弹性部件、处理盒和图像形成装置

摘要

本发明涉及弹性部件、处理盒和图像形成装置，所述弹性部件包括支持体和在所述支持体上的弹性层。所述弹性层包含橡胶材料和软化剂，所述软化剂的数量平均分子量Mn为约600～约1,000，重量平均分子量Mw与数量平均分子量Mn的比(Mw/Mn)为约2.5以下。

权利要求

1.一种弹性部件，其特征在于，所述弹性部件包含：支持体；和

在所述支持体上的弹性层，所述弹性层包含橡胶材料和软化剂，所述软化剂的数量平均分子量Mn为700至900，并且其重量平均分子量Mw与数量平均分子量Mn的比Mw/Mn为1.5至

2.5。

2.根据权利要求1所述的弹性部件，其中，所述软化剂的重量平均分子量Mw与数量平均分子量Mn的比Mw/Mn为1.5至2.0。

3.根据权利要求1所述的弹性部件，其中，所述橡胶材料是三元表氯醇橡胶，所述三元表氯醇橡胶包含表氯醇、环氧乙烷和烯丙基缩水甘油醚的共聚物。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性部件，其中，所述软化剂是在25℃为液体的石蜡。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的弹性部件，其中，所述软化剂是氧化的液体石蜡。

6.一种可在图像形成装置上安装和拆卸的处理盒，其特征在于，所述处理盒包括含有权利要求1至5中任一项所述弹性部件作为充电部件的充电装置，所述充电部件接触电子照相感光体的表面地设置，并且对所述电子照相感光体充电。

7.一种图像形成装置，其特征在于，所述图像形成装置包括：具有表面的电子照相感光体；

含有权利要求1至5中任一项所述的弹性部件作为充电部件的充电装置，所述充电部件接触所述电子照相感光体的表面地设置，并且对所述电子照相感光体充电；

静电潜像形成装置，所述静电潜像形成装置在经充电的电子照相感光体的表面上形成静电潜像；

显影装置，所述显影装置利用包含色调剂的显影剂使在所述电子照相感光体的表面上形成的所述静电潜像显影，以形成色调剂图像；和转印装置，所述转印装置将所述色调剂图像转印至记录媒体的表面。

说明书

弹性部件、处理盒和图像形成装置

技术领域

[0001] 本发明涉及弹性部件、处理盒和图像形成装置。

背景技术

[0002] 电子照相图像形成装置通过充电装置对诸如无机或有机光电导感光体等图像保持体的表面充电，通过以图像信号调制的激光形成静电潜像，并且用带电的色调剂使所述静电潜像显影以形成可见色调剂图像。然后所述图像形成装置直接或通过中间转印部件将色调剂图像静电转印到诸如记录纸张等记录媒体上，并将所述色调剂图像在记录媒体上定影，以形成再现的图像。

[0003] 用于给图像保持体表面充电的适合的充电装置是导电性弹性部件。

[0004] 例如，日本未审查专利申请No.2010-256426公报公开了导电性辊，所述导电性辊通过将热塑性弹性体组合物挤出为圆筒形状而制造。所述热塑性弹性体组合物包含苯乙烯系热塑性弹性体和聚丙烯的混合物，其中分散有交联橡胶和石蜡油。所述交联橡胶是选自由二烯橡胶和乙烯-丙烯橡胶组成的组的至少一种橡胶的交联产物。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种含弹性层的弹性部件，所述弹性层的拉伸强度高于包含橡胶材料和数量平均分子量Mn为600至1,000且重量平均分子量Mw和数量平均分子量Mn的比(Mw/Mn)大于2.5的软化剂的弹性层。

[0006] 上述目的通过下列方案实现。

[0007] 根据本发明的第一方面，提供一种弹性部件，所述弹性部件包含支持体和在所述支持体上的弹性层。所述弹性层包含橡胶材料和软化剂，所述软化剂的数量平均分子量Mn为约600至约1,000，并且其重量平均分子量Mw和数量平均分子量Mn的比(Mw/Mn)为约2.5以下。

[0008] 根据本发明的第二方面，所述软化剂的数量平均分子量Mn为约700至约900，并且其重量平均分子量Mw和数量平均分子量Mn的比(Mw/Mn)为约2.0以下。

[0009] 根据本发明的第三方面，所述软化剂的数量平均分子量Mn为约700至约900，并且其重量平均分子量Mw和数量平均分子量Mn的比(Mw/Mn)为约1.5以上。

[0010] 根据本发明的第四方面，所述橡胶材料是三元表氯醇橡胶，所述三元表氯醇橡胶由表氯醇、环氧乙烷和烯丙基缩水甘油醚的共聚物制成。

[0011] 根据本发明的第五方面，所述软化剂是在约25℃为液体的石蜡。

[0012] 根据本发明的第六方面，所述软化剂是氧化的液体石蜡。

[0013] 根据本发明的第七方面，提供可图像形成装置上安装和拆卸的处理盒。所述处理盒包括作为充电部件的含有第一到第六方面任一方面所述弹性部件的充电装置，所述充电部件接触电子照相感光体的表面设置，并且对所述电子照相感光体充电。

[0014] 根据本发明的第八方面，提供一个图像形成装置，其包括：具有表面的电子照相感光体；作为充电部件的含有第一到第六方面中任一方面所述的弹性部件的充电装置，所述充电部件接触电子照相感光体的表面设置，并且对所述电子照相感光体充电；静电潜像形成装置，其在经充电的电子照相感光体的表面上形成静电潜像；显影装置，其利用包含色调剂的显影剂使在所述电子照相感光体的表面上形成的静电潜像显影形成色调剂图像；和转印装置，其将所述色调剂图像转印至记录媒体的表面。

[0015] 根据本发明的第一到第六方面，所述弹性部件的弹性层的拉伸强度高于包含橡胶材料和数量平均分子量Mn为600至1,000且重量平均分子量Mw和数量平均分子量Mn的比(Mw/Mn)大于2.5的软化剂的弹性层。

[0016] 根据本发明的第七到第八方面，所述处理盒和所述图像形成装置的充电部件的弹性层的拉伸强度高于包含橡胶材料和数量平均分子量Mn为600至1,000且重量平均分子量Mw和数量平均分子量Mn的比(Mw/Mn)大于2.5的软化剂的弹性层。

附图说明

[0017] 将基于下述附图详细描述本发明的示例性实施方式，其中：

[0018] 图1是本发明示例性实施方式的弹性部件实例的示意性立体图；

[0019] 图2是示例性实施方式的弹性部件实例的示意性截面图；

[0020] 图3是十字头挤出机(crosshead extruder)实例的示意图；

[0021] 图4是本发明示例性实施方式的充电装置实例的示意图；

[0022] 图5是本发明示例性实施方式的图像形成装置实例的示意图；和

[0023] 图6是本发明示例性实施方式的处理盒实例的示意图。

具体实施方式

[0024] 现在将对本发明的示例性实施方式进行详细描述。

[0025] 弹性部件

[0026] 根据本发明的示例性实施方式的弹性部件包括支持体和在所述支持体上的弹性层。所述弹性层包含橡胶材料和软化剂，所述软化剂的数量平均分子量Mn为600至1,000或约600至约1,000，并且其重量平均分子量Mw和数量平均分子量Mn的比(Mw/Mn)为2.5以下或约2.5以下。

[0027] 所述示例性实施方式的弹性部件的弹性层的上述组成使其拉伸强度的下降有所减少。一种可能的机制如下。

[0028] 在弹性部件的弹性层的形成过程中，未硫化橡胶组合物的温度在混炼和硫化步骤中上升。在所述混炼步骤中，包含未硫化橡胶材料和诸如软化剂等添加剂(除了经历热引发的化学反应的成分，如硫化剂和硫化促进剂)的未硫化橡胶组合物的温度在混炼过程中上升。例如，如果在所述混炼步骤中使用捏合机，则由于在所述捏合机的刀片和壳体或压力盖之间产生剪切热，从所述捏合机排出的未硫化橡胶组合物的温度上升至140℃或更高。在所混炼的未硫化橡胶组合物在诸如十字头挤出机等机器中成型后，其在硫化步骤中通过在150℃至170℃加热进行硫化。

[0029] 由包含软化剂(其分子量分布具有大比例低分子量成分)的橡胶组合物形成的弹性层表现出不稳定的橡胶性质，因为所述低分子量成分在上述两个步骤中挥发。特别是，在硫化后，因为对所得弹性层赋予柔软性的软化剂的含量变化，所述弹性层可表现出低拉伸强度。

[0030] 数量平均分子量Mn为600至1,000或约600至约1,000并且重量平均分子量Mw和数量平均分子量Mn的比(Mw/Mn)在2.5以下或约2.5以下的软化剂具有低分子量成分占更少比例的分子量分布。在形成弹性部件的弹性层的过程中使用这样的软化剂使得在所述混炼和硫化步骤后所述橡胶组合物中软化剂的含量变化较小。因此获得的弹性层表现出拉伸强度的下降有所减少。

[0031] 如上讨论，根据所述示例性实施方式的弹性部件的所述弹性层表现出拉伸强度的下降有所减少。所述弹性部件可用于提供各种长寿命部件(例如，充电部件)。

[0032] 因为在形成弹性部件的弹性层的过程中使用了低分子量成分比例更少的分子量分布的软化剂，导致在所述混炼和硫化步骤后，所述橡胶组合物中所述软化剂的含量变化较小，获得的弹性层表现出更小的重量损失并因此具有更高的尺寸稳定性。使用这样的软化剂还使得弹性层表面析出(即，流出(bleeding))的低分子量成分更少，并且使得由于重量损失引起的弹性层性能(例如，硬度和拉伸强度)的劣化有所降低。

[0033] 根据所述示例性实施方式的弹性部件可仅由所述支持体和所述弹性层组成，或还包括，例如，设置在所述弹性层和所述支持体之间的中间层(粘合层)、设置在所述弹性层上面的表面层、和设置在所述弹性层和所述表面层之间的中间层(例如，电阻调整层或防偏移层)。

[0034] 现在将参考所述附图对根据所述示例性实施方式的弹性部件进行描述。

[0035] 图1是根据所述示例性实施方式的弹性部件实例的示意性立体图。图2是图1的弹性部件沿线II-II的示意性截面图。

[0036] 如图1和2显示，根据所述示例性实施方式的弹性部件121是橡胶辊，其包括例如：支持体30(轴)、设置在所述支持体30的外表面上的粘合层33、设置在所述粘合层33的外表面上的弹性层31、和设置在所述弹性层31的外表面上的表面层32。所述粘合层33及所述表面层32是可选的。

[0037] 例如，如果所述弹性部件121用作充电部件(充电辊)，则所述支持体30是导电性支持体，所述弹性层31是包含导电剂的导电性弹性层。此处使用术语“导电”指20℃的体积电阻率少于1×1014Ωcm。

[0038] 现在将对根据所述示例性实施方式的弹性部件的构件进行详细描述。附图标记在下面的描述中省略。

[0039] 支持体

[0040] 所述支持体是起到支持弹性部件的功能的部件(轴)。

[0041] 例如，所述支持体可由金属组成，如铁(例如，易切削钢)、铜、黄铜、不锈钢、铝、或镍。所述支持体也可以是包覆有金属的部件(例如，树脂或陶瓷部件)、或在其中分散导电剂的部件(例如，树脂或陶瓷部件)。

[0042] 所述支持体也可以是空心部件(管状部件)或实心部件(柱状部件)。

[0043] 弹性层

[0044] 所述弹性层包含橡胶材料和软化剂。可选地，所述弹性层包含其它已知的添加剂。具体地，所述弹性层由未硫化橡胶组合物的硫化产物制成，所述未硫化橡胶组合物包含未硫化的橡胶材料、软化剂及可选的其它已知的添加剂(如导电剂、硫化剂及硫化促进剂)。

[0045] 所述术语“橡胶材料”包括弹性体。未硫化橡胶的实例包括那些在其化学结构中具有至少碳-碳双键并且可通过硫化反应交联形成橡胶材料的物质。

[0046] 橡胶材料的实例包括异戊二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、表氯醇橡胶、丁基橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、丁腈橡胶、乙烯丙烯橡胶、表氯醇-环氧乙烷共聚物橡胶、表氯醇-环氧乙烷共聚物橡胶、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物橡胶(EPDM)、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶(NBR)、天然橡胶及它们的混合。

[0047] 在这些橡胶中，优选聚氨酯橡胶、EPDM、表氯醇-环氧乙烷共聚物橡胶、表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶、NBR、及它们的混合，更优选表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶(由表氯醇、环氧乙烷和烯丙基缩水甘油醚共聚物制成的三元表氯醇橡胶)。

[0048] 这些橡胶材料可以单独使用或组合使用。

[0049] 所述橡胶材料可以是泡沫的或非泡沫的。也就是说，所述弹性层可以是泡沫弹性层或非泡沫弹性层。

[0050] 所述软化剂的数量平均分子量Mn为600至1,000或约600至约1,000，并且重量平均分子量Mw和数量平均分子量Mn的比(Mw/Mn，下文称为“分子量分布”)在2.5以下或约2.5以下。

[0051] 所述软化剂可具有700至900或约700至约900的数量平均分子量Mn，从而使弹性层的诸如拉伸强度等性质劣化有所减少。所述软化剂可具有2.0以下或约2.0以下的分子量分布(Mw/Mn)，从而使弹性层的诸如拉伸强度等性质劣化有所减少。出于如制造成本等原因，所述软化剂可具有1.5以上或约1.5以上的分子量分布(Mw/Mn)。

[0052] 所述数量平均分子量Mn和所述重量平均分子量Mw可使用由单分散聚苯乙烯标准品产生的分子量校准曲线通过凝胶渗透色谱法(gel permeation chromatography，GPC)测定。测量条件如下：GPC系统是装备SC-8020系统控制器的HLC-8120GPC系统(获自Tosoh Corporation)，柱是两个TSKgel SuperHM-H柱(6.0mm ID15cm，获自Tosoh Corporation)，洗脱液是四氢呋喃(tetrahydrofuran，THF)。实验在下述条件下进行：样品浓度为0.5％，流速为0.6mL/min，样品注入量为10μL，测量温度为40℃，检测器为折射率(refractive index，RI)检测器。所述校准曲线由下列十个样品产生：TSK A-500、F-1、F-10、F-80、F-380、A-2500、F-4、F-40、F-128及F-700聚苯乙烯标准品(获自Tosoh Corporation)。

[0053] 软化剂的实例包括矿物油软化剂(例如，石蜡、环烷烃、芳香烃及它们的氧化物)、植物油软化剂及脂肪酸和脂肪酸盐软化剂。

[0054] 在这些软化剂中，可以使用在25℃或约25℃下为液体的石蜡(特别是，氧化的液体石蜡)以使所述弹性层表现出诸如拉伸强度等性质上的劣化有所减少。

[0055] 可以通过纯化或者加热将所述软化剂的数量平均分子量和分子量分布控制在上述范围。

[0056] 例如，通过在130℃至190℃的温度加热1至5小时氧化液体石蜡，容易获得数量平均分子量和分子量分布在上述范围内的氧化液体石蜡(液体石蜡的氧化物)。

[0057] 优选地，每100重量份的所述橡胶材料中存在0.1至20重量份、更优选1至15重量份的的软化剂，以允许所述弹性层表现出诸如拉伸强度等性质的劣化有所降低。

[0058] 导电剂的实例包括电导电剂和离子导电剂。

[0059] 电导电剂的实例包括下列导电剂的粉末：炭黑(如科琴黑和乙炔黑)；其它的碳质材料(如热解碳和石墨)；多种导电性金属和合金(如铝、铜、镍和不锈钢)；多种导电性金属氧化物(如氧化锡、氧化铟、氧化钛、氧化锡-氧化锑固溶体及氧化锡-氧化铟固溶体)；及经过处理具有导电性表面的绝缘材料。

[0060] 离子导电剂的实例包括四乙铵和月桂基三甲基铵的高氯酸盐和氯酸盐及碱金属(如锂)和碱土金属(如镁)的高氯酸盐和氯酸盐。

[0061] 所述导电剂可单独使用或组合使用。

[0062] 炭黑的实例包括Special Black 350、Special Black 100、Special Black 250、Special Black 5、Special Black 4、Special Black 4A、Special Black 550、Special Black 6、Color Black FW200、Color Black FW2和Color Black FW2V(获自Orion Engineered Carbons)，及Monarch 1000、Monarch 1300、Monarch 1400、Mogul L和Regal 400R(获自Cabot Corporation)。

[0063] 导电剂可具有1至200nm的平均粒径。

[0064] 平均粒径可以是在电子显微镜下测量从弹性层切下的样品中存在的100个导电剂颗粒的平均直径(最大直径)。

[0065] 如果所述导电剂是电导电剂，优选地，但不是必须的，相对于每100重量份的所述橡胶材料其添加量为1至30重量份，更优选15至25重量份。如果所述导电剂是离子导电剂，优选地，但不是必须的，相对于每100重量份的橡胶材料其添加量为0.1至5.0重量份，更优选0.5至3.0重量份。

[0066] 除了导电剂以外的添加剂的实例包括已知的添加剂，如增塑剂、硫化剂、硫化促进剂、抗氧化剂、表面活性剂及偶联剂。

[0067] 例如，如果所述弹性层也用作电阻调节层，优选地，其体积电阻率为103至小于1014Ωcm，更优选105至1012Ωcm，进一步优选107至1012Ωcm。

[0068] 所述弹性层的体积电阻率可测量如下。

[0069] 在所述弹性层上切下片状测试样品。根据JIS K 6911(1995)使用测试夹具(R12702A/B电阻率盒，获自Advantest Corporation)及超高电阻表(R8340A数字超高电阻/微电流表，获自Advantest Corporation)对所述测试样品施加电压30秒。调节所述电压，以保持1,000V/cm的电场(外加电压/复合片的厚度)。通过下面的公式根据电流流动计算体积电阻率：

[0070] 体积电阻率(Ωcm)＝(19.63x施加的电压(V))/(电流(A)x测试样品的厚度(cm))[0071] 尽管所弹性层厚度随所述弹性部件使用的装置而变化，优选地其厚度为例如1至10mm，更优选2至5mm。

[0072] 所述弹性层的厚度可测量如下。

[0073] 用单刃刀在轴向上从所述弹性层的中心和距离两端20mm的位置切下三个样品。根据厚度在5x至50x的范围选择适合的放大倍数，观察所得样品的横截面。测量所述样品的厚度并取平均值。测量系统为获自Keyence Corporation的VHX-200数字显微镜。

[0074] 粘合层

[0075] 所述粘合层例如由包含粘合剂(树脂或橡胶)的组合物形成。除了所述粘合剂，所述组合物可选可包含其他添加剂，如导电剂。

[0076] 树脂的实例包括聚氨酯树脂、丙烯酸树脂(例如，聚甲基丙烯酸甲酯树脂和聚甲基丙烯酸丁酯树脂)、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩乙醛树脂、聚芳酯树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚酯树脂、苯氧基树脂、聚乙酸乙烯酯树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯基吡啶树脂及纤维素树脂。

[0077] 树脂的其他实例包括丁二烯(RB)树脂、聚苯乙烯树脂(例如，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体(SBS))、聚烯烃树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚乙烯(PE)树脂、聚丙烯(PP)树脂、聚氯乙烯(PVC)树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂、丁二烯-丙烯腈共聚物树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物树脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物树脂、乙烯-甲基丙烯酸(EMAA)共聚物树脂及它们的改性衍生物。

[0078] 橡胶的实例包括EPDM、聚丁二烯、天然橡胶、聚异戊二烯、SBR、氯丁二烯橡胶(CR)、NBR、硅橡胶、聚氨酯橡胶及表氯醇橡胶。

[0079] 在这些树脂和橡胶中，优选CR、表氯醇橡胶、氯磺化聚乙烯及氯化聚乙烯。

[0080] 导电剂的实例包括下列导电剂的粉末：炭黑(如科琴黑和乙炔黑)；其它的碳质材料(如热解碳和石墨)；多种导电性金属和合金(如铝、铜、镍和不锈钢)；多种导电性金属氧化物(如氧化锡、氧化铟、氧化钛、氧化锡-氧化锑固溶体及氧化锡-氧化铟固溶体)；及经过处理具有导电性表面的绝缘材料。

[0081] 优选地，所述导电剂具有0.01至5μm的平均粒径，更优选0.01至3μm，进一步优选0.01至2μm。

[0082] 平均粒径可以是在电子显微镜下测量从粘合层切下的样品中存在的100个导电剂颗粒的平均直径(最大直径)。

[0083] 优选地，相对于每100重量份的所述粘合层，所述导电剂的存在量为0.1至6重量份，更优选0.5至6重量份，进一步优选1至3重量份。

[0084] 除了导电剂以外的添加剂的实例包括交联剂、固化促进剂、无机填料、有机填料、阻燃剂、抗静电剂、导电性赋予剂、润滑剂、滑动性赋予剂、表面活性剂、着色剂及酸受体。所述粘合层可包含两种以上的所述添加剂。

[0085] 表面层

[0086] 所述表面层可在所述弹性层上作为如树脂等材料的单独层形成，或者可用如树脂等材料浸渍泡沫弹性层的表面部分形成(即，所述表面层可以是弹性层的浸渍有如树脂等材料的表面部分)。

[0087] 用于所述表面层的材料的实例包括树脂。

[0088] 树脂的实例包括丙烯酸树脂、氟改性的丙烯酸树脂、硅改性的丙烯酸树脂、纤维素树脂、聚酰胺树脂、尼龙共聚物、聚氨酯树脂、PC树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、硅树脂、聚乙烯醇树脂、聚乙烯醇缩丁醛树脂、聚乙烯醇缩乙醛树脂、乙烯-四氟乙烯(ETFE)树脂、三聚氰胺树脂、聚乙烯树脂、聚乙烯基树脂、聚芳酯树脂、聚噻吩树脂、聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)树脂及氟树脂(例如，聚偏氟乙烯(PVDF)树脂、四氟乙烯树脂、四氟乙烯-全氟代烷基乙烯基醚共聚物(PFA)及四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP))。这些树脂可用固化剂或催化剂来固化或者交联。

[0089] 所述尼龙共聚物包含尼龙610、尼龙11和尼龙12中一个或多个的聚合物单元。所述尼龙共聚物可包含其它的聚合物单元，如尼龙6和尼龙66。

[0090] 在这些树脂中，PVDF树脂、四氟乙烯树脂和聚酰胺树脂由于其防污性能而优选，且聚酰胺树脂由于改善表面层耐磨性和防止多孔树脂颗粒脱落而更优选。

[0091] 在聚酰胺树脂中，烷氧基甲基化聚酰胺(烷氧基甲基化尼龙)由于改善表面层耐磨性而优选，并且更优选甲氧基甲基化聚酰胺(N-甲氧基甲基化尼龙)。

[0092] 可以交联树脂以改善表面层的机械强度并且防止表面层破裂。

[0093] 用于表面层的其他材料的实例包括已知的常用于添加到表面层中的添加剂，如导电剂、填料、固化剂、硫化剂、硫化促进剂、抗氧化剂、表面活性剂及偶联剂。

[0094] 所述表面层的厚度可以为例如2至25μm，优选3至20μm，更优选3至15μm,进一步优选5至15μm。

[0095] 所述表面层厚度可如下测量。

[0096] 用单刃刀在轴向上从所述表面层(弹性部件)的中心和距离两端20mm的位置切下三个样品。在1,000x的放大倍数下观察所得样品的横截面。测量所述样品的厚度并取平均值。测量系统为获自Keyence Corporation的VHX-200数字显微镜。

[0097] 制造弹性部件的方法

[0098] 现在将对示例性实施方式的弹性部件的实例制造方法进行描述。

[0099] 根据所述示例性实施方式的弹性部件制造方法包括：例如，在支持体上形成混炼的未硫化橡胶组合物的层的步骤(下文也称为“第一步”)，和硫化所述未硫化橡胶组合物的层以形成支持体上由所述未硫化橡胶组合物制成的弹性层的步骤(下文也称为“第二步”)。

[0100] 现在将对每个独立的步骤进行详细描述。

[0101] 第一步

[0102] 在第一步中，在支持体(下文也称为“芯材”)上形成未硫化橡胶组合物(下文也称为“橡胶组合物”)的层。具体地，在所述芯材的外表面上形成橡胶组合物圆柱层(下文也称为“橡胶辊部分”)，例如，使用图3显示的挤出机210进行所述形成。

[0103] 挤出机

[0104] 图3显示的挤出机210包括：包含十字头模的排出装置212，设置在所述排出装置212下游的加压装置214，及设置在所述加压装置214下游的拉出装置216。

[0105] 所述挤出机210还包括控制挤出机210各单元的控制器211。

[0106] 所述拉出装置216包括：供应橡胶组合物的橡胶供应单元218，将从橡胶供应单元218供应的橡胶组合物挤出成圆柱形状的挤出单元220，和将芯材222供应至从挤出单元220挤出的橡胶组合物的圆柱流中心的芯材供应单元224。

[0107] 所述橡胶供应单元218包括圆柱体226和设置在其中的螺杆228。所述螺杆228通过驱动电机230旋转。用于供应所述橡胶组合物的料斗232设置在所述圆柱体226与驱动电机230相邻的末端。断碎板231设置在所述圆柱体226的橡胶组合物的出口。从料斗232供应的橡胶组合物当在圆柱体226中被螺杆228捏合的同时通过所述断碎板231供给进入挤出单元
220。

[0108] 所述挤出单元220包括：与橡胶供应单元218相连的圆柱壳体234，设置在壳体234中心的圆柱顶杆236，及设置在所述顶杆236下面的排出头238。所述顶杆236用固定部件240固定到壳体234上。所述排出头238用固定部件242固定到壳体234上。通过在顶杆236的外表面(和固定部件240的外表面)与所述固定部件242的内表面(和排出头238的内表面)之间限定了环形通道244，橡胶组合物通过环形通道244以环的方式流出。

[0109] 所述顶杆236具有插入孔246，用于将芯材222插入至其中心。所述顶杆236的底部向其末端方向逐渐变细。从所述插入孔246供应的芯材222与从环形通道244供应的橡胶组合物在位于顶杆236末端下面的合并区248合并。因此，当所述橡胶组合物挤出成朝向合并区248的圆柱形状时，所述芯材222被提供入所述橡胶组合物的圆柱流的中心。

[0110] 所述芯材供应单元224包括多(三)对设置在顶杆236上面的辊250。每对辊250的一个通过带252连接到驱动辊254。当驱动辊254被驱动，保持在辊对250之间的芯材222供应至所述顶杆236的插入孔246中。预定长度的多个芯材222一个接一个穿过插入孔246，从而使位于顶杆236插入孔246中的前一个芯材222被由辊对250供应的后一个芯材222向前推进。当前一个芯材222的前端到达顶杆236的末端时，所述驱动辊254暂时停止，并以一定的时间间隔使芯材222供应进入位于顶杆236下面的合并区248。

[0111] 以这种方式，所述橡胶组合物在所述排出装置212的合并区248中挤出成圆柱形，且芯材222以一定时间间隔一个接一个地供应到所述橡胶组合物流的中心。所述芯材222的外表面因此被所述橡胶组合物包覆以在所述芯材222的外表面形成橡胶辊部分256(所述橡胶组合物的柱状层)。所述芯材222的外表面可预先用粘合层(即，底漆或者粘合剂)包覆以提高芯材222和所述橡胶组合物之间的粘合。

[0112] 所述控制器211经配置以控制所述挤出机210的各单元的运行。

[0113] 例如，所述控制器211是计算机(未显示)，其包括中央处理单元(central processing unit，CPU)，多种类型的存储器(例如，随机存取存储器(random-access memory，RAM)、只读存储器(read-only memory，ROM)和非易失性存储器)，及输入/输出(I/O)接口，它们通过总线相互连接。所述I/O接口连接到挤出机210的单元，如使螺杆228旋转的驱动电机230，使驱动辊254旋转的驱动电机(未显示)和压力计233。

[0114] CPU控制挤出机210的各单元的运行，例如，通过执行储存在存储器中的程序(例如控制程序，如挤出程序)。将被CPU执行的程序不需要必须储存在存储器中，而是可替代性地储存在其他储存媒体中，如软盘、DVD、磁光盘和USB(通用串行总线)储存器(未显示)。作为另选，该程序可以存储在连接到通信单元的另一个系统的存储设备中(未显示)。

[0115] 第二步骤

[0116] 在第二步骤中，所述橡胶组合物(未硫化橡胶组合物)的层被硫化以形成在芯材(支持体)上的弹性层，其由未硫化橡胶组合物的硫化产物组成。

[0117] 具体地，所述橡胶组合物(未硫化橡胶组合物)的层加热到所述未硫化橡胶材料的硫化温度。所述橡胶组合物的层可例如在烘箱中(例如，热风烘箱)加热。例如，包括在所述芯材(支持体)的外表面形成的橡胶组合物层的橡胶辊在150℃至200℃加热10至120分钟。以此方法，存在于所述橡胶组合物的层中的未硫化橡胶材料被硫化以形成弹性层。

[0118] 然后可选在获得的橡胶辊的弹性层的表面上形成表面层。

[0119] 上述步骤提供了根据所述示例性实施方式的弹性部件。

[0120] 充电装置

[0121] 现在将对根据本发明的示例性实施方式的充电装置进行描述。

[0122] 图4是根据所述示例性实施方式的充电装置实例的示意图。

[0123] 根据所述示例性实施方式的充电装置包括：作为充电部件的前述示例性实施方式的弹性部件(具体地，包括导电性支持体和导电性弹性层的导电性部件)。

[0124] 例如，如图4显示，根据所述示例性实施方式的充电装置12包括以特定量的咬合(depression)彼此接触设置的充电部件121和清洁部件122。一对导电性轴承123在轴向上的两个末端可旋转地支撑所述充电部件121的导电性支持体和清洁部件122的导电性支持体122A。其中导电性轴承123中的一个连接到电源124。

[0125] 根据所述示例性实施方式的充电装置可具有其他配置；例如，清洁部件122可以省略。

[0126] 所述清洁部件122，如清洁辊，清洁充电部件121的表面。清洁部件122包括：例如，圆柱形导电性支持体122A和设置在所述导电性支持体122A外表面上的弹性层122B。

[0127] 所述导电性支持体122A是导电性杆状部件，由例如金属组成，所述金属如铁(例如，易切削钢)、铜、黄铜、不锈钢、铝或镍。所述导电性支持体122A也可以是包覆有金属的部件(例如，树脂或陶瓷部件)或分散有导电剂的部件(例如，树脂或陶瓷部件)。所述导电性支持体122A可以是空心部件(管状部件)或实心部件。

[0128] 所述弹性部件122B可由泡沫制成，所述泡沫具有带有内腔和表面不规则凹凸(此处称为“小室”)的三维多孔结构。所述弹性部件122B可由多种可发泡树脂和橡胶材料制成，如聚氨酯、聚乙烯、聚酰胺、聚烯烃、三聚氰胺树脂、聚丙烯、NBR、EPDM、天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、氯丁二烯、硅橡胶和腈橡胶。

[0129] 在这些可发泡树脂和橡胶材料中，具有高撕裂强度和拉伸强度的聚氨酯可以用于通过清洁部件122的摩擦从充电部件121上去除如色调剂和外部添加剂等杂物，以减少由于清洁部件122的摩擦而在充电装置121表面上形成的划痕，并在更长时间里改善弹性部件122B的抗撕裂性和抗断裂性。

[0130] 聚氨酯的实例包括但不限于：多元醇(例如，聚酯多元醇、聚醚多元醇及丙烯酸多元醇)与异氰酸酯(例如，2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲二异氰酸酯、4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯及1,6-亚己基二异氰酸酯)的反应产物、及其与链扩充剂(例如，1,4-丁二醇及三羟甲基丙烷)的反应产物。典型地，聚氨酯用起泡剂(例如，水和偶氮化合物，如偶氮二甲酰胺和偶氮二异丁睛)发泡。

[0131] 所述弹性部件122B优选包含20至80个小室/25mm，30至80个小室/25mm，更优选30至50个小室/25mm。

[0132] 所述弹性层122B的硬度优选为100至500N，更优选100至400N，进一步优选150至400N。

[0133] 所述导电性轴承123支撑所述充电部件121和清洁部件122，这样它们可一起旋转并且保持预定的轴-轴之间的距离。所述导电性轴承123可使用任何导电性材料以任何方式形成。例如，所述导电性轴承123可以是导电性滑动轴承。

[0134] 所述电源124跨导电性轴承123施加电压以对所述充电部件121和清洁部件122以相同极性充电。所述电源124可以是已知的高电压电源。

[0135] 例如，由于电源124跨示例性实施方式的充电装置12的导电性轴承123施加电压，充电部件121和清洁部件122以相同的极性充电。

[0136] 图像形成装置

[0137] 现在将对根据本发明示例性实施方式的图像形成装置进行描述。

[0138] 根据所述示例性实施方式的图像形成装置包括：具有表面的电子照相感光体；作为充电部件的包含前述示例性实施方式的弹性部件的充电单元(具体地，包括导电性支持体和导电性弹性层的导电性部件)，其与所述电子照相感光体的表面接触设置并且对电子照相感光体充电；静电潜像形成单元，其在所充电的电子照相感光体表面形成静电潜像；显影单元，其用包含色调剂的显影剂使在所述电子照相感光体表面的所述静电潜像显影以形成色调剂图像；及转印单元，其将所述色调剂图像转印至记录媒体的表面。

[0139] 图5示意性地显示根据所述示例性实施方式的图像形成装置的示例基本结构。图5中显示的图像形成装置401是中间转印图像形成装置，其包括四个电子照相感光体1a、1b、1c和1d，彼此在壳体400中沿中间转印带409并行排列。例如，所述电子照相感光体1a、1b、1c和1d分别形成黄色、品红色、青色和黑色图像。

[0140] 安装在所述图像形成装置401中的电子照相感光体1a、1b、1c和1d为根据所述示例性实施方式的电子照相感光体。

[0141] 所述电子照相感光体的1a、1b、1c和1d以一个方向(图5中逆时针方向)旋转。所述图像形成装置401还在电子照相感光体的1a、1b、1c和1d的旋转方向上依次包括：充电辊402a、402b、402c和402d，显影装置404a、404b、404c和404d，第一转印辊410a、410b、410c和
410d，及清洁刀片415a、415b、415c和415d。所述充电辊402a、402b、402c和402d是根据前述示例性实施方式的接触充电辊。

[0142] 所述显影装置404a、404b、404c和404d从色调剂墨盒405a、405b、405c和405d分别提供黄色、品红色、青色和黑色色调剂。第一转印辊410a、410b、410c和410d分别相对于电子照相感光体1a、1b、1c和1d设置，在中间具有中间转印带409。

[0143] 激光光源(曝光装置)403设置在壳体400中。充电的电子照相感光体1a、1b、1c和1d的表面用从激光光源403发射出的激光照射。

[0144] 在所述电子照相感光体1a、1b、1c和1d旋转过程中，充电、曝光、显影、第一转印和清洁(移除诸如色调剂等异物)步骤按顺序进行，从而将不同颜色的色调剂图像转印到中间转印带409，这样它们可以彼此上下叠加。在色调剂图像转印到所述中间转印带409后，所述电子照相感光体1a、1b、1c和1d无需移除表面电荷的步骤而进行下一个图像形成过程。

[0145] 所述中间转印带409围绕驱动辊406、背辊408和支持体辊407拉伸，并通过所述辊406、408和407的旋转而不松弛地旋转。第二转印辊413与背辊408相对设置，二者之间为中间转印带409。在通过背辊408和第二转印辊413之间的缝隙后，中间转印带409得到清洁，例如，通过与驱动辊406相对设置的清洁刀片416进行清洁，然后进行下一个图像形成过程。

[0146] 包含记录媒体500(如纸张)的容器411设置在壳体400中。记录媒体500通过传送辊412从容器411传送至中间转印带409和第二转印辊413之间的缝隙，然后传送至彼此相对设置的两个定影辊414之间的缝隙，之后从壳体400排出。

[0147] 然而在前述示例性实施方式中说明的中间转印部件是中间转印带409，所述中间转印部件可以是带(如中间转印带409)或鼓。如果所述中间转印部件是带，所述中间转印部件的基体可以由已知的树脂组成。用于基体的树脂实例包括聚酰亚胺、PC、PVDF、聚亚烷基对苯二酸酯(PAT)、ETFE/PC混合物、ETFE/PAT混合物、PC/PAT混合物、聚酯、聚醚醚酮、聚酰胺，及基于这些树脂材料的材料。这些树脂材料可与弹性材料混合使用。

[0148] 用在前述示例性实施方式的记录媒体可以是色调剂图像从电子照相感光体转印到其上的任意媒体。

[0149] 处理盒

[0150] 根据本发明的示例性实施方式的处理盒以可拆卸方式安装在图像形成装置安上，并且包括含有根据前述示例性实施方式的充电部件的充电单元。所述充电部件与电子照相感光体的表面接触设置并且对所述电子照相感光体充电。

[0151] 图6示意性显示根据所述示例性实施方式的处理盒的示例性基础结构。如图6中显示，根据所述示例性实施方式的处理盒102包括：电子照相感光体10；包含前述示例性实施方式的弹性部件作为充电部件121的充电装置12，其与所述电子照相感光体10的表面接触设置并且对所述电子照相感光体10充电；显影装置16，其用色调剂将通过曝光装置14形成的潜像显影，从而形成色调剂图像；及清洁装置20，其在转印后从所述电子照相感光体10的表面移除残留的色调剂。所述电子照相感光体10、充电装置12、显影装置16及清洁装置20在壳体24中组合，壳体24具有用于曝光的开口24A、用于擦除曝光的开口24B及安装轨24C。所述处理盒102以可拆卸的方式安装在图像形成装置101上。根据所述示例性实施方式的图像形成装置101还包括转印装置18和定影装置22，转印装置18将色调剂图像转印至记录媒体P上；定影装置22将所述色调剂图像在所述记录媒体P上定影。

[0152] 实施例

[0153] 通过下列实施例进一步阐述本发明，所述实施例的目的不是限制本发明。除非特别指出，否则份数以重量计。

[0154] 实施例1

[0155] 橡胶辊的制造

[0156] 制备未硫化橡胶组合物

[0157] 将液体石蜡(DB02，Osaka Soda Co.，Ltd.)在170℃的空气烘箱中放置3小时。所述液体石蜡的热处理产生数量平均分子量为754和分子量分布(Mw/Mn)为1.8的氧化液体石蜡(液体石蜡的氧化产物)。该氧化的液体石蜡用作软化剂。

[0158] 使用切向压力捏合机(Moriyama Co.，Ltd.,实际容量：75L)混炼下列成分来制备未硫化橡胶组合物。具体地，所述压力捏合机的外壳、压力盖及转子用循环水保持在20℃，所述压力盖保持为0.6MPa的压力。捏炼后，所述未硫化的橡胶材料与氧化锌混炼，与所述软化剂(氧化的液体石蜡)、硬脂酸和炭黑混炼，与离子导电剂和碳酸钙混炼以获得未硫化橡胶组合物。获得的未硫化橡胶组合物使用双螺杆预成片机(Moriyama Co.，Ltd.,实际容量：75L)剪成片并且在冷却至室温。然后使用压力捏合机，将所述未硫化橡胶组合物的片与交联剂和硫化促进剂混炼并且使用齿轮泵挤出机穿过过滤器以获得未硫化橡胶组合物。

[0159] 未硫化橡胶组合物的成分

[0160]

[0161] 形成弹性层

[0162] 提供直径为8mm和长度为330mm并包覆有粘合层的不锈钢(SUS303)支持体。通过以下方式所述支持体包覆有未硫化橡胶组合物的层：使用包括内直径为60mm和长度/直径(L/D)比为20的圆柱的单螺杆橡胶挤出机，以25rpm的螺杆速度连续通过十字头模挤出未硫化橡胶组合物。所述挤出机的圆柱、螺杆、头和模保持在80℃。包括用所述未硫化橡胶组合物的层包覆的支持体的未硫化橡胶辊在170℃空气烘箱中加热70分钟。

[0163] 以此方式，制造了包括在弹性层上形成有支持体的橡胶辊。

[0164] 实施例2

[0165] 如实施例1制造橡胶辊，不同之处在于将实施例1中用作软化剂的液体石蜡用下述氧化的液体石蜡(液体石蜡的氧化产物)代替：其通过将液体石蜡加热1小时制备，并且数量平均分子量为689且分子量分布(Mw/Mn)为2.2。

[0166] 实施例3

[0167] 如实施例1制造橡胶辊，不同之处在于将实施例1中用作软化剂的液体石蜡用下述氧化的液体石蜡(液体石蜡的氧化产物)代替：其通过将液体石蜡加热5小时制备，并且数量平均分子量为854且分子量分布(Mw/Mn)为1.6。

[0168] 实施例4

[0169] 如实施例1制造橡胶辊，不同之处在于将实施例1中用作软化剂的液体石蜡用氧化的芳香烃软化剂(芳香烃加工油的氧化物(芳香烃软化剂))代替：其由芳香烃软化剂(Diana Process Oil AH-16，Idemitsu Kosan Co.，Ltd.)制备，并且数量平均分子量为810且分子量分布(Mw/Mn)为2.1。

[0170] 比较例1

[0171] 如实施例1制造橡胶辊，不同之处在于将实施例1中用作软化剂的液体石蜡用下述氧化的液体石蜡(液体石蜡的氧化产物)代替：其通过将液体石蜡在120℃加热1小时制备，并且数量平均分子量为554且分子量分布(Mw/Mn)为2.9。

[0172] 比较例2

[0173] 如实施例1制造橡胶辊，不同之处在于将实施例1中用作软化剂的液体石蜡用为加热的液体石蜡代替，其数量平均分子量为556并且分子量分布(Mw/Mn)为2.8。

[0174] 比较例3

[0175] 如实施例1制造橡胶辊，不同之处在于将实施例1中用作软化剂的液体石蜡用通过不同的液体石蜡(Diana Process Oil PW-150，Idemitsu Kosan Co.，Ltd.)制备的氧化的液体石蜡(液体石蜡的氧化物)代替，其数量平具有均分子量为350且分子量分布为(Mw/Mn)2.2。

[0176] 比较例4

[0177] 如实施例1制造橡胶辊，不同之处在于将实施例1中用作软化剂的液体石蜡用下述氧化的液体石蜡(液体石蜡的氧化物)代替：通过将不同的液体石蜡(Lubflex 460，Shell Japan)加热12小时制备，并且数量平均分子量为1,120并且分子量分布(Mw/Mn)为2.0。

[0178] 比较例5

[0179] 如实施例1制造橡胶辊，不同之处在于将实施例1中用作软化剂的液体石蜡用下述的氧化的液体石蜡(液体石蜡的氧化物)代替：通过不同的液体石蜡(Diana Process Oil PS-430，Idemitsu Kosan Co.，Ltd.)制备，并且数量平均分子量为685且分子量分布(Mw/Mn)为2.9。

[0180] 评估

[0181] 重量损失

[0182] 测定了包括包覆有未硫化橡胶组合物层的支持体的未硫化橡胶辊的重量，和包括其上形成弹性层的支持体的硫化橡胶辊的重量。计算10个橡胶辊的平均重量损失，并按下列级别评分：

[0183] A:不超过1.0％的重量损失

[0184] B:超过1.0％但不超过2.5％的重量损失

[0185] C:超过2.5％但不超过5.0％的重量损失

[0186] D:超过5.0％的重量损失

[0187] 弹性层的拉伸强度

[0188] 根据JIS K 6251(2004)，从每个橡胶辊的弹性层获取测试样品并且用3号哑铃模具切割。所述测试样品使用Strograph VE1D(Toyo Seiki Seisaku-sho，Ltd.)测试拉伸强度。

[0189] 弹性层硬度

[0190] 所述橡胶辊的表面硬度用MD-1薄样硬度计(A型聚合物，Kobunshi Keiki Co.，Ltd.)测量。

[0191] 表1

[0192]

[0193] 上述结果显示包括下述弹性层(具有数量平均分子量和分子量分布(Mw/Mn)在特定范围内的软化剂)的实施例橡胶辊与比较例1橡胶辊相比，在弹性层形成后的重量损失更小。这表明在所述橡胶组合物中软化剂的含量变化更小。

[0194] 所述结果还显示，与比较例1的橡胶辊的弹性层相比，所述实施例的橡胶辊的弹性层具有更高的拉伸强度和硬度。这表明实施例中橡胶辊的弹性层的性质(橡胶性质)的劣化有所降低。

[0195] 本发明示例性实施方式的以上描述是以说明和描述为目的而提供。其不具有穷尽性或将本发明限制为至已公开的准确形式。显然，很多改变和变化对于本领域技术人员是显而易见的。选择和描述所述实施方式是为了对本发明的原理和其实际应用进行最佳说明，由此使得本领域其他技术人员可以理解本发明的多种实施方式并且以适合于设想的特定用途而进行多种修改。本发明的范围通过所附权利要求和其等同方式进行限定。