(57)【要約】【課題】ポリマー層の骨格を形成するマトリックスポリマーの材質に大きく依存することなく、ポリマー層表面の滑り性およびトナー離れ性の両特性を両立させることが可能な電子写真用部材を提供する。【解決手段】電子写真用部材Ｒは、電子写真装置に用いられる。ポリマー層１は、部材表面を含む第１層１１を有している。第１層１１は、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、第１層１１におけるＦ元素の元素濃度は、第１層１１におけるＳｉ元素の元素濃度よりも高い。また、第１層１１の厚みは、３ｎｍ以下である。ポリマー層１は、ベース層１４、第３層１３、第２層１２、第１層１１がこの順に積層された積層構造を有することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真装置に用いられる電子写真用部材であって、当該電子写真用部材の部材表面を含むポリマー層を有しており、
上記ポリマー層は、上記部材表面を含む第１層を有しており、
該第１層は、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、上記第１層におけるＦ元素の元素濃度は、上記第１層におけるＳｉ元素の元素濃度よりも高く、
上記第１層の厚みは、３ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真用部材。
【請求項２】
上記ポリマー層は、上記第１層よりも内側に、上記ポリマー層の骨格を形成するマトリックスポリマーを主成分とするベース層を有していることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用部材。
【請求項３】
上記ポリマー層は、上記第１層の内側面に接する第２層を有しており、
該第２層は、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、上記第２層におけるＳｉ元素のピーク強度は、上記第２層におけるＦ元素のピーク強度よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真用部材。
【請求項４】
上記ポリマー層は、上記第２層の内側面に接する第３層を有しており、
該第３層は、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、上記第３層におけるＦ元素のピーク強度は、上記第２層における上記Ｆ元素のピーク強度よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の電子写真用部材。
【請求項５】
上記第１層におけるＦ元素の元素濃度は、３０ａｔｍ％以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子写真用部材。
【請求項６】
上記ポリマー層は、Ｆ元素とＳｉ元素とを分子内に含む表面改質剤を含有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子写真用部材。
【請求項７】
電子写真方式の画像形成装置に組み込まれる現像部材、帯電部材、または、転写部材、であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子写真用部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真用部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の複写機やプリンター、ファクシミリ等の電子写真装置が知られている。これら電子写真装置は、帯電させた感光体への画像データ露光による潜像形成、現像、転写媒体への転写、定着等の工程を経て画像形成を行う。そのため、装置内には、これら工程を実現するために各種の電子写真用部材が組み込まれている。
【０００３】
例えば、感光体表面を帯電させるためにロール状の帯電部材が組み込まれている。また、感光体表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて可視像とするためにロール状の現像部材が組み込まれている。また最近では、複数の感光体によって色別に形成した各トナー像をベルト表面に一次転写して各色のトナー像を重ね合わせ、これを用紙上に二次転写するため、ベルト状の中間転写部材が用いられている。
【０００４】
これら電子写真用部材は、装置内においてその機能を果たすため、通常、所定の相手部材と接触した状態で配置される。例えば、現像部材の表面には、摺擦によりトナーを荷電するためにブレード部材が接触していることが多い。また、帯電部材の表面には、用紙へのトナー像の定着後に表面に残存するトナーを除去するためにブレード部材が接触していることが多い。また、中間転写部材では、トナー像の転写後に表面に残存するトナーを除去するためにブレード部材を接触させることがある。このように各種の電子写真用部材は、トナー存在下において相手部材と接触させて用いることが多い。
【０００５】
従来、上記電子写真用部材では、部材表面を含むポリマー層を設けることにより、相手部材との滑り性や、部材表面に接触したトナーが離れやすい性質、いわゆるトナー離れ性などの機能を付与しようとする試みがなされている。
【０００６】
一般的に、相手部材との滑り性を向上させるためには、ポリマー層にシリコーン系の表面改質剤が添加されることが多い。また、トナー離れ性を向上させるためには、ポリマー層にフッ素系の表面改質剤が添加されることが多い。
【０００７】
なお、電子写真用部材の表面改質に関する先行技術としては、例えば、特許文献１に、溶剤に溶解したフッ素ゴムに反応性シリコーンオイルおよび反応性フッ素オイルを配合した塗液を用いて、現像ロールの最外層を形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３１１１８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の一般的な技術は、以下の点で問題がある。すなわち、シリコーン系の表面改質剤をポリマー層に添加することにより、相手部材との滑り性を向上させることが可能である。しかし、この場合には、トナー離れ性が著しく悪化する。一方、フッ素系の表面改質剤をポリマー層に添加することにより、トナー離れ性を向上させることが可能である。しかし、この場合には、相手部材との滑り性が極端に悪くなる。
【００１０】
これらの問題を互いに解決するため、シリコーン系の表面改質剤とフッ素系の表面改質剤との両方をポリマー層に添加する手法が考えられる。この手法は、一見すると、滑り性およびトナー離れ性の両特性を両立させることが可能であると考えられる。ところが、両表面改質剤は相溶性が悪いので互いに混じり難く、ポリマー層表面に出てくる表面改質剤に優先順位ができる。つまり、この場合には、いずれか一方の表面改質剤の効果しか発現されないか、あるいは、各表面改質剤の効果がいずれも十分に発揮されない。したがって、この場合も、滑り性およびトナー離れ性の両特性を両立させることが困難である。
【００１１】
さらに、トナーの劣化を抑制するため、ポリマー層のマトリックスポリマーに比較的硬度の低い材料を用いた場合には、ポリマー層の変形量が大きくなりやすい。そのため、この場合には、ポリマー層表面の滑り性が悪くなりやすい。また、ポリマー層が柔軟になることにより、ポリマー層表面の粘着性が増加するので、付着したトナーが離れ難くなり、トナー離れ性も悪くなりやすい。
【００１２】
本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、ポリマー層の骨格を形成するマトリックスポリマーの材質に大きく依存することなく、ポリマー層表面の滑り性およびトナー離れ性の両特性を両立させることが可能な電子写真用部材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様は、電子写真装置に用いられる電子写真用部材であって、当該電子写真用部材の部材表面を含むポリマー層を有しており、
上記ポリマー層は、上記部材表面を含む第１層を有しており、
該第１層は、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、上記第１層におけるＦ元素の元素濃度は、上記第１層におけるＳｉ元素の元素濃度よりも高く、
上記第１層の厚みは、３ｎｍ以下であることを特徴とする電子写真用部材にある。
【発明の効果】
【００１４】
上記電子写真用部材は、ポリマー層が、部材表面を含む第１層を有している。そして、第１層は、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、第１層におけるＦ元素の元素濃度が、第１層におけるＳｉ元素の元素濃度よりも高い。また、第１層の厚みは３ｎｍ以下である。したがって、上記電子写真用部材は、ポリマー層の表面近傍に存在する極薄い最外層である第１層により、ポリマー層表面の滑り性とトナー離れ性との両方を発現させることができる。これは、第１層が、トナー離れ性に有効なＦ元素に富む相中に、トナー離れ性は悪いものの滑り性の改善に有効なＳｉ元素に富む相が分散された微構造を有することにより、全体として、トナー離れ性が維持されたまま、滑り性が付与されるためであると推察される。そのため、上記電子写真用部材は、ポリマー層の骨格を形成するマトリックスポリマーの材質に大きく依存することなく、ポリマー層表面の滑り性およびトナー離れ性の両特性を両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１の電子写真用部材を模式的に示した図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ断面を示した図である。
【図３】実施例１の電子写真用部材において、当該電子写真用部材の部材表面を含むポリマー層の断面構造を模式的に示した説明図である。
【図４】実施例２の電子写真用部材を模式的に示した図である。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ断面を示した図である。
【図６】試料２のポリマー層断面における表面近傍の走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）像である。
【図７】試料２のポリマー層断面における表面近傍のＳＴＥＭ−ＥＤＸ分析結果であり、（ａ）はＦ元素の分布、（ｂ）はＳｉ元素の分布を示す。
【図８】試料２のポリマー層における、第２層のＥＤＸスペクトルである。
【図９】試料２のポリマー層における、第３層のＥＤＸスペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上記電子写真用部材は、電子写真装置に用いられる部材である。電子写真装置としては、具体的には、帯電像を用いる電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリ、複合機、オンデマンド印刷機等の画像形成装置を例示することができる。
【００１７】
上記電子写真用部材は、トナー存在下において、電子写真装置に用いられる他の相手部材をポリマー層表面に接触させた状態で使用することができる。相手部材としては、例えば、上記電子写真用部材の周囲に配設されるブレード部材やロール部材等が挙げられる。この場合には、ポリマー層表面の滑り性に優れるので、相手部材の摺動を安定させることができる。また、ポリマー層表面のトナー離れ性に優れるので、ポリマー層表面にトナーが付着したままとなり難く、フィルミングを抑制しやすい。とりわけ、電子写真装置が画像形成装置である場合には、良好な画像形成を行いやすくなる利点がある。また、相手部材がブレード部材である場合には、ブレード部材がめくれる不具合も抑制しやすくなり、良好な画像形成を行う上で有利である。
【００１８】
上記電子写真用部材は、具体的には、上記電子写真方式の画像形成装置に組み込まれる現像部材、帯電部材、または、転写部材とすることができる。現像部材、帯電部材、または、転写部材は、ブレード部材等の相手部材と接触して用いられることが多い。したがって、上記効果を十分に発揮させることができる。なお、転写部材としては、具体的には、中間転写部材を例示することができる。中間転写部材は、感光体に担持されたトナー像を当該部材に一次転写した後、このトナー像を当該部材から用紙等の転写材へ二次転写するためのものである。
【００１９】
上記電子写真用部材は、具体的には、例えば、（１）軸体と、軸体の外周面に沿って形成された弾性層と、弾性層の外周面に沿って形成されたポリマー層とを有する構成、（２）軸体と、軸体の外周に沿って形成されたポリマー層とを有する構成、（３）筒状に形成された基層と、基層の外周面に沿って形成された弾性層と、弾性層の外周面に沿って形成されたポリマー層とを有する構成、（４）筒状に形成された基層と、基層の外周面に沿って形成されたポリマー層とを有する構成などとすることができる。構成（１）、（２）は現像部材や帯電部材、構成（３）、（４）は、転写部材等に好適である。
【００２０】
ここで、ポリマー層は、部材表面を含む第１層を有している。第１層は、ポリマー層における最外層である。したがって、ポリマー層の表面は、第１層の表面でもあり、部材表面を含んでいる。
【００２１】
ポリマー層において、第１層は、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、第１層におけるＦ元素の元素濃度が、第１層におけるＳｉ元素の元素濃度よりも高い層である。つまり、第１層は、Ｆ元素とＳｉ元素とが共存しており、層内のＳｉ元素の元素濃度＜層内のＦ元素の元素濃度の関係を満たす。ポリマー層は、最外層である第１層が存在することにより、滑り性およびトナー離れ性の両方の機能を発揮することができる。
【００２２】
なお、第１層は、Ｆ元素、Ｓｉ元素以外にも、Ｃ元素、Ｏ元素、Ｎ元素などを含むことができる。また、第１層において、Ｆ元素とＳｉ元素の存在形態は、特に限定されない。第１層は、例えば、海相と島相からなり、島相よりＦ元素に富む海相と、この海相に点在されており、海相よりＳｉ元素に富む島相とを有する海島構造などから構成されていてもよい。
【００２３】
第１層の厚みは、３ｎｍ以下とされる。厚みが３ｎｍを超える第１層を有するポリマー層を、例えば、後述する表面改質剤を用いて形成するのは、モルフォルジー形成の性質上難しいためである。第１層の厚みは、滑り性およびトナー離れ性の両立、第１層の形成容易性などの観点から、好ましくは、２．８ｎｍ以下、より好ましくは、２．５ｎｍ以下、さらに好ましくは、２．３ｎｍ以下、さらにより好ましくは、２ｎｍ以下とすることができる。第１層の厚みは、十分な滑り性およびトナー離れ性の確保、第１層の形成容易性、耐久性などの観点から、好ましくは、０．１ｎｍ以上、より好ましくは、０．３ｎｍ以上、さらに好ましくは、０．５ｎｍ以上とすることができる。
【００２４】
第１層において、Ｆ元素の元素濃度は、３０ａｔｍ％以上とすることができる。この場合には、ポリマー層表面の滑り性およびトナー離れ性の両特性を両立させやすくなる。
【００２５】
なお、第１層の厚み、第１層に含まれる各元素の元素濃度は、Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）を用い、ポリマー層表面から深さ方向の元素濃度を測定すること等により求めることができる。
【００２６】
ポリマー層は、具体的には、第１層の内側面に接する第２層を有することができる。第２層は、より具体的には、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、第２層におけるＳｉ元素のピーク強度が、第２層におけるＦ元素のピーク強度よりも大きい層である。つまり、第２層は、Ｆ元素とＳｉ元素とが共存しており、第２層のＦ元素のピーク強度＜第２層のＳｉ元素のピーク強度の関係を満たす。この場合には、最外層である第１層のすぐ下に十分な量のＳｉ元素を含む第２層が存在しているので、第１層表面（ポリマー層表面）の滑り性を確実なものとしやすくなる。これは、第２層のＳｉ元素が第１層に入り込み、第１層のＳｉ元素の確保に役立つためであると考えられる。
【００２７】
なお、第２層は、Ｆ元素、Ｓｉ元素以外にも、Ｃ元素、Ｏ元素、Ｎ元素などを含むことができる。
【００２８】
第２層は、具体的には、ポリマー層表面から深さ方向３ｎｍ〜５００ｎｍ程度までの領域に存在することができる。
【００２９】
なお、第２層の構成は、ポリマー層断面の走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）像、ＳＴＥＭ像のエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）等により特定することができる。
【００３０】
ポリマー層は、具体的には、第２層の内側面に接する第３層を有することができる。第３層は、より具体的には、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、第３層におけるＦ元素のピーク強度が、第２層におけるＦ元素のピーク強度よりも大きい層である。つまり、第３層は、Ｆ元素とＳｉ元素とが共存しており、第２層のＦ元素のピーク強度＜第３層のＦ元素のピーク強度の関係を満たす。この場合には、ポリマー層表面の滑り性およびトナー離れ性の両特性を両立させることが可能な電子写真用部材を得やすくなる。
【００３１】
なお、第３層は、Ｆ元素、Ｓｉ元素以外にも、Ｃ元素、Ｏ元素、Ｎ元素などを含むことができる。
【００３２】
また、第３層の構成は、ポリマー層断面の走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）像、ＳＴＥＭ像のエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）等により特定することができる。
【００３３】
ポリマー層は、具体的には、第１層よりも内側に、ポリマー層の骨格を形成するマトリックスポリマーを主成分とするベース層を有する構成とすることができる。この場合には、第１層とベース層との機能分離が確実なものとなる。そのため、ポリマー層の骨格を形成するマトリックスポリマーの材質選択の自由度が高まり、それによってより機能性の高い電子写真用部材を得やすくなる。なお、上記主成分とは、ベース層がマトリックスポリマーを５０質量％以上含むことを意味する。また、ベース層には、マトリックスポリマーを構成する元素以外にも、Ｆ元素やＳｉ元素が含まれていてもよい。
【００３４】
ベース層の厚みは、例えば、ポリマー層の柔軟性を確保しやすくなる、トナーの耐久性を確保しやすくなるなどの観点から、好ましくは、１μｍ以上、より好ましくは、３μｍ以上、さらに好ましくは、５μｍ以上とすることができる。また、ベース層の厚みは、例えば、ポリマー層表面の滑り性の悪化を抑制しやすくなるなどの観点から、好ましくは、１００μｍ以下、より好ましくは、５０μｍ以下、さらに好ましくは、３０μｍ以下とすることができる。
【００３５】
ベース層のマトリックスポリマーは、ポリマー層の基本的な骨格を形づくるポリマー成分としての役割を果たす。マトリックスポリマーは、上記役割を果たすことができれば、各種の樹脂やゴム（ゴムにはエラストマーも含まれる、以下省略）を用いることができる。これらは１種または２種以上併用することができ、電子写真用部材の用途等に応じて最適な材料を選択することができる。
【００３６】
上記樹脂としては、例えば、各種の熱可塑性樹脂や、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂との混合ポリマーなどを用いることができる。上記樹脂としては、具体的には、例えば、ウレタン樹脂；ウレタンシリコーン樹脂；ウレタンフッ素樹脂；ポリアミド樹脂；ポリイミド樹脂；（メタ）アクリル樹脂；（メタ）アクリルシリコーン樹脂；（メタ）アクリルフッ素樹脂；フッ素樹脂；アセタール樹脂；アルキド樹脂；ポリエステル樹脂；ポリエーテル樹脂；カーボネート樹脂；フェノール樹脂；エポキシ樹脂；ポリビニルアルコール；ポリビニルピロリドン；カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース系樹脂；ポリアクリルアミド；ポリエチレンオキサイド；ポリエチレングリコール；ポリプロピレングリコール；ポリビニルメチルエーテル；ポリアミン；ポリエチレンイミン；カゼイン、ゼラチン、澱粉およびこれらの共重合体；ポリエチレン、ポリプロピレンおよび他のオレフィン系単量体との共重合樹脂等のオレフィン系樹脂；塩化ビニル系樹脂；ポリスチレンやアクリロニトリル−スチレン共重合樹脂等のスチレン系樹脂；塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂；ポリビニルブチラール樹脂等のポリビニルアセタール系樹脂およびこれらの誘導体または変性体；ポリイソブチレン；ポリテトラヒドロフラン；ポリアニリン；アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）；ポリイソプレン；ポリブタジエン等のポリジエン類；ポリジメチルシロキサン等のポリシロキサン類；ポリスルホン類；ポリイミン類；ポリ無水酢酸類；ポリ尿素類；ポリスルフィド類；ポリフォスファゼン類；ポリケトン類；ポリフェニレン類；ポリハロオレフィン類およびこれらの誘導体；メラミン樹脂；ＵＶ硬化性（メタ）アクリル樹脂などを例示することができる。これらのうち、好ましくは、ポリマー層の柔軟性向上、耐摩耗性向上などの観点から、ウレタン樹脂、ウレタンシリコーン樹脂、ウレタンフッ素樹脂などを用いることができる。
【００３７】
また、上記ゴムとしては、具体的には、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ、ＨＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム（Ｑ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、天然ゴム（ＮＲ）、これらの変成体などを例示することができる。これらのうち、好ましくは、ポリマー層の柔軟性向上、耐摩耗性向上などの観点から、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ、ＨＮＢＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）、これらの変成体などを用いることができる。
【００３８】
ポリマー層は、具体的には、ベース層、第３層、第２層、第１層の順に積層された積層構造を有しているとよい。この場合には、ポリマー層表面の滑り性およびトナー離れ性の両特性を両立させることが可能な電子写真用部材をより一層得やすくなる。
【００３９】
ポリマー層の厚みは、例えば、ポリマー層の耐久性向上などの観点から、好ましくは、３μｍ以上、より好ましくは、５μｍ以上、さらに好ましくは、７μｍ以上とすることができる。また、ポリマー層の厚みは、例えば、ポリマー層表面の滑り性の悪化を抑制しやすくなるなどの観点から、好ましくは、１００μｍ以下、より好ましくは、５０μｍ以下、さらに好ましくは、３０μｍ以下とすることができる。
【００４０】
ポリマー層は、Ｆ元素とＳｉ元素とを分子内に含む表面改質剤を含有することができる。そして、Ｆ元素は、表面改質剤が有するフッ素含有基に含まれるＦに由来するものとすることができ、Ｓｉ元素は、表面改質剤が有するシリコーン基に含まれるＳｉに由来するものとすることができる。この場合には、ポリマー層における第１層の存在を確実なものとすることができる。また、ポリマー層が上記積層構造をとりやすくなる。
【００４１】
表面改質剤は、より具体的には、例えば、分子内に、フッ素含有基を有する（メタ）アクリレートに基づく第１重合単位とシリコーン基を有する（メタ）アクリレートに基づく第２重合単位とを含む共重合体などから構成することができる。フッ素含有基は、フッ素原子を含有する基をいい、−Ｆを含む。フッ素含有基は、具体的には、例えば、フルオロアルキル基、フルオロアルキルアルキレンオキシド基、フルオロアルケニル基、フッ素基（−Ｆ）などから構成することができる。また、シリコーン基は、具体的には、例えば、ジメチルシロキサン単位の繰り返しから構成されるポリジメチルシロキサン骨格を含むことができる。なお、「（メタ）アクリル」は、アクリル、メタクリルの両方を包含する意味であり、同様に、「（メタ）アクリレート」は、アクリレート、メタクリレートの両方を包含する意味である。
【００４２】
ポリマー層は、上記表面改質剤以外にも、必要に応じて、導電剤（電子導電剤、イオン導電剤）、反応触媒、フィラー（無機系、有機系）、カップリング剤、分散剤、レベリング剤、架橋剤、架橋助剤、可塑剤、難燃剤、消泡剤、粗さ形成用粒子などの各種添加剤を含有することができる。これらは１種または２種以上併用することができる。
【００４３】
ポリマー層は、例えば、マトリックスポリマーと、フッ素含有基とシリコーン基とを有する表面改質剤とを含んで液状に調製されたポリマー層形成用材料を、層状に塗工し、必要に応じて乾燥し、加熱、硬化させることなどによって形成することが可能である。
【００４４】
なお、上述した各構成は、上述した各作用効果等を得るなどのために必要に応じて任意に組み合わせることができる。
【実施例】
【００４５】
実施例に係る電子写真用部材について、図面を用いて具体的に説明する。
【００４６】
（実施例１）
実施例１に係る電子写真用部材の概略構成を図１〜図３を用いて説明する。図１、図２に示されるように、電子写真用部材Ｒは、電子写真装置に用いられるものである。本例の電子写真用部材は、具体的には、電子写真方式の画像形成装置に組み込まれるロール状の導電性部材であり、現像部材（現像ロール）または帯電部材（帯電ロール）として用いることができる。
【００４７】
電子写真用部材Ｒは、ポリマー層１を有している。本例の電子写真用部材Ｒは、具体的には、芯金よりなる軸体２と、軸体２の外周面に沿って形成された導電性を有するゴム弾性体よりなる弾性層３とをさらに有している。但し、軸体２の両端部は、弾性層３の両端面から突出した状態とされている。そして、この弾性層３の外周面に沿ってポリマー層１が形成されている。電子写真用部材Ｒは、現像部材として用いられる場合には、例えば、摺擦によりトナーを帯電させたり一定厚みのトナーを形成したりするためのブレード部材を、ポリマー層１表面に接触させた状態で使用することができる。また、電子写真用部材Ｒは、帯電部材として用いられる場合には、例えば、用紙へトナー像を定着させる定着工程の後に表面に残存するトナーを除去するためのブレード部材を、ポリマー層１表面に接触させた状態で使用することができる。
【００４８】
図３に模式的に示されるように、ポリマー層１は、部材表面を含む第１層１１を有している。第１層１１は、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、第１層１１におけるＦ元素の元素濃度は、第１層１１におけるＳｉ元素の元素濃度よりも高い。また、第１層１１の厚みは、３ｎｍ以下である。
【００４９】
本例では、具体的には、ポリマー層１は、第１層１１の内側面に接する第２層１２を有している。第２層１２は、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、第２層１２におけるＳｉ元素のピーク強度が、第２層１２におけるＦ元素のピーク強度よりも大きい。また、ポリマー層１は、第２層１２の内側面に接する第３層１３を有している。第３層１３は、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、第３層１３におけるＦ元素のピーク強度が、第２層１２におけるＦ元素のピーク強度よりも大きい。また、ポリマー層１は、第１層１１よりも内側、具体的には、第３層１３の内側面に接するように、ポリマー層１の骨格を形成するマトリックスポリマーを主成分とするベース層１４を有している。マトリックスポリマーは、熱可塑性ポリウレタンと熱硬化性ポリウレタンとの混合ポリマーよりなる。
【００５０】
また、本例では、ポリマー層１は、Ｆ元素とＳｉ元素とを分子内に含む表面改質剤を含有している。表面改質剤の含有量は、ポリマー層中のマトリックスポリマー１００質量部に対して０．１〜１０質量部である。他にも、ポリマー層１は、導電剤として電子導電剤を含有している。
【００５１】
（実施例２）
実施例２に係る電子写真用部材の概略構成を図４、図５を用いて説明する。図４、図５に示すように、電子写真用部材Ｂは、電子写真装置に用いられるものである。本例の電子写真用部材Ｂは、具体的には、電子写真方式の画像形成装置に組み込まれる無端ベルト状の導電性部材であり、転写部材（中間転写ベルト）として用いることができる。
【００５２】
電子写真用部材Ｂは、ポリマー層４を有している。本例の電子写真用部材Ｂは、具体的には、導電性を有する樹脂材料より形成された筒状の基層５をさらに有している。そして、この基層５の外周面に沿ってポリマー層４が形成されている。電子写真用部材Ｂは、例えば、用紙へトナー像を二次転写した後に表面に残存するトナーを除去するためのブレード部材を、ポリマー層４表面に接触させた状態で使用することができる。
【００５３】
ポリマー層４は、図示はしないが、実施例１の図３に示すように、基本的には、ポリマー層１と同様の積層構造を有している。
【００５４】
マトリックスポリマーは、具体的にはゴムを主成分とし、導電剤としてイオン導電剤を含有している。したがって、ポリマー層４はゴム弾性を有している。
【００５５】
（実験例）
以下、実験例を用いてより具体的に説明する。
＜表面改質剤の準備＞
・表面改質剤Ａ
１００ｍＬの反応フラスコに、２−（パーフルオロヘキシル）エチルアクリレート（ダイキン工業（株）製、「Ｒ−１６２０」）４．９８ｇ（１１．５２ｍｍｏｌ）と、メタクリル変成シリコーンオイル（信越化学工業（株）製、「Ｘ−２２−２４２６」）１．４４ｇ（０．１２ｍｍｏｌ）と、メタクリル酸メチル（純正化学工業（株）製）７．３１ｇ（７２．９９ｍｍｏｌ）と、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル（東京化成工業（株）製）２．００ｇ（１５．３７ｍｍｏｌ）と、ジメチル１，１’−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボキシレート）（和光純薬工業（株）製、「ＶＥ−７３」）１．２４ｇ（４ｍｍｏｌ）と、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）１３．８８ｇとを仕込み、撹拌しながら５分間窒素によるバブリングを行った後、内液の温度８０℃にて７時間重合させた。次いで、ＭＥＫ２５．７１ｇを仕込み、固形分で３０％の表面改質剤Ａを含有する溶液を得た。上記表面改質剤Ａは、フッ素含有基とシリコーン基とを分子内に有する直鎖状の共重合体である。
・表面改質剤Ｂ
１００ｍＬの反応フラスコに、メタクリル変成シリコーンオイル（信越化学工業（株）製、「ＫＦ２０１２」）１．６６ｇ（０．３６ｍｍｏｌ）と、メタクリル酸メチル（純正化学工業（株）製）９．９７ｇ（９９．６４ｍｍｏｌ）と、ジメチル１，１’−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボキシレート）（和光純薬工業（株）製、「ＶＥ−７３」）１．２４ｇ（４ｍｍｏｌ）と、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）１０．５３ｇとを仕込み、撹拌しながら５分間窒素によるバブリングを行った後、内液の温度８０℃にて７時間重合させた。次いで、ＭＥＫ１９．５ｇを仕込み、固形分で３０％の表面改質剤Ｂを含有する溶液を得た。上記表面改質剤Ｂは、分子内にフッ素含有基を有さず、シリコーン基を有する直鎖状の共重合体である。
・表面改質剤Ｃ
１００ｍＬの反応フラスコに、２−（パーフルオロヘキシル）エチルアクリレート（ダイキン工業（株）製、「Ｒ−１６２０」）５．６１ｇ（１３ｍｍｏｌ）と、メタクリル酸メチル（純正化学工業（株）製）８．７１ｇ（８７ｍｍｏｌ）と、ジメチル１，１’−アゾビス（１−シクロヘキサンカルボキシレート）（和光純薬工業（株）製、「ＶＥ−７３」）１．２４ｇ（４ｍｍｏｌ）と、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）１２．７３ｇとを仕込み、撹拌しながら５分間窒素によるバブリングを行った後、内液の温度８０℃にて７時間重合させた。次いで、ＭＥＫ２３．５８ｇを仕込み、固形分で３０％の表面改質剤Ｃを含有する溶液を得た。上記表面改質剤Ｃは、分子内にシリコーン基を有さず、フッ素含有基を有する直鎖状の共重合体である。
【００５６】
＜ポリマー層形成用材料の調製＞
後述の表１に示されるように、熱可塑性ポリウレタン（日本ポリウレタン工業（株）製、「ニッポランＮ５１９６」）１０質量部と、ポリエーテルポリオール（２官能ポリプロピレングリコールポリオール）（（株）ＡＤＥＫＡ製、「アデカポリエーテルＰ−１０００」）６０質量部と、ポリイソシアネート（ＨＤＩ型ブロックイソシアヌレート）（日本ポリウレタン工業（株）製、「コロネート２５０７」）３０質量部と、電子導電剤（カーボンブラック）（ライオン（株）製、「ケッチェンＥＣ３００Ｊ」）３質量部と、表１に示す所定の種類かつ所定の配合量の各表面改質剤とを、濃度２０質量％となるようにＭＥＫに溶解し、三本ロールを用いて十分に混合、分散させた。これにより、現像ロール試料１〜６の作製に用いる各ポリマー層形成用材料を調製した。
【００５７】
＜現像ロール試料の作製＞
導電性シリコーンゴム（信越化学工業（株）製、「Ｘ−３４−２６４Ａ／Ｂ、混合質量比Ａ／Ｂ＝１／１」）をスタティックミキサーにて混合することにより、弾性層形成用材料を調製した。
【００５８】
軸体として、直径６ｍｍの中実円柱状の鉄棒を準備し、外周面に接着剤を塗布した。この軸体をロール成形用金型の中空空間にセットした後、上記調製した弾性層形成用材料を中空空間内に注入し、１９０℃で３０分間加熱して硬化させ、脱型した。これにより、軸体の外周面に沿って導電性シリコーンゴムよりなるロール状の弾性層（厚み３ｍｍ）を形成した。
【００５９】
次いで、上記弾性層の外周面に、ロールコート法により、上記調製した各ポリマー層形成用材料を塗工した後、１００℃で３０分間加熱し、さらに１５０℃で６０分間加熱することにより塗膜を硬化させ、各ポリマー層（厚み１５μｍ）を形成した。これにより、現像ロール試料１〜６を作製した。
【００６０】
＜ポリマー層の構造分析＞
−分析１−
Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳ）（アルバック・ファイ社製、「ＰＨＩ  ５０００  ＶｅｒｓａＰｒｏｂｅII」）を用い、試料１〜試料３のポリマー層表面から深さ方向の元素濃度を測定した。具体的には、上記装置を用い、スペクトルの取得とスパッタとを交互に繰り返すデスプロファイル方式により、ポリマー層表面から深さ方向のＸＰＳデータの取得を行った。この際、スペクトルの取得条件は、分析エリア：φ１００μｍ、光電子取り込み角：４５°とした。Ｘ線源には、Ａｌモノクロ（ビーム径φ１００μｍ、仕事率８Ｗ、電圧１５ｋＶ）を使用し、絶縁物の帯電中和には電子銃を用いた。また、スパッタ条件は、イオン銃種：アルゴンガスクラスターイオン銃、一次イオン：Ａｕ２５００＋、エミッション電流：３０ｎＡ、エッチングエリア：２ｍｍ×２ｍｍ、スパッタ間隔：０．１分×４サイクル→０．２分×３サイクル→０．５分×２サイクル→１分×８サイクル（１７サイクル、１０分）とした。そしてスペクトルの取得とスパッタとを交互に繰り返すことにより、ポリマー層表面から深さ方向における元素濃度（Ｃ元素、Ｏ元素、Ｆ元素、Ｓｉ元素、Ｎ元素等）を測定した。なお、ポリマー層表面からの深さは、上記と同じスパッタ条件にてエッチングした後のサンプルのエッチング深さを触針式段差計（「ディクタック」）を用いて測定し、測定されたエッチング深さをスパッタ時間にて割ることによって得られる平均エッチングレート（１．４６ｎｍ／ｓ）を用いて算出した。なお、後述する表１に示される第１層の各元素濃度は、上記エッチングを行っていない初期の上記スペクトル取得条件にて測定された値である。また、ポリマー層表面から深さ方向で見て、各スパッタのサイクルごとに得られるＦ元素濃度の値が３０ａｔｍ％以上であった深さ領域までの層厚みを、第１層の厚みとした。
【００６１】
その結果、試料１は、ポリマー層表面から深さ方向１．４６ｎｍまでの領域に、Ｆ元素濃度が３０ａｔｍ％以上検出された。試料１の上記領域は、エッチングを行っていない初期の上記スペクトル取得条件にて測定されたＦ元素濃度が３０．５ａｔｍ％、Ｓｉ元素濃度が０．９ａｔｍ％であった。同様に、試料２は、ポリマー層表面から深さ方向１．４６ｎｍまでの領域に、Ｆ元素濃度が３０ａｔｍ％以上検出された。試料２の上記領域は、エッチングを行っていない初期の上記スペクトル取得条件にて測定されたＦ元素濃度が３３．７ａｔｍ％、Ｓｉ元素濃度が０．９ａｔｍ％であった。また、試料３は、ポリマー層表面から深さ方向２．９２ｎｍまでの領域に、Ｆ元素濃度が３０ａｔｍ％以上検出された。試料３の上記領域は、エッチングを行っていない初期の上記スペクトル取得条件にて測定されたＦ元素濃度が４８ａｔｍ％、Ｓｉ元素濃度が１．１ａｔｍ％であった。なお、いずれの試料も、Ｃ元素を除く各測定元素のうち、Ｆ元素が最も多く検出された。
【００６２】
以上の結果から、試料１〜試料３は、ポリマー層表面（部材表面）から深さ方向３．０ｎｍまでの領域に、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、Ｆ元素の元素濃度がＳｉ元素の元素濃度よりも高い第１層を有していることが確認された。
【００６３】
なお、試料４〜試料６についても同様にして分析を行った。その結果、試料４は、ポリマー層表面にＦ元素が無く、Ｓｉ元素が有ることが確認された。また、試料５は、ポリマー層表面にＳｉ元素が無く、Ｆ元素が有ることが確認された。また、試料６は、ポリマー層表面にＳｉ元素が無く、Ｆ元素が有ることが確認された。つまり、試料４〜試料６は、ポリマー層表面にＦ元素とＳｉ元素とが共存しておらず、試料１〜試料３とは異なるポリマー層の構成を有していることが確認された。
【００６４】
−分析２−
試料１〜３を断面方向に切り出した後、エポキシ樹脂に包埋した。その後、クライオミクロトームを用い、切削温度条件−１２０℃で約１００ｎｍの薄切片試料を作製した。次いで、走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）（日立ハイテクノロジーズ社製、「Ｓ−４８００」）を用い、ＴＥモード、加速電圧３０ｋＶの測定条件にて薄切片試料についてＳＴＥＭ写真を撮影した。試料１〜３の代表として、試料２のポリマー層断面における表面近傍の走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）像を、図６に示す。
【００６５】
また、上記ＳＴＥＭに付属するエネルギー分散型Ｘ線分析装置（ＥＤＸ）により、上記ＳＴＥＭ像におけるＦ元素分布およびＳｉ元素の分布の測定を行った。その結果、図７（ａ）（ｂ）に示されるように、ポリマー層の表面近傍に、Ｆ元素とＳｉ元素とが共存する層状部分が存在することが確認された。
【００６６】
そこで、分析１にて測定された第１層よりも下方の部分について、ＥＤＸ分析を行い、ＥＤＸスペクトルを測定した。その結果、第１層のすぐ下に、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、Ｓｉ元素のピーク強度が、Ｆ元素のピーク強度よりも大きい層状部分が存在することが確認された。つまり、試料１〜試料３は、ポリマー層が、第１層の内側面に接する層であって、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、そのＳｉ元素のピーク強度が、そのＦ元素のピーク強度よりも大きい第２層を有していることが確認された。図８に、代表例として、試料２のポリマー層における、第２層のＥＤＸスペクトルを示す。なお、図８のＥＤＸスペクトルは、ポリマー層表面から深さ方向４ｎｍの位置において測定されたものである。
【００６７】
さらに第２層よりも下方の部分について、上記と同様の分析を進めた。その結果、第２層のすぐ下に、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、Ｆ元素のピーク強度が、第２層におけるＦ元素のピーク強度よりも大きい層状部分が存在することが確認された。つまり、試料１〜試料３は、ポリマー層が、第２層の内側面に接する層であって、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、そのＦ元素のピーク強度が、第２層におけるＦ元素のピーク強度よりも大きい第３層を有していることが確認された。図９に、代表例として、試料２のポリマー層における、第３層のＥＤＸスペクトルを示す。なお、図９のＥＤＸスペクトルは、ポリマー層表面から深さ方向２０ｎｍの位置において測定されたものである。
【００６８】
またさらに、第３層よりも下方の部分について、上記と同様の分析を進めた。その結果、第３層のすぐ下に、ポリマー層の骨格を形成するマトリックスポリマーに由来するＣ元素やＯ元素が多く存在する層状部分が確認された。なお、当該層状部分では、表面改質剤に由来するＦ元素やＳｉ元素も確認されたが、その量は、Ｃ元素やＯ元素に比べて少量であった。つまり、試料１〜試料３は、ポリマー層が、その骨格を形成するマトリックスポリマーを主成分とするベース層を有していることが確認された。
【００６９】
以上の分析１および分析２の結果から、試料１〜試料３は、ポリマー層が、ベース層、第３層、第２層、第１層の順に積層された積層構造を有していることが確認された。なお、試料４〜試料６は、ポリマー層表面の構成が、試料１〜試料３とは異なっており、上記のような積層構造を有していないことが確認された。
【００７０】
＜滑り性評価＞
静・動摩擦係数測定器（協和界面科学（株）製、「Ｔｒｉｂｏｓｔｅｒ５００」）のステージ上に固定した現像ロール試料の表面、つまり、ポリマー層表面に、接触子（直径３ｍｍの鋼球製）による垂直荷重Ｗ５０ｇを加え、この状態でステージを移動速度７．５ｍｍ／秒で水平方向に１ｃｍ移動させた。これにより現像ロール試料と接触子との間に生じた摩擦力Ｆから、現像ロール試料のポリマー層表面における初期の動摩擦係数μｋ（Ｆ／Ｗ）を算出した。
上記動摩擦係数μｋが１以下であった場合を、ポリマー層表面の滑り性に優れるとして「Ａ」とした。上記動摩擦係数μｋが１超２未満であった場合を、ポリマー層表面の滑り性が良好であるとして「Ｂ」とした。上記動摩擦係数μｋが２超であった場合を、ポリマー層表面の摩擦力が大きく、滑り性に劣るとして「Ｃ」とした。
【００７１】
＜トナー離れ性評価＞
上記調製した各ポリマー層形成用材料を、上記ポリマー層形成時と同じ条件で加熱、硬化させ、シート状の各試験片（厚み１５μｍ）を作製した。次いで、電子写真方式を採用するデジタルフルカラー複合機（富士ゼロックス（株）製、「ＤｏｃｕＣｅｎｔｒｅ−ＩＶ  Ｃ２２６０」）のカートリッジのトナーを、各試験片の表面に定量散布した。次いで、このトナーを散布した各試験片を遠心分離機にセットし、１２０００Ｇを付加した後のトナーの残存量を画像処理にて評価した。画像中のトナーの残存面積が３割未満であった場合をトナー離れ性に優れるとして「Ａ」、画像中のトナーの残存面積が３割以上５割未満であった場合をトナー離れ性を有するとして「Ｂ」、画像中のトナーの残存面積が５割超であった場合をトナー離れ性を有さないとして「Ｃ」とした。
【００７２】
以下、各現像ロール試料の詳細な構成と評価結果をまとめて表１に示す。なお、表中、「Ｆ元素とＳｉ元素との共存」の欄における「○」は、Ｆ元素とＳｉ元素との共存が認められたことを意味する。また、「・・・ピーク強度＜・・・ピーク強度」の欄における「○」は、当該欄に示される不等式を満たしていたことを意味する。
【表１】
2015225240.tif 000003
【００７３】
表１によれば、以下のことがわかる。
試料４は、分子内にシリコーン基を有する直鎖状の共重合体からなるシリコーン系の表面改質剤Ｂを用いてポリマー層の表面改質を行ったものである。しかしながら、この手法では、表面改質剤Ｂのシリコーン基が備えるＳｉ元素をポリマー層表面に存在させることができるものの、表面改質剤Ｂがフッ素含有基を備えていないので、Ｆ元素をポリマー層表面に存在させることができない。その結果、試料４は、ポリマー層表面に滑り性が付与されるものの、ポリマー層表面に付着したトナーが離れ難く、トナー離れ性に劣っていた。
【００７４】
試料５は、分子内にフッ素含有基を有する直鎖状の共重合体からなるフッ素系の表面改質剤Ｃを用いてポリマー層の表面改質を行ったものである。しかしながら、この手法では、表面改質剤Ｃのフッ素含有基が備えるＦ元素をポリマー層表面に存在させることができるものの、表面改質剤Ｃがシリコーン基を備えていないので、Ｓｉ元素をポリマー層表面に存在させることができない。その結果、試料５は、ポリマー層表面にトナー離れ性が付与されるものの、ポリマー層表面の動摩擦係数が極めて大きく、ポリマー層表面の滑り性に劣っていた。
【００７５】
試料６は、シリコーン系の表面改質剤Ｂと、フッ素系の表面改質剤Ｃとの両方を用いてポリマー層の表面改質を行ったものである。しかしながら、この手法では、ポリマー層表面の滑り性およびトナー離れ性の両特性がかえって悪化した。これは、シリコーン系の表面改質剤Ｂよりもフッ素系の表面改質剤Ｃが優先してポリマー層表面にでてきやすかったため、ポリマー層が、滑り性およびトナー離れ性の両方を満たすことが可能な層構造をとることができなかったためであると考えられる。
【００７６】
これらに対し、試料１〜試料３は、上記構成のポリマー層を有している。すなわち、上記ポリマー層は、部材表面を含む第１層を有している。そして、第１層は、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、第１層におけるＦ元素の元素濃度が、第１層におけるＳｉ元素の元素濃度よりも高い。また、第１層の厚みは３ｎｍ以下である。したがって、試料１〜試料３は、ポリマー層の表面近傍に存在する極薄い最外層である第１層により、ポリマー層表面の滑り性とトナー離れ性との両方を発現させることができた。これは、第１層が、トナー離れ性に有効なＦ元素に富む相中に、トナー離れ性は悪いものの滑り性の改善に有効なＳｉ元素に富む相が分散された微構造を有することにより、全体として、トナー離れ性が維持されたまま、滑り性が付与されたためであると推察される。そのため、試料１〜試料３は、ポリマー層の骨格を形成するマトリックスポリマーの材質に大きく依存することなく、ポリマー層表面の滑り性およびトナー離れ性の両特性を両立させることができた。
【００７７】
また、試料１〜試料３は、ポリマー層が、第１層の内側面に接する第２層を有している。そして、第２層は、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、第２層におけるＳｉ元素のピーク強度が、第２層におけるＦ元素のピーク強度よりも大きくなっている。この場合には、ポリマー層表面の滑り性およびトナー離れ性の両特性を両立させやすくなることがわかる。
【００７８】
また、試料１〜試料３は、ポリマー層が、第２層の内側面に接する第３層を有している。そして、第３層は、Ｆ元素とＳｉ元素とを含み、かつ、第３層におけるＦ元素のピーク強度が、第２層におけるＦ元素のピーク強度よりも大きくなっている。この場合には、ポリマー層表面の滑り性およびトナー離れ性の両特性を両立させやすくなることがわかる。
【００７９】
また、試料１〜試料３は、第１層におけるＦ元素の元素濃度が３０ａｔｍ％以上である。この場合には、ポリマー層表面の動摩擦係数を低くしやすく、トナー離れ性をより確実なものとすることができることがわかる。
【００８０】
また、ポリマー層が、Ｆ元素とＳｉ元素とを分子内に含む表面改質剤を含有している場合には、上記特定の層構造を有するポリマー層を比較的簡単に形成することができる。また、この場合には、ポリマー層の骨格を形成するマトリックスポリマーの材質に制約が生じ難いことから、マトリックスポリマーの材質の選択自由度が大きくなり、電子写真用部材の機能性向上に寄与しやすい。
【００８１】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を損なわない範囲内で種々の変更が可能である。
【００８２】
例えば、上記実験例では、本発明の電子写真用部材を現像ロールに適用した場合について説明したが、帯電ロールや中間転写ベルトにも同様に適用することが可能である。現像ロールと同様に、それぞれの部材表面の滑り性向上とトナー離型性との両立を図ることが、画像形成時に有利に働くからである。
【符号の説明】
【００８３】
Ｒ、Ｂ  電子写真用部材
１、４  ポリマー層
１１  第１層
１２  第２層
１３  第３層
１４  ベース層
【図１】
2015225240.tif 000004
【図２】
2015225240.tif 000005
【図３】
2015225240.tif 000006
【図４】
2015225240.tif 000007
【図５】
2015225240.tif 000008
【図６】
2015225240.tif 000009
【図７】
2015225240.tif 000010
【図８】
2015225240.tif 000011
【図９】
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