CN101346672A - 图像形成装置、图像形成方法以及图像形成系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可以恰当地抑制放电现象的产生的图像形成装置。该图像形成装置具有:载像体,用于承载潜像;显影剂载体,在表面上具有规则配置的凹部,通过在承载有显影剂的状态下进行旋转而将该显影剂运送到与所述载像体相对的相对位置处;以及交变电压施加部,为了通过运送到所述相对位置处的所述显影剂对所述潜像进行显影而向所述显影剂载体施加交变电压,所述交变电压包括:第一电压,使显影剂从所述显影剂载体向所述载像体移动;第二电压,使显影剂从所述载像体向所述显影剂载体移动;这里,所述交变电压的周期的大小大于所述凹部的沿所述显影剂载体的圆周方向的最小宽度除以所述显影剂载体进行旋转时的该显影剂载体的表面的移动速度而得到的值。
Description
技术领域
本发明涉及图像形成装置、图像形成方法以及图像形成系统。
背景技术
激光打印机等图像形成装置已为公知。例如,该图像形成装置具有:载像体,用于承载潜像;以及显影剂载体,通过在承载有显影剂的状态下进行旋转而将该显影剂运送到与所述载像体相对的相对位置上。当从主机等外部装置发送图像信号等时,图像形成装置通过由显影剂载体运送到所述相对位置处的显影剂使载像体所承载的潜像显影而形成显影剂像,并将该显影剂像转印到介质上,最终在介质上形成图像(参照日本专利文献特开平5-142950号公报、特开2004-219640号公报)。
发明内容
某些上述图像形成装置在通过显影剂对所述潜像进行显影时将交变电压施加给所述显影剂载体,所述交变电压包括:第一电压,用于使显影剂从显影剂载体向所述载像体移动;以及第二电压,用于使显影剂从所述载像体向所述显影剂载体移动。另外,考虑到在显影剂载体的表面上承载足够量的显影剂等(换言之,承载显影剂的所述表面的表面积为足够大的值等),有时在该显影剂载体的表面上设置规则配置的凹部。
但是,在这样的图像形成装置中,当对所述潜像进行显影时,有时会在载像体与显影剂载体之间产生放电现象。如果产生该放电现象,则会使显影剂像不恰当地形成在载像体上,因此最终会在介质上形成不良的图像。
本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于恰当地抑制放电现象的产生。
本发明主要是如下的图像形成装置。该图像形成装置具有:载像体,用于承载潜像;显影剂载体,在表面上具有规则配置的凹部,通过在承载有显影剂的状态下进行旋转而将该显影剂运送到与所述载像体相对的相对位置处;以及交变电压施加部,为了通过运送到所述相对位置处的所述显影剂对所述潜像进行显影而向所述显影剂载体施加交变电压,所述交变电压包括:第一电压,用于使显影剂从所述显影剂载体向所述载像体移动;第二电压,用于使显影剂从所述载像体向所述显影剂载体移动;这里,所述交变电压的周期的大小大于所述凹部的沿所述显影剂载体的圆周方向的最小宽度除以所述显影剂载体进行旋转时的该显影剂载体的表面的移动速度而得到的值。
通过本说明书和附图的记载来明确本发明的其它特征。
附图说明
图1是表示构成打印机10的主要构成要素的图;
图2是表示图1的打印机10的控制单元的框图;
图3A是表示感光体20和带电单元30的示意图;
图3B是表示施加给带电辊31的带电偏压的示意图;
图4是显影装置的概念图;
图5是表示显影装置的主要构成要素的截面图;
图6是显影辊510的立体示意图;
图7是显影辊510的正面示意图;
图8是表示槽部512的截面形状的示意图;
图9是图7的放大示意图;
图10是限制刮板560的立体图;
图11是支架526的立体图;
图12是表示在支架526上组装有上密封部件520、限制刮板560、以及显影辊510的情况的立体图;
图13是表示支架526安装在壳体540上的情况的立体图;
图14是表示施加给显影辊510的显影偏压的示意图;
图15是用于说明本实施方式的打印机10的优越性的说明图;
图16A是表示因显影偏压引起的浓度不均的示意图;
图16B是表示因带电偏压引起的浓度不均的示意图;
图16C是表示浓度不均的程度增强的状态的示意图;
图17是用于说明本控制的打印机10的动作的流程图;
图18是表示介质的种类与显影辊510的移动速度V等的关系的表格;
图19A是表示显影辊510的制造工序中的显影辊510的变化的示意图(其一);
图19B是表示显影辊510的制造工序中的显影辊510的变化的示意图(其二);
图19C是表示显影辊510的制造工序中的显影辊510的变化的示意图(其三);
图19D是表示显影辊510的制造工序中的显影辊510的变化的示意图(其四);
图19E是表示显影辊510的制造工序中的显影辊510的变化的示意图(其五);
图20是用于说明显影辊510的滚压加工的说明图;
图21是用于说明黄色显影装置54的组装方法的流程图;
图22A是表示显影辊510的表面形状的变形的图(其一);
图22B是表示显影辊510的表面形状的变形的图(其二);
图22C是表示显影辊510的表面形状的变形的图(其三);
图23A是表示显影偏压的变形的图(其一);
图23B是表示显影偏压的变形的图(其二);
图24是表示图像形成系统的外观构成的说明图;
图25是表示图24所示的图像形成系统的构成的框图。
标号说明
10打印机、20感光体、30带电单元、31带电辊、32带、33轴承、34弹簧、35清洁辊、40曝光单元、50 YMCK显影单元、50a中心轴、51黑色显影装置、52品红色显影装置、53青色显影装置、54黄色显影装置、55a、55b、55c、55d保持部、60一次转印单元、70中间转印体、75清洁单元、76清洁刮板、80二次转印单元、90定影单元、92供纸盘、94供纸辊、95显示单元、96套准辊、100控制单元、101主控制器、102单元控制器、112接口、113图像存储器、128 YMCK显影单元驱动控制电路、129带电单元驱动控制电路、132交变电压施加部、133叠加电压施加部、510显影辊、510a中央部、510b轴部、512槽部、512a第一槽部、512b第二槽部、513底面、514侧面、515顶面、520上密封部件、520a宽度方向的端部、520b抵接面、520c相反面、524上密封部件施压部件、526支架、526a上密封部件支承部、526b显影辊支承部、526c限制刮板支承部、530调色剂容纳体、530a第一调色剂容纳部、530b第二调色剂容纳部、540壳体、542上壳体部、544下壳体部、545隔壁、546壳体密封部件、550调色剂供给辊、560限制刮板、560a前端、562橡胶部、562a抵接部、564橡胶支承部、564a薄板、564b薄板支承部、564c长度方向的两个端部、564d宽度方向的一个端部、564e宽度方向的另一个端部、572开口、574端部密封部件、576轴承、600管材、602凸缘压入部、604凸缘、650圆模、650a凸部、652圆模、652a凸部、680槽、700图像形成系统、702计算机、704显示装置、706打印机、708输入装置、708A键盘、708B鼠标、710读取装置、710A软盘驱动装置、710B CD-ROM驱动装置、802内部存储器、804硬盘驱动单元、T调色剂
具体实施方式
根据本说明书和附图的记载至少可以明确以下事项。
图像形成装置具有:
载像体,用于承载潜像;
显影剂载体,在表面上具有规则配置的凹部,通过在承载有显影剂的状态下进行旋转而将该显影剂运送到与所述载像体相对的相对位置处;以及
交变电压施加部,为了通过运送到所述相对位置处的所述显影剂对所述潜像进行显影而向所述显影剂载体施加交变电压,所述交变电压包括:第一电压,用于使显影剂从所述显影剂载体向所述载像体移动;第二电压,用于使显影剂从所述载像体向所述显影剂载体移动;
这里,所述交变电压的周期的大小大于所述凹部的沿所述显影剂载体的圆周方向的最小宽度除以所述显影剂载体进行旋转时的该显影剂载体的表面的移动速度而得到的值。
根据该图像形成装置,可以恰当地抑制放电现象的产生。
另外,也可以采用以下方式,即,所述凹部为相对于所述圆周方向的倾斜角度不同的两种螺旋状的槽部,该两种螺旋状的槽部互相交叉而形成格子形状。
另外,也可以采用以下方式,即,所述显影剂载体具有被所述两种螺旋状的槽部包围的菱形的顶面,该菱形的顶面所具有的两条对角线中的一条沿所述圆周方向。
另外,也可以采用以下方式,即,所述显影剂载体具有被所述两种螺旋状的槽部包围的正方形的顶面。
另外,也可以采用以下方式,即,所述交变电压施加部施加给所述显影剂载体的电压仅为所述第一电压和所述第二电压,所述交变电压施加部交替地施加所述第一电压和所述第二电压。
另外,也可以采用以下方式,即,所述移动速度是可变的,在改变该移动速度时,按照所述交变电压的周期的大小大于所述最小宽度除以所述移动速度而得到的值的方式来改变该交变电压的周期的大小。
此时,无论图像形成装置在怎样的动作模式下进行动作,均可以取得上述效果,即,可以恰当地抑制放电现象的产生。
另外,也可以采用以下方式,即,还包括:带电部件,与所述载像体相对,用于使该载像体带电;以及叠加电压施加部,将直流电压和交流电压叠加形成的叠加电压施加给所述带电部件;所述交变电压的周期的大小与所述叠加电压的周期的大小的自然数倍的值和该周期的大小的自然数分之一的值均不相同。
此时,除了可以恰当地抑制放电现象的产生以外,通过使交变电压的周期的大小与所述叠加电压的周期的大小的自然数倍的值和该周期的大小的自然数分之一的值均不相同,可以防止两种浓度不均的发生位置连续地重叠,因此可以抑制图像的浓度不均显眼的情况发生。
另外,也可以采用以下方式,即,所述带电部件为可以旋转的带电辊,该带电辊间隔空隙而与所述载像体相对。
此时,可以抑制图像的浓度不均显眼的效果更为有效。
另外,也可以采用以下方式,即,所述载像体可以进行旋转,所述交变电压施加部以预定的期间交替地施加所述第一电压和所述第二电压,当所述载像体的、在所述叠加电压施加部开始施加所述叠加电压时位于通过所述带电部件而被带电的带电位置处的部分随着所述载像体的旋转而位于通过运送到所述相对位置处的显影剂而被显影的显影位置处时,所述交变电压施加部开始向所述显影剂载体施加所述第一电压或所述第二电压。
此时,可以抑制图像的浓度不均显眼的效果更为有效。
另外,也可以采用以下方式,即,所述凹部为相对于所述圆周方向的倾斜角度不同的两种螺旋状的槽部,该两种螺旋状的槽部互相交叉而形成格子形状,所述显影剂载体具有被所述两种螺旋状的槽部包围的正方形的顶面,该正方形的顶面所具有的两条对角线中的一条沿所述圆周方向。
图像形成方法包括以下步骤:
改变显影剂载体进行旋转时的该显影剂载体的表面的移动速度,所述显影剂载体在表面上具有规则配置的凹部,通过在承载有显影剂的状态下进行旋转而将该显影剂运送到与载像体相对的相对位置处;
按照交变电压的周期的大小大于所述凹部的沿所述显影剂载体的圆周方向的最小宽度除以改变后的所述移动速度而得到的值的方式来改变所述交变电压的周期的大小,所述交变电压包括:第一电压,用于使显影剂从所述显影剂载体向所述载像体移动;第二电压,用于使显影剂从所述载像体向所述显影剂载体移动;
按照直流电压和交流电压叠加形成的叠加电压的周期的大小的自然数倍的值和该周期的大小的自然数分之一的值均与所述交变电压的改变后的周期的大小不同的方式来改变该叠加电压的周期的大小;
将改变了周期的大小的所述叠加电压施加给与所述载像体相对的带电部件,使该载像体带电;以及
将改变了周期的大小的所述交变电压施加给所述显影剂载体,通过运送到所述相对位置处的所述显影剂对所述载像体所承载的潜像进行显影。
根据上述图像形成方法,即使改变了显影剂载体的移动速度,也可以恰当地抑制放电现象的产生,并且抑制图像的浓度不均显眼的情况发生。
另外,也可以采用以下方式,即,可以形成图像的介质的种类为普通纸和厚纸,当在所述普通纸上形成图像时,加大所述显影剂载体的表面的移动速度,而当在所述厚纸上形成图像时,减小所述显影剂载体的表面的移动速度。
此时,即使改变了介质的种类,也可以恰当地抑制放电现象的产生,并且抑制图像的浓度不均显眼的情况发生。
图像形成系统具有:
计算机;以及
图像形成装置,可以与该计算机连接,包括:载像体,用于承载潜像;显影剂载体,在表面上具有规则配置的凹部,通过在承载有显影剂的状态下进行旋转而将该显影剂运送到与所述载像体相对的相对位置处;以及交变电压施加部,为了通过运送到所述相对位置处的所述显影剂对所述潜像进行显影而向所述显影剂载体施加交变电压,所述交变电压包括:第一电压,用于使显影剂从所述显影剂载体向所述载像体移动;第二电压,用于使显影剂从所述载像体向所述显影剂载体移动;所述交变电压的周期的大小大于所述凹部的沿所述显影剂载体的圆周方向的最小宽度除以所述显影剂载体进行旋转时的该显影剂载体的表面的移动速度而得到的值。
根据该图像形成系统,可以恰当地抑制放电现象的产生。
==图像形成装置的整体构成例==
下面,作为图像形成装置,以激光打印机(以下也称为打印机)10为例,使用图1对其简要情况进行说明。图1是表示构成打印机10的主要构成要素的图。另外,在图1中,用箭头表示上下方向,例如,供纸盘92配置在打印机10的下部,定影单元90配置在打印机10的上部。
如图1所示,本实施方式的打印机10沿作为用于承载潜像的载像体的一个例子的感光体20的旋转方向具有:带电单元30;曝光单元40;YMCK显影单元50;一次转印单元60;中间转印体70;清洁单元75;并且还具有:二次转印单元80;定影单元90;构成面向用户的通知单元并由液晶面板构成的显示单元95;以及控制上述单元等来管理打印机的动作的控制单元100。
感光体20具有圆筒状的导电性基体材料和形成在该导电性基体材料的外周面上的感光层,该感光体20能够以中心轴为中心进行旋转,在本实施方式中,如图1中的箭头所示,该感光体20顺时针旋转。
带电单元30是用于使感光体20带电的装置。后面将对该带电单元30进行详细的说明。曝光单元40是通过照射激光而在已带电的感光体20上形成潜像的装置。该曝光单元40具有半导体激光器、多角镜、F-θ透镜等,并根据从个人计算机、文字处理器等未图示的主机输入的图像信号向已带电的感光体20照射经调制的激光。
YMCK显影单元50是利用作为容纳在显影装置中的显影剂的一个例子的调色剂,即容纳在黑色显影装置51中的黑色(K)调色剂、容纳在品红色显影装置52中的品红色(M)调色剂、容纳在青色显影装置53中的青色(C)调色剂、以及容纳在黄色显影装置54中的黄色(Y)调色剂,使在感光体20上形成的潜像显影的装置。
该YMCK显影单元50可以通过在安装有所述四个显影装置51、52、53、54的状态下进行旋转而使所述四个显影装置51、52、53、54移动位置。即,该YMCK显影单元50通过四个保持部55a、55b、55c、55d来保持所述四个显影装置51、52、53、54,所述四个显影装置51、52、53、54可以以中心轴50a为中心而在保持其相对位置的状态下进行旋转。并且,每当完成了1页量的图像形成时,选择性地与感光体20相对,通过容纳在各个显影装置51、52、53、54中的调色剂依次使在感光体20上形成的潜像显影。所述四个显影装置51、52、53、54可以分别相对于YMCK显影单元50的所述保持部进行装卸。另外,后面将详细地说明各个显影装置。
一次转印单元60是用于将在感光体20上形成的单色调色剂像转印到中间转印体70上的装置,当依次重叠转印了4种颜色的调色剂后,在中间转印体70上会形成全色调色剂像。该中间转印体70是通过在PET胶片的表面上设置锡蒸镀层、并进而在其表层上层积形成半导电涂料而形成的环带,该中间转印体70被以与感光体20大致相同的圆周速度旋转驱动。
二次转印单元80是用于将形成在中间转印体70上的单色调色剂像或全色调色剂像转印到纸张、胶片、布料等介质上的装置。定影单元90是用于将转印到介质上的单色调色剂像或全色调色剂像熔融固定在介质上而形成为永久性图像的装置。
清洁单元75设置在一次转印单元60与带电单元30之间,其具有与感光体20的表面抵接的橡胶制的清洁刮板76,清洁单元75是用于在通过一次转印单元60将调色剂像转印到中间转印体70上之后通过清洁刮板76刮掉、除去残留在感光体20上的调色剂的装置。
如图2所示,控制单元100由主控制器101和单元控制器102构成,向主控制器101输入图像信号和控制信号,单元控制器102按照基于该图像信号和控制信号的指令来控制所述各个单元等,从而形成图像。
下面,对上述构成的打印机10的动作进行说明。
首先,当来自未图示的主机的图像信号和控制信号通过接口(I/F)112被输入打印机10的主控制器101时,单元控制器102根据来自该主控制器101的指令进行控制,感光体20和中间转印体70在该控制下进行旋转。感光体20在旋转的同时在带电位置处被带电单元30依次带电。
随着感光体20的旋转,感光体20的带电区域到达曝光位置,通过曝光单元40在该区域形成对应于第一颜色、例如黄色Y的图像信息的潜像。另外,关于YMCK显影单元50,容纳黄色(Y)调色剂的黄色显影装置54位于与感光体20相对的显影位置处。随着感光体20的旋转,在感光体20上形成的潜像到达显影位置,通过黄色显影装置54以黄色调色剂显影。由此,在感光体20上形成黄色调色剂像。随着感光体20的旋转,在感光体20上形成的黄色调色剂像到达一次转印位置,通过一次转印单元60将该黄色调色剂像转印到中间转印体70上。此时,一次转印单元60被施加极性与调色剂T的带电极性(在本实施方式中为负极性)相反的一次转印电压。在此期间,感光体20与中间转印体70接触,而二次转印单元80与中间转印体70分离。
对于第二颜色、第三颜色、以及第四颜色,通过各个显影装置依次执行上述处理,由此对应于各个图像信号的四种颜色的调色剂像重叠转印到中间转印体70上。由此,在中间转印体70上形成全色调色剂像。
随着中间转印体70的旋转,在中间转印体70上形成的全色调色剂像到达二次转印位置,通过二次转印单元80将该全色调色剂像转印到介质上。通过供纸辊94、套准辊96从供纸盘92向二次转印单元80运送介质。另外,在进行转印动作时,二次转印单元80被压靠在中间转印体70上并被施加二次转印电压。
转印到介质上的全色调色剂像被定影单元90加热加压,从而被熔融固定在介质上。
另一方面,感光体20在经过了一次转印位置之后通过支承在清洁单元75中的清洁刮板76刮掉附着在其表面上的调色剂T,从而为用于形成下一个潜像的带电作准备。被刮掉的调色剂T被回收到清洁单元75所具有的残留调色剂回收部中。
==控制单元的简要情况==
下面,参照图2来说明控制单元100的构成。控制单元100的主控制器101包括图像存储器113,该图像存储器113通过接口112与主机电连接,用于存储从该主机输入的图像信号。单元控制器102与装置主体的各单元(带电单元30、曝光单元40、YMCK显影单元50、一次转印单元60、清洁单元75、二次转印单元80、定影单元90、显示单元95)电连接,通过接收来自这些单元所具有的传感器的信号而对各单元的状态进行检测,同时根据从主控制器101输入的信号来控制各单元。
在与YMCK显影单元50连接的YMCK显影单元驱动控制电路128中具有交变电压施加部132(也简称为电压施加部)。为了通过调色剂使所述潜像显影,该交变电压施加部132发挥如下作用:将交变电压(以下也称为显影偏压)施加给显影辊510,在显影辊510与感光体20之间形成交变电场(后面将进行详细的说明)。另外,在与带电单元30连接的带电单元驱动控制电路129中具有叠加电压施加部133。为了使感光体20带电,该叠加电压施加部133发挥如下作用:将叠加电压(以下也称为带电偏压)施加给带电辊31,在带电辊31与感光体20之间形成交变电场。
==关于带电单元30==
下面,使用图3A和图3B来说明使感光体20带电的带电单元30。图3A是表示感光体20和带电单元30的示意图。图3B是表示施加给带电辊31的叠加电压的示意图。
带电单元30具有:带电辊31,间隔空隙与感光体20相对,是用于使该感光体20带电的带电部件的一个例子,可以进行旋转;清洁辊35(在图1中没有图示),与带电辊31抵接,用于清洁该带电辊31的表面。带电辊31具有在金属轴的表面上涂布有导电性的涂料的构成。另外,在带电辊31的轴向的两个端部安装有与感光体20抵接的带32。由于该带32的外径大于带电辊31的中央部的外径,因此在该中央部与感光体20之间形成有间隙G。因此,带电辊31在非接触状态下使感光体20带电。
另外,带电单元30具有:轴承33,可以旋转地支承带电辊31;弹簧34,通过该轴承33向感光体20的方向对带电辊31进行施压。于是,带电辊31在弹簧34的施压力的作用下被向感光体20的方向施压,由此使带32与感光体20抵接。
这里,使用图3B来说明感光体20的带电。当使感光体20带电时,通过叠加电压施加部133将直流电压和交流电压叠加形成的叠加电压(带电偏压)施加给带电辊31。具体地说,将以-580V(交流电压的成分)为中心、在一540V~-620V之间振荡(交流电压的成分)的电压施加给带电辊31。另外,带电偏压的周期的大小(将该周期的大小表示为T2)为1.0ms(毫秒)。
==关于显影装置==
下面,使用图4至图14来说明显影装置。图4是显影装置的概念图。图5是表示显影装置的主要构成要素的截面图。图6是显影辊510的立体示意图。图7是显影辊510的正面示意图。图8是表示槽部512的截面形状的示意图。图9是图7的放大示意图,是表示槽部512和顶面515的图。图10是限制刮板560的立体图。图11是支架526的立体图。图12是表示在支架526上组装有上密封部件520、限制刮板560、以及显影辊510的情况的立体图。图13是表示支架526安装在壳体540上的情况的立体图。图14是表示施加给显影辊510的显影偏压的示意图。另外,图5所示的截面图表示以垂直于图4所示的长度方向的面截取显影装置而得到的截面。另外,在图5中,与图1相同,用箭头表示上下方向,例如与感光体20的中心轴相比,显影辊510的中心轴位于下方。另外,图5表示黄色显影装置54位于与感光体20相对的显影位置的状态。另外,在图6至图9中,槽部512等的比例与实际情况不同,以便在图中容易辨别。
在YMCK显影单元50中设置有:容纳黑色(K)调色剂的黑色显影装置51、容纳品红色(M)调色剂的品红色显影装置52、容纳青色(C)调色剂的青色显影装置53、以及容纳黄色(Y)调色剂的黄色显影装置54,由于各个显影装置的结构相同,因此下面仅对黄色显影装置54进行说明。
黄色显影装置54具有:作为显影剂载体的一个例子的显影辊510、上密封部件520、调色剂容纳体530、壳体540、调色剂供给辊550、限制刮板560、支架526等。
显影辊510通过在承载有调色剂T的状态下进行旋转而将调色剂T运送到与感光体20相对的相对位置(显影位置)处。该显影辊510为由铝合金、铁合金等形成的部件。
如图6和图7所示,为了恰当地承载调色剂T,显影辊510在其中央部510a的表面上具有作为凹部的一个例子的槽部512。在本实施方式中,作为该槽部512,设置有彼此绕向不同的两种螺旋状的槽部512、即第一槽部512a和第二槽部512b。如图7所示,第一槽部512a和第二槽部512b相对于显影辊510的圆周方向的倾斜角度互不相同,另外第一槽部512a的长度方向与显影辊510的轴向所成的锐角大小和第二槽部512b的长度方向与所述轴向所成的锐角大小均大约为45°。另外,如图8所示,第一槽部512a的X方向的宽度和第二槽部512b的Y方向的宽度大约为50μm,槽部512的深度大约为7μm,槽角度(在图8中,用符号α表示的角度)大约为90度。
并且,槽部512包括底面513和侧面514,在本实施方式中,侧面514的倾斜角度大约为45度(参照图8)。
如图6、图7、以及图9所示,如上构成的两种螺旋状的槽部512规则地配置在显影辊510的中央部510a的表面上,并且互相交叉而形成格子形状。因此,在所述中央部510a,在网眼上形成有多个被槽部512从四周包围的菱形的顶面515。
如上所述,在本实施方式中,由于第一槽部512a的长度方向与所述轴向所成的锐角的大小和第二槽部512b的长度方向与所述轴向所成的锐角的大小均大约为45°,因此顶面515具有正方形的平面形状,并且该顶面515所具有的两条对角线中的一个(另一个)沿显影辊510的圆周方向(轴向)。另外,如图8所示,正方形的顶面515的一边的长度大约为30μm。
并且,在显影辊510上设置有轴部510b,该轴部510b通过轴承576由后述的支架526的显影辊支承部526b支承(图12),由此显影辊510被可自由旋转地支承。如图5所示,显影辊510向与感光体20的旋转方向(在图5中为顺时针方向)相反的方向(在图5中为逆时针方向)进行旋转。另外,在本实施方式中,当显影辊510进行旋转时,显影辊510的表面的移动速度V(即,显影辊510的表面处的显影辊510的线速度)为300mm/s。另外,当感光体20进行旋转时,感光体20的表面的移动速度(即,感光体20的表面处的感光体20的线速度)为210mm/s,显影辊510相对于感光体20的圆周速度比大约为1.4。
另外,在黄色显影装置54与感光体20相对的状态下,在显影辊510与感光体20之间存在空隙。即,黄色显影装置54在非接触状态下对在感光体20上形成的潜像进行显影。另外,在本实施方式的打印机10中,当使用跳跃(jumping)显影方式对在感光体20上形成的潜像进行显影时,在显影辊510与感光体20之间形成交变电场(后面将进行详细的说明)。
壳体540是熔接一体成型的多个树脂制的壳体部、即上壳体部542和下壳体部544而制造成的,在其内部形成有用于容纳调色剂T的调色剂容纳体530。调色剂容纳体530被隔壁545分成两个调色剂容纳部、即第一调色剂容纳部530a和第二调色剂容纳部530b,所述隔壁545从内壁向内侧(图5的上下方向)突出,用于隔开调色剂T。并且,第一调色剂容纳部530a和第二调色剂容纳部530b的上部连通,在图5所示的状态下通过隔壁545来限制调色剂T的移动。但是,当YMCK显影单元50进行旋转时,容纳在第一调色剂容纳部530a和第二调色剂容纳部530b中的调色剂会暂时集中在显影位置下的上部一侧的连通的部位一侧,而当返回到图5所示的状态时,这些调色剂T会在混合之后返回到第一调色剂容纳部530a和第二调色剂容纳部530b中。即,通过YMCK显影单元50进行旋转,恰当地搅拌了显影装置内的调色剂T。
因此,在本实施方式中,在调色剂容纳体530内未设置搅拌部件,但也可以设置用于搅拌容纳在调色剂容纳体530中的调色剂T的搅拌部件。另外,如图5所示,壳体540(即,第一调色剂容纳部530a)在下部具有开口572,显影辊510毗邻该开口572设置。
调色剂供给辊550设置在上述第一调色剂容纳部530a中,该调色剂供给辊550将容纳在该第一调色剂容纳部530a中的调色剂T供应给显影辊510,并在显影之后从显影辊510上剥离残留在该显影辊510上的调色剂T。该调色剂供给辊550由聚氨酯泡沫体等制成,在弹性变形的状态下与显影辊510抵接。调色剂供给辊550配置在第一调色剂容纳部530a的下部,容纳在第一调色剂容纳部530a中的调色剂T在该第一调色剂容纳部530a的下部由调色剂供给辊550供应给显影辊510。调色剂供给辊550可以以中心轴为中心进行旋转,与显影辊510的旋转中心轴相比,调色剂供给辊550的中心轴位于下方。另外,调色剂供给辊550向与显影辊510的旋转方向(在图5中为逆时针方向)相反的方向(在图5中为顺时针方向)旋转。
上密封部件520沿显影辊510的轴向与其抵接,在通过了显影位置后,上密封部件520允许残留在显影辊510上的调色剂T向壳体540内移动,并且限制壳体540内的调色剂T向壳体540外移动。该上密封部件520是由聚乙烯薄膜等制成的密封部件。上密封部件520由后述的支架526的上密封部件支承部526a支承,并且按照其长度方向沿显影辊510的轴向的方式设置(图12)。与显影辊510的中心轴相比,上密封部件520与显影辊510抵接的抵接位置位于上方。
另外,在上密封部件520的、与跟显影辊510抵接的抵接面520b相反一侧的面(也将该面称为相反面520c)和所述上密封部件支承部526a之间设置有由泡沫材料(moltopren)等弹性体形成的压缩状态的上密封部件施压部件524,通过该上密封部件施压部件524的施压力将上密封部件520向显影辊510一侧施压,由此将上密封部件520按压在显影辊510上。
限制刮板560通过抵接部562a从显影辊510的轴向的一端到另一端与显影辊510抵接,限制显影辊510所承载的调色剂T的层厚,另外向显影辊510所承载的调色剂T赋予电荷。如图5和图10所示,该限制刮板560具有橡胶部562和橡胶支承部564。
橡胶部562由硅橡胶、聚氨酯橡胶等形成,与显影辊510抵接。
橡胶支承部564由薄板564a和薄板支承部564b构成,通过其宽度方向的一个端部564d(即,薄板564a一侧的端部)来支承橡胶部562。薄板564a由磷青铜、不锈钢等制成,具有弹性。薄板564a支承橡胶部562,通过其施压力将橡胶部562按压在显影辊510上。薄板支承部564b为配置在橡胶支承部564的宽度方向的另一个端部564e上的金属制的金属板,该薄板支承部564b在支承所述薄板564a的、与支承橡胶部562的一侧相反的一侧的端部的状态下安装在该薄板564a上。
并且,限制刮板560在薄板支承部564b的长度方向的两个端部564c由后述的支架526的限制刮板支承部526c支承的状态下安装在该限制刮板支承部526c上。
限制刮板560的、与薄板支承部564b一侧相反的一侧的端部,即前端560a不与显影辊510接触,与该前端560a相距预定距离的部分(即抵接部562a)与显影辊510在一定的宽度范围内接触。即,限制刮板560通过腹部而不是边缘与显影辊510抵接,通过限制刮板560所具有的平面与显影辊510抵接来限制所述层厚。另外,限制刮板560被配置成其前端560a朝向显影辊510的旋转方向的上游一侧,即所谓的逆向(counter)抵接。此外,与显影辊510的中心轴相比,限制刮板560与显影辊510抵接的抵接位置位于下方,并且与调色剂供给辊550的中心轴相比,所述抵接位置也位于下方。另外,该限制刮板560沿其轴向与显影辊510抵接,由此也发挥了防止来自调色剂容纳体530的调色剂T的泄漏的功能。
另外,如图12所示,在限制刮板560的橡胶部562的长度方向的外侧设置有端部密封部件574。该端部密封部件574由无纺织布形成,沿显影辊510的圆周面与该显影辊510的轴向的端部接触,从而发挥防止调色剂T从该圆周面与壳体540之间泄漏的功能。
支架526为用于组装显影辊510等各种部件的金属制的部件,如图11所示,该支架526具有:上密封部件支承部526a,沿该支架526的长度方向(即,显影辊510的轴向);显影辊支承部526b,在所述长度方向(所述轴向)上设置在上密封部件支承部526a的外侧,与所述长度方向(所述轴向)交叉;以及限制刮板支承部526c,与该显影辊支承部交叉,与所述上密封部件支承部526a的长度方向的端部相对。
并且,如图12所示,上密封部件520的宽度方向的端部520a(图5)由上密封部件支承部526a支承,另外显影辊510的端部由显影辊支承部526b支承。
并且,限制刮板560的长度方向的两个端部564c由限制刮板支承部526c支承。限制刮板560被螺合固定在限制刮板支承部526c上,由此固定在支架526上。
这样,如图13所示,组装有上密封部件520、显影辊510、以及限制刮板560的支架526间隔着用于防止调色剂T从支架526与壳体540之间泄漏出来的壳体密封部件546(图5)而安装在上述壳体540上。
在如上构成的黄色显影装置54中,调色剂供给辊550将容纳在调色剂容纳体530中的调色剂T供应给显影辊510。随着显影辊510的旋转,供应给显影辊510的调色剂T到达限制刮板560的抵接位置,在通过该抵接位置时被限制层厚并被赋予负电荷(带负电)。被限制了层厚并被赋予了负电荷的显影辊510上的调色剂T通过显影辊510的进一步旋转被运送到与感光体20相对的相对位置(显影位置)处,并在该相对位置处用于对在感光体20上形成的潜像进行显影。
这里,使用图14来说明该潜像的显影。如上所述,本实施方式的打印机10使用跳跃显影方式。在进行跳跃显影时,通过交变电压施加部132将矩形状的交变电压施加给显影辊510。如图14所示,该交变电压包括第一电压V1和第二电压V2。
第一电压V1是用于使调色剂从显影辊510向感光体20移动的电压,其值为-900V。在本实施方式中,如图14所示,在进行显影时,感光体20的电位在非图像部(与白图像对应的部分)为-500V,在图像部(与黑图像对应的部分)为-50V,并且由于调色剂带负电,因此在向显影辊510施加第一电压V1时,在显影辊510与感光体20之间会形成使调色剂从显影辊510向感光体20移动的电场,从而使显影辊510上的调色剂向感光体20的方向移动。
另一方面,第二电压V2是用于使调色剂从感光体20向显影辊510移动的电压,其值为500V。在向显影辊510施加第二电压V2时,在显影辊510与感光体20之间会形成使调色剂从感光体20向显影辊510移动的电场,从而使感光体20上的调色剂向显影辊510的方向移动(使其返回)。
并且,如图14所示,由于通过交变电压施加部132交替施加第一电压V1和第二电压V2,因此在对潜像进行显影时,调色剂交替重复地进行从显影辊510向感光体20的移动和从感光体20向显影辊510的移动(返回)。
另外,在本实施方式中,交变电压施加部132持续施加第一电压V1的时间和持续施加第二电压V2的时间均为0.15ms(毫秒)(即,duty比率为50%)。因此,交变电压的周期的大小(将该周期的大小表示为周期T1)为0.3ms(毫秒)(参照图14)。另外,交变电压施加部132施加给显影辊510的平均电压大于非图像部的电位(-500V)并小于图像部的电位(-50V),其值为-200V(=-(900+500)/2)。
通过显影辊510的旋转而通过了显影位置的显影辊510上的调色剂T通过上密封部件520,并在不被上密封部件520刮掉的情况下被回收到显影装置内。并且,还残留在显影辊510上的调色剂T被所述调色剂供给辊550剥掉。
==关于放电现象==
如上所述,本实施方式的打印机10包括在通过调色剂对所述潜像进行显影时将交变电压(显影偏压)施加给显影辊510的交变电压施加部132,所述交变电压包括:第一电压V1,用于使调色剂从显影辊510向感光体20移动;第二电压V2,用于使调色剂从感光体20向显影辊510移动。另外,在显影辊510的表面上设置有作为规则配置的凹部的一个例子的槽部512。并且,如上所述,在这样的打印机10中,在对所述潜像进行显影时,在感光体20与显影辊510之间可能会产生放电现象,该放电现象是引起图像形成不良的主要因素。
在本部分中,首先说明在什么情况下可能会产生该放电现象。本实施方式的打印机10与现有的打印机相比不易产生该放电现象,在上述说明后对这一点(即,本实施方式的打印机10的有效性)进行详细的说明。
<<<可能会产生放电现象的情况>>>
公知在以下情况下容易产生放电现象。
(1)当切换交变电压的电压时
当切换交变电压(显影偏压)的电压时,容易产生放电现象。对于显影偏压的切换,存在从负电压向正电压切换的情况和从正电压向负电压切换的情况这两种情况,但是容易产生放电现象的是前者。在本实施方式的打印机10中,在显影偏压从第一电压V1(-900V)向第二电压V2(+500V)切换时容易产生放电现象。
(2)当槽部512与顶面515(凹部与非凹部)的边界部位于与感光体20相对的相对位置时
由于在显影辊510上设置有规则配置的槽部512,因此在对潜像进行显影的过程中,当显影辊510进行旋转时,有时槽部512到达与感光体20相对的相对位置,有时顶面515到达该相对位置(重复发生这两种情况)。并且,在槽部512与顶面515的边界部(例如,图9中由符号A、B表示的部分)到达所述相对位置时容易产生放电现象。
并且,在对潜像进行显影时,有时会同时发生上述(1)(2)的情况。例如,在槽部512与顶面515的边界部到达所述相对位置时显影偏压也从第一电压V1(-900V)向第二电压(+500V)切换的情况。这种情况可以说是可能会产生显著的放电现象的情况。
<<<本实施方式的打印机10的有效性>>>
在本实施方式的打印机10中,上述显影偏压的周期的大小(周期T1)大于所述槽部512的、沿所述显影辊510的圆周方向的最小宽度Lmin除以显影辊510进行旋转时的显影辊510的表面的移动速度V而得到的值(T1>Lmin/V)。并且,在槽部512的宽度和显影偏压的周期的大小满足上述关系的本实施方式的打印机10中,可以恰当地抑制放电现象的产生。
以下,使用图9和图15来更加详细地说明该事项。如上所述,在本实施方式的显影辊510的表面上设置有相对于圆周方向的倾斜角度不同的两种螺旋状的槽部512,该两种螺旋状的槽部512互相交叉而形成格子形状。另外,显影辊510具有被上述两种螺旋状的槽部512包围的正方形的顶面515,正方形的顶面所具有的二条中的一条沿圆周方向(图9)。并且,在这样的(如图9所示)显影辊510中,对于槽部512的、沿显影辊510的圆周方向的宽度,定义了宽度L1、宽度L2等几个宽度,最小宽度为图9所示的宽度Lmin(图9中的AB间的距离)。另外,宽度Lmin的值大约为70.71μm。
如上所述,显影辊510进行旋转时的显影辊510的表面的移动速度V为300mm/s。因此,所述最小宽度Lmin除以显影辊510进行旋转时的显影辊510的表面的移动速度V而得到的值Lmin/V大约为0.236ms(毫秒)。并且,如图14所示,由于显影偏压的周期的大小(周期T1)为0.3ms,因此在本实施方式中满足T1>Lmin/V的关系。
接着,使用图15来说明为什么当满足这样的T1>Lmin/V的关系时可以恰当地抑制放电现象的产生。
在“可能会产生放电现象的情况”的部分中说明了在当槽部512与顶面515的边界部(例如,图9中,由符号A、B表示的部分)到达所述相对位置时显影偏压从第一电压V1(-900V)向第二电压(+500V)切换的情况下(换言之,上述(1)(2)的情况同时发生时)可能会产生显著的放电现象,但实际上在这样的情况下未必一定会产生放电现象,有时在该情况下也可以避免放电现象的产生。然而,在对潜像进行显影时,即使在该情况下避免了放电现象的产生,但如果马上(没有太多的时间间隔)发生同样的情况,则此时产生放电现象的概率会很高。
这里,关注图15。图15是用于说明本实施方式的打印机10的有效性的说明图,从上至下依次表示了两个图(作为上图和下图)和时间轴。
这里,图15的下图表示在对所述潜像进行显影时的某个时间t显影辊510的哪个部分位于与感光体20相对的相对位置处。例如,在对潜像进行显影时,如果在时间t1使图9中由符号A表示的部分位于所述相对位置,则从时间t1经过约0.236ms(=Lmin/V)后,通过显影辊510进行旋转,图9中由符号B表示的部分位于所述相对位置处。并且,由于Lmin为最小宽度,因此下图表示产生上述(1)的情况后最短经过0.236ms后再次产生(1)的情况。
另一方面,由于显影偏压的周期的大小(0.3ms)大于Lmin/V(0.236ms),因此例如在对潜像进行显影时,即使在时间t1上述(1)的情况和显影偏压从第一电压V1(-900V)向第二电压(+500V)切换的情况(即,上述(2)的情况)同时发生(参照图15的上图和下图),当接下来(1)的情况在最短时间后产生时(0.236ms后),就一定不会产生(2)的情况。这样,在本实施方式的打印机10中,可能会产生显著的放电现象的情况(即,上述(1)(2)同时发生的情况)不会在短时间内连续地产生,由此可以恰当地抑制放电现象的产生。
==关于因显影偏压和带电偏压引起的浓度不均==
如上所述,向显影辊510施加包括第一电压V1和第二电压V2的交变电压(显影偏压),但是众所周知,该显影偏压会引起图像发生浓度不均。并且,每隔显影偏压的周期的大小(周期T1)容易发生该浓度不均。同样地,向带电辊31施加直流电压和交流电压叠加形成的叠加电压(带电偏压),但是众所周知,该带电偏压的交流电压的成分会引起图像发生浓度不均。并且,每隔带电偏压的周期的大小(周期T2)容易发生该浓度不均。当发生上述两种浓度不均时,如果两种浓度不均的发生位置重叠,则浓度不均会越发显著,从而造成图像中的浓度不均会更加显眼。
使用图16A~图16C所示的比较例来具体地说明该现象。图16A是表示因显影偏压引起的浓度不均的示意图。图16B是表示因带电偏压引起的浓度不均的示意图。图16C是表示浓度不均的程度增强的状态的示意图。
如图16A所示,每隔预定的间隔L1就会发生因显影偏压引起的浓度不均。该预定间隔L1为感光体20的移动速度乘以显影偏压的周期T1而得到的值。同样地,如图16B所示,每隔预定的间隔L2就会发生因带电偏压引起的浓度不均。该预定间隔L2为感光体20的移动速度乘以带电偏压的周期T2而得到的值。并且,上述两种浓度不均独立发生。
另外,在形成图像时,因显影偏压引起的浓度不均的最初的发生位置和因带电偏压引起的浓度不均的最初的发生位置有时会重叠(图16C中被虚线包围的区域X1),当两种浓度不均的发生位置重叠时,浓度不均会越发显著。此时,例如当显影偏压的周期T1与带电偏压的周期T2的自然数分之一的值相同时,其后发生的、因带电偏压引起的浓度不均的发生位置与因显影偏压引起的浓度不均的发生位置容易连续地重叠(在图16C中被虚线包围的区域X2),因此每隔预定的间隔L2浓度不均就会变得更加显著,从而导致浓度不均特别显眼。
对此,在本实施方式的打印机10中,如图3B和图14所示,上述显影偏压的周期T1(0.2ms)与带电偏压的周期T2(0.9ms)的自然数倍的值和该周期T2的自然数分之一的值均不相同。即,T1和T2存在着T1≠nT2的关系(这里,n表示自然数倍或自然数分之一)。此时,因显影偏压引起的浓度不均的发生位置与因带电偏压引起的浓度不均的发生位置有时也会重叠,但是即使两种浓度不均的发生位置重叠,也与上述比较例的情况不同,可以防止其后发生的、因显影偏压引起的浓度不均的发生位置与因带电偏压引起的浓度不均的发生位置连续地重叠。因此,可以抑制图像中的浓度不均显眼的情况发生。
这样,在显影偏压的周期T1和带电偏压的周期T2满足上述关系的本实施方式的打印机10中,可以抑制图像的浓度不均显眼的情况发生。
==关于显影偏压和带电偏压的周期的大小的变更控制==
如上所述,打印机10可以在介质上形成图像,但是作为该介质的种类,例如有厚纸、投影片(OHP sheet)等特殊纸和普通纸。并且,打印机10根据介质的种类来改变打印机的处理速度(例如,感光体20的表面的移动速度、显影辊510的表面的移动速度V等),以根据介质的种类而恰当地形成图像。具体地说,当在普通纸上形成图像时,打印机10加大上述处理速度,而当在特殊纸上形成图像时,减小上述处理速度。
并且,在本实施方式的打印机10中,为了恰当地抑制放电现象的产生并抑制图像的浓度不均显眼的情况发生,在根据介质的种类来改变打印机的处理速度(结果也改变了显影辊510的表面的移动速度V)的同时执行改变显影偏压的周期的大小和带电偏压的周期的大小的控制。具体地说,控制单元100进行如下控制:(1)改变显影偏压的周期T1,以使显影偏压的周期的大小(以下表示为周期T1)大于槽部512的沿显影辊510的圆周方向的最小宽度Lmin除以改变后的上述移动速度V而得到的值;(2)改变该带电偏压的周期T2,以使带电偏压的周期的大小(以下表示为周期T2)的自然数倍的值和该周期T2的自然数分之一的值均与显影偏压的改变后的周期T1不同。
以下,使用图17来说明本控制的打印机10的动作示例。图17是用于说明本控制的打印机10的动作的流程图。
执行打印机10的该动作时的各种动作主要通过控制单元100来实现。特别地,在本实施方式中,通过由CPU处理存储在ROM中的程序来实现。并且,该程序由用于进行以下说明的各种动作的编码构成。
当将图像信号和控制信号从为外部装置的计算机输入到打印机10中时,执行本控制。该控制信号包括与由用户等选择的介质的种类(具体地说,“普通纸”、“厚纸”、以及“投影片”中的某一种)相关的信息。
首先,控制单元100判断控制信号所包含的介质的种类是否与预先确定的介质的种类(这里,“普通纸”作为预先确定的介质的种类)一致(步骤S102)。
在本实施例中,控制信号所包含的介质的种类为“厚纸”。此时,由于控制信号所包含的介质的种类(“厚纸”)与预先确定的介质的种类(“普通纸”)不一致(步骤S102:NO),因此控制单元100改变处理速度(显影辊510的移动速度V)(步骤S104)。
图18是表示介质的种类与显影辊510的移动速度V等的关系的表格,该表格存储在控制单元100的ROM等中。由该表格可知,在“普通纸”上形成图像时的显影辊510的移动速度V为300mm/s,在“厚纸”上形成图像时的显影辊510的移动速度V为225mm/s,在“投影片”上形成图像时的显影辊510的移动速度V为150mm/s。
由于在本实施例中在“厚纸”上形成图像,因此控制单元100将显影辊510的移动速度V从300mm/s改变为225mm/s。
当改变了显影辊510的移动速度V时,控制单元100改变显影偏压的周期T1和带电偏压的周期T2(步骤S106、S108)。
图18所示的表格表示了介质的种类与显影偏压的周期T1和带电偏压的周期T2的关系。例如,当显影辊510的移动速度V为225mm/s时,显影偏压的周期T1为0.3ms,带电偏压的周期T2为1.0ms。并且,由表格可知,显影辊510的移动速度V越小,显影偏压的周期T1和带电偏压的周期T2越大。
在本实施例中,将显影辊510的移动速度V从300mm/s改变为225mm/s。因此,随着显影辊510的移动速度V的改变,控制单元100将显影偏压的周期T1从0.3ms改变为0.4ms,将带电偏压的周期T2从1.0ms改变为1.1ms。
如上所述,当显影辊510的移动速度V为300mm/s时,显影偏压的周期T1(0.3ms)和带电偏压的周期T2(1.0ms)具有两式(即,T1>Lmin/V,并且T1≠nT2)成立的关系。并且,按照使该两式在显影辊510的移动速度V为225mm/s时和所述移动速度为150mm/s时也成立的方式来设定显影偏压的周期T1和带电偏压的周期T2。因此,即使根据介质的种类而改变了显影辊510的移动速度V(例如,即使从300mm/s改变为225mm/s),也按照上述两式(即,T1>Lmin/V,并且T1≠nT2)成立的方式来改变显影偏压的周期T1(0.4ms)和带电偏压的周期T2(1.1ms),因此可以恰当地抑制放电现象的产生,并抑制图像的浓度不均显眼的情况发生。
返回到图17所示的流程图,继续说明本控制的打印机10的动作。
控制单元100使得向带电辊31施加带电偏压,使感光体20带电(步骤S110)。在本实施例中,叠加电压施加部133将在步骤S108中周期T2被改变为1.1ms的带电偏压施加给旋转中的带电辊31,由此使感光体20带电。
接着,控制单元100向显影辊510施加显影偏压,对感光体20上的潜像进行显影(步骤S112)。在本实施例中,交变电压施加部132将在步骤S106中周期T1被改变为0.4ms的显影偏压施加给旋转中的显影辊510,由此使潜像显影。
在以上的说明中,控制单元100改变了显影辊510的移动速度V,但是当控制信号所包含的介质的种类与预先确定的介质的种类(“普通纸”)一致时(步骤S102:Yes),控制单元100不改变显影辊510的移动速度V。并且,在该情况下控制单元100也不改变显影偏压的周期T1和带电偏压的周期T2。即,显影辊510的移动速度V为300mm/s,显影偏压的周期T1为0.3ms,带电偏压的周期T2为1.0ms。并且,通过叠加电压施加部133施加周期T2为1.0ms的带电偏压,使带电辊31带电(步骤S110),通过交变电压施加部132施加周期T1为0.3ms的显影偏压,使潜像显影(步骤S112)。
由于此时上述两式(即,T1>Lmin/V,并且T1≠nT2)也成立,因此可以恰当地抑制放电现象的产生,并且可以抑制图像的浓度不均显眼的情况发生。
==显影装置的制造方法==
这里,使用图19A至图21来说明显影装置的制造方法。图19A至图19E是表示显影辊510的制造工序中的显影辊510的变化的示意图。图20是用于说明显影辊510的滚压加工的说明图。图21是用于说明黄色显影装置54的组装方法的流程图。另外,当制造显影装置时,在分别制造出上述壳体540、支架526、显影辊510、调色剂供给辊550、限制刮板560等后,使用这些部件来进行显影装置的组装。在本部分中,在这些部件的制造方法中首先说明显影辊510的制造方法,然后说明显影装置的组装方法。以下,在黑色显影装置51、品红色显影装置52、青色显影装置53、以及黄色显影装置54中,以黄色显影装置54为例来进行说明。
<<<显影辊510的制造方法>>>
这里,使用图19A至图20来说明显影辊510的制造方法。
首先,如图19A所示,准备作为显影辊510的基体材料的管材600。该管材600的壁厚为0.5~3mm。接着,如图19B所示,在该管材600的长度方向的两个端部制造凸缘压入部602。通过切削加工来制造该凸缘压入部602。接着,如图19C所示,将凸缘604压入到该凸缘压入部602中。为了使凸缘604可靠地固定在管材600上,也可以在压入了凸缘604之后将凸缘604粘接或焊接在管材600上。接着,如图19D所示,对压入了凸缘604的管材600的表面进行无心研磨。在该表面的整个面内进行该无心研磨,无心研磨后的该表面的十点平均粗度Rz为1.0μm以下。接着,如图19E所示,对压入了凸缘604的管材600进行滚压加工。在本实施方式中,进行使用两个圆模650、652的所谓的贯穿进给(throughfeed)滚压(也称为进给滚压、贯穿滚压)加工。
即,如图20所示,在通过预定的压力(图20中用符号P表示该压力的方向)将按照夹持作为工件的上述管材600的方式而配置的两个圆模650、652按压在该管材600上的状态下,使该两个圆模650、652向相同的方向旋转(参照图20)。在贯穿进给滚压中,通过使圆模650、652旋转,使管材600在向与圆模650、652的旋转方向相反的方向(参照图20)旋转的同时在图20中的标号H所示的方向上移动。在圆模650、652的表面上具有用于形成槽680的凸部650a、652a,通过该凸部650a、652a使管材600变形,从而在管材600上形成槽680。
然后,在滚压加工结束后,对上述中央部510a的表面进行镀层处理。在本实施方式中,作为该镀层处理而使用无电解镀Ni-P,但是不限于此,例如也可以使用镀硬铬或电镀。
<<<黄色显影装置54的组装方法>>>
下面,使用图21来说明黄色显影装置54的组装方法。
首先,准备好上述壳体540、支架526、显影辊510、限制刮板560等(步骤S2)。然后,将限制刮板560螺合固定在支架526的限制刮板支承部526c上,由此将限制刮板560固定在支架526上(步骤S4)。另外,在该步骤S4之前,预先将上述端部密封部件574安装在限制刮板560上。
接着,将显影辊510安装在固定有限制刮板560的支架526上(步骤S6)。此时,按照使限制刮板560从显影辊510的轴向的一个端部至另一个端部与该显影辊510抵接的方式将显影辊510安装在支架526上。另外,在该步骤S6之前,预先将上述上密封部件520安装在支架526上。
然后,将安装有显影辊510、限制刮板560等的支架526间隔着壳体密封部件546而安装在壳体540上(步骤S8),由此完成了黄色显影装置54的组装。另外,在该步骤S8之前,预先将上述调色剂供给辊550安装在壳体540上。
==其他实施方式==
以上,根据上述实施方式说明了本发明的图像形成装置等,但是上述的发明的实施方式仅用于使本发明易于理解,而非用于限制本发明。勿庸置疑,本发明可以在不脱离其主旨的情况下进行变更、改进,并且本发明包括其等价物。
在上述实施方式中,作为图像形成装置而以中间转印型的全色激光打印机为例进行了说明,但本发明也可以应用在中间转印型以外的全色激光打印机、黑白激光打印机、复印机、传真机等各种图像形成装置上。
另外,对于感光体,不限于通过在圆筒形的导电性基体材料的外周面上设置感光层而构成的所谓的感光辊,也可以是通过在带状的导电性基体材料的表面上设置感光层而构成的所谓的感光带。
另外,在上述实施方式中,如图3A所示,所述带电部件为可以旋转的带电辊31,该带电辊31间隔空隙与感光体20相对(即,带电辊31在不与感光体20接触的状态下使该感光体20带电),但是不限于此。例如,带电辊31也可以在与感光体20接触的状态下使该感光体20带电。
但是,众所周知,在带电辊31不与感光体20接触、即所谓的非接触带电的情况下,容易发生由带电引起的浓度不均。因此,显影偏压的周期T1与带电偏压的周期T2满足T1≠nT2的关系的上述实施方式的打印机10的效果,即,可以抑制图像的浓度不均显眼的情况发生的效果会更为有效,从这一点来说更加优选上述实施方式。
另外,在上述实施方式中,如图19所示,可以形成图像的介质的种类为普通纸和厚纸,当在上述普通纸上形成图像时,加大显影辊510的表面的移动速度V(300mm/s),而当在上述厚纸上形成图像时,减小显影辊510的表面的移动速度V(150mm/s),但是不限于此。例如,也可以根据设置打印机10的环境来改变显影辊510的移动速度V。
在根据介质的种类而改变显影辊510的移动速度V时,由于根据介质来形成图像,因此其改变的程度存在变大的倾向。因此,通过根据显影辊510的移动速度V来改变显影偏压的周期T1和带电偏压的周期T2,能够可靠地使上述两式(即,T1>Lmin/V,并且T1≠nT2)成立。结果,即使改变了介质的种类,也可以恰当地抑制放电现象的产生,并抑制图像的浓度不均显眼的情况发生,从这一点来说,更加优选上述实施方式。
另外,在上述实施方式中,凹部为相对于显影辊510的圆周方向的倾斜角度不同的两种螺旋状的槽部512,该两种螺旋状的槽部512互相交叉而形成格子形状,但是不限于此。例如,凹部也可以不为槽状。另外,当凹部为槽部时,槽部也可以不是螺旋状。另外,作为凹部,也可以仅设置一种槽部。
另外,在上述实施方式中,显影辊510具有被上述两种螺旋状的槽部512包围的菱形的顶面515,该菱形的顶面515所具有的两条对角线中的一条沿所述圆周方向,但是不限于此。
例如,如图22A所示,菱形的顶面所具有的两条对角线也可以均不沿上述圆周方向。
另外,在上述实施方式中,显影辊510具有被上述两种螺旋状的槽部512包围的正方形的顶面515,但是不限于此。
例如,如图22B所示,顶面可以为非正方形的菱形。另外,顶面也可以不是菱形,而是例如图22C所示那样的圆形。另外,图22A至图22C是表示显影辊510的表面形状的变形的图(另外,在各图中,作为参考信息,示出了上述最小宽度Lmin)。
另外,在上述实施方式中,槽部512包括底面513和侧面514,侧面514的倾斜角度大约为45°(参照图8),但是不限于此,例如侧面514的倾斜角度也可以大约为90°。
另外,在上述实施方式中,交变电压施加部132施加给显影辊510的电压仅为第一电压V1和第二电压V2,交变电压施加部132交替地施加第一电压V1和第二电压V2,但是不限于此。例如,交变电压施加部132也可以施加如图23A所示那样的交变电压。
另外,在上述实施方式中,交变电压的duty比率为50%,但是不限于此,也可以为如图23B所示那样的交变电压。
另外,图23A和图23B是表示交变电压的变形的图(另外,在各图中,作为参考信息,示出了上述周期的大小T1)。
==图像形成系统等的构成==
下面,参照附图来说明作为本发明实施方式的一个例子的图像形成系统的实施方式。
图24是表示图像形成系统的外观构成的说明图。图像形成系统700包括:计算机702、显示装置704、打印机706、输入装置708、以及读取装置710。在本实施方式中,计算机702容纳在迷你塔(mini tower)型的机箱中,但是不限于此。显示装置704一般采用CRT(Cathode RayTube:阴极射线管)、等离子显示器、或液晶显示装置等,但是不限于此。打印机706采用上述说明的打印机。在本实施方式中,输入装置708采用键盘708A和鼠标708B,但是不限于此。在本实施方式中,读取装置710采用软盘驱动装置710A和CD-ROM驱动装置710B,但是不限于此。例如,也可以采用MO(Magneto Optical,磁光)盘驱动装置或DVD(Digital Versatile Disk,数字多用盘)等其他装置。
图25是表示图24所示的图像形成系统的构成的框图。在容纳有计算机702的机箱内还设置有RAM等内部存储器802和硬盘驱动单元804等外部存储器。
在以上的说明中,对打印机706与计算机702、显示装置704、输入装置708、以及读取装置710连接而构成图像形成系统的例子进行了说明,但是不限于此。例如,图像形成系统也可以由计算机702和打印机706构成,图像形成系统也可以不包括显示装置704、输入装置708、以及读取装置710中的任一者。
另外,打印机706例如也可以具有计算机702、显示装置704、输入装置708、以及读取装置710的各自的功能或机构的一部分。作为一个例子,打印机706可以具有:进行图像处理的图像处理部、进行各种显示的显示部、以及用于装卸记录介质的记录介质装卸部等,所述记录介质记录通过数码相机等摄影得到的图像数据。
作为系统整体,如上实现的图像形成系统优于现有系统。
Claims (13)
1.一种图像形成装置,其特征在于,
具有:
载像体,用于承载潜像;
显影剂载体,在表面上具有规则配置的凹部,通过在承载有显影剂的状态下进行旋转而将该显影剂运送到与所述载像体相对的相对位置处;以及
交变电压施加部,为了通过运送到所述相对位置处的所述显影剂对所述潜像进行显影而向所述显影剂载体施加交变电压,所述交变电压包括:第一电压,用于使显影剂从所述显影剂载体向所述载像体移动;第二电压,用于使显影剂从所述载像体向所述显影剂载体移动;
这里,所述交变电压的周期的大小大于所述凹部的沿所述显影剂载体的圆周方向的最小宽度除以所述显影剂载体进行旋转时的该显影剂载体的表面的移动速度而得到的值。
2.如权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于,
所述凹部为相对于所述圆周方向的倾斜角度不同的两种螺旋状的槽部,该两种螺旋状的槽部互相交叉而形成格子形状。
3.如权利要求2所述的图像形成装置,其特征在于,
所述显影剂载体具有被所述两种螺旋状的槽部包围的菱形的顶面,该菱形的顶面所具有的两条对角线中的一条沿所述圆周方向。
4.如权利要求3所述的图像形成装置,其特征在于,
所述显影剂载体具有被所述两种螺旋状的槽部包围的正方形的顶面。
5.如权利要求1至4中任一项所述的图像形成装置,其特征在于,
所述交变电压施加部施加给所述显影剂载体的电压仅为所述第一电压和所述第二电压,
所述交变电压施加部交替地施加所述第一电压和所述第二电压。
6.如权利要求1至4中任一项所述的图像形成装置,其特征在于,
所述移动速度是可变的,
在改变该移动速度时,按照所述交变电压的周期的大小大于所述最小宽度除以所述移动速度而得到的值的方式来改变该交变电压的周期的大小。
7.如权利要求1所述的图像形成装置,其特征在于,
还包括:
带电部件,与所述载像体相对,用于使该载像体带电;以及
叠加电压施加部,将直流电压和交流电压叠加形成的叠加电压施加给所述带电部件;
所述交变电压的周期的大小与所述叠加电压的周期的大小的自然数倍的值和该周期的大小的自然数分之一的值均不相同。
8.如权利要求7所述的图像形成装置,其特征在于,
所述带电部件为可以旋转的带电辊,
该带电辊间隔空隙而与所述载像体相对。
9.如权利要求7或8所述的图像形成装置,其特征在于,
所述载像体可以进行旋转,
所述交变电压施加部以预定的期间交替地施加所述第一电压和所述第二电压,
当所述载像体的、在所述叠加电压施加部开始施加所述叠加电压时位于通过所述带电部件而被带电的带电位置处的部分随着所述载像体的旋转而位于通过运送到所述相对位置处的显影剂而被显影的显影位置处时,所述交变电压施加部开始向所述显影剂载体施加所述第一电压或所述第二电压。
10.如权利要求7或8所述的图像形成装置,其特征在于,
所述凹部为相对于所述圆周方向的倾斜角度不同的两种螺旋状的槽部,该两种螺旋状的槽部互相交叉而形成格子形状,
所述显影剂载体具有被所述两种螺旋状的槽部包围的正方形的项面,
该正方形的顶面所具有的两条对角线中的一条沿所述圆周方向。
11.一种图像形成方法,其特征在于,包括以下步骤:
改变显影剂载体进行旋转时的该显影剂载体的表面的移动速度,所述显影剂载体在表面上具有规则配置的凹部,通过在承载有显影剂的状态下进行旋转而将该显影剂运送到与载像体相对的相对位置处;
按照交变电压的周期的大小大于所述凹部的沿所述显影剂载体的圆周方向的最小宽度除以改变后的所述移动速度而得到的值的方式来改变所述交变电压的周期的大小,所述交变电压包括:第一电压,用于使显影剂从所述显影剂载体向所述载像体移动;第二电压,用于使显影剂从所述载像体向所述显影剂载体移动;
按照直流电压和交流电压叠加形成的叠加电压的周期的大小的自然数倍的值和该周期的大小的自然数分之一的值均与所述交变电压的改变后的周期的大小不同的方式来改变该叠加电压的周期的大小;
将改变了周期的大小的所述叠加电压施加给与所述载像体相对的带电部件,使该载像体带电;以及
将改变了周期的大小的所述交变电压施加给所述显影剂载体,通过运送到所述相对位置处的所述显影剂对所述载像体所承载的潜像进行显影。
12.如权利要求11所述的图像形成方法,其特征在于,
可以形成图像的介质的种类为普通纸和厚纸,
当在所述普通纸上形成图像时,加大所述显影剂载体的表面的移动速度,而当在所述厚纸上形成图像时,减小所述显影剂载体的表面的移动速度。
13.一种图像形成系统,其特征在于,具有:
计算机;以及
图像形成装置,可以与该计算机连接,包括:载像体,用于承载潜像;显影剂载体,在表面上具有规则配置的凹部,通过在承载有显影剂的状态下进行旋转而将该显影剂运送到与所述载像体相对的相对位置处;以及交变电压施加部,为了通过运送到所述相对位置处的所述显影剂对所述潜像进行显影而向所述显影剂载体施加交变电压,所述交变电压包括:第一电压,用于使显影剂从所述显影剂载体向所述载像体移动;第二电压,用于使显影剂从所述载像体向所述显影剂载体移动;所述交变电压的周期的大小大于所述凹部的沿所述显影剂载体的圆周方向的最小宽度除以所述显影剂载体进行旋转时的该显影剂载体的表面的移动速度而得到的值。
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