CN101067731B

CN101067731B - 导电性辊

Info

Publication number: CN101067731B
Application number: CN2006101310250A
Authority: CN
Inventors: 本川慎二; 鹿仓健太
Original assignee: Nitto Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nitto Kogyo Co Ltd
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2026-12-28
Also published as: EP1804140B1; US20070149377A1; CN101067731A; JP2007199694A; EP1804140A1; JP5046273B2; US7922637B2; DE602006008260D1

Abstract

本发明提供对于位移具有追随性，电阻值的变化小的导电性辊。在芯轴11的外周具有导电性弹性层12的导电性辊10，该导电性辊10具有通过使表面处理液浸渍于用炭黑赋予了导电性的导电性弹性层12的表层部而形成的表面处理层12a，利用显微硬度计测定的导电性辊10的表面的表面显微硬变Hs₁和除去了表面处理层的弹性层12的显微硬度Hs₂之差ΔHs(Hs₁-Hs₂)为显微硬度Hs₂的5％以下。

Description

导电性辊

技术领域

本发明涉及在电子照相式复印机和打印机或者调色剂喷射式复印机和打印机等图像形成装置中使用的带电辊、转印辊、显像辊等导电性辊，适用于作为在转印方式的复印机、打印机、传真机等图像形成装置中使用的中间转印体或转印体使用的转印辊。

背景技术

具有橡胶弹性、导电性受控的导电性橡胶辊在电子照相方法中重要，但构成橡胶的分子自身很少具有方法所需要的作为电阻率值的电阻率(10⁴～10⁹Ωcm)，只不过是环氧氯丙烷等极有限的橡胶实现了实用化。在多数情况下，为了维持必要的弹性模量、机械强度、温湿度特性，使用在将炭黑等导电性微粒添加到硅橡胶、乙烯·丙烯橡胶(EPDM)、聚氨酯等化学稳定性基材中从而赋予导电性后，形成了用于调节电阻的涂敷层。

此外，近年来，电子照相式复印机中使用的调色剂粘合剂逐渐低熔点化，伴随此，为了形成充分的间隙并确保调色剂带电，要求显像辊低硬度化。作为满足上述要求的显像辊，提出了一种显像辊，其由弹性层、由聚氨酯树脂形成的涂层和由异氰酸酯形成的薄硬化层构成，在保持整体柔软的同时使表面硬(例如参考专利文献1)。

另一方面，涂敷层的形成具有工程变得复杂、制造成本增大的缺点，作为简便地解决这种问题的手段，提出一种化学处理辊表层部的方法(例如参考专利文献2)。这种处理方法有效，但进行了表面处理的导电性辊具有表面处理层***的倾向。在低硬度化的辊的情况下，使用时由于辊的表层部的位移增大，故需要对位移具有追随性，但表面处理层硬的辊具有缺乏追随性，而且因使用而使电阻值发生变化的问题。

[专利文献1]特开2005-283913号公报

[专利文献2]特开平5-158341号公报

发明内容

鉴于这种情况，本发明的课题在于提供一种对于位移具有追随性，电阻值的变化小的导电性辊。

解决前述课题的本发明的第一方式涉及导电性辊，其为具有表面处理层的导电性辊，所述表面处理层通过使表面处理液浸渍用炭黑赋予了导电性的导电性弹性层的表层部而形成，其特征在于：利用显微硬度计测定的前述导电性辊表面的表面显微硬度Hs₁和除去了前述表面处理层的导电性弹性层的显微硬度Hs₂之差ΔHs(Hs₁-Hs₂)为前述显微硬度Hs₂的5％以下。

本发明的第二方式涉及第一方式记载的导电性辊，其特征在于：前述导电性辊的表面摩擦系数μ₁和除去了前述表面处理层的导电性弹性层的摩擦景数μ₂之差Δμ的绝对值|μ₁-μ₂|为前述摩擦系数μ₂的30％以下。

根据本发明，能够提供一种对于位移具有追随性，电阻值的变化小的导电性辊。

附图说明

图1是表示本发明的导电性辊的图。

图2是表示测定试验例2的摩擦系数的装置的图。

符号说明

10导电性辊

11芯轴

12导电性弹性层

12a表面处理层

21辊

22自由辊

23纸

具体实施方式

本发明的导电性辊是具有表面处理层的导电性辊，所述表面处理层通过使表面处理液浸渍用炭黑赋予了导电性的导电性弹性层的表层部而形成，通过在导电性弹性层的表层部形成表面处理层，从而使硬度上升小，对位移具有追随性，电阻值的变化小，以此见识为基础完成了本发明。

本发明的导电性辊是具有表面处理层的导电性辊，所述表面处理层通过使表面处理液浸渍导电性弹性层的表层部而形成，用炭黑赋予该导电性弹性层导电性，由显微硬度计测定的导电性辊的表面的表面显微硬度Hs₁和除去了表面处理层的导电性弹性层的显微硬度Hs₂之差ΔHs(Hs₁-Hs₂)为显微硬度Hs₂的5％以下。由于通过使导电性弹性层浸渍于表面处理液而能够容易地形成表面处理层，因此本发明的导电性辊与现有的设置涂层的辊相比，是工序少，降低了制造成本的辊。此外，本发明的导电性辊与如现有的设有表面处理层的导电性辊那样设有表面处理层的辊表面和导电性弹性层内部的硬度差大的辊不同。具体地说，本发明的导电性辊是表面处理层的厚度比较薄的辊，且是导电性辊的表面和除去了表面处理层的导电性弹性层的硬度差小的导电性辊，即本发明的导电性辊是硬度从辊的表层部到内部大致相同的导电性辊。本发明的导电性辊在不使导电性弹性层为极度低的硬度的情况下，能够使设有表面处理层的辊整体的表面硬度低硬度，对于在实机等中使用时在表层部产生的位移增大具有追随性。而且，成为在长期使用后电阻值的变化也小的导电性辊。

应予说明，在本发明中，规定了导电性辊表面的表面显微硬度Hs₁和除去了表面处理层的导电性弹性层的显微硬度Hs₂之差ΔHs(Hs₁-Hs₂)，这是因为未处理状态(表面处理前)的导电性弹性层和表面处理后的除去了表面处理层的导电性弹性层同等。即，“除去了表面处理层的导电性弹性层”通过研磨具有表面处理层的导电性辊的表面并测定而得到的，显示出与未处理状态(表面处理前)的导电性弹性层同等的性质等。

图1示出本发明的导电性辊的截面图。如图1所示，导电性辊10在芯轴11上具有用炭黑赋子了导电性的导电性弹性层12，在导电性弹性层12的表面具有表面处理层12a。表面处理层12a通过使表面处理液浸渍、硬化于导电性弹性层12的表层部而一体地设置。

本发明的导电性弹性层用炭黑赋予导电性。虽然炭黑有具有各种性质的炭黑，但优选采用碳微粉末。而且，赋予导电性的碳的添加量优选是橡胶基材的2.5质量％～8质量％，更优选为2.5质量％～5质量％。通过选择碳量，成为在由碳显现导电性的状态下也具有压缩永久形变在1％以下的以往没有的特性的材料。此外，由于不仅具有优异的永久形变，而且从变形的瞬时的回复性本身也优异，故该材料适用于要求高速启动性的用途。

在使碳的分散性显著提高时，出现导电性难以显现的倾向，因此在这种情况下可以添加碳至8质量％左右。再者，在碳的分散性良好时，压缩永久形变难以增大，而且在这样大量地添加碳时，优选使用难以对压缩永久形变产生影响，例如吸油量小的碳、粒径大的碳、难以形成结构的碳等。

此外，用于导电性弹性层的橡胶基材无特别限定，可以是目前为止使用的材质。可例举例如乙烯·丙烯橡胶(EPDM)、丁腈橡胶、表氯醇橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯等，优选使用聚氨酯。

使用聚氨酯作为本发明的导电性弹性层中所用的橡胶基材时，优选是以聚醚类多元醇为主体的聚氨酯，特别优选是热固性聚氨酯，其通过在NCO/OH的摩尔比不到1的情况下使每1分子的平均官能团数在2.5以上的聚醚类多元醇和每1分子的平均官能团数大于2的多异氰酸酯进行反应而得到。作为橡胶基材使用的聚氨酯，通过选择如上述限定的分子结构，成为硬度60°左右(JIS A)以下的低硬度、几乎观察不到压缩永久形变的基材。再者，此时在碳分散的状态下使其固化。

作为本发明的导电性弹性层特别适用的醚类聚氨酯，通过使以聚醚类多元醇为主体的多元醇和多异氰酸酯反应而得到，是所谓浇铸型的聚氨酯。这是因为使压缩永久形变减小。再者，即使醚类聚氨酯，如果为可碾型，也不能使压缩永久形变足够小。另一方面，使用了酯类聚氨酯时，水解特性差，不能长期稳定地使用。

此外，使用聚氨酯作为导电性弹性层中使用的橡胶基材时，作为与多元醇反应的异氰酸酯，能够使用例如三苯基甲烷三异氰酸酯、三(异氰酸根合苯基)硫代磷酸酯、双环庚烷三异氰酸酯等3官能异氰酸酯单体，1，6-己二异氰酸酯的脲酸酯(nurate)改性多异氰酸酯(3聚体：3官能，5聚体：4官能)，聚合MDI等的混合物。此外，也可以是这些3官能以上的多异氰酸酯和一般的2官能异氰酸酯化合物的混合物。作为2官能异氰酸酯化合物的例子，可以列举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)、3，3-二甲基联苯-4，4′-二异氰酸酯(TODI)以及两末端具有这些异氰酸酯的预聚物等的改性体、多聚体等。

本发明的导电性弹性层，通过向上述的橡胶基材中添加炭黑并在保持碳的分散状态下使其加热固化而形成。由此，通过将作为电阻率示出0.1～10Ωcm左右的炭黑分散到也称作绝缘体的弹性体(10¹²～10¹⁶Ωcm)中，能够形成稳定的10⁴～10⁸Ωcm的中电阻区域。

此外，本发明的表面处理层通过使表面处理液浸透到导电性弹性层的表层部中而形成。此时，如下形成表面处理层：由显微硬度计测定的导电性辊表面的表面显微硬度Hs₁和除去了表面处理层的导电性弹性层的显微硬度Hs₂之差ΔHs(Hs₁-Hs₂)为显微硬度Hs₂的5％以下。通过将显微硬度差限定在该范围，本发明的导电性辊的辊整体的硬度即从表层部到内部的硬度大致相等，对位移也具有追随性。

此外，本发明的表面处理层比较薄，即，浸透深度是距离表面0.3mm左右。通过形成这样薄的表面处理层，不仅导电性辊表面的表面显微硬度Hs₁和导电性弹性层的显微硬度Hs₂之差ΔHs(Hs₁-Hs₂)变小，而且电阻值的变化也变小。

在本发明中，为了形成满足上述条件的表面处理层，使用较难浸透到导电性弹性层的表面处理液。再者，本发明中所用的表面处理液是至少使异氰酸酯成分溶解于有机溶剂中的表面处理液。通过对异氰酸酯成分、有机溶剂的种类、配合量、处理条件等进行适当调节，本发明中使用的表面处理液成为较难浸透的表面处理液。具体地说，通过使用难以浸透到导电性弹性层的有机溶剂，或者增大异氰酸酯成分的分子量，或者进一步缩短处理时间，成为难以浸透到导电性弹性层的表面处理液。

作为难以浸透到导电性弹性层的有机溶剂，可列举醋酸丁酯、醋酸戊酯、N-吡咯烷酮、二甲基亚砜等。使用这样的有机溶剂时，例如，作为包含在表面处理液中的异氰酸酯成分，能够使用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)和3，3-二甲基联苯-4，4′-二异氰酸酯(TODI)等异氰酸酯化合物、以及前述的多聚体和改性体等。这时，根据需要通过缩短使导电性弹性层浸渍在表面处理液中的时间，进一步使表面处理液向导电性弹性层内部的浸透降低。

作为大分子量的异氰酸酯成分，可列举数均分子量Mn500～5000末端异氰酸酯预聚物。优选数均分子量Mn1000～2500、更优选数均分子量Mn2000左右的末端异氰酸酯预聚物。上述这种分子量的末端异氰酸酯预聚物，由于是具有柔软性的分子结构，能够抑制在以往的表面处理层的形成中从导电性弹性层内部向辊表面容易产生的树脂化和绝缘化，导电性导电层的炭黑结构易于处于稳定状态，能够抑制电阻值上升。另一方面，如果异氰酸酯预聚物的数均分子量Mn大于5000，则表面处理液几乎不能渗透到导电性弹性层的表层部，其结果由于不能形成有效的表面处理层，因此不优选。再者，末端异氰酸酯预聚物是通过使多异氰酸酯和多元醇反应而得到的氨基甲酸酯预聚物，在末端具有异氰酸酯基。

作为末端异氰酸酯预聚物，可列举例如在氨基甲酸酯的末端加成了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)、3，3-二甲基联苯-4，4′-二异氰酸酯(TODI)等异氰酸酯而得到的末端异氰酸酯预聚物。再者，作为用于末端异氰酸酯预聚物的氨基甲酸酯的多元醇成分，可列举例如聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚烯烃多元醇等。

使用了异氰酸酯预聚物时，不特别限定有机溶剂，可以使用醋酸乙酯、甲基乙基酮(MEK)、甲苯等有机溶剂。再者，当然也可以使用难以向导电性弹性层浸透的溶剂。

该表面处理层主要是异氰酸酯成分固化而形成，以异氰酸酯成分的密度从表面向内部逐渐减小地一体地形成。因此，由于能够防止向导电性辊表面析出增塑剂等污染物质，形成对感光体的污染性优异的导电性辊。再者，由于表面处理层从辊表面向内部逐渐变稀疏地一体形成，因此电阻值也从表面向内部倾斜。

再者，在表面处理液中，在不损害本发明效果的范围内，可以含有聚醚类聚合物。其中，聚醚类聚合物优选为可溶于有机溶剂的聚合物，而且优选具有活性氢、能与异氰酸酯化合物反应而化学键合。作为具有活性氢的优选的聚醚类聚合物，可列举具有羟基或烯丙基的聚合物，可列举例如用于末端异氰酸酯预聚物的多元醇、二元醇等。这样的聚醚类聚合物，与两末端具备具有活性氢的基团相比，优选只在单末端具备具有活性氢的基团。此外，聚醚类聚合物的数均分子量Mn在2500以下，优选为300～1000。这是因为有利于赋予表面处理层弹性。

作为这种聚醚类聚合物，可列举例如聚烷撑二醇单甲醚、聚烷撑二醇二甲醚、烯丙基化聚醚、聚烷撑二醇二元醇、聚烷撑二醇三元醇等。

通过如上所述向表面处理液中添加聚醚类聚合物，表面处理层的柔软性、强度提高，其结果不会产生辊表面磨损，对接触的感光体表面造成损伤。

另外，在表面处理液中，在不损害本发明效果的范围内，可含有从丙烯酸氟类聚合物和丙烯酸有机硅类聚合物中选择的聚合物。

用于本发明的表面处理液的丙烯酸氟类聚合物和丙烯酸有机硅类聚合物可溶于规定的溶剂，可与异氰酸酯化合物反应而化学键合。丙烯酸氟类聚合物例如是具有羟基、烷基或羧基的溶剂可溶性的氟类聚合物，可列举例如丙烯酸酯和丙烯酸氟化烷基酯的嵌段共聚物及其衍生物等。此外，丙烯酸有机硅类聚合物是溶剂可溶性的有机硅类聚合物，可列举例如丙烯酸酯和丙烯酸硅氧烷酯的嵌段共聚物及其衍生物等。

此外，在表面处理液中，在不损害本发明效果的范围内，可以进一步添加作为导电性赋予材料的乙炔黑等炭黑。

在表面处理液中使用的炭黑优选相对于异氰酸酯成为为0～40质量％。如果过多，产生脱落、物性降低等问题而不优选。

此外，表面处理液中的聚醚类聚合物、丙烯酸氟类聚合物以及丙烯酸有机硅类聚合物，优选使聚醚类聚合物、丙烯酸氟类聚合物以及丙烯酸有机硅类聚合物的总量相对于异氰酸酯成分为10～70质量％。如果小于10质量％，将炭黑等保持在表面处理层中的效果减小。另一方面，如果聚合物量超过70质量％，则存在带电辊的电阻值上升，放电特性降低的问题，异氰酸酯成分相对减少，不能形成有效的表面处理层的问题。

再者，用于表面处理液的有机溶剂使用将异氰酸酯成分以及根据需要含有的这些聚醚类聚合物、丙烯酸氟类聚合物以及丙烯酸有机硅类聚合物溶解的有机溶剂。

通过使导电性弹性层浸渍在上述的表面处理液中或者采用喷射涂布等将表面处理液涂布到导电性弹性层上，使之干燥固化，从而将表面处理液浸透到导电性弹性层的表层部，形成表面处理层。

与以往的导电性辊那样因实机内的使用而电阻值发生变化不同，本发明的导电性辊由于具有上述的薄的表面处理层，即使在使用后电阻值的变化也小。由此，即使在实机中连续地作为显像辊使用时，也能在不依赖于通纸张数的情况下维持提供稳定的图像品质。

此外，本发明的导电性弹性层的显微硬度Hs₂优选为30°～70°，更优选为50°～60°。

此外，用显微硬度计测定在这种导电性弹性层的表面上设有表面处理层的导电性辊表面时的导电性辊表面的表面显微硬度Hs₁和除去了表面处理层的导电性弹性层的显微硬度Hs₂之差ΔHs(Hs₁-Hs₂)为显微硬度Hs₂的5％以下。即，通过使用上述的表面处理液，能够薄地设置表面处理层，因此导电性辊的表面的表面显微硬度Hs₁和导电性弹性层的显微硬度Hs₂几乎没有差别。因此，通过使导电性弹性层的显微硬度Hs₂为与希望的辊表面的显微硬度Hs₁相符的规定硬度，能够得到希望的辊。导电性弹性层和辊表面的显微硬度为相同的程度，因此本发明的导电性辊特别适用于位移大的低硬度辊。

再者，除去了表面处理层的导电性弹性层的显微硬度Hs₂能够通过研磨辊表面进行测定而求得。

此外，导电性辊表面的摩擦系数μ₁和除去了表面处理层的导电性弹性层的摩擦系数μ₂之差Δμ的绝对值|μ₁-μ₂|优选是摩擦系数μ₂的30％以下。由于表面处理层从表面向内部逐渐变稀疏地一体形成，与硬度的情况相同，导电性辊表面的摩擦系数μ₁和导电性弹性层的摩擦系数μ₂之间几乎没有差别。即本发明的导电性辊，通过使导电性弹性层的摩擦系数μ₂为规定值，导电性辊表面的摩擦系数μ₁也能够为规定值。通过Δμ的绝对值|μ₁-μ₂|为摩擦系数μ₂的30％以下，即在表面处理后也能够确保希望的摩擦系数，例如，在作为显像辊使用时，不易产生灰雾不良。特别地，低摩擦系数情况下在成为问题的HH环境(30℃×85％)中效果显著地显现。其中，所谓灰雾不良是指调色剂附着在感光体转鼓的静电潜像区域以外的区域上，无用调色剂附着在用纸的白地部分上生成黑点等的现象。

为了得到具有上述的显微硬度Hs₁、摩擦系数μ₁的辊表面，可根据需要使形成表面处理层的表面处理液变化。

再者，在芯轴和导电性弹性层之间可设有任意层。作为任意设置的层，可列举例如发泡体，可列举腈类橡胶发泡体，特别是中高腈或者高腈类橡胶。为了满足带电辊所要求的导电性，需要向发泡层中添加足够量的导电性赋予剂，但添加导电性赋予剂则硬度变高，不能获得充分的辊隙。另一方面，为了获得低硬度而增加增塑剂的添加量，则增塑剂向带电辊的外表面迁移，污染了相接的感光体，而且难以进行用于成为低硬度的发泡。因此，优选形成低气体透过性、能够成为高发泡的腈类橡胶发泡体。再者，发泡层可以是独立气泡，也可以是连通气泡。

以下将根据实施例对本发明进行说明。但是，本发明不限于此。

(实施例1)

<辊的制造>

在100质量份的作为3官能聚醚类多元醇的GP-3000(三洋化成社制)中，添加4质量份的ト一カブラツク#5500(东海碳社制)和3质量份的VALCAN XC(キヤボツト社制)，使其分散为粒度达到20μm以下的程度，在温度调节至80℃之后，在减压下进行脱泡、脱水操作，制得A液。另一方面，在25质量份的预聚物アジプレンL100(ユニロイヤル社制)中，添加混合11质量份的コロネ-トC-HX(日本聚氨酯社制)，将温度调节至80℃，得到B液。将该A液和B液混合，得到表面显微硬度55.4°的橡胶辊。研磨该导电性辊的表面，调节至规定的外径。将其作为未处理品1的导电性辊。

<表面处理液的调制>

向85质量份的醋酸乙酯中添加混合溶解15质量份的数均分子量2000左右的醚类末端异氰酸酯预聚物(アジプレンL100：ユニロイヤル社制)，制成表面处理液。

<辊的表面处理>

通过将表面处理液保持在25℃，将前述辊浸渍30秒之后，在保持为120℃的烘箱中加热1小时，从而形成了表面处理层，将其作为实施例1的导电性辊。

(实施例2)

在95质量份的醋酸丁酯中添加混合溶解5质量份的数均分子量小于500的末端异氰酸酯化合物(MR-400：日本聚氨酯社制)，制成表面处理液，将前述辊浸渍在该表面处理液中15秒，使辊的提升速度减为一半，除此之外与实施例1同样地形成实施例2的导电性辊。

(实施例3)

在85质量份的醋酸丁酯中添加混合溶解15质量份的数均分子量2000左右的酯类末端异氰酸酯预聚物(VIBRATHANE8585：ユニロイヤル社制)，制成表面处理液，除此之外与实施例1相同地形成实施例3的导电性辊。

(比较例1)

除了使用数均分子量小于500的末端异氰酸酯化合物(MR-400：日本聚氨酯社制)来替代数均分子量2000左右的醚类末端异氰酸酯预聚物(アジプレンL100：ユニロイヤル社制)之外，与实施例1相同地形成比较例1的导电性辊。

(比较例2)

<辊的制造>

在22.5质量份的预聚物アジプレンL100(ユニロイヤル社制)中，添加混合9.9质量份的コロネ-トC-HX(日本聚氨酯社制)，将温度调节至80℃，得到C液。将该C液和与实施例1同样得到的A液混合，得到表面显微硬度50.0°的橡胶辊。将其作为未处理品2的导电性辊。

<表面处理液的调制>

向90质量份的醋酸乙酯中添加混合溶解10质量份的数平均分子量小于500的末端异氰酸酯化合物(MR-400：日本聚氨酯社制)，制成表面处理液。

<辊的表面处理>

通过将表面处理液保持在25℃，将前述辊浸渍15秒之后，在保持为120℃的烘箱内加热1小时，从而形成表面处理层，以此作为比较例2的导电性辊。

(比较例3)

除了使用醋酸乙酯代替醋酸丁酯之外，与实施例3同样地形成比较例3的导电性辊。

(比较例4)

在未处理品1的导电性辊的表面上使用聚氨酯涂料(ネオレツツR-940：楠本化成社制)形成涂敷层，以此作为比较例4的导电性辊。

(参考例1)

将实施例1的导电性辊再研磨0.3mm，作为参考例1的导电性辊。

(试验例1)

使用显微硬度计(F360A：高分子仪表株式会社制)测定各未处理品的导电性辊、各实施例以及各比较例的导电性辊、以及参考例1的橡胶硬度(Hs)。此外，求出各实施例以及各比较例的显微硬度和未处理品(除去了表面处理层的导电性弹性层的代用)的显微硬度之差、以及以未处理品为100％时的各实施例以及各比较例的显微硬度的变化率(％)。将结果在表1和表2中示出。

(试验例2)

测定各未处理品的导电性辊、各实施例、各比较例以及参考例1的导电性辊的摩擦系数。如图2所示，将各辊21相对于自由旋转地设置的自由辊22，夹持纸23，以200gf的负荷压接，旋转驱动辊21在拉拔时，用安装在纸23一端的负荷元件24测定负荷Q(N)，利用下述式计算摩擦系数μ。再者，纸23的送纸速度为50mm/sec，纸张种类：TYPE-6200(リコ一社制)，在常温常湿(NN：23℃×55％RH)的环境下进行试验。将结果在表1和表2中示出。

[数1]

μ＝Q(N)/(200gf×0.0098)

此外，求出各实施例或各比较例的摩擦系数与未处理品(除去了表面处理层的导电性弹性层的代用)的摩擦系数之差、以及以未处理品1或2为100％时的各实施例以及各比较例的摩擦系数的变化率(％)。将结果在表1和表2中示出。

(试验例3)

对于各实施例、各比较例的导电性辊，测定在使用前以及搭载在实机(MICROLINE9600PS株式会社沖デ一タ制)上通过1万张纸后的辊的电阻值。再者，将辊载置在由SUS304板制成的电极部件上，在对芯轴施加负荷500g的状态下，用ULTRA HIGH RESISTANCE METER R8340A(株式会社アドバンテスト制)测定芯轴和电极部件之间的电阻值。试验在常温常湿(NN：23℃×55％RH)环境下进行。将该结果在表1和表2中示出。

(试验例4)：图像评价

通过目视来确认将各实施例以及各比较例的导电性辊安装在实机(MICROLINE9600PS株式会社沖デ一タ制)时的初期的印刷物与通过1万张纸后的印刷物的图像变化。再者，图像良好时记为○，图像普通时记为△，图像不良时记为×。将该结果在表1和表2中示出。

(试验例5)：灰雾试验

评价将各实施例以及比较例1～3的导电性辊在高温高湿(HH：30℃×85％RH)环境下安装到实机(MICROLINE9600PS株式会社沖デ一タ制)上时的初期的印刷物的图像，确认有无灰雾不良。没有产生灰雾不良时记为○，基本没有产生灰雾不良时记为△，产生了灰雾不良时记为×。将该结果在表1和表2中示出。

[表1]

[表2]

(结果汇总)

表面处理液中配合了数均分子量2000左右的醚类末端异氰酸酯预聚物的实施例1的导电性辊的硬度变化率在5％以下(2.9％)，摩擦系数变化率为30％以下(17.6％)，电阻值也稳定。因此，能够长期提供稳定图像品质，在高温高湿(HH：30℃×85％RH)环境下也不会产生灰雾不良。

与此相比，设有涂敷层的比较例4的导电性辊，硬度变化率为3.4％，但在通过1万张纸后，辊表面上产生裂纹，印刷物的图像不良。此外，使用了数均分子量小于500的末端异氰酸酯化合物的比较例1的导电性辊，硬度变化率为6.5％，摩擦系数变化率为52.9％，电阻值的变化率非常大。因此，虽然初期图像一般，但长期使用图像产生不良。

由此可知，由于本发明的导电性辊对位移具有追随性，电阻值的变化小，因此能够长期稳定地使用，在本发明的导电性辊中，具有通过浸透表面处理液而形成的表面处理层，该导电性辊表面的表面显微硬度Hs₁与除去了表面处理层的导电性弹性层(未处理品)的显微硬度Hs₂之差ΔHs(Hs₁-Hs₂)为显微硬度Hs₂的5％以下。

此外，采用醋酸丁酯作为溶剂，采用数均分子量小于500的末端异氰酸酯化合物并缩短了浸渍时间的实施例2的导电性辊，硬度变化率在5％以下(4.7％)，摩擦系数变化率在30％以下(14.7％)，电阻值也稳定。因此，能够长期提供比较稳定的图像品质，在高温高湿(HH：30℃×85％RH)环境下也没有产生灰雾不良。

与此相比，使橡胶辊的硬度下降，改变末端异氰酸酯化合物的配合比例，使浸渍时间减半的比较例2的导电性辊，硬度变化率为10.0％，摩擦系数变化率为57.4％，电阻值的变化率非常大，虽然初期图像一般，但长期使用产生了图像不良。

由此可知，为了降低表面处理层的硬度而只使橡胶辊的硬度下降，使表面处理液的浓度和浸渍时间变化，并不能获得充分的表面特性，但通过调制难以浸透到导电性弹性层中的表面处理液，得到希望的表面处理层。

此外，使用了由醋酸丁酯、数均分子量2000左右的酯类末端异氰酸酯预聚物制成的表面处理液的实施例3的导电性辊，硬度变化率在5％以下(4.3％)，摩擦系数变化率在30％以下(26.5％)，电阻值也稳定。因此，能够长期提供稳定的图像品质，在高温高湿(HH：30℃×85％RH)环境下也没有产生灰雾不良。

与此相比，使用醋酸乙酯作溶剂的比较例3的导电性辊的硬度变化率为5.2％，电阻值的变化比较大。通过1万张纸后的图像也一般，不能得到令人满意的图像。

由此可知，通过更换溶剂进行调制以使表面处理液难以向导电性弹性层浸透，可以获得优异的表面特性。

再者，对实施例1的导电性辊再研磨0.3mm的参考例1的导电性辊，橡胶硬度和摩擦系数与未处理品的导电性辊1为同等程度。由此能够确认未处理品的导电性辊和通过研磨除去了表面处理层的导电性弹性层显示相同的性质。在本实施例中，均使用未处理品的导电性辊来求出硬度变化率以及摩擦系数变化率，能够确认可以使用未处理品的导电性辊作为除去了表面处理层的导电性弹性层的代用。

Claims

1.导电性辊，其特征在于：该导电性辊具有通过使表面处理液浸透到用炭黑赋予了导电性的导电性弹性层的表层部而形成的表面处理层，用于前述导电性弹性层的橡胶基材为聚氨酯，前述表面处理液含有有机溶剂和导氰酸酯成分，利用显微硬度计测定的前述导电性辊表面的表面显微硬度Hs₁和除去了前述表面处理层的导电性弹性层的显微硬度Hs₂之差ΔHs(Hs₁-Hs₂)为前述显微硬度Hs₂的5％以下。

2.权利要求1所述的导电性辊，其特征在于：前述导电性辊的表面的摩擦系数μ₁和除去了前述表面处理层的导电性弹性层的摩擦系数μ₂之差Δμ的绝对值|μ₁-μ₂|是前述摩擦系数μ₂的30％以下。