CN101320250B - 显影剂收集/充电装置、图像形成设备和清洁方法 - Google Patents
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Abstract
根据本发明，提供一种显影剂收集/充电装置、图像形成设备和清洁方法。根据本发明，转印后残留调色剂从转印部件被可靠地逆转印到图像载体并从而被收集。一种用于对转印部件上残留的转印后残留调色剂进行暂时收集和充电的调色剂收集/充电装置，包括：调色剂收集/充电辊，与转印部件临近地设置，以不与一次转印的调色剂图像接触，且具有暂时收集转印后残留调色剂的收集功能和将转印后残留调色剂充电到规定极性的充电功能；电源，连接成将AC电压叠加在DC电压上的电压施加到辊；以及选择器开关，用于改变AC电压的波形使得调色剂收集/充电辊在调色剂收集模式和调色剂释放模式之间切换。
Description
相关申请
本申请基于日本专利申请No.2007-147952，其内容通过引用包括在此。
背景技术
本发明涉及一种用在如打印机、复印机和传真机的电子照相图像形成设备中的显影剂(显影媒介)收集/充电装置，还涉及一种使用该显影剂收集/充电部件的图像形成设备和清洁方法。
传统上已知一种所谓的四周期全色图像形成设备。这种图像形成设备包括显影单元，该显影单元保持对应于黄(Y)、洋红(M)、青(C)和黑(K)四种颜色的调色剂的四个显影装置。随着该显影单元转动，显影装置移动到面向图像载体的显影位置，从该显影装置供给的第一色调色剂使图像载体上的静电潜像显影，从而在图像载体上形成调色剂图像。然后，形成在图像载体上的第一色调色剂图像被一次转印到转印带上，转印带为转印部件的一个例子。
在以第一色调色剂在图像载体上的调色剂图像形成终止之后，显影单元转动，使得第二色显影装置移动到显影位置，且通过从该显影装置供给的调色剂使第二色调色剂图像形成在图像载体上。然后，第二色调色剂图像被一次转印，以叠加到转印带上的第一色调色剂图像上。
同样连续地对第三和第四色调色剂执行该图像形成过程，使得调色剂图像被接连地一次转印，叠加到转印带上的第一和第二色调色剂图像上。
以上述方式形成的包括四色调色剂的调色剂图像被二次转印到作为记录介质的纸张上。调色剂图像已被二次转印于其上的薄片经过定影部件，以使调色剂图像被加热和定影于其上，然后排出设备。从而完成了全色图像的输出。
假设上述四周期图像形成设备包括清洁装置，该清洁装置设置在图像形成设备中以可移动从而与转印带接触或不接触，在图像形成过程期间撤回到远离转印带的位置的清洁装置在二次转印之后移动到与转印带接触的位置，由此，二次转印之后残留在转印带上的调色剂被清洁装置收集和清洁。
然而，如上所述为转印带提供该清洁装置带来对接触和分离驱动机构的另外的需求，这对于四周期图像形成设备的小型化和成本降低将是一个阻碍。
JP H10-49023A和JP3733249A公开了四周期图像形成设备，其中二次转印之后残留在转印带上的转印后残留调色剂被逆转印到图像载体上，从而被收集。在这种情况下，考虑到使转印后残留调色剂从转印带到载体的逆转印更便利，由充电辊对转印后残留调色剂施加AC电压叠加在DC电压上的电压，使得转印后残留调色剂被均匀充电到与正常极性(normal polarity)相反的极性。
然而，由于JP H10-49023A和JP3733249A中所记载的充电辊位于与转印带临近得会与转印带接触的位置，充电辊在彩色图像的形成期间可能会接触和干扰通过转印带的四次转动被接连地转印的四色调色剂图像。为避免这种情况，必然需要在图像形成期间将充电辊保持在远离转印带的位置，这就需要对充电辊提供接触和分离驱动机构。
如果有大量转印后残留调色剂剩下，即使通过充电辊施加了AC电压叠加在DC电压上的电压，也可能出现转印后残留调色剂的一部分没有被充电到与正常极性相反的极性的情况。结果，保持正常极性的转印后残留调色剂没有被逆转印到图像载体，也没有被收集，因此会对随后的图像形成产生不利影响。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种显影剂收集/充电装置，一种图像形成设备，以及一种清洁方法，其每个都能够将转印后残留显影剂从转印部件可靠地逆转印和收集到图像载体，无需为转印部件提供任何清洁装置，对于对转印后残留显影剂充电的充电装置也不需要任何接触和分离驱动机构。
为了实现以上目的，根据本发明的第一方面，提供一种显影剂收集/充电装置，用于对在从图像载体一次转印到转印部件上的显影剂图像已被二次转印到记录介质上之后残留在转印部件上的转印后残留显影剂进行暂时收集和充电，以允许转印后残留显影剂被逆转印到图像载体并被清洁部收集，该显影剂收集/充电装置包括：
收集充电器部件，以不与一次转印的显影剂图像接触的程度与转印带临近地设置，且具有暂时收集转印后残留显影剂的收集功能和将转印后残留显影剂充电到规定极性的充电功能，并能够将暂时收集的所述转印后残留显影剂释放到所述转印部件；
电源，连接成对收集充电器部件施加AC电压叠加在DC电压上的电压；以及
控制部，具有显影剂收集模式和显影剂释放模式，在所述显影剂收集模式中，使得所述转印部件上的所述转印后残留显影剂的一部分移动、附着和暂时收集到所述收集充电器部件，并将所述转印部件上余量已减小的所述转印后残留显影剂充电到所述规定极性，其中所述AC电压为第一AC电压；以及在所述显影剂释放模式中，使得暂时收集的所述转印后残留显影剂被从所述收集充电器部件释放到所述转印部件上并被充电到所述规定极性，其中所述AC电压为与第一AC电压波形不同的第二AC电压。
根据本发明的第二方面，提供一种图像形成设备，包括：
图像载体，要在其表面上形成显影剂图像；
转印部件，显影剂图像从图像载体被一次转印到转印部件上；
二次转印部，用于将一次转印的显影剂图像从转印部件二次转印到记录介质上；
显影剂收集/充电装置，用于对二次转印之后残留在转印部件上的转印后残留显影剂进行暂时收集和充电；以及
清洁部，用于收集从转印部件逆转印到图像载体的转印后残留显影剂，其中
显影剂收集/充电装置包括：显影剂收集/充电部件，以不与一次转印的显影剂图像接触的程度与转印部件临近地设置，且具有暂时收集转印后残留显影剂的收集功能和将转印后残留显影剂充电到规定极性的充电功能，并能够将暂时收集的所述转印后残留显影剂释放到所述转印部件；电源，连接成对显影剂收集/充电部件施加AC电压叠加在DC电压上的电压；以及控制部，具有显影剂收集模式和显影剂释放模式，在所述显影剂收集模式中，使得所述转印部件上的所述转印后残留显影剂的一部分移动、附着和暂时收集到所述显影剂收集/充电部件，并将所述转印部件上余量已减小的所述转印后残留显影剂充电到所述规定极性，其中所述AC电压为第一AC电压；以及在所述显影剂释放模式中，使得暂时收集的所述转印后残留显影剂被从所述显影剂收集/充电部件释放到所述转印部件上并被充电到所述规定极性，其中所述AC电压为与第一AC电压波形不同的第二AC电压。
此外，根据本发明的第三方面，提供一种清洁方法，该清洁方法用于对在从图像载体一次转印到转印部件上的显影剂图像已被二次转印到记录介质上之后残留在转印部件上的转印后残留显影剂进行清洁，所述方法包括以下步骤：在显影剂收集模式中，通过显影剂收集/充电部件对所述转印后残留显影剂施加规定电压，显影剂收集/充电部件以不与一次转印的显影剂图像接触的程度与转印部件临近地布置，使得转印后残留显影剂的一部分移动、附着和暂时收集到显影剂收集/充电部件，并将转印部件上余量已减小的转印后残留显影剂充电到规定极性；将转印部件上余量已减小的转印后残留显影剂逆转印到图像载体，然后收集该转印后残留显影剂；在显影剂释放模式中，向暂时收集的转印后残留显影剂施加规定电压，使得该转印后残留显影剂被从显影剂收集/充电部件释放到转印部件并被充电到规定极性；然后将所释放的转印后残留显影剂逆转印到图像载体，然后收集该转印后残留显影剂，其中，规定电压是AC电压叠加在DC电压上的电压，所述DC电压的极性与显影剂的正常充电极性相反，并且在显影剂收集模式中，所述AC电压为第一AC电压，而在显影剂释放模式中，所述AC电压为与第一AC电压波形不同的第二AC电压；所述第一AC电压的波形特征为从与形成图像的显影剂极性相同的电压到极性相反的电压的过渡中的电压的突然改变，以及从极性相反的电压到与形成图像的显影剂极性相同的电压的过渡中的电压的缓慢改变；并且所述第二AC电压的波形的特征为从与形成图像的显影剂极性相反的电压到极性相同的电压的过渡中的电压的突然改变，以及从与形成图像的显影剂极性相同的电压到极性相反的电压的过渡中的电压的缓慢改变。
再进一步，根据本发明的第四方面，提供一种图像形成设备，包括：
图像载体，被转动地驱动；
图像形成部，用于在图像载体上形成显影剂图像；
转印部件，与图像载体接触地转动；
一次转印部，与图像载体相对地布置，转印部件插入其间，一次转印部将显影剂图像从图像载体转印到转印部件；
清洁部，用于收集一次转印之后残留在图像载体上的显影剂；
二次转印部，在转印部件的转动方向上位于一次转印部的下游侧，二次转印部将显影剂图像从转印部件二次转印到记录介质上；
辊，在转印部件的转动方向上位于二次转印部的下游侧，与转印部件有间隙地设置使其不与转印到转印部件上的显影剂图像接触，并且所述辊具有暂时收集转印后残留显影剂的收集功能和将所述转印后残留显影剂充电到规定极性的充电功能，并能够将暂时收集的所述转印后残留显影剂释放到所述转印部件；
第一电源，用于对辊施加与在图像载体上形成图像的显影剂极性相反的DC电压；
第二电源，用于对辊施加特定波形的第一AC电压；
第三电源，用于对辊施加具有与第二电源所施加的第一AC电压的波形不同的波形的第二AC电压；
控制部，用于在第一、第二和第三电源之间切换，使得在从第一电源和第二电源保持对辊施加电压规定的时间段以执行显影剂收集模式之后，从第一电源和第三电源保持对辊施加电压规定的时间段以执行显影剂释放模式；其中在所述显影剂收集模式中，使得所述转印部件上的所述转印后残留显影剂的一部分移动、附着和暂时收集到所述辊，并将所述转印部件上余量已减小的所述转印后残留显影剂充电到所述规定极性；以及在所述显影剂释放模式中，使得暂时收集的所述转印后残留显影剂被从所述辊释放到所述转印部件上并被充电到所述规定极性。
在根据本发明的显影剂收集/充电装置、图像形成设备和清洁方法中，显影剂收集/充电部件或辊以不与一次转印的显影剂图像接触的程度与转印部件临近或分离地设置，从而不会在图像形成期间接触或干扰一次转印到转印部件上的显影剂图像。结果，关于显影剂收集/充电部件或辊，不需要为转印部件提供任何接触和分离驱动机构，这有助于图像形成设备的小型化和成本降低。
此外，即使有大量的转印后残留显影剂，转印后残留显影剂的一部分由处于显影剂收集模式的显影剂收集/充电部件暂时收集，或由从第一电源和第二电源对其施加电压的辊暂时收集。相应地，余量减小了的转印后残留显影剂可以被可靠地充电到与正常极性相反的极性。
因此，无需为转印部件提供任何清洁装置，对于对转印后残留显影剂充电的充电装置也不需要任何接触和分离驱动机构，转印后残留显影剂可以被高度可靠地从转印部件逆转印到图像载体，从而被收集。
附图说明
将参照附图进一步说明本发明，其中一些图中相同的附图标记表示相同的部分，且其中：
图1是图像形成设备的示意性整体结构图；
图2是调色剂收集/充电装置的放大图；
图3是调色剂收集/充电辊的一个端部的放大透视图；
图4是示出了调色剂收集模式的第一电压的波形的图；
图5是示出了调色剂释放模式的第二电压的波形的图；
图6是示出调色剂收集和调色剂释放模式的时序图；
图7A-7C是示出了第一电压的三种变形的波形的图；
图8是示出了调色剂收集/充电部件的变形的图。
具体实施方式
在对以下实施例的说明中，应注意作为显影剂的调色剂的正常充电极性被假设为负极性。
图1是作为本发明实施例的图像形成设备10的示意性结构图。图2放大地示出了图1中的调色剂收集/充电装置50。图像形成设备10包括显影单元(图像形成部)12，感光体(图像载体)14，以及中间转印带(转印部件)16。应注意转印部件不限于带，而可以其他形式(例如，鼓)给出。
显影单元12包括在圆周上排列的对应于青(C)、洋红(M)、黄(Y)、黑(K)四色调色剂(显影剂)的四个显影装置18C，18M，18Y和18K。可驱动显影单元12以在箭头20所指示的方向上(以及与此相对的方向上)转动。从由于显影单元12的转动而到达面向感光体14的显影位置的显影装置供给调色剂，以使调色剂因静电力沉积在形成于感光体14表面上的静电潜像上，从而形成调色剂图像。尽管本实施例中所用的调色剂的正常极性被假设为负极性，然而本发明也适用于正常极性是正极性的调色剂。
感光体14是在鼓形基体的表面上具有感光层的众所周知的一种感光体，主电动机23可驱动感光体14以在箭头22所指示的方向上转动。沿感光体14的转动方向在其周围布置有：充电装置24，用于将感光体14的表面均匀充电到例如-600V；曝光装置26，用于将均匀充电的感光体14的表面暴露于激光，以形成由电压衰减部分(例如-50V)组成的静电潜像；一次转印辊(一次转印部)28，与感光体14临近地设置，中间转印带16插入其间，对一次转印辊施加一次转印偏压；以及清洁装置(清洁部)30，用于在通过一次转印辊的静电作用将调色剂图像一次转印到中间转印带16上之后，刮去并收集残留在感光体14上的调色剂。
中间转印带16是例如由树脂膜制成的环状带，随着例如辊32被主电动机23驱动，中间转印带16被驱动以在箭头40所示的方向上转动，同时中间转印带16由位于其内部的包括一次转印辊28的五个辊28、32、34、36、38的外围部分支持。
关于中间转印带16的转动方向，由未示出的电源对其施加二次转印偏压的二次转印辊(二次转印部)42可转动地压在位于感光体14的下游侧并被辊32支持的中间转印带16的表面部分上。该二次转印辊42和中间转印带16之间的接触部分用作二次转印部。一次转印到中间转印带16的调色剂图像由二次转印辊44的静电作用二次转印到要在规定时刻引入二次转印部的作为记录介质的薄片P上。
调色剂图像已被二次转印其上的薄片P经过未示出的定影单元，以使调色剂图像被加热并定影于其上，然后薄片P被排出图像形成设备10之外。
调色剂收集/充电装置(显影剂收集/充电装置)50与辊36所支持的中间转印带16的表面部分临近地设置。调色剂收集/充电装置50包括：可转动的调色剂收集/充电辊(显影剂收集/充电部件)52，与中间转印带16临近地设置，以不与一次转印的调色剂图像接触，且具有暂时收集二次转印之后残留在中间转印带16上的转印后残留显影剂的收集功能和将转印后残留显影剂充电到规定极性的充电功能；第一AC电源54(第二电源)和第二AC电源(第三电源)56，电连接到调色剂收集/充电辊52；选择器开关58，在分别连接到第一、第二AC电源54、56的第一、第二端子部分54a、56a之间切换；以及DC电源(第一电源)60，连接到选择器开关58。选择器开关58基于从CPU62输入的信号改变位置。如图2中的虚残所示，选择器开关58还可置于与端子部分54a、56a都不接触的中间位置。此外，在本实施例中，选择器开关58和CPU62构成了本发明的控制部。
在如上所述构成的调色剂收集/充电装置50中，在选择器开关58与第一端子部分54a接触时，对调色剂收集/充电辊52施加第一AC电源54的第一AC电压叠加在DC电源60的DC电压上的第一电压，而在选择器开关58与第二端子部分56a接触时，对调色剂收集/充电辊52施加第二AC电源56的第二AC电压叠加在DC电源60的DC电压上的第二电压。在这种情况下，第一AC电压的波形和第二AC电压的波形形成为彼此不同的波形，稍后对其进行详细说明。在下文中，对调色剂收集/充电辊52施加第一电压的状态称为“调色剂收集模式”，而对调色剂收集/充电辊52施加第二电压的状态称为“调色剂释放模式”。
在本实施例中，通过使用生成彼此波形不同的AC电压的两个AC电源54、56来施加第一电压和第二电压。然而，作为替换，还可以使用对于电压值、波形、频率、占空比等由软件控制的一个高电压变压器，以基于控制部的存储器中存储的电压值和波形生成第一电压和第二电压。
如图3所示，调色剂收集/充电辊52是由例如约107-108Ω的半导体材料制成的圆柱形辊，更具体地，其可通过对金属圆柱芯棒的外围表面覆以半导体橡胶(例如EPDM(三元乙丙橡胶))来形成。在调色剂收集/充电辊52的两个端部附近，分别附有各具有例如150μm厚度的PET膜环53(仅示出了一个)。这些膜环53被设置成分别与对应于非图像形成区域的中间转印带16的两个侧部分接触，因此调色剂收集/充电辊52与中间转印带16临近地设置，但与中间转印带16有与所提供的各膜环53的厚度相对应的150μm的距离d。
距离d，虽然以上以150μm为例，然而优选地不小于20μm，以避免在图像形成期间与要叠加地一次转印到中间转印带16上的多色调色剂图像接触，而且该距离d优选地不大于200μm，这是即使是在从低温、低湿度到高温、高湿度条件的任何环境条件下，也能在调色剂收集/充电辊52和中间转印带16之间生成相对均匀的放电的距离，如结合稍后说明的清洁操作所述。
此外，为了使二次转印之后残留在中间转印带16上的转印后残留调色剂如稍后所述被充电到或多或少均匀的电位，包含在施加到调色剂收集/充电辊52以在调色剂收集/充电辊52和中间转印带16之间的最接近部分(即以距离d间隔开)生成放电的电压中的AC电压VP-P，优选地是满足VP-P＞2×(6.2d+312)的值。然而，实际上由于电阻性材料的中间转印带16具有电位，低于满足以上条件方程的值的值可用作AC电压值。
下面解释具有以上结构的图像形成设备10中彩色图像的图像形成操作。
当从如个人计算机等的外部单元将彩色图像数据与打印命令一起输入到CPU62时，CPU62执行彩色图像数据到Y、M、C、K彩色数据的数据展开处理，并输出信号到曝光装置26，以指示基于各个彩色数据的感光体14的激光曝光。
首先，被驱动以在箭头22的方向上转动的感光体14的表面被充电装置24均匀充电到例如-600V，曝光装置26将被均匀充电的感光体的表面暴露于基于青色数据的激光，从而形成由例如-50V的电压衰减部分形成的静电潜像。
此时，随着显影单元12被转动地驱动，显影装置18C已位于显影位置，从而将青色调色剂供给到感光体表面上的静电潜像，使得形成青色调色剂图像。该青色调色剂图像从感光体14被一次转印到中间转印带16。应注意，在一次转印之后残留在感光体14上的调色剂被清洁装置30收集。
此后，通过相似的过程接连地也对洋红、黄和黑色形成调色剂图像，并接连叠加地从感光体14一次转印到中间转印带16。
在该图像形成中，调色剂收集/充电辊52以与中间转印带16的规定间隙与中间转印带16临近地放置。因此防止了调色剂收集/充电辊52在图像形成期间接触和干扰中间转印带16上的调色剂图像。
以如上所述的方式一次转印到中间转印带16上的四色调色剂图像被共同地二次转印到在规定的时刻从下面引入到二次转印部的薄片P。此后，在通过定影单元期间使调色剂图像熔化并定影其上的薄片P被排出图像形成设备(例如排入置于顶面或侧面的排出纸盘)。
接下来说明使用图像形成设备10中的调色剂收集/充电装置50对二次转印之后残留在转印带16上的转印后残留调色剂的清洁操作。
在如上所述的彩色图像形成操作期间，选择器开关58被保持在与端子部分54a、56a都不接触的中间位置，因此没有电压施加到调色剂收集/充电辊52。在响应于来自CPU62的命令，将四色调色剂图像从中间转印带16二次转印到薄片P之后，切换选择器开关58以与端子部分54a、56a中的任一个接触，使得执行调色剂收集模式或调色剂释放模式。
在从完成二次转印到将下一个打印对象图像一次转印到中间转印带16的时间段期间，以及在没有下一个图像的情况下，在从二次转印到规定时间到期的时间段期间保持执行调色剂收集模式。另一方面，调色剂释放模式执行于开始时间(当图像形成设备被供电以启动时)，和结束序列时间(当图像形成操作序列终止后没有接着要打印的图像时)。在结束序列的情况下，在没有接着要打印的图像的情况下，在从二次转印到规定时间到期执行调色剂收集模式之后执行调色剂释放模式。
如上所述，在中间转印带16上的四色调色剂图像被二次转印到薄片P上之后，执行调色剂收集模式，从而收集中间转印带16上的转印后残留调色剂的一部分。在调色剂收集模式下，选择器开关58被切换到与第一端子部分54a接触的状态，从而对调色剂收集/充电辊52施加第一电压。图4示出第一电压的波形作为具体例子。该第一电压是第一AC电压叠加在DC电压上的电压，第一AC电压是第一AC电源54的具有2800V的VP-P和1250Hz的频率的锯齿波形，DC电压是DC电源60的+300V的电压。如上给出的1250Hz的频率取决于图像形成设备10的处理速度(在本实施例中为125mm/sec.)，并优选地被设置成满足：处理速度(mm/sec.)/频率(Hz)≤1(mm)。
第一电压的波形是上升时间和下降时间彼此不同的锯齿形。具体地，上升时间被设置得相对短，而下降时间被设置得相对长，且更具体地，电压值在上升部分从-1100V迅速上升到+1700V，在下降部分从+1700V相对慢地变成-1100V。换句话说，第一电压的波形特征为从与形成图像的调色剂极性相同的-1100V的电压突然改变成极性相反的+1700V的电压，以及从与形成图像的调色剂极性相反的+1700V的电压缓慢过渡到极性相同的-1100V的电压。
在该波形的上升部分中(1)所指示的电压区域，在调色剂收集/充电辊52和中间转印带16之间发生正侧放电，由此转印后残留调色剂被充电到与正常充电极性相反的正电压。在随后的下降部分中(2)所指示的电压区域，在调色剂收集/充电辊52和中间转印带16之间不发生放电，形成中间转印带16上的被正常充电的转印后残留调色剂向调色剂收集/充电辊52移动的方向的电场，由此使转印后残留调色剂的一部分移动、附着和暂时收集到转动的调色剂收集/充电辊52的外周表面。在又随后的下降部分中(3)所指示的电压区域，在调色剂收集/充电辊52和中间转印带16之间发生负侧放电，由此使转印后残留调色剂被充电到负电压。随后，在从电压区域(3)到电压区域(1)的变化过程期间，存在电场在这样的方向作用使得调色剂收集/充电辊52和中间转印带16之间的负充电的转印后残留调色剂移动到调色剂收集/充电辊52的时刻。然而，由于该时刻是几乎为零的时间段，电压区域(1)中的正侧放电开始，使得调色剂在移动前被正充电，导致在这个过程期间不发生转印后残留调色剂向调色剂收集/充电辊52的移动。
通过上述动作，转印后残留调色剂被调色剂收集/充电辊52部分地收集，因而量减少。结果，可以更可靠地使经过与调色剂收集/充电辊52相对的区域的转印后残留调色剂进入极性与正常极性相反的正充电状态。
现在详细说明转印后残留调色剂在经过与第一电压所施加到的调色剂收集/充电辊52相对的区域期间被正充电的现象。如上所述，在调色剂收集/充电辊52和中间转印带16之间的最接近部分交替发生正放电和负放电。由于调色剂收集/充电辊52的外周表面具有曲率，调色剂收集/充电辊52和中间转印带16之间的距离关于中间转印带16的移动方向从最接近部分向下游方向逐渐增大。随着调色剂收集/充电辊52和中间转印带16之间的距离这样增大，其间形成的电场的强度也逐渐减弱，直到上述放电不再出现。然而，不再出现放电的位置仍与调色剂收集/充电辊52相当临近，因此通过第一电压中包含的+300V的DC电压的作用，使转印后残留调色剂与电阻性材料的中间转印带16的表面一起被充电到正电压。
以上述方式由调色剂收集/充电辊52正充电的转印后残留调色剂随着中间转印带16的转动被移动到与感光体14接触的位置，并在那个位置被电吸附从而逆转印到除其静电潜像部分之外具有-600V表面电压的感光体14，然后被清洁装置30收集。如下所述，为了使正充电的转印后残留调色剂从中间转印带16被更可靠地逆转印到感光体14，优选地，通过对一次转印辊28施加正极性的转印偏压，产生力以在这样的方向上静电作用在转印后残留调色剂上，使得将转印后残留调色剂推向感光体14。
另一方面，在开始或结束序列，CPU62将选择器开关58切换成与第二端子部分56a接触。结果，对调色剂收集/充电辊52施加第二电压，从而执行调色剂释放模式。
图5示出第二电压的波形作为具体例子。该第二电压是第二AC电压叠加在DC电压上的电压，第二AC电压是第二AC电源56的具有2800V的VP-P和1250Hz的频率的锯齿波形，DC电压是DC电源60的+300V的电压。第二AC电压的波形也是上升时间和下降时间彼此不同的锯齿形波，但其波形与第一AC电压的波形不同。
更具体地，第二电压的波形与第一电压的波形相反，其上升时间被设置为相对长，而下降时间被设置为相对短，且电压值在上升部分从-1100V缓慢上升到+1700V，并在下降部分从+1700V迅速改变到-1100V。换句话说，第二电压的波形特征为从与形成图像的调色剂极性相同的-1100V的电压到极性相反的+1700V的电压的过渡中的缓慢改变，以及从与形成图像的调色剂极性相反的+1700V的电压到极性相同的-1100V的电压的过渡中的突然改变。
当如上所示的第二电压被施加到调色剂收集/充电装置52时，通过与图像形成相反的动作，将图像形成期间暂时收集的转印后残留调色剂从调色剂收集/充电辊52释放到中间转印带16上，并在转印后残留调色剂通过与对第一电压相似的动作被正充电的状态下，转印后残留调色剂随同中间转印带16的转动而移动到与感光体14接触的位置。然后，在该位置，转印后残留调色剂被电吸附并从而逆转印到除其静电潜像部分之外的具有-600V的表面电压的感光体14，然后被清洁装置30收集。
接下来，参照图6的时序图来详细说明调色剂收集模式和调色剂释放模式每一个的执行时序。该时序图示出了接连打印两个彩色图像的例子。
当将打印信号输入图像形成设备10时，主电动机23启动，从而感光体14、中间转印带16等开始被转动地驱动，同时一次转印辊电压启动，使得形成在感光体14上的调色剂图像可一次转印到感光体14上。与此同步，施加第二电压规定的时间段t1。施加调色剂释放模式的第二电压是因为如果转印后残留调色剂在打印先前任务时已被暂时收集到调色剂收集/充电辊52，则将该转印后残留调色剂释放到中间转印带16上，以通过感光体14被清洁装置30收集。
在完成四色调色剂图像到中间转印带16的转印之后，在四色调色剂图像随着中间转印带16的转动几乎到达二次转印部的时刻，对二次转印辊42施加二次转印辊电压，从而将四色调色剂图像二次转印到薄片P上。
允许在从四色调色剂图像到中间转印带16的一次转印的结束到对下一个图像执行一次转印的时间间隔期间将一次转印电压保持关闭，如图6中虚线64所示。然而，优选地即使在一个图像和另一个图像之间的时间区中也保持一次转印电压启动，以使在先前打印的结束序列时释放到中间转印带16的调色剂可以如上所述被可靠地逆转印并收集到感光体14。
在二次转印之后，在存在转印后残留调色剂的区域随中间转印带16的转动几乎到达与调色剂收集/充电辊52相对的位置的时刻，第一电压启动，并保持规定的时间段t2，在此期间执行调色剂收集模式。优选地，该规定时间段t2至少长于中间转印带16转动一周所需的时间。这是为了在中间转印带16的周围可靠地执行通过感光体14对转印后残留调色剂的收集。
在第二个四色调色剂图像从中间转印带16被二次转印到薄片P之后，以及在调色剂收集模式已执行规定的时间段t2之后，对调色剂收集/充电辊52施加的电压被切换成第二电压，第二电压保持施加规定的时间段t1，同时执行调色剂释放模式。因此，在打印操作序列结束之后，在图像形成设备暂停(进入待机状态)之前执行调色剂释放模式，使得一次收集到调色剂收集/充电辊52的转印后残留调色剂通过中间转印带16和感光体14被收集。结果，有可能缩短第一打印时间，第一打印时间是从接收下一个任务打印命令直到输出第一张图像所经过的时间。
与调色剂释放模式的结束同步，主电动机23关闭，使得图像形成设备10暂停。一次转印辊电压，尽管优选地保持启动以将残留在中间转印带16上的转印后残留调色剂收集到感光体14，早于电动机暂停(更准确地，充电装置24关闭)而关闭，从而不因一次转印偏压对感光体14引起转印存储。
在上述例子中，在二次转印结束之后，在图像形成设备暂停之前进行调色剂收集/充电辊52对转印后残留调色剂的收集和释放。然而，不限于此，在二次转印结束之后，该设备可以在仅收集转印后残留调色剂之后暂停，其后可以在输入下一个打印信号的时间点释放转印后残留调色剂。另外，在二次转印结束之后，图像形成设备可以照样暂停，其后可以在输入下一个打印命令的时间点收集和释放转印后残留调色剂。
如上所述，根据本实施例的图像形成设备10，调色剂收集/充电辊52与中间转印带16临近地设置，以不与一次转印的调色剂图像接触，并因此在图像形成期间不接触或干扰一次转印的调色剂图像。结果，无需为调色剂收集/充电辊52提供接触和分离驱动机构，这有助于图像形成设备10的小型化和成本降低。
而且，即使有大量的转印后残留调色剂，也可在施加第一电压的情况下由处于调色剂收集模式的调色剂收集/充电辊52收集一部分转印后残留调色剂。相应地，余量已减小的转印后残留调色剂可被可靠地正充电到与正常极性相反的极性。
因此，无需为中间转印带提供任何清洁装置，对用于对转印后残留调色剂充电的调色剂收集/充电辊52也不需要任何接触和分离驱动机构，转印后残留调色剂可高度可靠地从中间转印带16被逆转印到感光体14，从而被收集。
本发明不限于前述实施例的说明内容，而是可在本发明技术概念的范围内以多种方式修改和改变。
例如，图4所示用于调色剂收集模式的第一电压的波形被假设成其上升部分和下降部分各自以一条直线的形式给出，但也可以形成为上升部分和下降部分在波形形状上彼此不同。在这种情况下，考虑到允许花费更长的时间来将调色剂移动到调色剂收集/充电辊，波形优选地被设置成图4中(2)所指示的区域在时间基础上具有尽可能更多的负侧部分。例如，关于第一电压，尽管其上升部分是一条直线，如图7A所示下降部分可以被设置成在区域(2)内在+300V的负侧是恒定的，或如图7B所示下降部分在区域(2)内在约零伏点附近具有拐点，或如图7C所示下降部分可被形成为弯曲到区域(2)的约下限。应注意，通过以+300V为中心分别上下倒转图7A-7C所示的波形而得到的波形是用于调色剂释放模式的第二电压的波形。
而且，由于图像形成设备通常包括温度传感器和湿度传感器，对改变第一和第二电压的值VP-P的控制可基于这些传感器检测的温度和湿度来执行。例如，在更可能发生放电的高温度和高湿度条件下，允许将VP-P的值设置为小于正常值，而在放电发生的可能性较小的低温度和低湿度条件下，相反地允许将VP-P的值设置为大于正常值。
此外，调色剂收集/充电部件不限于辊形的，而是可以以其它形状提供。例如，如图8所示，可以使用弯曲板状的调色剂收集/充电部件70。调色剂收集/充电部件70具有两层结构，即面向中间转印带16的电阻性层72和设置在电阻性层72的后表面的导电层74。
尽管已参照附图以举例的方式全面描述了本发明，应注意各种变化和修改对本领域的技术人员来说是显然的。因此，除非这些变化和修改脱离了本发明的精神和范围，应将这些变化和修改理解为包括在本发明范围内。
Claims (8)
1.一种显影剂收集/充电装置，其特征在于，所述显影剂收集/充电装置用于对在从图像载体一次转印到转印部件上的显影剂图像已被二次转印到记录介质上之后残留在所述转印部件上的转印后残留显影剂进行暂时收集和充电，以允许所述转印后残留显影剂被逆转印到所述图像载体并被清洁部收集，并且该显影剂收集/充电装置包括：
收集充电器部件，以不与一次转印的显影剂图像接触的程度与所述转印部件临近地设置，所述收集充电器部件具有暂时收集所述转印后残留显影剂的收集功能和将所述转印后残留显影剂充电到规定极性的充电功能，并能够将暂时收集的所述转印后残留显影剂释放到所述转印部件；
电源，连接成将AC电压叠加在DC电压上的电压施加到所述收集充电器部件，其中所述DC电压的极性与显影剂的正常充电极性相反；以及
控制部，具有显影剂收集模式和显影剂释放模式，在所述显影剂收集模式中，使得所述转印部件上的所述转印后残留显影剂的一部分移动、附着和暂时收集到所述收集充电器部件，并将所述转印部件上余量已减小的所述转印后残留显影剂充电到所述规定极性，其中所述AC电压为第一AC电压；以及在所述显影剂释放模式中，使得暂时收集的所述转印后残留显影剂被从所述收集充电器部件释放到所述转印部件上并被充电到所述规定极性，其中所述AC电压为与第一AC电压波形不同的第二AC电压，
其中，所述第一AC电压的波形特征为从与形成图像的显影剂极性相同的电压到极性相反的电压的过渡中的电压的突然改变，以及从极性相反的电压到与形成图像的显影剂极性相同的电压的过渡中的电压的缓慢改变；并且
所述第二AC电压的波形的特征为从与形成图像的显影剂极性相反的电压到极性相同的电压的过渡中的电压的突然改变，以及从与形成图像的显影剂极性相同的电压到极性相反的电压的过渡中的电压的缓慢改变。
2.如权利要求1所述的显影剂收集/充电装置，其中AC电压的波形的切换根据图像形成条件来执行。
3.一种图像形成设备，包括：图像载体，要在其表面上形成显影剂图像；转印部件，所述显影剂图像从所述图像载体一次转印到所述转印部件上；以及二次转印部，用于将一次转印的显影剂图像从所述转印部件二次转印到记录介质上，其特征在于，所述图像形成设备还包括：
显影剂收集/充电装置，用于对二次转印之后残留在所述转印部件上的转印后残留显影剂进行暂时收集和充电；以及
清洁部，用于收集从所述转印部件逆转印到所述图像载体的所述转印后残留显影剂，其中
所述显影剂收集/充电装置包括：显影剂收集/充电部件，以不与一次转印的显影剂图像接触的程度与所述转印部件临近地设置，且所述显影剂收集/充电装置具有暂时收集所述转印后残留显影剂的收集功能和将所述转印后残留显影剂充电到规定极性的充电功能，并能够将暂时收集的所述转印后残留显影剂释放到所述转印部件；电源，连接成将AC电压叠加在DC电压上的电压施加到所述显影剂收集/充电部件，其中所述DC电压的极性与显影剂的正常充电极性相反；以及控制部，具有显影剂收集模式和显影剂释放模式，在所述显影剂收集模式中，使得所述转印部件上的所述转印后残留显影剂的一部分移动、附着和暂时收集到所述显影剂收集/充电部件，并将所述转印部件上余量已减小的所述转印后残留显影剂充电到所述规定极性，其中所述AC电压为第一AC电压；以及在所述显影剂释放模式中，使得暂时收集的所述转印后残留显影剂被从所述显影剂收集/充电部件释放到所述转印部件上并被充电到所述规定极性，其中所述AC电压为与第一AC电压波形不同的第二AC电压，
其中，所述第一AC电压的波形特征为从与形成图像的显影剂极性相同的电压到极性相反的电压的过渡中的电压的突然改变，以及从极性相反的电压到与形成图像的显影剂极性相同的电压的过渡中的电压的缓慢改变；并且
所述第二AC电压的波形的特征为从与形成图像的显影剂极性相反的电压到极性相同的电压的过渡中的电压的突然改变，以及从与形成图像的显影剂极性相同的电压到极性相反的电压的过渡中的电压的缓慢改变。
4.如权利要求3所述的图像形成设备，进一步包括可转动的显影单元，该显影单元具有分别对应于多个颜色的显影剂的多个显影装置，其中通过由所述显影单元的转动而移动到与所述图像载体相对的显影位置的显影装置来在所述图像载体上形成显影剂图像。
5.一种清洁方法，用于对在从图像载体一次转印到转印部件上的显影剂图像已被二次转印到记录介质上之后残留在转印部件上的转印后残留显影剂进行清洁，其特征在于，该方法包括以下步骤：
在显影剂收集模式中，通过显影剂收集/充电部件对所述转印后残留显影剂施加规定电压，所述显影剂收集/充电部件以不与一次转印的显影剂图像接触的程度与所述转印部件临近地布置，从而所述转印后残留显影剂的一部分移动、附着和暂时收集到所述显影剂收集/充电部件，并将所述转印部件上余量已减小的所述转印后残留显影剂充电到规定极性；
将所述转印部件上余量已减小的所述转印后残留显影剂逆转印到所述图像载体，然后收集该转印后残留显影剂；
在显影剂释放模式中，向暂时收集的所述转印后残留显影剂施加所述规定电压，使得该转印后残留显影剂被从所述显影剂收集/充电部件释放到所述转印部件并被充电到所述规定极性；
然后将所释放的所述转印后残留显影剂逆转印到所述图像载体，然后收集该转印后残留显影剂，
其中，所述规定电压为AC电压叠加在DC电压上的电压，所述DC电压的极性与显影剂的正常充电极性相反，并且在显影剂收集模式中，所述AC电压为第一AC电压；而在显影剂释放模式中，所述AC电压为与第一AC电压波形不同的第二AC电压；
所述第一AC电压的波形特征为从与形成图像的显影剂极性相同的电压到极性相反的电压的过渡中的电压的突然改变，以及从极性相反的电压到与形成图像的显影剂极性相同的电压的过渡中的电压的缓慢改变；并且
所述第二AC电压的波形的特征为从与形成图像的显影剂极性相反的电压到极性相同的电压的过渡中的电压的突然改变，以及从与形成图像的显影剂极性相同的电压到极性相反的电压的过渡中的电压的缓慢改变。
6.一种图像形成设备，包括：图像载体，被转动地驱动；图像形成部，用于在所述图像载体上形成显影剂图像；以及转印部件，与所述图像载体接触地转动，其特征在于，所述图像形成设备还包括：
一次转印部，与所述图像载体相对地布置，所述转印部件插入所述一次转印部和所述图像载体之间，所述一次转印部将显影剂图像从所述图像载体转印到所述转印部件；
清洁部，用于收集一次转印之后残留在所述图像载体上的显影剂；
二次转印部，在所述转印部件的转动方向上置于所述一次转印部的下游侧，所述二次转印部将显影剂图像从所述转印部件二次转印到记录介质上；
辊，在所述转印部件的转动方向上置于所述二次转印部的下游侧，所述辊被设置成与所述转印部件有间隙，使得所述辊不接触转印到所述转印部件上的显影剂图像，并且所述辊具有暂时收集转印后残留显影剂的收集功能和将所述转印后残留显影剂充电到规定极性的充电功能，并能够将暂时收集的所述转印后残留显影剂释放到所述转印部件；
第一电源，用于对所述辊施加DC电压，该DC电压具有与在所述图像载体上形成图像的显影剂相反的极性；
第二电源，用于将特定波形的第一AC电压施加到所述辊；
第三电源，用于对所述辊施加具有与所述第二电源所施加的第一AC电压的波形不同的波形的第二AC电压；
控制部，用于在所述第一、第二和第三电源之间切换，使得在从所述第一电源和第二电源对所述辊保持施加电压规定的时间段以执行显影剂收集模式之后，从所述第一电源和所述第三电源对所述辊保持施加电压规定的时间段以执行显影剂释放模式；其中在所述显影剂收集模式中，使得所述转印部件上的所述转印后残留显影剂的一部分移动、附着和暂时收集到所述辊，并将所述转印部件上余量已减小的所述转印后残留显影剂充电到所述规定极性；以及在所述显影剂释放模式中，使得暂时收集的所述转印后残留显影剂被从所述辊释放到所述转印部件上并被充电到所述规定极性，
其中，所述第二电源所施加的第一AC电压的波形特征为从与形成图像的显影剂极性相同的电压到极性相反的电压的过渡中的电压的突然改变，以及从极性相反的电压到与形成图像的显影剂极性相同的电压的过渡中的电压的缓慢改变；并且
所述第三电源所施加的第二AC电压的波形的特征为从与形成图像的显影剂极性相反的电压到极性相同的电压的过渡中的电压的突然改变，以及从与形成图像的显影剂极性相同的电压到极性相反的电压的过渡中的电压的缓慢改变。
7.如权利要求6所述的图像形成设备，其中从所述第一电源和所述第二电源对辊保持施加电压的所述规定时间段至少长于所述转印部件转一圈所需的持续时间。
8.如权利要求6所述的图像形成设备，其中在通过所述二次转印部将显影剂图像转印到所述记录介质上之后，所述控制部执行控制使得从所述第一电源和所述第二电源对所述辊施加电压规定的时间段，且此后从所述第一电源和所述第三电源对所述辊施加电压规定的时间段。
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