专利名称：一种用于电子照相装置的辊的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及在以电子照相方式工作的复印机和打印机等图 像形成装置中，能作为各种辊使用的功能性辊。
背景技术：
图1示出电子照相方式的基本构成。电子照相装置1含有感光
鼓2,感光鼓2的表面涂有光半导体，在感光鼓2的表面上通过电子 照相方式形成图像。在图像形成之前，感光鼓2的表面通过充电辊3 被均匀地带上电荷。在被均匀地带上电荷的感光鼓2的表面由光学系 统4照射对应形成图像的光。涂在感光鼓2表面的光半导体根据被照 射的光强度产生导电性。因此，从光学系统4照射对应形成图像的强 度的光到感光鼓2的表面，在感光鼓2的表面能形成静电潜像。
对在感光鼓2表面形成的静电潜像，从显影部件5供给碳粉， 得到对应静电潜像的碳粉像。碳粉为含有颜料的热可塑性粒子，在纸 等薄片材6被夹在感光鼓2和转印辊7间并被输送时被转印到纸等薄 片材6的表面。被转印到薄片材6表面的碳粉像用定影装置8加热和 加压，成为碳粉熔融且粘到薄片材6的表面的状态，作为图像被定 影。在转印碳粉像到薄片材6上之后，感光鼓2的表面用清洁元件9 清洁干净，再次通过充电辊3被均匀地带电。像这样，感光鼓2在旋 转时，用碳粉使图像形成在其表面上，然后转印到薄片材6上并定 影。充电辊3被高电压源10施加100V左右的高压。
在显影部件5中设有显影辊5a，以接触方式或非接触方式转移 碳粉到感光鼓2的表面。碳粉被储存在显影部件5的内部，通过供粉 辊5b附着到显影辊5a的外周表面。清洁元件9也使用清洁辊9a。 像这样，在电子照相装置l中，有多个功能性辊被使用。这些功能性 辊通常的构造是在表面上用橡胶材料覆盖。充电辊3的导电性金属芯管11的表面，覆盖具有导电性的橡胶 层12，还有在橡胶层12的表面形成表面覆盖层13。使用橡胶层12 是为了避免金属等硬质表面直接接触到感光鼓2表面而刮伤其光半导 体层。用在橡胶层12中的橡胶材料是具有适度的弹性且具有导电性 的材料。在橡胶层12表面形成表面覆盖层13以便在橡胶层12的表 面不附着碳粉等。在充电辊3表面附着碳粉等，会进一步通过碳粉玷 污感光鼓2的表面，然后玷污薄片材6，使被转印形成的图像的品质 变差。
充电辊3有必要具有10^Q/cm左右的电阻值。在橡胶层l2，要 得到合适的电阻值的调整是困难的。尤其是硅胶，由于可塑剂污染感 光鼓2所以硅胶不能4吏用。充电辊3的橡胶层12为几亳米到十几毫 米的圆筒状，在制造时用块状的原材料通过切削加工制造。因此，材 料成本和加工成本较高。还有橡胶层12的硬度在IO度左右的柔软性 较好，要得到这样柔软的硬度，有必要使用发泡的海绵。但是，由于 海绵表面产生有细的凹凸，难均匀地带电，在图像上容易产生细微的 浓淡不均。在如图1所示的电子照相装置中使用的供粉辊5b和清洁 辊9a等，均是用橡胶层覆盖外周表面的构造，这会产生相同的问 题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种应用于电子照相装置的功能性 辊，只需要采用较低的成本就能起到同等优良的作用。
为实现上述目的，本实用新型釆用了以下技术方案提供一种 用于电子照相装置的辊，包括呈辊状的芯管以及多根功能纤维，所述 功能纤维附着在所述芯管的外周表面。
根据本实用新型，所述芯管以金属、绝缘性树脂、导电性树脂 或纸的其中一种为原材料，用静电植毛法在芯管的外周表面植上功能 纤维，可容易而且成本低廉地得到功能性植毛辊。根据本实用新型，将两种或两种以上不同物性的聚合物，同时 通过一个具有特殊分配系统的喷丝孔而制得纺丝的复合纺丝法，通过 复合纺丝法制造，得到具有各聚合物的特性的功能纤维。
根据本实用新型，在纺丝过程中加入具有某特性的材料的掺杂 纺丝法，通过掺杂纺丝法制造，可容易地得到所期望的特性。
根据本实用新型，控制功能纤维的长度范围在0.5mm 3mm，作为 电子照相装置的各种功能性辊，能容易地得到均匀的接触状态。
根据本实用新型，控制功能纤维的单丝线密度范围在 ldtex 10dtex,作为电子照相装置的各种功能性辊，能容易地得到均 匀的接触状态。
根据本实用新型，功能纤维由于具有导电性且与芯管电导通， 用在功能性辊中，可进行电作用到对象物上。通过控制单丝阻抗值的 范围在105Q/cm~1012Q/cm，作为用于电子照相装置中的功能辊，可 恰当地进行静电作用。所述功能纤维含有电绝缘性功能纤维和导电性 功能纤维，通过调整电绝缘性功能纤维和导电性功能纤维的混合比 例，能调整功能纤维整体的导电性。
根据本实用新型，由于被切成预定的长度的多根功能纤维以预 定的密度附着在辊状芯管的外周表面。当功能性辊被作用时，功能纤 维的前端接触到对象物，配合对象物的表面形状等能容易地变形，由 于能实现均匀的接触状态，因此可产生均匀性良好的效果。通过改变 功能纤维的长度和密度可调整接触压力，若增加功能纤维的长度，则 接触压力降低，若长度变短，则接触压力增大。使用多根功能纤维附 着到芯管的外周面，比用橡胶层等形成外周面的制造成本要低廉。
图l是现有电子照相装置的基本构成的简略化截面图。
图2为本实用新型实施例一的功能性植毛辊的纵截面示意图；图3为图2所示功能性植毛辊的横侧面示意图。 图4是图2所示的功能纤维的单根横截面示意图。 图5是本实用新型的其它实施例的充电辊的纵截面示意图。
具体实施方式
图2和图3示出本实用新型实施例一的功能性植毛辊20的大致 构成。图2示出纵截面视图的状态，图3示出横截面视图的状态。芯 管21为用铁等金属制成的辊，其具有导电性，并且两端可旋转地被 支撑。用静电植毛法形成的植毛层22形成到芯管21的外周表面。植 毛层22是用粘接剂层23使许多的功能纤维24的基端侧粘接到芯管 21的外周表面形成。植毛层22使芯管21的周围产生放射状的电 场，使整齐地切至一定长度的功能纤维24被吸附，沿着电场使功能 纤维24呈放射状地附着到芯管21的周围。若涂布粘接剂到芯管21 的表面，能使吸附的功能纤维24附着到芯管21的表面，能容易地形 成植毛层22。
也就是说，使用被切为预定长度的功能纤维24,使芯管21在绕 其轴线旋转的同时，用静电植毛法把功能纤维24植到辊状的芯管21 上。功能纤维24不论是电绝缘性还是导电性的原材料，都可对芯管 21植毛，与芯管21的粘接是用绝缘性粘接剂或导电性粘接剂，进行 功能纤维24和芯管21的粘接。作为粘接剂的可以是水性丙烯类乳浊 液粘接剂，或氨基甲酸乙酯类粘接剂，还可是聚酯类热熔粘接剂，为 使具有导电性，掺入银骨等导电物质到粘接剂中。
使用功能性植毛辊20作为电子照相装置的充电辊、供粉辊、清 洁辊等时，功能纤维24具有导电性较好。尤其是作为充电辊使用 时，导电性是必要的。在导电性为必要的场合，构成植毛层22的功 能纤维24用具有导电性的尼龙类纤维或丙烯类纤维。例如在图1中 作为供粉辊5b使用时，供粉辊5b的转速与显影辊5a的转速比6为 0. 5~2. 0。在功能纤维24有必要有导电性的场合，还可组合导电性纤维和电绝缘性纤维，通过改变它们的比例来调整功能纤维24整体 的导电性。可使用的导电性纤维包括了聚乙烯对本二酸盐类纤维、尼 龙类纤维、丙烯类纤维、人造纤维、芳香簇酰氨基类纤维、玻璃纤维 等。
复合纺丝也被称为共轭纺丝，将两种或两种以上不同物性的聚 合物，同时通过一个具有特殊分配系统的喷丝孔而制得，是制成具有 各种特性的纤维的纺丝方法。还有，掺杂纺丝是指在纺丝过程中掺入 特定物质的纺丝法，如在制作导电纤维的场合，掺入碳黑等导电剂。 分散型是指使导电剂分散到原料中。
如图4所示，功能纤维24的一种实施例是以芯纤维25为中 心，在其周围形成导电性碳素微粒子层26，像这样的构造可通过复 合纺丝法形成。用静电植毛法时，表面为导电性而内部为电绝缘性的 纤维易于飞起。
用现有的植毛技术制作植毛辊，具有导电性等功能性的原材料 较少，使用方法受限。例如，在用现有的复合纺丝法制作的导电性纤 维中，在纤维表面电绝缘部和导电部可明显地分开，成为单根纤维。 像这样的构造中，在纤维表面形成静电电场，通过电场附着力增大。 还有在纤维表面的绝缘部的露出较大，成为电荷难逃离的状态。伴随 着像这样的附着力增大和电荷残留，堵塞等容易发生，对堵塞紡丝釆 取应对措施是必要的。还有，为减轻表面的电场，对绝缘性纤维，用 导电性覆盖材料进行覆盖，用到植毛上也可进行。但是，这个导电性 覆盖材料的使用由于在磨耗中发生剥离，在要求较长使用寿命的装置 中是无效的，有改进的必要。而且，在用电场使纤维飞起，植毛到辊 上的场合，会受到纤维本身的电特性和截面形状的影响，电阻值过 低，飞起较难，产生植毛密度低下的问题。
在本实施例中，为改善这些问题，从纤维自身改良，通过复合 纺丝用导电体构成在表面露出的部分的的纤维，使用绝缘体构成露出比例在50%以下的纤维。为使纤维的阻抗值为预定值，使用碳黑在 纤维中均匀地分散的或掺杂的纤维。即使是低阻抗的纤维，为了易于 飞起，在纤维表面进行处理，使植毛密度变得稳定。作为处理是在纤 维表面形成薄的黏膜的场合，黏膜形成后进行植毛，在以后的处理中 祐膜脱落，能使植毛密度稳定。
本实施例的功能性植毛辊20用功能纤维24构成表面，功能纤 维24通过静电植毛法植到芯管21，芯管21的材料不只是金属，绝 缘性树脂、导电性树脂、纸的其中之一构成也可。以下示出使用功能 性植毛辊20作为供粉辊的场合的较好条件。
功能纤维24的长度在0. 5mm 3mm的范围。植毛层22的特性 为，若纤维较长则单位面积的植毛程度较稀疏，若较短则倾斜于较稠 密。其理由是因为采用静电植毛法，带电的纤维飞起。对芯管21的 外周表面使纤维垂直地附着的是因为在电场最强的纤维状态保持纤维 附着的倾向。纤维较长时，通过电场在移动时纤维易于缠绕，难垂直 地附着因而密度较低。例如，作为在关于供粉辊的实物机器中的现有 评价结果，判明长度在2mm左右，因垂纤维密度的降低，碳粉的供给 水平开始降低。纤维长度在3mm时，纤维之间缠绕，为较稀疏的状 态，为可清楚看见植毛层22自身程度的植毛，大部分碳粉的供给不 能进行。纤维的长度在比0. 5mm还小时，相反地成为植毛层22过于 稠密、表面较硬的状态，难有弹性，扭矩上升，或对于机器精度没有 剩余空间。
功能纤维24的单丝阻抗值在105Q/cm~ 1012Q/cm的范围较好。 关于阻抗值，在比10"Q/cm大时，电荷残留在功能纤维24上，碳粉 易于附着，容易发生堵塞和扭矩上升。还有，阻抗值过高，容易发生 摩擦带电，导致碳粉的带电量上升，并且在功能纤维24的附着力增 加，容易堵塞。因此，功能性植毛辊20自身的绝缘性提高，用电场 补给碳粉是困难的。在低阻抗值时，由于会对显影辊的施加电压(显影偏压)带来影响，也会带来过低的阻抗值的问题。
功能纤维24的单丝线密度为ldtex~10dtex的范围较好，线密 度大则线径也大，刚性强，容易在显影辊发生筋状的膜的形成，容易 产生图像缺陷。线密度较小则线径较细，用供粉辊供给显影辊上的碳 粉的重新组合效果减弱，易于产生为显影辊周期性的不均匀的显影鬼 影现象。由此，有必要设定线密度和供应到显影辊的送粉量。
根据本发明者的现有经验，判明在1.5旦尼尔(约 1. 67dtex),纤维长度可使用在0. 7mm 1.5mm的范围。判明在7旦 尼尔(7. 78dtex),纤维长度可使用1. 2mm ~ 2. Omm左右的范围。
功能性植毛辊20也能使用到无须具有导电性的场合。由于通过 植毛层22的密度可调节接触状态，在电子照相装置中，能较适合地 使用作清洁辊。在不需要导电性时，使用电绝缘性的纤维作为功能纤 维24较佳。
图5示出作为本实用新型的其它实施例，利用图2的功能性植 毛辊20形成充电辊40的大致构成。在本实施例中对应图2的实施例 的部分使用同一参照符号，在此不作重复说明。在功能性植毛辊20 的植毛层22的外周部，由呈圓筒的导电性管41覆盖。植毛层22的 轴线方向的两端由导电性的海绵圏42覆盖。
导电性管41是在由如聚碳酸酯、聚酰亚胺、特富龙等合成树脂 材料构成的管，导电性管41的厚度是数十微米的程度，厚度薄有可 挠性。用挤压成形法等工艺，在无缝且表面平滑的状态能容易地制造 出导电性管41。植毛层22的轴线方向的两侧用导电性海绵圏42夹 着，用导电性管41盖住全部，从植毛层22脱落的纤维不会落出到充 电辊40的外部。植毛层22的纤维脱落并落到外面，在纤维具有导电 性的场合，附着到感光鼓的表面，会产生漏电的情况，导致在图像上 缺乏油墨。但是，即使没有设置导电性海绵圏42，如增加导电性管41的长度，在轴线方向的两端部比植毛层22的端部延伸到足够地 长，即使产生脱毛，也较难从导电性管41的内部落出到外部。
本实施例的充电辊40是用植毛层2G的前端支撑具有可挠性的 导电性管41的内面，导电性管41的表面较柔软，为与感光鼓等接触 时的接触长度的啮合部达到足够的长度。还有，在接触压为必要时， 可缩短形成植毛层22的纤维的长度，提高刚性。
权利要求1、一种用于电子照相装置的辊，包括呈辊状的芯管，其特征在于，还包括多根功能纤维，所述功能纤维附着在所述芯管的外周表面。
2、 根据权利要求1所述的用于电子照相装置的辊，其特征在 于所述功能纤维用静电;f直毛法附着在所述芯管的外周表面。
3、 根据权利要求1所述的用于电子照相装置的辊，其特征在 于所述功能纤维为通过复合纺丝法制造的丝。
4、 根据权利要求1所述的用于电子照相装置的辊，其特征在 于所述功能纤维为通过掺杂纺丝法制造的丝。
5、 才艮据权利要求1至4任一项所述的用于电子照相装置的辊， 其特征在于所述功能纤维的长度为0. 5mm 3咖。
6、 根据权利要求1至4任一项所述的用于电子照相装置的辊， 其特征在于所述功能纤维的单丝线密度为ldtex 10dtex。
7、 根据权利要求1至4任一项所述的用于电子照相装置的辊， 其特征在于所迷功能纤维具有导电性，且具有与所述芯管的电导通 性。
8、 根据权利要求7所述的用于电子照相装置的辊，其特征在 于所述功能纤维的单丝阻抗值为105Q/cm~10"D/cm。
9、 根据权利要求8所述的用于电子照相装置的辊，其特征在 于所述功能纤维含有电绝缘性功能纤维和导电性功能纤维。
专利摘要本实用新型涉及一种用于电子照相装置的辊，包括呈辊状的芯管以及多根功能纤维，所述功能纤维附着在所述芯管的外周表面。所述功能纤维用静电植毛法附着在芯管的外周表面。所述功能纤维的长度最好为0.5mm～3mm，单丝线密度最好为1dtex～10dtex。当本实用新型的用于电子照相装置的辊被作用时，功能纤维的前端接触到对象物，配合对象物的表面形状等能容易地变形，由于能实现均匀的接触状态，因此可产生均匀性良好的效果。通过改变功能纤维的长度和密度可调整接触压力。使用多根功能纤维附着到芯管的外周面，比用橡胶层等形成外周面的制造成本要低廉。
文档编号G03G15/02GK201378252SQ20092004997
公开日2010年1月6日 申请日期2009年1月8日 优先权日2009年1月8日
发明者宋诗逸 申请人:特新机电(东莞)有限公司;特新企业(香港)有限公司