CN106795910A - 辊和使用其的图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够长期抑制来自发泡层的沿辊轴方向的端部的切断面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。所述辊设置有轴1、在轴的外周上依次设置的发泡层2和一层以上的涂膜层3。将发泡层和涂膜层的沿辊轴方向的两端部切断，将填料层4设置在发泡层和涂膜层的切断面，至少发泡层的切断面覆盖有填料层，并且填料层包含水系聚氨酯树脂。

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
然而，当在轴的外周面上支承的弹性层由发泡层来形成，并且为了调节辊的尺寸和形状，将轴的端部沿其轴方向切断时，切断废料有时产生于由于切断而露出的发泡层的端部。这样的切断废料，如果在图像形成装置中被转印至感光体或纸，则由于产生图像缺陷是有问题的。为了解决该问题，虽然空气喷射和擦拭喷射处理的方法可以用于除去切断废料，但这些方法不能完全除去切断废料。
另一方面，虽然可以想到通过在进行了切断处理的辊端部的切断面上设置填料层来抑制切断废料的产生，但是由于辊构件在图像形成装置中被驱动旋转，因此确保与使用相关的耐久性是重要的。
因此，本发明的目的是提供一种能够长期抑制来自发泡层的沿辊轴方向的端部的切断面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进行了切断处理的辊的端部的切断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。
即，本发明的辊为包括轴以及依次设置在轴的外周上的发泡层和一层以上的涂膜层的辊，其特征在于：
所述辊是将发泡层和涂膜层的沿辊轴方向的两端部切断而成的，在切断的发泡层和切断的涂膜层的切断面上设置有填料层，至少发泡层的切断面被填料层覆盖，并且填料层包含水系聚氨酯树脂。
在本发明的辊中，优选地，水系聚氨酯树脂为酯/醚系、或碳酸酯系。在本发明的辊中，优选地，发泡层由密度为0.1-0.7g/cm3的聚氨酯泡沫组成。进一步，在本发明的辊中，优选地，填料层包含有机硅系添加剂，并且适当地，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，通过在发泡层和涂膜层的切断面上设置包含水系聚氨酯树脂的填料层，变得可以实现能够抑制来自发泡层的沿辊轴方向的端部的切断面的切断废料的产生并且长期防止由切断废料导致的图像缺陷的产生的辊，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。
具体实施方式
现在，将参考附图来描述本发明的实施方案。
图1示出本发明的辊的实例的长度方向截面图。如图所示，本发明的辊10设置有轴1以及在轴的外周上支承的发泡层2、和覆盖发泡层的外周的一层以上的涂膜层(在所示实例中为涂膜层3)。
在本发明的辊中，将发泡层2和一层以上的涂膜层3的沿辊的轴方向的两端部切断，并且在切断的发泡层2和一层以上的切断的涂膜层3的切断面上设置覆盖至少发泡层2的切断面的填料层4。在本发明中，填料层4的特征在于，其由包含水系聚氨酯树脂的材料形成。
在本发明中，通过在切断面上设置覆盖至少发泡层2的填料层4以保护切断面并且消除发泡层2的切断面的露出，变得可以有效抑制来自切断面的切断废料的产生。另一方面，当将辊连接至盒并且安装至装置时，辊与其它构件接触并碰撞，以致填料层变形并剥离，其会失去抑制切断废料的效果。然而，通过使用水系聚氨酯树脂作为填料层，变得可以通过提高填料层的强度和耐磨耗性以及对切断面的粘接性来改进耐久性。特别地，如随后所述，当发泡层2由聚氨酯泡沫形成时，由于发泡层2和使用水系聚氨酯树脂的填料层4具有相同的官能团，使得相容性良好并且粘接性进一步改进。这使得可以长期防止在图像形成装置内部由切断废料对感光体等的附着引起的图像缺陷。
用于填料层4的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，并且从对切断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，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水系聚氨酯树脂和有机硅系添加剂的以固成分计的总量中的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，可以在降低摩擦力的同时设置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切断面，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切断面的涂料通过刮刀等刮取和涂装的方法、和喷涂至切断面上的方法，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只要其可以覆盖至少发泡层2的切断面即是可以接受的，因此填料层4可以形成为与辊相同的直径、或发泡层2的外径以上且小于辊的外径的直径。例如，虽然依赖于辊的尺寸，但填料层4可以具体地形成为例如[(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发泡层2的切断面即可，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，仅重要的点是，在辊的沿其轴方向的端部处具有发泡层的切断面的辊中，至少发泡层的切断面被填料层覆盖，另外，该构成可以根据传统方法适当地做出，并且没有特别限制。
例如，对轴1没有限制，只要其为良好地导电性的即可，并且可以使用任何轴，例如其包括：如由镍或锌等镀覆的加硫易切削钢等钢材，由如铁、不锈钢、铝等金属制成的实心芯金属，如中空金属圆筒体等金属轴，和由良好的导电性塑料制成的轴。
发泡层2由发泡体组成，具体地可以由如聚氨酯、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。
另外，因为当构成发泡层2的发泡体为闭孔泡沫时，压缩永久变形性改进，发泡体中的气泡适宜为闭孔气泡。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的原料通过机械搅拌泡沫来发泡的过程。
对适合用于发泡层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，并且特别适宜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。特别地，当使用具有粗略地在这些范围内的低密度的聚氨酯泡沫时，可能产生切断废料，并且本发明的应用是有效的。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，只要其在聚氨酯反应中为非活性气体即可；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。
对发泡层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，发泡层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，一层以上的涂膜层形成在发泡层2的外周上。虽然在图1示出的实例中，在发泡层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。与对于发泡层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，发泡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，中间层不能追随发泡层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发泡层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，发泡层通过成形形成在轴的外周上；然后，通过在形成的发泡层上涂布，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，将形成的发泡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，将发泡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，在切断的发泡层和涂膜层的切断面上设置尺寸足以覆盖至少发泡层的填料层，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，从而在发泡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两端部切断，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各填料层，从而获得实施例的样品辊。在液体粘接剂的情况下，填料层通过密封件涂装(sealcoating)(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。在热熔粘接剂的情况下，将片状粘接剂切割为外径为的环状并贴附且通过热压法来熔接。此外，在垫圈的情况下，由不锈钢制成的和由聚丙烯制成的外径为的垫圈通过将它们推进辊主体部的切断面来安装。
<评价方法>
将所得各样品辊组装至商购可得的激光束打印机(LBP 7200C，由Canon Inc.制造)，并且进行100张打印耐久性试验。结果通过打印的图像的目视观察来评价，并且评价对于由从切断面产生的切断废料导致的图像缺陷的存在与否(当不产生缺陷时表示为○，和当产生缺陷时表示为×)，以及如在打印试验之后填料层中粘接剂的剥离等的缺陷存在与否。
使用图3所示的装置，评价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30以200rpm旋转，以测量直到填料层的刮擦、剥离和变形发生的时间。图中的附图标记32表示马达。评价基准如下。
◎：在3分钟内没有发生刮擦等。
○：在3分钟内发生刮擦等。
△：在2分钟内发生刮擦等。
×：在1分钟内发生刮擦等。
结果列在下表中。
[表1]
*1)UM700，由CEMEDINE Co.,Ltd.制造
*2)酯/醚系聚氨酯，SUPERFLEX 150(固成分：30质量％)，由DKS Co.Ltd.制造
*3)碳酸酯系聚氨酯(固成分：30质量％，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：48N/mm2，断裂应变：340％，和在100％伸长时的拉伸应力：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，对于任意的填料材料，可以防止切断废料的产生，不存在打印试验后的填料层的剥离。从耐久性的观点，在其中使用包含水系树脂的液体粘接剂形成填料层的各实施例中，不存在2分钟内刮擦等的发生。在使用其它种类的液体粘接剂的比较例中，2分钟内发生刮擦等。在使用热熔粘接剂的比较例中，在1分钟内发生刮擦等。在使用垫圈的比较例中，在2分钟内垫圈围绕轴转动出。
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)，以与在上述液体粘接剂的情况下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。评价基准如下。结果在下表中一并列出。
◎◎：在4分钟内没有发生刮擦等。
◎：在3分钟内没有发生刮擦等。在4分钟内发生刮擦等。
[表3]
*13)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。
下一步，使用水系聚氨酯树脂(酯/醚系聚氨酯，SUPERFLEX 150，由DKS Co.,Ltd.制造)，如下表中所示改变厚度，从而以与在液体粘接剂的情况下相同的方式形成填料层，并且制得各实施例的样品辊。
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。评价基准如下。结果在下表中一并列出。
◎：在3分钟内没有发生刮擦等。
○：在3分钟内发生刮擦等。
[表4]
如上表中所示，确认的是，即使当使用水系聚氨酯树脂的填料层的膜厚度改变时，也可以在确保良好的涂膜状态的同时获得充分的耐久性。
附图标记说明
1 轴
2 发泡层
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，其包括轴以及依次设置在所述轴的外周上的发泡层和一层以上的涂膜层，其特征在于：
所述辊是将所述发泡层和所述涂膜层的沿辊轴方向的两端部切断而成的，在切断的所述发泡层和切断的所述涂膜层的切断面上设置有填料层，至少所述发泡层的切断面被所述填料层覆盖，并且所述填料层包含水系聚氨酯树脂。
2.根据权利要求1所述的辊，其中所述水系聚氨酯树脂为酯/醚系、或碳酸酯系。
3.根据权利要求1所述的辊，其中所述发泡层由密度为0.1-0.7g/cm3的聚氨酯泡沫组成。
4.根据权利要求1所述的辊，其中所述填料层包含有机硅系添加剂。
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。
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