专利名称：显影调节部件和显影设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于调节显影剂携带部件上所携带的显影剂量的显影剂调节部件和包括该显影剂调节部件的显影设备。该显影剂调节部件和显影设备最适宜用于具有在转印材料(记录媒体)上形成图像功能的电子照相成像设备，诸如复印机、打印机或传真机。
背景技术：
近年来，随着办公自动化的发展，已频繁使用诸如用作电脑输出端的激光(束)打印机、传真机或复印机等电子照相成像设备。这些成像设备通常包括用于均匀地为用作图像承载部件的感光鼓充电的充电器；用于通过光线照射在感光鼓上形成静电潜像的曝光设备；用于通过显影剂(调色剂)使得感光鼓上的静电潜像显影从而提供可视(调色剂)图像的显影设备；用于将通过显影形成在感光鼓上的调色剂图像转印到记录媒体(诸如记录纸)上的图像转印设备；以及用于熔化转印到记录媒体上的调色剂图像并将其定影在其上的图像定影设备。
显影设备通常包括用作显影剂携带部件的显影辊，所述显影辊被设置得靠近于所述感光鼓或与所述感光鼓相接触；用于容纳调色剂的调色剂容器；用于将调色剂供应到所述显影辊的调色剂供应设备；以及用作显影剂调节部件的显影刮刀，用于调节供应到显影辊上的调色剂层的厚度(调色剂量)。从显影辊上的调色剂层中，调色剂被均匀地电力沉积在感光鼓上所形成的静电潜像上，从而进行显影，即，使得静电潜像视觉化。
此外，为了在随后的成像程序(循环)中使用调色剂图像从其上被转印到记录媒体上的感光鼓，在感光鼓周围，还设置有用于从感光鼓的表面上去除电荷的电荷去除设备和用于从感光鼓表面上刮除残余调色剂的清洁设备。
成像设备中所使用的上述显影设备通常包括被设计得使用仅由调色剂构成的单组分类型显影剂的设备和被设计得使用包括具有调色剂的载体的组合的双组分类型显影剂的设备。单组分类型的显影设备不使用调色剂，因此具体不必注意载体的恶化、混合以及载体与调色剂的混合比率。因此，可减小设备的尺寸和制造成本。此外，由于当所使用的显影剂是无磁性时调色剂具有较高的透明度，因此单组分类型的显影设备还具有可形成高质量彩色图像的优点。
与其中包含载体和调色剂的混合物的显影剂被使用并沉积在磁力辊上的双组分类型显影设备的情况不同，在单组分类型显影设备的情况中，单组分类型的显影剂不包含载体，因此必须执行显影剂的强迫充电的步骤并且通过向显影辊施加电荷而将显影剂沉积在显影辊上。为此，单组分类型显影设备还装有用于向调色剂施加摩擦电荷的摩擦充电部件。
已使用例如用于以均匀的预定厚度调节沉积在显影辊上的调色剂层的显影刮刀或仅用于为调色剂摩擦充电的充电部件等作为摩擦充电部件。在这些充电部件中，通过使用以预定厚度调节调色剂层的刮刀调节调色剂的层厚度并且调色剂在同时被充电的所述结构是最简单的并且可减少制造成本。
顺便提及的是，如从以下的描述中可理解的是，本发明所涉及的显影设备中所使用的显影刮刀不仅包含那些专门具有调色剂层厚度-调节功能或摩擦充电功能的刮刀而且还包含那些具有调色剂层厚度-调节功能和摩擦充电功能两项功能的刮刀。
装有传统显影刮刀的显影设备如图9到13中所示的。
在图9中所示的显影设备中，具有2-4mm的厚度并且由较高硬度的树脂或金属制成的刮刀113以可移动的方式通过盘簧115被安装在刮刀导向器114中。刮刀113在一定压力下被压在沿箭头B的方向转动的显影辊112上。显影辊112可转动地与图像承载部件(通常为感光鼓)111相接触，所述图像承载部件111以与显影辊112相对的方式被布置并且沿沿箭头A的方向转动。
在图10中所示的显影设备中，使用在其一端部以L字母形状形成的片簧刮刀113。在该设备中，刮刀113的另一个端部被固定在由高刚度材料制成的刮刀固定器114中，并且刮刀113的L字母形状边(在其一端部处)通过其弹力在一定压力下被压在显影辊112上。
在图11中所示的显影设备中，由诸如橡胶等弹性材料制成的刮刀113延伸并粘接于刮刀固定器114的一个端部并且在其端部处被压在显影辊112上。
在图12中所示的显影设备中，使用在其一端部处以U字母形状形成的片簧刮刀113。在该设备中，刮刀113的另一个端部被固定在由高刚度材料制成的刮刀固定器114中，并且刮刀113的U字母形状表面(在其一端部处)通过其弹力在一定压力下被压在显影辊112上。
在图13中所示的显影设备中，片簧刮刀113在其一端部处被固定在由刮刀固定器114中，并且其另一端部通过圆边工艺(未示出)被导圆。刮刀113的圆边部分在一定压力下被压在显影辊112上。然而，图9到13中所示的显影设备中所使用的显影刮刀已遭遇到以下有待解决的问题。
例如，图9中所示的显影刮刀包含这样的问题，即，由于蠕变的产生而造成显影辊的应变导致条纹的出现或调色剂层厚度的不均匀所导致的“灰雾”。图10中所示的显影刮刀包含这样的问题，即，由于L字母形状边处的小裂缝所导致的调色剂的恶化。图11中所示的显影刮刀包含这样的问题，即，由于蠕变的产生而造成摩擦充电能力的降低。图12中所示的显影刮刀包含这样的问题，即，平直度的限制导致的调色剂的粘附。图13中所示的显影刮刀包含这样的问题，即，平直度的限制导致的调色剂层厚度的不规则性和调色剂层厚度的不规则性所导致的“灰雾”。
在使用无磁性单组分类型显影剂的情况中上述问题尤为明显。这是由于，在使用这样的显影剂的情况中，要求在不会造成调色剂恶化的情况下，显影刮刀不仅可在一定压力下与显影辊均匀地接触，而且还均匀地充电。
此外，在近期的数字式复印机和打印机中对于单组分类型显影剂所要求的分辨度逐年提高。为此，增加了对于小颗粒尺寸调色剂的需求。此外，对于设备的节能来说，能够在低温下固定的调色剂是合乎要求的，因此，与彩色图像的形成结合，可在低温下改进调色剂的热特性。在这些情况下，当在上述参照图9到13的显影设备中使用“具有不大于10μm的加权平均颗粒尺寸和低温下改进的热特性的调色剂(即，能够在低温下被定影)”时，通过长时期转动显影辊同时将刮刀压在显影辊上，调色剂在通过刮刀时经受热/机械应力。因此，在连续打印的情况下调色剂被粘附于刮刀端部，因此削弱了感光鼓上调色剂层的稳定形成，从而产生了所谓的“白色条纹”，从而导致图像质量的降低。
作为另一项传统技术，日本未审定公开专利申请号No.2001-147585中已提出了通常在解决上述问题方面有效的显影设备。在该显影设备中，通过使得金属弹性刮刀的适合边缘接触显影辊而调节调色剂层厚度。然而，在使用具有不大于10μm的小颗粒尺寸的调色剂的情况中，每单位重量调色剂的电荷量较大并且调节调色剂的接触表面是金属，因此调色剂易于通过图像力牢固地沉积在接触表面上。为此，在连续打印的情况下，调色剂会粘附在接触表面上从而导致“白色条纹”的出现。因此，也不能解决上述问题。
发明内容
本发明的一个目的是解决传统显影设备中的上述问题。
本发明的另一个目的是提供显影剂调节部件和显影设备，所述显影剂调节部件和显影设备能够执行层厚度调节功能和摩擦充电功能中的任意一项或两项功能。
本发明的另一个目的是提供显影剂调节部件和显影设备，所述显影剂调节部件和显影设备防止灰雾图像的出现。
本发明的另一个目的是提供显影剂调节部件和显影设备，所述显影剂调节部件和显影设备防止显影剂的粘附。
本发明的另一个目的是提供显影剂调节部件和显影设备，甚至在显影携带部件变形的状态中，所述显影剂调节部件和显影设备也不会引起条纹图像的出现。
本发明的另一个目的是提供显影剂调节部件和显影设备，所述显影剂调节部件和显影设备可与具有小颗粒尺寸和改进的低温热特性的调色剂结合使用，从而提供简单的设备结构、高图像质量，以及高可靠性。
在结合附图理解了以下优选实施例的描述之后，将更加明白本发明的这些和其他目的、特征和优点。
图1是示出了本发明所涉及的显影剂调节部件的一个实施例的示意性截面图。
图2是示出了本发明所涉及的显影设备的一个实施例的示意性截面图，所述显影设备被安装在成像设备中。
图3是图2中所示的显影设备的示意性截面图。
图4是用于解释本发明所涉及的显影量调节刮刀的制造过程的示意性截面图。
图5是本发明显影剂调节部件的示意性截面图。
图6是示出了传统显影剂调节部件的一个实施例的示意性截面图。
图7和图8分别是示出了本发明试验中所使用的显影剂调节部件的示意性截面图。
图9、10、11、12和13分别是示出了传统显影剂调节部件的另一个实施例的示意性截面图。
具体实施例方式
在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的实施例。在以下的描述中，取决于本发明所适用的设备的结构和各种条件，本发明实施例中所使用的结构部件(装置)的尺寸、材料和形状以及它们的相对布置可适当地改变。因此，应该理解的是，本发明的范围不局限于以下实施例。
图2是本发明的显影设备安装于其中的成像设备20的示意性截面图，图3是本发明的显影设备的示意性截面图。
首先，将描述成像装置的成像操作。
参照图2，使得用作图像承载部件的感光鼓21沿箭头A的方向转动，并且通过充电设备22为其均匀地充电。之后，将感光鼓21的表面暴露于从激光光学设备发射出的激光23之下以便于在其上形成静电潜像。
通过在预定进入量下被压制得与感光鼓21相接触的显影设备24用调色剂使得所述静电潜像显影，从而使之可视化为调色剂图像。
感光鼓21上的可视调色剂图像被转印到用作转印(-接收)材料的记录媒体26上。残留在感光鼓21上的未被转印的转印残余调色剂通过用作清洁部件的清洁刮刀27被刮擦并回收到废调色剂容器28中。已清洁的感光鼓21重复地经受上述成像处理(循环)以进行图像形成。
另一方面，在经受定影设备29进行的调色剂图像永久定影之后，调色剂图像已被转印到其上的记录媒体26从成像设备中被排出。
感光鼓和显影设备被整体设置在以可拆卸的方式安装于成像设备的主组件的处理盒中。
下面将根据图3进一步描述显影设备24。
在图3中，设置有容纳作为显影剂的可充负电荷的无磁性单组分调色剂32的显影剂容器31。显影设备24包括布置在沿显影剂容器31的纵向延伸的开口处并与感光鼓21相对布置的显影辊33。显影辊33使得感光鼓21上将被可视化的静电潜像显影。
感光鼓21是包括作为支撑的铝圆柱体并且以预定厚度在铝圆柱体圆周表面涂覆感光层的刚性体。在图像形成期间，感光鼓21被充电设备均匀地充电至电荷电位(暗色部分电位)Vd＝-500V，并且根据图像信号暴露于激光的光线下的部分具有(光线部分)电位V1＝-100V。在光线部分(具有电位V1)，DC电压Vdc＝-300V作为显影偏压被施加于显影辊33的芯金属，因此用充有负电荷的调色剂执行反转显影。
具有弹性的显影辊33的几乎其右半部位于显影剂容器31中并且几乎其左半部从显影剂容器31处露出。显影辊33的曝光表面的一部分被布置得与感光鼓21相接触并相对以便于以预定进入量被压在感光鼓21上。在该实施例中，显影辊33的表面与感光鼓21的表面相接触并以50μm的进入量进入到感光鼓21的表面。在这样一种使得显影辊与感光鼓相接触的接触显影方案中，显影辊最好具有弹性。
显影辊33沿箭头B的方向转动并且其表面具有适当的不均匀度以便于提高摩擦几率并允许调色剂32的良好的传送性能。本实施例中的显影辊33具有包括硅橡胶支撑层和丙烯酸聚氨酯橡胶的表面涂层的两层结构。表面涂层具有0.6到1.3μm的中心线平均粗糙度Ra，并且显影辊33具有45-65度的ASKER-C硬度、由微橡胶硬度计(Kobunshi Keiki K.K.制造的“MD-1”)测得的35到55度的微橡胶硬度，以及104到106ohm的电阻。
通过以下方式测量电阻。
在500gf(4.9N)的接触负载下使得显影辊33与具有与感光鼓21相同直径的铝套管相接触。使得铝套管在与感光鼓21相同的圆周速度下转动。顺便提及的是，在普通成像期间，感光鼓21具有30mm的直径并且在900mm/sec的圆周速度下转动，而显影辊33具有20mm的直径并且在高于感光鼓21的圆周速度的120mm/sec的圆周速度下转动。然后，在本实施例中与普通显影偏压相等的-300V的DC电压被施加到显影辊33上。此时，在接地侧设有100,000-ohm的电阻并且测量显影辊33两端之间的电压以便于确定显影辊33的电阻。
在显影辊33的下面，使得用于向显影辊33提供调色剂并刮擦已显影调色剂的弹性辊34与显影辊33相接触并被转动地支撑。弹性辊34最好可具有海绵状结构或毛刷状结构，其中从调色剂供应和已显影调色剂的刮擦观点来看，纤维(诸如人造纤维和尼龙)被植在芯金属上。在本实施例中，使用尿烷基海绵辊并使之沿与显影辊33相同的方向被旋转地驱动。此外，作为弹性辊34的转动轴的芯金属具有与显影辊33相同的电位。因此，当感光鼓21上的静电潜像被显影时，与显影偏压相同的电压被施加到弹性辊34上。
在本实施例中当可充有负电荷的无磁性调色剂32用作单组分显影剂时，为了提供小颗粒尺寸和改进的转印效率从而实现高图像质量，使用基本呈球状的调色剂。更具体地说，球状调色剂具有100-180的形状因数SF-1和100-140的形状因数SF-2。
通过以下方式确定这些形状因数SF-1和SF-2。
通过使用FE-SEM(场发射-扫描电子显微镜)(由Hitachi有限公司制造的“S-800”)。随机地采样100份的调色剂图像并且通过界面使用图像分析器(由Nireco公司制造的“Lusex 3”)分析其图像信息。分别根据以下等式将形状因数SF-1和SF-2确定为数值。
SF-1＝{(MXLING)2/AREA}×(π/4)×100、SF-2＝{(PERI)2/AREA}×(π/4)×100。
其中MXLING表示绝对最大值长度、AREA表示调色剂的投射面积、PERI表示圆周长度。
形状因数SF-1表示球形度，并且当它大于100时，调色剂从球形形状逐渐改变为不定形状。形状因数SF-2表示不均匀程度，并且当它大于100时，调色剂的表面不均匀度变得较为显著。
可通过任何生产工艺生产调色剂，只要其形状因数处于上述范围内。例如，通过粉碎方法生产的传统调色剂的表面可在热/机械应力下经受塑性球状处理。而且，还可通过悬浮聚合作用或使用其中单体可溶解但合成的聚合体不可溶解的含水有机溶剂的分散聚合作用使用直接调色剂生产工艺。还可使用由无脂肪酸盐聚合作用表示的乳化聚合作用，其中通过在存在含水极性聚合引发剂的情况下通过直接聚合作用生产调色剂。
在本实施例中，可较为容易地控制形状因数以使得SF-1为100-180，SF-2为100-140。因此，所合成的调色剂具有清晰的粒度分布和4-8μm的颗粒尺寸。特别地，通过使用苯乙烯和丙烯酸正丁酯作为单体、水杨酸金属化合物作为电荷控制剂、饱和聚酯作为极性树脂以及着色剂的悬浮聚合作用，生产出具有约7μm的加权平均颗粒尺寸并且包含不多于25颗粒百分比的加权平均颗粒尺寸不大于4μm的调色剂颗粒的可充以负电荷的调色剂。
调色剂优选可具有不大于10μm的加权平均颗粒尺寸，更优选是不大于7μm。
通过测量设备(Coulter公司所制造的“Coulter Counter TA-II”或“Coulter Multisizer”)执行调色剂加权平均颗粒尺寸的测量。通过使用一级氯化钠的试剂而制备的1％-NaCl水溶液作为电解液。将0.1-5ml表面活性剂(最好是烷基苯磺酸)作为分散剂加入到100-150ml的该电解溶液中，并且再加入2-20mg的样品调色剂。所合成的悬浮电解液在1-3分钟被分散在超声波分散装置中。通过具有100μm-孔径的测量设备测量样品调色剂中不小于2μm的颗粒的体积和数量，从而获得了体积分布和数量分布。从体积分布中，获得了加权平均颗粒尺寸D4。
之后，将1.5wt.％的疏水性二氧化硅从外部加入到可充以负电荷的调色剂中。疏水性二氧化硅的添加量可适当地改变，通过用外部添加剂涂覆调色剂表面，由于在调色剂颗粒之间存在微小间隔，因此不仅可提高充负电率而且还可提高流动性。
在显影辊33上方，用作显影剂调节部件的具有弹性的显影刮刀35被支撑金属板38支撑并被设置得在其自由边处与显影辊33的外圆周表面相接触，以便于调节显影辊33上所携带的显影剂量。显影刮刀35的接触方向是这样的，即，与显影辊33相接触的自由边位于从显影刮刀35的支撑部分沿显影辊33的转动方向延伸的位置的上游。
显影刮刀35可通过用螺丝、焊接等固定而被支撑在支撑金属板38上。此外，显影刮刀35和支撑金属板38具有与显影辊33相同的电位，因此当感光鼓21上的静电潜像被显影时与显影偏压相同的电压被施加于其上。
显影刮刀35包括用作第一调节部分的磷青铜薄金属板11和用作第二调节部分的聚酰胺橡胶(聚酰胺弹性体)弹性层12。在从由支撑金属板38支撑显影辊35的侧部上的一端到与显影辊33的外圆周表面相接触的另一端(自由边)的薄金属板11的整个表面上，层压有聚酰胺弹性体层12。因此，用作第一调节部分的薄金属板11沿显影辊33上所携带的显影剂的运送方向被设置在用作第二调节部分的聚酰胺弹性体层12的上游。换句话说，第二调节部分被设置在显影刮刀的相对表面处，在那里显影辊与显影刮刀彼此相对。显影剂调节部件包括如上所述的在材料方面不同的第一和第二调节部分并且通过将其压在显影辊33上调节显影辊33上所携带的显影剂量。
调节部分包括用具有不低于70度的肖氏D硬度的材料或金属构成并且其自由边被设置得与显影辊相接触的第一调节部分，因此甚至在显影辊的表面变形时也可均匀地调节显影剂的层厚度。另一方面，在显影刮刀接触显影辊但是显影刮刀的自由边未接触显影辊的情况中，当显影辊已变形时会发生显影剂层厚度上的不均匀性，从而导致显影的不规则性。顺便提及的是，在上述实施例中，只有第二调节部分被设置得与显影辊相接触，但是除第二调节部分之外，用作第一调节部分的薄金属板还可与显影辊相接触。
薄金属板11最好可由金属制成，诸如SUS不锈钢或具有不低于70度的肖氏D硬度的材料，诸如聚丙烯、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、聚碳酸酯或聚乙酸酯。所述材料可为导电性的或非导电性的。除聚酰胺弹性体之外，弹性层12也可由其电阻高于金属的电阻的材料制成，最好不低于106ohm.cm(如在23℃/50％RH的环境下根据IEC93测得的)，更好的是不低于108ohm.cm。弹性层12可具有比金属软的硬度，最好为具有不低于70度的肖氏D硬度的那些材料(例如聚丙烯、尼龙、聚酯弹性体等)，更好的是具有不低于40度的肖氏D硬度的那些材料(例如(TPU热塑性聚氨酯)等)。
聚酰胺弹性体包括通过酯键或酰胺健交联的聚酰胺和聚酯。
阳极组分没有特别限定，但是通常可从由6-尼龙；6，6-尼龙；6，12-尼龙；11-尼龙；12-尼龙；12，12-尼龙；以及通过这些尼龙的单体的缩聚作用所获得的共聚酰胺构成的组中选择出来。在一个优选实施例中，通过用二元酸等将聚酰胺的末端氨基羧化而获得酰胺组分。二元酸的示例可包括脂肪族饱和二羧酸，诸如草酸、丁二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、以及十二烷二酸；脂肪族不饱和二羧酸，诸如顺丁烯二酸；芳族二羧酸，诸如邻苯二甲酸，和对苯二甲酸；以及包括上述二元酸和二元醇的聚二羧酸，所述二元醇如乙二醇、丁二醇、己二醇以及辛二醇。作为聚醚组分，可使用聚醚，诸如聚乙二醇、聚丙二醇，以及聚丁二醇；以及具有胺化端基的聚醚二胺。
本实施例中所使用的聚酰胺弹性体包括用作聚酰胺组分的12-尼龙、用作二元酸的十二烷二酸，以及用作聚醚组分的聚丁二醇。这些组分反应并干燥预定时间，之后层压在磷青铜薄金属板上。
可通过例如图4中所示的辊涂方法制备显影刮刀。首先，将表面转印片44安装在辊42上，并且从喷嘴41通过辊42与辊43之间的预定空间供给用于刮刀部件的原始材料然后使其凝固。因此，获得了具有覆盖有表面转印片44的电荷控制表面的刮刀部件。
聚脂树脂膜、聚酰胺树脂膜、聚烯烃树脂膜、这些树脂的共聚物膜、以及这些树脂的合金可用作表面转印片。在这些膜中，可最好使用从由聚对苯二甲酸乙二醇酯、2、6-萘二甲酸乙二醇酯、这些成分的共聚物以及这些成分的复合物构成的组中选择出来的至少一种材料的那些膜。
然后，通过诸如冲孔的方法从表面转印片侧切割以上制备的具有覆盖有表面转印片的电荷控制表面的刮刀部件以使其端部具有预定形状(倾斜部分)。刮刀部件具有用于调节显影剂的边缘部分，所述边缘部分具有如图5中所示的形状。该形状通过抛光方法提供，但是也可通过另一种方法，诸如模压方法提供。
最好将本发明中所使用的显影刮刀制备得满足以下关系(1)-20＜t-a＜25，以及(2)t-b＜25，其中t表示层压在薄金属板11上的弹性层12的厚度(μm)、a表示沿层压方向的刮刀的倾斜部分的长度(μm)、以及b表示沿垂直于层压方向的方向的刮刀的倾斜部分的长度(μm)。
在该实施例中，提供a＝20μm以及b＝20μm。
该实施例中的显影刮刀35被设置得在20-40g/cm的接触(抵靠)压力下与显影辊33相接触(抵靠)。显影辊33与显影刮刀35之间的间隙(宽度)(即，从显影刮刀边缘到显影辊33与显影刮刀35处于非接触状态的部分处的距离)为0.8-1.3mm。磷青铜的薄金属板11具有120μm的厚度，并且聚酰胺弹性体的弹性层12具有30μm的厚度。
使用上述成像设备20和显影设备24在正常温度/正常湿度(NT/NH)(25℃/60％RH)、低温度/低湿度(LT/LH)(15℃/10％RH)、以及高温度/高湿度(HT/HH)(30℃/80％RH)环境中执行1000张的打印输出测试。在所有环境中，不会发生调色剂粘在显影刮刀上的情况，并且显影刮刀本身具有高摩擦充电能力，从而有效地向调色剂施加摩擦电荷。因此，甚至在显影辊出现蠕变的情况中，也可获得没有灰雾图像和没有出现条纹图像的高质量图像。
在下文中，将根据试验更具体地描述本发明。
当使用由磷青铜薄金属板构成的显影刮刀的传统成像设备在NT/NH(25℃/60％RH)环境、LT/LH(15℃/10％RH)环境、以及HT/HH(30℃/80％RH)环境中执行打印输出测试时，条纹图像出现的程度沿LT/LH环境、NT/NH环境、以及HT/HH环境的顺序变得更恶劣。
当观察传统成像设备的显影辊时，会发生与条纹图像相对应的条纹覆盖故障，并且随着涂覆故障的出现粘附异物被沉积在显影刮刀上。因此，如图6中所示的，我们发现，由于粘附异物62沉积在显影刮刀61上，会扰乱调色剂涂覆层64，从而导致条纹图像(图像故障)。
此外，当检查出发生粘附的状态时，我们发现沿调色剂运送方向在显影刮刀与显影辊之间的接触部分处从下游侧产生出粘附异物并朝向上游侧增长(沿调色剂运送方向)。
因此，我们认为，所述粘附可归因于用作显影剂的调色剂的电荷以及电要素，并且具有较大电荷的调色剂易于通过图像力被沉积在金属表面上。
接下来，通过改变调色剂调节部分的电阻在LT/LH(15℃/10％RH)环境中执行2000张的打印输出(图像形成)测试，对于粘附异物出现在如上所述三个显影刮刀A、B和C上的程度进行观察以便于作出评价。使用传统显影设备作为显影设备。
<显影刮刀A>
使用如图6中所示的包括磷青铜制成的0.12mm-厚度金属板的传统弹性刮刀61。
<显影刮刀B>
包括传统显影刮刀A(0.12mm-厚度的磷青铜制成的薄金属板)和0.5mm厚度的电阻层的显影刮刀，所述电阻层通过在酚醛树脂中分散碳黑颗粒(用作导电剂)被控制得具有103ohm.cm的体积电阻率并且以覆盖从薄金属板的一端到其另一端(将与显影辊相接触的那一端)的整个部分的方式被浸涂在薄金属板上。
<显影刮刀C>
包括传统显影刮刀A(0.12mm-厚度的磷青铜制成的薄金属板)和0.5mm厚度的电阻层的显影刮刀，所述电阻层通过在酚醛树脂中分散碳黑颗粒(用作导电剂)被控制得具有106ohm.cm的体积电阻率并且以覆盖从薄金属板的一端到其另一端(将与显影辊相接触的那一端)的整个部分的方式被浸涂在薄金属板上。
结果如表1中所示的。
表1
如图表中所示的，在不大于103ohm.cm的体积电阻率下在显影刮刀的调色剂调节部分中会出现调色剂的粘附。
从以上结果中，可以发现，出现调色剂粘附在显影刮刀上可归因于作用在显影刮刀表面上的图像力，并且还可以发现，通过提供具有大于103ohm.cm的体积电阻率的显影刮刀表面可减小图像力，从而可防止由于静电力而使得调色剂粘附在显影刮刀上。
因此，通过使用具有高电阻和相对于可充以负电荷的调色剂的良好摩擦充电能力的材料制备两个显影刮刀D和E，并通过打印输出(图像形成)测试使它们经受显影刮刀的耐久性测试。
<显影刮刀D>
如图7中所示的，使用包括聚酰胺弹性体12的材料制备具有108ohm.cm的体积电阻率的弹性显影刮刀D，聚酰胺弹性体12包含聚酰胺组分和弹性聚醚组分。更具体地说，使用上述实施例中所述的辊涂方法制备包括0.12mm-厚度的磷青铜金属板11(用作第一调节部分)和30μm厚度的聚酰胺弹性体层12(用作第二调节部分)的层压结构然后通过冲孔使之成型。
<显影刮刀E>
如图8中所示的，使用包括聚丙烯的材料制备具有109ohm.cm的体积电阻率的弹性显影刮刀E。更具体地说，在具有弹性的0.12mm-厚度的磷青铜金属板81上，用粘合剂固定具有5mm宽度的0.2mm厚度的聚丙烯膜12。在该实施例中，显影调节部分仅由聚丙烯膜12构成。
通过使用如上所述制备的这些显影刮刀D和E以及传统显影刮刀A，在LT/LH(15℃/10％RH)环境中执行10,000张的打印输出(图像形成)测试。因此，对于显影刮刀A来说，从第2000张开始出现白色条纹，而对于显影刮刀E来说，从第8000张开始出现白色条纹。然而，对于显影刮刀D来说，甚至在第10,000张也没有出现白色条纹。在使用相似的高电阻材料制备的显影刮刀D和E之间在出现白色条纹的状态方面不同的原因在于，显影刮刀D和E的调节部分具有不同的硬度。显影刮刀D具有40度的肖氏D硬度，而显影刮刀E具有70度的肖氏D硬度，因此显影刮刀E在显影刮刀E的调节部分上施加更大的应力从而导致白色条纹。因此，第二调节部分最好具有低于70度的肖氏D硬度。
此外，为了通过减小作用在显影刮刀表面上的图像力而防止由于静电力而导致调色剂粘附在显影刮刀上，位于下游侧(沿显影剂运送方向)上的第二调节部分的体积电阻率最好大于第一调节部分的体积电阻率，最好为不小于106ohm.cm。
如上所述的，通过使用显影刮刀D，将不会出现调色剂粘附在显影刮刀上的情况。此外，显影刮刀本身具有高摩擦充电能力，从而有效地向调色剂施加摩擦电荷。因此，可获得没有灰雾图像的高质量图像。
然而，当在40℃和95％RH的恶劣环境下将使用显影刮刀D的显影设备静置一个月时，由于显影辊的蠕变导致的张力使得在显影刮刀和显影辊之间的抵靠部分处会出现条纹图像。当相对于显影刮刀E和显影刮刀A执行相似的测试时，按显影刮刀A、显影刮刀E和显影刮刀D的顺序改进了条纹图像。具体地，显影刮刀A不会导致出现条纹图像。从这些结果中，我们发现，当调色剂层厚度调节部分的硬度较大时，调色剂的调节力增加了，从而有效地抑制由于显影辊的蠕变导致的张力导致条纹图像的出现。因此，我们发现调色剂层厚度调节部分的硬度在肖氏D硬度方面最好不小于70度，或者由金属制成调色剂层厚度调节部分。这可归因于这样一种现象，即，具有更大硬度的调色剂层厚度调节部分易于使得显影刮刀遵循显影辊的变形部分，从而可提供均匀层厚度的显影剂。此外，如所述的，显影刮刀的自由边与显影辊的抵靠(接触)在抑制条纹图像出现的方面是有效的。这也可归因于显影刮刀与显影辊之间的边缘抵靠，使得显影刮刀更易于遵循显影辊的变形部分。
为了抑制调色剂粘附在显影刮刀上并且由于显影辊变形而导致条纹图像，沿显影辊运送显影剂的方向位于上游侧(显影刮刀未面对显影辊的位置)上的显影刮刀的第一调节部分的硬度最好高于第二调节部分(面对显影辊)的硬度。
根据上述发现，为了改进如上所述的显影刮刀D制备了以下显影刮刀(显影刮刀F)。
<显影刮刀F>
如图1中所示的，显影刮刀D的聚酰胺弹性体层12(第二调节部分)被研磨或切成斜角以便于使得显影刮刀D在显影刮刀D与显影辊13的接触部分中具有倾斜边部分。第二调节部分12在其端部具有钝角边。
如此执行显影刮刀D的边缘的斜切，即，使得提供a＝20μm，b＝20μm，其中a表示显影刮刀沿层压方向在其倾斜部分处的长度(μm)、以及b表示显影刮刀沿垂直于层压方向的方向在其倾斜部分的长度(μm)。
通过提供具有如上所述倾斜边的显影刮刀，可认为调色剂14的层厚度被显影辊13与显影刮刀F之间的接触部分处的磷青铜薄金属板(第一调节部分)11调节从而防止条纹图像的出现。
实际上，当在40℃和95％RH的恶劣环境下将使用显影刮刀F的显影设备静置一个月然后进行打印输出测试时，不会出现条纹图像。
此外，在a≤5μm或b≤5μm的情况下，当在恶劣环境(40℃和95％RH)下将使用满足该关系的显影刮刀的显影设备静置一个月然后进行打印输出测试时，我们发现没有获得磷青铜薄金属板11的调色剂(层厚度)调节效果从而导致条纹图像的出现。此外，我们还发现，当在a≥50μm的情况下，在LT/LH(15℃/10％RH)环境中执行打印输出测试时，产生调色剂的粘附异物粘附在磷青铜薄金属板11上并且从第2000张开始产生白色条纹。
根据上述发现，当层压在磷青铜薄金属板11上的弹性层12的厚度为t(μm)时，我们发现满足以下关系(1)和(2)(1)-20＜t-a＜25，以及(2)t-b＜25，并且显影刮刀的边缘被加工得满足关系(1)和(2)，从而可防止条纹图像和白色条纹图像的出现。
在该实施例中，使用了具有金属层和聚酰胺弹性体层的层压结构的显影刮刀，但是显影刮刀的结构可通过例如在聚酰胺弹性体层中嵌入金属而被适当地改变，只要它可沿金属层和聚酰胺弹性体层的顺序沿显影剂运送方向从调色剂调节部分处的上游侧调节调色剂层就可以。
通过使用显影刮刀F，不会发生调色剂粘附在显影刮刀F上的情况，并且显影刮刀F本身具有高摩擦充电能力，因此可有效地向调色剂施加摩擦电荷。因此，甚至在显影辊出现蠕变的情况中，也可获得没有灰雾图像和没有出现条纹图像的高质量图像。
在上述实施例中，显影调节部件是用两个调节部分构成的，但是显影调节部件也可用层压在一起的三个或多个调节部分构成。在使用三个或多个调节部分的情况中，如上所述的倾斜部分最好可在除沿显影剂运送方向的最上游调节部分之外的两个或多个调节部分中形成。
通过使用本发明所涉及的显影剂调节部件，不会发生调色剂粘附在显影剂调节部件上的情况，并且调节部件本身具有高摩擦充电能力，因此可有效地向调色剂施加摩擦电荷。因此，甚至在显影辊出现蠕变的情况中，也可获得没有灰雾图像和没有出现条纹图像的高质量图像。
因此，在任何环境条件下，都可形成稳定的薄显影剂层，并且可提供能够提供高质量图像的显影设备。
权利要求
1.一种显影剂调节部件，包括用于调节显影剂携带部件上所携带的显影剂量的显影剂调节装置，所述显影剂调节装置包括由具有不低于70度的肖氏D硬度的材料或金属的第一材料制成的第一调节部分以及第二调节部分，所述第二调节部分被设置得与显影剂携带部件相对并且由不同于所述第一调节部分所使用的第一材料的材料制成，其中，所述第二调节部分具有与所述显影剂携带部件相接触的边缘。
2.根据权利要求1所述的显影剂调节部件，其特征在于，所述第一调节部分和所述第二调节部分被层压在一起。
3.根据权利要求1所述的显影剂调节部件，其特征在于，所述第二调节部分具有低于所述第一调节部分的硬度。
4.根据权利要求1所述的显影剂调节部件，其特征在于，所述第二调节部分具有低于70度的肖氏D硬度。
5.根据权利要求1所述的显影剂调节部件，其特征在于，所述第二调节部分具有高于所述第一调节部分的体积电阻率。
6.根据权利要求1所述的显影剂调节部件，其特征在于，所述第一调节部分沿所述显影剂携带部件上所携带的显影剂的运送方向被设置在所述第二调节部分的上游，并且所述第二调节部分具有不小于106ohm.cm的体积电阻率。
7.根据权利要求1所述的显影剂调节部件，其特征在于，所述显影剂调节装置具有沿所述显影剂携带部件上所携带的显影剂的运送方向被布置在最下游并且具有不小于106ohm.cm的体积电阻率的调节部分。
8.根据权利要求1所述的显影剂调节部件，其特征在于，所述第二调节部分在其端部处具有倾斜部分。
9.根据权利要求1所述的显影剂调节部件，其特征在于，所述显影剂调节装置除所述第一调节部分之外还包括至少一个调节部分，在所述至少一个调节部分的端部处具有倾斜部分。
10.根据权利要求1所述的显影剂调节部件，其特征在于，所述第二调节部分具有钝角端部分。
11.根据权利要求8所述的显影剂调节部件，其特征在于，所述第一调节部分和所述第二调节部分被层压在一起并且所述第二调节部分满足以下关系-20＜t-a＜25和t-b＜25，其中t表示所述第二调节部分沿层压方向的厚度(μm)、a表示在层压方向所述第二调节部分的倾斜部分的长度、以及b表示在垂直于层压方向的方向所述第二调节部分的倾斜部分的长度。
12.根据权利要求9所述的显影剂调节部件，其特征在于，所述第一调节部分和所述第二调节部分被层压在一起并且除所述第一调节部分之外的所述至少一个调节部分满足以下关系-20＜t-a＜25和t-b＜25，其中t表示所述第二调节部分沿层压方向的厚度(μm)、a表示在层压方向所述第二调节部分的倾斜部分的长度、以及b表示在垂直于层压方向的方向所述第二调节部分的倾斜部分的长度。
13.根据权利要求1所述的显影剂调节部件，其特征在于，所述显影剂具有不大于10μm的平均体积颗粒尺寸。
14.根据权利要求1所述的显影剂调节部件，其特征在于，所述显影剂具有不大于7μm的平均体积颗粒尺寸。
15.根据权利要求1所述的显影剂调节部件，其特征在于，所述显影剂是无磁性单组分显影剂。
16.根据权利要求1所述的显影剂调节部件，其特征在于，所述显影剂携带部件具有弹性。
17.一种显影设备，包括具有弹性的显影剂携带部件，用于使用显影剂使得形成在图像承载部件上的静电潜像显影，以及用于调节显影剂携带部件上所携带的显影剂量的显影剂调节装置，所述显影剂调节装置包括由具有不低于70度的肖氏D硬度的材料或金属的第一材料制成的第一调节部分以及第二调节部分，所述第二调节部分被设置得与显影剂携带部件相对并且用不同于所述第一调节部分所使用的第一材料的材料制成，其中，所述第二调节部分具有与所述显影剂携带部件相接触的边缘。
18.根据权利要求17所述的显影设备，其特征在于，所述第一调节部分和所述第二调节部分被层压在一起。
19.根据权利要求17所述的显影设备，其特征在于，所述第二调节部分具有低于所述第一调节部分的硬度。
20.根据权利要求17所述的显影设备，其特征在于，所述第二调节部分具有低于70度的肖氏D硬度。
21.根据权利要求17所述的显影设备，其特征在于，所述第二调节部分具有高于所述第一调节部分的体积电阻率。
22.根据权利要求17所述的显影设备，其特征在于，所述第一调节部分沿所述显影剂携带部件上所携带的显影剂的运送方向被设置在所述第二调节部分的上游，并且所述第二调节部分具有不小于106ohm.cm的体积电阻率。
23.根据权利要求17所述的显影设备，其特征在于，所述显影剂调节装置具有沿所述显影剂携带部件上所携带的显影剂的运送方向被布置在最下游并且具有不小于106ohm.cm的体积电阻率的调节部分。
24.根据权利要求17所述的显影设备，其特征在于，所述第二调节部分在其端部处具有倾斜部分。
25.根据权利要求17所述的显影设备，其特征在于，所述显影剂调节装置除所述第一调节部分之外还包括至少一个调节部分，在所述至少一个调节部分的端部处具有倾斜部分。
26.根据权利要求17所述的显影设备，其特征在于，所述第二调节部分具有钝角端部分。
27.根据权利要求24所述的显影设备，其特征在于，所述第一调节部分和所述第二调节部分被层压在一起并且所述第二调节部分满足以下关系-20＜t-a＜25和t-b＜25，其中t表示所述第二调节部分沿层压方向的厚度(μm)、a表示在层压方向所述第二调节部分的倾斜部分的长度、以及b表示在垂直于层压方向的方向所述第二调节部分的倾斜部分的长度。
28.根据权利要求25所述的显影设备，其特征在于，所述第一调节部分和所述第二调节部分被层压在一起并且除所述第一调节部分之外的所述至少一个调节部分满足以下关系-20＜t-a＜25和t-b＜25，其中t表示所述第二调节部分沿层压方向的厚度(μm)、a表示在层压方向所述第二调节部分的倾斜部分的长度、以及b表示在垂直于层压方向的方向所述第二调节部分的倾斜部分的长度。
29.根据权利要求17所述的显影设备，其特征在于，所述显影剂具有不大于10μm的平均体积颗粒尺寸。
30.根据权利要求17所述的显影设备，其特征在于，所述显影剂具有不大于7μm的平均体积颗粒尺寸。
31.根据权利要求17所述的显影设备，其特征在于，所述显影剂是无磁性单组分显影剂。
32.根据权利要求17所述的显影设备，其特征在于，所述显影剂携带部件被布置得与图像承载部件可接触。
33.根据权利要求17所述的显影设备，其特征在于，所述显影设备和图像承载部件被整体设置在以可拆卸的方式安装于成像设备的主组件的处理盒中。
全文摘要
本发明涉及一种显影剂调节部件，包括用于调节显影剂携带部件上所携带的显影剂量的显影剂调节装置。所述显影剂调节装置包括由具有不低于70度的肖氏D硬度的材料或金属的第一材料制成的第一调节部分以及第二调节部分，所述第二调节部分被设置得与显影剂携带部件相对并且用不同于所述第一调节部分所使用的第一材料的材料制成。所述第二调节部分具有与所述显影剂携带部件相接触的边缘。
文档编号G03G15/08GK1577161SQ20041006977
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月19日 优先权日2003年7月17日
发明者高岛弘一郎, 石井保之, 小柳雅人 申请人:佳能株式会社