用于电图打印机的充电辊的制作方法
【专利说明】用于电图打印机的充电辊
【背景技术】
[0001] 液体电印术（electrophotography)已革命化高速和高容量打印。经由液体电印 术，在没有典型地与传统平版胶印术（offset lithography)相关联的胶片或图板的情况 下，数字打印机或印刷机执行打印工作。因此，除了其它特征以外，印刷机操作员能够在数 字印刷机仍然正完成其它工作时改变内容，从而允许数字打印服务与采用传统平版胶印术 的打印服务相比更敏捷和更灵活。
【附图说明】
[0002] 图1是示意性图解依据本公开的一个示例的包含具有电阻性涂层的充电辊的打 印系统的侧视图。
[0003] 图2是示意性图解依据本公开的一个示例的包含电阻性涂层的空心充电辊的侧 剖视图。
[0004] 图3是示意性图解依据本公开的一个示例的包含电阻性涂层的实心充电辊的侧 剖视图。
[0005] 图4是示意性图解依据本公开的一个示例的与成像鼓处于转动接触和电荷传递 关系的充电辊的前视图。
[0006] 图5是示意性图解依据本公开的一个示例的与成像鼓处于电荷传递关系的充电 辊同时维持充电辊与成像鼓之间的受控间隙的前视图。
[0007] 图6是示意性图解依据本公开的一个示例的包含具有电阻性涂层的充电辊的液 体电印术打印系统的侧视图。
[0008] 图7是示意性图解依据本公开的一个示例的在大气压下针对电场的给定幅度的 汤森离子化系数的图形。
[0009] 图8是示意性图解依据本公开的一个示例的与成像表面处于转动接触并且与成 像表面处于电荷传递关系的电阻性涂覆的充电辊的部分的侧视图。
[0010] 图9是示意性图解依据本公开的一个示例的电阻性涂覆的充电辊的部分与成像 表面之间的细丝状流柱（filamentary streamer)的尺寸方面的侧视图。
[0011] 图10是示意性图解依据本公开的一个示例的与成像表面处于电荷传递关系的裸 金属充电辊的电流一电压特性的图形。
[0012] 图11是示意性图解依据本公开的一个示例的与成像表面处于电荷传递关系的电 阻性涂覆的金属充电辊的电流一电压特性的图形。
[0013] 图12是示意性图解依据本公开的一个示例的与成像表面处于电荷传递关系的电 阻性涂覆的金属充电辊的电流一电压特性的图形。
[0014] 图13是示意性图解依据本公开的一个示例的针对金属外部表面充电辊的不同类 型的电阻性涂层的细丝状流柱放电的幅度的柱状图形。
[0015] 图14是示意性图解依据本公开的一个示例的基于细丝状流柱的电荷相对于由具 有不同类型的电阻性涂层的充电辊放下的成像表面上的总电荷的百分比的柱状图形。
[0016] 图15是示意性图解依据本公开的一个示例的针对充电辊上的给定类型的电阻性 涂层的光电导体上的电荷均匀性的图形。
[0017] 图16是示意性图解依据本公开的示例的能够被用来操作打印系统的控制器和计 算机可读存储器的框图。
[0018] 图17是示意性图解依据本公开的示例的制造打印系统的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0019] 在下面的详细描述中，对附图进行参考，附图形成该描述的部分，并且在附图中通 过说明的方式示出可以实践的本公开的特定示例。在这点上，参考正被描述的(一个或多 个）附图的定向来使用方向术语诸如"顶"、"底"、"前"、"后"、"首"、"尾"等。因为能够以多 种不同的定向将示例的部件定位，所以方向术语是为了说明的目的使用的，并且绝非加以 限制。诸如电压、温度、尺寸和部件值之类的参数取决于精确的打印系统实施方式，并且针 对一些典型的Indig 0打印系统是近似的。在一方面，"地面"指代公共回路，而不必指代任 何大地。要理解的是，在没有脱离本公开的范围的情况下，可以利用其它示例，并且可以做 出结构的或逻辑的改变。因此，下面的详细描述不以限制意义进行理解。
[0020] 本公开的至少一些示例在打印系统(诸如但不限于液体电印术打印系统）中的充 电辊的使用期方面提供增加的寿命。在一个示例中，充电辊包含金属外部表面并且电阻性 涂层覆盖在该金属外部表面上。在一方面，充电辊可定位成与成像表面处于电荷传递关系。
[0021] 特别地，本公开的至少一些示例克服了典型地与一些传统充电辊(用在高速数字 打印系统中）相关联的寿命问题，所述一些传统辊具有有限的使用期，因为它们的导电加载 的外橡胶部分随着使用而恶化。由于外橡胶部分的电属性或机械属性的改变，所以恶化能 够发生。例如，离子导电剂的耗损能够改变外橡胶部分的电阻率，而水解或其它化学反应能 够危害外橡胶部分的机械完整性。虽然传统充电辊的使用期可以按几十万的打印纸张来测 量，但是许多数字印刷机具有如此高的生产量，使得传统充电辊经常每几天就被替换。充电 辊的频繁替换能够增加操作打印系统的总成本并且增加每个打印页面的成本。
[0022] 幸运的是，本公开的至少一些示例提供具有显著提高的寿命的充电辊，从而在没 有危害打印质量的情况下减少或消除高速数字打印机中的充电元件的替换。
[0023] 除了其它特征以外，至少部分实现本公开的至少一些示例中的充电辊的寿命，因 为电阻性涂层由在打印系统的环境中化学上稳定的材料制成。在一个示例中，电阻性涂层 是氧化铝（Al 2O3)和氧化钛（TiO2)的合金的无机、非聚合薄膜。该金属氧化物大体上免受 由于暴露到环境化学物所致的化学改变的影响，即便在存在大气等离子体时也是如此。因 此，该方面促进示例材料的机械或化学完整性在打印应用中的延长使用期间（诸如，在充当 充电辊的外电阻性涂层时）大体上不受危害。
[0024] 而且，本公开的至少一些示例中的充电辊的寿命至少部分起因于形成外电阻性涂 层的无机材料的电稳定性。特别地，导电率通常是形成外电阻性层的无机材料所固有的，并 且因此不容易损失。相反，用于高速数字电图印刷机的传统充电辊的外橡胶部分的期望的 导电率经由将外来的材料(导电剂）与弹性橡胶材料混合来人工地产生。随着时间推移，这 些导电剂从橡胶材料滤出，从而有时使外橡胶部分的电阻率增加，这进而引起跨过传统充 电辊的外橡胶部分的增加的电压降。结果，较少的充电在光电导成像表面上发生，从而导致 光电导成像表面的较差性能。然而，由于本公开的示例中的形成外电阻性涂层的无机材料 的固有导电率，外电阻性涂层随着时间推移保持大体上电稳定。
[0025] 虽然一些类型的导电添加剂(例如，碳黑）不太可能从传统充电辊的外橡胶部分滤 去，但是这些添加剂典型地提供不如所期望的充电均匀性。
[0026] 另外，至少部分实现本公开的至少一些示例中的充电辊的寿命，因为电阻性涂层 由在打印系统的环境中电气上稳定的材料制成。在一些示例中，电阻性涂层是具有从材料 中的电子状态得到的导电率的无机、非聚合材料，该电子状态不因为暴露到电场、电流、环 境化学物或大气等离子体而被改变。因此，该方面促进在本公开的至少一些示例中被标识 用作电阻性涂层的无机、非聚合材料的电阻率和介电常数在打印应用中的延长使用期间 (诸如，在充当充电辊的外电阻性涂层时）大体上不改变。
[0027] 而且，至少部分实现本公开的至少一些示例中的充电辊的寿命，因为充电辊的主 体的金属外部表面由具有足够硬度以抗凹陷、刻痕、和/或其它表面磨损的材料制成。在一 些示例中，该材料包括不锈钢或铝。在一个示例中，电阻性涂层的硬度至少与不锈钢的硬度 一样大。
[0028] 而且，在一些实例中，外电阻性涂层具有显著大于充电辊的主体的金属外部表面 的硬度的硬度。在一个示例中，外电阻性涂层的硬度是诸如不锈钢之类的金属外部表面的 硬度不止一个数量级。
[0029] 因此，除了电阻性涂层的化学稳定性和机械稳定性以外，充电辊的主体的金属外 部表面的硬度和外电阻性涂层的硬度一起工作以确保充电辊在被部署在打印系统中时的 相对"永久性"。
[0030] 而且，在至少一些示例中，充电辊的外电阻性涂层具有足以基本上抑制细丝状流 柱的强度(例如，幅度和/或量)的厚度，并且以基本上抑制细丝状流柱的强度(例如，幅度和 /或量)的方式来组成，该细丝状流柱在充电辊与成像表面的电介质层之间的空