毛刷辊、具备其的清洁单元以及图像形成装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种毛刷辊、具备该毛刷辊的清洁单元以及图像形成装置。毛刷辊通过施加偏压以电吸附方式除去像保持体表面上的转印残留调色剂。该毛刷辊具备旋转轴、辊周面、基布。所述辊周面设置在所述旋转轴的周围。所述基布设置在所述辊周面上，导电线和卷曲加工的绝缘线分别作为起毛部径向突出且堆叠编织。据此，毛刷的毛不容易倾倒，可以抑制外形变化，可以维持长期使用的毛刷辊的清洁性能。
【专利说明】毛刷辊、具备其的清洁单元以及图像形成装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于图像形成装置的清洁单元的毛刷辊、具备该毛刷辊的清洁单元以 及图像形成装置，具体而言，本发明涉及维持长期使用下的毛刷辊的清洁性能的技术。
【背景技术】
[0002] 在具有中间转印带等带状的像保持体的图像形成装置中，先将一次转印在感光体 鼓上的调色剂图像转印在带状的像保持体的表面上，再通过二次转印辊转印在记录纸上。 然后，转印在记录纸上的彩色的调色剂图像在定影部通过热压接定影在记录纸上。这种图 像形成装置中，在二次转印处理后，像保持体表面上残留调色剂、纸粉等异物，通过清洁单 元除去该异物。
[0003] 清洁单元典型地具备摩擦像保持体的毛刷辊、摩擦毛刷辊的清扫辊或回收辊以及 摩擦清扫辊的刮板。像保持体表面的转印残留调色剂带正或负电荷，将其电吸附在施加有 极性相反的偏压毛刷辊上，从像保持体表面除去。通过毛刷辊从像保持体表面除去的调色 齐U，由清扫辊通过静电力以及压接力回收。通过刮板刮取通过清扫辊回收的转印残留调色 剂。
[0004] 例如已知一种清洁装置，其毛刷辊的刷子由导电线和绝缘线的混毛构成，在毛刷 辊上施加与转印残留调色剂的带电极性相反的偏压，通过导电线静电吸引转印残留调色 齐IJ，使其附着而进行回收，通过转印残留调色剂使绝缘线摩擦带电，静电吸引转印残留调色 齐IJ，使其附着而进行回收，除去像保持体表面的异物。
[0005] 如果毛刷辊长期使用，那么长时间的摩擦动作以及反复的转印残留调色剂以及纸 粉的拢入，刷子的毛倾倒，外径变化。其结果是，刷子的顶端难以接触像保持体表面，清洁性 能下降，产生清洁不良。
【发明内容】
[0006] 本发明的一方面涉及的毛刷辊，通过施加偏压以电吸附方式除去像保持体表面上 的转印残留调色剂，
[0007] 所述毛刷辊具备设置在辊表面上的导电性的基布、导电线、卷曲加工的绝缘线，
[0008] 所述导电线以及所述绝缘线交互堆叠编织在所述基布上。
[0009] 另外，本发明的一方面涉及的清洁单元，具有上述的毛刷辊，以电吸附方式除去中 间转印带表面上的转印残留调色剂。
[0010] 另外，本发明的一方面涉及的图像形成装置，具备中间转印带和上述毛刷辊，以电 吸附方式除去所述中间转印带表面上的转印残留调色剂。
[0011] 根据这些发明，毛刷的毛不容易倾倒，可以抑制外形变化，维持长期使用的毛刷辊 的清洁性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是显示本发明的一实施形态涉及的图像形成装置的构造的正面断面图。
[0013] 图2是中间转印带的概略断面图。
[0014] 图3是显示清洁单元的概略构成的内部侧面图。
[0015] 图4是卷绕在毛刷辊的表面上的绒头纱线素材的放大断面图。
[0016] 图5是显示毛刷辊的外径变化的图表。
[0017] 图6是通过图表显示4种毛刷辊的清洁性能的试验结果的图。
【具体实施方式】
[0018] 以下参照附图对本发明的一实施形态涉及的毛刷辊以及具备该毛刷辊的图像形 成装置进行说明。图1是显示本发明的一实施形态涉及的图像形成装置的构造的正面断面 图。
[0019] 本发明的一实施形态涉及的图像形成装置1例如是兼具复印功能、打印功能、扫 描功能、以及传真功能多个功能的复合机。图像形成装置1在装置本体11上具备操作部 47、图像形成部12、定影部13、送纸部14、原稿供应部6、以及图像读取装置5等而构成。
[0020] 操作部47在图像形成装置1可实行的各种动作以及处理的范围内，接收来自操作 者的图像形成动作实行指示、原稿读取动作实行指示等指示。操作部47具备显示对操作者 的操作向导等的显示部473。
[0021] 在图像形成装置1进行原稿读取动作的情况下，图像读取装置5光学读取通过原 稿供应部6供应来的原稿或放置在接触玻璃（原稿放置玻璃）161上的原稿的图像，生成图 像数据。通过图像读取装置5生成的图像数据保存在内设HDD或网络连接的计算机等内。
[0022] 在图像形成装置1进行图像形成动作的情况下，基于通过上述原稿读取动作生成 的图像数据、或从网络连接的计算机、智能手机等用户终端装置接收的图像数据、或存储在 内设HDD内的图像数据等，图像形成部12将调色剂图像形成在送纸部14输送的作为记录 介质的记录纸P上。图像形成部12的图像形成单元12M、12C、12Y以及12Bk分别具备感光 体鼓121、向感光体鼓121供应调色剂的显影装置、容纳调色剂的调色剂盒（未图示）、带电 装置、曝光装置、以及一次转印辊126。
[0023] 在进行彩色印刷的情况下，图像形成部12的洋红色用的图像形成单元12M、青色 用的图像形成单元12C、黄色用的图像形成单元12Y以及黑色用的图像形成单元12Bk，分别 基于由构成图像数据的各自的颜色成分所构成的图像，通过带电、曝光以及显影工序将调 色剂图像形成在感光体鼓121上，通过一次转印辊126将调色剂图像转印在张架在驱动辊 122与从动辊123上的中间转印带125上。中间转印带125相当于像保持体。
[0024] 转印调色剂图像的像保持面设定在中间转印带125的外周面上，中间转印带125 在抵接感光体鼓121的周面的状态下由驱动辊122驱动。中间转印带125与各感光体鼓 121同步，同时在驱动辊122与从动辊123之间环形行进。
[0025] 转印在中间转印带125上的各种颜色的调色剂图像，在调整转印时机后，在中间 转印带125上重叠，形成彩色的调色剂图像。二次转印辊210在夹着中间转印带125的二 次转印辊210与驱动辊122之间的狭缝部N，将形成在中间转印带125的表面上的彩色的调 色剂图像，转印在送纸部14经运送路径190运送来的记录纸P上。然后，定影部13,通过热 压接使记录纸P上的调色剂图像在记录纸P上定影。结束定影处理而完成彩色图像形成的 记录纸P排出至排出托盘151。
[0026] 清洁单元20配置在从动辊123的侧边。清洁单元20在狭缝部N的二次转印处理 之后将残留在中间转印带125上的调色剂纸粉除去。后面详细描述清洁单元20。
[0027] 送纸部14具备多个送纸盒。控制部（未图示）驱动容纳操作者的指示所指定的 尺寸的记录纸的送纸盒的拾取辊145旋转，向上述狭缝部N运送容纳在各送纸盒内的记录 纸P。
[0028] 图2是中间转印带125的概略断面图。中间转印带125是弹性带，由补强层125a、 弹性层125b以及表面保护层125c依次层叠，补强层125a形成在中间转印带125的内侧， 表面保护层125c形成在中间转印带125的外侧。补强层125a采用聚亚酰胺（具体为硬质 聚亚酰胺）、聚偏氟乙稀（PVDF)等树脂膜。弹性层125b采用丁腈橡胶（NBR)、硅橡胶、聚氨 酯橡胶等。而且，因为带表面的表面保护层125c会跟随弹性层125b伸缩故使用柔软的材 料。例如，涂布氟系树脂、特氟龙（注册商标）系树脂等，作为表面保护层125c。
[0029] 通过采用弹性带作为中间转印带125,可以提高画质。但是，由于带表面的表面保 护层125c柔软，存在调色剂的添加材料、纸粉等扎入带表面而附着，带表面变白的缺点。如 果带表面不断变白，那么带表面的电阻值变化，附着在带表面上的调色剂的带电性变化，其 结果是，可能无法完全除去转印残留调色剂。因此，具有这种弹性带的中间转印带125的图 像形成装置1，要求清洁单元20具有特别高的清洁性能，使得带表面不会变白。
[0030] 接着，对清洁单元20的构成进行说明。图3是显示清洁单元20的概略构成的内 部侧面图。
[0031] 清洁单元20在中间转印带125的宽度方向上延伸。清洁单元20具备清洁壳体 200、面向从动辊123配置并摩擦中间转印带125的毛刷辊201、摩擦毛刷辊201的清扫辊 202、摩擦清扫辊202的刮板203、以及螺杆204。
[0032] 毛刷辊201是辊状的毛刷，由未图示的驱动源驱动，沿与中间转印带125的转动方 向相反的方向旋转。另外，毛刷辊201上施加有与中间转印带125表面的转印残留调色剂 的带电极性相反的偏压例如负电位的偏压。由此，毛刷辊201能以静电吸附而除去残留在 中间转印带125的表面上的转印后的残留调色剂、纸粉等异物。
[0033] 清扫辊202由与上述的驱动源相同的驱动源或别的未图示的驱动源驱动，沿与毛 刷辊201的旋转方向相反的方向旋转。另外，清扫辊202上施加有与毛刷辊201上施加的 偏压极性相反的偏压。由此，清扫辊202静电吸附而回收吸附在毛刷辊201上的转印残留 调色剂、纸粉等异物。
[0034] 刮板203抵接清扫辊202的表面，刮取清扫辊202从毛刷辊201回收的转印残留 调色剂、纸粉等异物，使其落在清洁壳体200内。螺杆204由与上述的驱动源相同的驱动源 或别的未图示的驱动源驱动而旋转，最后将落在清洁壳体200内的转印残留调色剂、纸粉 等异物运送至清洁壳体200外。
[0035] 毛刷辊201配置成与从动辊123的旋转轴平行，其以如下方式形成：通过导电性的 海绵、橡胶等在施加有规定的偏压的金属制的轴的周围形成弹性体层，然后，绒头纱线素材 在该弹性体层上螺旋卷绕。
[0036] 图4是卷绕在毛刷辊201的表面上的基布的局部放大断面图。基布201a、导电线 201b以及绝缘线201c作为上述绒头纱线素材设置在毛刷辊201的表面。上述绒头纱线素 材通过在基布201a上将导电线201b和绝缘线201c混合堆叠编织而成。通过堆叠编织将 导电线201b以及绝缘线201c安装在基布201a上。
[0037] 基布201a由未图示的经线以及纬线构成。这些经线以及纬线利用导电性的纤维， 艮P，基布201a具有导电性。导电线201b以及绝缘线201c作为绒头纱线以预先确定的密度 织入经线以及纬线。导电线201b以及绝缘线201c在侧面视图中交互织入基布201a。
[0038] 此外，优选的是，导电线201b以及绝缘线201c的绒毛的高度相同。由此，容易增 加作为接触中间转印带125的表面的绒头纱线的导电线201b以及绝缘线201c的数量，改 善清洁性能。
[0039] 作为导电线201b，采用在腈纶、涤纶等化学合成纤维中添加炭黑等导电性材料而 赋予导电性的导电线。
[0040] 作为绝缘线201c，采用腈纶、涤纶等化学合成纤维生成的绝缘线。绝缘线201c利 用施加卷曲加工的卷曲线。作为卷曲线的绝缘线201c，采用每lm扭转2000?3000次后热 处理的绝缘线。此外，通常的线每lm扭转200?300次。绝缘线201c安装在基布201a上 以支撑邻接的导电线201b。
[0041] 优选的是，增大导电线201b的表面积，以提高异物的吸附性。例如，优选的是，将 由极细的纤维构成的捆用作1根导电线201b。或者，导电线201b可以采用1根纤维中间分 叉的导电线。而绝缘线201c，为了要提高导电线201b的支撑性能而非吸附性因此采用藉由 卷曲而比导电线201b粗的绝缘线。
[0042] 根据如以上方式构成的毛刷辊201，通过在毛刷辊201上施加偏压，导电线201b 可以静电吸附除去中间转印带125表面的转印残留调色剂、纸粉等异物。与导电线201b不 同，对于绝缘线201c，通过偏压施加的吸附力提高的效果低，其通过与转印残留调色剂的摩 擦带电生成的静电引力，静电吸附中间转印带125表面的转印残留调色剂、纸粉等异物。绝 缘线201c的清洁性能虽比导电线201b差，但其经过卷曲加工，形成为比导电线201b粗，故 作为清洁性能优良的导电线201b的支撑件发挥作用。因此，即使长期使用毛刷辊201，毛刷 辊201的刷子毛（导电线201b以及绝缘线201c)也不容易倾倒，抑制毛刷辊201的外径变 化。其结果是，可以维持长期使用的毛刷辊201的清洁性能。
[0043] 具体而言，由于中间转印带125为弹性带，长期使用后，可能因残留调色剂变白， 所以确保毛刷辊201对中间转印带125的表面的清洁性能是重要的。根据本实施形态涉及 的毛刷辊201，刷子线由导电线201b以及绝缘线201c构成，通过绝缘线201c对导电线201b 的支撑，与传统不同，毛刷辊201的刷子毛的直径得以长期保持。因此，可以长期确保毛刷 辊201对中间转印带125的表面的清洁性能，可靠地防止中间转印带125表面的白化。
[0044] 此外，为了使导电线201b的高清洁性能和绝缘线201c的支撑功能并存，导电线 201b以及绝缘线201c的混毛比优选为例如1 :1。
[0045] <验证结果>下面对利用包括如本实施形态的导电线201b与绝缘线201c混毛而 成的绒头纱线素材的4种绒头纱线素材的各毛刷辊，验证长期使用的外径的变化。图5是 显示毛刷辊的外径变化的图表。图表的纵轴表示毛刷辊的外径，横轴表示印刷张数。印刷 张数与使用期间相关，印刷张数越多，可视为使用期间越长。
[0046] 图表中的"SA-7"表示仅由以腈纶为主要成分的纤维构成的导电线堆叠编织的毛 刷辊的外径变化。"TPF"表示仅由以涤纶为主要成分的纤维构成的导电线堆叠编织的毛刷 辊的外径变化。"SA-7+UW"表示由以腈纶为主要成分的纤维构成的导电线和由以涤纶为主 要成分的纤维构成的卷曲加工的绝缘线，以混毛比率1 :1混毛堆叠编织而成的毛刷辊的外 径变化。"TPF+UW"表示由以涤纶为主要成分的纤维构成的导电线和由以涤纶为主要成分 的纤维构成的卷曲加工的绝缘线以混毛比率1 :1混毛堆叠编织而成的毛刷辊的外径变化。 以上所有毛刷辊的初始的外径均为19. 2mm。长期的使用后，毛刷辊的外径会减少。预测发 生清洁不良的下限的外径为17mm。
[0047] 另外，图6显示了上述4种毛刷辊的清洁性能的试验结果。试验分别在高温高湿 环境下和常温环境下，在印刷张数为〇张、10万张、30万张以及60万张的张数时，印刷2张 高印字率的图像，再接着印刷6张白纸。以在该印刷的白纸上是否产生图像图案的残像的 方式，评价清洁性能。图6中，分别以" X "表示在高温高湿以及常温的的环境下白纸上均 产生图像图案的残像的情况，"Λ"表示高温高湿下产生的情况，"〇"表示高温高湿以及常 温的的环境均不产生的情况。
[0048] 从图6可以看出，如本实施形态涉及的毛刷辊201那样，导电线与卷曲加工的绝缘 线混毛而成的毛刷辊"SA-7+UW"以及"TPF+UW"，即使印刷张数增加，也维持良好的清洁能 力。
[0049] 另外，从图5可以看出，毛刷辊"SA-7+UW"和"TPF+UW"中，毛刷辊"SA-7+UW"长期 使用后外径变化更少。因此，优选的是，毛刷辊201中，导电线201b采用以腈纶为主要成分 的纤维，绝缘线201c采用以涤纶为主要成分的纤维。
[0050] 如上所述，根据本实施形态，毛刷的毛不容易倾倒，可以维持长期使用的毛刷辊 201的清洁性能。
[0051] 此外，本发明不限于上述实施的形态的构成，可以采用各种的变形。例如，上述实 施形态中，利用复合机对本发明涉及的图像形成装置的一实施形态进行了说明，但这仅为 一个举例，可以利用其他的电子设备，例如打印机、复印机、传真装置等其他的图像形成装 置。
[0052] 另外，利用图1至图6显示上述实施形态的构成以及处理，仅为本发明的一实施形 态，本发明的构成以及处理不限于此。
[0053] 在不脱离本发明的范围和趣旨的情况下，本领域普通技术人员清楚地知道本发明 的各种修正形态和变更形态。另外，应理解，本发明不限于本说明书记载的举例说明的实施 形态。
【权利要求】
1. 一种毛刷辊，通过施加偏压以电吸附方式除去像保持体表面上的转印残留调色剂， 所述毛刷辊具备设置在辊表面上的导电性的基布、导电线、卷曲加工的绝缘线， 所述导电线以及所述绝缘线交互地堆叠编织在所述基布上。
2. 根据权利要求1所述的的毛刷辊，其特征在于， 所述导电线与所述绝缘线的绒毛的高度相同。
3. 根据权利要求1或2所述的的毛刷辊，其特征在于， 所述导电线与所述绝缘线的混毛比为1 :1。
4. 根据权利要求1所述的的毛刷辊，其特征在于， 所述导电线由以腈纶为主要成分的纤维构成， 所述绝缘线由以涤纶为主要成分的纤维构成。
5. 根据权利要求1所述的的毛刷辊，其特征在于， 所述绝缘线经受每lm扭转2000?3000次后热处理，且形成为比所述导电线粗的形 状。
6. 根据权利要求5所述的的毛刷辊，其特征在于， 所述导电线以通过所述绝缘线支撑的状态设置在所述辊的周面上。
7. 根据权利要求2所述的的毛刷辊，其特征在于， 所述导电线与所述绝缘线的混毛比为1 :1， 所述绝缘线经受每lm扭转2000?3000次后热处理，且形成为比所述导电线粗的形 状， 所述导电线以通过所述绝缘线支撑的状态设置在所述辊的周面上。
8. -种清洁单元，具有权利要求1至7任一项所述的毛刷辊，以电吸附方式除去中间转 印带表面上的转印残留调色剂。
9. 一种图像形成装置，具备： 中间转印带；和 清洁单元，其具有权利要求8所述的毛刷辊，以电吸附方式除去所述中间转印带表面 上的转印残留调色剂。
10. 根据权利要求9所述的的图像形成装置，其特征在于， 所述中间转印带为具有树脂制的补强层、层叠在所述补强层的上面的弹性层、和层叠 在所述弹性层的上面的表面保护层的多层构造的带。
【文档编号】G03G21/00GK104216265SQ201410235822
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】东一哲也 申请人:京瓷办公信息系统株式会社