CN1112606C - 显影辊以及使用该辊的显影装置 - Google Patents
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Abstract
本发明披露了一种显影辊(10),所述显影辊包含包覆在导电轴(11)之上的弹性层(12)和层合在所述弹性层上的一层或多层树脂层(13)。弹性层(12)的JIS A硬度不大于50度。一层或多层树脂层(13)中,至少最外层包含细颗粒,并且最外层的表面粗糙度(R7)被调节至3-15微米的范围内。包含-NHCO-键的树脂组合物,或包含-ROCO2-和-SiOSi-重复单元以及-NHCO-键的树脂组合物可用于最外层。
Description
技术领域
本发明涉及包括在成像装置的显影装置中的显影辊,其中显影装置使用非磁性单组份显影剂,成像装置采用静电复制系统,如复制机,打印机,传真机等。
技术背景
各种辊,如带电辊、转印辊、显影辊等均放置在使用静电复制系统的成像装置中的静电潜像载体如光敏体等的四周。所述显影辊的作用是将调色剂输送至静电潜像载体如光敏体等上,并且使得该静电潜像变得可见。
图1示出了使用非磁性显影系统的显影装置1的典型示图。该显影装置由显影辊2,盛装调色剂3的调色剂槽4,调节板5,以及供给辊6等构成;其中调色剂3由非磁性单组份显影剂组成。通过在导电轴7四周形成导电弹性层8,并在该导电弹性层8的四周形成一个或若干个树脂层9而制得上述显影辊2;所述导电轴7由SUS,铝合金,导电树脂等组成。在该显影辊和光敏体之间施加直流电压和交流电压。此外,安装供给辊6,以便促进调色剂在显影辊表面上的沉积。通过这种显影装置的显影处理按如下进行:首先,使调色剂沉积在供给辊和显影辊2的表面上,借此,通过接触或摩擦使调色剂带电;然后,通过调节板5使带电的调色剂压紧,从而产生了均匀带电的、具有希望厚度的调色剂层。此外,该调色剂层被光敏体10上的静电潜像所吸附,由此使该静电潜像变得可见而形成调色剂图像。将该调色剂图像转印至记录纸上,然后通过加热或加压,使记录纸上的转印图像固化。
为改善调色剂的负电性能,经常将包含-NHCO-键的聚酰胺树脂和聚氨酯树脂用于显影辊的最外层(日本专利JP50-13661)。然而,当将这些树脂用作最外层时,将出现如下的问题:在高温和高湿度环境下调色剂的负电荷将下降,另外还将出现这样的问题,即当长期使用时,调色剂附着至辊子表面上(下面称之为“调色剂成膜”),这将阻止调色剂层的形成,甚至在正常环境下也是如此。
因此,将聚碳酸酯用作最外层的主要组份。因此,在阻止高温高湿环境下调色剂负电荷的下降中获得了稳定的结果。此外,为了阻止调色剂成膜,还将硅氧烷改性的聚碳酸酯用作最外层的主要组份(日本专利公开JP9-244392)。然而,由于当使用这种最外层的显影辊时,最外层中的硅氧烷的含量高,最外层的硬度也高,因此,将出现最外层容易被刮伤这样的问题,并且显影辊的耐用性将降低。
此外,近年来有这样一种趋势,即使用约80℃或更低的低熔点调色剂,以便有效地将转印图像固定在记录纸上。当使用这种低熔点调色剂时,不仅会发生调色剂成膜,而且调色剂还会在调节板上熔化,因此,不能形成希望厚度的调色剂层,而且还易于发生如图像不均匀这样的问题。迄今为止,尚未成功地解决上述问题,即:1)当使用低熔点调色剂时调色剂的成膜问题,以及2)将聚碳酸酯或硅氧烷改性的聚碳酸酯用作最外层主要组份时,与显影辊将发生冲突的在调节板上调色剂的熔化问题。
此外,目前有通过使显影辊表面与光敏体接触的接触显影系统和通过使显影辊表面与光敏体之间有一空间的非接触显影系统。不管是接触系统还是非接触系统,均在光敏体和显影辊之间施加电压,但是,由于非接触系统中调色剂将在上述空间中飞行,因此,对于非接触系统来说,特别需要在光敏体和显影辊之间施加交流电压。在显影辊和光敏体之间需要有通过接触系统的一特定的接触宽度(下面称之“端部宽度”)。如果所述端部宽度发生波动,那么,图像将变得不均匀,并且图像质量将很差,因此,必须将显影辊的表面硬度设定在一适当的范围内。此外,利用非接触系统还将出现这样一些问题,由于显影辊的外径将随湿度和温度而变化,因此,显影辊和光敏体之间的空间宽度也将改变,这将使图像变得不均匀。
鉴于上述问题,本发明的目的是防止在高温、高湿环境中调色剂电荷的降低,并防止调色剂的成膜以及在调节板上调色剂的熔化。此外,本发明的目的还在于防止端部宽度和空间宽度随温度和湿度的改变而产生的波动。
本发明的公开
本发明第一显影辊的特征在于:所述显影辊由一层或若干层围绕导电轴的弹性层,和一层或若干层在所述弹性层上的树脂层通过层压而制得,上述弹性层的JIS A硬度值为50度或更低,上述一层或若干层树脂层中,至少最外层包含细颗粒,并且将所述最外层的表面粗糙度(Rz)调节至3-15微米的范围内。此外,上述表面粗糙度值是根据日本工业标准(JIS)B0601-1994测量的值。
上述细颗粒的平均粒径应在5-50微米的范围内,特别是从10-50微米。
此外,优选的是,围绕弹性层形成的一层或若干层树脂层中,至少最外层由包含-NHCO-键的树脂例如聚酰胺树脂或聚氨酯树脂组成。此外,该树脂组分可包含重复单元-ROCO2,如聚碳酸酯。此外,还优选的是,这些树脂组分包含重复单元-SiOSi-。
然而,另外还可能的是,在一层或若干层在弹性层周围形成的树脂层中,至少最外层由包含丙烯酸-乙酸乙烯酯共聚物的树脂组合物组成。
此外,由于调色剂已带负电,因此,应将氨基甲酸乙酯或尼龙材料用作上述的细颗粒。
优选的是,可固化组合物的反应产物,所述组合物的主要成份为:
(A)在其分子中至少包含一个烯基的聚合物,并且构成其主链的重复单元主要由环氧烷单元或饱和烃单元组成;
(B)在其分子中至少包含两个氢化硅基团的固化剂;
(C)氢化硅烷化催化剂;和
(D)导电性赋予剂。
此外,包含细颗粒的最外层的厚度应在5-50微米的范围内。
此外,应将根据日本工业标准(JIS)K6251伸长率为300-600%的最外层用作上述最外层。更优选的是,将上述伸长率调节至400-600%,优选调节至500-600%。
此外,优选的是,在围绕弹性层包覆一层或若干层树脂层之前,显影辊的电阻为104Ω或更高,在包覆所述树脂层之后,显影辊的电阻在104-1010Ω范围内,特别是在105-108Ω。
此外,优选的是,在围绕弹性层包覆一层或若干层树脂层之前,将显影辊的电容(C1)调节至0.8-20nF,在包覆所述树脂层之后,将显影辊的电容(C2)调节至2.5nF或更小。
上述显影辊可与采用非磁性接触系统的任何显影装置结合使用。
根据本发明的第二显影辊,其特征在于,所述显影辊由一层或若干层围绕导电轴的弹性层,和一层或若干层在所述弹性层上的树脂层通过层压而制得的,上述弹性层的JIS A硬度值为50度或更低,并且上述最外层有从其表面突出的细颗粒,上述一层或若干层树脂层中,至少最外层包含细颗粒。此外,本发明的第二显影辊的特征在于:当从上述表面突出的细颗粒的高度为L,调色剂的平均粒径为rav,并且从上述表面突出的细颗粒之间的平均距离为Dav时,根据满足rav/4≤L≤4rav关系式的细颗粒,建立起了关系式rav≤Dav≤80L。
在这种场合,上述调色剂的平均粒径rav应在5-10微米的范围内。
这种显影辊可与采用非磁性接触系统的任何显影装置结合使用。
附图的简要说明
图1为采用非磁性显影系统的显影装置的典型示图。
图2是本发明显影辊横截面的典型示图。
图3是显示本发明的从最外层的表面突出的细颗粒和沉积在该表面上的调色剂的典型示图。
图4是本发明显影辊最外层表面的放大图。
下面将参考图2-4,对本发明的显影辊作详细的描述。
如图2所示,通过在导电轴11的四周形成导电弹性层12,然后沿该导电弹性层12形成厚度为5-50微米的一层或若干层树脂层13,制得了本发明的显影辊10;其中所述的导电弹性层12的日本工业标准(JIS)A硬度为50度或更低,优选为30度或更低;所述导电轴11由不锈钢,铝合金,导电树脂等组成,并且直径从1mm-25mm。此外,至少大多数细颗粒沉积在上述树脂层13的最外层中,并且一些细颗粒从最外层的表面突出。就所提及的最外层而言,根据JIS B0601-1994,将该层的表面粗糙度(RZ)调节至3-15微米,优选调节至5-10微米。此外,上述树脂层13可包含粘结剂层,作为在最外层之下的层,以便增加与导电弹性层的粘结力。此外,还可以有用于调节显影辊电阻的电阻调节层,该层在最外层之下。
通过将上述导电弹性层的JIS A硬度调节至上述范围内(50度或更低,优选30度或更低),该导电弹性层将吸收来自调节板的所希望的压力,并防止调色剂颗粒的开裂。因此,能防止由于调色剂颗粒的开裂所造成的调色剂电荷分布的大波动,密度的不均匀以及图像模糊。因此,可防止光敏体和显影辊之间端部宽度的波动,并因此,在接触式显影系统的情况下,可防止图像质量的下降。
图3是调色剂槽中的调色剂已沉积在显影辊表面上的状态的典型例子。首先,沉积的调色剂20紧密地分布在从最外层21的表面突出的细颗粒22a和细颗粒22b(或22c)之间。接着,这些调色剂20被调节板挤压形成调色剂层,所述调色剂层的厚度为调色剂平均粒径的1-4倍,优选从1-3倍。在这种场合,来自调节板的一些压力被细颗粒22a,22b,22c承担,因此,施加至调色剂的应力将小于没有突出的细颗粒时施加至调色剂的应力。
鉴于此,当细颗粒从表面层突出时,通过本发明,将表面粗糙度(RZ)调节至3-15微米的范围内,优选调节至5-10微米。因此,即使使用例如低熔点调色剂时,也能防止调色剂在调节板上的熔化以及调色剂的成膜。此外,考虑到减轻施加至调色剂上的应力,优选的是,细颗粒的硬度大于最外层树脂的硬度。
上述调色剂的平均粒径从5-10微米,优选从6-8微米。此外,调色剂可以是例如涂布有苯乙烯丙烯酸热塑性树脂或聚酯热塑性树脂等的着色颜料。
就使调色剂带负电而言,优选的是,将氨基甲酸乙酯或尼龙材料用作上述的细颗粒。细颗粒的平均粒径为5-50微米。
此外,在包覆上述树脂层之前,应将显影辊的电阻调节为104Ω或更高,在包覆所述树脂层之后,应将显影辊的电阻调节在104-1010Ω范围内,特别是在105-108Ω。通过调节包覆了树脂层后的显影辊的电阻至104-108Ω,特别是105-108Ω,可以防止光敏体的泄漏及调色剂成膜。此外,在包覆树脂层之前,通过将显影辊的电阻调节至104Ω或更高,控制了与包覆树脂层之后显影辊电阻的差值,因而,能防止产生一些缺陷如在树脂层中的针孔。
在本发明中,通过下列步骤(1)-(3),完成了对显影辊电阻的测定方法。(1)显影辊水平地与金属板水平接触,并将500克的负载施加至沿金属板方向上的轴端。(2)在轴和金属板之间施加100伏的直流电压,并测量电流。(3)根据该电流和直流电压,计算出显影辊的电阻。
随后,在包覆上述树脂层之前,将电容(C1)调节至0.8-20nF,而在包覆所述树脂层之后,将显影辊的电容(C2)调节至2.5nF或更小。因此,防止了调色剂的成膜。出现调色剂成膜的原因似乎是由如下造成的:在调色剂沉积至显影辊表面上之后,立即转移至光敏体上,在该表面上的电荷与已转移调色剂的总电荷相等,并且保持相反极性的电荷。如果该残余电荷不在短时间内通过从轴引入的电荷进行中和,那么,在显影过程中不使用的调色剂将静电吸附在显影辊的该表面上,并容易发生调色剂的成膜。显影辊将变成电路似的,其中弹性层和一层或若干层树脂串联连接。因此,如果上述电容C2足够小,所得到的常数(静电电容和显影辊电阻的积)也会较小,并且上述残余电荷将在短时间内被中和。当在包覆树脂层之前的电容(C1)在0.8-20nF时,借助本发明的显影辊,通过在包覆树脂层之后使最大电容(C2)调节至2.5nF,将在短时间内中和上述的残余电荷。
因此,如果上述最外层的弹性太低,那么,该最外层将有高的粘度,并且将发生调色剂的成膜。另一方面,如果最外层的弹性太高,那么,当显影辊对着调节板和光敏体进行压缩时,最外层将不能随导电弹性层而进行变形,因此,将产生不均匀的图像。此外,由于这时沉积在显影辊表面上调色剂的应力将增加,因此,调色剂将熔化在调节板上,另外,调色剂将开裂。因此,调色剂的电荷分布将有很大的波动,并且还将产生密度不均匀以及图像模糊。此外,当显影系统为接触系统时,需要对最外层的弹性进行调节,并使端部宽度保持在所希望的范围内。
由于上述原因,优选对最外层中树脂组分的混合百分比进行调节,并因此将最外层树脂组分的100%模量调节至5×106至30×106Pa,优选8×106至20×106Pa。
因此,为防止调色剂在调节板上熔化以及调色剂成膜,当调色剂的平均粒径为rav,从上述表面突出的细颗粒的高度为L,突出的细颗粒间的平均距离为Dav时,对于满足rav/4≤L≤4rav关系式的细颗粒,应建立关系式rav≤Dav≤80L。
建立所述关系式的理由解释如下:施加至调色剂上的应力与突出颗粒的分布程度有关。如图4所示,从最外层21突出的细颗粒23a,23b,23c,以不同的高度和表面密度分布在显影辊表面上。如果该表面的密度太高,最外层的表面整个都将被细颗粒复盖,因此,在突出颗粒之间支承的调色剂的数量将明显减少,并且施加至调色剂上的应力将变得太高。另一方面,如果表面密度太低,不足的细颗粒将接受足够的来自调节板的压力,并且将使太多的应力施加至调色剂上。此外,如果细颗粒的突出部分的平均高度太高的话,调色剂层的厚度将超过上述希望的范围(调色剂平均粒径的1-4倍,优选-3倍),而且,在调色剂转移至光敏体的静电潜像上之后,还将增加不在显影辊表面上进行显影的调色剂残留物,因此将易于发生调色剂的成膜。
由于这样的原因,通过本发明,对细颗粒进行分布,结果是,对于满足rav/4≤L≤4rav关系式的细颗粒,将建立起关系式rav≤Dav≤80L。
通过下述步骤(1)-(4),对突出细颗粒间的平均距离(Dav)进行测量。此外,将预先确定调色剂的平均粒径(rav)。
(1)在显影辊表面的特定区域进行采样,并使用三维扫描电子显微镜等,对该采样区域内突出细颗粒从表面突出的高度L进行测量。
(2)对满足关系式rav/4≤L≤4rav的细颗粒的高度进行描绘。
(3)对这些描绘的细颗粒,逐一地测量相邻突出细颗粒之间最短的距离。例如,在图4中,在细颗粒23a和其相邻细颗粒之间的最短距离为与细颗粒23b之间的距离(D)。
(4)将这些最短距离的算术平均值用作平均距离(Dav)。[最外层]
下面将对本发明的最外层进行描述:
所述最外层应由包含-NHCO-键的树脂,如聚氨酯和聚酰胺组成。这种树脂给显影辊的最外层提供了适当的弹性以及调色剂的带电性能。
此外,该最外层还可由如聚碳酸酯氨基甲酸乙酯这样的树脂制得,所述树脂在其一个分子中不仅包含-NHCO-键,而且还包含-R1OCO2-重复单元。这种树脂的特征在于,除了具有包含-NHCO-键树脂的适当的弹性和调色剂带电性能以外,甚至在高温和高湿环境中,还能保持低的吸水率和低的介电常数。因此,由这种树脂组成的最外层,在高温和高湿环境下能控制显影辊电阻的波动和显影辊外径的波动,由此将控制端部宽度的波动和显影辊和光敏体之间空间宽度的波动,因此,能防止图像质量的下降。聚碳酸酯氨基甲酸乙酯是特别优选的,这是因为,除了容易得到以外,该树脂能用溶剂进行稀释,并易于通过浸涂和喷涂等而进行施用。
双酚A基团通常用作上述-R1OCO2-重复单元的R1,但本发明的R1并不局限于此,所述基团还可以是脂环族基团,烷基基团等。就能在低硬度和低吸水率之间达到良好平衡的树脂而言,特别优选的是将烷基基团用作R1。
此外,最外层的树脂还可以是包含-NHCO-键的树脂和包含重复单元-R1OCO2-的树脂的混合物。树脂混合物的例子是用四氢呋喃(THF),二甲基甲酰胺(DMF)等稀释的聚酰胺或聚氨基甲酸乙酯的混合物。
当生产上述聚碳酸酯氨基甲酸乙酯时,在适当溶剂或没有溶剂的存在下,如果需要使用增链剂,使聚碳酸酯多羟基化合物和聚异氰酸酯反应。上述的增链剂可以是常规的增链剂,如二元醇,胺,多元醇,脂族多胺,芳族多胺等。
上述的聚碳酸酯多羟基化合物是通过多元醇与光气,氯代甲酸酯,碳酸二烷基酯,或碳酸二烯丙酯的缩合而得到的常规材料。其优选的例子是:将1,6-己二醇,1,4-丁二醇,1,3-丁二醇,1,5-戊二醇等用作多元醇而得到的材料,并且数均分子量(Mn)在300-15,000的范围内。优选的是,单独使用这种聚碳酸酯多羟基化合物,但它也可以与生产聚氨酯的常规材料,即聚酯多羟基化合物,聚醚多羟基化合物,或聚酯聚醚多羟基化合物结合使用。此外,聚碳酸酯多羟基化合物还可以是芳族或脂环族多羟基化合物(主要是二醇)。
将亚甲苯二异氰酸酯(TDI),4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),二甲苯二异氰酸酯(IPDI)等和与这种聚碳酸酯多羟基化合物反应的异氰酸酯一起使用。当然,考虑到毒性,成本,容易获得,以及低硬度之间的平衡,优选氢化的MDI或IPDI。
然而,包含-NHCO-键和-SiOSi-重复单元的树脂,或包含-NHCO-键,-R1OCO2-重复单元,以及-SiOSi-重复单元的树脂,优选用作最外层的树脂。这是因为,当最外层包含-SiOSi-重复单元时,最外层的内聚能将降低,当最外层包含的树脂包含-SiOSi-重复单元时,最外层将有良好的调色剂释放性能,并能防止调色剂的成膜。
在适当溶剂或没有溶剂存在下,如果需要使用增链剂,使多羟基化合物和异氰酸酯反应而制得这种树脂。在这种场合,将包含-SiOSi-键的聚硅氧烷多羟基化合物用于部分上述的多羟基化合物,或将在其分子中包含-SiOSi-键的多羟基化合物用作上述的增链剂。此外,还可使用聚硅氧烷多羟基化合物和异氰酸酯的反应中间产物,所述中间产物中,保留有上述聚硅氧烷多羟基化合物的活性基团,或者保留有上述异氰酸酯的异氰酸基团。
用于聚氨酯的常规多羟基化合物,如聚己二酸氢乙酯,聚己二酸乙酯丁酯,聚四亚甲基醚二醇,聚-ε-己内酯二醇,聚碳酸酯多羟基化合物,聚丙二醇等是上述多羟基化合物的例子。当然,就在高温、高湿环境下防止调色剂电荷下降而言,优选聚碳酸酯多羟基化合物。优选将脂族或脂环族聚碳酸酯多羟基化合物,如聚碳酸六亚甲基酯二醇用作聚碳酸酯多羟基化合物。
(在该结构式中,a为2或更大的整数。R1和R2是烷基基团,氟烷基基团,环烷基基团,芳基基团,或取代的芳基基团,并且R3和R4为亚烷基基团或取代的亚烷基基团。)
(在该结构式中,b为1或更大的整数,c为2或更大的整数。R5至R11为烷基基团,氟代烷基基团,环烷基基团,芳基基团或取代的芳基基团,并且R12为亚烷基基团或取代的亚烷基基团。)
(在该结构式中,h和i为1或更大的整数。R18至R25为烷基基团,氟代烷基基团,环烷基基团,芳基基团或取代的芳基基团。并且R26和R27为亚烷基基团或取代的亚烷基基团。)
在上述化学结构式I至IV中的聚硅氧烷多羟基化合物能与作为主链或作为侧链的异氰酸酯反应。
常规的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),环己烷二异氰酸酯,氢化的MDI,异佛尔酮二异氰酸酯,1,3-亚二甲苯二异氰酸酯,2,4-亚甲苯二异氰酸酯,2,6-亚甲苯二异氰酸酯等是与这种多羟基化合物反应的这种异氰酸酯的例子。此外,还能使用通过将这些异氰酸酯和多羟基化合物和聚胺反应以致使分子末端有异氰酸酯基团而得到的氨基甲酸乙酯预聚物。
此外,乙二醇,丙二醇,1,4-丁二醇,1,6-己二醇,乙二胺,三亚甲基二胺,四亚甲基二胺,六亚甲基二胺,异佛尔酮二胺(IPDA),肼等是上述增链剂的例子。
另外,最外层树脂也可以是丙烯酸-乙酸乙烯酯共聚物。丙烯酸-乙酸乙烯酯共聚物是丙烯酸酯单体和甲基丙烯酸酯单体之一或两者与乙酸乙烯酯的共聚物。就将最外层的粘度保持在较低水平而言,优选所述共聚物包含50%重量或更多,特别是80%重量或更多的丙烯酸酯单体或甲基丙烯酸酯单体。此外,就改善调色剂负电荷可接受性而言,优选所述共聚物包含3%重量或更多,特别是5%重量,尤其是10%重量或更多的乙酸乙烯酯。
丙烯酸甲酯,丙烯酸乙酯,丙烯酸丁酯,丙烯酸2-乙基己酯等能用作上述的丙烯酸酯单体。此外,甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸乙酯,甲基丙烯酸丁酯等能用作上述的甲基丙烯酸酯单体。
取决于最外层的树脂组分等,将浸涂,喷涂,辊涂或刷涂等用于本发明最外层的成形方法。此外,最外层也能通过将预聚物施加至导电弹性层中,并在特定的温度下进行干燥(就此种情况而言为固化)和反应而制成。[导电弹性层]
下面将描述上述的导电弹性层:
特别优选可固化组合物的反应产物,所述组合物的主要组份为:
(A)在其分子中至少包含一个烯基的聚合物,并且其中构成其主链的重复单元主要由氧化烯单元或饱和烃单元组成,
(B)在其分子中至少有两个氢化硅基团的固化剂,
(C)氢化硅烷化催化剂,和
(D)导电性赋予剂。
在该可固化组合物中,组份(A)的聚合物是:经组份(B)的氢化硅烷化然后进行固化所得到的组份。由于在其分子中至少有一个烯基基团,因此,将发生氢化硅烷化作用,从而使该组份变成聚合物状,并使产物固化。就用组份(B)进行的氢化硅烷化作用而言,组份(A)包含的烯基数至少必须为1,但就橡胶弹性而言,优选的是,在直链分子的场合,有两个烯基基团存在于分子的两端,在支链分子的场合,有两个或多个烯基基团存在于分子的两端。形成组份(A)主链的主要重复单元是氧化烯单元或饱和烃单元。
优选形成其主链的主要重复单元为氧化烯的聚合物,这是因为,通过添加少量导电性赋予剂,可将体积电阻控制在108Ωcm至109Ωcm。此外,就获得低硬度固化产物而言,优选的是,其中上述的重复单元为氧化烯单元的氧化烯聚合物,并且更优选其中上述重复单元为氧化丙烯单元的氧化丙烯聚合物。
上述的氧化烯聚合物是这样的聚合物,其中30%或更多,优选50%或更多的单元由氧化烯单元组成。用作生产聚合物原料、带有两个或多个活性氢的化合物单元,如乙二醇,双酚化合物,甘油,三羟甲基丙烷,季戊四醇等是除氧化烯单元以外该聚合物所包含的单元。此外,当氧化烯聚合物为氧化丙烯聚合物时,该聚合物可以是由环氧乙烷,环氧丁烷等组成的单元的共聚物(包括接枝共聚物)。
就获得活性和低硬度之间良好平衡而言,上述组份(A)的氧化烯聚合物的数均分子量(Mn)应为500-50,000,优选为1,000-40,000。此外,特别优选5,000或更高的数均分子量,更优选5,000-40,000。如果数均分子量低于500,那么,当可固化组分固化时,将难于得到足够的机械强度(橡胶硬度,伸长百分比)等。另一方面,如果数均分子量太高,那么,包含1个烯基基团的分子的分子量将变得太高,并且,由于硬脂酸的空间位阻效应,活性将下降。因此,固化常常将不够充分。此外,还将有粘度变得太高以及加工性变差这样的趋势。
尽管对上述氧化烯聚合物的烯基基团没有特别的限制,但考虑到优异的固化性能,优选由下面通式(1)表示的烯基基团
H2C=C(R1)- (1)
(在该结构式中,R1为氢原子或甲基基团。)
此外,该可固化组分的一个特征在于:其硬度能容易地降低。表征该特征所需的烯基基团数在分子两端为两个或更多。如果与组份(A)的分子量相比,有太多的烯基基团,那么,产品将变得挺硬,而且将不可能得到良好的橡胶弹性。
此外,当组份(A)为:其主要重复单元使得其主链为饱和烃单元的聚合物时,吸水率将变低并且电阻几乎没有随环境的波动,因此,该聚合物是优选的。正如上述氧化烯聚合物的情况一样,该聚合物是:通过用组份(B)进行氢化硅烷化作用并进行固化所得到的组份。由于在分子中至少有一个烯基基团,因此,氢化硅烷化作用将形成聚合物状的物质,然后对该物质进行固化。就利用组份(B)的氢化硅烷化作用而言,包含在组份(A)中的烯基基团数至少必须为1个或多个,但是,就橡胶弹性而言,在直链分子的情况下,在分子两端应有两个烯基基团,在支链分子的情况下,应有两个或多个烯基基团。
其中主要重复单元使上述主链为饱和烃单元的聚合物的典型例子为异丁烯聚合物,氢化异戊二烯聚合物,和氢化丁二烯聚合物。所述的这些聚合物可包含其它组份的重复单元,如共聚物等,但重要的是,包含至少50%或更多,优选70%或更多,更优选90%或更多的不饱和烃单元,以致使不损失饱和烃低吸水率这样的特征。
就易于加工等来说,其主要重复单元使得其主链为不饱和烃单元的组份(A)的聚合物,其数均分子量为:500-50,000,优选为1,000-15,000,另外,就加工性而言,优选在常温为液体或流体的聚合物。
引入该饱和烃聚合物中的烯基基团与上述氧化烯聚合物的情况相同。
因此,在分子中至少有一个烯基基团并且其主要重复单元使得其主链为饱和烃的组份(1)聚合物的优选实例为:在分子两端有两个烯基基团且数均分子量(Mn)为2,000-15,000,Mw/Mn为1.1至1.2的直链聚异丁烯,氢化聚丁二烯,氢化聚异戊二烯聚合物等。此处,Mw为重均分子量。
此外,尽管对可固化组分中的组份(B)没有特别的限制,只要它是在其分子中至少带两个氢化硅基的化合物,但是,如果包含在分子中的氢化硅基数太多,那么,大量氢化硅基将易于保留在固化产物中,变成空隙或开裂的源头,因此,包含在分子中的氢化硅基数应为50或更少。此外,就控制固化产物的橡胶弹性和贮存期限而言,氢化硅基数应为2-30,优选为2-20,另外,为了在固化期间容易防止气泡,需要20或更少的氢化硅基,而且即使氢化硅基被钝化,还需要有两个氢化硅基,为避免不良好固化,优选氢化硅基数从3-20。
此外,借助本发明,上述的一个氢化硅基指的是,有一个键合至Si上的氢原子。在SiH2中有两个氢化硅基,但是,当键合至Si上的氢键合至不同的Si原子上时,固化性能将更好。另外,就橡胶的弹性而言,这也是优选的。
当添加下面所述的导电性赋予剂(组份(D))时,就分散性以及显影辊加工性而言,组份(B)的数均分子量应为30,000或更多,优选为20,000或更少,特别是15,000或更少。当考虑到组份(A)的活性和溶解性时,组份(B)的分子量优选为300-10,000。
就组份(B)而言,由于与组份(B)的内聚力相比,组份(A)的内聚力更大,因此,就溶解性和苯乙烯改性的产物等而言,包括苯基的改性是重要的,就组份(A)的溶解性和易获得性而言,这种改性将是优选的,而就贮存期限而言,α-甲基苯乙烯的改性将是优选的。
只要组份(C)能用作氢化硅烷化催化剂,对其没有任何特别的限制。催化剂的例子有:铂本身,载在氧化铝上的固体铂等,氯铂酸(包括与醇等的配合物),各种铂的配合物,金属如铑,钌,铁,铝,钛等的的氯化物。在这些催化剂中,就催化活性而言,优选的是氯铂酸,铂-烯烃配合物,以及铂-乙烯基硅氧烷配合物。这些催化剂可以单独使用,或者可以两种或多种结合使用。
就橡胶的弹性而言,在可固化组分中组份(A)与组份(B)的使用比率应为:每1摩尔组份(A)中的烯基基团含0.2-5.0摩尔,优选从0.4-2.5摩尔组份(B)中的氢化硅基基团。
此外,所用组份(C)的用量以每1摩尔组份(A)中的烯基基团计从10-1-10-8摩尔,优选从10-1-10-6摩尔,特别是10-3-10-6摩尔。如果组份(C)的用量低于10-8摩尔,那么,将不能进行反应。另一方面,氢化硅烷化催化剂通常是昂贵的,并且它们是有腐蚀性的,而且将产生大量氢气,将使得固化产物产生气泡。因此,其用量不应超过10-4摩尔。
此外,当作为组份(D)添加导电性赋予剂以制备导电组合物时,该可固化的组合物就是理想的显影辊。用于组份(D)的导电性赋予剂的例子是能提供导电性的化合物,包括炭黑和金属微粉,以及还有带季铵盐基团、羧酸基团、磺酸基团,硫酸酯基团,磷酸酯基团等的有机化合物或聚合物,带有由醚硬脂酰胺,醚酰亚胺共聚物,环氧乙烷-表氯醇共聚物,以及甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯等表示的导电单元的化合物和聚合物。这些导电性赋予剂可以单独使用,或两种或多种结合使用。
考虑到不增加橡胶的硬度,就组份(A)至(C)的总量而言,导电性赋予剂(组份(D))的用量应为30%重量或更少。另一方面,为了得到均匀的电阻,所述用量应为10%重量或更多。因此,应根据各性能的综合平衡来确定添加量,以便得到所需的橡胶硬度和固化产物的体积电阻从103-1010Ωcm。
此外,除上述组份(A)-(D)以外,另外还能添加贮存期限改善剂,如带有脂族不饱和键的化合物,有机磷化合物,有机硫化合物,含氮化合物,锡化合物,有机过氧化物等。实际的例子是:苯并噻唑,噻唑,马来酸二甲酯,亚乙酰羧酸二甲酯,2-戊烯腈,2,3-二氯丙烯,喹啉等,但所述贮存期限改善剂并不局限于这些物质。其中,就贮存期和快速固化而言,特别优选的是噻唑和马来酸二甲酯。此外,上述的贮存期限改善剂可以单独使用,或两种或多种结合使用。
此外,还可将填料、贮存期限稳定剂、增塑剂、紫外光吸收剂、润滑剂、颜料等添加至上述的可固化组合物中,以改善加工性和成本。
例如,通过灌塑、注塑、挤塑等,将上述可固化组合物和弹性材料,如聚氨酯橡胶,硅橡胶等加入在中央装有由SUS或铝合金制得的导电轴的模具中,并在适当的温度下对该产物加热固化一定的时间,在上述导电轴的四周形成了导电弹性层。在这种情况下,在半固化之后,对该产物进行后固化。
[对比试验1]
下面将利用实施例1-9对本发明的显影辊进行描述,并将实施例1-9与对比例1和2进行对比。
实施例1-9的显影辊和对比例1和2的显影辊均有形成在10mm直径不锈钢轴外周的约7.5mm厚的导电弹性层,并且在该导电弹性层外侧包覆特定厚度的最外层。根据列于下面的导电弹性层1-3和最外层1-9,将导电弹性层和最外层结合:导电弹性层1
根据下列混合物1,将各组份混合,并在10mmHg或更低,于减压下消泡120分钟,以便得到树脂组合物。沿一轴包覆该树脂组合物,并在120℃下,通过将轴收在模具中保持30分钟而进行固化。用此方法得到的导电弹性层1的由日本工业标准(JIS)K6301确定的JIS A硬度为15度。混合物1 重量份(A-1)带末端芳基的氧化丙烯共聚物 100
(数均分子量(Mn)8000;分子量分布2)(B-1)聚硅氧烷固化剂 6.6
(每100克的SiH值为0.36摩尔)(C-1)10%的氯铂酸的异丙醇溶液 0.06(D-1)炭黑(Mitsubishi Kagaku商品牌号“3030B”) 7导电弹性层2
根据下列混合物2,将各组份混合,并在10mmHg或更低,于减压下消泡120分钟,以便得到树脂组合物。沿一轴包覆该树脂组合物,并在120℃下,通过将轴收在模具中保持30分钟而进行固化。用此方法得到的导电弹性层2的、由日本工业标准(JIS)K6301确定的JIS A硬度为15度。混合物2 重量份(A-2)在两端带两个乙烯基基团的聚异丁烯聚合物 100
(数均分子量(Mn)10,000;)(B-2)聚硅氧烷固化剂 2.7
(每100克的SiH值为0.97摩尔)(C-1)10%的氯铂酸的异丙醇溶液 0.06(D-1)炭黑(Mitsubishi Kagaku商品牌号“3030B”) 7(E-1)增塑剂(Idemitsu Kyosan商品牌号 75
“PS-32”)导电弹性层3
通过注塑法,将由每100克NBR橡胶(Goodyear商品牌号“Chemicum N683B”,其结合的丙烯腈含量为33%,门尼粘度为28(ML-4-100℃))混合5克Ketjen black EC的组合物涂在一轴的外周,形成导电弹性层3。导电弹性层3的、由日本工业标准(JIS)K6301确定的JIS A硬度为45度。最外层1
利用DMF(N,N-二甲基甲酰胺)∶MEK(甲乙酮)=1∶1的混合溶剂,将聚碳酸酯氨基甲酸乙酯(Nihon Mirakutoran商品牌号“E980”)的固含量稀释至5%,并放置1小时制得一溶液。通过浸涂将该溶液涂布至导电弹性层上,并干燥形成厚度约15微米的最外层1。最外层的表面粗糙度(RZ)约为1.9微米。最外层2
利用DMF(N,N-二甲基甲酰胺)∶MEK(甲乙酮)=1∶1的混合溶剂,将由下列混合物3得到的混合物的固含量稀释至5%,并放置1小时制得一溶液。通过浸涂将该溶液涂布至导电弹性层上,并干燥形成厚度约20微米的最外层2。最外层的表面粗糙度(RZ)约为3.1微米。混合物3 重量份聚碳酸酯氨基甲酸乙酯 100(Nihon Mirakutoran商品牌号“E980”)尼龙细颗粒(Toray商品牌号“SP-500” 30平均粒径5微米)最外层3
利用DMF(N,N-二甲基甲酰胺)∶MEK(甲乙酮)=1∶1的混合溶剂,将由下列混合物4得到的混合物的固含量稀释至5%,并放置8小时制得一溶液。通过浸涂将该溶液涂布至导电弹性层上,并干燥形成厚度约20微米的最外层3。最外层3的表面粗糙度(RZ)约为6.3微米。混合物4 重量份聚碳酸酯氨基甲酸乙酯 100(Nihon Mirakutoran商品牌号“E980”)氨基甲酸乙酯细颗粒(Dainisseika商品牌号 20“Seikasebun UP0904”平均粒径15微米)最外层4
利用DMF(N,N-二甲基甲酰胺)∶MEK(甲乙酮)=1∶1的混合溶剂,将由下列混合物5得到的混合物的固含量稀释至5%,并放置1小时制得一溶液。通过浸涂将该溶液涂布至导电弹性层上,并干燥形成厚度约16微米的最外层4。最外层4的表面粗糙度(RZ)约为3.6微米。混合物5 重量份聚碳酸酯氨基甲酸乙酯 100(Nihon Mirakutoran商品牌号“E980”)氨基甲酸乙酯细颗粒(Dainisseika商品牌号 20“Seikasebun UP0908”平均粒径7微米)最外层5
利用DMF(N,N-二甲基甲酰胺)∶MEK(甲乙酮)=1∶1的混合溶剂,将由下列混合物6得到的混合物的固含量稀释至5%,并放置8小时制得一溶液。通过浸涂将该溶液涂布至导电弹性层上,并干燥形成厚度约25微米的最外层5。最外层5的表面粗糙度(RZ)约为8.1微米。混合物6 重量份聚碳酸酯氨基甲酸乙酯 100(Nihon Mirakutoran商品牌号“E980”)丙烯酸细颗粒(Sokenkagakushasei商品牌号 30“MX-1500”;平均粒径13微米)最外层6
利用DMF(N,N-二甲基甲酰胺)∶MEK(甲乙酮)=1∶1的混合溶剂,将由下列混合物7得到的混合物的固含量稀释至5%,并放置1小时制得一溶液。通过浸涂将该溶液涂布至导电弹性层上,并干燥形成厚度约20微米的最外层6。最外层6的表面粗糙度(RZ)约为7.8微米。混合物7 重量份聚碳酸酯氨基甲酸乙酯 100(Nihon Mirakutoran商品牌号“E980”)丙烯酸细颗粒(Nihon Shokubai商品牌号 30“Epostar MA1006”;平均粒径5微米)最外层7
利用DMF(N,N-二甲基甲酰胺)∶MEK(甲乙酮)=1∶1的混合溶剂,将由下列混合物8得到的混合物的固含量稀释至5%,并放置1小时制得一溶液。通过浸涂将该溶液涂布至导电弹性层上,并干燥形成厚度约20微米的最外层7。最外层7的表面粗糙度(RZ)约为2.1微米。混合物8 重量份聚碳酸酯氨基甲酸乙酯 100(Nihon Mirakutoran商品牌号“E980”)丙烯酸细颗粒(Nihon Shokubai商品牌号 8“Epostar MA1006”;平均粒径5微米)最外层8
利用DMF(N,N-二甲基甲酰胺)∶MEK(甲乙酮)=1∶1的混合溶剂,将由下列混合物9得到的混合物的固含量稀释至5%,并放置1小时制得一溶液。通过浸涂将该溶液涂布至导电弹性层上,并干燥形成厚度约50微米的最外层8。最外层8的表面粗糙度(RZ)约为14.3微米。混合物9 重量份聚碳酸酯氨基甲酸乙酯 100(Nihon Mirakutoran商品牌号“E980”)氨基甲酸乙酯细颗粒(Dainisseika商品牌号 8“SeikasebunUP0902”,平均粒径30微米)氨基甲酸乙酯细颗粒(Dainisseika商品牌号 2“SeikasebunUP0904”,平均粒径15微米)最外层9
利用DMF(N,N-二甲基甲酰胺)∶MEK(甲乙酮)=1∶1的混合溶剂,将由下列混合物10得到的混合物的固含量稀释至5%,并放置1小时制得一溶液。通过浸涂将该溶液涂布至导电弹性层上,并干燥形成厚度约16微米的最外层9。最外层9的表面粗糙度(RZ)约为3.2微米。混合物10 重量份醚氨基甲酸乙酯(Dainisseika商品牌号“Y-258”) 100氨基甲酸乙酯细颗粒(Dainisseika商品牌号 20“SeikasebunUP0908”,平均粒径7微米)
如表1所示,将上述导电弹性层和最外层结合,制备实施例1-9和对比例1和2的显影辊。此外,在细颗粒之间的平均最短距离(Dav)和从最外层表面突出的细颗粒高度(L)的算术平均值(Lav)列于表1中。在细颗粒之间的平均最短距离(Dav)的测量方法如上所述。此外,在这些测量中使用的调色剂的平均粒径设定在10微米。
表1
导电弹性层序号 | 最外层序号 | 表面粗糙度(RZ) | 细颗粒间平均最短距离(Dav) | 平均突出高度(Lav) | |
实施例1 | 1 | 3 | 6.3μm | 65μm | 6.2μm |
实施例2 | 2 | 3 | 6.3μm | 60μm | 5.7μm |
实施例3 | 3 | 3 | 6.3μm | 65μm | 5.8μm |
实施例4 | 1 | 2 | 3.1μm | 95μm | 3.4μm |
实施例5 | 1 | 4 | 3.6μm | 85μm | 2.6μm |
实施例6 | 1 | 5 | 8.1μm | 45μm | 8.2μm |
实施例7 | 1 | 6 | 7.8μm | 30μm | 6.9μm |
实施例8 | 1 | 8 | 14.3μm | 150μm | 14.0μm |
实施例9 | 1 | 9 | 3.2μm | 85μm | 2.8μm |
对比例1 | 1 | 1 | 1.9μm | 无 | 无 |
对比例2 | 1 | 7 | 2.1μm | 380μm | 1.7μm |
利用与接触型显影装置相结合的本发明的显影辊,通过复印3,000份黑色、密排的图像而进行试验。在这些试验中使用的非磁性调色剂的平均粒径为10微米,非磁性调色剂的熔点为78℃。根据(1)复印浓度和(2)调色剂在调节板上的熔化这两个方面,对试验进行评估。
(1)对复印浓度的评估
在复印3,000份黑色、密排图像之后,利用Macbeth浓度计,测定第3,000份黑色、密排图像的浓度。当测量值为1.4或更大时,将浓度评估为“A”(优秀),如果浓度值为1.3或更大但小于1.4,将浓度值评估为“B”(良好)。
(2)对调色剂熔化进行评估
在复印3,000份黑色、密排图像之后,对调节板进行宏观检测,并且当在调节板上几乎没有调色剂熔化时,将调色剂熔化评估为“A”(优秀),当稍有熔化时评估为“B”(良好),而当有明显熔化时评估为“C”(不好)。
这些试验结果列于表2中。从表2的结果可以清楚地看出,当与对比例进行比较时,实施例的显影辊具有良好的复印浓度和防调色剂熔化性能。
表2
[对比试验2]
第3,000份复印件的复印浓度 | 调色剂熔化 | |
实施例1 | A | A |
实施例2 | B | A |
实施例3 | A | B |
实施例4 | A | A |
实施例5 | A | A |
实施例6 | A | A |
实施例7 | B | A |
实施例8 | A | B |
实施例9 | B | A |
对比例1 | B | C |
对比例2 | B | C |
下面,将利用本发明显影辊的实施例10-18,对本发明进行描述,并将实施例10-18与对比例3-5进行对比。
通过如下步骤制备实施例10-18和对比例3-5的显影辊:(1)在直径为10mm的不锈钢轴上形成厚度约7.5mm的导电弹性层,(2)然后在该导电弹性层上涂布特定厚度的最外层。根据上述导电弹性层1和列于下面的最外层10-21,将导电弹性层和最外层结合。最外层10
将下列混合物11所列出的混合物加入2,000ml、带有三个开口的烧瓶中,并在搅拌的同时,于100℃反应3小时,从而得到在分子末端带有NCO基团的预聚物。在将该预聚物冷却至50℃之后,得到一溶液,所述溶液为与580克DMF(二甲基甲酰胺)的混合物。然后,将16克IPDA(异佛尔酮二胺)渐渐滴加至该溶液中,并进行增链反应(40℃,3小时),从而得到固形物,在每10重量份所述的固形物中,混入20重量份氨基甲酸乙酯细颗粒(Dainisseika商品牌号“SeikasebunUP0904”,平均粒径15微米)。利用DMF∶MEK=1∶1的混合溶液,得到了稀释至约6%的该混合物的最外层溶液。通过浸涂将将该最外层溶液涂布至导电弹性层上,并在80℃干燥1小时,形成最外层10。该最外层10的表面粗糙度(RZ)约为7微米。
混合物11
聚丙二醇(PPG;数均分子量为2,000 150克
聚二甲基硅氧烷多羟基化合物 50克
环己烷二异氰酸酯 32克最外层11
将下列混合物12所列出的混合物加入2,000ml、带有三个开口的烧瓶中,并在搅拌的同时,于100℃反应4小时,从而得到在分子末端带有NCO基团的预聚物。在将该预聚物冷却至50℃之后,得到一溶液,所述溶液为与580克DMF(二甲基甲酰胺)的混合物。然后,将16克IPDA(异佛尔酮二胺)渐渐滴加至该溶液中,并进行增链反应(40℃,3小时),从而得到固形物,在每10重量份所述的固形物中,混入20重量份氨基甲酸乙酯细颗粒(Dainisseika商品牌号“SeikasebunUP0908”,平均粒径7微米)。利用DMF∶MEK=1∶1的混合溶液,得到了稀释至约6%的该混合物的最外层溶液。通过浸涂将该最外层溶液涂布至导电弹性层上,并在80℃干燥1小时,形成最外层11。该最外层11的表面粗糙度(RZ)约为3微米。混合物12聚六亚甲基碳酸酯二醇(数均分子量为2,000) 150克聚二甲基硅氧烷多羟基化合物(数均分子量2,000) 50克环己烷二异氰酸酯 32克最外层12
在100重量份上述最外层11的成形过程中制得的固形物中,混入20重量份氨基甲酸乙酯细颗粒(Dainisseika Co.Ltd.商品牌号“Seikasebun UP0904”,平均粒径15微米)。利用DMF∶MEK=1∶1的混合溶液,将该混合物稀释至约6%,得到最外层溶液。通过浸涂将该最外层溶液涂布至导电弹性层上,并在80℃干燥1小时,形成最外层12。该最外层12的表面粗糙度(RZ)约为6微米。最外层13
在100重量份上述最外层11的成形过程中制得的固形物中,混入10重量份PMMA颗粒(Nihon Shokubai商品牌号“MA1013”,平均粒径15微米)。利用DMF∶MEK=1∶1的混合溶液,将该混合物稀释至约6%,得到最外层溶液。通过浸涂将该最外层溶液涂布至导电弹性层上,并在80℃干燥1小时,形成最外层13。该最外层13的表面粗糙度(RZ)约为6微米。最外层14-18
将多羟基化合物(聚硅氧烷多羟基化合物和碳酸酯多羟基化合物8∶2重量比的混合物)和氢化MDI的混合物加入2,000ml、带有三个开口的烧瓶中,并在搅拌的同时,于100℃反应4小时,从而得到在分子末端带有NCO基团的预聚物。在将该预聚物冷却至50℃之后,得到一溶液,所述溶液为与DMF(二甲基甲酰胺)的混合物。然后,将IPDA(异佛尔酮二胺)渐渐滴加至该溶液中,并进行增链反应(40℃,3小时),从而得到固形物,在每10重量份所述的固形物中,混入20重量份氨基甲酸乙酯细颗粒(Dainisseika商品牌号“SeikasebunUP0904”,平均粒径15微米)。利用DMF∶MEK=1∶1的混合溶液,将该混合物稀释至约6%,从而得到了最外层溶液。通过浸涂将该最外层溶液涂布至导电弹性层上,并在80℃干燥1小时,形成最外层14-18。这些最外层的表面粗糙度(RZ)约为5-7微米。
表3
最外层19
100%模量(106Pa) | |
最外层14 | 4 |
最外层15 | 8 |
最外层16 | 17 |
最外层17 | 25 |
最外层18 | 33 |
利用DMF∶MEK=1∶1的混合溶液,将聚碳酸酯氨基甲酸乙酯(Nihon Mirakutoran商品牌号“E980”)的固含量稀释至6%,从而得到了最外层溶液。通过浸涂将该最外层溶液涂布至导电弹性层上,并在80℃干燥1小时,形成最外层19。该最外层的表面粗糙度(RZ)约为2微米。最外层20
利用DMF溶液,将偏二氟乙烯(Central Glass商品牌号“SefralSoft G-180Y”)的固含量稀释至5%,从而得到了最外层溶液。通过浸涂将该最外层溶液涂布至导电弹性层上,并在80℃干燥1小时,形成最外层20。该最外层20的表面粗糙度(RZ)约为1微米。最外层21
利用甲醇溶液,将甲氧基甲基化尼龙(Kanaichi商品牌号“EM-120”)的固含量稀释至约10%,从而得到了最外层溶液。通过浸涂将该最外层溶液涂布至导电弹性层上,并在80℃干燥1小时,形成最外层21。该最外层21的表面粗糙度(RZ)约为1微米。
如表4所示,将上述导电弹性层和最外层结合,形成实施例10-18和对比例3-5的显影辊。此外,细颗粒之间的平均最短距离(Dav)和从最外层表面突出的细颗粒高度(L)的算术平均值(Lav)列于表4中。细颗粒之间的平均最短距离(Dav)的测量方法如上所述。此外,在这些测量中使用的调色剂的平均粒径设定在10微米。
表4
导电弹性层序号 | 最外层序号 | 表面粗糙度(RZ) | 细颗粒间平均最短距离(Dav) | 平均突出高度(Lav) | |
实施例10 | 1 | 10 | 7μm | 60μm | 7.0μm |
实施例11 | 1 | 11 | 3μm | 83μm | 2.7μm |
实施例12 | 1 | 12 | 6μm | 63μm | 6.1μm |
实施例13 | 1 | 13 | 6μm | 98μm | 6.5μm |
实施例14 | 1 | 14 | 5-7μm | 58μm | 5.7μm |
实施例15 | 1 | 15 | 60μm | 6.0μm | |
实施例16 | 1 | 16 | 62μm | 5.9μm | |
实施例17 | 1 | 17 | 65μm | 6.1μm | |
实施例18 | 1 | 18 | 67μm | 6.3μm | |
对比例3 | 1 | 19 | 2μm | 无 | 无 |
对比例4 | 1 | 20 | 1μm | 无 | 无 |
对比例5 | 1 | 21 | 1μm | 无 | 无 |
利用与接触型显影装置相结合的本发明的显影辊,通过复印5,000份黑色、密排的图像而进行试验。在这些试验中使用的非磁性调色剂的平均粒径为10微米,非磁性调色剂的熔点为78℃。使用不锈钢调节板。根据(1)复印浓度,(2)调色剂成膜,以及(3)调色剂在调节板上的熔化这三个方面,对试验进行评估。
(1)对复印浓度的评估
在复印5,000份黑色、密排图像之后,利用Macbeth浓度计,测定第100份和第5,000份黑色、密排图像的浓度。当测量值为1.4或更大时,将浓度评估为“A”(优秀),如果浓度值为1.3或更大但小于1.4,将浓度值评估为“B”(相当好),如果浓度值在1.3或更大但小于1.35,将浓度值评估为“C”(不够),如果浓度值在1.3以下,将浓度值评估为“D”(不好)。
(2)对调色剂成膜进行评估
在复印5,000份复印件之后,对显影辊的表面进行宏观检测,如果没有调色剂成膜,将其评估为“A”(优秀),如果几乎没有调色剂成膜,将其评估为“B”(良好),而如果有几处调色剂成膜,就将其评估为“C”(不好)。
(3)对调色剂熔化进行评估
在复印5,000份黑色、密排图像之后,对调节板进行宏观检测,并且当在调节板上几乎没有调色剂熔化时,将调色剂熔化评估为“A”(优秀),当稍有熔化时评估为“B”(良好),而当有明显熔化时评估为“C”(不好)。
这些试验结果列于表5中。从表5的结果可以清楚地看出,当与对比例进行比较时,实施例的显影辊具有良好的复印浓度,并能防止调色剂成膜和防调色剂熔化。
表5
第100份复印件的复印浓度 | 第5000份复印件的复印浓度 | 调色剂成膜 | 调色剂熔化 | |
实施例10 | A | A | A | A |
实施例11 | A | A | A | A |
实施例12 | A | A | A | A |
实施例13 | A | B | B | A |
实施例14 | A | B | B | A |
实施例15 | A | A | A | A |
实施例16 | A | A | A | A |
实施例17 | A | B | A | A |
实施例18 | A | B | A | A |
对比例3 | A | B | B | C |
对比例4 | D | D | C | C |
对比例5 | A | C | C | C |
工业实用性
如前所述,本发明的显影辊用于成像装置用的显影装置中时,极为理想,其中显影装置使用非磁性单组份显影剂,成像装置采用静电复制系统,包括复制机、打印机、传真机等。
Claims (15)
1.一种显影辊(10),其特征在于,所述显影辊由一层或若干层围绕导电轴(11)的弹性层(12),和一层或若干层在所述弹性层(12)上的树脂层(13)通过层压而制得,
所述弹性层(12)的JIS A硬度值为50度或更低,
所述一层或若干层树脂层(13)中,至少最外层(21)包含细颗粒(22,23),所述的细颗粒(22,23)从所述最外层(21)的表面突出,并且,
当从上述表面突出的细颗粒(22,23)的高度为L,调色剂(20)的平均粒径为rav,并且从上述表面突出的细颗粒(22,23)之间的平均距离为Dav时,根据满足rav/4≤L≤4rav关系式的细颗粒(22,23),建立起了关系式rav≤Dav≤80L。
2.根据权利要求1的显影辊,其中所述的调色剂(20)的平均粒径rav为5-10微米。
3.根据权利要求1的显影辊,其中将所述最外层(21)的表面粗糙度调节至3-15微米的范围内。
4.根据权利要求1的显影辊,其中,所述细颗粒(22,23)的平均粒径为5-50微米。
5.根据权利要求1的显影辊,其中所述的一层或若干层树脂层(13)中,至少最外层(21)由包含-NHCO-键的树脂组分组成。
6.根据权利要求5的显影辊,其中所述的树脂组分包含重复单元-ROCO2-。
7.根据权利要求5的显影辊,其中所述的树脂组分包含重复单元-SiOSi-。
8.根据权利要求1的显影辊,在所述的一层或若干层树脂层(13)中,至少最外层(21)由丙烯酸-乙酸乙烯酯组成。
9.根据权利要求1的显影辊,其中,所述的细颗粒(22,23)由氨基甲酸乙酯或尼龙材料组成。
10.根据权利要求1的显影辊,其中所述的弹性层(12)由可固化组合物的反应产物组成,所述组合物的主要组份为:
(A)在其分子中至少包含一个烯基的聚合物,并且其中构成其主链的重复单元主要由氧化烯单元或饱和烃单元组成,
(B)在其分子中至少含有两个氢化硅基团的固化剂,
(C)氢化硅烷化催化剂,和
(D)导电性赋予剂。
11.根据权利要求1的显影辊,其中,包含所述细颗粒(22,23)的最外层(21)的厚度在5-50微米的范围内。
12.根据权利要求1的显影辊,其中,根据JIS K6251,所述最外层(21)的拉伸长度百分比为300-600%。
13.根据权利要求1的显影辊,其中,在包覆一层或若干层树脂层(13)之前,显影辊的电阻为104Ω或更高,而在包覆所述树脂层(13)之后,显影辊的电阻在104-1010Ω范围内。
14.根据权利要求1的显影辊,其中,在包覆一层或若干层树脂层(13)之前,将显影辊的电容调节至0.8-20nF,在包覆所述树脂层(13)之后,将显影辊的电容(C2)调节至2.5nF或更小。
15.一种其中包括有权利要求1-14任一项的显影辊的显影装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20030625 |