导电性橡胶辊制造技术

一种导电性橡胶辊，其特征在于，该导电性橡胶辊是在最外层具有使用以离子导电性橡胶为主成分的橡胶组合物形成的橡胶层的导电性橡胶辊，　　　　所述橡胶层的表层部分是氧化膜，且上述橡胶组合物中配入介电损耗角正切调整用填充剂，使介电损耗角正切为０．１～１．５。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种导电性橡胶辊，具体地，涉及一种具有良好的带电特性、尤其适合作为在激光打印机等的图像形成装置中用于使调色剂(色粉)附着于感光体的显影辊使用、调色剂的搬运性·带电性优越的导电性辊。
技术介绍
近年来，对于激光打印机等的电子照相装置，高速化、图像高品质化迅速普及。在激光打印机中，要求对在图像形成的初期阶段与图像直接相关的感光体及其近旁部件实现高精度化、高速化(良好的响应性)。因此，对于使用于这类激光打印机的图像形成装置、尤其是均匀地接收带电调色剂(色粉)、将接收的调色剂均匀地向描画于感光体上的潜象供给的“显影辊”来说，高带电性逐渐变得必不可缺。此外，对于球状、能够实现小直径化的聚合调色剂，随着不利用载体粒子的单组分体系的系统的增长，这样的显影辊正在从以往主流方式的利用磁体方式者、向使用橡胶等的半导电性的弹性型逐渐转移。特别是对于这样的显影辊，要求只有将调色剂向感光体搬运的良好的搬运性及调色剂的良好的带电性。已知调色剂的搬运性依存于由调色剂电荷与显影电场所决定的静电力。显影电场根据感光体上的潜像即电位、与施加于显影辊的偏置电位之间的显影电极的种类、位置关系所决定。使用载体的双组分体系的系统中，在电及磁的作用下可容易地进行搬运，而单组分体系的系统中使用的显影辊则不能发挥磁场力。因此，单组分体系中要求均匀地形成成为电极端面的显影辊表面，要求高表面精度。进一步，当显影辊被施加偏置电位时，必需极为均匀的电位分布，辊内电阻等的电气特性必须极为均匀。此外，对于单组分体系，由于不使用载体，因而要求显影辊具有控制调色剂带电性的功能。调色剂的带电量不充分，则静电力不够而不能如实地将调色剂搬运至感光体的潜像。由此，产生种种图像不良的现象。比如，可以列举由显影辊的旋转引起的浓度变化、显影重影、感光过度等。为解决这类问题，以往有种种提案被提出。例如，日本国专利公开特开2002-194203号中提案了一种橡胶材料，为了获得电阻的均匀性，不采用利用导电性充填剂的电子导电，而采用离子导电控制，将规定了粒径的碳酸钙分散于离子导电性橡胶的氯醚橡胶中。又，日本国专利公开特开2001-357735号中，提出了一种为了对调色剂的带电性进行控制而利用含有胺化合物的处理剂对导电性部件的表面进行处理的技术。
技术实现思路
然而，上述日本国专利公开特开2002-194203号的技术虽然在一定程度上能将橡胶层的电阻均匀化，但对调色剂赋予的带电性、该带电性能的持续性不好，作为显影辊使用时，存在着不能得到良好的印刷图像的问题。又，上述日本国专利公开特开2001-357735号的技术中，虽然施以表面处理，但在显影辊等的部件表面要求极高的尺寸精度时，存在着不能以良好的精度进行表面处理、不能得到良好的图像的问题。由于基材与表面处理的涂覆剂材料不同，因此也会有制造时及使用时涂覆剂剥落而不能持续其性能的情况。如上所述，难以对调色剂的搬运性及调色剂带电性的控制进行兼顾。本专利技术是鉴于上述问题作出的，其课题是提供一种导电性橡胶辊，能将电阻均匀化，同时赋予调色剂等附着物的带电性优越，且能够持续该带电性，尤其适合作为对单组分体系的调色剂使用的显影辊使用。为了解决上述课题，本专利技术提供一种导电性橡胶辊，其特征在于，所述导电性橡胶辊是在最外层具有使用以离子导电性橡胶为主成分的橡胶组合物形成的橡胶层的导电性橡胶辊，上述橡胶层的表层部分为氧化膜，且上述橡胶组合物中配入介电损耗角正切调整用填充剂，使介电损耗角正切为0.1～1.5。本专利技术发现，对于用于使调色剂附着于感光体的显影辊等的导电性橡胶辊，介电损耗角正切对带电特性影响大，尽管采用离子导电，但只要将辊的介电损耗角正切降低至上述范围，就可兼顾电阻的均匀化及调色剂导电性的控制，得到良好的导电特性。因此，使用于显影辊时，能将存在于感光体接触前的显影辊表面的调色剂的带电量保持在高水平上。橡胶辊电气特性中的介电损耗角正切指的是表示电气的易于流动性(电导率)和电容成分(静电电容)影响程度的指标，是外加交流电流时的相位滞后的参数，表示外加电压时的电容成分比例的大小。即，介电损耗角正切由当调色剂通过调节刮刀高压接触显影辊时生成的带电量与直至搬运至感光体过程中逃逸到辊上的带电量表示，是表示即将与感光体接触前的带电量的指标。若介电损耗角正切大，则易于通过电气(电荷)，极化难以进行，但相反若介电损耗角正切小，则难以通过电气(电荷)，极化变得顺利进行。通过将介电损耗角正切控制在上述范围内，能够将导电性辊上的极化控制在最适合的范围内，因而能不损害电阻的均匀化而对调色剂附加带电性，并维持附加的带电性。从而，能够特别适合作为在电子照相装置的图像形成装置中使调色剂附着于感光体的显影辊使用。尤其适合作为对单组分体系调色剂使用的显影辊使用。之所以将介电损耗角正切的值控制为0.1～1.5，是因为当介电损耗角正切小于0.1时，则难以利用离子导电实现。而当介电损耗角正切大于1.5，则不能得到如上所述的良好的导电特性。橡胶层的表层部分为氧化膜。通过形成具有多个C＝O基、C-O基等的氧化膜能够调整介电损耗角正切。橡胶层表面的表面粗糙度Rz为8μm以下，最好是5μm以下为佳。氧化膜可通过对橡胶层表面施以紫外线照射或/及臭氧照射等的处理、对橡胶层进行氧化而在橡胶层的表层部分形成。尤其是，进行紫外线照射时，虽然根据橡胶层表面与紫外线灯的距离、橡胶的种类而有所不同，但以将波长为100nm～400nm的紫外线照射3～30分钟程度为佳，以将波长为100nm～200nm的紫外线照射3～30分钟程度为更佳。特别是，配入经脂肪酸处理过的碳酸钙、在表层部分形成氧化膜，则能更高效地降低介电损耗角正切。本专利技术发现，通过以离子导电性橡胶为主成分、作为介电损耗角正切调整用填充剂配入1种或多种弱导电性炭黑或/及经脂肪酸处理过的碳酸钙等，则能不损害橡胶组合物的离子导电性而实现以往的离子导电性橡胶配方没能实现的非常低的介电损耗角正切。作为介电损耗角正切调整用填充剂，其它可列举陶土、有机/无机颜料等。弱导电性炭黑指的是粒径大、结构不高、对导电性影响小的炭黑，通过将其配入，能不提高导电性而获得由极化作用引起的类似于电容的作用，能不损害电阻的均匀化而实现带电性的控制。作为弱导电性炭黑，可以有种种选择，但其中尤以利用易于获得大粒径的炉法、热裂解法制造的炭黑为佳，杂质少的热裂解炭黑最佳。就炭黑的分类而言，以半补强炉黑(SRF)、细粒子热裂解炭黑(FT)、中粒子热裂解炭黑(MT)为佳。平均粒径为40nm～200nm，最好是50nm～150nm为佳。此外，也可使用颜料中所使用的炭黑。经脂肪酸处理过的碳酸钙由于脂肪酸存在于碳酸钙的界面中，因而与普通的碳酸钙相比活性高，又，因为容易滑动，所以能够容易且稳定地实现高分散性。还有，由于在处理作用下极化作用得到促进，通过这两种作用，橡胶内的相当于电容的作用加强，因此能高效地降低介电损耗角正切。若以外加电压100V时的辊电阻为R100，外加电压500V时的辊电阻为R500，则最好是(logR100-logR500)＜0.5。通过以外加与显影偏压相近的500V电压时的电阻为基准、如上所述规定与外加100V电压时的电阻的差，辊的电阻等的电气特性得到均匀化。如此，以采用电压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：水本善久，
申请(专利权)人：住友橡胶工业株式会社，
类型：发明
国别省市：