充电装置的制作方法

专利名称：充电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将电子照相成像设备的感光器的周向表面充 电到均匀电位的充电装置。
背景技术：
电子照相成像设备包括感光器和用于将该感光器的周向表面充电 到均匀电位的充电装置。该充电装置可以是不接触感光器的非接触式 充电装置。该非接触式充电装置包括电极。对该电极施加高压使该电 极放电，以对该感光器的周向表面充电。产生高压电场的电极的一部 分吸附环境中的灰尘。该电极上的大量灰尘妨碍它正常放电。
JP H11 — 338265A公开了一种包括针式电极和一对衬垫的充电装 置。该电极具有垂直于感光器的周向表面的移动方向排成阵列的多根 针。衬垫支承在电极的针阵列的两侧。衬垫沿针阵列的移动使衬垫接 触针，以便去除针上的灰尘。然而，当通过使清洁件沿感光器的表面 在该电极的第一端与第二端之间往复运动从而清洁该电极时，在清洁 件向外移动的过程中，该电极的高度污染需要大的驱动负荷被施加在 用于使清洁件移动的驱动源上。这样降低了清洁件的位移速度。相反， 在清洁件复位移动过程中，电极已被清洁并且该电极的污染程度降低。 因此，需要将较小的驱动负荷施加在驱动源上，并且清洁件的位移速 度变得比向外移动时的位移速度高。因此，在向外移动和复位移动中 对驱动源施加同样数量的功率导致清洁件在向外移动和复位移动中以 不同的速度移动。
该传统装置包括位于第一端附近的位置传感器。从位置传感器检 测到清洁件向外运动的时间点开始经历了预定时间后，该清洁件沿复
位方向返回。根据该电极的污染程度，这种布置使清洁件从向外方向 颠倒为复位方向，或者在不希望的时候确定为已经返回第一端的那侧 时停止。
这样可能产生以下问题。首先，在向外移动时，可能防止清洁件
到达靠近第二端的目标点，因此，电极2的一些部分可能未被清洁。
第二，在向外移动期间，清洁件可能超过第二端，并且破坏布置在第 二端附近的装置的部件。第三，在复位移动期间，可能防止该清洁件 到达第一端。最后，在复位移动期间，该清洁件可能超过第一端，并 且破坏布置在第一端附近的装置的部件。
本发明的特征是提供一种充电装置，该充电装置高效地清洁电极， 同时防止破坏装置。

发明内容
根据本发明一个方面的充电装置包括长电极、清洁件、定时装 置、驱动源、负荷测量装置以及控制装置。该电极安装在感光器的表 面上。该清洁件安装成沿电极的长度，可以在从该电极的第一端到 第二端的向外方向运动，并且可以在从第二端到第一端的复位方向运 动，同时与该电极接触。定时装置测量从清洁件沿向外方向通过第一 点时的向外通过时间开始经历的时间。第一点靠近第一端。在向外通 过时间之后，该驱动源使清洁件以向外方向移动第一时间周期，然后 使清洁件返回原位置。负荷测量装置测量在使清洁件移动时对驱动源 施加的驱动负荷。根据当清洁件从第一点移动到沿向外方向定位的第 二点时对驱动源施加的驱动负荷的总和，控制装置控制驱动源的运动， 以使清洁件在靠近第二端的预定目标点从向外方向变为为复位方向。


图1是包括根据本发明实施例的充电装置的成像设备的剖视图2A是该充电装置的正面剖视图，而图2B是该装置的相关部分 的右侧视图3是示出清洁辊的清洁操作的示意图； 图4是该装置的右侧视图5是示出当清洁辊向外移动和复位移动时对电机施加的驱动负 荷的说明图；以及
图6是示出控制装置执行的部分步骤的流程图。
具体实施例方式
下面，将参考

本发明的优选实施例。图1是包括根据本 发明实施例的充电装置1的成像设备100的剖视图。在用户选择的复 印机模式、打印机模式以及传真机模式之任一模式下，设备100均在 纸张(包括诸如OHP的记录介质)上形成图像。该设备可以将图像打 印在纸张的两面上。
设备100包括文档读取部分10、输纸部分20、成像部分30、出 纸部分40以及操作面板部分(未示出)。在设备100的顶部上，部分 10具有玻璃稿台11、文档盘12以及光学扫描系统13。系统13具有光 源14、反射镜15A至15C、光学透镜16以及电荷耦合器件(CCD) 17。 光源14对放置在稿台11上或者从文档盘12开始在文档传输路径R上 传输的原始文档辐照光。反射镜15A至15C反射该文档反射的光，并 使该光对准透镜16。透镜16使该反射光聚焦在CCD 17上。根据反射 光量，CCD 17输出电信号。
在该设备的底部，输纸部分20具有输纸盘21和拾取辊22。输纸 盘21内存放在成像过程中要馈送到纸传输路径Sl的纸张。拾取辊22 旋转，以将纸张从输纸盘21馈送到路径S1。
成像部分30位于部分IO下面的手动进纸盘(未示出)附近。部 分30具有激光扫描单元(LSU) 37、感光鼓31以及定影装置36。在 该感光鼓31周围，沿图1中的箭头所示的感光鼓31的旋转方向，以
此顺序布置充电装置l、显影装置33、转印装置34以及清洁单元35。
在输纸盘21上面，出纸部分40具有出纸辊41和出纸盘42。出纸 辊41将路径Sl上传输的纸张输出到出纸盘42。出纸辊41可以沿向前 方向旋转以输出纸张，并且可以反向旋转。在双面图像形成中，出纸 辊41反向旋转，同时在其间挟着通过路径Sl传输的并在其第一面上 带有图像的纸张，从而将该纸张送到纸传输路径S2。因此，该纸张被 翻转，使第二面对着感光鼓31，用于将墨粉图像转印到其上。在出纸 盘42上，出纸辊41输出的纸张堆叠成一堆。
在按下操作面板上的开始键时，设备100使辊22旋转，以将纸张 馈送到路径21。设置在路径Sl上的定位辊51输送被馈送的纸张。
当该纸张的前沿到达辊51时，辊51不旋转。当该纸张的前沿遇 到形成在感光鼓31与该装置34之间的该感光鼓31上的墨粉图像的前 沿时，辊51开始旋转。
根据通过操作面板部分输入的条件，对部分IO读取的图像数据进 行图像处理，然后，将它作为打印数据送到LSU37。装置l将感光鼓 31的表面充电到预定电位。通过利用多角镜(未示出)和透镜(未示 出)对感光鼓31的表面辐照激光束，LSU 37在充电表面上形成静电潜 像。然后，根据该表面上的电位差，粘附在设置在该装置33内的MG 辊33A的周向表面上的墨粉被吸附在感光鼓31的表面上，使得静电潜 像显影为墨粉图像。
装置34将该墨粉图像从感光鼓31转印到纸张上。转印处理之后， 单元35去除并收集残余在感光鼓31上的墨粉。
转印处理之后，该纸张在通过定影装置36时被加热和加压，以使 墨粉图像熔融并定影在纸张上。然后，辊41将该纸张输出到盘42。
图2A是装置1的正面剖视图，而图2B是装置1的相关部分的右 侧视图。装置1包括针式电极2、保持器3、支架4、清洁辊5、螺 丝61、电机62以及外壳7。装置1位于感光鼓31的上方。针式电极2 对应于权利要求中的电极。
电极2是具有多个从其底部向下延伸的针2A的薄金属片。针2A 沿电极2的长度方向规则地间隔开。沿平行于电极2的长度方向的方 向X排列针2A。装置1定位成电极2的长度方向平行于感光鼓31的 轴线。因此，方向X平行于感光鼓31的轴线。电极2的长度比感光鼓 31的周向表面的轴向长度长。
保持器3由诸如树脂的绝缘材料构成。保持器3具有保持部分3A 和终端部分3B。部分3A保持电极2，而且比电极2的两个最末端的针 2A之间的距离长。对于垂直于方向X的平面，部分3A具有如图2A 的阴影线所示的横截面形状。部分3B内存放用于将电极2连接到高压 电源(未示出)的端子(未示出)。
支架4在底部敞开，而且以可滑动的方式安装在部分3A的外部。 支架4具有形成在其内侧表面上的凸块4A和4B。支架4使部分3A在 其上部内表面与凸块4A和4B之间保持垂直，而在内表面之间保持水 平。这样，在垂直于方向X的平面上防止支架4旋转以及其他运动。 在其顶部，支架4具有带内螺纹的孔4C。
对应于权利要求中的清洁件的清洁辊5以可旋转的方式安装在支 架4的下端。例如，辊5包括弹性体，该弹性体含有硬度低于电极2 的材料的硬度而高于诸如墨粉的灰尘的硬度的磨料。针2A的尖端插入 辊5的周向表面内。
辊5可以由合适的弹性体形成，该弹性体通过试验从公知的橡胶
或者树脂材料中选择，条件是，在针2A插入绲5内然后从其抽出时， 该材料弹性地变形而不容易被折断。可以从公知的材料中合适地选择
磨料，条件是，该材料可以从针2A的表面上去除墨粉和灰尘而不破坏
该表面。可以利用公知方法，使该磨料包含在该弹性体内。
螺丝61的后端装配在孔4C内。螺丝61的前端(未示出)从保持 器3的前端凸出。
外壳7在保持器3的长度上延伸，而且覆盖该支架4。外壳7屏蔽 电极2。
在通过容纳在部分3B内的端子，对电极2施加高压时，施加的电 场集中在针2A的尖端，以致该尖端容易放电。这样导致针2A对感光 鼓31的表面放电，从而将该表面充电到预定电位。
至少在两个最末端的针2A之间，与方向X垂直的部分3A剖面 的形状相同。如上所述，支架4安装在部分3A的外部，并防止支架4 在垂直于方向X的平面上旋转和其它运动。至少在这两个最末端的针 2A之间，支架4可以沿部分3A沿方向X滑动。
图3是示出辊5的清洁操作的示意图。针2A的尖端插入由支架4 以可选转的方式支承的辊5的周向表面内。在支架4与辊5 —起沿方 向X移动时，针2A的尖端按顺序插入辊5的表面内。在沿方向X移 动时，针2A作用在其表面上的阻力使辊5旋转。
清洁辊5位于电极2与感光鼓31的周向表面之间。实际上，在不 接触感光鼓31的表面的情况下，辊5的直径可以尽可能大。在辊5沿 方向X移动时，针2A的至少一个尖端插入辊5的周向表面内。这样保 证辊5在沿方向X移动时旋转，从而最小化针2A的尖端对辊5的表面 的破坏以及辊5的表面对针2A引起的变形。
支架4支承辊5，以致针2A插入辊5的表面内深约2.5 mm。在 支架4与辊5—起沿方向X移动时，针2A的尖端逐渐插入辊5内，然 后，逐渐从其抽出。在针2A的尖端插入辊5并从辊5抽出时，其整个 表面接触辊5的弹性体，因此，被包含在该弹性体内的磨料摩擦。因 为在针2A顺序插入辊5内并从辊5抽出时，辊5旋转，所以至少相邻 针2A以不同的位置插入辊5。这样保证针2A尖端的整个表面被清洁。
图4是该装置1的右侧视图。螺丝61位于装置1的顶部，而且基 本上沿保持器3的总长度延伸。如上所述，螺丝61的后端装配在孔4C 内。保持器3还包括形成在其前端的安装部分9。部分9的外形与部分 3B的外形几乎相同。部分9具有形成在顶部的支座9A。螺丝61的前 端装配在支座9A内。
在装置1安装在设备100上时，在感光鼓31的周向表面上，部分 3B和9位于成像区域W外。同原时，在辊5不清洁针2A的备用状态 下，支架4位于被设置在区域W外的位置。因此，支架4和部分3B 和9不妨碍在感光鼓31的表面上成像。
可以以正向和反向旋转的电机62使螺丝61旋转。
支架4被防止在垂直于方向X的平面上相对于保持器3移动，而 且被防止绕沿方向X的轴线旋转。螺丝61的扭矩被变换为使支架4沿 其轴线移动的力。电机62使螺丝61以正向和反向旋转，从而使支架4 在部分3A上沿方向X往复运动。在这种往复运动过程中，针2A的尖 端顺序插入正在旋转的辊5的表面内。通过在预定时间起动电机62， 可以自动清洁电极2。
在针2A的尖端插入辊5并从辊5抽出时，其整个表面接触辊5。 这样保证针2A尖端的整个表面被清洁而不使针2A变形并引起纤维吸 附在针2A上。
图5是示出在使辊5向外移动和复位移动时对电机62施加的驱动 负荷的说明图。螺丝61通过齿轮63和64连接到电机62。通过齿轮 63和64，电机62使螺丝61旋转。在电机62使螺丝61旋转，以使支 架4移动时，负荷测量装置72测量对电机62施加的驱动负荷。将装 置72的测量结果送到控制装置71。
定时器73连接到装置71,以将定时数据发送到装置71。定时器 73对应于权利要求中的定时装置。存储器77也连接到装置71。存储 器77内存储了诸如关于基准驱动负荷(即，在电极2未被灰尘污染时 在支架4移动期间对电机62施加的驱动负荷)以及要在先前清洁操作 与即将到来的清洁操作之间的时段内打印的纸张数量的数据。
支架4的原位置65被设置在电极2的长度上靠近第一端75的预 定位置。在备用状态下，支架4处于原位置65。位置传感器74位于在 向外方向P接近并位于位置65的下游的第一点75A。传感器74分别 检测在向外方向P和复位方向Q上移动的支架4，并将移动数据送到 装置71。
与第一端75相对，预定目标点76A设置在电极2的长度上靠近第 二端76的位置。支架4被设计成沿方向P从位置65起动，在点76A 折返，并沿方向Q返复位置65。
位置65和点75A和76A位于成像区域W的外部。
利用传感器74，装置71检测以向外方向P通过点75A的支架4。 利用定时器73，装置71还测量从支架4向外通过时开始经历的时间周 期。从向外通过时间开始经历了第一预定时间周期后，通过以反向旋 转电机62，装置71使支架4以复位方向Q返回。
在支架4以方向P移动时，电极2的污染程度高。因此，为了使
支架4在方向P上移动，对电机62施加大驱动负荷，如图5中的粗实 线81所示。相反，在支架4以方向Q移动时，污染程度较低，因为在 支架4向外移动期间，电极2已经被清洁。因此，对电机62施加较小 的驱动负荷以使支架4以方向Q移动。
图6是示出装置71执行的部分步骤的流程图。收到打印请求后(步 骤S1)，装置71把先前清洁操作之后累加的打印张数M1与响应该请 求要打印的张数M2相加，求得数量M3 (步骤S2)。在先前清洁操作 之后打印的张数达到预定数量M4时，装置71开始清洁操作。在装置 71将数量M3与数量M4进行比较(步骤S3)，而且确定数量M4不 等于或者小于数量M3时，即，数量M3小于数量M4时，则装置71 执行打印操作(步骤S4)，并将数量M3确定为数量M1 (步骤S5)。
当在步骤S3确定数量M4等于或者小于数量M3时，通过使电机 62以正向旋转，装置71使支架4以方向P移动(步骤S6)。在检测 到支架4以方向P通过传感器74时(步骤S7)，装置71使定时器73 开始时间测量，同时开始合计装置72测量得的驱动负荷(步骤S8)。
存储器77内存储当电极2的污染程度是预定污染程度时，支架4 从第一点75A移动到目标点76A花费的时间M5。时间M5对应于权利 要求中的第一时间周期。装置71计算当支架4以方向P移动时间M5 的一半时间的时点的驱动负荷(步骤S9)。此时，可以认为支架4位 于原位置65与目标点76A之间的中点79，即，接近对着感光鼓31的 轴向中心部分的位置。点79对应于权利要求中的第二点。
如上所述，存储器77在其内部存储基准驱动负荷，g卩，在电极2 未被灰尘污染时，在支架4移动期间，对电机62施加的驱动负荷。存 储器77内还存储根据电极2的各个污染程度的每一个供应到电机62
的功率与从位置65到点79的基准驱动负荷总和与从位置65到点79 的驱动负荷总和的差值之间的关系。
装置71将从位置65到点79的基准驱动负荷的总和与实际测量的 从位置65到点79的驱动负荷的总和进行比较(步骤S10)，并对供应 到电机62的功率进行调节(步骤Sll)。
例如，实际测量的驱动负荷的总和与基准驱动负荷的总和之间的 差值越大，则供应到电机62的功率约高，以提高支架4的位移速度。 相反，该差值越小，供应到电机62的功率越小，以降低支架4的位移 速度。
这种速度调节允许支架4在以方向P移动了时间M5后位于点76A 附近，以便防止支架4不能到达点76A，而且防止支架4超过第二端 76。这样保证电极2的较小部分未被辊5清洁，而且因此以提高的效 率清洁电极2，同时防止破坏装置1在端部76周围的部分。
装置71确定支架4以已调节的位移速度到达点76A花费的时间 (步骤S12)。
存储器77内还存储在从位置65到点79向外移动期间对电机62 施加的驱动负荷的总和与在复位移动期间对电机62施加的功率之间的 关系。根据从位置65到点79的向外移动期间的驱动负荷的总和，装 置71求得在复位移动期间供应到电机62的功率总量(步骤S13)。
装置71确定支架4以已调节的功率到达位置65花费的时间(步 骤S14)。
经过步骤S12确定的时间后，S卩，经历了支架4以已调节的位移 速度到达点76A花费的时间后(步骤S15)，装置71使电机62以反
向旋转(步骤S16)。
装置71将在复位移动过程中要供应到电机62的功率的量调节到 在步骤S13计算的量(步骤S17)。这样允许辊5在复位移动中停止在 更接近位置65的位置，以防止支架4不能到达位置65，并防止支架4 超过第一端75。这样保证电极2的较少部分未被辊5清洁，而且因此 保证以提高的效率清洁电极2，同时防止破坏装置1在端部75周围的 部分。
经过在步骤S14确定的时间加上对应于权利要求中的第二时间周 期的预定额外时间后(步骤S18)，装置71确定传感器74是否检测到 以方向Q移动的支架4 (步骤S19)。
当在步骤S19确定已经检测到支架4时，装置71判定支架4已经 返复位置65并复位定时器73 (步骤S20)。
在确定没有检测到支架4时，装置71判定支架4在位置65与点 76A之间位移中遇到故障，使告警显示在显示部分78上，并停止打印 操作(步骤S21)。
在该实施例中，如上所述，根据从点75A到点79的驱动负荷的总 和，调节要供应到电机62的功率或者支架4返回的时间。如果在太短 的距离内测量驱动负荷，则不能正确测量电极2的污染程度。然而， 在该实施例中，因为根据从点75A到点79的驱动负荷的总和进行测量， 因此正确地测量了污染程度。这样允许正确调节支架4的后续位移速 度，或者反转时间。如果在太长的距离内测量驱动负荷，则必须在短 距离内调节支架4的后续位移速度。这样防止支架4到达点76A，或 者迫使支架4以不合理的高速移动。然而，在该实施例中，根据从点 75A到点79的驱动负荷的总和测量污染程度。这样允许在测量了驱动 负荷后合理调节支架4的位移速度，以使支架4接近点79。
在步骤S11中，可以调节要供应到电机62的功率，以使支架4的 移动速度将利用辊5进行清洁的效率提高到最高。
例如，在步骤S13中，从位置65到点79向外移动期间驱动负荷 的总和越大，则在复位移动期间供应到电机62的功率越高。这是因为， 如果向外移动期间的驱动负荷的总和大，则认为即使在向外移动期间 进行了清洁后，电极2的污染程度仍较高，而且与向外移动期间驱动 负荷的总和小时的情况相比，在复位移动过程中，对电机62施加的驱 动负荷较高。
在步骤S13中，优选的是，对供应到电机62的功率进行设置，使 得与在向外移动过程中相比，在复位移动过程中，支架4的位移速度 较低。这样允许在向外移动过程中迅速清洁电极2，而且在复位移动中 效率高，因为支架4在复位方向上的位移速度较低。因此，可以在短 时间内清洁电极2，而且效率高。
在步骤S11中，装置71可以调节使电机62反转的时间，而不调 节对电机62施加的功率。例如，实际测量的驱动负荷的总和与基准驱 动负荷的总和之间的差值越大，则第一时间周期可以延伸得越长，以 延迟使电机62反转的时间。反之，该差值越小，则第一时间周期可被 削减得越短，以使电机62反转的时间提前。这样也保证电极2的较少 部分不被辊5清洁，而且因此可以高效清洁电极2，同时防止破坏装置 l在端部75周围的部分。
在下面的时间周期的至少之一中，装置71执行使辊5沿电极2移 动的清洁操作刚好在设备100开始加电后的预热时期周期；刚好在 开始打印操作之前的初始化时间周期；以及打印操作刚结束后的后处 理时间周期。在执行打印操作的时间周期之外的预定时间周期内清洁 电极2可以提高图像质量和打印效率。
为了更有效清洁电极2，优选的是，支架4的位移速度较低。
可选地，可以利用电晕充电电极代替针式电极2。在这种情况下， 优选的是，支架4的位移速度较高。
权利要求中的清洁件不必是清洁辊5，但是该件必须是由支架4
以可旋转的方式支承的转动体。
可选地，电机62的尺寸可能小，而且当装置1安装在设备100上 时，电机62电连接到设置在设备100上的电源。可选地，电机62可 以安装在设备100上。在这种情况下，当装置1安装在设备100上时， 螺丝61的后端可以机械连接到电机62的旋转轴。
尽管这样描述了本发明，但是，显然的是，可以以多种方式改变 本发明。不认为这种改变脱离了本发明的精神和质范围，而且下面的 权利要求的范围意在包括对于本技术领域内的技术人员显而易见的所 有这种修改。
权利要求
1.一种充电装置，包括长电极，它安装在感光器的表面上，该电极具有其长度的第一端和第二端；清洁件，该清洁件安装成沿该电极的长度，可以在从该第一端到该第二端的向外方向运动，并且可以在从该第二端到该第一端的复位方向运动，同时与该电极接触；定时装置，用于测量从该清洁件沿向外方向通过第一点的向外通过时间开始所经历的时间，该第一点位于该第一端附近；驱动源，用于在向外通过时间之后使清洁件向外方向移动第一时间周期，并随后使清洁件返回原位置；负荷测量装置，用于测量当清洁件移动时对驱动源施加的驱动负荷；以及控制装置，用于根据当清洁件从第一点移动到沿向外方向定位的第二点时对驱动源施加的驱动负荷的总和，控制驱动源的运动，以使清洁件在靠近第二端的预定目标点从向外方向变为复位方向。
6. 根据权利要求l所述的充电装置，其中其中，在如下情况的至少之一中，该控制装置使清洁件在接触该 电极的同时移动(a) 刚好在充电装置开始加电后的预热周期；(b) 刚好在开始打印操作之前的初始化周期；以及(c) 刚好在打印操作结束后的后处理周期。
7. 根据权利要求l所述的充电装置，还包括支架，用于以可旋 转的方式支承清洁件，其中该电极是具有沿一方向排成阵列的多个针的针式电极， 该支架以可移动的方式沿该针的阵列安装，以及 在移动该清洁件时，该针的尖端顺序插入该清洁件，并随后从该 清洁件顺序抽出。
8. 根据权利要求7所述的充电装置，其中该控制装置将该清洁件在复位移动中的位移速度设置为低于 向外移动中的位移速度。
全文摘要
一种充电装置，包括长电极、清洁件、定时装置、驱动源、负荷测量装置以及控制装置。该电极安装在感光器的表面上。该清洁件安装成沿着电极的长度，可以在从该电极的第一端到第二端的向外方向运动，并且可以在从第二端到第一端的复位方向运动，同时接触该电极。定时装置测量从清洁件沿向外方向通过第一点时的向外通过时间开始所经历的时间。第一点靠近第一端。在向外通过时间之后，该驱动源使清洁件向外方向移动第一时间周期，然后使清洁件返回原位置。负荷测量装置测量当清洁件移动时对驱动源施加的驱动负荷。根据当清洁件从第一点移动到沿向外方向定位的第二点时对驱动源施加的驱动负荷的总和，控制装置控制驱动源的运动，以使清洁件在靠近第二端的预定目标点从向外方向变为为复位方向。
文档编号G03G15/02GK101105668SQ20071012835
公开日2008年1月16日 申请日期2007年7月10日 优先权日2006年7月10日
发明者久世雅人, 山内浩一, 村井宏行, 泷口俊树, 熊谷祐司 申请人:夏普株式会社