生じる。
【０００５】
このような画質劣化を防止するには、トナーが帯電ローラ等の導電性ローラ表面に付着しないようにすればよいが、例えば、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン等の親水性樹脂で最外層が形成されているローラは、高温高湿環境下での抵抗変動やトナーのローラ表面への付着防止には有効ではなかった。
【０００６】
また、帯電ローラ等の導電性ローラとしては、導電性芯金に導電性弾性層、又は導電性非弾性層を設け、これら導電性層上に抵抗調整層を設けた構造のものが提案されている（特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、及び特許文献６参照）。
このような導電性ローラは、一般的に、導電性粒子を添加シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム等の合成ゴム組成物の弾性材料と、ポリエーテルエステルアミド、熱可塑性樹脂等の樹脂組成物の非弾性材料とから形成されている。
【０００７】
また、導電性ローラには、ローラ材料のマトリクス中にイオン導電剤等のブルームしやすい材料が配合されており、該導電性ローラの表面にウレタン、ナイロン、フッ素樹脂などを含有する保護層を設けて、ブリードの発生、感光体汚染の防止を図っている。
【０００８】
しかし、前記導電性ローラを高温高湿環境下で、長時間放置すると、樹脂成分が加水分解して感光体に固着したり、塗膜のピンホールなどから上記材料中の成分が滲み出し、ブリードして感光体汚染やトナーが付着し、固着してしまい、耐環境特性は必ずしも満足できるものではなかった。
【０００９】
このような導電性ローラを帯電ローラとして用いた場合、帯電不良等による画像の不具合及び感光体の汚染及びトナー付着を防止するため、中間層及び最外層を設ける必要があり、その結果、多層構造となって、コスト高となる。また、導電性層の電気特性は添加した導電性粉末同士の接触により得られるので、電気的特性の不均一性による帯電ムラが生じやすいという問題がある。このため、イオン導電剤を添加して、電気特性の均一化を図る提案がなされている（特許文献７参照）。しかし、この提案は、必ずしも耐汚染性、及び耐環境特性を満足できるものではなかった。
【００１０】
このような課題を解決するため、例えば芯金表面に、導電剤が分散されていない電気的中抵抗物質を含有する層を有し、該層上に前記電気的中抵抗物質より非粘着性の高い非粘着性物質を含有する表面層を有する半導電性ローラが提案されている（特許文献８及び特許文献９参照）。前記電気的中抵抗物質としては、例えば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三元共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体、又はこれらの混合系のエピクロルヒドリンゴム（１×１０７〜１×１０１０Ω・ｃｍ）、ポリエーテルエステルアミドなどが挙げられる。前記非粘着性物質としては、例えばフルオロオレフィンと水酸基含有ビニルエーテルを構成成分とした含フッ素共重合体をイソシアネートで架橋させて得られる含フッ素架橋共重合体などが挙げられる。しかし、前記含フッ素架橋共重合体のみでは、紙粉やトナーのフィルミング付着防止、ブリード等による感光体の汚染防止効果が十分ではなかった。
【００１１】
このように紙粉及びトナー等の付着防止を図るため、シリコーンオイルを添加することが提案されている。このシリコーンオイルは、紙粉及びトナー等の付着防止に効果があるが、該シリコーンオイルが、反応性基を持たない場合、該シリコーンオイル自身が感光体を汚染、あるいは保護層表面にブリードし、トナー付着を引き起すことがある。また、反応性基を有するシリコーンオイルは塗膜内で反応することにより、そのもの自身がブリードすることがなく、感光体汚染性やトナー付着性は低下するが、単独では半導電性部材からの低分子化合物のブリード防止効果は低いものであった（特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、及び特許文献１３参照）。
【００１２】
上記以外にも、例えば、（１）基材がウレタンで疎水性ポリオール（フッ素化ポリオール）とイソシアネートとの硬化で構成されているローラ（特許文献１４参照）、（２）フッ素樹脂ブリード防止層／保護層を設け、イソシアネート架橋剤でそれを硬化した半導電性ローラ（特許文献１５参照）、（３）非粘着性物質としてイソシアネート架橋剤で架橋したフッ素架橋共重合体を使用した導電性ローラ（特許文献１６参照）、（４）フッ素変性アクリレート系樹脂とフッ素オレフィン系樹脂とＯＨ基を有する非（フッ素変性）アクリレート系樹脂とを、ＯＨ基と反応する化合物（ポリイソシアネート化合物）で架橋した半導電性ローラ（特許文献１７参照）、（５）Ｍｇ（１−Ｘ）ＡｌＸ（ＯＨ）２（ＣＯ３）（Ｘ／２）・ｍＨ２Ｏで表されるハイドロタルサイト化合物を含有する帯電部材（特許文献１８参照）、（６）フッ素化ポリオールとポリイソシアネートとの高分子化合物を主体とする樹脂からなる表面層／保護層を設けた帯電部材（特許文献１９参照）、（７）ポリエステルポリオール又はアクリルポリオールをイソシアネートで硬化させた皮膜を設けた帯電部材及び転写部材（特開平８−３１４２３３号公報参照）、などが種々提案されている。
【００１３】
しかし、これらのフッ素樹脂化合物による紙粉及びトナー付着防止、並びにシリコーンオイルによる離型性を付与する目的で最外層に添加されている半導電性部材からのブリードを防止する材料では、半導電性部材表面へのブリード防止、感光体汚染防止、紙粉及びトナー付着防止効果は未だ十分ではなかった。また、保護層に導電剤として導電性顔料を分散させることにより、一定の導電性を付与しているが、半導電性層と同様に導電性顔料の分散不良に伴う抵抗値のばらつきから、帯電不良等の画像欠陥が発生するという問題があり、十分満足できる性能を有するものではなかった。
【００１４】
【特許文献１】特許第３７４９５０１号公報
【特許文献２】特開平１−１４２５６９号公報
【特許文献３】特開平４−３１１９７２号公報
【特許文献４】特開平７−１４０７６０号公報
【特許文献５】特公平７−５８４０３号公報
【特許文献６】特開２００２−１３２０１９号公報
【特許文献７】特開２０００−３９７５５号公報
【特許文献８】特開平６−２６６２０６号公報
【特許文献９】特開平７−１６０１５５号公報
【特許文献１０】特公平８−２０７９４号公報
【特許文献１１】特開平１１−１６７２７３号公報
【特許文献１２】特開２０００−３１５００３号公報
【特許文献１３】特開２００２−２１４８８０号公報
【特許文献１４】特開平８−２０８０８７号公報
【特許文献１５】特開平９−２２６９７３号公報
【特許文献１６】特開平１０−４５９５３号公報
【特許文献１７】特開平１０−２６８６１３号公報
【特許文献１８】特開２０００−３１０２１８号公報
【特許文献１９】特開平８−１０１５６３号公報
【特許文献２０】特開平８−３１４２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、最外層表面に紙粉及びトナーが付着するのを抑制し、最外層表面及びその内部からのブリードを抑え感光体汚染を防止でき、導電性を損なうことなく、環境変動を抑制し、画質劣化の解消が図れ、すべり性向上、耐摩耗性、及び耐久性が向上した画像形成用半導電性部材、並びに該半導電性部材を用いた画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するため本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を得た。即ち、最外層に、少なくとも層状無機化合物と、導電剤として電子伝導剤及びイオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子を含有させることで、ブリードを防止でき、感光体汚染を防止し、導電性を損なわず、環境変動を抑制し、画質劣化の解消が図れ、すべり性の向上が図れ、耐摩耗性付与し、耐久性を向上させることができる電子写真方式の画像形成用半導電性部材が得られることを知見した。
【００１７】
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
＜１＞ 最外層が、少なくとも層状無機化合物と、導電剤とを含有してなり、該導電剤が、少なくとも電子伝導剤と、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子とを含有することを特徴とする画像形成用半導電性部材である。
該＜１＞に記載の画像形成用半導電性部材においては、最外層に層状無機化合物及び導電剤を含有し、該導電剤として少なくとも電子伝導剤及びイオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子を含有することにより、最外層表面に紙粉及びトナー等が付着するのを抑制でき、最外層表面及びその内部からのブリードを抑えることによって、感光体汚染を防止し、最外層の追従性を向上させて、導電性を損なわず、環境変動を抑制し、画質劣化を解消でき、すべり性の向上を図れ、耐摩耗性を付与し、耐久性の向上を実現できる。
＜２＞ 最外層が、シリコーン化合物、フッ素化シリコーン化合物、反応性基を有するシリコーン化合物、及び反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物から選択される少なくとも１種を含有する前記＜１＞に記載の画像形成用半導電性部材である。
該＜２＞に記載の画像形成用半導電性部材においては、最外層が、シリコーン化合物、フッ素化シリコーン化合物、反応性基を有するシリコーン化合物、及び反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物から選択される少なくとも１種を含有することによって、最外層表面に紙粉及びトナー等が付着するのを抑制する効果を向上させることができる。更に最外層表面及びその内部からのブリードを抑え、感光体汚染を防止し、最外層の追従性を向上させて、導電性を損なわず、環境変動を抑制し、画質劣化の解消を図れ、すべり性の向上を図れ、耐摩耗性を付与し、半導電性部材の耐久性を向上させることができる。
＜３＞ 最外層が、ポリオール化合物及びイソシアネート化合物を含有する前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材である。
該＜３＞に記載の画像形成用半導電性部材においては、最外層が、ポリオール化合物及びイソシアネート化合物を含有するので、最外層表面に紙粉及びトナー等が付着するのを抑制し、離型性が更に向上し、最外層表面及びその内部からのブリードを抑制することによって、感光体汚染を防止し、またローラ構造の場合における最外層の追従性を向上させて、導電性を損なわず、環境変動を抑制し、画質劣化の解消を図れ、すべり性の向上を図れ、耐摩耗性を付与し、半導電性部材の耐久性を向上させることができる。
＜４＞ ポリオール化合物が、フッ素化ポリオール化合物、アクリルポリオール化合物、及びポリエステルポリオール化合物の少なくともいずれかである前記＜３＞に記載の画像形成用半導電性部材である。
該＜４＞に記載の画像形成用半導電性部材においては、ポリオール化合物が、フッ素化ポリオール化合物、アクリルポリオール化合物、及びポリエステルポリオール化合物の少なくともいずれかであるので、最外層表面に紙粉及びトナー等が付着するのを抑制する効果を向上させることができ、離型性が向上し、最外層表面及びその内部からのブリードを抑えることによって、感光体汚染を防止できる。またローラ構造などの場合に最外層の追従性を向上させ、導電性部材への密着性も向上し、最外層の剥がれがなく、導電性を損なわず、環境変動を抑制し、画質劣化の解消を図れ、すべり性の向上を図れ、耐磨耗性を付与し、半導電性部材の耐久性を向上させることができる。
＜５＞ 最外層が、更にアクリル樹脂を含有する前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材である。
＜６＞ 電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段とを少なくとも有する画像形成装置において、
前記帯電手段及び前記転写手段の少なくともいずれかが、前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材であることを特徴とする画像形成装置である。
＜７＞ 電子写真感光体表面を帯電する帯電工程と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程とを少なくとも含む画像形成方法において、
前記帯電工程及び前記転写工程の少なくともいずれかが、前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材を用いて行われることを特徴とする画像形成方法である。
＜８＞ 電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段と、前記電子写真感光体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段とを少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、
前記帯電手段及び前記転写手段の少なくともいずれかが、前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、従来における諸問題を解決でき、最外層表面に紙粉及びトナーが付着するのを抑制でき、最外層表面及びその内部からのブリードを抑えることにより感光体汚染を防止でき、導電性を損なうことなく、環境変動を抑制し、画質劣化の解消が図れ、すべり性の向上が図れ、耐摩耗性及び耐久性が向上した画像形成用半導電性部材、並びに該半導電性部材を用いた画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（画像形成用半導電性部材）
本発明の画像形成用半導電性部材は、少なくとも最外層を有してなり、更に必要に応じて弾性層、非弾性層等のその他の構成を有してなる。
前記画像形成用半導電性部材は、その層構成については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記最外層としては、弾性層、非弾性層、表面層（保護層）などが挙げられるが、表面層（保護層）であることが特に好ましい。
【００２０】
〔最外層〕
前記最外層は、少なくとも層状無機化合物と、導電剤とを含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
【００２１】
＜層状無機化合物＞
前記層状無機化合物は、無機化合物が積層した層状構造を有し、該無機化合物の形状としては、例えば球状、円筒形状、塊状、立方体、直方体、板状などが挙げられ、これらの中でも、板状が特に好ましい。ここで、前記板状とは、相対する２面（卓面）が、特に発達した構造を有する無機化合物を意味する。
【００２２】
前記層状無機化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばタルク、天然マイカ、合成マイカ、セリサイト、ガラスフレーク、天然ハイドロタルサイト、合成ハイドロタルサイト、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化鉄、炭酸カルシウム、黒鉛、ＢＮなどが挙げられる。これらの中でも、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ハイドロタルサイトが好ましく、ハイドロタルサイトが特に好ましい。
前記ハイドロタルサイトは、［Ｍ２＋１−ｘＭ３＋ｘ（ＯＨ）２］ｘ＋・［（Ａｎ−）ｘ/ｎ・ｍＨ２Ｏ］ｘ−の組成式で示される複水酸化物である。Ｍ２＋及びＭ３＋は、それぞれ２価の金属イオン、３価の金属イオンであり、Ａｎ−はｎ価の陰イオンである。ハイドロタルサイトは、一般に、水酸化物層（ホスト層）と、陰イオン及び水分子からなる層（ゲスト層）とが交互に積層した層状構造を有する。ホスト層中のＭ２＋の一部がＭ３＋と同型置換されており、このＭ３＋の部分に永久正電荷が生じる。電気的なバランスを保つためにイオン交換可能な陰イオンが層間に取り込まれる。ハイドロタルサイトは、数少ない無機陰イオン交換体の一つであり、付加価値の高い優れた機能性材料である。
【００２３】
前記層状無機化合物の平均粒径は０．０１〜５μｍが好ましく、０．１〜１μｍがより好ましい。前記平均粒径が０．０１μｍ未満であると、ブリード防止効果が抑制されることがあり、５μｍを超えると、ローラ表面粗さから画像品質に問題が生じることがある。
【００２４】
本発明において、前記層状無機化合物を用いることによって、上記作用効果が奏される理由は定かではないが、層状構造であることによって、無機化合物同士が重なり合って、バリア機能の発揮あるいは層間にブリード成分の吸着等によって、最外層及び半導電性層からの汚染性低分子物質、イオン導電剤等がブリードするのを抑制できるものと考えられる。
【００２５】
前記層状無機化合物の前記最外層における含有量は、特に制限はなく、他の最外層材料とのマッチング、放電条件等などに応じて異なり、一概には規定できないが、０．１〜３０質量％が好ましく、１〜１０質量％がより好ましい。前記含有量が０．１質量％未満であると、ブリード抑制効果が低くなることがあり、３０質量％を超えると、最外層の成膜性や塗膜強度の低下が生じることがある。
【００２６】
＜導電剤＞
前記導電剤は、少なくとも電子伝導剤と、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子とを含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
【００２７】
−電子伝導剤−
前記電子伝導剤としては、無機材料又は有機材料が用いられる。該電子伝導剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばカーボンブラック、グラファイト、フッ化カーボン；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属又は合金；酸化錫、酸化インジウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫−酸化アンチモン複合酸化物、酸化錫−酸化インジウム複合酸化物等の導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したものなどが挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、酸化チタン、カーボンブラックが特に好ましい。
前記電子伝導剤の平均粒径は、０．０１〜５μｍが好ましく、０．１〜１μｍがより好ましい。
【００２８】
前記電子伝導剤の前記最外層における含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、０．０１〜４０質量％が好ましく、３〜２０質量％がより好ましい。
【００２９】
−イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子−
前記イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子は、例えば（Ｈ．Ｓａｗａｄａ ｅｔ ａｌ．，Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｐｏｌｙ．Ｓｃｉ．，２８４，５５１（２００６）等に記載されている合成方法に準拠して作製されたナノ粒子である。
前記イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子は、該フッ素系ポリマーナノ粒子中にイオン液体を内包したナノ粒子であり、ナノ粒子であるにも関わらず分散安定性が高く、最外層に均一に分散させることが可能である。また、前記イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子は、イオン液体の保持能が高く、半導電性部材の表面へのブリードも抑制できる。
前記イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３０】
前記イオン液体とは、液体状態にあるイオン性化合物の総称であり、前記フッ素系ポリマーナノ粒子に保持されるイオン液体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばピリジニウム系イオン液体、イミダゾリウム系イオン液体、脂環式アミン系イオン液体、脂肪族アミン系イオン液体、その他のイオン液体などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３１】
前記ピリジニウム系イオン液体としては、例えば１−エチルピリジニウムブロマイド、１−エチルピリジニウムクロライド、１−ブチルピリジニウムブロマイド、１−ブチルピリジニウムクロライド、１−ブチルピリジニウムヘキサフルオロホスフェート、１−ブチルピリジニウムテトラフルオロボレート、１−ブチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−ヘキサピリジニウムブロマイド、１−ヘキサピリジニウムクロライド、１−ヘキサピリジニウムヘキサフルオロホスフェート、１−ヘキサピリジニウムテトラフロオロボレート、１−ヘキサピリジニウムトリフルオロメタンスルホネートなどが挙げられる。
【００３２】
前記イミダゾリウム系イオン液体としては、例えば１−エチル−３−メチルイミダゾリウムブロマイド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム（Ｌ）−ラクテート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−ブチル−１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム（Ｌ）−ラクテート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムブロマイド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−テトラデシル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−ヘキサデシル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−オクタデシル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロマイド、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムクロライド、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロマイド、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムクロライド、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロマイド、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムクロライド、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−アリル−３−エチルイミダゾリウムブロマイド、１−アリル−３−エチルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１−アリル−３−エチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−アリル−３−ブチルイミダゾリウムブロマイド、１−アリル−３−ブチルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１−アリル−３−ブチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１，３−ジアリルイミダゾリウムブロマイド、１，３−ジアリルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１，３−ジアリルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、などが挙げられる。
【００３３】
前記脂環式アミン系イオン液体としては、例えばＮ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムブロマイド、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムクロライド、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムテトラフルオロボレート、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムブロマイド、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムクロライド、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムテトラフルオロボレート、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムブロマイド、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムクロライド、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムテトラフルオロボレート、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、などが挙げられる。
【００３４】
前記脂肪族アミン系イオン液体としては、例えばＮ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムブロマイド、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムクロライド、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムテトラフルオロボレート、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピ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、などが挙げられる。
【００３５】
前記その他のイオン液体としては、例えば１−エチル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−プロピル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、などが挙げられる。
【００３６】
これらの中でも、疎水性が高く、環境変動抑制効果に優れ、ブリードし難い点から、１−ブチルピリジニウムヘキサフルオロホスフェート、１−ブチルピリジニウムテトラフルオロボレート、１−ヘキサピリジニウムヘキサフルオロホスフェート、１−ヘキサピリジニウムテトラフロオロボレート、１−ヘキサピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−アリル−３−エチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−アリル−３−ブチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１，３−ジアリルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムテトラフルオロボレート、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムテトラフルオロボレート、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムテトラフルオロボレート、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピ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、１−エチル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−プロピル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドが好ましく、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムテトラフルオロボレートが特に好ましい。
これらのイオン液体は、関東化学株式会社、日本カーリット株式会社などから入手することが可能である。
【００３７】
前記イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子の平均粒径は、１０〜１００ｎｍが好ましく、１５〜８５ｎｍがより好ましい。前記平均粒径が１００ｎｍを超えると、フッ素系ポリマーナノ粒子がイオン液体を保持した粒子とならないことがあり、環境変動が大きくなることがある。
ここで、前記平均粒径は、例えば粒度分布計（ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ ＵＰＡ Ｍｏｄｅｌ：９３４０−ＵＰＡ、日機装株式会社製）を用い、サンプルはエタノール媒質で０．１質量％固形分濃度に調整して測定することができる。
【００３８】
前記イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子の前記最外層における含有量は、０．０１〜４０質量％が好ましく、０.０５〜２０質量％がより好ましく、０．１〜１０質量％が更に好ましい。前記含有量が０．０１質量％未満であると、導電剤としての効果を充分に発揮できず、抵抗のバラツキ抑制効果が充分に発揮できないことがあり、４０質量％超えると、特に環境変動抑制効果が低下し、抵抗変動が大きくなり、帯電不良等からの画像欠陥、画像劣化が生じやすくなり、また、最外層の成膜性や塗膜強度の低下等を生じ、耐久性を低下させることがある。
なお、前記イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子は、最外層のほかにも導電性弾性層又は導電性非弾性層に添加しても構わない。
【００３９】
前記イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子は、カーボンブラック等の電子伝導剤と併用することにより、最外層の体積抵抗率を制御することができる。
本発明において、前記層状無機化合物と、導電剤である電子伝導剤及びイオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子との混合割合は、特に制限はなく、目的とする体積抵抗率等に応じて適宜選定することができる。
【００４０】
本発明の半導電性部材の最外層は、前記層状無機化合物、導電剤としての電子伝導剤及びイオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子を少なくとも含有してなり、更に樹脂成分を含有してなる。
前記樹脂成分としては、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれも用いることができる。前記熱可塑樹脂としては、例えば熱可塑性アクリル樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、熱可塑性フッ素樹脂などが挙げられる。前記熱硬化樹脂としては、例えばポリエステル樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリウレタン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、フッ素変性樹脂などが挙げられる。
【００４１】
これらの中でも、塗膜性を良好とする点からポリオール化合物とイソシアネート化合物を含有することが好ましい。前記ポリオール化合物としては、例えばポリエステルポリオール化合物、ポリエーテルポリオール化合物、ポリカーボネートポリオール化合物、アクリルポリオール化合物、フッ素化ポリオール化合物、又はこれらの共重合ポリオールなどが挙げられる。これらの中でも、フッ素化ポリオール化合物、アクリルポリオール化合物、ポリエステルポリオール化合物が特に好ましい。
【００４２】
前記ポリエステルポリオール化合物としては、例えば二塩基酸又はそのエステル、酸ハライド、酸無水物等の反応性酸誘導体と、グリコール、アミノアルコール等の単独又は混合物との縮合反応により得られるポリエステルポリオール、ポリエステルアミドポリオールなどが挙げられる。
【００４３】
前記ポリカーボネートポリオール化合物としては、例えば多価アルコールとエチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート等との脱アルコール反応などにより得られるポリカーボネートポリオールなどが挙げられる。前記ポリエーテルポリオール化合物としては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン等を開環重合させて得られるポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、又はこれらのコポリマーなどが挙げられる。
【００４４】
前記フッ素化ポリオール化合物は、イソシアネートと反応する基（水酸基）を１つ以上持ったフッ素樹脂であり、例えばテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等の水酸基含有のフッ素樹脂などが挙げられる。具体的には、水酸基を有するＦＥＶＥ（フルオロエチレン単位とビニルエーテル単位）交互共重合体が挙げられる。
【００４５】
前記アクリルポリオール化合物としては、水酸基を持つアクリルモノマーとアクリル酸エステルとの共重合体などが挙げられる。なお、水酸基は該アクリル樹脂主鎖に無秩序に配置されている。前記水酸基含有比は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、種々の共重合比で制御することができる。
前記アクリルポリオール化合物としては、例えば、アクリル酸（ＡＡ）／ヒドロキシプロピルアクリレート（ＨＰＡ）／メチルメタクリレート（ＭＭＡ）／ブチルメタクリレート（ＢＭＡ）／ブチルアクリレート（ＢＡ）、アクリル酸（ＡＡ）／ヒドロキシプロピルメタクリレート（ＨＰＭＡ）／メチルメタクリレート（ＭＭＡ）／ブチルメタクリレート（ＢＭＡ）／ブチルアクリレート（ＢＡ）などが挙げられる。
【００４６】
前記共重合ポリオール化合物としては、前記ポリエステルポリオール化合物、前記ポリカーボネートポリオール化合物、前記ポリエーテルポリオール化合物を共重合成分としたポリエステルポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリエーテルポリオールなどが挙げられる。
【００４７】
前記イソシアネート化合物は、架橋剤として添加され、分子中に２個以上のイソシアネート基を持つ化合物であり、一般にポリウレタンの製造原料として用いられるイソシアネートと同様のものを用いることができる。
【００４８】
前記イソシアネート化合物としては、例えばトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、シクロヘキサンジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、ウンデカントリイソシアネート、ヘキサメチレントリイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、又はこれらの重合体、誘導体、変性体、水素添加体などが挙げられる。
これらの中でも、耐オゾン性及び耐熱性の点から、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、又はこれらの重合体、誘導体、変性体が特に好ましい。
【００４９】
前記ポリオール化合物と前記イソシアネート化合物とのウレタン形成反応に際して使用される助剤としては、例えばグリコール類、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、アミン類等の鎖延長剤あるいは架橋剤などが挙げられる。前記ポリオール化合物と前記イソシアネート化合物のＮＣＯ／ＯＨモル比は、１．０／１．０〜１．８／１．０が好ましい。
【００５０】
前記最外層には、離型性を与えるフッ素系樹脂を含有させることもできる。該フッ素系樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ビニリデンフルオライド共重合体、ポリビニリデンフルオライドポリビニルフルオライドなどが挙げられる。これらの樹脂は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体の水酸基変性樹脂などの水酸基含有のフッ素樹脂をフッ素化ポリオール化合物としてイソシアネート化合物と反応させることにより、良好な塗膜を与え、好適である。また、フッ素系樹脂を含有することは、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子とフッ素系樹脂とのなじみがよく、塗膜中への分散を良好とするのでより好ましい。
【００５１】
前記フッ素化ポリオール化合物とイソシアネート化合物との反応塗膜は、ビニルエーテル単位の側鎖の官能基、例えば、アルキル基、アルキレン基の種類を変えること、イソシアネート化合物に高分子量のポリイソシアネート化合物を使用することなどにより、塗膜の伸び、摩擦係数を任意に調整することができる。特に伸び、膜硬度を調整した場合には最外層の可撓性を向上させることができ、それによって屈曲性に優れた部材を得ることができる。その際、伸びが５０％未満では亀裂が入ってブリード防止効果がなくなることがあるため、５０％以上の伸びに調整するのが好ましい。
【００５２】
これらフッ素化ポリオール化合物とイソシアネート化合物との反応樹脂を用いると、半導電性部材の表面汚染を防止することができる。例えば、カンペ（登録商標）フロンＨＤ（関西ペイント株式会社製）、ルミフロン（登録商標）シリーズ（旭硝子株式会社製）、ゼッフル（登録商標）シリーズ（ダイキン株式会社製）等のフッ素化ポリオール化合物と、ヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物、トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物等のポリオール付加ポリイソシアネート化合物や、更にメラミン樹脂等のアミノ樹脂とを反応させた架橋構造の最外層が挙げられる。
【００５３】
前記最外層には、必要に応じて、上記樹脂以外にもその他の樹脂を添加することができる。該その他の樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ナイロン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、セルロース、メラミン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、分散性向上、塗膜接着性向上、静電的な紙粉及びトナー防汚性の観点より、アクリル樹脂が特に好ましい。なお、前記アクリル樹脂を用いる場合には、ポリオール成分として前記アクリルポリオール化合物を使用し、前記イソシアネートと反応させてもよい。
【００５４】
前記最外層には、離型性の向上を図るため、シリコーン化合物、フッ素化シリコーン化合物、塗膜により強固に離型性成分を固定化する反応性基を有するシリコーン化合物、反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物等を添加することが好ましい。これら化合物を添加することにより、紙粉及びトナー付着に対する離型性をより向上させることができる。
【００５５】
前記シリコーン化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばポリエーテル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸エステル変性シリコーンオイル、メチルスチリル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、高級アルコキシ変性シリコーンオイルが挙げられる。これらの中でも、相溶性が良好で、充填剤による保持性が高いという点から、ポリエーテル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸エステル変性シリコーンオイルが特に好ましい。
【００５６】
前記フッ素化シリコーン化合物としては、一般にフロオロシリコーンオイルと言われる化合物、例えば、３，３，３−トリフルオロプロピルメチルシロキサン、３，３，３−トリフルオロプロピルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー、ビス（トリデカフロロオクチル）テトラメチルシロキサンや、フルオロシリコーングリースなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、これらは塗膜溶液のレベリングにも寄与する効果もあり、塗膜の平滑性向上となる。
【００５７】
前記シリコーン化合物及びフッ素化シリコーン化合物の重量平均分子量は、４００〜５０，０００が好ましく、１，０００〜２０，０００がより好ましい。前記シリコーン化合物及びフッ素化シリコーン化合物の添加量は、溶媒を含まない最外層成分１００質量部に対して０．４質量部以下が好ましく、０．０１〜０．２質量部がより好ましい。前記添加量が０．０１質量部未満であると、離型性に対して十分な効果を発揮できず、０．４質量部を超えると、ブリード等の汚染や紙粉及びトナー付着の原因になる可能性がある。
【００５８】
また、最外層に離型性成分を固定する目的で、反応性基を有するシリコーン化合物、反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物が、より耐ブリード性にも効果があり、好ましい。
前記反応性基を有するシリコーン化合物は、イソシアネート架橋剤や塗膜材料との硬化反応を適宜選択でき、多量配合も可能となり、離型性向上に有効である。前記反応性基としては、例えばアミノ基、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、アクリル基などが挙げられる。
【００５９】
前記反応性基を有するシリコーン化合物としては、例えばカルビノール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、メタクリロキシ変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイルなどが挙げられる。これら反応性シリコーン化合物の変性形態としては、側鎖型、両末端型、片末端型、側鎖両末端型が好ましい。
【００６０】
前記反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物としては、ビニル末端基、シラノ−ル末端基等を有するフッ素化シリコーン化合物が挙げられる。具体的には、ビニル末端トリフロロプロピルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー、シラノール末端ポリトリフロロトリフロロプロピルメチルシロキサンなどが挙げられる。該反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物は上記反応性シリコーン化合物と同様に離型性を高めるとともに、フッ素基による汚れの付着防止とブリード防止効果を更に向上させることができる。また、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子の塗膜中の分散安定化にも繋がる。
【００６１】
前記反応性基を有するシリコーン化合物は、樹脂との相溶性があり、塗膜に均一に分散し、これらは塗膜溶液のレベリングにも寄与する効果もあり、塗膜の平滑性向上となる。特に、アミノ基、水酸基、カルボキシル基を持ったシリコーン化合物は、イソシアネート化合物との硬化反応により、最外層に固定できる。また、エポキシ基を持ったシリコーン化合物は、上記フッ素樹脂の活性水素と反応し、固定化される。これにより、最外層の離型性向上、摩擦力の低下が起こる。更に、これらは最外層中の低分子物質のブリードも防ぎ、バリア効果も供することができ、より感光体汚染、更には紙粉及びトナー付着を低減させることができる。更にまた、シリコーン化合物の多量含有が可能となり、より離型性向上となる。
【００６２】
前記反応性基を有するシリコーン化合物及び反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物は、重量平均分子量が４００〜５０，０００が好ましく、１，０００〜２０，０００がより好ましい。
前記反応性基を有するシリコーン化合物又は反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物の配合割合は、溶媒を含まない塗膜成分１００質量部に対し０．４質量部以下が好ましく、０．０１〜０．２質量部がより好ましい。前記配合割合が０．０１質量部未満であると、離型性に対して十分な効果を発揮できず、０．４質量部を超えると、ブリード等の汚染原因になる可能性がある。これらシリコーン化合物等を塗膜材料に添加すると、高離型性を付与することができる。
【００６３】
前記最外層におけるその他の成分としては、例えばレベリング剤、酸化防止剤、難燃剤、沈降防止剤、消泡剤、腐食防止剤、希釈用溶媒、増粘剤、チクソトロピー性付与剤、構造粘性付与剤等などの各種添加剤を含有してもよい。
【００６４】
前記最外層の形成は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、最外層を形成する各成分を含む最外層塗布液を調製し、該最外層塗布液を塗布することにより形成することができる。前記塗布方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばディッピング法、スプレーコーティング法、ロールコート法などが挙げられる。
【００６５】
前記最外層の体積抵抗率は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１×１０２〜１×１０１２Ω・ｃｍが好ましく、１×１０５〜１×１０１０Ω・ｃｍがより好ましい。
ここで、前記体積抵抗率は、例えば最外層塗布液をアルミニウム試験板に塗工し、焼成したサンプルを、計測器としてアドバンテスト社製のデジタル超高抵抗／微小電流計 Ｒ８３４０Ａを用い、測定条件として１０Ｖ印加 １分値（ＪＩＳ Ｋ６９１１に準拠 φ７０電極使用)で測定することができる。
このようにして作製された最外層に凹凸があると、トナーが詰まってしまい画像不良の原因となるため、最外層はできるだけ平滑な方が好ましい。
【００６６】
前記最外層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、５０μｍ以下が好ましく、１〜３０μｍがより好ましく、３〜２０μｍが更に好ましい。前記厚みが５０μｍを超えると、最外層の柔軟性が損なわれてしまうことがある。
【００６７】
前記半導電性部材が帯電ローラである場合には、該帯電ローラの内部に金属製又はプラスチック製のシャフトと、該シャフトの外周に弾性層又は非弾性層と、少なくとも１層の最外層とを有し、更に必要に応じてその他の構成を有してなる。
【００６８】
本発明の半導電性部材を使用した帯電ローラは、印字抜け、ムラ、カブリのない画像を安定的に得ることができ、温度及び湿度に対する環境変動抑制性に優れる。
前記帯電ローラの抵抗値は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１×１０２〜１×１０１２Ωが好ましく、１×１０５〜１×１０１０Ωがより好ましい。
ここで、前記ローラ抵抗値は、例えば計測器としてアドバンテスト社製のデジタル超高抵抗／微小電流計 Ｒ８３４０Ａを用い、測定条件として１００Ｖ印加、３０ｓ値、ローラ加重１ｋｇｆ（片側５００ｇｆ）、回転測定、周速４７０ｃｍ／ｍｉｎにより、図８に示すように測定対象となる半導電性部材（ローラ）５００をセットして測定することができる。
【００６９】
＜弾性層＞
本発明の半導電性部材における弾性層としては、特に制限はなく、従来から弾性層に用いられているゴム、発泡体の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えばポリウレタン、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ノルボルネンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エピクロルヒドリン系ゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム等を基材ゴムとするゴム組成物が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００７０】
前記弾性層は、イオン導電剤、電子導電剤等の導電剤を添加することにより、所定の導電性を付与することができる。前記イオン導電剤としては、例えばテトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、アルキル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩、アンモニウム塩、ＰＦ６塩、ＢＦ４塩などのようなアンモニウム塩；アルカリ金属又はアルカリ土類金属（例えばリチウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム等）の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩、ＰＦ６塩、ＢＦ４塩などが挙げられる。
【００７１】
前記電子導電剤としては、例えばカーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属又は合金；酸化錫、酸化インジウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫−酸化アンチモン複合酸化物、酸化錫−酸化インジウム複合酸化物等の各種導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したものなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００７２】
前記導電剤の前記弾性層における添加量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜各種状況に応じて適宜選択することができ、イオン導電剤の場合には、ゴム１００質量部に対し、０．０１〜５質量部が好ましく、０．０５〜２質量部がより好ましい。電子導電剤の場合には、ゴム１００質量部に対し０．５〜５０質量部が好ましく、１〜４０質量部がより好ましい。
前記弾性層の体積抵抗率は１×１０３〜１×１０１０Ω・ｃｍが好ましく、１×１０４〜１×１０８Ω・ｃｍがより好ましい。
ここで、前記弾性層の体積抵抗率は、例えば２ｍｍ厚みの半導電性部材の弾性層シートを、計測器として三菱インスツルメンツ社製のハイレスタＩＰを用い、測定条件として１０Ｖ印加、１分値の条件で測定することができる。
前記弾性層には、更に必要に応じて、充填材、架橋剤、発泡剤、ゴム用添加剤などを添加することもできる。
【００７３】
＜非弾性層＞
本発明の半導電性部材における非弾性層は、特に制限はなく、従来から非弾性層として用いられている樹脂組成物から形成することができる。
前記樹脂組成物は、少なくとも熱可塑性樹脂と、高分子型イオン導電剤とを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記熱可塑性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン又はその共重合体（ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂等）などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００７４】
前記高分子型イオン導電剤としては、単体の体積抵抗率が１×１０７〜１×１０１０Ω・ｃｍ程度であり樹脂組成物の抵抗を制御しやすいものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ポリエーテルエステルアミド成分を含有する化合物が好適である。前記高分子型イオン導電剤の添加量は、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対し３０〜７０質量部が好ましい。
前記高分子型イオン導電剤の前記熱可塑性樹脂への分散は、二軸混練機、ニーダー等の手段を用いることにより行うことができる。これにより、イオン導電剤はマトリックスポリマー中に均一に分散するので、導電性物質の分散不良に伴う抵抗のばらつきが生じにくい。また、上記化合物は高分子であるためマトリックスポリマー中に均一に分散して固定され、ブリードアウトが生じ難くなっている。
前記非弾性層には、更に必要に応じて、前記弾性層と同様に電子伝導剤や充填材等を添加することもできる。
【００７５】
本発明の半導電性部材は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、帯電ローラとして接触帯電方式、又は接触せずに帯電を行う非接触帯電方式／近接帯電方式に用いられる。また、転写ローラとしても用いることができる。なお、ローラ形状以外にも、プレート状、ブロック状等の各種形状のものが適用可能である。これらの中でも、以下に説明する画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジに用いることが特に好ましい。
【００７６】
（画像形成装置及び画像形成方法）
本発明の画像形成装置は、電子写真感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、クリーニング手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他による手段、例えば、定着手段、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
本発明の画像形成方法は、帯電工程と、露光工程と、現像工程と、転写工程と、クリーニング工程とを少なくとも含んでなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば定着工程、除電工程、リサイクル工程、制御工程等を含んでなる。
【００７７】
本発明による画像形成方法は、本発明の画像形成装置により好適に実施することができ、前記帯電工程は前記帯電手段により行うことができ、前記露光工程は前記露光手段により行うことができ、前記現像工程は前記現像手段により行うことができ、前記転写工程は前記転写手段により行うことができ、前記クリーニング工程は前記クリーニング手段により行うことができ、前記その他の工程は前記その他の手段により行うことができる。
前記帯電手段及び前記転写手段の少なくともいずれかが、本発明の前記画像形成用半導電性部材であり、前記帯電工程及び前記転写工程の少なくともいずれかが、本発明の前記画像形成用半導電性部材を用いて行われる。
【００７８】
＜電子写真感光体＞
前記電子写真感光体としては、その材質、形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記形状としては、例えば、ドラム状、シート状、エンドレスベルト状などが挙げられる。前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、前記大きさとしては、前記画像形成装置の大きさや仕様等に応じて適宜選択することができる。前記材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン、ＣｄＳ、ＺｎＯ等の無機感光体；ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体（ＯＰＣ）、などが挙げられる。
【００７９】
前記アモルファスシリコン感光体は、例えば、支持体を５０〜４００℃に加熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜法により、ａ−Ｓｉからなる感光層を形成したものである。これらの中でも、プラズマＣＶＤ法が特に好ましく、具体的には、原料ガスを直流、高周波又はマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にａ−Ｓｉからなる感光層を形成する方法が好適である。
【００８０】
前記有機感光体（ＯＰＣ）は、（１）光吸収波長域の広さ、光吸収量の大きさ等の光学特性、（２）高感度、安定な帯電特性等の電気的特性、（３）材料の選択範囲の広さ、（４）製造の容易さ、（５）低コスト、（６）無毒性、等の理由から一般に広く応用されている。このような有機感光体の層構成としては、単層構造と、積層構造とに大別される。
前記単層構造の感光体は、支持体と、該支持体上に単層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。
前記積層構造の感光体は、支持体と、該支持体上に電荷発生層、及び電荷輸送層を少なくともこの順に有する積層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。
【００８１】
＜帯電工程及び帯電手段＞
前記帯電工程は、電子写真感光体表面を帯電させる工程であり、前記帯電手段により行われる。
前記帯電手段としては、本発明の前記画像形成用半導電性部材が用いられ、（１）電子写真感光体と接触して帯電させる接触方式の帯電手段と、（２）電子写真感光体と非接触で帯電させる非接触方式の帯電手段とに大別される。
【００８２】
ここで、図１は、本発明の実施の形態の一例の帯電ローラ２の概略断面図である。この帯電ローラ２は、導電性支持体２０１の表面に導電層２０２が形成され、更に導電層２０２の表面に表面層２０３が形成されることで構成されている。
【００８３】
また、本発明の半導電性部材を用いた帯電装置としては、（１）電子写真感光体と接触して帯電させる接触方式、（２）電子写真感光体と非接触で帯電させる非接触方式のいずれであってもよい。図２に示すように、感光ドラム１に、本発明の半導電性部材の帯電部材である帯電ローラ２を回転させるとともに、電圧印可手段により、感光ドラムと帯電ローラとの間に、直流電圧、あるいは直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印可して上記感光ドラムを帯電させるように構成した帯電装置が挙げられる。なお、本発明の半導電性部材使用の帯電装置は、これに限るものではなく、感光体や帯電部材の形態、あるいは電圧印可手段による電圧印可方式などは適宜変更してもよい。
【００８４】
ここで、非接触帯電乃至近接帯電方式について更に詳しく示すと、静電潜像が形成される感光ドラム１、該感光ドラム１に近接配置されて帯電処理を行う帯電ローラ２、レーザ光あるいは原稿の反射光等の露光系３、感光ドラム１の静電潜像にトナーを付着させる現像ローラ４、帯電ローラ２に電圧を印加するためのパワーパック５、感光体ドラム１上のトナー像を記録紙７に転写処理する転写ローラ６、給紙部から搬送されてきた記録紙７、転写処理後の感光体ドラム１をクリーニングするためのクリーニング装置８、感光ドラム１の表面電位を測定する表面電位計９である。
【００８５】
また、本発明の前記半導電性部材を用いた帯電装置を有する図２に示すような画像形成装置では、次のような工程により画像の形成を行うことができる。
（１）帯電ローラ２が、感光ドラム１の表面を所望の電位に帯電する。
（２）露光系３が、感光ドラム１に画像光を投射して、所望の画像に対応する静電潜像を感光ドラム１上に形成する。
（３）現像ローラ４が、静電潜像をトナーによって現像し、感光ドラム１上にトナー像を形成する。
（４）転写ローラ６が、感光ドラム１上のトナー像を、記録紙７に転写する。
（５）クリーニング装置８が、転写されず感光ドラム１上に残留したトナーを清掃する。
（６）転写ローラ６によって、トナー像を転写された記録紙７は、定着装置へと搬送される。定着装置は、トナーを加熱及び加圧して記録紙７上に定着する。
上記（１）〜（６）の手順を繰り返すことによって、記録紙７上に所望の画像が形成される。
【００８６】
＜露光工程及び露光手段＞
前記露光は、例えば、前記露光手段を用いて前記電子写真感光体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
前記露光における光学系は、アナログ光学系とデジタル光学系とに大別される。前記アナログ光学系は、原稿を光学系により直接電子写真感光体上に投影する光学系であり、前記デジタル光学系は、画像情報が電気信号として与えられ、これを光信号に変換して電子写真感光体を露光し作像する光学系である。
前記露光手段としては、前記帯電手段により帯電された前記電子写真感光体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系、ＬＥＤ光学系、などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記電子写真感光体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
【００８７】
−現像工程及び現像手段−
前記現像工程は、前記静電潜像を、トナー乃至現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、前記トナー乃至現像剤を収容し、前記静電潜像に該トナー乃至該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられる。
【００８８】
前記現像器は、乾式現像方式のものであってもよいし、湿式現像方式のものであってもよく、また、単色用現像器であってもよいし、多色用現像器であってもよく、例えば、前記トナー乃至前記現像剤を摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラとを有してなるもの、などが好適に挙げられる。
【００８９】
前記現像器内では、例えば、前記トナーと前記キャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。該マグネットローラは、前記電子写真感光体（感光体）近傍に配置されているため、該マグネットローラの表面に形成された前記磁気ブラシを構成する前記トナーの一部は、電気的な吸引力によって該電子写真感光体（感光体）の表面に移動する。その結果、前記静電潜像が該トナーにより現像されて該電子写真感光体（感光体）の表面に該トナーによる可視像が形成される。
【００９０】
前記現像器に収容させる現像剤は、前記トナーを含む現像剤であるが、該現像剤としては一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。
【００９１】
−転写工程及び転写手段−
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記電子写真感光体（感光体）を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
【００９２】
前記転写手段（前記第一次転写手段、前記第二次転写手段）は、前記電子写真感光体（感光体）上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ転写する転写手段を少なくとも有するのが好ましい。前記転写手段は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。前記転写手段としては、本発明の前記半導電性部材が用いられる。
なお、記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、ＯＨＰ用のＰＥＴベース等も用いることができる。
【００９３】
−定着工程及び定着手段
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いて定着させる工程であり、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
【００９４】
前記定着手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、定着部材と該定着部材を加熱する熱源とを有するものが用いられる。
前記定着部材としては、例えば、無端状ベルトとローラとの組合せ、ローラとローラとの組合せ、などが挙げられるが、ウォームアップ時間を短縮することができ、省エネルギー化の実現の点で、また、定着可能幅の拡大の点で、熱容量が小さい無端状ベルトとローラとの組合せであるのが好ましい。
【００９５】
前記除電工程は、前記電子写真感光体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記電子写真感光体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
【００９６】
前記クリーニング工程は、前記電子写真感光体上に残留する前記トナーを除去する工程であり、クリーニング手段により好適に行うことができる。なお、クリーニング手段を用いることなく、摺擦部材で残留トナーの電荷を揃え、現像ローラで回収する方法を採用することもできる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記電子写真感光体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
【００９７】
前記リサイクル工程は、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像手段にリサイクルさせる工程であり、リサイクル手段により好適に行うことができる。前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
【００９８】
前記制御工程は、前記各工程を制御する工程であり、制御手段により好適に行うことができる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
【００９９】
次に、本発明の画像形成装置により本発明の画像形成方法を実施する一の態様について、図３を参照しながら説明する。図３に示す画像形成装置１００は、電子写真感光体としての感光体ドラム１０と、帯電手段としての帯電ローラ２０と、露光手段としての露光装置による露光３０と、現像手段としての現像装置４０と、中間転写体５０と、クリーニング手段としてのクリーニングブレード６０と、除電手段としての除電ランプ７０とを備えている。
【０１００】
中間転写体５０は無端ベルトであり、その内側に配置されこれを張架する３個のローラ５１によって、図中矢印方向に移動可能に設計されている。３個のローラ５１の一部は、中間転写体５０へ所定の転写バイアス（一次転写バイアス）を印加可能な転写バイアスローラとしても機能する。中間転写体５０には、その近傍に中間転写体用クリーニングブレード９０が配置されており、また、記録媒体９５に可視像（トナー像）を転写（二次転写）するための転写バイアスを印加可能な前記転写手段としての転写ローラ８０が対向して配置されている。中間転写体５０の周囲には、この中間転写体５０上の可視像に電荷を付与するためのコロナ帯電器５８が、該中間転写体５０の回転方向において、電子写真感光体１０と中間転写体５０との接触部と、中間転写体５０と記録媒体９５との接触部との間に配置されている。
【０１０１】
現像装置４０は、現像剤担持体としての現像ベルト４１と、この現像ベルト４１の周囲に併設したブラック現像ユニット４５Ｋ、イエロー現像ユニット４５Ｙ、マゼンタ現像ユニット４５Ｍ、及びシアン現像ユニット４５Ｃとから構成されている。なお、ブラック現像ユニット４５Ｋは、現像剤収容部４２Ｋと現像剤供給ローラ４３Ｋと現像ローラ４４Ｋとを備えている。イエロー現像ユニット４５Ｙは、現像剤収容部４２Ｙと現像剤供給ローラ４３Ｙと現像ローラ４４Ｙとを備えている。マゼンタ現像ユニット４５Ｍは、現像剤収容部４２Ｍと現像剤供給ローラ４３Ｍと現像ローラ４４Ｍとを備えている。シアン現像ユニット４５Ｃは、現像剤収容部４２Ｃと現像剤供給ローラ４３Ｃと現像ローラ４４Ｃとを備えている。また、現像ベルト４１は、無端ベルトであり、複数のベルトローラにより回転可能に張架され、一部が電子写真感光体１０と接触している。
【０１０２】
図３に示す画像形成装置１００においては、まず、帯電ローラ２０が感光体ドラム１０を一様に帯電させる。露光装置（不図示）が感光体ドラム１０上に像様に露光３０を行い、静電潜像を形成する。感光体ドラム１０上に形成された静電潜像を、現像装置４０からトナーを供給して現像して可視像を形成する。該可視像が、ローラ５１から印加された電圧により中間転写体５０上に転写（一次転写）され、更に記録媒体９５上に転写（二次転写）される。その結果、記録媒体９５上には転写像が形成される。なお、電子写真感光体１０上の残存トナーは、クリーニングブレード６０により除去され、電子写真感光体１０における帯電は除電ランプ７０により一旦、除去される。
【０１０３】
次に、本発明の画像形成装置により本発明の画像形成方法を実施する他の態様について、図４を参照しながら説明する。図４に示す画像形成装置１００は、図３に示す画像形成装置１００において、現像剤担持体としての現像ベルト４１を備えておらず、電子写真感光体１０の周囲に、ブラック現像ユニット４５Ｋ、イエロー現像ユニット４５Ｙ、マゼンタ現像ユニット４５Ｍ、及びシアン現像ユニット４５Ｃが直接対向して配置されていること以外は、図３に示す画像形成装置１００と同様の構成を有し、同様の作用効果を示す。なお、図４においては、図３におけるものと同じものは同符号で示した。
【０１０４】
−タンデム型画像形成装置及び画像形成方法−
本発明の画像形成装置により本発明の画像形成方法を実施する他の態様について、図５を参照しながら説明する。この図５に示すタンデム型画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置である。このタンデム型カラー画像形成装置は、複写装置本体１５０と、給紙テーブル２００と、スキャナ３００と、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とを備えている。
【０１０５】
複写装置本体１５０には、無端ベルト状の中間転写体５０が中央部に設けられている。そして、中間転写体５０は、支持ローラ１４、１５及び１６に張架され、図５中、時計回りに回転可能とされている。支持ローラ１５の近傍には、中間転写体５０上の残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング手段１７が配置されている。支持ローラ１４と支持ローラ１５とにより張架された中間転写体５０には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックの４つの画像形成手段１８が対向して並置されたタンデム型現像手段１２０が配置されている。タンデム型現像手段１２０の近傍には、露光装置２１が配置されている。中間転写体５０における、タンデム型現像手段１２０が配置された側とは反対側には、二次転写手段２２が配置されている。二次転写手段２２においては、無端ベルトである二次転写ベルト２４が一対のローラ２３に張架されており、二次転写ベルト２４上を搬送される記録媒体と中間転写体５０とは互いに接触可能である。二次転写手段２２の近傍には定着装置２５が配置されている。
なお、二次転写手段２２及び定着装置２５の近傍に、記録媒体の両面に画像形成を行うために該記録媒体を反転させるための反転装置２８が配置されている。
【０１０６】
次に、タンデム型現像手段１２０を用いたフルカラー画像の形成（カラーコピー）について説明する。即ち、先ず、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００の原稿台１３０上に原稿をセットするか、あるいは原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じる。
【０１０７】
スタートスイッチ（不図示）を押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットした時は、原稿が搬送されてコンタクトガラス３２上へと移動された後で、一方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットした時は直ちに、スキャナ３００が駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４が走行する。このとき、第１走行体３３により、光源からの光が照射されると共に原稿面からの反射光を第２走行体３４におけるミラーで反射し、結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６で受光されてカラー原稿（カラー画像）が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの画像情報とされる。
【０１０８】
そして、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各画像情報は、タンデム型現像手段１２０における各画像形成手段１８（ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段、及びシアン用画像形成手段）にそれぞれ伝達され、各画像形成手段において、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各トナー画像が形成される。即ち、タンデム型現像手段１２０における各画像形成手段１８（ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段及びシアン用画像形成手段）は、図６に示すように、それぞれ、電子写真感光体１０（ブラック用電子写真感光体１０Ｋ、イエロー用電子写真感光体１０Ｙ、マゼンタ用電子写真感光体１０Ｍ、及びシアン用電子写真感光体１０Ｃ）と、該電子写真感光体１０を一様に帯電させる帯電装置１６０と、各カラー画像情報に基づいて各カラー画像対応画像様に前記電子写真感光体を露光（図６中、Ｌ）し、該電子写真感光体上に各カラー画像に対応する静電潜像を形成する露光装置と、該静電潜像を各カラートナー（ブラックトナー、イエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナー）を用いて現像して各カラートナーによるトナー画像を形成する現像装置６１と、該トナー画像を中間転写体５０上に転写させるための転写帯電器６２と、クリーニング装置６３と、除電器６４とを備えており、それぞれのカラーの画像情報に基づいて各単色の画像（ブラック画像、イエロー画像、マゼンタ画像、及びシアン画像）を形成可能である。こうして形成された該ブラック画像、該イエロー画像、該マゼンタ画像及び該シアン画像は、支持ローラ１４、１５及び１６により回転移動される中間転写体５０上にそれぞれ、ブラック用電子写真感光体１０Ｋ上に形成されたブラック画像、イエロー用電子写真感光体１０Ｙ上に形成されたイエロー画像、マゼンタ用電子写真感光体１０Ｍ上に形成されたマゼンタ画像及びシアン用電子写真感光体１０Ｃ上に形成されたシアン画像が、順次転写（一次転写）される。そして、中間転写体５０上に前記ブラック画像、前記イエロー画像、マゼンタ画像、及びシアン画像が重ね合わされて合成カラー画像（カラー転写像）が形成される。
【０１０９】
一方、給紙テーブル２００においては、給紙ローラ１４２の１つを選択的に回転させ、ペーパーバンク１４３に多段に備える給紙カセット１４４の１つから記録媒体を繰り出し、分離ローラ１４５で１枚ずつ分離して給紙路１４６に送出し、搬送ローラ１４７で搬送して複写機本体１５０内の給紙路１４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。あるいは、給紙ローラ１４２を回転して手差しトレイ５４上の記録媒体を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。なお、レジストローラ４９は、一般には接地されて使用されるが、記録媒体の紙粉除去のためにバイアスが印加された状態で使用されてもよい。そして、中間転写体５０上に合成された合成カラー画像（カラー転写像）にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転させ、中間転写体５０と二次転写手段２２との間に記録媒体を送出させ、二次転写手段２２により該合成カラー画像（カラー転写像）を該記録媒体上に転写（二次転写）することにより、該記録媒体上にカラー画像が転写され形成される。なお、画像転写後の中間転写体５０上の残留トナーは、中間転写体クリーニング装置１７によりクリーニングされる。
【０１１０】
カラー画像が転写され形成された前記記録媒体は、二次転写手段２２により搬送されて、定着装置２５へと送出され、この定着装置２５において、熱と圧力とにより前記合成カラー画像（カラー転写像）が該記録媒体上に定着される。その後、該記録媒体は、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６により排出され、排紙トレイ５７上にスタックされ、あるいは、切換爪５５で切り換えて反転装置２８により反転されて再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５６により排出され、排紙トレイ５７上にスタックされる。
【０１１１】
（プロセスカートリッジ）
本発明のプロセスカートリッジは、電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段と、前記電子写真感光体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択した、露光手段、クリーニング手段、除電手段などのその他の手段を有してなる。
前記帯電手段及び前記転写手段の少なくともいずれかが、本発明の前記画像形成用半導電性部材である。
前記画像形成用半導電性部については、上述した画像形成装置及び画像形成方法で説明したものと同様なものを用いることができる。
【０１１２】
前記現像手段としては、前記トナー乃至前記現像剤を収容する現像剤収容器と、該現像剤収容器内に収容されたトナー乃至現像剤を担持しかつ搬送する現像剤担持体とを、少なくとも有してなり、更に、現像剤担持体に担持させるトナー層厚を規制するための層厚規制部材等を有していてもよい。
前記プロセスカートリッジは、各種電子写真方式の画像形成装置、ファクシミリ、プリンタに着脱可能に備えさせることができ、本発明の前記画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが特に好ましい。
【０１１３】
ここで、前記プロセスカートリッジは、例えば、図７に示すように、電子写真感光体１０１を内蔵し、帯電手段１０２、現像手段１０４、転写手段１０８、クリーニング手段１０７を含み、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。図７中、１０３は露光手段による露光、１０５は記録媒体をそれぞれ示す。
次に、図７に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて示すと、電子写真感光体１０１は、矢印方向に回転しながら、帯電手段１０２による帯電、露光手段（不図示）による露光１０３により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段１０４で現像され、得られた可視像は転写手段１０８により、記録媒体１０５に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の電子写真感光体表面は、クリーニング手段１０７によりクリーニングされ、更に除電手段（不図示）により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
【実施例】
【０１１４】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【０１１５】
（合成例１）
−イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子の合成−
下記に示すフルオロアルキル両末端封止Ｎ，Ｎ−ジメチルアクルリアミドオリゴマー５ｇを溶解したメタノール溶液２００ｍＬと、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）４．７ｇ、シリカナノ粒子メタノール溶液（固形分＝３０質量％、平均粒径＝１．１ｎｍ、メタノール シリカゾル（ＴＲ）、日産化学株式会社製）３３．３ｇ、２５質量％アンモニア溶液５ｍＬ、及びイオン液体として１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート（関東化学株式会社製）３ｍＬを２時間室温にて混合攪拌した。溶媒を留去した後、得られた粗生成物にメタノール２５０ｍＬを添加し、室温で攪拌した後、３０分間遠心分離し、減圧乾燥して、合成例１のイオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子１３．０ｇを合成した。
得られたイオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子の平均粒径を、粒度分布計（ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ ＵＰＡ Ｍｏｄｅｌ：９３４０−ＵＰＡ、日機装社製）を用い、サンプルはエタノール媒質で０．１質量％固形分濃度に調整して測定したところ、４２ｎｍであった。
−フルオロアルキル両末端封止Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドオリゴマー−
Ｈ．Ｓａｗａｄａ ｅｔ ａｌ．，Ｅｕｒ Ｐｏｌｙｍ．Ｊ．３６；２３１（２０００）に従って合成した。
Ｒｆ−（ＣＨ２ＣＨＣ（＝Ｏ）Ｎ（ＣＨ３）２）ｎ−Ｒｆ／Ｒｆ−（ＤＭＡＡ）−Ｒｆ、Ｒｆ＝ＣＦ（ＣＦ３）ＯＣ３Ｆ７、数平均分子量（Ｍｎ）＝４，８２０
【０１１６】
（合成例２）
−イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子の合成−
合成例１において、イオン液体としてＮ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムテトラフルオロボレート（日本カーリット株式会社製）５ｍＬを使用した以外は、合成例１と同様にして、合成例２のイオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子１２．８ｇを合成した。
得られたイオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子の平均粒径を、上記合成例１と同様にして測定したところ、３１ｎｍであった。
【０１１７】
（実施例１）
−半導電性部材の作製−
下記組成の最外層塗布液を調製した。
・ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン三元共重合体／アクリル樹脂（ポリメチルメタクリレート）混合組成物（ノバフッソ（登録商標）ＰＦ２５０、大日本色材工業株式会社製）・・・１００質量部
・電子伝導剤（酸化チタン、ＭＴ-１５０Ａ、テイカ株式会社製)・・・３．０質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例１）・・・３．０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ）・・・０.１４質量部
【０１１８】
次に、直径８ｍｍの芯金上に３ｍｍ肉厚の三元系エピクロルヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）弾性層（体積抵抗率Ｒ＝２．５×１０７Ω・ｃｍ）を設けたローラ上に、上記最外層塗布液を硬化後の厚みが５μｍとなるように、スプレー塗工し、実施例１の半導電性部材（ローラ抵抗Ｒ’＝１．０×１０６Ω）を作製した。
なお、弾性層の体積抵抗率Ｒ、及び半導電性部材のローラ抵抗Ｒ’は、以下のようにして測定した。
＜弾性層の体積抵抗率Ｒ＞
弾性層の体積抵抗率Ｒは、２ｍｍ厚みの半導電性部材の弾性層シートを、計測器として三菱インスツルメンツ社製のハイレスタＩＰを用い、測定条件として１０Ｖ印加、１分値にて測定した。
【０１１９】
＜ローラ抵抗Ｒ’＞
ローラ抵抗Ｒ’は、計測器としてアドバンテスト社製のデジタル超高抵抗／微小電流計 Ｒ８３４０Ａを用い、測定条件として１００Ｖ印加、３０ｓ値、ローラ加重１ｋｇｆ（片側５００ｇｆ）、回転測定、周速４７０ｃｍ／ｍｉｎにより、図８に示すように測定対象となる半導電性部材（ローラ）５００をセットして測定した。
【０１２０】
（実施例２）
−半導電性部材の作製−
実施例１において、三元系エピクロルヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）弾性層に代えて、カーボンで抵抗調整したＮＢＲ弾性層（体積抵抗率Ｒ＝４．０×１０６Ω・ｃｍ）を設けた以外は、実施例１と同様にして、実施例２の半導電性部材（ローラ抵抗Ｒ’＝１．８×１０５Ω）を作製した。
【０１２１】
（比較例１）
−半導電性部材の作製−
下記組成の最外層塗布液を調製した。
・ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン三元共重合体／アクリル樹脂混合組成物（ノバフッソ（登録商標）ＰＦ２５０、大日本色材工業株式会社製）・・・１００質量部
・電子伝導剤（酸化チタン、ＭＴ−１５０Ａ、テイカ株式会社製）・・・５．０質量部
【０１２２】
次に、直径８ｍｍの芯金上に３ｍｍ肉厚の三元系エピクロルヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）弾性層を設けたローラ上に、上記最外層塗布液を硬化後の厚みが５μｍとなるように、スプレー塗工し、比較例１の半導電性部材を作製した。
【０１２３】
（比較例２）
−半導電性部材の作製−
比較例１において、三元系エピクロルヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）弾性層に代えて、実施例２と同様のカーボンで抵抗調整したＮＢＲ弾性層を用いた以外は、比較例１と同様にして、比較例２の半導電性部材を作製した。
【０１２４】
（比較例３）
−半導電性部材の作製−
実施例１において、最外層を設けない以外は、実施例１と同様にして、芯金上に三元系エピクロルヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）弾性層のみを設けた比較例３の半導電性部材を作製した。
【０１２５】
（比較例４）
−半導電性部材の作製−
実施例２において、最外層を設けない以外は、実施例２と同様にして、芯金上にカーボンで抵抗調整したＮＢＲ弾性層のみを設けた比較例４の半導電性部材を作製した。
【０１２６】
（比較例５）
−半導電性部材の作製−
実施例１において、層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製）を含まない以外は、実施例１と同様にして、比較例５の半導電性部材を作製した。
【０１２７】
（比較例６）
−半導電性部材の作製−
比較例５において、三元系エピクロルヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）弾性層に代えて、実施例２と同様のカーボンで抵抗調整したＮＢＲ弾性層を用いた以外は、比較例５と同様にして、比較例６の半導電性部材を作製した。
【０１２８】
次に、作製した実施例１〜２及び比較例１〜６の半導電性部材について、以下のようにして、ＯＰＣ異常の有無を評価した。結果を表１及び表２に示す。
【０１２９】
＜評価方法＞
作製した各半導電性部材を帯電ローラとして、株式会社リコー製ｉｍａｇｉｏ感光体トナーキットＭに搭載し、６０℃、３０％ＲＨ環境下に１０日間放置した。その後、株式会社リコー製ｉｍａｇｉｏ感光体トナーキットＭを、画像形成装置（株式会社リコー製、Ｉｍａｇｉｏ ＭＦ−１５３０）に搭載し、白ベタ画像及びハーフトーン画像を出力させて、半導電性部材が接触していたＯＰＣ部分に異常が認められないか否かの評価試験を行った。
【０１３０】
【表１】
【０１３１】
【表２】
【０１３２】
表１及び表２中の用語の内容は以下の通りである。
＊ＰＶＤＦ・ＴＦＥ・ＨＦＰ三元共重合体／アクリル樹脂混合組成物：ノバフッソＰＦ２５０（大日本色材工業株式会社製）
＊層状無機化合物：合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（協和化学工業株式会社製）
＊電子伝導剤：酸化チタン、ＭＴ−１５０Ａ（テイカ株式会社製）
＊イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例１）におけるイオン液体：１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート
【０１３３】
表１及び表２から、比較例３及び４の結果から、ＯＰＣ汚染物質が三元系エピクロルヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）弾性層、及びＮＢＲ弾性層に内在していることが分かる。また、実施例１及び２と、比較例１及び２との対比により、最外層に含有されている層状無機化合物により、半導電性部材及び最外層に内在しているＯＰＣ汚染物質によるＯＰＣ汚染の問題を解消できることが分かる。
【０１３４】
（実施例３）
−半導電性部材の作製−
下記組成の最外層塗布液を調製した。
・ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン三元共重合体／アクリル樹脂混合組成物（ノバフッソ（登録商標）ＰＦ２５０、大日本色材工業株式会社製）・・・１００質量部
・電子伝導剤（酸化チタン、ＭＴ-１５０Ａ、テイカ株式会社製)・・・３.０質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）・・・３.０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ）・・・０.１４質量部
・シリコーン化合物（シリコーンオイル、ＤＭＳ−Ｔ１１、チッソ株式会社製)・・・０.００３２質量部
【０１３５】
次に、直径８ｍｍの芯金上に３ｍｍ肉厚の三元系エピクロルヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）弾性層を設けたローラ上に、上記最外層塗布液を硬化後の厚みが５μｍとなるように、スプレー塗工し、実施例３の半導電性部材を作製した。
【０１３６】
（比較例７）
−半導電性部材の作製−
実施例３において、最外層塗布液を下記組成とした以外は、実施例３と同様にして、比較例７の半導電性部材を作製した。
・ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン三元共重合体／アクリル樹脂混合組成物（ノバフッソ（登録商標）ＰＦ２５０、大日本色材工業株式会社製）・・・１００質量部
・電子伝導剤（酸化チタン、ＭＴ-１５０Ａ、テイカ株式会社製)・・・５.０質量部
・滑剤（脂肪酸アマイド、カワスリップＶＬ、川研ファインケミカル株式会社製)・・・１.２質量部
【０１３７】
（実施例４）
−半導電性部材の作製−
実施例３において、最外層塗布液を下記組成とした以外は、実施例３と同様にして、実施例４の半導電性部材を作製した。
・ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン三元共重合体／アクリル樹脂混合組成物（ノバフッソ（登録商標）ＰＦ２５０、大日本色材工業株式会社製）・・・１００質量部
・電子伝導剤（酸化チタン、ＭＴ-１５０Ａ、テイカ株式会社製)・・・３.０質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）・・・３.０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ-４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ)・・・０.１４質量部
・シリコーン化合物（フッ素化シリコーン化合物、ＦＭＳ−１２１、チッソ株式会社製）・・・０.００３２質量部
【０１３８】
（実施例５）
−半導電性部材の作製−
実施例３において、最外層塗布液を下記組成とした以外は、実施例３と同様にして、実施例５の半導電性部材を作製した。
・ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン三元共重合体／アクリル樹脂混合組成物（ノバフッソ（登録商標）ＰＦ２５０、大日本色材工業株式会社製）・・・１００質量部
・電子伝導剤（酸化チタン、ＭＴ-１５０Ａ、テイカ株式会社製)・・・３.０質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）・・・３.０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ）・・・０.１４質量部
・シリコーン化合物（シラノール末端シリコーン、ＤＭＳ−Ｓ１５、チッソ株式会社製）・・・０.００３２質量部
【０１３９】
（実施例６）
−半導電性部材の作製−
実施例５において、シリコーン化合物をシラノール末端ポリトリフロロプロピルメチルシロキサン（ＦＭＳ−９９２１、チッソ株式会社製）に代え、同一質量部加えた以外は、実施例５と同様にして、実施例６の半導電性部材を作製した。
【０１４０】
（実施例７）
−半導電性部材の作製−
実施例３において、最外層塗布液を下記組成とした以外は、実施例３と同様にして、実施例７の半導電性部材を作製した。
・ポリエステルポリオール(ユーラック(登録商標)Ｃ−２３０Ｕ、広野化学株式会社製）・・・１００質量部
・ポリイソシアネート（ユーラック（登録商標）ＰＵ−６１４、広野化学株式会社製）・・・３３質量部
・電子伝導剤（カーボンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）ＥＣ、ライオンアクゾ株式会社製）・・・１.５質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）・・・３.０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ）・・・４.４質量部
・シリコーン化合物（シラノール末端シリコーン、ＤＭＳ−Ｓ１５、チッソ株式会社製）・・・０.１質量部
・トルエン・・・５０質量部
・キシレン・・・５０質量部
【０１４１】
（実施例８）
−半導電性部材の作製−
実施例７において、シリコーン化合物をシラノール末端ポリトリフロロプロピルメチルシロキサン（ＦＭＳ−９９２１、チッソ株式会社製）に代え、同一質量部加えた以外は、実施例７と同様にして、実施例８の半導電性部材を作製した。
【０１４２】
（実施例９）
−半導電性部材の作製−
実施例３において、最外層塗布液を下記組成とした以外は、実施例３と同様にして、実施例９の半導電性部材を作製した。
・フッ素化ポリオール（ルミフロン(登録商標)ＬＦ−６０１Ｃ主剤、旭硝子株式会社製）・・・１００質量部
・ポリイソシアネート（ルミフロン(登録商標)ＬＦ−６０１Ｃ硬化剤、旭硝子株式会社製)・・・２０質量部
・電子伝導剤（カーボンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）ＥＣ、ライオンアクゾ株式会社製）・・・１.５質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）・・・３.０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ）・・・４.４質量部
・シリコーン化合物（シラノール末端シリコーン、ＤＭＳ−Ｓ１５、チッソ株式会社製)・・・０.１質量部
・トルエン・・・５０質量部
・キシレン・・・５０質量部
【０１４３】
（実施例１０）
−半導電性部材の作製−
実施例９において、シリコーン化合物をシラノール末端ポリトリフロロプロピルメチルシロキサン（ＦＭＳ−９９２１、チッソ株式会社製）に代え、同一質量部加えた以外は、実施例９と同様にして、実施例１０の半導電性部材を作製した。
【０１４４】
次に、実施例３〜１０及び比較例７の各半導電性部材（帯電ローラ）について、６万枚コピー後の帯電ローラ汚れを以下のようにして評価した。結果を表３に示す。
＜帯電ローラ汚れの評価＞
作製した各半導電性部材を帯電ローラとして、画像形成装置（株式会社リコー製、Ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０）に搭載し、５％チャート（Ａ４サイズ）で６万枚コピーを取った後、帯電ローラ両端部、及び中央部３箇所の汚れをテープで剥離し、濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ ５０８、Ｘ−Ｒｉｔｅ Ｉｎｃ．製）にて測定した夫々のテープの汚れ濃度を、帯電ローラの汚れ特性値（平均）として評価した。
【０１４５】
【表３】
【０１４６】
表３中の用語の内容は以下の通りである。
＊フッ素化ポリオール：ルミフロン（登録商標）ＬＦ−６０１Ｃ主剤（旭硝子株式会社製）
＊ポリイソシアネート（１）：ルミフロン（登録商標）ＬＦ−６０１Ｃ硬化剤（旭硝子株式会社製）
＊ＰＶＤＦ・ＴＦＥ・ＨＦＰ三元共重合体／アクリル樹脂混合組成物：ノバフッソＰＦ２５０（大日本色材工業株式会社製）
＊ポリエステルポリオール：ユーラックＣ−２３０Ｕ主剤（広野化学株式会社製）
＊ポリイソシアネート（２）：ユーラックＰＵ−６１４硬化剤（広野化学株式会社製）
＊層状無機化合物：合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（協和化学工業株式会社製）
＊電子伝導剤：酸化チタン、ＭＴ−１５０Ａ（テイカ株式会社製）
＊電子伝導剤：カーボンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）ＥＣ、ライオンアクゾ株式会社製
＊イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）におけるイオン液体：Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムテトラフルオロボレート
＊シリコーン化合物：シリコーンオイル ＤＭＳ−Ｔ１１（チッソ株式会社製）
＊フッ素化シリコーン化合物：ポリ３，３，３−トリフルオロプロピルメチルシロキサン ＦＭＳ−１２１（チッソ株式会社製）
＊反応性基を有するシリコーン化合物：シラノール末端シリコーン ＤＭＳ−Ｓ１５（チッソ株式会社製）
＊反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物：シラノール末端ポリトリフロロプロピルメチルシロキサン ＦＭＳ−９９２１（チッソ株式会社製）
＊滑剤：脂肪酸アマイド、カワスリップＶＬ（川研ファインケミカル株式会社製）
【０１４７】
表３の結果から、実機に搭載した際の実施例３、４、５、及び６の帯電ローラの汚れ濃度は、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子とシリコーン化合物を全く添加していない比較例７に比較し明らかに低いことが分かった。
また、実施例７〜１０に使用されている最外層塗布液のメイン樹脂はいずれもポリオール化合物及びイソシアネート化合物を有するものであり、実施例３〜６と実施例７〜１０のローラ汚れ濃度は、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子とシリコーン化合物を全く添加していない比較例７に比較し明らかに低いことが分かった。
また、実施例３〜６と実施例７〜１０のローラ汚れ濃度を比較すると、実施例７〜１０の各ローラの汚れが実施例３〜６のそれより低くなっており、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子と反応性を有するシリコーン化合物を最外層塗布液に使用する場合、最外層塗布液中にポリオール化合物及びイソシアネート化合物を含有させることによって、シリコーン化合物の効果をより引き出せることが分かった。
更に、実施例１０のローラ汚れ濃度が他のローラの汚れ濃度に比較し最も低く、他の実施例のローラ汚れ濃度との差は統計的に有意と言える。これは、実施例１０の最外層塗布液には反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物と、フッ素化ポリオール化合物及びイソシアネート化合物が含まれているからであると推測される。
【０１４８】
（実施例１１）
−半導電性部材の作製−
下記組成の最外層塗布液を調製した。
・フッ素化ポリオール(ルミフロン(登録商標)ＬＦ-６０１Ｃ主剤、旭硝子株式会社製)・・・９０質量部
・ポリイソシアネート(ルミフロン(登録商標)ＬＦ-６０１Ｃ硬化剤、旭硝子株式会社製)・・・１８質量部
・アクリル樹脂（ポリメチルメタクリレート）・・・４質量部
・電子伝導剤（カーボンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）ＥＣ、ライオンアクゾ株式会社製）・・・１.５質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）・・・３.０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ）・・・４.４質量部
・シリコーン化合物（シリコーンオイル、ＤＭＳ−Ｔ１１、チッソ株式会社製)・・・０.１質量部
・トルエン・・・５０質量部
・キシレン・・・５０質量部
【０１４９】
次に、直径１８ｍｍの芯金上に６ｍｍ肉厚の実施例２で用いたものと同様のカーボンで抵抗調製されたＮＢＲ弾性層を設けたローラ上に、上記最外層塗布液を硬化後の厚みが１５μｍとなるように、スプレー塗工し、実施例１１の半導電性部材を作製した。
【０１５０】
（実施例１２）
−半導電性部材の作製−
実施例１１において、最外層塗布液を下記組成とした以外は、実施例１１と同様にして、実施例１２の半導電性部材を作製した。
・フッ素化ポリオール（ルミフロン(登録商標)ＬＦ-６０１Ｃ主剤、旭硝子株式会社製）・・・９０質量部
・ポリイソシアネート(ルミフロン(登録商標)ＬＦ-６０１Ｃ硬化剤、旭硝子株式会社製）・・・２０質量部
・アクリルポリオール（ヒタロイド（登録商標）６５００、日立化成工業株式会社製）・・・１０質量部
・電子伝導剤（カーボンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）ＥＣ、ライオンアクゾ株式会社製）・・・１.５質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）・・・３.０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ）・・・４.４質量部
・シリコーン化合物（シラノール末端ポリトリフロロプロピルメチルシロキサン、ＦＭＳ−９９２１、チッソ株式会社製）・・・０.１質量部
・トルエン・・・５０質量部
・キシレン・・・５０質量部
【０１５１】
（比較例８）
−半導電性部材の作製−
実施例１１において、最外層塗布液を下記組成とした以外は、実施例１１と同様にして、比較例８の半導電性部材を作製した。
・フッ素化ポリオール（ルミフロン(登録商標)ＬＦ−６０１Ｃ主剤、旭硝子株式会社製）・・・１００質量部
・ポリイソシアネート(ルミフロン(登録商標)ＬＦ−６０１Ｃ硬化剤、旭硝子株式会社製)・・・２０質量部
・イオン伝導剤（リチウムパークロレート）・・・７質量部
・シリコーン化合物（シリコーンオイル、ＤＭＳ-Ｔ１１、チッソ株式会社)・・・０．１質量部
・トルエン・・・５０質量部
・キシレン・・・５０質量部
【０１５２】
次に、作製した実施例１１〜１２及び比較例８の半導電性部材を二次転写ローラとして、画像形成装置（株式会社リコー製、Ｉｍａｇｉｏ Ｃｏｌｏｒ２８００）に搭載し、以下のようにして、紙粉付着性を評価した。結果を表４に示す。
【０１５３】
＜紙粉付着性の評価方法＞
（１）任意の原稿を画像形成装置（株式会社リコー製、Ｉｍａｇｉｏ Ｃｏｌｏｒ２８００）の原稿台にセットした。
（２）ＡＲ Ｃｏｌｏｒ（Ａ３サイズ版）１００ｇを給紙トレイにセットし、１，０００枚コピーを取った。
（３）下記のようにしてクリーニング性の評価を行った。
＜クリーニング性の評価＞
２本のソリッドバンドパターンを有するＡ３サイズ版チャートを原稿台にセットし、Ａ３サイズ版トレイにＡ４サイズ転写紙を横にセットし、単色で１０枚コピーを取った。次いで、単色で１枚コピーをとり、これをクリーニング性評価のサンプルとした。クリーニング性は評価サンプル裏面のソリッドパター対応部がトナー汚れ無しの場合をクリーニング性ＯＫとし、トナー汚れ有りの場合をクリーニング性ＮＧと評価した。
（４）クリーニング性がＯＫの場合は（１）に戻り、再度（１）、（２）、（３）をクリーニング性がＮＧになるまで繰り返す。クリーニング性がＮＧの場合には、ここまでコピーを取ったＡＲ Ｃｏｌｏｒ（Ａ３サイズ版）１００ｇの総コピー枚数をカウントし、紙粉付着性を評価した。
【０１５４】
【表４】
＊表４中の紙粉付着性における“良好”は、５０万枚通紙評価において汚れ未発生の場合を示す。
【０１５５】
表４中の用語の内容は以下の通りである。
＊フッ素化ポリオール：ルミフロン（登録商標）ＬＦ−６０１Ｃ主剤（旭硝子株式会社製）
＊ポリイソシアネート（１）：ルミフロン（登録商標）ＬＦ−６０１Ｃ硬化剤（旭硝子株式会社製）
＊アクリルポリオール：ヒタロイド（登録商標）６５００（日立化成工業株式会社製）
＊層状無機化合物：合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（協和化学工業株式会社製）
＊電子伝導剤：カーボンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）ＥＣ、ライオンアクゾ株式会社製
＊イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）におけるイオン液体：Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムテトラフルオロボレート
＊イオン伝導剤：リチウムパークロレート
＊シリコーン化合物：シリコーンオイル ＤＭＳ−Ｔ１１（チッソ株式会社製）
＊フッ素化シリコーン化合物：ポリ３，３，３−トリフルオロプロピルメチルシロキサン ＦＭＳ−１２１（チッソ株式会社製）
【０１５６】
表４の結果から、最外層塗布液にアクリル成分を全く含まず、フッ素系ポリマーで保持せずにイオン導電剤がそのまま含有されている比較例８の転写ローラに対し、実施例１１、及び実施例１２の転写ローラは紙粉付着性が大幅に改善されていることが分かった。なお、この改善にはすべり性の向上、帯電制御剤及びイオン導電剤等のブリード防止に由来する事象も含まれていると推定される。
【０１５７】
（実施例１３）
−半導電性部材の作製−
下記組成の最外層塗布液を調製した。
・フッ素化ポリオール（ルミフロン(登録商標)ＬＦ−６０１Ｃ主剤、旭硝子株式会社製）・・・９０質量部
・ポリイソシアネート(ルミフロン(登録商標)ＬＦ−６０１Ｃ硬化剤、旭硝子株式会社製）・・・２０質量部
・アクリルポリオール（ヒタロイド（登録商標）６５００、日立化成工業株式会社製）・・・１０質量部
・電子伝導剤（カーボンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）ＥＣ、ライオンアクゾ株式会社製）・・・１．５質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）・・・３．０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ）・・・４.４質量部
・フッ素化シリコーン化合物（シラノール末端ポリトリフロロプロピルメチルシロキサン、ＦＭＳ−９９２１、チッソ株式会社製）・・・０．１質量部
・トルエン・・・５０質量部
・キシレン・・・５０質量部
【０１５８】
次に、直径８ｍｍのステンレスからなる芯軸に、ＡＢＳ樹脂（ＧＲ−０５００、電気化学工業株式会社製）１００質量部に、ポリエーテルエステルアミド成分を含有するイオン導電性の高分子化合物（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャルティケミカルズ社製）６０質量部を配合した組成物（体積抵抗率＝１×１０６Ω・ｃｍ）を、射出成形により被覆し、厚み４ｍｍの導電層を形成した。この導電層の表面に、上記最外層塗布液を硬化後の厚みが１０μｍとなるように、スプレー塗工し、実施例１３の半導電性部材を作製した。
【０１５９】
（比較例９）
−半導電性部材の作製−
直径８ｍｍのステンレスからなる芯軸に、ＡＢＳ樹脂（ＧＲ−０５００、電気化学工業株式会社製）１００質量部に、４級アンモニウム成分を含有するイオン導電性の高分子化合物（レオレックスＡＳ−１７２０、第一工業製薬株式会社製）４０質量部を配合した組成物（体積抵抗率＝１×１０６Ω・ｃｍ）を、射出成形により被覆し、厚み４ｍｍの導電層を形成した。この導電層の表面に比較例８と同じ最外層塗布液にて、硬化後の厚みが１０μｍの最外層を形成し、比較例９の半導電性部材を作製した。
【０１６０】
＜評価＞
次に、図２に示す非接触帯電方式の画像形成装置を使用して、感光体の帯電電位及び画像評価を行った。帯電ローラ２に印加する電圧はＤＣ＝−８００Ｖ、ＡＣ＝２４００Ｖｐｐ（周波数＝２ｋＨｚ）とし、感光体欠陥部への電圧集中、異常放電（リーク）によって生じる異常画像の有無を評価した。更に連続複写を行い、５０万枚通紙後のローラ表面へのトナー固着を評価した。結果を表５に示す。
【０１６１】
【表５】
【０１６２】
表５中の用語の内容は以下の通りである。
＊フッ素化ポリオール：ルミフロン（登録商標）ＬＦ−６０１Ｃ主剤（旭硝子株式会社製）
＊ポリイソシアネート（１）：ルミフロン（登録商標）ＬＦ−６０１Ｃ硬化剤（旭硝子株式会社製）
＊層状無機化合物：合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（協和化学工業株式会社製）
＊イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）におけるイオン液体：Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムテトラフルオロボレート
＊シリコーン化合物：シリコーンオイル ＤＭＳ−Ｔ１１（チッソ株式会社製）
＊フッ素化シリコーン化合物：ポリ３，３，３−トリフルオロプロピルメチルシロキサン ＦＭＳ−１２１（チッソ株式会社製）
【０１６３】
次に、環境試験（６０℃、３０％ＲＨ環境下に１０日間放置）を行ったところ、実施例１〜１３においては、ローラ抵抗値に変動はなく、耐環境性に優れていることが分った。これに対し、比較例８においては、ローラ抵抗値が大きくなり変動が大きいことが認められ、印字抜け、ムラ、カブリ画像となり、温度及び湿度に対する耐環境性に劣ることが分った。
【産業上の利用可能性】
【０１６４】
本発明の半導電性部材は、最外層表面に紙粉及びトナー等が付着するのを抑制し、最外層表面又はその内部からのブリードを抑制することによって、感光体汚染を防止し、導電性を損なうことなく、環境変動を抑制でき、画質劣化の解消が図れ、すべり性の向上を図れ、耐摩耗性、及び耐久性が向上しているので、電子写真方式のレーザープリンタ、デジタル複写機、フルカラー複写機、フルカラーレーザープリンタなどに好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】図１は、本発明の半導電性部材としての帯電ローラの一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の電子写真方式の画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、本発明の画像形成装置の他の一例を示す概略図である。
【図５】図５は、本発明のタンデム型の画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図６】図６は、図５の各画像形成要素の拡大図である。
【図７】図７は、本発明のプロセスカートリッジの一例を示す概略図である。
【図８】図８は、ローラ抵抗値の測定方法を示す図である。
【符号の説明】
【０１６６】
１ 感光体ドラム
２ 帯電ローラ
３ 露光系
４ 現像ローラ
５ パワーパック
６ 転写ローラ
７ 記録紙
８ クリーニング装置
９ 表面電位計
１０ 電子写真感光体（感光体ドラム）
１０Ｋ ブラック用電子写真感光体
１０Ｙ イエロー用電子写真感光体
１０Ｍ マゼンタ用電子写真感光体
１０Ｃ シアン用電子写真感光体
１４ 支持ローラ
１５ 支持ローラ
１６ 支持ローラ
１７ 中間転写クリーニング手段
１８ 画像形成手段
２０ 帯電ローラ
２１ 露光装置
２２ 二次転写手段
２３ ローラ
２４ 二次転写ベルト
２５ 定着装置
２６ 定着ベルト
２７ 加圧ローラ
２８ 反転装置
３０ 露光装置
３２ コンタクトガラス
３３ 第１走行体
３４ 第２走行体
３５ 結像レンズ
３６ 読取りセンサ
４０ 現像装置
４１ 現像ベルト
４２Ｋ 現像剤収容部
４２Ｙ 現像剤収容部
４２Ｍ 現像剤収容部
４２Ｃ 現像剤収容部
４３Ｋ 現像剤供給ローラ
４３Ｙ 現像剤供給ローラ
４３Ｍ 現像剤供給ローラ
４３Ｃ 現像剤供給ローラ
４４Ｋ 現像ローラ
４４Ｙ 現像ローラ
４４Ｍ 現像ローラ
４４Ｃ 現像ローラ
４５Ｋ ブラック用現像手段
４５Ｙ イエロー用現像手段
４５Ｍ マゼンタ用現像手段
４５Ｃ シアン用現像手段
４９ レジストローラ
５０ 中間転写体
５１ ローラ
５２ 分離ローラ
５３ 手差し給紙路
５４ 手差しトレイ
５５ 切換爪
５６ 排出ローラ
５７ 排出トレイ
５８ コロナ帯電器
６０ クリーニング手段
６１ 現像装置
６２ 転写帯電器
６３ クリーニング装置
６４ 除電装置
７０ 除電ランプ
８０ 転写ローラ
９０ クリーニング装置
９５ 記録媒体
１００ 画像形成装置
１０１ 電子写真感光体
１０２ 帯電手段
１０３ 露光手段
１０４ 現像手段
１０５ 記録媒体
１０７ クリーニング手段
１０８ 転写手段
１２０ タンデム型現像手段
１３０ 原稿台
１４２ 給紙ローラ
１４３ ペーパーバンク
１４４ 給紙カセット
１４５ 分離ローラ
１４６ 給紙路
１４７ 搬送ローラ
１４８ 給紙路
１５０ 複写装置本体
１６０ 帯電装置
２００ 給紙テーブル
２０１ 導電性支持体（芯金）
２０２ 導電層
２０３ 最外層
３００ スキャナ
４００ 原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ、又はこれらの複合ＯＡ機器等における帯電ローラ、転写ローラ等として好適な画像形成用半導電性部材、並びに該半導電性部材を用いた画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子写真方式の複写機やプリンタにおいて、帯電ローラ、転写ローラ等の導電性ローラは、感光体に接して回転するように設けられており、それぞれ機能を奏するように構成されている。例えば、帯電ローラは、静電潜像の形成される感光体に対する帯電方式のローラ帯電部材として用いられており、感光体表面に、電圧印加した帯電ローラを押し当て、感光体と帯電ローラとを相互に回転させて、感光体表面を帯電させる接触帯電方式がある。また、感光体と帯電ローラとが接触せずに帯電を行う非接触帯電方式／近接帯電方式の導電性ローラが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
近年、電子写真方式の複写機やプリンタ等においては、高速化、高寿命化、高画質化、省エネルギー化に対する要求が高まっている。前記省エネルギー化では、低温定着方式が採用され、トナーの低融点化が行われている。また、前記高画質化では、重合等によりトナーの粒径を小さくしたり、トナーを球形にすることが行われている。
【０００４】
しかし、省エネルギー化や高画質化を行うためのトナーの低融点化やトナー粒径の微細乃至球形化は、帯電ローラ、転写ローラ等の導電性ローラにおけるトナーの付着を引き起し易くなる。その結果、導電性ローラにトナーが付着し、固着すると画質劣化が問題となる。つまり、通紙枚数の増大によって、トナーの付着による帯電ローラ等の導電性ローラ全体の抵抗が上昇する。また、トナーの不均一付着による部分的な抵抗変化が起こって、画質の劣化が生じる。
【０００５】
このような画質劣化を防止するには、トナーが帯電ローラ等の導電性ローラ表面に付着しないようにすればよいが、例えば、Ｎ−メトキシメチル化ナイロン等の親水性樹脂で最外層が形成されているローラは、高温高湿環境下での抵抗変動やトナーのローラ表面への付着防止には有効ではなかった。
【０００６】
また、帯電ローラ等の導電性ローラとしては、導電性芯金に導電性弾性層、又は導電性非弾性層を設け、これら導電性層上に抵抗調整層を設けた構造のものが提案されている（特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、及び特許文献６参照）。
このような導電性ローラは、一般的に、導電性粒子を添加シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム等の合成ゴム組成物の弾性材料と、ポリエーテルエステルアミド、熱可塑性樹脂等の樹脂組成物の非弾性材料とから形成されている。
【０００７】
また、導電性ローラには、ローラ材料のマトリクス中にイオン導電剤等のブルームしやすい材料が配合されており、該導電性ローラの表面にウレタン、ナイロン、フッ素樹脂などを含有する保護層を設けて、ブリードの発生、感光体汚染の防止を図っている。
【０００８】
しかし、前記導電性ローラを高温高湿環境下で、長時間放置すると、樹脂成分が加水分解して感光体に固着したり、塗膜のピンホールなどから上記材料中の成分が滲み出し、ブリードして感光体汚染やトナーが付着し、固着してしまい、耐環境特性は必ずしも満足できるものではなかった。
【０００９】
このような導電性ローラを帯電ローラとして用いた場合、帯電不良等による画像の不具合及び感光体の汚染及びトナー付着を防止するため、中間層及び最外層を設ける必要があり、その結果、多層構造となって、コスト高となる。また、導電性層の電気特性は添加した導電性粉末同士の接触により得られるので、電気的特性の不均一性による帯電ムラが生じやすいという問題がある。このため、イオン導電剤を添加して、電気特性の均一化を図る提案がなされている（特許文献７参照）。しかし、この提案は、必ずしも耐汚染性、及び耐環境特性を満足できるものではなかった。
【００１０】
このような課題を解決するため、例えば芯金表面に、導電剤が分散されていない電気的中抵抗物質を含有する層を有し、該層上に前記電気的中抵抗物質より非粘着性の高い非粘着性物質を含有する表面層を有する半導電性ローラが提案されている（特許文献８及び特許文献９参照）。前記電気的中抵抗物質としては、例えば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三元共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体、又はこれらの混合系のエピクロルヒドリンゴム（１×１０７〜１×１０１０Ω・ｃｍ）、ポリエーテルエステルアミドなどが挙げられる。前記非粘着性物質としては、例えばフルオロオレフィンと水酸基含有ビニルエーテルを構成成分とした含フッ素共重合体をイソシアネートで架橋させて得られる含フッ素架橋共重合体などが挙げられる。しかし、前記含フッ素架橋共重合体のみでは、紙粉やトナーのフィルミング付着防止、ブリード等による感光体の汚染防止効果が十分ではなかった。
【００１１】
このように紙粉及びトナー等の付着防止を図るため、シリコーンオイルを添加することが提案されている。このシリコーンオイルは、紙粉及びトナー等の付着防止に効果があるが、該シリコーンオイルが、反応性基を持たない場合、該シリコーンオイル自身が感光体を汚染、あるいは保護層表面にブリードし、トナー付着を引き起すことがある。また、反応性基を有するシリコーンオイルは塗膜内で反応することにより、そのもの自身がブリードすることがなく、感光体汚染性やトナー付着性は低下するが、単独では半導電性部材からの低分子化合物のブリード防止効果は低いものであった（特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、及び特許文献１３参照）。
【００１２】
上記以外にも、例えば、（１）基材がウレタンで疎水性ポリオール（フッ素化ポリオール）とイソシアネートとの硬化で構成されているローラ（特許文献１４参照）、（２）フッ素樹脂ブリード防止層／保護層を設け、イソシアネート架橋剤でそれを硬化した半導電性ローラ（特許文献１５参照）、（３）非粘着性物質としてイソシアネート架橋剤で架橋したフッ素架橋共重合体を使用した導電性ローラ（特許文献１６参照）、（４）フッ素変性アクリレート系樹脂とフッ素オレフィン系樹脂とＯＨ基を有する非（フッ素変性）アクリレート系樹脂とを、ＯＨ基と反応する化合物（ポリイソシアネート化合物）で架橋した半導電性ローラ（特許文献１７参照）、（５）Ｍｇ（１−Ｘ）ＡｌＸ（ＯＨ）２（ＣＯ３）（Ｘ／２）・ｍＨ２Ｏで表されるハイドロタルサイト化合物を含有する帯電部材（特許文献１８参照）、（６）フッ素化ポリオールとポリイソシアネートとの高分子化合物を主体とする樹脂からなる表面層／保護層を設けた帯電部材（特許文献１９参照）、（７）ポリエステルポリオール又はアクリルポリオールをイソシアネートで硬化させた皮膜を設けた帯電部材及び転写部材（特開平８−３１４２３３号公報参照）、などが種々提案されている。
【００１３】
しかし、これらのフッ素樹脂化合物による紙粉及びトナー付着防止、並びにシリコーンオイルによる離型性を付与する目的で最外層に添加されている半導電性部材からのブリードを防止する材料では、半導電性部材表面へのブリード防止、感光体汚染防止、紙粉及びトナー付着防止効果は未だ十分ではなかった。また、保護層に導電剤として導電性顔料を分散させることにより、一定の導電性を付与しているが、半導電性層と同様に導電性顔料の分散不良に伴う抵抗値のばらつきから、帯電不良等の画像欠陥が発生するという問題があり、十分満足できる性能を有するものではなかった。
【００１４】
【特許文献１】特許第３７４９５０１号公報
【特許文献２】特開平１−１４２５６９号公報
【特許文献３】特開平４−３１１９７２号公報
【特許文献４】特開平７−１４０７６０号公報
【特許文献５】特公平７−５８４０３号公報
【特許文献６】特開２００２−１３２０１９号公報
【特許文献７】特開２０００−３９７５５号公報
【特許文献８】特開平６−２６６２０６号公報
【特許文献９】特開平７−１６０１５５号公報
【特許文献１０】特公平８−２０７９４号公報
【特許文献１１】特開平１１−１６７２７３号公報
【特許文献１２】特開２０００−３１５００３号公報
【特許文献１３】特開２００２−２１４８８０号公報
【特許文献１４】特開平８−２０８０８７号公報
【特許文献１５】特開平９−２２６９７３号公報
【特許文献１６】特開平１０−４５９５３号公報
【特許文献１７】特開平１０−２６８６１３号公報
【特許文献１８】特開２０００−３１０２１８号公報
【特許文献１９】特開平８−１０１５６３号公報
【特許文献２０】特開平８−３１４２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、最外層表面に紙粉及びトナーが付着するのを抑制し、最外層表面及びその内部からのブリードを抑え感光体汚染を防止でき、導電性を損なうことなく、環境変動を抑制し、画質劣化の解消が図れ、すべり性向上、耐摩耗性、及び耐久性が向上した画像形成用半導電性部材、並びに該半導電性部材を用いた画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するため本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、以下の知見を得た。即ち、最外層に、少なくとも層状無機化合物と、導電剤として電子伝導剤及びイオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子を含有させることで、ブリードを防止でき、感光体汚染を防止し、導電性を損なわず、環境変動を抑制し、画質劣化の解消が図れ、すべり性の向上が図れ、耐摩耗性付与し、耐久性を向上させることができる電子写真方式の画像形成用半導電性部材が得られることを知見した。
【００１７】
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
＜１＞ 最外層が、少なくとも層状無機化合物と、導電剤とを含有してなり、該導電剤が、少なくとも電子伝導剤と、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子とを含有することを特徴とする画像形成用半導電性部材である。
該＜１＞に記載の画像形成用半導電性部材においては、最外層に層状無機化合物及び導電剤を含有し、該導電剤として少なくとも電子伝導剤及びイオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子を含有することにより、最外層表面に紙粉及びトナー等が付着するのを抑制でき、最外層表面及びその内部からのブリードを抑えることによって、感光体汚染を防止し、最外層の追従性を向上させて、導電性を損なわず、環境変動を抑制し、画質劣化を解消でき、すべり性の向上を図れ、耐摩耗性を付与し、耐久性の向上を実現できる。
＜２＞ 最外層が、シリコーン化合物、フッ素化シリコーン化合物、反応性基を有するシリコーン化合物、及び反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物から選択される少なくとも１種を含有する前記＜１＞に記載の画像形成用半導電性部材である。
該＜２＞に記載の画像形成用半導電性部材においては、最外層が、シリコーン化合物、フッ素化シリコーン化合物、反応性基を有するシリコーン化合物、及び反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物から選択される少なくとも１種を含有することによって、最外層表面に紙粉及びトナー等が付着するのを抑制する効果を向上させることができる。更に最外層表面及びその内部からのブリードを抑え、感光体汚染を防止し、最外層の追従性を向上させて、導電性を損なわず、環境変動を抑制し、画質劣化の解消を図れ、すべり性の向上を図れ、耐摩耗性を付与し、半導電性部材の耐久性を向上させることができる。
＜３＞ 最外層が、ポリオール化合物及びイソシアネート化合物を含有する前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材である。
該＜３＞に記載の画像形成用半導電性部材においては、最外層が、ポリオール化合物及びイソシアネート化合物を含有するので、最外層表面に紙粉及びトナー等が付着するのを抑制し、離型性が更に向上し、最外層表面及びその内部からのブリードを抑制することによって、感光体汚染を防止し、またローラ構造の場合における最外層の追従性を向上させて、導電性を損なわず、環境変動を抑制し、画質劣化の解消を図れ、すべり性の向上を図れ、耐摩耗性を付与し、半導電性部材の耐久性を向上させることができる。
＜４＞ ポリオール化合物が、フッ素化ポリオール化合物、アクリルポリオール化合物、及びポリエステルポリオール化合物の少なくともいずれかである前記＜３＞に記載の画像形成用半導電性部材である。
該＜４＞に記載の画像形成用半導電性部材においては、ポリオール化合物が、フッ素化ポリオール化合物、アクリルポリオール化合物、及びポリエステルポリオール化合物の少なくともいずれかであるので、最外層表面に紙粉及びトナー等が付着するのを抑制する効果を向上させることができ、離型性が向上し、最外層表面及びその内部からのブリードを抑えることによって、感光体汚染を防止できる。またローラ構造などの場合に最外層の追従性を向上させ、導電性部材への密着性も向上し、最外層の剥がれがなく、導電性を損なわず、環境変動を抑制し、画質劣化の解消を図れ、すべり性の向上を図れ、耐磨耗性を付与し、半導電性部材の耐久性を向上させることができる。
＜５＞ 最外層が、更にアクリル樹脂を含有する前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材である。
＜６＞ 電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段とを少なくとも有する画像形成装置において、
前記帯電手段及び前記転写手段の少なくともいずれかが、前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材であることを特徴とする画像形成装置である。
＜７＞ 電子写真感光体表面を帯電する帯電工程と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程とを少なくとも含む画像形成方法において、
前記帯電工程及び前記転写工程の少なくともいずれかが、前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材を用いて行われることを特徴とする画像形成方法である。
＜８＞ 電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段と、前記電子写真感光体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段とを少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、
前記帯電手段及び前記転写手段の少なくともいずれかが、前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材であることを特徴とするプロセスカートリッジである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、従来における諸問題を解決でき、最外層表面に紙粉及びトナーが付着するのを抑制でき、最外層表面及びその内部からのブリードを抑えることにより感光体汚染を防止でき、導電性を損なうことなく、環境変動を抑制し、画質劣化の解消が図れ、すべり性の向上が図れ、耐摩耗性及び耐久性が向上した画像形成用半導電性部材、並びに該半導電性部材を用いた画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（画像形成用半導電性部材）
本発明の画像形成用半導電性部材は、少なくとも最外層を有してなり、更に必要に応じて弾性層、非弾性層等のその他の構成を有してなる。
前記画像形成用半導電性部材は、その層構成については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記最外層としては、弾性層、非弾性層、表面層（保護層）などが挙げられるが、表面層（保護層）であることが特に好ましい。
【００２０】
〔最外層〕
前記最外層は、少なくとも層状無機化合物と、導電剤とを含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
【００２１】
＜層状無機化合物＞
前記層状無機化合物は、無機化合物が積層した層状構造を有し、該無機化合物の形状としては、例えば球状、円筒形状、塊状、立方体、直方体、板状などが挙げられ、これらの中でも、板状が特に好ましい。ここで、前記板状とは、相対する２面（卓面）が、特に発達した構造を有する無機化合物を意味する。
【００２２】
前記層状無機化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばタルク、天然マイカ、合成マイカ、セリサイト、ガラスフレーク、天然ハイドロタルサイト、合成ハイドロタルサイト、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、酸化鉄、炭酸カルシウム、黒鉛、ＢＮなどが挙げられる。これらの中でも、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ハイドロタルサイトが好ましく、ハイドロタルサイトが特に好ましい。
前記ハイドロタルサイトは、［Ｍ２＋１−ｘＭ３＋ｘ（ＯＨ）２］ｘ＋・［（Ａｎ−）ｘ/ｎ・ｍＨ２Ｏ］ｘ−の組成式で示される複水酸化物である。Ｍ２＋及びＭ３＋は、それぞれ２価の金属イオン、３価の金属イオンであり、Ａｎ−はｎ価の陰イオンである。ハイドロタルサイトは、一般に、水酸化物層（ホスト層）と、陰イオン及び水分子からなる層（ゲスト層）とが交互に積層した層状構造を有する。ホスト層中のＭ２＋の一部がＭ３＋と同型置換されており、このＭ３＋の部分に永久正電荷が生じる。電気的なバランスを保つためにイオン交換可能な陰イオンが層間に取り込まれる。ハイドロタルサイトは、数少ない無機陰イオン交換体の一つであり、付加価値の高い優れた機能性材料である。
【００２３】
前記層状無機化合物の平均粒径は０．０１〜５μｍが好ましく、０．１〜１μｍがより好ましい。前記平均粒径が０．０１μｍ未満であると、ブリード防止効果が抑制されることがあり、５μｍを超えると、ローラ表面粗さから画像品質に問題が生じることがある。
【００２４】
本発明において、前記層状無機化合物を用いることによって、上記作用効果が奏される理由は定かではないが、層状構造であることによって、無機化合物同士が重なり合って、バリア機能の発揮あるいは層間にブリード成分の吸着等によって、最外層及び半導電性層からの汚染性低分子物質、イオン導電剤等がブリードするのを抑制できるものと考えられる。
【００２５】
前記層状無機化合物の前記最外層における含有量は、特に制限はなく、他の最外層材料とのマッチング、放電条件等などに応じて異なり、一概には規定できないが、０．１〜３０質量％が好ましく、１〜１０質量％がより好ましい。前記含有量が０．１質量％未満であると、ブリード抑制効果が低くなることがあり、３０質量％を超えると、最外層の成膜性や塗膜強度の低下が生じることがある。
【００２６】
＜導電剤＞
前記導電剤は、少なくとも電子伝導剤と、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子とを含有してなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
【００２７】
−電子伝導剤−
前記電子伝導剤としては、無機材料又は有機材料が用いられる。該電子伝導剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばカーボンブラック、グラファイト、フッ化カーボン；アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属又は合金；酸化錫、酸化インジウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫−酸化アンチモン複合酸化物、酸化錫−酸化インジウム複合酸化物等の導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したものなどが挙げられる。これらは、１種単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、酸化チタン、カーボンブラックが特に好ましい。
前記電子伝導剤の平均粒径は、０．０１〜５μｍが好ましく、０．１〜１μｍがより好ましい。
【００２８】
前記電子伝導剤の前記最外層における含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、０．０１〜４０質量％が好ましく、３〜２０質量％がより好ましい。
【００２９】
−イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子−
前記イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子は、例えば（Ｈ．Ｓａｗａｄａ ｅｔ ａｌ．，Ｃｏｌｌｏｉｄ Ｐｏｌｙ．Ｓｃｉ．，２８４，５５１（２００６）等に記載されている合成方法に準拠して作製されたナノ粒子である。
前記イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子は、該フッ素系ポリマーナノ粒子中にイオン液体を内包したナノ粒子であり、ナノ粒子であるにも関わらず分散安定性が高く、最外層に均一に分散させることが可能である。また、前記イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子は、イオン液体の保持能が高く、半導電性部材の表面へのブリードも抑制できる。
前記イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３０】
前記イオン液体とは、液体状態にあるイオン性化合物の総称であり、前記フッ素系ポリマーナノ粒子に保持されるイオン液体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばピリジニウム系イオン液体、イミダゾリウム系イオン液体、脂環式アミン系イオン液体、脂肪族アミン系イオン液体、その他のイオン液体などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００３１】
前記ピリジニウム系イオン液体としては、例えば１−エチルピリジニウムブロマイド、１−エチルピリジニウムクロライド、１−ブチルピリジニウムブロマイド、１−ブチルピリジニウムクロライド、１−ブチルピリジニウムヘキサフルオロホスフェート、１−ブチルピリジニウムテトラフルオロボレート、１−ブチルピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−ヘキサピリジニウムブロマイド、１−ヘキサピリジニウムクロライド、１−ヘキサピリジニウムヘキサフルオロホスフェート、１−ヘキサピリジニウムテトラフロオロボレート、１−ヘキサピリジニウムトリフルオロメタンスルホネートなどが挙げられる。
【００３２】
前記イミダゾリウム系イオン液体としては、例えば１−エチル−３−メチルイミダゾリウムブロマイド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム（Ｌ）−ラクテート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、１−ブチル−１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム（Ｌ）−ラクテート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムブロマイド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−デシル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−ドデシル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−テトラデシル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−ヘキサデシル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−オクタデシル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロマイド、１−エチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムクロライド、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロマイド、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムクロライド、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムブロマイド、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムクロライド、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−アリル−３−エチルイミダゾリウムブロマイド、１−アリル−３−エチルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１−アリル−３−エチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−アリル−３−ブチルイミダゾリウムブロマイド、１−アリル−３−ブチルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１−アリル−３−ブチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１，３−ジアリルイミダゾリウムブロマイド、１，３−ジアリルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１，３−ジアリルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、などが挙げられる。
【００３３】
前記脂環式アミン系イオン液体としては、例えばＮ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムブロマイド、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムクロライド、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムテトラフルオロボレート、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムブロマイド、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムクロライド、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムテトラフルオロボレート、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムブロマイド、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムクロライド、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムテトラフルオロボレート、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、などが挙げられる。
【００３４】
前記脂肪族アミン系イオン液体としては、例えばＮ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムブロマイド、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムクロライド、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムテトラフルオロボレート、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピ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、などが挙げられる。
【００３５】
前記その他のイオン液体としては、例えば１−エチル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−プロピル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、などが挙げられる。
【００３６】
これらの中でも、疎水性が高く、環境変動抑制効果に優れ、ブリードし難い点から、１−ブチルピリジニウムヘキサフルオロホスフェート、１−ブチルピリジニウムテトラフルオロボレート、１−ヘキサピリジニウムヘキサフルオロホスフェート、１−ヘキサピリジニウムテトラフロオロボレート、１−ヘキサピリジニウムトリフルオロメタンスルホネート、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−オクチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムテトラフロオロボレート、１−ヘキシル−２，３−ジメチルイミダゾリウムトリフルオロメタンスルホネート、１−アリル−３−エチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−アリル−３−ブチルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１，３−ジアリルイミダゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムテトラフルオロボレート、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムテトラフルオロボレート、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムテトラフルオロボレート、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−Ｎ−プロピ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、１−エチル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−プロピル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、１−ブチル−２，３，５−トリメチルピラゾリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドが好ましく、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート、Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムテトラフルオロボレートが特に好ましい。
これらのイオン液体は、関東化学株式会社、日本カーリット株式会社などから入手することが可能である。
【００３７】
前記イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子の平均粒径は、１０〜１００ｎｍが好ましく、１５〜８５ｎｍがより好ましい。前記平均粒径が１００ｎｍを超えると、フッ素系ポリマーナノ粒子がイオン液体を保持した粒子とならないことがあり、環境変動が大きくなることがある。
ここで、前記平均粒径は、例えば粒度分布計（ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ ＵＰＡ Ｍｏｄｅｌ：９３４０−ＵＰＡ、日機装株式会社製）を用い、サンプルはエタノール媒質で０．１質量％固形分濃度に調整して測定することができる。
【００３８】
前記イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子の前記最外層における含有量は、０．０１〜４０質量％が好ましく、０.０５〜２０質量％がより好ましく、０．１〜１０質量％が更に好ましい。前記含有量が０．０１質量％未満であると、導電剤としての効果を充分に発揮できず、抵抗のバラツキ抑制効果が充分に発揮できないことがあり、４０質量％超えると、特に環境変動抑制効果が低下し、抵抗変動が大きくなり、帯電不良等からの画像欠陥、画像劣化が生じやすくなり、また、最外層の成膜性や塗膜強度の低下等を生じ、耐久性を低下させることがある。
なお、前記イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子は、最外層のほかにも導電性弾性層又は導電性非弾性層に添加しても構わない。
【００３９】
前記イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子は、カーボンブラック等の電子伝導剤と併用することにより、最外層の体積抵抗率を制御することができる。
本発明において、前記層状無機化合物と、導電剤である電子伝導剤及びイオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子との混合割合は、特に制限はなく、目的とする体積抵抗率等に応じて適宜選定することができる。
【００４０】
本発明の半導電性部材の最外層は、前記層状無機化合物、導電剤としての電子伝導剤及びイオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子を少なくとも含有してなり、更に樹脂成分を含有してなる。
前記樹脂成分としては、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれも用いることができる。前記熱可塑樹脂としては、例えば熱可塑性アクリル樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、熱可塑性フッ素樹脂などが挙げられる。前記熱硬化樹脂としては、例えばポリエステル樹脂、アミノ樹脂、エポキシ樹脂、熱硬化性ポリウレタン樹脂、熱硬化性アクリル樹脂、フッ素変性樹脂などが挙げられる。
【００４１】
これらの中でも、塗膜性を良好とする点からポリオール化合物とイソシアネート化合物を含有することが好ましい。前記ポリオール化合物としては、例えばポリエステルポリオール化合物、ポリエーテルポリオール化合物、ポリカーボネートポリオール化合物、アクリルポリオール化合物、フッ素化ポリオール化合物、又はこれらの共重合ポリオールなどが挙げられる。これらの中でも、フッ素化ポリオール化合物、アクリルポリオール化合物、ポリエステルポリオール化合物が特に好ましい。
【００４２】
前記ポリエステルポリオール化合物としては、例えば二塩基酸又はそのエステル、酸ハライド、酸無水物等の反応性酸誘導体と、グリコール、アミノアルコール等の単独又は混合物との縮合反応により得られるポリエステルポリオール、ポリエステルアミドポリオールなどが挙げられる。
【００４３】
前記ポリカーボネートポリオール化合物としては、例えば多価アルコールとエチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジフェニルカーボネート等との脱アルコール反応などにより得られるポリカーボネートポリオールなどが挙げられる。前記ポリエーテルポリオール化合物としては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、テトラヒドロフラン等を開環重合させて得られるポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、又はこれらのコポリマーなどが挙げられる。
【００４４】
前記フッ素化ポリオール化合物は、イソシアネートと反応する基（水酸基）を１つ以上持ったフッ素樹脂であり、例えばテトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等の水酸基含有のフッ素樹脂などが挙げられる。具体的には、水酸基を有するＦＥＶＥ（フルオロエチレン単位とビニルエーテル単位）交互共重合体が挙げられる。
【００４５】
前記アクリルポリオール化合物としては、水酸基を持つアクリルモノマーとアクリル酸エステルとの共重合体などが挙げられる。なお、水酸基は該アクリル樹脂主鎖に無秩序に配置されている。前記水酸基含有比は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、種々の共重合比で制御することができる。
前記アクリルポリオール化合物としては、例えば、アクリル酸（ＡＡ）／ヒドロキシプロピルアクリレート（ＨＰＡ）／メチルメタクリレート（ＭＭＡ）／ブチルメタクリレート（ＢＭＡ）／ブチルアクリレート（ＢＡ）、アクリル酸（ＡＡ）／ヒドロキシプロピルメタクリレート（ＨＰＭＡ）／メチルメタクリレート（ＭＭＡ）／ブチルメタクリレート（ＢＭＡ）／ブチルアクリレート（ＢＡ）などが挙げられる。
【００４６】
前記共重合ポリオール化合物としては、前記ポリエステルポリオール化合物、前記ポリカーボネートポリオール化合物、前記ポリエーテルポリオール化合物を共重合成分としたポリエステルポリカーボネートポリオール、ポリエステルポリエーテルポリオールなどが挙げられる。
【００４７】
前記イソシアネート化合物は、架橋剤として添加され、分子中に２個以上のイソシアネート基を持つ化合物であり、一般にポリウレタンの製造原料として用いられるイソシアネートと同様のものを用いることができる。
【００４８】
前記イソシアネート化合物としては、例えばトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、フェニレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）、シクロヘキサンジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、ウンデカントリイソシアネート、ヘキサメチレントリイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、又はこれらの重合体、誘導体、変性体、水素添加体などが挙げられる。
これらの中でも、耐オゾン性及び耐熱性の点から、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、又はこれらの重合体、誘導体、変性体が特に好ましい。
【００４９】
前記ポリオール化合物と前記イソシアネート化合物とのウレタン形成反応に際して使用される助剤としては、例えばグリコール類、ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、アミン類等の鎖延長剤あるいは架橋剤などが挙げられる。前記ポリオール化合物と前記イソシアネート化合物のＮＣＯ／ＯＨモル比は、１．０／１．０〜１．８／１．０が好ましい。
【００５０】
前記最外層には、離型性を与えるフッ素系樹脂を含有させることもできる。該フッ素系樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ビニリデンフルオライド共重合体、ポリビニリデンフルオライドポリビニルフルオライドなどが挙げられる。これらの樹脂は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体の水酸基変性樹脂などの水酸基含有のフッ素樹脂をフッ素化ポリオール化合物としてイソシアネート化合物と反応させることにより、良好な塗膜を与え、好適である。また、フッ素系樹脂を含有することは、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子とフッ素系樹脂とのなじみがよく、塗膜中への分散を良好とするのでより好ましい。
【００５１】
前記フッ素化ポリオール化合物とイソシアネート化合物との反応塗膜は、ビニルエーテル単位の側鎖の官能基、例えば、アルキル基、アルキレン基の種類を変えること、イソシアネート化合物に高分子量のポリイソシアネート化合物を使用することなどにより、塗膜の伸び、摩擦係数を任意に調整することができる。特に伸び、膜硬度を調整した場合には最外層の可撓性を向上させることができ、それによって屈曲性に優れた部材を得ることができる。その際、伸びが５０％未満では亀裂が入ってブリード防止効果がなくなることがあるため、５０％以上の伸びに調整するのが好ましい。
【００５２】
これらフッ素化ポリオール化合物とイソシアネート化合物との反応樹脂を用いると、半導電性部材の表面汚染を防止することができる。例えば、カンペ（登録商標）フロンＨＤ（関西ペイント株式会社製）、ルミフロン（登録商標）シリーズ（旭硝子株式会社製）、ゼッフル（登録商標）シリーズ（ダイキン株式会社製）等のフッ素化ポリオール化合物と、ヘキサメチレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物、トリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパン付加物等のポリオール付加ポリイソシアネート化合物や、更にメラミン樹脂等のアミノ樹脂とを反応させた架橋構造の最外層が挙げられる。
【００５３】
前記最外層には、必要に応じて、上記樹脂以外にもその他の樹脂を添加することができる。該その他の樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ナイロン樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、セルロース、メラミン樹脂などが挙げられる。これらの中でも、分散性向上、塗膜接着性向上、静電的な紙粉及びトナー防汚性の観点より、アクリル樹脂が特に好ましい。なお、前記アクリル樹脂を用いる場合には、ポリオール成分として前記アクリルポリオール化合物を使用し、前記イソシアネートと反応させてもよい。
【００５４】
前記最外層には、離型性の向上を図るため、シリコーン化合物、フッ素化シリコーン化合物、塗膜により強固に離型性成分を固定化する反応性基を有するシリコーン化合物、反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物等を添加することが好ましい。これら化合物を添加することにより、紙粉及びトナー付着に対する離型性をより向上させることができる。
【００５５】
前記シリコーン化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばポリエーテル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸エステル変性シリコーンオイル、メチルスチリル変性シリコーンオイル、アルキル変性シリコーンオイル、高級アルコキシ変性シリコーンオイルが挙げられる。これらの中でも、相溶性が良好で、充填剤による保持性が高いという点から、ポリエーテル変性シリコーンオイル、高級脂肪酸エステル変性シリコーンオイルが特に好ましい。
【００５６】
前記フッ素化シリコーン化合物としては、一般にフロオロシリコーンオイルと言われる化合物、例えば、３，３，３−トリフルオロプロピルメチルシロキサン、３，３，３−トリフルオロプロピルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー、ビス（トリデカフロロオクチル）テトラメチルシロキサンや、フルオロシリコーングリースなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、これらは塗膜溶液のレベリングにも寄与する効果もあり、塗膜の平滑性向上となる。
【００５７】
前記シリコーン化合物及びフッ素化シリコーン化合物の重量平均分子量は、４００〜５０，０００が好ましく、１，０００〜２０，０００がより好ましい。前記シリコーン化合物及びフッ素化シリコーン化合物の添加量は、溶媒を含まない最外層成分１００質量部に対して０．４質量部以下が好ましく、０．０１〜０．２質量部がより好ましい。前記添加量が０．０１質量部未満であると、離型性に対して十分な効果を発揮できず、０．４質量部を超えると、ブリード等の汚染や紙粉及びトナー付着の原因になる可能性がある。
【００５８】
また、最外層に離型性成分を固定する目的で、反応性基を有するシリコーン化合物、反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物が、より耐ブリード性にも効果があり、好ましい。
前記反応性基を有するシリコーン化合物は、イソシアネート架橋剤や塗膜材料との硬化反応を適宜選択でき、多量配合も可能となり、離型性向上に有効である。前記反応性基としては、例えばアミノ基、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、アクリル基などが挙げられる。
【００５９】
前記反応性基を有するシリコーン化合物としては、例えばカルビノール変性シリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、カルボキシル変性シリコーンオイル、メルカプト変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイル、メタクリロキシ変性シリコーンオイル、フェノール変性シリコーンオイルなどが挙げられる。これら反応性シリコーン化合物の変性形態としては、側鎖型、両末端型、片末端型、側鎖両末端型が好ましい。
【００６０】
前記反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物としては、ビニル末端基、シラノ−ル末端基等を有するフッ素化シリコーン化合物が挙げられる。具体的には、ビニル末端トリフロロプロピルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー、シラノール末端ポリトリフロロトリフロロプロピルメチルシロキサンなどが挙げられる。該反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物は上記反応性シリコーン化合物と同様に離型性を高めるとともに、フッ素基による汚れの付着防止とブリード防止効果を更に向上させることができる。また、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子の塗膜中の分散安定化にも繋がる。
【００６１】
前記反応性基を有するシリコーン化合物は、樹脂との相溶性があり、塗膜に均一に分散し、これらは塗膜溶液のレベリングにも寄与する効果もあり、塗膜の平滑性向上となる。特に、アミノ基、水酸基、カルボキシル基を持ったシリコーン化合物は、イソシアネート化合物との硬化反応により、最外層に固定できる。また、エポキシ基を持ったシリコーン化合物は、上記フッ素樹脂の活性水素と反応し、固定化される。これにより、最外層の離型性向上、摩擦力の低下が起こる。更に、これらは最外層中の低分子物質のブリードも防ぎ、バリア効果も供することができ、より感光体汚染、更には紙粉及びトナー付着を低減させることができる。更にまた、シリコーン化合物の多量含有が可能となり、より離型性向上となる。
【００６２】
前記反応性基を有するシリコーン化合物及び反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物は、重量平均分子量が４００〜５０，０００が好ましく、１，０００〜２０，０００がより好ましい。
前記反応性基を有するシリコーン化合物又は反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物の配合割合は、溶媒を含まない塗膜成分１００質量部に対し０．４質量部以下が好ましく、０．０１〜０．２質量部がより好ましい。前記配合割合が０．０１質量部未満であると、離型性に対して十分な効果を発揮できず、０．４質量部を超えると、ブリード等の汚染原因になる可能性がある。これらシリコーン化合物等を塗膜材料に添加すると、高離型性を付与することができる。
【００６３】
前記最外層におけるその他の成分としては、例えばレベリング剤、酸化防止剤、難燃剤、沈降防止剤、消泡剤、腐食防止剤、希釈用溶媒、増粘剤、チクソトロピー性付与剤、構造粘性付与剤等などの各種添加剤を含有してもよい。
【００６４】
前記最外層の形成は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、最外層を形成する各成分を含む最外層塗布液を調製し、該最外層塗布液を塗布することにより形成することができる。前記塗布方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばディッピング法、スプレーコーティング法、ロールコート法などが挙げられる。
【００６５】
前記最外層の体積抵抗率は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１×１０２〜１×１０１２Ω・ｃｍが好ましく、１×１０５〜１×１０１０Ω・ｃｍがより好ましい。
ここで、前記体積抵抗率は、例えば最外層塗布液をアルミニウム試験板に塗工し、焼成したサンプルを、計測器としてアドバンテスト社製のデジタル超高抵抗／微小電流計 Ｒ８３４０Ａを用い、測定条件として１０Ｖ印加 １分値（ＪＩＳ Ｋ６９１１に準拠 φ７０電極使用)で測定することができる。
このようにして作製された最外層に凹凸があると、トナーが詰まってしまい画像不良の原因となるため、最外層はできるだけ平滑な方が好ましい。
【００６６】
前記最外層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、５０μｍ以下が好ましく、１〜３０μｍがより好ましく、３〜２０μｍが更に好ましい。前記厚みが５０μｍを超えると、最外層の柔軟性が損なわれてしまうことがある。
【００６７】
前記半導電性部材が帯電ローラである場合には、該帯電ローラの内部に金属製又はプラスチック製のシャフトと、該シャフトの外周に弾性層又は非弾性層と、少なくとも１層の最外層とを有し、更に必要に応じてその他の構成を有してなる。
【００６８】
本発明の半導電性部材を使用した帯電ローラは、印字抜け、ムラ、カブリのない画像を安定的に得ることができ、温度及び湿度に対する環境変動抑制性に優れる。
前記帯電ローラの抵抗値は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、１×１０２〜１×１０１２Ωが好ましく、１×１０５〜１×１０１０Ωがより好ましい。
ここで、前記ローラ抵抗値は、例えば計測器としてアドバンテスト社製のデジタル超高抵抗／微小電流計 Ｒ８３４０Ａを用い、測定条件として１００Ｖ印加、３０ｓ値、ローラ加重１ｋｇｆ（片側５００ｇｆ）、回転測定、周速４７０ｃｍ／ｍｉｎにより、図８に示すように測定対象となる半導電性部材（ローラ）５００をセットして測定することができる。
【００６９】
＜弾性層＞
本発明の半導電性部材における弾性層としては、特に制限はなく、従来から弾性層に用いられているゴム、発泡体の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えばポリウレタン、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ノルボルネンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エピクロルヒドリン系ゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム等を基材ゴムとするゴム組成物が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００７０】
前記弾性層は、イオン導電剤、電子導電剤等の導電剤を添加することにより、所定の導電性を付与することができる。前記イオン導電剤としては、例えばテトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ラウリルトリメチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ステアリルトリメチルアンモニウム、オクタデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、アルキル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩、アンモニウム塩、ＰＦ６塩、ＢＦ４塩などのようなアンモニウム塩；アルカリ金属又はアルカリ土類金属（例えばリチウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム等）の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩、ＰＦ６塩、ＢＦ４塩などが挙げられる。
【００７１】
前記電子導電剤としては、例えばカーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の各種導電性金属又は合金；酸化錫、酸化インジウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化錫−酸化アンチモン複合酸化物、酸化錫−酸化インジウム複合酸化物等の各種導電性金属酸化物；絶縁物質の表面を導電化処理したものなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００７２】
前記導電剤の前記弾性層における添加量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜各種状況に応じて適宜選択することができ、イオン導電剤の場合には、ゴム１００質量部に対し、０．０１〜５質量部が好ましく、０．０５〜２質量部がより好ましい。電子導電剤の場合には、ゴム１００質量部に対し０．５〜５０質量部が好ましく、１〜４０質量部がより好ましい。
前記弾性層の体積抵抗率は１×１０３〜１×１０１０Ω・ｃｍが好ましく、１×１０４〜１×１０８Ω・ｃｍがより好ましい。
ここで、前記弾性層の体積抵抗率は、例えば２ｍｍ厚みの半導電性部材の弾性層シートを、計測器として三菱インスツルメンツ社製のハイレスタＩＰを用い、測定条件として１０Ｖ印加、１分値の条件で測定することができる。
前記弾性層には、更に必要に応じて、充填材、架橋剤、発泡剤、ゴム用添加剤などを添加することもできる。
【００７３】
＜非弾性層＞
本発明の半導電性部材における非弾性層は、特に制限はなく、従来から非弾性層として用いられている樹脂組成物から形成することができる。
前記樹脂組成物は、少なくとも熱可塑性樹脂と、高分子型イオン導電剤とを含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
前記熱可塑性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン又はその共重合体（ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂等）などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００７４】
前記高分子型イオン導電剤としては、単体の体積抵抗率が１×１０７〜１×１０１０Ω・ｃｍ程度であり樹脂組成物の抵抗を制御しやすいものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ポリエーテルエステルアミド成分を含有する化合物が好適である。前記高分子型イオン導電剤の添加量は、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対し３０〜７０質量部が好ましい。
前記高分子型イオン導電剤の前記熱可塑性樹脂への分散は、二軸混練機、ニーダー等の手段を用いることにより行うことができる。これにより、イオン導電剤はマトリックスポリマー中に均一に分散するので、導電性物質の分散不良に伴う抵抗のばらつきが生じにくい。また、上記化合物は高分子であるためマトリックスポリマー中に均一に分散して固定され、ブリードアウトが生じ難くなっている。
前記非弾性層には、更に必要に応じて、前記弾性層と同様に電子伝導剤や充填材等を添加することもできる。
【００７５】
本発明の半導電性部材は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、帯電ローラとして接触帯電方式、又は接触せずに帯電を行う非接触帯電方式／近接帯電方式に用いられる。また、転写ローラとしても用いることができる。なお、ローラ形状以外にも、プレート状、ブロック状等の各種形状のものが適用可能である。これらの中でも、以下に説明する画像形成装置、画像形成方法、及びプロセスカートリッジに用いることが特に好ましい。
【００７６】
（画像形成装置及び画像形成方法）
本発明の画像形成装置は、電子写真感光体と、帯電手段と、露光手段と、現像手段と、転写手段と、クリーニング手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択したその他による手段、例えば、定着手段、除電手段、リサイクル手段、制御手段等を有してなる。
本発明の画像形成方法は、帯電工程と、露光工程と、現像工程と、転写工程と、クリーニング工程とを少なくとも含んでなり、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程、例えば定着工程、除電工程、リサイクル工程、制御工程等を含んでなる。
【００７７】
本発明による画像形成方法は、本発明の画像形成装置により好適に実施することができ、前記帯電工程は前記帯電手段により行うことができ、前記露光工程は前記露光手段により行うことができ、前記現像工程は前記現像手段により行うことができ、前記転写工程は前記転写手段により行うことができ、前記クリーニング工程は前記クリーニング手段により行うことができ、前記その他の工程は前記その他の手段により行うことができる。
前記帯電手段及び前記転写手段の少なくともいずれかが、本発明の前記画像形成用半導電性部材であり、前記帯電工程及び前記転写工程の少なくともいずれかが、本発明の前記画像形成用半導電性部材を用いて行われる。
【００７８】
＜電子写真感光体＞
前記電子写真感光体としては、その材質、形状、構造、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記形状としては、例えば、ドラム状、シート状、エンドレスベルト状などが挙げられる。前記構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよく、前記大きさとしては、前記画像形成装置の大きさや仕様等に応じて適宜選択することができる。前記材質としては、例えばアモルファスシリコン、セレン、ＣｄＳ、ＺｎＯ等の無機感光体；ポリシラン、フタロポリメチン等の有機感光体（ＯＰＣ）、などが挙げられる。
【００７９】
前記アモルファスシリコン感光体は、例えば、支持体を５０〜４００℃に加熱し、該支持体上に真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、熱ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の成膜法により、ａ−Ｓｉからなる感光層を形成したものである。これらの中でも、プラズマＣＶＤ法が特に好ましく、具体的には、原料ガスを直流、高周波又はマイクロ波グロー放電によって分解し、支持体上にａ−Ｓｉからなる感光層を形成する方法が好適である。
【００８０】
前記有機感光体（ＯＰＣ）は、（１）光吸収波長域の広さ、光吸収量の大きさ等の光学特性、（２）高感度、安定な帯電特性等の電気的特性、（３）材料の選択範囲の広さ、（４）製造の容易さ、（５）低コスト、（６）無毒性、等の理由から一般に広く応用されている。このような有機感光体の層構成としては、単層構造と、積層構造とに大別される。
前記単層構造の感光体は、支持体と、該支持体上に単層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。
前記積層構造の感光体は、支持体と、該支持体上に電荷発生層、及び電荷輸送層を少なくともこの順に有する積層型感光層を設けてなり、更に必要に応じて、保護層、中間層、その他の層を有してなる。
【００８１】
＜帯電工程及び帯電手段＞
前記帯電工程は、電子写真感光体表面を帯電させる工程であり、前記帯電手段により行われる。
前記帯電手段としては、本発明の前記画像形成用半導電性部材が用いられ、（１）電子写真感光体と接触して帯電させる接触方式の帯電手段と、（２）電子写真感光体と非接触で帯電させる非接触方式の帯電手段とに大別される。
【００８２】
ここで、図１は、本発明の実施の形態の一例の帯電ローラ２の概略断面図である。この帯電ローラ２は、導電性支持体２０１の表面に導電層２０２が形成され、更に導電層２０２の表面に表面層２０３が形成されることで構成されている。
【００８３】
また、本発明の半導電性部材を用いた帯電装置としては、（１）電子写真感光体と接触して帯電させる接触方式、（２）電子写真感光体と非接触で帯電させる非接触方式のいずれであってもよい。図２に示すように、感光ドラム１に、本発明の半導電性部材の帯電部材である帯電ローラ２を回転させるとともに、電圧印可手段により、感光ドラムと帯電ローラとの間に、直流電圧、あるいは直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印可して上記感光ドラムを帯電させるように構成した帯電装置が挙げられる。なお、本発明の半導電性部材使用の帯電装置は、これに限るものではなく、感光体や帯電部材の形態、あるいは電圧印可手段による電圧印可方式などは適宜変更してもよい。
【００８４】
ここで、非接触帯電乃至近接帯電方式について更に詳しく示すと、静電潜像が形成される感光ドラム１、該感光ドラム１に近接配置されて帯電処理を行う帯電ローラ２、レーザ光あるいは原稿の反射光等の露光系３、感光ドラム１の静電潜像にトナーを付着させる現像ローラ４、帯電ローラ２に電圧を印加するためのパワーパック５、感光体ドラム１上のトナー像を記録紙７に転写処理する転写ローラ６、給紙部から搬送されてきた記録紙７、転写処理後の感光体ドラム１をクリーニングするためのクリーニング装置８、感光ドラム１の表面電位を測定する表面電位計９である。
【００８５】
また、本発明の前記半導電性部材を用いた帯電装置を有する図２に示すような画像形成装置では、次のような工程により画像の形成を行うことができる。
（１）帯電ローラ２が、感光ドラム１の表面を所望の電位に帯電する。
（２）露光系３が、感光ドラム１に画像光を投射して、所望の画像に対応する静電潜像を感光ドラム１上に形成する。
（３）現像ローラ４が、静電潜像をトナーによって現像し、感光ドラム１上にトナー像を形成する。
（４）転写ローラ６が、感光ドラム１上のトナー像を、記録紙７に転写する。
（５）クリーニング装置８が、転写されず感光ドラム１上に残留したトナーを清掃する。
（６）転写ローラ６によって、トナー像を転写された記録紙７は、定着装置へと搬送される。定着装置は、トナーを加熱及び加圧して記録紙７上に定着する。
上記（１）〜（６）の手順を繰り返すことによって、記録紙７上に所望の画像が形成される。
【００８６】
＜露光工程及び露光手段＞
前記露光は、例えば、前記露光手段を用いて前記電子写真感光体の表面を像様に露光することにより行うことができる。
前記露光における光学系は、アナログ光学系とデジタル光学系とに大別される。前記アナログ光学系は、原稿を光学系により直接電子写真感光体上に投影する光学系であり、前記デジタル光学系は、画像情報が電気信号として与えられ、これを光信号に変換して電子写真感光体を露光し作像する光学系である。
前記露光手段としては、前記帯電手段により帯電された前記電子写真感光体の表面に、形成すべき像様に露光を行うことができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザ光学系、液晶シャッタ光学系、ＬＥＤ光学系、などの各種露光器が挙げられる。
なお、本発明においては、前記電子写真感光体の裏面側から像様に露光を行う光背面方式を採用してもよい。
【００８７】
−現像工程及び現像手段−
前記現像工程は、前記静電潜像を、トナー乃至現像剤を用いて現像して可視像を形成する工程である。
前記可視像の形成は、例えば、前記静電潜像を前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することにより行うことができ、前記現像手段により行うことができる。
前記現像手段は、例えば、前記トナー乃至前記現像剤を用いて現像することができる限り、特に制限はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、前記トナー乃至現像剤を収容し、前記静電潜像に該トナー乃至該現像剤を接触又は非接触的に付与可能な現像器を少なくとも有するものが好適に挙げられる。
【００８８】
前記現像器は、乾式現像方式のものであってもよいし、湿式現像方式のものであってもよく、また、単色用現像器であってもよいし、多色用現像器であってもよく、例えば、前記トナー乃至前記現像剤を摩擦攪拌させて帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラとを有してなるもの、などが好適に挙げられる。
【００８９】
前記現像器内では、例えば、前記トナーと前記キャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦により該トナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。該マグネットローラは、前記電子写真感光体（感光体）近傍に配置されているため、該マグネットローラの表面に形成された前記磁気ブラシを構成する前記トナーの一部は、電気的な吸引力によって該電子写真感光体（感光体）の表面に移動する。その結果、前記静電潜像が該トナーにより現像されて該電子写真感光体（感光体）の表面に該トナーによる可視像が形成される。
【００９０】
前記現像器に収容させる現像剤は、前記トナーを含む現像剤であるが、該現像剤としては一成分現像剤であってもよいし、二成分現像剤であってもよい。
【００９１】
−転写工程及び転写手段−
前記転写工程は、前記可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、該中間転写体上に可視像を一次転写した後、該可視像を前記記録媒体上に二次転写する態様が好ましく、前記トナーとして二色以上、好ましくはフルカラートナーを用い、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程とを含む態様がより好ましい。
前記転写は、例えば、前記可視像を転写帯電器を用いて前記電子写真感光体（感光体）を帯電することにより行うことができ、前記転写手段により行うことができる。前記転写手段としては、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、該複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段とを有する態様が好ましい。
なお、前記中間転写体としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、例えば、転写ベルト等が好適に挙げられる。
【００９２】
前記転写手段（前記第一次転写手段、前記第二次転写手段）は、前記電子写真感光体（感光体）上に形成された前記可視像を前記記録媒体側へ転写する転写手段を少なくとも有するのが好ましい。前記転写手段は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。前記転写手段としては、本発明の前記半導電性部材が用いられる。
なお、記録媒体としては、代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、ＯＨＰ用のＰＥＴベース等も用いることができる。
【００９３】
−定着工程及び定着手段
前記定着工程は、記録媒体に転写された可視像を定着装置を用いて定着させる工程であり、各色のトナーに対し前記記録媒体に転写する毎に行ってもよいし、各色のトナーに対しこれを積層した状態で一度に同時に行ってもよい。
【００９４】
前記定着手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、定着部材と該定着部材を加熱する熱源とを有するものが用いられる。
前記定着部材としては、例えば、無端状ベルトとローラとの組合せ、ローラとローラとの組合せ、などが挙げられるが、ウォームアップ時間を短縮することができ、省エネルギー化の実現の点で、また、定着可能幅の拡大の点で、熱容量が小さい無端状ベルトとローラとの組合せであるのが好ましい。
【００９５】
前記除電工程は、前記電子写真感光体に対し除電バイアスを印加して除電を行う工程であり、除電手段により好適に行うことができる。
前記除電手段としては、特に制限はなく、前記電子写真感光体に対し除電バイアスを印加することができればよく、公知の除電器の中から適宜選択することができ、例えば、除電ランプ等が好適に挙げられる。
【００９６】
前記クリーニング工程は、前記電子写真感光体上に残留する前記トナーを除去する工程であり、クリーニング手段により好適に行うことができる。なお、クリーニング手段を用いることなく、摺擦部材で残留トナーの電荷を揃え、現像ローラで回収する方法を採用することもできる。
前記クリーニング手段としては、特に制限はなく、前記電子写真感光体上に残留する前記電子写真トナーを除去することができればよく、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、例えば、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等が好適に挙げられる。
【００９７】
前記リサイクル工程は、前記クリーニング工程により除去した前記トナーを前記現像手段にリサイクルさせる工程であり、リサイクル手段により好適に行うことができる。前記リサイクル手段としては、特に制限はなく、公知の搬送手段等が挙げられる。
【００９８】
前記制御工程は、前記各工程を制御する工程であり、制御手段により好適に行うことができる。
前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
【００９９】
次に、本発明の画像形成装置により本発明の画像形成方法を実施する一の態様について、図３を参照しながら説明する。図３に示す画像形成装置１００は、電子写真感光体としての感光体ドラム１０と、帯電手段としての帯電ローラ２０と、露光手段としての露光装置による露光３０と、現像手段としての現像装置４０と、中間転写体５０と、クリーニング手段としてのクリーニングブレード６０と、除電手段としての除電ランプ７０とを備えている。
【０１００】
中間転写体５０は無端ベルトであり、その内側に配置されこれを張架する３個のローラ５１によって、図中矢印方向に移動可能に設計されている。３個のローラ５１の一部は、中間転写体５０へ所定の転写バイアス（一次転写バイアス）を印加可能な転写バイアスローラとしても機能する。中間転写体５０には、その近傍に中間転写体用クリーニングブレード９０が配置されており、また、記録媒体９５に可視像（トナー像）を転写（二次転写）するための転写バイアスを印加可能な前記転写手段としての転写ローラ８０が対向して配置されている。中間転写体５０の周囲には、この中間転写体５０上の可視像に電荷を付与するためのコロナ帯電器５８が、該中間転写体５０の回転方向において、電子写真感光体１０と中間転写体５０との接触部と、中間転写体５０と記録媒体９５との接触部との間に配置されている。
【０１０１】
現像装置４０は、現像剤担持体としての現像ベルト４１と、この現像ベルト４１の周囲に併設したブラック現像ユニット４５Ｋ、イエロー現像ユニット４５Ｙ、マゼンタ現像ユニット４５Ｍ、及びシアン現像ユニット４５Ｃとから構成されている。なお、ブラック現像ユニット４５Ｋは、現像剤収容部４２Ｋと現像剤供給ローラ４３Ｋと現像ローラ４４Ｋとを備えている。イエロー現像ユニット４５Ｙは、現像剤収容部４２Ｙと現像剤供給ローラ４３Ｙと現像ローラ４４Ｙとを備えている。マゼンタ現像ユニット４５Ｍは、現像剤収容部４２Ｍと現像剤供給ローラ４３Ｍと現像ローラ４４Ｍとを備えている。シアン現像ユニット４５Ｃは、現像剤収容部４２Ｃと現像剤供給ローラ４３Ｃと現像ローラ４４Ｃとを備えている。また、現像ベルト４１は、無端ベルトであり、複数のベルトローラにより回転可能に張架され、一部が電子写真感光体１０と接触している。
【０１０２】
図３に示す画像形成装置１００においては、まず、帯電ローラ２０が感光体ドラム１０を一様に帯電させる。露光装置（不図示）が感光体ドラム１０上に像様に露光３０を行い、静電潜像を形成する。感光体ドラム１０上に形成された静電潜像を、現像装置４０からトナーを供給して現像して可視像を形成する。該可視像が、ローラ５１から印加された電圧により中間転写体５０上に転写（一次転写）され、更に記録媒体９５上に転写（二次転写）される。その結果、記録媒体９５上には転写像が形成される。なお、電子写真感光体１０上の残存トナーは、クリーニングブレード６０により除去され、電子写真感光体１０における帯電は除電ランプ７０により一旦、除去される。
【０１０３】
次に、本発明の画像形成装置により本発明の画像形成方法を実施する他の態様について、図４を参照しながら説明する。図４に示す画像形成装置１００は、図３に示す画像形成装置１００において、現像剤担持体としての現像ベルト４１を備えておらず、電子写真感光体１０の周囲に、ブラック現像ユニット４５Ｋ、イエロー現像ユニット４５Ｙ、マゼンタ現像ユニット４５Ｍ、及びシアン現像ユニット４５Ｃが直接対向して配置されていること以外は、図３に示す画像形成装置１００と同様の構成を有し、同様の作用効果を示す。なお、図４においては、図３におけるものと同じものは同符号で示した。
【０１０４】
−タンデム型画像形成装置及び画像形成方法−
本発明の画像形成装置により本発明の画像形成方法を実施する他の態様について、図５を参照しながら説明する。この図５に示すタンデム型画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置である。このタンデム型カラー画像形成装置は、複写装置本体１５０と、給紙テーブル２００と、スキャナ３００と、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とを備えている。
【０１０５】
複写装置本体１５０には、無端ベルト状の中間転写体５０が中央部に設けられている。そして、中間転写体５０は、支持ローラ１４、１５及び１６に張架され、図５中、時計回りに回転可能とされている。支持ローラ１５の近傍には、中間転写体５０上の残留トナーを除去するための中間転写体クリーニング手段１７が配置されている。支持ローラ１４と支持ローラ１５とにより張架された中間転写体５０には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、及びブラックの４つの画像形成手段１８が対向して並置されたタンデム型現像手段１２０が配置されている。タンデム型現像手段１２０の近傍には、露光装置２１が配置されている。中間転写体５０における、タンデム型現像手段１２０が配置された側とは反対側には、二次転写手段２２が配置されている。二次転写手段２２においては、無端ベルトである二次転写ベルト２４が一対のローラ２３に張架されており、二次転写ベルト２４上を搬送される記録媒体と中間転写体５０とは互いに接触可能である。二次転写手段２２の近傍には定着装置２５が配置されている。
なお、二次転写手段２２及び定着装置２５の近傍に、記録媒体の両面に画像形成を行うために該記録媒体を反転させるための反転装置２８が配置されている。
【０１０６】
次に、タンデム型現像手段１２０を用いたフルカラー画像の形成（カラーコピー）について説明する。即ち、先ず、原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００の原稿台１３０上に原稿をセットするか、あるいは原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じる。
【０１０７】
スタートスイッチ（不図示）を押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットした時は、原稿が搬送されてコンタクトガラス３２上へと移動された後で、一方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットした時は直ちに、スキャナ３００が駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４が走行する。このとき、第１走行体３３により、光源からの光が照射されると共に原稿面からの反射光を第２走行体３４におけるミラーで反射し、結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６で受光されてカラー原稿（カラー画像）が読み取られ、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの画像情報とされる。
【０１０８】
そして、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各画像情報は、タンデム型現像手段１２０における各画像形成手段１８（ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段、及びシアン用画像形成手段）にそれぞれ伝達され、各画像形成手段において、ブラック、イエロー、マゼンタ、及びシアンの各トナー画像が形成される。即ち、タンデム型現像手段１２０における各画像形成手段１８（ブラック用画像形成手段、イエロー用画像形成手段、マゼンタ用画像形成手段及びシアン用画像形成手段）は、図６に示すように、それぞれ、電子写真感光体１０（ブラック用電子写真感光体１０Ｋ、イエロー用電子写真感光体１０Ｙ、マゼンタ用電子写真感光体１０Ｍ、及びシアン用電子写真感光体１０Ｃ）と、該電子写真感光体１０を一様に帯電させる帯電装置１６０と、各カラー画像情報に基づいて各カラー画像対応画像様に前記電子写真感光体を露光（図６中、Ｌ）し、該電子写真感光体上に各カラー画像に対応する静電潜像を形成する露光装置と、該静電潜像を各カラートナー（ブラックトナー、イエロートナー、マゼンタトナー、及びシアントナー）を用いて現像して各カラートナーによるトナー画像を形成する現像装置６１と、該トナー画像を中間転写体５０上に転写させるための転写帯電器６２と、クリーニング装置６３と、除電器６４とを備えており、それぞれのカラーの画像情報に基づいて各単色の画像（ブラック画像、イエロー画像、マゼンタ画像、及びシアン画像）を形成可能である。こうして形成された該ブラック画像、該イエロー画像、該マゼンタ画像及び該シアン画像は、支持ローラ１４、１５及び１６により回転移動される中間転写体５０上にそれぞれ、ブラック用電子写真感光体１０Ｋ上に形成されたブラック画像、イエロー用電子写真感光体１０Ｙ上に形成されたイエロー画像、マゼンタ用電子写真感光体１０Ｍ上に形成されたマゼンタ画像及びシアン用電子写真感光体１０Ｃ上に形成されたシアン画像が、順次転写（一次転写）される。そして、中間転写体５０上に前記ブラック画像、前記イエロー画像、マゼンタ画像、及びシアン画像が重ね合わされて合成カラー画像（カラー転写像）が形成される。
【０１０９】
一方、給紙テーブル２００においては、給紙ローラ１４２の１つを選択的に回転させ、ペーパーバンク１４３に多段に備える給紙カセット１４４の１つから記録媒体を繰り出し、分離ローラ１４５で１枚ずつ分離して給紙路１４６に送出し、搬送ローラ１４７で搬送して複写機本体１５０内の給紙路１４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。あるいは、給紙ローラ１４２を回転して手差しトレイ５４上の記録媒体を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。なお、レジストローラ４９は、一般には接地されて使用されるが、記録媒体の紙粉除去のためにバイアスが印加された状態で使用されてもよい。そして、中間転写体５０上に合成された合成カラー画像（カラー転写像）にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転させ、中間転写体５０と二次転写手段２２との間に記録媒体を送出させ、二次転写手段２２により該合成カラー画像（カラー転写像）を該記録媒体上に転写（二次転写）することにより、該記録媒体上にカラー画像が転写され形成される。なお、画像転写後の中間転写体５０上の残留トナーは、中間転写体クリーニング装置１７によりクリーニングされる。
【０１１０】
カラー画像が転写され形成された前記記録媒体は、二次転写手段２２により搬送されて、定着装置２５へと送出され、この定着装置２５において、熱と圧力とにより前記合成カラー画像（カラー転写像）が該記録媒体上に定着される。その後、該記録媒体は、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６により排出され、排紙トレイ５７上にスタックされ、あるいは、切換爪５５で切り換えて反転装置２８により反転されて再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５６により排出され、排紙トレイ５７上にスタックされる。
【０１１１】
（プロセスカートリッジ）
本発明のプロセスカートリッジは、電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段と、前記電子写真感光体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段とを少なくとも有してなり、更に必要に応じて適宜選択した、露光手段、クリーニング手段、除電手段などのその他の手段を有してなる。
前記帯電手段及び前記転写手段の少なくともいずれかが、本発明の前記画像形成用半導電性部材である。
前記画像形成用半導電性部については、上述した画像形成装置及び画像形成方法で説明したものと同様なものを用いることができる。
【０１１２】
前記現像手段としては、前記トナー乃至前記現像剤を収容する現像剤収容器と、該現像剤収容器内に収容されたトナー乃至現像剤を担持しかつ搬送する現像剤担持体とを、少なくとも有してなり、更に、現像剤担持体に担持させるトナー層厚を規制するための層厚規制部材等を有していてもよい。
前記プロセスカートリッジは、各種電子写真方式の画像形成装置、ファクシミリ、プリンタに着脱可能に備えさせることができ、本発明の前記画像形成装置に着脱可能に備えさせるのが特に好ましい。
【０１１３】
ここで、前記プロセスカートリッジは、例えば、図７に示すように、電子写真感光体１０１を内蔵し、帯電手段１０２、現像手段１０４、転写手段１０８、クリーニング手段１０７を含み、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。図７中、１０３は露光手段による露光、１０５は記録媒体をそれぞれ示す。
次に、図７に示すプロセスカートリッジによる画像形成プロセスについて示すと、電子写真感光体１０１は、矢印方向に回転しながら、帯電手段１０２による帯電、露光手段（不図示）による露光１０３により、その表面に露光像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段１０４で現像され、得られた可視像は転写手段１０８により、記録媒体１０５に転写され、プリントアウトされる。次いで、像転写後の電子写真感光体表面は、クリーニング手段１０７によりクリーニングされ、更に除電手段（不図示）により除電されて、再び、以上の操作を繰り返すものである。
【実施例】
【０１１４】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【０１１５】
（合成例１）
−イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子の合成−
下記に示すフルオロアルキル両末端封止Ｎ，Ｎ−ジメチルアクルリアミドオリゴマー５ｇを溶解したメタノール溶液２００ｍＬと、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）４．７ｇ、シリカナノ粒子メタノール溶液（固形分＝３０質量％、平均粒径＝１．１ｎｍ、メタノール シリカゾル（ＴＲ）、日産化学株式会社製）３３．３ｇ、２５質量％アンモニア溶液５ｍＬ、及びイオン液体として１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート（関東化学株式会社製）３ｍＬを２時間室温にて混合攪拌した。溶媒を留去した後、得られた粗生成物にメタノール２５０ｍＬを添加し、室温で攪拌した後、３０分間遠心分離し、減圧乾燥して、合成例１のイオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子１３．０ｇを合成した。
得られたイオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子の平均粒径を、粒度分布計（ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ ＵＰＡ Ｍｏｄｅｌ：９３４０−ＵＰＡ、日機装社製）を用い、サンプルはエタノール媒質で０．１質量％固形分濃度に調整して測定したところ、４２ｎｍであった。
−フルオロアルキル両末端封止Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドオリゴマー−
Ｈ．Ｓａｗａｄａ ｅｔ ａｌ．，Ｅｕｒ Ｐｏｌｙｍ．Ｊ．３６；２３１（２０００）に従って合成した。
Ｒｆ−（ＣＨ２ＣＨＣ（＝Ｏ）Ｎ（ＣＨ３）２）ｎ−Ｒｆ／Ｒｆ−（ＤＭＡＡ）−Ｒｆ、Ｒｆ＝ＣＦ（ＣＦ３）ＯＣ３Ｆ７、数平均分子量（Ｍｎ）＝４，８２０
【０１１６】
（合成例２）
−イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子の合成−
合成例１において、イオン液体としてＮ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムテトラフルオロボレート（日本カーリット株式会社製）５ｍＬを使用した以外は、合成例１と同様にして、合成例２のイオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子１２．８ｇを合成した。
得られたイオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子の平均粒径を、上記合成例１と同様にして測定したところ、３１ｎｍであった。
【０１１７】
（実施例１）
−半導電性部材の作製−
下記組成の最外層塗布液を調製した。
・ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン三元共重合体／アクリル樹脂（ポリメチルメタクリレート）混合組成物（ノバフッソ（登録商標）ＰＦ２５０、大日本色材工業株式会社製）・・・１００質量部
・電子伝導剤（酸化チタン、ＭＴ-１５０Ａ、テイカ株式会社製)・・・３．０質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例１）・・・３．０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ）・・・０.１４質量部
【０１１８】
次に、直径８ｍｍの芯金上に３ｍｍ肉厚の三元系エピクロルヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）弾性層（体積抵抗率Ｒ＝２．５×１０７Ω・ｃｍ）を設けたローラ上に、上記最外層塗布液を硬化後の厚みが５μｍとなるように、スプレー塗工し、実施例１の半導電性部材（ローラ抵抗Ｒ’＝１．０×１０６Ω）を作製した。
なお、弾性層の体積抵抗率Ｒ、及び半導電性部材のローラ抵抗Ｒ’は、以下のようにして測定した。
＜弾性層の体積抵抗率Ｒ＞
弾性層の体積抵抗率Ｒは、２ｍｍ厚みの半導電性部材の弾性層シートを、計測器として三菱インスツルメンツ社製のハイレスタＩＰを用い、測定条件として１０Ｖ印加、１分値にて測定した。
【０１１９】
＜ローラ抵抗Ｒ’＞
ローラ抵抗Ｒ’は、計測器としてアドバンテスト社製のデジタル超高抵抗／微小電流計 Ｒ８３４０Ａを用い、測定条件として１００Ｖ印加、３０ｓ値、ローラ加重１ｋｇｆ（片側５００ｇｆ）、回転測定、周速４７０ｃｍ／ｍｉｎにより、図８に示すように測定対象となる半導電性部材（ローラ）５００をセットして測定した。
【０１２０】
（実施例２）
−半導電性部材の作製−
実施例１において、三元系エピクロルヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）弾性層に代えて、カーボンで抵抗調整したＮＢＲ弾性層（体積抵抗率Ｒ＝４．０×１０６Ω・ｃｍ）を設けた以外は、実施例１と同様にして、実施例２の半導電性部材（ローラ抵抗Ｒ’＝１．８×１０５Ω）を作製した。
【０１２１】
（比較例１）
−半導電性部材の作製−
下記組成の最外層塗布液を調製した。
・ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン三元共重合体／アクリル樹脂混合組成物（ノバフッソ（登録商標）ＰＦ２５０、大日本色材工業株式会社製）・・・１００質量部
・電子伝導剤（酸化チタン、ＭＴ−１５０Ａ、テイカ株式会社製）・・・５．０質量部
【０１２２】
次に、直径８ｍｍの芯金上に３ｍｍ肉厚の三元系エピクロルヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）弾性層を設けたローラ上に、上記最外層塗布液を硬化後の厚みが５μｍとなるように、スプレー塗工し、比較例１の半導電性部材を作製した。
【０１２３】
（比較例２）
−半導電性部材の作製−
比較例１において、三元系エピクロルヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）弾性層に代えて、実施例２と同様のカーボンで抵抗調整したＮＢＲ弾性層を用いた以外は、比較例１と同様にして、比較例２の半導電性部材を作製した。
【０１２４】
（比較例３）
−半導電性部材の作製−
実施例１において、最外層を設けない以外は、実施例１と同様にして、芯金上に三元系エピクロルヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）弾性層のみを設けた比較例３の半導電性部材を作製した。
【０１２５】
（比較例４）
−半導電性部材の作製−
実施例２において、最外層を設けない以外は、実施例２と同様にして、芯金上にカーボンで抵抗調整したＮＢＲ弾性層のみを設けた比較例４の半導電性部材を作製した。
【０１２６】
（比較例５）
−半導電性部材の作製−
実施例１において、層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製）を含まない以外は、実施例１と同様にして、比較例５の半導電性部材を作製した。
【０１２７】
（比較例６）
−半導電性部材の作製−
比較例５において、三元系エピクロルヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）弾性層に代えて、実施例２と同様のカーボンで抵抗調整したＮＢＲ弾性層を用いた以外は、比較例５と同様にして、比較例６の半導電性部材を作製した。
【０１２８】
次に、作製した実施例１〜２及び比較例１〜６の半導電性部材について、以下のようにして、ＯＰＣ異常の有無を評価した。結果を表１及び表２に示す。
【０１２９】
＜評価方法＞
作製した各半導電性部材を帯電ローラとして、株式会社リコー製ｉｍａｇｉｏ感光体トナーキットＭに搭載し、６０℃、３０％ＲＨ環境下に１０日間放置した。その後、株式会社リコー製ｉｍａｇｉｏ感光体トナーキットＭを、画像形成装置（株式会社リコー製、Ｉｍａｇｉｏ ＭＦ−１５３０）に搭載し、白ベタ画像及びハーフトーン画像を出力させて、半導電性部材が接触していたＯＰＣ部分に異常が認められないか否かの評価試験を行った。
【０１３０】
【表１】
【０１３１】
【表２】
【０１３２】
表１及び表２中の用語の内容は以下の通りである。
＊ＰＶＤＦ・ＴＦＥ・ＨＦＰ三元共重合体／アクリル樹脂混合組成物：ノバフッソＰＦ２５０（大日本色材工業株式会社製）
＊層状無機化合物：合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（協和化学工業株式会社製）
＊電子伝導剤：酸化チタン、ＭＴ−１５０Ａ（テイカ株式会社製）
＊イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例１）におけるイオン液体：１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムヘキサフルオロホスフェート
【０１３３】
表１及び表２から、比較例３及び４の結果から、ＯＰＣ汚染物質が三元系エピクロルヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）弾性層、及びＮＢＲ弾性層に内在していることが分かる。また、実施例１及び２と、比較例１及び２との対比により、最外層に含有されている層状無機化合物により、半導電性部材及び最外層に内在しているＯＰＣ汚染物質によるＯＰＣ汚染の問題を解消できることが分かる。
【０１３４】
（実施例３）
−半導電性部材の作製−
下記組成の最外層塗布液を調製した。
・ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン三元共重合体／アクリル樹脂混合組成物（ノバフッソ（登録商標）ＰＦ２５０、大日本色材工業株式会社製）・・・１００質量部
・電子伝導剤（酸化チタン、ＭＴ-１５０Ａ、テイカ株式会社製)・・・３.０質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）・・・３.０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ）・・・０.１４質量部
・シリコーン化合物（シリコーンオイル、ＤＭＳ−Ｔ１１、チッソ株式会社製)・・・０.００３２質量部
【０１３５】
次に、直径８ｍｍの芯金上に３ｍｍ肉厚の三元系エピクロルヒドリンゴム（ＧＥＣＯ）弾性層を設けたローラ上に、上記最外層塗布液を硬化後の厚みが５μｍとなるように、スプレー塗工し、実施例３の半導電性部材を作製した。
【０１３６】
（比較例７）
−半導電性部材の作製−
実施例３において、最外層塗布液を下記組成とした以外は、実施例３と同様にして、比較例７の半導電性部材を作製した。
・ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン三元共重合体／アクリル樹脂混合組成物（ノバフッソ（登録商標）ＰＦ２５０、大日本色材工業株式会社製）・・・１００質量部
・電子伝導剤（酸化チタン、ＭＴ-１５０Ａ、テイカ株式会社製)・・・５.０質量部
・滑剤（脂肪酸アマイド、カワスリップＶＬ、川研ファインケミカル株式会社製)・・・１.２質量部
【０１３７】
（実施例４）
−半導電性部材の作製−
実施例３において、最外層塗布液を下記組成とした以外は、実施例３と同様にして、実施例４の半導電性部材を作製した。
・ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン三元共重合体／アクリル樹脂混合組成物（ノバフッソ（登録商標）ＰＦ２５０、大日本色材工業株式会社製）・・・１００質量部
・電子伝導剤（酸化チタン、ＭＴ-１５０Ａ、テイカ株式会社製)・・・３.０質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）・・・３.０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ-４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ)・・・０.１４質量部
・シリコーン化合物（フッ素化シリコーン化合物、ＦＭＳ−１２１、チッソ株式会社製）・・・０.００３２質量部
【０１３８】
（実施例５）
−半導電性部材の作製−
実施例３において、最外層塗布液を下記組成とした以外は、実施例３と同様にして、実施例５の半導電性部材を作製した。
・ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン三元共重合体／アクリル樹脂混合組成物（ノバフッソ（登録商標）ＰＦ２５０、大日本色材工業株式会社製）・・・１００質量部
・電子伝導剤（酸化チタン、ＭＴ-１５０Ａ、テイカ株式会社製)・・・３.０質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）・・・３.０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ）・・・０.１４質量部
・シリコーン化合物（シラノール末端シリコーン、ＤＭＳ−Ｓ１５、チッソ株式会社製）・・・０.００３２質量部
【０１３９】
（実施例６）
−半導電性部材の作製−
実施例５において、シリコーン化合物をシラノール末端ポリトリフロロプロピルメチルシロキサン（ＦＭＳ−９９２１、チッソ株式会社製）に代え、同一質量部加えた以外は、実施例５と同様にして、実施例６の半導電性部材を作製した。
【０１４０】
（実施例７）
−半導電性部材の作製−
実施例３において、最外層塗布液を下記組成とした以外は、実施例３と同様にして、実施例７の半導電性部材を作製した。
・ポリエステルポリオール(ユーラック(登録商標)Ｃ−２３０Ｕ、広野化学株式会社製）・・・１００質量部
・ポリイソシアネート（ユーラック（登録商標）ＰＵ−６１４、広野化学株式会社製）・・・３３質量部
・電子伝導剤（カーボンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）ＥＣ、ライオンアクゾ株式会社製）・・・１.５質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）・・・３.０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ）・・・４.４質量部
・シリコーン化合物（シラノール末端シリコーン、ＤＭＳ−Ｓ１５、チッソ株式会社製）・・・０.１質量部
・トルエン・・・５０質量部
・キシレン・・・５０質量部
【０１４１】
（実施例８）
−半導電性部材の作製−
実施例７において、シリコーン化合物をシラノール末端ポリトリフロロプロピルメチルシロキサン（ＦＭＳ−９９２１、チッソ株式会社製）に代え、同一質量部加えた以外は、実施例７と同様にして、実施例８の半導電性部材を作製した。
【０１４２】
（実施例９）
−半導電性部材の作製−
実施例３において、最外層塗布液を下記組成とした以外は、実施例３と同様にして、実施例９の半導電性部材を作製した。
・フッ素化ポリオール（ルミフロン(登録商標)ＬＦ−６０１Ｃ主剤、旭硝子株式会社製）・・・１００質量部
・ポリイソシアネート（ルミフロン(登録商標)ＬＦ−６０１Ｃ硬化剤、旭硝子株式会社製)・・・２０質量部
・電子伝導剤（カーボンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）ＥＣ、ライオンアクゾ株式会社製）・・・１.５質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）・・・３.０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ）・・・４.４質量部
・シリコーン化合物（シラノール末端シリコーン、ＤＭＳ−Ｓ１５、チッソ株式会社製)・・・０.１質量部
・トルエン・・・５０質量部
・キシレン・・・５０質量部
【０１４３】
（実施例１０）
−半導電性部材の作製−
実施例９において、シリコーン化合物をシラノール末端ポリトリフロロプロピルメチルシロキサン（ＦＭＳ−９９２１、チッソ株式会社製）に代え、同一質量部加えた以外は、実施例９と同様にして、実施例１０の半導電性部材を作製した。
【０１４４】
次に、実施例３〜１０及び比較例７の各半導電性部材（帯電ローラ）について、６万枚コピー後の帯電ローラ汚れを以下のようにして評価した。結果を表３に示す。
＜帯電ローラ汚れの評価＞
作製した各半導電性部材を帯電ローラとして、画像形成装置（株式会社リコー製、Ｉｍａｇｉｏ Ｎｅｏ ２７０）に搭載し、５％チャート（Ａ４サイズ）で６万枚コピーを取った後、帯電ローラ両端部、及び中央部３箇所の汚れをテープで剥離し、濃度計（Ｘ−Ｒｉｔｅ ５０８、Ｘ−Ｒｉｔｅ Ｉｎｃ．製）にて測定した夫々のテープの汚れ濃度を、帯電ローラの汚れ特性値（平均）として評価した。
【０１４５】
【表３】
【０１４６】
表３中の用語の内容は以下の通りである。
＊フッ素化ポリオール：ルミフロン（登録商標）ＬＦ−６０１Ｃ主剤（旭硝子株式会社製）
＊ポリイソシアネート（１）：ルミフロン（登録商標）ＬＦ−６０１Ｃ硬化剤（旭硝子株式会社製）
＊ＰＶＤＦ・ＴＦＥ・ＨＦＰ三元共重合体／アクリル樹脂混合組成物：ノバフッソＰＦ２５０（大日本色材工業株式会社製）
＊ポリエステルポリオール：ユーラックＣ−２３０Ｕ主剤（広野化学株式会社製）
＊ポリイソシアネート（２）：ユーラックＰＵ−６１４硬化剤（広野化学株式会社製）
＊層状無機化合物：合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（協和化学工業株式会社製）
＊電子伝導剤：酸化チタン、ＭＴ−１５０Ａ（テイカ株式会社製）
＊電子伝導剤：カーボンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）ＥＣ、ライオンアクゾ株式会社製
＊イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）におけるイオン液体：Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムテトラフルオロボレート
＊シリコーン化合物：シリコーンオイル ＤＭＳ−Ｔ１１（チッソ株式会社製）
＊フッ素化シリコーン化合物：ポリ３，３，３−トリフルオロプロピルメチルシロキサン ＦＭＳ−１２１（チッソ株式会社製）
＊反応性基を有するシリコーン化合物：シラノール末端シリコーン ＤＭＳ−Ｓ１５（チッソ株式会社製）
＊反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物：シラノール末端ポリトリフロロプロピルメチルシロキサン ＦＭＳ−９９２１（チッソ株式会社製）
＊滑剤：脂肪酸アマイド、カワスリップＶＬ（川研ファインケミカル株式会社製）
【０１４７】
表３の結果から、実機に搭載した際の実施例３、４、５、及び６の帯電ローラの汚れ濃度は、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子とシリコーン化合物を全く添加していない比較例７に比較し明らかに低いことが分かった。
また、実施例７〜１０に使用されている最外層塗布液のメイン樹脂はいずれもポリオール化合物及びイソシアネート化合物を有するものであり、実施例３〜６と実施例７〜１０のローラ汚れ濃度は、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子とシリコーン化合物を全く添加していない比較例７に比較し明らかに低いことが分かった。
また、実施例３〜６と実施例７〜１０のローラ汚れ濃度を比較すると、実施例７〜１０の各ローラの汚れが実施例３〜６のそれより低くなっており、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子と反応性を有するシリコーン化合物を最外層塗布液に使用する場合、最外層塗布液中にポリオール化合物及びイソシアネート化合物を含有させることによって、シリコーン化合物の効果をより引き出せることが分かった。
更に、実施例１０のローラ汚れ濃度が他のローラの汚れ濃度に比較し最も低く、他の実施例のローラ汚れ濃度との差は統計的に有意と言える。これは、実施例１０の最外層塗布液には反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物と、フッ素化ポリオール化合物及びイソシアネート化合物が含まれているからであると推測される。
【０１４８】
（実施例１１）
−半導電性部材の作製−
下記組成の最外層塗布液を調製した。
・フッ素化ポリオール(ルミフロン(登録商標)ＬＦ-６０１Ｃ主剤、旭硝子株式会社製)・・・９０質量部
・ポリイソシアネート(ルミフロン(登録商標)ＬＦ-６０１Ｃ硬化剤、旭硝子株式会社製)・・・１８質量部
・アクリル樹脂（ポリメチルメタクリレート）・・・４質量部
・電子伝導剤（カーボンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）ＥＣ、ライオンアクゾ株式会社製）・・・１.５質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）・・・３.０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ）・・・４.４質量部
・シリコーン化合物（シリコーンオイル、ＤＭＳ−Ｔ１１、チッソ株式会社製)・・・０.１質量部
・トルエン・・・５０質量部
・キシレン・・・５０質量部
【０１４９】
次に、直径１８ｍｍの芯金上に６ｍｍ肉厚の実施例２で用いたものと同様のカーボンで抵抗調製されたＮＢＲ弾性層を設けたローラ上に、上記最外層塗布液を硬化後の厚みが１５μｍとなるように、スプレー塗工し、実施例１１の半導電性部材を作製した。
【０１５０】
（実施例１２）
−半導電性部材の作製−
実施例１１において、最外層塗布液を下記組成とした以外は、実施例１１と同様にして、実施例１２の半導電性部材を作製した。
・フッ素化ポリオール（ルミフロン(登録商標)ＬＦ-６０１Ｃ主剤、旭硝子株式会社製）・・・９０質量部
・ポリイソシアネート(ルミフロン(登録商標)ＬＦ-６０１Ｃ硬化剤、旭硝子株式会社製）・・・２０質量部
・アクリルポリオール（ヒタロイド（登録商標）６５００、日立化成工業株式会社製）・・・１０質量部
・電子伝導剤（カーボンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）ＥＣ、ライオンアクゾ株式会社製）・・・１.５質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）・・・３.０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ）・・・４.４質量部
・シリコーン化合物（シラノール末端ポリトリフロロプロピルメチルシロキサン、ＦＭＳ−９９２１、チッソ株式会社製）・・・０.１質量部
・トルエン・・・５０質量部
・キシレン・・・５０質量部
【０１５１】
（比較例８）
−半導電性部材の作製−
実施例１１において、最外層塗布液を下記組成とした以外は、実施例１１と同様にして、比較例８の半導電性部材を作製した。
・フッ素化ポリオール（ルミフロン(登録商標)ＬＦ−６０１Ｃ主剤、旭硝子株式会社製）・・・１００質量部
・ポリイソシアネート(ルミフロン(登録商標)ＬＦ−６０１Ｃ硬化剤、旭硝子株式会社製)・・・２０質量部
・イオン伝導剤（リチウムパークロレート）・・・７質量部
・シリコーン化合物（シリコーンオイル、ＤＭＳ-Ｔ１１、チッソ株式会社)・・・０．１質量部
・トルエン・・・５０質量部
・キシレン・・・５０質量部
【０１５２】
次に、作製した実施例１１〜１２及び比較例８の半導電性部材を二次転写ローラとして、画像形成装置（株式会社リコー製、Ｉｍａｇｉｏ Ｃｏｌｏｒ２８００）に搭載し、以下のようにして、紙粉付着性を評価した。結果を表４に示す。
【０１５３】
＜紙粉付着性の評価方法＞
（１）任意の原稿を画像形成装置（株式会社リコー製、Ｉｍａｇｉｏ Ｃｏｌｏｒ２８００）の原稿台にセットした。
（２）ＡＲ Ｃｏｌｏｒ（Ａ３サイズ版）１００ｇを給紙トレイにセットし、１，０００枚コピーを取った。
（３）下記のようにしてクリーニング性の評価を行った。
＜クリーニング性の評価＞
２本のソリッドバンドパターンを有するＡ３サイズ版チャートを原稿台にセットし、Ａ３サイズ版トレイにＡ４サイズ転写紙を横にセットし、単色で１０枚コピーを取った。次いで、単色で１枚コピーをとり、これをクリーニング性評価のサンプルとした。クリーニング性は評価サンプル裏面のソリッドパター対応部がトナー汚れ無しの場合をクリーニング性ＯＫとし、トナー汚れ有りの場合をクリーニング性ＮＧと評価した。
（４）クリーニング性がＯＫの場合は（１）に戻り、再度（１）、（２）、（３）をクリーニング性がＮＧになるまで繰り返す。クリーニング性がＮＧの場合には、ここまでコピーを取ったＡＲ Ｃｏｌｏｒ（Ａ３サイズ版）１００ｇの総コピー枚数をカウントし、紙粉付着性を評価した。
【０１５４】
【表４】
＊表４中の紙粉付着性における“良好”は、５０万枚通紙評価において汚れ未発生の場合を示す。
【０１５５】
表４中の用語の内容は以下の通りである。
＊フッ素化ポリオール：ルミフロン（登録商標）ＬＦ−６０１Ｃ主剤（旭硝子株式会社製）
＊ポリイソシアネート（１）：ルミフロン（登録商標）ＬＦ−６０１Ｃ硬化剤（旭硝子株式会社製）
＊アクリルポリオール：ヒタロイド（登録商標）６５００（日立化成工業株式会社製）
＊層状無機化合物：合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（協和化学工業株式会社製）
＊電子伝導剤：カーボンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）ＥＣ、ライオンアクゾ株式会社製
＊イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）におけるイオン液体：Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムテトラフルオロボレート
＊イオン伝導剤：リチウムパークロレート
＊シリコーン化合物：シリコーンオイル ＤＭＳ−Ｔ１１（チッソ株式会社製）
＊フッ素化シリコーン化合物：ポリ３，３，３−トリフルオロプロピルメチルシロキサン ＦＭＳ−１２１（チッソ株式会社製）
【０１５６】
表４の結果から、最外層塗布液にアクリル成分を全く含まず、フッ素系ポリマーで保持せずにイオン導電剤がそのまま含有されている比較例８の転写ローラに対し、実施例１１、及び実施例１２の転写ローラは紙粉付着性が大幅に改善されていることが分かった。なお、この改善にはすべり性の向上、帯電制御剤及びイオン導電剤等のブリード防止に由来する事象も含まれていると推定される。
【０１５７】
（実施例１３）
−半導電性部材の作製−
下記組成の最外層塗布液を調製した。
・フッ素化ポリオール（ルミフロン(登録商標)ＬＦ−６０１Ｃ主剤、旭硝子株式会社製）・・・９０質量部
・ポリイソシアネート(ルミフロン(登録商標)ＬＦ−６０１Ｃ硬化剤、旭硝子株式会社製）・・・２０質量部
・アクリルポリオール（ヒタロイド（登録商標）６５００、日立化成工業株式会社製）・・・１０質量部
・電子伝導剤（カーボンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）ＥＣ、ライオンアクゾ株式会社製）・・・１．５質量部
・イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）・・・３．０質量部
・層状無機化合物（合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（登録商標）、協和化学工業株式会社製、平均粒径＝約０．４μｍ）・・・４.４質量部
・フッ素化シリコーン化合物（シラノール末端ポリトリフロロプロピルメチルシロキサン、ＦＭＳ−９９２１、チッソ株式会社製）・・・０．１質量部
・トルエン・・・５０質量部
・キシレン・・・５０質量部
【０１５８】
次に、直径８ｍｍのステンレスからなる芯軸に、ＡＢＳ樹脂（ＧＲ−０５００、電気化学工業株式会社製）１００質量部に、ポリエーテルエステルアミド成分を含有するイオン導電性の高分子化合物（ＩＲＧＡＳＴＡＴ Ｐ１８、チバスペシャルティケミカルズ社製）６０質量部を配合した組成物（体積抵抗率＝１×１０６Ω・ｃｍ）を、射出成形により被覆し、厚み４ｍｍの導電層を形成した。この導電層の表面に、上記最外層塗布液を硬化後の厚みが１０μｍとなるように、スプレー塗工し、実施例１３の半導電性部材を作製した。
【０１５９】
（比較例９）
−半導電性部材の作製−
直径８ｍｍのステンレスからなる芯軸に、ＡＢＳ樹脂（ＧＲ−０５００、電気化学工業株式会社製）１００質量部に、４級アンモニウム成分を含有するイオン導電性の高分子化合物（レオレックスＡＳ−１７２０、第一工業製薬株式会社製）４０質量部を配合した組成物（体積抵抗率＝１×１０６Ω・ｃｍ）を、射出成形により被覆し、厚み４ｍｍの導電層を形成した。この導電層の表面に比較例８と同じ最外層塗布液にて、硬化後の厚みが１０μｍの最外層を形成し、比較例９の半導電性部材を作製した。
【０１６０】
＜評価＞
次に、図２に示す非接触帯電方式の画像形成装置を使用して、感光体の帯電電位及び画像評価を行った。帯電ローラ２に印加する電圧はＤＣ＝−８００Ｖ、ＡＣ＝２４００Ｖｐｐ（周波数＝２ｋＨｚ）とし、感光体欠陥部への電圧集中、異常放電（リーク）によって生じる異常画像の有無を評価した。更に連続複写を行い、５０万枚通紙後のローラ表面へのトナー固着を評価した。結果を表５に示す。
【０１６１】
【表５】
【０１６２】
表５中の用語の内容は以下の通りである。
＊フッ素化ポリオール：ルミフロン（登録商標）ＬＦ−６０１Ｃ主剤（旭硝子株式会社製）
＊ポリイソシアネート（１）：ルミフロン（登録商標）ＬＦ−６０１Ｃ硬化剤（旭硝子株式会社製）
＊層状無機化合物：合成ハイドロタルサイトＤＨＴ−４Ａ（協和化学工業株式会社製）
＊イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子（合成例２）におけるイオン液体：Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウムテトラフルオロボレート
＊シリコーン化合物：シリコーンオイル ＤＭＳ−Ｔ１１（チッソ株式会社製）
＊フッ素化シリコーン化合物：ポリ３，３，３−トリフルオロプロピルメチルシロキサン ＦＭＳ−１２１（チッソ株式会社製）
【０１６３】
次に、環境試験（６０℃、３０％ＲＨ環境下に１０日間放置）を行ったところ、実施例１〜１３においては、ローラ抵抗値に変動はなく、耐環境性に優れていることが分った。これに対し、比較例８においては、ローラ抵抗値が大きくなり変動が大きいことが認められ、印字抜け、ムラ、カブリ画像となり、温度及び湿度に対する耐環境性に劣ることが分った。
【産業上の利用可能性】
【０１６４】
本発明の半導電性部材は、最外層表面に紙粉及びトナー等が付着するのを抑制し、最外層表面又はその内部からのブリードを抑制することによって、感光体汚染を防止し、導電性を損なうことなく、環境変動を抑制でき、画質劣化の解消が図れ、すべり性の向上を図れ、耐摩耗性、及び耐久性が向上しているので、電子写真方式のレーザープリンタ、デジタル複写機、フルカラー複写機、フルカラーレーザープリンタなどに好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】図１は、本発明の半導電性部材としての帯電ローラの一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明の電子写真方式の画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、本発明の画像形成装置の他の一例を示す概略図である。
【図５】図５は、本発明のタンデム型の画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図６】図６は、図５の各画像形成要素の拡大図である。
【図７】図７は、本発明のプロセスカートリッジの一例を示す概略図である。
【図８】図８は、ローラ抵抗値の測定方法を示す図である。
【符号の説明】
【０１６６】
１ 感光体ドラム
２ 帯電ローラ
３ 露光系
４ 現像ローラ
５ パワーパック
６ 転写ローラ
７ 記録紙
８ クリーニング装置
９ 表面電位計
１０ 電子写真感光体（感光体ドラム）
１０Ｋ ブラック用電子写真感光体
１０Ｙ イエロー用電子写真感光体
１０Ｍ マゼンタ用電子写真感光体
１０Ｃ シアン用電子写真感光体
１４ 支持ローラ
１５ 支持ローラ
１６ 支持ローラ
１７ 中間転写クリーニング手段
１８ 画像形成手段
２０ 帯電ローラ
２１ 露光装置
２２ 二次転写手段
２３ ローラ
２４ 二次転写ベルト
２５ 定着装置
２６ 定着ベルト
２７ 加圧ローラ
２８ 反転装置
３０ 露光装置
３２ コンタクトガラス
３３ 第１走行体
３４ 第２走行体
３５ 結像レンズ
３６ 読取りセンサ
４０ 現像装置
４１ 現像ベルト
４２Ｋ 現像剤収容部
４２Ｙ 現像剤収容部
４２Ｍ 現像剤収容部
４２Ｃ 現像剤収容部
４３Ｋ 現像剤供給ローラ
４３Ｙ 現像剤供給ローラ
４３Ｍ 現像剤供給ローラ
４３Ｃ 現像剤供給ローラ
４４Ｋ 現像ローラ
４４Ｙ 現像ローラ
４４Ｍ 現像ローラ
４４Ｃ 現像ローラ
４５Ｋ ブラック用現像手段
４５Ｙ イエロー用現像手段
４５Ｍ マゼンタ用現像手段
４５Ｃ シアン用現像手段
４９ レジストローラ
５０ 中間転写体
５１ ローラ
５２ 分離ローラ
５３ 手差し給紙路
５４ 手差しトレイ
５５ 切換爪
５６ 排出ローラ
５７ 排出トレイ
５８ コロナ帯電器
６０ クリーニング手段
６１ 現像装置
６２ 転写帯電器
６３ クリーニング装置
６４ 除電装置
７０ 除電ランプ
８０ 転写ローラ
９０ クリーニング装置
９５ 記録媒体
１００ 画像形成装置
１０１ 電子写真感光体
１０２ 帯電手段
１０３ 露光手段
１０４ 現像手段
１０５ 記録媒体
１０７ クリーニング手段
１０８ 転写手段
１２０ タンデム型現像手段
１３０ 原稿台
１４２ 給紙ローラ
１４３ ペーパーバンク
１４４ 給紙カセット
１４５ 分離ローラ
１４６ 給紙路
１４７ 搬送ローラ
１４８ 給紙路
１５０ 複写装置本体
１６０ 帯電装置
２００ 給紙テーブル
２０１ 導電性支持体（芯金）
２０２ 導電層
２０３ 最外層
３００ スキャナ
４００ 原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最外層が、少なくとも層状無機化合物と、導電剤とを含有してなり、該導電剤が、少なくとも電子伝導剤と、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子とを含有することを特徴とする画像形成用半導電性部材。
【請求項２】
最外層が、シリコーン化合物、フッ素化シリコーン化合物、反応性基を有するシリコーン化合物、及び反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物から選択される少なくとも１種を含有する請求項１に記載の画像形成用半導電性部材。
【請求項３】
最外層が、ポリオール化合物及びイソシアネート化合物を含有する請求項１から２のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材。
【請求項４】
ポリオール化合物が、フッ素化ポリオール化合物、アクリルポリオール化合物、及びポリエステルポリオール化合物の少なくともいずれかである請求項３に記載の画像形成用半導電性部材。
【請求項５】
最外層が、更にアクリル樹脂を含有する請求項１から４のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材。
【請求項６】
電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段とを少なくとも有する画像形成装置において、
前記帯電手段及び前記転写手段の少なくともいずれかが、請求項１から５のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
電子写真感光体表面を帯電する帯電工程と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程とを少なくとも含む画像形成方法において、
前記帯電工程及び前記転写工程の少なくともいずれかが、請求項１から５のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材を用いて行われることを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】
電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段と、前記電子写真感光体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段とを少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、
前記帯電手段及び前記転写手段の少なくともいずれかが、請求項１から５のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１】
最外層が、少なくとも層状無機化合物と、導電剤とを含有してなり、該導電剤が、少なくとも電子伝導剤と、イオン液体を保持したフッ素系ポリマーナノ粒子とを含有することを特徴とする画像形成用半導電性部材。
【請求項２】
最外層が、シリコーン化合物、フッ素化シリコーン化合物、反応性基を有するシリコーン化合物、及び反応性基を有するフッ素化シリコーン化合物から選択される少なくとも１種を含有する請求項１に記載の画像形成用半導電性部材。
【請求項３】
最外層が、ポリオール化合物及びイソシアネート化合物を含有する請求項１から２のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材。
【請求項４】
ポリオール化合物が、フッ素化ポリオール化合物、アクリルポリオール化合物、及びポリエステルポリオール化合物の少なくともいずれかである請求項３に記載の画像形成用半導電性部材。
【請求項５】
最外層が、更にアクリル樹脂を含有する請求項１から４のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材。
【請求項６】
電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段とを少なくとも有する画像形成装置において、
前記帯電手段及び前記転写手段の少なくともいずれかが、請求項１から５のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
電子写真感光体表面を帯電する帯電工程と、帯電された電子写真感光体表面を露光して静電潜像を形成する露光工程と、前記静電潜像をトナーを用いて現像して可視像を形成する現像工程と、前記可視像を記録媒体に転写する転写工程とを少なくとも含む画像形成方法において、
前記帯電工程及び前記転写工程の少なくともいずれかが、請求項１から５のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材を用いて行われることを特徴とする画像形成方法。
【請求項８】
電子写真感光体と、該電子写真感光体表面を帯電する帯電手段と、前記電子写真感光体上に形成された静電潜像をトナーを用いて現像し可視像を形成する現像手段と、前記可視像を記録媒体に転写する転写手段とを少なくとも有するプロセスカートリッジにおいて、
前記帯電手段及び前記転写手段の少なくともいずれかが、請求項１から５のいずれかに記載の画像形成用半導電性部材であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１２９４８１（Ｐ２００８−１２９４８１Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１６５６５（Ｐ２００６−３１６５６５）
【出願日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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