导电性构件、处理盒、电子照相设备和加成固化型硅橡胶混合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种导电性构件，其用于电子照相设备，例如复印机、激光打印机、传 真机、和印刷机；包括所述导电性构件的处理盒；和包括所述导电性构件的电子照相设备。 本发明也涉及一种加成固化型硅橡胶混合物。
【背景技术】
[0002] 在电子照相设备的图像形成过程中，用作静电潜像承载构件的感光鼓由充电构件 均一地充电。静电潜像由于激光等的曝光通过电荷的消减形成在感光鼓上。将在显影剂容 器中的适当地充电的显影剂使用显影辊和设置为调节显影剂的量的调节构件来均一地施 涂至显影辊上。将在感光鼓上的静电潜像在感光鼓与显影辊之间的接触部处使用调色剂来 显影。将在感光鼓上的调色剂使用转印辊转印至记录纸张并且使用定影装置来定影，因此 生产了电子照相图像。
[0003] 将残留在感光鼓上的调色剂通过清洁刮板来除去从而完成打印过程。
[0004] 在这样的图像形成过程中，用作充电构件或显影构件的电子照相用导电性构件典 型地包括：在导电性基体上的导电性弹性层和在弹性层外侧的树脂层。
[0005] 需要导电性构件具有以下特性：适当的导电性和优异的耐久性等。作为这样的导 电性构件的弹性层，可以使用硅橡胶弹性层，其中即使在长期压缩下也不易恢复的变形较 不可能发生，即，其具有优异的压缩永久变形性。硅橡胶弹性层通过将其中将例如炭黑等 的导电性填料添加至加成固化型液体硅橡胶的硅橡胶混合物固化来生产。日本专利特开 No. 2003-55553和6-221321各自公开了一种硅橡胶组合物，其中电阻的变化通过将球状有 机硅弹性体颗粒添加至有机聚硅氧烷来降低。
[0006] 然而，本发明人的研究已经显示：其导电性由炭黑来赋予的硅橡胶弹性层具有问 题：当电流在长时间内持续流动时，电阻增加。下文中，该问题也称为"由于通电的电阻增 加"。
[0007] 本发明的一个方面是指：提供了 一种电子照相用导电性构件，所述导电性构件包 括具有即使当电流在长时间内流动时电阻也较不可能变化的硅橡胶弹性层；包括所述导电 性构件的处理盒；和包括所述导电性构件的电子照相设备。
[0008] 本发明的又一方面是指：提供了一种加成固化型硅橡胶混合物，其形成为具有即 使当电流在长时间内流动时电阻也较不可能变化的硅橡胶弹性层。
【发明内容】
[0009] 根据本发明的一个方面，提供了一种电子照相用导电性构件，其依次包括：导电性 基体、导电性弹性层和树脂层，
[0010] 其中所述弹性层包含含有组分（a)至（d)的加成固化型硅橡胶混合物的固化物，
[0011] 组分（a):在其分子中含有结合至硅原子的烯基的有机聚硅氧烷，
[0012] 组分（b):在其分子中含有结合至娃原子的氢原子的有机聚硅氧烷，
[0013] 组分（c):炭黑，和
[0014] 组分（d):球状实心无机颗粒；
[0015] 其中在所述加成固化型硅橡胶混合物中，
[0016] 相对于所述组分（a)和所述组分（b)的总质量，所述组分（c)的含量是2.0质量％ 以上且60.0质量％以下，
[0017] 相对于所述组分（a)和所述组分（b)的总质量，所述组分（d)的含量是0. 4质量％ 以上且20. 0质量％以下，并且
[0018] 所述组分⑷具有
[0019] 数均粒径为1μπι以上且100μπι以下，
[0020] 比重为1. 5以上，和
[0021] 球形度为0.8以上。
[0022] 根据本发明的又一方面，提供了一种加成固化型硅橡胶混合物，其包括：
[0023] 组分（a):在其分子中含有结合至娃原子的烯基的有机聚硅氧烷，
[0024] 组分（b):在其分子中含有结合至娃原子的氢原子的有机聚硅氧烷，
[0025] 组分（c):炭黑，和
[0026] 组分（d):球状实心无机颗粒；
[0027] 其中在所述加成固化型硅橡胶混合物中，
[0028] 相对于所述组分（a)和所述组分（b)的总质量，所述组分（c)的含量是2.0质量％ 以上且60.0质量％以下，
[0029] 相对于所述组分（a)和所述组分（b)的总质量，所述组分（d)的含量是0. 4质量％ 以上且20. 0质量％以下，并且
[0030] 所述组分⑷具有
[0031] 数均粒径为1μπι以上且100μπι以下，
[0032] 比重为1. 5以上，和
[0033] 球形度为0.8以上。
[0034] 根据本发明的另一方面，提供了一种处理盒，其可拆卸地安装至电子照相设备的 主体，所述处理盒包括上述导电性构件。
[0035] 根据本发明的又另一方面，提供了一种电子照相设备，其包括上述导电性构件。
[0036] 本发明的进一步特征将参考附图从示意性实施方案的以下说明而变得明显。
【附图说明】
[0037]图1是根据本发明的实施方案的导电性构件的一个实例的示意图。
[0038]图2是部分地表明根据本发明的实施方案的导电性构件的炭黑含量和无机颗粒 含量的测量方法的示意图。
[0039] 图3是根据本发明的实施方案的无机颗粒的球形度的测量方法的说明图。
[0040] 图4Α和图4Β是各自表明根据本发明的实施方案的导电性构件的电阻的测量方法 的示意性说明图。
[0041]图5Α和图5Β是各自表明根据本发明的实施方案的带状导电性构件的电阻的测量 方法的示意性说明图。
[0042] 图6是表明包括根据本发明的实施方案的导电性构件的处理盒的一个实例的示 意图。
[0043] 图7是表明包括根据本发明的实施方案的导电性构件的电子照相设备的一个实 例的示意图，所述导电性构件用作显影辊。
【具体实施方式】
[0044] 本发明人已经进行了研究并且已经发现：其导电性由炭黑来赋予的硅橡胶弹性层 具有问题：当电流在长时间内持续流动时，电阻增加。下文中，该问题也称为"由于通电的 电阻增加"。
[0045] 本发明人推测由于通电导致的其导电性由炭黑来赋予的硅橡胶弹性层的电阻增 加以以下方式发生。
[0046] 硅橡胶分子的主链具有螺旋结构，其中硅原子带正电，氧原子带负电，并且六个硅 氧烷键形成结构的一个回转。此处，作为硅橡胶分子的侧链存在的例如甲基等的烷基配置 在螺旋结构的外侧。硅橡胶的这样的分子结构特性导致在硅橡胶分子之间的低的分子间力 和以下特征：分子之间的大的空隙和低的密度。
[0047] 为了不使用于固化加成固化型硅橡胶材料的例如Pt催化剂等的催化剂中毒，可 以典型地使用具有少量的表面官能团的炭黑。因此，硅橡胶和炭黑具有少量的表面官能团 并且彼此弱地相互作用。
[0048] 为了使炭黑起到导电剂的作用，炭黑的颗粒需要形成一次聚集体（聚集体）和二 次聚集体（团聚体）从而形成导电路径。典型地，在其中相邻的聚集体和团聚体不彼此接 触并且彼此紧密接近的情况下，其由于隧道效应形成导电路径。这使电流在施加电压时流 动。
[0049] 对含炭黑的硅橡胶弹性层的电压的施加使炭黑颗粒（聚集体或团聚体）沿着电场 极化。即，在电场的上游侧（正电极侧）处的各炭黑颗粒的部分中，产生负电荷；并且在电 场的下游侧（负电极侧）处的各炭黑颗粒的部分中，产生正电荷。这产生在炭黑颗粒之间 起作用的静电引力。即，沿着在施加电压时从上游侧（正电极侧）至下游侧（负电极侧） 延伸的基本直线的电力线的静电引力对炭黑颗粒起作用。如上所述，炭黑颗粒与硅橡胶分 子之间的弱的相互作用使炭黑颗粒缓慢地经过交联的硅橡胶的网络。结果，炭黑颗粒逐步 地聚集。换言之，导电路径通过施加电压而改变。
[0050] 当终止电压的施加时，在炭黑颗粒之间起作用的静电引力消失。然而，一旦炭黑颗 粒聚集，内聚力在炭黑颗粒之间起作用，以致炭黑颗粒的聚集状态固定化。
[0051] 这是当直流电压在长时间内持续施加至硅橡胶弹性层时由于通电的电阻增加的 可能原因。
[0052] 例如，当由于通电的电阻增加在用作导电性构件的显影辊中发生时，没有适当地 控制在显影辊与感光鼓之间形成的显影区域，在一些情况下，导致图像的不利效果，例如重 影。
[0053] 鉴于这些考虑，本发明人已经进行了硅橡胶混合物的电性能和机械性能的研究， 所述硅橡胶混合物通过将各种填料添加至含炭黑的硅橡胶来生产。本发明人已经集中注意 力在以下事实上：当添加特定的球状填料时，在一些情况下，提供了一种硅橡胶混合物，其 能够同时降低电阻的变化和由于通电的电阻增加。鉴于实验结果，本发明人已经进行了硅 橡胶混合物的进一步研究，所述硅橡胶混合物能够