CN1501196A - 导电性辊 - Google Patents

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Abstract

一种导电性辊。对具有芯体(2)、以及在该芯体(2)的表面侧具有导电性弹性层(1)的导电性辊(10)；使100Hz时的静电电容为50pF以下，在施加电压为1000V时的电阻为10的5次方Ω以上、10的9次方Ω以下。此外，在交流的低频Hz(L)时的静电电容C(L)、及在交流的高频Hz(H)时的静电电容C(H)，成立下式关系：0<(C(L)－C(H))/(log10Hz(H)－log10Hz(L))<10。本发明的导电性辊电气特性优异，100Hz时的静电电容取在50pF以下，在比50pF大时，极化变慢，因此不能产生抑制调色剂扩散的效果。

Description

导电性辊
                                技术领域
本发明涉及导电性辊，详细地说，是涉及对可使用于打印机、复印机、传真机、自动取款机(ATM)等的办公(OA)设备中的电子照相装置的图象形成机构、进行电气特性改进、抑制调色剂扩散的导电性辊。
                                背景技术
在打印机、电子照相复印机、传真机装置等的电子照相装置中的导电性机构中，使用着使感光鼓一样地带电的带电辊、用于输送调色剂的调色剂供给辊、使调色剂附着于感光体用的辊显影辊以及用来将调色剂涂布像从感光体复制到用纸上的复制辊等的图象形成装置中所使用的各种导电性辊。
这样的导电性辊，一般，由圆柱状的芯体及在该芯体周围层叠成同心圆状的硫化橡胶构成，根据它的用途，对电阻等的导电性、防污染性、低硬度等的种种性能，有一定的要求。其中，复制辊，为了将感光体上形成的静电潜像复制到纸上，特别将电阻等的导电性列为重要参数。
为了使这种导电性辊具有导电性，可采用通过在橡胶中将含聚乙烯氧化物等的聚醚构造的导电性等聚物和导电性增塑剂进行配合、控制辊的电阻的方法，但由于容易渗出，可能会污染感光体。
此外，虽然可列举通过将碳黑或金属氧化物等的导电附加剂混入橡胶中、使其分散，以控制辊的电阻的方法，但是，由于存在因碳黑添加量的微小变化即导致电阻值急剧变化的区域，有时难以控制电阻值。
因此，作为解决电阻误差的方法，列举出将表氯醇橡胶等的低电阻离子导电性聚合物、和NBR等的高电阻离子导电性聚合物进行混合以调整电阻的方法。由于只使混合比变化就能调整电阻，所以容易控制电阻。但是，由于表氯醇橡胶属于氯元素系，如要在使用后进行焚烧处理、或加热及切断分解进行再循环，由于处理条件、存在燃烧时发生氯化氢等有害气体及二噁英的危险，随着人们对环境问题的重视，在其废弃时的处理上存在难点。
此外，在使用表氯醇橡胶时静电电容增大，其频率依存性也增大。这样，为了减小静电电容，最好用导电材料调整电阻。
又，即使将电阻设计在需要值，有时、出现显像时在感光鼓的两端部等处产生局部的调色剂附着、调色剂涂布像在纸上等处飞散、在复制的调色剂涂布处扩散(调色剂偏移)的问题。
对于这个问题，在日本专利特开平11-249386号公报中，为防止调色剂涂布处端部模糊及端部飞散，提出将从辊的长度方向两端的各端面至长度方向15％以内的端部的静电电容做得比其他部分大的导电性辊。
但是，在上述日本专利特开平11-249386号公报中的导电性辊中，只不过将端部的夹持部位(日文：ニツプ)做小、使静电电容增大、提高了外表上的电阻值，如果通过改变频率使材料本身的静电电容变得过大，仍有发生调色剂扩散的问题。即，如果整体的静电电容不限制在某一范围内，则存在即使在端部以外的部分，也会发生调色剂涂布处模糊及飞散的问题。
[专利文献1]特开平11-249386号公报
                                发明内容
本发明是针对上述问题提出的，以提供电阻的调整容易、且静电电容小、电气特性好，能可靠地抑制调色剂扩散的导电性辊作为课题。
为解决上述课题，本发明提供具有以下特征的导电性辊：
是具有芯体、以及在该芯体的表面侧的导电性弹性层辊；
在100Hz时的静电电容是50pF以下，在施加电压1000V时的电阻为10的5次方Ω以上、10的9次方Ω以下。
调色剂扩散，是一种因导电性弹性层的配合材料中载电媒体(碳黑等的导电性充填剂、导电体、极性分子)的极化速度不同而引起的现象，该极化慢、则调色剂扩散容易发生。这样，本发明人认为，调色剂扩散的现象，属于表示极化速度指标的静电电容小者不容易发生，从深入研究的结果可见，由于静电电容小、频率依存性减少，可抑制调色剂扩散，因此，将上述静电电容规定在50pF以下。
即，本发明的导电性辊，电阻值低，在10的5次方Ω以上、10的9次方Ω以下，且静电电容的范围取在50pF以下，因此，极化速度可控制在适当的速度，能抑制调色剂扩散。其结果是，能使调色剂可靠地附着于所需的位置、从而获得良好的图象。
在本发明的导电性辊中，100Hz时的静电电容取在50pF以下，在比50pF大时，极化变慢，因此、不能产生抑制调色剂扩散的效果。静电电容不限制地取接近0的值也可以。最好是30pF以下、10pF以上。
上述100Hz的频率，是容易展现材料具有的静电电容的频率特性的频率，即是静电电容容易比高频时的静电电容大的频率。尤其，静电电容的频率依存性大的材料即使在100Hz的频率时，由于静电电容的值也变得十分大，因此，就容易判断与调色剂扩散的评价的关系、并对在频率100Hz时的静电电容进行规定。这里的静电电容，指的是包含芯体的导电性辊整体的静电电容。
此外，在本发明的导电性辊中，之所以将电阻值取在10的5次方Ω以上、10的9次方Ω以下，是由于适合作为彩色复印机或彩色打印机用等的辊显影辊、带电辊、复制辊、调色剂供给辊等使用时的电阻值的缘故。即，电阻值比10的5次方Ω小时，电流过分流动，容易发生图象不良。另外，比10的9次方Ω大时，复制及带电、调色剂供给等的效率降低，作为导电性辊难以适合实用。此外，最好是在10的6次方Ω以上、10的9次方Ω以下。
根据本发明的导电性辊，交流低频102Hz(L)的静电电容C(L)和交流高频105Hz(H)的静电电容C(H)满足下述关系：
0＜(C(L)-C(H))/(log10Hz(H)-log10Hz(L))＜10
即，对于交流的低频102Hz(L)时的静电电容C(L)、及在交流的高频105Hz(H)时的静电电容C(H)，最好是将C(L)与C(H)之差除以Hz(H)的对数值与Hz(L)的对数值的差的值为10以下。
当上述数学式的上述值比10大时，频率依存性大、调色剂扩散容易发生。
具体说，所谓低频，是指100Hz～1000Hz的范围，所谓高频，是指10000Hz～100000Hz的范围。在频率在1000Hz以上时，即使用发生调色剂扩散的材料形成导电性弹性层、或用不发生调色剂扩散的材料来形成，静电电容也几乎是一定值。但是，在100Hz程度的低频时发生调色剂扩散的材料中，静电电容增大。这样，将低频102Hz(L)与高频105Hz(H)时的静电电容作为评价值使用，作为难以发生调色剂扩散的材料，可抑制调色剂扩散的发生。
为如上所述地使导电性辊的电气性能达到最佳化，导电性辊的导电性弹性层由在橡胶成分中配合离子导电性填充剂的橡胶组合物构成，作为离子导电性填充剂，使用具有可离解于阴离子和阳离子的氟基、磺酰基的锂盐、钾盐、季胺盐或咪唑嗡盐。辊
作为导电性充填剂，采用具备属于离子导电性充填剂的有氟基及磺酰基的阴离子的盐时，具备有氟基及磺酰基的阴离子的盐，由于强的电子吸引效果使电荷非局部化，故因阴离子稳定而显示出橡胶组成物中高的离解度，可实现高的离子导电性。
这样，配合具备有氟基及磺酰基的阴离子的盐，通过使均匀分散、由于能高效地实现低电阻，通过适当调整橡胶成分的配合，可不使其他方面的物性恶化、实现低电阻、且能抑制感光体污染的问题。
具体说，导电性弹性层，是采用从乙烯-丙烯-二烯烃共聚合橡胶(EPDM)、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)、丁二烯橡胶(BR)中选择的至少1种以上的橡胶，并采用相对100重量份含有20重量份以下的作为离子导电性充填剂的具有氟基及磺酰基的阴离子的盐的橡胶组成物而形成的。对上述盐取20重量部以下，是由于若超过20重量部时静电电容容易变大。又，对具备有氟基及磺酰基的阴离子的盐，相对100重量部取0.01重量部以上、20重量部以下较好、进而取5重量部以上、15重量部以下的比例，则最好。
作为具有所述氟基及磺酰基等阴离子的盐，特别理想的是使用由双氟烷基磺酰亚胺离子、三氟烷基磺酰甲基化物离子组成的盐。EPDM，由于主链由饱和烃构成、主链中不含双键，即使在高浓度臭氧氛围、光线照射等的环境下长时间暴露，也难以引起分子主链切断。因此，可提高耐气候性、耐氧化性。作为EPDM橡胶有：仅由橡胶成分组成的非充油类橡胶，及含有橡胶成分的同时，也含有亲充油性的充油类橡胶。在本发明中，可以使用任一种。按照上述观点，EPDM可用于全橡胶中20重量％以上、100重量％以下的范围。对与NBR及BR等混合的情况，最好为20重量％以上、40重量％以下。
此外，NBR，以压缩永久变形及硬度低、物性非常优异者为好。此外，在混合NBR(尤其含有液状NBR者)时，由于聚合链移动，使得加工也容易、且由于离子的输送效率也高、故电阻也可减低。此外，由于低腈量的NBR类的Tg低，粘弹性及电阻值的环境依存性小，在室温附近显示出非常好的特性。NBR，以全橡胶中20重量％以上、80重量％以下为最好。
又，BR，由于具有Tg低、难以受环境左右的特征，所以最好。BR，以全橡胶中20重量％以上、80重量％以下为最好。
作为橡胶的成分，也可采用其他的、如甲基丁二烯橡胶(IR)、天然橡胶(NR)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、苯乙烯橡胶、丁基橡胶(IIR)、聚异丁烯橡胶、硅橡胶(Si)、聚胺脂橡胶(U)、丙烯基橡胶等。此外，橡胶组成物中，也可根据需要、配入油之类的软化剂、防老化剂、及其他充填剂等。
此外，由于在本发明的导电性辊中使用的橡胶组成物中配入化学发泡剂，辊被海绵化，肖氏硬度E可在20以上、40以下。在复制辊等需要夹持部位(日文：ニツプ)宽度的构件中也可应用。由此，可增大导电性辊被静电潜像保持体挤压时的夹持部位宽度。
之所以作成上述范围，是由于不满20时容易过于柔软、耐磨损性差。另一方面，如超过40时则过分硬、与坚硬的感光体接触时易发生图象上的缺陷。此外，此时，相对橡胶成分100重量部，化学发泡剂最好以2重量部以上、12重量部以下的比例配入，发泡增强剂最好以12重量部以下的比例配入。
作为加硫剂，特别是，最好是用来可实现低电阻的粉末硫磺。此外，除硫磺、有机含硫化合物外，过氧化物等也可使用。作为有机含硫化合物，可以举出例如，二硫化四甲基秋兰姆、N，N-二硫代二吗啉。作为过氧化物，可列举苯酰过氧化物等。此外，其中，在加硫同时进行发泡时，从加硫速度与发泡速度的良好平衡考虑，最好使用硫磺。
加硫剂的添加量，相对橡胶成分100重量部，以0.5重量部以上、5重量部以下为好，1重量部以上、3重量部以下则更好。
此外，可配入加硫催化剂，也可使用熟石灰、氧化镁(MgO)、氧化铅(PbO)等的无机催化剂、以及下面记载的有机催化剂。
作为有机促进剂，可以适当组合使用2-硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、N-环己基-2-苯并噻唑等的噻唑类，如亚磺酰胺类，一硫化四甲基秋兰姆、二硫化四甲基秋兰姆、四硫化二双五亚甲基秋兰姆等的秋兰姆类及硫脲等。
此外，加硫催化剂，相对橡胶成分100重量部，以0.5重量部以上、5重量部以下为好，1重量部以上、4重量部以下则更好。
本发明的导电性辊可由通常的方法制得。例如，可使用下述的已知的各种方法：将上述橡胶组合物(混合物)以所需的配比投入辊式开练机、班伯里密练机、捏合机等的橡胶混练装置中，在100℃混练约1-20分钟后，用单轴挤出机预制成形为管状。将该预制成形品在160℃硫化10-60分钟后，插入芯轴，研磨其表面。然后，切割成所需尺寸，作成辊。辊辊  辊混和物的加硫，例如，可通过电动压力机、罐加硫、电子射线的照射等进行。加硫时间等的加硫条件，因橡胶成分、加硫剂等的种类及配合比、发泡剂与发泡增强剂的种类及量的不同而不同，可以用加硫试验用电流计(例如：钳形表)求得最适当的加硫时间来决定。此外，加硫温度也可根据需要在上述温度上下进行决定。又，为了使感光体污染减低，最好设定加硫条件、以使能够尽量获得足够的加硫量。
成形可在加硫前或与加硫同时进行。例如，将混和物放在辊形状的模具内压缩成形后，通过加热模具进行加硫。或，也可通过注射成形、连续自动成形、挤出成形，一边形成管状(辊状)、薄板状、带状等所需的形状，一边进行加硫。
导电性辊，作成圆筒状成形的导电性弹性层的壁厚是3mm～9mm，理想是4mm～6mm。这被认为是，由于壁厚比上述范围小时难以得到适当的夹持部位，比上述范围大时构件又过大，难以实现小型轻量化。
为了使导电性辊的机械强度提高，可根据需要、在对电阻无影响的范围内配入充填剂。作为填充剂，可以举出如二氧化硅、炭黑、粘土、滑石、碳酸钙、二价亚磷酸盐(DLP)、碱式碳酸镁、氧化铝等的粉末。配入充填剂时，充填剂最好每导电性辊全体取30重量％以下。这被认为是，充填剂的配入、在改善橡胶的拉伸强度及拉裂开强度方面是有效的，过多配入时会使橡胶的柔软性大大降低。
本发明的导电性辊，可作成只有1层导电性弹性层，在导电性弹性层以外，为进行辊的电阻调整及表面保护等，也可形成2层、3层的多层构造，可根据要求性能适当设定各层的配合、层叠顺序及层叠厚度等。此外，导电性辊，不仅橡胶成分、作为整体，最好是非卤素系。此外，导电性弹性层可以是最内层。芯体，可用铝、铝合金、不锈钢(SUS)、铁等金属、及陶瓷制造。
通过以上说明可知，按照本发明，设定低电阻，由于同时对频率100Hz时的静电电容取上述规定范围的值，因此，能可靠地抑制导电性辊的调色剂扩散。这样，能使导电性辊的电气特性提高，进而获得良好的图象。
此外，由于采用从EPDM、NBR、BR等所选择的橡胶成分，不仅使耐臭氧性优异，而且，由于是非卤素系，故卤素成分引起副作用的事情不会发生，能实现既减低压缩永久变形又减低电阻。这样，即使在使用后进行焚烧等处理、也能作成没有引发氯化氢气体等有害物质的危险的、环保性能优异的制品。
又，由于包含具有可离解成阴离子及阳离子的氟基及磺酰基的盐，不会使各种物性值降低、通过少量添加即可非常大地降低电阻值。
因此，本发明的导电性辊，可适用于激光束打印机、喷墨打印机、复印机、传真机、ATM等的OA机器中的电子照相装置的图象形成机构等。具体说，作为使调色剂附着于感光体用的辊显影辊、用于使感光鼓一样地带电的带电辊、用于将调色剂涂布像从感光体复制到用纸上的复制辊、输送调色剂用的调色剂供给辊、以及从内侧驱动复制带用的驱动辊等的导电性辊，都是极有用的。特别是，由于能增大夹持部位宽度、抑制调色剂扩散，因此，可有效地将调色剂涂布像复制到纸上，适用于复制辊。
                               附图说明
图1，是本发明的导电性辊的概略图。
图2，是表示导电性辊的静电电容的测定方法的图。
图3，是表示导电性辊的电阻的测定方法的图。
                               具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施形态进行说明。
图1表示本发明的第1实施形态的导电性辊10。导电性辊10，具备具有导电性的圆柱状的SUS制的芯体2、以及在芯体2的外周面上呈圆筒状的具有导电性的导电性弹性层1。在导电性弹性层1的中空部压入芯体2装配而成。
导电性辊10，具有：作为橡胶成分，导电性辊10使用非卤类的EPDM橡胶30重量份和NBR橡胶70重量份作为橡胶成分。导电性辊10还具有导电性弹性层1，所述导电性弹性层1系对100重量份的橡胶成分，使用作为离子导电性的填充剂的、具有氟基及磺酰基的阴离子的盐5重量份作为导电性填充剂，及使用化学发泡剂发泡的非卤类橡胶组合物而形成。作为具有氟基及磺酰基等阴离子的盐，可以使用锂—双(三氟甲磺酰)亚胺。又，作为化学发泡剂，使用偶氮二甲酰胺(ADCA)及4，4’-氧双(苯磺酰肼)(OBSH)共8重量份，发泡助剂使用脲4重量份。
再有，所述橡胶组合物中，可按需要量配合硫化剂(硫磺)、硫化促进剂(二硫化二苯并噻唑)、无机填充剂(轻质碳酸钙)，作为整体组合物的非卤类组合物。
混练该橡胶组成物后，用挤出机按圆筒状挤出进行预备成形，将其裁切成规定尺寸、获得预备成形体。将该预备成形体投入加压式水蒸气式加硫罐，在使化学发泡剂气体化发泡的同时，以橡胶成分交联的温度加硫。
加硫处理的条件，因橡胶成分、化学发泡剂、加硫剂等的添加剂的种类及配合比的不同而不同，可适当调整。在该加硫成形的圆筒状的导电性弹性层1的中空插入由金属制的轴构成的芯体(φ6mm)2，在研磨同时完成切割。
导电性辊10，通过配入化学发泡剂、进行海绵化，取肖氏硬度E为33。此外，取100Hz时的静电电容为33pF，施加1kV时的电阻值取107.5Ω。此外，导电性辊10，对于交流的低频Hz(L)时的静电电容C(L)、及在交流的高频Hz(H)时的静电电容C(H)，将C(L)与C(H)之差除以Hz(H)的对数值与Hz(L)的对数值的差的值，即，数学式1：(C(L)-C(H))/(log10Hz(H)-log10Hz(L))的值取2.7。
具体地，根据本发明的实施形态，低频为102Hz(L)，静电电容C(L)为33pF。又，高频为105Hz(H)，静电电容C(H)为33pF。由此，得到数学式1的值为2.7。静电电容  静电电容
这样，导电性辊10，电阻值低得成为107.5Ω，静电电容也小得成为33pF，由于上述数学式1的值取2.7，能可靠地抑制调色剂扩散。此外，不含氯等卤素，可进行电阻的调整，且能得到优异的物性(压缩永久变形低，低硬度)。因此，适合用作复印机、传真机、打印机等的电子照相装置的辊显影辊、带电辊、复制辊等。特别对复制辊最合适。
上述实施形态以外，导电性弹性层1，作为橡胶成分既可单独使用EPDM，也可对从其他、NBR、BR等所选择的橡胶调整适当配合量进行使用。此外，也可将其他各种导电性充填剂按希望的配合量配入。此外，不进行发泡也行。
导电性辊10，只做成芯体2的外周面上1层的导电性弹性层1，但为进行辊的电阻调整及表面保护等，也可形成2层、3层的多层构造，可适当地设定各层的配合、层叠顺序及层叠厚度等。芯体，也可用其他材料、如铝、铝合金、铁等金属、或陶瓷制造。
以下，对本发明的导电性辊的实施例1～16及比较例1～6进行详述。对实施例1～16及比较例1～6，按通常方法对表1或表2中记载的配合进行混练、挤出、加硫、成形加工、研磨，作成轴径φ6mm、辊外径φ15mm、橡胶长度230mm的导电性辊(即，导电性弹性层的厚度9mm)。详细地说，将表1或表2中的配合投入混练机，在100℃条件下混练1～20分钟左右后，利用橡胶混练装置挤出形成管状、从而得到预备成形体。接着，将该预备成形体投入加硫罐，在160℃条件下加硫30分钟后，插入铁制的轴(直径φ6mm)，进行研磨、切割，作成导电性辊(外径φ15mm，长度230mm)。
                                                                  表1
    配合药品     药品名称     制造商 实施例1     实施例2   实施例3     实施例4     实施例5     实施例6   实施例7   实施例8     实施例9     实施例10     实施例11     实施例12     实施例13     实施例14     实施例15     实施例16
    BR     BR11     JSR   70   30   70   63   80
    EPOM     EPT4045     三井化学   30   30   30   100   30   70   30   30   30   100   30   30   30
    NBR     ニツポ一ル401LL     日本ゼオン   70   70   70   70   70   70   70   70   70
    二氢化橡胶     ゼクロン3106     日本ゼオン
EO-PO-AGE共聚合体     ZSN8030     日本ゼオン   30   27   20
    氯丁     氯丁WRT 昭和电工デュポン   10
  导电性添加盐1 锂-双(3氟基甲磺酰)亚胺 住友スリ一エム   0.2   5   10   5   5   5   2
  导电性添加盐2   锂-3氟基甲磺酸盐 森田化学工业   0.2   5   10   5
  导电性添加盐3     IL-A1 广荣化学工业   5
  导电性添加盐4     EMI-TSFI ステラケミファ   5
  导电性添加盐5 钾-双(3氟基甲磺酰)亚胺 森田化学工业   5
    碳HAF     シ一スト3 东海カ一ポン   5   5   5   5   5   5   5   5   5   5   5   5   5   5   5   5
    无机充填剂     轻质碳酸钙 丸尾ァルシウム   20   20   20   20   20   20   20   20   20   20   20   20   20   20   20   20
    发泡剂1 ネオセルボンN1000SW     永和化成   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4
    发泡剂2     ビニホ一ル     永和化成   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4
    发泡增强剂     セルベ一スト101     永和化成   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4   4
    加硫剂     硫磺     鹤见化学   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1
    加硫催化剂     DM 大内新兴化学   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1   1
    硬度(C)   35   33   31   37   37   35   35   33   31   37   33   33   33   38   39   36
    电阻   8.8   7.5   6.9   8.5   8.2   8.3   8.8   7.5   6.9   8.5   7.6   7.7   7.7   7.5   7.4   7.7
    感光体污染   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○
  静电容量(100Hz)   31   33   35   28   36   37   31   33   35   28   34   35   36   33   33   33
    数学式1   2.0   2.7   3.3   1.0   3.7   4.0   2.0   2.7   3.3   1.0   2.8   2.8   2.9   3.8   3.1   2.9
    调色剂扩散   无   无   无   无   无   无   无   无   无   无   无   无   无   无   无   无
    判定   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○   ○
                                                                           表2
配合药品     药品名称     制造商 比较例1 比较例2 比较例3 比较例4 比较例5 比较例6
 BR     BR11     JSR
 EPOM     EPT4045   三井化学   30   100   30   100
 NBR     ニツポ一ル401LL   日本ゼオン   70   70   70   70
 橡胶     ゼクロン3106   日本ゼオン   30   30
 EO-PO-AGE共重合体     ZSN8030   日本ゼオン
 氯丁     氯丁WRT   昭和电工デュポン
 导电性添加盐1     锂-双(3氟基甲磺酰)亚胺   住友スリ一エム   0.1   5   5
 导电性添加盐2     锂-3氟基甲磺酸盐   森田化学工业   0.1   5   5
 导电性添加盐3     IL-A1   广荣化学工业
 导电性添加盐4     EMI-TSFI   ステラケミファ
 导电性添加盐5     钾-双(3氟基甲磺酰)亚胺   森田化学工业
 碳HAF     シ一スト3   东海カ一ポン   5   30   5   5   30  5
 无机充填剂     轻质碳酸钙   丸尾ァルシウム   20   20   20   20   20  20
 发泡剂1     ネオセルボンN1000SW   永和化成   4   4   4   4   4  4
 发泡剂2     ビニホ一ル AC#3   永和化成   4   4   4   4   4  4
 发泡增强剂     セルベ一スト101   永和化成   4   4   4   4   4  4
 加硫剂     硫磺   鹤见化学   1   1   1   1   1  1
 加硫催化剂     DM   大内新兴化学   1   1   1   1   1  1
 硬度(C)   36   36   33   36   36  33
 电阻   9.1   8.0   7.5   9.1   8  7.5
 感光体污染   ○   ○   ○   ○   ○  ○
 静电容量(100Hz)   30   70   55   30   70  55
 数学式1   1.7   15.0   10.0   1.7   15.0  10.0
 调色剂扩散   无   有   有   无   有  有
 判定   ×   ×   ×   ×   ×  ×
又，表1，2中各个配方的数值单位为重量份。又，电阻数值为常用对数值(log10Ω)。DM为二硫化二苯并噻唑。发泡剂1为化学发泡剂4，4’-氧双(苯磺酰肼)(OBSH)。发泡剂2为偶氮二甲酰胺(ADCA)，发泡助剂使用脲。
导电性添加盐1为锂-双(三氟甲磺酰)亚胺(住友3M株式会社制)，导电性添加盐2为三氟甲磺酸锂(森田化学工业株式会社制)，导电性添加盐3己基三甲胺-双(三氟甲磺酰)亚胺(“IL-A1”广荣化学工业株式会社制)，导电性添加盐4为1-乙基-3-甲基咪唑啉-双(三氟甲磺酰)亚胺(“EMI-TSFI”STERA化学株式会社制)，导电性添加盐5为钾-双(三氟甲磺酰)亚胺(森田化学工业株式会社制)。
此外，表中，数学式1的栏，表示上述的(C(L)-C(H))/(log10Hz(H)-log10Hz(L))的值。数学式1，适当取比0大比10小的值。
(实施例1～实施例16)
实施例1～实施例16中的任一个，如表1所示，电阻的常用对数值取在本发明的范围内，100Hz时的导电性辊的静电电容也取在本发明的范围内的50pF以下。实施例1～6、16，采用导电性添加盐1；实施例7～10，采用导电性添加盐2；实施例11，采用导电性添加盐5；实施例12，采用导电性添加盐3；实施例13，采用导电性添加盐4；对具备有氟基及磺酰基的阴离子的盐的导电性添加盐的种类进行变更。实施例14、15，不用导电性添加盐。
采用导电性添加盐3～5的实施例11～13，由于阳离子增大，可实现通电上升的减低。
此外，实施例16，采用在EO-PO-AGE共聚合体中预先混入导电性添加盐1的盐。
(比较例1～比较例6)
另外，比较例1～比较例6，将电阻的常用对数值或100Hz时的静电电容取在本发明的范围外。比较例1～3采用导电性添加盐1，比较例4～6采用导电性添加盐2。
如以下那样，就有关电阻、硬度、静电电容(100Hz)、感光体污染的有无、调色剂扩散的项目，对实施例及比较例的导电性辊进行试验及/或评价。
(静电电容)
用LCR计(东洋技术公司制)进行测定。如图2所示，在载放导电性辊20的铝板P与轴22间加上电压，通过LCR计在R(电阻)成分和C(电容)成分的并联电路中进行测定。轴22两端的负荷固定为500g。
用频率100Hz进行测定。此外，也可按低频Hz(L)取100Hz，高频Hz(H)取100000Hz进行测定。
(电阻值的测定)
在温度23℃、相对湿度55％的氛围中、如图3所示，将穿有芯体2的导电性弹性层1搭靠在金属制圆筒3上，使连接到电源4的+侧的内阻r(10kΩ)的导线的前端与金属制圆筒3的一端面连接，同时，使连接到电源4的一侧的导线的前端与导电性弹性层1的另一端面连接，进行通电。在芯体2的两端部各加上500g的负荷F，在芯体2与金属制圆筒3间加上1kV的电压、并通过使金属制圆筒3转动，使导电性辊10作间接转动。此时，在圆周方向进行36次电阻测定，并求出其平均值。该值适合在10的9.0次方以下。在表1中，表示常用对数值。
(硬度(肖氏硬度E))
在温度23℃、相对湿度55％的环境中、在左右轴部加上500g的负荷，用肖氏硬度E硬度计进行硬度测定。
又，将40以下作为适当值。
(感光体污染)
用500g的负荷使导电性辊压紧感光体，在40℃、90％RH条件下放置2周时间，用目视确认感光体表面的污染情况。用目视不能确认感光体表面污染时打○，能确认时打×。
(调色剂扩散评价)
用兄弟公司制LBP HL-1240，进行调色剂扩散评价。
详细地，画出100μm宽的黑白线，进行评价。没有调色剂扩散时写“无”；有调色剂扩散时写“有”
(判定)
根据上述测定及试验结果，对满足要求性能的导电性辊优质品打○；对劣质品打×。
如表2所示那样，比较例1、4，由于电阻值比10的9次方大，因此作为导电性辊是不适当的。比较例2、5及比较例3、6，在100Hz时的静电电容比50pF大，按数学式1规定的值也过大，处在范围之外，因此，会发生调色剂扩散。
此外，如表1所示那样，实施例1～实施例16的导电性辊，硬度(肖氏硬度E)在31～39、是适当的，感光体污染也完全没有、数学式1的值在10以下、是适当的，完全没有调色剂扩散、如表1中表示判断结果完全是○那样，可确认是完全优质的导电性辊。实施例5、6，由于作为橡胶成分，采用BR和EPDM、并配合导电性添加盐1，所以耐气候性良好。又，橡胶成分只用BR、配合导电性添加盐时，产生臭氧劣化。
此外，在实施例11～13，由于配合导电性添加盐3～5，其阳离子比锂阳离子稍重，所以，可更大地减低连续通电时的电阻上升。且可进一步减低电阻值的环境依存性。
又，属于BR及EO-PO-AGE共聚合体的2因次系的实施例14，可保持静电电容减小时进行电阻调整，属于BR及EO-PO-AGE共聚合体与氯丁的3因次系的实施例15，还可进一步抑制环境变动。又，在EO-PO-AGE共聚合体中预先混入导电性添加盐1的实施例16，能比EO-PO-AGE共聚合体单独使用时更少量地得到期望的电阻，同时，比导电性添加盐1单独使用时更能减低通电上升。
按照上述实施例，本发明的导电性辊，能确认：显示出适用于图象形成装置的导电性辊的低电阻值，由于静电电容也小、可抑制调色剂扩散，可防止感光体污染。此外，由于实施例的配合不含氯，所以，也能成为兼顾环境的导电性辊。
                              符号说明
1-导电性弹性层
2-芯体
10-导电性辊

Claims (5)

1.一种导电性辊，具有芯体、以及在该芯体的表面侧的导电性弹性层，其特征在于，在100Hz时的静电电容是50pF以下，在施加电压为1000V时的电阻为10的5次方Ω以上、10的9次方Ω以下。
2.如权利要求1所述的导电性辊，其特征在于，
在上述100Hz时的静电电容为10pF以上。
3.如权利要求1所述的导电性辊，其特征在于，
在交流的低频102Hz(L)时的静电电容C(L)、及在交流的高频105Hz(H)时的静电电容C(H)，满足下式关系：
0＜(C(L)-C(H))/(log10Hz(H)-log10Hz(L))＜10
4.如权利要求1所述的导电性辊，其特征在于，
上述导电性弹性层，由在橡胶成分中配入离子导电性充填剂的橡胶组成物构成；
作为上述离子导电性充填剂，采用具有可离解成阴离子及阳离子的氟基、磺酰基的锂盐、钾盐、第4级铵盐、或咪唑啉盐。
5.如权利要求1所述的导电性辊，其特征在于，
上述导电性弹性层，是采用从乙烯-丙烯-二烯烃共聚合橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、丁二烯橡胶中选择的至少1种以上的橡胶，并采用相对橡胶成分100重量份含有0.01重量份以上20重量部以下的、作为离子导电性充填剂具有氟基及磺酰基的阴离子的盐的橡胶组成物而形成的。
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