成像设备的制作方法

1.本发明涉及一种在记录材料上形成图像的成像设备。


背景技术：

2.在电子照相成像设备中，无清洁器方法(同时显影和清洁单元)是已知的，其中留在感光鼓上而未从作为图像承载构件的感光鼓转印到记录材料上的调色剂(显影剂)被收集并在显影装置的显影部分中重新使用。在无清洁器方法中，需要降低粘附在感光鼓上的诸如纸纤维和填料(以下统称为“纸屑”)的异物对随后的成像过程产生不良影响的可能性。日本特开专利申请no.2021-189358描述了通过感光鼓表面的刷构件接触部分收集感光鼓上的纸屑，以减少到达转印部分下游的充电部分和显影部分的纸屑量。
3.在使用上述申请中所述的刷构件的情况下，如果刷构件积聚了大量调色剂，则刷构件可能会在某一点喷出调色剂块，例如当刷构件的接触状态改变时，或当刷构件和感光鼓之间的电势差大幅波动时。从刷构件喷出的调色剂块没有被显影装置完全收集，并被转印到记录材料上，这可能导致图像缺陷。
4.另一方面，如果刷构件不积聚调色剂，纸屑收集性能可能也会降低。滑过刷构件的纸屑可能对随后的成像过程产生不良影响，例如在充电过程中妨碍感光鼓表面的均匀充电，并导致图像缺陷(黑点)。


技术实现要素：

5.因此，本发明提供了一种成像设备，其能够减少调色剂积聚，同时确保刷构件的纸屑收集性能。
6.本发明的一个实施例是一种成像设备，包括:可旋转的图像承载构件；显影构件，其被构造为在显影部分处使用显影剂对形成在图像承载构件上的静电潜像进行显影；转印构件，其被构造为在转印部分处将由显影构件显影的显影剂图像从图像承载构件转印到被转印构件；以及刷，其相对于图像承载构件的旋转方向在转印部分下游且显影部分上游的位置接触图像承载构件，并且其中留在图像承载构件的表面上的显影剂被收集在显影部分中，其中，相对于图像承载构件的旋转轴线方向，刷的基材之间的平均距离大于显影剂的平均粒径，并且等于或小于当用户观察由成像设备形成的图像时用户可视觉识别的特定频率所对应的长度。
7.本实施例的另一实施例是一种成像设备，包括:可旋转的图像承载构件；显影构件，其被构造为在显影部分处使用显影剂对形成在图像承载构件上的静电潜像进行显影；转印构件，其被构造为在转印部分处将由显影构件显影的显影剂图像从图像承载构件转印到被转印构件；以及刷，其相对于图像承载构件的旋转方向在转印部分下游且显影部分上游的位置处接触图像承载构件，其中留在图像承载构件的表面上的显影剂被收集在显影部分中，并且其中相对于图像承载构件的旋转轴线方向刷的基材之间的平均距离大于显影剂的平均粒径，并且等于或小于50微米。
8.本发明的其他特征将从以下参考附图对示例性实施例的描述中变得明显。
附图说明
9.图1是根据本技术实施例1的成像设备的示意图。
10.图2是显示人类视觉特征的图表。
11.图3为根据实施例1的刷构件的示意图。
12.图4的部分(a)是从刷毛材料的前端观察时，根据实施例1的刷构件的示意图。图4的部分(b)是从感光鼓的旋转方向的上游侧观察的刷构件的示意图。
13.图5的部分(a)至(c)是示意图，显示了刷构件的刷毛材料的纤维直径与调色剂颗粒直径之间的关系。
14.图6是刷构件的株的排列的图。
具体实施方式
15.以下是参考附图对根据本技术的实施例的描述。
16.图1是根据本技术的一个实施例(实施例1)的成像设备100的示意性构造示例。本实施例中的成像设备100是单色打印机。
17.成像设备100具有作为图像承载构件的圆柱形感光构件，即感光鼓1。作为充电器件的充电辊2和作为显影器件的显影装置3围绕感光鼓1。在图中的充电辊2和显影辊3之间，设有作为曝光器件的曝光装置4。此外，作为转印器件的转印辊5压靠在感光鼓1上。
18.本实施例中的感光鼓1是带负电的有机感光构件。感光鼓1在铝鼓形基底上具有感光层。感光鼓1可围绕鼓的轴线旋转，并由驱动单元(未示出)以预定的处理速度沿箭头a的方向(图中的顺时针方向)驱动。在本实施例中，处理速度对应于感光鼓1的圆周速度(表面移动速度)。
19.充电辊2以预定压力接触感光鼓1，以形成充电部分p1。在成像期间，充电辊2由作为充电电压供应器件的充电高压电源(未示出)施加预定的充电电压，并且感光鼓1的表面被均匀地充电至预定电势。在本实施例中，感光鼓1由充电辊2充电为负极性，并且其充电电势(通过充电部分p1之后即刻的感光鼓1的表面，暗部电势)大约为-700[v]。
[0020]
在本实施例中，曝光装置4是激光扫描仪装置，其输出与从外部装置(如主机)输入的图像信息相对应的激光束，并扫描和曝光感光鼓1的表面。该曝光根据图像信息在感光鼓1的表面上形成静电潜像(静电图像)。本实施例中的曝光区域的电势(亮部电势)大约为-100[v]。曝光装置4不限于激光扫描仪装置，而是可以采用例如led阵列，其中多个led沿着感光鼓1的纵向方向(圆筒的轴向方向)布置。
[0021]
在本实施例中，接触显影方法用作显影方法。显影装置3包括作为显影剂载体的显影辊31、作为显影剂供应器件的调色剂供应辊32、容纳调色剂的显影剂容纳室34、搅拌显影剂容纳室34中的调色剂的搅拌构件33、以及显影刮刀35。由调色剂供应辊32从显影剂容纳室34供应到显影辊31的调色剂(显影剂)在通过与显影刮刀35接触的显影接触部分时被充电到预定极性。在本实施例中，使用颗粒尺寸为7微米且正常充电极性(正常极性)为负极性的调色剂。尽管在本实施例中使用由调色剂组成的单组分非磁性显影剂作为显影剂，但是包含非磁性调色剂和磁性载体的双组分显影剂也可以用作显影剂。也可以使用双组分非磁
性接触/非接触显影方法。
[0022]
在显影辊31和感光鼓1之间的相对部分(显影部分p2)处通过显影辊31供给的调色剂将形成在感光鼓1上的静电潜像显影为调色剂图像(显影剂图像)。在成像期间，作为显影电压施加器件的显影高压电源(未示出)将-400v的显影电压施加到显影辊31上。在本实施例中，静电潜像通过反转显影方法显影。换句话说，通过将充有与感光鼓1的极性相同的极性的调色剂附着到充电过程后的感光鼓1的表面的亮部分，静电潜像被显影为调色剂图像，在亮部分处电荷由于曝光装置4的曝光而减少。
[0023]
转印辊5可适当地由弹性构件制成，弹性构件例如是由聚氨酯橡胶、三元乙丙橡胶(epdm)或丁腈橡胶(nbr)形成的海绵橡胶。转印辊5被压向感光鼓1，以形成转印部分n，在转印部分n处感光鼓1和转印辊5被压在一起。转印辊5连接到作为转印电压施加器件的转印高压电源(未示出)，并且预定的转印电压在预定的时刻施加到转印辊5。例如，电晕放电型转印装置可以用作直接转印法转印装置。
[0024]
在感光鼓1上形成的调色剂图像到达转印部分n的时刻，堆叠在盒6中的转印材料s由进给单元7进给，并通过对准辊对8进给至转印部分n。各种不同尺寸和材料的片材可用作转印材料s(记录材料)，如普通纸和纸板、塑料膜、布、经表面处理的片材(如铜版纸)，以及特殊形状的片材(如信封和索引纸)。形成在感光鼓1上的调色剂图像被施加有转印电压的转印辊5转印到转印材料s上。
[0025]
调色剂图像转印后的转印材料s被进给至作为定影器件的定影单元9。本实施例中的定影单元9是一种膜定影器件，其配备有具有内置定影加热器和用于测量其温度的热敏电阻(未示出)的定影膜91、以及对定影膜91加压的加压辊92。定影单元9通过加热和加压转印材料s来定影调色剂图像。定影后，转印材料s穿过排出辊对10并被排出机器。
[0026]
在转印部分n和充电部分p1之间，设有预曝光装置12作为消除感光鼓1表面静电的器件。这是为了在感光鼓1通过转印部分n之后，通过均衡感光鼓1的不均匀电荷来稳定充电部分p1中的放电，并获得均匀的充电电势。
[0027]
未被转印到转印材料s上而留在感光鼓1上的残余转印调色剂在以下过程中被去除。残余转印调色剂是带正电荷的调色剂和带负电荷但没有足够电荷的调色剂的混合物。通过在充电部分p1中的放电，残余转印调色剂被再次充电到负极性。随着感光鼓1旋转，在充电部分p1中再次被充电到负极性的残余转印调色剂到达显影装置3，并被收集。因此，本实施例中的“刷构件”不同于作为清洁单元(鼓清洁器)的用于从感光鼓1上去除残余调色剂的刷构件。[调色剂]
[0028]
本实施例中使用的调色剂是通过悬浮聚合方法产生的非磁性球形调色剂，平均粒径为7微米。调色剂粒径具有一定的分布，但超过90％的调色剂在4微米和10微米之间。从图像精度和稳定性的角度来看，可适当使用平均粒径为例如4至10微米的调色剂，且6至8微米的平均粒径更合适。
[0029]
下文描述了测量调色剂的平均粒径dt(重均粒径)的方法。使用“coul ter counter mul t is izer 3”(注册商标，贝克曼库尔特有限公司所有，一种基于孔隙电阻法并配备有100微米孔径管的精密粒径分布测量装置)，以及附带的用于利用25，000个有效测量通道使用“beckman coul ter mul t is izer 3vers ion 3.51”(贝克曼库尔特有限公
司)设置测量条件和分析测量数据的专用软件，测量平均粒径dt，并分析和计算测量数据。
[0030]
用于测量的电解溶液是在离子交换水中溶解至约1质量％的浓度的特级氯化钠，例如，可使用“isoton i i”(贝克曼库尔特有限公司)。
[0031]
在测量和分析之前，如下设置专用软件。在专用软件的“更改标准测量方法(somme)屏幕”中，将控制模式下的总计数设置为5000个颗粒，测量次数设置为1，kd值设置为使用“标准粒径10.0微米”获得的值(贝克曼库尔特公司)。按下阈值/噪声水平测量按钮，自动设置阈值和噪声水平。此外，将电流设置为1600μa，增益设置为2，电解液设置为isoton i i，并勾选测量后冲洗孔径管的复选框。在专用软件的“脉冲至粒度转换设置屏幕”中，将区间间隔设置为对数粒度，粒度区间设置为256粒度区间，粒度范围设置为2微米至60微米。
[0032]
具体测量方法如下:
[0033]
(1)将约200毫升电解溶液放入用于mul t i s izer 3的250毫升圆底玻璃烧杯中，将烧杯放在样品台上，并以24rpm逆时针方向搅动搅拌棒。然后，使用专用软件的“冲洗孔径”功能清除孔径管中的灰尘和气泡。
[0034]
(2)将约30毫升上述电解溶液置于100毫升平底玻璃烧杯中。加入约0.3毫升用离子交换水作为分散剂稀释3倍质量的“contaminon n”(ph 7的用于清洁精密测量仪器的中性洗涤剂的10质量％水溶液，由非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和有机助洗剂组成，由和光纯药工业株式会社制造)的稀释液。
[0035]
(3)将3.3升的离子交换水放入超声分散系统te tora 150(由nikkakoki bios制造)的水箱中，该系统包括两个振荡器，振荡频率为50千赫，相移为180度，电输出为120瓦。向水箱中加入约2毫升的contaminon n。
[0036]
(4)将上述(2)的烧杯放置在上述超声分散器的烧杯固定孔中，并启动超声分散器。然后，调节烧杯的高度位置，使得烧杯中电解溶液的液面的共振状态最大化。
[0037]
(5)在用超声波照射上述(4)中烧杯中的电解溶液的情况下，向上述电解溶液中少量添加约10毫克调色剂并使其分散。然后，继续超声分散过程另外60秒。对于超声分散，水箱中的水温应调节至10℃和40℃之间。
[0038]
(6)使用移液管将分散有调色剂的上述(5)的电解溶液滴入置于样品架中的上述(1)的圆底烧杯中，使得测量的浓度为约5％。然后进行测量，直到测得的颗粒数达到5000。
[0039]
(7)使用随装置提供的上述专用软件分析测量数据，并计算重均粒径。当专用软件设置为图形/体积％时，分析/体积统计(算术平均)屏幕上的“平均直径”是重均粒径。该重均粒径对应于本实施例中调色剂的平均粒径dt。[纸屑移除机构]
[0040]
当在转印部分n中将调色剂从感光鼓1转印到转印材料s上时，转印材料s中包含的异物(如纤维和填料，即纸屑)可能会粘附到感光鼓1上。在本实施例中，刷构件11被设置为纸屑收集构件(异物去除构件),以去除粘附到感光鼓1的纸屑。如图1所示，在转印部分n的下游且充电部分p1的上游，刷构件11设置成沿旋转方向(箭头a)接触感光鼓1。换句话说，在图像承载构件的旋转方向上，本实施例中的刷构件11在转印部分n的下游且显影部分p2的上游的位置处接触图像承载构件。刷构件11由支撑构件(未示出)支撑，并且相对于感光鼓1定位在固定位置，刷构件11随着感光鼓1旋转而在感光鼓1的表面上滑动。
[0041]
刷构件11收集在转印部分n处从转印材料s转印到感光鼓1上的纸屑，并减少沿感
光鼓1的移动方向移动到刷构件11下游的充电部分p1和显影装置3的纸屑量。如果纸屑没有被刷构件11收集，纸屑可能会介入充电部分p1并干扰充电。在这种情况下，在通过充电部分p1之后，感光鼓1的表面电势变得低于周围电势，并且对应于转印部分s上的该区域的区域可能被无意地显影成黑色。例如，这种不利影响表现为纯白图像(全白图像)上的黑点。
[0042]
如果未被刷构件11收集的纸屑尺寸较小，则上述不利影响的程度较小，但尺寸较大的纸屑趋于使上述不利影响的程度更严重。未收集的纸屑尺寸和图像缺陷的黑点尺寸几乎相同。如“电子、信息和通信工程师协会，知识库，s3组，第2部分，第5章”等所述。人眼可以感知的空间频率是50-60周/度。在更高的空间频率下，人眼很难察觉(图2)。图2示出了人眼对不同空间频率的正弦光栅图案的对比敏感度特性。人眼可以感知图案的空间频率也称为点阵敏锐度(lat t ice acui ty)。
[0043]
假设典型用户从300mm的距离观看形成在记录材料上的图像。在这种情况下，1
°
的视角为300*2π/360＝5.235(mm)，在50周/度的频率下的一个周期为105微米。由于空间频率测试是基于黑-白-黑-白...条纹图案是否可见而进行的，条纹图案的黑色部分的厚度相当于52.5微米，这是一个周期的一半。换句话说，52.5微米或更小的黑色区域不容易被普通用户识别。
[0044]
换句话说，尽管取决于使用者的视力和使用者观察图像的距离，但可以说，即使直径约为50微米或更小的纸屑滑过刷构件11，使用者也不会识别上述黑点。相反，当直径约为50微米或更大的纸屑滑过刷构件11时，黑点开始变得稍微可见。当黑点的直径变得大于例如100微米或更大时，它们容易被视为图像缺陷。此外，黑点的数量越多，给用户的图像质量印象越差。
[0045]
另一方面，优选的是，已到达刷构件11的残余转印调色剂沿旋转方向(箭头a)向下游移动，而不会积聚(陷入)在刷构件11中，并尽可能保持附着在感光鼓1上。如果调色剂粘附并积聚在刷构件11上，它将作为调色剂块保留在刷构件11上，并且将在不希望的时刻从刷构件11排出到感光鼓1上，这有导致图像缺陷的风险。在下文中，从刷构件11排出调色剂块或者由这种排出引起的图像缺陷也被称为“调色剂排出”。
[0046]
调色剂块从刷构件11排出的情况例如是因为感光鼓1在停止旋转后再次开始旋转而导致刷构件11与感光鼓1的接触状态发生变化。在转印材料s的前端或后端通过转印部分n时感光鼓1的表面电势的波动较大的情况下，当波动的表面电势通过刷构件11时，刷构件11的接触部分可能改变其与刷构件11的接触状态，导致调色剂块被排出。如果排出到感光鼓1上的调色剂块的量小，则它可以被显影装置3收集，但是如果排出到感光鼓1上的调色剂块的量大，则显影装置3难以收集调色剂。在这种情况下，未被收集的部分调色剂块可能在转印部分n中被转印到转印材料s，导致图像缺陷。
[0047]
换句话说，刷构件11应尽可能多地收集纸屑，尽可能少地收集调色剂。[刷构件的构造]
[0048]
本实施例中的刷构件11的构造如下所述。图3示出了根据本实施例的刷构件11的外观视图。刷构件11在宽度方向(感光鼓1的旋转方向，箭头a)上的长度被设定为5mm。刷构件11在纵向方向(感光鼓1的旋转轴线方向，箭头b)上的长度被设定为216mm。刷构件11在纵向和宽度方向上的长度不限于此，并且可以根据例如成像设备的最大纸张宽度而改变。成像设备的最大进给宽度是成像设备能够形成图像(能够进给)的转印材料中在感光鼓1的旋
转方向上具有最大宽度的转印材料的宽度。
[0049]
刷构件11具有由导电6-尼龙制成的丝11a作为摩擦感光鼓1表面的多个刷毛材料(基材)、支撑丝11a的基础织物11b、以及用于附接和固定基础织物11b的金属片11c。除了尼龙之外，人造丝、丙烯酸、聚酯或其他材料可以用于丝11a。在本实施例中使用了导电丝11a，但是也可以使用由绝缘材料制成的丝。刷也可以由纺织刷或通过静电注入方法产生的刷制成。在本实施例中使用了编织刷。
[0050]
在感光鼓1旋转时，由作为施加电压的器件的刷电源13(图1)向本实施例中的金属片11c施加-400v的偏压(刷电压)。该刷电压的极性与附着在感光鼓1上的调色剂的正常充电极性相同，因此有助于使感光鼓1上的调色剂通过而不收集调色剂。刷电压应该是具有与已经通过转印部分n的调色剂相对于感光鼓1的表面的正常充电极性相同的极性的值。刷构件11可以被构造成没有刷电压施加到其上。
[0051]
本实施例中的刷构件11的丝11a的长度(刷毛长度)是5mm，刷构件11定位成穿透(进入)感光鼓1的表面1mm。此处，刷构件11的1mm穿透(进入)是指沿丝11a相对于基础织物11b的突出方向测量的从基础织物11b到感光鼓1的表面的最短距离比丝11a的长度短1mm。换句话说，这意味着在假设不与感光鼓1干涉的情况下，刷构件11被定位成使得丝11a的前端穿入对应于感光鼓1的表面位置的虚拟圆柱形表面内1mm。
[0052]
本实施例中使用的丝11a的细度为6d，密度为180kf/inch2。刷构件11的细度单位是“d(旦尼尔)”，这是9000米长的丝的重量，细度越大表示纤维的直径越大。基于显微镜观察，本实施例中的纤维直径为27微米。刷构件11的密度单位是“kf/inch
2”，它表示每平方英寸的细丝数量。1kf/inch2是每平方英寸1000根细丝的密度。
[0053]
基于这些值，图4的部分(a)和(b)显示了刷构件11如何接触感光鼓1的示意图。图4的部分(a)是显示当从正上方(丝11a的前端)观察刷构件11时的单位面积(1mm2)的示意图。图4的部分(b)是从感光鼓1的旋转方向的上游观察的刷构件11的示意图。
[0054]
在图中，dens表示刷的密度(kf/mm2)，d表示丝11a的纤维直径(微米)，i表示纵向方向上纤维之间的平均间距(微米)。实施例2中的刷构件11的丝11a的180kf/inch 2
的密度可以转换成dens＝279(f/mm2),因为1英寸＝25.4mm。在本实施例中，丝11a的前端相对于刷构件11的宽度方向(感光鼓1的旋转方向，箭头a)和纵向方向(感光鼓1的旋转轴线方向，箭头b)各向同性地分布。因此，通过取密度dens的平方根，我们可以估计在感光鼓1的纵向方向上，对于1mm的宽度，有多少根丝11a与感光鼓1接触。在本实施例中，√279＝16.7(根丝)。由于丝11a的纤维直径为27微米，假设丝11a均匀间隔，丝11a之间的间隙(刷毛材料之间的平均距离，以下也称为纤维之间的平均距离)为i＝(1000-16.7
×
27)/16.7＝33(微米)。
[0055]
大于纤维间平均距离i的纸屑在物理上难以滑过刷构件11。尺寸小于纤维间平均距离i的纸屑可以滑过刷构件11，但是如果纸屑的尺寸为50微米或更小，由于如上所述的人类视觉特性，只要使用者具有上述正常视野，纸屑就难以被视为黑点。换句话说，如果纤维间平均距离i为50微米或更小，则有可能收集用户能看到的尺寸的纸屑。关于调色剂可排出性，如果纤维间平均距离i等于或大于调色剂粒径，调色剂可以容易地通过刷构件11。具体地说，由于调色剂的平均粒径是7微米，如果纤维间平均距离i大于7微米，则刷构件11很可能使调色剂通过而不收集调色剂。[检查方法]
[0056]
对本实施例中的刷构件11的性能进行了评估。
[0057]
使用世纪星纸(产品名称，由century pulp and paper制造)作为转印材料s，打印5000张，每隔100张，获得在打印全黑图像(纯黑图像)之后打印的全白图像(纯白图像)。基于出现在所述全白图像中的斑点图像的最大数量来确定纸屑可收集性。在本实施例中，当可见黑点的数量大于10时，纸屑可收集性判定为x(不可接受),当数量在3和10之间时，判定为
△
(可接受)，当数量小于3时，判定为
○
(好)。
[0058]
对于调色剂排出，在连续打印六张(五张全表面半色调图像和一张纯白图像)后，针对由纯白图像中的调色剂排出引起的图像缺陷检查调色剂排出性能。如果没有观察到调色剂排出缺陷，则调色剂排出性能被评定为〇(可接受)，如果观察到明显的调色剂排出缺陷，则调色剂排出性能被评定为x(不可接受)。当调色剂排出性能是〇时，即使在10张全半色调图像和1张纯白图像的11次连续打印之后，如果在纯白图像中没有观察到调色剂排出缺陷，图像被判断为
◎
(好)。
[0059]
表1显示了上述研究的刷构件11的构造与纸屑收集和调色剂排出性能之间的关系。
[0060]
[表1]
[0061]
如表1所示，证实了根据实施例1的构造，实施例1在纸屑收集和调色剂排出方面均具有优异的性能。表1还包括以下实施例、变型例和比较例的结果。
[0062]
作为变型例1-1，制备细度为4d、密度为240kf/inch2的刷构件11，并检查其性能。纤维直径为21微米，纤维间平均距离为31微米。除刷构件11之外的条件与实施例1相同。如在实施例1中那样，证实了在纸屑收集和调色剂排出两方面的性能都是优异的。
[0063]
作为变型例1-2，制备细度为4d、密度为180kf/inch2的刷构件11，并检查其性能。纤维直径为21微米，纤维间平均距离为39微米。除刷构件11之外的条件与实施例1相同。如在实施例1中那样，证实了在纸屑收集和调色剂排出两方面的性能都是优异的。
[0064]
在上述实施例1及其变型例中，纤维间平均距离i足够窄，以收集用户可视为图像
缺陷的尺寸的纸屑，且认为在纸屑收集方面已获得良好结果。此外，由于纤维间平均距离i大于调色剂尺寸(7微米)，对于调色剂排出也获得了良好的结果。
[0065]
在实施例2中，使用细度小于实施例1的丝11a作为刷毛材料来制备刷构件11。细度是2d，密度是180kf/inch2。纤维直径为15微米，纤维间平均距离为45微米。其它条件与实施例1相同。
[0066]
对本实施例中的刷构件11的评估表明，其在纸屑收集方面优良，在调色剂排出方面甚至优于实施例1。
[0067]
作为变型例2-1，制备了细度为2d、密度为240kf/inch2的刷构件11，并检查了其性能。纤维直径为15微米，纤维间平均距离为37微米。除了刷构件11之外的条件与实施例1中的相同。如在实施例2中那样，该变型例的纸屑收集性能优异，并且调色剂排出性能甚至优于实施例1。
[0068]
上述实施例2及其变型例使用了比实施例1细度更小的丝11a。这被认为可以比实施例1进一步增强调色剂排出。图5的部分(a)至(c)示出了丝11a和调色剂t的尺寸之间的关系。感光鼓1的表面在图中从下到上沿箭头a的方向移动。图5的部分(a)至(c)示出了当刷构件11的丝11a的纤维直径d在三个水平上变化时调色剂t的行为。图中的dt表示调色剂直径(微米)。
[0069]
如图5的部分(a)所示，当d《3dt时，即使调色剂t撞击刷构件11的丝11a，从调色剂t的角度来看，丝11a的曲率较大(丝11a表面的曲率半径较小)，且调色剂t在丝11a上不稳定。因此，由于与感光鼓1的粘附力或从感光鼓1接收的摩擦力，调色剂t移动到丝11a的一侧(在刷构件11的纵向方向上的丝11a的一侧)。丝11a不能吸附和保持已经移动到旁边的调色剂，结果，调色剂t没有被丝11a收集，并且容易滑动到刷构件11a的下游。
[0070]
当d＝3dt时，如图5的部分(b)所示，丝11a的曲率变小(丝11a表面的曲率半径增大),且面向进给方向的感光鼓1的表面增大，使丝11a更容易保持调色剂t。如图5的部分(c)所示，当d》》3dt时，丝11a可容易地保持更多调色剂，且保持的调色剂将沉积更多调色剂。
[0071]
如上所述，纤维直径d为15微米且小于平均调色剂粒径7微米的三倍的实施例2和变型例2-1被认为具有特别优异的调色剂排出性能。
[0072]
作为对比例1，制备细度为6d、密度为70kf/inch 2
的刷构件11，并检查其性能。纤维直径为27微米，纤维间平均距离为69微米。除了刷构件11之外的条件与实施例1中的相同。在本对比例中，纤维间平均距离大于作为图像缺陷可见的纸屑的50微米直径，导致与上述实施例和变型例相比明显较差的纸屑收集。
[0073]
作为对比例2，制备了细度为4d、密度为120kf/inch2的刷构件11，并检查了其性能。纤维直径为21微米，纤维间平均距离为52微米。除刷构件11之外的条件与实施例1相同。在该对比例中，纤维间平均距离略大于作为图像缺陷可见的纸屑的50微米直径，导致纸屑收集稍差。
[0074]
作为对比例3，制备细度为2d、密度为120kf/inch2的刷构件11，并检查其性能。纤维直径为15微米，纤维间平均距离为58微米。除了刷构件11之外的条件与实施例1中的相同。在该对比例中，纤维间平均距离大于作为图像缺陷可见的纸屑的50微米直径，导致纸屑收集稍差。然而，由于小的纤维直径，出于使用图5的部分(a)至(c)解释的原因，调色剂排出非常好。
[0075]
作为对比例4，制备了细度为10d、密度为70kf/inch2的刷构件11，并检查了其性能。纤维直径为35微米，纤维间平均距离为61微米。除了刷构件11之外的条件与实施例1中的相同。在该对比例中，纤维间平均距离i大于作为图像缺陷可见的50微米的纸屑直径，导致纸屑收集较差。此外，由于纤维直径d比调色剂的平均粒径dt大5倍，这比调色剂的平均粒径dt大3倍，所以图5的部分(c)中所示的情况是d》》3dt，导致调色剂排出较差。因此，小于调色剂平均粒径dt的5倍的纤维直径d(d《5dt)对于抑制调色剂排出是优选的。
[0076]
上述结果表明，其中纤维间平均距离大于调色剂的平均粒径dt(7微米)且小于对应于人的网格视觉(50微米)的长度的实施例和变型例防止了由于纸屑引起的图像缺陷，并且还显示出优异的抗调色剂排出效果。换句话说，根据本技术的实施例，可以减少调色剂积聚，同时确保收集构件的纸屑收集性能。
[0077]
此外，纤维直径d小于调色剂平均粒径dt的三倍(d《3dt)的实施例2和变型例2显示出特别优异的调色剂排出。
[0078]
尽管在表1的验证中未观察到显著差异，但认为通过刷构件11的纸屑尺寸越小，由纸屑引起的图像缺陷变得越不明显，即使用户的视力或观察距离波动。因此，例如45微米或更小的纤维间平均距离是更优选的，并且40微米或更小是更优选的。
[0079]
尽管如果刷构件11的纤维间平均距离大于调色剂的平均粒径，调色剂可通过刷构件11，但认为如果纤维间平均距离充分大于平均粒径，则调色剂将比接近平均粒径时更容易通过。从更可靠地减少调色剂排出的观点来看，例如，如果刷构件11的纤维间平均距离是平均调色剂粒径(7微米)的至少两倍，或者更优选地，是平均调色剂粒径的至少四倍，则是合适的。
[0080]
我们已经讨论了在垂直于感光鼓表面移动方向(箭头a)的方向上(刷构件11的纵向方向)的纤维间平均距离i的优选值，下文解释了在感光鼓表面移动方向上刷构件11的刷毛之间的间距。在感光鼓表面移动方向上的刷毛材料之间的距离(纤维间平均距离)应该比纵向方向上的纤维间平均距离i宽。这允许到达刷构件11的调色剂在感光鼓1的表面上沿移动方向更平稳地向下游流动，使得调色剂排出不太可能发生。由于纤维间平均距离i(即刷构件11纵向方向上的纤维间距)对于纸屑的可收集性很重要，所以即使感光鼓表面移动方向上的纤维间距稍宽，也能保持纸屑的可收集性。
[0081]
具体而言，在实施例1中使用的纺织刷的情况下，如图6所示，刷构件11(图6左侧的每个点)的丝11a的株排列相对于感光鼓表面移动方向(箭头a)应相对稀疏，相对于刷构件11的纵向方向(箭头b)应相对密集。刷毛材料株的位置是支撑在基础织物11b上同一点处的丝11a的束的起点位置。如果在感光鼓表面的移动方向上株之间的距离是pa，并且在刷构件11的纵向方向(箭头b)上株之间的距离是pb，那么pa》pb就足够了。在该图中，假设从基础织物11b的法线方向看，每株中的丝11a在所有方向上几乎相等地(即，各向同性地)延伸，并且每株中的丝11a的数量也几乎相等。
[0082]
在上述实施例中，假设例如办公室或家庭打印机用户为一般用户，刷构件11的纤维间平均距离为50微米或更小，相当于从30cm的距离用肉眼观察图像时的网格视觉。不限于此，取决于成像设备的应用，存在从比30cm远(或比30cm近)的位置观察打印图像是正常的情况。因此，刷构件11的纤维间平均距离的优选值可以根据成像设备主要输出的图像的
平均观察距离而变化。
[0083]
例如，在主要打印海报等的大幅面打印机的情况下，平均观察距离被认为大于30cm。在这种情况下，如果使用者从1米的距离观看形成在记录材料上的图像，对应于使用者可以识别的空间频率的长度(可见黑点的直径)将是大约175微米，因此刷构件11的纤维间平均距离将是175微米或更小。相反，在主要输出通常使用放大镜观察的图像的成像设备的情况下，例如，对应于用户可以识别的空间频率的长度(可见黑点的直径)短于52.5微米。在这种情况下，可以想到将刷构件11的纤维间平均距离设定为小于50微米的预定值。
[0084]
以单色打印机为例描述了上述实施例，但本技术也可应用于直接转印彩色打印机。例如，直接转印彩色打印机是一种成像设备，其中多个处理单元沿着记录材料的进给路径布置，每个处理单元配备有图像承载构件(感光鼓)。在这种情况下，通过将在每个处理单元中形成的每种颜色的调色剂图像依次转印到记录材料上，在记录材料上形成彩色图像。
[0085]
在上述实施例中，描述了直接转印法构造，其中调色剂图像从感光鼓1(图像承载构件)直接转印到作为转印体的转印材料(记录材料),但该技术也可应用于中间转印法成像设备。在中间转印法的情况下，转印构件指的是例如转印辊(初次转印辊),其执行调色剂图像从作为图像承载构件的感光鼓1到作为被转印体的中间转印材料的初次转印。作为中间转印构件，可以使用在多个辊上拉伸的环形带构件。已经初次转印到中间转印构件的调色剂图像通过二次转印器件(例如二次转印辊)从中间转印构件二次转印到片材(记录材料),该二次转印辊在中间转印构件和二次转印辊之间形成二次转印夹持部。在这种中间转印法的构造中，通过用初次转印辊替换上述实施例中的转印辊，可以获得与上述实施例相同的效果。
[0086]
根据本发明，可减少调色剂积聚，同时确保刷构件的纸屑收集性能。
[0087]
尽管已参照示例性实施例对本发明进行了描述，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下权利要求的范围符合最广泛的解释，以便包含所有这样的变型和等同的结构和功能。

技术特征：
1.一种成像设备，包括:能够旋转的图像承载构件；显影构件，其被构造为在显影部分处使用显影剂将形成在图像承载构件上的静电潜像显影；转印构件，其被构造为在转印部分处将由显影构件显影的显影剂图像从图像承载构件转印到被转印构件；和刷，其相对于图像承载构件的旋转方向在转印部分下游且显影部分上游的位置接触图像承载构件，其中留在图像承载构件表面上的显影剂被收集在显影部分中，并且其中，相对于图像承载构件的旋转轴线方向，刷的基材之间的平均距离大于显影剂的平均粒径，并且等于或小于当用户观察由成像设备形成的图像时用户可视觉识别的特定频率所对应的长度。2.根据权利要求1所述的成像设备，其中所述平均距离等于或小于50微米。3.一种成像设备，包括:能够旋转的图像承载构件；显影构件，其被构造为在显影部分处使用显影剂将形成在图像承载构件上的静电潜像显影；转印构件，其被构造为在转印部分处将由显影构件显影的显影剂图像从图像承载构件转印到被转印构件；和刷，其相对于图像承载构件的旋转方向在转印部分下游且显影部分上游的位置接触图像承载构件，其中留在图像承载构件表面上的显影剂被收集在显影部分中，并且其中，相对于所述图像承载构件的旋转轴线方向，所述刷的基材之间的平均距离大于显影剂的平均粒径，并且等于或小于50微米。4.根据权利要求1所述的成像设备，其中所述平均距离等于或小于45微米。5.根据权利要求1所述的成像设备，其中，当刷的基材的纤维直径被定义为d(微米)且显影剂的平均粒径被定义为d(微米)时，满足d<5d。6.根据权利要求1所述的成像设备，其中，当刷的基材的纤维直径被定义为d(微米)且显影剂的平均粒径被定义为d(微米)时，满足d<3d。7.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述刷的基材的自由端相对于所述图像承载构件的旋转轴线方向和所述图像承载构件的旋转方向各向同性地分布，并且其中平均距离是基材的密度的平方根。8.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述刷的基材相对于图像承载构件的旋转方向的平均距离大于所述刷的基材相对于图像承载构件的旋转轴线方向的平均距离。9.根据权利要求1所述的成像设备，还包括电压施加单元，所述电压施加单元被构造为向所述刷施加电压，所述电压的极性与穿过所述转印部分的显影剂相对于图像承载构件的表面电势的正常充电极性相同。10.根据权利要求1所述的成像设备，其中，被转印材料是记录材料。11.根据权利要求1所述的成像设备，其中，被转印构件是中间转印构件，并且
成像设备还包括二次转印构件，该二次转印构件被构造成将转印到中间转印构件上的调色剂图像转印到记录材料上。12.根据权利要求1所述的成像设备，进一步包括被构造为对图像承载构件的表面充电的充电构件，其中充电构件通过接触图像承载构件的表面来对图像承载构件的表面充电。13.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述刷的基材的密度大于120kf/inch2。14.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述刷的基材的密度等于或大于180kf/inch 2
。

技术总结
一种成像设备，包括可旋转的图像承载构件、在显影部分处显影静电潜像的显影构件、在转印部分处将显影剂图像转印到记录构件的转印构件、以及刷，刷设置有在图像承载构件的旋转方向上在转印部分的下游且显影部分的上游接触图像承载构件的多个基材。留在图像承载构件表面上的显影剂被收集在显影部分中。相对于图像承载构件的旋转轴线方向，刷的基材之间的平均距离大于显影剂的平均粒径，并且等于或小于当用户观察由成像设备形成的图像时用户视觉上可识别的特定频率所对应的长度。觉上可识别的特定频率所对应的长度。觉上可识别的特定频率所对应的长度。


技术研发人员：伊藤真吾 高山利彦 铁野修一 片桐裕子
受保护的技术使用者：佳能株式会社
技术研发日：2023.01.10
技术公布日：2023/7/19