CN110543085A

CN110543085A - 显影辊及其制造方法

Info

Publication number: CN110543085A
Application number: CN201910343688.6A
Authority: CN
Inventors: 今瀬悠太
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2018-05-28
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2019-12-06
Also published as: JP2019207283A; US10712685B2; US20190361371A1

Abstract

本发明提供一种即便重复进行图像形成而色粉的搬送量也不会大幅减少，故无形成图像的图像浓度急速降低或产生浓度不均的担忧的显影辊及其制造方法。显影辊(1)是在辊本体(2)的外周面(5)上以所述外周面的轴向的间距P_A与周向的间距P_C的比P_A/P_C成为超过1.1的范围的方式排列多个凹部。制造方法包括通过激光加工在所述外周面(5)上形成所述凹部的步骤。

Description

显影辊及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种安装至利用电子照相法的图像形成装置中而使用的显影辊及其制造方法。

背景技术

例如，在激光打印机、静电式复印机、普通纸传真装置或这些的复合机等利用电子照相法的图像形成装置中，为了将形成于感光体的表面的静电潜像显影为色粉像，而使用显影辊。

作为显影辊，例如使用包括辊本体与轴者，所述辊本体是将橡胶组合物成形为筒状并使其交联而形成，所述轴包含金属等并插通固定于辊本体的中心的通孔中。

在使用显影辊的显影中，在图像形成装置的收纳色粉的显影部内使量限制刮板(带电刮板)的前端部与辊本体的外周面接触的状态下，使所述显影辊旋转。

如此，色粉带电而附着于辊本体的外周面，并且其附着量在通过辊本体的外周面与量限制刮板的前端部的夹持部时受到限制，由此在所述外周面形成色粉层。

另外，并列而在感光体的表面同样地带电后加以曝光，由此形成静电潜像。

继而，在所述状态下使显影辊进而旋转而将色粉层搬送至感光体的表面附近时，形成所述色粉层的色粉根据形成于感光体的表面的静电潜像，选择性地移动至感光体的表面而将静电潜像显影为色粉像。

为了控制色粉的带电性或搬送量，辊本体的外周面一般是例如以成为规定的表面粗糙度的方式进行研磨，或在研磨后为了减少作为微小的凹凸的研磨痕而利用涂布膜进行包覆来调整表面状态。

但是，涂布膜是利用喷雾法、浸渍法等涂布方法将成为涂布膜的原料的液状涂布剂涂布于辊本体的外周面后，使其干燥而形成，因此在形成过程中容易产生尘埃等异物的混入、厚度不均的产生等不良情况。

另外，制备涂布剂时需要有机溶剂，但使用有机溶剂时对环境的负荷大，也与近年来的低挥发性有机化合物(volatile organic compounds，VOC)化的趋势背道而驰。

因此，正在研究代替涂布膜而对研磨后的辊本体的外周面进行激光加工，在所述外周面形成多个凹部(专利文献1等)。

多个凹部在所述外周面的轴向及周向上进行排列，在所述两方向中的至少一方向上相邻的凹部彼此相互重合而形成。

具体而言，在如下状态下使缩小为凹部的开口形状的激光在所述两方向上进行扫描并且照射至辊本体的外周面，所述状态是以在周向及轴向中的至少一方向照射范围相互重合的方式设定照射尺寸、或调整激光的输出。

如此，形成外周面的橡胶因照射的热而熔融导致研磨痕被破坏，同时交联物的至少一部分蒸发而形成凹部。

另外，相邻的凹部间的橡胶也进行熔融，制成以与凹部内一起不产生边缘的方式利用连续的平滑的曲面连结的状态。

因此，辊本体的外周面设为如下状态，即在不产生仅通过照射激光而形成涂布膜的情况等下所产生的各种课题的情况下，减少作为微小的凹凸的研磨痕，且由多个凹部形成更大的凹凸(波纹)。

结果，可获得如下的显影辊，即，可使辊本体的外周面电性均匀或调整表面粗糙度，特别是在使用初期的阶段将充分量的色粉搬送至感光体，从而可形成具有高图像浓度且无浓度不均的图像。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2017-107147号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

但是，根据发明人的研究，通过激光加工而在辊本体的外周面上排列有多个凹部的所述现有的显影辊有在重复进行图像形成的过程中色粉的搬送量大幅减少的倾向。

而且，若色粉的搬送量大幅减少，则有时形成图像的图像浓度急速降低，或容易产生浓度不均。

本发明的目的在于提供一种即便重复进行图像形成而色粉的搬送量也不会大幅减少，故无形成图像的图像浓度急速降低或产生浓度不均的担忧的显影辊及其制造方法。

[解决问题的技术手段]

本发明为一种显影辊，其包括辊本体，在所述辊本体的外周面上设置有在所述外周面的周向及轴向上分别以规定的间距排列的多个凹部，并且所述多个凹部的所述轴向的间距P_A与所述周向的间距P_C满足式(1)：

P_A/P_C＞1.1 (1)。

另外，本发明为一种显影辊的制造方法，其为所述本发明的显影辊的制造方法，所述显影辊的制造方法包括通过激光加工而在所述辊本体的外周面上形成所述多个凹部的步骤。

[发明的效果]

根据本发明，可提供一种即便重复进行图像形成而色粉的搬送量也不会大幅减少，故无形成图像的图像浓度急速降低或产生浓度不均的担忧的显影辊及其制造方法。

附图说明

图1A是表示本发明的显影辊的实施形态的一例的立体图，图1B是说明图1A的例子的显影辊的辊本体的外周面上所形成的凹部的配置的一例的图。

图2A是图1B的A-A线剖面图，图2B是图1B的B-B线剖面图。

图3是将本发明的实施例1的显影辊的辊本体的外周面的一部分放大表示的体视显微镜(stereo microscope)照片。

图4是将实施例2的显影辊的辊本体的外周面的一部分放大表示的体视显微镜照片。

图5是将比较例1的显影辊的辊本体的外周面的一部分放大表示的体视显微镜照片。

图6是将比较例2的显影辊的辊本体的外周面的一部分放大表示的体视显微镜照片。

符号的说明

1：显影辊

2：辊本体

3：通孔

4：轴

5：外周面

6：凹部

7：凸部

8：氧化膜

P_A：轴向的间距

P_C：周向的间距

具体实施方式

在现有的显影辊中产生所述课题的原因在于：通过在辊本体的外周面上在轴向及周向上排列而形成多个凹部，所述外周面的轴向及周向上排列的凹凸(波纹)的在各个方向上的大小的差。

再者，以下将凹凸的大小规定为在外周面上排列的各凹部内的最低点、例如若为开口形状为圆形的凹部则在轴向或周向上连结圆的中心点的线上的所述最低点、与相邻的凹部间的凸部的最高点的高度差。

根据发明人的研究，在所述凹凸的大小在辊本体的外周面的轴向与周向上大致同等，或者较轴向而言在周向上更大的情况下，在重复进行图像形成的过程中色粉的搬送量大幅减少。

而且，形成图像的图像浓度急速降低，或产生浓度不均。

轴向及周向的凹凸的大小可由在所述外周面上排列的多个凹部的轴向的间距P_A、与周向的间距P_C的比P_A/P_C来规定，在现有的显影辊中，比P_A/P_C为1.1以下。

相对于此，在本发明中将比P_A/P_C如所述般设为满足式(1)的范围、即超过1.1的范围，使在辊本体的外周面上排列的凹凸的大小较在周向上而言在轴向上更大。

因此，即便重复进行图像形成，也可抑制色粉的搬送量大幅减少，更长期地持续形成具有高图像浓度且无浓度不均的良好的图像。

这些情况也根据后述的实施例、比较例的结果而明确。

再者，若考虑更进一步提高所述效果，则比P_A/P_C在所述范围中也优选为1.2以上、特别是1.3以上。

另外，比P_A/P_C在所述范围中也优选为1.6以下、特别是1.5以下。

轴向的间距P_A大，因此在比P_A/P_C超过所述范围的情况下，在轴向上相邻的凹部的间隔过于扩大，有时无法通过激光加工将所述凹部间形成为利用连续的平滑的曲面连结的状态。

而且，有时在轴向上相邻的凹部间露出有未进行激光加工的研磨面，或在凹部与研磨面的边界部产生边缘而对形成图像的画质产生影响。

另一方面，为了减小周向的间距P_C，将比P_A/P_C设为超过所述范围的值，必须在周向上形成所需以上的多个凹部。

因此，例如在通过激光加工形成凹部的情况下，激光的照射点数增加，激光加工所需要的时间与能量增大，结果有时显影辊的生产性降低。

相对于此，通过将比P_A/P_C设为所述范围以下，可抑制产生这些课题，并且更进一步提高所述本发明的效果。

顺便说一下，专利文献1的段落[0041]～段落[0044]、图13、图14中记载有：通过在周向上扫描并且照射激光，将凹部形成为在周向上连续的槽状，由此减少激光的照射点数而提高生产性。

但是，在使在周向上连续的槽状的凹部在轴向上相邻而形成多个的情况下，辊本体的外周面如专利文献1的图13中也所见般，成为所述多个凹部与在轴向上相邻的凹部间的凸条明确分离的表面状态。

因此，存在所述表面状态也反映到形成图像上而容易成为图像不良的原因的课题。

再者，规定比P_A/P_C的轴向的间距P_A、周向的间距P_C的具体的范围并无特别限定。

其中，若考虑形成画质良好的图像等，则凹部6的间距P_A、P_C在任一方向上均优选为30μm以上，且优选为60μm以下。

另外，例如在通过激光加工形成凹部的情况下，激光的照射范围优选为以利用与所述间距P_A、P_C一致的间距扫描照射位置时，相邻的照射范围相互重合的方式设定照射尺寸或激光的输出。

由此，在辊本体的外周面上形成的相邻的凹部间的橡胶进行熔融，制成以与凹部内一起不产生边缘的方式利用连续的平滑的曲面连结的状态，可形成画质良好的图像。

《显影辊及其制造方法》

另外，图2A是图1B的A-A线剖面图，图2B是图1B的B-B线剖面图。

参照图1A，所述例的显影辊1包括利用赋予半导电性的橡胶组合物形成为非多孔质且单层的筒状的辊本体2。

在辊本体2的中心的通孔3中插通固定有轴4。

轴4由导电性良好的材料例如铁、铝、铝合金、不锈钢等金属等一体地形成。

轴4例如通过将外径大于通孔3的内径者压入至通孔3中而与辊本体2电性接合且加以机械固定。

或者，轴4经由具有导电性的接着剂而与辊本体2电性接合且加以机械固定。

或者，也可并用所述两方法来将轴4与辊本体2电性接合并加以机械固定。

参照图1B，在辊本体2的外周面5上形成有在所述图中以实线所示的具有圆形的开口形状的多个凹部6。

所述凹部6如所述般，例如对所述外周面5照射对应于所述凹部6的开口形状而缩小为圆形的激光，由此使形成所述外周面5的橡胶选择性地熔融，且使其至少一部分进行蒸发而形成。

各凹部6是在外周面5的轴向及周向上分别以矩阵状成列而形成，并且各个凹部6在所述轴向及周向上相互重合而形成。

在轴向上相邻的凹部6间的、在图中例子的情况下作为圆的中心间的距离的间距P_A设为固定，各凹部6在轴向上分别等间隔地进行排列。

另外，在周向上相邻的凹部6间的、仍在图中例子的情况下作为圆的中心间的距离的间距P_C也设为固定，各凹部6在周向上也分别等间隔地进行排列。

进而，如所述般，轴向的间距P_A与周向的间距P_C设定为满足式(1)：

P_A/P_C＞1.1 (1)

的范围。

而且，通过所述设定，图2A所示的由在轴向上相邻的凹部6与其间的凸部7所构成的凹凸的大小大于图2B所示的由在周向上相邻的凹部6与其间的凸部7所构成的凹凸的大小。

因此，根据具有在外周面5上形成有所述凹部6的辊本体2的图1A、图1B的例子的显影辊1，即便重复进行图像形成，也可抑制色粉的搬送量大幅减少。

结果，可更长期地持续形成具有高图像浓度且无浓度不均的良好的图像。

如图1A中放大表示般，可在辊本体2的外周面5上形成氧化膜8。

通过形成氧化膜8，所述氧化膜8作为介电层发挥功能，从而可减少显影辊1的介电损耗角正切。

另外，氧化膜8成为低摩擦层，由此也可抑制色粉的附着。

而且，氧化膜8例如可仅通过在氧化性环境中对外周面5照射紫外线等来使所述外周面5的附近的橡胶氧化而简单地形成，因此也可抑制显影辊1的生产性下降，或者制造成本变高。

其中，氧化膜8也可不形成。

再者，辊本体2的“单层结构”是指包含橡胶等的层数为单层，通过紫外线的照射等而形成的氧化膜8不包含于层数中。

制造显影辊1时，首先制备规定的橡胶组合物，使用挤出机将经制备的橡胶组合物挤出成形为筒状，并切割为规定的长度，在硫化罐内进行加压并加热，从而使橡胶进行交联。

继而，使用烘箱等对经交联的筒状体进行加热并使其二次交联，加以冷却后以成为规定的外径的方式对外周面5进行研磨，从而形成辊本体2。

作为研磨方法，例如可采用干式纵向研磨等各种研磨方法。

轴4可在自筒状体的切割后至研磨后的任意的时间点插通固定于通孔3，但优选为在切割后，首先在将轴4插通至通孔3中的状态下进行二次交联及研磨。

由此，可抑制二次交联时的膨胀收缩所引起的辊本体2的翘曲或变形。另外，通过以轴4为中心进行旋转并且进行研磨，可提高所述研磨的作业性，而且抑制外周面5的跳动。

轴4如之前所说明般只要将外径大于通孔3的内径者压入至通孔3中、或者经由具有导电性的热硬化性接着剂而插通至二次交联前的筒状体的通孔3中即可。

在前者的情况下，与轴4的压入同时完成与辊本体2的电性接合与机械固定。

另外，在后者的情况下，因烘箱中的加热，筒状体进行二次交联，与此同时热硬化性接着剂硬化，所述轴4与辊本体2电性接合并且加以机械固定。

另外，也可如所述般并用所述两方法来将轴4与辊本体2电性接合且加以机械固定。

继而，对经研磨的外周面5进行激光加工，以满足所述式(1)的间距P_A、P_C，在外周面5的轴向及周向上分别以矩阵状成列而形成多个凹部6。

激光加工例如通过对于研磨后的外周面5，以所述间距P_A、P_C使照射位置移动并且照射缩小为规定的照射尺寸的规定的输出的激光来实施。

氧化膜8如之前所说明般优选为对辊本体2的外周面5照射紫外线而形成。

即，对辊本体2的外周面5在氧化性环境中照射规定时间的规定波长的紫外线，使构成所述外周面5的附近的橡胶组合物中的二烯系橡胶氧化，由此可形成氧化膜8。

因此，氧化膜8的形成步骤简单且有效率，可抑制显影辊1的生产性降低或制造成本变高。

而且，通过紫外线的照射而形成的氧化膜8不会产生例如涂布涂剂而形成的涂布膜般的问题，而且厚度的均匀性或与辊本体2的密接性等也优异。

关于所照射的紫外线的波长，若考虑使橡胶组合物中的二烯系橡胶效率良好地氧化而形成所述功能优异的氧化膜8，则优选为100nm以上，且优选为400nm以下、特别是300nm以下。

另外，照射的时间优选为30秒钟以上、特别是1分钟以上，且优选为30分钟以下、特别是20分钟以下。

其中，氧化膜8可利用其他方法形成，也可不形成。

《橡胶组合物》

形成辊本体的橡胶组合物是向橡胶中调配用以使所述橡胶进行交联的交联成分或各种添加剂来制备。

为了对橡胶组合物赋予导电性而将显影辊的辊电阻值调整为优选的范围，以下对离子导电性的橡胶组合物进行说明，但也可使用离子导电性、电子导电性的任一种调配的橡胶组合物作为橡胶组合物。

〈橡胶〉

如所述般，为了对橡胶组合物赋予离子导电性，优选为使用离子导电性橡胶作为橡胶。

另外，作为橡胶，优选为与离子导电性橡胶一同并用二烯系橡胶和/或乙烯丙烯系橡胶。

通过并用这些橡胶，可对橡胶组合物赋予良好的加工性、或者提高辊本体的机械强度或耐久性等。

另外，也可对辊本体赋予作为橡胶的良好的特性、即柔软且压缩永久应变小而不易产生扁塌的特性。

(离子导电性橡胶)

作为离子导电性橡胶，例如可列举表氯醇橡胶、聚醚橡胶等。

其中，作为表氯醇橡胶，例如可列举表氯醇均聚物、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、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。

另外，作为聚醚橡胶，例如可列举环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚二元共聚物、环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物等。

其中，优选为包含环氧乙烷的共聚物、特别是ECO和/或GECO。

ECO和/或GECO中的环氧乙烷含量均优选为30摩尔％以上、特别是50摩尔％以上，且优选为80摩尔％以下。

环氧乙烷发挥降低显影辊的辊电阻值的作用。

但是，环氧乙烷含量未满所述范围时，无法充分获得所述作用，因此有时无法使显影辊的辊电阻值充分降低。

另一方面，在环氧乙烷含量超过所述范围的情况下，引起环氧乙烷的结晶化，分子链的链段运动受到阻碍，因此有显影辊的辊电阻值反而上升的倾向。

另外，也有时交联后的辊本体变得过硬，交联前的橡胶组合物的加热熔融时的粘度上升而所述橡胶组合物的加工性降低。

ECO中的表氯醇含量为环氧乙烷含量的残量。

即，表氯醇含量优选为20摩尔％以上，且优选为70摩尔％以下、特别是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、特别是2摩尔％以上，且优选为10摩尔％以下、特别是5摩尔％以下。

烯丙基缩水甘油醚为了使其自身作为侧链确保自由体积而发挥功能，由此发挥抑制环氧乙烷的结晶化且使显影辊的辊电阻值降低的作用。

但是，烯丙基缩水甘油醚含量未满所述范围时，无法充分获得所述作用，因此有时无法使显影辊的辊电阻值充分降低。

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所述范围的情况下，GECO的交联密度变得过高，由此分子链的链段运动受到阻碍，有显影辊的辊电阻值反而上升的倾向。

GECO中的表氯醇含量为环氧乙烷含量、及烯丙基缩水甘油醚含量的残量。

即，表氯醇含量优选为10摩尔％以上、特别是19.5摩尔％以上，且优选为69.5摩尔％以下、特别是60摩尔％以下。

再者，作为GECO，除了之前说明的使三种单量体共聚的狭义的含义的共聚物以外，也已知有利用烯丙基缩水甘油醚对表氯醇-环氧乙烷共聚物(ECO)进行改性的改性物。

本发明中，也可使用所述任一种GECO。

可使用这些离子导电性橡胶中的一种或两种以上。

(二烯系橡胶)

作为二烯系橡胶，例如可列举天然橡胶、异戊二烯橡胶(isoprene rubber，IR)、丙烯腈丁二烯橡胶(acrylonitrile butadiene rubber，NBR)、苯乙烯丁二烯橡胶(styrenebutadiene rubber，SBR)、丁二烯橡胶(butadiene rubber，BR)、氯丁二烯橡胶(chloroprene rubber，CR)等。

特别优选为并用NBR与CR这两种作为二烯系橡胶。

其中，两橡胶也可分别并用两种以上。

·NBR

NBR因其溶解参数(SP(solubility parameter，溶解度参数)值)与表氯醇橡胶等离子导电性橡胶、及CR相近，故为了作为这些橡胶的可以说相容化剂而辅助各橡胶间的微分散化，提高橡胶组合物的一体性来发挥功能。

而且，也为了提高橡胶组合物的加热时的流动性，即便为不含软化剂的调配也确保良好的成形性，或提高成形、交联后的辊本体的柔软性而提高显影辊的图像耐久性来发挥功能。

所谓图像耐久性，是表示将相同的色粉重复用于图像形成时，可抑制所述色粉的劣化，以多少时间良好地维持形成图像的画质的指标。

即，在一次图像形成中，仅使用收纳于图像形成装置的显影部中的色粉的极少一部分，残余的大部分色粉在显影部内重复循环。

因此，设置于显影部内而与色粉重复接触的显影辊的辊本体对色粉造成多大的损害，或者不会造成损害成为提高图像耐久性的方面的大的关键。

若辊本体的柔软性降低而显影辊的图像耐久性降低，则有形成图像的画质降低的倾向。

因此，为了提高图像耐久性，对显影辊要求提高辊本体的柔软性。

另外，NBR也为了特别是提高带正电性的色粉的带电特性，或因其自身为极性橡胶，故对显影辊的辊电阻值进行微调整发挥功能。

进而，NBR也作为通过氧化性环境中的紫外线照射被氧化而在辊本体的外周面形成氧化膜的材料发挥功能。

作为NBR，丙烯腈含量为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、43％以上的极高腈NBR均可使用。

另外，作为NBR，有加入填充油来调整柔软性的充油型NBR、以及不加入的非充油型NBR，但本发明中为了防止感光体等的污染，优选为使用不含可成为渗出物质的填充油的非充油型的NBR。

可使用这些NBR中的一种或两种以上。

·CR

CR为了特别是提高辊本体的柔软性而提高显影辊的图像耐久性而发挥功能。

另外，CR也为了特别是提高带正电性的色粉的带电特性，或因其自身为极性橡胶，故对显影辊的辊电阻值进行微调整发挥功能。

进而，CR也仍作为通过氧化性环境中的紫外线照射被氧化而在辊本体的外周面形成氧化膜的材料发挥功能。

CR例如是使氯丁二烯乳化聚合而合成者，根据此时使用的分子量调整剂的种类而分类为硫磺改性型与非硫磺改性型。

其中，硫磺改性型的CR可通过如下方式合成，即利用二硫化秋兰姆等对使氯丁二烯与作为分子量调整剂的硫磺共聚而成的聚合物进行塑化而调整为规定的粘度。

另一方面，非硫磺改性型的CR例如分类为硫醇改性型、黄原改性型等。

其中，硫醇改性型的CR除了使用正十二烷基硫醇、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以外，与硫磺改性型的CR同样地合成。

另外，黄原改性型的CR除了使用烷基黄原化合物作为分子量调整剂以外，仍然与硫磺改性型的CR同样地合成。

进而，CR基于其结晶化速度而分类为所述结晶化速度慢型、所述结晶化速度中庸型、以及所述结晶化速度快型。

本发明中，也可使用任一种类型的CR，但其中优选为非硫磺改性型且结晶化速度慢型的CR。

另外，作为CR，也可使用氯丁二烯与其他共聚成分的共聚橡胶。

作为所述其他共聚成分，例如可列举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、甲基丙烯酸酯等中的一种或两种以上。

进而，作为CR，仍有加入填充油来调整柔软性的充油型CR、以及不加入的非充油型CR，但本发明中为了防止感光体的污染，优选为使用不含可成为渗出物质的填充油的非充油型的CR。

可使用这些CR中的一种或两种以上。

(调配比例)

离子导电性橡胶的调配比例优选为橡胶的总量100质量份中的50质量份以上、特别是55质量份以上，且优选为70质量份以下、特别是65质量份以下。

二烯系橡胶的调配比例为离子导电性橡胶的残量。

即，将离子导电性橡胶的调配比例设定为所述范围内的规定值时，只要以橡胶的总量成为100质量份的方式设定二烯系橡胶的调配比例即可。

在离子导电性橡胶的调配比例未满所述范围、或者超过所述范围的情况下，有时在所述任一情况下均无法将显影辊的辊电阻值调整为适于作为所述显影辊的范围。

另外，在离子导电性橡胶的调配比例超过所述范围的情况下，也有时二烯系橡胶的比例相对变少，无法对辊本体赋予所述作为橡胶的良好的特性。

相对于此，通过将离子导电性橡胶的调配比例设为所述范围，可将显影辊的辊电阻值调整为优选的范围，并且对辊本体赋予作为橡胶的良好的特性。

〈交联成分〉

作为交联成分，优选为并用用以使橡胶进行交联的交联剂、与用以促进利用所述交联剂进行的橡胶的交联的交联促进剂。

其中，作为交联剂，例如可列举硫磺系交联剂、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。

交联剂可根据所组合的橡胶的种类来适宜选择。

例如，在橡胶为均具有硫磺交联性的GECO与二烯系橡胶的组合的情况下，只要使用硫磺系交联剂作为交联剂即可。

另外，例如在离子导电性橡胶为不具有硫磺交联性的ECO的情况下，只要并用用以使ECO进行交联的硫脲系交联剂、与用以使二烯系橡胶进行交联的硫磺系交联剂作为交联剂即可。

(硫磺系交联剂)

作为硫磺系交联剂，例如可列举：粉末硫磺、油处理粉末硫磺、沉淀硫磺、胶体硫磺、分散性硫磺等硫磺、或者二硫化四甲基秋兰姆、N,N-二硫代双吗啉等有机含硫磺化合物等，特别优选为硫磺。

若考虑对辊本体赋予所述作为橡胶的良好的特性等，则相对于橡胶的总量100质量份，硫磺的调配比例优选为0.5质量份以上，且优选为2质量份以下。

再者，例如在使用油处理粉末硫磺、分散性硫磺等作为硫磺的情况下，将所述调配比例设为作为各自中所含的有效成分的硫磺自身的比例。

另外，在使用有机含硫磺化合物作为交联剂的情况下，其调配比例优选为以分子中所含的硫磺的、相对于橡胶的总量100质量份的比例成为所述范围的方式进行调整。

(交联促进剂)

作为用以促进利用硫磺系交联剂进行的橡胶的交联的交联促进剂，例如可列举噻唑系促进剂、秋兰姆系促进剂、次磺酰胺系促进剂、二硫代氨基甲酸盐系促进剂等中的一种或两种以上。

特别优选为并用秋兰姆系促进剂与噻唑系促进剂。

作为秋兰姆系促进剂，例如可列举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、二硫化四丁基秋兰姆、四硫化二五亚甲基秋兰姆等中的一种或两种以上，特别优选为一硫化四甲基秋兰姆。

另外，作为噻唑系促进剂，例如可列举2-巯基苯并噻唑、二-2-苯并噻唑基二硫化物、2-巯基苯并噻唑的锌盐、2-巯基苯并噻唑的环己基胺盐、2-(4'-吗啉基二硫代)苯并噻唑等中的一种或两种以上，特别优选为二-2-苯并噻唑基二硫化物。

在所述两种的交联促进剂的并用系统中，若考虑充分表现出促进利用硫磺系交联剂进行的橡胶的交联的效果，则相对于橡胶的总量100质量份，秋兰姆系促进剂的调配比例优选为0.3质量份以上且3质量份以下。另外，相对于橡胶的总量100质量份，噻唑系促进剂的调配比例优选为0.3质量份以上且3质量份以下。

(硫脲系交联剂)

作为硫脲系交联剂，可使用在分子中具有硫脲结构、且可作为ECO的交联剂发挥功能的各种硫脲化合物。作为硫脲系交联剂，例如可列举：乙烯硫脲、N,N'-二苯基硫脲、三甲基硫脲、式(2)：

(C_nH_2n+1NH)₂C＝S (2)

〔式中，n表示1～12的整数〕所表示的硫脲、四甲基硫脲等中的一种或两种以上，特别优选为乙烯硫脲。

若考虑对辊本体赋予所述作为橡胶的良好的特性等，则相对于橡胶的总量100质量份，硫脲系交联剂的调配比例优选为0.3质量份以上，且优选为1质量份以下。

(交联促进剂)

也可在硫脲系交联剂中并用促进利用所述硫脲系交联剂进行的ECO的交联反应的各种交联促进剂。

作为交联促进剂，例如可列举1,3-二苯基胍、1,3-二-邻甲苯基胍、1-邻甲苯基双胍等胍系促进剂等中的一种或两种以上，特别优选为1,3-二-邻甲苯基胍。

若考虑充分表现出促进交联反应的效果，则相对于橡胶的总量100质量份，交联促进剂的调配比例优选为0.3质量份以上，且优选为1质量份以下。

〈导电剂〉

在橡胶组合物中也可进而调配作为离子导电性的导电剂的在分子中具有氟基及磺酰基的阴离子、与阳离子的盐(离子盐)。

通过调配离子盐作为导电剂，可进一步提高橡胶组合物的离子导电性，更进一步降低显影辊的辊电阻值。

作为构成离子盐的、在分子中具有氟基及磺酰基的阴离子，例如可列举氟烷基磺酸根离子、双(氟烷基磺酰基)酰亚胺离子、三(氟烷基磺酰基)甲基化物离子等中的一种或两种以上。

其中，作为氟烷基磺酸根离子，例如可列举CF₃SO₃ ^-、C₄F₉SO₃ ^-等中的一种或两种以上。

另外，作为双(氟烷基磺酰基)酰亚胺离子，例如可列举(CF₃SO₂)₂N^-、(C₂F₅SO₂)₂N^-、(C₄F₉SO₂)(CF₃SO₂)N^-、(FSO₂C₆F₄)(CF₃SO₂)N^-、(C₈F₁₇SO₂)(CF₃SO₂)N^-、(CF₃CH₂OSO₂)₂N^-、(CF₃CF₂CH₂OSO₂)₂N^-、(HCF₂CF₂CH₂OSO₂)₂N^-、[(CF₃)₂CHOSO₂]₂N^-等中的一种或两种以上。

进而，作为三(氟烷基磺酰基)甲基化物离子，例如可列举(CF₃SO₂)₃C^-、(CF₃CH₂OSO₂)₃C^-等中的一种或两种以上。

另外，作为阳离子，例如可列举钠、锂、钾等碱金属的离子、铍、镁、钙、锶、钡等第2族元素的离子、过渡元素的离子、两性元素的阳离子、四级铵离子、咪唑鎓阳离子等中的一种或两种以上。

作为离子盐，特别优选为使用锂离子作为阳离子的锂盐、或者使用钾离子的钾盐。

其中，就提高橡胶组合物的离子导电性且降低显影辊的辊电阻值的效果的方面而言，优选为(CF₃SO₂)₂NLi〔锂·双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、Li-TFSI〕、和/或(CF₃SO₂)₂NK〔钾·双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺、K-TFSI〕。

相对于橡胶的总量100质量份，离子盐的调配比例优选为0.5质量份以上，且优选为5质量份以下。

〈其他〉

在橡胶组合物中也可进而视需要调配各种添加剂。作为添加剂，例如可列举交联促进助剂、吸酸剂、填充剂、塑化剂、加工助剂、劣化抑制剂等。

其中，作为交联促进助剂，例如可列举氧化锌(锌华)等金属化合物；硬脂酸、油酸、棉籽脂肪酸等脂肪酸、其他现有公知的交联促进助剂中的一种或两种以上。

相对于橡胶的总量100质量份，交联促进助剂的调配比例分别优选为0.1质量份以上，且优选为7质量份以下。

吸酸剂是为了防止在交联时自表氯醇橡胶等产生的氯系气体在辊本体内残留、或由此产生交联阻碍或感光体的污染等而发挥功能。

作为吸酸剂，可使用作为酸受体而发挥作用的各种物质，但其中优选为分散性优异的水滑石类或麦格拉特(MAGSARAT)，特别优选为水滑石类。

另外，若将水滑石类等与氧化镁或氧化钾并用，则可获得更高的吸酸效果，可更进一步确实地防止感光体等的污染。

相对于橡胶的总量100质量份，吸酸剂的调配比例优选为0.2质量份以上、特别是0.5质量份以上，且优选为7质量份以下。

作为填充剂，例如可列举氧化锌、二氧化硅、碳黑、滑石、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝等中的一种或两种以上。

通过调配填充剂，可提高辊本体的机械强度等。

另外，通过将导电性碳黑用作填充剂，也可对辊本体赋予电子导电性。

作为导电性碳黑，例如可列举乙炔黑等。

相对于橡胶的总量100质量份，导电性碳黑的调配比例优选为1质量份以上，且优选为7质量份以下。

作为塑化剂，例如可列举：邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯等各种塑化剂、或者极性蜡等各种蜡等。

另外，作为加工助剂，例如可列举硬脂酸锌等脂肪酸金属盐等。

相对于橡胶的总量100质量份，塑化剂和/或加工助剂的调配比例优选为3质量份以下。

作为劣化抑制剂，可列举各种防老化剂或抗氧化剂等。

其中，防老化剂发挥减少显影辊的辊电阻值的环境依存性、并且抑制连续通电时的辊电阻值的上升的作用。

作为防老化剂，例如可列举二乙基二硫代氨基甲酸镍、二丁基二硫代氨基甲酸镍等。

相对于橡胶的总量100质量份，防老化剂的调配比例优选为0.1质量份以上，且优选为1质量份以下。

另外，作为添加剂，也可进而以任意的比例调配防焦剂、润滑剂、颜料、抗静电剂、阻燃剂、中和剂、成核剂、共交联剂等各种添加剂。

再者，在图1A、图1B的实施形态中，将辊本体2设为例如包含含有所述各成分的橡胶组合物的单层结构，但所述辊本体2例如也可设为两层以上的层叠结构。

另外，辊本体并不限定于利用所述橡胶组合物所形成者。

例如，可利用可满足如下必要条件的各种弹性材料来形成辊本体，即：

·可对显影辊赋予优选的辊电阻值，

·可形成机械强度或耐久性等优异的辊本体，

·可对辊本体赋予柔软且压缩永久应变小而不易产生扁塌的特性。

作为满足这些必要条件的橡胶组合物以外的其他弹性材料，例如可列举热塑性弹性体或软质树脂等。

在包含任一弹性材料的情况下，通过将辊本体的外周面设为所述特定的表面形状，也可获得即便重复进行图像形成而色粉的搬送量也不会大幅减少，因此无形成图像的图像浓度急速降低或产生浓度不均的担忧的显影辊。

本发明的显影辊例如可安装至激光打印机、静电式复印机、普通纸传真装置、及这些的复合机等利用了电子照相法的各种图像形成装置中使用。

[实施例]

以下，基于实施例、比较例对本发明进一步进行说明，但本发明的构成未必限定于这些实施例、比较例。

〈实施例1〉

(橡胶组合物的制备)

作为橡胶，调配ECO〔大阪曹达(osaka-soda)(股)制造的艾芘库劳玛(epichlomer)(注册商标)D，EO/EP＝61/39(摩尔比)〕15质量份、GECO〔大阪曹达(osaka-soda)(股)制造的艾芘恩(epion)(注册商标)301(低vis型)，EO/EP/AGE＝73/23/4(摩尔比)〕45质量份、CR〔昭和电工(股)制造的逍普恩(shoprene)(注册商标)WRT，非充油〕10质量份、及NBR〔JSR(股)制造的JSR N250 SL，低腈NBR，丙烯腈含量：20％，非充油〕30质量份。

而且，使用班伯里混合机，对所述四种橡胶的总量100质量份进行素炼，并且调配下述各成分进行混炼。

[表1]

表1

表1中的各成分如下述般。另外，表中的质量份为相对于橡胶的总量100质量份的质量份。

离子盐：钾·双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺〔三菱材料电子化成(股)制造的EF-N112，K-TFSI〕

交联促进助剂：氧化锌两种〔堺化学工业(股)制造〕

吸酸剂：水滑石类〔协和化学工业(股)制造的DHT-4A(注册商标)-2〕

填充剂：导电性碳黑〔电气化学工业(股)制造的超导电乙炔碳黑(DENKA BLACK)(注册商标)，乙炔黑，粒状〕

加工助剂：硬脂酸锌〔堺化学工业(股)制造的SZ-2000〕

防老化剂：二丁基二硫代氨基甲酸镍〔大内新兴化学工业(股)制造的诺库拉库(NOCRAC)(注册商标)NBC〕

继而，继续混炼，并且调配下述的交联成分进一步进行混炼，而制备橡胶组合物。

[表2]

表2

表2中的各成分如下述般。另外，表中的质量份为相对于橡胶的总量100质量份的质量份。

分散性硫磺：交联剂〔鹤见化学工业(股)制造的商品名萨璐法库斯(SULFAX)PS，硫磺成分：99.5％〕

促进剂TS：一硫化四甲基秋兰姆〔三新化学工业(股)制造的苏喜乐(SANCELER)(注册商标)TS，秋兰姆系促进剂〕

促进剂DM：二-2-苯并噻唑基二硫化物〔大内新兴化学工业(股)制造的那科萨拉(NOCCELER)(注册商标)DM，噻唑系促进剂〕

硫脲系交联剂：乙烯硫脲〔川口化学工业(股)制造的艾斯尔(ACCEL)(注册商标)22-S，2-巯基咪唑啉〕

促进剂DT：1,3-二-邻甲苯基胍〔三新化学工业(股)制造的苏喜乐(SANCELER)DT，胍系促进剂〕

(显影辊的制造)

实施以下的各步骤而制造显影辊。

·成形～研磨步骤

将制备的橡胶组合物供给至挤出机中，挤出成形为外径φ18.0mm、内径φ7.0mm的筒状，进行切割并安装于交联用的临时的轴上，在硫化罐内交联160℃×1小时。

继而，将交联的筒状体重新安装于在外周面上涂布有导电性的热硬化性接着剂(聚酰胺系)的外径φ7.5mm的金属轴上，在烘箱中加热为160℃并接着于所述金属轴上。

然后，对筒状体的两端进行整形后，使用宽幅研磨机对外周面进行干式研磨至外径成为φ16.0mm。

·激光加工步骤～擦取步骤

在对研磨后的外周面进行乙醇擦拭后，使用激光加工机〔天田米亚基(AMADAMIYACHI)(股)制造的光纤激光加工机ML-7320DL〕进行激光加工，将所述外周面设为多个凹部在周向及轴向上以矩阵状排列而成的表面形状。

凹部是以相邻的凹部间的轴向的间距P_A为55μm、周向的间距P_C为40μm、比P_A/P_C为1.38的方式进行排列。

然后，在对激光加工后的外周面再次进行乙醇擦拭后，将自紫外线(Ultraviolet，UV)光源至外周面为止的距离设为50mm并设置于UV处理装置，以300rpm进行旋转并且照射15分钟的紫外线，由此形成氧化膜而制造显影辊。

将制造的显影辊的外周面示于图3。

〈实施例2〉

以相邻的凹部间的轴向的间距P_A为50μm、周向的间距P_C为35μm、比P_A/P_C为1.43的方式排列凹部，除此以外与实施例1同样地制造显影辊。

将制造的显影辊的外周面示于图4。

〈比较例1〉

以相邻的凹部间的轴向的间距P_A为55μm、周向的间距P_C为50μm、比P_A/P_C为1.10的方式排列凹部，除此以外与实施例1同样地制造显影辊。

将制造的显影辊的外周面示于图5。

〈比较例2〉

以相邻的凹部间的轴向的间距P_A为5μm、周向的间距P_C为55μm、比P_A/P_C为0.09的方式排列凹部，除此以外与实施例1同样地制造显影辊。

将制造的显影辊的外周面示于图6。

〈实机试验〉

代替包括收纳色粉的色粉容器、感光体、及与感光体接触的显影辊且装卸自如地设置于彩色激光打印机的本体中的作为新品的黑色色粉用的盒的纯正的显影辊，而安装实施例、比较例中制造的显影辊。

继而，将经组装的盒装填至彩色激光打印机〔兄弟工业(Brother Industries)(股)制造的HL-L8350CDW〕中，对1张纯白图像(白纸)进行图像形成后取出盒。

然后，自安装至盒中的显影辊的外周面，使用抽吸式小型带电量测定装置〔日本崔克(Trek Japan)(股)制造的MODEL 212HS〕抽吸色粉，根据抽吸的色粉质量与面积来求出每单位面积的色粉的搬送量W₀。

继而，将色粉盒再次装填至彩色激光打印机中，对1000张1％浓度的图像连续地进行图像形成后再次对1张纯白图像进行图像形成，进行与所述相同的测定而求出每单位面积的色粉的搬送量W₁₀₀₀。

而且，通过式(3)：

R_W＝W₁₀₀₀/W₀×100 (3)

求出色粉的搬送量的维持率R_W(％)，并以下述基准评价重复进行图像形成时的色粉的搬送量的减少的程度。

○：维持率R_W为80％以上。搬送量的减少少，良好。

×：维持率R_W未满80％。搬送量的减少大，不良。

〈画质评价〉

在所述实机试验中对1000张1％浓度的图像连续地进行图像形成后，形成纯黑或半色调的图像，并通过目视进行观察，以下述基准来评价重复进行图像形成后的画质。

○：在形成图像未看到浓度降低或浓度不均。画质良好。

×：在形成图像看到浓度降低或浓度不均。画质不良。

将以上的结果示于表3。

[表3]

表3

根据表3的实施例1、实施例2、比较例1、比较例2的结果，判断通过在辊本体的外周面以所述外周面的轴向的间距P_A与周向的间距P_C的比P_A/P_C成为超过1.1的范围的方式排列多个凹部，可获得即便重复进行图像形成而色粉的搬送量也不会大幅减少，故无形成图像的图像浓度急速降低或产生浓度不均的担忧的显影辊。

另外，根据实施例1、实施例2的结果，判断若考虑更进一步提高所述效果，则比P_A/P_C在所述范围中也优选为1.2以上、特别是1.3以上，且优选为1.6以下、特别是1.5以下。

Claims

1.一种显影辊，包括：

辊本体，在所述辊本体的外周面上设置有在所述外周面的周向及轴向上分别以规定的间距排列的多个凹部，并且所述多个凹部的所述轴向的间距P_A与所述周向的间距P_C满足式(1)：

P_A/P_C＞1.1 (1)。

2.根据权利要求1所述的显影辊，其中：

所述辊本体的至少所述外周面由橡胶所形成，且包括氧化膜。

3.一种显影辊的制造方法，其为如权利要求1或2所述的显影辊的制造方法，其包括通过激光加工而在所述辊本体的所述外周面形成所述多个凹部的步骤。

4.根据权利要求3所述的显影辊的制造方法，其包括在氧化性环境中对形成所述多个凹部后的所述外周面照射紫外线来形成所述氧化膜的步骤。