半導電性輥的制作方法

專利名稱：半導電性輥的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種半導電性輥，其例如在激光打印機、靜電式復印機、普通紙傳真機或它們的復合機等的、利用了電子照相法的圖像形成裝置中，能夠適合當作顯影輥、帶電輥等來使用。
背景技術：
在利用了電子照相法的上述各種圖像形成裝置中，為了適應高速化、高畫質化、彩色化、小型化等要求而在進行各種改進。這些改進中關鍵是調色劑。即，滿足上述各種要求所需要的是調色劑的微細化、調色劑粒徑的均勻化以及調色劑形狀的球形化。
對于調色劑的微細化，已開發出平均粒徑為10 m以下、進而在5 u m以下等微細的調色劑。另外，對于調色劑形狀的球形化，已開發出正球度超過99%的調色劑。而且，為追求形成圖像的更高畫質化，取代以往的粉碎調色劑，聚合調色劑已逐漸成為主流。尤其是在將數字信息形成為圖像時，該聚合調色劑具有點的重現性特別良好，可得到高畫質的圖像等優點。在圖像形成裝置中使用帶電棍、顯影輥等。帶電棍用于使感光體表面均勻帶電，顯影輥用于將對上述帶電的感光體表面進行曝光而形成的靜電潛像顯影為調色劑圖像。作為上述顯影輥、帶電輥，例如一般使用如下結構的輥具備如下輥主體，并且在該輥主體的中心插通有由金屬等構成的軸，所述輥主體由在橡膠成分中配合導電性炭黑等電子導電性賦予劑而成的橡膠組合物的交聯物形成。其中，作為顯影輥，為了能與上述調色劑的微細化、均勻化、球形化、或者向聚合調色劑轉移的潮流相適應地對上述調色劑賦予高帶電性，而且不使調色劑附著于輥主體地有效地將靜電潛像顯影為調色劑圖像，有效的是使用輥電阻值被調整為IO8Q以下的半導電性輥。另外，作為帶電棍，為了以盡可能低的消耗電力、效率良好地短時間內使感光體表面等帶電，有效的是也使用輥電阻值被調整到上述范圍內的半導電性輥。為了適應上述半導電性輥所背負的各種要求，例如在對構成橡膠組合物的橡膠成分種類、添加劑種類和配合、結構等進行各種研究。例如，為了盡可能生產率良好低成本地制造半導電性輥，優選使輥主體形成為非多孔質且單層結構。另外，為了抑制將具備該非多孔質且單層結構輥主體的半導電性輥用作顯影輥時的調色劑帶電量的下降并形成畫質良好的圖像，例如在研究作為橡膠成分使用氯丁橡膠、表氯醇橡膠等離子導電性橡膠。但是，將具備由使用離子導電性橡膠作為橡膠成分的橡膠組合物形成的輥主體的半導電性輥，實際用作顯影輥而形成圖像時，因調色劑對所述輥主體的附著而發生所形成圖像的圖像濃度的下降。
因此，在專利文獻I中，為了抑制因調色劑的附著而出現的圖像濃度的下降保持適度的圖像濃度，提出了在所述橡膠組合物中配合具有防止調色劑附著功能的填充劑(氧化鈦等)的方案，但是如果僅僅少量配合上述填充劑，則無法充分得到所述效果。但是，如果增加填充劑的配合量到充分得到所述效果的范圍，則輥主體的硬度上升，出現新的問題。即，變得容易發生調色劑的劣化導致圖像耐久性下降，或者在將輥主體壓接到感光體表面時密合幅度變小導致所形成圖像的畫質下降。應予說明，圖像耐久性是表示將相同的調色劑反復用于圖像形成時，多長時間能夠維持所形成圖像畫質的良好的指標。在一次圖像形成中，僅使用一小部分收納在圖像形成裝置顯影部內的調色劑，剩余的大 部分調色劑在顯影部內反復循環。因此，設置在顯影部內的與調色劑反復接觸的顯影輥對所述調色劑帶來多大損害或者是否帶來損害，將成為提高圖像耐久性的關鍵所在。如果圖像耐久性下降，則所形成圖像上容易產生模糊。所謂模糊，是指劣化的調色劑還擴展到所形成圖像的空白部分使畫質下降的現象。也可以考慮在橡膠組合物中配合發泡劑等而使輥主體成為多孔結構賦予柔軟性，但是多孔輥主體因為耐久壽命比非多孔的短，所以存在在較短時間內出現疲勞等而必須更換的問題。在專利文獻2中，提出了具備在導電性彈性體層的外周面上層疊如下表面層的2層結構輥主體的半導電性輥，該表面層具有由相互不相容的丁腈橡膠(NBR)和丁苯橡膠(SBR)的混合物構成的海島結構并且含有離子導電化劑。作為所述離子導電化劑，可例示高氯酸鋰、高氯酸鈉、高氯酸鈣、長鏈烷基季銨高氯酸鹽等。可考慮采用上述電阻層的構成來形成單層結構的半導電性輥。此時，既可通過離子導電化劑維持低的輥電阻值，又因為不含離子導電性橡膠所以可以防止調色劑的附著。但是對于上述電阻層的構成而言，例如在持續施加電場或暴露在高溫等時，所述離子導電化劑容易滲出到表面，滲出的離子導電化劑轉移到感光體等的表面導致所形成圖像的畫質下降的問題。在專利文獻3中，提出了具備在如下的彈性層的外周面上層疊由氟系材料構成的表面層的2層結構輥主體的半導電性輥，該彈性層由三元乙丙橡膠(EPDM)、NBR和SBR的混合物形成、且含有導電性炭黑(碳導電性物質)。但是，僅使用炭黑作為導電劑來賦予電子導電性時，如果不制成如上述那樣的用表面層覆蓋其外周面等的層疊結構，則不能使輥電阻值穩定。即，不能將輥主體制成單層結構，存在制造工序、使用材料增加，與此對應的部分的半導電性輥的生產率下降的同時制造成本升高的問題。[現有技術文獻][專利文獻][專利文獻I]日本特開2007-72445號公報[專利文獻2]日本特開平9-114189號公報[專利文獻3]日本特開2002-278320號公報

發明內容
本發明的目的在于提供一種半導電性輥，具備非多孔質輥主體且所述輥主體柔軟，例如將其作為顯影輥使用時，調色劑帶電量高，而且很難發生因調色劑對輥主體的附著而出現的圖像濃度的下降等，并且圖像耐久性等也優異。為了解決上述課題，發明人對作為輥主體的基礎的橡膠組合物中的尤其是橡膠成分的組合進行了研究，結果發現作為上述橡膠成分將SBR和離子導電性橡膠中的表氯醇橡膠并用即可。由于所述SBR比其它橡膠成分例如比NBR等電阻值低，所以可以減少形成具有相同輥電阻值的輥主體所需要的表氯醇橡膠的配合比例。 因此，如果并用上述2種橡膠成分形成非多孔質輥主體，則在將具備上述輥主體的半導電性輥用作顯影輥時，既能夠維持良好的調色劑帶電量，又能夠抑制主要由表氯醇橡膠引起的調色劑對輥主體的附著而導致的圖像濃度的下降等。另外，因此也可以極力減少填充劑的配合量，雖然是非多孔質也能維持輥主體的良好的柔軟性，使得難以發生調色劑的劣化，提高圖像耐久性，或者抑制所形成圖像的畫質下降。因此，本發明是一種半導電性輥，其特征在于，具備非多孔質輥主體，該非多孔質輥主體由含有丁苯橡膠和表氯醇橡膠作為橡膠成分的橡膠組合物形成。優選所述丁苯橡膠的配合比例是橡膠成分總量每100質量份中為10 80質量份。如果配合比例小于上述范圍，則表氯醇橡膠的量相對地增多，所以在作為顯影輥使用時，調色劑容易附著于輥主體上，有可能降低所形成圖像的圖像濃度。另一方面，如果大于上述范圍，則表氯醇橡膠的量相對地減少，所以輥電阻值上升，在作為顯影輥使用時，有時使調色劑帶電量下降。優選上述橡膠組合物還含有選自NBR、氯丁橡膠(CR)、丁二烯橡膠(BR)以及丙烯酸系橡膠(ACM)中的至少一種的極性橡膠作為橡膠成分。通過并用上述極性橡膠,能夠微調輥主體的輥電阻值。另外，優選上述橡膠組合物還含有EPDM作為橡膠成分。通過并用上述EPDM，在圖像形成裝置內使用時，能夠抑制因熱或水、臭氧等導致的半導電性輥的劣化。如上所述，為了盡可能生產率良好低成本地制造半導電性輥，優選使輥主體形成為非多孔質且單層結構，在本發明中，也與以往同樣地使輥主體形成為非多孔質且基本上為單層結構。并且，也可以在上述輥主體的外周面形成氧化膜。如果形成氧化膜，則上述氧化膜作為電介層發揮功能、能夠降低半導電性輥的介質損耗角正切。另外，作為顯影輥使用時，因氧化膜成為低摩擦層，所以可進一步抑制調色劑的附著。而且，例如只要是在氧化性環境中進行紫外線照射等就能簡單地形成氧化膜，所以也可以極力抑制半導電性輥的生產率下降或制造成本升高。上述本發明的半導電性輥，如上所述，優選在利用電子照相法的圖像形成裝置內，用作將形成于感光體表面的靜電潛像通過帶電的調色劑顯影為調色劑像的顯影輥。并且，本發明的半導電性輥也可以在上述圖像形成裝置內作為用于使感光體表面均勻帶電的帶電輥等使用。依照本發明，可以提供一種半導電性輥，具備非多孔質輥主體且所述輥主體柔軟，例如在作為顯影輥使用時，調色劑帶電量高，而且很難發生因調色劑對輥主體的附著而引起的圖像濃度的下降等，并且圖像耐久性等也優異。


圖I是表示本發明半導電性輥的實施方式的一例的立體圖。圖2是說明測定上述半導電性輥的輥電阻值的方法的圖。符號說明I半導電性輥2輥主體3 通孔4 軸5外周面6氧化膜7 鋁鼓8外周面9直流電源10 電阻11測量電路
具體實施例方式本發明的半導電性輥的特征在于，具備非多孔質輥主體，該非多孔質輥主體由含有丁苯橡膠和表氯醇橡膠作為橡膠成分的橡膠組合物形成。(SBR)作為SBR，可使用任意的采用乳化聚合法、溶液聚合法等各種聚合法使苯乙烯和1，3- 丁二烯共聚而合成的各種SBR。另外，作為SBR，有加入擴伸油調整柔軟性的充油型SBR和未添加的非充油型SBR，這些均可以使用。另外，作為SBR，可以使用根據苯乙烯含量分類的高苯乙烯型、中苯乙烯型以及低苯乙烯型中的任一種SBR。可通過改變苯乙烯含量、交聯度而調整輥主體的各種物性。可以使用這些SBR的I種或2種以上。優選SBR的配合比例是橡膠成分每100質量份的總量中為10質量份以上,優選是80質量份以下。如果配合比例小于上述范圍，則表氯醇橡膠的量相對地增多，所以在作為顯影輥使用時，調色劑容易附著在輥主體上，有降低所形成圖像的圖像濃度的可能。另一方面，如果大于上述范圍，則由于表氯醇橡膠的量相對地減少，所以輥電阻值上升，在作為顯影輥使用時，有降低調色劑帶電量的可能。(表氯醇橡膠)作為表氯醇橡膠，可舉出含有表氯醇作為重復單元的各種聚合物。
作為上述表氯醇橡膠，例如可舉出表氯醇均聚物、表氯醇-環氧乙烷二元共聚物、表氯醇-環氧丙烷二元共聚物、表氯醇-烯丙基縮水甘油醚二元共聚物、表氯醇-環氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚三元共聚物、表氯醇-環氧丙烷-烯丙基縮水甘油醚三元共聚物、以及表氯醇-環氧乙烷-環氧丙烷-烯丙基縮水甘油醚四元共聚物等的I種或2種以上。作為表氯醇橡膠，特別優選含有環氧乙烷的共聚物，該共聚物中的環氧乙烷含量是30 95摩爾％，其中優選55 95摩爾％，特別優選60 80摩爾％。環氧乙烷起到下降電阻值的作用，如果環氧乙烷含量小于上述范圍，則該電阻值的下降效果小。另一方面，如果環氧乙烷含量大于上述范圍，則發生環氧乙烷的結晶化、妨礙分子鏈的片段運動，所以反而存在電阻值上升的趨勢。另外，還有可能使交聯后的輥主體的硬度上升，交聯前的橡膠組合物的加熱熔融時的粘度上升。作為上述表氯醇橡膠，特別優選表氯醇-環氧乙烷二元共聚物(ECO)。上述ECO中的環氧乙烷含量是30 80摩爾％，特別優選50 80摩爾％。另外，表氯醇含量是20 70摩爾％，特別優選20 50摩爾％。另外，作為表氯醇橡膠，也可以使用表氯醇-環氧乙烷-烯丙基縮水甘油醚三元共聚物(GECO)。所述GECO中的環氧乙烷含量是30 95摩爾％，特別優選60 80摩爾％。另外，表氯醇含量是4. 5 65摩爾％，特別優選15 40摩爾％以上。另外，烯丙基縮水甘油醚含量是0. 5 10摩爾％，特別優選2 6摩爾％。應予說明，作為GEC0，除了使上述3種單體共聚的狹義含義的共聚物以外，還已知用烯丙基縮水甘油醚將表氯醇-環氧乙烷二元共聚物(ECO)改性而成的改性物，本發明中可以使用任一種的共聚物。優選表氯醇橡膠的配合比例是橡膠成分每100質量份總量中為5質量份以上，優選是40質量份以下。如果配合比例小于上述范圍，則輥電阻值上升，作為顯影輥使用時，調色劑帶電量有下降的可能。另一方面，如果大于上述范圍，則在作為顯影輥使用時，調色劑容易附著于輥主體上，有可能使所形成圖像的圖像濃度下降。(極性橡膠)配合極性橡膠，則可以微調輥主體的輥電阻值。作為上述極性橡膠，例如可舉出NBR、CR、BR、ACM的I種或2種以上。特別優選NBR。作為NBR，可以使用根據丙烯腈含量分類的低腈NBR、中腈NBR、高腈NBR、以及極高腈NBR中的任一種。優選橡膠組合物以下述范圍含有上述極性橡膠⑵，該范圍是相對于SBR(S)以質量比計滿足式(2) :S > P(2)的范圍。如果不滿足式⑵，則SBR的量相對地變少，可能無法充分得到配合上述SBR所產 生的先前說明的效果。極性橡膠的配合比例可以在滿足上述式(2)的范圍內按照作為目標的輥主體的輥電阻值來任意設定，但特別地優選橡膠成分總量每100質量份中為5質量份以上，優選40質量份以下。
如果配合比例小于上述范圍，則可能無法充分得到微調輥主體的輥電阻值的效果。另外，如果大于上述范圍，則SBR的量相對地變少，可能無法充分得到配合上述SBR所產生的先前說明的效果。另外，由于表氯醇橡膠的量相對地變少，所以輥電阻值上升，作為顯影輥使用時，調色劑帶電量可能下降。(EPDM)配合EPDM，則在圖像形成裝置內使用時，能夠抑制因熱或水、臭氧等導致的半導電性輥的劣化。作為EPDM，可以使用在乙烯和丙烯中加入少量的第3成分(二烯成分)從而在主鏈中導入雙鍵的各種EPDM中的任一種。作為上述EPDM，可根據上述第3成分的種類、量的不同提供有各種制品。作為代表性的第3成分，例如可舉出乙叉降冰片烯(ENB)、1，4-己二烯(1，4-HD)、二環戊二烯(DCP)等。作為聚合催化劑，通常使用齊格勒催化劑。優選EPDM的配合比例是橡膠成分總量每100質量份中為5質量份以上,優選是20質量份以下。如果配合比例小于上述范圍，則可能無法充分得到配合上述EPDM所產生的先前說明的效果。另外，如果大于上述范圍，則SBR的量相對地減少，可能無法充分得到配合上述SBR所產生的先前說明的效果。另外，由于表氯醇橡膠的量相對地減少，所以輥電阻值上升，在作為顯影輥使用時，調色劑帶電量可能下降。(交聯劑、促進劑、促進助劑)在橡膠組合物中，配合用于使橡膠成分交聯的交聯劑、促進劑、促進助劑等。作為上述中的交聯劑，例如可舉出硫系交聯劑、硫脲系交聯劑、三嗪衍生物交聯齊U、過氧化物系交聯劑、各種單體等。它們可以單獨使用也可以組合2種以上使用。作為硫系交聯劑，可舉出粉末硫、含硫有機化合物等。另外，作為含硫有機化合物等，可舉出四甲基秋蘭姆二硫化物、N，N- 二硫代二嗎啉等。作為硫脲系交聯劑，例如可舉出四甲基硫脲、三甲基硫脲、亞乙基硫脲、以(CnH2n+1NH)2C = S[式中，n表示I 10的整數]表示的硫脲等。作為過氧化物系交聯劑，可舉出過氧化苯甲酰等。作為交聯劑，優選并用硫和硫脲類。
在上述并用體系中，優選硫的配合比例是橡膠成分每100質量份中為0. I質量份以上、特別優選是0. 2質量份以上，優選是5質量份以下、特別優選是2質量份以下。如果配合比例小于上述范圍，則有可能橡膠組合物整體的交聯速度變慢，交聯需要時間變長，半導電性輥的生產率下降。另外，如果大于上述范圍，則有可能交聯后的輥主體的壓縮永久變形變大,過量的硫在輥主體的外周面起霜。另外，優選硫脲類的配合比例是橡膠成分總量每IOOg中以摩爾數計為0. 0009摩爾以上、特別優選是0. 0015摩爾以上，優選是0. 0800摩爾以下、特別優選是0. 0400摩爾以下。通過使硫脲類的配合比例在上述范圍內，能夠變成很難發生起霜或感光體污染，而且不會過于妨礙橡膠的分子運動，所以可以進一步下降半導電性輥的輥電阻值。
應予說明，在上述范圍內越增加硫脲類的配合比例提高交聯密度，越能降低輥電阻值S卩，如果橡膠成分總量每IOOg中的硫脲類的配合比例小于O. 0009摩爾，則很難改善輥主體的壓縮永久變形，并且不能充分下降輥電阻值。另一方面，如果大于O. 0800摩爾，則容易發生起霜、感光體污染，斷裂伸長率等機械物性容易下降。按照交聯劑的種類，也可以進一步配合促進劑、促進助劑。作為促進劑，例如可舉出熟石灰、氧化鎂(MgO)、一氧化鉛(PbO)等無機促進劑，下述的有機促進劑等的I種或2種以上。另外，作為有機促進劑，例如可舉出1，3-二鄰甲苯基胍、1，3-二苯基胍、I-鄰甲苯基縮二胍、二鄰苯二酚硼酸酯的二鄰甲苯基胍鹽等的胍系促進劑；2-巰基苯并噻唑、二硫化二 2-苯并噻唑等噻唑系促進劑；N-環己基-2-苯并噻唑亞磺酰胺等亞磺酰胺系促進劑；四甲基秋蘭姆單硫化物、四甲基秋蘭姆二硫化物、四乙基秋蘭姆二硫化物、二(五亞甲基)秋蘭姆四硫化物等秋蘭姆系促進劑；硫脲系促進劑等I種或2種以上。由于促進劑隨著種類的不同而功能不同，所以優選并用2種以上的促進劑。各個促進劑的配合比例可以根據其種類而分別設定，但通常優選是橡膠成分總量每100質量份中為O. I質量份以上、特別優選是O. 5質量份以上，優選是5質量份以下、特別優選是2質量份以下。作為促進助劑，可舉出氧化鋅等金屬化合物；硬脂酸、油酸、棉籽脂肪酸等脂肪酸；其它以往公知的促進助劑的I種或2種以上。優選促進助劑的配合比例是橡膠成分總量每100質量份中為O. I質量份以上、特別優選是O. 5質量份以上。(其它)在橡膠組合物中，可以進一步根據需要配合各種添加劑。作為上述添加劑，例如可舉出吸酸劑、增塑成分(增塑劑、加工助劑等)、防劣化劑、填充劑、防焦化劑、紫外線吸收齊U、潤滑劑、顏料、抗靜電劑、阻燃劑、中和劑、成核劑、防泡劑、共交聯劑等。其中，吸酸劑具有防止橡膠成分交聯時由表氯醇橡膠產生的氯系氣體在輥主體內的殘留以及由其導致的交聯障礙、感光體污染等的功能。作為上述吸酸劑，可以使用起到酸受體作用的各種物質，但由于分散性優異，優選水滑石類或MAGSALAT，特別優選水滑石類。另外，如果將上述水滑石類等與氧化鎂或氧化鉀并用，則可以得到更高的受酸效果，可以進一步確實地防止感光體的污染。優選上述吸酸劑的配合比例是橡膠成分總量每100質量份中為O. 2質量份以上、特別優選是I質量份以上，優選10質量份以下、特別優選是5質量份以下。如果配合比例小于上述范圍，則可能無法充分得到含有吸酸劑所產生的上述效果。另外，如果大于上述范圍，則交聯后的輥主體的硬度可能上升。作為增塑劑，例如可舉出鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二辛酯(D0P)、磷酸三甲苯酯等各種增塑劑、蠟等。另外，作為加工助劑，可舉出硬脂酸等脂肪酸等。優選這些增塑成分的配合比例是橡膠成分總量每100質量份中為5質量份以下。是因為可防止例如在輥主體的外周面根據需要形成氧化膜時發生擴散或向圖像形成裝置安裝、運行時發生感光體的污染。鑒于該目的，特別優選使用極性蠟作為增塑成分。作為防劣化劑，可舉出各種防老化劑、抗氧化劑等。其中，抗氧化劑使半導電性輥的輥電阻值的環境依存性下降，并且抑制連續通電時的輥電阻值的上升的功能。作為上述抗氧化劑，例如可舉出二丁基二硫代氨基甲酸鎳[大內新興化學工業(株)制的Noclac(注冊商標)NEC-P]、二丁基二硫代氨基甲酸鎳[大內新興化學工業(株)制的Noclac NBC]等。在輥主體外周面形成氧化膜時，在橡膠組合物中配合抗氧化劑時，優選適當設定上述抗氧化劑的配合比例以有效地進行上述氧化膜的形成。作為填充劑，例如可舉出氧化鋅、二氧化硅、炭、炭黑、粘土、滑石、碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鋁、氧化鈦等的I種或2種以上。通過配合填充劑，可以提高輥主體的機械強度等。另外，通過配合氧化鈦作為填充劑而也可以抑制調色劑的附著。另外，使用導電性炭黑作為填充劑，則可以對輥主體賦予電子導電性。如果考慮賦予非多孔質輥主體以良好的柔軟性，則優選填充劑的配合比例是橡膠成分總量每100質量份中為50質量份以下、特別優選是10質量份以下。作為防焦化劑，例如可舉出N-環己基硫代鄰苯二甲酰亞胺、鄰苯二甲酸酐、N-亞硝基二苯基胺、2，4-二苯基-4-甲基-I-戊烯等的I種或2種以上。特別優選N-環己基硫代鄰苯二甲酰亞胺。優選防焦化劑的配合比例是橡膠成分總量每100質量份中為O. I質量份以上,優選為5質量份以下、特別優選是I質量份以下。所謂共交聯劑，是指具有自身發生交聯并且也與橡膠成分發生交聯反應從而使整體高分子化的功能的成分。作為上述共交聯劑，例如可舉出以甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸或甲基丙烯酸的金屬鹽等為代表的烯鍵式不飽和單體，利用了 1，2_聚丁二烯的官能團的多官能聚合物類，二肟等的I種或2種以上。其中，作為烯鍵式不飽和單體，例如可舉出(a)丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等單羧酸類，(b)馬來酸、富馬酸、衣康酸等二羧酸類，
(c)上述(a) (b)的不飽和羧酸類的酯或酐(d)上述(a) (C)的金屬鹽，(e) 1，3- 丁二烯、異戊二烯、2_氯_1，3_ 丁二烯等脂肪族共軛二烯，(f)本乙稀、α -甲基本乙稀、乙稀基甲本、乙基乙稀基本、_■乙稀基本等芳香族乙烯基化合物，(g)三烯丙基異氰脲酸酯、三烯丙基氰脲酸酯、乙烯基吡啶等具有雜環的乙烯基化合物，(h)其它(甲基)丙烯腈或α -氯丙烯腈等氰基化乙烯基化合物、丙烯醛、甲酰基留醇、乙稀基甲基麗、乙稀基乙基麗、乙稀基丁基麗等的I種或2種以上。另外，作為上述(C)的不飽和羧酸類的酯，優選單羧酸類的酯。
作為上述單羧酸類的酯，例如可舉出 (甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸異戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸環己基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸異壬基酯、(甲基)丙烯酸叔丁基環己基酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸羥甲酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯等(甲基)丙烯酸的烷基酯；(甲基)丙烯酸氨基甲基酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙基酯、(甲基)丙烯酸丁基氣基乙基酷等(甲基)丙稀酸的氣基燒基酷；(甲基)丙烯酸芐基酯、苯甲酰基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯等具有芳香環的(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸甲基縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸環氧環己基酯等具有環氧基的(甲基)丙烯酸酯；N-羥甲基(甲基)丙烯酰胺、Y-(甲基)丙烯氧丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸四氫!糖基酷等具有各種官能團的(甲基)丙稀酸酷；乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、亞乙基二甲基丙烯酸酯(EDMA)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、亞異丁基亞乙基二甲基丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯；等的I種或2種以上。含有上述各成分的橡膠組合物可以與以往同樣地制備。首先，按規定比例配合橡膠成分進行塑煉，接著添加交聯成分以外的添加劑進行混煉后，最后加入交聯成分進行混煉，從而得到橡膠組合物。上述混煉中，例如可使用捏合機、班伯里混合機、擠出機等。〈半導電性輥〉圖I是表示本發明半導電性輥的實施方式的一例的立體圖。參照圖1，該例的半導電性輥I具備由上述橡膠組合物形成的圓筒狀輥主體2、和在上述輥主體2的中心的通孔3中插通的軸4。輥主體2形成為非多孔質。另外，為了盡可能生產率良好低成本地制造半導電性輥1，優選基本上以如圖所示的單層結構形成輥主體2。但是，根據情況，輥主體2也可以形成為外周面5側的外層和軸4側的內層的雙層結構。此時，至少外層是由上述橡膠組合物形成即可。軸4例如可由鋁、鋁合金、不銹鋼等金屬形成。輥主體2和軸4例如由具有導電性的粘結劑等而進行電連接且機械性地固定而一體地旋轉。輥主體2的外周面5上，可如圖中放大所示地設有氧化膜6。當形成氧化膜6時，上述氧化膜6發揮電介層的功能，能降低半導電性輥I的介質損耗角正切。另外，作為顯影輥使用時，氧化膜6將成為低摩擦層，所以可進一步抑制調色劑的附著。而且，例如僅通過在氧化性環境中進行紫外線照射就能簡單地形成氧化膜6，所以可以極力抑制半導電性輥的生產率下降或制造成本升高。并且，可以不形成氧化膜6。可以使用含有先前說明的各成分的橡膠組合物、與以往同樣地制造上述半導電性輥I。S卩，使用擠出成型機將橡膠組合物一邊混煉一邊在加熱熔融的狀態下通過與上述輥主體2的截面形狀即圓環狀對應的模頭擠出成型為長尺寸的圓筒狀。接著，冷卻固化后，在通孔3中插通硫化用的臨時軸，在硫化器內加熱使其硫化。接著，重新安裝到外周面涂布有導電性粘結劑的軸4上，在上述粘結劑是熱固化性粘結劑時，利用加 熱使上述熱固化性粘結劑固化從而將輥主體2和軸4電連接且機械性地固定。而且，根據需要研磨輥主體2的外周面5以達到規定的表面粗糙度，進而根據需要照射紫外線等使其氧化，生成覆蓋上述外周面5的氧化膜6。由此，可制造如圖I所示的半導電性輥I。上述半導電性輥I例如可適合用作顯影輥，該顯影輥是組裝于激光打印機等的利用了電子照相法的圖像形成裝置中，用于將在感光體表面形成的靜電潛像通過帶電的調色劑顯影為調色劑像。此時，可形成調色劑帶電量高，而且很難發生因調色劑對輥主體的附著而出現的圖像濃度的下降等且圖像耐久性等也優異的顯影輥。另外，上述半導電性輥I也可以用作帶電棍等，該帶電棍是組裝于同樣的圖像形成裝置中，用于使感光體表面均勻帶電。例如作為顯影輥使用時，為了既獲得上述顯影輥的小型化、輕量化又確保夾持厚度，優選棍主體2的厚度是O. 5mm以上、更優選Imm以上、特別優選2mm以上，優選IOmm以下、更優選7mm以下、特別優選5mm以下。另外，優選輥主體的肖氏A硬度為60以下、特別優選為50以下。肖氏A硬度大于上述范圍的輥主體的柔軟性不足，可能無法充分得到確保大的夾持幅度以提高調色劑的顯影效率的效果或減少對調色劑的損害以提高圖像耐久性的效果。應予說明，如果考慮賦予輥主體2適度的強度，從而賦予例如對于為了防止調色劑從上述輥主體2的兩端漏出而在其外周面5滑接的密封部等的、適度的耐磨損性等時，輥主體2的肖氏A硬度在上述范圍內也優選為35以上。本發明中使用按照日本工業標準JIS K6253記載的測定方法在溫度23°C、兩端荷重IOOOg的條件下測定的值來表示上述肖氏A硬度。另外，優選半導電性輥I的在溫度23°C、相對濕度55%的條件下測定的施加電壓100V下的輥電阻值是IO4 Ω以上，特別優選是IO6 5 Ω以上，優選IO9 Ω以下，特別優選IO8 Ω以下。輥電阻值小于上述范圍的低電阻的半導電性輥1，容易泄漏調色劑電荷，例如在形成圖像的面方向泄漏電荷，由此所形成圖像的分辨率等可能下降。另外，輥電阻值大于上述范圍的高電阻半導電性輥I會引起不能形成具有充分圖像濃度的圖像的問題。應予說明，當在輥主體2的外周面5上形成氧化膜6時，輥電阻值是形成有上述氧化膜6的狀態下的輥電阻值。圖2是說明測定半導電性輥I的輥電阻值的方法的圖。參照圖I、圖2，本發明中用以下述方法測定的值來表示上述輥電阻值。
即，準備能夠以一定旋轉速度旋轉的鋁鼓7，在上述鋁鼓7的外周面8上，從其上方使測定輥電阻值的半導電性輥I的輥主體2的外周面5接觸。另外，在上述半導電性輥I的軸4和鋁鼓7之間串聯連接直流電源9和電阻10而構成測量電路11。直流電源9的(-)側連接軸4，(+)側連接電阻10。電阻10的電阻值r按照輥的電阻值在IO2 Ω IO7 Ω的范圍調整。接著，在軸4的兩端各施加500g的荷重F，使輥主體2壓接在鋁鼓7上的狀態下，一邊使上述鋁鼓7旋轉(轉數30rpm)，一邊在上述兩者間由直流電源9施加直流100V的施加電壓E，測量電阻10此時受到的檢測電壓V。基本上由上述檢測電壓V和施加電壓E( = 100V)，通過式(i')求出半導電性輥I的輥電阻值R。R = r X E/ (V~r) (i ')其中，因為式(i')中的分母中的_r項能看成微小，所以本發明中可以將由式
(i)求出的值作為半導電性輥I的輥電阻值。R = rXE/V (i)測定條件如上所述是溫度23°C、相對濕度55%。另外，輥主體2可以根據半導電性輥I的用途等調整成具有任意的壓縮永久變形。為了調整半導電性輥I的輥電阻、輥主體2的肖氏A硬度、以及壓縮永久變形等各種特性，例如調整構成橡膠組合物的各種成分的種類、配合比例等即可。具體而言，例如可以調整作為橡膠成分的SBR、表氯醇橡膠或極性橡膠的種類、組合以及配合比例；或可以調整用于使上述橡膠成分交聯的交聯成分的種類、組合以及量；或可以調整添加劑的種類、組合以及量。本發明的半導電性輥，例如在激光打印機、靜電式復印機、普通紙傳真機或它們的復合機等的利用了電子照相法的圖像形成裝置中作為上述顯影輥或帶電輥等適合使用，除此以外，還可以在上述圖像形成裝置中當作轉印輥、清潔輥等使用。實施例〈實施例1>(橡膠組合物的制備)作為橡膠成分，配合SBR[JSR(株)JSR1502]80質量份和GEC0[Daiso(株)制的Epyon (注冊商標)0N301、E0/EP/AGE = 73/23/4 (摩爾比)]20質量份。每100質量份橡膠成分總量的SBR配合比例是80質量份。一邊使用班伯里混合機將上述橡膠成分合計100質量份進行塑練，一邊加入交聯成分以外的下述表I所示的各成分進行混煉后，最后加入交聯成分進一步混煉，制備成橡膠組合物。表I
權利要求
1.一種半導電性輥，其特征在于，具備非多孔質輥主體，該非多孔質輥主體由含有丁苯橡膠和表氯醇橡膠作為橡膠成分的橡膠組合物形成。
2.如權利要求I所述的半導電性輥，其中，所述丁苯橡膠的配合比例是橡膠成分總量每100質量份中為10 80質量份。
3.如權利要求I或2所述的半導電性輥，其中，所述橡膠組合物還含有選自丁腈橡膠、氯丁橡膠、丁二烯橡膠以及丙烯酸系橡膠中的至少一種的極性橡膠作為橡膠成分。
4.如權利要求I或2所述的半導電性輥，其中，所述橡膠組合物還含有三元乙丙橡膠作為橡膠成分。
5.如權利要求I 4中任一項所述的半導電性輥，其中，所述輥主體在外周面具備氧化膜。
6.如權利要求I 5中任一項所述的半導電性輥，其在利用了電子照相法的圖像形成裝置內用作顯影輥，所述顯影輥利用帶電的調色劑將形成在感光體表面的靜電潛像顯影為調色劑圖像。
全文摘要
本發明提供一種半導電性輥，具備非多孔質輥主體且所述輥主體柔軟，例如作為顯影輥使用時，調色劑帶電量高，而且很難發生因調色劑對輥主體的附著而出現的圖像濃度的下降等，并且圖像耐久性等也優異。所述半導電性輥(1)是使用含有丁苯橡膠和表氯醇橡膠作為橡膠成分的橡膠組合物來形成非多孔質輥主體(2)。
文檔編號G03G15/08GK102629092SQ20111030566
公開日2012年8月8日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年2月7日
發明者丸井隆司, 水本善久 申請人:住友橡膠工業株式會社