CN111522214A - 显影辊 - Google Patents

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CN111522214A CN201911326196.2A CN201911326196A CN111522214A CN 111522214 A CN111522214 A CN 111522214A CN 201911326196 A CN201911326196 A CN 201911326196A CN 111522214 A CN111522214 A CN 111522214A
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黒田贤一
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Abstract

本发明提供一种显影辊,调色剂难以从辊本体的端部泄漏而污染图像,而且图像耐久性也优异,并且可成本廉价地制造。显影辊(1)中,由轴向的两个端部(5)与所述两个端部间的中间部(6)构成筒状的辊本体(2),所述轴向的两个端部(5)由橡胶组合物的交联物构成,热传导率超过0.47W/m·K,所述两个端部间的中间部(6)由橡胶组合物的交联物构成,橡胶硬度比端部小。

Description

显影辊
技术领域
本发明涉及一种显影辊。
背景技术
例如在激光打印机、静电式复印机、普通纸传真装置或它们的复合机等利用电子照相法的图像形成装置中,为了将在感光体表面形成的静电潜像显影为调色剂像,使用显影辊。
作为显影辊,例如使用包含辊本体与轴的显影辊等,所述辊本体将赋予了导电性的橡胶组合物成形为筒状并使其交联,所述轴由金属等构成,插通固定于辊本体的中心的通孔。
在使用了显影辊的显影中,在图像形成装置内的、设置在感光体附近的收容调色剂的显影部内设置显影辊,在使量限制刮板(带电刮板)的前端部接触所述显影辊的辊本体的外周面的状态下,旋转显影辊。
如此,显影部内的调色剂在通过辊本体的外周面与量限制刮板的前端部之间时带电,附着在所述外周面上,并且其附着量被量限制刮板限制,在所述外周面上形成厚度大致固定的调色剂层。
另外,通过在感光体的表面上均匀带电后曝光而同时形成静电潜像。
若在所述状态下进一步旋转显影辊,使形成于辊本体的外周面上的调色剂层接近感光体的表面,则调色剂层中的调色剂根据形成于感光体表面上的静电潜像而选择性地移动至感光体的表面,从而将静电潜像显影为调色剂像。
为了防止附着在所述辊本体的外周面上的调色剂漏出至显影部外,显影辊的辊本体的轴向的端部通常被密封构件密封。
密封构件例如由毛毡等形成,并在固定于显影部的框体等的状态下,与旋转的显影辊的辊本体的端部的外周面滑动连接。
近年来,为了减少图像形成装置的消耗电力,有将调色剂的定影温度设定得较低的倾向,正在普及即使在低温下也可良好的定影的低熔点的调色剂。
但是,有尤其熔点越低的调色剂越容易熔接在辊本体的端部的外周面、或与所述端部滑动连接的密封构件上的倾向。
即,当使显影辊旋转时,在所述显影辊的辊本体的端部的外周面与密封构件之间产生摩擦热而温度上升,但有熔点越低的调色剂即使温度上升一点也越容易熔接在这些构件上的倾向。
而且,有时由于熔接的调色剂而阻碍密封构件的密封,或者在反复进行图像形成时辊本体的端部的外周面被熔接的调色剂磨损而在与密封构件之间产生间隙,从而调色剂从所述端部泄漏。
泄漏的调色剂成为污染图像形成装置内或所形成的图像被污染的原因。
因此,研究了使辊本体的整体的热传导率比目前高,即使伴随着显影辊的旋转而产生摩擦热,也可通过辊本体与轴迅速地散热而抑制辊本体或密封构件的温度上升,抑制调色剂的熔接(参照专利文献1~专利文献3等)。
另外,因此,提出了在作为辊本体的基础的橡胶组合物中调配石墨粉末等传热成分等。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2002-189341号公报
[专利文献2]日本专利特开2016-142367号公报
[专利文献3]日本专利特开2016-142333号公报
发明内容
[发明所要解决的课题]
但是,在辊本体整体由所述包含石墨粉末等传热成分的橡胶组合物的交联物一体地形成的所述以前的显影辊中,有时无法获得良好的图像耐久性。
所谓图像耐久性是如下指标:表示显影辊可抑制反复进行图像形成时的调色剂的劣化,且在多少图像形成次数中良好地维持所形成的图像的画质。
在一次图像形成中,仅使用收容在显影部中的极小的一部分调色剂,剩馀的大部分调色剂在显影部内反复循环。
因此,设置在显影部内且与调色剂反复接触的显影辊的辊本体对循环的调色剂造成多少损伤或者不造成多少损伤是提高显影辊的图像耐久性的关键。
但是,若辊本体的整体由含有所述传热成分的橡胶组合物一体地形成,则所述辊本体的整体变硬,容易对调色剂造成损伤。
因此,在包含所述辊本体的所述以前的显影辊中,有如下倾向:在反复进行图像形成时,所形成的图像的画质在早期降低而无法获得良好的图像耐久性。
另外,石墨粉末等传热成分与例如碳黑等橡胶组合物中通常调配的填充剂等相比特殊,不容易获取,价格昂贵。
因此,在辊本体的整体中调配有传热成分的所述以前的显影辊还存在制造成本增加的课题。
本发明的目的在于提供一种显影辊,调色剂难以从辊本体的端部泄漏而污染图像,而且图像耐久性也优异,并且可成本廉价地制造。
[解决课题的技术手段]
本发明为一种显影辊,包含筒状的辊本体,所述辊本体包含:轴向的两个端部,由橡胶组合物的交联物构成,热传导率超过0.47W/m·K;以及所述端部间的中间部,由橡胶组合物的交联物构成,橡胶硬度比所述端部小。
[发明的效果]
根据本发明,可提供一种显影辊,调色剂难以从辊本体的端部泄漏而污染图像,而且图像耐久性也优异,并且可成本廉价地制造。
附图说明
图1是表示本发明的显影辊的实施方式的一例的外观的立体图。
[符号的说明]
1:显影辊
2:辊本体
3:通孔
4:轴
5:端部
6:中间部
7、8:外周面
9:氧化膜
具体实施方式
《显影辊》
图1是表示本发明的显影辊的实施方式的一例的外观的立体图。
参照图1,所述例子的显影辊1具备筒状的辊本体2,并且将轴4插通固定于所述辊本体2的中心的通孔3。
辊本体2包含轴向的两个端部5与所述两个端部5之间的中间部6,所述轴向的两个端部5与所述两个端部5之间的中间部6整体均由橡胶组合物的交联物形成为非多孔质且单层结构的筒状。
端部5与中间部6在图例中外径及通孔3的内径视为相同,且端部5的外周面7及中间部6的外周面8均视为与通孔3为同心状。
端部5与中间部6通过插通至各自的中心的通孔3的轴4相互固定。
另外,在所述固定状态下,端部5与中间部6在各自的外周面7、外周面8的整周上在轴向上彼此无间隙地密接,并且所述外周面7、外周面8在其整周上在径向上无阶差地连续。
如图1中放大所示,也可以在构成辊本体2的外周面的端部5的外周面7及中间部6的外周面8的整个面上形成由各橡胶组合物的交联物的氧化物构成的氧化膜9。
再者,所谓端部5、中间部6的“单层结构”是指由橡胶等构成的层数为单层,通过紫外线照射等形成的氧化膜9不包含在层数中。
端部5例如由含有石墨粉末等传热成分的橡胶组合物的交联物构成,热传导率限定在超过0.47W/m·K的范围内。
因此,即使伴随着显影辊1的旋转在端部5的外周面7与未图示的密封构件之间产生摩擦热,也可以通过所述端部5及轴4迅速地散热,从而抑制这些构件的温度上升。
因此,即使是低熔点的调色剂,也可抑制熔接在辊本体2的端部5的外周面7或密封构件上,可抑制由于调色剂的熔接以及伴随于此的密封性的降低使调色剂从端部5泄漏而污染图像。
另一方面,主要与调色剂重复接触的中间部6例如由所述传热成分的比例少或不含传热成分(去除)的橡胶组合物构成,成为橡胶硬度比端部5小的状态。
因此,对中间部6赋予良好的柔软性,在重复进行图像形成时,可形成难以对调色剂造成损伤的状态,可提高显影辊1的图像耐久性。
另外,如上所述通过由传热成分的比例少或者不含传热成分的橡胶组合物形成中间部6,也可减少辊本体2整体的传热成分的量,减少显影辊的制造成本。
端部5、中间部6例如可将作为各自的基础的橡胶组合物分别成形为筒状,使其交联而形成,可将形成的端部5、中间部6分别固定于轴4而构成辊本体2。
轴4由良导电性且热传导性良好的材料、例如铁、铝、铝合金、不锈钢等金属等一体地形成。
轴4例如经由具有导电性的粘接剂与构成辊本体2的端部5、中间部6电性、热接合且机械固定。
或者,通过将外径比端部5、中间部6的通孔3的内径大的轴4压入所述通孔3,所述轴4与端部5、中间部6电性、热接合且机械固定。
另外,也可以并用所述两种方法,将轴4与端部5、中间部6电性、热接合且机械固定。
<端部5>
端部5如上所述由橡胶组合物的交联物构成,热传导率限定在超过0.47W/m·K的范围内。
端部5的热传导率限定在所述范围内是因为,若热传导率为所述范围以下,则无法获得如下效果:将与密封构件之间产生的摩擦热迅速地散热而抑制端部5或密封构件的温度上升,抑制调色剂熔接在这些构件上。
与此相对,通过使端部5的热传导率为所述范围,可将与密封构件之间产生的摩擦热迅速地散热,抑制所述端部5或密封构件的温度上升,抑制调色剂熔接在这些构件上。
而且,可抑制由于调色剂的熔接以及伴随于此的密封性的降低使调色剂从端部5泄漏而污染图像。
再者,若考虑到进一步提高所述效果,则端部5的热传导率在所述范围内也优选为0.49W/m·K以上,尤其优选为0.50W/m·K以上。
在调配传热成分来提高端部5的热传导率的构成中,橡胶组合物中调配的传热成分的比例越多,越可提高热传导率。
但是,有时传热成分的比例越多,端部5的橡胶硬度变得越大,与密封构件的密封性降低,或者在反复进行图像形成时使密封构件大幅磨损而使密封性降低。
而且,有时由于密封性的降低,调色剂从端部5泄漏而污染图像。
因此,若考虑到抑制端部5的橡胶硬度变得过大而产生这些课题,则优选为以热传导率为指标来限制传热成分的比例,使所述热传导率为1.20W/m·K以下、尤其是1.01W/m·K以下。
端部5的橡胶硬度并不限定于此,以A型硬度计硬度表示优选为60以上,优选为80以下。
橡胶硬度小于所述范围的端部5有时传热成分的比例不足,无法满足热传导率超过0.47W/m·K的范围,无法将与密封构件之间产生的摩擦热迅速地散热而抑制温度上升。
而且,有时尤其容易产生低熔点的调色剂的熔接,由于与熔接相伴的密封性的降低,调色剂从端部5泄漏而成为图像污染的原因。
另一方面,在橡胶硬度超过所述范围的情况下,有时端部5变得过硬,与密封构件的密封性降低,或者在反复进行图像形成时使密封构件大幅磨损而使密封性降低。
而且,有时由于密封性的降低,调色剂从端部5泄漏而成为图像污染的原因。
与此相对,通过将端部5的橡胶硬度设为所述范围,可防止由所述各种原因产生的调色剂的泄漏,从而抑制图像污染。
<中间部6>
中间部6如上所述由橡胶组合物的交联物构成,设定为橡胶硬度比所述端部5小的范围。
通过将中间部6的橡胶硬度设定为比端部5小的范围,可维持与调色剂反复接触的中间部6的良好的柔软性,在反复进行图像形成时,难以对调色剂造成损伤,可提高显影辊1的图像耐久性。
另外,中间部6可由传热成分的比例比端部5少、或者去除了传热成分的橡胶组合物的交联物形成。
因此,也可减少辊本体2的整体的传热成分的量,减少显影辊的制造成本。
中间部6的橡胶硬度并不限定于此,优选为A型硬度计硬度小于60、尤其是50以下的范围内,再者且小于端部5的A型硬度计硬度。
在中间部6的橡胶硬度超过所述范围的情况下,由于无法向所述中间部6赋予良好的柔软性,因此有时无法向显影辊1赋予良好的图像耐久性。
与此相对,通过将中间部6的橡胶硬度设定为所述范围内,可向所述中间部6赋予更良好的柔软性,进一步提高显影辊1的图像耐久性。
但是,在中间部6的橡胶硬度过小的情况下,有时所述中间部6的压缩永久应变变大,容易产生扁塌。
另外,尤其是近年来,以图像的高画质化为目的,在与微细化、均匀化、球形化的调色剂组合时,也有时会产生带电不良,从而图像的浓度降低,或者容易在图像的空白部分产生灰雾。
因此,若考虑到抑制这些课题的发生而形成画质良好的图像等,则中间部6的橡胶硬度在所述范围内也优选为以A型硬度计硬度表示为30以上。
中间部6的热传导率并无特别限定。
但是,在由传热成分的比例比端部5少的、或者去除了传热成分的橡胶组合物形成中间部6的情况下,所述中间部6的热传导率也可以不满足超过0.47W/m·K的范围。
具体而言,中间部6的热传导率可为0.47W/m·K以下、其中0.40W/m·K以下、尤其是0.30W/m·K以下左右。
另外,中间部6的热传导率的下限并无特别限定,优选为0.10W/m·K以上、尤其是0.20W/m·K以上。
即使在所述情况下,通过将端部5的热传导率维持在超过0.47W/m·K的范围,尤其也可抑制低熔点的调色剂的熔接,防止由于伴随熔接的密封性的降低而使调色剂从端部5泄漏,从而抑制图像污染。
再者,在本发明中,端部5、中间部6的热传导率以及A型硬度计硬度分别以利用下述方法测定的值表示。
<热传导率测定>
将与形成了端部5、中间部6的相同的橡胶组合物在160℃×30分钟的条件下压制成形,制作纵150mm×横50mm×厚度4mm的片材,将所述片材在温度23±2℃、相对湿度55±2%的标准试验环境下静置24小时以上后,在相同环境下通过探针法进行测定,将所得的值作为热传导率(W/m·K)。
<A型硬度计硬度测定>
在所述标准试验环境下,在将从辊本体2的两端突出的轴4的两端部固定于支持台的状态下,分别从上方将依据日本工业标准JIS K6253:2012《加硫橡胶及热塑性橡胶-硬度的求出方法-第3部:硬度计硬度》的规定的A型硬度计的压针抵接至辊本体2中的端部5的轴向的中央部及中间部6的轴向的中央部,在负荷:1kg、测定时间:3秒(加硫橡胶的标准测定时间)的条件下进行测定,将所得的值作为A型硬度计硬度。
<氧化膜9>
氧化膜9例如通过对所述外周面7、外周面8照射规定时间规定波长的紫外线,使在所述外周面7、外周面8露出的橡胶组合物的硬化物氧化而形成。
若形成氧化膜9,则所述氧化膜9作为介电层发挥功能,可减少显影辊1的介电正切。
另外,由于氧化膜9作为低摩擦层发挥功能,因此也可减少端部5对于密封构件的摩擦,抑制摩擦热的产生,尤其更有效地抑制由于低熔点的调色剂的熔接使调色剂从端部5泄漏而污染图像。
而且,通过氧化膜9作为低摩擦层发挥功能,也可抑制调色剂残留或蓄积在所述外周面7、外周面8上,抑制所述调色剂对形成图像造成影响。
进而,氧化膜9例如与以前的涂布了涂剂而形成的涂敷层相比为极薄的膜,且不会像所述涂敷层那样使辊本体2的整体、其中中间部6变硬。
因此,在使量限制刮板的前端部与中间部6的外周面8接触时,容易使所述中间部6夹持变形,也可在所述外周面8上形成厚度均匀的调色剂层。
但是,也可不形成氧化膜9。
<显影辊的制造方法>
为了制造显影辊1,首先使用例如挤出成形机将端部5形成用橡胶组合物挤出成形为筒状,接着切割成规定的长度,在加硫罐内利用加压水蒸气加压、加热而使其交联。
同样地,使用例如挤出成形机将中间部6形成用橡胶组合物挤出成形为筒状,接着切割成规定的长度,在加硫罐内利用加压水蒸气加压、加热而使其交联。
接着,依次配置作为端部5、中间部6的基础的进行了交联的筒状体,利用烘箱等加热并使其二次交联后冷却,进一步研磨成规定的外径,形成包含轴向的两个端部5与所述两个端部5之间的中间部6的辊本体2。
轴4可在从筒状体的切割后到研磨后的任意时间点插通固定于端部5、中间部6的通孔3,但优选为在切割后,首先在将轴4插通至依次配置的端部5、中间部6的通孔3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引起的筒状体的翘曲或变形等,且通过一边以轴4为中心进行旋转一边进行研磨,可提高所述研磨的作业性,再者且抑制外周面7、外周面8的跳动。
轴4如之前所说明那样只要经由具有导电性的粘接剂、尤其是导电性的热硬化性粘接剂插通至二次交联前的筒状体的通孔3中后进行二次交联、或者将外径大于通孔3的内径者压入至通孔3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,与此同时热硬化性粘接剂硬化,所述轴4与构成辊本体2的端部5、中间部6电性、热接合,且机械固定。
另外,在后者的情况下,在压入的同时完成电性、热接合与机械固定。
另外,如上所述,也可以并用所述两种方法,将轴4与构成辊本体2的端部5、中间部6电性、热接合且机械固定。
氧化膜9如之前所说明那样优选为对构成辊本体2的端部5、中间部6的外周面7、外周面8照射紫外线而形成。
即,对所述外周面7、外周面8照射规定时间规定波长的紫外线,使构成所述外周面7、外周面8附近的橡胶组合物的硬化物、尤其是其中的二烯系橡胶氧化,由此可形成氧化膜9。
因此,氧化膜9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提高。
而且,通过紫外线的照射所形成的氧化膜9不会产生所述的涂布了涂剂而形成的涂敷膜那样的问题,且厚度的均匀性、或与端部5、中间部6的密接性等也优异。
若考虑到效率良好地氧化橡胶组合物的硬化物,形成所述功能优异的氧化膜9,则所照射的紫外线的波长优选为100nm以上,优选为400nm以下、尤其是300nm以下。
另外,照射时间优选为30秒以上、尤其是1分钟以上,优选为30分钟以下、尤其是20分钟以下。
但是,氧化膜9可利用其他方法形成,也可不形成。
《橡胶组合物》
端部5及中间部6均优选为由具有交联性且具有导电性的橡胶组合物的交联物形成。
由此,可向端部5及中间部6赋予导电性,将辊电阻值设定为适度的范围内,在显影时使调色剂带有适度的带电量。
另外,为了使端部5的热传导率为超过0.47W/m·K的范围,优选为在作为所述端部5的基础的橡胶组合物中如上所述调配传热成分。
<传热成分>
作为传热成分,例如可列举:石墨粉末、氮化硼粉末、碳黑、石墨烯、碳纤维等中的一种或两种以上。
其中,优选为可以少量的调配赋予良好的热传导性并且比石墨烯等容易获取且比较廉价的石墨粉末和/或氮化硼粉末,尤其优选为石墨粉末。
(石墨粉末)
石墨粉末与碳黑等同样地作为填充剂或电子导电性导电剂也发挥功能,因此在使用石墨粉末作为传热成分的情况下,也可省略碳黑等的调配。
而且,在所述情况下,也可调配石墨粉末,使端部5的热传导率为超过0.47W/m·K的范围,再者且省略碳黑等的调配,提高端部5的柔软性。
作为石墨粉末,可使用人造石墨粉末及天然石墨粉末中的任一种,尤其优选为杂质少、品质稳定的人造石墨粉末。
作为人造石墨粉末,并不限定于此,例如均可使用昭和电工(股)制造的UF-G5[粒子尺寸:3μm、比表面积:40m2/g]、UF-G10[粒子尺寸:5μm、比表面积:35m2/g]、UF-G30[粒子尺寸:10μm、比表面积:15m2/g]等中的一种或两种以上。
(氮化硼粉末)
作为氮化硼粉末,优选为高纯度结晶化的六方晶氮化硼粉末。
作为氮化硼粉末,并不限定于此,例如均可使用作为六方晶氮化硼粉末的昭和电工(股)制造的肖比恩(SHOBN)(注册商标)UHP系列中UHP-1K、UHP-EX、UHP-30、UHP-2、UHP-S1、UHP-G1、UHP-G1H、UHP-G3、UHP-10、UHP-S2、UHP-FM、UHP-15、UHP-S3等各种等级的氮化硼粉末中的一种或两种以上。
其中,尤其是UHP-1K、UHP-2、UHP-S1、UHP-15等鳞片状的氮化硼粉末与例如颗粒状的氮化硼粉末等相比,以更少量的调配提高热传导率的效果优异,因此可适宜地使用。
<传热成分的比例-端部5>
端部5的传热成分的比例可设为能够根据所述传热成分的种类将所述端部5的热传导率设定在超过0.47W/m·K的范围内的任意范围。
(石墨粉末)
端部5的人造石墨粉末等石墨粉末的比例相对于橡胶的总量100质量份优选为25质量份以上、尤其是30质量份以上。
通过将石墨粉末的比例设为所述范围,可将端部5的热传导率设为超过0.47W/m·K的范围,抑制端部5或密封构件的温度上升,尤其抑制低熔点的调色剂的熔接。
因此,可抑制由于调色剂的熔接以及伴随于此的密封性的降低使调色剂从端部5泄漏而污染图像。
但是,石墨粉末的比例相对于橡胶的总量100质量份优选为80质量份以下、尤其是70质量份以下。
在石墨粉末的比例超过所述范围的情况下,端部5的A型硬度计硬度超过80,端部变得5过硬,因此如上所述有时由于密封性的降低,调色剂从端部5泄漏而成为图像污染的原因。
与此相对,通过使石墨粉末的比例为所述范围,可维持端部5的适度的柔软性,防止由于密封性的降低而调色剂从端部5泄漏,从而抑制图像污染。
(氮化硼粉末)
氮化硼粉末的比例的适宜范围根据所述氮化硼粉末的粒子形状等而不同。
例如在单独(包括并用两种以上鳞片状的氮化硼粉末的情况。以下相同)使用鳞片状的氮化硼粉末的情况下,其比例相对于橡胶的总量100质量份优选为25质量份以上、尤其是30质量份以上。
另外,例如并用鳞片状的氮化硼粉末与颗粒状的氮化硼粉末时的合计比例虽然根据两者的并用比例而不同,但例如在以质量比1:1并用两者的情况下,相对于橡胶的总量100质量份优选为25质量份以上、尤其是30质量份以上。
进而,单独使用颗粒状的氮化硼粉末时的比例相对于橡胶的总量100质量份优选为35质量份以上、尤其是40质量份以上。
通过将氮化硼粉末的比例分别设为所述范围,可将端部5的热传导率设为超过0.47W/m·K的范围,抑制端部5或密封构件的温度上升,尤其是抑制低熔点的调色剂的熔接。
因此,可抑制由于调色剂的熔接以及伴随于此的密封性的降低使调色剂从端部5泄漏而污染图像。
但是,在使用氮化硼作为传热成分的情况下,无法省略作为填充剂、电子导电性导电剂的碳黑等。
因此,为了使端部5的A型硬度计硬度为80以下而维持适度的柔软性,防止由于密封性的降低使调色剂从端部5泄漏,从而抑制图像污染,氮化硼粉末的比例优选为比石墨粉末少。
具体而言,氮化硼粉末的比例相对于橡胶的总量100质量份优选为60质量份以下、尤其是50质量份以下。
<传热成分的比例-中间部6>
中间部6的传热成分的比例可设为能够使所述中间部6的橡胶硬度小于端部5的任意范围内。
具体而言,通过使传热成分的比例小于端部5,可使中间部6的橡胶硬度小于端部5。
但是,重要的是使中间部6的A型硬度计硬度小于60,向所述中间部6赋予良好的柔软性,提高显影辊1的图像耐久性。
因此,中间部6的比例在任一传热成分中,相对于橡胶的总量100质量份,均优选为小于30质量份、其中小于25质量份,尤其优选为不调配(去除)传热成分、即、将比例设为0质量份。
<橡胶>
作为形成端部5及中间部6的橡胶组合物中使用的橡胶,在所述橡胶组合物中,如上所述,为了赋予导电性,优选为使用离子导电性橡胶。
另外,作为橡胶,优选为与离子导电性橡胶一起并用二烯系橡胶。
通过并用这些橡胶,可向橡胶组合物赋予良好的加工性,或者提高构成辊本体2的端部5或中间部6的机械强度或耐久性等。
另外,也可向所述端部5或中间部6赋予作为橡胶的良好的特性、即柔软且压缩永久应变小、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,优选为含有环氧乙烷的共聚物、尤其是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、尤其是50摩尔%以上,优选为80摩尔%以下。
环氧乙烷发挥降低显影辊1的辊电阻值的作用。
但是,若环氧乙烷含量小于所述范围,则无法充分获得所述作用,因此有时无法充分降低显影辊1的辊电阻值。
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,因此反而有显影辊1的辊电阻值上升的倾向。
另外,也有时交联后的端部5、中间部6变得过硬,或者交联前的橡胶组合物的加热熔融时的粘度上升,所述橡胶组合物的加工性降低。
ECO中的表氯醇含量是环氧乙烷含量的残量。
即,表氯醇含量优选为20摩尔%以上,优选为70摩尔%以下、尤其是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、尤其是2摩尔%以上,优选为10摩尔%以下、尤其是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降低显影辊1的辊电阻值的作用。
但是,若烯丙基缩水甘油醚含量小于所述范围,则无法充分获得所述作用,因此有时无法充分降低显影辊1的辊电阻值。
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,反而有显影辊1的辊电阻值上升的倾向。
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、尤其是19.5摩尔%以上,优选为69.5摩尔%以下、尤其是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下的共聚物以外,还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。
在本发明中,所述任一种GECO均可使用。
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(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。
尤其是作为二烯系橡胶,优选为并用BR、CR及NBR此三种。
但是,各橡胶也可以分别并用两种以上。
·BR
BR尤其是为了向端部5或中间部6赋予作为橡胶的良好的特性而发挥功能。
另外,BR尤其也是为了提高带正电性的调色剂的带电特性、或者提高交联前的橡胶组合物的流动性或成形性而发挥功能。
进而,BR通过紫外线照射而被氧化,作为在端部5、中间部6的外周面7、外周面8上形成氧化膜9的材料也发挥功能。
作为BR,分子中具备聚丁二烯结构且具有交联性的各种BR均可使用。
尤其优选为在从高温至低温较广的温度范围内可表现出作为橡胶的良好的特性的顺-1,4键的含量为95%以上的高顺BR。
另外,作为BR,有添加填充油来调整柔软性的充油型的BR、以及不添加的非充油型的BR,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BR。
可使用这些BR中的一种或两种以上。
·CR
CR尤其是为了提高端部5、中间部6的柔软性,提高显影辊1的图像耐久性而发挥功能。
另外,CR尤其也是为了提高带正电性的调色剂的带电特性,或者由于其自身是极性橡胶而对显影辊1的辊电阻值进行微调整而发挥功能。
进而,CR通过紫外线照射而被氧化,作为在端部5、中间部6的外周面7、外周面8上形成氧化膜9的材料也发挥功能。
CR例如是对氯丁二烯进行乳化聚合而合成,根据此时使用的分子量调整剂的种类,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来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并调整为规定的粘度。
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基于其结晶化速度分类为所述结晶化速度慢型、中庸型及快型。
在本发明中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,还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,有添加填充油来调整柔软性的充油型的CR、以及不添加的非充油型的CR,但本发明中为了防止感光体的污染,仍然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。
·NBR
NBR的溶解参数(SP值)与表氯醇橡胶等离子导电性橡胶、BR及CR中的任一种均相近,因此作为这些橡胶的所谓相容化剂发挥功能,辅助各橡胶间的微分散化,提高橡胶组合物的一体性。
而且,为了提高橡胶组合物的加热时的流动性,确保良好的成形性而发挥功能。
另外,NBR也是为了进一步提高成形后的端部5、中间部6的柔软性,进一步提高显影辊1的图像耐久性,或者提高形成有氧化膜9的外周面7、外周面8的弹性模量而发挥功能。
另外,NBR尤其也是为了提高带正电性的调色剂的带电特性,或者由于其自身为极性橡胶而对显影辊1的辊电阻值进行微调整而发挥功能。
进而,NBR仍然通过紫外线照射而被氧化,作为在端部5、中间部6的外周面7、外周面8上形成氧化膜9的材料也发挥功能。
作为NBR,可使用键结丙烯腈量为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中的任一者。
另外,作为NBR,为了提高橡胶组合物的加热时的流动性,且即使不含软化剂的调配也获得更良好的成形性,优选为选择使用穆尼粘度小的NBR。
具体而言,NBR的穆尼粘度ML(1+4)100℃优选为35以下。
但是,穆尼粘度的下限并无特别限定,至可获取的最小的穆尼粘度的NBR为止的各种固体的NBR均可使用。
或者,也可使用常温下呈液状的液状NBR代替固体的NBR。
进而,作为NBR,有添加填充油来调整柔软性的充油型的NBR、以及不添加的非充油型的NBR,但本发明中为了防止感光体的污染,仍然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。
(橡胶的比例)
离子导电性橡胶的比例在橡胶的总量100质量份中优选为10质量份以上,优选为50质量份以下。
二烯系橡胶的比例为离子导电性橡胶的残量。
即,在将离子导电性橡胶的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比例即可。
在离子导电性橡胶的比例小于所述范围或超过所述范围的情况下,在所述任一情况下,有时均无法将显影辊1的辊电阻值调整为适合作为所述显影辊1的范围。
另外,在离子导电性橡胶的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地变少,而无法向端部5或中间部6赋予作为所述橡胶的良好的特性。
与此相对,通过将离子导电性橡胶的比例设为所述范围,可将显影辊1的辊电阻值调整为适宜的范围,同时向构成辊本体2的端部5或中间部6赋予作为橡胶的良好的特性。
<交联成分>
在形成端部5、中间部6的橡胶组合物中调配用于使橡胶交联的交联成分。
作为交联成分,优选为将用于使所述橡胶交联的交联剂与用于促进所述交联剂引起的橡胶的交联的交联促进剂并用。
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,尤其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,尤其优选为硫磺。
若考虑到向端部5或中间部6赋予作为橡胶的良好特性等,则硫磺的比例相对于橡胶的总量100质量份优选为0.5质量份以上,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,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此四种。
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,尤其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,尤其优选为二-2-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(1):
(CnH2n+1NH)2C=S (1)
[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,尤其优选为乙烯硫脲。
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-邻甲苯基缩二胍等中的一种或两种以上,尤其优选为1,3-二-邻甲苯基胍。
在所述四种并用系统中,若考虑到使促进橡胶的交联的效果充分显现等,则秋兰姆系促进剂的比例相对于橡胶的总量100质量份优选为0.3质量份以上,优选为1质量份以下。
另外,噻唑系促进剂的比例相对于橡胶的总量100质量份优选为0.3质量份以上,优选为2质量份以下。
硫脲系促进剂的比例相对于橡胶的总量100质量份优选为0.3质量份以上,优选为1质量份以下。
进而,胍系促进剂的比例相对于橡胶的总量100质量份优选为0.2质量份以上,优选为1质量份以下。
再者,硫脲系促进剂作为不具有硫磺交联性的ECO的交联剂也发挥功能,胍系促进剂作为硫脲系促进剂引起的ECO的交联的促进剂也发挥功能。
<其他>
在橡胶组合物中还可进一步视需要调配各种添加剂。作为添加剂,例如可列举:交联助剂、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助剂中的一种或两种以上。
交联助剂的比例相对于橡胶的总量100质量份,分别优选为0.1质量份以上,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等产生的氯系气体在辊本体内残留、或者由此而产生交联阻碍或者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),尤其优选为水滑石类。
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。
吸酸剂的比例相对于橡胶的总量100质量份优选为0.2质量份以上、尤其是0.5质量份以上,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,通过使用作为填充剂、作为电子导电性导电剂也发挥功能的导电性碳黑,也可向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。
导电性碳黑的比例相对于橡胶的总量100质量份优选为5质量份以上,优选为15质量份以下。
但是,除了之前说明那样,石墨粉末作为填充剂、电子导电性导电剂也发挥功能,因此在使用石墨粉末作为传热成分的情况下,可省略(去除)导电性碳黑等填充剂、电子导电性导电剂的调配。
例如在将含有石墨粉末作为传热成分的端部5与不含石墨粉末的中间部6组合的情况下,认为导电性碳黑不调配于端部5,而仅调配于中间部6。
另一方面,在将含有氮化硼粉末作为传热成分的端部5与不含石墨粉末的中间部6组合的情况下,认为在所述端部5及中间部6此两者中调配导电性碳黑。
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。
塑化剂和/或加工助剂的比例相对于橡胶的总量100质量份优选为3质量份以下。
作为劣化抑制剂,可列举各种抗老化剂或抗氧化剂等。
其中,抗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。
作为抗老化剂,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。
抗老化剂的比例相对于橡胶的总量100质量份优选为0.1质量份以上,优选为1质量份以下。
另外,作为添加剂,还可进一步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。
在图1的例子中,构成辊本体2的端部5、中间部6均设为单层结构,但也可将其中的至少一者设为两层以上的层叠结构。
但是,在将端部5设为层叠结构的情况下,为了迅速地散热,优选为将构成所述层叠结构的各层均设为热传导率超过0.47W/m·K的层。
另一方面,在将中间部6设为层叠结构的情况下,只要将其最外层设为橡胶硬度比端部5小的层即可。
本发明的显影辊1例如可用于激光打印机、静电式复印机、普通纸传真装置及它们的复合机等利用了电子照相法的图像形成装置中。
[实施例]
以下,基于实施例、比较例对本发明进一步进行说明,但本发明的构成不必限定于这些例子。
<实施例1>
(端部5形成用橡胶组合物的制备)
作为橡胶,使用GECO[大阪曹达(OSAKA SODA)(股)制造的艾皮恩(EPION)(注册商标)301、EO/EP/AGE=73/23/4(摩尔比)]40质量份、BR[宇部兴产(股)制造的尤普罗(UBEPOL)(注册商标)BR130B、顺-1,4键含量:96%、非充油]40质量份、CR[昭和电工(股)制造的肖普林(SHOPRENE)(注册商标)WRT、非充油]10质量份、及NBR[日本瑞翁(ZEON)(股)制造的尼珀(Nipol)(注册商标)DN401LL、低腈NBR、键结丙烯腈量:18.0%、穆尼粘度ML(1+4)100℃:32]10质量份。
而且,一边使用班伯里混料机对四种橡胶的总量100质量份进行素炼,一边首先调配下述各成分进行混炼。
[表1]
表1
成分 质量份
传热成分 30
交联助剂 3.0
吸酸剂 3.0
加工助剂 1.0
表1中的各成分为如下所述。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。
传热成分:人造石墨粉末、昭和电工(股)制造的UF-G30、粒子尺寸:10μm、比表面积:15m2/g
交联助剂:氧化锌两种、三井金属矿业(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加工助剂:硬脂酸锌、堺化学工业(股)制造的SZ-2000
接着,一边继续混炼,一边调配下述交联成分,进一步混炼,制备端部5形成用橡胶组合物。
[表2]
表2
成分 质量份
交联剂 1.53
促进剂TS 0.50
促进剂DM 1.50
促进剂22 0.60
促进剂DT 0.54
表2中的各成分为如下所述。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:分散性硫磺、鹤见化学工业(股)制造的苏福来(SULFAX)(注册商标)PMC、硫磺成分:97.5%
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、山东省单县化学(Shandong ShanxianChemical Co.Ltd.)制造的商品名苏新(SUNSINE)MBTS
促进剂22:乙烯硫脲、2-巯基咪唑啉、川口化学工业(股)制造的艾瑟尔(accel)22-S
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
(中间部6形成用橡胶组合物的制备)
除了相对于橡胶的总量100质量份调配7.5质量份的导电性碳黑[乙炔黑、电气化学(DENKA)(股)制造的超导电乙炔碳黑(DENKABLACK)(注册商标)粒状品]代替作为传热成分的人造石墨粉末以外,与端部5形成用橡胶组合物的制备同样地制备中间部6形成用橡胶组合物。
(显影辊的制造)
将制备的端部5形成用及中间部6形成用橡胶组合物分别单独供给至挤出机中,挤出成形为外径φ21mm、内径φ7mm的筒状,安装于交联用的临时的轴上,在加硫罐内交联160℃×1小时。
接着,将作为中间部6的基础的筒状体首先切割成规定的长度并重新安装于在外周面上涂布有导电性的热硬化性粘接剂(聚酰胺系)的外径φ7.5mm的金属制的轴4上。
接着,将作为端部5的基础的筒状体切割成规定长度并安装于所述筒状体的轴向的两侧,在烘箱中加热为160℃,使各自的筒状体二次交联,并且使热硬化性粘接剂硬化,与轴4电性、热接合,且机械固定。
接着,在对两端进行整形,且使用圆筒研磨机对外周面7、外周面8进行纵向研磨后,通过使用#2000的抛光膜[三共理化学(股)制造的反射镜膜]的镜面研磨,将外径精加工至φ20.00mm(公差0.05)。
而且,在对研磨后的外周面7、外周面8进行酒精擦拭后,将从UV光源到外周面7、外周面8的距离设定为50mm,设置于UV处理装置中,以30rpm旋转的同时照射紫外线,由此在所述外周面7、外周面8形成氧化膜9且形成辊本体2,而制造显影辊1。
<实施例2>
除了将端部5形成用橡胶组合物中的作为传热成分的人造石墨粉末(昭和电工(股)制造的UF-G30、粒子尺寸:10μm、比表面积:15m2/g])的比例设为相对于橡胶的总量100质量份为70质量份以外,与实施例1同样地制备所述橡胶组合物,制造显影辊1。
<实施例3、实施例4>
除了相对于橡胶的总量100质量份调配30质量份(实施例3)或70质量份(实施例4)昭和电工(股)制造的UF-G10[粒子尺寸:5μm、比表面积:35m2/g)作为成为传热成分的人造石墨粉末以外,与实施例1同样地制备端部5形成用橡胶组合物,制造显影辊1。
<比较例1、比较例2>
除了相对于橡胶的总量100质量份调配7.5质量份(比较例1)或30质量份(比较例2)导电性碳黑[乙炔黑、电气化学(DENKA)(股)制造的超导电乙炔碳黑(DENKA BLACK)粒状品]代替人造石墨粉末来作为传热成分以外,与实施例1同样地制备端部5形成用橡胶组合物,制造显影辊1。
(比较例3)
除了使用与实施例2中制备的相同的端部5形成用橡胶组合物来一体地形成辊本体整体以外,与实施例1同样地制造显影辊1。
<热传导率测定>
通过所述测定方法求出各实施例、比较例中制造的显影辊1的端部5、中间部6的热传导率。
即,将与各实施例、比较例中制备的相同的端部5形成用、中间部6形成用橡胶组合物在160℃×30分钟的条件下压制成形,制作纵150mm×横50mm×厚度4mm的片材,在标准试验环境下静置24小时以上。
接着,在相同环境下,通过使用探针式的热传导率测定装置[京都电子工业(股)制造的凯瑟姆(Kemtherm)QTM-D3]与探针[同公司制造的QTM-PD3]的探针法,测定各片材的热传导率。
而且,将测定结果设为各实施例、比较例的端部5、中间部6的热传导率。
<A型硬度计硬度测定>
在标准试验环境下,按照所述测定方法,在所述测定条件下测定各实施例、比较例中制造的显影辊1的端部5、中间部6的A型硬度计硬度。
<实机试验>
将各实施例、比较例中制造的显影辊1代替纯正的显影辊而组装到市售的激光打印机用的新墨盒(收纳有调色剂的调色剂容器、感光体、以及与感光体接触的显影辊成为一体的墨盒)中。
再者,激光打印机使用带正电型的非磁性1成分调色剂,调色剂推荐印刷张数约为20000张。
(调色剂的熔接、泄漏评价)
将所述墨盒装填到初始状态的激光打印机中,在温度23±1℃、相对湿度55±1%的环境下,连续形成图像直到所述调色剂推荐印刷张数(20000张)。
接着,观察调色剂向显影辊1的端部5或密封构件的熔接,并且在墨盒的周边观察调色剂的泄漏,利用下述基准评价有无调色剂的熔接及调色剂的泄漏。
○:均未观察到调色剂的熔接及调色剂的泄漏。
×:观察到调色剂的熔接和/或调色剂的泄漏。
(图像耐久性评价)
将所述墨盒装填到初始状态的激光打印机中,在温度30±1℃、相对湿度80±1%的高温高湿环境下,连续形成图像直到所述调色剂推荐印刷张数(20000张)。
而且,确认在最终的图像的空白部分是否发生了灰雾,利用下述基准评价图像耐久性。
○:未观察到灰雾。
×:观察到灰雾。
以上结果如表3所示。
[表3]
表3
Figure BDA0002328436710000251
根据表3的实施例1~实施例4、比较例1~比较例3的结果,可知辊本体2由热传导率超过0.47W/m·K的轴向的两个端部5与橡胶硬度比所述端部5小的中间部6构成,由此可获得调色剂难以从所述端部5泄漏而污染图像且图像耐久性也优异的显影辊1。
另外,根据实施例1~实施例4、比较例1、比较例2的结果,可知为了以少量的调配获得所述效果,有效的是相较于导电性碳黑而言选择石墨粉末作为传热成分。
另外,根据实施例1~实施例4的结果,可知端部5的热传导率在所述范围内优选为0.49W/m·K以上,尤其优选为0.50W/m·K以上,中间部6的A型硬度计硬度优选为小于60、尤其是50以下。
进而,根据实施例1~实施例4的结果,可知相对于橡胶的总量100质量份,端部5中的作为传热成分的石墨粉末的比例优选为25质量份以上、尤其是30质量份以上,优选为80质量份以下、尤其是70质量份以下。
<实施例5、实施例6、比较例4>
除了相对于橡胶的总量100质量份调配20质量份(比较例4)、30质量份(实施例5)或50质量份(实施例6)鳞片状的氮化硼粉末[昭和电工(股)制造的肖比恩(SHOBN)UHP-15]代替人造石墨粉末来作为传热成分以外,与实施例1同样地制备端部5形成用橡胶组合物,制造显影辊1。
<比较例5>
除了使用与实施例6中制备的相同的端部5形成用橡胶组合物来一体地形成辊本体整体以外,与实施例1同样地制造显影辊1。
<实施例7、比较例6、比较例7>
除了相对于橡胶的总量100质量份调配20质量份(比较例6)、30质量份(比较例7)或50质量份(实施例7)颗粒状的氮化硼粉末[昭和电工(股)制造的肖比恩(SHOBN)UHP-G1H]代替人造石墨粉末来作为传热成分以外,与实施例1同样地制备端部5形成用橡胶组合物,制造显影辊1。
<比较例8>
除了使用与实施例7中制备的相同的端部5形成用橡胶组合物来一体地形成辊本体整体以外,与实施例1同样地制造显影辊1。
<比较例9>
除了相对于橡胶的总量100质量份调配10质量份鳞片状的氮化硼粉末[昭和电工(股)制造的肖比恩(SHOBN)UHP-15]、相对于橡胶的总量100质量份调配10质量份颗粒状的氮化硼粉末[昭和电工(股)制造的肖比恩(SHOBN)UHP-G1H]代替人造石墨粉末来作为传热成分以外,与实施例1同样地制备端部5形成用橡胶组合物,制造显影辊1。
两者的质量比为1:1,合计比例相对于橡胶的总量100质量份为20质量份。
<实施例8>
除了相对于橡胶的总量100质量份调配15质量份鳞片状的氮化硼粉末[昭和电工(股)制造的肖比恩(SHOBN)UHP-15]、相对于橡胶的总量100质量份调配15质量份颗粒状的氮化硼粉末[昭和电工(股)制造的肖比恩(SHOBN)UHP-G1H]代替人造石墨粉末来作为传热成分以外,与实施例1同样地制备端部5形成用橡胶组合物,制造显影辊1。
两者的质量比为1:1,合计比例相对于橡胶的总量100质量份为30质量份。
<实施例9>
除了相对于橡胶的总量100质量份调配25质量份鳞片状的氮化硼粉末[昭和电工(股)制造的肖比恩(SHOBN)UHP-15]、相对于橡胶的总量100质量份调配25质量份颗粒状的氮化硼粉末[昭和电工(股)制造的肖比恩(SHOBN)UHP-G1H]代替人造石墨粉末来作为传热成分以外,与实施例1同样地制备端部5形成用橡胶组合物,制造显影辊1。
两者的质量比为1:1,合计比例相对于橡胶的总量100质量份为50质量份。
<比较例10>
除了使用与实施例9中制备的相同的端部5形成用橡胶组合物来一体地形成辊本体整体以外,与实施例1同样地制造显影辊1。
关于所述各实施例、比较例中制造的显影辊1,实施刚才的各测定及实机试验,评价其特性。
将结果与比较例1的结果一起示于表4~表6中。
[表4]
表4
Figure BDA0002328436710000281
[表5]
表5
Figure BDA0002328436710000282
[表6]
表6
Figure BDA0002328436710000291
根据表4~表6的实施例5~实施例9、比较例1、比较例4~比较例10的结果,可知即使在使用氮化硼粉末作为传热成分的系统中,也可获得同样的效果。
即,可知辊本体2由热传导率超过0.47W/m·K的轴向的两个端部5与橡胶硬度比所述端部5小的中间部6构成,由此可获得调色剂难以从所述端部5泄漏而污染图像且图像耐久性也优异的显影辊1。
另外,根据实施例5~实施例9的结果,可知端部5的热传导率在所述范围内优选为0.49W/m·K以上,尤其优选为0.50W/m·K以上,中间部6的A型硬度计硬度优选为小于60、尤其是50以下。
根据实施例5、实施例6、比较例4的结果,可知在使用鳞片状的氮化硼粉末作为端部5的传热成分的系统中,其比例相对于橡胶的总量100质量份优选为25质量份以上、尤其是30质量份以上,优选为60质量份以下、尤其是50质量份以下。
另外,根据实施例7、比较例6、比较例7的结果,可知在使用颗粒状的氮化硼粉末作为端部5的传热成分的系统中,其比例相对于橡胶的总量100质量份优选为35质量份以上、尤其是40质量份以上,优选为60质量份以下、尤其是50质量份以下。
进而,根据实施例8、实施例9、比较例9的结果,可知在以质量比1:1并用鳞片状的氮化硼粉末与颗粒状的氮化硼粉末作为端部5的传热成分的系统中,其合计比例相对于橡胶的总量100质量份优选为25质量份以上、尤其是30质量份以上,优选为60质量份以下、尤其是50质量份以下。

Claims (7)

1.一种显影辊,包含筒状的辊本体,所述辊本体包含:
轴向的两个端部,由橡胶组合物的交联物构成,热传导率超过0.47W/m·K;以及
所述两个端部间的中间部,由橡胶组合物的交联物构成,橡胶硬度比所述端部小。
2.根据权利要求1所述的显影辊,其中所述中间部的A型硬度计硬度小于60。
3.根据权利要求1或2所述的显影辊,其中所述端部由橡胶组合物构成,所述橡胶组合物包含橡胶、以及相对于所述橡胶的总量100质量份为30质量份以上的选自由石墨粉末及鳞片状的氮化硼粉末所组成的群组中的至少一种传热成分。
4.根据权利要求3所述的显影辊,其中所述中间部由橡胶组合物构成,所述橡胶组合物包含橡胶与相对于所述橡胶的总量100质量份而小于30质量份的所述传热成分,或者去除了所述传热成分。
5.根据权利要求1或2所述的显影辊,其中所述辊本体在外周面上包含由所述交联物的氧化物构成的氧化膜。
6.根据权利要求3所述的显影辊,其中所述辊本体在外周面上包含由所述交联物的氧化物构成的氧化膜。
7.根据权利要求4所述的显影辊,其中所述辊本体在外周面上包含由所述交联物的氧化物构成的氧化膜。
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