[发明专利]表面被氧化的滚筒的抗氧化老化性

说明书

本申请是1997年5月14日已提出的美国临时专利申请60／046，884的继续申请。

1996年4月9日提出，现已批准的申请号为08／629，855的美国专利申请已由本发明对滚筒的抗氧化老化性进行了改善。1997年6月6日提出的申请号为08／870，782的美国专利申请是前述的序号为08／629，855的涉及工艺过程范围的一分案申请。1995年4月19日提出的申请号为08／423，481的美国专利申请，如本申请的实施方案，是关于具有聚己酸内酯主体和氯化铁填充物的显影滚筒，该专利的副本是在1996年10月23日公开的与本申请具有一些共同的发明者的英国专利申请2，300，050。

本发明涉及到用于静电复制术(电子照相术)的显影滚筒，更具体地讲，本发明涉及到具有高电阻率表面层的滚筒及其制造过程。

用来与静电复制术印刷接触的功能显影滚筒给出了与打印部件的移动速度(称作处理速度)无关的极好的印刷性能，该滚筒具有在半导体心子上的高电阻率表面层。这是在较普通方法上的改善，它包括制作半导体心子，随后用电阻材料以单独的方法如喷镀或浸镀涂敷心子。

通过使用如前述序列号08／629，855中描述的材料的新颖组合，可通过氧化该滚筒表面简单地制造出更导电的心子上的高电阻表面层来。这就不需要用单独方法将电阻层涂敷在导电滚筒上。本过程是对较普通的方法的改进，包括制造半导体心子，然后用单独的方法如喷涂或浸涂方法用电阻材料涂敷该心子。烘烤比喷涂或浸涂成本高得多，而且制造出的滚筒缺陷更少。本发明的烘烤过的聚二烯基滚筒与涂敷滚筒的电特性极为相似，而且给出了在很宽的处理速度范围上的极好的印刷性能。

然而，在滚筒的工作寿命期间，材料总体易受到进一步氧化，也被统称为老化或氧化老化，可能对滚筒性能造成有害影响。

根据本发明，使用如受阻酚的抗氧化剂材料，使滚筒在其工作寿命期间的额外氧化最少。该抗氧化剂材料使滚筒在连续地提供极好的印刷性能的同时，延长了滚筒的使用寿命约10倍或10倍以上。

本发明的滚筒是具有高电阻率表面层的浇注成的尿烷、导电橡胶的滚筒，该滚筒与涂敷了的滚筒的电特性极为相似。该滚筒由聚二烯，如聚异戊二烯及更具体的可能是多元醇也可能是尿烷预聚物的聚丁二烯，与第二聚氨基甲酸酯预聚物和导电添加剂如氯化铁混合而构成。在22℃，相对湿度为50％时，该滚筒的体电阻率约为1×10⁸(一乘以十的八次幂)欧姆-厘米。为制造高电阻率材料表面层，氧化固化的滚筒表面。通过在空气中以相当高的温度(高于80℃)烘烤滚筒几个小时而达到对该滚筒的氧化。由氯化铁催化的氧气与聚丁二烯的反应，氧化了滚筒的表面。氧化层电阻很高。制造费用很低。

在静电复制术中，显影滚筒的功能是显影在图形中带电的光电导体鼓上的调色剂层。两层的“已涂敷”的滚筒每伏特显影偏压将显影固定量的调色剂，该显影偏压由光电导体，调色剂和显影滚筒的介质厚度决定。在所限制范围内该显影性能与处理速度无关。相反，单电阻率的实心滚筒显影的调色剂量以光电导体和调色剂的介电常数及滚筒在光电导体辊隙间的滚筒的电阻抗为基础。这就要依赖于处理速度。另外，两层滚筒比实心滚筒具有更长时间的恒定值。较长时间稳定的材料在进入光电导体辊隙时留下了潜伏在显影滚筒上的较高效的显影表面。这就改善了滚筒的单象素点打印性能。

因而，两层滚筒的打印性能在较宽的打印速度范围内优于实心滚筒，并且对办公环境也较不敏感。在标准的两层滚筒的操作期间的理想电特性是，在22℃和50％相对湿度(RH)时心子的电阻率小于1×10⁹欧姆-厘米，较好是小于3×10⁸欧姆-厘米，在22℃，50％RH时，涂层电阻率为5×10⁹-2×10¹²欧姆-厘米，较好为1×10¹¹欧姆-厘米，并且在22℃，50％RH时涂层厚度约为50-150微米，较好近似100微米。在22℃，50％RH时，时间常数应约为5-2，000毫秒，较好约100毫秒。

制造具有电阻层的半导体滚筒的通用技术是，使用任何标准橡胶注模技术，如浇注液体尿烷或橡胶转移模塑来制备心子。然后，将心子磨成正确尺寸，并且用电阻材料或者喷涂或者浸涂成需要的厚度。为将涂层增长成理想的100微米的厚度，通常分若干层涂抹涂层。该过程的问题包括，由于多次涂敷步骤造成的高成本和在涂敷过程中引入表面层造成的缺陷。