CN101299137B - 密封部件、密封结构以及图象形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供集成在图象形成单元中的密封结构。旋转体(12BK，12Y，12M，12C，16)被支撑在壳体(20)中。密封部件(39，23)沿大致平行于旋转体的旋转轴线的长度方向延伸，并抵靠在旋转体的表面上而提供密封。密封部件包括固定到壳体上的第一宽度方向端部和与旋转体接触的第二宽度方向端部，且密封部件在长度方向中央部比在长度方向端部具有更大的宽度。第二宽度方向端部包括宽度方向自由边缘(E2)，该宽度方向自由边缘(E2)呈弧形，使得越靠长度方向中央部宽度越大。密封部件可包括长度方向端部和位于长度方向端部之间的长度方向中央部，长度方向中央部具有恒定的宽度，而长度方向端部的宽度越靠近长度方向端部越小。

Description

密封部件、密封结构以及图象形成装置

技术领域

本发明涉及一种集成在图象形成单元中的密封部件、密封结构，以及集成有上述图象形成单元的图象形成装置。

背景技术

使用电子照相图象形成方法的传统电子照相图象形成装置包括打印机、复印机、传真机以及多功能打印机(MFP)。充电辊给感光鼓表面均匀充电。然后，曝光单元按照打印数据照射感光鼓的充电表面，从而形成静电潜象。显影辊为静电潜象提供调色剂，从而将静电潜象显影成调色剂图象。转印辊将调色剂图象转印到打印介质上。然后在定影单元中，调色剂图象被定影而形成永久的图象。相对于感光鼓的旋转方向，在转印辊的下游设置有清洁单元。

充电辊、感光鼓、显影辊以及清洁单元都支撑在图象形成装置的框架上。

传统打印机的问题是在感光鼓的长度方向中央部，感光鼓与密封部件之间可能存在间隙，因此调色剂可能会从清洁单元落出，从而使打印机脏乱。这将会弄脏打印纸和打印机的内部，并损坏图象。

发明内容

本发明正是基于现有打印机的上述缺点提出的。

本发明的一个目的是提供一种图象形成单元，其配备有密封部件，该密封部件防止打印机脏乱和弄脏打印纸。

本发明的另一目的是提供一种提供良好图象质量的图象形成装置。

一种集成在图象形成单元中的密封结构，包括壳体(20)、旋转体(12BK，12Y，12M，12C，16)和密封部件(39、23)。旋转体可旋转地支撑在壳体中。密封部件抵靠在旋转体的表面上而提供密封。该密封部件沿大致平行于旋转体的旋转轴线的长度方向延伸。并且该密封部件包括固定到壳体上的第一宽度方向端部(E1，E3)和与旋转体接触的第二宽度方向端部(E2，E4)。

密封部件在长度方向中央部的宽度大于在长度方向端部的宽度。第二宽度方向端部具有宽度方向自由边缘(E2)，该宽度方向自由边缘(E2)呈弧形，使得宽度越靠近长度方向中央部越大。

该密封部件可以包括长度方向端部(m2)和位于长度方向端部之间的长度方向中央部(m1)，该长度方向中央部具有恒定的宽度，而长度方向端部的宽度越靠近长度方向端部越小。

从以后给出的详细描述中可以显而易见地看出本发明的进一步的应用范围。然而，应当理解的是，详细的描述和具体的实施例只是本发明的优选实施例，仅仅用于解释本发明，因此从这些详细的描述中，本领域技术人员很容易理解在本发明的保护范围中可有各种改变和变形。

附图说明

从下面详细的描述和相应的附图中可以更彻底地理解本发明，这些附图只是以示例的方式给出，并不限制本发明，其中：

图1展示了第一实施例的打印机的总体结构；

图2为第一实施例的图象形成单元的横截面侧视图；

图3为图象形成单元的相关部分的立体图；

图4为密封部件的主视图；

图5为密封部件的放大的横截面侧视图；

图6展示了具有直的宽度方向自由边缘的密封部件；

图7为第二实施例的密封部件的主视图；

图8为第二实施例的底架的相关部分的立体图；以及

图9为底架的相关部分的俯视图。

具体实施方式

下面将以打印机为例，参考相应附图详细描述本发明。

第一实施例

图1展示了第一实施例的打印机的总体结构。

参考图1，纸盒51配置在打印机的下部，保持成叠打印纸。纸张供给机构配置在纸盒51的附近，包括分离辊52和供给辊53a、53b，一张一张地供给打印纸P。打印纸P进一步由传输辊54、55传输，然后由于黑色图象形成单元10BK中的图象形成的时间关系，被送进黑色图象形成单元10BK。打印纸P在传输带57上被传输而通过分别形成黑色、黄色、洋红、青色图象的图象形成单元10BK、10Y、10M、以及10C。当打印纸P通过转印辊24BK、24Y、24M以及24C和感光鼓12BK、12Y、12M以及12C之间限定的转印点时，相应颜色的调色剂图象被按照记录顺序依次转印到打印纸P上。

然后打印纸P被送到定影单元25，在这里调色剂图象借助热量和压力而定影形成永久的全彩色图象。然后，打印纸P进一步被传输辊59从定影单元25传输出去，然后被排纸辊60排出到上盖63中叠放。

图象形成单元10BK、10Y、10M以及10C可拆装地装接到打印机上，并分别包括感光鼓12BK、12Y、12M以及12C。曝光单元采用LED头27BK、27Y、27M以及27C的形式，并被设置在打印机上盖63的内侧。该上盖63适于开闭。当相对打印机本体关闭上盖63时，曝光单元27BK、27Y、27M、27C位于相应的感光鼓12BK、12Y、12M以及12C的上方，并准备好照射相应的感光鼓的带电表面，以形成相应颜色的静电潜象。曝光单元采用LED头的形式。图象形成单元10BK、10Y、10M、10C、LED头27BK、27Y、27M、27C、转印辊24BK、24Y、24M、24C以及定影单元25是打印机的主要构成元件。

下面将描述图象形成单元10BK、10Y、10M、10C。每个图象形成单元基本上都是相同的，为简便起见，下面将仅介绍用于形成黑色图象的图象形成单元10BK的操作，应理解到，其他图象形成单元能以类似方式工作。

图2为图象形成单元10BK的横截面侧视图。图象形成单元10BK包括壳体或框架20，在该壳体或框架20中可拆装地装接调色剂盒21。调色剂盒21中容纳调色剂。

感光鼓12BK包括铝芯，在铝芯上覆盖有感光基层。感光基层上覆盖有机感光层。充电辊13包括金属轴，金属轴上覆盖有由例如表氯醇橡胶形成的半导电卷。显影辊16包括金属轴，该金属轴上覆盖有如硅树脂等半导电橡胶，用作显影材料支承体。调色剂供给辊18包括覆盖有发泡橡胶材料的金属芯，为显影辊16提供调色剂。显影刮板17具有自由端部，该自由端部与显影辊16的圆周表面紧密接触，从而在显影辊16上形成调色剂薄层。清洁刮板19从感光鼓12BK的圆周表面除去剩余的调色剂。搅拌器26设置在调色剂供给辊18的上方，用于搅拌调色剂容器30中的调色剂。从调色剂盒21中向调色剂容器30中提供调色剂。显影辊16、显影刮板17、调色剂供给辊18以及搅拌器26都被容纳在调色剂容器30中。

框架20包括底架14和配置在底架14上的盖架15。

显影刮板17被以夹持类似三明治的方式保持在支撑件17a和17b之间，并通过螺栓(未示出)固定到盖架15上。清洁刮板19通过例如热融等粘接方式牢固结合到托架33上。托架33例如由氨基甲酸乙酯橡胶覆盖。托架33装接到底架14上。废弃调色剂传输部件40采用螺旋或线圈弹簧的形式，用于传输被清洁刮板从感光鼓12BK上清除下来的废弃调色剂。废弃调色剂传输部件40设置在清洁刮板19和底架14之间限定的调色剂收集腔91中。

感光鼓12BK以接触充电辊13、显影辊16以及清洁辊19的状态旋转。显影辊16以接触显影刮板17和调色剂供给辊18的状态旋转。感光鼓12BK、充电辊13、显影辊16以及调色剂供给辊18由驱动源(未示出)按图示箭头方向旋转驱动，并分别从相应的电源(未示出)接收电力。

感光鼓12BK和充电辊13被可旋转地支撑在两个相对侧的框架上。底架14和盖架15由具有高硬度和高耐热性的树脂材料如改性的PPE形成。

密封部件39安装在底架14上，在感光鼓12BK的旋转方向上，位于转印辊24BK的下游和清洁刮板19的上游。密封部件39被安装到环绕底架14的开口的安装表面S1上，使得密封部件39的自由端部与感光鼓12Bk的圆周表面压力接触。密封部件39的自由端部可包括密封部件39的宽度方向自由边缘E2(图4)和该宽度方向自由边缘E2的附近区域。密封部件39封闭感光鼓12BK和底架14之间的间隙，并抵靠感光鼓12BK的圆周表面而提供密封。感光鼓12BK以与密封部件39接触的状态旋转。

相对于显影辊16的旋转方向，密封部件23设置在调色剂供给辊18的下游和感光鼓12BK的上游，并具有与显影辊16接触以密封显影辊16与底架14之间的间隙的自由端部。密封部件23的自由端部可包括密封部件23的宽度方向自由边缘和该宽度方向自由边缘的附近区域。显影辊16以与密封部件23接触的状态旋转。

下面将介绍图象形成单元10Bk的操作。

当驱动马达旋转时，电源开启，显影辊16和调色剂供给辊18沿图示箭头方向旋转，从而从调色剂供给辊18向显影辊16提供调色剂。当显影辊16旋转时，显影辊16上的调色剂被送到调色剂刮板17上，调色剂刮板17继而将调色剂压到显影辊16上从而在显影辊16上形成调色剂薄层。当显影辊16继续旋转时，所述调色剂薄层与感光鼓12Bk上的静电潜象接触，由此形成调色剂图象。

调色剂图象被转印到打印纸P上后，感光鼓12BK上仍然剩余一些调色剂。清洁刮板19从感光鼓12BK上除去剩余的调色剂。从感光鼓12BK上除去的剩余调色剂被收集到调色剂收集腔91中。调色剂收集腔91中的调色剂通过废弃调色剂传输部件40被传送到废弃调色剂腔21a中。密封部件39的自由端部仍然保持与感光鼓12BK的紧密接触，在调色剂收集腔91和感光鼓12BK之间提供密封。

下面将介绍密封部件39的安装。

图3为第一实施例的图象形成单元的相关部分的立体图。图4为密封部件39的主视图。图5为密封部件39的横截面侧视图的放大图。

密封部件39由膜状绝缘材料形成，例如为热塑性树脂的氨基甲酸乙酯膜，使得密封部件39不会引起感光鼓12BK的损坏或磨损，并且该密封部件39相对于周围环境变化也不敏感。密封部件39被结合到环绕图3所示的底架14的开口的安装表面S1(图2)上。当感光鼓12BK旋转时，密封部件39不会干扰感光鼓12BK的旋转，也不会给感光鼓12BK施加任何负载。

参考图4，密封部件39为带状，沿基本平行于感光鼓12BK的旋转轴线的方向延伸。密封部件39被安装到底架14上，使得包含具有宽度方向边缘E1的宽度方向端部的结合部28被结合到安装表面S1上，而具有宽度方向自由边缘E2的另一宽度方向端部抵靠在感光鼓12BK上。非常窄的结合部28沿密封部件39的长度方向延伸，并被结合到底架14上。宽度方向自由边缘E2呈基本沿长度方向延伸的弧形或曲线形，使得密封部件39的宽度越靠近长度方向端部越小。

参考图5，结合部28包括叠层结构，其中薄板28b被夹持在两个双面粘结带28a之间。然后该叠层结构被夹持在密封部件39和剥离纸28c之间。在密封部件39被装接到安装表面S1之前去掉剥离纸28c。

薄板28b由高刚性材料(例如不锈钢SUS或聚乙烯树脂)形成。当密封部件39结合到底架14上时，薄板28b的高刚性防止密封部件39起皱，从而方便密封部件39安装到底架14上。

密封部件39的长度La＝325mm，长度方向端部处的高度Ba＝6.5mm，长度方向中央部和长度方向端部之间的宽度差ΔBa＝0.5mm。双面粘结带28a和薄板28b的宽度Bt＝3mm，密封部件39的厚度为0.2mm。宽度方向自由边缘E2的曲率半径使得宽度差ΔBa＝0.5mm。

密封部件39被设计成，在图象形成单元10BK(图2)装接到打印机之前通过双面粘结带28a(图5)结合到安装表面S1上。密封部件39结合到安装表面S1之后，图象形成单元10BK装接到打印机，此时密封部件39的宽度方向自由边缘E2与感光鼓12BK干涉，密封部件39弹性变形，从而在安装表面S1上作用一反作用力。

图6展示了具有直的宽度方向自由边缘E2的传统密封部件39A，与图4的情况形成对比。

宽度方向自由边缘E2和宽度方向固定边缘E1沿直线延伸并彼此平行。如果宽度方向自由边缘E2仅仅呈直线，则会产生下述问题。

当密封部件39A的宽度方向自由边缘E2与感光鼓12BK干涉时，作用于安装表面S1上的反作用力导致安装表面S1呈弧形，也就是形成为凹面。安装表面S1的这种变形将使得密封部件39A作用于感光鼓12BK上的压力沿密封部件39A的长度变动。换句话说，感光鼓12BK的长度方向中央部比长度方向端部的压力小。结果，在感光鼓12BK的长度方向中央部，密封部件39A的宽度方向自由边缘E2和感光鼓12BK之间可能存在间隙。

在第一实施例中，宽度方向自由边缘E2呈弧形。宽度方向自由边缘E2的弧形形状防止密封部件39的压力在感光鼓12BK的长度方向中央部小于感光鼓12BK的长度方向端部。换句话说，在感光鼓12BK的整个长度上，密封部件39的压力都基本一致，因此在密封部件39和感光鼓12BK的长度方向中央部之间不会形成间隙。

因此，调色剂不会从清洁单元落出，因此不会引起打印机脏乱。这将防止损坏图象和弄脏打印纸P。同时，第一实施例已经描述了抵靠在感光鼓上而提供密封的密封部件39，但本发明也可用于抵靠在显影辊16上而提供密封的密封部件23(图2)。除了用显影辊替代感光鼓外，其余的操作和结构与密封部件39都是一样的，因此省略详细的描述。

第二实施例

形成第一实施例的密封部件39的弯曲的宽度方向自由边缘E2需要造价高的模具。第二实施例的目的在于以低成本制造密封部件39。与第一实施例相同的元件采用相同的附图标记，并省略对这些元件的描述。应想到与第一实施例相同的结构具有同样的优点。

图7为第二实施例的密封部件39的主视图。

密封部件39可包括直的宽度方向边缘E3和一自由端部，该自由端部具有宽度方向自由边缘E4和该宽度方向自由边缘E4的附近区域。密封部件39为大致梯形，使得宽度方向自由边缘E4包括长度方向端部m2、m3以及位于长度方向端部m2、m3之间的中央部m1。中央部m1大致沿与宽度方向边缘E3平行的方向延伸。密封部件39的中央部m1范围内具有恒定的宽度，而长度方向端部m2和m3的宽度随着靠近长度方向端部而线性减小。

密封部件39的长度La＝325mm，长度方向端部处的高度Bb＝6.5mm，长度方向中央部和长度方向端部之间存在高度差ΔBa＝0.5mm。双面粘结带28a和薄板28b的宽度Bt＝3mm，密封部件39的厚度为0.2mm。

密封部件39的自由端部与圆周的感光鼓12BK紧密接触，并且在调色剂收集腔91和感光鼓12BK之间提供密封。密封部件39施加在感光鼓12BK上的压力在感光鼓12BK(图2)的整个长度上大致一致，因此在感光鼓12BK的长度方向中央部处，密封部件39和感光鼓12BK之间没有间隙产生。

由于宽度方向自由边缘E4为直边m1，m2，m3的组合，因此带有汤姆森刀片(thomson blade)的模具可以用于冲压密封部件39。这意味着模具的成本降低了，因此密封部件39的成本也得到降低。

图8为第二实施例的底架14的相关部分的立体图。图9为底架14的相关部分的俯视图。

底架14具有安装表面S2，密封部件39(图7)结合到该安装表面S2上。安装表面S2呈弧形延伸，使得安装表面S2与感光鼓12BK之间的距离越靠感光鼓12BK的长度方向中央部越大。

当通过注射模塑成型形成底架14时，这将是一个优点。换句话说，底架14模制后安装表面S2的翘曲可以通过仔细选择模制条件如温度和时间而得以控制。可选地，底架14的安装表面S2的翘曲可以通过使用具有与底架14的弯曲安装表面S2互补的弯曲表面的模具来形成。

安装表面S2的长度L＝325mm，长度方向中央部和长度方向端部之间的弯曲安装表面S2的深度差ΔEa＝0.5mm。密封部件39具有结合部，通过该结合部将密封部件39牢固地安装到底架14上。结合部具有与图5所示的结构(28)相同的结构，因此省略其详细的描述。

当图象形成单元10BK被组装或装接到打印机上时，如果底架14被向感光鼓12BK推压，则底架14变形，使得底架14的长度方向中央部朝向感光鼓12BK变形而接触感光鼓12BK。如果感光鼓12BK被底架14擦伤，则可能会以感光鼓12BK的旋转周期为间隔，在打印出来的彩色图象上出现白色的点或条纹。

因此，如上所述，安装表面S2具有曲率，使得安装表面S2在长度方向中央部比长度方向端部更远离感光鼓12BK。这样，安装表面S2将不会接触到感光鼓12BK。这将使得打印的图象上出现白色条纹或白点的可能性最小化，由此提高打印质量。

第二实施例描述了抵靠在感光鼓12BK上以提供密封的密封部件39，但本发明还可用于抵靠在显影辊16上而提供密封的密封部件23(图2)。除了用显影辊16替代感光鼓12BK外，其余的操作和结构与密封部件39都是一样的，因此省略详细的描述。

虽然结合打印机描述了本发明，但本发明也可应用于复印机、传真机以及多功能打印机。

虽然对本发明进行了上述描述，但显而易见本发明也可有多种变形。这种变形不能被认为是脱离本发明的精神和范围，所有的这些变形对本领域技术人员来说都是显而易见的，因此都包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (12)

1.一种集成在图象形成单元中的密封结构，所述图象形成单元配置成面对转印部件(24BK、24Y、24M、24C)，所述密封结构包括：

壳体(20)；

图像承载体(12BK，12Y，12M，12C，16)，所述图像承载体可旋转地与所述转印部件接触且所述图像承载体可旋转地支撑在壳体(20)中；

清洁部件(19)，所述清洁部件抵靠于所述图像承载体并从所述图像承载体除去剩余的调色剂；以及

密封部件(39)，抵靠在图像承载体的表面上而提供密封，该密封部件相对于图像承载体的旋转来说位于转印部件的下游且位于清洁部件的上游，该密封部件沿大致平行于图像承载体的旋转轴线的长度方向延伸，并且该密封部件包括固定到壳体上的第一宽度方向端部(E1，E3)和与图像承载体接触的第二宽度方向端部(E2，E4)，其中密封部件在长度方向中央部的宽度大于在长度方向端部的宽度。

2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述第二宽度方向端部包括宽度方向自由边缘(E2，E4)，该宽度方向自由边缘(E2，E4)呈弧形，使得越靠长度方向中央部宽度越大。

3.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述密封部件包括长度方向端部(m2)和位于长度方向端部之间的长度方向中央部(m1)，该长度方向中央部具有恒定的宽度，而长度方向端部的宽度越靠近长度方向端部越小。

4.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述密封部件被安装到所述壳体的安装表面(S1)上，该安装表面(S1)沿大致平行于图像承载体的长度方向延伸，并且，在长度方向中央部比在长度方向端部更远离图像承载体。

5.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述图像承载体为图象形成单元的感光鼓(12BK，12Y，12M，12C)。

6.一种密封部件(39)，在顺沿于可旋转地支撑在壳体中的旋转体(12BK，12Y，12M，12C，16)的长度方向上延伸，该密封部件包括：

第一宽度方向端部(E1，E3)，被固定到壳体上；

与旋转体接触的第二宽度方向端部(E2，E4)，抵靠在旋转体上而提供密封；

其中，密封部件在长度方向中央部比在长度方向端部具有更大的宽度，

密封部件(39)由膜状绝缘材料形成。

7.一种集成有根据权利要求1所述的密封结构的图象形成装置。

8.一种集成有根据权利要求2所述的密封结构的图象形成装置。

9.一种集成有根据权利要求3所述的密封结构的图象形成装置。

10.一种集成有根据权利要求4所述的密封结构的图象形成装置。

11.一种集成有根据权利要求5所述的密封结构的图象形成装置。

12.一种集成有根据权利要求6所述的密封部件的图象形成装置。

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