图像形成设备及图像形成方法

专利名称：图像形成设备及图像形成方法
技术领域：
本发明涉及一种图像形成设备以及一种图像形成方法，具体地说，涉及一种具有墨粉清洁器的图像形成设备，该墨粉清洁器用于去除粘附在诸如感光体、转印体、或中间转印体等图像载体上的墨粉，还涉及一种用于此的图像形成方法。
背景技术：
在电子照相图像形成设备中，使用诸如墨粉的显影剂进行显影。通过显影单元，使形成于感光体表面上的静电潜像形成墨粉图像。墨粉图像通过转印单元被转印到从供纸盘等提供的记录纸上。转印到记录纸上的墨粉图像通过定影单元被定影。
一方面，转印后残留在感光体上的墨粉通过墨粉清洁器被去除，且被用于形成新的静电潜像或墨粉图像。在图像形成设备中，用于有效地去除墨粉并将所去除的墨粉排出到外部的机构是基本的且是重要的。
因此，例如，在专利文件(JP 10-301460 A)中所公开的，传统上，已经提供了各种墨粉排出机构。
另一方面，有多种类型的图像形成设备形成在感光体上的墨粉图像一旦被转印到诸如中间转印带的中间转印体上，则转印到中间转印体上的墨粉图像就被转印到记录纸上。在这种类型的图像形成设备中，由于墨粉不仅残留在感光体上，而且残留在中间转印体上，因此，通常将墨粉清洁器提供给感光体和中间转印体两者。
作为清洁粘附于感光体、中间转印体等(这些通常称为图像载体)上的墨粉的技术，通常使用如下技术，该技术通过将以刮片形状(以下，称为“清洁刮片”)模制而成的聚氨酯橡胶等的弹性体抵压图像载体而去除墨粉。
例如，墨粉清洁器包括清洁刮片，通过将具有规定长度的自由长度的橡胶材料粘附于诸如金属板等底板上而形成；传送装置，用于将通过清洁刮片从图像载体上去除的墨粉(以下，称为“废墨粉”)传送到预定位置；框体，用于容纳清洁刮片和传送装置；等等。
作为将清洁刮片抵压图像载体的方法，有固定位置法和固定重量法，其中，通过固定位置法，清洁刮片被固定于相对于图像载体而固定的框体上，通过固定重量法，将指定的重量通过诸如弹簧等增压装置施加于清洁刮片。
在固定位置法中，尽管结构相对简单，但由于清洁刮片相对于图像载体位置的附着误差、仅仅清洁刮片的尺寸精度方面的变化、清洁刮片随时间的变化、弹性体的环境依赖性等，清洁刮片抵压图像载体的力(抵压力)变化很大，并且该方法的缺点在于清洁刮片的清洁性能不稳定。
相反，在固定重量法中抵压力变化很少，并且该方法可以实现稳定的清洁性能。
固定重量法进一步分为以下两种方法。一种具有以下形式，其中具有清洁刮片、转动部、和弹簧连接部的固定器(holder)由框体可转动地支承，且只有固定器和清洁刮片相对于图像载体移动。在该方法中，为了防止墨粉从清洁刮片与框体之间的空隙泄漏，需要用海绵等密封，并且具有的缺点在于，由于密封物相对于框体而移动，使得难以实现有效的密封。
另一种方法是这样的一种方法将清洁刮片固定于框体，并通过用于将清洁刮片抵压到图像载体的弹簧等使包括废墨粉传送装置的整个框体增压(以下，称为传送一体型刮片方法)。在该传送一体型刮片方法中，清洁刮片相对于框体不移动，并且该方法的优点在于，更容易防止废墨粉从框体泄漏。
然而，在传送一体型刮片方法中，由于传送装置和清洁刮片固定于框体，存在由传送装置接收的力的变化很容易导致清洁刮片的抵压力变化的问题，因此，该变化可能引起清洁刮片被翻转的现象并导致清洁刮片的清洁性能降低。

发明内容
考虑到上述情况完成了本发明，并且本发明的目的在于提供一种图像形成设备以及一种图像形成方法，该设备能够防止用于清洁图像载体上残余墨粉的清洁刮片的抵压力变化，并且使清洁刮片的清洁性能稳定。
为了实现该目的，根据本发明的一个方面的图像形成设备包括图像载体；以及清洁装置，用于清洁残留在图像载体表面上的显影剂，并且该清洁装置包括框体，具有转动轴；增压装置，用于向框体施加围绕转动轴的力；清洁件，设置在框体中，用于通过以围绕转动轴的力部分抵压图像载体的表面，来清洁残留在图像载体表面上的显影剂；传送装置，容纳在框体中，用于将收集在框体内的被清洁的显影剂传送到框体外部的预定位置；以及动力提供装置，用于向传送装置提供驱动力，其中，驱动力的方向是从驱动力的作用点基本上朝向转动轴的转动支承点的方向或与之相反的方向。
此外，为了实现该目的，根据本发明的一个方面的图像形成设备包括图像载体；以及清洁装置，用于清洁残留在图像载体表面上的显影剂，并且该清洁装置包括框体，具有转动轴；增压元件，用于向框体施加围绕转动轴的力；清洁件，设置在框体中，用于通过由围绕转动轴的力部分抵压图像载体的表面，来清洁残留在图像载体表面上的显影剂；传送机构，容纳在框体中，用于将收集在框体内的被清洁的显影剂传送到框体外部的预定位置；以及动力提供机构，用于向传送机构提供驱动力，其中，驱动力的方向是从驱动力的作用点基本上朝向转动轴的转动支承点的方向或与之相反的方向。
此外，为了实现该目的，在图像形成设备的图像形成方法中，根据本发明的一个方面的图像形成方法包括在感光体的表面上曝光静电潜像；用墨粉显影静电潜像，以将墨粉图像显影在感光体的表面上；将感光体表面上的墨粉图像转印到中间转印体上；将转印到中间转印体上的转印图像转印到记录介质上；以及清洁残留在中间转印体或感光体上的墨粉，并且该清洁步骤包括向具有转动轴的框体施加围绕转动轴的力；通过固定于框体并由围绕转动轴的力部分抵压中间转印体或感光体上的清洁刮片，刮除残留在中间转印体或感光体的表面上的墨粉；通过容纳在框体中的螺旋输送器(auger)，将刮入框体内的墨粉传送到框体外部的预定位置；以及向螺旋输送器提供驱动力，其中，驱动力的方向是从驱动力的作用点基本上朝向转动轴的转动支承点的方向或与之相反的方向。


附图中图1示出了根据本发明实施例的图像形成设备的整体结构实例；图2示出了根据本发明实施例的图像形成设备的处理盒(process cartridge)的结构实例；图3示出了根据本发明实施例的图像形成设备中的墨粉清洁器及其附近的结构实例；图4是用于解释作为实施例的比较例的清洁刮片的抵压力、螺旋弹簧的牵引力、以及螺旋输送器的驱动力之间的关系的示图；图5示出了根据第一实施例的墨粉清洁器的结构实例；图6示出了根据第二实施例的墨粉清洁器的结构实例；图7示出了根据第三实施例的墨粉清洁器的结构实例；以及图8示出了根据残留在感光体表面上的墨粉被去除的实施例的墨粉清洁器的结构实例。
具体实施例方式
将参照附图描述根据本发明的图像形成设备和图像形成方法的实施例。
(1)图像形成设备的结构图1示出了根据本发明一个实施例的图像形成设备1的结构实例。
如图1所示，图像形成设备1包括扫描仪部2、图像形成部3、以及供纸部4。
扫描仪部2向放置在压板(platen)上的原稿照射光，经由多个光学元件将来自原稿的反射光引导至光接收元件，在其上进行光电转换，并将图像信号提供给图像形成部3。
四个处理盒11a、11b、11c、和11d设置在图像形成部3中。处理盒11a、11b、11c、和11d对应于黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、以及黑色(K)，且分别具有作为图像载体的感光鼓(感光体)12a、12b、12c和12d。墨粉的显影剂图像(墨粉图像)等形成在这些感光鼓上。
感光鼓12a具有圆柱形状(例如直径为30mm)，且沿图中箭头方向可旋转地设置。在感光鼓12a的周围，沿旋转方向设置有附属装置。首先，充电器13a作为附属装置面对感光鼓12a的表面而设置。充电器13a均匀地向感光鼓12a充负电(-)。在充电器13a的下游，设置有曝光装置14a，用于对充电的感光鼓12a曝光，以形成静电潜像。曝光装置14a响应由扫描仪部2提供的图像信号而使用光学调制的激光束对感光鼓12a曝光。曝光装置14a可以使用LED(发光二级管)来取代激光束。
在曝光装置14a的再下游侧，设置有显影单元15a，用于对通过曝光装置14a形成的静电潜像进行反转显影(reversaldevelopment)。在显影单元15a中，容纳有黄色(Y)的显影剂。
在显影单元15a的下游侧，作为中间转印体(其作为图像载体中的一个)的中间转印带17设置成与感光鼓12a相接触。
中间转印带17在垂直于传送方向的方向上(在图中的深度方向上)具有的长度(宽度)与沿感光鼓12a的轴方向的长度几乎相等。中间转印带17具有环(无缝)带的形状，并且其卷绕在使带以预定速度转动的驱动辊18和作为从动辊的辅转印反向辊19的周围并被支承。用于以恒定张力保持中间转印带17的张力辊27设置在驱动辊18的下游侧。
中间转印带17由例如厚度为100mm的聚酰亚胺(其中的碳已经被均匀地散布)而形成，并且中间转印带17具有例如大约10-9Ωcm的电阻，且显示半导电性。作为中间转印带17的材料，可以使用显示体积电阻值从10-8Ωcm到10-11Ωcm的半导电性材料。例如，不仅可以使用碳被散布的聚酰亚胺，而且可以使用导电颗粒(例如碳)被散布的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯等。可以使用通过组分调节来调整电阻的聚合物膜，而无需使用导电颗粒。此外，可以使用通过在这种聚合物膜中混合离子导电材料而形成的材料、或者诸如硅橡胶和聚氨酯橡胶等具有相对较低电阻的橡胶材料。
墨粉清洁器(清洁装置)16a设置在感光鼓12a与中间转印带17之间的接触位置的再下游侧。墨粉清洁器16a通过清洁刮片(清洁件)16-1(见图2)去除并收集转印之后感光体上的残余墨粉。消电灯31(见图2)通过均匀的光照射消除感光鼓12a的表面电荷。从而，完成图像形成的一个周期，并且在下一图像形成过程中，充电器13a再次为未充电的感光鼓12a均匀地充电。
沿着中间转印带17的传送方向，不仅处理盒11a，而且处理盒11b、11c、和11d都顺次地设置在驱动辊18与辅转印反向辊19之间。所有的各个处理盒11b、11c、和11d都具有与处理盒11a相同的结构。
即，感光鼓12b、12c、和12d几乎设置在各个处理盒的中央处。而且，充电器13b、13c、和13d分别面对各个感光鼓12b、12c、和12d的表面而设置。在充电器13b、13c、和13d的下游，设置有曝光装置14b、14c、和14d，用于对充电的感光鼓12b、12c、和12d曝光，以形成静电潜像。在曝光装置14b、14c、和14d的再下游侧，设置有显影单元15b、15c和15d，用于对通过曝光装置14b、14c、和14d形成的静电潜像进行反转显影。墨粉清洁器16b、16c、和16d设置在感光鼓12b、12c、和12d与中间转印带17之间的接触位置的下游侧。品红色(M)的显影剂、青色(C)的显影剂、和黑色(K)的显影剂分别容纳在显影单元15b、15c、和15d中。
中间转印带17顺次地接触各个感光鼓(感光体12a至12d)。在中间转印带17与各个感光鼓的接触位置附近，主转印辊20a、20b、20c、和20d相应于各个感光鼓而设置。即，主转印辊20a至20d设置成在相应感光鼓上方的背面与中间转印带17相接触，并且通过中间转印带17与处理盒11a至11d相对。主转印辊20a至20d连接至作为电压供应装置的正(+)直流电电源(未示出)。由于正(+)的施加电压，形成于各个鼓12a至12d上的墨粉图像被转印到中间转印带17上。
在驱动中间转印带17的驱动辊18附近，设置有用于去除和收集中间转印带17上的残余墨粉的中间转印带清洁器(墨粉清洁器清洁装置)21。
另一方面，在图像形成部3的下方，设置有容纳纸张(转印材料)的供纸部4的供纸盒23。在供纸部4中进一步设置有用于从供纸盒23逐次地拾取纸张的拾取辊24。在图像形成部3的辅转印辊22附近，可旋转地设置有一对对位辊(resist roller)25。该对对位辊25在预定时刻将纸张供应到彼此面对的辅转印辊22和辅转印反向辊19，其中中间转印带17位于辅转印辊与辅转印反向辊之间(构成辅转印部)。
此外，在中间转印带17的上方，设置有用于将显影剂定影在纸张上的定影单元26。定影单元26向保持有墨粉图像的纸张施加预定的热量和压力，且将熔化的墨粉图像定影到纸张上。
应当注意，由于各个处理盒11a至11d具有相同的结构，因此，在以下没有必要区分它们的情况下，它们通常被称为处理盒11。此外，设置在处理盒11(11a至11d)中的各个部件被类似地命名。
图2示出了处理盒11内的示意性结构。
处理盒11由感光鼓12、充电器13、显影单元15、以及清洁器16一体形成，并且可从图像形成设备1主体上分离。
显影单元15在预定位置处面对感光鼓12而设置。沿转动方向，在与感光鼓12的显影单元15面对的显影位置的下游侧，顺次地设置有墨粉清洁器16、消电灯31、和充电器13。用于容纳新墨粉的墨粉盒32可拆卸地设置于图像形成设备1，并且经由供应电机螺旋输送器33连接至图像形成设备1内的显影单元15，以向显影单元15供应新墨粉。供应电机螺旋输送器33将预定量的墨粉从墨粉盒32供应到显影单元15。
在显影单元15的内部，设置有混合器34-1和混合器34-2，用于对经由供应电机螺旋输送器33从墨粉盒32供应的墨粉与预先容纳在显影单元15内的载体进行搅拌并充电。在显影单元15内的混合器34-1和混合器34-2的上方，设置有具有内部磁体的显影套筒35，用于将两组分显影剂传送到显影位置，该两组分显影剂包括由混合器34-1和混合器34-2搅拌并充电的墨粉和载体。在显影单元15的下方附近，设置有用于感测显影单元15内的墨粉浓度的传感器，例如，磁性传感器36。
应当注意，上述显影剂是包括墨粉和载体的两组分显影剂，但是，也可以使用仅包括墨粉的单组分显影剂。
(2)图像形成设备的图像形成操作下面，将描述图像形成设备1的彩色图像形成操作(印刷过程)。
当指示开始图像形成操作时(即，当给出开始印刷的指令时)，感光鼓12a接收来自驱动机构(未示出)的驱动力，并开始旋转。充电器13a均匀地对感光鼓12a充电至例如大约-600V。曝光装置14a根据待印刷的图像用光对由充电器13a均匀充电的感光鼓12进行照射，并形成静电潜像。显影单元15a容纳有显影剂(例如，包括黄色的Y-墨粉和铁氧体载体的两组分显影剂)，并通过显影偏压电源(未示出)向显影套35提供例如-380V的偏压值，并且在感光鼓12a与显影单元自身之间形成显影区域。被充以负电的Y-墨粉附着于感光体12a的静电潜像的图像部电位区域，并且在感光鼓12a的表面上形成Y-墨粉图像。
类似地，在感光鼓12b、12c、和12d的表面上分别形成品红色(M)墨粉图像、青色(C)墨粉图像、以及黑色(K)墨粉图像。
在感光鼓12a与中间转印带17相接触的位置，设置有主转印辊20a，而中间转印带17位于主转印辊与感光鼓之间。将所需的电压(例如，大约+1000V的偏置电压)施加于主转印辊20a。通过偏置电压在主转印辊20a与感光鼓12a之间形成转印电场，并且感光鼓12a上的Y-墨粉图像根据转印电场被转印到中间转印带17上。
通过转印Y-墨粉图像而形成在中间转印带17上的图像被运送到面对感光鼓12b的位置，并且这里，感光鼓12b上的M-墨粉图像被转印到中间转印带17的Y-墨粉图像上。
随后，类似地，感光鼓12c上的C-墨粉图像和感光鼓12d上的K-墨粉图像被顺次地多重(multiple)转印到中间转印带17上。
因此，Y、M、C、和K的各个墨粉图像被转印，以重叠在中间转印带17上，从而，形成彩色墨粉转印图像。
另一方面，拾取辊24从供纸盒23拾取纸张，并且所述的一对对位辊25向辅转印部供应纸张。
在辅转印部中，对辅转印反向辊19施以所需的偏置电压，以在辅转印辊22与辅转印反向辊自身之间形成转印电场，其中中间转印带17位于其间。通过转印电场，中间转印带17上的彩色墨粉转印图像通过一次操作被转印到纸张上。通过一次操作被转印的各个颜色的显影剂图像(墨粉图像)由定影单元26定影到纸张上，从而，彩色图像最终形成在纸张上。已定影的纸张被排出到滚筒(未示出)内的排纸部。
在辅转印之后，通过中间转印带清洁器21去除留在中间转印带17表面上的残余墨粉。
(3)中间转印带清洁器的结构和操作图3是示出图1所示的图像形成设备1的中间转印带清洁器21及该构造附近的结构的放大剖视图。
中间转印带清洁器21靠近用于驱动中间转印带17的驱动辊18而设置。中间转印带17通过驱动辊18的驱动力在驱动辊18与设置在驱动辊相对侧的辅转印反向辊19之间不停地循环。此外，通过张力辊27保持适当的张力。
中间转印带清洁器21包括框体30，具有基本上为C形的截面；清洁刮片(清洁件)40，其一端固定于框体30，而另一端与在驱动辊18上移动的中间转印带17相接触；以及螺旋输送器(传送装置或传送机构)50，容纳在框体30内，用于沿轴方向(垂直于纸面的方向)传送废墨粉。
此外，中间转印带清洁器21包括清洁器壳体60，固定于图像形成设备1的主体侧，用于遮盖中间转印带清洁器21；以及弹性体70(例如，螺旋弹簧70)，其作为增压装置(增压元件)，其一端固定于框体30的顶板31，而另一端固定于清洁器壳体60。
框体30包括顶板31、第一侧板32、底板33、以及第二侧板34，并且面对中间转印带17的表面形成部分开口的槽形。而且，框体30具有从第二侧板34侧开始延伸的支承板36。
通过设置在图像形成设备1的主体侧的转动轴37，框体30经由支承板36可围绕转动支承点38转动。
清洁刮片40通过将以刮片形状模制而成的聚氨酯橡胶等的弹性体附着于底板(诸如金属板)上而形成。该底板经由连接件35固定于框体30的第二侧板34。另一方面，由诸如聚氨酯橡胶等弹性体形成的清洁刮片40的前端，通过由螺旋弹簧70的拉力产生的围绕转动支承点38的力，以适当的压力抵压中间转印带17。
通过抵压清洁刮片40，附着于中间转印带17的残余墨粉被刮除、作为废墨粉掉落在框体30中、且被收集在框体30内。
收集在框体30中的废墨粉通过螺旋输送器50被传送到框体30外部的预定位置，且由废墨粉接收器(未示出)接收。
螺旋输送器50是具有例如钻形连续螺旋翼片的传送装置(传送机构)。通过转动螺旋输送器50，废墨粉沿轴方向(垂直于纸面的方向)在连续的螺旋翼片上被传送，并从框体30的一端注入到废墨粉接收器内。
在上述构造中，为了很好地去除中间转印带17上的残余墨粉，重要的是，将清洁刮片40抵压中间转印带17的力维持在适当范围内。
当抵压力太小时，不能有效地去除残余墨粉。另一方面，当抵压力太大时，清洁刮片40被清洁刮片40与中间转印带17之间的摩擦力翻转，因此，不能确保残余墨粉的去除性能。
清洁刮片40抵压中间转印带17的抵压力不仅受到螺旋弹簧70的拉力的影响，而且受到螺旋输送器50的驱动力的影响。
图4是用于解释清洁刮片40的抵压力Fb、螺旋弹簧70的拉力Fc、和螺旋输送器50的驱动力Fo之间的关系的示图。
螺旋输送器50具有在其转动轴的一端上接收来自外部的转动驱动力的从动齿轮50a。另一方面，作为动力提供装置(或动力供应机构)的螺旋输送器驱动机构(未示出)，例如，包括驱动电机的机构设置在图像形成设备1的主体侧，位于中间转印带清洁器21外部，且经由螺旋输送器驱动机构所具有的驱动齿轮50b将驱动力Fo传递给螺旋输送器50的从动齿轮50a。
假设驱动齿轮50b和从动齿轮50a的啮合点是“C”，并且从啮合点C到框体30的转动支承点38的距离是Lo，则驱动力Fo沿切线方向作用于啮合点C处，并且通过驱动力Fo围绕转动支承点38产生力矩Mo(Mo＝Fo·Lo)。当各个齿轮的转动方向是图中的箭头方向时，力矩Mo是逆时针方向的。
另一方面，假设螺旋弹簧70和框体30的连接点是“A”，并且从连接点A到框体30的转动支承点38的距离是Lc，则顺时针方向的力矩Mc(Mc＝Fc·Lc)通过螺旋弹簧70的拉力Fc围绕转动支承点38作用。
此外，假设清洁刮片40与中间转印带17的接触点是“B”，并且从接触点B到框体30的转动支承点38的距离是Lb，则逆时针方向的力矩Mb(Mb＝Fb·Lb)通过抵压力Fb(的阻力Fc)围绕转动支承点38作用。
由于这些力矩之间的平衡，下面的公式成立。
Mc＝Mb+Mo (公式1)即，Fc·Lc＝Fb·Lb+Fo·Lo (公式2)从(公式2)，清洁刮片40的抵压力Fb表示为Fb＝Fc·(Lc/Lb)-Fo·(Lo/Lb) (公式3)
应当注意，在上面的各个公式中，如图4中的实例所示的形式，从转动支承点38延伸的各个轴线的所有方向与各个力的作用方向是垂直的。
顺便提及，已经产生如下情况，当废墨粉收集在框体30中时，并且当废墨粉的量和废墨粉的可动性改变时，螺旋输送器50的负荷扭矩改变，因此螺旋输送器50的驱动力Fo改变。
特别地，当废墨粉的量较大或在低温环境等情况下墨粉的可动性变低时，螺旋输送器50的负荷扭矩变大，并且螺旋输送器50的驱动力Fo也变大，以便抵消负荷扭矩的增加。此外，根据温度环境等，有时，驱动齿轮50b和从动齿轮50a或其支承部位膨胀和收缩，因此驱动力Fo可能改变。
在(公式3)中，螺旋弹簧70的拉力Fc以及从转动支承点38到各个力Lc、Lb、和Lo的作用点的距离在设计阶段、制造时的调节阶段等中是可控值(可以被设定为某固定值的值)。相反，螺旋输送器50的驱动力Fo由于如上所述的负荷扭矩的变化、温度环境的变化等而改变。因此，清洁刮片40的抵压力Fb由于螺旋输送器50的驱动将会改变。
为了获得抵压力Fb的允许的变化范围，发明人已经使用压电元件定量地测量了清洁刮片40抵压中间转印带17的力Fb。
因此，得到如下结论从1.5到2.0g·f/mm(14.8到19.8N/m)的线性压力P(P＝Fb/W；W表示清洁刮片40的橡胶部的纵向宽度)的范围是最适宜的。即，获得了作为线性压力P的允许变化范围的1.5至2.0g·f/mm和作为允许波动幅ΔP1的0.5g·f/mm的结果。
当线性压力P等于或小于1.5g·f/mm时，残余墨粉滑过清洁刮片40与中间转印带17之间，从而导致不良清洁并在图像中出现污迹。相反，当线性压力P等于或大于2.0g·f/mm时，由于中间转印带17与清洁刮片40之间的摩擦，清洁刮片40被翻转。
另一方面，在消除螺旋输送器50的驱动力Fo中的上述变化的情况下，考虑到仅仅螺旋弹簧70的拉力的变化以及制造中的结构变化，清洁刮片40的线性压力P的变化范围可以被控制在波动幅ΔP2为0.3g·f/mm(例如，1.7到2.0g·f/mm的范围(16.8到19.8N/m))的范围内。
相反，在图4所示的情况下，即，在由从转动支承点38到齿轮的啮合点C的矢量以及作用在啮合点C上的驱动力Fo的矢量所形成的角度θo(以下，角度θo指“驱动角θo”)大约是90度的情况下，发现当螺旋输送器50驱动时接收到的清洁刮片40的线性压力的波动幅ΔP3最大是0.4g·f/mm(4.0N/m)。
因此，当由于螺旋输送器50的驱动力Fo的变化而引起的波动幅ΔP3(0.4g·f/mm)被添加到线性压力P的可控波动幅ΔP2(0.3g·f/mm)时，总的波动幅(ΔP2+ΔP3)变为0.7g·f/mm，其超过了作为允许波动幅ΔP1的0.5g·f/mm。
即，由于总的波动幅(ΔP2+ΔP3)是0.7g·f/mm，因此，所获得的线性压力P的范围是，例如，从1.3到2.0g·f/mm，其超过了1.5至2.0g·f/mm的线性压力P的可允许的变化范围。
为了将清洁刮片40的线性压力P的变化范围保持在允许变化范围内，可以降低由于螺旋输送器50的驱动力Fo的变化而引起的波动幅ΔP3。
作为降低量的测量，发明人将注意力集中在抵压力Fb的变化(即，线性压力P的变化)不是直接作为驱动力Fo变化的这一事实，而是作为通过驱动力Fo围绕转动支承点38的力矩Mo。
即，在图4所示的情况下，由于驱动角θo大约是90度，通过(公式2)中出现的驱动力Fo围绕转动支承点38的力矩Mo变为Fo·Lo。另一方面，当驱动角θo设定为90度以外的数值时，力矩Mo变为Fo·Lo·sinθo。
将(公式3)重新写入线性压力P的波动幅ΔP内，得到如下的(公式4)。
ΔP＝-ΔFo·(Lo/Lb)/W (公式4)此外，当驱动角θo不是90度时，(公式4)由下面的(公式5)来表示。
ΔP＝-ΔFo·sinθo·(Lo/Lb)/W (公式5)从(公式4)和(公式5)可知，通过将驱动角θo设定为90度以外的数值，线性压力P的波动幅ΔP降低至与sinθo(sinθo＜1)相乘的数值。
对于上述的数值，当由于螺旋输送器50的驱动力Fo的变化而引起0.4g·f/mm的波动幅ΔP3减少到一半(0.2g·f/mm)时，总的波动幅(ΔP2+ΔP3)变为0.5g·f/mm，并且其可保持在作为允许波动幅ΔP2的0.5g·f/mm内。为此，驱动角θo可以设定为满足下式的角度。
|sinθo|≤1/2 (公式6)
具体地，驱动角θo可以设定为下面范围中的一个。
330°≤θo≤360°或0°≤θo≤30° (公式7)150°≤θo≤210°(公式8)为了使波动幅ΔP3最小，其可以设定为θo＝0°或θo＝180°，即，驱动力Fo的方向可以设定为朝向转动支承点38的方向或与之相反的方向。
图5至图7中示出了基于上述考虑的中间转印带清洁器21的实施例。
图5示出了根据本发明第一实施例的中间转印带清洁器21a的结构实例。在根据第一实施例的中间转印带清洁器21a中，在图5中，用于驱动螺旋输送器50的驱动齿轮50b位于螺旋输送器50的下方。通过这种配置，驱动角θo可以设定为小于30°，并且由于驱动力Fo的变化而引起的清洁刮片40的线性压力P的变化可以减小到图4情况中的一半或以下。
图6示出了根据本发明第二实施例的中间转印带清洁器21b的结构实例。根据第二实施例的中间转印带清洁器21b具有这样的构成中间从动齿轮50c设置在用于驱动螺旋输送器50的驱动齿轮50b与设置于螺旋输送器50的转动轴上的从动齿轮50a之间。中间从动齿轮50c被设置为中间转印带清洁器21的部件。在该实施例中，驱动力Fo沿两齿轮的切线方向作用在驱动齿轮50b与中间从动齿轮50c的啮合点C处。而且，在该实施例中，由于在图6中驱动齿轮50b位于中间从动齿轮50c的下方，驱动角θo可以设定为小于30°，并且由于驱动力Fo的变化而引起的清洁刮片40的线性压力P的变化可以减小到图4情况中的一半或以下。
图7示出了根据本发明第三实施例的中间转印带清洁器21c的结构实例。根据第三实施例的中间转印带清洁器21c具有这样的构成用于驱动螺旋输送器50的驱动齿轮18a与中间转印带17的驱动辊18同轴地设置。驱动辊18通过接收来自诸如驱动电机(未示出)的动力提供装置的驱动力而转动，并且驱动齿轮18a作为动力提供装置的一个部件向螺旋输送器50的从动齿轮50d传递转动驱动力。
在根据第三实施例的中间转印带清洁器21c中，驱动力Fo沿两齿轮的切线方向作用在驱动齿轮18a与从动齿轮50d的啮合点C处。而且，在该实施例中，如图7所示，采用驱动角θo设定为小于30°的情况，并且由于驱动力Fo的变化而引起的清洁刮片40的线性压力P的变化可以减小到图4情况中的一半或以下。
如上所述，根据各实施例的中间转印带清洁器21a、21b、和21c，可以减小用于清洁中间转印带17上残余墨粉的清洁刮片的抵压力Fb的变化，并且可以稳定清洁刮片的清洁性能。
至此，已经描述了用于清洁中间转印带17上的残余墨粉的中间转印带清洁器21，但是，本发明可以应用于用于清洁感光体和转印带上的残余墨粉的墨粉清洁器。在这些墨粉清洁器中，使用螺旋输送器将清洁刮片去除的废墨粉传送到墨粉清洁器外部的基本结构也是普遍的。
图8示出了将上述实施例应用于图2所示处理盒11的墨粉清洁器16的实例。
螺旋弹簧83的一端固定于墨粉清洁器16的上端83b，而螺旋弹簧83的另一端83a固定于处理盒11的壳体(未示出)。墨粉清洁器16的框体80被转动支承点85可转动地支承，并且固定于框体80的清洁刮片16-1通过螺旋弹簧83的拉力抵压感光体12的表面。由清洁刮片16-1刮下的废墨粉被收集在框体80内、通过螺旋输送器81沿轴方向(垂直于纸面的方向)传送、并被排出到框体80的外部。
螺旋输送器81同轴地具有从动齿轮81a，并且被设置在图像形成设备1的主体中的驱动齿轮84驱动。驱动力Fo从图8所示的从动齿轮81a与驱动齿轮84的啮合点沿切线方向作用。
如图8所示，从啮合点朝向转动支承点85的方向和驱动力Fo的方向设置成基本相同(θo≈0°)。因此，通过驱动力Fo围绕转动支承点85的力矩变得更小，并且降低了对于清洁刮片16-1的抵压力的影响。
应当注意，本发明并不限于上述实施例，而是在实施阶段中不背离本发明范围的前提下，可以对组成元件修改和具体化。此外，通过上述实施例中公开的多个组成元件的适当组合可以形成各种发明。例如，可以从实施例中所示的所有组成元件中删除一些组成元件。此外，不同实施例涉及的组成元件可以适当地组合。
权利要求
1.一种图像形成设备，包括图像载体；以及清洁装置，用于清洁残留在所述图像载体的表面上的显影剂；所述清洁装置包括框体，具有转动轴；增压装置，用于向所述框体施加围绕所述转动轴的力；清洁件，设置在所述框体中，用于通过由围绕所述转动轴的力部分抵压所述图像载体的表面，来清洁残留在所述图像载体的表面上的显影剂；传送装置，容纳在所述框体中，用于将收集在所述框体内的被清洁的显影剂传送到所述框体外部的预定位置；以及动力提供装置，用于向所述传送装置提供驱动力，其中，所述驱动力的方向是从所述驱动力的作用点基本上朝向所述转动轴的转动支承点的方向或与之相反的方向。
2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，由所述驱动力的矢量以及从提供给所述传送装置的所述驱动力的作用点到所述转动支承点的矢量所形成的角度θ是满足-1/2≤sinθ≤1/2的角度θ。
3.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，所述图像形成设备包括图像形成设备主体，所述图像形成设备主体具有所述图像载体和所述清洁装置，并且所述动力提供装置设置在所述图像形成设备主体中。
4.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，所述驱动力是转动驱动力，并且所述转动驱动力从所述动力提供装置经由所述动力提供装置具有的齿轮和所述传送装置具有的齿轮提供给所述传送装置。
5.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，所述图像载体为中间转印体，在所述图像形成设备所具有的感光体的表面上形成的显影剂图像被中间转印到所述中间转印体上。
6.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，所述图像载体是感光体，通过所述图像形成设备所具有的显影单元在所述感光体的表面上形成墨粉图像。
7.根据权利要求6所述的图像形成设备，其中，所述感光体和所述显影单元中的至少一个容纳在处理盒中，所述处理盒与所述图像形成设备可拆卸地设置。
8.一种图像形成设备，包括图像载体；以及清洁装置，被构造成清洁残留在所述图像载体表面上的显影剂；所述清洁装置包括框体，具有转动轴；增压元件，被构造成向所述框体施加围绕所述转动轴的力；清洁件，设置在所述框体中，被构造成通过围绕所述转动轴的力部分抵压所述图像载体的表面，来清洁残留在所述图像载体的表面上的显影剂；传送机构，容纳在所述框体中，被构造成将收集在所述框体内的被清洁的显影剂传送到所述框体外部的预定位置；以及动力提供机构，被构造成向所述传送机构提供驱动力，其中，所述驱动力的方向是从所述驱动力的作用点基本上朝向所述转动轴的转动支承点的方向或与之相反的方向。
9.根据权利要求8所述的图像形成设备，其中，由所述驱动力的矢量以及从提供给所述传送机构的所述驱动力的作用点到所述转动支承点的矢量所形成的角度θ是满足-1/2≤sinθo≤1/2的角度θ。
10.根据权利要求8所述的图像形成设备，其中，所述图像形成设备包括图像形成设备主体，所述图像形成设备主体具有所述图像载体和所述清洁装置，并且所述动力提供机构固定于所述图像形成设备主体。
11.根据权利要求8所述的图像形成设备，其中，所述驱动力是转动驱动力，并且所述转动驱动力从所述动力提供机构经由所述动力提供机构具有的齿轮和所述传送机构具有的齿轮提供给所述传送机构。
12.根据权利要求8所述的图像形成设备，其中，所述图像载体是中间转印体，在所述图像形成设备所具有的感光体的表面上形成的显影剂图像被中间转印到所述中间转印体上。
13.根据权利要求8所述的图像形成设备，其中，所述图像载体是感光体，通过所述图像形成设备所具有的显影单元在所述感光体的表面上形成墨粉图像。
14.根据权利要求13所述的图像形成设备，其中，所述感光体和所述显影单元中的至少一个容纳在处理盒中，所述处理盒与所述图像形成设备可拆卸地设置。
15.一种图像形成设备的图像形成方法，包括在感光体的表面上曝光静电潜像；用墨粉显影所述静电潜像，以将墨粉图像显影在所述感光体的表面上；将所述感光体表面上的所述墨粉图像转印到中间转印体上；将转印到所述中间转印体的转印图像转印到记录介质上；以及清洁残留在所述中间转印体或感光体上的墨粉，所述清洁步骤包括向具有转动轴的框体施加围绕所述转动轴的力；通过固定于所述框体并由围绕所述转动轴的力部分抵压所述中间转印体或感光体表面的清洁刮片，刮除残留在所述中间转印体或感光体表面上的墨粉；通过容纳在所述框体中的螺旋输送器，将刮入所述框体内的墨粉传送到所述框体外部的预定位置；以及向所述螺旋输送器提供驱动力；其中，所述驱动力的方向是从所述驱动力的作用点基本上朝向所述转动轴的转动支承点的方向或与之相反的方向。
16.根据权利要求15所述的图像形成方法，其中，由所述驱动力的矢量以及从提供给所述螺旋输送器的所述驱动力的作用点到所述转动支承点的矢量所形成的角度θ是满足-1/2≤sinθ≤1/2的角度θ。
17.根据权利要求15所述的图像形成方法，其中，设置在所述框体外部的螺旋输送器驱动机构向所述螺旋输送器提供所述驱动力。
18.根据权利要求17所述的图像形成方法，其中，所述驱动力是转动驱动力，并且所述转动驱动力从所述螺旋输送器驱动机构经由所述螺旋输送器驱动机构具有的齿轮和所述螺旋输送器具有的齿轮提供给所述螺旋输送器。
19.根据权利要求15所述的图像形成方法，其中，所述感光体和所述显影单元中的至少一个容纳在处理盒中，所述处理盒与所述图像形成设备可拆卸地设置。
全文摘要
根据本发明的图像形成设备包括图像载体和用于清洁残留在图像载体表面上的显影剂的清洁装置。该清洁装置包括框体，具有转动轴；增压装置，用于向框体施加围绕转动轴的力；清洁件，固定于框体，用于通过由围绕转动轴的力部分抵压图像载体表面来清洁残留在图像载体表面上的显影剂；传送装置，容纳在框体中，用于将收集在框体内的被清洁的显影剂传送到框体外部的预定位置；以及动力提供装置，用于向传送装置提供驱动力，驱动力的方向是从驱动力的作用点基本上朝向转动轴的转动支承点的方向或与之相反的方向。根据本发明的图像形成设备，可以防止用于清洁图像载体上残余墨粉的清洁刮片的抵压力发生变化，且可以使清洁刮片的清洁性能稳定。
文档编号G03G15/00GK101051210SQ20071009074
公开日2007年10月10日 申请日期2007年4月2日 优先权日2006年4月4日
发明者小笠原真人, 石田和史 申请人:株式会社东芝, 东芝泰格有限公司