本發(fā)明涉及一種輥和使用所述輥的圖像形成裝置(以下，也簡稱為“裝置”)，并且具體地涉及一種用于如復(fù)印機、打印機和特別是激光束打印機等圖像形成裝置的導(dǎo)電性輥，和特別是涉及一種適合作為顯影輥的輥，和使用所述輥的圖像形成裝置。

背景技術(shù)：

通常，在如復(fù)印機、打印機、傳真機等使用電子照相打印法的圖像形成裝置中，在圖像形成的各步驟中，使用如轉(zhuǎn)印輥、顯影輥、調(diào)色劑供給輥、充電輥、清潔輥、中間轉(zhuǎn)印輥、帶驅(qū)動輥等賦予導(dǎo)電性的輥。

作為這樣的輥構(gòu)件，為了獲得期望的表面粗糙度、導(dǎo)電性和硬度等，傳統(tǒng)使用的是，設(shè)置有在作為通過在軸上形成彈性層而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)的外周上設(shè)置的一層或多層涂膜的輥，所述彈性層由橡膠、高分子彈性體、高分子泡沫等組成，其通過與導(dǎo)電劑的組合被賦予導(dǎo)電性。

作為與導(dǎo)電性輥的改進有關(guān)的技術(shù)，例如，專利文獻1記載了一種導(dǎo)電性輥，其具有芯金屬、設(shè)置在芯金屬表面上的基體、和設(shè)置在由導(dǎo)電性軟質(zhì)聚氨酯泡沫組成的基體的圓周面上的填料層，其中在圓周面上的導(dǎo)電性軟質(zhì)聚氨酯泡沫的氣泡的開口由填料層堵塞。

相關(guān)技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本未審查專利公布No.H9-262912(權(quán)利要求等)

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

然而，當(dāng)在軸的外周面上支承的彈性層由發(fā)泡層來形成，并且為了調(diào)節(jié)輥的尺寸和形狀，將軸的端部沿其軸方向切斷時，切斷廢料有時產(chǎn)生于由于切斷而露出的發(fā)泡層的端部。這樣的切斷廢料，如果在圖像形成裝置中被轉(zhuǎn)印至感光體或紙，則由于產(chǎn)生圖像缺陷是有問題的。為了解決該問題，雖然空氣噴射和擦拭噴射處理的方法可以用于除去切斷廢料，但這些方法不能完全除去切斷廢料。

另一方面，雖然可以想到通過在進行了切斷處理的輥端部的切斷面上設(shè)置填料層來抑制切斷廢料的產(chǎn)生，但是由于輥構(gòu)件在圖像形成裝置中被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，因此確保與使用相關(guān)的耐久性是重要的。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠長期抑制來自發(fā)泡層的沿輥軸方向的端部的切斷面的切斷廢料的產(chǎn)生的輥，特別是導(dǎo)電性輥，和使用所述輥的圖像形成裝置。

用于解決問題的方案

本發(fā)明人深入地研究發(fā)現(xiàn)，上述問題可以通過在進行了切斷處理的輥的端部的切斷面上設(shè)置由特定材料制成的填料層來解決，從而完成了本發(fā)明。

即，本發(fā)明的輥為包括軸以及依次設(shè)置在軸的外周上的發(fā)泡層和一層以上的涂膜層的輥，其特征在于：

所述輥是將發(fā)泡層和涂膜層的沿輥軸方向的兩端部切斷而成的，在切斷的發(fā)泡層和切斷的涂膜層的切斷面上設(shè)置有填料層，至少發(fā)泡層的切斷面被填料層覆蓋，并且填料層包含水系聚氨酯樹脂。

在本發(fā)明的輥中，優(yōu)選地，水系聚氨酯樹脂為酯/醚系、或碳酸酯系。在本發(fā)明的輥中，優(yōu)選地，發(fā)泡層由密度為0.1-0.7g/cm³的聚氨酯泡沫組成。進一步，在本發(fā)明的輥中，優(yōu)選地，填料層包含有機硅系添加劑，并且適當(dāng)?shù)?，填料層的膜厚度?0-100μm。更進一步，本發(fā)明的輥適合為導(dǎo)電性輥。

此外，本發(fā)明的圖像形成裝置的特征在于，其安裝有上述本發(fā)明的輥。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，通過在發(fā)泡層和涂膜層的切斷面上設(shè)置包含水系聚氨酯樹脂的填料層，變得可以實現(xiàn)能夠抑制來自發(fā)泡層的沿輥軸方向的端部的切斷面的切斷廢料的產(chǎn)生并且長期防止由切斷廢料導(dǎo)致的圖像缺陷的產(chǎn)生的輥，和使用所述輥的圖像形成裝置。

附圖說明

圖1為示出本發(fā)明的輥的一個構(gòu)造實例的長度方向的截面圖。

圖2為示出本發(fā)明的圖像形成裝置的一個構(gòu)造實例的部分截面圖。

圖3為示出實施例中用于耐久性評價的裝置的示意圖。

具體實施方式

現(xiàn)在，將參考附圖來描述本發(fā)明的實施方案。

圖1示出本發(fā)明的輥的實例的長度方向截面圖。如圖所示，本發(fā)明的輥10設(shè)置有軸1以及在軸的外周上支承的發(fā)泡層2、和覆蓋發(fā)泡層的外周的一層以上的涂膜層(在所示實例中為涂膜層3)。

在本發(fā)明的輥中，將發(fā)泡層2和一層以上的涂膜層3的沿輥的軸方向的兩端部切斷，并且在切斷的發(fā)泡層2和一層以上的切斷的涂膜層3的切斷面上設(shè)置覆蓋至少發(fā)泡層2的切斷面的填料層4。在本發(fā)明中，填料層4的特征在于，其由包含水系聚氨酯樹脂的材料形成。

在本發(fā)明中，通過在切斷面上設(shè)置覆蓋至少發(fā)泡層2的填料層4以保護切斷面并且消除發(fā)泡層2的切斷面的露出，變得可以有效抑制來自切斷面的切斷廢料的產(chǎn)生。另一方面，當(dāng)將輥連接至盒并且安裝至裝置時，輥與其它構(gòu)件接觸并碰撞，以致填料層變形并剝離，其會失去抑制切斷廢料的效果。然而，通過使用水系聚氨酯樹脂作為填料層，變得可以通過提高填料層的強度和耐磨耗性以及對切斷面的粘接性來改進耐久性。特別地，如隨后所述，當(dāng)發(fā)泡層2由聚氨酯泡沫形成時，由于發(fā)泡層2和使用水系聚氨酯樹脂的填料層4具有相同的官能團，使得相容性良好并且粘接性進一步改進。這使得可以長期防止在圖像形成裝置內(nèi)部由切斷廢料對感光體等的附著引起的圖像缺陷。

用于填料層4的水系聚氨酯樹脂為通過使聚氨酯樹脂乳化獲得的自乳化型，并且可以為如醚系、酯系、酯/醚系、和碳酸酯系等任意種類，并且從對切斷面的粘接性和耐久性的觀點，優(yōu)選使用酯/醚系、或碳酸酯系。使用水系聚氨酯樹脂的原因為，在溶劑體系中，水系聚氨酯樹脂滲透至發(fā)泡層2并且使發(fā)泡層2溶脹。

填料層4優(yōu)選包含有機硅系添加劑。通過將有機硅系添加劑添加至水系聚氨酯樹脂，可以降低待形成的填料層4的表面的摩擦系數(shù)，從而進一步改進耐久性?？梢允褂玫挠袡C硅系添加劑的具體實例包括丙烯酸系-有機硅接枝聚合物。有機硅系添加劑的添加量優(yōu)選為水系聚氨酯樹脂和有機硅系添加劑的以固成分計的總量中的5-30質(zhì)量％，并且更優(yōu)選5-10質(zhì)量％。特別地，通過以5-10質(zhì)量％的量包含有機硅系添加劑，可以在降低摩擦力的同時設(shè)置處于均勻涂膜狀態(tài)的填料層4。

可以通過將通過根據(jù)需要將有機硅系添加劑添加至水系聚氨酯樹脂中制備的涂布液使用分配器、印模、噴涂或刮刀涂布器等涂布至切斷面，然后揮發(fā)并硬化來形成填料層4。涂布方法的具體實例包括：將用分配器等供給至切斷面的涂料通過刮刀等刮取和涂裝的方法、和噴涂至切斷面上的方法，并且作為加熱方法，可以適當(dāng)?shù)厥褂猛ǔ５姆椒ā?/p>

由于填料層4只要其可以覆蓋至少發(fā)泡層2的切斷面即是可以接受的，因此填料層4可以形成為與輥相同的直徑、或發(fā)泡層2的外徑以上且小于輥的外徑的直徑。例如，雖然依賴于輥的尺寸，但填料層4可以具體地形成為例如[(輥的外徑)-0μm～(輥的外徑)-250μm]的外徑。

填料層4的厚度可以為任意的厚度，只要其可以完全覆蓋發(fā)泡層2的切斷面即可，并且優(yōu)選為10-100μm。通過將膜厚度設(shè)定在該范圍內(nèi)，可以在確保填料層4的耐久性的同時，在輥安裝至盒中時使輥精確地連接至安裝位置。

在本發(fā)明中，僅重要的點是，在輥的沿其軸方向的端部處具有發(fā)泡層的切斷面的輥中，至少發(fā)泡層的切斷面被填料層覆蓋，另外，該構(gòu)成可以根據(jù)傳統(tǒng)方法適當(dāng)?shù)刈龀?，并且沒有特別限制。

例如，對軸1沒有限制，只要其為良好地導(dǎo)電性的即可，并且可以使用任何軸，例如其包括：如由鎳或鋅等鍍覆的加硫易切削鋼等鋼材，由如鐵、不銹鋼、鋁等金屬制成的實心芯金屬，如中空金屬圓筒體等金屬軸，和由良好的導(dǎo)電性塑料制成的軸。

發(fā)泡層2由發(fā)泡體組成，具體地可以由如聚氨酯、硅橡膠、乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)、丙烯腈-丁二烯橡膠(NBR)、天然橡膠、苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、丁二烯橡膠、異戊二烯橡膠、聚降冰片烯橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠、丙烯酸系橡膠、表氯醇橡膠(ECO)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和其混合物等彈性體形成；并且適當(dāng)?shù)赜删郯滨ヅ菽M成。根據(jù)本發(fā)明，可以抑制切斷廢料的產(chǎn)生，因此，可以使用圖像特性優(yōu)異的使用聚氨酯泡沫的輥，而不存在問題。構(gòu)成發(fā)泡層2的發(fā)泡體通過以下來形成：將上述彈性體使用發(fā)泡劑來化學(xué)發(fā)泡，或如在聚氨酯泡沫的情況下，通過將空氣引入其中將上述彈性體機械地發(fā)泡。

另外，因為當(dāng)構(gòu)成發(fā)泡層2的發(fā)泡體為閉孔泡沫時，壓縮永久變形性改進，發(fā)泡體中的氣泡適宜為閉孔氣泡。為了使發(fā)泡體中的氣泡為閉孔氣泡，適當(dāng)?shù)夭捎脤⑸鲜鰪椥泽w的原料通過機械攪拌泡沫來發(fā)泡的過程。

對適合用于發(fā)泡層2的用于形成聚氨酯泡沫的聚氨酯原料沒有特別限制，只要它們在樹脂中含有氨基甲酸酯鍵即可。作為構(gòu)成聚氨酯原料的多異氰酸酯，使用芳香族異氰酸酯或其衍生物、脂肪族異氰酸酯或其衍生物、和脂環(huán)族異氰酸酯或其衍生物。在它們之中，芳香族異氰酸酯或其衍生物是優(yōu)選的，并且特別適宜使用甲苯二異氰酸酯或其衍生物、和二苯基甲烷二異氰酸酯或其衍生物。作為甲苯二異氰酸酯或其衍生物，使用粗制甲苯二異氰酸酯，2,4-甲苯二異氰酸酯，2,6-甲苯二異氰酸酯，2,4-甲苯二異氰酸酯和2,6-甲苯二異氰酸酯的混合物，其尿素改性物，其縮二脲改性物，其碳二亞胺改性物，和由多元醇等改性的氨基甲酸酯改性物。作為二苯基甲烷二異氰酸酯或其衍生物，例如，使用通過二氨基二苯基甲烷或其衍生物的光氣化獲得的二苯基甲烷二異氰酸酯或其衍生物。二氨基二苯基甲烷的衍生物包括多核產(chǎn)物，并且可以使用由二氨基二苯基甲烷獲得的純二苯基甲烷二異氰酸酯、由二氨基二苯基甲烷的多核產(chǎn)物獲得的聚合的二苯基甲烷二異氰酸酯。對于聚合的二苯基甲烷二異氰酸酯的官能團數(shù)，通常使用純二苯基甲烷二異氰酸酯和具有各種官能團數(shù)的聚合的二苯基甲烷二異氰酸酯的混合物，并且使用官能團的平均數(shù)優(yōu)選2.05至4.00，更優(yōu)選2.50至3.50的混合物。另外，例如，也可以使用通過這些二苯基甲烷二異氰酸酯或其衍生物的改性獲得的衍生物，如由多元醇等改性的氨基甲酸酯改性物、由脲二酮(uretdione)形成的二聚體、異氰脲酸酯改性物、碳二亞胺/尿酮亞胺(uretonimine)改性物、脲基甲酸酯改性物、尿素改性物、縮二脲改性物。此外，也可以使用多種二苯基甲烷二異氰酸酯和其衍生物的混合物。

可以使用構(gòu)成聚氨酯原料的多元醇組分，其包括：來自氧化乙烯與氧化丙烯的加成聚合的聚醚多元醇、聚四亞甲基醚二醇、來自酸組分和二醇組分的縮合的聚酯多元醇、來自己內(nèi)酯的開環(huán)聚合的聚酯多元醇、和聚碳酸酯二醇。來自氧化乙烯與氧化丙烯的加成聚合的聚醚多元醇包括：例如，通過使用水、丙二醇、乙二醇、甘油、三羥甲基丙烷、己三醇、三乙醇胺、雙甘油、季戊四醇、乙二胺、甲基葡萄糖苷、芳香族二胺、山梨糖醇、蔗糖、磷酸等作為起始材料，來自氧化乙烯與氧化丙烯的加成聚合的產(chǎn)物；并且特別適合的是，來自水、丙二醇、乙二醇、甘油、三羥甲基丙烷、己三醇用作起始材料的產(chǎn)物。對于加成的氧化乙烯和氧化丙烯的比率和微觀結(jié)構(gòu)，氧化乙烯的比率優(yōu)選為2至95質(zhì)量％，更優(yōu)選5至90質(zhì)量％。特別地，優(yōu)選使用具有在其末端加成的氧化乙烯的聚醚多元醇。在分子鏈中的氧化乙烯和氧化丙烯的排列優(yōu)選為無規(guī)。當(dāng)由水、丙二醇和乙二醇作為起始材料獲得時為雙官能的該聚醚多元醇的分子量優(yōu)選為重均分子量在300至6000，特別優(yōu)選400至3000的范圍內(nèi)。當(dāng)由甘油、三羥甲基丙烷和己三醇作為起始材料獲得時為三官能的該聚醚多元醇的分子量優(yōu)選為重均分子量在900至9000，并且特別優(yōu)選1500至6000的范圍內(nèi)?？梢赃m當(dāng)?shù)厥褂秒p官能多元醇和三官能多元醇的共混物。

聚四亞甲基醚二醇例如由四氫呋喃的陽離子聚合來獲得，并且優(yōu)選使用具有在400至4000，特別是650至3000的范圍內(nèi)的重均分子量的產(chǎn)物。還優(yōu)選的是，將具有不同的分子量的聚四亞甲基醚二醇共混。另外，也可以使用由如氧化乙烯和氧化丙烯等氧化烯烴的共聚獲得的聚四亞甲基醚二醇。也優(yōu)選的是，使用聚四亞甲基醚二醇和來自氧化乙烯與氧化丙烯的加成聚合的聚醚多元醇的共混物，并且在此情況下，其優(yōu)選以聚四亞甲基醚二醇與來自氧化乙烯與氧化丙烯的加成聚合的聚醚多元醇的質(zhì)量比在95:5至20:80，并且特別是90:10至50:50的范圍內(nèi)使用。丙烯腈改性的多元醇的聚合物多元醇，加成至多元醇的三聚氰胺的多元醇，如丁二醇等二醇類，如三羥甲基丙烷等多元醇類，和其衍生物可以以與上述多元醇組分組合使用。

多元醇可以預(yù)先與多異氰酸酯預(yù)聚合，并且方法包括：其中將多元醇和多異氰酸酯放入適當(dāng)?shù)娜萜髦校浞謹嚢璨⑶冶３衷?0至90℃，更優(yōu)選40至70℃下6至240小時，更優(yōu)選24至72小時的方法。在此情況下，將多元醇和多異氰酸酯的份量的比優(yōu)選調(diào)節(jié)為使所得的預(yù)聚物的異氰酸酯的含量比為4至30質(zhì)量％，更優(yōu)選6至15質(zhì)量％。如果異氰酸酯的含量比小于4質(zhì)量％，則損害預(yù)聚物的穩(wěn)定性，并且預(yù)聚物會在貯存期間硬化并且不能夠供使用。當(dāng)異氰酸酯的含量比超過30質(zhì)量％時，沒有預(yù)聚合的多異氰酸酯的含量增加，并且因為該多異氰酸酯與用于隨后的聚氨酯硬化反應(yīng)的多元醇組分，通過與不進行預(yù)聚合反應(yīng)的一步法相似的反應(yīng)機理而硬化，減小了預(yù)聚合方法的優(yōu)勢。作為多元醇組分，當(dāng)使用在預(yù)先與多異氰酸酯預(yù)聚合的多元醇的預(yù)聚物中的異氰酸酯組分時，除了上述多元醇組分以外，可以使用如乙二醇和丁二醇等二醇類，如三羥甲基丙烷和山梨糖醇等多元醇類，和其衍生物。

向聚氨酯原料中，可以添加如離子導(dǎo)電劑和電子導(dǎo)電劑等導(dǎo)電劑，如炭黑和無機碳酸鹽等填充材料，如苯酚和苯胺等抗氧化劑，減摩劑，和電荷調(diào)節(jié)劑等。離子導(dǎo)電劑的實例包括：銨鹽，如四乙基銨、四丁基銨、十二烷基三甲基銨(例如，月桂基三甲基銨)、十六烷基三甲基銨、十八烷基三甲基銨(例如，硬脂基三甲基銨)、芐基三甲基銨、改性的脂肪酸二甲基乙基銨等的高氯酸鹽、氯酸鹽、鹽酸鹽、溴酸鹽、碘酸鹽、氟硼酸鹽、硫酸鹽、乙基磺酸鹽、羧酸鹽、磺酸鹽；和如鋰、鈉、鉀、鈣、鎂等堿金屬和堿土金屬的高氯酸鹽、氯酸鹽、鹽酸鹽、溴酸鹽、碘酸鹽、氟硼酸鹽、三氟甲基磺酸鹽、磺酸鹽。電子導(dǎo)電劑的實例包括：如科琴黑、乙炔黑等導(dǎo)電性碳；如SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MT等橡膠用碳；氧化處理的墨用碳，熱分解碳，天然石墨，人造石墨；如氧化錫、氧化鈦、氧化鋅等導(dǎo)電性金屬氧化物；如鎳、銅、銀、鍺等金屬。這些導(dǎo)電劑可以單獨使用或者以其兩種以上的混合物使用。對其配混量沒有特別限制，并且可以按需要適當(dāng)?shù)剡x擇，并且相對于100質(zhì)量份的聚氨酯原料的比例通常為0.1至40質(zhì)量份，優(yōu)選0.3至20質(zhì)量份。

用于聚氨酯原料的硬化反應(yīng)的催化劑包括：如三乙基胺和二甲基環(huán)己基胺等一元胺類；如四甲基乙二胺、四甲基丙二胺和四甲基己二胺等二元胺類；如五甲基二亞乙基三胺、五甲基二亞丙基三胺、四甲基胍等三元胺類；如三亞乙基二胺、二甲基哌嗪、甲基乙基哌嗪、甲基嗎啉、二甲基氨基乙基嗎啉、二甲基咪唑等環(huán)狀胺類；如二甲基氨基乙醇、二甲基氨基乙氧基乙醇、三甲基氨基乙基乙醇胺、甲基羥基乙基哌嗪、羥基乙基嗎啉等醇胺類；如雙(二甲基氨基乙基)醚、乙二醇雙(二甲基)氨基丙基醚等醚胺類；和如辛酸亞錫、二乙酸二丁基錫、二月桂酸二丁基錫、硫醇化二丁基錫、硫代羧酸二丁基錫、雙馬來酸二丁基錫、硫醇化二辛基錫、硫代羧酸二辛基錫、丙酸苯基汞、辛酸鉛等有機金屬化合物。這些催化劑可以單獨使用或者以其兩種以上的組合使用。

在本發(fā)明中，優(yōu)選的是，將有機硅泡沫穩(wěn)定劑和各種表面活性劑配混至聚氨酯原料從而使泡沫材料中的氣孔穩(wěn)定化。作為有機硅泡沫穩(wěn)定劑，適當(dāng)?shù)厥褂枚谆酃柩跬?聚氧化烯共聚物等，并且特別優(yōu)選具有分子量為350至15000的二甲基聚硅氧烷部分和分子量為200至4000的聚氧化烯部分的共聚物。對于聚氧化烯部分的分子結(jié)構(gòu)，氧化乙烯的加成聚合物、以及氧化乙烯與氧化丙烯的共加成聚合物是優(yōu)選的，并且該聚合物的分子末端也優(yōu)選為氧化乙烯。表面活性劑包括：如陽離子性表面活性劑、陰離子性表面活性劑和兩性表面活性劑等離子性表面活性劑；和如各種聚醚和各種聚酯等非離子性表面活性劑。相對于100質(zhì)量份的聚氨酯原料，有機硅泡沫穩(wěn)定劑和各種表面活性劑的配混量優(yōu)選為0.1至10質(zhì)量份，更優(yōu)選0.5至5質(zhì)量份。

用于本發(fā)明的聚氨酯泡沫的密度優(yōu)選在0.1至0.7g/cm³，更優(yōu)選0.50至0.65g/cm³的范圍內(nèi)。特別地，當(dāng)使用具有粗略地在這些范圍內(nèi)的低密度的聚氨酯泡沫時，可能產(chǎn)生切斷廢料，并且本發(fā)明的應(yīng)用是有效的。太低和太高的密度都是不期望的，這是因為太低的密度導(dǎo)致氣泡的粗大化，并且太高的密度導(dǎo)致輥性能的劣化。

聚氨酯泡沫的ASKER C硬度優(yōu)選為15至70°，更優(yōu)選15至45°。在本發(fā)明中，傳統(tǒng)使用的機械絲線法(mechanical floss method)、水發(fā)泡法、發(fā)泡劑絲線法(foaming agent floss method)等可以用作將聚氨酯原料預(yù)先發(fā)泡的方法；并且對于獲得具有適當(dāng)?shù)拿芏群陀捕鹊拈]孔泡沫結(jié)構(gòu)的聚氨酯泡沫而言，優(yōu)選使用在混合非活性氣體的同時通過機械攪拌進行發(fā)泡的機械絲線法。用于機械絲線法的任何非活性氣體是可接受的，只要其在聚氨酯反應(yīng)中為非活性氣體即可；并且包括對聚氨酯原料非反應(yīng)性的氣體，如氮氣、二氧化碳、和干燥的空氣；以及狹義的非活性氣體，如氦氣、氬氣、氙氣、氡氣和氪氣。通過將發(fā)泡的聚氨酯原料注射至金屬模具中，接著使其硬化，可以獲得具有在與金屬模具接觸的泡沫的部分上形成的自身皮層(薄層狀皮膜)的聚氨酯泡沫。此時，用氟樹脂等涂布金屬模具的內(nèi)表面的方法，可以將脫模性賦予至金屬模具。

對發(fā)泡層2的成形條件沒有限制，并且可以遵循通常的條件，并且例如，發(fā)泡層2可以通過以下來獲得：將聚氨酯原料在15至80℃，優(yōu)選20至65℃的范圍內(nèi)的溫度下開始發(fā)泡，并且完成向設(shè)置有軸1的金屬模具的注射，然后在約70至120℃的溫度下進行固化，接著將產(chǎn)物從模具中移出。

在本發(fā)明中，一層以上的涂膜層形成在發(fā)泡層2的外周上。雖然在圖1示出的實例中，在發(fā)泡層2的外周上設(shè)置作為形成輥表面的表面層的一層涂膜層3，但也可以設(shè)置中間層和表面層的兩層涂膜層，而沒有限制，此外，可以追加其它功能層。

例如，表面層可以通過如氨基甲酸酯系、丙烯酸系、丙烯酸氨基甲酸酯系、和氟系的溶劑系涂料來形成，并且該層的表面粗糙度可以通過含有由氨基甲酸酯、丙烯酸系、二氧化硅等制成的球狀微粒來調(diào)節(jié)。這樣的表面層的表面粗糙度基于JIS算術(shù)平均粗糙度Ra通常是2μm以下，特別優(yōu)選在0.5至1.5μm的范圍內(nèi)。期望的導(dǎo)電性可以通過適當(dāng)?shù)睾猩鲜鲭x子導(dǎo)電劑和電子導(dǎo)電劑作為導(dǎo)電劑來賦予。雖然對表面層的厚度沒有特別限制，但其可以通常為1至50μm，特別是約1至約40μm。

中間層可以是含有導(dǎo)電劑的水系涂料，并且選自由橡膠系、氨基甲酸酯系和丙烯酸系涂料組成的組的任何一種或至少兩種可以適當(dāng)?shù)赜米魉低苛?。如天然橡膠(NR)、氯丁橡膠(CR)、丁腈橡膠(NBR)和苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)等膠乳可以適當(dāng)?shù)赜米飨鹉z系涂料；醚系、酯系乳液和分散液作為氨基甲酸酯系涂料；并且丙烯酸系、丙烯酸苯乙烯乳液等作為丙烯酸系涂料。與對于發(fā)泡層2的上述的那些相同的導(dǎo)電劑可以用作包含于涂料中的導(dǎo)電劑，而沒有限制。另外，硫化劑、硫化促進劑、和橡膠防老劑等可以按需要適當(dāng)?shù)靥砑又林虚g層。

中間層的厚度通常在10至100μm，特別是30至80μm的范圍內(nèi)。當(dāng)厚度小于10μm時，發(fā)泡層的溶劑遮蔽效果和防止污染物從下層側(cè)滲出的填料效果變得不充分，導(dǎo)致不可以提供期望的表面粗糙度的溶劑侵蝕。另一方面，當(dāng)厚度超過100μm時，中間層不能追隨發(fā)泡層2的柔軟，導(dǎo)致破損和剝離、輥本身的硬化，這會導(dǎo)致如調(diào)色劑損壞等與輥性能有關(guān)的缺陷。

中間層可以通過將上述水系涂料施涂至發(fā)泡層2上而形成為一層或至少兩層。公知的方法可以用作中間層的涂布方法，其包括，但不限于：浸涂、噴涂、和輥涂布器涂布；并且適合使用浸涂。對于500μm的膜厚度，中間層的顯微硬度適合在10至45°的范圍內(nèi)；并且對于最終獲得的輥表面，大致地在該范圍內(nèi)的硬度可以實現(xiàn)期望的輥硬度。顯微硬度可以例如通過Micro Durometer MD-1型來測量。

本發(fā)明的輥適合作為用于電子照相圖像形成裝置等的導(dǎo)電性輥，并且可以適當(dāng)?shù)鼐唧w地用作例如如顯影輥、充電輥、轉(zhuǎn)印輥、調(diào)色劑供給輥、和清潔輥等各種輥構(gòu)件，并且特別是作為顯影輥是有用的。

本發(fā)明的輥可以如下制造：首先，發(fā)泡層通過成形形成在軸的外周上；然后，通過在形成的發(fā)泡層上涂布，直接形成一層以上的涂膜層，具體地例如上述表面層，或依次形成中間層和表面層；然后，將形成的發(fā)泡層和涂膜層在輥的沿其軸方向的兩端部處切斷，其中從輥的外觀性的觀點，將發(fā)泡層和涂膜層在輥的沿其軸方向的兩端部處切斷的情況包括：將通過成形膨脹的輥的端部切斷的情況、和調(diào)節(jié)輥的尺寸的情況；然后，通過上述技術(shù)，在切斷的發(fā)泡層和涂膜層的切斷面上設(shè)置尺寸足以覆蓋至少發(fā)泡層的填料層，因此可以獲得本發(fā)明的輥。

此外，本發(fā)明的圖像形成裝置的特征在于：以上本發(fā)明的輥，特別是導(dǎo)電性輥，其中顯影輥安裝在其上，因此能夠解決以下問題：由于切斷廢料對感光體等的附著導(dǎo)致的圖像缺陷的產(chǎn)生。圖2描述了本發(fā)明的圖像形成裝置的一個實例的部分截面圖。在本發(fā)明的示出的圖像形成裝置中，設(shè)置有：保持靜電潛像的如感光體等圖像形成體21；與圖像形成體21接觸的顯影輥10，其用于通過將承載在輥的表面上的調(diào)色劑20附著至其使靜電潛像可視化；和調(diào)色劑供給輥22，其用于將調(diào)色劑20供給至顯影輥10；并且圖像形成通過以下一系列過程來進行：將調(diào)色劑20從調(diào)色劑容器23經(jīng)由調(diào)色劑供給輥22和顯影輥10輸送至圖像形成體21。

在示出的圖像形成裝置中，將圖像形成體21通過充電輥25充電至恒定電位，然后通過曝光裝置(未示出)在圖像形成體21上形成靜電潛像。然后，通過調(diào)色劑供給輥22、顯影輥10和圖像形成體21沿圖中箭頭的方向的旋轉(zhuǎn)，將調(diào)色劑供給輥22上的調(diào)色劑20經(jīng)由顯影輥10輸送至圖像形成體21。將顯影輥10上的調(diào)色劑20通過成層刮板24形成為均勻薄層，并且通過顯影輥10和圖像形成體21彼此接觸地旋轉(zhuǎn)，來自顯影輥10的調(diào)色劑20附著至在圖像形成體21中的靜電潛像，導(dǎo)致潛像的可視化。附著至潛像的調(diào)色劑20通過轉(zhuǎn)印輥26轉(zhuǎn)印至如紙等記錄介質(zhì)，并且將在轉(zhuǎn)印之后殘留在圖像形成體21上的調(diào)色劑20通過在清潔部27中的清潔刮板28除去。本發(fā)明的圖像形成裝置可以進一步設(shè)置有用于傳統(tǒng)的圖像形成裝置的公知部件(未示出)。

實施例

現(xiàn)在，將通過實施例詳細地描述本發(fā)明。

首先，通過機械絲線法在軸長度為260mm，材料種類：加硫易切削鋼)的外周上負載聚氨酯泡沫。該聚氨酯泡沫的密度為0.60g/cm³。

具體地，制備由100質(zhì)量份的異氰酸酯組分(預(yù)聚合的異氰酸酯TDI+聚醚多元醇)和20質(zhì)量份的多元醇組分(聚醚多元醇)、2質(zhì)量份的炭黑(乙炔黑)、0.2質(zhì)量份的離子導(dǎo)電劑(高氯酸鈉)組成的聚氨酯原料，并且將該聚氨酯原料機械攪拌，通過混合機與干燥空氣混合，并且發(fā)泡。將聚氨酯發(fā)泡材料注射入金屬圓筒狀分割式模具中，所述模具設(shè)置有用于貫通軸的在其端部設(shè)置的孔和用于支承軸而設(shè)置的金屬蓋。在模具的內(nèi)部，設(shè)置具有施涂至其外周上的粘接劑的軸。然后，將其中注射有聚氨酯發(fā)泡材料的模具放置在調(diào)節(jié)至110℃的熱風(fēng)烘箱中1小時，從而使聚氨酯發(fā)泡材料硬化。

將硬化的聚氨酯泡沫與模具脫離，并且使用與炭黑(科琴黑)組合的CR橡膠膠乳涂料來浸涂，從而在發(fā)泡層的外周上形成膜厚度為60μm的中間層。然后，將泡沫使用與D⁵⁰＝10μm的球狀聚氨酯顆粒和炭黑(乙炔黑)組合的聚氨酯溶劑系涂料來浸涂，從而形成膜厚度為15μm的表面層。

將以上獲得的輥的輥主體部在輥的沿其軸方向兩端部切斷，以致輥主體部的尺寸為和長度240mm。然后，在輥主體部的切斷面上，形成記載于以下表中的各填料層，從而獲得實施例的樣品輥。在液體粘接劑的情況下，填料層通過密封件涂裝(seal coating)(通過密封件形狀的夾具的轉(zhuǎn)印方法)接著加熱在的切斷面內(nèi)形成。在熱熔粘接劑的情況下，將片狀粘接劑切割為外徑為的環(huán)狀并貼附且通過熱壓法來熔接。此外，在墊圈的情況下，由不銹鋼制成的和由聚丙烯制成的外徑為的墊圈通過將它們推進輥主體部的切斷面來安裝。

<評價方法>

將所得各樣品輥組裝至商購可得的激光束打印機(LBP 7200C，由Canon Inc.制造)，并且進行100張打印耐久性試驗。結(jié)果通過打印的圖像的目視觀察來評價，并且評價對于由從切斷面產(chǎn)生的切斷廢料導(dǎo)致的圖像缺陷的存在與否(當(dāng)不產(chǎn)生缺陷時表示為○，和當(dāng)產(chǎn)生缺陷時表示為×)，以及如在打印試驗之后填料層中粘接劑的剝離等的缺陷存在與否。

使用圖3所示的裝置，評價各樣品輥的填料層在與裝置內(nèi)其它構(gòu)件接觸并碰撞的情況的耐久性。具體地，相對于形成了各樣品輥30的填料層的輥主體部的端部30E，在1.5N的載荷F下按壓由通常用作商購可得的打印機材料的聚縮醛(POM)樹脂制成的環(huán)狀構(gòu)件31(內(nèi)徑：6mm，外徑：11.5mm)，并且各樣品輥30以200rpm旋轉(zhuǎn)，以測量直到填料層的刮擦、剝離和變形發(fā)生的時間。圖中的附圖標(biāo)記32表示馬達。評價基準(zhǔn)如下。

◎：在3分鐘內(nèi)沒有發(fā)生刮擦等。

○：在3分鐘內(nèi)發(fā)生刮擦等。

△：在2分鐘內(nèi)發(fā)生刮擦等。

×：在1分鐘內(nèi)發(fā)生刮擦等。

結(jié)果列在下表中。

[表1]

*1)UM700，由CEMEDINE Co.,Ltd.制造

*2)酯/醚系聚氨酯，SUPERFLEX 150(固成分：30質(zhì)量％)，由DKS Co.Ltd.制造

*3)碳酸酯系聚氨酯(固成分：30質(zhì)量％，依照JIS K 7127的拉伸試驗測量的各填料層的材料的斷裂應(yīng)力：48N/mm²，斷裂應(yīng)變：340％，和在100％伸長時的拉伸應(yīng)力：9.8N/mm²)

*4)575，由CEMEDINE Co.,Ltd.制造

*5)Y610，由CEMEDINE Co.,Ltd.制造

*6)CH38，由Konishi Co.Ltd.制造

*7)EP007，由CEMEDINE Co.,Ltd.制造

[表2]

*8)SILMATE82，由Toshiba Corporation制造

*9)ECELLENT，由Sheedom Co.Ltd.制造

*10)HM224，由CEMEDINE Co.,Ltd.制造

*11)HM712，由CEMEDINE Co.,Ltd.制造

*12)HHM650-2，由CEMEDINE Co.,Ltd.制造

如上表中所示，對于任意的填料材料，可以防止切斷廢料的產(chǎn)生，不存在打印試驗后的填料層的剝離。從耐久性的觀點，在其中使用包含水系樹脂的液體粘接劑形成填料層的各實施例中，不存在2分鐘內(nèi)刮擦等的發(fā)生。在使用其它種類的液體粘接劑的比較例中，2分鐘內(nèi)發(fā)生刮擦等。在使用熱熔粘接劑的比較例中，在1分鐘內(nèi)發(fā)生刮擦等。在使用墊圈的比較例中，在2分鐘內(nèi)墊圈圍繞軸轉(zhuǎn)動出。

下一步，以下表中示出的配混量(基于固成分)使用水系聚氨酯樹脂(酯/醚系聚氨酯，SUPERFLEX 150，由DKS Co.,Ltd.制造)和有機硅系添加劑(US450，由Toagosei Co.,Ltd.制造)，以與在上述液體粘接劑的情況下相同的方式形成膜厚度為50μm的填料層，從而制備各實施例的樣品輥。

關(guān)于各所得樣品輥，目視觀察填料層的涂膜狀態(tài)，測量填料層的表面的靜摩擦系數(shù)三次，并且求得其平均值。

使用圖3所示的裝置，以與上述相同的方式評價在各樣品輥的填料層在與裝置內(nèi)其它構(gòu)件接觸并碰撞的情況下的耐久性。評價基準(zhǔn)如下。結(jié)果在下表中一并列出。

◎◎：在4分鐘內(nèi)沒有發(fā)生刮擦等。

◎：在3分鐘內(nèi)沒有發(fā)生刮擦等。在4分鐘內(nèi)發(fā)生刮擦等。

[表3]

*13)丙烯酸系-有機硅接枝聚合物，US450(固成分：30質(zhì)量％)，由Toagosei Co.,Ltd.制造

如上表中所示，確認的是，當(dāng)在填料層中將有機硅系添加劑添加至水系聚氨酯樹脂中時，摩擦系數(shù)降低，并且耐久性由此改進。另一方面，發(fā)現(xiàn)當(dāng)有機硅系添加劑的量增多時，聚氨酯組分和有機硅組分分離，并且涂膜狀態(tài)劣化。

下一步，使用水系聚氨酯樹脂(酯/醚系聚氨酯，SUPERFLEX 150，由DKS Co.,Ltd.制造)，如下表中所示改變厚度，從而以與在液體粘接劑的情況下相同的方式形成填料層，并且制得各實施例的樣品輥。

使用圖3所示的裝置，以與上述相同的方式評價在各樣品輥的填料層在與裝置內(nèi)其它構(gòu)件接觸并碰撞的情況下的耐久性。評價基準(zhǔn)如下。結(jié)果在下表中一并列出。

◎：在3分鐘內(nèi)沒有發(fā)生刮擦等。

○：在3分鐘內(nèi)發(fā)生刮擦等。

[表4]

如上表中所示，確認的是，即使當(dāng)使用水系聚氨酯樹脂的填料層的膜厚度改變時，也可以在確保良好的涂膜狀態(tài)的同時獲得充分的耐久性。

附圖標(biāo)記說明

1 軸

2 發(fā)泡層

3 涂膜層

4 填料層

10 輥(顯影輥)

20 調(diào)色劑

21 圖像形成體

22 調(diào)色劑供給輥

23 調(diào)色劑容器

24 成層刮板

25 充電輥

26 轉(zhuǎn)印輥

27 清潔部

28 清潔刮板

30 樣品輥

30E 輥主體部的端部

31 環(huán)狀構(gòu)件

32 馬達