CN116266039A - 成像设备 - Google Patents

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image bearing
brush
image
photosensitive drum
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铁野修一
原淳
滨田干彦
船谷和弘
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Abstract

本公开涉及一种成像设备，包括图像承载构件、充电构件、显影辊、转印辊以及刷子，所述刷子构造成与所述图像承载构件的在所述图像承载构件的旋转方向上在所述转印部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上的表面接触，并且其中，在将显影剂图像转印到被转印构件上之后，残留在所述图像承载构件的表面上的显影剂被所述显影辊收集，所述刷子布置成使得在垂直于所述图像承载构件的旋转轴线的横截面中，所述图像承载构件的表面与所述刷子接触的接触区域与虚拟线重叠，所述虚拟线包含所述图像承载构件的旋转轴线并且在竖直方向上从所述旋转轴线向上延伸。

Description

成像设备
技术领域
本发明涉及一种成像设备。
背景技术
作为用于例如打印机或复印机的成像设备的图像记录方法，电子照相系统是已知的。电子照相系统是其中电子照相处理用于利用激光束在感光鼓上形成静电潜像并且静电潜像用带电的有色材料(以下称为调色剂)显影以形成调色剂图像的方法。然后，将调色剂图像转印到记录材料上并定影以在记录材料上形成图像。近年来，为了减小成像设备的尺寸，已经提出了无清洁器方法。无清洁器方法是其中在转印步骤之后残留在感光鼓的表面上的调色剂(未转印的调色剂)通过使用显影构件从感光鼓上去除以被收集和再利用的方法。在无清洁器方法中，没有布置成与感光鼓接触的清洁单元，并且因此在关于记录材料的转印步骤期间附着到感光鼓上的纸尘可能会导致图像不良。因此，日本专利申请公开No.2003-271030提出了一种构造，其中用于收集转印步骤中附着到感光鼓的纸尘的刷子在感光鼓的旋转方向上布置在转印部分的下游并且在充电部分的上游。
发明内容
然而，日本专利申请公开No.2003-271030具有以下问题。在刷子与感光鼓接触的构造中，由于片材经过，细小的纸尘会积聚在刷子上而形成团块。然后，纸尘团块从那里经过到刷子的下游侧导致在用于感光鼓的充电步骤中抑制感光鼓的表面被充电，这可能会导致图像缺陷使得出现点状黑斑。
本发明的目的在于，在具有与感光鼓接触的刷子的成像设备中，抑制因积聚在刷子上的沉积物而导致的图像缺陷的发生。
一种根据本发明的成像设备包括：
图像承载构件，所述图像承载构件构造成被驱动旋转；
充电构件，所述充电构件构造成面对所述图像承载构件的表面以形成充电部分并且对所述图像承载构件的表面进行充电；
显影辊，所述显影辊构造成将显影剂进给到被所述充电构件充电的所述图像承载构件的表面以形成显影剂图像；
转印辊，所述转印辊构造成在所述转印辊与所述图像承载构件之间形成转印部分，以将所述显影剂图像从所述图像承载构件转印到被转印构件；以及
刷子，所述刷子构造成在所述图像承载构件的旋转方向上在所述转印部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上与所述图像承载构件的表面接触，
其中，在将所述显影剂图像转印到所述被转印构件上之后，残留在所述图像承载构件的表面上的所述显影剂被所述显影辊收集，其中
所述刷子布置成使得在垂直于所述图像承载构件的旋转轴线的横截面中，所述图像承载构件的与所述刷子接触的表面的接触区域与虚拟线重叠，所述虚拟线包含所述图像承载构件的旋转轴线并且在竖直方向上从所述旋转轴线向上延伸。
一种根据本发明的成像设备包括：
图像承载构件，所述图像承载构件构造成被驱动旋转；
充电构件，所述充电构件构造成面对所述图像承载构件的表面以形成充电部分并且对所述图像承载构件的表面进行充电；
显影辊，所述显影辊构造成将充电成常规极性的显影剂进给到被所述充电构件充电的所述图像承载构件的表面以形成显影剂图像；
转印辊，所述转印辊构造成在所述转印辊与所述图像承载构件之间形成转印部分，以将所述显影剂图像从所述图像承载构件转印到被转印构件；
刷子，所述刷子构造成在所述图像承载构件的沿所述图像承载构件的旋转方向在所述转印部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上的表面上形成位于所述刷子与所述图像承载构件之间的刷子接触部分并且在所述刷子接触部分处与所述图像承载构件接触；
电压施加单元，所述电压施加单元构造成向所述刷子施加具有常规极性的电压；以及
曝光前单元，所述曝光前单元构造成曝光所述图像承载构件的在所述图像承载构件的旋转方向上在所述刷子接触部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上的表面，
其中，在将所述显影剂图像转印到所述被转印构件之后，残留在所述图像承载构件的表面上的所述显影剂被所述显影辊收集，其中
所述曝光前单元构造成曝光所述刷子接触部分的在所述图像承载构件的旋转方向上的下游侧端部部分。
一种根据本发明的成像设备包括：
图像承载构件，所述图像承载构件构造成被驱动旋转；
充电构件，所述充电构件构造成面对所述图像承载构件的表面以形成充电部分并且对所述图像承载构件的表面进行充电；
显影构件，所述显影构件构造成将充电成常规极性的显影剂进给到被所述充电构件充电的所述图像承载构件的表面以形成显影剂图像；
转印构件，所述转印构件构造成在所述转印构件与所述图像承载构件之间形成转印部分，以将所述显影剂图像从所述图像承载构件转印到被转印构件；
刷子，所述刷子构造成在所述图像承载构件的沿所述图像承载构件的旋转方向在所述转印部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上的表面上形成位于所述刷子与所述图像承载构件之间的刷子接触部分并且在所述刷子接触部分处与所述图像承载构件接触；
电压施加单元，所述电压施加单元构造成向所述刷子施加具有常规极性的电压；以及
曝光前单元，所述曝光前单元构造成曝光所述图像承载构件的在所述图像承载构件的旋转方向上在所述刷子接触部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上的表面，
其中，在将所述显影剂图像转印到所述被转印构件之后，残留在所述图像承载构件的表面上的显影剂被所述显影构件收集，其中
通过由所述曝光前单元曝光所述图像承载构件的表面，在所述图像承载构件的表面的刷子接触部分上形成表面电势以便满足|Vb|<|Va|，其中
Va表示所述图像承载构件的在所述图像承载构件的旋转方向上在所述转印部分的下游和所述刷子部分的上游的一侧上的表面电势，并且
Vb表示所述图像承载构件的在所述图像承载构件的表面的刷子接触部分上的表面电势。
一种根据本发明的成像设备包括：
图像承载构件，所述图像承载构件构造成被驱动旋转；
充电构件，所述充电构件构造成面对所述图像承载构件的表面以形成充电部分并且对所述图像承载构件的表面进行充电；
显影构件，所述显影构件构造成将充电成常规极性的显影剂进给到被所述充电构件充电的所述图像承载构件的表面以形成显影剂图像；
转印构件，所述转印构件构造成在所述转印构件与所述图像承载构件之间形成转印部分，以将所述显影剂图像从所述图像承载构件转印到被转印构件；
刷子，所述刷子构造成在所述图像承载构件的沿所述图像承载构件的旋转方向在所述转印部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上的表面上形成位于所述刷子与所述图像承载构件之间的刷子接触部分并且在所述刷子接触部分处与所述图像承载构件接触；
电压施加单元，所述电压施加单元构造成向所述刷子施加具有常规极性的电压；以及
曝光前单元，所述曝光前单元构造成曝光所述图像承载构件的在所述图像承载构件的旋转方向上在所述刷子接触部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上的表面，
其中，在将所述显影剂图像转印到所述被转印构件之后，残留在所述图像承载构件的表面上的显影剂被所述显影构件收集，其中
通过由所述曝光前单元曝光所述图像承载构件的表面，形成表面电势以便满足|Vbmax|>|Vbd|，其中
Vb表示所述图像承载构件的在所述图像承载构件的表面的刷子接触部分上的表面电势，
Vbmax表示所述图像承载构件的在所述刷子接触部分的由所述曝光前单元曝光的曝光区域的在所述图像承载构件的旋转方向上的上游侧端部部分处的表面电势，并且
Vbd表示所述图像承载构件在所述图像承载构件的表面的区域的在所述图像承载构件的旋转方向上的下游侧端部部分附近的表面电势，在所述区域中所述曝光区域和所述刷子接触部分彼此重叠。
一种根据本发明的成像设备包括：
图像承载构件，所述图像承载构件构造成被驱动旋转；
充电构件，所述充电构件构造成面对所述图像承载构件的表面以形成充电部分并且对所述图像承载构件的表面进行充电；
显影构件，所述显影构件构造成将充电成常规极性的显影剂进给到被所述充电构件充电的所述图像承载构件的表面以形成显影剂图像；
转印构件，所述转印构件构造成在所述转印构件与所述图像承载构件之间形成转印部分，以将所述显影剂图像从所述图像承载构件转印到被转印构件；
刷子，所述刷子构造成在所述图像承载构件的在所述图像承载构件的旋转方向上在所述转印部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上的表面上形成位于所述刷子与所述图像承载构件之间的刷子接触部分并且在所述刷子接触部分处与所述图像承载构件接触；
电压施加单元，所述电压施加单元构造成向所述刷子施加具有常规极性的电压；以及
曝光前单元，所述曝光前单元构造成曝光所述图像承载构件的在所述图像承载构件的旋转方向上在所述刷子接触部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上的表面，
其中，在将所述显影剂图像转印到所述被转印构件之后，残留在所述图像承载构件的表面上的显影剂被所述显影构件收集，其中
所述图像承载构件的表面的刷子接触部分具有满足|Von|<|Voff|的部分，其中
Von表示在由所述曝光前单元执行曝光的情况下所述图像承载构件的表面电势，并且
Voff表示在未由所述曝光前单元执行曝光的情况下所述图像承载构件的表面电势。
根据本发明，在具有与感光鼓接触的刷子的成像设备中，可以抑制因积聚在刷子上的沉积物而导致的图像缺陷的发生。
参考附图，根据示例性实施例的以下描述，本发明的其他特征将变得显而易见。
附图说明
图1是第一实施例中的成像设备的说明图；
图2是第一实施例中的控制框图；
图3A和图3B是第一实施例中的刷子的示意图；
图4A和图4B是示出了第一参考示例和第二参考示例的剖视图；
图5是示出了第一实施例的剖视图；
图6A和图6B是示出了第一参考示例和第二参考示例中的问题的剖视图；
图7是示出了第二实施例的剖视图；
图8是示出了第三实施例的剖视图；
图9是示出了第四实施例的剖视图；
图10是第五实施例中的成像设备的说明图；
图11是第五实施例中的刷子的透视图；
图12是示出了第三参考示例的剖视图；
图13是示出了第五实施例的剖视图；
图14是示出了第三参考示例中的各种电势关系的图；
图15A是示出了第五实施例中的三种模式之一中的电势关系的图；
图15B是示出了第五实施例中的三种模式之一中的电势关系的图；
图15C是示出了第五实施例中的三种模式之一中的电势关系的图；
图16A和图16B是示出了在第五实施例中的片材经过试验中使用的片材经过图像和所产生的图像缺陷的图；
图17是示出了验证第五实施例中的电势关系的方法的剖视图；
图18A和图18B是示出了第五实施例和第六实施例中的刷子构造以便进行比较的图；
图19是示出了第五实施例和第六实施例中的各种电势关系以便进行比较的图；
图20A和图20B是示出了第五实施例和第七实施例中的刷子接触状态以便进行比较的剖视图；并且
图21是示出了第五实施例和第七实施例中的各种电势关系以便进行比较的图。
具体实施方式
参考附图，将基于实施例通过示例的方式详细描述用于执行本发明的形式。需注意，在每个实施例中描述的部件的尺寸、材料、形状、相对位置等将根据应用本发明的设备的构造和各种条件适当地改变。即，并非旨在将本发明的范围限制于以下实施例。此外，除非另有说明，否则指示例如平行、垂直、中心、直线和圆的几何形状或关系的术语不限于数学上严格的含义，并且应解释为包括制造公差等允许的范围。
第一实施例
1、成像设备
图1示出了根据本发明的成像设备100的实施例的示意性构造。第一实施例中的成像设备100是使用无清洁器方法和接触充电方法的单色激光束打印机。由于无清洁器方法，在将显影剂转印到例如记录材料的被转印构件上之后，残留在图像承载构件的表面上的显影剂被显影构件收集。
成像设备100设置有感光鼓1，所述感光鼓是用作图像承载构件的圆筒形感光构件。在感光鼓1的周围设置有用作充电构件的充电辊2和用作显影构件的显影装置3。在图1中，在感光鼓1的旋转方向上在充电辊2的下游和显影装置3的上游的一侧上设置有用作曝光单元的曝光装置4。用作转印构件的转印辊5与感光鼓1压力接触。
感光鼓1是带负电的有机感光构件。感光鼓1在鼓形铝基体上具有感光层。感光鼓1由用作驱动单元的驱动马达110(参见图2)驱动，以沿图1中箭头所示的方向(在从与感光鼓1的旋转轴线平行的方向观察时是顺时针方向)以预定处理速度旋转。处理速度由感光鼓1的圆周速度(表面移动速度)表示。在第一实施例中，假定处理速度为140mm/sec，并且感光鼓1的外径为24mm。
充电辊2面对感光鼓1的表面并且在预定压力接触力下与其接触以形成充电部分。从用作充电电压施加单元的充电电源E1(参见图2)向充电辊2施加预定充电电压(充电偏压)。通过充电辊2，感光鼓1的表面被均匀地充电至预定电势。在第一实施例中，对充电辊2施加负极性直流电压作为充电电压，并且感光鼓1的表面被充电辊2均匀地充电至负极性暗电势Vd。在第一实施例中，假定充电电压为-1300V，而暗电势Vd为-700V。需注意，感光鼓1的表面通过在感光鼓1与充电辊2之间的至少一个微小间隙中发生的放电而被充电，所述微小间隙形成在沿感光鼓1的旋转方向在感光鼓1与充电辊2之间的接触部分的上游和下游的一侧上。充电辊2与感光鼓1之间的接触部分被称为充电部分。
曝光装置4为激光扫描装置，并且输出与从例如主机的外部装置输入的图像信息相对应的激光L，以对均匀充电为暗电势Vd的感光鼓1的表面进行扫描曝光。在曝光部分处，感光鼓1的电势变为亮电势Vl。通过曝光，在感光鼓1的表面上形成对应于图像信息的静电潜像(静电图像)。在第一实施例中，假设亮电势Vl为-100V。假定经受由曝光装置4执行的曝光的感光鼓1上的位置是曝光部分。需注意，曝光装置4不限于激光扫描装置，并且也可以使用例如LED阵列，所述LED阵列具有沿感光鼓1的纵向方向(与旋转轴线平行的方向)布置的多个LED。
成像设备100的显影模式是接触显影模式。显影装置3包括用作显影剂承载构件的显影辊31、用作显影剂进给单元的调色剂进给辊32、容纳调色剂的显影剂容纳室33、和显影刮刀34。由调色剂进给辊32从显影剂容纳室33进给到显影辊31的调色剂经过与显影辊31和显影刮刀34之间的接触部分相对应的刮刀夹持部以便被充电至预定极性。显影辊31与感光鼓1接触从而进行显影。显影辊31与感光鼓1之间的接触部分被称为显影部分。承载在显影辊31上的调色剂在显影部分中基于静电图像从显影辊31移动到感光鼓1。此处驱动显影辊31沿逆时针方向(在从与感光鼓1的旋转轴线平行的方向观察时的逆时针方向)旋转，使得感光鼓1和显影辊31在显影部分中沿前进方向移动。需注意，可以使用其中驱动感光鼓1的驱动马达110也向显影辊31赋予驱动力的构造，或者也可以使用其中除了驱动感光鼓1的驱动马达110之外的另一驱动马达向显影辊31赋予驱动力的构造。在显影时，从用作显影电压施加单元的显影电源E2(参见图2)向显影辊31施加预定的显影电压(显影偏压)。在第一实施例中，显影电压为负极性直流电压并且设定为-400V。被充电成与感光鼓1的充电极性相同的极性(在第一实施例中为负极性)的调色剂附着到感光鼓1的形成亮电势Vl的区域。这种显影模式称为反转显影模式。需注意，作为显影方法，不仅可以使用第一实施例的单组分非磁性接触显影方法，也可以使用双组分非磁性接触显影方法、非接触显影方法、磁性显影方法等。双组分非磁性接触显影方法是其中包括非磁性调色剂和磁性载体的双组分显影剂用作显影剂并且承载在显影剂承载构件上的显影剂(磁刷)与感光鼓1接触以进行显影的方法。非接触显影方法是其中使调色剂从布置成以非接触的关系面对感光构件的显影剂承载构件跳跃到感光构件上以进行显影的方法。磁性显影方法是其中将磁性调色剂磁性承载在显影剂承载构件上的方法，其中布置成以接触或非接触的关系面对感光构件以用作磁场产生单元的磁体被嵌入显影剂承载构件中以进行显影。在第一实施例中，使用具有6μm的中心平均粒径和负的常规充电极性的调色剂。
作为转印辊5，可以适当地使用由弹性构件形成的转印辊，例如由聚氨酯橡胶、EPDM(乙烯-丙烯-二烯橡胶)、NBR(丁腈橡胶)等制成的海绵橡胶。转印辊5被朝向感光鼓1按压以形成其中感光鼓1和转印辊5压力接触的转印部分。在转印时，从用作转印电压施加单元的转印电源E3(图2)向转印辊5施加预定的转印电压(转印偏压)。在第一实施例中，在转印时，具有与调色剂的常规极性相反的极性(在第一实施例中为正极性)的直流电压被作为转印电压施加到转印辊5。在第一实施例中，假定转印电压为+1000V。然后，通过在转印辊5与感光鼓1之间形成的电场的作用，将显影剂图像从感光鼓1静电转印到记录材料S。
在形成在感光鼓1上的调色剂图像到达转印部分的时刻，存储在盒6中的记录材料S由片材进给单元7进给经过抵抗辊对8并且被传输到转印部分。形成在感光鼓1上的调色剂图像由预定转印电压从转印电源E3施加到其上的转印辊5转印到记录材料S上。
记录材料S在调色剂图像的转印后被传输到定影单元9。定影单元9是包括定影膜91以及用于与定影膜91压力接触的加压辊92的膜加热式定影单元，定影膜中嵌入了未示出的定影加热器和测量定影加热器的温度并且未示出的热敏电阻。调色剂图像通过在定影单元9中被加热和加压而被定影到其上的记录材料S经过片材排出辊对12以被排出到设备的外部。
残留在感光鼓1上而不是被转印到记录材料S上的未转印调色剂在接下来的步骤中被去除。在未转印调色剂中，带电正极性的调色剂和带电负极性但不具有足够电荷的调色剂以混合关系存在。未转印的调色剂通过充电部分中充电辊2的放电而被充电成负极性。充电辊2上被充电成负极性的未转印的调色剂随着感光鼓1的旋转到达显影部分。形成在感光鼓1的表面上的静电潜像包括处于亮电势的图像部分和处于暗电势的非图像部分。已经到达显影部分的未转印调色剂的行为将分别针对感光鼓1的图像部分和非图像部分进行描述。
在感光鼓1的图像部分中，感光鼓1的表面处于电势比显影辊31上的电势更高的亮电势，并且因此被充电成负极性的颗粒从显影辊31接收朝向感光鼓1的力。因此，附着在感光鼓1的图像部分上的负极性的未转印调色剂未在显影部分中从感光鼓1被转移到显影辊31，而是与从显影辊31转移的调色剂一起移动到转印部分，以便被转印到记录材料S上并进行图像形成。
同时，在感光鼓1的非图像部分中，感光鼓1的表面处于电势低于显影辊31的电势(由于负极性而具有更大的绝对值)的暗电势，并且因此被充电成负极性的颗粒从感光鼓1接收朝向显影辊31的力。因此，附着到感光鼓1的非图像部分上的负极性未转印调色剂在显影部分中从感光鼓1被转移到显影辊31，从而被收集到显影剂容纳室33中。需注意，收集到显影剂容纳室33中的未转印调色剂被再次用于成像。
成像设备100具有控制上述各种功能单元的操作的控制单元150。控制单元150具有CPU 151和存储器152。存储器152包括临时存储信息的易失性存储器和长期保留信息的非易失性存储器。存储器152存储从外部装置获取的图像信息、定义用于各种功能单元的操作的控制方法的程序等。CPU 151向/从存储器152输入/输出信息，获取和处理图像信息，并且执行程序以控制成像设备100的操作。
2、刷子的构造
成像设备100具有与感光鼓1的表面接触的刷子10。在第一实施例中，刷子10收集附着到感光鼓1的表面的纸尘。刷子10在感光鼓1的旋转方向上在转印部分的下游和充电部分的上游的一侧上与感光鼓1的表面接触以形成接触部分。感光鼓1的与刷子10接触的表面区域被称为接触区域。接触区域在感光鼓1的旋转方向上的上游侧端部部分被称为上游端部，而其下游侧端部部分被称为下游端部。
图3A是示出在孤立状态下(其中刷子10不与感光鼓1接触的状态)的刷子10的与感光鼓1的旋转轴线垂直的虚拟表面形成的横截面的图。图3B是示出刷子10处于与感光鼓1接触的状态下的刷子10的上述横截面的图。
如图3A和图3B所示，刷子10是具有纱线部分11的绒毛织物，所述纱线部分包括由导电尼龙制成的多根纱线11a以及支撑纱线部分11的基底织物11b，这些纱线是与感光鼓1的表面接触并可滑动地摩擦感光鼓1的表面的多根毛发材料。在纱线11a不与感光鼓1接触的状态下，纱线11a从基底织物11b沿垂直方向延伸。纱线11a均匀地布置在基底织物11b上。刷子10布置成在感光鼓1的旋转方向上在转印部分的下游和充电部分的上游的一侧上与感光鼓1接触。
刷子10布置成使得其纵向方向平行于感光鼓1的旋转轴线的方向。需注意，作为纱线11a的材料，不仅可以使用尼龙(注册商标)，而且可以使用人造丝、丙烯酸树脂、聚醚等。在第一实施例中，使用导电纱线作为每根纱线11a，但也可以使用绝缘纱线。纱线11a不限于通过加捻纤维形成的那些，只要纱线11a呈纱线的形式即可。
如图3A所示，假定在刷子10的孤立状态下(即未从外部施加使纱线11a弯曲的力的状态(自然状态)下)，从基底织物11b到从基底织物11b延伸的每根纱线11a的末端的距离是L1。基底织物11b通过例如双面胶带的固定单元固定到布置在成像设备100中的预定位置处的支撑构件(未示出)，以固定刷子10。刷子10被固定，使得从固定到支撑构件的刷子10的基底织物11b到感光鼓1的表面的最短距离L2短于纱线11a在孤立状态下的长度L1。支撑构件与感光鼓1之间的间隙是固定的。L2与L1之间的差值被称为刷子10进入感光鼓1的侵入程度。由于满足L2＜L1，所以在使用刷子10的状态下(即在刷子10被固定到成像设备100并与感光鼓1的表面接触的状态下)，纱线11a的末端朝向感光鼓1的旋转方向弯曲，如图3B所示。处于弯曲状态的纱线11a中设置在最上游侧的纱线11a的末端与感光鼓1的表面之间的接触部分是接触区域的上游端部。处于弯曲状态的纱线11a中设置在最下游侧的纱线11a的末端与感光鼓1的表面之间的接触部分是接触区域的下游端部。刷子10与感光鼓1的表面之间的接触形式是多根纱线11a中的每一个与感光鼓1的表面之间的接触，并且即使这样称呼“接触区域”，当在显微镜下观察时，感光鼓1的表面和刷子10在相邻纱线11a之间的区域中彼此不接触。接触区域中的感光鼓1的表面和与感光鼓1的表面接触的刷子10形成接触部分。
刷子10在其纵向方向(平行于感光鼓1的旋转轴线的方向)上的尺寸设定成使得刷子10在感光鼓1的旋转轴线的方向上与感光鼓1上的成像区域(其中可以形成调色剂图像的区域)的整个区域接触。同时，基于成像设备和处理盒的使用寿命适当地设定刷子10在其横向方向(感光鼓1的周向方向或平行于旋转方向的方向)上的尺寸。
刷子10固定在相对于感光鼓1的给定位置，并且随着感光鼓1的移动(旋转)可滑动地摩擦感光鼓1的表面。刷子10在转印部分中从感光鼓1收集(回收)沉积物(例如从记录材料S转移到感光鼓1上的纸尘等)，以减少移动到在感光鼓1的移动方向(旋转方向)上位于刷子10下游侧的充电部分和显影部分的纸尘的量。
在第一实施例中，刷子10的纱线11a在自然状态下的长度L1为4.8mm，刷子10进入感光鼓1的侵入程度为1.5mm，刷子10在其横向方向上的长度L3为5mm，并且在其纵向方向上的长度为216mm。纱线11a的纤度(粗细)为2旦尼尔(表示每9000m重2g的纱线的粗细)，并且其密度为240kF/inch2(kF/inch2为刷子的密度的单位并且表示每平方英寸的细丝的数量)。需注意，刷子10在其横向方向上的长度是示例性的，并且不限于此。当刷子10在其横向方向上的长度较大时，可以在更长的时间内收集纸尘。刷子10在其纵向方向上的长度是示例性的，并且不限于此。例如，刷子10在纵向方向上的长度可以基于成像设备100中最大可通过片材宽度来设定。此外，刷子10的纱线11a的纤度是示例性的，并且不限于此。纱线11a的纤度可以考虑纸尘的滑过特性来确定。当刷子10的纤度过小时，挡住纸尘的力较弱导致允许纸尘容易滑过刷子10。当纸尘已经滑过刷子10时，抑制了感光鼓1被充电辊2充电，这可能导致图像缺陷。同时，当刷子10的纱线11a的纤度过大时，调色剂和细纸尘无法被收集从而导致在充电辊2的纵向方向上附着的调色剂的量的不均匀，并且不均匀的图像浓度和纸尘附着部分的不良充电可能导致图像缺陷。刷子10的纱线11a的密度是示例性的，并且不限于此。可以考虑调色剂的通过性和纸尘收集性来设定纱线11a的密度。当刷子10的纱线11a的密度过大时，调色剂的通过性较低，调色剂被卡住，并且卡住的调色剂飞散，这可能导致设备的污染。同时，当刷子10的纱线11a的密度过小时，可能无法获得足够的纸尘收集性能。从纸尘收集性能的观点来看，纱线11a的纤度和密度分别优选地为1至6旦尼尔和150至350kF/inch2。从应对更长使用寿命的观点出发，刷子10在其横向方向上的长度L3优选地大于等于3mm。
用作刷子电压施加单元的刷子电源E4(参见图2)被连接到刷子10。在成像期间，从刷子电源E4向刷子10施加负极性直流电压作为刷子电压。在第一实施例中，在成像期间的刷子电压为-400V。
3、图像输出操作
成像设备100响应于来自例如个人计算机的外部装置(未示出)的开始图像输出操作(作业)的指令来执行在一个或多个记录材料S上形成图像的顺序操作。通常，所述作业包括旋转前步骤、成像步骤(打印步骤)、当在多个记录材料S的每一个上形成图像时的片材间隔步骤、以及旋转后步骤。成像步骤是执行在感光鼓1上形成静电图像、静电图像的显影(调色剂图像的形成)、调色剂图像的转印、调色剂图像的定影等的步骤，同时成像周期是指进行成像步骤的周期。在成像周期期间，即在执行成像步骤期间的周期，在不同的时刻执行单独的操作，例如静电图像的形成、调色剂图像的形成、调色剂图像的转印以及调色剂图像的定影。旋转前步骤是在成像步骤之前进行准备操作的步骤。当在多个记录材料S上连续执行成像步骤时(在连续成像期间)，片材间隔步骤是在针对第一记录材料S的成像步骤与针对第一记录材料S之后的第二记录材料S的成像步骤之间执行的步骤。旋转后步骤是在成像步骤之后进行清理操作(准备操作)的步骤。非成像周期是除了成像周期以外的周期，并且包括旋转前步骤、片材间隔步骤、以及旋转后步骤。与当成像设备100开启或从睡眠状态返回时的准备操作相对应的多旋转前步骤也包括在非成像周期中。
4、参考示例的构造
接下来，将第一实施例中的构造与参考示例中的构造进行比较来描述。图4A和图4B是用于示出参考示例的图。
将通过使用两种构造来描述参考示例。在下文，将通过使用图4A对第一参考示例进行描述，同时将通过使用图4B对第二参考示例进行描述。图4A和图4B是在与第一参考示例和第二参考示例中的成像设备中的感光鼓的旋转轴线垂直的横截面中示出感光鼓周围的各个构件的布局的示意性剖视图。在下文，与参考示例相关的构件被与第一实施例中的附图标记不同的附图标记标注，以便与第一实施例中的构件进行区分。
每个参考示例中的感光鼓1A被驱动以当在旋转轴线的方向上观察时围绕旋转轴线顺时针旋转。另外，转印辊5A、刷子10A、充电辊2A和显影辊31A布置在感光鼓1A的周向方向上。在图4A和图4B中的每一个中，点O表示感光鼓1A的旋转轴线。在图4A和图4B中的每一个中的虚线A表示在垂直于感光鼓1A的旋转轴线的横截面中，包含感光鼓1A的旋转轴线并且在竖直方向上从旋转轴线向上延伸的虚拟线。在图4A和图4B中的每一个中的点B表示虚拟线与感光鼓1A的表面之间的交点。
在第一参考示例中，如图4A所示，感光鼓1A的表面与刷子10A的接触区域位于交点B的转印辊5A侧上(在感光鼓1A的旋转方向上在交点B的上游的一侧上)。同时，在第二参考示例中，如图4B所示，感光鼓1A的表面与刷子10A的接触区域位于交点B的充电辊2A侧上(在感光鼓1A的旋转方向上在交点B的下游的一侧上)。
5、第一实施例中的构造
接下来，参考图5，将对第一实施例中的构造进行描述。图5示出了第一实施例中的成像设备100中与感光鼓1的旋转轴线垂直的横截面，示出了感光鼓1周围的各个构件的布局。当在旋转轴线的方向上观察时，感光鼓1被驱动成顺时针旋转。转印辊5、刷子10、充电辊2和显影辊31布置在感光鼓1的周围。虚线A和交点B的定义与图4A和图4B的相同。在第一实施例中，如图5所示，交点B位于感光鼓1的表面与刷子10的接触区域内。另外，交点B位于接触区域在感光鼓1的旋转方向上的中间部分处。第一实施例中的刷子10布置成使得在垂直于感光鼓1的旋转轴线的横截面中，感光鼓1的表面的与刷子10接触的接触区域与虚拟线重叠，所述虚拟线包含感光鼓1的旋转轴线并且在竖直方向上从旋转轴线向上延伸。需注意，接触区域与交点B之间的位置关系包括接触区域在感光鼓1的旋转方向上的上游端部或下游端部包含交点B的情况。
6、第一实施例的效果
接下来，为了描述在第一实施例的构造中产生的效果，将对参考示例中的问题进行描述。
图6A是用于示出第一参考示例中的问题的图。当成像设备中的成像操作(作业)被执行以开始记录材料S的传输时，在转印步骤期间，记录材料S上的一部分纸尘被转移到感光鼓1A上。然后，转移到感光鼓1A上的纸尘被刷子10A收集。
被刷子10A收集的大部分纸尘被接触区域的上游端部挡住，但是一些小的纸尘没有被接触区域的上游端部挡住并且随着感光鼓1A的旋转在接触区域中逐渐移动到在旋转方向上的下游侧，以到达接触区域的下游端部附近。
已经到达接触区域的下游端部附近的纸尘P的一部分随着感光鼓1A的旋转直接移动到接触区域的下游侧。同时，由于接触区域的下游端部位于交点B的转印辊5A侧上，如图6A所示，已经到达接触区域的下游端部附近的纸尘P的一部分由于重力而接收到具有竖直向下分量的力FA。因此，已经到达接触区域的下游端部附近的纸尘P的一部分停留在接触区域的下游端部附近。
当重复执行成像操作并且更多张记录材料S经过时，停留在接触区域的下游端部附近的纸尘P增加，并且停留的纸尘彼此附着以形成纸尘团块。然后，在感光鼓1A的旋转期间，由于例如鼓电势变化的某些原因，这些纸尘团块可能远离接触区域的下游端部附近移动到接触区域的下游侧。当这些纸尘团块经过充电部分时，感光鼓1A的表面的其上存在纸尘团块的部分不能很好地充电以达到高于显影辊31A的电压的电势，并且显影辊31A上的调色剂可能在显影部分中移动以使图像形成为黑斑。
图6B是用于示出第二参考示例中的问题的图。同样在第二参考示例中，以与第一参考示例相同的方式，在转印步骤中转移到感光鼓1A上的纸尘被接触区域的上游端部挡住。当重复执行成像操作并且进一步通过更多张记录材料S时，在接触区域的上游端部上形成纸尘团块。
在第二参考示例中，接触区域的上游端部位于交点B的充电辊2A侧上，并且因此被挡住的纸尘P不仅接收到由感光鼓1A的旋转所产生的力，而且还接收到由于重力而具有竖直向下分量的力FB，如图6B所示。因此，在接触区域的上游端部上形成的一些纸尘团块可能沿下游方向逐渐插入刷子10B中以滑过接触区域的下游端部。以与第一参考示例相同的方式，已经经过接触区域的这些纸尘团块可能形成黑斑。
鉴于上述第一和第二参考示例中的这些问题，将给出对第一实施例的效果的描述。在第一实施例中，在感光鼓1的横截面中，交点B位于感光鼓1的表面的与刷子10接触的接触区域内，并且交点B在感光鼓1的旋转方向上位于接触区域的中间部分处。换句话说，接触区域的下游端部位于交点B的充电辊2侧上(在感光鼓1的旋转方向上在交点B的下游的一侧上)。因此，与第一参考示例中不同，作用在已经到达接触区域的下游端部的纸尘上的重力衍生的力没有作用在导致纸尘停留在接触区域的下游端部上的方向(在旋转方向上朝向上游侧的方向)上，而是作用在远离接触区域下游端部的方向上。这抑制了如第一参考示例中所述的在接触区域的下游端部附近形成纸尘团块。
另外，接触区域的上游端部位于交点B的转印辊5侧(在感光鼓1的旋转方向上在交点B的上游侧)上。因此，与第二参考示例中不同，即使在接触区域的上游端部上形成纸尘团块时，作用在纸尘团块上的重力衍生的力也不会作用在将纸尘团块插入到接触区域中并且使纸灰尘块在下游方向上移动的方向(在旋转方向上朝向下游侧的方向)上。作用在纸尘团块上的重力衍生的力作用在远离接触区域的上游端部的方向上。因此，即使在形成纸尘团块时，纸尘团块也被阻止经过接触区域并移动到接触区域的下游侧。
由于上述第一实施例的效果，可以抑制在第一和第二参考示例中存在问题的由纸尘团块引起的黑斑的形成。
接下来，将对为了验证第一实施例的效果而进行的片材经过试验进行描述。片材经过试验在以下条件下进行。在温度为15℃且相对湿度为10％的环境(低温/低湿度环境)下，使用世纪星(Century Star)纸(由CENTURY PULP AND PAPER股份有限公司制造，商品名)作为记录材料S，在1000张片材上连续打印白色图像。抽取包括第901张及之后的100张片材作为样本，并且对出现在样本上的黑斑数量进行计数。此时，仅对大于1.2mm的高度视觉可识别的黑斑进行计数。在第一和第二参考示例以及第一实施例的构造中，进行片材经过试验，并且比较黑斑数量的结果在表1中示出。
[表1]
Figure BDA0003999979370000181
Figure BDA0003999979370000191
根据表1中的结果，在第一和第二参考示例中的每一个中都识别出大量大于1.2mm的黑斑，但是在第一实施例中没有形成黑斑。
因此，利用第一实施例中的构造，在具有与感光鼓1接触的刷子10的成像设备100中，可以抑制积聚在刷子10上的沉积物形成团块从而脱离刷子10并造成图像缺陷。
第二实施例
将给出对本发明的第二实施例的描述。第二实施例中的成像设备的基本构造和操作与第一实施例中的成像设备的基本构造和操作相同。因此，在第二实施例中的成像设备中，将通过使用与第一实施例中的成像设备中使用的附图标记相同的附图标记而省略对于具有与第一实施例中的成像设备的部件的功能或构造相同或相对应的功能或构造的部件的详细描述。
1、第二实施例中的构造
参考图7，将对第二实施例中的刷子的布置进行描述。图7是用于示出第二实施例中的成像设备100中与感光鼓1的旋转轴线垂直的横截面中的感光鼓1周围的各个构件的布局的示意性剖视图。
在第二实施例中，以与第一实施例相同的方式，当从平行于感光鼓1的旋转轴线的方向观察时，感光鼓1被驱动成沿顺时针方向旋转。转印辊5、刷子10、充电辊2和显影辊31布置在感光鼓1的周围。第二实施例的特征在于，在感光鼓1的旋转方向上在刷子10与充电辊2之间还设置有曝光前装置13。
曝光前装置13操作附接到未示出的主体侧表面的LED以平行于用于感光鼓1的主扫描方向来发射光。作为用于抑制主扫描方向上的不均匀照射的光引导构件，使用光引导件等。
2、第二实施例的效果
接下来，为了描述第二实施例中的构造中产生的效果，对与第一实施例的不同点进行描述。在第一实施例的构造中，当纸尘沉积在感光鼓1的表面与刷子10的接触区域的上游端部附近以形成纸尘团块时，作用在纸尘团块上的重力衍生的力作用在远离接触区域的上游端部的方向上。因此，即使当纸尘团块形成在接触区域的上游端部上时，也可以抑制纸尘团块经过接触区域并且朝向充电辊2移动。同时，在未形成团块的纸尘的情况下，重力衍生的力的作用较小，并且因此纸尘可能从接触区域的沿感光鼓1的旋转方向的上游端部移动并经过接触区域。即使当未形成团块的微小纸尘朝向充电辊2移动时，纸尘也不会立即引起黑斑。然而，当纸尘附着在感光鼓1上并继续旋转时，调色剂可能最终从纸尘开始熔化，从而可能在与感光鼓1的旋转周期相对应的间隔处引起黑斑。
相反，在第二实施例中，在感光鼓1的旋转方向上布置在刷子10与充电辊2之间的曝光前装置13在刷子10下游侧上对感光鼓1的表面进行中和。因此，可以在充电期间引起均匀放电并且可以将已经经过接触区域的微小纸尘稳定地充电到负极性。因此，可以更可靠地在显影部分中收集纸尘，并且在与感光鼓1的旋转周期相对应的间隔处抑制从纸尘开始形成黑斑。
接下来，将对为了验证第二实施例的效果而进行的片材经过试验进行描述。片材经过试验在以下条件下进行。在温度为23℃且相对湿度为50％的环境下，使用世纪星(Century Star)纸张(由CENTURY PULP AND PAPER股份有限公司制造，商品名)作为记录材料S，在10000张片材上连续打印白色图像。在每2000张片材中的一张上打印完整的半色调图像，并且对在与感光鼓1的旋转周期相对应的间隔处出现的黑斑或白斑的数量进行计数。此处，对每个等于或大于0.5mm的黑斑和白斑进行计数。在第一和第二实施例的构造中，进行了上述片材经过试验，并且将所计数的黑斑和白斑的数量相互比较的结果示于表2中。
[表2]
Figure BDA0003999979370000211
根据表2中的结果，在第一实施例中的构造中，随着经过的片材数量的增加，在与感光鼓1的旋转周期相对应的间隔处仅形成少量黑斑和白斑，而在第二实施例中的构造中，随着经过的片材数量增加，既没有形成黑斑也没有形成白斑。
因此，利用第二实施例中的构造，在具有与感光鼓1接触的刷子10的成像设备100中，可以抑制由于积聚在刷子10上的沉积物而发生图像缺陷。
第三实施例
将给出对本发明的第三实施例的描述。第三实施例中的成像设备的基本构造和操作与第一实施例中的成像设备的基本构造和操作相同。因此，在第三实施例中的成像设备中，将通过使用与第一实施例中的成像设备中使用的附图标记相同的附图标记而省略对于具有与第一实施例中的成像设备的部件的功能或构造相同或相对应的功能或构造的部件的详细描述。
1、第三实施例中的构造
参考图8，将对第三实施例中的刷子的布置进行描述。图8是用于示出第三实施例中的成像设备100中与感光鼓1的旋转轴线垂直的横截面中感光鼓1周围的各个构件的布局的示意性剖视图。
在第三实施例中，以与第一实施例相同的方式，当从平行于感光鼓1的旋转轴线的方向观察时，感光鼓1被驱动成沿顺时针方向旋转。转印辊5、刷子10、充电辊2和显影辊31布置在感光鼓1的周围。
如图8所示，刷子10布置成使得在垂直于感光鼓1的旋转轴线的横截面中，感光鼓1的表面的与刷子10接触的接触区域与虚拟线重叠，所述虚拟线包含感光鼓1的旋转轴线并且在竖直方向上从旋转轴线向上延伸。换句话说，刷子10布置成使得接触区域包含交点B。此外，交点B位于在感光鼓1的旋转方向上在接触区域的中间部分的充电辊2侧(感光鼓1的旋转方向的下游侧)上。换句话说，接触区域的在感光鼓1的旋转方向上的中间部分位于交点B的转印辊5侧(感光鼓1的旋转方向的上游侧)上。
2、第三实施例的效果
接下来，将对第三实施例中的构造所产生的效果进行描述。首先，表3示出了片材经过试验的结果，其中在第一和第二参考示例和第一实施例中的各个构造中的每一个中，在与第一实施例中片材经过试验条件相同的片材经过试验条件下，各自具有1.2mm的尺寸的黑斑和各自具有0.8mm至1.2mm的尺寸的黑斑被单独计数。
[表3]
Figure BDA0003999979370000221
从表3中的结果可以理解，当甚至考虑小于1.2mm的尺寸时，在第一实施例中也形成黑斑，尽管黑斑的数量被最小化。还应当理解，当将第一参考示例和第二参考示例相互比较时，在第二参考示例中形成了每种尺寸的更大数量的黑斑。因此，可以认为黑斑的形成受到积聚在感光鼓1A的表面的与刷子10A接触的接触区域的上游端部上的纸尘团块的显著影响，这在第二参考示例是导致黑斑形成的原因。
在第一实施例中的构造中，当在感光鼓1的表面的与刷子10的接触区域的上游端部上形成纸尘团块时，纸尘团块通过感光鼓1的旋转动作从接触区域的上游端部逐渐插入接触区域中以移动到下游侧。作用在纸尘团块上的重力衍生的力在沿感光鼓1的旋转方向朝向上游侧的方向上作用，并且随着纸尘团更靠近交点B，平行于感光鼓1的表面的力的分量的大小减小。当纸尘团块已经移动到交点B的充电辊2侧(在感光鼓1的旋转方向上在交点B的下游侧)上的位置时，作用在纸尘团块上的重力衍生的力在沿感光鼓1的旋转方向朝向下游侧的方向上起作用。因此，越过交点B的纸尘团块更可能经过接触区域。
在第三实施例中，以与第一实施例相同的方式，交点B位于感光鼓1的表面的与刷子10接触的接触区域内，但是如图8所示，从接触区域的上游端部延伸到交点B的区域的尺寸比第一实施例中更大。换句话说，接触区域的上游端部的位置比第一实施例中在感光鼓1的旋转方向上更靠近转印辊5。因此，即使当在接触区域的上游端部上形成纸尘团块时，作用在纸尘团块上的重力衍生的力在沿感光鼓1的旋转方向朝向上游侧的方向上作用得更强。因此，即使在形成纸尘团块时，也抑制了纸尘团块从接触区域的上游端部插入到接触区域的下游侧并且经过接触区域。此外，以与第一实施例中相同的方式，接触区域的下游端部位于交点B的充电辊2侧(在感光鼓1的旋转方向上的下游侧)上，并且因此纸尘滞留在接触区域的下游端部附近(在第一参考示例中成为黑斑形成的原因)的情况不太可能发生。
表4示出了在第一和第三实施例中的各个构造中的每一个中在与第一实施例相同的条件下执行片材经过试验并且对各自具有1.2mm尺寸的黑斑以及各自具有0.8mm至1.2mm尺寸的黑斑进行计数的结果。
[表4]
Figure BDA0003999979370000231
如表4所示，与第一实施例中相比，在第三实施例中形成的各自具有0.8mm至1.2mm尺寸的黑斑减少了。
因此，利用第三实施例中的构造，在具有与感光鼓1接触的刷子10的成像设备100中，可以抑制积聚在刷子10上的沉积物形成团块从而脱离刷子10并造成图像缺陷。
需注意，在第三实施例中的构造中，也可以布置与第二实施例中相同的曝光前装置。这可以减少在与感光鼓1的旋转周期相对应的间隔处出现的黑斑。
第四实施例
将给出对本发明的第四实施例的描述。第四实施例中的成像设备的基本构造和操作与第三实施例中的成像设备的基本构造和操作相同。因此，在第四实施例中的成像设备中，将通过使用与第三实施例中的成像设备中使用的附图标记相同的附图标记而省略对于具有与第三实施例中的成像设备的部件的功能或构造相同或相对应的功能或构造的部件的详细描述。
1、第四实施例中的构造
第四实施例与第三实施例的不同之处在于刷子10和其他构件在感光鼓1的周向方向上的布局。其他构件的示例包括显影辊31。下文将参考图9描述第四实施例中的构造。图9是用于示出第四实施例中的成像设备100中与感光鼓1的旋转轴线垂直的横截面中感光鼓1周围的各个构件的布局与作用在感光鼓1上的力之间的关系的示意性剖视图。
在第四实施例中，以与第三实施例相同的方式，当从平行于感光鼓1的旋转轴线的方向观察时，感光鼓1被驱动成沿顺时针方向旋转。转印辊5、刷子10、充电辊2和显影辊31布置在感光鼓1的周围。刷子10以与第三实施例中相同的方式布置。
假设刷子10施加在感光鼓1的表面上的压力是F1。假定由除刷子之外用作接触构件的显影辊31施加在感光鼓1的表面上以便与感光鼓1的表面接触的压力为F2。在第四实施例中，压力F1的大小等于或小于压力F2的平行于压力F1的分量的大小。
还假设，在感光鼓1的横截面中，穿过感光鼓1的表面的与刷子10接触的接触区域的在感光鼓1的旋转方向上的中间部分以及感光鼓1的旋转轴线O中的每一个的虚拟线为C。在第四实施例中，用作接触构件的显影辊31和接触区域的上游侧端部部分相对于插置于其间的虚拟线C位于相反两侧上。
更具体地，假定在感光鼓1的横截面中，穿过感光鼓1的表面的与显影辊31的接触部分以及感光鼓的旋转轴线O中的每一个的虚拟线为D。假定在虚拟线C与虚拟线D之间形成的角度为θ。在图9中，假定逆时针方向是角度θ的正方向。假定刷子10与感光鼓1的表面接触的压力为F1(在旋转轴线O的方向上的力)，并且显影辊31与感光鼓1的表面接触的压力为F2(在旋转轴线O的方向上的力)。在第四实施例中，F1和F2的在与虚拟线C平行的方向上的分量(F2·cosθ)满足F1≤F2·cosθ(θ≥0)。例如，刷子10的接触压力F1为4.9N，显影辊31的接触压力F2为9.6N，并且虚拟线C与虚拟线D之间形成的角度θ为0°≤θ≤58.6°的给定范围内的角度。
为了测量刷子10的接触压力F1，使用小型台式试验机(由岛津公司(ShimadzuCorporation)制造的EZ-S)。具体地，将刷子保持在各自直径为Φ118的上下压板之间，测量在每个压板进入刷子1.5mm的状态下的排斥力，并且根据在实施例中使用的刷子10的纵向长度来转换测量值。同时，作为显影辊31的接触压力F2，使用基于未示出的压力弹簧的特性来计算的静止接触压力。
2、第四实施例的效果
接下来，将对第四实施例的效果进行描述。刷子10与感光鼓1接触，并且压力F1从刷子10施加在感光鼓1上。当感光鼓1因压力F1而翘曲时，可以认为在刷子10与感光鼓1的表面之间形成了间隙，并且纸尘从间隙中滑过。同时，由显影辊31施加的压力F2作用在感光鼓1上，并且平行于虚拟线C的分量F2·cosθ(>0)用作减小感光鼓1由于刷子10的压力F1而翘曲的力。在第四实施例中，F1≤F2·cosθ成立，并且因此抑制了感光鼓1翘曲以抑制在刷子10与感光鼓1之间形成间隙。在第四实施例中的构造中，当满足|θ|≤58.6°时，F1≤F2·cosθ成立。
如第三实施例中所述，作为形成黑斑图像的原因，如第二参考示例中观察到的停留在感光鼓1的表面的与刷子10接触的接触区域的上游端部上的纸尘团块经过接触区域的现象具有极大的影响。因此，为了使F2·cosθ更有效地作用于接触区域的上游侧上，优选地将显影辊31布置在由0°≤θ≤58.6°表示的范围内。
通过因此如第四实施例中的构造中在感光鼓1的周向方向上相对于刷子10布置显影辊，稳定了接触区域的上游端部处的纸尘收集性并且可以抑制黑斑的形成。需注意，在第四实施例中，已经针对显影辊31的布置进行了描述，但是，通过布置与感光鼓1接触的接触构件，例如充电辊2和转印辊5，以便抑制感光鼓1由于与刷子10接触而翘曲，可以获得相同的效果。
第五实施例
在日本专利申请公开No.2003-271030中的构造中，当在大量片材上连续打印具有高打印百分比的图像时，未转印的调色剂逐渐积聚在刷子上，并且当超过可允许量时，调色剂从刷子中排出，这可能会导致图像缺陷。
第五实施例的目的在于，在具有与感光鼓接触的刷子的成像设备中，抑制因积聚在刷子上的调色剂而导致的图像缺陷的发生。
根据第五实施例，在具有与感光鼓接触的刷子的成像设备中，可以抑制因积聚在刷子上的调色剂而导致的图像缺陷的发生。
1、成像设备
图10示出了根据本发明的成像设备100的实施例的示意性构造。第五实施例中的成像设备100除了具有稍后描述的曝光前装置13以外具有与第一实施例中的成像设备100的构造相同的构造，并且因此省略其详细描述。
2、刷子的构造
成像设备100具有在刷子部分中与感光鼓1的表面接触的刷子10。省略了第五实施例中与参考第一实施例中的图3A和图3B描述的刷子10的部件相同的刷子10的部件的描述。图11是第五实施例中的刷子10的立体图。
在第五实施例中，刷子10的每根纱线11a在自然状态下的长度L1为4.8mm，刷子10进入感光鼓1的侵入程度为1.5mm，刷子10在横向方向上的长度L3为5mm，并且其在纵向方向上的长度为230mm。纱线11a的纤度(粗细)为2旦尼尔(表示每9000m重2g的纱线的粗细)，并且其密度为240kF/inch2(kF/inch2为刷子的密度的单位并且表示每平方英寸的细丝的数量)。纱线11a的布置从其在基底织物11b上的根部到对应于与感光鼓1的表面的接触部分的纱线末端基本上是均匀的。
用作刷子电压施加单元的刷子电源E4(参见图2)连接到刷子10。在成像期间，从刷子电源E4向刷子10施加负极性直流电压作为刷子电压。在第五实施例中，在成像期间的刷子电压为-300V。
成像设备100是无清洁器系统，其中在显影剂图像被转印到用作被转印构件的记录材料S上之后，残留在感光鼓1的表面上的显影剂(未转印调色剂)被显影装置3收集。未转印调色剂的极性优选地与调色剂的常规极性(在第五实施例中为负极性)相同。当假定未转印调色剂具有与常规极性相反的极性(在第五实施例中为正极性)时，由于亮电势Vl(-100V)与刷子电压(-300V)之间的电势关系，亮电势处的部分上的未转印调色剂被刷子10静电收集。实际上，亮电势部分受到转印的影响，并且电势被进一步在具有较小绝对值的方向上被控制。同时，未被刷子10收集的正极性未转印调色剂附着到下游充电辊2，这可能导致不均匀的浓度。当未转印调色剂具有常规极性(负极性)时，未转印调色剂不太可能静电附着到刷子10和充电辊2，并且可以收集在显影部分中。以下将在假设未转印调色剂的极性是常规极性(负极性)的情况下给出描述。
3、曝光前装置的构造
接下来，将对曝光前装置进行描述。如图10所示，为了使转印步骤后的感光鼓1上的电势均匀化，成像设备100具有曝光前装置13。曝光前装置13是在感光鼓1的旋转方向上位于刷子10的下游和充电部分的上游的一侧上使感光鼓1的表面曝光的曝光前装置。曝光前装置13操作附接到未示出的主体侧表面的LED以平行于用于感光鼓1的主扫描方向来发射光。作为用于抑制主扫描方向上的不均匀照射的光引导构件，使用光引导件等。为了使在相对于记录材料S的转印步骤后感光鼓1上的电势均匀化，曝光前装置13主要在成像期间进行曝光操作，以将感光鼓1的表面电势减小为大致0V。
4、图像输出操作
第五实施例中的成像设备100的图像输出操作与第一实施例中描述的图像输出操作相同，并且因此省略其描述。
5、第三参考示例中的构造
为了便于第五实施例的描述，将给出第三参考示例中的构造的描述。图12是用于示出第三参考示例的图。在下文，与第三参考示例相关的构件被与第五实施例中的附图标记不同的附图标记来标注，以便与第五实施例中的构件进行区分。图12是在与感光鼓1A的旋转轴线垂直的横截面中示出了第三参考示例中的成像设备中的感光鼓1A周围的各个构件的布局的剖视图。在当曝光前装置13A将感光鼓1A的表面曝光时的光的光路中，感光鼓1A的旋转方向上的最上游侧的光路由标记A表示。在与感光鼓1A的旋转轴线垂直的横截面中，感光鼓1A的位于光路A与感光鼓1A的表面之间的交点B的上游侧上的表面区域为未曝光区域，在所述未曝光区域中不进行通过曝光前装置13A的曝光。在第三参考示例中，在垂直于感光鼓1A的旋转轴线的横截面中，在感光鼓1A的旋转方向上，交点B在感光鼓1A的旋转方向上位于感光鼓1A的表面的与刷子10A接触的接触区域的下游端部的下游侧上。因此，感光鼓1A与刷子10A的接触区域和通过曝光前装置13A进行曝光的曝光区域在它们之间不具有公共部分。换句话说，接触区域与曝光区域彼此不重叠，并且在接触区域中不存在包含在曝光区域中的部分。
6、第五实施例中的构造
参考图13，将对第五实施例中的构造进行描述。图13是示出了第五实施例中的成像设备中与感光鼓1的旋转轴线垂直的横截面中的感光鼓1周围的各个构件的布局的剖视图。
在图13中，在当曝光前装置13将感光鼓1的表面曝光时的光的光路中，感光鼓1的旋转方向上的最上游侧的光路由标记A表示。在与感光鼓1的旋转轴线垂直的横截面中，感光鼓1的位于光路A与感光鼓1的表面之间的交点B的上游侧上的表面区域为未曝光区域，在所述未曝光区域中不进行通过曝光前装置13的曝光。在第五实施例中，在垂直于感光鼓1的旋转轴线的横截面中，在感光鼓1的旋转方向上，交点B在感光鼓1的旋转方向上位于感光鼓1的表面的与刷子10接触的接触区域的下游端部的上游侧上。此外，曝光区域包含至少一部分接触区域。换句话说，交点B存在于接触区域中。交点B对应于接触区域中的曝光区域的上游侧端部部分。
7、第五实施例的效果
为了描述在第五实施例的构造中产生的效果，将对第三参考示例中的问题进行描述。
当在成像设备100中执行成像操作(作业)并且开始记录材料S的传输时，在感光鼓1A上产生在转印步骤期间还未被转印到记录材料S上的未转印调色剂。未转印调色剂移动到与刷子10A的接触区域，并且可以停留在接触区域中而不是穿过接触区域。将参考图14给出这种现象的描述。图14是示出了在第三参考示例中的转印部分中的转印后的感光鼓1A的表面电势的变化的图。在图14中，区段(a)示出感光鼓1A在转印部分的下游和接触区域的上游的一侧上的表面电势Va的变化，并且区段(b)示出在接触区域中的感光鼓1A的表面电势Vb的变化。同时，区段(c)示出感光鼓1A在接触区域的下游和曝光区域的上游(未曝光区域)的一侧上的表面电势的变化，并且区段(d)示出曝光区域中的感光鼓1A的表面电势Vd的变化。也可以说区段(d)示出感光鼓1A在接触区域的下端部部分的下游和充电部分的上游的一侧上的表面电势的变化。
首先，第三参考示例中的转印部分中的感光鼓1A的转印后表面电势Va为-80V。在第五实施例中，亮电势Vl为-100V，但是如上所述，在转印的影响下，处于亮电势的部分的转印后表面电势Va的绝对值小于亮电势Vl的绝对值，并且在第五实施例中为-80V。表面电势的值是示例性的。即使在不考虑因在转印的影响下引起的表面电势变化时，也类似地可以获得稍后描述的本发明的效果。然后，在经过接触区域期间，感光鼓1A的表面电势Vb在经过接触区域的下游端部时逐渐增加至-230V。需注意，负极性电势的绝对值的增加在本文中称为“电势增加”。无法直接测量经过与刷子10A的接触区域期间的表面电势Vb，但是根据经过接触区域之前和之后的电势变化，可以推导出以下假设。具体地，假定在经过接触区域期间，通过刷子电压，负极性电荷从刷子10A注入感光鼓1A的表面中，从而增加表面电势。由于刷子电压为-300V且恒定，因此刷子电压以及感光鼓1A的表面电势Vb与刷子电压之间的电势差在经过接触区域期间逐渐减小。接触区域不具有满足|Vb|<|Va|的部分，并且持续满足|Vb|≥|Va|。此外，在接触区域中，感光鼓1A的表面电势Vb没有降低，并且接触区域的上游侧上的表面电势Va高于接触区域的下游侧上的曝光区域中的表面电势Vd。因此，接触区域不具有满足|Va-Vb|>|Vb-Vd|的部分，并且持续满足|Va-Vb|≤|Vb-Vd|。
因此，在接触区域中，作用在负极性未转印调色剂上的静电力作用在从刷子10A朝向感光鼓1A延伸的方向上，并且力的大小随着越来越接近接触区域的下游端部侧而减小。因此，可以认为，在接触区域的下游端部附近，负极性未转印调色剂更可能被刷子10A收集。
因此，在第三参考示例中，停留在接触区域的下游端部附近的未转印调色剂增加，并且不能再由刷子10A保持的未转印调色剂被从刷子10A排出。在未转印调色剂未收集在显影部分中的这种情况下，可能出现在记录材料上形成为图像的调色剂排出图像。
鉴于如上所述的第三参考示例中的问题，将参考图15A至图15C给出第五实施例的效果的描述。图15A至图15C是各自示出了在第五实施例中的转印部分中的转印之后感光鼓1的表面电势的变化的图。在图15A至图15C中的每一个中，区段(a)示出感光鼓1的在转印部分的下游和接触区域的上游的一侧上的表面电势Va的变化，并且区段(b)示出在接触区域中感光鼓1的表面电势Vb的变化。同时，区段(c)示出感光鼓1的在接触区域的下游和曝光区域的上游(未曝光区域)的一侧上的表面电势的变化，并且区段(d)示出曝光区域中的感光鼓1的表面电势Vd的变化。也可以说区段(d)示出感光鼓1的在接触区域的下端部部分的下游和充电部分的上游的一侧上的表面电势的变化。
在第五实施例中，如图13所示，在与感光鼓1的旋转轴线垂直的横截面中，由于曝光前装置13而形成的照射光路中的最上游侧光路A与感光鼓1的表面之间的交点B在感光鼓1的旋转方向上位于接触区域的下游端部的上游侧上。因此，来自曝光前装置13的一部分照射光照射刷子10的纱线部分11，并且未被纱线部分11的纱线11a阻挡的照射光会曝光感光鼓1的表面。因此，如图15A所示，在转印后感光鼓1的表面电势Va和在接触区域的未曝光区域中感光鼓1的表面电势Vb的变化在到达交点B之前(即在进入曝光区域之前)与第三参考示例中的变化相同。
然而，在经过交点B之后，即在进入由于曝光前装置13而形成的曝光区域之后，感光鼓1的表面电势Vb逐渐减小，并且|Vb|随着越来越接近接触区域的下游端部而减小。这是因为来自曝光前装置13的照射光穿过刷子10的纱线11a之间的间隙以曝光接触区域中的感光鼓1的表面。因此，在经过交点B之后，刷子电压与感光鼓1的表面电势Vb之间的电势差会增加。此时，从图15A中可以明显看出，存在满足|Vb|<|Va|的区域。
假定对于接触区域中感光构件的表面电势Vb，交点B处的电势为Vbmax，交点B的上游和接触区域的未曝光区域的上游端部附近的一侧上的电势为Vba，并且交点B的下游和接触区域中的曝光区域的下游端部附近的一侧上的电势为Vbd。Vbmax表示接触区域的曝光区域的上游侧端部处的感光鼓1的表面电势。换句话说，Vbmax对应于曝光区域的上游侧端部未被中和并且已注入最大数量的电荷的接触区域的区域，并且因此在Vb中具有最大的绝对值。Vbd表示接触区域与曝光区域彼此重叠的区域的下游侧端部部分附近的表面电势。在经过交点B后，|Vb|从|Vbmax|逐渐减小至|Vbd|。因此，在第五实施例中，布置刷子构件和曝光前装置13以便满足|Vbmax|＞|Vbd|。Vb的变化增加了刷子电压与Vb之间的电势差，并且未转印调色剂不太可能被刷子10收集。由于|Vbmax|与|Vbd|之间的差异更大，刷子电压与感光鼓1的表面电势Vb之间的电势差有进一步增加的趋势，并且因此进一步抑制未转印调色剂的收集。需注意，在上述第三参考示例中的构造中，满足|Vbmax|＝|Vbd|，并且因此停留在接触区域的下游端部附近的未转印调色剂不期望地增加。
例如，图15A示出了在接触区域中感光鼓1的表面电势Vb从上升变为下降以在接触区域中低于Va的情况。在这种情况下，Va、Vbd和Vbmax之间的关系满足|Vbd|<|Vba|<|Vbmax|。相应地，在如图15A所示的情况下，Va、Vb(Vbd)和Vd之间的关系满足|Vba-Vbmax|<|Vbmax-Vbd|，其表示从Vbmax到Vbd的较大的电势变化。
同时，在刷子10具有高密度，接触区域中由于曝光前装置13的曝光强度较低，并且曝光区域中的感光鼓1的表面电势Vb不太可能减小的情况下，如图15B所示，可以满足|Vbd|≥|Vba|。需注意，同样在如图15B所示的情况下，接触区域内交点B的存在以与如图15A中相同的方式增大了在接触区域中的下游侧区域中刷子电压与感光鼓1的表面电势Vb之间的电势差。然而，增加的程度小于图15A中的情况。
需注意，在第五实施例中，由于曝光前装置13的曝光区域存在于接触区域中，但是可以认为，由于照射光被刷子10的纱线部分11遮挡到一定程度，由于曝光导致的表面电势降低的程度在接触区域内比在接触区域外更低。因此，如图15C所示，在曝光区域中，出现电势变化，使得表面电势在越过接触区域的下游端部(即不再受到用作边界的刷子10的光阻挡的影响的位置)处不连续地大幅降低。同样在这种情况下，如图15C所示，接触区域中的交点B的存在增大了在接触区域中的下游侧区域中刷子电压与感光鼓1的表面电势Vb之间的电势差以满足|Vbmax|>|Vbd|。因此，可以获得未转印调色剂不太可能被刷子10收集的效果。
在图15A至图15C中的任何情况下，共同点在于，在接触区域中，存在感光鼓1的表面电势因曝光前装置13的曝光而由上升变为下降的部分，这是本发明的必不可少的性能特征。换句话说，在接触区域中，存在感光鼓1的表面电势与刷子电压之间的电势差由于曝光前装置13的曝光而从减小变为增大的部分。因此，在图15A至图15C中的任何情况下，可以说通过曝光前装置13对感光鼓1的表面进行曝光，在感光鼓1上形成表面电势以便满足|Vbmax|＞|Vbd|。
因此，在交点B的下游侧上的接触区域中，作用在负极性未转印调色剂上的静电力在从刷子10朝向感光鼓1延伸的方向上作用，并且力的大小随着越来越接近接触区域的下游端部侧而增加。因此，同样在接触区域的下游端部附近，未转印调色剂也不太可能被刷子10收集并且停留被抑制。
因此，在第五实施例中，可以抑制由于停留在接触区域的下端部附近的未转印调色剂的增加而导致的调色剂排出图像的形成。
8、第五实施例的效果
接下来，将对为了验证第五实施例的效果而进行的片材经过试验进行描述。片材经过试验在以下条件下进行。在温度为23℃且相对湿度为50％的环境下，使用施乐活力多功能纸(Xerox Vitality Multipurpose Paper)(信纸大小201b)作为记录材料S。作为评价图像，如图16A所示，使用其中成像区域的上半部分为黑色图像并且成像区域的下半部分为白色图像的图像。通过使用所述评价图像，将随着上半部分黑色图像的图像形成而生成的未转印调色剂送入刷子中。当不能经过刷子的未转印调色剂停留在刷子上时，由于未转印调色剂，调色剂排出图像形成在具有下半部白色图像的区域上，如图16B所示。因此，能够基于在具有白色图像的区域中存在或不存在调色剂排出图像来确定在刷子中是否发生了未转印调色剂的停留和排出。在片材经过试验中，连续通过每个均具有评价图像的50张片材，并且检查在连续片材经过期间在图像的下半部分白色图像区域上是否形成调色剂排出图像。在第三参考示例和第五实施例中的构造中，进行片材经过试验，并且以10为单位对每个上形成有调色剂排出图像的片材的数量进行计数的结果示于表中5。
[表5]
Figure BDA0003999979370000341
从表5所示的结果应理解，在第五实施例中，与第三参考示例相比，能够抑制调色剂排出图像的形成。需注意，表5中的每个值表示每个上形成有调色剂排出图像的片材的数量，并且未考虑调色剂排出图像的程度(数量或尺寸)。然而，可以认为即使在对程度之间进行比较的情况下，第五实施例中的程度也低于第三参考示例中的程度。
因此，利用第五实施例中的构造，可以抑制由于未转印调色剂积聚在刷子上而形成调色剂排出图像。以举例的方式，第五实施例已经描述了来自曝光前装置13的光由于其位置而照射刷子10与充电辊2之间的间隙的情况。然而，即使在曝光前装置13位于图13中其位置的更上游的一侧上以从刷子10的下游发射光并且进一步还通过刷子10的背侧照射在感光鼓1的在刷子10的上游侧上的表面的情况下，也能够获得同样的效果。
接下来，参考图17，如在第五实施例中，将对验证由于曝光前装置13的曝光区域是否已经到达接触区域的下游端部的上游侧的验证方法进行描述。图17是已经移除了图13中的刷子10并且替代地布置表面电势计(Trek股份有限公司制造的344型号)的测量探头14的图。测量探头14的测量部分14a布置成使得在靠近与在去除区域C中的刷子10之前的接触区域相对应的区域C的下游端部的位置处测量感光鼓1的表面电势。
在如上所述的测量条件下，测量在成像操作期间的感光鼓1的表面电势。首先，在曝光前装置13进行曝光的状态下测量感光鼓1的表面电势Von。然后，产生曝光前装置13不曝光感光鼓1的表面的状态，并且测量所述状态下的感光鼓1的表面电势Voff。可以说，当对应于接触区域的区域C具有满足|Von|<|Voff|的部分时，接触区域具有满足|Von|<|Voff|的部分。可以确定，由于曝光前装置13的曝光区域已经到达接触区域的下游端部的上游侧，即曝光区域和接触区域之间具有位于其间的公共部分并且具有彼此重叠的相应部分。
第六实施例
接下来，将给出对本发明的第六实施例的描述。第六实施例中的成像设备的基本构造和操作与第五实施例中的成像设备的基本构造和操作相同。因此，在第六实施例中的成像设备中，将通过使用与第五实施例中的成像设备中使用的附图标记相同的附图标记而省略对于具有与第五实施例中的成像设备的部件的功能或构造相同或相对应的功能或构造的部件的详细描述。
从纸尘的收集性的角度来看，以与第五实施例中相同的方式，第六实施例中的刷子10的纱线11a的纤度和纱线部分11中的纱线11a的密度分别为1至6旦尼尔和150至350kF/inch2。同时，随着纤度和密度越高，来自曝光前装置13的光越容易被阻挡，并且降低接触区域中感光鼓1的表面电势的效果降低，以便相应地降低促进未转印调色剂的经过的效果。因此，在第六实施例中，将对允许未转印调色剂更有效地经过刷子同时确保刷子的纸尘收集性的构造进行描述。
1、第六实施例的构造
参考图18A和图18B，将对第六实施例中的刷子10的构造进行描述。图18A和图18B是通过从沿感光鼓1的旋转方向的下游侧观察刷子10所获得的立体图。光以从图18A和图18B纸张的前侧发射到纸张的后侧的方式从曝光前装置13发射。图18A是示出了第五实施例中的刷子10的图，并且图18B是示出了第六实施例中的刷子10的图。在第五实施例中的刷子10中，纱线部分11中的纱线11a的布置从其在基底织物11b上的根部到其与感光鼓1的表面的接触部分相对应的纱线末端基本上是均匀的。相比之下，第六实施例中的刷子10具有绒毛织物的形式，其中多根绒面纱线从基底织物11b以等间隔延伸，并且纱线11a随着越来越接近纱线末端而均匀展开。换句话说，在纱线部分11中纱线立起的方向上，纱线11a的布置在纱线末端附近比在更靠近基底织物11b的根部附近更均匀。
2、第六实施例的效果
接下来，将对第六实施例中的构造所产生的效果进行描述。在图18A所示的第五实施例的刷子10中，来自曝光前装置13的光要经过的纱线11a之间的间隙从纱线末端到根部是均匀的。相比之下，在图18B所示的第六实施例中的刷子10中，来自曝光前装置13的光要经过的纱线11a之间的间隙在根部D附近比在纱线末端附近更宽。来自曝光前装置13的照射光的一部分照射刷子10的纱线部分11的更靠近基底织物11b的部分，即纱线部分11的根部部分。在第六实施例中，纱线11a之间的间隙在纱线部分11的根部部分中比在纱线末端附近更宽，并且因此来自曝光前装置13的照射光不太可能被阻挡并且更容易经过刷子10，并且来自曝光前装置13的照射光到达感光鼓1的表面的更上游侧。因此，来自曝光前装置13的照射光的最上游侧光路A与感光鼓1的表面之间的交点B位于更上游侧上。因此，如图19所示，接触区域中的曝光区域的开始位置(交点B的位置)位于更上游侧上，并且因此接触区域中的感光鼓1的表面电势从更上游侧逐渐降低。因此，可以更有效地抑制由于未转印调色剂的停留而产生的调色剂排出图像。
3、第六实施例的效果
为了验证第六实施例的效果，进行与第五实施例中所述相同的片材经过试验的结果如表6所示。
[表6]
Figure BDA0003999979370000361
从表6中的结果应理解，在第六实施例中，与第五实施例相比，能够更可靠地抑制调色剂排出图像的形成。
如上所述，第六实施例中的构造能够抑制由于未转印调色剂积聚在刷子上而形成调色剂排出图像。
第七实施例
接下来，将给出对本发明的第七实施例的描述。第七实施例中的成像设备的基本构造和操作与第五实施例中的成像设备的基本构造和操作相同。因此，在第七实施例中的成像设备中，将通过使用与第五实施例中的成像设备中使用的附图标记相同的附图标记而省略对于具有与第五实施例中的成像设备的部件的功能或构造相同或相对应的功能或构造的部件的详细描述。
同样在第七实施例中，将对允许未转印调色剂更有效地经过刷子同时确保刷子的纸尘收集性的构造进行描述。
1、第七实施例的构造
参考图20A和图20B，将对第七实施例中的刷子10的构造进行描述。图20A和图20B是各自示出了由垂直于感光鼓1的旋转轴线的刷子10的虚拟表面形成的横截面的图。图20A示出了第五实施例中的刷子10，并且图20B示出了第七实施例中的刷子10。在第五实施例中的刷子10中，纱线部分11中的各个纱线11a的长度相等，并且基底织物11b被固定成使得与感光鼓1的位于在接触区域的中间部分中的表面上的虚拟接触平面P1平行。因此，纱线11a的侵入水平在接触区域的整个区域(从上游端部到下游端部)中基本均匀，并且纱线11a在接触区域中均匀地接触感光鼓1的表面。
同时，在第七实施例的刷子10中，纱线部分11中的各个纱线11a的长度相等，并且基底织物11b在感光鼓1的旋转方向上的上游侧(与旋转方向相反的方向)上相对于感光鼓1的位于接触区域的中间部分中的表面上的虚拟接触平面P1以角度θ1倾斜。因此，纱线11a的侵入水平在接触区域中的上游端部处最大，并且随着越来越接近下游端部而逐渐减小。
在第五实施例中，每根纱线11a的侵入水平为1.5mm，并且在接触区域中从上游端部到下游端部基本均匀。在第七实施例中，每根纱线11a的侵入水平在接触区域的上游端部处为2.5mm，并且在接触区域的下游端部处为0.5mm。
2、第七实施例的效果
接下来，将对第七实施例中的构造所产生的效果进行描述。在第五实施例中，如图20A所示，刷子10的纱线11a的纱线末端的侵入水平约为1.5mm并且在接触区域的整个区域上是均匀的。同时，在第七实施例中，如图20B所示，接触区域的上游端部附近纱线11a的纱线末端的侵入水平约为2.5mm并且比第五实施例中的侵入水平更大，并且上游端部处的纸尘阻挡效果与第五实施例相比更高。此外，在接触区域的下游端部附近纱线11a的侵入水平为约0.5mm并且比第五实施例中的侵入水平更小，并且因此纱线11a与感光鼓1的表面之间的接触区域更小，并且来自曝光前装置13的光越容易照射感光鼓1的表面。因此，如图21所示，在接触区域的下游端部附近，可以更有效地降低由于曝光前装置13的曝光产生的感光鼓1的表面电势。
因此，第七实施例中的刷子10具有等于或高于第五实施例中的纸尘收集性能的纸尘收集性能，并且能够更可靠地抑制由于未转印调色剂的积聚而导致的调色剂排出图像的形成。
3、第七实施例的效果
为了验证第七实施例的效果，进行与第五实施例中所述相同的片材经过试验的结果如表7所示。
[表7]
Figure BDA0003999979370000381
从表7中的结果应理解，在第七实施例中，与第五实施例相比，能够更可靠地抑制调色剂排出图像的形成。
如上所述，第七实施例中的构造提供了等于或高于第五实施例中的纸尘收集性能的纸尘收集性能，并且可以抑制由于未转印调色剂在刷子上的积聚而形成调色剂排出图像。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是将理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求书的范围将被赋予最广泛的解释，以便涵盖所有此类修改以及等同的结构和功能。

Claims (27)

1.一种成像设备，所述成像设备包括：
图像承载构件，所述图像承载构件构造成被驱动旋转；
充电构件，所述充电构件构造成面对所述图像承载构件的表面以形成充电部分并且对所述图像承载构件的表面进行充电；
显影辊，所述显影辊构造成将显影剂进给到被所述充电构件充电的所述图像承载构件的表面以形成显影剂图像；
转印辊，所述转印辊构造成在所述转印辊与所述图像承载构件之间形成转印部分，以将所述显影剂图像从所述图像承载构件转印到被转印构件；以及
刷子，所述刷子构造成在所述图像承载构件的旋转方向上在所述转印部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上与所述图像承载构件的表面接触，
其中，在将所述显影剂图像转印到所述被转印构件上之后，残留在所述图像承载构件的表面上的所述显影剂被所述显影辊收集，其中
所述刷子布置成使得在垂直于所述图像承载构件的旋转轴线的横截面中，所述图像承载构件的与所述刷子接触的表面的接触区域与虚拟线重叠，所述虚拟线包含所述图像承载构件的旋转轴线并且在竖直方向上从所述旋转轴线向上延伸。
2.根据权利要求1所述的成像设备，所述成像设备还包括：
曝光前单元，所述曝光前单元构造成在所述图像承载构件的旋转方向上在所述刷子的下游和所述充电部分的上游的一侧上曝光所述图像承载构件。
3.根据权利要求1或2所述的成像设备，其中
在垂直于所述图像承载构件的旋转轴线的横截面中，包含所述图像承载构件的旋转轴线并且在所述竖直方向上从所述旋转轴线向上延伸的虚拟线与所述图像承载构件的表面之间的交点位于所述接触区域的在所述图像承载构件的旋转方向上的中间部分处。
4.根据权利要求1或2所述的成像设备，其中
在垂直于所述图像承载构件的旋转轴线的横截面中，包含所述图像承载构件的旋转轴线并且在所述竖直方向上从所述旋转轴线向上延伸的虚拟线与所述图像承载构件的表面之间的交点位于所述接触区域的中间部分的在所述图像承载构件的旋转方向上的下游侧上。
5.根据权利要求1或2所述的成像设备，其中
由所述刷子施加在所述图像承载构件的表面上的压力F1的大小等于或小于由除了所述刷子之外的接触构件施加到所述图像承载构件的表面上的压力F2的分量的大小，所述接触构件构造成与所述图像承载构件的表面接触，并且所述压力F2的分量在平行于所述压力F1的方向上。
6.根据权利要求5所述的成像设备，其中
在垂直于所述图像承载构件的旋转轴线的横截面中，所述接触构件和所述接触区域的沿所述图像承载构件的旋转方向的上游侧端部部分相对于穿过所述图像承载构件的旋转轴线和所述接触区域的在所述图像承载构件的旋转方向上的中间部分的虚拟线位于相反两侧上。
7.根据权利要求5所述的成像设备，其中
所述显影辊与所述图像承载构件的表面接触，并且
所述接触构件为所述显影辊。
8.根据权利要求1或2所述的成像设备，其中
所述充电构件在所述充电部分中与所述图像承载构件接触。
9.根据权利要求1或2所述的成像设备，其中
所述刷子具有基底织物和纱线部分，所述纱线部分包括从所述基底织物延伸的多根纱线，并且
所述纱线部分的密度等于或大于150kF/inch2。
10.一种成像设备，所述成像设备包括：
图像承载构件，所述图像承载构件构造成被驱动旋转；
充电构件，所述充电构件构造成面对所述图像承载构件的表面以形成充电部分并且对所述图像承载构件的表面进行充电；
显影辊，所述显影辊构造成将充电成常规极性的显影剂进给到被所述充电构件充电的所述图像承载构件的表面以形成显影剂图像；
转印辊，所述转印辊构造成在所述转印辊与所述图像承载构件之间形成转印部分，以将所述显影剂图像从所述图像承载构件转印到被转印构件；
刷子，所述刷子构造成在所述图像承载构件的沿所述图像承载构件的旋转方向在所述转印部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上的表面上形成位于所述刷子与所述图像承载构件之间的刷子接触部分并且在所述刷子接触部分处与所述图像承载构件接触；
电压施加单元，所述电压施加单元构造成向所述刷子施加具有常规极性的电压；以及
曝光前单元，所述曝光前单元构造成曝光所述图像承载构件的在所述图像承载构件的旋转方向上在所述刷子接触部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上的表面，
其中，在将所述显影剂图像转印到所述被转印构件之后，残留在所述图像承载构件的表面上的所述显影剂被所述显影辊收集，其中
所述曝光前单元构造成曝光所述刷子接触部分的在所述图像承载构件的旋转方向上的下游侧端部部分。
11.根据权利要求10所述的成像设备，其中
在所述图像承载构件的旋转方向上，所述图像承载构件的表面的通过所述曝光前单元曝光的曝光区域的在所述图像承载构件的旋转方向上的上游侧端部部分位于所述图像承载构件的表面的刷子接触部分的在所述图像承载构件的旋转方向上的下游侧端部部分的上游侧上，并且
所述曝光区域包括所述刷子接触部分的至少一部分。
12.根据权利要求10或11所述的成像设备，其中
所述刷子具有基底织物和纱线部分，所述纱线部分包括从所述基底织物延伸的多根纱线，并且
在所述纱线立起的方向上，与靠近所述基底织物的所述纱线部分的纱线根部附近相比，所述纱线在纱线末端附近的布置相对均匀。
13.根据权利要求12所述的成像设备，其中
来自所述曝光前单元的照射光的一部分照射所述刷子的纱线部分，并且
未被所述纱线部分阻挡的照射光曝光所述图像承载构件的表面。
14.根据权利要求12所述的成像设备，其中
来自所述曝光前单元的照射光的一部分照射所述纱线部分的靠近所述基底织物的一部分。
15.根据权利要求12所述的成像设备，其中
所述基底织物平行于在所述刷子接触部分的在所述图像承载构件的旋转方向上的中间部分处与所述图像承载构件的表面接触的虚拟接触平面。
16.根据权利要求12所述的成像设备，其中
所述基底织物相对于在所述刷子接触部分的在所述图像承载构件的旋转方向上的中间部分处与所述图像承载构件的表面接触的虚拟接触平面沿与所述图像承载构件的旋转方向相反的方向倾斜。
17.根据权利要求12所述的成像设备，其中
所述纱线部分中的各个纱线的长度是均匀的，并且
所述纱线部分中的各个纱线进入所述图像承载构件的表面的侵入水平在所述刷子接触部分的整个区域上是均匀的。
18.根据权利要求12所述的成像设备，其中
所述纱线部分的各个纱线的长度是均匀的，并且
距所述刷子接触部分的在所述图像承载构件的旋转方向上的下游端部的距离越短，所述纱线部分中的各个纱线进入所述图像承载构件的表面的侵入水平越小。
19.根据权利要求10、11、13至18中任一项所述的成像设备，其中，所述刷子为绒毛织物。
20.根据权利要求10、11、13至18中任一项所述的成像设备，其中，所述充电构件在所述充电部分中与所述图像承载构件接触。
21.根据权利要求12所述的成像设备，其中，所述纱线部分的密度等于或大于150kF/inch2。
22.一种成像设备，所述成像设备包括：
图像承载构件，所述图像承载构件构造成被驱动旋转；
充电构件，所述充电构件构造成面对所述图像承载构件的表面以形成充电部分并且对所述图像承载构件的表面进行充电；
显影构件，所述显影构件构造成将充电成常规极性的显影剂进给到被所述充电构件充电的所述图像承载构件的表面以形成显影剂图像；
转印构件，所述转印构件构造成在所述转印构件与所述图像承载构件之间形成转印部分，以将所述显影剂图像从所述图像承载构件转印到被转印构件；
刷子，所述刷子构造成在所述图像承载构件的沿所述图像承载构件的旋转方向在所述转印部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上的表面上形成位于所述刷子与所述图像承载构件之间的刷子接触部分并且在所述刷子接触部分处与所述图像承载构件接触；
电压施加单元，所述电压施加单元构造成向所述刷子施加具有常规极性的电压；以及
曝光前单元，所述曝光前单元构造成曝光所述图像承载构件的在所述图像承载构件的旋转方向上在所述刷子接触部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上的表面，
其中，在将所述显影剂图像转印到所述被转印构件之后，残留在所述图像承载构件的表面上的显影剂被所述显影构件收集，其中
通过由所述曝光前单元曝光所述图像承载构件的表面，在所述图像承载构件的表面的刷子接触部分上形成表面电势以便满足|Vb|<|Va|，其中
Va表示所述图像承载构件的在所述图像承载构件的旋转方向上在所述转印部分的下游和所述刷子部分的上游的一侧上的表面电势，并且
Vb表示所述图像承载构件的在所述图像承载构件的表面的刷子接触部分上的表面电势。
23.根据权利要求22所述的成像设备，其中
通过所述曝光前单元对所述图像承载构件的表面的曝光，在所述图像承载构件的表面的在所述图像承载构件的旋转方向上在所述刷子接触部分的中间部分的下游侧上的区域上形成表面电势Vb以便满足|Vb|<|Va|。
24.根据权利要求22或23所述的成像设备，其中，所述充电构件在所述充电部分中与所述图像承载构件接触。
25.根据权利要求22或23所述的成像设备，其中
所述刷子具有基底织物和纱线部分，所述纱线部分包括从所述基底织物延伸的多根纱线，并且
所述纱线部分的密度等于或大于150kF/inch2。
26.一种成像设备，所述成像设备包括：
图像承载构件，所述图像承载构件构造成被驱动旋转；
充电构件，所述充电构件构造成面对所述图像承载构件的表面以形成充电部分并且对所述图像承载构件的表面进行充电；
显影构件，所述显影构件构造成将充电成常规极性的显影剂进给到被所述充电构件充电的所述图像承载构件的表面以形成显影剂图像；
转印构件，所述转印构件构造成在所述转印构件与所述图像承载构件之间形成转印部分，以将所述显影剂图像从所述图像承载构件转印到被转印构件；
刷子，所述刷子构造成在所述图像承载构件的沿所述图像承载构件的旋转方向在所述转印部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上的表面上形成位于所述刷子与所述图像承载构件之间的刷子接触部分并且在所述刷子接触部分处与所述图像承载构件接触；
电压施加单元，所述电压施加单元构造成向所述刷子施加具有常规极性的电压；以及
曝光前单元，所述曝光前单元构造成曝光所述图像承载构件的在所述图像承载构件的旋转方向上在所述刷子接触部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上的表面，
其中，在将所述显影剂图像转印到所述被转印构件之后，残留在所述图像承载构件的表面上的显影剂被所述显影构件收集，其中
通过由所述曝光前单元曝光所述图像承载构件的表面，形成表面电势以便满足|Vbmax|>|Vbd|，其中
Vb表示所述图像承载构件的在所述图像承载构件的表面的刷子接触部分上的表面电势，
Vbmax表示所述图像承载构件的在所述刷子接触部分的由所述曝光前单元曝光的曝光区域的在所述图像承载构件的旋转方向上的上游侧端部部分处的表面电势，并且
Vbd表示所述图像承载构件在所述图像承载构件的表面的区域的在所述图像承载构件的旋转方向上的下游侧端部部分附近的表面电势，在所述区域中所述曝光区域和所述刷子接触部分彼此重叠。
27.一种成像设备，所述成像设备包括：
图像承载构件，所述图像承载构件构造成被驱动旋转；
充电构件，所述充电构件构造成面对所述图像承载构件的表面以形成充电部分并且对所述图像承载构件的表面进行充电；
显影构件，所述显影构件构造成将充电成常规极性的显影剂进给到被所述充电构件充电的所述图像承载构件的表面以形成显影剂图像；
转印构件，所述转印构件构造成在所述转印构件与所述图像承载构件之间形成转印部分，以将所述显影剂图像从所述图像承载构件转印到被转印构件；
刷子，所述刷子构造成在所述图像承载构件的在所述图像承载构件的旋转方向上在所述转印部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上的表面上形成位于所述刷子与所述图像承载构件之间的刷子接触部分并且在所述刷子接触部分处与所述图像承载构件接触；
电压施加单元，所述电压施加单元构造成向所述刷子施加具有常规极性的电压；以及
曝光前单元，所述曝光前单元构造成曝光所述图像承载构件的在所述图像承载构件的旋转方向上在所述刷子接触部分的下游和所述充电部分的上游的一侧上的表面，
其中，在将所述显影剂图像转印到所述被转印构件之后，残留在所述图像承载构件的表面上的显影剂被所述显影构件收集，其中
所述图像承载构件的表面的刷子接触部分具有满足|Von|<|Voff|的部分，其中
Von表示在由所述曝光前单元执行曝光的情况下所述图像承载构件的表面电势，并且
Voff表示在未由所述曝光前单元执行曝光的情况下所述图像承载构件的表面电势。
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