专利名称：导电性辊及其检测方法
技术领域：
本发明涉及电子照相复印机以及打印机等图像形成装置中所使用的导电性辊及其检测方法，特别是关于显影辊以及适用于其检测的方法。
背景技术：
图像形成装置中所使用的显影辊，使用在聚亚胺酯材料中添加了高氯酸锂等离子导电剂的物质。
添加了这些离子导电剂的显影辊的缺点在于，环境变化时，电阻值的变化会很大。即，在低温低湿环境下电阻值上升，调色剂的带电量不足，而在高温高湿条件下，电阻值变小，调色剂就会重叠，这些都是图像不好的原因。
另外，由炭黑提供导电性的显影辊也在研究中，这时虽然对环境的依存性比较小，但施加电压的大小会使电阻值有很大变化。另外，电阻值会有偏差，无法设定为规定的电阻值。
因此，已经提出了一种显影辊，在由炭黑提供导电性的显影辊中，能够抑制电阻值的偏差，得到规定的电阻值，能够稳定使用(参照专利文献1)。
但是，只通过电阻值的偏差，是无法判断实际进行图像评价时的特性的。即，即使电阻值的偏差相等，评价图像时也会产生差别。
特开2003-202750号公报(专利要求的范围等)发明内容[发明要解决的问题]
本发明是鉴于上述情况，目的在于提供稳定形成图像、不易产生空白等问题的导电性辊及其检测方法。
解决上述问题的本发明的第1方式为一种导电性辊，其心棒的外围至少具有一层由碳粉末提供导电性的导电性橡胶构成的橡胶弹性层，其特征在于，由施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系满足下式(1)。
Zr/Zc≥5 (1)本发明的第2方式为一种导电性辊，其特征在于，第1方式中，由在L/L环境(10℃、30％RH)、N/N(25℃、50％RH)以及H/H(35℃、85％RH)的各环境下测定的施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系满足上式(1)。
本发明的第3方式为一种导电性辊，其特征在于，在第1或第2方式中，上述橡胶弹性层由具有导电性的聚亚胺酯橡胶构成，上述聚亚胺酯为醚系聚亚胺酯。
本发明的第4方式为一种导电性辊，其特征在于，在第3方式中，上述橡胶弹性层的表面上设置了由包含异氰酸酯的表面处理液进行了表面处理的表面处理层，由向除去该表面处理层后的橡胶弹性层施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系满足下式(2)。
25≥Zr/Zc≥5 (2)本发明的第5方式为一种导电性辊，其特征在于，第4方式中，由向设置了上述表面处理层的橡胶弹性层施加频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系满足上式(2)。
本发明的第6方式为一种导电性辊，其特征在于，在第4或第5方式中，上述表面处理液包含炭黑或从丙烯酸氟系聚合物、丙烯酸硅系聚合物中选择出的至少一种聚合物，或者既包含炭黑又包含从丙烯酸氟系聚合物、丙烯酸硅系聚合物中选择出的至少一种聚合物。
本发明的第7方式为一种导电性辊的检测方法，该导电性辊的心棒外围至少具有一层由碳粉末提供导电性的导电性橡胶构成的橡胶弹性层，其特征在于，检测由施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系是否满足下式(1)。
Zr/Zc≥5 (1)本发明的第8方式为一种导电性辊的检测方法，其特征在于，在第7方式中，检测由在L/L环境(10℃、30％RH)、N/N(25℃、50％RH)以及H/H(35℃、85％RH)的各环境下测定的施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系是否满足上式(1)。
本发明的第9方式为一种导电性辊的检测方法，其特征在于，在第7或第8方式中，上述橡胶弹性层由具有导电性的醚系聚亚胺酯橡胶构成的聚亚胺酯橡胶构成，且该橡胶弹性层的表面上设置了由包含异氰酸酯的表面处理液进行了表面处理的表面处理层，检测由向除去该表面处理层后的橡胶弹性层上施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系是否满足下式。
25≥Zr/Zc≥5 (2)本发明的第10方式为一种导电性辊的检测方法，其特征在于，在第9方式中，检测由向设置了上述表面处理层的橡胶弹性层施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系是否满足上式(2)。
本发明的第11方式为一种导电性辊的检测方法，其特征在于，在第9或第10方式中，上述表面处理液包含炭黑或从丙烯酸氟系聚合物、丙烯酸硅系聚合物中选择出的至少一种聚合物，或者既包含炭黑又包含从丙烯酸氟系聚合物、丙烯酸硅系聚合物中选择出的至少一种聚合物。
如上述说明，根据本发明，能够提供由施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系在规定范围内的导电性辊，达到下述效果，如作为显影辊使用时的特性非常稳定，对环境的依赖性非常小。
是观察碳分散性的状态的导电性辊的显微镜照片。
是表示实施例1的频率特性的图。
是表示比较例1的频率特性的图。
是表示比较例2的频率特性的图。
是表示实施例5的频率特性的图。
是表示比较例4的频率特性的图。
是表示比较例5的频率特性的图。
是表示实施例5的导电性辊的剖面状态的显微镜照片。
是表示比较例4的导电性辊的剖面状态的显微镜照片。
是表示比较例5的导电性辊的剖面状态的显微镜照片。
是表示实施例5的导电辊的再研磨后的频率特性。
是表示比较例4的导电辊的再研磨后的频率特性。
是表示比较例5的导电辊的再研磨后的频率特性。
是表示试验例5的导电辊的电阻值测定的样子的图。
是表示实施例11的频率特性的图。
是表示实施例12的频率特性的图。
是表示比较例10的频率特性的图。
是表示比较例11的频率特性的图。
是表示实施例11的导电性辊的剖面状态的显微镜照片。
是表示实施例12的导电性辊的剖面状态的显微镜照片。
是表示比较例10的导电性辊的剖面状态的显微镜照片。
是表示比较例11的导电性辊的剖面状态的显微镜照片。
是表示实施例11的导电辊的再研磨后的频率特性。
是表示实施例12的导电辊的再研磨后的频率特性。
是表示比较例10的导电辊的再研磨后的频率特性。
是表示比较例11的导电辊的再研磨后的频率特性。
具体实施例方式
本发明是根据下述发现完成的。在具有由碳粉末提供导电性的橡胶弹性层的导电性辊中，以碳粉末的分散状态越好图像特性等特性越好为前提，分散状态的实际好坏无法像以往那样根据电阻值来判断，但能够由阻抗来判断。
即，本发明者们仔细观察碳粉末的分散状态时发现，分散状态稍微不好时，能够观察到碳粉末在局部凝集引起的碳脱落的橡胶区域，虽然该碳脱落的橡胶区域的有无几乎不对电阻值产生影响，但阻抗及相位差θ的电阻分量与容抗分量的关系会产生变化。通过上述发现完成本发明。
本发明的导电性辊具有导电性橡胶弹性层，该导电性橡胶弹性层中，由施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系满足Zr/Zc≥5，最好满足Zr/Zc≥10的关系，具有这种导电性橡胶弹性层时，可以是1层结构，也可以是2层结构。另外，为了防止污染和防止漏电等而具有保护层和高电阻层时，只要下面的橡胶弹性层满足上述条件，就在本发明的范围内。而且，后面会详细记叙，橡胶弹性层由聚亚胺酯构成，该橡胶弹性层的表面设置了用含有异氰酸酯的表面处理液进行了表面处理的表面处理层时，除去该表面处理层后的橡胶弹性层需要满足上述条件，而且对于设置了表面处理层的橡胶弹性层自身，由施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系最好为Zr/Zc≥5。
而且，例如，成形途中分散的碳再凝集是不好的状态，在此状态下Zr/Zc会变得非常大。本发明者们发现，考虑此结果时，设置表面处理层前或设置表面处理层后除去了该表面处理层的橡胶弹性层中，最好满足25≥Zr/Zc。即，在设置表面处理层前不满足25≥Zr/Zc的条件、而在设置了表面处理层后满足25≥Zr/Zc的条件的橡胶弹性层中，碳可能进行了再凝集，这不合适。当然，在设置表面处理层的前后都不能满足25≥Zr/Zc条件的橡胶弹性层也不合适。
这里，碳微粒构成的导电性辊的橡胶弹性层的剖面照片如图1所示。(a)为分散状态好的情况，(b)为分散状态不好的情况，(b)中黑色部分为碳微粒脱落的橡胶区域。这样的橡胶弹性层的等效电路能够由形成导电通路的碳组织的电阻分量和由成形时的热和分散不良等引起凝集、不形成导电通路的碳组织的容抗分量的并联电路表示，分散状态恶化、碳脱落的橡胶区域变大时，由于形成导电通路的碳组织变少，相反，不形成导电通路的碳组织变多，所以电阻分量降低且容抗分量Zc上升，不能保持Zr/Zc≥5的关系。
制造上述本发明的导电性辊时，只要尽量提高碳微粒的分散性就可以，其制造方法没有特别限定，但采用以下制造方法时，能够容易制造分散性好且具有满足上述关系的阻抗的橡胶弹性层。当然，由于这种方法多少会有偏差，所以不能确保能够得到满足上述关系的橡胶弹性层。
根据上述观点完成了本发明的检测方法。即，本发明的检测方法为，在导电性辊的检测方法中，检测由施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系是否满足下式(1)。另外，对于设置表面处理层前的橡胶弹性层或者设置了表面处理层后除去的橡胶弹性层，检测由施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系是否满足下式(2)。
由此，达到下述效果，例如，不用检测图像特性就能判断碳微粒的分散性的优劣，能够大幅降低最终制品的不合格。
Zr/Zc≥5 (1)[数式6]25≥Zr/Zc≥5 (2)较好地分散碳微粒的制造方法为，将碳粉末分散在热固性弹性体中构成的导电性弹性层形成在心棒上的导电性辊的制造方法，其特征在于，在形成上述导电性弹性层的成形模具的成形面上，设置热传导率比该成形模具低1位数或1位数以上的低热传导性管，最好取代成形模具，将低热传导性管作为成形材料，放在电热炉等中加热形成上述导电性弹性层。这里，低热传导性管最好为树脂制管，低热传导性管的厚度最好为0.05～1.00mm，而且，低热传导性管的热传导率最好为0.1W/m·K～5W/m·K。
但是，本发明的导电性辊的制造方法并不限定于此，即使是普通的模具加热成形，只要能够确保碳微粒的分散性就可以，例如，可以细微控制模具温度进行反应，或者对利用急剧的热梯度在表面附近进行了碳凝集的导电性辊的导电性弹性层表面进行深刮，直至碳微粒的分散性好的部位出现在表面。
另外，本发明的检测方法能够适用于用任何制造方法制成的导电性辊，在用于碳微粒的分散性容易产生偏差的制造方法制成的导电性辊时，能够大幅降低不合格率。
本发明的导电性辊中，碳微粒为，以导电性炭黑为主体的至少一种炭黑等，当然，也可以将多种炭黑混合使用，这时，一般以导电性炭黑为主体。
而且，炭黑的添加量根据目标的电阻值不同而不同，例如，添加到醚系聚亚胺酯时，对于100重量份的醚系多元醇，最好小于或等于8重量份。超过8重量份时，难以成形。
另外，构成本发明的橡胶弹性体的橡胶材料可以根据使用用途来选择，并没有特别限定，但显象辊时考虑感光体污染和橡胶特性，优选为聚亚胺酯、特别是醚系聚亚胺酯。另外，为聚亚胺酯时，具有下述优点能够设置由含有异氰酸酯的表面处理液进行处理后的表面处理层。
本发明的导电性辊，保护层和高电阻层可以是覆盖树脂制的管等的结构，也可以在弹性层表面设置由含有异氰酸酯的表面处理液进行表面处理后的表面处理层。这是因为与覆盖了被覆管时相比，上述方法形成的表面处理层的电阻值不会发生很大变化，且在非污染性这一点上也很不错。即，设置上述表面处理层后，形成表面处理层的表层区域的炭黑的组织从表面到里面逐渐被切断，形成电阻值逐渐变小的倾斜的倾斜电阻层，通过适当设置炭黑的添加量与倾斜电阻层，能够得到所期望的电阻值。
另外，本发明的导电性辊，最好由碳粉末提供导电性且不含有离子导电剂。因为这样电阻值的环境依存性就变得极小。而且，导电性辊的电阻值随着施加电压发生变化，但分别施加5V、50V、100V时的电阻值Rv5、Rv50、Rv100最好在5×105～5×108Ω的范围内。
适合本发明的橡胶弹性体的基底材料的醚系聚亚胺酯，可以由以醚系多元醇为主体的多元醇与聚异氰酸酯反应得到，即所谓的注入型聚亚胺酯。这是为了减小压缩应变。而且，即使是醚系聚亚胺酯，为米勒甫洛型时不能将压缩应变降得很低。另外，使用酯类聚亚胺酯时，加水分解特性不好，不能长期稳定使用。
本发明的导电性辊的橡胶弹性层的压缩应变(JIS K6262)最好小于等于3％。这是因为大于3％时，带电量会产生偏差。
与聚醚二醇反应的二异氰酸酯，例如，2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)、3，3-二甲基二苯-4，4′-二异氰酸酯(TODI)以及两端具有这些的异氰酸酯的预聚物等的改性体和聚合物等。
另外，弹性体的表层部分必须由上述浸泡在异氰酸酯化合物中硬化的异氰酸酯处理进行表面处理。这里使用的表面处理液是将异氰酸酯化合物溶解在有机溶剂中，还可以添加炭黑。另外，还可以使用在溶解了异氰酸酯化合物的有机溶剂中、添加了从丙烯酸氟系聚合物与丙烯酸硅系聚合物中选择出的至少一种聚合物的物质，而且还可以使用添加了上述聚合物和导电性添加剂等物质。
这里，异氰酸酯化合物例如，2，6-甲苯二异氰酸酯(TDI)、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、对苯二异氰酸酯(PPDI)、1，5-萘二异氰酸酯(NDI)、3，3-二甲基二苯-4，4′-二异氰酸酯(TODI)以及上述聚合物及改性体等。
而且，本发明的导电性辊特别适用于显影辊，为了作为显影辊稳定使用，圆周方向测定的表面粗糙度Rz最好小于等于8μm。
下面根据实施例说明本发明，但本发明并不限定于此。
(实施例1)(辊的制法)在100重量份的作为聚醚系多元醇的GP-3000(产品名，三洋化成公司制造)中添加5重量份的ト一カ黑#5500(产品名，东海碳公司制造)，分散颗粒，使之小于等于10μm，将温度调节为60℃，得到A液。另外，在25重量份的预聚物アジプレン L100(产品名，ユニロイヤル公司制造)中添加·混合11重量份的コロネ一トC-HX(产品名，日本聚亚胺酯公司制造)，将温度调节至60℃，得到B液。混合该A液和B液，注入事先由聚丙烯制树脂管套将轴的两端固定、以便将轴(8mm、l270mm)设置在中央的聚丙烯制推管(外径24mm、厚0.3mm)中，在110℃的烘炉中加热120分钟，除去两端，得到轴表面形成导电性聚亚胺酯层的辊。炭黑的浓度为3.5wt％。
将该导电性辊的表面研磨1.5mm、外径调整为20mm的导电性辊作为实施例1的导电性辊。
(实施例2)
除了聚丙烯制推管的厚度为0.2mm以外，其他与实施例1一样制造，作为实施例2的导电性辊。
(实施例3)除了加热温度为130℃以外，其他与实施例1一样制造，作为实施例3的导电性辊。
(实施例4)除了加热温度为130℃以外，其他与实施例2一样制造，作为实施例4的导电性辊。
(实施例5)使用表面处理液对实施例1的导电性辊进行表面处理，形成表面处理层。该表面处理液是由球磨机将100重量份的乙酸乙酯、3重量份的乙炔黑(电气化学公司制造)以及2重量份的丙烯酸氟系聚合物(ノバ氟(产品名)，大日本色材制造)分散混合3小时后，添加·混合20重量份的异氰酸酯化合物(MDI)后溶解而形成。即，将表面处理液保持在23℃，将橡胶辊浸泡10秒钟，然后在120℃的烘箱中加热1小时，形成表面处理层，作为实施例5的导电性辊。
(实施例6)对实施例2的导电性辊的表面进行与实施例5一样的处理，作为实施例6的导电性辊。
(实施例7)对实施例3的导电性辊的表面进行与实施例5一样的处理，作为实施例7的导电性辊。
(实施例8)对实施例4的导电性辊的表面进行与实施例5一样的处理，作为实施例8的导电性辊。
(比较例1)除了作为脱模层涂抹硅系脱模剂并且注入到预热到110℃的铁管模具中以外，其他与实施例1一样制造，将表层研磨加工成约1.5mm的厚度并将外径调整至20mm，作为比较例1的导电性辊。
(比较例2)除了插入聚丙烯制推管(外径23mm、厚度0.3mm)使之与铁管模具的内壁紧密接触以外，其他与比较例1一样制造，作为比较例2的导电性辊。
(比较例3)除了加热温度为130℃以外，其他与比较例1一样制造，作为比较例3的导电性辊。
(比较例4)对比较例1的导电性辊的表面进行与实施例5一样的处理，作为比较例4的导电性辊。
(比较例5)对比较例2的导电性辊的表面进行与实施例5一样的处理，作为比较例5的导电性辊。
(比较例6)对比较例3的导电性辊的表面进行与实施例5一样的处理，作为比较例6的导电性辊。
(比较例7)除了导电剂添加0.1重量份的高氯酸锂以外，与比较例1一样制造，同时进行与实施例5一样的处理，作为比较例7的导电性辊。
(试验例1)<阻抗测定>
使用阻抗分析器(BHA公司制造；阻抗分析器IM6e)测定实施例及比较例(除了比较例7)的各导电性辊的阻抗特性。测定时，在N/N环境(25℃、50％RH)、辊两端附加500g负荷的状态下，施加电压为0.2V进行测定，由交流频率为1Hz时的阻抗Z(Ω)及相位差θ算出电阻分量Zr(Ω)与容抗分量Zc(Ω)的比Zr/Zc。
实施例1～4及比较例1～3的结果如表1所示，形成了表面处理层的实施例5～8及比较例4～6的结果如表2所示。另外，实施例1及比较例1、2、实施例5及比较例4、5的频率特性如图2～图7所示。
(试验例2)<图像评价>
将实施例5～8及比较例4～7的显影辊安装在市场上销售的打印机内，分别在L/L环境(10℃、30％RH)、N/N(25℃、50％RH)以及H/H(35℃、85％RH)下进行图像评价。将其结果一并表示在表2中。
(试验例3)<辊剖面的显微镜观察>
用激光显微镜(KEYENCE公司制造；VK-9500)观察实施例及比较例的显影辊的剖面，评价碳的分散情况。其结果如表2所示。另外，实施例5及比较例4、5的显微镜照片如图8～图10所示。
(试验例4)<再研磨品的阻抗测定>
对实施例5～8及比较例4～6的显影辊的表面再研磨0.5mm，除去表面处理层，与试验例1一样测定阻抗，求出Zr/Zc。其结果如表3所示。另外，实施例5及比较例4、5的频率特性如图11～图13所示。
(试验例5)对电阻值的偏差进行评价。即，如图14所示，在导电性辊的橡胶弹性层12的表面粘附电极的宽为2mm的不锈钢电极51，边旋转与心棒11间的辊，边测定其位置上的电阻值。在长度方向的6个地方测定，求出平均值的最大值Rmax及最小值Rmin。其结果如表4所示。
(实施例9)碳粉末使用4重量份的ト一カ黑#5500(产品名，东海碳公司制造)及3重量份的VULCUN XC(产品名，キヤボツト公司制造)，分散颗粒，使之小于等于20μm，其他与实施例1一样制造，作为实施例9的导电性辊。
(实施例10)代替聚丙烯制推管，使用涂抹了硅系脱模剂，并且注入到预热到90℃的铁管模具，其他与实施例9一样制造，作为实施例10的导电性辊。
(实施例11)对实施例9的导电性辊的表面进行与实施例5一样的处理，作为实施例11的导电性辊。
(实施例12)对实施例10的导电性辊的表面进行与实施例5一样的处理，作为实施例12的导电性辊。
(比较例8)对于碳粉末，添加30重量％的作为分散剂的BYK-9076(产品名，ビツクケミ一·Japan公司制造)，分散颗粒，使之小于等于10μm，其他与实施例9一样制造，作为比较例8的导电性辊。
(比较例9)除了加热温度为90℃以外，其他与实施例9一样制造，作为比较例9的导电性辊。
(比较例10)对比较例8的导电性辊的表面进行与实施例5一样的处理，作为比较例10的导电性辊。
(比较例11)对比较例9的导电性辊的表面进行与实施例5一样的处理，作为比较例11的导电性辊。
(试验例6)<阻抗测定>
使用阻抗分析器(BHA公司制造；阻抗分析器IM6e)测定实施例9～12及比较例8～11的各导电性辊的阻抗特性。测定时，在N/N环境(25℃、50％RH)、辊两端附加500g负荷的状态下，施加电压为0.2V进行测定，由交流频率为1Hz时的阻抗Z(Ω)及相位差θ算出的电阻分量Zr(Ω)与容抗分量Zc(Ω)的比Zr/Zc。
实施例9～10及比较例8～9的结果如表5所示，形成了表面处理层的实施例11～12及比较例10～11的结果如表6所示。另外，实施例11及12、比较例10、11的频率特性如图15～图18所示。
(试验例7)<图像评价>
将实施例11～12及比较例10～11的显影辊安装在市场上销售的打印机内，分别在L/L环境(10℃、30％RH)、N/N(25℃、50％RH)以及H/H(35℃、85％RH)下进行图像评价。其结果一并表示在表6中。
(试验例8)<辊剖面的显微镜观察>
用显微镜(KEYENCE公司制造；VHX-100)观察实施例11～12及比较例10～11的显影辊的剖面，评价碳的分散情况。其结果一并表示在表6中。另外，实施例11～12及比较例10～11的显微镜照片如图19～图22所示。
(试验例9)<再研磨品的阻抗测定>
将实施例11～12及比较例10～11的显影辊的表面再研磨0.5mm，除去表面处理层，与试验例6一样测定阻抗，求出Zr/Zc。其结果如表7所示。另外，实施例11～12及比较例10～11的频率特性如图23～图26所示。
(试验例10)对电阻值的偏差进行评价。即，如图14所示，在导电性辊的橡胶弹性层12的表面粘附电极的宽为2mm的不锈钢电极51，边旋转与心棒11间的辊，边测定其位置上的电阻值。在长度方向的6个地方测定，求出平均值的最大值Rmax及最小值Rmin。其结果如表8所示。
(试验结果)通过上述试验结果，可以得知以下结论。
根据试验例1的结果，由碳粉末的分散性较好的制造方法所制造的实施例1～4的导电性辊中，由阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的比Zr/Zc大于等于5，而由碳粉末的分散性不太好的制造方法制造出的比较例1～4的导电性辊中，Zr/Zc小于5。
另外，根据试验例2～4的结果，对实施例1～4的导电性辊进行了表面处理的实施例5～8的导电性辊中，Zr/Zc大于等于5，但对比较例1～3的导电性辊进行了表面处理的比较例4～6的导电性辊中，Zr/Zc比5小。
另外，画像评价的结果证实，使用Zr/Zc大于5的实施例5～8的导电性辊时，在各环境中的图像良好，用显微镜照片观察到的碳分散性也良好。而在Zr/Zc小于5的比较例4～6的导电性辊中，图像评价不好，另外，碳分散也不均匀。而且，添加了离子导电剂的比较例7的导电性辊在图像评价上也有问题。
而且，对进行了表面处理的实施例5～8的导电性辊进行测定的Zr/Zc，在研磨处理、除去表面处理层后，比5大。
另外，对实施例1～8及比较例1～6的导电性辊进行测定的电阻值的偏差的发生，与碳分散性的优劣无关。由此，碳分散性良好且画像特性良好的导电性辊，用电阻值的偏差是不能完全判断的，但用Zr/Zc能够进行评价。
另外，实施例9中，增加碳的量，且使颗粒小于等于20μm，分散性低于实施例1～4成形，但由于是用碳粉末的分散性良好的制造方法来制造的，所以Zr/Zc大于等于5，电阻分量不仅比实施例1～4都大，而且大于等于10。
实施例10是用碳粉末的分散性不好的制造方法制造的，但可能是由于成形温度降到90℃的缘故，模具表面附近的碳的凝集被抑制，Zr/Zc大于等于5。
相反，使用分散剂、使碳更加分散的比较例8只有分散性非常好，而由于由碳组织构成的导电通路不能完全形成的缘故，Zr/Zc小于5。另外，比较例9中，成形温度降到90℃，虽然由碳粉末的分散性良好的制造方法制造出的，但可能是由于聚亚胺脂的硬化反应过于迟缓，碳进行了再凝集，使得Zr/Zc比25还大。
这里，图像评价的结果证实，使用Zr/Zc大于5的实施例11、12的导电性辊时，各环境中的图像良好，显微镜照片观察到的碳分散性也良好。而在Zr/Zc小于5的比较例10的导电性辊中，由显微镜照片观察到得碳分散性非常好，但图像评价中，印字浓度有偏差。
而且，在橡胶弹性层的Zr/Zc大于25的比较例11的导电性辊中，各环境中的图像一般，但从显微镜照片观察到的碳分散性来看，由碳的再凝集引起了分散不均匀。
而且，对进行了表面处理的实施例11、12的导电性辊进行测定的Zr/Zc，在研磨处理、除去表面处理层后，比5大。
另外，对实施例9～12及比较例8～11的导电性辊进行测定的电阻值的偏差的发生与碳分散性的优劣无关。由此，碳分散性良好且画像特性良好的导电性辊，用电阻值的偏差是不能完全判断的，但用Zr/Zc能够进行评价。
权利要求
1.一种导电性辊，其心棒的外围至少具有一层由碳粉末提供导电性的导电性橡胶构成的橡胶弹性层，其特征在于，由施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系满足下式(1)，[数式1]Zr/Zc≥5(1)。
2.如权利要求1所述的导电性辊，其特征在于，由在L/L环境(10℃、30％RH)、N/N(25℃、50％RH)以及H/H(35℃、85％RH)的各环境下测定施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系满足上式(1)。
3.如权利要求1或2所述的导电性辊，其特征在于，上述橡胶弹性层由具有导电性的聚亚胺酯橡胶构成，上述聚亚胺酯为醚系聚亚胺酯。
4.如权利要求3所述的导电性辊，其特征在于，上述橡胶弹性层的表面上设置了用包含异氰酸酯的表面处理液进行了表面处理的表面处理层，由向除去该表面处理层后的橡胶弹性层施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系满足下式(2)[数式2]25≥Zr/Zc≥5(2)。
5.如权利要求4所述的导电性辊，其特征在于，由向设置了上述表面处理层的橡胶弹性层施加频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系满足上式(2)。
6.如权利要求5所述的导电性辊，其特征在于，上述表面处理液包含炭黑或从丙烯酸氟系聚合物与丙烯酸硅系聚合物中选择出的至少一种聚合物，或者既包含炭黑又包含从丙烯酸氟系聚合物与丙烯酸硅系聚合物中选择出的至少一种聚合物。
7.一种导电性辊的检测方法，该导电性辊的心棒外围至少具有一层由碳粉末提供导电性的导电性橡胶构成的橡胶弹性层，其特征在于，检测由施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系是否满足下式(1)，[数式3]Zr/Zc≥5(1)。
8.如权利要求7所述的导电性辊的检测方法，其特征在于，检测由在L/L环境(10℃、30％RH)、N/N(25℃、50％RH)以及H/H(35℃、85％RH)的各环境下测定的施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系是否满足上式(1)。
9.如权利要求7或8所述的导电性辊的检测方法，其特征在于，上述橡胶弹性层由具有导电性的醚系聚亚胺酯橡胶构成的聚亚胺酯橡胶构成，且该橡胶弹性层的表面上设置了用包含异氰酸酯的表面处理液进行了表面处理的表面处理层，检测由向除去该表面处理层后的橡胶弹性层上施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系是否满足下式(2)。[数式4]25≥Zr/Zc≥5(2)。
10.如权利要求9所述的导电性辊的检测方法，其特征在于，检测由向设置了上述表面处理层的橡胶弹性层施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系是否满足上式(2)。
11.如权利要求10所述的导电性辊的检测方法，其特征在于，上述表面处理液包含炭黑或从丙烯酸氟系聚合物与丙烯酸硅系聚合物中选择出的至少一种聚合物，或者既包含炭黑又包含从丙烯酸氟系聚合物与丙烯酸硅系聚合物中选择出的至少一种聚合物。
全文摘要
提供稳定地形成图像、不易产生空白等问题的导电性辊及其检测方法。提供一种导电性辊，其心棒的外围至少具有一层由碳粉末提供导电性的导电性橡胶构成的橡胶弹性层，其特征在于，由施加了频率为1Hz的交流电压0.2V时的阻抗Z(Ω)及相位差θ计算出的电阻分量Zr(Ω)和容抗分量Zc(Ω)的关系满足下式。[数式1]Zr/Zc≥5 (1)。
文档编号G03G15/08GK1991618SQ20051013778
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月28日 优先权日2004年12月28日
发明者岩村慎, 平川直树, 山崎正志, 白坂仁 申请人:北辰工业株式会社