CN101063845A - 橡胶部件和由该橡胶部件组成的显影辊 - Google Patents

Abstract

一种显影辊，其由具有包括基层和表层在内的不少于两个硫化层的橡胶部件所组成。表层的硬度设定为比基层的硬度高。基层的JIS A硬度设定为不大于60度。包括基层和表层的所有层的层压制品的JIS A硬度设定为不大于70度。层压制品的电阻值设定为不大于10¹⁰Ω，对其电阻值的测定是在10℃和20％相对湿度条件下通过施加100V电压而进行的。

Description

橡胶部件和由该橡胶部件组成的显影辊

                            技术领域

本发明涉及一种用于装在电子照相设备上的显影辊、清洁辊、清洁刮板、充电辊等的橡胶部件。更具体地，本发明涉及用于装在电子照相设备的成像设备上的显影辊的橡胶部件，在该电子照相设备中使用无磁性的单组分色粉，通过赋予高的静电特性而将色粉传输到电子照相的感光器上。

                            背景技术

近些年，在使用电子照相方法的印刷技术中，高速印刷操作、高品量图像的形成、彩色图像的形成和成像设备的微型化不断取得进展并且变得很广泛。色粉是这些改进的关键。为了满足上述要求，必须形成细分散的色粉粒子，使色粉的粒径均一，并且使色粉粒子呈球形。至于形成细分散的色粉粒子，人们最近已经开发了直径不大于10μm和不大于5μm的色粉。关于形成球形色粉的技术，人们已经开发了球形度不小于99％的色粉。

为了形成高品质的图像，聚合化色粉已经得到广泛使用，取代了传统的粉化色粉。聚合化的色粉使得在得到打印纸张数字信息时点的再现性很出色，从而得到高品质的打印纸张。调整聚合化色粉的静电特性程度比调整粉化色粉容易。此外，可以防止填充到墨盒中的聚合化色粉的粒径变化，以及防止其静电特性程度的变化。

近些年，由于以打印机为代表的成像设备在个人使用中的普及，并且由于节省办公室空间的需求，要求人们研发紧凑、重量轻并且便宜的成像设备。在这种背景下，不含磁粉的单组分色粉的使用迅速普及，从而代替了能够实现形成高品质图像、但却成为成像设备微型化及轻型化障碍的含有磁粉的双组分色粉。

当使用含有磁粉的双组分色粉时，由于电磁作用，色粉可以相对容易地传输到电子照相感光器。但是当使用无磁性的单组分色粉时，不可能利用磁性作用来传输色粉。因此需要均一地形成作为电极末端表面的显影辊表面。为了使微米级小直径色粉均匀地附在显影辊的表面，要求在显影辊内部代表显影辊电性能的电阻值非常均一，以便当偏置电势施加于显影辊时，可以得到非常均一的电势分布。

因为单组分色粉不含磁性色粉，所以要求显影辊有调控色粉静电特性程度的功能。即，要求显影辊给色粉充电，保持赋予色粉静电特性。如果调色粉的充电量不足，它具有的静电力则不足。因此将不能很好地将色粉传输到形成于电子照相感光器上的静电潜像。因此将产生各种有缺陷的图像。例如，由于显影辊旋转而产生的各种打印密度变化、显影重像、照像雾(photographic fog)等等。

按照上述要求，最近研发并使用了具有由硅橡胶和表层组成的基材的显影辊，该表层由聚氨酯涂层组成，设置在基材上。但是用作显影辊基材的硅橡胶很昂贵，并且在形成聚氨酯涂层步骤中生产效率低。由于这种情况，目前人们研发了一种由离子导电的硫化橡胶组成的显影辊，它可以以低成本生产，并且很容易控制其电阻值。

例如，日本专利申请公开No.2004-170845(专利文献1)公开的导电橡胶辊中，其最外层由离子导电橡胶组成，所述离子导电橡胶中添加了特定的可调节介电损耗正切的填料来将其介电损耗正切调节在0.1～1.5范围内。

上述导电橡胶辊在各种环境条件下都可以提供非常高品质的图像。在耐久性测试中，因为对色粉的充电量不降低，从而可以防止照相雾的产生，并且可以防止色粉主要从橡胶辊的密封部泄漏。即，由于辊的摩损而发生色粉泄漏。因此导电橡胶辊可以用作优选的显影辊。

当上述显影辊在墨盒寿命早期、且在低温低湿条件下使用、并且当色粉已经适当地使用且易于充电时，由于其最外层由离子导电橡胶组成，辊的电阻值上升。因此色粉的充电量上升。所以打印密度有下降的倾向。因此在这方面有对辊进行改善的空间。

日本专利申请公开No.2005-225969(专利文献2)中公开了将蜡添加到离子导电橡胶组分中的橡胶部件。根据该说明书实施例中公开的内容，当橡胶部件用于显影辊时，形成一个很好的初始图像。这是因为由于将蜡添加到离子导电橡胶组分后使表面自由能降低，并且使色粉很好地与辊分离。其结果是打印密度上升。

但是橡胶部件在低温低湿条件下的打印密度方面仍有改善的空间。

专利文献1：日本专利申请公开No.2004-170845

专利文献2：日本专利申请公开No.2005-225969

                             发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有低硬度、高耐磨性和高耐久性的橡胶部件；以及一种由该橡胶部件组成的显影辊，即使在低温低湿条件下也能抑制打印密度的下降。

为了达到这个目的，本发明提供了一种橡胶部件，它具有包括表层和基层在内的不少于两层硫化橡胶层，其表层的硬度设定得比基层的硬度高；基层的日本工业标准JIS A硬度设定为不大于60度；包括基层和表层在内的所有层的层压制品的JIS A硬度设定为不大于70度；并且当在10℃温度和20％相对湿度的条件下通过对层压制品施加以100V电压来测量其电阻值时，层压制品的电阻值设定为不大于10¹⁰Ω。

上述结构使整体层压制品即整体橡胶部件具有低硬度和高耐磨性。因此，在不降低橡胶部件耐久性的条件下，橡胶部件能够抑制由于在10℃低温和20％低相对湿度的条件下离子导电橡胶电阻值上升而引起的打印密度的下降。此外，由于橡胶部件具有低硬度，由该橡胶部件组成的显影辊能够降低对其它部件如电子照相的感光器等等的机械损伤。

本发明的橡胶部件具有不少于两层的包含表层和基层的硫化橡胶层。

在表层和基层之间可以设置一层或不少于两层的中间层。只要其组成和结构不与本发明的目的相违背，对中间层的组成和结构不作具体限制。

具有表层和基层这两层的橡胶部件具有简单的结构并且容易生产，因此从工业生产的角度考虑优选该种橡胶部件。

表层的硬度设定得比基层的高。这种结构使整体层压制品具有低硬度。即，在不降低表层耐磨性的条件下使其较软，因此使得其辊隙比传统半导电橡胶辊大。

因为辊隙大，输送、充电和显影可以有效地完成。所以，例如，尽管由于在低温低湿条件影响下，由该橡胶部件构成的显影辊电阻值有一定程度的上升，但显影辊可以和电子照相感光器接触更长的时间。因此，该显影辊几乎不会引起打印密度降低的问题。

当根据JIS K 6253规定的A型硬度测试方法使用硬度测试器来测定基层的硬度时，基层硬度设定为不大于60度。

通过设定基层硬度为不大于60度，可以降低整体层压制品的硬度。基层硬度优选设定为不大于55度，并且进一步优选不大于50度。基层硬度的下限值并不作具体限制，但是当基层不是由微孔材料组成时，优选设定为不小于30度。

层压制品的硬度优选设定为不大于70度。这是由于下述原因：因为层压制品具有低硬度，所以辊隙较大。所以输送、充电和显影可以有效地完成。另外，可以降低对其它部件如电子照相感光器的机械损伤。层压制品的硬度下限值优选设定得尽可能低。但是为使层压制品具有理想程度的耐磨性，层压制品的硬度优选设定为不小于30度。

本发明橡胶部件的基层硬度、表层硬度和层压制品的硬度通过使用下述本发明实施例中所述的方法测量，假设本发明的橡胶部件为辊状。

为了抑制低温低湿条件下打印密度的下降，当在温度为10℃和相对湿度为20％条件下通过对其施加100V电压来测量其电阻值时，橡胶部件的电阻值设定为不大于10¹⁰Ω，并且优选不大于10⁷Ω，并且进一步优选不大于10^6.5Ω。其电阻值的下限值不作具体限制，但是优选设定为不小于10⁴Ω以排除不荷电的可能性。

通过使用下述本发明实施例中所述的方法来测量本发明的橡胶部件的电阻值，假设本发明的橡胶部件为辊状。

优选由离子导电橡胶组合物组成表层；或者/并且优选当在温度为10℃和相对湿度为20％条件下，对表层施加100V电压来测量表层的体积电阻率(volume resistivity)时，表层具有设定在10¹⁰Ω～10¹⁵Ω范围内的体积电阻率，以使表层具有基本上的绝缘性；并且优选当在10℃低温和20％低相对湿度、23℃温度和55％相对湿度、以及30℃高温和80％高相对湿度条件下通过对层压制品施加100V电压来测量层压制品的电阻值时，包含基层和表层在内的层压制品电阻值设定为不大于10⁷Ω。

本发明的橡胶部表层起到了抑制由于基层表现导电性而产生的橡胶部件电阻值变化的作用。因此作为组成表层的橡胶组合物，优选使用离子导电橡胶组合物或基本上绝缘的橡胶组合物。

“基本上绝缘的橡胶组合物”是指这样一种组合物：在温度为10℃且相对湿度为20％条件下，对由“基本上绝缘的橡胶组合物”组成的表层施加100伏电压时，所测得的该组合物的体积电阻率为10¹⁰Ω·cm～10¹⁵Ω·cm。

当从橡胶部件上只剥下其表层后，测量表层的体积电阻率。

而“基本上绝缘的橡胶组合物”可以使用熟知的满足上述条件橡胶组合物。更具体地，可以使用非极性的橡胶如EPDM、BR等等；和极性的橡胶，如分别具有高溶解参数(SP值)的SBR、NBR、氯丁橡胶和聚氨酯橡胶。优选使用EPDM或氯丁橡胶。

EPDM橡胶包括由橡胶组分组成的非充油型和包含橡胶组分和填充油的充油型。尽管非充油型和充油型均可在本发明中使用，但相比充油型更优选非充油型。包含在EPDM橡胶中的二烯烃单体的例子有双环戊二烯、亚甲基降冰片烯、亚乙基降冰片烯、1，4-己二烯和环辛二烯。优选含有亚乙基降冰片烯的EPDM作为二烯烃单体。

优选非硫改性型(sulfur-unmodified type)氯丁橡胶。

当橡胶组合物含有氯丁橡胶时，为使橡胶组分具有抗臭氧性，以100质量份的整体橡胶组分中为基准，氯丁橡胶的混入量优选设定为不小于5质量份；并且为使整体橡胶组分均一，更优选设定为不少于10质量份。当氯丁橡胶与其它种类的橡胶混合时，其混入量优选设定为不大于90质量份。

氯丁橡胶含有大量氯并且能够很容易给色粉充电使其带正电。因此通过将氯丁橡胶用作其内使用充正电色粉的打印机上所使用的显影辊，使该显影辊显示出出色的充电特性。更具体地，当氯丁橡胶用作其内使用充正电色粉的打印机上所使用的显影辊时，以100质量份橡胶组分为基准，氯丁橡胶的混入量优选设定为不小于20质量份，并且进一步优选为不小于30质量份。因此显影辊具有能赋予需荷正电的色粉以静电特性的出色性能。

当氯丁橡胶用作橡胶组分时，其内可以混入极性橡胶。特别优选在氯丁橡胶内混入NBR。通过采取这样的措施，可以抑制橡胶组分硬度的上升和减少其对温度的依赖性。

在氯丁橡胶中混入NBR以形成橡胶部件的橡胶组分时，以每100质量份整体橡胶组分为基准，NBR的混合量设定为5～95质量份。为了使橡胶组分具有低硬度，以100质量份整体橡胶组分为基准，NBR的混合量优选设定为不少于10质量份。为了使橡胶组分具有抗臭氧性，以100质量份整体橡胶组分为基准，NBR的混合量优选设定为不大于90质量份。依据色粉的极性，NBR的混合量各不相同。当将橡胶组合物用作其内使用充正电色粉的成像设备上所使用的显影辊时，以100质量份整体橡胶组分为基准，NBR的混合量设定为不大于50质量份，并且优选不大于20质量份，从而抑制色粉充电量的下降。为了充分地得到抑制橡胶组分硬度的上升和减少其对温度的依赖程度的效果，以100质量份整体橡胶组分为基准，NBR的混合量设定为不少于5质量份。为了使氯丁橡胶很好地赋予色粉静电特性，优选包含在整体橡胶组分中的氯丁橡胶比NBR橡胶或聚醚共聚物多。

当本发明的橡胶部件用作其内使用充负电的无磁性单组分色粉的成像设备上所使用的显影辊时，以100质量份构成表层的整体橡胶组分为基准，NBR橡胶的混合量优选设定为不少于20质量份。

NBR橡胶具有极性基团丙烯腈基团，并且能够很容易给色粉充电使其带负电，而氯丁橡胶则给色粉充电使其带正电。因此NBR橡胶用作其内使用充负电色粉的打印机上所使用的显影辊。更具体地，以100质量份橡胶组分为基准，当橡胶组合物中含有不少于20质量份的NBR橡胶，并且进一步优选不少于30质量份的NBR橡胶时，所述橡胶组合物具有给色粉充电使其带负电的性能。

橡胶组合物通常含有炭黑作为增强剂。当炭黑的混合量很大时，橡胶组合物具有低的电阻值，因此显示出导电性。于是橡胶组合物不能满足上述条件。因此必须注意炭黑的混合量。

以100质量份的橡胶组分为基准，混合的导电炭黑优选设定为不大于10质量份。当下述导电炭黑不作为炭黑使用而用作弱导电炭黑使用时，弱导电炭黑的混合量不影响橡胶组合物的电阻值。因此以100质量份的橡胶组分为基准，弱导电炭黑的混合量范围宽达不少于5质量份也不大于70质量份。

而组成表层的离子导电橡胶组合物，可以使用熟知的组合物，其包括含有离子导电橡胶作为橡胶组分的离子导电组合物，或者可以使用橡胶组分中混有离子导电剂的组合物。

离子导电橡胶可以使用组合物中具有极性基团的橡胶材料。更具体地，可以使用表氯醇共聚物和聚醚共聚物。

表氯醇共聚物可以使用表氯醇均聚物、表氯醇-环氧乙烷共聚物、表氯醇-环氧丙烷共聚物、表氯醇-烯丙基缩水甘油醚共聚物、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物、表氯醇-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物、表氯醇-环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物等等。

聚醚共聚物可以使用环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物、环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物、环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物、环氧乙烷-环氧丙烷共聚物等等。

这些共聚物可以单独使用或至少两种混合使用。

当表氯醇共聚物和聚醚共聚物组合使用时，以100质量份的橡胶组合物为基准，表氯醇共聚物的混入量优选设定为不少于20质量份且不多于90质量份，聚醚共聚物的混入量优选设定为不少于5质量份且不多于50质量份。进一步优选含有氯丁橡胶。

优选共聚物含有环氧乙烷。环氧乙烷使大量离子稳定化，因此使橡胶部件具有低电阻。但当共聚物含有非常高百分含量的环氧乙烷时，环氧乙烷结晶并且阻碍了分子链链段运动的发生。所以共聚物的比体积电阻值、硫化橡胶的硬度和未硫化橡胶的粘度可能上升。

因此表氯醇共聚物中含有的环氧乙烷为不小于30mol％且不大于95mol％，优选为不小于55mol％且不大于95mol％，进一步优选为不小于60mol％且不大于80mol％。进一步优选为聚醚共聚物中含有50mol％～95mol％的环氧乙烷。

优选聚醚共聚物中除了含有环氧乙烷外还含有烯丙基缩水甘油醚。通过烯丙基缩水甘油醚和环氧乙烷共聚，烯丙基缩水甘油醚单元获得作为侧链的自由体积。于是抑制了环氧乙烷的结晶。结果，该橡胶部件具有比传统橡胶部件更低的电阻。通过烯丙基缩水甘油醚和环氧乙烷共聚，将碳-碳双键引入聚醚共聚物中。因此可以使它与其它种类的橡胶交联，并且因此防止了发生渗出和污染电子照相感光器。

优选聚醚共聚物包含1～10mol％烯丙基缩水甘油醚。当聚醚共聚物包含少于1mol％的烯丙基缩水甘油醚时，易于发生渗出和污染电子照相感光器。另一方面，当聚醚共聚物包含多于10mol％的烯丙基缩水甘油醚时，不可能获得抑制高度结晶的效果，并且硫化后交联点的数目上升。因此不可能使得橡胶部件具有较低电阻值。另外，橡胶部件的抗张强度、抗疲劳特性和抗挠曲性恶化。

表氯醇共聚物特别优选使用表氯醇(EP)-环氧乙烷(EO)-烯丙基缩水甘油醚(AGE)共聚物。表氯醇共聚物中EO、EP和AGE的含量比EO∶EP∶AGE优选设定为30～95mol％∶4.5～65mol％∶0.5～10mol％，并且更优选为40～80mol％∶15～60mol％∶2～6mol％。表氯醇共聚物也可以使用表氯醇(EP)-环氧乙烷(EO)共聚物。EO和EP含量比EO∶EP优选设定为30～80mol％∶20～70mol％，并且进一步优选为50～80mol％∶20～50mol％。

用于本发明的聚醚共聚物优选使用环氧乙烷(EO)-环氧丙烷(PO)-烯丙基缩水甘油醚(AGE)三元共聚物。通过环氧乙烷和烯丙基缩水甘油醚与环氧丙烷共聚，可以抑制环氧乙烷的高度结晶。在聚醚共聚物中环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)和烯丙基缩水甘油醚(AGE)的含量比优选为EO∶PO∶AGE＝50～95mol％∶1～49mol％∶1～10mol％。为了有效防止发生渗出和污染电子照相感光器，环氧乙烷(EO)-环氧丙烷(PO)-烯丙基缩水甘油醚(AGE)三元共聚物的数均分子量(Mn)优选为不小于10,000。

离子导电橡胶可与不显示导电性的其它种类橡胶组分混合。在这种情况下，以100质量份整体橡胶组分为基准，离子导电橡胶的混合量优选设定为不少于20质量份。

其它种类的橡胶组分可以使用熟知的弹性体。尤其是优选使用氯丁橡胶和NBR。这些弹性体可以单独使用或至少两种组合使用。

可以使用上述各种类型的氯丁橡胶。优选使用非硫改性型。

NBR可以使用含有丙烯腈不超过24％的低腈NBR、含有丙烯腈在25～31％范围内的中腈NBR、含有丙烯腈在31～35％范围内的中高腈NBR、含有丙烯腈在36％～42％范围内的高腈NBR、以及含有丙烯腈不少于43％的超高腈NBR中的任何一种。为了降低橡胶组合物的比重，优选使用具有低比重的低腈NBR。

当氯丁橡胶与离子导电橡胶组合使用时，以100质量份的整体橡胶组分为基准，氯丁橡胶的混合量可以适当在5～90质量份的范围内选择。为了使氯丁橡胶能够很好地赋予色粉静电特性，以100质量份的整体橡胶组分为基准，氯丁橡胶的混合量优选设定为不小于5质量份。为了使橡胶均一，以100质量份的整体橡胶组分为基准，氯丁橡胶的混合量优选设定为不小于10质量份。以100质量份的整体橡胶组分为基准，氯丁橡胶的上限混合量进一步优选设定为80质量份。

当NBR与离子导电橡胶组合使用时，以100质量份的整体橡胶组分为基准，NBR的含量设定5～65质量份，优选10～65质量份，并且进一步优选20～50质量份。为了抑制色粉充电量的下降，以100质量份的整体橡胶组分为基准，NBR的混合量优选设定为不大于65质量份。为了抑制橡胶组分硬度的上升和充分获得降低橡胶部件对温度依赖性的效果，以100质量份的整体橡胶组分为基准，NBR的含量优选设定为不小于5质量份。

以下列出了不显示离子导电性的其它种类橡胶组分与离子导电橡胶组合的优选模式：

(1)表氯醇共聚物或/和聚醚共聚物和氯丁橡胶的组合。

(2)表氯醇共聚物或/和聚醚共聚物和NBR的组合。

(3)表氯醇共聚物或/和聚醚共聚物、NBR和氯丁橡胶的组合。

其中，特别优选表氯醇共聚物、聚醚共聚物和氯丁橡胶的组合、表氯醇共聚物和氯丁橡胶的组合或表氯醇共聚物和NBR的组合。

在模式(1)中，以100质量份的橡胶组分为基准，氯丁橡胶的含量优选设定为不大于90质量份，进一步优选为不大于80质量份，并且最优选不大于70质量份。为了使氯丁橡胶很好地赋予色粉静电特性，以100质量份的橡胶组分为基准，氯丁橡胶的含量设定为不小于5质量份，并且优选不小于10质量份。当模式(1)中的混合物具有较小的色粉充电性时，以100质量份的橡胶组分为基准，氯丁橡胶的混合量优选设定为不小于20质量份。

优选构成氯丁橡胶的氯丁二烯单体的摩尔百分比设定为高于包含于表氯醇共聚物或/和聚醚共聚物中的环氧乙烷的摩尔百分比。

当氯丁橡胶和表氯醇彼此混合时，优选构成氯丁橡胶的氯丁二烯单体和表氯醇的总摩尔百分比设定为高于环氧乙烷的摩尔百分比。

当氯丁橡胶、表氯醇共聚物和聚醚共聚物彼此混合时，以100质量份的整体橡胶组分为基准，表氯醇共聚物的含量设定为5～90质量份，并且优选为10～70质量份。在这种情况下，以100质量份的橡胶组分为基准，聚醚共聚物的含量设定为5～40质量份，并且优选为5～20质量份。在这种情况下，以100质量份的整体橡胶组分为基准，氯丁橡胶的含量设定为5～90质量份，并且优选为10～80质量份。通过将三种组分的混合比例设定为上述的比例，可以使三种组分很好地分散并且改善混合物的性质如强度。进一步优选设定表氯醇共聚物、氯丁橡胶和聚醚共聚物的质量比为2～5∶4～7∶1。

在模式(3)中的橡胶组合物中，NBR和氯丁橡胶彼此混合。当氯丁橡胶很好地分散时，NBR和氯丁橡胶的混合物会与表氯醇共聚物或/和聚醚共聚物混合。结果，尽管NBR和氯丁橡胶有不同的官能团，两者均很好地分散。而三种或四种橡胶的分散效果，可以降低橡胶组合物的压缩形变、提供低硬度的橡胶组合物并且提高其伸长百分率。另外，由于这些效果带来的协同效应和橡胶组合物比重的下降，可以显著地改善橡胶组合物的耐磨性。

以100质量份的整体橡胶组分为基准，表氯醇共聚物或/和聚醚共聚物的混合量设定为不少于5质量份，以分散氯丁橡胶和NBR。以100质量份的整体橡胶组分为基准，表氯醇共聚物或/和聚醚共聚物的混合量进一步优选不少于15质量份，以使橡胶组合物为离子导电型。

为了增强NBR在氯丁橡胶中的分散性，以100质量份的整体橡胶组分为基准，NBR的混合量优选设定为不少于5质量份。为了提高橡胶组合物的伸长百分率，以100质量份的橡胶组分为基准，NBR的混合量优选设定为不小于10质量份。为抑制橡胶组合物恶化，以100质量份的橡胶组分为基准，NBR的混合量优选设定为不大于95质量份，进一步优选不大于80质量份，并且最优选不大于65质量份。

为了增强氯丁橡胶在NBR中的分散性，以100质量份的整体橡胶组分为基准，氯丁橡胶的混合量优选设定为不少于5质量份。为了保持橡胶组合物的各种性质很好地平衡，以100质量份的整体橡胶组分为基准，氯丁橡胶的混合量优选设定为5～90质量份范围内，进一步优选为10～80质量份，并且最优选20～70质量份。

表氯醇共聚物或/和聚醚共聚物∶氯丁橡胶∶NBR橡胶的质量比优选设定为2～5∶4～7∶1。

而离子导电橡胶组合物，除了包含上述离子导电橡胶的组合物以外，还包括包含橡胶组分和其内添加的离子导电剂的组合物。

上述橡胶组分，可以使用熟知的弹性体。但优选极性橡胶如NBR、氯丁橡胶和聚氨酯橡胶。离子导电剂可以添加到离子导电橡胶中。

根据离子导电剂的种类可以适当选择离子导电剂的混合量。例如，以100质量份的橡胶组分为基准，优选添加0.1～5质量份的离子导电剂。

可以选择性地使用各种离子导电剂。例如，可以使用具有氟代基(F-)和磺酰基(-SO₂)的含、 阴离子的盐。更具体地，可以使用二氟代烷基磺酰基亚胺盐、三(氟代烷基磺酰基)甲烷盐、以及氟代烷基磺酸盐。上述盐的阳离子与阴离子形成离子对，优选那些碱金属、2A族和其它金属的离子。进一步优选锂离子。离子导电剂可以例如有LiCF₉SO₃、LiN(SO₂CF₃)₂、LiC(SO₂CF₃)、LiCH(SO₂CF₃)₂和LiSF₆CF₂SO₃。

因为具有氟代基和磺酰基的含阴离子盐的电荷由于强的电子吸引效应而不定位，阴离子是稳定的。因此具有氟代基和磺酰基的含阴离子的盐显示出高度分离并且具有非常高的离子电导率。包含橡胶组分并且其内添加了具有氟代基和磺酰基的含阴离子盐的橡胶组合物可以有效地具有低电阻。因此通过适当调整聚合物组分的混合比例，可以提供具有低电阻并且防止污染电子照相感光器的橡胶组合物。

除了上述的离子导电剂以外，可以在离子导电橡胶中添加硼酸盐、锂盐和铵盐。氯丁二烯可以与氯盐和卤素盐相容。因此当使用氯丁二烯时，氯丁二烯可以很好地与高氯酸铵、硼盐和亚胺锂盐稳定存在。因此当连续使用由该橡胶组合物组成的辊时，含有氯丁二烯的橡胶组合物可以防止渗出，因此可以防止电子照相感光器等受到污染。

基层可以由电子导电(electro-conductive)橡胶组合物组成。另一方面，基层可以由离子导电橡胶组合物组成。在基层由电子导电橡胶组合物组成的情况下，通常包含橡胶组分和与其混合的电子导电剂的橡胶组合物用作组成基层。

上述橡胶组分不作具体限制，但是可以使用熟知的弹性体，只要具有不小于60度的硬度。当然，可以使用显示离子导电的弹性体。例如，可以列举出三元乙丙橡胶(以下指EPDM)、丁二烯橡胶(以下指BR)、异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶(以下指NBR)、丁苯橡胶(以下指SBR)、苯乙烯橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、聚异戊二烯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶及其类似物、聚醚共聚物和表氯醇共聚物。这些弹性体可以单独使用或两种或两种以上混合使用。

组成基层的橡胶组合物中的橡胶组分优选使用非极性的橡胶如EPDM、BR等等；极性的橡胶如具有高溶解参数(SP值)的SBR、NBR、氯丁橡胶和聚氨酯橡胶；离子导电橡胶如具有聚醚键的表氯醇共聚物。这些橡胶组分可以单独使用或至少两种混合使用。优选整体橡胶组分包含氯丁橡胶或/和表氯醇共聚物。

氯丁橡胶是通过氯丁二烯的乳液聚合而制备。依据分子量调节剂的种类，氯丁橡胶分为硫改性型和非硫改性型。

硫改性型氯丁橡胶是通过塑化一种聚合物而形成的，该聚合物通过用硫和氯丁二烯与秋兰姆二硫化物等聚合而得到，从而得到具有预定的门尼粘度的硫改性型氯丁橡胶。非硫改性型氯丁橡胶包括硫醇改性型和黄原酸改性型。烷基硫醇如正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇和辛基硫醇被用作硫醇改性型的分子量调节剂。烷基黄原酸化合物被用作黄原酸改性型的分子量调节剂。

依据生成的氯丁橡胶的结晶速度，氯丁橡胶分为中结晶速度型、慢结晶速度型和快结晶速度型。

硫改性型和非硫改性型的氯丁橡胶都可用在本发明中。但是优选使用具有慢结晶速度的非硫改性型氯丁橡胶。

在本发明中，氯丁橡胶可以使用具有与氯丁橡胶相似结构的橡胶或弹性体。例如，可以使用通过氯丁二烯和至少一种可与氯丁二烯共聚的单体的混合物进行聚合所制得的共聚物。可与氯丁二烯共聚的单体可以使用2，3-二氯-1，3-丁二烯、1-氯-1，3-丁二烯、硫、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、异戊二烯、丁二烯、丙烯酸、甲基丙烯酸及其酯。

包含在组成基层的导电橡胶组合物中的电子导电剂可以使用导电炭黑如Ketchen炭黑(Ketchen Black)、炉黑(furnace black)、乙炔黑；导电金属氧化物如氧化锌、钛酸钾、掺杂锑的氧化钛、氧化锡；石墨；碳纤维。优选使用导电炭黑。

依据导电剂的种类，导电剂的混合量是不同的，于是对此不能作限定。因此考虑到橡胶组合物的性质如电阻值和橡胶硬度，导电剂的混合量应该适当选择。例如，以100质量份的橡胶组分为基准，其混合量设定为5～40质量份，优选为10～30质量份，并且最优选为12～25质量份。

上述组成基层和表层的橡胶组合物含有硫化橡胶组分用的硫化剂。

硫化剂可以使用硫基和硫脲基硫化剂、三嗪衍生物、过氧化物、以及单体。这些硫化剂可以单独使用或两种或两种以上组合使用。

硫基硫化剂可以使用粉状硫、有机含硫化合物如四甲基秋兰姆二硫化物、N，N-二硫代二吗啉等等。

硫脲基硫化剂可以使用四甲基硫脲、三甲基硫脲、乙烯基硫脲、以及用(C_nH_2n+1NH)₂C＝S(n＝1～10的整数)表示的硫脲。

过氧化物例如有过氧化苯甲酰。

以100质量份橡胶组分为基准，硫化剂的混合量优选设定为不小于0.2质量份且不大于5质量份，进一步优选不小于1质量份且不大于3质量份。

在本发明中，优选使用硫和硫脲的组合作为硫化剂。

以100质量份组成基层和表层的橡胶组分为基准，硫的混合量优选设定为不小于0.1质量份且不大于5.0质量份，进一步优选不小于0.2质量份且不大于2质量份。当以100质量份橡胶组分为基准的硫的混合量小于0.1质量份时，整体橡胶组合物的硫化速度变慢，并且因此其加工性能下降。另一方面，当以100质量份橡胶组合物为基准的硫的混合量大于5.0质量份时，有可能使橡胶组合物的压缩形变较高，并且硫和硫化促进剂可能渗出。

以100g组成基层和表层的橡胶组合物为基准，硫脲的混合量优选设定为不小于0.0009mol且不大于0.0800mol，进一步优选为不小于0.0015mol且不大于0.0400mol。通过按照上述混合范围使硫脲与橡胶组分混合，几乎不会发生渗出和对电子照相感光器的污染，并且几乎不阻碍橡胶分子的进一步运动。因此使橡胶组合物具有低电阻，并且使它的机械性能如压缩形变很出色。当增加硫脲的添加量以提高交联密度时，橡胶组合物的电阻值降低。即，当以100g橡胶组分为基准的硫脲混合量小于0.0009mol时，很难改善橡胶组合物的压缩形变，并且很难降低橡胶组合物的电阻值。另一方面，当以100g橡胶组分为基准的硫脲混合量大于0.0800mol时，硫脲可能从橡胶组合物的表面渗出，于是使电子照相感光器受到污染。也有另一种可能性，橡胶组合物的机械性能如断裂伸长有很大程度的恶化。

根据硫化剂的种类，可以将硫化促进剂或硫化促进助剂添加到橡胶组分中。

硫化促进剂可以使用无机促进剂如熟石灰、氧化镁(MgO)和氧化铅(PbO)；及下面列出的有机促进剂。有机促进剂包括胍类如二邻甲苯基胍、1，3-二苯基胍、1-邻甲苯基双胍、二儿茶酚硼酸酯的二邻甲苯基胍盐；噻唑类如2-巯基苯并噻唑、二苯并噻唑基二硫化物；亚磺酰胺类如N-环己基-2-苯并噻唑基磺酰胺；秋兰姆类如一硫化四甲基秋兰姆、二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆和四硫化双亚戊基秋兰姆；及硫脲。上述物质可以单独使用或组合使用。

以100质量份组成基层和表层的橡胶组分为基准，硫化促进剂的混合量优选设定为不少于0.1质量份且不大于10质量份，进一步优选不小于0.2质量份且不大于8质量份。

可以使用下列硫化促进助剂：金属氧化物如锌白；脂肪酸如硬脂酸、油酸、棉籽脂肪酸等等；及熟知的硫化促进助剂。

以100质量份组成基层和表层的橡胶组分为基准，硫化促进剂的添加量优选设定为不小于0.1质量份且不大于10质量份，进一步优选不小于0.2质量份且不大于8质量份。

除了上述组分以外，只要不背离本发明目的，组成基层的橡胶组合物和组成表层的橡胶组合物可以适当含有下列的添加剂：增塑剂、加工助剂、抗劣化剂、填料、防焦剂、紫外线吸收剂、润滑剂、颜料、抗静电剂、阻燃剂、中和剂、成核剂、消泡剂和交联剂。

增塑剂可以使用邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、磷酸三甲苯酯和蜡。加工助剂可以使用脂肪酸如硬脂酸。为了防止在表层形成氧化膜时发生渗出，以及在由橡胶组合物组成的显影辊被安装在打印机等上时和在打印机等被操作时防止电子照相感光器受到污染，以100质量份橡胶组分为基准，这些增塑组分的混合量优选为不大于5质量份。在这方面，最优选使用极性蜡作为增塑剂。

抗劣化剂可以使用各种抗老化剂和抗氧剂。当使用抗氧剂作为抗劣化剂时，为在表层有效地形成氧化膜，优选适当地选择抗氧剂的混合量。

填料可以使用下列粉状填料：氧化锌、二氧化硅、碳、炭黑、粘土、滑石粉、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝和氧化铝。包含填料的橡胶组合物可以改善机械强度等。通过在橡胶组合物中使用氧化铝和氧化钛，由于氧化铝和氧化钛具有高的导热性，可以有效释放在由橡胶组合物组成的显影辊密封部处产生的热量，并且改善其耐磨性。

以100质量份组成基层和表层的橡胶组分为基准，填料的混合量优选设定为不大于80质量份，并且进一步优选设定为不大于60质量份。

防焦剂可以使用N-(环己基硫代)邻苯二甲酰亚胺(N-(cyclohexylchio)phthalimide)；邻苯二甲酸酐、N-亚硝基二苯胺、2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯。这些防焦剂可以单独使用或混合使用。

以100质量份橡胶组分为基准，防焦剂的混合量优选设定为不小于0.1质量份且不大于5质量份，并且进一步优选不小于0.1质量份且不大于1质量份。

当组成基层的导电橡胶组合物和组成表层的橡胶组合物含有以表氯醇共聚物为代表的含卤素橡胶时，两种橡胶组合物优选均包含酸接受剂。这样可以防止橡胶硫化时保留产生的氯气并且防止电子照相感光器受到污染。

酸接受剂可以使用各种显示出酸受体作用的物质。水滑石和Magsarat(镁砂)可优选用作酸中和剂，因为它们具有很好的分散性。特别优选水滑石。通过使用水滑石与氧化镁或氧化钾组合，可以获得较高的酸接受效果并且可靠地防止电子照相感光器受到污染。

以100质量份组成每层的橡胶组分为基准，酸接受剂的混合量优选设定为不小于1质量份且不大于10质量份，并且进一步优选不小于1质量份且不大于5质量份。以100质量份橡胶组分为基准，酸接受剂的混合量优选设定为不小于1质量份是为了使酸接受剂充分显示避免抑制硫化和防止电子照相感光器受到污染的效果。以100质量份橡胶组分为基准，酸接受剂的混合量优选设定为不大于10质量份是为了防止橡胶组分的硬度上升。

为了降低本发明的橡胶部件的介电损耗正切，可以在橡胶组分中添加一种介电损耗正切调节剂。组成表层的橡胶组合物优选含有介电损耗正切调节剂。

介电损耗正切调节剂可以使用弱导电炭黑或经脂肪酸处理过的碳酸钙，优先使用弱导电炭黑。

弱导电炭黑的粒径较大，其结构上有较小的改进，并且对橡胶组合物的导电性有少许贡献。含有弱导电炭黑的橡胶组合物由于极化作用，在不提高其导电性的情况下能够获得类似电容器的作用，并且在不损失其电阻均匀性的情况下能够调控赋予色粉抗静电特性。

通过使用初级粒径不小于80nm并且优选不小于100nm的弱导电炭黑，可以有效获得上述效果。当初级粒径不大于500nm并且优选不大于250nm时，可明显降低表层的表面粗糙度。优选使用呈球形或近似呈球形的弱导电炭黑，因为这种弱导电炭黑表面积较小。

可以选择使用不同的弱导电炭黑。例如优选使用通过炉法或热法生产的大粒径的炭黑。进一步优选使用炉法炭黑。根据碳的分类，优选使用SRF碳、FT碳和MT碳。可以使用颜料用炭黑。

以100质量份的橡胶组分为基准，优选使用不小于5质量份的弱导电炭黑，以使弱导电炭黑充分地显示出降低橡胶组合物介电损耗正切的效果。为了抑制橡胶组合物的硬度上升，以100质量份的橡胶组分为基准，优选使用不大于70质量份的弱导电炭黑，从而使由橡胶组合物构成的辊不会损坏与其接触的其它部件，并且防止其耐磨性降低。

为了很好地将弱导电炭黑与其它组分混合在一起，以100质量份的橡胶组分为基准，弱导电炭黑的混合量优选设定为5～60质量份，并且最优选为10～50质量份。

由于脂肪酸存在于碳酸钙的界面，所以经脂肪酸处理过的碳酸钙的活性比普通碳酸钙和润滑油的活性更大。所以经脂肪酸处理过的碳酸钙可以简单可靠地达到高度的分散。当通过将碳酸钙与脂肪酸一起处理来加速极化作用时，由于上述的两个作用，提高了橡胶中的类电容器作用。因此可以有效降低橡胶组合物的介电损耗正切。经脂肪酸处理的碳酸钙颗粒的表面优选被脂肪酸如硬脂酸完全涂敷。

以100质量份的橡胶组分为基准，经脂肪酸处理的碳酸钙的混合量优选为30～80质量份，进一步优选为40～70质量份。以100质量份的橡胶组分为基准，经脂肪酸处理的碳酸钙的混合量优选不小于30质量份，以使弱导电炭黑充分显示出降低橡胶组合物介电损耗正切的效果。为了防止橡胶组合物的硬度上升以及防止其电阻的波动，以100质量份的橡胶组分为基准，经脂肪酸处理的碳酸钙的混合量优选不大于80质量份。

当在10℃低温和20％低相对湿度条件下、23℃温度和55％相对湿度下、以及30℃高温和80％高相对湿度条件下对层压制品施加100V电压来测量层压制品的电阻值时，包含基层和表层的层压制品的电阻值优选设定为不大于10⁷Ω。在上述任何条件下都不对电阻值下限作具体限定，但优选10³Ω。

在上述条件下测定其电阻值时，基层电阻值进一步优选设定为不大于10⁶Ω。

基层电阻值下限优选设定为10²Ω，并且更优选10³Ω，以使本发明的橡胶部件的电阻值适中。

移去表层和中间层后，通过使用与测定本发明橡胶部件电阻值相同的方法来测量基层电阻值。

在本发明橡胶件中，优选彼此相邻的两层不使用粘合剂(底漆)而结合为整体，并且在相邻的层之间不设置粘合层。粘合层会大大改变橡胶部件的整体电特性。

为了提高相邻两橡胶层之间的粘合力，优选相邻两橡胶层含有相同的橡胶组分。

优选本发明的橡胶部件的基层最厚。通过使基层较厚，可以在低温低湿条件下更有效地抑制橡胶部件电阻值的上升。更具体地，优选基层的厚度占本发明橡胶部件的整体厚度为不少于50％，进一步优选为不少于70％，并且最优选不少于90％。要求基层有尽可能大的厚度。基层厚度的上限值并不作具体限制。因此当基层厚度变得更厚时，可以使表层厚度小至10μm。但是如果表层的厚度太小，很难将橡胶组合物加工到具有如此薄表层的橡胶部件内。从加工性考虑，优选将基层的厚度设定为占本发明橡胶部件整体厚度的60％以上且95％以下，更优选为70％以上且90％以下。

可以根据其构造和应用，通过熟知的方法生产上述具有基层和表层的本发明的橡胶部件。例如，可以通过下面的方法生产橡胶部件：

首先，将组成基层的组分充分地捏合，形成橡胶组合物。用相似的方法将组成表层的组分充分地捏合形成橡胶组合物。

按照需要将橡胶组合物模塑成型为基层、表层和中间层。可以使用已知的模塑方法，例如，可以通过加压来模塑橡胶原料。或者在橡胶被挤出呈多层以后，使用硫化罐通过持续硫化法或者通过加压法进行硫化。优选将橡胶被挤出呈多层，并且用硫化罐通过持续硫化法对其进行硫化，从而更好地调整橡胶的厚度并且降低生产橡胶部件的成本。

其后，当本发明的橡胶部件成型为辊后，将一根金属轴插入到其中心。金属轴可以在橡胶辊被硫化之前插入橡胶辊。金属轴可以通过加压安装或者通过用导电粘合剂将其与橡胶辊粘合的方法而固定到橡胶辊上。金属轴由各种金属制成，例如铝、铝合金、SUS、铁或者陶瓷等。

随后按要求将橡胶辊的表面磨光。研磨的方法不做具体限制。当本发明的橡胶部呈辊状时，用圆柱形研磨机进行横向研磨并且随后将其表面磨光。

优选在本发明的橡胶部件的表层表面上形成一层氧化膜。这层氧化膜起电介质层的作用并且能够减少橡胶部件的介电损耗正切。这层氧化膜也起到低摩擦层的作用。因此色粉容易从表层分离。所以就可以很容易形成图像。随后可以获得高品质的图像

氧化物薄膜优选具有大量的C＝O基团或C-O基团。通过用紫外线照射表层表面和/或者用臭氧氧化表层表面而形成氧化物薄膜。优选通过使用紫外线照射表层表面来形成氧化物薄膜，因为使用紫外线可以缩短处理周期并且降低形成氧化物薄膜的成本。

可以根据熟知的方法来处理形成的氧化物薄膜。例如，优选使用波长100nm～400nm的紫外线照射表层表面，并且进一步优选使用波长100nm～300nm的紫外线照射表层的表面，照射时间为30秒到30分钟，并且优选1到10分钟，尽管所使用的紫外线波长根据表层表面与紫外线照射灯之间的距离以及橡胶的种类而变化。优选供给500～4000mJ/cm²的能量。

在用紫外线照射由橡胶组合物组成的表层表面时，以100质量份的橡胶组分为基准，因紫外线作用而有恶化趋势的橡胶(如NBR)的混合量优选设定为不大于90质量份，并且进一步优选设定为不大于80质量份。另一方面，橡胶组合物含有氯丁二烯和氯丁橡胶是非常有效果的。

假设在氧化物薄膜形成前对其施加50V电压时橡胶部件的电阻是R50，在氧化物薄膜形成后对其施加50V电压时橡胶部件的电阻是R50a，优选log(R50a)-log(R50)＝0.2～0.5。通过将橡胶部件的电阻设定在上述范围内，就可以提高橡胶部件的耐久性，降低在其运行时的电阻变化，降低在色粉上的压力，以及防止电子照相感光器受到污染或损坏。因为橡胶部件的电阻值的指数值被设定在能稳定对其供给电压的50V的低电压，因此可以精确获得因氧化物薄膜形成而造成的电阻的轻微上升。log(R50a)-log(R50)的下限值进一步优选为0.3，并且最有选为0.5。log(R50a)-log(R50)的上限值进一步优选为1.2，并且最有选为1.0。

优选根据上述方法制备的橡胶部件有下列特性：

为了很好地使本发明的橡胶部件赋予色粉以高静电特性并且提高其长期保留静电特性的持久性，当对其使用频率为100Hz电压为5V的交流电时，优选将本发明的橡胶部件的介电损耗正切设定为0.1～1.5的范围内。

介电损耗正切是表示电流的流动性(导电性)和电容器组件影响度(静电容量)的指数。换句话说，介电损耗正切是当交流电施加到橡胶部件上时指示相位延迟的参数，即，当电压施加在其上时电容器组件的速率。即，介电损耗正切是通过用量调整刮板使色粉于高压下与显影辊接触时所产生的对色粉充电量、以及在色粉被输送到电子照相感光器前已经逃逸到由橡胶部件组成的辊上的充电量来表示的。因此，介电损耗正切是在色粉接触电子照相感光器前对色粉瞬时充电量的指数。

当介电损耗正切大时，容易使电流(电荷)通过辊，这样不会加速极化作用。另一方面，当介电损耗正切小时，电流(电荷)不容易通过辊，这样会加速极化作用。因此当介电损耗正切小时，橡胶组合物具有较高的类电容器性能。所以可以保持由摩擦起电在色粉上产生的电荷，使其不会从橡胶部件上逃逸。即，橡胶组合物能够赋予色粉静电特性并且保持所赋予的静电特性。为了获得上述的效果，介电损耗正切设定为不大于1.5。为了防止打印密度由于色粉充电量太高而变得过低，并且防止橡胶部件由于添加了大量用来调节介电损耗正切的添加剂而变硬，将介电损耗正切设定为不小于0.1。

介电损耗正切进一步优选为不小于0.2且不大于1.0。

在橡胶部件上施加5V的低电压情况下测定其介电损耗正切的原因如下：当在由橡胶部件组成的显影辊上面保留色粉时，或当显影辊将色粉输送到电子照相感光器上时，会发生非常小的电压波动。

考虑到显影辊的转数、显影辊和电子照相感光器间的缝隙间距、刮板以及与显影辊接触或靠近显影辊的色粉输送辊，100Hz的频率是合适的。

本发明的橡胶部件的摩擦系数优选设定为0.1～1.5的范围。色粉接收到一些应力，如在显影辊和色粉输送辊以及数量调整刮板之间的剪切力。为了降低这种应力，橡胶组合物的摩擦系数优选设定为不大于1.5。为了防止色粉打滑以及输送足够量的色粉，橡胶组合物的摩擦系数优选设定为不小于0.1。

橡胶组合物的摩擦系数下限进一步优选设定为不小于0.25，而摩擦系数上限进一步优选设定为不大于0.8。如果橡胶部件的摩擦系数小于0.25，需要大量用来调整摩擦系数的添加剂，这会导致加工困难。橡胶组合物的摩擦系数上限设定为0.8的原因，是因为它可以提高色粉的初始充电量，并且防止充电量在持久使用期的后期降低。

本发明的橡胶部件的表面粗糙度Rz优选设定为不大于10μm，进一步优选不大于8μm，并且最优选不大于5μm。通过将导电橡胶辊的表面粗糙度设定在上述范围，使导电橡胶辊表面上凹凸部分的直径小于色粉颗粒的粒径。因此可以均匀地输送色粉，并且提高色粉的流动性。所以可以高效地赋予色粉以静电特性。优选小的表面粗糙度Rz，但通常设定为不小于1μm。当表面粗糙度Rz小于1μm时，输送色粉会产生困难。

表面粗糙度Rz的测定依照JIS B 0601(1994)进行。

本发明的橡胶部件的压缩形变优选设定为不大于10％，并且进一步优选不大于9.5％，压缩形变系根据JIS K 6262测定。当压缩形变设定为不大于10％时，由橡胶组合物组成的辊和输送带尺寸会有小的改变，并且提高了耐久性。因此成像装置能够长期保持高精度。为了使硫化条件最佳化并实现稳定的大批量生产能力，橡胶组合物的压缩形变的下限值优选设定为1％。测试压缩的条件，如测试温度、测试时间和压缩百分比分别设定为70℃、24小时和25％。

第二项发明提供了由本发明的橡胶部件组成的用于成像设备的显影辊。该显影辊用于办公室自动化电子照相设备，如激光打印机、喷墨打印机、复印机、传真机以及ATM等等。

根据电子照相的感光器和显影辊之间的关系，将电子照相设备的成像设备所采用的显影方法分为接触型和非接触型。本发明的橡胶部件可以按上述两种类型使用。当本发明的橡胶部件作为显影辊使用时，优选显影辊与电子照相感光器充分接触。

优选使用显影辊将无磁性单组分色粉输送到电子照相感光器。并且优选用于使用充正电无磁性单组分色粉的成像设备中。以100质量份的橡胶组分为基准，显影辊的表层含有至少20质量份的氯丁橡胶。橡胶组分中含有比NBR橡胶或聚醚共聚物更多的氯丁橡胶。

氯丁橡胶含有大量氯并且能够很容易给色粉充电使其带正电，然而NBR橡胶给色粉充电使其带负电。因此通过将氯丁橡胶用作使用充正电色粉的打印机上所用的显影辊，该显影辊显示出出色的充电性。

当氯丁橡胶用作使用充正电色粉的打印机上所用的显影辊时，以100质量份橡胶组分为基准，通过将氯丁橡胶的混入量设定为不小于20质量份，使显影辊具有能赋予色粉带正电静电特性的出色性能。以100质量份橡胶组分为基准，氯丁橡胶的混入量优选设定为不小于30质量份。以100质量份橡胶组分为基准，氯丁橡胶的混入量优选设定为不小于50质量份，即，不小于整体橡胶组分质量份的一半。因此使用NBR橡胶的效果可以表现得更充分。

无磁性单组分色粉可以充负电。

NBR橡胶具有极性的丙烯腈基团，并且能够很容易给色粉充电使其带负电。因此，通过将NBR橡胶用作使用充负电色粉的打印机上所用的显影辊，显影辊显示出非常出色的静电特性。

当将NBR橡胶用作使用充负电色粉的打印机上所用的显影辊时，若以100质量份橡胶组分为基准，包含显影辊的橡胶部件含有不少于20质量份的NBR橡胶，并且进一步优选不少于30质量份的NBR橡胶，则显影辊具有为色粉负充电的性能。通过在其中混合不少于50质量份的NBR橡胶，即，不少于橡胶组分的整体质量份的一半，NBR橡胶能表现出更好的使用效果。

除了显影辊，本发明的橡胶部件可以用作移除残留色粉的清洁辊或者清洁刮板、具有清洁功能的充电辊、为电子照相鼓均匀充电的充电辊、为将调色图像从电子照相感光器输送到输送带和纸张的输送辊、以及为输送色粉的色粉输送辊。

本发明的效果描述如下。本发明的由层压制品组成的橡胶部件具有低硬度和高耐磨损性。因此，因此，由本发明的橡胶部件构成的显影辊在不损害橡胶部件耐久性的情况下，能够防止因为在低温低湿条件下离子导电橡胶的电阻值上升而导致的打印密度的下降。

在本发明的橡胶部件中，因为基层显示出电子导电性，表层会抑制由此产生的电阻变化。因此由本发明的橡胶部件构成的显影辊，通过调控色粉的静电特性来赋予色粉静电特性，并且能够维持所赋予的静电特性。因此能长时间获得高品质的图像。

此外，本发明的橡胶部件能够通过改变基层和表层的结构和组成而在较宽范围内调控正电和负电的静电特性。结果，当由本发明的橡胶部件组成的显影辊用于成像装置时，它能够为待正充电的色粉和待负充电的色粉进行适量的充电。

                              附图说明

图1是作为本发明的橡胶部件的一种具体实施方式的半导电橡胶辊的示意图。

图2是半导电橡胶辊的色粉输送部的截面图。

图3表示半导电橡胶辊的硬度的测定方法。

图4表示半导电橡胶辊的电阻值的测定方法。

图5表示半导电橡胶辊的介电损耗正切的测定方法。

图6表示半导电橡胶辊的摩擦系数的测定方法。

                              具体实施方式

作为本发明的橡胶部件的一种具体实施方式，对本发明的半导电橡胶辊10描述如下：

如图1所示，用作显影辊的半导电橡胶辊10具有：厚度为0.5mm～20mm，优选为1～15mm，并且进一步优选为5～15mm的圆柱形色粉输送部1；一根通过加压安装插入到半导电橡胶辊10中空部分的圆柱形金属轴2；以及一对防止色粉4泄漏的环形密封部3。色粉输送部1和金属轴2用导电粘合剂粘合在一起。色粉输送部1的厚度设定为0.5mm～20mm的原因如下：如果色粉输送部1的厚度小于0.5mm，很难获得合适的辊隙。如果色粉输送部1的厚度大于20mm，色粉输送部1就太大，以致于很难生产出安装有显影橡胶辊10的轻小型设备。

金属轴2由金属如铝、铝合金、SUS，或者铁，或者陶瓷制成。

密封部3由无纺布如特富龙(注册商标)或片材制成。

从图2所示的色粉输送部1的截面图明显可见，色粉输送部1具有双层结构。更具体地，基层1a靠近金属轴2，并且表层1b层铺在基层1a上。优选组成基层1a的橡胶组合物和组成表层1b的橡胶组合物都含有相同的橡胶组分。

氧化物薄膜1c被形成在色粉输送部1的表面上。

基层1a与表层1b的厚度比优选设定为5～9.5∶5～0.5，并且进一步优选为7～9∶3～1。

半导电橡胶辊10的基层1a的JIS A硬度设定为50～60。半导电橡胶辊10的表层1b的JIS A硬度设定为65～75。整体橡胶辊10的JIS A硬度设定为52～70。表层1b的硬度设定得比基层1a的硬度高。半导电橡胶辊10的电阻值设定在10⁵Ω～10^6.5Ω的范围，其电阻值的测定是在温度为23℃、相对湿度为55％、对其施加100V电压的条件下进行的。

半导电橡胶辊10的基层硬度、表层硬度以及其层压制品硬度的测试方法是根据下述本发明实施例中所述的方法进行的。

基层1a的电阻值设定在10³Ω～10⁶Ω的范围，并且优选设定在10⁴Ω～10^5..5Ω的范围，其电阻值的测定是在温度为23℃、相对湿度为55％、对其施加100V电压的条件下进行的。基层1a的电阻值偏差设定在20以下。

半导电橡胶辊10的电阻值设定在10⁵Ω～10⁷Ω的范围，其电阻值的测定是在10℃低温、20％低相对湿度为、对其施加100V电压的条件下进行的。半导电橡胶辊10的电阻值设定在10³Ω～10^6.8Ω的范围，其电阻值的测定在30℃高温、80％高相对湿度、对其施加100V电压的条件下进行的。在上述低温低湿条件下和高温高湿条件下通过对其施加100V电压所测得的两个半导电橡胶辊10电阻值都不大于10⁷Ω。

半导电橡胶辊10的电阻值设定为比基层1a的电阻值高，其电阻值的测定是在温度为10℃、相对湿度为20％、对其施加100V电压的条件下进行的。

作为构成基层1a的橡胶组合物，使用含有橡胶组分和混入橡胶组分内的导电剂的橡胶组合物。

上述橡胶组分优选使用极性橡胶，如NBR、氯丁橡胶和具有高溶解参数(SP值)聚氨酯橡胶；以及离子导电橡胶，如具有聚醚键的表氯醇共聚物。进一步优选使用氯丁橡胶或/和离子导电橡胶，如具有聚醚键的表氯醇共聚物。优选使用具有低结晶速度的、非硫改性型的氯丁橡胶。

优选使用导电炭黑作为上述电子导电剂。以100质量份的橡胶组分为基准，电子导电剂的混合量优选设定为12～25质量份。

而构成基层1a的橡胶组合物，也优先使用离子导电橡胶组合物。它在打印速度大约为25张/分钟的打印机里表现出了足够的性能。在这种情况下，优选使用以100质量份离子导电橡胶为基准，弱导电炭黑的混合量设定为10～25质量份的离子导电组合物。

而构成表层1b的橡胶组合物，使用基本上绝缘的橡胶组合物或者离子导电橡胶组合物。

上述“基本上绝缘的橡胶组合物”是指这样一种橡胶，其每一种都有设定在10¹⁰～10¹⁵Ω·cm范围内的体积电阻系数(volume resistivity)，以致于它们具有基本上绝缘的性能，其体积电阻系数的测定是在温度为10℃、相对湿度为20％、对其施加100V电压的条件下进行的。优选使用非极性橡胶如EPDM、BR等等；极性橡胶如SBR、NBR、氯丁橡胶、聚氨酯橡胶等，它们都是具有高溶解参数(sp值)的橡胶。进一步优选使用EPDM或者氯丁橡胶。

而EPDM，优选使用非充油型。而二烯烃单体，优选使用含有亚乙基降冰片烯的EPDM橡胶。特别优选含有50～70wt％乙烯的EPDM。

而上述的离子导电橡胶组合物，特别优选含有表氯醇共聚物、聚醚共聚物、氯丁橡胶作为其橡胶组分的橡胶组合物。假设橡胶组分的总质量是100质量份，则表氯醇共聚物、聚醚共聚物、氯丁橡胶在橡胶中的混合比例，即这三种橡胶组分含量分别设定为10～40质量份、5～20质量份以及40～85质量份。

而上述离子导电橡胶组合物，特别优选含有表氯醇共聚物和氯丁橡胶的组合物、含有表氯醇共聚物和NBR的组合物，或者含有表氯醇共聚物、氯丁橡胶和NBR的组合物。假设橡胶组分的总质量是100质量份，表氯醇橡胶的含量设定为10～50质量份并且优选10～40质量份；氯丁橡胶的含量设定为5～85质量份并且优选40～85质量份；同时NBR的含量设定为5～65质量份而且优选5～20质量份。

而表氯醇共聚物，可以使用环氧乙烷、表氯醇和烯丙基缩水甘油醚的三元共聚物。环氧乙烷、表氯醇和烯丙基缩水甘油醚的含量比例设定为40～70mol％∶20～60mol％∶2～6mol％。

而氯丁橡胶，可以使用非硫改性型。

而聚醚共聚物，可以使用环氧乙烷、环氧丙烷和烯丙基缩水甘油醚的三元共聚物。环氧乙烷、环氧丙烷和烯丙基缩水甘油醚的含量比例设定为80～95mol％∶1～10mol％∶1～10mol％。共聚物的数均分子量Mn优选设定为不低于10,000，进一步优选设定为不低于30,000，并且最优选设定为不低于50,000。

而NBR，优选使用丙烯腈含量不大于24％的低腈NBR。

组成基层1a和组成表层1b的两种橡胶组合物都含有用于硫化橡胶组分的硫化剂。

而硫化剂，可以组合使用硫和亚乙基硫脲。以100质量份的橡胶组分为基准，硫化剂的混合量设定为不少于1质量份且不多于3质量份。优选硫和硫脲彼此混合的混合比例(硫∶亚乙基硫脲)＝1∶0.2～8，并且进一步优选硫和硫脲的混合比例(硫∶亚乙基硫脲)＝1∶1.5～4。

组成基层1a的橡胶组合物和组成表层1b的橡胶组合物可以含有除橡胶组分和硫化剂之外的其它组分。

填充剂可以作为其它组分中的一种使用。氧化锌可以用作填充剂。作为电子导电剂的导电炭黑和下述弱导电炭黑也用作填充剂。以100质量份的橡胶组分为基准，填充剂的添加量设定为10～70质量份，并且优选10～50质量份。

含有以表氯醇共聚物为代表的含卤素橡胶的橡胶组合物含有酸接受剂。酸接受剂可以使用水滑石。以100质量份的橡胶组分为基准，酸接受剂的混合量设定为不小于1质量份且不大于5质量份。

组成表层1b的橡胶组合物含有作为介电损耗正切调节剂使用的弱导电炭黑。

本发明中使用的弱导电炭黑具有100～250nm的平均初级直径，并且具有球形或类似于球形的构型。以100质量份的橡胶组分为基准，弱导电炭黑的混合量优选设定为5～70质量份，并且进一步优选为5～50质量份，最优选10～45质量份。通过上述弱导电炭黑与橡胶组分混合，可以降低本发明的半导电橡胶辊的介电损耗正切，并且降低橡胶辊表面发粘的感觉，并且进一步更好地从橡胶辊表面上分离色粉。

为了使橡胶辊具有较低的硬度，优选使用含有少量弱导电炭黑的离子导电橡胶作为基层，并且使用含有弱导电炭黑的离子导电橡胶或者绝缘橡胶作为表层。

为了使橡胶辊的电阻值几乎无波动，优选使用含有弱导电炭黑的电子导电橡胶作为基层，并且使用含有弱导电炭黑的离子导电橡胶或者绝缘橡胶作为表层。

在组成基层的橡胶组合物中添加油品时，优选橡胶组合物含有油、增塑剂、蜡及类似物，并且优选使用含有弱导电炭黑或绝缘橡胶的离子导电橡胶作为表层，并且根据需要在基层和表层间形成一层油保护层。

生产半导电橡胶辊的方法描述如下：

首先，形成组成基层1a的橡胶组合物和组成表层1b的橡胶组合物。

例如，用已知的捏合器如班伯里混合器、捏合机和开放式辊炼机等，将橡胶组合物中的组分相互混合。为了使其以后容易模塑，通过捏合各种组分而制备的混合物可以呈颗粒状、片状或条状。可以适当选择捏合时的温度以及捏合时间。捏合顺序也不做具体限制。所有的组分可以一起混合。或者使所有组分中的一部分相互混合，而剩下的其它组分再与所制得的混合物进行混合。

更具体地，在将橡胶组分、导电炭黑或弱导电炭黑、以及氧化锌先后加入捏合机后，将这些组分在80～150℃的出料温度下捏合。在将硫化剂和其它添加剂例如酸接受剂加入到已被捏合的组分中后，用轧辊将这些组分捏合1～30分钟并且优选1～15分钟。根据需要使用酸接受剂。将制得的捏合材料制成条状复合物。

将组成基层1a的橡胶组合物和组成表层1b的橡胶组合物在40～80℃的机头(collet)温度下挤出成两层，从而制成具有基层1a和表层1b管状辊。优选在两层间不使用黏合剂的情况下使相邻两层整合为一体。两层中每一层的厚度可以根据设计和最终产品的磨损面积以及橡胶因硫化造成的体积变化，通过改变机头构造和挤出时的机头温度来任意设定。

预制品在160℃硫化15～120分钟。

最佳的硫化时间应该通过使用硫化测试流变仪(如，Curelastmeter)来设定。硫化温度可以根据需要设定在160℃左右。为了防止半导电橡胶部件污染电子照相感光器等，并且减少其压缩程度，优选将硫化预制品的条件设定成能获得尽可能大的硫化量。可以通过在橡胶组分中添加发泡剂来制成导电发泡辊。在将金属轴2插入到辊中并且粘合后，将辊表面磨光并且切割成需要的尺寸。金属轴2可以在辊硫化之前插入到辊中。

辊的表面用紫外线进行照射，从而在其表面上形成氧化膜1c。更具体地，在用紫外线照射器之前，将辊用水清洗后，将辊的表面沿圆周方向每隔90度用紫外线(波长：184.9nm和253.7nm)照射3～8分钟，并且紫外线照射灯放置在距辊10cm处。将辊旋转四次，每次90度，从而在整个外围表面上(360度)形成氧化膜。

半导电橡胶辊10的介电损耗正切设定为0.1～1.5，并且优选0.2～1.0，此时在其上施加频率为100Hz、电压为5V的交流电。半导电橡胶辊赋予色粉高度的静电特性并且保持所赋予的静电荷。

介电损耗正切的测定如下所述：

如图5所示，将100Hz～100kHz的交流电压施加到放置在金属板53上的色粉输送部1上。金属轴2和金属板53分别起到电极的作用。在恒温23℃及恒定相对湿度55％下，用LCR三用表(“AG-4311B”，Ando Denki有限公司制造)分别测定R(电阻)组件和C(电容器)组件。用下面的公式根据R值和C值计算介电损耗正切。

              介电损耗正切(tanδ)＝G/(ωC)，G＝1/R。

介电损耗正切由G/ωC得到，此时一根辊的电学特性被模拟成辊的电阻组件和电容器组件的平行等价回路。

半导电橡胶辊10的摩擦系数设定为0.1～1.5，并且优选为0.25～0.8。

参照图6，半导电橡胶辊10的摩擦系数的测量是将用装置上的数字式测力仪41测得的数值代入欧拉(Euler)公式中而得到的。所述装置具有：数字式测力仪(“PPX-2T型”，Imada公司制造)41，摩擦片(市售OHP薄膜，由聚酯构成，在沿轴向50mm的长度上与半导电辊43的外围表面相接触)42，重20g的重物44，以及半导电辊10。

在成像设备中能通过半导电橡胶辊10输送的色粉量设定为0.01～1.0mg/cm²。

通过将至少20质量份的氯丁橡胶与100质量份组成表层1b的整体橡胶组分混合，此时橡胶组分中氯丁橡胶的含量大于NBR橡胶或者聚醚共聚物含量，半导电橡胶辊10可以适合用作使用充正电无磁性单组分色粉的成像设备上所用的显影辊。

在本发明实施例和对照例的半导电橡胶辊10的打印测试中，初期打印的固体黑图像(solid black image)的打印密度和在固体黑图像打印在2,000张纸上后的打印密度设定为不小于1.6，并且优选为不小于1.8。初期打印的固体黑图像的打印密度和在固体黑图像打印在2,000张纸上后的打印密度优选小于2.2。当不小于2.2时，由于色粉大量地消耗，打印密度可能会发生变化。在初期打印的固体黑图像的打印密度和在固体黑图像打印在2,000张纸上后的打印密度之间的差值设定为不大于0.2，并且优选不大于0.1。

本发明的实施例和对照例描述如下。当然，本发明不限于这些实施例。

(1)组成基层的橡胶组合物的形成

根据表1和表2所示的混合比例，将橡胶组分和导电炭黑(导电炭黑或弱导电炭黑)依次加到10L的捏合器中。在将5质量份的锌白(“两种氧化锌”，由Mitsui矿业和冶炼有限公司制造)加到100质量份的橡胶组分中后，这些组分在110℃的出料温度下进行捏合。再在制得的混合物中加入硫化剂后，混合物和硫化剂通过轧辊捏合5分钟，从而得到条状复合物。

而硫化剂，以100质量份的橡胶组分为基准，可以使用0.5质量份的粉状硫和1.4质量份的亚乙基硫脲(“Accel 22-S”，由KAWAGUCHI化学工业有限公司制造)。

(2)组成表层的橡胶组合物的形成

根据表1和表2所示的混合比例，将橡胶组分、弱导电炭黑和氧化锌依次加到10L的捏合器中。再将硫化剂加入到所制得的混合物中。当表氯醇橡胶和氯丁橡胶用作橡胶组分时，在制得的混合物中加入酸接受剂。随后将所有的组分通过轧辊捏合5分钟，从而制得条状复合物。

当表氯醇橡胶用作橡胶组分时，以100质量份的表氯醇橡胶为基准，用作酸接受剂的水滑石(“DHT-4A-2”，由Kyowa化学工业有限公司制造)的用量是3质量份。当氯丁橡胶用作橡胶组分时，以100质量份的氯丁橡胶为基准，用作酸接受剂的水滑石(“DHT-4A-2”，由Kyowa化学工业有限公司制造)的用量是5质量份。氧化锌和硫化剂的种类和用量与组成基层的橡胶组合物中的完全相同。

(3)层压辊的形成

两台Φ60的真空型橡胶挤出机平行设置。将组成基层的橡胶组合物和组成表层的橡胶组合物分别加入到两台真空型橡胶挤出机中。每一台挤出机设有特定的层压部。通过一个设计成能使基层和表层层压在一起的机头，将这两种橡胶组合物在60℃的套筒温度下呈层状连续挤出。随后得到一个具有Φ8.5mm内径和Φ20.5mm外径的管状层压辊。

两层中每一层的厚度可以根据最终产品的设计和辊的摩损面积以及橡胶因硫化引起的体积改变，通过改变机头的构造和挤出时机头的温度来任意设定。在这个过程中，可以除去除由气泡和橡胶分子吸收的水分之外的其余水分。

在常压下将直径为Φ8mm的金属轴插入到所制得的辊中。在160℃下将辊加热60分钟来硫化橡胶。

(4)辊表面上氧化层的形成

在将每个辊的表面用水清洗后，用紫外线照射其表面，从而在其上形成氧化层。通过使用紫外线发射器(“PL21-200”，由Sen Tokushu Kogen公司制造)，将每个辊的表面沿圆周方向每隔90度用紫外线(波长：184.9nm和253.7nm)照射5分钟，并且紫外线照射灯放置在距辊10cm处。将每个半导电辊旋转四次，每次90度，从而在整个外周表面(360度)上形成氧化膜。每一个辊的整个表面的1/4(对应于90°)被照射的时间如表1和表2所示。

表1-1

			实施例1	实施例2	实施例3
						基层	表氯醇橡胶1		100	100	100
弱导电炭黑		10	20	25
					导电炭黑
辊的电阻(100V；对数值)温度：23℃，相对湿度：55％	电阻值	5.5	5.5	5.5
					电阻偏差	1.2	1.2	1.2
	导电性		离子型	离子型					离子型
厚度(mm)					4.5	4.5	4.5
		硬度		52				56	60
表层	表氯醇橡胶2				35	35	35
			氯丁橡胶					65	65	65
	丁腈橡胶(NBR)
			三元乙丙橡胶(EPDM)
	聚醚共聚物
			弱导电炭黑					40	40	40
	碳酸钙
			体积电阻率(对数值：Ω·cm)					7.5	7.5	7.5
	辊的电阻(100V；对数值)温度：23℃，相对湿度：55％				6.5	6.5	6.5
			导电性					离子型	离子型	离子型
	厚度(mm)				0.5	0.5	0.5
			硬度					68	68	68
	层压辊	硬度			55	58	63
辊的电阻(100V；对数值)				温度：30℃，相对湿度：80％				5.5	5.5	5.5
		温度：23℃，相对湿度：55％	6.0		6.0	6.0
				温度：10℃，相对湿度：20％			6.8	6.8	6.8
		摩擦系数			0.5	0.5				0.5
氧化膜的形成方法				紫外线5分钟			紫外线5分钟	紫外线5分钟
		显影辊评价	色粉的静电特性		正电	正电			正电
打印密度(温度：10℃，相对湿度：20％)	C0						2.00	2.00		2.00
			C2000	1.99	1.90	1.85
	C0-C2000						0.01	0.10	0.15
			色粉从密封部的泄漏		无泄漏	无泄漏				无泄漏
综合评价							◎	○	○

表1-2

			实施例4	实施例5	实施例6
						基层	表氯醇橡胶1		100	100	100
弱导电炭黑			10	20
					导电炭黑		15
辊的电阻(100V；对数值)温度：23℃，相对湿度：55％	电阻值	4.5	5.5	5.5
					电阻偏差	2.6	1.2	1.2
	导电性		电子型	离子型					离子型
厚度(mm)					4.5	4.5	4.5
		硬度		57				52	56
表层	表氯醇橡胶2				35	35	25
			氯丁橡胶					65
	丁腈橡胶(NBR)					65
			三元乙丙橡胶(EPDM)
	聚醚共聚物						10
			弱导电炭黑					40	40	40
	碳酸钙
			体积电阻率(对数值：Ω·cm)					7.5	7.4	7.1
	辊的电阻(100V；对数值)温度：23℃，相对湿度：55％				6.5	6.4	6.1
			导电性					离子型	离子型	离子型
	厚度(mm)				0.5	0.5	0.5
			硬度					68	67	68
	层压辊	硬度			60	55	58
辊的电阻(100V；对数值)				温度：30℃，相对湿度：80％				4.9	5.4	5.4
		温度：23℃，相对湿度：55％	5.1		5.9	5.9
				温度：10℃，相对湿度：20％			5.3	6.6	6.5
		摩擦系数			0.5	0.5				0.5
氧化膜的形成方法				紫外线5分钟			紫外线5分钟	紫外线5分钟
		显影辊评价	色粉的静电特性		正电	负电			正电
打印密度(温度：10℃，相对湿度：20％)	C0						2.00	2.03		2.00
			C2000	1.95	2.00	1.93
	C0-C2000						0.05	0.03	0.07
			色粉从密封部的泄漏		无泄漏	无泄漏				无泄漏
综合评价							◎	◎	○～◎

表2-1

				对照例1	对照例2	对照例3	对照例4
								基层	表氯醇橡胶1			100		100	100
弱导电炭黑			10		30	10
							导电炭黑
辊的电阻(100V；对数值)温度：23℃，相对湿度：55％		电阻值	5.5		5.5	5.5
							电阻偏差	1.2		1.2	1.2
		导电性			离子型							离子型	离子型
厚度(mm)							5.0		4.5	4.5
			硬度			52						64	52
表层	表氯醇橡胶2							35	35	35
				氯丁橡胶								65	65	65
	丁腈橡胶(NBR)
				三元乙丙橡胶(EPDM)
	聚醚共聚物
				弱导电炭黑								40	40
	碳酸钙
				体积电阻率(对数值：Ω·cm)								7.5	7.5	7.5
	辊的电阻(100V；对数值)温度：23℃，相对湿度：55％							6.5	6.5	6.5
				导电性								离子型	离子型	离子型
	厚度(mm)							5.0	0.5	0.5
				硬度								68	68	68
	层压辊	硬度					52	68	66	50
辊的电阻(100V；对数值)					温度：30℃，相对湿度：80％						5.1	5.8	5.7	5.7
		温度：23℃，相对湿度：55％		5.5			6.2	6.0	6.0
					温度：10℃，相对湿度：20％					6.4	7.2	6.8	6.8
		摩擦系数					0.6	0.5	0.5					0.5
氧化膜的形成方法					紫外线5分钟	紫外线5分钟				紫外线5分钟	紫外线5分钟
			显影辊评价	色粉的静电特性			正电	正电	正电			正电
打印密度(温度：10℃，相对湿度：20％)		C0								2.30	1.74		1.97	2.20
				C2000	2.40	1.62	1.75	2.08
		C0-C2000							-0.10	0.12	0.22	0.12
				色粉从密封部的泄漏			泄漏	有点泄漏					无泄漏	有点泄漏
综合评价									×	△	△	△

表2-2

			对照例5	对照例6	对照例7
						基层	表氯醇橡胶1		100	100	100
弱导电炭黑		20	20	10
					导电炭黑
辊的电阻(100V；对数值)温度：23℃，相对湿度：55％	电阻值	5.5	5.5	5.5
					电阻偏差	1.2	1.2	1.2
	导电性		离子型	离子型					离子型
厚度(mm)					4.5	2.0	5.0
		硬度		56				56	52
表层	表氯醇橡胶2				35
			氯丁橡胶					65
	丁腈橡胶(NBR)
			三元乙丙橡胶(EPDM)						100
	聚醚共聚物
			弱导电炭黑					40
	碳酸钙				40	40
			体积电阻率(对数值：Ω·cm)					7.5	15.0
	辊的电阻(100V；对数值)温度：23℃，相对湿度：55％				6.5	14.0
			导电性					离子型	绝缘
	厚度(mm)				0.5	3.0
			硬度					75	64
	层压辊	硬度			71	63	52
辊的电阻(100V；对数值)				温度：30℃，相对湿度：80％				5.8	9.6	5.1
		温度：23℃，相对湿度：55％	6.1		10.2	5.5
				温度：10℃，相对湿度：20％			6.8	11.0	6.4
		摩擦系数			0.5	1.0				0.6
氧化膜的形成方法				紫外线5分钟			紫外线5分钟	紫外线5分钟
		显影辊评价	色粉的静电特性		正电	正电			负电
打印密度(温度：10℃，相对湿度：20％)	C0						1.95	1.30		2.30
			C2000	1.70	1.00	2.42
	C0-C2000						0.25	0.30	-0.12
			色粉从密封部的泄漏		无泄漏	泄漏				泄漏
综合评价							△	×	×

而各个实施例和对照例的半导电橡胶辊的组分，可以使用下面的物质：

·表氯醇橡胶1(GECO)：“Epion ON301”，由DAISO有限公司制造。

[EO(环氧乙烷)/EP(表氯醇)/AGE(烯丙基缩水甘油醚)＝73mol％/23mol％/4mol％]

·氯丁橡胶：“Shoprene WRT”，由ShowaDenko K.K制造。

·表氯醇橡胶2(GECO)：“Epichroma CG102”，由DAISO有限公司制造。

[环氧乙烷(EO)/表氯醇(EP)/烯丙基缩水甘油醚(AGE)＝56mol％/40mol％/4mol％]。

·聚醚共聚物：“Zeospan ZSN8030”，由Zeon公司制造。

[环氧乙烷(EO)/环氧丙烷(PO)/烯丙基缩水甘油醚(AGE)＝90mol％/4mol％/6mol％]。

·丁腈橡胶(NBR)：“Nippol 401LL”(含有18％丙烯腈的低腈NBR)，由Zeon公司制造。

·三元乙丙橡胶(EPDM)：“Esprene 505A(商品名)”(非充油型)，由Sumiomo化学有限公司生产。

·导电炭黑：“Denka black”，由Denki化学有限工业公司制造。

·弱导电炭黑：“Asahi #5”(平均初级粒径：122nm)，由Asahi碳有限公司制造。

·碳酸钙：“轻型碳酸钙”(未经表面处理)，由Shiraishi Calcium Kaisha有限公司制造。

测试各个实施例和对照例的半导电橡胶辊的下列性质。半导电橡胶辊的摩擦系数通过本发明中具体实施方式进行测试。

·层压制品和基层的硬度测定

如图3所示，层压制品(辊)的硬度测试是通过将每一根半导电橡胶辊的金属轴2的两端固定到支持部分11上进行的。将硬度测试仪12的压头点12a压在橡胶辊10的中心部分，将1kg的荷载按图中箭头所示的方向施加在硬度测试仪12上。其后形成一个基层的单层结构，抛光橡胶辊10直到它的尺寸变成17mm，以除掉橡胶辊10的表层。随后用与上述相同的方法进行测定基层的硬度。用上述测试方法测定的硬度对应于A型硬度测试，其中用到了硬度测验器，JIS K 6253进行了详细介绍。表1和表2所示的硬度是相同批次5个样品硬度的平均值。

·表层硬度

外径为Φ20mm的橡胶辊仅由组成表层的橡胶组合物制成。然后用与上述相同的方法进行测定表层的硬度。

·半导电橡胶辊的电阻测定

为了测定每一个辊的电阻，如图4所示，将中间插有金属轴2的色粉输送部1安装在铝鼓13上，并且色粉输送部1与铝鼓13相接触。将连接在电源14正极上的具有内电阻r(100Ω)的导线的引线端连接到铝鼓13的一端表面上。将连接在电源14负极上的导线的引线端连接到色粉输送部1的一端表面上。

检测施加在导线内部电阻r上的电压V。假设施加在所述装置上的电压为E，辊的电阻R为：R＝r×E/(V-r)。因为r项被认为相当小，R＝r×E/V。将500g的负荷施加在金属轴2的两端。当辊以30rpm的速度旋转时，100V的电压E被施加在辊上。被检测的电压V在4秒钟内测定100次，通过使用上面的公式计算电阻值R。将通过计算所得数值平均值而获得的每个辊的电阻值以对数值列于表1和表2中。橡胶辊的每一个电阻值是在恒定温度23℃和恒定相对湿度55％的条件下进行测定的。

·基层电阻的测定

磨去每个辊的表面层以形成一个单层结构，使得它的电阻值R可以通过使用与上述相同的方法进行测定。所测值的平均值作为基层的电阻值列于表1和表2中。根据得到的最大电阻值和最小电阻值计算(最大电阻值)/(最小电阻值)。所得到的值作为电阻偏差列于表1和表2中。

·表层电阻的测定

刮下每个辊的表面层，以得到一个单层结构，从而测定所得薄片的体积电阻率，此时通过使用Dia仪器公司生产的Highrester UR-SS探测器(MCP-HTP15型)而在其上面施加了100V的电压。因为探测器的测点直径是Φ3mm，可以测定像上述表层之类的小样品的电阻值。

·表层电阻的测定

通过使用仅由组成表层的橡胶组合物所组成的橡胶辊来测试表层的硬度，通过使用与上述相同的方法测试其电阻值R。

·打印测试

将实施例和对照例的各个半导电橡胶辊作为显影辊安装在激光打印机上(使用无磁性单组分色粉的市售打印机)来评估每个辊的性能。将作为图像输出的色粉量的变化，即，沉淀在打印纸上的色粉量的变化用作评估指标。

在打印测试中，实施例1～4、6和对照例1～6使用的是使用充正电无磁性单组分色粉的打印机，而实施例5和对照例7使用的是使用充负电无磁性单组分色粉的打印机。

可用下述透射密度的测试来代替在打印有固体黑图像的纸张上色粉沉淀量的测定。

更具体地，在温度10℃、相对湿度20％的条件下打印固体黑图像。使用反射透过式光密度计(“Tecikon densitometer RT120/Light table LP20”，由TECHKON有限公司制造)，在得到的每一张打印有固体黑图像的纸张上给定的五个点测定透射密度。将透射密度的平均值设定为初始打印密度(表1和表2中以“C0”表示)。

随后，在温度10℃和相对湿度20％的条件下，将待打印的图像以5％打印在1,999张纸上。在12小时的打印机操作终止后，将固体黑图像打印在第2000张纸上。用与上述类似的方法测定打印有固体黑图像的第2000张纸的透射密度。所测透射密度的平均值设定为图像打印在2,000张纸上后的打印密度(表1和表2中以“C2000”表示)。测试图像打印在2,000张纸上后打印密度的原因是因为当图像打印在约2,000张纸上时通常要有操作间断。

根据得到的值，计算初始打印密度和图像打印在2,000张纸上后打印密度之间的差值(用C0-2000表示)。表1和表2显示了其结果。

在上述的打印测试中，初期图像的打印密度和图像打印在2,000张纸上后的打印密度优选不小于1.6，并且进一步优选不小于1.8。并且初期的图像打印密度和图像打印在2,000涨纸上后的打印密度优选小于2.2。

初期图像打印密度和图像打印在2,000张纸上后打印密度之间的差值优选不大于0.2，并且进一步优选不大于0.1。

·密封部色粉的泄漏

打印进行时，色粉会变质。因此变得很难给色粉充电。结果，很难使色粉保持在显影辊上，这将引起色粉流向密封部。所以保持在显影辊和密封部之间的色粉会磨损显影辊和密封部。在显影辊和密封部的磨损进行时，色粉会从其磨损的部分泄漏。因此色粉从密封部的泄漏可以用作综合检查色粉变质和显影辊耐久性、包括其耐磨性的指标。

更具体地，在打印测试完成后，在与打印测试相同条件下，将图像打印到5,000张纸上来观查色粉从密封部泄漏的程度。在色粉泄漏检查测试中，市售激光打印机可以保证5％的待打印图象打印在6,500张纸上。

基于打印测试和色粉泄漏检查测试的结果，作以下综合评估：

在标记为◎的半导电橡胶辊中，色粉不泄漏，初期图像的打印密度和图像打印在2,000张纸上后的打印密度不小于1.8并且小于2.2；并且初期图像的打印密度与图像打印到2,000张纸上后的打印密度的差值不大于0.1。

在标记为○的半导电橡胶辊中，色粉不泄漏，初期图像的打印密度和图像打印在2,000张纸上后的打印密度不小于1.8并且小于2.2；并且初期图像的打印密度与图像打印到2,000张纸上后的打印密度的差值不小于0.1且不大于0.2。

在标记为△的半导电橡胶辊中，色粉有点泄漏；或者初期图像的打印密度或图像打印在2,000张纸上后的打印密度小于1.8或者不小于2.2；或者初期图像的打印密度与图像打印到2,000张纸上后的打印密度的差值大于0.2。

在标记为×的半导电橡胶辊中，色粉泄漏。

在对照例1、4和7的半导电橡胶辊上所进行的测试中，初期图像打印密度与图像打印到2,000张纸上后打印密度的差值是小的。即，打印密度不下降。但初期图像的打印密度不小于2.2。即，初期图象的打印密度太大。并且橡胶辊的磨损会引起色粉从其密封部泄漏。另外不形成图像的部分会被色粉弄模糊。即，对照例1、4和7的半导电橡胶辊在耐久性方面存在问题。

如上所述，在对照例1和7的半导电橡胶辊中，图像打印到2,000张纸上后的打印密度比初期图像的打印密度高。原因如下：因为图像打印到2,000张纸上后色粉很大程度地变质，色粉被充了相当多量的电荷。因此打印密度变得更高。

在对照例2、3、5和6的半导电橡胶辊上所进行的测试中，图像打印到2,000张纸上后的打印密度不大于1.75。即，橡胶辊没有提供足够的打印密度。初期图像的打印密度与图像打印到2,000张纸上后的打印密度的差值大于0.2。即，打印密度有点下降。另外，泄漏了少量的色粉，因此其耐久性方面存在问题。

另一方面，在实施例1～6的半导电橡胶辊上所进行的测试中，初期图像的打印密度和图像打印到2,000张纸上后的打印密度均不小于1.85且小于2.20。初期图像的打印密度与图像打印到2,000张纸上后的打印密度的差值不大于0.15。另外，每个橡胶辊的密封部均没有磨损，并且色粉没有泄漏。

上述的描述清晰地说明，甚至在低温低湿条件下，本发明的橡胶部件也提供了足够的打印密度。并且打印密度几乎不会变差。另外，显影辊的密封部没有磨损，因此色粉不泄漏。即，橡胶部件是耐久的。因此，所有由橡胶部件组成的显影辊可以长时间提供高品质的图像。

Claims (10)

1.一种橡胶部件，其包含包括表层和基层在内的至少两个硫化橡胶层。

其特征在于，所述表层的硬度设定为比所述基层的硬度高；所述基层的JIS A硬度设定为不大于60度；包括所述基层和所述表层在内的层压制品的JIS A硬度设定为不大于70度；并且所述层压制品的电阻值设定为不大于10¹⁰Ω，对所述层压制品的电阻值测定是在10℃和20％相对湿度以及对所述层压制品施加100V电压的条件下进行的。

2.如权利要求1所述的橡胶部件，其特征在于，所述的表层由离子导电橡胶组合物组成；或者/并且具有设定为10¹⁰Ω·cm～10¹⁵Ω·cm的体积电阻率，对所述表层的体积电阻率测定是在10℃和20％相对湿度以及对其施加100V电压的条件下进行的，这样所述表层具有基本上绝缘的特性；并且

包括所述基层和所述表层在内的所述层压制品的电阻值设定为不大于10⁷Ω，对所述层压制品的所述电阻值测定是分别在10℃低温和20％低相对湿度、23℃温度和55％低相对湿度、以及30℃高温和80％高相对湿度条件下通过对其施加100V电压而进行的。

3.如权利要求1所述的橡胶部件，其特征在于，相邻的层在其间不插入粘合剂的情况下彼此结合成整体，或者/并且所述相邻层含有相同的橡胶组分。

4.如权利要求2所述的橡胶部件，其特征在于，相邻的层在其间不插入粘合剂的情况下彼此结合成整体，或者/并且所述相邻层含有相同的橡胶组分。

5.如权利要求1所述的橡胶部件，其包含所述基层和所述表层，其特征在于，所述表层的表面上形成有氧化膜。

6.如权利要求2所述的橡胶部件，其包含所述基层和所述表层，其特征在于，所述表层的表面上形成有氧化膜。

7.一种显影辊，用于成像设备，由如权利要求1所述的橡胶部件组成。

8.一种显影辊，用于成像设备，由如权利要求2所述的橡胶部件组成。

9.如权利要求7所述的显影辊，用于使用正充电的无磁性单组分色粉的所述成像设备，其特征在于，以100质量份橡胶组分为基准，所述显影辊的表层含有至少20质量份的氯丁橡胶；在所述橡胶组分中所述氯丁橡胶的含量比NBR橡胶或聚醚共聚物的含量高。

10.如权利要求8所述的显影辊，用于使用正充电的无磁性单组分色粉的所述成像设备，其特征在于，以100质量份橡胶组分为基准，所述显影辊表层含有至少20质量份的氯丁橡胶；在所述橡胶组分中所述氯丁橡胶的含量比NBR橡胶或聚醚共聚物的含量高。

Images