专利名称：保护剂供给元件、保护层形成设备和图像形成设备的制作方法
保护剂供给元件、保护层形成设备和图像形成设备发明背景发明领域本发明涉及保护剂供给元件、利用保护剂供给元件的保护层形成设备和包括保护层形成设备的图像形成设备。相关领域描述在常规的电子照相图像形成中，可视图像通过如下形成在光电导物质的图像承载元件(也被称为“静电潜像承载元件”、“电子照相光电导体”或“光电导体”)上形成静电电荷的潜像和将带电的色粉颗粒粘合至静电潜像。色粉形成的可视图像最终被转印至记录介质如纸上，并例如通过热、压、溶剂或气体被定影在记录介质上，从而形成输出图像。根据可视化色粉颗粒充电方法，电子照相图像形成方法被大致分类为所谓双组分显影方法——其利用通过色粉颗粒和载体颗粒的搅拌或混合造成的摩擦充电，以及所谓单组分显影方法——其中向色粉颗粒施加电荷，而不使用载体颗粒。单组分显影方法在节省空间和降低成本方面比双组分显影方法更具优势。因此，单组分显影方法被主要用于小型打印机、传真机及类似设备。在这些电子照相图像形成设备中，采用如下方法其包括无论显影方法在旋转一般具有鼓形或带形形状的图像承载元件时均匀地进行充电，通过激光束或类似物在图像承载元件上形成潜像图案，通过显影装置可视化潜像图案，以及进一步转印可视化图像至记录介质上。可视图像转印在记录介质上后，仍未转印的色粉组分留在图像承载元件上。当残留的色粉组分在其还未经处理时被运送从而进行充电步骤时，有时会妨碍图像承载元件均匀的充电。因此，一般采用如下方法其中，在转印步骤后，通过清洁步骤去除留在图像承载元件上的色粉组分及类似组分从而理想地清洁图像承载元件的表面，然后充电。近年来，由于电子照相图像形成设备的尺寸减小和成本降低，接触充电法和接近充电法被主要用于图像形成中的充电步骤。但是，难以使图像承载元件的表面均匀地充电，因为，例如充电装置与图像承载元件的表面之间接触的轻微不均匀和充电装置与图像承载元件表面之间间隙的改变。因此，已应用AC重叠(superimposed)充电方法，并且在该方法中，交流电AC组分(component)在直流电DC组分上重叠。通过AC重叠充电的接近充电法可实现装置尺寸减小和图像质量提高，同时使充电装置与图像承载元件不接触，而维持均匀的充电。因此，可抑制充电装置的退化。然而，当图像承载元件是有机光电导体(OPC)时，AC重叠充电的能量切断形成图像承载元件表面的树脂的分子链，造成机械强度降低，其导致图像承载元件的磨损明显加快。进一步，由于AC重叠充电活化图像承载元件的表面，出现如下问题图像承载元件表面与色粉之间的粘合力增大，并且要清洁的图像承载元件的性能因此降低。
另一方面，最近趋于彩色输出图像的趋势导致具有较小粒径且圆形的色粉的显影，其目的是提高图像质量和图像质量稳定化。该趋势造成电子照相图像形成方法中越来越严重的清洁问题。为了通过清洁去除残留的色粉，有必要对图像承载元件施加比在常规技术中施加的力更大的清洁装置摩擦力。因此，存在图像承载元件、清洁装置及类似装置明显磨损的问题。在电子照相图像形成的各个步骤中，存在电应力和物理应力。经受这些应力的图像承载元件的表面状态随时间流逝发生改变。已知将保护剂涂布于图像承载元件上将有效解决上述问题。涂布方案的实例包括将主要由硬脂酸锌形成的块状(block-shaped)保护剂——所谓保护剂块状物(block)——涂布于图像承载元件上的实例(参见日本专利申请公开(JP-B)号51-22380)和将通过向主要由硬脂酸锌形成的保护剂块状物添加氮化硼制备的保护剂块状物涂布于图像承载元件上的实例(参见日本专利申请特许公开(JP-A)号2006-350240)。将保护剂块状物涂布于图像承载元件上，降低了图像承载元件上的摩擦系数，从而减少清洁刮片或图像承载元件的退化，以及提高粘附物——如粘附在图像承载元件上的
未转印色粉-的分离。由此，可抑制随时间流逝的清洁失效和成膜现象(filming)的发生。进一步，关于将保护剂块状物涂布于图像承载元件上的技术，已提出关于保护层形成设备的方案，该保护层形成设备包括保护剂块状物；保护剂供给元件，其由刷形旋转元件如此形成所述刷形旋转元件接触保护剂块状物并将已粘附在表面的保护剂涂布于图像承载元件上；和保护剂挤压元件，其挤压保护剂块状物，以使保护剂块状物接触保护剂供给元件(参见 JP-A 号 2007-65100 和 JP-A 号 2007-293240)。但是，在这些被提出的技术中，通过与刷形旋转元件摩擦，大量保护剂粉末从保护剂块状物产生，并通过刷形旋转元件的旋转被刮吹到空气中。因此，这造成大量保护剂浪费的问题。进一步，以上技术的劣势在于，随时间流逝发生刷毛倾斜或刷纤维退化，保护剂的消耗不稳定，以及无法长期以给定量供应保护剂。因此，提出如下技术其中将包含泡沫层的辊形保护剂供给元件用作保护层形成设备中的保护剂供给元件(日本专利申请特许公开(JP-A)号2009-150986)。根据该方案，由摩擦造成的保护剂粉末的飞扬几乎不会发生。但是，在这个提出的技术中，包含泡沫层的辊形保护剂供给元件太柔软，使得刮擦保护剂块状物的力很小。因此，无法将保护剂理想地供给图像承载元件，并且难以理想地抑制图像承载元件的成膜现象。进一步，高压挤压保护剂块状物以增加保护剂供给元件刮擦的保护剂块状物量的尝试造成将大负载施加于保护剂块状物，并且使得无法纵向均匀地刮擦保护剂块状物。因此，以保护剂块状物纵向供给的保护剂量被不利地改变。由此，在图像承载元件中保护剂供给量小的位置上，无法达到保护剂的保护效果，并发生成膜现象。因此，当前需要提供包含泡沫层的辊形保护剂供给元件，该泡沫层基本没有由摩擦造成的保护剂粉末的飞扬，消除对于增加保护剂消耗的需要，并可防止成膜现象；利用该保护剂供给元件的保护层形成设备；和包含该保护层形成设备的图像形成设备。发明概述本发明的目的是提供包含泡沫层的保护剂供给元件，该泡沫层基本没有由摩擦造成的保护剂粉末的飞扬，消除对于增加保护剂消耗的需要，并可防止成膜现象；也提供利用该保护剂供给元件的保护层形成设备和包含该保护层形成设备的图像形成设备。
解决上述问题的手段如下。具体地，本发明的一方面包括保护剂供给元件，其包含芯材(core);和泡沫层，其被提供于芯材的外周上，其中保护剂供给元件呈辊形，并且其中泡沫层具有粗糙表面，并具有400 μ m至1，630 μ m的最大高度Ry。本发明另一方面包括保护层形成设备，其包含保护剂块状物；和保护剂供给元件，其中保护剂供给元件包含芯材；和泡沫层，其被提供于芯材的外周上，其中保护剂供给元件呈辊形，以及泡沫层具有粗糙表面，并具有400 μ m至1，630 μ m的最大高度Ry。本发明还有另一方面包括图像形成设备，其包含图像承载元件；充电装置，其被设置以使图像承载元件表面带电；曝光装置，其被设置以使带电的图像承载元件表面曝光，从而形成静电潜像；显影装置，其被设置以用色粉使静电潜像显影，从而形成可视图像；转印装置，其被设置以将所形成的可视图像转印到记录介质上；定影装置，其被设置以将转印的图像固定到记录介质上；清洁装置，其被设置以去除图像承载元件表面上残留的色粉；和保护层形成装置，其被设置以在图像承载元件表面上施用保护剂，从而形成保护层，其中保护层形成装置包含保护剂块状物；和保护剂供给元件，其中保护剂供给元件包含芯材；和泡沫层，其被提供于芯材的外周上，其中保护剂供给元件呈辊形，以及泡沫层具有粗糙表面，并具有400 μ m至1，630 μ m的最大高度Ry。本发明能够解决上述各种问题，并且能够提供包含泡沫层的辊形保护剂供给元件，该泡沫层基本没有由摩擦造成的保护剂粉末的飞扬，消除对于增加保护剂消耗的需要，并可防止成膜现象；利用该保护剂供给元件的保护层形成设备；和包含该保护层形成设备的图像形成设备。附图简述图IA至IC是示例根据本发明的保护剂供给元件的实例的示意性前视图。图2是显示根据本发明的保护剂供给元件中泡沫层表面的最大高度Ry的图。图3是显示如何确定泡沫层表面粗糙度的标准差的图。图4是显示用于测量泡沫层表面粗糙度标准差的厚度计(miCTogauge)测量装置实例的图。图5A是保护剂供给元件的前视图。图5B是保护剂供给元件中泡沫层的放大视图。图6A是显示利用制造保护剂块状物的设备通过压缩成型形成保护剂块状物的方法的透视图。图6B是图6A所示制造保护剂块状物的设备的侧截面图。图6C是显示保护剂块状物形状实例的图。图7是根据本发明的保护层形成设备的实例的示意性横截面图。图8是显示如何测量根据本发明的保护剂供给元件中泡沫层表面的最大高度Ry的图。图9是根据本发明的图像形成设备的实例的示意性横截面图。
图10是本发明所用的处理盒(process cartridge)实例的示意性横截面图。发明详述(保护剂供给元件)
根据本发明的保护剂供给元件至少包含芯材、泡沫层和另外的其他部件一如有必要。保护剂供给元件呈辊形。< 芯材 >芯材的材料、形状、尺寸和结构没有具体限制，并且可以根据目的适当地选择。
芯材的材料包括例如树脂和金属。这些树脂的实例包括环氧树脂和酚醛树脂。这些金属的实例包括铁、铝和不锈钢。芯材的形状实例包括筒形(columnar shape)和圆柱形(cylindrical shape)。<泡沫层>泡沫层在芯材的外周上形成。泡沫层具有粗糙的表面。例如，凸起通过表面粗糙化在泡沫层表面上不规则地形成(参见图IA至1C)。注意，图IA示例了其中在泡沫层表面上无凸起形成的状态，图IB示例了其中小凸起在泡沫层表面上不规则地形成的状态，以及图IC示例了其中大凸起在泡沫层表面上不规则地形成的状态。在此，凸起的不规则排列意为凸起没有规则地排列，例如，间距(pitch)和高度(深度)中至少任一种不固定。在保护剂供给元件邻接图像承载元件的位置(夹区部分)，保护剂供给元件将保护剂涂布于图像承载元件上的现象和保护剂供给元件将保护剂从图像承载元件去除的现象同时发生。通过粗糙化泡沫层表面，保护剂供给元件与保护剂块状物之间的接触面积减少。接触面积的减少造成施加于图像承载元件的压力下降，并且可能去除涂布于图像承载元件上的保护剂的现象得到抑制。进一步，曾已被涂布于图像承载元件上的保护剂又被擦去(恢复)的不利现象能够得到抑制。涂布的保护剂长期保持不被刮擦并持续保护图像承载元件，并且因此，图像承载元件的成膜现象能够得到抑制。粗糙化泡沫层表面的方法没有具体限制，并可根据目的适当地选择。这种方法的实例包括(I)在形成泡沫层的过程中用可在泡沫层的外切(circumscribed)表面上形成凸起的铸模形成具有凸起的泡沫层的方法；(2)通过刮擦已形成的泡沫层的外切面在泡沫层中形成凸起的方法；和(3)在通过横向裁切将表面打磨为圆柱形时改变旋转速度和平行于轴的移动速度的方法。其中，从泡沫层表面有效粗糙化的角度出发，特别优选横向裁切(3)。在本发明中，从以小的保护剂消耗防止成膜现象的角度出发，泡沫层的最大高度Ry 为 400 μ m 至 1，630 μ m,优选 420 μ m 至 900 μ m。当最大高度Ry低于400 μ m时，图像承载元件上的保护剂量减少，导致成膜现象。另一方面，当最大高度Ry高于1，630 μ m时，保护剂不能被理想地供给图像承载元件，导致成膜现象。最大高度Ry可以根据JIS B 0601 (1994)和JIS B 0031 (1994)进行测定。在本说明书中，最大高度Ry是表面粗糙度特性值，其通过如下得到从粗糙度曲线在平均线方向上采样参考长度，测量采样部分中峰线与谷线在粗糙度曲线纵向放大率方向上的间隔，以及以微米(ym)表示该值(参见图2)。
为评价保护剂供给元件中在泡沫层表面上形成的不规则凸起(表面粗糙度)，如图3所示，对于在泡沫层表面上的每一凸起点，通过下列数学表达式计算标准差
权利要求
1.保护剂供给元件，包括 芯材；和 泡沫层，其被提供在所述芯材的外周上， 其中所述保护剂供给元件呈辊形，以及 其中所述泡沫层具有粗糙的表面，并具有400 ii m至1，630 u m的最大高度Ry。
2.根据权利要求I所述的保护剂供给元件，其中所述泡沫层具有表面粗糙度，其标准差是 0. 02 u m 至 6 u m。
3.根据权利要求I所述的保护剂供给元件，其中所述泡沫层包含聚氨酯泡沫。
4.根据权利要求I所述的保护剂供给元件，其中所述泡沫层是包含互连单元格的泡沫层。
5.根据权利要求I所述的保护剂供给元件，其中所述泡沫层具有20个单元格/2.54cm至300个单元格/2. 54cm,并具有40N至430N的硬度。
6.保护层形成设备，包括 保护剂块状物；和 保护剂供给元件， 其中所述保护剂供给元件包括 芯材；和 泡沫层，其被提供在所述芯材的外周上， 其中所述保护剂供给元件呈辊形，以及 其中所述泡沫层具有粗糙的表面，并具有400 ii m至1，630 u m的最大高度Ry。
7.根据权利要求6所述的保护层形成设备，其中所述保护剂块状物包含脂肪酸的金属盐和无机润滑剂。
8.根据权利要求7所述的保护层形成设备，其中所述脂肪酸的金属盐至少包括硬脂酸锌。
9.根据权利要求7所述的保护层形成设备，其中所述无机润滑剂包括至少一种选自滑石、云母和氮化硼的材料。
10.图像形成设备，包括 图像承载元件； 充电装置，其被设置以使所述图像承载元件的表面充电； 曝光装置，其被设置以使带电的图像承载元件表面曝光，从而形成静电潜像； 显影装置，其被设置以用色粉使所述静电潜像显影，从而形成可视图像； 转印装置，其被设置以将所形成的可视图像转印到记录介质上； 定影装置，其被设置以将转印的图像定影到所述记录介质上； 清洁装置，其被设置以去除所述图像承载元件表面上残留的色粉；和保护层形成装置，其被设置以在所述图像承载元件的表面上施加保护剂，从而形成保护层， 其中所述保护层形成装置包括 保护剂块状物；和 保护剂供给元件，其中所述保护剂供给元件包括芯材；和泡沫层，其被提供在所述芯材的外周上，其中所述保护剂供给元件呈辊形，以及其中所述泡沫层具有粗糙的表面，并具有400 ii m至1，630 u m的最大高度Ry。
全文摘要
提供了保护剂供给元件，其包含芯材和提供在所述芯材外周上的泡沫层，其中所述保护剂供给元件呈辊形，并且所述泡沫层具有粗糙的表面，并具有400μm至1,630μm的最大高度Ry。
文档编号G03G15/00GK102629099SQ20121002241
公开日2012年8月8日 申请日期2012年2月1日 优先权日2011年2月2日
发明者中井洋志, 田中真也, 长谷川邦雄 申请人:株式会社理光