CN105372962B

CN105372962B - 导电性辊和图像形成装置

Info

Publication number: CN105372962B
Application number: CN201510350876.3A
Authority: CN
Inventors: 铃木大二朗
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2014-08-08
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2021-02-12
Anticipated expiration: 2035-06-23
Also published as: JP2016038511A; US9470998B2; CN105372962A; JP6275586B2; US20160041491A1

Abstract

本发明的课题在于提供一种导电性辊和使用了该导电性辊的图像形成装置，该导电性辊不混配昂贵的盐或会产生各种问题的电子导电性的导电剂，或者即便在混配电子导电性的导电剂的情况下，也可以将其混配比例抑制到不产生上述各种问题的范围内，并且可以与现状相比低电阻化。导电性辊(1)是在由离子导电性的弹性材料构成的筒状的基层(4)的外周面(5)层积表层(6)而成的，基层的辊电阻值R₁(Ω)和表层的外周面(7)的表面电阻值R₂(Ω)满足下述所有条件。图像形成装置组装了上述导电性辊作为带电辊。logR₁－logR₂≥2.5 (1)logR₁≤7.0 (2)logR₂≤4.0 (3)

Description

导电性辊和图像形成装置

技术领域

本发明涉及在利用电子照相法的图像形成装置中特别作为带电辊使用的导电性辊和使用了该导电性辊的图像形成装置。

背景技术

例如在激光打印机、静电式复印机、普通纸传真机装置或它们的复合设备等利用电子照相法的图像形成装置中，大体上经过下述工序而在纸或塑料膜等纸张的表面形成图像。

首先，使具有光导电性的感光体的表面在带同样电的状态下曝光，在该表面形成与形成图像对应的静电潜像(带电工序→曝光工序)。

接下来，使作为微小的着色颗粒的调色剂在预先带有特定电位的电的状态下与感光体的表面接触。于是，调色剂根据静电潜像的电位图案而选择性地附着于感光体的表面，该静电潜像被显影成调色剂像(显影工序)。

接下来，将调色剂像转印至纸张的表面(转印工序)，进而使其定影(定影工序)，从而在该纸张的表面形成图像。

另外，对于转印了调色剂像后的感光体，例如利用清洁刮板等除去残留于其表面的调色剂等，准备用于下次图像形成(清洁工序)。

在上述中的带电工序中，为了使感光体的表面同样地带电，使用与该感光体的表面接触的带电辊。

作为带电辊，下述导电性辊等正在普及，其利用赋予了导电性的橡胶组合物的交联物形成至少与感光体的表面接触的外周面，并进行了低电阻化。

作为成为该导电性辊的原料的橡胶组合物，例如一般使用在至少包含环氧氯丙烷橡胶等离子导电性橡胶和二烯系橡胶的橡胶成分中混配用于使上述橡胶成分交联的交联成分等、从而赋予了离子导电性的物质等。

另外，为了使导电性辊进一步低电阻化，有时也在上述橡胶组合物中混配具有氟基和磺酰基的阴离子与金属元素的阳离子的盐、离子液体(专利文献1等)，或者混配导电性碳。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-97117号公报

专利文献2：日本专利第5063663号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，为了将上述阳离子与阴离子的盐混配至橡胶组合物中而将导电性辊整体低电阻化，需要大量的盐，而且该盐的价格高，因此存在导致导电性辊的成本提高的问题。此外，即便大量混配该盐，能够低电阻化的范围也存在界限(10^4.8Ω左右)，这以上的低电阻化很困难。

在混配电子导电性的导电剂、例如导电性碳的情况下，可以超过上述界限进一步低电阻化，但是，此时具有导电性辊的辊电阻值的电压依赖性增大而该导电性辊的操作困难的问题。而且，通过添加导电性碳，导电性辊的电阻值迅速降低，因此还具有难以将该导电性辊调整为任意的电阻值的问题。此外，混配了导电性碳的导电性辊硬，因此例如在作为带电辊使用的情况下，还具有下述问题：难以追随感光体的表面的凹凸，无法使该感光体同样地带电，容易发生带电不均等。

专利文献2中记载了下述内容：为了使感光体稳定地带电，防止形成图像发生模糊，在导电性辊的外周面形成包含石墨、碳分散体的表层。但是，在上述现有的构成的表层中，难以将导电性辊进一步低电阻化。

本发明的目的在于提供一种导电性辊和使用了该导电性辊的图像形成装置，该导电性辊不混配昂贵的盐或会产生各种问题的电子导电性的导电剂，或者即便在混配电子导电性的导电剂的情况下，也可以将其混配比例抑制到不产生上述各种问题的范围内，并且可以与现状相比低电阻化。

用于解决课题的方案

本发明涉及一种导电性辊，其具备由离子导电性的弹性材料构成的筒状的基层和层积于该基层的外周面的表层，上述基层单独的辊电阻值R₁(Ω)和表层的外周面的表面电阻值R₂(Ω)满足式(1)～式(3)的所有条件。

logR₁－logR₂≥2.5 (1)

logR₁≤7.0 (2)

logR₂≤4.0 (3)

另外，本发明涉及一种图像形成装置，其组装了上述本发明的导电性辊作为带电辊。

发明的效果

根据本发明，可以提供一种导电性辊和使用了该导电性辊的图像形成装置，该导电性辊通过形成在柔软的基层的外周面层积有表层的结构，并且将各自的电阻值设定为满足上述式(1)～(3)的所有条件的范围，从而不混配昂贵的盐或会产生各种问题的电子导电性的导电剂，或者即便在混配电子导电性的导电剂的情况下，也可以将其混配比例抑制到不产生上述各种问题的范围内，并且可以与现状相比低电阻化。

附图说明

图1是示出本发明的导电性辊的一例的立体图。

图2的(a)、(b)是说明利用本发明的构成能够与现状相比使导电性辊低电阻化的原理的图。

图3是说明对成为导电性辊的基础的基层及导电性辊的整体的辊电阻值进行测定的方法的图。

图4中，(a)是示出模拟本发明的实施例的导电性辊的电位分布的结果的曲线图，(b)是示出模拟比较例的导电性辊的电位分布的结果的曲线图。

具体实施方式

参照图1、图2的(a)，该例的导电性辊1在基层4的外周面5上层积有表层6，该基层4利用离子导电性的弹性材料而形成为筒状，同时在中心的通孔2中插入固定有轴3。

轴3例如由铝、铝合金、不锈钢等金属一体形成。

轴3例如藉由具有导电性的接合剂与基层4电接合，同时以机械方式被固定；或者通过将外径大于通孔2的内径的轴压入通孔2中，从而与基层4电接合，同时以机械方式被固定，整体地旋转。

本发明中，上述基层4单独的辊电阻值R₁(Ω)和表层6的外周面7的表面电阻值R₂(Ω)需要满足式(1)～式(3)的所有条件。

logR₁－logR₂≥2.5 (1)

logR₁≤7.0 (2)

logR₂≤4.0 (3)

一般来说，电阻值与体积电阻率和电流流动的路径的长度成比例，且与上述路径的截面积成反比。

例如，如图2的(b)所示，在不存在表层的通常的导电性辊8的情况下，在该导电性辊8中流动的电流的路径仅为：例如在以最短距离连接带电辊中与感光体9的接点10和插入导电性辊8中的轴3之间的该导电性辊8的截面中直线状的区域(图中用虚线箭头表示)，截面积明显较小。因此，无论怎样调整组成、减小体积电阻率，低电阻化也有界限。

与此相对，如图1、图2的(a)所示，在柔软的基层4的外周面5层积了与该基层4的电阻值的关系满足上述式(1)～(3)所有条件的表层6的本发明的导电性辊1中，该表层6作为直接连结与感光体9的接点10的导电体，因此如图2的(a)中虚线箭头所示，能够使上述基层4整体作为在其整个圆周达到轴3的电流路径发挥作用，可以显著增大该路径的截面积。

因此，不在基层4中混配昂贵的盐或会产生各种问题的电子导电性的导电剂，即除去盐及电子导电性的导电剂，或者即便在混配电子导电性的导电剂的情况下，也可以将其混配比例抑制到不产生上述各种问题的范围内，并且可以与现状相比大幅减小体积电阻率，可以使导电性辊1与现状相比进一步低电阻化。

具体来说，例如能够使作为基层4与表层6的层积体的导电性辊1整体的辊电阻值R₃(Ω)低电阻化至满足式(4)：

logR₃≤4.7 (4)

的范围、即10^4.7Ω以下这种现有技术难以实现的范围。

另外，辊电阻值R3(Ω)可以通过主要形成基层4的离子导电性的弹性材料调整为任意的值。因此，即便为了使表层6满足式(1)～(3)的所有条件而混配电子导电性的导电剂，也可以容易地调整上述辊电阻值R₃(Ω)，同时可以减小其电压依赖性。

而且，与基层4相比，表层6可以极薄地形成，因此，例如在将导电性辊1用作带电辊时也容易追随感光体9的表面的凹凸，可以使该感光体9同样地带电，难以产生带电不均。

另外，本发明中，基层4、表层6的电阻值需要满足式(1)～(3)的所有条件是因为：在不满足其中的任一种范围时，由于之前说明的机理，无法使导电性辊1整体的辊电阻值R₃(Ω)充分低电阻化。

另外，式(1)所表示的电阻值之差logR₁－logR₂在上述范围中优选为5.5以下。

为了使差logR₁－logR₂为超过5.5的值，需要提高基层4单独的辊电阻值R₁(Ω)，或者相反地降低表层6的外周面7的表面电阻值R₂(Ω)。

但是，在前者的情况下，基层4单独的辊电阻值R₁(Ω)会超过式(2)中规定的7.0以下的范围，有可能无法使导电性辊1整体的辊电阻值R₃(Ω)低电阻化。

另外，即便混配导电性碳等电子导电性的导电剂，能够降低表层6的外周面7的表面电阻值R₂(Ω)的范围也存在界限，因此，如后者那样降低表面电阻值R₂(Ω)、使差logR₁－logR₂为超过5.5的值实质上是很困难的。

另外，式(2)所表示的基层4单独的辊电阻值R₁(Ω)用logR₁表示，在上述7.0以下的范围中优选为5.5以上。

logR₁小于该范围时，为了将电阻值之差logR₁－logR₂维持在2.5以上，必须降低表层6的外周面7的表面电阻值R₂(Ω)。但是，如上所述能够降低表面电阻值R₂(Ω)的范围存在界限，使logR₁小于4.0且将差logR₁－logR₂维持在2.5以上实质上是很困难的。

另外，若考虑使导电性辊1整体的辊电阻值R₃(Ω)进一步低电阻化，上述logR₁在上述7.0以下的范围中特别优选为6.0以下。

进而，式(3)所表示的表层6的外周面7的表面电阻值R₂(Ω)用logR₂表示，在上述4.0以下的范围中优选为1.0以上。

实质上难以使logR₂小于该范围。

《基层4》

本发明的导电性辊1中的基层4可以通过具有离子导电性的各种弹性材料形成。

特别是，优选由包含环氧氯丙烷橡胶和二烯系橡胶作为橡胶成分的离子导电性的橡胶组合物形成。

〈环氧氯丙烷橡胶〉

作为橡胶成分中的环氧氯丙烷橡胶，可以举出环氧氯丙烷均聚物、环氧氯丙烷-环氧乙烷二元共聚物(ECO)、环氧氯丙烷-环氧丙烷二元共聚物、环氧氯丙烷-烯丙基缩水甘油醚二元共聚物、环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物(GECO)、环氧氯丙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物、和环氧氯丙烷-环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚四元共聚物等中的1种或2种以上。

其中，优选包含环氧乙烷的共聚物、特别优选ECO和/或GECO。

两共聚物中，环氧乙烷含量均优选为30摩尔％以上、特别优选为50摩尔％以上，优选为80摩尔％以下。

环氧乙烷起到降低基层4单独的辊电阻值R₁(Ω)的作用。

但是，环氧乙烷含量小于该范围时，无法充分得到该作用，因此有可能无法充分降低辊电阻值R₁(Ω)。

另一方面，在环氧乙烷含量超过范围时，发生环氧乙烷的结晶化而妨碍分子链的链段运动，因此反而具有辊电阻值R₁(Ω)上升的倾向。另外，交联后的基层4也有可能变得过硬，或者交联前的橡胶组合物的加热熔融时的粘度也有可能上升。

ECO中的环氧氯丙烷含量为环氧乙烷含量的余量。即，环氧氯丙烷含量优选为20摩尔％以上，优选为70摩尔％以下、特别优选为50摩尔％以下。

另外，GECO中的烯丙基缩水甘油醚含量优选为0.5摩尔％以上、特别优选为2摩尔％以上，优选为10摩尔％以下、特别优选为5摩尔％以下。

对于烯丙基缩水甘油醚来说，其本身作为侧链起到确保自由体积的功能，由此可发挥抑制环氧乙烷的结晶化、降低基层4单独的辊电阻值R₁(Ω)的作用。

但是，烯丙基缩水甘油醚含量小于该范围时，无法得到该作用，因此有可能无法充分降低该辊电阻值R₁(Ω)。

另一方面，烯丙基缩水甘油醚在GECO的交联时作为交联点发挥功能，因此，在烯丙基缩水甘油醚含量超过范围时，GECO的交联密度变得过高，会妨碍分子链的链段运动，因此反而具有辊电阻值R₁(Ω)上升的倾向。

GECO中的环氧氯丙烷含量为环氧乙烷含量及烯丙基缩水甘油醚含量的余量。即，环氧氯丙烷含量优选为10摩尔％以上、特别优选为19.5摩尔％以上，优选为69.5摩尔％以下、特别优选为60摩尔％以下。

需要说明的是，作为GECO，除了使上述3种单体共聚而成的狭义上的共聚物外，还已知用烯丙基缩水甘油醚将环氧氯丙烷-环氧乙烷共聚物(ECO)改性而成的改性物，本发明中可以使用任一种GECO。

环氧氯丙烷橡胶的混配比例优选为橡胶成分的总量100质量份中的10质量份以上，优选为80质量份以下、特别优选为70质量份以下。

〈二烯系橡胶〉

作为二烯系橡胶，例如可以举出选自由丁苯橡胶(SBR)、氯丁二烯橡胶(CR)、丁腈橡胶(NBR)和丁二烯橡胶(BR)组成的组中的至少一种。

(SBR)

其中，作为SBR，使苯乙烯和1,3-丁二烯通过乳液聚合法、溶液聚合法等各种聚合法共聚所合成的各种SBR均可使用。另外，作为SBR，有加入填充油而调整了柔软性的充油型的SBR以及不加入填充油的非充油型的SBR，它们均可使用。

进而，作为SBR，根据苯乙烯含量而分类的高苯乙烯型、中苯乙烯型和低苯乙烯型的SBR均可使用。

可以使用这些SBR中的1种或2种以上。

(CR)

CR例如通过将氯丁二烯乳液聚合而合成，根据此时使用的分子量调节剂的种类而分类成硫改性型和非硫改性型，本发明中这些CR中的任一种均可使用。

硫改性型的CR可如下得到：使氯丁二烯和作为分子量调节剂的硫共聚而得到聚合物，用二硫化秋兰姆等将该聚合物增塑，调整为特定的粘度。

另外，非硫改性型的CR被分类为硫醇改性型、黄原酸基改性型等。

其中，硫醇改性型的CR例如使用正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、辛基硫醇等烷基巯醇类作为分子量调节剂，与硫改性型的CR同样地合成。另外，黄原酸基改性型的CR使用烷基黄原酸基化合物作为分子量调节剂，与硫改性型的CR同样地合成。

另外，CR根据其结晶速度而分类成该结晶速度慢的类型、该结晶速度为中等程度的类型和该结晶速度快的类型。

本发明中可以使用任一种类型的CR，其中，优选为非硫改性型且结晶速度慢的类型的CR中的1种或2种以上。

进而，作为CR，也可以使用氯丁二烯与其他共聚成分的共聚橡胶。

作为该其他共聚成分，例如可以举出2,3-二氯-1,3-丁二烯、1-氯-1,3-丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯腈、异戊二烯、丁二烯、丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯等中的1种或2种以上。

(NBR)

作为NBR，根据丙烯腈含量而分类的低腈NBR、中腈NBR、中高腈NBR、高腈NBR和极高腈NBR均可使用。

另外，作为NBR，有加入填充油而调整了柔软性的充油型的NBR以及不加入填充油的非充油型的NBR，可以使用其中的任一种。

可以使用这些NBR中的1种或2种以上。

(BR)

作为BR，具有交联性的各种BR均可使用。

特别优选低温特性优异、低温、低湿条件下的硬度低、可表现出良好的柔软性的顺式-1,4键的含量为95％以上的高顺式BR。

另外，作为BR，有加入填充油而调整了柔软性的充油型的BR以及不加入填充油的非充油型的BR，可以使用其中的任一种。

可以使用这些BR中的1种或2种以上。

〈交联成分〉

为了使上述橡胶成分交联，在橡胶组合物中混配交联成分。作为交联成分，可以举出交联剂、促进剂、促进助剂等。

其中，作为交联剂，例如可以举出硫系交联剂、硫脲系交联剂、三嗪衍生物系交联剂、过氧化物系交联剂、各种单体等中的1种或2种以上。

另外，作为硫系交联剂，可以举出粉末硫等硫或有机含硫化合物等。另外，作为有机含硫化合物等，可以举出二硫化四甲基秋兰姆、N,N-二硫代双吗啉等。

作为硫脲系交联剂，例如可以举出四甲硫基脲、三甲硫基脲、乙烯硫脲、(C_nH_2n+ ₁NH)₂C＝S[式中，n表示1～10的数]所表示的硫脲等中的1种或2种以上。

进而，作为过氧化物交联剂，例如可以举出过氧化苯甲酰等。

需要说明的是，作为交联剂，优选将硫和硫脲系交联剂合用。

在该合用体系中，硫的混配比例相对于橡胶成分的总量100质量份优选为0.2质量份以上、特别优选为0.5质量份以上，优选为3质量份以下、特别优选为2质量份以下。

另外，硫脲系交联剂的混配比例相对于橡胶成分的总量100质量份优选为0.2质量份以上、特别优选为0.5质量份以上，优选为3质量份以下、特别优选为1质量份以下。

作为促进剂，例如可以举出消石灰、氧化镁(MgO)、铅黄(PbO)等无机促进剂、或下述有机促进剂等中的1种或2种以上。

另外，作为有机促进剂，例如可以举出1,3-二邻甲苯胍、1,3-二苯胍、1-邻甲苯双胍、二邻苯二酚硼酸盐的二邻甲苯胍盐等胍系促进剂；2-巯基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑等噻唑系促进剂；N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺等次磺酰胺系促进剂；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、四硫化双五亚甲基秋兰姆等秋兰姆系促进剂；硫脲系促进剂等中的1种或2种以上。

对促进剂来说，根据种类的不同，功能不同，因而优选合用2种以上的促进剂。

各个促进剂的混配比例可以根据种类任意设定，通常，各自相对于橡胶成分的总量100质量份优选为0.1质量份以上、特别优选为0.2质量份以上，优选为5质量份以下、特别优选为2质量份以下。

作为促进助剂，可以举出锌白等金属化合物；硬脂酸、油酸、棉籽脂肪酸等脂肪酸；以及现有公知的促进助剂中的1种或2种以上。

促进助剂的混配比例各自相对于橡胶成分的总量100质量份优选为0.1质量份以上、特别优选为0.5质量份以上，优选为7质量份以下、特别优选为5质量份以下。

〈其他〉

在橡胶组合物中可以根据需要进一步混配各种添加剂。作为添加剂，例如可以举出酸性接受体、增塑剂、加工助剂、劣化防止剂、填充剂、防焦剂、润滑剂、颜料、抗静电剂、阻燃剂、中和剂、成核剂、共交联剂等。

其中，酸性接受体起到防止下述情况的功能：在橡胶成分的交联时，由环氧氯丙烷橡胶或CR产生的氯系气体残留于基层4内，或者由此产生交联抑制或感光体污染等。

作为酸性接受体，可以使用作为酸受体发挥作用的各种物质，其中优选分散性优异的水滑石类或MAGSARAT，特别优选水滑石类。

另外，在将水滑石类等与氧化镁或氧化钾合用时，可以得到更高的酸性接受效果，可以更确实地防止感光体的污染。

酸性接受体的混配比例相对于橡胶成分的总量100质量份优选为0.5质量份以上、特别优选为1质量份以上，优选为6质量份以下、特别优选为4质量份以下。

作为增塑剂，例如可以举出邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、磷酸三甲苯酚酯等各种增塑剂；或极性蜡等各种蜡等。另外，作为加工助剂，可以举出硬脂酸等脂肪酸等。

增塑剂和/或加工助剂的混配比例相对于橡胶成分的总量100质量份优选为5质量份以下。例如是为了防止在安装至图像形成装置时或运转时产生感光体的污染。鉴于该目的，在增塑剂中特别优选使用极性蜡。

作为劣化防止剂，可以举出各种抗老化剂、抗氧化剂等。

其中，抗氧化剂起到在降低导电性辊的辊电阻值的环境依赖性的同时，抑制连续通电时的辊电阻值的上升的作用。作为抗氧化剂，例如可以举出二乙基二硫代氨基甲酸镍[大内新兴化学工业株式会社制造的NOCRAC(注册商标)NEC-P]、二丁基二硫代氨基甲酸镍[大内新兴化学工业株式会社制造的NOCRAC NBC]等。

作为填充剂，例如可以举出氧化锌、二氧化硅、碳、炭黑、粘土、滑石、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝等中的1种或2种以上。

通过混配填充剂，可以提高基层4的机械强度等。

填充剂的混配比例相对于橡胶成分的总量100质量份优选为5质量份以上，优选为25质量份以下、特别优选为20质量份以下。

另外，也可以混配导电性炭黑等电子导电性的导电剂(导电性填充剂)作为填充剂，对基层4赋予电子导电性。

作为导电性炭黑，例如可以举出电气化学工业株式会社制造的DENKA BLACK(注册商标)、LION株式会社制造的科琴黑(注册商标)EC300J等中的1种或2种以上。

导电性炭黑的混配比例相对于橡胶成分的总量100质量份优选为1质量份以上、优选为10质量份以下。

作为防焦剂，例如可以举出N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺、邻苯二甲酸酐、N-亚硝基二苯基胺、2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯等中的1种或2种以上。特别优选N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺。

防焦剂的混配比例相对于橡胶成分的总量100质量份优选为0.1质量份以上，优选为5质量份以下、特别优选为1质量份以下。

共交联剂是指具有下述作用的成分：其本身发生交联，同时也与橡胶成分发生交联反应，使整体高分子化。

作为共交联剂，例如可以举出甲基丙烯酸酯、或者以甲基丙烯酸或丙烯酸的金属盐等为代表的烯键式不饱和单体、利用了1,2-聚丁二烯的官能团的多官能聚合物类、或者二肟等中的1种或2种以上。

其中，作为烯键式不饱和单体，例如可以举出

(a)丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸等单羧酸类；

(b)马来酸、富马酸、衣康酸等二羧酸类；

(c)(a)(b)的不饱和羧酸类的酯或酸酐；

(d)(a)～(c)的金属盐；

(e)1,3-丁二烯、异戊二烯、2-氯-1,3-丁二烯等脂肪族共轭二烯；

(f)苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙基乙烯基苯、二乙烯基苯等芳香族乙烯基化合物；

(g)三烯丙基异氰脲酸酯、三聚氰酸三烯丙酯、乙烯基吡啶等具有杂环的乙烯基化合物；

(h)以及(甲基)丙烯腈或者α-氯丙烯腈等乙烯基氰化合物、丙烯醛、甲酰基甾醇、乙烯基甲基酮、乙烯基乙基酮、乙烯基丁基酮

等中的1种或2种以上。

另外，作为(c)的不饱和羧酸类的酯，优选单羧酸类的酯。

作为单羧酸类的酯，例如可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异壬酯、(甲基)丙烯酸叔丁基环己酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸羟甲酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯等(甲基)丙烯酸的烷基酯；

(甲基)丙烯酸氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二甲氨基乙酯、(甲基)丙烯酸丁基氨基乙酯等(甲基)丙烯酸的氨基烷基酯；

(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯甲酰基酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯等具有芳香环的(甲基)丙烯酸酯；

(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸甲基缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸环氧环己酯等具有环氧基的(甲基)丙烯酸酯；

N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸四氢糠基酯等具有各种官能团的(甲基)丙烯酸酯；

乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙烯二甲基丙烯酸酯(EDMA)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、异丁烯乙烯二甲基丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯；

等中的1种或2种以上。

〈橡胶组合物〉

包含以上说明的各成分的橡胶组合物可以与以往同样地制备。首先，以特定的比例混配橡胶成分并粉碎，接下来加入交联成分以外的各种添加剂进行混炼后，最后加入交联成分进行混炼，由此得到橡胶组合物。混炼中可以使用例如捏合机、班伯里混合机、挤出机等。

〈基层4的制作〉

为了制作基层4，首先利用挤出成型机将上述橡胶组合物挤出成型为筒状，接下来切割成特定的长度并在硫化罐内加压、加热，使其交联。

接下来，利用烘箱等将交联后的筒状体加热，使其二次交联，冷却后研磨成特定的外径，由此制作基层4。

为了使所述基层4的辊电阻值R₁(Ω)在式(2)中规定的范围内，只要变更上述环氧氯丙烷橡胶等离子导电性橡胶的种类或混配比例，或者在进一步混配导电性炭黑的情况下变更其种类或混配比例即可。

另外，基层4可以调整成具有任意的硬度或压缩永久变形等。为了调整所述硬度或压缩永久变形等，例如只要调整橡胶成分的种类或量、调整交联成分的种类或量、调整填充剂及其他成分的种类或量即可。

进而，基层4的厚度可以根据所组装的图像形成装置的结构或尺寸等任意设定。

由于可在简化结构的同时提高其耐久性等，因此，基层4优选以非多孔质形成为单层。

《表层6》

对表层6来说，为了对由具有离子导电性的弹性材料构成的基层4满足上述式(1)～(3)，例如通过在粘合剂用树脂中混配导电剂等来形成。

作为导电剂，优选碳或石墨等电子导电性的导电剂，其中优选碘吸附量为80mg/g以上、吸油量为60ml/100g以上的碳。

基于上述理由，将碳的碘吸附量和吸油量分别限定为上述范围。

即，在碘吸附量小于80mg/g的碳的情况下，特别是有可能无法赋予满足式(3)中规定的表面电阻值R₂(Ω)的高导电性。另外，为了赋予上述高导电性而大量混配时，表层6变硬，作为膜的强度有可能降低。

另外，在吸油量小于60ml/g的碳的情况下，仍然有可能无法赋予满足式(3)中规定的表面电阻值R₂(Ω)的高导电性。另外，为了赋予上述高导电性而大量混配时，表层6变硬，作为膜的强度有可能降低。

碳或石墨的混配比例优选为形成表层6的固体成分的总量的60质量％以上。

碳或石墨的混配比例小于该范围时，有可能无法赋予表层6满足上述式(1)～(3)、特别是式(3)中规定的表面电阻值R₂(Ω)的高导电性。

其中，在碳或石墨的混配比例过多的情况下，表层6的作为膜的强度降低，因此该碳或石墨的混配比例在上述范围中优选为固体成分的总量的70质量％以下。

作为与碳或石墨一同形成表层6的粘合剂用树脂，在良好地分散该碳或石墨的同时，能够与上述橡胶组合物等构成的基层4的外周面5良好地密合的各种粘合剂用树脂均可使用。

作为所述粘合剂用树脂，例如可以举出氨基甲酸酯树脂系、橡胶系、乙烯基树脂系等各种粘合剂用树脂。

表层6如下形成：将上述碳或石墨等导电剂以及粘合剂用树脂溶解或分散于任意的溶剂中，利用喷雾法等任意的涂布方法将所得到的涂布材料涂布至基层4的外周面5后使其干燥，另外在粘合剂用树脂为固化性的情况下，进一步进行固化反应，由此形成表层6。

涂布材料的粘度(23℃)优选为1.0Pa·s以下。粘度超过该范围时，有可能难以在基层4的外周面5形成厚度均匀的表层6。

如上所述，若考虑使该表层6作为导电体发挥功能、实现导电性辊1整体的低电阻化，则表层6的厚度优选为1μm以上。

但是，厚度过大时，导电性辊1整体的柔软性会因表层6的硬度而降低，或者表层6容易从基层4剥离，因此该表层6的厚度在上述范围中优选为100μm以下。

为了使表层6的外周面7的表面电阻值R₂(Ω)在式(3)中规定的范围，如上所述，调整碳或石墨相对于形成该表层6的固体成分的总量的混配比例、或者对所混配的碳或石墨的种类或者粘结剂树脂的种类进行选择即可。

《辊电阻值的测定方法》

图3是说明测定基层4、导电性辊1整体的辊电阻值的方法的图。

参照图1、图3，本发明中，分别以在温度23℃、相对湿度55％的常温常湿环境下、在施加电压100V的条件利用下述方法所测定的值来表示基层4的辊电阻值R₁(Ω)和导电性辊1的辊电阻值R₃(Ω)。

即，准备能够以一定的旋转速度旋转的铝鼓11，使预先插入固定有轴3的基层4的外周面5、或导电性辊1的外周面7从上方接触该铝鼓11的外周面12。

另外，在轴3与铝鼓11之间串联连接直流电源13和电阻14，构成计测电路15。直流电源13的(-)侧与轴3连接，(+)侧与电阻14连接。电阻14的电阻值r为100Ω。

接下来，对轴3的两端部分别施加500g的负荷F，使基层4的外周面5、或导电性辊1的外周面7压接至铝鼓11，在该状态下一边使该铝鼓11旋转(转速：30rpm)，一边在两者间由直流电源13施加直流100V的施加电压E，此时，用4秒计测100次对电阻14施加的检测电压V，求出其平均值。

根据检测电压V的平均值和施加电压E(＝100V)，基层4的辊电阻值R₁(Ω)、或导电性辊1的辊电阻值R₃(Ω)基本上由式(1)′求出。

R＝r×E/(V－r) (1)′

但是，由于式(1)′中分母中的－r这项可以视为微小，因此，本发明中也可以利用由式(1)：

R＝r×E/V (1)

求出的值来作为基层4的辊电阻值R₁(Ω)、或导电性辊1的辊电阻值R₃(Ω)。

《表面电阻值的测定方法》

本发明中，在温度23℃、相对湿度55％的常温常湿环境下，利用电阻率仪[株式会社Mitsubishi Analytech制造的Loresta(注册商标)GP MCP-T610]和该社制造的ESP探针，以表面电阻测定模式进行测定，用所得到的值来表示表层6的外周面7的表面电阻值R₂(Ω)。

即，将预先求出的表层6的厚度和RCF＝4532输入上述电阻率计，将限制电压设定为10V，在该状态下将ESP探针放在表层6的外周面7，将经过10秒后的值作为该表层6的外周面7的表面电阻值R₂(Ω)。

需要说明的是，表层6的厚度例如可以通过用扫描型电子显微镜进行观察来求出，或者由形成表层6的前后的质量变化等来求出。

除了带电辊外，本发明的导电性辊例如也可以作为显影辊、转印辊、清洁辊等在利用电子照相法的各种图像形成装置中使用。

《图像形成装置》

本发明的图像形成装置的特征在于，组装了本发明的导电性辊作为带电辊。

作为所述本发明的图像形成装置，例如可以举出激光打印机、静电式复印机、普通纸传真机装置或它们的复合机等利用电子照相法的各种图像形成装置。

实施例

〈基层I〉

(橡胶组合物)

作为橡胶成分，混配GECO[大曹株式会社制造的EPION(注册商标)301L、EO/EP/AGE＝73/23/4(摩尔比)]40质量份、CR[昭和电工株式会社制造的SHOPRENE(注册商标)WRT]30质量份、和NBR[JSR株式会社制造的JSR N250SL、低腈NBR、丙烯腈含量：20％]30质量份。

利用班伯里混合机将上述橡胶成分的总量100质量份粉碎，同时加入下述表1所示的各成分中的交联成分以外的物质进行混炼，之后加入交联成分进一步混炼，制备橡胶组合物。

[表1]

成分	质量份
		含5％油的硫	1.20
硫脲系交联剂	0.50
		促进剂MBTS	0.20
促进剂TS	0.50
		促进剂DT	0.43
两种氧化锌	5.00
		炭黑A	2.00
炭黑B	5.00
		酸性接受体	3.00

表1中的各成分如下所述。需要说明的是，表中的质量份是相对于橡胶成分的总量100质量份的质量份。

含5％油的硫：交联剂、鹤见化学工业株式会社制造

硫脲系交联剂：乙烯硫脲(2-巯基咪唑啉)、川口化学工业株式会社制造的ACCEL(注册商标)22-S

促进剂MBTS：二硫化二苯并噻唑、噻唑系促进剂、大内新兴化学工业株式会社制造的NOCCELER(注册商标)DM-P

促进剂TS：一硫化四甲基秋兰姆、秋兰姆系促进剂、三新化学工业株式会社制造的SANCELER(注册商标)TS

促进剂DT：1,3-二邻甲苯胍、胍系促进剂、三新化学工业株式会社制造的SANCELERDT

两种氧化锌：促进助剂、堺化学工业株式会社制造

炭黑A：导电性炭黑、电气化学工业株式会社制造的DENKABLACK(注册商标)粒状

炭黑B：作为填充剂的炭黑、Asahi Carbon Co.,Ltd.制造的#15(FT)

酸性接受体：水滑石类、协和化学工业株式会社制造的DHT-4A(注册商标)-2

(基层的制作)

将上述橡胶组合物供给至挤出成型机，挤出成型为外径

内径

的筒状，安装至交联用的临时的轴，在硫化罐内于160℃交联1小时。

接下来，将交联后的筒状体重新安装至外周面涂布有导电性的热固化性接合剂的外径

的轴上，在烘箱中加热至160℃，粘接于该轴后切割两端，利用圆筒研磨机对外周面进行横切研磨，接下来进行镜面研磨，加工成外径：

(公差0.05)，进一步水洗，制作与轴整体化的基层I。

利用之前说明的测定方法，对所制作的基层I在施加电压100V条件下的辊电阻值R₁(Ω)进行测定，结果用logR₁表示为6.82。

〈基层II〉

使橡胶成分中的GECO为70质量份、CR为10质量份、并且使NBR为20质量份，除此以外与基层I同样地制备橡胶组合物，制作出与轴整体化的相同形状、相同尺寸的基层II。

利用之前说明的测定方法，对所制作的基层II在施加电压100V条件下的辊电阻值R₁(Ω)进行测定，结果用logR₁表示为5.69。

〈基层III〉

使橡胶成分中的GECO为10质量份、CR为10质量份、并且使NBR为80质量份，同时代替炭黑A、B而将炭黑C[导电性炭黑、LION株式会社制造的科琴黑(注册商标)EC300J]相对于上述橡胶成分的总量100质量份混配10质量份，除此以外与基层I同样地制备橡胶组合物，制作出与轴整体化的相同形状、相同尺寸的基层III。

利用之前说明的测定方法，对所制作的基层III在施加电压100V条件下的辊电阻值R₁(Ω)进行测定，结果用logR₁表示为5.78。

〈基层IV〉

使橡胶成分中的GECO为10质量份、CR为10质量份、并且使NBR为80质量份，除此以外与基层I同样地制备橡胶组合物，制作出与轴整体化的相同形状、相同尺寸的基层IV。

利用之前说明的测定方法，对所制作的基层IV在施加电压100V条件下的辊电阻值R₁(Ω)进行测定，结果用logR₁表示为8.33。

〈表层i〉

作为表层用的涂布材料，使用以固体成分的总量的66.9质量％的比例包含碘吸附量为133mg/g、吸油量为220ml/100g的碳的氨基甲酸酯树脂系的水性的涂布材料[吴竹株式会社制造的水系1、固体成分量：11.2质量％、粘度：6.4×10^-3Pa·s]，将该涂布材料喷雾涂布至上述任一种基层的外周面，自然干燥30分钟后，进一步在100℃干燥1小时，形成表层i。

利用之前说明的测定方法，对所形成的表层i的表面电阻值R₂(Ω)进行测定，结果用logR₂表示为3.00。

〈表层ii〉

作为表层用的涂布材料，使用以固体成分的总量的67.7质量％的比例包含石墨的橡胶系的涂布材料[Nippon Graphite Industries,ltd.制造的Varniphite UCC-2、固体成分量：19.34质量％、粘度：0.6Pa·s]，除此以外与表层i同样地在任一种基层的外周面形成表层ii。

利用之前说明的测定方法，对所形成的表层ii的表面电阻值R₂(Ω)进行测定，结果用logR₂表示为1.50。

〈表层iii〉

作为表层用的涂布材料，使用以固体成分的总量的62.2质量％的比例包含石墨的乙烯基树脂系的涂布材料[Nippon Graphite Industries,ltd.制造的Varniphite#27、固体成分量：31.65质量％、粘度：0.3Pa·s]，除此以外与表层i同样地在任一种基层的外周面形成表层iii。

利用之前说明的测定方法，对所形成的表层iii的表面电阻值R₂(Ω)进行测定，结果用logR₂表示为2.03。

〈表层iv〉

作为表层用的涂布材料，使用不包含碳和石墨的氨基甲酸酯树脂系的涂布材料[Henkel Japan株式会社制造的JLY009、固体成分量：25.1质量％、粘度：0.2Pa·s]，除此以外与表层i同样地在任一种基层的外周面形成表层iv。

利用之前说明的测定方法，对所形成的表层iv的表面电阻值R₂(Ω)进行测定，结果用logR₂表示为8.19。

《实施例1～6、比较例1～6》

如表2、表3所示那样，对上述基层I～IV和表层i～iv进行组合，制造实施例1～6、比较例1～6的导电性辊。

并且，利用之前说明的测定方法，对所制造的导电性辊整体在施加电压100V条件下的辊电阻值R₃(Ω)进行测定。

另外，使施加电压为10V，除此以外与上述同样地测定辊电阻值R₄(Ω)，根据式(5)：

R_V＝logR₄－logR₃ (5)

的大小来评价辊电阻值的电压依赖性。即，R_V越小，则表示电压依赖性越小、导电性辊的辊电阻值越稳定。

另外，由所组合的基层的辊电阻值R₁(Ω)和表层的表面电阻值R₂(Ω)求出差logR₁－logR₂，同时由上述基层的辊电阻值R₁(Ω)和导电性辊整体的辊电阻值R₃(Ω)，根据式(6)：

ΔR＝logR₁－logR₃ (6)

求出通过设置表层而引起的辊电阻值的变化(辊电阻值的减少为正、增加为负)。

将以上的结果示于表2、表3。

[表2]

[表3]

由表2、表3的实施例1～6、比较例1～6的结果可知，基层单独的辊电阻值R₁(Ω)以logR₁表示为7.0以下、且表层的外周面的表面电阻值R₂(Ω)以logR₂表示为4.0以下、同时两电阻值之差logR₁－logR₂为2.5以上时，可以将导电性辊整体的辊电阻值R₃(Ω)低电阻化至以logR₃表示为4.7以下，同时通过为该层积结构，从而可以减小辊电阻值的电压依赖性，可以使导电性辊的辊电阻值稳定。

另外，由表2的实施例1～6的结果可知，上述基层单独的辊电阻值R₁(Ω)用logR₁表示优选为5.5以上，优选为6.0以下。

此外，由实施例1～6的结果可知，表层的外周面的表面电阻值R₂(Ω)用logR₂表示优选为1.0以上。

《电位分布》

关于实施例4和比较例4的导电性辊，分别在外周面的一点接触100V的电极，模拟将轴设置为0V的状态下的电位分布。将实施例4的结果示于图4的(a)，将比较例4的结果示于图4的(b)。

由图4的(b)可知，在作为现有的单层结构的导电性辊的比较例4中，电流的路径仅为在图中以最短距离连接设于x＝0、y＝-0.8的电极与轴(图中心的白色圆形区域)之间的直线状的区域，截面积明显较小。

与此相对，由图4的(a)可知，作为在基层的外周面形成了满足式(1)～(3)全部条件的表层的本发明的导电性辊的实施例4中，能够使基层整体作为在其整个圆周达到轴的电流路径发挥作用，可以显著增大该路径的截面积。

符号的说明

1 导电性辊

2 通孔

3 轴

4 基层

5 外周面

6 表层

7 外周面

8 导电性辊

9 感光体

10 接点

11 铝鼓

12 外周面

13 直流电源

14 电阻

15 计测电路

F 负荷

V 检测电压

Claims

1.一种导电性辊，其具备由离子导电性的弹性材料构成的筒状的基层和层积于该基层的外周面的表层，所述基层单独的辊电阻值R₁(Ω)和表层的外周面的表面电阻值R₂(Ω)满足式(1)～式(3)的所有条件：

logR₁－logR₂≥2.5 (1)

logR₁≤7.0 (2)

logR₂≤4.0 (3)，

所述表层以形成该表层的固体成分的总量的60质量％以上的比例包含碘吸附量为80mg/g以上、吸油量为60ml/100g以上的碳，并且通过将粘度为1.0Pa·s以下的涂布材料涂布至所述基层的外周面而形成，

所述辊电阻值是在温度23℃、相对湿度55％的常温常湿环境下、在施加电压100V的条件利用下述方法所测定的值：

即，准备能够以一定的旋转速度旋转的铝鼓，使预先插入固定有轴的基层的外周面、或导电性辊的外周面从上方接触该铝鼓的外周面，

另外，在轴与铝鼓之间串联连接直流电源和电阻，构成计测电路，直流电源的-侧与轴连接，+侧与电阻连接，电阻的电阻值r为100Ω，

接下来，对轴的两端部分别施加500g的负荷F，使基层的外周面、或导电性辊的外周面压接至铝鼓，在该状态下一边使该铝鼓以30rpm的转速旋转，一边在两者间由直流电源施加直流100V的施加电压E，此时，用4秒计测100次对电阻施加的检测电压V，求出其平均值，

根据检测电压V的平均值和施加电压E＝100V，基层的辊电阻值R₁(Ω)、或导电性辊的辊电阻值R₃(Ω)基本上由下述式(1)′求出，

R＝r×E/(V－r) (1)′，

所述表面电阻值是在温度23℃、相对湿度55％的常温常湿环境下利用电阻率仪和ESP探针以表面电阻测定模式进行测定的值：

即，将预先求出的表层的厚度和RCF＝4532输入上述电阻率计，将限制电压设定为10V，在该状态下将ESP探针放在表层的外周面，将经过10秒后的值作为该表层的外周面的表面电阻值R₂(Ω)。

2.如权利要求1所述的导电性辊，其中，所述作为基层与表层的层积体的导电性辊整体的辊电阻值R₃(Ω)满足式(4)：

logR₃≤4.7 (4)。

3.如权利要求1或2所述的导电性辊，其中，所述基层由包含环氧氯丙烷橡胶和二烯系橡胶作为橡胶成分的离子导电性的橡胶组合物构成。

4.如权利要求1～3中任一项所述的导电性辊，其中，将该导电性辊组装至利用电子照相法的图像形成装置中，用作使感光体的表面带电的带电辊。

5.一种图像形成装置，其组装了上述权利要求1～4中任一项所述的导电性辊作为带电辊。