專利名稱：顯影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在諸如復(fù)印機、打印機、傳真機一類，利用電子照相術(shù)進行圖像生成的機器上應(yīng)用的一種顯影裝置。更具體地說，本發(fā)明涉及這樣一種顯影裝置，該顯影裝置利用一個撓性的平板狀顯影劑層調(diào)節(jié)件，去調(diào)節(jié)供應(yīng)至顯影劑支承上的顯影劑，以形成具有特定數(shù)量的靜電電荷的、一個預(yù)先確定厚度的顯影劑層；并且，該顯影裝置可將該顯影劑層輸送至一個靜電潛象上，將該靜電潛象顯影成一個可看見的圖像。
通常，使用由一種調(diào)色劑和一種磁性載體組成的所謂三組分顯影劑的一種二組分式顯影裝置，因為需要一個調(diào)色劑濃度調(diào)節(jié)裝置來保持該調(diào)色劑與該磁性載體的混合比為常數(shù)，因此該顯影裝置的缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸大和價格昂貴。另一方面，使用上由一種調(diào)色劑組成，沒有磁性載體的所謂一種單一組分的顯影劑的一種單一組分式顯影裝置的優(yōu)點是，結(jié)構(gòu)簡單；因此，可以做得比較緊湊，同時，成本較低和維修較方便容易。
單組分式顯影裝置可以粗略地分為兩種形式，即使用樹脂和磁鐵粉末的一種混合物，或使用以磁鐵顆粒為核心的樹脂制的一種磁性調(diào)色劑的磁性單一組分式顯影裝置；和使用由樹脂和顏料組成、沒有磁性材料的一種非磁性調(diào)色劑的非磁性的單一組分式顯影裝置。
已知該磁性單一組分式顯影裝置有二種系統(tǒng)第一種系統(tǒng)是非接觸式顯影系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，利用具有一個磁鐵滾子的一個非磁性顯影套筒來輸送上述磁性調(diào)色劑；同時，在該顯影套筒和感光鼓輪之間設(shè)置有一個預(yù)先確定的間隙的空間的兩端，加上一個交流電場，使上述調(diào)色劑往復(fù)地跳動，這樣來進行顯影。第二種系統(tǒng)是接觸式顯影系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，通過形成一個大的調(diào)色劑刷子，與上述感光鼓輪表面上的上述靜電潛象接觸，這樣來進行顯影。該前一個系統(tǒng)需要將一個直流電壓的顯影偏壓與一個交流電壓疊加，因此，電源復(fù)雜；并且，該顯影裝置要能耐高電壓。另一方面，該后一種系統(tǒng)只需要一個簡單的直流顯影偏壓電源即可，但所產(chǎn)生的高伽馬(Hi-gamma，γ)圖像的色彩層次不好。
上述的非磁性單一組分式顯影裝置也有二種系統(tǒng)。第一種系統(tǒng)是非接觸式的顯影系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，將一個交流電場加在二者之間設(shè)置有一個預(yù)先確定的間隙的顯影滾子和感光鼓輪之間的空間的兩端，使該調(diào)色劑往復(fù)地跳動，這樣來進行顯影。第二種系統(tǒng)是接觸式的顯影系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，通過使該導(dǎo)電的、彈性的顯影滾子與該感光鼓輪接觸，這樣來進行顯影。該前一種系統(tǒng)需要一個直流電壓的顯影偏壓，與一個交流電壓疊加，因此，電源復(fù)雜，并且，該顯影裝置要能耐高電壓。另一方面，該后一種系統(tǒng)只需要一個簡單的直流顯影偏壓電源。由于使用沒有磁性材料的一種調(diào)色劑的非磁性單一組分式顯影裝置，不使用任何磁鐵滾子，因此，該系統(tǒng)的優(yōu)點是，可以提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、價格便宜和彩色清楚的彩色顯影裝置。
對于所有的單一組分式顯影裝置，必需在該顯影滾子或顯影套筒上，形成具有預(yù)先確定的層厚的一個摩擦帶電的顯影劑(調(diào)色劑)層。
作為在上述顯影滾子上形成一個顯影劑(調(diào)色劑)層的方法，日本專利公布昭63第16736號和日本專利公布平4第73152號，公布了具有一個彈性調(diào)節(jié)板，或一個平板狀的撓性摩擦生電元件的裝置。日本公開專利申請昭62第182780號，公布了一種顯影劑層調(diào)節(jié)件，該調(diào)節(jié)件具有一個帶有彈簧性質(zhì)的金屬片；和一個與該金屬片作成一體，并位于該金屬片和上述顯影劑支承之間的軟的彈性部分。
為了在一個長時間內(nèi)形成一個均勻的顯影劑層，日本專利公布昭6第93152號限定了顯影劑調(diào)節(jié)件的自由長度對該調(diào)節(jié)件的片簧的厚度的比值。
一般，一個具有撓性的平板狀顯影劑層調(diào)節(jié)件(以下稱為“彈性刮片”)，可以模擬為一根支承在一個固定支架355上的懸臂梁335，如

圖1所示。
作用在圖1所示的懸臂梁335的自由端上的靠緊負載P(公斤力)，和該懸臂梁的撓度δ(毫米)之間的關(guān)系，可用下式(1)表示P＝(3EI/L3)8(1)式中E彈性模量(公斤力/毫米2)；I幾何慣性矩(毫米4)；L懸臂梁自由長度(毫米)。
從以上式(1)可以看出，當(dāng)該懸臂梁的材料和橫截面形狀固定不變時(EI＝常數(shù))，作用在該懸臂梁自由端上的靠緊負載P，與該自由端的撓度δ成正比，而與該懸臂梁的自由長度L的立方成反比。
在設(shè)計一個彈性刮片時，該刮片的材料，自由長度L，平板厚度t和該刮片自由端的撓度δ，都是根據(jù)加在該刮片自由端上、為在上述顯影滾子上適當(dāng)?shù)匦纬缮鲜稣{(diào)色劑層所需要的靠緊負載P來決定的。這里，由于該彈性刮片自由端的撓度δ，是由該彈性刮片相對于上述顯影滾子的固定位置決定的，因此，該彈性刮片的固定位置誤差，將作為該刮片自由端撓度δ的誤差，因而也是加在該刮片自由端上的靠緊負載P的誤差出現(xiàn)。
另外，該顯影滾子的偏心、徑向振擺等將使加在該彈性刮片自由端上的靠緊負載P發(fā)生變化。該顯影滾子軸承的磨損，和該顯影滾子與該彈性刮片的支承件(即該顯影裝置的殼體)的熱膨脹和收縮，以及周圍環(huán)境條件的變化，也會隨著時間的推移(時間的流逝)，使加在該彈性刮片自由端上的靠緊負載P變化。通過減小(3EI/L3)，即減小該彈性刮片自由端的撓度，δ和該刮片自由端上的靠緊負載P之間的比例常數(shù)，可以加大該彈性刮片的固定位置誤差，或該刮片的安裝公差的余量。一般，該彈性刮片的自由長度L，是由上述顯影裝置的尺寸和形狀決定的，因此，很難將該長度做得比該顯影裝置需要的大。另外，為了使該顯影裝置緊湊，不可避免地要縮短該彈性刮片的自由長度L，這更會增大上述比例常數(shù)(3EI/L3)。
由于彈性模量E是該彈性刮片材料的一個特性值，因此，選擇的余地更受到限制。所以，為了減小該比例常數(shù)(3EI/L3)，更現(xiàn)實的辦法是減小該幾何慣性矩I的值。
同時，圖1所示的懸臂梁335的基本振動圓頻率ωn由下列公式(2)表示
式中γ懸臂梁材料單位體積的質(zhì)量(公斤/毫米3)；A該懸臂梁的橫截面面積(毫米2)。
從以上公式(2)可以看出，當(dāng)該懸臂梁的材料和自由長度固定不變時，該懸臂梁335的基本振動圓頻率ωn，與上述幾何慣性矩I的平方根成正比。
當(dāng)由于上述顯影滾子的偏心，和/或徑向振擺與轉(zhuǎn)動；或由于該彈性刮片與該顯影滾子的摩擦阻力變化引起的爬行，使該彈性刮片的自由端受到振動時，該彈性刮片可能產(chǎn)生共振，并對調(diào)色劑層的形成有不利影響。
由于如上所述，在選擇該彈性刮片的自由長度L和其彈性模量E方面的靈活性受到限制，因此，為了避免該彈性刮片，在其基本振動圓頻率ωn處產(chǎn)生共振，最好是控制該彈性刮片的幾何慣性矩I。
該彈性刮片的幾何慣性矩I，由公式(3)給出I＝Ht3/12(3)式中t-該彈性刮片的平板厚度(毫米)；H-該彈性刮片的整個寬度(毫米)。
在以上的公式(3)中，該彈性刮片的整個寬度H，為一個與該顯影劑層形成寬度有關(guān)的常數(shù)。因此，為了減小該幾何慣性矩I，必需減小該彈性刮片的平板厚度t。然而，從該彈性刮片的制造過程觀點，或使用觀點來看，該彈性刮片平板厚度的減小是有限制的。即，必需減小該彈性刮片的幾何慣性矩I，又不致使該彈性刮片的平板厚度減小至超過必需的程度。
然而，對于通常的彈性刮片，只能通過改變該刮片的平板厚度t來改變該幾何慣性矩I。因此，增大上述靠緊負載余量的設(shè)計靈活性很小，另外，考慮到時間流逝的變化和環(huán)境條件的改變，不可能選擇由于該彈性刮片的共振影響造成的，不能形成上述調(diào)色劑層的該彈性刮片的基本振動圓頻率。
本發(fā)明是考慮到上述的問題而提出的。因此，本發(fā)明的一個目的，是要提供一種具有這樣一種彈性刮片的顯影裝置，該彈性刮片可從加大其相對于上述顯影滾子的裝配公差；而且可以隨著時間的推移和環(huán)境條件的改變，使作用在該彈性刮片上的靠緊負載穩(wěn)定；還可以改善在選擇該彈性刮片的基本振動圓頻率方面的靈活性，并可以減小該顯影裝置的尺寸大小。
為了達到上述目的，本發(fā)明是如下這樣構(gòu)成的根據(jù)本發(fā)明的第一方面，一個顯影裝置包括用于保持和輸送顯影劑的一個顯影劑支承；和一個撓性的平板狀的顯影劑層調(diào)節(jié)件，該調(diào)節(jié)件的一端被支承和固定，另一端為自由端；該調(diào)節(jié)件靠近其自由端的一個平面部分，靠緊在該顯影劑支承上，以便在該顯影劑支承上形成一個規(guī)定厚度的顯影劑層；沿著在該顯影劑層調(diào)節(jié)件，靠緊該顯影劑支承的靠緊部分，和該調(diào)節(jié)件的固定支承端之間的區(qū)域的寬度，形成一個至少是由一個通孔和/或凹部構(gòu)成的空白空間。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，一個顯影裝置包括一個用于保持和輸送顯影劑的顯影劑支承；和一個撓性的平板狀的顯影劑調(diào)節(jié)件，該調(diào)節(jié)件的一端被支承和固定，另一端為自由端，并且，該調(diào)節(jié)件靠近其自由端的一個平面部分，緊靠在該顯影劑支承上，以便在該顯影劑支承上形成一個規(guī)定厚度的顯影劑層；其中，沿著在該顯影劑層調(diào)節(jié)件靠緊該顯影劑支承上的靠緊部分，和該調(diào)節(jié)件的固定支承端之間的區(qū)域的寬度，形成許多由多個通孔和/或凹下部分構(gòu)成的空白空間；在該顯影劑調(diào)節(jié)件上，與至少是該顯影劑支承的中部(即顯影劑層形成區(qū)域)相應(yīng)的區(qū)域上，以一定的間隔形成許多形狀與上述的空白空間形狀相同的空白空間。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，具有上述第二個特點的該顯影裝置的特征為上述空白空間比率(Lh/P)設(shè)定為0.5或更??；式中Lh為沿著在該顯影劑層調(diào)節(jié)件上形成的空白空間的寬度的最大尺寸；而P為一個空白空間與其相鄰的空白空間之間的節(jié)距。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，具有上述第二或第三個特點的該顯影裝置的特征為，在該顯影劑層調(diào)節(jié)件的二個末端區(qū)域上的該空白空間比率，設(shè)定得比在該調(diào)節(jié)件的中間部分上的該空白空間比率小。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，具有上述第一、第二或第三個特點的該顯影裝置的特征為，比值(Lh/Lv)設(shè)定為1或更??；式中Lh為沿著在該顯影劑層調(diào)節(jié)件上形成的該空白空間的寬度的最大尺寸；而Lv為在與該空白空間的寬度垂直的方向上的最大尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，具有上述第四個特點的該顯影裝置的特征為，比值(Lh/Lv)設(shè)定為1或更??；式中Lh為沿著在該顯影劑層調(diào)節(jié)件上形成的該空白空間的寬度的最大尺寸；Lv為在與該空白空間的寬度垂直的方向上的最大尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，具有上述第一個特點的該顯影裝置的特征為，沿著該顯影劑層調(diào)節(jié)件的寬度，形成多列空白空間。
根據(jù)本發(fā)明的第八方面，具有上述第一、第二、第三、第六或第七個特點的該顯影裝置的特征為，在相對于該顯影劑層調(diào)節(jié)件的自由端和固定支承端之間的中點，更靠近該固定支承端的區(qū)域上，形成所述至少一個空白空間。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，具有上述第四個特點的該顯影裝置的特征為，在相對于該顯影劑層調(diào)節(jié)件的自由端和固定支承端之間的中點，更靠近該固定支承端的區(qū)域上，形成所述至少一個空白空間。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面，具有上述第五個特點的該顯影裝置的特征為，在相對于該顯影劑層調(diào)節(jié)件的自由端和固定支承端之間的中點，更靠近該固定支承端的區(qū)域上，形成所述至少一個空白空間。
根據(jù)本發(fā)明的第十一方面，具有上述第一、第二、第三、第六、第七、第九或第十個特點的該顯影裝置的特征為，在該顯影劑層調(diào)節(jié)件的通孔形成區(qū)域的至少一個表面上，裝有撓性比該顯影劑層調(diào)節(jié)件的撓性大一些的一個密封件。
根據(jù)本發(fā)明的第十二方面，具有上述第四個特點的該顯影裝置的特征為，在該顯影劑層調(diào)節(jié)件的通孔形成區(qū)的至少一個表面上，裝有撓性比該顯影劑層調(diào)節(jié)件的撓性大一些的一個密封件。
根據(jù)本發(fā)明的第十三方面，具有上述第五個特點的該顯影裝置的特征為，在該顯影劑層調(diào)節(jié)件的通孔形成區(qū)的至少一個表面上，裝有撓性比該顯影劑層調(diào)節(jié)件的撓性大一些的一個密封件。
根據(jù)本發(fā)明的第十四方面，具有上述第八個特點的該顯影裝置的特征為，在該顯影劑層調(diào)節(jié)件的通孔形成區(qū)的至少一個表面上，裝有撓性比該顯影劑層調(diào)節(jié)件的撓性大一些的一個密封件。
根據(jù)本發(fā)明的第十五方面，具有上述第十一個特點的該顯影裝置的特征為，在該顯影劑層調(diào)節(jié)件的通孔形成區(qū)的至少一個表面上，裝有撓性比該顯影劑層調(diào)節(jié)件的撓性大一些的一個密封件。
根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，具有上述第一或第二個特點的該顯影裝置的特征為，該顯影劑層調(diào)節(jié)件包括一塊彈性金屬板。
根據(jù)本發(fā)明的第十七方面，具有上述第一或第二個特點的該顯影裝置的特征為，該顯影劑支承包括一個導(dǎo)電的彈性滾子。
根據(jù)本發(fā)明的第十八方面，具有上述第一或第二個特點的該顯影裝置的特征為，該顯影劑為一種非磁性的單組分顯影劑。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，由于沿著該顯影劑層調(diào)節(jié)件上，與該顯影劑支承緊靠著的緊湊部分，和該顯影劑層調(diào)節(jié)件的固定支承端之間的區(qū)域的寬度，形成至少一個空白空間，因此，可以減小幾何慣性矩，和可以減小作用在上述顯影劑層調(diào)節(jié)件的緊靠部分上的線性負載(作用在該顯影劑層調(diào)節(jié)件自由端上的靠緊負載)，相對于該顯影劑層調(diào)節(jié)件的前端的位移(撓度)的變化梯度。這樣，可以放大裝配公差。另外，由于可以自由選擇該顯影劑層調(diào)節(jié)件的振動特征頻率，因此可以防止由于該顯影劑層調(diào)節(jié)件振動(共振)造成的顯影劑層形成不良，從而可以得到清晰的圖像再現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，由于沿著該顯影劑層調(diào)節(jié)件的寬度(至少是在其中間部分)，以一定的間隙形成許多開口形狀相同的空白空間，因此，作用在該用于形成一個顯影劑層的該顯影劑層調(diào)節(jié)件的中間部分上的線性負載，可以自由設(shè)定，與該顯影劑層調(diào)節(jié)件的板厚和自由長度無關(guān)。因此，可以形成與圖像區(qū)域相適應(yīng)的一個理想的顯影劑層。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，由于上述空白空間比率(Lh/P)設(shè)定為0.5或更小(式中Lh為沿著在該顯影劑層調(diào)節(jié)件上形成的空白空間的寬度的最大尺寸；P為一個空白空間與其相鄰的空白空間之間的節(jié)距)，因此，可以防止從該顯影劑層調(diào)節(jié)件的空白空間區(qū)域，延伸至該調(diào)節(jié)件的自由端的地方，該顯影劑層調(diào)節(jié)件不能壓緊顯影劑支承的問題的產(chǎn)生，這樣，就可保證形成穩(wěn)定的顯影劑層。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，由于在該顯影劑層調(diào)節(jié)件二個末端區(qū)域(沿著該調(diào)節(jié)件的寬度)上的該空白空間比率，設(shè)定成比在該調(diào)節(jié)件中間部分上的該空白空間比率小，因此，盡管在該顯影劑層調(diào)節(jié)件二個末端區(qū)域上的線性負載不是太小，仍可以避免調(diào)色劑從該顯影劑支承的兩端泄漏出去。
根據(jù)本發(fā)明的第五和第六方面，由于比值(Lh/Lv)設(shè)定為1或更小(式中Lh為沿著在該顯影劑層調(diào)節(jié)件上形成的空白空間的寬度的最大尺寸；Lv為在與該空白空間的寬度垂直的方向上的最大尺寸)，因此，可以增強該顯影劑層調(diào)節(jié)件的撓性，從而，可減小該顯影裝置的尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，由于沿著該顯影劑層調(diào)節(jié)件的寬度，形成多列空白空間，因此，可通過將簡單形狀(例如，一個圓)的多列通孔組合，或?qū)⒍嗔邪疾拷M合，增強該顯影劑層調(diào)節(jié)件的撓性，從而可以減小該顯影裝置的尺寸，和形成穩(wěn)定的顯影劑層。
根據(jù)本發(fā)明的第八至第十方面，由于在相對于該顯影劑層調(diào)節(jié)件的自由端和固定支承端之間的中點，更靠近該固定支承端的區(qū)域上，形成至少一個空白空間，因此，可以消除上述這些開口對該顯影劑層調(diào)節(jié)件的自由端的影響，從而可以形成更加穩(wěn)定的顯影劑層。
根據(jù)本發(fā)明的第十一至第十五方面，由于在該顯影劑層調(diào)節(jié)件的通孔形成區(qū)的至少一個表面上，設(shè)置有一個其撓性比該顯影劑層調(diào)節(jié)件的撓性大的密封件，因此，可以防止調(diào)色劑通過在該顯影劑層調(diào)節(jié)件上形成的孔散落出去，這樣也不會降低該顯影劑層調(diào)節(jié)件的撓性。
根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，由于該顯影劑層調(diào)節(jié)件包括一塊彈性金屬板，因此，該顯影劑層調(diào)節(jié)件的穿孔過程可以簡化，這將使該顯影劑層調(diào)節(jié)件的制造成本降低。
根據(jù)本發(fā)明的第十七方面，由于該顯影劑支承包括一個導(dǎo)電的彈性滾子，因此不需要一個復(fù)雜的顯影偏置電壓電源，從而可得到一個使用(例如)不疊加交流電壓的直流顯影偏壓的、結(jié)構(gòu)緊湊的、價格低廉的顯影裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第十八方面，由于顯影劑為一種非磁性的單組分顯影劑，因此，可以得到一個能產(chǎn)生非常好的彩色圖像的、結(jié)構(gòu)緊湊的顯影裝置。
圖1為表示一個懸臂梁的圖；圖2為表示使用根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一個彈性刮片300的一種電子照相的顯影裝置的示意性截面圖；圖3為表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一個彈性刮片300的使用狀態(tài)的透視圖；圖4為表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一個彈性刮片300的主視圖；圖5A至5C為表示根據(jù)本發(fā)明的各個不同實施例的彈性刮片的主視圖；圖6為表示一個密封件345附著在本發(fā)明的一個實施例的一個彈性刮片300上的一個具體結(jié)構(gòu)的透視圖；圖7A為表示根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的一個彈性刮片300b的主視圖；圖7B為沿著圖7A中的d1-d2線所取的截面圖；和圖7C為沿著圖7A中的d1-d2線所取的另一個截面圖。
以下，將參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例。
圖2為表示使用本發(fā)明的一種彈性刮片的一種電子照相式的顯影裝置的示意性截面圖，在圖2中，一個帶負電的感光鼓輪51的直徑為65毫米，該感光鼓輪以190毫米/秒的圓周速度，在箭頭a的方向上轉(zhuǎn)動。該感光鼓輪的導(dǎo)電基底接地，而該鼓輪的表面電位為-550伏。一個顯影滾子100安放在該感光鼓輪51的對面，該顯影滾子100由上述單一組分式顯影裝置的殼體1支承。
顯影滾子100是一個直徑為34毫米的導(dǎo)電的彈性滾子，該顯影滾子由一種導(dǎo)電的尿烷橡膠(urethane rubber)制成，尿烷橡膠中加入了一種導(dǎo)電劑(例如碳黑等)，其體積電阻率大約為106(歐姆·厘米)，JIS-A硬度為60-70度，表面粗糙度為依照JISB-0601的Rz＝3～6微米。
該顯影滾子100與上述感光鼓輪51接觸，其接觸深度為0.1～0.3毫米；在該顯影滾子和感光鼓輪之間有一個調(diào)色劑層。該顯影滾子100以285毫米/秒的圓周速度，在箭頭b方向上回轉(zhuǎn)；同時，-450伏的顯影偏置電壓，從一個顯影偏壓電源110，通過直徑為18毫米的一根不銹鋼軸，加在該顯影滾子100上。
一個調(diào)色劑供應(yīng)滾子200，在其底部附近攪拌貯存在盒子形的殼體1中的調(diào)色劑，并且，在顯影后，清除掉殘留在該顯影滾子100表面上的調(diào)色劑。這個調(diào)色劑供應(yīng)滾子為一個導(dǎo)電的泡沫材料制成的彈性滾子，直徑為20毫米，體積電阻率約為105(歐姆·厘米)，網(wǎng)眼密度(cellular density)為80～140微孔/英寸，硬度范圍為從Asker F硬度等級的60度至Asker C硬度等級的30度。
這里，該Asker C硬度等級的硬度，是利用一種彈簧式的硬度試驗機得出的，符合JIS S6050的測量值。與Asker C硬度測定器比較，該Asker F硬度等級的硬度，是利用一個具有直徑為25.2毫米的圓柱形壓頭，彈簧負載為55克至455克(相應(yīng)于硬度范圍為0～100度)，壓縮表面為直徑80毫米的一個圓的硬度測定器得出的測量值。上述兩種測量都是利用KOBUNSHI KEIKI公司生產(chǎn)的硬度測定器進行的。
上述調(diào)色劑供應(yīng)滾子200與上述顯影滾子100接觸，其接觸深度為0.5～1毫米，并且以170毫米/秒的圓周速度，在箭頭C的方向上回轉(zhuǎn)；同時，-550伏的一個調(diào)色劑供應(yīng)偏置電壓，從一個調(diào)色劑供應(yīng)偏壓電源210，通過一根直徑為8毫米的不銹鋼軸，加在該調(diào)色劑供應(yīng)滾子200上。
彈性刮片300是厚度為0.1～0.2毫米的一塊撓性的不銹鋼片，并且其結(jié)構(gòu)為一懸臂梁；該懸臂梁的自由端301在相對于該顯影滾子100的回轉(zhuǎn)方向的上游。
該彈性刮片300的支承端303(與該自由端301相對)，由一個刮片支座350夾持；而靠近該自由端301的一個平面部分302，靠緊上述顯影滾子100的表面，其靠緊的線性負載為10～50克力/厘米。該彈性刮片的刮片偏置電壓為-550伏，由一個刮片偏壓電源390加在該刮片300上。
一個底部密封400用于防止該調(diào)色劑泄漏。該底部密封400由厚度為0.2～0.4毫米的聚酯(Mylar)薄膜制成。
如果有必要的話，該底部密封400可以使用鋁沉積薄膜等制成導(dǎo)電的，使該底部密封的導(dǎo)電表面靠緊在上述顯影滾子100上。這樣，可將從一個底部密封偏壓電源410來的、與該顯影滾子100的顯影偏壓相同的一個電壓，或比該顯影偏壓高大約50伏或更多的一個電壓，加在該顯影滾子100上，以便在上述調(diào)色劑上，產(chǎn)生除去電荷的作用。
在這種結(jié)構(gòu)的裝置中，預(yù)先被該調(diào)色劑供應(yīng)滾子200充成帶負電的，并被涂敷在該顯影滾子100的表面上的上述非磁性的單一組分的調(diào)色劑，由上述彈性刮片300調(diào)節(jié)，使粘接在該顯影滾子100表面上的調(diào)色劑量為0.6～1.0毫克/厘米2，靜電荷量為-10～-15μC/g，以便進行接觸式反向顯影。
與此相聯(lián)系，因為該顯影滾子的有效電阻r，和在顯影過程中流入的顯影電流i的影響，在該顯影滾子內(nèi)部會產(chǎn)生一個電壓降Vd＝i×r。因此，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整該顯影滾子的有效電阻，可以降低加在該顯影滾子表面上的有效的顯影偏壓，使得可將二種干澀的調(diào)色劑的顯影特性，改進為所希望的調(diào)色特性。
其次，參照附圖來詳細說明圖2所示的彈性刮片300。
圖3為表示該彈性刮片300的使用狀態(tài)的透視圖，在圖中，支承端303被刮片支座350夾持住的該彈性刮片300，沿著該刮片的寬度，與上述顯影滾子100進行線接觸。在圖3中，顯影滾子100上的Wt表示形成上述調(diào)色劑層的一個顯影劑層形成區(qū)；而Ws則表示不形成該調(diào)色劑層的非顯影劑層形成區(qū)。這里，與圖2中相同的零件，用相同的標號標注，關(guān)于矩形孔304將在后面說明。
圖4為表示圖3所示的彈性刮片300的示意性主視圖。
在圖4中，該彈性刮片300的整個寬度H為320毫米，其自由長度L為18毫米。在與上述顯影滾子100上的顯影劑層形成區(qū)Wt相應(yīng)的區(qū)域中，沿著該刮片的縱向方向(寬度方向)，以相同的間隔，形成一系列形狀相同的矩形孔304。每一個矩形孔304的Lh＝2毫米，Lv＝9毫米；其中，Lh為寬度尺寸(在該彈性刮片的縱向方向)，Lv為與該寬度垂直的方向上的尺寸(即與該刮片的縱向方向垂直的方向)。上述相鄰的矩形孔304之間的距離為2毫米。因此，該矩形孔304排列成使節(jié)距P，或從一個矩形孔304的左邊緣(在圖4中的左邊)至下一個矩形孔304的左邊緣的距離，為4毫米。該彈性刮片300的末端區(qū)域305有10毫米的余量，在該區(qū)域內(nèi)，不形成上述矩形孔304。
該矩形孔304的位置沒有限制，但在這個實施例中，這些矩形孔的位置，相對于該彈性刮片的自由端301和支承端303的中間部分M，更靠近該支承端303。
該彈性刮片300的縱向方向定義為該刮片的寬度，或是該彈性刮片300線性地靠緊在上述顯影滾子100上的方向(見圖3)。
標號350表示已經(jīng)提到過的該彈性刮片的支座。
圖5為表示各種不同的彈性刮片的示意性主視圖。
在該彈性刮片上形成的孔可以為三角形S1的孔，如圖5A所示。另外，還可以形成多列矩形形狀S2的孔，如圖5B所示，或一種圓形S3的孔，如圖5C所示。再者，還可以綜合形成多列不同形式的孔。在每一種情況下，孔S1、S2或S3的位置更靠近每一個彈性刮片306、307或308的彈性刮片支座350。
如已經(jīng)說明的那樣，由于多個穿孔(例如矩形孔304，孔S1等)是沿著該彈性刮片300與該顯影滾子100的靠緊部分302，和該彈性刮片的支承端303之間的區(qū)域的寬度形成的，因此，可以減小上述的幾何慣性矩，因而可以減小在該彈性刮片的靠緊部分302(圖2和3)上的線性負載(自由端的靠緊負載)，相對于該彈性刮片300的自由端301的位移(撓度δ)的變化梯度。結(jié)果，可以使該彈性刮片相對于上述顯影滾子(圖2和3)的固定位置的起始裝配公差較大，并且可以隨著時間的推移和環(huán)境條件的改變，形成更穩(wěn)定的調(diào)色劑層，使得出的圖像沒有密度不均勻的地方。另外，可以將該彈性刮片的特征振動頻率設(shè)定成理想的值，這樣，可以避免由于該彈性刮片300的振動(共振)造成的不能形成上述調(diào)色劑層的問題，使再現(xiàn)的圖像很清楚。
在本發(fā)明中，至少可在與上述顯影劑層形成區(qū)Wt相應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，沿著該彈性刮片300的寬度，以所希望的距離間隔，形成開口形狀相同的多個理想形狀的孔(例如，矩形孔304，孔S1、S2和S3)。因此，可以與該彈性刮片300的平板厚度和/或其自由長度無關(guān)地，設(shè)定該靠緊部分302作用在形成上述顯影劑層的顯影劑層形成區(qū)Wt上的、理想的線性負載；這樣，就可能形成與圖像區(qū)域相適應(yīng)的一個理想的顯影劑層。
由于在該彈性刮片300的末端區(qū)域305上，沒有形成穿孔(例如，矩形孔304，孔S1等)，因此，該彈性刮片300的末端區(qū)域305，作用在上述顯影滾子100上的靠緊力不會太小。所以，可以避免調(diào)色劑從該彈性刮片的二個末端區(qū)域305泄漏出來。
在本發(fā)明中，將尺寸Lh的最大值與上述節(jié)距P的比值(Lh/P)設(shè)定為0.5或更小(其中，Lh(見圖4)為在該彈性刮片300上形成的，諸如矩形孔304，孔S1等多個穿孔的縱向方向(寬度H)上的最大尺寸，而P(見圖4)為這些孔等距離排列的節(jié)距)，可以避免在從該穿孔(例如，該彈性刮片300上的矩形孔304，或S1孔等)區(qū)域，延伸至該彈性刮片的自由端301的地帶，該彈性刮片300不能壓緊顯影滾子的問題，從而可以形成穩(wěn)定的顯影劑層。
雖然沒有表示，然而，當(dāng)將在該彈性刮片300的二個末端區(qū)域305上的穿孔(例如，矩形孔304，孔S1等)的開口比值(Lh/P)，設(shè)定得比在上述顯影劑層形成區(qū)Wt(見圖3)上的該開口比值小時，可以避免在該彈性刮片300的末端區(qū)域305上，上述靠緊部分302作用在上述顯影滾子100上的線性負載過份地減小，因此，可防止調(diào)色劑從該顯影滾子100的末端區(qū)域泄漏出來。
將尺寸Lh的最大值與尺寸Lv的最大值的比例(Lh/Lv)設(shè)定為1或更小(其中，Lh(見圖4)為在該彈性刮片300上形成的穿孔(例如，矩形孔304、孔S1等)的縱向方向(寬度H的方向)上的最大尺寸；而Lv(見圖4)為在與該寬度垂直的方向上的最大尺寸)，可以增強該彈性刮片300的撓性，因此，可使該顯影裝置較緊湊。
沿著該彈性刮片300的寬度H(見圖4)，形成多列孔S3等，可從將一些簡單的形狀(例如圓等)排成幾排，以增強該彈性刮板300的撓性，因此可使該顯影裝置較緊湊，并同時可形成理想的穩(wěn)定的顯影劑層。
在相對于該彈性刮片300的自由端301和支承端303的中間部分(與該彈性刮片300的寬度垂直的方向的中點)，更靠近該支承端303的區(qū)域上，形成上述穿孔(例如，矩形孔304，孔S1等)，可以消除該矩形孔304、孔S1等對該彈性刮片300的自由端301的影響，因此，能夠形成更穩(wěn)定的顯影劑層。
由于該彈性刮片300是由一種彈性金屬片(例如，一種撓性的不銹鋼片)制成的，因此，諸如矩形孔304，孔S1等孔的穿孔過程可以簡化，這樣，就可以提供價格便宜的彈性刮片300。
在上述實施例中，該彈性刮片300是用不銹鋼制成的，但該彈性刮片也可以使用其他導(dǎo)電的板狀材料(例如，磷青銅，導(dǎo)電樹脂等)制成。
由于上述顯影滾子100為一個導(dǎo)電的彈性滾子，因此，不需要使用一個復(fù)雜的顯影偏壓電源，從而可形成一個使用直流的顯影偏壓，而不疊加交流電壓的緊湊而便宜的顯影裝置。
另外，由于該顯影劑為非磁性的單一組分的顯影劑，因此可以形成一個能產(chǎn)生非常好的彩色圖像的緊湊的顯影裝置。
又如在上述實施例中所述的那樣，在該彈性刮片300上形成穿孔(例如，矩形孔304，孔S1、S2或S3)，可以增大該彈性刮片相對于該顯影滾子100的固定位置的起始裝配公差，因此，隨著時間的推移和環(huán)境條件的變化，可以形成一個穩(wěn)定的調(diào)色劑層，從而可得到?jīng)]有密度不均勻的圖像。然而，上述矩形孔304，孔S1等不一定需要是貫通孔(通孔)。下面，將說明可以達到上述相同的效果，但在該彈性刮片300(圖2)上沒有通孔的結(jié)構(gòu)。
圖6為表示在與上述顯影滾子100接觸的表面的相對的表面上，具有許多矩形孔304的該彈性刮片300上，加上一個封閉該矩形孔304的密封件345的一個實施例的透視圖。
在這種情況下，該密封件345需要使用一種具有高度的撓性，不會妨礙該彈性刮片300彈性變形的材料。在本實施例中，使用厚度約為50微米的粘接帶作為該密封件345。這可以成功地阻止調(diào)色劑，通過在該彈性刮片300上形成的矩形孔304轉(zhuǎn)移，從而可防止調(diào)色劑弄臟復(fù)印機機身。在這方面，當(dāng)將上述密封件345固定在與該顯影滾子100接觸的該彈性刮片的表面上，也可得到同樣的效果。
在圖6中，與以上的附圖中相同的零件，用相同的標號表示，不再進行說明。
如圖7A所示，當(dāng)彈性刮片300b具有與圖3所示的彈性刮片300的多個矩形孔304相同形狀的多個壓下部分(凹部)時，該刮片的幾何慣性矩減小，因此，可以減小作用在與上述顯影滾子接觸的靠緊部分上的線性負載(該彈性刮片自由端的靠緊負載)，相對于該彈性刮片300b的自由端301的位移(撓度δ)的變化梯度。因此，這種結(jié)構(gòu)具有與上述結(jié)構(gòu)相同的作用。
圖7B和7C為表示沿著圖7A的d1-d2線所取的截面的二個例子的圖。圖7B表示在該彈性刮片300b的二個表面上都帶有上述壓下部分(凹部)304b的結(jié)構(gòu)；而圖7C則表示只在該彈性刮片300b的上表面上，帶有上述壓下部分304b的一個結(jié)構(gòu)。這里，該壓下部分304b的形成方法可以有選擇地來確定。例如(雖然沒有示出)，在該彈性刮片的二個表面上的該壓下部分304b，以交替的方式形成一個曲折變化的截面的結(jié)構(gòu)，也具有同樣的作用。
在以上的實施例說明中，已經(jīng)說明了本發(fā)明的優(yōu)選例子，然而，本發(fā)明不僅僅是局限于這些例子。
例如，雖然以上的說明是針對利用一種非磁性的單一組分的顯影劑的一種接觸式的顯影裝置進行的；但是，本發(fā)明也可以用于一個使用一種磁性顯影劑等的裝置中，只要該顯影裝置能利用一個撓性的、平板狀的顯影劑層調(diào)節(jié)件(彈性刮片)，來形成一個顯影劑層即可。另外，顯然，不論顯影是接觸式的顯影，或非接觸式的顯影，本發(fā)明均能適應(yīng)。
在以上的實施例說明中，該彈性刮片為懸臂梁結(jié)構(gòu)，其自由端位于該顯影滾子回轉(zhuǎn)方向的上游，如圖2所示。然而，本發(fā)明也有可以用于該彈性刮片為一個懸臂梁結(jié)構(gòu)，而其自由端位于該顯影滾子回轉(zhuǎn)方向下游的結(jié)構(gòu)中。
該彈性刮片上的矩形孔304，孔(S1，S2或S3)，或壓下部分(凹部)304b的數(shù)目，沒有特別的限制，但最好，如在以上的實施例中那樣，形成多個這樣的孔或凹部。
在實際工作中使用了一臺改裝的數(shù)式復(fù)印機AR-5130(夏普(sharp)公司的產(chǎn)品)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，可以減小上述線性負載相對于該顯影劑層調(diào)節(jié)件前端的位移的變化梯度，從而可以把安裝公差放大(通過將幾何慣性矩I做得小些，可以減小作用在該顯影劑層調(diào)節(jié)件自由端上的負載P的變化)。另外，由于可以自由選擇該顯影劑層調(diào)節(jié)件的振動的特征頻率，因此，可以防止由于該顯影劑層調(diào)節(jié)件的振動(共振)造成的，顯影劑層形成不良。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，作用在該用于形成一個顯影劑層的該顯影劑層調(diào)節(jié)件的中間部分上的線性負載，可以自由設(shè)定，與該顯影劑層調(diào)節(jié)件的片材厚度和自由長度無關(guān)。因此，可以形成與圖像區(qū)域相應(yīng)的一個理想的顯影劑層。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，可以防止從該顯影劑層調(diào)節(jié)件的空白空間區(qū)域，延伸至該顯影劑層調(diào)節(jié)件自由端的地方，該調(diào)節(jié)件不能壓緊顯影滾子的問題，因此，可以形成穩(wěn)定的顯影劑層。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，由于作用在該顯影劑層調(diào)節(jié)件的兩末端區(qū)域上的線性負載不會太小，因此，可以避免調(diào)色劑，從上述顯影劑支承的兩端區(qū)域泄漏出來。
根據(jù)本發(fā)明的第五和第六方面，可以增強該顯影劑層調(diào)節(jié)件的撓性，因此，可以減小顯影裝置的尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的第七個方面，可以通過將許多列簡單形狀(例如，一個圓)的通孔組合起來，或?qū)⒃S多列凹部組合起來，來增強該顯影劑層調(diào)節(jié)件的撓性，因此，可以減小該顯影裝置的尺寸，并形成穩(wěn)定的顯影劑層。
根據(jù)本發(fā)明的第八至第十個特點，該顯影層調(diào)節(jié)件的空白空間，不可能對該顯影劑層調(diào)節(jié)件的自由端施加影響，因此，可以形成更穩(wěn)定的顯影劑層。
根據(jù)本發(fā)明的第十一至第十五方面，可以防止調(diào)色劑通過在該顯影劑層調(diào)節(jié)件上形成的通孔散落出去，因此，不會降低該顯影劑層調(diào)節(jié)件的撓性。
根據(jù)本發(fā)明的第十六方面，該顯影劑層調(diào)節(jié)件的穿孔過程可以簡化，因此，可以降低該顯影劑層調(diào)節(jié)件的制造成本。
根據(jù)本發(fā)明的第十七方面，不需要一個復(fù)雜的顯影偏置電壓電源，因此(例如)，可以使用不疊加交流電壓的一個直流顯影偏置電壓，從而使顯影裝置結(jié)構(gòu)緊湊，價格低廉。
根據(jù)本發(fā)明的第十八方面，可以得到一個能產(chǎn)生極好的彩色圖像的、結(jié)構(gòu)緊湊的顯影裝置。
權(quán)利要求
1.一種顯影裝置，它包括用于保持和輸送顯影劑的一個顯影劑支承；和一個撓性的平板狀的顯影劑層調(diào)節(jié)件，該調(diào)節(jié)件的一端被支承和固定，另一端為自由端；該調(diào)節(jié)件靠近其自由端的一個平面部分，靠緊在該顯影劑支承上，以便在該顯影劑支承上形成一個規(guī)定厚度的顯影劑層；其中，沿著在該顯影劑層調(diào)節(jié)件，靠緊該顯影劑支承的靠緊部分，和該調(diào)節(jié)件的固定支承端之間的區(qū)域的寬度，形成一個至少是由一個通孔和/或凹部構(gòu)成的空白空間。
2.一種顯影裝置，它包括一個用于保持和輸送顯影劑的顯影劑支承；和一個撓性的平板狀的顯影劑調(diào)節(jié)件，該調(diào)節(jié)件的一端被支承和固定，另一端為自由端，并且，該調(diào)節(jié)件靠近其自由端的一個平面部分，緊靠在該顯影劑支承上，以便在該顯影劑支承上形成一個規(guī)定厚度的顯影劑層；其中，沿著在該顯影劑層調(diào)節(jié)件靠緊該顯影劑支承上的靠緊部分，和該調(diào)節(jié)件的固定支承端之間的區(qū)域的寬度，形成多個由多個通孔和/或凹下部分構(gòu)成的空白空間；并且，在該顯影劑調(diào)節(jié)件上，與至少該顯影劑支承的中部、顯影劑層形成區(qū)域相應(yīng)的區(qū)域上，上述的多個空白空間以一定的間隔形成為相同的空白空間形狀。
3.如權(quán)利要求2所述的顯影裝置，其中，上述空白空間比率(Lh/P)設(shè)定為0.5或更?。皇街蠰h為沿著在該顯影劑層調(diào)節(jié)件上形成的空白空間的寬度的最大尺寸；而P為一個空白空間與其相鄰的空白空間之間的節(jié)距。
4.如權(quán)利要求2或3所述的顯影裝置，其中，在該顯影劑層調(diào)節(jié)件的二個末端區(qū)域上的該空白空間比率，設(shè)定得比在該調(diào)節(jié)件的中間部分上的該空白空間比率小。
5.如權(quán)利要求1，2或3所述的顯影裝置，其中，比值(Lh/Lv)設(shè)定為1或更??；式中Lh為沿著在該顯影劑層調(diào)節(jié)件上形成的該空白空間的寬度的最大尺寸；而Lv為在與該空白空間的寬度垂直的方向上的最大尺寸。
6.如權(quán)利要求4所述的顯影裝置，其中，比值(Lh/Lv)設(shè)定為1或更小；式中Lh為沿著在該顯影劑層調(diào)節(jié)件上形成的該空白空間的寬度的最大尺寸；Lv為在與該空白空間的寬度垂直的方向上的最大尺寸。
7.如權(quán)利要求1所述的顯影裝置，其中，沿著該顯影劑層調(diào)節(jié)件的寬度，形成多列空白空間。
8.如權(quán)利要求1，2，3，6或7所述的顯影裝置，其中，在相對于該顯影劑層調(diào)節(jié)件的自由端和固定支承端之間的中點，更靠近該固定支承端的區(qū)域上，形成所述至少一個空白空間。
9.如權(quán)利要求4所述的顯影裝置，其中，在相對于該顯影劑層調(diào)節(jié)件的自由端和固定支承端之間的中點，更靠近該固定支承端的區(qū)域上，形成所述至少一個空白空間。
10.如權(quán)利要求5所述的顯影裝置，其中，在相對于該顯影劑層調(diào)節(jié)件的自由端和固定支承端之間的中點，更靠近該固定支承端的區(qū)域上，形成所述至少一個空白空間。
11.如權(quán)利要求1，2，3，6，7，9或10所述的顯影裝置，其中，在該顯影劑層調(diào)節(jié)件的通孔形成區(qū)域的至少一個表面上，裝有撓性比該顯影劑層調(diào)節(jié)件的撓性大一些的一個密封件。
12.如權(quán)利要求4所述的顯影裝置，其中，在該顯影劑層調(diào)節(jié)件的通孔形成區(qū)的至少一個表面上，裝有撓性比該顯影劑層調(diào)節(jié)件的撓性大一些的一個密封件。
13.如權(quán)利要求5所述的顯影裝置，其中，在該顯影劑層調(diào)節(jié)件的通孔形成區(qū)的至少一個表面上，裝有撓性比該顯影劑層調(diào)節(jié)件的撓性大一些的一個密封件。
14.如權(quán)利要求8所述的顯影裝置，其中，在該顯影劑層調(diào)節(jié)件的通孔形成區(qū)的至少一個表面上，裝有撓性比該顯影劑層調(diào)節(jié)件的撓性大一些的一個密封件。
15.如權(quán)利要求11所述的顯影裝置，其中，在該顯影劑層調(diào)節(jié)件的通孔形成區(qū)的至少一個表面上，裝有撓性比該顯影劑層調(diào)節(jié)件的撓性大一些的一個密封件。
16.如權(quán)利要求1或2所述的顯影裝置，其中，該顯影劑層調(diào)節(jié)件包括一塊彈性金屬板。
17.如權(quán)利要求1或2所述的顯影裝置，其中，該顯影劑支承包括一個導(dǎo)電的彈性滾子。
18.如權(quán)利要求1或2所述的顯影裝置，其中，該顯影劑為一種非磁性的單組分顯影劑。
全文摘要
一種顯影裝置包括:用于保持和輸送顯影劑的顯影劑支承;和撓性的平板狀的顯影劑層調(diào)節(jié)件,該調(diào)節(jié)件的一端被支承和固定,另一端為自由端;該調(diào)節(jié)件靠近其自由端的一個平面部分,靠緊在該顯影劑支承上,以便在該顯影劑支承上形成一個規(guī)定厚度的顯影劑層;其中,沿著在該顯影劑層調(diào)節(jié)件,靠緊該顯影劑支承的靠緊部分,和該調(diào)節(jié)件的固定支承端之間的區(qū)域的寬度,形成一個至少是由一個通孔和/或凹部構(gòu)成的空白空間。
文檔編號G03G15/08GK1250892SQ9912075
公開日2000年4月19日 申請日期1999年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月29日
發(fā)明者井上淳志, 巽洋, 山中隆幸, 酒井孝司 申請人:夏普公司