CN105607439A

CN105607439A - 显影辊和图像形成装置

Info

Publication number: CN105607439A
Application number: CN201510755605.6A
Authority: CN
Inventors: 铃木大二朗
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2035-11-09
Also published as: US9366987B2; JP6300413B2; US20160139534A1; CN105607439B; JP2016095455A

Abstract

本发明提供能够以高于现状的水平使黑色实心浓度和点浓度两者兼具的显影辊和使用它的图像形成装置。显影辊(1)是在由弹性材料构成的筒状的基层(4)的外周面(5)层叠由弹性材料构成的表层(6)而成的，且表层的厚度d₁(mm)、在只有基层的状态下的辊电阻值R′(logΩ，外加10V时)、以及基层和表层的层叠体的整体的辊电阻值R(logΩ，外加100V时)全部满足式(1)～式(3)：1.0≤R-R′(1)，0.1≤d₁≤2(2)，7.5≤R≤8.5(3)。图像形成装置安装有上述显影辊。

Description

显影辊和图像形成装置

技术领域

本发明涉及安装于利用电子照相法的图像形成装置而使用的显影辊和使用它的图像形成装置。

背景技术

例如激光打印机、静电式复印机、普通纸传真机装置、或这些的复合机等利用电子照相法的图像形成装置大体上经过下述工序在纸、塑料膜等用纸的表面形成图像。

首先，在使具有光导电性的感光体的表面一样地带电的状态下进行曝光，在该表面形成对应于形成图像的静电潜像(带电工序→曝光工序)。

接着，使作为微小的着色粒子的调色剂在预先带电为规定的电位的状态下与感光体的表面接触。如此，调色剂根据静电潜像的电位图案选择性地附着于感光体的表面，该静电潜像显影成调色剂图像(显影工序)。

接着，将调色剂图像转印于用纸的表面(转印工序)，进一步使其定影(定影工序)，从而在该用纸的表面形成图像。

此外，转印调色剂图像后的感光体例如利用清洁刮刀等除去残留于其表面的调色剂等而准备用于接下来的图像形成(清洁工序)。

上述中，显影工序中，为了将形成于感光体的表面的静电潜像显影成调色剂图像，可使用显影辊。

作为显影辊，已知例如将在作为橡胶成分的苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)等二稀系橡胶中配合表氯醇橡胶等离子导电性橡胶而赋予离子导电性的橡胶组合物成型为筒状，并且使上述橡胶成分交联，进而，通过对筒的外周面照射UV而形成氧化膜而成的显影辊(专利文献1等)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-80456号公报

专利文献2：日本专利第5188681号公报

发明内容

作为图像形成装置的图像评价的基准，已知被称为黑色实心的纸面一面为黑的图像的浓度(黑色实心浓度)、以及被称为点的在格子长度约80μm的正方形格子上排列有圆的图像的浓度(点浓度)。

黑色实心浓度对提高形成图像的整体的对比度是重要的，点浓度对提高细线图像的再现性是重要的。

然而，该两种图像浓度相对于辊电阻值为相反关系。即，存在辊电阻值越低，黑色实心浓度越上升、点浓度越下降的趋势，反过来，存在辊电阻值越高，黑色实心浓度越下降、点浓度越上升的趋势。

因此，使得黑色实心浓度和点浓度均为良好的范围对于以往的显影辊而言难以实现，现状是通常以哪个都不是最佳的较好的水平取得两浓度的平衡。

本发明的目的是提供能够以高于现状的水平使黑色实心浓度和点浓度两者兼具的显影辊和使用它的图像形成装置。

本发明是一种显影辊，其具备由弹性材料构成的筒状的基层以及层叠于该基层的外周面的由弹性材料构成的表层，上述表层的厚度d₁(mm)、在只有上述基层的状态下的辊电阻值R′(logΩ，外加10V时)、以及上述基层和表层的层叠体整体的辊电阻值R(logΩ，外加100V时)全部满足式(1)～式(3)：

1.0≤R-R′(1)

0.1≤d₁≤2(2)

7.5≤R≤8.5(3)。

此外本发明是一种图像形成装置，其安装有上述本发明的显影辊。

根据本发明，通过设为在由弹性材料构成的基层的外周面层叠由弹性材料构成的表层的结构，且设定为表层的厚度d₁(mm)满足上述式(2)的范围，在只有基层的状态下的辊电阻值R′(logΩ，外加10V时)和显影辊的整体的辊电阻值R(logΩ，外加100V时)满足上述式(1)(3)的范围，可以提供能够以高于现状的水平使黑色实心浓度和点浓度两者兼具的显影辊和使用它的图像形成装置。

附图说明

图1的图(a)是表示本发明的显影辊的实施方式的一个例子的立体图、图(b)是上述例子的显影辊的端面图。

图2是对测定显影辊的辊电阻值的方法进行说明的图。

符号说明

1显影辊

2通孔

3轴

4基层

5外周面

6表层

7外周面

11铝滚筒

12外周面

13直流电源

14电阻

15测量电路

F负荷

V检测电压

具体实施方式

参照图1(a)(b)，该例子的显影辊1在利用弹性材料形成为筒状且在中心的通孔2插通轴3而固定的基层4的外周面5，层叠有由弹性材料构成的表层6。

轴3例如利用铝，铝合金、不锈钢等金属一体地形成。

该轴3例如介由具有导电性的粘接剂与基层4电连接，并且机械地固定，或将外径大于通孔2的内径的轴压入通孔2，从而与基层4电连接，并且机械地固定而一体地旋转。

本发明中，上述中表层6的厚度d₁(mm)；在只有基层的状态下的辊电阻值R′(logΩ，外加10V时)；以及基层4与表层6的层叠体，即，显影辊1的整体的辊电阻值R(logΩ，外加100V时)需要全部满足式(1)～式(3)：

1.0≤R-R′(1)

0.1≤d₁≤2(2)

7.5≤R≤8.5(3)。

本发明的发明人通过电场解析计算从显影辊移动至感光体的调色剂的量，其结果确认，若在该显影辊的外周面设置介电体层作为表层，则可以提高黑色实心浓度和点浓度两者。然而，一般的介电体为绝缘体且电阻极高，因此用作显影辊的表层时存在整体的辊电阻过高的问题(专利文献2等)。

因此，本发明的发明人对表层在到什么程度的电阻值为止的范围能够作为介电体发挥功能进行研究，其结果发现，在由相对介电常数例如为10～20左右的通常的弹性材料构成的表层6的情况下，使得相当于该表层6的辊电阻值的显影辊1的整体的辊电阻值R(logΩ，外加100V时)与仅基层4的辊电阻值R′(logΩ，外加10V时)的差满足上述式(1)的范围，且使得厚度d₁(mm)满足上述式(2)的范围即可。

即，上述差R-R′小于式(1)的范围、或厚度d₁(mm)小于式(2)的范围时，在该任一情况下显影辊1的整体的辊电阻值R(logΩ，外加100V时)均小于式(3)的范围而点浓度下降。

另一方面，厚度d₁(mm)大于式(2)的范围时，显影辊1的整体的辊电阻值R(logΩ，外加100V时)大于式(3)的范围而黑色实心浓度下降。

对此，若设为上述差R-R′满足上述式(1)、且厚度d₁(mm)满足上述式(2)的范围，则将显影辊1的整体的辊电阻值R(logΩ，外加100V时)设为上述式(3)的范围，能够一边维持作为该显影辊1的适度的导电性，一边使上述表层6作为介电体发挥功能，提高黑色实心浓度和点浓度两者而以高于现状的水平兼具。

另外，R-R′的上限没有特别限定。但是，例如仅将通用的碳、石墨在能够维持实用的硬度的范围内添加，则无法形成辊电阻值R′(logΩ，外加100V时)小于3这样的具有高导电性的基层4，因此在现实上优选R-R′为5.5以下程度。

《基层4》

基层4可以利用赋予了在与上述表层6组合时能够将显影辊1的整体的辊电阻值R(logΩ，外加100V时)维持在式(3)的范围内的导电性的各种弹性材料形成。

特别优选利用在二稀系橡胶等橡胶成分中不是配合昂贵的离子导电性橡胶而是配合廉价的碳、石墨等电子导电性的导电剂(导电性填充剂)而赋予电子导电性而成的橡胶组合物而形成基层4。

如上所述，该基层4将显影辊1的整体的辊电阻值R(logΩ，外加100V时)维持在式(3)的范围内，因此优选将在只有该基层4的状态下的辊电阻值R′(logΩ，外加10V时)设定得比上述辊电阻值R(logΩ，外加100V时)低，特别优选设为满足式(4)的范围。

R′≤7.0(4)

由此，在先前说明的与表层6组合时可以将显影辊的整体的辊电阻值R(Ω)调整为式(3)的范围。

电子导电性的导电剂有可能基于分散的偏差等增大电阻值的偏差，但本发明中可以如上述地将在只有基层4的状态下的辊电阻值R′(logΩ，外加10V时)设定得比显影辊1的整体的辊电阻值R(logΩ，外加100V时)低，因此基层4的电阻值的偏差对显影辊1的辊电阻值R(Ω)几乎不产生影响。因此有通过对基层4使用廉价的电子导电性的导电剂，可以以更加廉价的成本制造显影辊1的优点。

另外，在只有基层4的状态下的辊电阻值R′(logΩ，外加10V时)的下限没有特别限定，但优选为4.0以上。为了与该范围相比使得基层4低电阻化，必须增多碳、石墨的配合比例，有可能该基层4的弹性或柔软性、或强度等下降。

此外，基层4以表层6覆盖而不与感光体、调色剂等直接接触，因此也可以在上述橡胶组合物中大量配合油或增塑剂、或脂肪酸等加工助剂，而使基层4的、进而显影辊1的整体的柔软性提高。

若对显影辊1赋予柔软性，则可以提高形成图像的品质，并且也可以减少显影时对调色剂施加的压力，实现调色剂的长寿命化。

〈二稀系橡胶〉

作为二稀系橡胶，例如可举出选自苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)和丁二烯橡胶(BR)中的至少1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而合成的各种SBR均可使用。此外，作为SBR，有添加填充油来调整柔软性的充油型和不添加填充油的非充油型，均可以使用。

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

可以使用这些SBR的1种或2种以上。

(CR)

CR是例如使氯丁二烯进行乳液聚合而合成，根据此时使用的分子量调整剂的种类而分类为硫改性型和非硫改性型，本发明中这任一CR均可使用。

硫改性型的CR可以将使氯丁二烯与作为分子量调整剂的硫共聚而成的聚合物用秋兰姆二硫化物等增塑化，调整成规定的粘度而得到。

此外，非硫改性型的CR分类为硫醇改性型、黄原酸改性型等。

其中，硫醇改性型的CR是例如将正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、辛基硫醇等烷基硫醇类作为分子量调整剂使用，与硫改性型的CR同样地合成。此外，黄原酸改性型的CR是将烷基黄原酸化合物作为分子量调整剂使用，与硫改性型的CR同样地合成。

此外，CR基于其结晶化速度分类为该结晶化速度慢的类型、中等程度的类型和快的类型。

本发明中可以使用任一类型的CR，其中，优选为非硫改性型且结晶化速度慢的类型的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它共聚成分的共聚橡胶。

作为该其它共聚成分，例如可举出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。

此外，作为NBR，有添加填充油来调整柔软性的充油型的NBR和不添加填充油的非充油型的NBR，这均可以使用。

可以使用这些NBR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。

特别优选为低温特性优异，在低温、低湿下的硬度低且能够显现良好的柔软性的顺式-1,4键的含量为95％以上的高顺式BR。

此外，作为BR，有添加填充油来调整柔软性的充油型的BR和不添加填充油的非充油型的BR，这均可以使用。

可以使用这些BR的1种或2种以上。

〈电子导电性的导电剂〉

作为电子导电性的导电剂，特别优选为碘吸附量80mg/g以上、吸油量60ml/100g以上的碳或石墨等电子导电性的导电剂。

碳或石墨的碘吸附量以及吸油量分别限定于上述范围是由于下述理由。

即，碘吸附量小于80mg/g的碳、石墨，或吸油量小于60ml/g的碳、石墨使在只有基层4的状态下的辊电阻值R′(logΩ，外加10V时)下降的效果均不充分，有可能无法使该辊电阻值R'低电阻化至上述的式(4)的范围。此外，也有可能为了低电阻化至上述范围而必须增大碳、石墨的配合比例，该基层4的弹性、柔软性、或强度等下降。

相对于橡胶成分的总量100质量份，碳或石墨的配合比例优选为30质量份以上。

碳或石墨的配合比例小于该范围时，基层4的电阻值变得过高而显影辊1的整体的辊电阻值R大于上述的式(3)的范围的上限，有可能随之黑色实心浓度下降。

但是，碳或石墨的配合比例过多时，有可能即使配合大量的油，基层4、进而显影辊1也变硬而形成图像的品质下降，或在显影时对调色剂施加的压力增加而调色剂的寿命变短。

因此，相对于橡胶成分的总量100质量份，碳或石墨的配合比例优选为60质量份以下。

〈加工助剂〉

作为加工助剂，例如可举出加工油等油、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、磷酸三甲苯酯等各种增塑剂、极性蜡等各种蜡、或硬脂酸等脂肪酸等中的1种或2种以上。

若考虑到对基层4赋予良好的柔软性，则相对于橡胶成分的总量100质量份，加工助剂的配合比例优选为40质量份以上、优选为60质量份以下。

〈交联成分〉

为了使橡胶成分交联，橡胶组合物中配合交联成分。作为交联成分，可举出交联剂、促进剂、促进助剂等。

其中，作为交联剂，例如可举出硫系交联剂、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。

此外，作为硫系交联剂，可举出粉末硫等硫或有机含硫化合物等。此外，作为有机含硫化合物等，可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，例如可举出以四甲基硫脲、三甲基硫脲、乙烯硫脲、(C_nH_2n+1NH)₂C＝S〔式中，n表示1～10的整数〕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，例如可举出过氧化苯甲酰等。

作为交联剂，优选为硫。

相对于橡胶成分的总量100质量份，硫的配合比例优选为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。

作为促进剂，例如可举出氢氧化钙、氧化镁(MgO)、氧化铅(PbO)等无机促进剂、下述有机促进剂等中的1种或2种以上。

此外，作为有机促进剂，例如可举出1,3-二-邻甲苯基胍、1,3-二苯基胍、1-邻甲苯基双胍、二邻苯二酚硼酸盐的二-邻甲苯基胍盐等胍系促进剂；2-巯基苯并噻唑、二-2-苯并噻唑基二硫化物等噻唑系促进剂；N-环己基-2-苯并噻唑亚磺酰胺等的亚磺酰胺系促进剂；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、四硫化二亚戊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。

促进剂根据种类而功能不同，因此优选并用2种以上的促进剂。

各个促进剂的配合比例可以根据种类而任意地设定，但通常分别相对于橡胶成分的总量100质量份为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，可举出氧化锌等金属化合物；硬脂酸、油酸、棉籽脂肪酸等脂肪酸、其它以往公知的促进助剂中的1种或2种以上。

促进助剂的配合比例分别相对于橡胶成分的总量100质量份为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。

〈其它〉

橡胶组合物也可以进一步根据需要配合各种添加剂。作为添加剂，例如可举出吸酸剂、抗劣化剂、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，吸酸剂用于防止在橡胶成分的交联时从CR产生的氯系气体存留于基层4内，或由此产生交联阻碍或感光体的污染等发挥功能。

作为吸酸剂，可以使用作为酸受体发挥作用的各种物质，其中，优选为分散性优异的水滑石类或MAGSARAT(氧化镁)，特别优选为水滑石类。

此外，通过将水滑石类等与氧化镁、氧化钾并用，可以得到高的吸酸效果，可以进一步可靠地防止感光体的污染。

相对于橡胶成分的总量100质量份，吸酸剂的配合比例为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。

作为抗劣化剂，可举出各种抗老化剂、抗氧化剂等。

其中，抗氧化剂发挥减少显影辊1的辊电阻值的环境依赖性且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的NocracNBC〕等。

作为填充剂，例如可举出氧化锌、二氧化硅、加强用的炭黑、粘土、滑石、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝等中的1种或2种以上。

通过配合填充剂，可以提高基层4的机械强度等。

相对于橡胶成分的总量100质量份，填充剂的配合比例优选为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。

作为防焦剂，例如可举出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-戊稀等中的1种或2种以上。特别优选为N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺。

相对于橡胶成分的总量100质量份，防焦剂的配合比例优选为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。

共交联剂是指具有其自身交联，并且也与橡胶成分进行交联反应而使整体高分子化的作用的成分。

作为共交联剂，例如可举出甲基丙烯酸酯、或以甲基丙烯酸或丙烯酸的金属盐等为代表的乙烯性不饱和单体、利用1,2-聚丁二烯的官能团的多官能聚合物类、或二肟等中的1种或2种以上。

其中，作为乙烯性不饱和单体，例如可举出

(a)丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等一元羧酸类、

(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稀；

(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、三烯丙基氰尿酸酯、乙烯基吡啶等具有杂环的乙烯基化合物、

(h)另外，(甲基)丙烯腈或α-氯丙烯腈等氰化乙烯基化合物、丙烯醛、甲酰甾醇、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。

此外，作为(c)的不饱和羧酸类的酯，优选为一元羧酸类的酯。

作为一元羧酸类的酯，例如可举出

(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)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(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)丙烯酸苯甲酰酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯等具有芳香族环的(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、四氢糠基甲基丙烯酸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、乙二醇二甲基丙烯酸酯(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〉

含有以上说明的各成分的橡胶组合物可以与以往同样地制备。首先将橡胶成分捏合，接着加入除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，从而得到橡胶组合物。混炼可以使用例如捏合机、班伯里密炼机、挤出机等。

〈基层4的制作〉

制作基层4时，首先使用挤出成型机将上述橡胶组合物挤出成型成筒状，接着切断成规定的长度，在硫化罐内加压、加热而使其交联。

接着将经交联的筒状体使用烘箱等加热使其二次交联，冷却后研磨以达到规定的外径，从而制作基层4。

对于将在只有该基层4的状态下的辊电阻值R′(logΩ，外加10V时)设为式(4)所规定的范围，只要如上所述地变更碳或石墨的种类、配合比例即可。

此外，基层4可以以具有任意的硬度、压缩永久变形等的方式进行调整。为了调整该硬度、压缩永久变形等，除了例如调整上述的碳、石墨、或加工助剂的种类、配合比例以外，也可以调整橡胶成分的种类、量，或调整交联成分的种类、量，或调整填充剂其它成分的种类、量。

进而，基层4的厚度可以根据安装的图像形成装置的结构、尺寸等任意地设定。

为了简化结构且提高其耐久性等，基层4优选为非多孔质且以单层形成。

《表层6》

表层6可以利用能够全部满足先前说明的式(1)～(3)的任意的弹性材料形成。

但是，表层不是涂层或热塑性原料管的被覆，而是优选利用含有二稀系橡胶作为橡胶成分的橡胶组合物来形成。

由橡胶组合物构成的表层与由上述涂层、管构成的层相比为低硬度且压缩永久变形小，因此具有以下优点：即使将其厚度d₁在上述的范围设定得厚，也可以抑制显影辊1的整体的柔软性的下降，并且即使例如使显影辊1的一处与感光体抵接的状态下长期间保管也难以产生压接痕。

尤其是作为上述橡胶组合物，为了使显影辊1的整体的辊电阻值R(logΩ，外加100V时)稳定，优选利用离子导电性的橡胶组合物、尤其是含有表氯醇橡胶和二稀系橡胶作为橡胶成分的离子导电性的橡胶组合物形成。

〈表氯醇橡胶〉

橡胶成分中，作为表氯醇橡胶，可举出表氯醇单独聚合体、表氯醇-环氧乙烷二元共聚物(ECO)、表氯醇-环氧丙烷二元共聚物、表氯醇-烯丙基缩水甘油醚二元共聚物、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物(GECO)、表氯醇-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物和表氯醇-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，优选为含有环氧乙烷的共聚物、特别优选为ECO和/或GECO。

两个共聚物中环氧乙烷含量均为30摩尔％以上，特别优选为50摩尔％以上，优选为80摩尔％以下。

环氧乙烷发挥降低表层6的电阻值的作用。

然而，环氧乙烷含量小于该范围时，有可能无法充分得到该作用，因此无法充分降低电阻值。

另一方面，环氧乙烷含量大于该范围时，发生环氧乙烷的结晶化而妨碍分子链的链段运动，因此反而有电阻值上升的趋势。此外，也有可能交联后的表层6变得过硬，或交联前的橡胶组合物的加热熔融时的粘度上升。

ECO中的表氯醇含量为环氧乙烷含量的余量。即，表氯醇含量优选为20摩尔％以上，优选为70摩尔％以下，特别优选为50摩尔％以下。

此外，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。

烯丙基缩水甘油醚自身作为侧链用于确保自由体积而发挥功能，由此起到抑制环氧乙烷的结晶化而使表层6的电阻值降低的作用。

但是，烯丙基缩水甘油醚含量小于该范围时，得不到该作用，因此有可能无法充分降低该电阻值。

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大于该范围时，GECO的交联密度变得过高而妨碍分子链的链段运动，反而有电阻值上升的趋势。

GECO中的表氯醇含量是环氧乙烷含量和烯丙基缩水甘油醚含量的余量。即，表氯醇含量优选为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。

另外，作为GECO，除了使上述3种单体共聚的狭义的意义的共聚物之外，还已知将表氯醇-环氧乙烷共聚物(ECO)用烯丙基缩水甘油醚改性而得的改性物，本发明中也可使用任何GECO。

相对于橡胶成分的总量100质量份，表氯醇橡胶的配合比例优选为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。

〈二稀系橡胶〉

特别优选并用耐油性优异的NBR和/或CR作为二稀系橡胶。

如上所述，优选在基层4中大量配合使该基层4的、进而显影辊1的整体的柔软性提高的油等加工助剂，有可能从该基层4渗出的加工助剂在例如使显影辊1的一处与感光体抵接的状态下长期间保管时污染该感光体。

对此，若如上述地利用含有耐油性优异的NBR和/或CR的橡胶组合物形成表层4，则使该表层4作为阻隔发挥功能而可以抑制伴随着加工助剂的渗出的感光体的污染。

这些二稀系橡胶的详细内容如先前说明所述。

〈交联成分〉

为了使上述橡胶成分交联，在橡胶组合物中配合交联成分。作为交联成分，可举出交联剂、促进剂、促进助剂等。这些交联成分的详细内容如先前说明所述。

其中，作为交联剂，优选并用硫和硫脲系交联剂。

相对于橡胶成分的总量100质量份，该并用体系中硫的配合比例优选为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。

此外，相对于橡胶成分的总量100质量份，硫脲系交联剂的配合比例优选为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。

此外，促进剂、促进助剂的配合比例优选设为先前说明的范围。

〈其它〉

橡胶组合物也可以进一步根据需要配合各种添加剂。作为添加剂，例如可举出吸酸剂、增塑剂、加工助剂、抗劣化剂、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。这些添加剂的详细内容、配合比例也如先前说明所述。

此外，也可以配合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，对表层6赋予电子导电性。

作为导电性炭黑，例如可举出电气化学工业株式会社制的DENKABLACK(注册商标)、LION株式会社制的KETJENBLACK(注册商标)EC300J等中的1种或2种以上。

相对于橡胶成分的总量100质量份，导电性炭黑的配合比例优选为1质量份以上，优选为10质量份以下。

〈橡胶组合物〉

含有以上说明的各成分的橡胶组合物可以与以往同样地制备。首先将橡胶成分以规定的比例配合而捏合，接着加入除交联成分以外的各种添加剂而混炼后，最后加入交联成分进行混炼，从而得到橡胶组合物。混炼可以使用例如捏合机、班伯里密炼机、挤出机等。

〈表层6的形成〉

对于将表层6层叠于基层4的外周面5，首先将上述橡胶组合物成型为片状。在将其缠绕于上述外周面5的状态下，装入例如冲压模具内进行冲压而成型，使其交联且与基层4一体化，进一步冷却后以成为规定的厚度d₁(mm)的方式进行研磨，从而形成表层6。

对于将该表层6的相当于表层6的辊电阻值的、显影辊1的整体的辊电阻值R(logΩ，外加100V时)与仅基层4的辊电阻值R′(logΩ，外加10V时)的差设为式(1)所规定的范围，可以变更上述表氯醇橡胶等离子导电性橡胶的种类、配合比例，或在进一步配合导电性炭黑时变更其种类、配合比例。

此外，表层6可以以具有任意的硬度、压缩永久变形等的方式进行调整。为了调整该硬度、压缩永久变形等，例如可以调整橡胶成分的种类、量，或调整交联成分的种类、量，或调整填充剂、其它成分的种类、量。

为了简化结构且提高其耐久性等，表层6仍然优选为非多孔质且以单层形成。

《辊电阻值的测定方法》

图2是对测定显影辊1的整体的辊电阻值R以及在只有基层4的状态下的辊电阻值R′的方法进行说明的图。

参照图1、图2，本发明中，以在温度23℃、相对湿度55％的常温常湿环境下，显影辊1的整体的辊电阻值R在外加电压100V的条件下，在只有基层4的状态下的辊电阻值R′在外加电压10V的条件下，通过下述方法测定的值表示上述辊电阻值R、R'。

即，准备能够以一定的转速旋转的铝滚筒8，从上方使预先插通轴3而固定的显影辊1的外周面7、或制作未形成表层6而只有基层4的状态的样品的该基层4的外周面5与该铝滚筒8的外周面9接触。

此外，在轴3与铝滚筒8之间将直流电源10和电阻11以串联的方式连接而构成测量电路12。直流电源10的(-)侧与轴3连接，(+)侧与电阻11连接。电阻11的电阻值r₁₁设为100Ω。

接着，在对轴3的两端部分别施加500g的负荷F使显影辊1的外周面7、或基层4的外周面5与铝滚筒8压接的状态下，一边使该铝滚筒8旋转(转速：30rpm)，一边在两者间由直流电源10外加直流100V、或10V的外加电压E时，以4秒测量100次的施加于电阻11的检测电压V，求出其平均值。

显影辊1的辊电阻值r(Ω)、或在只有基层4的状态下的辊电阻值r′(Ω)基本上由检测电压V的平均值和外加电压E(＝100V、或10V)通过式(1)′求出。

r或r′＝r₁₁×E/(V-r₁₁)(1)′

其中，式(1)′中的分母中的-r₁₁的项可以被视为微小，因此本发明中通过式(1)求出的值r(Ω)或r′(Ω)的log值作为显影辊1的辊电阻值R(logΩ，外加100V时)、或在只有基层4的状态下的辊电阻值R′(logΩ，外加10V时)。

r或r′＝r×E/V(1)

《图像形成装置》

本发明的图像形成装置的特征在于，安装有上述本发明的显影辊。

作为该本发明的图像形成装置，例如可举出激光打印机、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，准备SBR〔JSR株式会社制的JSR1502，非充油，苯乙烯含量：23.5％〕。

一边将上述100质量份SBR使用班伯里密炼机捏合，一边加入碘吸附量113mg/g、吸油量78ml/100g的炭黑〔CabotJapan株式会社制的SHOWBLACKN219〕50质量份以及芳香族系加工油〔H&R公司制的VivaTec400，T-DAE〕50质量份和下述表1所示的各成分中除交联成分以外的成分而混炼后，加入交联成分进一步混炼，制备基层i用的橡胶组合物。

【表1】

表1

成分	质量份
		加入5％油的硫	1.20
促进剂MBTS	0.20
		促进剂TS	0.50
氧化锌2种	5.00

表1中的各成分如下所述。应予说明，表中的质量份为相对于橡胶成分的总量100质量份的质量份。

加入5％油的硫：交联剂，鹤见化学工业株式会社制

促进剂MBTS：二-2-苯并噻唑基二硫化物，噻唑系促进剂，大内新兴化学工业株式会社制的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的SANCELER(注册商标)TS

氧化锌2种：促进助剂，堺化学工业株式会社制

(基层i的制作)

将上述橡胶组合物供给至挤出成型机而挤出成型成外径φ20.0mm、内径φ7.0mm的筒状，安装于交联用的临时轴，在硫化罐内进行160℃×1小时交联。

接着，将经交联的筒状体安装于在外周面涂布有导电性的热固性粘接剂的外径φ7.5mm的轴，再在烘箱中加热至160℃而使其粘接于该轴后，切割两端，使用圆筒研磨机对外周面进行纵向研磨，接着进行镜面研磨，以外径：φ15.00mm(公差0.05)的方式进行精加工，进一步进行水洗而制作与轴一体化的基层i。

通过先前说明的测定方法测定所制作的只有基层i的状态的辊电阻值R′(logΩ，外加10V时)，其结果为6.1。

《基层ii》

将炭黑〔CabotJapan株式会社制的SHOWBLACKN219〕的配合比例设为相对于100质量份SBR为40质量份，除此以外，与基层i同样地制备基层ii用的橡胶组合物，制作与轴一体化的基层ii。

通过先前说明的测定方法测定所制作的只有基层ii的状态的辊电阻值R′(logΩ，外加10V时)，其结果为7.0。

《基层iii》

相对于100质量份SBR，配合50质量份的碘吸附量119mg/g、吸油量115ml/100g的炭黑〔CabotJapan株式会社制的SHOWBLACKN220〕作为炭黑，除此以外，与基层i同样地制备基层iii用的橡胶组合物，制作与轴一体化的基层iii。

通过先前说明的测定方法测定所制作的只有基层iii的状态的辊电阻值R′(logΩ，外加10V时)，其结果为5.5。

《基层iv》

将炭黑〔CabotJapan株式会社制的SHOWBLACKN219〕的配合比例设为相对于100质量份SBR为37质量份，除此以外，与基层i同样地制备基层iv用的橡胶组合物，制作与轴一体化的基层iv。

通过先前说明的测定方法测定所制作的只有基层iv的状态的辊电阻值R′(logΩ，外加10V时)，其结果为7.2。

《表层I》

(橡胶组合物)

配合GECO〔DAISO株式会社制的EPION(注册商标)301L，EO/EP/AGE＝73/23/4(摩尔比)〕5质量份、CR〔昭和电工株式会社制的SHOPRENE(注册商标)WRT〕10质量份和NBR〔JSR株式会社制的JSRN250SL，低腈NBR，丙烯腈含量：20％〕85质量份作为橡胶成分。

一边将上述橡胶成分的总量100质量份使用班伯里密炼机捏合，一边加入下述表2所示的各成分中除交联成分以外的成分而混炼后，加入交联成分进一步混炼，制备表层I用的橡胶组合物。

【表2】

表2

成分	质量份
		加入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
氧化锌2种	5.00
		炭黑	5.00
吸酸剂	3.00

表2中的加入5％油的硫、促进剂MBTS、促进剂TS和氧化锌2种与表1相同。其它各成分如下所述。应予说明，表中的质量份为相对于橡胶成分的总量100质量份的质量份。

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的AXEL(注册商标)22-S

促进剂DT：1,3-二-邻甲苯基胍，胍系促进剂，三新化学工业株式会社制的SANCELERDT

炭黑：加强用炭黑，旭碳株式会社制的#15(FT)

吸酸剂：水滑石类，协和化学工业株式会社制的DHT-4A(注册商标)-2

(表层I的形成)

将上述橡胶组合物成型为片状，在缠绕于先前制作的基层的外周面的状态下装入φ20的冲压模具内进行160℃×1小时冲压而成型，使其交联且与基层一体化，进一步冷却后以成为表3、表4所示的厚度d₁(mm)的方式进行研磨而形成表层I，制造显影辊。

《表层II》

橡胶成分中将GECO的配合比例设为10质量份，将NBR的配合比例设为80质量份，除此以外，与表层I同样地制备表层II用的橡胶组合物，并且形成与基层一体化的表层II，制造显影辊。

《表层III》

橡胶成分中将GECO的配合比例设为15质量份，将NBR的配合比例设为75质量份，除此以外，与表层I同样地制备表层III用的橡胶组合物，并且形成与基层一体化的表层III，制造显影辊。

《表层IV》

橡胶成分中将GECO的配合比例设为30质量份，将NBR的配合比例设为60质量份，除此以外，与表层I同样地制备表层IV用的橡胶组合物，形成与基层一体化的表层IV，制造显影辊。

《实施例1～8、比较例1～3》

如表3、表4所示地组合上述基层i～iii和表层I～IV，制造实施例1～8、比较例1～3的显影辊。

《比较例4～6》

使用上述的表层II(比较例4)、表层III(比较例5)和表层IV(比较例6)用的橡胶组合物制造整体的外径：φ16.00mm(公差0.05)的单层的显影辊。

《辊电阻值R的测定》

通过先前说明的测定方法测定所制造的显影辊1的整体的辊电阻值R(logΩ，外加100V时)。此外，求出所测定的辊电阻值R与只有各基层的辊电阻值R′(logΩ，外加10V时)的差R-R′。

《实机试验》

〈黑色实心浓度〉

将上述实施例、比较例中制造的显影辊安装于使用带正电性的非磁性单成分调色剂、可印刷张数约为4000张(A4大小，日本工业标准JISX6932_：2008公表值)左右的激光打印机中，在温度23.5℃、相对湿度55％的环境下，在普通纸上连续地打印4000张1％浓度的图像而连续地形成图像后，立即进行1张黑色实心图像的图像形成。

使用反射浓度计〔TECHKON公司制的TechkonRT120和LightTableLP20的组合〕对形成的黑色实心图像上的任意的5点测定图像浓度，求出其平均值作为黑色实心浓度。将黑色实心浓度为1.30以上作为合格。

〈点浓度〉

与上述黑色实心浓度同样地在普通纸上连续地打印4000张1％浓度的图像而连续地形成图像后，立即进行1张点图像的图像形成。

使用与上述相同的反射浓度计对形成的点图像上的任意的5点测定图像浓度，求出其平均值作为点浓度。将点浓度为0.030以上作为合格。将以上结果示于表3、表4。

【表3】

表3

【表4】

表4

由表3、表4的实施例1～8、比较例1～6的结果可知，通过将显影辊1制成基层4和表层6的层叠结构，且将辊电阻值的差R-R′设为式(1)所规定的范围，将厚度d₁(mm)设为式(2)所规定的范围，将显影辊1的整体的辊电阻值R设为式(3)所规定的范围，能够以高于现状的水平兼具黑色实心浓度和点浓度两者。

Claims

1.一种显影辊，其中，具备由弹性材料构成的筒状的基层以及层叠于该基层的外周面的由弹性材料构成的表层，所述表层的厚度d₁、在只有所述基层的状态下的辊电阻值R′、以及所述基层和表层的层叠体整体的辊电阻值R全部满足式(1)～式(3)：

1.0≤R-R′(1)，

0.1≤d₁≤2(2)，

7.5≤R≤8.5(3)，

所述表层的厚度d₁的单位是mm，所述辊电阻值R′以外加10V时的logΩ表示，所述辊电阻值R以外加100V时的logΩ表示。

2.如权利要求1所述的显影辊，其中，所述表层由含有二稀系橡胶作为橡胶成分的橡胶组合物构成。

3.如权利要求2所述的显影辊，其中，所述表层含有选自丙烯腈丁二烯橡胶和氯丁橡胶中的至少1种二稀系橡胶和表氯醇橡胶作为橡胶成分。

4.如权利要求1～3中任一项所述的显影辊，其中，所述基层由含有橡胶成分、以及碳或石墨的橡胶组合物构成，且在只有所述基层的状态下的辊电阻值R′满足式(4)：

R′≤7.0(4)，

相对于该橡胶成分的总量100质量份，所述碳或石墨为30质量份以上，所述碳或石墨的碘吸附量为80mg/g以上，所述碳或石墨的吸油量为60ml/100g以上，

所述辊电阻值R′以外加10V时的logΩ表示。

5.一种图像形成装置，其中，安装有所述权利要求1～4中任一项所述的显影辊。