盒和图像形成装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于在记录材料上形成图像的图像形成装置和能够可拆卸地安装到 图像形成装置的盒。
【背景技术】
[0002] 传统地，在例如电子照相类型的图像形成装置中，从简化装置构成和消除废弃物 的观点，已提出了无清洁器系统（调色剂再循环系统）。该无清洁器系统是运样的类型：其 中，作为用于转印之后的感光鼓的清洁手段的专用鼓清洁器被消除，并且转印之后的感光 鼓上的转印残余调色剂通过"同时显影和清洁"利用显影设备从感光鼓去除并且在显影设 备中被收集并然后被再次使用。同时显影和清洁是转印之后残留在感光鼓上的调色剂在随 后步骤或者更晚的显影期间通过除雾偏压（作为施加到显影设备的DC电压与感光鼓的表 面电势之间的电势差的除雾电势差）被收集的方法。根据该方法，转印残余调色剂在显影 设备中被收集并然后在随后步骤或更晚中被再次使用，因此，可消除废弃（残余）调色剂并 且能够降低用于维护的麻烦处理程度。并且，利用无清洁器系统，使得关于空间的优点大， 并因此图像形成装置可显著小型化。
[0003] 在上述的无清洁器系统（调色剂再循环系统）中，在一些情况下利用感光鼓在与 感光鼓接触而被均匀地带电的接触带电类型。然而，在接触带电类型中，存在引起W下的问 题的可能性。
[0004] 在接触带电类型中，带电漉与感光鼓挤压接触，并因此当在转印之后残留在感光 鼓上的调色剂通过感光鼓与带电漉之间的接触部分时，存在由感光鼓与带电漉之间的调色 剂的压碎产生裂开和变形的可能性。转印之后的残余调色剂被离散地孤立，并因此在感光 鼓与带电漉之间的接触部分处施加于其上的负载大，使得调色剂易于发生裂开和变形。难 W向发生裂开或变形的不规则形状调色剂均匀地赋予电荷，并因此由于显影性能、转印性 能、收集性能等的劣化，带电漉被调色剂污染，使得带电漉易于引起诸如带电不均匀性的图 像缺陷。并且，不规则形状调色剂不容易被转印，因此，在无清洁器系统（调色剂再循环系 统）中，伴随调色剂的消耗和收集的重复，显影设备中的不规则形状调色剂的量增加。作为 结果，伴随长期使用的调色剂消耗，易于引起由于调色剂流动性的劣化和调色剂电荷的维 持失败而产生的图像缺陷。
[0005] 作为利用传统的带电漉带电类型的无清洁器系统，为了解决上述的问题，已提出 了Ξ个专利文献。日本公开专利申请（JP-A) 2003-162085通过抑制通过感光鼓与带电漉 之间的接触部分的调色剂的变形程度长期提供稳定的图像。JP-A2005-173485和JP-A 2006-154093定义调色剂的圆形度、量和比电荷，并且，其目的是抑制诸如雾的图像缺陷。
[0006]然而，在JP-A2003-162085、JP-A2005-17:3485 和JP-A2006-154093 的构成中， 存在不能长期获得良好图像质量的可能性。在JP-A2003-162085中，调色剂形状的变形程 度被定义，然而JP-A2003-162085仅仅公开了构成带电漉的层的结构W及可通过适当地 选择控制运些层的材料、厚度等。并且，在JP-A2005-173485和JP-A2006-154093中，已 提出了改善显影性能和收集性能的劣化的构成，但运些构成进一步留下改善耐久性运样的 问题。
【发明内容】
[0007] 本发明是现有技术构成的进一步发展。本发明的主要目的是，在当转印之后残留 的显影剂通过图像承载部件与带电部件之间时较少引起显影剂的裂开和变形的同时长期 提供质量稳定的图像。
[0008] 根据本发明的一方面，提供一种图像形成装置，该图像形成装置包括：图像承载部 件；带电部件，用于与图像承载部件接触地使图像承载部件带电；W及显影部件，用于与图 像承载部件接触地供给显影剂，其中，在转印之后残留在图像承载部件上的显影剂被显影 部件收集，并且其中，带电部件的表面的马氏硬度HMR和显影剂的表面的马氏硬度HMD满足 W下关系：
[0009] HMD>HMR〇
[0010] 根据本发明的另一方面，提供一种能够可拆卸地安装到图像形成装置的处理盒， 该处理盒包括：图像承载部件；带电部件，用于与图像承载部件接触地使图像承载部件带 电；W及显影部件，用于与图像承载部件接触地供给显影剂，其中，在转印之后残留在图像 承载部件上的显影剂被显影部件收集，并且其中，带电部件的表面的马氏硬度HMR和显影 剂的表面的马氏硬度HMD满足W下关系：
[0011] HMD>HMR〇
[0012] 根据本发明的又一方面，提供一种盒，该盒包括：带电部件，用于与图像承载部件 接触地使图像承载部件带电，其中，带电部件的表面的马氏硬度HMR和显影剂的表面的马 氏硬度HMD满足W下关系：
[0013] HMD>HMR〇
[0014] 与附图相结合地考虑本发明的优选实施例的W下描述，本发明的运些和其它目 的、特征和优点将变得更清楚。
【附图说明】
[0015] 图1是示出图像形成装置的结构的示意性截面图。
[0016] 图2是示出实施例1中的带电漉和调色剂中的每一个的负载-压入深度曲线的示 图。
[0017] 在图3中，（a)和化）是分别示出通过带电漉与感光部件之间的调色剂的变形的 示意图。
[001引在图4中，（a)和化）是各自分别示出实施例1和比较例1中的加速评价之后的 调色剂观察图像的示图。
[0019] 图5是用于比较实施例4和比较例3中的马氏硬度的示图。
[0020] 图6是示出能够可拆卸地安装鼓盒和显影盒中的每一个的图像形成装置的结构 的示意性截面图。
【具体实施方式】
[0021] 将参照附图详细描述根据本发明的图像形成装置。W下描述的实施例示例性地示 出本发明，并且，关于构成要素的尺寸、材料、形状、相对布置等，除非另外指定，否则本发明 的范围不意在限于此。
[0022] 图1是示出图像形成装置的结构的示意性截面图。图1所示的图像形成装置是使 用转印类型的电子照相处理的单色激光打印机。
[0023] 在本实施例中，作为图像承载部件的感光鼓是直径为24mm的带负电的0PC感光部 件。该感光鼓1W作为一定速度的lOOmm/sec(=处理速度PS，打印速度）的圆周速度沿图 中的顺时针方向旋转驱动。
[0024] 作为带电部件的带电漉2被设置为与感光鼓1接触，并且使作为图像承载部件表 面的感光鼓1的表面带电。带电漉2W预定的压力（在本实施例中在驱动期间为600gf) 与感光鼓1挤压接触，使得在其自身与感光鼓1之间形成带电压合部C。在本实施例中，通 过感光鼓1的旋转，带电漉2被驱动和旋转。作为用于向带电漉2施加带电偏压的电压施 加手段的带电电源（电压源）被设置，并且在本实施例中，从带电电源向忍金属2a施加DC 电压。施加的DC电压被设定，使得感光鼓1表面与带电漉2的电势差是放电开始电压或更 大，并且具体而言，施加-1300V的DC电压作为带电偏压。此时，带电漉2使感光鼓1的表 面均匀地接触带电到-700V的带电电势（暗部电势）。
[00巧]作为用于在带电的图像承载部件上形成静电潜像的曝光手段，使用包含激光二极 管、多棱镜等的激光束扫描器4。该激光束扫描器4输出与目标图像信息的时序电数字像素 信号对应地强度调制的激光光以并且感光鼓1的均匀带电表面经受激光光L的扫描曝光。 在感光鼓1的带电表面经受激光光L的整个表面曝光的情况下，激光功率被调整，使得感光 鼓1的表面电势为-150V。
[0026] 作为包含显影部件的显影手段的显影设备3向在感光鼓1上形成的静电潜像供给 显影剂。可通过显影套筒显影静电潜像，该显影套筒作为从作为用于向显影部件施加电压 的电压施加手段的显影偏压电源（未示出）向其施加-350V的显影偏压（Vdc)的显影部件。
[0027] 将描述显影设备3。显影套筒31被显影设备3可旋转地支撑，并且被W感光鼓 1的圆周速度的140%的圆周速度旋转地驱动。通过在中空的侣裸管的圆周表面周围形 成导电弹性橡胶层制备显影套筒31，并且导电弹性橡胶层的表面具有用于馈送显影剂的 1.0μπι-2.Ομπι的表面粗糖度Ra。在显影套筒31内部，固定和设置磁漉32。通过揽拌部 件34,在显影设备3中揽拌作为显影中的显影剂的磁忍-成分黑色显影剂（带负电特性） T。通过揽拌，通过磁漉32的磁力，显影剂T在显影设备3中被馈送到显影套筒31的表面。 馈送到显影套筒31的表面的显影剂通过通过与显影套筒31接触的显影刮刀33W薄层均 匀形成，并且通过摩擦带电带电到负极性。然后，显影套筒31的表面上的显影剂被馈送到 显影套筒31接触感光鼓1的显影位置（接触位置），使得感光鼓1上的静电潜像通过显影 剂被显影。
[002引作为转印手段（接触转印手段）的中电阻转印漉5W预定的压力与感光鼓1挤压 接触，使得在其自身与感光鼓1之间形成转印压合部b。转印漉5将通过利用显影手段可视 化潜像所获得的显影剂图像从感光鼓1转印到通过馈送漉71从盒子70馈送的转印材料P 上。在本实施例中使用的转印漉5通过在忍金属5a上形成中电阻泡沫层化来制备，并且 具有5Χ108Ω的漉电阻值。通过向忍金属5a施加巧.OkV的电压进行转印。通过馈送漉 71从盒子70馈送的转印材料P被发送到转印压合部b。
[0029] 作为定影手段，使用热定影类型的定影设备6。调色剂图像通过通过转印压合部b 而被转印在其上的转印材料P与感光鼓1的表面分离，并且被引入到定影设备6中，使得在 转印材料P上定影调色剂图像，并然后转印材料P作为η图像形成产物（打印、复印）被排 出到图像形成装置的外面。
[0030] 顺便提及，在本实施例中，在通过转印手段转印之后，残留在图像承载部件上的显 影剂与显影同时地通过显影手段收集。目Ρ，利用不设置用于从感光鼓1去除残留在感光鼓1 上而没有被转印的转印残余调色剂的清洁部件的所谓的无清洁器系统。W下，将详细描述 通过使用显影套筒31收集在转印之后残留在感光鼓1的表面上的显影剂的无清洁器系统。
[0031] 与感光鼓1的情况类似，通过带电漉2与感光鼓1之间的接触部分（带电压合部 C)前的间隙部分处的放电，在转印步骤之后残留在感光鼓1上的转印残余调色剂带电到负 极性。此时，感光鼓1的表面带电到-700V。带电到负极性的转印残余调色剂不沉积于带 电漉2上，并且在带电压合部C处基于表面电势差（感光鼓表面电势=-700V，带电漉电势 =-1300V)通过带电压合部C。
[0032] 通过带电压合部C的转印残余调色剂到达激光照射位置。转印残余调色剂在量上 没有大到遮蔽曝光手段的激光光L的程度，因此，转印残余调色剂对在感光鼓1上形成静电 潜像的步骤没有影响。通过激光照射位置d并且位于非曝光部分（不经受激光照射的感光 鼓表面）处的调色剂在显影套筒31与感光鼓1之间的接触部分（显影压合部a)处通过静 电力在显影套筒31上被收集。另一方面，位于曝光部分（经受激光照射的感光鼓表面）处 的调色剂不通过静电力被收集并且继续存在于感光鼓1上。然而，在一些情况下，由于显影 套筒31与感光鼓1之间的圆周速度差，调色剂的一部分通过物理力被收集。
[0033] W运种方式，残留在感光鼓1上而没有被转印在转印材料P上的转印残余调色剂 主要在显影设备3中被收集。在显影设备3中收集的调色剂与残留在显影设备3中的调色 剂混合并然后被再次使用。
[0034] 在本发明中，为了使转印残余调色剂通过带电压合部C而不沉积于带电漉2上，W 事先提供的预定的圆周速度差驱动和旋转带电漉2。通过W预定的圆周速度差驱动和旋转 带电漉2和感光鼓1，运样的调色剂可通过在带电漉2与感光鼓1之间滑动带电到负极性。 作为结果，实现抑制在带电漉2上沉积调色剂的效果。在本发明中，带电漉2的忍金属2a具 有带电漉齿轮，并且带电漉齿轮与设置在感光鼓端部处的鼓齿轮晒合。因此，伴随感光鼓1 的旋转驱动，带电漉2也被旋转驱动。带电漉2的表面的圆周速度被设定为感光鼓1的表 面的圆周速度的115%。顺便提及，带电漉2的旋转方向在其与感光鼓1的接触的点处被设 定为与感光鼓1的旋转方向相同的方向。并且，带电漉2的圆周速度在它被设定为感光鼓1 的表面的圆周速度的101 %或更大、优选105%或更大时是有效的，并且带电漉2的表面的 圆周速度的实际范围为感光鼓1的表面的圆周速度的200%或更小、优选150%或更小。
[0035] 在根据本发明的图像形成装置中，转印残余调色剂离散地散开，并且基本上孤立。 出于运种原因，当转印残余调色剂通过感光鼓与带电漉之间时，大大地施加负载，使得存在 产生由于裂开或变形而导致的不规则形状调色剂的可能性。
[0036] 如上所述，通过提供圆周速度差，能够提高感光鼓的带电程度并且减轻带电漉上 的调色剂的沉积程度。然而，从转印残余调色剂的观点，转印残余调色剂通过感光鼓与带电 漉之间时的负载进一步变大。在提供圆周速度差的情况下，进一步引起产生不规则形状调 色剂的运样的要解决的问题。
[0037] 当带电漉2的旋转方向在与感光鼓1的接触点处被设定为与感光鼓1的旋转方向 相同的方向时，能够进一步增加感光鼓1的带电程度并且进一步减轻带电漉2上的调色剂 的沉积程度，并因此运样的构成是优选的。然而，从转印残余调色剂的观点，调色剂通过感 光鼓与带电漉之间时的负载进一步变大。出于运种原因，上述的问题进一步变大。
[0038] 因此，在本发明中，作为带电部件的带电漉的表面的马氏硬度（martens har化ess)HMR和作为显影剂的调色剂的表面的马氏硬度HMD的关系被设定为HMD〉HMR。
[0039] 作为结果，即使当转印残余调色剂通过感光鼓1与带电漉2之间的接触部分时，如 图3的（a)所示，带电漉2的表面也比调色剂t早变形。此时，如图3的（a)所示，带电漉2 的表面变形，使得残留在感光鼓1上的调色剂t在与感光鼓1的接触位置（带电压合部C) 处咬入带电漉2中。作为结果，调色剂t的变形程度减轻，并因此能够抑制调色剂t的裂开 和变形。另一方面，在带电漉2比调色剂t硬的情况下，如图3的化）所示，调色剂t比带 电漉2早变形，使得易于产生调色剂t的裂开和变形。并且，即使在在感光鼓与带电漉之间 提供圆周速度差的条件下，也可实现充分的效果。
[0040] 因此，本发明中的显影剂需要被调整为具有上述的预定的马氏硬度。在使用可带 负电的磁性一成分调色剂作为显影剂的情况下，可WWW下的方式制造调色剂。
[0041] 在本发明中，作为1μπι的非常小的压入深度的马氏硬度被控制。为了获得适于本 发明的显影剂，在W上的情况下，构成显影剂的粒子的硬度即含在显影剂中的磁性一成分 调色剂粒子的硬度需要被控制。
[0042] 为了获得具有希望的马氏硬度的磁性一成分调色剂，可W使用W下的方法。作为 方法中的一种，可W举出控制用于磁性一成分调色剂的粘接剂树脂的材料、成分、分子量等 的方法。并且，可W举出通过适当地在磁性一成分调色剂的基材的表面处提供壳层实现控 制的方法。并且，可通过适当地选择要在磁性一成分调色剂粒子中加入的材料，包含诸如蜡 的软化材料或者诸如包含着色剂或磁性粉末的无机颜料的材料，实现控制。
[0043] 当调色剂表面的马氏硬度HMD过小时，存在沉积力变大并因此不容易使用调色剂 的可能性。并且，当调色剂表面的马氏硬度HMD过大时，调色剂易于引起感光鼓受损的缺 点。因此，从沉积力的观点，调色剂表面的马氏硬度HMD可W优选为2或更大、进一步优选 为2. 5或更大。并且，在与感光鼓表面层的关系中，可W优选在50或更小、更优选为20或 更小、进一步优选为15或更小的范围中使用调色剂表面的马氏硬度HMD。
[0044] 另一方面，在本发明的图像形成装置中使用的带电漉也需要具有预定的马氏硬 度。为了对带电漉提供预定的马氏硬度，可W举出例如控制带电漉的表面层及其近邻的材 料、成分、分子量、交联程度等的方法。并且，也可通过在带电漉的表面层中