CN103163758A - 电子照相成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电子照相成像设备。所述电子照相成像设备包括：感光体，在感光体的表面上形成静电潜像；充电辊，与感光体接触，以使感光体的表面均匀充电；显影装置，在感光体上形成调色剂图像；清洁装置，清洁充电辊的表面上的污染物，其中，充电辊具有围绕轴形成的导电弹性层，并且充电辊的表面上的抛光痕的方向为圆周方向。

Description

电子照相成像设备

本申请要求于2011年12月8日提交到日本专利局的第2011-269292号日本专利申请以及于2012年11月30日提交到韩国知识产权局的第10-2012-138506号韩国专利申请的权益，所述两个申请公开的全部内容通过引用被包含于此。

技术领域

本发明的总体构思涉及一种电子照相成像设备，更具体地讲，涉及一种使用接触式充电装置的电子照相成像设备。

背景技术

具有围绕轴使用橡胶层的辊的形状的充电装置被用作接触式充电装置。所述辊通过自身的重量或负荷与感光鼓进行压力接触以形成微隙（microscopic gap），感光鼓的表面通过来自所述辊的一部分的放电而被均匀地充电。例如，所述感光鼓由有机光导体（OPC）形成。

充电方法可被分类为：交流电（AC）充电方法，其中，交流电与直流电（DC）叠加；DC充电方法，仅使用直流电。AC方法具有优良的稳定性，但是放电应力高，并且AC方法在伴随放电产物的产生或者感光鼓表面劣化的寿命方面是不利的。DC方法具有低的稳定性，但是在包括寿命和环保特性（所谓的“生态特性”）的总成本方面表现优良。近来，通常在低打印速率区域受限的DC充电方法已经在高打印速率区域得到发展。

通常，当在制造过程中对充电辊的形状进行修整时，通过沿轴向方向滑动磨石来对充电辊进行抛光。此时，为了更加稳定地保持压印区，通过使用表面粗糙度低的辊来执行均匀的充电，其中，通过提高抛光精度或者通过涂层来使粗糙度最低。

充电辊的表面被调色剂的外部添加剂污染。由于污染而产生将在图像中表现为竖向条纹的充电瑕疵（charge stain）。为了消除竖向条纹，通过使海绵辊与充电辊接触式地旋转来执行清洁。

例如，在专利文件1中描述了根据现有技术的充电辊。

（专利文件1）JP08-062949

就DC充电而言，由于充电率低，因此在半色调图像中经常产生许多横向条纹。这些微小瑕疵被表示为微小跳动（microjitter）。微小跳动由因充电辊表面上的抛光痕而导致的放电或微小的充电缺陷而产生。

具体地讲，就充电辊与感光鼓进行压力接触的类型而言，由于压印区的不稳定性而导致放电或充电缺陷更加容易产生。因此，通常选择以下措施来降低产生放电或充电缺陷的可能性：通过使充电辊的表面尽可能地光滑来使压印区均匀。然而，当所述表面变光滑时，由感光鼓驱动的充电辊的旋转性能的降低或者剥离带电（peeling electrification）的影响不可忽视。

发明内容

本发明的总体构思提供一种能够有助于减小微小跳动的产生频率并防止污染充电辊的设备。

根据本发明的总体构思，充电辊表面的抛光方向被设置为圆周方向。因此，可防止沿轴向方向的充电缺陷。通过增大充电辊的粗糙度来防止剥离带电。

当抛光方向被设置为圆周方向时，可能会因表面的不平坦凹槽而产生清洁性能的不均衡。为了防止这一点，可通过相对于充电辊优化清洁辊来提高清洁性能。

根据本发明总体构思的一方面，提供一种电子照相成像设备，所述电子照相成像设备包括：感光体，在感光体的表面上形成静电潜像；充电辊，与感光体接触，以使感光体的表面均匀充电；显影装置，在感光体上形成调色剂图像；清洁装置，清洁充电辊的表面上的污染物，其中，充电辊具有围绕轴形成的导电弹性层，并且充电辊的表面上的抛光痕的方向为圆周方向。

充电辊的表面的十点平均粗糙度（Rzjis）可在等于或大于大约10μm且小于或等于大约25μm的范围内。

充电辊的表面的十点平均粗糙度（Rzjis）与调色剂的平均粒径（Dt）可满足关系式：Rzjis≥Dt。

调色剂的平均粒径（Dt）可在等于或大于大约3μm且小于或等于大约10μm的范围内。

所述清洁装置可包括清洁辊，所述清洁辊与充电辊接触并具有围绕轴的多孔弹性层，多孔弹性层中的发泡泡孔沿轴向方向的平均泡孔直径（Dx）与充电辊的表面粗糙度中的曲线元的平均长度（RSm）可满足关系式：Dx>RSm。

清洁辊和充电辊之间的接触深度（Cd）与充电辊的十点平均粗糙度（Rzjis）可满足关系式：Cd≥2Rzjis。

清洁辊可由充电辊驱动。

附图说明

通过参照附图对本发明总体构思的示例性实施例进行的详细描述，本发明总体构思的上述和其他特点及优点将变得更加明显，在附图中：

图1是示出根据本发明总体构思的实施例的使用接触式充电装置的电子照相成像设备的示意图；

图2更加具体地示出了图1中的成像设备的感光鼓、充电辊和清洁辊；

图3示出了根据本发明总体构思的充电辊的抛光痕；

图4示出了根据本发明总体构思的实施例的清洁辊和充电辊的放大的表面形状。

具体实施方式

现在，将参照附图更加充分地描述本发明的总体构思，在附图中示出了本发明总体构思的示例性实施例。

将参照附图详细描述根据本发明总体构思的实施例的接触式充电装置。在附图中，相同的标号始终指示相同的元件。

<成像设备的概要>

图1是示出根据本发明总体构思的实施例的使用接触式充电装置的电子照相成像设备100的示意图。

例如，根据实施例的定影单元150可安装在图1中示出的串联式成像设备中。如图1中所示，成像设备100可包括：记录介质输送单元110；转印单元，包括作为主转印体的转印带120；感光鼓130，接收静电潜像；显影单元140，使形成在感光鼓130上的静电潜像显影；以及定影单元150。

记录介质输送单元110容纳图像将最终形成于其上的记录介质，并将记录介质输送到记录介质输送路径。例如，记录介质是纸P，并通过堆叠在盒中而被容纳。记录介质输送单元110允许纸P在将被转印到纸P的调色剂图像到达二次转印区域的同时到达二次转印区域。

转印单元将通过显影单元140（将在随后进行描述）形成的调色剂图像输送到二次转印区域，在二次转印区域中，调色剂图像被二次转印到记录介质。转印单元可包括：转印带120；悬辊120a、120b、120c和120d，使转印带120悬置；主转印辊122，与感光鼓130一起支承转印带120；二次转印辊124，与悬辊120d一起支承转印带120。

转印带120可以是通过悬辊120a、120b、120c和120d循环的环带。主转印辊122被安装成从转印带120的内周侧向感光鼓130施压。同时，二次转印辊124被安装成从转印带120的外周侧向悬辊120d施压。另外，尽管在图1中未示出，但是转印单元还可包括清除附着于转印带120的调色剂的带清洁装置。

作为一种在圆周表面上形成有图像的静电潜像载体，感光鼓130可例如由有机光导体形成。根据实施例的成像设备100是一种能够形成彩色图像的设备，其中，与各种颜色（例如，品红色、黄色、青色和黑色）对应的四个感光鼓130沿转印带120的旋转方向安装。如图1中所示，充电辊132、曝光单元134、显影单元140和清洁单元138沿着感光鼓130的圆周布置。

充电辊132使感光鼓130的表面以预定电位均匀地充电。曝光单元134根据将要形成的图像使通过充电辊132被充电的感光鼓130的表面曝光。因此，感光鼓130的表面中的通过曝光单元134被曝光的那一部分的电位发生变化，以形成静电潜像。显影单元140利用由调色剂盒136（136M、136Y、136C和136B）供应的调色剂使形成在感光鼓130上的静电潜像显影，以形成调色剂图像。

清洁辊133清除附着于充电辊132的表面的污染物。具体地讲，充电辊132可能会被从外部添加到调色剂的外部添加剂污染。因此，清洁辊133清除附着于充电辊132的外部添加剂。图2更加具体地示出了图1中的成像设备100的感光鼓130、充电辊132和清洁辊133。

形成在感光鼓130上的调色剂图像首先被转印到转印带120，然后，清洁单元138回收残留在感光鼓130上的调色剂。例如，清洁单元138可被构造成通过设置与感光鼓130的圆周表面接触的清洁刮板来清除残留在感光鼓130上的调色剂。此外，重新设置感光鼓130的电位的电荷消除灯（未示出）可相对于感光鼓130的旋转方向沿着感光鼓130的圆周设置在清洁单元138和充电辊132之间。

显影单元140可包括显影辊141以及搅拌和输送部件142和143。显影辊141是将调色剂供应到形成于感光鼓130的圆周表面上的潜像的显影剂载体。搅拌和输送部件142和143搅拌构成显影剂的磁性载体和非磁性或低磁性调色剂，以使所述载体和调色剂带电。第一搅拌和输送部件142沿近似竖直的方向面对显影辊141设置，并将混合和搅拌后的显影剂提供给显影辊141。第二搅拌和输送部件143起到通过混合和搅拌显影剂而使显影剂充分带电的作用，并将带电的显影剂输送到第一搅拌和输送部件142。用于检测调色剂的浓度的调色剂浓度传感器（未示出）可安装在第二搅拌和输送部件143中。当输送路径中的调色剂的浓度降低时，可将显影剂从调色剂盒136供应到输送路径。

定影单元150通过将从转印带120二次转印的调色剂图像附着到记录介质而使所述调色剂图像定影到记录介质。例如，定影单元150可包括加热辊152和加压辊154。用作定影辊的加热辊152可以是能够绕旋转轴旋转的圆柱形构件，其中，诸如卤素灯的热源安装在加热辊152的内部。加压辊154可以是能够绕旋转轴旋转的圆柱形构件，并可被安装成向加热辊152施加压力。诸如硅橡胶的耐热弹性层形成在加热辊152和加压辊154的外周表面上。记录介质经过作为加热辊152和加压辊154之间的接触区域的定影压印部分，并因此通过热将调色剂图像定影到记录介质上。

此外，检测记录介质的送进状态的送进传感器170可安装在定影单元150和调色剂图像从转印带120被二次转印到记录介质的二次转印区域之间。送进传感器170检测记录介质是否经过了安装送进传感器170的位置。另外，根据实施例的定影单元150包括调节在加热辊152和加压辊154之间施加的压力的压力变化装置（未示出）。

此外，排放辊104和106可安装在成像设备100中，排放辊104和106用于将通过定影单元150使调色剂图像定影于其上的记录介质排放到所述设备的外部。

在成像设备100中，当成像设备100操作时，已记录的图像信号首先被发送到控制器（未示出）。之后，控制器通过使用充电辊132使感光鼓130的表面以预定电位均匀地充电，然后通过利用曝光单元134基于接收到的图像信号以激光束照射感光鼓130的表面而形成静电潜像。

在显影单元140中，调色剂和载体被混合并被搅拌以充分带电，并且显影剂附着于显影辊（参见图1中的141）。当显影剂通过显影辊141的旋转被输送到显影辊141的面对感光鼓130的区域时，附着于显影辊141的显影剂中的调色剂被转印到形成于感光鼓130的圆周表面上的静电潜像，因此使静电潜像显影。由此形成的调色剂图像首先在感光鼓130与转印带120彼此面对的区域中从感光鼓130被转印到转印带120。形成在四个感光鼓130上的调色剂图像被顺序地叠加，以在转印带120上形成叠加的调色剂图像。叠加的调色剂图像在悬辊120d和二次转印辊124彼此面对的区域中从转印带120被二次转印到由记录介质输送单元110送进的记录介质。

叠加的调色剂图像被二次转印于其上的记录介质被输送到定影单元150。记录介质在被施加热和压力的同时在加热辊152和加压辊154之间经过，因此叠加的调色剂图像通过热被定影到记录介质上。之后，记录介质通过排放辊104和106被排放到成像设备100的外部。同时，在包括带清洁装置的情况下，在叠加的调色剂图像被二次转印到记录介质之后残留在转印带120上的调色剂通过带清洁装置被清除。

此外，图1中示出的串联式成像设备100是使用根据实施例的定影单元150的成像设备的示例。根据实施例的定影单元150可用于各种类型的成像设备。

<充电辊的抛光痕>

图3示出了根据本发明总体构思的充电辊132的抛光痕。充电辊132具有围绕轴314形成的导电弹性层。

在制造过程中，执行模制工艺或硫化工艺，然后通过抛光对充电辊132的形状进行修整。充电辊132被构造成通过自其两端部分装载弹簧而被压向感光鼓130。在这种构造中，由于充电辊132可能会弯曲，因此充电辊132的中央部分可能会与感光鼓130分开，结果，可能不能确保均匀充电。为了实现均匀充电，充电辊132可被形成为呈冠形（也被称为“鼓形”），其中，充电辊132的中央部分的直径比其两端部分的直径大。为了制备上述形状，在充电辊132旋转的同时，通过使用于抛光的磨石沿充电辊132的轴向方向310运动来执行抛光。由于沿轴向方向执行抛光，因此在充电辊132的表面上产生沿轴向方向310的抛光痕312。

根据本发明的总体构思，在沿轴向方向抛光之后执行沿充电辊132的圆周方向320的抛光。因此，由于沿轴向方向的抛光痕312被消除，所以沿圆周方向320的抛光痕322最终留在充电辊132上。即，根据本发明的总体构思，抛光痕从轴向方向变成圆周方向。此时，充电辊132沿轴向方向的截面表现出不平坦。

当在DC充电过程中施加的电压值增加时，在超过预定电压值（被称为“放电开始电压”）的范围内，在充电辊132和感光鼓130之间可能会出现微放电。感光鼓130的表面由于放电功率而带电。放电开始电压可极大地依赖于充电辊132的表面状态。

在现有技术中，当对充电辊进行抛光时，通过滑动磨石来执行抛光。因此，在普通的充电辊中，抛光痕沿轴向方向产生。沿轴向方向的抛光痕成为导致微小跳动的原因。

例如，由于在高温高湿环境中，充电辊表面的抛光痕吸收水分，因此微漏电流可能会流出。由于漏电流而会产生充电缺陷。相比之下，在低温低湿环境中，抛光痕的一部分用作充电辊132和感光鼓130之间的微间隙。结果，会引起异常放电，并因此会出现过度充电。由于上述现象而导致会在显影图像中产生微小的横向条纹。根据本发明的总体构思，可通过沿圆周方向对充电辊132进行抛光来防止横向条纹的产生。

当沿圆周方向的抛光痕的间距相对小时，沿轴向方向的抛光痕可能不能被充分地消除。另外，特别是在充电辊132运动离开感光鼓130时，会在沿轴向方向的截面的相邻突起之间出现剥离带电，因此，可能会产生新的微小跳动。因此，沿轴向方向的截面中的抛光痕的间距可被设置得足够宽。

<充电辊的十点平均粗糙度（Rzjis）>

在根据本发明总体构思的成像设备100中，充电辊132的表面的十点平均粗糙度（Rzjis）可在等于或大于10μm且小于或等于25μm的范围内。因此，可提高成像质量。

根据本发明总体构思的实施例，充电辊132的十点平均粗糙度（Rzjis）与调色剂的平均粒径Dt满足关系式：Rzjis≥Dt。因此，可获得如下效果：充电辊132不容易被调色剂污染。在这种情况下，调色剂的平均粒径Dt可在等于或大于3μm且小于或等于10μm的范围内。当调色剂的平均粒径Dt在上述范围内时，充电辊132不容易被调色剂污染的效果可被增强。

用于本说明书中的表面性质参数（诸如，十点平均粗糙度（Rzjis））参照JIS B0601-2001。

<清洁辊>

充电辊132的表面可能会被调色剂的外部添加剂污染。为了清除污染物，清洁辊133与充电辊132的表面进行压力接触，并由充电辊132驱动。因此，清洁辊133清洁充电辊132的表面。更具体地讲，通过使附着于充电辊132表面的调色剂的外部添加剂聚集以使外部添加剂重新电附着于感光鼓130，清洁辊133可减少附着。之后，重新附着于感光鼓130的外部添加剂通过清洁构件（例如，聚氨酯刮板）被回收。由于清洁辊133由充电辊132驱动，因此可不提供用于清洁辊133的单独的驱动装置。

在清洁辊133的表面上具有多孔弹性层。该弹性层的材料的示例可以是丁腈橡胶（NBR）、醇橡胶（hydrin rubber）、聚氨酯和硅树脂。所述弹性层包括海绵状的多个发泡泡孔（即，孔）。

图4示出了根据本发明总体构思的实施例的清洁辊和充电辊的放大的表面形状。

在如上所述抛光痕沿圆周方向形成的情况下，当清洁辊133的弹性层中的发泡泡孔的直径相对小时，沿圆周方向形成的全部V形凹槽均不会被摩擦到，因此，污染物可能会积聚。具体地讲，为了防止微小跳动，可增大充电辊132的表面粗糙度。然而，在凹槽清洁不充分的情况下，由于污染物的积聚而导致不仅会产生充电瑕疵，而且可能不能获得增大十点平均粗糙度（Rzjis）的效果。因此，清洁辊133的发泡泡孔的直径被设置为比充电辊132的抛光痕大。

具体地讲，清洁辊133的多孔弹性层中的发泡泡孔沿轴向方向的平均泡孔直径被表示为Dx。另外，充电辊132的表面粗糙度中的曲线元的平均长度被表示为RSm。根据本发明总体构思的实施例，满足关系式Dx>RSm。在充电辊132的十点平均粗糙度（Rzjis）被设置得大的情况下，即，在充电辊132的表面不平度高的情况下，可满足上述关系式，以完全清洁附着于表面不平度增大的充电辊132的外部添加剂。通过满足上述关系式，可实现良好的清洁。根据上述特征，可消除因沿轴向方向的抛光痕而产生的影响，并且不会出现漏电流或异常充电，因此可防止微小跳动的产生。可减少微小跳动的产生，同时，可防止由于充电辊的污染而产生充电瑕疵。结果，可形成高质量图像，同时，可防止充电辊132被污染。

根据上述构造，清洁辊133可相对软。另外，充电辊132的沿圆周方向的凹槽的内部可通过清洁辊133的发泡泡孔被完全清洁。

根据实施例，当清洁辊133和充电辊132之间的接触深度被表示为Cd时，接触深度（Cd）与充电辊132的十点平均粗糙度（Rzjis）满足关系式：Cd≥2Rzjis。因此，可实现更好的清洁。在充电辊132的直径被表示为D1，清洁辊133的直径被表示为D2，并且充电辊的轴中心和清洁辊的轴中心之间的距离被表示为L的情况下，接触深度（Cd）被表示为Cd=(D1+D2)/2-L。

如本领域技术人员所理解的，上述各种元件中的一部分可被省略。相反，可使用其他元件。

尽管已经参照本发明总体构思的示例性实施例具体示出并描述了本发明总体构思，但本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离由权利要求限定的本发明总体构思的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (7)

1.一种电子照相成像设备，包括：

感光体，在感光体的表面上形成静电潜像；

充电辊，与感光体接触，以使感光体的表面均匀充电；

显影装置，在感光体上形成调色剂图像；

清洁装置，清洁充电辊的表面上的污染物，

其中，充电辊具有围绕轴形成的导电弹性层，并且充电辊的表面上的抛光痕的方向为圆周方向。

2.如权利要求1所述的电子照相成像设备，其中，充电辊的表面的十点平均粗糙度Rzjis在等于或大于大约10μm且小于或等于大约25μm的范围内。

3.如权利要求1所述的电子照相成像设备，其中，充电辊的表面的十点平均粗糙度Rzjis与调色剂的平均粒径Dt满足关系式：Rzjis≥Dt。

4.如权利要求3所述的电子照相成像设备，其中，调色剂的平均粒径Dt在等于或大于大约3μm且小于或等于大约10μm的范围内。

5.如权利要求1所述的电子照相成像设备，其中，所述清洁装置包括清洁辊，所述清洁辊与充电辊接触并具有围绕轴的多孔弹性层，所述多孔弹性层中的发泡泡孔沿轴向方向的平均泡孔直径Dx与充电辊的表面粗糙度中的曲线元的平均长度RSm满足关系式：Dx>RSm。

6.如权利要求5所述的电子照相成像设备，其中，清洁辊和充电辊之间的接触深度Cd与充电辊的十点平均粗糙度Rzjis满足关系式：Cd≥2Rzjis。

7.如权利要求6所述的电子照相成像设备，其中，清洁辊由充电辊驱动。

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