CN101236381B - 电子照相图像形成装置及处理盒 - Google Patents

Abstract

本发明提供的在记录介质上形成图像的电子照相图像形成装置，备有：在刚性基体上具有感光层的电子照相感光体；沿着电子照相感光体的长度方向，在电子照相感光体上形成潜像的曝光装置；沿着电子照相感光体的长度方向载持显影剂，并与电子照相感光体接触、用显影剂将潜像显影的显影剂载体；沿电子照相感光体的长度方向与电子照相感光体接触并清洁电子照相感光体的清洁刮板。设感光层的长度方向长度为Le、显影剂载体的与电子照相感光体接触的长度方向长度为Ldr、清洁刮板的与电子照相感光体接触的长度方向长度为Lcl时，满足Le≥Ldr＞Lcl的关系。

Description

电子照相图像形成装置及处理盒

技术领域

本发明涉及电子照相图像形成装置及处理盒。

背景技术

所谓的电子照相图像形成装置，是指用电子照相图像形成方式，在记录介质(例如记录纸、OHP片材、布等)上形成图像的装置。作为电子照相图像形成装置的具体例，例如有电子照相复印机、电子照相打印机(例如激光打印机、LED打印机等)、传真装置、以及它们的组合机(多功能打印机)等。

另外，所谓的处理盒，是指把电子照相感光体与作用于该电子照相感光体的作为处理单元的带电装置、显影装置、清洁装置中的至少一个集为一体的盒。该盒可相对于电子照相图像形成装置本体装卸。

背景技术

电子照相图像形成装置中，从半色调图像的再现性、抑制图像的过剩边缘的效果等优点出发，接触显影方式被广泛采用。所谓的接触显影方式，是指使显影装置具有的显影剂载体与电子照相感光体接触，用显影剂(调色剂)将形成在电子照相感光体上的潜像显影的方式。

作为接触显影方式的构造，通常是为了使电子照相感光体与显影剂载体在电子照相感光体、显影剂载体的旋转轴方向均匀地紧密接触，而使一方为弹性体(包括被弹性体背撑着的片材等)而另一方为刚体。最简易的构造是，使电子照相感光体为刚体，使显影剂载体为弹性体。尤其是，作为相对于图像形成装置本体可装卸的处理盒包含有电子照相感光体和显影剂载体时，多采用上述的组合。

在处理盒具有的显影框体的开口部，安装着圆筒状的显影剂载体(显影辊)，在该显影剂载体中，显影剂载体的旋转轴方向(下面称为长度方向)端部的显影剂密封方法，大体上有以下两种。

一种是显影辊周面密封方式。该方式中，采用比上述开口部的长度方向长度长的显影辊。该显影框体中，把与显影辊周面相向设置着的两端部形成为圆弧状，在该两端部粘贴毛毡材、聚氨酯泡沫(moltopren)那样的密封部件。将该密封部件压接在显影辊的周面，将显影剂密封。

另一种是显影辊剖面密封方式。该方式中，采用比上述开口部的长度方向长度短一些的显影辊。在显影框体中，与显影辊的载持显影剂的周面部剖面(垂直于长度方向的剖面)相向设置的两侧壁部，将设在该显影辊周面部内部的轴芯可自由旋转地保持着。在该两侧壁部与显影辊周面部之间的间隙内，配置毛毡材、聚氨酯泡沫那样的密封部件，将显影剂(调色剂)密封。

上述两种密封方式，在显影剂的密封能力方面各有长短，但在组装的容易性方面，显影辊周面密封方式更好一些。采用显影辊周面密封方式时，在显影辊的周面，产生了载持着显影剂的区域(显影剂涂层区域)和不载持显影剂的区域(非显影剂涂层区域)。

另外，在与显影辊相接的电子照相感光体上，可能会附着一些显影剂。为此，作为与电子照相感光体接触并除去电子照相感光体上的显影剂的清洁装置的、清洁刮板(清洁部件)的长度方向长度，在上述两种密封方式中，通常都设定得比显影辊的长度方向长度长(例如日本特开平6-230650号公报)。但也有例外，如日本特开平6-230650号公报所示，显影辊的长度比清洁刮板的长度短。在日本特开2005-221858号公报揭示的技术中，是为了解决使用具有可挠性电子照相感光体时产生的固有问题。

发明内容

在电子照相感光体为刚体、且采用接触显影方式的电子照相图像形成装置中，显影剂载体长度小于清洁刮板长度。于是，在电子照相感光体与显影剂载体的接触区域端部，电子照相感光体的感光层被大大磨耗。该感光层被磨耗后，从显影辊等漏出，产生不良图像。

本发明者等，发现电子照相感光体的感光层的磨耗原因之一，是电子照相感光体与显影剂载体之间有无夹杂物的差异而造成的。如前所述，在显影剂载体上，有显影剂涂层区域和非显影剂涂层区域。在电子照相感光体与显影剂载体之间不夹杂显影剂的非显影剂涂层区域中，显影剂载体直接摩擦、研磨电子照相感光体，助长了电子照相感光体的感光层的磨耗。不限于是显影剂，即使是感光层的磨耗粉等能缓冲摩擦、研磨的夹杂物，如果存在于电子照相感光体与显影剂载体之间，则感光层的磨耗可得到抑制。但是，由于清洁刮板把存在于电子照相感光体上的大致全部夹杂物都清除掉了，所以，感光层的磨耗得不到抑制。被磨耗的部分耐绝缘力降低，所以，例如引起了显影偏压的泄漏，成为图像不良的原因。

根据本发明，可提供能减少在刚性基体上具有感光层的电子照相感光体的磨耗的电子照相图像形成装置和处理盒。

附图说明

图1是电子照相图像形成装置之一例的整体构造示意图。

图2是处理盒之一例的构造示意图。

图3是处理盒的立体示意图。

图4是处理盒的立体示意图。

图5是表示将装置本体的正面门打开状态的说明图。

图6是表示把盒往装置本体上安装状态的说明图。

图7是感光鼓、显影辊、密封部件和清洁装置的纵剖面图。

图8是表示感光鼓、显影辊、密封部件和清洁装置的长度方向长度关系之一例的展开图。

图9是说明清洁刮板对感光鼓表面的接触压力测定方法的说明图。

图10是表示比较例的图像形成装置中的鼓磨耗的图。

图11是表示Lcl＞Ldr时的鼓磨耗量、和Ldr＞Lcl时的鼓磨耗量的图。

图12是表示感光鼓、显影辊、和清洁装置的长度方向长度关系之另一例的展开图。

图13是表示感光鼓、显影辊、和清洁装置的长度方向长度关系之另一例的展开图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明。本实施形态中记载的构成零件的尺寸、材质、形状、其相对配置等，只要没有特定的记载，本发明的范围就不受它们的限定。

[实施例1]

(1)电子照相图像形成装置例的整体构造。

图1是本发明电子照相图像形成装置之一例的整体构造示意图。该图像形成装置是采用转印方式电子照相处理的串连式全色激光打印机。

图1中，Y·M·C·Bk分别是第1～第4的四个成像站，该第1～第4成像站Y·M·C·Bk形成与全色图像的色分解成分色对应的黄·红·青·黑各色调色剂图像，自下而上地依次排列配置在装置本体100内。

成像站Y·M·C·Bk，分别备有作为像载体的鼓式电子照相感光体(下面称为感光鼓)1(1a、1b、1c、1d)、带电装置2(2a、2b、2c、2d)、作为曝光装置的激光扫描单元3(3a、3b、3c、3d)等的电子照相处理机器。另外，成像站Y·M·C·Bk还分别备有显影装置4(4a、4b、4c、4d)、和清洁装置6(6a、6b、6c、6d)等的电子照相处理机器。

扫描单元3(a～d)，根据图像信息把激光L照射到感光鼓1(a～d)的均匀带电处理面上，在感光鼓1上形成静电潜像。该扫描单元3(a～d)配置在感光鼓1(a～d)的水平方向，备有激光二极管(图未示)、扫描马达(图未示)、多面反射镜9(9a、9b、9c、9d)、成像透镜10(10a、10b、10c、10d)等。

静电转印单元5，把形成在感光鼓1(a～d)上的调色剂图像转印到记录介质(转印材)S上。在该静电转印单元5中，与感光鼓1(a～d)相向且接触地循环移动的环形转印带11绕在驱动辊13、2个从动辊14a、14b、张紧辊15这样4个辊之间，沿纵方向配设着。转印辊12(12a、12b、12c、12d)，分别与转印带11的内周面接触地并排设置着，转印带11夹入在该转印辊12(a～d)与感光鼓1(a～d)之间。

记录介质送给部16配设在装置本体100的下部，该装置本体100构成图像形成装置的框体。记录介质送给部16，将记录介质S运送给静电转印单元5的转印带11。该送给部16，具有收纳着若干张记录介质S的送给盒17、送给辊18、套准调节辊19以及静电吸附辊22。

定影部20配设在装置本体100的上部。该定影部20，使转印到记录介质S上的若干色的调色剂图像定影。定影部20备有旋转的加热辊21a、与该旋转加热辊21a接触并对记录介质S施加压力的加压辊21b、排出辊对23、排出部24等。排出托盘25设在装置本体100的上部。

按照图像形成顺序的预定控制时刻，成像站Y·M·C·Bk被依次驱动，感光鼓1(a～d)朝箭头方向被驱动旋转。另外，转印带11借助驱动辊13，以与感光鼓1(a～d)的旋转周速度对应的周速度，朝箭头方向被驱动旋转。

感光鼓1(a～d)的外周面(表面)，在其旋转过程中被带电装置2(a～d)均匀地一次带电处理而形成预定的极性(本实施例中是负极性)和电位。对该带电处理面用根据扫描单元3(a～d)输出的图像信息而调制了的激光L进行像曝光，在感光鼓1(a～d)的表面形成图像信息的静电潜像。即，由扫描单元3(a～d)的激光二极管(图未示)输出与图像信号对应的图像光，该图像光照射到被扫描马达(图未示)高速旋转的多面反射镜9(a～d)上。被多面反射镜9(a～d)反射的图像光，通过成像透镜10(a～d)选择性地将带电后的感光鼓1(a～d)表面曝光。这样，在感光鼓1表面形成静电潜像。

该静电潜像，被显影装置4(a～d)用调色剂(显影剂)显影(本实施例中是采用负极性调色剂的反转显影)，成为调色剂图像。这样，在成像站Y～Bk的感光鼓1(a～d)的表面，通过电子照相处理，以预定顺序的控制时刻，分别形成了全色图像的色分解成分色像，即黄、红、青、黑的各色调色剂图像。

另一方面，在预定的控制时刻内，送给部16的送给辊18被驱动旋转。这样，送给盒17内的记录介质S被一张一张地分离送出。该记录介质S的前端，碰到在该时刻处于旋转停止状态的套准调节辊对19的夹持部，被挡住而暂时停止。然后，与转印带11的旋转及形成在感光鼓1(a～d)上的调色剂图像同步地，套准调节辊对19被驱动旋转。这样，记录介质S被送给到静电吸附辊22与转印带11之间。记录介质S被静电吸附辊22和转印带11夹入并与转印带11的外周面(表面)接触。然后，对转印带11与静电吸附辊22之间施加电压，使作为电介体的记录介质S和转印带11的电介体层上产生电荷。记录介质S静电吸附在静电转印带11表面。这样，记录介质S被稳定地吸附在转印带11上，在转印带11的移动方向，借助转印带11的移动，从最上游的转印部被运送到最下游的转印部。

这样被运送着的记录介质S，借助形成在感光鼓1(a～d)与转印辊12(a～d)之间的电场，接受感光鼓1(a～d)的调色剂图像的依次重叠转印。本实施例中，正极性的电荷，从转印辊12(a～d)通过转印带11施加到记录介质S上。借助该电荷的电场，感光鼓1上的负极性的调节剂图像，被转印到与感光鼓1(a～d)接触着的记录介质S上。

即，记录介质S被静电吸附保持在转印带11的面上，借助转印带11的旋转，自下而上地被运送。在其运送过程中，在成像站Y·M·C·Bk的各转印部，依次接受分别形成在感光鼓1(a～d)的面上的黄、红、青、黑各调色剂图像的重叠转印。这样，在记录介质S的面上，合成形成了未定影的全色调色剂图像。

接受了4色调色剂图像重叠转印的记录介质S，借助曲率与驱动辊13附近的转印带11分离，被运送到定影部20。然后，记录介质S被由旋转加热辊21a和与该旋转加热辊21a其相接的加压辊21b形成的夹持部(定影夹持部)，夹持着运送。因此，记录介质S被辊对21a、21b付与热和压力。这样，若干色的调色剂图像被加热定影在记录介质S的面上。记录介质S在定影部20接受了上述调色剂图像定影后，由排出辊对23从排出部24排出到装置本体100外的排出托盘25上。

在成像站Y·M·C·Bk中，往记录介质S上转印了调色剂图像后的感光鼓1(a～d)表面，被清洁部件6(a～d)除去转印残留调色剂等的残存附着物，反复地供给成像。

(2)处理盒

在成像站Y·M·C·Bk，安装着可装卸的处理盒7(a～d)。处理盒7(a～d)分别具有感光鼓1(a～d)、带电装置2(a～d)、显影装置4(a～d)、清洁装置6(a～d)。盒7可相对于装置本体100装卸。

盒7(a～d)相对于装置本体100的装卸操作，是在打开装置本体100的正面开闭门26、使装置本体100内的盒插入口27(图5)成为大开状态时进行的。

即，装置本体100的正面盖部分，是可相对于装置本体100开闭的门26，该门26含有装置本体100的正面盖部分内侧的静电转印单元5。要将该门26往跟前侧打开时，以下部的铰链轴26a(图1)为中心，可往装置本体100的前方侧打开。用该门26可以将插入口27形成为开放状态(图5)。

在下面的说明中，盒或构成该盒的部件的短边方向，是盒相对于装置本体装卸的方向。另外，长边方向，是与盒相对于装置本体装卸方向交叉的方向。盒的背面，是从装置本体正面侧看盒时的、其相反侧的面。盒的左右，是从装置本体正面侧看盒时的左或右。另外，盒的上面，是将盒装在装置本体上的状态时位于上方的面，盒的下面是将盒装在装置本体上的状态时位于下方的面。

图2是本发明处理盒之一例构造的示意图。图3和图4分别是该处理盒的立体示意图。

成像站Y·M·C·Bk的盒7(a～d)中，收纳在显影装置4(a～d)的调色剂容器内的显影剂分别是：第1成像站Y的处理盒7a中是黄色调色剂，第2成像站M的处理盒7b中是红色调色剂，第3成像站C的处理盒7c中是青色调色剂，第4成像站Bk的处理盒7d中是黑色调色剂。除了这一点外，各处理盒7(a～d)是相同的构造。

如图2所示，盒7备有作为第1框体的清洁单元50、和作为第2框体的显影单元40。第1框体备有感光鼓1、带电装置2、和清洁装置6。第2框体备有显影装置4。

感光鼓1可自由旋转地保持在清洁单元50上，沿该感光鼓1的表面，配置着带电装置2和清洁装置6。被该清洁装置6从感光鼓1表面去除掉的转印残留调色剂等的残存附着物，由调色剂运送机构52送到设在清洁框体51后方的被除下调色剂室53。带电装置2是采用接触带电方式的装置。作为带电装置2的带电部件，是形成为辊状的导电性辊。使该导电性辊2与感光鼓1表面接触，对该辊2施加带电偏压。这样，使感光鼓1表面均匀带电。

显影单元40，备有调色剂容器41和显影框体45。收纳在调色剂容器41内的调色剂(图未示)，被设在该调色剂容器41内的调色剂运送机构42送入自由可旋转地保持在显影框体45上的、作为显影剂供给部件的调色剂供给辊43。另外，显影框体45在长度方向具有开口部45a和保持部45b。开口部45a在感光鼓1表面侧。保持部45b在该开口部45a的两侧保持作为显影剂载体的显影辊46的两端部内侧。该保持部45b的靠显影辊46一侧的面形成为圆弧形。在该圆弧面上，设有毛毡材、聚氨酯泡沫那样的密封部件73。显影辊46将该显影辊的轴的两端部可自由转动地保持在侧板上。显影辊46，以该显影辊46的外周面(表面)压接在密封部件73上的状态被保持着(显影辊周面密封方式)。供给辊43和显影辊46分别与感光鼓1平行地配置着。在显影框体45上，设有作为显影剂涂敷部件的显影刮板44。使该显影刮板44与供给辊43的外周面(表面)及显影辊46的表面接触，这样，摩擦带电后的调色剂被均匀涂层到显影辊46表面。然后，对显影辊46施加显影偏压，这样，使调色剂从显影辊46表面转移到感光鼓1表面，由该调色剂将感光鼓1表面的潜像显影，成为调色剂图像(显影像)。

感光鼓1的两端部借助支承部件64、65(图3)可自由旋转地支承在清洁框体51上。支承部件64、65配置在把盒7装到装置本体100上时握住的把手部82、83与清洁框体51之间。在感光鼓1的一方端部设有连接部件70。该连接部件70接受设在装置本体100上的驱动马达(图未示)的驱动力。借助该连接部件70，感光鼓1旋转。另外，与该感光鼓1的旋转联动地、通过齿轮组(图未示)驱动上述调色剂运送机构52。

另外，在清洁框体51上，具有保护感光鼓1的闸门部件72。闸门部件72借助开闭机构(图未示)可在闭位置(图2、图3)和开位置(图2中双点划线所示)开闭。闭位置是将盒7的正面侧即感光鼓外部露出口关闭的位置。开位置是从感光鼓外部露出口向上方或下方位移的位置。在盒7从装置本体100中取出了的状态，闸门部件72保持在闭位置，覆盖并保护感光鼓1的外部露出面。另外，当盒7插入装置本体100、装置本体100的正面门26(图1)关闭着时，闸门部件72借助与该门26的关闭动作联动的机构移动到开位置，成为转印带11与感光鼓1的外部露出面接触的状态。

显影单元40是吊挂构造，整个显影单元40可自由转动地支承在清洁单元50上。即，显影单元40，在调色剂容器41的长度方向两侧一体地具有轴承部件47、48(图4)，在该轴承部件47、48上分别设有作为转动中心的孔47a、48a。与清洁框体51嵌合的结合轴62、63插入该孔47a、48a内，这样，显影单元40可自由转动地安装在清洁框体51上。55是用于把激光L导入感光鼓1表面的曝光开口部。该曝光开口部55，当显影单元40可转动地安装在清洁框体51上时，形成在显影单元40与清洁单元50之间。

另外，盒7的单体状态(未安装在装置本体100上的状态)时，以插入作为轴承部件47、48的转动中心的孔47a、48a内的结合轴62·63为中心，借助旋转马达，使显影辊46与感光鼓1接触。为此，作为推压显影单元40的弹性部件，在轴承部件47侧，推压弹簧54配置在清洁单元50与显影单元40之间；在轴承部件48侧，拉伸弹簧(图未示)配置在清洁单元50与显影单元40之间。

盒驱动齿轮(斜齿轮)71(图4)，借助结合轴63由显影单元40的轴承部件47可自由旋转地保持着。在盒7装在装置本体100上的状态，驱动齿轮71与装置本体100侧的本体驱动齿轮(斜齿轮，图未示)啮合，从本体驱动齿轮侧接受驱动力。借助该驱动齿轮71的旋转，通过齿轮组(图未示)，显影辊46、调色剂运送机构42、调色剂供给辊43被驱动。

(3)处理盒的安装方法

下面，参照图5、图6，说明把盒7装到装置本体100上的方法。

图5是表示将装置本体100的正面门26打开状态的说明图。图6是表示将盒7往装置本体100上安装时状态的说明图。

盒7(a～d)相对于装置本体100的装卸操作，是在将装置本体100的正面门26打开，使装置本体100内的盒插入口27成为大开状态下进行的。门26相对于装置本体100的关闭状态，由钩搭机构(图未示)锁定住。解除该钩搭机构的锁定，以下部的铰链轴26a为中心将门26朝装置本体100的前侧放倒打开，可以使装置本体100内的插入口27成为大开的状态。

在插入口27，把盒7导引到图像形成位置的本体导引件80、81安装在装置本体100的左侧板31和右侧板32的内侧。4个盒7可在垂直方向分别插入到插入口27内。从下侧起，依次是黄插入口、红插入口、青插入口、黑插入口。在左侧板31与右侧板32之间设有中间板93。在该中间板93上，设有使来自扫描器3的激光L通过的照射窗95。

黄插入口、红插入口、青插入口、黑插入口中的盒安装机构的结构是相同的。这里，作为代表，说明把盒7(7a)插入最下层的黄插入口的情形。

首先，操作者用左右手握住把手部82、83，拿着盒7。然后，沿盒7的短边方向把盒7从背面侧插入到插入口27内(图5、图6)。这时，盒7的轴承部件48的下面48c和清洁框体51的下面51f，分别载置在设于本体导引件80、81上的倾斜导引部86、87上。在本体导引件80、81上设有凸起部导引件88、89。该凸起部导引件88、89与设在清洁框体51两侧面的凸起部51d、51e卡合，限制盒7在装置本体100内的旋转。把盒7进一步插入时，凸起部51d、51e被导引到凸起部导引件88、89上。

另外，在本体导引件81上，设有将盒7朝长度方向推压的本体推压机构84(从下侧起84a～84d)。在把盒7插入装置本体100内的过程中，推压机构84与设在盒7的右侧面、本实施例中是设在清洁框体51右侧面的导引部85(图3)相接。这样，将盒7沿其长度方向朝着左侧板31的方向推压。

把盒7更进一步插入装置本体100内时，盒7受到推压机构84对导引部85的推压力。借助该推压力，一边被朝着配置着推压机构84的右侧板32的相反侧、即左侧板31侧推压，一边被安装。

在清洁框体51的端部，设有在装置本体100内定位用的固定定位面51c。该固定定位面51c，在插入过程中与本体导引件80的端面相接，这样，盒7在装置本体100内的长度方向位置被定位。

再进一步插入盒7，使盒7的轴承部件64沿着设在左侧板31上的导引槽34(从下侧起34a～34d)移动，同时使轴承部件65沿着设在右侧板32上的导引槽34(从下侧起34e～34h)移动。于是，轴承部件64与左侧板31的导引槽34的固定定位面37(从下侧起37a～37d)相接，轴承部件65与右侧板32的导引槽34的固定定位面37(从下侧起37e～37h)相接。这样，盒7相对于装置本体100的短边方向位置被定位。

如上所述，在盒7被定位在装置本体100内的状态，设在盒7上的带电偏压施加用的带电偏压电接点(图未示)、与设在装置本体上的带电偏压本体电接点(图未示)接触，成为通电状态。这样，通过该带电偏压电接点，可对带电辊2施加带电偏压。另外，设在盒7上的显影偏压施加用的显影偏压电接点(图未示)、与设在装置本体上的显影偏压本体电接点(图未示)接触，成为通电状态。这样，通过该显影偏压电接点，可对显影辊46施加显影偏压。另外，设在盒7上的驱动齿轮71成为与装置本体的本体驱动齿轮(图未示)啮合的状态。

与上述往最下层黄插入口插入盒7(7a)同样地，往红插入口、青插入口、黑插入口，插入盒7(7b、7c、7d)。

接着，把打开着的正面门26相对装置本体100关上。用钩搭机构(图未示)将该关闭状态锁定住。借助与该门26的关闭动作联动的机构，完成以下动作：

①各盒7在装置本体100内的短边方向的推压定位；

②各盒7的闸门部件72向开位置的移动；

③装置本体100的动力传递连接部件与各盒7的连接部件70的卡合。

在上述各盒7安装在装置本体100内的状态，装置本体100侧的动力传递连接部件成为与各盒7的连接部件70卡合的状态。这样，装置本体100侧的驱动马达(图未示)的驱动力传递到连接部件70，各盒7的感光鼓1可朝图1中箭头方向被驱动旋转。另外，与该感光鼓1的旋转联动地、通过图未示的齿轮组被除去调色剂室53的调色剂运送机构52被驱动。

另外，各盒7的盒驱动齿轮71成为与装置本体100侧的图未示本体驱动齿轮啮合的状态。这样，驱动齿轮71受到来自本体驱动齿轮的驱动力。借助该驱动齿轮71的旋转，通过齿轮组(图未示)，各盒7的显影辊46、调色剂运送机构42、调色剂供给辊43被驱动。

从装置本体100内取出各盒7时的顺序，与上述安装时相反。即，先解除上述钩搭机构的锁定。然后，以下部的铰链轴26a为中心，将门26朝装置本体100的前侧放倒打开。借助与该门26的打开动作联动的机构，动力传递连接部件与连接部件70的卡合被解除。另外，闸门部件72移动到闭位置。在该状态，用手握住盒7的把手部82、83，朝着安装时相反的方向抽出盒7。这样，可将各盒7从装置本体100内取出。

(4)感光鼓、显影辊、及清洁装置的构造

下面，参照图7至图9说明感光鼓1、显影辊46、及清洁装置6的构造。

图7是感光鼓1、显影辊46、密封部件73及清洁装置6的纵断面图。图8是表示感光鼓1、显影辊46、密封部件73及清洁装置6的长度方向长度的展开图。图9是表示清洁装置6的清洁刮板6f对感光鼓1表面的接触压力测定方法的说明图。

1)感光鼓

本实施例所示的感光鼓1具有刚性的基体1e。基体1e例如是直径30mm、厚度0.7mm的铝坯管。在该基体1e的外周面上(基体1e上)涂敷了有机光导电层，作为感光层1f。感光层15的厚度在感光鼓1的端部附近处为18μm左右。

为了抑制感光层1f的磨耗，感光层1f的材料是使用含有不容易磨耗的多芳基化树脂的感光层。感光层1f的涂敷区域Le，如图8所示，与显影辊46的长度方向长度Ldr相等。感光层1f的涂敷区域Le的长度可以等于或大于显影辊46的长度方向长度Ldr。该图中，Lr是由扫描单元3的激光形成在感光鼓1长度方向(主扫描方向)上的潜像的主扫描方向宽度、即潜像的区域宽度。本实施例中，潜像的主扫描方向宽度Lr设定为印字保证区域即208mm。下面，把Lr称为图像形成区域。另外，感光层的长度方向长度Le设定为256.5mm。

2)显影辊

本实施例所示的显影辊46，在SUS的心轴46a的外周面上具有直径16mm的导电性弹性体46b。从显影性、均匀的剥离形状等方面考虑，施加-50V时的体积电阻率为10⁵～10⁶Ω左右，在硬度方面，AskerC硬度是50°，MD1硬度是40°。心轴46a的两端部，以使弹性体46b侵入感光鼓1表面40μm的方式可旋转地支承在显影框体45上。心轴46a的一端通过齿轮(图未示)与上述驱动齿轮71连接。显影辊46在显影时以281mm/sec的周速旋转，用调色剂将感光鼓1上的静电潜像显影。另外，显影时，从心轴46a的端部施加300V的显影偏压。为了防止显影框体45的长度方向两端部的调色剂泄漏，使上述密封部件73与弹性层46b端部周面接触。为此，本实施例中，如图8所示，显影辊46的长度方向长度Ldr之中，把由显影刮板44涂敷了调色剂的、密封部件73、73内侧端之间的区域，作为调色剂涂层区域(载持显影剂的载持区域)Lt。把从密封部件73、73的内侧端到外侧的区域，作为未涂敷调色剂的非调色剂涂层区域(不载持显影剂的非载持区域)Lnt。因此，非调色剂涂层区域是不存在调色剂等夹杂物的区域。

3)清洁装置

本实施例所示的清洁装置6，具有SUS板6e、和作为清洁部件的清洁刮板6f。该清洁刮板6f，使具有弹性的橡胶片压接在板6e的前端。该刮板6f的前端，以所需的角度和侵入量与感光鼓1表面接触。用该刮板6f从感光鼓1表面除去转印残留的调色剂等残存附着物，将感光鼓1表面清洁。为了保持良好的清洁性，在该刮板6f的前端涂敷了润滑剂。

在清洁装置6中，如表1所示，为了确保良好的清洁性，刮板6f对感光鼓1表面的接触压力(相接压力)，最好设定在65～120g/cm。

表1

清洁刮板对鼓的相接线压与清洁性的关系

清洁刮板相接压力g/cm	55	65	120	130
					低温清洁性	×	○	○	×

本实施例中，如图9所示地测定了刮板6f对感光鼓1表面的接触压力。将刮板6f在长度方向切断成1cm宽度，把该刮板6f安装在借助马达M可朝箭头方向自由移动的刮板台201上，设定为所需的角度θ。然后，将马达M驱动，使刮板台201下降，使刮板6f的前端部与负荷传感器202的承板202a接触。接着，使刮板台201下降相当于所需侵入量δ的程度，使刮板6f的前端部下降相当于侵入量δ的程度，压接在承板202a上。用放大器203将这时的负荷传感器202的负荷输出值(电压)放大，用电压计204读取该放大值。根据预先求出的负荷输出的每单位电压的负荷，从负荷输出值求出重量，可得到刮板6f的接触压力、即刮板6f的每1cm宽度的线压。

5)显影辊与清洁刮板的长度方向长度的关系

如图8所示，设显影辊46的、与感光鼓1接触的长度方向长度为Ldr，刮板6f的、与感光鼓1接触的长度方向长度为Lcl。为了减少感光鼓1的磨耗、即感光层1f的磨耗(下面称为鼓磨耗)，设定为Ldr＞Lcl。这时，在没有夹杂物的非调色剂涂层区域Lnt中，在显影辊46表面与感光鼓1表面的接触区域、或感光鼓1表面与刮板6f的接触区域，由于鼓磨耗而产生了感光层1f的磨耗粉p。在刮板6f的长度方向外侧产生的磨耗粉p，不被刮板6f清除。该磨耗粉p，在非调色剂涂层区域Lnt中，作为夹杂物残留在显影辊46表面或感光鼓1表面，抑制(减轻)感光层1f的磨耗。

6)鼓磨耗和解决对策的研究

图像形成装置中，为了改善由鼓磨耗引起的图像不良(泄漏图像)，对I)调色剂涂层区域及非调色剂涂层区域中的鼓磨耗、以及II)解决对策进行了研究。

I)调色剂涂层区域及非调色剂涂层区域中的鼓磨耗

作为比较例，采用把上述的Lcl和Ldr的关系设定为Lcl＞Ldr的全色激光打印机(彩色激光喷墨4700dn)，在23℃/50％Rh的环境中，以1％的印字率，进行了24000张的2张间歇耐久印字。图10表示这时的鼓磨耗。本比较例中，Ldr是238.6mm，Lcl是241mm。

如图10所示，具有非调色剂涂层区域的鼓磨耗比调色剂涂层区域多的特点。

比较例的打印机中，调色剂涂层区域中，在感光鼓表面与显影辊表面之间，存在着作为夹杂物的调色剂。因此，感光鼓表面与显影辊表面直接接触、相互摩擦、研磨的区域少，鼓磨耗少。

另一方面，非调色剂涂层区域中，在感光鼓表面与显影辊表面之间，不存在作为夹杂物的调色剂。因此，存在着感光鼓表面与显影辊表面直接相接、相互摩擦、研磨的区域。在被摩擦·研磨的感光鼓表面，产生了感光层的磨耗粉。磨耗粉作为感光鼓与显影辊之间的夹杂物，起到抑制鼓磨耗的作用。

但是，比较例的打印机中，由于Lcl＞Ldr，所以，在非调色剂涂层区域产生的感光层的磨耗粉，被清洁刮板清除掉，成为在感光鼓与显影之间不存在磨耗粉或调色剂等夹杂物的状态，感光鼓与显影辊之间反复摩擦·研磨。因此，在非调色剂涂层区域，磨耗量比调色剂涂层区域大。

另外，由于显影辊在其端部被保持着，所以，对感光鼓的相接压力在端部增大。另外，根据显影辊制造方法的不同，有时显影辊的端部具有促进感光鼓磨耗的凸形状。因此，越接近显影辊的端部区域，其磨耗量越增加。

II)解决对策

上述Lcl与Ldr的关系为Ldr＞Lcl时，在非调色剂涂层区域产生的感光层1f的磨耗粉等夹杂物，不被清洁刮板清除。该夹杂物，在非调色剂涂层区域，残留在感光鼓1表面或显影辊46表面。该感光层的磨耗粉起到夹杂物的作用，可大幅度抑制鼓磨耗。

实际上，进行了Lcl＞Ldr时的鼓磨耗量、和Ldr＞Lcl时的鼓磨耗量的比较实验。本实施例中，Ldr是240.6mm，Lcl是237mm。实验条件是，用全色激光打印机(彩色激光喷墨4700dn)，在23℃/50％Rh的环境中，以1％的印字率，进行了24000张的2张间歇耐久印字。图11表示该实验结果。

从图11可知，Ldr＞Lcl时，可大幅度抑制非调色剂涂层区域Lnt中的鼓磨耗。实验后，从非调色剂涂层区域Lnt中的显影辊46表面，检测到了感光层的磨耗粉p。从而可以确认，使Ldr＞Lcl时，磨耗粉p不被刮板6f清除，在非调色剂区域Lnt中，作为夹杂物残留在显影辊46表面或感光鼓1表面。在长度方向非调色剂涂层区域与清洁刮板重合的部分，由于磨耗粉被清洁刮板清除掉了，所以，成为不存在夹杂物的状态。但是，如前所述，由于相接压力、辊端部形状的原因，显影辊的端部最容易磨耗鼓。本发明中，可抑制该最容易磨耗的端部的磨耗，所以，与比较例相比，本发明实施例可以减少磨耗。

根据本实施例，如上所述，由于Ldr＞Lcl，所以，在非调色剂涂层区域Lnt中，可以减少感光鼓1的鼓磨耗，抑制因泄漏造成的图像不良。

[实施例2]

下面，说明另一例的盒。本实施例中，与实施例1中相同的部件、部分，注以相同标记，省略其重复说明。对实施例3也同样。

实施例1的盒7中，刮板6f的、与感光鼓1接触的长度方向长度Lcl比感光鼓1的图像形成区域Lr短时(Lr＞Lcl)，不能清除残留在感光鼓1表面的Lcl外侧的转印残留调色剂。

为此，本实施例所示的盒7，在感光鼓1的长度方向，不与刮板6f重叠的图像形成区域Lr的转印残留调色剂，可以用刮板6f清除掉。

图12是表示本实施例中盒7的感光鼓1、显影辊46、及清洁装置6的长度方向长度的展开图。下面，参照图12，说明显影辊46的与感光鼓1接触的长度方向长度Ldr、刮板6f的与感光鼓1接触的长度方向长度Lcl、感光鼓1的图像形成区域Lr的关系。

本实施例所示的盒7，从防止转印残留调色剂引起图像不良的方面考虑，将Lcl设定在Lr以上(Lcl≥Lr)。这样，可用刮板6f进行转印残留调色剂的清除。与实施例1同样地，Lcl是237mm，Lr是208mm，Lcl≥Lr。本来，应将Lcl设定得比Lr长，但也可以使Lcl与Lr相等。本实施例中，考虑到转印残留调色剂朝感光鼓1的长度方向飞溅的情形，做成上述的构造。

另一方面，从鼓磨耗的方面考虑，与实施例1同样地，使Ldr(240.6mm)＞Lcl(237mm)。这样，可得到与实施例1同样的作用效果。

即，Ldr和Lcl和Lr，满足Ldr＞Lcl≥Lr的关系。

另外，为了使Ldr＞Lcl，与已往相比，不是缩短清洁刮板，而是将显影辊46的长度加长。这是因为清洁刮板必须要有能清除调色剂的长度，将其缩短是困难的。本实施例中，把显影辊Ldr和潜像的长度Lr的关系，设定为Ldr-Lr＝31.2(mm)，比已往的显影辊长度长。这样，把形成了潜像的区域的端部与显影辊的端部之间的距离拉开，可以使在显影辊端部容易产生的感光鼓1的磨耗，不影响到潜像形成。最好是Ldr-Lr≥24(mm)。

根据本实施例，由于Ldr＞Lcl，所以，在非调色剂涂层区域Lnt中，可减少感光鼓1的鼓磨耗，抑制泄漏图像的产生。另外，由于Lcl≥Lr，所以，可用刮板6f进行转印残留调色剂的清除。

[实施例3]

下面，说明另一例的盒。

实施例1的盒7中，假定为感光鼓1的图像形成区域Lr＞刮板6f的与感光鼓1接触的长度方向长度Lcl，并且，刮板6f的与感光鼓1接触的长度方向长度Lcl＞感光鼓1的图像形成区域Lr。这时，在图像形成区域Lr的外侧有调色剂涂层区域Lt(Lt＞Lr)时，残留在显影辊46表面的Lt与Lr之差区域(Lt-Lr)的调色剂，成为附着并覆盖感光鼓1表面的调色剂。这时，刮板6f不能清除该覆盖调色剂。

因此，本实施例所示的盒7，刮板6f可以清除覆盖调色剂。

图13是表示本实施例中，盒7的感光鼓1、显影辊46、及清洁装置6的长度方向长度的展开图。下面，参照图13，说明显影辊46的与感光鼓1接触的长度方向长度Ldr、刮板6f的与感光鼓1接触的长度方向长度Lcl、显影辊46的调色剂涂层区域Lt的关系。

本实施例所示的盒7，为了清除显影辊46表面的覆盖调色剂，将Lcl设定在Lt以上。本实施例中，Lcl是237mm，Lt是222mm，Lcl≥Lt。本来，应将Lcl设定得比Lt长，但是也可以使Lcl与Lt相等。本实施例中，考虑到涂敷在显影辊46上的调色剂朝显影辊46的长度方向飞溅的情形，做成上述的构造。

另一方面，从鼓磨耗的方面考虑，与实施例1同样地，使Ldr(240.6mm)＞Lcl。这样，可得到与实施例1同样的作用效果。

即，Ldr和Lcl和Lt，满足Ldr＞Lcl≥Lt的关系。

根据本实施例，由于Ldr＞Lcl，所以，在非调色剂涂层区域Lnt中，可减少感光鼓1的鼓磨耗，抑制泄漏图像的产生。另外，由于Lcl≥Lt，所以，可用刮板6f清除掉覆盖调色剂。

[其它例]

各实施例中，只要将显影辊46设定为对具有刚性基体1e的感光鼓1能使感光层1f磨耗的条件即可。本实施例中，为了实现以周速差与感光鼓1接触的状态，把具有弹性体46b的显影辊46作为显影剂载体，使其与感光鼓1表面接触。显影剂载体只要具有能磨耗感光层1f的条件即可，其形状、材质没有其它限定。

另外，图像形成装置，也可以不采用处理盒7(a～d)的形态，而是把感光鼓1(a～d)、带电装置2(a～d)、显影装置4(a～d)、清洁装置6(a～d)直接设置在装置本体100上的形态。

Claims (4)

1.电子照相图像形成装置，用于在记录介质上形成图像，其特征在于，备有：

在刚性的基体上具有感光层的电子照相感光鼓；

沿着上述电子照相感光鼓的长度方向，在上述电子照相感光鼓上形成潜像的曝光装置；

沿着上述电子照相感光鼓的长度方向载持显影剂，并且与上述电子照相感光鼓接触，用上述显影剂将上述潜像显影的显影剂载体；

沿着上述电子照相感光鼓的长度方向与上述电子照相感光鼓接触并将上述电子照相感光鼓清洁的清洁刮板；

设上述感光层的长度方向长度为Le、上述显影剂载体的与上述电子照相感光鼓接触的长度方向长度为Ldr、上述清洁刮板的与上述电子照相感光鼓接触的长度方向长度为Lcl时，满足Le≥Ldr＞Lcl的关系；

在上述显影剂载体的长度方向长度Ldr中，上述显影剂载体具有载持显影剂的载持区域和不载持显影剂的非载持区域，设上述载持区域的上述显影剂载体的长度方向长度为Lt时，满足Lcl≥Lt的关系；

在上述电子照相感光鼓的一端部，显影剂载体的端部与清洁刮板的端部在长度方向的位置从长度方向的外侧看为显影剂载体的端部、清洁刮板的端部的顺序。

2.如权利要求1所述的电子照相图像形成装置，其特征在于，设上述曝光装置在上述电子照相感光鼓上形成的潜像的区域宽度为Lr时，满足Ldr＞Lcl≥Lr且Ldr-Lr＞24mm的关系。

3.处理盒，可卸下地装在电子照相图像形成装置的装置本体上，其特征在于，备有：

在刚性的基体上具有感光层的电子照相感光鼓；

载持显影剂并用上述显影剂对形成在上述电子照相感光鼓上的潜像进行显影的显影剂载体；该显影剂载体可与上述电子照相感光鼓接触；

与上述电子照相感光鼓接触，清除上述电子照相感光鼓上的显影剂的清洁刮板；

设上述感光层的长度方向长度为Le、上述显影剂载体的与上述电子照相感光鼓接触的长度方向长度为Ldr、上述清洁刮板的与上述电子照相感光鼓接触的长度方向长度为Lcl时，满足Le≥Ldr＞Lcl的关系；

在上述显影剂载体的长度方向长度Ldr中，上述显影剂载体具有载持显影剂的载持区域和不载持显影剂的非载持区域，设上述载持区域的上述显影剂载体的长度方向长度为Lt时，满足Lcl≥Lt的关系；

在上述电子照相感光鼓的一端部，显影剂载体的端部与清洁刮板的端部在长度方向的位置从长度方向的外侧看为显影剂载体的端部、清洁刮板的端部的顺序。

4.如权利要求3所述的处理盒，其特征在于，设上述曝光装置在上述电子照相感光鼓上形成的潜像的区域宽度为Lr时，满足Ldr＞Lcl≥Lr且Ldr-Lr＞24mm的关系。

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