DE69734239T2

DE69734239T2 - Entwicklerrolle

Info

Publication number: DE69734239T2
Application number: DE69734239T
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Otsu-shi MIMURA; Yoshihisa Otsu-shi TAWADA; Kenji Otsu-shi KOBAYASHI; Hiroshi Otsu-shi OGOSHI; Susumu Otsu-shi FUKUDA
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2017-04-26
Also published as: EP0911704A4; EP0911704A1; US6035172A; EP0911704B1; KR100317983B1; WO1997041490A1; KR20000064977A; DE69734239D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Entwicklungswalze, die in einer Entwicklungsvorrichtung zum Einsatz kommt, die in elektrofotografische Vorrichtungen eingebaut ist, z. B. Kopierer, Drucker, Faxempfänger o. ä., und insbesondere eine nichtmagnetische Entwicklungswalze, die in einer Entwicklungsvorrichtung zum Einsatz kommt, in der Toner, der auf der Oberfläche der Walze mitgeführt wird, die mit einem Fotorezeptor in Kontakt oder nicht in Kontakt gehalten wird, mindestens zum Fotorezeptor übertragen wird.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Elektrofotografie unterteilt man in zwei Arten: Bei einer Art kommen sowohl magnetische Wirkkraft als auch elektrische Wirkkraft zur Übertragung von Entwicklern zum Einsatz, während bei der anderen Art nur elektrische Wirkkraft verwendet wird. Bei der ersten Art, bei der sowohl magnetische Wirkkraft als auch elektrische Wirkkraft zum Einsatz kommen, können beliebige Zweikomponentenentwickler mit magnetischem Träger und nichtmagnetischem Toner oder Einkomponentenentwickler nur mit magnetischem Toner verwendet werden. Dagegen können bei der zweiten Art, bei der nur elektrische Wirkkraft zum Einsatz kommt, Einkomponentenentwickler verwendet werden, die nur nichtmagnetischen Toner aufweisen (im folgenden als nichtmagnetische Einkomponentenentwickler bezeichnet).
2 zeigt den Aufbau einer Entwicklungsvorrichtung und ihrer Peripherievorrichtungen in einem Drucker oder Kopierer, in dem ein nichtmagnetischer Einkomponentenentwickler verwendet wird. Im folgenden wird zunächst der dargestellte Aufbau beschrieben.
Auf der Oberfläche einer Fotoleitertrommel bzw. eines Fotorezeptors 1, der eine Vorrichtung ist, die ein elektro statisches latentes Bild trägt, ist eine fotoleitende Isolierschicht gebildet. Der fotoleitende Isolator für die Schicht ist ein Stoff, der im gewöhnlichen Zustand elektrisch isoliert, aber bei Lichteinwirkung leitend wird. Der Fotorezeptor 1 dreht in Drehrichtung 1a, und seine Oberfläche wird durch eine Ladevorrichtung 2 gleichmäßig geladen.
Beim Abtasten der Oberfläche eines Originaldokuments mit Licht wird die Oberfläche des Fotorezeptors 1 mit dem reflektierten Licht über ein optisches System (nicht gezeigt) in Richtung 10 belichtet, wonach die belichtete Stelle der Oberfläche des Fotorezeptors 1 leitend wird und die Ladung verliert, und ein elektrostatisches latentes Bild wird auf der Oberfläche des Fotorezeptors 1 erzeugt. Beispielsweise erfolgt in einem Laserdrucker die Belichtung 10 durch optische Strahlen, deren Stärke gemäß dem aufzuzeichnenden Bild moduliert wird. In einem Kopierer wird das reflektierte Licht als Ergebnis des optischen Abtastens der Oberfläche eines Originaldokuments zur Oberfläche des Fotorezeptors 1 über ein optisches System geführt, wodurch die Oberfläche des Fotorezeptors 1 wie bei 10 belichtet wird. Beim Übertragen des geladenen Pulvertoners eines nichtmagnetischen Einkomponentenentwicklers durch eine Entwicklungswalze 33 auf das auf der Oberfläche des Fotorezeptors 1 gebildete elektrostatische latente Bild wird das latente Bild zu einem sichtbaren Bild entwickelt.
Der auf die Oberfläche des Fotorezeptors 1 transferierte Toner wird weiter auf Aufzeichnungspapier 4 übertragen. In diesem Übertragungsschritt wirkt elektrostatische Anziehung auf die Rückseite des Aufzeichnungspapiers 4 mittels einer Übertragungsvorrichtung 5. Eine Reinigungsvorrichtung 6, z. B. ein Reinigungsabstreifer o. ä., ist um den Fotorezeptor 1 an einer Stelle nach der Übertragungsvorrichtung 5 in Drehrichtung 1a angeordnet. Die Reinigungsvorrichtung 6 soll den Toner, der auf der Oberfläche des Fotorezeptors 1 adsorbiert, aber nicht auf das Aufzeichnungspapier 4 übertragen wurde, von der Oberfläche des Fotorezeptors 1 entfernen.
Das Aufzeichnungspapier 4, auf das der Toner übertragen wurde, wird zu einer Fixiervorrichtung 7 transportiert. Die Fixiervorrichtung 7 weist eine Warmwalze 8 und eine Druckwalze 9 auf, zwischen denen das Aufzeichnungspapier durchgeführt wird, so daß der übertragene Toner auf dem Aufzeichnungspapier 4 fixiert wird.
Eine Entwicklungsvorrichtung 3 ist so aufgebaut, daß ein Tonerbehälter 31, der Toner 12 enthält, mit der Entwicklungswalze 33 kombiniert ist, wobei die Oberfläche der Entwicklungswalze 33 mit dem Fotorezeptor 1 in Kontakt gebracht ist, wodurch der Toner 12 auf die Oberfläche des Fotorezeptors 1 übertragen wird. Das Entwicklungssystem dieser Art bezeichnet man als Kontaktentwicklungssystem. Der Tonerbehälter 31 enthält eine Zufuhrwalze 34, die zum ausreichenden Transfer des Toners 12 auf die Oberfläche der Entwicklungswalze 33 dient, und ist mit einem Abstreifer 36 zur Bildung einer Dünnschicht versehen. Der Abstreifer 36 soll die Dicke der Tonerschicht steuern, die auf der Oberfläche der Entwicklungswalze 33 vorhanden sein muß, und wird mit der Entwicklungswalze 33 in Kontakt gehalten.
An der Entwicklungswalze 33 ist negative Spannung bezogen auf die Erdspannung angelegt, z. B. mit Hilfe einer Negativspannungsquelle 37. An der Zufuhrwalze 34 ist negative Spannung bezogen auf die Erdspannung mit Hilfe einer Negativspannungsquelle 38 angelegt. Die an der Zufuhrwalze 34 angelegte negative Spannung ist im Absolutwert größer als die an der Entwicklungswalze 33 angelegte negative Spannung. Auf diese Weise wird der auf der Oberfläche der Entwicklungswalze 33 haftende und akkumulierte Toner geladen.
Bekannt ist ein weiteres Verfahren zur Tonerladung, bei dem der Toner 12 durch die Reibung zwischen den Steuerungsteilen, z. B. Abstreifern und Walzen, und der Oberfläche der Entwicklungswalze 33 geladen wird, wodurch der Toner 12 auf der Oberfläche der Entwicklungswalze 33 mitgeführt wird. Ist in diesem Fall der Toner 12 elektrisch negativ geladen, muß die Oberfläche der Entwicklungswalze 33 aus einem Material hergestellt sein, das aus positiv ladenden Materialien in der Reibungselektrizitätsfolge ausgewählt ist. Ist dagegen der Toner 12 elektrisch positiv geladen, muß die Oberfläche der Entwicklungswalze 33 aus einem Material hergestellt sein, das aus negativ ladenden Materialien in der Reibungselektrizitätsfolge ausgewählt ist. Daher finden als Oberflächenschicht der meisten Entwicklungswalzen, die derzeit in der Technik gewöhnlich verwendet werden, Nylonharze und Urethanharze breiten Einsatz. Zahlreiche Patentanmeldungen für ausgewählte Erfindungen aus der JP-B-50-13661 wurden bisher angemeldet, darunter z. B. die JP-A-63-183470, die eine Oberflächenschicht betrifft, die ein Urethan und eine Fluorverbindung mit einer reaktiven Gruppe aufweist; JP-A-63-189876, die eine alkalimetallhaltige Urethanoberflächenschicht betrifft; JP-A-1-252979, die eine Urethanoberflächenschicht betrifft, die eine leitende Schicht aus ölbeständigem Gummi abdeckt; JP-A-3-249675, die ein leitendes Füllmittel betrifft, das ein esterartiges Urethan und Ruß aufweist; JP-A-5-158341, die eine isocyanatverarbeitete Oberflächenschicht betrifft; JP-A-7-54836, die eine Polyurethanoberflächenschicht in Vernetzung mit einem Aminoharz betrifft; JP-A-7-199645, die eine Urethanoberflächenschicht mit einem kleinen Wasserabsorptionsgrad betrifft; JP-A-7-310732, die eine urethanmodifizierte Acrylharzschicht betrifft, usw.
Die EP-A-0678793 betrifft eine leitende Walze und ein Verfahren zur Herstellung der Walze, wobei die leitende Walze aufweist: eine leitende Welle, eine leitende Schaumgummischicht, die auf einer Außenumfangsfläche der leitenden Welle gebildet ist, und eine halbleitende Vollgummischicht, die auf einer Außenumfangsfläche der leitenden Schaumgummischicht gebildet ist. Hergestellt wird die leitende Walze durch Bilden eines zylindrischen Laminarkörpers, der die leitende Schaumgummischicht und die halbleitende Vollgummischicht ergibt, und gleichzeitiges Vulkanisieren und Verschäumen des Laminarkörpers in einer Form, in der die leitende Welle in Position gebracht ist.
Die JP-A-8044192 offenbart eine elektrofotografische Aufzeichnungsvorrichtung mit einem Bildtrageteil zum Tragen eines elektrostatischen latenten Bilds auf seiner Oberfläche und einer Entwicklungseinheit zum Zuführen von Einkomponententoner zum Bildtrageteil, wobei die Entwicklungseinheit ein Tonerabgabeteil zum direkten Abgeben von Toner zum Bildtrageteil hat.
Die EP-A-0528045 betrifft eine Bilderzeugungsvorrichtung zum Zuführen eines Entwicklungsmittels zu einem Entwicklungsteilstück zum Entwickeln eines latenten Bilds in einer elektrofotografischen Vorrichtung u. ä. Gemäß D3 ist ein Entwicklungsmittel-Zufuhrteil aus einem weichen verschäumten Kunstharzmaterial gebildet, das mit elektrischer Leitfähigkeit versehen ist.
Der wichtigste der Kennwerte, die solche Oberflächenschichten von Entwicklungswalzen wie die zuvor erwähnten haben müssen, besteht darin, daß Tonerverfilmung auf diesen Oberflächenschichten gering ist. Derzeit läßt sich ohne Übertreibung sagen, daß die Tonerverfilmung die Lebensdauer von Entwicklungsvorrichtungen bestimmt. Als Tonerverfilmung wird die filmartige Haftung von Toner, der nicht an der Entwicklung beteiligt ist, an den Oberflächen von Entwicklungswalzen bezeichnet, was erzeugte Bilder negativ beeinflußt.
Um die Tonerverfilmung auf Entwicklungswalzen zu verhindern, sei besonders auf die Tonerablösbarkeit verwiesen. Dazu sind fluorhaltige Teilchen den Oberflächenschichten von Entwicklungswalzen zugegeben, oder Urethanharze, die fluorhaltige Komponenten enthalten, z. B. gehärtete Produkte fluorhaltiger Polyole und Polyisocyanate, werden zur Bildung der Oberflächenschichten verwendet.
Als Ergebnis von Untersuchungen im Rahmen der Erfindung, die auf die Lösung des Tonerverfilmungsproblems auf den Oberflächenschichten von Entwicklungswalzen auf der Grundlage der Tonerablösbarkeit von Entwicklungswalzen abzielten, wurde aber festgestellt, daß die o. g. Oberflächenschichten, die aus fluorhaltigen Harzen o. ä. hergestellt sind, dahingehend problematisch sind, daß die erhaltene Bilddichte verringert ist, obwohl Tonerverfilmung vermieden werden kann. Sind andererseits die Oberflächenschichten aus Nylon- o. ä. Harzen hergestellt, um die Bilddichte zu erhöhen, tritt Tonerverfilmung auf ihnen auf, wodurch keine guten Bilder erhalten werden können. Auch wenn die Oberflächenschichten aus esterarti gen Urethanharzen hergestellt sind, tritt immer noch Tonerverfilmung darauf auf.
Somit sind die derzeitigen Techniken zur Verhinderung von Tonerverfilmung auf Entwicklungswalzen nicht immer zufriedenstellend, und die Tonerverfilmung stellt nach wie vor ein schwieriges Problem dar.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Zur Lösung des o. g. Problems wurde im Rahmen der Erfindung angestrebt, das Material für die Oberflächenschichten von Entwicklungswalzen auf der Grundlage des Kriteriums des Benetzungs- bzw. Kontaktwinkels der Oberflächenschicht mit einem Tropfen einer Flüssigkeit auszuwählen, die im wesentlichen aus einer Komponente besteht, die der Harzkomponente von Toner ähnelt, um das Kriterium für die Tonerablösbarkeit realistischer als das auf der Grundlage des Reibungskoeffizienten der Oberflächenschicht oder ihres Wasserkontaktwinkels zu machen. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß die Entwicklungswalze, deren Oberflächenschicht aus dem spezifisch ausgewählten Material hergestellt ist, kaum unter Tonerverfilmung leidet und daß die Toneraufladbarkeit auf der Entwicklungswalze gut ist, um gute Bilder zu ergeben. Ferner wurde festgestellt, daß bei Kombination der Oberflächenschicht dieser Art mit einer weichen und elastischen leitenden Schicht die Entwicklungswalze mit der Kombination Tonerreißen auf ihr wirksam reduziert und daß die Tonerverfilmung auf der Entwicklungswalze viel stärker verringert ist. Auf der Grundlage dieser Feststellungen wurden weitere Untersuchungen angestellt, und die Erfindung kam zustande.
Insbesondere besteht der Gegenstand der Erfindung darin, eine Entwicklungswalze zur Verwendung in einer Entwicklungsvorrichtung bereitzustellen, die in elektrofotografische Vorrichtungen eingebaut ist, z. B. Kopierer, Drucker, Faxempfänger o. ä., und in der Toner, der auf der Oberfläche der Walze mitgeführt wird, die mit einem Fotorezeptor in Kontakt oder nicht in Kontakt gehalten wird, mindestens zum Fotorezeptor übertragen wird; wobei die Entwicklungswalze dadurch gekennzeichnet ist, daß eine elastische leitende Schicht um die leitende Welle der Walze gebildet ist, daß die Außenfläche der elastischen leitenden Schicht mit einer Oberflächenschicht bedeckt ist und daß die Oberflächenschicht aus einer Harzzusammensetzung gebildet ist, deren Kontaktwinkel mit einem Tropfen einer Flüssigkeit, die im wesentlichen aus einer Komponente besteht, die der Harzkomponente ähnelt, die den in der Entwicklungsvorrichtung zu verwendenden Toner bildet, mindestens 35° beträgt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine grafische Darstellung des Querschnittaufbaus einer Entwicklungswalze.
2 ist eine grafische Darstellung einer Ausführungsform einer Entwicklungsvorrichtung und ihres Peripherieaufbaus.
NÄHERE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Vorzugsweise beträgt der Kontaktwinkel mindestens 38°, stärker bevorzugt mindestens 42°.
Die Flüssigkeit, die im wesentlichen eine Komponente aufweist, die der Harzkomponente des in Entwicklungsvorrichtungen zu verwendenden Toners ähnelt, wird im folgenden beschrieben. Toner wird hergestellt, indem Farbpigmentkörner mit einem thermoplastischen Harz beschichtet werden, z. B. einem Styrol-Acryl- oder Polyesterharz. Die Komponente, die der Tonerharzkomponente ähnelt, bezeichnet eine Acrylverbindung für Styrol-Acrylharz enthaltende Toner und bezeichnet eine Polyesterverbindung für polyesterhaltige Toner.
Beim Gebrauch von polyesterhaltigen Tonern in Entwicklungsvorrichtungen wird z. B. ein Flüssigpolyester, konkret ein adipinsäureartiges Polyester mit einer Viskosität bei 25 °C und 12 U/min von 2700 bis 3200 cps, einer Säurezahl von 0, 1 bis 0, 3 mg/g und einer APHA-Farbzahl von 30 bis 100 als Tropfflüssigkeit zur Messung ihres Kontaktwinkels mit der Oberflächenschicht der Entwicklungswalze verwendet. Andererseits wird bei Verwendung von Styrol-Acrylharz enthaltenden Tonern in Entwicklungsvorrichtungen Butylacrylat als Tropfflüssigkeit verwendet.
Zur Messung des hierin erwähnten Kontaktwinkels wird eine Harzzusammensetzung zur Bildung der Oberflächenschicht der Entwicklungswalze der Erfindung über einer flachen Platte verteilt, die Tropfflüssigkeit wird auf die auf der Platte gebildete Harzschicht getropft, und 30 Sekunden nach dem Auftropfen wird der Kontaktwinkel zwischen dem Tropfen der Flüssigkeit und der Harzschicht gemessen. Konkret kommt dazu eine Meßvorrichtung Modell CA-DT·A, hergestellt von Kyowa Kaimen Kagaku K. K. zum Einsatz; eine 15-Gauge-Injektionsnadel, ebenfalls von Kyowa Kaimen Kagaku K. K. hergestellt, wird verwendet, durch die die Tropfflüssigkeit auf die Harzschicht getropft wird; und die Größe des Flüssigkeitstropfens in Tropfrichtung beträgt 1,5 mm. Als flache Platte wird eine verchromte flache Platte verwendet, auf der eine Schicht aus der Harzzusammensetzung für die Oberflächenschicht der Entwicklungswalze gebildet und gebrannt ist. Fünf Tropfen der Tropfflüssigkeit werden auf eine Probe der Harzschicht bei 23 °C getropft, und 30 Sekunden nach dem Auftropfen wird der Kontaktwinkel zwischen jedem Tropfen und der Harzschicht gemessen. Der größte Wert und kleinste Wert der so gemessenen fünf Werte werden gestrichen, und die übrigen drei Werte des Kontaktwinkels werden gemittelt. Der Mittelwert wird auf die nächste ganze Zahl gerundet, die den Kontaktwinkel der Harzschicht mit der Tropfflüssigkeit bezeichnet.
Zur Harzzusammensetzung, deren Kontaktwinkel mit dem o. g. Flüssigpolyester mindestens 35° beträgt, gehören z. B. eine Harzzusammensetzung, die im wesentlichen eine Polyurethanverbindung mit Polyethergerüst aufweist; eine Harzzusammensetzung, die im wesentlichen eine Mischung aus einem lösemittellöslichen fluorhaltigen Harz und einem Urethanharz aufweist, stärker bevorzugt ein Urethanharz mit Polyethergerüst, noch stärker bevorzugt in einem Verhältnis des lösemittellöslichen fluorhaltigen Harzes zum Urethanharz zwischen 10/90 und 90/10; und eine Harzzusammensetzung, die im wesentlichen ein Polymer aufweist, das hydrolysierbare Silylgruppen im Molekül hat und in dem die die Hauptkette bildenden Repetiereinheiten ein Acrylpolymer oder ein gesättigtes Kohlenwasserstoffpolymer aufweisen.
Zur Harzzusammensetzung, deren Kontaktwinkel mit Butylacrylat mindestens 35° beträgt, gehören. z. B. eine Harzzusammensetzung, die im wesentlichen eine Polyurethanverbindung mit Polyethergerüst aufweist; eine Harzzusammensetzung, die im wesentlichen eine Mischung aus einem lösemittellöslichen fluorhaltigen Harz und einem Urethanharz aufweist, stärker bevorzugt ein Urethanharz mit Polyethergerüst, noch stärker bevorzugt in einem Verhältnis des lösemittellöslichen fluorhaltigen Harzes zum Urethanharz zwischen 10/90 und 90/10; und eine Harzzusammensetzung, die im wesentlichen ein Polymer aufweist, das hydrolysierbare Silylgruppen im Molekül hat und in dem die die Hauptkette bildenden Repetiereinheiten ein gesättigtes Kohlenwasserstoffpolymer aufweisen.
Als Material für die elastische leitende Schicht der Entwicklungswalze der Erfindung ist ein beliebiger Stoff aus Ethylen-Propylen- (EP-) Kautschuk und Polyetherverbindungen verwendbar. Die Kennwerte, die das Material für die elastische leitende Schicht haben muß, sind beispielsweise, daß die aus dem Material hergestellte Schicht eine geringe Härte hat, daß der spezifische Durchgangswiderstand des Materials selbst gering ist und daher die Schicht aus dem Material leicht leitend gemacht werden kann, daß die Harzviskosität des Materials klein ist, während das Material nicht gehärtet ist, und daher das Material leicht zu verformen bzw. zu verarbeiten ist und daß das Material Fotorezeptoren nicht verunreinigt. Die elastische leitende Schicht mit geringer Härte ist dahingehend vorteilhaft, daß unabhängig von der Anordnung der Entwicklungswalze, die mit einem Fotorezeptor in einer Entwicklungsvorrichtung in Kontakt oder nicht in Kontakt stehen kann, Tonerreißen verzögert und auch Tonerverfilmung verzögert ist. Steht die Entwicklungswalze mit einem Fotorezeptor in Kontakt, ist die elastische leitende Schicht mit geringer Härte zudem dahingehend vorteilhaft, daß die Spaltbreite zwischen der Entwicklungswalze und dem Fotorezeptor groß sein kann. Unter diesen Aspekten ist erwünscht, daß die Härte der elastischen leitenden Schicht höchstens 30° nach JIS Härte A beträgt.
Als Material für die elastische leitende Schicht, deren Härte in den bevorzugten Bereich fällt, ist ein gehärtetes Reaktionsprodukt einer härtbaren Zusammensetzung bevorzugt, die im wesentlichen folgendes aufweist: (A) ein Polymer mit mindestens einer Alkenylgruppe im Molekül, in dem die die Hauptkette bildenden Repetiereinheiten im wesentlichen Oxyalkyleneinheiten oder gesättigte Kohlenwasserstoffeinheiten sind, (B) ein Härtungsmittel mit mindestens 2 Hydrosilylgruppen im Molekül und (C) einen hydrosilylierenden Katalysator, und die optional (D) ein Leitfähigkeit verleihendes Mittel aufweist.
Für die Entwicklungsvorrichtung, in die die Entwicklungswalze der Erfindung und ihre Peripherievorrichtungen eingebaut sind, ist grundsätzlich jeder bekannte Aufbau mit Ausnahme der Entwicklungswalze selbst verwendbar. Zum Beispiel kann der in 2 gezeigte verwendet werden.
Im folgenden sei auf das System gemäß 2 zur Beschreibung des Mechanismus der Entwicklungswalze der Erfindung Bezug genommen.
Die Entwicklungsvorrichtung 3, in der Toner auf die Oberfläche des Fotorezeptors 1 aufgetragen wird, weist den Tonerbehälter 31 auf, der den Pulvertoner 12 enthält. Im Inneren des Tonerbehälters 31 befinden sich die Entwicklungswalze 33 und Zufuhrwalze 34. Der Toner ist durch Beschichten von Farbpigmentkörnern mit einem thermoplastischen Harz hergestellt, z. B. einem Styrol-Acrylharz oder einem Polyesterharz, und hat eine Korngröße von etwa 10 μm. Die Zufuhrwalze 34 soll den Toner effizient zur Oberfläche der Entwicklungswalze 33 führen. Damit erleichtert sich der ungestörte Transfer des Toners 12 auf die Entwicklungswalze 33, während der so transferierte Toner aufgeladen wird. In der dargestellten Ausführungsform ist eine Gleichspannung zwischen -150 und -350 V an der Entwicklungswalze 33 mit Hilfe der Spannungsquelle 37 angelegt; während eine Gleichspannung zwischen -200 und -600 V an der Zufuhrwalze 34 mittels der Spannungsquelle 38 angelegt ist. Für die Zufuhrwalze 34 sind alle schwammartigen leitenden Schaumwalzen oder leitende Zylinder, z. B. Metallrohre o. ä., verwendbar. Als Material für die Zufuhrwalze 34 seien konkret Polyurethan, Aluminium usw. genannt.
Außen an der Entwicklungswalze 33 ist ein Abstreifer 36 angeordnet, der die Dicke der um die Entwicklungswalze 33 gebildeten Tonerschicht steuern soll. Insbesondere wird die Kante des Abstreifers 36 mit der Oberfläche der Entwicklungswalze 33 in Kontakt gebracht, die Entwicklungstoner darauf mitführt, wodurch die Menge des auf der Oberfläche der Entwicklungswalze 33 abgeschiedenen Toners gesteuert wird. In dieser dargestellten Ausführungsform weist die Kante des Abstreifers 36 in Gegenrichtung zur Drehrichtung 1a der Entwicklungswalze 33, was aber nicht spezifisch festgelegt ist. Der Abstreifer 36 ist mit einer Gleichstrom anlegenden Einrichtung versehen, um dem Toner, der sich zwischen der Entwicklungswalze 33 und dem Abstreifer 36 befindet, eine vorbestimmte Elektrizitätsmenge zu verleihen, wodurch der Abstreifer so geladen ist, daß er eine negative Gleichspannung zwischen -150 und -600 V hat. Vorzugsweise ist der Abstreifer 36 aus einem leitenden Material hergestellt. Vorzugsweise ist ferner die Härte des Materials für den Abstreifer 36 höher als die des Materials für die Entwicklungswalze 33.
Die zuvor konkret erwähnten Spannungswerte für die Entwicklungswalze 33, die Zufuhrwalze 34 und den Abstreifer 36 gelten für negativ ladenden Toner. Wird dagegen positiv ladender Toner verwendet, muß die Polarität der an diesen Vorrichtungen anzulegenden Spannung umgekehrt zur o. g. sein. Sowohl für negativ ladenden Toner als auch für positiv ladenden Toner kann die an diesen Vorrichtungen anzulegende Gleichspannung mit jeder Wechselspannung kombiniert sein.
Bei einer anderen Möglichkeit zum Aufladen des Toners 12 kann der Toner 12 durch Reibung zwischen der Entwicklungswalze 33 und den Teilen zur Steuerung der Walze 33, z. B. der anderen Walze, dem Abstreifer usw., elektrisch geladen werden.
1 skizziert grafisch den Querschnittaufbau der Entwicklungswalze 33. Die Entwicklungswalze 33 verfügt über eine leitende Welle 40 mit einem Durchmesser von etwa 1 bis 12 mm, eine um die Welle 40 gebildete elastische leitende Schicht 41 und eine Oberflächenschicht 42, die die Außenfläche der Walze 33 bedeckt.
In der dargestellten Ausführungsform ist die elastische Leitende Schicht 41 einschichtig. Bei bedarf kann sich die Schicht 41 aber aus einer Laminatstruktur mit mehreren ela stischen Schichten zusammensetzen, die jeweils unterschiedliche Härte haben. Durch Verwendung einer solchen Laminatstruktur als Schicht 41 lassen sich die Gesamtleitfähigkeit und Härte der Entwicklungswalze 33 anpassen.
Das Material für die leitende Welle 40 ist nicht spezifisch festgelegt. Verwendbar ist jede Metallwelle, die in gewöhnlichen Entwicklungswalzen allgemein zum Einsatz kommt. Als Beispiele seien Eisen- oder rostfreie Stahlwellen sowie vernickelte oder verchromte erwähnt. Der Durchmesser der Welle 40 kann zwischen etwa 1 und 12 mm liegen.
Die Dicke und Härte der elastischen leitenden Schicht 41, die die leitende Welle 40 bedeckt, sind nicht spezifisch festgelegt. Zum Beispiel kann wie bei gewöhnlichen Entwicklungswalzen die Dicke zwischen 2 und 8 mm, vorzugsweise zwischen 3 und 5 mm liegen, und die Härte kann zwischen 3 und 80° nach JIS Härte A liegen. Um aber Tonerreißen zu verhindern und nicht den Steuerabstreifer zur elektrischen Reibungsaufladung und auch den Fotorezeptor zu beschädigen, ist erwünscht, daß die Schicht 41 eine Härte von etwa 5 bis 30° nach JIS Härte A hat. Die hierin erwähnte JIS Härte A wird wie folgt gemessen: Eine wellenlose Zylinderprobe mit 30 mm Durchmesser und 12,7 mm Höhe wird aus dem Material für die Schicht hergestellt, und ihre Härte wird bei 23 °C gemessen.
Im folgenden werden die Einzelheiten der JIS Härte A dargestellt. Ein Probenstück mit einer Dicke von mindestens 12 mm wird auf einem Härteprüfer Modell A vom Federtyp angeordnet, und die Druckfläche des Prüfers wird mit dem Prüfstück in Berührung gebracht. In diesem Zustand wird die Drucknadel, die durch das Loch (das Loch ist in der Mitte der Druckfläche gebildet) aufgrund der auf die Nadel wirkenden Federkraft zum Prüfstück nach unten gedrückt wird, durch die Gummikraft des Prüfstücks zurück gestoßen, und die Rückstoßentfernung wird gemessen. Anhand des so gemessenen Zahlenwerts erhält man die Härte des Prüfstücks.
Die Oberflächenschicht 42, die die Oberfläche der elastischen leitenden Schicht 41 bedeckt, ist so beschaffen, daß ihr Kontaktwinkel mit einem Tropfen einer Flüssigkeit, die im wesentlichen eine Komponente aufweist, die der Harzkomponente des in Entwicklungsvorrichtungen zu verwendenden Toners ähnelt, mindestens 35° beträgt. Stärker bevorzugt beträgt der Kontaktwinkel mindestens 38°, noch stärker bevorzugt mindestens 42°.
Beim Gebrauch von polyesterhaltigen Tonern in Entwicklungsvorrichtungen wird ein Flüssigpolyester, konkret ein adipinsäureartiges Polyester mit einer Viskosität bei 25 °C und 12 U/min von 2700 bis 3200 cps, einer Säurezahl von 0,1 bis 0,3 mg/g und einer APHA-Farbzahl von 30 bis 100 als Tropfflüssigkeit zur Messung ihres Kontaktwinkels mit der Oberflächenschicht der Entwicklungswalze verwendet. Die Materialien, deren Kontaktwinkel in der Messung in diesem Zustand mindestens 35° beträgt, werden zur Bildung der Oberflächenschicht der Entwicklungswalze verwendet.
Bei Verwendung von Styrol-Acrylharz enthaltenden Tonern in Entwicklungsvorrichtungen wird Butylacrylat als Tropfflüssigkeit zur Messung ihres Kontaktwinkels mit der Oberflächenschicht der Entwicklungswalze verwendet. Die Materialien, deren Kontaktwinkel in der Messung in diesem Zustand mindestens 35° beträgt, werden zur Bildung der Oberflächenschicht der Entwicklungswalze verwendet.
Als ein Beispiel für die Harzzusammensetzung, deren Kontaktwinkel mit einem Tropfen des o. g. Flüssigpolyesters mindestens 35° beträgt, sei eine Harzzusammensetzung erwähnt, die im wesentlichen aus einer Polyurethanverbindung mit Polyethergerüst besteht.
Als Urethanharz mit Polyethergerüst sind solche bevorzugt, die eine große Menge einer Polypropylenglycol- (PPG-) Komponente oder einer Polytetramethylenglycol- (PTMG-) Komponente enthalten. Zum Gebrauch in der Erfindung umfassen die Harze vorteilhaft die PPG-Komponente oder die PTMG-Komponente in einer Menge von mindestens 50 % des Feststoffgehalts. Das Urethanharz dieser Art wird um die Außenfläche einer Walze aufgetragen und darauf getrocknet, um die Oberflächenschicht einer Entwicklungswalze zu bilden. Die Einrichtung zum Beschichten der elastischen leitenden Schicht mit dem Urethanharz, um die Oberflächenschicht zu bilden, ist nicht spezifisch festgelegt. Zum Einsatz kann z. B. ein einfaches Ver fahren für die Bildung mit den folgenden Schritten kommen: Verdünnen des Harzes mit einem Lösungsmittel ohne aktive Wasserstoffgruppe, z. B. Methylethylketon, Toluol o. ä., anschließendes Auftragen der resultierenden Lösung auf die Oberfläche der elastischen leitenden Schicht durch Tauchen, Spritzen oder Walzbeschichten in Übereinstimmung mit der Viskosität der Lösung, und Trocknen bei rund 80 °C. Im letzten Trocknungsschritt kann die Harzschicht teilweise vernetzt werden. Daneben kann ein weiteres Verfahren verwendet werden, bei dem ein Urethanelastomer zu einem Rohr extrudiert wird, gefolgt von Einsetzen der mit der elastischen leitenden Schicht beschichteten Walze in das resultierende Rohr.
Als weiteres Beispiel für die Harzzusammensetzung für die Oberflächenschicht sei eine Harzzusammensetzung erwähnt, die im wesentlichen eine Mischung aus einem lösemittellöslichen fluorhaltigen Harz und einem Urethanharz aufweist, stärker bevorzugt ein Urethanharz mit Polyethergerüst, noch stärker bevorzugt in einem Verhältnis des lösemittellöslichen fluorhaltigen Harzes zum Urethanharz zwischen 10/90 und 90/10.
In der Harzzusammensetzung, die im wesentlichen eine Mischung aus einem lösemittellöslichen fluorhaltigen Harz und einem Urethanharz aufweist, ist das lösemittellösliche fluorhaltige Harz eines, das in DMF (Dimethylformamid), DMAC (Dimethylacetamid), NMP (Methylpyrrolidon) o. ä. gelöst werden kann, um selbst eine Überzugsschicht zu bilden, und sich von fluorhaltigen Körnern, die als Füllmittel zu verwenden sind, oder von fluorhaltigen Harzen unterscheidet, die mit Urethanharzen reagieren (z. B. fluorhaltige Polyolharze, die mit Isocyanatgruppen reagieren können). Zur Bildung von Schichten mit geringer Härte ist der Fluorgehalt des lösemittellöslichen fluorhaltigen Harzes vorzugsweise geringer. Angesichts der Tonerablösbarkeit von Entwicklungswalzen mit der Schicht aus der Zusammensetzung ist dagegen andererseits der Fluorgehalt des Harzes vorzugsweise höher. Unter Berücksichtigung dessen zusammen mit der Härte der darunter liegenden elastischen Schicht läßt sich der ausgewogenste Fluorgehalt des Harzes auswählen. In der Harzzusammensetzung ist das Urethan harz nicht spezifisch festgelegt. Solche mit einem größeren Urethanbindungsgehalt bilden eine Oberflächenschicht, deren Fähigkeit zur Toneraufladung höher ist. Freilich ist die Schicht aus diesen Harzen steif. Zur Bildung einer Oberflächenschicht mit geringerer Härte sind Urethanharze mit Polyethergerüst bevorzugt. Für duroplastische Harze ist erwünscht, daß das Molekulargewicht zwischen den Vernetzungspunkten darin größer ist, da die Schicht aus den Harzen dieser Art eine geringere Härte haben kann.
Das Verhältnis des lösemittellöslichen fluorhaltigen Harzes zum Urethanharz in der Zusammensetzung muß so sein, daß beide in einer Menge von jeweils mindestens 10 Gewichtsteilen, vorzugsweise jeweils mindestens 20 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Summe aus beiden vorliegen. Liegt das Verhältnis des lösemittellöslichen fluorhaltigen Harzes unter 10 Gewichtsteilen, ist dies ungünstig, da die Oberflächenrauhigkeit der gebildeten Schicht groß ist und da die Umgebungsabhängigkeit des elektrischen Widerstands der Schicht hoch ist. Liegt dagegen der Anteil des Urethanharzes unter 10 Gewichtsteilen, muß die Dicke der zu bildenden Oberflächenschicht reduziert sein, um steigenden elektrischen Widerstand der Schicht zu verhindern. Dann hat eine solche dünne Schicht Nadellöcher, oder ihre Aufladbarkeit für negativ ladenden Toner ist schlecht, was zur Erzeugung ungleichmäßiger Bilder führt. Um die Nachteile der beiden Harze stabil zu kompensieren, ist erwünscht, daß sowohl das lösemittellösliche fluorhaltige Harz als auch das Urethanharz in einer Menge von jeweils mindestens 20 Gewichtsteilen in der Harzzusammensetzung vorliegen. Bei Bedarf kann die Harzzusammensetzung zusätzlich andere Komponenten, beispielsweise ein Leitfähigkeit verleihendes Mittel, z. B. Kohleschwarz bzw. Ruß o. ä., neben dem lösemittellöslichen fluorhaltigen Harz und dem Urethanharz enthalten. Bilden läßt sich die Oberflächenschicht der Entwicklungswalze der Erfindung durch Mischen einer fluorhaltigen Harzlösung, hergestellt durch Lösen des lösemittellöslichen fluorhaltigen Harzes in einem Lösungsmittel, und einer Urethanharzlösung, hergestellt durch Lösen des Urethanharzes in einem Lösungsmittel, in einem Verhältnis der beiden Harze zwischen 10/90 und 90/10, anschließendes Auftragen der resultierenden Harzmischungslösung auf die Außenfläche der Walze und Trocknen darauf.
Als noch weitere Beispiele für die Harzzusammensetzung für die Oberflächenschicht seien folgende genannt: eine Harzzusammensetzung, die im wesentlichen ein Polymer aufweist, das hydrolysierbare Silylgruppen im Molekül hat und in dem die die Hauptkette bildenden Repetiereinheiten aus einem Acrylpolymer sind; und eine Harzzusammensetzung, die im wesentlichen ein Polymer aufweist, das hydrolysierbare Silylgruppen im Molekül hat und in dem die die Hauptkette bildenden Repetiereinheiten aus einem gesättigten Kohlenwasserstoffpolymer sind.
In der ersten Harzzusammensetzung, die im wesentlichen ein Polymer aufweist, das hydrolysierbare Silylgruppen im Molekül hat und in dem die die Hauptkette bildenden Repetiereinheiten aus einem Acrylpolymer sind, liegen die hydrolysierbaren Silylgruppen in der Hauptkette des Polymers in der Bildung durch Copolymerisation von Alkoxysilylgruppen und Acrylmonomeren vor.
Erwünscht ist, daß das Polymer mindestens 2 hydrolysierbare Silylgruppen in einem Molekül, vorzugsweise mindestens an den beiden Enden des Polymers angesichts seiner gleichmäßigen und guten Vernetzbarkeit hat. Wo drei Trimethoxysilylgruppen an den beiden Enden des Moleküls des Polymers vorhanden sind, muß das Polymer 6 reaktive Punkte haben. Unter Berücksichtigung der 6 Trimethoxysilylgruppen, die an den beiden Enden im Polymer vorhanden sind, ist erwünscht, daß die Anzahl der Alkoxysilylgruppen, die in einem Molekül des Polymers vorhanden sein sollen, 2 bis 50, vorzugsweise 4 bis 30, stärker bevorzugt 6 bis 10 beträgt, da das Polymer mit diesem Aufbau leicht eine gute Netzstruktur annehmen kann. Das Molekulargewicht des Polymers vor Härtung beträgt vorzugsweise 1.000 bis 25.000, stärker bevorzugt 2.000 bis 20.000 im Hinblick auf den Zahlenmittelwert des Molekulargewichts. Die Acrylmonomere für das Polymer sind nicht spezifisch festgelegt. Allerdings ist ein typisches Beispiel für das Polymer ein Copolymer, das im wesentlichen Methylmethacrylat (MMA) als hartes Segment und Butylacrylat (BA) als weiches Segment aufweist. In seiner Hauptkette oder seinen Seitenketten kann das Polymer teilweise Urethanbindungen oder Siloxanbindungen enthalten.
In der Harzzusammensetzung, die im wesentlichen ein Polymer aufweist, das hydrolysierbare Silylgruppen im Molekül hat und in dem die die Hauptkette bildenden Repetiereinheiten aus einem gesättigten Kohlenwasserstoffpolymer sind, sind die hydrolysierbaren Silylgruppen in der Hauptkette des Polymers in der Bildung durch Polymerisation der gesättigten Kohlenwasserstoffeinheiten vorhanden.
Als typische Beispiele für das Polymer aus gesättigten Kohlenwasserstoffeinheiten, das für die die Hauptkette bildenden Repetiereinheiten dient, seien Isobutylenpolymere, hydrierte Isoprenpolymere und hydrierte Butadienpolymere genannt. Diese Polymere können die Form von Copolymeren mit Repetiereinheiten aus allen anderen Comonomeren haben, aber wichtig ist, daß sie gesättigte Kohlenwasserstoffeinheiten in einer Menge von mindestens 50 %, vorzugsweise mindestens 70 %, stärker bevorzugt mindestens 90 % enthalten, damit sie nicht den Kennwert geringer Wasserabsorptionsfähigkeit gesättigter Kohlenwasserstoffpolymere verlieren.
Für ihr Molekulargewicht ist bevorzugt, daß die gesättigten Kohlenwasserstoffpolymere einen Zahlenmittelwert des Molekulargewichts (Mn) von etwa 500 bis 50.000, stärker bevorzugt etwa 1.000 bis 15.000 angesichts ihrer leichten Handhabung haben. Noch stärker bevorzugt haben sie einen Zahlenmittelwert des Molekulargewichts von etwa 3.000 bis 5.000 angesichts der Tatsache, daß die sie aufweisende Oberflächenschicht so weich ist, daß sie kein Tonerreißen auf ihr bewirkt, und der Tatsache, daß sie nicht klebrig ist und ihre Oberfläche nicht verunreinigt wird. Ferner sind die gesättigten Kohlenwasserstoffpolymere vorzugsweise flüssig, um bei Raumtemperatur fließfähig zu sein, berücksichtig man ihre leichte Verarbeitung.
Für die hydrolysierbaren Silylgruppen, die im Polymer enthalten sein müssen, das hydrolysierbare Silylgruppen im Molekül hat und in dem die die Hauptkette bildenden Repetier einheiten aus einem gesättigten Kohlenwasserstoffpolymer sind, gilt das gleiche, was für die o. g. Acrylhauptketten erwähnt wurde.
Die Harzzusammensetzung für die Oberflächenschicht, deren Kontaktwinkel mit einem Tropfen Butylacrylat mindestens 35° beträgt, verfügt z. B. über die Harzzusammensetzung, die im wesentlichen eine Polyurethanverbindung mit Polyethergerüst aufweist; die Harzzusammensetzung, die im wesentlichen eine Mischung aus einem lösemittellöslichen fluorhaltigen Harz und einem Urethanharz aufweist, stärker bevorzugt ein Urethanharz mit Polyethergerüst, noch stärker bevorzugt in einem Verhältnis des lösemittellöslichen fluorhaltigen Harzes zum Urethanharz zwischen 10/90 und 90/10; und die Harzzusammensetzung, die im wesentlichen ein Polymer aufweist, das hydrolysierbare Silylgruppen im Molekül hat und in dem die die Hauptkette bildenden Repetiereinheiten aus einem gesättigten Kohlenwasserstoffpolymer sind, die alle zuvor näher erwähnt wurden.
Die Dicke der Oberflächenschicht kann zwischen 5 und 300 μm, vorzugsweise zwischen 10 und 150 μm liegen. Hat die Oberflächenschicht eine Dicke über 100 μm, ist erwünscht, daß ein Leitfähigkeit verleihendes Mittel, z. B. Ruß o. ä., ihr zur Senkung des Widerstands der Walze zugegeben ist. Erwünscht ist, daß die Härte der Oberflächenschicht höchstens 50° nach JIS Härte A beträgt, berücksichtigt man, daß die Härte der darunter liegenden elastischen leitenden Schicht vorzugsweise höchstens 30° nach JIS Härte A beträgt.
Die Entwicklungswalze 33 ist so festgelegt, daß ihr Gesamtwiderstand zwischen etwa 10³ und 10⁸ Ω, aber vorzugsweise zwischen etwa 10⁴ und 10⁷ Ω liegt.
Gemessen wird der Walzenwiderstand durch Anlegen einer Gleichspannung von 100 V an der Walze bei Ausübung einer Last von 500 g auf beide Enden der leitenden Welle der Walze.
Im folgenden wird das Material für die elastische leitende Schicht 41 näher beschrieben.
Das Material für die elastische leitende Schicht 41 weist z. B. EP-Kautschuk, Polyetherverbindungen usw. auf, für die eine leitende oder halbleitende Harzzusammensetzung ver wendet werden kann, die ein reaktives organisches Material enthält. Im folgenden wird die Harzzusammensetzung dieser Art allgemein als leitende Zusammensetzung bezeichnet.
Als Beispiele für die leitende Zusammensetzung seien solche genannt, die als wesentliche Komponente ein reaktives organisches Material aus beliebigen oxyalkylenartigen, gesättigten kohlenwasserstoffartigen, urethanartigen oder siloxanartigen Polymeren enthalten. Das reaktive organische Material in der Zusammensetzung, das vor Härten flüssig ist, ist nach Härten zu einem Feststoff verfestigt. Von diesen sind oxyalkylenartige Polymere aus den Gründen besonders bevorzugt, daß die sie aufweisende Zusammensetzung leicht zu einer Schicht mit geringer Härte ausgebildet werden kann, daß die Zusammensetzung selbst einen geringen spezifischen Durchgangswiderstand hat und daher leicht leitend gemacht werden kann, daß die Harzviskosität der nicht gehärteten Zusammensetzung klein und die Zusammensetzung leicht zu verarbeiten ist und daß die Schicht aus der Zusammensetzung Fotorezeptoren kaum verunreinigt. Bevorzugt sind auch kohlenwasserstoffartige Polymere aus den Gründen, daß die sie aufweisende Zusammensetzung einen geringen Grad von Wasserabsorptionsfähigkeit hat und daß der zwischen 10³ und 10⁸ Ω liegende Widerstand der Walze, die eine Schicht aus der Zusammensetzung hat, wenig durch Umgebungsänderungen beeinflußt wird. Zur Härtungsreaktion für die Zusammensetzung gehören z. B. Reaktionen an der Stelle von Isocyanatgruppen, z. B. Urethanbildung, Harnstoffbildung o. ä., sowie Hydrosilylierung, hydrolytische Kondensation usw. Von diesen ist Hydrosilylierung bevorzugt, da sie kaum Härtungsschrumpf bewirkt und die Härtungszeit dafür kurz ist. Insbesondere sind gehärtete Produkte aus einer härtbaren Zusammensetzung, die im wesentlichen (A) ein Polymer mit mindestens einer Alkenylgruppe im Molekül, in dem die die Hauptkette bildenden Repetiereinheiten im wesentlichen Oxyalkyleneinheiten oder gesättigte Kohlenwasserstoffeinheiten sind, (B) ein Härtungsmittel mit mindestens 2 Hydrosilylgruppen im Molekül und (C) einen hydrosilylierenden Katalysator, und optional (D) ein Leitfähigkeit verleihendes Mittel aufweist, dahingehend vorteilhaft, daß ihre Härte gering und ihr Druckverformungsrest klein ist, obwohl ihnen kein Weichmacher zugegeben ist, und daß sie einen geringen spezifischen Eigendurchgangswiderstand haben und daher nur eine kleine Menge eines Leitfähigkeit verleihenden Mittels erfordern, wenn es ihnen zugegeben ist.
Die oxyalkylenartige härtbare Zusammensetzung wird als leitende Zusammensetzung (1) bezeichnet, während die gesättigte kohlenwasserstoffartige härtbare Zusammensetzung als leitende Zusammensetzung (2) bezeichnet wird, und im folgenden werden diese Zusammensetzungen (1) und (2) näher beschrieben.
Zunächst sei auf die Zusammensetzung eingegangen, die das oxyalkylenartige, reaktive organische Material aufweist. Die oxyalkylenartige leitende Zusammensetzung (1) ist eine härtbare Zusammensetzung, die im wesentlichen folgendes aufweist:

(A-1) ein Polymer mit mindestens einer Alkenylgruppe im Molekül, in dem die die Hauptkette bildenden Repetiereinheiten im wesentlichen Oxyalkyleneinheiten sind,
(B) eine Verbindung mit mindestens 2 Hydrosilylgruppen im Molekül (Härtungsmittel) und
(C) einen hydrosilylierenden Katalysator, und die optional enthält:
(D) einen Leitfähigkeit verleihenden Stoff.

Wie zuvor erwähnt, ist die leitende Zusammensetzung (1) dadurch gekennzeichnet, daß sie leicht zu einer Schicht mit geringer Härte ausgebildet werden kann, daß sie einen geringen spezifischen Durchgangswiderstand hat und daher leicht leitend gemacht werden kann, daß die Harzviskosität der nicht gehärteten Zusammensetzung klein und die Zusammensetzung leicht zu verarbeiten ist und daß die Schicht aus der Zusammensetzung Fotorezeptoren kaum verunreinigt. Soll der spezifische Durchgangswiderstand der leitenden Zusammensetzung in einen Halbleiterbereich fallen, erfordert die Zusammensetzung möglicherweise nicht die Komponente (D).
Die Komponente (A-1) härtet durch Hydrosilylierung mit der Komponente (B). Da sie mindestens eine Alkenylgruppe in ihrem Molekül hat, hydrosilyliert die Komponente (A-1) mit der Komponente (B) und härtet, um ein erhöhtes Molekulargewicht zu haben.
Die Komponente (A-1) muß mindestens eine Alkenylgruppe haben, da sie mit der Komponente (B) hydrosilyliert. Aus Sicht der gummiartigen Elastizität ihres gehärteten Produkts ist erwünscht, daß die Komponente (A-1) zwei Alkenylgruppen an ihren beiden Enden hat, wenn sie eine lineare Struktur hat, und daß sie zwei oder mehr Alkenylgruppen an ihren Molekülenden hat, wenn sie eine verzweigte Struktur hat.
Die die Hauptkette der Komponente (A-1) bildenden Repetiereinheiten sind Oxyalkyleneinheiten. Das Polymer dieser Art für die Komponente (A-1) ist vorteilhaft, da der spezifische Durchgangswiderstand des gehärteten Produkts des Polymers 10⁶ bis 10⁹ Ω·cm betragen kann, wenn nur eine kleine Menge der Komponente (D) dem Polymer zugegeben ist.
Als Komponente (A-1) ist ein Oxyalkylenpolymer bevorzugt, in dem die die Hauptkette bildenden Hauptrepetiereinheiten Oxyalkyleneinheiten sind, stärker bevorzugt ein Oxypropylenpolymer, in dem die die Hauptkette bildenden Hauptrepetiereinheiten Oxypropyleneinheiten sind.
Mit Oxyalkylenpolymer soll ein Polymer bezeichnet sein, in dem mindestens 30 %, vorzugsweise mindestens 50 % der die Hauptkette bildenden Einheiten Oxyalkyleneinheiten sind. Die anderen Einheiten, die das Polymer zusätzlich zu den Oxyalkyleneinheiten haben kann, sind solche von Verbindungen mit 2 oder mehr aktiven Wasserstoffgruppen, die als Ausgangsstoffe zum Erzeugen des Polymers durch Polymerisation verwendet werden. Zu den Verbindungen gehören z. B. Ethylenglycol, Bisphenolverbindungen, Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythritol usw. Das Oxypropylenpolymer kann ein Copolymer (darunter Pfropfpolymere) sein, das zusätzliche Einheiten aus Ethylenoxid, Butylenoxid usw. aufweist.
Für das Molekulargewicht des Oxyalkylenpolymers für die o. g. Komponente (A-1) ist bevorzugt, daß das Polymer einen Zahlenmittelwert des Molekulargewichts (Mn) von 500 bis 50.000, stärker bevorzugt 1.000 bis 40.000 aus Sicht des besseren Ausgleichs der Reaktionsfähigkeit des Polymers und der niedrigen Härte des gehärteten Produkts des Polymers hat. Be sonders bevorzugt hat das Polymer einen Zahlenmittelwert des Molekulargewichts von mindestens 5.000, noch stärker bevorzugt 5.000 bis 40.000. Liegt der Zahlenmittelwert des Molekulargewichts des Polymers unter 500, kann die härtbare Zusammensetzung mit dem Polymer nach Härten kaum ein gehärtetes Produkt mit guten mechanischen Kennwerten (gummiartiger Härte, Dehnung) ergeben. Ist dagegen der Zahlenmittelwert des Molekulargewichts zu groß, ist das Molekulargewicht jedes Segments für eine Alkenylgruppe des Polymers hoch, und die Reaktionsfähigkeit des Polymers ist infolge der im Molekül auftretenden sterischen Hinderung gesenkt, was oft dazu führt, daß das Polymer nicht ausreichend härten kann. Außerdem ist dann die Viskosität der Polymerzusammensetzung zu hoch, und seine Verarbeitbarkeit ist dadurch beeinträchtigt.
Die Alkenylgruppen, die im Oxyalkylenpolymer vorhanden sein müssen, sind nicht spezifisch festgelegt, aber bevorzugt sind solche mit der folgenden allgemeinen Formel (1) angesichts der ausgezeichneten Härtbarkeit des sie aufweisenden Polymers: H₂C=C(R¹)- (1),wobei R¹ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt.
Das Oxyalkylenpolymer, in das die Alkylengruppen, z. B. die zuvor erwähnten, noch nicht eingebaut sind, kann durch gewöhnliche Polymerisation von Alkylenoxiden (anionische Polymerisation unter Verwendung von Ätzalkali) oder durch Aufbaureaktion der Polymere erhalten werden, die man bei einer solchen gewöhnlichen Polymerisation erhält. Oxyalkylenpolymere mit Funktionsgruppen und mit höherem Molekulargewicht und schmalerer Molekulargewichtsverteilung lassen sich nach den Verfahren herstellen, die in der JP-A-61-197631, 61-215622, 61-215623, 61-218632 und JP-B-46-27250, 59-15336 usw. beschrieben sind.
Ein Kennwert der härtbaren Zusammensetzung (1) ist, daß sich die Härte des gehärteten Produkts der Zusammensetzung leicht senken läßt. Für diesen Kennwert ist erwünscht, daß das Polymer für die Komponente (A-1) in der Zusammensetzung (1) mindestens 2 Alkenylgruppen an seinen Molekülenden hat.
Ist die Anzahl der im Polymer vorhandenen Alkenylgruppen relativ zum Molekulargewicht des Polymers zu groß, ist das gehärtete Polymer zu steif und kann keine gute gummiartige Elastizität haben.
Als typische Beispiele für die Komponente (A-1) seien die Verbindungen mit den folgenden chemischen Formeln (2) bis (5) erwähnt: [H₂C=C(R²)-R³-O]b-R⁴ (2),wobei R² ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt; R³ eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und optional mit mindestens einer Ethergruppe, vorzugsweise einer Alkylengruppe, darstellt; R⁴ einen Oxyalkylenpolymerrest darstellt; und b eine Ganzzahl von 1 oder mehr darstellt. [H₂C=C(R⁵)-R⁶-O-CO]b-R⁷ (3),wobei R⁵ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt; R⁶ eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und optional mit mindestens einer Ethergruppe, vorzugsweise einer Alkylengruppe, darstellt; R⁷ einen Oxyalkylenpolymerrest darstellt; und b eine Ganzzahl von 1 oder mehr darstellt. [H₂C=C(R⁸)]b-R⁹ (4),wobei R⁸ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt; R⁹ einen Oxyalkylenpolymerrest darstellt; und b eine Ganzzahl von 1 oder mehr darstellt. [H₂C=C(R¹⁰)-R¹¹-OCOO]b-R¹² (5),wobei R¹⁰ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe darstellt; R¹¹ eine zweiwertige Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und optional mit mindestens einer Ethergruppe, vorzugsweise einer Alkylengruppe, darstellt; R¹² einen Oxyalkylenpolymerrest darstellt; und b eine Ganzzahl von 1 oder mehr darstellt.
Die Komponente (B) in der leitenden Zusammensetzung (1) ist nicht spezifisch festgelegt, sofern sie eine Verbindung mit mindestens 2 Hydrosilylgruppen im Molekül ist. Ist aber die Anzahl der in der Verbindung für die Komponente (B) vorhandenen Hydrosilylgruppen zu groß, bleiben viele Hydrosilylgruppen im gehärteten Produkt, was oft Hohlräume und Risse der gebildeten Schicht verursacht. Daher ist erwünscht, daß die Anzahl der Hydrosilylgruppen, die im Molekül der Verbindung vorhanden sein sollen, höchstens 50, vorzugsweise 2 bis 30, noch stärker bevorzugt 2 bis 20 beträgt, betrachtet man die leichte Steuerung der gummiartigen Elastizität des gehärteten Produkts und die Lagerstabilität der Zusammensetzung. Um leicht zu verhindern, daß die Zusammensetzung im Schritt des Härtens der Zusammensetzung schäumt, ist es außerdem erwünscht, daß die Anzahl der im Polymer vorhandenen Hydrosilylgruppen höchstens 20 beträgt. Um andererseits Härtungsversagen zu verhindern, auch wenn die Hydrosilylgruppen deaktiviert sind, ist erwünscht, daß die Anzahl der Hydrosilylgruppen im Polymer mindestens 3 beträgt. Der am stärksten bevorzugte Bereich der Anzahl der Hydrosilylgruppen im Polymer liegt zwischen 3 und 20.
"Mit einer Hydrosilylgruppe" soll hierin den Fall mit einer H-Gruppen in Bindung an Si bezeichnen. Dazu muß also der Fall von SiH₂ zwei Hydrosilylgruppen haben. Damit H im Härtungsmittel (B) an Si gebunden ist, ist erwünscht, daß mehrere H-Gruppen an unterschiedliche Si-Gruppen gebunden sind, da das Vermögen des Härtungsmittels (B) mit diesem Molekülaufbau höher ist und da das gehärtete Produkt bessere gummiartige Elastizität hat.
Betrachtet man die Dispergierbarkeit des Leitfähigkeit verleihenden Mittels (Komponente (D)) in der Zusammensetzung und die Verarbeitbarkeit der Zusammensetzung in die Schicht der Walze, ist erwünscht, daß die Komponente (B) einen Zahlenmittelwert des Molekulargewichts von höchstens 30.000, stärker bevorzugt höchstens 20.000, noch stärker bevorzugt höchstens 15.000 hat. Betrachtet man ferner die Reaktivität und die Kompatibilität der Komponente (B) mit der Komponente (A), ist stärker erwünscht, daß der Zahlenmittelwert des Molekulargewichts der Komponente (B) zwischen 300 und 10.000 liegt.
Als typische Beispiele für die Komponente (B) seien Verbindungen mit den folgenden allgemeinen Formeln (6) bis (8) erwähnt, die hydrosilylgruppenhaltige zyklische Siloxane an den Molekülenden haben.
wobei n eine Ganzzahl von 5 bis 12 darstellt und m eine Ganzzahl von 2 bis 4 darstellt.
wobei m eine Ganzzahl von 2 bis 4 darstellt.
wobei m eine Ganzzahl von 2 bis 4 darstellt.
In den Verbindungen der o. g. Formeln (6) bis (8) sind hydrosilylgruppenhaltige zyklische Siloxane mit beiden Enden eines Moleküls verbunden, das ein relativ niedriges Molekulargewicht hat. Neben diesen sind hierbei auch alle anderen Verbindungen mit hydrosilylgruppenhaltigen zyklischen Siloxanen an den Enden eines Polymermoleküls oder sogar eines verzweigten Polymermoleküls mit hohem Molekulargewicht verwendbar.
Als weitere Beispiele für die Komponente (B) seien ferner lineare oder zyklische Polyorganohydrogensiloxane (darunter polyoxyalkylenmodifizierte, styrolmodifizierte und olefinmodifizierte Derivate) erwähnt, z. B. jene mit den folgenden chemischen Formeln (9) bis (11).
wobei m und n jeweils eine Ganzzahl sind sowie 10 ≤ m + n ≤ 50, 2 ≤ m und 0 ≤ n gelten; und R¹³ eine Methylgruppe, eine Polyoxyalkylengruppe mit einem Molekulargewicht von 100 bis 10.000 oder eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt, die eine oder mehrere Phenylgruppen haben können, und mehrere R¹³, wenn vorhanden, nicht alle die gleichen zu sein brauchen.
wobei m und n jeweils eine Ganzzahl sind sowie 10 ≤ m + n ≤ 50, 2 ≤ m und 0 ≤ n gelten; und R¹⁴ eine Methylgruppe, eine Polyoxyalkylengruppe mit einem Molekulargewicht von 100 bis 10.000 oder eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt, die eine oder mehrere Phenylgruppen haben können, und mehrere R¹⁴, wenn vorhanden, nicht alle die gleichen zu sein brauchen.
wobei m und n jeweils eine Ganzzahl sind sowie 3 ≤ m + n ≤ 20, 2 ≤ m ≤ 19 und 0 ≤ n ≤ 18 gelten; und R¹⁵ eine Methylgruppe, eine Polyoxyalkylengruppe mit einem Molekulargewicht von 100 bis 10.000 oder eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellt, die eine oder mehrere Phenylgruppen haben können, und mehrere R¹⁵, wenn vorhanden, nicht alle die gleichen zu sein brauchen.
Bezüglich der Komponente (B) ist die Aggregationskraft der Komponente (A) größer als die der Komponente (B). Angesichts der Kompatibilität der beiden Komponenten (A) und (B) ist daher wichtig, daß die Komponente (B) mit einem Modifikator mit Phenylgruppe modifiziert ist. Unter Berücksichtigung ihrer Kompatibilität mit der Komponente (A) und auch ihrer leichten Verfügbarkeit sind styrolmodifizierte Derivate bevorzugt. Aufgrund ihrer Lagerstabilität sind α-methylstyrolmodifizierte Derivate stärker bevorzugt.
Der hydrosilylierende Katalysator der Komponente (C) ist nicht spezifisch festgelegt, solange er beim Katalysieren der Hydrosilylierung aktiv ist. Zum Beispiel verfügt er über einen einfachen Platinstoff; massives Platin auf einem einfachen Trägerstoff aus Aluminiumoxid o. ä.; Chlorogoldsäure (darunter ihre Komplexe mit Alkoholen); verschiedene Platinkomplexe; Chloride von Metallen, z. B. Rhodium, Ruthenium, Eisen, Aluminium, Titan u. ä. Von diesen sind Chlorogoldsäure, Platin-Olefin-Komplexe und Platin-Vinylsiloxan-Komplexe angesichts ihrer katalytischen Aktivität bevorzugt. Diese Katalysatoren können einzeln oder kombiniert verwendet werden.
Zum Leitfähigkeit verleihenden Mittel der Komponente (D) gehören z. B. Ruß, feines Metallpulver und auch Verbindungen mit leitenden Einheiten, z. B. normalerweise organische Verbindungen und Polymere mit quaternären Ammoniumbasisgruppen, Carbonsäuregruppen, Sulfonsäuregruppen, Sulfatestergrupppen, Phosphatestergruppen u. ä., sowie Ether-Ester-Amide oder Ether-Imid-Polymere, Ethylenoxid-Epihalohydrin-Copolymere, Methoxypolyethylenglycolacrylate usw.; und auch Verbindungen, die nichtleitenden Stoffen elektrische Leitfähigkeit verleihen können, z. B. Antistatikmitteln aus Polymerverbindungen usw. Diese Leitfähigkeit verleihenden Mittel können einzeln oder kombiniert verwendet werden.
Das Verhältnis der Komponente (A-1) zur Komponente (B) in der o. g. leitenden Zusammensetzung (1) ist vorzugsweise so, daß die Menge der Hydrosilylgruppen in der Komponente (B) 0,2 bis 5,0 Mol, stärker bevorzugt 0,4 bis 2,5 Mol, bezogen auf ein Mol der Alkenylgruppe in der Komponente (A-1) beträgt, damit die Härte der aus der Zusammensetzung zu bildenden elastischen leitenden Schicht gering sein kann.
Die Menge der in der Komponente (C), die in der leitenden Zusammensetzung (1) vorhanden sein muß, beträgt vorzugsweise 10^-8 bis 10^-1 Mol, stärker bevorzugt 10^-6 bis 10^-1 Mol, noch stärker bevorzugt 10^-6 bis 10^-3 Mol, bezogen auf ein Mol der Alkenylgruppe in der Komponente (A-1). Liegt die Menge der Komponente (C) unter 10^-8 Mol, tritt die beabsichtigte Reaktion nicht auf. Andererseits sind hydrosilylierende Katalysatoren allgemein teuer und korrodierend, und außerdem erzeugen sie eine große Wasserstoffgasmenge, die das gehärtete Produkt verschäumt. Daher ist der Gebrauch von zu viel hydrosilylierendem Katalysator über 10^-1 Mol unerwünscht.
Die andere gesättigte kohlenwasserstoffartige leitende Zusammensetzung (2) zur Verwendung in der Erfindung ist eine härtbare Zusammensetzung die im wesentlichen folgendes aufweist:

(A-2) ein Polymer mit mindestens einer Alkenylgruppe im Molekül, in dem die die Hauptkette bildenden Repetiereinheiten gesättigte Kohlenwasserstoffeinheiten sind,
(B) ein Härtungsmittel mit mindestens 2 Hydrosilylgruppen im Molekül und
(C) einen hydrosilylierenden Katalysator, und die optional enthält:
(D) einen Leitfähigkeit verleihenden Stoff.

Von diesen die Zusammensetzung (2) bildenden Komponenten sind (B) bis (D) die gleichen wie in der o. g. leitenden Zusammensetzung (1). Nur die Komponente (A-2) in der Zusammensetzung (2), die sich von der Komponente (A-1) in der Zusammensetzung (1) unterscheidet, wird nachfolgend dargestellt.
Wie die Komponente (A-1) härtet auch die Komponente (A-2) durch Hydrosilylierung mit der Komponente (B). Da sie mindestens eine Alkenylgruppe in ihrem Molekül hat, hydrosilyliert die Komponente (A-2) mit der Komponente (B) und härtet, um ein erhöhtes Molekulargewicht zu haben.
Die Komponente (A-2) muß mindestens eine Alkenylgruppe haben, da sie mit der Komponente (B) hydrosilyliert. Aus Sicht der gummiartigen Elastizität ihres gehärteten Produkts ist erwünscht, daß die Komponente (A-2) zwei Alkenylgruppen an ihren beiden Enden hat, wenn sie eine lineare Struktur hat. Hat die Komponente (A-2) eine verzweigte Struktur, ist auch erwünscht, daß sie zwei oder mehr Alkenylgruppen an ihren Molekülenden hat.
Die die Hauptkette der Komponente (A-2) bildenden Repetiereinheiten sind gesättigte Kohlenwasserstoffeinheiten. Als typische Beispiele für die Einheiten seien Isobutylenpolymere, hydrierte Isoprenpolymere und hydrierte Butadienpolymere genannt. Diese Polymere können mit beliebigen anderen Comonomeren copolymerisiert sein, um Repetiereinheiten solcher Comonomere zu haben. Allerdings ist wichtig, daß die Hauptkette der Komponente (A-2) mindestens 50 %, aber vorzugsweise mindestens 70 %, stärker bevorzugt mindestens 90 % gesättigte Kohlenwasserstoffeinheiten hat, um den Kennwert geringer Wasserabsorptionsfähigkeit der gesättigten kohlenwasserstoffartigen Polymere für die Komponente (A-2) nicht zu beeinträchtigen.
Für das Molekulargewicht des gesättigten kohlenwasserstoffartigen Polymers für die Komponente (A-2) ist bevorzugt, daß das Polymer einen Zahlenmittelwert des Molekulargewichts (Mn) von etwa 500 bis 50.000, stärker bevorzugt etwa 1.000 bis 15.000 aus Sieht seiner leichten Handhabung hat. Vorzugsweise ist das Polymer aus Sicht seiner Verarbeitbarkeit ferner flüssig und bei Raumtemperatur fließfähig.
Das Verfahren zum Einbauen von Alkenylgruppen in die Komponente (A-2) ist nicht spezifisch festgelegt. Alkenylgruppen können während oder nach der Polymerisation darin eingebaut werden, um das Polymer der Komponente (A-2) zu bilden.
Als bevorzugte Beispiele für die gesättigten kohlenwasserstoffartigen Polymere mit mindestens einer Alkenylgruppe im Molekühl, in dem die die Hauptkette bildenden Repetiereinheiten gesättigte Kohlenwasserstoffeinheiten sind, seien lineare Polyisobutylenpolymere, hydrierte Polybutadienpolymere und hydrierte Polyisoprenpolymere mit zwei Alkenylgruppen an ihren beiden Enden und mit einem Zahlenmittelwert des Molekulargewichts von 2.000 bis 15.000 und einem Verhältnis Mw/Mn zwischen 1,1 und 1,2 erwähnt.
Die Komponente (B) aus einem Härtungsmittel mit mindestens 2 Hydrosilylgruppen im Molekül, die sich in der leitenden Zusammensetzung (2) befindet, wirkt so auf die Komponente (A-2), daß sie diese härtet.
Die Komponenten (B), (C) und (D) in der leitenden Zusammensetzung (2) können die gleichen wie in der o. g. leitenden Zusammensetzung (1) sein.
Die oxyalkylenartige leitende Zusammensetzung (1) und die gesättigte kohlenwasserstoffartige leitende Zusammensetzung (2), die bevorzugte Beispiele für die Harzzusammensetzung sind, um die elastische leitende Schicht der Entwicklungswalze der Erfindung zu bilden, sind vorstehend näher beschrieben. Weitere Einzelheiten dieser Zusammensetzungen sind in der US-A-5409995 und JP-A-3-95266 und 6-256634 erwähnt.
Eine spezifische Ausführungsform der leitenden Zusammen setzung (1) oder (2) mit den o. g. Komponenten (A-1) bis (D) bzw. den Komponenten (A-2) bis (D) ist eine härtbare Zusammensetzung mit:

(A) einem Polyisobutylen, hydrierten Polybutadien, hydrierten Polyisopren oder Polyoxypropylen mit einem Zahlenmittelwert des Molekulargewichts (Mn) von 2.000 bis 15.000 und mit 2 Alkenylgruppen an seinen beiden Enden,
(B) einem kohlenwasserstoffartigen Härtungsmittel mit zyklischen Hydrogenpolysiloxanen an seinen beiden Enden oder einem linearen oder zyklischen Polyorganohydrogensiloxan (optional teilweise mit Styrolen modifiziert) in einer Menge von 0,7 bis 1,4 Mol im Hinblick auf den SiH-Gruppengehalt bezogen auf 1 Mol der Alkenylgruppe in der Komponente (A),
(C) einem hydrosilylierenden Katalysator aus Chlorogoldsäure (H₂PtCl₂) oder ihrer alkoholischen Lösung in einer Menge von 10^-6 bis 10^-3 Mol der Säure bezogen auf 1 Mol der Alkenylgruppe in der Komponente (A), und
(D) Ketjen Black oder Acetylenruß in einer Menge von 0 bis 15 % bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (A), (B) und (C).

Die leitenden Zusammensetzungen (1) und (2) mit den zuvor genannten Komponenten (A) bis (D) können optional eine zusätzliche Komponente (E) aus einem Lagerstabilitätsverbesserer aufweisen, der die Lagerstabilität der Zusammensetzungen verbessern soll.
Als Komponente (E) ist eine beliebige verwendbar, die als Lagerstabilisator für die Komponente (B) bekannt ist. Zu bevorzugten Beispielen für die Komponente (E) zählen Verbindungen mit aliphatischen ungesättigten Bindungen, organische Phosphorverbindungen, organische Schwefelverbindungen, stickstoffhaltige Verbindungen, Zinnverbindungen, organische Peroxide usw. Als spezifische Beispiele für diese Verbindungen seien Benzothiazol, Thiazol, Dimethylmaleat, Dimethylacetylendicarboxylate, 2-Pentennitril, 2,3-Dichlorpropen, Chinolin usw. genannt, die aber nicht einschränkend sind. Von diesen sind Thiazol, Benzothiazol und Dimethylmaleat angesichts ihrer Fähigkeiten bevorzugt, die Topfzeit der Zusammensetzung zu verlängern und ihre schnelle Härtbarkeit zu steigern.
Die o. g. Lagerstabilitätsverbesserer können allein oder kombiniert verwendet werden.
Die Menge der in der härtbaren Zusammensetzung aufzunehmenden Komponente (E) kann nahezu frei bestimmt werden, sofern sie gleichmäßig in den Komponenten (A) und (B) dispergiert. Vorzugsweise liegt aber die Menge zwischen 10^-6 und 10^-1 Mol bezogen auf ein Mol der SiH-haltigen Verbindung der Komponente (B). Liegt die Menge der Komponente (E) unter 10^-6 Mol, kann die Lagerstabilität der Komponente (B) nicht ausreichend verbessert werden. Ist dagegen die Menge größer als 10^-1 Mol, wird die Härtbarkeit der Zusammensetzung verzögert.
Die leitenden Zusammensetzungen (1) und (2) und auch die, die zusätzlich den Lagerstabilitätsverbesserer enthalten, härten schnell durch die Reaktion der Alkenylgruppen und der Hydrosilylgruppen in ihnen, und die resultierenden gehärteten Produkte haben eine kleine Menge flüchtiger Bestandteile. Enthält insbesondere die leitende Zusammensetzung (1) als wesentliche Komponente (A-1) ein Oxypropylenpolymer (in einer Menge von 60 bis 98 %, aber vorzugsweise 90 bis 97 % bezogen auf das gehärtete Produkt), kann ihr gehärtetes Produkt leitend oder halbleitend mit einem spezifischen Durchgangswiderstand von etwa 10³ bis 10⁹ Ω·cm sein, auch wenn eine kleine Menge der Komponente (D) zugegeben ist. Außerdem ist das gehärtete Produkt durch gute gummiartige Elastizität auch bei niedrigen Temperaturen gekennzeichnet.
Die leitende Zusammensetzung (1) oder (2) mit den o . g . Komponenten (A) bis (D) kann in eine Form, in deren Mitte eine SUS-Welle angeordnet ist, z. B. durch Gießen, Einspritzen oder Extrudieren eingeleitet und dann darin unter Wärmeeinfluß bei einer Temperatur zwischen etwa 30 und 150 °C, vorzugsweise zwischen etwa 80 und 140 °C für eine Zeit zwischen etwa 10 Sekunden und 1 Stunde, vorzugsweise zwischen etwa 1 und 20 Minuten, gehärtet werden, wodurch eine elastische leitende Schicht aus der Zusammensetzung um die Welle gebildet wird. Nach Vorhärtung kann die Zusammensetzung nachgehärtet werden.
Bei Bildung einer solchen elastischen leitenden Schicht aus der härtbaren Zusammensetzung dieser Art um die Welle einer Entwicklungswalze ist wichtig, daß beim Einbau der fertigen Entwicklungswalze in eine Entwicklungsvorrichtung die Spaltbreite zwischen der Entwicklungswalze und dem Steuerabstreifer und die zwischen der Entwicklungswalze und dem Fotorezeptor in der Vorrichtung vorbestimmte Werte nicht unterschreiten. Unter dem Aspekt, daß die fertige Entwicklungswalze die beabsichtigten Spaltbreiten erfüllt, ist erwünscht, daß die Härte des gehärteten Produkts der Zusammensetzung höchstens 40°, vorzugsweise höchstens 30°, nach JIS Härte A beträgt und daß die Menge der Komponente (B) in der Zusammensetzung 0,2 bis 2,5 Mol, vorzugsweise 0,4 bis 2,5 Mol, im Hinblick auf die Hydrosilylgruppe darin bezogen auf ein Mol der Alkenylgruppe in der Komponente (A) beträgt.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann ein urethanartiges reaktives organisches Material in der leitenden Zusammensetzung für die elastische leitende Schicht der Entwicklungswalze der Erfindung vorhanden sein. Die leitende Zu sammensetzung dieser Art wird im folgenden als leitende Zusammensetzung (3) bezeichnet, die näher beschrieben wird.
Ein bevorzugtes Beispiel für die leitende Zusammensetzung (3), die ein urethanartiges reaktives organisches Material aufweist, ist eine härtbare Zusammensetzung, die im wesentlichen folgendes aufweist:

(F) ein Polymer mit mindestens einer aktiven Wasserstoffgruppe im Molekül, in dem die die Hauptkette bildenden Repetiereinheiten Oxyalkylen- oder Polyestereinheiten sind,
(G) eine Verbindung mit mindestens 2 Isocyanatgruppen im Molekül,
(H) einen Polyurethanbildungskatalysator, und die optional enthält: (D) ein Leitfähigkeit verleihendes Mittel.

Soll der spezifische Durchgangswiderstand der leitenden Zusammensetzung in einen Halbleiterbereich fallen, erfordert die Zusammensetzung möglicherweise nicht die Komponente (D).
Bei Bedarf kann die leitende Zusammensetzung (3) optional einen Weichmacher o. ä. enthalten. Ferner können bei Bedarf die gleichen Zusatzstoffe wie in den o. g. leitenden Zusammensetzungen (1) und (2) der Zusammensetzung (3) zugegeben sein.
Die Komponente (F) reagiert mit der Komponente (G) und härtet. Da sie insbesondere mindestens eine aktive Wasserstoffgruppe in einem Molekül hat, reagiert die Komponente (F) mit der Komponente (G) zur Polyurethanbildung und härtet, und das resultierende gehärtete Produkt hat ein erhöhtes Molekulargewicht.
Da die Komponente (F) mit der Komponente (G) zur Polyurethanbildung reagiert, muß sie mindestens eine aktive Wasserstoffgruppe, aber vorzugsweise 2 bis 5 aktive Wasserstoffgruppen haben. Damit insbesondere das gehärtete Produkt gummiartige Elastizität haben kann, ist stärker erwünscht, daß die Komponente (F) aktive Wasserstoffgruppen an beiden Enden des Moleküls hat.
Die o. g. aktive Wasserstoffgruppe ist nicht spezifisch festgelegt. Sie kann aktiver Wasserstoff selbst sein oder in jeder Form von Hydroxylgruppe, Aminogruppe, Carboxylgruppe o. ä. vorliegen. Angesichts der leichten Verfügbarkeit ist eine Hydroxylgruppe bevorzugt. Damit die Klebrigkeit des gehärteten Produkts vorteilhaft kleiner ist, ist aber eine Aminogruppe bevorzugt.
Erwünscht ist, daß die Repetiereinheiten, die die Hauptkette der Komponente (F) bilden, Oxyalkyleneinheiten oder Estereinheiten sind, damit die Härte des gehärteten Produkts gering sein kann. Für die Repetiereinheiten sind Oxyalkyleneinheiten besonders bevorzugt, Oxypropyleneinheiten stärker bevorzugt, damit die Härte des gehärteten Produkts für die elastische leitende Schicht gering sein kann.
Als spezifische Beispiele für die Komponente (F), in der die aktiven Wasserstoffgruppen Hydroxylgruppen sind und die Repetiereinheiten der Hauptkette Oxyalkyleneinheiten sind, seien Polyoxyalkylenpolyole erwähnt, die zur Erzeugung der o. g. Komponente (A-1) verwendet werden und die durch Polymerisieren einer Verbindung (Ausgangsverbindung) mit mindestens zwei aktiven Wasserstoffen mit einem C_2-4-Alkylenoxid hergestellt werden. Die Polyoxyalkylenpolyole, die vorzugsweise zur Erzeugung der Komponente (A-1) verwendet werden, kommen auch vorzugsweise als Komponente (F) in der leitenden Zusammensetzung (3) zum Einsatz.
Als spezifische Beispiele für die Komponente (F), die aktive Wasserstoffgruppen hat und in der die Repetiereinheiten der Hauptkette Estereinheiten sind, seien genannt: Polylactone, z. B. ringgeöffnete Polymere von ε-Caprolacton, sowie Polykondensate von Polyoxyalkylenpolyolen, Dicarbonsäuren und niedermolekularen Diolen usw.
Obwohl sie sich von der o. g. Komponente (F) unterscheiden, können auch Polyole von Polybutadienen, hydrierten Polybutadienen, Polyisoprenen o. ä. (Polyolefinpolyole) anstelle oder zusammen mit der Komponente (F) verwendet werden.
Als spezifische Beispiele für die Komponente (G) aus einer Verbindung mit mindestens 2 Isocyanatgruppen im Molekül seinen genannt: Toluoldiisocyanat (TDI), Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Hexamethylendiisocyanat (HDI), Xylylendiisocyanat (XDI), hydriertes Xylylendiisocyanat (H₆XDI), Isophorendiisocyanat (IPDI), Tetramethylxylylendiisocyanat (TMXDI), hydriertes Diphenylmethandiisocyanat (H₁₂MDI) u. ä. sowie Präpolymerderivate dieser Verbindungen. Von diesen sind solche aliphatischen Diisocyanatverbindungen wie Hexamethylendiisocyanat bevorzugt, damit die gehärteten Produkte eine geringe Härte haben können. Diese Verbindungen können einzeln oder kombiniert verwendet werden.
Das Verhältnis des Härtungsmittels aus der Komponente (G) zur Komponente (F) ist vorzugsweise so, daß das Äquivalenzverhältnis der Isocyanatgruppe in der Komponente (G) zur Hydroxylgruppe in der Komponente (F) zwischen 0,7/1,0 und 2,0/1,0, stärker bevorzugt zwischen 0,9/1,0 und 1,5/1,0 liegt, berücksichtigt man, daß die Isocyanatgruppe in der Komponente (G) instabil ist.
Der Polyurethanbildungskatalysator der Komponente (H) kann jeder gewöhnliche sein, darunter z. B. organische Zinnverbindungen, tertiäre Amine usw. Die Komponente (H) kann in einer Menge von etwa 0,01 bis 1 % bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (F) und (G) verwendet werden.
Die Komponente (D) in der Zusammensetzung (3) kann die gleiche wie in der o. g. Zusammensetzung (1) sein, und auf eine Beschreibung ihrer Einzelheiten wird hierin verzichtet.
Der Weichmacher, der optional der leitenden Zusammensetzung (3) zugegeben sein kann, wirkt so, daß er die Härte des gehärteten Produkts senkt. Allerdings blutet die den Weichmacher enthaltende Zusammensetzung in höherem Grad aus als die ihn nicht enthaltende. Daher kann die Menge des Weichmachers bei Zugabe zur Zusammensetzung vorzugsweise größer sein, um die Härte des gehärteten Produkts stärker zu senken, kann aber vorzugsweise kleiner sein, um das gehärtete Produkt am Ausbluten zu hindern. Allgemein kann die Menge etwa 3 bis 10 % bezogen auf die Gesamtmenge der Komponenten (F). (G), (H) und (D) betragen.
Als spezifische Beispiele für den Weichmacher seien phthalsäureartige Weichmacher, z. B. DOP, DBP usw.; und polyetherartige Weichmacher, z. B. PPG, PEG usw., erwähnt.
Das Verfahren zur Verwendung der Zusammensetzung (3) bei der Herstellung von Entwicklungswalzen kann das gleiche wie das zur Verwendung der o. g. Zusammensetzung (1) oder (2) sein, und auf eine Beschreibung seiner Einzelheiten wird hierin verzichtet.
In noch einer weiteren Ausführungsform kann ein siloxanartiges reaktives organisches Material in der leitenden Zusammensetzung für die elastische leitende Schicht der Entwicklungswalze der Erfindung vorliegen. Die leitende Zusammensetzung dieser Art, die im folgenden als leitende Zusammensetzung (4) bezeichnet ist, wird nachstehend näher beschrieben.
Ein bevorzugtes Beispiel für die leitende Zusammensetzung (4), die ein siloxanartiges reaktives organisches Material enthält, ist eine härtbare Zusammensetzung, die im wesentlichen folgendes aufweist:

(I) einen kaltvulkanisierenden Silikonkautschuk vom Typ mit zwei Flüssigkeiten,
(J) ein Härtungsmittel,
(K) einen Härtungskatalysator, und die optional enthält: (D) ein Leitfähigkeit verleihendes Mittel.

Ein weiteres bevorzugtes Beispiel für die Zusammensetzung (4) ist eine härtbare Zusammensetzung, die im wesentlichen folgendes aufweist:

(L) einen kaltvulkanisierenden Silikonkautschuk vom Typ mit einer Flüssigkeit,
(M) ein Härtungsmittel,
(N) einen Härtungskatalysator, und die optional enthält: (D) ein Leitfähigkeit verleihendes Mittel.

Soll der spezifische Durchgangswiderstand der leitenden Zusammensetzung in einen Halbleiterbereich fallen, erfordert die Zusammensetzung möglicherweise nicht die Komponente (D).
Die leitende Zusammensetzung mit den Komponenten (I), (J), (K) und (D) härtet gleichmäßig in der Oberfläche und in der Tiefe und hat gute Tiefenvulkanisierbarkeit und gute Ablösbarkeit, während die mit den Komponenten (L), (M), (N) und (D) gutes Haftvermögen hat. Daher sind gehärtete Produkte mit den Kennwerten dieser beiden Zusammensetzungen unterschiedli cher Arten bevorzugt, und Mischungen der beiden Zusammensetzungen können zum Einsatz kommen.
Ist der kaltvulkanisierende Silikonkautschuk vom Typ mit zwei Flüssigkeiten der Komponente (I) ein durch Additionsreaktion härtbarer, hat er eine Alkenylgruppe, z. B. eine Vinylgruppe o. ä., im Molekül, und die Gruppe reagiert mit der im Härtungsmittel vorhandenen Hydrosilylgruppe, wodurch die Zusammensetzung wie die leitenden Zusammensetzungen (1) und (2) härtet.
Der kaltvulkanisierende Silikonkautschuk vom Typ mit zwei Flüssigkeiten kann jeder gewöhnliche sein, und das Härtungsmittel für ihn kann ein siloxanartiges Härtungsmittel (B) sein, das in den leitenden Zusammensetzungen (1) und (2) vorhanden sein soll. Der Härtungskatalysator für sie kann auch der gleiche wie der sein, der in den leitenden Zusammensetzungen (1) und (2) zu verwenden ist.
Der kaltvulkanisierende Silikonkautschuk vom Typ mit einer Flüssigkeit der Komponente (L) hat eine Silanolgruppe im Molekül, für die das Härtungsmittel (M) eine Verbindung mit mindestens 2 hydrolysierbaren Silylgruppen sein kann. In diesem Fall reagiert die durch Hydrolyse der hydrolysierbaren Silylgruppe im Härtungsmittel gebildete Silanolgruppe mit der Silanolgruppe im kaltvulkanisierenden Silikonkautschuk vom Typ mit einer Flüssigkeit durch Dehydratisierungskondensation, wodurch die Zusammensetzung härtet.
Der kaltvulkanisierende Silikonkautschuk vom Typ mit einer Flüssigkeit und das Härtungsmittel für ihn können gewöhnliche sein. Zum Härtungskatalysator für die Reaktion dieser beiden gehören beispielsweise organische Zinnverbindungen, z. B. Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinndimaleat, Dioctylzinndilaurat, Dioctylzinndimaleat, Zinnoctylat usw.; Phosphorsäure und Phosphate, z. B. Phosphorsäure, Monomethylphosphat, Monoethylphosphat, Monobutylphosphat, Monooctylphosphat, Monodecylphosphat, Dimethylphosphat, Diethylphosphat, Dibutylphosphat, Dioctylphosphat, Didecylphosphat usw.; organische Titanatverbindungen; organische Aluminiumverbindungen; gesättigte oder ungesättigte Polycarbonsäuren und ihre Anhydride, z. B. Maleinsäure und ihr Anhydrid; Amine, z. B. Hexy lamin, Di-2-ethylhexylamin, N,N-Dimethyldodecylamin, Dodecylamin usw.; Reaktionsprodukte dieser Amine und saurer Phosphate usw. Mischungen dieser Verbindungen werden auch vorzugsweise verwendet, da sie hohe Aktivität haben.
Zur leitenden Zusammensetzung (4) ist optional ein Füllmittel zugegeben, z. B. Quarzstaub, Kieselhydrogel, hydrophobes Siliciumoxid, Ruß, Titandioxid, Eisenoxid, Aluminiumoxid, Zinkoxid, Quarzpulver, Diatomeenerde, Calciumsilikat, Talkum, Bentonit, Asbest, Glasfaser, organische Faser usw., um die Kennwerte der Zusammensetzung abzustimmen und die Herstellungskosten zu senken. Diese Füllmittel können einzeln oder kombiniert zugegeben sein. Neben dem Füllmittel können auch beliebige andere Zusatzstoffe einzeln oder kombiniert der Zusammensetzung zugegeben sein.
Das Verfahren zur Verwendung der Zusammensetzung (4) bei der Herstellung von Entwicklungswalzen kann das gleiche wie das zur Verwendung der o. g. Zusammensetzung (1) oder (2) sein, und auf eine Beschreibung seiner Einzelheiten wird hierin verzichtet.
Noch weitere härtbare Zusammensetzungen außer den o. g. leitenden Zusamensetzungen (1) bis (4) können zur Bildung der elastischen leitenden Schicht verwendet werden, die im folgenden beschrieben werden. Als noch weitere, hier verwendbare Zusammensetzungen mit Ausnahme der o. g. Zusammensetzungen (1) bis (4) seien z. B. die folgenden erwähnt: Zusammensetzungen mit Ethylen-Propylen-Kautschuk, z. B. NBR (Nitrilkautschuk), SBR (Styrol-Butadien-Kautschuk), CR (Chloroprenkautschuk), EPDM o. ä., oder walzbarer Silikonkautschuk, dem ein Leitfähigkeit verleihendes Mittel zugegeben ist, sowie auch jene, die zusätzlich beliebige andere Zusatzstoffe enthalten. Diese Zusammensetzungen sind thermoplastisch und unterscheiden sich von den o. g. duroplastischen Zusammensetzungen, die zu gummiartigen Produkten härten. In diesen Zusammensetzungen sind NBR und EPDM bevorzugt, da die Härte und der bleibende Verformungsrest ihrer gehärteten Produkte bei Verwendung in Walzen gut ausgeglichen sind.
Der walzbare Silikonkautschuk umfaßt im wesentlichen lineares Polyorganosiloxan (Rohkautschuk) mit einem hohen Poly merisationsgrad (6.000 bis 10.000) und wird hergestellt durch Mischen des wesentlichen Bestandteils mit einem siliciumoxidartigen Verstärkungs- oder Trägerfüllmittel, einem Dispersionsförderer für das Füllmittel und auch verschiedenen anderen Zusatzstoffen, z. B. einem Wärmebeständigkeitsverbesserer, Innengleitmittel, Pigment usw. Die resultierende Kautschukmischung kann mit einem organischen peroxidartigen Härtungsmittel, z. B. 2,4-Dichlorbenzoylperoxid o. ä., verknetet und wärmegehärtet werden. Allgemein hat der Rohkautschuk Methylvinylsiloxaneinheiten.
Im folgenden werden Beispiele für die Erfindung zusammen mit Vergleichsbeispielen aufgeführt, die zwar die Erfindung konkret veranschaulichen, aber den Schutzumfang der Erfindung keinesfalls einschränken.
Beispiele und Vergleichsbeispiele
(1) Bildung von Entwicklungswalzen
Jede der beiden u. g. Arten von elastischen leitenden Schichten wurde mit jeder von 8 Arten von Oberflächenschichten gemäß Tabelle 1 auf die in Tabelle 2 angeführte Weise kombiniert, um Entwicklungswalzen von Beispielen 1 bis 7 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3 zu bilden. Genauer gesagt wurde in jeder Entwicklungswalze eine elastische leitende Schicht mit 7,5 mm Dicke um eine rostfreie Stahlwelle mit 10 mm Durchmesser gebildet, und die Außenfläche der leitenden Schicht wurde, mit einer Oberflächenschicht bedeckt, die darauf durch Eintauchen oder Auftragen mit anschließendem Brennen gebildet wurde.
Elastische leitende Schicht 1
Die folgenden Bestandteile (A), (B), (C) und (D) wurden gemischt und unter reduziertem Druck (höchstens 10 mm Hg, 120 Minuten) entschäumt.

(A) 100 Gewichtsteile Polyoxypropylenpolymer mit endständigen Allylgruppen mit einem Zahlenmittelwert des Molekulargewichts (Mn) von 8.000 und einer Molekulargewichtsverteilung von 2;
(B) 6,6 Gewichtsteile polysiloxanartiges Härtungsmittel (mit einem SiH-Wert von 0,36 Mol/100 g);
(C) 0,06 Gewichtsteile Isopropylalkohollösung von 10 %iger Chlorogoldsäure; und
(D) 7 Gewichtsteile Ruß (Carbon Black) 3030B (hergestellt von Mitsubishi Chemical).

Die resultierende Mischung wurde auf die Oberfläche einer SUS-Welle mit 10 mm Durchmesser aufgetragen und 30 Minuten bei 120 °C in einer Form gehärtet, um eine leitende, elastische Gummischicht mit 7,5 mm Dicke um die Welle zu bilden. Die Härte dieser elastischen leitenden Schicht wurde gemäß dem Verfahren A nach JIS K 6301 mit Hilfe eines JIS-A-Härteprüfers gemessen und betrug 14°.
Elastische leitende Schicht 2
Unter Verwendung einer Zusammensetzung mit 100 Gewichtsteilen Chemigum N683B von Goodyear (dies ist NBR-Kautschuk mit einem gebundenen Acrylnitrilgehalt von 33 % und einer Mooney-Viskosität von 28) und 5 Gewichtsteilen Ketjen Black EC wurde eine leitende, elastische Gummischicht mit der gleichen Größe wie die elastische leitende Gummischicht 1 gebildet. Die JIS Härte A dieser elastischen leitenden Schicht wurde mit 45° gemessen.
Messung des Kontaktwinkels
Als Tropfflüssigkeit zur Messung des Kontaktwinkels der Harzzusammensetzung für die Oberflächenschicht wurde Polycizer W2380 verwendet (adipinsäureartiges Flüssigpolyester, hergestellt von Dai-Nippon Ink Chemical Industry K. K., mit einer Viskosität bei 25 °C und 12 U/min von 3020 cps und einer Säurezahl von 0,1 mg/g sowie einer APHA-Farbzahl von 50).
Als Kontaktwinkelmesser kam das Modell CA-DT·A, hergestellt von Kyowa Kaimen Kagaku K. K., zum Einsatz, und die Injektionsnadel zum Auftropfen der Flüssigkeit war eine 15-Gauge-Nadel, hergestellt von Kyowa Kaimen Kagaku K. K. Der Durchmesser des Flüssigkeitstropfens auf einer Probe betrug etwa 1,5 mm in Tropfrichtung. Die Harzzusammensetzung für die Oberflächenschicht wurde auf die Oberfläche eines verchromten flachen Untergrunds aufgetragen, um eine Probenschicht darauf zu bilden. Fünf Tropfen der Flüssigkeit wurden auf eine Probe getropft, und 30 Sekunden nach dem Auftropfen wurde der Kontaktwinkel zwischen der Probenoberfläche und jedem Tropfen gemessen. Von den fünf erhaltenen Werte wurden der größte Wert und der kleinste Wert gestrichen, der Mittelwert der restlichen drei Werte wurde gerundet, um den Kontaktwinkel der Probe zu erhalten. In Tabelle 2 sind die Werte für den so erhaltenen Kontaktwinkel dargestellt.
(2) Bewertung der Entwicklungswalzen
Jede Entwicklungswalze wurde in einen kommerziellen 6-Blatt-Drucker eingebaut. Mit Hilfe eines polyesterhaltigen Toners im Drucker wurde eine Kopierprüfung durchgeführt, bei der die anfängliche Vollschwarzdichte des erzeugten Bilds gemessen wurde. Nach kontinuierlichem 5-stündigem Druckerbetrieb wurde die Oberflächenschicht der darin befindlichen Entwicklungswalze durch Sichtkontrolle auf Tonerverfilmung untersucht. Außerdem wurde nach der 5-standigen Betriebsprüfung der Fotorezeptor auf Tonerschleierbildung auf seiner Oberfläche beim Abbilden (weiß) untersucht. Dazu wurde ein Klebeband auf den Fotorezeptor geklebt, abgezogen und einer Sichtprüfung unterzogen. Ferner wurde nach der 5-standigen Betriebsprüfung die Menge des Toners mit einer Korngröße von höchstens 5 μm gemessen. In Tabelle 2 sind die erhaltenen Daten dargestellt.
Aus den Daten in Tabelle 2 geht hervor, daß bei Herstellung der Oberflächenschicht der Entwicklungswalze aus einer Harzzusammensetzung, deren Kontaktwinkel mit einem Tropfen einer Flüssigkeit mit einer Harzzusammensetzung, die der für den Toner ähnelt, der für die Entwicklung mit der Entwicklungswalze verwendet wird, mindestens 35°, vorzugsweise mindestens 38°, stärker bevorzugt mindestens 42° beträgt, z. B. wie in den Proben der Beispiele, Tonerverfilmung auf der Entwicklungswalze vermieden werden kann. Ist dagegen die Oberflächenschicht der Entwicklungswalze aus einer Harzzusammensetzung hergestellt, deren fraglicher Kontaktwinkel kleiner als 35° wie in den Proben der Vergleichsbeispiele ist, tritt erhebliche Tonerverfilmung auf der Entwicklungswalze auf. Wird außerdem ein polyesterhaltiger Toner verwendet und hat die verwendete Entwicklungswalze eine Oberflächenschicht, die aus einer Harzzusammensetzung hergestellt ist, die im wesentlichen aus einem etherartigen Urethanharz besteht, ist die Anfangsdichte der erzeugten Bilder gut. Ist ferner die elastische leitende Schicht der Entwicklungswalze (diese Schicht ist der wesentliche Teil der Entwicklungswalze), die unter der Oberflächenschicht liegt, aus einem gehärteten Produkt der härtbaren Zusammensetzung der Erfindung hergestellt, kann Tonerreißen auf der Walze reduziert werden.
Erfindungsgemäß wird eine Entwicklungswalze mit einer Oberflächenschicht aus einer Harzzusammensetzung bereitgestellt, deren Kontaktwinkel mit einem Tropfen einer Flüssigkeit mit einer Harzzusammensetzung, die im wesentlichen der ähnelt, die für den zur Entwicklung mit der Entwicklungswalze verwendeten Toner gebraucht wird, mindestens 35°, vorzugsweise mindestens 38°, stärker bevorzugt mindestens 42° beträgt. Mit Hilfe der Entwicklungswalze wird Tonerverfilmung darauf verhindert, und die Anfangsdichte der erzeugten Bilder ist gut. Ist außerdem die elastische leitende Schicht der Entwicklungswalze aus einem weichen und elastischen, gehärteten Produkt einer härtbaren Zusammensetzung in der Erfindung hergestellt, läßt sich Tonerreißen auf der Walze reduzieren.
Während die Erfindung anhand spezifischer Ausführungsformen näher beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, daß verschiedene Änderungen und Abwandlungen daran vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang gemäß der Festlegung in den beigefügten Ansprüchen abzuweichen.

Claims

Entwicklungswalze (33) zur Verwendung in einer Entwicklungsvorrichtung (3), die in elektrofotografische Vorrichtungen eingebaut ist, z. B. Kopierer, Drucker, Faxempfänger o. ä., und in der Toner (12), der auf der Oberfläche der Walze mitgeführt wird, die mit einem Fotorezeptor (1) in Kontakt oder nicht in Kontakt gehalten wird, mindestens zum Fotorezeptor (1) übertragen wird; dadurch gekennzeichnet, daß eine elastische leitende Schicht (41) um die leitende Welle (40) der Walze gebildet ist, daß die Außenfläche der elastischen leitenden Schicht mit einer Oberflächenschicht (42) bedeckt ist und daß die Oberflächenschicht (42) aus einer Harzzusammensetzung gebildet ist, deren Kontaktwinkel mit einem Tropfen einer Flüssigkeit, die im wesentlichen eine Komponente aufweist, die der thermoplastischen Harzkomponente von Farbpigment-Beschichtungskörnern im Toner (12) ähnelt, der in der Entwicklungsvorrichtung (3) zu verwenden ist, mindestens 35° beträgt, wobei der Tropfen der Flüssigkeit ein Flüssigpolyester für polyesterhaltige Toner ist.
Entwicklungswalze nach Anspruch 1, wobei das Flüssigpolyester ein adipinsäureartiges mit einer Viskosität bei 25 °C und 12 U/min von 2700 bis 3200 cps, einer Säurezahl von 0,1 bis 0,3 mg/g und einer APHA-Farbzahl von 30 bis 100 ist.
Entwicklungswalze nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Harzzusammensetzung zur Bildung der Oberflächenschicht (42) im wesentlichen ein Polymer aufweist, das hydroly-sierbare Silylgruppen im Molekül hat und in dem die die Hauptkette bildenden Repetiereinheiten aus einem Acrylpolymer oder einem gesättigten Kohlenwasserstoffpolymer sind.
Entwicklungswalze (33) zur Verwendung in einer Entwicklungsvorrichtung (3), die in elektrofotografische Vorrichtungen eingebaut ist, z. B. Kopierer, Drucker, Faxempfänger o. ä., und in der Toner (12), der auf der Oberfläche der Walze mitgeführt wird, die mit einem Fotorezeptor (1) in Kontakt oder nicht in Kontakt gehalten wird, mindestens zum Fotorezeptor (1) übertragen wird; dadurch gekennzeichnet, daß eine elastische leitende Schicht (41) um die leitende Welle (40) der Walze gebildet ist, daß die Außenfläche der elastischen leitenden Schicht mit einer Oberflächenschicht (42) bedeckt ist und daß die Oberflächenschicht (42) aus einer Harzzusammensetzung gebildet ist, deren Kontaktwinkel mit einem Tropfen einer Flüssigkeit, die im wesentlichen eine Komponente aufweist, die der thermoplastischen Harzkomponente von Farbpigment-Beschichtungskörnern im Toner (12) ähnelt, der in der Entwicklungsvorrichtung (3) zu verwenden ist, mindestens 35° beträgt, wobei der Tropfen der Flüssigkeit Butylacrylat für Styrol-Acrylharz enthaltende Toner ist.
Entwicklungswalze nach Anspruch 4, wobei die Harzzusammensetzung zur Bildung der Oberflächenschicht (42) im wesentlichen ein Polymer aufweist, das hydrolysierbare Silylgruppen im Molekül hat und in dem die die Hauptkette bildenden Repetiereinheiten aus einem gesättigten Kohlenwasserstoffpolymer sind.
Entwicklungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Kontaktwinkel mindestens 38° beträgt.
Entwicklungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Kontaktwinkel mindestens 42° beträgt.
Entwicklungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Harzzusammensetzung zur Bildung der Oberflächenschicht (42) im wesentlichen ein Urethanharz mit Polyethergerüst aufweist.
Entwicklungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Harzzusammensetzung zur Bildung der Oberflächenschicht (42) im wesentlichen eine Mischung aus einem lösemittellöslichen fluorhaltigen Harz und einem Urethanharz aufweist.
Entwicklungswalze nach Anspruch 9, wobei die Mischung in einem Verhältnis des lösemittellöslichen fluorhaltigen Harzes zum Urethanharz zwischen 10/90 und 90/10 vorliegt.
Entwicklungswalze nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Urethanharz eines mit Polyethergerüst ist.
Entwicklungswalze nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die elastische leitende Schicht (41) aus einem elastischen Stoff mit einer JIS Härte A von höchstens 30° hergestellt ist.
Entwicklungswalze nach Anspruch 12, wobei die elastische leitende Schicht (41) aus einem gehärteten Produkt einer härtbaren Zusammensetzung hergestellt ist, die im wesentlichen folgendes aufweist: (A) ein Polymer mit mindestens einer Alkenylgruppe im Molekül, in dem die die Hauptkette bildenden Repetiereinheiten im wesentlichen Oxyalkyleneinheiten oder gesättigte Kohlenwasserstoffeinheiten sind, (B) ein Härtungsmittel mit mindestens 2 Hydrosilylgruppen im Molekül, (C) einen hydrosilylierenden Katalysator, und die optional enthält: (D) ein Leitfähigkeit verleihendes Mittel.