带电单元、显影单元和图像形成装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种带电单元、显影单元和图像形成装置，具体提供了一种图像形成装置，包括：感光鼓，被设置在所述图像形成装置的主体上；以及带电单元，被设置在所述感光鼓附近，其中，所述带电单元具有一弯曲形状的针电极，所述弯曲形状的针电极能使所述感光鼓带电。由此可以补偿由于显影辊的弯曲而导致的图像浓度不均匀，同时也不会导致制造和安装的复杂度的增加和制造成本的上升。
【专利说明】带电单元、显影单元和图像形成装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种带电单元、显影单元和图像形成装置，具体地，涉及一种具有弯曲的针电极的带电单元、具有该带电单元的显影单元和图像形成装置。
【背景技术】
[0002]诸如打印机、复印机等的图像形成装置已被人们广泛使用。通常，作为图像形成装置的核心部分之一的显影单元包括感光鼓、带电部、曝光部和显影部。带电单元通常被施加有高电压，从而与感光鼓之间形成强电场以致产生电晕放电，由此使得感光鼓带有电荷；曝光单元将曝光光束(通常为激光束)照射到带电的感光鼓上以形成与相应的颜色对应的静电潜像；显影部向感光鼓上的静电潜像供给相应的色调剂，从而使静电潜像可视化以实现显影；带有经显影的色调剂的感光鼓与中间转印带接触，将色调剂转印到中间转印带上。
[0003]图1是示出根据现有技术的显影单元的部分配置的结构图。如图1所示，该显影单元包括感光鼓10、清洁部12、带电部14和显影部16。在工作时，感光鼓10在驱动单元(未示出)的驱动作用下顺时针旋转，依次经历清洁处理、除电处理、起电处理、曝光处理、显影处理和转印处理六个阶段。在清洁处理阶段，清洁部12上的清洁刮刀12a对感光鼓10进行清洁处理以除去感光鼓10上残留的色调剂；随着感光鼓10瞬时针旋转，在除电处理阶段，除电部(未示出)去除感光鼓10上的残留电荷；随后，在起电处理阶段，感光鼓10旋转到带电部14处，带电部14中的针电极被施加有高电压，以便与感光鼓10之间形成强电场从而产生电晕放电，由此使得感光鼓10带电；随后，在曝光处理阶段，曝光部(未示出)发射出的曝光光束L照射到带电的感光鼓10上以形成与相应颜色对应的静电潜像；随后感光鼓10继续旋转，在显影处理阶段，显影部16的显影辊16a将相应颜色的色调剂G提供到感光鼓10上,从而使感光鼓10上的静电潜像可视化；随后，在转印处理阶段，感光鼓10与中间转印带18配合以将色调剂G转印到中间转印带18上。随着感光鼓10的连续顺时针旋转，不断重复执行上述六个阶段的处理。
[0004]图2是示出图1的显影部16的一部分的局部放大图。图2示出了显影部16中的显影辊(通常为Mg辊)16a、位于显影辊16a附近用于限制附着在显影辊上的色调剂G的刮墨刀16b和感光鼓10。如图2所示，显影辊16a与刮墨刀16b之间存在一间隙M，通过该间隙M来限制附着在显影辊16a上的色调剂G的量；另外，显影辊16a与感光鼓10之间也存在一间隙NO，通过该间隙NO可以控制吸附到感光鼓10上的色调剂G的量。
[0005]然而，当色调剂G通过显影辊16a与刮墨刀16b之间的间隙M时，由于色调剂G的反作用力，显影辊16a和刮墨刀16b均会向着彼此离开的方向受到推动力作用。通常显影辊16a的轴向两端以及刮墨刀16b被固定在图像形成装置的主体上，因而这些部分并不会被推动力移动；然而，显影辊16a沿轴线的中间部分却可能因受到较大的力矩作用而被推动，也即显影辊16a沿轴线发生弯曲。如图2所示，显影辊16a沿轴线的中间部分由于受到色调剂G的反作用力而向着远离刮墨刀16b的方向发生偏移，而且越靠近显影辊16a沿轴线的中点处，发生的偏移量越大。由于显影辊16a的一部分的偏移，显影辊16a与感光鼓10之间的间隙NO也不再保持原来的预设距离，而是随着显影辊16a的偏移量而增大或减小。如图2所示，间隙NO随着显影辊16a的偏移量的增加而变大为NI，且变大的间隙NI越靠近显影辊16a沿轴线的中点处越大。
[0006]由于显影棍16a与感光鼓10之间的间隙NI的不一致性,提供到感光鼓10上的色调剂的量也将出现不均匀，间隙NI越大，提供到感光鼓10上的色调剂的量越少，因此越靠近感光鼓10沿轴线的中央位置，附着的色调剂的量越少，从而导致最终印刷出来的图像上出现浓度不均匀现象。
[0007]在日本特开2012-198578中提供了一种用于解决上述浓度不均匀情况的解决方案，其中，通过安装磁力不同的磁铁使得显影辊16a在长度方向(轴向)上存在磁力差，从而通过显影辊16a在长度方向上的磁力分布的差异来补偿由于显影辊16a的弯曲(间隙NI的不一致性)而导致的图像浓度不均匀。然而，该方案需要采用和布置磁力不同的磁铁，这无疑会使制造和安装的复杂度大大增加，并且将使制造成本上升。
实用新型内容
[0008]本实用新型为解决上述问题而做出，具体提供了一种具有弯曲形状的针电极的带电单元、具有该带电单元的显影单元和图像形成装置。
[0009]根据本实用新型的一种实施方式，提供了一种图像形成装置，包括:感光鼓，被设置在所述图像形成装置的主体上；以及带电单元，被设置在所述感光鼓附近，其中，所述带电单元具有一弯曲形状的针电极，所述弯曲形状的针电极能使所述感光鼓带电。
[0010]在上述图像形成装置中，所述弯曲形状的针电极的长度方向被布置成沿着所述感光鼓的轴线方向。
[0011]上述图像形成装置还包括:显影辊，被设置在所述感光鼓附近以将色调剂传送到所述感光鼓上，其中，所述针电极的弯曲形状对应于所述显影辊的弯曲形状。
[0012]在上述图像形成装置中，若所述显影辊与所述感光鼓之间的最大距离大于预定距离，则所述弯曲形状的针电极向着靠近所述感光鼓的方向弯曲。
[0013]在上述图像形成装置中，若所述显影辊与所述感光鼓之间的最小距离小于预定距离，则所述弯曲形状的针电极向着远离所述感光鼓的方向弯曲。
[0014]在上述图像形成装置中，所述弯曲形状的针电极的弯曲程度取决于所述显影辊与所述感光鼓之间的最大距离或最小距离。
[0015]在上述图像形成装置中，所述显影辊与所述感光鼓之间的最大距离或最小距离偏离预定距离的程度越大，所述弯曲形状的针电极的弯曲程度越大。
[0016]根据本实用新型的另一实施方式，还提供了一种用于图像形成装置的显影单元，包括:感光鼓，被设置在所述显影单元的主体上；以及带电单元，被设置在所述感光鼓附近，其中，所述带电单元具有一弯曲形状的针电极，所述弯曲形状的针电极能使所述感光鼓带电。
[0017]上述显影单元还包括:显影辊，被设置在所述感光鼓附近以将色调剂传送到所述感光鼓上，其中，所述针电极的弯曲形状对应于所述显影辊的弯曲形状。
[0018]根据本实用新型的另一实施方式，还提供了一种用于图像形成装置的带电单元，包括:针电极，具有一弯曲形状且能使所述图像形成装置的感光鼓带电，其中，所述感光鼓被设置在所述图像形成装置的主体上，且所述带电单元被设置在所述感光鼓附近。
[0019]因此，根据本实用新型的上述实施方式既可以补偿由于显影辊的弯曲(间隙NI的不一致性)而导致的图像浓度不均匀，从而消除感光鼓在轴向上的色调剂附着量不均匀的情况，又不会导致制造和安装的复杂度的增加和制造成本的上升。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]结合附图，根据以下详细描述将更加清晰地理解本实用新型的上述和其他方面、特征及其他优势，其中:
[0021]图1是示出根据现有技术的显影单元的部分配置的结构图；
[0022]图2是示出图1的显影部16的一部分的局部放大图；
[0023]图3A和图3B分别是示出根据本实用新型的带电部和感光鼓的配置的正视图和侧视图；
[0024]图4是示出根据本实用新型的针电极的结构的示意图。
【具体实施方式】
[0025]以下将参照附图详细描述本实用新型的各种实施方式。注意，在本说明书和附图中，具有基本相同的功能或结构的部件用相同或类似的附图标记来表示，且省略对这些部件的重复说明。
[0026]如前所述，由于色调剂G在通过显影辊16a与刮墨刀16b之间的间隙M时对显影辊16a的反作用力，显影辊16a沿轴线方向发生弯曲，使得显影辊16a与感光鼓10之间的间隙NI沿轴线方向变得不一致，由此导致提供到感光鼓10上的色调剂的浓度沿轴线方向出现不均匀。本实用新型通过在带电部提供一弯曲的针电极来改变感光鼓的轴线方向上的表面电位分布，从而补偿因间隙NI的不一致性而导致的色调剂的浓度沿轴线方向的不均匀。
[0027]以下参照图3A、图3B和图4来详细描述根据本实用新型的技术方案。图3A和图3B分别是示出根据本实用新型的带电部和感光鼓的配置的正视图(主扫描方向截面图)和侧视图(副扫面方向截面图)；以及图4是示出根据本实用新型的针电极的结构的示意图。
[0028]参照图3A和图3B，根据本实用新型的带电部30包括针电极32和安装该针电极32的带电部壳体34。该带电部30被设置在感光鼓10附近，其中，针电极32沿长度方向具有弯曲形状，如图4所示。该针电极32可以由金属材料制成，也可以由其他能够用作放电材料的任何一种或多种材料制成。针电极32可以具有由每个单独的针排列而成的阵列，或者具有锯齿状的针阵列，但本实用新型不限于此，针电极32可以具有任意形状和排列的针，只要能够实施电晕放电即可。通常，针电极32的长度方向被布置为沿着感光鼓10的轴线方向，以便使针电极32的每个针正对感光鼓10的表面，如图3A所示，然而本实用新型不限于此，本领域技术人员可以根据实际设计需求和个人偏好来布置针电极32的位置以及针电极32上的每个针的位置。
[0029]通常，当带电部30处于工作状态时，高电压生成部(未示出)向带电部30中的针电极32提供高电压，使得针电极32与感光鼓10之间形成强电场，该强电场足以使空气分子电离，从而释放出电子，所释放出的电子或者该电子与其他原子或分子结合而成的阴离子被吸附到感光鼓10的表面，以使得感光鼓10带电。这里所述的使感光鼓10带电的原理仅是一种示例性实施方式，本实用新型不限于此，可以采用任何能够使感光鼓10带电的电晕放电原理，且感光鼓10的表面上所带电荷的极性也可以根据实际设计需求来定。
[0030]由于针电极32的弯曲形状，针电极32与感光鼓10的表面之间的距离将随着该弯曲形状而变化，因此，在电晕放电时，附着在感光鼓10表面上的电荷的分布也将随着针电极32的弯曲形状(针电极32与感光鼓10的表面之间的距离)而变化。通常，针电极32与感光鼓10的表面之间的距离越小，二者之间的电场强度越大，附着在感光鼓10表面上的电荷量也越多。若使附着在感光鼓10表面上的电荷的分布对应于显影棍16a与感光鼓10之间的间隙Nl(参照图2)的分布，则可以补偿因间隙NI的不一致性而导致的色调剂的浓度沿轴线方向的不均匀。
[0031]具体地，若感光鼓10表面上的电荷与色调剂G所带的电荷极性相反，或者色调剂G不带电荷，则显影辊16a与感光鼓10之间可以通过静电吸附作用来传送色调剂G。此时，可以将针电极32设计成向着靠近感光鼓10的方向弯曲，从而由于在长度方向上越接近针电极32的中央位置，针电极32与感光鼓10之间的距离越小，因而在感光鼓10的对应位置上附着的电荷量越大，因此，由于感光鼓10沿轴线方向越接近中央位置附着的电荷量越大，所以感光鼓10越接近中央的位置对色调剂G的吸附力越大，因而更容易将色调剂G传送到感光鼓10上，因此，可以补偿因间隙NI的不一致性而导致的色调剂的浓度沿轴线方向的不均匀。
[0032]然而，上述情况仅是一种实施方式，本实用新型不限于此。例如，图像形成装置也可能被设计成使感光鼓10表面上的电荷与色调剂G所带的电荷极性相同，在这种情况下，显影辊16a与感光鼓10之间通过利用色调剂G与感光鼓10表面的粘附力克服色调剂G与感光鼓10表面上的电荷的静电排斥力来使色调剂G传送到感光鼓10上。在该情况下,可以将针电极32设计成向着远离感光鼓10的方向弯曲，从而由于在长度方向上越接近针电极32的中央位置，针电极32与感光鼓10之间的距离越大，因而在感光鼓10的对应位置上附着的电荷量越少，因此，由于感光鼓10沿轴线方向越接近中央位置附着的电荷量越少，所以感光鼓10越接近中央的位置对色调剂G的静电排斥力越小，因而色调剂G与感光鼓10表面的粘附力更容易克服该静电排斥力以使得色调剂G更容易被传送到感光鼓10上，因此，也可以补偿因间隙NI的不一致性而导致的色调剂的浓度沿轴线方向的不均匀。
[0033]然而，以上仅描述了一种示例性实施方式，本实用新型不限于此。例如，以上描述的是显影辊16a在轴线方向上的两端被固定在图像形成装置主体上的情况，然而，本领域技术人员也可能根据实际设计需求或者个人偏好而在显影辊16a的其他位置(诸如在显影辊16a沿轴线方向的中央位置等)将显影辊16a固定。在这种情况下，显影辊16a在被色调剂G的反作用力推动时，可能会出现其他形式的弯曲，例如显影辊16a与感光鼓10之间的间隔NI出现最大的位置可能并非出现在沿轴线的中点位置，而是根据显影辊16a具体的固定位置而出现在其他位置处。在该情况下，针电极32的弯曲形式优选也被设计成对应于显影辊16a的弯曲形式。
[0034]此外，显影辊16a、刮墨刀16b和感光鼓10的相对位置也可能被设计成使得显影辊16a在受到色调剂G的反作用力时将向着靠近感光鼓的方向弯曲，也即显影辊16a与感光鼓10之间的间隔NI的最小值小于预定设计的值，此时将导致感光鼓10上与间隔NI的最小值对应的位置粘附最多的色调剂G，其他位置处粘附相对较少的色调剂G。此时，可以将针电极32设计成与之前所述的实施方式相反的弯曲形式来补偿因间隙NI的不一致性而导致的色调剂的浓度沿轴线方向的不均匀。本领域技术人员在阅读了本实用新型之后，均可以根据实际设计需求或个人偏好相应地设计出针电极32的弯曲形式。
[0035]综上所述，根据本实用新型的针电极32被设计成对应于显影辊16a的弯曲形状。在感光鼓10表面上的电荷的极性与显影辊16a上的色调剂G所带的电荷的极性被设定的情况下，该针电极32的弯曲方向取决于显影辊16a与感光鼓10之间的最大距离或最小距离。具体地，当感光鼓10表面上的电荷与色调剂G所带的电荷极性相反或者色调剂G不带电荷时，若显影棍16a向着远离感光鼓10的方向弯曲，即显影棍16a与感光鼓10之间的最大距离大于预先设定的显影辊16a与感光鼓10之间的距离，则针电极32将被设计成向着靠近感光鼓10的方向弯曲；若显影棍16a向着靠近感光鼓10的方向弯曲，即显影棍16a与感光鼓10之间的最小距离小于预先设定的距离，则针电极32将被设计成向着远离感光鼓10的方向弯曲。相反，当感光鼓10表面上的电荷与色调剂G所带的电荷极性相同时，若显影棍16a向着远离感光鼓10的方向弯曲，即显影棍16a与感光鼓10之间的最大距离大于预先设定的显影辊16a与感光鼓10之间的距离，则针电极32将被设计成向着远离感光鼓
10的方向弯曲；若显影棍16a向着靠近感光鼓10的方向弯曲，即显影棍16a与感光鼓10之间的最小距离小于预先设定的距离，则针电极32将被设计成向着靠近感光鼓10的方向弯曲。
[0036]此外，根据本实用新型的针电极32的弯曲程度被设计成取决于显影辊16a与感光鼓10之间的最大距离或最小距离。具体地，显影辊16a与感光鼓10之间的最大距离或者最小距离偏离预定距离的程度越大，针电极32的弯曲程度应被设计得越大。本领域技术人员在阅读了本申请之后，显然可以根据实际设计需求或其他因素来相应地设计出各种针电极32，对于本领域技术人员而言，各种针电极32的设计方式将是显而易见的。
[0037]应当理解，上述在各种【具体实施方式】中分别描述的各种特征并不意味着仅能用于某一种实施方式，相反，这些特征是可以相互结合来实现本实用新型的技术方案的。本领域技术人员完全可以根据实施本实用新型的具体情况、个人偏好等因素来适当组合上述各种特征，以实现本实用新型的各种实施方式。
[0038]本领域技术人员应当理解，上述各种实施方式仅是示例性的，并不构成对本实用新型的限定。事实上，只要在所附权利要求或其等同物范围内，可根据设计要求和其他因素进行各种修改、组合、子组合和变更。
【权利要求】
1.一种图像形成装置，其特征在于，包括: 感光鼓，被设置在所述图像形成装置的主体上；以及 带电单元，被设置在所述感光鼓附近， 其中，所述带电单元具有一弯曲形状的针电极，所述弯曲形状的针电极能使所述感光鼓带电。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，所述弯曲形状的针电极的长度方向被布置成沿着所述感光鼓的轴线方向。
3.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，还包括: 显影辊，被设置在所述感光鼓附近以将色调剂传送到所述感光鼓上， 其中，所述针电极的弯曲形状对应于所述显影辊的弯曲形状。
4.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，若所述显影辊与所述感光鼓之间的最大距离大于预定距离，则所述弯曲形状的针电极向着靠近所述感光鼓的方向弯曲。
5.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，若所述显影辊与所述感光鼓之间的最小距离小于预定距离，则所述弯曲形状的针电极向着远离所述感光鼓的方向弯曲。
6.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，所述弯曲形状的针电极的弯曲程度取决于所述显影辊与所述感光鼓之间的最大距离或最小距离。
7.根据权利要求6所述的图像形成装置，其特征在于，所述显影辊与所述感光鼓之间的最大距离或最小距离偏离预定距离的程度越大，所述弯曲形状的针电极的弯曲程度越大。
8.一种用于图像形成装置的显影单元，其特征在于，包括: 感光鼓，被设置在所述显影单元的主体上；以及 带电单元，被设置在所述感光鼓附近， 其中，所述带电单元具有一弯曲形状的针电极，所述弯曲形状的针电极能使所述感光鼓带电。
9.根据权利要求8所述的显影单元，其特征在于，还包括: 显影辊，被设置在所述感光鼓附近以将色调剂传送到所述感光鼓上， 其中，所述针电极的弯曲形状对应于所述显影辊的弯曲形状。
10.一种用于图像形成装置的带电单元，其特征在于，包括: 针电极，具有一弯曲形状且能使所述图像形成装置的感光鼓带电， 其中，所述感光鼓被设置在所述图像形成装置的主体上，且所述带电单元被设置在所述感光鼓附近。
【文档编号】G03G15/02GK203965801SQ201420291675
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】高桥伸彰, 田中芳明 申请人:株式会社东芝, 东芝泰格有限公司