CN1101946C - 色粉供应转动件和使用该转动件的显影装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种泡沫转动件，包括：一筒状泡沫件，具有大量长球形泡孔，所述泡孔在发泡方向比其垂直方向长，其中，所述筒状泡沫件的轴向为发泡方向，沿发泡方向纵向切割泡沫原料，得到一泡沫棱柱体，之后将其加工成筒状，形成为所述筒状泡沫件。本发明还提供了一种使用泡沫转动件作为色粉供应转动件的显影装置。

Description

色粉供应转动件和 使用该转动件的显影装置

技术领域

本发明涉及一种用作漆滚筒，供纸滚筒，清洁滚筒等的泡沫转动件及其制造方法，更具体地说，涉及一种色粉供应转动件和使用它的显影装置。

背景技术

使用用于工业材料，工业产品等的聚氨酯软板状泡沫材料的各种聚氨酯泡沫滚筒以这样的方式制造，以通过各种切割加工方法将具有所需尺寸的棱柱体件从软板状泡沫材料块(发泡的原材料泡沫材料块)上切割下来，并且该棱柱体件经受例如表面抛光的圆柱加工从而具有滚筒形状。

通过在发泡输送机上自由发泡而制造聚尿烷软板状泡沫材料块，并且泡沫结构中的泡孔具有大致与沿发泡方向垂直延伸的椭圆形件的泡孔形状相同的形状。

下面参照附图4A-4D说明泡沫材料块的制造方法。

图4A示出一种发泡的原材料泡沫材料块，通过使尿烷在具有相应于需要预定深度的，及与滚筒长度相应的长度的模型中发泡而沿图4A中箭头所示方向加长。

沿垂直于图4A中箭头所示发泡方向的方向切割如图4A所示的作为发泡原材料泡沫材料块的软板状泡沫块4，使其具有相应于滚筒的直径的适当厚度(垂直于发泡方向的切割处理通常称为″横向处理″)，以获得沿垂直于发泡方向的方向延伸的平面件7，如图4B所示。沿发泡方向对所得到的平面件7进行切割(沿发泡方向的切割处理通常称为″纵向处理″)，以沿垂直于发泡方向的方向获得棱柱体件8，如图4C所示。如果需要，对棱柱体件8进行切割以具有所要求的长度。然后，通过使用一研磨机的抛光处理或使用例如镍铬合金丝等的加热金属线的切割处理对棱柱体件8进行圆柱加工，然后根据需要通过插入一转动圆柱刀片而使其挖空成预定的形状，从而制造出一具有所需直径的滚筒3，如图4D所示。

作为从平面件7切割棱柱体件8的切割加工方法，可使用热镍铬合金丝的泡沫材料块切割方法，使用与由Thomson刀片形成的模型相连的压力机的冲出一泡沫材料块的方法等。

当尿烷在模型中发泡时，各泡孔具有长球形，在发泡方向较长。

由图4A-4D所示制造方法获得的尿烷发泡滚筒3具有与垂直于发泡方向的方向一致的滚筒轴线方向，因为板状泡沫材料块4为横向加工的并且然后纵向加工以获得棱柱体件8，对棱柱体件8进行加工使其具有圆柱形。为此，泡沫中的各泡孔形成一沿垂直于滚筒轴线方向的方向延伸的椭圆形。

因此，椭圆形泡孔2在长轴方向的横截面(椭圆形)出现在尿烷形成的滚筒3的外圆周表面上的给定位置，如图2C所示，而椭圆形泡孔2在短轴方向的横截面(圆形)出现在沿圆周方向从前述位置转过90度的位置，如图2A所示。在这些位置之间的一个位置，泡孔2具有略微不同的截面形状和大小，因为它们的横截面形状从椭圆变成圆形或相反，如图2B所示。

为此，滚筒3的表面上的凹陷部分具有不均匀的形状和体积。其结果，不仅例如漆滚筒3的硬度而且其附着能力均沿滚筒3表面的圆周方向改变。

在通常的尿烷泡沫滚筒3中，不仅表面而且其内部亦沿圆周方向不平整，并且例如硬度，弹性模数等的物理性能沿圆周方向不是恒定的。

因此，滚筒的表面不易抛光。此外，当滚筒用作纸张输送滚筒或清洁滚筒时，滚筒可局部滑动或沿圆周方向引起清洁误差。

图5示出使用色粉供应滚筒的显影装置。

显影装置包括一显影腔102，它具有一与用作静电潜象支承件的感光鼓101相对的开口部分103并储存色粉。显影套筒110设置在显影腔102中并用作色粉支承件，它支承色粉并将其输送到感光鼓101。

显影套筒110设置在显影腔102中，从而其外圆周表面的一部分从开口部分103向外伸出。显影套筒110与感光鼓101相隔的间隙为50-500μm，并设有一显影区域，以将支承在显影套筒110上的色粉供应到感光鼓101。而且，在显影腔102中设置一用于通过输送装置111将色粉输送到显影套筒110而供应色粉的色粉供应滚筒112。

通过给显影套筒110施加直流或交流电压而使其显影偏压。该显影偏压由一偏压动力源106产生。

用于调节支承在显影套筒110上的色粉层厚度的刀片113设置在显影套筒110上方。刀片113固定在显影腔102上。一用于防止色粉从显影腔102的下部向外吹出的防吹出片108设置在显影套筒110下方。

显影时，输送装置111朝向色粉供应滚筒112输送色粉，然后通过色粉供应滚筒112将色粉施加在显影套筒110上。显影套筒110沿图5中箭头所示方向转动，而支承显影套筒110上的色粉由刀片113调节到预定的色粉层厚度。然后，将色粉供应到上述显影区域。在显影区域，由显影偏压形成电场。在电场力的作用下，显影套筒110上的色粉飞向感光鼓101的表面上的形成潜象的部分。

在上述显影装置中，磁性的和非磁性的色粉均可使用。由于在磁性色粉中磁铁等分散在例如苯乙烯，丙烯等的树脂中，如果由磁性色粉形成彩色色粉，则只能获得具有低饱和度的暗色。因此，当使用单成分显影剂形成彩色图象时，最好使用不包含任何磁性件的单磁色粉。

色粉供应滚筒112和显影套筒110沿相同方向转动，并且色粉供应滚筒112剥下显影套筒110上的剩余色粉。如果剩余色粉剥离得不充分，则由摩擦起电的多电荷色粉保留在显影套筒110的表面上。当多电荷色粉随着显影套筒的转动而沉积时，它阻止新的色粉与显影套筒110接触，并且新色粉不能充分地充电。

其结果，在显影套筒上同时具有未充分充电色粉和已充分充电色粉以形成一较宽的电荷分布，因而由于不充分充电的色粉而引起例如模糊或低密度以及由于多电荷色粉而引起斑点(一种色粉未以充分的量附着到显影部分的现象)等缺陷。此外，产生重影现象，即对于显影套筒的约一圈以前形成的图象又再一次形成。

当使用磁性色粉时，由于显影套筒包含磁铁而由摩擦其电在低电荷色粉上作用一磁约束力，因而可容易地防止模糊。然而，当使用非磁性色粉时，由于大部分作用在色粉上的力几乎是由静电力产生的，因此会经常出现由低电荷色粉引起的模糊。

至于例如作为构成色粉供应滚筒112的泡沫材料的弹性件，经常使用泡沫尿烷。在泡沫尿烷中，材料随着起泡而向上生长，孔穴F和壁G形成连续的泡孔，如图10中所示。

如图6中所示，当使用这种泡沫尿烷原材料泡沫形成色粉供应滚筒时，切割原材料泡沫C使其垂直于原材料泡沫的起泡方向的横向与滚筒的纵向一致，和图4A至4D中所示的例子相似。将一轴L插入分割的泡沫尿烷D中，并对插有轴L的泡沫尿烷D的表面加工而完成一滚筒E，即色粉供应滚筒112。这样，可有效地形成色粉供应滚筒112而不浪费昂贵的原材料泡沫。

然而，由于泡孔在相对于起泡方向的纵向和横向的横截面具有不同的形状，如果原材料泡沫的横向为滚筒的纵向，则色粉供应滚筒112的色粉剥离能力和色粉供应能力沿滚筒的圆周方向每90度改变。其结果，在色粉供应滚筒的半圈距离内图象密度改变或出现模糊。

在卡盒型显影装置中，为了防止色粉在使用前泄漏，将显影腔和色粉储存腔隔开，而在使用该装置时去掉隔壁，从而色粉可首先供应到色粉供应滚筒112。为此，滚筒圆周方向的不平整导致色粉输送量的不均匀，并且密度不均匀趋于发生直到色粉很好地附着到色粉供应滚筒，即直到色粉颗粒进入色粉供应滚筒的表面上的孔穴中，并且滚筒表面均匀地支承色粉。

此外，由于色粉供应滚筒112相对于显影套筒110的接触压力根据泡孔的密度而改变，显影装置的驱动力矩变化从而引起图象的色调不均匀。而且，色粉供应滚筒由于脉冲力而每半周与显影套筒分离并震动，因而引起色调不均匀。另外，色粉供应能力和剥离能力改变，导致色调不均匀。

在最近的成象装置中，由于图象具有较高的清晰度，色调不均匀将更加明显。特别是在通过多次叠置彩色图象而形成全色图象的彩色图象成形装置中，这种色调不均匀呈现为色调不均匀或被色彩叠置而加强。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种泡沫转动件，它在圆周方向具有平整的表面和内部特性，以及制造该泡沫转动件的方法。

本发明的另一个目的是提供一种色粉供应转动件，它使得色粉供应能力和剥离能力在圆周方向恒定，以及使用该转动件的显影装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种泡沫转动件，包括：

一筒状泡沫件，具有大量长球形泡孔，所述泡孔在发泡方向比其垂直方向长，

其中，所述筒状泡沫件的轴向为发泡方向，

沿发泡方向纵向切割泡沫原料，得到一泡沫棱柱体，之后将其加工成筒状，形成为所述筒状泡沫件。

本发明还提供了一种显影装置，包括：

一色粉支承件，与静电潜象支承件相对设置，以形成一显影部分；和

一色粉供应转动件，与所述色粉支承件接触，剥离所述色粉支承件上的色粉并供应色粉到所述色粉支承件，

其中，所述色粉供应转动件包括一筒状泡沫件，具有大量长球形泡孔，所述泡孔在发泡方向比其垂直方向长，

其中，所述筒状泡沫件的轴向为发泡方向，

沿发泡方向纵向切割泡沫原料，得到一泡沫棱柱体，之后将其加工成筒状，形成为所述筒状泡沫件。

附图说明

通过下面参照附图的详细描述，本发明的其它目的将变得明显。

图1A和1B为示出根据本发明的一个实施例的泡沫滚筒的表面状态的平面图；

图2A至2C为示出通常的泡沫滚筒的表面状态的平面图；

图3A至3D为示出制造如图1A和1B所示的泡沫滚筒的方法的步骤的透视图；

图4A至4D为示出制造如图2A至2C所示的泡沫滚筒的方法的步骤的透视图；

图5为通常的显影装置的截面视图；

图6为示出通常的制造泡沫滚筒的方法的透视图；

图7为示出包括根据本发明的一个实施例的显影装置的成象装置的截面图；

图8为示出从泡沫原材料制品制造如图7中所示的显影装置中的色粉供应滚筒的方法的示意图；

图9为示出一图象的色调不均匀的视图；

图10为示出色粉供应滚筒的泡孔的状态的视图。

具体实施方式

图1A和1B为示出根据本发明的一个实施例的泡沫滚筒的表面状态的平面图，而图3A至3D为示出制造如图1A和1B所示的泡沫滚筒的方法的步骤的示意图。

该实施例的泡沫为聚氨酯泡沫橡胶。

聚氨酯泡沫为以这种方式制造的泡沫，即使多异氰酸酯和多元醇(聚醚或聚酯多元醇)相互反应以同时起动一聚合物生成反应和一发泡反应。用于该实施例中的聚氨酯软板状泡沫也大致分为聚醚和聚酯泡沫，两者均可使用。

并不特别限于多异氰酸酯，只要是通常用于聚氨酯泡沫制造的就可。特别地，在软板状泡沫中，广泛使用TDI(toluene diiso-cyanate)。在某些情况下，可使用TDI和MDI(diphenylmethane-4，4′-diisocyanate)的混合物，改性TDI或MDI等。

多元醇的类型并不特别限定。例如，可使用聚丙二醇，聚己二酸丙二醇酯，聚己内酯等或者通过接枝聚合例如丙烯腈，苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯等的乙烯不饱和化合物与聚合多元醇而获得的多元醇，即聚醚多元醇。这些材料通常用于一不可溶解的高度稳定悬浮的状态。

水主要用作软板状泡沫中的发泡剂。在这种情况下为了例如抑制热量产生的目的可一起使用二氯甲烷。至于催化剂，通常结合使用氨基催化剂(特别是丙胺)和例如辛酸亚锡，二乙酸二丁基锡，二月桂酸二丁基锡等的有机锡化合物。此外，作为泡沫稳定剂，通常使用二甲基硅氧烷与聚醚的嵌段共聚物。在一种高弹性泡沫或类似物中，可使用通过在聚硅氧烷中加入有机官能团而获得的特定的泡沫稳定剂。此外，在泡沫原材料中，可根据需要混合一着色剂，一阻燃剂，一填充剂等。

该实施例的泡沫转动件可在例如一静电复印机，一电子照相机，各种印刷机等的电子照相装置中用作一清洁滚筒，一纸张输送滚筒等以及一用于通常涂漆的油漆滚筒。由于泡沫转动件具有如此广泛的用途，对于这种泡沫转动件很重要的泡孔的数量的范围很宽，为每英寸5-120泡孔。不用说，各种转动件具有不同的优选泡孔数量范围。

例如，对于油漆滚筒，根据具体应用和使用者其泡沫中的泡孔数可具有很宽的范围，即每英寸5-60泡孔。对于给墙壁刷漆的油漆滚筒(它具有最大的市场)，通常使用经过表层薄膜移去处理并且每英寸泡孔数为6-30的滚筒。另一方面，对于用于电子照相装置的各种滚筒，通常在一次处理中使用多个具有不同泡孔数的滚筒。即使用于同一目的的滚筒也具有各种功能和规格，其泡孔数的范围不是恒定的。

下面参照附图3A至3D说明根据本发明的聚氨酯泡沫滚筒的制造方法。

在本发明中，对如图3A所示的软板状泡沫材料块4沿箭头所示的发泡方向进行纵向加工以获得一具有预定厚度并沿发泡方向延伸的平面件5，如图3B所示。此外，对平面件5的宽度方向沿发泡方向进行纵向加工以获得一具有预定尺寸并沿发泡方向延伸的棱柱体件6，如图3C所示。然后，通过抛光处理或使用加热金属线的切割加工对棱柱体件6进行圆柱加工，然后根据需要使其中空，从而获得一滚筒1，如图3D所示。

由于这样制造的聚氨酯泡沫滚筒1的滚筒轴线方向与泡沫材料块4的发泡方向一致，因而在滚筒的横截面方向均匀形成沿滚筒轴线方向延伸的具有长球形状的泡孔。因此，滚筒1具有均匀的内部结构，硬度和弹性模量，并且滚筒表面的结构在圆周方向也是均匀的，如图1A和1B所示。

更具体地说，在本发明的滚筒1中，在如图1A所示的圆周方向的一个给定位置和一各与图1A中所示位置相隔90度的位置(图1B)，各朝向滚筒表面开口的泡孔2形成为椭圆形并沿滚筒轴线方向均匀对齐(即使在沿圆周方向相隔90度的位置)，尽管各泡孔2具有不同的尺寸。因此，滚筒1的表面具有均匀的物理性质(例如硬度)，以及均匀的油漆储存能力等。

下面描述本发明的一个例子。

对由普通方法制造的聚酯基聚氨酯软板状泡沫(硬度＝22kgf，泡孔数＝13泡孔/英寸)块进行纵向加工以获得厚度为6cm并且沿发泡方向延伸的平面件，然后再对所获得的平面件进行纵向加工以获得一具有6cm×6cm的横截面的棱柱体。切除棱柱体件的两端部分以调节棱柱体件的长度25cm，然后对棱柱体件进行抛光以获得一直径为5cm，长度为25cm的滚筒。

当用所获得的滚筒作为油漆墙壁的油漆滚筒时，可将油漆均匀地刷到要油漆的表面上，可保证良好的滚筒性能。

下面描述一个用本发明的泡沫转动件作为色粉供应转动件的实施例和一种使用该色粉供应转动件的显影装置。

图7为示出一成象装置的结构的截面图，该装置包括一使用非磁性色粉作为单色显影剂的显影装置。

下面描述成象过程。首先，作为静电潜象载体的感光鼓1的表面由一初始充电器7均匀充电以具有电势VD＝-700V。然后，通过使用一激光束源作为光源的曝光装置8在图象信息的基础上进行图象曝光。其结果，感光鼓1的表面的曝光部分具有电势VL＝-50V以在鼓1的表面上形成一静电潜象。潜象由使用非磁性色粉的显影装置12反转显影，即变为可见的色粉图象。形成在感光鼓1表面上的色粉图象转印到由输送滚筒16输送至感光鼓1的转印片11上。转印到转印片11上的色粉图象由定影装置(未示出)定影以获得永久的图象。感光鼓1上的残余色粉由一清洁器13清除。

显影装置12设有一色粉腔6和一显影腔14，其间设有一隔壁15，该隔壁在显影装置12第一次使用时去掉。色粉腔6储存作为单色显影剂的负的非磁性色粉，而用于将色粉输送到显影腔14的输送件5设置在色粉腔6中。在显影腔14中，在面向感光鼓的开口部分处设置一导电显影套筒2，在靠近色粉腔的位置设置一色粉供应滚筒4。

色粉供应滚筒4与显影套筒2接触并转动以与滚筒4有一相对速度，从而将由输送件5输送的色粉涂到显影套筒2上。色粉供应滚筒4的外径为16cm，其芯金属的直径为6mm。

涂到显影套筒2上的色粉通过显影套筒2的转动朝向面对感光鼓1的显影区域输送，并由一弹性刀片3调节至具有预定的厚度，该刀片在输送过程中与显影套筒2接触。弹性刀片3例如由一具有弹性的尿烷橡胶件构成或者通过将一例如尿烷橡胶的片材粘到一例如磷青铜的弹性金属件上而构成。输送到显影区域的色粉在由与显影套筒2相连的电源9施加的显影偏压的作用下进行显影。

显影套筒2的直径为20mm，其转速设为180rpm，从而为了获得充分的图象密度，显影套筒2的圆周速度约为相应于成象装置的处理速度的感光鼓1的圆周速度的190％。成象装置的处理速度为100mm/秒，并且每分钟可输出12张A4尺寸的纸张。

在该实施例中，由于显影装置12的色粉供应滚筒4的外圆周表面上的各部分具有基本上相同数量的泡孔，因而可消除例如色调不均匀的图象缺陷。

为此，色粉供应滚筒4形成为其轴向平行于发泡尿烷原材料泡沫材料块C的发泡方向，如图8所示。更具体地说，沿发泡方向切割并分割原材料C，并在分割的发泡尿烷D中插入一轴L。对插有轴L的发泡尿烷D的表面加工以完成一滚筒E，即色粉供应滚筒4。

如上所述，当色粉供应滚筒4的纵向设置成平行于发泡尿烷的发泡方向时，由于滚筒的整个外圆周表面上的泡孔沿相同方向生长，泡孔可具有相同的形状。因此，色粉供应能力和剥离能力变得均匀，并且色粉供应滚筒4沿圆周方向的整个区域可以相等的压力与显影套筒接触，从而消除例如色调不均匀的图象缺陷。

图9示出产生了色调不均匀的图象。当使用如图6所示的通过沿垂直于发泡方向的方向切割一发泡原材料泡沫材料块C而形成的通常的色粉供应滚筒时，就会产生色调不均匀。该色粉供应滚筒外圆周表面沿滚筒轴线方向每25mm的泡孔数具有最大值a＝80，最小值b＝60，并具有一值(下称泡孔数比)＝0.25，由下面的方程式表示：

                   (a-b)/a

与此相反，当泡孔数的最大值a为70，最小值b为63从而获得一泡孔数比值为0.1时，从第一个印刷的图象开始色调不均匀就可抑制到一个忽略不计的程度。此外，当泡孔数的最大值a为70，最小值b为66从而获得一泡孔数比值为0.057时，从第一个印刷的图象开始就不再有色调不均匀。

因此，在该例中，色粉供应滚筒4的纵向设定为平行于发泡尿烷的发泡方向，并且同时色粉供应滚筒4的外圆周表面上的泡孔比设为0，1或更小，最好为0.05或更小。

在上述例子中，色粉供应滚筒4的外圆周表面上的泡孔数在沿外圆周表面上的滚筒轴线方向最好在每25mm20至100泡孔的范围内，更具体地在50至100的范围内，从而可提高色粉供应能力。

为了通过减小色粉供应滚筒4和显影套筒2之间的摩擦系数而减小显影装置的驱动力矩的变化，以及补偿在开始显影时初始图象由于色粉进入色粉供应滚筒4的外圆周表面上的泡孔中而产生的密度降低，最好在使用显影装置之前将色粉涂到色粉供应滚筒的表面上。

通过使材料发泡并事先将原材料泡沫材料块C的高度设定为等于色粉供应滚筒4的长度，可不增加成本而制造色粉供应滚筒。

根据本发明，当使用具有上述结构的色粉供应滚筒4时，在色粉供应滚筒4的整个外圆周表面上色粉剥离能力，色粉供应能力和接触力将变得均匀，并可从第一次印刷开始获得没有密度不均匀性和色调不均匀的均匀图象。

上面对本发明的实施例进行了描述。然而，本发明并不限于这些实施例，在本发明的精神和范围内可作各种变化和修改。

Claims (14)

1.一种泡沫转动件，包括：

一筒状泡沫件，具有大量长球形泡孔，所述泡孔在发泡方向比其垂直方向长，

其中，所述筒状泡沫件的轴向为发泡方向，

沿发泡方向纵向切割泡沫原料，得到一泡沫棱柱体，之后将其加工成筒状，形成为所述筒状泡沫件。

2.根据权利要求1的泡沫转动件，其特征在于，所述泡沫由聚尿烷构成。

3.根据权利要求1的泡沫转动件，其特征在于，泡孔为封闭泡孔。

4.根据权利要求1的泡沫转动件，其特征在于，所述泡沫转动件为用于供应色粉的色粉供应转动件。

5.根据权利要求1的泡沫转动件，其特征在于，所述泡沫转动件满足(a-b)/a≤0.1，其中a为所述泡沫转动件的外圆周表面上沿转动轴线方向每25mm泡孔数的最大值，b为泡孔数的最小值。

6.根据权利要求5的泡沫转动件，其特征在于，所述泡沫转动件满足(a-b)/a≤0.05。

7.一显影装置，包括：

一色粉支承件，与静电潜象支承件相对设置，以形成一显影部分；和

一色粉供应转动件，与所述色粉支承件接触，剥离所述色粉支承件上的色粉并供应色粉到所述色粉支承件，

其中，所述色粉供应转动件包括一筒状泡沫件，具有大量长球形泡孔，所述泡孔在发泡方向比其垂直方向长，

其中，所述筒状泡沫件的轴向为发泡方向，

沿发泡方向纵向切割泡沫原料，得到一泡沫棱柱体，之后将其加工成筒状，形成为所述筒状泡沫件。

8.根据权利要求7的装置，其特征在于，所述色粉供应转动件与所述色粉支承件的表面滑动接触。

9.根据权利要求7的装置，其特征在于，色粉为单色非磁性色粉。

10.根据权利要求7的装置，其特征在于，还包括一用于使从所述色粉供应转动件供应色粉的所述色粉支承件上的色粉摩擦起电的调节件，并调节所述色粉支承件上的色粉的厚度。

11.根据权利要求7的装置，其特征在于，所述泡沫由聚尿烷构成。

12.根据权利要求7的装置，其特征在于，泡孔为封闭泡孔。

13.根据权利要求7的装置，其特征在于，所述色粉供应转动件满足(a-b)/a≤0.1，其中a为所述色粉供应转动件的外圆周表面上沿转动轴线方向每25mm泡孔数的最大值，b为泡孔数的最小值。

14.根据权利要求7的泡沫转动件，其特征在于，所述色粉供应转动件满足(a-b)/a≤0.05。

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