CN1389764A - 一种激光图像形成设备用的充电辊及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种激光图像形成设备用的充电辊,其依次有:一个金属芯;一个低硬度导电硅橡胶弹性层;一个苯乙烯/丙乙烯酸酯聚合树脂均电层;以及一个三氟氯乙烯/丙乙烯基醚(或酯)聚合树脂甲基异丁基酮表面保护层;在各层之间还可分别具有导电粘合剂层。本发明提供的上述充电辊的制造方法包括:(1)低硬度弹性层的制备;(2)均电层用材料的制备;(3)粘合剂的制备;(4)表面保护层材料的制备及(5)充电辊的成型。本发明具有如下实质性特点和显著的进步:1.充电辊使用时表面电压为600V,弹性适中,与感光鼓咬合良好;2.充电辊使用寿命长达10000～15000以上张;3.用于激光打印机时,图像清晰,完全排除底灰现象;4.克服了使用PU作表面保护层的水过敏现象。

Description

一种激光图像形成设备用的充电辊及其制造方法

技术领域

本发明涉及激光复印机、激光打印机、激光传真机或其它激光图像形成设备，具体涉及一种用于这些设备的充电辊及其制造方法。

背景技术

在现有的如激光复印机、激光打印机、激光传真机等激光图像形成设备中，使用一种充电辊，该充电辊与感光鼓保持接触而由感光鼓驱动。通常的充电辊及使用原理如图1所示，充电辊1包括一个金属芯102，一个盖住金属芯102的导电弹性层101，以及一个盖住导电弹性层101的表面层104，使用时将充电辊1安装在感光鼓2旁并与感光鼓2接触咬合，使充电辊1由感光鼓2驱动。当在充电辊1与感光鼓2之间通过电源3施加电压时，充电辊1通过导电弹性层101向感光鼓2表面充电。

按设备的技术要求，为提高图像形成设备的成像质量，感光鼓2表面电压的强度及均匀度尤其重要，感光鼓2表面各点的电压应均匀达600V左右，为达此要求，充电辊1的表面电荷也应均匀，一般应控制充电辊1的导电弹性层101的体积电阻率在10^7±0.5欧姆厘米。

专利号为94106266.X公开的“图像形成设备及其充电装置”介绍了上述这种充电辊的结构及其使用原理。该专利通过采用表氯醇橡胶或聚胺脂橡胶作为导电弹性层，通过控制导电弹性层和表面层的厚度和粗糙度等措施来改善充电辊的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光图像形成设备用的充电辊，它的导电弹性层具有均匀的体积电阻率，其用在图像形成设备时具有均匀的表面电荷，该充电辊的性能进一步提高，本发明的另一个目的是提供这种充电辊的制造方法。

本发明所提供的一种激光图像形成设备用的充电辊，其主要特征在于它的结构：

一个金属芯；

一个盖住金属芯的低硬度导电弹性层；

一个盖住低硬度导电弹性层的均电层；

以及一个盖住均电层的表面保护层；

所述的低硬度弹性层为导电硅橡胶层，厚度控制在3mm左右。

所述的均电层为苯乙烯/丙乙烯酸脂聚合树脂，添加导电、抗静电材料的导电层，厚度控制在1～2μm。

所述的表面保护层为三氟氯乙烯/丙乙烯基醚(或脂)聚合树脂甲基异丁基酮保护层，其厚度为40～80μm。

进一步的设计是：

在低硬度导电弹性层与均电层之间和在均电层与表面保护层之间还分别具有粘合剂层。

所述的粘合剂层为克姆洛克608配导电材料的粘合剂。

本发明所提供一种如上述的激光图像形成设备用的充电辊的制造方法，其特征在于包括如下材料的制备过程及充电辊的成型(以下有关配比的描述均为重量比)：

(1)低硬度弹性层的制备

选用50～60分子量的硅橡胶以白炭黑补强，用过氧化物(双二五)交联，采用传统的配炼工艺，将经补强的硅橡胶100份再加导电炭黑8-10份及石墨6-10份炼制成低硬度硅橡胶弹性层材料；

(2)均电层用材料的制备

选用苯乙烯/丙乙烯酸脂聚合树脂，添加导电、抗静电材料，其配比是：苯乙烯/丙乙烯酸脂聚合树脂100份，导电和抗静电材料90～95份，球磨约120小时后成为均电层用材料备用；所述的导电和抗静电材料为导电炭黑、石墨、氧化铁、氧化铝、氧化锑等。

(3)表面保护层材料的制备

将浓度为30～35％的三氟氯乙烯/丙乙烯基醚(或脂)聚合树脂(分子量＞1万)溶于甲基异丁基酮溶液中；

(4)粘合剂的制备(如为三层结构，该过程可以省略)

选用克姆洛克608粘合剂100份，配以导电和抗静电材料90～95份，球磨约120小时备用；所述的导电和抗静电材料为导电炭黑、石墨、氧化铁、氧化铝、氧化锑等。

(5)充电辊的成型

为使制成的充电辊表面具有一定的粗糙度以改善充电辊与感光鼓的接触特性、减少摩擦力和内生热，同时也为增加比表面积，使与其它层粘合更加牢固，选用晒蚀的模具，按常规的橡胶硫化成型工艺将低硬度硅橡胶弹性层结合在金属芯上；然后可以制造5层式充电辊：

在低硬度硅橡胶弹性层的表面涂上第一层粘合剂层；

在第一层粘合剂层上薄涂均电层；

在均电层表面涂上第二层粘合剂层；

在第二层粘合剂层上薄涂表面防护层。

或制造3层式充电辊：

在低硬度硅橡胶弹性层的表面薄涂均电层；

在均电层表面薄涂表面防护层。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

图面说明

图1为充电辊与感光鼓组合使用示意图；

图2为本发明的充电辊结构示意图。

最佳实施方式

图2为本发明的结构示意图，图中402-金属芯，401-导电弹性层，403-均电层，404-表面保护层。如图2所示，本发明的充电辊具有：

一个金属芯402；

一个盖住金属芯402的低硬度导电弹性层401；

一个盖住低硬度导电弹性层401的均电层403；

以及一个盖住均电层403的表面保护层404；

在低硬度导电弹性层401与均电层403之间和在均电层403与表面保护层404之间还分别有粘合剂层。

所述的低硬度弹性层401为导电硅橡胶层，厚度控制在3mm。

所述的均电层403为苯乙烯/丙乙烯酸脂聚合树脂，添加导电和抗静电材料(石墨、氧化铁、氧化铝、氧化锑等)导电层，厚度控制在1～3μm。

所述的表面保护层404为三氟氯乙烯/丙乙烯基醚(或脂)聚合树脂甲基异丁基酮保护层，其具有导电性，厚度控制在50～60μm。

所述的粘合剂层为克姆洛克608配以导电和抗静电材料的粘合剂。

实施例一：

本发明所提供一种图像形成设备用的充电辊的制造方法包括如下材料的制备过程及充电辊的成型：

1.低硬度弹性层的制备

选用50～60分子量的硅橡胶以白炭黑补强，用过氧化物(双二五)交联；采用传统的配炼工艺，将经补强的硅橡胶100份再加导电炭黑9份及石墨8份炼制成低硬度硅橡胶弹性层材料；

2.均电层用材料的制备

选用苯乙烯/丙乙烯酸脂聚合树脂100份，导电和抗静电材料(石墨、氧化铁、氧化铝、氧化锑等)92份，球磨120小时后成为均电层用材料备用。

3.表面保护层材料的制备

将三氟氯乙烯/丙乙烯基醚(或脂)浓度为30～35％、聚合树脂(分子量1万)溶于甲基异丁基酮溶液中。

4.粘合剂的制备

选用克姆洛克608粘合剂100份，配以导电和抗静电材料92份，球磨120小时备用。

5.充电辊的成型

5层式充电辊的制造：

按常规的橡胶硫化成型工艺将低硬度硅橡胶弹性层结合在金属芯上，低硬度硅橡胶弹性层的厚度为3mm。

用敷涂的方法在低硬度硅橡胶弹性层的表面涂上第一层粘合剂层。

用敷涂的方法在第一层粘合剂层上薄涂均电层，均电层的厚1～2μm。

用敷涂的方法在均电层表面涂上第二层粘合剂层。

用敷涂的方法在第二层粘合剂层上薄涂表面防护层。表面防护层的厚度为50～60μm。

3层式充电辊的制造：

按常规的橡胶硫化成型工艺将低硬度硅橡胶弹性层结合在金属芯上，低硬度硅橡胶弹性层的厚度为3mm。

用敷涂的方法在低硬度硅橡胶弹性层的表面薄涂均电层，均电层的厚1～3μm。

用敷涂的方法在均电层表面薄涂表面防护层，表面防护层的厚度为50～60μm。

上述充电辊经国家计算机检测中心测定，各项指标均符合打印机设计时对充电辊的要求。

与现有的充电辊对比，本发明具有如下实质性特点和显著的进步：

1.本发明的充电辊使用时表面电压为600V，弹性适中，与感光鼓咬合良好。

2.本发明的充电辊使用寿命长达10000～15000以上张；

3.用于激光打印机时，图像清晰，完全排除底灰现象；

4.克服了使用PU作表面保护层的水过敏现象，从打印第一张，就显示

了清晰的图象。

Claims (12)

1.一种激光图像形成设备用的充电辊，其特征在于：

一个金属芯；一个盖住金属芯的低硬度导电弹性层；一个盖住低硬度导电弹性层的均电层；以及一个盖住均电层的表面保护层；

2.根据权利要求1所述的所述的一种激光图像形成设备用的充电辊，其特征在于：所述的低硬度弹性层为导电硅橡胶层。

3.根据权利要求1或2所述的所述的一种激光图像形成设备用的充电辊，其特征在于：所述的低硬度弹性层的厚度为3mm。

4.据权利要求1所述的所述的一种图像形成设备用的充电辊，其特征在于：所述的均电层为苯乙烯/丙乙烯酸脂聚合树脂添加导电、抗静电材料的导电层，其厚度为1～3μm。

5.根据权利要求1或4所述的所述的一种图像形成设备用的充电辊，其特征在于：所述的均电层为用材料为苯乙烯/丙乙烯酸脂聚合树脂100份，导电材料和抗静电材料80～95份而成；

6.权利要求1所述的所述的一种图像形成设备用的充电辊，其特征在于：所述的表面保护层为三氟氯乙烯/丙乙烯基醚(或脂)聚合树脂甲基异丁基酮保护层，其厚度为40～80μm。

7.根据权利要求1所述的所述的一种图像形成设备用的充电辊，其特征在于：在低硬度导电弹性层与均电层之间具有粘合剂层。

8.根据权利要求1所述的所述的一种图像形成设备用的充电辊，其特征在于：在均电层与表面保护层之间还分别具有粘合剂层。

9.根据权利要求7或8所述的一种图像形成设备用的充电辊，其特征在于：所述的粘合剂层为克姆洛克608配导电和抗静电材料的粘合剂。

10.如权利要求1所述的一种激光图像形成设备用的充电辊的制造方法，其特征在于包括如下材料的制备过程及充电辊的成型：

(1)低硬度弹性层材料的制备

选用50～60分子量的硅橡胶以白炭黑补强，用过氧化物(双二五)交联，采用传统的配炼工艺，将经补强的硅橡胶100份再加导电炭黑8～9份及石墨6～10份炼制成低硬度硅橡胶弹性层材料；

(2)均电层用材料的制备

选用苯乙烯/丙乙烯酸脂聚合树脂，添加导电、抗静电材料，其重量配比是：苯乙烯/丙乙烯酸脂聚合树脂100份，导电和抗静电材料90～95份，球磨约120小时后成为均电层用材料备用；

(3)表面保护层材料的制备

将浓度为35％的三氟氯乙烯/丙乙烯基醚(或脂)聚合树脂(分子量＞1万)溶于甲基异丁基酮溶液中；

(4)粘合剂的制备

选用克姆洛克608粘合剂100份，配以导电和抗静电材料90～95份，球磨约120小时备用；

(5)充电辊的成型

以注射剂压成型的方法将低硬度硅橡胶弹性层结合在金属芯上；

在低硬度硅橡胶弹性层的表面薄涂均电层；

在均电层表面薄涂表面防护层。

11.如权利要求10所述的一种激光图像形成设备用的充电辊的制造方法，其特征在于充电辊的成型改为：

以注射剂压成型的方法将低硬度硅橡胶弹性层结合在金属芯上；

在低硬度硅橡胶弹性层的表面涂上第一层粘合剂层；

在第一层粘合剂层上薄涂均电层；

在均电层表面涂上第二层粘合剂层；

在第二层粘合剂层上薄涂表面防护层。

12.如权利要求11所述的一种激光图像形成设备用的充电辊的制造方法，其特征在于省去粘合剂的制备过程。

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