用于成像的充电辊

摘要

提供了一种用于成像设备的充电辊，该充电辊包括轴、围绕所述轴设置的弹性层和形成在弹性层上的涂层，其中，涂层包括通过多元醇混合物与多异氰酸酯的交联形成的聚氨酯树脂，并且多元醇混合物包括聚酯多元醇以及环氧乙烷含量为60重量％或以上且90重量％或以下的聚醚多元醇。

权利要求

1.一种用于成像设备的充电辊，包括：轴；

弹性层，围绕所述轴形成；以及

涂层，形成在弹性层上，

其中，

涂层包括通过多元醇混合物与多异氰酸酯的交联形成的聚氨酯树脂，并且多元醇混合物包括：聚酯多元醇，以及环氧乙烷含量为60重量%至90重量%的聚醚多元醇。

2.如权利要求1所述的充电辊，其中，聚酯多元醇与环氧乙烷含量为60重量%至90重量%的聚醚多元醇之间的质量比在8:2至2:8的范围内。

3.如权利要求1所述的充电辊，其中，多异氰酸酯的异氰酸酯基（NCO）与多元醇混合物的羟基（OH）的比（[NCO]/[OH]）在1.2至2.5的范围内。

4.如权利要求1所述的充电辊，其中，涂层还包括选自于离子导电剂和电子导电剂中的至少一种导电剂。

5.如权利要求4所述的充电辊，其中，离子导电剂是具有以下化学结构的离子液体其中，n‑Bu表示正丁基，并且Me表示甲基。

6.如权利要求4所述的充电辊，其中，电子导电剂是炭黑。

7.如权利要求1所述的充电辊，其中，多异氰酸酯是六亚甲基二异氰酸酯三聚体。

8.如权利要求1所述的充电辊，其中，多异氰酸酯是解离温度为120℃至160℃的封闭多异氰酸酯。

9.如权利要求1所述的充电辊，其中，涂层还包括在涂层的表面上形成不平的颗粒，并且每100重量份的聚氨酯树脂，颗粒的量包括在5重量份至30重量份的范围内。

10.如权利要求4所述的充电辊，其中，涂层包括离子导电剂，并且每100重量份的聚氨酯树脂，离子导电剂的量在0.5重量份至5重量份的范围内。

11.如权利要求4所述的充电辊，其中，涂层包括电子导电剂，并且每100重量份的聚氨酯树脂，电子导电剂的量在0.5重量份至10重量份的范围内。

12.如权利要求9所述的充电辊，其中，颗粒包括直径被包括在18 μm至30 μm的范围内的单分散的聚(甲基丙烯酸甲酯)（PMMA）颗粒。

13.一种成像设备，所述成像设备包括根据权利要求1所述的充电辊。

说明书

用于成像的充电辊

背景技术

[0001] 通常，电子照相成像设备(诸如，激光打印机、传真机或复印机)包括感光体、安装在感光体周围的充电辊、显影辊、转印辊等。从显影装置供应的显影剂通过施加到感光体(OPC)、充电辊、显影辊和转印辊的电压而运动，以使得特定的图像形成在打印介质上。

[0002] 例如，充电辊使作为带电体的感光体的表面充电为特定电压，并且由曝光单元扫描的光使得与打印数据对应的静电潜像形成在带电的感光体的表面上。然后，显影辊通过向感光体供应显影剂而将静电潜像显影为显影剂图像。转印辊将显影剂图像转印到经过感光体与转印辊之间的打印介质上。

附图说明

[0003] 图1是说明根据本公开的示例的成像设备的构造的框图；

[0004] 图2是说明根据本公开的示例的成像设备的内部构造的视图；

[0005] 图3是根据本公开的示例的用于成像设备的充电辊的截面视图；以及

[0006] 图4是根据本公开的示例的用于成像设备的充电辊的透视图。

具体实施方式

[0007] 在现有技术中形成静电潜像时，使用接触充电法，其中，充电辊与作为图像载体的感光体的表面直接接触，以执行充电过程。具体地，在充电安全性方面，可使用将导电辊用作充电辊的辊充电法。根据该方法，通过使用充电辊向导电支撑件(轴)施加电压而在感光体和充电辊的接触压印区附近产生微放电来对感光体的表面充电，所述充电辊通过在轴的外周上设置导电弹性层并且在导电弹性层的外周上涂覆电阻层来提供。

[0008] 近来，要求更优化的电子照相图像质量和电子照相成像设备的高处理速度和高耐久性。具体地，与低端打印机相比，在高端激光打印机的情况下，期望被显影的纸的数量为两倍以上，因此更需要充电辊的耐久性。

[0009] 在下文中，将参照附图详细地描述各种示例。可实施下文描述的示例的各种改变和修改。为了更准确地说明示例的特征，将省略与本公开的以下示例有关领域的技术人员已知的事项的详细说明。

[0010] 另一方面，在说明书中，如果描述了某个部分连接到另一部分，则不仅意味着直接连接，而且意味着通过其他部分间接连接。此外，如果描述了某个部分包括另一部分，则意味着所述某个部分不排除其他部分，而是还可包括其他部分，除非有相反的特别描述。

[0011] 在说明书中，“成像作业”可表示诸如图像的形成或图像文件的产生/存储/传输的各种与图像相关的作业(例如，打印、扫描和传真)，并且“作业”不仅可表示成像作业，而且可表示执行成像作业所需的一系列过程。

[0012] 此外，“成像设备”是用于将从诸如计算机的终端装置产生的打印数据打印在记录纸上的设备。这样的成像设备的示例可以是复印机、打印机、传真机以及其中通过一个装置而复合地实现复印机、打印机和传真机的功能的多功能打印机(MFP)。成像设备可表示能够执行成像作业的所有装置(诸如，打印机、扫描仪、传真机、多功能打印机(MFP)和显示装置)。

[0013] 此外，“硬复印”可表示向诸如纸的打印介质输出图像的操作，并且“软复印”可表示向诸如TV或监视器的显示装置输出图像的操作。

[0014] 此外，“内容”可表示成为成像作业的主题的所有类型的数据(诸如，照片、图像或文档文件)。

[0015] 此外，“打印数据”可表示被转换为可由打印机打印的格式的数据。另一方面，如果打印机支持直接打印，则文件本身可以是打印数据。

[0016] 此外，“用户”可表示使用成像设备或者无线地或有线地连接到成像设备的装置来执行与成像作业相关的操作的人。此外，“管理员”可表示具有访问成像设备的所有功能和系统的权限的人。“管理员”和“用户”可以是同一人。

[0017] 在本公开中，包括在a至b的范围内意味着包括在包含作为边界的a和b的范围内，换言之，不排除a和b。

[0018] 在下文中，将参照附图详细地描述本公开。在描述本公开时，由于相关的已知功能或构造将以不必要的细节模糊本公开的主题，因此不详细地描述相关的已知功能或构造。

[0019] 图1是说明根据本公开的示例的成像设备的构造的框图。参照图1，根据示例的成像设备1000可包括输入/输出单元110、控制器120、通信单元130、存储器140和成像作业单元150。此外，虽然未示出，但是成像设备1000还可包括用于向各个构成元件供电的电源。

[0020] 输入/输出单元110可包括：输入器，用于从用户接收用于执行成像作业的输入；以及显示器，用于显示诸如成像作业的执行结果或成像设备1000的状态的信息。例如，输入/输出单元110可包括接收用户输入的操作面板和显示画面的显示器。此外，显示器和操作面板可被构造为诸如触摸屏的一个构成元件。

[0021] 输入/输出单元110可包括能够接收各种类型的用户输入的装置(诸如，键盘、物理按钮、触摸屏、相机和麦克风)，并且还可包括显示面板或扬声器。显示面板可以是LCD面板或OLED面板，但不限于此。输入/输出单元110可包括支持各种输入/输出的装置。

[0022] 输入/输出单元110可设置有独立的控制系统。也就是说，独立于成像设备1000的控制器120，输入/输出单元110可设置有用于控制设置在输入/输出单元110中的用户界面(UI)的控制系统(控制器和存储器)。此外，输入/输出单元110的控制系统可包括用于提供UI的操作系统(OS)和诸如用于支持各种功能的应用的程序。

[0023] 另一方面，输入/输出单元110可与成像设备1000可分离。例如，输入/输出单元110可在与成像设备1000分离的情况下以与平板电脑类似的方式操作，而输入/输出单元110可在结合到成像设备1000的情况下执行输入/输出功能。在可分离的输入/输出单元110的情况下，输入/输出单元110还可包括用于执行与外部装置进行通信的通信器。

[0024] 控制器120控制成像设备1000的整个操作，并且可包括处理器(诸如，CPU、ASIC或SoC)、存储器和ROM。控制器120可控制包括在成像设备1000中的其他构成元件，以执行与通过输入/输出单元110接收到的用户输入对应的操作。

[0025] 例如，控制器120可执行存储在存储器140中的程序，读取存储在存储器140中的文件，或者将新文件存储在存储器中。

[0026] 通信单元130可执行与其他装置或网络(例如，局域网(LAN)、因特网或公共交换电话网(PSTN))的有线/无线通信。为此，通信单元130可包括支持各种有线/无线通信方法中的至少一种方法的通信模块。例如，通信模块可呈芯片组的形式，或者可以是包括用于通信的必要信息的贴纸/条形码(例如，包括NFC标签的贴纸)。

[0027] 无线通信可包括无线保真(Wi‑Fi)、Wi‑Fi直连、蓝牙、超宽带(UWB)和近场通信(NFC)中的至少一种。有线通信可包括例如以太网、USB和高清晰度多媒体接口(HDMI)中的至少一种。

[0028] 通信单元130可连接到位于成像设备1000外部的外部装置，以发送/接收信号或数据。成像设备1000可通过通信单元130连接到外部装置。外部装置可以是例如智能电话、平板电脑、PC、家用电器、医疗装置、相机或可穿戴装置。

[0029] 通信单元130可将从外部装置接收的信号或数据发送到控制器120，或者可将通过控制器120产生的信号或数据发送到外部装置。例如，如果通信单元130从外部装置接收打印命令信号或打印数据，则控制器120可通过打印单元151输出所接收的打印数据。

[0030] 在存储器140中，可安装和存储诸如应用的程序和诸如文件的各种数据。控制器120可访问和使用存储在存储器140中的数据，或者可将新数据存储在存储器140中。此外，控制器120可执行安装在存储器140中的程序。此外，控制器120可将从外部接收的应用安装在存储器140中。

[0031] 另一方面，存储器140可通过成像设备1000中的存储介质(例如，HDD或SDD)和外部存储介质(例如，包括USB存储器的可移动盘或通过网络的网络服务器)来实现。

[0032] 成像作业单元150可执行诸如打印、扫描或传真的成像作业。

[0033] 参照图1，示出了成像作业单元150包括打印单元151、扫描单元152和传真单元153。然而，如果需要，成像作业单元150可仅包括这些构成元件的一部分，或者还可包括用于执行不同种类的成像作业的构成元件。

[0034] 扫描单元152可通过用光照射原稿并接收反射光来读取记录在原稿上的图像。作为用于从原稿读取图像的图像传感器，例如，可采用电荷耦合器件(CCD)或接触型图像传感器(CIS)。扫描单元152可具有平板结构(其中，原稿位于固定位置上，并且图像传感器运动以读取原稿上的图像)、文档馈送结构(其中，图像传感器位于固定位置上，并且原稿运动以被读取)或它们的组合结构。

[0035] 传真单元153可与扫描单元152共用用于扫描图像的构成元件，并且可与打印单元151共用用于打印所接收的文件的构成元件。传真单元153可将扫描的文件转换为传真数据以将转换后的传真数据发送到目的地，或者可从外部接收传真数据。

[0036] 打印单元151可通过各种打印方法(诸如，电子照相法、喷墨法、热转印法和热敏法)在记录介质上形成图像。打印单元151可通过包括曝光工艺、显影工艺、转印工艺和定影工艺的一系列工艺在记录介质上形成图像。将参照图2描述在记录介质上形成图像的工艺的示例。

[0037] 图2示出了根据本公开的示例的成像设备。

[0038] 参照图2，根据本公开的示例的成像设备1000可包括主体壳体100、供纸器200、感光体300、光学扫描单元400、显影盒500、转印辊600和定影单元700。

[0039] 主体壳体100形成成像设备1000的外观。供纸器200设置在主体壳体100中，并且纸102装载在供纸器200中。

[0040] 感光体300具有延伸成与纸102的宽度对应的特定长度的圆柱形鼓的形状。感光体300可根据其形状被称为感光鼓或感光带。

[0041] 感光体300通过充电辊520被充电到具有特定极性的电位。感光体300上形成静电潜像，感光体300的外周由于通过光学扫描单元400扫描的光束引起的电位差而被均匀地充电。调色剂10通过显影辊530被供应到静电潜像上，并且通过调色剂10引起的图像转印到经过感光体300与转印辊600之间的纸102上。

[0042] 光学扫描单元400用与将要形成在纸102上的图像数据对应的光束照射感光体300，以在感光体300上形成静电潜像。光学扫描单元400可包括使用激光二极管作为光源的激光扫描单元，并且激光扫描单元可由各种类型的光源代替。

[0043] 显影盒500将作为显影剂的调色剂10供应到感光体300的静电潜像上。显影盒500包括盒壳体510、充电辊520、显影辊530、调色剂储存器540、料斗550、供应辊560和刮片570。

[0044] 充电辊520在其与感光体300接触的状态下旋转，以使感光体300的表面充电为均匀的电位值。充电辊520可以以电晕充电器、充电辊或充电刷的形式实现。

[0045] 显影辊530将调色剂10供应到形成在感光体300上的静电潜像上。调色剂储存器540形成在盒壳体510中，以将调色剂10储存在其中。料斗550设置在调色剂储存器540中。供应辊560设置在调色剂储存器540中，以向显影辊530供应调色剂10。刮片570从调色剂储存器540延伸，以与显影辊530接触。充电辊520设置在盒壳体510中，以在其与感光体300接触的状态下旋转。充电偏压被施加到充电辊520，以使感光体300的外周充电为相同的电位值。
如果光束从光学扫描单元400照射到通过充电辊520被充电为相同电位值的感光体300，则光束照射到的点处的电位值由于感光体300的光电导特性而改变。因此，在感光体300上在照射光束的点与未照射光束的点之间发生电位差，因此静电潜像由于电位差而形成在感光体300上。显影辊530邻近于调色剂储存器540安装，并且在与感光体300的旋转方向相反的方向上旋转。施加有显影偏压的显影辊530与供应辊560接触地旋转，并且来自供应辊560的调色剂10由于供应辊560与显影辊530之间的电位差而附着到显影辊530。附着有调色剂10的显影辊530与感光体300接触地旋转，使得附着的调色剂10被供应到感光体300上的静电潜像上。调色剂储存器540形成为用于将调色剂10储存在盒壳体510中的容纳空间。调色剂储存器540具有开口，所述开口形成在调色剂储存器540的其上设置有显影辊530的一侧上，储存的调色剂10通过供应辊560被供应到显影辊530。至少一个料斗550安装在调色剂储存器540中。料斗550在调色剂储存器540中旋转，以朝向供应辊560传送调色剂10并搅动调色剂10，从而防止调色剂10硬化并改善调色剂10的流动性。此外，料斗550搅动调色剂10以帮助调色剂10充电为特定电位值。供应辊560设置在调色剂储存器540的下侧上，以与显影辊
530接触地旋转。供应辊560将由料斗550传送的调色剂10供应到显影辊530。供应辊560在与显影辊530的方向相反的方向上(即，在它们彼此交错的方向上)旋转。由此，通过经过供应辊560与显影辊530之间而具有摩擦力的调色剂10被充电为特定电位值，并且适量的调色剂
10附着到显影辊530上。刮片570以特定的保持压力与显影辊530接触。由此，刮片570确保从供应辊560供应并附着到显影辊530的调色剂10的量的均匀性(即，每单位面积显影辊530的
2
调色剂10的质量(M/A[g/cm]))。此外，刮片570使附着到显影辊530的调色剂10充电为特定电位值。为此，刮片570包括导电剂，并且可被设置为通过向其施加电力而具有恒定电位值。

[0046] 转印辊600与感光体300接触地旋转，以将归因于调色剂10的图像转印到纸102上。定影单元700将归因于调色剂10的图像定影在纸102上。

[0047] 当执行成像作业时使用如上所述的调色剂，并且如上所述的调色剂在使用特定时间后被耗尽。在这种情况下，可更换调色剂储存单元(例如，显影盒500)本身。能够在如上所述的成像设备的使用过程中更换的部件或构成元件被称为可消耗单元或可更换单元。为了适当地管理相应的可消耗单元，可将存储器(或CRUM芯片)附接到可消耗单元。

[0048] 另一方面，如图2中所示的成像设备的类型仅用于示例，并且本公开可应用于各种类型的成像设备。例如，可存在具有用于匹配各个成像单元的多个感光体的单路径类型或具有一个感光体的多路径类型。

[0049] 在下文中，将描述根据本公开的各种示例的如上所述的成像设备1000的充电辊520。

[0050] 图3是说明根据本公开的示例的充电辊的形状的视图。

[0051] 参照图3，充电辊520包括位于中央的辊形轴521、包围所述轴的弹性层522和形成在弹性层522上的涂层523。

[0052] 图4是根据本公开的示例的充电辊520的透视图。在下文中，将参照图3和图4描述充电辊520的构造。

[0053] 轴(支撑件)

[0054] 轴521具有导电性并用于粘合地支撑弹性层522。任何导电剂可用作轴521的材料。例如，材料可以是铝、铁、不锈钢(SUS)或具有机械加工性的不锈钢(stainless use machinability，SUM)。轴521可被镀覆，并且可使用其外周可良好地涂覆有粘合剂或底漆的材料。轴521可例如呈具有4mm至20mm的外径的圆柱形形状。

[0055] 弹性层

[0056] 弹性层522被形成为覆盖轴521的外周。

[0057] 弹性层522可通过将导电剂和聚合物弹性体混合而形成。

[0058] 聚合物弹性体可以是例如表氯醇橡胶(ECO)、丁腈橡胶、丙烯腈‑丁二烯橡胶(NBR)、聚氨酯、硅橡胶、乙烯‑丙烯橡胶、乙烯‑丙烯二烯橡胶(EPDM)、天然橡胶、苯乙烯‑丁二烯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶、异戊二烯橡胶、丁基橡胶、氯丁二烯橡胶、丙烯酸橡胶或它们的混合物。

[0059] 尽管弹性层522不受单独地限制，但是由于具有其中包含环氧乙烷(EO)的分子的表氯醇橡胶(ECO)具有离子电导率并且其电阻被稳定为相对低，所以可使用具有其中包含环氧乙烷(EO)的分子的表氯醇橡胶(ECO)。

[0060] 充电辊520可被布置为与感光体300接触(接触显影型)，或者可被布置为与感光体分开(非接触显影型)。

[0061] 在单组分接触显影型的情况下，弹性层522可以是使用25°至45°的经度(longitude)的Asker‑A型，而在单组分非接触显影型的情况下，弹性层522可以是使用40°至65°的经度的Asker‑A型。然而，由于使用的经度是根据打印机速度、寿命和成本来确定的，因此可根据显影类型来改变使用的经度。

[0062] 弹性层522可以具有例如0.5mm至8.0mm的厚度。在这样的厚度范围内，充电辊520可显示出优异的弹性，确保抗变形回复，并且减小对调色剂的应力。在单组分非接触显影型的情况下，弹性层522的厚度可以是例如0.5mm至2.0mm，而在单组分接触显影型的情况下，弹性层522的厚度可以是例如1.5mm至8.0mm。

[0063] 可包括在弹性层522中的导电剂可包括离子导电剂和电子导电剂中的至少一种。考虑到弹性层522的电阻稳定性，弹性层522可包含离子导电剂。由于离子导电剂均匀地分散在聚合物弹性体中以使弹性层522的电阻均匀，因此即使充电辊520仅用于施加DC电压，也可实现均匀充电。

[0064] 可用的离子导电剂不受特别限制，但可根据其目的适当地选择。例如，离子导电剂可以是碱金属盐、碱土金属盐、季铵的高氯酸盐、氯酸盐、盐酸盐、溴酸盐、碘酸盐、四氟硼酸氢盐、硫酸盐、三氟甲基硫酸盐、磺酸盐或三氟甲基硫酸盐。这些盐可单独使用一种，或以两种或更多种的混合物使用。碱金属盐不受特别限制，但可根据其目的适当地选择。例如，碱金属盐可以是锂盐、钠盐或钾盐。这些碱金属盐可单独使用一种，或以两种或更多种的混合物使用。锂盐的示例可以是Li[B(C14H10O3)2]、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N、LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3、LiAsF6和LiC4F9SO3。

[0065] 季铵盐可以是阳离子活性剂(诸如，月桂基三甲基氯化铵、硬脂基三甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、三辛基丙基溴化铵或改性的脂肪族二甲基乙基铵)、两性活性剂(诸如，月桂基甜菜碱、硬脂基甜菜碱或二甲基烷基月桂基甜菜碱)、四乙基高氯酸铵、高氯酸四丁铵或三甲基十八烷基高氯酸铵。

[0066] 例如，相对于100重量份的聚合物弹性体，离子导电剂的混合量在0.01重量份至10重量份的范围内，并且对于另一示例，离子导电剂的混合量在0.5重量份至5重量份的范围内。离子导电剂可单独使用一种，或者以两种或更多种的混合物使用，并且电子导电剂和离子导电剂可彼此组合。

[0067] 作为电子导电剂，例如，可使用炭黑，并且炭黑的种类不受单独限制。炭黑出于涂料良好分散的目的可以是导电炭黑(诸如，用于墨的炭黑、科琴黑(ketjenblack)或乙炔黑)，炭黑可以是橡胶用炭黑(诸如，SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT或MT)、热分散炭黑、天然石墨或人造石墨。此外，可使用例如金属氧化物(诸如，掺锑的氧化锡、ITO、氧化锡、氧化钛或氧化锌)、金属(诸如，镍、铜、银或锗)、导电聚合物(诸如，聚苯胺、聚吡咯或聚乙炔)或导电晶须(诸如，碳晶须、石墨晶须、碳化钛晶须、导电钛酸钾晶须、导电钛酸钡晶须、导电氧化钛晶须或导电氧化锌晶须)作为电子导电剂。为了产生小的电阻差并且不提高硬度，可不优选地使用大混合量的电子导电剂。相对于100重量份的聚合物弹性体，可优选地，电子导电剂的混合量在30重量份或更少的范围内，可更优选地，电子导电剂的混合量在10重量份或更少的范围内。

[0068] 例如，通过导体的混合，弹性层522的电阻值为1.0E+03W‑1.0E+10W，对于另一示例，弹性层的电阻值为1.0E+04W‑1.0E+08W。如果弹性层的电阻值小于1.0E+03W，则充电使感光体300泄漏，并因而发生电阻的不平衡而导致图像斑点发生和硬度增大。因此，不能实现与感光体300的均匀接触，并且容易发生图像模糊。如果弹性层的电阻值超过1.0E+10W，则可能容易出现背景(B/G)图像。

[0069] 如有需要，除了上述导电剂之外，其它导电剂、填料、交联剂、发泡剂和其它橡胶添加剂可添加到弹性层522。

[0070] 涂层

[0071] 涂层523形成在弹性层522上。

[0072] 根据本公开的涂层523可包括通过多元醇混合物与多异氰酸酯的交联形成的聚氨酯树脂，多元醇混合物包括聚酯多元醇和聚醚多元醇。由于聚酯多元醇和聚醚多元醇一起使用，因此可获得它们各自的性能。

[0073] 通过聚酯多元醇与多异氰酸酯的交联获得的聚氨酯树脂在相对低的硬度下具有显著的耐磨性。然而，能够使用聚酯多元醇获得的聚氨酯树脂的特性在低温下会容易劣化，并且如果在低温环境下长时间使用该聚氨酯树脂，则其电阻值会容易改变而导致出现背景(B/G)图像。此外，酯类聚氨酯会容易水解，并且如果其在高温和高湿度环境下长时间使用，则其特性会改变。

[0074] 由于通过聚醚多元醇与多异氰酸酯的交联获得的聚氨酯树脂的电阻相对低，因此通过聚醚多元醇与多异氰酸酯的交联获得的聚氨酯树脂具有显著的低温柔韧性和优异的稳定性。

[0075] 然而，如现有技术中已知的，聚酯多元醇和聚醚多元醇通常具有弱相容性以容易引起分离或固化劣化，因此在现有技术中进行其预聚合。

[0076] 在本公开中，使用环氧乙烷(EO)含量为60重量％或以上且90重量％或以下的聚醚多元醇，以解决与聚酯多元醇的相容性。环氧乙烷(EO)含量为60重量％或以上且90重量％或以下的聚醚多元醇与聚酯多元醇具有良好的相容性，此外，由于使用该聚醚多元醇制备的涂层523的电阻相对低，因此使用该聚醚多元醇制备的涂层523具有显著的低温柔韧性和优异的稳定性。此外，涂层在低硬度下具有显著的电阻稳定性。

[0077] 根据本公开的涂层523可包括通过多元醇混合物与多异氰酸酯的交联形成的聚氨酯树脂，多元醇混合物包括聚酯多元醇和环氧乙烷(EO)含量为60重量％或以上且90重量％或以下的聚醚多元醇。例如，聚酯多元醇和聚醚多元醇之间的含量比在8:2至2:8的范围内。如果任一方的含量比过低，则改善效果降低。

[0078] 聚己内酯类多元醇或己二酸类多元醇可用作聚酯多元醇。可例如通过具有两个或更多个羟基(OH)的化合物与多元酸之间的酯化或通过环状酯(诸如，e‑己内酯、b‑丁内酯、g‑丁内酯、g‑戊内酯和d‑戊内酯)与作为引发剂的具有两个或更多个羟基的化合物的开环加成而获得聚酯多元醇。例如，通过e‑己内酯的环状酯的开环加成获得聚酯多元醇。

[0079] 另一方面，尽管聚内酯类多元醇可区别于聚酯类多元醇，但将在下文中将其视为一种聚酯多元醇。

[0080] 可使用例如二醇化合物(诸如，乙二醇、丙二醇、1,3‑丙二醇、1,4‑丁二醇、1,5‑戊二醇、1,6‑己二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、二丙二醇、三丙二醇、1,4‑二氯己二醇或1,4‑二氯己二甲醇)、具有支链结构的二醇化合物(诸如，2‑甲基‑1,5‑戊二醇、3‑甲基‑1,2‑丁二醇、1,3‑丁二醇、2‑丁基‑2‑乙基‑1,3‑丙二醇、1,2‑丙二醇、2‑甲基‑1,3‑丙二醇、新戊二醇、2‑异丙基‑1,4‑丁二醇、2,4‑二甲基‑1,5‑戊二醇、2,4‑二乙基‑1,5‑戊二醇、2‑乙基‑1,3‑己二醇、2‑乙基‑1,6‑己二醇、3,5‑戊二醇或2‑甲基‑1,8‑辛二醇)、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、季戊四醇或山梨糖醇作为如上所述的具有两个或更多个羟基的化合物。这些化合物可单独使用一种，或以两种或更多种的混合物使用。

[0081] 此外，在酯类多元醇中，由于在室温下呈液态的酯类多元醇容易处理、难以粘附在涂液中并且不发生图像斑点，因此可使用在室温下呈液态的酯类多元醇。此外，由于具有三个或更多个羟基(OH)的酯类多元醇具有小的永久变形(C‑set)和良好的稳定性，因此可使用它们。可以以己二酸(酯)来使用能够通过使己二酸、三甲基丙烷和3‑甲基‑1,5‑戊二醇共聚获得的酯类多元醇作为在室温下呈液态的具有三个或更多个羟基的酯类多元醇。

[0082] 可使用例如己二酸、琥珀酸、壬二酸、癸二酸酯、十二烷羧酸、马来酸酐、富马酸、1,3‑环戊烷二羧酸、1,4‑环己烷二羧酸或其酸酐作为如上所述的多元酸。这样的多元酸可单独使用一种，或者以两种或更多种的混合物使用。

[0083] 可使用例如双官能二醇(诸如，环氧乙烷‑聚环氧丙烷共聚物)或三官能或更多官能聚醚多元醇作为环氧乙烷(EO)含量为60重量％或以上且90重量％或以下的聚醚多元醇。

[0084] 例如，由于环氧乙烷‑聚环氧丙烷共聚物由于实现低结晶以降低聚氨酯树脂的硬度而是无规共聚物。

[0085] 环氧乙烷(EO)含量为60重量％或以上且90重量％或以下的聚醚多元醇可以是通过将碳数为2‑6的环氧烷无规加成和/或嵌段加成到如上所述的具有两个或更多个羟基的化合物而产生的聚氧丙烯多元醇。例如，聚醚多元醇可以是聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇或聚氧乙烯聚氧四亚甲基多元醇。在它们之中，可选择通过环氧乙烷和环氧丙烷的无规加成聚合获得的其分子末端是环氧乙烷的三官能或更多官能的聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇。从在低温低湿气环境下出现图像缺陷来看，三官能或更多官能的聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇而不是双官能的聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇是有利的。

[0086] 作为与包括聚酯多元醇和环氧乙烷(EO)含量为60重量％或以上且90重量％或以下的聚醚多元醇的多元醇混合物交联的多异氰酸酯，可使用甲苯二异氰酸酯(TDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、粗二苯基甲烷二异氰酸酯、异戊二烯二异氰酸酯(IPDI)、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯、氢化甲苯二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯(HDI)。具体地，从防止C‑set变形(C‑set变形表示长时间单独处于变形状态而无法在充电辊520和感光体300之间的接触部分上使用的充电辊520无法恢复到其原始形状的现象)来看，例如，多异氰酸酯是衍生自六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯改性的多异氰酸酯六亚甲基二异氰酸酯的异氰脲酸酯型三聚体(HDI)，其具有良好的柔韧性。此外，由于通过使HDI与封闭剂反应而获得的封闭多异氰酸酯具有显著的储存稳定性和优异的生产稳定性，因此可使用通过使HDI与封闭剂反应而获得的封闭多异氰酸酯。

[0087] 封闭剂是例如具有良好储存稳定性和生产率并且能够在120℃至160℃的范围内调节解离温度的甲基乙基酮肟。

[0088] 关于多异氰酸酯的添加量，例如，多异氰酸酯的异氰酸酯基(NCO)与多元醇混合物的所有羟基(OH)的摩尔比([NCO]/[OH])在1.2至2.5的范围内。与聚酯类多元醇相比，聚醚类多元醇具有可容易降低的反应性。如果摩尔比([NCO]/[OH])小于1.2，则会容易残留未反应的材料，而如果摩尔比([NCO]/[OH])大于2.5，则会容易降低低温柔韧性。

[0089] 除了如上所述形成的聚氨酯树脂之外，涂层523可在不妨碍本公开的特征的范围内含有少量用于重整目的的其它树脂组分。可出于改善表面的污染粘合性的目的而使用硅氧烷接枝聚合物或丙烯酸树脂和氟类树脂用作其它树脂组分。

[0090] 如有需要，涂层523可另外包括诸如导电剂、整平剂、填料(诸如，二氧化硅)、抗形成剂、表面重整剂和分散剂的其它添加剂。在这种情况下，导电剂可以是离子导电剂或电子导电剂。

[0091] 可用于涂层523的聚氨酯树脂的离子导电剂可以是如上所述可用于弹性层522的+碱金属盐、碱土金属盐或季铵盐。具体地，由于以(n‑Bu)3MeN‑N(SO2CF3)2的化学结构出现的离子液体具有显著的热稳定性并且可容易地分散在聚氨酯树脂上，因此它可被使用。

[0092] 例如，相对于100重量份的聚氨酯树脂，离子导电剂的混合量包括在0.01重量份至10重量份的范围内，并且对于另一示例，离子导电剂的混合量包括在0.5重量份或以上且5重量份或以下的范围内。

[0093] 作为电子导电剂，可使用如上所述的可用于弹性层522的电子导电剂，并且可使用在涂层523上具有良好分散的氧化炭黑。

[0094] 例如，相对于100重量份的聚氨酯树脂，电子导电剂的混合量在0.5重量份或以上且10重量份或以下的范围内。

[0095] 为了使感光体300的带电性稳定，例如，包含颗粒(用于形成照明的颗粒)，以在涂层523的表面上形成不平。用于形成照明的颗粒可以是树脂颗粒或诸如二氧化硅颗粒的球形无机颗粒。对于树脂颗粒，可使用例如丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、硅树脂、氯乙烯树脂、亚乙烯基树脂、丙烯腈树脂、氟塑料、酚树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、烯烃树脂或环氧树脂。在它们之中，对于电荷稳定性，丙烯酸树脂可用作示例，并且对于丙烯酸树脂，聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)颗粒可用作示例。颗粒的直径可以是例如5μm至50μm。

[0096] 例如，相对于100重量份的基质树脂组分(多元醇混合物和异氰酸酯的总和)，包括5重量份或以上且30重量份或以下的平均粒径为18μm至30μm的单分散PMMA颗粒作为用于形成表面照明的颗粒。

[0097] 例如，填料(诸如，二氧化硅或氧化钛)、整平剂、表面减摩剂、污染预防剂、抗形成剂、分散剂和增稠剂可作为除上述添加剂之外的其它添加剂包括在涂层523中。这样的添加剂可单独使用一种，或者以两种或更多种的混合物使用。

[0098] 尽管不受特别限制，但是例如涂层523具有1μm至30μm的厚度，对于另一示例，涂层的厚度在2μm至15μm的范围内。

[0099] 如果涂层523的厚度小于1μm，则耐久性会由于长期使用引起的磨损而劣化，并且用于防止未反应的交联材料通过弹性层的表面渗出的现象的性能降低。如果涂层523的厚度超过30μm，则涂层会随降低的柔韧性而硬化，因而耐久性会劣化。在这种情况下，涂层可由于其使用而破裂或者调色剂可被损坏以导致调色剂附着到感光体300或刮片，导致图像劣化的发生。

[0100] 形成涂层523的方法不受特别限制，但是例如可使用混合、浸渍涂布、喷涂或辊涂然后干燥包括涂层523的各个组分的涂料的方法。

[0101] 例如，100重量％的涂层523的整个多元醇混合物可包括20重量％或以上且80重量％或以下的聚酯多元醇和20重量％或以上且80重量％或以下的聚醚多元醇。此外，平均分子量在4000至6000范围内的聚醚多元醇具有优异的反应性和优异的低温特性。

[0102] 在用于形成充电辊520的涂层523的组合物中，例如，相对于100重量份的基质树脂组分(多元醇混合物和异氰酸酯的总和)，包括0.5重量份或以上且5重量份或以下的离子导电剂和0.5重量份或以上且10重量份或以下的炭黑，以获得适当的电阻和柔韧性。含有多于5重量的离子导电剂，容易发生迁移(内部材料从表面层渗出)现象。例如，离子导电剂是具+
有如下的(n‑Bu)3MeN‑N(SO2CF3)2化学结构的离子液体。

[0103]

[0104] 在此，n‑Bu表示正丁基，Me表示甲基。

[0105] 如果上述离子液体用作离子导电剂，则它对树脂具有良好的分散性，在控制电阻值方面优异，并且在高温下稳定。此外，离子液体在干燥或固化期间不挥发，并且其效果不因分解等而降低。

[0106] 例如，通过固化多元醇混合物的用于聚氨酯树脂的多异氰酸酯是六亚甲基二异氰酸酯三聚体，并且也是解离温度为120℃或以上且160℃或以下的封闭多异氰酸酯。通过使用六亚甲基二异氰酸酯三聚体，可获得具有显著的柔韧性和良好C‑set特性的聚氨酯树脂。此外，通过使用解离温度为120℃或以上且160℃或以下的封闭多异氰酸酯，可获得具有良好的分散液储存稳定性和良好的固化稳定性的组合物。

[0107] 例如，可控制多异氰酸酯的添加量，使得多异氰酸酯的异氰酸酯基(NCO)与整个多元醇混合物的羟基(OH)的摩尔比([NCO]/[OH])在1.2至2.5的范围内。在该范围内，充电辊520具有低的表面粘合性和适当且稳定的电阻。如果摩尔比([NCO]/[OH])变为低于上述范围，则聚醚多元醇可能不会充分固化，以增大粘合性。此外，如果摩尔比([NCO]/[OH])高于上述范围，则低温柔韧性会变差，并且离子电导率会劣化。

[0108] 例如，相对于100重量份的树脂组分，涂层523包含5重量份或以上且30重量份或以下的平均粒径为18μm至30μm的单分散PMMA颗粒(珠粒)作为用于形成照明的颗粒。由此，充电特性变得更好，并且图像劣化(诸如，水平suji(水平的线性图案))变得难以发生。作为珠粒，PMMA颗粒具有良好的充电特性，并且颗粒直径具有恒定的尺寸。通过使用具有相对大尺寸的颗粒，由于在感光体300和充电辊520之间的接触部分的压印区(NIP)中形成适当的间隙以改善充电性能，因此充电特性变得更好。

[0109] 在下文中，将描述根据本公开的示例的充电辊的各种示例。然而，本公开不限于以下示例。此外，呈现以下比较示例以突出本公开的具体构造或特征，但它们不应被理解为现有技术或背景技术。以与示例相同的方式，比较示例应被理解为呈现本公开的具体公开类型。

[0110] [生产充电辊]

[0111] (1)生产弹性层

[0112] 将通过如下步骤获得的轴用作支撑件：在直径为8mm且总长度为324mm的轴(具有无电镀镍表面的不锈钢棒)上铺展粘合剂并干燥铺展的粘合剂。将100重量份的表氯醇橡胶(产品名：DG，Daiso产品)、作为填料的20重量份的碳酸钙、2重量份的碳、5重量份的氧化锌和2重量份的离子导电剂布置在封闭式混合机中并混合20分钟后，添加1.5重量份的硫化促进剂DM、1.2重量份的TRA和作为交联剂的1.0重量份的硫(磺)并在开放式辊上混合15分钟。使用十字头橡胶挤出机将该橡胶组合物和轴推出，以形成外径为约13mm的辊。在硫化管中以160度执行硫化工艺1.5小时之后，通过切割器切割橡胶的两端，并且相对于橡胶表面执行研磨工艺，以形成具有外径为12mm的中央部(11.9mm的冠形端部)的辊。之后，清洁并干燥表面，并用紫外线照射，以产生弹性层。

[0113] (2)生产涂层

[0114] 示例1

[0115] 通过分散45.46重量份的脂肪族聚酯多元醇(A‑1)[Daicel Chemical Industries的产品：PCL320AL：分子量为3000，OH v 84KOH mg/g，三官能]、19.48重量份的聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇(B‑1)[Mitsui Chemicals&SKC Polyurethanes Inc.的产品：Y8331：70摩尔％的EO，分子量5500，OH v 31KOH mg/g，三官能]、58.43重量份的nureito改性HDI(I‑1)D660[Aekyung Chemical Co.，Ltd.的产品：60％的非挥发性成分，8.5％的NCO，解离温度130℃的封闭剂甲基乙基酮肟]、2重量份的炭黑(CB‑1)[Mitsubishi Corporation的产品：
+
MA100]、1重量份的离子导电剂(Ion‑1)[3M Company的产品：FC‑4400，(n‑Bu)3MeN ‑N(SO2CF3)2]和230重量份的甲基乙基酮(MEK)来制备用于表面涂覆的涂料。

[0116] 通过浸渍法使用用于表面层的涂料涂覆辊的具有电弹性体层的表面。在通过风干燥涂覆涂料的辊10分钟之后，通过使用烘箱在160℃下干燥涂覆涂料的辊1小时来获得充电辊。

[0117] 此外，nureito改性HDI的混合比通过计算摩尔比([NCO]/[OH])为1.5来确定，且聚酯多元醇和聚醚多元醇的混合比为7:3。

[0118] 示例2至示例6和比较示例1至比较示例7中所用的材料比呈现在表1和表2中。除了基于示例1的表1和表2中描述的混合变化之外，以与示例1相同的方式制备充电辊。评价结果呈现在表1和表2中。

[0119] 具体地，使用的材料如下。

[0120] 聚酯多元醇(A)

[0121] A‑1：脂肪族聚酯多元醇PCL320AL[Daicel Chemical Industries的产品]

[0122] A‑2：聚己内酯多元醇PCL308[Daicel Chemical Industries的产品]

[0123] 聚醚多元醇(B)

[0124] B‑1：聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇Y8331[Mitsui Chemicals&SKC Polyurethanes Inc.的产品]

[0125] B‑2：聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇DE‑4000E[Mitsui Chemicals&SKC Polyurethanes Inc.的产品]

[0126] B‑3：聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇EP505S[Mitsui Chemicals&SKC Polyurethanes Inc.的产品]

[0127] B‑4：聚氧乙烯多元醇PEG4000[Toho Chemical IndustryCo.,Ltd.的产品]

[0128] B‑5：聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇DE4020[Mitsui Chemicals&SKC Polyurethanes Inc.的产品]

[0129] B‑6：聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇Y3328[Mitsui Chemicals&SKC Polyurethanes Inc.的产品]

[0130] 异氰酸酯

[0131] I‑1：nureito改性的HDI(I‑1)D660[Aekyung Chemical Co.，Ltd.的产品][0132] 离子导电剂

[0133] Ion‑1：FC‑4400[3M Company的产品：离子液体，(n‑Bu)3MeN+‑N(SO2CF3)2][0134] 碳

[0135] CB‑1：MA‑100[Mitsubishi Corporation的产品]

[0136] 用于形成照明的颗粒

[0137] PMMA‑1：SSX‑127[Sekisui Plastics Co.，Ltd.的产品：交联聚(甲基丙烯酸甲酯)，粒径为27μm，单分散，SSX120[粒径为20μm]]

[0138] 根据示例1至示例6(其中，通过多元醇混合物与多异氰酸酯反应获得的聚氨酯树脂成为基质树脂(主要组分树脂)，多元醇混合物包含聚酯多元醇和环氧乙烷(EO)含量为60重量％或以上且90重量％或以下的聚醚多元醇)，用于形成涂层的组合物不具有粘性或具有微小粘性。相反，根据比较示例1和比较示例2(其中，使用聚酯多元醇和环氧乙烷(EO)含量小于60重量％的聚氧乙烯聚氧丙烯多元醇)，固化不充分且粘性强，因此生产的充电辊不合适。此外，根据比较示例1和比较示例2，表面固化不充分，并且不可测量表面硬度和表面电阻。使用聚乙二醇(EO 100％)生产的充电辊具有强结晶和高硬度，并且在充电辊的表面上观察到冷凝物。结果，生产的充电辊是不适合的。根据比较示例4至比较示例7(其中，不使用聚酯多元醇，但是单独使用聚醚多元醇)，尽管环氧乙烷(EO)含量为60重量％或以上且90重量％或以下，但仍保持粘性，因此所生产的充电辊是不合适的。

[0139] [表1]

[0140]

[0141]

[0142] [表2]

[0143]

[0144] [用于图像评价的充电辊]

[0145] 在示例7中，以与示例1相同的方式通过将10重量份的丙烯酸树脂颗粒(PMMA‑1)：SSX‑127分散在用于制备涂层的涂料上来制备充电辊。

[0146] 制备的充电辊不具有表面粘性，并且背景图像良好。此外，制备的充电辊具有良好的水平suji(水平线性图案)和良好的耐久性。

[0147] 示例7至示例10和比较示例8至比较示例10中使用的材料的混合比呈现在表3中。

[0148] 如示例7至示例10和比较示例8至比较示例10中制备了充电辊，并执行相同的评价。评价结果总结在表4中。

[0149] [表3]

[0150]

[0151] [表4]

[0152]

[0153]

[0154] [测量评价基础]

[0155] 1.粘性评价：通过接触充电辊的表面来评价充电辊的表面。

[0156] ◎：无粘性，○：微粘性

[0157] △：有些粘性,，×：剧烈粘性

[0158] 2.表面硬度：使用micro‑IRHD硬度测试仪(Hildebrand GmbH)进行硬度测量(常温&常湿(NN)环境)

[0159] 3.表面电阻：使用表面电阻计(Mitsubishi Chemical Corporation Hiresta_UP)进行表面电阻测量(测量环境：NN环境&单独放置8小时)

[0160] [图像评价方法和基础]

[0161] 在完成初始图像输出和50kp的耐久性文本之后，通过使用电子照相装置(X4300LX，Samsung Electronics Co.,Ltd.的产品)输出图像来评价图像。

[0162] 1.充电均匀性评价：评价图像的点尺寸的均匀性。

[0163] ◎：均匀性良好，○：细微不均衡

[0164] △：不均衡(图像质量劣化)，×：均匀性差(无良好(NG)图像质量)

[0165] 2.背景(B/G)图像：通过输出图像来裸眼测试并估量(图像密度)背景(B/G)。

[0166] ◎：不出现(0.0)，○：微出现(0.01)

[0167] △：稍微出现(0.02)，×：出现(0.03或更大)

[0168] 3.图像水平suji：通过裸眼识别图像

[0169] ◎：未出现，○：微出现

[0170] △：稍微出现(图像质量劣化)，×：出现(无良好(NG)图像质量)

[0171] 使用根据本公开的充电辊的成像设备即使在从低温低湿度环境气氛到高温高湿度环境气氛的所有使用环境中长期使用的情况下也可保持稳定的充电特性，并且可通过保持充电特性获得良好的稳定图像。

[0172] 上述示例和优点仅仅是示例，而不应被解释为限制本公开。本教导可容易地应用于其它类型的设备。此外，本公开的示例的描述意在说明，而不是限制权利要求的范围，并且许多替代、修改和变化对于本领域技术人员将是明显的。