CN105404115B

CN105404115B - 显影设备、处理盒和图像形成装置

Info

Publication number: CN105404115B
Application number: CN201510541696.3A
Authority: CN
Inventors: 北村拓也
Original assignee: Kato Corp
Current assignee: Kato Corp
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2019-11-19
Anticipated expiration: 2035-08-28
Also published as: US20160070203A1; US9519241B2; JP6452358B2; CN105404115A; JP2016057352A

Abstract

本发明涉及显影设备、处理盒和图像形成装置。在显影设备中，有在极性方面与在显影剂承载构件的表面区域上的显影剂相反的润滑剂，显影剂承载构件在旋转时与图像承载构件和端部密封件接触。

Description

显影设备、处理盒和图像形成装置

技术领域

本发明涉及用作复印机或打印机的采用电子照相系统或静电记录系统的显影设备、处理盒和图像形成装置。

背景技术

传统的，已经采用接触显影系统作为用于在诸如打印机或复印机的电子照相装置中显影潜像的系统。在接触显影系统中，显影通过使图像承载构件(以下称作感光鼓)和显影剂承载构件(以下称作显影辊)互相接触来执行。接触显影系统能够产出高质量的图像输出，因此许多基于该系统的图像形成装置已经被提出。

一些接触显影系统包括如下配置：其中感光鼓和调控(regulation)构件(以下称作显影刮刀)在与显影辊接触的同时旋转。在该配置中，例如在装配过程中或在第一次使用的情形中，显影辊可能在没有显影剂(以下称作调色剂)涂覆的情况下旋转。当显影辊旋转时，显影辊与感光鼓和显影刮刀中的每个之间的滑动摩擦发生使得显影辊、显影刮刀和感光鼓的表面被划伤，这可能影响图像质量。为了处理这样的问题，如在日本专利申请特开No.2004-264428中，已经提出其中在显影辊的表面预先承载润滑剂的配置。

但是，其中在显影容器中出于防止调色剂泄露之目的而使得端部密封件接触显影辊的端部的装置中仍然留有问题。与端部密封件接触的显影辊没有涂覆调色剂或润滑剂。从而，当端部密封件或感光鼓相对于显影辊滑动时，显影辊的表面可能裂缝或划伤，并且调色剂可能经由裂缝或划伤漏出。

为了解决该问题，如在日本专利申请特开No.2005-181713中，已经讨论预先将润滑剂施加到端部密封件的方法。但是润滑剂经由显影辊从端部密封件传送到感光鼓，使得没有或非常少量的润滑剂残留在显影辊上。在这种状态中，如上所述的，当端部密封件或感光鼓相对于显影辊滑动时，显影辊的表面可能裂缝。特别地，因为最近已经被要求延长装置的寿命，因而残留在显影辊上的润滑剂的量在装置的寿命中减少的可能性已经增大。

发明内容

本发明致力于提供减小显影剂承载构件的表面裂缝或划伤的可能性的显影装置，该显影剂承载构件的表面裂缝或划伤造成调色剂经由裂缝或划伤漏出。

根据本发明的一方面，显影设备包括布置为与图像承载构件接触并且配置为传送显影剂的显影剂承载构件，配置为容纳显影剂的显影容器，以及配置为与显影剂承载构件接触以防止显影剂从显影剂承载构件的纵向(longitudinal)方向上的端部与显影容器之间泄露的端部密封件，其中，显影剂承载构件的表面在显影剂承载构件旋转的情况下与图像承载构件和端部密封件接触，并且在至少显影剂承载构件的表面上有在极性方面与显影剂相反的润滑剂。此外，本发明提供处理盒和图像形成装置。

参考附图，从对示例性实施例的以下描述中，本发明的其他特征将变得清楚。

附图说明

图1是根据第一示例性实施例的图像形成装置的示意性截面视图。

图2是根据第一示例性实施例的显影设备的示意性截面视图。

图3是根据第一示例性实施例的显影辊的纵向端部周围的示意性截面视图。

图4示出根据第一示例性实施例的显影辊周围的润滑剂施加(涂覆)区域的示例。

图5示出根据第一示例性实施例的显影辊周围的润滑剂施加区域的另一示例。

图6示出根据第一示例性实施例的显影辊周围的润滑剂施加区域的又一个示例。

图7示出根据第一示例性实施例的纵向电势关系的示例。

图8示出根据第二示例性实施例的纵向电势关系的示例。

图9示出根据第三示例性实施例的在纵向端部处的位置关系的示例。

图10示出根据第三示例性实施例的在纵向端部处的位置关系的另一示例。

具体实施方式

将在以下描述本发明的第一示例性实施例。将参考图具体描述本发明的示例性实施例。但是依赖于本发明所应用于的装置的配置和各种条件，在示例性实施例中描述的部件的尺寸、质量和形状及其相对布置将按需改变，并且本发明的范围将不限于以下描述的示例性实施例。

<图像形成处理>

根据本示例性实施例的图像形成装置的配置在图1中示出。

带电辊2以预定的电势使用作图像承载构件的感光鼓1的表面带电，该感光鼓在由箭头R1指示的方向上以100mm/sec的速度旋转。在曝光位置A处，响应于图像信号从曝光设备3发送的激光束经由反射镜4在感光鼓1上形成静电潜像。显影设备5在显影位置C处显影形成的静电潜像以形成调色剂图像。在感光鼓1上形成的调色剂图像在转印位置B处转印到转印材料P上，在转印位置B处，感光鼓1和转印辊6彼此相对。其上已经转印有调色剂图像的诸如纸张的转印材料P被送到定影设备15。定影设备15加压并且加热在转印材料P上的调色剂图像以将调色剂图像定影到转印材料P上从而获得最终图像。

清洁设备9安装在感光鼓1的移动方向上的转印位置B的下游。附属的刮刀被布置为与感光鼓1接触以刮去在感光鼓1上的调色剂。

根据本示例性实施例，可带负电的调色剂被使用，并且反向显影被执行以在感光鼓1上的曝光部分上形成调色剂图像。但是，本发明不限于可带负电的调色剂。可带正电的调色剂可以在不同的配置中使用。

根据本示例性实施例，包括用作图像承载构件的感光鼓1的处理盒被可拆卸地附连到图像形成装置的主体。但是，本发明不限于该配置。用作显影单元的显影设备可以可拆卸地附连到图像形成装置的主体。该显影设备不包括感光鼓1。

根据本示例性实施例，处理盒一体地包括感光鼓1，用作带电单元的带电辊2，包括显影容器和显影辊的显影设备5，以及包括清洁刮刀和废调色剂容纳单元的清洁设备9(图1)。

<显影处理>

参考图2，显影处理将被描述。容纳在显影容器21中的调色剂被从用作显影剂供给构件的供给辊24供给到用作显影剂承载构件的显影辊25的表面。附着到显影辊25的表面的调色剂通过显影辊25的旋转被传送到调色剂量调控位置E。调色剂量由用作调控构件的调控刮刀27控制以使得恰当的调色剂量(显影剂量或调色剂层的厚度)被获得。显影辊25的表面已经涂覆有的调色剂在显影位置C处显影成与在感光鼓1的表面上形成的静电潜像对应的图像。没有被用于显影的残留在显影辊25的表面上的调色剂再次回到供给位置D。

<显影设备>

将参考图2具体描述显影设备5。

显影设备5包括容纳调色剂的显影容器21，布置在显影容器21的开口中的显影辊25，调控刮刀27，以及被提供以与显影辊25接触的供给辊24。

显影辊25在显影操作期间在与感光鼓1接触的同时旋转。

显影辊25包括外径为φ8(mm)的导电芯杆和具有在导电芯杆周围形成的作为基层的硅橡胶的导电弹性层。表面层涂覆有丙烯酸/聚氨酯橡胶层。显影辊25的外径为φ13(mm)。在显影操作期间，显影辊25在上述的显影位置C处与感光鼓1接触，并且被支撑在显影容器21上以使得其能被驱动以在由箭头R2指示的方向上旋转。

供给辊24包括外径为φ6(mm)的导电芯杆和具有连续泡沫结构的并且在导电芯杆周围形成的软的聚氨酯海绵层。供给辊24的外径为φ15(mm)。通过使用具有连续泡沫结构的聚氨酯海绵，供给辊24能够在聚氨酯海绵中存储调色剂。在显影操作期间，供给辊24在供给位置D处与显影辊25接触，并且被支撑在显影容器21上以使得其能被驱动以在由箭头R5指示的方向上旋转。

调控刮刀27由具有挠性的不锈钢(SUS)制成，并且使其一端固定到支撑板且另一端作为自由端紧靠在显影辊25上。支撑板固定到显影容器21。调控刮刀27被布置以使得其靠近自由端的光滑表面在显影辊25的旋转方向的反方向上在调色剂量调控位置处摩擦显影辊25的表面。

图3示出从其侧面看的显影辊25的纵向方向上的端部周围的配置。端部密封件28在预定压力下在纵向方向上的两个端部处与显影辊25的外周表面接触以防止在显影容器21的端部处的调色剂泄露。防漏密封件26沿着显影辊25的纵向方向提供以防止调色剂通过显影容器21和显影辊25之间的空间泄露。

将参考图4描述润滑剂。图4示出显影辊25周围的配置。端部密封件28在预定的压力下与在显影辊25的端部处和在调控刮刀27的端部处的外周表面接触。如在图4中由虚线指示的，感光鼓1在纵向方向上比端部密封件28长，并且与显影辊25接触。当感光鼓1在显影辊25上没有调色剂存在的位置处滑动时，如上所述，显影辊25的表面可能裂缝。在如在图4中所示的调控刮刀27和端部密封件28彼此重叠的配置中，与显影辊25和调控刮刀27之间的接触宽度对应的区域被用调色剂涂覆。从而，在感光鼓1和端部密封件28接触显影辊25而不接触调控刮刀27的区域中不存在调色剂。因此，显影辊25的表面可能由于滑动而裂缝。在根据本示例性实施例的配置中，在图4中示出的X部分可能发生问题。因此，根据本示例性实施例，至少显影辊25中X部分的外周表面被用润滑剂预先涂覆。根据本示例性实施例，所采用的润滑剂是具有与调色剂的极性相反的正极性的聚氨酯颗粒(产品名称：“UCN5070DClear”，由Dainichiseika Color & Chemicals Mfg.Co.,Ltd.生产，具有7.2μm的质量平均颗粒直径)。仅要求润滑剂具有极性与当执行图像形成时被常规地带电的调色剂相反的颗粒，因此颗粒直径、圆形度和硬度不限于特定值。此外，对于具有极性与调色剂颗粒相反的颗粒的润滑剂，润滑剂可以具有与使用外部添加剂或处理剂处理后的常规调色剂的极性相同的极性。因此，通过用润滑剂涂覆X部分来减少滑动，从而防止显影辊25的表面裂缝。

将参考图5描述其中感光鼓1的端部在与端部密封件28对应的位置处的纵向配置。在该情况下，有如下的显影辊25的表面区域：其与感光鼓1和端部密封件28接触。此外，有不与调控刮刀27接触的显影辊25的表面区域。显影辊25的这些表面区域(Y部分的外周表面)应用至少润滑剂涂覆。

此外，要求至少在显影辊25的与感光鼓1和端部密封件28接触而不与调控刮刀27接触的表面区域处用润滑剂进行涂覆。但是，将用润滑剂进行涂覆的区域不限于仅该区域。其他区域可以用润滑剂进行涂覆。在图6中，包括在图4中示出的X部分和图像形成区域(在图6中示出的Z部分)的纵向区域被用润滑剂涂覆。甚至在调色剂被传送到显影辊25之前端部密封件28内侧的区域也被预先用润滑剂涂覆时，也是有利的。这在减小当调控刮刀27、供给辊24和感光鼓1在第一次使用时与显影辊25接触时造成的驱动力矩的增大方面是有效的。因为极性与调色剂相反的颗粒被用作润滑剂，因此即使显影辊25在使用期间在调色剂和润滑剂彼此混合的情况下被润滑剂涂覆，润滑剂也与和调色剂相反的电场反应。因此，在显影位置处，在图像形成电场中调色剂被显影而润滑剂不被显影。在另一方面，在非图像形成电场中，调色剂不被显影而润滑剂被显影。因此，调色剂的显影能力不受干扰。

<电势控制>

将参考图7描述根据本示例性实施例的在图像形成操作期间的电势控制(电势改变)。图7示出在上述图4中示出的纵向关系中在非图像形成期间的电势关系。在图7上部中的X部分代表用具有正极性的润滑剂涂覆的区域，该区域与在图4中示出的X部分相同。在图7下部中的A部分示出与在图7中示出的X部分对应的电势关系。

Vdc代表显影偏压，其被施加到显影辊25并且是显影辊25的表面电势。根据本示例性实施例，-400V被作为显影偏压施加，并且-400V的均一电势在包括X部分的显影辊25的整个宽度上形成。

Vdr代表感光鼓1的表面电势。根据本示例性实施例，感光鼓1通过带电辊(未示出)而带电的区域由在图7中示出的箭头b指示。感光鼓1在带电区域b中的表面电势Vdr在非图像形成期间是-550V。感光鼓1在带电区域b外侧的表面电势Vdr变成0V。因此，在A部分中的显影辊25的表面电势Vdc和感光鼓1的表面电势Vdr分别是-400V和0V，并且其间的电势差为Vdr-Vdc＝+400V。当电势差具有与润滑剂的极性相同的极性时，在显影辊25上的X部分涂覆的润滑剂残留在显影辊25上而不被显影到感光鼓1上。当A部分被如此控制以使得获得其中具有正极性的润滑剂不被显影到感光鼓1上的电势关系时，润滑剂残留在X部分中，从而减少滑动。因此，可以抑制显影辊25的表面裂缝。因此，可以获得跨长时间段的高质量图像输出。

图7示出在显影辊25的端部处的电势关系，而未示出与图像形成区域a对应的电势关系。因此，不论是处于图像形成期间还是处于非图像形成期间，在图像形成区域a中的电势关系不限制本示例性实施例。

将在以下描述本发明的第二示例性实施例。在本示例性实施例中的图像形成处理、显影处理和显影设备与在第一示例性实施例中的图像形成处理、显影处理和显影设备相似。作为本示例性实施例的特征的电势控制将参考图8来描述。图8示出当带电区域b具有包括X部分的宽度(这与在图7中的配置不同)时执行的电势控制。在图8上部中的X部分代表用具有正极性的润滑剂涂覆的区域。在图8下部中的B部分示出与在图8中示出的X部分对应的电势关系。图8中的带电区域b比在图7中的带电区域长。因此，感光鼓1在B部分中的表面电势Vdr在非曝光状态中变成-550V。在该状态中，显影辊25的表面电势Vdc和表面电势Vdr分别是-400V和-550V，并且其间的电势差为Vdr-Vdc＝-150V。如果电势差因此在极性上与润滑剂相反，则在显影辊25上的X部分上涂覆的润滑剂被显影到感光鼓1上。结果，润滑剂可能不存在于显影辊25上并且显影辊25的表面可能裂缝。为此，在与B部分对应的区域中，曝光设备(未示出)执行激光曝光以降低表面电势Vdr到-200V。然后，在部分B中，表面电势Vdc和Vdr分别是-400V和-200V，并且其间的电势差为Vdr-Vdc＝+200V。当激光曝光这样在B部分中执行时，电势差可被控制(改变)以获得与润滑剂的极性相同的极性，并且润滑剂残留在显影辊25上而不被显影到感光鼓1上。因此，润滑剂残留在X部分中并且减少滑动。因此可以防止显影辊25的表面裂缝。因此，跨长时间段的高质量图像输出被获得。

图8示出在显影辊25的端部处的电势关系而未示出与在图8中示出的图像形成区域a对应的电势关系。因此，不论是处于图像形成期间还是处于非图像形成期间，在图像形成区域a中的电势关系不限制本示例性实施例。

将在以下描述本发明的第三示例性实施例。根据本示例性实施例，将参考图9和图10描述显影辊25的在纵向方向的端部、感光鼓1的端部、端部密封件28的端部和调控刮刀27的端部之间的位置关系。

图9示出根据第一示例性实施例的配置。关于在左侧的每个部件的位置关系，感光鼓1的端部(e1)、显影辊25的端部(e2)和端部密封件28的外侧端部(e3)在纵向方向上按此顺序从外侧向内侧布置。此外，调控刮刀27的端部(e4)和端部密封件28的内侧端部(e5)按此顺序布置。在右侧的部件以相似的顺序从外侧向中心布置。

在端部密封件28的外侧端部(e3)和调控刮刀27的端部(e4)之间至少有润滑剂。这样，在显影辊25上的裂缝或划伤可以减少，并且因此调色剂泄露可以减少。端部密封件28的外侧端部(e3)和调控刮刀27的端部(e4)之间的宽度是窄的。出于此原因，如果在制造过程中难以将润滑剂施加到显影辊25，则润滑剂可以施加在调控刮刀27的端部(e4)和端部密封件28的内侧端部(e5)之间，并且还施加到端部密封件28的内侧端部(e5)的内侧。调色剂和润滑剂极性相反。这样，在不太影响输出图像的情况下，调色剂和润滑剂在图像形成期间几乎不同时传送到感光鼓1。因此，润滑剂可以施加到显影辊25的与端部密封件28的内侧端部(e5)的内侧的图像形成区域对应的表面区域。

图10示出第一示例性实施例的修改示例。感光鼓1的端部(e1)被置于显影辊25的端部(e2)的内侧。因此，至少润滑剂可以存在于感光鼓1的端部(e1)和调控刮刀27的端部(e4)之间。在这样的配置中，在显影辊25上的被施加润滑剂的区域可以做得比端部密封件28的宽度(端部e3和端部e5之间)窄，并且润滑剂的施加量可以减小。因此，成本可以降低。如果不考虑成本，润滑剂可以施加到调控刮刀27的端部(e4)的内侧。

润滑剂可以施加到在显影辊25表面上的如下区域：该区域与相邻端部密封件28的外侧端部(e3)和感光鼓1的端部(e1)之间的区域对应。通过这样做，如果残留在感光鼓1的端部(e1)和调控刮刀27的端部(e4)之间的润滑剂的量减小，则在相邻区域上的润滑剂可以进入该区域。因此，可以跨长时间段维持稳定性。

如下示例被描述：其中，极性与显影剂相反的润滑剂被布置在显影剂承载构件的表面上，该显影剂承载构件在旋转时与图像承载构件和端部密封件接触。但是，本发明不限于该布置。如果在显影剂承载构件的表面上的电势具有与如下电势差的极性相同的极性，该电势差通过从图像承载构件的电势减去显影剂承载构件的电势而获得，并且如果在显影剂承载构件的表面上有润滑性物质(包括调色剂)，则可以获得相似的效果。

当与显影剂极性相反的润滑剂存在于显影剂承载构件的表面上时，如上所述，润滑剂跨长时间段残留在显影剂承载构件的表面上。所以润滑效果持续，这降低显影剂承载构件的表面裂缝或划伤以及显影剂经由裂缝或划伤漏出的可能性。

尽管已经参考示例性实施例描述本发明，但应当理解本发明不限于公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应被赋予最宽的解释以涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims

1.一种显影设备，包括：

显影剂承载构件，布置为与图像承载构件接触并且配置为传送显影剂；

显影容器，配置为容纳显影剂；以及

端部密封件，配置为与显影剂承载构件接触以防止显影剂从显影剂承载构件的纵向方向上的端部与显影容器之间泄露，

显影设备的特征在于，显影剂承载构件的表面在显影剂承载构件旋转的情况下与图像承载构件和端部密封件接触，并且在至少显影剂承载构件的表面上有在极性方面与显影剂相反的润滑剂，

润滑剂存在于显影剂承载构件的纵向方向上的图像承载构件的端部的内侧，并且

在显影剂承载构件的纵向方向上，显影剂承载构件的端部、端部密封件的外侧端部和图像承载构件的端部从外侧起以显影剂承载构件的端部、端部密封件的外侧端部和图像承载构件的端部的顺序被布置。

2.如权利要求1所述的显影设备，其中，润滑剂的极性与通过从图像承载构件的电势减去显影剂承载构件的电势而获得的电势差的极性相同。

3.如权利要求1所述的显影设备，其中，润滑剂具有正极性。

4.如权利要求1所述的显影设备，还包括调控构件，该调控构件配置为调控在显影剂承载构件的表面上承载的显影剂的量，

其中，润滑剂存在于显影剂承载构件的纵向方向上的调控构件的纵向端部的外侧。

5.如权利要求1所述的显影设备，其中，润滑剂存在于显影剂承载构件的纵向方向上的端部密封件的外侧端部的内侧。

6.如权利要求1所述的显影设备，其中，润滑剂存在于与显影剂承载构件的图像形成区域对应的表面上。

7.如权利要求2所述的显影设备，其中，图像承载构件通过曝光设备暴露于光以改变图像承载构件的电势。

8.如权利要求4所述的显影设备，其中，在显影剂承载构件的纵向方向上的位置关系中，显影剂承载构件的端部、图像承载构件的端部和调控构件的端部从外侧到内侧以显影剂承载构件的端部、图像承载构件的端部和调控构件的端部的顺序被定位。

9.如权利要求4所述的显影设备，其中，在显影剂承载构件的纵向方向上的位置关系中，端部密封件的外侧端部、图像承载构件的端部和调控构件的端部从外侧到内侧以端部密封件的外侧端部、图像承载构件的端部和调控构件的端部的顺序被定位。

10.一种处理盒，包括：

根据权利要求1所述的显影设备；以及

图像承载构件，配置为承载用显影剂形成的显影剂图像。

11.一种图像形成装置，包括：

根据权利要求1所述的显影设备，

其中，图像是用显影剂形成在转印材料上的。