CN101051202B

CN101051202B - 显影辊及其制造方法、以及显影辊的产品检查方法

Info

Publication number: CN101051202B
Application number: CN2007100911137A
Authority: CN
Inventors: 山川浩二
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-04-04
Filing date: 2007-04-04
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2027-04-04
Also published as: JP5013733B2; US20080013985A1; JP2007279225A; CN101051202A; US8010022B2

Abstract

本发明提供一种调色剂输送量被适当调整了的显影辊。该显影辊具备轴(2)、形成于该轴(2)的外周的弹性层(3)、形成于该弹性层(3)的外周面的表面覆盖层(4)，且该显影辊的表面的JIS十点平均高度(Rz)为4～7μm，表面的基于JIS Z8741的85°镜面光泽度(Gs(85°))为14～55。

Description

显影辊及其制造方法、以及显影辊的产品检查方法

技术领域

本发明涉及显影辊及其制造方法、以及显影辊的产品检查方法，尤其涉及一种能够抑制调色剂输送量的波动并可形成良好图像的显影辊及其制造方法。

背景技术

在复印机、打印机等电子照相方式的图像形成装置中，作为通过向保持有潜像的感光鼓等上供应调色剂，使调色剂附着在感光鼓的潜像上而将潜像可视化的显影方法，已知有加压显影法。在该加压显影法中，通过例如如下方法进行显影：在使感光鼓带电达到一定电位之后，通过曝光机在感光鼓上形成静电潜像，然后通过使承载有调色剂的显影辊与保持有静电潜像的感光鼓接触，使调色剂附着到感光鼓的潜像上，从而进行显影。

在上述加压显影法中，显影辊必须在可靠地保持紧贴感光鼓的状态的同时进行旋转，因此，通常制成在由金属等良导电性材料制成的轴的外周形成有半导电性弹性层的结构，其中所述半导电性弹性层是由在聚氨酯、硅橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、表氯醇橡胶(ECO)等弹性体中分散炭黑或金属粉末而成的半导电性的弹性体或者使它们发泡而成的泡沫体形成的。另外，为了控制对调色剂的带电性和附着性、防止由于弹性层引起的感光鼓的污染等，有时在上述弹性层的表面上进一步形成表面覆盖层。

在上述组成的显影辊中，通常为了不产生灰雾等图像不良、并形成良好图像，要求使调色剂输送量达到最佳。对于这样的要求，目前，已知通过改变显影辊表面的粗糙度或改变表面的研磨方法等而调整显影辊的表面形状，从而提高显影辊的调色剂输送性能的方法(参照例如日本特开2000-206779号公报、日本特开平08-123191号公报以及日本特开平08-286501号公报)。

发明内容

但是，即使通过上述方法调整显影辊的表面形状，也存在由于所制作的显影辊不同而导致调色剂输送量产生波动的问题。

因此，本发明的目的在于解决上述现有技术的问题，尤其是提供调色剂输送量被适当调整了的显影辊。另外，本发明的其它目的在于提供一种该显影辊的制造方法。进一步，本发明的其它目的在于提供一种显影辊的产品检查方法。

本发明人为了达到上述目的而进行专心研究，结果发现，在具备弹性层以及形成于该弹性层上的表面覆盖层的显影辊中，通过将表面的JIS十点平均高度(Rz)和基于JIS Z8741的85°镜面光泽度规定在特定的范围内，可以适当地调整显影辊的调色剂输送量，以至完成了本发明。

即，本发明的显影辊具有轴、形成于该轴的外周的弹性层以及形成于该弹性层的外周面的表面覆盖层，其特征在于，该显影辊的表面的JI S十点平均高度(Rz)为4～7μm，表面的基于JIS Z8741的85°镜面光泽度(Gs(85°))为14～55。

本发明的显影辊的理想例子，其特征在于，所述弹性层由聚氨酯形成。

本发明的显影辊的其他理想例子，其特征在于，所述表面覆盖层由交联性树脂形成。

本发明的显影辊的其他理想例子，其特征在于，所述交联性树脂由聚氨酯树脂形成。

本发明的显影辊的其他理想例子，其特征在于，所述表面覆盖层如下形成：制备包含构成该表面覆盖层的成分的涂料之后，在常温常湿下放置24小时以上，然后将该涂料涂布到所述弹性层的外周面上而形成该表面覆盖层。

另外，本发明的显影辊的制造方法，其特征在于，在制造上述显影辊时，如下形成该表面覆盖层：制备包含构成表面覆盖层的成分的涂料之后，在常温常湿下放置24小时以上，然后将该涂料涂布到所述弹性层的外周面上而形成该表面覆盖层。

进一步，本发明的显影辊的产品检查方法，其特征在于，针对显影辊的表面，确认其基于JIS Z8741的85°镜面光泽度(Gs(85°))为14～55。

根据本发明，取得下述有利效果：可以提供一种调色剂输送量被适当调整了的显影辊。另外，取得下述有利效果：可以提供一种调色剂输送量被适当调整了的该显影辊的制造方法。

附图说明

图1为本发明显影辊的一个例子的剖面图。

图2为本发明显影辊的产品检查方法的一个例子的概要图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的显影辊。图1为本发明显影辊的一个例子的剖面图。图示例子的显影辊1具有：轴2、形成于该轴2的外周的弹性层3、以及形成于该弹性层3的外周面的表面覆盖层4。图中的表面覆盖层4由一层构成，但本发明显影辊的表面覆盖层4也可以由二层以上构成。在本发明的显影辊中，在弹性层3的外周面上配设有表面覆盖层4，因此，可以充分防止从弹性层3渗出的污染物质污染感光鼓。

本发明的显影辊要求其表面的JIS十点平均高度(Rz)为4～7μm，该表面的基于JIS Z8741的85°镜面光泽度(Gs(85°))为14～55。通过使显影辊表面的粗糙度和光泽度处于上述范围内，可以将调色剂输送量调整到适当范围内，由此可以抑制灰雾等图像不良的产生。

本发明显影辊的轴2，只要具有良好的导电性就没有特别限制，可以使用例如由铁、不锈钢、铝等金属制实心体形成的金属芯、或者内部中空的金属制圆筒体等的金属制轴，或者使用良导电性的塑料制轴等。

本发明显影辊的弹性层3由弹性体形成，根据需要可以含导电剂等其他成分。作为用于该弹性层3的弹性体，可以列举出聚氨酯、硅橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、聚降冰片烯橡胶、丁基橡胶、氯丁二烯橡胶、丙烯酸酯类橡胶、表氯醇橡胶(ECO)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)以及它们的混合物等，这些当中，优选聚氨酯。在上述弹性层3中，可以以非发泡体的形式使用上述弹性体，另外，也可以用发泡剂使上述弹性体化学性发泡或者像聚氨酯泡沫那样机械地卷入空气而使其发泡等而以发泡体的形式使用上述弹性体。

作为可以用于上述弹性层3中的导电剂，可以列举出电子导电剂、离子导电剂等。作为电子导电剂，可以列举出Ketjen Black(科琴黑)、乙炔黑等导电性炭，SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MT等橡胶用炭黑，实施了氧化处理等的彩色(墨水)用炭黑，热解炭黑，天然石墨，人造石墨，锑掺杂氧化锡、ITO、氧化锡、氧化钛、氧化锌等金属氧化物，镍、铜、银、锗等金属，聚苯胺、聚吡咯、聚乙炔等导电性聚合物，碳晶须、石墨晶须、碳化钛晶须、导电性钛酸钾晶须、导电性钛酸钡晶须、导电性氧化钛晶须、导电性氧化锌晶须等导电性晶须等。相对于100质量份上述弹性体，上述电子导电剂的配合量优选为0.5～50质量份的范围，更优选为1～40质量份的范围。

另外，作为上述离子导电剂，可以列举出四乙铵、四丁铵、十二烷基三甲铵、十六烷基三甲铵、苄基三甲铵、改性脂肪酸二甲基乙铵等的高氯酸盐、氯酸盐、盐酸盐、溴酸盐、碘酸盐、氢氟硼酸盐、硫酸盐、乙基硫酸盐、羧酸盐、磺酸盐等铵盐；锂、钠、钾、钙、镁等碱金属、碱土类金属的高氯酸盐、氯酸盐、盐酸盐、溴酸盐、碘酸盐、氢氟硼酸盐、硫酸盐、三氟甲基硫酸盐、磺酸盐等。相对于100质量份上述弹性体，上述离子导电剂的配合量优选为0.01～10质量份的范围，进一步优选为0.05～5质量份的范围。上述导电剂可以单独使用一种，也可以2种以上组合使用，也可以将电子导电剂和离子导电剂组合使用。

优选通过混合上述导电剂，使上述弹性层3的电阻值成为10³～10⁸Ωcm，进一步优选为10⁴～10⁷Ωcm。弹性层3的电阻值不足10³Ωcm时，往往电荷漏泄到感光鼓等上，或者显影辊自身被电压破坏；若超出10⁸Ωcm，则往往显影偏压发生电压降，无法获得正常的图像浓度，另外变得容易产生灰雾。

为了根据需要将上述弹性体制成橡胶状物质，上述弹性层3还可以包含有机过氧化物等交联剂、硫等硫化剂，还可以包含硫化助剂、硫化促进剂、硫化促进助剂、硫化迟延剂等。另外，上述弹性层3可以进一步包含填充剂、塑解剂、发泡剂、增塑剂、软化剂、增粘剂、抗粘连剂、分离剂、脱模剂、增量剂、着色剂等橡胶用混合剂。

另外，上述弹性层3的硬度并没有特别的限制，优选Asker(阿斯卡)C硬度为80度以下，进一步优选为40～70度。此时，若硬度超过80度，则与感光鼓等的接触面积变小，可能无法进行良好的显影。进而，会对调色剂造成损伤，导致调色剂固着在感光体和层化刮板上等，容易引起图像不良。另一方面，若硬度过低，则与感光体和层化刮板的摩擦力变大，可能发生图像跳动等图像不良。另外，由于该弹性层3是与感光体和层化刮板等抵接使用的，因此，在将硬度设为低硬度时，还优选使压缩永久变形尽可能小，具体来说，优选为20％以下。

作为形成本发明显影辊的表面覆盖层4的树脂，可以采用交联性的树脂，只要是交联性树脂则没有特别限制，可以是对感光鼓等图像形成体不产生污染且不粘合的材料。在此，交联性树脂是指通过热、催化剂、空气(氧气)、湿气(水)、电子射线等进行自交联的树脂或者通过与交联剂、其他交联性树脂进行反应而交联的树脂。作为这样的交联性树脂，可以列举出例如，具有羟基、羧基、酸酐基、氨基、亚氨基、异氰酸酯基、羟甲基、烷氧基甲基、醛基、巯基、环氧基、不饱和基团等反应基团的含氟树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、密胺树脂、硅酮树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚乙烯醇缩醛树脂、环氧树脂、聚醚树脂、氨基树脂、尿素树脂、丙烯酸酯类树脂、丙烯酸酯类改性硅酮树脂、苯乙烯-丁二烯树脂以及它们的混合物。另外，也可以使用它们与其它树脂的混合物。在这些交联性树脂中，优选聚氨酯树脂。

作为在这些交联性树脂的交联中所使用的催化剂，可以列举出例如，过氧化物和偶氮化合物等自由基催化剂、酸催化剂、碱性催化剂等。另外，交联剂为1个分子中具有2个以上羟基、羧基、酸酐基、氨基、亚氨基、异氰酸酯基、羟甲基、烷氧基甲基、醛基、巯基、环氧基、不饱和基团等反应基团的分子量为1000以下、优选分子量为500以下的化合物，可以列举出例如，多元醇化合物、多异氰酸酯化合物、聚醛化合物、聚胺化合物、聚环氧化合物等。另外，为了进一步提高使调色剂带电的性能、降低表面覆盖层4与其它构件之间的摩擦力或付与导电性等，还可以在表面覆盖层4中混合电荷控制剂、润滑剂、其它树脂等各种添加剂。

在上述表面覆盖层4中可以混合用于控制其导电性的导电剂，作为该导电剂可以列示出与上述作为用于弹性层3的导电剂例示的物质相同的物质。

上述表面覆盖层4的形成方法优选使用下述方法：制备含有构成表面覆盖层4的各成分的涂料，通过浸渍法、喷射法或者辊涂法将该涂料涂布在弹性层上，进行干燥。在此，本发明优选在常温常湿下将上述涂料放置24小时以上，然后将该涂料涂布到上述弹性层的外周面上而形成表面覆盖层4。这样通过在常温常湿下将涂料放置24小时以上，可以获得具备具有上述镜面光泽度的表面的显影辊，并且，可以使所得的显影辊的调色剂输送量处于适当范围内。另外，在本发明中，可以在制备含有构成表面覆盖层4的各成分的涂料之后，在常温常湿下实际放置24小时以上，然后将该涂料涂布到上述弹性层的外周面上。

作为用于形成上述表面覆盖层4的涂料的调制中所使用的溶剂，优选使用甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等醇类溶剂；丙酮、甲乙酮、环己烷等酮类溶剂；甲苯、二甲苯等芳香族烃类溶剂；己烷等脂肪族烃类溶剂；环己烷等脂肪族烃类溶剂；乙酸乙酯等酯类溶剂；异丙醚、四氢呋喃等醚类溶剂；二甲基磺酰胺等酰胺类溶剂；三氯甲烷、二氯乙烷等卤代烃类溶剂等或者它们的混合溶剂。可以根据所使用的树脂的溶解性，适当地选择该溶剂，对上述溶剂没有特别限制。

对上述表面覆盖层4的厚度没有特别限制，优选为1～50μm，进一步优选为2～30μm的范围。若表面覆盖层4的厚度不足1μm，则产生局部放电，图像中容易产生白横线；若超过50μm，则显影辊的表面变硬，对调色剂造成损伤，导致调色剂固着在感光鼓和层化刮板上，容易引起图像不良。

另外，本发明的显影辊的产品检查方法，其特征在于，针对显影辊的表面，确认其基于JIS Z8741的85°镜面光泽度(Gs(85°))为14～55。另外，该镜面光泽度是将基于DIN 67530的黑色玻璃标准板的反射指数1.567作为镜面光泽度100而表示的镜面光泽度，该镜面光泽度可以通过市场出售的测定器容易地测定，例如，通过使用BYK-Gardner公司制造的雾度光泽计，可以不用换算直接测定上述镜面光泽度。图2为本发明显影辊的产品检查方法的一个例子的概要图。如图2之(a)所示，将辊5调整为长度10cm，将辊5固定在可根据辊径嵌入的黑色固定台(保持架)6中，按照辊最上表面成为测定面的方式设置在BYK-Gardner公司制造的雾度光泽计(未图示)的测定口处，在该状态下，以入射光角度为85°(测定面积8×60mm)测定辊5的镜面光泽度。此时，测定值如上所述可以获得将基于DIN 67530的黑色玻璃标准板的反射指数1.567作为100所得到的值。另外，在图2之(b)中，详细说明黑色固定台6和镜面光泽度的测定方法的条件。

下面，列举实施例对本发明进行更加详细地说明，但本发明不受下述实施例的任何限制。

<<实施例>>

实施例1～7以及比较例1～4

混合下述组成的底层聚合物之后添加固化剂，在预先配置有轴2的模具内铸型，使其在90℃硬化8小时，在轴2的外周形成弹性层3。将其脱模后，研磨表面，从而调整JIS十点平均高度(Rz)为8μm。

底层聚合物组成

聚醚多元醇(商品名称：EXCENOL828)100质量份

1，4-丁二醇 5质量份

硅酮表面活性剂(商品名称：BY16-201)5质量份

二月桂酸二丁锡 0.01质量份

乙炔黑 3质量份

固化剂

氨基甲酸酯改性MDI(商品名称：Sumidur PF)17.5质量份

接着，混合100质量份聚氨酯树脂(商品名称：DAIPLACOATS O4748、大日精化制造)、10质量份异氰酸酯固化剂(商品名称：EN-2、大日精化制造)、20质量份二氧化硅填充剂(商品名称：Nipsil SS-20、nihonsilica制造)，制备表面覆盖层形成用涂料，然后在常温常湿下放置如表1所示的时间。放置后，使用适量溶剂稀释涂料，以使成为如表1中所示的规定粘度。通过浸渍法将上述涂料涂布到上述弹性层3上，形成树脂涂膜，使其在110℃硬化4小时，形成表面覆盖层4。如上所述，制备各个实施例以及比较例的显影辊。

针对上述实施例以及比较例的显影辊进行下述特性试验。结果如表1所示。

(1)表面粗糙度(Rz)

对于各个辊，采用表面粗糙度仪SURFCOM 590A(东京精密公司制造)，在与轴向正交的方向以测定长度2.4mm、测定速度0.3mm/sec.、截止波长0.8mm的条件，在辊的轴向以及圆周方向没有偏离地测定300处以上，将所得的值取平均，求出JIS十点平均高度。

(2)镜面光泽度(Gs(85°))

对于各个辊，采用No.4601加德纳·雾度光泽计(BYK-Gardner公司制造)，根据JIS Z8741(1997)，在保持住辊时的顶点测定6处85°镜面光泽度，求出这些值的平均值。

(3)辊电阻

将各个辊压在铜板上，在两端各施加500g的负荷，采用电阻率计R8340A(ADVANTEST公司制造)，施加100V电压并测定电阻值。

(4)调色剂输送量

将各个辊安装在显影单元上，使其以50mm/sec.的圆周速度转动，在显影辊表面形成均匀的调色剂薄层，采用吸引式小型带电量测定装置Mode 1210HS-2A(TREK JAPAN株式会社制造)吸引该调色剂薄层，测定被吸引部分的面积，求出每单位面积的调色剂输送量。

(5)耐久试验

采用市场上出售的图像形成装置对各个辊进行如下所述的耐久试验。各个辊的外径为20.00±0.05mm，保持金属轴而测定的外径偏差在0.03mm以内。调色剂使用带正电、非磁性单一成分、聚合调色剂。刮板为硅橡胶。纸张使用XEROX公司制造的“BUSSINESS MULTIPURPOSE 4200PAPER”。作为打印条件，调整文字数，使其相对于纸张面积为规定的占有面积％，打印文字。在进行1％打印时，打印张数的上限为14000张。作为判断图像灰雾的基准，发生灰雾的张数是0～8000张时，为“×”；是8001～11000张时，为“○”；是11001～14000张时，为“◎”。

由表1可知，按照本发明的实施例的显影辊，调色剂输送量在适当范围内，因此可以稳定地形成良好的图像。

Claims

1.一种显影辊，其具备轴、形成于该轴的外周的弹性层、形成于该弹性层的外周面的表面覆盖层，其特征在于，该显影辊的表面的JIS十点平均高度为4～7μm，表面的基于JIS Z8741的85°镜面光泽度为14～55。

2.根据权利要求1所述的显影辊，其特征在于，所述弹性层由聚氨酯形成。

3.根据权利要求1所述的显影辊，其特征在于，所述表面覆盖层由交联性树脂形成。

4.根据权利要求3所述的显影辊，其特征在于，所述交联性树脂由聚氨酯树脂形成。

5.根据权利要求1或3所述的显影辊，其特征在于，所述表面覆盖层如下形成：制备包含构成该表面覆盖层的成分的涂料之后，在常温常湿下放置24小时以上，然后将该涂料涂布到所述弹性层的外周面上而形成所述表面覆盖层。

6.一种显影辊的制造方法，其特征在于，在制造权利要求1～5中任意一项所述的显影辊时，如下形成该表面覆盖层：制备包含构成表面覆盖层的成分的涂料之后，在常温常湿下放置24小时以上，然后将该涂料涂布到所述弹性层的外周面上而形成该表面覆盖层。