CN101211153B - 图像形成装置及其清洁方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种图像形成装置，该图像形成装置包括：多个图像承载部件；多个旋转清洁部件，其对应于各所述图像承载部件设置，并且通过旋转以清洁各所述图像承载部件的表面；以及控制器，其根据各所述图像承载部件的磨损量，使所述多个旋转清洁部件以不同的旋转速度旋转。

Description

图像形成装置及其清洁方法

技术领域

本发明涉及图像形成装置和该图像形成装置的图像承载部件的清洁方法。

背景技术

在诸如复印机、打印机、传真机等使用电子照相系统的图像形成装置中，将形成在图像承载部件的表面上的潜像显影为调色剂图像，并且将调色剂图像转印并且定影在介质上以形成图像。调色剂可能会在调色剂图像转印之后残留在图像承载部件的表面上，并且通常设置诸如所谓清洁器等清洁部件，以清洁图像承载部件的表面。在用于形成多色图像的图像形成装置中，中间转印材料可以设置在图像承载部件和最终转印材料之间，并且可以设置用于在最终转印之后清洁中间转印介质的表面的清洁部件。

例如，在以下专利文献1到专利文献3中公开了该清洁部件。

专利文献1(JP-A-06-175432)公开了这样的技术，即：在具有一个感光鼓1的图像形成装置中，设置作为清洁单元的受到旋转驱动的毛刷13，该清洁单元用于清洁感光鼓1的表面，在连续形成图像时，毛刷13的旋转速度根据转印材料P的张数改变，图像在该转印材料上连续形成。

专利文献2(JP-A-2003-345212)公开了这样的技术，即：在具有四个图像承载部件11的图像形成装置中，在非图像形成期间和图像形成期间之间改变用于回收残留在转印带13的表面上的调色剂的偏斜清洁辊21的旋转速度，该非图像形成期间例如是在转印到转印纸之后发生卡纸或者调节浓度的期间。

专利文献3(JP-A-2006-146189)公开了这样的技术，即：在具有四个图像承载部件1a、1b、1c和1d的图像形成装置中，根据图像形成装置紧急停机时残留在中间转印带10上的未转印图像的位置和图像浓度来控制清洁该未转印图像的时间。

发明内容

本发明的目的是抑制多个图像承载部件之间磨损量的波动。

(1)根据本发明的一个方面，提供一种图像形成装置，包括：多个图像承载部件；多个旋转清洁部件，其对应于各所述图像承载部件设置，并且通过旋转以清洁各所述图像承载部件的表面；以及控制器，其根据各所述图像承载部件的磨损量，使所述多个旋转清洁部件以不同的旋转速度旋转。

(2)根据项(1)所述的图像形成装置，还包括：检测器，其检测各所述图像承载部件的磨损量；以及旋转速度设定单元，其基于所检测的磨损量设定所述旋转清洁部件的旋转速度，所述控制器使所述多个旋转清洁部件以所设定的旋转速度旋转，所述多个图像承载部件中的每一个包括作为其最外层的保护层，所述保护层具有电荷传输功能。

(3)根据项(1)或(2)所述的图像形成装置，其中，各所述图像承载部件利用包含不规则无机细颗粒的显影剂在其表面上形成可见图像，所述不规则无机细颗粒的莫氏硬度大约为3或者更大且体积平均粒径为0.1μm到1.0μm。

(4)根据项(1)或(2)所述的图像形成装置，还包括：刮除部件，各刮除部件沿相应的图像承载部件的旋转方向设置在所述相应的旋转清洁部件的下游侧，用于刮除所述图像承载部件表面上的附着物，并且具有6.2兆帕到19.6兆帕的100％模量，各所述图像承载部件利用包含不规则无机细颗粒的显影剂在其表面上形成可见图像，所述不规则无机细颗粒的莫氏硬度为3或者更大且体积平均粒径为0.1μm到1.0μm。

(5)根据项(1)至(4)中任一项所述的图像形成装置，其中，各所述旋转清洁部件包括作为最外层的纤维层，所述纤维层包含细小纤维。

(6)根据本发明的一个方面，提供一种用于清洁图像形成装置中的图像承载部件的表面的方法，包括：检测各所述图像承载部件的磨损量；根据所述磨损量设定旋转清洁部件的旋转速度，所述旋转速度彼此不同；以及以所述旋转速度旋转所述旋转清洁部件从而清洁所述图像承载部件的表面。

根据上述项(1)的图像形成装置，可以减少主要由旋转清洁部件引起的多个图像承载部件之间的磨损量的波动。

根据上述项(2)的图像形成装置，可以高精度地减少磨损量的波动。

根据上述项(3)的图像形成装置，可以减少旋转清洁部件之外的其它部件对图像承载部件的磨损的影响。

根据上述项(4)的图像形成装置，可以在使用包含大粒径颗粒的显影剂的同时，利用旋转清洁部件高精度地控制磨损量。

根据上述项(5)的图像形成装置，可以抑制由旋转清洁部件引起的图像承载部件表面的损伤。

根据上述项(6)的清洁方法，可以减少由旋转清洁部件引起的多个图像承载部件之间的磨损量的波动。

附图说明

本发明实施例将基于下列附图详细描述，其中：

图1是本发明示例性实施例1的图像形成装置的总体示意图；

图2是实施例1的图像形成装置的主要部分的放大示意图；

图3是实施例1的图像承载部件的示意图；

图4是实施例1的图像承载部件清洁器的主要部分的放大示意图；

图5是示出实施例1的图像形成装置的控制器的框图；

图6是控制实施例1的清洁辊旋转的操作的示意流程图；

图7A和图7B是示出图像承载部件的表面磨损量(μm)的示意图，其中横坐标表示累计的旋转数(kcy，千转)，纵坐标表示图像承载部件的表面磨损量，图7A是实施例1的图像形成装置的磨损量的示意图，图7B是背景技术中的图像形成装置的磨损量的示意图；

图8是示出清洁辊相对于图像承载部件的圆周速度比和图像承载部件每1千转的磨损量(nm/kcy)之间的关系的示意图，其中，横坐标表示清洁辊的圆周速度比，纵坐标表示图像承载部件的磨损量；

图9是示例性实施例2的由于清洁刮板造成的磨损的示意图，其中横坐标表示外添加剂的平均粒径(μm)，纵坐标表示图像承载部件的磨损量(nm/kcy)；以及

图10A和图10B是实施例2和背景技术的清洁刮板的磨损特性的示意图，其中，图10A是实施例2的清洁刮板的示意图，图10B是背景技术的清洁刮板的示意图。

具体实施方式

本发明示例性实施例将参照附图描述，但是本发明不限于这些实例。

为了便于理解，在附图中，取深度方向作为X轴方向，取水平方向作为Y轴方向，取竖直方向作为Z轴方向，分别取箭头X、-X、Y、-Y、Z和-Z所示的方向或侧作为前方、后方、左方、右方、上方和下方，或者前侧、后侧、左侧、右侧、上侧和下侧。

在附图中，带中心点“·”的圆圈符号(⊙)表示从背面指向正面的箭头。带有“×”标记的圆圈符号(⊕)表示从正面指向背面的箭头。

在下列使用附图的描述中，为了便于理解，除了那些的必要的部件，适当地从附图中省略其它部件。

(实施例1)

图1是本发明示例性实施例1的图像形成装置的总体示意图。

在图1中，图像形成装置U具有自动文件输送器U1和图像形成装置主体U2，该图像形成装置主体U2支撑该自动文件输送器U1并且在其上端具有透明文件读取表面PG。

自动文件输送器U1具有：文件堆叠器TG1，其具有堆积在其中的待复印的多张文件(原稿)Gi；以及文件传送托盘TG2，从文件堆叠器TG1输送并且通过文件读取表面PG上的文件读取位置的文件Gi被传送到该文件传送托盘TG2上。

图像形成装置主体U2具有：操作部分UI，用户通过该操作部分UI输入诸如开始图像形成操作等操作指令；以及曝光光学系统A等等。

从下述文件反射的光通过曝光光学系统A使用固体成像器件CCD转换成R(红色)、G(绿色)和B(蓝色)的电信号，所述文件用自动文件输送器U1输送到文件读取表面PG上或者手动地放置在文件读取表面PG上。

图像信息转换部分IPS将从固体成像器件CCD输入的RGB电信号转换成暂时储存在其中的K(黑色)、Y(黄色)、M(品红色)和C(蓝绿色(青色))的图像信息，随后在预定定时(时间)将该图像信息作为用于形成潜像的图像信息输出到潜像形成装置驱动电路DL。

在文件图像是单一颜色的图像(单色图像)的情况下，只将K(黑色)的图像信息输入到潜像形成装置驱动电路DL。

潜像形成装置驱动电路DL具有用于各颜色Y、M、C和K的各驱动电路(图中未示出)，并且在预定定时向潜像形成装置ROS的各颜色的潜像写入激光二极管(图中未示出)输出对应于输入图像信息的激光驱动信号。

图2是实施例1的图像形成装置的主要部分的放大示意图。

设置在潜像形成装置ROS上方的可见图像形成装置Uy、Um、Uc和Uk是用于分别形成Y(黄色)、M(品红色)、C(蓝绿色)和K(黑色)各颜色的调色剂图像的装置。

从潜像形成装置ROS的激光二极管发射的作为Y、M、C和K的潜像写入光实例的激光束Ly、Lm、Lc和Lk分别入射到旋转的图像承载部件PRy、PRm、PRc和PRk上。

用于颜色Y的可见图像形成装置Uy具有：旋转的图像承载部件PRy；充电装置CRy；显影装置Gy；转印装置T1y；预清洁电晕管1y，其作为在清洁之前除电装置的实例；光除电装置2y；以及图像承载部件清洁器CLy，并且可见图像形成装置Um、Uc和Uk构造成类似于用于颜色Y的可见图像形成装置Uy。

在图1和图2中，图像承载部件PRy、PRm、PRc和PRk分别利用充电装置CRy、CRm、CRc和CRk均匀地充电，随后用激光束Ly、Lm、Lc和Lk在图像写入位置Q1y、Q1m、Q1c和Q1k在这些图像承载部件的表面上形成静电潜像。在显影区域Q2y、Q2m、Q2c和Q2k利用显影装置Gy、Gm、Gc和Gk将图像承载部件PRy、PRm、PRc和PRk的表面上的静电潜像显影成调色剂图像，该调色剂图像作为可见图像的实例。

如此显影的调色剂图像被传送到与作为中间转印材料实例的中间转印带B接触的一次转印区域Q3y、Q3m、Q3c和Q3k。在预定定时从由控制器C控制的电源电路E向在一次转印区域Q3y、Q3m、Q3c和Q3k处设置于中间转印带B′背面的一次转印装置T1y、T1m、T1c和T1k施加一次转印电压，该电压的极性与调色剂的带电极性相反。

利用一次转印装置T1y、T1m、T1c和T1k将图像承载部件PRy到PRk上的调色剂图像转印到中间转印带B上。接着，利用图像承载部件清洁器CLy、CLm、CLc和CLk清洁在一次转印之后残留在图像承载部件PRy、PRm、PRc和PRk表面上的调色剂。用预清洁电晕管1y、1m、1c和1k以及光除电装置2y、2m、2c和2k消除图像承载部件PRy、PRm、PRc和PRk表面上的电荷，随后再次用充电装置CRy、CRm、CRc和CRk充电。

在图像承载部件PRy到PRk上方设置有作为中间转印装置的实例的带组件BM，该中间转印装置能够竖直地运动并且向前侧拉出。带组件BM具有：中间转印带B，其作为中间转印材料的实例；带驱动辊Rd，其作为中间转印材料驱动部件的实例；张紧辊Rt，其作为中间转印介质张紧部件的实例；摆动辊Rw，其作为蛇行防止部件；空转辊(自由辊)Rf，其作为从动部件的实例；带支撑辊(Rd、Rt、Rw、Rf和T2a)，其作为中间转印材料支撑部件的实例，该中间转印材料支撑部件包括作为二次转印区域相对部件的支撑辊T2a；以及一次转印装置T1y、T1m、T1c和T1k。带支撑辊(Rd、Rt、Rw、Rf和T2a)旋转地并且可移动地支撑中间转印带B。

作为二次转印部件实例的二次转印辊T2b设置成面向中间转印带B的与支撑辊T2a接触的表面，并且二次转印装置T2由二次转印辊T2a和支撑辊T2b构成。二次转印区域Q4形成在二次转印辊T2b和中间转印带B彼此面对的区域。

在一次转印区域Q3y、Q3m、Q3c和Q3k通过一次转印装置T1y、T1m、T1c和T1k转印并且叠加在中间转印带B上的单色或多色调色剂图像被传送到二次转印区域Q4。

在潜像形成装置ROS下方设置有作为引导部件实例的三组导轨GR，每组包括一对导轨，该引导部件支撑作为可以沿深度方向(X轴方向)拉出的送纸容器的送纸托盘TR1到TR3的实例。作为容纳在送纸托盘TR1到TR3中的介质的实例的记录纸S由作为介质拾取部件的拾纸辊Rp取出，并且利用作为介质处理部件的操纵辊Rs将记录纸S分离成单张的纸张。通过多个作为介质传送部件实例的传送辊Ra沿着作为介质传送路径实例的纸张传送路径SH传送记录纸，并且将记录纸传送到定位辊Rr，该定位辊作为用于控制向转印区域传送记录纸的传送定时的部件的实例，并沿纸张传送方向设置在二次转印区域Q4的上游侧。纸张传送装置(SH+Ra+Rr)由纸张传送路径SH、纸张传送辊Ra、定位辊Rr等构成。

定位辊Rr在这样的定时(时间)将记录纸S传送到二次转印区域Q4，即：与中间转印带B上形成的调色剂图像传送到二次转印区域Q4的时间一致。当传送记录纸S通过二次转印区域Q4时，支撑辊T2a接地，并且在预定定时从由控制器C控制的电源电路E向二次转印辊T2b施加二次转印电压，该电压的极性与调色剂的带电极性相反。在这时，利用二次转印装置T2将中间转印带B上的彩色调色剂图像转印到记录纸S上。

在完成二次转印之后利用作为中间转印介质清洁器实例的带清洁器CLb清洁中间转印带B。

其上二次转印有调色剂图像的记录纸S被传送到定影区域Q5，并且在记录纸S通过该定影区域时受到加热定影，该定影区域是定影装置F的作为加压定影部件实例的加压辊Fp和作为加热定影部件实例的加热辊Fh的挤压区域。接着，利用作为介质排出部件实例的排纸辊Rh将已经受到加热定影的记录纸S排出到作为介质排出部分实例的纸张排出托盘TRh。

用防粘剂涂覆装置Fa在加热辊Fh的表面涂覆防粘剂，该防粘剂涂覆装置Fa用于提高记录纸S和加热辊之间的防粘特性。

在带组件BM上方设置有作为容纳Y(黄色)、M(品红色)、C(蓝绿色)和K(黑色)显影剂的显影剂传送容器实例的显影剂盒Ky、Km、Kc和Kk。根据显影装置Gy、Gm、Gc和Gk中的显影剂的消耗，通过显影剂传送路径(图中未示出)将容纳在显影剂盒Ky、Km、Kc和Kk中的显影剂传送到显影装置Gy、Gm、Gc和Gk。

在实施例1中，从外部向显影剂添加莫氏硬度值是3或者更大的不规则无机颗粒，体积平均粒径是大约从0.1μm到1.0μm。

通过使用莫氏硬度计获得莫氏硬度。这是由F.Mohs发明的，其中，依次用下列十种矿物质刻划样品，并且确定样品的硬度小于在其上划出痕迹的矿物质的硬度。这十种矿物质硬度从低到高依次为：滑石(1)、石膏(2)、方解石(3)、氟石(4)、磷灰石(5)、正长石(6)、石英(7)、黄玉(8)、刚玉(9)和金刚石(10)。体积平均粒径是这样的粒径，即：当对于通过分割粒度分布而得到的粒度范围(路径)从小粒径侧描绘累积分布时，累积达到50％时所得到的粒径，并且用公知的用于测量体积平均粒径的装置测量。

不规则无机颗粒没有特别的限制，只要具有前述的特性即可，下列材料是示例性的。无机颗粒优选的实例包括各种无机氧化物、氮化物、硼化物等等，例如硅石、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、钛酸钡、钛酸铝、钛酸锶、钛酸镁、氧化锌、氧化铬、氧化铈、氧化锑、氧化钨、氧化锡、氧化碲、氧化锰、氧化硼、碳化硅、碳化硼、碳化钛、氮化硅、氮化钛、氮化硼、碳酸钙、碳酸镁和磷酸钙等。

在图1中，图像形成装置U具有上框架UF和下框架LF，并且上框架UF支撑潜像形成装置ROS和设置在潜像形成装置ROS上方的部件(图像承载部件PRy、PRm、PRc和PRk，显影装置Gy、Gm、Gc和Gk，带组件BM等等)。

下框架LF支撑用于对送纸托盘TR1到TR3进行支撑的导轨GR和用于从送纸托盘TR1到TR3传送纸张的纸张传送部件(拾纸辊Rp、操纵辊Rs、纸张传送辊Ra等等)。

(图像承载部件的描述)

图3是实施例1的图像承载部件的示意图。

下面将描述实施例1的图像承载部件PRy、PRm、PRc和PRk的构成，但是因为各颜色的图像承载部件PRy、PRm、PRc和PRk彼此类似地构成，所以只描述Y颜色的图像承载部件PRy，而省略其它图像承载部件PRm、PRc和PRk的描述。

在图3中，实施例的图像承载部件PRy具有接地的由铝形成的铝基材料11。在该铝基材料的表面上形成有底涂层(undercoating layer)12，并且在底涂层12的外侧形成有电荷产生层13。在电荷产生层13的表面侧形成有电荷传输层14，并且在电荷传输层14的表面侧形成有保护层15。

下面将描述实施例1的图像承载部件PRy的制造方法。

首先向其中溶解有4重量份聚乙烯醇缩丁醛树脂(商标是S-LecBM-S，由Sekisui Chemical有限公司制造)的170重量份的正丁醇中添加30重量份的有机锆化合物(乙酰丙酮丁基化锆(acetylacetonezirconium butylate))和3重量份的有机硅烷化合物(γ-氨丙基三甲氧基硅烷)，随后混合并且搅拌，以制造用于形成底涂层的涂层组合物。该涂层组合物涂覆在铝基材料11的表面上，该铝基材料具有84mm的外径并且经过珩磨处理而粗糙化，在室温下风干5分钟之后，经10分钟将铝基材料11加热至50℃，接着通过放置在50℃相对湿度是85％(露点：47℃)的高温高湿浴槽中20分钟，以进行水合固化加速处理。之后，将铝基材料放置在热空气干燥器中在160℃下干燥15分钟，以在铝基材料11上形成底涂层。

用砂磨机将下述混合物分散4小时，该混合物包含：15重量份的作为电荷产生材料的酞菁氯镓、10重量份的氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂(VMCH，由Nippon Unicar有限公司制造)以及300重量份的正丁醇。将这样获得的分散液涂覆在底涂层12上并且干燥以形成0.25μm厚的电荷产生层13。

将涂层组合物涂覆在电荷产生层13的表面上并且在115℃下干燥40分钟以形成22μm厚的电荷传输层14，该涂层组合物这样获得，即：在230重量份的四氢呋喃和100重量份的一氯代苯中，充分溶解并且混合40重量份的N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基联苯胺和60重量份的双酚Z聚碳酸酯树脂(分子量：40,000)。

将2重量份的下列分子结构式所表示的化合物和2重量份的Resitop PL4852(由Gunei Chemical Industry有限公司制造)溶解在10重量份的异丙醇中，以获得用于形成保护层的涂层组合物。用于形成保护层的涂层组合物涂覆在电荷传输层14的表面上，并且在室温下风干20分钟接着在145℃下干燥40分钟，以形成具有电荷传输功能的4μm厚的保护层15，从而制造出图像承载部件PRy。

于是，在图像承载部件PRy的表面用充电装置CRy充电的状态下用激光Ly照射该图像承载部件PRy，在电荷产生层13中产生电荷或者空穴，并且电荷传输通过电荷传输层14和保护层15以形成在表面上流动的电流，从而使用激光Ly照射到的部分的电荷电位低于没有用激光Ly照射到的部分。

(图像承载部件清洁器的描述)

图4是实施例1的图像承载部件清洁器的主要部分的放大示意图。

下面将描述图像承载部件清洁器CLy、CLm、CLc和CLk，预清洁电晕管1y、1m、1c和1k以及光除电装置2y、2m、2c和2k的构成，但是因为各颜色的图像承载部件清洁器CLy、CLm、CLc和CLk等等彼此类似地构成，所以只描述Y颜色的部件，而省略其它颜色的部件的描述。

在图4中，实施例1的图像承载部件清洁器CLy具有作为清洁器容器实例的外壳20，并且在该外壳20中，作为旋转清洁部件实例的设置成面向图像承载部件PRy的清洁辊21受到可旋转地支撑。实施例1的清洁辊21由受到旋转驱动的外径是12mm的辊构成，并且构成为在面向图像承载部件PRy的位置处沿与图像承载部件PRy相同的方向旋转。该实例的清洁辊21具有：轴21a，其直径是6mm；弹性层21b，其固定在轴21a的外周；以及纤维层(表面层)21c，其具有900μm的厚度，覆盖在弹性层的表面。

轴21a可以由诸如铁和不锈钢等金属形成，弹性层21b可以由导电圆柱形辊构成，该导电圆柱形辊由混合在其中的具有诸如炭黑等导电材料的聚氨酯泡沫、NBR、SBR、EPDM等形成。

纤维层21c可以是由导电纤维制成的非织造织物或者通过机织或编织导电纤维而形成布状的织物。这里导电纤维可以是其中混合有炭黑的尼龙导电丝的分割纤维(KB Seiren有限公司制造)，其具有例如0.5旦尼尔(248T/450F)的纤维厚度。使用极细的导电纤维可以增加纤维层21c的表面积，从而可以保持大量的调色剂，并且可以提高清洁能力。在这种情况下，导电纤维的纤维厚度适合为2旦尼尔(折合成直径大约15μm)或者更小，并且从调色剂的保持特性和清洁特性的观点出发，更优选是1旦尼尔(折合成直径大约11μm)或者更小。非织造布包括：干法非织造布、湿法非织造布等等，在本实例中使用干法非织造布。干法非织造布具体地用这样的方式获得，即：用梳理机和气动机(air random machine)将具有几厘米纤维长度的纤维形成薄片，并且根据需要堆积多个薄片。用高压细水流使纤维缠结而结合。

纤维层21c可以由混合有例如用于提高纤维层21c的耐用性的绝缘纤维的导电纤维形成。

在实施例1的清洁辊21上施加残留调色剂去除电压，该电压的极性与残留调色剂的带电极性相反。因此，产生了这样的电场：其可以通过静电方式将残留的调色剂从图像承载部件PRy移动到清洁辊21上，以从图像承载部件PRy上去除残留的调色剂。附着在图像承载部件PRy上的诸如放电产物、纸粉和灰尘等物质也用清洁辊21去除。

作为用于收集由清洁辊21去除的调色剂的收集部件的实例的收集辊22设置成与清洁辊21相接触，并且在收集辊22上设置有作为用于刮除附着在收集辊22表面上的调色剂的刮除部件的实例的刮刀23。

收集辊22由例如苯酚树脂形成，该苯酚树脂的电阻值可以通过其中分散的炭黑来调整。可以使用诸如铁和不锈钢等金属材料，并且可以设置含氟树脂等涂层以使与刮刀23的接触平滑化，并且提高调色剂的防粘性。

在收集辊22上施加残留调色剂收集电压，该残留调色剂收集电压产生这样的电场：其通过静电方式将清洁辊21表面上的调色剂移动到收集辊22。

作为用于从图像承载部件PRy表面刮除残留调色剂的刮除部件的实例的清洁刮板24沿图像承载部件PRy的旋转方向设置在清洁辊21下游侧。

利用收集辊22从清洁辊21上收集的调色剂、用刮刀23刮除的调色剂以及用清洁刮板24刮除的调色剂通过作为废调色剂传送部件实例的废调色剂传送螺旋推运器26传送，并且收集到图中未示出的废调色剂收集容器中。

实施例1的图像承载部件清洁器CLy由用附图标记21到26表示的部件构成。

(充电装置的描述)

在图4中，实施例1的充电装置CRy由接触型充电辊构成，并且从充电电源电路Eb向充电装置CRy施加用于对图像承载部件PRy的表面进行充电的充电电压。在实施例1中，包含其上叠加有交流电的直流电的充电电压用作所述施加的充电电压，该充电电压以恒定电流受到控制。

充电电源电路Eb与电气特性传感器SN1y连接，该电气特性传感器SN1y用于检测图像承载部件PRy和充电装置CRy之间的电压-电流特性，该图像承载部件PRy由于表面随时间而磨损而使得诸如电阻值等电气特性发生变化。实施例1的电气特性传感器SN1y通过检测以恒定电流受到控制的充电电压的交流电压的电压峰值来检测电压-电流特性。

(实施例1的控制器的描述)

图5是示出实施例1的图像形成装置的控制器的框图。

图5中的控制器C由下列部件构成，即：输入/输出接口I/O；ROM(只读存储器)，其具有存储于其中的用于进行所需要的操作的程序和数据；RAM(随机存储器)，其用于暂时存储所需要的数据；CPU(中央处理器)，其用于根据ROM中所存储的程序来进行操作；以及微型计算机，其具有时钟振荡器，并且控制器C可以通过执行存储在ROM中的程序来实现各种功能。

(与控制器C连接的信号输出单元)

从操作部分UI和诸如电气特性传感器SN1y到SN1k等输出单元输出的信号输入到控制器C。

操作部分UI具有：电源开关UI1、显示部分UI2、以及作为输入键实例的箭头键UI3和复印开始键UI4等等。

电气特性传感器SN1y到SN1k检测各颜色的图像承载部件PRy到PRk和充电装置CRy到CRk的电压-电流特性。

(与控制器C连接并且由控制器C控制的单元)

控制器连接于主电动机驱动电路D1、电源电路E、用于清洁辊的电动机驱动电路D2以及其它图中未示出的受控单元，并且向这些单元输出操作控制信号。

主电动机驱动电路D1通过主电动机M1旋转驱动图像承载部件PRy到PRk、中间转印带B等等。

电源电路E具有：显影电源电路Ea、充电电源电路Eb、转印电源电路Ec、定影电源电路Ed、清洁电源电路Ee等等。

显影电源电路Ea向显影装置Gy到Gk的显影辊施加显影偏压。

充电电源电路Eb分别向充电装置CRy到CRk施加用于给图像承载部件PRy到PRk的表面充电的充电电压。

转印电源电路Ec向一次转印辊T1y到T1k和二次转印辊T2b施加转印偏压。

定影电源电路Ed向定影装置F的加热辊Fh施加用于加热的电力。

清洁电源电路Ee向图像承载部件清洁器CLy到CLk的清洁辊21和收集辊22施加残留调色剂去除电压或者残留调色剂收集电压。

用于清洁辊的电动机驱动电路D2通过驱动用于清洁辊的电动机M2y到M2k以旋转驱动清洁辊21。

(控制器C的功能)

控制器C执行与来自信号输入单元的输入信号相对应的操作，以向受控单元输出控制信号。控制器C具有下列功能。

C1：作业控制器

作为图像形成操作控制器实例的作业控制器C1响应复印开始键UI4的输入，以控制图像形成装置U的各部件的操作以及其中各电压的施加定时，从而进行图像形成操作的作业。

C2：主电动机控制器

主电动机控制器C2通过主电动机驱动电路D1控制主电动机M1的操作，从而控制图像承载部件PRy到PRk等的操作。

C3：电源电路控制器

电源电路控制器C3具有：显影电源电路控制器C3A、充电电源电路控制器C3B、转印电源电路控制器C3C、定影电源电路控制器C3D以及清洁电源电路控制器C3E，并且控制电源电路E以控制向各部件的电压施加及其电力供应。

C3A：显影电源电路控制器

显影电源电路控制器C3A控制显影电源电路Ea，以控制施加到显影装置Gy到Gk的显影辊上的显影电压。

C3B：充电电源电路控制器

充电电源电路控制器C3B控制充电电源电路Eb，以控制施加到充电辊CRy到CRk上的充电电压。

C3C：转印电源电路控制器

转印电源电路控制器C3C控制转印电源电路Ec，以控制施加到一次转印辊T1y到T1k上的一次转印电压以及施加到二次转印辊T2b上的二次转印电压。

C3D：定影电源电路控制器

定影电源电路控制器C3D控制定影电源电路Ed，以控制定影装置F的加热辊Fh的加热器的温度，即，控制定影温度。

C3E：清洁电源电路控制器

清洁电源电路控制器C3E控制清洁电源电路Ee，以控制施加在清洁辊21和收集辊22上的电压。

C4：清洁辊旋转控制器(旋转清洁部件控制器)

清洁辊旋转控制器C4具有：图像承载部件厚度检测单元C4A、辊旋转速度设定单元C4B以及清洁辊电动机控制器C4C，并且控制分别设置在图像承载部件PRy到PRk上的清洁辊21的旋转。

C4A：图像承载部件厚度检测单元(磨损量检测单元)

图像承载部件厚度检测单元C4A具有电气特性-厚度关系存储单元C4A1，并且基于电气特性传感器SN1y到SN1k所检测的电气特性，检测各颜色的图像承载部件PRy到PRk的厚度，即：图像承载部件磨损的程度。在实施例1的图像承载部件厚度检测单元C4A中，将由试验等确定的用于确定电气特性和厚度之间关系的信息存储在电气特性-厚度关系存储单元C4A1中，并且通过获得与由电气特性传感器SN1y到SN1k所检测的电气特性相对应的厚度来检测厚度。

C4B：辊旋转速度设定单元(旋转清洁部件旋转速度设定单元)

辊旋转速度设定单元C4B具有厚度-旋转速度关系存储单元C4B1，并且基于图像承载部件厚度检测单元C4A所检测的厚度设定各颜色的图像承载部件PRy到PRk的清洁辊21的旋转速度。在实施例1的辊旋转速度设定单元C4B中，由试验等确定的厚度和最佳旋转速度之间的关系存储在厚度-旋转速度关系存储单元C4B1中，并且通过获得与图像承载部件厚度检测单元C4A所检测的厚度相对应的清洁辊21的旋转速度，来设定与各颜色对应的清洁辊的旋转速度。

C4C：清洁辊电动机控制器

清洁辊电动机控制器C4C基于辊旋转速度设定单元C4B所设定的旋转速度通过用于清洁辊的电动机驱动电路D2控制用于清洁辊的电动机M2y到M2k的操作，从而控制清洁辊21的旋转。

(实施例1的流程图的描述)

(用于控制清洁辊旋转的操作的流程图的描述)

图6是控制实施例1的清洁辊旋转的操作的示意流程图。

根据存储在图像形成装置U的控制器C中的程序进行图6所示的流程图中的步骤ST的操作。该操作与图像形成装置U中的其它操作并行地进行。

通过打开图像形成装置U的电源来启动图6所示的流程图中的操作。

在图6中的步骤ST1中，判断作为图像形成操作的作业是否启动。对于是(Y)的情况，操作进入步骤ST2，对于否(N)的情况，操作重复步骤ST1。

在步骤ST2中，检测各颜色的图像承载部件PRy到PRk和充电装置CRy到CRk之间的电压-电流特性，即，电气特性。随后，操作进入步骤ST3。

在步骤ST3中，基于电压-电流特性来检测各颜色的图像承载部件PRy到PRk的厚度。随后，操作进入步骤ST4。

在步骤ST4中，基于如此检测的厚度单独设定清洁辊21的旋转速度。随后，操作进入步骤ST5。

在步骤ST5中，清洁辊21以设定的旋转速度受到旋转驱动。随后，操作进入步骤ST6。

在步骤ST6中，判断作业是否完成。对于是(Y)的情况，操作进入步骤ST7，对于否(N)的情况，操作返回步骤ST2。

在步骤ST7中，清洁辊21的操作停止。随后，操作返回步骤ST1。

(实施例1的功能)

在具有前述构成要素的实施例1的图像形成装置U中，在形成图像时，图像承载部件PRy到PRk的表面通过与中间转印带B、清洁辊21和清洁刮板24(这些部件与图像承载部件PRy到PRk的表面接触)的摩擦而受到磨损。通过在实施例1的图像承载部件PRy到PRk的表面上设置保护层15延长了这些图像承载部件的使用寿命，并且对于磨损量太小的情况，有时图像承载部件PRy到PRk的表面会受到调色剂的污染而导致诸如图像污点等图像劣化。因此，利用清洁辊21和清洁刮板24达到了抑制图像污点所必需程度的摩擦和磨损。

实施例1的图像形成装置U具有多个图像承载部件PRy到PRk，并且Y、M、C和K的调色剂图像以这样的顺序从上游侧转印到中间转印带B上。因此，在设置在中间转印带B的旋转方向的下游侧的图像承载部件中，调色剂图像从图像承载部件一次转印到中间转印带B上，同时，在上游侧的已经转印到中间转印带B表面上的其它颜色的调色剂图像可能会反向转印，即，重新转印。因此，在最下游侧的图像承载部件PRk的表面上不仅附着有K颜色的残留调色剂，而且可能还附着有重新转印的Y、M和C的调色剂，并且混合颜色的残留调色剂由清洁辊21和清洁刮板24收集。因此，从最下游侧的K颜色的图像承载部件PRk上去除和收集的调色剂的量不同于从最上游侧的Y颜色的图像承载部件PRy上去除和收集的调色剂的量。所收集的调色剂的量不同提供了作为介入清洁部分的润滑剂的调色剂的量不同，结果使磨损量不同。

(磨损量不同的描述)

图7A和图7B是示出图像承载部件的表面磨损量(μm)的示意图，其中横坐标表示累计的旋转数(kcy，千转＝旋转1000次)，纵坐标表示图像承载部件的表面磨损量。图7A是实施例1的图像形成装置的磨损量的示意图，图7B是背景技术中的图像形成装置的磨损量的示意图。

在图7A和图7B中，针对图像承载部件PRy到PRk中设置在最上游侧的Y颜色的图像承载部件PRy的磨损量和设置在最下游侧的K颜色的图像承载部件PRk的磨损量之间的关系比较了实施例1的情况和背景技术的情况。

对于实施例1，在这样的状态下进行测量，即：图像承载部件PRy到PRk的旋转速度是320mm/s，Y颜色的清洁辊21y的旋转速度是250mm/s，并且K颜色的清洁辊21k的旋转速度是190mm/s。换句话说，对于图像承载部件PRy到PRk，Y颜色的清洁辊21y的圆周速度比是0.78，K颜色的清洁辊21k的圆周速度比是0.6。测量结果在图7A中示出。

对于背景技术的实例，在这样的状态下进行测量，即：图像承载部件PRy到PRk的旋转速度是320mm/s，所有的清洁辊21y到21k的旋转速度都是220mm/s。换句话说，圆周速度比是0.7。测量结果在图7B中示出。

由于从图像承载部件PRy到PRk上去除和收集的调色剂的量不同并且不同颜色的调色剂的成分特性不同，所以在图7A和图7B中各颜色的图像承载部件PRy到PRk的表面的磨损量彼此不同。即，在清洁过程中，附着在图像承载部件PRy到PRk的表面上的调色剂具有类似润滑剂的功能，并且，如图7B所示，在最上游侧的图像承载部件PRy和最下游侧的图像承载部件PRk之间由于调色剂的量和特性的不同而使得图像承载部件的表面磨损量彼此不同。例如，在1,000kcy之后，即，1,000,000转，在图7B中，Y颜色的图像承载部件PRy的表面磨损量是大约4.0μm，K颜色的图像承载部件PRk的表面磨损量是大约2.6μm，这形成了大约1.4μm的差异。

另一方面，在实施例1的图像形成装置U，检测间接指示出相对于初始厚度的磨损量的图像承载部件PRy到PRk的厚度，并且根据所检测的磨损量控制清洁辊21的旋转，从而使图像承载部件PRy到PRk的磨损量彼此接近。例如，在1,000,000转之后，在图7A中，Y颜色的图像承载部件PRy的表面磨损量是大约3.4μm，K颜色的图像承载部件PRk的表面磨损量是大约3.1μm，这形成了大约0.3μm的差异。

在改变清洁辊21的旋转速度时，磨损量根据相对于图像承载部件PRy到PRk的圆周速度比而改变。通过利用该关系，例如，保持呈现出最大磨损量的图像承载部件的清洁辊21的旋转速度恒定，将呈现出小磨损量的图像承载部件的清洁辊21的旋转速度设定为这样的速度，即：该速度提供对应于与最大磨损量的差的圆周速度比，或者，将呈现出最大磨损量的图像承载部件的清洁辊21的旋转速度设定为使磨损量减小的旋转速度，即，旋转速度设定得接近于圆周速度比为1，从而使图像承载部件的磨损量可以彼此接近。特别地，在实施例1中，旋转速度不是基于预测提前设定，而是基于实际检测的厚度而设定，因此可以高精度地使磨损量均匀化。

在实施例1的图像形成装置中，向显影剂中添加作为外添加剂的莫氏硬度大约为3或更大且体积平均粒径为大约从0.1μm到1.0μm的不规则无机颗粒，并且清洁辊21在其中保持该不规则无机颗粒的状态下在图像承载部件PRy到PRk上摩擦。这样，图像承载部件PRy到PRk的表面通过具有保持在其中的微小粒径的硬颗粒的清洁辊21而受到研磨。

(实施例2)

下面将描述示例性实施例2，在实施例2的描述中，与实施例1的构成部件相对应的构成部件给予相同的附图标记，并且省略对其的详细描述。

实施例2在以下方面不同于实施例1，在其它方面以与实施例1相同的方式构成。

在实施例2中，向显影剂中添加作为外添加剂的莫氏硬度大约为3或更大且体积平均粒径为大约从0.1μm到2.0μm的不规则无机颗粒。

在实施例2中，清洁刮板24由具有从6.2兆帕到19.6兆帕的100％模量的弹性橡胶构成。该100％模量是用根据JIS K6301(日本工业标准，硫化橡胶的物理测试方法)的测量方法测量，其示出在23℃的环境下伸长量为100％时的应力。

(实施例2的功能)

图8是示出清洁辊相对于图像承载部件的圆周速度比和图像承载部件每1千转的磨损量(nm/kcy)之间的关系的示意图，其中，横坐标表示清洁辊的圆周速度比，纵坐标表示图像承载部件的磨损量。

在具有前述构造的实施例2的图像形成装置U中，向显影剂中外部添加莫氏硬度大约为3或更大且体积平均粒径为大约从0.1μm到2.0μm的不规则无机颗粒，这样，如图8所示，与不添加外添加剂的情况相比，可以提高由于清洁辊21而造成的磨损量，即，提高其研磨特性，从而可以高精度地控制磨损量。

根据该构造，下游侧的图像承载部件的清洁辊21磨损图像承载部件表面的程度大于上游侧的图像承载部件的清洁辊21，该下游侧的图像承载部件的清洁辊21由于重新转印的调色剂的润滑剂作用而呈现出相对小的磨损量，该上游侧的图像承载部件的清洁辊21呈现出相对大的磨损量。

图9是示例性实施例2的由于清洁刮板而造成的磨损的示意图，其中横坐标表示外添加剂的平均粒径(μm)，纵坐标表示图像承载部件的磨损量(nm/kcy)。

图10A和图10B是实施例2和背景技术的清洁刮板的磨损特性的示意图，其中，图10A是实施例2的清洁刮板的示意图，图10B是背景技术的清洁刮板的示意图。

在图8到图10A和图10B中，因为在实施例2的图像形成装置中使用了具有从6.2兆帕到19.6兆帕的100％模量的清洁刮板24，所以它比背景技术中所采用的清洁刮板24更硬，并且，与如图10B所示的背景技术中100％模量小于6.2兆帕的情况相比，如图10A所示的刮板的末端更难变形。因此，在实施例2的清洁刮板24中，与背景技术中的清洁刮板相比，进入刮板的末端和图像承载部件的表面之间的楔形空间中的外添加剂和调色剂很难通过清洁刮板24挤压到图像承载部件的表面上，因此使图像承载部件表面受到磨损的作用小。因此，在实施例2的图像形成装置U中，即使对于在显影剂中使用莫氏硬度大约为3或更大且体积平均粒径为大约从0.1μm到2.0μm的不规则无机颗粒的情况，即，不规则微粒的直径大于实施例1，也可以通过清洁刮板24抑制大粒径微粒造成的影响。

因此，如图9所示，无论外添加剂的体积平均粒径如何，或者换句话说，即使当使用保持在清洁辊21上的呈现出高研磨可控制性的较大粒径微粒，由于实施例2的清洁刮板24而造成图像承载部件的磨损量也不会改变，并且在上游侧的图像承载部件和下游侧的图像承载部件之间由于清洁刮板24而造成的磨损也基本上不会改变。结果，图像承载部件PRy到PRk之间的磨损量的差主要取决于由于清洁辊21而造成的磨损，而由于清洁刮板24而造成的磨损的影响很小。

(修改例)

本发明已经参照上述实施例进行了详细的描述，但是本发明不限于这些实施例，并且可以在权利要求所描述的本发明的要旨的范围内进行各种修改。下面将示出本发明的修改例(H01)到(H08)。

(H01)虽然在该实例中将复印机/打印机作为图像形成装置的例子，但是本发明不限于此，图像形成装置可以是传真机、打印机或者具有它们中的全部或多种功能的复合机。

(H02)虽然在该实例中用这样的构造作例子，即：通过检测以恒定电流受到控制的充电电压的交流电的峰值电压来检测厚度，但是，本发明不限于此，也可以使用包括接触式和非接触式的任意的厚度检测方法。例如，对于根据诸如温度和湿度等使用环境而以恒定电流受到控制的情况，可以考虑交流电压的峰值电压的变化梯度来检测厚度，并且基于一次转印装置(而不是充电装置)和图像承载部件之间的电气特性的变化来检测电压。对于在一次转印装置中检测电气特性变化的情况，充电装置不限于接触式的充电辊，也可以采用电晕放电式的电晕管或者栅格电极(scorotron)。

(H03)虽然在该实例中厚度是连续检测的，但是本发明不限于此，并且可以在预定定时检测厚度，例如，图像承载部件的每1,000转，以设定清洁辊的旋转速度。另外，无需检测厚度，也可以通过试验获得各图像承载部件的打印张数(或者图像承载部件的转数或者图像承载部件的旋转时间)和磨损量之间的关系，并且将该关系存储在存储单元中，并且基于该关系根据累计的打印数量设定适合的旋转速度。

(H04)虽然在该实例中采用使用非织造织物等的清洁辊，但是本发明不限于此，也可以采用诸如清洁刷等任意用于图像承载部件的旋转清洁部件。此外，虽然用使用导电纤维的非织造织物作为例子，但是本发明不限于此，也可以采用使用绝缘非织造织物的清洁辊。对于采用绝缘非织造织物的情况，可以省略收集辊22和刮刀23，并且只有绝缘非织造织物的清洁辊可以与保持在非织造织物的细小并且多孔结构中的调色剂成分进行摩擦。

(H05)虽然在该实例中将优选添加外添加剂作为例子，但是也可以采用不使用外添加剂的构造，但是对于清洁辊的旋转控制要考虑到外添加剂的影响。

(H06)虽然在该实例中将清洁刮板24优选具有100％模量作为例子，但是也可以采用使用其它形式清洁刮板的构造，并且考虑到由于清洁刮板而造成的磨损量来控制清洁辊的旋转，而且，可以省略清洁刮板。对于100％模量是19.6兆帕，即，200千克力/平方厘米或者更高的情况，特别是对于使用球形调色剂的情况，当图像承载部件表面形成刮痕时，橡胶不能充分顺应不平坦的表面，从而增加造成清洁不良的可能性，因此优选使用100％模量是19.6兆帕或者更低的清洁刮板。另一方面，对于100％模量小于6.2兆帕的情况，在诸如低密度图像的连续打印等应力条件下刮板的末端更易于变形。清洁刮板24具有增强的将外添加剂和调色剂挤压在图像承载部件的表面上的能力，该外添加剂和调色剂进入刮板的末端和图像承载部件的表面之间的楔形空间，并且增加了由于清洁刮板而造成的磨损量的影响。因此，优选使用具有6.2兆帕或者更高的100％模量的清洁刮板。

(H07)在实例中，图像承载部件的构造不限于实例中所示的构造，可以采用任意的构造。例如，可以省略底涂层12，并且保护层15也可以省略，尽管其是优选设置的。

(H08)虽然在该实例中，图像承载部件PRy到PRk沿中间转印带B的旋转方向以Y、M、C和K的顺序从上游侧设置，但是本发明不限于此，并且其顺序可以任意改变。而且，可以采用不使用中间转印带B的构造，而将图像从图像承载部件PRy到PRk直接转印到介质上，或者使用中间转印鼓。而且，图像承载部件PRy到PRk的数量不限于4，即，不限于四种颜色，并且可以使用3种或更少或者5种或更多种的颜色。

Claims (6)

1.一种图像形成装置，包括：

多个图像承载部件；

多个旋转清洁部件，其对应于各所述图像承载部件设置，并且通过旋转以清洁各所述图像承载部件的表面；以及

控制器，其根据各所述图像承载部件的磨损量，使所述多个旋转清洁部件以不同的旋转速度旋转。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，还包括：

检测器，其检测各所述图像承载部件的磨损量；以及

旋转速度设定单元，其基于所检测的磨损量设定所述旋转清洁部件的旋转速度，其中，

所述控制器使所述多个旋转清洁部件以所设定的旋转速度旋转，并且

所述多个图像承载部件中的每一个包括作为其最外层的保护层，所述保护层具有电荷传输功能。

3.根据权利要求1或2所述的图像形成装置，其中，

各所述图像承载部件利用包含不规则无机细颗粒的显影剂在其表面上形成可见图像，所述不规则无机细颗粒的莫氏硬度为大约3或者更大且体积平均粒径为0.1μm到1.0μm。

4.根据权利要求1或2所述的图像形成装置，还包括：

刮除部件，各刮除部件沿相应的图像承载部件的旋转方向设置在所述相应的旋转清洁部件的下游侧，用于刮除所述图像承载部件表面上的附着物，并且具有6.2兆帕到19.6兆帕的100％模量，

各所述图像承载部件利用包含不规则无机细颗粒的显影剂在其表面上形成可见图像，所述不规则无机细颗粒的莫氏硬度为3或者更大且体积平均粒径为0.1μm到1.0μm。

5.根据权利要求1或2所述的图像形成装置，其中，

各所述旋转清洁部件包括作为最外层的纤维层，所述纤维层包含细小纤维。

6.一种用于清洁图像形成装置中的图像承载部件的表面的方法，包括：

检测各所述图像承载部件的磨损量；

根据所述磨损量设定旋转清洁部件的旋转速度，所述旋转速度彼此不同；以及

以所述旋转速度旋转所述旋转清洁部件从而清洁所述图像承载部件的表面。

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