[發明專利]半導電性輥、送粉輥及電子照相裝置

有效

• 申請號: 201110190638.2
• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN102339000A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 水本善久;川谷昭彥;丸井隆司;黑田賢一
• 申請（專利權）人: 住友橡膠工業株式會社
• 主分類號: G03G15/08
• 分類號: G03G15/08;G03G15/00
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所 31210
• 代理人: 杜娟

技術領域

本發明涉及半導電性輥及使用它的送粉輥，以及具備該送粉輥的電子照相裝置。

背景技術

利用了電子照相術的各種成像裝置為了應對高速化、高畫質化、彩色化和小型化的要求而進行了種種改良。

這些改良的關鍵是色粉。即，為了滿足上述各種要求，色粉的微細化、色粉粒徑的均一化，以及色粉形狀的球形化是必需的。

對于色粉的微細化，已開發出了平均粒徑10μm以下、甚至5μm以下的微細色粉。此外，對于色粉形狀的球形化，已開發出了球形度超過99％的色粉。

為了進一步提高成像的品質，聚合色粉正逐漸取代傳統的粉末色粉而被使用。該聚合色粉特別在數碼信息成像時具有極為出色的像點再現性、從而可形成高品質圖像。

在成像裝置中，作為將帶電色粉輸送至感光體表面、并使形成于該表面上的靜電潛像顯影為色粉圖像的顯影輥，一般使用包括如下組件的輥：由半導電性橡膠組合物的交聯物制成的輥體，以及插入該輥體的中心的由金屬等制成的軸，其中該半導電性橡膠組合物通過將導電性供體比如碳混入基礎聚合物中來制得。

特別地，適合使用輥電阻調整為10⁸Ω以下的半導電性輥。該半導電性輥除了能夠響應色粉的微細化、色粉粒徑的均一化以及色粉形狀的球形化或聚合色粉的使用而提供給色粉較高的帶電性外，還可以令色粉不附著于外周面而被有效地輸送至感光體表面。

對于半導電性輥，要求其輥電阻在產品的整個使用期限內保持不變，但現行半導電性輥的耐久性并不足以滿足該要求。

例如，專利文獻1(日本專利特開2006-99036號公報)中，在制造的初始階段，通過調整作為用于基礎聚合物的材料的橡膠或碳的種類來為半導電性輥的輥體提供極高的帶電性。于是，期望能同時滿足初始性能的改進(提高初始圖像的品質)以及該性能的保持(耐久性)。

然而，根據發明人的研究，通過專利文獻1的構成，只能僅較高程度地提升初始圖像的品質，或僅較高程度地提升耐久性，很難同時提高初始圖像的品質和耐久性。

專利文獻2(日本專利特開2004-170845號公報)公開了一種半導電性輥，其包括由半導電性橡膠組合物制成并且介電損耗角正切為0.1～1.5的輥體，其中該半導電性橡膠組合物通過混合由電特性均一的離子導電性橡膠制得的基礎聚合物和用于調整介電損耗角正切的填料來獲得。

作為上述離子導電性橡膠，可使用以表氯醇橡膠為代表的分子中含氯原子的橡膠，或含有作為共聚物組分的顯示出離子導電性的環氧乙烷單體的橡膠。

但是，前種含氯原子的橡膠一般表面自由能很高，因此出現對于色粉，或對于用于改善上述色粉的流動性或荷電率(chargeability)而添加的外部添加劑比如二氧化硅的附著性變高的趨勢。同樣，在后種橡膠的情況下，也出現由于表面自由能上升而對于上述色粉等的附著性變高的趨勢。

此外，專利文獻2中，輥體的外周面通過紫外線照射或臭氧暴曬形成有氧化膜。但此時，上述外周面附近的氧濃度增高，于是對色粉等的附著性由于表面自由能的上升而趨向于進一步變高。

另外，雖然色粉的輸送量可以通過提高色粉的荷電率來降低從而在將介電損耗角正切調整至上述范圍內時可以形成高品質的圖像比如半色調圖像，但此時，輥體外周面上的色粉層積量變少，于是對于色粉等的附著性可能進一步增加。

雖然色粉等對輥體的粘附對極初期形成的圖像或連續形成的圖像沒有太大影響，但如果圖像在例如下述(a)～(d)中的任一條件下被形成時，其影響則無法忽視。

例如，通常帶電色粉通過靜電力(庫侖力)被輸送至具有相反電荷的感光體上，但如果顯影輥的輥體對色粉等的粘附性如上所述過高，那么會妨礙靜電力對色粉的輸送。因此，如果圖像在下述(a)～(d)中的任一條件下被形成，那么即使色粉的帶電量不變，圖像濃度也會下降。即色粉的顯影效率下降。

(a)在進行適當的成像用于例如形成約2000張1％濃度的圖像、并且色粉相對地較為適合顯影輥之后，再形成進階圖像(further?image)。

(b)色粉的平均粒徑在8μm以下、特別是6μm以下。

(c)未連續成像，例如成像裝置暫時停止，第二天再形成后續圖像(subsequent?image)。

(d)圖像在低溫低濕環境下形成，其中色粉的帶電量相對地變高。

由于高速化，在顯影輥轉速為例如20rpm以上的成像裝置中特別容易產生上述的顯影效率下降的問題。