CN1188917A - 图像形成装置及电介质膜的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种图像形成装置,设有图像支持体、打印媒体、吸附体。打印媒体至少由半导体层和导电衬底构成,半导体层具有向导电衬底侧气泡颗粒直径逐渐增大的由电介质膜构成的发泡区域,该电介质膜由薄膜状的发泡性电介质聚合物的相对两面以不同温度发泡而成。在气泡颗粒直径大的一面和小的一面可以分别得到所需弹性和平滑性。因此,可以均匀稳定地维持打印鼓的表面电位,可以消除打印鼓对打印材料的吸附不良及调色剂图像的打印不良。
Description
本发明涉及激光打印机、复印机、激光传真机、及它们的复合装置等图像形成装置,以及应用于该图像形成装置的打印媒体表层的电介质膜的制造方法。
以往的图像形成装置是在形成于感光鼓的静电潜象上附着调色剂进行显象,并将可视化调色剂图像打印到卷绕于打印鼓的打印材料上。
这样的图像形成装置如图10所示,在具有电介质层101a的鼓101内部,分别设置有吸附打印纸P到鼓101的电晕带电器102、和将感光鼓103表面形成的调色剂图像打印到打印纸P的电晕带电器104,因此,在这样的图像形成装置中,是通过各电晕带电器102、104分别进行打印纸P的吸附和打印。
而且,如图11所示的图像形成装置,具有由外层的半导体层201a和内层的基体材料201b两层结构形成的鼓201、和将传送的打印纸P沿上述鼓201保持的夹纸机构202。在该图像形成装置中,通过上述夹纸机构202夹住传送的打印纸P的一端,使打印纸P附于鼓201的表面。然后,在鼓201的外半导体层201a施加电压、或通过设置于鼓201内部的带电器放电而使鼓201表面带电。这样,上述图像形成装置便将感光鼓103的调色剂图像打印到打印纸P上。
但是,在图10所示的图像形成装置中,作为打印鼓的鼓101只有电介质层101a一层结构,因此,在鼓101的内部,必须配设上述电晕带电器102、104,所以,产生鼓101的尺寸受限、装置不能小型化的问题。
而且,在如图11所示的图像形成装置中,通过鼓201的两层结构,使用于将调色剂图像打印到打印纸的鼓201带电,因此,在该图像形成装置中,只需少数量的带电器。但是,由于具有上述夹纸机构202,所以使图像形成装置的整体结构变得复杂,因此,装置整体的元件数量增多,从而产生导致装置的制造费用增加的问题。
因此,为了解决上述问题,例如在日本专利申请特开平2-74975号公报中披露了如下一种图像形成装置:在接地金属辊上层叠了导电橡胶和电介质薄膜,并在打印材料剥离位置附近,设置了通过单极性电源驱动的电晕带电器。在上述图像形成装置中,通过电晕带电器使电介质薄膜感应电荷而使打印材料吸附到打印鼓,而且,打印材料被吸附到打印鼓后再感应电荷进行打印。
因此,根据上述图像形成装置,只要使用一个带电器使打印鼓表面带电,就可以进行打印材料的吸附及调色剂图像的打印。结果,可使打印鼓小型化,而且,无需用于保持打印材料的上述夹纸机构202等机构,可以用简单的结构吸附打印材料。
而且,在美国专利5,390,012号公报中,披露了如下一种打印装置:具有打印鼓,该打印鼓至少具有由发泡体构成的弹性层和覆盖该弹性层的电介质层,将在感光鼓上顺序形成的各色调色剂图像顺序打印到吸附于上述打印鼓的打印材料上,从而在打印材料上形成彩色图像。
在上述打印装置中,使用作为电荷施加装置的吸附辊将打印材料静电吸附到打印鼓上,通过在上述弹性层和上述电介质层之间设有10μm以上的空隙,在电介质层的内表面(没有打印材料侧)积累电荷,据此,可不受环境影响而维持电位,所以,可提高打印鼓对打印材料的吸附能力。而且,该公报还记载了使弹性层和电介质层之间的绝缘粒子分散、而在打印鼓表面形成吸附打印材料所需的电场的方法。
而且,还有一种在上述公报未公开的方法:即在电介质层和弹性层之间设置中间电阻层。这种情况下,通过上述弹性层和上述电介质层之间形成的空隙所产生的电场变化为最小。
而且,在日本专利特公平5-84902号公报中,披露了如下一种多层打印装置:具有用于将在感光鼓上形成的调色剂图像在打印位置打印到打印材料上的打印鼓。在上述打印鼓上,层叠一层介电常数为3.0~13.0、厚为70~200μm、临界表面张力为40dyne/cm以下的电介质层。在上述多层打印装置中,通过这样的电介质层的电气特性而维持在特定环境、周围大气的打印性能。而且,由上述临界表面张力来保证打印材料分离后打印鼓表面的清洁性。
而且,以往,例如图12所示,提供了如下一种结构的打印鼓:在由铝等构成的导体层301的上面,顺序层叠了半导体层302及电介质层303,在这种打印鼓中,由在例如EPDM(ethylene-propylene-diene co-polymer,乙烯丙烯二烯共聚物)中混合导电微粒、发泡剂等的发泡体构成半导体层302,因此,在半导体层302内部,形成了无数细微的气泡,并且由该气泡赋予了打印鼓表面以缓冲特性。而且,给导体层301施加电压而在与图中未示出的夹压辊之间产生电位差时,在上述气泡中产生放电现象,通过这种放电在电介质层303的内表面(半导体层302侧的表面)产生电荷,从而对打印材料产生很强的吸附力。
但是,在上述特开平2-74975号公报所述的结构中,打印鼓的表面带电是通过电晕带电器在空中放电进行的。因此,象彩色复印那样,在进行多回行打印时,在每一行打印结束时要通过电晕带电器补充电荷,所以,需要由用于控制上述电晕带电器的驱动的单极性电源等构成的带电单元。结果,产生增加了装置的构成元件和制造费用的问题。
而且,在上述结构中,由于通过空中放电使打印鼓表面带电,所以,一旦打印鼓表面产生瑕疵,那么电场区域就会变小,结果,在上述瑕疵部分,电场失去平衡,该部分产生空白等打印缺陷,使打印质量下降。而且,采用空中放电使打印鼓表面带电所需的电压高,增大了图像形成装置的驱动能量。而且,空中放电极易受空气的温度、湿度等影响,所以,环境发生变化时,打印鼓的表面电位参差不均,结果,极易产生打印材料吸附不良及印字失真等问题。
而且,在美国专利5,390,012号公报所公布的结构中,在构成打印鼓的弹性层和电介质层之间设有空隙,因此,在进行重复打印而形成导体层和感光体的辊隙时,导体层的变形不断重复,导致空隙的空间逐渐变大。即,在由发泡体构成的弹性层和导体层之间形成的空隙(与导体层不同)的大小不均一。并且,这种情况下,弹性层的电阻值也不恒定。结果,随着重复打印的进行,会产生画面质量下降的问题。而且,为了使空隙的大小和导体层的电阻值保持均一,则打印装置的结构变得复杂,这时,也产生装置的制造成本上升的问题。
而且,在上述公报中,弹性层的硬度、电荷施加装置(吸附辊)与打印鼓间的接触压并未限定,而且,电荷施加装置(吸附辊+偏压施加方法)与打印鼓间形成的辊隙幅度或辊隙时间文中并未述及,即,不管什么样的打印纸,辊隙时间都是固定的。
一般,众所周知,一定的辊隙时间内,注入打印材料的电荷量因所用的打印材料不同而不同,并且,将打印材料静电吸附于电介质层的能力依赖于打印鼓的硬度即打印鼓的弹性变形量。但是,在上述公报所述的结构中,打印材料的种类不同,会降低打印鼓通过静电电荷进行打印的能力。结果,会产生在感光鼓上形成的调色剂图像不能很好地打印到打印材料上的问题。而且,采用这种方式,需要至少两种电源:用于将打印材料吸附于打印鼓的吸附辊电源,和进行调色打印时、用于在打印材料施加与调色剂相反极性的电压的电源。因此,增加了装置的构成元件,产生了装置大型化的问题。
而且,由于采用发泡体形成空隙,所以,打印时的调色剂量不同有时会产生发泡印迹,因此,作为消除因该空隙产生的不良情况的方法,在例如佳能株式会社生产的图像形成装置LBP2030中,在打印鼓的表层使用的电介质层内表面涂敷有中等电阻值的涂层,据此,使由弹性层的空隙产生的局部电场差异均一化。
但是,这种市面出售的全色彩色打印机中,仅靠电吸力稳定地保持打印材料是困难的,因此,需要用于保持打印材料的打印材料夹紧机构,结果,元件数目增加,产生了使装置大型化的问题。
而且,在如图12所示的打印鼓结构中,半导体层302内部的气泡几乎形成均一的大小,因此,无论是高温高湿,还是低温低湿的使用环境,均降低图像质量。
在此,为了满足全色调/半色调(solid/halftone)打印和文字打印两方面需求,必须通过使发泡颗粒的直径均一地减小而增加打印鼓的硬度。但是,使发泡颗粒的直径均一地减小时,在高温高湿的环境下,会产生文字线条未印上的现象,不但降低图像质量,而且降低了利用电力线吸附打印材料的性能。
另一方面,若将发泡颗粒的直径变大而减小打印鼓的硬度,则在低温低湿的环境下,会发生因发泡区域存在空隙而产生的白点及图像分散现象,所以,显著降低了图像质量。
实验发现,发泡颗粒的直径若为1mm左右,即使在全色调打印时也会清楚地看到白点。而且,若发泡颗粒的直径为500μm以上,在半色调打印时会发生白点。
因此,通过静电吸力将打印材料吸附保持于打印鼓表面,同时将调色剂图像从感光体打印到上述打印材料上的图像形成装置,需要考虑高温高湿、低温低湿等各种各样的使用环境,但是,在上述打印鼓的结构中,由于半导体层302中的气泡颗粒具有大体一致的大小,所以无论是高温高湿,还是低温低湿的使用环境,均会降低图像品质。结果,存在容易产生打印材料的吸附不良、印字失真、图像质量降低等问题。
而且,为避免白点等,可以在打印鼓的半导体层302和电介质层303之间设置导电膜(8Ω/cm~9Ω/cm左右),但是,这种情况下,因为打印材料的吸附性能显著降低,所以,需要用于保持打印材料的打印材料夹紧机构,从而导致装置大型化。
本发明便是为解决上述问题而设计的,其目的在于提供如下一种能够提高打印性能的图像形成装置,该图像形成装置以简单的结构,均一且稳定地保持打印鼓等打印媒体的表面电位,避免发生打印媒体对打印材料的吸附不良及印到打印材料的调色剂图像不佳,而且提供一种制造电介质膜的方法,用于该图像形成装置的打印媒体的表层。
为了达到上述目的,本发明的图像形成装置设有:
图像支持体,在其上形成调色剂图像;
打印媒体,通过使打印材料与该打印媒体接触,将形成于上述图像支持体的调色剂图像打印到打印材料;以及
吸附体,配置于该打印媒体的外周,在上述打印媒体上电吸附保持所述打印材料;其中,
所述打印媒体至少由半导体层和支持该半导体层的导电衬底构成;而且
所述半导体层具有向所述导电衬底侧气泡颗粒直径逐渐增大而形成的发泡区域。
根据上述结构,通过吸附体,打印材料被电吸附保持于打印媒体,通过打印媒体的旋转而使打印材料与图像支持体接触后,在所述图像支持体和所述打印媒体之间产生电位差,据此,形成于该图像支持体上的调色剂图像便被打印到所述打印材料上。
这时,所述打印媒体的半导体层具有向所述导电衬底侧气泡颗粒直径逐渐增大而形成的发泡区域,因此,在气泡颗粒直径大的所述半导体层的内部(导电衬底侧)可以得到所需的弹性,同时,在气泡颗粒直径小的所述半导体层的外部(与打印材料的接触面侧)可以得到所需的表面平滑性。
因此,根据上述结构,打印媒体的弹性和表面平滑性两方面均可以得到,所以,无论是高温高湿,还是低温低湿的使用环境,均可以稳定地保持打印材料,同时,也可以良好地维持打印媒体对打印材料的吸附性。结果,由于提高了打印性能,所以,可以可靠避免调色剂图像的打印不良、印字失真、图像质量降低等。而且,因为可以可靠保持打印材料,所以,可以提供一种不易产生故障的、稳定的装置。而且,因以上述简单的结构就可以实现图像形成装置,故可实现装置小型化。
而且,根据上述打印媒体的结构,可以适用如下图像形成装置的中间打印媒体,该图像形成装置设有:在表面形成调色剂图像的图像支持体;将形成于图像支持体的调色剂图像暂时打印的中间打印媒体;将在上述中间打印媒体上暂时打印的调色剂图像静电打印到打印材料的打印媒体。
根据上述结构,中间打印媒体的弹性和表面平滑性两方面均可以得到,所以,无论是高温高湿,还是低温低湿的使用环境,均可以稳定地保持打印材料。结果,由于提高了打印性能,所以,可以可靠避免调色剂图像的打印不良、印字失真、图像质量降低等,可以得到与具有打印媒体的第一图像形成装置同样的效果。
为了达到上述目的,本发明的电介质膜的制造方法是一种制造用作打印媒体的表面的电介质膜的方法,所述打印媒体将电吸附保持在其表面的打印材料与所述图像支持体接触,将形成于所述图像支持体的调色剂图像打印到打印材料,所述方法包括以下步骤:
(a)将含有发泡基或发泡剂的电介质聚合物加热,加工成薄膜状;
(b)将加工成的薄膜的相对两面以互不相同的温度加热,使所述电介质聚合物发泡。
根据上述方法,将加工成薄膜状的电介质聚合物被加热后,所述电介质聚合物由内部的发泡基或发泡剂发泡,于是,将以这样的发泡体构成的电介质膜通过导电粘接剂卷绕在例如由铝构成的金属管上,便可形成打印媒体。
在此,加热已加工成形的薄膜时,因为薄膜的相对两面以互不相同的温度加热,所以,在加热温度高的一侧,比加热温度低的一侧发泡迅速,结果,得到的电介质薄膜形成从一面向另一面其气泡颗粒直径逐渐增大的发泡区域。据此,在气泡颗粒直径大的一侧表面,可以确保所需的弹性,另外,在气泡颗粒直径小的一侧表面,可以得到所需的表面平滑性。
因此,根据上述方法,在形成打印媒体时,打印媒体的弹性和表面平滑性两方面均可以得到,所以,无论是高温高湿,还是低温低湿的使用环境,均可以稳定地保持打印材料,同时,也可以良好地维持打印媒体对打印材料的吸附性。结果,由于提高了打印性能,所以,可以可靠避免调色剂图像的打印不良、印字失真、图像质量降低等。而且,因为可以可靠保持打印材料,所以,可以提供一种不易产生故障的、稳定的装置。而且,通过上述比较简单的方法就可以制造电介质薄膜,所以,可以降低制造电介质膜所需的成本,同时,可以降低装置的价格。
为了达到上述目的,本发明的电介质膜的制造方法是一种制造用作打印媒体的表面的电介质膜的方法,所述打印媒体将电吸附保持在其表面的打印材料与所述图像支持体接触,将形成于所述图像支持体的调色剂图像打印到打印材料,所述方法包括以下步骤:
(a)将含有发泡基或发泡剂的电介质聚合物挤压成形为圆筒形状;
(b)将圆筒的内表面加热,使所述电介质聚合物发泡。
根据上述结构,将注入于圆筒形状的模子的电介质聚合物加热后,所述电介质聚合物通过其内部的发泡基或发泡剂发泡,于是,通过在以这样的发泡体构成的圆筒形状的电介质薄膜内表面粘接例如由铝构成的纯金属管而形成打印媒体。
这时,因将所述圆筒形状的模子的内表面加热,使所述电介质聚合物发泡,注入于上述模子的电介质聚合物其模子的外表面侧比内表面侧发泡迅速,结果,得到的电介质薄膜形成其气泡颗粒直径从所述模子的内表面向外表面逐渐减小的发泡区域。据此,在气泡颗粒直径大的一面,可以确保所需的弹性,另外,在气泡颗粒直径小的一面,可以得到所需的表面平滑性。
因此,根据上述结构,在形成打印媒体时,打印媒体的弹性和表面平滑性两方面均可以得到,所以,无论是高温高湿,还是低温低湿的使用环境,均可以稳定地保持打印材料,同时,也可以良好地维持打印媒体对打印材料的吸附性。结果,由于提高了打印性能,所以,可以可靠避免调色剂图像的打印不良、印字失真、图像质量降低等。而且,因为可以可靠保持打印材料,所以,可以提供一种不易产生故障的、稳定的装置。
而且,根据上述方法,只要将圆筒形状的模子的内表面加热,就可以容易形成气泡颗粒直径不同的区域,因此,可以很容易得到所需的电介质膜。
本发明的其它目的、特性和优点通过以下参照附图的描述将会更清楚,其中:
图1为表示本发明一实施例的电介质膜的简要结构的剖面图;
图2为表示本发明的图像形成装置的简要结构的剖面图;
图3为表示所述图像形成装置具有的打印鼓的简要结构的剖面图;
图4为表示比较所述打印鼓的电介质层宽度、感光鼓宽度、有效打印宽度、有效图像宽度的说明图;
图5为表示所述打印鼓与感光鼓之间的电荷移动、以及显示打印鼓的各层厚度在电介质层<半导体层<导体层时的电荷移动的说明图;
图6为表示所述打印鼓与感光鼓之间的电荷移动、以及显示打印鼓的各层厚度在半导体层<电介质层=导体层时的电荷移动的说明图;
图7为表示所述打印鼓的带电状态、以及显示打印纸被传送到打印鼓的初始状态的说明图;
图8为表示所述打印鼓的带电状态、以及显示打印纸被传送到打印鼓的打印位置状态的说明图;
图9为表示在所述打印鼓和吸附辊间的辊隙帕邢放电(Paschen discharge)的说明图;
图10为表示现有的图像形成装置的简要结构的剖面图;
图11为表示现有的另一图像形成装置的简要结构的剖面图;
图12为表示用于现有图像形成装置的打印鼓的电介质膜的简要结构的剖面图。
下面根据图1至图9说明本发明的一实施例。
本实施例的图像形成装置如图2所示,由以下部分构成:储存用于形成调色剂图像的打印材料即打印纸P(见图3)、并将该打印纸P供给打印部2的供纸部1;将调色剂图像打印到打印纸P的打印部2;形成调色剂图像的显象部3;将打印到打印纸P的调色剂图像熔着定影到打印纸P上的定影部4。
在上述供纸部1设有拆装自如地配设于本体最下部、将打印纸收藏并供给上述打印部2的供纸盒5;设于本体正面侧、用于从正面以手动分张供给打印纸P的手动供纸部6;从上述供纸盒5的最上部分张送出打印纸P的拾取辊7;传送由供纸盒5供给的打印纸P的预进纸辊8(以下称为PF辊8);将来自手动供纸部6的打印纸P传送到打印部2的手动进纸辊9;将上述PF辊8或手动进纸辊9传送的打印纸P卷曲的预卷曲辊10。
在上述供纸盒5设有由弹簧等向上推的送出部件5a,在该送出部件5a上层叠打印纸P,据此,供纸盒5的打印纸P其最上部与拾取辊7接触,通过拾取辊7按箭头方向旋转被按张送到PF辊8,再传送到预卷曲辊10。
另一方面,从手动供纸部6传送的打印纸P通过手动进纸辊9传送到预卷曲辊10,上述预卷曲辊10如上述那样将传送的打印纸P卷曲,该打印纸P的卷曲容易使该打印纸P吸附于打印部2具有的圆筒状的打印鼓11的表面。
而且,在上述供纸部1,设有用于检测打印纸P的种类的打印纸传感器33(见图3),上述打印纸检测传感器33连接于未图示的控制装置,通过该控制装置的控制,在打印纸P被静电吸附于打印鼓11前,测定向打印鼓11传送的打印纸P的物理性质,以检测打印纸P的种类。
在上述打印部2,设有使打印纸P与后述的感光鼓15接触、用于将形成于感光鼓15的调色剂图像打印到打印纸P的打印鼓11(打印媒体),在该打印鼓11的周围,配设有:用于使打印纸P电吸附保持于打印鼓11的、接地的吸附装置即夹压辊12(吸附体);导引打印纸P以不致从打印鼓11落下的导引部件13;将吸附于打印鼓11的打印纸P强制剥离的剥离爪14等。关于打印鼓11的详细构造在后面叙述,而且,上述剥离爪14的设置可以自如地接触、脱离打印鼓11的表面。
而且,在打印鼓11的周围,设有在打印纸P从打印鼓11剥离后、将附着于打印鼓11的残留调色剂去除的清洁装置11b,据此,打印鼓11在下次吸附打印纸P前被清洁,因此,下一张打印纸P的吸附可以稳定地进行,同时,可防止打印纸P的内表面污染。
而且,在打印鼓11的周围,设有在残留的调色剂被清洁装置11b去除后、将打印纸P剥离时吸附于打印鼓11的残留电荷去除的消电装置11a,上述消电装置11a设于所述夹压辊12的上游侧,据此,打印鼓11不会残留电荷,可以稳定地进行下一张打印纸P的吸附,而且,使打印纸P被剥离后打印鼓11的电位保持基准电位,可以使下一次打印时的打印电场保持稳定。
在显象部3,设有压接于所述打印鼓11的感光鼓15(图像支持体),该感光鼓15由接地的导电铝管15a构成,其表面涂有OPC(OrganicPhotoconductive Conductor:有机光导体)膜15b(见图5、图6),而且,也可以使用例如硒(Se)等代替上述OPC。
在感光鼓15的周围,放射状配设有收藏了黄、深蓝(magenta)、青(cyan)、黑各调色剂的显象器16、17、18、19,而且,还设有使感光鼓15表面带电的带电器20、将感光鼓15表面残留的调色剂去除的清洁刮板21。各调色剂在感光鼓15上形成调色剂图像,即,在上述感光鼓15,每一颜色重复进行带电、曝光、显象、打印。
因此,进行彩色打印时,打印鼓11每旋转一周,形成于感光鼓15上的单色调色剂图像便打印到静电吸附于打印鼓11的打印纸P上,打印鼓11最多旋转4周就可得到一张彩色图像。
为提高打印效率和图像质量,在打印位置X(见图3)每单位面积加有8kg的力以使上述感光鼓15和打印鼓11相互压接。
在定影部4,设有通过所定温度和压力将调色剂图像熔融、定影于打印纸P的定影辊23;和调色剂图像被打印后,将通过剥离爪14从打印鼓11剥离的打印纸P导引到上述定影辊23的定影导引部22。而且,在上述定影部4位于打印纸P传送方向的下游侧,设有排出辊24,将定影后的打印纸P从装置本体排出到排出纸盘25。
下面根据图2说明上述结构的图像形成装置的图像形成过程。
如图2所示,首先,在自动给纸时,设于本体最下端的给纸盘5内的打印纸P通过拾取辊7从其最上部顺序地按张移送到PF辊8,通过PF辊8的打印纸P通过预卷曲辊10被卷曲成沿打印鼓11的形状。
另外,在手动给纸的情况下,来自设于本体正面的手动给纸部6的打印纸P一张张给纸,通过手动辊9被传送到预卷曲辊10,于是,打印纸P通过预卷曲辊10被卷曲成沿打印鼓11的形状。
接着,通过预卷曲辊10被卷曲的打印纸P被传送到打印鼓11和夹压辊12之间,于是,通过在打印鼓11表面感应的电荷而在打印纸P表面感应电荷,据此,打印纸P被打印鼓11的表面静电吸附。
然后,被吸附于打印鼓11的打印纸P被传送到打印鼓11与感光鼓15的压接部即打印位置X,于是,在该打印位置X,通过调色剂电荷与打印纸P表面电荷的电位差而在打印纸P打印出形成于感光鼓15上的上述调色剂图像。
这时,在感光鼓15,每一颜色均进行带电、曝光、显象、打印,因此,打印纸P被吸附在打印鼓11上,与打印鼓11一起旋转,每旋转一周,打印一种颜色,因此,打印鼓11最多旋转4周就可以得到一张全彩色图像,只是,在得到黑白图像或单色图像时,打印鼓11只旋转一周就可以了。
于是,若在打印纸P上打印出全部调色剂图像,则打印纸P通过在打印鼓11的圆周上可接触、分离地设置的剥离爪14从打印鼓11表面被强制剥离,并引导向定影导引部22。
然后,由定影导引部22引导到定影辊23,打印纸P的调色剂图像因定影辊23的温度和压力而被熔着、固定于打印纸P,于是,定影后的打印纸P通过排出辊24而排出到排出盘25上。
下面,根据图1、图3至图6说明上述打印鼓11的详细构造。如图3所示,上述打印鼓11具有由基体材料即圆筒形的铝构成的导体层(导电衬底)26,在该导体层26的上面,顺序层叠半导体层27及电介质层28。在上述导体层26,连接有施加电压的电源32,使导体层26整体保持稳定的电压。
作为上述导体层26,虽然使用了圆筒形的铝,但也可以使用其它导体,而且,上述电介质层28可以根据需要设置,即,打印鼓11也可以是只在导体层26的上面形成半导体层27的构造。
上述半导体层27是在100重量单位的EPDM(ethylene-propylene-dieneco-polymet,乙烯丙烯二烯共聚物)等的介电聚合物中混入石墨、碳黑、TiO2(二氧化钛)等至少一种导电粒子5~95重量单位,通过发泡基或发泡剂而加热发泡的发泡体。在该发泡体中,混合例如氧化锌、硬脂酸锌、石蜡油等电阻材料并加硫后,用砂纸或磨石将其表面磨光便可以得到所需尺寸的半导体层27。上述导体层26和上述半导体层27通过例如使石墨分散的导电粘着剂粘接。或者,上述导体层26和上述半导体层27也可以通过挤压成形而一体成形。
上述介电聚合物除上述所列之例外,也可以是例如软质聚氨酯泡沫体、聚氨酯弹性体等聚氨酯、氨基甲酸乙酯、尼龙、硅树脂、PET(polethyleneterephthalate,聚对苯二甲酸乙二酯)、PTFE(polytetrafluoroethylene,聚四氟乙烯)、PVDF(polyvinyledene fluoride,聚偏二氟乙烯)、天然橡胶、丁腈橡胶(nitryl-butadiene rubber)、氯丁橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶(styrene-butadienerubber)、聚丁橡胶(butadiene rubber)、乙丙橡胶(ethylene-propylene rubber)、异丙橡胶(isopropylene rubber)、降冰片烯橡胶(polynorbornene rubber)等。
上述材料都很便宜,因此,用上述材料构成半导体层27降低了装置的制造成本,可以提供比现有装置更廉价、可靠的装置。
而且,可以在尼龙6或尼龙66、PTFE和氨基甲酸乙酯的共聚物、PET等中混入导电粒子而形成发泡体。
而且,上述发泡基是例如丙烯氧化物、乙烯氧化物、聚醚多元醇(polyether-polyol)、甲苯二异氰酸酯(tolyenediisocyanate)、1-4丁二醇(1-4butanediol)、硅基表面活化剂、二-正丁基锡二月桂酸酯(di-n-butyltindilaurate)中的一种,或由多种进行化学反应而形成的物质。通过这样稳定的普通材料形成发泡基可以提供可靠的装置。
而且,使用发泡剂时,上述发泡剂若是氮基发泡剂,则可以轻易地使半导体层27内部发泡,以简单的制造工艺就可以形成半导体层27。这时,较理想的是适量混合聚二烷基硅氧烷(polydialkyl siloxane)、聚硅氧烷-聚烯化氧嵌段共聚物(polysiloxane-polyalkylene oxide block co-polymer)等硅基表面活化剂。
而且,通过在半导体层27内分散导电粒子,容易调整半导体层27的电阻,因此,根据上述结构,可以容易降低半导体层27的电阻的不均匀程度。特别地,若上述导电粒子为石墨、碳黑、TiO2中的至少一种,可以可靠得到上述效果。
上述导电粒子除所述石墨、碳黑、TiO2外,也可以是以过氯酸钠或别的普通的离子性导电材料,这时,与不使用离子性导电材料相比,可以形成更均匀的半导体层27。
特别地,使用的离子性导电材料若为过氯酸钠、过氯酸钙、氯化钠、改性脂肪二甲基乙基硫酸乙酯铵(denatured fat dimethylethyl ammoniumethosulfate)、硬脂基醋酸铵(stearyl ammonium acetate)、月桂基醋酸铵(laurylammonium acetate)、十八烷基三甲基过氯酸铵(actadecyltrimethyl ammoniumperchlorate)中的一种,则可以可靠得到均匀的半导体层27。
上述半导体层27如图1所示,具有向上述导体层26侧气泡颗粒直径逐渐增大而形成的发泡区域。
在此,对不同直径的气泡颗粒,判断低温低湿时的白点、文字线条未印上、打印材料吸附性能的好坏的实验,该实验结果如表1所示:
表1
气泡颗粒直径(μm) | 0 | 00 | 250 | 500 | 750 | 1000 |
低温低湿时的白点 | ○ | ○ | ○ | ○ | × | × |
文字线条未印上 | × | ○ | ○ | ○ | ○ | × |
打印材料吸附性能 | × | △~○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
○:好△:稍好×:不好
根据表1的结果,若气泡颗粒直径在500μm以上,打印材料吸附性能良好,低温低湿时发生白点。而且,若气泡颗粒直径在750μm以上,因在气泡颗粒近旁电场发生大的变化,所以会发生文字线条未印上。
另外,若气泡颗粒在100μm以下,因为与感光鼓15的接触压力局部增大,所以发生文字线条未印上,同时打印材料吸附性能降低。
因此,根据以上结果,发泡区域的气泡颗粒直径较理想的为100μm~500μm,这样,就不会发生低温低湿时的白点和文字线条未印上等,可以良好地保持打印材料的打印性能。在本实施例中,所形成的发泡区域具有上述范围的气泡颗粒直径。
而且,进行了使半导体层27的厚度发生变化,判断此时由故障产生的半色调图像的漏打、打印不匀、打印材料吸附性能的好坏的实验,该实验结果如表2所示:
表2
厚度(μm) | 100 | 200 | 300 | 1000 | 3000 | 6000 | 8000 |
因故障引起的半色调图像的漏打 | × | × | ○ | ○ | ○ | ○ | × |
打印不匀 | × | × | ○ | ○ | ○ | ○ | × |
打印材料吸附性能 | × | △ | ○ | ○ | ○ | ○ | × |
○:好△:稍好×:不好
根据表2的结果,半导体层27的厚度大于6000μm时,打印鼓11表面的加工精度、偏差恶化,所以打印材料的吸附性能降低,同时发生打印不匀和电阻不匀。
半导体层27的厚度小于300μm时,在高温高湿环境下,发生故障和漏打。
因此,根据以上结果,上述半导体层27的厚度较理想的是300μm~6000μm。这样,就不会发生图像的漏打和打印不匀,可以良好地保持打印材料的吸附性能,而且,可以使将调色剂图像打印到打印材料时的打印电场较容易调整,可以扩展上述打印电场的设定自由度。
在本实施例中,半导体层27的厚度为3000μm,而且,由实验可知,此时,可以使将调色剂图像打印到打印纸P时的打印电场较容易调整。因此,这种情况下,上述打印电场的设定自由度很充分。
而且,进行了使上述半导体层27的介电常数发生变化,判断此时的图像分散和打印材料的吸附性能的好坏的实验,该实验结果如表3所示:
表3
介电常数 | 2 | 5 | 10 | 13 | 22 |
图像的分散 | × | × | ○ | ○ | ○ |
打印材料吸附性能 | × | × | ○ | ○ | ○ |
○:好△:稍好×:不好
根据表3的结果,介电常数小于10时,因电位的衰减速度变快,所以,特别是多层打印时的打印材料的吸附不能保持,而且,打印材料在供纸后的初始吸附是通过放电进行的,所以,除非静电容量大到某种程度,否则在从感光鼓15打印时,图像就会产生分散。
因此,根据以上结果,上述半导体层27的介电常数较理想的是在10或10以上。这样,可以得到预定的电位衰减速度,同时,可以可靠并充分地维持打印媒体或中间打印媒体表面的电位,结果,特别是在多层打印时,可以保持打印材料的良好吸附,同时,可以抑制图像的分散。在本实施例中,半导体层27的介电常数为12。
在上述实验中,所使用的半导体层27的材料为导电率完全相同的材料,而且,所含的导电微粒的重量比为恒定。
上述电介质层28例如由PVDF构成。如图3所示,打印鼓11为三层构造时,将例如PVDF压成50μm~150μm厚,然后将其置入定型的模子,再将其加热烧制而制作电介质层28。上述电介质层28和上述半导体层27至少有一部分粘接、固定也可以。
如图4所示,上述电介质层28的宽度比形成感光鼓15的感光管(铝管15a)的宽度大,而且,该感光管的宽度比有效打印宽度大,并且,该有效打印宽度比有效图像宽度(OPC膜15b的涂敷宽度)大。
打印鼓11的各层的厚度如图5所示,当其宽度具有导体层26>半导体层27>电介质层28的关系时,半导体层27有可能接触到感光鼓15的接地铝管15a。
即,通过电源部32对导体层26施加正的电压时,导体层26感应正的电荷,该正电荷移动到半导体层27的表面。这时,若感光鼓15的接地铝管15a和上述半导体层27接触,则半导体层27的电荷全部移动到上述铝管15a,这样电介质层28表面就不会感应正电荷。结果,打印鼓11便不能吸附在OPC膜15b上吸附的负电荷调色剂,从而产生打印不良。
在此,打印鼓11的各层如图6所示,导体层26和电介质层28做成相同厚度,半导体层27的厚度要比它们的厚度小,通过这种结构,防止半导体层27与接地的铝管15a接触,可以防止电荷泄漏。因此,打印鼓11可以吸附在OPC膜15b上吸附的负电荷调色剂,不会产生打印不良。
而且,打印鼓11的直径为使一张打印纸P不重叠地卷曲那样大,即在本图像形成装置中为,与可使用的打印纸P的最大宽度或长度相对应那么大,这样,打印纸P就可以可靠地卷曲在打印鼓11上,结果,可以提高打印效率和图像质量。
打印鼓11的时间常数τ用下式表示:
τ=CR=ε·ε0·ρ
其中,R为打印鼓11的电阻,C为打印鼓11的静电容量,ε为打印鼓11的介电常数,ε0为真空介电常数,ρ为打印鼓11的体积电阻率。
因此,上述时间常数τ(1)通过使用JIS(日本工业标准)·K6911所示的体积电阻测定方法求出体积电阻率ρ,(2)算出电阻R,(3)再求出静电容量C而得到。实际的时间常数τ可以通过以下测定方法测定:(1)使与用于感光鼓15的铝管15a相同的铝管,在与实际使用条件相同的压力、设定位置与打印鼓11压接,(2)施加电压并旋转,(3)然后停止旋转,并测定表面电位。
而且,打印鼓11和夹压辊12之间的辊隙部(吸附位置)间隙可以通过例如改变半导体层27的硬度来调整。而且,打印纸P的任意位置通过上述辊隙部的时间即辊隙时间用(打印鼓11和夹压辊12之间辊隙部的间隙宽度)/(打印鼓11的旋转速度)表示,所以,通过例如改变半导体层27的硬度而调整打印鼓11和夹压辊12之间的接触压力,便可以容易地改变上述辊隙时间。
另外,将上述辊隙宽度做成恒定,通过变更打印鼓11的旋转速度也可以调整上述辊隙时间。只是,为增加辊隙时间而减慢打印鼓11的旋转速度时,会降低每分钟的打印效率,因此,改变辊隙时间时,比较理想的是改变半导体层27的硬度而调整打印鼓11和夹压辊12之间的接触压力的方法。
而且,打印鼓11与感光鼓15之间的辊隙部(打印位置)的间隙宽度也与上述一样,可以通过例如调整半导体层27的硬度来调整。而且,打印纸P的任意位置通过上述辊隙部的辊隙时间,也可以通过例如改变半导体层27的硬度,来调整打印鼓11和夹压辊12之间的接触压力而容易改变。
上述打印鼓11的结构,也可以适用于中间打印媒体(未图示),即,本发明也可以适用于设有以下部分的图像形成装置:在表面形成调色剂图像的图像支持体;与该图像支持体接触,暂时打印上述图像支持体上的调色剂图像的中间打印媒体;将暂时打印到该中间打印媒体的调色剂图像打印到打印材料的打印装置。因此,以下,只就具有打印鼓11的图像形成装置进行说明,当然,具有中间打印媒体的图像形成装置可以得到与本实施例同样的效果。
下面,根据图7至图9说明上述打印鼓11对打印纸P的吸附打印动作。假设在打印鼓11的导体层26通过电源32加有正的电压。
首先,说明打印纸P的吸附步骤。使用了夹压辊12的电介质层28的带电主要通过帕邢放电和电荷注入实现,即,如图7所示,传送到打印鼓11的打印纸P通过夹压辊12压贴于电介质层28的表面,于是,聚积于半导体层27的电荷移动到电介质层28,在电介质层28表面感应出正电荷。据此,如图9所示,从打印鼓11侧向夹压辊12侧产生电场,通过夹压辊12及打印鼓11的旋转,使打印鼓11表面带电均匀。
随着夹压辊12表面上的点和打印鼓11的电介质层28表面上的点的距离接近,上述电介质层28与夹压辊12的紧密接触部分即辊隙部产生的电场强度增强,空中绝缘被破坏,在区域(I)从打印鼓11侧向夹压辊12侧放电,即产生帕邢放电。
放电结束后,在上述打印鼓11和夹压辊12之间的辊隙部即区域(II),从夹压辊12侧向打印鼓11侧产生电荷注入,在打印鼓11表面积蓄正的电荷。即,通过上述帕邢放电及伴随帕邢放电产生的电荷注入,在打印纸P内侧即与电介质层28接触面侧积蓄负的电荷,据此,打印纸P被静电吸附于打印鼓11,打印鼓11对于打印纸P的吸附力,只要施加电压稳定就不会不均匀,可以可靠地将打印纸P吸附于打印鼓11。
吸附于打印鼓11的打印纸P以其外侧带正电的状态,随着打印鼓11沿箭头方向旋转而被传送到调色剂图像的打印位置X(见图7)。
下面说明打印纸P的打印过程。如图8所示,在感光鼓15的表面,吸附了具有负电荷的调色剂图像,因此,若表面带正电荷的打印纸P被传送到打印位置X,则因打印纸P表面的正电荷与调色剂图像的负电荷之间产生电位差而使打印纸P表面吸附调色剂图像,于是,可以进行调色剂图像的打印。
如上所述,打印鼓11的半导体层27具有向导体层26侧气泡颗粒直径逐渐增大的发泡区域,因此,在气泡颗粒直径大的上述半导体层27的内部(导体层26侧)可以得到所需的弹性,同时,在气泡颗粒直径小的上述半导体层27的外部(与打印纸P接触面侧)可以得到所需的表面平滑性。
因此,由于打印鼓11的弹性和表面平滑性两方面均可以得到,所以,无论是高温高湿,还是低温低湿的使用环境,均可以稳定地保持打印纸P,同时,也可以良好地维持打印鼓11对打印纸P的吸附性。结果,由于提高了打印性能,所以,可以可靠避免调色剂图像的打印不良、印字失真、图像质量降低等。而且,因为可以可靠保持打印纸P,所以,可以提供一种不易产生故障的、稳定的装置。而且,因以简单的结构实现图像形成装置,故可以实现装置的小型化。
而且,本实施例对打印纸P的吸附、打印不象现有技术那样通过空中放电产生电荷注入而进行,而是通过电荷感应进行,所以,施加于导体层26的电压即使很低也可以实现,电压容易控制。根据各种实验结果,施加于导体层26的电压+3kV或+3kV以下较合适,而且,比较理想的是+1.5kV,可以很好地进行带电打印。而且,这时,需要很小的驱动能量就可实现,施加电压不会产生不均匀。
而且,与空中放电不同,由于不受湿度、温度等环境的影响,所以,加于打印鼓11的电压可以保持一定,同时可以消除打印鼓11表面电位的不均匀。结果,可以消除打印纸P的吸附不良及印字失真等,同时可以提高图像质量。而且,和现有的空中放电情况相比,可以更稳定地使打印鼓11表面带电,所以,可以可靠地进行打印纸P的吸附、打印。
而且,施加电压的场所只需一个即可,所以,与各带电器分别施加电压的现有技术不同,可以简化装置的结构,同时,也可以降低装置的制造费用。而且,打印鼓11的带电通过接触带电实现,所以,即使打印鼓11表面附有斑痕,电场区域也不变化,在打印鼓11表面的斑痕处也不会失去电场平衡,据此,在该部分,不会产生漏印等打印缺陷,可以提高打印效率。
下面,根据图1用以下实施例1至3说明应用于本发明的图像形成装置的打印鼓11表层的电介质膜的制造方法。
〔实施例1〕
在本实施例中,就使用EPDM作为电介质聚合物进行说明。首先,对于100重量单位的EPDM,以氧化锌8~10、硬脂酸锌等金属脂肪酸盐(metallicsoap,金属肥皂)2、发泡剂10、碳黑35、石蜡油40、增强石墨25、加硫促进剂3的比例混合,将其混合物通过预先准备的搅拌机械搅拌并加热,由注射模子挤压并注入薄膜模子而将上述混合物加工成薄膜形状。
EPDM是将包含适量乙烯、丙烯及第三成份(例如二聚环戊二烯(dicyclopentadiene)、亚乙基降冰片烯(ethylidene norbornene)、1,4-己二烯(1,4-hexadiene)等)的单体化合物共聚而成的物质,在此,较理想地,作为基体材料而使用的EPDM,在本实施例中,是将包含乙烯5~95重量单位、丙烯5~95重量单位及第三成份0~50碘值(iodine value)的单体化合物共聚形成的物质。
而且,对于100重量单位的EPDM,若将碳黑的混合量选为1~70重量单位,则可以得到良好的碳黑分散性。所使用的碳黑为ISAF(IntermediateSuper Abrasion Furnace:准超耐磨耗性)、HAF(Highabrasion Furnace:高耐磨耗性)、GPF(General Purpose Furnace:通用性)、SRF(Semi ReinforcingFumace,中增强性)等炉法碳黑或槽法碳黑。
而且,在使用上述的发泡剂时,若其中混合2.0重量部分的聚二烷基硅氧烷(polydialkyl siloxane)、聚硅氧烷-聚烯化氧嵌段共聚物(polysiloxane-polyalkylene oxide block co-polymer)等硅基表面活化剂则可以良好地进行发泡。
另外,在使用上述的发泡剂时,可以在EPDM内形成由例如丙烯氧化物、 乙烯氧化物、聚醚多元醇(polyether-polyol)、甲苯二异氰酸酯(tolylenediisocyanate)、1-4丁二醇(1-4 butanediol)、硅基表面活化剂、二-正丁基锡二月桂酸酯(di-n-butyltindilaurate)中的一种,或由多种进行化学反应而形成的发泡基。
接着,在将混合物加工成薄膜状后,将其与导体层26接触的侧面以100~150℃、其反面侧以约50℃的常温保持预定时间(例如10~30分钟),促使其发泡而得到电介质膜。结果,上述电介质膜形成了向与导体层26接触的侧面气泡颗粒直径逐渐增大的结构。本实施例的情况为,发泡倍率对于最大直径的颗粒为600%。
在此,在由例如铝构成的金属管即导体层26的外表面预先涂敷有导电粘接剂,然后,将上述电介质膜卷绕到导体层26,以使气泡颗粒直径大的一侧与导体层26侧接触,并使其干燥。通过干燥,导体层26与电介质膜以充分的粘接强度粘接。虽然图中未示出,但在上述半导体层27上面,可以根据需要形成例如由PVDF构成的电介质层28(见图3)。
根据上述方法得到的打印鼓11(见图2),其半导体层27的厚度为3000μm、介电常数为12、泡沫硬度(sponge hardness)为70°,其表面形成薄膜状的表皮层。而且,厚度为3000μm的半导体层27中,气泡颗粒直径大的区域(也包括气泡颗粒直径在500μm或500μm以上)厚为2800μm,气泡颗粒直径小的区域厚为200μm。结果,使半导体层27的内表面具有弹性,外表面具有平滑性。
在形成半导体层27时,如果所形成的气泡颗粒直径为500μm,则实际也存在1mm左右的气泡。但是,因这样大的气泡颗粒极少,所以其影响几乎可以忽略。
因此,在使用上述电介质膜形成打印鼓11时,打印鼓11的弹性和表面平滑性两方面均可以得到,所以,可以稳定地保持打印纸P,同时,也可以良好地维持打印鼓11对打印纸P的吸附性。结果,由于提高了打印性能,所以,可以可靠避免调色剂图像的打印不良、印字失真、图像质量降低等。而且,因为可以可靠保持打印纸P,所以,可以提供一种不易产生故障的、稳定的装置。而且,通过上述比较简单的方法就可以制造电介质薄膜,所以,可以降低制造电介质膜所需的成本,同时,可以降低装置的价格。〔实施例2〕
在本实施例中,就使用聚氨酯作为电介质聚合物为例进行说明。首先,对于100重量单位的聚氨酯,以碳黑(本实施例中为HAF碳黑)5、氧化锌8~10、硬脂酸锌等金属脂肪酸盐(metallic soap,金属肥皂)2、发泡剂10、石蜡油40、增强石墨25、加硫促进剂3的比例混合。
作为所用的聚氨酯,软质的聚氨酯泡沫体、聚氨酯弹性体等较合适,除此之外,也可以使用EPDM、氨基甲酸乙酯、尼龙、硅树脂、PET、PTFE、PVDF、天然橡胶、丁腈橡胶(nitryl-butadiene rubber)、氯丁橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶(styrene-butadiene rubber)、聚丁橡胶、乙丙橡胶(ethylene-propylenerubber)、异丙橡胶(isopropylene rubber)、降冰片烯橡胶(polynorbornene rubber)等。而且,上述材料也可以适量混合使用。
混合的碳黑除上述HAF以外,若使用ISAF、GPF、SRF等槽法碳黑(channel black)或炉法碳黑(furnace black)也可以,而且,其混合量也可为0.5~15重量单位。而且,混合的碳黑的氮吸附比表面积(nitrogen absorptionspecific surface area)在20m2/g以上130m2/g以下、DBP(dibutyl phthalate,邻苯二甲酸二丁酯)的吸油量在60ml/100g以上120ml/100g以下。
而且,在使用上述的发泡剂时,若其中混合2.0重量部分的聚二烷基硅氧烷(polydialkyl siloxane)、聚硅氧烷-聚烯化氧嵌段共聚物(siloxane-polyalkylene oxide block co-polymer)等硅基表面活化剂则可以良好地进行发泡。
另外,在使用上述的发泡剂时,可以在聚氨酯内形成由例如丙烯氧化物、乙烯氧化物、聚醚多元醇(polyether-polyol)、甲苯二异氰酸酯(tolylenediisocyanate)、1-4丁二醇(1-4 butanediol)、硅基表面活化剂、二-正丁基锡二月桂酸酯(di-n-butyltindilaurate)中的一种,或由多种进行化学反应而形成的发泡基。
接着,进行如下的加热吹风发泡成形。将混合了上述材料群的混合物在Mondomix公司生产的发泡注入机中注入发泡,然后,将发泡后的混合物注入金属注射/挤压模子中,以80℃到120℃加热挤压,这时,在上述模子的挤压孔侧准备好具有比挤压孔稍大的内径的圆筒形金属模子,向其中挤压该混合物。
然后,在混合物刚刚挤压到所定长度时,终止混合物的挤压,或用切削工具切断挤压出所定长度的混合物,加热上述圆筒形金属模子的内表面,使上述电介质聚合物发泡,便得到圆筒形电介质膜。这时的加热时间最好是约5分钟到100分钟。而且,也可以是:上述模子的内表面以60℃保持3小时,之后再以80℃保持10小时,以这样的低温来制造圆筒形电介质膜。
然后,使预先涂敷了导电粘接剂的导体层26与圆筒形的电介质膜的内表面粘接干燥,通过干燥,导体层26和半导体层27(电介质膜)被以足够的粘接强度粘接。图中虽未示出,但也可以根据需要在上述半导体层27上面设置由例如PVDF形成的电介质层28。
如上所述,在本实施例中,将上述圆筒形模子的内表面加热,使上述电介质聚合物发泡,所以,上述模子的内表面比其外表面发泡迅速,结果,得到的圆筒形电介质膜形成了从上述圆筒形金属模子的内表面向外表面气泡颗粒直径逐渐减小的发泡区域。因此,在气泡颗粒直径大的一面可以确保所需的弹性,另外,在气泡颗粒直径小的一面可以可以得到所需的表面平滑性。
因此,使用上述结构,打印鼓11的弹性和表面平滑性两方面均可以得到,所以,可以稳定地保持打印纸P,同时,也可以良好地维持打印鼓11对打印纸P的吸附性。结果,由于提高了打印性能,所以,可以可靠避免调色剂图像的打印不良、印字失真、图像质量降低等。而且,因为可以可靠保持打印材料,所以,可以提供一种不易产生故障的、稳定的装置。
而且,根据上述方法,只加热圆筒形金属模子的内表面就可以容易形成气泡颗粒直径不同的区域,可以很容易得到所需的电介质膜。
采用注射模压法也可以使半导体层27和导体金属内芯(导体层26)一体成形,这时,将金属内芯设置于预先准备好的金属模子中,与上述一样,将混合物注入金属模子,加热加硫约100分钟到160分钟便可以得到一体成形品。〔实施例3〕
在本实施例中,在上述实施例1或2制做的混合物中再混合至少一种离子性导电材料,而且,作为离子性导电材料,可以是例如过氯酸钠、过氯酸钙、氯化钠等无机离子性导电物质,或改性脂肪二甲基乙基硫酸乙酯铵(denatured fat dimethylethyl ammonium ethosulfate)、硬脂基醋酸铵(stearylammonium acetate)、月桂基醋酸铵(lauryl ammonium acetate)、十八烷基三甲基过氯酸铵(actadecyltrimethyl ammonium perchlorate)等有机离子性导电物质。
然后,以与实施例1或2同样的方法使上述混合物发泡后,将上述混合物导入所需形状的模子中以80℃保持约12小时,便得到电介质膜。
在本实施例中,在实施例1或2制做的混合物中混合离子性导电材料,因此,电介质膜的电阻不会产生不均匀,与不含离子性导电材料的情况比,可以制做出更均匀的电介质膜。
在此,为研究实施例1到3所制做的电介质膜的电气特性,分别用各电介质膜构成打印鼓11的表层,按如下所述测定了电介质膜的电阻。
即,使用由SUS(Stainless Steel,不锈钢)构成的直径60mm的金属管作为旋转反电极(rotating counter electrode),而且,使用Trek公司生产的610C型电源,向上述金属管施加1000V的电压,测定了电气电阻。上述打印鼓11的旋转速度为1圈/sec,连续通电时间为10小时。而且,测定环境为温度25℃、相对湿度(Relative Humidity)70%。
结果可知,根据实施例1至3的方法所制做的电介质膜电阻都为9×106Ω~2×107Ω,可以得到具有稳定电阻的电介质膜。
而且,在实施例1至3中,相对于100重量单位的电介质聚合物,与混合于电介质聚合物中的碳黑一起,混入0.1~10重量单位的过氯酸钠、四乙基氯化铵(tetraethyl ammonium chloride)等离子性导电物质,及二甲基聚硅氧烷(dimethyl polysiloxane)、聚氧乙烯月桂基醚(polyoxyethylene laurylether)等表面活化剂后,在可以得到分布更均匀的碳黑。因此,电气调整电介质聚合物的电阻将更加容易,更容易降低电介质聚合物的电阻不均匀程度。
本发明中所详述的具体实施形态或实施例是为了阐明本发明的技术内容,并不能狭义地理解为局限于上述具体的例子,在本发明的精神和所附的权利要求范围内,可以实施各种变更。
Claims (23)
1、一种图像形成装置,包括:
图像支持体,在其上形成调色剂图像;
打印媒体,通过使打印材料与所述打印媒体接触,将形成于所述图像支持体的调色剂图像打印到打印材料;以及
吸附装置,配置于所述打印媒体的外周,在所述打印媒体上电吸附保持所述打印材料;
所述打印媒体至少由半导体层和支持所述半导体层的导电衬底构成,所述半导体层具有向所述导电衬底侧气泡颗粒直径逐渐增大而形成的发泡区域。
2、一种图像形成装置,包括:
图像支持体,在其上形成调色剂图像;
中间打印媒体,将形成于所述图像支持体的调色剂图像暂时打印到所述中间打印媒体;以及
打印媒体,将在所述中间打印媒体上暂时打印的调色剂图像静电打印到打印材料;
所述中间打印媒体至少由半导体层和支持所述半导体层的导电衬底构成,所述半导体层具有向所述导电衬底侧气泡颗粒直径逐渐增大而形成的发泡区域。
3、根据权利要求1所述的图像形成装置,其中:
所述吸附装置通过电荷的感应吸附打印材料。
4、根据权利要求1所述的图像形成装置,其中:
所述发泡区域的气泡颗粒直径为100μm~500μm。
5、根据权利要求1所述的图像形成装置,其中:
所述半导体层的厚度为300μm~6000μm。
6、根据权利要求1所述的图像形成装置,其中:
所述半导体层的介电常数为10或10以上。
7、根据权利要求1所述的图像形成装置,其中:
所述半导体层含有发泡剂及乙烯丙烯二烯共聚物(ethylene-propylene-diene co-polymer)、聚氨酯(polyurethane)、氨基甲酸乙酯(urethane)、尼龙、硅树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride)、天然橡胶、丁腈橡胶(nitryl-butadiene rubber)、氯丁橡胶(chloroprene rubber)、苯乙烯丁二烯橡胶(styrene-butadiene rubber)、聚丁橡胶(butadiene rubber)、乙丙橡胶ethylene-propylene rubber)、异丙橡胶(isopropylene rubber)、降冰片烯橡胶(polynorbornene rubber)中的一种。
8、根据权利要求7所述的图像形成装置,其中:
所述发泡剂为氮基发泡剂。
9、根据权利要求7所述的图像形成装置,其中:
所述发泡剂含有硅基表面活化剂。
10、根据权利要求1所述的图像形成装置,其中:
所述半导体层含有由丙烯氧化物、乙烯氧化物、聚醚多元醇(polyether-polyol)、甲苯二异氰酸酯(tolylenediisocyanate)、1-4丁二醇(1-4 butanediol)、硅基表面活化剂、二-正丁基锡二月桂酸酯(di-n-butyltindilaurate)中的一种或多种进行化学反应而形成的发泡基。
11、根据权利要求1所述的图像形成装置,其中:
所述半导体层含有导电微粒。
12、根据权利要求11所述的图像形成装置,其中:
所述导电微粒为石墨、碳黑、二氧化钛中的至少一种。
13、根据权利要求12所述的图像形成装置,其中:
所述碳黑为炉法碳黑或槽法碳黑。
14、根据权利要求1所述的图像形成装置,其中:
所述半导体层含有离子性导电材料。
15、根据权利要求14所述的图像形成装置,其中:
所述离子性导电材料为过氯酸钠、过氯酸钙、氯化钠、改性脂肪二甲基乙基硫酸乙酯铵(denatured fat dimethylethyl ammonium ethosulfate)、硬脂基醋酸铵(stearyl ammonium acetate)、月桂基醋酸铵(lauryl ammonium acetate)、十八烷基三甲基过氯酸铵(octadecyltrimethyl ammonium perchlorate)中的至少一种。
16、根据权利要求1所述的图像形成装置,其中:
所述图像支持体具有感光管,并且,所述打印媒体还具有电介质层;
所述电介质层的宽度比所述感光管宽度大,所述感光管的宽度比所述图像支持体的有效打印宽度大,所述有效打印宽度比所述图像支持体的有效图像宽度大。
17、根据权利要求16所述的图像形成装置,其中:
所述导电衬底的厚度与所述电介质层的厚度相同,并且,所述半导体层的厚度比所述导电衬底的厚度与所述电介质层的厚度小。
18、根据权利要求1所述的图像形成装置,其中:
所述打印媒体为圆筒形状的打印鼓;并且
所述打印鼓的直径的设定使得所述打印鼓具有与打印材料的最大宽度对应的圆周。
19、一种电介质膜的制造方法,所述电介质膜用作打印媒体的表面,所述打印媒体将电吸附保持在其表面的打印材料与所述图像支持体接触,将形成于所述图像支持体的调色剂图像打印到打印材料,所述方法包括以下步骤:
(a)将含有发泡基或发泡剂的电介质聚合物加热,加工成薄膜形状;
(b)将加工成薄膜的两面以互不相同的温度加热,使所述电介质聚合物发泡。
20、根据权利要求19所述的电介质膜的制造方法,还包括下述步骤:
在所述电介质聚合物中加入碳黑。
21、根据权利要求19所述的电介质膜的制造方法,还包括下述步骤:
在所述电介质聚合物中加入离子性导电材料。
22、根据权利要求19所述的电介质膜的制造方法,还包括下述步骤:
在所述电介质聚合物中加入硅基表面活化剂。
23、一种电介质膜的制造方法,所述电介质膜用作打印媒体的表面,所述打印媒体将电吸附保持在其表面的打印材料与所述图像支持体接触,将形成于所述图像支持体的调色剂图像打印到打印材料,所述方法包括以下步骤:
(a)将含有发泡基或发泡剂的电介质聚合物挤压为圆筒形状;
(b)将所述圆筒的内表面加热,使所述电介质聚合物发泡。
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