CN105278280B - 充电辊、处理盒及充电辊的制造方法 - Google Patents

充电辊、处理盒及充电辊的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及充电辊、处理盒以及充电辊的制造方法，所述充电辊包括：导电性基材；在该基材外周表面上的导电性粘合层，所述导电性粘合层具有等于或大于50％的凝胶分数；和在该粘合层上的导电性弹性层。

Description

充电辊、处理盒及充电辊的制造方法
技术领域
本发明涉及充电辊、处理盒，以及充电辊的制造方法。
背景技术
在电子照相图像形成设备中，首先，通过利用充电装置在由包含无机或有机材料的光导电性感光体形成的图像保持部件的表面上形成电荷，通过利用借助调制图像信号获得的激光束等形成静电潜像，然后利用带电色调剂使静电潜像显影以可视化，从而形成色调剂图像。色调剂图像直接或通过中间转印体而被静电转印至如记录纸等转印部件，并被定影至记录材料上，获得再现的图像。
专利文献1公开了一种导电辊及其制造方法，所述导电辊包括在导电支撑轴外周上的导电弹性层，其中导电弹性层包含含有卤原子的橡胶；和在导电支撑轴与导电弹性层之间的导电粘合层，该导电粘合层包含酚醛树脂、环氧树脂和导电剂。
专利文献2公开了一种包括在芯外周上的导电弹性层的导电辊的制造方法，所述方法包括下述步骤：将具有预定长度的芯连续地供给至与导电弹性层的原料组合物的挤出机相连的十字头，使芯通过十字头，在芯外周上形成原料组合物膜，和将涂覆通过十字头的芯的外周的膜切割至预定长度，其中，在所述步骤中，芯的前进方向被设定成垂直向下。
专利文献3公开了一种制造通过使芯包覆有橡胶而获得的橡胶辊的制造装置，所述装置包括：芯供给单元，其供给各个在两端的中心具有定位孔的芯；芯递送单元，其将所供给的芯紧密地成系列地向前递送；橡胶包覆单元，其使所递送的芯包覆有橡胶；辊分离单元，其保持并支持由橡胶包覆单元推出的辊直线行进，在预定位置切割前一辊与后一辊之间边界部分的包覆橡胶，并仅分离前一辊；和两端橡胶去除单元，其接收、支持并输送所分离的前一辊，并从前一辊的两端去除具有预定宽度的包覆橡胶以获得橡胶辊。
专利文献4公开了一种具有下述构造的电子照相充电辊，其中在导电性基板上形成粘合层，并在粘合层上形成橡胶层，其中所述粘合层包含选自纤维性材料和泡沫体中的至少一种，并且所述橡胶是包含70摩尔％以上氧化亚烷基的表氯醇橡胶。
[专利文献1]JP-A-2006-208447
[专利文献2]日本专利第4731914号
[专利文献3]日本专利第3118639号
[专利文献4]JP-A-2007-108319
发明内容
本发明的一个目的是提供一种充电辊，所述充电辊抑制剥离并抑制弹性层膜厚的不均匀。
上述目的通过以下设计实现。
根据本发明的第一方面，提供一种充电辊，所述充电辊包括：
导电性基材；
在基材的外周表面上的导电性粘合层，其具有等于或大于50％的凝胶分数；和
在粘合层上的导电性弹性层。
根据本发明的第二方面，在如第一方面所述的充电辊中，粘合层的凝胶分数等于或大于60％。
根据本发明的第三方面，在如第一方面所述的充电辊中，粘合层的凝胶分数等于或大于90％。
根据本发明的第四方面，在如第一方面所述的充电辊中，粘合层的摩擦系数为0.2～0.9。
根据本发明的第五方面，在如第一方面所述的充电辊中，粘合层的摩擦系数为0.3～0.8。
根据本发明的第六方面，在如第一方面所述的充电辊中，粘合层的摩擦系数为0.4～0.7。
根据本发明的第七方面，提供一种能从图像形成设备拆卸的处理盒，所述处理盒包括：
图像保持部件；和
充电装置，其对图像保持部件充电并包括如第一方面所述的充电辊。
根据本发明的第八方面，在如第七方面所述的处理盒中，粘合层的凝胶分数等于或大于60％。
根据本发明的第九方面，在如第七方面所述的处理盒中，粘合层的凝胶分数等于或大于90％。
根据本发明的第十方面，在如第七方面所述的处理盒中，粘合层的摩擦系数为0.2～0.9。
根据本发明的第十一方面，在如第七方面所述的处理盒中，粘合层的摩擦系数为0.3～0.8。
根据本发明的第十二方面，在如第七方面所述的处理盒中，粘合层的摩擦系数为0.4～0.7。
根据本发明的第十三方面，提供一种充电辊的制造方法，所述方法包括：
在导电性基材外周表面上形成导电性粘合层，该导电性粘合层具有等于或大于50％的凝胶分数；和
通过利用挤出成型机，将其上形成有粘合层的基材供给至十字头，同时将基材插入内径小于包括粘合层的基材的外径的供给通道中，并将弹性层形成用材料涂覆至粘合层上，以形成导电性弹性层。
根据本发明的第十四方面，在如第十三方面所述的充电辊的制造方法中，粘合层的凝胶分数等于或大于60％。
根据本发明的第十五方面，在如第十三方面所述的充电辊的制造方法中，粘合层的凝胶分数等于或大于90％。
根据本发明的第十六方面，在如第十三方面所述的充电辊的制造方法中，粘合层的摩擦系数为0.2～0.9。
根据本发明的第十七方面，在如第十三方面所述的充电辊的制造方法中，粘合层的摩擦系数为0.3～0.8。
根据本发明的第十八方面，在如第十三方面所述的充电辊的制造方法中，粘合层的摩擦系数为0.4～0.7。
根据本发明的第一方面至第三方面，提供一种充电辊，与粘合层的凝胶分数不在上述范围内的情形相比，所述充电辊抑制了粘合层的剥离并抑制了弹性层膜厚的不均匀。
根据本发明的第四至第六方面，提供一种充电辊，与粘合层的摩擦系数不在上述范围内的情形相比，所述充电辊在粘合层表面上具有优异的尺寸精度。
根据本发明的第七至第九方面，提供一种处理盒，与不包括其中粘合层的凝胶分数在上述范围内的充电辊的情形相比，所述处理盒抑制了充电状态不均匀的出现。
根据本发明的第十至和第十二方面，提供一种处理盒，与不包括其中粘合层的摩擦系数在上述范围内的充电辊的情形相比，所述处理盒抑制了充电状态不均匀的出现。
根据本发明的第十三至第十五方面，提供一种充电辊的制造方法，与不形成其中凝胶分数等于或大于50％的导电性粘合层的情形相比，所述方法抑制了粘合层的剥离并抑制了弹性层膜厚的不均匀。
根据本发明的第十六至第十八方面，与不形成其中摩擦系数在上述范围内的导电性粘合层的情形相比，提供了在粘合层表面上具有优异的尺寸精度的充电辊的制造方法。
附图说明
将基于以下附图对本发明的示例性实施方式进行详细描述，其中：
图1是示出示例性实施方式的充电辊的示意性透视图；
图2是示例性实施方式的充电辊的示意性截面图；
图3是示出包括十字头的挤出成型机的示意图；
图4是示例性实施方式的充电装置的示意性透视图；
图5是示出示例性实施方式的图像形成设备的示意性构造图；和
图6是示出示例性实施方式的处理盒的示意性构造图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的示例性实施方式。
充电辊及其制造方法
示例性实施方式的充电辊包括导电性基材、在导电性基材外周表面上的导电性粘合层以及在粘合层上的导电性弹性层。粘合层的凝胶分数等于或大于50％。
当制造充电辊时，使用了以下的挤出法作为在圆筒形基材上形成弹性层的方法：其中，通过成型设备(例如包括十字头的挤出机)将预先涂布有粘合剂的基材和弹性层材料一同挤出，同时将基材插入具有比包括粘合层的基材的外径更小的内径的供给通道中。
然而，当基材和弹性层材料被挤出通过供给通道时，有时可能发生圆筒形基材偏离供给通道的中心的芯失准(misalignment)，因而可能出现膜厚的不均匀(不均匀的膜厚)，而弹性层膜厚会随位置而不同。
当使用膜厚不均匀(不均匀的厚度)的充电辊来对图像形成设备的图像保持部件充电时，可能出现图像保持部件的充电状态不均匀，结果可能出现图像缺陷。
另外，为防止芯失准，考虑了缩减将基材供给至十字头的供给通道的宽度，但是在此情形下，会出现对形成于基材外周表面上的粘合层的干扰，并且可能发生粘合层的剥离。
对此，关于示例性实施方式的充电辊，粘合层的凝胶分数被控制在上述范围内，即，进行了凝胶化和增韧。因此，当从挤出成型机中的供给通道供给包括粘合层的基材时，使基材通过具有比包括粘合层的基材的外径(外径也包括粘合层)小的直径的通道，以防止供给通道和基材导致的拍击振动(rattling)，结果，认为避免了芯失准，并且避免了弹性层膜厚不均匀(不均匀的厚度)的出现。
作为示例性实施方式的充电辊的制造方法，期望的是采用下述制造方法，所述方法包括：在导电性基材外周表面上形成导电性粘合层，所述粘合层具有等于或大于50％的凝胶分数；和将形成有粘合层的基材供给至十字头，同时通过利用挤出成型机将基材插入供给通道中，并将弹性层形成用材料涂覆至粘合层上以形成导电性弹性层，其中所述供给通道的内径小于具有形成于其上的粘合层的基材的外径。
粘合层的凝胶分数
粘合层的凝胶分数等于或大于50％，优选等于或大于60％，且更优选等于或大于90％。当将粘合层的凝胶分数设定为等于或大于50％时，粘合层的机械性能得到提高，因此，当从挤出成型机的供给通道供给包括粘合层的基材时，基材可通过直径小于包括粘合层的基材的外径(包括粘合层的外径)的供给通道。结果，避免了弹性层膜厚不均匀(不均匀的厚度)的出现。
粘合层的凝胶分数可以通过借助选择用于粘合层的粘合剂材料来改变交联量或者通过形成粘合层时的加热温度或加热时间而得到控制。
粘合层的凝胶分数的测量基于JIS-K6796(1998)进行。切下1重量份充电辊的粘合层以测量重量。将其设定为溶剂提取之前的树脂重量。将切下的粘合层溶解并浸入溶剂甲苯(10重量份)24小时之后，进行过滤并除去残余的树脂涂布的材料，并测量其重量。将该重量设定为提取之后的重量。因此，凝胶分数利用以下方程计算。
凝胶分数(％)＝((提取之后的重量)/(溶剂提取之前的树脂重量))×100
当凝胶分数等于或大于50％时，可提供具有优异交联结构的涂布膜，并获得优异的抗裂性。
·粘合层的摩擦系数(静态摩擦系数)
在本示例性实施方式中，优选的是，粘合层的摩擦系数为0.2～0.9。
当其摩擦系数等于或大于上述下限值时，在粘合层表面形成弹性层时的耐刮擦性得到改善，结果，提供了具有优异尺寸精度的充电辊。同时，当其摩擦系数等于或小于上述上限值时，避免了在形成后表面上不规则形状的产生，结果，提供了具有优异尺寸精度的充电辊。
上述粘合层的摩擦系数更优选为0.3～0.8，且更优选为0.4～0.7。
在该充电辊中，强制剥离处于相对于粘合层的外周侧上的层(弹性层等)，以使粘合层的外周表面暴露，然后通过基于ASTM-D-1894的方法测量粘合层的摩擦系数(静态摩擦系数)。
粘合层摩擦系数的调整通过用于粘合层的粘合剂的材料和用于稀释粘合剂的溶剂的选择、涂布条件和粘合剂等的干燥条件的控制等而实现。
充电辊
首先，将参照附图描述充电辊的构造。
图1是示出示例性实施方式的充电辊的实例的示意性透视图。图2是图1所示的充电辊的示意性截面图，并且是沿图1的线II-II获取的截面图。
如图1和图2中所示，示例性实施方式的充电辊121例如是下述辊部件，所述辊部件包括圆筒形或圆柱形基材30(轴)、设置在基材30外周表面上的粘合层33和设置在粘合层33外周表面上的导电性弹性层31。充电辊可包括设置在导电性弹性层31外周表面上的导电性最外层32。
本示例性实施方式的充电辊121的构造不限于上述构造，例如可以提供设置在导电性弹性层31与导电性最外层32之间的电阻调节层或防迁移层，和设置在导电性最外层32外侧(最外表面)上的涂布层(保护层)。
本说明书中的导电性是指在20℃时体积电阻率小于1×1013Ωcm。
下面，将描述充电辊的制造方法的步骤。
粘合层形成步骤
基材
下面将描述基材30。
基材30由金属或合金(如铝、铜合金和不锈钢)、镀有铬或镍等的铁，以及如导电性树脂等导电性材料构造而成。
基材30充当充电辊的电极和支撑部件，其材料的实例包括如铁(如自由切割钢)、铜、黄铜、不锈钢、铝和镍等金属。在本示例性实施方式中，基材30为导电性棒部件，并且具有电镀外周表面的部件(如树脂或陶瓷部件)或者其中分散有导电剂的部件(如树脂或陶瓷部件)等可以用作基材30。基材30可以是中空部件(管状部件)，或者可以是非中空部件。
粘合层
粘合层是将导电性弹性层31和基材30彼此粘合的层，其凝胶分数等于或大于50％。
粘合层可以通过使基材涂布有溶解于溶剂中的橡胶或树脂而形成。另外，在涂布有粘合剂之后可以执行加热工序。
粘合剂的种类不受特别限制，但为将其凝胶分数控制在上述范围内，优选的是具有交联结构的树脂，例如将氯代聚丙烯树脂与环氧树脂组合使用。其实例包括聚氨酯、丙烯酸系树脂(如聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸丁酯)、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇缩乙醛、聚芳酯、聚碳酸酯、聚酯、苯氧基树脂、聚乙酸乙烯酯、聚酰胺、聚乙烯基吡啶和纤维素树脂。
橡胶材料的实例包括：橡胶，如EPDM、聚丁二烯、天然橡胶、聚异戊二烯、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁腈-丁二烯橡胶(NBR)、有机硅橡胶、聚氨酯橡胶和表氯醇橡胶；和树脂材料，如丁二烯树脂(RB)、聚苯乙烯树脂(如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体(SBS))、聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚氨酯、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯酸系树脂、苯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和丁二烯-丙烯腈共聚物，和根据官能团而选用的固化剂。
其中，优选组合使用氯代聚丙烯树脂和环氧树脂。
作为氯代聚丙烯树脂，例如优选马来酸改性氯代聚丙烯。
另外，将卤代烯烃(如聚氯丙烯、氯代聚丁二烯、氯代乙烯-丙烯共聚物、氯代丁二烯-苯乙烯共聚物和氯代聚氯乙烯)和通过利用不饱和羧酸(如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸或衣康酸)或者酸酐(如马来酸酐或衣康酸酐)对以上材料进行接枝改性而获得的聚烯烃粘合剂与氯代聚丙烯树脂组合使用或者代替氯代聚丙烯树脂使用。另外，也可以使用如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸(EMAA)共聚物和以上树脂的改性产物等各种市售烯烃粘合剂，它们可以单独使用或者作为其两种以上的混合物使用。
其形式的实例包括溶液形式、胶乳形式、热熔体形式和膜形式。从简化和便于加工的角度考虑，优选溶液形式或热熔体形式。
其中，更优选的是马来酸改性氯代聚丙烯。
马来酸改性氯代聚丙烯是使用马来酸改性并氯代的聚丙烯。在本示例性实施方式中，马来酸改性氯代聚丙烯包括使用马来酸酐改性的氯代聚丙烯。
作为将成为马来酸改性氯代聚丙烯的基础的聚丙烯，例如使用聚丙烯均聚物或者聚丙烯与选自其他烯烃(例如，乙烯、戊烯、己烯、辛烯和癸烯)中的一种或两种以上的共聚物。从与烯烃弹性体的粘合性方面考虑，共聚物中丙烯的含量比例优选等于或大于40重量％，且更优选的是等于或大于60重量％。
马来酸改性氯代聚丙烯的制备方法不受特别限制。例如，采用以聚丙烯为基础的马来酸(也包括马来酸酐，下文中同样适用)接枝改性并氯代所获得的材料的方法，以相反的顺序进行接枝改性和氯代的方法，和平行地进行接枝改性和氯代的方法。
使用马来酸改性的方法不受特别限制，改性通过使马来酸在自由基发生剂存在下在聚丙烯与有机溶剂的混合溶液中反应而进行。
马来酸改性聚丙烯的氯代方法不受特别限制，例如，氯代通过将氯气引入马来酸改性聚丙烯与有机溶剂的混合溶液中而进行。
马来酸改性氯代聚丙烯中的氯含量比例优选为5重量％～30重量％，且更优选为10重量％～25重量％。当氯含量比例在上述范围内时，对于有机溶剂而言粘合剂组合物容易溶解，并且获得了粘合剂组合物的优异的存储稳定性、其优异的涂布性及其优异的粘合性。
从粘合性与有机溶剂的溶解性方面考虑，马来酸改性氯代聚丙烯的重均分子量优选为50,000～300,000，且更优选为100,000～150,000。
马来酸改性氯代聚丙烯具有优异的对于烯烃弹性体的粘合性。
示例性实施方式的用于粘合层的环氧树脂不受特别限制，只要其为包含两个以上环氧基的化合物即可。
环氧树脂是指在一个分子中包含两个以上环氧基的普通单体、低聚体和聚合物，并且其分子量和分子结构不受特别限制。其实例包括联苯型环氧树脂、双酚型环氧树脂、芪型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、三苯酚甲烷型环氧树脂、烷基改性三苯酚甲烷型环氧树脂、含三嗪核的环氧树脂、二环戊二烯改性苯酚型环氧树脂和苯酚芳烷基型环氧树脂(包括亚苯基骨架或二亚苯基骨架等)，它们可以单独使用或者以其两种以上组合使用。
其中，优选联苯型环氧树脂、双酚型环氧树脂、芪型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂和三苯酚甲烷型环氧树脂，更优选联苯型环氧树脂、双酚型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂和甲酚酚醛清漆型环氧树脂，且进而更优选双酚型环氧树脂。
作为环氧树脂，可以组合使用选自双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂中的至少一种、氨基甲酸酯改性环氧树脂和橡胶改性环氧树脂。
固化加速剂
另外，在本示例性实施方式的粘合层中可以使用固化加速剂。固化加速剂的实例包括磷酸盐、叔胺、叔胺盐、咪唑和锍盐。其中，更优选磷酸盐。
磷酸盐不受特别限制。其实例包括磷酸铝、偏磷酸铝、三聚磷酸二氢铝、正磷酸氢钛、焦磷酸钛、正磷酸氢锆、正磷酸氢铈、磷酸锌，和通过以上组分与氧化锌或氧化镁的湿共混而改性的成分。另外，可以使用通过使用Si和Zn中的至少一种进行磷酸盐的表面处理而获得的成分。经过脱水处理的磷酸盐是磷酸盐的优选形式之一。另外，从再分散性的方面考虑，磷酸盐优选进行细研磨。
其中，从优异的粘合性、优异的在粘合剂组合物中的分散性和可获取性方面考虑，优选的是三聚磷酸二氢铝。
三聚磷酸二氢铝是由AlH2P3O10表示的化合物。三聚磷酸二氢铝不受特别限制，其实例包括AlH2P3O10和AlH2P3O10·2H2O。
经过细研磨的三聚磷酸二氢铝被用作磷酸盐的优选形式之一。经过细研磨的三聚磷酸二氢铝是可商购的，例如可采用由Tayca Corporation制造的K-WHITE#105作为其商购产品。
当使用马来酸改性氯代聚丙烯时，相对于100重量份马来酸改性氯代聚丙烯，固化加速剂的含量优选为1重量份～70重量份，且更优选为10重量份～40重量份。当其含量在上述范围内时，获得了优异的与马来酸改性氯代聚丙烯的反应性、优异的在粘合剂组合物中的分散性和优异的耐水性。
环氧树脂固化剂
粘合剂可以含有公知组分作为固化剂。例如，使用用作环氧树脂的固化剂的组分。
环氧树脂固化剂的实例可以包括本领域技术人员公知的所有试剂。其实例包括：具有2～20个碳原子的直链脂肪族二胺，如乙二胺、三亚甲基二胺、四亚甲基二胺和六亚甲基二胺；胺，如间苯二胺、对苯二胺、对二甲苯二胺、4,4'-二氨基二苯甲烷、4,4'-二氨基二苯丙烷、4,4'-二氨基二苯基醚、4,4'-二氨基二苯砜、4,4'-二氨基二环己烷、双(4-氨基苯基)苯基甲烷、1,5-二氨基萘、间二甲苯二胺、1,1-双(4-氨基苯基)环己烷和双氰胺；甲阶酚醛型酚树脂，如苯胺改性甲阶酚醛树脂和二甲基醚甲阶酚醛树脂；酚醛清漆型酚树脂，如苯酚酚醛清漆树脂、甲酚酚醛清漆树脂、叔丁基苯酚酚醛清漆树脂和壬基酚酚醛清漆树脂；聚氧苯乙烯，如聚对氧苯乙烯；酚树脂，如苯酚芳烷基树脂；和酸酐，但不特别限于此。
其中，可以组合使用其两种以上。
固化剂的含量不受特别限制，并且最优含量随固化剂的种类而不同。例如，优选采用的是各固化剂的公知最优含量。该最优含量公开于“Review:Epoxy Resins Basic”(TheJapan Society Of Epoxy Resin Technology出版，2003)的卷3中。
其他组分
除上文所述的组分之外，粘合层可以还含有催化剂、无机填料、有机填料或聚合物填料、阻燃剂、抗静电剂、导电性赋予剂、润滑剂、滑动性赋予剂、表面活性剂或着色剂等。其中，可以含有两种以上。
可以向粘合层形成用粘合剂添加用于赋予导电性的导电性粉末，例如：炭黑，如Ketjen黑和乙炔黑；热解碳和石墨；各种导电金属，如铝、铜、镍和不锈钢或其合金；各种导电金属氧化物，如氧化锡、氧化铟、二氧化钛、氧化锡-氧化锑固溶体，以及氧化锡-氧化铟固溶体；以及其表面经加工而具有导电性的绝缘材料。
相对于100重量份粘合层，拟添加至粘合层的导电性粉末的含量优选为0重量份～5重量份。
粘合剂的制备
粘合剂的制备方法不受特别限制，但例如可以通过公知的方法制备粘合剂。当组合使用氯代聚丙烯树脂和环氧树脂时，例如，通过捏合上述组分，如氯代聚丙烯树脂、环氧树脂、固化剂和固化加速剂等，来获得粘合剂。
粘合层的形成
粘合层可以通过用溶解于溶剂中的橡胶或树脂涂布基材而形成。
溶剂的实例包括普通有机溶液，如甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、苄醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸正丁酯、二噁烷、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、氯苯和甲苯。它们可以单独使用或者以其两种以上的混合物使用。
粘合层的厚度不受特别限制，但优选为1μm～100μm，且更优选为5μm～50μm。
导电性弹性层形成步骤
导电性弹性层
下面将描述导电性弹性层31。
导电性弹性层31包括例如弹性材料、导电剂和必要时的其他添加剂。导电性弹性层31是形成在基材30外周表面上的层，二者之间夹有粘合层。
弹性材料的实例包括异戊二烯橡胶、氯丁橡胶、表氯醇橡胶、丁基橡胶、聚氨酯、有机硅橡胶、氟橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶、乙烯丙烯橡胶、表氯醇-环氧乙烷共聚物橡胶、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶、乙烯-丙烯-丁二烯三元共聚物橡胶(EPDM)、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶(NBR)、天然橡胶，及其共混物。其中，优选使用的是聚氨酯、有机硅橡胶、EPDM、表氯醇-环氧乙烷共聚物橡胶、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶、NBR及其共混物。这些弹性材料可以是发泡的或未发泡的。
导电剂的实例包括电子导电剂和离子导电剂。电子导电剂的实例包括：如Ketjen黑和乙炔黑等炭黑粉末；热解碳和石墨；各种导电性金属，如铝、铜、镍和不锈钢或其合金；各种导电性金属氧化物，如氧化锡、氧化铟、二氧化钛、氧化锡-氧化锑固溶体，和氧化锡-氧化铟固溶体等；以及其表面经加工而具有导电性的绝缘材料。离子导电剂的实例包括：四乙基铵或十二烷基三甲基铵的高氯酸盐和氯酸盐；如锂和镁等碱金属，以及碱土金属的高氯酸盐和氯酸盐。
这些导电剂可以单独使用或者以其两种以上组合使用。
此处，炭黑的具体实例包括：“SPECIAL BLACK 350”、“SPECIAL BLACK 100”、“SPECIAL BLACK 250”、“SPECIAL BLACK 5”、“SPECIAL BLACK 4”、“SPECIAL BLACK 4A”、“SPECIAL BLACK 550”、“SPECIAL BLACK 6”、“COLOR BLACK FW200”、“COLOR BLACK FW2”和“COLOR BLACK FW2V”，其均由Evonik Degussa Corporation制造；和“MONARCH 1000”、“MONARCH 1300”、“MONARCH 1400”、“MOGUL-L”和“REGAL 400R”，其均由Cabot Corporation制造。
导电剂的平均粒径优选为1nm～200nm。
平均粒径通过以下方式而计算出：使用电子显微镜观察通过切割导电性弹性层31而获得的样品，测量100个导电剂颗粒的直径(最大直径)，和对所测量的直径进行平均。平均粒径可以通过使用由Sysmex Corporation制造的Zetasizer Nano ZS来测量。
拟添加的导电剂的含量不受特别限制。但是，在电子导电剂的情形中，相对于100重量份弹性材料，其含量优选为1重量份～30重量份，且更优选为15重量份～25重量份。同时，在离子导电剂的情形中，相对于100重量份弹性材料，其含量优选为0.1重量份～5.0重量份，且更优选为0.5重量份～3.0重量份。
混合至导电性弹性层31中的其他添加剂的实例包括通常可添加于弹性层的材料，如软化剂、增塑剂、固化剂、硫化剂、硫化加速剂、抗氧化剂、表面活性剂、偶联剂和填料(如二氧化硅和碳酸钙)。
导电性弹性层的形成
导电弹性层31例如通过以下方式形成在粘合层外周表面上：通过使用包括十字头的挤出成型机等将导电性弹性层形成用材料与具有形成于其上的粘合层的基材30一同挤出。
下面，将参照附图描述使用包括十字头的挤出成型机形成导电性弹性层的方法。
图3显示的是用于形成本示例性实施方式的弹性层的橡胶辊制造设备(包括十字头的挤出成型机)210的构造。
本示例性实施方式的橡胶辊制造设备210包括配备有所谓的十字头模具的排出器212、设置在排出器212下方的加压器214，和设置在加压器214下方的拉出器216。
排出器212包括：橡胶材料供给单元218，其供给未硫化的橡胶材料(导电性弹性层31形成用材料)；挤出单元220，其以圆筒形状挤出由橡胶材料供给单元218供给的橡胶材料；和芯供给单元224，其将芯222(具有形成于其上的粘合层的基材30)供给至由挤出单元220以圆筒形状挤出的橡胶材料的中央部分。
橡胶材料供给单元218包括处于圆筒体226中的螺杆228。螺杆228受驱动电动机230的旋转所驱动。橡胶材料所输入至的输入口232设置在圆筒体226的驱动电动机230的一侧。由输入口232输入的橡胶材料被进料至挤出单元220，同时被圆筒体226内的螺杆228捏合。通过调节螺杆228的转速，可以调节橡胶材料的进料速度。
挤出单元220包括连接于橡胶材料供给单元218的圆筒箱234、设置在箱236中心处的柱状心轴236，和设置在心轴238下方的排出头238。心轴236通过保持部件240保持在箱234中。排出头238通过保持部件242保持在箱234中。在心轴236的外周表面(一部分是保持部件240的外周表面)与保持部件242的内周表面(一部分是排出头238的内周表面)之间，形成橡胶材料于其中以环形流动的环形流动通道244。
在心轴236的中心形成芯222所插入穿过的插入孔246。心轴236的下部锥形渐缩至其末端。心轴236尖端下方的区域是交汇区域248，由插入孔246供给的芯222与由环形流动通道224供给的橡胶材料于其中彼此交汇。即，橡胶材料以圆筒形状被挤向交汇区域248，并且芯222被传送至以圆筒形状挤出的橡胶材料的芯部。
芯部供给单元224包括设置在心轴236上方的辊对250。设置多组(三组)辊对250，每个辊对250的一个辊通过皮带252连接于驱动辊254。当驱动辊254受驱时，被辊对250压紧的芯222被进给至心轴236的插入孔246。芯222具有预定长度，并且通过利用辊对250使在后芯222挤出存在于心轴236的插入孔246中的在前芯222，使多个芯222依次穿过插入孔246。当在前芯222的前端位于心轴236的尖端时，驱动辊254的驱动临时停止，并且在心轴236下方的交汇区域248中具有间隙的情况下将芯222进送。
以此方式，在排出器212中，橡胶材料以圆筒形状在交汇区域248中被挤出，并且在距橡胶材料的中央部分存在间隙的情况下将芯222连续进送。因此，芯222的外周表面被橡胶材料涂布，并且在芯222(具有形成于其上的粘合层的基材30)外周表面上形成橡胶辊部256(即，导电性弹性层)。
导电性弹性层31的厚度优选为1mm～10mm，且更优选为2mm～5mm。
导电性弹性层31的体积电阻率优选为103Ωcm～1014Ωcm。
导电性最外层
构造导电性最外层32的聚合材料不受特别限制。其实例包括聚酰胺、聚氨酯、聚偏二氟乙烯、四氟乙烯共聚物、聚酯、聚酰亚胺、有机硅树脂、丙烯酸系树脂、聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-四氟乙烯共聚物、三聚氰胺树脂、氟橡胶、环氧树脂、聚碳酸酯、聚乙烯醇、纤维素、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
这些聚合物材料可以单独使用，或者以其两种以上的混合物或共聚物使用。聚合材料的数均分子量优选为1,000～100,000，并且更优选为10,000～50,000。
导电最外层32可以由通过将用于导电性弹性层31的导电剂或作为导电剂的下述各种颗粒与聚合物材料混合而获得的组合物形成。其添加量不受特别限制，但相对于100重量份聚合物材料，优选为1重量份～50重量份，且更优选为5重量份～20重量份。
作为颗粒，可以单独或组合使用金属氧化物和络合金属氧化物(如二氧化硅、氧化铝和钛酸钡)和聚合物粉末(如四氟乙烯和偏二氟乙烯)，但颗粒不限于这些实例。
考虑到充电部件的摩擦耐久性，导电性最外层32的厚度优选较厚，但其厚度优选为0.01μm～1,000μm，更优选为0.1μm～500μm，进而更优选为0.5μm～100μm。
导电最外层32可以利用浸涂法、喷涂法、真空沉积法或等离子涂布法等形成在导电弹性层上。从制造工序方面考虑，这些方法中优选使用的是浸涂法。
充电装置
下面将描述本示例性实施方式的充电装置。
图4是本示例性实施方式的充电装置的示意性透视图。
在本示例性实施方式的充电装置中，本示例性实施方式的充电辊被用作充电辊。
具体而言，在本示例性实施方式的充电装置12中，例如，充电辊121和清洁部件122以特定的侵入(inroad)量彼此接触，如图4所示。充电辊121的基材30和清洁部件122的基材122A的轴向上的两端由导电性轴承123(导电性轴承)保持，使得这些部件可旋转。电源124连接于导电性轴承123之一。
本示例性实施方式的充电装置不限于上述构造，并且例如可以不设置清洁部件122。
清洁部件122是用于清洁充电辊121表面并且被形成为例如辊状的清洁部件。清洁部件122例如由具有圆筒形或柱状的基材122A和在基材122A外周表面上的弹性层122B构造而成。
基材122A为棒状导电性部件。其材料的实例包括如铁(如自由切割钢)、铜、黄铜、不锈钢、铝和镍等金属。例如，可以使用具有电镀外周表面的部件(如树脂或陶瓷部件)或者导电剂分散于其中的部件(如树脂或陶瓷部件)作为基材122A。基材122A可以是中空部件(管状部件)或非中空部件。
弹性层122B由具有三维多孔结构的泡沫体形成，在其表面中或表面上具有空隙或不均匀度(下文中称作小室)，并优选具有弹性。弹性层122B包括发泡树脂材料或橡胶材料，例如聚氨酯、聚乙烯、聚酰胺、烯烃、三聚氰胺或聚丙烯、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶(NBR)、乙烯-丙烯-丁二烯共聚橡胶(EPDM)、天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、氯丁二烯、有机硅氧烷和腈。
在发泡树脂材料和橡胶材料中，可能特别适合使用耐撕裂和拉伸强度较高的聚氨酯，以便可以通过在充电辊121上方摩擦滑动同时有效地清洁如色调剂或外添剂的颗粒等异物，使充电辊121的表面难以因被清洁部件122摩擦而损坏，并且使弹性层长时间难以断开或破裂。
所述聚氨酯不受特别限制，其实例可以包括反应物，如多元醇(如聚酯多元醇、聚醚多元醇和丙烯酰多元醇)和异氰酸酯(如2,4-亚甲苯基二异氰酸酯、2,6-三氯乙烯二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯和1,6-六亚甲基二异氰酸酯)，并可以也包括基于增链剂的反应物(如1,4-丁二醇和三羟甲基丙烷)。聚氨酯通常利用发泡剂(如水或偶氮化合物(如偶氮二甲酰胺和偶氮二异丁腈))发泡。
弹性层122B中小室的数量优选为20/25mm～80/25mm，更优选为30/25mm～80/25mm，且特别优选为30/25mm～50/25mm。
弹性层122B的硬度优选为100N～500N，更优选为100N～400N，且特别优选为150N～400N。
导电性轴承123是保持充电辊121和清洁辊122以使其可一同旋转并维持此二部件之间的轴间距的部件。导电性轴承123可以具有任何材料和形状，只要它们由导电性材料形成即可。其实例包括导电性轴承或导电性滑动轴承。
电源124是对导电性轴承123施加电压以对充电辊121和清洁部件122充电至相同极性的装置，并且使用的是已知的高电压电源。
在本示例性实施方式的充电装置12中，充电辊121和清洁部件122例如通过由电源124对导电性轴承123施加电压而被充电至相同极性。
图像形成设备和处理盒
本示例性实施方式的图像形成设备包括：图像保持部件；充电单元，其对图像保持部件充电；潜像形成单元，其在图像保持部件的经充电的表面上形成潜像；显影单元，其使用色调剂使形成于图像保持部件表面上的潜像显影以形成色调剂图像；和转印单元，其将形成于图像保持部件表面上的色调剂图像转印至记录介质。上述本示例性实施方式的充电装置被用作充电单元(充电装置)。
同时，本示例性实施方式的处理盒可从例如具有上述构造的图像形成设备拆卸，并包括图像保持部件和对图像保持部件充电的充电单元。上述本示例性实施方式的充电装置被用作充电单元。本示例性实施方式的处理盒可以包括选自由使用色调剂使形成于图像保持部件表面上的潜像显影以形成色调剂图像的显影单元、将形成于图像保持部件表面上的色调剂图像转印至记录介质的转印单元以及必要时的除去转印后残留在图像保持部件表面上的色调剂的清洁单元组成的组中的至少一种。
下面将参照附图描述本示例性实施方式的图像形成设备和处理盒。图5是示出本示例性实施方式的图像形成设备的示意性构造图。图6是示出本示例性实施方式的处理盒的示意性构造图。
如图5所示，本示例性实施方式的图像形成设备101包括图像保持部件10，并且围绕图像保持部件10还包括对图像保持部件10充电的充电装置12、使由充电装置12充电的图像保持部件10曝光以形成潜像的曝光装置14、使用色调剂使由曝光装置14形成的潜像显影以形成色调剂图像的显影装置16、将由显影装置16形成的色调剂图像转印至记录介质P的转印装置18，和转印后除去残留在图像保持部件10表面上的色调剂的清洁单元20。图像形成设备还包括将由转印装置18转印至记录介质P的色调剂图像定影的定影装置22。
在本示例性实施方式的图像形成设备101中，本示例性实施方式的充电装置被用作充电装置12，所述充电装置设置有充电辊121、与充电辊121接触设置的清洁部件122、保持充电辊121和清洁部件122的轴向上的两端以使其可独立旋转的导电性轴承123(导电性轴承)，和连接于导电性轴承123之一的电源124。
同时，除充电装置12(充电辊121)的构造以外，本示例性实施方式的图像形成设备101采用背景技术中电子照相图像形成设备的已知构造。下面将描述各构造的实例。
图像保持部件10采用已知的感光体而不受任何特别限制，并且可以适当地使用所谓的功能分离型有机感光体，其中电荷生成层和电荷输送层是分离的。可以适当地使用下述图像保持部件10，其表面层涂布有具有电荷输送功能和交联结构的保护层。也可以适当地使用下述感光体，其由硅氧烷类树脂、苯酚类树脂、三聚氰胺树脂、胍胺树脂和丙烯酸系树脂作为保护层的交联组分的实例而形成。
例如，使用激光光学系统或LED阵列作为曝光装置14。
显影装置16为下述显影装置，该显影装置使表面上形成有显影剂层的显影剂保持部件能接触或靠近图像保持部件10，并将色调剂附着于图像保持部件10表面上以形成色调剂图像。显影装置16的显影方法适当地采用已知的使用双组分显影剂的方法。使用双组分显影剂的显影方法的实例包括层叠法和磁刷法。
转印装置18可以采用任何非接触型转印法(例如利用电晕管)和接触型转印法，后者使导电转印辊与图像保持部件10接触，二者之间夹着记录介质P，并将色调剂图像转印至记录介质P。
清洁装置20是使例如清洁刮板与图像保持部件10表面直接接触以除去附着于表面的色调剂、纸粉和灰尘的部件。在清洁装置20中，可以使用清洁刷或清洁辊等代替清洁刮板。
作为定影装置22，适合使用利用加热辊的热定影装置。热定影装置包括：例如，定影辊，其中加热用加热灯设置在圆筒形芯中，并且耐热树脂涂膜层或耐热橡胶涂膜层在加热灯外周表面上形成所谓的防粘层；和压力辊或压力带，其被设置以在特定接触压力下与定影辊进行接触，并具有形成于圆筒形芯外周表面或带状基材表面上的耐热弹性层。未定影的色调剂图像的定影工序包括例如将对其转印了未定影色调剂图像的记录介质P插入定影辊与压力辊或压力带之间，以通过色调剂中粘合剂树脂和添加剂等的热熔融来进行定影。
本示例性实施方式的图像形成设备101不限于上述构造，并且可以是采用中间转印体的中间转印型图像形成设备，或者是其中形成不同颜色的色调剂图像的图像形成单元被平行布置的所谓串联型图像形成设备。
同时，如图6所示，本示例性实施方式的处理盒为下述处理盒102，其中在图5所示的图像形成设备中，通过使用包括曝光开口部分24A、电荷去除曝光开口部分24B和附着轨道24C的外壳24，将图像保持部件10、对图像保持部件充电的充电装置12、使用色调剂使由曝光装置14形成的潜像显影以形成色调剂图像的显影装置16以及和除去转印后残留在图像保持部件10表面上的色调剂的清洁装置20一体化地结合、保持和构造。处理盒102可拆卸地附着于图5所示的图像形成设备101。
实施例
下面将参照实施例更详细地进一步描述本发明，但本发明并不限于以下实施例。除非另外指出，否则“份”指“重量份”。
实施例1
充电辊的制造
基材的制备
将由SUM 23L形成的基材化学镀镍至5μm的厚度，然后对其施加六价铬酸，以获得直径为8mm的导电性基材。
粘合层的形成
接下来，利用球磨机将以下混合物混合1小时，然后进行刷涂，以在基材表面上形成厚度为20μm的粘合层。
·氯代聚丙烯树脂(氯代马来酸酐聚丙烯树脂：由Nippon Paper IndustriesCo.,Ltd.制造的SUPERCHLON 930)：100份
·环氧树脂(由Adeka Corporation制造的EP4000)：10份
·导电剂(炭黑：由Ketjen Black International Co.,Ltd.制造的Ketjen blackEC)：2.5份
使用甲苯或二甲苯调整其粘度。
弹性层的形成
使用开放辊捏合具有以下组成的弹性层用混合物，以在具有使用挤出成型机于其上形成的粘合层的基材表面上形成弹性层，并于其上进行硫化。此时，基材(轴)输送通道的整体尺寸为使用外径为8mmφ并且长度为350mm的基材。作为十字头挤出装置，使用由Mitsuba Mfg.Co.,Ltd.制造的40mm挤出机，并且使用口模喷嘴内径为13mmφ的十字头口模。
在挤出成型过程中基材未发生堵塞。此时粘合层的摩擦系数为0.67。粘合层的凝胶分数显示在表1中。
·橡胶材料(表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶：由ZeonCorporation制造的Gechron 3106)：100份
·导电剂(炭黑：由Asahi Carbon Co.,Ltd.制造的ASAHI Thermal)：15份
·导电剂(由Ketjen Black International Co.,Ltd.制造的Ketjen black EC)：5份
·离子导电剂(高氯酸锂)：1份
·硫化剂(Sulfur 200Mesh，由Tsurumi Chemical Industry Co.,Ltd.制造)：1份
·硫化加速剂(Nocceler DM，由Ouchi Shinko Chemical Industrial Co.,Ltd.制造)：2.0份
·硫化加速剂(Nocceler TT，由Ouchi Shinko Chemical Industrial Co.,Ltd.制造)：0.5份
·硫化加速助剂(氧化锌，一级氧化锌，由Seido Chemical Industry Co.,Ltd.制造)：3份
·硬脂酸：1.5份
实施例2
以与实施例1中相似的方式制备基材和形成粘合层，不同之处在于如下改变实施例1的组成和粘合层。
粘合层的形成
·氯代聚丙烯树脂(氯代马来酸酐聚丙烯树脂：由Nippon Paper IndustriesCo.,Ltd.制造的SUPERCHLON 803MW)：100份
·环氧树脂：双酚A型环氧树脂(由Mitsubishi Chemical Corporation制造的jER828)：10份
·导电剂(炭黑：由Ketjen Black International Co.制造的Ketjen Black EC)：2.5份
使用甲苯或二甲苯调整粘度。
弹性层的形成
使用开放辊捏合具有以下组成的弹性层用混合物，以在具有使用挤出成型机于其上形成的粘合层的基材表面上形成弹性层，并于其上进行硫化。此时，基材(轴)输送通道的整体尺寸为使用外径为7.98mmφ并且长度为350mm的基材。作为十字头挤出装置，使用由Mitsuba Mfg.Co.,Ltd.制造的40mm挤出机，并且使用口模喷嘴内径为13mmφ的十字头口模。
在挤出成型过程中基材未发生堵塞。此时粘合层的摩擦系数为0.69。粘合层的凝胶分数显示在表1中。
·橡胶材料(表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶：由ZeonCorporation制造的Gechron 3106)：100份
·导电剂(炭黑：由Asahi Carbon Co.,Ltd.制造的ASAHI Thermal)：15份
·导电剂(由Ketjen Black International Co.,Ltd.制造的Ketjen black EC)：5份
·离子导电剂(高氯酸锂)：1份
·硫化剂(Sulfur 200Mesh，由Tsurumi Chemical Industry Co.,Ltd.制造)：1份
·硫化加速剂(Nocceler DM，由Ouchi Shinko Chemical Industrial Co.,Ltd.制造)：2.0份
·硫化加速剂(Nocceler TT，由Ouchi Shinko Chemical Industrial Co.,Ltd.制造)：0.5份
·硫化加速助剂(氧化锌，一级氧化锌，由Seido Chemical Industry Co.,Ltd.制造)：3份
·硬脂酸：1.5份
实施例3
以与实施例1中相似的方式制备基材和形成粘合层，不同之处在于如下改变实施例1的组成和粘合层。
粘合层的形成
·Bayhydrol VPLS2058(由Sumitomo Bayer Urethane Co.,Ltd.制造)100份
·异氰酸酯树脂：Bayhydur 3100(由Sumitomo Bayer Urethane Co.,Ltd.制造)：10份
·导电剂(炭黑：由由Asahi Carbon Co.,Ltd.制造的ASAHI Thermal)：15份
使用甲苯或二甲苯调整其粘度。
弹性层的形成
使用开放辊捏合具有以下组成的弹性层用混合物，以在具有使用挤出成型机于其上形成的粘合层的基材表面上形成弹性层，并于其上进行硫化。此时，基材(轴)输送通道的整体尺寸为使用外径为7.98mmφ并且长度为350mm的基材。作为十字头挤出装置，使用由Mitsuba Mfg.Co.,Ltd.制造的40mm挤出机，并且使用口模喷嘴内径为13mmφ的十字头口模。
在挤出成型过程中基材未发生堵塞。此时粘合层的摩擦系数为0.3。粘合层的凝胶分数显示在表1中。
·橡胶材料(表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶：由ZeonCorporation制造的Gechron 3106)：100份
·导电剂(炭黑：由Asahi Carbon Co.,Ltd.制造的ASAHI Thermal)：15份
·导电剂(由Ketjen Black International Co.,Ltd.制造的Ketjen black EC)：5份
·离子导电剂(高氯酸锂)：1份
·硫化剂(Sulfur 200Mesh，由Tsurumi Chemical Industry Co.,Ltd.制造)：1份
·硫化加速剂(Nocceler DM，由Ouchi Shinko Chemical Industrial Co.,Ltd.制造)：2.0份
·硫化加速剂(Nocceler TT，由Ouchi Shinko Chemical Industrial Co.,Ltd.制造)：0.5份
·硫化加速助剂(氧化锌，一级氧化锌，由Seido Chemical Industry Co.,Ltd.制造)：3份
·硬脂酸：1.5份
实施例4
以与实施例1中相似的方式制备基材和形成粘合层，不同之处在于如下改变实施例1的组成和粘合层。
粘合层的形成
·丙烯酸系树脂：Bayhydrol VPLS2058(由Sumitomo Bayer Urethane Co.,Ltd.制造)100份
·环氧树脂：Adeka Resin EP4100(由Adeka Corporation制造)：10份
·导电剂(Ketjen black EC：由Ketjen Black International Co.,Ltd.制造)：15份
使用甲苯或二甲苯调整其粘度。
弹性层的形成
使用开放辊捏合具有以下组成的弹性层用混合物，以在具有使用挤出成型机于其上形成的粘合层的基材表面上形成弹性层，并于其上进行硫化。此时，基材(轴)输送通道的整体尺寸为使用外径为7.98mmφ并且长度为350mm的基材。作为十字头挤出装置，使用由Mitsuba Mfg.Co.,Ltd.制造的40mm挤出机，并且使用口模喷嘴内径为13mmφ的十字头口模。
在挤出成型过程中基材未发生堵塞。此时粘合层的摩擦系数为0.88。粘合层的凝胶分数显示在表1中。
·橡胶材料(表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶：由ZeonCorporation制造的Gechron 3106)：100份
·导电剂(炭黑：由Asahi Carbon Co.,Ltd.制造的ASAHI Thermal)：15份
·导电剂(由Ketjen Black International Co.,Ltd.制造的Ketjen black EC)：5份
·离子导电剂(高氯酸锂)：1份
·硫化剂(Sulfur 200Mesh，由Tsurumi Chemical Industry Co.,Ltd.制造)：1份
·硫化加速剂(Nocceler DM，由Ouchi Shinko Chemical Industrial Co.,Ltd.制造)：2.0份
·硫化加速剂(Nocceler TT，由Ouchi Shinko Chemical Industrial Co.,Ltd.制造)：0.5份
·硫化加速助剂(氧化锌，一级氧化锌，由Seido Chemical Industry Co.,Ltd.制造)：3份
·硬脂酸：1.5份
比较例1
充电辊的制造
以与实施例1中相似的方式制备基材和形成粘合层，不同之处在于如下改变实施例1的组成和粘合层。
粘合层的形成
聚烯烃树脂组合物(由LORD Corporation制造)：100份
导电剂(炭黑：由Ketjen Black International Co.制造的Ketjen Black EC)：2.5份
使用甲苯或二甲苯调整粘度。
弹性层的形成
使用开放辊捏合具有以下组成的弹性层用混合物，以在具有使用挤出成型机于其上形成的粘合层的基材表面上形成弹性层，并于其上进行硫化。此时，基材(轴)输送通道的整体尺寸为使用外径为7.98mmφ并且长度为350mm的基材。作为十字头挤出装置，使用由Mitsuba Mfg.Co.,Ltd.制造的40mm挤出机，并且使用口模喷嘴内径为13mmφ的十字头口模。
在挤出成型过程中基材未发生堵塞。此时粘合层的摩擦系数为0.69。粘合层的凝胶分数显示在表1中。
·橡胶材料(表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶：由ZeonCorporation制造的Gechron 3106)：100份
·导电剂(炭黑：由Asahi Carbon Co.,Ltd.制造的ASAHI Thermal)：15份
·导电剂(由Ketjen Black International Co.,Ltd.制造的Ketjen black EC)：5份
·离子导电剂(高氯酸锂)：1份
·硫化剂(Sulfur 200Mesh，由Tsurumi Chemical Industry Co.,Ltd.制造)：1份
·硫化加速剂(Nocceler DM，由Ouchi Shinko Chemical Industrial Co.,Ltd.制造)：2.0份
·硫化加速剂(Nocceler TT，由Ouchi Shinko Chemical Industrial Co.,Ltd.制造)：0.5份
·硫化加速助剂(氧化锌，一级氧化锌，由Seido Chemical Industry Co.,Ltd.制造)：3份
·硬脂酸：1.5份
评价
凝胶分数的测量
表面层凝胶分数的测量基于JIS-K6796(1998)进行。切下1重量份充电辊的粘合层以测量重量。将其设定为溶剂提取之前的树脂重量。将切下的粘合层溶解并浸入溶液甲苯(10重量份)24小时之后，进行过滤并除去残余的树脂涂布的材料，并测量其重量。将该重量设定为提取之后的重量。因此，凝胶分数利用以下方程计算。
凝胶分数(％)＝((提取之后的重量)/(溶剂提取之前的树脂重量))×100
基材的表面状况
在将充电辊保持于高温高湿度环境(45℃，95％RH)中10日之后，观察其表面状况，并将包括表面层的弹性层剥离以观察基材的表面。结果显示在表1中。
A：与形成弹性层之前的表面状况不存在差异。
B：在粘合层和导电性支撑部件中的至少一种中观察到针孔。
C：导电性支撑部件被腐蚀并且膨胀，并在粘合层和导电性支撑部件中的至少一者中观察到剥离。
粘合性
为检查粘合层的粘合强度，利用刀具在充电辊的弹性层部分中形成一个切口，并用手尝试剥离弹性层。
A：剥离因强粘合而不容易发生或者观察到弹性层的破裂。
B：虽然在导电性支撑部件与粘合层之间的界面处或者在粘合层与弹性层之间的界面处存在阻力，但它们被剥离。
C：在导电性支撑部件与粘合层之间的界面处或者在粘合层与弹性层之间的界面处容易发生剥离。
初始图像品质
将充电辊安装在彩色复印机DocuCentre Color a450(由富士施乐株式会社制造)的鼓盒上作为充电辊，并在10℃和15％RH的环境以及28℃和85％RH的环境中使用DocuCentre Color a450打印50％半色调图像。利用以下标准评价所获的半色调图像。
A：未观察到浓度不均匀、白点和色点。
B：局部观察到浓度不均匀、白点和色点。
C：整体观察到浓度不均匀、白点和色点。
充电保持性
将充电辊安装在DocuCentre Color 400CP(由富士施乐株式会社制造)的鼓盒上，并使用50,000张A4尺寸的纸(在10℃和15％RH的环境中的50,000张纸)进行打印试验。然后，对于使用DocuCentre Color 400CP打印50％半色调图像时引起的图像浓度不均匀，基于以下标准进行确定。
A：未观察到图像浓度不均匀。
B：局部观察到图像浓度不均匀。
C：整体观察到图像浓度不均匀。
形态精度
通过使用激光外径测量单元测量成型充电辊后的形态，并利用以下标准进行评价。
A：未观察到因粘合层剥离导致的表面上的不规则形状。
B：观察到因粘合层剥离导致的表面上的不规则形状，但其非常轻微，并且处于对于图像品质而言可接受的水平。
C：观察到因粘合层剥离导致的表面上严重的不规则形状，其不处于对于图像品质而言可接受的水平。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 比较例1
凝胶分数[％] 95 80 50 50 30
摩擦系数 0.67 0.69 0.3 0.88 0.96
基材的表面状况 A A B B C
粘合性 A A A A B
初始图像品质 A A B B C
充电保持性 A A B B C
形态精度 A A B B C
提供对本发明的实施方式的前述描述是为了说明和描述的目的。并非试图穷尽本发明所披露的精确形式或将本发明限制于所披露的精确形式。显然，许多改进和变化对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述所述实施方式是为了能够最好地解释本发明的原理及其实际用途，由此使得本领域的其他技术人员能够理解适用于预计的特定用途的本发明的各种实施方式和各种改进方案。本发明的范围由下述权利要求及其等同物所限定。

Claims (15)

1.一种充电辊，所述充电辊包括：
导电性基材；
在所述基材的外周表面上的导电性粘合层，其具有等于或大于50％的凝胶分数；和
在所述粘合层上的导电性弹性层,
其中，所述粘合层的摩擦系数为0.2～0.9。
2.如权利要求1所述的充电辊，其中所述粘合层的凝胶分数等于或大于60％。
3.如权利要求1所述的充电辊，其中所述粘合层的凝胶分数等于或大于90％。
4.如权利要求1所述的充电辊，其中所述粘合层的摩擦系数为0.3～0.8。
5.如权利要求1所述的充电辊，其中所述粘合层的摩擦系数为0.4～0.7。
6.一种能从图像形成设备拆卸的处理盒，所述处理盒包括：
图像保持部件；和
充电装置，其对图像保持部件充电并包括如权利要求1所述的充电辊。
7.如权利要求6所述的处理盒，其中所述粘合层的凝胶分数等于或大于60％。
8.如权利要求6所述的处理盒，其中所述粘合层的凝胶分数等于或大于90％。
9.如权利要求6所述的处理盒，其中所述粘合层的摩擦系数为0.3～0.8。
10.如权利要求6所述的处理盒，其中所述粘合层的摩擦系数为0.4～0.7。
11.一种充电辊的制造方法，所述方法包括：
在导电性基材外周表面上形成导电性粘合层，该导电性粘合层具有等于或大于50％的凝胶分数；和
通过利用挤出成型机，将其上形成有所述粘合层的所述基材供给至十字头，同时将所述基材插入内径小于包括所述粘合层的所述基材的外径的供给通道中，将弹性层形成用材料涂覆至所述粘合层上，以形成导电性弹性层，
其中，所述粘合层的摩擦系数为0.2～0.9。
12.如权利要求11所述的充电辊的制造方法，其中所述粘合层的凝胶分数等于或大于60％。
13.如权利要求11所述的充电辊的制造方法，其中所述粘合层的凝胶分数等于或大于90％。
14.如权利要求11所述的充电辊的制造方法，其中所述粘合层的摩擦系数为0.3～0.8。
15.如权利要求11所述的充电辊的制造方法，其中所述粘合层的摩擦系数为0.4～0.7。
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