CN102140238B

CN102140238B - 非卤系导电辊

Info

Publication number: CN102140238B
Application number: CN201010522627.5A
Authority: CN
Inventors: 丸井隆司; 田岛启; 山本正文; 水本善久
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2030-10-20
Also published as: JP2011158779A; JP4886864B2; CN102140238A

Abstract

本发明涉及非卤系导电辊。本发明提供一种新型的非卤系导电辊，其是形成材料均不含氯等卤素的非卤系导电辊，并且在小径化时为了维持规定的夹压厚度而进行低硬度化从而赋予了柔软性的状态下的压缩永久变形小从而低残余变形性优异。采用如下的橡胶组合物形成非卤系导电辊(1)的辊主体(2)，所述橡胶组合物含有橡胶成分、和相对于100质量份上述橡胶成分为0.5～1.0质量份的硫系硫化剂、以及1.5～2.5质量份的过氧化物系硫化剂，所述橡胶成分以质量比W_E/W_N满足30/70-70/30的范围含有EO-PO-AGE共聚橡胶和丁腈橡胶。

Description

非卤系导电辊

技术领域

本发明涉及例如在激光打印机等图像形成装置中能够作为显影辊等使用的非卤系导电辊。

背景技术

激光打印机、静电式复印机、普通纸传真装置、或者它们的复合机等利用了电子照相法的图像形成装置通过例如高速化、高画质化、彩色化、小型化等改进不断发展而广泛普及起来。另外，这些改进目前仍没有间断地继续着。

例如在激光打印机方面，以在今后更加普及为目标，为了谋求更进一步的小型化和基于各部分耐久性提高的免维修化而持续进行研究开发。于是顺应这种潮流，对于组装于图像形成装置中使用的导电辊，也要求进一步的小径化和高耐久性。

导电辊例如在激光打印机内可用作带电棍、显影辊、转印辊、清洁辊等。其中显影辊的用途是，在激光打印机等的显影部，通过用量限制刮板在高电压下接触上述显影辊的表面，将带电的调色剂输送至感光鼓的表面，进而将形成于上述表面的静电潜像显影为调色剂像。

大多激光打印机中显影辊与上述量限制刮板、感光鼓、以及调色剂容器制成一体的墨盒，并设计成对上述激光打印机的壳体可自由装卸。这样，在调色剂容器里的调色剂用完的时候，通过将上述各部件连同墨盒一起更换成新的，可实现激光打印机的免维修化。

为了应对近年的激光打印机进一步小型化的要求，或者开发出小型且与全彩化相对应的激光打印机等，有必要将上述墨盒较现状进一步小型化。

因此对显影辊要求：

*比现状小径化；

*为了在即使小径化也维持与以往同等程度的夹压厚度的状态下使其压接于感光鼓的表面，进行低硬度化从而提高柔软性；

*通过维持即使低硬度化压缩永久变形也小的状态，很难产生所谓的“残余变形”(也称为弹性减弱)，即在因压接而变形之后即使解除上述压接也不易恢复到原先形状的现象，能够防止形成图像因上述残余变形而产生图像不均，即具有低残余变形性；等。

具体地说，被要求具有在日本工业标准JIS K6253：2006“硫化橡胶以及热塑性橡胶-硬度的求法”中规定的以硬度计A型硬度表示为A60/S以下的低硬度，而且具有在JIS K6262：2006“硫化橡胶以及热塑性橡胶-常温、高温以及低温下的压缩永久变形的求法”中规定的压缩永久变形为8％以下的低残余变形性。

应予说明，本发明中用在温度23±1℃、相对湿度55±1％的环境下测定的值表示上述硬度计A型硬度。另外用在温度70±1℃、测定时间22小时、压缩率25％的条件下压缩之后测定的值表示压缩永久变形。

上述残余变形，例如在将保存的墨盒安装到激光打印机中开始图像形成的时候，或在使显影辊压接于感光鼓表面的状态下从使激光打印机停止的状态到开始或再次开始图像形成的时候等，在上述显影辊的外周面中上述保存或停止的期间持续压接于感光鼓表面的地方会以直线状发生。

于是，在开始或再次开始图像形成而残余变形没有立刻消失的时候，形成图像中与发生显影辊残余变形的地方相对应的位置的浓度下降，上述形成图像产生条纹状浓度不均、即图像不均。另外，不仅是压缩永久变形过大的情形，而且在显影辊过硬的情形下，特别是在开始或再次开始图像形成的初期时间点，在残余变形没有立刻消除的情况下有时形成图像会产生图像不均。

另外，作为导电辊，以往使用由如下方式制得的导电辊：制备将导电性碳等电子导电性填充剂添加到非导电性橡胶中从而赋予了导电性的橡胶组合物，在形成所述橡胶组合物之后使橡胶硫化而制造得到的。

但是使用电子导电性填充剂的导电辊有如下问题：

*随着上述填充剂添加量的微小变化有电阻值急剧变动的区域，很难控制电阻值，

*很难使填充剂均匀地分散在橡胶组合物中，从而电阻值在导电辊的圆周方向或宽度方向容易不一致，

*特别是使用导电性碳作为填充剂时，电阻值容易依赖于外加电压而变动，

*越增加上述导电性碳等的添加量，橡胶组合物的制备或成型加工变得越难。

因此近年来，主要使用如下的导电辊，即，作为橡胶本身，使用例如聚氨酯橡胶(U)、丁腈橡胶(NBR)、表氯醇橡胶(CO、ECO)等具有离子导电性的橡胶，制备赋予了导电性的橡胶组合物，将上述橡胶组合物成型之后，使橡胶硫化并制造出的不产生上述各种问题的离子导电性的导电辊(参照专利文献1、2等)。

[专利文献1]日本特开2005-225969号公报

[专利文献2]日本特开2002-212413号公报

发明内容

例如专利文献1中，利用主要使用了表氯醇橡胶作为离子导电性橡胶的橡胶组合物形成导电辊。此外，以提高调色剂的带电性能等作为目的时，有时将丁腈橡胶等其它橡胶混进表氯醇橡胶中。

但是，根据发明人的研究，例如按上述专利文献1的实施例5那样，将上述表氯醇橡胶和丁腈橡胶以质量比80/20进行并用时，得不到先前所说的低硬度且低残余变形性优异的导电辊。

另外上述导电辊也会有以下问题：表氯醇橡胶硫化时产生的氯系气体等残留的问题，以及容易发生由于上述氯系气体等而污染感光鼓或调色剂等的问题。

最近，以形成图像进一步的高画质化等作为目标，或者出于对环境的考虑等，感光鼓污染试验的条件趋于比以前更加严格，为了通过该严格的污染试验，对其形成材料均不含氯等卤素的非卤系导电辊的需求提高起来。

但是使用了含氯表氯醇橡胶的专利文献1的导电辊不能满足这种要求。

另一方面，专利文献2中，利用在质量比5/95-70/30的范围内将环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚橡胶(以下，有时略记为“EO-PO-AGE共聚橡胶”)和丁腈橡胶(以下，有时如上述略记为“NBR”)进行并用而成的橡胶组合物，形成导电辊。

其中EO-PO-AGE共聚橡胶的功能是用于对导电辊赋予先前所说的离子导电性。另外，NBR的功能是用于使上述导电辊硬度下降从而提高柔软性、同时提高伸长率、并使压缩永久变形减小。

另外上述EO-PO-AGE共聚橡胶和NBR都不含氯等卤素，因此，通过组合使用作为对上述橡胶成分进行硫化的硫化剂等也不含有氯等卤素的硫化剂，有可能构成能充分通过近年严格的污染试验的导电辊。

但是，根据发明人的研究，采用专利文献2的构成仍得不到满足先前所说的硬度和压缩永久变形范围的低硬度且低残余变形性优异的导电辊。

本发明的目的在于提供一种新型的非卤系导电辊，其是形成材料均不含氯等卤素的非卤系导电辊，并且在小径化时为了维持规定的夹压厚度而进行低硬度化从而赋予了柔软性的状态下的压缩永久变形小从而低残余变形性优异。

为了解决上述课题，发明人对上述专利文献2中记载的导电辊进行了如下研究，即，为了尽可能减小在进行低硬度化从而赋予了柔软性的状态下的压缩永久变形从而赋予良好的低残余变形性，对其组成进行了进一步研究。

其结果明确了：在专利文献2中，作为硫化剂仅使用硫，将上述硫与任意的硫化促进剂等进行组合而使橡胶成分硫化，但是该构成在进行低硬度化时压缩永久变形变大从而容易发生残余变形和与其相伴的图像不均。

因此，发明人进行了进一步研究，结果发现，作为硫化剂，并用均不含氯等卤素的、硫等硫系硫化剂和过氧化物系硫化剂，同时调整上述两种硫化剂以及橡胶成分的含有比例，由此能够提供低硬度、柔软且由于压缩永久变形小因此不易产生残余变形和与其相伴的图像不均的非卤系导电辊，从而完成了本发明。

即本发明涉及一种非卤系导电辊，其特征在于，由橡胶组合物形成，所述橡胶组合物含有橡胶成分、和相对于100质量份上述橡胶成分为0.5质量份～1.0质量份的硫系硫化剂、以及1.5质量份～2.5质量份的过氧化物系硫化剂，所述橡胶成分以质量比W_E/W_N满足式(1)的范围含有环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚橡胶(EO-PO-AGE共聚橡胶)和丁腈橡胶(NBR)。

30/70≤W_E/W_N≤70/30 (1)

(式中，W_E表示EO-PO-AGE共聚橡胶的质量，W_N表示NBR的质量。)

根据本发明，能够提供一种新型的非卤系导电辊，其是形成材料均不含氯等卤素的非卤系导电辊，并且在小径化时为了维持规定的夹压厚度而进行低硬度化从而赋予了柔软性的状态下的压缩永久变形小从而低残余变形性优异。

附图说明

图1是显示本发明非卤系导电辊的实施方式的一个例子的立体图。

图2是说明测定导电辊电阻值的方法的图。

(符号说明)

1、非卤系导电辊 2、辊主体 3、通孔 4、轴

具体实施方式

(橡胶组合物)

本发明的非卤系导电辊，如前所说明，其特征在于，由橡胶组合物形成，所述橡胶组合物含有橡胶成分、和相对于100质量份上述橡胶成分为0.5质量份～1.0质量份的硫系硫化剂、以及1.5质量份～2.5质量份的过氧化物系硫化剂，所述橡胶成分以质量比W_E/W_N满足式(1)的范围含有EO-PO-AGE共聚橡胶和NBR。

30/70≤W_E/W_N≤70/30 (1)

(式中，W_E表示EO-PO-AGE共聚橡胶的质量，W_N表示NBR的质量。)

作为上述中的EO-PO-AGE共聚橡胶，可以使用环氧乙烷(EO)、环氧丙烷(PO)、和烯丙基缩水甘油醚(AGE)的三元共聚橡胶中的任何一种。

特别优选上述EO、PO、以及AGE的共聚比例是，EO为50摩尔％～95摩尔％、PO为1摩尔％～49摩尔％、AGE为1摩尔％～10摩尔％，且数均分子量M_n为10000以上的EO-PO-AGE共聚橡胶。

作为上述EO-PO-AGE共聚橡胶，例如可举出日本ZEON(株)制的ZEOSPAN(注册商标)8010、8030等。

另外，作为NBR，可使用丙烯腈含量是24％以下的低腈NBR、25％～30％的中腈NBR、31％～35％的中高腈NBR、36％～42％的高腈NBR、以及43％以上的极高腈NBR中的任一种。特别是使用比重小的低腈NBR的话，则能够实现非卤系导电辊的轻量化。

作为上述NBR，例如可举出作为低腈NBR的日本ZEON(株)制的NIPOL(注册商标)DN401(丙烯腈含量：18.0％)、DN401L(丙烯腈含量：18.0％)、DN401LL(丙烯腈含量：18.0％)、JSR(株)制的JSR(注册商标)N250S(丙烯腈含量：20.0％)、N250SL(丙烯腈含量：20.0％)，作为中高腈NBR的日本ZEON(株)制的NIPOL DN223(丙烯腈含量：31.5％，含油)等。

将上述EO-PO-AGE共聚橡胶和NBR的质量比W_E/W_N限定在30/70～70/30范围的理由如下。

即，EO-PO-AGE共聚橡胶少于上述范围时，不能赋予非卤系导电辊良好的导电性。例如，在温度23±1℃、相对湿度55±1％的条件下，用后述的测定方法测定得到的、在外加电压100V下的电阻值超过10⁷Ω，产生特别是不能良好地作为激光打印机的显影辊等使用的情形。

另外，NBR少于上述范围时，得不到因上述NBR带来的先前所说的使非卤系导电辊的硬度下降从而提高柔软性的效果，所以特别在进行小径化时产生不能维持规定夹压厚度的问题。

应予说明，因为上述两种橡胶的良好特性是相反的，考虑到要提供具有良好离子导电性的同时又柔软、在进行小径化时能够维持规定夹压厚度的非卤系导电辊，所以上述两种橡胶的质量比W_E/W_N在上述范围内优选40/60～60/40。

作为硫系硫化剂，可举出硫，除此之外，也可使用分子中含硫且不含卤素的有机含硫化合物，例如二硫化四甲基秋兰姆、4，4′-二硫代二吗啉等。

将上述硫系硫化剂的含有比例限定在相对于100质量份橡胶成分总量为0.5质量份～1.0质量份的理由如下。

即，含有比例不到上述范围时，得不到通过将上述硫系硫化剂和过氧化物系硫化剂这2种硫化剂并用所带来的、先前所说的减小在低硬度化从而赋予了柔软性的状态下的压缩永久变形的效果，产生压缩永久变形变大、非卤系导电辊的耐残余变形性下降的问题。

另外，超过上述范围时，橡胶成分的交联度过高，不能充分获得使非卤系导电辊的硬度下降从而提高柔软性的效果，所以特别在小径化时会产生不能维持规定夹压厚度的问题。

应予说明，考虑到要更有效地防止这些问题的发生从而提供具有良好特性的非卤系导电辊，硫系硫化剂的含有比例在上述范围内特别优选0.6质量份～0.8质量份。

作为过氧化物系硫化剂，可使用分子中含有过氧基且不含卤素、并且能够作为上述2种橡胶的硫化剂发挥功能的各种化合物。作为上述过氧化物系硫化剂，例如可举出酮过氧化物类、二酰基过氧化物类、过氧化氢类、二烷基过氧化物类等中的1种或2种以上。

其中，作为烷基过氧化物类，例如可举出二叔丁基过氧化物、叔丁基-α-异丙苯基过氧化物、二-α-异丙苯基过氧化物、1，3-双[(过氧化叔丁基)异丙基]苯、1，4-双[(过氧化叔丁基)异丙基]苯、1，1-双(过氧化叔丁基)环己烷、2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)己烷、2，5-二甲基-2，5-双(过氧化叔丁基)-3-己炔等，特别优选二-α-异丙苯基过氧化物。

将上述过氧化物系硫化剂的含有比例限定在相对于100质量份橡胶成分总量为1.5质量份～2.5质量份的理由如下。

应予说明，考虑到要更有效地防止这些问题的发生从而提供具有良好特性的非卤系导电辊，过氧化物系硫化剂的含有比例在上述范围内特别优选1.8质量份～2.2质量份。

在成为本发明的非卤系导电辊的基础物质的橡胶组合物中，除上述各成分之外，也可以含有硫化促进剂。

硫化促进剂主要是用来促进硫系硫化剂的硫化，在具有上述促进效果的各种化合物中，可以使用分子中不含卤素的化合物中的任何一种，其中特别优选并用噻唑系硫化促进剂和秋兰姆系硫化促进剂。

其中，作为噻唑系硫化促进剂，例如可举出双(4-甲基苯并噻唑基-2)-二硫化物、双(4-乙基苯并噻唑基-2)-二硫化物、双(5-甲基苯并噻唑基-2)-二硫化物、双(5-乙基苯并噻唑基-2)-二硫化物、双(6-甲基苯并噻唑基-2)-二硫化物、双(6-乙基苯并噻唑基-2)-二硫化物、双(4，5-二甲基苯并噻唑基-2)-二硫化物、双(4，5-二乙基苯并噻唑基-2)-二硫化物、双(4-苯基苯并噻唑基-2)-二硫化物、双(5-苯基苯并噻唑基-2)-二硫化物、双(6-苯基苯并噻唑基-2)-二硫化物、2-巯基-4-甲基苯并噻唑、2-巯基-4-乙基苯并噻唑、2-巯基-5-甲基苯并噻唑、2-巯基-5-乙基苯并噻唑、2-巯基-6-甲基苯并噻唑、2-巯基-6-乙基苯并噻唑、2-巯基-4，5-二甲基苯并噻唑、2-巯基-4，5-二乙基苯并噻唑、2-巯基-4-苯基苯并噻唑、2-巯基-5-苯基苯并噻唑、以及2-巯基-6-苯基苯并噻唑等中的1种或2种以上。

另外，作为秋兰姆系硫化促进剂，例如可举出二硫化四甲基秋兰姆、二硫化四乙基秋兰姆、二硫化四丁基秋兰姆、二硫化四(2-乙基己基)秋兰姆、一硫化四甲基秋兰姆、以及四硫化双五亚甲基秋兰姆等中的1种或2种以上。

在并用上述噻唑系硫化促进剂和秋兰姆系硫化促进剂时，考虑到上述两种硫化促进剂所带来的、使促进硫系硫化剂的硫化效果更加有效地发挥作用，噻唑系硫化促进剂相对于100质量份橡胶成分的含有比例优选0.5质量份以上、特别优选0.6质量份以上，优选1.0质量份以下、特别优选0.8质量份以下。特别地更优选含有与硫系硫化剂等量的噻唑系硫化促进剂。

另外，秋兰姆系硫化促进剂相对于100质量份橡胶成分的含有比例优选0.17质量份以上、特别优选0.2质量份以上，优选0.33质量份以下、特别优选0.30质量份以下。特别地更优选含有硫系硫化剂1/3量的秋兰姆系硫化促进剂。

在成为本发明非卤系导电辊的基础物质的橡胶组合物中，除上述各成分之外，进而根据需要，也可以以适合的比例含有例如硫化促进助剂、增塑剂、加工助剂、填充剂、介电质损耗角正切调整剂、抗老化剂、抗氧化剂、防焦化剂、紫外线吸收剂、润滑剂、颜料、阻燃剂、中和剂、防气泡剂等添加剂中在分子中不含卤素的添加剂。

(非卤系导电辊)

参照图1，这个例子的非卤系导电辊1含有由上述橡胶组合物形成的圆筒状辊主体2、和插入上述辊主体2的中心通孔3中的轴4。

轴4例如由铝或其合金、不锈钢等金属一体形成。辊主体2和轴4，例如将外径比通孔3内径大的轴4压入上述通孔3中，而后通过辊主体2的弹力使两者相互密合从而进行电气接合、同时进行机械固定，或者通过有导电性的粘合剂等将两者电气接合、同时进行机械固定，在此状态下进行一体旋转。

辊主体2的直径方向的厚度没有特别地限定，但例如在作为先前所说的激光打印机等的显影辊使用时，为了谋求上述显影辊的小型化、轻量化同时又确保适合的夹压厚度，上述直径方向的厚度优选为0.5mm以上、尤为优选1mm以上、特别优选4mm以上，且优选20mm以下、特别优选15mm以下。

辊主体2使用上述橡胶组合物与以往相同地形成。

例如，在用挤出成型机将橡胶组合物边混炼边加热从而使其熔融的状态下，通过与上述辊主体2的截面形状即圆环状相对应的口模挤出成型为长条圆筒状，冷却使其硬化后截成规定的长度，将硫化用的临时的轴插入通孔3中并在硫化釜内加热进行硫化。

接着，将其重新安装于在外周面涂布了导电性粘合剂的轴4，上述粘合剂是热硬化性粘合剂时，通过加热使上述热硬化性粘合剂硬化从而将辊主体2和轴4电气接合、同时进行机械固定。于是根据需要，进而将其外周面研磨成规定的表面粗糙度。由此，制造出图1所示的非卤系导电辊1。

应予说明，辊主体2可以形成外周面侧的外层和轴4侧的内层这样的双层结构。此时，至少由上述橡胶组合物形成外层即可。

另外，将上述非卤系导电辊1作为显影辊使用时，在辊主体2的轴方向的两端，可以设置用于防止调色剂漏出的密封部。上述密封部由例如氟树脂等无纺布或片材形成其外径比辊主体2的外径大的圆板状等。

另外，一旦在辊主体2的表面形成氧化膜，则上述氧化膜就作为介电层发挥作用从而能够降低非卤系导电辊1的介电质损耗角正切。另外，当为显影辊的情况下，因为氧化膜形成低摩擦层所以调色剂的离去变好、图像形成容易进行，其结果是得到了更好的图像。

作为氧化膜优选具有许多的C＝O基或C-O基等的氧化膜。通过对辊主体2的表面进行紫外线照射或/和臭氧照射等处理，将上述辊主体2的表层部分氧化从而形成氧化膜。其中，通过紫外线照射形成氧化膜因处理时间快且成本低而优选。

如上操作制造的本发明的非卤系导电辊1，如前所述，优选辊主体2的硬度计A型硬度在A60/S以下。通过使辊主体2的硬度计A型硬度为上述范围内，能赋予上述辊主体2适度的柔软性从而在小径化时能够维持规定的夹压厚度。

另外，能够防止辊主体2变得过硬，还能够防止如下问题，例如，在使其压接于感光鼓表面的状态下，从使激光打印机停止的状态到开始或再开始图像形成时，辊主体2产生残余变形、进而形成图像产生图像不均。

应予说明，考虑到进一步提高这些效果，辊主体2的硬度计A型硬度在上述范围内优选A50/S～A58/S。硬度计A型硬度的测定条件如前所述，是温度23±1℃、相对湿度55±1％。

另外，辊主体2的压缩永久变形优选为8％以下。通过使压缩永久变形为上述范围内，能够防止如下问题，即，在使上述柔软的辊主体2压接于感光鼓表面的状态下，从使激光打印机停止的状态到开始或再开始图像形成时，发生残余变形、进而形成图像产生图像不均。

应予说明，考虑到进一步提高该效果，辊主体2的压缩永久变形在上述范围内优选为7.8％以下。压缩永久变形的下限没有特别限定。完全不发生压缩永久变形即压缩永久变形为0％是理想的，但只要在上述范围内则是充分有效的。测定压缩永久变形时的压缩条件，如前所述，是温度70±1℃、测定时间22小时、压缩率25％。

另外，辊主体2在温度23±1℃、相对湿度55±1％的条件下测定的、外加电压100V下的电阻值优选为10³Ω～10⁷Ω。通过将电阻值设定在10³Ω以上，能够控制流过辊主体2的电流从而抑制图像不良的发生、也能够防止对感光鼓放电。

另一方面，通过将电阻值设定在10⁷Ω以下，例如在作为显影辊使用时能够维持调色剂供给等的效率，并且能够防止如下问题，即，在调色剂转移到感光鼓表面时，发生显影辊的电压下降，之后不能确实可靠地将调色剂从显影辊输送到感光鼓从而发生图像不良。

应予说明，考虑到进一步提高这些效果，当为显影辊的情况下，上述条件下的电阻值在上述范围内更优选为10⁵Ω以上。

应予说明，当表面形成氧化膜的情况下，上述电阻值是形成上述氧化膜前的辊主体2自身的电阻值。

图2是说明测定导电辊电阻值的方法的图。

参照图1、图2，本发明中，用下述方法测定的值表示上述电阻值。

即，准备能够以一定旋转速度使其旋转的铝鼓6，在上述铝鼓6的外周面7上，从其上方抵接要测定电阻值的导电辊1的辊主体2的外周面5。

另外，将直流电源8以及电阻9以串联方式连接在上述导电辊1的轴4和铝鼓6之间从而构成测量电路10。直流电源8的(-)极侧与轴4连接，(+)极侧与电阻9连接。电阻9的电阻值r是100Ω。

接着，在轴4的两端部分别施加500g的负载F从而使辊主体2压接到铝鼓6上，在此状态下，一边使导电辊1和铝鼓6反方向旋转(铝鼓6的转速：30rpm)，一边在上述两者之间用直流电源8施加100V的外加电压E，此时测量电阻9的检测电压V。

由上述检测电压V和外加电压E(＝100V)，基本利用式(1′)求出导电辊1的电阻值R。

R＝r×E/(V-r) (1′)

因为式(1′)中分母中的-r项可以看做很小，所以本发明中将由式(1)求得的值作为导电辊1的电阻值。

R＝r×E/V (1)

测定条件如前所述，是温度23±1℃、相对湿度55±1％。

要将辊主体2的硬度计A型硬度、压缩永久变形、以及电阻值调整到上述范围内时，如前所述，将成为上述辊主体2的基础的橡胶组合物中的EO-PO-AGE共聚橡胶和NBR的质量比W_E/W_N、相对于含上述两种橡胶的橡胶成分总量100质量份的两种硫化剂含有比例、上述各种成分的种类或组合等适当调整到之前说明的范围内即可。

另外，在将非卤系导电辊1作为显影辊使用时，优选辊主体2在施加电压5V、频率100Hz的交流电压时的介电质损耗角正切是0.1～1.8。

通过将介电质损耗角正切设定在1.8以下，能够提高非卤系导电辊1的电容特性，并能够维持，而不会使因摩擦带电而生成的调色剂上的电荷从辊上逃离。即能够对调色剂附加带电性，并能够维持附加的带电性。

另一方面，通过将介电质损耗角正切设定在0.1以上，能够防止带电量过高从而印刷浓度过低的问题，或者能够避免介电质损耗角正切调整剂的添加量增多从而辊主体2变硬的问题。

应予说明，考虑到要进一步提高这些效果，介电质损耗角正切在上述范围内优选0.3以上、特别优选0.5以上，优选1.0以下、特别优选0.8以下。

要将介电质损耗角正切调整到上述范围内时，调整介电质损耗角正切调整剂的添加量或在辊主体2表面形成的氧化膜厚度等即可。

本发明的非卤系导电辊1，除上述显影辊外，还可以作为例如带电棍、转印辊、清洁辊等用于激光打印机、静电式复印机、普通纸传真装置、它们的复合机等电子照相装置等。

(实施例)

以下的实施例、比较例中的导电辊的制作、以及试验，除特别记述的以外，都是在温度23±1℃、相对湿度55±1％的环境下实施的。

(实施例1)

配合作为橡胶成分的EO-PO-AGE共聚橡胶[日本ZEON(株)制的ZEOSPAN(注册商标)8030]50质量份、以及NBR[日本ZEON(株)制的NIPOL(注册商标)DN401LL]50质量份(质量比W_E/W_N＝50/50)，和相对于100质量份上述橡胶成分总量为0.75质量份的硫、1.50质量份的过氧化物系硫化剂[二-α-异丙苯基过氧化物、日油(株)制的PERCUMYL(注册商标)D]、0.75质量份的噻唑系硫化促进剂[二硫化二-2-苯并噻唑、大内新兴化学工业(株)制的Nocceler(注册商标)DM]、以及0.25质量份的秋兰姆系硫化促进剂[一硫化四甲基秋兰姆、大内新兴化学工业(株)制的Nocceler TS]，用班伯里混合机混炼从而制备橡胶组合物。

将上述橡胶组合物供给挤出机，挤出成型为外径φ22mm、内径φ9～9.5mm的筒状，然后将其安装至外径φ8mm的硫化用轴上，在160℃硫化1小时。接着，将其重新安装至在外周面涂布了导电性的热硬化性粘合剂的外径φ为10mm的轴上，在烘箱内加热至160℃进行接合，之后截断两端，用圆筒研磨机纵向研磨外周面，接着进行镜面研磨，精加工成十点平均粗糙度Rz_JIS94为3～5μm，制作出具有外径φ为20mm(公差0.05)的辊主体的导电辊。

(实施例2)

相对于100质量份橡胶成分的总量，将过氧化物系硫化剂的量变为2.50质量份，除此以外，与实施例1同样地制备橡胶组合物，制作出导电辊。

(实施例3)

相对于100质量份橡胶成分的总量，将硫的量变为0.50质量份、将过氧化物系硫化剂的量变为2.00质量份、且将噻唑系硫化促进剂的量变为0.50质量份、将秋兰姆系硫化促进剂的量变为0.17质量份，除此以外，与实施例1同样地制备橡胶组合物，制作出导电辊。

(实施例4)

相对于100质量份橡胶成分的总量，将硫的量变为1.00质量份、将过氧化物系硫化剂的量变为2.00质量份、且将噻唑系硫化促进剂的量变为1.00质量份、将秋兰姆系硫化促进剂的量变为0.33质量份，除此以外，与实施例1同样地制备橡胶组合物，制作出导电辊。

(实施例5)

除将EO-PO-AGE共聚橡胶的量变为30质量份、将NBR的量变为70质量份(质量比W_E/W_N＝30/70)，且将过氧化物系硫化剂的量变为2.00质量份以外，与实施例1同样地制备橡胶组合物，制作出导电辊。

(实施例6)

除将EO-PO-AGE共聚橡胶的量变为70质量份、将NBR的量变为30质量份(质量比W_E/W_N＝70/30)，且将过氧化物系硫化剂的量变为2.00质量份以外，与实施例1同样地制备橡胶组合物，制作出导电辊。

(比较例1)

除代替EO-PO-AGE共聚橡胶而配合分子中含氯的环氧乙烷-表氯醇-烯丙基缩水甘油醚(EO-EP-AGE)共聚橡胶[DAISO(株)制的EPICHLOMER(注册商标)CG102]50质量份、同时将过氧化物系硫化剂的量变为2.00质量份以外，与实施例1同样地制备橡胶组合物，制作出导电辊。

(比较例2)

除代替EO-PO-AGE共聚橡胶而配合上述EO-EP-AGE共聚橡胶50质量份、且代替NBR而配合分子中含氯的氯丁橡胶[CR、昭和电工(株)制的Shoprene(注册商标)WRT]50质量份，同时将过氧化物系硫化剂的量变为2.00质量份以外，与实施例1同样地制备橡胶组合物，制作出导电辊。

(比较例3)

除代替NBR而配合上述氯丁橡胶50质量份，同时将过氧化物系硫化剂的量变为2.00质量份以外，与实施例1同样地制备橡胶组合物，制作出导电辊。

(比较例4、5)

相对于100质量份橡胶成分的总量，将过氧化物系硫化剂的量变为1.40质量份(比较例4)、2.60质量份(比较例5)，除此以外，与实施例1同样地制备橡胶组合物，制作出导电辊。

(比较例6)

相对于100质量份橡胶成分的总量，将硫的量变为0.40质量份、将过氧化物系硫化剂的量变为2.00质量份、且将噻唑系硫化促进剂的量变为0.40质量份、将秋兰姆系硫化促进剂的量变为0.13质量份，除此以外，与实施例1同样地制备橡胶组合物，制作出导电辊。

(比较例7)

相对于100质量份橡胶成分的总量，将硫的量变为1.10质量份、将过氧化物系硫化剂的量变为2.00质量份、且将噻唑系硫化促进剂的量变为1.10质量份、将秋兰姆系硫化促进剂的量变为0.36质量份，除此以外，与实施例1同样地制备橡胶组合物，制作出导电辊。

(比较例8)

除不配合过氧化物系硫化剂以外，与实施例1同样地制备橡胶组合物，制作出导电辊。

(比较例9)

除不配合硫、噻唑系硫化促进剂、以及秋兰姆系硫化促进剂，且将过氧化物系硫化剂的量变为2.00质量份以外，与实施例1同样地制备橡胶组合物，制作出导电辊。

(比较例10)

除将EO-PO-AGE共聚橡胶的量变为25质量份、将NBR的量变为75质量份，且将过氧化物系硫化剂的量变为2.00质量份以外，与实施例1同样地制备橡胶组合物，制作出导电辊。

(比较例11)

除将EO-PO-AGE共聚橡胶的量变为75质量份、将NBR的量变为25质量份，且将过氧化物系硫化剂的量变为2.00质量份以外，与实施例1同样地制备橡胶组合物，制作出导电辊。

(电阻值测定)

用先前所述的测定方法测定实施例、比较例中制作的导电辊的电阻值R。

如上所述，电阻值在10⁷Ω以下时评价为良好，超过10⁷Ω时评价为不良。应予说明，表中将电阻值用logR表示。

(硬度计A型硬度的测定)

使用基于JIS K6253：2006“硫化橡胶以及热塑性橡胶-硬度的求法”中规定的规格的橡胶硬度计[高分子计器(株)制的ASKER橡胶硬度计A型]测定实施例、比较例中制作的导电辊的辊主体的硬度计A型硬度。

如上所述，硬度计A型硬度在A60/S以下时评价为良好，超过A60/S时评价为不良。

(压缩永久变形测定)

将实施例、比较例中制备的橡胶组合物与制作导电辊时相同地在160℃硫化1小时，形成JIS K6262：2006“硫化橡胶以及热塑性橡胶-常温、高温以及低温下的压缩永久变形的求法”中规定的小型试验片。

于是，使用上述小型试验片，利用上述规格中规定的测定方法测定压缩永久变形。压缩条件设为温度70±1℃、测定时间22小时、压缩率25％。

如前所述，压缩永久变形在8％以下时评价为良好，超过8％时评价为不良。

(感光体污染性试验)

将使用带正电的非磁性单组分调色剂的市售激光打印机用的墨盒的显影辊换成实施例、比较例中制作的导电辊，在温度50±1℃、相对湿度90±1％的高温高湿环境下将上述墨盒静置2周后，在温度23±1℃、相对湿度55±1％的常温常湿环境下静置1天。然后将其安装到上述激光打印机中进行连续地进行图像形成，并观察形成图像，用下述的基准评价感光体有无污染。

×：在第一张形成图像上，观察到在静置时与导电辊抵接的地方因感光体污染所致的条纹状的画质下降。

○：在第一张形成图像上，没有观察到因上述感光体污染所致的画质下降。

表1

表2

表3

由表1～3的实施例1～6、比较例1～3的结果可判定：作为构成橡胶组合物的各成分，通过将EO-PO-AGE共聚橡胶、NBR、硫、以及过氧化物系硫化剂进行组合，同时选择使用都不含氯等卤素的成分来构成非卤系导电辊，可以防止因感光体污染所致的画质下降。

另外，由实施例1～6、比较例4～11的结果可判定：在上述非卤系导电辊的构成中，通过并用EO-PO-AGE共聚橡胶、NBR、硫、以及过氧化物系硫化剂，同时将上述两种橡胶的质量比W_E/W_N和2种硫化剂的含有比例控制在先前所说的范围内，由此能够对上述非卤系导电辊赋予良好的离子导电性，同时减小在进行低硬度化从而赋予了柔软性的状态下的压缩永久变形，进而可以防止残余变形和与其相伴的图像不均的发生。

Claims

1.一种非卤系导电辊，其特征在于，由橡胶组合物形成，所述橡胶组合物含有橡胶成分、和相对于100质量份上述橡胶成分为0.5质量份～1.0质量份的硫、以及1.5质量份～2.5质量份的过氧化物系硫化剂，所述橡胶成分以质量比W_E/W_N满足式(1)的范围含有环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚橡胶和丁腈橡胶，

30/70≤W_E/W_N≤70/30 (1)

式中，W_E表示环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚橡胶的质量，W_N表示丁腈橡胶的质量。