[发明专利]导电弹性体辊、制造方法及其图像形成装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种导电弹性体辊、制造方法及其图像形成装置，尤其涉及一种具有化学阻隔层的导电弹性体辊以及利用该导电弹性体辊的显影装置，包括显影盒和图像形成装置，属于图像形成技术领域。

背景技术

目前，复印机、激光打印机等各种图像形成装置广泛应用于人们的生活和工作中，已成为人们生活和工作中不可或缺的设备。复印机和激光打印机等图像形成设备的成像原理主要有接触式显影和跳跃式显影。使用比较多的是采用接触式显影的设备或装置。采用接触式显影的图像形成装置中包括处理盒（也称显影盒），所述处理盒包括有粉仓、送粉辊、显影辊、感光鼓、充电辊和出粉刀等。接触式显影的原理和过程为利用充电辊给感光鼓充电，使感光鼓表面形成均匀的带电层；激光器将载有欲打印或复印图像信息的激光束照射到感光鼓表面，使感光鼓表面形成相应图像信息的静电潜像。另一方面，送粉辊向显影辊提供显影剂，并在出粉刀的作用下使显影辊的表面形成均匀带电的显影剂层；承载显影剂的显影辊将显影剂输送至感光鼓，使感光鼓表面的静电潜像转化为可视图像。

对于显影的图像形成装置，所述导电弹性体辊可用于图像形成装置的显影辊、充电辊和/或转印辊。

现有技术的导电弹性体辊一般具有如下结构：位于中心的导电性金属轴芯，包覆于导电性金属轴芯外周的弹性层，以及包覆于弹性层外周的表面层。其中，导电性金属轴芯不仅要对弹性层施加电压，还要为弹性层提供机械支撑，因而多采用铁、铝等导电金属材料制成棒状或管状轴芯。弹性层和表面层同时也对中心的导电性金属轴芯起保护作用。但是，在使用过程中，仍有低分子物质（如水分、盐、碱性化合物、酸性化合物及其离子等会导致金属腐蚀的物质，但不限于这些）会在弹性层中产生或透过弹性层迁移或渗出，与导电性金属轴芯接触，对导电性金属轴芯造成腐蚀，从而影响导电弹性体辊的使用寿命。导电弹性体辊的工作寿命被缩短，必然增加了激光打印机等设施的使用和维修成本。

特别是，随着激光打印机向小型化、轻量化的方向发展，以及出于节省成本的考虑，导电弹性体辊的弹性层的厚度也出现不断减小的趋势，导致弹性层对金属轴芯的保护作用显著减弱，金属轴芯受到腐蚀的可能性大大增加。

目前，导电弹性体辊制造技术在防范金属轴芯受到腐蚀方面存在的问题主要表现有：

1）技术人员在测试中发现，即使金属轴芯经过表面处理，如电镀、喷砂等，当它直接与采用氯醚橡胶或氯醚橡胶与其它橡胶的组合物形成的弹性层接触时，在高温高湿环境下存放一段时间，依然无法避免腐蚀的发生。

2）向橡胶组合物中加入适量的吸酸剂，可以防止生成的氯化氢对制品的影响。然而技术人员在测试中发现，经吸酸剂处理的金属轴芯的腐蚀情况并未得到避免，含有吸酸剂的氯醚橡胶导电弹性体辊存放一段时间后，金属轴芯依然会产生腐蚀。而且，即使增加吸酸剂的用量，金属轴芯腐蚀的情况依然无法避免，且吸酸剂用量的增加会导致产品加工性能变劣，弹性层的硬度增大，导致出现成像缺陷。

3）在橡胶中加入常用的无机填料，如轻质碳酸钙、活性碳酸钙、氧化钙、粉末二氧化硅等，以期通过它们在弹性层内阻碍低分子物质的运动或吸附低分子物质来防止金属轴芯被腐蚀，也是目前比较常见的防护措施。然而，这些无机填料在不同用量水平下，依然不能避免金属轴芯发生腐蚀。这可能是因为填料本身易吸附水分，导致弹性层内水分积聚，易引起腐蚀。而且加入无机填料的量较高时，会降低弹性层的电阻均匀性及抗压缩永久变形性，同时会增大其硬度，导致形成的图像出现缺陷。

4）在弹性层的外侧设置表面层，以期防止弹性层吸收水分产生酸性环境，也是目前被使用的手段。然而目前所使用的表面层材料本身并不是专门针对该问题，也就不能完全起到这一作用。产品存放一段时间后，金属轴芯依然出现腐蚀现象。

5）采用发泡弹性体材料制备弹性层，但仅仅是达到物理性防护，产品存放一段时间后，金属轴芯依然出现腐蚀现象。

综上所述，无法有效防止金属轴芯被腐蚀的原因是导电弹性体辊中金属轴芯外侧对低分子物质的化学阻隔性较差，无法有效阻止因低分子物质的迁入而对金属轴芯的腐蚀。

发明内容

本发明所解决的主要技术问题在于提供了一种导电弹性体辊，其具有化学阻隔层的构成和性质，在作为显影辊和充电辊用于图像成形装置时，由于在导电性金属轴芯外设置一层化学阻隔层，可以有效的阻止低分子物质的渗入对金属轴芯的腐蚀，不仅提升了图像品质，而且能够提高导电弹性体辊具有更佳的工作性能和长久的使用寿命。