CN107765532B - 清洁主体、组件以及图像形成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种清洁主体、组件以及图像形成装置，该清洁主体包括：轴；以及弹性层，其从所述轴的一个端侧到另一个端侧螺旋地缠绕并固定在所述轴上，并且在旋转的同时清洁待清洁的主体。所述弹性层包括具有多个分段且长度为所述弹性层的全长的20％至70％的分割部分。所述分割部分位于所述弹性层的纵向中间部分。在垂直于所述轴的轴向的剖视图中，所述弹性层的纵向中间部分的最小厚度部分比所述弹性层的两纵向末端部分中的最小厚度部分厚5％至12％。

Description

清洁主体、组件以及图像形成装置
技术领域
本发明涉及一种清洁主体、组件以及图像形成装置。
背景技术
在背景技术中，已知有一种图像形成装置，其包括清洁元件，该清洁元件具有螺旋地缠绕在该清洁元件的轴的外圆周表面上的弹性层(例如，参见日本专利文献特开2012-14011号公报)。通过所述弹性层与待清洁的旋转主体，例如充电辊的外圆周表面之间的接触来驱动该清洁元件旋转。该旋转使得清洁元件清洁待清洁的主体的外圆周表面。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种清洁主体、组件以及图像形成装置，其与弹性层的厚度在纵向上均匀的配置相比，可以消除或减少无法清洁待清洁的主体的纵向中间部分的情况。
为达到此目的，根据本发明的第一方面，提供一种清洁主体，其包括：轴；以及弹性层，其从所述轴的一个端侧到另一个端侧螺旋地缠绕并固定在所述轴上，并且在旋转的同时清洁待清洁的主体。所述弹性层包括具有多个分段且长度为所述弹性层的全长的20％至70％的分割部分。所述分割部分位于所述弹性层的纵向中间部分。在垂直于所述轴的轴向的剖视图中，所述弹性层的纵向中间部分的最小厚度部分比所述弹性层的两纵向末端部分中的最小厚度部分厚5％至12％。
根据本发明的第二方面，提供根据本发明的第一方面的所述清洁主体，其中，所述分割部分具有多个分段、长度为所述弹性层的全长的30％至60％并且位于所述弹性层的纵向中间部分。
根据本发明的第三方面，提供根据本发明的第一方面的所述清洁主体，其中，所述分割部分具有多个分段、长度为所述弹性层的全长的40％至50％并且位于所述弹性层的纵向中间部分。
根据本发明的第四方面，提供根据本发明的第一方面的所述清洁主体，其中，所述弹性层的所述纵向中间部分与所述待清洁的主体之间的咬合量大于所述弹性层的两纵向末端部分与所述待清洁的主体之间的咬合量。
根据本发明的第五方面，提供根据本发明的第一方面的所述清洁主体，其中，所述弹性层的所述纵向中间部分与所述待清洁的主体之间的咬合量比所述弹性层的两纵向末端部分与所述待清洁的主体之间的咬合量大13％至26％。
根据本发明的第六方面，提供一种组件，其包括：待充电的主体；充电主体，其对所述待充电的主体进行充电并作为待清洁的旋转主体；以及清洁装置，其包括根据本发明的第一至第五方面中任一项所述的清洁主体，所述清洁主体在被驱动旋转的同时通过与所述待清洁的主体相接触对所述待清洁的旋转主体进行清洁。所述组件可装卸地安装到图像形成装置主体上。
根据本发明的第七方面，提供一种图像形成装置，其包括：图像承载体，其承载图像；充电主体，其对所述图像承载体进行充电并作为待清洁的旋转主体；清洁装置，其包括根据本发明的第一至第五方面中任一项所述的清洁主体，所述清洁主体在被驱动旋转的同时通过与所述待清洁的主体相接触对所述待清洁的旋转主体进行清洁；曝光装置，其对由所述充电主体进行充电的所述图像承载体进行曝光并形成静电潜像；以及显影装置，其对由所述曝光装置形成于所述图像承载体上的所述静电潜像进行显影。
根据本发明的第一、第二或第三方面，与弹性层的厚度在纵向上均匀的配置相比，可以消除或减少无法清洁所述待清洁的主体的所述纵向中间部分的情况。
根据本发明的第四和第五方面，与所述弹性层的所述纵向中间部分与所述待清洁的主体之间的咬合量小于所述弹性层的两纵向末端部分与所述待清洁的主体之间的咬合量的情况相比，可以消除或减少无法清洁所述待清洁的主体的所述纵向中间部分的情况。
根据本发明的第六方面，与不存在包括根据本发明的第一方面的所述清洁主体的所述清洁装置的配置相比，可以提高清洁所述充电主体的性能。
根据本发明的第七方面，与不存在包括根据本发明的第一方面的所述清洁主体的所述清洁装置的配置相比，可以防止或减少由清洁失败导致的图像缺陷的产生。
附图说明
将基于下列附图详细说明本发明的示例性实施例，其中：
图1是示出根据示例性实施例的图像形成装置的示意图；
图2是示出根据示例性实施例的处理盒的示意图；
图3是示出根据示例性实施例的充电装置从轴向上看的结构的示意图；
图4是根据示例性实施例的清洁辊的示意性透视图；
图5是根据示例性实施例的清洁辊的示意性平面图；
图6A是根据示例性实施例的清洁辊的中间部分从轴向上看的示意性剖视图，并且图6B是根据示例性实施例的清洁辊的两末端部分从轴向上看的示意性剖视图；
图7A是根据示例性实施例的清洁辊的中间部分与充电辊之间的咬合量从轴向上看的示意性侧视图，并且图7B是根据示例性实施例的清洁辊的两末端部分与充电辊之间的咬合量从轴向上看的示意性侧视图。
图8A至图8C是根据示例性实施例的清洁辊的展开的弹性层的示意性平面图；
图9A至图9C是示出用于制造根据示例性实施例的清洁辊的方法的流程图；
图10是示出根据示例性实施例的清洁辊的第一变形例从轴向上看的示意性剖视图；
图11是示出根据示例性实施例的清洁辊的第二变形例从轴向上看的示意性剖视图；以及
图12示出显示根据示例的清洁辊和根据比较示例的清洁辊的评价结果的表格。
具体实施方式
下面基于附图对本发明的示例性实施例作进一步详细说明。示例性实施例中用“至”表示的数字范围意指包括“至”之前和之后的数值作为最小值和最大值的范围。例如，根据示例性实施例的图像形成装置10为诸如图1所示的串列式全色图像形成装置。在图1中，向上箭头UP表示图像形成装置10的上方向。另外，功能相同的部件可以赋予相同的参考符号(省略英文字母的参考符号)。
首先，对图像形成装置10的示意性结构进行说明。图像形成装置10具备装置主体10A。装置主体10A内部自下而上依次包括处理盒18K、18C、18M以及18Y，这些处理盒为与黑色(K)、蓝绿色(C)、品红色(M)以及黄色(Y)相对应的示例性组件。
如图2所示，各处理盒18包括：感光体12，其作为可承载图像的示例性图像承载体(待充电的主体)；充电装置50，其包括作为示例性充电主体(待清洁的主体)的充电辊14；以及显影装置60。各处理盒18可以从装置主体10A上拆卸下来。根据示例性实施例的各组件至少包括感光体12以及充电装置50。
如图1所示，感光体12的外圆周表面由设置成与感光体12的外圆周表面相接触的充电辊14进行充电，接着暴露于沿感光体12的旋转方向设置在充电辊14的下游的曝光装置16发射的激光束。通过该配置，可以在感光体12的外圆周表面上形成与图像信息相对应的静电潜像。
感光体12的外圆周表面上形成的静电潜像分别由与黑色(K)、蓝绿色(C)、品红色(M)以及黄色(Y)相对应的显影装置60进行显影以形成各个颜色的调色剂图像。也就是说，通过在与黑色(K)、蓝绿色(C)、品红色(M)以及黄色(Y)相对应的感光体12的外圆周表面上进行充电、曝光和显影处理而分别在感光体12的外圆周表面上为黑色(K)、蓝绿色(C)、品红色(M)以及黄色(Y)形成与这些颜色相对应的调色剂图像。
通过抽取辊30从纸张存储容器28中抽取一张记录纸P，并由传送辊32和传送辊34将其传送至传送带20。传送带20在被拉伸的情况下缠绕在驱动辊40和从动辊42上。驱动辊40的旋转驱动使得传送带20面向感光体12的一侧由下至上移动。在传送带20的内圆周表面上设置有与感光体12相对应的转印辊22。
因此，分别形成于感光体12的外圆周表面上的黑色(K)、蓝绿色(C)、品红色(M)以及黄色(Y)的调色剂图像从处于转印位置的感光体12的外圆周表面依次转印到由传送带20传送的记录纸P上，由转印辊22支撑的传送带20在该转印位置与感光体12相对。将调色剂图像已经从感光体12的外圆周表面转印到其上的记录纸P传送至定影装置64。接着，通过加热和加压将调色剂图像定影到记录纸P上。
在单面打印的情况下，通过排出辊66将其上已经定影有调色剂图像的记录纸P排出到图像形成装置10的上部的排出部分68上。在双面打印的情况下，由排出辊66支撑其正面由定影装置64定影有调色剂图像的记录纸P的后缘，接着排出辊66的反向旋转使得记录纸P被传送到传送路径70上以便进行双面打印。
接着，将由设置在传送路径70上的传送辊72传送的正反面颠倒的记录纸P再次传送到传送带20上。该传送使得调色剂图像从感光体12的外圆周表面转印到记录纸P的背面。定影装置64将调色剂图像定影到调色剂图像已转印到其背面的记录纸P上。接着，将调色剂图像已定影到其背面的记录纸P通过排出辊66排出到排出部分68上。
在感光体12的每一次旋转之后，通过设置在感光体12的旋转方向上的转印位置下游的清洁刮刀80去除完成转印调色剂图像的处理之后遗留在感光体12的外圆周表面上的残余调色剂、纸粉等等。该配置使得感光体12的外圆周表面为下一次的图像形成处理做好准备。
接着，对包括作为待清洁的示例性主体充电辊14的充电装置50(参见图2和图3)以及具备作为清洁充电辊14的示例性清洁主体的清洁辊102的清洁装置100进行说明。
例如，如图2和图3所示，充电辊14呈轴14A的周围形成有弹性层14B的辊状。轴14A被旋转地支撑。通过对轴14A的两个末端部分施加负载F1将充电辊14压在感光体12上，使得充电辊14沿弹性层14B的表面(外圆周表面)弹性变形以形成咬合部分。
在箭头X的方向上，通过马达(未示出)驱动感光体12。因此，充电辊14随着感光体12的旋转而在箭头Y的方向上旋转。通过充电辊14的旋转驱动清洁辊102在箭头Z的方向上旋转。如下所述，通过对轴104的两个末端部分施加负载F2将清洁辊102压在充电辊14上，从而防止或减少了充电辊14的变形。
充电辊14的结构的示例包括(但不限于)轴14A和弹性层14B或代替弹性层14B的树脂层的结构。弹性层14B可以具有单层结构或者可以具有由功能不同的不同层组成的多层结构。另外，弹性层14B的外圆周表面可以进行表面处理。
例如，轴14A由导电易切削钢或不锈钢制成。根据期望的性能，例如滑动性能适当地选择材料和表面处理方法。例如，当轴14A的材料为非导电材料时，可以通过普通导电处理，例如电镀处理使轴14A具有导电性。
例如，尽管弹性层14B为导电发泡弹性层，但该导电发泡弹性层也可以是通过在具有弹性的弹性材料，例如橡胶中添加用于调节导电发泡弹性层的电阻的导电剂以及根据需要，可以添加到普通橡胶中的材料，例如软化剂、塑化剂、硬化剂、硫化剂、硫化促进剂、抗老化剂和诸如二氧化硅或碳酸钙的填料而获得的材料。
也就是说，通过在导电轴14A的外圆周表面上涂布含有待添加到普通橡胶中的材料的混合物形成弹性层14B。例如，用于调节电阻值的导电剂可以是通过将利用诸如包含于基体材料中的炭黑或离子导电剂的电子或离子中的至少一个作为电荷载体分散到导电的材料而获得的导电剂。
例如，形成导电发泡弹性层的弹性材料通过将导电剂分散到橡胶材料中而制成。橡胶材料的示例包括硅橡胶、乙丙橡胶、环氧氯丙烷-环氧乙烷共聚物橡胶、环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物橡胶及其混合橡胶。这些橡胶材料可以发泡或者未发泡。
电子导电剂和离子导电剂作为导电剂。电子导电剂的示例包括由诸如科琴黑(Ketjenblack)和乙炔黑的炭黑制成的细粉；由热解碳或石墨制成的细粉；由诸如铝、铜、镍和不锈钢或其合金的各种导电金属制成的细粉；由诸如氧化锡、氧化铟、氧化钛、氧化锡-氧化锑固体溶液和氧化锡-氧化铟固体溶液的各种导电金属氧化物制成的细粉；以及通过将绝缘材料的表面处理成具有导电性而获得的材料制成的细粉。
离子导电剂的示例包括诸如四乙铵和十二烷基三甲基铵的鎓的高氯酸盐和氯酸盐；以及诸如锂和镁的碱金属和碱土金属的高氯酸盐和氯酸盐。这些导电剂可以单独使用或者两种或两种以上组合使用。
添加的导电剂的数量不受限制。相对于100重量份的橡胶材料，添加的电子导电剂的数量可以在1重量份以上至60重量份以下的范围内。相对于100重量份的橡胶材料，添加的离子导电剂的数量可以在0.1重量份以上至5.0重量份以下的范围内。当利用所述导电剂控制电阻值时，弹性层14B的电阻值不根据环境条件而改变，从而可以获得稳定的性能。
可以在弹性层14B的外圆周表面上形成表面层。表面层可以由诸如树脂或橡胶的任何材料制成。表面层的材料的示例包括聚偏二氟乙烯、四氟乙烯共聚物、聚酯、聚酰亚胺以及共聚尼龙。另外，例如，表面层可以由氟系或硅系树脂制成，也可以由氟改性丙烯酸酯聚合物制成。
如图4和图5所示，清洁装置100包括辊状清洁辊102。清洁辊102包括作为示例轴(芯体)的轴104、弹性层106以及用于在轴104和弹性层106之间实现附着的粘接层108(参见图6)。
轴104设置在充电辊14的旋转轴方向(以下简称为“轴向”)上。轴104的轴向长度大于充电辊14中的弹性层14B的轴向长度。轴104的一个轴向末端部分和另一个轴向末端部分在轴向上分别延伸出充电辊14中的弹性层14B的一个轴向末端部分和另一个轴向末端部分。
用于轴104的材料的示例包括诸如易切削钢或不锈钢的金属以及诸如聚缩醛树脂(POM)的树脂。根据需要，适当地选择材料和表面处理方法。例如，当轴104由诸如树脂的非导电材料制成时，轴104可以照原样使用，但是也可以通过诸如电镀处理的普通处理被处理成具有导电性。当轴104由金属制成时，轴104可以实施电镀处理。
弹性层106从轴104的一个轴向端侧到另一个轴向端侧螺旋地设置在轴104的外圆周表面上。具体地，例如，如图9所示，弹性层106通过以预定的间隔将条形泡沫弹性元件(以下称为“条带110”)从轴104的一个轴向末端部分到另一个轴向末端部分螺旋地缠绕在作为螺旋轴的轴104上而形成。下面将对弹性层106的具体材料进行说明。
图6A和图6B所示的粘接层108的示例包括双面胶带。例如，粘接层108可以由实现轴104的外圆周表面与弹性层106(条带110)之间的附着的任何材料制成，也可以由除双面胶带以外的粘接剂形成。
如图4和图5所示，在弹性层106的纵向(轴104的轴向)中间部分的规定范围内，具体地在纵向全长的20％至70％的范围内，将清洁辊102分割成多个分段(例如两个分段)。也就是说，如图8A所示，在条带110的横向中间部分形成沿条带110的纵向延伸的线状切口112。切口112的长度为条带110的纵向全长的20％至70％。
通过该切口112，可以在弹性层106的纵向中间部分形成具有多个分割段的分割部分120。如图6A所示，该切口112未到达粘接层108。切口112的长度(弹性层106的纵向中间部分被分割的范围)优选在条带110的纵向全长的20％至70％的范围内，更优选在30％至60％的范围内，特别优选在40％至50％的范围内。
只要切口112的长度在上述范围内，就可以如图8B所示间断地形成切口112(由纵向上的多个分割切口组成)，也可以如图8C所示横向彼此相邻地形成多个(例如两个)切口112。在图8C所示的条带110的情况下，在弹性层106的纵向中间部分的规定范围内形成具有三个分段的分割部分120。
如图6A和图6B所示，弹性层106在轴104的轴向的剖视图中具有由四条边(包括曲线)围成的四边形形状。弹性层106的横向(图8中由W表示的方向)两末端部分分别具有突出部116，该突出部116从轴104的径向的横向中间部分114突出并且沿弹性层106的纵向形成。
也就是说，突出部116通过在纵向上对弹性层106(条带110)施加张力以在横向中间部分114与弹性层106的外表面的横向末端部分之间产生外径差而形成。如图6A所示，在具有由切口112分割的多个分段的分割部分120中，也沿弹性层106的纵向在横向中间部分114形成类似于突出部116的突出部114A。
当弹性层106的纵向中间部分(具有由切口112分割的多个分段的分割部分120)的最小厚度部分D1(参见图6A)包括由切口112分割的多个分段时，最小厚度部分D1比弹性层106的两纵向末端部分(纵向(轴104的轴向)上除纵向中间部分以外的范围)的最小厚度部分D2(参见图6B)厚5％至12％。
例如，弹性层106的两纵向末端部分(无切口112的两末端部分)的最小厚度部分D2的厚度为1.0至3.0mm，优选为1.4mm至2.6mm，更优选为1.6mm至2.4mm。例如，通过以下方式确定弹性层106的厚度。
当清洁辊102的圆周方向固定时，通过使用激光测量装置(由日本三丰株式会社(Mitutoyo Corporation)制造的激光扫描测微仪，型号：LSM6200)以1mm/sec的横移速度在纵向(轴104的轴向)上扫描清洁辊102的方式测量弹性层106的厚度的剖面。接着，在错开清洁辊102的圆周方向上的位置之后，进行相同的测量(在圆周方向上间隔120°的三个点)。基于该剖面计算弹性层106的厚度。
如图3和图7所示，清洁辊102的弹性层106在与感光体12相对的一侧与充电辊14相接触。具体地，清洁辊102的弹性层106通过对轴104的两个末端部分施加负载F2而压在充电辊14上，使得清洁辊102的弹性层106沿充电辊14的弹性层14B的表面(外圆周表面)弹性变形以形成咬合部。
因此，清洁辊102的弹性层106的外表面在纵向上以预定的咬合量与充电辊14的弹性层14B的表面相接触。具体地，弹性层106的纵向中间部分与充电辊14的弹性层14B之间的咬合量E1(参见图7A)比弹性层106的两纵向末端部分与充电辊14的弹性层14B之间的咬合量E2(参见图7B)大13％至26％。
条带110的纵向尖端部分可以实施厚度方向上的压缩处理，以防止条带110与轴104接触之后条带110与轴104分离。具体地，条带110的纵向尖端部分在条带110与轴104接触之前可以实施用于施加热和压力的压缩处理(热压缩处理)，使得厚度方向上的压缩比(压缩之后的厚度/压缩之前的厚度×100)为10％至70％。该压缩处理使得条带110的纵向尖端部分塑性变形至压缩状态。
弹性层106为由发泡材料制成，具体地由即使通过在100Pa下施加外力而变形时也恢复其初始形状的材料制成的发泡弹性层。弹性层106的材料的示例包括通过混合选自诸如聚氨酯、聚乙烯、聚酰胺和聚丙烯的发泡树脂以及诸如硅橡胶、氟碳橡胶、聚氨酯橡胶、EPDM、NBR、CR、氯化聚异戊二烯、异戊二烯、丙烯腈-丁二烯橡胶、丁苯橡胶、氢化聚丁二烯和丁基橡胶的橡胶材料中的一种或多种材料而获得的材料。
根据需要，可以在这些材料中添加诸如发泡助剂、泡沫稳定剂、催化剂、固化剂、塑化剂或硫化促进剂的助剂。弹性层106可以由具有高抗拉强度的泡沫聚氨酯制成，以防止或减少待清洁的主体(充电辊14)的表面的划伤，特别是由摩擦导致的划伤，或者防止弹性层106被长时间撕裂或损坏。
聚氨酯的示例包括多元醇(例如聚酯多元醇、聚醚聚酯和丙烯酸酯多元醇)以及异氰酸盐(例如2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、4,4-二苯甲烷二异氰酸酯、联甲苯胺二异氰酸酯以及1,6-六亚甲基二异氰酸酯)之间的反应产物。聚氨酯可以包括扩链剂(1,4-丁二醇或三羟甲基丙烷)。
聚氨酯通常利用诸如水或偶氮化合物(例如偶氮二甲酰胺或偶氮二异丁腈)的发泡剂进行发泡。根据需要，可以在泡沫聚氨酯中添加诸如发泡助剂、泡沫稳定剂或催化剂的助剂。在这些泡沫聚氨酯中，可以使用醚系泡沫聚氨酯。这是因为酯系泡沫聚氨酯易于被热和水分降解。
通常，对醚系聚氨酯使用由硅油组成的泡沫稳定剂。然而，由于存储过程中(特别是高温、高湿度下的长时间存储)硅油有可能转移到待清洁的主体(清洁辊14)上，从而有可能发生图像质量缺陷。因此，可以使用除硅油以外的泡沫稳定剂。这样，可以防止或减少由弹性层106导致的图像质量缺陷的产生。
除硅油以外的泡沫稳定剂的示例包括不含硅(Si)的有机表面活性剂(例如，诸如十二烷基苯磺酸和月桂基硫酸钠的阴离子表面活性剂)。基于是否通过成分分析在醚系泡沫聚氨酯中检测到硅(Si)来确定是否对醚系泡沫聚氨酯使用了硅油以外的泡沫稳定剂。
弹性层106螺旋地设置。如图5所示，具体的螺旋角θ优选为10°至65°，更优选为15°至45°。粘接层108那一侧上的弹性层106的底部的螺旋宽度R1优选为3mm至25mm，更优选为3mm至10mm。另外，螺旋节距R2优选为3mm至25mm，更优选为15mm至22mm。
弹性层106对整个轴104的覆盖范围(弹性层106的螺旋宽度R1/[弹性层的螺旋宽度R1+弹性层106的螺旋节距R2])优选为15％至70％，更优选为25％至55％。
如果覆盖范围大于上述范围，则弹性层106接触待清洁的主体(充电辊14)的时间较长。因此，在弹性层106的表面(外表面)收集的异物(污染物)更容易再次附着到待清洁的主体(充电辊14)上。如果覆盖范围小于上述范围，则难以稳定弹性层106的厚度，并且清洁性能易于降低。
如图5所示，螺旋角θ表示弹性层106的纵向L(螺旋方向)与轴104的轴向J相交的角(锐角)。螺旋宽度R1表示弹性层106在轴104的轴向J上的尺寸。另外，螺旋节距R2表示弹性层106的相邻部分之间在轴104的轴向J上的距离。
接着，将对用于制造根据示例性实施例的清洁辊102的方法进行说明。例如，轴104的外径可以为
Figure BDA0001282453480000101
至
Figure BDA0001282453480000102
首先，准备已切片为具有所需厚度的片状发泡弹性元件(例如泡沫聚氨酯片材)。接着，使用冲压模具对发泡弹性元件进行冲压以提供图9A所示的具有所需宽度和所需长度的条带110。尽管未示出，条带110的纵向尖端部分已按照上述方式在厚度方向上压缩。
接着，将双面胶带(粘接层108)粘在条带110的一个表面上。在与具有双面胶带(粘接层108)的表面相对的条带110的表面的纵向中间部分，作一个切口(形成切口112)。切口的长度为条带110的纵向全长的20％至70％。切口112未到达双面胶带(粘接层108)。
接着，如图9B所示，将条带110设置成具有双面胶带(粘接层108)的表面朝上，并且轴104的一个末端部分被放在双面胶带(粘接层108)上。如图9C所示，通过以预定速度旋转轴104将条带110螺旋地缠绕在轴104的外圆周表面上。由此，提供了具有螺旋地设置在轴104的外圆周表面周围的弹性层106的清洁辊102。
当将作为弹性层106的条带110缠绕在轴104上时，条带110的位置被放置成使条带110的纵向与轴104的轴向形成所需角度(螺旋角θ)。将条带110缠绕在轴104上时所施加的张力足以防止条带110的双面胶带(粘接层108)与轴104之间形成空间即可。不得施加过大的张力。
具体地，当将条带110缠绕在轴104上时所施加的张力足以使条带110延长其原始长度的0％至5％即可。这是因为将条带110缠绕在轴104上时施加过大的张力容易导致较大的拉伸永久伸长并减少用于清洁的弹性层106的弹性力。
将条带110缠绕在轴104上具有使条带110伸长的倾向。该伸长在条带110的厚度方向上往往发生变化。条带110的最外层表面最容易伸长，该伸长会降低弹性力。因此，最外层表面在条带110被缠绕在轴104上之后的伸长被设计成原始条带110的最外层表面的5％。
该伸长通过条带110被缠绕在轴104上的曲率半径以及条带110的厚度进行控制。条带110被缠绕在轴104上的曲率半径通过轴104的外径以及条带110的缠绕角度(螺旋角θ)进行控制。
例如，条带110被缠绕在轴104上的曲率半径优选为[(轴104的外径/2)+0.2mm]以上以及[(轴104的外径/2)+8.5mm]以下，更优选为[(轴104的外径/2)+0.5mm]以上以及[(轴104的外径/2)+7.0mm]以下。
例如，条带110的厚度为1.5mm至4mm，优选为1.5mm至3.0mm。可以对条带110的宽度进行控制，使得弹性层106的覆盖面积在上述范围内。例如，条带110的长度可以通过待缠绕在轴104上的区域的轴向长度、缠绕角度(螺旋角θ)以及缠绕张力进行确定。
接着，将对具有上述结构的清洁装置100(清洁辊102)的操作进行说明。
通过清洁刮刀80将未转印到记录纸P上并遗留在感光体12上的异物(污染物)，例如显影剂，从感光体12上去除。未被清洁刮刀80去除或者未被清洁刮刀80刮除的一部分异物，例如显影剂，附着在充电辊14的表面(外圆周表面)。漂浮在图像形成装置10的装置主体10A内部的一部分异物，例如显影剂，附着在充电辊14的表面。
附着在充电辊14的表面的异物通过形成于整个弹性层106的纵向全长的突出部116以及形成于弹性层106的纵向中间部分的规定范围内的突出部114A从充电辊14的表面被刮除。另外，这些异物通过使用弹性层106的外表面擦拭充电辊14的表面而被去除。
具体地，弹性层106包括具有由切口112分割的多个分段并在弹性层106的纵向中间部分的规定范围内(条带110的纵向全长的20％至70％的范围内)形成的分割部分120。弹性层106在横向中间部分114具有突出部114A。此配置，与弹性层106的纵向中间部分的规定范围未被分割成多个分段的配置相比，可以更有效地去除附着在充电辊14的表面的异物。
弹性层106的纵向中间部分的最小厚度部分D1比弹性层106的两纵向末端部分的最小厚度部分D2厚5％至12％。此配置，与弹性层106的厚度在纵向上均匀的配置相比，可以适当地控制对充电辊14的接触压力在清洁辊102的纵向中间部分与纵向末端部分之间的差异。
也就是说，此配置保证了弹性层106对充电辊14的纵向中间部分的接触压力，并且消除或减少了弹性层106清洁充电辊14的纵向中间部分的失败。因此，提高了清洁辊102清洁充电辊14的性能(清洁性能)，从而防止或减少了由清洁失败导致的图像缺陷的产生。
弹性层106的纵向中间部分与充电辊14的弹性层14B之间的咬合量E1比弹性层106的两纵向末端部分与充电辊14的弹性层14B之间的咬合量E2大13％至26％。与咬合量E1小于咬合量E2的配置相比，此配置进一步消除或减少了弹性层106清洁充电辊14的纵向中间部分的失败。
例如，遗留在充电辊14的表面的异物可以通过充电辊14的旋转以及清洁辊102的被动旋转从充电辊14的轴向末端部分转移到轴向端面14C(参见图7)上，因此会附着在轴线端面14C。漂浮在图像形成装置10的装置主体10A内部的一部分异物，例如显影剂，会附着在充电辊14的轴向端面14C。然而，这些附着在轴向端面14C的异物并不会导致任何问题，因为充电辊14的轴线端面14C不影响图像的形成。
弹性层106没有必要由一个条带110组成，还可以由两个或两个以上的条带110组成。也就是说，例如，如图10所示，可以将两个条带110螺旋地缠绕在轴104的外圆周表面上，使得相邻粘接层108的横向端面108A彼此接触。
也就是说，可以将两个条带110无任何间隔地、彼此相邻地缠绕在轴104上，使得可以在清洁辊102的纵向(轴104的轴向)中间部分形成具有多个分段的分割部分120。因此，可以在由这两个条带110组成的弹性层106的横向中间部分114形成突出部114A。
例如，如图11所示，可以将两个条带110螺旋地缠绕在轴104的外圆周表面上，使得相邻粘接层108的横向端面108A彼此不接触(在端面108A之间形成间隔S)。
也就是说，可以将两个条带110以间隔S彼此相邻地缠绕在轴104上，使得可以在清洁辊102的纵向(轴104的轴向)中间部分形成具有多个分段的分割部分120。因此，可以在由这两个条带110组成的弹性层106的横向中间部分114形成突出部114A。
示例
尽管下面将通过示例1至7以及比较示例1至5对示例性实施例进行详细说明，但示例性实施例并不限于以下示例。充电辊14在示例1至7以及比较示例1至5中相同。因此，仅在示例1中对充电辊14的具体示例进行说明。
示例1
充电辊
弹性层的形成
使用开口辊对下述混合物进行混炼。将混炼的混合物以圆筒形状包覆在导电轴14A的外圆周表面周围并具有厚度1.5mm。导电轴14A由SUS416制成，且其直径为9mm。将获得的产品放在内径为12.0mm的筒状模具内，并在170℃下硫化30分钟。将硫化的材料从模具中取出，然后进行抛光。通过该处理，提供了筒状导电弹性层14B。
·橡胶材料(环氧氯丙烷-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物橡胶，由日本瑞翁株式会社(Zeon Corporation)制成的Gechron 3106).....100重量份
·导电剂(炭黑，由日本旭碳株式会社(Asahi Carbon Co.,Ltd.)制成的AsahiThermal).....25重量份
·导电剂(由日本狮王株式会社(LION Corporation)制造的KetjenblackEC.....8重量份
·离子导电剂(高氯酸锂).....1重量份
·硫化剂(硫，200目，由日本鹤见化学工业株式会社(Tsurumi ChemicalIndustry Co.,Ltd.)制造).....1重量份
·硫化促进剂(NOCCELER DM，由大内新兴化学工业株式会社(Ouchi ShinkoChemical Industrial Co.,Ltd.)制造).....2.0重量份
·硫化促进剂(NOCCELER TT，由大内新兴化学工业株式会社(Ouchi ShinkoChemical Industrial Co.,Ltd.)制造.....0.5重量份。
表面层的形成
使用玻珠研磨机对下述混合物进行混合以获得分散液。将获得的分散液用甲醇稀释。通过浸渍涂布将稀释的分散液涂覆于导电弹性层14B的表面(外圆周表面)，接着通过在140℃下加热15分钟将其干燥。通过该处理，提供了具有厚度为4μm的表面层的充电辊14。
·聚合物材料(共聚尼龙，AMILAN CM8000，由东丽工业株式会社(TorayIndustries,Inc.)制造).....100重量份
·导电剂(锑掺杂氧化锡，SN-100P，由石原产业株式会社(Ishihara SangyoKaisha,Ltd.制造).....30重量份
·溶剂(甲醇)……500重量份
·溶剂(丁醇)……240重量份
清洁辊1
将厚度为2.4mm的聚氨酯泡沫板(EP-70，由日本井上株式会社(InoacCorporation制造))切割成宽度为6mm、长度为360mm的条带。将厚度为0.05mm的双面胶带(No.5605，由日东电工株式会社(Nitto Denko Corporation)制造)粘贴在切割的条带的整个表面以制作具有双面胶带的条带。
将具有双面胶带的条带以聚氨酯泡沫板朝上的方式放置在工作台上。使用单刃刀在距离条带的纵向尖端部分107mm至253mm的范围内的条带的横向中间部分作一个垂直切口(切口112形成时未到达双面胶带)。通过该处理，提供了具有纵向中间部分被分割成两段(被切割成分别为3mm的两段)的双面胶带的条带110。
将获得的具有双面胶带的条带110放在水平工作台上同时使粘贴到双面胶带上的离型纸朝下。利用加热的不锈钢将条带的纵向尖端部分从上方进行压缩，使得纵向尖端部分的1mm纵向长度范围内的一部分条带的厚度为其他部分的厚度的15％。
将获得的具有双面胶带的条带110放在水平工作台上，同时使粘贴到双面胶带上的离型纸朝上。利用张力将具有双面胶带的条带110缠绕在金属轴104(材料＝SUM24EZ，
Figure BDA0001282453480000141
全长＝338mm)上，使得螺旋角θ为15°且条带的全长伸长0％至5％。
通过该处理，提供了螺旋缠绕的弹性层106的纵向中间部分在100mm至238mm的范围内被分割成两段的清洁辊1(具有两个分段的分割部分120位于弹性层106的纵向中间部分的100mm至238mm的范围内)。
示例2
清洁辊2
清洁辊2的制造方式与清洁辊1相同，只是：具有双面胶带的条带110的纵向中间部分形成的切口112位于144mm至216mm的范围内；并且弹性层106的纵向中间部分被分割的位置(分割部分120的位置)在条带110被螺旋地缠绕之后位于135mm至203mm的范围内。
示例3
清洁辊3
清洁辊3的制造方式与清洁辊1相同，只是：具有双面胶带的条带110的纵向中间部分形成的切口112位于80mm至280mm的范围内；并且弹性层106的纵向中间部分被分割的位置(分割部分120的位置)在条带110被螺旋地缠绕之后位于75mm至263mm的范围内。
示例4
清洁辊4
清洁辊4的制造方式与清洁辊1相同，只是：具有双面胶带的条带110的纵向中间部分形成的切口112位于53mm至307mm的范围内；并且弹性层106的纵向中间部分被分割的位置(分割部分120的位置)在条带110被螺旋地缠绕之后位于50mm至288mm的范围内。
示例5
清洁辊5
清洁辊5的制造方式与清洁辊1相同，只是：聚氨酯泡沫板的厚度为2.8mm。
示例6
清洁辊6
清洁辊6的制造方式与清洁辊1相同，只是：聚氨酯泡沫板的厚度为2.8mm，并且螺旋角θ为25°。
示例7
清洁辊7
清洁辊7的制造方式与清洁辊1相同，只是：具有双面胶带的条带110的纵向中间部分被分割成三段(分别为2mm的三段)。
比较示例1
比较清洁辊1
比较清洁辊1的制造方式与清洁辊1相同，只是：具有双面胶带的条带纵向中间部分未被分割(一个6mm的分段)。
比较示例2
比较清洁辊2
比较清洁辊2的制造方式与清洁辊1相同，只是：具有双面胶带的条带的纵向中间部分形成的切口112位于149mm至211mm的范围内；并且弹性层106的纵向中间部分被分割的位置(分割部分120的位置)在条带被螺旋地缠绕之后位于140mm至198mm的范围内。
比较示例3
比较清洁辊3
比较清洁辊3的制造方式与清洁辊1相同，只是：具有双面胶带的条带的纵向中间部分形成的切口112位于43mm至317mm的范围内；并且弹性层106的纵向中间部分被分割的位置(分割部分120的位置)在条带被螺旋地缠绕之后位于40mm至298mm的范围内。
比较示例4
比较清洁辊4
比较清洁辊4的制造方式与清洁辊1相同，只是：聚氨酯泡沫板的厚度为2.0mm。
比较示例5
比较清洁辊5
比较清洁辊5的制造方式与清洁辊1相同，只是：聚氨酯泡沫板的厚度为3.0mm，并且螺旋角θ为35°。
评价
图12示出有关纵向中间部分被分割的位置(分割部分120的位置)、分割部分120的长度与全长的比值、最小厚度部分、各清洁辊与充电辊14之间的咬合量、面内浓度不均匀以及示例中制造的清洁辊1至7以及比较示例中制造的比较清洁辊1至5的清洁性能的评价的评价结果。面内浓度不均匀以及清洁性能通过以下方式进行评价。
面内浓度不均匀的评价
通过将各示例或各比较示例中制造的清洁辊安装在彩色多功能装置(DocuCentre-V C7775，由富士施乐公司(Fuji Xerox Co.Ltd.)制造)的鼓盒中进行评价面内浓度不均匀的测试。
在评价测试中，在10℃和15RH％的环境下输出浓度为50％的完整半色调图像，并对各清洁辊对充电辊14造成的面内浓度不均匀进行评价。具体地，使用X-Rite 404在十个随机选择的图像打印区域内确定图像浓度。基于以下标准，根据图像浓度的最大值与最小值之间的差评价面内浓度不均匀。
面内浓度不均匀的评价：判断标准
G0：最大值与最小值之间的差为0.10以下。
G1：最大值与最小值之间的差为大于0.10且0.15以下。
G2：最大值与最小值之间的差为大于0.15。
清洁性能的评价
通过将各示例或各比较示例中制造的清洁辊安装在彩色多功能装置(DocuCentre-V C7775，由富士施乐公司(Fuji Xerox Co.Ltd.)制造)的鼓盒中进行评价清洁性能的测试。
在评价测试中，在10℃和15RH％的环境下将图像浓度为100％且具有输出方向上的长度为200mm、宽度为30mm的条带形状的图像质量图形打印在50,000张A4记录纸上。接着，通过观察打印图像质量图形的位置的充电辊14的表面状况来评价清洁附着材料的性能。基于以下标准，通过用共聚焦激光扫描显微镜(OLS1100，由奥林巴斯株式会社(OlympusCorporation)制造)直接观察充电辊14的表面来评价清洁性能。
清洁性能的评价：判断标准
G0：在充电辊表面每平方微米的10％以下范围内发现附着材料。
G1：在充电辊表面每平方微米的大于10％且30％以下的范围内发现附着材料。
G2：在充电辊表面每平方微米的大于30％且50％以下的范围内发现附着材料。
图12的表格中所示的评价结果显示，示例中制造的清洁辊1至7的面内浓度均匀和清洁性能优于比较示例中制造的比较清洁辊1至5。
尽管以上基于附图和示例对根据示例性实施例的清洁辊102(清洁主体)进行了说明，但是根据示例性实施例的清洁辊102并不限于附图中所示的清洁辊102以及示例中所示的清洁辊102，并且可以在不脱离本发明的精神的前提下进行各种变更、修改和改进。例如，在示例性实施例中，充电辊14由感光体12驱动旋转，但充电辊14也可以旋转。
根据示例性实施例的清洁辊102与充电辊14保持接触。然而，清洁辊102并不限于此配置，还可以仅在清洁时被驱动接触充电辊14。或者，清洁辊102可以仅在清洁过程中接触充电辊14，并且通过圆周速度不同于充电辊14的单独驱动进行旋转。
如上所述，根据示例性实施例的图像形成装置10，作为充电装置50，包括具备充电辊14以及设置成与充电辊14相接触的清洁辊102的单元，也就是说，包括充电辊14作为待清洁的主体。然而，待清洁的主体并不限于充电辊14。例如，待清洁的主体可以是感光体(图像承载体)等等。
具备待清洁的主体(充电辊14)以及设置成与待清洁的主体相接触的清洁主体(清洁辊102)的单元可以直接设置在图像形成装置10中，也可以作为墨盒，例如处理盒18设置在图像形成装置10中。例如，根据示例性实施例的包括清洁辊102的图像形成装置10并不限于具有上述结构的图像形成装置10，还可以是中间转印型图像形成装置。
为了进行图示和说明，以上对本发明的示例性实施例进行了描述。其目的并不在于全面详尽地描述本发明或将本发明限定于所公开的具体形式。很显然，对本技术领域的技术人员而言，可以做出许多修改以及变形。本实施例的选择和描述，其目的在于以最佳方式解释本发明的原理及其实际应用，从而使得本技术领域的其他熟练技术人员能够理解本发明的各种实施例，并做出适合特定用途的各种变形。本发明的范围由与本说明书一起提交的权利要求书及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种清洁主体，其特征在于，包括：
轴；以及
弹性层，其从所述轴的一个端侧到另一个端侧螺旋地缠绕并固定在所述轴上，并且在旋转的同时清洁待清洁的主体，其中，
所述弹性层包括：
分割部分，其在所述弹性层的宽度方向上分割成多个分段，并且在所述弹性层的纵向中间部分，在所述弹性层的全长的20％至70％的范围内分割成多个分段，其中，
在垂直于所述轴的轴向的剖视图中，所述弹性层的纵向中间部分的最小厚度部分比所述弹性层的两纵向末端部分中的最小厚度部分厚5％至12％。
2.根据权利要求1所述的清洁主体，其中，所述分割部分具有多个分段、长度为所述弹性层的全长的30％至60％并且位于所述弹性层的纵向中间部分。
3.根据权利要求1所述的清洁主体，其中，所述分割部分具有多个分段、长度为所述弹性层的全长的40％至50％并且位于所述弹性层的纵向中间部分。
4.根据权利要求1所述的清洁主体，其中，所述弹性层的所述纵向中间部分与所述待清洁的主体之间的咬合量大于所述弹性层的两纵向末端部分与所述待清洁的主体之间的咬合量。
5.根据权利要求1所述的清洁主体，其中，所述弹性层的所述纵向中间部分与所述待清洁的主体之间的咬合量比所述弹性层的两纵向末端部分与所述待清洁的主体之间的咬合量大13％至26％。
6.一种组件，其特征在于，包括：
待充电的主体；
充电主体，其对所述待充电的主体进行充电并作为待清洁的旋转主体；以及
清洁装置，其包括根据权利要求1至5中任一项所述的清洁主体，所述清洁主体在被驱动旋转的同时通过与所述待清洁的主体相接触对所述待清洁的旋转主体进行清洁，其中，
所述组件可装卸地安装到图像形成装置主体上。
7.一种图像形成装置，其特征在于，包括：
图像承载体，其承载图像；
充电主体，其对所述图像承载体进行充电并作为待清洁的旋转主体；
清洁装置，其包括根据权利要求1至5中任一项所述的清洁主体，所述清洁主体在被驱动旋转的同时通过与所述待清洁的主体相接触对所述待清洁的旋转主体进行清洁；
曝光装置，其对由所述充电主体进行充电的所述图像承载体进行曝光并形成静电潜像；以及
显影装置，其对由所述曝光装置形成于所述图像承载体上的所述静电潜像进行显影。
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