专利名称：一种显影辊的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于激光成像装置的显影辊。
背景技术：
激光打印机是目前应用最广泛的计算机外部输出设备之一，它利用光、电、热的物理、化学原理通过相互作用输出文字或图像。基本过程可分为充电、曝光、显影、转印、定影、 清洁、消电等七个步骤。首先，感光鼓表面由充电辊均勻地充电。激光扫描器向感光鼓发射含有图像信息的经过调制的激光，在感光鼓表面形成与待复制图像对应的静电潜像。同时， 显影辊旋转，显影辊与出粉刀间的碳粉因旋转摩擦而带电，带电的碳粉又因出粉刀压力挤压而厚薄均勻分布在显影辊上，显影辊旋转到与感光鼓相接触部分的带电碳粉因电场力作用而转印到感光鼓表面上使静电潜像转换成可视图像。随着感光鼓的旋转及经转印辊对纸张等记录介质背面施加的正电压作用，对在感光鼓表面形成了可视图像的带负电荷的碳粉产生吸引力，由碳粉形成的可视图像即被转印至纸张等记录介质上。随后进入加热辊和加压辊形成的定影组件，在热和压力的作用下碳粉粒子熔入记录介质的纤维中，于是碳粉形成的可视图像完全固化于记录介质上。这样一个基本的成像动作就完成了。在打印过程中，想要取得高品质的打印效果，显影辊至关重要。现有显影辊开发因其电阻率要求均勻，而不得不选择采用一种特别的导电性材料作显影辊基材。这种材料特别贵且因国际原材料上涨而有上涨趋势，而现有显影辊市场价格却不断下降，因此高品质低成本的设计开发已成当务之急。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是在保证打印品质的前提下，降低显影辊的制造成本。为解决上述技术问题，本发明采用了以下的技术方案设计一种显影辊，包括芯轴、设置于所述芯轴上的弹性层和设置于所述弹性层上的表面层，所述弹性层包含至少两层导电弹性体。优选地，所述弹性层包含内层和外层共两层导电弹性体，所述表面层附着于所述外层导电弹性体的外表面。较佳地，所述芯轴与内层导电弹性体之间具有粘接剂层。粘接剂层有助于芯轴与内层导电弹性体粘接成为一整体，这样无论产品处于何种条件，两者都不会离层，从而保证其导电性能稳定和打印时产品所需旋转的有效传输而不发生内层导电弹性体和芯轴的相对旋转，得以保证打印的有效性。优选地，所述内层导电弹性体的横截面外轮廓形状可以为圆形、椭圆形、正多边形、圆齿形、方齿形或尖齿形等。圆形能保证外圆各点电性能的均勻；椭圆形可以省去内层导电弹性体成形的研磨工序，降低成本；圆齿形、方齿形和尖齿形等的优点是让两层弹性体之间的接触面更大，且呈啮合状态，有利于内外层弹性体在无粘着剂的情况下有效贴合，不容易离层，保证打印时旋转有效。当然，两层弹性体能无胶粘剂粘合良好，从配方上有考虑，特点是两层弹性体的材料成份中必有一种或两种以上有相同胶料，因为有相同胶料存在情况下，其接合面必有化学结合界面，接合更稳固。优选地，所述外层导电弹性体的厚度为0. 5mnT2. 5mm。优选地，所述内层导电弹性体的硬度等于或大于所述外层导电弹性体的硬度，所述内层导电弹性体的电阻值小于所述外层导电弹性体的电阻值。外层导电弹性体需提供一定范围且稳定可靠的导电性能，还需有足够的机械变形能力，因此外层导电弹性体的硬度较低能够保证其变形，从而保证打印效果。优选地，在所述弹性层当中，所述内层导电弹性体的体积百分比含量为519Γ89%， 所述外层导电弹性体的体积百分比含量为119^49%，这样的比例能够有效降低制作难度和材料成本。所述内层导电弹性体2的制作原料配方如下(重量份)丁腈橡胶30-90份；顺丁橡胶5-55份；氯醇橡胶5-30份；强导电碳黑5-20份；普通碳黑20-50份；碳酸钙5_30份； 增塑剂5-30份；硫化剂0. 5-2. 5份；促进剂ΤΜΤΜ0. 5-1. 5份；促进剂CZ 0. 8-2份；氧化锌 2-7份；硬脂酸1-3份；防老剂RD 1-2份。这样的配方能够确保内层和外层的粘合效果；强导电碳黑用于保证导电效果；添加一定量的碳酸钙则是为考虑其能降低成本；增塑剂则可适当调节硬度；硫化剂则是通用硫磺；促进剂有两种是用于促进硫化的助剂；氧化锌和硬脂酸互配可以活化硫化效果，提高交联密度，提高胶料性能；防老剂则防止加工过程氧化降解及后续的防老效果。所述外层导电弹性体3的制作原料配方如下(重量份)丁腈橡胶5-50份；氯醇橡胶30-95份；弱导电碳黑3-10份；普通碳黑15-70份；碳酸钙10-40份；石蜡1_5份；软化剂液态丁腈3-20份；硫化剂0. 5-1. 5份；促进剂TMTM 0. 3-1. 5份；促进剂CZ 0. 5-2. 0份； 氧化锌2-7份；硬脂酸1-5份；防老剂RD 1-2份。上示丁腈胶可以提供材料一定耐磨性能，氯醇胶有很好的耐高低温性能及耐臭氧性，且胶料本身具有一定离子导电性能，这对材料的导电均勻性有利。外层导电性是要求具有一定导电的半导电材料，因此只能在一定量添加弱导电碳黑。碳黑的添加能提高胶料的强度，碳酸钙是作为填料添加，能降低成本。上述其他成份说明同上所述。本发明的显影辊由于包含了至少两层导电弹性体，其中，内层导电弹性体可以采用成本较为便宜的导电弹性材料，外层导电弹性体则是采用具有特殊性能的、价格较贵的导电橡胶材料，可以保证均勻的体积导电性稳定，表面导电性均勻，从而保打印效果保持不变。这种设计可以同时兼顾价格便宜与品质稳定不变。
图1是本发明实施例一的显影辊的立体图。图2是图1所示显影辊的平视图。图3是图2的A-A剖视图。图4是本发明实施例二的显影辊的剖视图。图5是本发明实施例三的显影辊的剖视图。图6是本发明实施例四的显影辊的剖视图。图7是本发明实施例五的显影辊的剖视图。
图8是本发明实施例六的显影辊的剖视图。图9是本发明实施例一至实施例六的内层导电弹性体的制作原料配方列表。图10是本发明实施例一至实施例六的外层导电弹性体的制作原料配方列表。
具体实施例方式实施例一
图1至图3所示为根据本发明的一种显影辊，包括由导电金属制成的芯轴1和依次叠置于芯轴1上的内层导电弹性体2、外层导电弹性体3以及附着于外层导电弹性体3上的表面层4，内层导电弹性体2与芯轴2之间具有粘接剂层5。内层导电弹性体2在制作时按照图9所记录的实施例一的配方进行配料(单位为重量份)、炼胶，炼胶可选用开炼机或密炼机，本实施例采用开炼机。混炼好的胶料静置一天后置于模具模压成形，成形温度(模具温度)160°C，时间5-30分钟，本实施例为8分钟。 内层导电弹性体2的横截面外轮廓形状可以为圆形、椭圆形、正多边形、圆齿形、方齿形或尖齿形等各种有利于内外层导电弹性体啮合贴实的形状设计，本实施例采用圆形。外层导电弹性体3在制作时按照图10所记录的实施例一的配方进行配料(单位为重量份)、炼胶，混炼好的胶料静置一天，将内层导电弹性体2半成品置于挤出机T形或Y形机头复合挤出成形，此外成形方式还可以采用模压成形。然后再置于硫化罐硫化，硫化罐温度160°C，罐内压力0. 2MPa-0. 8MPa，加硫时间10分-30分钟，本实施例采用的条件为硫化罐压力0. 5MPa，加硫时间15分钟；然后再置于烤箱二次加硫，温度150°C，时间4小时，二次加硫后取出产品边端切断，然后研磨到指定尺寸，研磨可以用宽砂轮直进研磨，也可采用窄砂轮左右进研磨，本次实施采用窄砂轮研磨，研磨产品表面粗糙度常用Ra表征，其值在 0.5 μ-2 μ之间，优选为0.7 μ-1.5 μ之间，本实施表面粗糙度是0. 9 μ。最后的工序是表面涂装处理，表面涂装可以采用浸涂方式或喷涂方式，此次实施采用喷涂方式处理；涂层为半导电涂层，涂料电阻值在IO6 Ω-IO9 Ω，涂层厚度为2 μ -50 μ， 本实施例的涂层厚度是6 μ，得到产品一。在本实施例的弹性层当中，外层导电弹性体3的厚度为2. 5mm,内层导电弹性体2 的体积百分比含量为51%，外层导电弹性体3的体积百分比含量为49%。内层导电弹性体2 的硬度值为64，电阻值为0.001-0. 01 M Ω ；外层导电弹性体3的硬度值为48，电阻值为0. 2 ΜΩ。实施二
选用图9和图10所示配方表中的实施二的重量比配合，按实施一所述方法炼胶、成形， 本实施的内层导电弹性体2半成品的横截面外轮廓形状选用椭圆形，椭圆长轴比产品外径小l_5mm，短轴比产品外径小1-5_，长短轴比为1-1. 3之间，优选为1. 05。所得半成品如实施一所述挤出复合成形，再置入硫化罐硫化，研磨，长轴端的外层导电弹性体3厚度为 1.2mm，表面涂层，研磨粗磨度和涂层厚度同实施一，得到产品二。在本实施例的弹性层当中，内层导电弹性体2的体积百分比含量为72%，外层导电弹性体3的体积百分比含量为28%。内层导电弹性体2的硬度值为62，电阻值为0. 001-0. 01 MΩ ；外层导电弹性体3的硬度值为50，电阻值为0. 22 ΜΩ。实施三选用图9和图10所示配方表中的实施三的重量比配合，按实施一所述方法制作产品三，本实施例的内层导电弹性体2半成品的横截面外轮廓形状选用尖齿形，外层导电弹性体3的厚度为0. 5 mm。在本实施例的弹性层当中，内层导电弹性体2的体积百分比含量约为83%，外层导电弹性体3的体积百分比含量约为17%。内层导电弹性体2的硬度值为62， 电阻值为0. 001-0. 01 MΩ ；外层导电弹性体3的硬度值为51，电阻值为0. 25 ΜΩ。实施四
选用图9和图10所示配方表中的实施四的重量比配合，按实施一所述方法制作产品四，本实施例的内层导电弹性体2半成品的横截面外轮廓形状选用圆齿形，外层导电弹性体3的厚度为1. 0mm。在本实施例的弹性层当中，内层导电弹性体2的体积百分比含量为 76%，外层导电弹性体3的体积百分比含量为对％。内层导电弹性体2的硬度值为63，电阻值为0. 001-0. 01 MΩ ；外层导电弹性体3的硬度值为49，电阻值为0. 1 ΜΩ。实施五
选用图9和图10所示配方表中的实施五的重量比配合，按实施一所述方法制作产品五，本实施例的内层导电弹性体2半成品的横截面外轮廓形状选用方齿形，外层导电弹性体3的厚度为1. 8mm。在本实施例的弹性层当中，内层导电弹性体2的体积百分比含量为 ，外层导电弹性体3的体积百分比含量为46%。内层导电弹性体2的硬度值为61，电阻值为0. 001-0. 01 MΩ ；外层导电弹性体3的硬度值为51，电阻值为0. 18 ΜΩ。实施六
选用图9和图10所示配方表中的实施六的重量比配合，按实施一所述方法制作产品六，本实施例的内层导电弹性体2半成品的横截面外轮廓形状选用正多边形，外层导电弹性体3的厚度为0. 8 mm。在本实施例的弹性层当中，内层导电弹性体2的体积百分比含量为74%，外层导电弹性体3的体积百分比含量为26%。内层导电弹性体2的硬度值为61，电阻值为0. 001-0. 01 MΩ ；外层导电弹性体3的硬度值为52，电阻值为0. 21 ΜΩ。以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，例如，所述弹性层不限于两层，也可以包含内层、中层和外层共三层导电弹性体，甚至还可以更多层。所述内层导电弹性体的横截面外轮廓形状也不限于上述实施例列举的形状；所述外层导电弹性体的厚度也不限于0. 5mm 2. 5mm。
权利要求
1.一种显影辊，包括芯轴、设置于所述芯轴上的弹性层和设置于所述弹性层上的表面层，其特征在于所述弹性层包含至少两层导电弹性体。
2.根据权利要求1所述的显影辊，其特征在于所述弹性层包含内层和外层共两层导电弹性体，所述表面层附着于所述外层导电弹性体的外表面。
3.根据权利要求2所述的显影辊，其特征在于所述芯轴与内层导电弹性体之间具有粘接剂层。
4.根据权利要求2所述的显影辊，其特征在于所述内层导电弹性体的横截面外轮廓形状为圆形、椭圆形、正多边形、圆齿形、方齿形或尖齿形。
5.根据权利要求2所述的显影辊，其特征在于所述外层导电弹性体的厚度为0.5mm 2. 5mm0
6.根据权利要求2所述的显影辊，其特征在于所述内层导电弹性体的硬度等于或大于所述外层导电弹性体的硬度，所述内层导电弹性体的电阻值小于所述外层导电弹性体的电阻值。
7.根据权利要求2所述的显影辊，其特征在于在所述弹性层当中，所述内层导电弹性体的体积百分比含量为519Γ89%，所述外层导电弹性体的体积百分比含量为119Γ49%。
8.根据权利要求2所述的显影辊，其特征在于所述内层导电弹性体的制作原料配方如下(重量份)丁腈橡胶30-90份；顺丁橡胶5-55份；氯醇橡胶5-30份；强导电碳黑5_20 份；普通碳黑20-50份；碳酸钙5-30份；增塑剂5-30份；硫化剂0. 5-2. 5份；促进剂TMTM 0. 5-1. 5份；促进剂CZ 0. 8-2份；氧化锌2-7份；硬脂酸1-3份；防老剂RD 1-2份。
9.根据权利要求2所述的显影辊，其特征在于所述外层导电弹性体的制作原料配方如下(重量份):丁腈橡胶5-50份；氯醇橡胶30-95份；弱导电碳黑3-10份；普通碳黑15-70 份；碳酸钙10-40份；石蜡1-5份；软化剂液态丁腈3-20份；硫化剂0. 5-1. 5份；促进剂 TMTM 0. 3-1. 5份；促进剂CZ 0. 5-2. 0份；氧化锌2-7份；硬脂酸1_5份；防老剂RD 1-2份。
10.根据权利要求1所述的显影辊，其特征在于所述弹性层包含内层、中层和外层共三层导电弹性体。
全文摘要
本发明公开了一种显影辊，包括芯轴、设置于所述芯轴上的弹性层和设置于所述弹性层上的表面层，所述弹性层包含内层和外层共两层导电弹性体，所述表面层附着于所述外层导电弹性体的外表面。所述芯轴与内层导电弹性体之间具有粘接剂层。内层导电弹性体采用成本较为便宜的导电弹性材料，外层导电弹性体则是采用具有特殊性能的、价格较贵的导电橡胶材料，可以保证均匀的体积导电性稳定，表面导电性均匀，从而保打印效果保持不变。这种设计可以同时兼顾价格便宜与品质稳定不变。
文档编号G03G15/08GK102375378SQ20111035681
公开日2012年3月14日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者周巍峙, 苏健强 申请人:珠海天威飞马打印耗材有限公司