专利名称：导电性辊和使用该导电性辊的图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于复印机、打印机等电子照相装置或静电记录装置等图像形成装置的导电性辊和使用该导电性辊的图像形成装置，特别涉及降低了用于生产导电性辊的成本的技术。
背景技术：
在复印机或打印机等使用电子照相方式的图像形成装置中，使用各种导电性辊，例举有用于对感光鼓等潜像保持体赋予电荷的带电辊、为使潜像保持体上的潜像可视化而将非磁性显影剂(调色剂)供给到潜像保持体的显影辊、将该调色剂供给到显影辊的调色剂供给辊、用于将潜像保持体上的调色剂转印到纸张等记录介质上的转印辊、担任调色剂中介的中间转印辊、去除残留在潜像保持体上的调色剂的清洁辊、还有可驱动或从动支承用于图像形成装置的导电性带使其可行走的带驱动辊等。
以往，作为这些导电性辊使用这样的导电性辊，在导电性轴构件的外周上形成由通过配合导电剂赋予了导电性的导电性橡胶或高分子弹性体、高分子泡沫等构成的导电性弹性层，根据需要进一步在其外周上形成树脂层等涂膜。
作为这样的轴构件，除了使用在例如硫易切钢或铝、不锈钢等上实施镀镍、镀锌等而成的构件外，为了使辊重量轻，也使用由含有导电剂的树脂制的空心圆筒体或实心圆柱体构成的构件，另外，作为构成导电性弹性层的母材，除了腈基丁二烯橡胶(NBR)、乙烯丙烯二烯三元共聚物(EPDM)之外，也可以使用硅橡胶、聚氨酯橡胶等(例如，参照日本特开2004-150610号公报、日本特开2004-151616号公报)。
而且，在这些众所周知的文献中，在由硅橡胶构成的弹性层的情况下，表示用所谓LIM成型[Liquid Injection Molding(液体注射成型)、液状硅橡胶注射成型]的方法形成的构件，该方法是将液状硅橡胶配合物注射到决定导电性辊的最终形状的金属模具内并进行硫化。另外，在由聚氨酯橡胶构成的弹性层的情况下，表示用所谓聚氨酯RIM成型[Reaction Injection Molding(反应注射成型，聚氨酯反应注射成型)]的方法形成的构件，该方法是在决定导电性辊的最终形状的金属模具内，混合注射多元醇成分和聚异氰酸酯成分并使其反应、固化。
发明内容
但是，在用LIM成型或者RIM成型的方法在弹性层上形成由硅橡胶或者聚氨酯橡胶构成的弹性层时，需要数量多的高价的金属模具，存在设备上需要的成本增大的问题。
本发明是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供可降低用于生产的设备成本的导电性辊和使用该导电性辊的图像形成装置。
<1>是一种导电性辊，在由含有导电剂的树脂制的空心圆筒体或实心圆柱体构成的轴构件的半径方向外侧，配置了一层或一层以上由含有导电剂的硅橡胶或者聚氨酯橡胶构成的弹性层，将由含有导电剂的硅橡胶材料或者聚氨酯橡胶材料构成的涂料从涂胶辊转印到上述轴构件上来形成上述弹性层。
<2>是在<1>中，在上述弹性层的半径方向外侧配置树脂层，把涂料从涂胶辊转印到形成了弹性层的轴构件上来形成该树脂层。
<3>是在<1>或者<2>中，在上述轴构件的长度方向单侧端部上与其成一体地形成齿轮。
<4>是在<1>～<3>中的任一项中，形成上述的轴构件的上述树脂是从由通用树脂、通用工程塑料及超级工程塑料构成的群中选出的至少一种的合成树脂。
<5>是在<4>中，上述通用工程塑料或者超级工程塑料是聚缩醛、聚酰胺6、聚酰胺6·6、聚酰胺12、聚酰胺4·6、聚酰胺6·10、聚酰胺6·12、聚酰胺11、聚酰胺MXD6、聚丁烯对苯二酸盐、聚氧化二甲苯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚醚砜、聚碳酸脂、聚酰亚胺、聚酰胺亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚醚酮、聚乙烯对苯二酸盐、聚芳酯、聚四氟乙烯或液晶聚合物。
<6>是在<1>～<5>中的任一项中，形成轴构件的树脂所含有的导电剂是从由碳黑、石墨、氧化锡、氧化钛、氧化锌、镍、铝及铜构成的群中选出的至少一种。
<7>是在<1>～<6>中的任一项中，将上述轴构件做成空心圆筒体，在空心圆筒体上设置从其外周面向半径方向内侧伸出的增强用肋。
<8>是在<7>中，在上述轴构件上设置配置在上述空心圆筒体的半径方向中心的、贯通空心圆筒体的金属轴，金属轴支承上述增强用肋的半径方向内侧端。
<9>是在<8>中，上述空心圆筒体是在长度方向上连结多个圆筒构件而构成的。
<10>是在<9>中，具有即使在去掉了长度方向压缩力的情况下也能保持相互相邻的上述圆筒构件的结合机构。
<11>是在<1>～<10>中任一项中，上述轴构件具有从长度方向两端部朝向中央部直径变大的凸面形状。
<12>是具有<1>～<11>中任一项的导电性辊的图像形成装置。
根据<1>，由于将由含有导电剂的硅橡胶材料或者聚氨酯橡胶材料构成的涂料从涂胶辊转印到上述轴构件上来形成上述弹性层，因此，不需要使用大量高价的金属模具，只用简易的滚涂涂敷装置和干燥装置，就可以生产这些辊，可以大幅度降低设备所需要的成本。
根据<2>，由于树脂层也由滚涂涂敷形成，因此可以共用形成弹性层所使用的设备，可以进一步降低设备成本。
根据<3>，由于在轴构件的长度方向单侧端部上与其成一体地形成齿轮，因此，不需要在电子照相装置上另外安装旋转驱动导电性辊的齿轮，可以降低作为电子照相装置的成本。
根据<4>，由于形成上述轴构件的上述树脂是从通用树脂、通用工程塑料及超级工程塑料的群中选出的至少一种合成树脂构成，因此可以由广泛使用的树脂成型机进行成型来廉价地制造，另外，可以提高成型品形状的自由度，还可以提高再利用性。
根据<5>，由于通用工程塑料或者超级工程塑料是从聚缩醛、聚酰胺6、聚酰胺6·6、聚酰胺12、聚酰胺4·6、聚酰胺6·10、聚酰胺6·12、聚酰胺11、聚酰胺MXD6、聚丁烯对苯二酸盐、聚氧化二甲苯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚醚砜、聚碳酸脂、聚酰亚胺、聚酰胺亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚醚酮、聚乙烯对苯二酸盐、聚芳酯、聚四氟乙烯或液晶聚合物中选择的，因此，这些材料可以廉价而且简易地得到，最好具有弯曲强度小、吸水变化小、耐热性等导电性辊必需的特性。
根据<6>，由于形成轴构件的树脂所含有的导电剂是从由碳黑、石墨、氧化锡、氧化钛、氧化锌、镍、铝及铜构成的群中选出的至少一种，因此，可以对导电性辊赋予必需的体积电阻率，另外，这些材料流动性和弯曲强度优良，有利于形成轴构件。
根据<7>，由于上述轴构件由空心圆筒体构成，在空心圆筒体上设置从其外周面向半径方向内侧伸出的增强用肋，因此提高了对抗由感光鼓等引起的弯曲的强度，其结果，可以提高印刷图像的品质。
根据<8>，由于在上述轴构件上设置配置在上述空心圆筒体的半径方向中心的、贯通空心圆筒体的金属轴，由金属轴支承上述增强用肋的半径方向内侧端，因此，可以更进一步提高轴构件对抗弯曲的强度。
根据<9>，由于在长度方向上连接多个圆筒构件来构成上述空心圆筒体，因此，因构件的长度变短而提高的加工精度和加工的容易性，使能以高精度且低成本地制造导电性辊。
根据<10>，由于具有即使在去掉了长度方向压缩力下仍保持这些圆筒构件相互结合的结合机构，因此在组装时和维护更换时它们不会变得七零八落，使组装和维护的作业变得容易，可以缩短组装和维护所需要的时间。
根据<11>，由于使轴构件具有从长度方向两端部向中央部直径变大的凸面形状，因此即使以一定的厚度形成弹性层，也可以容易地形成中央部直径大的凸面形状的导电性辊。在把导电性辊做成这种凸面形状时，在将其安装在图像形成装置上，推压其长度方向两端部使其接触例如感光鼓上时，可以得到在长度方向上均匀的接触压，可以防止在将导电性辊做成由平坦的圆筒面构成的构件时，长度方向中央部浮起而使得接触压在长度方向中央变低。
根据<12>，由于具有<1>～<11>中任一项的导电性辊，如上所述，可以降低花费在导电性辊的生产上的成本，进而可以降低图像形成装置的成本。
图1是表示本发明的实施例的导电性辊的剖视图。
图2是表示另一实施例的导电性辊的剖视图。
图3是表示再一实施例的导电性辊的剖视图。
图4是表示再一实施例的导电性辊的立体图。
图5是表示具有不同构造的端部的轴构件的侧视图。
图6(a)～图6(e)是表示形成空心圆筒体的金属模具的剖视图。
图7(a)～图7(r)是表示轴部、轴孔部、齿轮部的形状变形例的立体图。
图8是表示又一实施例的导电性辊的立体图。
图9是表示图8所示的导电性辊的轴构件的立体图。
图10(a)～图10(c)是表示圆筒构件的立体图和剖视图。
图11(a)、图11(b)是表示圆筒构件相互的连结机构的第一变形例的剖视图。
图12是表示圆筒构件相互的连结机构的第二变形例的剖视图。
图13是表示圆筒构件相互的连结机构的第三变形例的剖视图。
图14是表示图9所示的轴构件的变形例的立体图。
图15是表示图9所示的轴构件的另一个变形例的立体图。
图16(a)～图16(c)是例示圆筒构件的连结方法的立体图。
图17是表示制造本发明的导电性辊的工序的工序图。
图18是表示滚涂方法的滚涂式涂敷装置的示意图。
具体实施例方式
对本发明的实施例进行更详细的说明。图1是表示本实施例的导电性辊的剖视图。导电性辊1在轴构件2的外周上形成导电性的弹性层3，再在弹性层3上形成导电性的树脂层4，但树脂层4不是必需的结构。轴构件2由树脂制的实心圆柱体5和分别形成在其两端上的轴部6构成，这些轴部6在安装状态下轴支承于未图示的电子照相装置的辊支承部上。
由于轴构件2是树脂制的，因此与用金属等形成它的情况相比，可以加大轴构件2的直径而不会导致重量大幅度地增加，另外，由于树脂含有导电剂，因此轴构件2具有良好的导电性，由此，可以在导电性辊1的表面上赋予所希望的电位。
作为用于轴构件2的树脂材料，只要是具有适当的强度并能由注射成型等成型的材料即可，可以从通用树脂和工程塑料中适当选定，没有特别的限制。具体地讲，作为工程塑料，例如可以举出聚缩醛、聚酰胺树脂[例如聚酰胺6、聚酰胺6·6、聚酰胺12、聚酰胺4·6、聚酰胺6·10、聚酰6·12、聚酰胺11、聚酰胺MXD6(从间二甲苯二胺和己二酸中得到的聚酰胺)等]、聚丁烯对苯二酸盐、聚氧化二甲苯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚砜、聚碳酸脂、聚酰亚胺、聚酰胺亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚醚酮、聚乙烯对苯二酸盐、聚芳酯、液晶聚合物、聚四氟乙烯等。另外，作为通用树脂，可以举出聚丙烯、丙烯腈基丁二烯苯乙烯(ABS)树脂、聚苯乙烯、聚乙烯等。另外，也可以使用密胺树脂、酚醛树脂、硅树脂等。它们可以单独使用1种，也可以组合2种或2种以上使用。
在上述材料中，特别是工程塑料最好，另外，缩醛树脂、聚酰胺树脂、聚丁烯对苯二酸盐、聚苯醚、聚苯硫醚、聚碳酸脂等，因为热可塑性而在成型性上优良，并且在机械强度上也优良，所以也是理想的。特别是聚酰胺6·6、聚酰胺MXD6、聚酰胺6·12或者它们的混合树脂是较理想的。另外，使用热固化性树脂也没问题，但若考虑到再利用性，最好是使用热可塑性树脂。
作为导电剂，只要能均匀地分散到树脂材料中，可以使用各种导电剂，但最好使用碳黑粉末、石墨粉末、碳纤维或铝、铜、镍等金属粉末、氧化锡、氧化钛、氧化锌等金属氧化物粉末、导电性玻璃粉末等粉末状导电剂。可以单独使用它们中的一种，也可以组合使用它们中的两种或两种以上。该导电剂配比量，可以根据所需导电辊的用途和状况选定，使之得到适当的电阻值，没有什么特别的限制，通常，该导电剂配比量相对于轴构件2的材料整体为5～40重量％，最好为5～20重量％。
对于轴构件2的体积电阻率，如上所述，可以根据辊的用途等适当设定，通常为1×100～1×1012Ω·cm，优选为1×102～1×1010Ω·cm，更优选为1×105～1×1010Ω·cm。
在轴构件2的材料中，根据需要为了增加强度或增加重量等目的，可以配合各种导电性或非导电性的纤维状物或金属须、铁素体等。可以举出例如碳素纤维、玻璃纤维等纤维作为纤维状物，另外，可以举出钛酸钾等无机金属须作为金属须。可以单独使用它们中的一种，也可以组合使用它们中的两种或两种以上。可以根据所使用的纤维状物或金属须的长度和直径、成为主体的树脂材料的种类和作为目的的辊强度等适当选定它们的配比量。通常是材料整体的5～70重量％，特殊的是10～20重量％。
轴构件2由于是构成导电性辊1的芯部的构件，因此，为了稳定发挥作为辊的良好性能，必须有足够的强度，通常按照依据JISK 7171的抗弯强度，具有80MPa或80MPa以上的强度，最好具有130MPa或130MPa以上的强度，由此，可以长期可靠地发挥良好的性能。另外，对于抗弯强度的上限没有特别的限制，通常是500MPa或500MPa以下程度。
在图1中，作为轴构件2，表示了由实心圆柱体5构成的构件，但也可以使用由空心圆筒体13构成的轴构件12来代替轴构件2，图2是表示使用了轴构件12的导电性辊11的剖视图。导电性辊11在轴构件12的外侧上依次形成弹性层3、树脂层4，在这方面与导电性辊1相同。轴构件12通过用粘接等接合空心圆筒体13和盖构件14而形成，空心圆筒体13由圆筒部13a、底部13b和轴部6构成，而盖构件14由盖部14a和轴部6构成。双方的轴部6在安装状态下，轴支承于未图示的电子照相装置的辊支承部。
通过使用空心的轴构件12代替轴构件2，可以进一步减轻轴构件的重量，特别在导电性辊的外径超过12mm时，最好做成空心的结构。
图3是表示用轴构件22代替轴构件12的导电性辊21的剖视图，图4是其立体图。轴构件22通过用粘接等接合空心圆筒体23和盖构件24而形成，空心圆筒体23由圆筒部23a、底部23b、齿轮部7和轴孔部8构成，另一方面，盖构件24与导电性辊11一样，由盖部24a和轴部6构成。
轴部6和轴孔部8轴支承于未图示的电子照相装置的辊支承部上，另外，导电性辊的旋转驱动力，经齿轮部7直接传递到轴构件上。即使是具有这样的齿轮部7的空心圆筒体23，由于将轴构件22做成树脂制的，所以可以通过注射成型一体地形成轴构件，与由金属构成轴构件22时、必须将齿轮部做成单独的构件的情况相比，可以降低轴构件的成本。另外，齿轮部7可以是平齿轮也可以是斜齿轮，可以进行一体成型。
另外，中空圆筒部13a或者23a的厚度，只要强度足够，为了轻量化最好薄一些，例如可以做成0.3～3mm，更好是做成1～2mm。
作为使用由上述树脂材料和导电剂等构成的配合材料来形成轴构件2、12、22的方法，没有特别的限制，可以根据树脂材料的种类等，从众所周知的成型法中适当地选定，通常可以应用使用金属模具的注射成型法。
图5是在关闭的状态下表示成型空心圆筒体23的金属模具30的剖视图，金属模具30由筒模具31、芯模具32和流道模具33构成，通过在筒模具31的长度方向上使这些模具相互分离和接近，从而打开金属模具的和关闭金属模具。在关闭了金属模具30的状态下，从第一直浇道36经流道37和第2直浇道34向由筒模具31和芯模具32形成的模腔35内注入树脂，然后使其在金属模具30内冷却固化，可以形成空心圆筒体23。通过使用热流道方法，也可以不浪费地使用流道37中的材料。
在此，由于筒模具31、芯模具32具有在圆周方向上不被分割的构造，因此可以将空心圆筒体23做成在圆周方向上均匀的构件。并且，也可以导入惰性气体，由该气体的压力形成空心部来代替使用芯模具32。
图6是表示端部结构不同的轴构件的侧视图，图6(a)、图6(b)表示用轴部6构成两端部的例子，图6(c)表示用轴孔部8构成端部的双方的例子，图6(d)、图6(e)表示用轴部6构成两端部中的一端部，用轴孔部8构成另一端部的例子。另外，图6(b)～图6(e)的例子表示在一端部上设置齿轮部7，除此而外，也可以在端部的两侧上设置齿轮部7，该情况下，轴构件担负中介动力传递的作用。无论在哪一种情况下，齿轮部7都可以与圆筒部或者圆柱部形成为一体。
在此，图6(a)所示的构件与轴构件2或者12对应，图6(d)所示的构件与轴构件22对应。
另外，图6所示的轴构件2、12的轴部6，如图7(a)中用立体图表示的那样，做成最简单形状的圆柱形，可使用以下这些来代替它，例如可以使用图7(b)所示的具有锥部的形状的轴部、图7(c)所示的实施了D形截面切削加工的形状的轴部、图7(d)所示的具有棱柱状的形状的轴部、图7(e)所示的具有尖头部的形状的轴部、图7(f)所示的具有环状槽的形状的轴部、图7(g)所示的具有台阶部的形状的轴部、图7(h)所示的在外周面上形成有花键或者齿轮用外齿部的形状的轴部等，同样地，作为轴孔部8，除了在图7(i)中用立体图所示的单纯的圆孔形状的轴孔部之外，可以使用图7(j)所示的D形截面形状的轴孔部、图7(k)所示的椭圆形的截面形状的轴孔部、图7(l)所示的方孔形状的轴孔部、图7(m)所示的在内周面上形成有花键或者齿轮用的内齿部的轴孔部、图7(n)所示的具有锥孔部的轴孔部，图7(o)所示的带键槽的圆孔的轴孔部等。
另外，也可以使用图7(p)所示的台阶部或者图7(q)所示的凸缘部等代替图7(r)用立体图表示的齿轮部7。
图8表示用轴构件52代替图2所示的轴构件12的导电性辊51的立体图，图9表示轴构件52的立体图。轴构件52由空心圆筒体53和金属轴56构成，在空心圆筒体53上设置从其外周面向半径方向内侧伸出的增强用肋55，并且，空心圆筒体53是在其长度方向上连结多个圆筒构件54而构成的。这样，由于将空心圆筒体53做成由多个圆筒构件54构成的构件，也可以说在长度方向上进行了分割，与以往的金属管或树脂一体成形件的情况相比，构件的长度变短，因此可以提高加工精度，并且各个构件的加工变得容易，因此，可以提高生产率。
在空心圆筒体53的半径方向中心配置穿入空心圆筒体的金属轴56，金属轴56做成为支承这些增强肋55的半径方向内侧端，由该结构，可以提高辊的刚性，可以提高对抗弯曲的强度。
作为相互连接圆筒构件54的连接机构，没有特别的限制，例如，可以做成图10所示的结构，可以通过其端部相互配合进行结合。图示的圆筒构件54，在一端部61A侧具有凸部62和止转销63(图中的(a))，在另一端部61B侧具有凹部65和止转孔66(图中的(b))。图中的(c)是圆筒构件54的截面图。通过使具有这样结构的圆筒构件54在使端部61A和端部61B相对的状态下一边使其旋转一边嵌合，可以分别使凸部62与凹部65、止转销63与止转孔66配合，可以相互牢固地结合。由于辊是使其旋转来使用的，因此，构件之间的连接机构最好具有旋转防止机构、另外，在图示的圆筒构件54中，在凸部62和凹部65上，实施定中心用的锥面加工。
下面，例示改变上述例子的圆筒构件相互的连接机构的变形例。第一变形例是通过相互压入相邻的圆筒构件54D来结合圆筒构件的结合机构，如图11(a)所示，在构件54D的外筒75的端部上设置台阶周面75c、75d，在一端部，半径方向内侧变凸，在另一端部，半径方向外侧变凸，通过使成为外周面的一方侧的台阶周面75c的直径d1大于成为内周面的另一方侧的台阶周面75d的直径d2，如图11(b)所示，可以使它们的圆筒构件54D相互压入并进行固定。
如图12所示，第二变形例是使圆筒构件54E的端面相互抵接并在包含它们的结合部的外周面上缠绕粘接胶带78，通过粘接胶带78使圆筒构件54E相互结合。
图13是表示第三变形例的辊主体的剖视图，通过相互螺纹接合相邻的圆筒构件54来结合这些圆筒构件。在构件54F的外筒76的一端上设置阳螺纹部76f，在另一端上设置阴螺纹部。而且只要将它们做成可螺纹接合即可。
在本发明中，对轴构件52自身的形状没有特别的限制，可以做成适当的所希望的形状。例如，在与长度方向端部接触的构件上形成齿轮部57(参照图14)或D形截面切削形状等适当形状的轴部等，或者仅使齿轮部的构件接合在辊主体形成后的端部上，从而可以使轴构件52的长度方向端部上具有所希望的这些功能零件的形状。由此，可以不必再另外使用轴或者不必对轴进行复杂的加工，而且，也有使得进行功能零件的定中心变容易的优点。
另外，轴构件52的外形不局限于图9等所示的圆筒形状，也可以做成图15所示那样的具有从长度方向两端部向中央部直径变大的凸面形状的外形。在以往的金属管或树脂一体成形件的情况下，辊主体的外形通常做成直的圆柱形状，难以做成中央部比两端部直径大的凸面形状等的外形，需要制作高额的金属模具的成型和研磨弹性层3、涂敷(浸渍等)树脂层4时的膜厚控制等。在本实施例中，通过在长度方向上分割空心圆筒体53，降低了各个构件的加工难度，因此，可以容易应对凸面形状等，也可以良好地确保加工精度。另外，在本实施例中，对形成辊主体的构件的个数没有特别的限制，只要从强度和成本性方面考虑进行适当确定即可。
作为形成空心圆筒体53的材料，可以使用与之前对轴构件2说明的材料相同的材料，另外，例如可以使用在硫易切钢、铝、不锈钢等上实施了镀镍、镀锌等的材料而成的金属轴作为金属轴56。
空心圆筒体53和金属轴56之间的结合，通常可以由惯用的粘接剂等进行，没有特别的限制，但例如也可以使用如下的方法，在用炉子等加热了圆筒构件54的状态下穿入金属轴56，然后进行冷却，从而使圆筒构件54的树脂材料收缩来对金属轴56进行固定。另外，作为该结合机构，最好在金属轴56上设置槽或D形截面切削等(未图示)。这种情况的结合机构最好与上述的构件的情况一样具有旋转防止机构，由此，可以防止使用时的金属轴56空转。
本实施例的导电性辊51可以这样进行制造，在通过在长度方向上结合多个圆筒构件54来形成轴构件52后，在其外周上设置弹性层3。在此，作为由本实施例的圆筒构件54形成空心圆筒体53的顺序，没有特别的限制，例如，在图10所示的具有配合构造的圆筒构件54的情况下，可以直接相互结合构件来做成空心圆筒体53，另外，在没有配合构造的情况下，如图16(a)～(c)所示，可以使用在将金属轴56依次贯穿各个圆筒构件54之后，由粘接剂等相互固定来做成辊形状的方法。
弹性层3由含有导电剂的硅橡胶或聚氨酯橡胶构成，该弹性层由含有导电剂的硅橡胶材料或者聚氨酯橡胶材料构成的涂料从涂胶辊转印到轴构件2上来形成，这是本发明的技术特征。
导电剂是以控制弹性层3的导电性为目的而被配合的。作为导电剂可以使用电子导电剂和离子导电剂的任一种，在使用电子导电剂时，碳系导电剂在用添加少量的碳系导电剂就可以得到较高的导电性这方面是理想的。最好使用科琴黑和乙炔黑作为碳系导电剂，也可以使用SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MT等橡胶用碳黑、氧化碳黑等墨用碳黑、热分解碳黑、石墨等作为碳系导电剂。
作为除碳系以外的电子导电剂，可以使用ITO、氧化锡、氧化钛、氧化锌等金属氧化物的微粒子；镍、铜、银、锗等金属的氧化物；导电性氧化钛金属须、导电性钛酸钡金属须那样透明的金属须等。
作为离子导电剂，可以使用四乙基铵、四丁基铵、月桂基三甲基铵等十二(烷)基三甲基铵、十六(烷)基三甲基铵、硬脂三甲基铵等十八烷基三甲基胺、苄基三甲基胺、变性脂肪族二甲基乙基铵等铵的高氯酸盐、氯酸盐、盐酸盐、溴酸盐、碘酸盐、氟硼酸盐、硫酸盐、烷基硫酸盐、羧酸盐、磺酸盐等有机离子导电剂；锂、钠、钙、镁等碱金属或碱土类金属的高氯酸盐、氯酸盐、盐酸盐、溴酸盐、碘酸盐、氟硼酸盐、三氟甲基硫酸盐、磺酸盐等无机离子导电剂。
也可以混合使用2种或2种以上的导电剂作为导电剂，这种情况下，即使外加的电压变动和环境变化，也可以稳定地呈现导电性。可以例举在碳系导电剂中混合除碳系以外的电子导电剂或离子导电剂而成的导电剂作为混合例。
弹性层3的硬度没有特别的限制，但在将导电性辊1用作显影辊时，其ASKER-C(アスカ)硬度为80度或80度以下，最好是30～70度。这种情况下，当硬度超过80度时，不能表现出缓和施加在导电性辊和调色剂上的应力的弹性层本来的功能，例如，导电性辊和潜像保持体的接触面积变小，有可能不能进行良好的显影。而且，容易损伤调色剂，产生在感光体或成层刮板上粘接调色剂等而容易形成图像不良。相反，当做成更低的硬度时，调色剂与感光体或成层刮板的摩擦力变大，有可能产生跳动等图像不良。
由于该弹性层3使用时与感光体或成层刮板等抵接，因此，在将硬度设定为低硬度时，最好尽量减小压缩永久变形，具体地讲，最好将变形做成20％或20％以下。
弹性层3的表面粗糙度，没有特别的限制，但在将导电性辊1用作不具有树脂层4的显影辊时，做成JIS10点平均粗糙度Rz为15μm或15μm以下，最好做成Rz为1～10μm。当表面粗糙度Rz超过15μm时，存在一部分显影剂(调色剂)的调色剂层的层厚和带电的均匀性被损坏的情况，通过做成表面粗糙度Rz为15μm或15μm以下，可以提高调色剂的附着性，并可更可靠地防止长期使用时辊的磨损引起的图像变差。
为了改进导电性辊的表面性状和提高耐久性，可以在弹性层3的半径方向外侧设置树脂层4，为了增加弹性层3和树脂层4的相容性，在使用硅橡胶构成弹性层3时，最好用聚氨酯变性丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、氟树脂、醇酸密胺树脂构成树脂层4的主剂，在使用聚氨酯橡胶作为弹性层3时，最好把树脂层4的主剂定为聚氨酯，由此，容易引起弹性层3中未反应物质和树脂层4的反应，例如，容易引起与未反应的异氰酸脂等的反应等，因此，可以促进树脂层4的生长。
可以使用与弹性层3所混合的导电剂相同的导电剂作为树脂层4所混合的导电剂。
下面对导电性辊1的制造方法进行说明，图17是表示用于制造导电性辊1的工序的工序图，首先，在轴构件准备工序91中，检查从外部订货等获得的轴构件并准备轴构件，接着在弹性层涂敷工序92中，在轴构件2的半径方向外侧上用涂胶辊涂敷将成为弹性层3的涂料，然后使其干燥(弹性层干燥工序93)。
要在导电性辊1上设置树脂层4时，在接着弹性层干燥工序93后的树脂涂敷工序94中，用涂胶辊涂敷并形成树脂层4后，在树脂层干燥工序95中使其干燥，完成导电性辊1的制造工序。
参照图18所示的涂胶辊的示意图说明弹性层涂敷工序92中的涂敷的概要。形成弹性层3的涂胶辊81具有应用辊82、涂料盘83和拾取辊84，该应用辊82与导电性辊1的轴构件2平行配置、并与轴构件2的周面抵接着进行旋转并将圆周上的涂料涂敷在轴构件2的周面上，该涂料盘83收容该涂料，该拾取辊84使周面与涂料盘83内的涂料P0接触，并使周面与应用辊82相互抵接着进行旋转，将上述涂料P0从涂料盘83中吸上并供给应用辊82。
在该涂胶辊81中，收容在涂料盘83内的涂料P0，附着在旋转的拾取辊84的表面上而被吸上。吸上到拾取辊84上的涂料P1，其一部分被供给到与拾取辊84抵接着进行旋转的应用辊82上，供给到应用辊82上的涂料P2，同样地被涂敷在轴构件2的周面上、形成将成为弹性层3的涂膜。
作为在弹性层涂敷工序92中使用的涂料，使用将含有导电剂的硅橡胶材料或者聚氨酯橡胶材料溶解在溶剂中而成的涂料，作为用于此的溶剂，可以使用甲苯、MEK(甲基乙基酮)。
在此，为了提高轴构件2和弹性层3的粘接性，最好在轴构件2的表面上涂敷底漆，例如可以使用合成橡胶类、丙烯酸类、聚氨酯类、环氧类、硅酮树脂类等各种底漆的1种或者将其中的2种或2种以上混合来作为底漆。
在将树脂层4形成在弹性层3的外侧时，也可以由不用涂胶辊涂敷的方法形成，但在可将形成弹性层3的设备直接用于形成树脂层4这点上，最好由涂胶辊涂敷形成树脂层4。这种情况下，可以将形成了弹性层3的轴构件2浸渍在涂料中，代替图18所示的位置上的轴构件2，可以使用将含有导电剂的聚氨脂或聚氨酯变性丙烯酸树脂溶解在MEK、MIBK(甲基异丁基酮)等溶剂中而成的涂料作为这种情况的涂料。
产业上的可利用性本发明的导电性辊适合用于作为带电辊、显影辊、转印辊、显影辊、中间转印辊、调色剂供给辊、清洁辊、带驱动辊、供纸辊等而安装在普通复印机、普通传真机、激光打印机、彩色激光打印机、喷墨打印机等图像形成装置中。
权利要求
1.一种导电性辊，在由含有导电剂的树脂制的空心圆筒体或实心圆柱体构成的轴构件的半径方向外侧，配置了一层或一层以上的由含有导电剂的硅橡胶或者聚氨酯橡胶构成的弹性层，将由含有导电剂的硅橡胶材料或者聚氨酯橡胶材料构成的涂料从涂胶辊转印到上述轴构件上来形成上述弹性层。
2.根据权利要求1所述的导电性辊，在上述弹性层的半径方向外侧配置树脂层，将涂料从涂胶辊转印到形成了弹性层的轴构件上来形成该树脂层。
3.根据权利要求1或2所述的导电性辊，在上述轴构件的长度方向单侧端部上与其成一体地形成齿轮。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的导电性辊，形成上述轴构件的上述树脂，是从由通用树脂、通用工程塑料及超级工程塑料构成的群中选出的至少一种合成树脂。
5.根据权利要求4所述的导电性辊，其特征在于，上述通用工程塑料或者超级工程塑料是聚缩醛、聚酰胺6、聚酰胺6·6、聚酰胺1·2、聚酰胺4·6、聚酰胺6·10、聚酰胺6·12、聚酰胺11、聚酰胺MXD6、聚丁烯对苯二酸盐、聚氧化二甲苯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚醚砜、聚碳酸脂、聚酰亚胺、聚酰胺亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚醚酮、聚乙烯对苯二酸盐、聚芳酯、聚四氟乙烯或液晶聚合物。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的导电性辊，形成轴构件的树脂所含有的导电剂是从由碳黑、石墨、氧化锡、氧化钛、氧化锌、镍、铝及铜构成的群中选出的至少一种。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的导电性辊，由空心圆筒体构成上述轴构件，在空心圆筒体中设置从其外周面向半径方向内侧伸出的增强用肋。
8.根据权利要求7所述的导电性辊，在上述轴构件上，设置配置在上述空心圆筒体的半径方向中心的、贯穿空心圆筒体的金属轴，金属轴支承上述增强用肋的半径方向内侧端。
9.根据权利要求8所述的导电性辊，在长度方向上连结多个圆筒构件来构成上述空心圆筒体。
10.根据权利要求9所述的导电性辊，具有即使在去掉了长度方向压缩力的情况下也能保持相互相邻的上述圆筒构件的结合的结合机构。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的导电性辊，上述轴构件具有从长度方向两端部向中央部直径变大的凸面形状。
12.一种图像形成装置，具有权利要求1～11中任一项所述的导电性辊。
全文摘要
本发明提供可抑制用于生产的设备成本的导电性辊和使用其的图像形成装置。导电性辊(1)在由含有导电剂的树脂制的空心圆筒体或者实心圆柱体构成的轴构件(2)的半径方向外侧，配置一层或一层以上由含有导电剂的硅橡胶或者聚氨酯橡胶构成的弹性层(3)，弹性层(3)是将由含有导电剂的硅橡胶材料或者聚氨酯橡胶材料构成的涂料从涂胶辊(81)转印到轴构件(2)上而形成的。
文档编号G03G15/00GK1837973SQ20061005817
公开日2006年9月27日 申请日期2006年3月8日 优先权日2005年3月8日
发明者田中英博 申请人:株式会社普利司通