碳粉载体及成像设备制造技术

一种包括在成象设备中的碳粉载体；其轴和覆盖轴的表面之间的电阻随加在轴和表面之间电压极性的不同而不同。由此获得一种电阻特性；它具有允许规定的电流从表面侧流向轴侧，并使从轴侧向表面侧的电流难以流动的电阻。这防止了接收来自光敏鼓的漏电流。因此碳粉的充电量不会降低，规定的充电量得以维持，这意味着不会出现图像背景表面的雾。另外，因为离开轴侧的碳粉载体表面处没有对电压的依赖关系，故可获得稳定的图像密度而实现高的影像质量。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及碳粉载体(下称显影辊)并涉及具有非磁性单组分显影装置的成像设备，所以显影装置利用此种碳粉载体把在静电潜像支持物(下称光敏鼓)上形成的静电潜像变成可见的。近年来，随着办公室自动化的进展，诸如计算机输出终端、电传机和光复印机等电子照相成像设备得到了相当广泛的应用。在这样的设备中，光敏鼓用充电器带上电荷，并用光照明在光敏鼓上形成静电潜像。然后，让受控在显影辊上形成均匀厚度的碳粉(显影剂)靠电力粘附在光敏鼓上的静电潜像上，以此使该图像显影，然后再转移到记录纸上，并定影。转移后，光敏鼓上没有转移的剩余碳粉用清洁器回收，并为下一次印刷作准备。在这个过程中，回收的剩余碳粉变成废碳粉，并在作废物处理之前装入接收盒中；但因废碳粉是粉末，这个废物处理是一个问题。因此，从运营成本和环境保护的观点看，废碳粉最好加以利用并循环使用。不过，转移后光敏鼓上剩余的碳粉经历了碳粉质量的变化，例如，诸如碳粉颗粒尺寸、外部添加剂含量和附着特性，而这会使充电失败或充电不均匀。另外，因为在转移过程中，纸张与光敏鼓接触或接近，粉尘，诸如纸张的粉尘会粘附在光敏鼓上，并由清洁器像剩余碳粉一样地回收；因此，返回显影设备的碳粉质量严重恶化，使再次充电困难，造成充电程度低、引起污染，亦即图像背景中的所谓“雾”(下称“雾”)。因此，难以重新利用。用在这样的设备上的显影方法包括只使用包含非磁性单组分显影剂的碳粉的单组分显影方法，和除碳粉外还使用载体的双组分显影方法。单组分显影方法有简化成象设备结构的优点，因为既然不使用载体，就没有必要关心载体的退化或载体与碳粉的混合比。此外，在使用单组分显影方法的情况下，与就像在双组分显影方法一样使用包括载体和碳粉的混合物的显影剂来实现对磁辊粘附的情况形成对照，因为单组分显影剂不使用载体，粘附是通过强制使显影剂充电，把电荷传到显影辊上来实现的。为了做到这一点，使用体电阻较高的碳粉；若例如，使用1010至1013Ω·cm(欧姆·厘米)的碳粉，则必须强制令其带上预定极性的电荷。做到这一点的众所周知的传统的安排是通过摩擦充电构件把摩擦充电电荷给予碳粉。作为摩擦充电构件，在碳粉层厚度调节刮板的情况下，例如，使用其刃部由例如硅橡胶或聚亚胺酯组成的摩擦充电构件的刮板；在用以提供和回收碳粉的辊子的情况下，例如，使用例如由导电硅酮海绵或聚亚胺酯海绵构成的摩擦充电构件组成的辊子。利用与该两件都接触的显影辊，便可以用最优的简化和低成本的结构来实现使碳粉摩擦充电。下面描述应用这样的传统的显影辊的问题。在接触显影法中，为了达到显影电极的有效性和显影偏压的有效性，显影辊在其轴的圆周上形成有导电弹性层，若有必要，其上最好加上偏置电压。但是，环境的变化(尤其是温度上升)等是由于添加塑化剂和／或软化剂等而产生的，以达到预定的电阻和／或硬度，并会出现渗出这些添加剂的现象，引起光敏鼓的污染。于是，当在显影辊上形成诸如橡胶等导电弹性层时，出现由于软化剂等从导电弹性层向光敏鼓迁移使光敏鼓表面污染而使印刷表面丢失图像的问题。因此，为了防止光敏鼓表面被污染，必须设置由不污染导电弹性层表面的构件组成的薄膜，以防止光敏鼓表面被污染。为了解决这个问题，已知利用由树脂涂层组成的导电弹性层构件的表面薄膜。但是，在树脂薄膜的情况下，若与弹性层粘结力差而剥落和／或橡胶等耐磨性差，则会出现设备变得不能使用的问题。另外，若硬树脂层是添加，例如，导电碳而形成的，则碳粉由于摩擦生热而溶化，结果它溶化在显影刮板的表面上或由于它粘附在显影辊的表面上而出现镀膜。此外，显影辊的树脂薄膜具有摩擦充电构件的功能，而且由于例如在充电极性上和／或摩擦系数上与碳粉的相互作用，会产生充电极性相反的碳粉或会产生未充电的碳粉或充电不均匀的碳粉，造成雾的问题。另外，由于树脂构件的不同吸水特性，依环境的不同而在电阻率上会有相当的波动。就是说，因为在低温下与正常温度相比和在低湿度下电阻率变高，而相反在高温度和高湿度下下降，在低温和低湿度下碳粉充电量变高，而在高温和高湿度下降低。因此，若碳粉充电量变得比规定充电量高出太多，则在静电潜像显影时，这是以较少的碳粉量完成的，致使密度降低；若碳粉的充电量比规定的充电量低得多，则这会造成图像背景雾的问题。另外，若在碳粉颗粒之间充电量的分布变宽，则有密度降低或雾变得更加严重的问题。因此，碳粉有一个适当的充电量，而若它高于或低于此值，则会出问题。另外，碳粉的颗粒分布必须狭窄，这是很重要的。此外，为了稳定地提供高的画面质量，必须维持充电量和电荷分布恒定，而不管打印张数和／或环境变化。为了达到此目的，摩擦充电量必须不变，即使环境或打印张数等变化。因此，非磁性单组分显影辊必须把稳定电荷传给碳粉。因此，鉴于以上问题，本专利技术的一个目的是提供一种使碳粉能够维持适当的充电量的碳粉载体和利用这种碳粉载体的成象设备。为了达到上述目的，提供一种碳粉载体和包括此种碳粉载体的成象设备，所述碳粉载体包括导电轴；设置在所述导电轴圆周上的导电弹性层；和覆盖所述导电弹性层上并在其上使碳粉充电并粘附其上的表面薄膜。其中所述导电轴和所述表面薄膜之间的电阻依施加在所述导电轴和所述表面薄膜之间的电压极性的不同而不同。碳粉载体最好具有满足2＜R1／R2＜40的关系的电阻特性，式中R1是正电压施加在所述表面薄膜一侧，而负电压施加在所述导电轴一侧的情况下的电阻，而R2是正电压施加在所述导电轴一侧而负电压施加在所述表面薄膜一侧的情况下的电阻。鉴于以下事实，即从导电轴一侧到显影辊表面一侧它有一个允许预定电流流动的电阻，但从显影辊表面一例到导电轴一侧具有这样的电阻特性，使得电流难以流动，碳粉不会受来自光敏鼓表面的漏电流影响，使得碳粉预定的充电量得以维持而不减少，于是不会出现图像背景的雾。此外，因为不存在从轴一例到显影辊表面一侧的电压依赖关系，故可获得稳定的图像密度，使得能够获得高质量的图像。附图说明图1是举例说明按照本专利技术的成象设备的视图；图2是显影辊1、光敏鼓3和碳粉供应和回收辊5附近比例尺较大的视图；图3是显影辊正剖面视图；图4是举例说明按照本专利技术显影辊的电阻特性的曲线图；图5是举例说明先有技术显影辊的电阻特性的曲线图；图6是举例说明显影辊上碳粉层电位与湿度关系的曲线图；图7是举例说明显影辊上碳粉层电位与温度关系的曲线图；图8是举例说明纸张上光密度与湿度关系的曲线图；图9是举例说明纸张上光密度与温度关系的曲线图；图10是举例说明光敏鼓上的雾与湿度关系的曲线图；图11是举例说明光敏鼓上的雾与温度关系的曲线图；图12是举例说明显影辊上碳粉层电位与打印张数关系的曲线图；图13是举例说明纸张上的光密度与打印张数关系的曲线图；图14是举例说明光敏鼓上的雾与打印张数关系的曲线图15是举例说明电阻与表面薄膜的薄膜厚度关系的曲线图；图16是举例说明显影辊上碳粉层电位与薄膜厚度关系的曲线图；图17是举例说明纸张上光密度与表面薄膜的薄膜厚度关系的曲线图；图18是举例说明光敏鼓上的雾与表面薄膜薄膜厚度关系的曲线图；图19是举例说明纸张上的光密度与表面粗糙度关系的曲线图；图20是举例说明表面粗糙度Rz与表面薄膜薄膜厚度关系的曲线图；图21是举例说明表面薄膜薄膜厚度与牵拉速度关系的曲线图；图22是举例说明表面薄膜薄膜厚度与液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳粉载体，它包括：导电轴；设置在所述导电轴圆周上的导电弹性层；和覆盖所述导电弹性层并在其上使碳粉充电并粘附其上的表面薄膜，其中所述导电轴和所述表面薄膜之间的电阻依施加在所述导电轴和所述表面薄膜之间的电压极性的不同而不同。

【技术特征摘要】
JP 1999-6-29 184227/991．一种碳粉载体，它包括导电轴；设置在所述导电轴圆周上的导电弹性层；和覆盖所述导电弹性层并在其上使碳粉充电并粘附其上的表面薄膜，其中所述导电轴和所述表面薄膜之间的电阻依施加在所述导电轴和所述表面薄膜之间的电压极性的不同而不同。2．按照权利要求1的碳粉载体，其特征在于在第一极性下的第一电阻和第二极性下的电阻的比率满足以下关系2＜所述比率＜40。3．按照权利要求1的碳粉载体，其特征在于具有满足关系2＜R1／R2＜40的电阻特性，其中R1是正电压施加在所述表面薄膜一例，而负电压施加在所述导电轴一例的情况下的电阻，而R2是正电压施加在所述导电轴一侧而负电压施加在所述表面薄膜一侧的情况下的电阻。4．按照权利要求1的碳粉载体，其特征在于所述弹性层具有包括羟基基团(OH)和异氰酸酯基团(NCO)的基质骨架，它们的充分子比率满足NCO／OH＜1，以及所述表面薄膜的体电阻大致为1×108至1×1012Ω·cm。5．按照权利要求1的碳粉载体，其特征在于所述表面薄膜的厚度大致为4至16μm。6．按照权利要求1的碳粉载体，其特征在于所述表面薄膜的表面粗糙度大致为所述碳粉平均颗粒尺寸的0．4至1．5倍。7．一种成象设备，它包括碳粉载体，后者包括导电轴；设置在所述导电轴圆周上的导电弹性层；和覆盖所述导电弹性层并在其上使碳粉充电并粘附其上的表面薄膜，以及静电潜像保持装置，它在其表面保持静电潜像，通过使所述碳粉载体与所述静电潜像保持装置接触、同时在所述导电轴与所述表面薄膜之间施加电压而把碳粉转移到所述静电潜像上，从而使...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田贞秋，伊藤道明，
申请(专利权)人：富士通株式会社，北辰工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]