盒和圖像形成裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于在記錄材料上形成圖像的圖像形成裝置和能夠可拆卸地安裝到 圖像形成裝置的盒。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)地，在例如電子照相類型的圖像形成裝置中，從簡化裝置構(gòu)成和消除廢棄物 的觀點(diǎn)，已提出了無清潔器系統(tǒng)（調(diào)色劑再循環(huán)系統(tǒng)）。該無清潔器系統(tǒng)是運(yùn)樣的類型：其 中，作為用于轉(zhuǎn)印之后的感光鼓的清潔手段的專用鼓清潔器被消除，并且轉(zhuǎn)印之后的感光 鼓上的轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑通過"同時(shí)顯影和清潔"利用顯影設(shè)備從感光鼓去除并且在顯影設(shè) 備中被收集并然后被再次使用。同時(shí)顯影和清潔是轉(zhuǎn)印之后殘留在感光鼓上的調(diào)色劑在隨 后步驟或者更晚的顯影期間通過除霧偏壓（作為施加到顯影設(shè)備的DC電壓與感光鼓的表 面電勢之間的電勢差的除霧電勢差）被收集的方法。根據(jù)該方法，轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑在顯影 設(shè)備中被收集并然后在隨后步驟或更晚中被再次使用，因此，可消除廢棄（殘余）調(diào)色劑并 且能夠降低用于維護(hù)的麻煩處理程度。并且，利用無清潔器系統(tǒng)，使得關(guān)于空間的優(yōu)點(diǎn)大， 并因此圖像形成裝置可顯著小型化。
[0003] 在上述的無清潔器系統(tǒng)（調(diào)色劑再循環(huán)系統(tǒng)）中，在一些情況下利用感光鼓在與 感光鼓接觸而被均勻地帶電的接觸帶電類型。然而，在接觸帶電類型中，存在引起W下的問 題的可能性。
[0004] 在接觸帶電類型中，帶電漉與感光鼓擠壓接觸，并因此當(dāng)在轉(zhuǎn)印之后殘留在感光 鼓上的調(diào)色劑通過感光鼓與帶電漉之間的接觸部分時(shí)，存在由感光鼓與帶電漉之間的調(diào)色 劑的壓碎產(chǎn)生裂開和變形的可能性。轉(zhuǎn)印之后的殘余調(diào)色劑被離散地孤立，并因此在感光 鼓與帶電漉之間的接觸部分處施加于其上的負(fù)載大，使得調(diào)色劑易于發(fā)生裂開和變形。難 W向發(fā)生裂開或變形的不規(guī)則形狀調(diào)色劑均勻地賦予電荷，并因此由于顯影性能、轉(zhuǎn)印性 能、收集性能等的劣化，帶電漉被調(diào)色劑污染，使得帶電漉易于引起諸如帶電不均勻性的圖 像缺陷。并且，不規(guī)則形狀調(diào)色劑不容易被轉(zhuǎn)印，因此，在無清潔器系統(tǒng)（調(diào)色劑再循環(huán)系 統(tǒng)）中，伴隨調(diào)色劑的消耗和收集的重復(fù)，顯影設(shè)備中的不規(guī)則形狀調(diào)色劑的量增加。作為 結(jié)果，伴隨長期使用的調(diào)色劑消耗，易于引起由于調(diào)色劑流動(dòng)性的劣化和調(diào)色劑電荷的維 持失敗而產(chǎn)生的圖像缺陷。
[0005] 作為利用傳統(tǒng)的帶電漉帶電類型的無清潔器系統(tǒng)，為了解決上述的問題，已提出 了Ξ個(gè)專利文獻(xiàn)。日本公開專利申請(qǐng)（JP-A) 2003-162085通過抑制通過感光鼓與帶電漉 之間的接觸部分的調(diào)色劑的變形程度長期提供穩(wěn)定的圖像。JP-A2005-173485和JP-A 2006-154093定義調(diào)色劑的圓形度、量和比電荷，并且，其目的是抑制諸如霧的圖像缺陷。
[0006]然而，在JP-A2003-162085、JP-A2005-17:3485 和JP-A2006-154093 的構(gòu)成中， 存在不能長期獲得良好圖像質(zhì)量的可能性。在JP-A2003-162085中，調(diào)色劑形狀的變形程 度被定義，然而JP-A2003-162085僅僅公開了構(gòu)成帶電漉的層的結(jié)構(gòu)W及可通過適當(dāng)?shù)?選擇控制運(yùn)些層的材料、厚度等。并且，在JP-A2005-173485和JP-A2006-154093中，已 提出了改善顯影性能和收集性能的劣化的構(gòu)成，但運(yùn)些構(gòu)成進(jìn)一步留下改善耐久性運(yùn)樣的 問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明是現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)成的進(jìn)一步發(fā)展。本發(fā)明的主要目的是，在當(dāng)轉(zhuǎn)印之后殘留 的顯影劑通過圖像承載部件與帶電部件之間時(shí)較少引起顯影劑的裂開和變形的同時(shí)長期 提供質(zhì)量穩(wěn)定的圖像。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種圖像形成裝置，該圖像形成裝置包括：圖像承載部 件；帶電部件，用于與圖像承載部件接觸地使圖像承載部件帶電；W及顯影部件，用于與圖 像承載部件接觸地供給顯影劑，其中，在轉(zhuǎn)印之后殘留在圖像承載部件上的顯影劑被顯影 部件收集，并且其中，帶電部件的表面的馬氏硬度HMR和顯影劑的表面的馬氏硬度HMD滿足 W下關(guān)系：
[0009] HMD>HMR〇
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種能夠可拆卸地安裝到圖像形成裝置的處理盒， 該處理盒包括：圖像承載部件；帶電部件，用于與圖像承載部件接觸地使圖像承載部件帶 電；W及顯影部件，用于與圖像承載部件接觸地供給顯影劑，其中，在轉(zhuǎn)印之后殘留在圖像 承載部件上的顯影劑被顯影部件收集，并且其中，帶電部件的表面的馬氏硬度HMR和顯影 劑的表面的馬氏硬度HMD滿足W下關(guān)系：
[0011] HMD>HMR〇
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種盒，該盒包括：帶電部件，用于與圖像承載部件 接觸地使圖像承載部件帶電，其中，帶電部件的表面的馬氏硬度HMR和顯影劑的表面的馬 氏硬度HMD滿足W下關(guān)系：
[0013] HMD>HMR〇
[0014] 與附圖相結(jié)合地考慮本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的W下描述，本發(fā)明的運(yùn)些和其它目 的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更清楚。
【附圖說明】
[0015] 圖1是示出圖像形成裝置的結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。
[0016] 圖2是示出實(shí)施例1中的帶電漉和調(diào)色劑中的每一個(gè)的負(fù)載-壓入深度曲線的示 圖。
[0017] 在圖3中，（a)和化）是分別示出通過帶電漉與感光部件之間的調(diào)色劑的變形的 示意圖。
[001引在圖4中，（a)和化）是各自分別示出實(shí)施例1和比較例1中的加速評(píng)價(jià)之后的 調(diào)色劑觀察圖像的示圖。
[0019] 圖5是用于比較實(shí)施例4和比較例3中的馬氏硬度的示圖。
[0020] 圖6是示出能夠可拆卸地安裝鼓盒和顯影盒中的每一個(gè)的圖像形成裝置的結(jié)構(gòu) 的示意性截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的圖像形成裝置。W下描述的實(shí)施例示例性地示 出本發(fā)明，并且，關(guān)于構(gòu)成要素的尺寸、材料、形狀、相對(duì)布置等，除非另外指定，否則本發(fā)明 的范圍不意在限于此。
[0022] 圖1是示出圖像形成裝置的結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。圖1所示的圖像形成裝置是使 用轉(zhuǎn)印類型的電子照相處理的單色激光打印機(jī)。
[0023] 在本實(shí)施例中，作為圖像承載部件的感光鼓是直徑為24mm的帶負(fù)電的0PC感光部 件。該感光鼓1W作為一定速度的lOOmm/sec(=處理速度PS，打印速度）的圓周速度沿圖 中的順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。
[0024] 作為帶電部件的帶電漉2被設(shè)置為與感光鼓1接觸，并且使作為圖像承載部件表 面的感光鼓1的表面帶電。帶電漉2W預(yù)定的壓力（在本實(shí)施例中在驅(qū)動(dòng)期間為600gf) 與感光鼓1擠壓接觸，使得在其自身與感光鼓1之間形成帶電壓合部C。在本實(shí)施例中，通 過感光鼓1的旋轉(zhuǎn)，帶電漉2被驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。作為用于向帶電漉2施加帶電偏壓的電壓施 加手段的帶電電源（電壓源）被設(shè)置，并且在本實(shí)施例中，從帶電電源向忍金屬2a施加DC 電壓。施加的DC電壓被設(shè)定，使得感光鼓1表面與帶電漉2的電勢差是放電開始電壓或更 大，并且具體而言，施加-1300V的DC電壓作為帶電偏壓。此時(shí)，帶電漉2使感光鼓1的表 面均勻地接觸帶電到-700V的帶電電勢（暗部電勢）。
[00巧]作為用于在帶電的圖像承載部件上形成靜電潛像的曝光手段，使用包含激光二極 管、多棱鏡等的激光束掃描器4。該激光束掃描器4輸出與目標(biāo)圖像信息的時(shí)序電數(shù)字像素 信號(hào)對(duì)應(yīng)地強(qiáng)度調(diào)制的激光光以并且感光鼓1的均勻帶電表面經(jīng)受激光光L的掃描曝光。 在感光鼓1的帶電表面經(jīng)受激光光L的整個(gè)表面曝光的情況下，激光功率被調(diào)整，使得感光 鼓1的表面電勢為-150V。
[0026] 作為包含顯影部件的顯影手段的顯影設(shè)備3向在感光鼓1上形成的靜電潛像供給 顯影劑?？赏ㄟ^顯影套筒顯影靜電潛像，該顯影套筒作為從作為用于向顯影部件施加電壓 的電壓施加手段的顯影偏壓電源（未示出）向其施加-350V的顯影偏壓（Vdc)的顯影部件。
[0027] 將描述顯影設(shè)備3。顯影套筒31被顯影設(shè)備3可旋轉(zhuǎn)地支撐，并且被W感光鼓 1的圓周速度的140%的圓周速度旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動(dòng)。通過在中空的侶裸管的圓周表面周圍形 成導(dǎo)電彈性橡膠層制備顯影套筒31，并且導(dǎo)電彈性橡膠層的表面具有用于饋送顯影劑的 1.0μπι-2.Ομπι的表面粗糖度Ra。在顯影套筒31內(nèi)部，固定和設(shè)置磁漉32。通過攬拌部 件34,在顯影設(shè)備3中攬拌作為顯影中的顯影劑的磁忍-成分黑色顯影劑（帶負(fù)電特性） T。通過攬拌，通過磁漉32的磁力，顯影劑T在顯影設(shè)備3中被饋送到顯影套筒31的表面。 饋送到顯影套筒31的表面的顯影劑通過通過與顯影套筒31接觸的顯影刮刀33W薄層均 勻形成，并且通過摩擦帶電帶電到負(fù)極性。然后，顯影套筒31的表面上的顯影劑被饋送到 顯影套筒31接觸感光鼓1的顯影位置（接觸位置），使得感光鼓1上的靜電潛像通過顯影 劑被顯影。
[002引作為轉(zhuǎn)印手段（接觸轉(zhuǎn)印手段）的中電阻轉(zhuǎn)印漉5W預(yù)定的壓力與感光鼓1擠壓 接觸，使得在其自身與感光鼓1之間形成轉(zhuǎn)印壓合部b。轉(zhuǎn)印漉5將通過利用顯影手段可視 化潛像所獲得的顯影劑圖像從感光鼓1轉(zhuǎn)印到通過饋送漉71從盒子70饋送的轉(zhuǎn)印材料P 上。在本實(shí)施例中使用的轉(zhuǎn)印漉5通過在忍金屬5a上形成中電阻泡沫層化來制備，并且 具有5Χ108Ω的漉電阻值。通過向忍金屬5a施加巧.OkV的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)印。通過饋送漉 71從盒子70饋送的轉(zhuǎn)印材料P被發(fā)送到轉(zhuǎn)印壓合部b。
[0029] 作為定影手段，使用熱定影類型的定影設(shè)備6。調(diào)色劑圖像通過通過轉(zhuǎn)印壓合部b 而被轉(zhuǎn)印在其上的轉(zhuǎn)印材料P與感光鼓1的表面分離，并且被引入到定影設(shè)備6中，使得在 轉(zhuǎn)印材料P上定影調(diào)色劑圖像，并然后轉(zhuǎn)印材料P作為η圖像形成產(chǎn)物（打印、復(fù)?。┍慌?出到圖像形成裝置的外面。
[0030] 順便提及，在本實(shí)施例中，在通過轉(zhuǎn)印手段轉(zhuǎn)印之后，殘留在圖像承載部件上的顯 影劑與顯影同時(shí)地通過顯影手段收集。目Ρ，利用不設(shè)置用于從感光鼓1去除殘留在感光鼓1 上而沒有被轉(zhuǎn)印的轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑的清潔部件的所謂的無清潔器系統(tǒng)。W下，將詳細(xì)描述 通過使用顯影套筒31收集在轉(zhuǎn)印之后殘留在感光鼓1的表面上的顯影劑的無清潔器系統(tǒng)。
[0031] 與感光鼓1的情況類似，通過帶電漉2與感光鼓1之間的接觸部分（帶電壓合部 C)前的間隙部分處的放電，在轉(zhuǎn)印步驟之后殘留在感光鼓1上的轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑帶電到負(fù) 極性。此時(shí)，感光鼓1的表面帶電到-700V。帶電到負(fù)極性的轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑不沉積于帶 電漉2上，并且在帶電壓合部C處基于表面電勢差（感光鼓表面電勢=-700V，帶電漉電勢 =-1300V)通過帶電壓合部C。
[0032] 通過帶電壓合部C的轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑到達(dá)激光照射位置。轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑在量上 沒有大到遮蔽曝光手段的激光光L的程度，因此，轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑對(duì)在感光鼓1上形成靜電 潛像的步驟沒有影響。通過激光照射位置d并且位于非曝光部分（不經(jīng)受激光照射的感光 鼓表面）處的調(diào)色劑在顯影套筒31與感光鼓1之間的接觸部分（顯影壓合部a)處通過靜 電力在顯影套筒31上被收集。另一方面，位于曝光部分（經(jīng)受激光照射的感光鼓表面）處 的調(diào)色劑不通過靜電力被收集并且繼續(xù)存在于感光鼓1上。然而，在一些情況下，由于顯影 套筒31與感光鼓1之間的圓周速度差，調(diào)色劑的一部分通過物理力被收集。
[0033] W運(yùn)種方式，殘留在感光鼓1上而沒有被轉(zhuǎn)印在轉(zhuǎn)印材料P上的轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑 主要在顯影設(shè)備3中被收集。在顯影設(shè)備3中收集的調(diào)色劑與殘留在顯影設(shè)備3中的調(diào)色 劑混合并然后被再次使用。
[0034] 在本發(fā)明中，為了使轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑通過帶電壓合部C而不沉積于帶電漉2上，W 事先提供的預(yù)定的圓周速度差驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)帶電漉2。通過W預(yù)定的圓周速度差驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn) 帶電漉2和感光鼓1，運(yùn)樣的調(diào)色劑可通過在帶電漉2與感光鼓1之間滑動(dòng)帶電到負(fù)極性。 作為結(jié)果，實(shí)現(xiàn)抑制在帶電漉2上沉積調(diào)色劑的效果。在本發(fā)明中，帶電漉2的忍金屬2a具 有帶電漉齒輪，并且?guī)щ婁觚X輪與設(shè)置在感光鼓端部處的鼓齒輪曬合。因此，伴隨感光鼓1 的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，帶電漉2也被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。帶電漉2的表面的圓周速度被設(shè)定為感光鼓1的表 面的圓周速度的115%。順便提及，帶電漉2的旋轉(zhuǎn)方向在其與感光鼓1的接觸的點(diǎn)處被設(shè) 定為與感光鼓1的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向。并且，帶電漉2的圓周速度在它被設(shè)定為感光鼓1 的表面的圓周速度的101 %或更大、優(yōu)選105%或更大時(shí)是有效的，并且?guī)щ婁?的表面的 圓周速度的實(shí)際范圍為感光鼓1的表面的圓周速度的200%或更小、優(yōu)選150%或更小。
[0035] 在根據(jù)本發(fā)明的圖像形成裝置中，轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑離散地散開，并且基本上孤立。 出于運(yùn)種原因，當(dāng)轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑通過感光鼓與帶電漉之間時(shí)，大大地施加負(fù)載，使得存在 產(chǎn)生由于裂開或變形而導(dǎo)致的不規(guī)則形狀調(diào)色劑的可能性。
[0036] 如上所述，通過提供圓周速度差，能夠提高感光鼓的帶電程度并且減輕帶電漉上 的調(diào)色劑的沉積程度。然而，從轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑的觀點(diǎn)，轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑通過感光鼓與帶電 漉之間時(shí)的負(fù)載進(jìn)一步變大。在提供圓周速度差的情況下，進(jìn)一步引起產(chǎn)生不規(guī)則形狀調(diào) 色劑的運(yùn)樣的要解決的問題。
[0037] 當(dāng)帶電漉2的旋轉(zhuǎn)方向在與感光鼓1的接觸點(diǎn)處被設(shè)定為與感光鼓1的旋轉(zhuǎn)方向 相同的方向時(shí)，能夠進(jìn)一步增加感光鼓1的帶電程度并且進(jìn)一步減輕帶電漉2上的調(diào)色劑 的沉積程度，并因此運(yùn)樣的構(gòu)成是優(yōu)選的。然而，從轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑的觀點(diǎn)，調(diào)色劑通過感 光鼓與帶電漉之間時(shí)的負(fù)載進(jìn)一步變大。出于運(yùn)種原因，上述的問題進(jìn)一步變大。
[0038] 因此，在本發(fā)明中，作為帶電部件的帶電漉的表面的馬氏硬度（martens har化ess)HMR和作為顯影劑的調(diào)色劑的表面的馬氏硬度HMD的關(guān)系被設(shè)定為HMD〉HMR。
[0039] 作為結(jié)果，即使當(dāng)轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑通過感光鼓1與帶電漉2之間的接觸部分時(shí)，如 圖3的（a)所示，帶電漉2的表面也比調(diào)色劑t早變形。此時(shí)，如圖3的（a)所示，帶電漉2 的表面變形，使得殘留在感光鼓1上的調(diào)色劑t在與感光鼓1的接觸位置（帶電壓合部C) 處咬入帶電漉2中。作為結(jié)果，調(diào)色劑t的變形程度減輕，并因此能夠抑制調(diào)色劑t的裂開 和變形。另一方面，在帶電漉2比調(diào)色劑t硬的情況下，如圖3的化）所示，調(diào)色劑t比帶 電漉2早變形，使得易于產(chǎn)生調(diào)色劑t的裂開和變形。并且，即使在在感光鼓與帶電漉之間 提供圓周速度差的條件下，也可實(shí)現(xiàn)充分的效果。
[0040] 因此，本發(fā)明中的顯影劑需要被調(diào)整為具有上述的預(yù)定的馬氏硬度。在使用可帶 負(fù)電的磁性一成分調(diào)色劑作為顯影劑的情況下，可WWW下的方式制造調(diào)色劑。
[0041] 在本發(fā)明中，作為1μπι的非常小的壓入深度的馬氏硬度被控制。為了獲得適于本 發(fā)明的顯影劑，在W上的情況下，構(gòu)成顯影劑的粒子的硬度即含在顯影劑中的磁性一成分 調(diào)色劑粒子的硬度需要被控制。
[0042] 為了獲得具有希望的馬氏硬度的磁性一成分調(diào)色劑，可W使用W下的方法。作為 方法中的一種，可W舉出控制用于磁性一成分調(diào)色劑的粘接劑樹脂的材料、成分、分子量等 的方法。并且，可W舉出通過適當(dāng)?shù)卦诖判砸怀煞终{(diào)色劑的基材的表面處提供殼層實(shí)現(xiàn)控 制的方法。并且，可通過適當(dāng)?shù)剡x擇要在磁性一成分調(diào)色劑粒子中加入的材料，包含諸如蠟 的軟化材料或者諸如包含著色劑或磁性粉末的無機(jī)顏料的材料，實(shí)現(xiàn)控制。
[0043] 當(dāng)調(diào)色劑表面的馬氏硬度HMD過小時(shí)，存在沉積力變大并因此不容易使用調(diào)色劑 的可能性。并且，當(dāng)調(diào)色劑表面的馬氏硬度HMD過大時(shí)，調(diào)色劑易于引起感光鼓受損的缺 點(diǎn)。因此，從沉積力的觀點(diǎn)，調(diào)色劑表面的馬氏硬度HMD可W優(yōu)選為2或更大、進(jìn)一步優(yōu)選 為2. 5或更大。并且，在與感光鼓表面層的關(guān)系中，可W優(yōu)選在50或更小、更優(yōu)選為20或 更小、進(jìn)一步優(yōu)選為15或更小的范圍中使用調(diào)色劑表面的馬氏硬度HMD。
[0044] 另一方面，在本發(fā)明的圖像形成裝置中使用的帶電漉也需要具有預(yù)定的馬氏硬 度。為了對(duì)帶電漉提供預(yù)定的馬氏硬度，可W舉出例如控制帶電漉的表面層及其近鄰的材 料、成分、分子量、交聯(lián)程度等的方法。并且，也可通過在帶電漉的表面層中