CN100386694C - 处理卡盒及图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及处理卡盒及图像形成装置。显影剂中的绝缘性添加剂若附在刷纤维上，从没附有添加剂的刷纤维会异常放电，在图像区域发生白斑点。因此，将添加剂含有率设定为0.1-0.6wt%，或预先将带电刷电阻值设定在0.044-0.632MΩ/cm范围，或将交流和直流电压叠合施加在带电刷上，以使其振动，振落所附添加剂，或通过刮片刮落附着的添加剂。这样，能得到高质量图像。

Description

处理卡盒及图像形成装置

技术领域

本发明涉及处理卡盒(process cartridge)及图像形成装置。

背景技术

在电子照相方式的图像形成装置中，使回转感光体的表面带电，在该带电部分形成静电潜像，再使该静电潜像显影，转印在纸上，最后将纸上的转印图像定影，通过上述这一系列工艺过程进行印刷。作为使感光体表面带电的方式有带电充电器的非接触方式和使导电性的带电刷、带电辊与感光体接触的接触方式。

使用带电充电器的方式虽然能使感光体均一带电，但是产生对人体有害的电晕。使用带电刷、带电辊方式是通过带电刷、带电辊的局部在将要接触感光体前及刚从感光体离开时的放电作用使感光体带电的，电晕虽然发生，但其量甚微，结构也简单，因此在普及机等上经常得到使用。

另一方面，使上述静电潜像显影的粉末显影剂是这样获得的：将树脂、极性控制剂及着色剂进行混炼得到粉末母体，促进该墨粉母体流动性的添加剂混合到上述墨粉母体中。该添加剂的粒径与墨粉母体粒径相比是非常小的，具体地说，墨粉母体的平均粒径是5-20μm左右，添加剂的粒径为0.01-0.05μm左右。

感光体上的显影图像转印在纸上之后，为了形成后面图像，通过刮板除去残留在感光体上的显影剂。但是，包含在显影剂中的添加剂粒径很小，刮板不易除去。因此，当使用带电刷时，刮板未能除去的绝缘性添加剂会附在带电刷的刷纤维上。虽可通过显影部的显影辊在回收浮游在感光体周圈的显影剂的同时回收添加剂，但若添加剂量多，刮板未能除去而附着在带电刷上的添加剂的量也多，在正常寿命未达到之前，绝缘性的添加剂会弄脏带电刷。

这样，带电刷的刷纤维虽然具有导电性，但因附有添加剂，电阻值变大。被添加剂弄脏的刷纤维中，若有污垢少、电阻小的刷纤维，则从该电阻值小的刷纤维会进行集中放电，发生局部异常放电。例如，感光体的带电电位的额定值设为-750V场合，因异常放电，感光体的表面电位会达到-1200V程度。若该-1200V异常带电电位部分曝光形成静电潜像，此静电潜像的电位与感光体的潜像形成区域以外部分的电位(-750V)的差变小，其结果显影剂不会附着在此处，这样，在图像区域会发生白斑点。

发明内容

本发明就是鉴于上述先有技术所存在的问题而提出来的，本发明的目的在于，抑制图像区域中白斑点的发生，提高图像质量。

为了实现上述目的，本发明提出一种显影剂，其由将树脂、极性控制剂及着色剂混炼而得到的墨粉母体和促进该墨粉母体流动性的添加剂组成，添加剂的含有率设定为0.1-0.6％(重量比)。

上述添加剂的含有率一方面能满足给与墨粉流动性的要求，另一方面在达到正常寿命前的期间能将添加剂所引起的使带电刷的污脏抑制在容许范围内，因此，能防止发生带电刷的异常放电。

为了实现上述目的，本发明提出一种处理卡盒，其设有感光体、使感光体表面带电的带电刷、用上述本发明显影剂使形成在感光体表面的静电潜像显影的显影部、以及刮除残存在感光体表面的显影剂的刮板。

因此，形成在感光体表面的静电潜像在显影部被显影，在该显影部使用的显影剂中添加剂的含有率如上述设定为适量，能防止发生带电刷的异常放电。

为了实现上述目的，本发明提出一种图像形成装置，其设有：感光体，使感光体表面带电的带电刷，在感光体表面形成静电潜像的潜像形成部，使上述感光体上的静电潜像显影的显影部，将感光体上的显影图像转印在纸上的转印部，将转印在纸上的转印图像定影的定影部，刮除残存在感光体表面的显影剂的刮板，使直流电压和交流电压叠合、施加在上述带电刷上的电压施加装置。

因此，浮游在感光体周围的墨粉母体及添加剂因交流电源关系电位发生变化，通过静电作用分成被吸引到感光体侧与被吸引到带电刷侧二部分，在该阶段大致一半被感光体所吸引。另外，带电刷的刷纤维由于施加有交流电压，当离开感光体时会发生振动，附着的墨粉母体及添加剂落下到感光体表面。附着在感光体侧的墨粉母体及添加剂由于静电作用通过显影辊被回收到显影部。这样，可以从带电刷除去添加剂，防止带电刷的异常放电。

为了实现上述目的，本发明还提出一种处理卡盒，其设有感光体、使感光体表面带电的带电刷、使在上述感光体表面形成静电潜像显影的显影部、以及刮除残存在感光体表面的显影剂的刮板；其特征在于：上述带电刷的电阻值设定为0.044MΩ/cm-0.632MΩ/cm。

因此，若带电刷因添加剂而污脏时，电流虽易流过没附着有添加物的刷纤维，但由于刷纤维至少有0.044MΩ/cm的电阻值，因此，能够防止从没附着有添加物的刷纤维产生集中放电所引起的异常放电。另外，由于刷纤维电阻值上限定为0.632MΩ/cm，所以不会损害放电作用。

为了实现上述目的，本发明还提出一种处理卡盒，其设有感光体、使感光体表面带电的带电刷、使形成在感光体表面的静电潜像显影的显影部、刮除残存在感光体表面的显影剂的刮板、刮落附着在上述带电刷上的显影剂的刮片。

因此，通过刮片可以刮落穿过感光体和刮板间附着在带电刷上的添加剂及包含添加剂的显影剂。这样，能防止带电刷的异常放电。由刮片刮落而附在感光体表面的显影剂因静电作用可通过显影辊回收到显影部。

根据本发明的处理卡盒，其特征还在于，在刮片与带电刷接触的部分形成阻止显影剂固结的脱模层。

根据本发明的处理卡盒，其特征还在于，脱模层由氟树脂形成。

因此，即使显影剂附在带电刷上，也可以防止该显影剂固结在刮片上。这样，能正常进行刮落附着在带电刷上的显影剂。

根据本发明的处理卡盒，其特征还在于，刮片与带电刷接触的接触缘形成为曲面。因此，不会因刮片而伤及刷纤维前端，这样，可以防止因刷纤维前端成为尖锐而引起的异常放电。

根据本发明的处理卡盒，其特征还在于，刮片与刮板由共同支承部件支承。因此，可以减少零件数及组装工时数。

为了实现上述目的，本发明还提出一种图像形成装置，其设有上述本发明所提出的处理卡盒、将静电潜像形成在感光体上的潜像形成部、使上述感光体显影图像转印在纸上的转印部、将转印在纸上的转印图像定影的定影部。因此，能防止发生因添加剂弄污带电刷而引起的异常放电。

按照上述本发明的显影剂、处理卡盒、图像形成装置，能有效防止发生带电刷的异常放电，得到高质量图像。

附图说明

图1是本发明第1实施例的处理卡盒的纵断侧面图；

图2是概略表示图像形成装置内部结构的纵断侧面图；

图3是通过实验显示的包含在显影剂中的添加剂的含有率与白斑点发生程度的关系图；

图4是表示在刮板上形成曲面的例的侧面图；

图5是表示本发明第2实施例的电压施加装置的连接关系图；

图6是表示本发明第3实施例中用于设定带电刷的电阻值的设备的说明图；

图7是通过实验显示的带电刷的电阻值与白斑点发生程度的关系图。

具体实施方式

下面参照附图，通过对本发明实施例的描述来进一步说明本发明。

先描述本发明第1实施例，所涉及的图像形成装置的结构说明如下。在图2中，1是装置本体，在该装置本体1的上部装有读取原稿图像的图像读取装置2，内部设有处理卡盒3，在该处理卡盒3的下方形成引导复印纸的纸运送路径4。

上述图像读取装置2包括读取原稿图像的读取部5以及载置供给读取部5的原稿的原稿托盘6，该原稿托盘6被支承成能以支轴7为中心从水平位置往上方回转，直到以假想线B所表示的位置。通过没有图示的定位机构，原稿托盘6能稳定在水平位置及用假想线B表示的位置。

上述处理卡盒3的形成壳体状的组件本体8上回转自如地设有感光体9，同时辊状带电刷10和显影部11配置安装在感光体9的周围。感光体9下方对向配置转印部12，该转印部12与感光体9之间为纸运送路径4。显影部11包括与组件本体8形成为一体的显影剂容器13、收钠在该显影剂容器13内部、用于搅拌显影剂的回转自如的搅拌器14、与感光体9接触的显影辊15、向该显影辊15供给显影剂的供给辊16以及与显影辊15接触的刮板17。在处理卡盒3的上部设有潜像形成部18，使得根据图像信号已被调制的激光在感光体9的带电部分进行扫描，形成静电潜像。

在装置本体1的一侧设有托盘19，其支承由图像读取装置2读取的原稿，同时，以斜载置状态支承纸S，在该托盘19下方设有：被驱动回转的供纸辊20，被赋势往一方向、将托盘19上的纸S压在供纸辊20上的推压板21，分别与供纸辊20弹性接触、阻止纸S叠送的分离器22及夹送辊23。

供纸辊20、分离器22及夹送辊23配置在纸运送路径4的入口侧，位于供纸辊20下游侧的下通道24与该纸运送路径4连通，在纸运送路径4的下游侧配置着定影部25，用于对转印在纸S上的图像定影。

装置本体1上的定影部25上方与原稿托盘6之间配置着纸码放台26，该纸码放台26设有支承板27，该支承板27位于原稿托盘6回转到假想线B上时的该原稿托盘6的延长面上，用于支承纸S。与托盘19相反侧的装置本体1的侧面附近形成由排纸口28和反转排纸通道29，从定影部25排来的纸S通过排纸口28朝水平方向排出，而反转排纸通道29则使来自定影部25的纸S反转，导向纸码放台26。上述反转排纸通道29的上部和下部分别配置一对排纸辊30，另外，在反转排纸通道29与排纸口28的交叉处设有回转自如的切换爪31，用于切换纸S的排出方向。

如图1所示，带电刷10由通过没有图示的电压施加装置被施加有电压的导电性金属芯10a以及覆盖于金属芯10a外周的刷纤维10b构成。刷纤维10b中织入有导电性基布(没有图示)，该基布的反面与金属芯10a之间通过导电性涂层导通。另外，显影辊15、供给辊16及刮板17通过没有图示的偏压施加装置被施加有电压。

处理卡盒3的组件本体8设有隔板34，形成墨粉回收室33，支承部件35由螺钉36安装在上述隔板34上。在支承部件35上形成平行垂下的两支承片37、38，在支承片37上固定有刮板39，该刮板39下端与感光体9接触，而在另一支承片38上固定有板状刮片40，该刮片40与带电刷10的刷纤维10b接触。这些刮板39、刮片40相对支承片37、38用双面粘结带固定，由于刮板39受到来自感光体9的阻力大，所以在端缘进一步通过热熔法固定在支承片37上。

显影剂容器13中收钠有粉末显影剂32，在本实施例中，该显影剂32是在墨粉母体中混合一次粒径设定为0.01-0.05μm的添加剂形成的，上述墨粉母体是将极性控制剂和着色剂混炼在树脂中所得到的平均粒径为5-20μm的粉体。

作为用于作为墨粉母体成分的树脂可以列举如下：

聚苯乙烯、聚P-氯苯乙烯、聚乙烯甲苯等苯乙烯及其取代体的单聚物；

苯乙烯-P-氯苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-乙烯基甲苯共聚物、苯乙烯-乙烯基萘共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-α-氯甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丁腈共聚物、苯乙烯-乙烯甲基酮共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物，苯乙烯-异戊间二烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈-茚共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、苯乙烯-马来酸酯共聚物等苯乙烯系共聚物；

聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、环氧树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸树脂、松香、改性松香、萜烯树脂、脂肪族或脂环族烃树脂、芳香族系石油树脂、氯化石蜡、石蜡蜡等。

上述列举物可以单独或混合使用，但本发明并不限定于上述列举物。

极性控制剂是使显影剂32带负电的物质。

包含在显影剂32中的添加物是为了促进墨粉母体的流动性，其含有率为0.1-0.6％(重量比)，最好是0.4％。本发明中，包含在墨粉中的无机微粉体使用公知物质，为了提高带电稳定性、显影性、流动性及保存性，可以从二氧化硅、氧化钛、氧化铝或它们的复氧化物等中选择一种或一种以上使用。其中，为确保墨粉流动性、赋于墨粉带电性，最好是至少一部分选用二氧化硅。氧化钛对墨粉的带电特性有效果，尤其具有抑制长期间后的带电上升的效果，最好使二氧化硅和氧化钛以1∶5-10∶1的比例使用。作为氧化钛当然可以使用锐钛矿型、金红石型那样的结晶性物质，但也可以使用非结晶性物质。另外，为了实现墨粉的环境稳定性，最好对本发明使用的无机微粉体施以疏水化处理。本发明使用的无机微粉体相对墨粉微粒100(重量比)希望使用0.05-5(重量比)，最好使用0.1-2(重量比)。无机微粉体不足0.05(重量比)时，墨粉微粒流动性显著低下，无机微粉体超过5(重量比)时，其会不附着在墨粉微粒上成为游离物，污染载体表面，引起墨粉带电量的低下。

下面，说明图像读取动作及印刷动作。当读取原稿图像时，如图2实线所示，使原稿托盘6维持在水平状态，将原稿供给到读取部5，所供给的原稿由读取部5进行图像读取，以立起状态支承在托盘19的上部。这样读取的图像能往外部传送(作为传真送信模式的使用形态)，或从托盘19供给纸S，将读取图像印刷在该纸S上(作为复印的使用形态)。另外，还可以将外部传送来的图像印刷在纸S上(作为传真收信模式的使用形态)。

如图1所示，当印刷时，在感光体按顺时针方向回转的过程中，由带电刷10使感光体表面带电。即，通过电压施加装置将电压施加在带电刷10上，刷纤维10b将要接触及刚离开感光体9时，在刷纤维10b与感光体9表面之间进行放电，感光体9表面带电。根据原稿的读取图像或从外部传送来的图像，通过潜像形成部18在感光体9的带电部分形成静电潜像，由显影部11使该静电潜像显影。通过供纸辊20从托盘19供给纸S，上述显影图像转印在纸S上。转印有图像的纸S通过定影部25时被定影，根据切换爪31的方向，上述纸S被排向排纸口28或纸码放台26。

残留在感光体9表面的显影剂由刮板39刮取回收到墨粉回收室33中，但是由于二氧化硅等添加剂的粒径很小，所以有时用刮板39难以刮净。浮游在感光体9周围的显影剂32与添加剂一起虽然可通过显影辊15回收到显影部11，但是，仍然会有刮板39没有刮净的添加剂附在刷纤维10b的前端。该添加剂是绝缘体，若由于附有添加剂而引起带电刷10污脏，如前所述，会发生异常放电。这样，当成为异常放电原因的刷纤维10b的添加剂附着量处于某限度以下时，点状白斑点不明显，但当添加剂附着量超过上述限度，白斑点区域就会变多，图像劣化。

可是，根据本实施例，即使从墨粉母体分离的添加剂和包含添加剂的显影剂32附着在带电刷10上，通过使刮片40接触回转的带电刷10，能够从带电刷10刮落添加剂及包含添加剂的显影剂32。被刮落的添加剂及包含添加剂的显影剂32如前所述能通过显影辊15回收。

将添加剂的含有率设定在0.1-0.6％(重量比)，一方面能满足给予墨粉以流动性的要求，另一方面在正常寿命前的期间，能将带电刷10因添加剂附着引起的污脏抑制在容许范围内，因此，能防止发生因带电刷10所引起的异常放电。

即，残留在刮板39下的添加剂通过回转带电刷10从感光体9剥离，浮游在感光体9周围，或即使附着在带电刷10上，但通过带电刷10的回转，被振落在感光体9表面，或由刮片40将其从带电刷10刮落到感光体9的表面，通过显影辊15能将浮游在感光体9表面的添加剂回收到显影部11，所以，新附着在带电刷10上的添加剂附着量若没有超过上述回收量的话，则因添加剂而引起的带电刷10的污脏就能抑制在一定的容许范围内。上述结果成立的条件是添加剂的含有量为0.1-0.6％(重量比)。

这里，进行了添加剂的含有率对白斑点发生会有怎样的影响的实验，其结果表示在图3。横轴表示添加剂的含有率，纵轴表示白斑点的发生状况，分五等级来评价白斑点的发生状况。A级表示白斑点发生最少，B级表示白斑点发生少，C级表示处于中间状态，D级表示白斑点发生多，E级表示白斑点发生非常多。A级和B级被认为具有良好的图像质量。在A级和E级的图线若根据添加物含有率的量别再细分进行评价，则按照添加物的含有率会有变化，但是现在图3中的表示可以认为是对图像质量给与影响的等级，所以不再细分。

若显影剂32固结在刮片40上，该固结量增加的话，因刮片40的阻力，带电刷10挠曲退避，所以附着在带电刷10上的添加物在刮片40下通过。即，刮片40的刮落作用降低。另外，显影剂32若固结在刮片40上，该固结物如锉那样粗硬，会伤及刷纤维10b的前端。这样刷纤维10b前端会变得尖锐，从其前端会产生集中放电，所以成为异常放电的原因。

因此，通过在刮片40与带电刷10接触部分形成脱模层，能够防止附着在带电刷10的添加剂和墨粉母体固结在刮片40上。脱模层有氟素树脂形成，作为实施例可以在刮片40上粘贴氟素树脂带，通过包复氟素树脂，能很容易地形成脱模层。

因刮片40的制作方法关系，与带电刷10接触的接触缘(下缘)粗糙，恐怕会伤及刷纤维10b的前端，这也会使刷纤维10b前端变尖锐而成为异常放电的原因，但是，通过如图4所示那样，在刮片40下端形成曲面40a，能防止伤及刷纤维10b，从而防止发生上述异常放电。并且，通过弯曲加工能很容易形成曲面40a，还可以通过研磨等形成倒角。

刮板39和刮片40有共用支承部件35支承，因此，可以减少用于支承刮板39和40的零件数及组装工时数。

当使感光体9表面带电场合，既可以使带电刷10停止，也可以使其回转。当带电刷10为停止而使感光体9表面带电时，可以仅在刮落附着物时使带电刷10回转。

下面说明本发明第2实施例，本实施例及以后实施例中与上述第1实施例相同部分标以相同符号，说明省略。在本实施例中，设有将直流电压和交流电压叠加、施加在带电刷10上的电压施加装置，该电压施加装置的连接关系的一例表示在图5中。

因此，浮游在感光体9周围的墨粉母体及添加剂因交流电源从而电位发生变化，通过静电作用分成被感光体9侧吸引及被带电刷10吸引，在该阶段大致一半被感光体9所吸引。另外，由于施加有交流电压，带电刷10的刷纤维10b离开感光体9时发生振动，附着的墨粉母体及添加剂落下到感光体9表面。这样，由于静电作用通过显影辊15可以将附着在感光体9侧的墨粉母体及添加剂回收到显影部11，这样能防止带电刷10的异常放电。

在本实施例中，图1的感光体9和带电刷10沿顺时针回转。若看将要与感光体9接触的纤维10b，在与感光体9接触前，该刷纤维10b因施加有交流电压而振动，当与感光体接触时，振动停止或振幅变小。当通过与感光体接触前的振动，使添加剂振落在感光体9的表面时，该添加剂不会再次被带电刷10带走，而是通过沿顺时针方向回转的感光体9运送到显影部11侧，能有效地回收添加剂。

下面说明本发明第3实施例，本实施例的处理卡盒3设有感光体9、带电刷10、显影部11及刮板39。使用二氧化硅作为添加剂，其含有量为0.8％(重量比)。带电刷10的电阻值R设为0.044-0.632MΩ/cm，从下文可以明白，其是由实验结果所得到的值。

如图6所示，准备直径为24mm铝管坯101及直径为14mm的辊状带电刷102。设定环境温度为22℃、湿度为50％，使两者外周以0.2mm咬合深度接触。所谓以0.2mm咬合深度接触状态是指带电刷102的刷纤维前端0.2mm被铝管坯101推压挠曲、与铝管坯101弹性接触的状态。带电刷102的金属芯102a与电源103负极连接，铝管坯101与电源103正极之间连接有电流计104，从电源103向带电刷102施加-75V的电压。在该状态下，使铝管坯101以每分钟30转的回转速度回转，带电刷102以每分钟75转的回转速度回转，两者回转方向相同，在图6中都朝顺时针方向回转，通过电流计104测定从铝管坯102回到电源103的电流I。

设带电刷102的电阻值为R、带电刷102相对铝管坯101的轴向接触长度为L，用R＝V/I/L的计算式进行计算，这样计算而得的电阻值R是实际用于处理卡盒3的带电刷10的电阻值。但是，并不对带电刷10的直径和轴向长度等影响电阻值的条件进行限定。

在此，通过实验调查带电刷10的电阻值变化对因异常放电所引起的白斑点发生状况会带来怎样的影响，实验结果表示在图7中，横轴表示带电刷10的电阻值，纵轴表示白斑点的发生状况。发生状况分五个等级来评价，A等级是白斑点发生最少，B等级是白斑点发生少，C等级是中间状态，D等级是白斑点发生多，E等级是白斑点发生非常多。如图7所示，根据上述标准，带电刷10的电阻值若小于0.044MΩ/cm，则白斑点发生急剧增多。A和B等级被认为是具有良好图像质量的等级。在A级和E级图线若根据带电刷10的电阻值大小再细分进行评价，则按照电阻值会有变化，但是现在图7中的表示可以认为是对图像质量给与影响的等级，所以不再细分。

因此，若由于添加剂引起带电刷10的脏污，电流虽易于流过没附着有添加剂的刷纤维10b，但是，刷纤维10b至少有0.044MΩ/cm的电阻值，所以，即使周围存在被添加剂脏污的刷纤维10b，也能够防止发生从没附着有添加剂的刷纤维10b产生集中放电所引起的异常放电。另外，根据图7所示实验结果，考虑到放电作用，将带电刷纤维10b电阻值的上限定为0.632MΩ/cm，由于刷纤维10b电阻值的上限设为0.632MΩ/cm，所以不会损害放电作用。

Claims (3)

1.一种处理卡盒，设有感光体，使该感光体表面带电的带电刷，使在上述感光体表面形成的静电潜像显影的显影部以及刮除残存在上述感光体表面的显影剂的刮板；其特征在于：上述带电刷的电阻值设定为0.044MΩ/cm-0.632MΩ/cm。

2.一种图像形成装置，其特征在于，设有权利要求1所述的处理卡盒，将静电潜像形成在感光体上的潜像形成部，使上述感光体上的显影图像转印在纸上的转印部，将转印在纸上的转印图像定影的定影部。

3.根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于，还设有使直流电压和交流电压叠和、施加在上述带电刷上的电压施加装置。

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