CN103576498B - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像形成装置，其具有图像载体、充电辊、清洁刷、距离可变机构。充电辊具有凹凸形状的表面，并对所述图像载体进行充电。清洁刷具有清扫所述充电辊表面的刷子部以及支承所述刷子部的主体部，所述刷子部具有顶端部和比所述顶端部靠近所述主体部的中部。距离可变机构变更所述充电辊和所述刷子部的主体部之间的距离，在将所述充电辊和所述主体部之间的距离设定为第1距离时，所述刷子部的顶端部与所述充电辊表面的凹部接触，在将所述充电辊和所述主体部之间的距离设定为小于所述第1距离的第2距离时，所述刷子部的中部与所述充电辊表面的凸部接触。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种图像形成装置，特别是涉及一种如下的图像形成装置，其具有：充电辊，其对图像载体进行充电；清洁刷，其清扫充电辊表面。

背景技术

在现有技术中，图像形成装置使用对作为图像载体的感光鼓进行充电的充电辊。为了清除附着在所述充电辊表面上的调色剂（显影剂）以及添加到调色剂中的添加物等，清洁部件抵接在充电辊上。一般来讲，清洁部件使用清洁刷，并用刷子部的刷毛顶端（顶端部）清扫充电辊的表面。

人们公知如下一种刷辊（清洁刷），其作为提高清洁性的清洁刷，例如通过将直的毛刷线（刷子部）和半圆弧状的毛刷线织入相同的底布中来防止毛的倒伏，从而维持稳定的清洁能力。

另外，人们公知如下一种图像形成装置，其通过使利用植毛刷等的清洁辊（清洁刷）以低压负荷的方式接触充电辊，使清洁辊被充电辊稳定地引导，从而长期维持其清洁性。

在图像形成装置上，通常将充电辊抵接在感光鼓上，利用充电辊的橡胶性能（摩擦）使充电辊被感光鼓带动而旋转。为了满足近年来的高速化、高图像质量化的要求，人们提出了一种减轻充电辊放电不均匀的方法。

图8为可以减轻充电辊放电不均匀的现有图像形成装置的感光鼓以及充电辊周边结构的示意图。如图8所示，现有图像形成装置具有：感光鼓101；充电辊102，其对感光鼓101进行充电；清洁刮板103，其用于清除附着在感光鼓101表面上的调色剂以及添加物110等；清洁刷104，其清扫充电辊102的表面。

由于充电辊102的表面在具有导电性的同时，形成有多个微小凹凸（参照图9），所以在充电辊102和感光鼓101所接触的区域S处形成了多个微小的空隙。因此，在充电辊102的转动方向上，充电辊102不仅在区域S的上游一侧以及下游一侧附近进行放电，而且还在区域S上进行局部性放电。从而使放电区域得以增大，减轻了充电辊102的放电不均匀。另外，如图9所示，为了不损伤感光鼓101的表面，充电辊102表面的凸部102a带有圆角。

所述图像形成装置如图8所示，附着在感光鼓101表面上的调色剂以及添加物110等利用清洁刮板103来清除。这时，调色剂以及添加物110等的一部分被清洁刮板103漏掉而附着在充电辊102的表面上。并且，附着在充电辊102表面上的调色剂以及添加物110等利用清洁刷104的刷毛顶端（顶端部）来清除。

然而，在图8所示的现有图像形成装置上，由于充电辊102的表面形成有微小的凹凸，所以如图10所示，即使清洁刷104的刷毛顶端（顶端部）能够接触到充电辊102表面的凸部102a，也会向凹部102b移动。即，清洁刷104难以接触到充电辊102表面的凸部102a。因此，虽然可以清除附着在凹部102b上的调色剂以及添加物110等，但是很难清除附着在凸部102a上的调色剂以及添加物110等。

像这样，如果不充分清扫充电辊102表面上的多个凸部102a的话，调色剂以及添加物110等就会堆积，从而导致其堆积部分的电阻值发生变化，导致图像上产生黑点，从而使得所形成的图像类似于灰雾图像那样整体上显得很黑。

另外，即使使用上述众所周知的清洁刷，也不能充分清扫凸部102a，这是因为清洁刷的刷毛顶端（顶端部）会向充电辊102的凹部102b移动。

发明内容

为解决上述问题，提出了本发明。本发明的目的在于提供一种图像形成装置，其可以充分清扫在表面上形成有凹凸的充电辊。

本发明的一个实施方式所述的图像形成装置具有图像载体、充电辊、清洁刷、距离可变机构。充电辊具有形成为凹凸形状的表面，该充电辊使所述图像载体带电。清洁刷具有清扫所述充电辊表面的刷子部以及支承所述刷子部的主体部，所述刷子部具有顶端部和比所述顶端部靠近所述主体部的中部。距离可变机构变更所述充电辊和所述主体部之间的距离，在将所述充电辊和所述主体部之间的距离设定为第1距离时，所述刷子部的顶端部与所述充电辊表面的凹部接触，在将所述充电辊和所述主体部之间的距离设定为小于所述第1距离的第2距离时，所述刷子部的中部与所述充电辊表面的凸部接触。

附图说明

图1为示意性地表示本发明的一个实施方式的图像形成装置结构的侧面剖面图。

图2为表示本发明的一个实施方式的感光鼓以及充电辊周边结构的示意图。

图3为表示本发明的一个实施方式的充电辊表面部分结构的放大剖面图。

图4为表示本发明的一个实施方式的清洁刷以及距离可变机构的结构的示意图。

图5为表示本发明的一个实施方式的刷子部的顶端部接触充电辊凹部的状态的放大剖面图。

图6为表示本发明的一个实施方式的刷子部的中部接触充电辊凸部的状态的放大剖面图。

图7为表示对本发明的一个实施方式的清洁刷清扫动作进行说明的时序图。

图8为表示现有图像形成装置的感光鼓以及充电辊周边结构的示意图。

图9为表示现有图像形成装置的充电辊表面部分的结构的放大剖面图。

图10为表示现有图像形成装置的清洁刷的刷毛顶端（顶端部）从充电辊的凸部向凹部移动时的状态的放大剖面图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。

参照图1～图7，对本发明的一个实施方式涉及的图像形成装置1进行说明。在图1中，纸面右侧作为图像形成装置1的前方一侧进行图示。如图1所示，在图像形成装置1（这里为单色打印机）内设置有图像形成部P。所述图像形成部P通过充电、曝光、显影以及转印各工序形成规定的图像。

在图像形成部P上设置有承载可视图像（调色剂图像）的感光鼓（图像载体）2，在感光鼓2上形成的调色剂图像转印到片状材料（记录介质）6上，并且在定影单元7中被固定在片状材料6上之后，片状材料6从装置主体中被排出出来。通过未图示的感光鼓驱动电机使感光鼓2向图1中顺时针方向转动，与此同时，执行对感光鼓2的图像形成工序。

接下来，对图像形成部P进行详细说明。在设置在图像形成部P上且能够转动的感光鼓2的周围以及前方（图1中纸面右侧），设置有：充电辊3，其对感光鼓2进行充电；曝光单元4，其对感光鼓2进行图像信息曝光处理；显影单元5，其使感光鼓2上形成调色剂图像；清洁装置9，其回收残留在感光鼓2上的显影剂（调色剂）；静电消除器10，其清除静电潜像。

首先，由充电辊3对感光鼓2表面进行均匀地充电，接着，通过曝光单元4进行光照，从而在感光鼓2上形成对应图像信号的静电潜像。显影单元5具有与感光鼓2相对设置的显影辊5a，并且通过调色剂盒11按规定的量将具有磁性的单一成分的带正电的调色剂填充到显影单元5中。通过未图示的显影偏压施加装置对显影辊5a施加显影偏压，所述调色剂通过该显影辊5a供给到感光鼓2的表面，并且，所述调色剂因静电附着在感光鼓2的表面上，从而形成调色剂图像，所述调色剂图像对应于因曝光单元4的曝光所形成的静电潜像。另外，后面会对充电辊3进行详细的说明。

转印调色剂图像的片状材料6收装在用于盛放片状材料6的供纸盒12中，并通过供纸辊13、阻挡辊对（校准辊对、resistroller）14向形成有调色剂图像的感光鼓2进行传送。这时，成像信号为ON，在感光鼓2上形成图像，从而使调色剂图像转印到片状材料6规定的位置上。并且，在感光鼓2的下部，通过利用被施加规定转印偏压的转印辊17形成电场，从而使感光鼓2上的调色剂图像转印到片状材料6上。另外，在图像形成时（进行打印动作时），转印辊17被施加与调色剂呈相反极性即呈负极性的转印偏压。

转印有调色剂图像的片状材料6传送给定影单元7。另外，为了准备在转印完调色剂图像之后的感光鼓2上继续形成新的静电潜像，由清洁装置9回收残留在感光鼓2表面上的调色剂。传送给定影单元7的片状材料6通过一对定影辊7a对其进行加热以及施压，从而使调色剂图像定影在片状材料6的表面上，从而形成规定的图像。形成图像的片状材料6通过一对出纸辊18被送至出纸口19。

如图2所示，在感光鼓2的一侧设置有充电辊3，所述充电辊3抵接在感光鼓2的表面上且能够转动，并对所述感光鼓2的表面进行充电。

感光鼓2例如可以使用非晶硅（a-Si）感光鼓。另外，感光鼓2通过未图示的驱动齿轮连接上述感光鼓驱动电机，并如上所述，向图中顺时针方向转动。

充电辊3例如可以优选使用导电橡胶辊等的硬质型充电辊，即，该导电性胶辊具有金属制轴（芯轴）3a（参照图3），在金属制轴的周面上形成有由表氯醇（epichlorohydrin）橡胶等构成的橡胶层（弹性层）3b（参照图3）。但是并不特别局限于此，其他的例如还可以使用泡沫胶辊上覆盖有软管的海绵结构型充电辊等。

充电辊3支承在装置主体上且可以转动。并且，充电辊3以规定的夹持压力压接在感光鼓2上，并随感光鼓2从动转动。另外，在图像形成时（进行打印动作时）将与调色剂带相同极性（这里为正极）的充电偏压施加在充电辊3上。

具体来说，充电辊3的轴3a与未图示的电源电连接，并从所述电源对充电辊3施加带电偏压，所述带电偏压是由叠加交流电压的直流电压所构成的。由于施加了该充电偏压，因而在充电辊3内产生对应于橡胶层3b的电阻的电流，从而使感光鼓2表面带电。另外，也可以对充电辊3施加直流电压。

如图3所示，在充电辊3的表面（橡胶层3b的表面）上包覆有含有导电粒子的胶合物。从而，在充电辊3的表面上形成多个微小的凹凸（凸部3c以及凹部3d）。因此，在充电辊3和感光鼓2所接触的区域S（参照图2）上形成有多个微小的空隙。因而，在充电辊3的转动方向上，充电辊3不仅在区域S的上游一侧以及下游一侧附近进行放电，而且还在区域S上进行局部性放电。

并且，充电辊3的表面不仅在周向上还在充电辊3的轴向上形成有凹凸状结构。另外，充电辊3表面的凸部3c带圆角，从而不会损伤感光鼓2的表面。充电辊3表面的凹部与凸部的高度差例如大约有10μm。

如图2所示，在清洁装置9上设置有：清洁刮板20，其用于去除感光鼓2表面上残留的调色剂；清洁辊21，其在清除感光鼓2表面上残留的调色剂的同时，滑动摩擦并打磨感光鼓2表面；作为调色剂排出机构的回收螺杆（未图示）。清洁刮板20抵接在感光鼓2的表面上，且在所述感光鼓2的转动方向（图2中顺时针方向）上位于抵接处的前方（即，清洁刮板20与感光鼓2的抵接处下游侧部分的夹角为锐角）。

感光鼓2表面上残留的调色剂或添加到调色剂中的添加物用清洁刮板20来清除，并且通过清洁辊21以及回收螺杆（未图示）从调色剂排出口（未图示）排到清洁装置9的外部。另外，虽然未图示，但是在清洁装置9上还设置有刮刀与聚氨酯密封件等，刮刀用于将清洁辊21表面的调色剂保持在规定的层厚；聚氨酯密封件用于防止清洁装置9内的废调色剂泄露到外部。

通过设置所述清洁装置9，如上所述，从而使残留的调色剂与添加物50的大部分都可以被清洁刮板20清除。但是，仍然存在被清洁刮板20漏掉而未被清除的调色剂与添加物50。调色剂与添加物50等的一部分被清洁刮板20漏掉，附着在感光鼓2表面上，向感光鼓2的转动方向下游一侧移动，从而附着在充电辊3的表面上。

关于充电辊3表面的电位，附着有调色剂与添加物50的部分的电位与其他部分不同，所以有可能产生带电不良的情况。其结果导致所形成的图像上可能具有黑点，从而产生图像不良的情况。

因此，为了清除导致所述带电不良以及图像不良的调色剂或添加物50等，在充电辊3的前方设置清洁刷30，所述清洁刷30呈加压接触在充电辊3的表面上，且清扫所述充电辊3表面。

清洁刷30包含清扫充电辊3表面的刷子部30a和支承刷子部30a的主体部30b，同时形成为辊形状。清洁刷30通过未图示的驱动轴承与上述感光鼓驱动电机连接，并向图中顺时针方向转动。另外，清洁刷30的外径例如大约为11.5mm，刷子部30a的长度例如大约为3.25mm，主体部30b的外径（直径）例如大约为5mm。

刷子部30a具有顶端部30c和比顶端部30c靠近主体部30b的中部30d。刷子部30a的材质例如可以使用尼龙类、聚酯纤维类等的导电性树脂材料。但是还可以使用其他材料，即，通过将树脂材料与其他导电性材料复合在一起而形成的具有导电性的材料。

如图4所示，主体部30b的辊轴30e设置在距离可变机构31上，所述距离可变机构31能够变更充电辊3和清洁刷30的主体部30b之间的距离。并且所述距离可变机构31包含：轴承机构31a，其支承主体部30b的辊轴30e转动；螺线管31b，其使轴承机构31a移动。

另外，距离可变机构31通过使清洁刷30移动，将充电辊3和清洁刷30的主体部30b之间的距离设定为第1距离或者小于第1距离的第2距离。当距离可变机构31将充电辊3和主体部30b之间的距离设定为第1距离时，如图5所示，刷子部30a的顶端部30c与充电辊3表面的凹部3d接触。另外，当距离可变机构31将充电辊3和主体部30b之间的距离设定为第2距离时，如图6所示，刷子部30a的顶端部30c与充电辊3表面的凸部3c接触。

具体来说，当充电辊3和主体部30b之间的距离被设定为第1距离时，充电辊3和清洁刷30之间的重叠量变为大约0.55mm。并且，在刷子部30a稍微挠曲（弯曲）的状态下，顶端部30c与凹部3d接触。另外，所谓重叠量是指充电辊3的半径和清洁刷30的半径之和减去充电辊3的辊轴30e的中心和清洁刷30的主体部30b的中心之间的距离。当重叠量约为0.55mm时，刷子部30a弯曲而变短约0.5mm。

另外，当充电辊3和主体部30b之间的距离被设定为第2距离时，清洁刷30的主体部30b向充电辊3一侧移动大约1mm，充电辊3和清洁刷30之间的重叠量变为大约1.55mm。并且，由于刷子部30a进一步发生挠曲，所以中部30d与凸部30c接触。

如图7所示，当图像形成装置1进入打印模式之后（T1），上述感光鼓驱动电机开始驱动（转动），于是感光鼓2、充电辊3以及清洁刷30也随之被驱动（转动）。并且，在经过规定时间之后，开始打印动作（T2）。在进行打印动作时，向充电辊3施加高电压，并对感光鼓2进行充电（使其带电）。另外，在进行打印动作时，将充电辊3和主体部30b之间的距离设定为第1距离，利用刷子部30a的顶端部30c对充电辊3表面的凹部30d进行清扫。

当打印动作结束时（T3），解除施加给充电辊的高电压。另外，通过距离可变机构31将充电辊3和主体部30b之间的距离设定为第2距离，利用刷子部30a的中部对充电辊3表面的凸部30c进行清扫。

在经过规定时间之后，打印模式结束（T4），感光鼓驱动电机停止转动，同时，通过距离可变机构31将充电辊3和主体部30b之间的距离设定为第1距离。

另外，图像形成装置1的上述动作由未图示的控制部（CPU）来控制执行。并且，将充电辊3和主体部30b之间的距离从第1距离变更为第2距离虽然可以在打印动作结束之前进行，但是优选在打印动作结束之后立即进行。

在人们公知的现有技术中，在打印张数约100k时，图像上便会出现黑点，但是利用本实施方式的图像形成装置1，由于对充电辊3的凸部3c以及凹部3d都能够进行清扫，因而在打印张数约为600k时，也不会发生图像不良的情况。即，提高了充电辊的使用寿命。

在本实施方式中，如上所述，当通过距离可变机构31将充电辊3和主体部30b之间的距离设定为第1距离时，刷子部30a的顶端部30c与充电辊3表面的凹部3d接触，当通过距离可变机构31将充电辊3和主体部30b之间的距离设定为第2距离时，刷子部30a的中部30d与充电辊3表面的凸部3c接触。因此，通过利用距离可变机构31来变更充电辊3和主体部30b之间的距离，从而可以用刷子部30a的顶端部30c清扫凹部3d，同时，还可以用刷子部30a的中部30d清扫凸部3c。从而，能够抑制充电辊3表面的凸部3c或凹部3d上的电阻值发生变化造成图像上出现黑点。另外，还可以抑制图像出现如灰雾图像般的全黑情况。

另外，如上所述，在不进行打印动作时（打印动作结束之后），充电辊3和主体部30b之间的距离发生变更。因此，能够防止，在进行打印动作时，由于清洁刷30对充电辊3施加的负荷发生变化，导致充电辊3对感光鼓2施加的负荷发生变化。从而可以抑制发生图像跳动等图像不良情况。

还有，如上所述，在打印动作时，将充电辊3和主体部30b之间的距离设定为第1距离，而在不进行打印动作时（打印动作结束之后），将充电辊3和主体部30b之间的距离设定为第2距离。即，在打印动作时，清扫凹部3d，而在不进行打印动作时，清扫凸部3c。由于通常在打印模式中，与不进行打印动作的时间相比，打印动作时间较长，所以与清扫凸部3c的时间相比，清扫凹部3d的时间较长。因此，可以重点清扫调色剂以及添加物50容易堆积的凹部3d，从而有助于清扫充电辊3的表面。

再有，如上所述，距离可变机构31包含：轴承31a，其支承在清洁刷30的主体部30b上形成的辊轴30e；螺线管31b，其使轴承31a移动。因此，可以容易变更充电辊3和清洁刷30的主体部30b之间的距离。另外，通过使用螺线管31b，不论感光鼓2或充电辊3转动还是非转动，都可以使清洁刷30移动。

上述本发明的的实施方式应当如下理解：即，所有的方式都是例示，而不是对本发明的限制。本发明的保护范围并不是上述实施方式的说明而是由权利要求书来表示，另外还包含在与权利要求书同等含义以及同等范围内所作的所有变更。

例如，上面已经表示了本发明适用于图1所示的单色打印机的例子。但是本发明并不局限于此，不言而喻，本发明还适用于单色复印机、数码复合机、彩色打印机、传真机等具有充电辊和清洁刷的各种图像形成装置。

另外，在上述实施方式中，已经表示了使用辊状的清洁刷的例子。但是本发明并不局限于此，例如，也可以使用主体部由矩形平板构成的清洁刷。

还有，既可以在每次打印动作结束时，对充电辊表面的凸部进行清扫，也可以在打印张数到达规定张数时，对充电辊表面的凸部进行清扫。

再有，在上述实施方式中，已经表示了如下例子：为了变更充电辊和清洁刷的主体部之间的距离而使清洁刷的主体部移动。但是，也可以是使充电辊移动。

Claims (5)

1.一种图像形成装置，其特征在于具有，

图像载体；

充电辊，其具有形成为凹凸形状的表面，该充电辊使所述图像载体带电；

清洁刷，其具有清扫所述充电辊表面的刷子部、以及支承所述刷子部的主体部，所述刷子部具有顶端部和比所述顶端部靠近所述主体部的中部；

距离可变机构，其变更所述充电辊和所述刷子部的主体部之间的距离，在将所述充电辊和所述主体部之间的距离设定为第1距离时，所述刷子部的顶端部与所述充电辊表面的凹部接触，在将所述充电辊和所述主体部之间的距离设定为小于所述第1距离的第2距离时，所述刷子部的中部与所述充电辊表面的凸部接触。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

在不进行打印动作时，所述充电辊和所述主体部之间的距离发生变更。

3.根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于，

在打印动作中，所述充电辊和所述主体部之间的距离被设定为所述第1距离。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的图像形成装置，其特征在于，

所述清洁刷的所述主体部的中心部具有辊轴；

所述距离可变机构包含：轴承机构，其支承所述清洁刷的所述主体部上形成的所述辊轴；螺线管，其使所述轴承机构移动。

5.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，

在打印动作结束之后，立即使所述充电辊和所述主体部之间的距离从所述第1距离变更为所述第2距离。