CN100511007C - 显像装置以及图像形成设备 - Google Patents
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Abstract
一种显像装置包括形成潜像的感光体(18)和转动以便将显像剂供应到感光体(18)上的显像辊(2)。密封构件(6a)设置在显像辊(2)的两个端部上。每个密封构件(6a)的厚度沿着显像辊(2)的转动方向从上游到下游增加,使得密封构件(6a)压靠显像辊(2)的压力沿着显像辊(2)的转动方向从上游到下游连续增加。
Description
技术领域
本发明涉及一种例如电子照相设备的图像形成设备,本发明尤其涉及一种防止墨粉从图像形成设备的显像装置中泄漏的技术。
背景技术
通常用于(例如电子照相设备)图像形成设备中的显像装置包括供应墨粉到感光鼓上的显像辊和供应存储在存储部分内的墨粉到显像辊上的供应辊。为了防止在显像辊的轴向上向外运动的墨粉从显像装置泄漏,密封构件固定在显像装置的壳体上。密封构件滑动地接触显像辊的两端的圆周表面。如果增大密封构件和显像辊的圆周表面之间的接触区域,就会提高防止墨粉泄漏的作用。但是,在这种情况下,可以增加密封构件和显像辊的圆周表面之间的摩擦,并因此同样增加驱动显像辊的马达的负载扭矩。因此,产生马达的大型化,以及增大显像辊的摩擦消耗的问题。
为了解决此问题,提出在每个密封构件102上形成孔或切去部分,如图10所示(例如,日本特开平专利申请NO.7-333988:专利文件1)。孔或切去部分沿着显像辊101的转动方向形成在每个密封构件102的上游侧上。密封构件102和显像辊101之间的接触区域在下游侧比上游侧更大,使得在密封构件102的下游侧获得很大的密封作用。采用这种构造,可以特别获得很大的密封作用,并且密封构件102和显像辊101之间的整个接触区域可以很小。
此外,还提出沿着显像辊101的转动方向在上游侧和下游侧分别设置分开的密封构件103和104,如图11所示(例如,日本特开平专利申请NO.11-338253:专利文件2)。粘连到显像辊101的圆周表面上的墨粉在介于转动上游侧的密封构件103和下游侧的密封构件104之间不下落,而通过密封构件104来刮除已经到达密封构件104的墨粉。密封构件103和显像辊101的圆周表面之间的整个接触区域可以很小。
但是,由于密封构件102具有孔或切去部分,专利文件1披露的密封构件102(图10)可以损坏。另外,密封构件102通过小的粘接区域粘接到显像装置的壳体上,并因此密封构件102可方便地与显像装置的壳体分开。
此外,在专利文件2披露的密封构件103和104的情况下(图11),如果密封构件103和104的位置在显像辊101的轴向上相互移位,如图12所示,在密封构件103和104不如同图12阴影线(如A所示)所示相互面对时,密封作用不充分。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够防止墨粉在显像辊轴向上向外泄漏而不增加转动显像辊的扭矩的显像装置和图像形成设备。
本发明提供一种显像在感光体上形成的潜像的显像装置。显像装置包括转动以便将墨粉供应到感光体上的显像辊和滑动地接触显像辊的至少一个端部的圆周表面的至少一个密封构件。密封构件压靠显像辊的圆周表面的压力沿着显像辊的转动方向从其上游到下游连续增加。
采用此配置,可以获得一种能够防止墨粉在显像辊轴向上向外泄漏而不增加转动显像辊的扭矩的显像装置。另外,通过使用显像装置,可以减小图像形成设备的制造成本。
附图说明
在附图中:
图1是表示本发明实施例1的图像形成设备构造的侧视图;
图2A和2B是表示分别接触实施例1的图像形成设备的显像辊的端表面和圆周表面的侧密封构件和密封构件的透视图;
图3是表示安装在实施例1的图像形成设备中的密封构件的透视图;
图4是表示实施例1的图像形成设备的密封构件的压缩部分的压缩量的示意图;
图5是表示密封构件压靠实施例1的图像形成设备的显像辊的压力分布的图表;
图6是表示本发明实施例2的图像形成设备的密封构件的透视图;
图7是表示实施例2的图像形成设备的密封构件的压缩部分的压缩量的示意图;
图8A是表示安装在本发明实施例3的图像形成设备中的密封构件的透视图;
图8B是表示图8A所示密封构件上的纤维取向的前视图;
图9是表示安装在本发明实施例4的图像形成设备中的密封构件的透视图;
图10是表示接触显像辊的圆周表面的传统密封构件的透视图;
图11是接触显像辊的圆周表面的传统上游和下游密封构件的透视图;以及
图12是表示上游和下游密封构件相互移位的状态的示意图。
具体实施方式
参考附图说明本发明的实施例。
图1是表示本发明实施例1的图像形成设备构造的侧视图。如图1所示,图像形成设备包括可拆卸地连接到图像形成设备主体上的图像形成载架20、曝光装置21、转印装置22、定像装置23和介质馈送装置24。
图像形成载架20包括其中存储墨粉(即显像剂)的墨粉存储部分1、具有形成有半导体橡胶(例如硅橡胶)的传导轴的显像辊2以及由海绵状橡胶(在捏合过程中添加发泡剂以便提高承载墨粉稳定性)形成辊子形状的供应辊3。图像形成载架20还包括均匀调节形成在显像辊2上的墨粉层厚度的显像刮刀4、防止墨粉泄漏的密封构件6a以及密封显像辊2和墨粉存储部分1的底壁11之间间隙的薄膜构件8。墨粉存储部分1、显像辊2、供应辊3、显像刮刀4、密封构件6a以及薄膜构件8构成下面描述的用于显像潜像的显像装置。
图像形成载架20还包括具有由铝或类似物制成的传导底部和由层压在传导底部上的有机感光材料制成的表面层的感光鼓18、具有由形成在辊子形状的传导金属轴上的半导体橡胶(氯醇橡胶)制成的充电辊的充电装置13以及清洁辊14。充电装置13和所述曝光装置21构成在感光鼓18上形成潜像的潜像形成装置。
充电装置13的充电辊、显像辊2和清洁辊14进行转动,与感光鼓18的圆周表面接触。如图1箭头所示,显像辊2和供应辊3通过未示出的转动驱动机构在相同方向(图1顺时针)上转动。
预定偏压通过未示出的电源(即显像辊电源、供应辊电源和显像刮刀电源)施加在显像辊2、供应辊3和显像刮刀4上。最好是使用其平均颗粒直径从5-10μm的球形墨粉,以便获得高的流动性。
在图像形成设备中,充电装置13均匀充电感光鼓18的圆周表面,并且曝光装置21按照图像信息曝光感光鼓18的圆周表面,使得潜像形成在感光鼓18的圆周表面上。存储在墨粉存储部分1内的墨粉通过供应辊3供应到显像辊2上。显像辊2供应墨粉到感光鼓18的圆周表面上,使得通过墨粉显像潜像。形成在感光鼓18的圆周表面上的墨粉图像通过转印辊22转印到(由介质馈送装置24馈送的)记录介质上,并通过定像装置23定像于记录介质上。在转印之后保留在感光鼓18上的残留墨粉通过清洁辊14从中去除。
将描述密封构件6a的结构和操作。
密封构件6a设置用来防止墨粉从显像辊2的两个端部在轴向上向外泄漏。如图1所示,密封构件6a沿着面向墨粉存储部分1的感光鼓18的圆周一部分延伸。供应辊3大致接触感光鼓18的位置在显像辊2的转动方向上位于密封构件6a的上游端和下游端之间。薄膜构件8大致位于密封构件6a的上游端上,并且显像刮刀4大致位于密封构件6a的下游端上。
显像辊2的两个端部上的密封构件6a以对称方式构造。因此,将在下面描述一个密封构件6a。
图2A和2B是表示安装在图像形成设备中的密封构件6a的透视图。密封构件6a粘接到图像形成载架20的壳体的侧板7的粘接表面7a上。侧板7由模制合成树脂(例如塑料)制成。侧板7具有面向显像辊2的端表面的表面71(图2B)。粘接表面7a形成在固定在侧板7的表面71上的板状安装件70上。密封构件6a由例如海绵状尿烷制成。侧板7可转动地支承显像辊2和供应辊3或类似物。如图2B所示,侧密封构件9粘接到侧板7的表面71上。侧密封构件9由海绵状尿烷制成。侧密封构件9的硬度比密封构件6a的硬度硬。
图3是安装在图像形成设备中的密封构件6a的透视图。图4是表示密封构件6a和显像构件2的示意图。如图3所示,密封构件6a的厚度沿着显像辊2的转动方向从上游到下游从t1到t2(t2>t1)连续增加。密封构件6a夹在(压缩)显像辊2的圆周表面和侧板7的粘接表面7a之间。因此,如图4示意所示,密封构件6a的压缩部分(如图4的虚线所示)的压缩量沿着显像辊2的转动方向从上游到下游连续增加。因此,如图5所示,密封构件6a压靠显像辊2的压力分布沿着显像辊2的转动方向从上游到下游连续增加。
密封构件6a的上游端处的压力P1最好从0到15kgf/cm2(即从0到1.47MPa),并且密封构件6a的下游端处的压力P2最好从25到80kgf/cm2(即从2.45到7.84MPa)。
通过将密封构件6a的压力设置在所述范围内,粘连到显像辊2的圆周表面上的墨粉方便地进入密封构件6a和显像辊2的圆周表面之间的接触部分内,并且已经进入接触部分的墨粉趋于保留在密封构件6a的下游侧上,而不从接触部分泄漏。在特定实例中,密封构件6a和显像辊2的圆周表面之间的接触部分的圆周长度是显像辊2的圆周的四分之一(1/4)。为了确保密封构件6a的压力沿着显像辊2的转动方向从上游到下游连续增加以便获得所述的效果,密封构件6a和显像辊2的圆周表面之间接触部分的圆周长度需要长于或等于显像辊2的圆周的五分之一(1/5)。当密封构件6a的压力连续增加时,可以获得所述的效果,并且因此密封构件6a的压力可以在图5中线性增加。
如图2A-3所示,显像辊2的端表面接触每个侧密封构件9,并且显像辊2的每个端部处的圆周表面接触密封构件6a,结果是可以防止粘连到显像辊2的圆周表面上的墨粉泄漏。另外,薄膜构件8插入墨粉存储部分1的底壁11(图1)和显像辊2之间,并在显像构件2的轴向上延伸,由此密封底壁11和显像辊2之间的间隙,使得进一步提高密封效果。
接着,将描述使用密封构件6a防止墨粉泄漏的原理。当显像辊2转动时,粘连到显像辊2的端部的圆周表面上的墨粉方便地进入密封构件6a和显像辊2的圆周表面之间的接触部分内。在密封构件6a的上游部分处,密封构件6a的压力相对小,如上所述,并且因此已经进入接触部分的墨粉朝着密封构件6a的下游侧运动,而不从接触部分泄漏。已经进入接触部分的墨粉停留在将墨粉压迫到下游侧的力与防止墨粉运动的另一个力(由密封构件6a的压力造成)平衡的位置上。因此,防止粘连到显像辊2的圆周表面上的墨粉从墨粉存储部分1(即显像装置)泄漏。
进入密封构件6a和显像辊2之间的接触部分的墨粉量相对小,使得在图像形成载架20的寿命期间密封效果不退化。
如上所述,按照实施例1,密封构件6a的厚度沿着显像辊2的转动方向从上游到下游连续增加,使得密封构件6a压靠显像辊2的压力在密封构件6a的下游侧变得更大。因此,可以整体减小密封构件6a压靠显像辊2的压力,而不降低密封性能。此外,墨粉保持在密封构件6a和显像辊2之间的接触部分内,而不剥落,并且因此不需要形成用于排出剥落的墨粉的孔或切去部分,其结果是密封构件6a不容易损坏或分开。另外,不需要沿着显像辊2的转动方向在上游和下游侧设置分开的密封构件,并因此不会出现由于密封构件位移造成的密封效果退化。
实施例2
图6是安装在实施例2的图像形成设备中的密封构件6b的透视图。图7是表示密封构件6b和显像构件2的侧视图。在实施例2中,代替实施例1的密封构件6a(图2)而使用密封构件6b。实施例2的其它部件与实施例1相同。密封构件6b的厚度沿着显像辊2的转动方向不变化。换言之,密封构件6b的上游和下游端的厚度t1和t2大致相同。
但是,如图7所示,侧板7的粘接表面7b(用来粘接密封构件6b)如下成形,使得粘接表面7b和显像辊2的转动轴线之间的距离沿着显像辊2的转动方向从上游到下游连续减小。因此,在密封构件6b不被显像辊2压缩的情况下,密封构件6b的接触表面(接触显像辊2)和显像辊2的转动轴线沿着显像辊2的转动方向从上游到下游连续减小。采用这种结构,密封构件6b的压缩部分60(图7中虚线所示)的压缩量沿着显像辊2的转动方向从上游到下游增加。因此,获得其中压力沿着显像辊2的转动方向从上游到下游连续增加的密封构件6b的分布。密封构件6b的上游端的压力P1最好从0到15kgf/cm2(即从0到1.47MPa),并且密封构件6b的下游端处的压力P2最好从25到80kgf/cm2(即从2.45到7.84MPa)。
按照实施例2,密封构件6b的接触表面(在密封构件6b不压缩的状态下)和显像辊2的转动轴线之间的距离沿着显像辊2的转动方向从上游到下游连续减小,其结果是密封构件6b压靠显像辊2的压力在密封构件6b的下游侧变得更大。因此,可以减小密封构件6b整体压靠显像辊2的压力,而不降低密封性能。此外,墨粉保持在密封构件6b和显像辊2之间的接触部分内,而不剥落,并因此不需要形成用于排出剥落的墨粉的孔或切去部分,结果是密封构件6b不容易损坏或分离。另外,不需要沿着显像辊2的转动方向在上游和下游侧设置分开的密封构件,并因此不会出现由于密封构件位移造成的密封效果退化。
另外,按照实施例2,密封构件6b的厚度大致均匀,并因此密封构件6b的制造过程变得容易,并且可以减小制造成本。
实施例3
图8A是安装在实施例3的图像形成设备中的密封构件6c的透视图。在实施例3中,代替实施例1的密封构件6a(图2)而使用密封构件6c。实施例3的其它部件与实施例1相同。如实施例1所述,密封构件6c的厚度沿着显像辊2的转动方向从上游到下游从t1到t2(t2>t1)连续增加,使得密封构件6c的压缩部分的压缩量沿着显像辊2的转动方向从上游到下游增加。密封构件6c的上游端处的压力P1最好从0到15kgf/cm2(即从0到1.47MPa),并且密封构件6c的下游端处的压力P2最好从25到80kgf/cm2(即从2.45到7.84MPa)。
在实施例3中,纤维10粘接到接触显像辊2的圆周表面的密封构件6c的表面上。图8B是从显像辊2侧部看到的位于密封构件6c的表面上的纤维10的前视图。如图8B所示,纤维10大致在相对于显像辊2的转动方向R向内倾斜(朝着墨粉存储部分1的内部)预定角度的方向D上延伸。
当显像辊2转动时,粘连到显像辊2的端部的圆周表面上的墨粉方便地进入密封构件6c和显像辊2的圆周表面之间的接触部分内。
在密封构件6c的上游部分,密封构件6c的压力相对小,如上所述,并且因此已经进入接触部分的墨粉朝着密封构件6c的下游侧运动,而不从接触部分泄漏。已经进入接触部分的墨粉停留在将墨粉压迫到下游侧的力与防止墨粉运动的另一个力(由密封构件6c的压力造成)平衡的位置上。另外,在实施例3中,已经进入接触部分的墨粉通过纤维10(密封构件6c的表面上)在相对于显像辊2的转动方向向内倾斜的方向上引导,并因此墨粉返回到墨粉存储部分1。
按照实施例3,密封构件6c的厚度沿着显像辊2的转动方向从上游到下游连续增加,其结果是密封构件6b压靠显像辊2的压力在密封构件6b的下游侧变得更大。因此,可以减小密封构件6b整体压靠显像辊2的压力,而不降低密封性能。此外,由于纤维10粘接到接触显像辊2的圆周表面的密封构件6c的接触表面上,并且纤维10在墨粉返回到墨粉存储部分1的方向上引导墨粉。因此,可以进一步提高密封效果。此外,墨粉保持在密封构件6b和显像辊2之间的接触部分内,而不剥落,并因此不需要形成用于排出剥落的墨粉的孔或切去部分,结果是密封构件6c不容易损坏或分离。另外,不需要沿着显像辊2的转动方向在上游和下游侧设置分开的密封构件,并因此不会出现由于密封构件位移造成的密封效果退化。
实施例4
图9是安装在实施例4的图像形成设备中的密封构件6d的透视图。在实施例4中,代替实施例2的密封构件6b(图2)而使用密封构件6d。实施例4的其它部件与实施例2相同。
如实施例2所述,密封构件6d的厚度不沿着显像辊2的转动方向从上游到下游变化。换言之,密封构件6d的上游和下游端的厚度t1和t2大致相同。如实施例2所述,侧板7的粘接表面7b如下成形,使得粘接表面7b和显像辊2的转动轴线之间的距离沿着显像辊2的转动方向从上游到下游连续减小。因此,在密封构件6d不被显像辊2压缩的情况下,密封构件6d的接触表面和显像辊2的转动轴线之间的距离沿着显像辊2的转动方向从上游到下游连续减小。采用这种结构,密封构件6d的压缩部分的压缩量沿着显像辊2的转动方向从上游到下游增加。密封构件6d的上游端的压力P1最好从0到15kgf/cm2(即从0到1.47MPa),并且密封构件6d的下游端处的压力P2最好从25到80kgf/cm2(即从2.45到7.84MPa)。
在实施例4中,纤维10粘接到接触显像辊2的圆周表面的密封构件6d的接触表面上,如实施例3所述。纤维10大致在相对于显像辊2的转动方向上向内倾斜(朝着墨粉存储部分1的内部)预定角度的方向上延伸。
按照实施例4,密封构件6d的接触表面(在密封构件6d不压缩的状态下)和显像辊2的转动轴线之间的距离沿着显像辊2的转动方向从上游到下游连续减小,其结果是密封构件6d压靠显像辊2的压力在密封构件6d的下游侧变得更大。因此,可以减小密封构件6d整体压靠显像辊2的压力,而不降低密封性能。另外,密封构件6d的表面上的纤维10在墨粉返回墨粉存储部分1的方向上引导墨粉,并且因此可以进一步提高密封效果。此外,墨粉保持在密封构件6d和显像辊2之间的接触部分内,而不剥落,并因此不需要形成用于排出剥落的墨粉的孔或切去部分,结果是密封构件6d不容易损坏或分离。另外,不需要沿着显像辊2的转动方向在上游和下游侧设置分开的密封构件,并因此不会出现由于密封构件位移造成的密封效果退化。
另外,按照实施例4,密封构件6d的厚度大致均匀,并因此密封构件6b的制造过程变得容易,并且可以减小制造成本。
在实施例3和4中,纤维10可以包括例如由氟树脂制成的毛毡。例如使用Teflon(Dupont的注册商标),即使用聚四氟乙烯。另外纤维10可以包括聚酯纤维。
如果纤维10包括具有出色滑动性能的Teflon毛毡,可以进一步减小纤维10和显像辊2之间的摩擦。因此,除了防止墨粉泄漏的效果之外,可以限制显像辊2的磨损,并减小转动显像辊2的负载扭矩。
如果纤维10包括具有出色耐磨性和耐用性的聚酯纤维,除了防止墨粉泄漏的效果之外,可以延长显像装置的寿命。
尽管针对一个密封构件(6a、6b、6c或6d)进行以上描述,两个密封构件(6a、6b、6c或6d)可以对称的方式设置在显像辊2的两端上。类似地,两个侧密封构件9以对称方式设置在显像辊2的两端以及侧板7上。
本发明可适用于打印机、传真机、复印机、使用显像辊并具有多个功能的复杂装置或类似装置中。
虽然详细描述本发明的优选实施例,将理解到本发明可以进行变型和改型而不偏离权利要求限定的本发明的精神和范围。
Claims (9)
1.一种显像形成在感光体上的潜像的显像装置,所述显像装置包括:
转动以便将显像剂供应到所述感光体上的显像辊;以及
可滑动接触所述显像辊的至少一个端部的圆周表面的至少一个密封构件;
其中所述密封构件压靠所述显像辊的所述圆周表面的压力沿着所述显像辊的转动方向从其上游到下游连续增加,并且,
其中所述压力在所述密封构件的上游端处在0至15kgf/m2的范围内,所述压力在所述密封构件的下游端处在25至80kgf/m2的范围内。
2.如权利要求1所述的显像装置,其特征在于,所述密封构件包括弹性构件,并且施加到所述显像辊上的所述密封构件的弹性力沿着所述显像辊的所述转动方向从所述上游到所述下游增加。
3.如权利要求2所述的显像装置,其特征在于,所述密封构件的厚度沿着所述显像辊的所述转动方向从所述上游到所述下游连续增加。
4.如权利要求2所述的显像装置,其特征在于,支承构件的表面和所述显像辊的转动轴线之间的距离沿着所述显像辊的转动方向从所述上游到所述下游连续减小,并且,
其中具有不变厚度的所述密封构件被固定到所述支承构件的所述表面上,至少所述密封构件的下游端在所述支承构件的所述表面与所述显像辊之间受到压缩。
5.如权利要求1所述的显像装置,其特征在于,还包括设置在接触所述显像辊的所述密封构件的接触表面上的纤维。
6.如权利要求5所述的显像装置,其特征在于,所述纤维包括由氟树脂制成的毛毡。
7.如权利要求5所述的显像装置,其特征在于,所述纤维由聚酯制成。
8.如权利要求5所述的显像装置,其特征在于,所述纤维大致在相对于所述显像辊的转动方向上朝着所述显像装置的内部倾斜预定角度的方向上从所述上游侧延伸到所述下游侧。
9.一种图像形成设备,包括:
感光体;
在所述感光体上形成潜像的潜像形成装置;
如权利要求1所述的显像装置;
将由所述显像装置显像的显像图像转印到记录介质上的转印装置;以及
将所述显像图像定像于所述记录介质上的定像装置。
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