清洁装置及使用该清洁装置的成像设备的制作方法

专利名称：清洁装置及使用该清洁装置的成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及2001年4月4日申请的日本专利申请号No.2001-106292的主题，该申请所涉及的整个内容在这里都作为参考。
由于调色图像(toner image)的传输效率受到记录纸和中间传输体的电阻值因随着光导鼓和中间传输体的表面状态、温度或湿度变化而产生的波动的影响，所以很难保持100％的调色图像传输效率，并且在传输调色图像以后，残余色粉仍然沉积在调色图像传输源的光导鼓和中间传输体的表面上。这样，目前诸如光导鼓和中间传输体的图像载体已经在调色图像传输部分的下游侧设置清洁装置，以用来在另一个调色图像形成以前去除图像载体上的残余色粉。
作为这种清洁装置，广泛使用的是一种能够将弹性橡胶刀压在光电导体的表面上并且用机械力去除残余色粉的装置。这种刃形清洁装置具有的优点是，机械结构简单，并且因为不需要驱动部件，所以成本低。然而，该种橡胶刀不仅能够去除残余色粉，而且还能够逐渐地削刮待清洁的图像载体的表面，因此这种刃形清洁装置具有对光导鼓的光电导层等造成巨大损害的缺点，缩短了光导鼓的使用寿命。特别是，近年来，从小型化的观点来说使光导鼓的直径更小已经引起人们的注意，而且还有一种在同样数量的打印纸的情况下增加光导鼓的转数的趋势。因此，如果用这种刃形清洁装置，将会更大地缩短光导鼓的使用寿命。
另一方面，除了这种刃形清洁装置，另一种已知的清洁装置是毛刷清洁装置，这样的毛刷清洁装置能够使带有无数滑动毛刷的刷辊与图像载体接触，并且使该刷辊高速旋转，从而机械地去除残余色粉。这样的刷辊是用马达驱动的，通过设立刷辊与待清洁的图像载体之间的大的线性速度比能够提高色粉俘获效率。与使用刃形清洁装置相比，使用这种毛刷清洁装置对图像载体的损害是小的，因此期望光导鼓的使用寿命将延长一些。然而，为了使该刷辊旋转，必须有马达和齿轮组，因此必然增大清洁装置的结构。
近年来，已经大大地发展成像设备的小型化，并且使诸如光导鼓或中间传输体的图像载体的直径更小已经引起人们的注意。因此，期望图像载体表面上的清洁装置更加便利并且能够延长图像载体的使用寿命。从成像设备的小型化和节能的的观点来看，不需要马达等驱动工具的清洁装置是我们期望的。特别是，对于包括与色粉颜色一一对应的光导鼓的串联式彩色复印机或彩色打印机来说，更需要这种清洁装置。

发明内容
因此本发明的一个目的是提供一种清洁装置，该清洁装置能够在没有驱动机构如马达的情况下尽可能充分地俘获色粉，能够有助于实现成像设备的小型化和降低成本，能够减少对图像载体的损害以延长图像载体的使用寿命。
当刷辊滑动地擦洗诸如光导鼓和中间传输主体的旋转体时，从减少旋转体接收的应力的观点来看，可使刷辊只随着旋转体的旋转而转动而不是用诸如马达的驱动源来刷辊转动。如果刷辊是这样随着旋转体的旋转而转动，那么可避免通过马达等驱动装置的外力来滑动地擦洗旋转体的表面层，因此就能尽可能地防止对表面层的损害，可以期望延长旋转体的使用寿命。由于不再需要马达和驱动刷辊所需的齿轮组，因此结构变得简单且紧凑，也能减少制造成本。
然而，为了有效地将沉积在旋转体上的色粉俘获在刷辊中，因此需要用以将色粉从旋转体的表面去除的剪力。由于要求刷辊只随着旋转体的旋转而转动，因此刷辊在刷辊与旋转体之间互相接触位置处的线性速度与旋转体在该位置处的线性速度是大致相同的，因此不能产生足够大的作用于色粉上的剪力。
于是，在本发明中，用于滑动地擦洗旋转体表面的刷辊的滑动毛刷的尖端在周向(circumferential direction)上是倾斜的，因此能够使随着旋转体的旋转而转动的刷辊线性速度得到有效地控制。
依照本发明，提供了一种清洁装置，该清洁装置包括刷辊，刷辊具有大量的相对于旋转轴直立的滑动毛刷，该毛刷能够随着刷辊滑动地擦洗旋转体的表面以去除沉积在旋转体上的色粉。当刷辊不与旋转体相接触时，滑动毛刷的尖端在其周向上是倾斜的。当刷辊与旋转体相接触时，该刷辊不是依靠驱动而自转的，而是随着旋转体的旋转而转动。刷辊在处于刷辊与旋转体之间接触位置处的线性速度不同于旋转体在该位置处的线性速度。
依照该技术方法，当刷辊不与旋转体相接触时，刷辊的滑动毛刷的尖端在周向上是倾斜的。这样，如果刷辊与旋转体相接触并且使旋转体旋转，那么，根据滑动毛刷的倾斜方向、倾斜角度、长度和硬度等，可在某种程度上按照需要对随着旋转体的旋转而转动的刷辊的线性速度进行控制，并且该刷辊的线性速度可以不同于旋转体的线性速度。因此，可以产生作用于沉积在旋转体上的色粉的剪力，而且即使刷辊只随着旋转体的旋转而转动，也能有效地俘获色粉。
如果刷辊的外径是相同的，那么当滑动毛刷的尖端倾斜时，可将滑动毛刷的长度设定得较长，以便能够增加所能俘获并保留在刷辊中的色粉量。
在本发明中，刷辊的滑动毛刷的尖端可以在任何的周向上倾斜。为了使滑动毛刷的尖端沿着旋转体的旋转方向倾斜，可使刷辊的圆周速度低于旋转体的圆周速度；为了使滑动毛刷的尖端沿着与旋转体的旋转方向相反的方向倾斜，可使刷辊的圆周速度高于旋转体的圆周速度。
本发明人意识到，如果刷辊与旋转体之间的线性速度比率是0.6或更小，或者是1.3或更大的话，那么能够有效地俘获沉积在旋转体上的色粉，而且不会使沉积在旋转体上的残余色粉对图像生成操作产生不良影响。
刷辊的外径、滑动毛刷的长度和硬度、旋转体的表面硬度和表面粗糙度可被称为是能够影响随着旋转体的旋转而转动的刷辊的旋转速度的因素。因此，适当地选择这些值可以按照要求调整刷辊与旋转体之间的线性速度比率。
只有滑动毛刷的尖端可以在刷辊的周向上是倾斜的，但是也可使其从根部以一种倾斜状态相对于旋转轴直立。在前一种情况中，可通过使滑动毛刷在垂直于旋转轴的周边的方向上直立然后当加热时仅使滑动毛刷的尖端沿着特定方向被放平来制成刷辊。另一方面，在后一种情况中，可通过围绕旋转轴缠绕具有以一种倾斜状态直立的滑动毛刷的织物来制成刷辊。
为了将色粉从旋转体中俘获到刷辊中，可以只使用根据刷辊与旋转体之间的线性速度差而生成的剪力。然而，刷辊可以由传导性的旋转体和滑动毛刷构成，并且可在刷辊和旋转体之间施加清洁偏压。在这种情况下，可以更有效地将色粉从旋转体中俘获到刷辊中。可以根据被俘获的色粉的电荷极性来适当地选择清洁偏压的电压极性。例如，如果用于形成调色图像(toner image)的色粉带有负极性，则在传输调色图像以后，负极性的色粉残留在光导鼓和中间传输体上。将正极性的清洁偏压施加到刷辊上，从而俘获残余色粉。一些残余色粉会由于传送电流的作用反而带有正极性。因此，如果俘获了具有相反极性的色粉，那么可将负极性的清洁偏压施加到刷辊上。发明人意识到，如果将清洁偏压被施加到刷辊上，那么刷辊的线性速度可升高5％。
在本发明人所申请的清洁装置中，上述的光导鼓和中间传输鼓、光电导体带以及中间传输带可被称为旋转体。近年来，已经利用被施加传输偏压的传输辊将调色图像(toner image)传输到记录纸上；色粉也趋向于从光导鼓和中间传输鼓上沉积到传输辊上。因此，本发明的清洁装置也能用于传输辊。


图1是表示一种包括本发明所涉及的清洁装置的彩色激光束打印机结构的示意图；图2是表示第一刷辊的截面图；图3是表示所述第一刷辊的制造方法的透视图；以及图4是表示带有直立的滑动毛刷的织物的放大截面图。
图1示出了包括本发明所涉及的清洁装置的彩色激光束打印机。在图中，箭头表示旋转元件的旋转方向。
彩色打印机包括由成像设备1、2、3和4组成的主要部分，所述成像设备1、2、3和4具有用于青色(C)、品红(M)、黄色(Y)和黑色(K)四种颜色的光导鼓11、12、13和14；充电辊21、22、23和24，充电辊21、22、23和24可通过与光导鼓11、12、13和14接触来初次充电；用于施加青色(C)激光31、品红(M)激光32、黄色(Y)激光33和黑色(K)激光34的激光装置(未示出)；显像装置41、42、43和44；可与两个光导鼓11和12接触的第一初级中间传输鼓51；可与两个光导鼓13和14接触的第二初级中间传输鼓52；可与第一初级中间传输鼓51和第二初级中间传输鼓52接触的次级中间传输鼓53；以及可与次级中间传输鼓53接触的最终传输辊60。
以恒定的间距布置光导鼓11、12、13和14以使它们具有公共的接触面M。第一初级中间传输鼓51和第二初级中间传输鼓52是这样放置的，即，使它们的转动轴平行于光导鼓11、12、13和14的转动轴，并且相对于具有作为边界的预定对称面的平面是对称的。此外，次级中间传输鼓53是这样放置的，即，使它的转动轴平行于光导鼓11、12、13和14的转动轴。
利用图像处理设备(未示出)扫描对应于各个颜色的图像信息的信号，然后将所述信号输入到激光装置(未示出)，接着所述激光装置(未示出)调制青色(C)激光31、品红(M)激光32、黄色(Y)激光33和黑色(K)激光34，然后将这些激光施加到相应颜色的光导鼓11、12、13和14上。
在光导鼓11、12、13和14周围执行一种已知的用于各个颜色的电子照相成像处理。首先，使用测量直径为20mm的OPC光电导体作为每个光导鼓11、12、13和14并且光导鼓11、12、13和14以95mm每秒的转速转动。例如，如图1中所示，当大约-800V直流电压被施加到充电辊21、22、23和24上时，光导鼓11、12、13和14的表面均匀地带有大约-300V的电压。在该实施例中，在充电辊上只施加了直流分量，但是交流分量也可以被叠加到直流分量上。
作为曝光装置的激光装置将对应于青色(C)、品红(M)、黄色(Y)和黑色(K)四种颜色的激光31、激光32、激光33和激光34分别施加到光导鼓11、12、13和14上，所述每个光导鼓11、12、13和14都包括均衡的表面电势，用以形成对应于各个颜色的输入图像信息的静电潜像。当激光装置记录了静电潜像，光导鼓11、12、13和14上的每个图像曝光部件的表面电势被消除到-60V或更少。
形成于光导鼓11、12、13和14表面上的对应于青色(C)、品红(M)、黄色(Y)和黑色(K)四种颜色的静电潜像被相应的显像装置41、42、43和44显影，并且使在光导鼓11、12、13和14上的青色(C)、品红(M)、黄色(Y)和黑色(K)四种颜色的调色图像(toner image)能够被看到。显像装置41、42、43和44内充有由青色(C)、品红(M)、黄色(Y)和黑色(K)四种颜色的色粉和载体组成的显影剂。当从色粉补充设备(未示出)中向显像装置41、42、43和44供应色粉时，利用螺旋推进器404使所供应的色粉与载体一起被充分搅动并且使它们被摩擦充电。含有许多以预定角度布置的磁极的磁力辊(未示出)以固定状态被布置在显影辊401内。利用能够将显影剂运送到显影辊401的操作杆403使显影剂被运送到显影辊401表面附近，可利用显影剂量调节元件402调节被传送到显影部分的显影剂量。在该实施例中，显影剂量为30-50g/m2，此时，存在于显影辊401中的色粉的电荷量大约为-20到-35μC/g。
在磁力辊的磁力作用下被供应到显影辊401顶部的色粉像是由载体和色粉组成的磁刷，并且该磁刷与光导鼓11、12、13和14接触。对显影辊401施加交流和直流(AC+DC)的显影偏压以将显影辊401上的色粉显影到形成于光导鼓11、12、13和14上的静电潜像上，从而形成调色图像(toner image)。在该实施例中，作为显影偏压，交流(AC)大约为4kHz、1.5kVpp，直流(DC)大约为-230V。
然后，形成于光导鼓11、12、13和14上的青色(C)、品红(M)、黄色(Y)和黑色(K)四种颜色的调色图像(toner image)初次被静电地传输到第一初级中间传输鼓51和第二初级中间传输鼓52上。形成于光导鼓11和12上的青色(C)和品红(M)的调色图像被传输到第一初级中间传输鼓51上，形成于光导鼓13和14上的黄色(Y)和黑色(K)的调色图像被传输到第二初级中间传输鼓52上。因此，从光导鼓11或12所传输的单色图像和由从两个光导鼓11和12所传输的两个颜色的调色图像叠加而成的双色图像都形成在第一初级中间传输鼓51上。同样地，从光导鼓13或14所传输的单色图像和由从两个光导鼓13和14所传输的两个颜色的调色图像叠加而成的双色图像都形成在第二初级中间传输鼓52上。
将调色图像(toner image)从光导鼓11、12、13和14上静电地传输到第一和第二初级中间传输鼓51、52上所需要的表面电势大约为+250V到500V。虽然最佳的表面电势随色粉的带电状态以及周围的温度和湿度而波动，如果色粉的带电量在-20到-35μC/g的范围内，而且设备处于正常的温度和湿度环境中，那么我们期望第一和第二初级中间传输鼓51和52上的表面电势都大约为+380V。第一和第二初级中间传输鼓51和52的直径为42mm，电阻值为大约103Ω，并且是通过在铁、铝等材料制成的金属管上镀覆由导电性硅橡胶等制成的低电阻(R＝102Ω到103Ω)弹性层而形成的。此外，将厚度为3到100μm的氟橡胶层置于低电阻弹性层的表面上作为高释放层(high release layer)，并用硅偶合剂类的粘合剂(底层涂料)对其进行粘合。该高释放层的电阻值为大约R＝105至109Ω。
然后，形成于第一和第二初级中间传输鼓51和52每一个上的单色或双色的调色图像(toner image)第二次被静电地传输到次级中间传输鼓53上。因此，从单色图像到青色(C)、品红(M)、黄色(Y)和黑色(K)四色的调色图像(toner image)的最终调色图像(toner image)形成于次级中间传输鼓53上。
将调色图像(toner image)从第一和第二初级中间传输鼓51、52静电传输到次级中间传输鼓53上所需要的表面电势大约为+600V到1200V。与初次传输模式中一样，最佳的表面电势随色粉的带电状态以及周围的温度和湿度而波动。由于第一和第二初级中间传输鼓51、52与次级中间传输鼓53之间的势差是传输所必需的，因此必须设立一个对应于第一和第二初级中间传输鼓51、52的表面电势的值。如果色粉的带电量在-20到-35μC/g的范围内，而且设备处于正常的温度和湿度环境中，并且如上所述第一和第二初级中间传输鼓51和52上的表面电势都大约为+380V，那么我们期望将次级中间传输鼓53的表面电势设立为+880V，也就是说，将第一和第二初级中间传输鼓51、52与次级中间传输鼓53之间的势差设立为大约+500V。
本实施例中所用的次级中间传输鼓53的直径为42mm，与第一和第二初级中间传输鼓51、52的直径一样，电阻值设立为大约1011Ω。与初级中间传输鼓一样，次级中间传输鼓53也是通过在铁、铝等材料制成的金属管上镀覆由导电性硅橡胶等制成的低电阻(R＝102Ω到103Ω)弹性层而形成的，弹性层的厚度为0.1到10mm。将厚度为3到100μm的由氟橡胶层制成的高释放层(high release layer)镀覆在低电阻弹性层的表面上。这里，必须将次级中间传输鼓53的电阻值设定得高于第一和第二初级中间传输鼓51、52电阻值；否则，次级中间传输鼓53会对第一和第二初级中间传输鼓51、52进行充电，从而使第一和第二初级中间传输鼓51、52的表面电势的控制就变得很困难。
最后，利用最终传输辊60使形成于次级中间传输鼓53上的从单色图像到四色图像的最终调色图像(toner image)第三次传输到穿过纸页输送通道P的纸上。所述纸经过送纸步骤(未示出)，经由纸传输辊90，被送到在次级中间传输鼓53与最终传输辊60之间的辊隙中。在终极传输步骤以后，形成于纸上的最终调色图像(toner image)由熔凝器70定像。成像工艺过程到此完成。
在这样构成的本实施例所涉及的激光束打印机中，本发明所涉及的清洁装置是为光导鼓11、12、13、14和第一和第二初级中间传输鼓51、52而设置的。首先，为光导鼓11设置的清洁装置是第一刷辊215，第一刷辊215具有在金属旋转轴的周边上直立的导电性滑动毛刷。第一刷辊215相对于光导鼓11的旋转方向位于充电辊21的上游以防止色粉沉积在充电辊21上。在第一刷辊215上施加清洁偏压以控制色粉，直到在每个传输部分中的具有相反极性的色粉从光导鼓11的表面被暂时收集以后，启动一个清洁模式(稍后将描述)。也就是说，色粉在显像装置41中和在每个传输步骤中带有负极性电荷，调色图像沿着较高的电势方向被传输。然而，当调色图像反复地穿过每个传输步骤的传输部分时，一些带负电荷的色粉可能带上相反极性的电荷，也就是说，由于帕邢放电(Paschen discharge)或电荷注入反而带上正电荷。这样的带相反极性电荷的色粉不会传输到下个步骤，而是回到上游。最后，色粉被移动到光导鼓11上并通过扩展被沉积在充电辊21上。第一刷辊215是用来在充电辊21之前俘获带相反极性电荷的色粉并且防止色粉沉积在充电辊21上。因此，当形成调色图像时，将低于-300V的-400V电压施加到第一刷辊215上，-300V是光导鼓11的表面电势。
第一刷辊215未装配任何驱动设备，是随着光导鼓11的旋转而旋转，所述光导鼓11的旋转是由滑动毛刷与光导鼓11之间的摩擦力作用而进行的。图2示出了离开光导鼓11的第一刷辊215的截面。第一刷辊215具有滑动毛刷211，滑动毛刷211不是沿着垂直于旋转轴212的方向直立的而是沿着与光导鼓11的旋转方向倾斜的方向直立的。这样，如果光导鼓11随着与光导鼓11相接触的第一刷辊215一起旋转，那么在光导鼓11表面和滑动毛刷211之间出现滑移，从而可使第一刷辊215在光导鼓11与滑动毛刷211之间接触位置处的线性速度低于光导鼓11在该位置处的线性速度。因此，不仅是由于施加清洁偏压而引起的静电感应力作用于沉积在光导鼓11上的色粉上，而且由于第一刷辊215的机械擦洗而引起的剪力也作用于沉积在光导鼓11上的色粉上，所以色粉能被有效地俘获到第一刷辊215上。
可以通过改变滑动毛刷的硬度、植毛密度、长度等等按照要求对由光导鼓11驱动的第一刷辊215的线性速度进行调节。在该实施例中，第一刷辊215的外径被设定为大约10mm，滑动毛刷的长度被设定为大约2mm，光导鼓11的外径被设定为大约20mm，滑动毛刷的粗细度被设定为大约3丹尼尔，植毛密度被设定为200000根毛/平方英寸，在光导鼓11内的毛刷外径的穿透量被设定为0.65mm或更小，从而可使第一刷辊215与光导鼓11的线性速度比率能被稳定在大约0.4。
已经描述了为光导鼓11提供的第一刷辊215；与第一刷辊215具有同样结构的第一刷辊216、217和218是为其他光导鼓12、13和14提供的。
另一方面，第二刷辊220和221分别是为初级中间传输鼓51和52而配备的，第二刷辊220和221都具有在金属旋转轴周边上直立的导电性滑动毛刷。第二刷辊220被布置在一个位置上以在二次传输终止后在光导鼓12之前阻挡初级中间传输鼓51表面上的残余色粉；第二刷辊221被布置在一个位置上以在二次传输终止后在光导鼓14之前阻挡初级中间传输鼓52表面上的残余色粉。将清洁偏压施加到每个第二刷辊220和221上，并且具有与施加到第一刷辊215上的清洁偏压相反的极性。由于在初级传输步骤中每个光导鼓只将一个单色调色图像(toner image)传输到初级中间传输鼓51和52上，因此，在某种程度上可以将传输效率设定得高一些，并且如果不提供收集残余色粉的清洁装置，也不会对图像生成有大的阻碍，在显像装置41、42、43或44中也不会出现混色情况。然而，在二次传输步骤，彼此重叠的双色调色图像(toner image)被传输到次级中间传输鼓53上，这样没有被传输出去而残留在初级中间传输鼓51和52上的色粉就多了。如果清洁装置没有收集这些残余色粉，在接下来传输的调色图像上会出现重影。因此，向为初级中间传输鼓51和52而配备的第二刷辊220和221的每一个上施加大约+600V的清洁偏压。
与第一刷辊215一样，第二刷辊220和221也都没有装配任何驱动设备，是随着初级中间传输鼓51和52的旋转而旋转，所述初级中间传输鼓51和52的旋转是由滑动毛刷与初级中间传输鼓51和52之间的摩擦力作用而进行的。为了使初级中间传输鼓51和52的线性速度不同于第二刷辊220和221的线性速度，滑动毛刷是直立于旋转轴上并且与初级中间传输鼓51和52的旋转方向的相反方向是倾斜的。因此，如果初级中间传输鼓51和52随着与初级中间传输鼓51和52相接触的第二刷辊220和221一起旋转，可使第二刷辊220和221在初级中间传输鼓51和52与第二刷辊220和221之间的接触位置处的线性速度大于初级中间传输鼓51和52在该位置处的线性速度。第二刷辊220和221的滑动毛刷与初级中间传输鼓51和52的旋转方向的相反方向倾斜的原因是，位于初级中间传输鼓51和52上的残余色粉具有很强的粘附力，并且会不可避免地导致出现重影，除非滑动毛刷的尖端吸附在初级中间传输鼓51和52的表面上。因此，可以将色粉有效地俘获在第二刷辊220和221上。
在该实施例中，第二刷辊220和221的外径被设定为大约14mm，滑动毛刷的长度被设定为大约4mm，初级中间传输鼓51和52的外径被设定为大约42mm，滑动毛刷的粗细度被设定为大约6丹尼尔，植毛密度被设定为100000根毛/平方英寸，在初级中间传输鼓51和52内的毛刷外径的穿透量被设定为0.5mm或更小，从而可使第二刷辊220和221与初级中间传输鼓51和52的线性速度比率能被稳定在大约1.3。第二刷辊220和221的滑动毛刷的长度被设定得比第一刷辊215的滑动毛刷的长度长的原因是，用于收集两个颜色的残余色粉的第二刷辊220和221所要收集的色粉量多于第一刷辊215所要收集的色粉量。
也为次级中间传输鼓53配备了用于在终极传输步骤中去除残余色粉的第三刷辊230，该第三刷辊230由一个马达(未示出)驱动以与次级中间传输鼓53的旋转方向相反的方向旋转。第三刷辊230以相反的方向旋转的原因是，在成批地将四个颜色的调色图像(toner image)传输到纸P的终极传输步骤中，位于次级中间传输鼓53上的残余色粉是很多的，并且即使施加了清洁偏压，如果只是由次级中间传输鼓53驱动第三刷辊230，残余色粉也不能完全被俘获。
第一刷辊215、216、217和218，第二刷辊220和221和第三刷辊230分别从光导鼓11、12、13和14，初级中间传输鼓51和52和次级中间传输鼓53上俘获色粉，但是没有任何用于排出所俘获色粉的机械装置。所以，如果反复形成调色图像(toner image)，所俘获色粉会从每个刷辊的滑动毛刷中溢出。因此，在本实施例的打印机中，为了收集各个刷辊俘获的色粉，将在一个预定的时限执行接下来的清洁操作，所述预定的时限例如指，在打印操作前，在打印操作后，或是在连续打印模式中每打印预定数量纸张的时间。
在清洁操作中，首先，带有电势梯度的电压依次被施加到充电辊21、22、23和24，第一刷辊215、216、217和218，光导鼓11、12、13和14，初级中间传输鼓51和52，次级中间传输鼓53，和最终传输辊60上，以使最终传输辊60被设定在最高的负电势上，从而在打印操作过程中，被收集和保留在第一刷辊215、216、217和218中的带反向极性的正电性色粉被依次传输到最终传输辊60上，并且通过与最终传输辊60接触的最终清洁装置80被收集。因此，当开始进行这种清洁操作时，暂时保留在第一刷辊215、216、217和218中的带正电性的色粉被排放到光导鼓11、12、13和14上并使第一刷辊215、216、217和218恢复到清洁状态。
在上述的清洁带正电性的色粉的操作完成后，与形成调色图像(tonerimage)时相同的电势被施加到充电辊21、22、23和24，光导鼓11、12、13和14，初级中间传输鼓51和52，次级中间传输鼓53，和最终传输辊60上。另一方面，具有与在形成调色图像时电势的反向极性的电势被施加到第二和第三刷辊上，以去除沉积在第二刷辊220、221上和第三刷辊230上的带负电性的色粉。也就是说，具有与在形成调色图像时电势的反向极性的电势被施加到第二刷辊220、221上和第三刷辊230上，从而保留在刷辊中的色粉被排放到初级中间传输鼓51、52和次级中间传输鼓53上，并与传输正常调色图像类似，经由次级中间传输鼓53到达最终传输辊60，并且被最终清洁装置80所收集。
周期性地执行该清洁操作，从而使得被俘获在第一、第二、第三刷辊上的任何极性的色粉都被最终清洁装置80所收集，所述最终清洁装置80是用来清洁刷辊的。
图3和4是示出了第一刷辊215的制造方法的一个实施例。如图3中所示，第一刷辊215是通过呈螺线形地缠绕带有围绕导电性金属旋转轴212直立的导电性纤维构成的滑动毛刷211的织物213来制造的。如图4中所示，滑动毛刷211直立于织物213上并且被夹在热辊214之间并受压，从而使织物213具有平置的滑动毛刷211。具有平置的滑动毛刷211的织物213缠绕在旋转轴212周围，因此，能制造出带有在周向上倾斜的滑动毛刷211的刷辊215。
作为另一种制造方法，在围绕旋转轴缠绕织物之前的一个阶段中不将滑动毛刷放平，而将具有在周向直立的滑动毛刷的织物缠绕在旋转轴周围来形成刷辊，然后当该刷辊受到热辊的挤压时使刷辊转动，从而也可使滑动毛刷在周向上倾斜。此外，在带有直立的滑动毛刷的织物的每个制造步骤中，在不考虑滑动毛刷起绒的情况下，可将滑动毛刷放平。
第二和第三刷辊也都能象第一刷辊那样制造出来。
在依照本发明所涉及的清洁装置中，刷辊215的滑动毛刷211可在垂直于旋转轴212周边的方向上是直立的。只有滑动毛刷211的尖端可在周向上被放平。在这种情况下，可通过使滑动毛刷211相对于旋转轴212的周边直立，然后当加热时，仅使滑动毛刷211的尖端在一个特定方向上被放平。
在依照本发明所涉及的清洁装置中，刷辊215的滑动毛刷211可能在滑动毛刷211相对于旋转轴212的周边倾斜的状态下直立。
在依照本发明所涉及的清洁装置中，刷辊与旋转体在彼此接触的位置处的线性速度比率最好在不大于0.6的范围内或是不小于1.3的范围内。在这种情况下，可以有效地俘获沉积在旋转体上的色粉，并且沉积在旋转体上的残余色粉不会对成像操作造成不良影响。
当刷辊与旋转体在它们之间的接触位置处的旋转速度的线性速度比为1时，换句话说，即刷辊的旋转速度与旋转体的旋转速度大致相等，刷辊清洁旋转体表面的色粉的清洁性能很差，因此，其并不实用。随着所述的线性速度比偏离1，清洁性能开始变好。在实验中，当刷辊的线性速度与旋转体的线性速度相差小于20％时，清洁性能明显好转。刷辊的滑动刷擦的硬毛的倾斜范围变化很大。因此，当刷辊的滑动毛刷都垂直竖立时，线性速度比在0.7至1.2之间变化，且不能被控制。因此，为了取得稳定的清洁表现，线性速度比不大于0.6或不小于1.3是有效的。
通过实验可知，可以通过倾斜刷辊的滑动毛刷来控制线性速度比，线性速度在大约0.3到1.8的范围内。当线性速度比小于0.3时，刷辊的表现出有缺陷的旋转。当线性速度比大于1.8时，就会发生要保持旋转体表面和刷辊的问题。例如在用于光导鼓的刷辊中，当线性速度约为0.4时，可以得到作为一个整体装置最好效果(包括保持性能)的清洁装置。又例如在用于中间传输鼓的刷辊中，当线性速度约为1.3时，可以得到作为一个整体装置最好效果(包括保持性能)的清洁装置。
如上所述，依照本发明所涉及的清洁装置，刷辊的滑动毛刷的尖端在周向上是倾斜的，因此，即使刷辊是随着旋转体的旋转而转动，刷辊的线性速度也可以不同于旋转体的线性速度。所以，本发明所涉及的清洁装置在不包括诸如马达的驱动装置的情况下，能够有效地俘获沉积在旋转体上的色粉，能有助于提供小型化和低成本的成像设备，可消除对诸如光导鼓等旋转体的损害以延长成像设备的使用寿命。
权利要求
1.一种清洁装置，该清洁装置包括刷辊，刷辊具有大量的相对于其旋转轴直立的滑动毛刷，所述毛刷能够随着刷辊滑动地擦洗旋转体的表面以去除沉积在旋转体上的色粉，其特征在于，当刷辊不与旋转体相接触时，刷辊的滑动毛刷的尖端在周向(circumferential direction)上是倾斜的；并且，当刷辊与旋转体相接触时，该刷辊不是通过驱动而自行转动的，而是随着旋转体的旋转而转动；并且，刷辊在刷辊与旋转体之间接触位置处的线性速度不同于旋转体在该位置处的线性速度。
2.根据权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，刷辊的滑动毛刷在垂直于旋转轴周边的方向上直立；并且，仅有滑动毛刷的尖端在周向上被放平。
3.根据权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，刷辊的滑动毛刷在滑动毛刷相对于旋转轴的周边倾斜的状态下直立。
4.根据权利要求3所述的清洁装置，其特征在于，所述刷辊包括带有直立的滑动毛刷的织物，所述织物缠绕在其旋转轴周围；并且，所述滑动毛刷在相对于织物是倾斜的状态下是直立的。
5.根据权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，旋转轴和刷辊的滑动毛刷具有导电性；并且在刷辊和旋转轴之间施加了清洁偏压。
6.根据权利要求1的清洁装置，其特征在于，刷辊与旋转体在彼此接触位置处的线性速度比率在不大于0.6的范围内和不小于1.3的范围内中的一个范围内。
7.一种成像设备，所述成像设备包括旋转体；第一清洁装置，所述第一清洁装置包括刷辊，刷辊具有大量相对于其旋转轴直立的滑动毛刷，所述毛刷能够随着刷辊滑动地擦洗旋转体的表面以去除沉积在旋转体上的色粉；和第二清洁装置，其特征在于，当刷辊不与旋转体相接触时，刷辊的滑动毛刷的尖端在周向上是倾斜的；并且，当刷辊与旋转体相接触时，该刷辊不是通过驱动而自行转动，而是随着旋转体的旋转而转动；刷辊在刷辊与旋转体之间接触位置处的线性速度不同于旋转体在该位置处的线性速度；旋转轴和刷辊的滑动毛刷具有导电性；在刷辊和旋转轴之间施加了清洁偏压；在成像操作中，在刷辊和旋转轴之间施加清洁偏压以将色粉从旋转体上俘获到刷辊上；在成像操作完成后以及在两次成像操作之间，具有与清洁偏压反向极性的色粉收集偏压被施加到刷辊和旋转轴之间以将所俘获的色粉从刷辊上排放到旋转体上；以及第二清洁装置收集所俘获的色粉。
全文摘要
本发明涉及一种清洁装置,该清洁装置包括刷辊,刷辊具有大量相对于旋转轴直立的滑动毛刷,该毛刷能够随着刷辊滑动地擦洗旋转体的表面以去除沉积在旋转体上的色粉。当刷辊不与旋转体相接触时,刷辊的滑动毛刷的尖端在周向上是倾斜的,当刷辊与旋转体相接触时,该刷辊不是通过驱动而自行转动的,而是随着旋转体的旋转而转动。刷辊在接触位置处的线性速度不同于旋转体的线性速度。
文档编号A46B9/02GK1379296SQ0210611
公开日2002年11月13日 申请日期2002年4月3日 优先权日2001年4月4日
发明者堤保幸, 西村重树 申请人:富士施乐株式会社