專利名稱：具有顯影劑供給輥的成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成像設(shè)備，如復(fù)印機、打印機、傳真機以及具有這些機器功能的多功能機。本發(fā)明也涉及一種顯影裝置，用于將成像設(shè)備的靜電潛像承載部件上的靜電潛像顯影。本發(fā)明還涉及一種用來將顯影劑材料如調(diào)色劑顆粒供給到成像設(shè)備的顯影劑材料承載部件的顯影劑材料供給輥。
背景技術(shù)：
電子照相成像設(shè)備包括顯影裝置，該顯影裝置具有顯影劑材料承載部件和調(diào)色劑供給輥，其中，顯影劑材料承載部件將顯影劑材料如調(diào)色劑顆粒帶到靜電潛像承載部件上以用于顯影，該調(diào)色劑供給輥設(shè)置成與顯影劑材料承載部件接觸，并在與其接觸的顯影劑材料承載部件的接觸區(qū)域?qū)⒄{(diào)色劑顆粒供給到顯影劑材料承載部件上以及收集調(diào)色劑顆粒。
美國專利申請2001/0036376A1披露了這種調(diào)色劑供給輥，其包括芯桿和圍繞芯桿圓周設(shè)置的泡沫層。該圓周層由泡沫樹脂制成，如泡沫聚氨酯或者泡沫橡膠，因材料特性會帶來一些缺點。例如，由高滲透性材料制成的泡沫層從顯影劑材料承載部件上刮去調(diào)色劑顆粒的能力差，這就致使顯影劑材料承載部件上的調(diào)色劑顆粒不能用新的調(diào)色劑顆粒替代，并由此導致調(diào)色劑顆粒降級。因電荷減少，降級的調(diào)色劑顆粒只能弱地粘附到顯影劑材料承載部件上，這就導致調(diào)色劑顆粒從顯影裝置上掉落。由低密度材料制成的泡沫層將輕輕地壓在顯影劑材料承載部件上，并因此發(fā)揮了較低的刮去能力。這就使得顯影劑材料承載部件上的調(diào)色劑顆粒降級，并因此傾向于導致調(diào)色劑顆粒的可能掉落。
另一方面，由高密度材料制成的泡沫層可以大的壓力壓靠在顯影劑材料承載部件上，這就導致泡沫層和顯影劑材料承載部件之間的相對滑動可致使外部添加劑侵入或植入調(diào)色劑顆粒的表面。例如，這就會使得用來為調(diào)色劑顆粒提供流動性并控制器電荷的外部添加劑的功能惡化。
此外，由滯后損耗率低的材料制成的泡沫層可易于從因與顯影劑材料承載部件接觸而造成的變形恢復(fù)，并將因此能夠穩(wěn)定地粘附到顯影劑材料承載部件上，其中，所述滯后損耗率也就是每個變形/恢復(fù)周期的機械能損失比率。這就導致泡沫層和顯影劑材料承載部件之間的相對滑動，并因此導致調(diào)色劑顆粒降級，以及由此導致其掉落。
相反，由滯后損耗率高的材料制成的泡沫層粘附到顯影劑材料承載部件上的能力較低，以及刮去調(diào)色劑的能力較低。這就導致調(diào)色劑顆粒的迅速降級以及頻繁掉落。
如上所述，將產(chǎn)生這種不方便，除非調(diào)色劑供給輥的泡沫層的材料具有適當?shù)耐笟庑?、適當?shù)拿芏群瓦m當?shù)臏髶p耗率。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的目的是為供給輥的外周泡沫層提供適當?shù)奶匦?，并由此防止顯影材料的惡化和掉落。
為此，泡沫層由泡沫樹脂或泡沫橡膠制成，并且其透氣性為5ml/cm2/s或更低，密度為50-200kg/m3，滯后損耗率為35-45％。
本發(fā)明適用的其他領(lǐng)域?qū)暮笫龅脑敿氄f明中變得更加清楚。應(yīng)該可以理解，盡管是表示本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是，詳細的說明和具體示例只是用于說明性的目的，并且不意欲限制本發(fā)明的范圍。


將從詳細的說明和附圖來更加全面地理解本發(fā)明，其中圖1是依照本發(fā)明的成像設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)的示意性立面圖；圖2是圖1所示的成像設(shè)備的顯影裝置的截面圖；
圖3是表示泡沫層的小室結(jié)構(gòu)的放大局部圖；圖4是用于計算滯后損耗率的負荷對撓曲的曲線圖；圖5是示出對本發(fā)明樣品和比較樣品所作的試驗的結(jié)果的表。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考附圖詳細敘述本發(fā)明的實施例。盡管諸如“在...上”、“在...下”、“右”、“左”之類的指示特定方向和/或位置的術(shù)語以及包括這種術(shù)語的短語在下述的說明書中是必要的，但是，這是為了使得讀者更好的理解本發(fā)明，且這些術(shù)語和短語不應(yīng)該用來限制本發(fā)明的技術(shù)范圍。
圖1示意性地示出依照本發(fā)明的一個實施例的成像設(shè)備2。為清楚起見，成像設(shè)備的殼體未在圖1中示出。
成像設(shè)備2是電子照相成像設(shè)備，其可以是復(fù)印機、打印機、傳真機以及具有這些機器功能的組合的多功能機。盡管到目前為止已經(jīng)提出了各種型式的電子照相成像設(shè)備，示出的成像設(shè)備是具有單個顯影裝置的單色成像設(shè)備。本發(fā)明的應(yīng)用不限于成像設(shè)備，且本發(fā)明也可用于所謂的級聯(lián)式或四循環(huán)式的全色成像設(shè)備。
成像設(shè)備2包括鼓形式的靜電潛像承載部件或圓柱形感光部件4。在該感光部件周圍沿著感光部件的旋轉(zhuǎn)方向(即，圖1中的順時針方向)依次設(shè)置著充電裝置6、曝光裝置8、顯影裝置10、轉(zhuǎn)印輥12和清潔部件14。轉(zhuǎn)印輥12被安裝成與感光部件4接觸，從而在其間限定了接觸區(qū)域或輥隙區(qū)域。
依照該實施例，清潔部件14由細長板形式的刮刀制成，并且安裝成使其縱向邊緣與感光部件4的外圓周表面接觸。然而，清潔部件14不限于這種刮刀，并且可以使用可旋轉(zhuǎn)的或者固定的刷子和輥來代替。
輸送路徑26經(jīng)由限定在成對的給紙輥16之間的輥隙區(qū)域20、轉(zhuǎn)印區(qū)域22和成對的定影輥18之間的輥隙區(qū)域24而從未示出的紙張進給器延伸到未示出的紙張接收器。
現(xiàn)在將簡要敘述典型的成像操作。充電裝置6給以預(yù)定的圓周速度旋轉(zhuǎn)的感光部件4的外圓周表面充電。曝光裝置8將與圖像數(shù)據(jù)相應(yīng)的光投射到感光部件4的充電的外圓周表面上，從而在其上形成靜電潛像。然后用從顯影裝置10供給的顯影劑材料的調(diào)色劑顆粒使靜電潛像可視化。通過旋轉(zhuǎn)感光部件4，將所得到的形成在感光部件4上的調(diào)色劑圖像輸送到轉(zhuǎn)印區(qū)域22。
與這種調(diào)色劑圖像的形成同步，將記錄介質(zhì)如紙張從紙張進給器輸送到輸送路徑26中，然后通過輥16的旋轉(zhuǎn)而運送到轉(zhuǎn)印區(qū)域22。在轉(zhuǎn)印區(qū)域22，將感光部件4上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到紙張上。將承載了這種轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑圖像的紙張向著輸送路徑26的下游側(cè)輸送，并且在通過定影輥18將紙張上的調(diào)色劑圖像定影之后，將其排放到紙張接收器。
一旦到達感光部件4和清潔部件14之間的接觸區(qū)域，沒有轉(zhuǎn)印到紙張上而殘留在感光部件4上的調(diào)色劑顆粒就由清潔部件14刮去，并因而從感光部件4的外圓周表面被去除。
現(xiàn)將詳細敘述顯影裝置10的結(jié)構(gòu)。如圖2所示，顯影裝置10包括用作顯影劑材料承載部件的顯影輥36、調(diào)色劑供給輥38和容納該顯影輥36和調(diào)色劑供給輥38的殼體32。
例如，調(diào)色劑是所謂的單組分調(diào)色劑?？梢詫⒑锈佀徭J等的外部添加劑添加到調(diào)色劑中。每個調(diào)色劑顆粒的直徑為約6-7μm，但是不限于此。
顯影輥36和調(diào)色劑供給輥38相互接觸地設(shè)置，以便繞各自的平行軸旋轉(zhuǎn)。顯影輥36和調(diào)色劑供給輥38被驅(qū)動式地連接到未示出的驅(qū)動源，并通過驅(qū)動源的驅(qū)動，沿著圖2所示的逆時針方向旋轉(zhuǎn)。調(diào)色劑供給輥38的具體結(jié)構(gòu)將在以后敘述。
顯影裝置10還包括兩個輸送部件40和42，優(yōu)選是螺旋形式，用于循環(huán)并混合殼體32內(nèi)部的調(diào)色劑顆粒。
殼體32具有用來接收顯影輥36的開口34，該顯影輥36將調(diào)色劑顆粒供給到感光部件4上。
設(shè)置于殼體32的開口34附近的放電部件50包括與顯影輥36圓周接觸的導電部件52和把導電部件52壓靠在顯影輥36圓周上的施壓部件54。
導電部件52優(yōu)選是薄板形式，其一端固定到開口34的上邊緣上。導電部件52的其余部分置于顯影輥36的外圓周表面上。導電部件52從能夠充電成與調(diào)色劑顆粒極性相同的導電材料中選擇，例如聚四氟乙烯。
施壓部件54由殼體32支撐，使其與顯影輥36配合，從而將導電部件52保持在其間。優(yōu)選地，施壓部件54例如由泡沫樹脂、泡沫橡膠或氈制成。在這個實施例中，施壓部件54由泡沫聚氨酯制成。
在這樣構(gòu)造的顯影裝置10的操作中，殼體32內(nèi)的特別是供給輥38周圍的調(diào)色劑顆粒沿著圖2中的逆時針方向循環(huán)，并通過供給輥38的旋轉(zhuǎn)而在供給收集區(qū)域66被供應(yīng)到顯影輥36上，在該供給收集區(qū)域66，顯影輥36和供給輥38彼此相對。通過與顯影輥36和供給輥38的摩擦接觸，供給到顯影輥36的調(diào)色劑顆粒帶電，但是沒有完全帶電。
顯影輥36上的調(diào)色劑顆粒然后通過該顯影輥36的旋轉(zhuǎn)而被輸送到限制區(qū)域，在該限制區(qū)域，限制部件44與顯影輥36的圓周表面接觸。在該限制區(qū)域，調(diào)色劑層被限制為預(yù)定的厚度，并且通過與該限制部件的摩擦接觸，調(diào)色劑顆粒完全帶電。完全帶電的調(diào)色劑顆粒通過顯影輥36的旋轉(zhuǎn)而被輸送到顯影區(qū)域68，在該顯影區(qū)域68，顯影輥36與感光部件4相面對。在這個區(qū)域68，調(diào)色劑顆粒附著到靜電潛像上，特別是附著到其成像區(qū)域，從而在感光部件4上形成可視的調(diào)色劑圖像。
經(jīng)過顯影區(qū)域68后殘留在顯影輥36上而沒有轉(zhuǎn)移到感光部件上的調(diào)色劑顆粒通過與導電部件52接觸而放電，這樣，它們可容易地從顯影輥上被除去。然后，放電的調(diào)色劑顆粒被輸送到供給收集區(qū)域，在該供給收集區(qū)域，這些調(diào)色劑顆粒由供給輥38從顯影輥上收集。
現(xiàn)將詳細敘述供給輥38的結(jié)構(gòu)。供給輥38由圓柱形芯桿46和設(shè)置于芯桿46外圓周上的泡沫層48形成。
優(yōu)選地，芯桿46例如由鐵、不銹鋼、鋁或樹脂制成。而且，優(yōu)選地，芯桿46的表面被鍍層，以防止其生銹。
優(yōu)選地，泡沫層48由泡沫樹脂或泡沫橡膠制成。其中，因泡沫聚氨酯的耐久性極好，最優(yōu)選使用泡沫聚氨酯。包括諸如環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂之類的熱固性樹脂以及諸如聚乙烯、聚苯乙烯之類的泡沫熱塑性樹脂在內(nèi)的其他材料也可用于泡沫層48。
泡沫層48可包含必要的導電材料。導電材料可以是諸如導電石墨、氧化錫和氧化鋅之類的電子導電材料，或者是諸如高氯酸鈉、高氯酸鋰以及各種型式的季銨鹽之類的離子導電材料。
可以這樣來提供導電性，例如，通過將非發(fā)泡材料與導電材料混合，然后使該混合物膨脹發(fā)泡，或者通過將發(fā)泡基材浸入含有導電材料的液體中。
現(xiàn)將討論用于使聚氨酯泡沫層48具有導電性的方法，其中，聚氨酯首先與離子導電材料混合，之后發(fā)泡。
依照這種方法，將多元醇組分連續(xù)供給到混料頭中。緊接在供給到混料頭中之前，添加多元醇組分并將其與氮氣混合。多元醇組分包括，例如，按重量計20-40份的聚合物多元醇(其可從Mitsui ChemicalsInc.購得，商標名“POP24-30”)、按重量計40-65份的聚醚多元醇(其可從Mitsui Chemicals Inc.購得，商標名“ED-37”)、按重量計7份的聚酯多元醇(其可從Daicel Chemical Industries，Ltd.購得，商標名“PCL305”)、按重量計2份的用作金屬催化劑的乙酰丙酮鎳(其可從OSi購得，商標名“LC-5615”)、按重量計0.1份的三亞乙基二胺催化劑(其可從Chukyo Yushi Co.，Ltd.購得，商標名“LV33”)、按重量計10份的發(fā)泡控制劑(其可從Nippon Unicar Co.，Ltd.購得，商標名“L520”)、以及按重量計0-5份的三甲基辛基氯化銨的離子導電劑。這三種多元醇(即，聚合物多元醇、聚醚多元醇以及聚酯多元醇)的總量為按重量計100份。
在連續(xù)供給多元醇的同時，將可從Nippon Polyurethane IndustryCo.，Ltd.購得的商標名“MTL”的聚異氰酸酯裝入混料頭?？梢哉{(diào)節(jié)聚異氰酸酯的裝填量，以使多元醇的OH基和聚異氰酸酯的NCO基之間的當量比在0.9-1.5之間。
隨后，這樣混合在混料頭中的泡沫材料被供給到Oaks混合器中并在其中混合，從而獲得發(fā)泡的材料。發(fā)泡的材料然后流入成型模中。
成型模置于溫度例如為160℃的加熱爐中，在該加熱爐中將發(fā)泡材料加熱例如60分鐘，并使其硬化。通過這一工藝，獲得了導電的發(fā)泡材料。
現(xiàn)將討論用于向泡沫層48提供導電性的方法，其中，發(fā)泡部件浸入含有導電材料的液體中。
依照這種方法，將與導電材料相應(yīng)的電子導電填充物分散到膠乳中，從而獲得液體原材料，其中，該填充物例如是碳粉(如，碳黑和石墨)、鎳、銅、銀的金屬粉末，或者導電金屬氧化物?？赏ㄟ^將諸如聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、NBR、CR和聚酯樹脂之類的固態(tài)樹脂穩(wěn)定地分散到水中或者分散到聚氨酯樹脂、硅樹脂的液態(tài)樹脂中，從而獲得膠乳。用這種液體原材料浸漬聚氨酯泡沫體，之后進行干燥或交聯(lián)，從而容易地把電子導電填充物分散到泡沫體中。依照這種工藝，獲得導電泡沫體。
如圖3所示，泡沫層48包括大量的非常密集的極小的相鄰小室。分隔壁72或者支柱74可存在于相鄰小室之間。通常，相鄰小室通過限定在分隔壁72中的一個或多個開口、支柱74之間的開口或者分隔壁72和相連的支柱74之間的開口而相互連通。
優(yōu)選地，小室的平均有效直徑是230μm或更大，也就遠大于調(diào)色劑顆粒的直徑(大約6-7μm)。這就容許各個小室內(nèi)可以毫不困難地容納一定量的調(diào)色劑，從而使得供給輥38能夠輸送足夠量的用于成像特別是密度足夠的固態(tài)圖像的調(diào)色劑，即使在顯影輥36和供給輥38之一或兩者都以高速旋轉(zhuǎn)時。
優(yōu)選地，在依照日本工業(yè)標準(JIS)-L1096A測量時，泡沫層48的透氣性是5ml/cm2/s或更低。這就確保將調(diào)色劑顆粒從顯影輥36上充分刮去，并獲得調(diào)色劑顆粒在顯影輥36上的有利置換。這樣就使得調(diào)色劑顆粒的降級最小化，并確保足夠量的調(diào)色劑附著到顯影輥36上，從而也就防止調(diào)色劑顆粒從顯影裝置10上掉落。
泡沫層48的透氣性可通過各種方式控制，例如，通過將可燃氣體引入膨脹的泡沫體中，以使泡沫體的小室周圍的分隔壁燃燒掉，從而形成連通小室的開口。
優(yōu)選地，泡沫層48的密度在50kg/m3至200kg/m3之間。
密度為50kg/m3或更高的泡沫層48被充分地壓靠在顯影輥36上，這樣提高了其調(diào)色劑刮去特性。這就使得調(diào)色劑顆粒的降級最小化，并確保足夠量的調(diào)色劑附著到顯影輥36上，這樣也就防止了調(diào)色劑顆粒的掉落。
同時，密度為200kg/m3或更低的泡沫層防止泡沫層48過度壓緊在顯影輥36上，從而限制了外部添加劑植入調(diào)色劑顆粒內(nèi)。
泡沫層48的透氣性可通過各種方式控制，例如，通過選擇泡沫層48的材料和/或增加或降低成形劑的添加量。
優(yōu)選地，泡沫層48的滯后損耗率在35％至45％之間，其可依照JIS-K6400進行測量。
滯后損耗率是每個變形/恢復(fù)循環(huán)的機械能損失的比率，也就是說，表示該泡沫層一旦從壓縮狀態(tài)釋放，恢復(fù)其形狀的難度有多大。這就意味著，具有增加的滯后損耗率的泡沫層48需花費更多的時間來從因與顯影輥36接觸而致使的變形恢復(fù)，并因此使得顯影輥36的粘著性較低。另一方面，具有減小的滯后損耗率的泡沫層48需要花費更少的時間來從因與顯影輥36接觸而導致的變形恢復(fù)，并因此使得顯影輥36的粘著性更高。
泡沫層48的滯后損耗率增加(即，35％或更高)就防止其被過度壓緊，并因此防止調(diào)色劑顆粒的降級以及由此導致的掉落。
同時，滯后損耗率為45％或更低的泡沫層48確保顯影輥36具有足夠的粘著性，以及改進的刮去操作。另外，顯影輥36上的調(diào)色劑顆?？珊芎玫赜眯抡{(diào)色劑顆粒替代，這就抑制了不希望的調(diào)色劑顆粒掉落。
泡沫層48的滯后損耗率可通過不同的方式控制，例如，通過改變泡沫層48的材料、材料的組分比例、和/或增加或降低導電添加劑的量。泡沫層48的表面可涂覆樹脂膜。在這種情況下，可通過改變用作薄膜的樹脂的類型或數(shù)量來控制滯后損耗率。
優(yōu)選地，供給輥38的電阻在103Ω至109Ω的范圍內(nèi)。103Ω或更高的電阻防止了在偏壓施加于顯影輥36和供給輥38之間時有任何電壓泄漏。優(yōu)選地，由于施加于顯影輥36和供給輥38之間的偏壓，109Ω或更低的電阻確保了調(diào)色劑顆粒從供給輥38充分輸送到顯影輥36。
示例制備由具有不同特性的材料制成的18個樣品，并對其進行測試，以評價其能力，其中，所述18個樣品是依照本發(fā)明的樣品1-6(下文將其稱作“本發(fā)明示例”)以及樣品1-12(下文將其稱作“比較示例”)。
18個樣品中的每個都包括聚氨酯泡沫材料為基材。將離子導電劑，特別是三甲基辛基氯化銨，添加到本發(fā)明示例1-4、本發(fā)明示例6以及比較示例1-10的樣品中，并且碳黑作為導電劑添加到本發(fā)明示例5以及比較示例12中。沒有把導電劑添加到比較示例11的樣品中。
借助于在離子導電劑與泡沫聚氨酯的原材料混合時該離子導電劑的膨脹，可以將離子導電劑添加到本發(fā)明示例1-4和6以及比較示例1-10的樣品中。通過泡沫聚氨酯與含有碳黑的丙烯酸乳液的浸漬并隨后干燥，可將碳黑加入本發(fā)明示例5和比較示例12的樣品中。使用這些樣品，制造各個具有泡沫層的調(diào)色劑供給輥。
現(xiàn)將敘述制造具有泡沫層的調(diào)色劑供給輥的方法。具體地，將樣品裁切成大小均為40×40×300mm的矩形。各個樣品都形成直徑為6mm的孔，以插入金屬桿。通過輥涂機將熱熔粘結(jié)劑涂布到各個金屬桿的外周表面上。這樣制得的金屬桿的外徑為8mm，并插入樣品的孔中。然后，金屬桿由電磁感應(yīng)加熱器加熱，從而熔融粘結(jié)劑，以使得金屬桿和包圍的泡沫層之間更好地粘結(jié)。隨后，冷卻金屬桿。最終，將各個泡沫樣品裁切成14.8mm的外徑。
測量各個樣品的透氣性、密度、滯后損耗率、電阻和平均有效小室直徑。在圖5中示出測量結(jié)果。
在125Pa的壓差下，使用Frazier透氣性測試儀依照JIS-L1096A來測量透氣性。
通過各個樣品的體積和質(zhì)量來計算其密度。依照JIS-K6400來計算滯后損耗率。具體地，尺寸均為100×100×50mm的樣品置于應(yīng)力應(yīng)變測量系統(tǒng)中的固定基座上。將直徑為200mm的圓板置于樣品上，然后將樣品壓縮了其原始厚度的75％，因此，壓縮后的樣品厚度為其原始厚度的25％。之后立即將樣品從壓縮狀態(tài)釋放。然后保持樣品不動3至5分鐘。通過使圓板以30mm/min的速度朝向基座移動，再次將樣品壓縮了其原始厚度的25％，因此，壓縮后的樣品厚度為其原始厚度的75％。然后使圓板以與壓縮時相同的速度移動離開基座，以從樣品上去除壓縮力。測量在圓板相對于基座往復(fù)移動期間的壓縮負荷、圓板撓曲以及樣品的撓曲率。通過測量結(jié)果，獲得了壓縮時和恢復(fù)時的負荷對撓曲的曲線，并在圖4中示出。使用該曲線，使用下述關(guān)系式來計算滯后損耗率H.L.R＝100·A(1)/A(2)其中，H.L.R滯后損耗率(％)A(1)在圖4中由連接點O、Pa、Pb、Pc、Pd和O的線所圍繞起來的交叉陰影區(qū)域，以及A(2)在圖4中由連接點O、Pa、Pb、Pc、Pe和O的線所圍繞起來的陰影區(qū)域。
通過將供給輥置于平的銅板上，并用0.98(100gf)的負荷施加在供給輥的芯桿兩端上，然后測量芯桿和平銅板之間的電阻，從而確定該供給輥的電阻。在這種測量中，10V的直流(DC)電壓施加在芯桿和平板之間。利用在從施加電壓開始5秒之后所測量的電流值來計算電阻。
采用由掃描電子顯微鏡(SEM)以35X的放大倍數(shù)在不同視場中所拍攝的三幅照片來確定泡沫層的平均有效小室直徑。在每個照片中，測量50個小室的有效直徑。使用總計150次測量來計算平均有效小室直徑。
根據(jù)添加劑向調(diào)色劑顆粒中的植入、刮去能力和調(diào)色劑顆粒的掉落來評價各個樣品的特征。
按照以下來進行對添加劑向調(diào)色劑顆粒中的植入的評價。
首先，使用熒光X射線光譜儀來確定添加到新調(diào)色劑顆粒中的外部添加劑的含量P(1)(％)。然后，清潔新調(diào)色劑顆粒，并確定添加到這樣清潔了的新調(diào)色劑顆粒中的外部添加劑的含量P(2)(％)。具體地說，在清潔之后，使用超聲波清潔機將新調(diào)色劑顆粒浸入triton溶液(即，聚乙二醇烷基苯基醚溶液)三分鐘，維持該調(diào)色劑顆粒一整晚上。將微弱地附著到調(diào)色劑顆粒上的外部添加劑與調(diào)色劑顆粒分離并分散到溶液中。對這種溶液的上層清液進行傾析，并收集調(diào)色劑顆粒即沉淀物。使用真空干燥機將收集的調(diào)色劑顆粒干燥大約12個小時，并使用熒光X射線光譜儀來確定外部添加劑的含量P(2)(％)。使用外部添加劑的含量P(1)(％)和P(2)(％)，利用下述等式來計算新調(diào)色劑的植入或粘附能力P(3)(％)P(3)＝100·P(2)/P(1)。
按照以下來對使用的調(diào)色劑顆粒的植入或粘附能力進行評價。為顯影裝置準備用于Magicolor 7300的調(diào)色劑盒(由Konica MinoltaBusiness Technologies，Inc.制造)。而且，只是為了這種評價而裝配用于驅(qū)動顯影裝置的外部驅(qū)動機器。調(diào)節(jié)該外部驅(qū)動機器，以便分別驅(qū)使顯影輥和供給輥以140rpm和155rpm的旋轉(zhuǎn)速度來旋轉(zhuǎn)。沒有電壓施加在顯影輥和供給輥之間，因此，它們的電勢相同。將各個樣品輥裝配到顯影裝置中。顯影裝置裝有用于Magicolor7300的50克品紅調(diào)色劑。連續(xù)驅(qū)動顯影裝置4個小時的時間。然后，將顯影裝置拆解，并除去調(diào)色劑顆粒。對于各個去除的調(diào)色劑，確定清潔之前的外部添加劑含量Q(1)(％)和清潔之后的外部添加劑含量Q(2)(％)。而且，通過下述等式來計算使用的調(diào)色劑的植入或粘附能力Q(3)(％)Q(3)＝100·Q(2)/Q(1)使用P(3)和Q(3)，植入或粘附能力的增加(％)按照如下計算
粘附能力的增加(％)＝Q(3)-P(3)評價結(jié)果在圖5中示出，其中，標記“A”、“B”、“C”分別表示粘附能力的增加等于或小于5％、大于5％但等于或小于10％、以及大于10％。
為顯影裝置準備用于Magicolor 7300的調(diào)色劑盒(其由KonicaMinolta Business Technologies Inc.制造)。而且，用于驅(qū)動顯影裝置的外部驅(qū)動機器只是為這種評價而裝配。調(diào)節(jié)外部驅(qū)動機器，以便驅(qū)使顯影輥和供給輥分別以140rpm和155rpm的旋轉(zhuǎn)速度進行旋轉(zhuǎn)。沒有電壓施加在顯影輥和供給輥之間，因此它們的電勢相同。將各個樣品輥裝配到顯影裝置中。使用壓縮空氣來去除顯影輥上的殘余調(diào)色劑顆粒，然后用布將其完全擦去。顯影裝置裝有用于Magicolor 7300的50克品紅調(diào)色劑。
開啟顯影裝置，然后馬上將其切斷，以使顯影輥和供給輥轉(zhuǎn)一圈。對通過旋轉(zhuǎn)而保持在顯影輥上的調(diào)色劑顆粒進行取樣。以下，該取樣的調(diào)色劑稱作“調(diào)色劑樣品A”。接下來，驅(qū)動顯影裝置30秒鐘時間，然后對顯影輥上的調(diào)色劑顆粒進行取樣。以下，該取樣的調(diào)色劑稱作“調(diào)色劑樣品B”。
對于樣品A和B，使用FPIA-2100(由Sysmex Corporation制造)來測量體積粒度分布。粒度分布用作指示值，其表示多大直徑的顆粒所含的比率有多大(即，相對顆粒重量與總重量之比，用百分數(shù)表示)。
調(diào)色劑樣品A和B的粒度分布分別用累積分布代替，該累積分布表示具有特定顆粒直徑或者更大直徑的顆粒的百分比。
設(shè)置十個顆粒直徑級，并且從最小的一級開始，從第一級至第十級進行編號。參考第一顆粒直徑級，將代表第一旋轉(zhuǎn)的粒度分布值定義為X1，將三十秒之后的粒度分布值定義為Y1，而參考第n顆粒直徑級，代表第一旋轉(zhuǎn)的粒度分布值定義為Xn，將三十秒之后的粒度分布值定義為Yn。關(guān)于這樣定義的點Pn(Xn，Yn)，也就是說，P1至P10，通過用于標準SN比率計算的已知公式來計算標準SN比率。
標準SN比率將信號(S信號)和誤差(N噪聲)之間的比率用數(shù)值表示，并且，標準SN比率值越大，誤差越小。換句話說，在如上所述計算的標準SN比率的值增加時，第一轉(zhuǎn)粒度分布和三十秒之后的粒度分布的變化變得更小。
在供給輥的刮去能力差的情況下，顯影輥上的調(diào)色劑置換不太可能頻繁地發(fā)生，這就導致小直徑的調(diào)色劑顆粒特別趨于保持粘附并留在顯影輥上。這就增加了調(diào)色劑中的小直徑顆粒的比例。結(jié)果，調(diào)色劑樣品A和B的粒度分布大大地改變，且SN比率的值降低。反之，在供給輥的刮去能力提高的情況下，樣品A和B的粒度分布輕微改變，且SN比率值增加。
鑒于這一點，根據(jù)標準SN比率值來評價刮去能力。結(jié)果在圖5中示出，其中，標記“A”、“B”、“C”分別表示SN比率等于或大于27db、大于25db但小于27db、以及小于25db。
通過以下來評價調(diào)色劑顆粒的掉落。在這種評價中，使用用于Magicolor 7300的四個調(diào)色劑盒(其由Konica Minolta BusinessTechnologies，Ltd.制造)。將各個樣品輥裝配到顯影裝置中。將用于Magicolor 7300的不同顏色的200克的調(diào)色劑裝入各個顯影裝置中。
然后將顯影裝置設(shè)置到成像設(shè)備中，在環(huán)境溫度為10℃以及濕度為15％的低溫和低濕(LL)環(huán)境中，在10,000張片材上打印空白圖像。計出在打印期間調(diào)色劑顆粒掉落在其上的片材的數(shù)目，并且根據(jù)受到掉落的調(diào)色劑顆粒玷污的片材數(shù)目來評價調(diào)色劑的掉落。結(jié)果在圖5中示出，其中，標記“A”、“B”、“C”分別表示調(diào)色劑顆粒掉落在其上的片材數(shù)目等于或小于500、大于500但等于或小于1000、以及大于1500。
進行另一種測試，來確認在成像過程中產(chǎn)生的其他問題。在這個測試中，使用用于Magicolor 7300的四個調(diào)色劑盒(由Konica MinoltaBusiness Technologies，Ltd.制造)。將各個樣品輥裝配到顯影裝置中。將用于Magicolor 7300的不同顏色的200克調(diào)色劑(黃色、品紅、青色和黑色調(diào)色劑)裝入各個顯影裝置中。
顯影裝置然后被安裝在成像設(shè)備中。使用成像設(shè)備，在紙張上形成圖像。視覺地檢查打印的圖像，以確認是否存在顯影所引發(fā)的問題，例如因顯影輥和供給輥之間電壓泄露而導致的圖像密度不足、產(chǎn)生圖像缺陷以及產(chǎn)生噪聲。
結(jié)果，在使用比較示例1、4、6和7的樣品時且透氣性大于5ml/cm2/s時，產(chǎn)生調(diào)色劑掉落。
在使用透氣性小于0.32ml/cm2/s的本發(fā)明示例6的實驗中，不發(fā)生調(diào)色劑掉落。這就表明最佳透氣性范圍的下限值可以為0.32ml/cm2/s或更低。
由密度低于50kg/m3的比較示例1和2的樣品制成的輥產(chǎn)生調(diào)色劑掉落，并顯示出差的刮去能力。由密度高于200kg/m3的比較示例3、4和8的樣品制成的輥致使外部添加劑植入調(diào)色劑顆粒中。
滯后損耗率低于35％的由比較示例5和7的樣品制成的輥產(chǎn)生調(diào)色劑掉落。同時，滯后損耗率高于45％的使用比較示例3、4和9的樣品的輥顯示出差的刮去能力，并產(chǎn)生調(diào)色劑掉落。
具有適當?shù)耐笟庑院兔芏鹊挠杀容^示例5的樣品制成的輥造成相對少的調(diào)色劑掉落?？梢岳斫?，與歸因于泡沫層的滯后損耗率相比，調(diào)色劑掉落更多可歸因于泡沫層的透氣性和密度。
由比較示例12的樣品制成的電阻值小于103Ω的供給輥造成打印圖像中的噪聲?？梢岳斫?，這是由于顯影輥和供給輥之間電壓泄露所造成的。反之，由比較示例11的樣品制成的電阻值超過109Ω的供給輥造成打印圖像的密度不足以及缺陷。
由比較示例3、4、7、8和10的樣品制成的平均有效小室直徑小于230μm的輥造成打印圖像的密度不足。反之，由本發(fā)明示例1-6的樣品制成的輥在所有方面都顯示出極好的能力。
鑒于前述，確認了供給輥的泡沫層優(yōu)選透氣性為5ml/cm2/s或更小、密度為50kg/m3至200kg/m3、以及滯后損耗率為35％-45％。還可確認，供給輥的電阻值優(yōu)選在103Ω至109Ω，并且泡沫層的平均有效小室直徑為230μm或更大。
本發(fā)明的說明書在本質(zhì)上只是示范性地，并因此不偏離本發(fā)明的要旨的改變都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這種改變不視為偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種顯影劑供給輥，包括外圓周泡沫層，該泡沫層由泡沫樹脂或泡沫橡膠制成，其透氣性為5ml/cm2/s或更低、密度為50-200kg/m3、以及滯后損耗率為35-45％。
2.如權(quán)利要求1所述的顯影劑供給輥，其特征在于，所述泡沫層的電阻為103-109Ω。
3.如權(quán)利要求1所述的顯影劑供給輥，其特征在于，所述泡沫層包括大量的小的相鄰小室，每個小室的平均有效直徑為230μm或更大。
4.如權(quán)利要求1所述的顯影劑供給輥，其特征在于，所述泡沫層的透氣性為0.32-5ml/cm2/s。
5.如權(quán)利要求1所述的顯影劑供給輥，其特征在于，所述泡沫層由聚氨酯泡沫制成。
6.一種顯影設(shè)備，包括顯影劑材料承載部件；殼體，其適于容納顯影劑材料；以及供給輥，其適于將殼體內(nèi)的顯影劑材料供給顯影劑材料承載部件，該供給輥具有外圓周泡沫層，該泡沫層由泡沫樹脂或泡沫橡膠制成，其透氣性為5ml/cm2/s或更低、密度為50-200kg/m3、以及滯后損耗率為35-45％。
7.如權(quán)利要求6所述的顯影設(shè)備，其特征在于，所述泡沫層的電阻為103-109Ω。
8.如權(quán)利要求6所述的顯影設(shè)備，其特征在于，所述泡沫層包括大量的小的相鄰小室，每個小室的平均有效直徑為230μm或更大。
9.如權(quán)利要求6所述的顯影設(shè)備，其特征在于，所述泡沫層的透氣性為0.32-5ml/cm2/s。
10.如權(quán)利要求6所述的顯影設(shè)備，其特征在于，所述泡沫層由聚氨酯泡沫制成。
11.一種成像設(shè)備，包括靜電潛像承載部件，其上能夠承載靜電潛像；以及顯影設(shè)備，其具有用于將靜電潛像可視化為可視圖像的顯影劑材料，該顯影設(shè)備包括顯影劑材料承載部件；殼體，其適于容納顯影劑材料；以及供給輥，其適于將殼體內(nèi)的顯影劑材料供給顯影劑材料承載部件，該供給輥具有外圓周泡沫層，該泡沫層由泡沫樹脂或泡沫橡膠制成，其透氣性為5ml/cm2/s或更低、密度為50-200kg/m3、以及滯后損耗率為35-45％。
12.如權(quán)利要求11所述的成像設(shè)備，其特征在于，所述泡沫層的電阻為103-109Ω。
13.如權(quán)利要求11所述的成像設(shè)備，其特征在于，所述泡沫層包括大量的小的相鄰小室，每個小室的平均有效直徑為230μm或更大。
14.如權(quán)利要求11所述的成像設(shè)備，其特征在于，所述泡沫層的透氣性為0.32-5ml/cm2/s。
15.如權(quán)利要求11所述的成像設(shè)備，其特征在于，所述泡沫層由聚氨酯泡沫制成。
全文摘要
一種成像設(shè)備，其具有靜電潛像承載部件，其上能夠承載靜電潛像；以及顯影設(shè)備，其具有用于將靜電潛像可視化為可視圖像的顯影劑材料。顯影設(shè)備包括顯影劑材料承載部件、適于容納顯影劑材料的殼體和適于將殼體內(nèi)的顯影劑材料供給到顯影劑材料承載部件的供給輥。供給輥具有外圓周泡沫層。泡沫層由泡沫樹脂或泡沫橡膠制成，其透氣性為5ml/cm
文檔編號G03G15/00GK101089747SQ20071011039
公開日2007年12月19日 申請日期2007年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月13日
發(fā)明者佐野哲夫, 中出洋平, 出水一郎, 青木義和, 奧野裕介 申請人:柯尼卡美能達商用科技株式會社