專利名稱：導(dǎo)電性輥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在電子照相式復(fù)印機(jī)和打印機(jī)或者調(diào)色劑噴射式復(fù)印機(jī)和打印機(jī)等圖像形成裝置中使用的帶電輥、轉(zhuǎn)印輥、顯像輥等導(dǎo)電性輥，適用于作為在轉(zhuǎn)印方式的復(fù)印機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)等圖像形成裝置中使用的中間轉(zhuǎn)印體或轉(zhuǎn)印體使用的轉(zhuǎn)印輥。
背景技術(shù)：
具有橡膠彈性、導(dǎo)電性受控的導(dǎo)電性橡膠輥在電子照相方法中重要，但構(gòu)成橡膠的分子自身很少具有方法所需要的作為電阻率值的電阻率(104～109Ωcm)，只不過(guò)是環(huán)氧氯丙烷等極有限的橡膠實(shí)現(xiàn)了實(shí)用化。在多數(shù)情況下，為了維持必要的彈性模量、機(jī)械強(qiáng)度、溫濕度特性，使用在將炭黑等導(dǎo)電性微粒添加到硅橡膠、乙烯·丙烯橡膠(EPDM)、聚氨酯等化學(xué)穩(wěn)定性基材中從而賦予導(dǎo)電性后，形成了用于調(diào)節(jié)電阻的涂敷層。
此外，近年來(lái)，電子照相式復(fù)印機(jī)中使用的調(diào)色劑粘合劑逐漸低熔點(diǎn)化，伴隨此，為了形成充分的間隙并確保調(diào)色劑帶電，要求顯像輥低硬度化。作為滿足上述要求的顯像輥，提出了一種顯像輥，其由彈性層、由聚氨酯樹脂形成的涂層和由異氰酸酯形成的薄硬化層構(gòu)成，在保持整體柔軟的同時(shí)使表面硬(例如參考專利文獻(xiàn)1)。
另一方面，涂敷層的形成具有工程變得復(fù)雜、制造成本增大的缺點(diǎn)，作為簡(jiǎn)便地解決這種問題的手段，提出一種化學(xué)處理輥表層部的方法(例如參考專利文獻(xiàn)2)。這種處理方法有效，但進(jìn)行了表面處理的導(dǎo)電性輥具有表面處理層變硬的傾向。在低硬度化的輥的情況下，使用時(shí)由于輥的表層部的位移增大，故需要對(duì)位移具有追隨性，但表面處理層硬的輥具有缺乏追隨性，而且因使用而使電阻值發(fā)生變化的問題。
特開2005-283913號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]特開平5-158341號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
鑒于這種情況，本發(fā)明的課題在于提供一種對(duì)于位移具有追隨性，電阻值的變化小的導(dǎo)電性輥。
解決前述課題的本發(fā)明的第一方式涉及導(dǎo)電性輥，其為具有表面處理層的導(dǎo)電性輥，所述表面處理層通過(guò)使表面處理液浸漬用炭黑賦予了導(dǎo)電性的導(dǎo)電性彈性層的表層部而形成，其特征在于利用顯微硬度計(jì)測(cè)定的前述導(dǎo)電性輥表面的表面顯微硬度Hs1和除去了前述表面處理層的導(dǎo)電性彈性層的顯微硬度Hs2之差ΔHs(Hs1-Hs2)為前述顯微硬度Hs2的5％以下。
本發(fā)明的第二方式涉及第一方式記載的導(dǎo)電性輥，其特征在于前述導(dǎo)電性輥的表面摩擦系數(shù)μ1和除去了前述表面處理層的導(dǎo)電性彈性層的摩擦景數(shù)μ2之差Δμ的絕對(duì)值|μ1-μ2|為前述摩擦系數(shù)μ2的30％以下。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種對(duì)于位移具有追隨性，電阻值的變化小的導(dǎo)電性輥。


圖1是表示本發(fā)明的導(dǎo)電性輥的圖。
圖2是表示測(cè)定試驗(yàn)例2的摩擦系數(shù)的裝置的圖。
符號(hào)說(shuō)明10導(dǎo)電性輥11芯軸12導(dǎo)電性彈性層12a表面處理層21輥22自由輥23紙具體實(shí)施方式
本發(fā)明的導(dǎo)電性輥是具有表面處理層的導(dǎo)電性輥，所述表面處理層通過(guò)使表面處理液浸漬用炭黑賦予了導(dǎo)電性的導(dǎo)電性彈性層的表層部而形成，通過(guò)在導(dǎo)電性彈性層的表層部形成表面處理層，從而使硬度上升小，對(duì)位移具有追隨性，電阻值的變化小，以此見識(shí)為基礎(chǔ)完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的導(dǎo)電性輥是具有表面處理層的導(dǎo)電性輥，所述表面處理層通過(guò)使表面處理液浸漬導(dǎo)電性彈性層的表層部而形成，用炭黑賦予該導(dǎo)電性彈性層導(dǎo)電性，由顯微硬度計(jì)測(cè)定的導(dǎo)電性輥的表面的表面顯微硬度Hs1和除去了表面處理層的導(dǎo)電性彈性層的顯微硬度Hs2之差ΔHs(Hs1-Hs2)為顯微硬度Hs2的5％以下。由于通過(guò)使導(dǎo)電性彈性層浸漬于表面處理液而能夠容易地形成表面處理層，因此本發(fā)明的導(dǎo)電性輥與現(xiàn)有的設(shè)置涂層的輥相比，是工序少，降低了制造成本的輥。此外，本發(fā)明的導(dǎo)電性輥與如現(xiàn)有的設(shè)有表面處理層的導(dǎo)電性輥那樣設(shè)有表面處理層的輥表面和導(dǎo)電性彈性層內(nèi)部的硬度差大的輥不同。具體地說(shuō)，本發(fā)明的導(dǎo)電性輥是表面處理層的厚度比較薄的輥，且是導(dǎo)電性輥的表面和除去了表面處理層的導(dǎo)電性彈性層的硬度差小的導(dǎo)電性輥，即本發(fā)明的導(dǎo)電性輥是硬度從輥的表層部到內(nèi)部大致相同的導(dǎo)電性輥。本發(fā)明的導(dǎo)電性輥在不使導(dǎo)電性彈性層為極度低的硬度的情況下，能夠使設(shè)有表面處理層的輥整體的表面硬度低硬度，對(duì)于在實(shí)機(jī)等中使用時(shí)在表層部產(chǎn)生的位移增大具有追隨性。而且，成為在長(zhǎng)期使用后電阻值的變化也小的導(dǎo)電性輥。
應(yīng)予說(shuō)明，在本發(fā)明中，規(guī)定了導(dǎo)電性輥表面的表面顯微硬度Hs1和除去了表面處理層的導(dǎo)電性彈性層的顯微硬度Hs2之差ΔHs(Hs1-Hs2)，這是因?yàn)槲刺幚頎顟B(tài)(表面處理前)的導(dǎo)電性彈性層和表面處理后的除去了表面處理層的導(dǎo)電性彈性層同等。即，“除去了表面處理層的導(dǎo)電性彈性層”通過(guò)研磨具有表面處理層的導(dǎo)電性輥的表面并測(cè)定而得到的，顯示出與未處理狀態(tài)(表面處理前)的導(dǎo)電性彈性層同等的性質(zhì)等。
圖1示出本發(fā)明的導(dǎo)電性輥的截面圖。如圖1所示，導(dǎo)電性輥10在芯軸11上具有用炭黑賦子了導(dǎo)電性的導(dǎo)電性彈性層12，在導(dǎo)電性彈性層12的表面具有表面處理層12a。表面處理層12a通過(guò)使表面處理液浸漬、硬化于導(dǎo)電性彈性層12的表層部而一體地設(shè)置。
本發(fā)明的導(dǎo)電性彈性層用炭黑賦予導(dǎo)電性。雖然炭黑有具有各種性質(zhì)的炭黑，但優(yōu)選采用碳微粉末。而且，賦予導(dǎo)電性的碳的添加量?jī)?yōu)選是橡膠基材的2.5質(zhì)量％～8質(zhì)量％，更優(yōu)選為2.5質(zhì)量％～5質(zhì)量％。通過(guò)選擇碳量，成為在由碳顯現(xiàn)導(dǎo)電性的狀態(tài)下也具有壓縮永久形變?cè)?％以下的以往沒有的特性的材料。此外，由于不僅具有優(yōu)異的永久形變，而且從變形的瞬時(shí)的回復(fù)性本身也優(yōu)異，故該材料適用于要求高速啟動(dòng)性的用途。
在使碳的分散性顯著提高時(shí)，出現(xiàn)導(dǎo)電性難以顯現(xiàn)的傾向，因此在這種情況下可以添加碳至8質(zhì)量％左右。再者，在碳的分散性良好時(shí)，壓縮永久形變難以增大，而且在這樣大量地添加碳時(shí)，優(yōu)選使用難以對(duì)壓縮永久形變產(chǎn)生影響，例如吸油量小的碳、粒徑大的碳、難以形成結(jié)構(gòu)的碳等。
此外，用于導(dǎo)電性彈性層的橡膠基材無(wú)特別限定，可以是目前為止使用的材質(zhì)?？衫e例如乙烯·丙烯橡膠(EPDM)、丁腈橡膠、表氯醇橡膠、氯丁橡膠、聚氨酯等，優(yōu)選使用聚氨酯。
使用聚氨酯作為本發(fā)明的導(dǎo)電性彈性層中所用的橡膠基材時(shí)，優(yōu)選是以聚醚類多元醇為主體的聚氨酯，特別優(yōu)選是熱固性聚氨酯，其通過(guò)在NCO/OH的摩爾比不到1的情況下使每1分子的平均官能團(tuán)數(shù)在2.5以上的聚醚類多元醇和每1分子的平均官能團(tuán)數(shù)大于2的多異氰酸酯進(jìn)行反應(yīng)而得到。作為橡膠基材使用的聚氨酯，通過(guò)選擇如上述限定的分子結(jié)構(gòu)，成為硬度60°左右(JIS A)以下的低硬度、幾乎觀察不到壓縮永久形變的基材。再者，此時(shí)在碳分散的狀態(tài)下使其固化。
作為本發(fā)明的導(dǎo)電性彈性層特別適用的醚類聚氨酯，通過(guò)使以聚醚類多元醇為主體的多元醇和多異氰酸酯反應(yīng)而得到，是所謂澆鑄型的聚氨酯。這是因?yàn)槭箟嚎s永久形變減小。再者，即使醚類聚氨酯，如果為可碾型，也不能使壓縮永久形變足夠小。另一方面，使用了酯類聚氨酯時(shí)，水解特性差，不能長(zhǎng)期穩(wěn)定地使用。
此外，使用聚氨酯作為導(dǎo)電性彈性層中使用的橡膠基材時(shí)，作為與多元醇反應(yīng)的異氰酸酯，能夠使用例如三苯基甲烷三異氰酸酯、三(異氰酸根合苯基)硫代磷酸酯、雙環(huán)庚烷三異氰酸酯等3官能異氰酸酯單體，1，6-己二異氰酸酯的脲酸酯(nurate)改性多異氰酸酯(3聚體3官能，5聚體4官能)，聚合MDI等的混合物。此外，也可以是這些3官能以上的多異氰酸酯和一般的2官能異氰酸酯化合物的混合物。作為2官能異氰酸酯化合物的例子，可以列舉2，4-甲苯二異氰酸酯(TDI)、4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、對(duì)苯二異氰酸酯(PPDI)、1，5-萘二異氰酸酯(NDI)、3，3-二甲基聯(lián)苯-4，4′-二異氰酸酯(TODI)以及兩末端具有這些異氰酸酯的預(yù)聚物等的改性體、多聚體等。
本發(fā)明的導(dǎo)電性彈性層，通過(guò)向上述的橡膠基材中添加炭黑并在保持碳的分散狀態(tài)下使其加熱固化而形成。由此，通過(guò)將作為電阻率示出0.1～10Ωcm左右的炭黑分散到也稱作絕緣體的彈性體(1012～1016Ωcm)中，能夠形成穩(wěn)定的104～108Ωcm的中電阻區(qū)域。
此外，本發(fā)明的表面處理層通過(guò)使表面處理液浸透到導(dǎo)電性彈性層的表層部中而形成。此時(shí)，如下形成表面處理層由顯微硬度計(jì)測(cè)定的導(dǎo)電性輥表面的表面顯微硬度Hs1和除去了表面處理層的導(dǎo)電性彈性層的顯微硬度Hs2之差ΔHs(Hs1-Hs2)為顯微硬度Hs2的5％以下。通過(guò)將顯微硬度差限定在該范圍，本發(fā)明的導(dǎo)電性輥的輥整體的硬度即從表層部到內(nèi)部的硬度大致相等，對(duì)位移也具有追隨性。
此外，本發(fā)明的表面處理層比較薄，即，浸透深度是距離表面0.3mm左右。通過(guò)形成這樣薄的表面處理層，不僅導(dǎo)電性輥表面的表面顯微硬度Hs1和導(dǎo)電性彈性層的顯微硬度Hs2之差ΔHs(Hs1-Hs2)變小，而且電阻值的變化也變小。
在本發(fā)明中，為了形成滿足上述條件的表面處理層，使用較難浸透到導(dǎo)電性彈性層的表面處理液。再者，本發(fā)明中所用的表面處理液是至少使異氰酸酯成分溶解于有機(jī)溶劑中的表面處理液。通過(guò)對(duì)異氰酸酯成分、有機(jī)溶劑的種類、配合量、處理?xiàng)l件等進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，本發(fā)明中使用的表面處理液成為較難浸透的表面處理液。具體地說(shuō)，通過(guò)使用難以浸透到導(dǎo)電性彈性層的有機(jī)溶劑，或者增大異氰酸酯成分的分子量，或者進(jìn)一步縮短處理時(shí)間，成為難以浸透到導(dǎo)電性彈性層的表面處理液。
作為難以浸透到導(dǎo)電性彈性層的有機(jī)溶劑，可列舉醋酸丁酯、醋酸戊酯、N-吡咯烷酮、二甲基亞砜等。使用這樣的有機(jī)溶劑時(shí)，例如，作為包含在表面處理液中的異氰酸酯成分，能夠使用2，4-甲苯二異氰酸酯(TDI)、4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、對(duì)苯二異氰酸酯(PPDI)、1，5-萘二異氰酸酯(NDI)和3，3-二甲基聯(lián)苯-4，4′-二異氰酸酯(TODI)等異氰酸酯化合物、以及前述的多聚體和改性體等。這時(shí)，根據(jù)需要通過(guò)縮短使導(dǎo)電性彈性層浸漬在表面處理液中的時(shí)間，進(jìn)一步使表面處理液向?qū)щ娦詮椥詫觾?nèi)部的浸透降低。
作為大分子量的異氰酸酯成分，可列舉數(shù)均分子量Mn500～5000末端異氰酸酯預(yù)聚物。優(yōu)選數(shù)均分子量Mn1000～2500、更優(yōu)選數(shù)均分子量Mn2000左右的末端異氰酸酯預(yù)聚物。上述這種分子量的末端異氰酸酯預(yù)聚物，由于是具有柔軟性的分子結(jié)構(gòu)，能夠抑制在以往的表面處理層的形成中從導(dǎo)電性彈性層內(nèi)部向輥表面容易產(chǎn)生的樹脂化和絕緣化，導(dǎo)電性導(dǎo)電層的炭黑結(jié)構(gòu)易于處于穩(wěn)定狀態(tài)，能夠抑制電阻值上升。另一方面，如果異氰酸酯預(yù)聚物的數(shù)均分子量Mn大于5000，則表面處理液幾乎不能滲透到導(dǎo)電性彈性層的表層部，其結(jié)果由于不能形成有效的表面處理層，因此不優(yōu)選。再者，末端異氰酸酯預(yù)聚物是通過(guò)使多異氰酸酯和多元醇反應(yīng)而得到的氨基甲酸酯預(yù)聚物，在末端具有異氰酸酯基。
作為末端異氰酸酯預(yù)聚物，可列舉例如在氨基甲酸酯的末端加成了2，4-甲苯二異氰酸酯(TDI)、4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、對(duì)苯二異氰酸酯(PPDI)、1，5-萘二異氰酸酯(NDI)、3，3-二甲基聯(lián)苯-4，4′-二異氰酸酯(TODI)等異氰酸酯而得到的末端異氰酸酯預(yù)聚物。再者，作為用于末端異氰酸酯預(yù)聚物的氨基甲酸酯的多元醇成分，可列舉例如聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚烯烴多元醇等。
使用了異氰酸酯預(yù)聚物時(shí)，不特別限定有機(jī)溶劑，可以使用醋酸乙酯、甲基乙基酮(MEK)、甲苯等有機(jī)溶劑。再者，當(dāng)然也可以使用難以向?qū)щ娦詮椥詫咏傅娜軇?br> 該表面處理層主要是異氰酸酯成分固化而形成，以異氰酸酯成分的密度從表面向內(nèi)部逐漸減小地一體地形成。因此，由于能夠防止向?qū)щ娦暂伇砻嫖龀鲈鏊軇┑任廴疚镔|(zhì)，形成對(duì)感光體的污染性優(yōu)異的導(dǎo)電性輥。再者，由于表面處理層從輥表面向內(nèi)部逐漸變稀疏地一體形成，因此電阻值也從表面向內(nèi)部?jī)A斜。
再者，在表面處理液中，在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi)，可以含有聚醚類聚合物。其中，聚醚類聚合物優(yōu)選為可溶于有機(jī)溶劑的聚合物，而且優(yōu)選具有活性氫、能與異氰酸酯化合物反應(yīng)而化學(xué)鍵合。作為具有活性氫的優(yōu)選的聚醚類聚合物，可列舉具有羥基或烯丙基的聚合物，可列舉例如用于末端異氰酸酯預(yù)聚物的多元醇、二元醇等。這樣的聚醚類聚合物，與兩末端具備具有活性氫的基團(tuán)相比，優(yōu)選只在單末端具備具有活性氫的基團(tuán)。此外，聚醚類聚合物的數(shù)均分子量Mn在2500以下，優(yōu)選為300～1000。這是因?yàn)橛欣谫x予表面處理層彈性。
作為這種聚醚類聚合物，可列舉例如聚烷撐二醇單甲醚、聚烷撐二醇二甲醚、烯丙基化聚醚、聚烷撐二醇二元醇、聚烷撐二醇三元醇等。
通過(guò)如上所述向表面處理液中添加聚醚類聚合物，表面處理層的柔軟性、強(qiáng)度提高，其結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生輥表面磨損，對(duì)接觸的感光體表面造成損傷。
另外，在表面處理液中，在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi)，可含有從丙烯酸氟類聚合物和丙烯酸有機(jī)硅類聚合物中選擇的聚合物。
用于本發(fā)明的表面處理液的丙烯酸氟類聚合物和丙烯酸有機(jī)硅類聚合物可溶于規(guī)定的溶劑，可與異氰酸酯化合物反應(yīng)而化學(xué)鍵合。丙烯酸氟類聚合物例如是具有羥基、烷基或羧基的溶劑可溶性的氟類聚合物，可列舉例如丙烯酸酯和丙烯酸氟化烷基酯的嵌段共聚物及其衍生物等。此外，丙烯酸有機(jī)硅類聚合物是溶劑可溶性的有機(jī)硅類聚合物，可列舉例如丙烯酸酯和丙烯酸硅氧烷酯的嵌段共聚物及其衍生物等。
此外，在表面處理液中，在不損害本發(fā)明效果的范圍內(nèi)，可以進(jìn)一步添加作為導(dǎo)電性賦予材料的乙炔黑等炭黑。
在表面處理液中使用的炭黑優(yōu)選相對(duì)于異氰酸酯成為為0～40質(zhì)量％。如果過(guò)多，產(chǎn)生脫落、物性降低等問題而不優(yōu)選。
此外，表面處理液中的聚醚類聚合物、丙烯酸氟類聚合物以及丙烯酸有機(jī)硅類聚合物，優(yōu)選使聚醚類聚合物、丙烯酸氟類聚合物以及丙烯酸有機(jī)硅類聚合物的總量相對(duì)于異氰酸酯成分為10～70質(zhì)量％。如果小于10質(zhì)量％，將炭黑等保持在表面處理層中的效果減小。另一方面，如果聚合物量超過(guò)70質(zhì)量％，則存在帶電輥的電阻值上升，放電特性降低的問題，異氰酸酯成分相對(duì)減少，不能形成有效的表面處理層的問題。
再者，用于表面處理液的有機(jī)溶劑使用將異氰酸酯成分以及根據(jù)需要含有的這些聚醚類聚合物、丙烯酸氟類聚合物以及丙烯酸有機(jī)硅類聚合物溶解的有機(jī)溶劑。
通過(guò)使導(dǎo)電性彈性層浸漬在上述的表面處理液中或者采用噴射涂布等將表面處理液涂布到導(dǎo)電性彈性層上，使之干燥固化，從而將表面處理液浸透到導(dǎo)電性彈性層的表層部，形成表面處理層。
與以往的導(dǎo)電性輥那樣因?qū)崣C(jī)內(nèi)的使用而電阻值發(fā)生變化不同，本發(fā)明的導(dǎo)電性輥由于具有上述的薄的表面處理層，即使在使用后電阻值的變化也小。由此，即使在實(shí)機(jī)中連續(xù)地作為顯像輥使用時(shí)，也能在不依賴于通紙張數(shù)的情況下維持提供穩(wěn)定的圖像品質(zhì)。
此外，本發(fā)明的導(dǎo)電性彈性層的顯微硬度Hs2優(yōu)選為30°～70°，更優(yōu)選為50°～60°。
此外，用顯微硬度計(jì)測(cè)定在這種導(dǎo)電性彈性層的表面上設(shè)有表面處理層的導(dǎo)電性輥表面時(shí)的導(dǎo)電性輥表面的表面顯微硬度Hs1和除去了表面處理層的導(dǎo)電性彈性層的顯微硬度Hs2之差ΔHs(Hs1-Hs2)為顯微硬度Hs2的5％以下。即，通過(guò)使用上述的表面處理液，能夠薄地設(shè)置表面處理層，因此導(dǎo)電性輥的表面的表面顯微硬度Hs1和導(dǎo)電性彈性層的顯微硬度Hs2幾乎沒有差別。因此，通過(guò)使導(dǎo)電性彈性層的顯微硬度Hs2為與希望的輥表面的顯微硬度Hs1相符的規(guī)定硬度，能夠得到希望的輥。導(dǎo)電性彈性層和輥表面的顯微硬度為相同的程度，因此本發(fā)明的導(dǎo)電性輥特別適用于位移大的低硬度輥。
再者，除去了表面處理層的導(dǎo)電性彈性層的顯微硬度Hs2能夠通過(guò)研磨輥表面進(jìn)行測(cè)定而求得。
此外，導(dǎo)電性輥表面的摩擦系數(shù)μ1和除去了表面處理層的導(dǎo)電性彈性層的摩擦系數(shù)μ2之差Δμ的絕對(duì)值|μ1-μ2|優(yōu)選是摩擦系數(shù)μ2的30％以下。由于表面處理層從表面向內(nèi)部逐漸變稀疏地一體形成，與硬度的情況相同，導(dǎo)電性輥表面的摩擦系數(shù)μ1和導(dǎo)電性彈性層的摩擦系數(shù)μ2之間幾乎沒有差別。即本發(fā)明的導(dǎo)電性輥，通過(guò)使導(dǎo)電性彈性層的摩擦系數(shù)μ2為規(guī)定值，導(dǎo)電性輥表面的摩擦系數(shù)μ1也能夠?yàn)橐?guī)定值。通過(guò)Δμ的絕對(duì)值|μ1-μ2|為摩擦系數(shù)μ2的30％以下，即在表面處理后也能夠確保希望的摩擦系數(shù)，例如，在作為顯像輥使用時(shí)，不易產(chǎn)生灰霧不良。特別地，低摩擦系數(shù)情況下在成為問題的HH環(huán)境(30℃×85％)中效果顯著地顯現(xiàn)。其中，所謂灰霧不良是指調(diào)色劑附著在感光體轉(zhuǎn)鼓的靜電潛像區(qū)域以外的區(qū)域上，無(wú)用調(diào)色劑附著在用紙的白地部分上生成黑點(diǎn)等的現(xiàn)象。
為了得到具有上述的顯微硬度Hs1、摩擦系數(shù)μ1的輥表面，可根據(jù)需要使形成表面處理層的表面處理液變化。
再者，在芯軸和導(dǎo)電性彈性層之間可設(shè)有任意層。作為任意設(shè)置的層，可列舉例如發(fā)泡體，可列舉腈類橡膠發(fā)泡體，特別是中高腈或者高腈類橡膠。為了滿足帶電輥所要求的導(dǎo)電性，需要向發(fā)泡層中添加足夠量的導(dǎo)電性賦予劑，但添加導(dǎo)電性賦予劑則硬度變高，不能獲得充分的輥隙。另一方面，為了獲得低硬度而增加增塑劑的添加量，則增塑劑向帶電輥的外表面遷移，污染了相接的感光體，而且難以進(jìn)行用于成為低硬度的發(fā)泡。因此，優(yōu)選形成低氣體透過(guò)性、能夠成為高發(fā)泡的腈類橡膠發(fā)泡體。再者，發(fā)泡層可以是獨(dú)立氣泡，也可以是連通氣泡。
以下將根據(jù)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。但是，本發(fā)明不限于此。
(實(shí)施例1)<輥的制造>
在100質(zhì)量份的作為3官能聚醚類多元醇的GP-3000(三洋化成社制)中，添加4質(zhì)量份的ト一カブラツク#5500(東海碳社制)和3質(zhì)量份的VALCAN XC(キヤボツト社制)，使其分散為粒度達(dá)到20μm以下的程度，在溫度調(diào)節(jié)至80℃之后，在減壓下進(jìn)行脫泡、脫水操作，制得A液。另一方面，在25質(zhì)量份的預(yù)聚物アジプレンL100(ユニロイヤル社制)中，添加混合11質(zhì)量份的コロネ-トC-HX(日本聚氨酯社制)，將溫度調(diào)節(jié)至80℃，得到B液。將該A液和B液混合，得到表面顯微硬度55.4°的橡膠輥。研磨該導(dǎo)電性輥的表面，調(diào)節(jié)至規(guī)定的外徑。將其作為未處理品1的導(dǎo)電性輥。
<表面處理液的調(diào)制>
向85質(zhì)量份的醋酸乙酯中添加混合溶解15質(zhì)量份的數(shù)均分子量2000左右的醚類末端異氰酸酯預(yù)聚物(アジプレンL100ユニロイヤル社制)，制成表面處理液。
<輥的表面處理>
通過(guò)將表面處理液保持在25℃，將前述輥浸漬30秒之后，在保持為120℃的烘箱中加熱1小時(shí)，從而形成了表面處理層，將其作為實(shí)施例1的導(dǎo)電性輥。
(實(shí)施例2)在95質(zhì)量份的醋酸丁酯中添加混合溶解5質(zhì)量份的數(shù)均分子量小于500的末端異氰酸酯化合物(MR-400日本聚氨酯社制)，制成表面處理液，將前述輥浸漬在該表面處理液中15秒，使輥的提升速度減為一半，除此之外與實(shí)施例1同樣地形成實(shí)施例2的導(dǎo)電性輥。
(實(shí)施例3)在85質(zhì)量份的醋酸丁酯中添加混合溶解15質(zhì)量份的數(shù)均分子量2000左右的酯類末端異氰酸酯預(yù)聚物(VIBRATHANE8585ユニロイヤル社制)，制成表面處理液，除此之外與實(shí)施例1相同地形成實(shí)施例3的導(dǎo)電性輥。
(比較例1)除了使用數(shù)均分子量小于500的末端異氰酸酯化合物(MR-400日本聚氨酯社制)來(lái)替代數(shù)均分子量2000左右的醚類末端異氰酸酯預(yù)聚物(アジプレンL100ユニロイヤル社制)之外，與實(shí)施例1相同地形成比較例1的導(dǎo)電性輥。
(比較例2)<輥的制造>
在22.5質(zhì)量份的預(yù)聚物アジプレンL100(ユニロイヤル社制)中，添加混合9.9質(zhì)量份的コロネ-トC-HX(日本聚氨酯社制)，將溫度調(diào)節(jié)至80℃，得到C液。將該C液和與實(shí)施例1同樣得到的A液混合，得到表面顯微硬度50.0°的橡膠輥。將其作為未處理品2的導(dǎo)電性輥。
<表面處理液的調(diào)制>
向90質(zhì)量份的醋酸乙酯中添加混合溶解10質(zhì)量份的數(shù)平均分子量小于500的末端異氰酸酯化合物(MR-400日本聚氨酯社制)，制成表面處理液。
<輥的表面處理>
通過(guò)將表面處理液保持在25℃，將前述輥浸漬15秒之后，在保持為120℃的烘箱內(nèi)加熱1小時(shí)，從而形成表面處理層，以此作為比較例2的導(dǎo)電性輥。
(比較例3)除了使用醋酸乙酯代替醋酸丁酯之外，與實(shí)施例3同樣地形成比較例3的導(dǎo)電性輥。
(比較例4)在未處理品1的導(dǎo)電性輥的表面上使用聚氨酯涂料(ネオレツツR-940楠本化成社制)形成涂敷層，以此作為比較例4的導(dǎo)電性輥。
(參考例1)將實(shí)施例1的導(dǎo)電性輥再研磨0.3mm，作為參考例1的導(dǎo)電性輥。
(試驗(yàn)例1)使用顯微硬度計(jì)(F360A高分子儀表株式會(huì)社制)測(cè)定各未處理品的導(dǎo)電性輥、各實(shí)施例以及各比較例的導(dǎo)電性輥、以及參考例1的橡膠硬度(Hs)。此外，求出各實(shí)施例以及各比較例的顯微硬度和未處理品(除去了表面處理層的導(dǎo)電性彈性層的代用)的顯微硬度之差、以及以未處理品為100％時(shí)的各實(shí)施例以及各比較例的顯微硬度的變化率(％)。將結(jié)果在表1和表2中示出。
(試驗(yàn)例2)測(cè)定各未處理品的導(dǎo)電性輥、各實(shí)施例、各比較例以及參考例1的導(dǎo)電性輥的摩擦系數(shù)。如圖2所示，將各輥21相對(duì)于自由旋轉(zhuǎn)地設(shè)置的自由輥22，夾持紙23，以200gf的負(fù)荷壓接，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)輥21在拉拔時(shí)，用安裝在紙23一端的負(fù)荷元件24測(cè)定負(fù)荷Q(N)，利用下述式計(jì)算摩擦系數(shù)μ。再者，紙23的送紙速度為50mm/sec，紙張種類TYPE-6200(リコ一社制)，在常溫常濕(NN23℃×55％RH)的環(huán)境下進(jìn)行試驗(yàn)。將結(jié)果在表1和表2中示出。
μ＝Q(N)/(200gf×0.0098)此外，求出各實(shí)施例或各比較例的摩擦系數(shù)與未處理品(除去了表面處理層的導(dǎo)電性彈性層的代用)的摩擦系數(shù)之差、以及以未處理品1或2為100％時(shí)的各實(shí)施例以及各比較例的摩擦系數(shù)的變化率(％)。將結(jié)果在表1和表2中示出。
(試驗(yàn)例3)對(duì)于各實(shí)施例、各比較例的導(dǎo)電性輥，測(cè)定在使用前以及搭載在實(shí)機(jī)(MICROLINE9600PS株式會(huì)社沖デ一タ制)上通過(guò)1萬(wàn)張紙后的輥的電阻值。再者，將輥載置在由SUS304板制成的電極部件上，在對(duì)芯軸施加負(fù)荷500g的狀態(tài)下，用ULTRA HIGH RESISTANCE METER R8340A(株式會(huì)社アドバンテスト制)測(cè)定芯軸和電極部件之間的電阻值。試驗(yàn)在常溫常濕(NN23℃×55％RH)環(huán)境下進(jìn)行。將該結(jié)果在表1和表2中示出。
(試驗(yàn)例4)圖像評(píng)價(jià)通過(guò)目視來(lái)確認(rèn)將各實(shí)施例以及各比較例的導(dǎo)電性輥安裝在實(shí)機(jī)(MICROLINE9600PS株式會(huì)社沖デ一タ制)時(shí)的初期的印刷物與通過(guò)1萬(wàn)張紙后的印刷物的圖像變化。再者，圖像良好時(shí)記為○，圖像普通時(shí)記為△，圖像不良時(shí)記為×。將該結(jié)果在表1和表2中示出。
(試驗(yàn)例5)灰霧試驗(yàn)評(píng)價(jià)將各實(shí)施例以及比較例1～3的導(dǎo)電性輥在高溫高濕(HH30℃×85％RH)環(huán)境下安裝到實(shí)機(jī)(MICROLINE9600PS株式會(huì)社沖デ一タ制)上時(shí)的初期的印刷物的圖像，確認(rèn)有無(wú)灰霧不良。沒有產(chǎn)生灰霧不良時(shí)記為○，基本沒有產(chǎn)生灰霧不良時(shí)記為△，產(chǎn)生了灰霧不良時(shí)記為×。將該結(jié)果在表1和表2中示出。



(結(jié)果匯總)表面處理液中配合了數(shù)均分子量2000左右的醚類末端異氰酸酯預(yù)聚物的實(shí)施例1的導(dǎo)電性輥的硬度變化率在5％以下(2.9％)，摩擦系數(shù)變化率為30％以下(17.6％)，電阻值也穩(wěn)定。因此，能夠長(zhǎng)期提供穩(wěn)定圖像品質(zhì)，在高溫高濕(HH30℃×85％RH)環(huán)境下也不會(huì)產(chǎn)生灰霧不良。
與此相比，設(shè)有涂敷層的比較例4的導(dǎo)電性輥，硬度變化率為3.4％，但在通過(guò)1萬(wàn)張紙后，輥表面上產(chǎn)生裂紋，印刷物的圖像不良。此外，使用了數(shù)均分子量小于500的末端異氰酸酯化合物的比較例1的導(dǎo)電性輥，硬度變化率為6.5％，摩擦系數(shù)變化率為52.9％，電阻值的變化率非常大。因此，雖然初期圖像一般，但長(zhǎng)期使用圖像產(chǎn)生不良。
由此可知，由于本發(fā)明的導(dǎo)電性輥對(duì)位移具有追隨性，電阻值的變化小，因此能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地使用，在本發(fā)明的導(dǎo)電性輥中，具有通過(guò)浸透表面處理液而形成的表面處理層，該導(dǎo)電性輥表面的表面顯微硬度Hs1與除去了表面處理層的導(dǎo)電性彈性層(未處理品)的顯微硬度Hs2之差ΔHs(Hs1-Hs2)為顯微硬度Hs2的5％以下。
此外，采用醋酸丁酯作為溶劑，采用數(shù)均分子量小于500的末端異氰酸酯化合物并縮短了浸漬時(shí)間的實(shí)施例2的導(dǎo)電性輥，硬度變化率在5％以下(4.7％)，摩擦系數(shù)變化率在30％以下(14.7％)，電阻值也穩(wěn)定。因此，能夠長(zhǎng)期提供比較穩(wěn)定的圖像品質(zhì)，在高溫高濕(HH30℃×85％RH)環(huán)境下也沒有產(chǎn)生灰霧不良。
與此相比，使橡膠輥的硬度下降，改變末端異氰酸酯化合物的配合比例，使浸漬時(shí)間減半的比較例2的導(dǎo)電性輥，硬度變化率為10.0％，摩擦系數(shù)變化率為57.4％，電阻值的變化率非常大，雖然初期圖像一般，但長(zhǎng)期使用產(chǎn)生了圖像不良。
由此可知，為了降低表面處理層的硬度而只使橡膠輥的硬度下降，使表面處理液的濃度和浸漬時(shí)間變化，并不能獲得充分的表面特性，但通過(guò)調(diào)制難以浸透到導(dǎo)電性彈性層中的表面處理液，得到希望的表面處理層。
此外，使用了由醋酸丁酯、數(shù)均分子量2000左右的酯類末端異氰酸酯預(yù)聚物制成的表面處理液的實(shí)施例3的導(dǎo)電性輥，硬度變化率在5％以下(4.3％)，摩擦系數(shù)變化率在30％以下(26.5％)，電阻值也穩(wěn)定。因此，能夠長(zhǎng)期提供穩(wěn)定的圖像品質(zhì)，在高溫高濕(HH30℃×85％RH)環(huán)境下也沒有產(chǎn)生灰霧不良。
與此相比，使用醋酸乙酯作溶劑的比較例3的導(dǎo)電性輥的硬度變化率為5.2％，電阻值的變化比較大。通過(guò)1萬(wàn)張紙后的圖像也一般，不能得到令人滿意的圖像。
由此可知，通過(guò)更換溶劑進(jìn)行調(diào)制以使表面處理液難以向?qū)щ娦詮椥詫咏福梢垣@得優(yōu)異的表面特性。
再者，對(duì)實(shí)施例1的導(dǎo)電性輥再研磨0.3mm的參考例1的導(dǎo)電性輥，橡膠硬度和摩擦系數(shù)與未處理品的導(dǎo)電性輥1為同等程度。由此能夠確認(rèn)未處理品的導(dǎo)電性輥和通過(guò)研磨除去了表面處理層的導(dǎo)電性彈性層顯示相同的性質(zhì)。在本實(shí)施例中，均使用未處理品的導(dǎo)電性輥來(lái)求出硬度變化率以及摩擦系數(shù)變化率，能夠確認(rèn)可以使用未處理品的導(dǎo)電性輥?zhàn)鳛槌チ吮砻嫣幚韺拥膶?dǎo)電性彈性層的代用。
權(quán)利要求
1.導(dǎo)電性輥，其特征在于該導(dǎo)電性輥具有通過(guò)使表面處理液浸漬到用炭黑賦予了導(dǎo)電性的導(dǎo)電性彈性層的表層部而形成的表面處理層，利用顯微硬度計(jì)測(cè)定的前述導(dǎo)電性輥表面的表面顯微硬度Hs1和除去了前述表面處理層的導(dǎo)電性彈性層的顯微硬度Hs2之差ΔHs(Hs1-Hs2)為前述顯微硬度Hs2的5％以下。
2.權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性輥，其特征在于前述導(dǎo)電性輥的表面的摩擦系數(shù)μ1和除去了前述表面處理層的導(dǎo)電性彈性層的摩擦系數(shù)μ2之差Δμ的絕對(duì)值|μ1-μ2|是前述摩擦系數(shù)μ2的30％以下。
全文摘要
本發(fā)明提供對(duì)于位移具有追隨性，電阻值的變化小的導(dǎo)電性輥。在芯軸11的外周具有導(dǎo)電性彈性層12的導(dǎo)電性輥10，該導(dǎo)電性輥10具有通過(guò)使表面處理液浸漬于用炭黑賦予了導(dǎo)電性的導(dǎo)電性彈性層12的表層部而形成的表面處理層12a，利用顯微硬度計(jì)測(cè)定的導(dǎo)電性輥10的表面的表面顯微硬變Hs
文檔編號(hào)G03G15/00GK101067731SQ20061013102
公開日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2006年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月28日
發(fā)明者本川慎二, 鹿倉(cāng)健太 申請(qǐng)人:北辰工業(yè)株式會(huì)社