[发明专利]充电辊

说明书

背景技术

液体电子照相(LEP)过程始于对光电导体充电。栅控式电晕装置常常用来在光电导体上施加电子以进行充电。栅控式电晕装置的缺点在于由电晕效应产生的对环境有危害的臭氧排放物。栅控式电晕装置的一种已知的替代形式是充电辊。本公开大体上涉及新的充电辊、尤其用于进行液体电子照相(LEP)过程的设备和用于制造充电辊的方法。

附图说明

图1示出根据本发明的实施例的来自三批海德林(hydrin)充电辊的肖氏-A硬度、电阻和在8KHz (充电频率)的AC阻抗；

图2在正常印刷环境下光电导体(PIP)上的浸出组分方面比较了根据本发明的一个实施例的海德林充电辊与常规的聚氨酯(PU)充电辊。浸出组分影响墨点质量；

图3示出根据本发明的一个实施例的两个海德林辊(EBC3和EBC4)的I-V曲线。I-V曲线表征充电辊的电学行为。在x轴线上是施加到充电辊的DC电压，在左侧y轴线上是它们的充电电流。在右侧y轴线上是由静电计测量的光电导体(或PIP)在充电之后的表面电压。帕邢击穿发生在470V及以上的施加电压处。工作点为CR-V = 1740 V、CR-I = 3.18mA、PIP-V = 1050V；

图4是测量在正常印刷条件下沿PIP鼓的旋转方向的光电导体(PIP)的表面电压的静电计的屏幕截图。PIP使用根据本发明的一个实施例的充电辊充电。在曲线图中的两个缝隙之间是PIP鼓的一次回转，并且图像区在两个缝隙之间的平坦区域中；

图5A是根据本发明的一个实施例的充电辊的视图；

图5B是图5A的充电辊的海德林层的剖视图。

示例中公开了用来制造图1至4中测试的充电辊的橡胶。

具体实施方式

充电辊通常包括涂有一层导电橡胶的导电性(通常为钢)轴芯。在某些情况下，该层被进一步外涂以定制辊表面特性。

聚氨酯(PU)是用于充电辊中的导电橡胶层的常见材料。因为PU不是导体，所以通常添加导电盐来提供橡胶的导电性。然而，聚氨酯的使用并非总是令人满意的，因为PU可能由于环境湿度而出现水解问题。水解反应可能劣化PU橡胶的机械特性和其它特性。因此，PU基充电辊可具有一定的寿命限制。因此，高于期望的单页成本(Cpp)可能与其有限的使用寿命相关联。

海德林(即，环氧氯丙烷/环氧乙烷/烯丙基缩水甘油醚的三元共聚物)是用于充电辊中的导电橡胶层的另一种材料。海德林以不同的化学等级存在，每个等级具有不同量的组成型单体共混物且具有特定的物理特性和机械特性。由于海德林是固有(部分地)导电聚合物，它们通常在不添加导电剂的情况下使用。常规的无盐海德林在用于电子照相(EP)低端市场的充电辊中使用，例如，在办公用激光打印机或仅具有DC充电模式的MFP中使用。这些充电辊成本不超过几美元，并且制造成调色剂盒的一部分。它们的预计使用寿命与调色剂盒相同，调色剂盒的使用寿命通常不超过20K印次。然而，当在工业LEP印刷机中使用时，常规的海德林辊并非总是令人满意的，尤其是在那些依赖于AC充电模式并且以较高印刷质量(PQ)高速印刷的印刷机中。当在这些苛刻的条件下使用时，常规的无盐海德林基充电辊例如在电气性能和使用寿命方面表现出缺点。

除非另外指明并且参看图5A和5B，充电辊1包括通常由钢或铝制成的内导电轴2 (其可包括内腔)、以及橡胶导电层3，导电层3围绕所述轴2设置并且沿所述轴的长度的至少一部分延伸。层3具有外纵向表面4，该表面可进一步涂有通常半导电的橡胶涂层5。用于涂层5的橡胶的电导率通常低于用于层3的橡胶的电导率。这是用来克服充电辊在与光电导体接触时的不期望的电火花的解决方案。为了实现涂层和带涂层的层的合适的电气性能，可以或者为所述层和涂层两者使用相同橡胶，但具有不同的掺杂导电剂，和/或使用不同的橡胶和/或这两种策略的组合。涂层通常具有包括在几微米至几十毫米之间的厚度。