DE102004014484A1

DE102004014484A1 - Entwicklerwalze

Info

Publication number: DE102004014484A1
Application number: DE102004014484A
Authority: DE
Inventors: Kazushi Komaki Yamaguchi; Mitsuyoshi Komaki Kondo; Akihoko Komaki Kaji; Yasuki Komaki Ohtake
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2004-10-28
Also published as: JP4107130B2; US20040190949A1; CN1534400A; JP2004302126A

Abstract

Entwicklerwalze, die Restladung auch in Umgebungen mit niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit verringern kann, die eine Welle 1, eine innerste Schicht 2, eine Zwischenschicht 3 und eine äußerste Schicht 4 umfaßt, die in dieser Reihenfolge auf einer äußeren Umfangsoberfläche der Welle vorgesehen sind, wobei die Zwischenschicht ein ionenleitendes Mittel sowie Ruß umfaßt und einen spezifischen Volumenwiderstand (rhov) von nicht mehr als 1,0 x 10·6· OMEGA È cm aufweist und die äußerste Schicht einen spezifischen Volumenwiderstand (rhov) von 1,0 x 10·7· bis 1,0 x 10·13· OMEGA È cm aufweist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entwicklerwalze zur Verwendung in einer elektrophotographischen Vorrichtung, beispielsweise in einem Kopierer oder in einem Drucker.

In einer elektrophotographischen Vorrichtung wird im allgemeinen ein bildgebender Arbeitsschritt durchgeführt, indem ein elektrostatisches Zwischenbild eines Originalbilds auf einer Oberfläche einer Photoaufnahmetrommel ausgebildet wird, wodurch ein Toner an dem elektrostatischen Zwischenbild haftet, um ein Tonerbild auszuformen, das Tonerbild auf ein Blatt zu übertragen und auf dem Blatt zu fixieren. Zum Ausbilden des Tonerbilds wird ein Toner aus einer Tonerkassette auf eine Oberfläche einer Entwicklerwalze mittels einer Tonerauftragewalze aufgetragen und elektrisch mittels Reibung zwischen der Oberfläche der Entwicklerwalze und einer gegenüberliegenden schichtausbildenden Lamelle elektrisch aufgeladen, während eine Tonerschicht auf der Oberfläche der Entwicklerwalze ausgebildet wird, woraufhin der Toner der Tonerschicht an dem elektrostatischen Zwischenbild der Photoaufnahmetrommel haftet.

Eine der für die Entwicklerwalze erforderlichen Eigenschaften ist die gute Übertragbarkeit eines Toners, wobei diese Eigenschaft eine wichtige Rolle beim Erzielen eines guten kopierten Bildes spielt. Eine vorgeschlagene Entwicklerwalze umfaßt eine Welle, eine innerste Schicht, eine Zwischenschicht und eine äußerste Schicht, die in dieser Reihenfolge auf einem äußeren Umfang der Welle ausgebildet sind, wobei der spezifische Volumenwiderstand (ρv) der Zwischenschicht kleiner als 10⁶ Ω·cm ist und der spezifische Volumenwiderstand (ρv) der äußersten Schicht in einem Bereich zwischen 10⁷ bis 10¹² Ω·cm liegt (siehe die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 8-190263 (1996)). Durch die Verwendung dieser Entwicklerwalze kann eine Restladung verringert werden, so daß die Übertragbarkeit eines Toners verbessert wird, wodurch ein gutes kopiertes Bild erreicht werden kann.

Bei der Verwendung einer solchen Entwicklerwalze können gute Ergebnisse in einer Umgebung mit normaler Temperatur (ungefähr 23°C) und mit einer normalen Feuchtigkeit (ungefähr 53%) erreicht werden. Jedoch verbleibt wegen einer erhöhten Restladung nach Raum für Verbesserungen, wenn bei einer Umgebung mit niedrigen Temperaturen (ungefähr 15°C) und geringer Feuchtigkeit (ungefähr 10%) gute kopierte Bilder erreicht werden sollen.

In Anbetracht dessen ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Entwicklerwalze vorzusehen, welche die Restladung auch bei einer Umgebung mit geringer Temperatur und geringer Feuchtigkeit reduzieren kann.

Abriß der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung und um die obengenannten Ziele zu erreichen, wird eine Entwicklerwalze vorgesehen, die eine Welle, eine innerste Schicht, die auf einer äußeren Umfangsfläche der Welle vorgesehen ist, eine Zwischenschicht, die auf einer äußeren Umfangsoberfläche der innersten Schicht vorgesehen ist, und einer äußersten Schicht aufweist, die auf einer äußeren Umfangsfläche der Zwischenschicht vorgesehen ist, wobei die Zwischenschicht ein ionenleitendes Mittel und Ruß umfaßt und einen spezifischen Volumenwiderstand (ρv) von nicht mehr als 1,0 × 10⁶ Ω·cm aufweist, wobei die äußerste Schicht einen spezifischen Volumenwiderstand (ρv) von 1,0 × 10⁷ bis 1,0 × 10¹³ Ω·cm hat.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben intensive Studien hinsichtlich Materialien oder ähnlichem für eine Entwicklerwalze durchgeführt, um Restladungen der Entwicklerwalze bei Umgebungen mit niedrigen Temperaturen und geringer Feuchtigkeit zu reduzieren. Als Ergebnis wurde entdeckt, daß bei einer Entwicklerwalze mit einer innersten Schicht, einer Zwischenschicht und einer äußersten Schicht, die in dieser Reihenfolge auf einem äußeren Umfang einer Welle ausgebildet sind, die obengenannten Ziele erreicht werden können, wenn die Zwischenschicht ein ionenleitendes Mittel und Ruß enthält und einen spezifischen Volumenwiderstand (ρv) von nicht mehr als 1,0 × 10⁶ Ω·cm aufweist und die äußerste Schicht einen spezifischen Volumenwiderstand (ρv) von 1,0 × 10⁷ bis 1,0 × 10¹³ Ω·cm aufweist. Dadurch konnten die Erfinder zu der vorliegenden Erfindung gelangen.

1 ist eine Querschnittsansicht, die eine beispielhafte Entwicklerwalze gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen von Restladungen auf einer äußersten Schicht der Entwicklerwalze von 1 darstellt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
Die vorliegende Erfindung ist im weiteren detailliert anhand einer Ausführung beschrieben.
Die 1 zeigt eine beispielhafte Entwicklerwalze gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Entwicklerwalze umfaßt eine Welle 1, eine innerste Schicht 2, die auf einer äußeren Umfangsoberfläche der Welle 1 vorgesehen ist, eine Zwischenschicht 3, die auf einer äußeren Umfangsoberfläche der innersten Schicht vorgesehen ist, und eine äußerste Schicht 4, die auf einer äußeren Umfangsoberfläche der Zwischenschicht vorgesehen ist. Die Zwischenschicht umfaßt ein ionenleitendes Mittel sowie Ruß und hat einen spezifischen Volumenwiderstand (ρv) von nicht mehr als 1,0 × 10⁶ Ω·cm, wobei die äußerste Schicht einen spezifischen Volumenwiderstand (ρv) von 1,0 × 10⁷ bis 1,0 × 10¹³ Ω·cm hat.
Die Struktur der Welle 1 unterliegt keinen besonderen Beschränkungen, sondern kann eine Vollkernwelle oder eine hohle zylindrische Welle mit einem hohlen Inneren und vorzugsweise aus Metall hergestellt sein. Die Welle 1 kann aus Stahl, beschichtetem Stahl, rostfreiem Stahl, Aluminium oder ähnlichem zusammengesetzt sein. Je nach Bedarf kann an die äußere Umfangsoberfläche der Welle 1 ein Klebstoff, eine Grundierung oder ähnliches aufgetragen werden. Ferner kann der Klebstoff, die Grundierung oder ähnliches nach Bedarf elektrisch leitend sein.
Ein Material zum Ausformen der innersten Schicht 2 unterliegt keiner besonderen Einschränkung, jedoch umfassen Beispiele hierfür Silikongummies, Äthylen-Propylen-Dien-Gummies (EPDM), Styrol-Butadien-Gummies (SBR), Butadien-Gummies (BR), Isopren-Gummies (IR), Acrynitril-Butadien-Gummies (NBR) und Polyurethan-Elastomere, die entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden können. Von diesen sind Silikongummies wegen der geringen Härte und der geringen bleibenden Verformung zu bevorzugen.
Das Material zum Ausbilden der innersten Schicht 2 kann, je nach Bedarf, eines oder mehrere der folgenden Mittel umfassen: Vernetzungsmittel, Vulkanisierungsmittel, Schäummittel, Plastifikator, Weichmacher, Tackifier und elektrisch leitendes Mittel.
Ein Material zum Ausbilden der Zwischenschicht 3 umfaßt eine Hauptkomponente, wie unten beschrieben, ein elektrisch ionenleitendes Mittel und Ruß. Beispiele für die Hauptkomponente umfassen hydrierte Acrylnitril-Butadien-Gummis (hydrierte Nitrilgummis: H-NBR), Acrylnitril-Butadien-Gummis (Nitril-Gummis: NBR), Polyurethan-Elastomere, Chloropren-Gummis (CR), Naturgummis, Butadien-Gummis (BR) und Butyl-Gummis (IIR), die entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden können. Von diesen wird H-NBR insbesondere wegen der Klebfähigkeit und der Stabilität der Beschichtungsflüssigkeit bevorzugt.
Beispiele für das elektrisch ionenleitende Mittel umfassen beispielsweise quaternäre Ammoniumverbindungen, beispielsweise Trimethyloctadecylammoniumchlorid, Benzyltrimethylammoniumchlorid, Trioctylpropylenammoniumchlorid, Trioctylpropylammoniumbromid, Trimethyloctadecylammoniumperchlorat, Tetrabutylammoniumhydrogensulfat und Tetrabutylammoniumhydroxid sowie deren Perchloarte, Benzoate, Nitrite, Hydrosulfate und Hydroxid-Salze, die entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden können. Vor allem werden Tetrabutylammoniumhydrogensulfat und Tetrabutylammoniumhydroxid bevorzugt.
Die ionenleitenden Mittel können in einer Umgebung mit niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit einen Effekt hervorrufen, welcher die Restladung verringert, auch wenn nur eine kleine Menge hiervon in der Hauptkomponente des Materials zum Ausbilden der Zwischenschicht 3 vorgesehen ist. Jedoch liegt die Menge des ionenleitenden Mittels vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,5 bis 10 Gewichtsanteile (im folgenden nur als Anteile abgekürzt), bezogen auf 100 Anteile der Hauptkomponente zum Ausbilden der Zwischenschicht 3. Da sich der Effekt nicht verändert, wenn die Menge 10 Anteile überschreitet, besteht keine Notwendigkeit, mehr als 10 Anteile zu verwenden. Wenn die Menge zu hoch ist, neigt das ionenleitende Mittel im Gegenteil dazu, in die äußerste Schicht 4 auszuschwitzen, wodurch möglicherweise Ausblühungen entstehen.
Der obengenannte Ruß unterliegt keiner besonderen Einschränkung, und es kann allgemein verwendbarer Ruß verwendet werden. Ein solcher Ruß ist in dem ionenleitenden Mittel enthalten, so daß der spezifische Volumenwiderstand der Zwischenschicht 3 in den erforderlichen Bereich von nicht mehr als 1,0 × 10⁶ Ω·cm fällt. Die Menge des Rußes liegt im Bereich zwischen 20 bis 50 Anteile bezogen auf 100 Anteile der Hauptkomponente zum Ausbilden der Zwischenschicht 3.
Das Material zum Ausbilden der Zwischenschicht 3 kann auch zusätzlich zu dem ionenleitenden Mittel und dem Ruß einen oder mehrere der folgenden Zusätze enthalten: Vulkanisierungsmittel, Vulkanisierungsbeschleuniger, Stearinsäure, Zinkoxid (ZnO), Weichmacher, und ähnliches.
Ein Material zum Ausbilden der äußersten Schicht 4 umfaßt eine Hauptkomponente, wie unten beschrieben, sowie ein elektrisch leitendes Mittel. Beispiele der Hauptkomponente umfassen beispielsweise NBR, fluorhaltige Gummis, silikonmodifizierte Acrylharze, Acrylharze, Silikonharze, Fluorcarbonharze, Urethanharze, Phenolharze, Polyamidharze und Epoxydharze, die entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden können. Von diesen wird NBR bevorzugt, da NBR eine elektrische Ionenleitfähigkeit durch die Polarität des Polymers selbst und eine Widerstandsfähigkeit gegenüber Öl aufweist, um Öl oder einen Plastizierer abzuweisen, das oder der von den inneren Schichten übertragen wird.
Beispiele der elektrisch leitenden Mittel umfassen Ruß, Graphit, Kaliumtitanat, Eisenoxid, c-TiO₂, c-ZnO, c-SnO₂ und ionenleitende Mittel, welche einzeln oder in Kombination verwendet werden können. Das oben verwendete Präfix „c-" bedeutet „elektrisch leitend". Der spezifische Volumenwiderstand (ρv) der äußersten Schicht 4 kann durch das Hinzufügen des elektrisch leitenden Mittels in einen Bereich zwischen 1,0 × 10⁷ bis 1,0 × 10¹³ Ω·cm liegen. Die Menge des elektrisch leitenden Mittels liegt im Bereich zwischen 0 bis 20 Anteile bezogen auf 100 Anteile der Hauptkomponente zum Ausbilden der äußersten Schicht 4. Ferner kann diese, falls erwünscht, einen oder mehrere der Zusätze umfassen: Stabilisierer, UV-Absorber, antistatisches Mittel, Verstärkungsmittel, elektrostatischer Controller, Klebemittel, Farbstoff, Pigment, Flammschutzmittel, Öl oder ähnliches.
Die erfindungsgemäße Entwicklerwalze kann beispielsweise wie folgt hergestellt werden. Jedes Material zum Ausbilden der innersten Schicht 2, der Zwischenschicht 3 und der äußersten Schicht 4 wird in der folgenden Weise präpariert. Das Material (Mischung) zum Ausbilden der innersten Schicht 2 wird durch Kneten jeder Komponente zum Ausbilden der innersten Schicht 2 mittels einer Knetvorrichtung, beispielsweise ein Kneter, präpariert. Das Material (Beschichtungsflüssigkeit) zum Ausbilden der Zwischenschicht 3 wird durch Kneten jeder Komponente zum Ausbilden der Zwischenschicht 3 mittels einer Knetvorrichtung, beispielsweise eine Kugelmühle oder Walze, präpariert, organische Lösungsmittel werden der sich ergebenden Mischung hinzugefügt und daraufhin gemischt und gerührt. Das Material (Beschichtungsflüssigkeit) zum Ausbilden der äußeren Schicht wird durch Kneten jeder Komponente zum Ausbilden der äußersten Schicht 4 mittels einer Knetvorrichtung, beispielsweise eine Kugelmühle oder eine Walze, hergestellt, organische Lösungsmittel werden der sich ergebenden Mischung hinzugefügt und diese wird gemischt und gerührt. Beispiele für die organischen Lösungsmittel umfassen Methylethylketon (MEK), Methanol, Toluol, Isopropanol-Alkohol, Methyl-Cellosolve, Dimethylformamid, Tetrahydrofuran und Ethylacetat, wobei MEK wegen der Löslichkeit bevorzugt wird. Diese Lösungsmittel werden entweder einzeln oder in Kombination verwendet.
Daraufhin werden eine zylindrische Form zum Ausbilden der innersten Schicht 2 sowie eine Welle 1 präpariert. Ein Formtrennmittel, beispielsweise Wachs, wird auf die innere Umfangsfläche der zylindrischen Form aufgetragen, und ein Klebemittel oder eine Grundierung wird auf eine äußere Umfangsoberfläche der Welle aufgetragen, falls erforderlich. Die Welle 1 wird wiederum als Mittelachse der zylindrischen Form installiert, in der eine untere Kappe abgedeckt ist. Nachdem das Material (Mischung) zum Ausbilden der innersten Schicht 2 in einen Zwischenraum, der durch die Welle und die zylindrische Form definiert ist, eingefüllt ist, wird eine obere Kappe auf der zylindrischen Form abgedeckt. Die gesamte Form ist mit sowohl der unteren als auch der oberen Kappe abgedeckt und wird in einen Ofen gegeben und zum Vulkanisieren des Materials (Mischung) zum Ausbilden der innersten Schicht auf einer äußeren Umfangsoberfläche der Welle 1 erhitzt. Danach wird das resultierende Produkt aus der Form herausgenommen. Nach dem Herausnehmen aus der Form kann so das erhaltene Produkt sekundär-vulkanisiert werden.
Danach wird das Material (Beschichtungsflüssigkeit) zum Ausbilden der Zwischenschicht 3 auf eine Umfangsoberfläche der innersten Schicht 2 durch ein Walzenbeschichtungsverfahren aufgetragen, getrocknet und/oder erhitzt, um die Zwischenschicht auszubilden. Das Material (Beschichtungsflüssigkeit) zum Ausbilden der äußersten Schicht 4 wird durch ein Walzenbeschichtungsverfahren auf eine Umfangsoberfläche der Zwischenschicht 3 aufgetragen, getrocknet und/oder erhitzt, um die äußerste Schicht auszubilden. Auf diese Weise wird die erfindungsgemäße Entwicklerwalze hergestellt.
Die Dicke der innersten Schicht 2 unterliegt keinen besonderen Einschränkungen, sie jedoch liegt in der oben genannten Ausführung vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,1 und 10 mm, und insbesondere vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,5 und 6 mm. Die Dicke der Zwischensicht 3 unterliegt keiner besonderen Einschränkung, jedoch liegt diese vorzugsweise in einem Bereich zwischen 3 und 30 μm, und besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 5 und 20 μm. Die Dicke der äußersten Schicht 4 unterliegt keiner besonderen Einschränkung, jedoch liegt diese vorzugsweise im Bereich zwischen 3 und 30 μm, und besondere bevorzugt in einem Bereich zwischen 5 und 20 μm. Jede Dicke der innersten Schicht 2, der Zwischenschicht 3 und der äußersten Schicht 4 kann durch Messen jeder Dicke einer Querschnittsprobe ermittelt werden, die von einer Entwicklerwalze mittels einer Mikrophoto-Vorrrichtung erhalten wird. Ferner sind die innerste Schicht 2, die Zwischenschicht 3 und die äußerste Schicht 4 in dieser Reihenfolge in der obengenannten Ausführung auf der äußeren Umfangsoberfläche der Welle 1 ausgebildet, jedoch kann jede andere Schicht zwischen beliebigen zwei dieser Schichten eingefügt werden oder auf einer inneren Umfangsoberfläche der innersten Schicht 2 oder auf einer äußersten Umfangsoberfläche der äußersten Schicht 4 vorgesehen sein. Solche Schichten haben entweder eine ähnliche Funktion wie die benachbarten Schichten oder eine andere Funktion.
Im folgenden werden erfindungsgemäße Beispiele sowie Vergleichsbeispiele erklärt.
Beispiel 1
Um eine Entwicklerwalze herzustellen, wurden eine Welle 1, ein Material (Mischung) zum Ausbilden einer innersten Schicht 2, ein Material (Beschichtungsflüssigkeit) zum Ausbilden einer Zwischenschicht 3, ein Material (Beschichtungsflüssigkeit) zum Ausbilden einer äußersten Schicht 4 und eine zylindrische Form zum Ausbilden der innersten Schicht präpariert. Als Welle 1 wurde ein Volleisenzylinder mit einem Durchmesser von 8 mm präpariert.
Präparieren des Materials (Mischung) zum Ausbilden der innersten Schicht 2
Ein Material (Mischung) zum Ausbilden einer innersten Schicht 2 wurde hergestellt, indem ein elektrisch leitender Silikongummi mittels eines Kneters präpariert wurde (KE1357 A/B, beziehbar von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Tokio, Japan).
Präparieren von Material (Beschichtungsflüssigkeit) zum Ausbilden der Zwischenschicht 3
Ein Material (Beschichtungsflüssigkeit) zum Ausbilden einer Zwischenschicht 3 wurde durch Kneten von 0,1 Anteilen eines ionenleitenden Mittels (Trimethyloctadecylammoniumperchlorat), 50 Anteile Ruß (Ketjenblack EC, beziehbar von Lion Corporation, Tokio, Japan), 0,5 Anteile einer Stearinsäure, 5 Anteile Zinkoxid (ZnO), 1 Anteil eines Vulkanisierungsbeschleunigers (BZ; Zink-di-n-Butyldithiocarbamat), 2 Anteile eines Vulkanisierungsbeschleunigers (CZ; N-Cyclohexyl-2-Benzothiazolylsulfenamid) und 1 Anteil Schwefel bezogen auf 100 Anteile von H-NBR (Zetpol 0020, beziehbar von ZEON Corporation, Tokio, Japan) mittels einer Kugelmühle geknetet, wobei 400 Anteile MEK hinzugefügt wurden und die so erhaltene Mischung gemischt und gerührt wurde.
Präparierung eines Materials (Beschichtungsflüssigkeit) zum Ausbilden der äußersten Schicht 4
Ein Material (Beschichtungsflüssigkeit) zum Ausbilden einer äußersten Schicht 4 wurde präpariert, indem 10 Anteile Ruß (Denka Black HS-100, beziehbar von Denki Kagaku Kogyo Kabushikikaisha, Tokio, Japan), bezogen auf 100 Anteile einer Latexmischung (Nipole DN-508, beziehbar von ZEON Corporation, Tokio, Japan); 70 Anteile NBR und 30 Anteile Poly vinylchlorid (PVC)) mittels einer Kugelmühle geknetet wurden, wobei 400 Anteile MEK hinzugefügt wurden und die so erhaltene Mischung gemischt und gerührt wurde.
Herstellung der Entwicklerwalze
Eine Entwicklerwalze wurde in der gleichen Weise wie die obengenannte Ausführung präpariert. In Beispiel 1, wurde das Material zum Ausbilden der innersten Schicht 2 bei 190° C für 20 Minuten vulkanisiert, und die innerste Schicht 2 mit einer Dicke von 5 mm wurde ausgeformt. Die Zwischenschicht 3 wurde mit einer Dicke von 10 μm ausgebildet und die äußerste Schicht 4 wurde mit einer Dicke von 15 μm ausgebildet. In der so erzeugten Entwicklerwalze war der spezifische Volumenwiderstand (ρv) der Zwischenschicht 3 gleich 1,0 × 10³ Ω·cm und der spezifische Volumenwiderstand (ρv) der äußersten Schicht 4 betrug 1,0 × 10⁷ Ω·cm.
Beispiel 2
Eine Entwicklerwalze wurde im wesentlichen in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß bei dem Präparieren eines Materials (Beschichtungsflüssigkeit) zum Ausbilden einer Zwischenschicht 3 die Menge des ionenleitenden Mittels 0,5 Anteile und die Menge des Rußes 35 Anteile betrug. Der spezifische Volumenwiderstand (ρv) der Zwischenschicht 3 bei der so erzeugten Entwicklerwalze war 2,0 × 10³ Ω·cm und der spezifische Volumenwiderstand (ρv) der äußersten Schicht 4 war 1,0 × 10⁹ Ω·cm.
Beispiel 3
Eine Entwicklerwalze wurde im wesentlichen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß bei dem Präparieren eines Materials (Beschichtungsflüssigkeit) zum Ausbilden einer Zwischenschicht 3 die Menge des ionenleitenden Mittels 1 Anteil und die Menge des Rußes 30 Anteile betrug. In der so erzeugten Entwicklerwalze war der spezifische Volumenwiderstand (ρv) der Zwischenschicht 3 gleich 5,0 × 10³ Ω·cm und der Volumenwiderstand (ρv) der äußersten Schicht 4 war 1,0 × 10¹¹ Ω·cm.
Beispiel 4
Es wurde eine Entwicklerwalze im wesentlichen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß bei der Herstellung eines Materials (Beschichtungsflüssigkeit) zum Ausbilden einer Zwischenschicht 3 die Menge des ionenleitenden Mittels 5 Anteile und die Menge des Rußes 25 Anteile betrug. In der sich ergebenden Entwicklerwalze war der spezifische Volumenwiderstand (ρv) der Zwischenschicht 3 gleich 1,0 × 10⁴ Ω·cm, und der spezifische Volumenwiderstand (ρv) der äußersten Schicht 4 war 1,0 × 10¹² Ω·cm.
Beispiel 5
Es wurde eine Entwicklerwalze im wesentlichen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß bei dem Präparieren eines Materials (Beschichtungsflüssigkeit) zum Ausbilden einer Zwischenschicht 3 die Menge des ionenleitenden Mittels 10 Anteile und die Menge des Rußes 20 Anteile betrug. In der so erhaltenen Entwicklerwalze war der spezifische Volumenwiderstand (ρv) der Zwischenschicht 3 gleich 1,0 × 10⁶ Ω·cm und der spezifische Volumenwiderstand (ρv) der äußersten Schicht 4 betrug 1,0 × 10¹³ Ω·cm.
Vergleichsbeispiel 1
Es wurde eine Entwicklerwalze im wesentlichen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß bei dem Präparieren eines Materials (Beschichtungsflüssigkeit) zum Ausbilden einer Zwischenschicht 3 kein ionenleitendes Mittel enthalten war und die Menge des Rußes 30 Anteile betrug. In der so erhaltenen Entwicklerwalze betrug der spezifische Volumenwiderstand (ρv) der Zwischenschicht 3 1,0 × 10⁴ Ω·cm, und der spezifische Volumenwiderstand (ρv) der äußersten Schicht 4 war 1,0 × 10¹² Ω·cm.
Vergleichsbeispiel 2
Es wurde eine Entwicklerwalze im wesentlichen in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß bei dem Präparieren eines Materials (Beschichtungsflüssig keit) zum Ausbilden einer Zwischenschicht 3 die Menge des ionenleitenden Mittels 1 Anteil und die Menge des Rußes 15 Anteile betrug. In der so erhaltenen Entwicklerwalze betrug der spezifische Volumenwiderstand (ρv) der Zwischenschicht 3 1,0 × 10⁷ Ω·cm, und der spezifische Volumenwiderstand (ρv) der äußersten Schicht 4 betrug 1,0 × 10¹⁴ Ω·cm.
Die Restladung für jede der so erhaltenen Beispiele 1 bis 5 und der Vergleichsbeispiel 1 und 2 wurde in der folgenden Weise gemessen und die Qualität der kopierten Bilder wurde ausgewertet. Diese Messung und das Ausgeben der kopierten Bilder wurden beide bei Bedingungen mit normaler Temperatur (23° C) und normaler Feuchtigkeit (53 %), sowie in einer Umgebung mit niedriger Temperatur (15° C) und geringer Feuchtigkeit (10 %) durchgeführt.
Messung der Restladung
Wie in der 2 gezeigt, wurde ein Corotron (eine Elektrisierungsvorrichtung) 11 axial und parallel zu einer Entwicklerwalze vorgesehen. Der Abstand zwischen einem Kern 11a des Corotrons 11 und einer Oberfläche der äußersten Schicht 4 der Entwicklerwalze wurde auf 10 mm eingestellt. Der Kern 11a des Corotrons 11 wurde mit einem Minuspol einer Gleichstromversorgung 13 über eine Konstantstromsteuerung 12 (in der ein konstanter Strom auf 100 μA geregelt wurde) verbunden, wobei ein Pluspol der Gleichstromversorgung geerdet wurde. Eine Abschirmung 11b des Corotrons 11 wurde mit der Welle 1 der Entwicklerwalze geerdet. Die Oberfläche der äußersten Schicht 4 wurde durch das Corotron geladen, während sich die Entwicklerwalze mit 70 Umdrehungen pro Minute um ihren Umfang drehte. Die Restladung der äußersten Schicht 4 wurde an der Position gemessen, die entlang des Umfangs um 90 Grad zu dem Ladepunkt versetzt ist. Die Messung wurde mit einer Sonde 15 (ein elektrischer Potentialdetektor) durchgeführt, die mit einem Oberflächenelektrometer 14 (Model 541 von TREK Japan, K. K., Tokio, Japan) verbunden wurde, wobei die Sonde mit 8,7 mm/s innerhalb eines Bereichs des kopierten Bildes der äußersten Schicht 4 axial beweglich war. Zu diesem Zeitpunkt wurde der Abstand zwischen der Sonde 15 und der äußeren Umfangsoberfläche der äußersten Schicht 4 auf 1 mm eingestellt. Der maximale Wert der Restladung wurde durch das Oberflächenelektrometer 14 angezeigt, wobei jeder dieser Werte in der folgenden Tabelle 1 dargestellt ist. In diesem Zusammenhang bedeutet „ein Bereich des kopierten Bildes" derjenige Bereich, auf dem eine Tonerschicht ausgebildet ist, sowie ein Zwischenabschnitt ohne beide entgegengesetzten, von beiden äußeren Enden der äußersten Schicht 4 aus gemessenen 5 mm breiten Rändern.
Dichte des kopierten Bildes
Jede nach den Beispielen 1 bis 5 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 erzeugten Entwicklerwalzen wurden in einen Laserstrahldrucker (LP-3000 von EPSON Corporation, Tokio, Japan) eingebaut und es wurden tatsächlich Bilder gedruckt. Ein sich nach 10.000 Blättern ergebendes Bild wurde ausgewertet. Das Ergebnis der Auswertung ist in der folgenden Tabelle dargestellt, in der das Symbol
keine Unregelmäßigkeiten in der Dichte des kopierten Bildes angibt, das Symbol Δ eine geringe Unregelmäßigkeit der Dichte angibt, die jedoch unauffällig ist, und das Symbol X eine deutliche Unregelmäßigkeit angibt.
Tabelle 1
Wie sich aus den in Tabelle 1 dargestellten Ergebnissen ergibt, werden gut kopierte Bilder wegen geringer Restladungen bei einer Umgebung mit geringer Temperatur (15° C) und niedriger Feuchtigkeit (10 %) erzeugt, wenn die Entwicklerwalzen der Beispiele 1 bis 5 verwendet werden. Da die Menge des elektrisch ionenleitenden Mittels gering war (0,1 Anteile), sind die kopierten Bilder in einer Umgebung mit niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit geringfügig schlechter.
Wie oben bemerkt, umfaßt die erfindungsgemäße Entwicklerwalze eine Welle, eine innerste Schicht, die auf einer äußeren Umfangsoberfläche der Welle vorgesehen ist, eine Zwischenschicht, die auf einer äußeren Umfangsoberfläche der innersten Schicht vorgesehen ist, und eine äußerste Schicht, die auf einer äußeren Umfangsoberfläche der Zwischenschicht vorgesehen ist, wobei die Zwischenschicht ein ionenleitendes Mittel sowie Ruß umfaßt sowie einen spezifischen Volumenwiderstand (ρv) von nicht mehr als 1,0 × 10⁶ Ω·cm aufweist und die äußerste Schicht einen spezifischen Volumenwiderstand (ρv) von 1,0 × 10⁷ bis 1,0 × 10¹³ Ω·cm aufweist. Aus diesem Grund kann die Restladung verringert werden, wodurch gute kopierte Bilder auch bei Bedingungen mit niedriger Temperatur und geringer Feuchtigkeit erzielt werden können, indem die erfindungsgemäße Entwicklerwalze verwendet wird.
Insbesondere, wenn die Menge des ionenleitenden Mittels sich in einem Bereich zwischen 0,5 und 10 Anteilen befindet und die Menge des Rußes in einem Bereich zwischen 20 bis 50 Anteilen liegt, jeweils bezogen auf 100 Anteile der Hauptkomponente zum Ausbilden der Zwischenschicht 3, kann die Restladung der Entwicklerwalze in einer Umgebung mit niedriger Temperatur und niedriger Feuchtigkeit weiter verringert werden, wodurch sich bessere kopierte Bilder ergeben.

Claims

Entwicklerwalze mit einer Welle, einer innersten Schicht, die auf einer äußeren Umfangsfläche der Welle angeordnet ist, einer Zwischenschicht, die auf einer äußeren Umfangsfläche der innersten Schicht vorgesehen ist, und einer Außenschicht, die auf einer äußeren Umfansgsfläche der Zwischenschicht vorgesehen ist, wobei die Zwischenschicht ein ionenleitendes Mittel sowie Ruß umfaßt und einen spezifischen Volumenwiderstand (ρv) von nicht mehr als 1,0 × 10⁶ Ω·cm aufweist und die äußerste Schicht einen spezifischen Volumenwiderstand (ρv) von 1,0 × 10⁷ bis 1,0 × 10¹³ Ω·cm aufweist.
Entwicklerwalze nach Anspruch 1, wobei das ionenleitende Mittel eine Menge von 0,5 bis 10 Gewichtsanteilen und der Ruß eine Menge von 20 bis 50 Gewichtsanteilen bezogen auf 100 Gewichtsanteile einer Hauptkomponente aufweist, um die Zwischenschicht zu bilden.