CN100576103C - 带电辊及具有该带电辊的图像形成装置 - Google Patents

Abstract

提供一种可始终防止电流泄漏到感光体、且电阻值始终稳定的带电辊。带电辊是在芯棒上形成橡胶层而构成的。该橡胶层是在向环氧氯丙烷类橡胶基材添加电子导电剂及离子导电剂而形成的，通过喷涂含有异氰酸酯化合物的溶液并加热来实施表面处理。其中，对橡胶基材的电子导电剂的添加量限制为仅将电子导电剂添加到橡胶基材时的体积电阻率变为1.46×10⁶Ω·cm以上的量，并且离子导电剂的添加量增量为将电子导电剂及离子导电剂添加到橡胶基材时的体积电阻率变为1.93×10⁶Ω·cm以下的量。

Description

带电辊及具有该带电辊的图像形成装置

技术领域

本发明涉及到一种在电子照相方式的图像形成装置中与形成静电潜影的图像载体接触并使该图像载体带电的带电辊。

背景技术

在电子照相方式的图像形成中，在感光体表面形成和图像对应的静电潜影。此时，在静电潜影形成之前，需要进行使感光体表面平均带电的带电处理。其中，感光体的带电方法包括非接触带电方式、接触带电方式二种。

在非接触带电方式中，使用所谓无栅极网电晕(corotron)带电器或有栅极网电晕(scorotron)带电器等，通过该带电器引起的电晕放电，以空气为介质向感光体提供电荷。在这种非接触带电方式中，由于带电器不接触感光体，因此具有可降低感光体污染及磨损的优点，但另一方面存在随着电晕放电而产生臭氧等副生成物的问题。

近些年来，从保护环境的角度出发，不利用电晕放电的接触式带电器引起世人注意。接触式带电器中，包括使施加电压的辊状的橡胶部件与感光体抵接的装置，这种含有橡胶部件的辊一般称为带电辊。

该带电辊为了防止电流从带电辊泄漏到感光体、同时为了使感光体平均带电到所需电位，需要设定为适当的电阻值。因此，例如文献1、2中记载了向带电辊的橡胶部件添加导电剂、并控制橡胶部件的电阻值的方法。

并且，对带电辊的橡胶部件进行表面处理的技术在文献3～10中提及。根据这些专利文献所述的技术，通过含有异氰酸酯化合物的溶剂处理由环氧氯丙烷类橡胶基材构成的橡胶层的表面进行处理使其硬化，可防止离子导电剂从表面泄漏。

但是，现有的带电辊存在易产生从带电辊到感光体的电流泄漏、或带电辊的电阻值无法始终稳定的问题。

文献1：日本国公开专利公报的特开2005-43703号公报(2005年2月17日公开)

文献2：日本国公开专利公报的特开2005-121982号公报(2005年5月12日公开)

文献3：日本国公开专利公报的特开平5-281830号公报(1993年10月29日公开)

文献4：日本国公开专利公报的特开2000-346051号公报(2000年12月12日公开)

文献5：日本国公开专利公报的特开2001-348443号公报(2001年12月18日公开)

文献6：日本国公开专利公报的特开2002-40760号公报(2002年2月6日公开)

文献7：日本国公开专利公报的特开2002-82514号公报(2002年3月22日公开)

文献8：日本国公开专利公报的特开2004-191960号公报(2004年7月8日公开)

文献9：日本国公开专利公报的特开2004-191961号公报(2004年7月8日公开)

文献10：日本国公开专利公报的特开2006-53544号公报(2006年2月23日公开)

作为添加到带电辊的橡胶部件的上述导电剂，从大的方面区分有二种，一种是碳黑或金属氧化物等电子导电剂，另一种是离子导电剂。碳黑等电子导电剂通过导电性碳等分散固定到橡胶部件中对橡胶部件赋予导电性。这种电子导电剂无论带电辊的使用期限，具有可稳定赋予导电性的优点，但从微观角度来说，由于电流易于集中到碳存在的部分，存在易于产生电流从带电辊泄漏到感光体的缺点。

特别是向感光体表面涂敷导电性的硬脂酸锌等润滑剂时，通过该润滑剂的作用，电流泄漏变得更加明显。电流的泄漏通过对橡胶部件进行表面处理某种程度上可防止，但随着带电辊的使用，表面处理部分消失的情况较多，难于切实防止电流泄漏。

并且，离子导电剂通过成分中含有的离子对橡胶部件平均地赋予带电性，因此难于发生电流泄漏，但存在随着带电辊的使用，离子产生偏离，电阻值变化的缺点。该离子导电剂的偏离在施加到带电辊的施加电压为直流恒定电压时特别明显。通过这种橡胶部件内部的电阻值的变化，橡胶部件内部的电阻值超过表层部分的电阻值时，带电辊整体的电阻值变化。

在现有的带电辊的橡胶部件中，只可使用电子导电剂及离子导电剂中的一个，或使用两者时难于建立平衡，因此会产生上述问题。

发明内容

本发明鉴于以上问题而产生，其目的在于提供一种可始终防止电流泄漏到感光体、且电阻值始终稳定的带电辊。

为了解决上述课题，本发明的带电辊，在导电性支撑体上形成有电阻层，其特征在于，上述电阻层是对导电剂添加橡胶层的表面进行硬化处理后形成的，上述导电剂添加橡胶层是对未添加导电剂的橡胶基材添加电子导电剂及离子导电剂而成形的，作为对上述橡胶基材添加的上述电子导电剂的添加量的第一添加量是，仅将该第一添加量的上述电子导电剂添加到上述橡胶基材时的体积电阻率变为1.46×10⁶Ω·cm以上的量，作为对上述橡胶基材添加的上述离子导电剂的添加量的第二添加量是，将上述第一添加量的上述电子导电剂及上述第二添加量的上述离子导电剂添加到上述橡胶基材时的体积电阻率变为1.93×10⁶Ω·cm以下的量。

根据上述结构，电子导电剂的添加量从一开始就限定为使仅添加电子导电剂时的橡胶基材时的体积电阻率变为1.46×10⁶Ω·cm以上，因此即使表面硬化处理部分缺失，也可防止电流从带电辊泄漏到图像载体。另一方面，离子导电剂的添加量增量为在上述量的电子导电剂的基础上将离子导电剂添加到橡胶基材时的体积电阻率变为1.93×10⁶Ω·cm以下，因此在进行了表面硬化处理后的电阻层中，内侧部分的电阻值变为比硬化处理的表面的电阻值足够小的值。因此，在直流恒定电压下使用带电辊的结果是，即使离子导电剂略微产生偏离，电阻层内部的电阻值不会超过表面的电阻值。因此，带电辊整体的电阻值可始终稳定。

并且，为了解决上述课题，本发明的涉及的图像形成装置的特征在于，具有：图像载体，承载静电潜影；和带电辊，在导电性支撑体上形成和上述图像载体表面接触的电阻层而形成，用于使上述图像载体带电，上述电阻层是对导电剂添加橡胶层的表面进行硬化处理后形成的，上述导电剂添加橡胶层是对未添加导电剂的橡胶基材添加电子导电剂及离子导电剂而成形的，作为对上述橡胶基材添加的上述电子导电剂的添加量的第一添加量是，仅将该第一添加量的上述电子导电剂添加到上述橡胶基材时的体积电阻率变为1.46×10⁶Ω·cm以上的量，作为对上述橡胶基材添加的上述离子导电剂的添加量的第二添加量是，将上述第一添加量的上述电子导电剂及上述第二添加量的上述离子导电剂添加到上述橡胶基材时的体积电阻率变为1.93×10⁶Ω·cm以下的量。

根据上述结构，通过使用防止电流泄漏到感光体、且电阻值始终稳定的带电辊，可良好地形成图像。

本发明的其他目的、特征及优点通过以下记载可得以明确。并且本发明的益处通过参照了附图的以下说明可得以明示。

附图说明

图1表示本发明的一个实施方式，是表示带电辊的结构的透视图。

图2表示本发明的一个实施方式，是表示图像形成装置的整体结构的剖视图。

图3表示本发明的一个实施方式，是表示感光体的结构的透视图。

图4表示本发明的一个实施方式，是表示感光体的内部结构的剖视图。

图5是表示带电辊的电阻值的测量方法的示意图。

具体实施方式

根据图1至图4对本发明的一个实施方式进行如下说明。

首先，根据图2说明本实施方式的图像形成装置10的主要部件的结构。图2是从正面一侧观察图像形成装置10的纵向剖视图。

如图2所示，图像形成装置10通过电子照相方式在纸张上形成和图像数据对应的图像。图像形成装置10具有感光体(图像载体)1，其周围具有用于实施公知的卡尔逊处理(Carlson process)的结构的带电辊2、曝光单元3、显影单元4、转印单元5、定影单元6、及清洁单元7。

感光体1呈鼓状，可旋转地轴支撑在未图示的框体上。感光体1，在铝材等支撑体表面上形成有由OPC(Organic Photoconductor，有机光电导体)等构成的感光层。但感光体1也可用带状的感光体来替代该鼓状的感光体。

带电辊2与感光体1表面接触，使感光体1表面以所需的电位均匀带电，呈辊状。并且，该带电辊2可旋转地轴支撑在未图示的框体上。对带电辊2的具体结构稍后论述。

曝光单元3是将发光元件阵列状排列的ELD(electro luminescentdisplay，电致发光显示器)、LED(light emitting diode，发光二极管)等写入头，或者是具有激光照射部和反射镜的激光扫描单元(LSU)。曝光单元3具有以下功能：根据从外部输入的图像数据使感光体1曝光，从而在感光体1上形成和图像数据对应的静电潜影。

显影单元4，通过色粉使感光体1表面形成的静电潜影成像(显影)，形成色粉图像。转印单元5具有被多个辊架起的旋转的环形带。在转印单元5中，色粉图像从感光体1转印到该环形带，并将转印的色粉图像进一步转印到纸张上，从而在纸张上形成色粉图像。

定影单元6，通过加热的辊从纸面的两侧压接转印了色粉图像的纸张，从而将色粉图像定影到纸张上。

清洁单元7用于清扫转印了色粉图像后的感光体1的表面。清洁单元7具有润滑剂7a、刷辊7b、及刮刀7c，这些部件被箱体7d覆盖。

刮刀7c用于回收感光体1表面残留的色粉，由以感光体1的轴方向为长度方向的长条状的橡胶部件形成。刮刀7c被配置为：其一个长边安装在箱体7d上设置的开口部的感光体1旋转方向下游一侧，另一个长边的边沿(角)与感光体1的表面接触。

润滑剂7a通过刷辊7b涂敷到感光体1的表面，是在长度方向上具有和感光体1的长度相同的长度(宽度)的立方体的固体形状。该润滑剂7a由润滑剂保持部件保持，当摩擦而剩余量变少时可更换。

润滑剂7a例如可使用作为金属皂公知的脂肪酸金属盐、或氟树脂等。脂肪酸金属盐包括硬脂酸锌(zinc stearate)、硬脂酸铜、硬脂酸铁、棕榈酸镁、油酸锌、棕榈酸钙、油酸锰、或油酸铅等较长链的脂肪酸的金属盐。

刷辊7b，是具有和感光体1基本相同长度(宽度)的筒形形状的刷子，并且被配置为：刷子的毛尖与感光体1的表面抵接，且其轴与感光体1的轴彼此平行配置。并且，刷辊7b被驱动而在和感光体1的旋转方向相反的方向上旋转，这样一来，两者在抵接部彼此向相同的方向滑动。

感光体1的与刷辊7b的抵接部位，比转印部位靠近感光体1的旋转方向下游一侧，使转印了色粉图像后的感光体1的表面和刷辊7b抵接。刷辊7b抓取比与感光体1的抵接部位靠近刷子旋转方向上游一侧配置的润滑剂7a，并且将抓取的润滑剂涂敷到感光体1的表面上。

这样一来，刷辊7b通过向感光体1表面涂敷润滑剂7a的微粒子，降低刮刀7c和感光体1表面之间的摩擦力，并且减弱色粉对感光体1表面的附着力。其结果，可有效地用刮刀7c去除色粉，同时抑制了感光体1的磨损。

接着详述感光体1的结构。在本实施方式中，感光体1如图3所示呈鼓状，由支撑体41、及其表面上形成的感光层44构成。

支撑体41用于支撑感光层44，可使用如下物体：在(a)铝、铝合金、铜、锌、不锈钢、钛等金属材料、(b)聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯、聚甲醛、或聚苯乙烯等高分子材料、硬质纸、或玻璃等表面上，层压金属箔而形成的物体；蒸镀金属材料而形成的物体；或者蒸镀或涂敷导电性高分子、氧化锡、氧化铟、碳素粒子、或金属粒子等导电性化合物的层而形成的物体等。

感光层44由OPC(Organic Photoconductor：有机光电导体)等构成，如图3所示，从支撑体41的表面一侧开始依次层叠电荷产生层45、电荷传送层46。电荷产生层45受到光照射而产生电荷。该电荷产生层45如图4所示包括：通过吸收光而产生电荷的电荷产生材料(CGM)42；和粘合该电荷产生材料42的粘合树脂48。

另一方面，电荷传送层46接收电荷产生层45产生的电荷，并传送到感光体1的表面。该电荷传送层46如图4所示包括：传送电荷的电荷传送材料(CTM)43；和使该电荷传送材料43粘合的粘合树脂47。

这样一来，当感光层44通过光照射而曝光时，在曝光的区域中从电荷产生层45产生电荷，产生的电荷通过电荷传送层46传送到感光层44的表面。其结果是，感光层44的表面电荷被中和，形成静电潜影。

上述电荷产生材料42优选通过400～800nm的波长的光而产生电荷的物质。具体而言包括：双偶氮化合物、三偶氮化合物等偶氮化合物；酞菁化合物；squarylium化合物；azulenium化合物；二萘嵌苯类化合物；靛蓝化合物；喹吖啶酮化合物；多环醌化合物；菁色素；呫吨染料；聚-N-乙烯基咔唑、三硝基芴酮等电荷移动络合物等，并且，根据需要也可混合其二种以上。并且，电荷产生层45中的电荷产生材料42的含有率优选重量基准下为20～80％。

另一方面，上述电荷传送材料43例如可使用咔唑衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、噻唑衍生物、噻二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、咪唑酮衍生物、咪唑烷衍生物、双咪唑烷衍生物、苯乙烯化合物、腙化合物、吡唑啉衍生物、噁唑酮衍生物、苯并咪唑衍生物、喹唑啉衍生物、苯并呋喃衍生物、吖啶衍生物、吩嗪衍生物、氨基茋衍生物、三烯丙基胺衍生物、对苯二胺衍生物、茋衍生物、联苯胺衍生物、聚-N-乙烯咔唑、聚-1-乙烯基次甲基胆色素、或聚-9-乙烯基蒽等，根据需要也可混合其二种以上。此外，电荷传送层46中的电荷传送材料43的含有率优选重量基准下为20～80％。

上述粘合树脂47、48，例如是从聚酯树脂、聚苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、苯酚树脂、醇酸树脂、三聚氰胺树脂、环氧树脂、硅树脂、丙烯酯树脂、甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚丙烯酸树脂、苯氧基树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩甲醛树脂等各种树脂、及含有构成这些树脂的重复单位中的二个以上的共聚物树脂等构成的群中选择的一种来单独使用，或者二种以上混合使用。并且，例如也可是氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯-马来酸酐共聚物树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂等绝缘性的共聚物树脂。

感光体1可如下制造：在上述支撑体41上浸渍涂敷含有电荷产生材料42、粘合树脂48、及作为它们的溶剂的有机溶剂的电荷产生层液，蒸发有机溶剂并形成电荷产生层45后，进一步浸渍涂敷含有电荷传送材料43、粘合树脂47、及作为它们的溶剂的有机溶剂的电荷传送层液，蒸发有机溶剂并形成电荷传送层46。

接着对带电辊2的结构进行详述。在本实施方式中，带电辊2如图1所示呈辊状，由圆柱形的芯棒21、及其圆周面上形成的橡胶层22构成。其中，橡胶层22包括进行了表面处理的处理区域23、及未进行表面处理的非处理区域24，在橡胶层22中，处理区域23为表层一侧，并且非处理区域24为芯棒21一侧。

上述芯棒21例如可使用将不锈钢(SUS)等导电性金属成形为棒状的材料。向该芯棒21施加用于使感光体1带电的直流恒定电压。

并且，芯棒21周围的橡胶层22，由以如下材料为基材的组合物形成：从环氧氯丙烷均聚物、环氧氯丙烷-环氧乙烷共聚物、环氧氯丙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物、及环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物中选择的一种或二种以上的混合物所构成的环氧氯丙烷类橡胶。

并且，本实施方式的橡胶层22，是向上述环氧氯丙烷类橡胶基材上添加电子导电剂及离子导电剂的混合型。通过该导电剂的添加，可将橡胶层22的电阻值调节成所需的值。添加到橡胶基材的电子导电剂，例如可使用：碳黑、石墨或纳米碳管等导电性碳；或作为锡、锌或锑等的氧化物的氧化物微粒等。并且，添加到橡胶基材的离子导电剂，例如可使用：Li、Na、K、Ca或Mg等金属的氨络盐或高氯酸盐，或三氟乙酸钠或季铵盐等。并且，橡胶层22除了上述橡胶基材及各种导电剂外，也可进一步含有加硫促进剂及交联剂。

并且，对含有上述各种添加剂的橡胶基材涂敷表面处理液并浸渍，之后进行加热，从而在橡胶层22上形成处理区域23。此外，表面处理液的涂敷方法可使用溅射涂敷、浸渍涂敷等一般的涂敷方法。另一方面，不含有表面处理液的橡胶层22的内侧部分成为非处理区域24。此外，处理区域23和非处理区域24并不具有明确的边界。通过该表面处理，可防止离子导电剂等从橡胶层22渗出而污染感光体。

上述表面处理液可使用向异氰酸酯化合物添加了丙烯酸系氟类共聚物、丙烯酸系硅类共聚物及碳黑等导电剂的处理液。上述异氰酸酯化合物例如包括2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、对苯撑二异氰酸酯(PPDI)、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)或3，3-二甲基联苯-4，4’-二异氰酸酯(TODI)及上述多聚体及改性体等。

并且，丙烯酸系氟类共聚物及丙烯酸系硅类共聚物可使用在预定溶剂中可溶性地与异氰酸酯化合物进行反应并可化学偶合的材料。具体而言，丙烯酸系氟类共聚物具有氢氧基、烷基、或羧基，是溶剂可溶性的氟类共聚物，例如包括丙烯酸酯和丙烯酸氟化烷类的嵌段共聚物、及其衍生物等。并且，丙烯酸系硅类共聚物是溶剂可溶性的硅类共聚物，例如包括丙烯酸酯和丙烯酸硅氧烷酯的嵌段共聚物及其衍生物等。

其中，在本实施方式的带电辊2的橡胶层22中应注意的是，适当设定电子导电剂及离子导电剂的添加量这一点。一般情况下，为了降低橡胶层22的电阻值而增加电子导电剂的添加量后，当产生较小的伤痕时，容易发生电流从带电辊2泄漏到感光体1。并且，当施加电压为直流电压时，离子导电剂因连续通电而存在于局部，因此非处理区域24的电阻值随着使用有上升的倾向。其中，当非处理区域24的电阻值超过处理区域23的电阻值时，带电辊2整体的电阻值上升。

因此，在本实施方式中，电子导电剂的添加量限制为：使向未添加导电剂的橡胶基材仅添加电子导电剂时的体积电阻率变为1.46×10⁶Ω·cm以上(优选1.84×10⁶Ω·cm以上)的量。并且，离子导电剂的添加量增量为：使向添加了上述量的电子导电剂的橡胶基材进一步添加离子导电剂时的体积电阻率变为1.93×10⁶Ω·cm以下(优选1.46×10⁶Ω·cm以下)的量。

如下述实施例所示，通过将电子导电剂的添加量限制为使体积电阻率变为1.46×10⁶Ω·cm以上，可有效抑制电流从带电辊2泄漏到感光体1。并且，添加了电子导电剂及离子导电剂两者后的橡胶层22的体积电阻率为1.93×10⁶Ω·cm以下，因此进行表面处理后的非处理区域24的体积电阻率也变为1.93×10⁶Ω·cm以下。其结果是，非处理区域24的电阻值比处理区域23足够小，因此即使对带电辊连续通电也不会产生离子导电剂偏离且非处理区域24的体积电阻率超过处理区域23的体积电阻率的情况。因此，带电辊2(橡胶层22)整体电阻值始终都不会变动，而保持稳定。

并且，电子导电剂的添加量的下限没有特别限定，但如下述实施例所示，若其是使向未添加导电剂的橡胶基材仅添加电子导电剂时的体积电阻率为5.82×10⁶Ω·cm的量，则不会产生对感光体1的泄漏、及伴随使用产生电阻值的变化。

并且，离子导电剂的添加量的上限没有特别限定，但如下述实施例所示，若其是使向添加了电子导电剂的橡胶基材进一步添加离子导电剂时的体积电阻率为7.32×10⁵Ω·cm的量，则不会产生对感光体1的泄漏、及伴随使用产生的电阻值的变化。

并且，从带电辊2到感光体1的电流泄漏取决于润滑剂7a的涂敷量。即，由于润滑剂7a使用导电性的物质，因此当润滑剂7a的涂敷量较多时，易于产生泄漏。其中，对感光体1的润滑剂7a的供给量如下述实施例所示，优选每1页A4纸为120μg以下，进一步优选为100μg以下。这样一来，可进一步有效地抑制电流泄漏到感光体1。并且，“每1页A4纸为120μg以下”是指，对一页A4纸进行图像形成时，涂敷到感光体1的润滑剂的量为120μg以下。并且，对感光体1的润滑剂的涂敷不必一页页进行，也可在进行多页后进行对应页数的涂敷。

如上所述，本实施方式涉及的带电辊是在芯棒21(导电性支撑体)上形成橡胶层22(电阻层)的带电辊，可通过包括以下步骤的方法来制造：向未添加导电剂的橡胶基材添加第一添加量的电子导电剂和第二添加量的离子导电剂，在芯棒21(导电性支撑体)上成形含导电剂的橡胶层的橡胶层形成步骤(电阻层形成步骤)；和对在该橡胶层形成步骤(电阻层形成步骤)中形成的含导电剂的橡胶层的表面进行硬化处理的表面处理步骤。这里应注意的是，上述第一添加量限制为：仅将该第一添加量的上述电子导电剂添加到上述橡胶基材时的体积电阻率变为1.46×10⁶Ω·cm以上的量，上述第二添加量增量为：将上述第一添加量的上述电子导电剂及上述第二添加量的上述离子导电剂添加到上述橡胶基材时的体积电阻率变为1.93×10⁶Ω·cm以下的量。

(实施例)

接着说明为了验证本发明的有效性而进行的实施例。在本实施例中，进行以下研究：在改变添加到上述带电辊2的橡胶层22的电子导电剂及离子导电剂的量时、及改变润滑剂7a的涂敷量时，(1)是否发生对感光体1的电流泄漏、(2)带电辊2是否始终有稳定的电阻值。

(比较例1)

在本比较例中，以直径8mm的SUS棒为芯棒21，橡胶层22的橡胶基材则使用环氧氯丙烷类橡胶。并且，向该橡胶基材混入预定量的以碳黑为主要成分的电子导电剂，并使其在芯棒21上形成，制造出仅含有电子导电剂、具有未进行表面处理的橡胶层22的模拟带电辊12。并且，通过表面的研磨加工，使橡胶层22的外径为21mm。并且，通过图5所示的方法，测量该模拟带电辊12的电阻值。

即，在本比较例中，使模拟带电辊12与模仿感光体1的直径80mm的导电性基体11抵接。除了模拟带电辊12的自重250g外，进一步通过二个弹簧分别以200g进行加重，从而以650g的负荷使模拟带电辊12挤压导电性基体11。接着，在通过旋转导电性基体11而从动旋转的状态下，由电压施加装置13向模拟带电辊12施加预定的直流恒定电压，并且通过电流计14测量电流。并且，根据测量值计算电阻值时，如下述表1所示，电阻值为10^5.2Ω。

接着，根据计算出的电阻值计算出模拟带电辊12的体积电阻率。体积电阻率Rv(Ω·cm)，在设电阻值为Ra(Ω)、橡胶层22的长度方向的长度为L(cm)、模拟带电辊12和导电性基体11的辊隙宽度为W(cm)、橡胶层22的厚度为t(cm)时，通过公式(1)表示：

Rv＝Ra×L×W/t  …(1)。

在本比较例中，由于橡胶层22的长度方向的长度L为30cm、辊隙宽度W为0.1cm、橡胶层22的厚度t为0.65cm，因此通过公式(2)根据电阻值计算出了体积电阻率。

Rv＝4.62×Ra  …(2)。

在本比较例中，仅添加电子导电剂的带电辊2的体积电阻率如下述表1所示，为7.32×10⁵Ω·cm。

接着，向和上述一样的橡胶基材除了添加和上述一样的量(一样的配合率)的电子导电剂外，进一步混入以高氯酸锂为主要成分的离子导电剂，从而同时含有电子导电剂及离子导电剂，制造出具有未进行表面处理的橡胶层22的模拟带电辊12。并且，对制造的模拟带电辊12，和上述方法一样测量电阻值，求得体积电阻率。其结果如下述表1所示，电阻值为10^5.15Ω，体积电阻率为5.82×10⁵Ω·cm。

接着，将该模拟带电辊12及正规的感光鼓1安装到图5所示的装置，使其以和实际的图像形成装置相同的处理速度395mm/秒旋转，同时施加最大-3.0kV的直流恒定电压，研究是否发生了从施加了该电压的模拟带电辊12向感光体1的电流泄漏。在此假设因使用寿命不同表面处理部分缺失的情况，使用具有未进行表面处理的橡胶层22的模拟带电辊12。

并且，在本比较例中，未向感光体1的表面涂敷润滑剂7a。其结果如下述表1所示，即使施加-3.0kV的电压也未发现泄漏。

之后，用喷射机喷涂含有异氰酸酯化合物、丙烯酸系氟类共聚物、丙烯酸系硅类共聚物的表面处理液并进行加热处理，从而进行含有上述电子导电剂及离子导电剂的模拟带电辊12的表面处理，制造出带电辊2。在进行表面处理后，用テクロツクデユロメ一タGS-719G(株式会社テクロツク制造)测量橡胶层22的表面硬度，在JIS-A规格下为35°。并且，带电辊2的处理区域23的电阻值为10⁶Ω。在以下实施例及比较例中，橡胶层22的表面硬度及处理区域23的电阻值均为该值。

并且，将进行了表面处理的该带电辊2用于相当于30万页的空转老化试验，研究带电辊2整体的电阻值是否变化。其结果如下表1所示，电阻值没有大的变动，保持10⁶Ω。

(比较例2)

在本比较例中，使用和上述比较例1相同的、含有电子导电剂及离子导电剂且未进行表面处理的模拟带电辊12，在向感光体1的表面涂敷由硬脂酸锌构成的润滑剂7a的状态下，研究是否发生电流从模拟带电辊12泄漏到感光体1。在本比较例中，润滑剂的涂敷量为每页A4纸100μg。该润滑剂的涂敷量是润滑剂的消耗量除以A4纸的打印页数而计算出的。除此以外和比较例1一样。其结果如下述表1所示，即使施加-3.0kV的电压也未出现泄漏。

(比较例3)

在本比较例中，使用和上述比较例1、2相同的、含有电子导电剂及离子导电剂且未进行表面处理的模拟带电辊12，在向感光体1的表面以每页A4纸120μg的比例涂敷润滑剂的状态下，研究是否发生电流从模拟带电辊2泄漏到感光体1。除此以外和比较例一样。其结果如下述表1所示，在施加-2.5kV以下的电压的状态下发生泄漏。

(实施例1)

在本实施例中，使电子导电剂的添加量少于比较例1。其结果如下述表1所示，仅含有电子导电剂的模拟带电辊12的电阻值为10^5.5Ω，体积电阻率为1.46×10⁶Ω·cm。

接着，制造含有上述量的电子导电剂及预定量的离子导电剂的模拟带电辊12。对该模拟带电辊12求电阻值及体积电阻率，如下述表1所示，电阻值为10^5.4Ω，体积电阻率为1.16×10⁶Ω·cm。

使用含有该电子导电剂及离子导电剂且未进行表面处理的模拟带电辊12，和比较例3一样，在以每页A4纸120μg的比例涂敷润滑剂的状态下，研究是否发生电流从模拟带电辊12泄漏到感光体1。其结果如下述表1所示，在施加-2.5～-3.0kV的电压的状态下发生泄漏。

接着，对含有该电子导电剂及离子导电剂的模拟带电辊12进行和比较例1一样的表面处理，制造带电辊12。并且，将该带电辊2用于和比较例1一样的相当于30万页的空转老化试验，研究带电辊2整体的电阻值是否发生变化。其结果如下述表1所示，电阻值没有大幅变动，保持10⁶Ω。

(实施例2)

在本实施例中，使电子导电剂的添加量比实施例1进一步减少。其结果如下述表1所示，仅添加了电子导电剂的模拟带电辊12的电阻值为10^5.6Ω，体积电阻率为1.84×10⁶Ω·cm。

接着，制造含有上述量的电子导电剂及预定量的离子导电剂的模拟带电辊12。对该模拟带电辊12求电阻值及体积电阻率，如下述表1所示，电阻值为10^5.48Ω，体积电阻率为1.40×10⁶Ω·cm。

使用含有该电子导电剂及离子导电剂且未进行表面处理的模拟带电辊12，和比较例3一样，在以每页A4纸120μg的比例向感光体1表面涂敷润滑剂的状态下，研究是否发生电流从模拟带电辊12泄漏到感光体1。其结果如下述表1所示，即使施加-3.0kV的电压也未发生泄漏。

接着，对含有该电子导电剂及离子导电剂的模拟带电辊12进行和比较例1一样的表面处理，制造带电辊12。并且，将该带电辊2用于和比较例1一样的相当于30万页的空转老化试验，研究带电辊2整体的电阻值是否发生变化。其结果如下述表1所示，电阻值没有大幅变动，保持10⁶Ω。

(实施例3)

在本实施例中，使电子导电剂的添加量比实施例2进一步减少。其结果如下述表1所示，仅添加了电子导电剂的模拟带电辊12的电阻值为10^5.8Ω，体积电阻率为2.92×10⁶Ω·cm。

接着，制造含有上述量的电子导电剂及预定量的离子导电剂的模拟带电辊12。对该模拟带电辊12求电阻值及体积电阻率，如下述表1所示，电阻值为10^5.5Ω，体积电阻率为1.46×10⁶Ω·cm。

使用含有该电子导电剂及离子导电剂且未进行表面处理的模拟带电辊12，和比较例3一样，在以每页A4纸120μg的比例向感光体1表面涂敷润滑剂的状态下，研究是否发生电流从模拟带电辊12泄漏到感光体1。其结果如下述表1所示，即使施加-3.0kV的电压也未发生泄漏。

接着，对含有该电子导电剂及离子导电剂的模拟带电辊12进行和比较例1一样的表面处理，制造带电辊12。并且，将该带电辊2用于和比较例1一样的相当于30万页的空转老化试验，研究带电辊2整体的电阻值是否发生变化。其结果如下述表1所示，电阻值没有大幅变动，保持10⁶Ω。

(实施例4)

在本实施例中，使电子导电剂的添加量比实施例3进一步减少。其结果如下述表1所示，仅添加了电子导电剂的模拟带电辊12的电阻值为10^6.1Ω，体积电阻率为5.82×10⁶Ω·cm。

接着，制造含有上述量的电子导电剂及预定量的离子导电剂的模拟带电辊12。对该模拟带电辊12求电阻值及体积电阻率，如下述表1所示，电阻值为10^5.2Ω，体积电阻率为7.32×10⁵Ω·cm。

使用含有该电子导电剂及离子导电剂且未进行表面处理的模拟带电辊12，和比较例3一样，在以每页A4纸120μg的比例向感光体1表面涂敷润滑剂的状态下，研究是否发生电流从模拟带电辊12泄漏到感光体1。其结果如下述表1所示，即使施加-3.0kV的电压也未发生泄漏。

接着，对含有该电子导电剂及离子导电剂的模拟带电辊12进行和比较例1一样的表面处理，制造带电辊12。并且，将该带电辊2用于和比较例1一样的相当于30万页的空转老化试验，研究带电辊2整体的电阻值是否发生变化。其结果如下述表1所示，电阻值没有大幅变动，保持10⁶Ω。

(实施例5)

在本实施例中，使电子导电剂的添加量和实施例4的量相同，使离子导电剂的添加量少于实施例4。其结果是，含有电子导电剂及离子导电剂且未进行表面处理的模拟带电辊12如下述表1所示，电阻值为10^5.62Ω，体积电阻率为1.93×10⁶Ω·cm。

使用含有该电子导电剂及离子导电剂且未进行表面处理的模拟带电辊12，和比较例3一样，在以每页A4纸120μg的比例向感光体1表面涂敷润滑剂的状态下，研究是否发生电流从模拟带电辊12泄漏到感光体1。其结果如下述表1所示，即使施加-3.0kV的电压也未发生泄漏。

接着，对含有该电子导电剂及离子导电剂的模拟带电辊12进行和比较例1一样的表面处理，制造带电辊12。并且，将该带电辊2用于和比较例1一样的相当于30万页的空转老化试验，研究带电辊2整体的电阻值是否发生变化。其结果如下述表1所示，电阻值有轻微变动(10⁶Ω～10^6.2Ω)。

(比较例4)

在本比较例中，使电子导电剂的添加量和实施例4、5的量相同，使离子导电剂的添加量少于实施例5。其结果是，橡胶基材中含有电子导电剂及离子导电剂且未进行表面处理的模拟带电辊12如下述表1所示，电阻值为10^5.8Ω，体积电阻率为2.92×10⁶Ω·cm。

使用含有该电子导电剂及离子导电剂且未进行表面处理的模拟带电辊12，和比较例3一样，在以每页A4纸120μg的比例向感光体1表面涂敷润滑剂的状态下，研究是否发生电流从模拟带电辊12泄漏到感光体1。其结果如下述表1所示，即使施加-3.0kV的电压也未发生泄漏。

接着，对含有该电子导电剂及离子导电剂的模拟带电辊12进行和比较例1一样的表面处理，制造带电辊12。并且，将该带电辊2用于和比较例1一样的相当于30万页的空转老化试验，研究带电辊2整体的电阻值是否发生变化。其结果如下述表1所示，电阻值有较大变动，变为10^6.2Ω以上。

表1

其中，关于表1的“泄漏”，“○”表示-3.0kV下也完全没有发生泄漏，“△”表示-2.5～-3.0kV下发生泄漏，“×”表示在-2.5kV以下发生泄漏。并且，关于“寿命始终稳定性”，“○”表示带电辊2整体的电阻值保持10⁶Ω而未发生变化，“△”表示作为带电辊2整体的电阻值为10⁶Ω～10^6.2Ω，基本未变化，“×”表示作为带电辊2整体的电阻值为10^6.2Ω以上，发生较大变化。

(总结)

从上述实施例的结果可知，为了防止电源泄漏到感光体1，电子导电剂的添加量，优选为向橡胶基材仅添加电子导电剂的模拟带电辊12的表面处理前的体积电阻率变为1.46×10⁶Ω·cm以上的量，进一步优选变为1.84×10⁶Ω·cm以上的量。

并且，为了使带电辊2的电阻值始终稳定，离子导电剂的添加量，优选为向橡胶基材添加电子导电剂及离子导电剂两者的模拟带电辊12在表面处理前的体积电阻率变为1.93×10⁶Ω·cm以下的量，进一步优选变为1.46×10⁶Ω·cm以下的量。

并且，为了防止电流泄漏到感光体1，润滑剂的涂敷量优选每页A4纸为120μg以下，进一步优选为100μg以下。

本发明不限于上述实施方式及实施例，在权利要求所示范围内可进行各种变更。即，通过组合权利要求范围内适当变更的技术手段而获得的实施方式也包含在本发明的技术范围内。并且，在本说明书所示的数值范围以外，只要是不违反本发明主旨的合理的范围，当然也包含在本发明中。

如上所述，在本发明涉及的带电辊及图像形成装置中，作为电子导电剂的添加量的第一添加量是，仅将该第一添加量的电子导电剂添加到橡胶基材时的体积电阻率变为1.46×10⁶Ω·cm以上的量，作为离子导电剂的添加量的第二添加量是，将第一添加量的电子导电剂及第二添加量的离子导电剂添加到橡胶基材时的体积电阻率变为1.93×10⁶Ω·cm以下的量。

因此如上所述，可始终防止电流泄漏到感光体、且电阻值始终稳定。

并且，上述硬化处理通过向导电剂添加橡胶层的表面涂敷含有异氰酸酯化合物的溶液并加热来进行。并且，上述橡胶基材优选环氧氯丙烷类橡胶。

并且，上述图像形成装置优选还具有润滑剂供给单元，向上述图像载体的表面提供润滑剂。

根据上述结构，由于润滑剂提供到图像载体的表面，因此易于去除附着到图像载体表面的物质。其结果是，提高了带电辊的带电性等。上述润滑剂特别优选硬脂酸锌。

并且优选：上述润滑剂供给单元，以对每页图像形成对象的A4纸张提供120μg以下的比率，对上述图像载体表面提供上述润滑剂。

根据上述结构，润滑剂的供给量限制为对每页图像形成对象的A4纸张提供120μg以下，因此即使润滑剂具有导电性，也可切实防止电流泄漏到图像载体。

根据本发明，可实现一种始终防止电流泄漏到感光体、且电阻值始终稳定的带电辊。因此，本发明适用于电子照相方式的图像形成装置。

上述具体实施方式或实施例仅用于明确本发明的技术内容，不得限定于这种具体示例作狭义的解释，在本发明的主旨及权利要求范围内，可进行各种变更并实施。

Claims (7)

1.一种带电辊，在导电性支撑体上形成有电阻层，其特征在于，

上述电阻层是通过向导电剂添加橡胶层的表面涂覆表面处理液并加热来进行硬化处理后形成的，上述导电剂添加橡胶层是对未添加导电剂的橡胶基材添加电子导电剂及离子导电剂而成形的，

作为对上述橡胶基材添加的上述电子导电剂的添加量的第一添加量是，仅将该第一添加量的上述电子导电剂添加到上述橡胶基材时的体积电阻率变为1.46×10⁶Ω·cm以上的量，

作为对上述橡胶基材添加的上述离子导电剂的添加量的第二添加量是，将上述第一添加量的上述电子导电剂及上述第二添加量的上述离子导电剂添加到上述橡胶基材时的体积电阻率变为1.93×10⁶Ω·cm以下的量。

2.根据权利要求1所述的带电辊，其特征在于，上述表面处理液是含有异氰酸酯化合物的溶液。

3.根据权利要求2所述的带电辊，其特征在于，上述橡胶基材是环氧氯丙烷类橡胶。

4.一种图像形成装置，其特征在于，

具有：图像载体，承载静电潜影；和

带电辊，在导电性支撑体上形成和上述图像载体表面接触的电阻层而形成，用于使上述图像载体带电，

上述电阻层是通过向导电剂添加橡胶层的表面涂覆表面处理液并加热来进行硬化处理后形成的，上述导电剂添加橡胶层是对未添加导电剂的橡胶基材添加电子导电剂及离子导电剂而成形的，

作为对上述橡胶基材添加的上述电子导电剂的添加量的第一添加量是，仅将该第一添加量的上述电子导电剂添加到上述橡胶基材时的体积电阻率变为1.46×10⁶Ω·cm以上的量，

作为对上述橡胶基材添加的上述离子导电剂的添加量的第二添加量是，将上述第一添加量的上述电子导电剂及上述第二添加量的上述离子导电剂添加到上述橡胶基材时的体积电阻率变为1.93×10⁶Ω·cm以下的量。

5.根据权利要求4所述的图像形成装置，其特征在于，还具有润滑剂供给单元，向上述图像载体的表面提供润滑剂。

6.根据权利要求5所述的图像形成装置，其特征在于，上述润滑剂供给单元，以对每页图像形成对象的A4纸张提供120μg以下的比率，对上述图像载体表面提供上述润滑剂。

7.根据权利要求6所述的图像形成装置，其特征在于，上述润滑剂是硬脂酸锌。

Images