专利名称：用于成像设备显影机的充电辊,充电辊的制造方法和装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种用于采用静电照相印刷系统的成像设备的显影机的充电辊，及更详细地说，涉及一种用于成像设备的显影机的充电辊，其中，半导电的弹性橡胶层由泡沫橡胶层和非泡沫橡胶层构成的双层构成，或是由交联橡胶层的单层构成，以借此使半导电弹性橡胶层的体电阻率最小，橡胶分子的交联比例最大，且抑制半导电的弹性橡胶层的强度的提高。此外，本发明涉及一种制造这种充电辊的方法及一种为这种方法而采用的容放装置。
一般地，采用静电照相印刷系统的成像设备，例如，激光打印机，传真装置，复印机或类似的成像设备，装有具有感光鼓和显影辊的显影机。感光鼓在其外圆周上通过曝光器形成有静电潜像，并通过一相邻的显影辊供给色料，且用色料将静电潜影冲洗成可视图像，从而在记录介质上形成图像。
在美国专利5，132，734“显影装置”，美国专利5，260，748“静电影像显影分配器”，美国专利“用于成像设备的显影装置”，美国专利5，771，426“使用色料与载液混合物的显影设备”，以及美国专利5，787，328“用于成像设备的旋转显影装置”中公开了一种传统的用于成像设备的显影机。
在这种普通的用于成像设备的显影机中，充电辊一般放置在感光鼓的附近以与感光鼓啮合来以恒定的速度旋转。这里，如果充电辊被施加一预定高的电压，发生所谓的“Paschen放电”，然后，根据充电辊的电阻和表面状态及所加的电压三者间的关系在与充电辊接触的感光鼓表面上带上静电。
美国专利5，499，078“充电辊及使用相同充电辊的成像设备”，美国专利5，600，414“带有混合陶瓷层的充电辊”，美国专利5，768，653“带有充电辊的静电照相印刷装置”，美国专利5，792，533“静电充电辊”，及美国专利5，852，758“充电辊移动装置”中公开了一种传统的充电辊。
传统的充电辊构造成加压涂敷有低强度的半导电弹性橡胶外圆周的金属棒，以使感光鼓具有均匀的带电表面。
最近，通过各种对充电辊结构的研究证实了半导电弹性橡胶层应保持107Ωcm到108Ωcm的体电阻率以使与充电辊接触的感光鼓具有均匀的带电表面。
但是，由于构成充电辊外表面的半导电弹性橡胶本身具有108Ωcm或更高的体电阻率，因此除非采取另外的方法来处理半导电弹性橡胶，否则很难生产出具有高性能的充电辊。
如果，具有108Ωcm或更高的体电阻率的充电辊与感光鼓接触，就需要一过高的电压来给感光鼓表面充电，从而由施加高电压产生的臭氧量显著增多，导致一系列环境的污染。
考虑到半导电弹性橡胶的这种特性，探索了各种在普通系统中用于减小半导电弹性橡胶的体电阻率的技术。
例如，美国专利5637395“粉末涂覆充电辊”公开了一种在半导电弹性橡胶中加入添加剂如导电碳粉或碱金属盐，以减小半导电弹性橡胶的体电阻率的方法。
另一个例子提出了使用丙烯腈丁二烯橡胶或表氯醇橡胶替代半导电弹性橡胶的方法。
除了上述用于减小半导电弹性橡胶的体电阻率的方法外，也提出了一些不同的用于提高半导电弹性橡胶的性能的方法。
例如，美国专利5，497，219“在成像设备中的具有改进的层的结构和/或表面特性的充电辊”及美国专利5，786，091“用于成像设备的充电辊”中公开了使用喷雾或浸渍系统以聚酰胺、含氟树脂或表氯醇橡胶液体涂覆于半导电弹性橡胶表面以使半导电橡胶具有理想的厚度和表面粗糙度的方法。
美国专利5，248，560“填充氨基甲酸乙酯显影辊”中描述了用具有极好的抗磨性和电特性的聚氨基甲酸乙酯橡胶代替半导电弹性橡胶的方法。
但是，在付于实施时，这些已知的方法产生了很多问题，如下第一，对于上述的美国专利5，637，395公开的方法，极难将象导电碳粉或碱金属盐一样的添加剂均匀地分布到半导电弹性橡胶上。
在这种情况下，由于加入到半导电弹性橡胶中的添加剂的均匀度很差，半导电弹性橡胶的体电阻率在整体上不一致。因此与半导电弹性橡胶相接触的感光鼓的整个表面带电不均匀，导致产生不理想的图象。
在加入添加剂的情况下，半导电弹性橡胶的强度急剧升高，而很难将半导电弹性橡胶的强度保持在JISA(日本工业标准类别AK6301)所规定的40或更低的范围内。此外，在这种情况下，如果减小充电辊的直径，就极难保证在充电辊和感光鼓之间的均匀接触，结果，将难以减小充电辊的尺寸。
美国专利5，497，219和5，786，091提出的方法需要在在金属棒的外圆周形成半导电弹性橡胶的过程之外的使用象聚酰胺、含氟树脂或表氯醇橡胶一样的涂覆液体的涂覆过程，从而显著恶化了整个生产过程的效率。
此外，与加入添加剂的情况相似，涂覆这些液体的工艺很难保持半导电橡胶的强度。这也将难以减小充电辊的尺寸。
美国专利5，248，560公开的方法可以制造相对高质量的充电辊，由于这种方法中使用了高价位的聚氨基甲酸乙酯，在整个生产成本方面仍是一个问题。
如果用具有低体电阻率的丙烯腈丁二烯橡胶或表氯醇橡胶代替半导电弹性橡胶，最终产品可能含有具有被抑制的比规定值还低的体电阻率的外层橡胶表面。但这将很难保持外橡胶表面的强度在JISA规定的10或更低的范围内。此外，如果在这种情况下减小充电辊的直径，将很难保证充电辊和感光鼓之间的均匀接触，结果，这将难以减小充电辊的尺寸。
另外，这种象表氯醇橡胶一样的极化合成橡胶具有在橡胶表面存在大量的非交联低分子聚合物质的特性。因此，如果具有由这种极化合成橡胶制成的外表面的充电辊在成像设备工作的停用期间与感光鼓接触，构成充电辊的低分子聚合物质很可能迁移到感光鼓的外表面，结果，会发生在感光鼓的外表面不能形成图象的异常现象。
作为一种抑制这种异常现象的方法，尽力去使橡胶外表面的交联密度达到最大，但在减小上述的不良现象的同时这种方法仍提高了橡胶外表面的强度，而这就很难减小充电辊的尺寸。
因此，本发明的一个目的是在保持构成一金属棒的外表面的弹性橡胶的体积电阻率在107Ωcm到108Ωcm的同时，使与弹性橡胶接触的感光鼓表面均匀充电。
本发明的另一个目的是在简化整个生产过程的同时，将弹性橡胶的体积电阻率均匀保持在107Ωcm到108Ωcm之间。
本发明的另一个目的是在保持弹性橡胶的体积电阻率在107Ωcm到108Ωcm的同时，使充电辊给感光鼓表面充电所需的电压达到最小。
本发明的另一个目的是通过使给感光鼓表面充电所需的充电辊充电电压达到最小，而显著地减少臭氧量。
本发明的另一个目的是在保持感光鼓的均匀充电状态的同时形成均匀的图象。
本发明的另一个目的是在使构成一金属棒外表面的弹性橡胶的耐用性最小的同时减小充电辊的尺寸。
本发明的另一个目的是在使弹性橡胶中存在的非交联低分子聚合物质最少的同时防止感光鼓表面产生异常现象，即使在成像设备工作的停用期间长时间与充电辊接触。
为完成以上目的，提供了一种用于制造充电辊的容放装置。该容放装置包括一两端开口以围成一容放空间的管状的主壳体，及一对用于密封容放空间的插入主壳体两端的塞子。这里，容放装置的主壳体由具有低热传导性的高分子聚合物质制成。
加压涂敷有由表氯醇氧化橡胶(epielorohydin oxide rubber)、丙烯腈丁二烯橡胶、填料、交联剂及发泡剂构成的泡沫橡胶的金属棒被放入容放装置的容放空间中。接着，装载有金属棒的容放装置再被送入一干式加热炉，并且在130℃到150℃的温度下加热泡沫橡胶。
当这个加热过程进行一选定的时段例如15分钟到25分钟进行时，泡沫橡胶被发泡剂发泡而填充容放装置的容放空间。此处，由于容放装置的主壳体由具有低热传导性的聚合物质制成，与容放空间的内壁相接触的发泡橡胶(foamed rubber)的外表面成为半导电的非发泡橡胶层，而不与容放空间内壁相接触的发泡橡胶的内表面成为半导电发泡橡胶层。
随后，容放装置的主壳体被拆开，且涂敷有泡沫橡胶物质的金属棒被送出并放入到一干式加热炉中，以便在选定的温度例如130℃到150℃下加热泡沫橡胶物质。
然后，加压涂敷有泡沫橡胶物质的金属棒被切成选定的宽度，从而完成了用于成像设备的显影机的充电辊的制造过程。根据本发明实施例制造的充电辊包括金属棒，一围绕在金属棒外围的半导电发泡橡胶层，以及围绕半导电发泡橡胶层外围的半导电非发泡橡胶层。
在本发明中，由于表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶的作用使构成金属棒外围的橡胶层可以具有107Ωcm到108Ωcm的体积电阻率。因此，根据本发明的过程制造的充电辊能够利用低的充电电压给感光鼓充分充电。
同时，用于成像设备的显影机的充电辊可以按照本发明的另一个实施例来制造。如果情况如此，使用一压模机(compression molding machine)来将由表氯醇氧化橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶和交联剂构成的交联橡胶物质涂敷于金属棒的外围。此处，交联剂由包含过氧化二枯基和过氧化苯甲酰的过氧化物构成。
接着，涂敷有交联橡胶物质的金属棒被送入一干式加热炉以便在选定的温度如140℃到150℃下加热交联橡胶物质。若这种加热过程进行一选定的时段如55分钟到65分钟，由于交联剂的作用包含在交联橡胶物质内的表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶形成过氧化物交键。
接着，被加热过的交联橡胶物质在选定的温度如100℃到120℃下再次被加热。在一选定的时段例如4小时到12小时进行这个加热工序后，未曾参加交联过程的残留交联剂被完全清除。
然后，加压涂敷有交联橡胶物质的金属棒被切成预定的宽度，从而完成了生产用于成像设备的显影机的充电辊的过程。根据本发明的实施例制造的充电辊包括一金属棒和一围绕在金属棒外围上的交联橡胶层。
在本发明的另一个实施例中，由于表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶的作用使构成金属棒外围的橡胶层具有107Ωcm到108Ωcm的体积电阻率。因此，根据本发明的过程制造的充电辊能够利用低的充电电压给感光鼓充分充电。
从下面接着的与附图相配合的说明中，本发明的上面的及其它的目的、特征和优点将变得更明显。
图1是说明根据本发明的一个实施例的用于成像装置的显影机的充电辊的制造方法的流程图。
图2a到2f说明了根据本发明的一个实施例的用于成像装置的显影机的充电辊的制造过程。
图3是说明根据本发明的另一个实施例的用于成像装置的显影机的充电辊的制造方法的流程图。
图4a到4d说明了根据本发明的另一个实施例的用于成像装置的显影机的充电辊的制造过程。
图5说明了一装有根据本发明的实施例制造的充电辊的用于成像装置的显影机。
参照附图，将更详细地解释用于成像装置的显影机的充电辊，制造这种辊的方法，以及用于制造充电辊的容放装置。
作为本发明的一个实施例，使用泡沫橡胶物质作为一主要元素的制造充电辊的过程。
参照图1，执行用泡沫橡胶物质加压涂敷一金属棒的外圆周的过程(S1)。在这种情况下，如图2a中所示，片状的泡沫橡胶物质(foam rubber substance ata sheet phase)1通过压模机100的泡沫橡胶物质入口12注入，且具有预定的直径的金属棒2通过金属棒入口21插入。
此处，通过入口12注入的泡沫橡胶物质1被一混合轴14的转动而充分混合并被推向一腔20。此处，在压模机100的下部放置有许多加热线圈16，加热线圈16用来加热及熔化被混合的泡沫橡胶物质1。
当金属棒2通过金属棒入口21插入并到达空腔20的内侧时，被推到空腔20中的熔化的泡沫橡胶物质1快速地粘附在金属棒2的外圆周上，从而，从金属棒出口19中抽出的金属棒2具有以泡沫橡胶物质1加压涂敷的外圆周。
根据本发明的一实施例，加压涂敷于金属棒2外圆周上的泡沫橡胶物质1由含有表氯醇氧化橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、填料、交联剂以及发泡剂的混合物构成。此处，例如过氧化物可用作交联剂，及4，4’对-氧双(苯磺酰肼)可用作发泡剂。
构成泡沫橡胶物质1的主要成份的表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶的混合比被事先调配以便调整构成作为最终产品的充电辊的外表面的泡沫橡胶物质1的体积电阻率。
表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶的混合比在3∶97到7∶93之间，优选的是5∶95，从而可使构成最终成品充电辊的外圆周的泡沫橡胶物质1的体积电阻率保持在107Ωcm到108Ωcm。
所进行的接下来的工序是将加压涂敷有泡沫橡胶物质1的金属棒2送入用于制造本发明的充电辊的容放装置中(S2)。
参照图2b，根据本发明的实施例的容放装置200包括两端开口以便限定一容放空间31c的管状主壳体31，及一对插入到主壳体31的两端以密封容放空间31c的塞子32。塞子32包括盖板33、36以及从盖板33、36延伸出来的突出部分34、37。
用于制造充电辊的容放装置200构作成左和右壳体31a、31b偶联成一体的结构，当将在下面讨论的第一加热工序完成时，左右壳体31a、31b彼此分开以便容放在主壳体31的容放空间31c中的金属棒2被快速传送到外边。
在加压涂敷有泡沫橡胶物质1的金属棒2放置于其间的情况下，左右壳体31a、31b偶联为一体以使加压涂敷有泡沫橡胶物质1的金属棒2被容放在主壳体31的容放空间31c中。然后，用塞子32封住主壳体31的两端。
在这种情况下，金属棒2的两端配装于在塞子32的突起部分34、37上形成的固定孔35、38中，其方式是使金属棒2可被稳定地配置在金属棒2的主壳体31内。
优选的，容放装置200的主壳体31是选自聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚丙烯硫化物的一种物质构成，这些物质具有极低的热传导率。
当金属棒2通过上述工序被放入到容放装置200中时，涂敷在金属棒2外圆周的泡沫橡胶物质1首先被加热(S3)。
如图2c中所示，容放有金属棒2的容放装置200被送到干式加热炉300，且具有130℃到150℃温度的热量施加于炉子300的内部。该第一加热工序进行一选定时段，例如15分钟到25分钟。
在第一个加热工序期间，包含在主壳体31中的泡沫橡胶物质1由于发泡剂4，4’对-氧双苯磺酰肼的作用被快速膨胀，如图2d中箭头符号所示，从而填充主壳体31的容放空间31c。
此时，由于泡沫橡胶物质1的外表面与由具有低的热传导率的高分子聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚丙烯硫化物构成的主壳体31的容放空间31c的内壁相接触，产生一半导电的非发泡的橡胶层4；而不与主壳体31的容放空间31c的内壁相接触的泡沫橡胶物质1的内表面进行平稳的发泡过程，从而产生一半导电的发泡的橡胶层3。
典型地，经过发泡过程的一种物质在其表面具有很多气孔。因此，除非在根据本发明方法的工序进行期间对发泡的泡沫橡胶物质1的外表面采取另外的措施，否则与打印介质(纸)接触的泡沫橡胶层不能形成光滑的表面。发泡的橡胶层将成为最终成品充电辊的外表面，因此，如果该层不能形成光滑的表面，会使最终的成像质量恶化。
考虑到这个问题，本发明的容放装置具有与发泡的泡沫橡胶物质1的外表面相接触的主壳体31，主壳体31由具有低的热传导率的材料如高分子聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚丙烯硫化物形成。因而，在第一个加热工序中，热量被均匀地传导到泡沫橡胶物质1的外表面，于是，具有预定厚度的非发泡橡胶层4形成在发泡的橡胶层3的外表面，并借此获得了具有高质量的成像。
当进行第一个加热过程时，过氧化物，即交联剂以及发泡剂产生一系列影响泡沫橡胶物质1的其它成份的化学反应。
例如，过氧化物剂在形成泡沫橡胶物质1的主要成份的表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶间快速交联分子链。
如果进行了这种交联过程，以未被交联形式存在的表氯醇氧化橡胶的量明显减少，因此，即使在成像装置操作的停止期间本发明的充电辊长时间与感光鼓接触，充电辊的低分子聚合物不会迁移到感光鼓的表面，结果，充电辊不会在感光鼓的表面上产生异常现象。
一般地，经受交联过程的某种材料具有明显升高的耐用性。因此除非采取另外的措施，与打印介质(纸)接触的充电辊具有极高的耐用性。如果如此情况，就很难将充电辊的耐用性保持在JISA规定的40或更低的值。这也将不可能减小充电辊尺寸。
在本发明中，发泡过程与上述的交联过程同时进行以抑制最终成品充电辊的耐用性(durability)增加，因而充电辊可具有JISA规定的40或更低的耐用性，优选的是20或更低，尽管经过了交联过程，也可减小充电辊的尺寸。
典型地，高性能的充电辊具有低的体积电阻率，少量的非交联橡胶，以及低的耐用性。
为了制造这种具有满足上述条件的高性能的充电辊，本发明的方法为以5∶95的混合比混合表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶，从而使最终成品充电辊保持在107Ωcm到108Ωcm的低的体积电阻率。
根据本发明的实施例的方法与美国专利5，637，395所公开的方法不同之处在于不加入添加剂，与美国专利5，248，560所公开的方法不同之处在于不使用聚氨基甲酸酯，与美国专利5，786，091所公开的方法不同之处在于不进行液体涂敷过程。从而本发明的方法在消除了充电辊的体积电阻率不均匀，产品成本上升，以及整个生产过程效率降低的问题的同时显著地减小了充电辊的体积电阻率。
另外，根据本发明的实施例的方法采用过氧化物作为交联剂，以便在形成泡沫橡胶物质1的主要成份的表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶之间快速交联分子链。通过这种交联过程，曾经以非交联状态存在的表氯醇氧化橡胶的量显著减少。此处，本发明的方法使交联过程与发泡过程同时进行以便抑制充电辊耐用性的提高，将充电辊的耐用性保持在JISA规定的40或更低值。
本发明的方法与美国专利5，637，395、5，497，219及5，786，091所公开的方法的不同之处在于，本发明的方法允许交联过程与发泡过程同时进行，从而在增加最终成品充电辊的交联密度的同时抑制了充电辊耐用性的提高，结果尽管进行了交联工序，也可以减小充电辊的尺寸。
同时，当首次加热泡沫橡胶物质全部结束时，进行二次加热泡沫橡胶物质的过程(S4)。
首先，用于制造充电辊的容放装置200被从干式加热炉(dry heatingfurnace)300中抽出，接着，容放装置200的主壳体31被拆开以取出金属棒2，然后，如图2e所示，金属棒2被送入干式加热炉400并将具有约130℃到150℃温度的热量施加在炉子400的内部。该二次加热工序进行一选定的时段，例如15分钟到25分钟。
在这个二次加热工序中，未参加上述的交联过程的残留交联剂被彻底清除。
当二次加热工序全部结束时，具有依次形成的非泡沫橡胶层4和泡沫橡胶3的金属棒2被切割成预定的尺寸(S5)。
作为本发明的另一个实施例，下面说明主要使用一种交联橡胶物质的充电辊的制造过程。
如图3中所示，首先，进行加压涂敷金属棒外圆周的过程(S10)，在这种情况下，如图4a中所示，片状的交联橡胶物质6通过压模机100的泡沫橡胶物质入口12注入，且具有预定的直径的金属棒2通过金属棒入口21插入。
此处，通过入口12注入的交联橡胶物质1通过一混合轴14的转动而充分混合并被推向腔20。此处，在压模机100的下部放置有许多加热线圈16，加热线圈16用来加热及熔化被混合的交联橡胶物质6。
当金属棒2通过金属棒入口21插入而到达腔20的内部时，被推到空腔20中的熔化的交联橡胶物质6快速地粘附在金属棒2的外圆周上，从而，从金属棒出口19中抽出的金属棒2具有用交联橡胶物质1加压涂敷的外圆周。
根据本发明的另一个实施例，加压涂敷于金属棒2外圆周上的交联橡胶物质6由含有表氯醇氧化橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶和交联剂的混合物构成。此处，过氧化物例如过氧化二枯基或过氧化苯甲酰，用作交联剂。
交联橡胶物质6添加有作为稳定剂的CaCO3，用来使上述挤压过程(extrusion process)稳定进行，同时用作改善交联橡胶物质6的总体磨损特性的介质。
交联橡胶物质6还添加有作为交联加速剂的硫，用于使过氧化物的交联反应达到最充分。
另外，连同CaCO3和交联加速剂一起交联橡胶物质6中还添加一种共交联剂(co-cross linking agent)，例如异氰脲酸三烯丙酯，三聚氰酸三乙酯用于调整作为交联剂的过氧化物的半衰期。通过添加三聚氰酸三乙酯，上述的过氧化物可在100℃的大气压力下维持30分钟或更长的半衰期。
交联橡胶物质6中还添加有作为一种颜料的碳黑。
此处，构成交联橡胶物质6的主要成份的表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶由极性低聚物(polar lower polymeric substance)构成以便事先调整构成作为最终成品充电辊的外表面的交联橡胶物质6的体积电阻率。
作为其主要成份，交联橡胶物质包含具有保持在50％或更低的氯化物含量、1，000到1，000，000的重量平均分子量以及10，000的数均分子量的表氯醇氧化橡胶，和具有保持在50％或更低的丙烯腈含量，1，000到1，00，000的重量平均分子量以及10，000的数均分子量的丙烯腈丁二烯橡胶，从而使形成作为最终产品的充电辊的外表面的交联橡胶物质的体积电阻率保持在107Ωcm到108Ωcm。
此处，丙烯腈丁二烯橡胶具有占表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶的总重的60％到95％的重量。
根据生产系统的条件，交联橡胶物质6的成份可具有多种的组合比，如下面的4个表中所示。
<表1>
<表2>
<表3>
<表4>
当用交联橡胶物质6加压涂敷金属棒2的外圆周的工序全部完成后，进行首次加热交联橡胶物质6的过程(S11)。
如图4b所示，涂敷有交联橡胶物质6的金属棒2被送入干式加热炉300，且具有130℃到150℃温度的热量施加于干式加热炉300的内部。这个首次加热过程在一时段例如55到65分钟内进行。
在首次加热工序中，包含在交联橡胶物质6中的过氧化物即交联剂迅速地交联构成交联橡胶物质6主要成份的表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶，从而在金属棒2的外圆周形成交联橡胶层7，如图4c所示。
如果进行了这种交联过程，曾以未被交联形式存在的表氯醇氧化橡胶的量将明显减少。因此，即使成像装置的操作的停止期间本发明的充电辊长时间与感光鼓接触，充电辊处的低分子聚合物质不会迁移到感光鼓的表面，结果，充电辊不会在感光鼓的表面上产生异常现象。
典型地，已经经受交联过程的某种材料的耐用性明显升高。因此除非采取另外的措施，否则与打印介质(纸)接触的充电辊将具有极高的耐用性。如果情况如此，就很难将充电辊的耐用性保持在JISA规定的40或更低值，这也将不可能减小充电辊尺寸。
但是，本发明的方法采用了构成交联橡胶物质6的主要成份的表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶，它们选自可不受交联过程影响的以抑制最终成品充电辊的耐用性提高的极性低分子聚合物质。从而充电辊可以具有JISA所规定的40或更低值的耐用性，优选的为20或更低，从而尽管经过了交联过程，也可实现减小充电辊的尺寸。
如上面提到的，高性能的充电辊具有低的体积电阻率，更少量的非交联橡胶，以及低的耐用性。
为了制造这种满足上述条件的高性能的充电辊，根据本发明的另一个实施例的方法使用由极性低分子聚合物质(polar low molecular polymericsubstance)构成的表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶作为主要成份，从而使最终产品充电辊保持107Ωcm到108Ωcm的低的体积电阻率。
根据本发明的另一个实施例的方法与美国专利5，637，395所公开的方法不同之处在于不加入添加剂，与美国专利5，248，560所公开的方法不同之处在于不使用聚氨基甲酸酯，与美国专利5，786，091所公开的方法不同之处在于不进行液体涂敷过程。从而根据本发明的另一个实施例的方法在消除充电辊的体积电阻率不均匀，产品成本上升，以及整个生产过程效率降低的问题的同时显著地减小了充电辊的体积电阻率。
另外，本发明的方法采用过氧化物作为交联剂以便在形成交联橡胶物质6的主要成份的表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶之间快速交联分子链。通过这个交联过程，曾以非交联状态存在的表氯醇氧化橡胶的量显著减少。在这种情况下，存在于最终成品充电辊上的低分子聚合物质不会迁移到感光鼓表面，结果，充电辊不会在感光鼓的表面上产生异常现象。
根据本发明的另一个实施例的方法与美国专利5637395、5497219及5786091所公开的方法的不同之处在于本发明的方法采用不受交联过程影响的表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶作为交联橡胶物质6的主要成份，从而在增加最终产品充电辊的交联密度的同时抑制了充电辊的耐用性的提高，结果尽管进行了交联工序，也可实现减小充电辊的尺寸。
同时，当首次加热交联橡胶物质全部结束时，进行二次加热交联橡胶物质的工序(S12)。
二次加热工序按以下方式进行，具有大约100℃到120℃温度的热量施加于其内容放有金属棒2的加热炉300的内部。二次加热工序持续例如4到12小时。
在这个二次加热工序期间，未曾参加如上所述的交联过程的残余交联剂被彻底清除。
当二次加热工序全部结束时，具有交联橡胶层7的金属棒2被切割成预定的尺寸(S13)。
如图4d中所示，一高速旋转的刀片500被用来将金属棒2切割成标准的尺寸，从而完成了用于成像装置的显影机的充电辊70的制造过程。
参照图5，用于成像装置的显影机构作成为以正常速度旋转的感光鼓51装设在框架52内，其中，鼓51在与根据本发明的实施例制造的充电辊40、70接合的同时旋转。此处，充电辊40、70用于以高电压向感光鼓51表面充电。
此时，安装在感光鼓51上方的曝光器53将光线射到被充电辊40、70完全充电的鼓51上以使形成在鼓51上的静电潜像被快速曝光。另外，装在感光鼓51下方的印刷辊55在与鼓51接合同时旋转，以便使完全形成的图像印在外面供应的记录介质上。
如图5中所示，色料匣60装在框架52的一部分上，且用于搅拌供给的色料62的搅拌元件56装在匣60上。在这种情况下，搅拌元件56还用于将搅拌后的色料62供至一供给辊56’。
感光鼓51在充电辊40、70与其接合的情况下旋转，并在显影辊54与其接合的情况下旋转，显影辊54与从搅拌元件56被供以色料62的供给辊56’一起旋转。
显影辊54用于将供自供给辊56’的色料固定到形成静电潜像的感光鼓52上。在这种情况下，通过一固定突起58将刀片57固定在显影辊54上以便在预定的高度上限制供给到鼓51上的色料62的厚度。
如果充电辊40、70具有108Ωcm或更高的体积电阻率，就需要过高的电压来给鼓51充电。如果情况如此，由施加的高电压产生的臭氧量显著增加，从而会产生一系列环境的污染。
但是，本发明的方法使用表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶以5∶95比例混合的泡沫橡胶物质来制造充电辊40，并且使用一种由具有低分子聚合特性的表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶构成的交联橡胶物质制造充电辊70，从而使充电辊40、70保持107Ωcm到108Ωcm的低的体积电阻率，结果能够以最低的充电电压给感光鼓51的表面充电，从而显著减少臭氧量。
如上所述，本发明的优点在于，半导电的弹性橡胶层以由泡沫橡胶层(foam rubberlayer)和非泡沫橡胶层(non-foam rubberlayer)构成的双层形成，或以交联橡胶层的单层形成，从而使半导电弹性橡胶层的体积电阻率最小，使橡胶分子的交联率最大，且抑制了半导电弹性橡胶层的耐用性的提高。
本发明对各种成像装置表现了全面的可行性。
但本发明是联系优选的实施例来加以说明，对技术熟练的人来说可进行一些变动，因此可理解为此处的发明由附加于其的权利要求书所限定。
权利要求
1．一种用于制造充电辊的装置，包括一两端开口以便限定一容放空间的管状主壳体；以及一对用于密封所述容放空间的插入到所述主壳体的所述两端的塞子，其中，所述主壳体由具有低热传导率的高分子聚合物质制成。
2．如权利要求1所述的装置，其中，所述主壳体由选自包括聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺及聚丙烯硫化物的材料组中的一种材料构成。
3．一种制造用于成像设备的显影机的充电辊的方法，所述方法包括以下步骤以泡沫橡胶物质加压涂敷金属棒的外围；将所述的金属棒送入权利要求1中所述的主壳体的容放空间中且首次加热泡沫橡胶物质；把所述的加压涂敷有首次加热过的泡沫橡胶物质的金属棒从容放装置的主壳体的容放空间中取出，并二次加热首次加热过的泡沫橡胶物质；以及将加压涂敷有二次加热过的泡沫橡胶物质的金属棒切成预定的宽度。
4．如权利要求3所述的方法，其中所述的泡沫橡胶物质由包含表氯醇氧化橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、填料、交联剂及发泡剂的混合物构成。
5．如权利要求4所述的方法，其中所述的表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶以调整的混合比例混合以便事先调整所述泡沫橡胶物质的体积电阻率。
6．如权利要求5所述的方法，其中所述表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶以3∶97到7∶93的比例混合。
7．如权利要求4所述的方法，其中所述的交联剂是过氧化物。
8．如权利要求4所述的方法，其中所述的发泡剂是4，4’对-氧双苯磺酰肼。
9．如权利要求3所述的方法，其中所述的首次和二次加热步骤通过一干式加热方法进行。
10．如权利要求3所述的方法，其中所述的首次加热步骤在130℃到150℃的温度下进行15到25分钟。
11．一种制造用于成像设备的显影机的充电辊的方法，所述方法包括的步骤为以交联橡胶物质加压涂敷一金属棒的外围；首次加热所述的交联橡胶物质；二次加热首次加热过的交联橡胶物质；以及将加压涂敷有二次加热过的交联橡胶物质的金属棒切成预定的宽度。
12．如权利要求11中所述的方法，其中所述的交联橡胶物质由包括极性低分子聚合表氯醇氧化橡胶、极性低分子聚合丙烯腈丁二烯橡胶以及交联剂的混合物构成。
13．如权利要求12中所述的方法，其中所述的极性低分子聚合表氯醇氧化橡胶具有50％或更低的氯化物含量以及1，000到1，000，000的重量平均分子量。
14．如权利要求12中所述的方法，其中所述的极性低分子聚合丙烯腈丁二烯橡胶具有50％或更低的丙烯腈含量以及1，000到1，000，000的重量平均分子量。
15．如权利要求12中所述的方法，其中所述的极性低分子聚合丙烯腈丁二烯橡胶具有占所述表氯醇氧化橡胶和所述丙烯腈丁二烯橡胶总重的60％到95％的重量百分比。
16．如权利要求12所述的方法，其中所述的交联剂是过氧化物。
17．如权利要求16中所述的方法，其中所述的过氧化物由包括过氧化二枯基和过氧化苯甲酰的混合物构成。
18．如权利要求16中所述的方法，其中所述的过氧化物在100℃的大气压力下保持30分钟或更长的半衰期。
19．如权利要求12中所述的方法，其中所述的交联橡胶物质还添加有CaCO3。
20．如权利要求12中所述的方法，其中所述的交联橡胶物质还添加有一交联加速剂。
21．如权利要求20中所述的方法，其中所述的交联加速剂是硫。
22．如权利要求12中所述的方法，其中所述的交联橡胶还添加有过氧化物的共交联剂。
23．如权利要求22中所述的方法，其中所述的共交联剂是异氰脲酸三烯丙酯。
24．如权利要求11中所述的方法，其中所述的首次和二次加热步骤通过一干式加热方法进行的。
25．如权利要求11中所述的方法，其中所述的首次加热步骤在140℃到160℃的温度下进行55到65分钟。
26．如权利要求11中所述的方法，其中所述的二次加热步骤在100℃到120℃的温度下进行4小时到12小时。
27．用于成像设备的显影机的充电辊，包括一金属棒；一围绕所述金属棒外围的半导电泡沫橡胶层；以及一围绕所述半导电泡沫橡胶层外围的半导电非泡沫橡胶层。
28．如权利要求27中所述的充电辊，其中所述的半导电泡沫橡胶层由包含表氯醇氧化橡胶、丙烯腈丁二烯橡胶、填料、交联剂和发泡剂的混合物构成。
29．一种充电辊，包括一金属棒；以及一围绕所述金属棒的交联橡胶层。
30．如权利要求29中所述的充电辊，其中所述的交联橡胶层由包含极性低分子聚合表氯醇氧化橡胶、极性低分子聚合丙烯腈丁二烯橡胶以及交联剂的混合物构成。
全文摘要
一种利用以5∶95比例混合的表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶构成的泡沫橡胶物质,或利用包含具有极性低分子聚合特性的表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯的交联橡胶物质制造充电辊的方法,从而使充电辊保持一低的体积电阻率。以及一种采用过氧化物作为交联剂用来快速在构成泡沫橡胶物质的主要成份的表氯醇氧化橡胶和丙烯腈丁二烯橡胶之间交联分子链来制造充电辊的方法。
文档编号C08K3/00GK1298124SQ0013427
公开日2001年6月6日 申请日期2000年11月29日 优先权日1999年11月29日
发明者曹海硕, 郑喜元 申请人:三星电子株式会社