专利名称：充电装置、显影盒及图像形成设备的制作方法
技术领域：
本实用新型的方面涉及一种图像形成设备，更具体地，涉及使用充电管的充电装置。
背景技术：
诸如打印机、传真机、复印机和多功能外部设备的图像形成设备利用电子照相在打印介质上形成预定图像。这样的图像形成设备通常进行充电过程、激光扫描过程、显影过程、转印过程和定影过程，从而形成图像。在充电过程中，充电装置使光电导介质充上预定的电势。在激光扫描过程中，激光扫描装置用光扫描已经充有预定电势的光电导介质，使得对应于打印数据的静电潜像形成在光电导介质上。在显影过程中，显影装置供应调色剂到其上形成有静电潜像的光电导介质上，从而显影调色剂图像。在转印过程中，转印装置将形成在光电导介质上的调色剂图像转印到打印介质。在定影过程中，定影装置将调色剂图像定影到打印介质上，从而在打印介质上形成预定图像。之后，打印介质从图像形成设备排出，完成图像形成操作。通常，充电装置分为使用非接触充电法的装置和使用接触充电法的装置。非接触充电装置通常使用电晕放电。使用电晕放电的充电装置具有使光电导介质均勻充电的优点，但是具有产生诸如臭氧的放电产物的缺点。因此，需要用于处理诸如臭氧的放电产物的额外装置，因此图像形成设备的尺寸增大并且制造成本也增加。接触充电装置使用与光电导介质接触的充电辊，并利用在充电辊与光电导介质之间的小间隙中发生的放电来使光电导介质充电。使用充电辊的充电装置不产生诸如臭氧的放电产物，因为它不使用电晕放电，使得可以实现紧凑的图像形成设备并降低制造成本。然而，存在噪声问题，因为充电辊与光电导介质接触地操作。此外，形成充电辊的一些小分子迁移到光电导介质，因此存在光电导介质被污染的问题。
实用新型内容因此，本实用新型的一方面是提供一种使用充电管的充电装置以及使用该充电装置的图像形成设备。额外的方面和/或优点将在以下的描述中部分阐述，并将部分地从该描述变得显然，或者可以通过实践本实用新型而习知。以上和/或其它的方面通过提供一种充电装置来实现，该充电装置包括充电管， 具有接触光电导介质的外表面并使光电导介质的表面充电；轴，设置在充电管中，充电电压施加到该轴；以及导电构件，连接到轴并接触充电管的内表面。导电构件与充电管的内表面之间的摩擦系数可以小于光电导介质与充电管的外表面之间的摩擦系数，从而防止充电管的滑动现象。充电装置还可以包括弹性构件，该弹性构件将充电管挤压抵靠着光电导介质。轴可以包括凹陷以接收弹性构件。
4[0010] 弹性构件可以固定地插入到凹陷中。 导电构件和弹性构件可以固定地插入到凹陷中。轴可以具有U形横截面。多个凹坑可以形成在导电构件接触充电管的表面和充电管的内表面中的至少一个上。充电管可以包括第一层，接触光电导介质；和第二层，接触导电构件。形成第二层的材料可以不同于形成第一层的材料，使得第二层与导电构件之间的摩擦系数小于第一层与光电导介质之间的摩擦系数。第二层的电阻可以小于第一层的电阻。第一层的电阻可以小于或等于108Ω，第二层的电阻可以小于或等于104Ω。充电管可以由尼龙和导电添加剂形成。充电管可以至少0. Imm厚。充电装置还可以包括游移防止单元，用于防止充电管在轴的长度方向上游移。游移防止单元可以包括延伸部，该延伸部从轴的一端延伸以面对充电管的一端。游移防止单元可以包括延伸部，该延伸部从支撑轴的支撑框架延伸以面对充电管
的一端。游移防止单元和充电管之间的间隙可以大于或等于充电管的整个长度的0. 但小于或等于充电管的整个长度的3%。导电构件可以由弹性金属片形成，该金属片可以具有形成在接触充电管的内表面的部分处的弯曲部分。以上和/或其它的方面还可以通过提供一种充电装置来实现，该充电装置包括 充电管，具有接触光电导介质的外表面并使光电导介质的表面充电；以及轴，接触充电管的内表面，充电电压施加到该轴。充电管可以包括接触光电导介质的第一层和接触所述轴的第二层。形成第二层的材料可以不同于形成第一层的材料，使得第二层与轴之间的摩擦系数小于第一层与光电导介质之间的摩擦系数。以上和/或其它的方面还可以通过提供一种显影盒来实现，该显影盒包括如上所述的充电装置。以上和/或其它的方面还可以通过一种图像形成设备来实现，该图像形成设备包括如上所述的充电装置。
从
以下结合附图对实施例的描述，这些和/或其它的方面以及优点将变得显然并更容易理解，附图中图1是示出根据示范性实施例的图像形成设备的示意图；图2是示出图1的充电装置的示意图；图3是图2的充电装置的一部分的放大图；图4是示出光电导介质的表面电势根据充电电压变化而变化的曲线图；图5是示出充电装置的一端的透视图，用于示出游移防止单元的示例；图6是示出充电装置的一端的透视图，用于示出游移防止单元的另一示例；以及[0034]图7、图8、图9和图10是示出根据另一示范性实施例的充电装置的示意图。
具体实施方式
现在将详细参照本实用新型的实施例，其示例在附图中示出，其中相似的附图标记始终指代相似的元件。实施例在下面描述从而通过参照附图来解释实施例。应当理解， 各个附图没有按比例绘制，为了论述的清晰，各个元件的尺寸可以被任意地增大或减小。图1是示出根据示范性实施例的图像形成设备1的示意图。图像形成设备1可以是用于在打印介质上形成预定图像的各种设备，诸如打印机、传真机、复印机和多功能外部设备。图1还示出打印介质的行进路径2。送纸装置10在其中储存打印介质诸如纸。打印介质通过多个传送辊11沿行进路径2传送。充电装置100使用接触充电法使光电导介质20的表面充电。后面将详细解释充电装置100。激光扫描装置30用光来扫描光电导介质20的表面，从而在光电导介质20的表面上形成对应于打印数据的静电潜像。显影装置40供应调色剂到光电导介质20的其上形成有静电潜像的表面，从而显影调色剂图像。显影装置40可以包括调色剂容器41、调色剂供应辊42、显影辊43和调节刀片44。调色剂容器41在其中容纳调色剂。调色剂供应辊42将容纳在调色剂容器41中的调色剂供应到显影辊43，从而在显影辊43上形成调色剂层。调节刀片44使调色剂层均勻。形成在显影辊43上的调色剂层由于电势差而移动到形成在光电导介质20的表面上的静电潜像，从而显影调色剂图像。转印装置50将形成在光电导介质20的表面上的调色剂图像转印到打印介质。清洁装置60在转印过程之后去除保留在光电导介质20的表面上的调色剂。定影装置70将转印的调色剂图像定影到打印介质上。调色剂图像定影到其上的打印介质通过多个传送辊11被排出到图像形成设备1外面。显影盒80可以整体地包括诸如充电装置100、光电导介质20和显影装置40的元件。在图像形成设备1使用预定时间之后，用户可以去除显影盒80并将新的显影盒重新安装在图形形成设备1中。在此实施例中，显影盒80在其中包括调色剂容器41，但是在另一示范性实施例中，显影盒80可以在其中不包括调色剂容器41。换句话说，可以有额外的调色剂盒用于容纳调色剂，这样的额外调色剂盒可以与显影盒80结合。在此情形下，用户可以分别替换调色剂盒和显影盒80。在下文，将参照图2和图3详细地解释根据第一示范性实施例的充电装置100。图 2是示出图1的充电装置100的示意图，图3是图2的充电装置100的一部分的放大图。充电管110具有中空形状，在其中具有空的空间。充电管110的外表面接触光电导介质20，充电管110以接触充电法使光电导介质20的表面充电。充电管110可以由例如尼龙和导电添加剂形成。导电添加剂可以是碳黑、离子导体等。随着光电导介质20旋转， 充电管110由于充电管110与光电导介质20之间的摩擦也旋转。轴120设置在充电管110中。轴120可以由例如具有导电性的金属材料形成。用于使光电导介质20的表面充电的充电电压从外部电源(未示出)供应到轴120。导电构件130连接到轴120并接触充电管110的内表面。导电构件130可以形成为薄膜。导电构件130可以由具有柔性和导电性的材料形成。施加到轴120的充电电压可以通过导电构件130传输到充电管110。弹性构件140挤压充电管110和导电构件130依靠着光电导介质20。弹性构件 140可以由海绵形成。弹性构件140使充电管110与光电导介质20稳定地接触。充电管110、轴120、导电构件130和弹性构件140的材料和形状仅是示例，应当理解可以对它们进行各种修改。施加到轴120的充电电压通过导电构件130传输到充电管110，因而在充电管110 的外表面与光电导介质20之间的楔形的小间隙中发生放电。尽管光电导介质20是不导电的，但是由于这样的放电现象而在光电导介质20的表面上产生表面电势。施加到轴120的充电电压可以是AC电压、DC电压或者AC电压和DC电压的混合。由于充电电压能够被本领域普通技术人员容易地理解，所以将省略其详细描述。图4是示出光电导介质20的表面电势随充电电压变化而变化的曲线图。从图4 能够看到，表面电势根据施加到轴120的充电电压的变化而线性地改变。如上所述，还能够看到，充电装置100的充电性能适合于图像形成设备1。利用上述放电现象的充电装置100可能引起噪声。具体地，在充电电压为AC电压的情形下，噪声成为严重的问题。为了减小噪声，根据示范性实施例的充电装置100使用中空形状的充电管110而不是充电辊。由于充电管110比充电辊更柔性，所以能够减小在放电期间引起的噪声。此外，由于充电辊的一些小分子迁移到光电导介质，所以使用充电辊的充电装置会污染光电导介质。如果光电导介质被污染，图像质量恶化。这样的迁移现象随着充电管与光电导介质之间的接触力增大而更严重。由于根据示范性实施例的充电装置100使用中空形状的充电管110而不是充电辊，所以充电管110的质量显著小于充电辊的质量。因此， 光电导介质20与充电管110之间的接触力被极大地减小，从而能够防止迁移现象。如图2所示，轴120包括凹陷121以接收弹性构件140并具有U形横截面。导电构件130和弹性构件140固定地插入到轴120的凹陷121中。为了实现这个，凹陷121形成为具有略小于导电构件130和弹性构件140的整个宽度的宽度。在此情形下，不需要用于固定导电构件130和弹性构件140的导电粘合剂，从而能够简化制造工艺并能够降低制造成本。此外，能够防止电阻由于导电粘合剂的存在而增大。根据充电装置100的工作条件可发生充电管110的滑动现象。换句话说，即使光电导介质20很好地旋转，充电管110也可能不旋转。在此情形下，光电导介质20没有被均勻地充电，导致形成在打印介质上的图像的不均勻性。当使用中空形状的充电管110时，减小了充电管110的质量或惯性力矩，使得充电管110灵敏地响应施加到内表面(接触导电构件130的表面)和外表面(接触光电导介质20的表面)的摩擦。因此，滑动现象在充电管110的情形下比在使用充电辊的情形更容易地发生。根据不同的工作条件，诸如温度、接触力和材料组成，施加到充电管110的内表面和外表面的摩擦改变。为了防止充电管110的滑动现象，有必要在各种工作条件下将导电构件130与充电管110的内表面之间的摩擦系数降低得小于光电导介质20与充电管110的外表面之间的摩擦系数。如图3所示，多个凹坑131形成在导电构件130的接触充电管 110的一个表面上。发明人发现，导电构件130和充电管110的内表面之间的摩擦系数由于形成在导电构件130的一个表面上的多个凹坑131而被极大地减小。因而，根据示范性实施例的充电装置100能够防止充电管110的滑动现象和图像质量的恶化。根据另一示范性实施例，多个凹坑可以形成在充电管110的内表面上而不是导电构件130上，或者多个凹坑可以形成在导电构件130和充电管110的内表面两者上。图5是示出充电装置100的一端的透视图，用于示出游移防止单元150的示例。充电管110与光电导介质20接触地旋转，但是不均勻的接触力可能沿轴120的长度方向产生。不均勻的接触力可能使充电管Iio在轴120的长度方向上游移。游移防止单元150能够防止充电管110沿轴120的长度方向游移。如图5所示， 游移防止单元150可以包括从轴120的一端延伸的延伸部151。延伸部151形成为面对充电管110的一端。如果充电管110游移得多于预定距离，则延伸部151防止充电管110游移。虽然没有示出，但是类似于图5的延伸部151的部件可以在充电装置100的另一端处形成在轴120上。由于延伸部151与轴120 —体地形成，所以不需要用于防止充电管110 游移的额外元件，从而能够简化制造工艺并能够降低制造成本。考虑充电管110的热膨胀系数和图像形成区域来设计游移防止单元150和充电管 110之间的间隙“C”。间隙“C”可以大于或等于充电管Iio的整个长度的0. 且小于或等于充电管110的整个长度的3%。如果间隙“C”小于充电管110的整个长度的0. 1%，游移防止单元150会在充电管110热膨胀时挤压充电管110，因此充电管110会变形而无论充电管110的游移是否发生。另一方面，如果间隙“C”大于充电管110的整个长度的3%，充电管110会在游移防止单元150防止充电管110的游移之前遭受大的游移，因此很可能从图像形成区域(换句话说，打印介质的宽度)偏离。如果充电管110的硬度低，则在游移防止单元150防止充电管110的游移时，充电管110的接触游移防止单元150的一端会容易地磨损或者会被损坏。因此，充电管110需要具有大于预定水平的硬度。为了实现这个，优选地，充电管Iio至少0. Imm厚，并且更优选地，充电管110为0. 15mm厚。图6是示出充电装置100的一端的透视图，用于示出游移防止单元150的另一示例。支撑框架85可旋转地支撑光电导介质20并且还支撑充电装置100的轴120。支撑框架85可以是显影盒80的横向框架。如图6所示，游移防止单元150可以包括从支撑框架85延伸的延伸部152。延伸部152形成为面对充电管110的一端。如果充电管110 比预定距离更多地游移，则延伸部152防止充电管110游移。虽然没有示出，但是类似于图 6的延伸部152的部件可以形成在充电装置100的另一端上。由于延伸部152与支撑框架 85 —体地形成，所以不需要用于防止充电管110的游移的额外元件，从而能够简化制造工艺并能够降低制造成本。图7是示出根据第二示范性实施例的充电装置IOOa的示意图。执行与前述实施例相同功能的元件被赋予相同的附图标记，将省略其详细描述。在图2所示的第一示范性实施例中，多个凹坑形成在导电构件130上从而防止充电管Iio的滑动现象，而在图7所示的第二示范性实施例中，充电管110包括第一层111和第二层112，而不是具有形成在导电构件130上的多个凹坑。第一层111接触光电导介质 20，第二层112接触导电构件130。第二层112由与第一层111不同的材料形成，使得第二层112与导电构件130之间的摩擦系数极大地小于第一层111与光电导介质20之间的摩擦系数。因而，能够防止充电管110的滑动现象。在图7的第二示范性实施例中，为了进一步降低第二层112与导电构件130之间的摩擦系数，多个凹坑可以如第一示范性实施例中那样形成在导电构件130上。或者，多个凹坑可以形成在充电管110的第二层112上或者可以形成在充电管110的第二层112和导电构件130两者上。充电管110的电阻应当大于预定水平从而防止产生在充电管110的外表面与光电导介质20之间的楔形小间隙中的放电变成火花放电。然而，如果充电管110的电阻过大， 光电导介质20不能被均勻地充电。为了防止不均勻的充电，调整形成第一层111和第二层 112的材料使得第二层112的电阻小于第一层111的电阻。由于减小了形成在充电管110 的内表面上的第二层112的电阻，所以能够改善电导并能够防止不均勻的充电。优选地，第一层111的电阻小于或等于IO8 Ω，第二层112的电阻小于或等于IO4 Ω。在根据图7的第二示范性实施例的充电管110中，第二层112可以通过涂覆工艺涂覆在第一层111的内表面上。或者，第一层111可以通过涂覆工艺涂覆在第二层112的外表面上。通过此涂覆工艺，第一层111和第二层112可以由不同的材料形成。为此，第一层111和第二层112的电阻和摩擦系数变得不同。这里，采用涂覆工艺来利用不同的材料形成第一层111和第二层112。然而，这仅是示例，充电管110可以通过除了涂覆工艺之外的各种方法来制造。例如，第一层111和第二层112可以单独制造然后彼此结合。尽管在图7的第二示范性实施例中充电管110包括第一层111和第二层112，但是充电管110可以进一步包括在第一层111和第二层112之间的另外的层。图8是示出根据第三示范性实施例的充电装置IOOb的示意图。执行与前述实施例相同功能的元件被赋予相同的附图标记，将省略对其的详细描述。不同于前述示范性实施例，在图8的第三示范性实施例中，不使用导电构件130和弹性构件140。而是，轴120接触充电管110的内表面，更具体地，接触充电管110的第二层 112。因此，施加到轴120的充电电压直接传输到充电管110而没有经过导电构件130。由于省略了导电构件130和弹性构件140，所以能够简化制造工艺并能够降低制造成本。通过用不同的材料形成第一层111和第二层112，使得第二层112与轴120之间的摩擦系数小于第一层111与光电导介质20之间的摩擦系数并且使得第二层112的电阻小于第一层111的电阻。由此，能够防止充电管110的滑动现象和不均勻的充电。此外，为了进一步降低第二层112与轴120之间的摩擦系数，多个凹坑可以形成在轴120接触第一层 111和/或第二层112的部分上。图9是示出根据第四示范性实施例的充电装置IOOc的示意图。执行与前述实施例相同功能的元件被赋予相同的附图标记，将省略对其的详细描述。在第四示范性实施例中，省略了弹性构件140，形成弹性金属片135用于导电构件 130。金属片135可以是不锈钢板(SUS)。金属片135通过充电管110与光电导介质20间接接触。由于金属片135具有弹性，所以金属片135能够在金属片135与光电导介质20之间产生足够的接触力，即使没有弹性构件140存在。[0077]如果金属片135与光电导介质20之间的接触力过度增大，则光电导介质20的表面会损坏并且充电管110会变形。因而，如图9所示，金属片135可以弯曲至少两次。金属片135在接触充电管110的内表面的部分处具有弯曲部13fe。弯曲部13 的曲率半径等于充电管110的曲率半径。由于金属片135与充电管110的内表面之间的摩擦系数由于弯曲部13 而减小，所以充电管110平滑地旋转而没有任何滑动现象。图10是根据第五示范性实施例的充电装置IOOd的示意图。执行与前述实施例相同功能的元件被赋予相同的附图标记，将省略对其的详细描述。图10的第五示范性实施例类似于图2的第一实施例，除了导电构件130的位置之外。仅弹性构件140插入到轴120的凹陷121中。在图10的第五实施例中，导电构件130 结合到轴120的侧表面而不是固定地插入到轴120的凹陷121中，使得导电构件130能够被更稳定地固定。因此，在充电装置IOOd的操作期间防止导电构件130从轴120分离。尽管已经示出并描述了几个实施例，但是本领域技术人员将理解，可以在这些实施例中进行变化而不背离本实用新型的原理和精神，本实用新型的范围在权利要求书及其等同物中限定。本申请要求于2010年8月19日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请 No. 10-2010-0080358的权益，其公开内容通过引用结合于此。
权利要求1.一种充电装置，其特征在于包括充电管，具有接触光电导介质的外表面并使所述光电导介质的表面充电； 轴，设置在所述充电管中，充电电压施加到该轴；以及导电构件，连接到所述轴并接触所述充电管的内表面，其中所述导电构件与所述充电管的所述内表面之间的摩擦系数小于所述光电导介质与所述充电管的所述外表面之间的摩擦系数，从而防止所述充电管的滑动现象。
2.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于还包括弹性构件，该弹性构件将所述充电管挤压抵靠着所述光电导介质。
3.如权利要求2所述的充电装置，其特征在于所述轴包括凹陷以接收所述弹性构件。
4.如权利要求3所述的充电装置，其特征在于所述弹性构件固定地插入到所述凹陷中。
5.如权利要求3所述的充电装置，其特征在于所述导电构件和所述弹性构件固定地插入到所述凹陷中。
6.如权利要求3所述的充电装置，其特征在于所述轴具有U形横截面。
7.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于多个凹坑形成在所述导电构件接触所述充电管的表面和所述充电管的内表面中的至少一个上。
8.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于所述充电管包括第一层，接触所述光电导介质；和第二层，接触所述导电构件，其中形成所述第二层的材料不同于形成所述第一层的材料，使得所述第二层与所述导电构件之间的摩擦系数小于所述第一层与所述光电导介质之间的摩擦系数。
9.如权利要求8所述的充电装置，其特征在于所述第二层的电阻小于所述第一层的电阻。
10.如权利要求9所述的充电装置，其特征在于所述第一层的电阻小于或等于108Ω， 所述第二层的电阻小于或等于104Ω。
11.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于所述充电管由尼龙和导电添加剂形成。
12.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于所述充电管至少0.Imm厚。
13.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于还包括游移防止单元，用于防止所述充电管在所述轴的长度方向上游移。
14.如权利要求13所述的充电装置，其特征在于所述游移防止单元包括延伸部，该延伸部从所述轴的一端延伸以面对所述充电管的一端。
15.如权利要求13所述的充电装置，其特征在于所述游移防止单元包括延伸部，该延伸部从支撑所述轴的支撑框架延伸以面对所述充电管的一端。
16.如权利要求13所述的充电装置，其特征在于所述游移防止单元和所述充电管之间的间隙大于或等于所述充电管的整个长度的0. 但小于或等于所述充电管的整个长度的 3 % ο
17.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于所述导电构件由弹性金属片形成，该金属片具有形成在接触所述充电管的所述内表面的部分处的弯曲部。
18.一种充电装置，其特征在于包括充电管，具有接触光电导介质的外表面并使所述光电导介质的表面充电；以及轴，接触所述充电管的内表面，充电电压施加到该轴， 其中所述充电管包括接触所述光电导介质的第一层和接触所述轴的第二层， 其中形成所述第二层的材料不同于形成所述第一层的材料，使得所述第二层与所述轴之间的摩擦系数小于所述第一层与所述光电导介质之间的摩擦系数。
19.一种显影盒，其特征在于包括如权利要求1至18中任一项所述的充电装置。
20.一种图像形成设备，其特征在于包括如权利要求1至18中任一项所述的充电装置。
专利摘要本实用新型公开了充电装置、显影盒及图像形成设备。该充电装置包括充电管，具有接触光电导介质的外表面并使光电导介质的表面充电；轴，设置在充电管中，充电电压施加到该轴；以及导电构件，连接到轴并接触充电管的内表面。导电构件与充电管的内表面之间的摩擦系数可以小于光电导介质与充电管的外表面之间的摩擦系数，从而防止充电管的滑动现象。
文档编号G03G15/00GK202196265SQ20112030516
公开日2012年4月18日 申请日期2011年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者朱钟和, 朴相珍, 李勇勋, 田仁哲, 都基在 申请人:三星电子株式会社