CN102667636A - 电子照相用辊的制造方法 - Google Patents

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Abstract

公开一种电子照相用辊的制造方法，所述电子照相用辊具有如下的表面层：在所述表面层中，在防止在表面上产生任何小孔的同时，使用电晕放电处理来调节电阻。制造包括导电性芯轴以及包含树脂和分散在树脂中的炭黑的导电性表面层的电子照相用辊的方法包括以下步骤(1)～(3)：(1)在所述导电性芯轴的周围形成包含树脂和分散在树脂中的炭黑的树脂层的步骤；(2)在所述树脂层的表面上附着二氧化硅颗粒的步骤；以及(3)对附着了二氧化硅颗粒的所述树脂层表面进行电晕放电处理的步骤。

Description

电子照相用辊的制造方法
技术领域
本发明涉及一种电子照相用辊的制造方法、再生电子照相用辊的制造方法和用于使得导电性辊的电阻低的方法。
背景技术
在利用电子照相系统的图像形成设备中，使用具有导电性芯轴和导电性表面层的导电性辊作为显影辊、充电辊、转印辊、定影辊或者清洁辊等，其中所述导电性表面层包含树脂及分散在树脂中的炭黑。近年来，随着实现更高性能的电子照相图像形成设备的进展，变得需要更精确地控制导电性辊的电阻。通常，在将导电剂分散在树脂中以使得辊导电的情况下，其电阻趋于根据导电剂的分散状态而变化。
同时，作为导电性辊在电子照相设备中持续通电的结果，其具有电阻变高的趋势。作为其原因之一，这一趋势被认为是因为导电剂在表面层中的分散状态根据施加于导电性芯轴和与其接触的任何其它构件之间的电位差而变化这一事实。现在，从减轻任何环境负荷的观点出发，变得有必要对随着其使用电阻变化的这类导电性辊的再利用进行技术开发。
专利文献1公开了一种电子照相用导电性辊，其具有由金属制成的芯轴，并且在芯轴外周设置有弹性导电层，对导电性辊表面进行电晕放电处理，以使得显影剂均匀地附着至辊表面。
文献列表
专利文献
PTL：日本专利申请特开2002-40759
发明内容
技术问题
本发明人将专利文献1公开的这类电晕放电处理施加于导电性辊的包含炭黑的导电性表面层，其中，他们发现，通过保持电晕放电电极靠近电子照相用辊或者通过向电晕放电电极施加更高电力，能够使该辊的电阻发生变化。然而发现，在施加能够使得电阻变化的电晕放电处理的情况下，这类放电导致短路漏电的现象，从而引起在表面层表面形成小孔并且该表面变得粗糙的问题。
因此，本发明旨在提供一种电子照相用辊的制造方法，该辊具有如下的表面层：该表面层的电阻通过在防止影响该辊的表面特性的同时所进行的电晕放电处理来控制。本发明的另一目的是提供一种高级再生电子照相用辊的制造方法，所述再生电子照相用辊通过使得随着使用电阻变大的导电性表面层的电阻变小而再生。
本发明还旨在提供一种处理具有包含炭黑的导电性表面层的电子照相用辊以使得表面层电阻变小的方法。
问题的解决方案
根据本发明的一个方面，提供一种电子照相用辊的制造方法，所述辊包括导电性芯轴以及导电性表面层，所述导电性表面层包括树脂和分散在所述树脂中的炭黑，所述制造方法包括以下步骤：(1)在所述导电性芯轴的周围形成包含树脂和分散在所述树脂中的炭黑的树脂层；(2)在所述树脂层的表面上附着二氧化硅颗粒；以及(3)对附着了二氧化硅颗粒的所述树脂层的表面进行电晕放电处理。
根据本发明的另一方面，提供一种再生电子照相用辊的制造方法，其中，所述制造方法包括以下步骤：使二氧化硅颗粒附着在电子照相用辊的表面上，所述辊设置有导电性芯轴和表面层，所述表面层包含树脂和分散在所述树脂中的炭黑；以及对附着了二氧化硅颗粒的所述辊的表面进行电晕放电处理。根据本发明的另一方面，提供一种用于降低导电性辊的电阻的方法，其包括以下步骤：使二氧化硅颗粒附着在导电性辊的表面上，所述辊设置有导电性芯轴和表面层，所述表面层包含树脂和分散在所述树脂中的炭黑；以及使附着了二氧化硅颗粒的所述导电性辊的表面进行电晕放电处理。
本发明的有益效果
根据本发明，可以在防止在电子照相用辊的表面上产生任何小孔的同时控制表面层的电阻。结果，可以获得有助于形成高级电子照相图像的电子照相用辊。根据本发明，还可以获得如下再生电子照相用辊：其由于通过使得具有随着使用电阻变大的表面层的电子照相用辊的表面层电阻变小而再生，所以可再用于形成高级电子照相图像的。此外，根据本发明，可以处理具有包含炭黑的导电性表面层的电子照相用辊以使得表面层电阻变小。
附图说明
图1A是示出本发明的电子照相用辊的实例的与长度方向平行的示意性截面图。
图1B是示出本发明的电子照相用辊的实例的与长度方向垂直的示意性截面图。
图2是示出根据本发明的二氧化硅颗粒附着设备的实例的示意性结构图。
图3是示出根据本发明的电晕放电处理设备的实例的示意性结构图。
图4是示出根据本发明的电阻测量测量仪器的实例的示意性结构图。
图5是示出根据本发明的电子照相图像形成设备的实例的示意性结构图。
图6是示出根据本发明的电子照相处理盒的实例的示意性结构图。
具体实施方式
本发明人发现，如上所述，在使二氧化硅颗粒附着至其中分散炭黑的树脂层的表面之后，可以使该表面进行电晕放电处理，从而可以在不会破坏导电性辊的表面的情况下，获得使得电阻变小的表面层。由此，他们完成了本发明。本发明人推测其原因如下所述。
树脂层中的炭黑不是处于完全均匀地分散在树脂层中的情况。炭黑在一些部分密集存在，而在一些部分稀疏存在。因此，在使其中分散有炭黑的这类树脂层的表面直接进行电晕放电处理的情况下，电晕电流集中在炭黑密集存在的部分。结果，任何过剩的电晕电流继续流过炭黑密集存在的部分，趋于导致短路漏电的现象，从而在一些情况下使得在该表面上形成小孔等。在形成电子照相图像中使用这类电子照相用辊作为显影辊和充电辊可能导致诸如电子照相图像中的黑点和白点的缺陷。
因此，本发明人对于如何防止发生在通过使导电性辊表面进行电晕放电处理来控制表面层的电阻时可能发生的短路漏电进行了深入研究。结果，他们发现，在使二氧化硅颗粒附着至其中分散有炭黑的树脂层的表面之后，可以使该表面进行电晕放电处理，这对于防止发生短路漏电的现象是有效的。
认为，附着至导电性辊表面的二氧化硅颗粒防止任何过剩电晕电流继续流过表面层的任何特定位点，从而防止在电晕放电处理期间发生短路漏电，这防止辊表面伴随这类短路漏电的发生而受损。更具体地，在使表面附着了二氧化硅颗粒的这类导电性辊的表面进行电晕放电处理的情况下，二氧化硅颗粒在电晕放电期间负带电。因此认为，电晕放电的电场可能起作用从而使二氧化硅颗粒以更高密度存在于电晕电流集中的部分。结果，导电性辊表面上电晕电流集中的部分具有相对低的导电性，因而防止发生短路漏电。
根据本发明的用于降低导电性辊的电阻的方法具有以下步骤：使二氧化硅颗粒附着至导电性辊表面的步骤，其中所述导电性辊包括导电性芯轴以及包含树脂和分散在树脂中的炭黑的表面层；以及使得附着有二氧化硅颗粒的表面层进行电晕放电处理以使得表面层电阻变小的步骤。
可以将二氧化硅颗粒优选以0.005mg/cm2至0.100mg/cm2的量附着至导电性辊表面。由于以不低于0.005mg/cm2的量附着二氧化硅颗粒，所以可以更加确保防止发生短路漏电的现象。另外，由于以不大于0.100mg/cm2的量附着二氧化硅颗粒，因此可以更有效地获得使得电阻变小的效果。
此外，优选在向导电性芯轴施加正偏压的状态下进行电晕放电处理。通过向导电性芯轴施加正偏压，可以使在电晕放电期间负带电的二氧化硅颗粒以高密度保持在辊表面上，并且可以更加确保防止发生短路漏电的现象，从而使得不易发生任何图像缺陷。
根据本发明的用于降低导电性辊的电阻的方法还可适用于再生电子照相用辊的制造方法，通过所述方法，可以使具有导电性芯轴以及包含树脂和分散在树脂中的炭黑的导电性表面层并且随着使用电阻变大的电子照相用辊再生以制造再生电子照相用辊。具体地说，这一方法包括以下步骤来制造使得电阻变小的再生电子照相用辊。
-在电阻变大的电子照相用辊的表面层上附着二氧化硅颗粒的步骤。
-对附着了二氧化硅颗粒的表面层进行电晕放电处理的步骤。
本发明还包含通过该再生电子照相用辊的方法所制造的电子照相用辊。
在电子照相用辊附着二氧化硅颗粒之前，可以使使用后的电子照相用辊经过清除使用后附着至电子照相用辊表面的任何显影剂源的沉积物的步骤。作为用于此清除的方法，没有特别限制。例如，可以向该表面吹风，并且可以使任何其它残留物附着至压敏粘合带并且清除。作为清除程度，可以进行清除直到压敏粘合带不再被沉积物着色为止。
下面参考附图详细说明本发明的实施方案，然而，本发明决不局限于此。
<根据本发明的电子照相用辊>
图1A和1B的简图示出根据本发明的电子照相用辊的实例。可以或者也可以不必在导电性芯轴和表面层之间形成弹性层。表面层还可以以两层以上形成。
图1A展示与电子照相用辊长度方向平行的截面，并且图1B展示与其长度方向垂直的截面。如图1A和1B所示，电子照相用辊10具有圆柱状导电性芯轴11、以及设置在导电性芯轴11周围的弹性层12和设置在弹性层12周围的表面层13。
下面详细说明图1A和1B所示的电子照相用辊。
导电性芯轴
导电性芯轴11的材料没有特别限制，只要是导电性的即可，并且可以从碳钢、合金钢、铸铁和导电性树脂中适当选择使用。合金钢可以包括不锈钢、镍铬钢、镍铬钼钢和添加了Al、Cr、Mo和V的渗氮钢。
弹性层
设置弹性层以赋予辊以使用的设备所需的弹性。作为其具体结构，其可以是固体或泡沫。弹性层还可以是单层，或者可以由多个层构成。例如，在显影辊或者充电辊的情况下，其始终保持与感光鼓和调色剂压接，因此，为了减少这些构件之间的相互破损，设置具有低硬度和低压缩永久变形特性的弹性层。
作为用于弹性层的材料，可以包括天然橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯橡胶、丁基橡胶、丁二烯橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶和硅橡胶。任意这些可单独使用或以两种以上组合使用。
为了赋予电子照相用辊10充分的弹性，弹性层12的优选厚度可以为0.5mm-10.0mm。由于弹性层12以厚度不小于0.5mm形成，所以电子照相用辊10可以具有充分的弹性，并且可以防止磨损感光鼓。另外，由于弹性层12以厚度不大于10.0mm形成，所以电子照相用辊10可以使得降低成本。
弹性层12的Asker-C硬度可以优选为10度～80度。由于弹性层12的Asker-C硬度不小于10度，所以可以防止发生由弹性层的变形所导致的任何图像缺陷。另外，由于弹性层12的Asker-C硬度不大于80度，所以可以防止感光鼓的磨损。
对于弹性层12，可以添加填充剂，只要不损害低硬度和低压缩永久变形的特性即可。
电子照相用辊10必须具有半导体区域的电阻值。因此，优选弹性层12包含导电剂，并且由体积电阻率为1×104Ω·cm-1×1010Ω·cm的橡胶材料形成。这里，只要弹性层材料的体积电阻率为1×104Ω·cm-1×1010Ω·cm，就可以实现对调色剂的均匀带电控制性。此外，对于该材料更加优选具有体积电阻率为1×104Ω·cm-1×109Ω·cm。
可以通过下面的方法来测量弹性层材料的体积电阻率。
首先，在与形成弹性层12的条件相同的条件下并且以与弹性层12相同的厚度来固化弹性层12的材料，从而制备平板状试片。接着，从该试片，裁切直径30mm的试片。在如此裁切的试片的一侧上，在其整个表面上通过Pt-Pd真空淀积设置真空淀积膜电极(背面电极)，并且通过象形成Pt-Pd真空淀积膜一样，在其另一侧上以同心形式设置直径15mm的主电极膜以及内径18mm且外径28mm的保护环电极膜(guard-ring electrode film)。这里，通过使用MILD SPUTTER E1030(Hitachi Ltd.制造)在电流值为15mA下操作真空淀积2分钟来获得Pt-Pd真空淀积膜。将完成了真空淀积操作的试片用作测量样品。
接着，使用如下面的表1所示装配的仪器，以在同样下面的表1所示的条件下来测量测量样品的体积电阻。在测量中，放置主电极以使其不会从测量样品的主电极膜突出。也放置保护环电极以使其不会从测量样品的保护环电极膜突出。在温度23℃和湿度50%RH的环境下进行测量，其中，在测量之前，将测量样品静置于该环境12小时以上。
(表1)
Figure BDA00001796543100081
在以RM(Ω)表示如此测量的体积电阻，并且以t(cm)表示试片的厚度的情况下，可以根据下面的公式确定弹性层材料的体积电阻率RR(Ω·cm)。
RR(Ω·cm)=π×0.75×0.75×RM(Ω)/t(cm)
作为用于使得弹性层12的材料导电的方法，可以使用向该材料添加通过离子导电的机制或电子导电的机制来发挥作用的导电性赋予剂以使其导电的方法。通过离子导电的机制发挥作用的导电性赋予剂可以包括以下具体实例：元素周期表第一族金属的盐如LiCF3SO3、NaClO4、LiClO4、LiAsF6、LiBF4、NaSCN、KSCN和NaCl；铵盐如NH4Cl、(NH4)2SO4和NH4NO3；以及元素周期表第二族金属的盐如Ca(ClO4)2和Ba(ClO4)2。通过电子导电的机制发挥作用的导电性赋予剂也可以包括以下具体实例：碳类材料如炭黑和石墨；金属或者合金如铝、银、金、锡-铅合金和铜-镍合金；以及金属氧化物如氧化锌、氧化钛、氧化铝、氧化锡、氧化锑、氧化铟和氧化银。可以以粉末或者纤维的形式，单独或者组合两种类以上来使用通过离子导电的机制或电子导电的机制来发挥作用的这些导电性赋予剂中的任一个。在这些导电性赋予剂中，从导电性的易于控制和经济的观点出发，优选炭黑。
表面层
作为表面层13所使用的材料，可以包括以下材料。酚醛树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、环氧树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、聚碳酸酯树脂、氟树脂、聚丙烯树脂和尿素树脂。还可以组合两种以上来使用这些材料中的任一个。在显影辊和充电辊中，为了控制调色剂的带电，特别优选使用作为含氮化合物的聚氨酯树脂和丙烯酸聚氨酯树脂。特别地，更加优选由通过使异氰酸酯化合物与多元醇反应所获得的聚氨酯树脂构成的材料。异氰酸酯化合物可以包括以下具体实例。二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、3,3'-二甲基联苯基-4,4'-二异氰酸酯和4,4’-双环己基甲烷二异氰酸酯。还可以使用这些材料中的任一个的混合物，其中，它们的混合比例可以是任何比例。
这里使用的多元醇可以包括以下：作为二羟基多元醇(二醇)，乙二醇、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇和己二醇；作为三羟基以上的多元醇，1,1,1-三羟甲基丙烷、丙三醇、季戊四醇和山梨醇。还可以使用聚醇(polyol)如通过将环氧乙烷或环氧丙烷加成至二醇或三元醇所获得的高分子量聚乙二醇、聚丙二醇，以及环氧乙烷-环氧丙烷嵌段二醇。还可以使用它们中任一个的混合物。
此外，可以在赋予其导电性的状态下使用这类表面层13。在本发明中，作为使表面层13的材料具有导电性的方法，在使用时可以向上述材料添加作为通过电子导电的机制发挥作用的导电性赋予剂的炭黑。这是因为，使用在表面层材料中分散良好的炭黑使得易于通过电晕放电处理获得使电阻变小的效果，并且使得容易控制导电性。
表面层13优选可具有厚度1.0μm-500.0μm。此外，可以更优选厚度为1.0μm-50.0μm。由于表面层13的厚度不小于1.0μm，所以可以赋予其耐久性。另外，由于其厚度不大于500.0μm，并且更优选不大于50.0μm，所以其可以具有低的MD-1硬度，并且可以防止感光鼓的磨损。本发明的表面层13的厚度是指：当利用Keyence Corporation制造的数字显微镜VHX-600观察沿表面层的厚度方向的任意截面时，从表面层和弹性层之间的界面延伸至表面层表面的平坦部的任意5个点的距离的算术平均值。
电子照相用辊10可以优选具有MD-1硬度为25.0°-40.0°。由于其具有不小于25.0°的MD-1硬度，所以可以防止因其接触构件所引起的变形。由于其还具有不大于40.0°的MD-1硬度，所以可以防止感光鼓的磨损。这里，MD-1硬度是指在控制温度为23℃并且湿度为50%RH的室内，使用显微橡胶硬度计(商品名：MD-1capa型A，使用峰保持模式，Kobunshi Keiki Co.,Ltd.制造)所测量的显微橡胶硬度的值。
根据JIS B 0601:1994规定的表面粗糙度的标准，对于中心线平均粗糙度Ra，电子照相用辊10可以优选具有表面粗糙度约0.01μm-5.00μm。
作为用于控制表面粗糙度的方法，有效的是向表面层13混入具有期望粒径的颗粒。另外，在形成表面层前后，可以进行适当的研磨处理，从而可以使得以期望的表面粗糙度形成表面层。在这种情况下，在以多层形成弹性层时，可以在形成这多个层之后进行研磨处理。另外，在形成弹性层和表面层的情况下，可以在弹性层形成之后经过研磨处理，然后形成表面层，或者可以在表面层形成之后经过研磨处理。
作为表面层13中要混入的颗粒，可以使用粒径为0.1μm～30.0μm的金属颗粒和树脂颗粒。特别地，优选富有挠性、具有相对小的比重和易于实现涂料的稳定性的树脂颗粒。这类树脂颗粒可以包括聚氨酯颗粒、尼龙颗粒、丙烯酸类颗粒和硅酮(silicone)颗粒。可以单独或者以多种的混合物的形式来使用这些颗粒中的任一种。在以多层形成表面层的情况下，可以在多个层的所有层中都引入颗粒，或者可以在多个层中的至少一层中引入颗粒。
二氧化硅颗粒
下面说明要附着至根据本发明电子照相用辊或导电性辊的表面的二氧化硅颗粒。二氧化硅颗粒可以具有约70nm以上到300nm以下的平均一次粒径。这里，平均一次粒径是根据BET比表面积的测量值所确定的等效球换算粒径。那么，可以从氮气的吸附水平，通过BET一点法确定BET比表面积。在后面给出的实例中，测量BET比表面积时使用Yuasa Ionics Co.制造的MULTISOP(商品名)。另外，在脱气温度150℃和脱气时间20分钟的条件下测量BET比表面积。由于二氧化硅颗粒具有上述范围内的平均一次粒径，所以可以防止二氧化硅颗粒在树脂层表面过度附聚，并且可以更均匀地附着至树脂层表面。
作为用于制造本发明中所使用的二氧化硅颗粒的方法，可以使用任何期望方法如干法和湿法。干法是将四氯化硅在高温下与氧气、氢气和稀释气体(例如，氮气、氩气和二氧化碳)一起燃烧以生产二氧化硅颗粒的方法。为了生产具有大粒径的二氧化硅颗粒，优选使用溶胶-凝胶法，其中使烷氧基硅烷在含水有机溶剂中在催化剂存在下进行水解和缩合反应，此后，从所获得的硅溶胶悬浊液，除去溶剂以形成凝胶，随后进行干燥以获得二氧化硅颗粒。还可以使用如下构成的细粉：将除二氧化硅颗粒以外的无机细颗粒作为核，在所述无机细颗粒的表面上用二氧化硅涂布。
根据本发明的二氧化硅颗粒可以是其表面已化学处理的颗粒。特别地，为了使得该颗粒疏水化并且控制它们的带电能力的目的，优选使用已进行疏水化处理的颗粒。疏水化处理剂可以包括以下。硅酮清漆、各种改性的硅酮清漆、硅油、各种改性的硅油、硅烷偶联剂、具有官能团的硅烷偶联剂、以及此外的有机硅化合物。可以组合使用它们中的任一个。
<根据本发明的二氧化硅颗粒附着设备>
图2是示出将本发明中所使用的二氧化硅颗粒附着至树脂层表面的设备(以下还称为“二氧化硅颗粒附着设备”)的实例的示意性结构图。如图2所示，二氧化硅颗粒附着设备20由电子照相用辊10、二氧化硅颗粒21和二氧化硅颗粒进给辊22构成。
将电子照相用辊10与二氧化硅颗粒进给辊22接触地可旋转地设置，其中二氧化硅颗粒进给辊22也可旋转。对于二氧化硅颗粒进给辊22和电子照相用辊10的芯轴，连接电动机(未示出)以使得前者可旋转驱动。
所使用的二氧化硅颗粒进给辊22可以优选具有发泡弹性层，所述发泡弹性层在芯轴周围形成，以使得发泡小室向该辊的外周面具有开口。
发泡弹性层的基材可以包括以下。橡胶原料如聚氨酯树脂、丁腈橡胶、乙烯-丙烯橡胶、乙烯-丙烯二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶橡胶、异戊二烯橡胶、天然橡胶、硅橡胶、丙烯酸类橡胶、氯丁二烯橡胶、丁基橡胶和表氯醇橡胶，或者作为用于生产这些橡胶原料的原料的单体。可以组合两种以上来使用它们中的任一个。在这些材料中，考虑到耐久性，特别优选使用聚氨酯树脂。特别地，更优选使用通过使异氰酸酯化合物与多元醇反应所获得的聚氨酯树脂。在二氧化硅颗粒进给辊22的发泡弹性层中，形成向表面开口的小室，以具有0.01mm以上至1mm以下的开口直径和在30%以上至90%以下的范围内的与发泡弹性层的表面积的面积比。优选这样是因为可以将二氧化硅颗粒稳定地进给至电子照相用辊10。
接着说明二氧化硅颗粒附着设备如何工作。
首先，使二氧化硅颗粒进给辊22处于使其上充分保持二氧化硅颗粒21的状态。其上所保持的二氧化硅颗粒的量可以优选充分大于要附着至电子照相用辊10的二氧化硅颗粒的量。大约地，前一二氧化硅颗粒的量可以是要附着至电子照相用辊10的二氧化硅颗粒的量的5倍以上至1000倍以下。接着，使要附着二氧化硅颗粒21的电子照相用辊10对着二氧化硅颗粒进给辊22设置，其中，前者对后者具有期望的侵入量(level of penetration)。电子照相用辊10对二氧化硅颗粒进给辊22的侵入量可以约为0.5mm以上至5mm以下。
此后，以期望的旋转速度，通过电动机旋转驱动二氧化硅颗粒进给辊22和电子照相用辊10，以开始向电子照相用辊10的表面层的表面附着二氧化硅颗粒21。可以根据需要选择它们的旋转速度和旋转方向。作为它们的旋转驱动，可以旋转驱动二氧化硅颗粒进给辊22和电子照相用辊10两者，或者可以将电动机连接至两者中的任一个，以使得另一个可以从动旋转。一旦经过期望的处理时间，停止它们的旋转驱动，然后将电子照相用辊10分离以完成该处理。可以通过适当调整电子照相用辊10对二氧化硅颗粒进给辊22的侵入量、二氧化硅颗粒进给辊22和电子照相用辊10的旋转速度以及处理时间来控制要附着的二氧化硅颗粒的量。
<根据本发明的二氧化硅颗粒的附着量的测量>
可以以下面的方法来测量二氧化硅颗粒的附着量。向附着了二氧化硅颗粒的辊表面贴附具有期望面积(例如，1cm×1cm)的压敏粘合带(商品名：SCOTCH MENDING TAPE；Sumitomo3M Limited生产)，以将二氧化硅颗粒剥离至该胶带。测量二氧化硅颗粒粘附至该带前后所进行的测量的压敏粘合带的重量的增加，并且还测量实际剥离二氧化硅颗粒至胶带的辊表面的面积，以计算单位面积所附着的二氧化硅颗粒的量。在一些二氧化硅颗粒残留在电子照相用辊表面的情况下，可以准备未使用过的压敏粘合带重复将任何二氧化硅颗粒剥离至该带，并且可以相加压敏粘合带的重量的增加来计算总量。这里，根据本发明的二氧化硅颗粒的附着量取作电子照相用辊表面上的任意10个点处的量的算术平均值。
<电晕放电处理设备>
关于本发明可应用的电晕放电处理设备，参考图3说明其概况。图3是示出实现本发明的电子照相用辊的制造方法和用于使导电性辊电阻变小的方法的电晕放电处理设备的实例的示意性结构图。如图3所示，电晕放电处理设备30由腔室31、电晕电流计32、高频电源33、支持部34、旋转驱动部35、电晕电极36和直流偏压电源37构成。作为实例，这一电晕放电处理设备可以包括电晕放电表面处理设备(由Kasuga Electric Works Ltd.制造)。
将被处理物电子照相用辊10置于腔室31中，并且在芯轴两端通过支持部34支持从而与电晕电极36平行地具有期望距离地配置。此外，将电子照相用辊10的芯轴通过支持部34中的一个连接至直流偏压电源37，并且连接至在另一个支持部上的旋转驱动部35。电晕电极36与腔室31电绝缘，并且进一步与输出具有期望频率的高频电力的高频电源33连接。将电晕电流计32连接在电晕电极36和高频电源33之间，因而可以测量供给至电晕放电的电流值。作为电晕电极36，为了防止发生任何异常放电，可以优选使用由供给高频电力的金属导体和包围覆盖该导体的绝缘体构成的电极。对该导体没有特别限制，只要是导电性材料即可，并且优选使用金属如Al和Cu。对该绝缘体没有特别限制，只要是绝缘材料即可，并且考虑到耐久性，优选使用陶瓷。在本发明中，可以从直流偏压电源37向电子照相用辊10的导电性芯轴施加任何期望的偏压。
接着说明电晕放电处理设备如何工作。首先，将要进行电晕放电处理的电子照相用辊10置于期望的位置。接着，以期望的旋转数旋转电子照相用辊10。然后，从直流偏压电源37向电子照相用辊10的导电性芯轴施加任何期望的偏压。此后，从高频电源33向电晕电极36供给期望的高频电力，以引起电子照相用辊10和电晕电极36之间的电晕放电，从而开始该处理。一旦经过期望的处理时间，停止电力供给和旋转驱动，然后取出电子照相用辊10以完成该处理。
可以在优选适当控制以使得能够成功地使电阻按照希望变小的条件下，进行电晕放电。可以进行电晕放电处理的时间为：为了成功地使电阻按照希望变小而优选适当选择的时间。更具体地说，可以优选进行该处理从30秒以上至300秒以下的时间。如优选的，由于进行该处理不短于30秒，所以在外周方向上可以获得均匀处理的效果。另外，如优选的，由于进行该处理不超过300秒，所以可以防止弹性层由于任何过度升温而受到破坏。在使得发生电晕放电时，可以将腔室31内设置为任何压力而没有任何特别限制。为了使得电晕放电期间带电颗粒的密度更高从而以良好效率来进行该处理，优选在92kPa～111kPa的大气压附近的压力下形成电晕放电来进行该处理。
作为要向电晕电极36供给的高频电力，优选适当选择其频率和要施加的电力。具体地说，频率可以优选在1kHz～3GHz的范围内。另外，在使得在大气中发生电晕放电的情况下，由于可以稳定形成电晕放电，频率可以优选1kHz～15MHz，特别地5kHz～100kHz。要施加的电力依赖于如何设置该设备和使得发生电晕放电的区域，并且没有特别限制，但是可以优选设置高电力，只要不会发生任何异常放电和不会导致过分升温即可。这是因为，可以在短时间内实现使得电阻变小。
在本发明中，优选从直流偏压电源37向电子照相用辊10的导电性芯轴施加正偏压来进行电晕放电处理。具体地说，可以优选施加的范围为+10V～+300V。如优选的，由于其不小于+10V，所以可以将二氧化硅颗粒以高密度保持在辊表面上。如优选的，由于其不高于+300V，所以可以防止发生任何异常放电。
电晕电极36和电子照相用辊10在它们之间可以是任何距离而没有任何特别限制，只要在长度方向上是大体均一的即可。可以根据要使用的电源频率在适当范围内选择它们之间的距离，从而稳定地形成电晕放电。通常，可以优选将它们之间的距离设置成1mm～10mm。如优选的，由于设置该距离不小于1mm，所以可以防止发生任何异常放电。另外，如优选的，由于设置该距离不大于10mm，所以可以均匀地形成电晕放电。优选在旋转电子照相用辊10的同时，沿周向均匀地进行电晕放电处理。可以优选以约60rpm以上至3000rpm以下的旋转数旋转电子照相用辊10。
<电阻测量仪器>
通过使用图4所示的电阻测量仪器40可以确认使得电子照相用辊的电阻变小。如图4所示，电阻测量仪器40由金属电极41、连接至电子照相用辊10的芯轴11的直流电源42以及各自连接至金属电极41的内部电阻43和伏特计44构成。将金属电极41设置成沿其整个长度方向与电子照相用辊10接触。通过驱动电动机(未示出)可旋转地驱动金属电极41。作为直流电源42，使用小型电源PL-650-0.1(商品名；由Matsusada Precision Inc.制造)。另外，作为伏特计44，使用数字万用表(商品名：FLUKE 83；由Fluke Corporation制造)。
接着说明用于操作电阻测量仪器40的程序。在被置于温度23℃和湿度50%RH的环境下的电阻测量仪器40中，使电子照相用辊10置于在规定负载下与金属电极41接触的状态。将该负载设置在芯轴11的两端，每一端负载500g，即总共负载1kg。接着，旋转地驱动金属电极41，并且调整其旋转数，以使得从动旋转的电子照相用辊10的旋转数可以达到32rpm。通过直流电源42向芯轴11施加电压50V。在该时刻，以下面的方式测量电子照相用辊10在其两端部和中间部处的电阻值。利用伏特计44测量连接至金属电极41的内部电阻43的两端处的电压Vr。可以适当选择内部电阻43的电阻值R(Ω)，以使得利用伏特计44所测量的电压可以达到0.1V～1V。测量电压Vr(V)取作施加电压后过去3秒时的这3秒的电压的平均值。根据下面的公式(2)求出电子照相用辊10的电阻值Rr(Ω)。
公式(2)
Rr=R×(50/Vr-1)
<电子照相图像形成设备和电子照相处理盒>
使用该电子照相用辊作为充电构件和显影构件中至少一个的电子照相图像形成设备具有在其上要形成静电潜像的感光构件、使感光构件带静电的充电构件和显影在感光构件上所形成的静电潜像的显影构件。参考图5说明安装有本发明的电子照相用辊的电子照相图像形成设备的实例。图5示出本发明的这类电子照相图像形成设备的实例。如图5所示，电子照相图像形成设备500设置有针对黄色调色剂、品红色调色剂、青色调色剂和黑色调色剂的各色调色剂中的每一个所设置的图像形成单元a、b、c和d。各图像形成单元各自设置有沿箭头方向旋转的作为静电潜像承载构件的感光构件501。各感光构件围绕其设置有用于使感光构件均匀带静电的充电设备507、使通过均匀带电这样处理后的感光构件暴露于激光束506以在其上形成静电潜像的曝光装置、以及向其上形成了静电潜像的感光构件进给调色剂以显影静电潜像的显影设备505。同时，设置传送借助于进纸辊519所进给的记录材料518如纸张的转印传送带516处于将其置于驱动辊512、从动辊517和张力辊515上的状态。对于转印传送带516，通过吸引辊520施加来自吸引偏压电源521的电荷，从而使得可以在保持其静电吸引至该带表面的状态下传送记录材料518。还设置转印偏压电源514，其施加用于将各图像形成单元中的感光构件上的调色剂图像转印至通过转印传送带516所传送的记录材料518的电荷。通过设置在转印传送带516背面的转印辊513施加转印偏压。使得在各图像形成单元中所形成的各色调色剂图像依次叠加转印至通过转印传送带516所传送的记录材料518，所述转印传送带516与图像形成单元的操作同步地被驱动。这类彩色电子照相图像形成设备还设置有定影设备511和传送设备(未示出)，其中所述定影设备511通过加热等将被叠加转印至记录材料的调色剂图像定影，所述传送设备将其上形成了定影图像的记录材料传送至设备外部。同时，各图像形成单元设置有具有清洁刮板的清洁设备508，其中，利用所述清洁刮板除去各感光构件上没有被转印所残留的任何转印残留调色剂以清洁该表面。此外，各图像形成单元还设置有接受从感光构件上刮下的调色剂的废调色剂容器(未示出)。使这样清洁后的感光构件处于可进行图像形成的状态以准备下一图像形成。
各图像形成单元中设置的显影设备505设置有其中保持非磁性调色剂作为单组分显影剂的调色剂容器503和显影辊10，其中设置显影辊10以关闭调色剂容器的开口，并且将显影辊10以在该辊露出调色剂容器的部分对着感光构件的方式设置。调色剂容器其中设置有调色剂进给辊502和由SUS304不锈钢制成的显影剂调节刮板504。设置调色剂进给辊502以将调色剂进给至显影辊，并且同时刮掉在显影之后未使用而残留在显影辊上的调色剂。设置显影剂调节刮板504是为了以薄层形式在显影辊上形成调色剂并且还使其摩擦带电。将这些构件各自设置成与显影辊10接触。将显影剂调节刮板偏压电源509连接至显影剂调节刮板504，并且将显影辊偏压电源510连接至显影辊，其中，在形成图像时，向各显影剂调节刮板504和显影辊10施加电压。将从显影剂调节刮板偏压电源509输出的电压设置成比从显影辊偏压电源510输出的电压低50V～400V。可以考虑到要进给至显影辊10的显影剂的量和摩擦带电量来设置电压差。
使用电子照相用辊作为充电构件和显影构件中至少一个的电子照相处理盒具有在其上要形成静电潜像的感光构件、使感光构件带静电的充电构件和显影在感光构件上所形成的静电潜像的显影构件。可以以可拆卸地安装至电子照相图像形成设备主体的形式来使用电子照相处理盒。图6示出具有本发明显影辊的处理盒的截面图。处理盒600具有显影设备505、感光构件501和清洁设备508，将它们连接在一起并且设置成可拆卸地安装至电子照相图像形成设备的主体。
实施例
下面通过给出实施例和比较例更加详细地说明本发明。
实施例1
电子照相用辊的制造
根据下面的程序制造电子照相用辊，所述电子照相用辊具有圆柱状导电性芯轴，并且在导电性芯轴周围形成均为单层的作为覆盖层的弹性层和作为表面层的树脂层。作为导电性芯轴，使用由US304不锈钢制成的直径6mm且长度279mm的芯轴。作为弹性层的材料，以下面的方法准备液体硅橡胶。首先，混合表2所示的材料以制备液体硅橡胶的基础材料。
(表2)
Figure BDA00001796543100211
接着，以质量比1:1混合通过将上述基础材料与痕量作为硫化催化剂的铂化合物(购自Dow Corning Toray Silicone Co.,Ltd.，Pt浓度：1%)共混所制备的物质和通过将上述基础材料与3质量份的有机氢聚硅氧烷(organohydrogenpolysiloxane)(购自Dow Corning Toray Silicone Co.,Ltd.，重均分子量：500)，以获得液体硅橡胶。
将导电性芯轴置于内径12mm的圆筒状模具的中央，并且通过其注入口将上述液体硅橡胶注入圆筒状模具，然后通过在温度120℃下加热5分钟固化，随后冷却至室温。此后，使与导电性芯轴一体的弹性层脱模。进一步在温度150℃下对其进行加热4小时，以完成固化反应，从而在导电性芯轴的外周上设置有主要由硅橡胶构成的厚度3mm的弹性层。
接着，使弹性层在其表面进行准分子处理。更具体地，在导电性芯轴随着旋转轴以30rpm旋转的同时，通过使用能够发射波长172nm的紫外线的毛细管准分子灯(由Harison ToshibaLighting Corporation制造)并且以弹性层表面上的积分光量达到120mJ/cm2的方式利用紫外线照射弹性层表面。在该照射期间，将弹性层表面和准分子灯之间的距离设置成2mm。在已进行准分子处理的弹性层表面上，形成树脂层。作为树脂层的材料，使用表3所示的这些材料。
(表3)
Figure BDA00001796543100221
将表3所示的材料逐步混合在甲基乙基酮溶剂中，然后使其在氮气气氛下在80度下反应6小时。结果，获得具有重均分子量Mw为10000、羟值为20.0(mg·KOH/g)和分子量分散度Mw/Mn为2.9和Mz/Mw为2.5的双官能聚氨酯预聚物。
向100.0质量份的该聚氨酯预聚物中，添加35.0质量份的异氰酸酯(商品名：COLONATE 2521，购自Nippon PolyurethaneIndustry Co.,Ltd.)以使得NCO当量为1.4。此外，NCO当量是示出异氰酸酯化合物中的异氰酸酯基的摩尔数与多元醇组分中羟基的摩尔数的比([NCO]/[OH])的NCO当量。此外，添加21.0质量份的炭黑(商品名：#1000；pH:3.0；购自Mitsubishi ChemicalCorporation)。向所获得的原料液体混合物中，添加有机溶剂以将其固成分调整成20质量%，从而使得可获得层厚度约15μm的膜。此外，向其添加35.0质量份的聚氨酯树脂颗粒(商品名：C400Transparent；粒径:14μm；购自Negami Chemical Industrial Co.,Ltd.)，并且使其均匀分散混合，以获得树脂层形成用涂料。在该涂料中，浸渍具有如上所述在其上形成的弹性层的导电性芯轴，此后将其拉出，然后自然干燥，以形成弹性层表面上的涂料的涂膜。接着，在温度140℃下加热具有在其表面上形成涂膜的弹性层的导电性芯轴60分钟，以固化涂膜从而形成层厚度15.0μm的树脂层。此外，与导电性芯轴垂直地切割所形成的覆盖层的两个端部以将覆盖层的长度调整成235mm。由此，制造外径约12mm、覆盖层长度235mm、并且根据JIS B0601:1994的表面粗糙度标准中心线平均粗糙度Ra为1.7μm的电子照相用辊。此外，利用先前所述的电阻测量仪器测量如此制造的电子照相用辊的电阻值。结果，发现电阻值为5.0×105Ω。
电子照相用辊的使用
使用如此获得的电子照相用辊作为显影辊，在电子照相图像形成设备(商品名：COLOR LASER JET 3600；由Hewlett-Packard Co.制造)上再现图像。准备黑色专用盒作为电子照相处理盒，并且仅在将显影剂调节刮板504更换成由SUS304不锈钢制成的厚度100μm的显影剂调节刮板之后才使用。将其保持在温度15.0℃并且湿度10%RH的环境下24小时。此后，将该电子照相处理盒安装至电子照相图像形成设备的主体，并且在温度15.0℃并且湿度10%RH的环境下再现打印率1％的图像，直到盒中残留的显影剂达到20g为止。这里，在使用时向显影剂调节刮板504，从显影剂调节刮板偏压电源509施加比从显影辊偏压电源510输出的电压低200V的电压。通过吹气除去在使用之后附着至电子照相用辊表面的显影剂源的任何沉积物，此后使用压敏粘合带(商品名：SCOTCH MENDINGTAPE；购自Sumitomo 3M Limited)清洁整个辊表面。为了清洁辊表面，重复清洁该表面直到压敏粘合带不再被沉积物着色为止。此后，利用先前所述的电阻测量仪器测量使用后的电子照相用辊的电阻值。结果，发现使用后的电子照相用辊的电阻值(R1)是2.0×107Ω。因此，确认作为其在通过利用电子照相图像形成设备再现图像时使用的结果，电阻变大。
向电子照相用辊附着二氧化硅颗粒
接着，使用先前所述的二氧化硅颗粒附着设备，将二氧化硅颗粒附着至使用后的电子照相用辊的表面层。在二氧化硅颗粒附着设备中，设置使得均匀保持平均一次粒径为100nm的二氧化硅颗粒的二氧化硅颗粒进给辊，此外，设置使用后的电子照相用辊以致对二氧化硅颗粒进给辊的侵入量达到2mm。作为二氧化硅颗粒进给辊的发泡弹性层，使用下面的发泡弹性层，其中向表面开口的小室具有平均开口直径0.1mm，并且与发泡弹性层的表面积的面积比是50%。此后，通过连接至各二氧化硅颗粒进给辊和电子照相用辊的电动机，沿图2的箭头方向旋转地驱动使用后的二氧化硅颗粒进给辊和电子照相用辊，以将二氧化硅颗粒附着至使用后的电子照相用辊的表面。这里，分别以30rpm和120rpm的旋转数旋转地驱动二氧化硅颗粒进给辊和使用后的电子照相用辊10秒。结果，以0.020mg/cm2的量将二氧化硅颗粒附着至电子照相用辊。
电子照相用辊的电晕放电处理
接着，通过使用先前所述的电晕放电处理设备，使表面层附着了二氧化硅颗粒的电子照相用辊的表面进行电晕放电处理。在电晕放电处理设备中，将电子照相用辊设置为其与电晕电极之间距离为2mm。使用由Al制成其导体并且由陶瓷制成其绝缘体的电晕电极。此后，以旋转数600rpm旋转驱动电子照相用辊。接着，向导电性芯轴保持施加正偏压+100V，然后在大气压下并且以施加电力200w供给10kHz的高频电力，使得发生电晕放电来对电子照相用辊的表面层进行电晕放电处理30秒。此后，利用先前所述的电阻测量仪器测量已进行电晕放电处理的电子照相用辊的电阻(R2)。结果，电阻(R2)为5.0×105Ω。这里，将用于降低电阻的处理之后的电阻(R2)除以电晕放电处理之前的电阻(R1)来计算电阻的降低率R2/R1。在该实施例中，发现电阻的降低率R2/R1为0.0250。从R2/R1的值小于1.000的事实，能够确认用于降低电阻的处理能够使得表面层的电阻降低。作为用于降低电阻的处理的程度，可以将R2/R1的值作为标准，其可以优选在0.002以上至0.05以下的范围内。由于不小于0.002，所以在形成图像时，可以防止由漏电所导致的任何图像缺陷。由于不大于0.05，所以在形成图像时可以防止图像的浓度的变化。并且更优选在0.005以上至0.04以下的范围内。
电子照相图像形成设备的评价
图像浓度变化的评价
接着，再次使用降低了电阻的电子照相用辊作为显影辊，并且通过使用相同的电子照相图像形成设备来评价图像。同样准备黑色专用盒作为电子照相处理盒，并且仅在将显影剂调节刮板504更换成由SUS304不锈钢制成的厚度100μm的显影剂调节刮板之后才使用。将其保持在温度15℃并且湿度10％RH的环境下24小时。此后，将该电子照相处理盒安装至电子照相图像形成设备的主体，并且在温度15℃并且湿度10%RH的环境下连续再现10张实黑图像来对图像浓度的任何变化进行评价。这里，在该评价中同样，在使用时向显影剂调节刮板504，从显影剂调节刮板偏压电源509施加比从显影辊偏压电源510输出的电压低200V的电压。对于图像浓度变化，使用反射浓度计(商品名：GretagMacbeth RD-918；由GretagMacbeth Ag.制造)来测量第一张和第10张上的反射浓度，并且将它们之间的差作为图像浓度的变化值。在整个图像表面上的任意9个点处测量反射浓度，并且将它们的平均值作为反射浓度。在使用电阻保持变大的电子照相用辊作为显影辊来连续再现实黑图像的情况下，电子照相用辊的表面电位逐渐变高，因此图像浓度不可避免地变化。因此，可以使用图像浓度的变化值作为使得电子照相用辊电阻变小的指标。对于图像浓度的变化值，根据表4所示的标准进行评价。这里认为，图像浓度的变化值越小，则获得的降低电阻的效果越好。另外，下面的评价等级A和B示出图像浓度的任何变化目视不可察觉的水平。另一方面，下面的评价等级C和D示出目视可以明显察觉的图像浓度的变化的水平。
(表4)
  等级
  A   小于0.03
  B   不小于0.03至小于0.05
  C   不小于0.07至小于0.10
  D   不小于0.10
漏电的评价
接着，在温度15℃并且湿度10%RH的相同环境下，通过使用与上述相同的电子照相处理盒和相同的电子照相图像形成设备再现半色调图像，以对漏电进行评价。在该评价中，在使用时向显影剂调节刮板504，从显影剂调节刮板偏压电源509施加比从显影辊偏压电源510输出的电压低250V的电压。如果因为用于使电阻变小的处理期间的放电而发生短路漏电的现象，则趋于发生由在形成图像时显影辊偏压变化的漏电现象所导致的图像缺陷。尤其在向显影剂调节刮板施加刮板偏压以提供与显影偏压的电位差的情况下，漏电电流可能流动以使得显影偏压变化而趋于导致横线状图像缺陷。因此，可以使用这类横线的程度作为通过使电子照相用辊的电阻变小所导致的漏电的任何不利影响的指标。为了对漏电进行评价，目视判断在半色调图像上是否出现任何横线，此后，利用反射浓度仪(商品名：GretagMacbeth RD918；由GretagMacbeth Ag.制造)来测量横线区域和正常区域之间的浓度差，以根据表5所示的标准来进行评价。这里，下面的评价等级A和B示出实际使用没有问题的水平。另一方面，下面的评价等级C和D示出目视可清晰察觉的浓度差。
(表5)
  等级
  A   可见任何横线。
  B   可见横线。浓度差小于0.03。
  C   可见横线。浓度差为0.05以上至小于0.1。
  D   可见横线。浓度差为0.1以上。
表6示出上述的评价的结果。
比较例1
以与实施例1相同的方法制造电子照相用辊，并且同样用于电子照相图像形成设备中。使用后的电子照相用辊的电阻值R1为2.0×107Ω。接着，除不进行二氧化硅颗粒附着和电晕放电处理两者以外，以与实施例1相同的方法评价该辊。评价时的电阻值R2为2.0×107Ω。
比较例2
以与实施例1相同的方法制造电子照相用辊，并且同样用于电子照相图像形成设备中。使用后的电子照相用辊的电阻值R1为2.0×107Ω。接着，除不进行二氧化硅颗粒附着而仅进行电晕放电处理以外，以与实施例1相同的方法评价该辊。电晕放电处理之后的电阻值R2为2.0×104Ω。
实施例2
以与实施例1相同的方法制造电子照相用辊，并且同样用于电子照相图像形成设备中。使用后的电子照相用辊的电阻值R1为2.0×107Ω。接着，除二氧化硅颗粒的附着量改变为0.003mg/cm2、并且然后进行电晕放电处理以外，以与实施例1相同的方法评价该辊。电晕放电处理之后的R2为8.0×104Ω。
实施例3
以与实施例1相同的方法制造电子照相用辊，并且同样用于电子照相图像形成设备中。使用后的电子照相用辊的电阻值R1为2.0×107Ω。接着，除将二氧化硅颗粒的附着量改变为0.005mg/cm2、并且然后进行电晕放电处理以外，以与实施例1相同的方法评价该辊。电晕放电处理之后的R2为1.0×105Ω。
实施例4
以与实施例1相同的方法制造电子照相用辊，并且同样用于电子照相图像形成设备中。使用后的电子照相用辊的电阻值R1为2.0×107Ω。接着，除将二氧化硅颗粒的附着量改变为0.020mg/cm2、并且然后进行电晕放电处理以外，以与实施例1相同的方法评价该辊。电晕放电处理之后的R2为3.0×105Ω。
实施例5
以与实施例1相同的方法制造电子照相用辊，并且同样用于电子照相图像形成设备中。使用后的电子照相用辊的电阻值R1为2.0×107Ω。接着，除将二氧化硅颗粒的附着量改变为0.100mg/cm2、并且然后进行电晕放电处理以外，以与实施例1相同的方法评价该辊。电晕放电处理之后的R2为8.0×105Ω。
实施例6
以与实施例1相同的方法制造电子照相用辊，并且同样用于电子照相图像形成设备中。使用后的电子照相用辊的电阻值R1为2.0×107Ω。接着，除将二氧化硅颗粒的附着量改变为0.150mg/cm2、并且然后进行电晕放电处理以外，以与实施例1相同的方法评价该辊。电晕放电处理之后的R2为1.0×106Ω。
实施例7
以与实施例1相同的方法制造电子照相用辊，并且同样用于电子照相图像形成设备中。使用后的电子照相用辊的电阻值R1为2.0×107Ω。接着，除将二氧化硅颗粒的附着量改变为0.003mg/cm2、并且在向导电性芯轴施加正偏压+10V下进行电晕放电处理以外，以与实施例1相同的方法评价该辊。电晕放电处理之后的R2为4.0×105Ω。
实施例8
以与实施例1相同的方法制造电子照相用辊，并且同样用于电子照相图像形成设备中。使用后的电子照相用辊的电阻值R1为2.0×107Ω。接着，除将二氧化硅颗粒的附着量改变为0.003mg/cm2、并且在向导电性芯轴施加正偏压+100V下进行电晕放电处理以外，以与实施例1相同的方法评价该辊。电晕放电处理之后的R2为5.0×105Ω。
实施例9
以与实施例1相同的方法制造电子照相用辊，并且同样用于电子照相图像形成设备中。使用后的电子照相用辊的电阻值R1为2.0×107Ω。接着，除将二氧化硅颗粒的附着量改变为0.003mg/cm2、并且在向导电性芯轴施加正偏压+300V下进行电晕放电处理以外，以与实施例1相同的方法评价该辊。电晕放电处理之后的R2为5.0×105Ω。
实施例10
以与实施例1相同的方法制造电子照相用辊，并且同样用于电子照相图像形成设备中。使用后的电子照相用辊的电阻值R1为2.0×107Ω。接着，除将二氧化硅颗粒的附着量改变为0.003mg/cm2、并且在向导电性芯轴施加正偏压-100V下进行电晕放电处理以外，以与实施例1相同的方法评价该辊。电晕放电处理之后的R2为8.0×104Ω。
实施例11
从电子照相图像形成设备(商品名：COLOR LASER JET3600；由Hewlett-Packard Co.制造)的黑色专用盒，取出其充电辊，并且作为电子照相用辊来进行评价。该充电辊具有导电性芯轴以及包含树脂和分散在树脂中的炭黑的导电性表面层，并且在使用之前电阻值为2.0×105Ω。将其再次作为充电辊安装在黑色专用盒中，其中，仅将显影剂调节刮板更换成如实施例1一样的显影剂调节刮板，并且在与实施例1相同的条件下再现图像。在作为充电辊使用后的电子照相用辊的R1为5.0×106Ω。因此，确认作为通过使用电子照相图像形成设备在再现图像中的使用的结果，电阻变大。接着，以与实施例1相同的方法，以相同的量0.020mg/cm2向电子照相用辊的表面附着二氧化硅颗粒，此后在与实施例1相同的条件下使该表面进行电晕放电处理。电晕放电处理之后的R2为2.0×105Ω。因此，获知能够使得表面层电阻变小。接着，再次使用使得电阻变小的电子照相用辊作为充电辊，并且以与实施例1相同的方法通过使用相同的电子照相图像形成设备来评价图像。同样重新准备黑色专用盒作为电子照相处理盒，并且仅在将显影剂调节刮板504更换成由SUS304不锈钢制成的厚度为100μm的显影剂调节刮板之后才使用。
在使用电阻变大的电子照相用辊作为充电辊来连续再现实黑图像的情况下，感光构件的表面电位逐渐变高，因此图像浓度不可避免地变化。因此，可以使用图像浓度的变化值作为用于使电子照相用辊的电阻变小的指标。根据与实施例1相同的标准进行对图像浓度变化的评价。
如果在用于使电阻变小的处理期间由于放电而发生短路漏电的现象，则趋于发生由在形成图像时鼓电位变化的漏电现象所导致的横线状图像缺陷。因此，可以使用这类横线线的程度作为由使得电子照相用辊的电阻变小所引起的漏电的任何不利影响的指标。根据实施例1相同的标准进行对漏电的评价。
比较例3
以与实施例11相同的方法取出充电辊，并且作为电子照相用辊对其进行评价。其使用前的电阻值为2.0×105Ω。如实施例11一样，作为充电辊使用后的电子照相用辊的R1为5.0×106Ω。接着，除不进行二氧化硅颗粒附着和电晕放电处理以外，以与实施例11相同的方法评价该辊。评价时的R2为5.0×106Ω。
比较例4
以与实施例11相同的方法取出充电辊，并且作为电子照相用辊对其进行评价。其使用前的电阻值为2.0×105Ω。如实施例11一样，作为充电辊使用后的电子照相用辊的R1为5.0×106Ω。接着，除在不附着二氧化硅颗粒的情况下进行电晕放电处理以外，以与实施例1相同的方法评价该辊。电晕放电处理之后的R2为4.0×103Ω。
实施例12
如实施例1一样，制造具有圆柱状导电性芯轴、并且在导电性芯轴周围设置均为单层的作为覆盖层的弹性层以及树脂层的辊。除将树脂层中使用的炭黑(商品名：#1000；pH:3.0；购自Mitsubishi Chemical Corporation)的添加量改变成16.0质量份以外，在与实施例1相同的条件下进行制造。所制造的辊的电阻值R1为3.0×107Ω。接着，进行用于使树脂层电阻变小的处理来形成表面层，从而获得电子照相用辊。这里，除在以与实施例1相同的方法以0.020mg/cm2的量向辊表面附着二氧化硅颗粒之后，不向导电性芯轴施加任何偏压以外，在与实施例1相同的条件下进行电晕放电处理。电晕放电处理之后的辊的R2为5.0×105Ω。因此，可知能够使得树脂层的电阻变小。
接着，使用如此获得的辊作为显影辊，以与实施例1相同的方法进行通过使用电子照相图像形成设备的评价。在使用电阻变大的电子照相用辊作为显影辊来连续再现实黑图像的情况下，电子照相用辊的表面电位逐渐变高，因此图像浓度不可避免地变化。因此，可以使用图像浓度的变化值作为用于使得电子照相用辊电阻变小的指标。根据实施例1相同的标准进行图像浓度变化的评价。
如果在用于使电阻变小的处理期间由于放电而发生短路漏电的现象，则趋于发生由在形成图像时显影辊偏压变化的漏电现象所导致的图像缺陷。尤其在向显影剂调节刮板施加刮板偏压以提供与显影偏压的电位差的情况下，漏电电流可能流动使得显影偏压变化而趋于导致横线状图像缺陷。因此，可以使用这类横线线的程度作为通过使得电子照相用辊的电阻变小所导致的漏电的任何不利影响的指标。根据实施例1相同的标准进行对漏电的评价。
比较例5
如实施例12一样，制造具有圆柱状导电性芯轴、并且在导电性芯轴周围设置均为单层的作为覆盖层的弹性层和树脂层的辊。所制造的辊的R1为3.0×107Ω。接着，除不进行二氧化硅颗粒的附着和电晕放电处理以外，以与实施例12相同的方法，通过使用电子照相图像形成设备评价该辊。评价时的R2为3.0×107Ω。
比较例6
如实施例12一样，制造具有圆柱状导电性芯轴、并且在导电性芯轴周围设置均为单层的作为覆盖层的弹性层和树脂层的辊。所制造的辊的R1为3.0×107Ω。接着，除在不附着二氧化硅颗粒的情况下进行电晕放电处理以外，以与实施例12相同的方法，通过使用电子照相图像形成设备评价该辊。电晕放电处理之后的R2为2.0×104Ω
实施例13
如实施例12一样，制造具有圆柱状导电性芯轴、并且在导电性芯轴周围设置均为单层的作为覆盖层的弹性层和树脂层的辊。所制造的辊的R1为3.0×107Ω。接着，除以改变成0.003mg/cm2的量附着二氧化硅颗粒、并且然后进行电晕放电处理以形成表面层以外，以与实施例12相同的方法评价该辊。电晕放电处理之后辊的R2为7.0×104Ω。
实施例14
如实施例12一样，制造具有圆柱状导电性芯轴、并且在导电性芯轴周围设置均为单层的作为覆盖层的弹性层和树脂层的辊。所制造的辊的R1为3.0×107Ω。接着，除以改变成0.005mg/cm2的量附着二氧化硅颗粒、并且然后进行电晕放电处理以形成表面层以外，以与实施例12相同的方法评价该辊。电晕放电处理之后辊的R2为3.0×105Ω。
实施例15
如实施例12一样，制造具有圆柱状导电性芯轴、并且在导电性芯轴周围设置均为单层的作为覆盖层的弹性层和树脂层的辊。所制造的辊的R1为3.0×107Ω。接着，除以改变成0.100mg/cm2的量附着二氧化硅颗粒、并且然后进行电晕放电处理以形成表面层以外，以与实施例12相同的方法评价该辊。电晕放电处理之后辊的R2为6.0×105Ω。
实施例16
如实施例12一样，制造具有圆柱状导电性芯轴、并且在导电性芯轴周围设置均为单层的作为覆盖层的弹性层和树脂层的辊。所制造的辊的R1为3.0×107Ω。接着，除以改变成0.200mg/cm2的量附着二氧化硅颗粒、并且然后进行电晕放电处理以形成表面层以外，以与实施例12相同的方法评价该辊。电晕放电处理之后辊的R2为1.0×106Ω。表6示出实施例1～16和比较例1～6的评价结果。
(表6)
Figure BDA00001796543100351
在实施例1～11中得到以下发现。向作为使用结果而电阻变大的电子照相用辊的表面层附着二氧化硅颗粒并然后使附着了二氧化硅颗粒的表面层进行电晕放电处理，使得表面层的电阻变小，从而使得能够获得可以再使用的再生电子照相用辊。在实施例12～16中得到以下发现。向树脂层表面附着二氧化硅颗粒、并然后使附着了二氧化硅颗粒的树脂层的表面进行电晕放电处理以使得树脂层的电阻变小来形成表面层，使得能够获得可以满意地形成良好图像的电子照相用辊。在实施例1～16中发现，使附着了二氧化硅颗粒的表面层进行电晕放电处理可以使得导电性辊的电阻变小。通过表6及实施例1、实施例3～5、实施例11～12和实施例14～15发现，附着0.005mg/cm2～0.100mg/cm2的量的二氧化硅颗粒可以毫无困难地有效使得辊的电阻变小。通过表6和实施例7～9还进一步发现，在向导电性芯轴施加正偏压下进行电晕放电处理可以毫无困难地有效使得辊的电阻变小。
附图标记列表
30电晕放电处理设备
31腔室
32电晕电流计
33高频电源
34支持部
35旋转驱动部
36电晕电极
37直流偏压电源
本申请要求2009年12月21日提交的日本专利申请2009-288940的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

Claims (4)

1.一种电子照相用辊的制造方法，
所述辊包括：
导电性芯轴；以及
导电性表面层，所述导电性表面层包括树脂和分散在所述树脂中的炭黑，
所述制造方法包括以下步骤：
(1)在所述导电性芯轴的周围形成包含树脂和分散在所述树脂中的炭黑的树脂层；
(2)在所述树脂层的表面上附着二氧化硅颗粒；以及
(3)对附着了所述二氧化硅颗粒的所述树脂层的表面进行电晕放电处理。
2.一种再生电子照相用辊的制造方法，其包括以下步骤：
使二氧化硅颗粒附着在电子照相用辊的表面上，所述辊设置有导电性芯轴和表面层，所述表面层包含树脂和分散在所述树脂中的炭黑；以及
对附着了所述二氧化硅颗粒的所述辊的表面进行电晕放电处理。
3.一种用于降低导电性辊的电阻的方法，其包括以下步骤：
使二氧化硅颗粒附着在导电性辊的表面上，所述辊设置有导电性芯轴和表面层，所述表面层包含树脂和分散在所述树脂中的炭黑；以及
使附着了所述二氧化硅颗粒的所述导电性辊的表面进行电晕放电处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述电晕放电处理包括向所述导电性芯轴施加正偏压的步骤。
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