CN106605176A - 辊和使用其的图像形成装置 - Google Patents

Abstract

提供一种辊，特别是导电性辊，当将所述辊安装至图像形成装置时，通过所述辊可以抑制通过与装置内部其它构件接触引起的来自辊端部的切断废料的产生；和提供一种使用所述辊的图像形成装置。所述辊设置有轴1和配置在轴的外周上的基层2。在基层的沿辊轴方向的两端部的各端面上设置覆盖基层的填料层4。填料层由根据JIS K 7127的拉伸试验测量的断裂应变为120％以上且根据JIS K 7127的拉伸试验测量的在100％伸长时的拉伸应力为5‑30N/mm²的材料制成。

Description

辊和使用其的图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种辊和使用所述辊的图像形成装置(以下，也简称为“装置”)，并且具体地涉及一种用于如复印机、打印机和特别是激光束打印机等图像形成装置的导电性辊，和特别是涉及一种适合作为显影辊的辊，和使用所述辊的图像形成装置。

背景技术

通常，在如复印机、打印机、传真机等使用电子照相打印法的图像形成装置中，在图像形成的各步骤中使用如转印辊、显影辊、调色剂供给辊、充电辊、清洁辊、中间转印辊、带驱动辊等赋予导电性的辊。

作为这样的辊构件，为了获得期望的表面粗糙度、导电性和硬度等，传统使用的是，设置有在作为通过在轴上形成弹性层而构成的结构的基本结构的外周上设置的一层或多层涂膜的辊，所述弹性层由橡胶、高分子弹性体、高分子泡沫等组成，其通过与导电剂的组合被赋予导电性。

作为与导电性辊的改进有关的技术，例如，专利文献1记载了一种导电性辊，其具有芯金属、设置在芯金属其表面上的基体、和设置在由导电性软质聚氨酯泡沫组成的基体的圆周面上的填料层，其中在圆周面上的导电性软质聚氨酯泡沫的气泡的开口由填料层堵塞。

相关技术文献

专利文献

专利文献1：日本未审查专利公布No.H9-262912(权利要求等)

发明内容

发明要解决的问题

另外，当显影辊安装至盒时，为了保持辊与感光体之间的接触宽度(辊隙宽度)恒定，可以在辊的轴方向的端部与辊同轴配置环状构件。在这样的情况下，伴随装置的使用，环状构件和辊的端部彼此接触并摩擦，辊的端部被刮擦，并且会产生切断废料。当此类切断废料转印至在图像形成装置内的感光体或纸等时，导致图像缺陷的产生，这是有问题的。

因此，本发明的目的是提供一种能够抑制当安装至图像形成装置时由于与装置内部的其它构件接触而引起的来自辊的端部的切断废料的产生的辊，特别是导电性辊，和使用所述辊的图像形成装置。

用于解决问题的方案

本发明人深入地研究发现，上述问题可以通过在辊的轴方向端面上设置由特定材料制成的填料层来解决，从而完成了本发明。

换言之，根据本发明的辊为包括轴、和设置在轴的外周上的基层的辊，其特征在于：

在基层的沿辊轴方向的两端部的端面上设置覆盖基层的填料层，并且填料层由根据JIS K 7127的拉伸试验测量的断裂应变为120％以上且根据JIS K 7127的拉伸试验测量的在100％伸长时的拉伸应力为5-30N/mm²的材料组成。

在本发明的辊中，优选地，填料层的材料包含水系聚氨酯树脂。在本发明的辊中，优选地，填料层的材料特别地以5-30质量％的量包含有机硅系添加剂。进一步，在本发明的辊中，适合地，填料层的膜厚度为10-100μm。更进一步，本发明的辊适合为导电性辊。

此外，本发明的图像形成装置的特征在于，其安装有上述本发明的辊。

发明的效果

根据本发明，通过在基层的沿辊轴方向的两端部的端面上设置由具有预定的物理性质的材料组成的填料层，变得可以实现能够抑制当安装至图像形成装置时由于与装置内部其它构件接触而引起的来自辊的端部的切断废料的产生的辊，特别是导电性辊，和使用所述辊的图像形成装置。

附图说明

图1为示出本发明的辊的一个构造实例的长度方向的截面图。

图2为示出本发明的图像形成装置的一个构造实例的部分截面图。

图3为示出实施例中用于耐久性评价的装置的示意图。

图4为示出实施例中断裂应变与在100％伸长时的应力之间的关系的图表。

图5为示出实施例中有机硅系添加剂的配混量与静摩擦系数之间的关系的图表。

具体实施方式

以下，将参考附图详细描述本发明的实施方案。

图1示出本发明的辊的一个实例的长度方向的截面图。所示出的辊10包括轴1，在轴1的外周上支承的基层2，和覆盖基层2的外周的一层涂膜层3。

本发明的辊至少具有在轴1的外周上的基层2，并且在基层2的沿辊轴方向的两端部的端面上设置覆盖基层2的填料层4。在本发明中，填料层4的特征在于，其由断裂应变为120％以上且在100％伸长时的拉伸应力为5-30N/mm²的材料制成。

在本发明中，通过在辊的沿轴方向的端面上设置覆盖基层2的填料层4以保护端面并且消除端面的露出，变得即使当辊的端面与装置内其它构件如环状构件接触时，也可以抑制来自辊的端面的切断废料的产生。即使在填料层4设置在辊的端面上的情况下，当由于与其它构件接触使得填料层4本身被刮掉时，切断废料的问题再次产生，因此，在本发明中，推测填料层4由具有预定的断裂应变和拉伸应力的材料制成并且确保填料层4的强度，从而形成即使与其它构件接触时也不会刮擦的填料层4。

填料层4的形成材料具有120％以上、并且优选200-400％的断裂应变，并且具有5-30N/mm²、并且优选10-30N/mm²的在100％伸长时的拉伸应力。通过使用满足所述物理性质的材料，可以形成即使当与其它构件接触时也不会刮擦的、具有优异的耐久性的填料层4。在其中断裂应变为上述范围以外的情况下，即使当在100％伸长时的拉伸应力满足上述范围时，该层也不能耐受一定以上的位移并且发生刮擦，因此，不能获得本发明所期望的效果。在其中在100％伸长时的拉伸应力在上述范围以外的情况下，即使当断裂应变满足上述范围时，也发生刮擦，因为该层不能耐受一定以上的应力，因此，不能获得本发明所期望的效果。此处，在本发明中，断裂应变和在100％伸长时的拉伸应力为依照JIS K 7127的拉伸试验测量的值。

具体地，在本发明中，从确保强度和使得刮擦不太可能发生的观点，优选形成使用包含水系聚氨酯树脂的材料的填料层4。特别地，如下所述，当基层2由聚氨酯泡沫形成时，由于基层2与使用水系聚氨酯树脂的填料层4具有相同的官能团，所以其相容性良好，并且其粘接性变得更良好。这使得可以长期防止在图像形成装置内部由附着至感光体等的切断废料引起的图像缺陷的发生。

水系聚氨酯树脂为通过使聚氨酯树脂乳化获得的自乳化型，并且可以为如醚系、酯系、酯/醚系、和碳酸酯系等任意种类，并且从对辊端面的粘接性和耐久性的观点，优选使用酯/醚系、或碳酸酯系。使用水系聚氨酯树脂的原因为，在溶剂体系中，水系聚氨酯树脂渗透至发泡层2并且使发泡层2溶胀。

填料层4优选包含有机硅系添加剂。通过将有机硅系添加剂添加至水系聚氨酯树脂，可以降低待形成的填料层4的表面的摩擦系数，使得辊端部难以被刮擦，从而进一步改进耐久性。可以使用的有机硅系添加剂的具体实例包括丙烯酸系-有机硅接枝聚合物。有机硅系添加剂的添加量优选为以固成分计填料层的材料中的5-30质量％，并且更优选5-10质量％。特别地，通过以5-10质量％的量包含有机硅系添加剂，可以设置在充分降低摩擦力的同时处于均匀涂膜状态的填料层4。

可以通过将通过根据需要将有机硅系添加剂添加至水系聚氨酯树脂中制备的涂布液使用分配器、印模、喷涂或刮刀涂布器等涂布至上述端面，然后挥发并硬化来形成填料层4。涂布方法的具体实例包括：将用分配器等供给至端面的涂料用刮刀等刮取和涂装的方法、和喷涂至端面上的方法，并且作为加热方法，可以适当地使用通常的方法。

由于填料层4可以覆盖至少基层2的端面，所以填料层4可以形成为具有与辊的外径相同的直径、或基层2的外径以上且小于辊的外径的直径。具体地，例如，根据辊的尺寸，填料层4可以形成为[(辊的外径)-0μm～(辊的外径)-250μm]的外径。

填料层4的厚度可以为任意的厚度，只要其可以完全覆盖基层2的端面即可，并且优选为10-100μm。通过将膜厚度设定在该范围内，可以在确保填料层4的耐久性的同时，在辊安装至盒中时使辊精确地连接至安装位置。

在本发明中，仅在沿辊轴方向的端面上，至少基层覆盖有填料层是重要的，并且可以根据传统方法适当地构造其它方面，并且没有特别限制。

例如，对轴1没有限制，只要其具有良好地导电性即可，并且可以使用任何轴。其实例包括：如镀覆有镍或锌等的加硫易切削钢等钢材料，由如铁、不锈钢或铝等金属制成的实心金属芯，如内部为中空的金属圆筒体等金属轴，和高导电性塑料轴等。

对基层2没有特别限制，并且可以由公知的橡胶或树脂，或者封闭的孔分散在其中的发泡体形成。具体地，基层2可以由如聚氨酯、硅橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、聚降冰片烯橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、丙烯酸系橡胶、表氯醇橡胶(ECO)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和其混合物等弹性体形成；并且适当地由聚氨酯泡沫组成。根据本发明，可以抑制切断废料的产生，因此，可以使用图像特性优异的使用聚氨酯泡沫的辊，而不存在问题。构成发泡层2的发泡体通过以下来形成：将上述弹性体使用发泡剂来化学发泡，或如在聚氨酯泡沫的情况下，通过将空气引入其中将上述弹性体机械地发泡。

当基层2由发泡体形成时，发泡体中的气泡适合为闭孔气泡，因为压缩永久变形性能改进。为了使发泡体中的气泡为闭孔气泡，适当地采用将上述弹性体原料通过机械搅拌泡沫来发泡的过程。

对适合用于基层2的用于形成聚氨酯泡沫的聚氨酯原料没有特别限制，只要它们在树脂中含有氨基甲酸酯键即可。作为构成聚氨酯原料的多异氰酸酯，使用芳香族异氰酸酯或其衍生物、脂肪族异氰酸酯或其衍生物、和脂环族异氰酸酯或其衍生物。在它们之中，芳香族异氰酸酯或其衍生物是优选的，并且特别适合使用甲苯二异氰酸酯或其衍生物、和二苯基甲烷二异氰酸酯或其衍生物。作为甲苯二异氰酸酯或其衍生物，使用粗制甲苯二异氰酸酯，2,4-甲苯二异氰酸酯，2,6-甲苯二异氰酸酯，2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物，其尿素改性物，其缩二脲改性物，其碳二亚胺改性物，和由多元醇等改性的氨基甲酸酯改性物。作为二苯基甲烷二异氰酸酯或其衍生物，例如，使用通过二氨基二苯基甲烷或其衍生物的光气化获得的二苯基甲烷二异氰酸酯或其衍生物。二氨基二苯基甲烷的衍生物包括多核产物，并且可以使用由二氨基二苯基甲烷获得的纯二苯基甲烷二异氰酸酯、由二氨基二苯基甲烷的多核产物获得的聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯。对于聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯的官能团数，通常使用纯二苯基甲烷二异氰酸酯和具有各种官能团数的聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，并且使用官能团的平均数优选2.05至4.00，更优选2.50至3.50的混合物。另外，例如，也可以使用通过这些二苯基甲烷二异氰酸酯或其衍生物的改性获得的衍生物，如由多元醇等改性的氨基甲酸酯改性物、由脲二酮(uretdione)形成的二聚体、异氰脲酸酯改性物、碳二亚胺/尿酮亚胺(uretonimine)改性物、脲基甲酸酯改性物、尿素改性物、缩二脲改性物。此外，也可以使用多种二苯基甲烷二异氰酸酯和其衍生物的混合物。

可以使用构成聚氨酯原料的多元醇组分，其包括：来自氧化乙烯与氧化丙烯的加成聚合的聚醚多元醇、聚四亚甲基醚二醇、来自酸组分和二醇组分的缩合的聚酯多元醇、来自己内酯的开环聚合的聚酯多元醇、和聚碳酸酯二醇。来自氧化乙烯与氧化丙烯的加成聚合的聚醚多元醇包括：例如，通过使用水、丙二醇、乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己三醇、三乙醇胺、双甘油、季戊四醇、乙二胺、甲基葡萄糖苷、芳香族二胺、山梨糖醇、蔗糖、磷酸等作为起始材料，来自氧化乙烯与氧化丙烯的加成聚合的产物；并且特别适合的是，来自水、丙二醇、乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、己三醇用作起始材料的产物。对于加成的氧化乙烯和氧化丙烯的比率和微观结构，氧化乙烯的比率优选为2至95质量％，更优选5至90质量％。特别地，优选使用具有在其末端加成的氧化乙烯的聚醚多元醇。在分子链中的氧化乙烯和氧化丙烯的排列优选为无规。当由水、丙二醇和乙二醇作为起始材料获得时为双官能的该聚醚多元醇的分子量优选为重均分子量在300至6000，特别优选400至3000的范围内。当由甘油、三羟甲基丙烷和己三醇作为起始材料获得时为三官能的该聚醚多元醇的分子量优选为重均分子量在900至9000，并且特别优选1500至6000的范围内。可以适当地使用双官能多元醇和三官能多元醇的共混物。

聚四亚甲基醚二醇例如由四氢呋喃的阳离子聚合来获得，并且优选使用具有在400至4000，特别是650至3000的范围内的重均分子量的产物。还优选的是，将具有不同的分子量的聚四亚甲基醚二醇共混。另外，也可以使用由如氧化乙烯和氧化丙烯等氧化烯烃的共聚获得的聚四亚甲基醚二醇。也优选的是，使用聚四亚甲基醚二醇和来自氧化乙烯与氧化丙烯的加成聚合的聚醚多元醇的共混物，并且在此情况下，其优选以聚四亚甲基醚二醇与来自氧化乙烯与氧化丙烯的加成聚合的聚醚多元醇的质量比在95:5至20:80，并且特别是90:10至50:50的范围内使用。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，如丁二醇等二醇类，如三羟甲基丙烷等多元醇类，和其衍生物可以以与上述多元醇组分组合使用。

多元醇可以预先与多异氰酸酯预聚合，并且方法包括：其中将多元醇和多异氰酸酯放入适当的容器中，充分搅拌并且保持在30至90℃，更优选40至70℃下6至240小时，更优选24至72小时的方法。在此情况下，将多元醇和多异氰酸酯的份量的比优选调节为使得所得的预聚物的异氰酸酯的含量比为4至30质量％，更优选6至15质量％。如果异氰酸酯的含量比小于4质量％，则损害预聚物的稳定性，并且预聚物会在贮存期间硬化并且不能够供使用。当异氰酸酯的含量比超过30质量％时，没有预聚合的多异氰酸酯的含量增加，并且因为该多异氰酸酯与用于随后的聚氨酯硬化反应的多元醇组分，通过与不进行预聚合反应的一步法相似的反应机理而硬化，减小了预聚合方法的优势。作为多元醇组分，当使用在预先与多异氰酸酯预聚合的多元醇的预聚物中的异氰酸酯组分时，除了上述多元醇组分以外，可以使用如乙二醇和丁二醇等二醇类，如三羟甲基丙烷和山梨糖醇等多元醇类，和其衍生物。

向聚氨酯原料中，可以添加如离子导电剂和电子导电剂等导电剂，如炭黑和无机碳酸盐等填充材料，如苯酚和苯胺等抗氧化剂，减摩剂，和电荷调节剂等。离子导电剂的实例包括：铵盐，如四乙基铵、四丁基铵、十二烷基三甲基铵(例如，月桂基三甲基铵)、十六烷基三甲基铵、十八烷基三甲基铵(例如，硬脂基三甲基铵)、苄基三甲基铵、改性的脂肪酸二甲基乙基铵等的高氯酸盐、氯酸盐、盐酸盐、溴酸盐、碘酸盐、氟硼酸盐、硫酸盐、乙基磺酸盐、羧酸盐、磺酸盐；和如锂、钠、钾、钙、镁等碱金属和碱土金属的高氯酸盐、氯酸盐、盐酸盐、溴酸盐、碘酸盐、氟硼酸盐、三氟甲基磺酸盐、磺酸盐。电子导电剂的实例包括：如科琴黑、乙炔黑等导电性碳；如SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MT等橡胶用碳；氧化处理的墨用碳，热分解碳，天然石墨，人造石墨；如氧化锡、氧化钛、氧化锌等导电性金属氧化物；如镍、铜、银、锗等金属。这些导电剂可以单独使用或者以其两种以上的混合物使用。对其配混量没有特别限制，并且可以按需要适当地选择，并且相对于100质量份的聚氨酯原料的比例通常为0.1至40质量份，优选0.3至20质量份。

用于聚氨酯原料的硬化反应的催化剂包括：如三乙基胺和二甲基环己基胺等一元胺类；如四甲基乙二胺、四甲基丙二胺和四甲基己二胺等二元胺类；如五甲基二亚乙基三胺、五甲基二亚丙基三胺、四甲基胍等三元胺类；如三亚乙基二胺、二甲基哌嗪、甲基乙基哌嗪、甲基吗啉、二甲基氨基乙基吗啉、二甲基咪唑等环状胺类；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、甲基羟基乙基哌嗪、羟基乙基吗啉等醇胺类；如双(二甲基氨基乙基)醚、乙二醇双(二甲基)氨基丙基醚等醚胺类；和如辛酸亚锡、二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、硫醇化二丁基锡、硫代羧酸二丁基锡、双马来酸二丁基锡、硫醇化二辛基锡、硫代羧酸二辛基锡、丙酸苯基汞、辛酸铅等有机金属化合物。这些催化剂可以单独使用或者以其两种以上的组合使用。

在本发明中，优选的是，将有机硅泡沫稳定剂和各种表面活性剂配混至聚氨酯原料从而使泡沫材料中的气孔稳定化。作为有机硅泡沫稳定剂，适当地使用二甲基聚硅氧烷-聚氧化烯共聚物等，并且特别优选具有分子量为350至15000的二甲基聚硅氧烷部分和分子量为200至4000的聚氧化烯部分的共聚物。对于聚氧化烯部分的分子结构，氧化乙烯的加成聚合物、以及氧化乙烯与氧化丙烯的共加成聚合物是优选的，并且该聚合物的分子末端也优选为氧化乙烯。表面活性剂包括：如阳离子性表面活性剂、阴离子性表面活性剂和两性表面活性剂等离子性表面活性剂；和如各种聚醚和各种聚酯等非离子性表面活性剂。相对于100质量份的聚氨酯原料，有机硅泡沫稳定剂和各种表面活性剂的配混量优选为0.1至10质量份，更优选0.5至5质量份。

用于本发明的聚氨酯泡沫的密度优选在0.1至0.7g/cm³，更优选0.50至0.65g/cm³的范围内。太低和太高的密度都是不期望的，这是因为太低的密度导致气泡的粗大化，并且太高的密度导致辊性能的劣化。

聚氨酯泡沫的ASKER C硬度优选为15至70°，更优选15至45°。在本发明中，传统使用的机械丝线法(mechanical floss method)、水发泡法、发泡剂丝线法(foaming agentfloss method)等可以用作将聚氨酯原料预先发泡的方法；并且对于获得具有适当的密度和硬度的闭孔泡沫结构的聚氨酯泡沫而言，优选使用在混合非活性气体的同时通过机械搅拌进行发泡的机械丝线法。用于机械丝线法的任何非活性气体是可接受的，只要其为在聚氨酯反应中非活性气体即可；并且包括对聚氨酯原料非反应性的气体，如氮气、二氧化碳、和干燥的空气；以及狭义的非活性气体，如氦气、氩气、氙气、氡气和氪气。通过将发泡的聚氨酯原料注射至金属模具中，接着使其硬化，可以获得具有在与金属模具接触的泡沫的部分上形成的自身皮层(薄层状皮膜)的聚氨酯泡沫。此时，用氟树脂等涂布金属模具的内表面的方法可以将脱模性赋予至金属模具。

对由聚氨酯泡沫组成的基层2的成形条件没有限制，并且可以遵循通常的条件，并且例如，基层2可以通过以下来获得：将聚氨酯原料在15至80℃，优选20至65℃的范围内的温度下开始发泡，并且完成向设置有轴1的金属模具的注射，然后在约70至120℃的温度下进行固化，接着将产物从模具中移出。

在本发明中，一层以上的涂膜层可以形成在基层2的外周上。虽然在图1示出的实例中，在基层2的外周上设置作为形成辊表面的表面层的一层涂膜层3，但也可以设置中间层和表面层的两层涂膜层，而没有限制，此外，可以追加其它功能层。

例如，表面层可以通过如氨基甲酸酯系、丙烯酸系、丙烯酸氨基甲酸酯系、和氟系的溶剂系涂料来形成，并且该层的表面粗糙度可以通过含有由氨基甲酸酯、丙烯酸系、二氧化硅等制成的球状微粒来调节。这样的表面层的表面粗糙度基于JIS算术平均粗糙度Ra通常是2μm以下，特别优选在0.5至1.5μm的范围内。期望的导电性可以通过适当地含有上述离子导电剂和电子导电剂作为导电剂来赋予。虽然对表面层的厚度没有特别限制，但其可以通常为1至50μm，特别是约1至约40μm。

中间层可以是含有导电剂的水系涂料，并且选自由橡胶系、氨基甲酸酯系和丙烯酸系涂料组成的组的任何一种或至少两种可以适当地用作水系涂料。如天然橡胶(NR)、氯丁橡胶(CR)、丁腈橡胶(NBR)和苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)等胶乳可以适当地用作橡胶系涂料；醚系、酯系乳液和分散液作为氨基甲酸酯系涂料；并且丙烯酸系、丙烯酸苯乙烯乳液等作为丙烯酸系涂料。与对于基层2的上述的那些相同的导电剂可以用作包含于涂料中的导电剂，而没有限制。另外，硫化剂、硫化促进剂、和橡胶防老剂等可以按需要适当地添加至中间层。

中间层的厚度通常在10至100μm，特别是30至80μm的范围内。当厚度小于10μm时，基层的溶剂遮蔽效果和防止污染物从下层侧渗出的填料效果变得不充分，导致不可以提供期望的表面粗糙度的溶剂侵蚀。另一方面，当厚度超过100μm时，中间层不能追随基层2的柔软，导致破损和剥离、辊本身的硬化，这会导致如调色剂损坏等与辊性能有关的缺陷。

中间层可以通过将上述水系涂料施涂至基层2上而形成为一层或至少两层。公知的方法可以用作中间层的涂布方法，其包括，但不限于：浸涂、喷涂、和辊涂布器涂布；并且适合使用浸涂。对于500μm的膜厚度，中间层的显微硬度适合在10至45°的范围内；并且对于最终获得的辊表面，大致地在该范围内的硬度可以实现期望的辊硬度。显微硬度可以例如通过Micro Durometer MD-1型来测量。

本发明的辊适合作为用于电子照相图像形成装置等的导电性辊，并且可以适当地具体地用作例如如显影辊、充电辊、转印辊、调色剂供给辊、和清洁辊等各种辊构件，并且特别是作为显影辊是有用的。

本发明的辊可以如下制造：首先，基层通过成形形成在轴的外周上；然后，按需要，通过在形成的基层上涂布，直接形成一层以上的涂膜层，具体地例如上述表面层，或依次形成中间层和表面层；然后，按需要，将形成的基层和涂膜层在辊的沿其轴方向的两端部处切断，其中从辊的外观性的观点，将基层和涂膜层在辊的沿其轴方向的两端部处切断的情况包括：将通过成形膨胀的辊的端部切断的情况、和调节辊的尺寸的情况；然后，通过上述技术，在基层和涂膜层的沿辊轴方向的两端部的端面上、或切断的基层和涂膜层的切断面上设置尺寸足以覆盖至少基层的填料层，因此可以获得本发明的辊。

此外，本发明的图像形成装置的特征在于：以上本发明的辊，特别是导电性辊，其中显影辊安装在其上，因此能够解决以下问题：由于切断废料对感光体等的附着导致的图像缺陷的产生。图2描述了本发明的图像形成装置的一个实例的部分截面图。在本发明的示出的图像形成装置中，设置有：保持静电潜像的如感光体等图像形成体21；与图像形成体21接触的显影辊10，其用于通过将承载在辊的表面上的调色剂20附着至其使静电潜像可视化；和调色剂供给辊22，其用于将调色剂20供给至显影辊10；并且图像形成通过以下一系列过程来进行：将调色剂20从调色剂容器23经由调色剂供给辊22和显影辊10输送至图像形成体21。

在示出的图像形成装置中，将图像形成体21通过充电辊25充电至恒定电位，然后通过曝光装置(未示出)在图像形成体21上形成静电潜像。然后，通过调色剂供给辊22、显影辊10和图像形成体21沿图中箭头的方向的旋转，将调色剂供给辊22上的调色剂20经由显影辊10输送至图像形成体21。将显影辊10上的调色剂20通过成层刮板24形成为均匀薄层，并且通过显影辊10和图像形成体21彼此接触地旋转，来自显影辊10的调色剂20附着至在图像形成体21中的静电潜像，导致潜像的可视化。附着至潜像的调色剂20通过转印辊26转印至如纸等记录介质，并且将在转印之后残留在图像形成体21上的调色剂20通过在清洁部27中的清洁刮板28除去。本发明的图像形成装置可以进一步设置有用于传统的图像形成装置的公知部件(未示出)。

实施例

现在，将通过实施例详细地描述本发明。

首先，通过机械丝线法在轴(长度为260mm，材料种类：加硫易切削钢)的外周上负载聚氨酯泡沫。该聚氨酯泡沫的密度为0.60g/cm³。

具体地，制备由100质量份的异氰酸酯组分(预聚合的异氰酸酯TDI+聚醚多元醇)和20质量份的多元醇组分(聚醚多元醇)、2质量份的炭黑(乙炔黑)、0.2质量份的离子导电剂(高氯酸钠)组成的聚氨酯原料，并且将该聚氨酯原料机械搅拌，通过混合机与干燥空气混合，并且发泡。将聚氨酯发泡材料注射入金属圆筒状分割式模具中，所述模具设置有用于贯通轴的在其端部设置的孔和用于支承轴而设置的金属盖。在模具的内部，设置具有施涂至其外周上的粘接剂的轴。然后，将其中注射有聚氨酯发泡材料的模具放置在调节至110℃的热风烘箱中1小时，从而使聚氨酯发泡材料硬化。

将硬化的聚氨酯泡沫与模具脱离，并且使用与炭黑(科琴黑)组合的CR橡胶胶乳涂料来浸涂，从而在基层的外周上形成膜厚度为60μm的中间层。然后，将泡沫使用与D⁵⁰＝10μm的球状聚氨酯颗粒和炭黑(乙炔黑)组合的聚氨酯溶剂系涂料来浸涂，从而形成膜厚度为15μm的表面层。

将以上获得的辊的辊主体部在辊的沿其轴方向的两端部处切断，以致辊主体部的尺寸为和长度240mm。然后，在辊主体部的切断面上，形成记载于以下表中的膜厚度为50μm的各填料层，从而获得实施例的样品辊。填料层通过密封件涂装(通过密封件形状的夹具的转印方法)接着加热在 的切断面内形成。

<评价方法>

使用图3所示的装置，评价各样品辊的填料层与装置内其它构件接触并碰撞的情况的耐久性。具体地，相对于形成了各样品辊30的填料层的辊主体部的端部30E，在1.5N的载荷F下按压由通常用作商购可得的打印机材料的聚缩醛(POM)树脂制成的环状构件31(内径：6mm，外径：11.5mm)，并且各样品辊以200rpm旋转，以评价随着时间经过填料层的刮擦是否产生。图中的附图标记32表示马达。评价基准如下。结果示于下表中。

○：填料层和基材未受损伤。

△：填料层开始被去除。

×：由于基材的刮擦而产生废料。

[表1]

*1)聚氨酯乳液，SUPERFLEX 300(固成分：30质量％)，由DKS Co.Ltd.制造

*2)聚氨酯乳液，SUPERFLEX 150HS(固成分：38质量％)，由DKS Co.Ltd.制造

*3)酯/醚系聚氨酯，SUPERFLEX 150(固成分：30质量％)，由DKS Co.Ltd.制造

*4)聚氨酯乳液，SUPERFLEX 470(固成分：38质量％)，由DKS Co.Ltd.制造

*5)聚氨酯乳液(固成分：30质量％)

*6)聚氨酯乳液(固成分：30质量％)

*7)碳酸酯系聚氨酯(固成分：30质量％)

*8)丙烯酸系树脂(固成分：30质量％)

*9)聚氨酯乳液(固成分：30质量％)

*10)聚氨酯乳液，SUPERFLEX 210(固成分：35质量％)，由DKS Co.Ltd.制造

*11)依照JIS K 7127的拉伸试验测量的各填料层的材料的断裂应力、断裂应变和在100％伸长时的拉伸应力。

根据各实施例和比较例的各填料层的材料的断裂应变与在100％伸长时的拉伸应力之间的关系示于图4的图表中。

如上表中所示，设置有使用满足根据本发明的条件的材料的填料层的各实施例的样品辊，即使在耐久试验中在3分钟以上也不会损伤填料层和辊主体部，由此确认，可以抑制切断废料的产生。

下一步，以下表中示出的配混量(基于固成分)使用水系聚氨酯树脂(酯/醚系聚氨酯，SUPERFLEX 150，由DKS Co.,Ltd.制造)和有机硅系添加剂(US450，由Toagosei Co.,Ltd.制造)，以与上述相同的方式形成膜厚度为50μm的填料层，从而制备各实施例的样品辊。

关于各所得样品辊，目视观察填料层的涂膜状态，测量填料层的表面的静摩擦系数三次，并且求得其平均值。

使用图3所示的装置，以与上述相同的方式评价在各样品辊的填料层在与装置内其它构件接触并碰撞的情况下的耐久性。结果在下表中一并示出。图5为示出根据各实施例和比较例的各填料层的材料的有机硅系添加剂的配混量与静摩擦系数之间的关系的图表。

[表2]

*12)丙烯酸系-有机硅接枝聚合物，US450(固成分：30质量％)，由Toagosei Co.,Ltd.制造

如上表中所示，确认的是，当在填料层中将有机硅系添加剂添加至水系聚氨酯树脂中时，摩擦系数降低，并且耐久性由此改进。另一方面，发现当有机硅系添加剂的量增多时，聚氨酯组分和有机硅组分分离，并且涂膜状态劣化。

附图标记说明

1 轴

2 基层

3 涂膜层

4 填料层

10 辊(显影辊)

20 调色剂

21 图像形成体

22 调色剂供给辊

23 调色剂容器

24 成层刮板

25 充电辊

26 转印辊

27 清洁部

28 清洁刮板

30 样品辊

30E 辊主体部的端部

31 环状构件

32 马达

Claims (7)

1.一种辊，其包括轴、和设置在所述轴的外周上的基层，其特征在于在所述基层的沿辊轴方向的两端部的端面上设置覆盖所述基层的填料层，并且所述填料层由根据JIS K 7127的拉伸试验测量的断裂应变为120％以上且根据JIS K 7127的拉伸试验测量的在100％伸长时的拉伸应力为5-30N/mm²的材料组成。

2.根据权利要求1所述的辊，其中所述填料层的材料包含水系聚氨酯树脂。

3.根据权利要求1所述的辊，其中所述填料层的材料包含有机硅系添加剂。

4.根据权利要求3所述的辊，其中所述填料层的材料以5-30质量％的量包含所述有机硅系添加剂。

5.根据权利要求1所述的辊，其中所述填料层的膜厚度为10-100μm。

6.根据权利要求1所述的辊，其为导电性辊。

7.一种图像形成装置，其特征在于，其安装有根据权利要求1所述的辊。