图像形成单元及图像形成装置的制作方法

1.本发明的实施方式涉及图像形成单元及图像形成装置。


背景技术：

2.以往，存在多功能外围设备(以下称为“mfp”。)、打印机等图像形成装置。图像形成装置具备在图像载体上对潜像进行显影的显影装置。近年来，为了实现节能化，有时在显影装置中会使用包含低熔点的色调剂的显影剂。
3.在所述图像形成装置中，存在显影装置中的显影剂的输送量下降而给图像带来影响的情况。


技术实现要素：

4.实施方式的图像形成单元具备：图像载体；带电器，使所述图像载体带电；潜像形成部，在所述图像载体上形成潜像；显影辊，与所述图像载体对置地配置，通过包含载体与色调剂的显影剂而对所述潜像进行显影；以及限制构件，限制所述显影辊的表面的所述显影剂的层厚，所述限制构件向接近所述显影辊的方向延伸，在所述限制构件的延伸方向的前端，所述显影辊所带来的磁力为55mt以下。
5.实施方式的图像形成装置具备上述的图像形成单元。
附图说明
6.图1是表示实施方式的图像形成装置的一例的外观图。
7.图2是表示实施方式的图像形成装置的概要的构成图。
8.图3是实施方式的图像形成装置的成像部的构成图。
9.图4是实施方式的图像形成装置的显影装置的构成图。
10.图5是试验例a的图像形成装置的显影装置的构成图。
11.图6是试验例b的图像形成装置的显影装置的构成图。
12.图7是表示试验例a中的层限制构件附近的磁力线的说明图。
13.图8是表示试验例b中的层限制构件附近的磁力线的说明图。
14.图9是表示层限制构件附近的显影剂的形迹的说明图。
15.图10是表示层限制构件附近的显影剂的形迹的说明图。
16.图11是表示层限制构件附近的显影剂的形迹的说明图。
17.图12是表示试验例c中的层限制构件附近的磁力线的说明图。
18.图13是表示试验结果的说明图。
具体实施方式
19.实施方式的图像形成单元具有图像载体、带电器、潜像形成部、显影辊和限制构件。所述带电器使所述图像载体带电。所述潜像形成部在所述图像载体上形成潜像。所述显
影辊与所述图像载体对置地配置，通过包含载体与色调剂的显影剂而对所述潜像进行显影。所述限制构件限制所述显影辊的表面的所述显影剂的层厚。所述限制构件向接近所述显影辊的方向延伸。在所述限制构件的延伸方向的前端，所述显影辊所带来的磁力为55mt以下。
20.以下，参照附图对实施方式的图像形成单元及图像形成装置进行说明。在各图中，对于相同的构成标注相同的附图标记。在各图中，为了便于观察，有时将各构件的尺寸以及形状夸张或者简化。
21.如图1所示，图像形成装置1例如为复合机即mfp(multi
‑
function peripherals：多功能外围设备)、打印机、复印机等。以下，以图像形成装置1为mfp的情况为例进行说明。图像形成装置1读取形成于纸张等片状的记录介质(以下称为“片材”。)上的图像而生成数字数据(图像文件)。图像形成装置1基于数字数据，使用色调剂在片材上形成图像。
22.图像形成装置1具备显示部110、图像读取部120、图像形成部130以及片材托盘140。
23.显示部110作为输出接口而动作，进行字符、图像的显示。显示部110也作为输入接口而动作，从用户受理指示。例如，显示部110为触摸面板式的液晶显示器。
24.例如，图像读取部120为彩色扫描仪。在彩色扫描仪中具有cis(contact image sensor：接触式图像传感器)、ccd(charge coupled devices：电荷耦合装置)等。图像读取部120使用传感器来读取形成于片材上的图像，并生成数字数据。
25.图像形成部130使用色调剂在片材上形成图像。图像形成部130基于由图像读取部120读取的图像数据或从外部设备接收到的图像数据而形成图像。例如，形成于片材上的图像为被称为硬拷贝、打印输出等的输出图像。
26.片材托盘140将用于图像输出的片材供给到图像形成部130。
27.如图2所示的，图像形成装置1具备扫描部(未图示)、图像处理部(未图示)、曝光部4、成像部12、转印辊17、供纸部20、定影装置32以及控制部(未图示)。
28.扫描部读取形成于作为扫描对象的片材上的图像。扫描部将所生成的图像数据向图像处理部输出。图像处理部将图像数据转换为信号。图像处理部基于所述信号来控制曝光部4的动作。
29.曝光部4向成像部12的感光鼓12b照射光。曝光部4具备激光、led等曝光光源。曝光部4为潜像形成部(潜像形成单元)的具体例之一。
30.成像部12使用色调剂而形成图像。转印辊17与感光鼓12b对置。转印辊17将成像部12所形成的图像转印到片材s上。供纸部20供给片材s。定影装置32通过加热以及加压而使转印于片材s的图像定影于片材s。形成有图像的片材s从排纸部(未图示)向装置外排出。
31.对实施方式的图像形成装置1的成像部(图像形成单元)12的具体例进行说明。
32.如图2以及图3所示，成像部12具备显影装置12a、感光鼓12b、带电器12c以及清洁构件12d。
33.如图3所示，显影装置12a收纳显影剂。在显影剂中，包含色调剂。显影装置12a使色调剂附着于感光鼓12b。例如，色调剂与载体组合而用作为双组分显影剂。例如，载体为磁性粒子。例如，磁性粒子为粒径数十μm的铁粉或铁氧体粒子。在实施方式中，使用包含非磁性的色调剂的双组分显影剂。
34.感光鼓12b为图像载体(图像载体单元)的具体例之一。感光鼓12b在外周面具有感光体(感光区域)。例如，感光体为有机光导体(opc：organic photo conductor)。
35.带电器12c使感光鼓12b的表面带电。
36.清洁构件12d将附着于感光鼓12b的色调剂的一部分去除。
37.对成像部12的动作的概要进行说明。
38.感光鼓12b通过带电器12c而带电。曝光部4(参照图2)向感光鼓12b照射光l。由此，在感光鼓12b上被照射光l的区域的电位变化。通过该变化，在感光鼓12b的表面上形成有静电潜像。感光鼓12b的表面的静电潜像通过显影装置12a的显影剂而显影。即，在感光鼓12b的表面上，形成有由色调剂显影的图像(以下称为“显影图像”。)。
39.如图2所示，形成于感光鼓12b的表面的显影图像由转印辊17转印到片材s上。
40.如图4所示，显影装置12a具备容器60、第一混合器61、第二混合器62、显影辊63、自动色调剂传感器64以及层限制构件65。66为储存显影剂的储存部。
41.第一混合器61以及第二混合器62对容器60内的显影剂进行混合，并且将显影剂向显影辊63引导。
42.显影辊63通过磁力保持显影剂。显影辊63与感光鼓12b对置。显影辊63具备磁辊67和显影套筒68。磁辊67具备多个磁极部n1、s2、n3、n2、s1。将显影套筒68的旋转方向称为“旋转方向j1”。63a为显影辊63的轴部。cp为显影辊63的中心轴线。将中心轴线cp的方向称为“轴线方向”。
43.多个磁极部n1、s2、n3、n2、s1在显影套筒68内在绕着轴部63a的轴的方向上排列配置。磁极部n1、s2、n3、n2、s1具备磁铁。磁极部n1、n2、n3为n极。磁极部s1、s2为s极。磁极部n1、s2、n3、n2、s1在旋转方向j1上依次排列配置。多个磁极部n1、s2、n3、n2、s1被固定在固定位置。磁极部n1为显影主极。
44.磁极部n1与感光鼓12b对置。磁极部n1使保持于显影辊63的表面上的显影剂接近感光鼓12b。磁极部n1相对于磁极部s1在旋转方向j1的下游侧相邻配置。磁极部s1的至少一部分位于与层限制构件65对置的位置。磁极部s1对由层限制构件65进行的显影剂的层厚的限制有贡献。磁极部n2作为吸取显影剂的抓取极而发挥功能。
45.显影套筒68被设为内含轴部63a与磁辊67的圆筒状。例如，显影套筒68由铝、不锈钢等非磁性材料构成。显影套筒68能够通过未图示的驱动源而绕着轴旋转。显影套筒68在图4中顺时针(旋转方向j1)旋转。感光鼓12b根据显影套筒68的旋转而逆时针旋转。
46.层限制构件65限制保持于显影辊63的表面的显影剂的层厚。层限制构件65为限制构件的具体例之一。层限制构件65向接近显影辊63的方向延伸。层限制构件65的延伸方向的前端65a与显影辊63的外周面对置(参照图7以及图8)。
47.显影剂通过磁极部n2的磁力而以层状附着于显影套筒68的表面(外周面)。显影剂一边由磁辊67的磁力保持于显影套筒68的表面，一边与显影套筒68的旋转一起向旋转方向j1移动。显影剂在由层限制构件65以及磁极部s1调整了层厚后，到达磁极部n1。显影剂所含的色调剂的一部分从显影辊63向感光鼓12b移动。色调剂附着于感光鼓12b的表面的静电潜像，在感光鼓12b的表面形成显影图像。显影剂与显影套筒68的旋转一起经由磁极部s2而到达磁极部n3。显影剂的一部分从显影套筒68的表面脱离，并被回收到储存部66中。
48.自动色调剂传感器64检测显影装置12a内的显影剂中的色调剂浓度。控制部(未图
示)基于来自自动色调剂传感器64的检测信号，从色调剂盒(未图示)向显影装置12a补给色调剂。由此，控制部将显影剂的色调剂浓度保持为一定范围。
49.在图像形成装置中，具有在形成于片材的图像上产生白线或白带的情况。对于其原因，能够进行如下推测。
50.图5是试验例a的图像形成装置的显影装置12a(显影装置12a1)的构成图。如图5所示，在试验例a的显影装置12a1中，磁极部n2的磁力为36mt。磁极部s1的磁力为70mt。显影辊63的绕轴的方向上的磁极部n1、n2之间的角度为156
°
。磁极部n1、s1间的角度为85
°
。此外，磁极部间的角度是以磁极部的绕轴的方向上的中央位置为基准而确定的。
51.图6是试验例b的图像形成装置的显影装置12a(显影装置12a2)的构成图。如图6所示，在试验例b的显影装置12a2中，磁极部n2的磁力为36mt。磁极部s1的磁力为65mt。显影辊63的绕轴的方向上的磁极部n1、n2之间的角度为156
°
。磁极部n1、s1间的角度为75
°
。
52.图7是表示试验例a(参照图5)中的层限制构件65的附近的磁力线的说明图。图7是从与显影辊63的中心轴线cp(参照图4)平行的方向观察的图。如图7所示，在试验例a中，在层限制构件65的前端65a的角部65a1，磁力线m1相对于基准线s的角度θ1为21
°
。角部65a1处的磁力为60mt。基准线s为沿着与层限制构件65垂直的方向(图7中的上下方向)的线。
53.图8是表示试验例b(参照图6)中的层限制构件65的附近的磁力线的说明图。如图8所示，在试验例b中，在层限制构件65的前端65a的角部65a1，磁力线m2相对于基准线s的角度θ2为15
°
。角部65a1处的磁力为45mt。
54.例如，基准线s在显影辊63的外周面的与测定部位(层限制构件65的前端65a的角部65a1)最近的点(最接近点)，与正交于显影辊63的径向和中心轴方向的切线方向平行。层限制构件65的前端65a的角部65a1为层限制构件65的背面65b(旋转方向j1的上游侧的面)侧的角部。
55.图9～图11是表示层限制构件65的附近的显影剂的形迹的说明图。
56.如图9所示，在层限制构件65的前端65a的附近，形成有显影剂的磁链101。如图10所示，为了使显影剂102通过层限制构件65与显影辊63的间隙，需要比为了切断磁链101所需要的剪切力f’更大的显影剂的输送力f。如图11所示，显影剂的输送力f由显影套筒68的外表面与显影剂102的摩擦系数μ和朝向显影辊63的中心轴的垂直磁力n的积(μn)表示。
57.在试验例a(参照图5)中，如上所述，由于磁力较高，所以切断磁链101所需要的剪切力f’(参照图10)增大。因此，向层限制构件65的背面65b(参照图10)侧的显影剂施加的压力变高，显影剂中的色调剂容易粘着于层限制构件65。如果色调剂粘着量增多，则存在显影剂的输送量下降的可能性。显影剂的输送量下降有时会成为前述的白线以及白带的原因。
58.另一方面，在试验例b(参照图6)中，由于磁力较低，剪切力f’减小，因此可抑制色调剂粘着于层限制构件65。但是，如果进纸张数增多，则由于色调剂成分附着于显影套筒68的外周面，摩擦系数μ降低。在试验例b中，由于为低磁力，所以垂直磁力n较低。因此，输送力f变得比剪切力f’低，存在显影剂的输送量下降的可能性。显影剂的输送量下降有时会成为前述的白线以及白带的原因。
59.这样，在试验例a、b中，均存在图像中产生白线以及白带的可能性。
60.在显影装置12a中，对于该问题，采取了下面所示的对策。
61.将层限制构件65的前端65a(详细而言是角部65a1)处的显影辊63所带来的磁力设
为55mt以下。通过将磁力设为55mt以下，从而切断磁链101所需要的剪切力f’(参照图10)减小。因此，向层限制构件65的背面65b(参照图10)侧的显影剂施加的压力降低，能够抑制显影剂中的色调剂粘着于层限制构件65。由于能够减少色调剂粘着量，所以能够抑制以色调剂粘着为原因的显影剂的输送量下降。由于能够确保显影剂的输送量，所以能够抑制前述的白线以及白带的产生。
62.在显影装置12a中，如果所述磁力过低，则显影剂的吸取量减少，如果将所述磁力设为35mt以上，则可获得充分的显影剂的吸取量。因此，能够形成正常的图像。
63.在显影装置12a中，如图12所示，从显影辊63的轴线方向观察，层限制构件65的前端65a的角部65a1处的、磁力线m3相对于基准线s的角度优选设为10
°
以下。所述磁力线的角度也可以设为5
°
以下，还可以设为3
°
以下。
64.由于通过将磁力线m3的角度设为10
°
以下，磁力线的方向变得接近层限制构件65与显影辊63的间隙的形成方向(显影剂的通过方向)，所以能够提高使显影剂通过该间隙的输送力。因此，能够确保显影剂的输送量。由此，能够抑制前述的白线以及白带的产生。例如，磁力线的角度能够通过磁极部n2、s1之间的磁力的反转位置的调整而确定。
65.所述磁力线的角度也可以为－10
°
以上。即，磁力线的角度也可以为－10
°
以上且10
°
以下。
66.【实施例】
67.准备了试验例a的显影装置(参照图5以及图7)以及试验例b的显影装置(参照图6以及图8)。在试验例a的显影装置中，所述磁力为60mt，所述磁力线的角度为21
°
。在试验例b的显影装置中，所述磁力为45mt，所述磁力线的角度为15
°
。
68.(第一进纸试验)
69.使用试验例a、b的显影装置进行了进纸试验。作为色调剂，使用了软化温度56℃～60℃的色调剂。将机体内温度(显影装置内的温度)设为45℃以及50℃而分别进行了连续进纸。进纸张数设为了10k张。调查形成于片材(纸张)的图像中有无白线或白带的产生。将结果表示于表1。此外，k是指1000。例如，1k张是指1000张。10k张是指10000张。
70.在表1中，
“○”
(良好)表示未产生白线或白带、可获得正常的图像。
“△”
(一般)表示在图像中未产生白线或白带，但在层限制构件65的背面65b(参照图7以及图8)上形成有显影剂的软结块(粘着物)。
“×”
(不良)表示在图像中产生了白线或白带。
71.【表1】
[0072][0073]
○
：良好，
△
：一般，
×
：不良
[0074]
如表1所示，在试验例a中，在机体内温度为45℃时，在7k张以上时可见色调剂粘着于层限制构件。在9k张以上时，在图像中产生了白线或白带。在机体内温度为50℃时，在3k
张以上时可见色调剂粘着于层限制构件。在6k张以上时，在图像中产生了白线或白带。
[0075]
在试验例b中，在机体内温度为45℃、50℃的任意一项时，均未发现色调剂粘着于层限制构件。另外，在图像中未产生白线或白带。
[0076]
这样，与磁力为60mt的试验例a相比，在磁力为45mt的试验例b中，即使在机体内温度较低的情况下，也难以在图像中产生白线或白带。
[0077]
(第二进纸试验)
[0078]
使用试验例a、b的显影装置进行了进纸试验。进纸张数设为了150k张。调查形成于片材(纸张)的图像中有无白线或白带的产生。机体内温度(显影装置内的温度)为40℃以下。将结果表示于表2。
[0079]
在表2中，
“○”
(良好)表示显影剂层均匀且未产生白线或白带，可获得正常的图像。
“△”
(一般)表示图像正常但显影剂输送量降低。
“×”
(不良)表示显影剂输送量下降且在图像中产生了白线或白带。
[0080]
【表2】
[0081][0082]
○
：良好，
△
：一般，
×
：不良
[0083]
如表2所示，在试验例a中，在110k张以上时，图像正常但显影剂输送量降低。在试验例b中，在20k张以上时，显影剂输送量下降，在图像中产生了白线或白带。
[0084]
这样，在试验例b中，如果进纸张数增多，则容易在图像中产生白线或白带。
[0085]
(第三进纸试验)
[0086]
如图12所示，准备了下述构成的显影装置：除了在层限制构件65的前端65a的角部65a1中将磁力线相对于基准线s的角度设为1
°
且将角部65a1处的磁力设为46mt以外，与试验例b的显影装置一样。将该显影装置称为试验例c。磁力线的角度通过磁极部n2、s1之间的磁力的反转位置的调整而确定。
[0087]
将试验例c的显影装置提供给与第一进纸试验同样的进纸试验。将结果表示于表3。
[0088]
【表3】
[0089][0090]
○
：良好，
△
：一般，
×
：不良
[0091]
如表3所示，在试验例c中，未观察到色调剂粘着以及白线、白带，能够形成正常的图像。
[0092]
(第四进纸试验)
[0093]
将试验例c的显影装置提供给与第二进纸试验同样的进纸试验。将结果表示于表4。
[0094]
【表4】
[0095][0096]
○
：良好，
△
：一般，
×
：不良
[0097]
如表4所示，在试验例c中，没有显影剂输送量的下降，也未产生白线、白带，能够形成正常的图像。
[0098]
通过该结果，可确认到通过将磁力线的角度设为1
°
，能够确保显影剂输送量，并且能够抑制白线以及白带的产生。
[0099]
(第五进纸试验)
[0100]
准备磁力或磁力线角度与试验例a～c不同的多个显影装置，将这些显影装置提供给与第一以及第二进纸试验同样的进纸试验。将结果表示于图13。在图13中，通过
“□”
表示白线或白带的产生、色调剂粘着于层限制构件以及显影剂输送量的下降均未产生的情况下的条件。通过
“×”
表示白线或白带的产生、色调剂粘着于层限制构件以及显影剂输送量的下降中的任意一项产生的情况下的条件。
[0101]
如图13所示，通过将磁力设为55mt以下，从而色调剂粘着于层限制构件变得难以产生。因此，能够抑制白线以及白带的产生。另外，如果磁力线的角度为10
°
以下，则显影剂输送量的下降变得难以产生。因此，能够抑制白线以及白带的产生。另外，将磁力设为35mt以上时，可获得充分的显影剂的吸取量，而能够形成良好的图像。
[0102]
实施方式的图像形成装置能够使用黑色单色的色调剂形成单色图像。此外，实施方式的图像形成装置也可以能够对应于彩色图像。在设为能够对应于彩色图像的情况下，实施方式的图像形成装置具备多个成像部。例如，多个成像部分别使用黄色(y)、品红色(m)、青色(c)以及黑色(k)的色调剂。
[0103]
根据以上叙述的至少一个实施方式，由于所述磁力被设为55mt以下，所以色调剂粘着于层限制构件变得难以产生。由此，能够抑制图像中的白线以及白带的产生。
[0104]
虽然说明了几个实施方式，但这些实施方式只是作为示例而提出的，并非旨在限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式进行实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包括在发明的范围和宗旨中，同样地被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。