輥和使用其的圖像形成裝置的製作方法

2023-05-29 04:47:26 3

本發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」)，並且具體地涉及一種用於如複印機、印表機和特別是雷射束印表機等圖像形成裝置的導電性輥，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：

通常，在如複印機、印表機、傳真機等使用電子照相列印法的圖像形成裝置中，在圖像形成的各步驟中，使用如轉印輥、顯影輥、調色劑供給輥、充電輥、清潔輥、中間轉印輥、帶驅動輥等賦予導電性的輥。

作為這樣的輥構件，為了獲得期望的表面粗糙度、導電性和硬度等，傳統使用的是，設置有在作為通過在軸上形成彈性層而構成的結構的基本結構的外周上設置的一層或多層塗膜的輥，所述彈性層由橡膠、高分子彈性體、高分子泡沫等組成，其通過與導電劑的組合被賦予導電性。

作為與導電性輥的改進有關的技術，例如，專利文獻1記載了一種導電性輥，其具有芯金屬、設置在芯金屬表面上的基體、和設置在由導電性軟質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電性軟質聚氨酯泡沫的氣泡的開口由填料層堵塞。

相關技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本未審查專利公布No.H9-262912(權利要求等)

技術實現要素：

發明要解決的問題

然而，當在軸的外周面上支承的彈性層由發泡層來形成，並且為了調節輥的尺寸和形狀，將軸的端部沿其軸方向切斷時，切斷廢料有時產生於由於切斷而露出的發泡層的端部。這樣的切斷廢料，如果在圖像形成裝置中被轉印至感光體或紙，則由於產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於除去切斷廢料，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置填料層來抑制切斷廢料的產生，但是由於輥構件在圖像形成裝置中被驅動旋轉，因此確保與使用相關的耐久性是重要的。

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

用於解決問題的方案

本發明人深入地研究發現，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置由特定材料製成的填料層來解決，從而完成了本發明。

即，本發明的輥為包括軸以及依次設置在軸的外周上的發泡層和一層以上的塗膜層的輥，其特徵在於：

所述輥是將發泡層和塗膜層的沿輥軸方向的兩端部切斷而成的，在切斷的發泡層和切斷的塗膜層的切斷面上設置有填料層，至少發泡層的切斷面被填料層覆蓋，並且填料層包含水系聚氨酯樹脂。

在本發明的輥中，優選地，水系聚氨酯樹脂為酯/醚系、或碳酸酯系。在本發明的輥中，優選地，發泡層由密度為0.1-0.7g/cm3的聚氨酯泡沫組成。進一步，在本發明的輥中，優選地，填料層包含有機矽系添加劑，並且適當地，填料層的膜厚度為10-100μm。更進一步，本發明的輥適合為導電性輥。

此外，本發明的圖像形成裝置的特徵在於，其安裝有上述本發明的輥。

發明的效果

根據本發明，通過在發泡層和塗膜層的切斷面上設置包含水系聚氨酯樹脂的填料層，變得可以實現能夠抑制來自發泡層的沿輥軸方向的端部的切斷面的切斷廢料的產生並且長期防止由切斷廢料導致的圖像缺陷的產生的輥，和使用所述輥的圖像形成裝置。

附圖說明

圖1為示出本發明的輥的一個構造實例的長度方向的截面圖。

圖2為示出本發明的圖像形成裝置的一個構造實例的部分截面圖。

圖3為示出實施例中用於耐久性評價的裝置的示意圖。

具體實施方式

現在，將參考附圖來描述本發明的實施方案。

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

在本發明的輥中，將發泡層2和一層以上的塗膜層3的沿輥的軸方向的兩端部切斷，並且在切斷的發泡層2和一層以上的切斷的塗膜層3的切斷面上設置覆蓋至少發泡層2的切斷面的填料層4。在本發明中，填料層4的特徵在於，其由包含水系聚氨酯樹脂的材料形成。

在本發明中，通過在切斷面上設置覆蓋至少發泡層2的填料層4以保護切斷面並且消除發泡層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生。另一方面，當將輥連接至盒並且安裝至裝置時，輥與其它構件接觸並碰撞，以致填料層變形並剝離，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，如隨後所述，當發泡層2由聚氨酯泡沫形成時，由於發泡層2和使用水系聚氨酯樹脂的填料層4具有相同的官能團，使得相容性良好並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部由切斷廢料對感光體等的附著引起的圖像缺陷。

用於填料層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，並且可以為如醚系、酯系、酯/醚系、和碳酸酯系等任意種類，並且從對切斷面的粘接性和耐久性的觀點，優選使用酯/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泡層2並且使發泡層2溶脹。

填料層4優選包含有機矽系添加劑。通過將有機矽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的表面的摩擦係數，從而進一步改進耐久性。可以使用的有機矽系添加劑的具體實例包括丙烯酸系-有機矽接枝聚合物。有機矽系添加劑的添加量優選為水系聚氨酯樹脂和有機矽系添加劑的以固成分計的總量中的5-30質量％，並且更優選5-10質量％。特別地，通過以5-10質量％的量包含有機矽系添加劑，可以在降低摩擦力的同時設置處於均勻塗膜狀態的填料層4。

可以通過將通過根據需要將有機矽系添加劑添加至水系聚氨酯樹脂中製備的塗布液使用分配器、印模、噴塗或刮刀塗布器等塗布至切斷面，然後揮發並硬化來形成填料層4。塗布方法的具體實例包括：將用分配器等供給至切斷面的塗料通過刮刀等刮取和塗裝的方法、和噴塗至切斷面上的方法，並且作為加熱方法，可以適當地使用通常的方法。

由於填料層4隻要其可以覆蓋至少發泡層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、或發泡層2的外徑以上且小於輥的外徑的直徑。例如，雖然依賴於輥的尺寸，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泡層2的切斷面即可，並且優選為10-100μm。通過將膜厚度設定在該範圍內，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。

在本發明中，僅重要的點是，在輥的沿其軸方向的端部處具有發泡層的切斷面的輥中，至少發泡層的切斷面被填料層覆蓋，另外，該構成可以根據傳統方法適當地做出，並且沒有特別限制。

例如，對軸1沒有限制，只要其為良好地導電性的即可，並且可以使用任何軸，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、不鏽鋼、鋁等金屬製成的實心芯金屬，如中空金屬圓筒體等金屬軸，和由良好的導電性塑料製成的軸。

發泡層2由發泡體組成，具體地可以由如聚氨酯、矽橡膠、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；並且適當地由聚氨酯泡沫組成。根據本發明，可以抑制切斷廢料的產生，因此，可以使用圖像特性優異的使用聚氨酯泡沫的輥，而不存在問題。構成發泡層2的發泡體通過以下來形成：將上述彈性體使用發泡劑來化學發泡，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泡。

另外，因為當構成發泡層2的發泡體為閉孔泡沫時，壓縮永久變形性改進，發泡體中的氣泡適宜為閉孔氣泡。為了使發泡體中的氣泡為閉孔氣泡，適當地採用將上述彈性體的原料通過機械攪拌泡沫來發泡的過程。

對適合用於發泡層2的用於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選的，並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，使用粗製甲苯二異氰酸酯，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物，並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物獲得的聚合的二苯基甲烷二異氰酸酯。對於聚合的二苯基甲烷二異氰酸酯的官能團數，通常使用純二苯基甲烷二異氰酸酯和具有各種官能團數的聚合的二苯基甲烷二異氰酸酯的混合物，並且使用官能團的平均數優選2.05至4.00，更優選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、來自己內酯的開環聚合的聚酯多元醇、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物；並且特別適合的是，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物。對於加成的氧化乙烯和氧化丙烯的比率和微觀結構，氧化乙烯的比率優選為2至95質量％，更優選5至90質量％。特別地，優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選為無規。當由水、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選為重均分子量在300至6000，特別優選400至3000的範圍內。當由甘油、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選為重均分子量在900至9000，並且特別優選1500至6000的範圍內。可以適當地使用雙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，並且優選使用具有在400至4000，特別是650至3000的範圍內的重均分子量的產物。還優選的是，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，並且在此情況下，其優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量比在95:5至20:80，並且特別是90:10至50:50的範圍內使用。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。

多元醇可以預先與多異氰酸酯預聚合，並且方法包括：其中將多元醇和多異氰酸酯放入適當的容器中，充分攪拌並且保持在30至90℃，更優選40至70℃下6至240小時，更優選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選調節為使所得的預聚物的異氰酸酯的含量比為4至30質量％，更優選6至15質量％。如果異氰酸酯的含量比小於4質量％，則損害預聚物的穩定性，並且預聚物會在貯存期間硬化並且不能夠供使用。當異氰酸酯的含量比超過30質量％時，沒有預聚合的多異氰酸酯的含量增加，並且因為該多異氰酸酯與用於隨後的聚氨酯硬化反應的多元醇組分，通過與不進行預聚合反應的一步法相似的反應機理而硬化，減小了預聚合方法的優勢。作為多元醇組分，當使用在預先與多異氰酸酯預聚合的多元醇的預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，可以添加如離子導電劑和電子導電劑等導電劑，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，和電荷調節劑等。離子導電劑的實例包括：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)、苄基三甲基銨、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、鎂等鹼金屬和鹼土金屬的高氯酸鹽、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。電子導電劑的實例包括：如科琴黑、乙炔黑等導電性碳；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、氧化鋅等導電性金屬氧化物；如鎳、銅、銀、鍺等金屬。這些導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，並且可以按需要適當地選擇，並且相對於100質量份的聚氨酯原料的比例通常為0.1至40質量份，優選0.3至20質量份。

用於聚氨酯原料的硬化反應的催化劑包括：如三乙基胺和二甲基環己基胺等一元胺類；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。

在本發明中，優選的是，將有機矽泡沫穩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定化。作為有機矽泡沫穩定劑，適當地使用二甲基聚矽氧烷-聚氧化烯共聚物等，並且特別優選具有分子量為350至15000的二甲基聚矽氧烷部分和分子量為200至4000的聚氧化烯部分的共聚物。對於聚氧化烯部分的分子結構，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選的，並且該聚合物的分子末端也優選為氧化乙烯。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。相對於100質量份的聚氨酯原料，有機矽泡沫穩定劑和各種表面活性劑的配混量優選為0.1至10質量份，更優選0.5至5質量份。

用於本發明的聚氨酯泡沫的密度優選在0.1至0.7g/cm3，更優選0.50至0.65g/cm3的範圍內。特別地，當使用具有粗略地在這些範圍內的低密度的聚氨酯泡沫時，可能產生切斷廢料，並且本發明的應用是有效的。太低和太高的密度都是不期望的，這是因為太低的密度導致氣泡的粗大化，並且太高的密度導致輥性能的劣化。

聚氨酯泡沫的ASKER C硬度優選為15至70°，更優選15至45°。在本發明中，傳統使用的機械絲線法(mechanical floss method)、水發泡法、發泡劑絲線法(foaming agent floss method)等可以用作將聚氨酯原料預先發泡的方法；並且對於獲得具有適當的密度和硬度的閉孔泡沫結構的聚氨酯泡沫而言，優選使用在混合非活性氣體的同時通過機械攪拌進行發泡的機械絲線法。用於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中為非活性氣體即可；並且包括對聚氨酯原料非反應性的氣體，如氮氣、二氧化碳、和乾燥的空氣；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，用氟樹脂等塗布金屬模具的內表面的方法，可以將脫模性賦予至金屬模具。

對發泡層2的成形條件沒有限制，並且可以遵循通常的條件，並且例如，發泡層2可以通過以下來獲得：將聚氨酯原料在15至80℃，優選20至65℃的範圍內的溫度下開始發泡，並且完成向設置有軸1的金屬模具的注射，然後在約70至120℃的溫度下進行固化，接著將產物從模具中移出。

在本發明中，一層以上的塗膜層形成在發泡層2的外周上。雖然在圖1示出的實例中，在發泡層2的外周上設置作為形成輥表面的表面層的一層塗膜層3，但也可以設置中間層和表面層的兩層塗膜層，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、和氟系的溶劑系塗料來形成，並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、二氧化矽等製成的球狀微粒來調節。這樣的表面層的表面粗糙度基於JIS算術平均粗糙度Ra通常是2μm以下，特別優選在0.5至1.5μm的範圍內。期望的導電性可以通過適當地含有上述離子導電劑和電子導電劑作為導電劑來賦予。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電劑的水系塗料，並且選自由橡膠系、氨基甲酸酯系和丙烯酸系塗料組成的組的任何一種或至少兩種可以適當地用作水系塗料。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)等膠乳可以適當地用作橡膠系塗料；醚系、酯系乳液和分散液作為氨基甲酸酯系塗料；並且丙烯酸系、丙烯酸苯乙烯乳液等作為丙烯酸系塗料。與對於發泡層2的上述的那些相同的導電劑可以用作包含於塗料中的導電劑，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地添加至中間層。

中間層的厚度通常在10至100μm，特別是30至80μm的範圍內。當厚度小於10μm時，發泡層的溶劑遮蔽效果和防止汙染物從下層側滲出的填料效果變得不充分，導致不可以提供期望的表面粗糙度的溶劑侵蝕。另一方面，當厚度超過100μm時，中間層不能追隨發泡層2的柔軟，導致破損和剝離、輥本身的硬化，這會導致如調色劑損壞等與輥性能有關的缺陷。

中間層可以通過將上述水系塗料施塗至發泡層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塗布方法，其包括，但不限於：浸塗、噴塗、和輥塗布器塗布；並且適合使用浸塗。對於500μm的膜厚度，中間層的顯微硬度適合在10至45°的範圍內；並且對於最終獲得的輥表面，大致地在該範圍內的硬度可以實現期望的輥硬度。顯微硬度可以例如通過Micro Durometer MD-1型來測量。

本發明的輥適合作為用於電子照相圖像形成裝置等的導電性輥，並且可以適當地具體地用作例如如顯影輥、充電輥、轉印輥、調色劑供給輥、和清潔輥等各種輥構件，並且特別是作為顯影輥是有用的。

本發明的輥可以如下製造：首先，發泡層通過成形形成在軸的外周上；然後，通過在形成的發泡層上塗布，直接形成一層以上的塗膜層，具體地例如上述表面層，或依次形成中間層和表面層；然後，將形成的發泡層和塗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，將發泡層和塗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、和調節輥的尺寸的情況；然後，通過上述技術，在切斷的發泡層和塗膜層的切斷面上設置尺寸足以覆蓋至少發泡層的填料層，因此可以獲得本發明的輥。

此外，本發明的圖像形成裝置的特徵在於：以上本發明的輥，特別是導電性輥，其中顯影輥安裝在其上，因此能夠解決以下問題：由於切斷廢料對感光體等的附著導致的圖像缺陷的產生。圖2描述了本發明的圖像形成裝置的一個實例的部分截面圖。在本發明的示出的圖像形成裝置中，設置有：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，其用於通過將承載在輥的表面上的調色劑20附著至其使靜電潛像可視化；和調色劑供給輥22，其用於將調色劑20供給至顯影輥10；並且圖像形成通過以下一系列過程來進行：將調色劑20從調色劑容器23經由調色劑供給輥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充電至恆定電位，然後通過曝光裝置(未示出)在圖像形成體21上形成靜電潛像。然後，通過調色劑供給輥22、顯影輥10和圖像形成體21沿圖中箭頭的方向的旋轉，將調色劑供給輥22上的調色劑20經由顯影輥10輸送至圖像形成體21。將顯影輥10上的調色劑20通過成層刮板24形成為均勻薄層，並且通過顯影輥10和圖像形成體21彼此接觸地旋轉，來自顯影輥10的調色劑20附著至在圖像形成體21中的靜電潛像，導致潛像的可視化。附著至潛像的調色劑20通過轉印輥26轉印至如紙等記錄介質，並且將在轉印之後殘留在圖像形成體21上的調色劑20通過在清潔部27中的清潔刮板28除去。本發明的圖像形成裝置可以進一步設置有用於傳統的圖像形成裝置的公知部件(未示出)。

實施例

現在，將通過實施例詳細地描述本發明。

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，製備由100質量份的異氰酸酯組分(預聚合的異氰酸酯TDI+聚醚多元醇)和20質量份的多元醇組分(聚醚多元醇)、2質量份的炭黑(乙炔黑)、0.2質量份的離子導電劑(高氯酸鈉)組成的聚氨酯原料，並且將該聚氨酯原料機械攪拌，通過混合機與乾燥空氣混合，並且發泡。將聚氨酯發泡材料注射入金屬圓筒狀分割式模具中，所述模具設置有用於貫通軸的在其端部設置的孔和用於支承軸而設置的金屬蓋。在模具的內部，設置具有施塗至其外周上的粘接劑的軸。然後，將其中注射有聚氨酯發泡材料的模具放置在調節至110℃的熱風烘箱中1小時，從而使聚氨酯發泡材料硬化。

將硬化的聚氨酯泡沫與模具脫離，並且使用與炭黑(科琴黑)組合的CR橡膠膠乳塗料來浸塗，從而在發泡層的外周上形成膜厚度為60μm的中間層。然後，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塗料來浸塗，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。然後，在輥主體部的切斷面上，形成記載於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，填料層通過密封件塗裝(seal coating)(通過密封件形狀的夾具的轉印方法)接著加熱在的切斷面內形成。在熱熔粘接劑的情況下，將片狀粘接劑切割為外徑為的環狀並貼附且通過熱壓法來熔接。此外，在墊圈的情況下，由不鏽鋼製成的和由聚丙烯製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。

將所得各樣品輥組裝至商購可得的雷射束印表機(LBP 7200C，由Canon Inc.製造)，並且進行100張列印耐久性試驗。結果通過列印的圖像的目視觀察來評價，並且評價對於由從切斷面產生的切斷廢料導致的圖像缺陷的存在與否(當不產生缺陷時表示為○，和當產生缺陷時表示為×)，以及如在列印試驗之後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其它構件接觸並碰撞的情況的耐久性。具體地，相對於形成了各樣品輥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印表機材料的聚縮醛(POM)樹脂製成的環狀構件31(內徑：6mm，外徑：11.5mm)，並且各樣品輥30以200rpm旋轉，以測量直到填料層的刮擦、剝離和變形發生的時間。圖中的附圖標記32表示馬達。評價基準如下。

◎：在3分鐘內沒有發生刮擦等。

○：在3分鐘內發生刮擦等。

△：在2分鐘內發生刮擦等。

×：在1分鐘內發生刮擦等。

結果列在下表中。

[表1]

*1)UM700，由CEMEDINE Co.,Ltd.製造

*2)酯/醚系聚氨酯，SUPERFLEX 150(固成分：30質量％)，由DKS Co.Ltd.製造

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

*4)575，由CEMEDINE Co.,Ltd.製造

*5)Y610，由CEMEDINE Co.,Ltd.製造

*6)CH38，由Konishi Co.Ltd.製造

*7)EP007，由CEMEDINE Co.,Ltd.製造

[表2]

*8)SILMATE82，由Toshiba Corporation製造

*9)ECELLENT，由Sheedom Co.Ltd.製造

*10)HM224，由CEMEDINE Co.,Ltd.製造

*11)HM712，由CEMEDINE Co.,Ltd.製造

*12)HHM650-2，由CEMEDINE Co.,Ltd.製造

如上表中所示，對於任意的填料材料，可以防止切斷廢料的產生，不存在列印試驗後的填料層的剝離。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分鐘內刮擦等的發生。在使用其它種類的液體粘接劑的比較例中，2分鐘內發生刮擦等。在使用熱熔粘接劑的比較例中，在1分鐘內發生刮擦等。在使用墊圈的比較例中，在2分鐘內墊圈圍繞軸轉動出。

下一步，以下表中示出的配混量(基於固成分)使用水系聚氨酯樹脂(酯/醚系聚氨酯，SUPERFLEX 150，由DKS Co.,Ltd.製造)和有機矽系添加劑(US450，由Toagosei Co.,Ltd.製造)，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，從而製備各實施例的樣品輥。

關於各所得樣品輥，目視觀察填料層的塗膜狀態，測量填料層的表面的靜摩擦係數三次，並且求得其平均值。

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其它構件接觸並碰撞的情況下的耐久性。評價基準如下。結果在下表中一併列出。

◎◎：在4分鐘內沒有發生刮擦等。

◎：在3分鐘內沒有發生刮擦等。在4分鐘內發生刮擦等。

[表3]

*13)丙烯酸系-有機矽接枝聚合物，US450(固成分：30質量％)，由Toagosei Co.,Ltd.製造

如上表中所示，確認的是，當在填料層中將有機矽系添加劑添加至水系聚氨酯樹脂中時，摩擦係數降低，並且耐久性由此改進。另一方面，發現當有機矽系添加劑的量增多時，聚氨酯組分和有機矽組分分離，並且塗膜狀態劣化。

下一步，使用水系聚氨酯樹脂(酯/醚系聚氨酯，SUPERFLEX 150，由DKS Co.,Ltd.製造)，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，並且製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其它構件接觸並碰撞的情況下的耐久性。評價基準如下。結果在下表中一併列出。

◎：在3分鐘內沒有發生刮擦等。

○：在3分鐘內發生刮擦等。

[表4]

如上表中所示，確認的是，即使當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塗膜狀態的同時獲得充分的耐久性。

附圖標記說明

1 軸

2 發泡層

3 塗膜層

4 填料層

10 輥(顯影輥)

20 調色劑

21 圖像形成體

22 調色劑供給輥

23 調色劑容器

24 成層刮板

25 充電輥

26 轉印輥

27 清潔部

28 清潔刮板

30 樣品輥

30E 輥主體部的端部

31 環狀構件

32 馬達