顯影裝置的制作方法

專利名稱：顯影裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種為了通過電子照相方式形成圖像，供給顯影劑到 靜電潛像并顯影化的顯影裝置，尤其涉及用于供給顯影劑到顯影劑承載體 的供給輥的結構改進。
背景技術：
一直以來，在以電子照相方式形成圖像的復印機、打印機、印刷機 和傳真機等圖像形成裝置中，使用碳粉等粉末狀干式顯影劑，顯影在像承 載體上形成的靜電潛像，使之顯像化。
圖5示出典型的圖像形成裝置的構成。在為像承載體的感光鼓1的 表面形成光導電性絕緣體層，通常顯示電絕緣體性，而在受光照射的部分 顯示導電性。感光鼓1沿旋轉方向la旋轉，為使其表面為帶電狀態，在 接近感光鼓1的外周面設有充電部件2。關于旋轉方向la，在充電部件2 的下游側配置有顯影裝置3。在顯影裝置3的下游側是用于記錄的紙4， 紙4接觸到感光鼓1的外周面。在感光鼓1的對側i殳有轉印部件5，轉移 部件5與感光鼓1夾著紙4。關于旋轉方向la，在與紙4接觸的下游側， 充電部件2的上游側設有清潔部件6。紙4與感光鼓1接觸之后，被輸送 到定影裝置7。在定影裝置7內設有加熱輥8和加壓輥9，夾住紙4進行 加熱和加壓。
在以電子照相方式的反轉顯影中，首先為像承載體的感光鼓1的外 周面通過帶電部件2被均勻地帶上電荷。對帶上電荷的感光鼓1的外周面 用照射光10照射，在受到照射光10照射的部分具有導電性，電荷消失， 而沒有受到光照射的部分繼續保持帶電狀態，形成靜電潛像。顯影裝置3 供給帶電的碳粉。碳粉的帶電極性與感光鼓1的帶電極性相同，碳粉通過 照射光10選擇性地附著到電荷消失的部分，從而通過碳粉進行顯影。轉 印部件5用與碳粉帶電極性相反的極性進行電暈放電，使產生將感光鼓1 的外周面上的碳粉轉印到紙4上的吸引力。在碳粉中含有粘著樹脂，通過 定影部件的加熱加壓熔融，使轉印到紙4上的碳粉粘著。
3顯影裝置3在碳粉容器11內儲藏碳粉12。用于以電子照相方式形成 圖像的、為干式顯影劑的碳粉可以是非磁性單組分類、磁性單組分類、雙 組分類等。在非磁性單組分類的碳粉12中，在碳粉容器11的出口設有作 為顯影劑承載體的顯影輥13，在顯影輥13的外周面上附著有碳粉12,并 直接接觸到感光鼓1的外周面。為使碳粉容器11內的碳粉12高效率地附 著到顯影輥13的外周面上，在碳粉容器11內設有供給輥14。供給輥14 接觸到顯影輥13的同時，還攪拌碳粉容器11內的碳粉，使碳粉12移動 到顯影輥13。碳粉12在攪拌時的相互之間的摩擦等情況下可能帶上負極 性的電荷。為使碳粉12的移動順利進行，給予在較之于金屬導體的電阻 較高的狀態下的導電性到顯影輥13和供給輥14上，由直流電源15、 16 分別給予負極性的直流偏壓。在直流偏壓的絕對值上，設定施加到供給輥 14的電壓絕對值與施加到顯影輥13的電壓絕對值相同或比顯影輥13的 高。顯影輥13的直流偏壓極性與感光鼓1的帶電極性相同。
在使用如圖14的非磁性單組分類碳粉12的顯影裝置3中，通過供 粉輥14供給碳粉容器11內的碳粉12到顯影輥13中。不能恰當地供給碳 粉12到顯影輥13，會招致顯影的圖像不佳。現有的供給輥14有橡膠等表 層，從初期開始長期穩定地保持對顯影輥13的接觸狀態是困難的。由 此，期待一種可長期穩定地形成高品質圖像的顯影裝置。

實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種能順利地供給碳粉到像承載體，并且 從初期開始能長期維持高品質圖像的顯影裝置。
為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案提供一種顯影 裝置，用于通過電子照相方式形成圖像，設有顯影劑承載體和供給顯影劑 到顯影劑承載體的供給輥，所述供給輥含有輥狀的芯管和附著在芯管外周 表面且頂端接觸到顯影劑承載體的多根功能纖維。
根據本實用新型，供給輥在輥狀的芯管外周面上設有多根功能纖 維，功能纖維的表面接觸顯影劑承載體的表面，若顯影劑承載體與供給輥 之間的電場和顯影劑承載體與供給輥的速度比，以及嚙合寬度(壓入量) 等條件適當，供給輥供給顯影劑到顯影劑承載體，被供給的顯影劑通過預設的顯影劑調節部件調節顯影劑層的厚度，層厚度被控制的顯影劑在顯影 區域，在預定的電場下能用于靜電潛#^載體的顯影。
在本實用新型中，功能纖維是通過靜電植毛法植到芯管的外周表
面，且該功能纖維的長度在0.5mm至3mm之間。若功能纖維的長度較長用 靜電植毛法被設的功能纖維的密度減少，若功能纖維的長度較短用靜電植 毛法被設的功能纖維的密度增大，因此，可用功能纖維的長度調整密度。
在本實用新型中，功能纖維的單絲線密度是在ldtex至10dtex之間 的范圍內，這樣能得到適當的接觸狀態。
在本實用新型中，功能纖維具有導電性，且與芯管有電導通性，這 樣能使與功能纖維接觸的顯影劑帶上電荷。
在本實用新型中，功能纖維的單絲阻抗值在105Q/cm~1012Q/cm的 范圍內，能使與功能纖維接觸的顯影劑帶上電荷。
在本實用新型中，功能纖維為通過復合紡絲法制造出來的絲，能恰 當地給予導電性等。
本實用新型進一步含有分別對所述顯影劑承載體和所述供給輥施加 電壓的電源，對顯影劑承載體的施加電壓與對供給輥施加電壓的差值在OV 至35OV之間的范圍內，能持續穩定地供給顯影劑。
在本實用新型中，用旋轉機構旋轉驅動供給輥，使供給輥的周速度 與顯影劑承載體的周速度之比為0. 5~2. 0。通過速度比能調節顯影劑的供 給狀態，達到提高圖像品質的目的。
在本實用新型中，供給輥的功能纖維壓入顯影劑承載體的表面的壓 入量，相對顯影劑承載體是在-0. lmm至0. 7mm的范圍內，使顯影劑能順 利地供給顯影劑承載體。


圖1為含有本實用新型實施形態一的顯影裝置的圖像形成裝置20的 的簡化構成截面圖。
圖2為圖l的供給輥34的縱截面圖3為圖1的供給輥34的橫截面圖；200920050845.6
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圖4為圖2的功能纖維40的橫截面圖； 圖5為現有的圖像形成裝置的簡化構成截面圖。
具體實施方式

圖1示出包含本實用新型實施形態一的顯影裝置的圖像形成裝置20 的主要構成。在作為傳承栽體的感光鼓21的外周表面，通過充電部件22 均勻地帶上正極性的電荷。通過光照射系統23形成靜電潛像之后，通過 顯影裝置30顯影，靜電潛像的形成是通過光照射系統23把光照射到感光 鼓21的外周面的表面上形成的。光照射系統23利用激光或發光二極管 (LED)等光源發出的光并照射，或引導復印原稿表面發出的反射光并進 行光照射。
顯影裝置30儲藏干式非磁性單組分碳粉32到碳粉容器31中，通過 為顯影劑承載體的顯影輥33供給感光鼓21。顯影輥33具有導電性，比感 光鼓21的外周面要柔軟，用具有彈性的橡膠類材料形成。在碳粉容器31 內攪拌碳粉32并使碳粉帶上正電荷而設置的供給輥34， M粉32供給顯 影輥33。分別施加來自直流電源35、 36的正極性偏壓到顯影輥33和供給 輥34。附著在顯影輥外周面上的碳粉32的層厚度由刮刀37調節到較薄的 狀態。刮刀37由具有導電性的硬質橡膠類材料構成，由直流電源38施加 偏壓。在本實施形態的供給輥34中，許多的功能纖維40祐_設在芯管41 的外周表面。
圖2和圖3示出在圖1的供給輥34的大致構成。圖2為縱截面的狀 態，圖3為橫截面的狀態。芯管41用鐵等金屬制的輥構成，具有導電 性，并且兩端被可旋轉地支撐。芯管41的表面是用靜電植毛法形成由功 能纖維40組成的植毛層，該植毛層是用粘著劑42使多根功能纖維40的 基端粘著到芯管41的表面形成的。用靜電植毛法形成功能纖維40植毛層 的原理如下在芯管41的周圍產生放射狀的電場，使被切為均一長度的 功能纖維40被吸附，沿電場呈放射狀地附著到芯管41的周圍。如果在芯 管41的表面涂上粘結劑42，使吸附的功能纖維40附著到芯管41的表 面，能容易地形成植毛層。
也就是說，用被切為預定的長度的功能纖維40,在輥狀的芯管41的 外周表面，使芯管41繞軸線旋轉的的同時，通過靜電植毛法植上功能纖維40。功能纖維40以電絕緣性或導電性的其中一個材料，對芯管41植 毛，與芯管的粘結是使用絕緣性粘結劑或導電性粘結劑，進行芯管和功能 纖維40的粘著。還有，作為粘結劑，可以使用水性的丙烯類乳濁液粘結 劑，氨基甲酸乙酯類粘結劑，聚乙烯類的熱熔粘結劑，為具有導電性，可 摻入銀骨等導電物質作為粘結劑。
供給輥34中的功能纖維40最好具有導電性，例如可以使用具有導 電性的尼龍類纖維或丙烯類纖維。使用像這樣的供給輥34時，其周速度 與顯影輥33的周速度之比6 = 0. 5 ~ 2. 0。在功能纖維40必須具有導電性 時，組合導電性絲和絕緣性絲，改變比例可調整帶電性。可使用的導電性 纖維包括了聚乙烯對本二酸鹽類纖維、尼龍類纖維、丙烯類纖維、人造纖 維、芳香簇酰氨基類纖維、玻璃纖維等。
復合紡絲也被稱作共軛紡絲，將兩種或兩種以上不同物性的聚合 物，同時通過一個具有特殊分配系統的噴絲孔而制得，是制成具有各種特 性的纖維的紡絲方法。還有，還有，摻雜紡絲是指在紡絲過程中摻入特定 物質的紡絲法，如在制作導電纖維的場合，摻入碳黑等導電劑。分散型是 指使導電劑*到原料中。
圖4示出功能纖維40的一種實施形態的橫截面。以尼龍作為材料的 芯纖維43為中心，在其周圍通過導電性碳素微粒子形成導電材44的層。 像這樣的構造，可通過復合紡絲法形成。還有在用靜電植毛法時，表面為 導電性而內部為電絕緣性的纖維易于飛起。
用現有的植毛技術制作植毛輥，具有導電性等功能性的原材料較 少，使用方法受限。例如，在用現有的復合紡絲法制作的導電性纖維中， 在纖維表面電絕緣部和導電部可明顯地分開，成為單根纖維。像這樣的構 造中，在纖維表面形成靜電電場，通過電場附著力增大。還有在纖維表面 的絕緣部的露出較大，成為電荷難逃離的狀態。伴隨著像這樣的附著力增 大和電荷殘留，堵塞等容易發生，對堵塞紡絲采取應對措施是必要的。還 有，為減輕表面的電場，對絕緣性纖維，用導電性覆蓋材料進行覆蓋，用 到植毛上也可進行。但是，這個導電性覆蓋材料的使用由于在磨耗中發生 剝離，在要求較長使用壽命的裝置中是無效的，有改進的必要。而且，在 用電場使纖維飛起，植毛到輥上的場合，會受到纖維本身的電特性和截面 形狀的影響，電阻值過低，飛起較難，產生植毛密度低下的問題。在本實施例中，為改善這些問題，從纖維自身改良，通過復合紡絲 法，用導電體構成在表面露出的部分的纖維，使用絕緣體構成露出比例在
50%以下的纖維。為使纖維的阻抗值為預定值，使用碳黑在纖維中均勻地 分散的或摻雜的纖維。即使是低阻抗的纖維，為了易于飛起，在纖維表面 進行處理，使植毛密度變得穩定。作為處理是在纖維表面形成薄的黏膜的 場合，黏膜形成后進行植毛，在以后的處理中黏膜脫落，能使植毛密度穩 定。
還有，本實施形態的供給輥34用功能纖維40構成表面，若功能纖 維40有導電性，則芯管41的材料不只是金屬，導電性的樹脂和紙的其中 一種構成也較好。功能纖維40的長度可在0. 5mm 3mm的范圍。用功能纖 維40的植毛層的特性是纖維若較長，則單位面積的植毛水平為變稀疏， 若較短則具有變濃密的傾向。對芯管41的外周表面功能纖維40的纖維垂 直地附著是因為在電場最強的纖維狀態下具有附著的傾向。功能纖維40 的纖維較長，通過電場在移動時纖維容易纏繞在一起，能垂直地附著，且 密度變低下。如，在關于碳粉供給輥的實物機械中，作為來自現有的評價 結果，判明長度在2mm前后，垂纖維密度降低，碳粉的供給性也隨之降 低。纖維的長度在3mm，由于纖維之間的相互纏繞，變為稀疏的狀態，為 較稀疏的狀態，為可清楚看見植毛層自身程度的植毛，幾乎不能進行碳粉 的供給。纖維的長度在比0. 5mm還小時，相反地成為植毛層過于稠密，表 面較硬的狀態，難有彈性，扭矩上升，或對于機器精度沒有剩余空間。
功能纖維40的單絲阻抗值在105D/cm~1012Q/cm的范圍較好。關于 阻抗值，在比1012Q/cm大時，電荷殘留在功能纖維40上，^^粉32易于 附著，容易發生堵塞和扭矩上升。還有，阻抗值過高，容易發生摩擦帶 電，導致碳粉的帶電量上升，并且在功能纖維40的附著力增加，容易堵 塞。于是，供給輥34自身的絕緣性提高，用電場補給碳粉32是困難的。 在低阻抗值時，由于會對顯影輥的施加電壓(顯影偏壓)帶來影響，也會 帶來過低的阻抗值的問題。
功能纖維40的單絲線密度為ldtex 10dtex的范圍較好。線密度大 則線徑也大，剛性強，容易在顯影輥33發生筋狀的膜的形成，容易產生 圖像缺陷。線密度較小則線徑較細，用供粉輥供給顯影輥上的碳粉的重新組合效果減弱，易于產生為顯影輥周期性的不均勻的顯影鬼影現象。由
此，有必要設定線密度和供應到顯影輥33的送粉量。
根據本發明者的現有經驗，判明在1. 5旦尼爾(約1. 67 dtex)，纖 維長度可使用在0. 7咖到1. 5咖的范圍。判明在7旦尼爾(7.78dtex)， 纖維長度可4吏用1.2mm到約2. 0腿左右的范圍。還有，作為壓入量，判明 在-0. lmm至0. 7鵬的范圍較好，壓入量為"-，，(負號)是表示功能纖 維40的頂端從顯影輥33的表面相分離。
使用現有技術的海綿輥作為供給輥時，隨著打印頁數的增加，感光 鼓上的黑斑的濃度會變得顯著，而使用本實用新型的植毛輥作為供給輥 時，可以使感光鼓上的黑斑濃度得以改善。
在本實施形態中使用的干式非磁性單組分類碳粉32以粘結樹脂、著 色劑和電荷調整劑為主成分，粘結樹脂可使用具有環狀構造的聚烯烴樹脂 之類的物質形成。具有像這樣的粘結樹脂的碳粉32可以用碳黑、偶氮 黃、酞著藍、二氫喹吖啶、洋紅、偶氮紅、二萘嵌苯等。作為電荷調整劑 可使用苯胺黑染料、脂肪酸變性苯胺黑染料、含金屬苯胺黑染料、合金脂 肪酸變性苯胺黑染料、季氨鹽、三苯曱烷染料、鉻氮復合滲等。顯影輥33 設有控制附著到外周面上的碳粉32的層厚度的刮刀37，用刮刀37調節在 顯影輥33的外周面上所附著的含有粘結樹脂的碳粉32的厚度，使碳粉從 顯影輥33順利地轉移到感光鼓21實現顯影。
權利要求1.一種顯影裝置，包括顯影劑承載體和供給顯影劑到該顯影劑承載體的供給輥，其特征在于所述供給輥含有輥狀的芯管和附著在該芯管外周表面且頂端接觸到所述顯影劑承載體的多根功能纖維。
2. 根據權利要求1所述的顯影裝置，其特征在于所述功能纖維為 靜電植毛功能纖維，所述功能纖維的長度為0. 5mm 3mm。
3. 根據權利要求1所述的顯影裝置，其特征在于所述功能纖維的 單絲線密度為ldtex 10dtex。
4. 根據權利要求1所述的顯影裝置，其特征在于所述功能纖維為 導電性功能纖維，其與所述芯管電導通。
5. 根據權利要求4所述的顯影裝置，其特征在于所述功能纖維的 單絲阻抗值為105Q/cm 1012Q/cm。
6. 根據權利要求5所述的顯影裝置，其特征在于所述功能纖維是 通過復合紡絲法制造出來的絲。
7. 根據權利要求1所述的顯影裝置，其特征在于還含有分別對所 述顯影劑承載體和所述供給輥施加電壓的電源，對顯影劑承載體的施加電 壓與對供給輥的施加電壓的差值為0V 350V。
8. 根據權利要求1所述的顯影裝置，其特征在于所述供給輥的周 速度與顯影劑承載體的周速度之比為0. 5~2. 0。
9. 根據權利要求1所述的顯影裝置，其特征在于所述供給輥的功 能纖維壓入所述顯影劑承載體表面的壓入量為-0. 1腿~0. 7mm。
專利摘要本實用新型涉及一種供給顯影劑到靜電潛像并顯影化的顯影裝置，該顯影裝置設有顯影劑承載體和供給顯影劑到顯影劑承載體的供給輥，所述供給輥含有輥狀的芯管和附著在芯管外周表面且頂端接觸到顯影劑承載體的多根功能纖維。本實用新型的顯影裝置能順利地供給碳粉到像承載體，并且從初期開始能長期維持高品質圖像。
文檔編號G03G15/08GK201378254SQ20092005084
公開日2010年1月6日 申請日期2009年1月20日 優先權日2009年1月20日
發明者宋詩逸 申請人:特新機電(東莞)有限公司;特新企業(香港)有限公司