成像装置和处理盒的制作方法
【专利摘要】本发明的名称是成像装置和处理盒。公开的成像装置在表面移动图像承载体的表面上形成墨粉图像并且最终将墨粉图像转印和定影在记录介质上以在记录介质上形成图像，并且在转印之后通过清洁装置去除粘附至图像承载体的表面上的粘附物质。在该成像装置中，墨粉的玻璃化转变温度(Tg)是40-60℃，并且清洁装置使刮刀元件的尖端脊线部抵接图像承载体的表面，以从图像承载体的表面去除粘附物质，以及刮刀元件的尖端脊线部由在23℃的100%模数值是至少6MPa的弹性橡胶制造。
【专利说明】成像装置和处理盒
【技术领域】
[0001]本发明涉及比如复印机、传真机、打印机等的成像装置以及处理盒。
【背景技术】
[0002]已知这样的成像装置，其通过将表面移动图像承载体的表面上形成的墨粉图像最终转印在记录介质上以定影转印的墨粉图像而形成图像并且其在转印之后去除图像承载体的表面上的粘附物质。
[0003]关于清洁装置，使用清洁刮刀技术，其将由弹性橡胶制成的清洁刮刀的尖端脊线部(边缘部)抵接图像承载体的表面以阻挡墨粉，从而去除被阻挡的墨粉。关于相关技术的清洁刮刀，广泛使用由低硬度的弹性橡胶制造的单层刮刀元件。而且，这样的清洁刮刀也已知:其中抵接图像承载体的边缘部使用高硬度的弹性橡胶，其具有至少6Mpa的100%模数值(例如，见专利文件I和2)。
[0004]专利f件
[0005]专利文件I JP2Oll-1973O9A
[0006]专利文件2 JP2Oll-1973IlA
[0007]近年，成像装置中的节能已经逐渐重要，这是由于环境意识的提高，以及成像装置的可靠性和寿命的增加。就节能而言，消耗成像装置中最大量能量的定影过程的节能正成为重要问题，并且也正积极进行低温定影墨粉的开发以及定影装置本身节能技术的开发。对于低温定影墨粉，需要在较低温下将墨粉转化成橡胶或软化橡胶，并且因此墨粉的玻璃化转变温度也降低。例如，开发了玻璃化转变温度(Tg)在40和60°C之间的墨粉。
[0008]另一方面，当在成像装置中持续进行成像操作时，机器内部的温度升高。在正常办公环境中遇到的温度范围(10-35°C )下，机器内部的温度可上升至至少接近低温定影墨粉的玻璃化转变温度。例如，在中速机器中，机器内部的温度可上升至60°C，其接近低温定影墨粉的玻璃化转变温度，并且在高速度机器中，其可上升至甚至更高的温度。而且，在清洁刮刀技术中，由于图像承载体和刮刀元件之间的邻接部的滑动摩擦力产生了摩擦热，并且使刮刀元件的边缘部的温度升高至高于机器内部温度的温度。
[0009]图7在(a)中图解刮刀元件和感光体一其是图像承载体一之间邻接部的展开图。在清洁刮刀技术中，当刮刀元件72——其抵接表面移动感光体10，阻挡墨粉以去除阻挡的墨粉时，实际上部分阻挡的墨粉T 一点一点穿过通过抵接感光体10变形的边缘部72C。当墨粉经过变形的边缘部72C时，其挤压感光体10。
[0010]如果使用玻璃化转变温度(Tg)是40-60°C的低温定影墨粉，当墨粉经过变形的边缘部72C时，由于边缘部的挤压力和温度升高，墨粉容易转化成橡胶或软化而粘附至感光体10上。如图7(b)中显示，粘附至感光体10的墨粉Tl随着时间呈薄膜形状T2，造成感光体10上发生成膜。当发生成膜时，发生故障，比如图像密度不均衡、清洁故障、充电故障等。
【发明内容】
[0011]鉴于上述问题，本发明的目的是提供成像装置，其能抑制图像承载体上的成膜同时节能。
[0012]根据本发明的实施方式，提供成像装置，其在表面移动图像承载体的表面上形成墨粉图像并且最终将墨粉图像转印和定影在记录介质上以在记录介质上形成图像，并且在转印之后通过清洁装置去除粘附至图像承载体的表面的粘附的物质，其中墨粉的玻璃化转变温度(Tg)是40-60°C，其中清洁装置使刮刀元件的尖端脊线部抵接图像承载体的表面，以从图像承载体的表面去除粘附的物质，并且其中刮刀元件的尖端脊线部由在23°C的100%模数值是至少6MPa的弹性橡胶制造。
[0013]根据本发明，尖端脊线部(边缘部)由具有上述特性的弹性橡胶制造的刮刀元件用作清洁装置以相对于由低硬度的弹性橡胶制造的刮刀元件减少边缘部的变形，以抑制邻接面积的增加。由此，邻接面压力增加并且改善了刮刀元件的阻挡能力，使得能够防止一部分阻挡的墨粉通过变形的边缘部。而且，抑制了邻接面积的增加，从而可抑制图像承载体和边缘部之间的滑动摩擦力，以抑制摩擦热的产生，这将使得边缘部温度的升高被抑制。
[0014]这种刮刀元件可用于抑制成膜的发生，成膜中，即使当使用在40_60°C的玻璃化转变温度(Tg)的低温定影的墨粉时，墨粉在图像承载体上粘附成薄膜形状。
[0015]根据本发明，提供成像装置，其能够抑制图像承载体上成膜同时实现节能。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]当结合附图阅读时，本发明的其他目的、特征和优势将从下列详细描述中变得更清楚，其中:
[0017]图1是图解根据本实施方式的打印机的示意性构造图；
[0018]图2是图解打印机提供的处理盒的示意性构造图；
[0019]图3是图解打印机提供的清洁刮刀的示意性构造的示意图；
[0020]图4是根据本实施方式的清洁刮刀和感光体之间的邻接部的展开图；
[0021]图5A至是根据本实施方式的感光体的层构造的说明图；
[0022]图6是图解相关技术打印机提供的处理盒的示意性构造图；
[0023]图7是相关技术中低硬度的清洁刮刀和感光体之间的邻接部的展开图。
【具体实施方式】
[0024]下面，描述一种实施方式，其中本发明作为成像装置应用至打印机。
[0025]图1是图解作为根据本实施方式的成像装置的打印机100的示意性构造图。
[0026]形成全色图像的打印机100主要包括成像装置120、中间转印装置160和进纸单元130。在下面的描述中，后缀Y、C、M和K分别显示它们是黄色、青色、洋红色和黑色的元件。
[0027]从左侧显示的顺序，成像单元120包括黄色的处理盒121Y、青色的处理盒121C、洋红色的处理盒121M和黑色的处理盒121K。这些处理盒121Y、121C、121M和121K是串联式打印机，其以大体上水平方向对齐布置。
[0028]中间转印装置160配置为主要包括作为中间转印体的环形中间转印带162，其在多个支撑辊上拉伸；初次转印辊161Y、161C、161M、161K ;和二次转印辊165。在各自处理盒121Y、121C、121M和121K上方，沿着设置在上述各自处理盒中作为表面移动图像承载体的鼓状感光体ΙΟΥ、IOC、IOM和IOK的表面移动方向，布置中间转印带162。中间转印带162进行与感光体10Y、10CU0M和IOK的表面移动同步的表面移动。而且，各自初次转印辊161Y、161C、161M和161K布置在中间转印带162的内周面侧。这些初次转印辊161Y、161C、161M和161K使得位于中间转印带162下侧的外周面(表面)弱地抵接各自感光体10Y、10CU0M和IOK的外周面(表面)。
[0029]在各自感光体10Y、10C、10M和IOK上形成墨粉图像和将形成的墨粉图像转印在中间转印带162上的构造和操作基本上与各自处理盒121Y、121C、121M和121K相同。对应颜色的三个处理盒121Y、121C和121M的初次转印辊161Y、161C、和161M配备摆动机构(未显示)，其上下摆动这些。操作摆动机构，使得当未形成彩色图像时，使中间转印带162不接触感光体10YU0C和IOMo
[0030]作为中间转印单元的中间转印装置160配置为能够与打印机100的主体连接和分开。更具体地，在图1中纸面近侧的覆盖打印机100的成像单元120的前盖(未显示)打开并且使中间转印装置160从图1中纸面的远侧滑动至近侧，使得能从打印机100的主体去除中间转印装置160。当中间转印装置160安装在打印机100的主体中时，可进行倒转去除操作的操作。
[0031]在处理盒121Y的上游侧，其在相对于中间转印带162中二次转印辊165的表面移动方向的下游侧，设置中间转印带清洁装置167。二次转印之后，中间转印带清洁装置167去除中间转印带162上的粘附的物质，比如残留的墨粉等。中间转印带清洁装置167配置为能够与作为中间转印装置160的打印机100的主体分开和连接，同时与中间转印带162一起被一体支撑。
[0032]在中间转印装置160上方，以大体上水平方向布置对应各自处理盒121Y、121C、121M 和 121K 的墨粉盒 159Y、159C、159M 和 159K。而且，在处理盒 121Y、121C、121M 和 121K下方布置曝光装置140，其照射激光在充电的感光体10Y、10CU0M和IOK的表面上，以形成静电潜像。而且,在曝光装置140下方，布置进纸单元130。
[0033]在进纸单元130中，提供储存作为记录材料的转印纸的进纸盒131和进纸辊132 ；以预定的定时朝着中间转印带162和二次转印棍165之间的二次转印夹紧部经校准棍对133输送转印纸。而且，在二次转印夹紧部的转印纸输送方向的下游侧布置定影装置90，同时，在该定影装置90的转印纸输送方向的下游侧布置存储排出的转印纸张的排纸存储单元，和排纸辊。
[0034]图2是图解打印机100中包括的处理盒121的示意性构造图。
[0035]这里，各自处理盒121的构造几乎相同，从而描述处理盒121的构造和操作，在下面的描述中省略不同颜色的后缀Y、C、M和K。
[0036]处理盒121包括显影装置50、充电装置40和布置在感光体10周围的清洁装置30 ；和感光体10。
[0037]充电装置40主要包括充电辊41，其布置为抵接感光体10 ;和充电辊清洁器42，其抵接该充电辊41旋转。在充电辊41中，传导橡胶层布置在芯杆上。施加电压至充电辊41，在电压中交流电叠加在直流电上。将交流电叠加在直流电上，以获得优异的充电均匀性和优异的充电性能。考虑到染污，充电辊41可以以使其以小的间隔面向感光体10的方式布置。在该情况下，来自感光体10表面的墨粉等更难以粘附至充电辊41，从而抑制充电辊41的染污，实现增加的使用寿命。
[0038]显影装置50包括作为显影剂承载体的显影辊51。从电源(未显示)施加显影偏压至该显影辊51。显影装置50的机箱中设置搅拌螺杆53和供给螺杆52，其搅拌存储在机箱中的显影剂同时在相反的方向上相互输送它。而且，也设置刮墨刀54用于调节显影辊51承载的显影剂。通过搅拌螺杆53和供给螺杆52的两个螺杆搅拌和输送显影剂中的墨粉被充电至预定极性。然后，显影剂被吸引在显影辊51的表面上并且吸引的显影剂被刮墨刀54调节，以及墨粉粘附至面向感光体10的显影区域中的感光体10上的潜像。
[0039]清洁装置30包括清洁刮刀62、收集螺杆43等。清洁刮刀62在与感光体10的表面移动方向相反的方向上抵接感光体10。通过清洁刮刀62去除在将墨粉图像转印在中间转印带162上之后残留在感光体10上的墨粉。通过清洁刮刀62去除的墨粉通过收集螺杆43被输送至废墨粉容器(未显示)。下面详述清洁刮刀62的细节。
[0040]具有上述构造的4个处理盒121的各个可被使用人员或用户分开/连接或一个接一个替换。而且，从打印机100去除的处理盒121配置为能由新装置替换感光体10、充电装置40、显影装置50和清洁装置30。处理盒121可包括废墨罐，其中收集由清洁装置30收集的转印后残留墨粉。在该情况下，如果废墨罐配置为能够分开/连接或替换，提高了方便性。
[0041]接下来，描述打印机100的操作。
[0042]打印机100，当接收来自外部设备单元(未显示)的打印指令时，首先使感光体10以图2中的箭头A方向旋转，并且通过充电装置40的充电辊41使感光体10的表面均匀充电至预定极性。曝光装置140照射激光束光，例如，用于根据输入彩色图像数据光学调制的各自颜色，并且从而在各自感光体10的表面上形成各自颜色的静电潜像。向各自静电潜像，从各自颜色的显影装置50的显影辊51提供各种颜色的显影剂，各自颜色的静电潜像在各自颜色的显影剂中显影，并且形成对应各自颜色的墨粉图像，以使墨粉图像可视化。接下来，与墨粉图像的极性相反的转印电压施加至每个初次转印辊161，以在感光体10和每个初次转印辊161之间经中间转印带162形成初次转印电场。中间转印带162与每个初次转印辊161弱抵接，以形成初次转印夹区。利用这些动作，各自感光体10上的墨粉图像有效地初次转印在中间转印带162上。在中间转印带162上，转印在各自感光体10上形成的各自颜色的墨粉图像，从而它们相互重叠，并且形成层压的墨粉图像。
[0043]关于初次转印在中间转印带162上的层压的墨粉图像，以预定的定时经进纸辊132、校准辊对133等送入存储在进纸盒131中的转印纸。然后，具有与墨粉图像相反极性的转印电压施加至二次转印棍165,从而在中间转印带162和二次转印棍165之间形成二次转印电场并且层压的墨粉图像转印在转印纸上。在其上转印层压的墨粉图像的转印纸被发送至定影装置90，并且通过热和压力定影。在其上定影墨粉图像的转印纸张被排出并且被排纸辊放置在排出纸存储单元上。另一方面，在初次转印之后，残留在各自感光体10上的转印后残留的墨粉被各自清洁装置30的清洁刮刀62擦除和去除。
[0044]接下来，描述打印机100的元件。
[0045]在打印机100中，使用低温定影墨粉作为形成墨粉图像的墨粉，以使玻璃化转变温度(Tg)是40-60°C，以在定影过程中实现节能。而且，感光体10包括含细颗粒的表层。稍后详细描述低温定影墨粉和感光体10。[0046]而且，在打印机100中，使用下面的清洁刮刀62。图3是图解清洁刮刀62的示意性构造的示意图。
[0047]清洁刮刀62配置为包括薄的矩形弹性刮刀622和薄的矩形刀柄(holder) 621，其包括刚性材料，比如金属、硬塑料等。弹性刮刀622通过粘合剂等固定至刀柄621的第一末端侧，并且刀柄621的另一末端侧由清洁装置30的机箱悬臂地支撑。
[0048]如图4中显示，弹性刮刀622是层压刮刀，其配置为包括边缘层622b和背层622a两层。边缘层622b是形成尖端脊线部62c的层，其直接接触感光体10。边缘层622b使用氨基甲酸乙酯橡胶材料，其强度高于背层622a的强度。形成组合，从而边缘层622b的100%模数值大于背层622a。作为边缘层622b和背层622a的组合的一个例子，100%模数(在23V )为6-7MPa的氨基甲酸乙酯橡胶材料用作边缘层622b，和4_5MPa的氨基甲酸乙酯橡胶材料用作背层622a。就边缘层622b而言，可适当使用100%模数(在23°C )范围在6MPa和12MPa之间的边缘层622b。而且，就橡胶硬度，80度(JIS A)的氨基甲酸乙酯橡胶用于边缘层622b和75度(JIS A)的氨基甲酸乙酯橡胶用于背层622a。边缘层622b的厚度设置为0.5mm,而背层622a的厚度设置为1.3mm。
[0049]图6是图解处理盒222的图，其采用使用相关技术单层弹性刮刀的清洁刮刀72，而图7在(a)中显示图6中光电导体10和清洁刮刀72之间的邻接部的展开图。清洁刮刀72使用硬度约72度和100%模数(在23°C )为4.6MPa的氨基甲酸乙酯橡胶材料。在该相关技术单层清洁刮刀72中，其不可能发生弹性丢失，即使当其继续长时间抵接感光体10时，从而可保持抵接的初始状态。然而，随着硬度降低，抵接感光体10的边缘部的变形增加并且邻接面积增加，从而抵接压力下降。所以，由于楔效应，阻挡的墨粉一点一点经过由其一部分抵接感光体10而变形的边缘部。当墨粉经过变形的边缘部时，其压向感光体10。
[0050]而且，由于打印机100中持续的成像操作，机器内部的温度可上升至至少大概低温定影墨粉的玻璃化转变点温度。例如，在线速度为约140-260mm/s的中速机器中，机器内部的温度可上升至60°C，其大概是低温定影墨粉的玻璃化转变温度。在线速度是约350-650mm/s的高速度机器中，机器内部的温度可升高至更高温。而且，由于滑动摩擦力在感光体10和清洁刮刀72之间的邻接部中产生摩擦热，并且清洁刮刀72的边缘部的温度上升至高于机器内部温度的温度。
[0051]当玻璃化转变温度(Tg)是40_60°C的低温定影墨粉经过变形的边缘部时，由于边缘单元的挤压力和温度升高，墨粉容易转变成橡胶或软化，粘附至感光体10上。如图7(b)中显示，粘附至感光体10的墨粉随着时间呈薄膜形状，造成在图像承载体上发生成膜。成膜的发生造成故障比如图像密度不均衡、清洁故障、充电故障等发生。
[0052]图4是根据本实施方式的清洁刮刀62和感光体之间的邻接部的展开图。
[0053]在根据本实施方式的清洁刮刀62中，包括高强度材料的边缘层622b的效果使得尖端脊线部62C的强度增加。所以，边缘部的变形与如图7显示的包括低硬度弹性橡胶的清洁刮刀72相比减少，抑制了邻接面积增加。由此，邻接面压力增加并且改善了清洁刮刀62的阻挡能力，使得能防止一部分阻挡的墨粉穿过变形的边缘部。而且，抑制了邻接面积的增加，从而感光体10和边缘部之间的滑动摩擦力可被抑制以抑制摩擦热的产生，使得边缘部的温度升高被抑制。通过边缘部的挤压力和温度升高可抑制成膜为薄膜形状。
[0054]而且，打印机100包括感光体10的表层，其包含细颗粒，从而在感光体10的表面上形成由于细颗粒引起的凹凸。利用该感光体10，边缘部和感光体10之间的接触面积相对于表面是光滑的并且不包含细颗粒的感光体减少。所以，感光体10和边缘部之间的滑动摩擦力可减少以抑制摩擦热的发生，从而抑制边缘部温度升高。而且，在感光体10的表面上形成的凹面部分中，清洁刮刀62的挤压力减少，使得墨粉难以粘附至凹面部分。所以，抑制墨粉随时间在感光体10上呈薄膜状。
[0055]这种清洁刮刀62和感光体10可用于抑制发生成膜，在成膜中即使当为了节能使用玻璃化转变温度(Tg)为40-60°C的低温定影墨粉时，墨粉以薄膜形状粘附在感光体上。
[0056]而且，优选地感光体10表层的马氏硬度(HM)为至少190N/mm2和弹性工作率(elasticity work rate) (We/Wt)为至少 37.0%。马氏硬度(HM)设定为至少 190N/mm2,使得墨粉和墨粉添加剂颗粒难以在感光体10的表面上成膜。而且，当弹性工作率(We/Wt)小于37.0%时，当图像面积改变时，可能在感光体轴方向上发生磨损不均衡和感光体磨损速度的变化。在具有更多磨损的位置处，由于表层，凹凸丢失，造成墨粉和墨粉添加剂颗粒发生成膜的可能性增加。
[0057]而且，如上述弹性刮刀622布置为具有层压层结构，其中使用下述材料:其100%模数值小于抵接感光体10的边缘层622b的100%模数值，同时设定边缘层622b具有高的硬度以防止成膜。这是因为，尽管当高硬度的高强度材料如在相关技术清洁刮刀中用作单层时夹区的扩大被抑制，但长期使用可能造成弹性丢失，造成抵接压力下降，从而可能发生清洁性能下降。设定弹性刮刀622为双层层压结构并且使用100%模数值和强度小于边缘层622b的材料，使得防止了由于长期使用造成的弹性丢失和抵接压力下降。这使得可能进一步保持成膜效果的下降和长期的优异清洁性能。这使得实现了可靠性和使用寿命的增加。
[0058]而且，在使用低温定影墨粉时，为了防止由于墨粉在感光体10上成膜引起的异常图像，降低抵接感光体10的边缘层622b的排斥弹性是有效的。然而，降低排斥弹性，使得低温环境下的清洁性能下降。所以，在根据本实施方式的弹性刮刀622中，边缘层622b的排斥弹性和背层622a的排斥弹性的相对大小关系优选符合下述关系:至少10°C下边缘层的排斥弹性〈背层的排斥弹性。背层622a的排斥弹性设定为大于边缘层622b的排斥弹性，以使在总体层压的弹性刮刀622中的排斥弹性标准化。这使得可能在低温环境下保持清洁性能同时防止成膜。
[0059]而且，在使用低温定影墨粉时，为了防止由于墨粉在感光体10上成膜引起的异常图像，增加抵接感光体10的边缘层622b的tan δ峰温度是有效的。这使得可能减少低温环境下的橡胶性质和弹性刮刀622的粘滑移动。然而，提高tan δ峰温度使得低温环境下的清洁性能下降。所以，在本实施方式的弹性刮刀622中，边缘层622b的tan δ峰温度和背层622a的tan δ峰温度的相对大小关系优选符合下述关系:边缘层的tan δ峰温度 > 背层的tan δ峰温度。降低背层622a的tan δ峰温度，以增强背层622a的橡胶性质并且标准化总体层压的弹性刮刀622的tan δ峰温度。这使得能在低温环境下保持清洁性能，同时防止成膜。
[0060]本打印机100中采用的清洁刮刀62的实施例1-3更具体地描述在表I中列举的项目中。
[0061](表 I)
【权利要求】
1.成像装置，其在表面移动图像承载体的表面上形成墨粉图像并且最终将所述墨粉图像转印和定影在记录介质上以在所述记录介质上形成图像，并且在所述转印之后通过清洁装置去除粘附至所述图像承载体的表面上的粘附物质，其中 墨粉的玻璃化转变温度(Tg)是40-60°C，其中 所述清洁装置使得刮刀元件的尖端脊线部抵接所述图像承载体的表面，以从所述图像承载体的表面去除所述粘附物质，并且其中所述刮刀元件的所述尖端脊线部由在23°C的100%模数值是至少6MPa的弹性橡胶制造。
2.如权利要求1所述的成像装置，其中所述图像承载体具有包含细颗粒的表层。
3.如权利要求1或2所述的成像装置，其中所述图像承载体的表层的马氏硬度为至少190N/mm2,并且弹性工作率(We/Wt值)为至少37.0%。
4.如权利要求1、2和3任一项所述的成像装置，其中 所述刮刀元件是层压的弹性刮刀，其包括多个材料层，其100%模数值彼此不同，并且其中，所述弹性刮刀的多个层中，包括所述尖端脊线部的边缘层由100%模数值比不同层更高的材料形成。
5.如权利要求4所述的成像装置，其中所述刮刀元件的所述边缘层的排斥弹性在大于或等于10°C下小于所述不同层的排斥弹性。
6.如权利要求4所述的成像装置，其中所述刮刀元件的所述边缘层的tanδ峰温度大于所述不同层的tan δ峰温度。
7.如权利要求1-6任一项所述的成像装置，其中所述墨粉是聚合墨粉。
8.如权利要求1-7任一项所述的成像装置，其中在用向其施加电压的充电元件均匀地使所述图像承载体的所述表面充电之后，在所述图像承载体的所述表面上形成所述墨粉图像；并且其中所述充电元件接触所述图像承载体。
9.如权利要求1-7任一项所述的成像装置，其中在用向其施加电压的充电元件均匀地使所述图像承载体的所述表面充电之后，在所述图像承载体的所述表面上形成所述墨粉图像；并且其中所述充电元件以小间隙面向所述图像承载体。
10.如权利要求8或9所述的成像装置，其中施加其中交流电与直流电重叠的所述电压。
11.处理盒，其可与如权利要求1-10任一项所述的成像装置连接和分离，其中一体形成所述清洁装置和显影单元中的至少一个，所述显影单元包括所述图像承载体并且形成所述墨粉图像。
【文档编号】G03G21/00GK104007647SQ201410054214
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年2月18日 优先权日:2013年2月21日
【发明者】渡边一彦, 多和田高明, 藤城宇贡, 菊地尚志 申请人:株式会社理光