CN107885059A - 图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了图像形成装置。提供包括其中与调色剂带电极性相反的极性的电压被施加的配置的图像形成装置。在图像形成装置中，转印前引导件的引导区位于关于感光鼓和显影辊的公共切线的感光鼓侧，以减少转印前引导件的污染并且防止记录材料的污染。

Description

图像形成装置
技术领域
本公开涉及被配置为通过使用电子照相技术形成图像的诸如复印机、打印机、传真装置和多功能外设的电子照相图像形成装置。
背景技术
在电子照相图像形成装置中，感光部件被均匀带电并然后曝光于根据图像信息产生的光以在感光部件上形成静电潜像。静电潜像利用调色剂被显影以形成调色剂图像，并且调色剂图像通过转印部件被转印到诸如记录片材(sheet)的记录材料上。此后，转印在记录材料上的调色剂图像通过定影设备被加热和定影到记录材料。
为了将记录材料传送到由转印部件和感光部件形成的转印区域，被配置为引导记录材料的定向的引导部件被设置在记录材料被传送的方向上的转印区域的上游。包括这种引导部件的图像形成装置已被知道。日本专利申请公开No.7-239617讨论了包括传送引导件作为引导部件并且其中向传送引导件施加与调色剂带电极性相反的极性的电压的图像形成装置。向传送引导件施加与调色剂带电极性相反的极性的电压防止转印电流从转印部件通过记录材料泄漏。
然而，在向传送引导件施加与调色剂带电极性相反的极性的电压的配置中，从显影设备飞散的正常极性调色剂可能附着到传送引导件。附着到传送引导件的调色剂的量的增加可能导致经过传送引导件的记录材料的污染。
发明内容
本公开针对用于在向引导部件施加与调色剂带电极性相反的极性的电压的配置中防止引导部件上的调色剂的蓄积的技术。
根据本公开的一个方面，图像形成装置包括：感光部件，静电潜像要被形成在所述感光部件上；带电部件，所述带电部件被配置为使所述感光部件带电；显影部件，所述显影部件被配置为利用带电到预定的极性的调色剂使在所述感光部件上形成的静电潜像显影；转印部件，所述转印部件被配置为与所述感光部件形成转印区域并且在所述转印区域中将调色剂图像从所述感光部件转印到记录材料上；第一电源，所述第一电源被配置为向所述转印部件施加与所述预定的极性相反的极性的电压；引导部件，所述引导部件位于记录材料被传送的方向上的所述转印区域的上游，并且被配置为与被传送的记录材料的后表面接触以引导记录材料；以及第二电源，所述第二电源被配置为向所述引导部件施加所述相反极性的电压，其中，所述引导部件包括被配置为接触记录材料的后表面的引导区，并且所述引导区整个位于由所述感光部件和显影部件形成的显影区域中的公共的假想切线的感光部件侧。
从以下参考附图的示例性实施例的描述，本公开的进一步的特征将变得清楚。
附图说明
图1示意性地示出根据第一示例性实施例的引导部件的位置。
图2是示意性地示出根据第一示例性实施例的图像形成装置的截面图。
图3是示出根据第一示例性实施例的控制单元的框图。
图4示意性地示出根据第一示例性实施例的显影部件与感光部件之间的电势关系。
图5示意性地示出根据第一比较示例的引导部件的位置。
图6示意性地示出与根据第一示例性实施例的引导部件接触的记录材料的移动轨迹。
图7是示意性地示出根据第二示例性实施例的图像形成装置的截面图。
图8示意性地示出根据第二示例性实施例的引导部件的位置。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本发明的各种示例性实施例。应当注意，在示例性实施例中描述的组件的尺寸、材料、形状、相对位置等要根据应用本公开的装置的各种条件和配置适当地改变，并且本公开的范围不限于下面描述的示例性实施例。
图2示出根据第一示例性实施例的图像形成装置100，该图像形成装置100是电子照相激光束打印机。图2是示意性地示出根据本示例性实施例的图像形成装置100的截面图。图像形成装置100包括作为图像承载部件的鼓型电子照相感光部件1(以下为“感光鼓1”)。感光鼓1包括由铝或镍制成的圆筒形鼓基底和形成在鼓基底上的感光材料，诸如有机光导体(OPC)、无定形硒或无定形硅。感光鼓1由图像形成装置100可旋转地支撑，并且在箭头R1的方向上以预定的处理速度由驱动源(未示出)驱动旋转。
在感光鼓1周围，在感光鼓1旋转的方向上依次设置带电部件(带电辊)2、曝光单元3、显影单元4、转印单元(转印辊)5和清洁单元6。并且，在图像形成装置100的下部设置其中存储诸如片材的记录材料P的片材馈送盒7。并且，片材馈送辊8、一对传送辊9、顶部传感器10、作为第一引导部件的转印前引导件50和作为第二引导部件的转印后引导件11沿着路径依次设置，记录材料P沿着该路径被传送。并且，定影设备12、片材排出传感器13、传送辊14、片材排出辊15和片材排出托盘16被设置。
以下描述由如以上所描述的那样被配置的图像形成装置100执行的图像形成处理。在箭头R1的方向上由驱动源(未示出)驱动旋转的感光鼓1通过带电辊2均匀地带电到预定的极性和预定的电势(Vd：-500V)。带电的感光鼓1的表面通过曝光单元3利用基于图像信息产生的图像曝光光L曝光，并且曝光部分的电荷被去除以形成静电潜像(VL：-100V)。静电潜像由显影单元4显影。显影单元4包括作为显影部件的显影辊4a、显影刮刀4b和调色剂容器4c。调色剂容器4c中的调色剂T被供给到显影辊4a，通过显影辊4a的旋转被传送到显影刮刀4b的位置，并且经过显影刮刀4b以在显影辊4a上形成均匀的调色剂涂层。调色剂T带电到预定的极性。在本示例性实施例中，调色剂T带负电。当以与感光鼓1的预定的圆周速度差被驱动时，显影辊4a接触感光鼓1以形成显影区域Nd。并且，通过显影高压电源(未示出)施加显影偏压(-300V)以使感光鼓1上的静电潜像显影从而形成调色剂图像。
调色剂图像通过转印辊5被转印到记录材料P上。转印辊5通过转印加压弹簧(未示出)压靠感光鼓1，以在转印辊5与感光鼓1之间形成转印区域Nt。记录材料P被存储在片材馈送盒7中，通过片材馈送辊8被逐个馈送，由一对传送辊9传送，并且沿着传送路径A被传送。在被转印前引导件50引导的同时，记录材料P被传送到形成在感光鼓1与转印辊5之间的转印区域Nt。此时，记录材料P的前缘由顶部传感器10检测并且与在感光鼓1上形成的调色剂图像同步。通过转印电压源5a将与调色剂带电极性相反的极性(在本示例性实施例中为正极性)的转印电压施加到转印辊5，以将形成在感光鼓1上的调色剂图像转印到记录材料P上的预定的位置上。由转印电压源5a施加的电压通过转印控制单元5b控制。
图3是示出根据本示例性实施例的被配置为执行各种类型的控制的控制单元110的框图。控制单元110包括中央处理单元(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)，并且根据存储在ROM中的程序在控制各种电源的同时执行用于形成图像的控制。并且，控制单元110包括被配置为控制转印电压源5a(第一电源)的转印控制单元5b(第一控制单元)和被配置为控制辅助电源50a(第二电源)的辅助控制单元50b(第二控制单元)。转印电压源5a和辅助电源50a可由控制单元110控制。
并且，清洁刮刀6a被包括在清洁单元6中，以刮掉在转印之后稍微剩余在感光鼓1上的调色剂，使得感光鼓1为下一次图像形成操作做准备。
在其表面上承载转印的、未定影的调色剂图像的记录材料P沿着转印后引导件11被传送到定影设备12，并且未定影的调色剂图像在定影设备12处被加热和加压以被定影到记录材料P的表面上。定影设备12采用使用柔性无端带作为定影膜的加压辊驱动方法。定影设备12包括定影膜12a和加压辊12b。定影膜12a是膜状旋转定影部件。加压辊12b是与定影膜12a接触的加压部件。定影设备12包括作为主要组件的陶瓷加热器(以下为“加热器”)12c和加热器保持器12d。加热器12c经由定影膜12a加热调色剂。加热器保持器12d是加热器支撑部件。
加压辊12b包括金属芯、设置在金属芯的外表面上的诸如硅橡胶的耐热弹性层以及由诸如氟树脂的具有高离型性的材料制成的作为最外层的离型层(release layer)。加压辊12b的离型层的外表面利用加压弹簧(未示出)使定影膜12a向上压靠加热器12c，以在加压辊12b与定影膜12a之间形成定影压合区域Nf。加压辊12b在箭头R12b的方向上由驱动源(未示出)驱动旋转，以在定影膜12a的内表面与加热器12c的向下表面紧密接触地相对彼此滑动的同时使定影膜12a在箭头R12a的方向上旋转。
在这种状态下，当加热器12c的温度增加到预定的温度并且处于温度调整中时，在由定影膜12a和加压辊12b形成的定影压合区域Nf之间，承载未定影的调色剂图像的记录材料P被引入、压合和传送。在该压合和传送处理期间，通过定影膜12a将加热器12c的热量施加到记录材料P以对记录材料P上的未定影的调色剂图像加热和加压，使得未定影的调色剂图像熔融并定影到记录材料P上。已经过定影压合区域Nf的记录材料P与定影膜12a分离(曲率分离)。具有定影的调色剂图像的记录材料P由传送辊14传送，并且通过片材排出辊15排出到图像形成装置100的主体的上表面上的片材排出托盘16上。
并且，诸如感光鼓1、带电部件2、清洁单元6和显影单元4的多个组件被集成为处理盒，并且处理盒被设计为可附接到图像形成装置100以及可从其拆卸，以使得能够容易地更换。
在本示例性实施例中，辅助电源50a向转印前引导件50施加电压。这将在下面参考图1进行描述。图1示意性地示出转印前引导件50的位置。辅助电源50a将与调色剂带电极性相反的极性(在本示例性实施例中为正极性)的电压施加到转印前引导件50。如图1中所示，为了将由一对传送辊9传送的记录材料P引导到转印区域Nt，靠近转印区域Nt并且在记录材料P被传送的方向的上游设置转印前引导件50。记录材料P的后表面与转印前引导件50接触，使得转印前引导件50向移动方向引导记录材料P。
并且，转印前引导件50以转印前引导件50的一部分从连接转印区域Nt和一对传送辊9的压合区域Nh(传送压合区域)的假想线h朝向感光部件1延伸的方式被定位，以便接触记录材料P。如图1和图2中所示，记录材料P与转印前引导件50接触，使得记录材料P的前缘被向感光鼓1的方向引导，并且记录材料P沿着感光鼓1从转印区域Nt的上游侧被传送到转印区域Nt。图6示意性地示出与转印前引导件50接触的记录材料P的移动轨迹。与转印前引导件50接触的记录材料P在被卷绕在感光鼓1周围的同时从转印区域Nt的上游侧被传送到转印区域Nt。以这种方式，防止在转印区域Nt的上游侧发生放电，并且减少图像飞散。
为了防止由相对记录材料P的摩擦滑动引起的摩擦带电，转印前引导件50整个或部分由诸如铁或不锈钢(SUS)的导电材料制成。在导电材料用于转印前引导件50中的情况下，当记录材料P到达转印区域Nt时，电流可能从转印辊5通过记录材料P流动，以导致在转印区域Nt中减少的电流(转印电流)流到感光鼓1侧。转印电流的减少导致转印效率的降低，并且特别是在记录材料P的电阻低的情况下，这种现象很可能发生。因此，在本示例性实施例中，辅助电源50a向转印前引导件50施加正极性的电压，以防止电流从转印辊5通过记录材料P泄漏。
要从辅助电源50a施加到转印前引导件50的最佳电压值根据调色剂的带电性能和感光鼓1的潜像设定变化。在本示例性实施例中，可以施加具有与由转印电压源5a施加的电压的极性相同的极性并且具有小的绝对值的300-500V的范围中的电压，并且因此施加300V的电压。如上所述，在本示例性实施例中，向转印前引导件50施加电压以防止电流泄漏的发生并且实现有利的转印效率。感光鼓1通过带电辊2均匀地带电到预定的极性的电势(Vd)。在本示例性实施例中，电势Vd为-500V，这意味着在转印前引导件50与感光鼓1之间产生800V的电势差。
并且，根据本示例性实施例的转印前引导件50在关于感光鼓1和显影辊4a的公共切线S(参考图1)的感光鼓1侧包括有效区G。公共切线S是与连接感光鼓1的轴中心1z和显影辊4a的轴中心4z的假想线成直角并且经过显影区域Nd的假想切线。并且，有效区G指的是可以与记录材料P接触并且处于一对传送辊9的压合区域Nh的一侧的转印前引导件50的区域(引导区)。并且，作为关于感光鼓1的中心轴的显影区域Nd与转印区域Nt之间的相位角的差的显影转印角为115度。
如果感光鼓1上的电势为带电后电势(Vd)，则调色剂在显影区域Nd中剩余在显影辊4a上。然而，作为重复片材馈送和环境变化的结果，调色剂可能劣化并且可能从显影区域Nd飞散，而不是被显影辊4a的电场限制。通常，在显影区域Nd的附近施加强电场，使得调色剂根据调色剂的电荷量(摩擦电)被拉回到感光鼓1或显影辊4a。然而，由耐久性的劣化产生的弱摩擦带电调色剂不太可能受电场影响，并且可能在图像形成装置100的空间中浮游(float)。
由于显影辊4a旋转时产生的惯性，浮游调色剂的大部分在感光鼓1和显影辊4a的公共切线S的速度方向上朝向下游侧移动。
图4示出通过执行在显影辊4a与感光鼓1之间产生的电场的电场计算而计算的等势线。虚线表示等势线。在感光鼓1与显影辊4a之间产生的电场是在两个圆筒形物体之间产生的电场，使得众所周知，以外接圆的形状产生等势面。因此，作为浮游调色剂的弱负性调色剂在与公共切线S基本上垂直的方向上较弱地受电场影响，以逐渐朝向公共切线S的显影辊4a侧浮游。因此，负极性浮游调色剂较多地分布在公共切线S的显影辊4a侧。
因此，在本示例性实施例中，浮游调色剂的位置被布置为使得浮游调色剂不附着到转印前引导件50。具体地，转印前引导件50的有效区G整个位于公共切线S的感光鼓1侧，使得浮游调色剂不太可能附着到转印前引导件50，以减少调色剂在转印前引导件50上的蓄积。
实验验证了本示例性实施例的优点。在优点的验证中，使用信纸尺寸的XeroxBusiness 4200片材(以下为“信纸片材”)作为记录材料P。并且，使用SUS作为转印前引导件50的材料。
准备在温度为32.5度并且湿度为80％的高温、高湿度环境下放置48小时的信纸片材作为记录材料P，并且在馈送200个记录材料P的同时打印打印率为4％的半色调(HT)图像。此时，使用关于盒的寿命已使用80％的盒。图5示出根据第一比较示例的配置，该第一比较示例在转印前引导件500和显影辊4a的位置上与本示例性实施例不同。在根据图5中所示的第一比较示例的配置中，作为关于感光鼓1的中心轴的显影区域Nd与转印区域Nt之间的相位角的差的显影转印角为100度，并且转印前引导件50的有效区G位于公共切线S上。
比较根据本示例性实施例和第一比较示例的片材馈送之后的转印前引导件的污染和由转印前引导件的污染引起的记录材料的污染。在第一示例性实施例和第一比较示例两者中，有效区G位于垂直方向(高度方向)上显影区域正下方，并且转印前引导件50和显影区域Nd彼此直接面对(不包括被配置为面对转印前引导件并且引导记录材料P的前表面的引导部件)。
在第一比较示例中，转印前引导件500从感光鼓1和显影辊4a的公共切线S朝向显影单元4突出，因此转印前引导件500的一部分在浮游调色剂更可能存在的区域中存在(延伸)。由于与浮游调色剂的极性相反的极性(正极性)的电压被施加到转印前引导件500，所以浮游调色剂被吸引到转印前引导件500并蓄积在转印前引导件500上。因此，在第一比较示例中，记录材料P被污染。从公共切线S朝向显影辊4a延伸的有效区G越大，调色剂越可能被蓄积，并且更可能发生记录材料P的污染。
另一方面，在第一示例性实施例中，有效区G整个位于公共切线S的感光鼓1侧，以产生转印前引导件50的污染被减少以防止记录材料P的污染的优点。
在第一示例性实施例中，描述了具有位于显影单元4下方的转印前引导件50的图像形成装置100。第二示例性实施例与第一示例性实施例的不同之处在于，转印前引导件50不位于显影单元4下方(不位于显影压合区域Nd正下方)，而位于水平方向上从显影单元4偏移的位置中。并且，根据第二示例性实施例的图像形成装置200是不包括根据第一示例性实施例的清洁单元6并且代替地采用通过显影单元4收集附着到感光鼓1的调色剂的无鼓清洁器方法的图像形成装置。并且，第二示例性实施例中的各组件的位置与第一示例性实施例中的各组件的位置不同，因此记录材料P的传送路径在第二示例性实施例中将被称为传送路径B。
图7示意性地示出根据第二示例性实施例的图像形成装置200。图像形成装置200的组件和控制与第一示例性实施例中的组件和控制类似，并且被给予相同的附图标记。因此，省略其描述。图像形成装置200在垂直方向y(图像形成装置200的高度方向)上依次包括片材馈送辊8、感光鼓1、转印前引导件50和定影设备12。因此，由片材馈送辊8馈送的记录材料P在垂直方向y上被传送，并且然后使它与转印前引导件50接触。已被使得与转印前引导件50接触的记录材料P通过感光鼓1在垂直方向y上被传送并且到达定影设备12。已到达定影设备12的记录材料P通过片材排出辊15在水平方向x上被传送并且被排出到片材排出托盘16。采用该传送路径B，使得图像形成装置200具有比根据第一示例性实施例的图像形成装置100中的传送路径短的传送路径，并且因此适合于尺寸减小。
并且，根据本示例性实施例的图像形成装置200是无鼓清洁器图像形成装置。具体而言，没有转印到记录材料P上并且剩余在感光鼓1上的残留调色剂通过在感光鼓1与显影单元4的显影辊4a之间形成的电势差被从感光鼓1移动到显影辊4a。换句话说，剩余在感光鼓1上的残留调色剂通过显影辊4a、而不是通过专用的清洁部件被收集。因此，通过带电辊2带电到预定的极性的感光鼓1的电势(Vd)被设定为-800V，并且通过显影高压电源(未示出)施加的显影偏压被设定为-200V，使得电势差大于第一示例性实施例中的电势差。
图8是示意性地示出根据第二示例性实施例的图像形成装置200的转印区域Nt的附近的放大图。在第二示例性实施例中，如在第一示例性实施例中那样，转印前引导件50被定位，使得转印前引导件50的有效区G存在于公共切线S的感光鼓1侧。并且，转印前引导件50被定位为在水平方向x上远离显影单元4。并且，在垂直方向y上，转印前引导件50位于与由显影辊4a和感光鼓1形成的显影区域Nd基本上相同的水平上。
在图8中，经过显影区域Nd的垂直线被规定为垂直线E。如图8中所示，根据本示例性实施例的转印前引导件50被定位为不与垂直线E重叠。
在采用无鼓清洁器方法的情况下，如上所述，减小显影偏压以增加电势差，因此与第一示例性实施例中相比，较大量的调色剂可能浮游。当浮游调色剂的量增加时，更多的浮游调色剂可能附着到通过辅助电源50a向其施加正极性的电压的转印前引导件50。然而，由于转印前引导件50被定位为使得转印前引导件50的有效区G存在于共切线S的感光鼓1侧，所以如第一示例性实施例中那样防止浮游调色剂附着到转印前引导件50。
并且，转印前引导件50被定位为在水平方向x上远离显影单元4并且在垂直方向y上与由显影辊4a和感光鼓1形成的显影区域Nd基本上相同的水平上。这产生通过利用重力防止浮游调色剂附着到转印前引导件50的优点。
根据本公开的示例性实施例，通过在向引导部件施加与调色剂带电极性相反的极性的电压的配置中调整显影区域和引导部件之间的位置关系，防止调色剂附着到引导部件。这防止记录材料通过调色剂附着到引导部件而被污染。
尽管已参考示例性实施例描述了本公开，但应理解，本公开不限于公开的示例性实施例。以下权利要求的范围应被赋予最宽的解释以便包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。

Claims (8)

1.一种图像形成装置，包括：
感光部件，静电潜像要被形成在所述感光部件上；
带电部件，所述带电部件被配置为使所述感光部件带电；
显影部件，所述显影部件被配置为利用带电到预定的极性的调色剂使在所述感光部件上形成的静电潜像显影；
转印部件，所述转印部件被配置为与所述感光部件形成转印区域并且在所述转印区域中将调色剂图像从所述感光部件转印到记录材料上；
第一电源，所述第一电源被配置为向所述转印部件施加与所述预定的极性相反的极性的电压；
引导部件，所述引导部件位于记录材料被传送的方向上的所述转印区域的上游，并且被配置为接触被传送的记录材料的后表面以引导记录材料；以及
第二电源，所述第二电源被配置为向所述引导部件施加与所述预定的极性相反的极性的电压，
其中，所述引导部件包括被配置为接触记录材料的后表面的引导区，并且所述引导区整个位于由所述感光部件和显影部件形成的显影区域中的公共的假想切线的所述感光部件的一侧。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述引导部件整个位于所述显影区域中的公共的假想切线的所述感光部件的一侧。
3.根据权利要求1所述的图像形成装置，还包括一对传送辊，所述一对传送辊位于记录材料被传送的方向上的所述引导部件的上游，并且被配置为朝向所述转印区域传送记录材料，
其中，所述引导部件的至少一部分从连接所述转印区域和由所述一对传送辊形成的传送压合区域的假想线朝向所述感光部件延伸。
4.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述引导部件的引导区和所述显影部件彼此面对。
5.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述引导部件在记录材料被卷绕在所述感光部件周围的状态下将记录材料引导到所述转印区域。
6.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述引导部件的引导区位于垂直方向上所述显影区域正下方。
7.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述引导部件的引导区不位于垂直方向上所述显影区域正下方，而位于水平方向上从所述显影区域偏移的位置中。
8.根据权利要求7所述的图像形成装置，其中，所述显影部件从感光部件收集剩余在所述感光部件上的调色剂。
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