DE60010982T2 - Leitfähige Rolle, Arbeitseinheit und Bilderzeugungsgerät - Google Patents

Leitfähige Rolle, Arbeitseinheit und Bilderzeugungsgerät Download PDF

Info

Publication number
DE60010982T2
DE60010982T2 DE60010982T DE60010982T DE60010982T2 DE 60010982 T2 DE60010982 T2 DE 60010982T2 DE 60010982 T DE60010982 T DE 60010982T DE 60010982 T DE60010982 T DE 60010982T DE 60010982 T2 DE60010982 T2 DE 60010982T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
weight
conductive
parts
rubber
elastic layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60010982T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60010982D1 (de
Inventor
Naoki Fuei
Yuzi Ishihara
Hiroshi Inoue
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Application granted granted Critical
Publication of DE60010982D1 publication Critical patent/DE60010982D1/de
Publication of DE60010982T2 publication Critical patent/DE60010982T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G15/00Apparatus for electrographic processes using a charge pattern
    • G03G15/02Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices
    • G03G15/0208Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus
    • G03G15/0216Apparatus for electrographic processes using a charge pattern for laying down a uniform charge, e.g. for sensitising; Corona discharge devices by contact, friction or induction, e.g. liquid charging apparatus by bringing a charging member into contact with the member to be charged, e.g. roller, brush chargers
    • G03G15/0233Structure, details of the charging member, e.g. chemical composition, surface properties
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2221/00Processes not provided for by group G03G2215/00, e.g. cleaning or residual charge elimination
    • G03G2221/16Mechanical means for facilitating the maintenance of the apparatus, e.g. modular arrangements and complete machine concepts
    • G03G2221/18Cartridge systems
    • G03G2221/183Process cartridge
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/28Web or sheet containing structurally defined element or component and having an adhesive outermost layer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)

Description

  • Gebiet der Erfindung und verwandter Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine (elektrisch) leitende Walze und eine Prozesskartusche und eine Bild-bildende Vorrichtung, welche die leitende Walze beinhaltet. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine leitende Walze, die als aufladendes Element für das Aufladen einer Oberfläche eines elektrophotographischen photoempfindlichen Elements als aufzuladendes Element bei einer festgelegten Spannung durch Spannungsanwendung verwendet wird, und auf eine Prozesskartusche und eine Bild-bildende Vorrichtung, die eine derartige leitende Walze beinhalten.
  • Als ein Kontakt-aufladendes Element für das Aufladen eines elektrophotographischen photoempfindlichen Elements in einer Bild-bildenden Vorrichtung wurde gewöhnlich verwendet eine aufladende Walze mit einem elektrisch leitenden Träger (Kernmetall), sukzessive beschichtet mit einer elektrisch leitenden elastischen Schicht und einer Widerstandsschicht. Was das aufzuladende Schema angeht, wurde grundsätzlich ein AC+DC-aufladendes Schema des Anwendens einer Superposition von AC-Spannung und DC-Spannung an das Kernmetall herangezogen. In diesem Fall wurde die AC-Spannung, verwendet für das Realisieren von Aufladungs-Gleichförmigkeit, dazu bestimmt, eine Peak-an-Peak-Spannung Vpp aufzuweisen, welche mindestens zweimal eine aufladende Startspannung unter DC-Spannungsanwendung ist. In den letzten Jahren wurde ein DC-aufladendes Schema des Anwendens allein einer DC-Spannung an ein Kontaktaufladendes Element kommerzialisiert.
  • Eine konventionelle aufladende Walze, die als Kontaktaufladendes Element verwendet wird, hat insbesondere eine Struktur, welche beinhaltet einen elektrisch leitenden Träger (Kernmetall), beschichtet mit einer elektrisch leitenden, elastischen Schicht für das Bereitstellen einer einheitlichen Angrenzung an ein elektrophotographisches photoempfindliches Element als aufzuladendes Element und ferner mit einer Widerstandsschicht für die Anpassung von Widerstand, Haltbarkeit und Verhinderung von Anhaften auf dem photoempfindlichen Element. Eine Struktur ist auch bekannt, die wahlweise eine Zwischenschicht für die Widerstand-Anpassung oder für die Verhinderung des Ausscheidens von Komponenten von niedrigem Molekulargewicht aus der elastischen Schicht beinhaltet.
  • Als elektrisch leitender Träger wurde ein Metallstab aus Eisen, Edelstahl usw. verwendet.
  • Die elektrisch leitende elastische Schicht wurde gebildet als eine Schicht aus Elastomeren oder Kautschuk, wie Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPDM), Butadien-Kautschuk (BR), Isopren-Kautschuk (IR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR) oder Silicon-Kautschuk, welcher elektrisch leitfähige anorganische Partikel enthält wie elektrisch leitendes Carbon-Black, darin dispergiert für die Anpassung des Widerstandes.
  • Die Widerstandsschicht wurde gebildet aus Harz, wie Polyamidharz oder Polyurethanharz, das enthält elektrisch leitende anorganische Partikel aus beispielsweise Carbon-Black, Titanoxid oder Zinnoxid, darin dispergiert für die Anpassung des Widerstandes.
  • Allerdings wird die Aufladungsleistung, einschließlich der Aufladungs-Gleichförmigkeit des aufladenden Elementes, durch gute oder schlechte Dispersion der elektrisch leitenden Partikel in der elektrisch leitenden elastischen Schicht in nicht wenigen Fällen leicht beeinflusst.
  • Beispielsweise hat eine schlechte Dispersion von elektrisch leitendem Carbon-Black im Kautschuk zu Unregelmäßigkeit des Widerstandes des aufladenden Elementes geführt, was zu Auftreten von Dichte-Unregelmäßigkeit oder schwarzen Flecken entsprechend den Rotationsperioden des aufladenden Elementes in Halbton-Bildern oder festen weißen Bildern führte. Der Einfluss einer derartigen Dispersions-Unregelmäßigkeit trat häufiger auf im Falle des DC-aufladenden Schemas, unter alleiniger Anwendung von DC-Spannung.
  • Aus obigem Grund, anstelle von elektrisch leitenden anorganischen Partikeln wie Carbon-Black, wurde versucht, ionisch leitende Mittel, wie Alkalimetallsalze von Perchlorsäure und langkettige Alkylsulfonsäuren und Tetraalkyl-quartäre Ammoniumsalze zu verwenden.
  • Allerdings, auch wenn die Verwendung von einem derartigen bekannten ionisch leitfähigen Mittel eine verbesserte Dispergierbarkeit des leitenden Mittels gewährleistet, wird eine größere Fluktuation des Widerstandes leichter erzeugt durch eine Änderung der Umgebungsbedingung. Beispielsweise zeigt das aufladende Element leicht einen höheren Widerstand in einer Niederfeuchtigkeits-Umgebung und einen niedrigeren Widerstand in einer Hochfeuchtigkeits-Umgebung. Darüber hinaus blutet das ionisch leitende Mittel mit der Zeit leicht aus der elektrisch leitenden elastischen Schicht aus, um dadurch den Widerstand des aufladenden Elementes zu verändern. Des Weiteren wandert das ionisch leitende Mittel, das aus der elektrisch leitenden elastischen Schicht ausgeblutet ist, an die Oberfläche der Widerstandsschicht, um dadurch Risse in der Oberfläche des elektrisch leitenden photoempfindlichen Elementes zu erzeugen, das aufladende Element berührend und an das photoempfindliche Element anhaftend. Des Weiteren wird, weil das ionisch leitende Mittel an die Oberfläche der Widerstandsschicht gewandert ist, der Entwickler leicht an die Oberfläche des aufladenden Elementes angehängt, um dadurch eine periodische Dichte-Unregelmäßigkeit zu erzeugen in den resultierenden Bildern, entsprechend der Rotationsperiode des aufladenden Elements.
  • Des Weiteren werden im Falle der Verwendung eines aufladenden Elements einschließlich einer elektrisch leitenden elastischen Schicht, die ein Alkalimetallperchlorat als ionisch leitendes Mittel enthält gemäß dem DC-aufladenden Schema für die Bild-Bildung, Halbton-Bilder, die in einer Niedertemperatur/Niederfeuchtigkeits-Umgebung gebildet werden, leicht von winzigen schwarzen Flecken, schwarzen Streifen oder lateralen weißen Streifen begleitet.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Angesichts der oben erwähnten Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine leitende Walze als photoempfindliches Element bereitzustellen, welches in der Lage ist, für eine lange Zeit Hochqualitäts-Bilder dauerhaft bereitzustellen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Prozesskartusche und eine Bild-bildende Vorrichtung einschließlich einer derartigen leitenden Walze bereitzustellen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt eine leitende Walze mit:
    einem elektrisch leitenden Träger, einer elektrisch leitenden elastischen Schicht, die den Träger bedeckt, und einer Widerstandsschicht, die die elastische Schicht bedeckt; wobei
    die elastische Schicht hat mindestens eine Art von Kautschuk, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Epichlorhydrin-Kautschuk und Chloropren-Kautschuk, ein Ethersauerstoff enthaltendes Alkylphthalat-Derivat, eine quartäre Ammoniumperchlorat-Verbindung und ein Fettsäureöl, und
    das Ethersauerstoff enthaltende Alkylphthalat-Derivat, die quartäre Ammoniumperchlorat-Verbindung und das Fettsäureöl in einer Gesamtmenge enthalten sind von 0,1–-20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen Kautschuk.
  • Die vorliegende Erfindung stellt des Weiteren bereit: eine Prozesskartusche mit:
    einem elektrophotographischen photoempfindlichen Element, wobei die obenstehend erwähnte leitende Walze als aufladendes Element in Kontakt mit dem elektrophotographischen photoempfindlichen Element angeordnet ist; und
    eine elektrophotographische Vorrichtung mit:
    einem elektrophotographischen photoempfindlichen Element, wobei die obenstehend erwähnte leitende Walze angeordnet ist als ein aufladendes Element in Kontakt mit dem elektrophotographischen photoempfindlichen Element, einer Belichtungs-Einrichtung und einer Übertragungs-Einrichtung.
  • Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich bei Berücksichtigung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Abbildung einer Bildbildenden Vorrichtung, einschließlich einer Prozesskartusche gemäß der Erfindung.
  • 2 und 3 sind jeweils eine Schnittansicht, die zeigen eine Schichtstruktur, welche eine Ausführungsform der leitenden Walze gemäß der Erfindung bildet.
  • 4 ist eine schematische Abbildung einer weiteren Bild-bildenden Vorrichtung, einschließlich einer weiteren Prozesskartusche gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung Die (elektrisch) leitende Walze gemäß der vorliegenden Erfindung kann günstigerweise verwendet werden als aufladende Einrichtung, entwickelnde Einrichtung, übertragende Einrichtung, reinigende Einrichtung usw., in einer elektrophotographischen Bild-bildenden Vorrichtung, wie Kopiergeräten und Druckern. Die leitende Walze gemäß der vorliegenden Erfindung hat: einen elektrisch leitenden Träger, eine elektrisch leitende elastische Schicht, welche den Träger bedeckt, und eine Widerstandsschicht, die die elastische Schicht bedeckt; wobei
    die elastische Schicht hat mindestens eine Art von Kautschuk, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Epichlorhydrin-Kautschuk und Chloropren-Kautschuk, ein Ethersauerstoff enthaltendes Alkylphthalat-Derivat, eine quartäre Ammoniumperchlorat-Verbindung und ein Fettsäureöl, und
    das Ethersauerstoff enthaltende Alkylphthalat-Derivat, die quartäre Ammoniumperchlorat-Verbindung und das Fettsäureöl in einer Gesamtmenge von 0,1–20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des Kautschuks enthalten sind.
  • 1 stellt schematisch dar eine Ausführungsform der Bild-bildenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche beinhaltet eine Prozesskartusche einschließlich einer leitenden Walze gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Bezogen auf 1 wird ein elektrophotographisch photoempfindliches Element in der Form einer rotierbaren Trommel (nachstehend manchmal bezeichnet als "photoempfindliche Trommel") 2 im Uhrzeigersinn wie angegeben durch einen Pfeil bei einer Umfangsgeschwindigkeit (Prozessgeschwindigkeit) rotiert. Die photoempfindliche Trommel 2 kann gebildet werden aus einem elektrisch leitenden Trommel-Träger aus beispielsweise Aluminium oder Edelstahl, und einer photoempfindlichen Schicht, welche eine äußere periphere Oberfläche des Trommel-Trägers bedeckt.
  • Eine leitende Walze 1 gemäß der vorliegenden Erfindung als Kontakt-aufladendes Element (aufladende Walze) ist angeordnet parallel zur Generatrix der photoempfindlichen Trommel 1 und wird gedrückt gegen die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 2 bei einem festgelegten Druck und wird rotiert in Anpassung an die Rotation der photoempfindlichen Trommel 2. Als Alternative kann die aufladende Walze 1 in Rotation angetrieben werden durch einen separaten Antriebsmechanismus.
  • Die aufladende Walze 1 enthält ein Kernmetall 1a, an welches eine festgelegte Spannung angelegt wird von einer Spannungsquelle. Als Folge wird die äußere periphere Oberfläche der rotierenden photoempfindlichen Trommel 2 aufgeladen auf ein festgelegtes Potential einer festgelegten Polarität. Im Falle des AC+DC-aufladenden Schemas wird das aufladende Element 1 vorzugsweise versorgt mit einer DC-Spannung gemäß einem erwünschten Oberflächenpotential VD der photoempfindlichen Trommel 2 in Superposition mit einer AC-Spannung mit einer Peak-an-Peak-Spannung, welche mindestens zweimal eine Ladungs-Startspannung Vth ist. Allerdings, da die leitende Walze der vorliegenden Erfindung eine exzellente einheitliche Leitfähigkeit hat, wird sie besonders bevorzugt verwendet im DC-aufladenden Schema, wobei die aufladende Leistung leicht ungleichmäßig wird.
  • Die Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 2, die somit primär aufgeladen ist auf ein festgelegtes Oberflächenpotential, wird darauffolgend ausgesetzt einer Belichtung einem bildförmig scannenden Laserstrahl 4, der objektive Bilddaten trägt, zugeführt von einem Laserscanner (Belichtungseinrichtung, nicht gezeigt), Tonerentwicklung mit entwickelnder Einrichtung 5, und Übertragung des resultierenden Tonerbildes durch Übertragungs-Einrichtung 6 auf ein Übertragungs(-empfangendes) Material 7 (wie Papier), und das Übertragungsmaterial 7, tragend das übertragene Tonerbild und getrennt von der Oberfläche der photoempfindlichen Trommel 2 wird dann der fixierenden Einrichtung (nicht gezeigt) zur Verfügung gestellt, um ein Bildprodukt auszugeben (Kopie oder Druck). Die photoempfindliche Oberfläche der Trommel 2 wird nach der Tonerbild-Übertragung durch reinigende Einrichtung 8 gereinigt, um anhaftende verschmutzende Materialien, wie restlichen Übertragungstoner, zu beseitigen und wird dann einem neuen Bild-bildenden Zyklus unterzogen.
  • Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls anwendbar auf ein sogenanntes reinigungsloses System, welches nicht bereitgestellt ist mit einer unabhängigen reinigenden Einrichtung wie einem reinigenden Blatt, einer reinigenden Walze und einem Abfalltonerbehälter, und in welchem restlicher Übertragungstoner (Entwickler) elektrostatisch durch die entwickelnde Einrichtung zurückgewonnen wird. Ein Beispiel der Bild-bildenden Vorrichtung gemäß eines derartigen reinigungslosen Systems ist in 4 abgebildet, wobei identische Bezugszeichen verwendet werden zur Darstellung ähnlicher Elemente wie in 1.
  • Wie in 1 und 4 gezeigt, können in der vorliegenden Erfindung die photoempfindliche Trommel 2 und das aufladende Element 1, und wahlweise noch die entwickelnde Einrichtung 5 (und reinigende Einrichtung) in integrierter Weise gestützt werden, um eine Prozesskartusche 9 zu bilden, welche abnehmbar an eine Hauptbaugruppe der Bild-bildenden Vorrichtung montierbar ist. Allerdings ist die Einbeziehung einer derartigen Prozesskartusche nicht wesentlich in der Bild-bildenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 2 und 3 zeigen jeweils ein Beispiel einer Schichtstruktur für das Bilden einer leitenden Walze gemäß der vorliegenden Erfindung. Gemäß diesen Figuren hat die leitende Walze gemäß der vorliegenden Erfindung einen elektrisch leitenden Träger 1a und mindestens eine elektrisch leitende elastische Schicht 1b und eine Widerstandsschicht 1c, die in dieser Reihenfolge auf dem elektrisch leitenden Träger 1a angeordnet sind. Wie in 3 gezeigt, kann eine Zwischenschicht 1d zwischen die elektrisch leitende elastische Schicht 1b und die Widerstandsschicht 1c in der Absicht der Anpassung des Widerstandes oder zur Verhinderung von Ausbluten des Weichmachers und des Erweichungsöls aus der elektrisch leitenden elastischen Schicht eingefügt werden.
  • Als elektrisch leitender Träger (Kernmetall) 1a kann ein zylindrischer Metallstab, wie Eisen, Kupfer, Nickel, Edelstahl oder Messing verwendet werden, als solcher, oder nach einer Oberflächen-Behandlung, wie chemischem Nickelplattieren oder Chromplattieren, in der Absicht der Rost-Vorbeugung oder der Tragbeständigkeit. Allerdings sollte die Oberflächenbehandlung mit Vorsicht durchgeführt werden, um die elektrische Leitfähigkeit nicht zu beeinträchtigen.
  • Die leitende elastische Schicht 1b der leitenden Walze wird gebildet aus einem elastomeren Material zur Bereitstellung eines einheitlichen Kontaktabschnitts zwischen der leitenden Walze und dem elektrophotographischen photoempfindlichen Element. Das elastomere Material hat als erstes einen Kautschuk. In der vorliegenden Erfindung ist es angesichts der gegenseitigen Löslichkeit mit anderen Additiven einschließlich des Ethersauerstoff enthaltenden Alkylphthalat-Derivats, des quartären Ammoniumperchlorats und des Fettsäureöls geeignet, einen Kautschuk zu verwenden, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR), Epichlorhydrin-Homopolymer, ECO (Epichlorhydrin-Ethylenoxid-Copolymer), GECO (Epichlorhydrin-Ethylenoxid-Allylglycidylether-Terpolymer) und GCO (Epichlorhydrinalkylglycidylether-Copolymer), und Chloropren-Kautschuk, von welchen alle gekennzeichnet sind als polare Kautschukarten. Unter diesen wird besonders Epichlorhydrin-Kautschuk hergestellt, weil er eine leichte Kontrolle des Widerstandes der resultierenden elektrisch leitenden elastischen Schicht erlaubt. Was NBR angeht, ist eines mit einem Acrylnitril-Gehalt von mindestens 25 Gew.-% (und vorzugsweise 45 Gew.-% oder weniger) bevorzugt, weil sogenanntes Niedernitril-NBR mit einem Acrylnitril-Gehalt von 20 Gew.-% oder weniger leicht Ausbluten der obenstehend erwähnten Additive verursacht, wegen der relativ schlechten gegenseitigen Löslichkeit. Aus ähnlichem Grund wird nichtpolarer Kautschuk, wie Ethylen-Propylen-Kautschuk oder Butadien-Kautschuk nicht bevorzugt in der vorliegenden Erfindung, wegen des Ausblutens der Additive an die Oberfläche.
  • In der vorliegenden Erfindung kann der obenstehend erwähnte polare Kautschuk verwendet werden in einem Gemisch mit einem weiteren Kautschuk-Typ. In diesem Fall sollte der Gehalt des polaren Kautschuks (gewählt aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Epichlorhydrin-Kautschuk und Chloropren-Kautschuk) allerdings bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, insbesondere mindestens 90 Gew.-% einnehmen.
  • Das Ethersauerstoff enthaltende Alkylphthalat-Derivat, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann vorzugsweise eines sein, dargestellt durch die folgende Formel (1):
    Figure 00110001
    wobei Ph bezeichnet eine Phenylgruppe; R1 eine Alkylengruppe mit 2–4 Kohlenstoffatomen; n eine ganze Zahl von 1 bis 3; R2 eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe oder Ethersauerstoff enthaltende Alkylgruppe mit 4–18 Kohlenstoffatomen; und m eine ganze Zahl von 2–4.
  • Spezielle Beispiele davon können beinhalten:
    Dibutoxyethylphthalat, Diheptyloxyethylphthalat, Diheptyloxyethoxyethylphthalat, Diheptyloxyethoxyethoxyethylphthalat, Di-2-ethylhexyloxyethylphthalat, Di-2-ethylhexyloxyethoxyethylphthalat, Di-2-ethylhexyloxyethoxyethoxyethylphthalat, Dioctyloxyethylphthalat, Dioctyloxyethoxyethylphthalat, Dioctyloxyethoxyethoxyethylphthalat, Dinonyloxyethylphthalat, Dinonyloxyethoxyethylphthalat, Dinonyloxyethoxyethoxyethylphthalat, Diisononyloxyethylphthalat, Diisononyloxyethoxyethylphthalat, Diisonoyloxyethoxyethoxyethylphthalat, Didecyloxyethylphthalat, Didodecyloxyethylphthalat, Ditetradecyloxyethylphthalat, Dihexadenyloxyethylphthalat, Dioctadecyloxyethylphthalat, Dibutoxybutylphthalat, und Diheptyloxybutylphthalat.
  • Die quartäre Ammoniumperchlorat-Verbindung, welche in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist vorzugsweise eine, dargestellt durch die folgende Formel (2):
    Figure 00120001
    wobei R3, R4 und R5 unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit 1–18 Kohlenstoffatomen bezeichnen, B eine Alkylengruppe mit 2–4 Kohlenstoffatomen bezeichnet, und p eine ganze Zahl von 1–4 bezeichnet.
  • Spezielle Beispiele davon können beinhalten:
    Dimethyloctylhydroxyethylammoniumperchlorat, Dimethyldecylhydroxyethylammoniumperchlorat, Dimethyldodecylhydroxyethylammoniumperchlorat, Dimethyltetradecylhydroxyethylammoniumperchlorat, Dimethylhexadecylhydroxyethylammoniumperchlorat, Dimethyloctadecylhydroxyethylammoniumperchlorat, Trimethylhydroxyethylammoniumperchlorat, Dimethyloctylhydroxyethyl(1-3)oxyethylenammoniumperchlorat, Dimethyldecylhydroxyethyl(1-3)oxyethylenammoniumperchlorat, Dimethyldodecylhydroxyethyl(1-3)oxyethylenammoniumperchlorat und Trimethylhydroxyethyl(1-3)oxyethylenammoniumperchlorat.
  • Unter den zur elektrisch leitenden elastischen Schicht hinzugefügten Additiven wird die quartäre Ammoniumperchlorat-Verbindung hinzugefügt, um der elektrisch leitenden elastischen Schicht elektrische Leitfähigkeit einzuverleiben, und das Ethersauerstoff enthaltende Alkylphthalat-Derivat kann bewirken, die Löslichkeit oder Affinität und Dispergierbarkeit der quartären Ammoniumperchlorat-Verbindung innerhalb des Kautschuks zu verbessern.
  • Die quartäre Ammoniumperchlorat-Verbindung kann vorzugsweise hinzugefügt werden in einer Menge von 10–200 Gewichtsteilen, besonders 50–150 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteilen des Ethersauerstoff enthaltenden Alkylphthalat-Derivates. Unterhalb von 10 Gewichtsteilen der Ammoniumperchlorat-Verbindung ist es schwierig, ein geeignetes Maß an elektrischer Leitfähigkeit einzuverleiben. Oberhalb von 200 Gew.-Teilen der Ammoniumperchlorat-Verbindung erfolgt leicht Ausbluten an die Oberfläche der elastischen Schicht.
  • Das Phthalat-Derivat, die Ammoniumperchlorat-Verbindung und das Fettsäureöl können separat zum Kautschuk hinzugefügt werden, aber um eine bessere Löslichkeit und Dispergierbarkeit innerhalb des Kautschuks zu gewährleisten, ist es bevorzugt, dass diese Verbindungen vorher gemischt werden in einer Mischungsflüssigkeit oder pastenartigem Zustand und die flüssige Mischung zum Kautschuk der vorliegenden Erfindung hinzugefügt wird. Als mit dem Phthalat-Derivat und der Ammoniumperchlorat-Verbindung diesmal zu vermischende Lösungsmittel kann das Fettsäureöl per se verwendet werden, welches bei Raumtemperatur flüssig ist und im allgemeinen aufweist Glyceride von Fettsäuren, vorzugsweise ungesättigte Fettsäuren. Pflanzliche Öle können bevorzugt werden und Beispiele dafür können beinhalten: Sojaöl, Baumwollöl, Castoröl, Erdnussöl, Leinsamenöl und Rapsöl. Diese Fettsäureöle können vorzugsweise in der Form von epoxidierten Produkten sein, wobei ethylenisch ungesättigte Bindungen der ausgehenden Fettsäureöle in Epoxid-Gruppen umgewandelt worden sind, beispielsweise durch Oxidation. Unter den epoxidierten Ölen sind epoxidierte pflanzliche Öle bevorzugt, epoxidiertes Sojaöl ist besonders bevorzugt, um eine bessere Dispergierbarkeit des Phthalat-Derivates und des Ammoniumperchlorats in der polaren Kautschuk-Matrik zu gewährleisten.
  • Das Fettsäureöl kann vorzugsweise verwendet werden in einer Menge von 1–100 Gew.-Teilen, weiter bevorzugt 5–50 Gew.-Teile, pro 100 Gew.-Teilen insgesamt von dem Phthalat-Derivat und der Ammoniumperchlorat-Verbindung. Unterhalb von 1 Gew.-Teil ist der Effekt leicht ungenügend, und oberhalb von 100 Gew.-Teilen ist die resultierende Walzenoberfläche leicht klebrig.
  • Die obenstehend erwähnten drei Typen von Additiven (das heißt das Phthalat-Derivat, die Ammoniumperchlorat-Verbindung und das Fettsäureöl) können vorzugsweise hinzugefügt werden in einer Gesamtmenge von 0,1–20 Gew.-Teilen, weiter bevorzugt 0,5–15 Gew.-Teile, pro 100 Gew.-Teilen Kautschuk. Wenn die hinzugefügte Menge weniger als 0,1 Gew.-Teile beträgt, kann ein genügender elektrische Leitfähigkeit einverleibender Effekt nicht erwartet werden. Eine hinzugefügte Menge im Übermass von 20 Gew.-Teilen resultiert nicht in einer weiteren Erniedrigung des Widerstandes, sondern eher in niedrigerer mechanischer Stärke der resultierenden elektrisch leitenden elastischen Schicht.
  • Es ist bevorzugt, dass die elektrisch leitende elastische Schicht 1b einen Volumenwiderstand von maximal 1 × 1010 Ohm.cm aufweist, weiter bevorzugt 1 × 107–1 × 109 Ohm.cm. Wenn der Volumenwiderstand 1 × 1010 Ohm.cm überschreitet, tritt leicht eine beträchtliche Reduzierung der angelegten Spannung auf in der elektrisch leitenden elastischen Schicht, was zum Misslingen führt, einen genügenden Ladungsstrom bereitzustellen und das elektrophotographische photoempfindliche Element in genügender Weise aufzuladen.
  • Die elektrisch leitende elastische Schicht 1b kann auf die folgende Weise gebildet werden. Die oben erwähnten Additive werden mit dem Kautschuk vermischt, und das Gemisch wird geknetet und dispergiert mittels einer Knetmaschine, wie einer Zwei-Walzen-Mühle, einem Druck-Kneter oder einem Banbury-Mixer, um eine elektrisch leitende Kautschuk-Verbindung zu bilden. Dann wird der elektrisch leitende Träger bedeckt mit einer Schicht der leitenden Kautschuk-Verbindung, die durch ein Verfahren gebildet wird, wie Spritzgießen, Extrusion, Spritzpressen und Kompressionspressen, gefolgt von Erwärmen zur Vulkanisierung. Die vulkanisierte Schicht kann unterzogen werden einem Polieren, Schneiden und/oder Sandstrahlen, um Größe und Oberflächenzustand der resultierenden elektrisch leitenden elastischen Schicht anzupassen. Die elektrisch leitende elastische Schicht kann die Form eines festen Produkts (Nicht-Schaumprodukt) oder eines Schaumprodukts annehmen.
  • Die elektrisch leitende elastische Schicht kann vorzugsweise eine Elongation bei Bruch (JIS-K6251) von maximal 700 % zeigen. Wenn die Elongation 700 überschreitet, wird die Glättbarkeit der Oberfläche schlecht und es wird schwierig, eine erwünschte Oberflächenrauhigkeit Rz (Zehn-Punkte-Durchschnittsrauhigkeit gemäß JIS-B0601) zu gewährleisten von maximal 10 μm. Selbst wenn Rz überschreitend 10 μm akzeptiert wird in Erwartung eines glättenden Effekts mit der Widerstandsschicht 1c, kann eine Rauigkeit Rz, die 10 μm überschreitet, nicht einheitlich gebildet werden, wenn die Elongation 700 % überschreitet.
  • Des weiteren kann die elektrisch leitende elastische Schicht 1b vorzugsweise eine internationale Kautschuk-Härte (IRHD) von maximal 60 deg. aufweisen, weiter bevorzugt 35 bis 60 deg., gemessen entsprechend einer vulkanisierten Kautschukhärte-Testmethode (JIS-K6253), um einen einheitlichen und stabilen Kontaktabschnitt (nip) mit dem photoempfindlichen Element bereitzustellen. Wenn die Härte 60 deg. überschreitet, verursacht die leitende Walze leicht eine Kontakt-Unregelmäßigkeit entlang ihrer Längsrichtung an einem Kontaktabschnitt mit dem photoempfindlichen Element.
  • Die elektrisch leitende elastische Schicht 1b kann vorzugsweise eine Dicke von mindestens 1 mm aufweisen, weiter bevorzugt 2–7 mm, um immer einen einheitlichen und stabilen Kontaktabschnitt mit dem photoempfindlichen Element zu bilden. Des weiteren, um einen einheitlicheren Kontaktabschnitt zu bilden, kann die Walze bereitgestellt werden mit einer sogenannten "Krone", das heißt einem zentralen Abschnitt mit einem größeren Aussendurchmesser als die Endabschnitte.
  • Die Widerstandsschicht 1c wird gebildet in der Absicht der Anpassung des Widerstandes und zur Verhinderung von Anhaften an die Oberfläche des photoempfindlichen Elementes 2 der leitenden Walze und zur Verhinderung der Verschmutzung auf dem photoempfindlichen Element 2. Angesichts der Weichheit und der Tragbeständigkeit kann die Widerstandsschicht 1c gebildet werden aus einem Bindeharz mit einem synthetischen Harz, wie einem Urethanharz, Fluorenthaltenden Harz, Polyvinyl-Butyral-Harz, Polycarbonat-Harz, Polyamid-Harz oder Silicon-Harz; oder einem thermoplastischen Elastomer, wie einem Polyamid-basierenden Elastomer, Polyurethan-basierenden Elastomer, Polyester-basierenden Elastomer, Polyolefin-basierenden Elastomer oder Polystyrol-basierenden Elastomer, durch Dispergieren elektrisch leitender anorganischer Partikel darin zur Anpassung des Widerstandes. Es ist besonders bevorzugt, dass die Widerstandsschicht hauptsächlich gebildet wird aus Urethan-Harz.
  • Für das Urethan-Harz ist es weiter bevorzugt, Polyesterurethan-Harz auf Caprolacton-Basis zu verwenden (das enthält offene Caprolacton-Einheiten in dessen Hauptkette), Caprolacton-modifiziertes Acrylurethan-Harz (enthaltend offene Caprolacton-Einheiten in dessen Seitenketten) oder Polycarbonat-basierendes Urethan-Harz.
  • Beispiele für die elektrisch leitenden anorganischen Partikel, die in der Widerstandsschicht 1c dispergiert sind, können beinhalten Partikel von Carbon-Black, Kohlenstoff-Graphit und elektrisch leitende Oxide, wie Titanoxid, Zinnoxid, Zinkoxid, Bariumsulfat, Bariumtitanat und Kaliumtitanat.
  • Die Widerstandsschicht 1c kann vorzugsweise aufweisen einen Volumenwiderstand von 1 × 1010–1 × 1012 Ohm.cm, weiter bevorzugt 1 × 108–1 × 1011 Ohm.cm. Wenn der Volumenwiderstand unterhalb von 1 × 107 Ohm.cm liegt, im Falle, dass Oberflächendefekte wie Nadellöcher und Kratzer auf der photoempfindlichen Trommel vorhanden sind, kann eine Schwierigkeit des "Ladungs-Durchsickern", was oberhalb einer Kontaktzone leicht auftritt, nicht verhindert werden. Wenn ein solches "Ladungs-Durchsickern" auftritt, ist das resultierende Bild begleitet von einer weißen Dropout-Zone im Falle des normalen Entwicklungs-Schemas oder von einer schwarzen Dropout-Zone im Falle eines umgekehrten Entwicklungs-Schemas, was eine beträchtliche Senkung der Bildqualität verursacht. Wenn der Volumenwiderstand 1 × 1012 Ohm.cm überschreitet, tritt leicht eine beträchtliche Senkung der angelegten Spannung auf, was zum Misslingen führt, einen angemessenen Grad des Ladungsstromes bereitzustellen und eine genügende Aufladung des photoempfindlichen Elements zu gewährleisten. Darüber hinaus werden leicht winzige laterale schwarze Streifen erzeugt.
  • Es ist bevorzugt, dass die Widerstandsschicht einen Volumenwiderstand aufweist, welcher 1–1 × 104 mal, weiter bevorzugt 102–103mal der der elektrisch leitenden elastischen Schicht ist. Wenn das Verhältnis unterhalb von 1 liegt, das heißt die Widerstandsschicht einen geringeren Widerstand als die elastische Schicht hat, tritt leicht Durchdringen von Ladung an Defekten des photoempfindlichen Elements auf, und oberhalb von 104 mal ist die aufladende Leistung leicht uneinheitlich.
  • Die Widerstandsschicht 1c kann beispielsweise hergestellt werden auf die folgende Art und Weise. Als erstes wird ein elektrisch leitendes Mittel hinzugefügt zu einer Lösung eines Polyols in einem angemessenen Lösungsmittel, und das Gemisch wird ausgesetzt einer Dispersion des leitenden Mittels durch eine Farbdispersions-Einrichtung, wie einer Kegelmühle, einer Sandmühle, einer Rührwerkskugelmühle, einer Walzmühle, einem Homogenisiergerät, einem Farbschüttler, einem Schaufelrührer oder einer Hochdruck-Kollisions-Dispersionsmaschine. In die resultierende leitende Dispersionsflüssigkeit wird eine festgelegte Menge einer Polyisocyanat-Verbindung gegeben und gerührt. Dann wird die resultierende Mischungsflüssigkeit auf die elektrisch leitende elastische Schicht aufgebracht durch ein Beschichtungsverfahren, wie Tauchbeschichten, Sprühbeschichten, Walzbeschichten oder Vorhang-Streichverfahren. Die bedeckende Schicht wird dann getrocknet zur Beseitigung des Lösungsmittels durch einen Heißluft-Zirkulationstrockner, einen Infrarot-trocknenden Ofen usw., um die Widerstandsschicht als einen trockenen Film auf der elektrisch leitenden Schicht zu bilden.
  • Die Widerstandsschicht 1c kann vorzugsweise eine Dicke haben von 2–1000 μm, insbesondere 5–100 μm. Wenn die Dicke unterhalb von 1 μm liegt, wird die Spannungsfestigkeit leicht erniedrigt. Wenn die Dicke 1000 μm überschreitet, erfordert die Verdampfung des Lösungsmittels eine beträchtliche Zeit, was dadurch die Produktivität senkt.
  • Wie in 3 gezeigt, kann eine Zwischenschicht 1d zwischen die elektrisch leitende elastische Schicht 1b und die Widerstandsschicht 1c eingefügt werden, in der Absicht der Anpassung des Widerstandes und der Verhinderung von Ausbluten der Additive aus der leitenden elastischen Schicht 1b. Die Zwischenschicht 1d kann aufweisen einen Kautschuk oder ein Harz. Die Zwischenschicht 1d kann enthalten Additive, ähnlich den hinzugefügten in der elektrisch leitenden elastischen Schicht 1b.
  • Beispiele
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung ausführlicher anhand von Beispielen erklärt.
  • Beispiel 1
  • Herstellung der aufladenden Elemente
  • Die folgenden Inhaltsstoffe wurden einheitlich in Lösung vermischt, um Additiv 1 herzustellen. Additiv 1
    Dibutoxyethylphthalat 100 Gew.-Teile
    Dimethyloctylhydroxyethylammoniumperchlorat 100 Gew.-Teile
    Epoxidiertes Sojaöl 20 Gew.-Teile
  • Herstellung der elektrisch leitenden elastischen Schicht der aufladenden Elemente
  • Mehrere bedeckende Zusammensetzungen wurden jeweils hergestellt durch Kneten der folgenden Inhaltsstoffe für 15 Minuten in einem Druck-Kneter, Temperatur-geregelt bei 20°C.
    Epichlorhydrin-ethylenoxidallylglycidylether-Terpolymer (GECO) 100 Gew.-Teile
    Zinkoxid 5 Gew.-Teile
    Calciumcarbonat 25 Gew.-Teile
    Weichmacher vom Ester-Typ 15 Gew.-Teile
    Stearinsäure 1 Gew.-Teile
    Schwefel 1 Gew.-Teile
    Additiv 1 variabel
  • Dem obigen gekneteten Produkt wurden 2 Gew.-Teile Benzothiazyldisulfid (Vulkanisierungsförderer) und 0,5 Gew.-Teile Tetrathiurammonosulfid (Vulkanisierungsförderer) hinzugefügt, und das resultierende Gemisch wurde 5 Minuten lang geknetet auf einer Zwei-Walzen-Mühle, Temperaturgeregelt bei 50°C, um eine elektrisch leitende Substanz herzustellen.
  • Separat wurde ein Edelstahl-Stab von 6 mm im Außendurchmesser und 258 mm in der Länge bereitgestellt als leitender Träger (Kernmetall), und die äußere Oberfläche davon wurde beschichtet mit einer Schicht der oben hergestellten elektrisch leitenden Substanz, gebildet durch Extrusion, gefolgt von Vulkanisierung unter Erwärmung bei 170°C für 15 Minuten. Die bedeckende Schicht wurde des weiteren trockengemahlen mit einem Mahlstein, um eine elastische Walze herzustellen, beschichtet mit einer 3 mm dicken und 232 mm langen elektrisch leitenden elastischen Schicht, aufweisend einen Außendurchmesser von 12 mm.
  • Messung des Volumenwiderstandes der elektrisch leitenden Substanzen für die elektrisch leitende elastische Schicht nach der Vulkanisierung
  • Jede elektrisch leitende Verbindung, hergestellt in der oben beschriebenen Weise, wurde gebildet in Form eines 2 mm dicken vulkanisierten Blatts (vulkanisiert unter den oben erwähnten Bedingungen). Die Volumenwiderstände (Rv) von einem derartigen Prüfbogen wurden gemessen durch ein Widerstandsmeter ("HIRESTA UP", ausgestattet mit einer angebrachten Elektrode ("J-BOX"), hergestellt von Mitsubishi Chemie K.K.) in Umgebungen von Niedertemperatur/Niederfeuchtigkeit (LT/LH = 15°C/10 %RH), Normaltemperatur/Normalfeuchtigkeit (NT/NH = 23°C/55 %RH) und Hochtemperatur/Hochfeuchtigkeit (HT/HH = 32°C/80 %RH), bei einer Zeit von 1 min nach Beginn der Spannungsanwendung von 10 Volt. Basierend auf den gemessenen Werten von Rv wurde eine Umgebungs-Änderungsrate (ΔRv) gemessen, bestimmt entsprechend der folgenden Formel: ΔRv (Anzahl) = Rv in LT/LH/Rv in HT/HH
  • Elongation bei Bruch Eb (%) und Oberflächenrauigkeit Rz.
  • Jede auf oben beschriebene Weise hergestellte elektrisch leitende Verbindung wurde in einem 2 mm dicken vulkanisierten Bogen formuliert (vulkanisiert unter den oben beschriebenen Bedingungen), aus welchem ein Teststück herausgeschnitten wurde und unterzogen wurde der Messung der Elongation bei Bruch Eb (%), gemäß JIS-K6251 unter Verwendung einer Tensilon-Universal-Testmaschine ("RTC-1250A", hergestellt von K.K. A & D).
  • Separat wurde die Oberflächen-Rauigkeit Rz (Zehn-Punkte-Durchschnittsrauigkeit gemäß JIS-B0601) der elektrisch leitenden elastischen Schicht nach Mahlen gemessen durch Verwendung eines Kontakt-Stylus-Typ-Oberflächenrauigkeitsmeters ("SURF CORDER SE-3300", hergestellt von K.K. Kosaka Kenkyusho).
  • (Messung der Härte der elastischen Schicht IRHD) Jede elektrisch leitende Substanz wurde geformt in 2 mm dicken vulkanisierten Blättern (vulkanisiert unter den oben beschriebenen Bedingungen). Drei Blätter davon wurden in gestapeltem Zustand unterzogen der Messung der internationalen Kautschuk-Härte (IRHD) gemäß JIS-K6253 (Härtetestverfahren für vulkanisierten Kautschuk) unter Verwendung eines IRHD-Taschenhärtemeters (hergestellt von K.K. Kobunshi Keiki).
  • Die obigen Prozeduren wurden wiederholt für jede der 8 elektrisch leitenden Beschichtungs-Zusammensetzungen, die verschiedene Anteile von Additiv 1 haben (Beispiele 1-1 bis 1-8), und die gemessenen Werte sind in Tabelle 1 unten zusammengefasst.
  • Figure 00230001
  • Herstellung der Widerstandsschicht
  • Eine Widerstandsschicht wurde hergestellt aus einer flüssigen Mischung mit 100 Gew.-Teilen einer Lösung von Polycaprolacton-Typ-Polyol in einem Lösungsmittelgemisch von Methylethylketon (MEK)/Toluol (Feststoff-Kontakt (Csm) = 20 Gew.-%) und 20 Gew.-Teilen von elektrisch leitendem Zinnoxid.
  • Das flüssige Gemisch wurde unterzogen 4 Stunden lang einer Dispersion in einer vertikalen Sandmühle mit Glaskügelchen, 1 mm Durchmesser, als Dispersionsmedium. Zur flüssigen Dispersion, abgetrennt von den Glaskügelchen, wurden 10 Gew.-Teile Tolylendiisocyanat (TDI) hinzugefügt, um eine Farbe für die Widerstandsschicht herzustellen.
  • Die elektrisch leitende elastische Schicht der oben hergestellten elastischen Walze wurde an der Oberfläche beschichtet durch Eintauchen mit der auf diese Weise hergestellten Farbe für die Widerstandsschicht, und die Beschichtungsschicht wurde getrocknet bei 120°C für 2 Stunden in einer Heißluft-Zirkulations-Trocknungsmaschine, um eine 20 μm dicke Widerstandsschicht zu bilden.
  • Der Volumenwiderstand (Rv) der Widerstandsschicht wurde gemessen hinsichtlich eines 20 μm dicken (trocken) Beschichtungsfilms (gebildet auf einer 100 μm dicken Aluminiumfolie durch Anwenden der oben hergestellten Farbe für die Widerstandsschicht durch einen Bar-Beschichter, gefolgt von Trocknen) mittels eines Widerstands-Meters ("HIRESTA UP" und "J-BOX", hergestellt von Mitsubishi Chemie K.K.) in einer Umgebung von NT/NH (23°C/55 %RH) bei einer Zeit von 1 min nach Beginn des Anlegens von 10 Volt, dadurch ergebend Rv = 1,0 × 1010 Ohm.cm.
  • Auf diese Weise wurden 6 leitende Walzen (Beispiele 1-1 bis 1-6), jede mit einem Außendurchmesser von etwa 12 mm, hergestellt. Danach wurde jede der oben hergestellten leitenden Walzen unterzogen der Messung des Widerstandes in einer Umgebung der Temperatur von 23°C und relativer Feuchtigkeit von 55 % (NT/NH). Insbesondere wurde für die Messung eine 10 mm breite und 50 μm dicke Aluminiumfolie angewendet, bei etwa dem gesamten Umfang der leitenden Walze, und DC 250 Volt wurden angelegt zwischen der Oberfläche der Aluminiumfolie und dem Kernmetall, um 10 sek nach Beginn der Spannungs-Anwendung dazwischen einen Strom zu messen. Basierend auf dem gemessenen Strom-Wert wurde der Volumenwiderstand der leitenden Walze bestimmt. Die gemessenen Werte sind in Tabelle 2 unten gezeigt.
  • Bildauswertung
  • Jede leitende Walze wurde als primär aufladende Walze eingefügt in eine Prozesskartusche ("EP-52 Kartusche", hergestellt von Canon K.K.) für einen Laserstrahldrucker ("LBP-1660", hergestellt von Canon K.K.) und verwendet zur Bild-Bewertung durch Verbinden der leitenden Walze mit einer externen Hochspannungs-Versorgung als eine primär aufladende DC-Spannungs-Versorgung. Die Bild-Bewertung wurde durchgeführt durch Bildung eines lateralen Halbton-Bildes (mit einem Punkt und zwei Arten bei 1200 dpi) in einer Umgebung von LT/LH (= 15°C/10 %RH) während des Anlegens einer primären DC-Vorspannung von etwa –1300 Volt) aus der externen Volt-Versorgung, um das photoempfindliche Element aufzuladen auf ein Dark-Part-Potential von –600 Volt. Die resultierenden Bilder wurden bewertet nach Augenmaß gemäß dem folgenden Standard:
    A Keine Bild-Defekte
    B Winzige laterale schwarze oder weiße Streifen traten auf bei 1 bis 5 Teilen in einer A4-Fläche.
    C Winzige laterale schwarze oder weiße Streifen traten auf bei 6–20 Teilen in A4.
    D Winzige laterale schwarze oder weiße Streifen traten auf bei 21 Teilen oder mehr in A4.
  • Leistungsbewertung der kontinuierlichen Bild-Bildung
  • Die oben hergestellte Prozesskartusche und der Laserstrahldrucker wurden verwendet für die kontinuierliche Bildung von Zeichen-Bildern (A4-Größe, Bildflächenverhältnis = 5 %) auf 10000 Blättern, und danach Bildung von lateralen Halbton-Bildern (1 Punkt und 2 Leerstellen, bei 1200 dpi) auf 10 Blättern. Die Bilder wurden bewertet gemäß dem folgenden Standard:
    A Einheitliche Bilder frei von Dichteunregelmäßigkeit wurden erhalten.
    B Bilder waren begleitet von einem leichten Grad an Dichteunregelmäßigkeit bei einem Rotations-Abstand der aufladenden Walze (38 mm)
    C Bilder waren begleitet von einer klaren Dichteunregelmäßigkeit bei einem Rotations-Abstand der aufladenden Walze (38 mm)
  • Anhaften und Verschmutzen auf dem photoempfindlichen Element
  • Jedes aufladende Element, eingebracht in die oben erwähnte Prozesskartusche, wurde 30 Tage lang stehen gelassen in einer Umgebung von 40°C/95 %RH, und danach der Grad des Anhaftens zwischen dem aufladenden Element und dem photoempfindlichen Element und von der Verschmutzung auf dem photoempfindlichen Element beobachtet. Insbesondere wurde das Anhaften bewertet basierend auf einem Zustand, wenn das aufladende Element getrennt wurde von dem photoempfindlichen Element, und die Verschmutzung wurde bewertet durch Beobachtung des aneinandergestoßenen Oberflächenabschnitts des photoempfindlichen Elements durch ein optisches Mikroskop.
  • Die Ergebnisse sind gezeigt in der folgenden Tabelle 2.
    Figure 00270001
    Beispiel 2 (Herstellung der elektrisch leitenden elastischen Schichten)
    Epichlorhydrin-Ethylen oxid-Copolymer (ECO) 100 Gew.-Teil(e)
    Magnesiumoxid 5 Gew.-Teil(e)
    Calciumcarbonat 25 Gew.-Teil(e)
    Weichmacher vom Ester-Typ 20 Gew.-Teil(e)
    Stearinsäure 1 Gew.-Teil(e)
    Anti-Alterungs-Mittel 1 Gew.-Teil(e)
    Additiv 1 variabel
  • Jede oben dargestellte Zusammensetzung (mit einem variablen Gehalt von Additiv 1) wurde 10 min lang geknetet in einem Druck-Kneter, Temperatur-geregelt bei 20°C. Zu dem gekneteten Produkt wurden 1 Gew.-Teil Schwefel und 2 Gew.-Teile Ethylenthioharnstoff (Vulkanisierungs-Förderer) hinzugefügt, und das resultierende Gemisch wurde 5 min lang geknetet auf einer Zwei-Walzen-Mühle, Temperatur-geregelt bei 50°C, um eine elektrisch leitende Substanz herzustellen.
  • Durch Verwendung der elektrisch leitenden Verbindungen wurden 8 Typen von elastischen Walzen mit jeweils einer elektrisch leitenden elastischen Schicht als Oberflächenschicht hergestellt, ansonsten auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1.
  • Die Eigenschaften (Rv (Ohm. cm), Eb (%), Rz (μm) und IRHD (deg.)) der auf diese Weise gebildeten 8 elektrisch leitenden elastischen Schichten (Beispiele 2-1 bis 2-8) der elastischen Walzen wurden auf die gleiche Weise gemessen und sind aufgelistet in der folgenden Tabelle 3.
  • Figure 00290001
  • Widerstandsschicht für Beispiel 2
  • Eine Widerstandsschicht-Farbe wurde hergestellt aus einer Inhaltsstoff-Mischung mit 100 Gew.-Teilen einer Lösung von ε-Caprolacton-modifiziertem Hydroxygruppen-enthaltenden Methacrylsäureester in Butylacetat (Lösungsmittel) (Csm = 30 Gew.-%), 25 Gew.-Teilen von elektrisch leitendem Zinnoxid und 5 Gew.-Teilen von Hexamethylendiisocyanat (HDI), ansonsten auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1. Sechs Typen von leitenden Walzen (Beispiele 2-1 bis 2-6) wurden hergestellt durch Bilden einer 12 μm dicken Widerstandsschicht aus der Widerstandsschicht-Farbe auf den oben hergestellten elektrisch leitenden elastischen Schichten der elastischen Walzen (Beispiele 2-1 bis 2-6), ansonsten auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1.
  • Die Auswertungs-Ergebnisse der auf diese Weise hergestellten leitenden Walzen und der Widerstandsschichten sind in Tabelle 4 unten zusammengefasst.
    Figure 00310001
    Beispiel 3 Herstellung der elektrisch leitenden elastischen Schichten
    Epichlorhydrin-Polymer (CO) 100 Gew.-Teil(e)
    Magnesiumoxid 5 Gew.-Teil(e)
    Calciumcarbonat 25 Gew.-Teil(e)
    Weichmacher vom Ester-Typ 20 Gew.-Teil(e)
    Stearinsäure 1 Gew.-Teil(e)
    Anti-Alterungs-Mittel 1 Gew.-Teil(e)
    Additiv 1 variabel
  • Jede oben dargestellte Zusammensetzung (mit einer variablen Menge von Additiv 1) wurde 10 min lang geknetet in einem Druck-Kneter, Temperatur-geregelt bei 20°C. Zu dem gekneteten Produkt wurden 1 Gew.-Teil Schwefel und 2 Gew.-Teile Ethylenthioharnstoff (Vulkanisierungs-Förderer) hinzugefügt, und das resultierende Gemisch wurde 5 min geknetet auf einer Zwei-Walzen-Mühle, Temperatur-geregelt bei 50°C, um eine elektrisch leitende Substanz herzustellen.
  • Durch Verwendung der elektrisch leitenden Verbindungen wurden 8 Typen von elastischen Walzen, jede aufweisend eine elektrisch leitende elastische Schicht als Oberflächenschicht, ansonsten auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt.
  • Die Eigenschaften (Rv (Ohm.cm), Eb (%), Rz (μm) und IRHD (deg.)) der auf diese Weise gebildeten 8 elektrisch leitenden elastischen Schichten (Beispiele 3-1 bis 3-8) der elastischen Walzen wurden auf dieselbe Weise gemessen und sind aufgelistet in der folgenden Tabelle 5.
  • Figure 00330001
  • Widerstandsschicht für Beispiel 3
  • Eine Widerstandsschicht-Farbe wurde hergestellt aus einer Inhaltsstoff-Mischung mit 100 Gew.-Teilen einer Lösung von Polycarbonat-Typ-Polyol in Butylacetat/Cyclohexanon-Gemisch-Lösungsmittel (Csm = 20 Gew.-%), 22 Gew.-Teilen von elektrisch leitendem Zinnoxid und 10 Gew.-Teilen von Hexamethylendiisocyanat (HDI), ansonsten auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1. Sechs Typen von leitenden Walzen (Beispiele 3-1 bis 3-6) wurden hergestellt durch Bilden einer 15 μm dicken Widerstandsschicht aus der Widerstandsschicht-Farbe auf den oben hergestellten elektrisch leitenden elastischen Schichten der elastischen Walzen (Beispiele 3-1 bis 3-6), ansonsten auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1.
  • Die Auswertungs-Ergebnisse der auf diese Weise hergestellten leitenden Walzen und der Widerstandsschichten sind zusammengefasst in Tabelle 6 unten.
  • Figure 00350001
  • Beispiel 4
  • Die folgenden Inhaltsstoffe wurden einheitlich in Lösung gemischt, um Additiv 2 herzustellen. Additiv 2
    Dibutoxyethylphthalat 100 Gew.-Teile
    Dimethyloctylhydroxyethyloxyethylenammoniumperchlorat 150 Gew.-Teile
    Epoxidiertes Sojaöl 20 Gew.-Teile
    Herstellung der elektrisch leitenden elastischen Schichten
    NBR (Acrylnitril-Gehalt = 30 Gew.-%) 100 Gew.-Teil(e)
    Zinkoxid 5 Gew.-Teil(e)
    Calciumcarbonat 25 Gew.-Teil(e)
    Wässrige Kieselsäure 5 Gew.-Teil(e)
    Weichmacher vom Ester-Typ 20 Gew.-Teil(e)
    Stearinsäure 1 Gew.-Teil(e)
    Anti-Alterungs-Mittel 1 Gew.-Teil(e)
    Schwefel 0,5 Gew.-Teil(e)
    Additiv 2 variabel
  • Jede oben dargestellte Zusammensetzung (mit einem variablen Gehalt von Additiv 2) wurde 10 min lang geknetet in einem Druck-Kneter, Temperatur-geregelt bei 20°C. Zu dem gekneteten Produkt wurden 1 Gew.-Teil Benzothiazyldisulfid (Vulkanisierungs-Förderer) und 0,5 Gew.-Teile Tetrathiurammonosulfid (Vulkanisierungsförderer) hinzugefügt, und das resultierende Gemisch 5 min lang geknetet auf einer Zwei-Walzen-Mühle, Temperatur-geregelt bei 50°C, um eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen.
  • Durch Verwendung der elektrisch leitenden Substanzen wurden 8 Typen von elastischen Walzen, jeweils aufweisend eine elektrisch leitende elastische Schicht als Oberflächenschicht, ansonsten auf die gleiche Weise hergestellt wie in Beispiel 1.
  • Die Eigenschaften (Rv (Ohm. cm), Eb (%), Rz (μm) und IRHD (deg.)) der auf diese Weise gebildeten 8 elektrisch leitenden elastischen Schichten (Beispiele 4-1 bis 4-8) der elastischen Walzen wurden auf die gleiche Weise gemessen und sind aufgelistet in der folgenden Tabelle 7.
  • Widerstandsschicht
  • Auf jeder der sechs Typen von elastischen Schichten wurde eine 10 μm dicke Widerstandsschicht gebildet aus der gleichen Widerstandsschicht-Farbe wie in Beispiel 2, um 6 Typen von leitenden Walzen herzustellen (Beispiele 4-1 bis 4-4). Die Auswertungs-Ergebnisse sind zusammengefasst in Tabelle 8 unten.
  • Figure 00380001
  • Figure 00390001
  • Beispiel 5
  • Die folgenden Inhaltsstoffe wurden einheitlich in Lösung gemischt, um Additiv 3 herzustellen. Additiv 3
    Di-2-ethylhexyloxyethoxyethylphthalat 100 Gew.-Teile
    Dimethyldecylhydroxyethylammoniumperchlorat 100 Gew.-Teile
    Epoxidiertes Soja-Öl 20 Gew.-Teile
    Herstellung von elektrisch leitenden elastischen Schichten
    Polychloropren 100 Gew.-Teil(e)
    Zinkoxid 5 Gew.-Teil(e)
    Magnesiumoxid 5 Gew.-Teil(e)
    Wässrige Kieselsäure 10 Gew.-Teil(e)
    Naphthen-basierendes Prozessöl 20 Gew.-Teil(e)
    Stearinsäure 1 Gew.-Teil(e)
    Anti-Alterungs-Mittel 1 Gew.-Teil(e)
    Schwefel 0,5 Gew.-Teil(e)
    Additiv 3 variabel
  • Jede oben dargestellte Zusammensetzung (mit einem variablen Gehalt von Additiv 3) wurde 10 min lang geknetet in einem Druck-Kneter, Temperatur-geregelt bei 20°C. Zu dem gekneteten Produkt wurden 1 Gew.-Teil Ethylen-Thioharnstoff (Vulkanisierungs-Förderer) hinzugefügt, und das resultierende Gemisch 5 min lang geknetet auf einer Zwei-Walzen-Mühle, Temperatur-geregelt bei 50°C, um eine elektrisch leitende Substanz herzustellen.
  • Durch Verwenden der elektrisch leitenden Substanzen wurden 8 Typen von elastischen Walzen, jeweils eine elektrisch leitende elastische Schicht als die Oberflächenschicht aufweisend, ansonsten auf die gleiche Weise hergestellt wie in Beispiel 1.
  • Die Eigenschaften (Rv (Ohm.cm), Eb (%), Rz (μm) und IRHD (deg.)) der auf diese Weise gebildeten 8 elektrisch leitenden elastischen Schichten (Beispiele 5-1 bis 5-8) der elastischen Walzen wurden auf die gleiche Weise gemessen und sind aufgelistet in der folgenden Tabelle 9.
  • Figure 00420001
  • Widerstandsschicht für Beispiel 5
  • Eine Widerstandsschicht-Farbe wurde hergestellt aus einer Inhaltsstoff-Mischung mit 100 Gew.-Teilen einer Lösung von Hydroxygruppen-enthaltendem Methacrylsäureester-Copolymer in Toluol/MEK-Gemisch-Lösungsmittel (Csm = 20 Gew.-%), 30 Gew.-Teilen von elektrisch leitendem Zinnoxid und 12 Gew.-Teilen von Isophorondiisocyanat (IPDI), ansonsten auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1. Fünf Typen von leitenden Walzen (Beispiele 5-2 bis 5-6) wurden hergestellt durch Bilden einer 12 μm dicken Widerstandsschicht aus der Widerstandsschicht-Farbe auf den oben hergestellten elektrisch leitenden elastischen Schichten mit Widerständen in einem angemessenen Bereich der elastischen Walzen (Beispiele 5-2 bis 5-6), ansonsten auf die gleiche Weise, wie in Beispiel 1.
  • Die Auswertungs-Ergebnisse der auf diese Weise hergestellten leitenden Walzen und der Widerstandsschichten sind zusammengefasst in Tabelle 10 unten.
  • Figure 00440001
  • Wie aus den obigen experimentellen Daten in Tabellen 1–10 von Beispielen 1 bis 5 verstanden wird, verursacht die leitende Walze der vorliegenden Erfindung geringes Ausbluten von Additiven niederen Molekulargewichts aus der elektrisch leitenden elastischen Schicht und ist ebenfalls charakterisiert durch geringe Fluktuation des Widerstandes bei Umwelt-Veränderungen. Des weiteren gewährleistet die leitende Walze der vorliegenden Erfindung exzellente Aufladungs-Einheitlichkeit bei der Verwendung als aufladendes Element.
  • Der Grund für das geringe Ausbluten von Additiven niederen Molekulargewichts und für die geringe Fluktuation des Widerstandes bei Umwelt-Veränderung wurde zurückgeführt auf die exzellente gegenseitige Löslichkeit zwischen der Ammoniumperchlorat-Verbindung als das leitende Mittel zusammen mit den anderen Additiven und dem polaren Kautschuk, und ebenfalls auf die Hochfeuchtigkeitseinfangende Kapazität des leitenden Mittels. Des weiteren kann die exzellente Aufladungs-Einheitlichkeit zurückgeführt werden auf eine bessere Dispergierbarkeit des leitenden Mittels in dem polaren Polymer als die anderen Typen von leitenden Mitteln. Vergleichsbeispiel 1 Herstellung von elektrisch leitenden elastischen Schichten
    Epichlorihydrin-ethylenoxid-allylglycidylether-Terpolymer (GECO) 100 Gew.-Teil(e)
    Zinkoxid 5 Gew.-Teil(e)
    Calciumcarbonat 25 Gew.-Teil(e)
    Weichmacher vom Ester-Typ 15 Gew.-Teil(e)
    Stearinsäure 1 Gew.-Teil(e)
    Schwefel 1 Gew.-Teil(e)
    Trimethyldodecylammoniumbromid variabel
  • Jede oben dargestellte Zusammensetzung (mit einem variablen Gehalt von leitendem Mittel) wurde 15 min lang geknetet in einem Druck-Kneter, Temperatur-geregelt bei 20°C. Zu dem gekneteten Produkt wurden 2 Gew.-Teile Benzothiazyldisulfid (Vulkanisierungs-Förderer) und 0,5 Gew.-Teile Tetrathiurammonosulfid (Vulkanisierungs-Förderer) hinzugefügt und das resultierende Gemisch 5 min lang geknetet auf einer Zwei-Walzen-Mühle, Temperaturgeregelt bei 50°C, um eine elektrisch leitende Substanz herzustellen.
  • Unter Verwendung der elektrisch leitenden Verbindungen wurden 6 Typen von elastischen Walzen, jede aufweisend eine elektrisch leitende elastische Schicht als die Oberflächenschicht, ansonsten auf dieselbe Weise hergestellt wie in Beispiel 1.
  • Die Eigenschaften (Rv (Ohm.cm), Eb (%), Rz (μm) und IRHD (deg.)) der auf diese Weise gebildeten 6 elektrisch leitenden elastischen Schichten (Vergleichsbeispiele 1-1 bis 1-6) der elastischen Walzen wurden auf dieselbe Weise gemessen und sind aufgelistet in der folgenden Tabelle 11.
  • Widerstandsschicht
  • Auf jede der 5 Typen von elastischen Schichten wurde eine 12 μm dicke Widerstandsschicht aus der gleichen Widerstandsschicht-Farbe wie in Beispiel 1 gebildet, um 5 Typen von leitenden Walzen herzustellen (Vergleichsbeispiele 1-1 bis 1-5). Die Auswertungs-Ergebnisse sind zusammengefasst in Tabelle 12 unten.
    Figure 00470001
    Figure 00480001
    Vergleichsbeispiel 2 Herstellung von elektrisch leitenden elastischen Schichten
    Epichlorhydrin-ethylenoxid-allylglycidyletherterpolymer (GECO) 100 Gew.-Teil(e)
    Zinkoxid 5 Gew.-Teil(e)
    Calciumcarbonat 25 Gew.-Teil(e)
    Weichmacher vom Ester-Typ 15 Gew.-Teil(e)
    Stearinsäure 1 Gew.-Teil(e)
    Schwefel 1 Gew.-Teil(e)
    Lithiumperchlorat variabel
  • Jede oben dargestellte Zusammensetzung (mit einem variablen Gehalt von leitendem Mittel) wurde 15 min lang geknetet in einem Druck-Kneter, Temperatur-geregelt bei 20°C. Zu dem gekneteten Produkt wurden 2 Gew.-Teile Benzothiazyldisulfid (Vulkanisierungs-Förderer) und 0,5 Gew.-Teile Tetrathiurammonosulfid (Vulkanisierungs-Förderer) hinzugefügt, und das resultierende Gemisch wurde 5 min lang geknetet auf einer Zwei-Walzen-Mühle, Temperatur-geregelt bei 50°C, um eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen.
  • Unter Verwendung der elektrisch leitenden Verbindungen wurden 5 Typen von elastischen Walzen, jeweils aufweisend eine elektrisch leitende elastische Schicht als die Oberflächenschicht, ansonsten auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt.
  • Die Eigenschaften (Rv (Ohm.cm), Eb (%), Rz (μm) und IRHD (deg.)) der auf diese Weise gebildeten 5 elektrisch leitenden elastischen Schichten (Vergleichsbeispiele 2-1 bis 2-5) der elastische Walzen wurden auf dieselbe Weise gemessen und sind aufgelistet in der folgenden Tabelle 13.
  • Widerstandsschicht
  • Auf jeder der 5 Typen der elastischen Schichten wurde eine 10 μm dicke Widerstandsschicht gebildet aus der gleichen Widerstandsschicht-Farbe wie in Beispiel 1, um 5 Typen von leitenden Walzen herzustellen (Vergleichsbeispiele 2-1 bis 2-5). Die Auswertungs-Ergebnisse sind zusammengefasst in Tabelle 14 unten.
    Figure 00510001
    Figure 00520001
    Vergleichsbeispiel 3 Herstellung der elektrisch leitenden elastischen Schichten
    Epichlorhydrin-ethylen oxid-allylglycidyletherterpolymer (GECO) 100 Gew.-Teil(e)
    Zinkoxid 5 Gew.-Teil(e)
    Calciumcarbonat 25 Gew.-Teil(e)
    Weichmacher vom Ester-Typ 15 Gew.-Teil(e)
    Stearinsäure 1 Gew.-Teil(e)
    Schwefel 1 Gew.-Teil(e)
    Natriumdodecylsulfat variabel
  • Jede oben dargestellte Zusammensetzung (mit einem variablen Gehalt von leitendem Mittel) wurde 15 min lang geknetet in einem Druck-Kneter, Temperatur-geregelt bei 20°C. Zu dem gekneteten Produkt wurden 2 Gew.-Teile Benzothiazyldisulfid (Vulkanisierungs-Förderer) und 0,5 Gew.-Teile Tetrathiurammonosulfid (Vulkanisierungs-Förderer) hinzugefügt, und das resultierende Gemisch wurde 5 min lang geknetet auf einer Zwei-Walzen-Mühle, Temperatur-geregelt bei 50°C, um eine elektrisch leitende Substanz herzustellen.
  • Unter Verwendung der elektrisch leitenden Verbindungen wurden 5 Typen von elastischen Walzen, mit jeweils einer elektrisch leitenden elastischen Schicht als Oberflächenschicht, ansonsten auf die gleiche Weise hergestellt wie in Beispiel 1.
  • Die Eigenschaften (Rv (Ohm.cm), Eb (%), Rz (μm) und IRHD (deg.)) der auf diese Weise gebildeten 5 elektrisch leitenden elastischen Schichten (Vergleichsbeispiele 3-1 bis 3-5) der elastischen Walzen wurden auf dieselbe Weise gemessen und sind aufgelistet in der folgenden Tabelle 15.
  • Widerstandsschicht
  • Auf jede der 4 Typen von elastischen Schichten wurde eine 10 μm dicke Widerstandsschicht gebildet aus der gleichen Widerstandsschicht-Farbe wie in Beispiel 1, um 4 Typen von leitenden Walzen herzustellen (Vergleichsbeispiele 3-1 bis 3-5). Die Auswertungs-Ergebnisse sind zusammengefasst in Tabelle 16 unten.
    Figure 00550001
    Figure 00560001
    Vergleichsbeispiel 4 Herstellung der elektrisch leitenden elastischen Schichten
    Epichlorhydrin-ethylen oxid-allylglycidyletherterpolymer (GECO) 100 Gew.-Teil(e)
    Zinkoxid 5 Gew.-Teil(e)
    Calciumcarbonat 25 Gew.-Teil(e)
    Weichmacher vom Ester-Typ 15 Gew.-Teil(e)
    Stearinsäure 1 Gew.-Teil(e)
    Schwefel 1 Gew.-Teil(e)
    Dimethyloctylhydroxyethylammoniumperchlorat variabel
  • Jede oben dargestellte Zusammensetzung (mit einem variablen Gehalt von leitendem Mittel) wurde 15 min lang geknetet in einem Druck-Kneter, Temperatur-geregelt bei 20°C. Zu dem gekneteten Produkt wurden 2 Gew.-Teile Benzothiazyldisulfid (Vulkanisierungs-Förderer) und 0,5 Gew.-Teile Tetrathiurammonosulfid (Vulkanisierungs-Förderer) hinzugefügt, und das resultierende Gemisch 5 min geknetet auf einer Zwei-Walzen-Mühle, Temperatur-geregelt bei 50°C, um eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen.
  • Durch Verwendung der elektrisch leitenden Verbindungen wurden 7 Typen von elastischen Walzen, mit jeweils einer elektrisch leitenden elastischen Schicht als Oberflächenschicht, ansonsten auf die gleiche Weise hergestellt wie in Beispiel 1.
  • Die Eigenschaften (Rv (Ohm.cm), Eb (%), Rz (μm) und IRHD (deg.)) der auf diese Weise gebildeten 7 elektrisch leitenden elastischen Schichten (Vergleichsbeispiele 4-1 bis 4-7) der elastischen Walzen wurden auf dieselbe Weise gemessen und sind aufgelistet in der folgenden Tabelle 17.
  • Widerstandsschicht
  • Auf jeder der 5 Typen von elastischen Schichten wurde eine 12 μm dicke Widerstandsschicht gebildet aus der gleichen Widerstandsschicht-Farbe wie in Beispiel 1, um 5 Typen von leitenden Walzen herzustellen (Vergleichsbeispiele 4-1 bis 4-3, 4-5 und 4-6). Die Auswertungs-Ergebnisse sind zusammengefasst in Tabelle 18 unten.
    Figure 00590001
    Figure 00600001
    Vergleichsbeispiel 5 Herstellung der elektrisch leitenden elastischen Schichten
    Ethylacrylat-2-chlorethylvinylether-copolymer 100 Gew.-Teil e)
    Calciumcarbonat 30 Gew.-Teil(e)
    Weichmacher vom Ester-Typ 10 Gew.-Teil(e)
    Stearinsäure 1 Gew.-Teil(e)
    Natriumstearat 3 Gew.-Teil(e)
    Kaliumstearat 0,5 Gew.-Teil(e)
    Dilaurylthiodipropionat 2 Gew.-Teil(e)
    Schwefel 1 Gew.-Teil(e)
    Additiv 1 variabel
  • Jede oben dargestellte Zusammensetzung (mit einem variablen Gehalt von Additiv 1) wurde 15 min lang geknetet auf einer Zwei-Walzen-Mühle, Temperatur-geregelt bei 40°C. Die auf diese Weise geknetete Verbindung wurde anschließend in einer elastischen Schicht auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 formuliert. Auf diesem Weg wurden 7 Typen von elastischen Walzen mit jeweils eine elektrisch leitenden elastischen Schicht als Oberflächenschicht hergestellt.
  • Die Eigenschaften (Rv (Ohm. cm) , Eb (%) , Rz (μm) und IRHD (deg.)) der auf diese Weise gebildeten 7 elektrisch leitenden elastischen Schichten (Vergleichsbeispiele 5-1 bis 5-7) der elastischen Walzen wurden auf dieselbe Weise gemessen und sind aufgelistet in der folgenden Tabelle 19.
  • Widerstandsschicht
  • Auf jeder der 4 Typen von elastischen Schichten wurde eine 12 μm dicke Widerstandsschicht aus der gleichen Widerstandsschicht-Farbe wie in Beispiel 1 gebildet, um 4 Typen von leitenden Walzen herzustellen (Vergleichsbeispiele 5-3 bis 5-6). Die Auswertungs-Ergebnisse sind zusammengefasst in Tabelle 20 unten.
  • Figure 00620001
  • Figure 00630001

Claims (18)

  1. Leitende Walze mit: einem elektrisch leitenden Träger (1a), einer elektrisch leitenden, den Träger bedeckenden elastischen Schicht (1b) und einer die elastische Schicht bedeckenden Widerstandsschicht (1c); wobei die elastische Schicht (1b) mindestens eine Art von Kautschuk, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Epichlorhydrin-Kautschuk und Chloropren-Kautschuk, ein Ether-Sauerstoff enthaltendes Alkylphthalat-Derivat, eine quartäre Ammoniumperchlorat-Verbindung und ein Fettsäure-Öl hat, und das Ether-Sauerstoff enthaltende Alkylphthalat-Derivat, die quartäre Ammoniumperchlorat-Verbindung und das Fettsäure-Öl in einer Gesamtmenge von 0,1–20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des Kautschuks enthalten sind.
  2. Leitende Walze nach Anspruch 1, wobei die, mindestens eine Art von Kautschuk in einem Anteil von mindestens 70 Gew.-% des Gesamtkautschuks in der elastischen Schicht enthalten ist.
  3. Leitende Walze nach Anspruch 1, wobei die elastische Schicht Epichlorhydrin-Kautschuk aufweist.
  4. Leitende Walze nach Anspruch 1, wobei das Ether-Sauerstoff enthaltende Alkylphthalat-Derivat eine Verbindung, dargestellt durch nachstehende Formel (1) ist:
    Figure 00650001
    wobei Ph eine Phenylgruppe bezeichnet; R1 eine Alkylengruppe mit 2–4 Kohlenstoffatomen; n eine ganze Zahl von 1–3 ist; R2 eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe oder eine Ether-Sauerstoff enthaltende Alkylgruppe mit 4–18 Kohlenstoffatomen ist; und m eine ganze Zahl von 2–4 ist.
  5. Leitende Walze nach Anspruch 1, wobei die quartäre Ammoniumperchlorat-Verbindung eine, dargestellt durch nachstehende Formel (2) ist:
    Figure 00650002
    wobei R3, R4 und R5 unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit 1–18 Kohlenstoffatomen, B eine Alkylengruppe mit 2–4 Kohlenstoffatomen und p eine ganze Zahl von 1–4 bezeichnet.
  6. Leitende Walze nach Anspruch 1, wobei die quartäre Ammoniumperchlorat-Verbindung zu 10–200 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des Ether-Sauerstoff enthaltenden Alkylphthalat-Derivats enthalten ist.
  7. Leitende Walze nach Anspruch 1, wobei das Fettsäure-Öl epoxidiertes Sojaöl aufweist.
  8. Leitende Walze nach Anspruch 1, wobei das Fettsäure-Öl zu 1–100 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des Ether-Sauerstoff enthaltenden Alkylphthalat-Derivats und der quartären Ammoniumperchlorat-Verbindung insgesamt enthalten ist.
  9. Leitende Walze nach Anspruch 1, wobei die elektrisch leitende, elastische Schicht einen spezifischen Volumen-Widerstand von höchstens 1 × 1010 Ohm.cm hat.
  10. Leitende Walze nach Anspruch 1, wobei die elektrisch leitende, elastische Schicht eine Bruchdehnung von höchstens 700 % hat.
  11. Leitende Walze nach Anspruch 1, wobei die elektrisch leitende, elastische Schicht eine internationale Gummihärte von höchstens 60 deg hat.
  12. Leitende Walze nach Anspruch 1, wobei die elektrisch leitende, elastische Schicht eine Dicke von mindestens 1 mm hat.
  13. Leitende Walze nach Anspruch 1, wobei die Widerstandsschicht einen spezifischen Volumenwiderstand von 1 × 107–1 × 1012 Ohm.cm hat.
  14. Leitende Walze nach Anspruch 1, wobei die Widerstandsschicht eine Dicke von 2–1000 μm hat.
  15. Leitende Walze nach Anspruch 1, wobei die Widerstandsschicht ein Urethanharz aufweist.
  16. Leitende Walze nach Anspruch 1, welche als aufladende Walze verwendbar ist.
  17. Prozesskartusche mit: einem elektrophotographischen, photoempfindlichen Element (2) und einer leitenden Walze (1), die als aufladendes Element in Kontakt mit dem elektrophotographischen, photoempfindlichen Element (2) angeordnet ist, wobei die leitende Walze aufweist: einen elektrisch leitenden Träger (1a), eine elektrisch leitende, den Träger bedeckende elastische Schicht (1b), und eine die elastische Schicht bedeckende Widerstandsschicht (1c); wobei die elastische Schicht (1b) mindestens eine Art von Kautschuk, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Epichlorhydrin-Kautschuk und Chloropren-Kautschuk, ein Ether-Sauerstoff enthaltendes Alkylphthalat-Derivat, eine quartäre Ammoniumperchlorat-Verbindung und ein Fettsäure-Öl aufweist, und das Ether-Sauerstoff enthaltende Alkylphthalat-Derivat, die quartäre Ammoniumperchlorat-Verbindung und das Fettsäure-Öl in einer Gesamtmenge von 0,1–20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des Kautschuks enthalten sind.
  18. Elektrophotographische Vorrichtung mit: einem elektrophotographischen, photoempfindlichen Element (2), einer leitenden Walze (1), die als aufladendes Element in Kontakt mit dem elektrophotographischen, photoempfindlichen Element (2) angeordnet ist, einer Belichtungseinrichtung (4) und einer Übertragungseinrichtung (6), wobei die leitende Walze aufweist einen elektrisch leitenden Träger (1a), eine elektrisch leitende, den Träger bedeckende elastische Schicht (1b) und eine die elastische Schicht bedeckende Widerstandsschicht (1c); wobei die elastische Schicht (1b) mindestens eine Art von Kautschuk, gewählt aus der Gruppe bestehend aus Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Epichlorhydrin-Kautschuk und Chloropren-Kautschuk, ein Ether-Sauerstoff enthaltendes Alkylphthalat-Derivat, eine quartäre Ammoniumperchlorat-Verbindung und ein Fettsäure-Öl aufweist, und das Ether-Sauerstoff enthaltende Alkylphthalat-Derivat, die quartäre Ammoniumperchlorat-Verbindung und das Fettsäure-Öl in einer Gesamtmenge von 0,1–20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen des Kautschuks enthalten sind.
DE60010982T 1999-07-12 2000-07-11 Leitfähige Rolle, Arbeitseinheit und Bilderzeugungsgerät Expired - Lifetime DE60010982T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19711299 1999-07-12
JP19711299 1999-07-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60010982D1 DE60010982D1 (de) 2004-07-01
DE60010982T2 true DE60010982T2 (de) 2005-06-02

Family

ID=16368939

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60010982T Expired - Lifetime DE60010982T2 (de) 1999-07-12 2000-07-11 Leitfähige Rolle, Arbeitseinheit und Bilderzeugungsgerät

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6558781B1 (de)
EP (1) EP1069482B1 (de)
KR (1) KR100374270B1 (de)
DE (1) DE60010982T2 (de)
TW (1) TW513623B (de)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030096917A1 (en) * 2001-08-23 2003-05-22 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Polymer composition for conductive roller, polymer composition, conductive roller, and conductive belt
US6962746B2 (en) 2002-04-19 2005-11-08 Canon Kasei Kabushiki Kaisha Conductive member, and process cartridge and electrophotographic apparatus which make use of the same
US6951688B2 (en) * 2002-10-11 2005-10-04 Canon Kabushiki Kaisha Charging member, and image-forming apparatus and process cartridge which make use of the same
US7054579B2 (en) * 2003-06-30 2006-05-30 Canon Kabushiki Kaisha Charging member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
KR100532114B1 (ko) * 2004-01-19 2005-11-29 삼성전자주식회사 현상장치 및 이를 이용한 전자사진방식 화상형성장치
KR100636138B1 (ko) * 2004-04-02 2006-10-19 삼성전자주식회사 전자기록 화상형성 장치용 현상 롤러 및 이를 구비한전자기록 화상형성 장치
US7534535B2 (en) * 2004-11-23 2009-05-19 Xerox Corporation Photoreceptor member
US20070013107A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-18 Lexmark International, Inc. Epichlorohydrin rollers improved for grinding
JP5146982B2 (ja) * 2005-11-01 2013-02-20 シンジーテック株式会社 導電性ゴム部材
JP5146983B2 (ja) * 2005-11-16 2013-02-20 シンジーテック株式会社 導電性ゴム部材
US7609999B2 (en) * 2005-12-01 2009-10-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Apparatus for charging an image transfer surface
JP5046273B2 (ja) * 2005-12-28 2012-10-10 シンジーテック株式会社 導電性ロール
US8398532B2 (en) 2007-03-07 2013-03-19 Lexmark International, Inc. Developer rolls having a tuned resistivity
US8090295B2 (en) * 2007-04-04 2012-01-03 Synztec Co., Ltd. Conductive rubber member
EP2110715B1 (de) 2008-04-15 2012-06-06 Ten Cate Enbi International B.V. Entwicklungsrolle, Entwicklungsvorrichtung mit einer solchen Entwicklungsrolle sowie Verfahren zur Bereitstellung einer solchen Entwicklungsrolle
EP2629151B1 (de) * 2010-10-15 2017-03-08 Canon Kabushiki Kaisha Landungselement
US20120251171A1 (en) * 2011-03-29 2012-10-04 Canon Kabushiki Kaisha Conductive member
JP6000580B2 (ja) * 2011-03-29 2016-09-28 キヤノン株式会社 接触帯電ローラ、現像部材、導電性部材およびこれらの製造方法、プロセスカートリッジならびに電子写真装置
JP5975977B2 (ja) * 2011-12-19 2016-08-23 キヤノン株式会社 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真装置
US9442408B2 (en) 2014-11-28 2016-09-13 Canon Kabushiki Kaisha Member for electrophotography, method for producing the same, and image forming apparatus
JP6555526B2 (ja) * 2015-10-13 2019-08-07 住友ゴム工業株式会社 半導電性ローラ
JP6872365B2 (ja) * 2016-12-26 2021-05-19 シンジーテック株式会社 帯電ロール

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4157320A (en) * 1978-03-20 1979-06-05 Technical Processing, Inc. Rubber processing aid
JPH0830915B2 (ja) 1988-02-19 1996-03-27 キヤノン株式会社 帯電部材、それを用いた帯電装置および電子写真装置
JPH06266206A (ja) 1993-01-13 1994-09-22 Ricoh Co Ltd 帯電ローラ
JP3240759B2 (ja) 1993-06-24 2001-12-25 東海ゴム工業株式会社 導電性ロール
JPH0863014A (ja) 1994-06-13 1996-03-08 Sumitomo Rubber Ind Ltd 導電性ローラ
CA2210479A1 (en) * 1995-02-16 1996-08-29 The Minnesota Mining & Manufacturing Company Articles incorporating pressure-sensitive adhesives having improved adhesion to plasticized polyvinyl chloride
EP0730979B1 (de) * 1995-03-06 2000-08-30 Fuji Photo Film Co., Ltd. Träger für lithographische Druckplatten, Herstellungsverfahren desselben und Vorrichtung zur elektrochemischen Aufrauhung
EP0791861B1 (de) * 1996-02-20 2003-05-07 Canon Kabushiki Kaisha Bildherstellungsverfahren
JPH1044260A (ja) * 1996-08-02 1998-02-17 Bridgestone Corp ロ−ラ及びその製造方法
US5878313A (en) * 1996-09-02 1999-03-02 Bridgestone Corporation Developing roller and apparatus
CN1105335C (zh) * 1997-02-27 2003-04-09 东海橡胶工业株式会社 电照相成像设备中显影辊所用的低硬度导电辊
US5978639A (en) * 1997-05-02 1999-11-02 Bridgestone Corporation Intermediate transfer member and intermediate transfer device
US6312792B1 (en) * 1998-06-10 2001-11-06 Bridgestone Corporation Electrically conductive member and image-forming apparatus
JP2000010398A (ja) * 1998-06-17 2000-01-14 Bridgestone Corp トナー担持体及び画像形成装置
US6296931B1 (en) * 1999-09-28 2001-10-02 3M Innovatice Properties Company High clarity image bearing sheet

Also Published As

Publication number Publication date
KR100374270B1 (ko) 2003-03-03
EP1069482A2 (de) 2001-01-17
KR20010021068A (ko) 2001-03-15
EP1069482A3 (de) 2002-01-23
US6558781B1 (en) 2003-05-06
EP1069482B1 (de) 2004-05-26
TW513623B (en) 2002-12-11
DE60010982D1 (de) 2004-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60010982T2 (de) Leitfähige Rolle, Arbeitseinheit und Bilderzeugungsgerät
DE69534979T2 (de) Aufladeelement und Aufladevorrichtung
DE3888155T4 (de) Gerät für das elektrophotographische Verfahren.
DE69130121T2 (de) Reinigungsklinge und -vorrichtung für Elektrophotographie; Geräteeinheit, elektrophotographisches Gerät und Faksimile-Gerät
DE3854995T2 (de) Polymeres organisches Material mit antistatischer Eigenschaft und dessen Verwendung in elastischen Drehkörpen und diesen benutzenden Befestigungs- vorrichtungen
DE69717324T2 (de) Tonerzuführrolle mit Öffnungen in einer Aussenschicht, die eine poröse zylindrische Polyurethanschwammstruktur hat, und Verfahren zur Herstellung derselben
DE69818124T2 (de) Aufladungsvorrichtung, Aufladeverfahren, Kassette und Bilderzeugungsgerät
DE69435008T2 (de) Rolle, Aufladegerät und Bilderzeugungsgerät unter Verwendung derselben
DE69414047T2 (de) Aufladungsteil, Aufladungsvorrichtung und aus einem Bilderzeugungsgerät herausnehmbare Prozess-Kassette
DE69327298T2 (de) Fixierrolle mit einer Schutzschicht aus leitfähigen Teilchen in Form einer hohlen Doppelschale als Füllmaterial gegen Offset
DE69826346T2 (de) Bilderzeugungsgerät und Zwischenübertragungselement
DE69625570T2 (de) Zwischenübertragungselement, elektrophotographisches Gerät hiermit und Verfahren zur Herstellung hierfür
DE69511006T2 (de) Aufladungsteil und Bilderzeugungsgerät zur Anwendung derselben
DE69522082T2 (de) Bilderzeugungsgerät mit einem Zwischenübertragungselement und Verfahren zur Bilderzeugung mit dem Übertragungselement
DE19621739C2 (de) Ladeteil für eine elektrophotographische Bilderzeugungseinrichtung
DE69626719T2 (de) Bilderzeugungsgerät mit Kontaktaufladungsteil
DE102017117116B4 (de) Entwicklungsvorrichtung, Prozesskartusche und elektrofotografische Bilderzeugugsvorrichtung
DE3525545C2 (de)
DE102004004575A1 (de) Halbleitende Walze
DE3726725C2 (de)
DE60033298T2 (de) Elektrostatische Schmelzfixierrollen und -bänder
DE69907364T2 (de) Aufladerolle deren Aussenschicht gepfropftem Kohlenstoff enthält
DE69004713T2 (de) Bilderzeugungsverfahren.
DE69515452T2 (de) Aufladeelement, Arbeitseinheit mit einem solchen Element und elektrophotographisches Gerät
DE69825391T2 (de) Leitfähige Beschichtung für ein Aufladeblatt beim elektrostatischen Druckverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition