專利名稱：導(dǎo)電性輥和使用該導(dǎo)電性輥的圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于復(fù)印機、打印機等電子照相裝置或靜電記錄裝置等圖像形成裝置的導(dǎo)電性輥和使用該導(dǎo)電性輥的圖像形成裝置，特別涉及降低了用于生產(chǎn)導(dǎo)電性輥的成本的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在復(fù)印機或打印機等使用電子照相方式的圖像形成裝置中，使用各種導(dǎo)電性輥，例舉有用于對感光鼓等潛像保持體賦予電荷的帶電輥、為使?jié)撓癖３煮w上的潛像可視化而將非磁性顯影劑(調(diào)色劑)供給到潛像保持體的顯影輥、將該調(diào)色劑供給到顯影輥的調(diào)色劑供給輥、用于將潛像保持體上的調(diào)色劑轉(zhuǎn)印到紙張等記錄介質(zhì)上的轉(zhuǎn)印輥、擔(dān)任調(diào)色劑中介的中間轉(zhuǎn)印輥、去除殘留在潛像保持體上的調(diào)色劑的清潔輥、還有可驅(qū)動或從動支承用于圖像形成裝置的導(dǎo)電性帶使其可行走的帶驅(qū)動輥等。
以往，作為這些導(dǎo)電性輥使用這樣的導(dǎo)電性輥，在導(dǎo)電性軸構(gòu)件的外周上形成由通過配合導(dǎo)電劑賦予了導(dǎo)電性的導(dǎo)電性橡膠或高分子彈性體、高分子泡沫等構(gòu)成的導(dǎo)電性彈性層，根據(jù)需要進(jìn)一步在其外周上形成樹脂層等涂膜。
作為這樣的軸構(gòu)件，除了使用在例如硫易切鋼或鋁、不銹鋼等上實施鍍鎳、鍍鋅等而成的構(gòu)件外，為了使輥重量輕，也使用由含有導(dǎo)電劑的樹脂制的空心圓筒體或?qū)嵭膱A柱體構(gòu)成的構(gòu)件，另外，作為構(gòu)成導(dǎo)電性彈性層的母材，除了腈基丁二烯橡膠(NBR)、乙烯丙烯二烯三元共聚物(EPDM)之外，也可以使用硅橡膠、聚氨酯橡膠等(例如，參照日本特開2004-150610號公報、日本特開2004-151616號公報)。
而且，在這些眾所周知的文獻(xiàn)中，在由硅橡膠構(gòu)成的彈性層的情況下，表示用所謂LIM成型[Liquid Injection Molding(液體注射成型)、液狀硅橡膠注射成型]的方法形成的構(gòu)件，該方法是將液狀硅橡膠配合物注射到?jīng)Q定導(dǎo)電性輥的最終形狀的金屬模具內(nèi)并進(jìn)行硫化。另外，在由聚氨酯橡膠構(gòu)成的彈性層的情況下，表示用所謂聚氨酯RIM成型[Reaction Injection Molding(反應(yīng)注射成型，聚氨酯反應(yīng)注射成型)]的方法形成的構(gòu)件，該方法是在決定導(dǎo)電性輥的最終形狀的金屬模具內(nèi)，混合注射多元醇成分和聚異氰酸酯成分并使其反應(yīng)、固化。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在用LIM成型或者RIM成型的方法在彈性層上形成由硅橡膠或者聚氨酯橡膠構(gòu)成的彈性層時，需要數(shù)量多的高價的金屬模具，存在設(shè)備上需要的成本增大的問題。
本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，其目的在于提供可降低用于生產(chǎn)的設(shè)備成本的導(dǎo)電性輥和使用該導(dǎo)電性輥的圖像形成裝置。
<1>是一種導(dǎo)電性輥，在由含有導(dǎo)電劑的樹脂制的空心圓筒體或?qū)嵭膱A柱體構(gòu)成的軸構(gòu)件的半徑方向外側(cè)，配置了一層或一層以上由含有導(dǎo)電劑的硅橡膠或者聚氨酯橡膠構(gòu)成的彈性層，將由含有導(dǎo)電劑的硅橡膠材料或者聚氨酯橡膠材料構(gòu)成的涂料從涂膠輥轉(zhuǎn)印到上述軸構(gòu)件上來形成上述彈性層。
<2>是在<1>中，在上述彈性層的半徑方向外側(cè)配置樹脂層，把涂料從涂膠輥轉(zhuǎn)印到形成了彈性層的軸構(gòu)件上來形成該樹脂層。
<3>是在<1>或者<2>中，在上述軸構(gòu)件的長度方向單側(cè)端部上與其成一體地形成齒輪。
<4>是在<1>～<3>中的任一項中，形成上述的軸構(gòu)件的上述樹脂是從由通用樹脂、通用工程塑料及超級工程塑料構(gòu)成的群中選出的至少一種的合成樹脂。
<5>是在<4>中，上述通用工程塑料或者超級工程塑料是聚縮醛、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、聚丁烯對苯二酸鹽、聚氧化二甲苯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚醚砜、聚碳酸脂、聚酰亞胺、聚酰胺亞胺、聚醚酰亞胺、聚砜、聚醚醚酮、聚乙烯對苯二酸鹽、聚芳酯、聚四氟乙烯或液晶聚合物。
<6>是在<1>～<5>中的任一項中，形成軸構(gòu)件的樹脂所含有的導(dǎo)電劑是從由碳黑、石墨、氧化錫、氧化鈦、氧化鋅、鎳、鋁及銅構(gòu)成的群中選出的至少一種。
<7>是在<1>～<6>中的任一項中，將上述軸構(gòu)件做成空心圓筒體，在空心圓筒體上設(shè)置從其外周面向半徑方向內(nèi)側(cè)伸出的增強用肋。
<8>是在<7>中，在上述軸構(gòu)件上設(shè)置配置在上述空心圓筒體的半徑方向中心的、貫通空心圓筒體的金屬軸，金屬軸支承上述增強用肋的半徑方向內(nèi)側(cè)端。
<9>是在<8>中，上述空心圓筒體是在長度方向上連結(jié)多個圓筒構(gòu)件而構(gòu)成的。
<10>是在<9>中，具有即使在去掉了長度方向壓縮力的情況下也能保持相互相鄰的上述圓筒構(gòu)件的結(jié)合機構(gòu)。
<11>是在<1>～<10>中任一項中，上述軸構(gòu)件具有從長度方向兩端部朝向中央部直徑變大的凸面形狀。
<12>是具有<1>～<11>中任一項的導(dǎo)電性輥的圖像形成裝置。
根據(jù)<1>，由于將由含有導(dǎo)電劑的硅橡膠材料或者聚氨酯橡膠材料構(gòu)成的涂料從涂膠輥轉(zhuǎn)印到上述軸構(gòu)件上來形成上述彈性層，因此，不需要使用大量高價的金屬模具，只用簡易的滾涂涂敷裝置和干燥裝置，就可以生產(chǎn)這些輥，可以大幅度降低設(shè)備所需要的成本。
根據(jù)<2>，由于樹脂層也由滾涂涂敷形成，因此可以共用形成彈性層所使用的設(shè)備，可以進(jìn)一步降低設(shè)備成本。
根據(jù)<3>，由于在軸構(gòu)件的長度方向單側(cè)端部上與其成一體地形成齒輪，因此，不需要在電子照相裝置上另外安裝旋轉(zhuǎn)驅(qū)動導(dǎo)電性輥的齒輪，可以降低作為電子照相裝置的成本。
根據(jù)<4>，由于形成上述軸構(gòu)件的上述樹脂是從通用樹脂、通用工程塑料及超級工程塑料的群中選出的至少一種合成樹脂構(gòu)成，因此可以由廣泛使用的樹脂成型機進(jìn)行成型來廉價地制造，另外，可以提高成型品形狀的自由度，還可以提高再利用性。
根據(jù)<5>，由于通用工程塑料或者超級工程塑料是從聚縮醛、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、聚丁烯對苯二酸鹽、聚氧化二甲苯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚醚砜、聚碳酸脂、聚酰亞胺、聚酰胺亞胺、聚醚酰亞胺、聚砜、聚醚醚酮、聚乙烯對苯二酸鹽、聚芳酯、聚四氟乙烯或液晶聚合物中選擇的，因此，這些材料可以廉價而且簡易地得到，最好具有彎曲強度小、吸水變化小、耐熱性等導(dǎo)電性輥必需的特性。
根據(jù)<6>，由于形成軸構(gòu)件的樹脂所含有的導(dǎo)電劑是從由碳黑、石墨、氧化錫、氧化鈦、氧化鋅、鎳、鋁及銅構(gòu)成的群中選出的至少一種，因此，可以對導(dǎo)電性輥賦予必需的體積電阻率，另外，這些材料流動性和彎曲強度優(yōu)良，有利于形成軸構(gòu)件。
根據(jù)<7>，由于上述軸構(gòu)件由空心圓筒體構(gòu)成，在空心圓筒體上設(shè)置從其外周面向半徑方向內(nèi)側(cè)伸出的增強用肋，因此提高了對抗由感光鼓等引起的彎曲的強度，其結(jié)果，可以提高印刷圖像的品質(zhì)。
根據(jù)<8>，由于在上述軸構(gòu)件上設(shè)置配置在上述空心圓筒體的半徑方向中心的、貫通空心圓筒體的金屬軸，由金屬軸支承上述增強用肋的半徑方向內(nèi)側(cè)端，因此，可以更進(jìn)一步提高軸構(gòu)件對抗彎曲的強度。
根據(jù)<9>，由于在長度方向上連接多個圓筒構(gòu)件來構(gòu)成上述空心圓筒體，因此，因構(gòu)件的長度變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導(dǎo)電性輥。
根據(jù)<10>，由于具有即使在去掉了長度方向壓縮力下仍保持這些圓筒構(gòu)件相互結(jié)合的結(jié)合機構(gòu)，因此在組裝時和維護(hù)更換時它們不會變得七零八落，使組裝和維護(hù)的作業(yè)變得容易，可以縮短組裝和維護(hù)所需要的時間。
根據(jù)<11>，由于使軸構(gòu)件具有從長度方向兩端部向中央部直徑變大的凸面形狀，因此即使以一定的厚度形成彈性層，也可以容易地形成中央部直徑大的凸面形狀的導(dǎo)電性輥。在把導(dǎo)電性輥做成這種凸面形狀時，在將其安裝在圖像形成裝置上，推壓其長度方向兩端部使其接觸例如感光鼓上時，可以得到在長度方向上均勻的接觸壓，可以防止在將導(dǎo)電性輥做成由平坦的圓筒面構(gòu)成的構(gòu)件時，長度方向中央部浮起而使得接觸壓在長度方向中央變低。
根據(jù)<12>，由于具有<1>～<11>中任一項的導(dǎo)電性輥，如上所述，可以降低花費在導(dǎo)電性輥的生產(chǎn)上的成本，進(jìn)而可以降低圖像形成裝置的成本。


圖1是表示本發(fā)明的實施例的導(dǎo)電性輥的剖視圖。
圖2是表示另一實施例的導(dǎo)電性輥的剖視圖。
圖3是表示再一實施例的導(dǎo)電性輥的剖視圖。
圖4是表示再一實施例的導(dǎo)電性輥的立體圖。
圖5是表示具有不同構(gòu)造的端部的軸構(gòu)件的側(cè)視圖。
圖6(a)～圖6(e)是表示形成空心圓筒體的金屬模具的剖視圖。
圖7(a)～圖7(r)是表示軸部、軸孔部、齒輪部的形狀變形例的立體圖。
圖8是表示又一實施例的導(dǎo)電性輥的立體圖。
圖9是表示圖8所示的導(dǎo)電性輥的軸構(gòu)件的立體圖。
圖10(a)～圖10(c)是表示圓筒構(gòu)件的立體圖和剖視圖。
圖11(a)、圖11(b)是表示圓筒構(gòu)件相互的連結(jié)機構(gòu)的第一變形例的剖視圖。
圖12是表示圓筒構(gòu)件相互的連結(jié)機構(gòu)的第二變形例的剖視圖。
圖13是表示圓筒構(gòu)件相互的連結(jié)機構(gòu)的第三變形例的剖視圖。
圖14是表示圖9所示的軸構(gòu)件的變形例的立體圖。
圖15是表示圖9所示的軸構(gòu)件的另一個變形例的立體圖。
圖16(a)～圖16(c)是例示圓筒構(gòu)件的連結(jié)方法的立體圖。
圖17是表示制造本發(fā)明的導(dǎo)電性輥的工序的工序圖。
圖18是表示滾涂方法的滾涂式涂敷裝置的示意圖。
具體實施例方式
對本發(fā)明的實施例進(jìn)行更詳細(xì)的說明。圖1是表示本實施例的導(dǎo)電性輥的剖視圖。導(dǎo)電性輥1在軸構(gòu)件2的外周上形成導(dǎo)電性的彈性層3，再在彈性層3上形成導(dǎo)電性的樹脂層4，但樹脂層4不是必需的結(jié)構(gòu)。軸構(gòu)件2由樹脂制的實心圓柱體5和分別形成在其兩端上的軸部6構(gòu)成，這些軸部6在安裝狀態(tài)下軸支承于未圖示的電子照相裝置的輥支承部上。
由于軸構(gòu)件2是樹脂制的，因此與用金屬等形成它的情況相比，可以加大軸構(gòu)件2的直徑而不會導(dǎo)致重量大幅度地增加，另外，由于樹脂含有導(dǎo)電劑，因此軸構(gòu)件2具有良好的導(dǎo)電性，由此，可以在導(dǎo)電性輥1的表面上賦予所希望的電位。
作為用于軸構(gòu)件2的樹脂材料，只要是具有適當(dāng)?shù)膹姸炔⒛苡勺⑸涑尚偷瘸尚偷牟牧霞纯?，可以從通用樹脂和工程塑料中適當(dāng)選定，沒有特別的限制。具體地講，作為工程塑料，例如可以舉出聚縮醛、聚酰胺樹脂[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(從間二甲苯二胺和己二酸中得到的聚酰胺)等]、聚丁烯對苯二酸鹽、聚氧化二甲苯、聚苯醚、聚苯硫醚、聚醚砜、聚碳酸脂、聚酰亞胺、聚酰胺亞胺、聚醚酰亞胺、聚砜、聚醚醚酮、聚乙烯對苯二酸鹽、聚芳酯、液晶聚合物、聚四氟乙烯等。另外，作為通用樹脂，可以舉出聚丙烯、丙烯腈基丁二烯苯乙烯(ABS)樹脂、聚苯乙烯、聚乙烯等。另外，也可以使用密胺樹脂、酚醛樹脂、硅樹脂等。它們可以單獨使用1種，也可以組合2種或2種以上使用。
在上述材料中，特別是工程塑料最好，另外，縮醛樹脂、聚酰胺樹脂、聚丁烯對苯二酸鹽、聚苯醚、聚苯硫醚、聚碳酸脂等，因為熱可塑性而在成型性上優(yōu)良，并且在機械強度上也優(yōu)良，所以也是理想的。特別是聚酰胺6·6、聚酰胺MXD6、聚酰胺6·12或者它們的混合樹脂是較理想的。另外，使用熱固化性樹脂也沒問題，但若考慮到再利用性，最好是使用熱可塑性樹脂。
作為導(dǎo)電劑，只要能均勻地分散到樹脂材料中，可以使用各種導(dǎo)電劑，但最好使用碳黑粉末、石墨粉末、碳纖維或鋁、銅、鎳等金屬粉末、氧化錫、氧化鈦、氧化鋅等金屬氧化物粉末、導(dǎo)電性玻璃粉末等粉末狀導(dǎo)電劑?？梢詥为毷褂盟鼈冎械囊环N，也可以組合使用它們中的兩種或兩種以上。該導(dǎo)電劑配比量，可以根據(jù)所需導(dǎo)電輥的用途和狀況選定，使之得到適當(dāng)?shù)碾娮柚?，沒有什么特別的限制，通常，該導(dǎo)電劑配比量相對于軸構(gòu)件2的材料整體為5～40重量％，最好為5～20重量％。
對于軸構(gòu)件2的體積電阻率，如上所述，可以根據(jù)輥的用途等適當(dāng)設(shè)定，通常為1×100～1×1012Ω·cm，優(yōu)選為1×102～1×1010Ω·cm，更優(yōu)選為1×105～1×1010Ω·cm。
在軸構(gòu)件2的材料中，根據(jù)需要為了增加強度或增加重量等目的，可以配合各種導(dǎo)電性或非導(dǎo)電性的纖維狀物或金屬須、鐵素體等?？梢耘e出例如碳素纖維、玻璃纖維等纖維作為纖維狀物，另外，可以舉出鈦酸鉀等無機金屬須作為金屬須?？梢詥为毷褂盟鼈冎械囊环N，也可以組合使用它們中的兩種或兩種以上?？梢愿鶕?jù)所使用的纖維狀物或金屬須的長度和直徑、成為主體的樹脂材料的種類和作為目的的輥強度等適當(dāng)選定它們的配比量。通常是材料整體的5～70重量％，特殊的是10～20重量％。
軸構(gòu)件2由于是構(gòu)成導(dǎo)電性輥1的芯部的構(gòu)件，因此，為了穩(wěn)定發(fā)揮作為輥的良好性能，必須有足夠的強度，通常按照依據(jù)JISK 7171的抗彎強度，具有80MPa或80MPa以上的強度，最好具有130MPa或130MPa以上的強度，由此，可以長期可靠地發(fā)揮良好的性能。另外，對于抗彎強度的上限沒有特別的限制，通常是500MPa或500MPa以下程度。
在圖1中，作為軸構(gòu)件2，表示了由實心圓柱體5構(gòu)成的構(gòu)件，但也可以使用由空心圓筒體13構(gòu)成的軸構(gòu)件12來代替軸構(gòu)件2，圖2是表示使用了軸構(gòu)件12的導(dǎo)電性輥11的剖視圖。導(dǎo)電性輥11在軸構(gòu)件12的外側(cè)上依次形成彈性層3、樹脂層4，在這方面與導(dǎo)電性輥1相同。軸構(gòu)件12通過用粘接等接合空心圓筒體13和蓋構(gòu)件14而形成，空心圓筒體13由圓筒部13a、底部13b和軸部6構(gòu)成，而蓋構(gòu)件14由蓋部14a和軸部6構(gòu)成。雙方的軸部6在安裝狀態(tài)下，軸支承于未圖示的電子照相裝置的輥支承部。
通過使用空心的軸構(gòu)件12代替軸構(gòu)件2，可以進(jìn)一步減輕軸構(gòu)件的重量，特別在導(dǎo)電性輥的外徑超過12mm時，最好做成空心的結(jié)構(gòu)。
圖3是表示用軸構(gòu)件22代替軸構(gòu)件12的導(dǎo)電性輥21的剖視圖，圖4是其立體圖。軸構(gòu)件22通過用粘接等接合空心圓筒體23和蓋構(gòu)件24而形成，空心圓筒體23由圓筒部23a、底部23b、齒輪部7和軸孔部8構(gòu)成，另一方面，蓋構(gòu)件24與導(dǎo)電性輥11一樣，由蓋部24a和軸部6構(gòu)成。
軸部6和軸孔部8軸支承于未圖示的電子照相裝置的輥支承部上，另外，導(dǎo)電性輥的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力，經(jīng)齒輪部7直接傳遞到軸構(gòu)件上。即使是具有這樣的齒輪部7的空心圓筒體23，由于將軸構(gòu)件22做成樹脂制的，所以可以通過注射成型一體地形成軸構(gòu)件，與由金屬構(gòu)成軸構(gòu)件22時、必須將齒輪部做成單獨的構(gòu)件的情況相比，可以降低軸構(gòu)件的成本。另外，齒輪部7可以是平齒輪也可以是斜齒輪，可以進(jìn)行一體成型。
另外，中空圓筒部13a或者23a的厚度，只要強度足夠，為了輕量化最好薄一些，例如可以做成0.3～3mm，更好是做成1～2mm。
作為使用由上述樹脂材料和導(dǎo)電劑等構(gòu)成的配合材料來形成軸構(gòu)件2、12、22的方法，沒有特別的限制，可以根據(jù)樹脂材料的種類等，從眾所周知的成型法中適當(dāng)?shù)剡x定，通常可以應(yīng)用使用金屬模具的注射成型法。
圖5是在關(guān)閉的狀態(tài)下表示成型空心圓筒體23的金屬模具30的剖視圖，金屬模具30由筒模具31、芯模具32和流道模具33構(gòu)成，通過在筒模具31的長度方向上使這些模具相互分離和接近，從而打開金屬模具的和關(guān)閉金屬模具。在關(guān)閉了金屬模具30的狀態(tài)下，從第一直澆道36經(jīng)流道37和第2直澆道34向由筒模具31和芯模具32形成的模腔35內(nèi)注入樹脂，然后使其在金屬模具30內(nèi)冷卻固化，可以形成空心圓筒體23。通過使用熱流道方法，也可以不浪費地使用流道37中的材料。
在此，由于筒模具31、芯模具32具有在圓周方向上不被分割的構(gòu)造，因此可以將空心圓筒體23做成在圓周方向上均勻的構(gòu)件。并且，也可以導(dǎo)入惰性氣體，由該氣體的壓力形成空心部來代替使用芯模具32。
圖6是表示端部結(jié)構(gòu)不同的軸構(gòu)件的側(cè)視圖，圖6(a)、圖6(b)表示用軸部6構(gòu)成兩端部的例子，圖6(c)表示用軸孔部8構(gòu)成端部的雙方的例子，圖6(d)、圖6(e)表示用軸部6構(gòu)成兩端部中的一端部，用軸孔部8構(gòu)成另一端部的例子。另外，圖6(b)～圖6(e)的例子表示在一端部上設(shè)置齒輪部7，除此而外，也可以在端部的兩側(cè)上設(shè)置齒輪部7，該情況下，軸構(gòu)件擔(dān)負(fù)中介動力傳遞的作用。無論在哪一種情況下，齒輪部7都可以與圓筒部或者圓柱部形成為一體。
在此，圖6(a)所示的構(gòu)件與軸構(gòu)件2或者12對應(yīng)，圖6(d)所示的構(gòu)件與軸構(gòu)件22對應(yīng)。
另外，圖6所示的軸構(gòu)件2、12的軸部6，如圖7(a)中用立體圖表示的那樣，做成最簡單形狀的圓柱形，可使用以下這些來代替它，例如可以使用圖7(b)所示的具有錐部的形狀的軸部、圖7(c)所示的實施了D形截面切削加工的形狀的軸部、圖7(d)所示的具有棱柱狀的形狀的軸部、圖7(e)所示的具有尖頭部的形狀的軸部、圖7(f)所示的具有環(huán)狀槽的形狀的軸部、圖7(g)所示的具有臺階部的形狀的軸部、圖7(h)所示的在外周面上形成有花鍵或者齒輪用外齒部的形狀的軸部等，同樣地，作為軸孔部8，除了在圖7(i)中用立體圖所示的單純的圓孔形狀的軸孔部之外，可以使用圖7(j)所示的D形截面形狀的軸孔部、圖7(k)所示的橢圓形的截面形狀的軸孔部、圖7(l)所示的方孔形狀的軸孔部、圖7(m)所示的在內(nèi)周面上形成有花鍵或者齒輪用的內(nèi)齒部的軸孔部、圖7(n)所示的具有錐孔部的軸孔部，圖7(o)所示的帶鍵槽的圓孔的軸孔部等。
另外，也可以使用圖7(p)所示的臺階部或者圖7(q)所示的凸緣部等代替圖7(r)用立體圖表示的齒輪部7。
圖8表示用軸構(gòu)件52代替圖2所示的軸構(gòu)件12的導(dǎo)電性輥51的立體圖，圖9表示軸構(gòu)件52的立體圖。軸構(gòu)件52由空心圓筒體53和金屬軸56構(gòu)成，在空心圓筒體53上設(shè)置從其外周面向半徑方向內(nèi)側(cè)伸出的增強用肋55，并且，空心圓筒體53是在其長度方向上連結(jié)多個圓筒構(gòu)件54而構(gòu)成的。這樣，由于將空心圓筒體53做成由多個圓筒構(gòu)件54構(gòu)成的構(gòu)件，也可以說在長度方向上進(jìn)行了分割，與以往的金屬管或樹脂一體成形件的情況相比，構(gòu)件的長度變短，因此可以提高加工精度，并且各個構(gòu)件的加工變得容易，因此，可以提高生產(chǎn)率。
在空心圓筒體53的半徑方向中心配置穿入空心圓筒體的金屬軸56，金屬軸56做成為支承這些增強肋55的半徑方向內(nèi)側(cè)端，由該結(jié)構(gòu)，可以提高輥的剛性，可以提高對抗彎曲的強度。
作為相互連接圓筒構(gòu)件54的連接機構(gòu)，沒有特別的限制，例如，可以做成圖10所示的結(jié)構(gòu)，可以通過其端部相互配合進(jìn)行結(jié)合。圖示的圓筒構(gòu)件54，在一端部61A側(cè)具有凸部62和止轉(zhuǎn)銷63(圖中的(a))，在另一端部61B側(cè)具有凹部65和止轉(zhuǎn)孔66(圖中的(b))。圖中的(c)是圓筒構(gòu)件54的截面圖。通過使具有這樣結(jié)構(gòu)的圓筒構(gòu)件54在使端部61A和端部61B相對的狀態(tài)下一邊使其旋轉(zhuǎn)一邊嵌合，可以分別使凸部62與凹部65、止轉(zhuǎn)銷63與止轉(zhuǎn)孔66配合，可以相互牢固地結(jié)合。由于輥是使其旋轉(zhuǎn)來使用的，因此，構(gòu)件之間的連接機構(gòu)最好具有旋轉(zhuǎn)防止機構(gòu)、另外，在圖示的圓筒構(gòu)件54中，在凸部62和凹部65上，實施定中心用的錐面加工。
下面，例示改變上述例子的圓筒構(gòu)件相互的連接機構(gòu)的變形例。第一變形例是通過相互壓入相鄰的圓筒構(gòu)件54D來結(jié)合圓筒構(gòu)件的結(jié)合機構(gòu)，如圖11(a)所示，在構(gòu)件54D的外筒75的端部上設(shè)置臺階周面75c、75d，在一端部，半徑方向內(nèi)側(cè)變凸，在另一端部，半徑方向外側(cè)變凸，通過使成為外周面的一方側(cè)的臺階周面75c的直徑d1大于成為內(nèi)周面的另一方側(cè)的臺階周面75d的直徑d2，如圖11(b)所示，可以使它們的圓筒構(gòu)件54D相互壓入并進(jìn)行固定。
如圖12所示，第二變形例是使圓筒構(gòu)件54E的端面相互抵接并在包含它們的結(jié)合部的外周面上纏繞粘接膠帶78，通過粘接膠帶78使圓筒構(gòu)件54E相互結(jié)合。
圖13是表示第三變形例的輥主體的剖視圖，通過相互螺紋接合相鄰的圓筒構(gòu)件54來結(jié)合這些圓筒構(gòu)件。在構(gòu)件54F的外筒76的一端上設(shè)置陽螺紋部76f，在另一端上設(shè)置陰螺紋部。而且只要將它們做成可螺紋接合即可。
在本發(fā)明中，對軸構(gòu)件52自身的形狀沒有特別的限制，可以做成適當(dāng)?shù)乃Ｍ男螤?。例如，在與長度方向端部接觸的構(gòu)件上形成齒輪部57(參照圖14)或D形截面切削形狀等適當(dāng)形狀的軸部等，或者僅使齒輪部的構(gòu)件接合在輥主體形成后的端部上，從而可以使軸構(gòu)件52的長度方向端部上具有所希望的這些功能零件的形狀。由此，可以不必再另外使用軸或者不必對軸進(jìn)行復(fù)雜的加工，而且，也有使得進(jìn)行功能零件的定中心變?nèi)菀椎膬?yōu)點。
另外，軸構(gòu)件52的外形不局限于圖9等所示的圓筒形狀，也可以做成圖15所示那樣的具有從長度方向兩端部向中央部直徑變大的凸面形狀的外形。在以往的金屬管或樹脂一體成形件的情況下，輥主體的外形通常做成直的圓柱形狀，難以做成中央部比兩端部直徑大的凸面形狀等的外形，需要制作高額的金屬模具的成型和研磨彈性層3、涂敷(浸漬等)樹脂層4時的膜厚控制等。在本實施例中，通過在長度方向上分割空心圓筒體53，降低了各個構(gòu)件的加工難度，因此，可以容易應(yīng)對凸面形狀等，也可以良好地確保加工精度。另外，在本實施例中，對形成輥主體的構(gòu)件的個數(shù)沒有特別的限制，只要從強度和成本性方面考慮進(jìn)行適當(dāng)確定即可。
作為形成空心圓筒體53的材料，可以使用與之前對軸構(gòu)件2說明的材料相同的材料，另外，例如可以使用在硫易切鋼、鋁、不銹鋼等上實施了鍍鎳、鍍鋅等的材料而成的金屬軸作為金屬軸56。
空心圓筒體53和金屬軸56之間的結(jié)合，通?？梢杂蓱T用的粘接劑等進(jìn)行，沒有特別的限制，但例如也可以使用如下的方法，在用爐子等加熱了圓筒構(gòu)件54的狀態(tài)下穿入金屬軸56，然后進(jìn)行冷卻，從而使圓筒構(gòu)件54的樹脂材料收縮來對金屬軸56進(jìn)行固定。另外，作為該結(jié)合機構(gòu)，最好在金屬軸56上設(shè)置槽或D形截面切削等(未圖示)。這種情況的結(jié)合機構(gòu)最好與上述的構(gòu)件的情況一樣具有旋轉(zhuǎn)防止機構(gòu)，由此，可以防止使用時的金屬軸56空轉(zhuǎn)。
本實施例的導(dǎo)電性輥51可以這樣進(jìn)行制造，在通過在長度方向上結(jié)合多個圓筒構(gòu)件54來形成軸構(gòu)件52后，在其外周上設(shè)置彈性層3。在此，作為由本實施例的圓筒構(gòu)件54形成空心圓筒體53的順序，沒有特別的限制，例如，在圖10所示的具有配合構(gòu)造的圓筒構(gòu)件54的情況下，可以直接相互結(jié)合構(gòu)件來做成空心圓筒體53，另外，在沒有配合構(gòu)造的情況下，如圖16(a)～(c)所示，可以使用在將金屬軸56依次貫穿各個圓筒構(gòu)件54之后，由粘接劑等相互固定來做成輥形狀的方法。
彈性層3由含有導(dǎo)電劑的硅橡膠或聚氨酯橡膠構(gòu)成，該彈性層由含有導(dǎo)電劑的硅橡膠材料或者聚氨酯橡膠材料構(gòu)成的涂料從涂膠輥轉(zhuǎn)印到軸構(gòu)件2上來形成，這是本發(fā)明的技術(shù)特征。
導(dǎo)電劑是以控制彈性層3的導(dǎo)電性為目的而被配合的。作為導(dǎo)電劑可以使用電子導(dǎo)電劑和離子導(dǎo)電劑的任一種，在使用電子導(dǎo)電劑時，碳系導(dǎo)電劑在用添加少量的碳系導(dǎo)電劑就可以得到較高的導(dǎo)電性這方面是理想的。最好使用科琴黑和乙炔黑作為碳系導(dǎo)電劑，也可以使用SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MT等橡膠用碳黑、氧化碳黑等墨用碳黑、熱分解碳黑、石墨等作為碳系導(dǎo)電劑。
作為除碳系以外的電子導(dǎo)電劑，可以使用ITO、氧化錫、氧化鈦、氧化鋅等金屬氧化物的微粒子；鎳、銅、銀、鍺等金屬的氧化物；導(dǎo)電性氧化鈦金屬須、導(dǎo)電性鈦酸鋇金屬須那樣透明的金屬須等。
作為離子導(dǎo)電劑，可以使用四乙基銨、四丁基銨、月桂基三甲基銨等十二(烷)基三甲基銨、十六(烷)基三甲基銨、硬脂三甲基銨等十八烷基三甲基胺、芐基三甲基胺、變性脂肪族二甲基乙基銨等銨的高氯酸鹽、氯酸鹽、鹽酸鹽、溴酸鹽、碘酸鹽、氟硼酸鹽、硫酸鹽、烷基硫酸鹽、羧酸鹽、磺酸鹽等有機離子導(dǎo)電劑；鋰、鈉、鈣、鎂等堿金屬或堿土類金屬的高氯酸鹽、氯酸鹽、鹽酸鹽、溴酸鹽、碘酸鹽、氟硼酸鹽、三氟甲基硫酸鹽、磺酸鹽等無機離子導(dǎo)電劑。
也可以混合使用2種或2種以上的導(dǎo)電劑作為導(dǎo)電劑，這種情況下，即使外加的電壓變動和環(huán)境變化，也可以穩(wěn)定地呈現(xiàn)導(dǎo)電性?？梢岳e在碳系導(dǎo)電劑中混合除碳系以外的電子導(dǎo)電劑或離子導(dǎo)電劑而成的導(dǎo)電劑作為混合例。
彈性層3的硬度沒有特別的限制，但在將導(dǎo)電性輥1用作顯影輥時，其ASKER-C(アスカ)硬度為80度或80度以下，最好是30～70度。這種情況下，當(dāng)硬度超過80度時，不能表現(xiàn)出緩和施加在導(dǎo)電性輥和調(diào)色劑上的應(yīng)力的彈性層本來的功能，例如，導(dǎo)電性輥和潛像保持體的接觸面積變小，有可能不能進(jìn)行良好的顯影。而且，容易損傷調(diào)色劑，產(chǎn)生在感光體或成層刮板上粘接調(diào)色劑等而容易形成圖像不良。相反，當(dāng)做成更低的硬度時，調(diào)色劑與感光體或成層刮板的摩擦力變大，有可能產(chǎn)生跳動等圖像不良。
由于該彈性層3使用時與感光體或成層刮板等抵接，因此，在將硬度設(shè)定為低硬度時，最好盡量減小壓縮永久變形，具體地講，最好將變形做成20％或20％以下。
彈性層3的表面粗糙度，沒有特別的限制，但在將導(dǎo)電性輥1用作不具有樹脂層4的顯影輥時，做成JIS10點平均粗糙度Rz為15μm或15μm以下，最好做成Rz為1～10μm。當(dāng)表面粗糙度Rz超過15μm時，存在一部分顯影劑(調(diào)色劑)的調(diào)色劑層的層厚和帶電的均勻性被損壞的情況，通過做成表面粗糙度Rz為15μm或15μm以下，可以提高調(diào)色劑的附著性，并可更可靠地防止長期使用時輥的磨損引起的圖像變差。
為了改進(jìn)導(dǎo)電性輥的表面性狀和提高耐久性，可以在彈性層3的半徑方向外側(cè)設(shè)置樹脂層4，為了增加彈性層3和樹脂層4的相容性，在使用硅橡膠構(gòu)成彈性層3時，最好用聚氨酯變性丙烯酸樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰胺樹脂、氟樹脂、醇酸密胺樹脂構(gòu)成樹脂層4的主劑，在使用聚氨酯橡膠作為彈性層3時，最好把樹脂層4的主劑定為聚氨酯，由此，容易引起彈性層3中未反應(yīng)物質(zhì)和樹脂層4的反應(yīng)，例如，容易引起與未反應(yīng)的異氰酸脂等的反應(yīng)等，因此，可以促進(jìn)樹脂層4的生長。
可以使用與彈性層3所混合的導(dǎo)電劑相同的導(dǎo)電劑作為樹脂層4所混合的導(dǎo)電劑。
下面對導(dǎo)電性輥1的制造方法進(jìn)行說明，圖17是表示用于制造導(dǎo)電性輥1的工序的工序圖，首先，在軸構(gòu)件準(zhǔn)備工序91中，檢查從外部訂貨等獲得的軸構(gòu)件并準(zhǔn)備軸構(gòu)件，接著在彈性層涂敷工序92中，在軸構(gòu)件2的半徑方向外側(cè)上用涂膠輥涂敷將成為彈性層3的涂料，然后使其干燥(彈性層干燥工序93)。
要在導(dǎo)電性輥1上設(shè)置樹脂層4時，在接著彈性層干燥工序93后的樹脂涂敷工序94中，用涂膠輥涂敷并形成樹脂層4后，在樹脂層干燥工序95中使其干燥，完成導(dǎo)電性輥1的制造工序。
參照圖18所示的涂膠輥的示意圖說明彈性層涂敷工序92中的涂敷的概要。形成彈性層3的涂膠輥81具有應(yīng)用輥82、涂料盤83和拾取輥84，該應(yīng)用輥82與導(dǎo)電性輥1的軸構(gòu)件2平行配置、并與軸構(gòu)件2的周面抵接著進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并將圓周上的涂料涂敷在軸構(gòu)件2的周面上，該涂料盤83收容該涂料，該拾取輥84使周面與涂料盤83內(nèi)的涂料P0接觸，并使周面與應(yīng)用輥82相互抵接著進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，將上述涂料P0從涂料盤83中吸上并供給應(yīng)用輥82。
在該涂膠輥81中，收容在涂料盤83內(nèi)的涂料P0，附著在旋轉(zhuǎn)的拾取輥84的表面上而被吸上。吸上到拾取輥84上的涂料P1，其一部分被供給到與拾取輥84抵接著進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的應(yīng)用輥82上，供給到應(yīng)用輥82上的涂料P2，同樣地被涂敷在軸構(gòu)件2的周面上、形成將成為彈性層3的涂膜。
作為在彈性層涂敷工序92中使用的涂料，使用將含有導(dǎo)電劑的硅橡膠材料或者聚氨酯橡膠材料溶解在溶劑中而成的涂料，作為用于此的溶劑，可以使用甲苯、MEK(甲基乙基酮)。
在此，為了提高軸構(gòu)件2和彈性層3的粘接性，最好在軸構(gòu)件2的表面上涂敷底漆，例如可以使用合成橡膠類、丙烯酸類、聚氨酯類、環(huán)氧類、硅酮樹脂類等各種底漆的1種或者將其中的2種或2種以上混合來作為底漆。
在將樹脂層4形成在彈性層3的外側(cè)時，也可以由不用涂膠輥涂敷的方法形成，但在可將形成彈性層3的設(shè)備直接用于形成樹脂層4這點上，最好由涂膠輥涂敷形成樹脂層4。這種情況下，可以將形成了彈性層3的軸構(gòu)件2浸漬在涂料中，代替圖18所示的位置上的軸構(gòu)件2，可以使用將含有導(dǎo)電劑的聚氨脂或聚氨酯變性丙烯酸樹脂溶解在MEK、MIBK(甲基異丁基酮)等溶劑中而成的涂料作為這種情況的涂料。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的導(dǎo)電性輥適合用于作為帶電輥、顯影輥、轉(zhuǎn)印輥、顯影輥、中間轉(zhuǎn)印輥、調(diào)色劑供給輥、清潔輥、帶驅(qū)動輥、供紙輥等而安裝在普通復(fù)印機、普通傳真機、激光打印機、彩色激光打印機、噴墨打印機等圖像形成裝置中。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電性輥，在由含有導(dǎo)電劑的樹脂制的空心圓筒體或?qū)嵭膱A柱體構(gòu)成的軸構(gòu)件的半徑方向外側(cè)，配置了一層或一層以上的由含有導(dǎo)電劑的硅橡膠或者聚氨酯橡膠構(gòu)成的彈性層，將由含有導(dǎo)電劑的硅橡膠材料或者聚氨酯橡膠材料構(gòu)成的涂料從涂膠輥轉(zhuǎn)印到上述軸構(gòu)件上來形成上述彈性層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性輥，在上述彈性層的半徑方向外側(cè)配置樹脂層，將涂料從涂膠輥轉(zhuǎn)印到形成了彈性層的軸構(gòu)件上來形成該樹脂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)電性輥，在上述軸構(gòu)件的長度方向單側(cè)端部上與其成一體地形成齒輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項所述的導(dǎo)電性輥，形成上述軸構(gòu)件的上述樹脂，是從由通用樹脂、通用工程塑料及超級工程塑料構(gòu)成的群中選出的至少一種合成樹脂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)電性輥，其特征在于，上述通用工程塑料或者超級工程塑料是聚縮醛、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、聚丁烯對苯二酸鹽、聚氧化二甲苯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚醚砜、聚碳酸脂、聚酰亞胺、聚酰胺亞胺、聚醚酰亞胺、聚砜、聚醚醚酮、聚乙烯對苯二酸鹽、聚芳酯、聚四氟乙烯或液晶聚合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項所述的導(dǎo)電性輥，形成軸構(gòu)件的樹脂所含有的導(dǎo)電劑是從由碳黑、石墨、氧化錫、氧化鈦、氧化鋅、鎳、鋁及銅構(gòu)成的群中選出的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6中任一項所述的導(dǎo)電性輥，由空心圓筒體構(gòu)成上述軸構(gòu)件，在空心圓筒體中設(shè)置從其外周面向半徑方向內(nèi)側(cè)伸出的增強用肋。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的導(dǎo)電性輥，在上述軸構(gòu)件上，設(shè)置配置在上述空心圓筒體的半徑方向中心的、貫穿空心圓筒體的金屬軸，金屬軸支承上述增強用肋的半徑方向內(nèi)側(cè)端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的導(dǎo)電性輥，在長度方向上連結(jié)多個圓筒構(gòu)件來構(gòu)成上述空心圓筒體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的導(dǎo)電性輥，具有即使在去掉了長度方向壓縮力的情況下也能保持相互相鄰的上述圓筒構(gòu)件的結(jié)合的結(jié)合機構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～10中任一項所述的導(dǎo)電性輥，上述軸構(gòu)件具有從長度方向兩端部向中央部直徑變大的凸面形狀。
12.一種圖像形成裝置，具有權(quán)利要求1～11中任一項所述的導(dǎo)電性輥。
全文摘要
本發(fā)明提供可抑制用于生產(chǎn)的設(shè)備成本的導(dǎo)電性輥和使用其的圖像形成裝置。導(dǎo)電性輥(1)在由含有導(dǎo)電劑的樹脂制的空心圓筒體或者實心圓柱體構(gòu)成的軸構(gòu)件(2)的半徑方向外側(cè)，配置一層或一層以上由含有導(dǎo)電劑的硅橡膠或者聚氨酯橡膠構(gòu)成的彈性層(3)，彈性層(3)是將由含有導(dǎo)電劑的硅橡膠材料或者聚氨酯橡膠材料構(gòu)成的涂料從涂膠輥(81)轉(zhuǎn)印到軸構(gòu)件(2)上而形成的。
文檔編號G03G15/00GK1837973SQ20061005817
公開日2006年9月27日 申請日期2006年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月8日
發(fā)明者田中英博 申請人:株式會社普利司通