半导电性辊的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及可以在例如激光打印机、静电式复印机、普通纸传真装置或它们的复 合机等所谓的利用电子照相法的图像形成装置中作为带电辊等而使用的半导电性辊。
【背景技术】
[0002] 图像形成装置中作为用于使感光体的表面均匀带电的带电辊等，例如使用将半导 电性的橡胶组合物填充至规定的挤压模具内而通过挤压交联成型为筒状的同时使橡胶成 分交联后将由金属等构成的轴插通于中心的通孔而成的半导电性辊。
[0003] 近年来，已开发例如可作为小型办公室或面向个人使用的小型且便宜的激光打印 机并得到了普及。对安装于这种激光打印机的带电辊等半导电性辊而言，开始寻求能够容 易地制造且以尽量便宜的成本进行提供。
[0004] 通常，为了对橡胶组合物赋予半导电性，例如使用离子导电性橡胶作为橡胶成分 或配合离子导电性盐等离子导电剂而赋予离子导电性，或者，配合炭黑、金属粉等导电性填 充剂而赋予电子导电性。
[0005] 然而，前者的情况下，离子导电性橡胶、离子导电剂的价格都非常高，而且获得和 管理也较难，因此这些均成为了使半导电性辊的生产率下降、制造成本增加的原因。
[0006] 另一方面，后者的情况下，只要在通用的橡胶成分中配合通用的导电性填充剂即 可，因此橡胶组合物本身是能够以便宜的成本进行制备。
[0007] 然而，橡胶组合物中难以使导电性填充剂均匀地分散，且在半导电性辊的外周面 的周方向或宽度方向上的单位体积导电性填充剂的含量容易发生偏差，由此容易发生在同 一个半导电性辊的外周面其电阻值不恒定，有偏差这样的问题。进而，将外周面的电阻值有 偏差的半导电性辊例如作为带电辊使用时，有可能无法使感光体的表面均匀地带电，在所 形成的图像上产生浓度不均等图像不良。
[0008] 若以涂覆膜被覆半导电性辊的外周面，则可以覆盖电阻值的偏差而使感光体的表 面均匀地带电，可以抑制在所形成的图像上产生浓度不均等图像不良。
[0009] 此外，在将半导电性辊作为带电辊等而与感光体直接接触的状态下使用时，也可 以防止因从该半导电性辊中渗出或起霜至外周面的成分而污染感光体进而对形成图像产 生影响。而且，也可以防止为了改善调色剂的流动性、带电性而添加于调色剂的二氧化硅等 添加剂蓄积于半导电性辊的外周面进而对形成图像产生影响（专利文献1等）。
[0010] 然而，涂覆膜是将成为其基础的液态涂覆剂通过喷雾法、浸渍法等涂布方法涂布 于半导电性辊的外周面后干燥而形成，该形成过程中存在容易引起灰尘等异物的混入、厚 度不均的产生等各种不良的问题。
[0011] 而且，涂覆膜的形成是已被确立的技术，进一步改良的余地少，因此难以将产生这 些不良的比例（不良率）比现状大幅下降，这也是半导电性辊的成品率和生产率下降、制造 成本上升的一个原因。
[0012] 此外，即使在使用离子导电性、电子导电性的任何橡胶组合物的情况中，为了使该 橡胶组合物挤压交联，每个激光打印机的制造厂家或即使是相同制造厂家其每个制品的半 导电性辊的外径或宽度、轴的直径等是各种各样的，因此也需要长期准备与制品各自对应 的挤压模具。
[0013] 因此，挤压模具需要大量的设备投资，这种情况也成为了半导电性辊的生产率下 降、制造成本增加的原因之一。
[0014] 现有技术文献
[0015] 专利文献
[0016] 专利文献1 :日本专利第3449726号公报
【发明内容】
[0017] 本发明的目的是提供一种能够以比以往低的成本制造且在外周面的周方向或宽 度方向上电阻值没有偏差地均匀的半导电性辊。
[0018] 本发明是一种半导电性辊，是将以下的橡胶组合物挤出成型为筒状，使用硫化罐 或连续交联装置使其交联后在插通轴的状态下，通过紫外线的照射在外周面形成氧化膜而 成，
[0019] 所述橡胶组合物含有：
[0020] 橡胶成分，该橡胶成分仅将丙烯腈丁二烯烃橡胶（NBR)和乙烯丙烯二烯烃橡胶 (EPDM)这2种以质量比（NBRV(EPDM) = 70/30~30/70的范围含有，和
[0021] 选自SAF、ISAF和HAF中的至少1种炭黑，其配合比例是以在上述橡胶成分的总量 每100质量份中为小于50质量份的范围内且辊电阻值成为IO 4Ω~1〇6·5Ω的方式进行了 调整，和
[0022] 作为用于使上述橡胶成分交联的交联成分的硫、过氧化物交联剂以及次磺酰胺类 促进剂。
[0023] 根据本发明，作为橡胶成分，使用NBR和EPDM这样的均为通用的橡胶，并且在所述 通用的橡胶中配合选自通用的炭黑中的SAF、ISAF和HAF中的至少1种，从而可以低成本制 备成为半导电性辊的基础的橡胶组合物本身。
[0024] 此外，将该橡胶组合物挤出成型为筒状后，不使用挤压模具而是使用硫化罐或连 续交联装置进行交联，因此无需时常准备与半导电性辊的外径和宽度、轴的直径等对应的 多个挤压模具，不需要大量的设备投资。对于外径、轴的直径的不同的情况，可通过变更挤 出成型所使用的模头或调整挤出条件来进行对应，对于宽度不同的情况，可通过变更挤出 成型的筒体的剪切位置来进行对应。
[0025] 此外，作为橡胶成分将NBR与EPDM以质量比（NBR) AEPDM) = 70/30~30/70的 范围进行并用，作为炭黑选择使用上述3种中的至少1种，且作为交联成分至少并用硫、过 氧化物交联剂和次磺酰胺类促进剂，同时通过紫外线的照射使形成外周面的橡胶组合物中 所含的NBR的二烯键部分进行氧化反应而形成氧化膜，从而可以消除配合炭黑而赋予电子 导电性时产生的所有的上述问题。
[0026] 即，氧化膜与以往的涂覆膜同样地可覆盖炭黑的含量的偏差所致的电阻值的偏 差，发挥抑制同一个半导电性辊内电阻值发生偏差的功能，并且还发挥防止因渗出或起霜 所致的感光体被污染或二氧化硅等添加剂蓄积于半导电性辊的外周面的功能。
[0027] 而且，氧化膜与涂覆膜不同，是对半导电性辊的外周面照射紫外线，使形成该外周 面的橡胶组合物中含有的NBR自身的二烯键部分进行氧化反应而形成的，因此不存在该形 成工序中灰尘等异物混入氧化膜的可能性。此外，氧化反应通过紫外线的照射在半导电性 辊的外周面均匀地进行，因此不存在氧化膜产生厚度不均的可能性。因此，可以提高半导电 性辊的成品率和生产率。
[0028] 但是，使用电子导电性优异的所谓的导电性炭黑作为炭黑时，虽然能以少量的添 加对半导电性辊赋予半导电性，但该导电性炭黑对橡胶成分的分散性低，因此半导电性辊 的外周面单位体积的含量容易产生大的偏差，氧化膜无法充分地覆盖因该含量偏差所致的 电阻值的偏差。
[0029] 因此，将该半导电性辊例如作为带电辊使用时，有可能无法使感光体的表面均匀 地带电，所形成的图像上产生浓度不均等图像不良。
[0030] 此外，使用粒径比HAF大的FEF作为炭黑时，为了使得半导电性辊的辊电阻值为 1〇 6·5Ω以下，必须配合橡胶成分的总量每100质量份中为50质量份以上的大量的炭黑。
[0031] 因此，混炼各成分而制备橡胶组合物时或将该橡胶组合物挤出成型为筒状时的加 工性下降进而无法形成良好的筒体或即使能够形成但交联后的筒体也变硬而无法顺畅地 插通轴。
[0032] 与此相对，使用选自SAF、ISAF和HAF中的至少1种作为炭黑时，可以使这些炭黑 比导电性炭黑更均匀地分散于橡胶组合物中，从而将含量的偏差和由其导致的电阻值的偏 差减小至可以通过形成于半导电性辊的外周面的氧化膜来充分地覆盖的程度。
[0033] 此外，为了使得半导电性辊的辊电阻值为106·5Ω以下，将上述3种炭黑中的至少 1种以橡胶成分的总量每100质量份小于50质量份的比例配合即可，因此可提高混炼各成 分而制备橡胶组合物或将制备的橡胶组合物挤出成型为筒状时的加工性，可以形成良好的 筒体。此外，也可以提高交联后的筒体的柔软性，能顺畅地插通轴。
[0034] 但是，NBR和EPDM的2种橡胶成分中NBR的比例少于上述范围时，该NBR的二烯 键部分的比例变少，因此在半导电性辊的外周面无法形成以上说明的功能优异的、具有充 分的厚度和强度的氧化膜。
[0035] 另一方面，EPDM是为了提高半导电性辊的耐臭氧性、耐老化性、耐候性等耐性而发 挥功能的成分，该EPDM的比例少于上述范围时所述耐性变不足，例如为了形成氧化膜而照 射紫外线时，在外周面容易产生裂纹等。
[0036] 与此相对，通过作为橡胶成分仅将NBR和EPDM这2种以质量比（NBR) AEPDM)= 70/30~30/70的范围并用，可以一边抑制裂纹等的产生，一边通过紫外线的照射在半导电 性辊的外周面形成以上说明的功能优异的、具有充分的厚度和强度的氧化膜。
[0037] 但是，作为交联成分，仅使用过氧化物交联剂，不使用硫和次磺酰胺类促进剂时会 引起如下问题：通过存在氧的硫化罐或连续交联装置中的交联无法使橡胶成分进行交联反 应，例如作为带电辊将其与感光体接触时将会粘附在该带电辊上。
[0038] 此外，仅使用硫和次磺酰胺类促进剂且不使用过氧化物交联剂时，虽然可以通过 使用硫化罐或连续交联装置的交联进行交联反应但交联不充分，例如在使其与感光体接触 的状态下长时间停止则在接触部位产生变形，在所形成的图像的与变形所对应的位置产生 夹痕的图像不良。
[0039] 与此相对，通过并用硫、过氧化物交联剂和次磺酰胺类促进剂这3种作为交联成 分，能够以使用硫化罐或连续交联装置的交联使橡胶成分充分地交联，能形成不产生上述 粘附、变形等的半导电性辊。
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