CN104380211A - 充电设备 - Google Patents

Abstract

一种充电设备，包括：放电电极；外壳，围绕放电电极，并且在待充电构件侧中具有开孔；栅格电极，被提供于开孔中并且具有网格部分，该网格部分具有多个通孔；清洁刷，包括基材以及所述基材上保持的多个纤维，用于在接触栅格电极的在放电电极侧的表面的同时通过所述纤维的一部分进入通孔来清洁栅格电极；闸板，能够在待充电构件与栅格电极之间进行屏蔽；以及移动机构，用于沿着栅格电极的纵向方向移动清洁刷和闸板。当闸板在关闭方向上移动时，清洁刷比闸板的相对于关闭方向的前端部分预先移动预定间隔或更大间隔。

Description

充电设备

技术领域

本发明涉及一种充电设备。

背景技术

已知其中感光构件受电晕充电器充电的电子照相类型的图像形成装置。尤其是已知使用包括用于稳定感光构件的充电电势的栅格电极的被称为栅网式电晕管(scorotron)的电晕充电器的产品。在此，取决于栅格的形状，栅格可以划分为两种类型。一种是引线在开孔的纵向方向上伸展的引线栅格，另一种是其中通过蚀刻来形成具有平板中的很多孔的网格的蚀刻栅格。在大多数蚀刻栅格中，为了改进充电均匀性，构成网格的细线对于放电引线是倾斜的。

与引线栅格相比，蚀刻栅格具有这样的优点：开孔在宽区域中被覆盖(低开孔(孔径)比率)，因此，感光构件容易被控制为目标电势(高电势收敛性质)。另一方面，在蚀刻栅格中，与引线栅格相比，外来物质(调色剂、外部添加物、放电产物等)易于附着在栅格上。

另一方面，在电晕充电器中，当通过放电所生成的放电产物(臭氧、一氧化氮等)附着在感光构件上时，放电产物在高湿度环境中受到湿气，并且导致被称为图像流动(image flow)的图像缺陷。因此，日本公开专利申请2012-063592中描述了这样的的构造：针对用于清洁栅格电极的表面和电晕充电器的开孔的清洁构件，通过在开孔的纵向方向上移动片材状的闸板，栅格电极被清洁并且同时开孔被屏蔽。

在提供用于清洁栅格和闸板的刷的构造中，当实现闸板与驱动源之间的共用性时，可以抑制驱动源(电机)的数量，因此共用性是优选的。另一方面，在清洁刷清洁栅格之后，闸板无法关闭开孔。为此，除非考虑闸板与清洁刷之间的位置关系，否则外来物质附着在闸板上。

尤其是在取决于清洁刷和蚀刻栅格的形状而使得清洁刷进入蚀刻栅格以清洁蚀刻栅格的构造中，外来物质附着在闸板上。当外来物质附着在闸板上时，存在这样的缺点：所附着的外来物质的团块在闸板的移动期间通过振动等掉落在感光构件上，因此，外来物质的附着不是优选的。

发明内容

本发明的目的在于抑制外来物质附着在充电设备中的闸板上，在所述充电设备中提供：闸板，用于屏蔽在围绕放电电极的外壳中所提供的开孔；以及栅格电极，提供于所述开孔中。

根据本发明一方面，提供一种充电设备，包括：放电电极；外壳，围绕放电电极，并且在待充电构件侧具有开孔；栅格电极，被提供于开孔中并且具有网格部分，该网格部分具有多个通孔；清洁刷，包括基材以及所述基材上保持的多个纤维，用于在接触栅格电极的在放电电极侧的表面的同时通过所述纤维的一部分进入通孔来清洁栅格电极；闸板，能够在待充电构件与栅电极之间进行屏蔽；以及移动机构，用于沿着栅电极的纵向方向移动清洁刷和闸板，其中当闸板在关闭方向上移动时，清洁刷比闸板的相对于关闭方向的前端部分预先移动预定间隔或更大间隔。

附图说明

图1包括图像形成装置的示意性截面图。

图2是示出根据实施例的电晕充电器的外部外观的透视图。

图3是在闸板容纳部分的附近的根据实施例的电晕充电器的放大视图。

图4包括用于示出根据实施例的电晕充电器的闸板打开/关闭控制的示意图。

图5包括在闸板打开/关闭操作期间根据实施例的电晕充电器的侧视图。

图6包括根据实施例的与在清洁刷附近的拉入操作有关的放大视图。

图7包括用于示出清洁刷的自由端的运动的示意图。

图8是用于示出根据实施例的电晕充电器的各种尺寸关系的示意图。

图9包括用于示出清洁刷自由端的延迟量的示意图。

图10包括示出根据实施例的在栅格清洁期间的外来物质的行为的示意图和图线。

具体实施方式

以下，将描述图像形成装置的示意性结构，此后，将使用附图具体描述充电设备。顺带提及，关于构成要素的尺寸、材料和形状及其相对位置，该技术构思的可应用范围并非意图仅限于此，除非另外特别地指定。

[实施例1]

首先，将简要描述图像形成装置的示意性结构，此后，将具体描述充电设备(电晕充电器)。

1.关于图像形成装置的概述

以下，将简要描述与打印机100的图像形成有关的部分(图像形成部分)。

(关于整个装置的示意性结构)

在图1中，(a)是用于示出作为图像形成装置的打印机100的示意性结构的示意图。作为图像形成装置的打印机100包括图像被通过不同的调色剂而形成在各个感光鼓上的第一站至第四站S(Bk至Y)。在图1中，(b)是作为图像形成部分的站的放大详细视图。除了用于对在感光鼓上所形成的静电图像进行显影的调色剂的种类(谱特性)之外，各个站基本上是相同的，因此，将描述第一站(Y)作为代表。

在最上游侧中定位为图像形成部分的站S(Y)包括作为待充电构件的感光鼓1以及作为用于对感光鼓1进行充电的充电设备的电晕充电器2。感光鼓1受电晕充电器2充电，此后，静电图像通过曝光于来自激光扫描器3的光L而形成在感光鼓上。感光鼓1(第一承载构件)上所形成的静电图像通过显影设备4中所容纳的黄色调色剂而显影为调色剂图像。感光鼓上(通过静电图像的显影)所形成的调色剂图像通过作为转印构件的转印辊5转印到作为中间转印构件的中间转印带ITB上。未转印到中间传送带上的感光鼓1上所附着的转印残余调色剂被通过包括叶片的清洁设备6进行移除而清洁。此外，与在感光鼓1(感光构件)上形成调色剂图像有关的电晕充电器、显影设备等被称为图像形成部分。此外，稍后将具体描述电晕充电器2(充电设备)。

以此方式，按黄色(Y)、洋红色(M)、青色(C)和黑色(Bk)的顺序从在各个站中所提供的感光鼓1转印的调色剂图像被叠加在中间传送带上。然后，所叠加的调色剂图像在二次转印部分ST处转印到从盒C馈送的记录材料上。通过未示出的带清洁器移除在二次转印部分ST处未转印到记录材料上的中间传送带上剩余的调色剂。

在记录材料上所转印的调色剂图像接触并且热熔化调色剂，并且通过用于将调色剂图像加热定影在记录材料上的定影设备F而定影在记录材料上，然后图像定影在上面的记录材料被排出到机器(图像形成装置)的外部。以上是整个装置的示意性结构。

2.关于电晕充电器的示意性结构

以下，将描述电晕充电器的示意性结构。

(电晕充电器的示意性结构)

图2是电晕充电器2的从感光构件侧(看去的)的示意性透视图，图3是在闸板容纳部分附近的在该实施例中的电晕充电器的放大视图。电晕充电器2包括作为栅格电极的栅格206以及用于清洁栅格的清洁刷250，并且还包括能够屏蔽感光构件侧(待充电构件侧)的电晕充电器的开孔的片材状闸板210(充电闸板)。

电晕充电器2包括前块201、后块202以及屏蔽部203和204，这些构件构成电晕充电器的外壳。此外，放电引线(充电引线)205在前块201与后块202之间伸展(见图5)。当从图2中的未示出的高电压(功率)源S施加充电偏置时，放电引线通过生成放电来对作为待充电构件的感光构件1进行充电。此外，在屏蔽部内部伸展的放电引线可以具有圆形截面形状或类似锯齿的形状。

作为放电电极，可以优选地使用不锈钢、镍、钼、钨等。在该实施例中，在金属当中具有非常高稳定性的钨在屏蔽部中作为放电引线205而伸展。此外，放电引线的直径可以优选地为40μm至100μm。当放电引线的直径异常小时，放电引线通过由于放电导致的离子碰撞而切断。另一方面，当放电引线的直径异常大时，为了获得稳定的电晕放电，施加到放电引线205的电压变高。当所施加的电压高时，臭氧易生于栅格电极，此外，诸如电源成本增加之类的问题出现。

在该实施例中，放电引线205是直径60μm的钨引线，并且设置为与鼓的旋转轴平行。作为材料，使用不易腐蚀的钨，由此可以抑制引线自身因腐蚀而分解成灰的倾向并且抑制因腐蚀导致的引线表面的表面粗糙度的增加带来的外来物质的附着。

(关于栅格电极)

此外，电晕充电器2在与感光构件相对的一侧中包括作为由屏蔽部203和204形成的各开孔中的一个开孔中的接触电极的平板形栅格206。该栅格206被设置在放电引线205与感光构件1之间，并且控制通过用充电偏置供电而朝向感光构件流动的电流的量。

在此，在该实施例中，作为成为控制电极的栅格206，使用所谓的蚀刻栅格，其中，薄平坦金属板(薄板)经受蚀刻。如图3所示，蚀刻栅格相对于纵向方向在栅格的两端部分处具有梁部分，并且具有这样的形状：网格部分具有在各梁部分之间的倾斜小窗口(通孔)。此外，薄板指代厚度1mm或更小的板形构件。

此外，作为平坦状的栅格206的基材，使用在具有通过蚀刻以提供很多通孔的奥氏体不锈钢(SUS 304)的大约0.03mm厚的薄板状金属板上所形成的网格部分的材料。此外，在构成基材的SUS上，使用针对通过电晕放电生成的放电产物化学惰性很高的材料来形成保护层。具体地说，在作为基材的SUS的表面上形成四面体无定形碳(下文中被称为ta-C)的表面层。下文中，由ta-C组成的表面层(保护层)被称为ta-C层。在用于栅格的基材的表面上所形成的ta-C层不仅形成在作为网格部分的前后表面的平板表面上，而且还形成在通孔的截面边沿处。

此外，在该实施例中，基材不限于以上所示的基材，而是也可以使用别的奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢或基于铁的不锈钢等。用于该实施例中的表面层的ta-C通常是DLC(类金刚石碳)的一个种类。DLC具有无定形结构，其中，通常含有一定量的氢的金刚石键(sp3键)和石墨键(sp2键)按7：3的比例共存。

(关于栅格的网格形状)

随后，将具体地描述栅格的网格形状。如图7的(a)所示，网格形状是这样的形状：梁部分相对于栅格纵向方向存在于两端部分处，并且通孔倾斜地布置在各梁部分之间。以下，表1是列出栅格的各个尺寸的表。

[表1]

在图7中，(a)是以放大方式从待充电构件(感光构件)侧看的栅格的一部分的鸟瞰图，以下将描述栅格206的网格部分的形状。

栅格相对于短方向并且相对于基线206C在中心部分处具有网格形状，以(3)中所设置的角度(45±1°)、(2)中所示的0.071±0.03mm的宽度、以及作为(1)中所示的0.312±0.03mm的开孔宽度的间隔来形成通孔。

此外，在各网格细线206D之间，每隔(5)中所示的6.9±0.1mm相对于纵向方向而提供(4)中所示的0.1±0.03mm的梁206B，以便抑制栅格206的屈曲。包含上述宽度1.0mm或更小的通孔的形状图案经受蚀刻，从而充电电势可以进一步均匀化。在较高的网格部分相对于通孔部分的面积比率的情况下，容易地使得充电电势均匀。薄板状栅格被设置在放电引线205与感光鼓1之间。当感光鼓1与栅格206之间的距离较靠近(较短)时，该距离提供使得感光鼓1的充电电势均匀化的较高效果。在该实施例中，感光鼓1与栅格之间的最靠近状态是1.5±0.5mm。在该实施例中，当使用作为由通孔的纵向方向相对于栅格的纵向方向所形成的角度的网格角度(3)改变的各种蚀刻栅格来研究感光构件的充电均匀性时，网格角度θ可以仅被要求为80°或更小，并且优选地处于20°或更大以及70°或更小的范围中。

此外，栅格的网格形状并非意图受限于上述构造。例如，也可以采用见于例如日本公开专利申请2005-338797中可见的具有蜂巢结构形状的平板状的栅格。

(关于清洁盘和清洁刷)

在该实施例中，提供作为引线清洁构件的清洁盘216，从而通过使用具有30±5°的硬度的以精细阻燃CR橡胶制成的海绵来从两侧夹住放电引线205。此外，作为清洁盘，不仅海绵，而且上面在接触放电引线205的接触表面处施加有摩擦性颗粒(如氧化铝(颗粒))的片材也可以接触到放电引线205。作为用于清洁刷的材料，也可以使用尼龙、PVC(聚氯乙烯)、PPS(聚苯硫醚树脂)等。此外，所述材料不限于纤维植入类型的材料，而是也可以使用盘(弹性构件)(如毡或海绵)或上面施加有摩擦物(如氧化铝或金刚砂)的片材。

此外，作为用于保持作为用于清洁栅格的栅格清洁构件的清洁刷的用于滑架(刷保持器)213的材料，使用ABS树脂。此外，作为用于滑架213的材料，也可以使用如PC之类的树脂。清洁刷被提供以便从放电引线侧(放电电极侧)进入栅格的网格。

作为栅格清洁构件的清洁刷250使用经受精细阻燃处理并然后在基布(基材)中编织的丙烯酸刷作为纤维。在该实施例中，作为清洁刷250，使用以70,000纤维/英寸的密度编织的厚度9分特的丙烯酸堆，在栅格清洁期间清洁刷250进入蚀刻栅格的进入量是0.7-1.0mm的长度。

(关于栅格拉入机构和清洁性质)

该实施例中的电晕充电器包括用于当通过清洁刷清洁栅格时朝向引线侧拉入栅格的机构。在通过从放电引线侧顶着栅格挤压清洁刷进行清洁期间，当清洁刷朝向感光构件侧挤压栅格时，存在栅格变形并且接触感光构件的可能性。因此，电晕充电器从待充电构件侧挤压栅格以朝向放电引线侧拉入(移动)栅格，由此，栅格稳定地受清洁，而不接触到感光构件。

如图5的(a)所示，作为在开孔打开(闸板打开)的状态下用于对感光构件进行充电的栅格的拉入(构造)，采用在用于清洁栅格的相互移动期间进行的构造。

图6包括用于具体地示出以上构造的放大视图。如图6的(a)所示，为了朝向放电引线侧收缩栅格，滑架213配有锥形部分213A，以用于朝向引线侧移动栅格。该锥形部分213A保持闸板的前端位置212A与栅格纵向方向之间的2.0mm的相对距离。此外，栅格206具有部分切掉的形状，从而不接触位于闸板打开位置处的滑架的锥形部分。

在闸板打开位置处，作为栅格拉入部分的锥形部分213A位于栅格206的切掉部分处。为此，栅格在基本上与感光构件平行的充电位置处通过伸展部分而得以伸展，而没有在充电操作期间的锥形部分213A与栅格206的接触。此外，为了促进与滑架上所提供的锥形部分的接合，栅格206具有朝向放电引线侧弯曲的倾斜表面206A。

如图6的(b)所示，闸板210的前端部分210A受弧形形状的片簧推挤，并且位于栅格的开孔打开的位置处。滑架213在图中的箭头X方向上移动，使得用于朝向放电引线侧拉入滑架213的栅格的锥形部分213A和倾斜表面206A彼此接触。当滑架在除了图6的(b)中所示的位置之外在箭头X方向上移动时，栅格从滑架的锥形部分213A接收力，使得其部分朝向放电引线侧变形。

(关于闸板和闸板容纳部分)

随后，将使用图3描述闸板以及用于卷绕并且容纳闸板的构造。

电晕充电器2包括片材状的闸板210，用于屏蔽具有屏蔽部的外壳与感光构件相对的开孔(宽度：大约360mm)的其中图像形成在感光构件上的至少一部分的整个面积(宽度：大约300mm)。闸板210在栅格206与感光构件1之间的间隙中移动，以打开并且关闭外壳的开孔。在该实施例中的图像形成装置中，在闸板打开状态下，在栅格206与感光构件1之间的最靠近部分处的距离是大约1.0mm，这是很窄的。为此，甚至当感光构件和闸板彼此接触时，为了防止感光构件受损，作为闸板210，使用含有人造丝纤维的非编织织物作为柔软且柔韧的片材状的材料。

闸板210由用于卷绕闸板的卷绕机构211相对于纵向方向以辊形状卷绕并且容纳在电晕充电器2的端部分处。该卷绕机构211包括固定闸板端部分的辊以及用于推挤辊的扭力盘形弹簧。闸板210在闸板卷绕方向(开孔打开方向)上受扭力盘形弹簧推挤，并且因此，闸板的纵向中心部分不容易松弛。前块201连同用于保持卷绕机构211的保持罩214一起保持卷绕机构211。在保持罩214的闸板拉出部分的附近，提供引导辊215，引导辊215用于引导闸板210以便闸板210不接触栅格206的边沿、伸展部分207、其把手208等。

此外，闸板210相对于纵向方向的另一端固定到片簧212。片簧212保持闸板并且在关闭方向上拉动闸板，并且还通过按拱形形状调节片材状的闸板来将刚性提供给闸板。具体地说，片簧调节闸板相对于短方向的中心部分，从而朝向放电引线侧具有凸出形状。

此外，用于保持闸板210的前端的附近部分的作为拉动构件并且还作为调节构件的片簧212被连接到作为可移动构件的滑架213。此外，在该实施例中，闸板210的厚度是0.15mm，并且作为片簧212，使用厚度0.10mm的金属材料。

闸板210在闸板210关闭开孔的状态下屏蔽其中通过把感光构件曝光而形成静电图像的至少整个图像形成区域(图5的(b))。为此，如果创建以闸板覆盖其中基本上形成图像的部分的状态，则甚至当一些间隙存在时，也可以充分地抑制图像流动的出现，因此，该状态被看作闸板充分地关闭开孔的状态。

(关于闸板以及用于清洁刷的移动机构)

将简要描述用于发送用于在电晕充电器的纵向方向上移动上述清洁刷和闸板的驱动力的移动机构。如图5所示，滑架213集成地保持清洁刷250和闸板前端。此外，通过从在电晕充电器的上部处所提供的螺杆217接收驱动来移动滑架213。滑架213朝向后侧(开孔关闭方向)移动，由此，从卷绕机构211拉出闸板210。此外，当滑架213朝向前侧(开孔打开方向)移动时，闸板210由卷绕机构211卷绕并且容纳于保持罩214中。

此时，连接到滑架213的作为栅格清洁构件的清洁刷250清洁栅格206。在该实施例中，闸板210和清洁刷250受单个螺杆217驱动，并且因此，闸板210和清洁刷250彼此交互而操作。

在图5中，(a)是在滑架213处于初始位置中的状态下的电晕充电器2的侧视图。能够在电晕充电器的纵向方向上移动的作为该实施例中的可移动构件的滑架213受螺杆217和打开/关闭电机218驱动，并且在电晕充电器的纵向方向上移动。

在此，电晕充电器2包括位置传感器219和用于屏蔽在闸板打开位置处的位置传感器219的检测部分的检测标记220。位置传感器219通过屏蔽具有检测标记220的检测部分来检测闸板210处于打开位置(初始位置)中。

3.关于闸板的打开/关闭以及栅格清洁

然后，将简要描述闸板的打开/关闭操作以及清洁刷进行的清洁操作。在图4中，(a)是用于示出控制电路与其它元件的连接关系的框图，图4的(b)和图4的(c)是用于示出控制的内容的流程图。

如图4的(a)所示，作为控制部件的控制电路(控制器)C根据在此提出的问题来控制作为驱动源的打开/关闭电机、高电压源以及鼓电机。此外，位置传感器向控制电路通知标志的存在或不存在。

(关于打开/关闭控制)

在图4中，(b)是用于示出在图像形成操作期间电晕充电器的操作的流程图。

控制电路C接收图像形成信号，并且然后基于位置传感器219的输出而移动闸板，从而在闸板处于关闭状态下的情况下通过驱动打开/关闭电机来打开开孔，并且然后通过位置传感器来确认闸板打开(S101)。然后，在闸板缩回(开孔打开)的状态下，控制电路C驱动鼓电机M以旋转感光构件1(S102)。

此外，为了对感光构件充电，控制电路C进行控制，以使得充电偏置从高电压源S施加到放电电极和栅格(S103)。其它图像形成部分被使得对电晕充电器2所充电的感光构件1起作用，从而在片材上形成图像(S104)。在图像形成的结束之后，控制电路C停止将充电偏置施加到电晕充电器(S105)，然后停止感光构件的旋转(S106)。

在感光构件旋转的步骤之后，控制电路C反向旋转打开/关闭电机218，以执行通过闸板关闭开孔的操作(S107)。此外，闸板210的关闭操作可以在图像形成之后立即执行，或也可以在预定时间从图像形成的结束逝去之后进行。如上所述，清洁刷也与闸板210的打开/关闭操作彼此相关地移动，并且清洁栅格表面。

(关于放电引线和栅格清洁操作)

当图像形成重复地进行时，放电产物、灰尘、散开的调色剂以及外部添加物等附着在栅格表面上。当外来物质附着在栅格上时，在该部分处的充电电势转变，从而图像密度不均匀性产生。因此，为了抑制由外来物质附着导致的图像缺陷，通过清洁刷清洁栅格。此外，用于清洁放电引线的清洁刷和清洁盘彼此相关，并且通过以下清洁操作，栅格电极的清洁和放电引线的清洁得以同时进行。

在图4中,(c)是用于示出用于清洁放电引线和栅格的每隔作为图像形成片材数量的预定片材数量所进行的清洁操作。

控制电路C通过计数器从上次清洁的运行开始对图像形成片材数量进行计数。该计数处于清洁计数器N中，清洁计数器N与清洁阈值Z之间的大/小关系被比较并且区分(S201)。在该实施例中，Z是用于A4大小的1000张片材的图像形成片材数量。即，每次当清洁计数器N超过1000张片材时，控制电路C就开始清洁刷的前向操作(S202)。此外，计数器N可以仅需要与操作时间成比例，因此也除了图像形成片材数量之外，充电器的操作时间被计数并且也可以用作区分准则。

控制电路C在正常方向上旋转打开/关闭电机218达到预定时间(在该实施例中5秒)，以移动清洁刷(S202)。然后，在预定时间的逝去之后，运行清洁刷的后向操作(S203)。在后向操作中，控制电路C在相反方向上旋转打开/关闭电机218以移动清洁刷，并且在相反方向上旋转打开/关闭电机218，直到清洁刷移动到初始位置(图3中的左端部分)。此外，当位置传感器219检测到清洁刷到达待机地方时，控制电路C停止打开/关闭电机218(S204)。

此外，如上所述，在该实施例中的构造中，驱动源是相同的，并且因此，闸板通过清洁操作来打开并且关闭开孔。相似地，通过闸板的打开/关闭操作，栅格得以清洁。

4.关于清洁刷与闸板之间的位置关系

首先，将描述栅格形状以及清洁刷的纤维的变形，其后，将描述在通过清洁刷进行清洁期间从栅格掉落的外来物质的行为。

(关于栅格形状和刷的变形)

如上所述，蚀刻图案包括与感光鼓1的旋转轴和放电引线基本上平行的基线206C并且包括具有相对于基线的角度θ的细线(斜线)206D(见图7的(a))。通过这两条基线，栅格划分为3个区段，并且基线所划分的这3个区段具有这样的形状：3个区段由细线(斜线)206D以精细网格形状被划分。在采用表1中的(3)所示的蚀刻栅格的情况下，感光鼓1的母线与网格的细线之间所形成的角度θ是45°。该细线角度θ具有对外来物质掉落到上面的地方的影响。

在该实施例中，如上所述，设置θ＝45。与感光鼓旋转轴所形成的角度(＝基线206C与细线(斜线)206D之间所形成的角度)θ设置为不大于80°的45°。因此，通过组合稍后描述的清洁刷的进入量与具有θ＝45°的网格形状，还存在这样的优点：在栅格表面处的清洁能力增强。

随后，将简要描述用于清洁栅格的清洁刷的纤维的尖端的运动。在图7中，(b)是示出其中清洁刷的纤维在蚀刻栅格的网格中移动的状态的示意图。清洁刷的刷毛自由端进入由基线206C和细线(斜线)206D所精细划分的网格。多个清洁刷毛多次连续接触栅格上所附着的外来物质，以使得在栅格上的外来物质移除能力增强。此外，一部分刷毛进入网格部分的通孔，由此，用于清洁不仅附着到与栅格的放电引线相对的平坦表面部分上而且还附着到通孔的截面边沿上的外来物质的能力增强。

然而，取决于网格形状以及刷的进入量，一部分刷毛并不进入栅格的网格，使得刷毛仅仅触及栅格表面，因此无法期望高清洁能力。因此，清洁刷可以优选地设置为具有这样的进入量：刷自由端进入栅格的网格部分的通孔(即进入量是0或更大)。

图8是在上述滑架朝向放电引线侧缩回栅格的状态下在滑架与栅格之间的接触部分的放大视图。如图8所示，相对于当闸板210关闭时的前进方向(闸板关闭方向)，清洁盘216和清洁刷250朝向关闭方向而不是闸板210的前端被设置。此外，滑架210充当作为用于保持清洁刷250的基材的底座。在此，从构成用于清洁刷250的底座到栅格206的最短距离是h(mm)，清洁刷250的刷纤维长度是l(mm)。此外，刷被形成有很多纤维，因此作为刷纤维长度l，使用刷的平均长度。此外，在闸板操作期间相对于高度方向从栅格206到闸板210的最短距离是H(mm)，在清洁刷250的相对于移动方向的后端处从纤维的根部到闸板210的前端的距离是最靠近的距离D(mm)。进入网格部分的通孔的刷根据相对于滑架前进方向倾斜地设置的细线沿着细线移动。取决于细线角度θ(通孔的纵向显影与栅格电极的纵向显影之间所形成的角度)，刷的移动量此时改变，如图9的(b)所示。当将仅简要描述结果时，栅格引起的刷自由端的延迟量L是以下，将描述当用于清洁栅格的清洁刷和闸板都以相同速度V移动时的外来物质的掉落。

(关于刷自由端的运动和外来物质的掉落)

将使用图10来描述清洁刷自由端的运动。在连续图像形成的情况下，外来物质附着在栅格上。为此，当清洁刷在图像形成的结束之后在关闭闸板的方向上移动时，栅格上的多数外来物质朝向感光构件掉落。换句话说，也当闸板在打开方向上移动时，清洁刷清洁栅格，但与清洁刷通过在关闭方向上移动闸板来对刷清洁相比，外来物质的附着量很小。为此，将描述在闸板关闭方向上移动的刷导致的从栅格掉落的外来物质。

接触栅格的栅格清洁刷250的刷自由端变形，从而取决于刷的弹性而跟随栅格。如图10的(a)所示，在处于刷自由端穿透过栅格206的网格部分的通孔以从网格部分突出的状态下以及在刷自由端跟随栅格表面而不穿透过网格部分的通孔的状态下的各刷自由端共存的同时，执行栅格的清洁。

如图10的(a)所示，栅格清洁刷250以移动速度V在栅格206上移动。滑架213通过来自螺杆的驱动以移动速度V移动。然而，根据图7的(b)所示的栅格的网格形状，清洁刷250沿着栅格的基线206C和细线(斜线)206D接收力的分量。为此，如图9的(a)所示，相对于前进方向，刷自由端与滑架(刷的底座)相比延迟。此外，刷被栅格的网格形状束缚，使得刷沿着栅格的网格形状移动。即，如图7的(b)所示，刷在产生Z形运动的同时清洁栅格。Z形运动由用于清洁栅格的平坦表面部分从而乘上并且扫拂平坦表面部分的操作以及刷沿着栅格的网格形状在栅格的截面边沿上侧向滑行的操作构成。如上所述，该实施例中的栅格形状构成从与作为清洁刷的前进和移动方向的感光鼓的旋转轴垂直的线路偏离的细线(斜线)206D的图案。换句话说，在网格部分处的栅格中所提供的通孔相对于清洁刷的前进和移动方向具有除了90°之外的角度。因此，产生这样的运动：栅格清洁刷自由端在栅格的截面边沿部分上侧向滑行。通过该侧滑操作，可以还可靠地移除在截面边沿处的些许外来物质。此外，清洁刷通过在多个刷的Z形运动中接触栅格表面的同时移动而不仅可靠地清洁截面边沿部分而且还清洁与放电引线相对的栅格表面。

上述Z形运动移动随着细线(斜线)206D相对于作为清洁刷的前进和移动方向的感光鼓旋转轴的栅格形状角度(通孔的纵向方向与栅格电极的纵向方向之间所形成的角度)更接近90°而减少。即，清洁刷250的自由端相对于前进方向在栅格上线性地移动。此外，当研究由清洁刷带来的清洁性能与栅格图案角度(在通孔纵向方向与栅格电极纵向方向之间所形成的角度)之间的关系时，发现当栅格图案角度可以优选地为80°或更小，更优选地处于45°±25°的范围中时，用于(清洁)栅格表面上所附着的外来物质的清洁性能较高。

如上所述，与其中倾斜地提供细线的清洁刷的根部相比，刷自由端产生延迟。如图9的(a)所示，栅格清洁刷250相对于刷的根部在自由端处延迟达距离l2(mm)(延迟距离)。此时，延迟距离是从侧表面可见的距离此外，刷具有弹性，因此具有曲线，而不是如图9的(a)所示的直线。

以下，将假设在栅格清洁刷250中自由端相对于刷的根部的延迟距离l2变为最大而进行描述。示出当刷自由端延迟时从感光构件侧中的下表面可见的刷自由端。刷自由端长度是l2，刷沿着栅格网格角度θ移动。此时的刷的前进方向分量的刷自由端的延迟量是 $L=12\×$ $\sin \mathrm{\θ}(=\sqrt{(1^2-h^2)}\×\sin \mathrm{\θ}).$

据上式，存在从清洁刷250到闸板210的前端的距离(D)满足(D-L)≥0mm的需要。在该实施例中，从构成清洁刷250的底座的滑架213到栅格206的距离是h＝2.0mm，清洁刷250的刷纤维长度是l＝3.0mm，并且栅格形状图案(通孔纵向方向与栅格电极纵向方向之间所形成的角度)是θ＝45°。

据以上数值，使得刷自由端延迟量 此外，如上所述，从清洁刷250到闸板210的前端的距离是D＝2.5mm，因此，建立其中D-L＝2.5-1.58≥0成立的关系。此外，当栅格形状图案角度θ是90°时，根据上述公式，刷前进方向分量的刷自由端延迟量L是L≈2.24mm。当与在45°的栅格形状图案角度θ时的L≈1.58mm相比时，在90°时的L≈2.24mm更大。为此，当栅格形状图案角度θ是90°时，为了满足(D-L)≥0mm，对于扩大充电设备的必要性变高，虽然这种必要性很小。还是据此，可以说栅格形状图案提供除了90°之外的角度，并且可以更优选地提供在45±25°范围中的角度。

在该实施例中，在刷在纵向方向上以速度V移动的情况下，假设栅格上的外来物质以基本上等于刷移动速度的速度(V'≈1.2至0.8V)在刷移动方向上的速度分量而自由掉落，以此方式设置尺寸。

从构成用于清洁刷250的底座的滑架213到栅格206的距离是h＝2.0mm。此外，清洁刷250的刷纤维长度是l＝3.0mm，在闸板操作期间从栅格206到闸板210的最短距离是H＝2.0mm，从清洁刷250到闸板210的前端的距离是D＝2.5mm。

当外来物质在清洁刷进行的对在栅格上附着的外来物质(调色剂和外部添加物、放电产物、灰尘)的移除期间附着在闸板上时，所附着的外来物质导致图像缺陷以及闸板的恶化。因此，在该实施例中，闸板于在闸板210与清洁刷250之间创建距离D＝2.5(mm)的空间的状态下操作。通过相对于感光鼓轴向方向在闸板与清洁刷之间创建距离D＝2.5(mm)的空间，清洁刷250所移除的栅格上的外来物质可以被移除，而不掉落在闸板上。

(使用高速相机的观测结果)

如上所述，关于清洁刷自由端和外来物质的掉落的行为，使用高速相机进行验证。通过使用高速相机(Vision Research公司制造的“Phantom V12.1”)以2,000帧/秒的速率拍摄照片来执行观测。

从其中安装有包括清洁刷的充电设备的图像形成装置，图像比率50％的A4大小的图像的100,000张片材在32℃的温度和85％的湿度的环境中被连续地输出。此后，使用上述高速相机检查当清洁刷清洁栅格时的外来物质的掉落。

在刷在纵向方向上以速度V移动的情况下，栅格上的外来物质具有基本上等于刷移动速度的速度(V'≈1.2至0.8)的在刷移动方向上的速度分量，并且已经自由地掉落。这基本上与从上述模型获得的结果相同。

在图10中，(b)是用于示出当清洁栅格时在外来物质从栅格掉落期间的行为的图线。如上所述，从构成用于清洁刷250的底座的滑架213到栅格206的距离是h＝2.0mm，清洁刷250的刷纤维长度是l＝3.0mm，从而h>l的关系成立。换句话说，清洁刷被设置为进入栅格达1.0mm。

为此，如图10的(a)所示，清洁刷以速度V在栅格上移动。在移动期间，接触栅格206的清洁刷250在取决于刷的弹性而变形的同时清洁栅格。清洁刷以速度V'从栅格移除栅格上的外来物质。根据高速相机的观测结果，对于栅格上的外来物质给出的速度V'基本上是与用于清洁栅格的清洁刷的移动速度V相同的速度。

因此，对于栅格上的外来物质，给出速度V(≈V')，从而外来物质从栅格自由地掉落。在图10的(b)中，移动位置是横坐标，掉落位置是纵坐标，在图线中示出所移除的外来物质的移动和清洁刷的移动。从图线显见，相对于移动方向，外来物质和清洁刷示出基本上相同的移动。即，如果清洁刷和闸板相对于移动方向彼此不交叠，则清洁刷所移除的外来物质不掉落在闸板上。为了防止外来物质掉落在闸板上，当使用图8的截面图描述时，需要从清洁刷250到闸板210的前端的距离是D≥0mm。

然而，在清洁刷是具有弹性的刷的情况下，接触栅格的刷自由端以某延迟而移动。为此，当距离仅为D≥0mm时，无法抑制外来物质掉落在闸板上。这是在操作期间从清洁刷250到闸板210的前端的距离为D≥0mm的需要。即，通过满足(D-L)≥0mm，可以抑制由清洁刷250移除的外来物质掉落在相对于重力方向位于清洁刷250的下部分处的闸板210上。因此，可以在不污染闸板的情况下清洁栅格，并且因此，可以在抑制由闸板的污染生成的有缺陷的图像的出现的同时长期抑制充电不均匀性。

此外，在上述实施例中，描述了其中清洁刷和闸板受同一螺杆驱动并且以相关方式移动的示例，但也可以是清洁刷和闸板彼此独立地移动从而当闸板在关闭方向上移动时清洁刷比闸板的相对于关闭方向的前端部分预先移动达预定间隔或更大的构造。

工业实用性

根据本发明，在以下充电设备中可以抑制外来物质在闸板上的附着，所述充电设备包括：闸板，用于屏蔽在围绕放电电极的外壳中提供的开孔，并且包括：清洁构件，用于清洁栅格电极。

Claims (5)

1.一种充电设备，包括：

放电电极；

外壳，围绕所述放电电极，并且在待充电构件侧具有开孔；

栅格电极，被提供于所述开孔中并且具有网格部分，该网格部分具有多个通孔；

清洁刷，包括基材和在所述基材上保持的多个纤维，用于在接触所述栅格电极的在所述放电电极侧的表面的同时通过所述纤维的一部分进入所述通孔来清洁所述栅格电极；

闸板，能够在所述待充电构件与所述栅格电极之间进行屏蔽；以及

移动机构，用于沿着所述栅格电极的纵向方向移动所述清洁刷和所述闸板，

其中，当所述闸板在关闭方向上移动时，所述清洁刷比所述闸板的相对于所述关闭方向的前端部分预先移动预定间隔或更大间隔。

2.如权利要求1所述的充电设备，其中，当所述纤维的平均长度为l，从所述基材到所述栅格电极的所述表面的距离是h，并且所述栅格电极中的所述通孔的纵向方向与所述栅格电极的纵向方向之间所形成的角度是θ时，从在当所述闸板在所述关闭方向上移动时比所述闸板的所述前端部分预先移动的所述清洁刷的移动方向后端处的所述纤维的根部到所述闸板的相对于所述关闭方向的所述前端部分、沿着所述栅格电极的纵向方向的距离D具有以下关系：

$D>\sqrt{(I^2-h^2)}\×\sin \mathrm{\θ}.$

3.如权利要求2所述的充电设备，其中，所述栅格电极中的所述通孔的纵向方向与所述栅格电极的纵向方向之间所形成的角度θ是80°或更小。

4.如权利要求2所述的充电设备，其中，所述栅格电极中的所述通孔的纵向方向与所述栅格电极的纵向方向之间所形成的角度θ处于20°至70°的范围内。

5.如权利要求2所述的充电设备，其中，所述距离D具有以下关系：

$1.2\×(I^2-h^2)\×\sin \mathrm{\θ}\≥D>\sqrt{(I^2-h^2)}\×\sin \mathrm{\θ}.$