专利名称：成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种成像设备，其包括静电潜像载件和显影剂载件，显影剂载件支承在显影单元中，存留并运送显影剂，从而利用显影剂载件上的显影剂对静电潜像载件周面上的静电潜像进行显影而产生可视图像。
传统技术中一般所使用的成像设备为电致成像的显影，经常使用双组份显影系统，其中，含有磁性辊的非磁性筒支承着磁性粉载体以及作为显影剂的色粉，并把色粉供给包括由α-硅、硒或OPC等形成的感光鼓的显影系统。
单组分显影系统不使用磁性粉载体，其结构简单、紧凑，在成本和维护方面具有优势。尤其是，非磁性单组份显影系统不使用磁性色粉，无需磁性辊，其优点是能提供机构简单、紧凑、成本低但能生成清晰图像的显影单元。
在双组份显影系统中，磁性粉载体被制成如尖钉状直立，通过把其表面上携带的色粉供给到感光鼓上预先形成的静电潜像而使静电潜像显影。载体表面的色粉在色粉盒中利用叶轮或搅拌器进行搅拌而预先充以预定电荷。
磁性单组份显影系统分成两类非接触型显影系统和接触型显影系统，前者类似于双组份显影系统，色粉由含有磁性辊的非磁性显影筒传送，同时，在显影筒和感光鼓之间有预定距离的间隙中施加交变电场，使色粉以往复方式运动；后者中的色粉制成明显地尖钉状直立，使其与感光鼓表面上的静电潜像接触。并且，前者需要叠加有交流电压的直流电压为显影偏压，因此需要复杂的电源系统以及显影单元要有高的耐压结构；而后者使用简单的直流显影偏压电源系统，但是，会生成高非线性系数的图像，色彩层次差。
非磁性单组份显影系统大致能够分成两类非接触型显影系统和接触型显影系统。前者，在显影辊和感光鼓间有预定距离的间隙中施加有交变电场，使色粉能以往复方式运动；后者中导电的弹性显影辊与感光鼓接触。并且，前者需要叠加有交流电压的直流电压为显影偏压，因此需要复杂的电源系统以及显影单元要有高耐压结构；而后者使用简单的直流显影偏压电源。
任何显影系统中，在显影阶段(感光鼓和显影辊之间)，如果作用在感光鼓和/或显影辊上的摩擦力变化，由于齿轮和/或连接件啮合中的游隙，会发生40Hz到100Hz的抖动或条痕(沿着垂直于感光鼓运动方向的线状和带状的密度不均和位移)。这种抖动或条痕在图像中会产生密度不均，最坏的情况下，会出现垂直于纸张传送方向的黑条和/或黑白条痕不均。在双组份显影系统中，由于非磁性筒表面的载体和感光鼓间摩擦阻力(负荷)的变化，这种现象易于发生。在单组份显影系统中，弹性显影辊与感光鼓接触以显影的接触型显影结构更易于产生这种趋势。尤其是，使用弹性显影辊的单组份接触型显影系统中，显影辊以不同于感光鼓的圆周速度转动，因此当显影辊上全部或几乎全部色粉层转移到感光鼓上时，这种摩擦阻力更大，而使图像变长。
为了通过避免出现抖动和条痕，如传统技术方法，而获得良好的图像质量，日本特许公开平6-95562公开了一种方法，利用弹性阻尼件沿相同轴线设置惯性体来消除抖动和条痕。日本特许公开平6-95563公开了另一种方法，压靠封油体来增加阻尼比。日本特许公开平7-140841公开了一种方法，将质量件经由阻尼件安装在感光鼓内，从而通过增加惯量而缓冲振动。
对于上述结构，在具有感光鼓和带磁性刷的感光筒，或具有感光鼓和有表面含有色粉的显影辊的显影单元的显影系统中，各单元特有的振动会使感光鼓上的潜像和/或显影后的图像振动，因此使图像出现抖动和/条痕。
另一方面，由于显影筒或显影辊对感光鼓产生摩擦阻力，使感光鼓沿其转动方向运动，由于齿轮和/或连接件的游隙，这种转动总是不稳定，而导致图像的抖动和/或条痕。尤其是，在磁刷结构和单组份接触型显影系统中，由于显影筒(显影辊)的圆周速度高于感光鼓，使感光鼓的转动加速，造成图像变长。
参照单组份接触型显影系统的一个例子，例如，显影辊由匀质材料构成，在包括色粉层形成区和色粉层非形成区的全部长度上具有均匀的外径。因此，在感光鼓和显影辊相互压力接触并具有不同的相对速度的接触型显影系统中，感光鼓和显影辊之间在两个端部处，即没有色粉粘附在显影辊上的两端处会产生过大的摩擦，这样就增加了作用在感光鼓和显影辊上的负载扭矩，并使负载扭矩波动。另外，这也会使感光鼓和显影辊的转动不稳定，而产生沿辅助方向(复印纸传送方向)上的图像不均匀的问题。
如果仅通过使显影辊的色粉层形成区与感光鼓接触来试图解决转动不平稳，则显影辊和感光鼓间的滑动程度会根据显影量变化。另外，如果使用弹性显影辊，则其外径易于随环境，尤其是随温度变化，这样会改变摩擦阻力。因此，即使是使用了高精度的零件，也不可能令人满意地消除负载扭矩的变动。
双组份显影系统由于组成零件以类似的方式根据环境条件发生尺寸变化，因此，同单组份显影系统有相同的缺陷。
在非接触型显影系统中，在一定程度上克服了摩擦阻力变化，但由于各组成零件具有彼此不同的特征频率，因此，振动控制装置不能有效地应付所有环境，和老化(零件磨损)产生的变化。
为处理这些问题，已经知道上述方法中，在感光鼓中设置惯性件和动态阻尼件来稳定鼓的转动。然而，这样的结构为抑制转动的微小变化而需要大的惯性件。另一种方法是，为稳定摩擦阻力，建议采用带制动件的结构。但是，这两种方法需要复杂的机构来吸收由于摩擦阻力变化而引起的转速变化，而且还不是很有效。
日本特许公开平6-95562和95563和平7-140841所公开的惯性件固定在感光鼓的里面(在日本特许公开平6-95562中惯性件与动态阻尼件整体固定)。由于感光鼓和惯性件的一体式组件具有非常大的质量和惯量，所以驱动电机启动时上面作用有过大的负载，因而需很大的启动力矩。
这样还带来一个问题是停止操作时感光鼓停止转动需要较长时间。
本发明是针对上述问题设计的，相应地，本发明的目的是通过提供一种里面有粘性流体的密封的粘性流体阻尼器，使其与静电潜像载件和显影剂载件之一或两者的转轴共轴，来防止由于扭矩变化产生的抖动和条痕。
为实现上述目的，本发明如下构成根据本发明权利要求1，一种成像设备包括静电潜像载件；显影剂载件，支承在显影单元中，存留有显影剂，并传送显影剂，从而用显影剂载件提供的显影剂对静电潜像载件周面上的静电潜像进行显影而生成可视图像，该成像设备的结构中，与静电潜像载件和显影剂载件之一或二者的转轴共轴地设置有里面密封着粘性流体的密封的粘性流体阻尼器。
根据本发明的权利要求2，具有权利要求1的特征的成像设备的结构中，密封的粘性流体阻尼器包括与转轴同轴并随之转动的外套筒；外径小于外套筒内径并同轴地安装在外套筒内、能自由转动的旋转惯性体；密封在外套筒和旋转惯性体之间的粘性流体。
根据本发明权利要求3，具有权利要求2的特征的成像设备的结构中，粘性流体密封在外套筒的周面和旋转惯性体的周面间，外套筒一体地固定于静电潜像载件和显影剂载件之一或二者的转轴上。
根据本发明权利要求4，具有权利要求1、2或3的特征的成像设备的结构中，粘性流体为硅胶。
图1为本发明第一实施例数字式电致成像复印机的横向剖视图；图2A为从侧面看的图1所示密封粘性流体阻尼器的竖直剖视图，图2B为从前面看的图1所示密封粘性流体阻尼器的竖直剖视图；图3为图1所示密封粘性流体阻尼器的部分切除的视图；图4为本发明第二实施例数字式电致成像复印机的横向剖视图；图5为本发明第二实施例数字式电致成像复印机的竖直剖视图；图6为本发明第三实施例数字式电致成像复印机的横向剖视图；图7为本发明第三实施例数字式电致成像复印机的竖直剖视图。
下面参照图1描述作为本发明成像设备的单组份接触型数字式电致成像复印机的第一实施例。
在第一实施例数字式电致成像复印机中，单组份接触型显影单元设置成与作为静电潜像载件的感光鼓1相对。
沿轴向并可转动地支承在单组份接触型显影单元的壳体2中的感光鼓1和显影辊3之间的接触深度，由接触深度设定辊5进行限制，这里接触深度δ为0.1mm。辊5由聚醛树脂制成，其畸变或变形非常小，因此能忽略这种变形，因此，刚性非常好。辊5一体地与显影辊3的转轴4形成。
感光鼓1由驱动电机6经齿轮7和8驱动旋转，显影辊3由驱动电机9经联轴器10驱动转动。
显影辊3与感光鼓1的转动方向相反，也就是说，显影辊3上与感光鼓1相对的表面的运动方向与感光鼓1的相应表面的运动方向相同。显影辊3的圆周速度是感光鼓1的圆周速度(工艺速度)的1.5倍。
密封粘性流体阻尼器12与感光鼓1的转轴11同轴地固定在一起。
该密封粘性流体阻尼器12包括如图2A、2B和3所示，固定在感光鼓1的转轴11上的外罩13；同轴地安装在外罩13内并与外罩13的内周面隔开一间隙的惯性体14；填充在外罩13的周面和惯性体14间的间隙内，作为粘性流体的硅胶15。
密封粘性流体阻尼器12中的惯性体14安装成能在外罩13内自由转动。在外罩13的内周面和惯性体14的外周面之间形成有间隙。硅胶15填充该间隙，使能在外罩13内自由转动的惯性体14随着外罩13的转动，借助于硅胶15的粘滞阻力而被带动。
于是，当外罩13匀速转动时，惯性体14也以相同速度匀速转动。
另一方面，当外罩13的转速在某一时间增加或减小时，惯性体14由于其惯性而继续以恒定速度转动。
这时，惯性体14利用硅胶15的粘性拖动力带动外罩13而使外罩13保持在恒定转速。
因此，密封粘性流体阻尼器12作为一个整体不会突然改变其转速。
基于上述原因，当密封粘性流体阻尼器12随着感光鼓1的转动而转动时，封在里面的惯性体14由外罩13经硅胶15拖动，并产生惯性力。所以，当感光鼓1和密封粘性流体阻尼器12以恒定转速旋转时，外罩13和惯性体14也以该恒定速度旋转。
另外，由于受到显影辊3和接触深度设定辊5的偏心和感光鼓1形状非精确性的影响，接触深度δ发生波动，因此使感光鼓1和显影辊3间的摩擦阻力发生变化。
结果，转动方向上的变化转矩作用在感光鼓1上，而使感光鼓1的转速变化。但由于惯性体14的惯性作用和作为粘性流体的硅胶15的粘性阻力作用，感光鼓1的变化转矩被稳定，从而保持鼓的转速。
例如，用夏普株式会社的数字式电致成像复印机，即AR5130或实验用的AR5130改进机进行试验。如果用SECC钢板制成的惯量为95kg·cm2的飞轮安装在感光鼓1的转轴11上，当感光鼓1和显影辊3间的摩擦阻力变化时，图像中就会出现抖动，即密度不均。作为对比，如果安装具有相同惯量的密封粘性流体阻尼器12，即使摩擦阻力变化，也不会出现抖动或条痕。因此，当使用由硅胶15封起来的飞轮时，即便具有相同的惯量，也能获得更好的效果，从而能消除清洁刮板的颤动以及作为一个整体的充电辊和转印辊的负载变化。
这种效果与工艺速度无关，在25mm/s到320mm/s的范围内能获得相同的效果。另外，这种结果不局限在某个特殊的显影系统，但当使用弹性显影辊的单组份接触型显影系统中感光鼓和显影辊间的摩擦阻力最大时，这种结构尤其有效。
下面参照图4和5，描述本发明第二实施例的单组份接触型数字式电致成像复印机。
第二实施例的数字式电致成像复印机的基本结构与第一实施例的大致相同。不同之处在于由SECC钢板制成的飞轮16在齿轮8的外侧共轴地安装在感光鼓1的转轴11上，而密封粘性流体阻尼器12共轴地安装在显影辊3的转轴4的一端。
色粉供应辊17设置成与显影辊3压力接触，并与显影辊3同方向转动。也就是说，辊17上与显影辊3相对的位置处的表面运动方向与显影辊3的对应表面运动方向相反。
色粉与色粉供应辊17接触并摩擦带电，然后在偏压作用下供给显影辊3，通过显影辊3的转动而传送到色粉层限制件18相抵靠的位置。该色粉层限制件18由金属片制成，其一侧面的末端或末端附近压在显影辊3上。通过控制限制件的安装压力和安装位置，来控制显影辊3上的色粉，使其带有预定的静电荷，并具有受控的厚度，然后把色粉送到显影辊面对着感光鼓1的显影区，以完成显影阶段。
显影辊3上在显影阶段没有使用的未用色粉由显影辊3的转动返回显影单元。回收这些色粉时，显影辊3上的未用色粉利用显影区和色粉供应辊17之间设置的去电荷装置19去掉静电，然后在相会辊隙处用色粉供应辊17进行压靠而使色粉分离并回收到色粉箱(称为盒)中，从而重新使用色粉。
螺旋输送器20将色粉从盒(未示出)送入显影单元。螺旋输送器20和色粉供应辊17由显影辊3经图中未示出的齿轮系提供驱动力。
下面介绍这种结构的单组份接触显影型数字式电致成像复印机的工作原理。存在盒中的色粉由螺旋输送器20送入显影单元中。色粉供应辊17压在显影辊3上，与显影辊3同向转动，这样，色粉供应辊17上与显影辊3相对的位置处表面运动方向与显影辊3相应的表面运动方向相反。色粉供应辊17由与显影辊3相类似的材料制成。对电阻进行控制所使用的电阻控制材料也类似于显影辊13。为进一步增加供应辊17的弹性，制造辊17时使用了发泡材料，其发泡剂的用量与用于显影辊3的相比是增加的。
偏压电源21对色粉供应辊17施加偏压。该偏压设置成将色粉向着显影辊3电力推动。例如，如果色粉为阴极，则偏压设成负的。与色粉供应辊17接触并摩擦带电的色粉，通过偏压电压作用供应到显影辊3上，经过显影辊3的转动传送到与色粉层限制件18相抵靠的位置。色粉层限制件18的一个侧面的末端或末端附近压在显影辊3上，通过控制其安装压力和安装位置，来控制显影辊3上的色粉，使其带有一定量的静电荷，并具有受控的厚度，然后将色粉传送到显影区，完成显影阶段。
显影辊3上在显影阶段没有使用的未使用色粉由于显影辊3的转动而返回到显影单元中。回收这些色粉时，利用显影区和色粉供应辊17之间设置的电荷装置19去掉显影辊3上未使用色粉的静电荷，并通过色粉供应辊17的压靠使色粉分开并回收进盒中，因此，能再使用色粉。
感光鼓1的表面利用图中没有示出的电晕充电器、接触辊充电装置等充到预定电势，并由单独的曝光单元形成静电潜像的电势分布。
感光鼓1由具有多个薄膜层的金属或导电基体构成。这些薄膜层包括敷设在基体上的下层；下层上的载流体生成层(CGL)；作为最外层并主要由聚碳酸酯构成的载流体输送层(CTL)。通过模拟机中的灯曝光或一般数字机中的激光曝光会在CGL中生成载流体，这些载流体中和充电后感光鼓1上的表面电势(电荷)，因此而形成上述的静电潜像电势分布。
感光鼓1上形成的静电潜像转动并传送到与显影辊3相对的区域。在该显影区，感光鼓1靠在显影辊3上，使前面按照预定方式对静电荷和层厚进行控制的色粉与潜像图案一致地转印到感光鼓1上，形成显影图像。
用色粉对感光鼓1上的潜像电势显影后，感光鼓1转动或移动到转印装置的转印区。由单独的供纸器供给的记录纸张被同步地传送进转印区，并与感光鼓1上的色粉图像接触。转印装置可以为有高电压源的充电器型，也可以为接触辊型。利用其中的任一装置来施加具有一定极性且能使感光鼓1的色粉转印到记录纸张上的电压，于是，感光鼓1上的色粉图像移动并转印到记录纸张上。
完成色粉图像的转印后，记录纸张通常被送进加热定影单元，使记录纸张的色粉图像熔融并定影，然后对纸张进行放电。
通过转印区后，残留在感光鼓1上的未转印色粉由清洁器从感光鼓1上除掉。然后由光擦除灯、接触型去电荷装置等消除感光件表面上的残余电荷，从而更新表面电势，随着再次进行初始化阶段。
第二实施例的具体条件是感光鼓1为导体接地的负电荷型鼓，其表面电势为-550V，其直径Dp为65mm，并沿着图5中箭头X所示方向以190mm/s的圆周速度Vp旋转。
显影辊3为导电的弹性显影辊，其由导电的尿烷橡胶制成，添加有炭黑等导电介质形成剂，其体积电阻约为106Ωcm,JIS-A硬度为60～70度，直径Dd为34mm，并沿图5中箭头Y的方向以285mm/s的圆周速度Vd旋转。另外，显影辊13通过直径D1为18mm的导电支承轴(由不锈钢、导电树脂等制成)用显影偏压源22施加-250V的电压E1。显影辊与感光鼓1压力接触，其间的色粉层为0.1～0.5mm的接触深度。
具有色粉激励功能和显影后具有去除色粉功能的色粉供应辊17由导电的尿烷泡沫制成，其体积电阻约为105Ωcm，孔隙密度为3个孔隙/mm，直径Dt为20mm，以0.5～1mm的接触深度与显影辊3接触，并沿着图5中箭头Z所示方向以170mm/s的圆周速度Vt旋转。该辊通过直径D2为8mm的导电支承轴(由不锈钢、导电树脂等制成)用偏压源21施加-350V的偏压E2。
非磁性单组份色粉由色粉供应辊17预先充以负电荷并供到显影辊3的表面上，通过显影辊3的转动传送到与色粉层限制件18相抵靠的位置。色粉层限制件18是导电的板状件(由不锈钢、磷青钢、导电树脂等制成)，厚度0.1～0.2mm，具有悬臂式片簧结构，其自由端位于显影辊3转动方向的上游侧，以15～30gf/cm的线压力压在显影辊3上，并从色粉层限制件的偏压源33施加有-350V的偏压E3。
显影辊3上的色粉层由色粉层限制件18限制，具有约0.6～0.8mg/cm2的粘附质量，带有约-10～-15μC/g的色粉电荷量，然后由显影辊3的转动而传送到色粉层正对并接感光鼓1的显影区，从而完成接触式颠倒显影。
色粉去电荷装置19也具有防止色粉从显影辊3的下面泄漏出去的密封功能，包括厚度为0.3mm±0.1mm、电阻为103～106Ω的导电膜，其设置成与显影辊3具有相同的电势，或者利用色粉去电荷装置的偏压源24形成相对显影辊3成-50V或更大的偏压。色粉去电荷装置的导电表面压在显影辊3上。
如果Ld设置成等于或大于Lf，以使色粉去电荷装置19与显影辊3上的残留色粉层充分接触而直到其两端(这里，Lf代表显影辊3上单组份色粉层在轴向上的有效宽度，Ld代表显影阶段后色粉去电荷装置19的有效宽度)，那么残留色粉上的电荷就会变得均匀，因而能够防止色粉去除失败及不均匀的供应。
色粉去电荷装置19也可以是铝金属化膜或其他导电件。另一种情形，如果没有必要去掉色粉电荷，而只是要密封显影辊3的底部，那么，可以使用MylarTM膜等聚脂膜。这时，不再需要色粉去电荷装置的偏压源24。
显影辊3使用介电常数约为10的弹性元件，由外周面设有单层导电橡胶的金属或低电阻树脂芯(轴)构成。
导电橡胶的优选例子包括基于扩散型电阻受控树脂的导电橡胶，其中，从导电的微观颗粒、炭、TiO2中选出的一种或几种电阻控制剂混合并扩散到从EPDM、尿烷、硅树脂、腈-丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁二烯等中选出的树脂中；基于电阻受控树脂的导电橡胶，用一种或几种离子导电材料制备，如过氯酸钠、过氯酸钙、氯化钠等无机离子导电材料。当在发泡和混合阶段使用发泡剂时，优选使用硅树脂表面活性剂(聚二烷基硅氧烷、聚硅氧烷聚烯化氧嵌段共聚物)。
这时，显影辊3的有效辊电阻r当显影电流i显影时流过时，在显影辊3的两端产生Ed=i·r的压降。通过适当地调整有效辊电阻r，能够降低作用在显影辊3表面上的有效显影偏压，能有利地调整显影特性，通过从双态、高对比灰度到柔和灰度来修正显影特性而改善色粉的再现性。
色粉供应辊17是用下述步骤制成的辊把炭黑(ISAF、HAF、GPF、SRF等)与聚氨酯混合起来，然后用发泡混合机搅拌上面的混合物，再在金属芯轴周围热吹发泡混合物形成多孔模塑件。如果使用聚氨酯，那么优选使用聚氨酯泡沫和聚酯弹胶物。显影辊3和色粉供应辊17均为注塑并热成型，然后用砂轮通过磨削进行精加工而得到具有所需表面特征的所需外形尺寸形状。
所使用色粉是一种一般被称为“高阻色粉”的色粉，并用下面的方法制成将作为基础树脂的聚酯树脂或苯乙烯丙烯酸共聚物与炭黑混合并搅拌在一起，掺入适量电荷控制剂(CCA)和硫化剂，然后进行破碎，并把硅和其他外部添加剂加入粉末中。
在上述结构中，有一些例子，由于显影辊3和色粉供应辊17或显影辊3和色粉层限制件18之间摩擦阻力的变化而造成显影辊3转速的波动，因而不能稳定地形成色粉层。
另外，即使转速开始时稳定，但齿轮和联轴器经过一定时间后会发生磨损，增加了游隙。这时，由于显影辊3转速的波动而出现图像不均。
为了获得稳定性良好的圆周速度，在显影辊3的驱动轴4上设置密封粘性流体阻尼器12。这能够禁止转速波动和显影辊3的振动。该结构能成功地生成良好图像，而不会在副扫描方向(复印纸传送方向)产生图像不均。
例如，当将惯量为516g·cm2并包含惯性体14和硅胶15的密封流体阻尼器12安装到显影辊3的转轴4上时，就能消除图像中由于100Hz～120Hz的抖动产生的密度不均。这种效果与工艺速度无关，因此能在25mm/s～320mm/s的范围内获得相同的效果。当密封粘性流体阻尼器12也同第一实施例那样与感光鼓1同轴地安装，能获得增强的效果，而消除图像的抖动和条痕。
下面，参照图6和7，描述本发明第三实施例双组份显影型数字式电致成像复印机。
在第三实施例的数字式电致成像复印机中，双组份显影单元相对于作为静电潜像载件的感光鼓31设置。
感光鼓31和沿轴向转动支承在该双组份显影单元外罩32中的显影套筒33之间的显影间隙由显影间隙设置辊35限定，形成0.8mm的显影间隙ε。辊35由聚醛树脂制成，畸变或形变非常小，能忽略变形的影响，因此刚性非常好，其与显影辊33的转轴34整体形成。
感光鼓31由驱动电机36经齿轮37和38驱动旋转，而显影套筒33由驱动电机39经联轴器40驱动旋转。
显影套筒33与感光鼓31的转动方向相反。也就是说，显影套筒33上与感光鼓31相对的表面运动方向与感光鼓31对应表面运动方向相同。显影套筒33的圆周速度是感光鼓31的圆周速度(工艺速度)的2倍。
在感光鼓31转轴31a安装有齿轮38的一端共轴地设有用SECC钢板制成的飞轮41。
密封粘性流体阻尼器42共轴地安装在显影套筒33转轴34的一端，其包括外罩43、惯性体44和硅胶45，如第一和第二实施例如示。
双组份显影单元具有显影剂供应辊46，对显影剂进行激励，使色粉带电，并将其供给显影套筒33。为了去掉粘附在显影套筒33表面上显影剂的多余部分以形成显影剂薄层，以及为了使粘附在显影套筒33上的显影剂摩擦生电，设置了显影剂层限制件47。显影剂层限制件47和外罩32构成显影剂贮存件。
供给显影套筒33的显影剂借助于显影剂层限制件47摩擦带电，并以磁刷48的形式传送到显影套筒与感光鼓31相对的显影区，以完成显影阶段。
螺旋输送器49把色粉从盒(未示出)传送到显影单元中。螺旋输送器49和显影剂供应辊146由显影套筒3经图中未示出的齿轮系供给驱动力。
下面描述上述结构的双组份接触显影型数字式电致成像复印机的工作原理。为了对感光鼓31表面上的静电潜像进行显影，存贮在由外罩32和显影剂层限制件47形成的显影剂贮存件中的显影剂通过显影筒33和显影剂层限制件彼此相靠近的空间，即由显影筒33和显影剂层限制件47形成的其截面呈楔形的空间，并以具有适当厚度的磁刷48传送到感光鼓31对着显影筒33的区域。
显影剂层限制件47由未图示的偏压源施以偏压。另外，由于电压能由图中未示出的施加电压控制装置来控制，所以能够控制偏压，从而控制显影剂层限制件47和显影筒33间的电场。
不仅是由电磁力粘附在显影筒33表面上的显影剂，而且在显影筒33附近的显影剂由于显影筒33沿图7箭头y所示方向的转动受拖动并被传送。这里，由显影筒33和显影剂层限制件47构成的空间为楔形，当显影剂向显影剂层限制件47传送时，其压在显影筒33上，压力增大，于是显影剂带上足量的静电荷。
另外，利用显影剂层限制件47的偏压源控制显影筒33和显影剂层限制件47间的电场，在一定程度上能控制附着在显影筒33表面上的显影剂的量。显影剂层限制件47刮掉附着在显影套筒33表面上的过量显影剂，而在其表面上形成均匀的显影剂层。这个均匀的显影剂层由于显影筒33的转动而被传送到由显影筒33和感光鼓31构成的显影区，从而利用电致成像的工艺对感光鼓31上的静电潜像进行显影。
于是，在该显影单元中，显影剂由于显影剂层限制件47和显影筒33之间电场而被压到显影筒33上，在显影剂层限制件47和显影筒33之间间隙内的显影剂在显影筒33内的磁辊50磁场的作用下充分摩擦带电，使显影剂稳定地留在显影筒33的表面上。
感光鼓31的充电机制、静电潜像的形成、转印后剩余色粉的清除、向记录纸张的转印，以及定影等与前述单组份显影的情况相同，因此，略去详细描述。
在具有上述结构的情况下，即使开始转动平稳，但一定时期后，齿轮和联轴器会产生磨损，增大了游隙。这时，由于显影筒33转速的波动，即由于显影筒33上磁刷48转速的波动，会发生图像不均。
为此，为了获得稳定性良好的转速，在显影筒33的驱动轴34上设置了密封粘性流体阻尼器42，其能够阻止显影筒33的转速波动和振动。该结构能成功地生成良好的图像，在副扫描方向(复印纸传送方向)不会出现图像不均。
例如，当作用到显影筒上的驱动力矩为3.0kg·cm时，与感光鼓的摩擦阻力约为5kg·cm，它还取决于感光鼓31和显影筒33之间的间隙以及显影筒33内磁辊40的磁通。这时，如果安装上惯量为516g·cm2并包含惯性体44和硅胶45的密封粘性流体阻尼器42，就能消除图像中100Hz～120Hz的抖动所产生的密度不均。
这种效果与工艺速度无关，因此能在25mm/s～300mm/s的范围内获得相同的效果。另外，如果密封粘性流体阻尼器42按与第一实施例相同的方式也共轴地安装在感光鼓31上，就能得到增强的效果，消除图像的抖动和条痕。
根据本发明的第一特征，成像设备包括静电潜像载件；显影剂载件，支承在显影单元中，含有并传送显影剂，从而利用显影剂载件上的显影剂对静电潜像载件周面上的静电潜像进行显影而生成可视图像，在其结构中，设有里面密封有粘性流体的密封粘性流体阻尼器，其与静电潜像载件和显影剂载件之一或二者的转轴同轴。因此，能够通过防止出现静电潜像载件和显影剂载件的转矩变化所产生的抖动和条痕，可靠地生成高质量的图像。另外，由于使用重量轻的密封粘性流体阻尼器来防止抖动和其他缺陷，所以，能够用紧凑的驱动电机来用于静电潜像载件和显影剂载件。
根据本发明的第二特征，密封粘性流体阻尼器包括与转轴共轴设置并随其旋转的外套筒；外径小于外套筒内径、共轴地安装在外套筒内、能自由转动的旋转惯性体；及密封在外套筒和旋转惯性体之间的粘性流体。于是，能够使用重量轻的惯性体来抑制转动件(静电潜像载件和/或显影剂载件)的转速变化。
另外，由于密封粘性流体阻尼器作为一个整体能做得很轻，所以能减少停止转动件所需时间。
根据本发明的第三特征，由于外套筒一体地固定到静电潜像载件和显影剂载件之一或二者的转轴上，所以，与使用齿轮和联轴器的结构相比，能更有效地防止由于密封粘性流体阻尼器和转动件间的游隙所产生的转速波动。
根据本发明的第四特征，由于硅胶作粘性流体，所以能在具有相同惯量的情况下获得进一步改善的效果。
在本发明中，硅胶用作粘性流体的一个实例。但是，只要具有与硅胶相类似的特性，就可等同地使用其他的粘性流体。
权利要求
1．一种成像设备，包括静电潜像载件；显影剂载件，支承在显影单元中，含有并传送显影剂，从而利用显影剂载件的显影剂对静电潜像载件周面上的静电潜像进行显影而生成可视图像，其特征在于，里面密封有粘性流体的密封粘性流体阻尼器同轴地设置在静电潜像载件和显影剂载件之一或二者的转轴上。
2．如权利要求1的成像设备，其特征在于，密封粘性流体阻尼器包括与所述转轴共轴设置并随其旋转的外套筒；外径小于外套筒内径、共轴地安装在外套筒内、能自由转动的旋转惯性体；和密封在外套筒和旋转惯性体间的粘性流体。
3．如权利要求2的成像设备，其特征在于，粘性流体密封在外套筒周面与旋转惯性体的周面之间，外套筒一体地安装在静电潜像载件和显影剂载件之一或二者的转轴上。
4．如权利要求1、2或3的成像设备，其特征在于，粘性流体为硅胶。
全文摘要
一种成像设备，包括感光鼓和支承在显影单元内存留并传送显影剂的显影辊，还包括里面密封有粘性流体的密封粘性流体阻尼器，其与感光鼓转轴共轴设置。
文档编号G03G15/08GK1237722SQ99106890
公开日1999年12月8日 申请日期1999年5月27日 优先权日1998年5月28日
发明者井上淳志, 高谷敏彦, 山中隆幸, 巽洋, 酒井孝司, 中野畅彦 申请人:夏普公司