CN113568291B - 一种用于电子成像装置的显影辊 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电子成像装置的显影辊，包括金属轴芯、包覆在金属轴芯上的半导电橡胶和覆盖在半导电橡胶上的表面涂层，所述半导电橡胶层由极性橡胶、非极性橡胶和离子导电剂共混组成，所述极性橡胶和非极性橡胶之间的质量比例范围为0.1‑1。在发明中，将极性橡胶和非极性橡胶混合，增加回弹性，能够有效地将压缩永久变形降低至10％以下，再增加离子导电剂，有效得改善了传统离子导电剂高温高湿下吸水问题，且能有效在较宽的范围控制电阻，提高电子成像装置打印画像的质量。

Description

一种用于电子成像装置的显影辊
技术领域
本发明涉及复印打印设备技术领域，尤其涉及一种用于电子成像装置的显影辊。
背景技术
市面上的激光打印机、复印机行业中使用显影辊的主要的性能要求为：低硬度、低压缩永久变形性、电阻的环境稳定性、耐电压稳定性、无污染以及环境耐久打印的画像稳定性；现有的表面基材主要有合成橡胶、硅胶、聚氨酯三种基材。其中硅胶基材成本高，而且只能以炭黑做导电剂，无法添加离子导电剂，使得电阻只能稳定在1000Ω-10000Ω，导致容易击穿感光鼓的故障；而PU基材需要模具成型，生产效率低，另外炭黑在液体中容易分散且其表面结构度高，在模具成型过程中容易产生气泡，一般情况下，只能以离子导电剂做导电材料，其电阻只能稳点在1000000Ω，同时环境的温湿度对电阻的影响很大，所以国内大部分使用的显影辊是实用合成橡胶基材；而合成橡胶主要以氯醚橡胶、丁腈橡胶和丁苯橡胶为主，在现有技术中的合成橡胶人存在弊端：a)硬度过高(55°以上)、回弹性差和压缩永久变形差(12％以上)；b)因为硬度高，需求的跳动精度高，打印画像差；c)添加的离子导电剂的亲水性强，在高温高湿的环境下表面易吸水，打印画稿容易出现底灰。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于电子成像装置的显影辊，其能解决现有的显影辊基材存在的硬度过高、回弹性差、压缩永久变形差以及离子导电剂亲水性强导致打印质量差的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种用于电子成像装置的显影辊，包括金属轴芯，还包括包覆在金属轴芯上的半导电橡胶和覆盖在半导电橡胶上的表面涂层，所述半导电橡胶层由极性橡胶、非极性橡胶和离子导电剂共混组成，所述极性橡胶和非极性橡胶之间的质量比例处于1:1-10:1之间。
优选的，所述极性橡胶由氯醚橡胶和丁腈橡胶混合制成，所述氯醚橡胶和丁腈橡胶混合的质量比例处于1:1-1:5之间。
优选的，所述非极性橡胶包括顺丁橡胶和硅橡胶的其中一种或者多种。
优选的，所述离子导电剂由导电材料、树脂和封端剂混合制成。
优选的，所述导电材料包括导电高分子、季铵盐、无机盐和金属的其中一种。
优选的，所述树脂包括聚氨酯、环氧树脂和氨基树脂的其中一种。
优选的，所述封端剂包括TDI、MDI、HDI和聚碳化二亚胺的其中一种或多种。
优选的，所述表面涂层的电阻率小于等于0.3Ω·cm。
优选的，所述表面涂层的厚度为0.1μm-1mm。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过将极性橡胶和非极性橡胶混合，增加回弹性，能够有效地将压缩永久变形降低至10％以下，具体的，利用顺丁橡胶在氯醚橡胶和丁腈橡胶中形成海岛结构，大幅度地提升基材的回弹性和降低压缩永久变形，同时顺丁橡胶的低硬度可以有效降低基材的硬度，减少软化油的使用，进一步降低压缩永久变形，再通过封端型离子导电剂，并对羟基进行封端来改善材料吸水性，而且离子导电剂有降低硬度的作用，对基材的压缩永久变形的影响小，具体的，通过TDI等封端剂对离子导电剂进行封端，有效的改善了传统离子导电剂高温高湿下吸水问题，再结合离子导电剂本身的特性，使得显影辊的电阻均匀性更好，而且能有效在较宽的范围控制电阻，所以使用该显影辊的电子成像装置(特别是彩色打印机)打印出来的画像品质较现有技术打印出来的画像品质有质的提升。
附图说明
图1为本发明中所述的用于电子成像装置的显影辊的结构示意图。
图中：1-金属轴芯；2-半导电橡胶；3-表面涂层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1所示，在本发明中，所述金属轴芯1是指采用金属材料制成的轴芯，一般为圆柱状或者筒状，在本发明中不做限定；所述半导电橡胶2均匀包覆在金属轴芯1的外表面上，所述表面涂层3均匀包覆在半导电橡胶2的外表面上，进一步的，在本发明中，不限定金属轴芯1、半导电橡胶2和表面涂层3之间的连接方式。优选的，所述表面涂层3的电阻率小于等于0.3Ω·cm，其厚度为0.1μm-1mm，优选的，厚度为0.5μm-10μm。在本实施例中，表面涂层3中包含有导电材料，例如导电炭黑，所述炭黑的比电阻小于等于0.3Ω·cm
在发明中，一种用于电子成像装置的显影辊，包括金属轴芯1、包覆在金属轴芯1上的半导电橡胶2和覆盖在半导电橡胶2上的表面涂层3，所述半导电橡胶2层由极性橡胶、非极性橡胶和离子导电剂共混组成，优选的，所述极性橡胶由氯醚橡胶和丁腈橡胶混合制成，具体的，采用氯醚橡胶和丁腈橡胶按照一定比例进行混合，以使显影辊的电阻在500000Ω---5000000Ω的范围，并且具有较低的的硬度(45°-55°)，其中，氯醚橡胶和丁腈橡胶之间的质量比例范围处于1:1-1:5之间(包含1:1和1:5)，在本实施例中，氯醚橡胶和丁腈橡胶最佳质量比例为1:3；进一步的，所述非极性橡胶包括顺丁橡胶和硅橡胶的其中一种或者多种，在本实施例中，优选采用顺丁橡胶，但由于顺丁橡胶与氯醚橡胶和丁腈橡胶的相容性差，所有只能顺丁橡胶作为辅助橡胶配合使用，优选的，所述极性橡胶和非极性橡胶之间的质量比例处于1:1-10:1之间，在本实施例中，极性橡胶和非极性橡胶之间的最佳质量比例为2.5:1，以使顺丁橡胶可以在氯醚橡胶和丁腈橡胶中形成海岛结构，大幅度地提升基材的回弹性和降低压缩永久变形，同时顺丁橡胶的低硬度可以有效降低基材的硬度，减少软化油的使用，进一步降低压缩永久变形。
在本实施例中，所述离子导电剂为封端型离子导电剂，其由导电材料、树脂和封端剂混合制成。优选的，所述导电材料包括导电高分子(高分子掺杂导电材料)、季铵盐、无机盐和金属的其中一种。具体的，所述无机盐类包括并不限于ATO、ITO、Zn0、Mg0、CuO和高氯酸盐等，所述金属包括银浆等；在本实施例中，导电材料优选采用季铵盐。优选的，所述树脂包括聚氨酯、环氧树脂和氨基树脂的其中一种，在本实施例中，树脂优选采用聚氨酯。优选的，所述封端剂包括TDI、MDI、HDI和聚碳化二亚胺的其中一种或多种。通过TDI等封端剂对离子导电剂进行封端，有效的改善了传统离子导电剂高温高湿下吸水问题，再结合离子导电剂本身的特性，使得显影辊的电阻均匀性更好，而且能有效在较宽的范围(50000Ω---5000000Ω)控制电阻，所以使用该显影辊的电子成像装置(特别是彩色打印机)打印出来的画像较现有技术打印出来的画像有质的提升。
表1
Figure BDA0003206462270000061
实施例1：
如表1所示，在本实施例中，采用BR(非极性橡胶)20份、SBR(非极性橡胶)15份、ECO(极性橡胶)10份、NBR(极性橡胶)55份、环烷油10份、自制导电剂1(季铵盐+聚氨酯)3份、炭黑N550 15份、碳酸钙20份、硫磺1.5份和促进剂2.2份，制成半导电橡胶2和覆盖在半导电橡胶2上的表面涂层3，其中极性橡胶和非极性橡胶的比值为1.85，使得显影辊的电阻阻值：1.5MΩ，硬度：56HA，压变(70℃、22h)：9.2％，表面吸水性(32.5℃、80％湿度放置5d)：无。
实施例2：
如表1所示，在本实施例中，采用BR(非极性橡胶)20份、SBR(非极性橡胶)40份、ECO(极性橡胶)20份、NBR(极性橡胶)20份、环烷油10份、自制导电剂1(季铵盐+聚氨酯)3份、炭黑N550 15份、碳酸钙20份、硫磺1.5份和促进剂2.2份，制成半导电橡胶2和覆盖在半导电橡胶2上的表面涂层3，其中极性橡胶和非极性橡胶的比值为0.67，使得显影辊的电阻阻值：0.65MΩ，硬度：52HA，压变(70℃、22h)：8.5％，表面吸水性(32.5℃、80％湿度放置5d)：无。
实施例3：
如表1所示，在本实施例中，采用BR(非极性橡胶)20份、SBR(非极性橡胶)40份、ECO(极性橡胶)20份、NBR(极性橡胶)20份、自制导电剂2(高氯酸盐+聚氨酯)3份、炭黑N550 15份、碳酸钙20份、硫磺1.5份和促进剂2.2份，制成半导电橡胶2和覆盖在半导电橡胶2上的表面涂层3，使得显影辊的电阻阻值：0.51MΩ，硬度：52HA，压变(70℃、22h)：8.3％，表面吸水性(32.5℃、80％湿度放置5d)：无。
对比例1：
如表1所示，在本对比例中，采用BR(非极性橡胶)20份、SBR(非极性橡胶)40份、ECO(极性橡胶)20份、NBR(极性橡胶)20份、离子导电剂季铵盐3份、炭黑N550 15份、碳酸钙20份、硫磺1.5份和促进剂2.2份，制成半导电橡胶2和覆盖在半导电橡胶2上的表面涂层3，使得显影辊的电阻阻值：0.84MΩ，硬度：52HA，压变(70℃、22h)：8.7％，表面吸水性(32.5℃、80％湿度放置5d)：有。
对比例2：
如表1所示，在本对比例中，采用BR(非极性橡胶)10份、ECO(极性橡胶)40份、NBR(极性橡胶)50份、离子导电剂季铵盐3份、炭黑N550 15份、碳酸钙20份、硫磺1.5份和促进剂2.2份，制成半导电橡胶2和覆盖在半导电橡胶2上的表面涂层3，使得显影辊的电阻阻值：0.68MΩ，硬度：56HA，压变(70℃、22h)：10.9％，表面吸水性(32.5℃、80％湿度放置5d)：有。
对比例3：
如表1所示，在本对比例中，采用SBR(非极性橡胶)10份、ECO(极性橡胶)40份、NBR(极性橡胶)50份、离子导电剂季铵盐3份、炭黑N550 15份、碳酸钙20份、硫磺1.5份和促进剂2.2份，制成半导电橡胶2和覆盖在半导电橡胶2上的表面涂层3，使得显影辊的电阻阻值：0.45MΩ，硬度：56HA，压变(70℃、22h)：11.4％，表面吸水性(32.5℃、80％湿度放置5d)：有。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于电子成像装置的显影辊，包括金属轴芯，其特征在于：还包括包覆在金属轴芯上的半导电橡胶和覆盖在半导电橡胶上的表面涂层，所述半导电橡胶层由极性橡胶、非极性橡胶和离子导电剂共混组成，所述极性橡胶和非极性橡胶之间的质量比例处于1:1-10:1之间；
其中所述离子导电剂由导电材料、树脂和封端剂混合制成；
所述极性橡胶由氯醚橡胶和丁腈橡胶混合制成，所述氯醚橡胶和丁腈橡胶混合的质量比例处于1:1-1:5之间；
所述非极性橡胶采用顺丁橡胶。
2.如权利要求1所述的用于电子成像装置的显影辊，其特征在于：所述导电材料包括导电高分子、季铵盐、无机盐和金属的其中一种。
3.如权利要求1所述的用于电子成像装置的显影辊，其特征在于：所述树脂包括聚氨酯、环氧树脂和氨基树脂的其中一种。
4.如权利要求1所述的用于电子成像装置的显影辊，其特征在于：所述封端剂包括TDI、MDI、HDI和聚碳化二亚胺的其中一种或多种。
5.如权利要求1所述的用于电子成像装置的显影辊，其特征在于：所述表面涂层的电阻率小于等于0.3Ω·cm。
6.如权利要求5所述的用于电子成像装置的显影辊，其特征在于：所述表面涂层的厚度为0.1μm-1mm。
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