具有带有不同组分的多个磁刷辊子的静电记录显影剂单元的制作方法

专利名称：具有带有不同组分的多个磁刷辊子的静电记录显影剂单元的制作方法
技术领域：
本发明总体涉及一种静电记录或静电印刷打印机，更特别是，本发明涉及一种具有将半传导性显影剂传送到感光体上的多个显影剂辊子的显影子系统。
背景技术：
在静电记录的打印过程中，公知为感光体的电荷保持表面充电到大致均匀电位，以便使得感光体的表面敏感。光导表面的充电部分暴露于正在复制的原始文件的光图像下，或者暴露于由作用在激光源上的数字图像数据的作用产生的扫描激光图像下。扫描或暴露步骤将静电潜像与将被打印或复制的信息区域相对应地记录在感光体上。在潜像记录在感光体上之后，潜像通过造成色粉颗粒静电依附在形成潜像的充电区域上来显影。在感光体上的这种显影图像随后转移到将被打印所需图像的片材上。最后，片材上的色粉被加热以便将色粉图像永久熔合在片材上。
静电图像的一种常见类型的显影成为“两组分显影”。两组分显影剂材料主要包括分散在载体颗粒内的色粉颗粒。载体颗粒可被磁性吸引，并且色粉颗粒经由摩擦力依附在载体颗粒上。这种两组分显影剂可通过例如“磁性辊子”输送到静电潜像，其中色粉颗粒变得与载体颗粒脱离并且依附到静电潜像上。
在磁性辊子显影系统中，载体颗粒和通过摩擦力依附的色粉颗粒通过磁性辊子输送通过显影区域。显影区域是磁性辊子的外表面和已经形成有潜像的感光体表面之间的区域。由于载体颗粒被吸引到磁性辊子上，某些色粉颗粒介于载体颗粒和感光体上的潜像之间。这些色粉颗粒被吸引到潜像上，并且从载体颗粒输送到潜像。载体颗粒在继续跟随磁性辊子的转动表面时离开显影区域。载体颗粒接着从磁性辊子掉落并返回到显影剂供应装置，其中它们吸引更多的色粉颗粒并且在显影过程中重新使用。载体颗粒在重力的作用下从磁性辊子上掉落，或者通过磁场离开辊子表面。
用于两组分显影剂的一种类型的载体颗粒是半传导性载体颗粒。使用这种类型的载体颗粒的显影剂还能够用于在高达大约200页每分钟(ppm)的速度下形成色粉承载衬底的磁性辊子系统中。具有半传导性载体颗粒的显影剂在显影区域内在磁性辊子上使用相对薄层的显影剂。在这种系统中，AC电波形施加在磁性辊子上，以便在显影过程中造成显影剂变成电传导。由于显影的色粉造成磁刷中留下的反电荷，通过防止显影区域压缩，电传导的显影剂增加了显影效率。施加在这些系统上的典型波形例如是方波，方波具有1000伏特的波峰-波峰幅值以及9KHz的频率。此波形控制显影区域内的色粉运动以及电场。这些系统可以在“随同”模式下运行，这意味着磁性辊子表面在与感光体表面相同的方向上运行，或者在“相反”模式下运行，这意味着磁性辊子表面在与感光体表面运行方向相反的方向上运行。这些磁性辊子进行操作的高表面速度需要高强度磁体来控制显影剂床。这种类型的磁体昂贵。另外，高速还增加了显影剂壳体内的轴承磨损。
使用具有半传导性载体颗粒的显影剂的公知磁性辊子系统中的另一问题在于难以延长显影区域，以便增加可以进行色粉显影的时间。用于通过具有绝缘或传导性载体颗粒的另一显影剂来增加显影区域长度的一种方法是使用两个磁性辊子。两个辊子靠近在一起放置，其中它们的中心对准以便形成平行于感光体的线。由于用于半传导性载体颗粒的显影剂层很薄，造成半传导性载体颗粒以足够的数量从一个磁性辊子转移到另一磁性辊子的足够强的磁场同样在显影区域中与色粉输送离开载体颗粒相干涉。因此，磁性辊子的结构需要仔细考虑这种干涉。如果两个辊子不能用来增加显影区域，那么磁性辊子的半径可以增加，以便满足此目的。但是对于磁性辊子的直径存在限制。一个限制简单是显影子系统在打印机内所得到的区域。另一限制是磁性辊子内部的磁体在较大磁性辊子表面处提供足够磁场强度所需的尺寸和强度以及形状。
为了解决具有两个磁性显影辊子的显影系统中出现的问题，已经使用显影站来增加显影色粉的时间，并且对于良好的线条细节、边缘和实体来说提供足够的显影剂供应。显影系统包括上部磁性显影剂辊子和下部磁性显影剂辊子。两个显影剂辊子具有带有至少一个磁体的固定芯和围绕固定芯转动的套筒。连接到两个磁性显影剂辊子上的马达在与两个磁性辊子将色粉输送其上的感光体的转动方向相反的方向上驱动磁性显影剂辊子的转动套筒。两个磁性显影剂辊子承载半传导性载体颗粒和色粉颗粒通过由磁性显影剂辊子形成的显影区域。修整刀片靠近上部磁性显影剂辊子安装，以便形成大约0.5-大约0.75mm的修整间隙。
这种显影站结构改进了静电记录成像机器的显影操作，并且将这种成像机器寿命增加到大约20百万个显影图像。所述的结构使用用于两个磁性显影剂辊子的不锈钢套筒。在不锈钢套筒的使用过程中出现的一个问题是形成在不锈钢套筒上的凹槽差异。为了在成像机器的增加寿命期间内提供高品质图像显影，不锈钢套筒不能如同往常那样进行简单喷砂处理，而是需要在其表面上切制凹槽。在不锈钢套筒上加工这些凹槽造成这些凹槽差异。凹槽差异造成辊子上显影剂的质量随着成像机器不同而不同。辊子参数上的显影剂的质量有时指的是MOR。由于机器的较长寿命造成例如铝的其它材料内的过度磨损，这在机器寿命期间造成图像质量降低，其它材料类型似乎不能用于两个磁性显影辊子的构造。
下面描述的系统和方法解决了具有带有凹槽表面的两个磁性显影剂辊子的显影站内MOR差异的问题。

发明内容
静电记录成像机器内的显影站具有较长的操作寿命，而没有辊子(MOR)参数上的显影剂质量的不适当的差异。显影站包括显影剂壳体，用于保持一定量显影剂，显影剂具有半传导性载体颗粒和色粉颗粒；第一磁性辊子，具有带有至少一个磁体的固定芯以及套筒，套筒具有纵向凹槽并围绕第一磁性辊子的固定芯转动以便将显影剂输送到感光体上；第二磁性辊子，具有带有至少一个磁体的固定芯以及套筒，套筒具有纵向凹槽并围绕第二磁体辊子的固定芯转动以便从第一磁性辊子接收显影剂并且将显影剂提供给感光体，第二磁性辊子的套筒由比第一磁性辊子的套筒软的材料制成。
显影站可通过如下的方法制成，该方法包括将由第一材料制成并具有纵向凹槽的第一套筒围绕具有至少一个磁体的第一固定芯安装，使得第一套筒围绕第一固定芯转动；并且将由比第一材料软的第二材料制成并具有纵向凹槽的第二套筒围绕具有至少一个磁体的第二固定芯安装，使得第二套筒围绕第二固定芯转动。具有由不同硬度的材料制成的第一和第二磁性辊子的显影站具有较长的操作寿命，而没有辊子(MOR)参数上的显影剂质量的不适当的差异。


图1是结合具有两个磁性辊子的半传导性磁刷显影(SCMB)系统的静电记录成像机器的立视图，磁性辊子具有由不同材料制成的套筒；图2是具有两个磁性辊子的SCMB显影剂单元的截面图，磁性辊子具有由不同材料制成的套筒；图3是具有两个磁性辊子的SCMB显影剂单元的透视图，磁性辊子由不同材料制成，并且具有不同尺寸的纵向凹槽；图4是围绕固定芯安装以便形成图2和3的上部磁性辊子的阳极氧化铝套筒的透视图。
具体实施例方式
图1例如打印机或复印机的静电记录成像机器的立视图，成像机器具有使用两个磁性辊子的显影子系统，辊子具有由不同材料制成的套筒，以便显影半传导性载体颗粒承载的色粉颗粒。机器10包括供应器单元14、打印单元18和输出单元20。供应器单元14容纳通过打印单元18在其上转移文件图像的介质片材和衬底的供应装置。已经固定有图像的片材输送到输出单元20，以便在托盘内收集和/或叠摞，从而被拾取。
打印单元18包括对于机器10所进行的打印任务来说复查和/或调整任务单的操纵台24。在打印任务的过程中将被打印的页面可通过打印机器10扫描或经由电通讯联接接收。页面图像用来产生提供给光栅输出扫描器(ROS)30以便形成感光体28上的潜像的位数据。感光体28在箭头所示的方向上在附图所示的回路中连续运行。显影站100显影感光体28上的色粉。在转移站22，与潜像相符的色粉通过由转移站产生的电场转移到衬底。承载色粉图像的衬底运行到熔合站26，其中色粉图像固定在衬底上。衬底接着输送到输出单元20。此说明书用来总体描述用于具有半传导性载体颗粒的显影剂双磁性辊子显影系统可以使用的情况，并且不打算将显影子系统的应用局限于这种特定打印机器的情况。
图2所示的显影剂站100的总体功能是以本领域总体公知的方式将例如色粉的标记材料施加在于例如感光体28的图像接收器上形成潜像的适当充电的区域上。但是与以前公知的显影站相比，显影剂站100提供较长的显影区域，而在机器10的操作寿命期间具有较少的MOR差异，同时保持具有半传导性载体颗粒的显影剂的充分供应。在多种打印机中，可以使用具有这种构造的多个显影剂站100。例如，一个这样的站可用于每个原色或其它目的。
在图2所示的显影站100的元件中，壳体12总体用来保持具有半传导性载体颗粒的显影剂材料的供应装置以及例如30、32、34的螺旋，螺旋将显影剂材料多重地混合并输送到磁性辊子36、38，磁性辊子在此实施例中形成磁刷以便将显影剂材料施加给感光体28。例如供应辊子、浆片、无清扫显影电极、转换器等用于潜像显影的其它类型的结构是本领域公知的，并且可以和符合权利要求的多种实施例相结合。在所示实施例中，还提供一种连接到真空源(未示出)上以便从靠近感光体28的转移区域去除污物和过多颗粒的空气集管40、42。如上所述，两组分显影剂材料包括色粉和载体。两组分显影剂的载体颗粒通常不施加在感光体28上，而是在壳体12内保持循环。
图3是显影剂站100的一部分的透视图。在此实施例中可以看出，上部磁性辊子36和下部磁性辊子38形成大致与磁性辊子36和38的两个直径一样长的显影区域。未示出的马达连接到辊子36和38上，以便造成多个螺旋、磁性辊子和任何其它可转动构件在显影剂站100内以多种相对速度转动。可以提供任何数量的这种马达。磁性辊子36和38可在与感光体运动通过显影剂站100的方向相反的方向上转动。即，虽然磁性辊子还可以随同模式操作，对于色粉显影来说，两个磁性辊子以相反模式操作。在显影站100的一个实施例中，马达在感光体28的转动速度的大约1-大约1.5倍的范围内的速度下转动磁性辊子。即，在相反模式下操作的磁性辊子可以比随同模式下操作的磁性辊子低的速度转动。这些较低的速度增加了磁性辊子在磁性辊子寿命期间的寿命，磁性辊子在随同模式下操作，以便显影半传导性载体颗粒上承载的色粉。
如图2所示，上部磁性辊子36包括围绕具有至少一个磁体158的固定芯154安装的套筒150。同样，下部磁性辊子38包括围绕具有至少一个磁体168的固定芯164安装的套筒160。纵向凹槽设置在套筒的表面上以便防止显影剂在转动套筒上打滑。修整刀片170安装在上部磁性辊子36附近，以便在承载通过辊子36和38形成的显影区域之前，从辊子36上去除过多显影剂。修整操作在机器的寿命期间在上部辊子36上产生显著的应力。在大约20百万个图像的操作寿命期间，除非辊子由耐磨材料制成，辊子36上的纵向凹槽以及辊子38在某种程度上磨损，这造成图像质量退化。
在如图2所示具有以垂直方式配置的两个磁性辊子的前面公知的显影站中，套筒150和160由不锈钢管制成。虽然在此操作寿命期间这种材料耐磨，在不锈钢管上加工凹槽造成凹槽的尺寸差异以及管表面的粗糙度差异。这些尺寸和粗糙度差异造成辊子上的显影剂质量(MOR)在操作寿命开始时随着机器不同而不同。MOR的初始数值影响显影站的操作控制及其图像质量。
在克服成像机器操作寿命开始时的MOR差异，上部磁性辊子具有阳极氧化铝的套筒，套筒在套筒表面上挤压成形有凹槽。这种套筒的实例表示在图4中。套筒204在其表面上具有纵向凹槽200。套筒的挤压成形使得套筒的表面比机加工不锈钢或铝管表面更加平滑。由于阳极氧化铝比不锈钢硬，套筒更好地承受上部磁性辊子在其寿命期间内所经受的应力。因此，凹槽在机器寿命期间保持其尺寸，并且MOR不显著变化。
下部磁性辊子具有看上去类似于图4所示套筒的套筒，但是由不锈钢制成，而不是由阳极氧化铝制成。下部磁性辊子套筒上的凹槽以公知方式加工在套筒上。在下部磁性辊子套筒中使用较软材料不损害凹槽的整体性，这是由于下部磁性辊子上的应力小于上部磁性辊子上的应力。这种减小的应力的一个原因在于在下部磁性辊子上没有修整操作。
用于上部和下部套筒的不同材料使得凹槽的尺寸也不同。在图4所示的套筒中，阳极氧化铝套筒具有多个凹槽，凹槽具有大致60-大约70微米的深度、具有大约0.6mm-大约0.7mm节距长度的侧面以及以大约90°±10°倾斜的侧面。上部磁性辊子的纵向凹槽具有比下部磁性辊子更细微的尺寸。下部磁性辊子上的凹槽侧面以大约90°±10°的角度定向，并且节距为大约1.2mm-大约1.4mm。下部磁性辊子的凹槽的深度可以是大约90-100微米。虽然可以使用其它形状，两个套筒上的凹槽可以形成U或V形。
套筒上的U或V形凹槽可以两种方式之一形成。在一个构造中，U或V形凹槽的侧面可具有相同的节距，但是U形凹槽比V形凹槽更深。在另一构造中，U和V形凹槽可具有相同的深度，但是U形凹槽具有其节距比V形凹槽的侧面更浅的侧面。
上部磁性辊子上的凹槽的更细微的尺寸提供比下部磁性辊子上的凹槽更加紧密的敛集率。另外，与下部磁性辊子上的凹槽的较大尺寸相比，上部磁性辊子的凹槽的较小尺寸在其成形中具有较小差异。此外，与下部磁性辊子套筒上的表面粗糙度相比，上部磁性辊子套筒上的凹槽之间的表面粗糙度具有较小的差异。下部磁性辊子套筒的差异由于形成纵向凹槽而对套筒进行的加工造成的。因此，与其中转动套筒由不锈钢或非阳极氧化铝形成并采用两个辊子SCMB结构的机器相比，在由阳极氧化铝形成的上部磁性辊子套筒的凹槽中设置较浅的凹槽以及较窄的间距减小了机器寿命开始时以及机器寿命过程中的MOR差异的可能性。
虽然相对于其中显影剂从上部磁性辊子分配到下部磁性辊子的配置描述了所述的多种实施例，在另一实施例中可以颠倒使用。在这种实施例中，具有半传导性载体颗粒的显影剂通过下部磁性辊子拾取，并接着从下部磁性辊子转移到上部磁性辊子。在上部磁性辊子，半传导性载体颗粒由于重力或通过上部磁性辊子内的一个或多个磁体产生的磁场去除，或者通过重力或磁场的组合去除。去除的载体颗粒返回到显影剂供应装置。在这种实施例中，下部磁性辊子套筒由阳极氧化铝制成，其凹槽具有比上部磁性辊子的不锈钢或非阳极氧化铝套筒上的凹槽更细微的尺寸。
所述的显影站可通过将由第一材料制成并具有纵向凹槽的第一套筒围绕具有至少一个磁体的第一固定芯安装来制成，使得第一套筒围绕第一固定芯转动。在一个实施例中，第一磁性辊子的套筒由阳极氧化铝制成。具有纵向凹槽的第二套筒围绕具有至少一个磁体的第二固定芯安装，使得第二套筒围绕第二固定芯转动。制成第二套筒的材料比制成第一套筒的材料更软。在一个实施例中，第二套筒上的纵向凹槽比第一套筒上的纵向凹槽更深并具有更大节距。如此构成的显影站具有较长的操作寿命而在辊子(MOR)参数上的显影剂质量中没有不适当的差异。
原始提出并可以修改的权利要求包括这里披露的实施例和教导的变型、改型、变动、改进、等同概念以及大致的等同概念，包括当前未预见或未理解的那些以及例如从申请人/专利权人和其它人导出的那些。
权利要求
1.一种用于静电记录打印机器的显影站，包括显影剂壳体，用于保持具有半传导性载体颗粒和色粉颗粒的一定量显影剂；第一磁性辊子，具有带有至少一个磁体的固定芯和具有纵向凹槽的套筒，套筒围绕第一磁性辊子的固定芯转动以便将显影剂输送到感光体；第二磁性辊子，具有带有至少一个磁体的固定芯以及具有纵向凹槽的套筒，套筒围绕第二磁性辊子的固定芯转动，以便从第一磁性辊子接收显影剂，并且将显影剂提供给感光体，第二磁性辊子的套筒由比第一磁性辊子的套筒软的材料制成。
2.一种制造用于将具有半传导性载体颗粒的显影剂输送到静电记录成像机器内的感光体上的显影站的方法，包括围绕具有至少一个磁体的第一固定芯安装具有纵向凹槽并由第一材料制成的第一套筒，使得第一套筒围绕第一固定芯转动；以及围绕具有至少一个磁体的第二固定芯安装具有纵向凹槽并由比第一材料软的第二材料制成的第二套筒，使得第二套筒围绕第二固定芯转动。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括将第一套筒和固定芯定位在第二套筒和固定芯之上。
4.一种静电记录打印机器，包括感光体；光栅输出扫描器(ROS)，经过ROS时在感光体的一部分上产生潜像；用于显影潜像上的色粉的显影子系统；用于将显影的色粉转移到衬底上的转移站；用于将转移的色粉固定在衬底上的熔合站，显影站还包括显影剂壳体，用于保持具有半传导性载体颗粒和色粉颗粒的一定量显影剂；第一磁性辊子，具有带有至少一个磁体的固定芯和在其表面上具有纵向凹槽的套筒，套筒围绕第一磁性辊子的固定芯转动；第二磁性辊子，具有带有至少一个磁体的固定芯以及在其表面上具有纵向凹槽的套筒，套筒围绕第二磁性辊子的固定芯转动，套筒由比围绕第一磁性辊子的固定芯转动的套筒软的材料制成。
全文摘要
一种用于静电记录打印机器的显影站包括显影剂壳体，用于保持具有半传导性载体颗粒和色粉颗粒的一定量显影剂；第一磁性辊子，具有带有至少一个磁体的固定芯和具有纵向凹槽的套筒，套筒围绕第一磁性辊子的固定芯转动以便将显影剂输送到感光体；第二磁性辊子，具有带有至少一个磁体的固定芯以及具有纵向凹槽的套筒，套筒围绕第二磁性辊子的固定芯转动，以便从第一磁性辊子接收显影剂，并且将显影剂提供给感光体，第二磁性辊子的套筒由比第一磁性辊子的套筒软的材料制成。
文档编号G03G15/00GK101046655SQ200710089040
公开日2007年10月3日 申请日期2007年3月29日 优先权日2006年3月29日
发明者A·库马, K·A·瑙, D·A·里德, H·奥巴 申请人:施乐公司