CN102269954A - 带电辊、使用其的带电单元以及图像形成装置 - Google Patents

带电辊、使用其的带电单元以及图像形成装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了带电辊、使用其的带电单元和图像形成装置。该图像形成装置包括：具有能够保持电荷的电介质并能沿规定的方向旋转的被带电部件；带电辊，该带电辊与上述被带电部件相对配置，并包括导电性的辊主体和多个绝缘性的凸部，上述多个绝缘性的凸部比该辊主体电阻大，在上述辊主体的上述区域上沿上述辊主体的轴线方向彼此间隔地配置且在上述辊主体的径向上突出；用于将薄片供给到上述被带电部件与上述带电辊之间的供给机构；用于在上述被带电部件保持的上述薄片上形成图像的记录头部；以及用于将经上述记录头部记录后的上述薄片排出的排出机构。

Description

带电辊、使用其的带电单元以及图像形成装置
相关申请的交叉参考
本申请基于并要求2010年6月1日提交的美国临时申请No.61/350279的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及带电辊、使用其的带电单元以及图像形成装置。
背景技术
已知具有带电单元的喷墨记录装置(inkjet recording apparatus)等图像形成装置。具备带电单元的喷墨记录装置包括作为旋转的被带电部件的输送鼓、为该输送鼓提供电荷的上述带电单元、记录头部等。作为记录介质的薄片通过所述输送鼓所带有的静电吸附在该鼓的周面，与该鼓一起旋转。在旋转中通过上述记录头部在薄片上形成图像。
上述带电单元中，由导电性材料构成的带电辊已知有接触式带电辊和非接触式带电辊两种类型。接触式的带电辊周面接触提供到上述输送鼓与带电辊之间的薄片。这种接触式带电辊可以将上述薄片以面的状态按压在输送鼓的周面。
另一方面，非接触式带电辊因为不接触被带电部件或薄片，有不易弄脏和不易磨损的优点。可是非接触式带电辊无法将提供到输送鼓与该辊之间的薄片压在输送鼓上。因此，对于利用这种非接触式带电辊的带电单元，如果在输送鼓带足电之前薄片脱离输送鼓周面，可能导致输送鼓无法正常吸附薄片和输送薄片。
发明内容
根据一实施方式的图像形成装置包括：具有能够保持电荷的电介质并能沿规定的方向旋转的被带电部件；带电辊，该带电辊与上述被带电部件相对配置，并包括导电性的辊主体和多个绝缘性的凸部，上述多个绝缘性的凸部比该辊主体电阻大，在上述辊主体的上述区域上沿上述辊主体的轴线方向彼此间隔地配置且在上述辊主体的径向上突出；用于将薄片供给到上述被带电部件与上述带电辊之间的供给机构；用于在上述被带电部件保持的上述薄片上形成图像的记录头部；以及用于将经上述记录头部记录后的上述薄片排出的排出机构。
附图说明
图1示出了作为第一实施方式涉及的具备带电单元的图像形成装置的一个例子的喷墨记录装置的内部示意性侧视图；
图2示出了图1所示喷墨记录装置的局部放大侧视图；
图3为图2中带电辊沿F3-F3线的截面图；
图4为图3所示带电辊的立体图；
图5为第二实施方式所涉及的带电辊的立体图；
图6为第三实施方式所涉及的带电辊的立体图；
图7为第四实施方式中具有带电单元的图像形成装置的示意性侧视图。
具体实施方式
以下参照图1～图4来说明包括带电单元的图像形成装置的第一实施方式。
图1示出了作为图像形成装置一个实施方式的喷墨记录装置10。该喷墨记录装置10由壳体11覆盖。喷墨记录装置10包括薄片供给机构12、带电单元14、记录头部15和薄片排出机构18等。带电单元14包括作为用于输送薄片S的输送鼓发挥作用的被带电部件13、除电带电器16、薄片剥离机构17以及向被带电部件13提供电荷的带电辊20等。记录头部15具有用于彩色印刷的多个记录头15a、15b、15c、15d。
根据图中未示出的旋转机构，被带电部件13可以按照图1中箭头R1所示的方向以一定的圆周速度旋转。记录头部15具有能进行彩色印刷的各种颜色用的喷墨记录头15a、15b、15c、15d。薄片供给机构12容纳作为记录介质的多张薄片。薄片排出机构18包括输送引导件18a、输送辊18b和排纸口18c。
图2示出了带电单元14的一部分。被带电部件13具有例如铝等金属构成的鼓主体13a和鼓主体13a的周面上形成的电介质13b。鼓主体13a接地25。电介质13b由例如聚酯膜等树脂膜构成，固定在鼓主体13a的周面上。作为电介质13b的其他例子，也可以将聚氟乙烯(polyfluoroethylene)系树脂等电介质材料涂敷在鼓主体13a的周面。带电辊20与被带电部件13相对配置。电源装置40通过电路39(图2所示)连接带电辊20的芯棒30。电源装置40通过芯棒30向辊主体21施加直流电压(DC电压)。该DC电压(例如是数千伏特)使电介质13b上产生静电吸附薄片S的电荷。薄片S通过引导部件45、46提供到被带电部件13和带电辊20之间。
图3示出带电辊20沿F3F3截断时的截面。图4为带电辊20的立体图。该带电辊20包括辊主体21(roller body)和多个(三个以上)绝缘性的凸部22。辊主体21具有作为旋转中心的轴线X(图3所示)。轴线X在辊主体21的纵向上延伸。辊主体21在作为旋转中心的轴线X的方向上有规定长度的区域。轴线X方向的各个部分为同一直径的圆柱体。
辊主体21具有纵向上一端部21a、另一端部21b、以及该两端部21a与21b间的区域21c。带电辊20可以以轴线X为中心旋转。图1和图2所示的箭头R2为带电辊20的旋转方向。辊主体21包括金属制的芯棒(mandrel)30和设在芯棒30外侧的圆柱形的导电部件31。导电部件31由导电橡胶或从金属中选择的导电材料构成。导电橡胶的一个例子为混入导电填料的三元乙丙橡胶(EPDM(ethylene-propylene-dienomethylenerubber))。
凸部22由比辊主体21电阻值大的材料构成。这些凸部22由实际上电绝缘性(体积电阻值1×1010Ω·cm以上)的弹性材料构成。各凸部22在辊主体21的圆周方向上成连续的环形。这些凸部22沿辊主体21的轴线X方向按照规定的节距间隔地配置在辊主体21的周面上。而且，这些凸部22由比被带电部件13的电介质13b摩擦系数高且比电介质13b更容易弹性变形的材料(例如合成橡胶)构成。也就是说凸部22由在受到压缩负荷时比电介质13b变形量大的弹性体构成。
凸部22对薄片S的摩擦系数的一个例子是0.3，但也可以是这以外的值。电介质13b对薄片S的摩擦系数这里例如是0.1以下，但也可以是这以外的值。凸部22的弹性模量小于电介质13b的弹性模量，例如可在100MPa左右，但也可以是这以外的值。比辊主体21耐磨损性好的材料适合做凸部22的材料。作为凸部22材料的一个例子，这里使用具有绝缘性的EPDM，但也可以使用这以外的弹性材料。
这些凸部22中，位于辊主体21的两端部21a、21b的凸部22a、22b可以总是接触被带电部件13的周面。因此被带电部件13的旋转运动可以经由凸部22a、22b传递给带电辊20。这样被带电部件13与带电辊20之间就由摩擦构成了传递部35a、35b。带电辊20可以根据该传递部35a、35b与被带电部件13以相同的圆周速度进行从动旋转。
也可以用齿轮或带等动力传达部件来代替传递部35a、35b，将被带电部件13的旋转传递给带电辊20。或利用用于使带电辊20旋转的专用旋转机构使带电辊20和被带电部件13同步旋转。不论如何，该带电单元14包括使带电辊20以与被带电部件13的圆周速度对应的圆周速度旋转的机构。
通过将带电辊20的凸部22的顶端接触薄片S，凸部22将薄片S以多条线的状态压在被带电部件13上。同时施加在带电辊20上的上述DC电压在被带电部件13的电介质13b上生成电荷。薄片S因静电力被吸附在电介质13b上。因为被带电部件13与带电辊20以一定速度分别沿箭头R1、R2方向旋转，薄片S与被带电部件13一起按照箭头R1所示方向以一定速度移动。
为了凸部22与薄片S接触，可以根据凸部22的高度、也就是辊主体21的周面上凸部的突出量来规定辊主体21到薄片S的距离。辊主体21和薄片S之间的间隙G的大小例如可以是数十到数百微米。
因为通过凸部22可以正确规定辊主体21与薄片S之间的间隙G，所以提供给薄片的电荷稳定。而且也可以通过凸部22将薄片S压在被带电部件13上。这样就可以防止薄片S在带足电前脱离被带电部件13，保证被带电部件13能够确实吸附薄片S。而且，通过凸部22还可以辅助薄片S的输送。根据以上理由，可以使薄片S在被被带电部件13可靠保持的状态下输送至记录头部15，可以防止所谓的卡纸等输送不良问题。
除电带电器16具有对被带电部件13所吸附的薄片S进行例如通过电晕放电器(corona discharger)施加AC电位的功能。除电带电器16通过对被带电部件13和薄片S施加AC电位，消除被带电部件13对薄片S的静电吸附力。
以下对上述喷墨记录装置10的印刷流程进行简要说明。
输送到薄片供给机构12的对齐辊(resist roller)(也称为准位辊(aligning roller))的薄片S被对齐辊12a暂停。薄片S的顶端位置被对齐辊12a对齐之后，对齐辊12a再次旋转，从而将薄片S提供到被带电部件13和带电辊20之间。该薄片S被夹在被带电部件13的电介质13b与带电辊20的凸部22之间。电源装置40在带电辊20上施加DC电压。因此薄片S与带电辊20相对的部分带有第一极性的电荷，被带电部件13的电介质13b带有第二极性的电荷。这些电荷将薄片S静电吸附在被带电部件13上。
被带电部件13所吸附的薄片S沿被带电部件13旋转的方向R1与被带电部件13一起移动。在彩色印刷的情况下，薄片S到达第一记录头15a时，第一油墨从第一记录头15a向薄片S排出。然后薄片S在被被带电部件13吸附的状态下旋转并到达第二记录头15b。然后，第二油墨从第二记录头15b向薄片S排出。然后被带电部件13继续旋转，第三油墨从第三记录头15c向薄片S排出。然后被带电部件13继续旋转，第四油墨从第四记录头15d向薄片S排出。这样被带电部件13在多次旋转时，薄片S上就形成了彩色图像。也就是说该喷墨记录装置10使用线形头(line head)式的多路径(multi-path)方式进行彩色印刷。
除电带电器16对记录头部15印刷的薄片S施加AC电压。薄片S表面的电荷减少，被带电部件13对薄片S的吸附力变小。进而薄片S由剥纸机构17从被带电部件13剥离。剥离的薄片S通过输送引导件18a和输送辊18b，经排出口18c到达壳体11外部。
图5示出了第二实施方式所涉及的带电辊20A。带电辊20A的凸部22由间隔设置在辊主体21的圆周方向上的多个凸部组件22A构成。对于该带电辊其他的构成和作用，因为该带电辊20A和第一实施方式的带电辊20相同，所以二者通用的部位使用相同符号，且省略其说明。若使用图5的带电辊20A，因带电辊20A的凸部22A的顶端接触薄片S，凸部22A将薄片S以多个点的状态压在被带电部件13上。
图6示出了第三实施方式所涉及的带电辊20B。带电辊20B的凸部22由相对于辊主体21的轴线X沿螺旋方向配置的多个凸部组件22B构成。对于该带电辊其他的构成和作用，因为在带电辊20B中和在第一实施方式中的带电辊20中相同，所以在二者通用的部位标记相同符号，且省略其说明。若使用图6的带电辊20B，因带电辊20B的凸部22B的顶端接触薄片S，凸部22B将薄片S以多个点的状态压在被带电部件13上。
该说明书中公开的带电辊也可以在喷墨记录装置之外的图像形成装置的带电单元中使用。例如安装在复印机或多功能外设(MFP(Multi-Functional Peripheral))中的用于图像载体的带电单元可以使用上述带电辊。
图7描述的是第四实施方式所涉及的图像形成装置10′。该图像形成装置10′包括作为转印带发挥功能的被带电部件50。带状的被带电部件50张挂在第一旋转体51与第二旋转体52之间，通过未图示的驱动机构按照箭头M1所示方向形成环形循环移动。带电辊20和图像转印用的转印单元53沿被带电部件50的移动方向M1配置。该图像形成装置10′的带电辊20与第一实施方式说明的带电辊20同样构成。
图7所示薄片S由薄片供给机构55经由输送路径56提供到带电辊20与被带电部件50之间。带电辊20向被带电部件50和薄片S提供静电吸附用的电荷。薄片S和被带电部件13一同按箭头M1所示方向移动，并在转印单元53中形成各色图像。形成图像之后的薄片S由薄片输出机构57排出。即使这种具有带状的被带电部件50的图像形成装置中，导电性的辊主体21也可以向被带电部件50提供电荷，并且由电绝缘性的凸部22将薄片S压在被带电部件50上。
虽然就某种实施方式进行了说明，但这些实施方式只是举例，不用于限制本发明的范围。实际上在此所述的新的实施方式可用其他各种方式体现，此外，在此所述的实施方式的各种省略、替换以及改变都属于本发明宗旨的范围内。所附权利请求及其等价物意在涵盖所有与本发明范围和宗旨相符的任何方式和修改。

Claims (20)

1.一种带电辊，包括：
辊主体，所述辊主体由导电性材料构成，并在作为旋转中心的轴线的方向上具有规定长度的区域；以及
多个凸部，所述多个凸部由比所述辊主体电阻大的材料构成，在所述辊主体的所述区域上沿所述辊主体的轴线方向彼此间隔地设置且在所述辊主体的径向上突出。
2.根据权利要求1所述的带电辊，其中，
所述凸部在所述辊主体的圆周方向上成连续的环形。
3.根据权利要求1所述的带电辊，其中，
所述凸部由沿所述辊主体的圆周方向间隔设置的多个凸部组件构成。
4.根据权利要求1所述的带电辊，其中，
所述辊主体包括沿所述轴线的芯棒和设在该芯棒外侧的圆柱形的导电部件。
5.一种带电单元，包括：
具有能够保持电荷的电介质并沿规定的方向旋转或环形移动的被带电部件；以及
带电辊，该带电辊与所述被带电部件相对地设置，并具备：
导电性的辊主体，所述辊主体在作为旋转中心的轴线的方向上具有规定长度的区域；以及
多个凸部，所述多个凸部比所述辊主体电阻大，在所述辊主体的所述区域上沿所述辊主体的轴线方向彼此间隔地设置且在所述辊主体的径向上突出。
6.根据权利要求5所述的带电单元，其中，
所述被带电部件是周面上具有所述电介质且能够旋转的鼓形的被带电部件。
7.根据权利要求5所述的带电单元，其中，
所述被带电部件是周面上具有所述电介质且能够环形移动的带形的被带电部件。
8.根据权利要求5所述的带电单元，其中，
所述凸部在所述辊主体的圆周方向上成连续的环形。
9.根据权利要求5所述的带电单元，其中，
所述凸部由沿所述辊主体的圆周方向间隔设置的多个凸部组件构成。
10.根据权利要求5所述的带电单元，其中，
所述辊主体包括沿该辊主体的轴线的芯棒和设在该芯棒外侧的圆柱形的导电部件。
11.根据权利要求5所述的带电单元，其中，
所述凸部由比所述被带电部件的所述电介质摩擦系数高的材料构成。
12.根据权利要求11所述的带电单元，其中，
所述凸部由比所述被带电部件的所述电介质更易弹性变形的材料构成。
13.根据权利要求12所述的带电单元，其中，
所述带电单元具有将所述被带电部件的旋转传递给所述带电辊的传递部，所述传递部通过所述多个凸部中设置在所述辊主体两端部的所述凸部的周面接触所述被带电部件，从而将所述被带电部件的旋转传递给所述带电辊。
14.一种图像形成装置，包括：
具有能够保持电荷的电介质并能沿规定的方向旋转的被带电部件；
带电辊，该带电辊与所述被带电部件相对配置，并包括导电性的辊主体和多个绝缘性的凸部，所述多个绝缘性的凸部比该辊主体电阻大，在所述辊主体的所述区域上沿所述辊主体的轴线方向彼此间隔地配置且在所述辊主体的径向上突出；
用于将薄片供给到所述被带电部件与所述带电辊之间的供给机构；
用于在所述被带电部件保持的所述薄片上形成图像的记录头部；以及
用于将经所述记录头部记录后的所述薄片排出的排出机构。
15.根据权利要求14所述的图像形成装置，其中，
所述记录头部包括喷墨记录头。
16.根据权利要求14所述的图像形成装置，其中，
所述凸部在所述辊主体的圆周方向上成连续的环形。
17.根据权利要求14所述的图像形成装置，其中，
所述凸部由沿所述辊主体的圆周方向间隔设置的多个凸部组件构成。
18.根据权利要求14所述的图像形成装置，其中，
所述辊主体包括沿该辊主体的轴线的芯棒和设在该芯棒外侧的圆柱形的导电部件。
19.根据权利要求14所述的图像形成装置，其中，
所述凸部由比所述被带电部件的所述电介质摩擦系数高且比所述电介质更易弹性变形的材料构成。
20.根据权利要求19所述的图像形成装置，其中，
所述图像形成装置具有将所述被带电部件的旋转传递给所述带电辊的传递部，所述传递部通过所述多个凸部中设置在所述辊主体两端部的所述凸部的周面接触所述被带电部件，从而将所述被带电部件的旋转传递给所述带电辊。
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