CN100472350C - 图像形成方法及图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及防止充电装置污损的图像形成方法以及图像形成装置。所述图像形成方法包括：使用接触或邻近配置的充电部件2a，对潜像载置体1进行充电；通过根据图像信息的光，照射所述潜像载置体，在该潜像载置体上形成静电潜像；使用包含带电色调剂的显影剂对所述静电潜像进行显影，在所述潜像载置体上形成色调剂像；将所述色调剂像转印到受取材上；在潜像载置体上的色调剂像被转印之后，在充电部件和潜像载置体之间，形成电场，附着在该充电部件表面上的带电物质朝着潜像载置体飞翔。不借助清洁刮板等物理作用，能除去附着在充电部件上的微小物质，防止充电部件的充电不良，防止发生异常图像。
Description
技术领域
本发明涉及通过例如静电记录方式或电子照相方式进行成像处理的图像形成方法以及图像形成装置，尤其涉及防止充电装置污损的图像形成方法以及图像形成装置。
背景技术
一般，在通过静电记录方式或电子照相方式进行成像处理的图像形成装置中，对作为潜像载置体的感光体实行使其均一带电的充电工序，以及对充电后的感光体通过根据图像信息的光写入，实行静电潜像形成工序。
形成在感光体上的静电潜像通过由显影装置供给的色调剂显影，成为可视像，经过可视像处理的色调剂像转印在记录纸等记录介质上之后，经定影处理，输出图像。
在充电工序中，可以使用利用电晕放电的线式电晕充电器或经过改进的易于使得感光体均一带电的栅控电晕充电器。
在充电工序中使用的充电装置是在钨等导电性细线周围隔开5-10mm左右的间隔，配置对向电极，对所述导电性细线施加高电压，使得细线周围大气分子离子化，产生电荷粒子，使得该电荷粒子附着到感光体表面上，实现感光体带电。
这种使用大气中放电形式的装置易在整个面上非接触地实现均一带电，但是，由于大气分子电离副作用，易产生臭氧及氮氧化物，难以处理。
于是，开始研究对电晕充电器进行改进的充电方式，例如，使得导电性橡胶或刷纤维，树脂等直接接触感光体，通过电荷向感光体的直接移动，或通过导电性部件和感光体之间的放电，实现电荷移动，即电化注入形式的充电方式。
在这种接触式的充电装置中，近年，主要使用表层设有橡胶的辊实现接触充电的接触充电器，例如，特开平6-348110号公报(以下简记为“专利文献1”)，特开平6-348112号公报(以下简记为“专利文献2”)，特开平6-348114号公报(以下简记为“专利文献3”)。
在专利文献1中，公开了以下技术：在金属芯上设置弹性体层及表层，呈叠层结构，所述弹性体层含有感压导电橡胶，通过调整加压力，能长期使得被充电部件均一带有所希望的带电电压。
在专利文献2中，公开了以下技术：在直流直接充电法中，通过使得感光体暗电位处于特定范围(比较低电位，例如，300-650V的范围)，带电均一，能得到无条纹等图像缺陷的良好的图像。
在专利文献3中，公开了以下技术：当充电辊电气特性变化时，在与被充电部件的非图像区域对应时，检测该特性变化，在充电部件与被充电部件的图像形成区域对应时，控制施加直流电压，以与上述检测特性相对应，不会发生充电不足。
在这种直接接触方式的充电装置中，与电晕放电场合不同，大气中因放电而引起的臭氧及氮氧化物等放电生成物少。但是，由于直接接触，残留在感光体上的附着物例如，清洁工序中没有除去的转印残留色调剂或纸粉，滑石等纸构成物质等转移到作为充电部件的辊上，存在污损充电用辊表面的缺点。
由于上述缺陷所引起的充电用辊的表面污损，感光体和辊表面不能均一接触，成为接触不匀，或辊表层的电阻值不匀，这样，难以进行均一充电，有时，辊表面的污脏成为决定充电器寿命的因素。
于是，在特开2002-229307号公报(以下简记为“专利文献4”)中，提出了在感光体和充电辊之间，设定微小间隙，以非接触状态对向配置，使得感光体均一带电。
由于感光体和充电辊的接触，使得残存粒子附着到充电辊上，这种物理性的附着，在专利文献4中所公开的装置中，由于非接触，因而减少。
但是，设有清洁装置场合，存在挤过清洁装置残留在感光体上的微小物质，对这种感光体进行充电场合，由于感光体和充电辊之间的电场，这种物质有时会飞翔而附着到充电辊上。
另外，采用将AC偏压叠加在充电辊上进行充电场合，即使微小物质不带电，但由于电场作用，在微小粒子上发生电荷感应，因AC偏压效果，可以观察到电子跳动现象，当这种跳动场合，与充电辊接触者因范德瓦耳斯力(分子间吸引力)那样的物理附着力附着到辊表面上，引起污脏。不仅感光体上物质，浮游在机内的色调剂或色调剂外添加剂等发生电吸引，也会引起污脏。
这种非接触状态装置所引起的污脏比接触辊充电中辊污脏少很多，但是，在长期间连续使用中，污脏堆积，仍会引起污脏问题。
在非接触方式的充电装置中，与接触方式同样，设有充电辊的清洁装置，清洁装置回收的污脏需要废弃到充电器外，因而需要设置废弃通道等，引起机械装置大型化，一般，采取设置在辊的清洁装置本身中，这种场合，污脏物充满时，辊清洁装置达到寿命。
另一方面，接触充电方式场合，污脏物附着在辊表面上场合，感光体和辊表面再次相接，能期待污脏物再次向感光体排出。非接触充电方式场合，不能利用接触引起的物理作用力，充电辊侧的污脏物难以回到感光体侧。
发明内容
本发明就是为解决上述以往的使用非接触或接触充电方式的图像形成方法所存在的问题而提出来的，本发明的目的在于，提供图像形成方法及图像形成装置，不依赖于清洁刮板等物理作用，能除去附着在充电部件上的微小物质，防止充电部件的充电不良，防止发生异常图像。
为了实现上述目的，本发明提出以下方案：
(1)一种图像形成方法，包括以下步骤：
使用接触或邻近配置的充电部件，对潜像载置体进行充电；
通过根据图像信息的光，照射所述潜像载置体，在该潜像载置体上形成静电潜像；
使用包含带电色调剂的显影剂对所述静电潜像进行显影，在所述潜像载置体上形成色调剂像；
将所述色调剂像转印到受取材上；
在潜像载置体上的色调剂像被转印之后，在充电部件和潜像载置体之间，形成电场，附着在该充电部件表面上的带电物质朝着潜像载置体飞翔。
(2)在(1)所述的图像形成方法中，其特征在于，所述形成电场步骤包括：
在潜像载置体上的色调剂像被转印之后，通过在充电部件和潜像载置体之间形成小于放电开始电压的电位差，在充电部件和潜像载置体之间形成电场。
(3)在(2)所述的图像形成方法中，其特征在于，所述形成电场步骤包括：
在潜像载置体上的色调剂像被转印之后，通过在充电部件和潜像载置体之间暂时形成小于放电开始电压的电位差，在充电部件和潜像载置体之间形成电场，所述“暂时”期间，充电部件至少回转一周。
(4)在(1)所述的图像形成方法中，其特征在于，所述形成电场步骤包括：
通过将充电部件的电位设定为比感光体的电位低以及高，变换电场方向，在充电部件和潜像载置体之间形成电场。
(5)在(4)所述的图像形成方法中，其特征在于，所述形成电场步骤包括：
在潜像载置体上的色调剂像被转印之后，在充电部件和潜像载置体之间形成具有第一方向的电场，附着在该充电部件表面上的具有第一极性的带电物质朝着潜像载置体飞翔；
在充电部件和潜像载置体之间不形成电场；
在充电部件和潜像载置体之间形成具有第二方向的电场，附着在该充电部件表面上的具有第二极性的带电物质朝着潜像载置体飞翔。
(6)在(5)所述的图像形成方法中，其特征在于，所述第二极性与色调剂带电极性相同。
(7)在(1)所述的图像形成方法中，其特征在于，所述形成电场步骤包括：
通过对充电部件施加DC电压，在充电部件和潜像载置体之间形成电场。
(8)在(1)所述的图像形成方法中，其特征在于，所述形成电场步骤包括：
在潜像载置体上的色调剂像被转印之后，对充电部件施加将AC电压叠加在DC电压上的充电偏压，在充电部件和潜像载置体之间形成小于放电开始电压的电位差，在充电部件和潜像载置体之间形成电场。
(9)在(1)所述的图像形成方法中，其特征在于，所述形成电场步骤包括：
在潜像载置体上的色调剂像被转印之后，不积极地对残留在潜像载置体表面上的电荷进行消电，在充电部件和潜像载置体之间形成电场，附着在该充电部件表面上的带电物质朝着潜像载置体飞翔。
(10)在(1)所述的图像形成方法中，其特征在于，所述形成电场步骤包括：
在潜像载置体上的色调剂像被转印之后，在充电部件和潜像载置体之间形成电场，附着在该充电部件表面上的带电物质朝着潜像载置体飞翔，其中，在电场形成中，潜像载置体的至少对着充电部件的部分所受到的转印偏压，与图像转印时施加到潜像载置体的值不同。
(11)在(1)所述的图像形成方法中，其特征在于，在完成包括充电，照射图像数据光，显影及图像转印的图像形成动作后，在预先设定的时间，实施所述形成电场。
(12)一种图像形成装置，包括：
潜像载置体；
充电部件，对潜像载置体进行充电；
光照射器，以根据图像信息的光，照射带电的潜像载置体，在该潜像载置体上形成静电潜像；
显影装置，使用包含色调剂的显影剂对所述静电潜像进行显影，在所述潜像载置体上形成色调剂像；
转印装置，将所述色调剂像转印到受取材上；
电场施加器，在潜像载置体上的色调剂像被转印之后，在充电部件和潜像载置体之间，形成电场，附着在该充电部件表面上的带电物质朝着潜像载置体飞翔。
(13)一种处理卡盒，包括：
潜像载置体；
充电部件，对潜像载置体进行充电；
电场形成装置，在充电部件和潜像载置体之间，形成电场，附着在该充电部件表面上的带电物质朝着潜像载置体飞翔；
其中，该处理卡盒作为一单元可卸式地安装在图像形成装置中。
按照本发明的图像形成方法，图像形成装置，处理卡盒，在充电部件和潜像载置体之间形成电场，能使得附着在充电部件上的带电物质朝着潜像载置体飞翔，能消除充电部件的污脏，防止充电不良。
按照本发明的图像形成方法，图像形成装置，处理卡盒，电场形成电位小于潜像载置体的非图像形成时设定的充电开始电位，在充电部件和潜像载置体之间不放电，利用充电部件和附着在充电部件上的带电物质之间的静电关系，与擦去场合不同，不会给予充电部件应力，能消除充电部件的污脏，防止充电不良。
按照本发明的图像形成方法，图像形成装置，处理卡盒，能变更充电部件和潜像载置体之间形成的电场方向，能形成对附着在充电部件上的带电物质的极性合适的电场，可靠地消除充电部件的污脏，防止充电不良。
按照本发明的图像形成方法，图像形成装置，处理卡盒，使得充电部件的电位保持小于放电开始电位的持续时间至少使得充电部件表面全周能与潜像载置体对向，能除去充电部件全周的带电物质。
按照本发明的图像形成方法，图像形成装置，处理卡盒，在一实施方式中，对充电部件施加的电压为直流电压，形成电场的电位差稳定，充电部件的任意位置与潜像载置体对向时，电场强度总是保持稳定，能从充电部件除去带电物质，充电部件清洁效率高。
按照本发明的图像形成方法，图像形成装置，处理卡盒，在另一实施方式中，对充电部件施加的电压为在直流电压上叠加交流电压，使得电场强度微小振动，能确保附着在充电部件上的带电物质脱落。
按照本发明的图像形成方法，图像形成装置，处理卡盒，切换充电部件和潜像载置体之间形成的电场方向，经过不产生电场时期后进行切换，能防止朝着潜像载置体飞翔过程的带电物质再次移到充电部件侧，提高清洁效率。
当色调剂含有带电控制材场合，由于摩擦带电等，色调剂成为与正规带电状态不同的状态，当该色调剂附着到充电部件上时，按照本发明的图像形成方法，图像形成装置，处理卡盒，能形成成为正规极性的带电状态的电场，能除去附着到充电部件上的色调剂等带电物质。
按照本发明的图像形成方法，图像形成装置，处理卡盒，作为使得带电物质朝着潜像载置体飞翔的条件，不对潜像载置体的带电电位进行消电，确保电位差，能防止带电物质逆转移。
按照本发明的图像形成方法，图像形成装置，处理卡盒，当通过转印部位时，将转印偏压设为与通常成像时不同的值，能防止因转印偏压导致形成电场时的电位低下。能维持带电物质从充电部件朝着潜像载置体飞翔。
按照本发明的图像形成方法，图像形成装置，处理卡盒，能使得附着在充电部件上的带电物质朝着潜像载置体飞翔，解消因充电部件的污脏引起的充电不良，防止发生异常图像。
按照本发明的图像形成方法，图像形成装置，处理卡盒，使用处理卡盒场合也能解消因充电部件的污脏引起的充电不良，能延长处理卡盒的维修间隔。
附图说明
图1表示适用本发明实施例涉及的图像形成方法的图像形成装置的概略构成图；
图2是图1所示的图像形成装置中的感光体周边部构成图；
图3是图1所示的图像形成装置中使用的感光体及充电辊的配置结构一例说明图；
图4表示本发明实施例涉及的图像形成方法中表示电压推移的时间图；
图5表示本发明另一实施例涉及的图像形成方法中表示电压推移的时间图；
图6表示本发明又一实施例涉及的图像形成方法中表示电压推移的时间图；
图7表示本发明又一实施例涉及的图像形成方法中，感光体上任意位置的表面电位推移的时间图；
图8表示在充电辊表面电场作用范围说明图；
图9表示不实行光消电场合及实行光消电场合的感光体上表面电位推移的时间图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明实施例，在以下实施例中，虽然对构成要素，种类，组合，形状，相对配置等作了各种限定，但是，这些仅仅是例举，本发明并不局限于此。
图1表示适用本发明实施例涉及的图像形成方法的图像形成装置的概略构成图，图2是图1所示的图像形成装置中的作为潜像载置体的感光体周边部构成图，尤其涉及充电辊的清洁机构。
在图1中，在图像形成装置100中，设有作为潜像载置体的鼓状感光体1，在感光体1周围，分别配置进行成像处理的充电装置2，曝光装置3，显影装置4，转印装置5，清洁装置6。形成在感光体1上的色调剂像转印在记录介质例如纸上，在该记录纸的运送通道上，配置定影装置7，定影后的记录纸朝着装置本体的排出盘13排出。
感光体1可以使用具有光导电性的非晶硅，非晶硒等的非晶金属，双偶氮颜料，酞花青颜料等有机化合物。考虑环境及使用后处理，较好的是，使用有机化合物形成感光体。
在有机感光体(OPC)1的表层，大多设有用于防止感光体1磨耗的保护层。为了提高该保护层的物理强度，可以采用混入二氧化硅(SiO2)，氧化铝，氧化锌，氧化钛等无机微粒3-70wt％，或者保护层的树脂具有交联结构等，若采用上述方法，能提高相对安装在清洁装置7中的清洁刮板的耐摩擦强度。
在图2的充电装置中，设有充电辊2a以及与该充电辊2a连接的电源2c(参照图3)。所述充电辊2a是在金属芯外周至少设置弹性层及树脂层构成，相对感光体1邻近配置。
对所述充电辊2a施加高电压，在具有曲率的充电辊2a和感光体1之间施加所定电压，使得充电辊2a和感光体1之间发生邻近放电，使得感光体1表面均一带电。
在充电辊2a和感光体1接触场合，为了使得与感光体表面具有稳定的接触，大多在充电辊2a表面设置弹性层，例如，可以使用JIS-A硬度30-80度左右的导电性橡胶或asker-C15-16度左右的导电性海绵作为弹性层。
作为用于弹性层的导电性材料，可以使用在NBR，CR，EPDM，聚氨酯橡胶等中混入碳或氧化钛等导电性填料的材料，或表氯醇橡胶那样的具有离子导电性的材料，或上述材料的复合材料等。
在充电辊2a相对感光体1邻近配置呈非接触状态场合，需要精度良好地保持感光体1表面和充电辊2a表面之间的间隙。因此，大多使用硬度高的材料(JIS-A硬度70-90度)或树脂材料，对外径进行精度高的加工，作为弹性体。对于树脂材料，若能确保导电性，可以使用各种材料，例如，在丙烯树脂，氨基甲酸乙酯树脂，聚乙烯树脂，聚苯乙烯树脂，ABS，聚碳酸酯树脂，氟系树脂等中混入导电控制剂，将电阻值调整到6-10logΩcm左右的体积电阻。
如图3所示，表示用于维持感光体1和充电辊2a的表面间的间隙的结构。
在图3中，在充电辊2a的轴向两端，设有间隔套2a1，其外径与感光体1表面相接，能得到上述间隙尺寸(用符号H表示)。并不局限于上述实施例，也可以在充电辊2a的轴向两端，在辊外周面上卷绕具有一定厚度的带，以得到上述间隙尺寸，或者将充电辊2a的回转轴的支承位置设定保持在能得到所定间隙的位置。另外，作为用于保持间隙的结构，可以使用如图3所示的弹性体50，对充电辊2a的轴部施加赋能力。
在本实施例中，作为感光体1和充电辊2a表面之间的间隙尺寸，设定为10-500μm范围，尽可能减小该间隙，能降低使得感光体1均一带电时的施加电压，能降低运行成本。但是，若使得间隙尺寸极端小，必须提高用于保持间隙的结构的机械精度，加工困难，进入该间隙内的色调剂或其他附着在感光体1上的异物易接触充电辊2a，易污染充电辊2a，因此，大多设定为30-60μm范围。
相对感光体1接触的场合或非接触的场合使用的充电辊2a，不管哪种场合，可以设置脱模性好且平滑的表层，以便使得难以污染表面。表层大多使用氟系或硅系材料。
在上述构成的图像形成装置100中，通过充电装置2使得有机化合物构成的感光体1均一带负电后，进行与图像信息相对应的光写入，对图像部分进行曝光，通过带负电的色调剂对该曝光部分进行显影。
在充电装置2实行的充电通过辊充电进行，充电目标电位为-700V。辊充电方式根据电压施加形态不同可分为两种，其中，一种是施加直流偏压方式，为了使得感光体1带电-700V，对充电辊2a施加-1400V左右的偏压，通过放电，使得感光体1带电。该方式电源装置简单，但辊表面只要有一点点污脏也会引起带电电位不匀。
于是，对其进行改进，在目标带电电位的DC偏压成份上叠加AC偏压成份，即，AC叠加施加方式。在AC叠加施加方式中，由于叠加放电开始电位差的二倍以上的振幅电位(在本实施例中约1400V以上)，感光体1通过充电辊2a期间，发生多次放电，带电均一性好，稍稍的表面污脏也不会影响。但是，由于放电次数多，给予感光体1的静电损伤大，且电源装置价格高。
可以根据系统选择充电方式。
在曝光装置3中，对读取装置20内的扫描器读取的数据以及PC等外部装置(没有图示)送来的图像信号进行变换，通过多面镜马达使得激光3a扫描，根据通过反光镜读取的图像信号在感光体1上形成静电潜像。
在显影装置4中，使用双组分显影剂，其是将色调剂和作为载体的磁性体混合得到的，在显影装置4中设有显影剂载置体4a以及色调剂供给室等，所述显影剂载置体4a载置显影剂，供给感光体1。
显影剂载置体4a呈中空圆筒状，在其内部设有与其同轴的磁铁辊，支承显影剂载置体4a，使其可回转，与感光体1隔开微小间隔。在显影装置4中，设有用于限制显影剂载置体4a上显影剂量的显影剂限制部件，在显影剂载置体4a的外周面上磁吸所定量的显影剂运送。显影剂载置体4a用具有导电性且非磁性部件构成，与电源连接，以便施加显影偏压。在显影剂载置体4a和感光体1之间，从电源施加电压，在显影区域形成电场。
在图1所示的图像形成装置100中，使用直接转印方式，将感光体1上的经可视像处理的色调剂像直接转印在记录纸等记录介质上。因此，在转印装置6上，如图2所示，设有转印带6a，转印偏压辊6b，张力辊6c。
转印偏压辊6b是在铁，铝，不锈钢等金属芯表面上设置弹性层构成。对转印偏压辊6b朝着感光体1侧施加必要的压力，以便使得记录纸与感光体1密接。
转印带6a可以选择各种耐热性材料作为基材，例如，可以使用无缝的聚酰亚胺薄膜构成。在其外侧，可以设置氟树脂层。或者也可以根据需要在所述聚酰亚胺薄膜上设置硅酮橡胶层，再在其上设置氟树脂层。在转印带6a内侧设有张力辊6c，用于驱动及架设转印带6a。
图1所示的图像形成装置100设置一个感光体，能形成单色图像，即，为单色图像形成装置，但本发明所涉及的图像形成装置也可以设置若干个感光体及成像用装置，通过若干次反复直接转印方式，通过在记录纸上形成若干个色调剂图像，提供彩色图像。另外，也可以不采用从感光体直接向记录纸转印色调剂图像，而是使用中间转印方式，暂时将色调剂转印在被称为中间转印体的带或辊上，根据需要可以反复多次形成多色的色调剂图像，此后，一次性地转印在记录纸等记录介质上。
定影装置7设有定影辊及加压辊，所述定影辊设有作为加热手段例如卤素灯的加热器，所述加压辊与定影辊压接。定影辊是在金属芯表面形成硅酮橡胶等构成的弹性层，该弹性层厚度为100-500μm，优选400μm左右，还可以在该弹性层上形成由脱模性良好的树脂例如氟树脂等构成的表层，以防止因色调剂粘性附着其上。较好的是，树脂表层由PFA管材等构成，考虑机械劣化，其厚度优选10-50μm左右。
在定影辊的外周面，设置温度检测手段，控制加热器，使得定影辊表面温度在160-200℃范围内大致保持一定。
加压辊可以在金属芯表面包覆例如PFA(tetrafluoroethyleneperfluoroalkylvinglether)，PTFE(polytetrafluoroethylene)那样的防止粘附层。与定影辊同样，也可以在金属芯表面设置硅酮橡胶等弹性层。
除了上述辊状定影装置，也可以使用带定影装置，将上述定影辊及加压辊置换为带状。也可以使用通过外部磁力产生涡流导致发热的感应加热器代替定影热源的卤素灯。
在图2中，沿着感光体1的回转方向，从上游侧顺序设有第一清洁刮板8a及第二清洁刮板8b作为清洁手段。清洁装置8还设有用于回收被清洁下来的色调剂的色调剂回收叶片8d以及用于运送该色调剂的回收螺旋8c。还设有色调剂回收罐(没有图示)。
第一清洁刮板8a可以由金属，树脂，橡胶等材质构成，较好的是，使用氟橡胶，硅酮橡胶，异丁烯橡胶，丁二烯橡胶，异戊二烯橡胶，聚氨酯橡胶等橡胶，其中，优选聚氨酯橡胶。第一清洁刮板8a主要用于除去转印工序后残留在感光体1上的色调剂。
第二清洁刮板8b除了用于除去转印残留色调剂以外，还用于除去附着在感光体1上的由色调剂添加剂构成的结膜等附着物质。材质可以与第一清洁刮板8a相同，但为了更有效地除去感光体1上的附着物质，较好的是，在弹性材料中含有研磨剂粒子，成型而得的含有研磨剂刮板。
不一定设置第一清洁刮板8a及第二清洁刮板8b两方，可以根据系统仅设置第一清洁刮板8a，或仅设置第二清洁刮板8b，或设置第一清洁刮板8a及第二清洁刮板8b两方。
光消电装置9是用于消去感光体1上电荷的进行曝光的装置，可以使用卤素灯，LED，LD等。
在图2所示构成中，光消电装置9通过第一清洁刮板8a及第二清洁刮板8b之间，对感光体1进行均一的光照射。
为了均一曝光，希望在清洁装置后进行曝光，但根据机械不同，也有在转印后，清洁前的部位实行。在此，使用光消电，但也可以通过电晕充电器或辊接触充电器或刷接触充电器等进行。
下面，参照图2说明充电辊清洁机构。
充电辊2a的清洁机构设有清洁辊2b作为清洁部件，其由树脂泡沫构成，例如，可以在金属芯上圆筒状地卷绕树脂泡沫形成。可以使用具有连续气泡结构的树脂泡沫，例如，其物性值为密度5-15kg/m3，拉伸强度1.7±0.5kg/cm2。
在具有上述物性值的树脂泡沫中，优选密胺树脂。使用密胺树脂形成的泡沫，网眼状纤维硬，容易刮取或剥取充电辊2a上的附着物。
这样，清洁性能良好，且具有脆性，因此，清洁辊2b能以新的面与充电辊2a表面相接，能维持良好的清洁性能。
除了密胺树脂泡沫以外，使用聚氨酯或EPDM等泡沫或具有导电性及绝缘性的纤维所构成的刷辊等也很有效。例如，将丙烯或尼龙等导电纤维以5mm左右长度织入，形成刷毛，卷绕在金属芯上，或者将1-3mm左右的丙烯树脂短纤维静电植毛在金属芯表面上，作为刷辊。
支承清洁辊2b使其回转自如，随着充电辊2a的回转随动回转。这样，通过使得清洁辊2b随着充电辊2a回转从动，不需要驱动装置驱动清洁辊2b，结构简单。
由于清洁辊2b由上述树脂泡沫构成，与充电辊2a表面之间的接触即使没有特别的推压力，也能得到充分的清洁性能。因此，能减少充电辊表面的磨耗。
较好的是，设有摆动机构，随着充电辊2a的回转，清洁辊2b朝长度方向摆动。该摆动机构可以采用例如在清洁辊2b的芯轴前端设置轴承，齿轮带有摆动凸轮，使得轴承与该齿轮的凸轮面抵接，随着充电辊2a的回转，齿轮回转，随着凸轮面的凹凸，清洁辊2b朝长度方向摆动。这样，通过使得清洁辊2b摆动，能均一清洁充电辊2a的表面。尤其，纸粉大多产生在记录纸的两端部，附着到感光体上的位置偏，因此，附着到充电辊2a表面也偏。
于是，通过使得清洁辊2b摆动，对于这种附着物偏的现象，也能对应，能均一清洁充电辊2a的表面。
作为与图2不同的另一种结构，也可以在清洁辊2b的芯轴端部设置单向超越离合器。
形成图像动作中，单向超越离合器锁定，这样，清洁辊2b停止，通过充电辊2a的回转，滑擦其表面，进行清洁。
形成图像结束时，感光体1稍稍逆回转后停止。此时，通过单向超越离合器，清洁辊2b稍稍回转后停止。
在这种结构中，清洁辊2b的树脂泡沫部分不会与充电辊2a表面过度强地抵接，能降低充电辊2a表面磨耗，同时，清洁辊2b相对充电辊2a的相接位置能顺次错开，能进行良好的清洁。
下面说明本实施例特征的充电辊2a的清洁方法。
为了防止上述那样的充电辊2a的清洁辊2b不能完全除去全部污脏，长期间持续使用导致污脏蓄积在辊表面，阻害充电功能，在本实施例中，利用电场，使得附着在辊表面上的污脏物质回到感光体1。
通常，通过光消电装置9对感光体1进行消电，在本实施例中，大约-100V左右的表面电位作为残留电位进入与充电辊2a对向的带电部。
在本实施例中，充电辊2a和感光体1之间的电位差保持在一定值，在两者间形成电场，通过从充电辊2a向着感光体1的电场方向的作用，附着在充电辊2a表面的色调剂粒子等带电粒子静电地飞向感光体1侧。
例如，向充电辊2a的金属芯施加电压为-700V，感光体1表面电位为-100V场合，从感光体1向着充电辊2a的电位差为600V，附着在充电辊2a上的作为带电物质的色调剂粒子等带负电粒子因电场作用移向感光体1侧。这里所说的电位差600V，是为了便于说明所列举的值，这是由于感光体1电位在与充电辊2a对向场合发生变化，不能实测感光体1和充电辊2a对向处的充电辊2a的表面电位。若计算的话，间隙50μm左右，在感光体1表面和充电辊2a表面之间大约为250V左右的电位差，电场强度为5×106V/m。
相反，若向充电辊2a施加偏压+500V，感光体1表面电位为-100V场合，同样电位差为600V，成为从充电辊2a向着感光体1的逆向电场，这时，附着在充电辊2a表面的作为带电物质的带正电粒子因电场作用移向感光体1侧。
经试验，关于色调剂粒子向感光体1侧的移动而引起的充电辊2a侧的污脏改善程度，试验结果表示在表1中。
表1表示卸下图像形成装置100中感光体1的清洁装置及充电辊清洁装置状态下，连续100张打印A4尺寸的试验纸之后，色调剂等污染的充电辊2a，在不设置显影装置4的状态下，与感光体1保持一定的电位差，使得充电辊2a回转数周时，充电辊2a的表面污脏的改善程度，以0-5等级进行评价，第5等级为最好，第0等级为最差。
表1
| 充电辊相对感光体的电位差 | 污脏改善程度 |
| -1000V | 2.0 |
| -800V | 2.5 |
| -600V | 4.0 |
| -500V | 4.5 |
| -400V | 4.0 |
| -200V | 3.0 |
| -100V | 2.5 |
| -0V | 0 |
| +200V | 2.0 |
| +400V | 3.0 |
| +600V | 2.0 |
| +800V | 1.5 |
| +1000V | 0 |
在用于试验的图像形成装置中，在充电辊表面和感光体表面之间发生放电的电位差(即通过放电，感光体表面被充电)大约为650V。如表1所示，当充电辊具有相对高的负电位例如-500V～-700V时，充电辊表面的污脏改善程度(以下有时也称为“清洁效果”)高。其理由可以考虑所使用的色调剂的带电极性为负，在转印结束时，具有带负电的带电电位的色调剂成为转印残留色调剂，残留在感光体1上，其因某种原因附着到充电辊2a上，即使在充电辊2a上，大多也保持负极性。因而，当充电辊的负电位增大，同时防止在充电辊和感光体之间发生放电时，附着在充电辊上的色调剂粒子受到静电推斥力，飞向感光体。
如图1所示，当电位差过大例如-800V～-1000V时，清洁效果恶化。其原因可以考虑在充电辊和感光体之间发生放电，结果，感光体和色调剂的电荷发生很大变化。
尤其，当对充电辊2a施加DC偏压例如-800V，在充电辊和感光体之间发生放电，感光体1具有-100V电位时，正电荷从感光体1侧向充电辊2a的表面移动。于是，附着到充电辊2a表面的色调剂粒子等带电物质蓄积正的电荷，结果，带电物质带正电。这样，在充电辊上的带电物质不能飞向感光体。即，当对充电辊2a施加偏压-800V时，清洁效果恶化。
因此，在放电前为负极性的带电物质通过放电，极性反转，放电前在充电辊2a上显示负极性的带电物质根据充电辊2a和感光体1之间的电场方向，朝着感光体1飞翔，当产生放电场合，带电物质极性反转，不能因电场作用飞翔，在施加-800V的偏压时，不能除去附着在充电辊2a上的带电物质。
在上述实施例中，对充电辊2a施加DC偏压。当AC偏压叠加在DC偏压上场合，放电影响更强，在充电辊2a上带电物质极性不稳定。另外，使用AC偏压场合，在充电辊2a和感光体1之间，电场方向在短期间内正逆反转，从充电辊2a朝着感光体1飞翔附着在感光体1上的带电物质因电场方向反转，再次回到充电辊2a，再附着到充电辊2a上，用于解消充电辊2a污脏的清扫效率降低。
因此，从表1可知，希望作为充电部件的充电辊2a和进入充电部前的感光体1表面之间的电位差达不到放电开始电位。
图4表示这种场合的电压的推移，在该图中，向作为充电部件的充电辊2a的施加电压使用直流电压。另外，感光体在经光消电动作后到达充电区域前具有-100V电位(Vpo)。
当对充电辊施加DC偏压-1400V时，在充电辊2a和感光体1之间的电位差为-1300V，于是，发生放电，结果，对感光体进行充电。当施加±400～500V电压时，电位差△Vc大约是300～600V，其比放电开始电压差(充电开始电压差)△Vd小，△V表示△Vd与△Vc之差，因此，不发生放电。在本实施例中，附着在充电辊上的材料飞向感光体。如图4所示，较好的是，电位差△Vc被维持至少时间T1，在该时间T1期间，充电辊的全部周围表面对着感光体。即，时间T1期间，充电辊回转一周。当充电辊以相对高速回转时，时间T1变短，当充电辊以相对低速回转时，时间T1变长。
当充电辊是短距离充电器(非接触)时，充电辊朝着感光体1的逆方向回转，例如，可以在充电辊的端部设置轴承。在本实施例中，对充电辊施加电压以便清洁充电辊的充电时间可以减少。
如图4所示，较好的是，交替地形成正电位差及负电位差。在本实施例中，即使清洁动作以后仍残留在感光体上的带负电的色调剂粒子，再附着到充电辊上，当形成负电位差时，该带负电的色调剂粒子将被除去，同时，当形成正电位差时，在充电辊上的带正电的材料(如外添加剂)也将被除去。
更好的是，使用如图5所示的充电方法。更具体地说，交替地形成正电位差及负电位差之后，最终形成负电位差，以便除去附着在充电辊上的色调剂粒子，在本例中，使用带负电的色调剂。
在图5中，Vp0表示进入充电工序前的感光体电位，△Vc表示清洁用电场形成电位差，△Vd表示放电开始电位差或充电开始电位差，△V表示△Vd与△Vc之差。
当实行充电辊清洁动作时，较好的是，控制施加到充电辊的电压为一定。其理由如下：由于环境条件影响，且图像形成在清洁动作前，感光体1的电位发生变化。因此，如果施加到充电辊上的电压变化，在充电辊和感光体之间可能会发生放电。
但是，当施加到充电辊的电压在不放电范围内变化时，清洁效果可以得到提高。
经试验，对充电辊施加DC/AC电压，振幅电压从0V～1200V，确认改善程度，试验结果表示在表2中。
表2
| 向充电辊叠加AC电压的振幅电位 | 污脏改善程度 |
| 0V | 4.0 |
| 300V | 4.5 |
| 600V | 4.0 |
| 900V | 2.5 |
| 1200V | 2.0 |
在本实施例中，在充电辊和感光体之间，以DC电压形成-400V的电位差。叠加AC偏压，该AC偏压具有频率1.0kHz，其振幅电压从0V增加到1200V。观察改善程度。等级区分与表1相同。
从表2可知，当AC偏压的振幅电压为300V时，在这种场合，由于电位差从-250V变更为-550V，因此，不发生放电，提高了改善程度。当AC偏压的振幅电压为600V时，在这种场合，电位差从-100V变更为-700V，由于当电位差在大约-700V时发生放电，因此，改善程度有若干降低。当AC偏压的振幅电压进一步增大时，改善程度明显低下。
考虑上述结果，较好的是，使用如图6所示的DC/AC偏压叠合方法。更具体地说，控制电位差△Vc，使得其小于放电开始电压△Vd。
在图6中，Vp0表示进入充电工序前的感光体电位，△Vc表示清洁用电场形成电位差，△Vd表示放电开始电位差或充电开始电位差，△V表示△Vd与△Vc之差。
通过叠加AC偏压，电场反复变强及变弱，附着到充电辊2a表面的污脏物质摇晃。因此，污脏物质易离开充电辊表面，结果，提高了清洁效果。
当施加到充电辊的偏压突然从正偏压变更为负偏压，或突然从负偏压变更为正偏压时，飞向感光体的粒子又返回到充电辊2a，结果，清洁效果恶化。为了防止发生这种问题，较好的是，对充电辊施加中间偏压，这样，不是一下子进行偏压极性转换，而是一时使其成为与感光体表面大致相同的电位(中间电位)，于是，移到感光体的污脏物质不会再次回到充电辊。这种方法表示在图7中。
在图7中，Vt表示目标充电电位，Vp01表示不进行光消电场合，进入充电工序前的感光体表面电位，Vp02表示进行光消电场合，进入充电工序前的感光体表面电位。
参照图7，在用于对感光体充电的放电(AC+DC)结束，感光体进入充电区域，其具有Vp01电位(在本实施例中，大约为-400V)，0V的偏压Vr施加到充电辊上，形成电位差(Vr-Vp01)，在本实施例中，大约为400V。当充电辊回转1.25转(1+1/8)后，即，经过时间T(1+1/8)后，-400V的偏压施加到充电辊上，时间为T(1/8)，在该期间，充电辊回转0.25转(1/8)。较好的是，该间隔不小于该时间。其原因可以参照图8通过计算得到，电场作用在充电辊2a表面为全周围的约1/8左右区域，其中L1/8表示充电辊1/8周份，Res表示感光体1上电场作用强的区域。
再回到图7，接着，-800V的偏压施加到充电辊上，时间为充电辊回转1.25转(1+1/8)。进而，-400V的偏压施加到充电辊上，时间为充电辊回转0.25转(1/8)。完成清洁动作后，AC偏压被施加到充电辊上，以便消去残留在感光体上的电荷，这样，感光体的电位从Vp01减少到Vp02。
在上述实施例中，在充电辊2a和感光体1之间，形成电场时，感光体1侧的状态，前提是经光消电，表面电位成为-100V。因此，在两者对向的充电区域，电位差小于放电开始电压△Vd。因此，感光体不被充电，以-100V状态通过，到达位于成像部的显影区域。
在本发明的图像形成装置中，对显影方式没有特别限制。但是，在任何显影方法例如单组分接触显影方式或双组分接触显影方式中，色调剂一般处于与感光体1表面相接状态。因此，必须保持一定的电位差，不对感光体1显影。
通常，在形成图像状态下，非图像区域与显影手段的电位差(称为背景电位)优选200-300V左右。
在上述实施例场合，感光体在整个面上电位为-100V左右，因此，为了不使感光体表面显影，需要设定为+100～200V左右。
若感光体1的带电电位为负极性，色调剂也为负极性场合，使用电源，将负显影偏压施加到显影装置上。使用能施加正偏压及负偏压两方的电源增加制造成本。因此，实际上，显影偏压设为0V，抑制成本上升。
这时，电位差大约100V左右，因此，可能发生背景显影问题，因此，感光体的背景区域发生色调剂污染。
通过感光体清洁手段清洁附着到背景区域的色调剂粒子。但不能全部得到清洁，一部分通过清洁部到达充电辊2a，会加速充电辊2a的污脏，成为充电辊2a污脏状态。
为了防止发生这个问题，较好的是，在充电辊清洁动作期间，不消去残留在感光体上的电荷。在图像形成装置中，感光体1可以在充电动作后暂时保持电位Vt，即背景电位。通过在充电辊清洁动作期间，不积极实行对感光体的消电处理(例如上述光消电处理)，感光体在充电区域保持所希望的电位，即图7的Vp01。在本例中，可以防止发生背景显影问题。
如上所述，当实行充电辊清洁动作时，对感光体不实行光消电处理。再有，较好的是，不对转印装置施加转印偏压，或施加低的转印偏压，使得感光体的电位不明显减少。
参照图9说明变更感光体的电位。
在图9中，Vt表示目标充电电位，Vp01表示不进行光消电场合，进入充电工序前的感光体表面电位，Vp02表示进行光消电场合，进入充电工序前的感光体表面电位。
图9表示随着感光体1上任意点回转，表面电位的变化，用于说明该条件。
在图9中，点划线部分表示通常实行的施加转印偏压及光消电场合，感光体中任意点的表面电位的推移。即，感光体在图像转印动作后具有Vp01的电位，在光消电动作后具有Vp02的电位。在图9中，实线部分表示不施加转印偏压，不进行光消电场合，感光体中任意点的表面电位的推移。
如实线所示，不施加转印偏压，不进行光消电场合，感光体1保持约-400V左右的电位，其中，感光体1的初始电位Vt约为-700V，如图中虚线所示。如果感光体具有这样的电位，-100V的显影偏压施加到显影装置上，在显影区域的电位差为+100～200V，可以防止发生上述背景显影问题。
图7表示在不施加转印偏压，不进行光消电状态下，相对充电辊2a，电场形成用电压(充电偏压施加电压)的变化。在该图中，感光体的位于充电区域前的部分的电位Vp01用双点划线表示。施加到充电辊上的电压用实线表示。
在本实施例中，条件如下：
感光体的线速度：185mm/sec
感光体的目标电位Vt：-700V
叠加的AC偏压频率：1.2kHz
叠加的AC偏压的振幅电压：2.2kV
感光体1进入充电区域前，不施加转印偏压，不进行光消电状态下，以约-400V的电位进入。当感光体的该部分进入充电区域时，设定充电偏压为0V。这样，在感光体和充电辊之间，产生朝着感光体侧的电场，在充电辊表面的带正电的污脏物质飞向感光体。
该状态维持相当于充电辊回转1.25周(即1+1/8)份的时间，对充电辊全周进行清扫。接着，对充电辊0.25周(即1/8)份设定与感光体电位相同的电位，此后，将-800V的偏压施加到充电辊2a上，充电辊2a上的带负电的污脏物质移到感光体。
该状态同样维持相当于充电辊回转1.25周(即1+1/8)份的时间，对充电辊全周进行清扫。然后，同样，对充电辊0.25周(即1/8)份设定与感光体电位相同的电位。最后，为了动作结束时的消电，在断开DC偏压状态下，仅将AC偏压施加到充电辊上，使得感光体回转一周实行。上述动作之后，机械停止。
较好的是，在图像形成结束后实行所述充电辊清洁动作。当在图像形成动作前实行该充电辊清洁动作时，待机时间长。
通过使得附着在充电辊表面上的带电物质飞翔，清洁充电辊表面，该充电辊2a可以和感光体1，以及显影装置4，清洁装置8一起，安装在处理卡盒中，能相对图像形成装置100装卸。
处理卡盒根据收纳在内部的部件的寿命进行更换，在本实施例中，根据上述清洁方法，能延长充电辊2a的更换周期，不用设置特别的寿命延长机构，能使得处理卡盒寿命长。
上面参照附图说明了本发明的实施例，但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。
例如，适用上述本发明方法的图像形成装置，并不局限于图1所示装置，也可以设有中间转印体，将感光体1上的色调剂像暂时转印在该中间转印体上，或者也可以设置多个感光体形成多色图像。
Claims (12)
1.一种图像形成方法，包括以下步骤:
使用接触或邻近配置的充电部件，对潜像载置体进行充电；
通过根据图像信息的光，照射所述潜像载置体，在该潜像载置体上形成静电潜像；
使用包含带电色调剂的显影剂对所述静电潜像进行显影，在所述潜像载置体上形成色调剂像；
将所述色调剂像转印到受取材上；
在潜像载置体上的色调剂像被转印之后，通过在充电部件和潜像载置体之间形成小于放电开始电压的电位差，在充电部件和潜像载置体之间形成电场，附着在该充电部件表面上的带电物质朝着潜像载置体飞翔。
2.根据权利要求1中所述的图像形成方法，其特征在于，所述形成电场步骤包括:
在潜像载置体上的色调剂像被转印之后，通过在充电部件和潜像载置体之间暂时形成小于放电开始电压的电位差，在充电部件和潜像载置体之间形成电场，所述“暂时”期间，充电部件至少回转一周。
3.根据权利要求1中所述的图像形成方法，其特征在于，所述形成电场步骤包括:
通过将充电部件的电位设定为比感光体的电位低以及高，变换电场方向，在充电部件和潜像载置体之间形成电场。
4.根据权利要求3中所述的图像形成方法，其特征在于，所述形成电场步骤包括:
在潜像载置体上的色调剂像被转印之后，在充电部件和潜像载置体之间形成具有第一方向的电场，附着在该充电部件表面上的具有第一极性的带电物质朝着潜像载置体飞翔；
在充电部件和潜像载置体之间不形成电场；
在充电部件和潜像载置体之间形成具有第二方向的电场，附着在该充电部件表面上的具有第二极性的带电物质朝着潜像载置体飞翔。
5.根据权利要求4中所述的图像形成方法，其特征在于，所述第二极性与色调剂带电极性相同。
6.根据权利要求1中所述的图像形成方法，其特征在于，所述形成电场步骤包括:
通过对充电部件施加DC电压，在充电部件和潜像载置体之间形成电场。
7.根据权利要求1中所述的图像形成方法，其特征在于，所述形成电场步骤包括:
在潜像载置体上的色调剂像被转印之后，对充电部件施加将AC电压叠加在DC电压上的充电偏压，在充电部件和潜像载置体之间形成小于放电开始电压的电位差，在充电部件和潜像载置体之间形成电场。
8.根据权利要求1中所述的图像形成方法，其特征在于，所述形成电场步骤包括:
在潜像载置体上的色调剂像被转印之后，不积极地对残留在潜像载置体表面上的电荷进行消电，在充电部件和潜像载置体之间形成电场，附着在该充电部件表面上的带电物质朝着潜像载置体飞翔。
9.根据权利要求1中所述的图像形成方法，其特征在于，所述形成电场步骤包括:
在潜像载置体上的色调剂像被转印之后，在充电部件和潜像载置体之间形成电场，附着在该充电部件表面上的带电物质朝着潜像载置体飞翔，其中，在电场形成中，潜像载置体的至少对着充电部件的部分所受到的转印偏压，与图像转印时施加到潜像载置体的值不同。
10.根据权利要求1中所述的图像形成方法，其特征在于，在完成包括充电，照射图像数据光，显影及图像转印的图像形成动作后，在预先设定的时间，实施所述形成电场。
11.一种图像形成装置，包括:
潜像载置体；
充电部件，对潜像载置体进行充电；
光照射器，以根据图像信息的光，照射带电的潜像载置体，在该潜像载置体上形成静电潜像；
显影装置，使用包含色调剂的显影剂对所述静电潜像进行显影，在所述潜像载置体上形成色调剂像；
转印装置，将所述色调剂像转印到受取材上；
电场施加器，在潜像载置体上的色调剂像被转印之后，通过在充电部件和潜像载置体之间形成小于放电开始电压的电位差，在充电部件和潜像载置体之间形成电场，附着在该充电部件表面上的带电物质朝着潜像载置体飞翔。
12.一种处理卡盒，包括:
潜像载置体；
充电部件，对潜像载置体进行充电；
电场形成装置，通过在充电部件和潜像载置体之间形成小于放电开始电压的电位差，在充电部件和潜像载置体之间形成电场，附着在该充电部件表面上的带电物质朝着潜像载置体飞翔；
其中，该处理卡盒作为一单元可卸式地安装在图像形成装置中。
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