CN103163766B - 清洁装置和电子照相装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种清洁装置和电子照相装置。该清洁装置包括：刷辊，其去除残留在设置于电子照相装置中的色调剂图像承载体的表面上的残留色调剂；以及压力检测器，其以预定载荷接触刷辊的表面并且将检测到的压力值输出到判断单元，该判断单元设置在电子照相装置中以判断色调剂在刷辊上的附着状态。

Description

清洁装置和电子照相装置

技术领域

本发明涉及去除残留在设置于电子照相装置中的色调剂图像承载体的表面上的残留色调剂的清洁装置以及包括清洁装置的电子照相装置。

背景技术

电子照相装置例如是诸如复印机、传真机、打印机以及将这些功能组合到一起的复合机等装置，这些装置通过将承载在例如感光鼓等承载体上的色调剂图像转印到例如纸张等记录介质上来形成图像。

这种电子照相装置包括去除残留在色调剂图像承载体的表面上的残留色调剂的清洁装置，并且该清洁装置清洁承载体的转印有色调剂图像的表面。

JP-A-2006-106017（专利文献1）披露了这样一种发明：由弹性体制成的清洁刮板与感光体接触，观测清洁刮板或用于清洁刮板的支撑部件的振动，利用通过作为信号的振动的傅立叶变换而获得的每个频率的多维数据来计算基于正常状态的指标值，从而检测清洁刮板的接触状态的异常，例如存在附着物质或者对感光体造成损害。

JP-A-2010-217512（专利文献2）披露了这样一种发明：在使用刮板部件清洁图像承载体的图像形成装置中，检测由感光体摩擦接触而产生的刮板部件的振动，检测到的振动通过傅立叶变换转换成每个频率的数据，将检测到的振动的每个频率的数据与在正常操作时的振动的每个频率的数据进行比较以判断检测到的振动是否存在异常，并且在用于将色调剂供给到感光体和刮板部件之间的摩擦接触部分的感光体上形成供给图案色调剂图像，从而减少刮板部件的异常振动，因此经济且高效地降低由刮板部件的异常振动引起的噪声。

JP-A-2-251874（专利文献3）披露了这样一种发明：压力传感器设置在色调剂回收容器中并且检测色调剂回收容器内的色调剂的量，该色调剂回收容器回收残留在潜像载体上的残留色调剂。

电子照相装置的一些清洁装置包括刷辊，该刷辊去除残留在色调剂图像承载体的表面上的残留色调剂。在这种清洁装置中，存在无法判断色调剂在刷辊上的附着状态的问题。

发明内容

本发明的一些方面的目的在于判断色调剂在设置于电子照相装置的清洁装置中的刷辊上的附着状态。

根据本发明的第一方面，提供一种清洁装置，所述清洁装置包括：刷辊，其去除残留在设置于电子照相装置中的色调剂图像承载体的表面上的残留色调剂；以及压力检测器，其以预定载荷接触所述刷辊的表面，并且将检测到的压力值输出到判断单元，所述判断单元设置在所述电子照相装置中以判断色调剂在所述刷辊上的附着状态。

根据本发明的第二方面，在根据第一方面的清洁装置中，所述压力检测器是压力传感器装置，并且所述压力传感器装置设置为所述压力传感器装置的端部已经进入所述刷辊的刷毛末端的状态。

根据本发明的第三方面，根据第一或第二方面的清洁装置还包括色调剂去除部，所述色调剂去除部接触所述刷辊的所述表面，其中，所述压力检测器沿所述刷辊的旋转方向在所述色调剂去除部的下游以预定载荷接触所述刷辊的所述表面。

根据本发明的第四方面，提供一种电子照相装置，所述电子照相装置包括：色调剂图像承载体；刷辊，其去除残留在所述色调剂图像承载体的表面上的残留色调剂；压力检测器，其以预定载荷接触所述刷辊的表面；以及判断单元，其基于由所述压力检测器检测到的压力值来判断色调剂在所述刷辊上的附着状态。

根据本发明的第五方面，根据第四方面的电子照相装置还包括输出单元，所述输出单元输出警报，其中，所述判断单元根据由所述压力检测器检测到的压力值已达到预定基准值来使所述输出单元输出警报。

根据第一方面所述的清洁装置，可以判断色调剂在刷辊上的附着状态。

根据第二方面所述的清洁装置，可以提高对色调剂在刷辊上的附着状态的判断精度。

根据第三方面所述的清洁装置，可以提高对色调剂在刷辊上的附着状态的判断精度。

根据第四方面所述的电子照相装置，可以判断色调剂在刷辊上的附着状态。

根据第五方面所述的电子照相装置，可以根据色调剂在刷辊上的附着状态自动地输出警报。

附图说明

基于下列附图，详细地描述本发明的示例性实施例，其中：

图1是与本发明的一个示例性实施例有关的清洁装置的剖视图；

图2是与本发明的一个示例性实施例有关的清洁装置的透视图；

图3是示出与本发明的一个示例性实施例有关的清洁装置的操作的概念图；

图4是示出与本发明的另一个示例性实施例有关的清洁装置的操作的概念图；

图5是示出与本发明的实例有关的压力传感器和刷辊之间的关系的概念图；

图6A至图6D是示出与本发明的实例有关的压力传感器装置的端部的形状的视图；

图7是示出比较例的概念图；

图8A和图8B是示出本发明的一个示例性实施例和比较例的压力变化的视图；

图9是与本发明的一个示例性实施例有关的判断功能的构造图；以及

图10是示出与电子照相装置的实例有关的构造的视图。

具体实施方式

首先，对实施本发明的电子照相装置的实例进行描述。

在图10中，示出了本实例的电子照相装置的图像形成部的结构。

图示的电子照相装置总的来说是所谓串联式的中间转印类型，并且包括作为典型功能部的如下部分：多个图像形成单元1Y、1M、1C和1K，在其中利用电子照相方法来形成各种颜色成分的色调剂图像；一次转印部10，其将由各个图像形成单元1Y、1M、1C和1K形成的各种颜色成分的色调剂图像依次转印（一次转印）到中间转印带15上；二次转印部20，其将转印到中间转印带15上的叠加色调剂图像共同转印（二次转印）到纸张P（记录介质的实例）上；以及定影装置34，其对二次转印到纸张P上的图像进行定影。

另外，本实例的图像形成装置包括：控制器40，其控制各个部分的操作；以及用户界面（UI）41，其用于将信息呈现给用户或者接收来自用户的指示。

图像形成单元1Y、1M、1C和1K分别具有沿图中箭头方向旋转的感光鼓11Y、11M、11C和11K。另外，各种类型的电子照相装置依次围绕每个感光鼓11Y、11M、11C和11K布置，这些电子照相装置包括：充电器12，其对感光鼓11进行充电；曝光单元13，其用曝光束Bm照射感光鼓11以将静电潜像写到该感光鼓上；显影单元14，其收容各种颜色成分的色调剂，并且用色调剂将各个感光鼓11Y、11M、11C和11K上的静电潜像形成为可见图像以形成色调剂图像；一次转印辊16，其在一次转印部10中将形成在各个感光鼓11Y、11M、11C和11K上的各颜色成分的色调剂图像以叠加方式转印到中间转印带15上；以及鼓清洁器17Y、17M、17C和17K，其去除各个感光鼓11Y、11M、11C和11K上的残留色调剂。

图像形成单元1Y、1M、1C和1K从中间转印带15的上游侧按照黄色（Y）、品红色（M）、蓝绿色（青色）（C）和黑色（K）的顺序布置成大致直线形状，并且构造成能够与中间转印带15接触或者分离。

另外，图示的电子照相装置包括作为纸张传送系统的如下部件：送纸机构部31，其执行送纸操作，即从纸张容纳部取出纸张P并且将纸张输送到二次转印部20中；传送带32，其将已经穿过二次转印部20的纸张P传送到定影装置34一侧；定影入口引导件33，其将纸张P引导至定影装置34的入口；排纸引导件35，其引导从定影装置34排出的纸张P；以及排纸辊36，其将由排纸引导件35引导的纸张P排出到装置的外部。

也就是说，在中间转印带15上的色调剂图像在二次转印部20中静电转印之后，通过送纸机构部31从纸张容纳部输送到二次转印部20的纸张P在从中间转印带15上剥离的状态下被传送到传送带32上。然后，传送带32经由定影入口引导件33将纸张与定影装置34的操作速度相吻合地传送到定影装置34。传送到定影装置34的纸张P上的未定影色调剂图像通过接受定影装置34施加热量和压力的定影处理而被定影到纸张P上。此后，已经形成有定影图像的纸张P经由排纸引导件35和排纸辊36被传送到设置于装置外部的排纸容纳部（未示出）中。

此外，去除中间转印带15上的残留色调剂的带清洁器17A布置在二次转印部20的下游。

这里，以上所述的感光鼓11Y、11M、11C和11K以及中间转印带15等同于本发明中的承载色调剂图像的色调剂图像承载体。在以下描述中，为了方便起见，这些色调剂图像承载体统称为色调剂图像承载体11。

另外，以上所述的鼓清洁器17Y、17M、17C和17K以及带清洁器17A等同于本发明中的去除残留在色调剂图像承载体11的表面上的残留色调剂的清洁装置。在以下描述中，为了方便起见，这些清洁装置统称为清洁装置17。

另外，清洁装置17已经从色调剂图像承载体11去除的残留色调剂由设置在电子照相装置中的色调剂回收单元（未示出）回收。

在图1和图2中示出与本发明的一个示例性实施例有关的清洁装置17的细节，并且清洁装置17是与色调剂图像承载体11中的感光鼓11Y、11M、11C和11K以及中间转印带15中的任一个对应的鼓清洁器17Y、17M、17C或17K或者带清洁器17A。

清洁装置17的壳体51呈形成有朝向色调剂图像承载体11的开口的盒子的形状，绕轴旋转的刷辊52设置在壳体51内，并且刷辊52透过壳体51的开口接触色调剂图像承载体11。

因此，刷辊52随色调剂图像承载体11旋转，并且残留在色调剂图像承载体11的表面上的残留色调剂附着到刷辊52的周面的刷毛上，并且被去除。

边缘板53设置为与清洁装置17的壳体51内的刷辊52的表面接触的色调剂去除部，并且边缘板53的位置比刷辊52接触色调剂图像承载体11的位置更靠近刷辊52的旋转方向的下游侧，并且边缘板53在刷辊52的整个长度上延伸。

因此，通过边缘板53来震动附着到刷辊52的周面的刷毛上的残留色调剂，并且将残留色调剂回收到壳体51中。

另外，色调剂去除部不限于这种呈板状的实例，如果可以震落附着到刷辊52的周面的刷毛上的残留色调剂，则可以使用各种色调剂去除部。

作为压力检测器的压力传感器54沿刷辊52的旋转方向设置在边缘板53的下游，并且压力传感器54的至少压敏表面以预定载荷接触刷辊52的表面。

提供下面将要描述的这种预定载荷是为了防止残留色调剂累积在压力传感器54的压敏表面上，以便防止由压力传感器54引起的错误检测。预定载荷的压力设定成使得残留色调剂不会进入压力传感器54的压敏表面侧。

作为压力传感器54，如果施加在给定面积的力可以转换成电信号，则可以采用例如应变计电阻型、半导体压电阻型、静电电容型、硅共振型、电磁感应型和导体分散膜电阻变化型的各种压力传感器。另外，因为能够简单地制造与控制有关的电路，所以导体分散膜电阻变化型是优选的。

压力传感器54的数量或尺寸没有特别的限制，并且能够从刷辊52的至少一个表面部分检测到压力。可以在刷辊52的宽范围或整个长度内检测压力的压力传感器是优选的。例如，可以采用将多个压力传感器设置在沿刷辊52的轴向的多个位置、设置沿刷辊52的轴向具有宽压敏表面的一个压力传感器等方式。另外，设置一个压力传感器可以简化电路的控制。

另外，在本实例的清洁装置17中，壳体51设置有沿色调剂图像承载体11的宽度方向延伸的清洁刮板55，并且清洁刮板55的末端朝向壳体51的开口并且接触色调剂图像承载体11的表面。

因此，还通过清洁刮板55去除残留在色调剂图像承载体11的表面上的残留色调剂。

尽管设置清洁刮板55对于增强从色调剂图像承载体11去除残留色调剂的性能是优选的，但是在本发明的该方面中不是必需的。

色调剂回收单元56设置在壳体51内的底部，并且色调剂回收单元56通过推运螺旋体的旋转将累积在壳体51中的残留色调剂送到回收瓶（未示出）。

图3概念性示出了压力传感器54检测刷辊52的压力的操作。在本发明的该方面中，省去了清洁刮板55。

如果色调剂图像承载体11的残留色调剂T附着到刷辊52的周面上并且通过刷辊52的旋转而被运送，则残留色调剂经边缘板53震动并且从刷辊52被去除。

然后，刷辊52的通过边缘板53震动残留色调剂T的周面部分接触压力传感器54的压敏表面。

因此，检测刷辊52的残留色调剂T已被震落的周面所接受到的压力的值。

这里，由于压力传感器54以预定载荷接触刷辊52的周面，所以压力传感器54推开残留而未从刷辊52的周面震落的残留色调剂T，从而防止残留色调剂T进入压力传感器54的压敏表面。这防止了残留色调剂T累积并进入刷辊52的表面和压力传感器54的压敏表面之间而影响由压力传感器54检测到的压力值。

图4概念性示出了在清洁装置17的变型例中压力传感器54检测刷辊52的压力的操作。

在该实例中，由于省去了边缘板53并且构成压力传感器54的装置的端部设置成该端部已进入刷辊52的刷毛末端的状态，所以附着到刷辊52的残留色调剂T被压力传感器装置54的沿刷辊52的旋转方向的边缘震落。

因此，即使省去了边缘板53，由于刷辊52的残留色调剂T已被震落的周面部分接触压力传感器54的压敏表面，并且以预定载荷进行上述动作，所以仍然可以防止残留色调剂T进入刷辊52的表面和压力传感器54的压敏表面之间。

另外，如图5所示，可以设置边缘板53，并且压力传感器装置54的端部可设置成该端部已进入刷辊52的刷毛末端的状态。

图6A至图6D示出了压力传感器装置54的边缘的优选形状的实例，压力传感器装置54的端部设置成该端部已进入刷辊52的刷毛末端的状态。

图5A所示的压力传感器装置54具有这样的形状：进入刷辊52的刷毛末端的端部的角部是圆形的，并且图5B所示的压力传感器装置54具有这样的形状：进入刷辊52的刷毛末端的端部的角部是圆形的，并且端面是弯曲的。图5C所示的压力传感器装置54具有这样的形状：进入刷辊52的刷毛末端的端部的端面为V形，并且图5D所示的压力传感器装置54具有这样的形状：进入刷辊52的刷毛末端的端部的端面形成为包含钝角的表面。

这些形状可以防止刷辊52的刷毛末端因受到过大的阻力而损坏。另外，本发明不限于上述实例，可以采用各种形状。

另外，在压力传感器装置54设置在刷辊52的轴向端部的情况下，优选的是在压力传感器装置54和壳体51之间设置例如50μm或更大的间隙以使由压力传感器装置54的端部去除的残留色调剂可以移动。

接下来，对图4所示与本发明的一个实例有关的构造（条件1）和图7所示在压力传感器54和刷辊52之间具有间隙的构造（条件2）的比较实验结果进行描述。

在比较实验中，利用打印机装置（由FUJIXeroxCorp.制造的Color1000）作为电子照相装置，对带转印系统的带清洁器（清洁装置）在条件1和条件2下进行实验。

另外，将由NittaInc.制造的膜状压力传感器（A201-1）用作压力检测器54，并且调节该传感器的专用放大器盒以便当1g的载荷施加到直径为9.5mm的整个感测区域上时输出1V。然后，通过控制PC经由A/D转换器读取该放大器输出。

在条件1（图4）下，准备作为新物品且完全没有附着色调剂的清洁装置，将膜传感器54贴在壳体51的内侧，并且将刷辊52用来推压膜传感器54的压敏表面的力设定为0.5g。

在条件2（图7）下，准备作为新物品且完全没有附着色调剂的清洁装置，将膜传感器54贴在壳体51的内侧，并且将刷辊52用来推压膜传感器54的压敏表面的力设定为0g以使膜传感器54和刷辊52之间存在间隙。

在每个条件1和2下，在200,000页A3纸张上进行打印，以使可打印区域的整个表面变成黑色实心图像。

基于条件1的结果如下。通过放大镜能够观测到的微小黑斑自大约第50,000页开始产生于打印图像上，并且自大约第100,000页开始出现增长为彗星状的黑斑，并且自第150,000页开始在整个表面上看到黑色条纹图像缺陷。

在条件1下，刷辊52用来推压膜传感器54的压敏表面的力的变化如图8A所示。也就是说，尽管力的初始值保持为0.5g直到未观测到异常的大约第50,000页为止，然而此后力平缓地继续上升，并且变成大约0.6g，随后在大约第100,000页时变成1g，并且在大约第150,000页时变成2g。

也就是说，可以确认：在打印图像上出现的缺陷状态和施加到膜传感器54上的力（即检测到的压力值）之间存在与打印纸张数目（操作量）有关的关系。例如，如果在进入用眼睛明显地看到图像缺陷的状态的第100,000页之前发出警报，则可以预先防止这种图像缺陷的发生。

引起这种图像缺陷的因素之一是：附着到刷辊53的刷毛上的残留色调剂可能发生固着，刷毛可能失去挠性，或者待由刷辊52去除的残留色调剂可能转印到打印图像上。

由于如果刷毛的挠性以这种方式受损则推压膜传感器54的压敏表面的力（压力）升高，所以根据膜传感器54检测到的压力值的变化可以得知残留色调剂在刷辊52上的附着状态并且因此得知图像缺陷的发生情况。

另一方面，在条件2下，膜传感器54的压敏表面所接受到的力的变化示于图8B中。也就是说，用来推压膜传感器54的压敏表面的力在操作开始之后立即迅速上升，并且在异常开始出现的大约第50,000页之前超出测量范围。

这可以说是由于残留色调剂可以进入并累积在膜传感器54的压敏表面和刷辊52的周面之间，因此膜传感器54的检测压力值会一直上升。

因此，在条件2下，可能不会像条件1下那样检测到与残留色调剂在刷辊52上的附着状态有关的压力值的变化。因此，可能不发出上述警报。

图9示出了利用如上所述的压力传感器54检测到的压力值发出警报的构造。

也就是说，上述构造包括：判断单元61，由压力传感器54检测到的压力值输入到判断单元61中；基准值保存单元62，其保存作为发出警报的压力值的预定基准值；以及输出单元63，其输出警报。

判断单元61和基准值保存单元62可以构造成设置在电子照相装置中的控制器40，并且输出单元63可以构造成设置在该电子照相装置中的UI41。

因此，如果由压力传感器54检测到的压力值随着电子照相装置的操作输入到判断单元61中，则判断单元61判断输入的压力值是否已达到由保存单元62保存的基准值。当达到基准值时，从输出单元63输出警报以将需要维护（例如更换刷辊或清洁清洁装置或者发生图像缺陷）的消息通知给用户。

这里，基准值的设定值可以根据需要任意地设定。例如，利用图8A所示的实例来进行说明，如果基准值设定为0.6g，则可以预先发出表明当此后打印了大约50,000页时将出现图像缺陷的警报，并且如果基准值设定为1g，则可以发出表明图像缺陷将很快发生的警报。

在上述实例中，将警报通知给用户。然而，例如，可以将警报通过作为网络接口的输出单元输出到远程管理装置，从而通知电子照相装置的管理员。

另外，尽管已经将用例如黄色（Y）、品红色（M）、蓝绿色（C）和黑色（K）的四种颜色的色调剂进行显影的电子照相装置描述为实例，然而本发明的色调剂种类或数量、电子照相装置的类型等没有特别的限制，可以设置执行色调剂显影的各种电子照相装置，例如用透明色色调剂添加在上述颜色中的五种颜色的色调剂进行显影的电子照相装置以及用黑色（K）这一种颜色的色调剂进行显影的电子照相装置。

为了解释和说明起见，已经提供了对本发明的示例性实施例的以上描述。本发明的意图并非在于穷举或者将本发明限制在所披露的具体形式。显然，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。这些实施例的选取和描述是为了更好地解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解：本发明适用于各种实施例并且本发明的各种变型适合于所设想的特定用途。本发明的意图在于用前面的权利要求书及其等同内容来限定本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种清洁装置，包括：

刷辊，其去除残留在设置于电子照相装置中的色调剂图像承载体的表面上的残留色调剂；以及

压力检测器，其以预定载荷接触所述刷辊的表面，并且将检测到的压力值输出到判断单元，所述判断单元设置在所述电子照相装置中以判断色调剂在所述刷辊上的附着状态，

其中，所述压力检测器是压力传感器装置。

2.根据权利要求1所述的清洁装置，其中，

所述压力传感器装置设置成所述压力传感器装置的端部已进入所述刷辊的刷毛末端的状态。

3.根据权利要求1或2所述的清洁装置，还包括：

色调剂去除部，其接触所述刷辊的所述表面，

其中，所述压力检测器沿所述刷辊的旋转方向在所述色调剂去除部的下游以所述预定载荷接触所述刷辊的所述表面。

4.一种电子照相装置，包括：

色调剂图像承载体；

刷辊，其去除残留在所述色调剂图像承载体的表面上的残留色调剂；

压力检测器，其以预定载荷接触所述刷辊的表面；以及

判断单元，其基于由所述压力检测器检测到的压力值来判断色调剂在所述刷辊上的附着状态，

其中，所述压力检测器是压力传感器装置。

5.根据权利要求4所述的电子照相装置，还包括：

输出单元，其输出警报，

其中，所述判断单元根据由所述压力检测器检测到的压力值已达到预定基准值来使所述输出单元输出所述警报。