专利名称：清洁装置、定影装置以及图像形成设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于通过间歇性输送与物体表面压接的清洁带而对其进行清洁的清洁装置。本发明还涉及一种包括作为待清洁物体的定影辊的定影装置。本发明还涉及一种包括所述定影装置的图像形成设备。
背景技术：
用于电子照相图像形成方式的图像形成设备包括具有一对定影辊的定影装置。定影辊之一是被加热到色粉可以熔化的温度的加热辊。另一个定影辊是与加热辊压接的加压辊。当具有向其上转印的色粉图像的记录介质例如纸在定影辊之间经过时，定影装置加热并加压介质以使图像在介质上定影。
当记录介质在定影辊之间经过时，向介质转印的部分色粉粘附在辊的圆柱形表面上。辊表面上的色粉弄脏或损坏随后在定影辊之间经过的记录介质。因此，定影装置装有用于去除辊表面上的色粉的清洁装置。
近年来，一直要求图像形成设备以更高速度执行图像形成并由此要求以更高速度输送记录介质。当记录介质以更高速度在图像形成设备的定影辊之间通过时，更大量的色粉粘附在辊的圆柱形表面上。装配在所述设备的定影装置上的清洁装置需要在长时间内可靠地去除辊表面上的大量色粉。
在JP-2003-107952A中公开的一种常规清洁装置包括被称为幅片(web sheet)的清洁带，其可由编织布制成。该清洁带卷绕在退绕器上并且可以从其上间歇性地输送到带与定影辊的圆柱形表面形成压接的清洁位置。输送的带随后通过卷绕器得到卷绕。清洁带用清洁剂例如硅油浸渍。
这种清洁这种还可以被作为如下装置除了清洁图像形成设备的定影装置，还可以清洁其他装置一部分的弄脏表面。
当清洁带反复卷绕时，其保留在退绕器上的部分变少，使得其尾端部分变得不能由退绕器可靠地保持。退绕器可以包括传送辊，其圆柱形表面卷绕清洁带。如果保留在传送辊上的清洁带的部分变得比辊的圆周更短，则不能向带施加足够的张紧力，使得带不能在清洁位置与定影辊形成压接。这样导致清洁不彻底。如果在传送辊上的带部变得比辊圆周更短，则清洁带的尾端部分变得松弛。松弛的带部可以与设备的其他部分而不是定影辊形成接触，从而这些部分会被浸渍清洁带的清洁剂弄脏，和/或它们的功能会降低。
另一常规的清洁装置对退绕器的传送辊或卷绕器的卷绕辊的旋转进行计数。清洁装置根据辊的转数确定清洁带卷绕在辊上的部分的长度。在清洁带的尾端部分变得不能可靠保持在退绕器上之前，使用者及时更换带。
然而，传送或卷绕辊的转数与卷绕在辊上的带部的长度之间的关系随着卷绕的带部的圈数而变化。此外，由于清洁带是柔性的，因此即使圈数相等，转数和卷绕带部的长度之间的关系也不是总相等。特别地，由于卷绕辊卷绕有清洁带粘附色粉的部分，因此不能准确地确定该辊的转数与卷绕在辊上的带部的长度之间的关系。
因而，不能准确地检测常规清洁装置的清洁带卷绕器分的长度。这样妨碍了使用者在适当的时间及时更换清洁带。如果耽搁了带的更换，待清洁的物体不能得到彻底清洁，并且清洁剂会弄脏其他物体以及降低它们的功能。如果太早更换带，被扔掉的清洁带具有很长的部分未得到使用。这样导致运行成本很高。
发明内容
本发明的目的是提供一种清洁装置，一种定影装置以及一种图像形成设备，它们各自在卷绕器和清洁位置之间检测清洁带上靠近带尾端的端点，以提示使用者在带端部变得不能可靠保持在退绕器上之前的适当时间更换带，从而卷绕器上的带在其仍然未使用的端部不会出现太长或太短的情况下得到使用。
本发明包括清洁带、退绕器(unwinder)、卷绕器(winder)、以及检测器。退绕器卷绕有清洁带。卷绕器沿通过所述带与待清洁物体接触的清洁位置的路径从退绕器间歇性地卷绕清洁带。检测器装配在退绕器和清洁位置之间路径上的检测位置处。清洁带具有设置在其上靠近其尾端并且与检测位置相关联的端点。当检测到该端点时，检测器输出检测信号。
图1是根据本发明第一实施方式的图像形成设备的示意性截面侧视图；图2是所述图像形成设备的定影装置的截面图；图3是用于图像形成设备的清洁装置的幅片的尾端部分的平面图；图4详细表示清洁装置的结构；图5是图像形成设备的控制单元的框图；图6A是用于根据本发明第二实施方式的清洁装置的幅片的尾端部分的平面图；以及图6B是用于根据本发明第三实施方式的清洁装置的幅片的尾端部分的平面图。
具体实施例方式
以下将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。
图1是根据本发明第一实施方式的图像形成设备100的示意性截面侧视图。图像形成设备100包括图像读取单元200、图像形成单元300、以及输纸单元400。
图像读取单元200包括ADF(自动原稿输送器)201、第一原稿台202、第二原稿台203、第一镜子底座204、第二镜子底座205、透镜206、CCD(电荷耦合装置)207。CCD 207可以由另一图像传感器替换。
ADF 201从原稿托盘211通过第二原稿台203将原稿逐张输送到排出托盘212。ADF 201的后边缘以这样的方式得到枢轴支承，即ADF可以封盖第一原稿台202的顶部。通过转动ADF 201的前边缘以露出第一原稿台202，可以将原稿手动放置在该台上。
原稿台202和203是硬质玻璃板。
镜子底座204和205可水平移动地支承在原稿台202和203的下方。第二镜子底座205移动的速度是第一镜子底座204移动速度的1/2。第一镜子底座204承载光源和第一镜子。第二镜子底座205承载第二镜子和第三镜子。
当第一镜子底座204停止在第二原稿台203下方时可以读取通过ADF 201输送的原稿上的图像。在第二原稿台203下方的第一镜子底座204上的光源向经过该台的原稿的正面侧照射光。通过原稿的这一侧反射的光随后通过第一镜子底座204上的第一镜子向第二镜子底座205反射。
当镜子底座204和205在第一原稿台202下方水平移动时可以读取放置在该台上的原稿中的图像。在第一原稿台202下方移动的第一镜子底座204上的光源向该台上的原稿的正面侧照射光。通过原稿的这一侧反射的光随后通过第一镜子底座204上的第一镜子向第二镜子底座205反射。
无论是否采用ADF 201，通过原稿的正面侧反射的光都通过第二镜子底座205上的第二和第三镜子以及透镜206入射在CCD 207上，光路长度恒定。
CCD 207输出与由原稿的正面侧反射的光量成比例的电信号。电信号作为图像数据被输入图像形成单元300。
图像形成单元300包括感光鼓31、充电装置32、曝光装置33、显像装置34、转印带35、清洁器36、以及定影装置37，这些构成了图像形成器30的部件。
感光鼓31具有形成在其圆柱形表面上的感光层并在图1中顺时针旋转。充电装置32对鼓表面均匀充电达到预定电位。充电装置32可以是具有充电器的非接触式充电装置或具有滚子或电刷的接触式充电装置。
曝光装置33根据图像数据利用光照射感光鼓31的圆柱形表面。利用在鼓31的感光层上的光导电，在鼓31的被照射表面上形成静电潜像。曝光装置33利用通过图像数据调制的激光束轴向扫描鼓31的鼓表面。备选地，曝光装置33可以由具有EL、LED阵列的曝光装置或其他光发射装置代替。
显像装置34向感光鼓31的圆柱形表面供给色粉以使静电潜像可视化。
转印带35在感光鼓31下方形成绕辊的环路并具有大约1×109Ω·cm到大约1×1013Ω·cm之间的阻抗。转印辊35A支承在转印带35内侧并保持其与感光鼓31的圆柱形表面的压接。向转印辊35A施加转印电压。感光鼓31上的色粉图像被转印到在鼓和转印带35之间通过的纸张上。
清洁器36去除在鼓表面已经转印色粉图像的部分上保留的色粉。
定影装置37包括加热辊37A和加压辊37B。加热辊37A具有装配在其中用于将其加热到辊上的色粉能熔化的温度的加热器。加压辊37B在预定压力下被施力以与加热辊37A压接。当具有转印在其上的色粉图像的纸张在辊37A和37B之间经过时，定影装置37加热并压紧纸张以使图像快速在纸张上定影。在穿过定影装置37之后，纸张被排出到排纸托盘38，其装配在图像形成设备100的一侧。
输纸单元400包括输纸盒401-404以及手动输送托盘405。输纸盒401-404中的每个容纳一定尺寸的纸张。手动输送托盘405支承使用次数更少的一定尺寸或纸质的纸张。
输纸单元400从输纸盒401-404中的一个或手动输送托盘405逐张地输送纸张。从输纸单元400输送的纸张通过纸传送通道10传送到图像形成器30。纸传送通道10包括第一传送通道11、第二传送通道12、第三传送通道13、第四传送通道14、以及第五传送通道15。
图2表示定影装置37的结构。定影装置37包括作为加热辊37A和加压辊37B的一对定影辊、加热器灯371，372，374和376、外部加热辊373、热敏电阻375、清洁装置1、以及剥离爪377，378。
通过第一传送通道11沿传送导向件11A-11C传送的纸张具有转印在其正面侧的色粉图像。被传送的纸张以其正面侧向上的方式在加热辊37A和加压辊37B之间经过。
加热器灯371和372装配在加热辊37A上。加热器灯374装配在外部加热辊373上。加热辊37A和373的圆柱形表面保持相互压接。加热器371和372与外部加热辊373将加热辊37A加热到色粉可以熔化的大约180-200度的预定温度C。热敏电阻375感测加热辊37A的表面温度。
加热器灯376装配在加压辊37B上并将其加热到大约150度温度C。加压辊37B被向加热辊37A施力，使得这些辊的圆柱形表面可以相互形成压接。
当纸张在加热辊37A和加压辊37B之间通过之后，如果纸张紧随表面，则剥离爪377和378中的一个使纸张与相邻辊37A或37B的圆柱形表面脱开。
当在加热辊37A和加压辊37B之间经过时，纸张受到加热和加压，使得转印在其上的色粉图像在压力下渗入其内同时受热熔化。纸张在这些辊37A和37B之间通过之后，其温度降低，使得纸张上的色粉图像固化并且在纸张上快速定影。
当纸张在加热辊37A和加压辊37B之间经过时，纸张上未得到定影的部分色粉、纸屑等等粘附在加热辊37A的圆柱形表面上。
清洁装置1包括作为清洁带的幅片2、传送辊3、卷绕辊4、压力辊5、张紧辊6和7、以及检测器20。幅片2是编织布或非编织布制成的带。传送辊3和卷绕辊4分别支承在退绕器和卷绕器上。幅片2沿从退绕器依次经过张紧辊6、压力辊5以及张紧辊7通向卷绕器的幅片路径移动。
传送辊3的圆柱形表面卷绕有仍未使用的、预定圈数的幅片2。卷绕辊4将幅片2的使用部分卷绕在其圆柱形表面上。压力辊5在清洁位置P将幅片2压靠在加热辊37A的圆柱形表面上。张紧辊6和7向沿幅片路径移动的幅片2施加预定张紧力。
幅片2在清洁位置P处的辊隙宽度N上保持与加热辊37A的圆柱形表面压接。预定数量的纸张每次在加热辊37A和加压辊37B之间经过时，卷绕辊4转过预定角度、卷绕预定长度的幅片2。当幅片2在加热辊37A的圆柱形表面上滑动时，幅片从表面上去除色粉、纸屑等等。
当卷绕辊4旋转以卷绕幅片2时，传送辊3旋转。幅片2卷绕在卷绕辊4上的部分长度与该幅片从传送辊3上退绕的部分相等。
幅片2的尾端不固定在传送辊3的圆柱形表面上。当传送辊3上的幅片2的圈数多于一圈时，该幅片的尾端固定地保持在所述幅片和所述辊的圆柱形表面之间。这样导致在幅片路径范围内足够的张紧力作用在幅片2上，所述幅片路径从传送辊3经过清洁位置P通向卷绕辊4。
当传送辊3上的幅片2的圈数少于一圈时，该幅片的尾端不是保持在幅片和所述辊之间而是可以自由移动。这样导致作用在幅片2上的张紧力不足。另外，会使幅片2的尾端部分与加热辊37A和定影装置37中的其他部件形成接触。幅片2的接触会导致设备出现故障。用硅油或另外的清洁剂浸渍幅片2，以提高其清洁功能。清洁剂使与幅片2接触的部件变脏。
因此，必须检测传送辊3上的幅片2的圈数是否很小或圈数不大于1的时刻。如果数值很小，则需要更换幅片2。
图3是幅片2尾端部分的平面图。幅片端部具有作为本发明检测部件的开口8。开口8形成在沿幅片2纵向延伸并在其一个边缘附近的区域上。该区域具有在跨过幅片2横向W上的宽度W1。在卷绕方向S上游的开口8的后缘与幅片2的尾端间隔距离LS1。
图4详细表示清洁装置1的结构。如上所述，清洁装置1包括装配在传送辊3和张紧辊6之间的幅片路径上的检测器20。检测器20检测幅片2上的开口8并输出检测信号。
检测器20包括一对端子21和22、加压器23、动力源24、以及电压计25。端子21和22分别与动力源24和电压计25相连并且定位在幅片2的两侧。加压器23的弹性使端子22向端子21施力以保持两个端子与幅片2压接。端子21和22定位在幅片2的宽度W1的区域。
加压器23可以是将端子22向端子21施力的螺旋弹簧。动力源24向端子21施加预定电压。电压计25测量施加在端子22上的电压。
当幅片2上的开口8未定位在端子21和22之间时，幅片使端子绝缘，从而电压计25检测不到电压。当开口8定位在端子21和22之间时，它们通电相连，从而电压计25检测到施加在端子22上的电压。当电压计25检测到电压等于或高于参考值时，其输出检测信号。这样，检测器20通过电压计25检测开口8。
检测器20定位在与幅片2离开传送辊3的圆柱形表面的位置相距LW2处。幅片2的尾端与开口8的后缘之间的距离LS1(图3)比距离LW2和传送辊3的圆周长度LR的总和更大。
当检测器20检测到开口8时，至少一圈幅片2保留在传送辊3上。因而，有足够的张紧力作用在幅片2上，可以检测短小的幅片保留在传送辊3上。
图5表示作为本发明控制器的图像形成设备100的控制单元50。控制单元50包括CPU 51、ROM 52、RAM 53、以及显示控制器54。来自电压计25的检测信号通过接口54输入CPU 51。显示控制器55与装配在图像形成设备100的外表面上的显示器56相连。
根据在ROM 52内写入的程序，CPU 51可以输出显示数据，其作为提示使用者更换幅片2的信息。当检测信号输入CPU 51时，CPU 51向显示控制器55输出显示数据。根据该显示数据，显示控制器55在显示器56上显示提示信息。
可以用更换幅片2时能形成图像的纸张的数量替换提示信息。该数量是加热辊37A的圆柱形表面处于脏到使得所述表面通过幅片2的未使用部分进行清洁的极限状态时穿过定影装置37的纸张数量。该数量可以是预定值或是通过由图像形成设备100执行的图像形成中平均图像浓度计算的值。
这样，当足够的张紧力作用在幅片2上，同时至少一圈幅片保留在传送辊3上时，可以提示使用者更换幅片。在更换幅片2之前，其尾端部分不能自由移动。这样防止设备被弄脏并防止其出现故障。
由于幅片2上的开口8在幅片路径上的传送辊3和清洁位置P之间得到检测，因此可以防止开口在更换幅片之前达到这一位置。这样，加热辊37A的圆柱形表面得到可靠清洁直至更换幅片2。
图6A和6B分别是根据本发明第二和第三实施方式用于清洁装置的幅片2A和2B的尾端部分的平面图。
参照图6A，幅片2A具有被形成在一区域上的作为检测部件的开口8A-8D，所述区域在卷绕方向S上延伸并具有宽度W1。开口8A-8D在卷绕方向S上隔开。开口8A-8D在卷绕方向S上的尺寸越向幅片2A的尾端越大。因而，检测器20检测开口8A-8D中的每个所用的时间越向幅片2A的尾端越长。
根据检测信号从电压计25输入CPU 51的过程中时间之间的差值，CPU可以确定开口8A-8D中正在受到检测器20的检测的开口。其取决于开口8A-8D中正在受到检测器20检测的开口所在的幅片2A未使用部分的长度。CPU 51根据开口8A-8D中正在受到检测器20检测的开口在显示器56上显示不同的信息。用于开口8A-8D的信息可以存储在ROM 52的存储区中。
提示使用者更换幅片2A的信息的紧急程度对于开口8D大于开口8C，对于开口8C大于开口8B，并且对于开口8B大于开口8A。备选地，CPU 51可以显示更换幅片2A时形成图像的纸张的数量。该纸张数量对于开口8D来说小于开口8C，对于开口8C小于开口8B，并且对于开口8B小于开口8A。
参照图6B，幅片2B具有被形成在一区域上的作为检测部件的开口81A-81E，所述区域在卷绕方向S上延伸并具有宽度W1。开口81A-81E在卷绕方向S上的尺寸是相等的。可以为计数器分配RAM 53的存储区，CPU 51促使计数器对检测信号从检测器20输入CPU的次数进行计数。根据来自计数器的计数结果，CPU 51显示提示使用者更换幅片2B的信息的不同紧急程度。备选地，根据计数结果，CPU 51可以显示更换幅片2B时形成图像的纸张的不同数量。
幅片2B上的开口81A-81E以越向幅片的尾端间隔越小的方式隔开。这样可以逐渐缩短显示器56上显示内容的变化间隔。
如图6A所示并如上所述，幅片2A具有排列在卷绕方向S上的四个开口8A-8D。当通过检测器20检测到最后三个开口8B-8D中的一个时，第一组三个开口8A-8C中的一个可能达到清洁位置P。如果开口8A-8C中的任何开口停在清洁位置P，加热辊37A的圆柱形表面的清洁将不彻底。
通过检测器20检测第一组三个开口8A-8C中的每一个使CPU 51能够辨认开口在幅片路径上的位置，也就是开口当前位置与清洁位置P之间的距离。由于在卷绕辊4上的各圈幅片2A的圈数在长度上相等，因此CPU 51可以通过该辊上的幅片的圈数计算开口8A-8C中的每一个已经移动的距离。参照图4，如果在通过检测器20检测之后，开口8A-8C中的每个移动的距离范围在LW1减LW2(LW1-LW2)与LW1减LW2加N(LW1-LW2+N)之间，同时卷绕辊4卷绕幅片2A，则该辊保持旋转直至其进一步卷绕幅片的长度等于或大于N。这样防止开口8A-8C停在清洁位置P。
幅片2A的尾端与第一开口8A之间的距离LS2比传送辊3的圆周长度LR和距离LW1的总和更短。距离LW1是幅片路径在清洁位置P与幅片2A离开传送辊3的圆柱形表面的位置之间延伸的部分的长度。第一开口8A在检测器20检测到清洁位置与幅片2A离开传送辊3的圆柱形表面的位置之间的最后一个开口8D之前不会达到清洁位置P。
如上所述，利用硅油或另外的清洁剂浸渍卷绕在传送辊3上的幅片2，这样可能会影响检测器20对开口8的检测。因此，没有浸渍任何清洁剂的幅片2备选地卷绕在传送辊3上并在检测器20与清洁位置P之间被供给清洁剂。例如，张紧辊6可以供给清洁剂，从而可以避免所述设备尺寸过大。这一点同样应用于幅片2A和2B。
检测器20并不局限于检测端子21和22之间的电连接。可以在不会损坏幅片2的表面的状态下通过接触式传感器替换检测器20。备选地，可以通过非接触式传感器例如光学传感器替换检测器20。
检测部件并不局限于开口8。如果检测器20是光学传感器，反光率或透光率不同于幅片2材料的片可以作为检测部件粘附在幅片上。这一点同样应用于幅片2A和2B。
可以为加压辊37B设置与清洁装置1相同的另一清洁装置。根据本发明的清洁装置不仅可以用于图像形成设备的定影装置，而且可以用于另外的装置，该装置具有应该利用清洁带进行清洁的部件。
应该认识到以上描述的实施方式在所有方面都是示例性的而不是限制性的。本发明的范围通过附加权利要求而不是通过实施方式限定，其旨在包括与权利要求的要素以及对权利要求的所有修改等同的含义。
权利要求
1.一种清洁装置，包括清洁带；卷绕有清洁带的退绕器；卷绕器，用于沿通过所述带与待清洁物体接触的清洁位置的路径从退绕器间歇性地卷绕清洁带；以及装配在退绕器与清洁位置之间的路径上的检测位置处的检测器；所述清洁带具有设于其上且在所述带的尾端附近的端点，所述端点与检测位置相关联；所述检测器适于在检测到端点时输出检测信号。
2.如权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，所述清洁带具有待由检测器检测的检测部件，所述检测部件被定位在所述端点处且与所述清洁带的尾端相距预定距离并且在与所述带的至少一个边缘隔开的区域上。
3.如权利要求2所述的清洁装置，其特征在于，所述卷绕器以检测部件不会停在清洁位置的方式卷绕所述清洁带。
4.如权利要求2所述的清洁装置，其特征在于，所述检测部件是形成在清洁带上的开口，所述检测器具有用于在覆盖所述区域的范围内与清洁带的两侧压接的一对端子，该检测器适于根据所述端子之间的电连接来检测所述开口。
5.如权利要求4所述的清洁装置，其特征在于，还包括用于在所述检测器与清洁位置之间的路径上向所述清洁带供给清洁剂的清洁剂供给装置。
6.如权利要求2所述的清洁装置，其特征在于，所述退绕器包括传送辊，在传送辊圆柱形表面上卷绕有清洁带，所述预定距离比传送辊的圆周长度以及检测器与清洁带离开所述辊的圆柱形表面的位置之间的距离的总和更长。
7.如权利要求2所述的清洁装置，其特征在于，所述退绕器包括传送辊，在传送辊圆柱形表面上卷绕有清洁带，所述预定距离比传送辊的圆周长度以及所述清洁位置与清洁带离开所述辊的圆柱形表面的位置之间的距离的总和更小。
8.如权利要求2所述的清洁装置，其特征在于，所述清洁带具有待由所述检测器检测的多个检测部件，所述检测部件被定位在端点并且在与带的至少一个边缘隔开的区域上，该检测部件还定位成与带的尾端相距预定距离，该检测部件在带的纵向上相互隔开。
9.一种定影装置，用于通过对记录介质加热和加压而使转印在该介质上的色粉图像在记录介质上定影，所述装置包括一对辊，记录介质在其间通过；以及如权利要求1-8中任意一项所述的清洁装置，该清洁装置装配在至少一个辊的圆柱形表面上作为清洁位置的部分上。
10.一种图像形成设备，用于通过电子照相图像形成方式在记录介质上形成由色粉制成的图像，所述设备包括如权利要求9所述的定影装置；以及用于根据来自检测器的检测信号输出而提示使用者更换清洁带的控制器。
11.如权利要求10所述的图像形成设备，其特征在于，所述控制器具有用于存储检测信号与直至更换清洁带时所述设备能够执行图像形成的次数之间关系的存储器，并且其中所述控制器将该次数通知使用者以提示使用者更换所述带。
全文摘要
根据本发明的清洁装置包括清洁带、退绕器、卷绕器、以及检测器。退绕器卷绕有清洁带。卷绕器沿通过所述带与待清洁物体接触的清洁位置的路径从退绕器上间歇性地卷绕清洁带。检测器装配在退绕器和清洁位置之间路径上的检测位置处。清洁带具有设置在其上靠近其尾端并且与检测位置相关联的端点。当检测到该端点时，检测器输出检测信号。
文档编号G03G21/00GK101034274SQ200710085709
公开日2007年9月12日 申请日期2007年3月6日 优先权日2006年3月6日
发明者井出敦, 难波丰明, 久保隆 申请人:夏普株式会社