CN101154084B

CN101154084B - 成像装置

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Publication number: CN101154084B
Application number: CN2007101537697A
Authority: CN
Inventors: 重广浩司
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2007-09-20
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2027-09-20
Also published as: US7593669B2; CN101154084A; JP5053602B2; JP2008076689A; US20080069590A1

Abstract

一种成像装置，包括：曝光装置，用于使得图像承载部件的充电表面曝光，以便形成静电图像；显影装置，该显影装置能够收集保留在图像承载部件上的转印残余调色剂；转印装置，用于在转印位置将显影剂图像从图像承载部件转印至转印介质上；以及控制器，用于在未成像过程中执行显影剂收集模式，其中，通过驱动图像承载部件和通过使显影剂承载部件停止旋转或使它的转速低于在成像过程中的转速，同时产生使得相反极性的显影剂能够从图像承载部件转印至显影剂承载部件上的电势差，从而使得相反极性的显影剂收集在显影装置中。

Description

成像装置

技术领域

本发明涉及一种使用电子照相术的无清洁器类型的成像装置。更具体地说，本发明涉及一种无清洁器类型的成像装置，其中，在转印处理后仍然保留在图像承载部件上的显影剂(调色剂)从图像承载部件上除去并由显影装置进行收集，以便再次使用，从而不需要清洁装置。

背景技术

图11中表示了使用电子照相术的普通成像装置实施例。如图11中所示，成像装置100通过充电装置2而使得感光部件1的表面均匀充电，该感光部件1通常为鼓形，作为图像承载部件。然后，充电的感光部件1通过曝光装置3而根据图像信息进行曝光，以便在感光部件1上形成静电潜像。

形成于感光部件1上的静电潜像通过设有显影剂承载部件41的显影装置4而由显影剂进行可视化或显影，以便提供显影剂图像(即调色剂图像)。调色剂图像通过转印装置5而转印至记录介质S上。然后，转印至记录介质S上的调色剂图像在由定影装置6施加的热和压力的作用下熔化定影至记录介质S上。在转印处理后仍然保留在感光部件1上的调色剂通过设有清洁叶片71等的清洁装置7而被除去，且保留在感光部件1上的电荷通过放电装置8而被除去。感光部件1准备随后的成像处理。

通常，通过清洁装置7而从感光部件1的表面上除去的转印残余调色剂装入或容纳于废调色剂收集容器(未示出)中，该废调色剂收集容器布置成与清洁装置7连接。为了提供具有很长使用寿命的成像装置，该容器需要有更大尺寸，因此不利于减小成像装置的尺寸。

考虑到该缺点，提供了一种无清洁器类型的成像装置，其中，并不需要具有废调色剂收集容器的清洁装置7，且在转印处理之后在感光部件1上的转印残余调色剂通过由显影装置4进行“同时显影和清洁”而从感光部件1上被去除并收集以便重新使用。

在“同时显影和清洁”中，在转印处理后在感光部件1上的转印残余调色剂在显影处理过程中在随后处理或稍后进行收集。更具体地说，在随后处理中，感光部件1进行充电和曝光，以便形成静电潜像。然后，在用于使该静电潜像显影的显影处理中，在不应当显影静电潜像的部分(未曝光部分或不成像部分)处存在的转印残余调色剂通过除雾偏压而收集在显影装置4中。除雾偏压的意思是在通过向显影剂承载部件41施加DC电压而产生的显影偏压和感光部件1上的不成像部分处的表面电势之间的电势差Vback。

根据同时显影和清洁方法，转印残余调色剂收集在显影装置4中，并在随后的处理中或以后再次用于显影静电潜像。因此，不会产生废调色剂，且还可以降低维护要求，这样，没有废调色剂容器还有利于减小成像装置的尺寸。

上述无清洁器类型的成像装置可以通过使用作为显影剂的球形调色剂(通过聚合方法生成)而很好地实现。由聚合方法生成的球形调色剂能够实现通过无清洁器处理或同时显影和清洁进行调色剂重新使用处理的原因将在下面通过集中关注在调色剂和感光部件1之间的粘接力而介绍。

当调色剂在显影处理中通过显影偏压或潜像电势而沉积在感光部件1上时，作用在与感光部件1表面接触的调色剂上的主要力包括镜像力和范德华力。

镜像力大致取决于电荷量和离电荷的距离。通过普通磨碎方法制造的磨碎的调色剂有在调色剂颗粒的表面上的凹口和凸起，这样，凸起由摩擦电荷集中充电。相反，通过聚合方法产生的聚合调色剂有球形或接近球形的表面形状，这样，调色剂颗粒的表面均匀充电。在磨碎的调色剂中，调色剂颗粒的凸起相互接触，这样，在接近区域有大量电荷。因此，所形成的镜像力增加。不过，当调色剂颗粒有球形形状(如在聚合调色剂的情况)时调色剂颗粒的接触状态为几乎点接触状态，且调色剂颗粒在它们的表面上均匀充电。因此，在接近区域中的电荷量很小，从而使所形成的镜像力小于磨碎的调色剂的情况。

而且，在使用磨碎的调色剂时，在大部分调色剂颗粒中，大量的调色剂颗粒在它们的表面凸起处相互接触，如上所述，因此范德华力对最接近区域中的调色剂颗粒产生影响，并在调色剂颗粒的平面接触状态下大大增加。因此，当使用磨碎的调色剂时，范德华力非常大。相反，聚合的调色剂有球形表面形状，这样，调色剂颗粒几乎相互点接触。因此，聚合的调色剂的范德华力也小于磨碎的调色剂。

由于上述原因，当为接近球形的聚合调色剂时，相对感光部件1的粘附力(镜像力、范德华力)减小。因此，转印处理的转印残余调色剂量减少，且在同时显影和清洁过程中的调色剂收集效果提高，这样，可以使用无清洁器的处理，且同时进行显影和清洁。

例如，下面将参考图2介绍如日本公开专利申请(JP-A)平9-146334中所述的无清洁器类型成像装置的实施例，其中，在转印处理后在感光部件1上的转印残余调色剂通过显影装置4中的同时显影和清洁而被除去和收集以便重新使用，且其中设有中间转印部件51。

在该实施例中，用于感光部件1的充电装置2是接触充电装置，用于在与感光部件1接触时使得感光部件1的表面充电。在本例中，当在感光部件1上的转印残余调色剂经过充电部分(该充电部分是在感光部件1和接触充电装置2之间的夹区)时，该转印残余调色剂中特别充有极性与正常电荷极性相反的电荷的调色剂，即相反电荷的调色剂沉积在接触充电装置2上。因此，接触充电装置2受到调色剂的污染水平超过允许水平。

而且，保留在感光部件1上而没有由接触充电装置2收集的相反电荷调色剂污染感光部件1。沉积在感光部件1上的调色剂和沉积在接触充电装置2上的调色剂通过在接触充电装置2和感光部件1之间的接触力而熔化，从而引起污染，例如形成薄膜等。形成薄膜是熔化的调色剂牢固沉积的现象。这些现象引起不正确的充电，从而导致使用寿命缩短和降低图像质量。

更具体地说，作为显影剂的调色剂混合地包括相反电荷的调色剂，该相反电荷的调色剂最初具有与正常电荷的极性相反的极性，尽管相反电荷调色剂的量较少。而且，即使具有正常电荷极性的调色剂也可能包括电荷极性相反的组分(受到转印偏压的影响)或者电荷量减少的组分(通过电荷去除)。

因此，转印残余调色剂混合地包括相反电荷的调色剂、正常充电但电荷较少的调色剂以及正常电荷的调色剂。在这些组分中，相反电荷的调色剂和电荷较少的调色剂特别容易在它们经过充电夹区(充电部分)T时通过非静电力而沉积在感光部件1和接触充电装置2上。因此，为了由显影装置4通过同时显影和清洁而从感光部件1上除去和收集转印残余调色剂，以下情况很重要。

也就是，需要使得经过充电部分并传送给显影部分的在感光部件1上的转印残余调色剂的电荷极性为正常极性，且转印残余调色剂的电荷量是能够使得感光部件1上的静电潜像显影的量。相反电荷的调色剂和具有不合适电荷量的调色剂不容易从感光部件1上除去或清除至显影装置4，从而引起感光部件1和接触充电装置2的污染并产生有缺陷的图像。

只有通过由感光部件1的成像区域中的相反电势(Vcont)收集显影装置4中的相反电荷调色剂或者通过由刷状辅助充电装置8使得相反电荷调色剂的电荷极性返回初始正常极性，相反电荷的调色剂才可以从感光部件1上被除去和进行收集。在成像区域中的相反电势(Vcont)是在感光部件的图像部分处的表面电势和显影剂承载部件的电势之间的电势差。相反电荷的调色剂是具有相反极性(相对于正常极性)的调色剂，因此，当在感光部件和显影剂承载部件之间设有能够使正常极性的调色剂从显影剂承载部件转移至感光部件上的电势差时，相反电荷的调色剂可以从感光部件转移至显影剂承载部件上。因此，例如当上述Vcont如图6(b)中所示设置时，在感光部件上的相反电荷调色剂能够由显影剂承载部件收集。不过，在这种情况下，在收集相反电荷调色剂的同时，正常极性的调色剂也转移至感光部件上。当收集相反电荷调色剂时，很难收集散布在感光部件1上的所有相反电荷调色剂，除非形成覆盖整个成像区域的图像或接近整个成像区域的图像。当形成整个实体图像时，需要消耗大量充电至正常极性的调色剂，因此产生大量的废调色剂。

而且，收集所承载的调色剂和使得收集的调色剂再次充电至正常极性的辅助充电装置8显示了减小经过辅助充电装置8的电流量的趋势，同时增加连续印刷的纸张的数目将使得由辅助充电装置8保持的调色剂和外部添加剂的量增加。因此，在连续印刷的纸张的量增加或当大量转印残余调色剂同时经过辅助充电装置8的情况下，很难使得所有的相反电荷调色剂的电荷极性返回至正常极性。

而且，作为从感光部件1上除去相反电荷调色剂的另一方法，如JP-A 2004-252180中所述，有这样一种方法，其中，通过施加与在第一转印部分N1处的正常成像期间的偏压极性相反的偏压，相反电荷调色剂被转移至中间转印部件上，并由中间转印部件清洁器来收集。不过，从用于施加相反偏压的装置和在不收集的情况下处理相反电荷调色剂的相关成本观点来看，该方法并不是优选的。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种成像装置，它能够高效收集沉积在图像承载部件上的相反极性的显影剂。

根据本发明的一个方面，提供了一种成像装置，它包括：

充电装置，用于使得图像承载部件的表面充电；

曝光装置，用于使得图像承载部件的表面曝光，以便形成静电图像；

显影装置，用于使得图像承载部件上的静电图像显影成显影剂图像，该显影装置包括用于承载显影剂的可旋转的显影剂承载部件；

转印装置，用于在转印位置将显影剂图像从图像承载部件转印至转印介质上；

其中，显影装置能够收集在转印过程中没有进行转印的、保留在图像承载部件上的显影剂；以及

控制器，用于在未成像过程中执行显影剂收集模式，在该显影剂收集模式中，通过驱动图像承载部件和通过使显影剂承载部件停止旋转或使它以低于在成像过程中的转速的速度旋转，同时在图像承载部件和显影剂承载部件之间产生使得极性与正常极性相反的显影剂能够从图像承载部件转移至显影剂承载部件上的电势差，从而使得保留在图像承载部件上的、极性与正常极性相反的显影剂收集在显影装置中。

通过下面对本发明优选实施例的说明并结合附图，将更清楚本发明的这些和其它目的、特征和优点。

附图说明

图1是本发明的电子照相成像装置实施例的示意结构图。

图2是表示成像装置的成像部分的详细情况的示意剖视图。

图3是本发明的电子照相成像装置的另一实施例的示意结构图。

图4是表示在感光鼓上的起雾调色剂的电荷量分布的曲线图。

图5是用于表示本发明中的正调色剂的收集结构的示意图。

图6(a)和6(b)是表示正调色剂收集模式的示意图。

图7是表示本发明实施例1中的正调色剂收集模式的顺序的时间图。

图8是表示在显影剂承载部件的转速和进行显影的调色剂的量之间的关系的曲线图。

图9和10是分别表示本发明实施例2和实施例3中的正调色剂收集模式的顺序的时间图。

图11是表示普通电子照相成像装置实施例的示意结构图。

具体实施方式

下面将参考附图更具体地介绍本发明的成像装置。

实施例1

成像装置的总体结构

首先介绍本实施例的成像装置的总体结构和操作。在本实施例中，成像装置使用中间转印方法和同时显影和清洁方法，且成像装置的总体结构如图1中所示。

参考图1，成像装置200为四纵列类型的成像装置，包括多个成像部分(或站)P。这些成像部分P由用于分别形成黄色、品红色、青色和黑色图像的第一至第四成像站P(PY、PM、PC和PK)构成。在本实施例中，在构成转印装置5的中间转印部件51经过各成像站P的过程中(同时沿所示箭头方向运动)，各颜色的图像在各成像站P处叠加在中间转印部件51上。叠加在中间转印部件51上的这些多调色剂图像转印至作为记录介质的记录材料S(例如转印纸张)上。这里，中间转印部件和记录介质统称为转印介质。

在本实施例中，各成像站P的结构基本彼此相同，只是显影颜色彼此不同。因此，当并不需要特别区分各站P时，为了识别成像站P而附加的后缀Y、M、C和K将省略，并统称为成像站P。而且，各成像站P(PY、PM、PC和PK)有与上面参考图2所述相同的结构。

更具体地说，参考图1和2，作为本实施例中的图像承载部件，成像站P包括柱形图像承载部件1，该柱形图像承载部件1包括有机光电导体(OPC)，该有机光电导体具有可充入负电荷的表面层(下文中称为“感光鼓”)。感光鼓1沿箭头所示方向被旋转地驱动。作为充电器的充电装置2布置成与感光部件1接触。在本实施例中，充电装置2包括作为接触充电装置的充电辊2，并通过向充电辊2施加充电偏压电压而使感光鼓1充电。作为曝光器的曝光装置3相对于感光部件1的旋转方向布置在充电装置2的下游，并使感光鼓1的表面进行曝光，以便形成静电图像。在本实施例中，曝光装置3是激光扫描曝光光学系统，包括激光源、多边形镜等。

显影装置4布置在感光鼓1的曝光位置的更下游，以便邻近感光鼓1。在本实施例中，显影装置4使用主要包含树脂调色剂颗粒(调色剂)和磁性载体颗粒(载体)的两组分显影剂来作为显影剂。显影剂承载在其中装有磁体的辊形显影剂承载部件(显影套筒)41上，并通过作为显影剂层厚度调节部件的显影叶片42来调节，以便传送给感光鼓1。更具体地说，具有显影剂的磁刷形成于显影套筒41上，并与感光鼓1的表面接触。同时，显影偏压电压由电源S4施加在显影套筒41上，以便在显影套筒41和感光鼓1之间产生电场，因此，磁刷中的调色剂根据静电图像而转印至感光鼓1上，以便形成显影图像，即转印图像。

在本实施例中，通过使用可充入负电荷的调色剂来进行反向显影。反向显影是这样的显影方法，其中，通过相对于均匀充入负电荷而降低电势的感光部件表面进行根据图像信号的曝光而形成潜象，然后由可充入负电荷的调色剂来显影。调色剂料斗(调色剂供给装置)43根据需要通过传送缓冲器44将所需量的调色剂供给显影装置4。

作为中间转印部件(向转印装置5充电)的中间转印带51环绕拉伸辊54(54a、54b、54c)和支承辊55被拉伸，并沿所示箭头方向与感光鼓1接触地运动(被旋转驱动)。中间转印带51置于感光鼓1和第一转印辊52(作为第一转印装置)之间，这样，在感光鼓1和中间转印带51之间产生第一转印夹区(第一转印部分)N1(N1Y、N1M、N1C、N1K)。作为二次转印装置的二次转印辊53布置成通过中间转印带51而对着支承辊55，并形成在它和中间转印带51之间的二次转印夹区(二次转印部分)N2。

成像装置200包括：作为记录材料S供给装置的盒9，该盒9装有记录材料S；以及对齐辊92，用于将通过供给和传送辊91等而从盒9供给和传送的记录材料S供给二次转印夹区N2。沿记录材料S的传送方向，定影装置6布置在二次转印夹区N2的下游。而且，中间转印部件清洁器56相对于中间转印带51的运动方向布置在二次转印夹区N2的下游。

在本实施例中，如图2中所示，相对于感光鼓1的旋转方向在第一转印部分N1下游的位置处，用于使感光鼓1上的转印残余调色剂的电荷量均匀的刷状残余显影剂均匀装置(上游辅助充电装置)81布置为辅助充电装置8。而且，相对于感光鼓1的旋转方向在上部辅助充电装置81的下游和充电辊2的上游的位置处，提供有残余显影剂电荷量控制装置(下游辅助充电装置)82用于帮助使得要由显影装置4收集的转印残余调色剂重新充电。

下面将介绍上述成像装置200的操作。

感光鼓1沿箭头方向被旋转驱动，且在通过充电辊2而在它的表面上均匀充入负电荷后通过曝光装置3来曝光，以便形成静电潜像，该静电潜像与通过在感光鼓1的表面处进行输入原件的颜色分离而获得的颜色分离的图像一致。在感光鼓1的表面上形成的调色剂图像第一转印至中间转印带51上，该中间转印带51通过第一转印辊52在第一转印夹区N1处的作用而以与感光鼓1相同的速度旋转。

上述操作在各成像站P(PY、PM、PC、PK)处进行，这样，形成于各感光鼓1上的调色剂图像以交叠方式连续转印至中间转印带51上。在全色模式中，调色剂图像以Y(黄色)、M(品红色)、C(青色)和K(黑色)的顺序第一转印至中间转印带51上。且在单色模式或双色模式或三色模式中，所需颜色的调色剂也在与上述相同的处理中以交叠方式连续转印至中间转印带51上。以交叠方式形成的合成调色剂图像通过二次转印辊53的作用而二次转印至通过对齐辊等而供给到二次转印夹区N2的记录材料S上。上面二次转印有调色剂图像的记录材料S通过定影装置6进行加热和加压，以便将调色剂图像定影在它上面，且该记录材料S被排出至纸张排出盘92。

另一方面，在第一转印后在感光鼓1上的调色剂图像通过作为辅助充电装置8的上游辅助刷(上游辅助充电装置)81而均匀充电成相反极性。然后，调色剂图像通过作为辅助充电装置8的下游辅助刷(下游辅助充电装置)82而充电成正常极性，以便不会使转印残余调色剂沉积在充电辊2上。然后，调色剂图像通过显影装置4在显影操作过程中的电压Vback而收集在显影装置4中。电压Vback是在感光鼓1的不成像部分的电势和施加在显影套筒上的DC电势(Vdc)之间的电势差。在完成转印至记录材料上的二次转印之后，沉积在中间转印带表面上的二次转印残余调色剂通过具有清洁叶片的中间转印部件清洁器56而从中间转印带51上被除去和进行收集。

处理操作

(a)鼓和充电

在本实施例中，感光鼓1是可充入负电荷的有机光电导体(OPC)鼓，它的外径为大约30mm，并沿逆时针方向(如图2和3所示)以130mm/sec的处理速度旋转。

充电辊2在芯金属的两端部分处可旋转地保持，并以预定按压力而压靠感光鼓1的表面，且通过感光鼓1的旋转而旋转。

在本实施例中，通过从电源S1向充电辊2施加振荡电压(成AC电压形式，包括频率为1300Hz和峰值-峰值电压Vpp为1300V的正弦波，且偏压有-550V的DC电压)，感光鼓1的周边表面以接触充电方式均匀充电。所形成的电势是在不成像部分处的电势。

(b)辅助充电

在本实施例中，提供了作为辅助充电装置8的上游和下游辅助充电装置，即刷状残余显影剂均匀装置(上游辅助刷)81和刷状残余显影剂电荷量控制装置(下游辅助刷)82。

呈AC电压并偏压有DC电压的振荡电压从电源S2施加给作为上游辅助充电装置的上游辅助刷81，以便使混合包括弱负极性调色剂和正调色剂的转印残余调色剂带有正电荷。

而且，DC电压从电源S3施加给作为下游辅助充电装置的下游辅助刷82，以便使转印残余调色剂带有负电荷，这样，正电荷的转印残余调色剂可以被收集和保持，且转印残余调色剂能够通过显影装置4与充电辊2组合而被收集。而且，上游辅助刷81和下游辅助刷82沿主扫描方向以预定周期往复运动，以便消除调色剂沉积量根据要形成的图像而沿主扫描方向的局部变化。

在本实施例中，成AC电压形式(频率为1300Hz，峰值-峰值电压Vpp为200V，并偏压有250V的DC电压)的振荡电压从电源S2施加给上游辅助刷81，且-750V的DC电压从电源S3施加给下游辅助刷82。

(c)曝光

在本实施例中，用于在充电感光鼓1的表面上形成静电潜像的曝光装置3是使用半导体激光的激光束扫描仪。该激光束扫描仪输出根据从主处理装置(例如图像阅读装置等)向印刷机侧发送的图像信号而进行调制的激光束，从而使得感光鼓1的均匀充电表面进行激光扫描曝光。曝光部分是图像部分。在本实施例中，在图像部分处的电势设置为大约-150V。

(d)显影

在本实施例中使用两组分显影剂，该两组分显影剂呈可充入负电荷的聚合调色剂(颗粒尺寸为6μm)和磁性粉末分散载体(颗粒尺寸为40μm，且电阻为大约10¹³Ω.cm)的混合物形式。而且，在本实施例中，显影剂在被显影装置4中的显影剂传送和搅拌部件传送和搅拌的同时，被供给到作为显影剂承载部件的显影套筒41。供给到显影套筒41的显影剂通过显影剂量调节装置(显影叶片)42以薄层的形式涂覆在显影套筒41上。显影套筒41通过反向显影方法而将调色剂供给到相对区域的感光鼓1上，在该反向显影方法中，显影套筒41的旋转方向与感光鼓1的旋转方向相对(相反)。

而且，在本实施例中，由电源S4施加给显影套筒41的显影偏压电压是呈偏压有DC电压的AC电压形式的振荡电压。更具体地说，该振荡电压为AC电压的形式，频率为1300Hz，峰值-峰值电压Vpp为1600V，并偏压有DC电压-400V。

(e)转印

在本实施例中，转印装置5为这样的类型，其中，调色剂通过作为中间转印部件的中间转印带(ITB)51而从感光鼓1转印至记录材料S上。

中间转印带51在第一转印部分N1处通过第一转印辊52而以预定按压力压靠在感光鼓1上，在该第一转印部分N1处，调色剂从感光鼓1转印至中间转印带51上。而且，记录材料S在二次转印部分N2处由二次转印辊53以预定按压力压靠在中间转印带51上，在该二次转印部分N2处，调色剂从中间转印带51转印至记录材料S上。在本实施例中，大约400V的第一转印电压从电源S5施加，且第一转印夹区负载为大约300g。而且，二次转印电压为大约1000V，二次转印夹区负载为大约500g。

(f)定影

在本实施例中，作为定影装置6的辊定影装置在处理速度为130mm/秒和平均定影温度为190℃的情况下使用。

相反电荷调色剂的收集结构

在本实施例中，相反电荷调色剂的收集模式在成像操作序列后在不成像时(例如随后旋转(post-rotation)时)进行。

首先，在不使用本发明的情况下，在A4尺寸记录纸张上形成的图像有5％的图像率(印刷比例)。通过250组成像工作进行成像，每组成像工作包括连续在200张纸上印刷，即总共50000张纸。印刷比例是实际图像形成面积与最大图像形成面积的比例。因此，当通过反射密度仪测量在感光鼓1上的雾密度时，雾密度为大约2.5％，从而明显降低图像质量。这时，雾调色剂的电荷量的分布如图4中所示，其中，存在大量作为正调色剂组分T的相反电荷调色剂。而且，还确认在感光鼓1上，除了雾调色剂外还存在熔融调色剂的沉积物质，即出现薄膜。

在本实施例中，在本发明结构中在200张纸上连续成像后(在一次工作后)在随后旋转时(即在不成像时)执行相反电荷调色剂(即正调色剂)的收集模式。而且，在收集由感光鼓1承载的、作为正调色剂组分的雾调色剂的同时在50000张纸上进行了印刷。

下面将参考图5至7介绍在正调色剂收集模式中的本发明结构。正调色剂收集模式通过控制器300(作为控制装置)的控制来进行。

根据本发明，在完成作业后在随后旋转时，显影装置4(即显影套筒41)的转速降低至在正常成像过程中的转速的50％或更小，而感光鼓1和中间转印带51以与正常成像过程中的转速相等的转速而旋转。在本实施例中，显影套筒41的转速为正常成像过程中的转速的10％。这时，电压并不施加在充电辊2上，感光鼓1的表面电势为0V，且由-200V的DC电压和1600V的AC电压组成的电压施加在显影套筒41上作为正调色剂收集偏压。在正调色剂收集模式中，各结构因素的工作状态由图7的时间图来表示。而且，如图6(a)中所示，在感光鼓1上的正调色剂通过在感光鼓1的表面和显影套筒之间的电势差和振荡电压而收集在显影装置4中，并与显影装置4中的显影剂一起被搅拌，以便在有正常电荷极性的同时进行随后的显影处理。另一方面，在显影套筒41上的调色剂转印至感光鼓1上。不过，显影套筒41的圆周速度降低，这样，能够抑制正极性调色剂的消耗。

而且，在成像后仍然照样向第一转印部分N1施加400V电压，以便使得在显影夹区部分处消耗的调色剂照样转移至中间转印带51上，然后由中间转印部件清洁器56收集。

在使用本发明的收集模式以与上述相同的方式进行成像(即在每次工作进行连续200张纸和总共进行50000张纸)之后测量感光鼓1上的雾密度时，雾密度为大约1％，因此可以获得良好质量的图像。而且，由通过来自充电辊2的按压力而承载在感光鼓1上和强烈粘附在感光鼓1上的正调色剂产生的薄膜水平也得到改进。

图8表示了在显影套筒41的转速和充电至正常电荷极性的调色剂的量之间的关系。对于在初始阶段的显影剂，当显影套筒41的转速减小至正常成像时的转速的大约30％或更小时，在感光鼓1上进行显影的调色剂的量明显减少。对于在50000张纸上进行成像后的显影剂，当转速减小至普通成像时的转速的大约50％或更小时，在感光鼓1上进行显影的调色剂的量明显减少。因此，为了在正调色剂收集模式中减少充电至正常电荷极性的调色剂的消耗，优选是显影装置4的驱动速度减小比例可以为50％或更小，且当显影装置4的驱动完全停止时，调色剂消耗降低效果最大。而且，正调色剂的收集性能几乎与显影装置4的驱动速度无关。

根据本实施例，感光部件(OPC)的使用寿命(大约40000张纸)能够延长10000张纸或者更多，以便明显降低运行成本。

实施例2

下面将参考图9介绍本发明的另一实施例。本实施例的成像装置的基本结构(结构)与实施例1中的成像装置200相同，这样，基本具有与实施例1的成像装置200中相同的结构和功能的部件以相同参考标号或标记来表示，且借助于实施例1中的说明而省略对它们的详细说明。

在本实施例中表示了这样的结构，其中，正电荷调色剂(正调色剂)沉积在具有负极性的充电辊2上，沉积在充电辊2上的正调色剂排出至感光鼓1上，并与承载在感光鼓1上的正调色剂同时收集。

与实施例1中类似，作为在随后旋转过程中的结构，显影套筒41在完成作业后立即停止，且感光鼓1和中间转印带51的旋转速度与它们在成像过程中的转速相等。

在这种情况下，在本实施例中，感光鼓1的表面通过向作为辅助充电装置8的下游辅助刷82施加-250V的DC电压而带负电。这时，在感光鼓1的表面处的电势为大约-200V。而且，0V的DC电压和频率为1300Hz和峰值-峰值电压为1300V的AC电压作为使正调色剂排出至感光鼓1上的偏压而施加在充电辊2上。而且，用于收集承载在感光鼓1上的正调色剂和从充电辊2排出的上述正调色剂的偏压施加在显影套筒41上。该偏压包括-400V的DC电压和1600V的AC电压。在成像后400V的电压照样施加给第一转印部分N1。

在本实施例中，在连续进行200张纸的成像后(在完成一次工作后)在随后旋转过程中执行相反电荷调色剂收集模式，用于由本实施例结构进行操作。在该收集模式中，在50000张纸上进行成像，这时，雾调色剂(包括承载在感光鼓1上的正调色剂以及沉积在充电辊2上并使充电辊2污染的正调色剂)被收集。

通过上述结构，实施例1中改进的薄膜水平将在一定程度上改进，使它保持在与初始水平相等的水平。而且，充电辊污染的程度减轻，从而减少了由于在50000张纸上成像而引起的暗部分电势Vd波动和由Vd波动引起的调色剂收集电势Vback波动。

因此，当在50000张纸上进行了成像时对感光鼓上的雾调色剂进行测量时，雾密度为1％或更少，因此在本实施例中获得更高质量的图像。

而且，当继续成像时，将保持上述图像水平，直到80000张纸，因此可以明显提高成像站的使用寿命。

实施例3

下面将参考图10介绍本发明的另一实施例。本实施例的成像装置的基本结构(构造)与实施例1中的成像装置200相同，这样，基本具有与实施例1的成像装置200中相同的结构和功能的部件以相同参考标号或标记来表示，且借助于实施例1中的说明而省略对它们的详细说明。

在本实施例中表示了这样的结构，其中，由作为辅助充电装置8的下游辅助刷82保持的正调色剂和沉积在充电辊2上的正调色剂与承载在感光鼓1上的正调色剂同时被收集。

与实施例1和2类似，作为正调色剂收集结构，显影套筒41在完成一次工作后在随后旋转过程中停止，而感光鼓1和中间转印带51以与成像过程中的转速相等的转速旋转。

在本实施例中，调色剂收集模式包括第一相反电荷调色剂收集模式1和第二相反电荷调色剂收集模式2。首先，在第一相反电荷调色剂收集模式1中，偏压并不施加给充电辊2，另一方面，脉冲电压施加给作为辅助充电装置8的上游辅助刷81和下游辅助刷82。因此，分别沉积在辅助刷81和82上的负调色剂和正调色剂排出至感光鼓1上。

在这种情况下，负调色剂在转移至中间转印带51上之后由中间转印部件清洁器56来收集，因为负调色剂在从辅助充电装置8排出时有很强的负电荷，且当它被收集在显影装置4中时产生正调色剂。另一方面，正调色剂由显影装置4收集。

在随后的第二相反电荷调色剂收集模式2中，负电势由下游辅助刷82施加给感光鼓1的表面，以便使得沉积在充电辊2上的正调色剂排出至感光鼓1上，与实施例2中类似，因此正调色剂由显影装置4收集。

更具体地说，通常，当进行成像操作时，200V的DC电压施加在作为辅助充电装置8的上游辅助刷81上，因此，作为转印残余调色剂的负调色剂沉积在上游辅助刷81上。而且，-750V的DC电压施加在下游辅助刷82上，因此，作为转印残余调色剂的正调色剂以及通过上游辅助刷81而从负调色剂改变极性的正调色剂由下游辅助刷82来保持。而且，-550V的DC电压施加在充电辊2上，因此正调色剂沉积在充电辊2上。

在第一相反电荷调色剂收集模式1中，通过以200毫秒的周期向上游辅助刷81交替施加200V和0V的电势十次，负调色剂经受电振荡，以便从刷上被消除，从而排放至感光鼓1的表面上。而且，0V和-200V的电势以200毫秒的周期交替施加给下游辅助刷82十次，这样，正调色剂排出至感光鼓1的表面上。通过突然施加在0V至-200V之间变化的电势，较大电流瞬间从刷流入感光鼓1。因此，感光鼓1的表面有-200V或更大电势，因此产生电势差。

下游辅助刷82的正调色剂通过电势差而静电沉积和排放至感光鼓1的表面上。这样，正调色剂以错开半个周期的周期排出，因此排出位置不会与从上游辅助刷81排出的调色剂的排出位置交叠。

在这种情况下，电压并不施加给充电辊2，因此从辅助充电装置8排出的调色剂在不停止的情况下经过充电辊2。-400V的DC电压和1600V的AC电压作为正调色剂的收集电压而施加给显影套筒41。从上游辅助刷81排出的负调色剂在转印位置转移至中间转印带51上，并由中间转印部件清洁器56来收集。

然后，在第二相反电荷调色剂收集模式2中，-250V的电压施加给下游辅助刷82，这样，感光鼓1的表面有负电荷。而且，0V的DC电压以及频率为1300Hz和峰值-峰值电压为1300V的AC电压施加给充电辊2，这样，在充电辊2上的正调色剂排出至感光鼓1上。排出至感光鼓1的表面上的正调色剂收集在显影装置4中，并与显影装置4中的显影剂一起被搅拌，这样，合成的显影剂再进行显影处理。

通过上述结构，在50000张纸上进行了成像时的薄膜水平有一定程度地改进，使它保持在与初始水平相等的水平。而且，充电辊污染的程度减轻，从而减少了由于在50000张纸上成像而引起的暗部分电势Vd波动和由Vd波动引起的调色剂收集电势Vback波动。

因此，当在50000张纸上进行了成像时对感光鼓上的雾密度进行测量时，雾密度为1％或更少，因此在本实施例中获得更高质量的图像。

实施例4

下面将介绍本发明的另一实施例。本实施例的成像装置的基本结构(构造)与实施例1中的成像装置200相同，这样，基本具有与实施例1的成像装置200中相同的结构和功能的部件以相同参考标号或标记来表示，且借助于实施例1中的说明而省略对它们的详细说明。

在上述实施例1至3中，以规则的时间间隔在作业之间在随后旋转过程中进行正调色剂收集模式序列。不过，通过收集由于连续成像而退化的调色剂而在显影装置4中产生正调色剂以及通过同时显影和清洁而产生较强负电荷调色剂，将引起感光鼓1、充电辊2以及上游和下游辅助刷81和82的污染。因此，初始污染的程度很轻微，但是上述序列频繁进行，因此停机时间大大增加。

在本实施例中，储存装置(400Y、400M、400C和400K)即IC标记(存储器)布置在成像部分即成像站P上，在相关成像站P中进行成像的纸张数目将在相关储存装置中作为IC标记信息而被写入和计数。这样储存在IC标记中的计数的纸张数目由控制器读出。根据计数的纸张数目，参考表示在成像纸张数目和执行频率之间的关系的表格，该表格储存在只读存储器(ROM)中，该只读存储器作为储存装置布置在成像装置上。然后，判断是否执行包括实施例1至实施例3中所述的本发明结构的收集模式序列。

更具体地说，在完成一系列作业后根据储存在上述表格中的成像纸张数目来执行该序列。

在本实施例中，正调色剂的正调色剂收集通过实施例3中所述的结构来进行。具体地说，在本实施例中，上述正调色剂收集将根据以下设置来进行。

也就是，相对于40000张纸，正调色剂结构在从第一张纸至第10000纸张时每2000张纸执行收集模式，在从第10001张纸至第20000张纸时每1000张纸执行收集模式，而在从第20001张纸至第40000张纸时每500张纸执行收集模式，40000张纸是普通感光鼓1的使用寿命。

在本例中，相对于雾和污染的水平，可以保持良好水平直到大约80000张纸，与实施例3中类似。当在50000张纸上执行成像时，当每200张纸执行正调色剂收集模式时将执行正调色剂收集模式250次。不过，在本实施例中，将执行正调色剂收集模式直到50000张纸，这样，与实施例1至实施例3的结构相比可以明显减少停机时间。特别是，可以明显减少在初始阶段的正调色剂收集频率。

实施例5

在上述实施例1至3中，以规则时间间隔在作业之间在随后旋转过程中进行正调色剂收集模式序列。不过，通过在显影装置4中收集由于连续成像而退化的调色剂以及通过同时显影和清洁而收集较强负电荷调色剂，将引起感光鼓1、充电辊2以及上游和下游辅助刷81和82的污染。也就是，通过收集上述调色剂而在显影装置4中产生的正调色剂将引起污染。因此，感光鼓1、充电辊2以及上游和下游辅助刷81和82的初始污染的程度很轻微，但是上述序列频繁进行，因此停机时间大大增加。

而且，在形成较大比例的图像时，作为辅助充电装置8的上游和下游辅助刷81和82或者充电辊2经常受到承载在感光鼓1上的正调色剂的污染。这是因为当形成较大比例的图像时转印残余调色剂的量比在形成较小比例的图像时更高。因此，在如实施例4中形成5％印刷比例的较小比例图像时，可以通过上述结构来减少停机时间。不过，当在初始阶段正调色剂收集模式的频率较低时连续形成较大比例图像的情况下，在执行随后的正调色剂收集模式之前将引起感光鼓1、充电辊2以及上游和下游辅助刷81和82的污染。因此，图像质量可能降低。在本发明中，当印刷比例达到预定值(预先确定的参考值)时执行正调色剂收集模式。在本实施例中，该预定值设置为10％。

在本实施例中，与实施例4中类似，在50000张纸上的成像这样进行，即在200张纸上形成5％比例A4尺寸图像，之后在10张纸上形成20％比例A3尺寸图像。首先，通过实施例4的方法进行成像，且当在50000张纸上完成了成像时测量感光鼓1上的雾密度时，该雾密度为1.5％，因此，与通过实施例1至实施例4的方法形成5％比例图像的情况相比，所形成的图像质量降低。

除了实施例4的方法，还在完成高比例图像的作业后执行正调色剂收集模式。这时，当以类似方式在50000张纸上进行成像，然后测量感光鼓1上的雾密度时，雾密度为1％或更小，以便提供良好图像。而且，感光鼓1、充电辊2和辅助充电装置8的污染减轻。

根据本实施例，可以提高成像部分P的使用寿命，同时减少感光鼓1、充电辊2和辅助充电装置8的污染并减少停机时间。

实施例6

在上述实施例1至3中，在作业之间在随后旋转过程中进行正调色剂收集模式序列。不过，通过在显影装置4中收集由于连续成像而退化的调色剂以及通过同时显影和清洁而收集较强负电荷调色剂，将引起感光鼓1、充电辊2以及上游和下游辅助刷81和82的污染。也就是，通过收集上述调色剂而在显影装置4中产生的正调色剂将引起污染。因此，感光鼓1、充电辊2以及上游和下游辅助刷81和82的初始污染的程度很轻微，但是上述序列频繁进行，因此停机时间大大增加。

在本实施例中，如图2中所示，布置有电流表81a和82a(作为用于分别检测经过上游和下游辅助刷81和82的电流量的检测装置，该上游和下游辅助刷81和82作为辅助充电装置8)，且通过作为控制装置的控制器300来监测检测值。经过上游和下游辅助刷81和82的电流值通常为大约20μA±10μA。这些刷保持有调色剂和外部附加物，从而由该调色剂和外部附加物污染，因此增大电阻，以便降低电流量。在本实施例中，界限值取10μA，并通过上述电流表81a和82a以及控制器300来判断刷是否被污染。因此，将判断是否执行正调色剂收集模式。

当控制器300判断刷被污染时，如果执行作业的剩余的纸张数目为100张纸或更少，正调色剂收集模式将在完成该作业后进行。当剩余的纸张数目不少于100张纸时，在100张纸上进行成像后立即执行正调色剂收集模式。

在本实施例中，成像这样进行，即在200张纸上形成5％比例A4尺寸图像的作业和在10张纸上形成20％比例A3尺寸图像的作业以任意顺序在执行任意数目的情况下进行。首先，当在50000张纸上进行成像时测量感光鼓1上的雾密度时，该雾密度为大约1.0％或更小，因此形成良好水平。而且，在感光鼓1上不会引起薄膜等，且不会污染充电辊2和辅助充电装置8。当纸张数目超过85000张纸时，雾密度开始超过1.0％，且在感光鼓1上开始产生一定程度的薄膜。在本实施例中，在成像过程中每500张纸至1500张纸执行一次正调色剂收集模式。

根据本实施例，可以有效防止引起感光鼓1、充电辊2和辅助充电装置8的污染的正调色剂的沉积，并可以防止在感光鼓1上起雾，因此可以延长成像站P的使用寿命。而且，通过根据辅助充电装置8的电流量的检测结果来执行正调色剂收集模式，可以合适地减少停机时间和实现成像站P的长使用寿命。

在上述实施例中，描述了本发明可用于中间转印类型的成像装置，但是本发明的成像装置并不局限于此。

例如，更具体地说，本发明同样也可用于使得感光鼓1上的调色剂图像直接转印至记录介质(即转印材料)上的成像装置，如图3中示意所示。图3中所示的成像装置包括结构与参考图1和2所述的成像装置中的成像部分相同的成像部分。图3中所示的成像装置也能够获得与上述实施例的成像装置相同的作用和效果。

在本发明中，显影剂也可以是与上述显影剂不同的显影剂，例如单组分显影剂。使用单组分显影剂的显影装置为本领域公知。

尽管已经参考所述结构介绍了本发明，但是它并不局限于所述细节，且本申请将覆盖这些变化或改变，因为它们可能用于改进目的或者在下面的权利要求的范围内。

Claims

1.一种成像装置，包括：

充电装置，用于使得图像承载部件的表面充电；

其中，所述显影装置能够收集在转印过程中没有进行转印的、保留在图像承载部件上的显影剂；以及

控制器，能够在未成像过程中控制用于施加给所述显影装置的偏压，以便在图像承载部件和显影剂承载部件之间产生电势差，该电势差能够使得极性与正常极性相反的显影剂从图像承载部件转移至显影剂承载部件上；

其中，在产生所述电势差的状态下，所述控制器能够执行显影剂收集模式，在该收集模式中，通过驱动图像承载部件和通过使显影剂承载部件停止其旋转或使它以低于在成像过程中的转速的速度旋转，从而使得保留在图像承载部件上的、极性与正常极性相反的显影剂收集在所述显影装置中。

2.根据权利要求1所述的成像装置，其中：在完成作业后在随后旋转时，显影装置的转速降低至在正常成像过程中的转速的50％或更小。

3.根据权利要求1所述的成像装置，其中：所述充电装置是接触充电装置，用于执行与图像承载部件的表面接触的充电。

4.根据权利要求3所述的成像装置，其中，所述成像装置还包括：

第一辅助充电装置，该第一辅助充电装置布置在处于转印位置的下游和所述充电装置的上游的一位置处；

其中，所述充电装置能够施加DC电压和AC电压；以及

在显影剂收集模式中，DC电压施加给所述第一辅助充电装置，以便使图像承载部件充电至与显影剂的正常极性相同的极性，且只有DC电压施加给所述充电装置，以便使得在所述充电装置上沉积的显影剂转移至图像承载部件上。

5.根据权利要求3所述的成像装置，其中，所述成像装置还包括：

第二辅助充电装置，该第二辅助充电装置布置在处于转印位置的下游和所述第一辅助充电装置的上游的位置处；

其中，所述充电装置能够施加DC电压和AC电压；以及

所述控制器能够执行作为显影剂收集模式的第一显影剂收集模式和第二显影剂收集模式；

在第一显影剂收集模式中，脉冲电压施加给所述第一和第二辅助充电装置，以便使得在第一和第二充电装置上沉积的显影剂转移至图像承载部件上；以及

在第二显影剂收集模式中，DC电压施加给所述第一辅助充电装置，以便使图像承载部件充电至与显影剂的正常极性相同的极性，且只有DC电压施加给所述充电装置，以便使得在所述充电装置上沉积的显影剂转移至图像承载部件上。

6.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述成像装置还包括：

存储器，用于储存通过成像操作进行成像的纸张数目的信息；

其中，所述控制器根据储存在存储器中的信息来改变执行显影剂收集模式的频率。

7.根据权利要求1所述的成像装置，其中：当连续执行用于提供超过参考值的印刷比例的成像操作时，所述控制器在连续执行的成像操作后在随后旋转过程中执行显影剂收集模式。

8.根据权利要求4所述的成像装置，其中，所述成像装置还包括：

电流量检测装置，用于检测经过所述第一辅助充电装置的电流量；

其中，所述控制器根据经过所述第一辅助充电装置的电流量来执行显影剂收集模式。