導(dǎo)電性構(gòu)件、電子照相設(shè)備和處理盒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在與電子照相設(shè)備的感光構(gòu)件抵接的同時(shí)可使用的如充電構(gòu)件等導(dǎo) 電性構(gòu)件，以及電子照相設(shè)備和處理盒。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電子照相圖像形成設(shè)備中，具有導(dǎo)電性彈性層的導(dǎo)電性構(gòu)件已用于，例如，各充 電構(gòu)件、顯影構(gòu)件、轉(zhuǎn)印構(gòu)件和供紙構(gòu)件。期望此類導(dǎo)電性彈性層具有例如，以體積固有電 阻率計(jì)為約1Χ1〇 3Ω .cm以上且1Χ1〇9Ω .cm以下的電阻值的半導(dǎo)電性。
[0003] 已知通過使生膠（base rubber)與炭黑配混獲得的導(dǎo)電性橡膠用于彈性層。
[0004] 專利文獻(xiàn)1公開了包括由通過添加炭黑調(diào)節(jié)其體積固有電阻的半導(dǎo)電性橡膠材 料形成的彈性體層的OA機(jī)器用構(gòu)件。此外，專利文獻(xiàn)1公開了具有20-150m 2/g的氮吸附比 表面積和60-180ml/100g的DBP吸油量的炭黑用作炭黑。此外，文獻(xiàn)的實(shí)施例描述了使用 具有32m 2/g的氮吸附比表面積和140ml/100g的DBP吸油量的炭黑（商品名：SEAST G-SVH; 由TOKAI CARBONCO.，LTD.制造）。此外，專利文獻(xiàn)1描述了以下關(guān)于吸油量的數(shù)值范圍的 意義。當(dāng)DBP吸油量為小于60ml/100g時(shí)，炭黑的結(jié)構(gòu)發(fā)展到低程度使得為了引發(fā)導(dǎo)電性 需要添加大量的炭黑，從而導(dǎo)致橡膠硬度的提高。另一方面，當(dāng)DBP吸油量超過180ml/100g 時(shí)，結(jié)構(gòu)發(fā)展到高程度使得即使少量炭黑的配混也導(dǎo)致彈性層電阻值的過大變化，從而使 得難以調(diào)節(jié)電阻。
[0005] 另外，一般已知，炭黑在橡膠中的分散性可以通過降低炭黑的比表面積，即，增大 其粒徑或通過增加其結(jié)構(gòu)的個(gè)數(shù)來改進(jìn)。此外，炭黑的結(jié)構(gòu)發(fā)展到的程度可通過其DBP吸 油量來評價(jià)。這是因?yàn)樘亢诘木奂w之間的空隙率與炭黑的結(jié)構(gòu)具有正相關(guān)關(guān)系。此外， 市場上流通的炭黑的DBP吸油量為約40-180ml/100g。
[0006] 因此，可以理解的是，作為專利文獻(xiàn)1中所述的炭黑選擇在橡膠中的分散性優(yōu)異 并且具有大的DBP吸油量的炭黑。
[0007] 引f列表
[0008] 專利f獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本專利申請?zhí)亻_H11-45013

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明要解決的問題
[0011] 通過本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行的研宄發(fā)現(xiàn)，通過使用通過將如專利文獻(xiàn)1中所述的具 有大的DBP吸油量的炭黑分散于橡膠中獲得的橡膠組合物形成的導(dǎo)電性彈性層中，大的電 阻不均勻可發(fā)生。具體地，覆蓋通過用十字頭將導(dǎo)電性橡膠組合物與芯軸共擠出形成的輥 形狀的導(dǎo)電性構(gòu)件的芯軸周圍的導(dǎo)電性彈性層的電阻可能沿其圓周方向改變，所述導(dǎo)電性 橡膠組合物通過捏合具有大的DBP吸油量的炭黑和橡膠獲得。
[0012] 鑒于上述，本發(fā)明的目的是提供包括顯示小電阻不均勻的導(dǎo)電性彈性層的電子照 相用導(dǎo)電性構(gòu)件。此外，本發(fā)明的目的是提供有助于形成高品質(zhì)電子照相圖像的處理盒和 電子照相設(shè)備。
[0013] 用于解決問題的方案
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供導(dǎo)電性構(gòu)件，其包括：導(dǎo)電性支承體；和導(dǎo)電性彈性 層，其中：彈性層包括包含電子導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑聚合物的混合物，或該混合物的固化物；并 且電子導(dǎo)電劑包含具有以下特性（i)-(iii)的炭黑：
[0015] ⑴平均一次粒徑為20nm以上且30nm以下；
[0016] (ii)DBP 吸油量為 40ml/100g 以上且 70ml/100g 以下；和
[0017] (iii)通過程序升溫脫附/質(zhì)譜分析產(chǎn)生的CO和CO2的總量相對于炭黑為0. 30 質(zhì)量％以上且0. 80質(zhì)量％以下，并且通過程序升溫脫附/質(zhì)譜分析產(chǎn)生的SO2的量相對于 炭黑為0.05質(zhì)量％以上。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供可拆卸地安裝至電子照相設(shè)備的主體的處理盒， 其包括：充電構(gòu)件；和配置為可通過充電構(gòu)件帶電的電子照相感光構(gòu)件。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供電子照相設(shè)備，其包括：充電構(gòu)件；和配置為可通 過充電構(gòu)件帶電的電子照相感光構(gòu)件。
[0020] 發(fā)明的效果
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，可獲得包括顯示小的電阻不均勻的導(dǎo)電性彈性層的電子照相用導(dǎo)電 性構(gòu)件。根據(jù)本發(fā)明，還可獲得有助于形成高品質(zhì)電子照相圖像的處理盒和電子照相設(shè)備。
【附圖說明】
[0022] 圖1為示出充電輥的構(gòu)成例的示意性截面圖。
[0023] 圖2為示出具有充電構(gòu)件的電子照相設(shè)備的示意性構(gòu)成例的圖。
[0024] 圖3為十字頭的示意性截面圖。
[0025] 圖4為示出用于測量充電輥的電阻的設(shè)備的示意性構(gòu)成例的圖。
[0026] 圖5為安裝有十字頭的排氣式擠出機(jī)的示意性構(gòu)成例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 本發(fā)明的發(fā)明人對通過使用通過將具有大的DBP吸油量的炭黑分散于橡膠中獲 得的導(dǎo)電性橡膠組合物形成的導(dǎo)電性彈性層中電阻不均勻發(fā)生的原因進(jìn)行了研宄。結(jié)果， 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，因?yàn)榫哂写蟮腄BP吸油量的炭黑在橡膠中的分散性良好，所以該炭黑在包 含炭黑的橡膠組合物中的分散狀態(tài)由于對橡膠組合物剪切力的微小變動使得以極容易的 方式變化。
[0028] 通常，在炭黑在橡膠中分散時(shí)施加高剪切力。其后，為了可以獲得具有期望形狀的 彈性層，進(jìn)行橡膠組合物的擠出成型。此時(shí)，當(dāng)炭黑在橡膠中的分散性高時(shí)，由于在擠出成 型時(shí)施加至橡膠組合物的剪切力的即使微小的變動也導(dǎo)致炭黑在橡膠中的存在狀態(tài)容易 變化。這可能是當(dāng)使用具有高DBP吸油量的炭黑時(shí)導(dǎo)電性彈性層中電阻不均勻易于局部發(fā) 生的原因。
[0029] 基于該討論，作為引入至導(dǎo)電性彈性層的炭黑，本發(fā)明的發(fā)明人試圖使用，在橡膠 中具有差的分散性、小粒徑和低結(jié)構(gòu)的炭黑，具體地，具有20nm以上且30nm以下的平均一 次粒徑，和40ml/100g以上且70ml/100g以下的DBP吸油量的炭黑。
[0030] 即，本發(fā)明人認(rèn)為，當(dāng)通過將高剪切力施加至通過將炭黑混合于橡膠中獲得的橡 膠組合物而使此類炭黑可良好地分散于橡膠中時(shí)，由于此后的擠出成型時(shí)的低剪切力使得 炭黑的分散狀態(tài)沒有變化，因此獲得顯示小的電阻不均勻的導(dǎo)電性彈性層。然而，此類炭黑 在橡膠中的分散性差，使得即使通過施加高加切力也難以使炭黑良好地分散于橡膠中。
[0031] 結(jié)果，在一些情況下，在所得充電構(gòu)件的彈性層中觀察到由于炭黑的不充分分散 導(dǎo)致的炭黑的聚集塊。此外，當(dāng)用此類充電構(gòu)件使電子照相感光構(gòu)件帶電時(shí)，在一些情況下 觀察到源自彈性層中的炭黑聚集塊的存在的帶電不良和由該帶電不良導(dǎo)致的電子照相圖 像上的斑點(diǎn)的發(fā)生。
[0032] 鑒于上述，本發(fā)明的發(fā)明人已關(guān)注到炭黑的表面官能團(tuán)。炭黑通常在其表面上具 有如羧基、羥基、醌基或內(nèi)酯基等官能團(tuán)。此外，此類表面官能團(tuán)在一定程度上影響炭黑在 橡膠中的分散性。即，具有較大量的表面官能團(tuán)的炭黑傾向于更容易地分散于橡膠中。
[0033] 鑒于上述，本發(fā)明的發(fā)明人為了實(shí)現(xiàn)分散性與電阻的穩(wěn)定性之間的相容性，通過 使用具有小粒徑、小DBP吸油量和大量表面官能團(tuán)的炭黑進(jìn)行了研宄。結(jié)果，本發(fā)明人改進(jìn) 了在橡膠中的分散性，但發(fā)現(xiàn)新的問題在于在加工橡膠組合物的步驟中電阻逐漸變動。
[0034] 鑒于上述，本發(fā)明人對具有大量表面官能團(tuán)的炭黑導(dǎo)致該問題的原因已進(jìn)行了進(jìn) 一步研宄。結(jié)果，本發(fā)明人揭露了，將存在于炭黑表面上的官能團(tuán)分類為容易脫離炭黑表面 的官能團(tuán)，即，具有低穩(wěn)定性的官能團(tuán)，和不容易從其脫離的官能團(tuán)，即，具有高穩(wěn)定性的官 能團(tuán)，以及在具有大量存在于其表面上的各自具有低穩(wěn)定性的官能團(tuán)的炭黑的情況下，在 將炭黑分散于橡膠中的分散步驟中表面官能團(tuán)的存在量變化，因此電阻易于變動。具體地， 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)以下。如羧基、醌基和內(nèi)酯基等各自由碳原子、氧原子和氫原子形成的官能團(tuán) 各自具有低穩(wěn)定性，因此各基團(tuán)易于引起橡膠組合物的加工步驟中電阻的變動。相反，如磺 ?；群蛟拥墓倌軋F(tuán)具有高穩(wěn)定性，因此幾乎不引起橡膠組合物的加工步驟中電阻的 變動。
[0035] 根據(jù)上述發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的發(fā)明人已得出結(jié)論：具有小粒徑，低結(jié)構(gòu)，少量各自由碳 原子、氧原子和氫原子形成的官能團(tuán)，和大量各自含有硫原子的官能團(tuán)的炭黑適合本發(fā)明 目的的實(shí)現(xiàn)。即，此類炭黑在橡膠組合物中具有適度的分散性并且其在橡膠組合物中的分 散狀態(tài)由于施加至橡膠組合物的剪切力的輕微變動而很少變化。因此，可以說，所述炭黑極 其適合顯示小的電阻不均勻的導(dǎo)電性彈性層的量產(chǎn)。
[0036] 下文中，描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。
[0037] 〈導(dǎo)電性構(gòu)件〉
[0038] 本發(fā)明的導(dǎo)電性構(gòu)件具有導(dǎo)電性支承體和導(dǎo)電性彈性層。此外，導(dǎo)電性構(gòu)件在支 承體與彈性層之間，或者在彈性層的表面上可具有任意其它層（如粘合層或表面層）。本發(fā) 明的導(dǎo)電性構(gòu)件可用作用于如電子照相設(shè)備或靜電記錄設(shè)備等圖像形成設(shè)備的導(dǎo)電性構(gòu) 件。本發(fā)明的導(dǎo)電性構(gòu)件可用于，例如，用于此類圖像形成設(shè)備的各充電構(gòu)件、顯影構(gòu)件、轉(zhuǎn) 印構(gòu)件和供紙構(gòu)件。應(yīng)注意的是，導(dǎo)電性構(gòu)件的形狀可以適當(dāng)?shù)貋磉x擇并且可以為，例如， 輥形狀或帶形狀。下文中，通過將特別特別關(guān)注輥形狀的充電構(gòu)件（充電輥）而給出描述。
[0039] (充電輥）
[0040] 圖1示出作為根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電性構(gòu)件的實(shí)例的充電輥10的示意性截面圖。充 電輥10可以由作為導(dǎo)電性支承體的芯軸11和設(shè)置在其外周的導(dǎo)電性彈性層12構(gòu)成，并且 如上所述，根據(jù)需要可在彈性層12的外側(cè)（外周面）設(shè)置表面層13。圖1所示的充電輥 10由芯軸11、