专利名称：制造双层辊的方法和制造圆柱形部件的方法
技术领域：
本发明涉及一种制造双层辊的方法和一种制造圆柱形部件的方法，这些方法可以令人满意地用来制造具有高尺寸精确度的辊，尤其是用在成像设备例如电照相复印机和打印机以及喷射调色剂的复印机和打印机中的显影辊、转印辊、送纸辊和输送辊；具体地说，这些方法可以令人满意地用于制造用来在例如这些成像设备的光电导部件上形成均匀静电电荷并且需要具有高尺寸精确度的充电辊。
背景技术：
成像设备例如电照相复印机和打印机的充电辊必须不会给例如光电导部件造成污染并且必须具有预定的导电性。为了满足这些要求，传统上使用的充电辊由聚氨基甲酸乙酯或硅橡胶形成。例如考虑到防止光电导部件受到污染和形成静电电荷，传统上所提出的充电辊如此构成，从而涂层、表面处理层或覆层管设在弹性层的表面上(参照日本专利申请特许公开(kokai)Nos.06-175470、05-281831、2002-040760和04-214579)。一般来说，为了保持充电性能，需要充电部件在外径方面具有高精确度。根据一般惯例，为了满足该要求，在对弹性层抛光之后，如上所述在弹性层的抛光表面上形成涂层、表面处理层或覆层管。
近年来，要求充电辊具有更稳定的充电性能，同时要求降低充电噪音和成本。
根据具有非常低的硬度以便提供足够的辊隙宽度的充电辊所要满足的低成本和高充电性能的要求这个构思，在牺牲一些尺寸精确度的情况下，已经尝试给充电辊赋予这样一种结构，从而具有高导电性和低硬度的弹性层由管状表面层覆盖。
在这一点上，本发明人致力于对本发明的受让人以前研制出的转印部件(参见日本专利申请特许公开(kokai)No.2002-244457)进行改进。该转印部件包括设在支承部件上的导电弹性泡沫层以及设在该导电弹性泡沫层上的分型(parting)层。该分型层为预先由导电树脂形成的套筒部件。但是，所披露的树脂管不能提供规定的低硬度。在给该导电弹性泡沫层赋予低硬度时，在将该层抛光之后不能用树脂管覆盖该层。因此，该导电弹性泡沫层必须通过在树脂管内进行发泡来形成。但是，在树脂管内进行发泡的方法不能形成低硬度辊。
通常按照以下方式来形成双层辊。单独形成弹性层和泡沫弹性层。具体地说，通过模制和抛光步骤来形成弹性层，而通过预成形、发泡和抛光来形成泡沫弹性部件。将粘接剂涂覆到泡沫弹性部件的外表面上。用弹性层覆盖这样制备出的泡沫弹性层，之后进行热处理。
制造双层辊的上述方法需要对弹性层和泡沫弹性层中的每一个进行模制(或成形)步骤和抛光步骤，以及进行将弹性层和泡沫弹性层粘接的步骤。因此，该制造工艺变得复杂并且造成高成本。
用于制造没有分型线的辊的传统设备包括保持在组合模的空腔内的圆柱形无缝管；弹簧式压力吸收部件，它设在无缝管的一个端部处并且用来在橡胶的硫化模制过程中吸收随着充填在无缝管中的未硫化橡胶的膨胀而增加的模腔压力；以及一减压装置，它设在无缝管的另一个端部处并且用来在组合模打开时逐渐降低在模腔压力和弹簧式压力吸收装置的弹性力之间的平衡压力(参照日本专利申请特许公开(kokai)No.8-66929)。
制造双层辊的传统方法包括以下步骤通过模制和抛光形成硅树脂海绵层；将该硅树脂海绵层放置在圆柱形模具中，该模具可以沿着轴向方向分开；将液态硅树脂注入进模具中，由此在硅树脂海绵层上形成表面橡胶层；并且抛光该表面橡胶层，由此获得一双层辊(参照日本专利公开(kokoku)No.6-24733)。
制造充电部件的传统方法采用了一冠状芯以便给弹性部件赋予冠状形状，由此产生出冠状充电部件(参照日本专利申请特许公开(kokai)No.6-242659)。
由于充电辊必须具有高尺寸精确度，所以通常在模制之后进行抛光以便满足所需要的尺寸精确度。但是，由抛光方法形成的尺寸精确度容易在具有低硬度的充电辊之间变化。同时，在没有进行抛光时，轴向直线性变为0.3mm至0.5mm。
由上述方法制成的双层辊存在以下问题，外圆周表面的中心偏离旋转轴线，并且轴向直线性由于所导致的轴线偏转而变差。
用在形成泡沫弹性层的发泡模具中或用在形成弹性层的圆柱形模具中的圆柱形部件通过以下步骤形成在采用管子的内圆周面作为参考的同时在结构管上进行外圆车削；并且珩磨管子的内圆柱形表面。但是，由于结构管允许有约1mm的轴向直线性偏差，所以即使进行珩磨也不能改善直线性。因此，不能获得具有高度直线性的圆柱形部件。在使用具有较差直线性的这种圆柱形部件来形成模具时，使用该模具制造出的辊具有较差的尺寸精确度。
发明内容
鉴于上面的情况，本发明的一个目的在于提供一种不用抛光就能制造出具有高尺寸精确度的双层辊的方法以及一种制造用在制造双层辊的方法中的圆柱形部件的方法。
为了实现上面的目的，本发明的第一方面提供一种制造双层辊的方法，该双层辊具有设在芯上的泡沫弹性层以及设在泡沫弹性层上的弹性层。该方法包括以下步骤利用装有用来形成弹性层的外圆表面的第一圆柱形部件的圆柱形模具来形成弹性层，该层其长度为200mm至400mm并且外径小于或等于16mm，该第一圆柱形部件通过对实心部件进行机加工而制成，并且该第一圆柱形部件其内径误差为±0.02mm或更小并且轴向直线性偏差为0.02mm或更小；利用侧向挤塑方法在芯上形成一实心底层(primary layer)，该底层其长度为200mm至400mm并且发泡成泡沫弹性层；将泡沫弹性层和具有形成在其上的实心底层的芯设置在发泡模具的第二圆柱形部件中，该第二圆柱形部件其内径误差和轴向直线性偏差与第一圆柱形部件基本上相同；并且使实心底层发泡成泡沫弹性层以形成具有泡沫弹性层和弹性层的双层辊，泡沫弹性层和弹性层其长度为200mm至400mm。
在第一方面中，根据本发明的第二方面，第一和第二圆柱形部件其内径误差为±0.01或更小。
在第一或第二方面中，根据本发明的第三方面，一种制造第一和第二圆柱形部件中的每一个的方法，它包括以下步骤在用作圆柱形部件工件的实心部件中钻出一初孔；采用该初孔的中心作为参考在圆柱形部件工件上进行外圆车削；将圆柱形部件工件的至少一个端面精整成参考面；并且采用参考面作为参考对初孔的内圆柱形表面进行珩磨，由此获得一精整孔。
在第三方面中，根据本发明的第四方面，该制造第一和第二圆柱形部件中的每一个的方法还包括在将圆柱形部件工件的端面精整成参考面的步骤之前对圆柱形部件工件进行淬火。
在第四方面中，根据本发明的第五方面，没有使用脱模剂来形成弹性层。
在第三至第五方面中的任一个中，根据本发明的第六方面，在将圆柱形部件工件的端面精整成参考面的步骤中，将圆柱形部件工件的相对端面精整成相应的参考面。
在第三至第六方面中的任一个中，根据本发明的第七方面，该制造第二圆柱形部件的方法还包括在形成精整孔的步骤之后，采用精整孔的中心作为参考在圆柱形部件工件上进行外圆精整。
在第一至第七方面中的任一个中，根据本发明的第八方面，弹性层的外圆表面没有进行抛光而是使用包含有异氰酸盐的表面处理液体进行处理，由此形成表面处理层。
在第八方面中，根据本发明的第九方面，该表面处理液体还包括至少赋予导电性的制剂或至少一种选自丙烯酸类含氟聚合物和丙烯酰类硅酮聚合物的聚合物。
在第八或第九方面中，根据本发明的第十方面，在发泡步骤之前或之后进行表面处理。
在第一至第十方面中的任一个中，根据本发明第十一方面，在泡沫弹性层和弹性层之间没有施加粘接剂。
在第一至第十一方面中的任一个中，根据本发明的第十二方面，该弹性层其厚度为0.3mm至1.2mm。
本发明的第十三方面提供了一种制造圆柱形部件的方法。该方法包括以下步骤在长度为200mm至400mm并且用作圆柱形部件工件的实心部件中钻出一初孔；采用该初孔的中心作为参考在该圆柱形部件工件上进行外圆车削；将该圆柱形部件工件的至少一个端面精整成参考面；并且采用参考面作为参考对初孔的内圆表面进行珩磨，由此获得具有精整孔的圆柱形部件，该圆柱形部件其长度为200mm至400mm并且内径为16mm或更小。
根据本发明的第十四方面，第十三方面的方法还包括以下步骤在形成精整孔的步骤之后，采用精整孔的中心作为参考在圆柱形部件工件上进行外圆精整。
根据本发明的第十五方面，第十三或第十四方面的方法还包括以下步骤，在将圆柱形部件工件的端面精整成参考面的步骤之前对圆柱形部件工件进行淬火。
在第十三至第十五方面中的任一个中，根据本发明的第十六方面，在将圆柱形部件工件的端面精整成参考面的步骤中，将圆柱形部件工件的相对端面精整成相应的参考面。
在第十三至第十六方面中的任一个中，根据本发明的第十七方面，精整孔呈现出冠状形状，其直径从其纵向中心部分朝着相对端部逐渐减小。
本发明的方法可以容易而可靠地形成在内外径方面具有高精确度并且具有高度轴向直线性的圆柱形部件，并且利用使用了这样形成的圆柱形部件的模具可以很容易形成具有高尺寸精确度的双层辊。
本发明可以提供一种在较少步骤数中制造双层辊的方法，该双层辊具有优良的导电性和充电性能，并且不会造成污染，而且其充电噪音较低，还提供一种制造用在制造双层辊的方法中的圆柱形部件的方法。
图1A为通过根据本发明第一实施方案的方法制造出的充电辊的示意性纵向剖视图；图1B为沿着图1A的A-A′剖开的剖视图；图2A至2C为示意性剖视图，显示出通过根据第一实施方案的方法制造圆柱形部件的步骤；图3A至3C为示意性剖视图，显示出从图2C继续的通过根据本发明第一实施方案的方法制造圆柱形部件的步骤；图4A至4C为示意性剖视图，显示出通过根据第一实施方案的方法制造充电辊的步骤；并且图5A至5C为示意性剖视图，显示出通过根据第一实施方案的方法制造充电辊的步骤。
具体实施例方式
下面将参照这些附图对本发明的实施方案进行详细说明。
(第一实施方案)根据本发明第一实施方案的双层辊是一充电辊，用来在成像设备例如电照相复印机或打印机或喷射调色剂的复印机或打印机的光电导部件上形成均匀的静电电荷。
图1显示出一充电辊的剖视图。
如图1所示，充电辊10包括一芯11、设在该芯11上的泡沫弹性层12以及设在泡沫弹性层12上的弹性层13。弹性层13的表面经过处理，由此形成一表面处理层。
为了形成设在充电辊10的芯11上的泡沫弹性层12，该实施方案例如采用了一种丁腈橡胶泡沫，它包含有丁腈橡胶、导电碳黑和增塑剂(相对于100重量份的丁腈橡胶为28重量份或更多)，它在施加了100VDC时具有1.0×105Ω或更小的电阻，并且其Asker C橡胶硬度为40°。在丁腈橡胶上没有任何特别的限制。但是，考虑到将在后面所述的透气性，其丁腈含量为31％或更高的丁腈橡胶(即其丁腈含量中等、较高或非常高的丁腈橡胶)是优选的。
为了便于发泡，具有较低的门尼粘度的丁腈橡胶(例如其门尼粘度(在100℃下的ML1+4)为45或更低的丁腈橡胶)是优选的。或者，可以使用氢化NBR。在该情况中，为了避免在可能由过氧化物交联导致的疲劳中永久变形，氢化百分比优选为95或更少。
为了让充电辊10令人满意地作用，泡沫弹性层12的电阻优选为1.0×105Ω或更少。因此，加入用作赋予导电性的制剂的导电碳黑，从而该泡沫弹性层12的电阻为1.0×105Ω或更少。例如，可以在每100重量份的丁腈橡胶中加入25重量份或更多的导电碳黑。在导电碳黑的种类上没有任何特别的限制。导电碳黑的示例包括KETJEN BLACK(Lion公司的产品)和TOKABLACK #5500(Tokai Carbon有限公司的产品)。
为了使充电辊10提供足够的辊隙，泡沫弹性层12的橡胶硬度优选为Asker C40°或更小。采用这种低硬度使得能够设置宽间隙宽度，从而可以形成均匀的静电电荷。通过使用厚度为12mm或更大的测试件在1000gf的固定载荷下测量出在Asker C量度上的橡胶硬度。在与泡沫弹性层12所采用的条件相同的条件下制备出测试件。在按照以下方式测量该泡沫弹性层12的实际橡胶硬度时，所测量出的橡胶硬度与采用该测试件所测量出的硬度基本上相同从所制造的充电辊10中除去弹性层13和泡沫弹性层12；并且将所除去的泡沫弹性层12堆叠在一起，从而其总厚为12mm或更大；并且测量出泡沫弹性层12的层叠体的橡胶硬度。
当如上所述一样以使得泡沫弹性层12的电阻变为1.0×105Ω或更小的量加入导电碳黑时，硬度由于加入了碳黑而增加。因此，为了降低硬度，必须加入增塑剂。
在以使得泡沫弹性层12的电阻变为1.0×105Ω或更小的量加入导电碳黑时，通常必须加入的增塑剂量为每100重量份基础橡胶加入约70至80重量份。但是，由于在本发明中所使用的丁腈橡胶其透气性较低并且在发泡至高度膨胀时硬度较低，所以可以将所加入的增塑剂量例如降低至每100重量份丁腈橡胶加入28至40份。由于所加入的增塑剂量较小，所以与光电导部件接触的充电辊10不会产生可能由增塑剂迁移至充电辊10的外表面上而导致光电导部件受污染的情况。在加入大量增塑剂时，难以进行搓揉。在当前实施方案中，由于增塑剂含量较低，所以可以令人满意地进行搓揉。在增塑剂上没有特别限制。增塑剂的示例包括polar油，例如二(2-乙基已基)邻苯二甲酸二辛酯(DOP)。在采用DOP作为增塑剂时，充电辊10不会引起污染，可能是因为DOP不容易迁移至由表氯醇橡胶形成的弹性层13。
优选的是，用来形成泡沫弹性层12的泡沫具有2.0至4.0倍的膨胀度。膨胀度将在下面进行详细说明，但是它由在弹性层13和实心底层(将变为泡沫弹性层12)之间的空间和实心底层的数量之间的比值确定。所使用的实心底层在允许在自由条件下发泡时必须发泡大于2.0至4.0倍。通过使用这种实心底层，从而可以将泡沫弹性层12和弹性层13紧紧装配在一起，由此牢固连接在一起。
发泡条件如下规定和调节指定发泡剂的种类和数量以便在自由条件下获得目标膨胀度；高精确度地控制设在芯11上的实心底层的厚度；并且适当设定加热条件和其它相关条件。泡沫可以是闭室或开室类型。由于用在本发明中的丁腈橡胶透气性较低，所以可以用丁腈橡胶形成在高度膨胀下发泡的上述导电弹性层，而不必加入透气抑制剂或类似试剂。因此，充电辊10不会由于加入了透气抑制剂或类似试剂而导致的性能损害。优选的是，丁腈橡胶泡沫其平均孔径为100μm至300μm。
在当前实施方案中，设在泡沫弹性层12上的弹性层13例如由表氯醇橡胶形成。
表氯醇橡胶的示例包括表氯醇均聚物、表氯醇-环氧乙烷共聚物、表氯醇-烯丙基缩水甘油醚共聚物以及表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚三元共聚物。
通过使用包含有异氰酸酯的表面处理液体来处理弹性层13的表面，由此形成表面处理层。该表面处理层可以在形成泡沫弹性层12之前或之后形成。
采用含异氰酸酯的表面处理液体进行浸渍来形成表面处理层。该表面处理液体可以是将异氰酸酯化合物溶解在有机溶剂中制成的溶液，或者可以通过将碳黑加入到溶液中来制备。优选的，该表面处理液体含有异氰酸酯组分，以及导电赋予剂或者选自丙烯酰类含氟聚合物和丙烯酰类硅酮聚合物的至少一种聚合物中的至少一种。
异氰酸酯化合物的示例包括2，6-二甲苯二异氰酸酯(TDI)，4，4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，对-亚苯基二异氰酸酯(PPDI)，1，5-亚萘基二异氰酸酯(NDI)，3，3-二甲基苯基-4，4′-二异氰酸酯(TODI)，以及其齐聚物和改性化合物。
丙烯酰类含氟聚合物和丙烯酰类硅酮聚合物在适当的溶剂中可以溶解，并可以通过反应与异氰酸酯化合物化学接合。丙烯酰类含氟聚合物是可以在溶剂中溶解的含氟聚合物，并且具有例如羟基、烷基或羧基。丙烯酰类含氟聚合物的示例包括丙烯酸酯和氟烷基丙烯酸酯的嵌段共聚物，以及它们的衍生物。丙烯酰类硅酮聚合物是可以在适当溶剂中溶解的硅酮聚合物。丙烯酰类硅酮聚合物的示例包括丙烯酸酯和硅氧烷丙烯酸酯的嵌段共聚物，以及它们的衍生物。这些聚合物可以单独或者接合使用。优选的，基于异氰酸酯组分的含量，在表面处理液体中含有的聚合物的量是2wt％-30wt％。当聚合物含量在这个范围之下时，在表面处理层中保留碳黑的效果变差。当聚合物含量超过这个范围时，异氰酸酯组分的相对含量降低，导致不能形成有效的表面处理层。
优选的，表面处理液体含有碳黑作为导电赋予剂。对于碳黑的种类没有特别的限制。碳黑产品的示例如前所述。优选的，基于异氰酸酯组分的含量，表面处理液体的碳黑含量是10wt％-40wt％。当碳黑含量低于这个范围时，不能显示出有效的充电性能。当碳黑含量超过这个范围时，引起分离等问题。
表面处理液体含有用于溶解丙烯酰类氟化物或者丙烯酰类硅酮聚合物以及异氰酸酯化合物的溶剂。对于溶剂的种类没有特别的限制，但是，优选使用有机溶剂，例如醋酸乙烯酯、甲基乙基酮(MEK)或者二甲苯。
提供表面处理层作为充电辊10的表面层，防止了在发泡的弹性层12中含有的增塑剂渗出至充电辊10的表面，从而该充电辊10不会用增塑剂污染光电导部件。
弹性层13的橡胶硬度优选是JIS A 35°-75°，更优选是45°-70°。当弹性层13的橡胶硬度低于这个范围时，充电辊10不能提供所需的稳定性。当橡胶硬度超过这个范围时，充电辊10的硬度变得过高。
弹性层13的表面粗糙度Ra优选是8μm或更低，更优选是6μm或更低，最优选是2.5μm或更低。当表面粗糙度Ra是8μm或更低时，充电辊10可以使得调色剂变得不容易附着在其上。但是，当表面粗糙度Ra高于8μm，但是不大于12μm时，充电辊10可以使用一定种类的调色剂。
优选的，弹性层13的厚度是0.3mm-1.2mm。对于整个充电辊10的直径和芯11的直径没有特别的限制。但是，由于通常使用的充电辊10具有16mm或更小的外直径，芯11的直径大约是6mm-8mm，因此相应的确定弹性层13的令人满意的厚度。而且，通常使用的充电辊10具有的长度是200mm-400mm。
当施加100VDC时，在从低温低湿度环境(10℃，30％RH)至高温高湿度(40℃，80％RH)的各种环境中，本发明的充电辊10可以具有的电阻是104Ω-107Ω。
本发明的充电辊10采用具有高膨胀度和低硬度的丁腈橡胶泡沫，以形成发泡的弹性层12，以及表氯醇橡胶，以形成弹性层13，从而可以在使用的时候降低放电噪音水平。
以下参考图2至图5描述制造充电辊10的方法和制造用于制造充电辊10的对应模具中所使用的圆柱形部件的方法。图2和图3显示了采用如第一实施方案的方法制造圆柱形部件的步骤。图4和图5显示了采用如第一实施方案的方法制造充电辊的步骤。
首先，描述制造在模具中使用的圆柱形部件的基本制造方法。
如图2A所示，使用钻头201从一端对圆柱形实心部件200钻孔，以形成初孔121，它穿过所述部件轴向延伸，由此形成具有初孔121的管件120，如图2B所示。实心部件200是例如碳素工具钢(SK)。本发明采用SK105(JIS G4401)的实心部件200。
以下，如图2B所示，采用初孔121的中心作为参照，将管件120进行外圆车削。在该实施方案中，采用一对圆锥形旋转保持器202用来在初孔121的相对端部分支承管件120。旋转保持器202的旋转使得管件120绕着初孔121的中心转动。切削工具203的切割刃与旋转的管件120的外表面接触，由此进行外圆车削。由于采用初孔121的中心作为参考对管件120进行外圆车削，所以管件120的外圆周的中心和初孔121的中心相互一致。
在进行外圆车削之后，对该管件120进行淬火。对管件120进行淬火是为了防止可能在例如将其端面精整成参考面122的随后步骤中导致的变形。淬火给管件120赋予45°或更高(优选为55°或更高)的HRC硬度。例如，可以利用含有氯化钠或氯化钡的浴液在管件120上进行盐浴淬火。将该管件120淬火至超过55°的HRC硬度。但是，在管件120硬度过高时，例如在随后步骤中对其端面或孔面进行机加工会耗费很多时间并且变得很难。因此，该管件120在淬火之后测量出的HRC硬度大约为55°是优选的。可以采用其HRC硬度大约为55°的实心部件200。但是，由于钻出初孔121和外圆车削耗费许多时间并且比较困难，所以优选使用其HRC硬度低于55°的实心部件200。在当前实施方案中，将管件120淬火至具有55°的HRC硬度。
接下来如图2C中所示一样，通过使用切削工具203车削管件120的轴向相对端面，由此将它精整成参考面122。在当前实施方案中，通过车削将管件120的相对端面精整成参考面122；并且当在随后步骤中珩磨初孔121时，采用其中一个参考面122作为参考。由于珩磨步骤使用其中一个参考面122，所以可以将管件120的至少一个端面精整成参考面122。但是，通过将管件120的相对端面精整成参考面122，从而在确定参考面方面不会出现任何错误。
接下来，如图3A中所示一样，在采用管件120的一个参考面122作为参考的同时，将管件120的初孔121的内圆表面珩磨成精整孔21。
用于形成精整孔21的珩磨可以使用例如在图3A中所示的珩磨头300来进行。珩头300包括多个磨石片301、支架302和一活塞杆303。支架302沿着圆周方向分成多个部分，其上固定有相应的磨石片301。活塞杆303按照能够沿着支架302的轴向方向运动这样一种方式设在支架302内。在支架302的内表面上设有一接触面302a。活塞杆303的远端部分的表面形成为锥形表面303a，该表面与支架302的接触表面302a邻接。通过驱动未示出的液压活塞来使活塞杆303朝着支架302的远端运动，从而锥形表面303a与支架302的接触表面302a滑动接触，由此使支架302的内径扩展。因此，设在支架302的外圆周表面上的磨石片301在预定压力下压靠在初孔121的壁面上。在该状态中，支架302由未示出的驱动装置例如驱动马达转动，由此珩磨该初孔121。
接下来如图3B中所示，在采用精整孔21的中心作为参考的同时，在管件120上进行外圆车削，由此产生出用于圆柱形模具或发泡模具中的圆柱形部件20，这将在后面进行说明。
如在上面参照2B所述的步骤的情况中一样，该实施方案使用旋转保持器202和切削工具203来在管件120上进行外圆车削。
制造用于圆柱形模具或发泡模具中的圆柱形部件20的上述方法具有以下优点。即使在对管件120淬火的步骤时造成内外直径精确度下降(即对管件120进行淬火的步骤在管件120的外圆中心和初孔121的中心之间产生出偏差)，或者造成轴向直线性降低，随后的珩磨和外圆车削步骤也能消除这些尺寸损害，由此产生出具有高尺寸精确度的圆柱形部件20。这样制出的圆柱形部件20其内外直径误差±0.02mm或更小，并且其轴向直线性偏差为0.02mm或更小。在当前实施方案中，管件120由SK105形成并且淬火至55°的HPC硬度，从而珩磨管件120可以产生出其内径误差为±0.01mm或更小的圆柱形部件20。换句话说，圆柱形部件20其内径误差为±0.02mm或更小，优选为±0.01mm或更小。在当前实施方案中，在采用精整孔21的中心作为参考的同时对管件120进行外圆车削，由此其外径误差为±0.02mm或更小。但是，由于当用于圆柱形模具或发泡模具中时只需要该圆柱形部件20具有高内径精确度，这将在后面进行详细说明，所以只需要圆柱形部件20至少对于内径具有高尺寸精确度，从而该圆柱形部件20其内径误差为±0.02mm或更小，优选为±0.01mm或更小。换句话说，可以排除在采用精整孔21的中心作为参考的同时在管件120上进行外圆车削的图3B的步骤，由此降低了制造步骤数，因此降低了制造成本。
接下来将对利用使用了相应圆柱形部件20的圆柱形模具和发泡模具来制造充电辊的方法进行说明。
首先，如图4A中所示一样，利用圆柱形模具30来形成弹性层13，该模具保持着由上述方法形成并且用来形成弹性层13的外圆表面的第一圆柱形部件20A。
该圆柱形模具30包括第一圆柱形部件20A，该部件由上述方法制成并且其内外直径误差为±0.02mm或更小，优选为±0.01mm或更小，并且其轴向直线度偏差为0.02mm或更小；一柱状部件31，其外径小于第一圆柱形部件20A的内径；两个保持件(block)32，它们设在第一圆柱形部件20A的相应相对端部处并且用来将柱状部件31保持在第一圆柱形部件20A内；以及两个压模33，它们设在柱状部件31的相应相对端部处并且用来同轴地保持着第一圆柱形部件20A和柱状部件31，该压模33为组合模。
在相应的保持件32和相应的压模33中按照以下方式形成有用于导入软化弹性材料的入口孔34和用于释放气体的通气孔35，从而在圆柱形模具30的外部和设在第一圆柱形部件20A的内表面和柱状部件31的外表面之间形成的空间之间建立了连通。
通过使用这样构成的圆柱形模具30，从而利用例如传递模塑或注射模塑方法来形成弹性层13。
具体地说，用来形成弹性层13的弹性材料在圆柱体内在压力下受到加热由此软化。在压力下将软化的弹性材料导入圆柱形模具30中；更具体地说，通过入口孔34导入设在第一圆柱形部件20A的内表面和柱状部件31的外表面之间的空间内。使得所导入的软化弹性材料固化，由此形成弹性层13。
这样形成的弹性层13其长度为200mm至400mm，外径为16mm或更小，并且厚度为0.3mm至1.2mm。
在当前实施方案中，第一圆柱形部件20A其长度为330mm，外径为22mm并且内径为14mm；并且柱状部件31其长度为350mm并且外径为12.8mm，由此在第一圆柱形部件20A的内表面和柱状部件31的外表面之间形成长度为330mm、外径为14mm并且厚度为0.6mm的弹性层13。
由于利用圆柱形模具30形成的弹性层13的内径精确度可能低于外径精确度，所以该柱状部件31可以是在市面上可以得到的。但是，必要时可以采用具有高外径精确度的柱状部件。可以使用普通的圆柱形部件来代替该柱状部件31，只要该圆柱形部件的直线度不是很差。或者，由上述方法制成的圆柱形部件20可以代替柱状部件31使用。
在柱状部件31的硬度较低时，该柱状部件31在弹性层13的形成过程中变形，从而导致弹性层13的孔变形。优选的是，柱状部件31具有这样的硬度，能够能够防止柱状部件31在弹性层13的形成过程中变形；具体地说具有45°或更高的HRC硬度。在柱状部件31在硬度上高于第一圆柱形部件20A时，在例如操作期间在柱状部件31和第一圆柱形部件20A之间的不小心接触使在圆柱形部件20A的内表面上出现裂纹。在第一圆柱形部件20A的内表面上的这种裂纹在弹性层13的形成期间转移到弹性层13的表面上，因此产生出有缺陷的弹性层13。因此，优选的是，该柱状部件31在硬度上低于第一圆柱形部件20A。在当前实施方案中，由于第一圆柱形部件20A具有55°的HRC硬度，所以柱状部件31其HRC硬度优选等于45°或更高并且低于55°。
优选的是，通过如在第一圆柱形部件20A的情况中一样进行淬火使该柱状部件31具有上述预定硬度。对柱状部件31进行淬火使该柱状部件31的表面致密化，由此阻止了与模制相关的副产品迁移至柱状部件31并且提高了对由这些副产品所引起的氧化反应的抵抗性。还有，在柱状部件31和包含在弹性部件13中的活性剂之间的可润湿性得到提高，由此使得不用脱膜剂就能使弹性层12与柱状部件31脱离。因此，涂覆脱膜剂的步骤变得不必要，由此简化了制造过程并且降低了制造成本。在当前实施方案中，对由碳素工具钢(SK105，JIS G4401)形成的柱状部件进行淬火，由此使之具有45°的HRC硬度。
可以使用耐腐蚀不锈钢例如PSL(由Hitachi Metal有限公司生产的预硬化钢)来形成压模33。
接下来如图4C中所示一样，在弹性层13的外表面上形成一表面处理层。
在当前实施方案中，形成在柱状部件31的表面上的弹性层13浸没在表面处理液中，由此给其表面施加表面处理液。然后，向弹性层13的表面加热，由此在弹性层13的外表面上形成表面处理层。或者，从柱状部件31将弹性层13剥离，然后将它装配到另一个柱状或圆柱形部件上，之后形成表面处理层。
接下来如在图5A中所示一样，通过使用直角模头40利用侧向挤塑在芯11上形成一实心底层12a，该底层将变为泡沫弹性层12。
更具体地说，通过芯导向件41将芯11设置并且固定在直角模头40中。在通过未示出的入口孔将用来形成实心底层12a的未硫化橡胶充进这样制作出的直角模头40中的同时，使得芯11前进，由此通过侧向挤塑在芯11上形成实心底层12a。随后，将由实心底层12a覆盖的芯11切成具有预定长度的段。
在当前实施方案中，由于弹性层13其外径为14mm并且厚度为0.6mm，所以在外径为8mm的芯11上形成厚度为2.3±0.1mm并且厚度变化为0.1mm或更小的实心底层12a。
接下来，使用发泡模具50来形成充电辊10。发泡模具50使用了由上述方法制出的第二圆柱形部件20B。第二圆柱形部件20B具有与第一圆柱形部件20A相同的尺寸精确度；即这样一种精确度，内外直径误差为±0.02mm或更小，优选为±0.01mm或更小，并且轴向直线度偏差为0.02mm或更小。如在第一圆柱形部件20A的情况中一样，第二圆柱形部件20B由碳素工具钢SK105(JIS G4401)形成并且淬火至55°的HRC硬度。
如图5B中所示一样，发泡模具50包括第二圆柱形部件20B，其中插入有由上述方法形成的弹性层13；两个发泡保持件，用于保持着芯11的相应相对端部；以及两个发泡压模52，设置成与第二圆柱形部件20B的相对端部相对并且用来同轴地保持第二圆柱形部件20B和发泡保持件51，这些发泡压模52为组合模。
每个发泡保持件51具有围绕着其中装配有芯11的端部的接合孔51a形成的凹槽51b。通气孔51c按照与这些凹槽51b连通的方式形成发泡保持件51中。第二圆柱形部件20B的相对端部仅仅面对着相应发泡保持件51，从而这些凹槽51b与在第二圆柱形部件20B的相对端部和相应的发泡保持件51之间的相应间隙53连通。因此，在发泡之后，在每个凹槽51b中，空间保留在泡沫弹性层12和每个发泡保持件51之间，并且与通气孔51c和间隙53连通。
通过使用这样构成的发泡模具50，从而可以如下所述一样使实心底层12a发泡，由此产生出充电辊10。首先，如图5B所示一样，将芯11的相对端部装配进发泡保持件51的相应接合孔51a中。通过发泡压模52保持着发泡保持件51和第二圆柱形部件20B。
接下来，如在图5C中所示一样，将发泡模具50加热以便使实心底层12a发泡和硫化，由此形成发泡弹性层12。
利用暴露于在循环热空气炉中的热空气中或者从设在发泡模具50内的加热器直接加热的方法来加热该发泡模具50。
为了在加热过程中获得均匀的热分布，可以将加热管植入在发泡模具50中。为了阻止位于通气孔51c附近的一部分实心底层12a发泡以便可靠地释放出气体，该发泡保持件51可以由导热性较低的材料形成。或者，可以利用例如冷却装置来冷却发泡模具50的相对端部。
由于通过使实心底层12a在位于前面形成的弹性层13和芯11之间的空间中发泡来形成泡沫弹性层12，所以弹性层13的内表面在泡沫弹性层12上施加了尺寸调节。因此，不必要进行将泡沫弹性层12抛光的步骤。
这样形成的充电辊10可以具有14±0.1mm的外径；即外径偏差为0.1mm或更小，并且其轴向直线性偏差为0.2mm或更小。这样形成的弹性层13可以具有0.1μm或更小的表面粗糙度Ra。因此，不必要进行将弹性层13的表面抛光的步骤。
由于该实施方案使用表氯醇橡胶来形成弹性层，并且使用丁腈橡胶来形成泡沫弹性层12，所以可以不用粘接剂就能将该弹性层13和泡沫弹性层12粘接在一起，并且其强度不会在充电辊10的使用期间出现任何问题。
上述发泡方法在泡沫弹性层12和芯11之间建立了强粘接，同时在泡沫弹性层12和弹性层13之间形成了强粘接。在一些情况中，尤其在高温高湿度环境中，普通的充电辊会遇到在弹性层和芯之间生锈的问题。但是，本发明可以通过使用丁腈橡胶来消除生锈问题。由于可以非常精确地确定出实心底层12a的厚度，并且由于形成在具有高精确的内径的第二圆柱形部件20B中的弹性层13在泡沫弹性层12上施加了尺寸条件；即非常精确地调节了发泡条件，所以可以非常精确地控制膨胀程度和发泡条件。丁腈橡胶的使用使得能够采用上述膨胀模制。
由于圆柱形模具30和发泡模具50分别采用了通过上述方法形成具有高精确度的内外直径和直线度的第一和第二圆柱形部件20A和20B，所以该弹性层13可以维持高外径精确度；在膨胀模制之后可以维持高尺寸精确度；并且该弹性层13可以没有分型线。
由于其上形成有表面处理层的弹性层13在压靠在第二圆柱形部件20B的内圆柱表面上的同时受到加热，所以该弹性层13的表面变得更光滑，从而调色剂成膜变得更不容易出现。
对柱状部件31以及圆柱形模具30的第一圆柱形部件20A和发泡模具50的第二圆柱形部件20B进行淬火使其表面致密，由此阻止了与模制相关的副产品迁移至柱状部件31、第一圆柱形部件20A和第二圆柱形部件20B并且提高了对由副产品引起的氧化反应的抵抗性。还有，在柱状部件31和包含在弹性层13中的活化剂之间的润湿性、在活化剂和第一圆柱形部件20A之间的润湿性以及在活化剂和第二圆柱形部件20B之间的润湿性得到提高，由此使得不用脱膜剂就能够使弹性层13与柱状部件31，第一圆柱形部件20A以及第二圆柱形部件20B脱离。因此，不必进行涂覆脱膜剂的步骤，由此简化了制造过程并且降低了制造成本。
由于将柱状部件31进行淬火至具有预定的硬度，所以该柱状部件31不会在模制弹性层13的过程中变形，由此可以高精确度地形成弹性层13。由于柱状部件31在硬度上低于第一圆柱形部件20A，所以即使在例如操作期间在柱状部件31和第一圆柱形部件20A之间出现的不小心接触也不会在圆柱形部件20A的内表面上产生出裂纹。因此，可以长时间使用该圆柱形模具30，并且可以降低制造成本。
该圆柱形模具30和发泡模具50可以如下构成将含氟树脂套筒或硅树脂套筒装配到第一和第二圆柱形部件20A和20B中以便改善模制产品的表面特性并且提高模制物品与模具30和50分离的容易性。这种树脂套筒可以使用由上述制造方法形成的金属圆柱形部件来形成。
实施例实施例1将作为导电材料的TOKABLACK # 4500(20重量份)、三氟乙酸钠(0.5重量份)、锌流平剂(zink flower)(5重量份)、硬脂酸(2重量份)、以及硫化剂(1.5重量份)加入到表氯醇橡胶(ECO；100重量份)中。所得到的混合物在辗辊式混砂机中捏合。所得到的橡胶采用第一实施方案的上述方法进行注塑。如此模制的物品在150℃的温度下进行1小时的蒸汽硫化，由此得到具有14mm的外直径以及0.6mm厚度的弹性层。对该弹性层用如下制备的表面处理液体进行表面处理将醋酸乙酯(100重量份)、异氰酸酯化合物(MDI20重量份)、乙炔黑(Denki Kagaku Kogyo的产品；4重量份)、以及丙烯基硅酮聚合物(来自NOF公司的MODIPER FS700；2重量份)用球磨机在分散条件下混合3小时。如此获得具有表面处理层的弹性层。具体的说，该弹性层在该表面处理液体中浸渍60秒，同时将表面处理液体表示在23℃。随后，在温度保持为120℃的炉子中将该弹性层加热1小时，由此形成表面处理层。
然后，将锌流平剂(5重量份)、硬脂酸(1重量份)、TOKABLACK #5500(25重量份)、DOP(30重量份)、硫化剂(硫磺，1重量份)、硫化助剂(3.5重量份)、发泡剂(ADCA，5重量份)、发泡助剂(3重量份)、以及无机发泡剂(3重量份)加入到丁腈含量为33％的丁腈橡胶(Mooey粘度(在100℃处的ML1+4)为30；100重量份)中。将所得到的混合物在辗辊式混砂机中捏合。通过使用所得到的橡胶以及通过采用第一实施方案的上述方法，如下制造充电辊。由上述制备的橡胶，在直径为8mm的芯上，形成实心底层，其厚度为2.3mm、厚度变化为0.1mm或以下。在157℃将该芯上的实心底层加热30分钟，由此发泡为发泡的弹性层。结果，发泡的弹性层和弹性层合成一体，由此得到充电辊。
对比实施例1
通过采用与上述实施例1类似的材料，通过挤出、硫化模制、外圆柱表面抛光、以及表面处理的步骤来形成弹性层。
通过采用与上述实施例1类似的材料，通过侧挤出方法在芯上形成实心底层。随后，通过加热将该实心底层发泡为发泡的弹性层。对该发泡的弹性层的外圆柱表面进行抛光。
然后在芯上形成的发泡的弹性层的外圆柱表面上施加粘合剂。用弹性层覆盖如此制成的发泡的弹性层。所得到的组件进行加热，以由此通过粘合剂将发泡的弹性层和弹性层接合在一起，由此得到充电辊。
测试实施例1利用测微计直线度测量仪以及表面粗糙度计测量实施例1和对比实施例1的充电辊的外直径、轴向直线度以及表面粗糙度。测量结果如下表1所示。
表1
从表1中可以明显看出，采用本发明的方法制备的实施例1的充电辊在外直径以及直线度方面比对比实施例1的充电辊具有更高的准确度。实施例1的充电辊具有1.0μm或以下的表面粗糙度Ra，显示出了镜面精加工。与此相对比的是，对比实施例1的充电辊因为抛光而具有5.0μm或以下的表面粗糙度Ra。
测试实施例2将实施例1和对比实施例1的充电辊分别连接至市购的激光打印机(EPSON的LF-8600FX)的充电部分。然后从激光打印机中输出图像。
结果，在采用对比实施例1的充电辊的情况下可以发现，源于较差的轴向直线度的不均匀的辊隙所导致的不平滑的实心图像、成膜以及不均匀的电荷。与此相对比的是，在采用实施例1的充电辊的情况下，没有观察到这些现象。
实施例2如表2所示，由含碳工具钢(SK105，JIS G4401)的实心部件采用第一实施方案的上述方法形成HRC硬度为55°的第一圆柱形部件。所使用的柱状部件是SK105，并进行了淬火，从而HRC硬度为55°。所采用的压模为耐腐蚀不锈钢，具体的说，是PSL(Hitachi Metal有限公司的预硬化钢)。采用第一圆柱形部件、柱状部件以及压模以形成实施例2的圆柱形模具。
实施例3如表2所示，采用第一实施方案的上述方法由SK105的实心部件形成HRC硬度为55°的第一圆柱形部件。所使用的柱状部件是SK105，并进行了淬火，从而HRC硬度为45°。所采用的压模为耐腐蚀不锈钢，具体的说，是PSL(Hitachi Metal有限公司的预硬化钢)。采用第一圆柱形部件、柱状部件以及压模以形成实施例3的圆柱形模具。
实施例4如表2所示，采用第一实施方案的上述方法由SK105的实心部件形成HRC硬度为45°的第一圆柱形部件。所使用的柱状部件是SK105，并进行了淬火，从而HRC硬度为45°。所采用的压模为耐腐蚀不锈钢，具体的说，是PSL(Hitachi Metal有限公司的预硬化钢)。采用第一圆柱形部件、柱状部件以及压模以形成实施例4的圆柱形模具。
对比实施例2为了进行比较，如表2所示，所采用的第一圆柱形部件是用于机械结构应用的碳钢(S45C，JIS G4051)。采用如下步骤形成第一圆柱形部件在以圆柱形部件工件的孔作为参照的同时，在该圆柱形部件工件上进行外圆柱形车削，并且搪磨该孔。不对第一圆柱形部件进行淬火，其HRC硬度为15°。采用HRC硬度为16°的S45C的柱状部件，不进行淬火。该柱状部件其上进行了Kanigen镀覆(无电镀镍)。采用的压模是S45C，其上进行了Kanigen镀覆(无电镀镍)。采用第一圆柱形部件、柱状部件以及压模以形成对比实施例2的圆柱形模具。
对比实施例3
为了进行比较，如表2所示，采用第一实施方案的上述方法由含S45C的实心部件形成HRC硬度为40°的第一圆柱形部件。采用HRC硬度为16°的S45C的柱状部件，不进行淬火。该柱状部件其上进行了Kanigen镀覆(无电镀镍)。采用的压模是S45C，其上进行了Kanigen镀覆(无电镀镍)。采用第一圆柱形部件、柱状部件以及压模以形成对比实施例3的圆柱形模具。
测试实施例3对于实施例2-4的圆柱形模具的第一圆柱形部件以及对比实施例2和3的圆柱形模具的第一圆柱形部件，利用测微计和直线度量规测量内直径准确度和内圆周轴向直线度。通过利用实施例2-4的圆柱形模具和对比实施例2和3的圆柱形模具，由与实施例1类似的材料采用与实施例1类似的方法形成充电辊。对于该充电辊，利用测微计和直度量规测量外直径准确度以及外轴向直线度。检查弹性层与对应的圆柱形模具之间容易脱模的条件，由此确定是否需要脱模剂。对于该圆柱形模具，测试在射击计数(shot count)中的耐久性，从而测试对于重复使用的耐久性。测量和测试结果如下表2所示。
表2
如表2所示，实施例2-4的第一圆柱形部件具有高的内直径准确度(内直径误差±0.01mm或以下)以及高的内圆周轴向直线度(直线度偏差0.02mm或以下)。采用实施例2-4的圆柱形模具形成的充电辊具有高的外直径准确度(外直径误差±0.10mm或以下)以及高的外圆周轴向直度(直度偏差0.01mm或以下)。对此相对比的是，比较实施例2和3的第一圆柱形部件其内直径准确度和内圆周轴向直度比实施例2-4的第一圆柱形部件的低。结果，采用比较实施例2和3的圆柱形模具形成的充电辊其外直径精度和外圆周轴向直线度较差。在对比实施例3的情况下，第一圆柱形部件由S45C的实心部件采用与实施例2-4类似的方法形成，通过进行淬火，其HRC硬度为40°。因此，对比实施例3的第一圆柱形部件可以具有±0.02mm或以下的内直径误差，但是其内圆周轴向直线度偏差升高，为0.03mm或以下。采用对比实施例3的圆柱形模具形成的充电辊外直径准确度和外圆周轴向直线度不好。因此，优选的，采用SK105形成第一圆周状部件，通过淬火以给第一圆柱形部件赋予45°或更高的HRC硬度。
实施例2-4以及对比实施例2和3的圆柱形模具可以容易的与对应的弹性层分离；因此，该弹性层可以不需要采用脱膜剂来形成。这是因为对第一圆柱形部件淬火使得其表面致密，由此妨碍了在弹性层模制过程中产生的副产物迁移至圆柱形模具，增强了对该副产物所引起的氧化的抵抗力，并且增强了第一圆柱形部件和在弹性层中含有的活性剂之间的可润湿性。与此相对比的是，对比实施例2的圆柱形模具不能容易的与弹性层分离，因此需要采用脱膜剂实施例2-4的圆柱形模具以及对比实施例2和3的圆柱形模具进行耐久性测试，以测试在重复使用中的耐久性。在耐久性测试之后，实施例2-4的圆柱形模具没有显示出任何脱色，而对比实施例2和3中的圆柱形模具进在7次使用之后就脱色为黑色。
在多次使用之后，实施例2-4的圆柱形模具和对比实施例2和3的圆柱形模具放置1周。实施例2-4的圆柱形模具没有显示出形成任何锈。而对比实施例2和3的圆柱形模具形成锈。
即使在重复使用之后，实施例3和对比实施例3的圆柱形模具在它们的第一圆柱形部件的内表面上没有裂缝。其原因如下，由于实施例3和对比实施例3的第一圆周状部件硬度高于对应的柱状部件，即使在第一圆柱形部件和对应的柱状部件在例如操纵中产生偶然的接触，也不会在较高硬度的第一圆柱形部件的内表面上产生裂缝，而仅在对应的柱状部件的表面上产生裂缝。在弹性层的形成过程中，第一圆柱形部件的内表面上的裂缝转移到弹性层的表面上，因此产生有缺陷的弹性层。但是，即使在柱状部件的外表面上的裂缝转移到弹性层的内表面上，在充电辊的使用过程中也不会产生任何问题。
在比较实施例3的圆柱形模具的情况下，当柱状部件的硬度过低时，该柱状部件在弹性层的形成过程中发生变形，导致弹性层的孔变形。因此优选的，在实施例3的情况下，柱状部件的硬度比第一圆柱形部件的低，但是该硬度使得所述柱状部件不会在弹性层的形成过程中变形，具体的说，硬度大约在45°。
对于实施例2-4的圆柱形模具和对比实施例2和3的圆周状模具，对重复使用以形成充电辊来进行耐久性测试。实施例2-4的圆柱形模具可以形成1000次射击(shot)或更多的充电辊，而没有涉及任何问题。与此相对比的是，在对比实施例2和3的圆柱形模具的情况下，当形成500shot或更多的充电辊时，开始观察到裂纹转移到充电辊的表面上。导致这种裂纹标记的裂纹如下形成。作为圆柱形模具的重复使用的结果，第一圆柱形部件的内表面脱色至黑色。导致脱色至黑色的物质累积起来，并因为与酸接触而形成裂纹。
从上述测试结果可以明显的看出，实施例2-4的第一圆柱形部件可以以±0.01mm或以下的内直径误差以及0.02mm或以下的内圆周轴向直线度偏差这种高准确度来形成。通过采用这种第一圆柱形部件利用圆柱状模具形成的充电辊可以具有非常高的准确度，从而其外直径误差是±0.01mm或以下，外圆周轴向直线度是0.01mm或以下。
利用实施例2-4的淬火的圆柱形模具不需要使用脱膜剂。因此，施加脱膜剂的步骤变得不再必要，由此简化了制造过程并且降低了制造成本。
实施例2至4的圆柱形模具即使在反复使用时也不会脱色和生锈。还有，该圆柱形模具可以长时间使用；具体地说，在shot数方面的耐久性为1000shot或更多。具体地说，在实施例3的圆柱形模具的情况中；即在其中柱状部件其硬度低于第一圆柱形部件的圆柱形模具中，第一圆柱形部件即使反复使用时也不会在其内表面上形成裂纹，从而不会出现由这种裂纹导致的模制缺陷。因此，圆柱形模具可以长时间使用，并且可以降低制造成本。
(其它实施方案)虽然已经参照了第一实施方案对本发明进行了说明，但是本发明并不限于此。
例如，第一实施方案采用了丁腈橡胶了形成充电辊10的泡沫弹性层12。但是，本发明并不限于此。例如，可以采用硅橡胶、聚氨基甲酸乙酯、EPDM或表氯醇橡胶来形成泡沫弹性层12。
第一实施方案采用了表氯醇来形成充电辊10的弹性层13。但是，本发明并不限于此。例如，可以使用硅橡胶、聚氨基甲酸乙酯、EPDM或丁腈橡胶来形成弹性层13。
第一实施方案如此选择用于泡沫弹性层12的材料和用于弹性层13的材料，从而不用向弹性层13施加粘接剂就能够将泡沫弹性层12和弹性层13粘接在一起以便设置在发泡模具50中。但是，可以向弹性层13施加粘接剂。当需要在泡沫弹性层12和弹性层13之间形成电连接时，可以使用导电粘接剂。
第一实施方案针对制造充电辊的方法进行说明。但是，本发明并不限于此。例如，本发明可以应用于制造其它具有高尺寸精确度的双层辊，例如显影辊、转印辊和输送辊。
在第一实施方案中，在制造圆柱形部件20的过程中，将初孔珩磨成具有轴向均匀直径的精整孔。但是，本发明并不限于此。例如精整孔可以呈现这样一种冠状形状，其直径从其纵向中央部分朝着相对端部逐渐减小。这种冠状形状可以很容易如下形成在珩磨头的磨石上形成一锥形面，并且改变用于使磨石与初孔接触的压力。
权利要求
1.一种制造双层辊的方法，该双层辊具有设在芯上的泡沫弹性层以及设在泡沫弹性层上的弹性层，该方法包括以下步骤利用支承着用来形成弹性层的外圆表面的第一圆柱形部件的圆柱形模具来形成弹性层，该层长度为200mm至400mm并且外径小于或等于16mm，该第一圆柱形部件通过对实心部件进行机加工而制成，并且该第一圆柱形部件内径误差为±0.02mm或更小并且轴向直线性偏差为0.02mm或更小；利用侧向挤塑方法在芯上形成一实心底层，该底层长度为200mm至400mm并且发泡成泡沫弹性层；将泡沫弹性层和具有形成于其上的实心底层的芯设置在发泡模具的第二圆柱形部件中，该第二圆柱形部件内径误差和轴向直线性偏差与第一圆柱形部件基本上相同；并且使实心底层发泡成泡沫弹性层以形成具有泡沫弹性层和弹性层的双层辊，泡沫弹性层和弹性层长度为200mm至400mm。
2.如权利要求1所述的制造双层辊的方法，其中所述第一和第二圆柱形部件内径误差为±0.01或更小。
3.如权利要求1所述的制造双层辊的方法，其中制造第一和第二圆柱形部件中的每一个的方法包括以下步骤在用作圆柱形部件工件的实心部件中钻出一初孔；采用该初孔的中心作为参考在圆柱形部件工件上进行外圆车削；将圆柱形部件工件的至少一个端面精整成参考面；并且采用该参考面作为参考对初孔的内圆柱形表面进行珩磨，由此获得一精整孔。
4.如权利要求3所述的制造双层辊的方法，其中所述制造第一和第二圆柱形部件中的每一个的方法还包括在将圆柱形部件工件的端面精整成参考面的步骤之前对圆柱形部件工件进行淬火。
5.如权利要求4所述的制造双层辊的方法，其中没有使用脱模剂来形成弹性层。
6.如权利要求3所述的制造双层辊的方法，其中在将圆柱形部件工件的端面精整成参考面的步骤中，将圆柱形部件工件的相对端面精整成相应的参考面。
7.如权利要求3所述的制造双层辊的方法，其中所述制造第二圆柱形部件的方法还包括在形成精整孔的步骤之后，采用精整孔的中心作为参考在圆柱形部件工件上进行外圆精整。
8.如权利要求1所述的制造双层辊的方法，其中弹性层的外圆表面没有进行抛光而是使用包含有异氰酸盐的表面处理液体进行处理，由此形成表面处理层。
9.如权利要求8所述的制造双层辊的方法，其中所述表面处理液体还包括至少一种赋予导电性的制剂或至少一种选自丙烯酸类含氟聚合物和丙烯酰类硅酮聚合物的聚合物。
10.如权利要求8所述的制造双层辊的方法，其中在发泡步骤之前或之后进行表面处理。
11.如权利要求1所述的制造双层辊的方法，其中在泡沫弹性层和弹性层之间没有施加粘接剂。
12.如权利要求1所述的制造双层辊的方法，其中该弹性层厚度为0.3mm至1.2mm。
13.一种制造圆柱形部件的方法，该方法包括以下步骤在长度为200mm至400mm并且用作圆柱形部件工件的实心部件中钻出一初孔；采用该初孔的中心作为参考在该圆柱形部件工件上进行外圆车削；将该圆柱形部件工件的至少一个端面精整成参考面；并且采用该参考面作为参考对初孔的内圆表面进行珩磨，由此获得具有精整孔的圆柱形部件，该圆柱形部件长度为200mm至400mm并且内径为16mm或更小。
14.如权利要求13所述的制造圆柱形部件的方法，还包括以下步骤在形成精整孔的步骤之后，采用精整孔的中心作为参考在圆柱形部件工件上进行外圆精整。
15.如权利要求13所述的制造圆柱形部件的方法，还包括以下步骤，在将圆柱形部件工件的端面精整成参考面的步骤之前对圆柱形部件工件进行淬火。
16.如权利要求13所述的制造圆柱形部件的方法，其中在将圆柱形部件工件的端面精整成参考面的步骤中，将圆柱形部件工件的相对端面精整成相应的参考面。
17.如权利要求13所述的制造圆柱形部件的方法，其中精整孔呈现出冠状形状，其直径从其纵向中心部分朝着相对端部逐渐减小。
全文摘要
一种制造双层辊的方法，该双层辊具有设在芯上的泡沫弹性层以及设在泡沫弹性层上的弹性层，该方法包括以下步骤利用支承有用来形成弹性层的外圆表面的第一圆柱形部件的圆柱形模具来形成弹性层，该层长度为200mm至400mm并且外径小于或等于16mm，该第一圆柱形部件通过对实心部件进行机加工而制成；利用侧向挤塑方法在芯上形成一实心底层，该底层长度为200mm至400mm并且发泡成泡沫弹性层；将泡沫弹性层和具有形成于其上的实心底层的芯设置在发泡模具的第二圆柱形部件中；并且使实心底层发泡成泡沫弹性层以形成具有泡沫弹性层和弹性层的双层辊，泡沫弹性层和弹性层长度为200mm至400mm。
文档编号B29C41/00GK1577149SQ200410071279
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月16日 优先权日2003年7月17日
发明者野田卓, 星顺也, 弥延刚, 长谷川忍 申请人:北辰工业株式会社