CN102193425A - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像形成装置，其可以除去附着在与像载体对置的对置部件的调色剂。中间转印带(11)承载带电的调色剂图像。二次转印辊(14)被设置成与中间转印带(11)对置。电压施加部(32)对二次转印辊(14)施加偏置电压。控制部(30)对电压施加部(32)进行控制，以在除去附着在二次转印辊(14)上的调色剂时，使其对二次转印辊(14)施加偏置电压V1后施加偏置电压V2。偏置电压V1具有比从二次转印辊(14)向空气中放电产生的电压的绝对值大的绝对值。偏置电压V2具有比从二次转印辊(14)向空气中放电产生的电压的绝对值小的绝对值，并且，具有与偏置电压V1相反的极性。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及图像形成装置，尤其涉及由调色剂形成图像的图像形成装置。

背景技术

作为以往的图像形成装置，公知一种例如专利文献1中记载的图像形成装置。下面，结合附图对专利文献1记载的图像形成装置进行说明。图8是专利文献1所述的图像形成装置500的构成图。

图像形成装置500具有像载体502、转印部件504以及偏压施加单元506。像载体502静电地承载调色剂像。转印部件504与像载体502抵接，并施加转印偏压。偏压施加单元506在转印位置不存在转印材时，对转印部件504依次施加极性不同的偏置电流。并且，偏压施加单元506施加与构成调色剂像的调色剂为相同极性的同极性电流后，施加与调色剂相反极性且具有同极性电流的绝对值以上的电流值的相反极性电流。从而，可以将附着在转印部件504的调色剂逆转印在像载体502上后进行清洁，并且可以防止记录纸的背面变脏。

然而，在专利文献1中记载的图像形成装置500中，不能将附着在转印部件504的调色剂充分地除去。更详细而言，偏压施加单元506施加与构成调色剂像的调色剂为相同极性的同极性电流后，施加与调色剂相反极性且具有同极性电流的绝对值以上的电流值的相反极性电流。由此，当同极性电流的大小小时，在施加同极性电流后在转印部件504会残留调色剂。在该状态下，若施加了具有比同极性电流大的绝对值的相反极性电流，则调色剂被吸附在转印部件504，大量的调色剂会残留在转印部件504。

另一方面，当同极性电流大时，由同极性电流发生放电。若在放电的作用下转印部件504近旁的空气被分解，则产生与调色剂同极性的同极性离子和与调色剂相反极性的相反极性离子。并且，在同极性电流的作用下，相反极性离子被吸附在转印部件504，并利用相反极性离子使调色剂的极性反转。然后，若施加具有比同极性电流大的绝对值的相反极性电流，极性反转的调色剂的极性通过放电而再次反转。其结果，调色剂在相反极性电流的作用下被吸附在转印部件504而残留。如上述那样，在专利文献1记载的图像形成装置500中，难以充分除去吸附在转印部件504的调色剂。

专利文献1：日本特开平8-272235号公报

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种能够除去附着在与像载体对置的对置部件的调色剂的图像形成装置。

本发明的一实施方式涉及的图像形成装置具有：像载体，其承载调色剂图像；对置部件，其被设置成与所述像载体对置；施加单元，其对所述对置部件施加偏压；控制单元，其对所述施加单元进行控制，以便在除去附着在所述对置部件的调色剂时，使该施加单元对该对置部件施加第1偏压后施加第2偏压，该图像形成装置的特征在于，所述第1偏压具有比从所述像载体向空气中放电产生的偏压的绝对值大的绝对值，所述第2偏压具有比从所述像载体向空气中放电产生的偏压的绝对值小的绝对值，并且具有所述第1偏压的相反的极性。

根据本发明，可以除去附着在与像载体对置的对置部件的调色剂。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的图像形成装置的整体构成的图。

图2是表示施加在二次转印辊的偏置电压的波形的曲线图。

图3是表示在进行二次转印辊的清洁时，控制部进行的动作的流程图。

图4是表示附着在二次转印辊的调色剂的带电量与调色剂的出现频度的关系的曲线图。

图5是表示变形例的偏置电压的波形的曲线图。

图6是表示在第1变形例的动作时控制部进行的动作的流程图。

图7表示第2变形例的动作时控制部进行的动作的流程图。

图8是专利文献1所述的图像形成装置的构成图。

符号说明：

1…图像形成装置；2…打印部；4Y、4M、4C、4K…感光鼓；5Y、5M、5C、5K…带电器；11…中间转印带；14…二次转印辊；18…清洁装置；30…控制部；32…电压施加部；34…传感器

具体实施方式

(图像形成装置的构成)

下面，结合附图对本发明的一实施方式涉及的图像形成装置进行说明。图1是表示本发明的一实施方式涉及的图像形成装置1的整体构成的图。

图像形成装置1是基于电子照片方式的彩色打印机，并且被构成为以所谓的串行式来合成4色(Y：黄色、M：品红、C：青色、K：黑色)的图像。该图像形成装置1具有根据由扫描仪读取到的图像数据在纸张(印刷介质)上形成图像的功能，并如图1或图3所示那样，具有打印部2、供纸部15、定时辊对19、定影装置20、排纸盘21、控制部30、电压施加部32以及传感器(检测单元)34。

控制部30对图像形成装置1整体的动作进行控制，并通过CPU得以实现。供纸部15起到将纸张一张一张地供给的作用，其包括纸盘16及供纸辊17。在纸盘16中层叠放置有多张打印前状态的纸张P。供纸辊17将被放置在纸盘16的纸一张一张地取出。定时辊对19一边调整时间一边搬送纸张P，以在打印部2中使调色剂图像被二次转印到纸张P上。

打印部2将图像形成在从供纸部15供给来的纸张P上，并且其包括成像部22(22Y、22M、22C、22K)、转印部8(8Y、8M、8C、8K)、中间转印带(像载体)11、驱动辊12、从动辊13、二次转印辊(对置部件、转印部件)14以及清洁装置18。此外，成像部22(22Y、22M、22C、22K)包括感光鼓4(4Y、4M、4C、4K)、带电器5(5Y、5M、5C、5K)、曝光装置6(6Y、6M、6C、6K)、显影装置7(7Y、7M、7C、7K)、清洁器9(9Y、9M、9C、9K)以及消除装置10(10Y、10M、10C、10K)。

带电器15使感光鼓4的周面带电。曝光装置6通过控制部30的控制照射激光。由此，在感光鼓4的周面形成静电潜像。即，带电器5及曝光装置6发挥在感光鼓4的周面形成静电潜像的静电潜像形成单元的作用。

如图1所示，显影装置7(7Y、7M、7C、7K)具有显影辊72(72Y、72M、72C、72K)、供给辊74(74Y、74M、74C、74K)、搅拌辊76(76Y、76M、76C、76K)以及收容部78(78Y、78M、78C、78K)。在图1中，为了防止图面变得繁杂，仅对显影装置7Y的显影辊72、供给辊74Y、搅拌辊76Y以及收容部78Y标记符号。

收容部78构成显影装置7的主体，收容调色剂，并且收纳显影辊72、供给辊74以及搅拌辊76。搅拌辊76搅拌收容部78内的调色剂并使其带负电。供给辊74将带负电的调色剂供应给显影辊72。显影辊72对感光鼓4赋予调色剂。具体而言，对显影辊72施加用于在感光鼓4与显影辊72间形成显影电场的负的显影偏置电压。调色剂由于带负电，所以受显影电场的影响，从显影辊72向感光鼓4移动。并且，在感光鼓4上由于形成了静电潜像，所以调色剂基于静电潜像附着于感光鼓4。由此，基于静电潜像的调色剂图像被显影在感光鼓4。

中间转印带11被架设在驱动辊12与从动辊13间，并一次转印有在感光鼓4上被显影的调色剂图像。转印部8被配置成与中间转印带11的内周面对置，通过被施加一次转印电压，而发挥将形成在感光鼓4的调色剂图像一次转印到中间转印带11的作用。清洁器9发挥将一次转印后残留在感光鼓4的周面的调色剂回收的作用。消除装置10将感光鼓4的周面的电荷除去。驱动辊12借助中间转印带驱动部(未在图1中记载)被旋转，从而使中间转印带11向箭头α方向驱动。由此，中间转印带11将调色剂图像搬送到二次转印辊14。因此，中间转印带11作为一边承载一边搬送带负电的调色剂图像的像载体发挥作用。

二次转印辊14与中间转印带11对置(接触)，且形成为鼓形状。并且，二次转印辊14通过被施加转印电压，对通过其与中间转印带11之间的纸张P，二次转印中间转印带11承载的调色剂图像。具体而言，驱动辊12保持接地电位。而且，中间转印带11由于与驱动辊12接触而保持接近接地电位的正电位。并且，电压施加部32对二次转印辊14施加正的转印电压，以便使二次转印辊14的电位高于驱动辊12和中间转印带11的电位。调色剂图像由于带负电，因此借助在驱动辊12与二次转印辊14间产生电场，从中间转印带11被转印到纸张P。

传感器34被设置成与二次转印辊14的周面对置，其对附着在二次转印辊14的调色剂量(调色剂浓度)进行检测。

清洁装置18在向纸张P的调色剂图像的二次转印后，除去残存在中间转印带11的调色剂。

二次转印有调色剂图像的纸张P被搬向定影装置20。定影装置20通过对纸张P实施加热处理以及加压处理，使调色剂图像定影在纸张P。在排纸盘21中放置打印完成的纸张P。

(二次转印辊的清洁)

在图像形成装置1中，附着于中间转印带11的调色剂会附着于二次转印辊14。调色剂对二次转印辊14的附着成为纸张P的背面变脏的原因。因此，需要定期地清洁二次转印辊14。下面，一边参照附图一边对二次转印辊14的清洁进行说明。图2是表示施加在二次转印辊14的偏置电压的波形的曲线图。竖轴表示电压，横轴表示时间。另外，将图2所示的偏置电压称为模式1。

清洁二次转印辊14时(即，除去附着在二次转印辊14的调色剂时)，控制部30对电压施加部32进行控制，以便对二次转印辊14施加图2所示的偏置电压V1。偏置电压V1是使二次转印辊14的电位比中间转印带11的电位低的负电压。即，偏置电压V1具有与调色剂的电荷相同的极性。并且，偏置电压V1具有比从二次转印辊14向空气中放电产生的电压的绝对值大的绝对值的电压。从二次转印辊14向空气中放电产生的电压为400V～500V。因此，在本实施方式中，偏置电压V1被设定为-2kV。另外，控制部30在经过二次转印辊14旋转一周的期间，使电压控制部32施加偏置电压V1。

二次转印辊14上的大半调色剂带负电。因此，若被施加了负的偏置电压V1，则产生从中间转印带11向二次转印辊14的电场，并且带负电的调色剂会在电场的作用下从二次转印辊14向中间转印带11移动。

并且，若施加了偏置电压V1，则从二次转印辊14向空气中产生放电。通过放电，空气被分离为正离子和负离子。并且，正离子在从中间转印带11向二次转印辊14产生的电场的作用下，向二次转印辊14被吸引。借助该正离子，调色剂带正电。由此，带正电的调色剂即使被施加了偏置电压V1，也残留于二次转印辊14上。

因此，如图2所示那样，控制部30对电压施加部32进行控制，使其对二次转印辊14施加偏置电压V1后施加偏置电压V2。偏置电压V2是使二次转印辊14的电位比中间转印带11的电位高的正电压。即，偏置电压V2具有与偏置电压V1不同的极性，并且具有与调色剂的电荷相反的极性。并且，偏置电压V2具有比从二次转印辊14向空气中放电产生的电压的绝对值小的绝对值的电压。因此，在本实施方式中，偏置电压V2被设定为+400V。并且，控制部30在经过二次转印辊14旋转一周的期间，使电压施加部32施加偏置电压V2。

施加偏置电压V1后残留在二次转印辊14上的调色剂带正电。因此，若被施加了正的偏置电压V2，则从二次转印辊14向中间转印带11产生电场，带正电的调色剂在电场的作用下从二次转印辊14向中间转印带11移动。

并且，即使被施加了偏置电压V2，也不产生从二次转印辊14向空气中的放电，所以带正电的调色剂不会因放电而带负电。由此，在施加偏置电压V2后，在二次转印辊14上，调色剂几乎没有残留。以上，结束对二次转印辊14的清洁的说明。

(图像形成装置的动作)

下面，对图像形成装置1的动作进行说明。图3是表示在二次转印辊14的清洁被进行时，控制部30进行的动作的路程图。

本处理，在完成对规定张数的纸的打印后、发生卡纸后或者执行了稳定化动作后进行。首先，控制部30利用传感器34检测二次转印辊14的调色剂浓度(步骤S1)。

其次，控制部30判定在步骤S1检测出的调色剂浓度是否比规定的调色剂浓度高(步骤S2)。在步骤2中，控制部30根据传感器34的检测结果，判定二次转印辊14是否需要清洁。由此，规定的浓度是指，在纸张P的背面附着了视觉可识别程度的污染的调色剂浓度。当调色剂浓度大时，本处理向步骤S3进行。当调色剂浓度不大时，本处理结束。

当调色剂浓度大时，控制部30进行二次转印辊14的清洁。由于对二次转印辊14的清洁的详细内容已经进行了说明，所以将其省略。之后，结束本处理。

(效果)

根据如上述那样构成的图像形成装置1，能够除去附着在二次转印辊14上的调色剂。图4表示附着在二次转印辊14的调色剂的带电量与调色剂的出现频度的关系的曲线图。竖轴表示出现频度，横轴表示带电量。另外，图4的曲线图是通过使用细川密克朗公司的E-spart分析仪得到的。

如图4所示，附着在二次转印辊14上的大半调色剂带负电。但是，在附着在二次转印辊14上的调色剂中，也存在带正电的调色剂、以及如图4的斜线所示那样只带有极少电量的调色剂。尤其是如图4的斜线所示那样只带有极少电量的调色剂，即使对二次转印辊14施加较小的负偏置电压，也只受弱库仑力的作用，所以几乎不向中间转印带11移动。

因此，在图像形成装置1中，对二次转印辊14施加具有比从二次转印辊14向空气中放电产生的电压的绝对值大的绝对值的负偏置电压V1。这样，非常大的偏置电压V1被施加在二次转印辊14上，由此，除带负电的调色剂以外，只带极少电量的调色剂也从二次转印辊14向中间转印带11移动。

并且，若对二次转印辊14施加了偏置电压V1，则在放电的作用下使带负电的调色剂成为带正电。从而，在二次转印辊14上残留有带正电的调色剂。因此，在图像形成装置1中，施加了具有比从二次转印辊14向空气中产生放电的电压的绝对值小的绝对值的正偏置电压V2。从而，残留在二次转印辊14上的带正电的调色剂向中间转印带11移动。如上述那样，通过偏置电压V1的施加，将带负电的调色剂以及带极少电的调色剂从二次转印辊14上除去，通过偏置电压V2的施加，将由偏置电压V1产生的带正电的调色剂从二次转印辊14除去。从而，能够在图像形成装置1中除去附着在二次转印辊14的调色剂。

此外，在图像形成装置1中，偏置电压V1、偏置电压V2被施加的期间分别与二次转印辊14旋转1周的期间相等。从而，图像形成装置1，在从二次转印辊14的周面整体除去带负电的调色剂以及带极少电的调色剂后，从二次转印辊14的周面整体除去带正电的调色剂。由此，二次转印辊14的周面整体被清洁。

此外，在图像形成装置1中，控制部30基于传感器34的检测结果，对电压施加部32进行控制，使其施加偏置电压V1及偏置电压V2。从而，在图像形成装置1中，不会进行不必要的清洁，从而降低了电力消耗。

(偏置电压的变形例)

下面，参照附图对施加在二次转印辊14的偏置电压的变形例进行说明。图5是表示变形例涉及的偏置电压的波形的曲线图。竖轴表示电压，横轴表示时间。另外，将图5的(a)至图5的(c)所示的偏置电压分别称为模式2至模式4。

在图5的(a)所示的模式2的偏置电压中，在施加了-2kV的偏置电压后，施加+2kV的偏置电压，最后，施加-400V的偏置电压。该情况下，+2kV的偏置电压相当于偏置电压V1，-400kV的偏置电压相当于偏置电压V2。这样，图像形成装置1可以在施加偏置电压V1、V2前，还施加偏置电压。此外，偏置电压V1和偏置电压V2具有不同的极性即可，任意一方为正电压，任意另一方为负电压即可。如上所述，通过增加使极性变化并交替地施加偏置电压的次数，可以更切实地除去二次转印辊14上的调色剂。

在图5(b)所示的模式3的偏置电压中，在-2kV的偏置电压和+2kV的偏置电压被各二次地交替施加后，-400kV的偏置电压和+400kV的偏置电压被交替施加一次。该情况下，第二次被施加的+2kV的偏置电压相当于偏置电压V1，第一次被施加的-400kV的偏置电压相当于偏置电压V2。此外，可以将在施加偏置电压V1、V2前被施加的+2kV的偏置电压作为偏置电压V3，将在施加偏置电压V1、V2前被施加的-2kV的偏置电压作为偏置电压V4。这样，控制部30也可以对电压施加部32进行控制，在使其施加偏置电压V1前，对二次转印辊14交替施加具有不同极性的偏置电压V3和偏置电压V4。这时，控制部30在二次转印辊14旋转1周的期间，使电压施加部32施加偏置电压V3、V4。如上述那样，通过增加使极性变化地交替施加偏置电压的次数，可以更切实地除去二次转印辊14上的调色剂。

在图5的(C)所示的模式4的偏置电压中，在-2kV的偏置电压与+2kV的偏置电压各一次被交替地施加后，-1.5kV的偏置电压和+1.5kV的偏置电压各一次的被交替施加，-400kV的偏置电压与+400kV的偏置电压各一次的被交替施加。该情况下，+1.5kV的偏置电压相当于偏置电压V1，-400kV的偏置电压相当于偏置电压V2。此外，将在施加偏置电压V1、V2前被施加的+2kV的偏置电压作为偏置电压V3，将在施加偏置电压V1、V2前被施加的-2kV的偏置电压以及-1.5kV的偏置电压作为偏置电压V4。这样，偏置电压被设定为随着时间的经过，其绝对值变小。

这里，对模式1至模式4的偏置电压被施加时的二次转印辊14的清洁效果进行说明。本申请的发明人使用图2及图5所示的模式1至模式4的偏置电压，进行二次转印辊14的清洁，并对清洁效果进行了评价。表1是表示使用模式1至模式4的偏置电压进行二次转印辊14的清洁时的清洁效果的表。

[表1]

偏置电压	模式1	模式2	模式3	模式4
					清洁效果	△	○	◎	◎

在表1中，×表示可通过视觉识别程度的调色剂附着在二次转印辊14上。△表示虽然在二次转印辊14上附着了一点调色剂，但是在使用上还不存在问题的程度。○表示调色剂几乎没附着在二次转印辊14上的程度。◎表示调色剂完全没附着在二次转印辊14上的程度。

如表1所示那样，与模式1的偏置电压和模式2的偏置电压相比较，模式3的偏置电压以及模式4的偏置电压能够获得良好的清洁效果。根据上述效果，可以知道优选增加使极性变化并交替地施加偏置电压的次数。

(关于偏置电压V1)

在所述实施方式中，偏置电压V1是具有比从二次转印辊14向空气的放电产生的电压的绝对值大的绝对值的电压。因此，本发明的发明人为了求出偏置电压V1的优选范围而进行了实验。

具体而言，使用模式1至模式4的偏置电压进行清洁，并对清洁效果进行了评价。这时，使偏置电压V1的绝对值变化为1.0kV、1.5kV、2.0kV。表2是表示实验结果的表。

[表2]

如表2所示那样，当偏置电压V1的绝对值为1.0kV时，没能得到优选的清洁效果。但是，当偏置电压V1的绝对值为1.5kV、2.0kV时，得到了优选效果。由此，偏置电压V1的绝对值优选在1.5kV以上且2.0kV以下。

(图像形成装置的动作的变形例)

下面，对图像形成装置1的动作的第1变形例进行说明。图6表示在第1变形例的动作时，控制部30进行的动作的流程图。

如图6所示那样，控制部30可以在执行了步骤S3后，返回步骤S1。因此，在二次转印辊14的调色剂被除去为止反复进行清洁。

其次，对图像形成装置1的动作的第2变形例进行说明。图7是表示第2变形例的动作时，控制部30进行的动作的流程图。

如图7所示那样，控制部30在执行了步骤S2后，根据传感器34检测出的调色剂浓度，并使用表3所示的表格决定偏置电压V1(步骤S4)。表3是表示调色剂浓度与偏置电压V1的关系的表格，其被存储在未图示的存储部。

[表3]

调色剂浓度	小	中	大
				偏置电压V1	-1.5kV	-2kV	-2.5kV

如表3所示那样，调色剂浓度越大，则偏置电压V1的绝对值越大。由此，若附着在二次转印辊14的调色剂的量变多，则利用具有大绝对值的偏置电压V1进行清洁。因此，当附着在二次转印辊14的调色剂的量少时，不使用不必要的绝对值大的偏置电压V1。从而，在图像形成装置1中，降低了电力消耗。

另外，在图像形成装置1中，被施加偏置电压的部件不限于二次转印辊14。被施加偏置电压的部件可以是与中间转印带11对置(接触)，附着有调色剂的部件。因此，可以是中间转印带11的清洁装置18。

并且，像载体不限于中间转印带11。在图像形成装置1从感光鼓4对纸张P直接转印调色剂图像的情况下，像载体为感光鼓4。在像载体为感光鼓4的情况下，偏置电压，例如可以是使感光鼓4带电的带电器5。

另外，控制部30可以代替偏置电压V1、偏置电压V2，使电压施加部施加偏置电流I1、偏置电流I2。

(工业上的利用的可能性)

本发明对图像形成装置有用，尤其，在能够除去附着在与像载体对置的对置部件上的调色剂这一点上性能优越。

Claims (8)

1.一种图像形成装置，其特征在于，

具有：

像载体，其承载调色剂图像；

对置部件，其被设置成与所述像载体对置；

施加单元，其对所述对置部件施加偏压；

控制单元，其对所述施加单元进行控制，以在除去附着在所述对置部件的调色剂时，使所述施加单元对所述对置部件施加第1偏压后施加第2偏压，

所述第1偏压具有比从所述像载体向空气中放电产生的偏压的绝对值大的绝对值，

所述第2偏压具有比从所述像载体向空气中放电产生的偏压的绝对值小的绝对值，并且，具有与所述第1偏压相反的极性。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，

所述对置部件呈鼓形状，

所述控制单元对所述施加单元进行控制，使所述施加单元在所述对置单元旋转一周的期间，分别施加所述第1偏压及所述第2偏压。

3.根据权利要求1或2中的任意一项所述的图像形成装置，其特征在于，

所述控制单元对所述施加单元进行控制，以在使施加单元施加第1偏压前，对所述对置部件交替地施加具有不同极性的第3偏压和第4偏压。

4.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，

所述控制单元对所述施加单元进行控制，以使所述施加单元在所述对置部件旋转一周的期间施加所述第3偏压及所述第4偏压。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的图像形成装置，其特征在于，

所述图像形成装置还具有检测附着在所述对置部件的调色剂的量的检测单元，

所述控制单元对所述施加单元进行控制，以使所述施加单元根据所述检测单元的检测结果，来施加所述第1偏压及所述第2偏压。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的图像形成装置，其特征在于，

所述对置部件是将所述像载体承载的调色剂图像转印到印刷介质的转印部件。

7.根据权利要求1至5中的任意一项所述的图像形成装置，其特征在于，

所述对置部件是使所述像载体带电的带电部件。

8.根据权利要求1至5中的任意一项所述的图像形成装置，其特征在于，

所述对置部件是清洁所述像载体的清洁部件。

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