CN101101472A

CN101101472A - 图像形成装置及图像形成方法

Info

Publication number: CN101101472A
Application number: CNA2007101227436A
Authority: CN
Inventors: 渡边猛; 高桥雅司; 神山三明
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 2006-07-05
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2027-07-04
Also published as: JP2008015506A; US20080008489A1; US7502572B2; CN100541349C

Abstract

本发明的目的在于提供一种可以减少废墨粉产生的图像形成装置及图像形成方法。根据本发明的图像形成装置包括：图像支承件，其上形成有墨粉图像；清洁器，转印形成于图像支承件表面上的墨粉图像，然后，去除残存于图像支承件上的一部分墨粉，并使得剩余的墨粉作为通行墨粉而通过；通行墨粉量检测单元，用于检测或估计通过清洁器的通行墨粉量；以及清洁器控制单元，其基于由通行墨粉量检测单元检测到的通行墨粉量而设定通行墨粉量的目标值，并且控制由清洁器进行的清洁操作。

Description

图像形成装置及图像形成方法

技术领域

本发明涉及一种图像形成装置及图像形成方法，更具体地说，涉及一种可以减少转印之后的废墨粉的图像形成装置及图像形成方法。

背景技术

近年来，电子照相装置在尺寸上的减少以及图像质量的提高已有了较大发展，并且电子照相装置已被用于各种场合和用途。随着尺寸的减少和图像质量的提高，对消耗品的更换以及诸如更换部件的维修工作的重要性也同时增加。电子照相装置内的经常由用户来完成的维修是对墨盒的更换工作，接下来的是对废墨粉的处理。

当用户处理废墨粉时，由于工作时出现的墨粉而容易被弄脏。另外，作为废墨粉的废物的产生对环境产生不利影响，并且从经济上来说效率较低。因此，总的来说，废墨粉的处理给用户和社会同时带来负面印象。

因此，存在这样的一种形式作为一种特别容易维修的形式，其使用电子照相装置中的维修频率相对较高的多个部分并将这些部分作为一个盒体(cartridge)来更换。在这种使用中，感光件、显影装置、清洁器、废墨粉盒等作为统一构成处理单元来使用。该处理单元被构造成可拆卸地连接于图像形成装置。因此，想要进行废墨粉处理的用户可以通过定期更换该处理单元而简单地处理废墨粉。

但是，这种盒体系统也存在问题。由于处理单元被整体地更换，所以即使那些没到更换周期期限的以及仍可使用的部件也随同其它部件一起被更换。

例如，在盒体中集成有感光件、充电器、以及清洁器的情况下，如果清洁器被用坏，那么即使感光件仍可使用，也需更换所有的部件。因此，增加了消耗品的成本。

而且，近年来，随着使用α-Si的感光件以及表面上设置有高硬度表面层的有机感光件的出现，感光件的更换周期已变得更长了。另一方面，为了延长清洁器的寿命以使其更换周期更长，清洁器本身的结构不可避免地变得复杂。因此，清洁器的尺寸增大，使得难以将清洁器应用于具有较小直径的感光件中。

因此，在专利文献1(JP-A-6-118857)和专利文献2(JP-A-10-31404)中，提出了一种将清洁器可拆卸地连接于感光件以便用户可容易地更换该清洁器的方法。

但是，即使通过这种方式更换清洁器，当废墨粉的量较大时，也必须增加清洁器的更换频率，必须增大清洁器单元本身的尺寸，或者必须将清洁器和废墨粉容器分别地设置以便仅更换废墨粉容器。因此，仍未解决上述问题。

而且，考虑到如果不产生废墨粉则就不会存在问题的这种情况，还提出了一种无废墨粉处理。在专利文献3(USP4,727,395)中，公开了这样的一种技术，其用于将转印残留墨粉收集于显影装置中而无需清洁转印残留墨粉，以避免产生废墨粉。

这是一种被称作无清洁器处理的系统。但是，该系统的问题在于，由于转印残留墨粉在曝光时起到妨碍作用，所以不能获得较高的图像质量。而且，纸末或灰尘可能混入转印残留墨粉中。如果混入转印残留墨粉中的纸末或灰尘全部进入显影装置中，则纸末或灰尘就会引起图像质量的劣化。由于转印残留墨粉包含大量的最终可能不能被转印的低性能墨粉，所以，如果该墨粉与纸末等一样被全部收集于显影装置中的话，该墨粉随后会引起图像质量的劣化。

在专利文献4(JP-A-2002-6630)中，公开了这样的一种技术，其用于在转印之后有效地将墨粉均匀地沉积于感光件上，以便减少由于转印残留墨粉所引起的曝光失败而造成的图像质量的劣化。在该方法中，由于墨粉被均匀地沉积于感光件上，所以必然使不均匀的图像变得不明显。

但是，理论上，优选地，粘附于感光件上的墨粉量较小。因此，有意将墨粉沉积于感光件上的方法与使用墨粉的最初形式相违背。不能说该方法是一种使用墨粉的有效方法，也不能说该方法是一种作为对抗由于残留而引起的图像质量劣化的措施的积极解决方法。

在专利文献5(JP-A-9-251264)中，公开了一个实例，在该实例中，仅有其极性与转印残留墨粉相反的墨粉通过偏压而被收集，而将以常规极性被充电的墨粉用于无清洁器处理中。但是，在该方法中，由于仅收集被反向充电的墨粉，所以如果常规极性的转印残留墨粉量就是很大的话，由于墨粉不能由清洁器收集，所以图像记忆(memory)使得图像质量劣化。

发明内容

考虑到这些问题而做出了本发明，本发明的一个目的在于提供一种图像形成装置等以及一种图像形成方法，其可通过清洁转印残留墨粉的一部分并在感光件上留下一定范围内的墨粉量(这产生待通过清洁单元的墨粉量)而不是清洁全部转印残留墨粉来减少废墨粉的产生，当墨粉量处于所述范围内时，不会妨碍下一幅图像在感光件上的形成。

为了解决这些问题，根据本发明一方面的图像形成装置包括：图像支承件，形成于其表面上的静电潜像通过被供应的墨粉而显现于所述图像支承件上，以形成墨粉图像；清洁器，将形成于图像支承件表面上的墨粉图像转印到转印件上，然后，去除残存于图像支承件上的一部分墨粉，并使得剩余墨粉作为通行墨粉而通过；通行墨粉量检测单元，用于检测或估计通过清洁器的通行墨粉的量；以及清洁器控制单元，其基于由通行墨粉量检测单元检测到的通行墨粉量而设定通行墨粉量的目标值，并且控制由清洁器进行的清洁操作。

根据本发明另一方面的图像形成装置包括：图像支承装置，形成于其表面上的静电潜像通过被供应的墨粉而在该图像支承装置上显现，以形成墨粉图像；清洁装置，将形成于图像支承装置表面上的墨粉图像转印到转印件上，然后，去除残存于图像支承装置上的一部分墨粉，并使得剩余墨粉不被去除且作为通行墨粉而通过；通行墨粉量检测装置，用于检测或估计通过清洁装置的通行墨粉的量；以及清洁器控制装置，其基于由通行墨粉量检测装置检测到的通行墨粉量而控制由清洁器进行的清洁操作，从而使得通行墨粉的量达到目标值。

本发明的又一方面为一种图像形成方法，所述方法在图像支承件表面上形成静电潜像，供应墨粉以便利用墨粉使潜像显现，将利用墨粉被显现的图像转印于转印件上、并通过清洁器去除残存于图像支承件表面上的残留墨粉，该图像形成方法包括：检测或估计未被清洁器从图像支承件上去除的且残留于图像支承件上以便通过清洁器的墨粉量；基于检测或估计结果设定通行墨粉量的目标值；以及相对于目标值控制清洁器。

附图说明

图1(a)是示出了本发明实施例的实例的示意性侧视图；

图1(b)是示出了图1(a)的变型的示意性侧视图；

图2(a)是示出了对应于图1(a)的传统实例的示意性侧视图；

图2(b)是用于说明可拆卸地连接于装置本体的处理单元的示意图；

图3(a)是示出了不会引起图像问题的清洁器通行墨粉量的实验结果的表格；

图3(b)是示出了存储表的实例的示图；

图4是示出了本发明实施例中操作的实例的流程图；

图5是示出了本发明实施例中操作的另一实例的流程图；

图6是示出了刷辊的圆周速度与清洁器通行墨粉量之间的关系的图表；

图7是示出了刷施加偏压与清洁器通行墨粉量之间的关系的图表；

图8(a)和图8(b)是示出了清洁器控制单元的实例的示图；

图9是示出了刮片施加AC偏压与清洁器通行墨粉量之间的关系的图表；

图10(a)是示出了当清洁器工作时的状态的示意图；

图10(b)是示出了当清洁器被移除时的状态的示意图；

图11是示出了图像形成装置的串联式结构的示意图；

图12是示出了本发明实施例中的图像形成装置的结构的示意图，在该图像形成装置中，通过结合清洁器和显影装置来实现空间效率；

图13(a)是示出了本发明实施例中的显影装置的平面图；

图13(b)是图13(a)所示显影装置的侧视图；

图14是示出了本发明实施例中的清洁器的变型的示图；

图15是示出了使用图14所示清洁器的清洁器控制操作的流程图；

图16是示出了废墨粉量的测量结果的表格；以及

图17是利用改变自图16的转印系统测得的废墨粉量的测量结果。

具体实施方式

下面，将参照附图说明本发明的实施例。

图1(a)是示出了使用作为本发明实施例的电子照相系统的图像形成装置的示意图。

该图像形成装置包括感光件(图像支承件或图像支承装置)11、充电器12、曝光装置13、显影装置14、清洁器(清洁装置)30、清洁器控制单元(清洁器控制装置)40、反射率传感器21和22、以及控制反射率传感器21和22的传感器电路21a和22a。反射率传感器21构成本发明的通行墨粉量检测单元或通行墨粉量检测装置。

感光件11构成具有设置于导电衬底上的有机或非晶硅感光层的图像支承件(相当于图像支承装置)。将通过被以负极性充电的有机感光件作为实例来说明该感光件11。

感光件11由诸如众所周知的辊式充电器、电晕充电器、或scorotron充电器的充电器12均匀地充电至例如-500V，然后，通过经过图像调制的激光束、LED等受到曝光装置13的曝光，以便具有形成于其表面上的静电潜像。在这种情况下，曝光后的感光件表面处的电势为例如大约-80V。

之后，由显影装置14进行静电潜像的显现。显影装置14通过显影辊14a上的载体而形成竖刺(bristle)，根据例如两种组分的显影系统，所述显影辊包括磁体，在所述两种组分的显影系统中，以负极性被充电的非磁性墨粉以及磁性载体相混合，并向显影辊14a施加大约-200至-400V的电压，从而将墨粉沉积于感光件11表面上的显影部分中，而不沉积于非显影部分上。此外，就显影装置14而言，存在采用一种组分的显影系统的显影装置，所述一种组分的显影系统仅使用墨粉而不使用载体来进行显影。

另外，感光件11上的墨粉图像被转印到纸上或用作转印件18的中间转印件上。通过诸如转印辊19或电晕充电器的转印件来在那种情况下施加电场，其中该转印辊或电晕充电器从转印件18的后部与转印件18进行接触。如果转印件18为中间转印带，则通过诸如与带的后表面相接触的转印辊、转印刮片、或转印刷的转印件来进行电场的施加。施加于转印件的电压为大约+300V至+2kV。

以下将说明本发明实施例中的残留墨粉处理。在说明之前，为了参考，将利用图2说明过去的废墨粉处理的实例。图2中的与图1中相同的参考标号和符号表示相同的对象或其等同物。

如图2(a)所示，在过去，已知这样的一种废墨粉处理，其中，残留于感光件11上的全部残留墨粉在根本不受控制的情况下被清洁刮片15移除，并通过专门用于废墨粉处理的传送路径16被送到废墨粉盒17，且更换该盒17。

当处理单元被构造成盒体时，例如，感光件、清洁器、废墨粉盒等被一体地构造。在一些情况下，如图2(b)所示，甚至显影装置14和墨粉盒27也被一体地构造。所有一体构造的单元被一起更换，以便从图2(b)中的(A)所示的状态变为(B)的状态。在这种传统结构中，发生已在传统问题中描述过的问题。

在本发明实施例中，转印后残存于感光件11上的残留墨粉等的一部分通过清洁器(清洁装置)30而被去除。当被留在感光件11上未被清洁(去除)时，残存墨粉作为转印残留墨粉而通过清洁器30。

之后，如果必要的话，感光件11经过电荷消除处理，并再次经过充电处理，以进入下一循环的图像形成处理。

清洁器30被构造成这样的单元，其包括清洁单元35以及容纳和存储废墨粉的废墨粉盒(废墨粉存储单元)34。

清洁单元35包括：刷辊(清洁装置)31，其清洁感光件11；废墨粉容纳辊32，其容纳来自刷辊31的废墨粉；以及清洁刮片33，其刮除由废墨粉容纳辊32容纳的废墨粉。

清洁器控制单元40包括：刷辊控制单元41，其控制刷辊31；以及废墨粉容纳辊控制单元42，其控制废墨粉容纳辊32。

该实施例中的图像形成装置的特征在于，清除清洁器30的清洁单元35中的墨粉的一部分，并且允许残存墨粉在保留于感光件11上未被清洁的同时通过清洁器30。

具体地说，首先，设定实际上被允许通过清洁器30的墨粉量的目标值(目标值＜上限)。换句话说，计算在即使墨粉残存的情况下也不会在曝光时导致图像上问题的墨粉量。例如，存在这样一种方法，其根据像素计数器判断待打印的图像是何种图像，并且基于该判断来设定墨粉量。

具体地说，可以按以下所述的方法来设定墨粉量。

(1)在其中混合有半色调图像的图像中，由于当转印残留墨粉量较大时发生的曝光失败使得很可能出现图像缺陷，所以将被允许通过清洁器的墨粉量的目标值设定得较低。

(2)如果图像仅包括字符图像，那么由于即使允许通过较大量的墨粉也较少可能在图像上出现缺陷，所以将目标值设定得较高。

(3)还可以根据用户选择的“打印操作模式”来改变墨粉量。

例如，在高图像质量模式下将通行墨粉量的目标值设定得较低，而在节能模式或字符模式下设定得较高

图3示出了用于设定的检查材料。图3(a)中示出了试验结果，该试验结果是通过检验有多少墨粉通过清洁单元35而不会在图像上导致缺陷而获得的。图3(b)示出了记忆图表。

具有6％的打印面积比率的字符图像被用作打印图像。图3(b)中所示的记忆图表是这样的图表，其中当清洁器(清洁单元)30的通行墨粉量较大时在半色调部分之前示出了历史记录。可以视觉上检查这些图像以验证是否存在图像缺陷。

使用刷辊31作为清洁单元35的清洁装置。因而，如果刷辊与感光件11之间的圆周速度存在差值的话，则对图案的干扰效果(稍后进行描述)也会包括在清洁单元35中。实际上被干扰的图案经过充电器12和曝光装置13，以便被收集于显影装置14。

根据图3(a)中的表格，当使用具有6.5μm颗粒直径的墨粉时，在高图像质量模式(高等级)下通过清洁单元(清洁器)的墨粉量的上限为6μg/cm²，而在普通模式下打印字符时的为16μg/cm²。

可以看出，当墨粉的颗粒直径减少时，上限总体上趋向于增加，并且在图像上不大容易出现问题。这样，清洁器通行墨粉量的上限根据图像条件而不同。根据图像的状态将目标值设定成与上限相等或低于上限。

接着，确定用于实际上允许目标值的墨粉通过的清洁条件。作为一种方法，例如，通过检测装置(通行墨粉量检测单元或通行墨粉量检测装置(例如，反射率传感器(非接触传感器)21))检测清洁之后残存于感光件11上的墨粉量，以便由清洁器控制单元40进行反馈。如图1(b)所示，还可以在清洁器30的清洁装置(清洁刮片31)之前设置检测装置(例如反射率传感器23)以便检测通过清洁器30之前的残留(转印残留)墨粉的量，根据残留墨粉量估计通行墨粉量，并且清洁器控制单元40基于通过该估计所获得的数值而进行处理。

图1(a)和1(b)所示的反射率传感器21和23分别为非接触光学传感器，所述非接触光学传感器例如设定为与感光件11相对并且检测发射光线的反射光线以检测反射率。可以使用反射率传感器23来测量转印之后残留于感光件11表面上的墨粉量，并且使用反射率传感器21来测量通过清洁器30之后的墨粉量。

由这些反射率传感器21和23测得的图像中，例如，可以使用打印于感光件11上的补片图像来保持和调整图像质量。

在图像质量的保持和调整过程中，具有预定反射密度的补片相对于图像形成过程独立地打印于感光件11上，并且通过反射率传感器22检测图像的反射率，以便使用检测到的反射密度进行控制以保持图像质量。

在预定连续打印操作期间，或当环境等变动时，图像质量的保持和调整通常被设定为在图像形成装置启动之后立即操作。

如图1(a)所示，作为本发明实施例中的一个实例，可以检测通过清洁器(清洁单元)后的残留墨粉量，并利用补片图像对实际清洁条件进行反馈。在该方法中，由于测量了已通过清洁器的墨粉本身的量，所以可以相对精确地进行控制。

如图1(b)所示，作为该实施例中的另一方法，还可以根据转印残留墨粉量估计清洁器通行墨粉量。在这种情况下，可以将反射率传感器23设置在转印的后一阶段处并在清洁器之前，以便检测墨粉量。

但是，就这些传感器21和23而言，必须是专用于反射率检测的传感器，这导致了整个装置的成本增加。因此，作为简单方法，可以想象的是，在无需设置专用传感器的条件下估计转印残留墨粉量，并且基于该估计而对清洁条件进行反馈。反射率传感器21等同于本发明的通行墨粉量检测单元或通行墨粉量检测装置。

例如，(图像从感光件11转印于其上的)转印件18的类型被检测，并且根据该类型估计转印残留物的近似量(转印残留墨粉量)。当试图将图像直接转印到纸板上时，转印残留墨粉量增加。在不均匀的粗糙纸中也出现了同样的问题。另外，还可以根据显影剂或感光件11的打印(print)的累计量来估计转印残留墨粉量。当感光件11使用了较长时间时，感光件11的表面变得粗糙，并且释放特性降低。因而，转印残留墨粉量增加。因而，例如，可以根据感光件11的使用时间来估计感光件表面中的变化，或者可以光学地检测感光件11的粗糙度，以反馈估计或检测的结果，并且估计转印残留物的量。

当显影剂劣化时，墨粉的带电量变得不稳定，并且转印残留墨粉量增加。还可以检测温度和湿度，并且根据温度和湿度来估计转印残留墨粉量。可以通过结合多种信息来获得一定精度的转印残留墨粉量的估计值。

基于这样检测或估计的转印残留墨粉量，形成了转印残留墨粉量与清洁条件之间的校正表格，并且在图像形成装置中进行计算以便对清洁条件进行反馈。在该计算过程中，期望地，在将由于使用环境或状态引起的清洁性能的变化(例如，由于感光件的表面状态而引起的清洁条件的变动)考虑在内的情况下进行计算。

图4是示出了这些种类的控制的实例的流程图。图4的流程图示出了其中使用用于图像质量保持控制(调整)的补片图像的实例。

当将补片图像打印于感光件上(S11)并且进行利用反射率传感器22的图像质量保持控制的操作(S21)时，基本上在同时地，开始基于该实施例的控制。首先，根据条件目录C11来确定待被允许通过清洁单元的墨粉量的目标值。

之后，根据条件目录C12来确定清洁条件(第一清洁条件)。在那种情况下，将清洁器通行墨粉量设定为稍大于所计算的最优清洁条件下的量(比最优值差)(S13)。

之后，通过反射率传感器21测量通过清洁器之后的感光件11的反射率(S14)。基于步骤S14中所测得的数值，通过将清洁条件与条件目录C12进行对比来校正清洁条件，以提高通行墨粉的目标值的精度(S15)。之后，利用平行进行的反射率传感器22来判断图像质量保持控制是否已经完成(S16)。

当判断得出图像质量保持控制已经完成时(S16，Y)，将步骤S15中所确定的清洁条件确定为最终的清洁条件，并且在这之后进行图像打印(S17)。

另一方面，当判断得出图像质量保持控制还未完成时(S16，N)，该控制返回到用于打印补片图像(S11)的处理(S11′)。在这种情况下，可以通过多次进行用于补片图像的打印处理而对清洁条件进行校正。在多次的反馈过程中，不必重复进行通行墨粉的目标量的计算(S12)，并且可以省略该计算。

当未进行图像质量保持操作时，可以进行这种对经过清洁器(清洁单元35)的墨粉量的检测以及通过反射率传感器21实现的墨粉量的反馈。

例如，虽然在普通打印操作期间，在图像质量保持操作中会自然地使用到图像质量保持补片，但是，可以定期地对清洁条件进行反馈，并且通过检测经过普通打印图像的清洁单元的墨粉量而对以经过清洁单元之后的墨粉量进行更高精度的控制。

如C11中所示，利用基于打印模式是否为高图像质量模式或节能模式或者打印图像的类型(例如，半色调(HT)或文本)的表格等中的值，计算通行墨粉量的目标值。如C12所示，获得转印条件、环境(温度、湿度等)、纸张类型、显影剂的计数值(counter value，对应值)、以及感光件的计数值，并且参照利用这些值中的所有值或任一值的第一表格(确定第一组值)并相对于目标值来设定第一清洁条件。另外，通过利用第一清洁条件中所检测到的通行墨粉量校正第一设定值或者通过参照利用各种所需值中的至少任一个的第二表格(确定第二组值)并相对于通行墨粉量来设定第二清洁条件。

当使用检测通过清洁器30之前的残留墨粉量的反射率传感器23时，仅必须利用残留墨粉量的检测值来获得步骤S14中所示的清洁条件。

将参照图5中的流程图说明该控制的另一实例。

这是一个这样的实例，其中，估计转印残留墨粉量以便控制清洁条件。未设置用于检测墨粉量的反射率传感器。

当输出图像打印开始信号时(S21)，基于条件D11(打印模式、打印图像的类型、废墨粉的累计量等)来确定被允许通过清洁单元的墨粉量的目标值(S22)。根据诸如包括温度和湿度的环境条件、转印介质的类型(纸张类型)、或者显影剂计量器或感光件的寿命计数器的信息，并利用提前安装于机器上的校正表来确定转印条件，同时，估计转印残留墨粉量(S23)。基于转印条件和转印残留墨粉量并进一步适当地考虑条件(环境、显影剂计量器、感光件计数器、以及清洁器的计数器)D13，利用预先准备的校正表计算清洁条件，从而清洁单元的通行墨粉量达到目标值(S24)。在这种情况下，尽管未直接测量通过清洁单元的墨粉量，但是可以通过根据各种信息估计墨粉量而确保一定程度的精确性。

刷辊31用作图1(a)和1(b)所示的清洁装置，例如，可以使用由尼龙或人造丝制成的并具有10e4至10e10Ω电阻、0.5至8但尼尔(denier)厚度的刷，以及8至30mm直径的辊。

在实验中，使用了由尼龙制成的并具有2但尼尔厚度、16mm直径、以及1×10e7电阻的刷。向刷辊31施加用于将转印残留墨粉收集在感光件上的的偏压。通常，由于转印残留墨粉被充电成常规极性(在本文中为负极性)，优选地，沿与常规极性相反的方向施加例如在约+300 V的偏压。

此外，将用作Φ14导电辊的废墨粉容纳辊32与作为墨粉去除装置的刷辊31相接触，以便容纳由刷从感光件上去除的墨粉。驱动该辊32，以便该辊沿与刷辊31相同的方向以刷辊31速度的一半旋转。将+500V电压施加于管32。期望地，在该导电辊32上设置表面层。就表面层而言，具有高释放特性的特氟纶或氟涂覆材料是有效的。表面层的厚度优选为大约3至300μm。

简单的清洁刮片33进一步与废墨粉容纳辊32相接触。转印残留墨粉被清洁刮片33从废墨粉容纳辊32去除，并沉积于用作收集被去除的废墨粉的废墨粉收集单元的废墨粉盒34中。

在上述条件的清洁器中，例如，当沿与感光件11相同的方向以相同的速度驱动刷辊31或该刷辊从动于感光件时，感光件11上的转印残留墨粉量不能被全部收集。

图6中示出了实验结果。该实验结果是通过相对于感光件11改变刷辊31的圆周速度而获得的。可以看出，当圆周速度比值为1时，清洁效率较低，而当圆周速度比值从1变化时，清洁效率得到提高。

图7是示出了施加于刷辊31的刷施加偏压与已通过清洁器30的墨粉的量之间的关系的图表。感光件11的表面电势根据转印条件以及诸如固体图像(solid image，纯色)或HT(半色调)图像的图像类型而改变。在该实验中，单独对固体(纯色)图像进行清洁效率的比较。当刷施加偏压为0V时，几乎不能进行清洁。但是，可以看出，当偏压逐渐升高时，清洁效率提高。

当利用具有具有不同颗粒直径墨粉的样本来进行清洁效率的对比时，在相同的偏压条件下，当墨粉颗粒直径较小时清洁效率较低。

从通常的传统实例判断，清洁效率的下降不是优选的。但是，可以看出，根据与该实施例相同的使用方法，相反地，容易控制清洁效率，并且当墨粉的颗粒直径较小时，清洁效率相对于偏压的趋势(斜度，inclination)较小并较稳定，而且容易处理墨粉。

根据图7，可以看出，当墨粉具有6.5μm的颗粒直径时，清洁器通行墨粉量相对于刷施加偏压的变化(趋势，斜度)较大，并且难以控制通行墨粉的量。另一方面，可以看出，当墨粉具有5μm的颗粒直径时，该趋势接近于直线，并且易于控制制通行墨粉的量。

清洁装置不限于如该实施例中的刷辊。例如，可以采用传统清洁刮片中的控制接触条件的方法。在使用导电刮片的清洁刮片中，可以通过改变所施加的偏压来控制接触条件。另外，可以通过利用刮片清洁器和刷辊两者改变刮片清洁器和刷辊的条件来控制接触条件。

参照图8将对不同于刷辊的清洁装置被用作清洁装置的情况下的形式进行说明。图8(a)和图8(b)是示出了清洁刮片33中的接触压力被改变的实例的示图。一般而言，当清洁刮片33的接触压力被设定得高时，清洁效率提高。但是，感光件11的刮削量增加，并且清洁器本身的耐用性降低。

在该实例中，通过螺线管(solenoid)331控制刮片负载。可以通过该方法控制清洁单元通行墨粉量。图8(a)所示的状态为负载较低的状态。图8(b)所示的状态为负载较高的状态。

在清洁刮片33为导电时用于改变相应偏压的装置的实例还在图8中被示出作为AC偏压施加控制装置332。在图8(a)和8(b)的情况下，示出了刮片的接触压力的可变控制以及AC偏压控制装置332。但是，不言而喻，可以仅采用可变控制以及AC偏压施加控制装置332中的一种。

图9示出了当AC偏压叠加于导电刮片33上时的效果。当施加AC偏压以振动刮片33时，可以控制通过刮片33的墨粉量。在该情况下，通行墨粉的量还随墨粉的颗粒直径而变化。当颗粒直径为6.5μm时，清洁特性相对于20μg/cm²的转印残留墨粉量来说是高的，即使施加pp 2000V的AC，也仅有大约3μg/cm²的墨粉通过。但是，可以允许具有5μm颗粒直径的墨粉通过大约14μg/cm²。

在本发明的实施例中，从控制通过清洁单元的墨粉量的观点出发，具有越小颗粒直径的墨粉越容易控制，并越有利。

具体地说，当墨粉具有6.5μm的颗粒直径时，清洁器通行墨粉量较小，并且墨粉量可以被控制的范围较窄。另一方面，当墨粉具有5μm的颗粒直径时，可以使得墨粉多达大约14μg/cm²。可以看出，可以容易且有效地控制通过清洁单元的墨粉量。关于AC偏压的频率，可以使用大约100Hz至3kHz的频率。但是，这取决于处理速度，并且当将频率设定得较高时，墨粉的滑动效果降低，并且难以控制通行墨粉的量。在某种意义上，这表明可以通过改变AC偏压的频率来控制滑动墨粉的量。

而且，在用于本发明实施例中的清洁器(清洁装置)中，可以将收集废墨粉的废墨粉盒34与清洁单元35结合。换言之，因为废墨粉量较小，所以可以减小废墨粉盒的尺寸。因而，不必单独设置较大的废墨粉容器，并且可以简化装置的结构，且减小整个装置的尺寸。

还优选地，其中至少结合有清洁单元35和废墨粉盒34的清洁器单元被形成为可以可拆卸地连接于感光件11。

图10(a)和10(b)中示出了一种实例。图10(a)示出了当清洁器单元安装于感光件上时的状态。图10(b)示出了清洁器单元从感光件侧移除的状态。特别有效的是，将废墨粉盒34和清洁单元35作为清洁器单元而可拆卸地连接于感光件11，因为当使用具有较长寿命的感光件11时可以仅更换清洁器单元。就这种感光件而言，优选使用例如α-Si。

在显影装置中，通常，显影剂的定期更换主要在于使用墨粉和载体的两种组分的显影。可行的是采用这样一种系统，该系统用于在不从图像形成装置中移除显影装置的情况下几乎不自动更换载体。

具体地说，在图11所示的串联式彩色机器的情况下，上游工位的清洁器单元以及下游工位的显影装置容易相互干涉。当在普通显影系统中减少显影单元的尺寸时，显影剂的数量减少，并且更换周期缩短。但是，可以通过采用小量的更换系统而省去显影装置的维修并减小显影装置的尺寸，从而，可以尽可能地增加用于废墨粉盒的空间。因而，可期望获得增强效应，其中，增加了用于废墨粉储存单元(废墨粉盒)的空间，以便延长清洁器单元的更换周期，并且，此时，使得没有必要更换显影装置。

图12中示出了整个串联式图像形成装置的结构。图13中示出了显影装置的实例。在图12中，参考标号141表示废墨粉容器，并且341表示尺寸增大的废墨粉盒。

如图12和13所示，显影装置14具有用于显影剂的排放端口141a。显影装置14从排放端口141a逐渐地将显影剂自动排放，并且将显影剂送到废墨粉容器(墨粉排放装置)141。

关于排放量的控制，可以通过例如图13所示的螺丝钻142的转动来控制排放操作，所述螺丝钻用作专用于显影剂的排放装置。可替换地，可以采用所谓的溢流系统，其中，当显影装置14中的显影剂的量增加达到等于或大于固定高度的高度时，显影剂溢出以便被排放。

就显影剂的供应而言，少量的载体可以与墨粉一起混合于未示出的墨粉容器中，并根据墨粉的消耗而与墨粉一起从容纳部141b被逐渐地供应。可替换地，墨粉和载体可以被分别控制，并且可以被输入到显影装置中。

在任何情况下，通过使用这种显影装置，使得通过将显影装置从图像形成装置上拆下来而进行的显影剂的更换工作变为不是必须的。两种组分显影中的显影装置的机械寿命非常长，大约为300,000至2,000,000次(piece)。因而，对于用户来说，对显影装置不存在明显需要的更换工作。

如上所述，几乎不必将感光件11和显影装置14从图像形成装置上移除。而且，可以将充电器12与例如清洁器单元一体地构造。因此，用户仅需进行的维修是，如上所述地更换墨粉容器和清洁器单元(包括充电器的盒体)。

这样，由于本发明的实施例中可以减少废墨粉量，所以可以根据上述结合而期望获得与可维护性有关的进一步效果。

但是，由于不能确定地将废墨粉减少至零，所以，自然地，当被允许通过清洁器的墨粉量的目标值较大时，可以进一步减小清洁器单元的尺寸。如果被允许通过清洁器单元的墨粉量的目标值较小，则增加该单元的尺寸或者缩短该单元的更换周期。

由于墨粉量与图像质量之间的平衡，所以可以通过清洁器的墨粉量存在上限。因而，有利地，转印残留墨粉量较小。另外，即使废墨粉是相同量的墨粉，废墨粉的“体积”也较小。在注意到转印残留墨粉量减少时，重要的是转印效率较高。例如，与电晕转印等相比，当采用接触转印系统时，转印效率较高。

另外，由于转印残留墨粉的极性不大容易变动，很少出现被反向充电的墨粉，所以偏压清洁较稳定，并且容易控制通行墨粉的量。

对于较小体积的沉积墨粉来说，较小的墨粉颗粒直径是重要的。当颗粒直径较小时，即使墨粉量相同，墨粉的“体积”也较小。当墨粉的颗粒直径较小时，如已所述的，可以将被允许通过清洁单元的墨粉量设定得增大，因此，有利地将该墨粉应用于本发明的实施例。

另外，当墨粉为球形时，废墨粉的“体积”较小。这样，在本发明实施例中，当将接触转印系统、较小颗粒直径墨粉、以及球形墨粉相结合时，获得增强效应。

作为本发明的另一实施例，还可以检测收集于废墨粉盒34中的废墨粉量，并且当废墨粉量增加到等于或大于固定量时，改变清洁条件。在该实施例中，例如，虽然将废墨粉更换信号发送给用户，但仍可以进行打印操作。可以防止的是，废墨粉溢出或堵塞以致于装置发生故障。

但是，在这种情况下，由于进行控制以增加清洁器通行墨粉量同时未增加废墨粉，所以图像质量劣化，并且例如，在字符表中出现污点或者在记忆表中发生记忆。

例如，如图14所示，在废墨粉盒34中设置窗口，并且通过光学传感器光学地检测废墨粉的“体积”，所述光学传感器包括设置于图像形成装置侧上的光线发射单元和光线接收单元。“窗口”和光学传感器构成了本发明的废墨粉量检测单元。当体积达到等于或大于固定体积(窗口A)的“体积”时，将清洁器通行墨粉量的目标值设定为接近于不会在图像内引起问题的上限值。例如，在图中，当废墨粉被收集得超过窗口B时，将清洁器通行墨粉量设定得高于不会在图像内引起问题的上限值。

在这种形式下，例如，可以基于图15所示的流程进行设定。首先，在图像质量优先的情况下，如上所述地设定将被使得通过清洁器的墨粉量的目标值(S31)。判断废墨粉是否已达到设置于预定高度处的第一窗口A(S32)。当废墨粉已达到第一窗口A时(S32，Y)，通知用户更换清洁器单元(S33)。此时，将被允许通过清洁器30的墨粉量的目标值设定成大于先前设定的值(S34)。

接着，判断废墨粉是否已达到设置在比第一窗口A高的位置处的第二窗口B(S35)。当判断得出废墨粉已达到该位置时(S35，Y)，将被允许通过清洁器的墨粉量的目标值设定得更大(S36)。

将这样设定的目标值用于打印操作。通过这样地根据废墨粉的增加而逐步增加清洁器通行墨粉量，使得即使图像质量稍稍劣化，由于图像形成的容许度，也可以将更换清洁器单元的时期延迟到用户方便的时候，并且防止停机时间的出现。

(实例)

试图进行一个实验，以便检验在进行本发明实施例的情况下的效果。

将具有6.5μm、5μm、3.8μm平均颗粒直径的三种墨粉与约25μg/cm²的转印残留墨粉结合使用。将聚酯用作墨粉的树脂，通过研磨方法形成墨粉并将墨粉分类，且使用基本相同的材料调整颗粒直径。

将已说明过的刷辊31用作清洁装置。通过改变圆周速度差值来调整清洁器通行墨粉量。在那种情况下，为了确定清洁条件，通过反射率仪表(meter)测量感光件11上的已通过清洁器的墨粉实际量。

(A)例如，在具有6.5μm颗粒直径的墨粉的情况下，不引起图像缺陷的通行墨粉量的上限(图3(a))在字符表时为16μg/cm²，而在高等级模式时为6μg/cm²。

在将变化和波动考虑在内时，假定通行墨粉量的目标值为上限值的0.8倍那么多，则在字符模式时将目标值设定为12.8μg/cm²，而在高等级模式时设定为4.8μg/cm²。

在这种情况下，刷的圆周速度被增加到感光件的大约1.03倍和1.22倍那么多。

(B)在具有5μm颗粒直径的墨粉的情况下，上限值在字符表时为19μg/cm²，而在高等级模式时为7μg/cm²。假定通行墨粉量的目标值为上限值的0.8倍那么多，则在字符模式时将目标值设定为15.2μg/cm²，而在高等级模式时设定为5.6μg/cm²。在这种情况下，刷的圆周速度被增加到感光件的大约1.05倍和1.35倍那么多。

(C)在具有3.8μm颗粒直径的墨粉的情况下，上限值在字符表时为22μg/cm²，而在高等级模式时为8μg/cm²。假定通行墨粉量的目标值为上限值的0.8倍那么多，则在字符模式时将目标值设定为17.6μg/cm²，而在高等级模式时设定为6.4μg/cm²。在这种情况下，刷的圆周速度是感光件的大约1.07倍和1.5倍那么多。

如上所述，刷辊的圆周速度在各图像质量模式下改变。在字符模式下，打印80页具有10％打印面积比的字符表，然后，在高图像质量模式下打印20页记忆表。将这种打印重复两个循环，以进行200张纸的打印测试。

之后，再次测量通过清洁单元的墨粉量，并且再次设定目标值以改变刷辊的圆周速度，然后，将相同打印进行两个循环。重复五次，以进行总共1,000张纸的打印测试。而且，在以下条件下进行测试，所述条件为，不进行清洁条件的重新设定(曾为前面的200张纸进行过所述清洁条件的设定)，并仅在初期进行对于通过清洁单元的墨粉量的设定。

在这些打印测试的情况下，每隔10张纸便选取图像并在测试之后检验是否由于污点而出现图像缺陷以及在图像中是否出现曝光失败。在打印1,000张纸之后，测量收集于废墨粉存储单元中的墨粉量。图16示出了这些测试的结果。

图16中，作为对比实例，在如下条件下进行测试，所述条件为，将刷辊的圆周速度设定为感光件的1.75倍那么多，并且转印残留墨粉可以几乎100％地被清洁。超过1,000张图像时不存在图像质量的问题。但是，废墨粉的量较大，约为1800mg。

接着，进行实验(1)。使用具有6.5μm颗粒直径的墨粉，在开始时对清洁条件进行判断，并且以后不进行重新判断。在达到总共400张纸之前，在字符图像中稍稍出现了污点。当打印超过500张纸时，甚至在高图像质量模式的记忆表中也出现了由于记忆而引起的图像缺陷。尽管污点和图像缺陷的程度都不太严重，但是由于毫无疑问地出现了图像缺陷，所以认为通过清洁单元的墨粉量不稳定。

在实验(2)中，在同样的条件下每隔200张纸便对清洁条件进行反馈。根据该实验，超过1,000张纸时未出现图像缺陷，并且通过定期对清洁条件进行反馈，可以使清洁单元通行墨粉量稳定。另外，当打印1,000张纸时，废墨粉量为970mg。这几乎是对比实例中的一半那么多。

在实验(3)中，通过清洁单元的墨粉量的目标值的上限值(其由清洁条件确定)从0.8倍变到0.7倍。可以看出，通过这样改变上限值，尽管废墨粉量相比于实验(2)稍稍增加(1100mg)，但是废墨粉量相比于对比实验也足够小，并且即使不频繁进行条件的反馈也可以保持高图像质量。

在实验(4)中，通过使用具有5μm颗粒直径的墨粉获得结果。当利用具有5μm颗粒直径的墨粉在与当颗粒直径为6.5μm时的实验(1)相同的设定下进行该实验时，即使在超过200张纸时未进行反馈，由于减小的墨粉颗粒直径的效应，超过1,000张纸时也未出现图像缺陷。由于通过清洁单元的墨粉量的目标值可以被设定得较高，所以废墨粉量为860mg/1,000张纸，这相比于实验(1)和(2)中的量来说是较小的。

在实验(5)中，试图通过将通过清洁单元的墨粉量的目标值设定为相对于上限值的0.85倍来减小图像质量的裕度(margin)，并且进一步减小废墨粉量。在这种情况下，当打印超过300张纸时，在字符图像中出现污点。

在实验(6)中，频繁地每隔200张纸对清洁条件进行反馈。当这样频繁地每隔200张纸对清洁条件进行反馈时，即使将目标值设定为上限值的0.85倍那么多，超过1,000张纸时也未出现图像缺陷，废墨粉量如预期地为800mg/1,000张纸，并且可以进一步减少该废墨粉量。

类似地，在实验(7)至(9)中，获得了关于具有3.8μm颗粒直径的墨粉的实验结果。可以看出，当墨粉具有3.8μm的颗粒直径时，当目标值为0.85的比例因数时，仅必须在初期进行反馈，并且当比例因数增大到0.9时，尽管频繁需要反馈，但是如实验(9)所示，可以在基本不导致图像缺陷的情况下减少废墨粉量。换句话说，较小颗粒直径的墨粉更有利，并且可以在保持高图像质量的同时减少废墨粉量。最后，在实验(9)中，废墨粉为590mg/1,000张纸，并且相比于传统的对比实例可以被减少至1/3。

图17示出了通过改变转印系统而以与上述相同方式获得的实验结果。

由于可以通过清洁器的墨粉量是固定的，从减少废墨粉量的观点出发，重要的是转印残留墨粉量较小。但是，在电晕转印中，难以将转印残留墨粉减少至25μg/cm²。

在图17所示的实验(10)中，在显影墨粉量与辊转印时的相同的情况下，由于转印残留墨粉量为35μg/cm²，所以设定清洁条件以便增加清洁效率(增加刷的圆周速度)，并且将被允许通过清洁器的墨粉量调整成是使用辊转印的情况(相比于实验(4))下的量。

结果，自然地，废墨粉量增加。而在实验(4)中废墨粉量为860mg/1,000张纸，在实验(10)中废墨粉量为1550mg/1,000张纸。当打印大约300张纸时在记忆表中出现记忆。

接着，在实验(11)中，甚至当使用电晕转印系统时，通过减少显影的墨粉量而将转印残留墨粉量减少至25μg/cm²，并且在与图16中的实验(4)相同的条件下仅检验由于转印系统引起的差值。结果，废墨粉量为基本上与实验(4)相同的值。

但是，在辊转印的情况下，如果一旦在初期调整清洁条件，则超过1,000张纸时可获得满意的图像质量。但是，当使用电晕转印时，当打印大约700张纸时在记忆表中出现记忆，并且之后，在字符中出现污点。

换句话说，可以看出，即使将转印残留墨粉量设定成相同，相比于辊等的接触转印系统，在电晕转印系统中转印残留墨粉的状态也不稳定，并且趋向于出现图像缺陷。在实验(12)中，在电晕转印中，每隔200张纸反馈清洁条件。可以看出，尽管稳定性比辊转印中的低，但是通过频繁进行反馈，也可以在电晕转印中获得该实施例的效果。

通过这样控制清洁条件，通过仅使不会在图像上引起问题的墨粉量通过清洁器，可以在保持高图像质量的同时减少废墨粉量。这使得可以减少装置的尺寸。当将清洁器和废墨粉存储单元结合以允许用户更换清洁器和废墨粉存储单元时，用户可以容易地进行废墨粉处理。

如上面通过列举实例而描述的，在该实施例中，清洁转印残留墨粉的一部分，并且使一定范围内的墨粉量留在感光件上(允许其通过清洁单元)，而不是清洁全部的转印残留墨粉，其中，在所述一定范围内的墨粉量在不妨碍下一图像形成。

在如上所述的JP-A-9-251264中公开了转印残留墨粉的这种部分收集的实例。但是，JP-A-9-251264的目的在于通过偏压去除被反向充电的墨粉。但仅通过去除被反向充电的墨粉不能解决在转印残留墨粉量较大的情况下的图像质量劣化问题，该问题是无清洁器处理的问题。换句话说，在实现去除被反向充电的墨粉和高图像质量两者时存在限制。

因此，在本发明的实施例中，设置有这样的装置，该装置用于检测或估计清洁单元通行墨粉量并控制清洁条件，以便将清洁单元通行墨粉量减少至等于或小于不会在图像上引起问题的上限值。这使得可以将废墨粉量最小化同时保持高图像质量。

由于从开始就不需要将100％清洁效率作为条件，所以可以从比过去宽的范围中选择清洁件的条件和材料。因而，可以提高清洁装置的耐用性，并减少成本。就增强效果来说，可以放宽清洁件与感光件之间的接触条件。因而，可以相比于传统条件缩减感光件的镀膜或膜削量，并且有助于提高感光件的耐用性。

在该实施例中，由于可以减少废墨粉量，所以可以将清洁装置和废墨粉存储单元结合为一个单元，以便可以自由地将该单元从感光件上拆卸。在以前，如果存在较大量的废墨粉，则增加废墨粉存储单元的尺寸，或者必须频繁地更换废墨粉存储单元。但是，当应用本实施例时，不增加废墨粉存储单元的尺寸，这对于减少整个装置的尺寸来说是有利的。关于在无清洁器处理时出现的图像质量劣化的情况，由于仅允许不会引起诸如曝光失败的问题的墨粉量通过清洁器，所以获得高图像质量。不能被转印的纸末以及具有较低性能的墨粉由清洁器去除(虽然不是完全去除)。因而，可以在长时间内保持高图像质量。

本发明的实施例是有效的，具体地说，对于具有较小颗粒直径的墨粉来说是有效的。这是因为相比于过去的具有较大直径的墨粉，减少了曝光时引起失败的影响。当减少颗粒直径时，可以形成高质量图像，而不需进行充分清洁。

另一方面，当减少颗粒直径的尺寸时，由于使得用于清洁装置的条件较严格以便以100％清洁效率进行清洁，所以难以同时实现耐用性和低成本。但是，在大多数情况下，减少墨粉颗粒直径的目的是提高图像质量。在传统实例中仅利用无清洁器处理或仅通过去除被反向充电的墨粉，如果感光件上的墨粉量较大，则难以保持高图像质量。在这种情况下应用本发明是非常有效的。

Claims

1.一种图像形成装置，其包括：

图像支承件，形成于其表面上的静电潜像通过被供应的墨粉而在所述图像支承件上显现，以形成墨粉图像；

清洁器，其构造成将形成于所述图像支承件的表面上的墨粉图像转印到转印件上，然后，去除残存于所述图像支承件上的一部分墨粉，并使得所述剩余墨粉作为通行墨粉而通过；

通行墨粉量检测单元，其构造成检测或估计通过所述清洁器的通行墨粉量；以及

清洁器控制单元，其构造成基于由所述通行墨粉量检测单元检测到的通行墨粉量而设定所述通行墨粉量的目标值，并且控制由所述清洁器进行的清洁操作。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述通行墨粉量检测单元在所述转印之后，通过对在由所述清洁器进行的所述清洁操作之后残存于所述图像支承件上的墨粉量进行测量来检测所述通行墨粉量。

3.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述通行墨粉量检测单元在所述转印之后，通过对在由所述清洁器进行的所述清洁操作之前残存于所述图像支承件上的墨粉量进行测量来估计所述通行墨粉量。

4.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，将所述通行墨粉量的目标值设定为等于或小于预先设定的设定目标值，以便使其处于不会在下一墨粉图像形成过程中引起图像缺陷的范围内。

5.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，通过被设置成与所述图像支承件相对的非接触式传感器构造所述通行墨粉量检测单元。

6.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，已经通过所述清洁器的所述通行墨粉由显影装置收集，所述显影装置被构造成向所述图像支承件供应墨粉。

7.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述清洁器被构造成这样的单元，在所述单元中结合有废墨粉存储单元，所述废墨粉存储单元被构造成存储由所述清洁器去除的墨粉。

8.根据权利要求7所述的图像形成装置，其中，所述单元设置成可以可拆卸地安装于所述图像支承件。

9.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，

所述清洁器包括被构造成存储由所述清洁器去除的墨粉的废墨粉存储单元，并包括被构造成检测存储于所述废墨粉存储单元内的废墨粉量的废墨粉量检测单元，并且

所述清洁器控制单元基于由所述废墨粉量检测单元检测到的废墨粉量而改变所述目标值。

10.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述清洁器控制单元设定清洁条件，从而使得控制结果逐步接近所述目标值。