專利名稱：顯影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及下述的顯影裝置，該裝置用于對(duì)載像部件上的靜電圖像進(jìn)行顯影處理，其用于圖像成形設(shè)備，比如電攝影型或靜電記錄型復(fù)印機(jī)或打印機(jī)。
在電攝影型圖像成形設(shè)備中，通過顯影裝置，對(duì)形成于載像部件上的靜電潛像進(jìn)行顯影處理而變?yōu)樯{(diào)劑圖像。
上述顯影裝置中的一種為具有多種類型的干式單組分顯影裝置。在該裝置的任何一種中，難于在顯影劑攜帶部件上形成色調(diào)劑薄層，該層為單組分顯影劑。
另一方面，最近人們需要對(duì)圖像的分辨率、鮮銳度或類似性能進(jìn)行改進(jìn)，另外需要對(duì)上述薄層的成形方法進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。
比如，如JP特開昭54-43038號(hào)文獻(xiàn)所描述的那樣，彈性刮板與顯影套筒相接觸，該彈性刮板用作調(diào)節(jié)部件，其由如金屬和橡膠這樣的材料形成，該顯影套筒為顯影劑攜帶部件，上述色調(diào)劑通過彈性刮板和顯影套筒之間的接觸部，由此形成具有經(jīng)調(diào)節(jié)的厚度的色調(diào)劑薄層，通過在接觸部的摩擦，對(duì)色調(diào)劑進(jìn)行摩擦充電。
在此場(chǎng)合，當(dāng)非磁性色調(diào)劑通過彈性刮板調(diào)節(jié)時(shí)，還需要用于將色調(diào)劑供應(yīng)到顯影套筒上的色調(diào)劑供給部件。在采用磁性色調(diào)劑的場(chǎng)合，可通過上述顯影套筒中的磁鐵的磁力，將色調(diào)劑供應(yīng)到顯影套筒上，但是在采用非磁性色調(diào)劑的場(chǎng)合，不能通過磁力供應(yīng)色調(diào)劑。
于是，人們提出了

圖15所示的顯影裝置50。在該顯影裝置50中，在下述位置處，彈性輥55與顯影套筒52相接觸，該彈性輥55由泡沫部件、或聚氨基甲酸乙酯泡沫、海綿或類似物形成的毛刷形成，該位置指在接納作為單組分顯影劑的非磁性色調(diào)劑的顯影容器54內(nèi)，沿顯影套筒52的旋轉(zhuǎn)方向上彈性刮板51的上游側(cè)的位置，上述彈性輥55沿D箭頭所示的方向旋轉(zhuǎn)，由此將色調(diào)劑53供應(yīng)到顯影套筒52上。
隨著顯影套筒52的旋轉(zhuǎn)，供應(yīng)到顯影套筒52上的色調(diào)劑53傳送給彈性刮板51與顯影套筒52之間的接觸部，并形成薄層，以便對(duì)作為載像部件的感光部件上的靜電潛像進(jìn)行顯影處理。未為顯影所使用的顯影套筒52上剩余的色調(diào)劑53通過彈性輥55去除，通過彈性輥55將新的色調(diào)劑53供給顯影套筒52，反復(fù)進(jìn)行上述步驟。當(dāng)顯影套筒52的材料為金屬時(shí)，從耐磨效果來說，最好彈性刮板51不采用薄板，最好采用橡膠材料，比如尿烷(urethane)或硅橡膠以便形成色調(diào)劑薄層。
對(duì)于上述結(jié)構(gòu)，可在顯影套筒上形成非磁性色調(diào)劑薄層。圖16為從感光部件看到的圖15中的顯影裝置的圖，在這里，為了更好地理解，省略了顯影套筒52，彈性刮板51與顯影套筒52之間的壓靠區(qū)由陰影線表示。
如圖16所示，在顯影容器54的開口和顯影套筒52的每個(gè)端部之間的間隙中設(shè)置有端部密封件57，該端部密封件57由纖維材料，比如羊毛氈或聚四氟乙烯絨面形成，或由聚氨基甲酸乙酯泡沫、海綿橡膠或類似物形成，以避免色調(diào)劑通過顯影容器54和顯影套筒52中的相對(duì)縱向端部之間的間隙，產(chǎn)生泄漏；另外，如圖16所示，在相對(duì)端部處，上述彈性刮板51夾持于顯影套筒52和端部密封件57之間(換言之，通過在端部密封件57的作用下，推動(dòng)彈性刮板51的后側(cè))，以避免在顯影刮板51的相對(duì)端部處色調(diào)劑產(chǎn)生泄漏。
但是對(duì)于上述結(jié)構(gòu)，必須以很大的壓力，將端部密封件57壓靠于顯影套筒52上，以確保密封性能，其結(jié)果是，夾持于顯影套筒52和端部密封件57之間的彈性刮板51按照下述方式發(fā)生變形，該方式為在從相對(duì)端部處的顯影套筒52的壓靠區(qū)處至邊緣部的范圍內(nèi)，其與顯影套筒52的圓周表面相吻合。
其結(jié)果是，彈性刮板51中的縱向內(nèi)端部趨向分開，于是在這些部分處，使形成在顯影套筒52上的顯影劑層的厚度大于其它的部分，色調(diào)劑的充電程度較低。于是，該充電沿顯影套筒52的縱向是非均勻的，從而當(dāng)在顯影操作過程中對(duì)顯影套筒52施加電壓(顯影偏壓)時(shí)，上述色調(diào)劑53可從顯影套筒52的相對(duì)端部轉(zhuǎn)印到感光部件1上，這樣便造成模糊的圖像，和/或圖像的密度不均勻，這是因?yàn)轱@影套筒52上的色調(diào)劑的電荷量是不均勻的。
作為解決上述問題的技術(shù)方案，人們考慮在彈性刮板的相對(duì)端部處設(shè)置傾斜的切削部。如圖17所示，下述距離朝向靠近彈性刮板58中的每個(gè)相對(duì)縱向端部的端部逐漸減小，該距離指彈性刮板58和顯影套筒52之間的壓靠區(qū)中的，沿顯影套筒的旋轉(zhuǎn)方向的最下游點(diǎn)與彈性刮板58的自由端之間的距離，至少在上述端部處的自由端部處于壓靠區(qū)中。于是，即使在彈性刮板51中的縱向內(nèi)端部分開，則如上所述，在這些部分處，形成于顯影套筒上的顯影劑層的厚度大于其它的部分，這樣便避免在彈性刮板58和顯影套筒52的相對(duì)端部處色調(diào)劑產(chǎn)生泄漏，這是因?yàn)樯鲜鰤嚎繀^(qū)較小，趨向發(fā)生邊緣接觸。另外，上述非磁性色調(diào)劑薄層可令人滿意地形成于顯影套筒52上，可使靜電潛像令人滿意地在感光部件1(載像部件)上實(shí)現(xiàn)顯影。
但是，當(dāng)借助上述顯影裝置，反復(fù)進(jìn)行多次的顯影操作時(shí)，相對(duì)中間部，色調(diào)劑53趨向填充于彈性刮板58的相對(duì)端部處，因?yàn)樯鲜鰤毫?單位面積上的作用力)在端部較大。通過上述的填充，上述彈性刮板58在壓靠區(qū)的相對(duì)端部處抬高，其結(jié)果是，色調(diào)劑層便逐漸呈直線變厚。作用于顯影套筒52上的電吸引力(鏡面力)減小，其結(jié)果是，色調(diào)劑53呈灰霧狀(模糊)沉積于感光部件1上，或色調(diào)劑53從表面落到顯影套筒52上，于是使圖像成形設(shè)備的內(nèi)側(cè)受到明顯的污染(色調(diào)劑泄漏)。
隨顯影刮板52傳送的色調(diào)劑53累積于彈性刮板58中的相對(duì)端部處的傾斜切削部位上，通過多次反復(fù)的顯影操作，使該色調(diào)劑53朝向端部運(yùn)動(dòng)。色調(diào)劑53通過上述較小間隙，該間隙是由端部密封件57、顯影套筒52和彈性刮板58中的每個(gè)相對(duì)端部形成的。其結(jié)果是，與顯影套筒52相接觸的端部密封件57的表面區(qū)域逐漸與色調(diào)劑53發(fā)生摩擦，于是，由于密封件57和顯影套筒52之間的摩擦，形成對(duì)顯影套筒52進(jìn)行刮擦。如果該顯影套筒52受到刮擦，則上述色調(diào)劑53的充電程度降低，作用于顯影套筒52上的電吸引力(鏡面力)減小，其結(jié)果是，色調(diào)劑53可呈霧狀(模糊)沉積于感光部件1上，或上述色調(diào)劑53從顯影套筒52的表面朝向外側(cè)掉落，由此使圖像成形設(shè)備的內(nèi)側(cè)受到污染。
在較高溫度和較高濕度的環(huán)境下，色調(diào)劑的電荷量明顯降低。
具有光滑表面的球形色調(diào)劑顆粒(形狀因數(shù)SF-1在100～180的范圍內(nèi)，形狀因數(shù)SF-2在100～140的范圍內(nèi))得到廣泛采用，這是因?yàn)樵谕ㄟ^圖中未示出的轉(zhuǎn)印器，將圖像從載像部件轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料上時(shí)，其具有良好的圖像轉(zhuǎn)印性能，另外因?yàn)樵谕ㄟ^清潔器對(duì)載像部件進(jìn)行清潔以便在未實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)印的情況下去除載像部件上剩余的未轉(zhuǎn)印的色調(diào)劑時(shí)，其具有潤滑性，該清潔器比如，采用刮板和毛刷，此外還因?yàn)樗鼘?duì)載像部件的磨損較低。但是，在上述端部處，色調(diào)劑的上述運(yùn)動(dòng)很明顯，因?yàn)樵撋{(diào)劑的流動(dòng)性較高。
于是，考慮到嚴(yán)格的端部密封的要求，這樣具有很突出的優(yōu)點(diǎn)的傾斜切削部位還具有待改進(jìn)的方面。
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種顯影裝置，在該裝置中，顯影劑攜帶部件的端部處的密封性能較高。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種顯影裝置，其甚至在較高溫度和較高濕度的環(huán)境下，仍可使顯影劑具有較多的電荷。
本發(fā)明的還一目的在于提供一種顯影裝置，該裝置可在顯影劑攜帶部件的端部處，使顯影劑具有較多的電荷。
本發(fā)明提供的一種顯影裝置，其包括容納顯影劑的顯影容器；顯影劑攜帶部件，其設(shè)置于上述顯影容器的開口內(nèi)，以便實(shí)現(xiàn)顯影劑的攜帶；顯影劑充電部件，其與上述顯影劑攜帶部件上的顯影劑相接觸，該充電部件上施加有與上述顯影劑相同極性的電壓，該電壓不小于放電啟動(dòng)電壓。
本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)更容易根據(jù)下述結(jié)合附圖的對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的描述得出。
圖1為采用第1實(shí)施例的顯影裝置的圖形成形設(shè)備的示意圖；圖2為第1實(shí)施例的顯影裝置的示意圖；圖3為從感光部件看到的第1實(shí)施例的顯影裝置的圖，在這里為了便于更好理解，省略了顯影套筒；圖4為從感光部件看到的顯影裝置的圖，在這里還示出了顯影套筒；圖5為表示第1實(shí)施例的顯影裝置的等效電路；圖6為第1實(shí)施例中所采用的偏壓波形圖；圖7為表示輥的色調(diào)劑放電特性(106Ω)的曲線圖；圖8為采用注入充電的場(chǎng)合的色調(diào)劑充電特性的曲線圖；圖9為表示輥電阻測(cè)定方法的示意圖；圖10為表示第1實(shí)施例中的顯影套筒上的色調(diào)劑電荷量與色調(diào)劑充電輥之間的關(guān)系曲線圖；圖11為表示第2實(shí)施例的顯影裝置的示意圖；圖12為表示第2實(shí)施例中的顯影套筒上的色調(diào)劑電荷量，與色調(diào)劑充電輥之間的關(guān)系曲線圖；圖13為表示第3實(shí)施例的顯影裝置的示意圖；圖14為表示第3實(shí)施例中的顯影套筒上的色調(diào)劑電荷量與色調(diào)劑充電輥之間的關(guān)系曲線圖；圖15為采用單組分非磁性色調(diào)劑的顯影裝置的示意圖；圖16為從感光部件看到的圖15中的顯影裝置的圖；圖17為從感光部件看到的另一實(shí)施例的顯影裝置的圖；圖18表示從感光部件看到的第4實(shí)施例的顯影裝置，在這里為了便于更好地理解，省略了顯影套筒；圖19表示從感光部件看到的第4實(shí)施例的顯影裝置，在該圖中示出了顯影套筒；圖20表示從感光部件看到的第5實(shí)施例的顯影裝置，在這里為了便于更好地理解，省略了顯影套筒；
圖21為色調(diào)劑充電部件的透視圖，該充電部件設(shè)置于第6實(shí)施例的顯影裝置中的顯影套筒的每個(gè)端部處；圖22為本發(fā)明第7實(shí)施例的色調(diào)劑充電部件的透視圖；圖23為本發(fā)明第8實(shí)施例的色調(diào)劑充電部件的透視圖；圖24為采用本發(fā)明第9實(shí)施例的顯影裝置的圖像成形設(shè)備的剖面圖；圖25為第9實(shí)施例的顯影裝置的剖面圖；圖26表示從感光部件看到的第4實(shí)施例的顯影裝置，在該圖中示出了顯影套筒；圖27為第9實(shí)施例的充電輥的剖面圖；圖28為第10實(shí)施例的充電輥的剖面圖；圖29為第11實(shí)施例的顯影裝置中的主要部分的透視圖；圖30為第11實(shí)施例的充電輥的剖面圖。
下面參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。
第1實(shí)施例下面參照?qǐng)D1～10，對(duì)本發(fā)明的第1實(shí)施例進(jìn)行描述。
在圖1所示的實(shí)施例的圖像成形設(shè)備中，感光鼓1(載像部件)沿箭頭A所示的方向旋轉(zhuǎn)，用于對(duì)感光鼓1進(jìn)行充電用的充電裝置2對(duì)該感光鼓1進(jìn)行均勻充電，通過激光束3(曝光裝置)在表面上形成靜電潛像，從而在感光鼓上寫入靜電潛像。
通過顯影裝置4對(duì)其顯影處理，使上述靜電潛像變?yōu)榭梢姷纳{(diào)劑圖像，該顯影裝置(處理卡盒)靠近上述感光鼓1設(shè)置，并且以可拆卸的方式安裝于上述圖像成形設(shè)備中的主體上。在本實(shí)施例中，采用所謂的反轉(zhuǎn)顯影(reverse develapment)，該反轉(zhuǎn)顯影將色調(diào)劑沉積于感光鼓的已曝露于光下的部分上。
在感光鼓1上顯影的色調(diào)劑圖像通過轉(zhuǎn)印輥9轉(zhuǎn)印到紙13(記錄材料)上，通過清潔刮板10去除感光鼓1上剩余的未轉(zhuǎn)印的色調(diào)劑，該未轉(zhuǎn)印的色調(diào)劑累積于剩余色調(diào)劑容器11內(nèi)，以便反復(fù)使用經(jīng)過清潔操作的感光鼓1。
另一方面，獲得色調(diào)劑圖像的上述紙13通過定影裝置12進(jìn)行定影處理，之后運(yùn)送到上述設(shè)備的外側(cè)。
下面參照?qǐng)D2，對(duì)本實(shí)施例的顯影裝置4進(jìn)行具體描述。
如圖2所示，該顯影裝置4包括容納絕緣性非磁性色調(diào)劑8(單組分顯影劑)的顯影容器14、顯影套筒5(顯影劑攜帶部件)，該顯影套筒5與上述感光鼓1相對(duì)，并且設(shè)置于沿顯影容器14的縱向延伸的開口內(nèi)，上述感光鼓1上的靜電潛像經(jīng)顯影處理而變?yōu)榭梢妶D像。
基本上顯影套筒5中的一半(右部)位于顯影容器14中，而其另一半(左部)基本上曝露于顯影容器14的外側(cè)。上述曝露表面以較小的間隙與上述感光鼓1相對(duì)設(shè)置。
上述顯影套筒5沿箭頭B所示的方向旋轉(zhuǎn)，其表面按照適當(dāng)?shù)某潭冗M(jìn)行粗糙處理，以便對(duì)色調(diào)劑8進(jìn)行有效的傳送，并提高與色調(diào)劑8的摩擦機(jī)會(huì)。直徑為16mm的上述顯影套筒5的鋁表面通過規(guī)定的噴砂顆粒(玻璃珠(#600))進(jìn)行噴砂處理，從而形成約為3μm的表面粗糙度Rz，其與感光鼓1的間隙約為300μm。其以80mm/s的圓周速度旋轉(zhuǎn)，該速度稍大于感光鼓1的50mm/s的圓周速度。
為了避免色調(diào)劑在顯影套筒5的相對(duì)端部處產(chǎn)生泄漏，在顯影容器的開口中設(shè)置有端部密封件19，以便對(duì)顯影套筒5的相對(duì)端部進(jìn)行密封。在上述顯影套筒5上方，彈性刮板7(調(diào)節(jié)部件)支承于刮板支承金屬板15上，該刮板中的靠近自由端的部分沿反方向與顯影套筒5的外表面實(shí)現(xiàn)面接觸(上述自由端生顯影套筒5的旋轉(zhuǎn)方向上位于接觸部的上游側(cè))。上述彈性刮板7包括橡膠材料，比如尿烷和硅橡膠，或包括主體部件和橡膠材料，該主體部件位于頂部，其由具有彈性的SUS或磷青銅形成，上述橡膠材料位于主體部件中的與顯影套筒5相接觸的一側(cè)。
本實(shí)施例中的彈性刮板7包括刮板支承金屬板15和與其粘連的厚度約為1.0mm的呈板狀的尿烷橡膠體。作用于顯影套筒5上的接觸力在23～35g/cm的范圍內(nèi)(線壓力是按照下述方式測(cè)定的，該方式為將具有已知摩擦系數(shù)的3個(gè)金屬薄板插入接觸部，通過彈簧秤將中間的一塊板拉出，轉(zhuǎn)變上述彈簧秤的讀數(shù))。
沿上述套筒5的旋轉(zhuǎn)方向，彈性輥6設(shè)置于彈性刮板7和顯影套筒5的表面之間的接觸部的上游側(cè)，并且以可旋轉(zhuǎn)的方式支承。
從將色調(diào)劑8提供到顯影套筒5上，以及將未用于顯影的色調(diào)劑去除的觀點(diǎn)來看，最好彈性輥6的結(jié)構(gòu)為泡沫骨架海綿結(jié)構(gòu)或毛刷結(jié)構(gòu)，該毛刷結(jié)構(gòu)包括金屬芯和植入其內(nèi)的人造、尼龍纖維或類似物。在本實(shí)施例中，采用下述的彈性輥6，其直徑為12mm，其包括金屬芯6a和位于其上的聚氨基甲酸乙酯泡沫。彈性輥6和顯影套筒5之間的壓靠區(qū)寬度最好在1～8mm的范圍內(nèi)，最好在上述接觸部處，上述彈性輥6相對(duì)顯影套筒5具有一定的相對(duì)速度。在本實(shí)施例中，上述壓靠區(qū)寬度為3mm，在顯影操作過程中，按照預(yù)定時(shí)間，通過圖中未示出的驅(qū)動(dòng)器，上述彈性輥6以50mm/s的圓周速度旋轉(zhuǎn)(相對(duì)顯影套筒5的相對(duì)速度為130mm/s)。
圖3為從感光部件的頂部看到的圖2中的顯影裝置4的圖，為了便于更好地理解，省略了上述顯影套筒5。
如圖3所示，圖中的陰影線所示的顯影套筒5與彈性刮板7的邊緣之間的壓靠區(qū)的距離，從中間顯影區(qū)域朝向彈性刮板7的相對(duì)端部逐漸減小，在該相對(duì)端部處，上述彈性刮板7的端部位置位于壓靠區(qū)內(nèi)。正如人們所知的那樣，如果距沿顯影套筒5的旋轉(zhuǎn)方向壓靠區(qū)的上游端部的距離較長，則形成于顯影套筒5上的色調(diào)劑層的厚度較大。在本實(shí)施例中，由于在彈性輥6的縱向相應(yīng)于非接觸部分的和顯影套筒的表面相接觸部分，這樣位于端部部分中的上述距離小于位于正常顯影區(qū)域中的距離。
上述色調(diào)劑8為非磁性單組分顯影劑，并且采用具有平滑表面的球形色調(diào)劑顆粒，這是因?yàn)樵趯D像從載像部件轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料上時(shí)，可獲得具有良好的圖像轉(zhuǎn)印特性，且在通過清潔器，比如刮板和毛刷對(duì)載像部件進(jìn)行清潔，以便在未轉(zhuǎn)印的情況下將載像部件上剩余的未轉(zhuǎn)印色調(diào)劑去除時(shí)，其具有潤滑性，另外其對(duì)載像部件的磨損較低。特別是，色調(diào)劑的體積電阻率為1014Ω。上述電阻的測(cè)定條件是這樣的，即測(cè)定電極板的面積為0.238cm2；直徑為6mm的重量為1500g的重物所施加的壓力為980/cm2(96.1KPa)；在測(cè)定過程中，粉末的厚度在0.5～1.0mm的范圍內(nèi)；外加電壓為400V的直流電壓；電流是通過小型電流計(jì)測(cè)定的(YHP4140pA儀/直流電源)。上述體積電阻率(電阻率)是根據(jù)電阻值計(jì)算的。
形狀因數(shù)是這樣的，SF-1在100～180的范圍內(nèi)，SF-2在100～140的范圍內(nèi)。上述SF-1、SF-2按照下述方式確定。采用日本的HitachiSeisakusho,Kabushiki Kaisha生產(chǎn)的FE-SEM(S-800)，隨機(jī)采取100個(gè)色調(diào)劑圖像試樣，借助Nikore提供的圖像分析設(shè)備(Luzex3)，通過界面對(duì)上述圖像進(jìn)行分析，并且采用下述的公式。SF-1=(MXLNG)2/AREAxπ/4x100SF-2=(PERI)2/AREAxπ/4x100(AREA色調(diào)劑投影面積，MXLNG單位圓周長度的絕對(duì)最大長度)形狀因數(shù)SF-1指球形度，非球形度在值大于100以上時(shí)增加。SF-2指非平滑度，色調(diào)劑的表面的非平滑度在值大到100以上時(shí)增加。
色調(diào)劑制造方法可采用所謂的粉碎方法(如果形狀因數(shù)在上述范圍內(nèi))；JP特開昭36-102231號(hào)文獻(xiàn)、JP特開昭59-53856號(hào)文獻(xiàn)中所公開的懸浮聚合方法，在該方法中直接形成色調(diào)劑；分散聚合方法，在該方法中采用聚合物不可溶解但單體可溶解于其內(nèi)的水基有機(jī)溶劑，直接形成色調(diào)劑；乳液聚合方法，比如無脂肪酸鹽(soap)的聚合方法，在該方法中在具有溶水性聚合引發(fā)劑的條件下，通過聚合作用直接形成色調(diào)劑。
在本實(shí)施例中，在正常壓力或加壓狀態(tài)下采用懸浮聚合方法，這是因?yàn)樵摲椒ㄝ^容易生產(chǎn)較細(xì)顆粒的色調(diào)劑，該色調(diào)劑的粒徑在4～8μm的范圍內(nèi)，其具有峰值的晶粒度分布，并且該方法很容易將色調(diào)劑的形狀因數(shù)SF-1控制在100～180的范圍內(nèi)，將形狀因數(shù)SF-2控制在100～140的范圍內(nèi)。上述單體為懸浮的著色顆粒，其重量平均粒徑為7μm，其包括作為充電控制材料的苯乙烯樹脂材料、作為充電控制材料的正丁基丙烯酸酯水楊酸鹽金屬化合物、作為極性范圍的著色材料的飽和聚酯。
向上述材料中添加按重量百分比計(jì)1.5％的疏水性二氧化硅，從而正如前面所描述的那樣，便形成下述的負(fù)極性色調(diào)劑8，其具有良好的轉(zhuǎn)印特性，在對(duì)感光鼓1進(jìn)行清潔的過程中，基本不受到磨損。
在上述的顯影裝置4中，如圖2所示，隨著攪拌部件16沿箭頭C所示的方向旋轉(zhuǎn)，將顯影容器14中的色調(diào)劑8朝向彈性輥6傳送。
隨著上述彈性輥6沿箭頭D所示的方向旋轉(zhuǎn)，使色調(diào)劑8傳送到靠近顯影套筒5處，但是通過下述方式，對(duì)彈性輥6上所攜帶的色調(diào)劑8進(jìn)行摩擦充電，該色調(diào)劑沉積于顯影套筒5上，該方式是指在顯影套筒5與彈性輥6之間的接觸部處，該色調(diào)劑與顯影套筒5發(fā)生摩擦。
之后，隨著顯影套筒5沿箭頭B所示的方向旋轉(zhuǎn)，對(duì)該色調(diào)劑8進(jìn)行傳送，并使其壓靠于彈性刮板7上，在這里其要求適合的摩擦電荷量，并在顯影套筒5上形成薄層。在本實(shí)施例中，通過設(shè)定，以便提供位于-60～-20μC/g范圍內(nèi)的適合的電荷量，提供位于0.4～1.0mg/cm2范圍內(nèi)的適合的色調(diào)劑涂敷量，并且使色調(diào)劑層厚度在10～20μm的范圍內(nèi)。
但是，當(dāng)在較高的溫度和較高的濕度環(huán)境下反復(fù)進(jìn)行顯影時(shí)，上述色調(diào)劑8的電荷量降低。
于是，在本實(shí)施例中，為了避免色調(diào)劑8的電荷量降低，色調(diào)劑充電輥20(壓靠彈性部件)壓靠于形成在顯影套筒5上的顯影劑層的整個(gè)區(qū)域上，這樣便采用放電方式實(shí)現(xiàn)充電。上述色調(diào)劑充電輥20為NBR橡膠輥，其安裝于推動(dòng)部件21上。上述推動(dòng)部件21將上述色調(diào)劑充電輥20壓向顯影套筒5的接觸作用力在100～200gF的范圍內(nèi)。通過上述色調(diào)劑充電輥20的接觸，上述顯影套筒5上的顯影劑層以密集的方式填充，并均勻地涂敷。如圖3所示，彈性刮板7和色調(diào)劑充電輥20之間的縱向位置關(guān)系最好是可確保色調(diào)劑充電輥20覆蓋顯影套筒5與彈性刮板7相接觸的整個(gè)區(qū)域。
在本實(shí)施例中，通過彈性刮板7對(duì)色調(diào)劑8的量進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后通過色調(diào)劑充電輥20對(duì)色調(diào)劑8進(jìn)行充電。然而，作為替換方式，還可使色調(diào)劑充電輥20起彈性刮板7的作用。
如圖4所示，顯影套筒5上的色調(diào)劑充電輥20的縱向位置關(guān)系是這樣的，即其同時(shí)與顯影套筒5上的非色調(diào)劑涂敷部和色調(diào)劑涂敷部相接觸。如果上述接觸僅僅發(fā)生于色調(diào)劑涂敷部位，則該色調(diào)劑充電輥20產(chǎn)生滑動(dòng)，因?yàn)樯{(diào)劑的流動(dòng)性較高，所以色調(diào)劑充電輥20不會(huì)穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)。為了解決該問題，使上述色調(diào)劑充電輥20與非涂敷部相接觸。
最好通過顯影套筒5驅(qū)動(dòng)色調(diào)劑充電輥20，或按照其它方式，以相同的圓周速度驅(qū)動(dòng)色調(diào)劑充電輥20。如果顯影套筒5和色調(diào)劑充電輥20之間的圓周速度不同，則色調(diào)劑的涂敷是不均勻的，其結(jié)果是，將色調(diào)劑轉(zhuǎn)印到位于背景區(qū)域(模糊)的感光部件1上，或在顯影過程中會(huì)產(chǎn)生色調(diào)劑分散或泄漏的情況。
如圖5所示，作為等效電路，偏壓從下述直流偏置的交流電壓(顯影交流電壓)中的分電壓施加給色調(diào)劑充電輥20，該交流電壓從電源18(圖2)施加于顯影套筒5和感光鼓1之間。
施加于顯影套筒5和色調(diào)劑充電輥20之間的偏壓波形如圖6所示，對(duì)圖5中的電容器C1、C2的容量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便在色調(diào)劑反向轉(zhuǎn)印(back-transfer)的偏壓施加過程中，使顯影套筒5和色調(diào)劑充電輥20之間產(chǎn)生電位差。按照上述方式，上述色調(diào)劑8在顯影套筒5上通過色調(diào)劑充電輥20充電。該充電是通過放電的方式實(shí)現(xiàn)的。
在本實(shí)施例中，外加于顯影套筒5上的偏壓為將Vdc=-300V的直流電壓和具有矩形波的、Vpp=2200V并且f=2200Hz的交流電壓疊加后形成的電壓。外加于色調(diào)劑充電輥20上的偏壓為將Vdc=-900V和有矩形波的、Vpp=1000V并且f=2200Hz的交流電壓疊加后形成的電壓。外加于顯影套筒5上的偏壓與外加于色調(diào)劑充電輥20上的偏壓之間沒有相位差。
下面針對(duì)采用色調(diào)劑充電輥20的充電方法進(jìn)行描述。
如圖7所示，當(dāng)色調(diào)劑充電輥20的電阻為106Ω時(shí)，色調(diào)劑的表面電位由圖中的實(shí)線所示。當(dāng)外加電壓為0V時(shí)，色調(diào)劑的表面電位為-20V。這是因?yàn)樵趶椥怨伟?的作用下，對(duì)色調(diào)劑進(jìn)行摩擦充電之故。除了因摩擦電荷而產(chǎn)生的表面電位以外，如圖7的虛線所示，相對(duì)色調(diào)劑的放電啟動(dòng)電壓，按照斜率為1的方式從-600V處增加，該增加是按照類似于相對(duì)感光部件的直流放電型充電的方式進(jìn)行。
作為下述公式(1)和公式(2)之間的交叉點(diǎn)，確定色調(diào)劑充電輥20和色調(diào)劑8之間的放電啟動(dòng)電壓。
Vb=312+6.2g …(1)Vg=g(Va-Vc)/((Lt/Kt))+g)…(2)在這里，g間隙寬度Vb當(dāng)g＞8μm時(shí)，Paschen定律的近似公式Vg橫跨色調(diào)劑充電輥和色調(diào)劑層表面之間間隙的電壓Va外加于色調(diào)劑充電輥上的電壓Vb色調(diào)劑層的表面電位Lt色調(diào)劑層的厚度Kt色調(diào)劑層的介電常數(shù)本實(shí)施例中所采用的色調(diào)劑8具有良好的粒徑分布和球形結(jié)構(gòu)，于是色調(diào)劑層中的空氣與色調(diào)劑之間的比例是恒定的，公式(2)中的Kt(色調(diào)劑層的介電常數(shù))保持穩(wěn)定，從而通過穩(wěn)定的放電，實(shí)現(xiàn)充電動(dòng)作。
色調(diào)劑的另一種充電方法為注入充電(injection charging)。
在此場(chǎng)合，圖8表示外加于色調(diào)劑充電輥上的電壓和上述色調(diào)劑區(qū)域的表面電位。在圖8中，實(shí)線(粗)表示理想的注入充電，在這里電壓按照斜率為1的方式，從外加電壓為0V處增加。在注入充電時(shí)，上述斜率不超過1。實(shí)線(細(xì))和虛線表示注入充電特性變差的場(chǎng)合。
根據(jù)上面所述，可認(rèn)為本實(shí)施例中的充電方法采用放電的方式。上述試驗(yàn)結(jié)果是在下述場(chǎng)合下得出的，該場(chǎng)合是指色調(diào)劑充電輥20的整個(gè)縱向區(qū)域與色調(diào)劑的涂敷部相接觸，但是實(shí)際上其同時(shí)與色調(diào)劑涂敷部和非色調(diào)劑涂敷部相接觸，于是當(dāng)色調(diào)劑充電輥20的電阻為106Ω時(shí)，電流從非色調(diào)劑涂敷部流向色調(diào)劑涂敷部，其結(jié)果是，色調(diào)劑充電輥20與色調(diào)劑涂敷部之間的電壓未滿足放電啟動(dòng)電壓。針對(duì)色調(diào)劑可放電的電阻范圍進(jìn)行了研究。如圖表1所示，當(dāng)上述電阻不超過107Ω時(shí)，色調(diào)劑涂敷部和色調(diào)劑充電輥20之間沒有色調(diào)劑可放電的電壓；當(dāng)上述電阻不小于1012Ω時(shí)，在上述結(jié)構(gòu)，比如由顯影偏壓獲得色調(diào)劑充電輥20的偏壓的實(shí)施例中，放電啟動(dòng)電壓過大。于是，色調(diào)劑充電輥20的電阻范圍最好在108～1011Ω的范圍內(nèi)。但是，當(dāng)色調(diào)劑充電輥20在非色調(diào)劑涂敷部中帶有介電層時(shí)，或顯影套筒的整個(gè)電阻較高時(shí)，使上述色調(diào)劑充電輥20的電阻的適合范圍的最小值增加。
表1輥電阻(Ω) 色調(diào)劑放電性105不106不107不108是109是1010是1011是1012不電阻的測(cè)定方法按照下述方式進(jìn)行，即如圖9所示，以170gf的接觸作用力，使直徑為16mm的鋁制輥22與色調(diào)劑充電輥20相接觸，上述鋁制輥22以2rps的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。之后，對(duì)色調(diào)劑充電輥20施加V1=400V的直流電壓。在接地側(cè)設(shè)置10MΩ的電阻，測(cè)定其相對(duì)端部之間的電壓V2，計(jì)算電流。之后，計(jì)算色調(diào)劑充電輥20的電阻。
在顯影套筒5上的色調(diào)劑8中具有較少電荷量的色調(diào)劑，與色調(diào)劑充電輥20之間的放電啟動(dòng)電壓不小于1200V。于是，對(duì)圖5中的電容器C1和C2的容量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便當(dāng)施加色調(diào)劑反向轉(zhuǎn)印偏壓時(shí)，色調(diào)劑充電輥20與顯影套筒5之間的電位差不超過1200V，并且在放電后，色調(diào)劑8中的電荷量與在較低溫度和較低濕度的環(huán)境(色調(diào)劑的電荷量達(dá)到最高的環(huán)境)下的相同。在本實(shí)施例中，如圖10所示，外加于充電輥上的色調(diào)劑電壓為1500V，由此，圖10中的電荷量和耐久性試驗(yàn)中的色調(diào)劑電荷量。即使在較低溫度和較低濕度的環(huán)境條件下，對(duì)色調(diào)劑充電輥20外加上述電壓的情況下，仍達(dá)不到放電啟動(dòng)電壓，從而不產(chǎn)生放電，因?yàn)樯{(diào)劑層的表面電位較高。于是，在較高溫度和較高濕度條件下，以及在較低溫度和較低濕度條件下，上述色調(diào)劑8的電荷量基本上是相同的。
在通過色調(diào)劑充電輥20對(duì)色調(diào)劑薄層進(jìn)行充電后，將其傳送到與感光鼓1相對(duì)的顯影區(qū)域。在顯影區(qū)域，如圖2所示，在交流電壓(顯影交流偏壓)的作用下，位于顯影套筒5上的色調(diào)劑薄層傳送到感光鼓1上的靜電潛像處，該交流電壓以來自電源18并施加于顯影套筒5和感光鼓1之間的直流分量偏壓而成。
在顯影套筒5的旋轉(zhuǎn)作用下，將在顯影區(qū)域中未使用的未顯影色調(diào)劑收集于顯影套筒5中的底部。在該收集部，設(shè)置有柔性片形成的密封件17，其允許未使用的色調(diào)劑進(jìn)入到顯影容器14中，但是避免色調(diào)劑8移動(dòng)到顯影套筒5的底部。
在彈性輥6和顯影套筒5之間的接觸部處，將按照上述方式收集的未顯影色調(diào)劑從顯影套筒5的表面上去除。多數(shù)去除掉的色調(diào)劑通過彈性輥6的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)傳送，并與顯影容器14中的色調(diào)劑18混合，從而色調(diào)劑8上的電荷消失。同時(shí)，由于彈性輥6的旋轉(zhuǎn)，新的色調(diào)劑供應(yīng)到顯影套筒5上，反復(fù)進(jìn)行上述操作。
如上所述，通過設(shè)置色調(diào)劑充電輥20，在借助彈性刮板7使色調(diào)劑8運(yùn)動(dòng)后，色調(diào)劑充電輥20對(duì)該色調(diào)劑進(jìn)行充電，從而色調(diào)劑8的電荷量保持在較高的程度。因此，可使較高的電荷量沿顯影套筒的縱向保持均勻。由此，可提供基本上不受周圍環(huán)境條件變化影響的顯影裝置，可在顯影套筒上穩(wěn)定地形成色調(diào)劑薄層。
在本實(shí)施例中，本發(fā)明采用下述的顯影機(jī)構(gòu)，其以可拆卸的方式安裝于圖像成形設(shè)備中的主體上，但是本發(fā)明還可適用于下述顯影裝置，該顯影裝置固定于圖像成形設(shè)備中，并且具有僅僅供應(yīng)色調(diào)劑的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可采用處理卡盒，其以可拆卸的方式安裝于圖像成形設(shè)備中的主體上，與其成整體的有顯影裝置，以及下述部件中的一個(gè)，該部件包括感光鼓、清潔刮板、剩余色調(diào)劑接納容器和充電器。
第2實(shí)施例下面參照?qǐng)D11和12，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施例進(jìn)行描述。
如圖11所示，本實(shí)施例中的顯影裝置24不采用彈性刮板7(第1實(shí)施例中的調(diào)節(jié)部件)。與第1實(shí)施例類似，該顯影裝置由下述顯影機(jī)構(gòu)形成，該顯影機(jī)構(gòu)以可拆卸的方式安裝于圖1所示的圖像成形設(shè)備中的主體上。
在顯影裝置24中，在顯影操作時(shí)，隨著在攪拌部件216沿箭頭C所示的方向旋轉(zhuǎn)，顯影容器214中的色調(diào)劑28朝向彈性輥26傳送。
在彈性輥26沿箭頭D所示的方向旋轉(zhuǎn)的作用下，將上述色調(diào)劑28傳送到顯影套筒25的附近。
由于在顯影套筒25與彈性輥26之間的接觸部處，與顯影套筒25發(fā)生摩擦而造成的摩擦帶電的作用，對(duì)彈性輥26上攜帶的色調(diào)劑28稍稍充電，該色調(diào)劑在顯影套筒25上形成薄層。在本實(shí)施例中，對(duì)設(shè)定值進(jìn)行選擇，從而色調(diào)劑涂敷量在0.4～1.0mg/cm2的范圍內(nèi)，色調(diào)劑層的厚度在10～20μm的范圍內(nèi)，充電量在-20～-10μC/g的范圍內(nèi)。
于是，隨著顯影套筒25沿箭頭B所示的方向旋轉(zhuǎn)，將色調(diào)劑傳送到色調(diào)劑充電輥220和顯影套筒25之間的接觸部處。
為了使色調(diào)劑28保持均勻的較高充電量，色調(diào)劑充電輥220與形成于顯影套筒25上的顯影劑層的整個(gè)區(qū)域相接觸，其通過采用放電的充電方式進(jìn)行充電。
如圖12所示，當(dāng)顯影套筒25上的色調(diào)劑28和色調(diào)劑充電輥220之間的電壓為1500V時(shí)，則在周圍環(huán)境條件下和整個(gè)耐久性試驗(yàn)期間，色調(diào)劑的充電量不會(huì)發(fā)生變化。于是，通過調(diào)節(jié)圖5中的電容器C1、C2的容量，在施加色調(diào)劑反向轉(zhuǎn)印偏壓的過程中，便將顯影套筒25和色調(diào)劑充電輥220之間的電位差設(shè)定為1500V。因此，顯影套筒25上的色調(diào)劑薄層均勻地傳送到與感光鼓1相對(duì)的顯影區(qū)域。
正如前面所描述的那樣，通過設(shè)置色調(diào)劑充電輥220，在通過彈性輥26使色調(diào)劑運(yùn)動(dòng)后，色調(diào)劑充電輥220便對(duì)色調(diào)劑28進(jìn)行充電，從而可使充電的電荷量保持在較高的程度。于是，可保持沿顯影套筒的縱向處于均勻狀態(tài)的充電量，從而可提供基本上不受周圍環(huán)境變化影響的顯影裝置，可在顯影套筒上穩(wěn)定地形成色調(diào)劑薄層。
在本實(shí)施例中，本發(fā)明采用下述顯影機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括以可拆卸的方式安裝于圖像成形設(shè)備中的主體上的顯影裝置。
但是，本發(fā)明可適用于下述顯影裝置，該顯影裝置固定于圖像成形設(shè)備中的主體上，并且供應(yīng)有色調(diào)劑。本發(fā)明可采用處理卡盒，其以可拆卸的方式安裝于圖像成形設(shè)備的主體上，并且該主體包括顯影裝置和下述部件中的一種，該下述部件包括感光鼓、清潔刮板、剩余色調(diào)劑容納容器和充電器。
第3實(shí)施例下面參照?qǐng)D13和14對(duì)第3實(shí)施例進(jìn)行描述。除了采用磁性單組分顯影劑以外，本實(shí)施例與第1實(shí)施例類似。下面參照?qǐng)D13對(duì)該顯影裝置34進(jìn)行描述。
本實(shí)施例中的顯影裝置34包括顯影容器314和顯影套筒35，該顯影容器314容納絕緣磁性色調(diào)劑38(單組分顯影劑)，上述顯影套筒35位于沿顯影容器314的縱向延伸的開口中，并與感光鼓1相對(duì)設(shè)置，該顯影裝置34對(duì)感光鼓1上的靜電潛像進(jìn)行顯影處理，使其變?yōu)榭梢姷膱D像。
上述顯影套筒35中的主要一半(右部)位于顯影容器314中，而其另一半(左部)曝露于顯影容器314的外側(cè)。該曝露表面以較小的間隙與感光鼓1相對(duì)。
上述顯影套筒35沿箭頭B所示的方向旋轉(zhuǎn)，其包括磁輥322，該磁輥322包括4個(gè)磁極N1、N2、S1、S2。與第1實(shí)施例類似，彈性刮板37和色調(diào)劑充電輥320與顯影套筒35中的外緣表面相接觸，與第1實(shí)施例類似，端部密封件319設(shè)置于顯影套筒35中的相對(duì)縱向端部。
在圖1中，充電器2對(duì)感光鼓1進(jìn)行均勻充電，其電壓達(dá)到Vd=-600V。之后，按照?qǐng)D像信號(hào)，感光部件受到激光器3的照射，從而圖像部(曝露部)的電位變?yōu)閂1=-100V，由此形成具有接納色調(diào)劑的圖像部(曝露部)的靜電潛像。對(duì)于形成于感光鼓1上的靜電潛像通過圖13所示的顯影裝置34顯影。
本實(shí)施例所采用的色調(diào)劑38與第1和第2實(shí)施例所采用的非磁性單組分色調(diào)劑不同，其為帶有負(fù)電性的磁性單組分色調(diào)劑。通過雙軸擠出機(jī)，對(duì)將按照重量計(jì)100份的苯乙烯共聚物樹脂材料形成的粘接劑樹脂、按重量計(jì)100份的磁性部件顆粒、2份的負(fù)電充電控制材料、3份的蠟進(jìn)行混合熔化和攪拌，之后對(duì)其冷卻。上述產(chǎn)品基本上通過錘磨機(jī)進(jìn)行粉碎，對(duì)上述粉碎的顆粒進(jìn)行篩分。然后，通過混合方法將它們制成球形狀。平均粒徑為5.0μm(篩分粉末)。在其粒徑為5.0μm的篩分過的產(chǎn)品中加入按重量計(jì)1.0份的疏水性二氧化硅細(xì)顆粒，從而制成顯影劑。本實(shí)施例中所采用的色調(diào)劑的重量平均粒徑在3.5～7.0μm的范圍內(nèi)，其電阻和構(gòu)形與第1實(shí)施例中的類似。
通過攪拌部件316，將顯影容器314中的色調(diào)劑38傳送至顯影套筒35附近處，在磁輥322提供的磁場(chǎng)的作用下，將其供給顯影套筒35，并隨顯影套筒35的旋轉(zhuǎn)而傳送。之后，對(duì)該色調(diào)劑進(jìn)行摩擦充電，并通過與彈性刮板37的接觸部，對(duì)色調(diào)劑層的厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)，將該色調(diào)劑傳送至顯影區(qū)域。涂敷于上述顯影套筒上的色調(diào)劑量在0.8～2.0mg/cm2的范圍內(nèi)(色調(diào)劑層的厚度在10～20μm的范圍內(nèi))，色調(diào)劑的電荷量在-5～-10μC/g的范圍內(nèi)。
上述顯影套筒35為直徑為16.0mm的非磁性鋁制套筒，其表面涂敷有樹脂材料層，該層包括導(dǎo)電顆粒(表面粗糙度Ra=1.0μm)。上述顯影套筒35以下述圓周速度旋轉(zhuǎn)，該圓周速度為感光鼓的圓周速度的100～140％。
磁輥322固定于顯影套筒35中。上述磁輥322中的一個(gè)磁極S1與感光部件1相對(duì)設(shè)置，上述磁極S1在上述顯影套筒的表面沿徑向形成在750～950G范圍內(nèi)的最大磁通密度。在顯影區(qū)域，形成色調(diào)劑鏈，底灰色調(diào)劑(fog toner)反向轉(zhuǎn)印到上述套筒上。
從電源318，對(duì)顯影套筒35提供另一偏置直流電壓，以便在該套筒和感光部件1之間形成顯影電場(chǎng)，該電場(chǎng)對(duì)靜電潛像進(jìn)行顯影處理。外加于顯影套筒35上的電壓為用交流偏置的直流電壓Vdc=-500V，該交流電由Vpp=1600V,f=1800Hz(顯影偏壓318)的矩形波形成。顯影套筒35與感光部件1之間的最近位置處的間隙為300μm，進(jìn)行反轉(zhuǎn)顯影。
但是，在于較高溫度和較高濕度的環(huán)境下，反復(fù)進(jìn)行顯影操作時(shí)，上述色調(diào)劑38的電荷量降低。
為了避免色調(diào)劑38的電荷量的減少，使色調(diào)劑充電輥320與形成于顯影套筒35上的顯影劑層的整個(gè)區(qū)域相接觸，采用放電方式進(jìn)行充電。
當(dāng)色調(diào)劑充電輥320與顯影套筒35上的色調(diào)劑38之間的電壓為1500V時(shí)，如圖14所示，則在上述環(huán)境條件下和整個(gè)耐久性試驗(yàn)期間，上述色調(diào)劑的電荷量不會(huì)改變。于是，在施加色調(diào)劑反向轉(zhuǎn)印偏壓的過程中，通過調(diào)節(jié)圖5中的電容器C1、C2的容量，將顯影套筒35與色調(diào)劑充電輥320之間的電位差設(shè)定為1500V。
之后，顯影套筒35上的色調(diào)劑薄層均勻地傳送到顯影區(qū)域處，在該區(qū)域其與感光鼓1相對(duì)。
如前面所述，通過設(shè)置色調(diào)劑充電輥320，在通過彈性刮板37使色調(diào)劑運(yùn)動(dòng)后，便通過色調(diào)劑充電輥320對(duì)色調(diào)劑38進(jìn)行充電，可使電荷量保持在較高的程度。于是，可保持下述的較高的電荷量，該電荷量沿顯影套筒的縱向保持均勻。因此，可提供基本上不受環(huán)境條件改變的影響的顯影裝置，可在顯影套筒上穩(wěn)定地形成色調(diào)劑薄層。
下面對(duì)本發(fā)明的另一實(shí)施例進(jìn)行描述。
在上述實(shí)施例中，色調(diào)劑充電輥按照在顯影套筒的整個(gè)縱向區(qū)域上延伸的方式設(shè)置。如果需要增加端部處的顯影劑的電荷量，則還可增加圖像區(qū)域中的顯影劑的電荷量。
非圖像區(qū)域中的顯影劑最好具有較大的鏡面力，因?yàn)榭捎行П苊怙@影劑的泄漏，但是如果圖像區(qū)域中的顯影劑的鏡面力過大，則顯影劑不能與顯影套筒脫離，其結(jié)果是形成較低密度的圖像。
在下述實(shí)施例中，在顯影套筒的端部處的顯影劑的電荷量大于圖像區(qū)域的。
第4實(shí)施例本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，以及顯影裝置的剖面圖與圖1、2中的相同，因此為了清楚起見，省略了對(duì)其的具體描述。
圖18為從感光部件1看到的顯影裝置的圖，在這里，為了更好地理解，省略了顯影套筒5。
在圖18中，陰影部表示彈性刮板7和顯影套筒5之間的壓靠區(qū)。為了確保彈性刮板7的密封特性，必須以確保密封性能的很高的壓力將端部密封件19壓靠于顯影套筒5上，其結(jié)果是，夾持于顯影套筒5和端部密封件之間的彈性刮板7按照下述方式發(fā)生變形，該方式為其從相對(duì)端部處的顯影套筒5的壓靠區(qū)位置，至邊緣部的范圍與顯影套筒5的外緣表面相吻合。其結(jié)果是，彈性刮板7中的縱向內(nèi)側(cè)端部趨向分開，于是在這些部分處形成于顯影套筒5上的顯影劑層的厚度大于另一部分處的相應(yīng)厚度，色調(diào)劑8的充電程度較低。
色調(diào)劑8與第1實(shí)施例所采用的相同。
色調(diào)劑充電輥20(壓靠彈性部件)用于對(duì)因上述原因所致的色調(diào)劑8的電荷量較低的部分進(jìn)行充電。上述色調(diào)劑充電輥20為NBR橡膠輥，其安裝于推動(dòng)部件21上。推動(dòng)部件21使色調(diào)劑充電輥20壓靠于顯影套筒5上的接觸作用力在100～200gF的范圍內(nèi)。通過色調(diào)劑充電輥20的接觸，顯影套筒5上的顯影劑層以較密的方式填充，并且均勻地涂敷。如圖3所示，彈性刮板7和色調(diào)劑充電輥20之間的縱向位置關(guān)系最好是這樣的，即，色調(diào)劑充電輥20可確實(shí)覆蓋顯影套筒5與彈性刮板7之間的整個(gè)接觸區(qū)域。
如圖19所示，位于該顯影套筒5上的色調(diào)劑充電輥20的縱向位置關(guān)系是這樣的，即其與顯影套筒5上的非色調(diào)劑涂敷部和色調(diào)劑涂敷部同時(shí)接觸。如果上述接觸僅僅發(fā)生于色調(diào)劑涂敷部處，則色調(diào)劑充電輥20產(chǎn)生滑動(dòng)，因?yàn)樯{(diào)劑的流動(dòng)性較高，于是該輥不穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)。為了解決該問題，使該輥與非涂敷部接觸。
上述色調(diào)劑充電輥20中的接觸區(qū)域?yàn)榉菆D像區(qū)域，圖像區(qū)域中的色調(diào)劑不受到充電。
色調(diào)劑充電輥20最好通過顯影套筒驅(qū)動(dòng)，或以相同的圓周速度驅(qū)動(dòng)。
外加于色調(diào)劑充電輥20上的偏壓，以及外加偏壓的電源與第1實(shí)施例中的相同。
通過對(duì)顯影套筒上的非圖像區(qū)域的端部處的色調(diào)劑進(jìn)行充電，該端部處的色調(diào)劑的鏡面力增加，從而在端部處實(shí)現(xiàn)較高的密封效果，于是避免色調(diào)劑分散和泄漏。
第5實(shí)施例圖20表示本發(fā)明的再一實(shí)施例按照本實(shí)施例，顯影裝置在彈性刮板7的每個(gè)端部處設(shè)置有傾斜的切削部，在顯影套筒5的每個(gè)縱向端部處設(shè)置有端部輥20(色調(diào)劑充電輥，壓靠彈性部件)。
特別是，如圖20所示，從圖中的陰影部所示的彈性刮板7與顯影套筒5之間的壓靠區(qū)，至彈性刮板7的邊緣之間的距離朝向彈性刮板7中的離開正常顯影區(qū)域的相對(duì)端部逐漸減小，在每個(gè)端部處，刮板的端部位置位于上述壓靠區(qū)的范圍內(nèi)。正如人們所知，如果沿顯影套筒5的旋轉(zhuǎn)方向在壓靠區(qū)的上游側(cè)端部，至上述邊緣之間的距離較大，則形成于顯影套筒5上的色調(diào)劑層厚度變大。在本實(shí)施例中，在下述區(qū)域，上述端部中的部分的距離小于正常顯影區(qū)域的相應(yīng)距離，該區(qū)域指與顯影套筒表面相接觸并和彈性輥6的非接觸部相對(duì)應(yīng)的區(qū)域，由此在該區(qū)域使作用于色調(diào)劑的調(diào)節(jié)力增加。
在本實(shí)施例中，與第4實(shí)施例類似，端部輥(色調(diào)劑充電輥)20采用放電方式，對(duì)顯影套筒5中的非圖像區(qū)域的相對(duì)端部處的薄層中的色調(diào)劑8進(jìn)行充電。上述端部輥20為NBR橡膠輥，在其接觸作用力在100～200gF的范圍內(nèi)的推動(dòng)部件21的作用下，將上述端部輥推向顯影套筒5。通過與端部輥20接觸，色調(diào)劑8以較密方式填充或充填從而色調(diào)劑得到均勻涂敷。
如圖20所示，端部輥20和位于彈性刮板7的相對(duì)端部處的傾斜切削部之間的縱向位置關(guān)系最好是這樣的，即確保將切割部覆蓋。
當(dāng)彈性刮板7在每個(gè)端部處設(shè)置有傾斜切削部時(shí)，上述色調(diào)劑填充于靠近彈性刮板7的端部的壓靠區(qū)處，其結(jié)果是，在填充的色調(diào)劑的作用下，彈性刮板7在壓靠區(qū)的相對(duì)端部處抬起。之后，色調(diào)劑層的厚度逐漸呈線性增加，于是，作用于顯影套筒5上的電吸引力(鏡面力)減小。即使在發(fā)生上述情況的場(chǎng)合下，通過借助端部輥20，對(duì)色調(diào)劑進(jìn)行充電(采用放電)的方式，仍可保持對(duì)顯影套筒5的電吸引力。于是，可避免下述情況，該情況指在背景區(qū)域(灰霧區(qū))(fog)將色調(diào)劑8轉(zhuǎn)印到感光部件1上，和/或色調(diào)劑8從顯影套筒5的表面朝向外側(cè)脫落，其結(jié)果是圖像成形設(shè)備的內(nèi)側(cè)受到污染(色調(diào)劑泄漏)。
隨著顯影套筒5的旋轉(zhuǎn)，將上述色調(diào)劑8傳送給上述彈性刮板7的每個(gè)端部處的切割部，在多次反復(fù)進(jìn)行顯影操作時(shí)，上述色調(diào)劑沿側(cè)邊表面朝向端部延伸。上述色調(diào)劑8穿過端部密封件17、顯影套筒5和彈性刮板7的每個(gè)端部所形成的較小間隙。其結(jié)果是，與顯影套筒5相接觸的端部密封件17中的上述表面逐漸為色調(diào)劑8覆蓋，由于該密封件17和顯影套筒5之間產(chǎn)生的滑動(dòng)，對(duì)顯影套筒5進(jìn)行刮擦。上述對(duì)顯影套筒5的刮擦動(dòng)作會(huì)使色調(diào)劑8的充電受到損壞，并使作用于顯影套筒5上的電吸引力(鏡面力)受到破壞。但是，由于端部輥20對(duì)色調(diào)劑8進(jìn)行充電(采用放電方式)，這樣將作用有電吸引力的顯影套筒5重新覆蓋，從而可確實(shí)避免下述情況，該情況指在背景區(qū)域(灰霧區(qū))將色調(diào)劑8轉(zhuǎn)印到感光部件1上，和/或色調(diào)劑8從顯影套筒5的表面朝向外側(cè)脫落，其結(jié)果是圖像成形設(shè)備的內(nèi)側(cè)受到明顯的污染。
第6實(shí)施例圖21表示本發(fā)明的又一實(shí)施例。
在本實(shí)施例中，色調(diào)劑充電輥102成整體設(shè)置于中心軸101的相對(duì)端部附近，該軸與顯影套筒5保持平行，該軸101中的端部101a與滑動(dòng)軸承103中的槽相嵌合，從而上述軸沿槽的方向，朝向顯影套筒5產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)。每個(gè)滑動(dòng)軸承103通過用于支承彈性刮板7的支承金屬板15安裝于顯影容器14上。
在顯影套筒5中的縱向端部處，上述充電輥102同時(shí)與顯影套筒5的表面的色調(diào)劑涂敷區(qū)域105，以及緊靠上述區(qū)域105外側(cè)的非色調(diào)劑涂敷區(qū)域相接觸。上述充電輥102通過安裝于支承金屬板15上的壓力彈簧104、端部輥102和中心軸101本身的重量，實(shí)現(xiàn)壓靠。壓靠于顯影套筒5上的上述充電輥102通過顯影套筒5，沿箭頭E所示的方向驅(qū)動(dòng)。
上述充電輥102和中心軸101由導(dǎo)電金屬形成，上述壓力彈簧104由導(dǎo)電金屬形成。上述壓力彈簧104與偏壓電源106導(dǎo)通，從而在顯影操作過程中，從電源106，通過壓力彈簧104和中心軸101，使充電輥102上帶有與色調(diào)劑8的充電極性相同的偏壓。由此，具有與充電極性相同的電荷作用色調(diào)劑8上，該色調(diào)劑8在顯影套筒5上傳送給充電輥102，該色調(diào)劑壓靠于涂敷輥102上。
在本實(shí)施例中，上述操作是在下述條件下實(shí)現(xiàn)的充電輥102和中心軸101的體電阻106Ωcm或以下；非磁性色調(diào)劑8負(fù)極性色調(diào)劑；充電輥102的電壓-300～-600V范圍內(nèi)的直流電壓。
經(jīng)證實(shí)，下述色調(diào)劑帶有與充電極性相同的電荷，該色調(diào)劑由充電輥102壓靠在顯影套筒5的端部處，另外在保持作用于顯影套筒5的表面上的吸引力時(shí)，在顯影容器14中的開口的底部處，色調(diào)劑通過密封件17運(yùn)動(dòng)，并且確保該色調(diào)劑返回而收集到顯影容器14內(nèi)。雖然充電輥102和中心軸101的體電阻不超過106Ωcm，但是由于色調(diào)劑位于顯影套筒5和充電輥102之間，于是不會(huì)發(fā)生漏電。然而，如果外加電壓提高以便增加色調(diào)劑的電荷量，則顯影套筒5和充電輥102之間的漏電量會(huì)超過極限，于是，充電輥102和中心軸101的體電阻最好高于上述數(shù)值。
第7實(shí)施例圖22表示本發(fā)明的再一實(shí)施例。
在本實(shí)施例中，在顯影套筒5的端部設(shè)置有單獨(dú)的充電輥112。每個(gè)充電輥112包括空心彈性部件112和以壓配合設(shè)置于上述部件112內(nèi)的金屬中心軸111，上述軸111的相對(duì)端部以可旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)的方式與滑動(dòng)軸承113中的槽相嵌合。導(dǎo)電材料形成的壓力彈簧104壓向中心軸111的相對(duì)端部，從而將涂敷輥112朝向顯影套筒5推動(dòng)，并且在它們之間形成導(dǎo)電狀態(tài)?；瑒?dòng)軸承113和壓力彈簧104安裝于支承金屬板上，該金屬板在圖中未示出，但是其與圖21中的支承金屬板15相類似。在圖22中，與圖21相同的標(biāo)號(hào)表示具有相應(yīng)功能的部件，為了清楚起見，省略對(duì)其的具體描述。
在本實(shí)施例中，充電輥112為其體電阻在108～1010Ωcm范圍內(nèi)的彈性輥。在本實(shí)施例中，充電輥112帶有每1mA在-500～-800V范圍內(nèi)的電壓，經(jīng)證實(shí)，在顯影套筒5的端部處對(duì)色調(diào)劑充電，從而色調(diào)劑具有足夠的作用于顯影套筒5上的沉積力。
第8實(shí)施例圖23表示本發(fā)明的又一實(shí)施例。
在本實(shí)施例中，具有一對(duì)安裝支架124a的片簧124靠近顯影套筒5的每個(gè)端部設(shè)置，充電輥122的中心軸121支承于上述支架124a之間。在每個(gè)端部處，涂敷輥124與顯影套筒5的表面相接觸。
在本實(shí)施例中，板簧124同時(shí)用作充電輥122的支承部件和壓力彈簧，從而與圖21的實(shí)施例相比較，節(jié)省空間，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。
關(guān)于圖21、22和23的實(shí)施例，在下述條件，在充電輥102、112和122設(shè)置于顯影裝置4中的場(chǎng)合，進(jìn)行了模擬試驗(yàn)，該條件為充電輥的外徑6～12mm；作用顯影套筒5上的壓力在50～200grf的范圍內(nèi)的適合值；接觸寬度6～12mm；
外加電壓-500V；電流設(shè)定值0.1mA。
經(jīng)證實(shí)，在隨壓靠于顯影套筒5的每個(gè)端部上的充電輥旋轉(zhuǎn)時(shí)，在顯影套筒的相對(duì)端部處，色調(diào)劑帶有電荷，從而相對(duì)顯影套筒提供足夠的沉積力，經(jīng)觀看證實(shí)，在不與顯影套筒5分開的情況下，上述色調(diào)劑經(jīng)過顯影容器14的開口的底部的密封件17運(yùn)動(dòng)，該色調(diào)劑返回而收集于顯影容器14內(nèi)。當(dāng)在上述狀態(tài)下，使充電輥上的外加電壓中斷時(shí)，已證實(shí)，顯影套筒5的相對(duì)的端部處的色調(diào)劑與顯影套筒5脫開，上述密封件17不能使其運(yùn)動(dòng)，其結(jié)果是色調(diào)劑泄漏，分散。
此外，檢查如果不通過顯影套筒5驅(qū)動(dòng)充電部件，則發(fā)生什么情況。如果此時(shí)的電阻使充電輥不旋轉(zhuǎn)，其結(jié)果是，充電輥和顯影套筒5的圓周之間的圓周速度不同，圖21中的顯影套筒5的表面上的色調(diào)劑涂敷區(qū)域105中的色調(diào)劑顆粒受到充電輥的控制，并從顯影套筒5分離，從而發(fā)生色調(diào)劑泄漏或分散的情況。所以，最好通過顯影套筒5驅(qū)動(dòng)充電輥。
第9實(shí)施例圖24為作為圖像成形設(shè)備的電攝影型彩色打印機(jī)的剖面圖，該打印機(jī)采用本發(fā)明實(shí)施例的顯影裝置。
充電器302對(duì)電攝影感光部件的表面進(jìn)行均勻充電，該感光部件由鼓(感光鼓)301(載像部件)形成，該感光部件以恒定速度旋轉(zhuǎn)。根據(jù)圖像信息，從曝光裝置307向感光鼓301照射激光束，從而在感光鼓301上形成潛像。通過4個(gè)顯影盒Dm、Dc、Dy、Db(在后面簡(jiǎn)稱為“D”)對(duì)該潛像進(jìn)行顯影處理。之后，形成于感光鼓301上的經(jīng)顯影的圖像依次以疊置方式形成轉(zhuǎn)印到帶狀的轉(zhuǎn)印部件304上，從而形成全彩色圖像。上述彩色圖像通過轉(zhuǎn)印器306轉(zhuǎn)印到記錄材料(記錄紙、OHP薄片或類似物)上，該記錄材料是通過傳送器305從傳送部傳送過來的。上述記錄材料P傳送給定影器307，在這里使彩色圖像定影，將記錄材料P排出到上述設(shè)備的頂面處的排出部308。
下面對(duì)上述設(shè)備中的每個(gè)部分進(jìn)行具體描述。
感光鼓301與處理卡盒U的支架309a成整體成形，該盒U由清潔器309的容器形成，該清潔器用于在顯影劑(色調(diào)劑)圖像轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印部件304上后，將感光鼓301上剩余的殘余色調(diào)劑去除。上述處理卡盒U以可拆卸的方式安裝于圖像成形設(shè)備中的主體320上，在感光鼓301的使用期限結(jié)束后，使用者可將其更換為新的。
上述感光鼓301包括鋁制筒，其直徑為50mm左右，其上具有有機(jī)光電導(dǎo)層，該感光鼓301以可旋轉(zhuǎn)的方式支承于清潔器309用的支架309a上，該支架309a還用作上述感光鼓301的支架。在上述感光鼓301的外緣表面上，設(shè)置有清潔刮板309b和充電器302，該刮板用于去除上述感光鼓301上殘留的色調(diào)劑。于是，在本實(shí)施例中，上述感光鼓301、清潔器309和充電器302成整體容納于處理卡盒U內(nèi)，該盒U以可拆卸的方式安裝于上述設(shè)備的主體320上。
按照?qǐng)D像成形操作，通過驅(qū)動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力的傳遞，使上述感光鼓301沿圖24中的逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。
本實(shí)施例中的充電器302為接觸充電型，其用于對(duì)上述感光鼓301的表面進(jìn)行均勻充電。
曝光裝置305對(duì)帶電的感光鼓301照射圖像光，當(dāng)向激光二極管供給圖像信息時(shí)，通過圖中未示出的激光二極管，對(duì)多面鏡303a照射與圖像信息相對(duì)應(yīng)的圖像光。在掃描儀馬達(dá)303b的作用下，多面鏡303a以較高速度旋轉(zhuǎn)，借助成像透鏡303c和反射鏡303d，通過多面鏡303a反射的圖像光有選擇地射向以恒定速度旋轉(zhuǎn)的感光鼓301的表面，從而形成靜電潛像。
上述靜電潛像通過每種顏色的顯影盒(顯影裝置)D顯影。通過顯影盒D顯影的色調(diào)劑圖像轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印部件304(轉(zhuǎn)印機(jī)構(gòu))上。
轉(zhuǎn)印機(jī)構(gòu)304(第2載像部件)用于實(shí)現(xiàn)第2次轉(zhuǎn)印，該轉(zhuǎn)印是指將按照順序疊置的色調(diào)劑圖像從感光鼓301上全部立即地轉(zhuǎn)印到記錄材料P上，該機(jī)構(gòu)304帶有中間轉(zhuǎn)印帶304a，該帶沿箭頭R4所示的方向移動(dòng)。在本實(shí)施例中，中間轉(zhuǎn)印帶304a的周長為440mm左右，其繞驅(qū)動(dòng)輥304b、第2轉(zhuǎn)印相對(duì)輥304c和從動(dòng)輥304d繃緊。
限定輥304j靠近從動(dòng)輥304d設(shè)置，該輥304d可在下述第1位置和第2位置之間移動(dòng)，該第1位置指將中間轉(zhuǎn)印帶朝向感光鼓301推動(dòng)的位置，上述第2位置指使中間轉(zhuǎn)印帶304a離開感光鼓301的位置。隨著驅(qū)動(dòng)輥馬達(dá)304b的旋轉(zhuǎn)，上述中間轉(zhuǎn)印帶304a沿箭頭R4所示的方向移動(dòng)。
在中間轉(zhuǎn)印帶304a外側(cè)的預(yù)定位置處，設(shè)置有清潔機(jī)構(gòu)304e，其可沿朝向和離開中間轉(zhuǎn)印帶304a的方向移動(dòng)，由此將在第2次轉(zhuǎn)印后剩余的未轉(zhuǎn)印色調(diào)劑去除。上述清潔機(jī)構(gòu)304e包括充電輥304f，其與中間轉(zhuǎn)印帶304a相接觸，并且在對(duì)色調(diào)劑進(jìn)行轉(zhuǎn)印的過程中，進(jìn)行與其極性相反的充電。帶有相反極性電荷的色調(diào)劑以靜電方式沉積于感光鼓301上，之后其通過后面將要描述的感光鼓301用的清潔器309收集。上述中間轉(zhuǎn)印帶304a的清潔方法不限于靜電清潔方式，還可為采用刮板或毛刷的機(jī)械方法，或同時(shí)采用上述兩種方法。
在色調(diào)劑圖像轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印部件304上之后，通過清潔器309，將感光鼓301的表面上剩余的色調(diào)劑去除，該清潔器采用清潔刮板309b，該刮板與感光鼓301的表面相接觸，從而將色調(diào)劑從感光鼓表面上刮落到剩余色調(diào)劑容器309c內(nèi)。剩余的色調(diào)劑容器309c由清潔支架309a形成。存儲(chǔ)于剩余色調(diào)劑容器309c內(nèi)的剩余色調(diào)劑的容量足夠大，從而在感光鼓301的使用期限結(jié)束之前，不會(huì)將其填滿，當(dāng)感光鼓301的使用期限達(dá)到時(shí)，在更換處理卡盒U的同時(shí)，將剩余色調(diào)劑容器309c中的剩余色調(diào)劑去掉。
將以疊置方式轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶304上的色調(diào)劑圖像轉(zhuǎn)印到記錄材料P上的轉(zhuǎn)印器306是采用轉(zhuǎn)印輥306形式，該轉(zhuǎn)印輥306包括金屬軸，該軸的外面圈繞有中間電阻彈性泡沫(intermediate resistanceelastic foam)，其可在圖24中沿豎向移動(dòng)。
在通過將色調(diào)劑圖像疊置于中間轉(zhuǎn)印部件304上而形成彩色圖像后，按照適合的時(shí)間，上述轉(zhuǎn)印輥306通過圖中未示出的凸輪，運(yùn)動(dòng)到圖24中虛線所示的位置。由此，通過記錄材料P，以預(yù)定壓力，使轉(zhuǎn)印輥306壓靠于中間轉(zhuǎn)印部件上。同時(shí)，在轉(zhuǎn)印輥306上外加偏壓，色調(diào)劑圖像從中間轉(zhuǎn)印部件304上轉(zhuǎn)印到記錄材料P上。
如圖24所示，用于傳送記錄材料P的傳送器305包括紙張傳送盒305a，其內(nèi)容納有多個(gè)記錄材料P、一個(gè)搓紙輥305b、紙張傳送輥305c1、用于防止雙重傳送的重新啟動(dòng)輥305c2、一對(duì)傳送輥305d、一對(duì)定位輥305e、一對(duì)排紙輥305f和傳送導(dǎo)向件305g。
在圖像成形操作過程中，搓紙輥305b隨著圖像形成操作的進(jìn)行而旋轉(zhuǎn)，從而將來自紙張傳送盒305a的記錄材料P逐個(gè)分開。傳送到紙張傳送盒305a外部的記錄材料P通過傳送導(dǎo)向件305g進(jìn)行導(dǎo)向，通過傳送輥305d傳送給一對(duì)定位輥305e。在圖像形成操作過程中，定位輥305e按照預(yù)定程序，有選擇地保持不動(dòng)而使記錄材料P停止，或產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，而將記錄材料P傳送給中間轉(zhuǎn)印部件304，從而在后面的轉(zhuǎn)印過程中使圖像與記錄材料P保持對(duì)齊，如上所述，上述彩色圖像由上述的轉(zhuǎn)印器306形成。
具有經(jīng)轉(zhuǎn)印的彩色圖像的記錄材料P傳送給定影器307，在該定影器中對(duì)色調(diào)劑進(jìn)行定影處理。上述定影器307包括對(duì)記錄材料P施加熱量的定影輥307a、使記錄材料P壓靠于定影輥307a上的壓輥307b，在這里上述兩個(gè)輥307a、307b為中空的輥，其內(nèi)分別包含有加熱器307a1、307b1。通過傳送記錄材料P，同時(shí)施加熱量和壓力，上述色調(diào)劑圖像定影于記錄記錄材料P上。
顯影裝置(顯影盒)下面對(duì)用于形成在感光鼓301上的潛像進(jìn)行顯影處理的顯影裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。
上述圖象形成設(shè)備包括4個(gè)顯影裝置D(Dy、Dm、Dc和Db)，它們分別對(duì)黃色、紅色、青色和黑色圖像進(jìn)行顯影。上述顯影裝置D以可拆卸的方式安裝于可繞軸310旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)311上。在圖像形成時(shí)，上述顯影裝置D繞軸310旋轉(zhuǎn)，同時(shí)保持于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)311上。當(dāng)顯影裝置D中的預(yù)定的一個(gè)與感光鼓301相對(duì)時(shí)，上述旋轉(zhuǎn)停止。按照該方式停止的上述顯影裝置中的顯影套筒相對(duì)感光鼓301保持較小的間隙(約為300μm)，之后將色調(diào)劑供給感光鼓301上的靜電潛像，從而對(duì)該潛像進(jìn)行顯影處理。
在彩色圖像成形的過程中，針對(duì)中間轉(zhuǎn)印帶304a的每次旋轉(zhuǎn)，上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)311發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從而依次通過容納有黃色色調(diào)劑的黃色顯影裝置Dy、容納有紅色色調(diào)劑的紅色顯影裝置Dm、容納青色色調(diào)劑的青色顯影裝置Dc、容納有黑色色調(diào)劑的黑色顯影裝置Db進(jìn)行顯影處理。
圖29表示顯影裝置D(比如，黃色顯影裝置Dy)，其與感光鼓1相對(duì)設(shè)置。
顯影位置在圖25中，顯影裝置D包括顯影容器321和顯影套筒323，其內(nèi)容納有作為單組分顯影劑的絕緣非磁性色調(diào)劑322，該顯影套筒323(顯影劑攜帶部件)設(shè)置于沿顯影容器321的縱向延伸的開口中，并且與感光鼓301相對(duì)設(shè)置，從而對(duì)感光鼓301上的靜電潛像進(jìn)行顯影處理。
在顯影裝置D中，顯影套筒323中的左半部位于顯影容器321內(nèi)，而其右半部曝露于外側(cè)。上述曝露表面以較小的間隙與感光鼓301相對(duì)。
上述顯影套筒323沿箭頭A所示的方向旋轉(zhuǎn)，其表面具有適合的粗糙度以便相對(duì)色調(diào)劑323提供較高的接觸性，并改善色調(diào)劑的攜帶性能。在本實(shí)施例中，上述套筒是直徑為16mm的鋁制套筒，其表面采用玻璃珠(#600)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的噴砂處理，從而使其表面粗糙度Rz達(dá)到3μm左右。該套筒與感光鼓301以300μm的間隙相對(duì)。其圓周速度為80mm/s，該速度稍大于感光鼓301的50mm/s的圓周速度。
為了阻止在顯影套筒323的相對(duì)端部處色調(diào)劑產(chǎn)生泄漏，在顯影容器321的開口處設(shè)置有端部密封件324，其將顯影套筒323的相對(duì)端部密封。
在顯影套筒323的上方，彈性刮板325支承于刮板支承金屬板15上，其靠近自由端的部分沿反方向與顯影套筒323的外表面實(shí)現(xiàn)面接觸(自由端在顯影套筒323的旋轉(zhuǎn)方向位于接觸部的上游側(cè))。彈性刮板325包括橡膠材料，比如尿烷和硅橡膠，或包括位于頂部位置的主體部件和下述橡膠體，該主體部件由具有彈性的SUS或磷青銅形成，該橡膠體位于主體部件中的與顯影套筒323相接觸的一側(cè)。本實(shí)施例中的彈性刮板7包括刮板支承金屬板15和粘接于該金屬板上的厚度為1.0mm的板狀尿烷橡膠。作用于顯影套筒5上的接觸力在23～35g/cm的范圍內(nèi)。(線性壓力是按照下述方式測(cè)定的，該方式為將具有已知摩擦系數(shù)的3塊金屬薄板插入接觸部，通過彈簧秤將中間的一塊拉出，轉(zhuǎn)換彈簧秤的讀數(shù))。
上述彈性輥327設(shè)置于在套筒323的旋轉(zhuǎn)方向上彈性刮板325和顯影套筒323的表面之間的接觸部的上游側(cè)，并且以可旋轉(zhuǎn)的方式支承。從將色調(diào)劑322供應(yīng)到顯影套筒上，以及去除不用于顯影的色調(diào)劑的觀點(diǎn)來看，最好上述結(jié)構(gòu)為泡沫骨架海綿結(jié)構(gòu)，或毛刷結(jié)構(gòu)，在該毛刷結(jié)構(gòu)中具有金屬芯和植入其內(nèi)的人造絲、尼龍纖維或類似物。在本實(shí)施例中，采用下述的彈性輥327，其直徑為12mm，該彈性輥包括金屬芯和位于其上的聚氨基甲酸乙酯泡沫。彈性輥327和顯影套筒323之間壓靠區(qū)的寬度最好在1～8mm的范圍內(nèi)，最好在接觸部，相對(duì)顯影套筒5形成相對(duì)速度。在本實(shí)施例中，上述寬度為3mm，通過圖中未示出的驅(qū)動(dòng)器按照預(yù)定的時(shí)間控制，上述彈性輥327在顯影操作過程中以50mm/s的圓周速度旋轉(zhuǎn)(相對(duì)顯影套筒323的相對(duì)速度為130mm/s)。下面描述用于對(duì)色調(diào)劑進(jìn)行充電的顯影劑充電輥。如圖25所示，在下述位置，上述充電輥330與顯影套筒323相接觸，該位置指在顯影套筒的旋轉(zhuǎn)方向上彈性刮板325和顯影套筒323之間的接觸部的下游側(cè)的位置，該充電輥330對(duì)薄層中的色調(diào)劑322進(jìn)行充電，同時(shí)通過顯影套筒323驅(qū)動(dòng)。
圖26為從感光鼓301看到的，帶有充電輥330的顯影裝置D的圖。該充電輥330通過輥支承軸332支承，該支承軸沿與顯影套筒323保持平行的方向延伸，上述充電輥330與顯影套筒323相接觸。上述輥支承軸332安裝于沿箭頭Y的方向移動(dòng)的主板334上，并且通過壓力部件323，在170gF的作用力的作用下，壓向顯影套筒323。上述充電輥330、輥支承軸332和壓力部件333安裝于主板334上，并且構(gòu)成輥機(jī)構(gòu)R，該機(jī)構(gòu)安裝于顯影容器321上。
充電輥330同時(shí)與顯影套筒323上的非色調(diào)劑涂敷部分(圖26中的非陰影部)和色調(diào)劑涂敷部(圖26中的陰影部)相接觸。如果上述接觸僅僅發(fā)生于色調(diào)劑涂敷部，則色調(diào)劑充電輥20產(chǎn)生滑動(dòng)，因?yàn)樯{(diào)劑的流動(dòng)性較高，因此不會(huì)穩(wěn)定地對(duì)其驅(qū)動(dòng)。為了解決該問題，使其與非涂敷部分相接觸。最好充電輥330通過顯影套筒323驅(qū)動(dòng)，或按照其它方式，但是應(yīng)與顯影套筒323相同的速度驅(qū)動(dòng)。如果充電輥330和顯影套筒323之間的圓周速度不同，則色調(diào)劑的涂敷不均勻，從而將色調(diào)劑轉(zhuǎn)印到背景區(qū)域(灰霧區(qū))(fog)，或使色調(diào)劑分散或泄漏。
偏壓電源和偏壓與前述實(shí)施例中所采用的相同。
圖27為充電輥330的剖面圖。該充電輥330包括金屬芯330a，其由黃銅管和位于其上的橡膠330b形成。在充電輥330中，設(shè)置有支承輥支承軸332的軸承335。上述輥支承軸332上設(shè)置有與其以壓配合方式設(shè)置的保持件336。壓力部件333，比如螺旋彈簧或類似部件對(duì)該輥支承軸332施加壓力。上述壓力部件333還用作對(duì)充電輥330施加電壓的電極，以及接受從電極338(圖26)產(chǎn)生的顯影偏壓中分出的充電輥偏壓，通過輥支承軸332和軸承335將該偏壓施加給充電輥330。
通過在充電輥330中設(shè)置軸承335，防止散射的色調(diào)劑，或其它的異物進(jìn)入到軸承335中，從而使充電輥330的旋轉(zhuǎn)保持穩(wěn)定，同時(shí)可使充電輥機(jī)構(gòu)的尺寸減小。通過借助軸承335，對(duì)充電輥330施加偏壓，則無需附加的電極，從而使成本降低。
按照本實(shí)施例，在相對(duì)的縱向端部處，避免出現(xiàn)未充電的色調(diào)劑，并可穩(wěn)定地形成色調(diào)劑薄層。
第10實(shí)施例圖28表示本發(fā)明的又一實(shí)施例。
該圖像形成設(shè)備和顯影裝置的結(jié)構(gòu)與第9實(shí)施例的相同。
與第9實(shí)施例類似，本實(shí)施例中的充電輥339包括金屬芯339a和位于其上的橡膠339b。采用輥軸承341支承輥的支承軸340，固定部件343沿金屬芯339a的側(cè)邊實(shí)現(xiàn)壓配合，從而將軸承341固定。輥保持件345沿支承軸340實(shí)現(xiàn)壓配合，從而將輥339保持于支承軸340上。在輥339的每個(gè)端部處，安裝有蓋部件342以便將金屬芯339a的開口蓋住。
在本實(shí)施例中，所采用的軸承341在內(nèi)外環(huán)之間具有較小的間隙(幾個(gè)μm)，以便使充電輥339具有相對(duì)于顯影套筒323的對(duì)中機(jī)構(gòu)。由此，可使充電輥339相對(duì)支承軸340傾斜，從而其在旋轉(zhuǎn)過程中與顯影套筒323對(duì)齊，確保充電輥339與顯影套筒323相接觸?？稍诔潆娸?39的端部設(shè)置蓋部件342，以避免在圖像形成操作的過程中，散射的色調(diào)劑，或其它的異物進(jìn)入軸承341內(nèi)，從而可使充電輥339穩(wěn)定地長期旋轉(zhuǎn)。
對(duì)于上述結(jié)構(gòu)，對(duì)顯影套筒上的未充電的色調(diào)劑進(jìn)行均勻和穩(wěn)定的充電，從而可確實(shí)避免產(chǎn)生未充電的色調(diào)劑，另外可確實(shí)在顯影套筒上形成穩(wěn)定的色調(diào)劑薄層。
在本實(shí)施例中，上述輥軸承具有間隙，從而充電輥具有對(duì)中機(jī)構(gòu)的功能。作為替換方式，可采用自動(dòng)對(duì)齊型的輥軸承，或可使支承軸具有對(duì)中機(jī)構(gòu)功能。
第11實(shí)施例下面參照?qǐng)D29和30，對(duì)又一實(shí)施例進(jìn)行描述。本實(shí)施例中的圖像形成設(shè)備的結(jié)構(gòu)與第9實(shí)施例的相同。
在圖29中，充電輥350以可旋轉(zhuǎn)的方式支承于支承軸352上，其壓靠于顯影套筒323上。該支承軸352與臂353中的柱狀部中開設(shè)的孔353b相嵌合，并穿過該孔，上述充電輥350的相對(duì)部分與電極彈簧354和電極板355連接，從而使偏壓施加于充電輥350上。
第2支承軸357與下述通孔353d相嵌合，并穿過該通孔，該通孔353d開設(shè)于臂353中的支點(diǎn)部353c中，并與支承軸352保持平行，第2支承軸357中的相對(duì)端部以可旋轉(zhuǎn)的方式支承于固定在主板351上的支承臺(tái)358上。沿第2支承軸357圈繞有彈簧部件形成的壓力部件356，其一端與主板351相接觸，其另一端與臂353的柱狀部353a相接觸，從而臂353可沿箭頭E的方向繞第2支承軸357擺動(dòng)，這樣借助壓力部件356的推動(dòng)力，使充電輥350壓靠于顯影套筒323上。
與第10實(shí)施例類似，充電輥350具有相對(duì)顯影套筒323的對(duì)中機(jī)構(gòu)的功能，其確保與顯影套筒323相接觸，從而在通過顯影套筒323驅(qū)動(dòng)時(shí)，對(duì)色調(diào)劑進(jìn)行充電。
圖30表示充電輥350的結(jié)構(gòu)。與第10實(shí)施例類似，本實(shí)施例中的充電輥350包括黃銅管形成的金屬芯350a、模制于其上的橡膠體、輥軸承361、支承固定部件365和位于其內(nèi)的保持件366。在本實(shí)施例中，在充電輥中的橡膠體350b的相對(duì)端部處設(shè)置有薄層部分350c(其厚度小于中間部)，該薄層部分由蓋370和372覆蓋。
對(duì)于上述結(jié)構(gòu)，蓋370和372防止異物進(jìn)入軸承361內(nèi)，同時(shí)可增加金屬芯350a和顯影套筒323之間的相對(duì)距離，從而可防止色調(diào)劑泄漏。于是，對(duì)顯影套筒上的未充電的色調(diào)劑進(jìn)行均勻和穩(wěn)定的充電，這樣可確實(shí)避免產(chǎn)生未充電的色調(diào)劑，并且在顯影套筒上形成穩(wěn)定的薄層。
雖然參照本文所描述的結(jié)構(gòu)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限于前述的具體結(jié)構(gòu)，本申請(qǐng)應(yīng)包括可落入下面的權(quán)利要求書的請(qǐng)求保護(hù)范圍或改進(jìn)的目的范圍內(nèi)的改進(jìn)或變換。
權(quán)利要求
1．一種顯影裝置，其包括容納顯影劑的顯影容器；顯影劑攜帶部件，其設(shè)置于上述顯影容器的開口內(nèi)，以便實(shí)現(xiàn)顯影劑的攜帶；顯影劑充電部件，其與上述顯影劑攜帶部件上的顯影劑相接觸，該充電部件上施加有與上述顯影劑相同極性的電壓，該電壓不小于放電啟動(dòng)電壓。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于還包括調(diào)節(jié)部件，該部件對(duì)上述顯影劑攜帶部件上的顯影劑的量進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中上述顯影劑攜帶部件沿上述顯影劑攜帶部件的運(yùn)動(dòng)方向設(shè)置于上述調(diào)節(jié)部件的調(diào)節(jié)部的下游側(cè)，并設(shè)置于上述顯影劑攜帶部件中的顯影區(qū)域的上游側(cè)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于上述顯影劑攜帶部件包括充電輥，該充電輥由上述顯影劑攜帶部件驅(qū)動(dòng)，或按照相同的圓周速度驅(qū)動(dòng)。
4．根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于上述充電輥上帶有軸承。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于上述充電輥帶有對(duì)中機(jī)構(gòu)。
6．根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于上述充電輥通過上述軸承施加電壓。
7．根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于上述顯影劑充電部件設(shè)置于上述顯影劑攜帶部件的端部。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于上述顯影劑充電部件延伸到上述顯影劑攜帶部件的端部的外側(cè)。
9．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于上述顯影劑充電部件沿上述顯影劑攜帶部件的縱向延伸。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于上述顯影劑為單組分顯影劑。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于上述顯影劑為非磁性的。
12．根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于上述顯影劑的形狀因數(shù)SF-1在100～180的范圍內(nèi)，形狀因數(shù)SF-2在100～140的范圍內(nèi)。
13．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于上述顯影劑充電部件包括表面橡膠層。
14．根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于上述顯影劑攜帶部件包括非攜帶顯影劑區(qū)域，該區(qū)域在端部處不攜帶顯影劑，上述顯影劑充電部件還與非攜帶顯影劑區(qū)域相接觸。
15．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于上述顯影裝置由以可拆卸的方式安裝于圖像形成設(shè)備上的機(jī)構(gòu)形成。
16．根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于上述顯影裝置與攜帶靜電圖像的載像部件成整體，其構(gòu)成下述處理機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)以可拆卸的方式安裝到圖像形成設(shè)備上。
全文摘要
一種顯影裝置,其包括容納顯影劑的顯影容器;顯影劑攜帶部件,其設(shè)置于上述顯影容器的開口內(nèi),以便實(shí)現(xiàn)顯影劑的攜帶;顯影劑充電部件,其與上述顯影劑攜帶部件上的顯影劑相接觸,該充電部件上施加有與上述顯影劑相同極性的電壓,該電壓不小于放電啟動(dòng)電壓。
文檔編號(hào)G03G15/08GK1217489SQ9812453
公開日1999年5月26日 申請(qǐng)日期1998年10月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月9日
發(fā)明者石井保之, 津田忠之, 佐佐木新一, 橫森干詞, 橋本浩二, 小熊徹, 星信晴 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社