CN109388042B

CN109388042B - 导电弹性体辊及其制造方法和应用

Info

Publication number: CN109388042B
Application number: CN201710653368.1A
Authority: CN
Inventors: 林路; 彭文辉; 杨正文
Original assignee: Ninestar Corp
Current assignee: Ninestar Corp
Priority date: 2017-08-02
Filing date: 2017-08-02
Publication date: 2021-06-22
Anticipated expiration: 2037-08-02
Also published as: CN109388042A

Abstract

本发明提供一种导电弹性体辊及其制造方法和应用。本发明的导电弹性体辊，包括套筒和设置在所述套筒外周上的至少一层弹性层，所述弹性层由弹性体组合物形成，所述弹性体组合物包括基础材料和导电剂，所述基础材料包括固体橡胶材料，并且所述基础材料至少具有第一主体材料，所述第一主体材料为门尼粘度<40的橡胶，所述第一主体材料在所述基础材料中的质量含量≥5％。上述导电弹性体辊弹性层的材料种类和成型方式不受限制，可以通过模压成型方式进行批量加工，导电弹性体辊的综合性能优异。

Description

导电弹性体辊及其制造方法和应用

技术领域

本发明属于图像形成技术领域，具体涉及一种导电弹性体辊及其制造方法和应用。

背景技术

随着激光成像设备小型化的发展，越来越多的激光打印机采用无清洁系统的打印模式，此种打印机中使用的处理盒的具体结构如图1和图2所示。具体地，处理盒包括显影框架a和感光框架b，在显影框架a中可旋转地支撑有显影元件13，在显影元件13上设置有控粉单元15；通常，以导电弹性体辊作为显影元件13，其由可旋转的金属套筒和相对固定的磁芯构成，磁芯位于套筒内部，在套筒的表面设置有弹性层，在弹性层的表面还可以设置表面层。在感光框架b中设置有承载静电潜像的感光元件11、为感光元件11表面进行消电的消电单元16、为感光元件11表面进行充电的充电元件12以及对充电元件12表面进行清洁的清洁单元12a。

在显影作业过程中，显影元件13的弹性层为显影元件13与静电潜像承载构件14之间的抵接赋予弹性，并形成具有预定宽度的辊隙。在现有技术中，上述弹性层通常使用橡胶材料，特别是硅橡胶，由于硅橡胶具有优异的抗压缩永久变形性能，以其作为弹性层的显影元件在长期接触其他部件(例如出粉刀)后不会出现压痕等形变现象。此外，由于弹性层附着在金属套筒的表面，弹性层的厚度通常设置为0.5mm左右，此种显影元件的结构特点导致成型模具的模腔空间较小，不利于采用模压成型等方式进行生产，从而限制了包覆在金属套筒表面的弹性层的生产加工。

目前，制造弹性层的原料通常使用液体硅橡胶，其良好的加工流动性能够满足弹性层制造工艺的苛刻要求，可通过注塑成型方式制造弹性层。然而，液体硅橡胶的价格相对较高，不利于降低产品成本；同时，上述方式限制了弹性层材料的种类和成型方式，因此需要进一步开发低成本且成型方式不受限制的弹性层材料，以便能够采用工艺简单的批量加工成型方法制造出综合性能优异的导电弹性体辊。

发明内容

本发明提供一种导电弹性体辊及其制造方法和应用，该导电弹性体辊弹性层的材料种类和成型方式不受限制，可以通过模压成型方式进行批量加工，导电弹性体辊的综合性能优异。

本发明提供一种导电弹性体辊，包括套筒和设置在所述套筒外周上的至少一层弹性层，所述弹性层由弹性体组合物形成，所述弹性体组合物包括基础材料和导电剂，所述基础材料包括固体橡胶材料，并且所述基础材料至少具有第一主体材料，所述第一主体材料为门尼粘度<40的橡胶，所述第一主体材料在所述基础材料中的质量含量≥5％。

在本发明中，门尼粘度为某一特定温度(通常为100℃)和某一特定转子转速(2N/min)条件下橡胶材料(未硫化)对转子的转动阻力。本发明的门尼粘度具体为门尼粘度(ML1+4，100℃)；该门尼粘度(ML1+4，100℃)指的是在100℃下，橡胶材料预热1min，转子在2N/min的转速下旋转4min所测定的转矩值。

本发明对上述门尼粘度的测定方法不作严格限制，例如可以采用门尼粘度计测得上述门尼粘度的数值。具体地，可以将橡胶材料(未硫化)装入门尼粘度计的模腔(该模腔经升温至100℃)中，预热1min后，启动仪器使转子以2N/min的转速转动4min时读取百分表上的度数，即为橡胶材料(未硫化)的门尼粘度(ML1+4，100℃)。

本发明人经大量研究发现，在采用包括基础材料和导电剂的弹性体组合物制造位于薄壁套筒外的弹性层时，如果基础材料包括固体橡胶材料，并且具有质量含量≥5％的上述第一主体材料时，即可通过模压成型方式制造弹性层；并且，对第一主体材料的种类可以不作严格要求，只要是门尼粘度<40的橡胶材料即可。鉴于此，从而完成了本发明。

在本发明中，基础材料可以仅包括上述第一主体材料，此时第一主体材料在基础材料中的质量含量为100％，并且第一主体材料包括固体橡胶材料。对第一主体材料不作严格限制，在满足门尼粘度<40的条件下，第一主体材料既可以是单一的固体橡胶材料或两种以上固体橡胶材料的混合物，也可以是一种以上固体橡胶材料与一种以上液体橡胶材料的混合物。

进一步地，基础材料还可以包括第二主体材料，所述第二主体材料为门尼粘度≥40的橡胶；特别是，所述第二主体材料为门尼粘度≥48的橡胶；优选地，所述第二主体材料为门尼粘度数值范围在48-60的橡胶。此时，基础材料是上述第一主体材料和上述第二主体材料的混合物。可以理解的是，上述第二主体材料为固体橡胶材料；对第二主体材料不作严格限制，既可以是单一的固体橡胶材料，也可以是两种以上固体橡胶材料的混合物。此外，在基础材料包括上述第二主体材料时，第一主体材料可以仅为液体橡胶材料，例如单一的液体橡胶材料或两种以上液体橡胶材料的混合物。

本发明通过将上述第二主体材料与上述第一主体材料结合，能够获得较为理想的充模速率，在模压成型时，弹性体组合物能够快速有效地填充在空间较小的模腔中，从而便于模压成型的实施，并且能够有效避免充模不良所带来的诸多不利影响。

本发明对基础材料中第一主体材料与第二主体材料的质量配比不作严格限制。具体地，第一主体材料与第二主体材料的质量配比可以为(5-95)：(95-5)，即第一主体材料在所述基础材料中的质量含量为5-95％；进一步地，第一主体材料与第二主体材料的质量配比为(5-60)：(40-95)。

在本发明中，对基础材料(包括第一主体材料、第二主体材料)所采用的橡胶的种类不作严格限制，既可以采用天然橡胶，也可以采用合成橡胶。具体地，基础材料(第一主体材料/第二主体材料)例如可以采用丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚硫橡胶、氯醚橡胶、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶以及这些橡胶的改性橡胶等中的一种或多种的混合物。进一步地，上述液体橡胶可以选自液体丁腈橡胶、液体丁苯橡胶、液体顺丁橡胶和液体乙丙橡胶等中一种或多种的混合物。

在基础材料包括上述第一主体材料和第二主体材料，并且第一主体材料为液体橡胶材料时，第一主体材料在所述基础材料中的质量含量可以为5-50％。此外，第一主体材料可以选用与第二主体材料极性相同的液体橡胶，特别是与第二主体材料种类相同的液体橡胶。

在一实施方式中，上述第一主体材料可以包括丁腈橡胶，特别是丙烯腈的质量含量为18-35％的丁腈橡胶。该第一主体材料能够确保弹性体组合物中各组分的兼容性，同时弹性体组合物在成型后能够获得优异的耐久性。

在本发明中，所述固体橡胶材料在所述基础材料中的质量含量只要能够使弹性体组合物易于在薄壁套筒外模压成型即可，所述固体橡胶材料在所述基础材料中的质量含量可以≥50％，进一步≥60％。此时，弹性体组合物在模压成型时的操作性好，便于弹性层的生产加工。

本发明对导电剂的具体种类不作严格限制；优选地，导电剂可以为离子导电剂。在本发明的具体方案中，所述离子导电剂可以选自电解质、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和离子液体中的一种或多种。上述离子导电剂通过在弹性体组合物的混炼和硫化过程中使导电弹性体辊获得优良的电性能；具体地，使用离子导电剂能够避免电子导电剂在弹性体组合物中出现的分散不均匀、电传导性能不均匀等技术问题，同时使导电弹性体辊具有不随施加电压条件变化的电阻稳定性。

具体地，电解质可以为位于元素周期表第1族或第2族的金属元素的金属盐中的至少一种，例如高氯酸锂等；阳离子表面活性剂可以为四乙铵、四丁铵、十二烷基三甲铵、十六烷基三甲铵等季铵盐中的至少一种；阴离子表面活性剂可以为脂肪族磺酸盐、高级醇硫酸酯盐、高级醇环氧乙烷加成硫酸酯盐和高级醇磷酸酯盐等中的至少一种；离子性液体可以为1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-丁基-3-乙基咪唑鎓(三氟甲基磺酰基)酰亚胺等中的至少一种。

本发明对导电剂的用量不作严格限制；具体地，弹性体组合物中基础材料与导电剂的质量配比可以为100：(0.1-5)，进一步为100：(0.8-5)。

进一步地，所述弹性体组合物还可以包括聚醚；向弹性体组合物中加入聚醚能够进一步降低弹性体组合物在混炼时的粘度，从而在导电弹性体辊模压成型过程中增加弹性体组合物在模具中的流动性。具体地，可以通过混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L体现混炼后弹性体组合物在加工条件下硫化前的流动性，扭矩最小值M_L的范围可以为0-1dN·m，优选为0-0.8dN·m，进一步为0.4-0.8dN·m；其中，上述扭矩最小值M_L可以通过GT-M2000A无转子流变仪(高铁检测仪器有限公司生产)进行测定。

本发明对聚醚的种类及用量不作严格限制，只要能够使弹性体组合物具有上述粘度范围即可。在本发明中，聚醚可以是由饱和醚、不饱和醚、芳醚、环醚、硫醚类单体经过聚合所获得的聚醚；特别地，聚醚可以为封端聚醚或带有能够与异氰酸酯发生化学反应的活泼氢的聚醚。

具体地，聚醚可以是乙基乙烯基醚聚合物、环氧丙烷缩合物或者这些聚醚的封端聚合物等。进一步，聚醚的分子结构中还可以含有其它官能团，优选使用分子结构中带有能够与异氰酸酯发生化学反应的活泼氢的聚醚，例如羟基聚醚、氨基聚醚等。其中，所述羟基聚醚为分子结构中带有羟基(-OH)官能团的聚醚类物质，可以包括二羟基聚醚、多羟基聚醚，例如可以为聚乙二醇、聚四亚甲基醚二醇、聚氧化丙烯三醇、乙二胺聚醚四醇等；此外，还可以采用含羟基聚醚的改性物，例如丙烯腈与苯乙烯接枝改性的聚醚、烯丙基聚醚等。所述氨基聚醚为分子结构中带有氨基(-NH₂)官能团的聚醚类物质，可以包括端氨基聚醚、多氨基聚醚或这些聚醚的改性物等。

在本发明中，所述聚醚的分子量可以为800-20000，进一步为1000-8000；弹性体组合物中基础材料与所述聚醚的质量配比可以为100：(1-40)，进一步为100：(5-20)。

在本发明中，所述弹性体组合物还可以包括配合剂，所述配合剂选自活化剂、填料、抗老化剂、硫化剂和硫化促进剂中的一种或多种。其中：活化剂例如可以选自氧化锌、氧化镁和硬脂酸等中的至少一种，活化剂与基础材料的质量配比可以为(0-20)：100；填料例如可以选自碳酸钙、二氧化硅、高岭土、硅藻土、蒙脱土和埃洛石等中的至少一种，填料与基础材料的质量配比可以为(0-80)：100；抗老化剂例如可以选自胺类、酚类化合物、硫醇、硫代酯、二硫代氨基甲酸盐和亚磷酸酯等中的至少一种，抗老化剂与基础材料的质量配比可以为(0-5)：100；硫化剂例如可以选自硫磺、含硫化合物、过氧化物、金属氧化物、树脂类、醌类衍生物和马来酰亚胺衍生物等中的至少一种，硫化剂与基础材料的质量配比可以为(0-10)：100；硫化促进剂例如可以选自噻唑类、秋兰姆类、硫脲类、胍类、次磺酰胺类、二硫代氨基甲酸盐类、醛胺类和黄原酸盐类等中的至少一种，硫化促进剂与基础材料的质量配比可以为(0-10)：100。

特别是，所述配合剂不含增塑剂；即，所述弹性体组合物不含增塑剂。增塑剂例如为石蜡、操作油、松焦油、石蜡、氯化石蜡、凡士林、邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二丁脂、己二酸二辛酯、壬二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、油酸酯、蓖麻油脂、磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯、环氧化油等。本发明的导电弹性体辊中，弹性体组合物不含增塑剂，因此不存在增塑剂种类及含量选择和调配的复杂工艺，避免了由增塑剂引起的橡胶硬度劣化和渗出污染等问题，简化了弹性体组合物的配方。

本发明对所述弹性层的形成方式不作严格限制，可以根据形成所述弹性层的弹性体组合物的组成选择适宜的成型方式；在本发明的具体方案中，可以通过对所述弹性体组合物进行模压成型和硫化处理来形成所述弹性层。

本发明还提供上述任一所述导电弹性体辊的制造方法，包括如下步骤：

对所述弹性体组合物进行混炼，随后充入预先放置有所述套筒的模具中进行模压成型；

对模压成型后的弹性体组合物进行硫化处理，在所述套筒外周上形成所述弹性层，脱模，制得所述导电弹性体辊。

具体地，所述混炼的时间可以为20-40分钟，进一步为20-25分钟；并且，可以控制所述硫化处理的温度为135-180℃，处理时间为3-30min。

此外，所述模压成型步骤中，所述套筒可以通过位于套筒两端的轴套放置在模具中，所述弹性体组合物充入套筒周围的模腔中进行模压成型。

本发明还提供一种处理盒，包括显影元件和充电元件，所述显影元件和/或充电元件为上述任一所述导电弹性体辊。

本发明还提供一种图像形成装置，设有上述的处理盒。

本发明方案的实施，至少具有以下优势：

1、本发明的导电弹性体辊对制造材料的种类和成型方式无严格要求，可选用的制造材料范围广泛，材料成本相对较低，有利于降低产品成本；此外，本发明的导电弹性体辊可以通过模压成型方式进行成型，生产工艺简单，有利于产品的大批量生产加工。

2、本发明导电弹性体辊的电阻均匀性和电阻稳定性好，表面层附着力良好，在进行打印时图像清晰，综合性能优异。

附图说明

图1是现有技术的处理盒的显影框架结构示意图；

图2是现有技术的处理盒的感光框架结构示意图；

图3是本发明一实施方式的处理盒的结构示意图；

图4是本发明一实施方式的预制导电弹性体辊的结构示意图；

图5是本发明另一实施方式的预制导电弹性体辊的结构示意图；

图6是本发明一实施方式的导电弹性体辊的结构示意图；

图7是本发明一实施方式的导电弹性体辊的模压成型过程示意图；

图8是本发明一实施方式的导电弹性体辊的模压成型示意图；

图9是本发明一实施方式的电阻均匀性测试示意图。

附图标记说明：

a、c：显影框架；b、d：感光框架；11、21：感光元件；12、22：充电元件；13：显影元件；14、24：静电潜像承载构件；15、25：控粉单元；16、26：消电单元；12a、22a：清洁单元；23：导电弹性体辊；23’：预制导电弹性体辊；231：弹性层；232：套筒；2321：环形端；2322：台阶端；2323：扁平面；233：磁芯；234：表面层；30：成型模具；301：模腔；31：下模；32：上模；321：上模流道；33：加料腔；331：加料流道；34：压料构件；35：芯轴；351、352：支撑轴；36：轴套；40：弹性体组合物；L：分隔直线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图3所示，本发明的处理盒包括显影框架c和感光框架d，在显影框架c中可旋转地支撑有显影元件，显影元件具体为导电弹性体辊23，导电弹性体辊23的弹性层为显影元件与静电潜像承载构件24之间的抵接赋予弹性，并形成具有预定宽度的辊隙，此外在显影元件上设置有控粉单元25；在感光框架d中设置有承载静电潜像的感光元件21、为感光元件21表面进行消电的消电单元26、为感光元件21表面进行充电的充电元件22以及对充电元件22表面进行清洁的清洁单元22a。

结合图4至图6所示，导电弹性体辊23包括：磁芯233、套设在磁芯233外部的套筒232和设置在套筒232表面的弹性层231；进一步，在弹性层231的表面还可以设置表面层234。

<磁芯>

在本发明的导电弹性体辊中，磁芯233可以是与现有技术相同的铁氧体磁铁、锶铁氧体、稀土磁体、钕铁硼磁体、树脂磁体、橡胶磁体等磁性材料成型的具有多个磁极的棒状磁性构件。

<套筒>

在本发明的导电弹性体辊中，套筒232可以为中空圆筒形构件，其可以作为电极和/或支撑构件，并且可以使用铁、铜、铝、铝合金、不锈钢等金属材料或树脂、陶瓷等材料制成。

磁芯233轴向设置在套筒232的中空部分中，对其设置方式不作严格限制，既可以轴向固定设置在套筒232的中空部分中，从而使套筒232能够围绕磁芯233旋转；此外，也可以使套筒232与磁芯233一同旋转。

进一步地，可以对套筒232的外周表面进行喷砂、开槽等表面处理，从而形成具有一定粗糙度的表面环境。此外，还可以对套筒232的外周表面进行镀镍等电镀处理，从而形成防锈防腐的镀层。

本发明对套筒232的具体结构不作严格限制；如图4所示，在一实施方式中，套筒232的两端均可以设置为与套筒轴向主体内径相一致的环形端2321。如图5所示，在另一实施方式中，套筒232的两端也可以为不同设置；具体地，套筒232的一端可以设置为与套筒轴向主体内径相一致的环形端2321，另一端可以设置为具有阶梯式逐渐缩短内径的台阶端2322，其中台阶端2322的外端面可以设置为D形面，此外也可以在台阶端2322的外周表面上沿套筒232的中心线对称设置两个扁平面2323。具有上述套筒232的导电弹性体辊23在安装于处理盒中时，能够参与齿轮传递使套筒232旋转以进行相应的打印作业。

<弹性层>

在本发明的导电弹性体辊中，弹性层231由弹性体组合物形成，所述弹性体组合物包括基础材料和导电剂，所述基础材料包括固体橡胶材料，并且所述基础材料至少具有第一主体材料，所述第一主体材料为门尼粘度<40的橡胶，所述第一主体材料在所述基础材料中的质量含量≥5％。

进一步地，所述基础材料还具有第二主体材料，所述第二主体材料为门尼粘度≥40的橡胶。

本发明对基础材料所采用的橡胶的种类不作严格限制，基础材料(第一主体材料/第二主体材料)例如可以采用丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚硫橡胶、氯醚橡胶、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶以及这些橡胶的改性橡胶等中的一种或多种的混合物。进一步地，上述液体橡胶可以选自液体丁腈橡胶、液体丁苯橡胶、液体顺丁橡胶和液体乙丙橡胶等中一种或多种的混合物。

本发明中所述固体橡胶材料在所述基础材料中的质量含量只要能够使弹性体组合物易于模压成型即可，所述固体橡胶材料在所述基础材料中的质量含量可以≥50％，进一步≥60％。

本发明对导电剂的具体种类不作严格限制；优选地，导电剂可以为离子导电剂。具体地，所述离子导电剂选自电解质、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和离子液体中的一种或多种。其中，电解质可以为位于元素周期表第1族或第2族的金属元素的金属盐中的至少一种，例如高氯酸锂等；阳离子表面活性剂可以为四乙铵、四丁铵、十二烷基三甲铵、十六烷基三甲铵等季铵盐中的至少一种；阴离子表面活性剂可以为脂肪族磺酸盐、高级醇硫酸酯盐、高级醇环氧乙烷加成硫酸酯盐和高级醇磷酸酯盐等中的至少一种；离子性液体可以为1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺、1-丁基-3-乙基咪唑鎓(三氟甲基磺酰基)酰亚胺等中的至少一种。此外，弹性体组合物中基础材料与导电剂的质量配比可以为100：(0.1-5)。

进一步地，所述弹性体组合物还可以包括聚醚；该聚醚可以是由饱和醚、不饱和醚、芳醚、环醚、硫醚类单体经过聚合所获得的聚醚；特别地，聚醚可以为封端聚醚或带有能够与异氰酸酯发生化学反应的活泼氢的聚醚。具体地，聚醚可以是乙基乙烯基醚聚合物、环氧丙烷缩合物或者这些聚醚的封端聚合物等。进一步，聚醚的分子结构中还可以含有其它官能团，优选使用分子结构中带有能够与异氰酸酯发生化学反应的活泼氢的聚醚，例如羟基聚醚、氨基聚醚等。其中，所述羟基聚醚为分子结构中带有羟基(-OH)官能团的聚醚类物质，可以包括二羟基聚醚、多羟基聚醚，例如可以为聚乙二醇、聚四亚甲基醚二醇、聚氧化丙烯三醇、乙二胺聚醚四醇等；此外，还可以采用含羟基聚醚的改性物，例如丙烯腈与苯乙烯接枝改性的聚醚、烯丙基聚醚等。所述氨基聚醚为分子结构中带有氨基(-NH₂)官能团的聚醚类物质，可以包括端氨基聚醚、多氨基聚醚或这些聚醚的改性物等。聚醚的分子量可以为800-20000；弹性体组合物中基础材料与聚醚的质量配比可以为100：(1-40)。

此外，所述弹性体组合物还可以包括配合剂，所述配合剂选自活化剂、填料、抗老化剂、硫化剂和硫化促进剂中的一种或多种。

特别是，所述配合剂不含增塑剂；即，所述弹性体组合物不含增塑剂。增塑剂例如为石蜡、操作油、松焦油、石蜡、氯化石蜡、凡士林、邻苯二甲酸二辛脂、邻苯二甲酸二丁脂、己二酸二辛酯、壬二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、油酸酯、蓖麻油脂、磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯、环氧化油等。

<表面层>

在本发明的导电弹性体辊中，还可以在弹性层231的外周上设置一层或多层的表面层234，可以采用本领域的公知方法形成表面层234；表面层234例如可以是将弹性层231氧化处理后形成的表面层，也可以是通过将树脂涂布于弹性层231外周而形成的树脂涂层。

<制造方法>

结合图7和图8所示，用于制造导电弹性体辊的成型模具30包括下模31、上模32、加料腔33、压料构件34和轴套36，其中在加料腔33上设有加料流道331，并且在上模32上设有上模流道321；可选地，还可以包括用于定位导电弹性体辊23的套筒232的芯轴35。

在成型模具30中，加料腔33、上模流道321和加料流道331可以分别设置一个或多个；可以理解的是，在成型模具30中还可以设置溢胶槽、排气孔、加热和冷却装置等常规结构，从而确保导电弹性体辊的生产成型，对这些结构不作严格限制，可以采用本领域的常规结构及常规设置方式进行设置。

具体地，芯轴35可以为金属材质的棒状构件，其两个端部具有小直径的支撑轴351和支撑轴352；芯轴35的外径小于等于套筒232的内径，在将芯轴35设置于套筒232中时可以起到支撑套筒232的作用，从而使套筒整体不易变形。

如图7所示，在安装芯轴35时，可以将芯轴35的一端作为插入端自套筒232的环形端2321插入套筒232中，并将位于该插入端的支撑轴351穿出套筒232的台阶端2322，使芯轴35整体位于套筒232中；此时，芯轴35另一端的支撑轴352位于套筒232的环形端2321外，由此完成芯轴35在套筒232中的安装设置。

随后，可以在支撑轴351和支撑轴352上分别设置轴套36；轴套36可以为铜、铁等金属制备的具有中空孔的管状轴套，中空孔的形状只要能够匹配支撑轴351和支撑轴352的形状即可，例如可以是圆形、D形或关于中心轴对称的扁平形状，由此使芯轴35两端的支撑轴351和支撑轴352能够分别插入轴套36的中空孔中进行轴孔配合；或者还可以在不设置芯轴35时，在尺寸设计合理的情况下，使轴套36的端部直接插入轴套36的中空孔中进行轴孔配合。

此外，在上模32和下模31的两端还可以设置用于固定合模以及起合模导向作用的定位端板(未图示)；将装有芯轴35和轴套36的套筒232置于上模32和下模31合并后形成的模腔301中，随后由轴套36与定位端板在成型模具30的两端进行配合以固定，使套筒232及其内部的芯轴35在模腔301中定位和固定。

本发明的导电弹性体辊的制造方法，将弹性体组合物的各组分混炼均匀后获得未硫化的弹性体组合物40，将该未硫化的弹性体组合物40放入成型模具30中进行充模及硫化处理，其中混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L的范围约在0-1dN·m，优选0-0.8dN·m；硫化处理的温度为135-180℃，处理时间为3-30min，得到包覆有较大厚度的弹性层的预制半成品；其中，弹性层231可以设置至少一层。

随后，可以对该预制半成品的弹性层231进行研磨，从而获得具有所需层厚和粗糙度的弹性层231的预制导电弹性体辊23’。

最后，可以在该弹性层231的外周上设置至少一层的表面层234。

具体地，如图7所示，将套筒232、芯轴35和轴套36按照上述方法安装设置并安放在上模32与下模31之间，将满足弹性层包覆所需的一定质量的未硫化的弹性体组合物40放入加料腔33中。如图8所示，在下模31和上模32合模后，上模流道321和加料流道331对齐，通过控制压料构件34向下运动(如箭头所示)以施力于未硫化的弹性体组合物40，使未硫化的弹性体组合物40沿上模流道321和加料流道331被压注流入套筒周围的模腔301中，此时，可以对成型模具30进行加热预热，使成型模具的温度小于等于弹性体组合物的硫化温度，以适当提高未硫化的弹性体组合物40的流动性。充满模腔301后，未硫化的弹性体组合物40即包覆在套筒232的位于模腔内的外周表面上。

充模完毕后，对下模31和上模32进行加热硫化，使包覆在套筒232上的未硫化的弹性体组合物40进行硫化交联，从成型模具30中脱模、冷却后，获得具有较大厚度的弹性层的预制半成品。随后，对预制半成品的弹性层表面进行研磨，得到具有满足厚度和粗糙度要求的弹性层231的预制导电弹性体辊23’。

本发明的上述导电弹性体辊可用于处理盒中的显影元件和/或充电元件；本发明的处理盒包括上述导电弹性体辊，其可用于图像形成设备，例如复印机、传真机和打印机。

以下结合实施例和附图详细描述本发明的导电弹性体辊及其制造方法，其中，各实施例所采用的原料及设备如下：

氯醚橡胶：门尼粘度(ML1+4，100℃)约为60，为分子结构中含有环氧乙烷、环氧氯丙烷及烯丙基缩水甘油醚单元的表氯醇橡胶；商品名为Hydrin T3106，日本瑞翁株式会社生产；

氯醚橡胶：门尼粘度(ML1+4，100℃)约为30；商品名为Hydrin T3106XL，日本瑞翁株式会社生产；

丁腈橡胶：门尼粘度(ML1+4，100℃)约为33，丙烯腈的质量含量约为34％；商品名为NBR6230，LG化学生产；

丁腈橡胶：门尼粘度(ML1+4，100℃)约为35，丙烯腈的质量含量约为28％；商品名为DN2835，日本瑞翁株式会社生产；

丁腈橡胶：门尼粘度(ML1+4，100℃)约为50，丙烯腈的质量含量约为28％；商品名为Nipol DN2850，日本瑞翁株式会社生产；

丁腈橡胶：门尼粘度(ML1+4，100℃)约为56，丙烯腈的质量含量约为26％；商品名为N240S，JSR株式会社生产；

液体顺丁橡胶：商品名为LBR-307，日本株式会社可乐丽生产；

顺丁橡胶：门尼粘度(ML1+4，100℃)约为48；商品名为BR 9000，燕山石化生产；

混合丁腈橡胶：门尼粘度(ML1+4，100℃)约为35，丙烯腈的质量含量约为33％，由液体丁腈橡胶与固体丁腈橡胶按质量比1：1混合而成；商品名为Nipol DN223，日本瑞翁株式会社生产；

高氯酸锂：购自上海中锂实业有限公司；

ST-90抗静电剂：购自廊坊思派诺化工科技有限公司；

KJ-100抗静电剂：购自泉州科骏化工有限公司；

活性碳酸钙：粒度为1250目；购自海城精华矿产有限公司；

羟基聚醚：商品名为DL-3000D，购自山东蓝星东大化工有限责任公司；

氨基聚醚：商品名为JEFFAMINE T3000，购自亨斯迈公司；

聚乙二醇烯丙基甲基封端聚醚：购自杭州丹维科技有限公司；

导电炭黑：商品名为ENSACO 250G，购自特密高石墨与炭黑公司；

导电炭黑：商品名为Ketjenblack EC-300J，购自日本狮王株式会社；

丙烯酸多元醇：商品名为OLESTER Q723G2，购自三井化学株式会社；

乙酸丁酯：购自天津市大茂化学试剂厂；

多异腈酸酯固化剂：商品名为Takenate D165N，购自三井化学株式会社；

粗糙度测试仪：TR200型粗糙度测试仪，时代集团公司生产；

其它材料均为普通市购获得。

实施例1

1、弹性体组合物

本实施例的弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂(离子导电剂)0.8份，氧化锌(活化剂)6.5份，硬脂酸(活化剂)1份，活性碳酸钙(填料)25份，硫磺(硫化剂)1.5份，二硫化二苯并噻唑(硫化促进剂)1.0份和二硫化四甲基秋兰姆(硫化促进剂)1.0份。

其中，基础材料由50重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为60的氯醚橡胶(第二主体材料，商品名：Hydrin T3106)和50重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为33、丙烯腈的质量含量约为34％的丁腈橡胶(第一主体材料，商品名：NBR6230)组成。

按照上述重量份进行备料后，先将氯醚橡胶和丁腈橡胶在混炼机中混合均匀，随后加入高氯酸锂、氧化锌、硬脂酸、活性碳酸钙在密炼机中混合均匀，再加入硫磺、二硫化二苯并噻唑、二硫化四甲基秋兰姆，混炼25分钟，得到未硫化的弹性体组合物。

2、弹性层的形成

将上述混炼后的未硫化的弹性体组合物放入成型模具30的加料腔33中，在外径为10.35毫米的套筒232中装配芯轴35并插设轴套36后，放入上模32与下模31之间的模腔301中，合并上模32和下模31，控制压料构件34向下运动，挤压未硫化的弹性体组合物沿上模流道321和加料流道331流入模腔301中，控制成型模具30的温度约150℃进行充模，充模以及保压5分钟后，加热控制模具温度为160℃，硫化成型20分钟，其中：采用GT-M2000A无转子流变仪(高铁检测仪器有限公司生产)测得混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.67dN·m。

硫化后进行脱模，得到预制半成品，其表面的弹性层厚度为大于等于1.5毫米；将此预制半成品置于145℃的烘箱内热处理4小时，冷却后，用研磨设备对该预制半成品的外表面进行研磨，得到弹性层231厚度为1毫米的预制导电弹性体辊23’。

采用电阻测试仪(IR4056电阻测试仪，HIOKI株式会社生产)对上述预制导电弹性体辊23’的转动电阻进行检测；结果表明：上述预制导电弹性体辊23’的转动电阻为1×10⁶欧姆。

3、表面层的形成

进一步，在预制导电弹性体辊23’的弹性层231的外周，还可以按如下步骤施设表面层：

(1)将5质量份导电炭黑(商品名：Ketjenblack EC-300J)、100质量份丙烯酸多元醇(商品名：OLESTER Q723G2)和100质量份乙酸丁酯充分混合，形成溶液；

(2)将多异腈酸酯固化剂(商品名：Takenate D165N)加入步骤(1)所形成的溶液中，充分混合，形成涂液；

(3)将上述混合后的涂液喷涂至预制导电弹性体辊23’的弹性层231的外表面，涂布厚度为20微米；

(4)将上述经喷涂的预制导电弹性体辊23’置于烘箱中，于80℃下烘烤20分钟，在预制导电弹性体辊23’的弹性层231的外表面形成厚度为11微米的表面层234。

采用粗糙度测试仪测定上述表面层234的表面粗糙度Rz，结果表明：上述表面层234的表面粗糙度Rz为5-6微米。

此外，在套筒232中插设预先准备的磁芯233，即制得导电弹性体辊23。

实施例2

本实施例的弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，ST-90抗静电剂(离子导电剂)1.0份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份和二硫化四甲基秋兰姆1.0份；其中，基础材料由70重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为60的氯醚橡胶(第二主体材料，商品名：Hydrin T3106)和30重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为35的混合丁腈橡胶(第一主体材料，商品名：Nipol DN223)组成。

按照上述重量份进行备料后，先将氯醚橡胶和混合丁腈橡胶在混炼机中混合均匀，随后加入ST-90抗静电剂、氧化锌、硬脂酸、活性碳酸钙在密炼机中混合均匀，再加入硫磺、二硫化二苯并噻唑、二硫化四甲基秋兰姆，混炼25分钟，得到未硫化的弹性体组合物。

将上述混炼后的未硫化的弹性体组合物放入成型模具30的加料腔33中，在套筒232中装配芯轴35并插设轴套36，放入上模32与下模31的模腔301中，合并上模32和下模31，控制压料构件34向下运动，挤压未硫化的弹性体组合物沿上模流道321和加料流道331流入模腔301中，控制模具温度约150℃进行充模，充模以及保压5分钟后，加热控制模具温度为160℃，硫化成型20分钟，其中测得混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.76dN·m。

硫化后进行脱模，得到预制半成品，其表面的弹性层厚度为大于等于1.5毫米；将此预制半成品置于145℃的烘箱内热处理4小时，冷却后，用研磨设备对该预制半成品的外表面进行研磨，得到弹性层231厚度为1毫米的预制导电弹性体辊23’，其转动电阻为1×10⁶欧姆。

其它设置方式与实施例1相同，制得导电弹性体辊23。

实施例3

除弹性体组合物由如下重量份的组分组成之外，其余与实施例1相同，制得导电弹性体辊23。

弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，KJ-100抗静电剂(离子导电剂)1.6份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份和二硫化四甲基秋兰姆1.0份；其中，基础材料由70重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为60的氯醚橡胶(第二主体材料，商品名：Hydrin T3106)和30重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为30的氯醚橡胶(第一主体材料，商品名：Hydrin T3106XL)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.70dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为0.6×10⁶欧姆。

实施例4

弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂2.0份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份和二硫化四甲基秋兰姆1.0份；其中，基础材料由85重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为50的丁腈橡胶(第二主体材料，商品名：Nipol DN2850)和15重量份的液体顺丁橡胶(第一主体材料，商品名：LBR-307)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.55dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为0.4×10⁶欧姆。

实施例5

弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂5.0份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份和二硫化四甲基秋兰姆1.0份；其中，基础材料由60重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为56、丙烯腈的含量约为26％的丁腈橡胶(第二主体材料，商品名：N240S)、20重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为48的顺丁橡胶(第二主体材料，商品名：BR 9000)和20重量份的液体顺丁橡胶(第一主体材料，商品名：LBR-307)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.52dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为0.1×10⁶欧姆。

实施例6

弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂3.0份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份和二硫化四甲基秋兰姆1.0份；其中，基础材料由95重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为50、丙烯腈的含量约为28％的丁腈橡胶(第二主体材料，商品名：Nipol DN2850)和5重量份的液体顺丁橡胶(第一主体材料，商品名：LBR-307)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.79dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为0.3×10⁶欧姆。

实施例7

弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂2.4份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份和二硫化四甲基秋兰姆1.0份；其中，基础材料由90重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为50、丙烯腈的含量约为28％的丁腈橡胶(第二主体材料，商品名：Nipol DN2850)和10重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为35、丙烯腈的含量约为28％的丁腈橡胶(第一主体材料，商品名：DN2835)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.81dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为0.4×10⁶欧姆。

实施例8

弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂1.8份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份和二硫化四甲基秋兰姆1.0份；其中，基础材料由60重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为48的顺丁橡胶(第二主体材料，商品名：BR 9000)和40重量份的液体顺丁橡胶(第一主体材料，商品名：LBR-307)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.40dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为0.5×10⁶欧姆。

实施例9

弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂1.2份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份和二硫化四甲基秋兰姆1.0份；其中，基础材料由45重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为60的氯醚橡胶(第二主体材料，商品名：Hydrin T3106)和55重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为30的氯醚橡胶(第一主体材料，商品名：HydrinT3106XL)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.62dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为0.4×10⁶欧姆。

实施例10

弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂1.0份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份和二硫化四甲基秋兰姆1.0份；其中，基础材料为门尼粘度(ML1+4，100℃)约为30的氯醚橡胶。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.52dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为0.9×10⁶欧姆。

实施例11

除弹性组合物中还包括5重量份的羟基聚醚(商品名：DL-3000D)，并且混炼时间为20分钟之外，其余与实施例1相同，制得导电弹性体辊23。

即，弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂0.8份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份，二硫化四甲基秋兰姆1.0份和羟基聚醚(商品名：DL-3000D)5份；其中，基础材料由50重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为60的氯醚橡胶(第二主体材料，商品名：Hydrin T3106)和50重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为33、丙烯腈的质量含量约为34％的丁腈橡胶(第一主体材料，商品名：NBR6230)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.62dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为1×10⁶欧姆。

实施例12

除弹性组合物中还包括10重量份的羟基聚醚(商品名：DL-3000D)，并且混炼时间为20分钟之外，其余与实施例2相同，制得导电弹性体辊23。

即，弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂1.0份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份、二硫化四甲基秋兰姆1.0份和羟基聚醚(商品名：DL-3000D)10份；其中，基础材料由70重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为60的氯醚橡胶(第二主体材料，商品名：Hydrin T3106)和30重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为35的混合丁腈橡胶(第一主体材料，商品名：Nipol DN223)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.65dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为1×10⁶欧姆。

实施例13

除弹性组合物中还包括15重量份的羟基聚醚(商品名：DL-3000D)，并且混炼时间为20分钟之外，其余与实施例3相同，制得导电弹性体辊23。

即，弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂1.6份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份、二硫化四甲基秋兰姆1.0份和羟基聚醚(商品名：DL-3000D)15份；其中，基础材料由70重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为60的氯醚橡胶(第二主体材料，商品名：Hydrin T3106)和30重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为30的氯醚橡胶(第一主体材料，商品名：Hydrin T3106XL)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.56dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为0.9×10⁶欧姆。

实施例14

除弹性组合物中还包括20重量份的羟基聚醚(商品名：DL-3000D)，并且混炼时间为20分钟之外，其余与实施例4相同，制得导电弹性体辊23。

即，弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂2.0份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份、二硫化四甲基秋兰姆1.0份和羟基聚醚(商品名：DL-3000D)20份；其中，基础材料由85重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为50的丁腈橡胶(第二主体材料，商品名：Nipol DN2850)和15重量份的液体顺丁橡胶(第一主体材料，商品名：LBR-307)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.44dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为0.9×10⁶欧姆。

实施例15

除弹性组合物中还包括8重量份的氨基聚醚(商品名：JEFFAMINE T3000)，并且混炼时间为20分钟之外，其余与实施例4相同，制得导电弹性体辊23。

即，弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂2.0份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份、二硫化四甲基秋兰姆1.0份和氨基聚醚(商品名：JEFFAMINE T3000)8份；其中，基础材料由85重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为50的丁腈橡胶(第二主体材料，商品名：Nipol DN2850)和15重量份的液体顺丁橡胶(第一主体材料，商品名：LBR-307)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.51dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为1×10⁶欧姆。

实施例16

除弹性组合物中还包括18重量份的氨基聚醚(商品名：JEFFAMINE T3000)，并且混炼时间为20分钟之外，其余与实施例4相同，制得导电弹性体辊23。

即，弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂2.0份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份、二硫化四甲基秋兰姆1.0份和氨基聚醚(商品名：JEFFAMINE T3000)18份；其中，基础材料由85重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为50的丁腈橡胶(第二主体材料，商品名：Nipol DN2850)和15重量份的液体顺丁橡胶(第一主体材料，商品名：LBR-307)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.46dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为0.9×10⁶欧姆。

实施例17

除弹性组合物中还包括12重量份的聚乙二醇烯丙基甲基封端聚醚，并且混炼时间为20分钟之外，其余与实施例4相同，制得导电弹性体辊23。

即，弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂2.0份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份、二硫化四甲基秋兰姆1.0份和聚乙二醇烯丙基甲基封端聚醚12份；其中，基础材料由85重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为50的丁腈橡胶(第二主体材料，商品名：Nipol DN2850)和15重量份的液体顺丁橡胶(第一主体材料，商品名：LBR-307)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.50dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为1×10⁶欧姆。

实施例18

除弹性体组合物由如下重量份的组分组成，并且混炼时间为40分钟之外，其余与实施例1相同，制得导电弹性体辊23。

弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100重量份，导电炭黑(商品名：ENSACO 250G)15质量份，氧化锌6.5质量份，硬脂酸1质量份，活性碳酸钙25质量份，硫磺1.5质量份，二硫化二苯并噻唑1.0质量份和二硫化四甲基秋兰姆1.0质量份；其中，基础材料由70重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为60的氯醚橡胶(第二主体材料，商品名：Hydrin T3106)和30重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为30的氯醚橡胶(第一主体材料，商品名：Hydrin T3106XL)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为0.91dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为0.9×10⁶欧姆。

比较例1

除弹性体组合物由如下重量份的组分组成，并且混炼时间为50分钟之外，其余与实施例1相同，制得导电弹性体辊23。

弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂1.6份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份和二硫化四甲基秋兰姆1.0份；其中，基础材料由50重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为60的氯醚橡胶(商品名：Hydrin T3106)和50重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为50、丙烯腈的含量约为28％的丁腈橡胶(商品名：DN2850)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为1.09dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为0.8×10⁶欧姆。

比较例2

除弹性体组合物由如下重量份的组分组成，并且混炼时间为60分钟之外，其余与实施例1相同，制得导电弹性体辊23。

弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂3.0份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份和二硫化四甲基秋兰姆1.0份；其中，基础材料由70重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为56的丁腈橡胶(商品名：N240S)和30重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为48的顺丁橡胶(商品名：BR 9000)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为1.05dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为0.9×10⁶欧姆。

比较例3

除弹性体组合物由如下重量份的组分组成，并且混炼时间为45分钟之外，其余与实施例1相同，制得导电弹性体辊23。

弹性体组合物由如下重量份的组分组成：

基础材料100份，高氯酸锂3.0份，氧化锌6.5份，硬脂酸1份，活性碳酸钙25份，硫磺1.5份，二硫化二苯并噻唑1.0份和二硫化四甲基秋兰姆1.0份；其中，基础材料由3重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为35、丙烯腈的含量约为28％的丁腈橡胶(商品名：DN2835)和97重量份的门尼粘度(ML1+4，100℃)约为60的氯醚橡胶(商品名：Hydrin T3106)组成。

上述混炼后弹性体组合物在硫化前的扭矩最小值M_L为1.12dN·m。此外，经检测，由上述弹性体组合物制得的预制导电弹性体辊23’的转动电阻为0.3×10⁶欧姆。

<评价测试>

1、电阻均匀性测试

测量上述各实施例和比较例制得的预制导电弹性体辊23’表面六十个点的电阻值(如图9所示)，将预制导电弹性体辊23’的圆环形的横断面上以其圆心为基准划分六等份，各等份在预制导电弹性体辊23’的弹性层231的圆周表面形成了六条径向分布的分隔直线L，分别在该六条分隔直线L上随机选取的十个点处测试电阻值，由此在一根预制导电弹性体辊23’上共测试六十个点在250V电压条件下的电阻值。

在所测得的六十个电阻值数据中，电阻值的最大值Rmax与最小值Rmin的比值Rmax/Rmin达到2以下，表示电阻均匀性良好；Rmax/Rmin达到2以上，即电阻的均匀性不佳。

测试结果表明，各比较例中预制导电弹性体辊23’的Rmax/Rmin达到3-5，且电阻值过高和过低的点都分别集中在一定的区域；推测认为这是由于基础材料中各组分在混合以及充模过程中，因不适宜的橡胶门尼粘度使各组分之间产生流动性差异，使得各组分受力及流动性均不理想，从而导致导电剂或者橡胶本身电性能分散不均匀。

2、电阻稳定性评价

测量上述各实施例和比较例中预制导电弹性体辊23’在相同环境下通以不同电压值，观察上述电阻均匀性测试中的电阻值的波动情况。

具体地，分别在50V、125V、250V、500V的不同电压条件下，对各实施例和比较例的预制导电弹性体辊23’按照上述电阻均匀性测试的方法根据测量表面六十个点处的电阻值获取Rmax/Rmin的数值，在各电压条件下分别测试5根各实施例和比较例的预制导电弹性体辊23’的Rmax/Rmin数值，并将获得的数据示于表2中，观察不同电压条件下Rmax/Rmin数值的波动情况。

3、表面层附着力的评价

在上述各实施例和比较例中制造的导电弹性体辊23外表面的任意位置处制造缺口，并从缺口处使用电子万能试验机(岛津AGS-X系列)以4N的力为标准剥离表面层，以及施以6N的力为额外标准剥离表面层，记录剥离情况。

将上述评价中的在4N和6N的力下未发生表面层剥离的导电弹性体辊作为显影元件安装于处理盒中，使用激光打印机(商品名：HP LaserJet Pro M102；惠普公司生产)置于低温低湿环境(L/L)与高温高湿环境(H/H)两种环境中交替打印，具体为：设置输出图像3000页，每隔500页暂停打印并做一次环境替换，在每次环境替换前取出导电弹性体辊，目视观察其表面层的附着情况，发现表面层有起皱或开裂现象即为表面层附着力不良的导电弹性体辊，并终止对其打印测试；未发现表面层起皱或开裂现象的导电弹性体辊则安装回处理盒继续另一环境的500页打印测试。经历环境交替变化并打印完3000页仍未发现表面层存在起皱或开裂现象即为表面层附着力良好的导电弹性体辊。

判断标准如下：

A+：6N的力难以使表面层剥离，并且3000页打印环境测试中也未发生表面层起皱或开裂，附着力良好；

A：4N的力难以使表面层剥离，并且3000页打印环境测试中也未发生表面层起皱或开裂，附着力良好；

B：4N的力难以使表面层剥离，但3000页打印环境测试中发生表面层起皱或开裂，附着力不良；

C：4N的力能使表面层剥离，附着力较差。

4、电阻均匀性图像评价

将上述各实施例和比较例中制造的导电弹性体辊23作为显影元件设置在激光打印机(商品名：HP LaserJet Pro M102；惠普公司生产)中使用，在低温低湿环境(L/L)、常温常湿环境(N/N)、高温高湿环境(H/H)下分别打印30％黑度的全色版。分别在上述三种环境下，进行1000张、2000张、3500张出图后，判断所有图像的均匀性。

判断标准如下：

■：图像清晰，不存在图像的不均匀；

□：图像出现黑白块等不均匀现象。

5、流痕图像评价

将上述各实施例和比较例中制造的导电弹性体辊23作为显影元件设置在激光打印机(商品名：HP LaserJet Pro M102；惠普公司生产)中使用，在低温低湿环境(L/L)、常温常湿环境(N/N)、高温高湿环境(H/H)下分别打印一页30％黑度的全色版。分别判断在上述三种环境下出图后，是否有显影辊周期的横黑条出现。

判断标准如下：

▲：图像清晰，不存在显影辊周期的横黑条；

△：图像出现显影辊周期的横黑条的现象。

表1导电弹性体辊各性能测试结果

表2导电弹性体辊电阻稳定性评价结果

<有益效果>

1、从以上评价测试结果可知，通过在形成弹性层的弹性体组合物中包括门尼粘度(ML1+4，100℃)值小于40的橡胶组分的第一主体材料，并且使该第一主体材料在基础材料中的质量含量≥5％，在制造导电弹性体辊时，能够以理想的充模速率模压成型制造弹性层，从而获得包覆于金属套筒表面的弹性层，其对第一主体材料的种类不作严格要求，不仅扩大弹性层的原材料种类，此外能够实现以简单的工艺和较低的成本制造性能优异的导电弹性体辊的目的。

2、本发明的导电弹性体辊的制造方法，在形成弹性层的成型模具30中使用芯轴35穿设于套筒232内部，以及采用轴套36对套筒232和芯轴35进行防窜固定，有效抵制了弹性体组合物在充模流动过程中对套筒232薄壁的冲击以及充模过程中套筒移动带来的弹性层包覆不良等问题；此外，本发明的导电弹性体辊的制造方法，除了在成型模具30中的压注、充模过程，在其它生产操作过程中，弹性体组合物均处于固态，从而便于弹性体组合物的转移等操作，便于生产设备的清洁和维护，在大批量生产时能够有效节省制造时间和成本。

3、本发明形成弹性层的弹性体组合物，将第一主体材料和第二主体材料配合使用，从而能够使混炼后的弹性体组合物在压力作用下快速有效地填充满空间较小的模腔；推测原因可能在于，具有较低门尼粘度的第一主体材料在混炼过程中使弹性体组合物大分子整体的运动性被普遍地提高，无论第一主体材料与第二主体材料处于完全相容还是海岛结构的相分离状态，第一主体材料的橡胶分子在受热或者受压状态下都会相对容易地发生移动，同时有效避免弹性体组合物在模腔中因为受热不均匀等因素导致的不同部位的弹性体大分子的运动性不一致；即使不使用现有技术特定的液体硅橡胶，也能充分完整地成型硫化，从而大大提高了弹性层原材料的选择性。此外，第一主体材料还有助于控制弹性层的硬度，使弹性体组合物在硫化交联后也具有较低的硬度，以适用于对成像品质要求高的场合，例如，本发明的导电弹性体辊在打印工作过程中与感光元件相接触配合的场合下，能够有效保护感光元件不受接触部分的损害；由此，本发明的弹性体组合物中无需添加增塑剂，从而避免了由于小分子增塑剂渗出弹性层污染感光元件等问题。

4、本发明形成弹性层的弹性体组合物中使用离子导电剂，能够避免电子导电剂在弹性体组合物中出现的分散不均匀、电传导性能不均匀等技术问题；同时，离子导电剂能够使导电弹性体辊具有不随施加电压条件变化的电阻稳定性。

5、本发明形成弹性层的弹性体组合物配合使用聚醚类物质，其能够进一步降低混炼橡胶的粘度，在导电弹性体辊的成型过程中增加弹性体组合物在模具中的流动性；推测原因可能在于，聚醚类分子链上所含的醚键使其分子的柔性和弹性较好，醚类物质与弹性体组合物中的氯醚橡胶、丁腈橡胶等橡胶材料的相容性较好，并且由于聚醚本身具有抗静电性，还能够提高弹性层的电阻均匀性；此外，含有活泼氢的聚醚(例如羟基聚醚、氨基聚醚)能够提高弹性层与表面层之间的结合力，推测原因可能在于，羟基聚醚、氨基聚醚的加入使得弹性层表面及其附近残留有一定数量的活泼氢(羟基基团或者氨基基团)，在表面层的施设过程中，表面层涂层组合物中的多异腈酸酯固化剂所携带的异氰酸酯基团能够与弹性层表面附近残留的活泼氢(羟基基团或者氨基基团)发生反应形成-NH-键，依靠化学键合增强表面层在弹性层上的附着能力，使导电弹性体辊具有优良的耐久性和打印品质。

6、在仅使用第二主体材料的橡胶组分(比较例1和比较例2)的制造过程中，往往会存在弹性体组合物充模不良等现象，即在诸如导电弹性体辊两端等离进胶口较远的位置会有缺胶的现象发生，硫化后所形成的弹性层未能完整包覆在套筒的外周表面。推测原因可能在于，第二主体材料橡胶组分因粘度过大、流动性不足从而不能完全充模，部分弹性体组合物可能从溢胶槽处溢出。甚至，在对成型参数进行调试以令弹性体组合物完全充模，由此形成的弹性层虽然完整包覆在套筒的外周表面，但将该弹性层人工剥除后，发现暴露出的套筒已经变形，得到品质缺陷的导电弹性体辊产品；推测原因可能在于，为了使弹性体组合物完全充模而调试充模压力、保压时间等工艺参数，从而导致模腔中的套筒被流动的弹性体组合物冲击变形，因此，当将比较例1和比较例2应用于制备设置在薄壁套筒外的弹性层时，势必会增加工艺难度。此外，在仅使用第二主体材料(比较例1和比较例2)以及第一主体材料添加量不足时(比较例3)还会造成硫化后的导电弹性体辊表面的合模线处有明显的胶料流动的痕迹，即便在制造过程中弹性体组合物能够充满模腔，以及经过研磨、施设表面层等工艺制造出导电弹性体辊成品，在其打印工作中仍然会在灰版(30％、50％)表现出显影辊周期的横黑条。

7、在弹性体组合物中配合使用离子导电剂，能够避免电子导电剂在本申请的弹性体组合物中出现的分散不均匀、电传导性能不均匀等技术问题。同时使导电弹性体辊具有不随施加电压条件变化的电阻稳定性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种导电弹性体辊，包括套筒和设置在所述套筒外周上的至少一层弹性层，所述弹性层由弹性体组合物形成，其特征在于，所述弹性体组合物包括基础材料、导电剂和聚醚，所述基础材料包括固体橡胶材料，并且所述基础材料至少具有第一主体材料，所述第一主体材料为门尼粘度<40的橡胶，所述第一主体材料在所述基础材料中的质量含量≥5％；所述聚醚为封端聚醚或带有能够与异氰酸酯发生化学反应的活泼氢的聚醚；所述弹性体组合物中基础材料与聚醚的质量配比为100：(1-40)。

2.根据权利要求1所述的导电弹性体辊，其特征在于，所述基础材料还具有第二主体材料，所述第二主体材料为门尼粘度≥40的橡胶。

3.根据权利要求1所述的导电弹性体辊，其特征在于，所述固体橡胶材料在所述基础材料中的质量含量≥50％。

4.根据权利要求1至3任一所述的导电弹性体辊，其特征在于，所述导电剂为离子导电剂。

5.根据权利要求4所述的导电弹性体辊，其特征在于，所述离子导电剂选自电解质、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和离子液体中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的导电弹性体辊，其特征在于，所述弹性体组合物中基础材料与导电剂的质量配比为100：(0.1-5)。

7.根据权利要求1至3任一所述的导电弹性体辊，其特征在于，所述弹性体组合物还包括配合剂，所述配合剂选自活化剂、填料、抗老化剂、硫化剂和硫化促进剂中的一种或多种。

8.权利要求1至7任一所述导电弹性体辊的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，控制所述硫化处理的温度为135-180℃，处理时间为3-30min。

10.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述模压成型步骤中，所述套筒通过位于套筒两端的轴套放置在模具中，所述弹性体组合物充入套筒周围的模腔中进行模压成型。

11.一种处理盒，其特征在于，包括显影元件和充电元件，所述显影元件和/或充电元件为权利要求1至7任一所述导电弹性体辊。

12.一种图像形成装置，其特征在于，设有权利要求11所述的处理盒。