CN110597039B - 显影辊 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可形成良好的图像的显影辊,所述图像同时提高纯黑浓度与2点浓度两者、对比度及细线的再现性两者优异、并且无依赖于在横向上邻接的图像的浓度的浓度不均。显影辊(1)包括辊本体(5),所述辊本体(5)含有:内层(2),包含含有作为橡胶的表氯醇橡胶及二烯系橡胶的橡胶组合物的交联物,且为筒状;以及外层(4),包含弹性材料,辊本体(5)的整体的辊电阻值R1(Ω、施加400V时)、以及仅内层(2)的状态下的辊电阻值R2(Ω、施加400V时)均满足式(1):0.1≦logR2‑logR1≦1.0(1)及式(2):6.5≦logR2≦8.5(2)。
Description
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。
背景技术
作为显影辊,例如已知有包括将包含二烯系橡胶与离子导电性橡胶的橡胶组合物成形为筒状后进行交联而形成的单层的辊本体者。
另外,也有时对单层的辊本体的外周面照射紫外线等而形成氧化膜(参照专利文献1等)。
作为安装显影辊的图像形成装置,例如可列举: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。
作为激光打印机等图像形成装置的图像评价基准之一,已知有纯黑(blacksolid)浓度与2点(dot)浓度。
所谓纯黑浓度是纸面的整个面为黑色、也就是纯黑的图像的浓度,纯黑浓度越高,可形成对比度越高的图像。
所谓2点浓度是被称为孤立2点的、在格子长约80μm的正方格子上并列圆的图像的浓度,2点浓度越高,越可提高图像中的细线的再现性而形成无模糊(blur)等的图像。
但是,所述两个图像浓度处于相反关系,难以兼顾。
即,存在如下倾向:越降低显影辊的辊电阻值,纯黑浓度越高,但显影辊的辊电阻值越高,2点浓度越高,现有的单层结构的显影辊中,难以使所述两个相反的特性兼顾。
正在研究:将显影辊的辊本体设为含有包含弹性材料的筒状的内层、以及层叠于所述内层的外周面上的包含弹性材料的外层这两层的结构,而且调整两层的电阻值而使所述两个相反的特性兼顾(参照专利文献2等)。
即,纯黑浓度与辊本体的表面附近的电阻值有关,若降低表面附近的电阻值,则可提高纯黑浓度。
另一方面,2点浓度与辊本体的整体的辊电阻值有关联,越提高整体的辊电阻值,越可提高2点浓度。
因此,若
·将辊本体设为含有均包含弹性材料的内层与外层这两层的结构,
·其中,关于外层,为了调整为可提高纯黑浓度的范围,而将辊本体的表面附近的电阻值设为低电阻的状态,而且
·关于其之下的内层,为了调整为可提高2点浓度的范围,而将与外层合并的辊本体的整体的辊电阻值设为高电阻的状态,
则可使纯黑浓度与2点浓度兼顾。
但是,根据发明人的研究,判明在专利文献2中记载的发明等中,内层与外层的电阻值的范围的设定尚不适当,因此有时在所形成的图像上产生依赖于在与用纸的走纸方向正交的横向上邻接的图像的浓度的浓度不均。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2014-80456号公报
[专利文献2]日本专利特开2016-95455号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
本发明的目的在于提供一种可形成同时提高纯黑浓度与2点浓度两者、对比度及细线的再现性两者优异、并且无依赖于在横向上邻接的图像的浓度的浓度不均的良好的图像的显影辊。
[解决问题的技术手段]
本发明为一种显影辊,其包含辊本体,所述辊本体包括:内层,包含弹性材料且为筒状;以及外层,层叠于所述内层的外周面上且包含弹性材料,
所述内层包含含有作为橡胶的表氯醇橡胶及二烯系橡胶的橡胶组合物的交联物,
所述辊本体的整体的辊电阻值R1(Ω、施加400V时)、以及仅所述内层的状态下的辊电阻值R2(Ω、施加400V时)均满足式(1):
0.1≦logR2-logR1≦1.0 (1)
及式(2):
6.5≦logR2≦8.5 (2)。
[发明的效果]
根据本发明,可提供一种可形成同时提高纯黑浓度与2点浓度两者、对比度及细线的再现性两者优异、并且无依赖于在横向上邻接的图像的浓度的浓度不均的良好的图像的显影辊。
附图说明
图1(a)是表示本发明的显影辊的一例的整体的外观的立体图,图1(b)是所述例的显影辊的端面图。
图2是对测定辊本体的整体或内层的辊电阻值的方法进行说明的图。
[符号的说明]
1:显影辊
2:内层
3:外周面
4:外层
5:辊本体
6:通孔
7:轴
8:外周面
9:氧化膜
10:铝滚筒
11:外周面
12:直流电源
13:电阻
14:测量电路
F:负荷
V:检测电压
具体实施方式
如所述般,本发明的显影辊:包含辊本体,所述辊本体包括:内层,包含弹性材料且为筒状;以及外层,层叠于内层的外周面上且包含弹性材料,
内层包含含有作为橡胶的表氯醇橡胶及二烯系橡胶的橡胶组合物的交联物,
辊本体的整体的辊电阻值R1(Ω、施加400V时)、以及仅内层的状态下的辊电阻值R2(Ω、施加400V时)均满足式(1):
0.1≦logR2-logR1≦1.0 (1)
及式(2):
6.5≦logR2≦8.5 (2)。
根据本发明的显影辊,通过将辊本体设为所述两层结构,可形成同时提高纯黑浓度与2点浓度两者、对比度及细线的再现性两者优异的良好的图像。
另外,将内层设为包含表氯醇橡胶且赋予有离子导电性的层,且将辊电阻值R1、R2设定为满足式(1)、式(2)的范围,由此可抑制在图像产生依赖于在横向上邻接的图像的浓度的浓度不均。
这些情况也根据后述的实施例、比较例、现有例的结果而明确。
图1(a)是表示本发明的显影辊的一例的整体的外观的立体图,图1(b)是所述例的显影辊的端面图。
参照图1(a)、图1(b),所述例的显影辊1包括在包含弹性材料的筒状的内层2的外周面3上直接层叠有包含弹性材料的外层4的两层结构的辊本体5。
在内层2的中心的通孔6中插通固定有轴7。
轴7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7例如经由具有导电性的接着剂而与辊本体5电性接合且加以机械固定,或者通过将外径大于通孔6的内径者压入至通孔6中而与辊本体5电性接合且加以机械固定。
另外,也可并用所述两方法来将轴7与辊本体5电性接合且加以机械固定。
在外层4的表面、即辊本体5的外周面8上如两图中放大所示般形成有氧化膜9。
通过形成氧化膜9,使所述氧化膜9作为介电层发挥功能,从而可减少显影辊1的介电损耗正切tanδ,另外,也可使氧化膜9作为低摩擦层发挥功能,良好地抑制色粉的附着。
而且,氧化膜9例如可仅通过在氧化性环境中对外周面8照射紫外线等来使外周面8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9也可省略。
关于内层2、外层4,为了将各自的结构简化且提高耐久性等,优选为均形成为非多孔质的单层。
再者,所谓外层4的“单层”是指包含弹性材料的层数为单层。
另外,辊本体5的“两层”也是指内层2与外层4的均包含弹性材料的层数为两层,在任意情况下,通过紫外线的照射等而形成的氧化膜9也不包含于层数中。
本发明中,将辊本体5的整体的辊电阻值R1(Ω、施加400V时)、以及仅内层2的状态下的辊电阻值R2(Ω、施加400V时)分别限定于所述满足式(1)、式(2)的范围内是基于下述理由。
即,在辊电阻值R1、R2的以式(1)所表示的各个常用对数值logR1、logR2的差logR2-logR1未满0.1时,无法使辊本体5的表面附近的电阻值充分降低至可提高纯黑浓度的范围。
因此,纯黑浓度不足,图像的对比度降低。
另外,在差logR2-logR1超过1.0的情况下,辊本体5的表面附近的电阻值变得过低,例如容易在图像产生由过电流引起的图像不良等。
另外,仅内层2的状态下的辊电阻值R2以常用对数值logR2表示而未满6.5时,无法将与外层4合并而成的辊本体5的整体的辊电阻值R1充分提高至可提高2点浓度的范围。
因此,2点浓度不足,图像中的细线的再现性下降而图像容易产生模糊等。
另一方面,在仅内层2的状态下的辊电阻值R2以常用对数值logR2表示而超过8.5的情况下,容易在图像上产生依赖于在与用纸的走纸方向正交的横向上邻接的图像的浓度的浓度不均。
相对于此,通过将辊电阻值R1、R2分别设为满足式(1)、式(2)的范围,可同时提高纯黑浓度与2点浓度两者,并提高对比度及细线的再现性两者。
另外,与将内层2设为包含表氯醇橡胶并赋予有离子导电性的层相互作用,也可抑制在图像上产生依赖于在横向上邻接的图像的浓度的浓度不均。
因而,可形成对比度及细线的再现性两者优异、并且无依赖于在横向上邻接的图像的浓度的浓度不均的良好的图像。
另外,内层2中由电阻(resistance)Z'与电抗(reactance)Z”并利用式(3):
tanδ=-Z”/Z' (3)
求出的介电损耗正切tanδ优选为6.5以下。
包括包含介电损耗正切tanδ超过6.5的内层2的辊本体5的显影辊有在重复进行图像形成的过程中特别是纯黑部的图像浓度缓慢降低的倾向。
相对于此,通过将内层2的介电损耗正切tanδ设为6.5以下,即便重复进行图像形成,也可抑制特别是纯黑部的图像浓度降低。
再者,介电损耗正切tanδ的下限并无特别限定,但优选为2以上。
为了将内层2的介电损耗正切tanδ调整为所述范围,例如调整橡胶中表氯醇橡胶与二烯系橡胶的比例也是有效的。
但是,特别是在使用碳黑作为增强剂的情况下,最有效的是调整成为内层2的原料的橡胶组合物中所含的所述碳黑的比例。
具体而言,优选为将碳黑的比例相对于橡胶的总量100质量份而设为10质量份以上的范围。
由此,可将内层2的介电损耗正切tanδ设为6.5以下,抑制重复进行图像形成时的纯黑部的图像浓度的降低、即耐久图像浓度的降低。
〈辊电阻值测定〉
图2是对测定辊本体的整体或内层的辊电阻值的方法进行说明的图。
本发明中,利用分别在温度23℃、相对湿度55%的常温常湿环境下、以下述方法测定而得的值来表示辊本体5的整体的辊电阻值R1、及内层2的辊电阻值R2。
参照图1(a)、图1(b)、图2,首先准备可以固定的旋转速度旋转的铝滚筒10,自上方使形成外层4之前的内层2的外周面3、或者辊本体5的外周面8与所准备的铝滚筒10的外周面11接触。
另外,在轴7与铝滚筒10之间串联连接直流电源12、及电阻13而构成测量电路14。
将直流电源12的(-)侧与轴7连接,(+)侧与电阻13连接,将电阻13的电阻值r设为100Ω。
继而,向轴7的两端部分别施加450g的负荷F,在使辊本体5或内层2压接于铝滚筒10的状态下,以40rpm使铝滚筒10旋转。
而且,继续旋转,并且当对辊本体5或内层2与铝滚筒10之间自直流电源12施加直流400V的施加电压E时,测量施加至电阻13的检测电压V。
根据检测电压V与施加电压E(=400V),辊本体5的整体的辊电阻值R1、或内层2的辊电阻值R2(下述式中总称为“R”)基本上利用式(i'):
R=r×E/V-r (i')
而求出。其中,式(i')中的-r的一项可视为微小,因此本发明中利用通过式(i):
R=r×E/V (i)
而求出的值,设为辊本体5的整体的辊电阻值R1、或内层2的辊电阻值R2。
《内层2用的橡胶组合物》
内层2如所述般是利用包含作为橡胶的表氯醇橡胶、及二烯系橡胶且赋予有离子导电性的橡胶组合物的交联物来形成。
〈表氯醇橡胶〉
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。
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。
环氧乙烷发挥降低内层2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,因此有时无法使内层2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,因此有内层2的辊电阻值反而上升的倾向。
另外,也有时交联后的内层2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。
为了确保自由体积,烯丙基缩水甘油醚自身作为侧链而发挥功能,由此发挥抑制环氧乙烷的结晶化且使内层2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,因此有时无法使内层2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,有内层2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而成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)进行改性而成的改性物。
本发明中,也可使用所述任一种GECO。
作为表氯醇橡胶,特别优选为GECO。
GECO起因于烯丙基缩水甘油醚,在主链中具有作为交联点发挥功能的双键,因此可通过主链间的交联来减小交联后的压缩永久应变。
因此,可将内层2设为压缩永久应变小且不易产生扁塌者。
可使用这些表氯醇橡胶中的一种或两种以上。
〈二烯系橡胶〉
二烯系橡胶是为了对橡胶组合物赋予良好的加工性、或者提高内层2的机械强度或耐久性等、或者对内层2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而发挥功能。
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(nitrile 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。
其中,作为二烯系橡胶,优选为并用非极性的二烯系橡胶、具体而言IR、BR、及SBR这三种中的至少一种、特别是IR与BR这两种。
(IR)
作为IR,以人工方式再现天然橡胶的结构且具有聚异戊二烯结构的各种IR均可使用。
另外,作为IR,有加入增量油来调整柔软性的充油型IR、以及不加入的非充油型IR,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增量油的非充油型的IR。
可使用这些IR中的一种或两种以上。
(BR)
作为BR,在分子中包括聚丁二烯结构且具有交联性的各种BR均可使用。
优选为特别是在低温至高温的广泛的温度范围下可表现出作为橡胶的良好的特性的顺式-1,4键的含量为95%以上的高顺式BR。
另外,作为BR,有加入增量油来调整柔软性的充油型BR、以及不加入的非充油型BR,但本发明中仍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增量油的非充油型BR。
可使用这些BR中的一种或两种以上。
(CR)
作为二烯系橡胶,也可进而调配CR。
CR为具有极性的二烯系橡胶,为了对内层2的辊电阻值R2进行微调整而发挥功能。
CR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。
另外,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。
另外,CR基于其结晶化速度而分类为结晶化速度慢型、结晶化速度中庸型、以及结晶化速度快型。
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物。作为其他共聚成分,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、及甲基丙烯酸酯等中的一种或两种以上。
进而,作为CR,有加入增量油来调整柔软性的充油型CR、以及不加入的非充油型CR,但本发明中仍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增量油的非充油型CR。
可使用这些CR中的一种或两种以上。
〈橡胶的比例〉
橡胶的比例可根据对内层2所要求的各种特性、特别是辊电阻值R2或内层2的柔软性等任意设定。
其中,表氯醇橡胶的比例优选为橡胶的总量100质量份中的12质量份以上,且优选为20质量份以下。
表氯醇橡胶的比例未满所述范围时,仅内层2的状态下的辊电阻值R2超过所述式(2)的范围,容易在图像上产生依赖于在与用纸的走纸方向正交的横向上邻接的图像的浓度的浓度不均。
另一方面,在表氯醇橡胶的比例超过所述范围的情况下,二烯系橡胶的比例相对变少。
因此,有时无法对橡胶组合物赋予良好的加工性、或者无法对内层2赋予作为橡胶的良好的特性。
相对于此,通过将表氯醇橡胶的比例设为所述范围,可维持由并用二烯系橡胶所带来的所述效果,并且将内层2的辊电阻值R2调整为式(2)的范围。
CR的比例优选为橡胶的总量100质量份中的1质量份以上,且优选为7质量份以下。
CR的比例未满所述范围时,有时无法充分获得由调配CR所带来的所述效果、即对内层2的辊电阻值R2进行微调整的效果。
另一方面,在CR的比例超过所述范围的情况下,表氯醇橡胶相对变少,有时无法将内层2的辊电阻值充分降低至满足所述式(2)的范围。
CR以外的非极性的二烯系橡胶的比例为表氯醇橡胶、或者表氯醇橡胶与CR的残量。
即,在将表氯醇橡胶、或者表氯醇橡胶与CR的比例分别设定为所述范围内的规定值时,只要以橡胶的总量成为100质量份的方式设定非极性的二烯系橡胶的比例即可。
〈交联成分〉
在内层2用的橡胶组合物中调配有用以使橡胶进行交联的交联成分。
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,特别优选为硫磺系交联剂。
(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)
作为用以促进橡胶的交联的交联促进剂,例如可列举秋兰姆系促进剂、噻唑系促进剂、硫脲系促进剂、胍系促进剂、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。
其中,优选为并用秋兰姆系促进剂、噻唑系促进剂、硫脲系促进剂、及胍系促进剂。
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。
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。
作为硫脲系促进剂,可使用在分子中具有硫脲结构的各种硫脲化合物。
作为硫脲系促进剂,例如可列举:乙烯硫脲、N,N'-二苯基硫脲、三甲基硫脲、式(4):
(CnH2n+1NH)2C=S (4)
〔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。
作为胍系促进剂,例如可列举1,3-二苯基胍、1,3-二-邻甲苯基胍、1-邻甲苯基双胍等中的一种或两种以上,特别优选为1,3-二-邻甲苯基胍。
在所述四种的并用系统中,若考虑充分表现出促进橡胶的交联的效果等,则相对于橡胶的总量100质量份,秋兰姆系促进剂的比例优选为0.3质量份以上,且优选为1质量份以下。
另外,相对于橡胶的总量100质量份,噻唑系促进剂的比例优选为0.3质量份以上,且优选为2质量份以下。
相对于橡胶的总量100质量份,硫脲系促进剂的比例优选为0.3质量份以上,且优选为1质量份以下。
进而,相对于橡胶的总量100质量份,胍系促进剂的比例优选为0.2质量份以上,且优选为1质量份以下。
再者,硫脲系促进剂也作为不具有硫磺交联性的ECO的交联剂发挥功能,胍系促进剂也作为利用硫脲系促进剂进行的ECO的交联的促进剂发挥功能。
〈离子导电剂〉
在内层2用的橡胶组合物中也可进而调配离子导电剂。
作为离子导电剂,优选为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,更进一步降低内层2的辊电阻值R2。
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内层2的辊电阻值R2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,离子盐等离子导电剂的比例优选为0.5质量份以上,且优选为2质量份以下。
〈碳黑〉
在内层2用的橡胶组合物中也可进而调配作为填充剂的碳黑。
通过调配碳黑,可提高显影辊的机械强度等。
作为碳黑,例如可列举:SAF、ISAF、HAF、FEF等。
另外,若使用导电性碳黑作为碳黑,则可对内层2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,碳黑的比例优选为3质量份以上。
另外,特别是如所述般,为了将内层2的介电损耗正切tanδ设为6.5以下,优选为将碳黑的比例设为在所述范围中也为10质量份以上。
其中,为了如所述般将介电损耗正切tanδ设为2以上,相对于橡胶的总量100质量份,碳黑的比例优选为在所述范围中也设为25质量份以下。
〈其他〉
在内层2用的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、塑化剂、加工助剂等。
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、其他以前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或CR产生的氯系气体在内层2内的残留、以及由此所导致的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的污染。
相对于橡胶的总量100质量份,吸酸剂的比例优选为0.1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,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/或加工助剂的比例优选为3质量份以下。
另外,作为添加剂,也可进而以任意的比例调配碳黑以外的其他填充剂、劣化抑制剂、防焦剂、润滑剂、颜料、抗静电剂、阻燃剂、中和剂、成核剂、共交联剂等各种添加剂。
作为碳黑以外的其他填充剂,例如可列举氧化锌、二氧化硅、滑石、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化铝等中的一种或两种以上。
〈橡胶组合物的制备〉
包含以上说明的各成分的内层2用的橡胶组合物可与现有同样地制备。
首先,对橡胶进行素炼,继而加入交联成分以外的各成分进行混炼后,最后加入交联成分进行混炼,由此获得内层2用的橡胶组合物。
混炼例如可使用捏合机、班伯里混合机、挤出机等。
《外层4用的橡胶组合物》
外层4可利用通过与内层2加以组合而可将辊本体的整体的辊电阻值R1调整为所述范围的各种弹性材料来形成。
特别优选为外层4是利用包含表氯醇橡胶、及二烯系橡胶的橡胶组合物的交联物来形成。
〈表氯醇橡胶〉
作为表氯醇橡胶,可使用与内层2中使用的相同的表氯醇橡胶中的一种或两种以上。
其中,优选为ECO和/或GECO,特别优选为GECO。
其理由与内层2的情况相同。
即,通过将GECO用作表氯醇橡胶,可将外层4设为压缩永久应变小且不易产生扁塌者。
〈二烯系橡胶〉
二烯系橡胶是为了对橡胶组合物赋予良好的加工性、或者提高外层4的机械强度或耐久性等、或者对外层4赋予作为橡胶的良好的特性而发挥功能。
另外,二烯系橡胶也成为因紫外线照射被氧化而在外层4的表面、即辊本体5的外周面8上形成氧化膜9的材料。
作为二烯系橡胶,例如可列举天然橡胶、IR、NBR、SBR、BR、CR等。
其中,作为二烯系橡胶,优选为使用非极性的二烯系橡胶、具体而言IR、BR、及SBR这三种中的至少一种、特别是SBR。
·SBR
作为SBR,利用乳化聚合法、溶液聚合法等各种聚合法使苯乙烯与1,3-丁二烯共聚而合成的各种SBR均可使用。
另外,作为SBR,有根据苯乙烯含量而分类的高苯乙烯型、中苯乙烯型、及低苯乙烯型的SBR,所述均可使用。
进而,作为SBR,有加入增量油来调整柔软性的充油型SBR、以及不加入的非充油型SBR,但本发明中仍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增量油的非充油型SBR。
可使用这些SBR中的一种或两种以上。
·CR
作为二烯系橡胶,也可进而调配CR。
CR如所述般为具有极性的二烯系橡胶,因此为了对外层4自身的电阻值、进而辊本体5的整体的辊电阻值R1进行微调整而发挥功能。
作为CR,可使用与内层2中使用的相同的CR中的一种或两种以上。
(橡胶的比例)
橡胶的比例可根据对外层4所要求的电阻值或柔软性等各种特性来任意设定。
其中,表氯醇橡胶的比例优选为橡胶的总量100质量份中的15质量份以上,且优选为30质量份以下。
表氯醇橡胶的比例未满所述范围时,有外层4自身的电阻值变得过高,辊本体5的整体的辊电阻值R1变高的倾向。
而且,有时差logR2-logR1低于所述式(1)的范围,无法使辊本体5的表面附近的电阻值充分降低至可提高纯黑浓度的范围,纯黑浓度不足而导致图像的对比度降低。
另一方面,在表氯醇橡胶的比例超过所述范围的情况下,有辊本体5的整体的辊电阻值R1变低的倾向。
而且,有时差logR2-logR1超过所述式(1)的范围,辊本体的表面附近的电阻值变得过低,例如容易在图像上产生由过电流引起的图像不良等。
另外,二烯系橡胶的比例相对变少,因此也有时无法对橡胶组合物赋予良好的加工性,或无法对外层4赋予作为橡胶的良好的特性。
相对于此,通过将表氯醇橡胶的比例设为所述范围,可维持由并用二烯系橡胶所带来的所述效果,并且使外层4的电阻值降低,将差logR2-logR1调整为式(1)的范围。
CR的比例优选为橡胶的总量100质量份中的5质量份以上,且优选为12质量份以下。
CR的比例未满所述范围时,有时无法充分获得由调配CR所带来的所述效果、即对外层4自身的电阻值、进而辊本体5的整体的辊电阻值R1进行微调整的效果。
另一方面,在CR的比例超过所述范围的情况下,有表氯醇橡胶相对变少,外层4自身的电阻值变得过高,辊本体5的整体的辊电阻值R1变高的倾向。
而且,有时差logR2-logR1低于所述式(1)的范围,无法使辊本体5的表面附近的电阻值充分降低至可提高纯黑浓度的范围,纯黑浓度不足而导致图像的对比度降低。
CR以外的非极性的二烯系橡胶的比例为表氯醇橡胶、或者表氯醇橡胶与CR的残量。
即,在将表氯醇橡胶、或者表氯醇橡胶与CR的比例分别设定为所述范围内的规定值时,只要以橡胶的总量成为100质量份的方式设定非极性的二烯系橡胶的比例即可。
〈交联成分〉
作为交联成分,优选为组合使用与内层2中使用的相同的交联剂、交联促进剂。
即,作为交联剂,优选为硫磺系交联剂、特别是硫磺,作为与所述硫磺系交联剂组合的交联促进剂,优选为并用秋兰姆系促进剂、噻唑系促进剂、硫脲系促进剂、及胍系促进剂这四种。
硫磺系交联剂、及四种交联促进剂的比例也优选为设为与内层2的情况为相同程度。
〈离子导电剂〉
在外层4用的橡胶组合物中也可进而调配离子导电剂。
通过调配离子导电剂,可进一步提高橡胶组合物的离子导电性,更进一步降低外层4自身的电阻值、进而辊本体5的整体的辊电阻值R1。
作为离子导电剂,优选为与内层2中使用的相同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)。
离子导电剂的比例也优选为设为与内层2的情况为相同程度。
〈其他〉
在外层4用的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,可列举与内层2中使用的相同的添加剂、例如交联促进助剂、吸酸剂、填充剂、塑化剂、加工助剂、劣化抑制剂、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。
作为填充剂,例如优选为热碳黑(thermal black)等碳黑。
添加剂的比例也优选为设为与内层2的情况为相同程度。
〈橡胶组合物的制备〉
包含以上说明的各成分的外层4用的橡胶组合物可与现有同样地制备。
即,首先,对橡胶进行素炼,继而加入交联成分以外的各成分进行混炼后,最后加入交联成分进行混炼,由此获得外层4用的橡胶组合物。
混炼例如可使用捏合机、班伯里混合机、挤出机等。
《显影辊1的制造》
为了使用所述内层2用及外层4用的橡胶组合物来制造图1(a)、图1(b)所示的显影辊1,例如将两橡胶组合物供给至两层挤出机中,共挤出成形为层叠而成的两层结构的筒状后,使整体交联而形成内层2与外层4。
或者,将内层2用的橡胶组合物挤出成形为筒状,进行交联而形成内层2,继而在其外周面3上缠绕外层4用的橡胶组合物的片材,利用压制成形等而成形为筒状而进行交联,并且与内层2一体化而形成外层4。
继而,若使用烘箱等对所形成的内层2与外层4的层叠体进行加热并进行二次交联,在冷却后以成为规定的外径的方式进行研磨,则形成有包含所述层叠体的辊本体5。
内层2的厚度可根据安装的图像形成装置的结构或尺寸等任意设定。
另外,外层4的厚度虽然也可任意设定,但优选为0.1mm以上,且优选为2mm以下。
通过将具有规定的电阻值的外层4的厚度设为所述范围,在与具有规定的辊电阻值R2的内层2组合时,可将辊本体5的整体的辊电阻值R1调整为所述范围。
因此,可进一步提高形成良好的图像的效果,所述图像同时提高纯黑浓度与2点浓度两者、对比度及细线的再现性两者优异、并且无依赖于在横向上邻接的图像的浓度的浓度不均。
作为研磨方法,例如可采用干式纵向研磨等各种研磨方法,也可在研磨步骤的最后进行镜面研磨而加以精加工。
所述情况下,提高外周面8的脱模性,在未形成氧化膜9的情况下,或者通过与形成氧化膜9的协同效应,可进一步更良好地抑制色粉的附着,并且也可有效地防止感光体等的污染。
轴7可在自作为辊本体5的原料的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6。
其中,优选为在切割后,首先在将轴7插通至通孔6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5的翘曲或变形。
另外,通过以轴7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8的跳动。
轴7如之前所说明般只要经由具有导电性的接着剂、特别是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6中后进行二次交联、或者将外径大于通孔6的内径者压入至通孔6中即可。
在前者的情况下,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7与辊本体5电性接合同时加以机械固定。
另外,在后者的情况下,与压入同时完成电性接合与机械固定。
另外,也可如所述般并用所述两方法来将轴7与辊本体5电性接合且加以机械固定。
氧化膜9如之前所说明般优选为对作为外层4的表面的辊本体5的外周面8照射紫外线而形成。
即,对辊本体5的外周面8照射规定时间的规定波长的紫外线,可仅使构成所述外周面8的附近的橡胶氧化而形成氧化膜9,因此简单且有效率。
而且,通过紫外线的照射而形成的氧化膜9不会产生例如现有的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5的密接性等也优异。
关于所照射的紫外线的波长,若考虑使外层4用的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9,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9可利用其他方法形成,也可视情况不形成。
在内层2与外层4之间也可介隔存在一层或两层以上的任意的中间层。
但是,若考虑将辊本体5的结构简化,则所述辊本体5优选为如图1(a)、图1(b)所示般设为直接层叠有内层2与外层4的两层结构。
本发明的显影辊1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、现有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例子。
〈内层2用的橡胶组合物(A)〉
作为橡胶,使用GECO〔大阪曹达(osaka-soda)(股)制造的艾芘恩(epion)(注册商标)301L,EO/EP/AGE=73/23/4(摩尔比)〕5质量份、IR〔日本瑞翁(ZEON)(股)制造的尼珀(Nipol)(注册商标)IR2200,非充油〕45质量份、BR〔宇部兴产(股)制造的UBEPOL(注册商标)BR130B,非充油〕45质量份、及CR〔昭和电工(股)制造的逍普恩(shoprene)(注册商标)WRT,非充油〕5质量份。
使用班伯里混合机,对所述橡胶的总量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
成分 | 质量份 |
离子盐 | 1.0 |
交联促进助剂 | 2.5 |
填充剂 | 5.0 |
吸酸剂 | 3.0 |
加工助剂 | 0.5 |
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
填充剂:碳黑FEF,东海碳素(股)制造的西斯特(Seast)(注册商标)SO
吸酸剂:水滑石类,协和化学工业(股)制造的DHT-4A(注册商标)-2
加工助剂:硬脂酸锌,堺化学工业(股)制造的SZ-2000
继而,继续混炼,并且调配下述的交联成分进一步进行混炼,而制备内层2用的橡胶组合物(A)。
[表2]
表2
成分 | 质量份 |
交联剂 | 1.05 |
促进剂DM | 1.5 |
促进剂TS | 0.5 |
促进剂22 | 0.3 |
促进剂DT | 0.2 |
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。
交联剂:鹤见化学工业(股)制造的金花印5%油浸微粉硫磺
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
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22: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〕
〈内层2用的橡胶组合物(B)〉
将GECO的量设为10质量份、IR的量设为42.5质量份、BR的量设为42.5质量份,除此以外与橡胶组合物(A)同样地制备内层2用的橡胶组合物(B)。
〈内层2用的橡胶组合物(C)〉
将GECO的量设为12.5质量份、IR的量设为41.25质量份、BR的量设为41.25质量份,除此以外与橡胶组合物(A)同样地制备内层2用的橡胶组合物(C)。
〈内层2用的橡胶组合物(D)〉
将GECO的量设为15质量份、IR的量设为40质量份、BR的量设为40质量份,除此以外与橡胶组合物(A)同样地制备内层2用的橡胶组合物(D)。
〈内层2用的橡胶组合物(E)〉
将GECO的量设为20质量份、IR的量设为37.5质量份、BR的量设为37.5质量份,除此以外与橡胶组合物(A)同样地制备内层2用的橡胶组合物(E)。
〈内层2用的橡胶组合物(F)〉
将GECO的量设为30质量份、IR的量设为32.5质量份、BR的量设为32.5质量份,除此以外与橡胶组合物(A)同样地制备内层2用的橡胶组合物(F)。
〈内层2的辊电阻值R2的测定〉
将内层2用的橡胶组合物(A)~橡胶组合物(F)挤出成形为外径φ16mm、内径φ6.5mm的筒状,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的、实际上与显影辊1的制造中使用者为相同外径φ7.5mm的金属制的轴7上,在烘箱中加热为160℃并接着于轴7上。
继而,对筒状体的两端进行整形,并且使用圆筒研磨机对外周面3进行纵向研磨后,作为精加工进行镜面研磨而精加工至成为外径φ16mm,进而进行水洗,而制作与轴7一体化的仅内层2的状态的样品。
而且,利用所述测定方法测定所制作的样品的仅内层2的状态下的辊电阻值R2(Ω、施加400V时)。
〈外层4用的橡胶组合物(I)〉
作为橡胶,使用GECO〔大阪曹达(osaka-soda)(股)制造的艾芘恩(epion)301L,EO/EP/AGE=73/23/4(摩尔比)〕30质量份、SBR〔JSR(股)制造的JSR 1502,非充油〕60质量份、及CR〔昭和电工(股)制造的逍普恩(shoprene)WRT,非充油〕10质量份。
使用班伯里混合机,对所述橡胶的总量100质量份进行素炼,并且调配下述各成分进行混炼。
[表3]
表3
成分 | 质量份 |
离子盐 | 1.0 |
交联促进助剂 | 2.5 |
填充剂 | 5.0 |
吸酸剂 | 3.0 |
加工助剂 | 0.5 |
表3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
填充剂:碳黑(热碳黑),旭碳(股)制造的旭#15
吸酸剂:水滑石类,协和化学工业(股)制造的DHT-4A-2
加工助剂:硬脂酸锌,堺化学工业(股)制造的SZ-2000
继而,继续混炼,并且调配下述的交联成分进一步进行混炼,而制备外层4用的橡胶组合物(I)。
[表4]
表4
成分 | 质量份 |
交联剂 | 1.05 |
促进剂DM | 1.5 |
促进剂TS | 0.5 |
促进剂22 | 0.3 |
促进剂DT | 0.2 |
表4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。
交联剂:鹤见化学工业(股)制造的金花印5%油浸微粉硫磺
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)DM,噻唑系促进剂
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)TS,秋兰姆系促进剂
促进剂22:乙烯硫脲〔川口化学工业(股)制造的艾斯尔(ACCEL)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〕
〈外层4用的橡胶组合物(II)〉
将GECO的量设为20质量份、SBR的量设为70质量份,除此以外与橡胶组合物(I)同样地制备外层4用的橡胶组合物(II)。
〈外层4用的橡胶组合物(III)〉
将GECO的量设为15质量份、SBR的量设为75质量份,除此以外与橡胶组合物(I)同样地制备外层4用的橡胶组合物(III)。
〈外层4用的橡胶组合物(IV)〉
将GECO的量设为12质量份、SBR的量设为78质量份,除此以外与橡胶组合物(I)同样地制备外层4用的橡胶组合物(IV)。
〈外层4用的橡胶组合物(V)〉
将GECO的量设为10质量份、SBR的量设为80质量份,除此以外与橡胶组合物(I)同样地制备外层4用的橡胶组合物(V)。
〈实施例1~实施例6、比较例1~比较例7〉
将内层2用的橡胶组合物(A)~橡胶组合物(F)、以及外层4用的橡胶组合物(I)~橡胶组合物(IV)以表5、表6所示的组合供给至双层挤出机中,挤出成形为外径φ16mm、内径φ6.5mm、作为内层2的原料的筒状体的厚度3.5mm的两层结构的筒状,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的外径φ7.5mm的金属制的轴7上,在烘箱中加热为160℃并接着于轴7上。
继而,对筒状体的两端进行整形,并且使用圆筒研磨机对外周面8进行纵向研磨后,作为精加工进行镜面研磨而精加工至成为外径φ16mm,而形成具有内层2与外层4这两层结构且与轴7一体化的辊本体5。
外层4的厚度约为0.1mm~2mm。
继而,在对所形成的辊本体5的外周面8进行乙醇擦拭后,以自所述外周面8至紫外线(Ultraviolet,UV)灯为止的距离成为50mm的方式设定并设置于紫外线照射装置〔森(Sen)特殊光源(股)制造的PL21-200〕上。
而且,以轴为中心且以90°为单位旋转,并且每15分钟照射波长184.9nm与253.7nm的紫外线,由此在所述外周面8上形成氧化膜9,而制造显影辊1。
〈现有例1~现有例5〉
单独使用外层4用的橡胶组合物(I)~橡胶组合物(V),挤出成形为外径φ16mm、内径φ6mm的筒状,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的外径φ7.5mm的金属制的轴7上,在烘箱中加热为160℃并接着于轴7上。
继而,对筒状体的两端进行整形,并且使用圆筒研磨机对外周面8进行纵向研磨后,作为精加工进行镜面研磨而精加工至成为外径φ16mm,而形成具有包含外层4用的橡胶组合物的单层结构且与轴7一体化的辊本体。
继而,在对所形成的辊本体的外周面进行乙醇擦拭后,以自所述外周面至UV灯为止的距离成为50mm的方式设定并设置于紫外线照射装置〔森(Sen)特殊光源(股)制造的PL21-200〕上。
而且,以轴为中心且以90°为单位旋转,并且每15分钟照射波长184.9nm与253.7nm的紫外线,由此在所述外周面上形成氧化膜,而制造显影辊。
对所述各实施例、比较例、现有例中制造的显影辊1实施下述各试验,并评价其特性。
〈辊本体5的整体的辊电阻值R1的测定〉
利用所述测定方法测定所制造的显影辊1的辊本体5的整体的辊电阻值R1(Ω、施加400V时)。
〈纯黑浓度的测定〉
将所制造的显影辊安装至激光打印机〔兄弟工业(Brother Industries)(股)制造的HL-2240D〕中,在温度23.5℃、相对湿度55%的环境下,连续在30张普通纸上对1%浓度的图像连续地进行图像形成后立即对1张3cm见方的纯黑图像进行图像形成。
然后,在所形成的纯黑图像上的任意的5点使用伟迪捷爱色丽(Videojet X-Rite)(股)制造的反射浓度计测定图像浓度,求出其平均值并设为纯黑浓度。将纯黑浓度为1.30以上设为合格。
〈2点浓度的测定〉
与纯黑浓度同样地,连续在4000张普通纸上对1%浓度的图像连续地进行图像形成后立即对1张在格子长约80μm的正方格子上并列圆的孤立2点图像进行图像形成。
然后,在所形成的孤立2点图像上的任意的5点使用相同的反射浓度计测定图像浓度,求出其平均值并设为2点浓度。将2点浓度超过0.02者设为合格。
〈浓度不均的评价〉
与纯黑浓度同样地,连续在4000张普通纸上对1%浓度的图像连续地进行图像形成后,立即对1张具有3cm宽度的半色调部与在所述半色调部的与用纸的走纸方向正交的横向上空开5mm而邻接的3cm见方的纯黑部的图像进行图像形成。
然后,观察所形成的图像的半色调部,将未看到不均者评价为良好(○),将看到不均者评价为不良(×)。
将以上的结果示于表5~表7中。
[表5]
表5
[表6]
表6
[表7]
表7
根据表7的现有例1~现有例5的结果,判断在单层的辊本体中无法使纯黑浓度与2点浓度兼顾。
相对于此,根据表5~表7的实施例1~实施例6、比较例1~比较例7的结果,判断通过将辊电阻值R1、R2满足式(1)、式(2)的内层2与外层4组合,可形成同时提高纯黑浓度与2点浓度两者、且对比度与细线的再现性两者优异的图像。
另外,也判断与将内层2设为包含表氯醇橡胶并赋予有离子导电性的层相互作用,可抑制在图像上产生依赖于在横向上邻接的图像的浓度的浓度不均。
〈内层2用的橡胶组合物(G)〉
相对于橡胶的总量100质量份而将碳黑FEF〔东海碳素(股)制造的西斯特(Seast)SO〕的量设为10质量份,除此以外与橡胶组合物(A)同样地制备内层2用的橡胶组合物(G)。
〈内层2用的橡胶组合物(H)〉
将GECO的量设为10质量份、IR的量设为42.5质量份、BR的量设为42.5质量份,除此以外与橡胶组合物(G)同样地制备内层2用的橡胶组合物(H)。
〈内层2用的橡胶组合物(J)〉
将GECO的量设为12.5质量份、IR的量设为41.25质量份、BR的量设为41.25质量份,除此以外与橡胶组合物(G)同样地制备内层2用的橡胶组合物(J)。
〈内层2用的橡胶组合物(K)〉
将GECO的量设为15质量份、IR的量设为40质量份、BR的量设为40质量份,除此以外与橡胶组合物(G)同样地制备内层2用的橡胶组合物(K)。
〈内层2用的橡胶组合物(L)〉
将GECO的量设为20质量份、IR的量设为37.5质量份、BR的量设为37.5质量份,除此以外与橡胶组合物(G)同样地制备内层2用的橡胶组合物(L)。
〈内层2用的橡胶组合物(M)〉
将GECO的量设为30质量份、IR的量设为32.5质量份、BR的量设为32.5质量份,除此以外与橡胶组合物(G)同样地制备内层2用的橡胶组合物(M)。
〈内层2用的橡胶组合物(N)〉
相对于橡胶的总量100质量份而将碳黑的量设为15质量份,除此以外与橡胶组合物(K)同样地制备内层2用的橡胶组合物(N)。
〈内层2用的橡胶组合物(O)〉
相对于橡胶的总量100质量份而将碳黑的量设为20质量份,除此以外与橡胶组合物(K)同样地制备内层2用的橡胶组合物(O)。
〈内层2用的橡胶组合物(P)〉
相对于橡胶的总量100质量份而调配5质量份的作为碳黑的碳黑HAF〔东海碳素(股)制造的西斯特(Seast)3〕,除此以外与橡胶组合物(K)同样地制备内层2用的橡胶组合物(P)。
〈内层2用的橡胶组合物(Q)〉
相对于橡胶的总量100质量份而将碳黑的量设为10质量份,除此以外与橡胶组合物(P)同样地制备内层2用的橡胶组合物(Q)。
〈内层2用的橡胶组合物(R)〉
相对于橡胶的总量100质量份而将碳黑的量设为15质量份,除此以外与橡胶组合物(P)同样地制备内层2用的橡胶组合物(R)。
〈内层2用的橡胶组合物(S)〉
相对于橡胶的总量100质量份而调配5质量份的作为碳黑的乙炔黑〔AB,电化(股)制造的超导电乙炔碳黑(DENKA BLACK)(注册商标)粒状〕,除此以外与橡胶组合物(K)同样地制备内层2用的橡胶组合物(S)。
〈内层2用的橡胶组合物(T)〉
相对于橡胶的总量100质量份而将碳黑的量设为10质量份,除此以外与橡胶组合物(S)同样地制备内层2用的橡胶组合物(T)。
〈实施例7~实施例20、比较例8~比较例14〉
以表8~表11所示的组合使用内层2用的橡胶组合物(G)~橡胶组合物(T)、以及外层4用的橡胶组合物(I)~橡胶组合物(IV),除此以外与实施例1~实施例6、比较例1~比较例7同样地制造显影辊1。
对所述各实施例、比较例中制造的显影辊1实施之前的各试验与下述各试验,并评价其特性。
〈介电损耗正切tanδ的测定〉
使用阿美特克(Ametek)(股)制造的125596WB型介电体阻抗测定系统、即
·介电体接口1296型、
·频率响应分析仪(Frequency Response Analyzer,FRA)1255B、及
·高DC电压选项HVI-1000/BOP1000M,
并使用长度230mm、宽度8mm的电极,在负荷:1kg、交流电压:0.5V、偏压:3V的条件下测定对内层2的辊电阻值R2进行测定时所制作的仅内层2的状态的样品的电阻Z'与电抗Z”。
〈耐久图像浓度的测定〉
将显影辊安装至激光打印机〔兄弟工业(Brother Industries)(股)制造的HL-2240D〕中,在温度23.5℃、相对湿度55%的环境下,连续在3000张普通纸上对1%浓度的图像连续地进行图像形成后立即对1张3cm见方的纯黑图像进行图像形成。
然后,在所形成的纯黑图像上的任意的5点使用伟迪捷爱色丽(Videojet X-Rite)(股)制造的反射浓度计测定图像浓度,求出其平均值并设为耐久图像浓度。将耐久图像浓度为1.30以上设为合格。
将以上的结果与实施例2的结果一并示于表8~表11中。
[表8]
表8
[表9]
表9
[表10]
表10
[表11]
表11
根据表8~表11的实施例7~实施例20、比较例8~比较例14的结果,判断通过将辊电阻值R1、R2满足式(1)、式(2)的内层2与外层4组合,可形成同时提高纯黑浓度与2点浓度两者、且对比度与细线的再现性两者优异的图像。
另外,也判断与将内层2设为包含表氯醇橡胶并赋予有离子导电性的层相互作用,可抑制在图像上产生依赖于在横向上邻接的图像的浓度的浓度不均。
进而,根据实施例2~实施例15、实施例16~实施例18、实施例19、实施例20的结果,也判断通过相对于橡胶的总量100质量份而将碳黑的比例设为10质量份以上,且将介电损耗正切tanδ设为6.5以下,即便重复进行图像形成,也可抑制特别是纯黑部的图像浓度降低。
其中,关于介电损耗正切tanδ超过6.5的实施例2、实施例16、实施例19,也并非完全不能实用。
例如,若连续地进行图像形成的张数为2000张左右,则这些实施例也可维持可充分实用的图像浓度。
Claims (4)
1.一种显影辊,其特征在于:
包含辊本体,所述辊本体包括:内层,包含弹性材料且为筒状;以及外层,层叠于所述内层的外周面上且包含弹性材料,
所述内层包含橡胶组合物的交联物,所述橡胶组合物含有作为橡胶的表氯醇橡胶、以及选自由异戊二烯橡胶及丁二烯橡胶所组成的群组中的至少一种的二烯系橡胶,
所述辊本体的整体的施加400V时的辊电阻值R1(Ω)、以及仅所述内层的状态下的施加400V时的辊电阻值R2(Ω)均满足式(1)及式(2):
0.1≦logR2-logR1≦1.0(1)
6.5≦logR2≦8.5(2)。
2.根据权利要求1所述的显影辊,其特征在于:
所述橡胶为所述表氯醇橡胶、所述异戊二烯橡胶、所述丁二烯橡胶及氯丁二烯橡胶这4种。
3.根据权利要求1或2所述的显影辊,其特征在于:
所述内层的根据电阻Z'与电抗Z”并利用式(3)求出的介电损耗正切tanδ为6.5以下:
tanδ=-Z”/Z' (3)。
4.根据权利要求3所述的显影辊,其特征在于:
形成所述内层的所述橡胶组合物以相对于所述橡胶的总量100质量份而为10质量份以上的比例还包含碳黑。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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