图像形成装置的制作方法

文档序号:17658073发布日期:2019-05-15 22:11阅读:131来源:国知局
图像形成装置的制作方法
本公开涉及采用电子照相方法的图像形成装置。
背景技术
:迄今为止,作为采用电子照相方法的图像形成装置,已知通过使用单组分显影剂(下文中,称为调色剂)来使静电潜像可视化的图像形成装置。单组分接触显影方法是在这种图像形成装置中采用的方法类型中的一种,在这种图像形成装置中,用作图像承载构件的感光鼓和用作显影剂承载构件的显影剂辊在彼此接触的同时执行显影。此外,作为这种类型的图像形成装置,存在具有简单配置的图像形成装置,其中感光鼓和显影辊不具有分离机构(下文中,称为显影构件不包括分离机构)。迄今为止,在其中显影构件不包括分离机构的采用单组分接触显影方法的图像形成装置中,存在在图像形成装置的启动(activation)期间大量调色剂(下文中,称为“启动雾”)无意地从显影辊转移到感光鼓的情况。在日本专利特开no.6-35257中公开了向转印辊施加转印偏压直到未带电区域到达显影剂辊隙为止,在显影剂辊隙中,转印偏压相对于正常图像形成时段期间的极性具有相反的极性,使得雾化的调色剂不会转印到转印辊。未被转印到转印辊并残留在感光鼓转印辊上的调色剂被清洁设备去除。然而,在日本专利特开no.6-35257的解决方案中,最终,在从启动到图像形成开始的预旋转操作期间,不能抑制或减少“启动雾”本身。这导致调色剂不必要的消耗和废调色剂量的增加,并且成为节省能量、减小尺寸和延长图像形成装置寿命的障碍。特别地,在图像形成装置的停止时段期间由显影辊上的调色剂的带电量的减少而产生的“启动雾”中的调色剂的带电量低于在图像形成装置的连续操作期间产生的雾中的调色剂的带电量。因此,当与图像形成时段期间的雾的调色剂消耗量相比,每次操作的调色剂消耗量非常大。在存在使显影辊和感光鼓在停止期间彼此抵靠和分离的机构的情况下,可以通过使显影辊与感光鼓分离来防止上述的启动雾。然而,重要的是在不具有任何抵靠和分离机构的图像形成装置中解决上述问题。技术实现要素:根据本公开的图像形成装置包括:图像承载构件,能够形成静电潜像;显影剂承载构件,适于用显影剂显影静电潜像;带电辊,适于使图像承载构件的表面带电;调节刮板,适于调节显影剂承载构件上的显影剂;速度控制单元,适于相对于图像承载构件的圆周速度以独立的方式控制显影剂承载构件的圆周速度;和显影偏压施加构件,适于向显影剂承载构件施加偏压,显影剂承载构件包括区域a,所述区域a被定位在从图像承载构件和显影剂承载构件之间的显影剂辊隙到在显影剂承载构件的旋转方向上被设置在显影剂辊隙的上游的调节刮板。在图象形成装置中,显影偏压施加构件适于在图像承载构件和显影剂承载构件之间创建电势关系,使得在图像形成装置的停止期间显影剂承载构件上的区域a中承载的显影剂随着显影剂承载构件的旋转而通过显影剂辊隙时,显影剂被吸引到显影剂承载构件,并且速度控制单元适于在从停止状态启动之后在显影剂承载构件上的区域a至少一次通过显影剂辊隙之前控制显影剂承载构件和图像承载构件之间的相对速度差以大于图像形成操作期间的显影剂承载构件和图像承载构件之间的相对速度差。一种由图像形成装置执行的形成图像的方法,所述图像形成装置包括:图像承载构件,能够形成静电潜像;显影剂承载构件,用显影剂显影静电潜像;带电辊,使图像承载构件的表面带电;调节刮板,调节显影剂承载构件上的显影剂;速度控制单元,相对于图像承载构件的圆周速度以独立的方式控制显影剂承载构件的圆周速度;和显影偏压施加构件,向显影剂承载构件施加偏压,显影剂承载构件包括区域a,所述区域a被定位在从图像承载构件和显影剂承载构件之间的显影剂辊隙到在显影剂承载构件的旋转方向上被设置在显影剂辊隙的上游的调节刮板;所述方法包括:显影偏压施加构件在图像承载构件和显影剂承载构件之间创建电势关系,使得在图像形成装置的停止期间显影剂承载构件上的区域a中承载的显影剂随着显影剂承载构件的旋转而通过显影剂辊隙时,显影剂被吸引到显影剂承载构件,并且速度控制单元在从停止状态启动之后在显影剂承载构件上的区域a至少一次通过显影剂辊隙之前控制显影剂承载构件和图像承载构件之间的相对速度差以大于图像形成操作期间的显影剂承载构件和图像承载构件之间的相对速度差。参考附图,根据示例性实施例的以下描述,本发明的其它特征将变得清楚。附图说明图1是根据作为本公开对象的第一示例实施例的图像形成装置的整体示意图。图2是根据作为本公开对象的第一示例实施例的处理盒、偏压施加系统和驱动系统的示意图。图3是描绘了根据作为本公开对象的第一示例实施例的偏压施加定时和驱动控制定时的定时图。图4a和图4b是示出了作为本公开对象的示例1的显影剂辊隙中的调色剂摩擦带电过程的示意图。图5是示出了作为本公开对象的第二示例实施例的示例4的辊隙部分中的调色剂摩擦带电过程的示意图。图6a和图6b是示出了产生“启动雾”的原因的示意图。具体实施方式在下文中,参考附图,将详细示例说明用于执行本公开的模式。注意,除非明确说明,否则示例性实施例中描述的部件的尺寸、材料、形状和相对位置不限制本公开的范围。第一示例实施例图像形成装置将描述电子照相图像形成装置(下文中,称为图像形成装置)的整体配置。图1是本示例实施例的图像形成装置100的截面图。本示例实施例的图像形成装置100是采用中间转印系统和在线系统的全色激光束打印机。图像形成装置100能够根据图像信息在记录材料(例如,记录片材、塑料片材或织物)上形成全色图像。图像信息从连接到图像形成装置主体的图像读取设备输入,或者从以可传送的方式连接到图像形成装置主体的主机设备(诸如个人计算机)输入。图像形成装置100包括分别用作形成各种颜色(即黄色(y)、品红色(m)、青色(c)和黑色(k))的图像的多个图像形成单元sy、sm、sc和sk的处理盒20。在本示例实施例中,图像形成单元sy、sm、sc和sk被设置在与垂直方向交叉的方向上延伸的线中。处理盒20各自通过设置在图像形成装置主体中的安装构件(诸如安装引导件和定位构件)可拆卸地附接到图像形成装置100。在本示例实施例中,各种颜色的处理盒20都具有相同的形状,并且各种颜色(即黄色(y)、品红色(m)、青色(c)、黑色(k))的调色剂被包含在各种颜色的处理盒20中。扫描仪单元(曝光设备)30被设置在感光鼓1周围的区域中。扫描仪单元是基于图像信息将激光束投影在感光鼓1上以在感光鼓1上形成静电图像(静电潜像)的曝光构件。感光鼓1均可以形成静电潜像。在主扫描方向(与片材构件的传送方向垂直的方向)上,基于指示被称为bd的多边形扫描仪内部的位置的信号,执行每条扫描线中的激光曝光或写入。同时,在副扫描方向(片材构件的传送方向)上,在从位于片材构件传送路径中的开关(未示出)发出top信号起延迟预定时间之后执行激光曝光或写入。通过上述,可以在四个处理站y、m、c和bk中始终在感光鼓1上的相同位置处执行激光曝光。用作将感光鼓1上的调色剂图像转印到记录材料35上的中间转印构件的中间转印带31与四个感光鼓1相对设置。由环形带形成并用作中间转印构件的中间转印带31抵靠所有的感光鼓1并在图中的箭头b的方向(逆时针方向)上循环和移动(旋转)。用作一次转印构件的四个一次转印辊32被并排布置在中间转印带31的内周表面侧,以便与感光鼓1相对。此外,具有与调色剂的正常带电极性相反的极性的偏压被从用作一次转印偏压施加构件的一次转印偏压电源(高压电源,未示出)施加到一次转印辊32。通过上述,感光鼓1上的调色剂图像被转印(一次转印)到中间转印带31上。此外,用作二次转印构件的二次转印辊33被设置在中间转印带31的外周表面侧。此外,具有与调色剂的正常带电极性相反的极性的偏压被从用作二次转印偏压施加构件的二次转印偏压电源(高压电源,未示出)施加到二次转印辊33。通过上述,中间转印带31上的调色剂图像被转印(二次转印)到记录材料35上。例如,当形成全色图像时,通过在图像形成单元sy、sm、sc和sk中顺序执行上述处理来执行一次转印,使得各种颜色的调色剂图像被顺序地重叠在中间转印带31上。随后,记录材料35与中间转印带31的移动同步地被传送到二次转印单元。此外,中间转印带31上的四种颜色的调色剂图像随着二次转印辊33与中间转印带31抵靠(记录材料35介于它们之间)的作用以整体的(collective)方式被二次转印到记录材料35上。其上已经转印了调色剂图像的记录材料35被传送到用作定影构件的定影设备34。通过在定影设备34中向记录材料35施加热和压力,调色剂图像被定影到记录材料35上。处理盒的操作和配置将描述安装在第一示例实施例的图像形成装置中的处理盒20的整体配置。图2是在感光鼓1的纵向方向(旋转轴的方向)上观察的处理盒20的截面图(主要部分)。注意,在本示例实施例中,除了所包含的显影剂的类型(颜色)之外,各种颜色的处理盒20的配置和操作实际上相同。本示例实施例的处理盒20是包括感光鼓1和其它构件的感光构件单元21以及包括显影辊6和其它构件的显影单元(显影设备)22的集成。显影单元22和感光构件单元21均可以被配置为可拆卸地附接到图像形成装置主体。感光鼓1通过其间的轴承(未示出)可旋转地附接到感光构件单元21。此外,感光构件单元21包括与感光鼓1的外周表面接触的带电辊2、清洁构件3和收集片材构件4,以及调色剂容器5。足够向感光鼓1施加可选电荷的偏压从用作带电偏压施加构件的带电偏压电源(高压电源)施加到带电辊2。激光束30基于图像信息被从扫描仪单元(未示出)投影到感光鼓上,以在感光鼓1上形成静电图像(静电潜像)。清洁构件3通过机械摩擦滑动力从感光鼓1刮除还没有从感光鼓1转印到中间转印带31上的调色剂,并且将已经刮除的调色剂送到由收集片材构件4和清洁构件3包围的调色剂容器5。显影单元22由显影室11a和显影剂容纳室11b形成,并且显影剂容纳室11b被设置在显影室11a下方。用作显影剂的调色剂9被容纳在显影剂容纳室11b内。在本示例实施例中,调色剂9的正常带电极性为负。在下文中,将描述使用带负电的调色剂的情况。此外,将调色剂9传送到显影室11a的调色剂传送构件10被设置在显影剂容纳室11b中。调色剂传送构件10通过在图中的箭头g的方向上旋转而将调色剂朝向显影室11a传送。在显影室11a中设置显影辊6,该显影辊6用作与感光鼓1接触并且通过接收来自显影辊驱动构件的驱动力而旋转的显影剂承载构件。通过设置在感光构件单元21和显影单元22之间的诸如弹簧之类的压力施加构件(未示出)压靠感光鼓1的显影辊6在与感光鼓1接触的同时旋转。压力施加构件可以是施加0.3至1.5kgf(2.9至14.7n)的压力的构件。本示例实施例中的压力施加构件的压力为1.0kgf(9.8n)。图1中的图像形成装置没有设置使感光鼓1与显影辊6抵靠或分离的机构,并且感光鼓1与显影辊6在图像形成装置停止时、在图像形成操作期间以及在不执行图像形成操作时保持接触状态。在图像形成操作期间,显影辊6在图中的箭头d的方向上旋转,并且相对于感光鼓1的圆周表面速度比为120%。此外,将从显影剂容纳室11b传送的调色剂供给到显影辊6的调色剂供给辊(下文中,称为“供给辊”)7被设置在显影室11a内。此外,调节供给辊7供给的在显影辊6(显影剂承载构件)上的调色剂的涂布量并且施加电荷的调色剂量调节构件(下文中,称为“调节刮板”)8被设置在显影室11a中。供给辊7和调节刮板8被设置成与显影辊6接触。此外,供给辊7和调节刮板8在显影辊6的旋转方向上被设置在显影剂辊隙101的上游。已经通过供给辊7供给到显影辊6的调色剂随着显影辊6在箭头d的方向上的旋转进入调节刮板8和显影辊6之间的接触和抵靠部分(也称为调节辊隙)。已经进入接触和抵靠部分的调色剂由于显影辊6的表面和调节刮板8之间的滑动和摩擦而摩擦带电,并且电荷被施加到调色剂。同时,调色剂的层厚度被调节。在显影辊6上的层厚度已经被调节的调色剂随着显影辊6的旋转被传送到与感光鼓1相对的部分,并且感光鼓1上的静电潜像被显影并且作为调色剂图像变得可见。接下来将描述处理盒的配置。感光鼓1通过在作为直径为24mm的导电基板的铝(al)圆柱上层叠有机感光构件而形成,在有机感光构件中,正电荷阻挡层、电荷产生层和电荷转移层被依次重叠和施加。芳基化物被用于感光鼓1的电荷转移层中,并且电荷转移层的膜厚度为约15μm。电荷转移层通过在电解质中熔化电荷转移材料和粘合剂而形成。通过在作为导电支撑构件的金属芯上提供半导电橡胶层来形成带电辊2。当向导电感光鼓1施加200v的电压时,带电辊表现出大约10^5ω的电阻。显影辊6的直径为15mm。作为基底(base)层,在直径为6mm的导电金属芯上设置硅橡胶,并设置聚氨酯橡胶作为表面层。当向导电感光鼓1施加200v的电压时,显影辊6表现出约10^6ω的体积电阻率。显影辊6的硬度(平均硬度)用askerdurometertypec(由kobunshikeikico.,ltd制造)来测量。在本示例实施例中,当用askerdurometertypec测量时,可以使用平均硬度为30度至80度的显影辊6。当小于30度时,由于压缩永久变形引起的永久变形,将难以将显影辊6用作显影辊。当大于80度时,显影辊6和感光鼓1之间的接触状态容易变得不稳定。在本示例实施例中,使用当用askerdurometertypec测量时具有55度的平均硬度的显影辊6。供给辊7的直径为15mm。供给辊7是导电且有弹性的海绵辊,其中泡沫层被形成在直径为6mm的导电金属芯的外周上。当向导电感光鼓1施加200v的电压时,供给辊7的电阻值在10^6ω和10^7ω之间。此外,供给辊7相对于显影辊6的进入量为1.0mm。供给辊7相对于显影辊6在图中箭头e的方向上旋转,并且相对于显影辊6的圆周表面速度比为150%。调节刮板8是0.1mm厚的sus金属板,并且被设置成其自由边缘在显影辊的旋转方向上与显影辊6的上游侧接触。在本示例实施例中使用的调节刮板8是其中从d辊抵靠表面侧对sus金属板的远端执行切割的调节刮板。调色剂9是作为非磁性单组分显影剂的带负电的调色剂,其中向其外周外部地添加用作外部添加剂的二氧化硅微粒。在本示例实施例中,所使用的是通过悬浮聚合法制备的平均直径或d50为7μm并且当树脂调色剂颗粒的重量假定为100wt%时以1.5wt%(外部添加剂的重量部分)的外部添加速率向其外部地添加二氧化硅微粒的非外部添加调色剂。可以使用平均直径或d50为5至9μm的调色剂。此外,可以使用颗粒直径为10至300nm的外部添加剂。除了二氧化硅微粒之外,可以使用诸如氧化钛、氧化铝、氧化锌、氧化铈、氧化锡或钛酸锶之类的细颗粒作为外部添加剂。此外,对于调色剂,可以使用其中初始状态下的凝聚度(在未使用显影单元22的状态下)为5%至60%的调色剂。图像形成期间的偏压施加模式、电势设置和驱动速度设置接下来将描述本示例实施例的图像形成期间的偏压施加模式、偏压施加模式、电势设置、驱动速度设置。如图2所示,偏压施加构件39和38将形成图像所需的所需偏压施加到带电辊2和显影辊6。此外,偏压施加构件(未示出)向供给辊7和调节刮板8施加形成图像所需的偏压。在图像形成期间向带电辊2施加偏压,使得感光鼓1(图像承载构件的表面)上的电势(下文中称为vd)为-500v,并且进行调节以使得在激光束的曝光之后的感光鼓1上的电势(以下称为v1)为-100v。在上面的描述中,通过向显影辊6施加-300v的电压来执行反转显影,以使得具有带负电极性的调色剂被转移到v1区域。将-400v的电压施加到供给辊7,并且将-450v的电压施加到调节刮板8。接下来将描述根据本示例实施例的图像形成期间的驱动速度和驱动速度的设置。利用图2中所示的驱动构件36和37,感光鼓1的圆周表面速度被设置为210mm/sec,并且显影辊6相对于感光鼓1的圆周表面速度比被设置为120%,并且显影辊6的圆周表面速度被设置为252mm/sec。图2中的控制设备200包括设置在图像形成装置主体中的中央处理单元(cpu)和包括随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)等的存储单元。控制设备200还包括输入输出电路。控制设备200被配置为以便能够控制显影辊驱动构件36、感光鼓驱动构件37、显影偏压施加构件38和带电偏压施加构件39的操作和定时。图像形成装置的启动期间的偏压施加模式和驱动控制模式接下来将描述作为本示例实施例的特征的图像形成装置的启动期间的偏压施加模式、驱动控制模式、偏压施加定时和驱动定时。启动雾将参考图6a和图6b描述“启动雾”的原因。如图6a所示,第一,启动雾是由感光鼓的进入显影剂辊隙101的未带电区域引起的。第二,启动雾是在图像形成装置已经停止时由显影辊(显影剂承载构件)上的调色剂的带电量减少引起的。特别地,在启动期间,由于图6b中所示的区域a在通过显影剂辊隙101之前没有被构件滑动或摩擦,因此其带电量变得非常低。因此,显影剂辊隙101中的电气控制变得困难并且雾量变大。偏压施加模式本示例实施例的一个目的是抑制在图像形成装置的停止期间区域a(图6a)中的调色剂引起的启动期间感光鼓1上的“启动雾”的产生。因此,建立电势关系,使得被带电到正常极性并且在显影辊6上的调色剂朝向显影辊6侧偏置。此外,基于控制设备200的命令,图2中的显影偏压施加构件38向显影辊6施加偏压,其中该偏压具有与调色剂的正常带电极性相反的极性。注意,在本示例实施例中,正常极性是负极性。然而,对于本领域技术人员清楚的是,即使在正常极性是正极性的情况下,也可以通过反转所施加的偏压的极性来施加具有相反极性的偏压。驱动控制模式此外,控制设备200执行控制,使得感光鼓1和显影辊6之间的相对速度差至少在图像形成装置的启动和图6b中所示的显影辊6上的区域a通过显影剂辊隙部分101的时候之间的时段期间大于图像形成操作期间的相对速度差。因此,在本示例实施例中,分别为感光鼓1和显影辊6设置用作驱动构件36和37的磁场定向控制(foc)马达。由于实现了矢量控制算法的ic的出现,foc马达的成本降低已经成为可能。foc马达的特征在于,与在传统电子照相图像形成装置中使用的马达相比,低速范围内的旋转稳定性优异,并且可以高精度地执行驱动期间的旋转速度的改变。在本示例实施例中,控制设备200控制上述驱动构件36和37的驱动速度和驱动定时。换句话说,控制设备200操作为速度控制单元。定时图在图3中示出了本示例实施例中的在稍后描述的效果确认实验中使用的偏压施加控制和驱动控制的定时图的概要。在时间t1处,首先,在感光鼓1的驱动和显影辊的驱动停止的状态下,显影偏压施加构件38施加相对于调色剂的正常带电极性具有反转的极性的+200v的显影偏压。通过上述,在显影辊6的停止期间以及在驱动期间的显影剂辊隙101中,显影辊6上的调色剂可以尽可能地被吸引到显影辊。随后,在时间t2处启动处于停止状态的驱动感光鼓1的感光鼓驱动构件37和驱动显影辊6的显影辊驱动构件36,并且感光鼓1和显影辊6分别以vα和vβ的预定旋转速度(圆周速度)被驱动。vα和vβ之间的差对应于后面描述的“相对速度差:感光鼓-显影辊”。启动雾防止序列期间的相对速度差被设置为大于普通图像形成时段期间的相对速度差,这是本示例性实施例的特征。其中包括显影辊6的区域a的在时间t2和时间t3之间的区段的全部或一部分是产生“启动雾”问题的范围。注意,实际上,需要用于调节单元的驱动速度(诸如举例来说稳定执行激光扫描的多边形的旋转速度)的时间直到显影辊6将感光鼓1上承载的调色剂图像转印到记录材料。此外,对于记录材料35需要预定的时间以被传送到转印部分。因此,从形成图像的观点来看,在时间t1和时间t3之间的区段中将显影偏压设置为与正常带电极性相反的极性并且关断带电偏压是没有问题的。随后,在时间t3处,施加带电偏压,并且感光鼓1的表面被带电至作为图像形成期间的电压的-500v。随后,与感光鼓1上的带电到-500v的位置到达显影剂辊隙101的定时(t4)同步,显影偏压施加构件38将显影偏压切换到作为图像形成期间的偏压的-300v。通过将上述的相对速度设置为大于普通图像形成操作期间的相对速度,至少直到被带电到作为图像形成时段期间的电势的预定电势(在本示例实施例中为-500v)的感光鼓1的表面到达显影剂辊隙101,可以有效地减少启动雾。随后,在时间t4和时间t5之间切换马达的驱动速度,并且执行控制以使得切换之后的速度变得稳定,使得到时间t5,即图像形成操作开始时,感光鼓1和显影辊6的驱动速度被调节到图像形成时段期间的速度。随后,在时间t5之后,执行图像形成操作。注意,在图3的定时图中,即使在对应于区域a的定时之后,vα和vβ之间的旋转速度差也被设置为大于普通图像形成时段期间的旋转速度差。但是,已经确认,如果利用显影辊驱动构件36和/或感光鼓驱动构件37使上述相对速度差被设置为大于普通图像形成操作期间的相对速度差的时间至少在对应于区域a的定时期间,此外,在感光鼓未带电区域通过显影剂辊隙101期间连续,则可以获得令人满意的结果。此外,已经确认,在感光鼓未带电区域通过显影剂辊隙101的时间段比对应于区域a的时间段长的情况下,通过将感光鼓未带电区域通过显影剂辊隙101的时间设置为其中上述相对速度差被设置为大于普通图像形成操作期间的相对速度差的时间,可以获得令人满意的结果。将描述控制本示例实施例的示例性实施例的细节。注意,下面描述的驱动速度和相对速度差的值是使用包括图6b中的区域a的图3中的时间t2和时间t3之间的区段中的平均速度计算出的值。比较示例1在比较示例1中,在图3中的时间t2和时间t3之间的时间期间的感光鼓1和显影辊6的驱动速度与图像形成时段期间的驱动速度相同,并且感光鼓1和显影辊6之间的相对速度差为42mm/sec。示例1在示例1中,在图3中的时间t2和时间t3之间的时间期间的显影辊6相对于感光鼓1的圆周速度比被设置为240%。显影辊6和感光鼓1之间的相对速度差为294mm/sec。示例2在示例2中,在图3中的时间t2和时间t3之间的时间期间的显影辊6相对于感光鼓1的圆周速度比被设置为60%。显影辊6和感光鼓1之间的相对速度差为84mm/sec。示例3在示例3中,在图3中的时间t2和时间t3之间的时间期间,感光鼓圆周表面速度被设置为42mm/sec,并且显影辊6相对于感光鼓1的圆周速度比被设置为300%。显影辊6和感光鼓1之间的相对速度差为84mm/sec。验证本公开的效果的实验结果将描述用于验证本公开的效果的实验结果。该实验在温度为23℃并且湿度为50%的环境下进行,并且图3中所示的图像形成装置启动控制在图像形成操作后使装置停止24小时之后并且在中间转印带31与感光鼓1分离的状态下进行。在上述之后,在时间t4附近使图像形成操作停止,并测量调色剂容器中收集的调色剂的量。通过这样做,精确地验证了通过在时间t2和时间t3之间改变启动雾区域中的控制所获得的效果。注意,在本实验中,执行三次上述操作,并且在比较示例1和示例1至3之间比较和验证每次操作在调色剂容器中收集的调色剂的量。结果示于表1中。表1表1:示出了第一示例实施例中的公开的效果的实验结果比较示例1示例1示例2示例3感光鼓的圆周表面速度(mm/sec)21021021042显影辊和感光鼓之间的圆周速度比(%)120%240%60%300%显影辊的圆周表面速度(mm/sec)252504126126相对速度差(mm/sec):显影辊-感光鼓42294-8484每次操作所收集的量(mg)4.02.02.12.2显影辊和比较示例1之间的旋转距离比(%)100%200%50%50%感光鼓和比较示例1之间的旋转距离比(%)100%100%100%20%如表1所示,与比较示例1相比,示例1实现了每次操作所收集的调色剂的量减少,即,量从4.0mg减少至2.0mg。此外,示例2和3类似于示例1,其中在示例2中,所收集的量从4.0mg减少至2.1mg,并且在示例3中,所收集的量从4.0mg减少至2.2mg。此外,除了抑制“启动雾”的效果之外,示例2具有延长显影单元22的寿命的效果,因为显影辊的旋转距离相对于比较示例1的显影辊的旋转距离降低至50%。此外,除了抑制“启动雾”的效果之外,示例3具有延长显影单元22和感光构件单元21的寿命的优异效果,因为感光鼓1的旋转距离相对于比较示例1中的感光鼓1的旋转距离进一步降低至20%。获得表1中的效果的原因如下。如上所述,具有大量“启动雾”的区域a的原因是:在图像形成装置停止时,当图像形成装置的操作已经完成时,已经由显影辊携带到区域a的调色剂的带电量显著减少。当在区域a中的具有减少的带电量的调色剂到达显影位置时,即使具有相反极性的显影偏压被施加到调色剂,也将难以电气控制调色剂。因此,将难以减少“启动雾”。发明人着眼于显影剂辊隙101处的调色剂的摩擦带电过程,作为增加区域a中的显影辊上的调色剂的带电量的方法。图4a和图4b示出了显影剂辊隙101中的摩擦带电过程的示意图。调色剂在显影剂辊隙101中滚动(roll),并且与感光鼓1和显影辊6摩擦带电。在比较示例1中,显影辊6和感光鼓1之间的相对速度差为42mm/sec,并且显影剂辊隙101中的调色剂的滚动量相对小,因此摩擦带电量相对较小。另一方面,在示例1中,显影辊6和感光鼓1之间的相对速度差为294mm/sec,并且调色剂的滚动量大,因此,摩擦带电变得活跃(active)。因此,来自感光鼓1和显影辊6的负电荷的量变得相对大。通过上述,在图像形成装置停止时已经减少的区域a中的调色剂的带电量在通过显影剂辊隙101时可以增加。随后,在示例1中的负电荷的量已经增加的区域a中的调色剂利用具有相反极性的显影偏压被吸引到显影辊6。因此,感光鼓1上的“启动雾”的量变小,并且如表1所示,可以减少所收集的量。在区域a中的调色剂量大于一定量的条件下,显影剂辊隙101处的摩擦带电的活跃程度取决于每单位时间的调色剂的滚动数。滚动数对应于通过将显影辊6和感光鼓1之间的相对速度差除以显影辊6的圆周表面速度而获得的值(比较示例1中为0.17,示例1中为0.58,并且示例2和3中为0.67)。因此,如示例2中所示,即使当显影辊的旋转速度降低时,也可以通过类似的原理获得“启动雾”减少的效果。此外,通过类似的效果,如示例3中那样,通过在保持大的相对速度差的同时将感光鼓1的旋转速度和显影辊6的旋转速度降低到图像形成时段期间的旋转速度以下,可以获得“启动雾”减少的效果。例如,通过实验已经确认,如果显影辊和感光鼓之间的圆周速度差大于图像形成时段期间的显影辊和感光鼓之间的圆周速度差,即使当例如如示例3中那样感光鼓表面速度和显影辊圆周表面速度二者都减小时,也可以获得在单次操作中减少所收集的调色剂的量的效果。因此,例如,通过实验已经确认,即使当示例3中的显影辊圆周表面速度变为252mm/sec或300mm/sec时,每次操作所收集的调色剂的量也减少。如上所述,通过在启动期间通过增加感光鼓和显影辊之间的相对速度差来利用显影剂辊隙101使调色剂活跃地摩擦带电,在图像形成装置停止时已经减少了的显影辊上的调色剂的带电量可以增加。通过上述,“启动雾”变得足够小,并且采用单组分接触显影方法显影构件的图像形成装置不包括分离机构,这可以节省能量、减小尺寸和延长寿命。第二示例实施例在第二示例实施例中,将描述其中感光鼓1的表面材料相对于第一示例实施例的表面材料改变的更理想的示例实施例。除感光鼓1的表面材料之外的配置类似于第一示例实施例的配置。示例4在示例4中,使用其中表面层是丙烯酸树脂的感光鼓。在日本专利特开no.2016-050953中公开了制造具有由丙烯酸树脂形成的表面层的感光鼓的示例。在本示例实施例中,使用利用日本专利特开no.2016-050953中的示例性制造方法制造的感光鼓。此外,作为示例4的控制,在图3中的时间t2和时间t3之间的时间期间的显影辊6相对于感光鼓1的圆周速度比被设置为240%。显影辊6和感光鼓1之间的相对速度差为294mm/sec。示例5同样在实施例5中,使用类似于实施例4的感光鼓。此外,作为实施例5的控制,在图3中的时间t2和时间t3之间的时间期间,感光鼓圆周表面速度被设置为42mm/sec,并且显影辊6相对于感光鼓1的圆周速度比被设置为300%。显影辊6和感光鼓1之间的相对速度差为84mm/sec。验证公开的效果的实验结果将描述用于验证本公开的效果的实验的结果。实验条件与第一示例实施例中的实验条件相同。实验结果在表2中示出。表2表2:示出了第二示例实施例中的公开的效果的实验结果示例4示例5感光鼓的表面层丙烯酸树脂丙烯酸树脂感光鼓的圆周表面速度(mm/sec)21042显影辊和感光鼓之间的圆周速度比(%)240%300%显影辊的圆周表面速度(mm/sec)504126相对速度差(mm/sec):显影辊-感光鼓29484每次操作所收集的量(mg)0.50.3显影辊和表1中的比较示例1之间的旋转距离比(%)200%50%感光鼓和表1中的比较示例1之间的旋转距离比(%)100%20%如表1和表2中所示,示例4具有优异的效果,其与比较示例1相比显示出每次操作所收集的调色剂的量的显著减少,即,量从4.0减少至0.5mg。此外,示例5也具有优异的效果,其显示出所收集的量从4.0至0.3mg的显著减少。此外,如表1和表2所示,示例4具有优异的效果,其相对于其中感光鼓表面层是芳基化物并且在相同的驱动条件下进行的示例1和3显示出所收集的量的显著减少。此外,除了抑制“启动雾”的显著效果之外,由于感光鼓1和显影辊6的旋转距离相对于表1中的比较示例1的旋转距离减小,因此示例5还具有延长显影单元22和感光构件单元21的寿命的优异效果。获得上述效果的原因如下。发明人发现,在单组分接触显影方法中,当使用在表面层上设置有丙烯酸树脂的感光鼓时,在显影剂辊隙101中来自感光鼓表面的负电荷的量增加。因为丙烯酸树脂的电阻低于第一示例实施例中使用的芳族化合物的电阻以及通常使用的聚碳酸酯的电阻,因此发生以上的效果,并且可以更容易地施加电荷。示例4和5利用了这种效果。如图5中所示的显影剂辊隙101中的调色剂摩擦带电过程的示意图所示,在示例4中,来自感光鼓表面的负电荷的量在显影剂辊隙101中增加。因此,显影剂辊隙101中的每次滚动的摩擦带电量大,并且获得了显著改善“启动雾”的效果。如上所述,通过在启动期间通过增加感光鼓和显影辊之间的相对速度差来利用显影剂辊隙101使调色剂活跃地摩擦带电,可以增加图像形成装置停止时已经减少的显影辊上的调色剂的带电量。通过上述,“启动雾”变得足够小,并且采用单组分接触显影方法显影构件的图像形成装置不包括分离机构,这可以节省能量、减小尺寸和延长寿命。注意,在本示例实施例中,作为感光鼓的丙烯酸树脂,使用日本专利特开no.2016-050953中的制造示例中的丙烯酸树脂。然而,其它丙烯酸树脂可以提供与上述相同的效果。例如,紫外线固化丙烯酸树脂可以提供相同的效果。其它示例实施例在上述第一和第二示例实施例中,为了在显影剂辊隙101处将带电调色剂吸引到显影辊6,已经将具有相反极性的偏压施加到显影辊6。然而,本公开不限于上述。例如,在图6b中描述的区域a中携带的调色剂被放置少于预定时间的情况下,带电电势从图像形成时段期间的电势变化不大。在这种情况下,当区域a中承载的调色剂通过显影剂辊隙101时,控制设备200可以施加具有与图像形成操作期间的极性相同极性并且绝对值更小的偏压,以使得调色剂被吸引到显影辊6。设置利用显影偏压施加构件38施加的偏压值,使得该值小于感光鼓1的表面上的电势的估计绝对值。此外,通过使控制设备200测量自图像形成操作完成起的时间流逝来进行如下的确定:区域a中携带的调色剂从图像形成结束起是否已经被放置预定时间或更长,或者区域a中携带的调色剂是否已经被放置少于预定时间。此外,在第一和第二示例实施例中,作为驱动构件和驱动速度控制构件,在显影辊6和感光鼓1中的每一个中单独使用foc马达,并且在两者之间没有离合器的情况下高精度地执行驱动速度控制。示例实施例不限于上述配置,并且如已知的那样,通过在启动期间提供产生驱动速度的第一传动机构,以及在图像形成时段期间产生驱动的第二传动机构,并且通过用电磁离合器切换其传送路径,也可以获得本公开的效果。上面描述的本公开可以提供如下的图像形成装置,其能够减少“启动雾”的产生、节省更多能量、进一步减小尺寸或进一步延长寿命。虽然已经参考示例性实施例描述了本发明,但是应该理解,本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释,以包含所有这些修改和等同的结构和功能。当前第1页12
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1