CN117784547A

CN117784547A - 成像设备

Info

Publication number: CN117784547A
Application number: CN202311247011.5A
Authority: CN
Inventors: 小林进介; 髙山利彦; 梅田健介; 铃木彩衣
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2022-09-28
Filing date: 2023-09-25
Publication date: 2024-03-29
Also published as: KR20240044345A; JP2024048801A; US20240111236A1

Abstract

一种成像设备，包括感光鼓、充电构件、显影构件、转印构件、刷、驱动单元、控制单元和存储器。充电构件在充电部分对感光鼓的表面充电。转印构件与感光鼓接触以形成转印部分。驱动单元可旋转地驱动感光鼓。控制单元控制驱动单元执行成像操作。存储器存储关于成像操作的信息。在执行成像操作并且在成像操作之后执行非成像操作的情况下，控制单元基于关于成像操作的信息执行控制，使得多次执行用于在感光鼓被驱动之后停止感光鼓并且重新驱动感光鼓的切换操作。

Description

成像设备

技术领域

本公开涉及一种使用电子照相记录方法的成像设备，例如激光束打印机、复印机和传真机。

背景技术

一种使用电子照相方法的成像设备对用作图像载体的感光鼓进行均匀充电，然后根据图像图案对感光鼓进行曝光，以在感光鼓上形成静电潜像。此后，成像设备通过使用调色剂使感光鼓上的静电潜像显影以显现图像，并将图像转印到诸如纸的记录材料上。作为用于收集留在感光鼓上的残余转印调色剂的手段，无清洁器方法(清洁与显影同时进行的方法)是已知的，其中残余调色剂由显影装置在显影部分收集，然后再利用。在无清洁器方法中，附着在感光鼓上的纸纤维和填料(以下称为“纸屑”)可能会在随后的成像过程中造成麻烦。日本专利申请特开No.2001-189358讨论了一种技术：通过使用与感光鼓的表面接触的刷构件收集感光鼓上的纸屑，从而减少到达转印部分下游的充电部分和显影部分的纸屑量。

然而，日本专利申请特开No.2001-189358中讨论的技术存在以下问题。当在清洁刷与感光鼓接触的构造中进给记录材料时，纸屑积聚在刷夹持部分。然后，积聚的纸屑在刷夹持部分处结成纸屑块。随着纸屑块尺寸的增加，清洁刷不再能够保持纸屑块，并且纸屑块在打印操作期间经过刷，这可能导致图像缺陷。

发明内容

本公开旨在防止由积聚在刷上的纸屑引起的图像缺陷。

通过根据本公开的电子照相成像设备实现防止图像缺陷。

根据本公开的一个方面，一种成像设备包括：能够旋转的感光鼓；充电构件，其被构造为在充电部分处对感光鼓的表面充电；显影构件，其被构造为将调色剂供应到由充电构件充电的感光鼓的表面上；转印构件，其被构造为与感光鼓接触以形成转印部分，并且在转印部分处将供应到感光鼓上的调色剂转印到转印材料上；刷，其被构造为在感光鼓的旋转方向上在转印部分的下游且充电部分的上游与感光鼓的表面接触；驱动单元，其被构造为可旋转地驱动感光鼓；控制单元，其被构造为控制驱动单元执行成像操作；和存储器，其被构造为存储关于成像操作的信息，其中，在执行成像操作并且在成像操作之后执行非成像操作的情况下，控制单元基于关于成像操作的信息执行控制，使得多次执行用于在感光鼓被驱动之后停止感光鼓和重新驱动感光鼓的切换操作。

本公开的其他特征将从以下参考附图对示例性实施例的描述中变得明显。

附图说明

图1是示意性示出根据第一示例性实施例的成像设备的横截面的图。

图2A至2C是示意性示出根据第一示例性实施例的刷构件的图。

图3是根据第一示例性实施例的控制框图。

图4A和图4B分别是示出根据第一示例性实施例的固定刷相对于感光鼓的定向的图。

图5A和5B分别是示出根据第一示例性实施例的刷接触部分处的纸屑状态的图。

图6是示出根据第二示例性实施例的后旋转过程的时序图。

图7A和7B分别是示出根据第二示例性实施例的固定刷相对于感光鼓的定向的图。

具体实施方式

下文将参照附图详细描述本公开的示例性实施例。然而，示例性实施例中描述的元件的尺寸、材料、形状和相对布置不限于此，而是根据应用本公开的设备的构造和其他各种条件按需修改。本公开的范围不限于下面描述的示例性实施例。

1.成像设备

图1是示出根据本公开第一示例性实施例的成像设备100的总体构造的示意图。

根据本示例性实施例的成像设备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。成像设备100包括感光鼓1，该感光鼓1是作为可旋转图像载体的具有鼓形(圆柱形)的电子照相感光构件。当图像输出操作开始时，感光鼓1由驱动马达110(图3)沿箭头R1方向旋转驱动。感光鼓1的外径是24毫米，圆周速度(表面速度)是140毫米/秒。

在感光鼓1和充电辊2相互接触的充电部分a附近，充电辊2将旋转感光鼓1的表面均匀充电至具有正常极性(在本示例性实施例中为负极性)的预定电势，充电辊2是用作充电单元的辊式充电构件。更具体地，由于在感光鼓1的旋转方向上形成在接触部分的上游和下游的充电辊2和感光鼓1之间的小间隙中的至少一个小间隙中发生放电，充电辊2对感光鼓1的表面充电，在接触部分处充电辊2与感光鼓1接触。然而，下面的描述将假设在感光鼓1的旋转方向上充电辊2和感光鼓1彼此接触的接触部分是充电部分a。

充电辊2是由围绕芯金属的导电弹性层形成的弹性辊，设置为与感光鼓1接触，并由驱动马达110(图3)沿图1中的箭头R2方向旋转驱动。尽管根据本示例性实施例，充电辊2被驱动旋转，但是充电辊2可以被构造为根据感光鼓1的旋转而旋转。此外，虽然驱动马达110用作公共驱动源以可旋转地驱动感光鼓1和充电辊2，但是驱动马达可以单独地设置用于感光鼓1和充电辊2中的每一个。由作为充电电压施加单元的充电电源E1(图3)向充电辊2施加具有负极性的作为直流(DC)电压的预定充电电压。根据本示例性实施例，在充电过程期间，向充电辊2施加具有负极性的DC电压作为充电电压。根据本示例性实施例，充电电压被设定为例如-1,200V。因此，根据本示例性实施例，感光鼓1的表面被均匀充电至-600V的暗部电势Vd。

通过作为曝光单元(静电成像单元)的曝光装置(激光曝光单元)4，利用基于图像数据调制的激光束L对感光鼓1的充电表面进行扫描曝光。曝光装置4通过使用激光束l在感光鼓1的主扫描方向(旋转轴线方向)上重复曝光并且还在副扫描方向(表面移动方向)上执行曝光，在感光鼓1上形成静电潜像。根据本示例性实施例，当感光鼓1的表面被曝光装置4曝光时，在感光鼓1的均匀充电表面上形成的暗部电势Vd的绝对值减小，并且变成-100V的亮部电势Vl。在感光鼓1的旋转方向上经受曝光装置4曝光的感光鼓1上的曝光位置是图像曝光部分b。曝光装置4不限于激光扫描仪装置。例如，可以采用具有沿感光鼓1的纵向方向布置的多个发光二极管(LED)的LED阵列。

形成在感光鼓1上的静电潜像由用作显影单元的显影装置3使用调色剂T作为显影剂显影(显现)成调色剂图像。对于作为根据本示例性实施例的显影剂的调色剂T，使用平均粒径为6.4微米且平均圆度为0.98的球形非磁性调色剂。期望本示例性实施例中使用的非磁性调色剂具有较高的平均圆度，更具体地，0.96以上的平均圆度。根据本示例性实施例平均圆度用作定量表示颗粒形状的简单方法。通过使用由Toa Medical Electronics Co.，LTD.制造的流动型颗粒图像分析仪FPIA-2100测量颗粒形状，并且通过以下等式1计算圆度。

(等式1)

圆度(Ci)＝(具有与颗粒数量相同的投影面积的圆的周长)/(颗粒投影图像的周长)

如以下等式2所示，通过将测量的所有颗粒的圆度之和除以颗粒总数获得的值被定义为平均圆度。

(等式2)

平均圆度

显影装置3包括作为显影剂载体和显影构件的显影辊31、作为显影剂供应单元的调色剂供应辊32、用于储存调色剂T的显影剂储存室33和显影刮刀34。储存在显影剂储存室33中的调色剂T被搅拌构件35搅拌，同时被调色剂供应辊32供应到显影辊31的表面上。当供应到显影辊31表面上的调色剂T通过显影辊31和显影刮刀34之间的接触部分时，调色剂T均匀地变薄，并通过摩擦充电而被充电到负极性。尽管在本示例性实施例中采用了单组分非磁性接触显影方法，但是方法不限于此。可以使用双组分非磁性接触方法、非接触显影方法或磁性显影方法。尽管根据本示例性实施例，调色剂的正常极性是负极性，但是构造不限于此。调色剂的正常极性可以是正极性。在这种情况下，电压(如下所述)可以适当地改变为相反的极性。驱动马达110沿逆时针方向(即图1中箭头R3所示的方向)旋转驱动显影辊31，使得在感光鼓1和显影辊31彼此接触的显影部分c处感光鼓1表面的移动方向与显影辊31表面的移动方向一致。作为用于驱动显影辊31的驱动单元的驱动马达110可以是与用于驱动感光鼓1的驱动单元110共用的主马达。可选地，各个不同的驱动马达可以分别旋转感光鼓1和显影辊31。在显影过程中，由作为显影电压施加单元的显影电源E2(图3)向显影辊31施加预定的显影电压(显影偏压)。根据本示例性实施例，显影辊31被施加具有负极性的DC电压作为显影电压。显影过程中的显影电压被设置为-300V。根据本示例性实施例，当感光鼓1被均匀充电然后曝光时，在感光鼓1上形成作为成像部分的曝光表面，在该曝光表面处电势的绝对值减小。然后，被充电到与感光鼓1的充电极性相同的负极性的调色剂附着到曝光表面。这种显影方法被称为逆显影方法。

根据本示例性实施例，显影辊31构造为在显影部分c处与感光鼓1持续接触。然而，显影辊31和感光鼓1可构造为处于接触状态和分离状态。在这种情况下，可以分开提供显影接触和分离机构。在对应于前旋转过程(下面描述)的旋转操作中，感光鼓1可以在显影辊31与感光鼓1分离的状态下旋转。

形成在感光鼓1上的调色剂图像被传递到作为与转印辊5接触的接触部分的转印部分d，转印辊5是作为转印单元的辊式转印构件。根据本示例性实施例，转印辊5由基于丁腈橡胶(NBR)醇的导电海绵橡胶制成，并且具有12mm的外径和30度的硬度(Asker-C，500gf负载)。转印辊5以预定的压力压靠在感光鼓1上。同时，与感光鼓1上的调色剂图像同步，作为转印材料的记录材料P由传送辊8从储存单元6传送到转印部分d。然后，感光鼓1上的调色剂图像通过转印辊5的作用被夹在感光鼓1和转印辊5之间，并且在转印部分d处被转印到被传送的记录材料P上。此时，转印辊5通过转印电源E3(图3)被施加有作为具有与调色剂的正常极性相反的极性(根据本示例性实施例的正极性)的DC电压的预定转印电压。因此，在转印辊5和感光鼓1之间形成电场，并且调色剂图像从感光鼓1静电转印到记录材料P。根据本示例性实施例，该转印过程中的转印电压例如是+1,000V。然后，通过转印辊5和感光鼓1之间形成的电场的作用，调色剂图像从感光鼓1静电转印到记录材料P。

其上转印有调色剂图像的记录材料P被传送至作为定影单元的定影装置9。在定影装置9中，记录材料P被施加热和压力，并且调色剂图像被定影到记录材料P上。

同时，留在感光鼓1上而未被转印到记录材料P上的残余转印调色剂经过作为与刷构件10接触的接触部分的刷部分e，刷构件10在感光鼓1的旋转方向上设置在转印辊5的下游。然后，残余转印调色剂在充电部分a处通过放电被再充电到负极性。带负电的残余转印调色剂随着感光鼓1的旋转到达显影部分c，然后被显影装置3收集。下面将描述根据本示例性实施例的刷构件10。

2.刷构件构造

根据本示例性实施例的刷构件10的构造将在下文中参考图2A至2C进行描述。如图1所示，根据本示例性实施例的刷构件10固定地设置成在感光鼓1的旋转方向上在转印部分d的下游且充电部分a的上游与感光鼓1的表面接触。

如图2A所示，刷构件10具有收集在转印部分d处从记录材料P转移到感光鼓1上的纸屑的功能，以减少可能移动到刷构件10下游侧的充电部分a和显影部分c的纸屑量。然而，在例如连续进给多张记录材料P的情况下，积聚在刷构件10上的纸屑结块。当随后进给记录材料P时，纸屑块经过刷构件10，可能导致充电故障。例如，这种故障表现为纯白图像(全白图像)上的“黑点”。

图2B示意性地示出了沿刷构件10的纵向方向观察时的单独刷构件10，该纵向方向大致平行于感光鼓1的旋转轴线方向。图2C示意性地示出了当沿着纵向方向观察时与感光鼓1接触的刷构件10。

刷构件10的刷部分由固定设置的导电固定刷11形成。固定刷11由包含碳作为导电剂的合成纤维制成的基布11b和交织在基布11b中的由导电尼龙6制成的导电线11a形成。固定刷11设置成与感光鼓1接触，使得固定刷11的纵向方向平行于感光鼓1的旋转轴线方向。固定刷11设置成与感光鼓1接触，使得固定刷11的横向方向平行于感光鼓1的旋转方向。固定刷11与作为刷电压施加单元的刷电源E4(图3)连接。

如图2B所示，在单体状态下，即在没有从外部施加用于弯曲导电线11a的力的状态下，从基布11b到从其暴露的导电线11a的末端的长度为距离L1。根据本示例性实施例，距离L1是6.5mm。固定刷11通过诸如双面胶带的固定装置固定到设置在成像设备100的预定位置处的支撑构件(未示出)，并且设置成使得导电线11a的末端侵入感光鼓1。根据本示例性实施例，上述支撑构件和感光鼓1之间的间隙是固定的。如图2C所示，从固定到支撑构件的固定刷11的基布11b到感光鼓1的最短距离是距离L2。根据本示例性实施例，距离L2和L1之间的差被定义为固定刷11侵入感光鼓1的侵入量，该侵入量为1mm。根据本示例性实施例，如图2B所示，固定刷11在感光鼓1的圆周方向(以下称为“横向方向”)上的长度L3为5mm。

根据本示例性实施例，固定刷11的纵向长度为216mm。这允许固定刷11在感光鼓1的旋转轴线方向上与感光鼓1上的整个成像区域(可形成调色剂图像的区域)接触。根据本示例性实施例，导电线11a具有2丹尼尔的粗细度和240kF/inch²的密度(kF/inch²是刷的密度单位，代表每平方英寸的细丝数量)。

尽管根据本示例性实施例，固定刷11在感光鼓1的圆周方向(以下称为横向方向)上的长度L3设定为5mm，但固定刷11的长度L3不限于此。例如，长度L3可以根据成像设备或处理盒的工作寿命适当地改变。很明显，固定刷11的横向长度越长，收集纸屑的时间就越长。然而，更大的长度L3要求感光鼓1在圆周方向上的长度更长，使得有必要增加成像设备100的尺寸。由于存在减小成像设备100的尺寸的需求，所以期望与具有24mm外径的感光鼓1接触的固定刷11的长度L3为6mm以下。还期望导电线11a具有150kF/inch²以上的密度。

尽管根据本示例性实施例，固定刷11的纵向长度设定为216mm，但固定刷11的纵向长度不限于此。例如，固定刷11的纵向长度可以根据成像设备100的最大纸张通过宽度而适当改变。

3.图像输出操作

根据本示例性实施例，成像设备100执行图像输出操作(作业),作为响应于来自诸如个人计算机的外部设备(未示出)的单一启动指令在一个或多张记录材料P上形成图像的一系列操作。通常，作业包括成像过程(打印过程)、前旋转过程、在多张记录材料P上形成图像的情况下的片材间隔过程以及后旋转过程。成像过程是指在感光鼓1上形成静电图像、静电图像被显影以形成调色剂图像、调色剂图像被转印然后被定影的时段。该时段对应于成像时段。更具体地，静电图像形成、调色剂图像形成、调色剂图像转印和调色剂图像定影的时刻和位置在成像时段中不同。因此，成像操作可以被定义为直到调色剂图像转印或直到调色剂图像定影的操作。即使在感光鼓1上执行的成像操作完成之后感光鼓1的操作从成像操作改变为非成像操作，操作的改变对已经转印到记录材料P上的图像也没有影响，因此成像操作可以如上所述定义。前旋转过程对应于执行成像过程之前的准备操作的时段。片材间隔过程对应于在连续对多张记录材料P执行成像过程的情况下(在连续成像中)多张记录材料P之间的时段。后旋转过程对应于在成像过程之后执行组织操作(准备操作)的时段。非成像时段对应于除了成像时段之外的时段，并且包括上述前旋转过程、片材间隔过程和后旋转过程，以及预备旋转过程，该预备旋转过程是当成像设备100的电源接通时或者当成像设备100从睡眠模式返回时要执行的准备操作。

4.控制模式

图3是示意性示出根据本示例性实施例的成像设备100的主要部分的控制模式的框图。成像设备100中包括控制单元150。控制单元150包括作为计算控制单元的中央处理单元(CPU)151、作为存储单元的非易失性存储器152、以及用于控制与控制单元150连接的各种部件的信号交换的输入/输出单元(未示出)，计算控制单元用作计算处理中的中央元件。非易失性存储器152用于临时存储控制数据，并用作用于控制的计算处理的工作区。在本示例性实施例中，非易失性存储器152可以存储关于在连续进给多张记录材料的情况下连续进给的片材数量的信息、以及关于由成像设备100进给的片材总数的信息。

控制单元150总体控制成像设备100的操作。控制单元150控制各种电信息信号的发送和接收以及驱动时序，以执行预定的成像序列。成像设备100的每个单元与控制单元150连接。例如，根据本示例性实施例，控制单元150与充电电源E1、显影电源E2、转印电源E3、刷电源E4、驱动马达110和曝光单元4连接。

5.防止纸屑结块的控制

根据本示例性实施例的成像设备100的特征在于执行“停止并重新驱动”控制，用于在后旋转过程中暂时停止感光鼓1的驱动并在150ms后重新驱动感光鼓1。这种控制改变了导电线11a相对于感光鼓1的定向，这使得积聚在固定刷11上的纸屑变松，从而防止纸屑结块。

图4A和图4B分别示出了固定刷11相对于感光鼓1的定向。感光鼓1和固定刷11实际上被设置成使得固定刷11与感光鼓1的曲面接触。图4A和4B示出了感光鼓1与固定刷11的接触表面，假设该接触表面是平面，实际上是曲面。图4A示出了在感光鼓1的驱动状态下固定刷11的定向，图4B示出了在感光鼓1的驱动刚停止之后固定刷11的定向。从图4A和4B可以理解，固定刷11的定向在感光鼓1的驱动状态和停止状态之间是不同的。在驱动状态下，固定刷11在感光鼓1的旋转方向上受到摩擦力，并且导电线11a的末端朝向下游侧弯曲。在停止状态下，摩擦力被释放，并且导电线11a试图通过它们自身的弹力返回到它们的初始状态。

根据本示例性实施例，从导电线11a与感光鼓1接触的接触区域的上游端Nj到下游端Nk的长度被定义为接触夹持部宽度。在这种情况下，处于停止状态(图4B)的上游端Nj的位置比处于驱动状态(图4A)的上游端Nj向感光鼓1的上游侧移动更远。停止状态(图4B)下的接触夹持部宽度L-T1大于驱动状态(图4A)下的接触夹持部宽度L-K1。根据本示例性实施例，上游端Nj移动大约1800微米，下游端Nk移动大约1000微米，因此接触夹持部宽度扩大大约800微米。

尽管根据本示例性实施例，固定刷11设置为与感光鼓1接触，使得其横向方向平行于感光鼓1的旋转方向，但该构造不限于此。例如，固定刷11的横向方向可以相对于感光鼓1的旋转方向倾斜，使得接触夹持部宽度在感光鼓1的驱动状态和停止状态之间变化更大。

通过这种方式，当感光鼓1从驱动状态(图4A)变为停止状态(图4B)时，导电线11a相对于感光鼓1的定向发生变化。更具体地，接触夹持部的上游端Nj向感光鼓1的上游移动，并且导电线11a和感光鼓1之间的接触夹持部宽度增加。然后，积聚在固定刷11上的纸屑通过上述作用变松散。

图5A和5B为图像图，示出了由于固定刷11的定向变化而导致纸屑S散开的状态。图5A是示出当感光鼓1被驱动时纸屑S积聚在固定刷11上的状态的图。如图5A所示，纸屑S可能在感光鼓1的旋转方向上积聚在接触夹持部的上游。图5B是示出当感光鼓1停止时积聚的纸屑S散开的状态的图。这是因为，当感光鼓1停止时，接触夹持部的上游端Nj移动到感光鼓1的上游，并且接触夹持部宽度增加。

即使在进给多张记录材料P后积聚了大量纸屑S的情况下，积聚的纸屑S也会变松散，从而防止纸屑S结块。

6.用于图像评估的比较试验

根据本示例性实施例的“停止并重新驱动”控制的效果将在下文中结合对比示例进行详细描述。

在后旋转过程中执行“停止并重新驱动”控制的情况下(第一示例性实施例)和在后旋转过程中不执行“停止并重新驱动”控制的情况下(第一对比示例)，通过进给1,000张记录材料P进行图像评估的对比测试。对于图像评估中的记录材料P，使用克重为75g/m²的信纸尺寸的XeroxVitality多用途纸。

根据本示例性实施例,“停止并重新驱动”控制中的显影电压设定为+150V。这是为了当停止了感光鼓1并在感光鼓1的表面电势因暗衰减而降低的状态下重新驱动感光鼓1时防止显影辊31上的调色剂在显影部分c处转移到感光鼓1上。尽管根据本示例性实施例，在“停止并重新驱动”控制期间的显影电压是+150V，但是显影电压不限于此。显影电压仅需要满足不将显影辊31上的带负电的调色剂转移到感光鼓1的电势关系。例如，显影电压可以根据感光鼓1的停止时间或感光鼓1的暗衰减幅度而适当地改变。

<表1>

表1示出了在执行单张间歇进给(其中重复执行作为作业的单张进给)、五张间歇进给(其中执行作为作业的五张进给)和十张间歇进给(其中执行作为作业的十张进给)后，评估“黑点”出现的结果。

标记“o”表示没有图像缺陷。标记“Δ”表示出现约1至2mm的小黑点。标记“x”表示出现2mm以上的大黑点。由标记o和Δ指示的结果对应于对图像几乎没有影响的水平。

根据表1中的第一对比示例，随着作业的进给张数从单张进给增加到五张进给以及从五张进给增加到十张进给，由黑点引起的图像劣化程度增加。这是因为随着作业的进给张数的增加，在保持驱动状态的状态下，积聚的纸屑量增加，并且积聚的纸屑可能结块。

另一方面，根据第一示例性实施例，在单张间歇进给和五张间歇进给中不会出现黑点。在以10张间歇进给方式进给801张后，出现Δ水平的黑点。可以理解，通过在后旋转过程中执行“停止并重新驱动”控制，防止了黑点的出现。

7.本示例性实施例的效果

如上所述，根据本示例性实施例，在后旋转过程中执行“停止并重新驱动”控制可使积聚在刷构件上的纸屑变松散，从而防止纸屑结块。这可以防止纸屑形成大块，因此可以防止诸如黑点的图像缺陷。

此外，分散的纸屑中的细小纸屑(尺寸为100微米以下)可通过刷构件10，然后由显影辊31收集，从而可减少积聚在刷构件10上的纸屑总量。分散固定刷11中的纸屑允许成像设备100被有效地维护，而不会在局部积聚大量纸屑，因此可以延长成像设备100的工作寿命。

可产生上述效果的本示例性实施例的构造如下所述。

根据本示例性实施例的成像设备100包括可旋转感光鼓1、用于在充电部分a处对感光鼓1的表面充电的充电辊2和用于将调色剂供应到由充电辊2充电的感光鼓1的表面上的显影辊31。成像设备100还包括转印辊5，该转印辊5与感光鼓1接触以形成转印部分d，并将供应到感光鼓1上的调色剂转印到作为转印材料的记录材料P上。成像设备100还包括在感光鼓1的旋转方向上在转印部分d的下游且充电部分a的上游与感光鼓1的表面接触的刷构件10(以下也称为“刷10”)。成像设备100包括用于可旋转地驱动感光鼓1的驱动单元110、以及用于控制驱动单元110执行成像操作的控制单元150。控制单元150执行以下控制以实现成像操作。在成像操作之后执行的非成像操作中，控制单元150控制驱动单元110多次执行切换操作，用于在感光鼓1被驱动之后停止感光鼓1并重新驱动感光鼓1。在执行包括第一成像操作和要在第一成像操作之后执行的第二成像操作的成像操作的情况下，控制单元150执行以下控制。在第一和第二成像操作之间执行的非成像操作中，控制单元150控制驱动单元110多次执行切换操作，用于在感光鼓1被驱动之后停止感光鼓1并重新驱动感光鼓1。在执行切换操作的情况下，控制单元150控制刷10将定向改变到当感光鼓1被驱动时的第一定向以及当感光鼓1停止时的第二定向。刷10是固定到作为感光鼓1的支撑构件的框架上的刷，或者是通过加压弹簧施加有预定压力以压靠感光鼓1的压力刷。

尽管上文以本公开应用于DC充电式成像设备的示例情况为重点描述了本示例性实施例，但本公开不限于此，还可应用于使用由叠加的DC和AC电压(DC和AC分量)组成的振荡电压作为充电电压的AC充电式成像设备。

尽管根据本示例性实施例，上文仅将DC分量描述为显影电压，但显影电压可以是由叠加的DC和AC电压(DC和AC分量)组成的振荡电压。

尽管在本示例性实施例中，非磁性单组分显影剂用作调色剂，即显影剂，但磁性单组分显影剂也适用。

此外，在本示例性实施例中，使用了由含碳合成纤维制成的基布11b和交织在基布11b中的导电尼龙6制成的导电线11a构成的刷11。可选地，也可以使用不导电的刷。刷11可以具有任何结构，只要刷11的定向可以通过“停止并重新驱动”控制充分改变。根据本示例性实施例，刷11具有2丹尼尔的粗细度、240kF/inch²的密度、6.5mm的导电线长度(L1)和1mm的侵入量。此外，期望不仅考虑定向的变化，还考虑纸屑收集效率和调色剂通过特性来确定刷构造。当导电线11a太细(细度小)时，刷11不太能阻挡纸屑。在这种情况下，纸屑经过刷11并干扰充电辊2对感光鼓1的充电，这可能导致图像缺陷。另一方面，当导电线11a太粗时，调色剂通过性能变差，导致调色剂粘在刷11上。如果粘附的调色剂散开，可能会导致故障，如设备内部出现污迹。因此，期望导电线11a具有1至10丹尼尔的粗细度；考虑到导电线11a在低温环境下跟随感光鼓1的表面的柔性，更期望1至6丹尼尔的粗细度。根据上述刷结构，期望接触夹持部的上游端Nj移动500微米以上，其下游端Nk移动300微米以上，因此接触夹持部宽度扩大200微米以上。

尽管在本示例性实施例中，使用了固定设置在感光鼓1上的固定刷11，但也可使用用于向感光鼓1施加预定压力的压力刷。

尽管根据本示例性实施例，成像设备100包括感光鼓1、显影装置3、充电辊2和刷10，但处理盒的形式也适用。更具体地，本示例性实施例也适用于被构造为附接到成像设备100和从成像设备100拆卸的处理盒，处理盒包括感光鼓1、显影装置3、充电辊2和刷10。此外，本示例性实施例还可应用于包括鼓盒和显影盒的构造，该鼓盒包括感光鼓1、充电辊2和刷10，该显影盒包括显影装置3。在这种情况下，鼓盒和显影盒都可以附接到成像设备100和从成像设备100拆卸，或者任一个盒可以附接到成像设备100和从成像设备100拆卸。

下文将描述本公开的第二示例性实施例。根据本示例性实施例的成像设备100的基本构造和操作与根据第一示例性实施例的成像设备100的基本构造和操作相同。因此，对于根据本示例性实施例的成像设备100，具有与根据第一示例性实施例的成像设备100相同或相应功能或构造的元件被赋予与根据第一示例性实施例的成像设备100相同的附图标记，并且将省略其详细描述。

根据本示例性实施例，图3所示的刷电源E4在后旋转过程中执行的“停止并重新驱动”控制中向刷构件10施加刷电压。

下文将描述成像过程中的刷电压控制。

1.刷电压控制

根据本示例性实施例的刷构件10施加有预定的刷电压，作为具有负极性的DC电压。刷电源E4可以向刷构件10施加例如由叠加的DC和AC分量组成的电压。根据本示例性实施例，成像过程中的刷电压是-300V。同时，在片材通过转印部分d之后，感光鼓1的表面电势是大约-50V。因此，由于刷电压和感光鼓1的表面电势之间的电势差，从转印部分d传送的残余转印调色剂的带正电荷的调色剂主要在刷部分e处被刷构件10收集。同时，带负电的调色剂在刷部分e处被吸引向感光鼓1，并通过刷部分e。已经经过刷部分e的调色剂通过在充电部分a处的均匀放电而具有期望的带负电的电荷。然后，调色剂被传送到显影部分c。由于感光鼓1的表面上的暗部电势(Vd)和显影电压(Vdc)之间的电势差，传送到显影部分c的非图像区域(未曝光区域)中的调色剂转移到显影辊31，然后被显影装置3收集。如在第一示例性实施例中那样，根据本示例性实施例，暗部电势(Vd)约为-600V，显影电压(Vdc)为-300V。同时，由于感光鼓1的表面上的亮部电势(Vl)和显影电压(Vdc)之间的电势差，图像区域(曝光区域)中的调色剂没有转移到显影辊31，并且作为图像区域随着感光鼓1的旋转被传送到转印部分d，然后被转印到记录材料P上。根据本示例性实施例的亮部电势(Vl)大约为-100V，如在第一示例性实施例中一样。

下文将描述在后旋转过程中通过刷电压防止纸屑结块的控制。

2.防止纸屑结块的控制

图6为示出根据本示例性实施例的后旋转过程的时序图。在图6中，时刻A表示后旋转过程的开始时刻，并且在该时刻的充电电压是-1,200V，与成像过程中的充电电压相同。刷电压为-300V，与成像过程中的刷电压相同。

在时刻B，充电电压断开。这是为了当感光鼓1的驱动停止时防止在充电部分a处的放电可能导致的对感光鼓1的损坏。

在时刻C，刷电压从-300V变为+150V。这是为了通过增加相对于感光鼓1的表面电势(约-600V)的电势差将固定刷11的导电线11a静电吸引到感光鼓1。

尽管根据本示例性实施例，刷电压设定为+150V，但刷电压不限于此。刷电压可以设定为任何值，只要它相对于感光鼓1的表面电势具有电势差。在易受放电影响的环境中，考虑到放电和静电引力之间的平衡，电势差可以等于或低于放电阈值。

在时刻D，感光鼓1的驱动停止。在本示例性实施例中，刷电压在时刻C改变；然而，改变刷电压的时刻可以是任何时刻，只要在感光鼓1的驱动停止时改变刷电压。例如，可以在与感光鼓1的驱动停止的时刻D相同的时刻或随后的时刻改变刷电压。

然后，在自感光鼓1的驱动停止以来已过去150毫秒的时刻E，感光鼓1的驱动再次开始。尽管根据示例性实施例，从感光鼓1的驱动停止时到感光鼓1的驱动重新开始时的时间段b是150毫秒，但是其间的时段不限于此。

在时刻F，充电电压再次接通。此时刻的充电电压为-1,200V。

在时刻G，刷电压从+150V变为-300V。这是为了当感光鼓1上施加充电电压的区域(约-600V)到达刷部分e时防止刷部分e处的放电对感光鼓1造成损坏。

在时刻H，充电电压断开。这是为了当感光鼓1的驱动停止时防止充电部分a处的放电对感光鼓1造成损坏。

最后，在时刻I，感光鼓1的驱动停止，刷电压断开，以结束后旋转过程。尽管根据本示例性实施例，断开刷电压的时刻与感光鼓1的驱动停止的时刻相同，但是该构造不限于此。

图7A和7B分别为示出固定刷11相对于感光鼓1的定向的图。图7A示出了在感光鼓1的驱动状态下固定刷11的定向。图7B示出了感光鼓1的驱动刚刚停止之后(图6中的时刻D和E之间)固定刷11的定向。参考图7A和7B，可以理解，如在第一示例性实施例中那样，固定刷11的定向在感光鼓1的驱动状态和停止状态之间不同。更具体地，图7B中处于停止状态的上游端Nj的位置比根据第一示例性实施例的上游端Nj的位置向感光鼓1的上游侧移动得更远。与第一示例性实施例中描述的情况相比，图7A中的驱动状态下的接触夹持宽度L-K2更大程度地扩大到停止状态下的接触夹持宽度L-T2(图7B)。这是因为当感光鼓1的驱动停止时，相对于感光鼓1的表面电势具有电势差的刷电压被施加到刷构件10。根据本示例性实施例，上游端Nj移动大约3000微米，下游端Nk移动大约1200微米，因此接触夹持部宽度扩大大约1800微米。

如上所述，当感光鼓1的驱动停止时，相对于感光鼓1的表面电势具有电势差的刷电压施加到刷构件10，使得上游端Nj的移动长度大于未施加刷电压的情况。然后，上述作用使得积聚在固定刷11上的纸屑在更宽的范围内散开，从而改进了防止纸屑结块的效果。

3.用于图像评估的对比测试

在后旋转过程中通过向刷构件10施加刷电压来执行“停止并重新驱动”控制的情况下(第二示例性实施例)和在后旋转过程中未向刷构件10施加刷电压来执行“停止并重新驱动”控制的情况下(第二对比示例)，通过进给10,000张记录材料来执行图像评估的对比测试。对于图像评估中的记录材料P，使用克重为75g/m²的信纸尺寸的XeroxVitality多用途纸。

<表2>

表2示出了在执行单张间歇进给(其中重复执行作为作业的单张进给)、五张间歇进给(其中执行作为作业的五张进给)和十张间歇进给(其中执行作为作业的十张进给)之后，评估“黑点”出现的结果。标记“o”表示没有图像缺陷。标记“Δ”表示出现约1至2mm的小黑点。标记x表示出现2mm以上的大黑点。由标记o和Δ指示的结果对应于对图像几乎没有影响的水平。

根据表2中的第二对比示例，在刷电压未施加到刷构件10的情况下，在五张间歇进给中已进给5,001张之后出现Δ水平的黑点，在10张间歇进给中已进给6,001张纸之后出现x水平的黑点。

另一方面，根据第二示例性实施例，在单张间歇进给和五张间歇进给中没有出现黑点，在10张间歇进给中进给了7,001张之后出现Δ水平的黑点。从结果可以理解，当在后旋转过程中执行“停止并重新驱动”控制时，通过将相对于感光鼓1的表面电势具有电势差的刷电压施加到刷构件10，可以进一步防止黑点的出现。

4.本示例性实施例的效果

如上所述，当在后旋转过程中执行“停止并重新驱动”控制时，本示例性实施例可通过将相对于感光鼓1的表面电势具有电势差的刷电压施加到刷构件10上，来分散积聚在刷构件10上的纸屑。这可以防止纸屑结块，因而可以防止在刷夹持部处产生大的纸屑块，从而防止图像缺陷，例如黑点。

此外，分散的纸屑中的细小纸屑(尺寸为约100微米以下)可通过刷构件10，然后由显影辊31收集，从而可减少积聚在刷构件10上的纸屑总量。分散纸屑允许成像设备100被有效地维护，而不会在局部积聚大量纸屑，因此可以延长成像设备100的工作寿命。

可产生上述效果的本示例性实施例的构造如下所述。

根据本示例性实施例的成像设备包括具有导电性的刷10、用于向导电刷10施加电压的刷电源E4(以下也称为“刷电压电源E4”)和用于控制刷电压电源E4的控制单元150。当电刷10的定向从第一定向改变到第二定向时，电压被施加到导电电刷10。

尽管根据本示例性实施例，上文仅描述了DC分量作为显影电压，但显影电压可以是由叠加的DC和AC电压(DC和AC分量)组成的振荡电压。

虽然在本示例性实施例中，使用了由含碳合成纤维制成的基布11b和交织在基布11b中的导电尼龙6制成的导电线11a构成的刷11，但材料不限于此，只要刷11具有导电性即可。如在第一示例性实施例中那样，期望导电线11a具有1至10丹尼尔的粗细度；考虑到导电线11a在低温环境下跟随感光鼓1的表面的柔性，更期望地1至6丹尼尔的粗细度。

下文将描述本公开的第三示例性实施例。根据本示例性实施例的成像设备100的基本构造和操作与根据第一示例性实施例的成像设备100的基本构造和操作相同。因此，对于根据本示例性实施例的成像设备100，具有与根据第一示例性实施例的成像设备100相同或相应功能或构造的元件被赋予与根据第一示例性实施例的成像设备100相同的附图标记，并且将省略其详细描述。如在第二示例性实施例中那样，在本示例性实施例中，执行刷电压控制以将刷电压施加到刷构件10。

在本示例性实施例中，除了根据第二示例性实施例的刷电压控制之外，在后旋转过程中执行的“停止并重新驱动”控制的次数根据单个作业中进给的片材数量(以下称为连续进给张数)而变化。

下文将描述根据本示例性实施例的防止纸屑结块的控制。

1.防止纸屑结块的控制

<表3>

连续进给张数	“停止并重新驱动”控制的次数
		1–4	0
5–9	1
		10以上	2

表3示出了根据本示例性实施例的相对于连续进给张数的“停止并重新驱动”控制的次数。如表3所示，在后旋转过程中执行的“停止并重新驱动”控制的次数随着连续进给张数的增加而增加。这是因为在一项作业中连续进给的张数越多，导致越大量的纸屑积聚在固定刷11上，这使得纸屑更容易结块。

关于“停止并重新驱动”控制执行两次的情况下的驱动、充电电压和电刷电压的控制时刻，在图6所示时序图中在时刻G之后再次执行时刻B和后续时刻的控制，并且其详细说明将省略。

2.用于图像评估的对比测试

在“停止并重新驱动”控制的次数可根据连续进给张数改变的情况下(第三示例性实施例)和在不管连续进给张数如何而执行一次“停止并重新驱动”控制的情况下(第三对比示例)，通过进给10,000张记录材料P来执行图像评估的对比测试。对于图像评估中的记录材料P，使用克重为75g/m²的信纸尺寸的Xerox Vitality多用途纸。

<表4>

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表4示出了在执行重复执行10张进给作为作业的10张间歇进给、执行50张进给作为作业的50张间歇进给和执行100张进给作为作业的100张间歇进给之后，评估“黑点”出现的结果。标记“o”表示没有图像缺陷。标记“Δ”表示出现了约1至2mm的小黑点。由标记o和Δ表示的结果对应于对图像几乎没有影响的水平。参考表3，由于在该评估中所有连续进给张数都是10以上，所以在根据第三示例性实施例的后旋转过程中执行的“停止并重新驱动”控制的次数都是两次。

根据表4中的第三对比示例，在仅执行一次“停止并重新驱动”控制的情况下，在10张间歇进给中进给了7,001张之后，在50张间歇进给中进给了6,001张之后，以及在100张间歇进给中进给了4,001张之后，出现Δ水平的黑点。

另一方面，根据第三示例性实施例，即使在100张间歇进给中也不会出现黑点。因此，结果表明，随着连续进给张数的增加，通过增加在后旋转过程中执行的“停止并重新驱动”控制的次数，可以进一步防止黑点的出现。尽管在本示例性实施例中“停止并重新驱动”控制的次数被设定为最多两次，但是“停止并重新驱动”控制的次数不限于此。例如，考虑到可能产生纸屑的纸张类型和容易产生纸屑的环境，可以适当增加“停止并重新驱动”控制的次数。例如，在以相同进给张数执行相同间歇操作的情况下，在低温低湿环境中可以将“停止并重新驱动”控制的次数设置为比在高温高湿环境中更大的次数。

3.本示例性实施例的效果

如上所述，根据本示例性实施例，随着连续进给张数的增加，通过增加后旋转过程中执行的“停止并重新驱动”控制的次数，可进一步分散积聚在刷构件10上的纸屑。这可以防止纸屑结块，从而可以防止在刷夹持部处产生大的纸屑块，从而防止图像缺陷，例如黑点。

下文将描述根据本示例性实施例的可产生上述效果的构造。

根据本示例性实施例的成像设备100包括可旋转感光鼓1、用于在充电部分a处对感光鼓1的表面充电的充电辊2和用于将调色剂供应到由充电辊2充电的感光鼓1的表面上的显影辊31。成像设备100还包括转印辊5，该转印辊5与感光鼓1接触以形成转印部分d，并将供应到感光鼓1上的调色剂转印到作为转印材料的记录材料P上。成像设备100还包括在感光鼓1的旋转方向上转印部分d的下游且充电部分a的上游与感光鼓1的表面接触的刷10。成像设备100还包括用于可旋转地驱动感光鼓1的驱动单元110、用于控制驱动单元110执行成像操作的控制单元150、以及用于存储关于成像操作的信息的存储器152。控制单元150执行以下控制以实现成像操作。在成像操作之后执行的非成像操作中，控制单元150基于关于成像操作的信息控制驱动单元110多次执行切换操作，用于在感光鼓1被驱动之后停止感光鼓1，然后重新驱动感光鼓1。在执行包括第一成像操作和在第一成像操作之后执行的第二成像操作的成像操作的情况下，控制单元150执行以下控制。在第一和第二成像操作之间执行的非成像操作中，控制单元150基于关于成像操作的信息控制驱动单元110多次执行切换操作，用于在感光鼓1被驱动之后停止感光鼓1，然后重新驱动感光鼓1。在执行切换操作的情况下，控制单元150控制刷10将定向改变到当感光鼓1被驱动时的第一定向以及当感光鼓1停止时的第二定向。刷10是固定到作为感光鼓1的支撑构件的框架上的刷，或者是通过加压弹簧被施加预定压力以压靠感光鼓1的压力刷。关于成像操作的信息指的是在连续进给多张记录材料P的情况下的连续进给张数，并且切换操作的次数被控制为随着连续进给张数的增加而增加。此外，关于成像操作的信息还指由成像设备100进给的总张数，并且切换操作的次数被控制为随着总张数增加而增加。

尽管在本示例性实施例中，使用了由含碳合成纤维制成的基布11b和交织在基布11b中的导电尼龙6制成的导电线11a构成的刷11，但材料不限于此，只要刷11具有导电性即可。如在第一示例性实施例中那样，期望导电线11a具有1至10丹尼尔的粗细度；考虑到导电线11a在低温环境下跟随感光鼓1的表面的柔性，更期望地1至6丹尼尔的粗细度。

下文将描述本公开的一种变型。

根据本变型，除了根据第三示例性实施例根据连续进给张数来改变“停止并重新驱动”控制的次数的控制之外，还进行控制，使得根据成像设备100进给的总张数来改变“停止并重新驱动”控制的次数。

下文将描述根据本变型防止纸屑结块的控制。

1.防止纸屑结块的控制

<表5>

表5示出了根据本变型的“停止并重新驱动”控制的次数与进给总张数和连续进给张数的关系。如表5所示，当进给总张数为4,000以下时，不管连续进给张数如何，“停止并重新驱动”控制的次数被设置为0(零)。这是因为积聚在固定刷11上的纸屑总量小，因此纸屑不太可能结块。以这种方式，仅在必要时执行“停止并重新驱动”控制，而在不必要时不执行该控制，以缩短后旋转过程的时间，这相应地使得可以防止感光鼓1和其他关键部件的退化。尽管在本变型中，当进给的总张数为4000张以下时“停止并重新驱动”控制的次数被设置为0(零)，但是“停止并重新驱动”控制的次数不限于此。根据成像设备100的工作寿命，可以执行“停止并重新驱动”控制的次数适合于进给的总张数和连续进给张数。

2.本变型的效果

如上所述，根据本变型,“停止并重新驱动”控制的次数设置为可变次数，且“停止并重新驱动”控制根据成像设备100进给的总张数执行所需的最小次数。这可以减少后旋转过程的时间，同时防止诸如黑点的图像缺陷，这相应地使得可以防止感光鼓1和其他关键部件的劣化。

尽管上文以本公开应用于DC充电式成像设备的示例情况为重点描述了本变型，但本公开不限于此，还可应用于使用由叠加的DC和AC电压(DC和AC分量)组成的振荡电压作为充电电压的AC充电式成像设备。

如上所述，本公开可防止因积聚在刷上的纸屑导致的图像缺陷。

尽管已参照示例性实施例对本公开进行了描述，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赋予最广泛的解释，以便包含所有这样的变型和等同的结构和功能。

Claims

1.一种成像设备，包括:

能够旋转的感光鼓；

充电构件，其被构造为在充电部分处对感光鼓的表面充电；

显影构件，其被构造为将调色剂供应到由充电构件充电的感光鼓的表面上；

转印构件，其被构造为与感光鼓接触以形成转印部分，并且在转印部分处将供应到感光鼓上的调色剂转印到转印材料上；

刷，其被构造为在感光鼓的旋转方向上在转印部分的下游且充电部分的上游与感光鼓的表面接触；

驱动单元，其被构造为可旋转地驱动感光鼓；

控制单元，其被构造为控制驱动单元执行成像操作；和

存储器，其被构造为存储关于成像操作的信息，

其中，在执行成像操作并且在成像操作之后执行非成像操作的情况下，控制单元基于关于成像操作的信息执行控制，使得多次执行用于在感光鼓被驱动之后停止感光鼓和重新驱动感光鼓的切换操作。

2.根据权利要求1所述的成像设备，其中，在第一成像操作和要在第一成像操作之后执行的第二成像操作被执行作为成像操作并且在第一成像操作和第二成像操作之间执行非成像操作的情况下，控制单元基于关于成像操作的信息执行控制，使得多次执行用于在感光鼓被驱动之后停止感光鼓和重新驱动感光鼓的切换操作。

3.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述刷是固定地设置在感光鼓的支撑构件上的刷，或者是通过加压弹簧施加有预定压力以压靠感光鼓的压力刷。

4.根据权利要求1所述的成像设备，

其中，关于成像操作的信息是在连续进给多张记录材料的情况下的连续进给张数，并且

其中切换操作的次数随着连续进给张数的增加而增加。

5.根据权利要求1所述的成像设备，

其中，关于成像操作的信息是由所述成像设备进给的总张数，并且

其中切换操作的次数随着进给总张数的增加而增加。

6.根据权利要求1所述的成像设备，其中，在执行切换操作的情况下，控制单元控制刷将定向改变到当感光鼓被驱动时的第一定向以及当感光鼓被停止时的第二定向。

7.根据权利要求1所述的成像设备，还包括被构造为向所述刷施加电压的刷电压电源，

其中所述刷是导电刷，并且

其中，在执行所述切换操作的情况下，所述控制单元控制所述刷电压电源向所述导电刷施加所述电压。

8.根据权利要求1所述的成像设备，其中，调色剂是单组分显影剂。

9.根据权利要求1所述的成像设备，其中，充电构件构造成与感光鼓的表面接触，以形成充电部分。

10.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述刷的密度为150kF/inch²以上。