CN104620179A

CN104620179A - 图像形成装置

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Publication number: CN104620179A
Application number: CN201380047683.XA
Authority: CN
Inventors: 藤冈良太
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-07-18
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2033-07-11
Also published as: CN104620179B; US9207563B2; US20150192877A1; JP5984548B2; WO2014013932A1; JP2014021261A

Abstract

提供了包括多个图像形成单元并且执行使用所选择的图像形成单元的图像形成模式的图像形成装置，由此当执行该模式时可以缓解生产率退化并缓解所输出的图像的一部分丢失的图像缺陷。在只用黑色调色剂形成图像的黑白模式中，通过在不向未用于图像形成的彩色图像形成单元的充电装置给予DC电压的情况下向显影装置给予显影偏压，来使调色剂附着到感光体上的与片材间隔对应的区域，并且当感光体上的其中调色剂由清洁刮刀除去的区域经过充电装置时向充电装置给予AC电压。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及图像形成装置，例如复印机、打印机、传真机或者具有上述设备的多种功能的多功能设备。

背景技术

在电子照相系统的图像形成装置中，已知一种通过清洁刮刀(cleaning blade)除去附着到感光体的转印残留调色剂的方法。通过使用清洁刮刀的配置，当连续输出覆盖率低的图像时、当把图像连续输出在尺寸相对较小(例如，明信片尺寸)的片材上时或者当在高温高湿度环境下连续输出图像时，可能出现清洁失败。具体而言，由于供应到清洁刮刀的调色剂的量减少，因此清洁刮刀可能卷起或者可能出现颤动(粘滑)。因此，已知一种通过故意向清洁刮刀供应调色剂来限制清洁失败的方法。

另外，在包括各自具有感光体和清洁刮刀的多个图像形成单元的图像形成装置中，已知可以选择模式中的一种并执行所选择的模式的装置，所述模式包括通过使用所有图像形成单元来进行图像形成的模式(例如，全色模式)和通过使用所选择的图像形成单元来进行图像形成的模式(例如，单色模式)。

当执行通过使用所选择的图像形成单元来进行图像形成的模式(例如，单色模式)时，期望促使未用于图像形成的图像形成单元的感光体与中间转印体接触，使得未用于图像形成的部分感光体不在中间转印体上滑动。

但是，如果感光体在不进行图像形成的情况下旋转，则要被供应到清洁刮刀的调色剂的量减少，并且有可能出现清洁失败。

PTL 1公开了一种包括各自具有感光体和清洁刮刀的多个图像形成单元的图像形成装置。特别地，为了解决在执行通过使用所选择的图像形成单元来进行图像形成的模式时未用于图像形成的图像形成单元中的清洁失败，公开了在该模式的非图像形成期间故意向未用于图像形成的图像形成单元的清洁刮刀供应调色剂的配置。

在这种情况下，当通过使用所选择的图像形成单元来执行图像形成时，未用于图像形成的图像形成单元中的感光体通常在不进行充电、曝光和显影的情况下旋转。当向清洁刮刀供应调色剂时，充电偏压和显影偏压必须升高。

在这种情况下，在通过使用包含载体和调色剂的显影剂来显影静电图像的配置中，由于定时被控制为限制载体附着到感光体，因此花费相对较长的时间来升高充电偏压和显影偏压。在与片材间隔(sheet interval)对应的时段内，调色剂不再供应到清洁刮刀，其中片材间隔是在连续的图像形成的情况下当前记录材料与下个记录材料之间的间隔。因此，生产率会下降。由于这个原因，可以构想出一种在不使感光体充电(把充电偏压设为切断(OFF)并由此使感光体为0V)的情况下只施加显影偏压并且在片材间隔中向清洁刮刀供应调色剂的方法。

引用列表

专利文献

PTL 1：日本专利公开No.2003-076103

发明内容

技术问题

但是，当供应调色剂所需的顺序执行时间通过向未用于图像形成(未用于在记录材料上进行转印的图像形成)的图像形成单元的清洁刮刀供应调色剂而减少时，出现了以下问题。

特别地，产生了图像缺陷，诸如由在中间转印体的移动方向上位于未用于图像形成的图像形成单元下游的图像形成单元输出的图像缺少一部分。

于是，发明人针对该现象进行研究，并且发现，在由清洁刮刀除去通过只施加显影偏压而供应在感光体上的调色剂之后，感光体无意中被分离放电(separation discharge)充电了。

换言之，经预计，导致上述图像缺陷的原因是：由于未用于图像形成的感光体的电位被分离放电改变，从而载体附着到感光体。另外，可以认为附着到感光体的载体附着到中间转印体，并且该载体打断了由在中间转印体的移动方向上位于未用于图像形成的图像形成单元下游的图像形成单元形成的调色剂图像的转印。

在包括多个图像形成单元并且执行通过使用所选择的图像形成单元来进行图像形成的模式的图像形成装置中，本发明的一个目的是提供可以限制生产率下降并限制诸如在该模式执行期间所输出的图像缺少一部分之类的图像缺陷的图像形成装置。

问题的解决方案

因此，根据本发明的图像形成装置包括：

第一图像形成单元，包括能旋转的第一感光体、被配置为使第一感光体充电的第一充电器、被配置为对经充电的第一感光体进行曝光并且在第一感光体上形成静电潜像的第一曝光单元，以及被配置为通过使用包含调色剂和载体的显影剂来使在第一感光体上形成的静电潜像显影并且形成调色剂图像的第一显影单元；

第二图像形成单元，包括能旋转的第二感光体、被配置为使第二感光体充电的第二充电器、被配置为对经充电的第二感光体进行曝光并且在第二感光体上形成静电潜像的第二曝光单元，以及被配置为用调色剂来使在第二感光体上形成的静电潜像显影并且形成调色剂图像的第二显影单元；

能移动的中间转印体，在第一和第二感光体上形成的调色剂图像在第一转印部和第二转印部处被转印在所述中间转印体上，其中第一转印部在第一感光体的旋转方向上位于第一显影单元下游和第一充电器上游，第二转印部在第二感光体的旋转方向上位于第二显影单元下游和第二充电器上游；

第三转印部，被配置为把被转印在中间转印体上的调色剂图像转印在记录材料上；

清洁刮刀，被配置为在位于第一感光体的旋转方向上的第一转印部下游和第一充电器上游的位置处接触第一感光体并且除去附着到第一感光体的调色剂；以及

执行单元，在其中第一和第二感光体与中间转印体接触的状态下，通过在不使用第一图像形成单元的情况下使用第二图像形成单元，来执行用于执行具有在记录介质上转印的图像形成的模式，

其中第一转印部在中间转印体的移动方向上位于第二转印部的上游和第三转印部的下游，并且执行单元包括控制单元，该控制单元被配置为在执行所述模式期间执行调色剂供应控制，所述调色剂供应控制使调色剂附着到感光体上的不与中间转印体上的要在其上转印由第二图像形成单元形成的调色剂图像的区域接触的区域，并且通过在不向第一充电器施加直流电压的情况下向第一显影单元施加显影偏压来向清洁刮刀供应调色剂，并且当至少第一感光体上的由清洁刮刀从其除去调色剂的区域经过第一充电器时所述调色剂供应控制向第一充电器施加交流电压。

本发明的有利效果

可以限制生产率的降低，并且可以限制诸如在执行通过使用所选择的图像形成单元来进行图像形成的模式期间所输出的图像缺少一部分之类的图像缺陷。

附图说明

图1是根据实例的图像形成装置的一般配置的示意性图示。

图2是用于说明根据实例的图像形成单元的图示。

图3是用于说明根据实例的喷射操作的流程图。

图4是用于说明根据实例的上游图像形成单元的喷射操作、下游图像形成单元的图像形成以及片材间隔定时的时序图。

图5是用于说明根据比较例的当在平常的图像形成操作中执行喷射操作时上游图像形成单元的喷射操作、下游图像形成单元的图像形成以及片材间隔定时的时序图。

图6是根据实例的图像形成装置的框图。

图7是示出了根据实例的非放电区域的采样点的表。

图8是示出了根据实例的放电区域的采样点的表。

图9是示出了根据实例的放电量的目标的表。

图10是根据实例的通过实验获得的、具有各个环境大气状态下的放电起始电压值的列表的表。

具体实施方式

在下文中，描述图像形成装置的一般配置，并然后参考附图来详细描述充电设备。要注意的是，根据本技术构思的部件的尺寸、材料、形状、相对位置等的适用范围不限于下面所描述的，除非被特别明确地写出。

实例1

首先，简要地描述图像形成装置的一般配置，然后详细地描述根据本实例的充电设备(电晕充电器)。

第1部分图像形成装置的整体配置

图1是示出了根据本实例的串联式中间转印系统的彩色图像形成装置的一般配置的示意性图示。另外，图2是用于说明图像形成单元的图示。在这种情况下所提供的是电子照相系统的彩色复印机，其中根据本实例的图像形成装置的充电系统是所谓的接触式充电系统，并且显影系统利用了双组分显影系统。

如图1中所示，本实例的图像形成装置100包括在图像传送方向上串联地布置的四个图像形成站Pa、Pb、Pc和Pd(图像形成单元)。

下面描述图像形成站。图像形成站Pa、Pb、Pc和Pd具有共同的配置。特别地，每个图像形成站的共同配置包括充当感光体的感光鼓1、充当充电器的充电辊2以及充当显影单元的显影设备4，所述显影设备4容纳有包含调色剂和载体的显影剂并且使静电图像显影。另外，还包括充当用于除去残留在感光体上的转印残留调色剂并且清洁感光体的清洁工具的清洁刮刀5。本实例的感光鼓1使用具有旋转的鼓形状并且是具有30mm外径的电子照相感光体的负电荷的有机光电导体(OPC)。另外，当在正常纸片材上形成全色图像时，感光鼓1在由箭头R1指示的方向上以350mm/sec的处理速度(圆周速度)由充当驱动工具的电机(未示出)旋转地驱动。

另外，还包括充当对经充电的感光鼓进行曝光并形成静电图像的曝光单元的扫描仪3、向显影单元供应调色剂的调色剂供应设备(调色剂盒)6以及充当转印工具的转印辊7。对转印辊7施加来自充当施加工具的高压电源103的转印偏压，并且感光体上的调色剂图像在转印部被转印在中间转印带上。但是，位于中间转印带的移动方向上的最下游侧的图像形成站Pd使用电晕充电器。另外，最下游的图像形成站Pd(黑色)可以利用所谓的跳动式显影系统(jumpingdevelopment system)或其它显影系统。

被旋转地驱动的感光鼓1由充电辊2充电，对所述充电辊2施加来自充当施加工具的高压电源101的偏压。由于充电辊2接触感光体，因此充电辊2由充当清洁充电辊表面的清洁构件的清洁辊22来清洁。充电辊2和清洁辊22被一体化地提供并且被弹簧21朝着感光体推动。

然后，曝光设备3在如上所述被充上电的感光鼓1的鼓表面上形成静电潜像。曝光设备3由光源设备和多棱镜(未示出)构成。从光源设备发射的激光通过多棱镜提供扫描，并且与图像信号对应的静电潜像(静电图像)在感光鼓1上形成。

通过感光鼓1的旋转，感光鼓1的其上形成有静电潜像的表面面向显影设备4。显影偏压被施加到显影套筒41，并且感光体上的静电图像被用调色剂显影。显影设备4容纳有预定量的双组分显影剂。黄色、品红色和青色之一的非磁性调色剂与磁性载体以预定的混合比率混合成双组分显影剂。另外，调色剂盒6容纳有非磁性调色剂，并且根据非磁性调色剂的使用量来从显影设备内部向显影设备供应非磁性调色剂。

由显影设备4形成在感光鼓的表面层上的调色剂图像首先在转印部由充当转印工具的转印辊7转印在充当中间转印体的中间转印带11上。相反，残留在感光鼓1上的调色剂由每个图像形成单元的清洁刮刀5除去并收集。

由上述图像形成站形成并转印在中间转印带11上的调色剂图像被二次转印辊12二次转印(second transfer)在从卡盒14运送的充当记录材料的转印材料P上。另外，在位于转印部下游的、调色剂图像被转印在转印材料P上的位置处附着到中间转印带11的表面的调色剂由带清洁设备13清理干净。

已经经过二次转印部的转印材料P被加热并被充当定影工具的定影辊9挤压，由此把调色剂图像定影到转印材料P。定影了调色剂图像的转印材料P被输出到布置在该装置外部的片材输出托盘。

本实例的图像形成装置根据图像形成模式来选择处理速度和各种条件。例如，当在诸如基量大于120g/m²的片材之类的厚片材上形成图像时，操作以降低处理速度的低速模式进行。稍后详细描述执行这种模式期间的操作。

第2部分各种图像形成元件的设置条件

然后，下面描述关于各种图像的元件的具体条件。

充电辊2通过感光鼓1的旋转而旋转。在预定的条件下，充电辊2的芯棒由充当施加工具的高压电源101施加充电偏置电压。因此，通过以预定极性和预定电位进行接触式充电来处理旋转的感光鼓1的表面。在本实例中，用于充电辊2的充电偏置电压是其中叠加有直流电压和交流电压的振荡电压。更具体地说，在温度为23℃和相对湿度为50％的正常温度环境下的图像形成中，充电偏置电压是其中叠加有-700V的直流电压和频率为2.0KHz且峰-峰(peak-to-peak)电压为Vpp＝1.5kV的正弦波交流电压的振荡电压。采用这种充电偏置电压，感光鼓1的表面以与施加到充电辊2的直流电压相同的-700V(暗电位Vd)均匀地充电。

对显影套筒41施加来自充当施加工具的高压电源102的预定的显影偏压。在本实例中，显影偏置电压是其中叠加有直流电压和交流电压的振荡电压。更具体地说，显影偏置电压是其中叠加有-550V的直流电压和频率为9.0KHz且峰-峰电压为Vpp＝1.8kV的矩形波交流电压的振荡电压。通过该显影偏压以及在感光鼓1的表面上形成的静电潜像的电场，静电潜像以反转方式显影。

在感光鼓上显影的调色剂图像在转印部由转印设备7一次转印(first transfer)在中间转印带11上。相反，残留在感光鼓1上的一次转印残留调色剂等由清洁设备5收集。

清洁设备5包括用压力接触感光鼓的清洁刮刀51、运送调色剂的运送螺杆52以及收集废调色剂的废调色剂盒(未示出)。在附着到感光鼓表面的转印残留调色剂被清洁刮刀刮掉时所获得的废调色剂由废调色剂运送螺杆运送到废调色剂盒(未示出)。本实例中的清洁刮刀的接触压力是50gf/cm。关于该接触压力，感光鼓的旋转扭矩通常被设置为3至4kgf·cm。最后，各个图像形成站Pa、Pb、Pc和Pd中所包括的感光鼓的转印位置的间隔(转印间距)是120mm。

第3部分接触/分离机构和图像形成模式

本实例的图像形成装置选择多个图像形成模式中的一个并且执行所选择的模式。多个图像形成模式包括通过使用所有颜色的调色剂来形成图像的全色模式(第一模式)和只用黑色调色剂来形成图像的单色模式(第二模式)。

另外，提供了接触/分离机构。当本实例的图像形成装置只用图像形成站Pd来执行图像形成(单色模式)时，接触/分离机构促使Pd的感光鼓与中间转印带11接触，并且使Pa、Pb和Pc的感光鼓与中间转印带11分离。当图像由所有图像形成站Pa、Pb、Pc和Pd形成(全色模式)时，所有感光鼓都通过上述机构来与中间转印带进行接触。

在本实例中，黄色、品红色、青色和黑色用于按此顺序布置的图像形成站Pa、Pb、Pc和Pd。由此，当执行采用单一黑色的图像形成(单色模式)时，Pa、Pb和Pc与中间转印带11分离，并且在每个分离的图像形成站中，停止旋转驱动以及停止施加诸如充电偏压和显影偏压之类的电压。

另外，如上所述，当诸如OHP或绸纹纸之类的特殊片材或厚片材在使用单一黑色的时候经过时，执行以350mm/s的一半即175mm/s的处理速度提供旋转驱动的低速模式。在执行低速模式时，本实例的图像形成装置即使在单色模式中也不使未用于图像形成的图像形成站与中间转印体分离。这是为了针对多种速度模式确保与等效水平结合(banding)。

换句话说，虽然本实例的图像形成装置包括切换接触和分离的接触/分离机构，但是，如果选择并执行低速模式和单色模式，则所有图像形成站中包括的感光鼓被保持为与中间转印带接触。另外，类似于这种情况的构思可以应用到其中不执行图像形成的感光体由于不包括接触/分离机构的配置或者齿轮系(传动系)的联系而旋转的配置。

在这种情况下，在不执行图像形成的图像形成站Pa至Pc中的任何一个中，感光鼓1被旋转地驱动，但是持续停止施加各种偏压。

在这种情形中，在不向不执行图像形成的Y、M和C的站的清洁刮刀供应调色剂的情况下，感光鼓持续旋转。也就是说，长时间地不向清洁刮刀供应充当润滑剂的调色剂。由此，在这种情形下，清洁刮刀有可能卷起或者有可能出现颤动。

第4部分用于执行调色剂供应的定时

接下来，简要地描述执行到清洁刮刀的调色剂供应顺序的定时。如上所述，当在图像形成期间所供应的转印残留调色剂的量小时，期望向清洁刮刀供应调色剂以限制清洁失败。转印残留调色剂的量根据要在片材上形成的图像(调色剂的量)而改变。在下文中，描述了由控制电路来确定调色剂供应的执行定时的过程。

调色剂供应顺序的执行触发器

在本实例中，图像Duty(image Duty)充当所述顺序的执行触发器，其中图像Duty是要转印在片材上的调色剂的量的指标之一。在本实例中，当具有实心浓度(solid density)的图像Duty在A4尺寸(210mm×297mm)的单张片材上的10mm×297mm的区域中提供时，这种情况被定义为1/210[单位/副扫描长度mm]，并且被用在下面的描述中，其中实心浓度是可用于图像形成的最大浓度。

如果图像Duty为3/42000[单位/副扫描长度mm]或更大，则本实例中的感光鼓的驱动负载为3至4kfg·cm。但是，如果图像Duty小于3/42000[单位/副扫描长度mm]，则感光鼓的旋转扭矩(驱动负载)随着图像形成的累积张数增加而不断地变成4kfg·cm或更大。以这种方式，如果感光鼓的驱动负载超过4kfg·cm，则有可能产生颤动和卷起。

由于这个原因，本实例的图像形成装置受控制器控制以供应调色剂，在图像Duty为3[单位/副扫描长度mm]的情况下，当根据A4经过张数换算时，每过200张纸就向清洁刮刀供应调色剂。作为替代，在不管理图像Duty的平均值的情况下，则感光体的表面电阻的变化可以根据向电机施加以便以预定速度旋转地驱动电机的电流的当前值获得。

用流程图说明调色剂供应顺序

下面用流程图来描述在作为图像形成单元的图像形成站Pa至Pd的感光体与中间转印带接触时至少一个站不执行图像形成的模式下的调色剂供应顺序。更具体地说，该描述是针对单色模式给出的，在单色模式中，只有在中间转印带的移动方向上位于最下游侧的Bk站Pd(第二图像形成单元)执行图像形成，而位于Bk站Pd上游的Y、M和C站Pa至Pc(第一图像形成单元)不执行图像形成。

本实例的图像形成装置包括充当控制图像形成装置的各个元件的执行单元和控制单元的控制电路613。控制电路613接收来自诸如安培表之类的检测工具的信息并且对要施加到元件的偏压和元件的驱动进行控制(见图6)。

图3是用于向清洁刮刀供应调色剂以增加润滑性能从而限制清洁失败的顺序的粗略流程图。下面描述各个步骤。

充当控制器的控制电路提供控制以在Bk站中执行图像形成(s01)。然后，控制电路确定图像形成的张数是否达到按A4片材换算的200张(s02)。如果张数没达到200张，则控制电路继续图像形成，因为当前定时不是要向清洁刮刀供应调色剂的定时(END)。相反，如果张数已达到200张，则控制电路确定预定时段的图像Duty的平均值是否小于3/42000[单位/副扫描长度mm](s03)。如果图像Duty的平均值等于或大于3/42000[单位/副扫描长度mm]，则控制电路重置保持图像Duty的计数器(s05)。相反，如果图像Duty的平均值小于3/42000[单位/副扫描长度mm]，则控制电路在与图像形成期间片材之间的区域对应的位置对清洁刮刀执行润滑调色剂的喷射操作。此时，所喷射的调色剂量是测量的图像Duty与3[单位/副扫描长度mm]相比所不足的不足量。对于最大为3[单位/副扫描长度mm]的喷射，所需的时间是大约0.1[s]。在本实例中，图像Duty每200张就重置。但是，重置不必局限于这种方法。

第5部分调色剂供应操作

接下来，用时序表来描述向清洁刮刀供应调色剂以增强润滑性能的操作。

图4是本实例的向清洁刮刀供应调色剂时的时序图。另外，图5是根据比较例的与图像形成期间的喷射类似地喷射调色剂时的时序图。

调色剂供应操作的概述

如上所述，本实例的图像形成装置的处理速度是350mm/s，图像形成站Pa、Pb、Pc和Pd中的每一个的感光鼓的直径是φ30mm。当面对中间转印带的位置充当基准(0mm)时，关于显影设备和充电设备面对感光鼓的表面的位置，显影位置位于感光鼓上游侧距离位置基准1/3转(上游31.4mm)处，并且充电位置位于上游侧距离显影位置1/3转(上游62.8mm)处。

另外，假设Pd的曝光位置位于上游侧距离位置基准1/2转处，即，125.7mm。另外，各个图像形成站的转印位置之间的距离(转印间距)是120mm。

另外，关于只用于显影偏压的DC分量的施加的上升，上升和下降的斜率需要0.1[s]的时间。类似地，用于充电AC的上升和下降需要0.1[s]的时间。对于Bk站的曝光，假设上升花费基本上零秒。本实例中的处理速度是350mm/s，并且连续经过的片材的片材间隔是0.4[s]。

此时，图4示出了在本实例中所执行的喷射控制的时序图。为了增强清洁刮刀的润滑性能，在感光体上喷射要供应到清洁刮刀的调色剂量的调色剂所需的时间是0.1[s]。由此，关于显影DC的上升和下降，从开始到结束的时间是0.3[s]。这个时间小于Bk的片材间隔所需时间0.4[s]。因此，可以在片材间隔期间执行喷射。

接下来，简要描述比较例。图5是比较例的时序图，在比较例中，像图像形成期间的情形那样通过使感光体充电并且对感光体进行曝光来在感光体上形成调色剂图像。在平常的图像形成期间，显影DC偏压和充电DC偏压的上升和下降花费0.5[s]的时间，以防止由于显影和充电的定时漂移造成的重叠。由此，从显影DC开始上升、然后执行最大为0.1[s]的喷射、到显影DC下降的时段花费1.1[s]。也就是说，在感光体上形成要供应到清洁刮刀的调色剂(喷射)所需的时间是1.1[s]。因此，喷射所需的时间超过了作为片材间隔所需时间的0.4[s]。由于这个原因，如果采用比较例中所描述的调色剂供应操作，则不可能在不降低生产率的情况下在片材间隔中形成调色剂带。

实例与比较例之间的比较

为了限制与由于未用于图像形成的其它站的旋转而旋转的感光体接触的清洁刮刀的卷起或颤动，用表1来描述其中与图像形成期间的情形类似地施加700V的充电DC电压的情况(比较例)与本实例之间的差别。

[表1]

如表1中所示，平常的图像形成操作中的调色剂喷射所需的时间花费1.1[s]，但是在本实例中所执行的喷射控制中是0.3[s]。由此，本实例的调色剂供应操作可以通过极短的时间提供输出。也就是说，在位于下游侧的图像形成站Pd执行图像形成操作的同时，位于上游侧的未用于图像形成的图像形成站Pa、Pb和Pc可以执行喷射顺序。因此，所喷射的调色剂可以在没有停工时间的情况下在执行图像形成的Pd的片材间隔中经过。

在低速的情况下，显影和充电偏压的上升时间相同，并且喷射所需的时间增加了处理速度的值。在本实例中，为了执行按图像Duty换算的3[单位]的喷射，喷射花费0.4[s]。相反，片材间隔所需的时间是0.8[s]。如果执行本实例中的喷射，则喷射在片材间隔内执行。相反，如果在平常的图像形成操作中执行喷射，则喷射所需的时间是1.2[s]。该喷射不在低速时的片材间隔时间0.8[s]内。

第6部分调色剂供应之前和之后的充电偏压

如上所述，如果在不向充电辊施加直流电压的情况下向清洁刮刀供应调色剂，则调色剂的供应可以在与比较例相比的短时间内完成。但是发现，如果在不使感光体充电的情况下由清洁刮刀来除去在感光体上形成的调色剂，则在除去调色剂的部分中感光体表面的电位会由于分离放电而变得不稳定。由此，控制电路对用于向清洁刮刀供应调色剂的操作期间的偏压和调色剂供应操作之后的偏压进行如下控制。

调色剂供应操作期间的各种偏压

首先，描述在向清洁刮刀供应调色剂时(喷射期间)施加的显影DC、显影AC偏压以及充电AC偏压。

控制电路向显影设备施加预定的显影DC电压(显影偏压)，以获得具有实心浓度的Vcont。在本实例中，当向清洁刮刀供应调色剂时，向显影设备施加-200V的电压。另外，在本实例中，向显影设备施加1400Vpp的交流电压，以确保感光体的显影性能。

然后，描述在调色剂供应操作期间要向充电辊施加的充电偏压。如上所述，当向清洁刮刀供应调色剂时，在不向充电辊施加直流电压的情况下施加峰-峰电压值是放电起始电压值的至少约两倍的交流电压。在本实例中，交流电压的导通定时(ON timing)在调色剂喷射操作之后，并且在喷射区域第一次经过充电部的时候接通。但不限于此。可以在执行了喷射操作的图像形成单元执行下一次图像形成之前除电。另外，关于交流电压的导通定时，例如，可以存在使交流电压的导通定时提前以除电使得鼓上的电位在喷射操作之前预先设置为0V的配置。但是，除非需要，否则切断交流电压的配置基本上是优选的。

在这种情况下，不向充电辊施加直流电压实质上包括向充电辊施加基本上为0V的直流电压。向充电辊施加的直流电压是为了防止在偏压的上升和下降期间载体从显影设备附着到感光体。由此，只要直流电压在当向清洁刮刀供应调色剂时可以限制载体到感光体的范围(大约0±30V)内，就认为向充电辊施加的直流电压基本上是切断的。当向感光体喷射调色剂时，向充电辊施加的交流电流(AC充电偏压)优选地具有0或更大的放电电流量。稍后描述在这种情况下确定向充电辊施加的交流电压的方法。

针对调色剂除去之后的区域的充电处理

接下来描述的是喷射在感光体上以限制清洁失败的调色剂被除去之后的各种偏压。基于发明人的研究，发现当喷射在感光体上的调色剂被清洁刮刀除去时，其中感光体的调色剂由清洁刮刀除去的区域的电位被改变。具体地说，如果调色剂的充电极性为负，则关于通过施加显影偏压所喷射的调色剂，在由清洁刮刀单元除去调色剂的区域中的感光体的电位趋于被充上与调色剂的充电极性相反的反向极性(正)。这可能是因为：由于调色剂从充电的调色剂被保持在感光体上时的电平衡状态(0V)被清洁刮刀除去，其中调色剂由清洁刮刀除去的区域的电位被改变。

如上所述，由于在供应到清洁刮刀的调色剂被清洁干净时所产生的电位的变化，如果向显影设备施加的显影偏压被切断，则会出现以下问题。具体地说，当感光体的区域在除去所供应的调色剂之后经过显影挤压部(development nip)时，作为将具有载体的调色剂吸引到鼓的结果，局部相反电位会造成调色剂的重叠和载体的附着。如果由电位传感器来测量分离放电之后的区域的电位，无法获得明显大的电位的结果。载体附着的详细机制还不得而知；但是，原因可能如下。即，分离放电之后的区域在宏观上与电位传感器同等(leveled)，并且电位不是明显大的电位。但是，在微观上，电位被大程度地偏转成针状，Vcont局部增大，由此载体会附着。附着在感光体上的调色剂和载体影响位于执行调色剂供应模式以限制清洁失败的图像形成站下游的站的图像。

由此，本实例的控制电路在后面的定时施加各种偏压，以通过对在调色剂供应之后在下游侧产生的图像缺陷提供控制来限制图像缺陷的发生，如下所述。

如图4中所示，在本实例的控制电路执行用于润滑的调色剂喷射操作之后，控制电路向充电辊施加AC电压，由此被分离放电改变的感光体的电位收敛到预定电位(基本上为0V)。向充电辊施加的直流电压是0V(不施加)，并且施加峰-峰电压值为放电起始电压值的大约两倍的交流电压。因此，放电起始值附近的交流电压(Vth±大约100V)被施加到充电辊，并且感光体的表面电位变成大约为向充电辊施加的直流电压值。如果目标被设为基本上为0μA的放电电流值，则当执行图像形成时，产生由放电不均匀造成的线状图像缺陷。但是，当调色剂去除之后的感光体的区域被设为基本上0V时，即使产生一定程度的放电不均匀，图像也不输出，因此影响较小。

因此，当感光体的除去所供应的调色剂的区域经过充电挤压部时，本实例的控制电路不向充电辊施加直流电压，而是施加峰-峰电压值大约为放电起始电压值的两倍并且比要在图像形成期间施加的交流电压的峰-峰电压值低的交流电压。

从而，当清洁刮刀上的负载大时，可以在限制生产率下降的同时输出好的图像。其中由于通过清洁刮刀除去调色剂带而预计出现分离放电的区域具有形成调色剂带的宽度。由于这个原因，至少在该区域所经过的期间，DC＝0V和大约为放电起始电压值的交流电压优选地施加到充电辊，其中，为限制清洁失败，所形成的调色剂带被从所述区域除去。出于安全，自从用于供应到清洁刮刀的调色剂带的尾端通过充电挤压部，在感光鼓转一圈之后，本实例的控制电路被控制为切断向充电辊施加的交流电压。

针对获得放电电流量和放电起始电压值的方法的附加说明

下面根据实例来描述获得放电电流量和放电起始电压值的方法。当然，其它已知的方法可以用来获得放电电流量和放电起始电压值。

在本实例中，放电起始电压值等是如下获得的。更具体地说，当从AC电源201向充电辊2施加恒定的AC电压时，基于由安培表614检测的AC电流值来获得充电辊的电流-电压特性(在下文中称为VI特性)。然后，通过由控制单元613向所获得的VI特性添加预定的数值计算，来确定满足预定放电量表(未示出)的AC分量的输出。

在图像形成期间，以与AC电源201叠加的方式从DC电源211施加独立地确定的DC偏压。控制单元613包括上述偏压控制单元204。

另外，如下具体执行要添加到VI特性的数值计算。

首先，应用不造成放电的偏压(即，非放电区域中的偏压)的施加，并且获得此时的VI特性。也就是说，基于电流输出对多个点的采样Vpp的结果来计算线性近似。

类似地，当在放电区域中也获得了电流输出对采样Vpp并且通过非放电区域中的近似所获得的线被叠加在VI特性上时，差异对应于在充电辊与感光鼓之间产生的充电量。

在下文中，用参考表达式来描述获得预定放电量的过程。

首先，假设非放电区域采样Vpp是(AC[1]',AC[2]',AC[3]')，并且在施加偏压时所检测的电流值是(Iac[1]',Iac[2]',Iac[3]')。此时，非放电区域中的线性近似的倾斜度a及其截距b由以下表达式表示。

[数学式1]

a = \frac{3 Σ_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{'} * Iac {[k]}^{'} {- Σ}_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{'} Σ_{k = 1}^{3} Iac {[k]}^{'}}{3 Σ_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{' 2} - {Σ_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{'}}^{2}}

b = \frac{3 Σ_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{' 2} Σ_{k = 1}^{2} Iac {[k]}^{'} - Σ_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{'} {Iac [k]}^{'} Σ_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{'}}{3 Σ_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{' 2} - {Σ_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{'}}^{2}}

当放电区域采样Vpp是(AC[1],AC[2],AC[3])并且在施加偏压时所检测的电流值是(Iac[1],Iac[2],Iac[3])时，放电区域中的线性近似的倾斜度A及其截距B由以下表达式表示。

[数学式2]

A = \frac{3 Σ_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{'} * Iac {[k]}^{'} - Σ_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{'} Σ_{k = 1}^{3} Iac {[k]}^{'}}{3 Σ_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{' 2} - {Σ_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{'}}^{2}}

B = \frac{3 Σ_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{' 2} Σ_{k = 1}^{2} Iac {[k]}^{'} - Σ_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{'} {Iac [k]}^{'} Σ_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{'}}{3 Σ_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{' 2} - {Σ_{k = 1}^{3} AC {[k]}^{'}}^{2}}

另外，当D是期望的放电量时，满足D的Vpp可以通过具有由表达式(6)和(7)、以及(8)和(9)构成的线性近似的差的下列表达式获得。D是还根据大气中的温度和水分量而变化的量。

[数学式3]

Vpp＝{D-(B-b)}/(A-a)

在本实例中，非放电区域中的采样点(AC[1]',AC[2]',AC[3]')和放电区域中的采样点(AC[1],AC[2],AC[3])是参考温度如图7和8中所示那样确定的。另外，放电量目标值D是参考温度如图9中所示那样确定的。

如上所述，要施加到充电辊以引起感光体和充电辊之间的放电的最低电压值可以通过通电的充电辊的阻抗以及大气环境的温度和湿度来计算。

实例2

实例1公开了这样的配置：当感光体的电位因为由调色剂的除去所造成的分离放电而变化时，执行控制以获得放电起始电压值并且向充电辊施加与所获得的放电起始电压值类似的交流电压。但是，放电起始电压值是基于充电辊的轮廓(profile)以及温度和湿度传感器来粗略确定的。由此，本实例的图像形成装置被配置为包括获取所安装的图像形成装置的大气环境的温度和湿度的温度和湿度传感器(环境传感器)，并且关于传感器的输出和存储器中所保持的表来改变要施加到充电辊的交流电压值。

另外，当黑色单色模式和全色模式的作业连续执行时，如果在图像形成的中间操作附连/分离机构(attachment/detachmentmechanism)，则生产率下降，本实例的图像形成装置在作为图像形成单元的彩色单元与中间转印体保持接触时执行图像形成。如果存在预订张数的单色图像形成，或者与图像形成期间的给出某种控制的定时同步时，则控制电路执行彩色单元与中间转印带的分离操作，以便提供控制以限制生产率下降。

另外，本实例的图像形成装置以是正常片材的图像形成速度的1/2或1/3的速度对诸如OHP或绸纹纸之类的特殊片材或厚片材执行操作，以维持转印性能和定影性能。但是，对于单个或多个图像形成单元的所有组合，在有许多速度模式的情况下在技术上难以确保各个站之间的颜色失准和结合的等效水平。由于这个原因，在低速操作期间，图像形成单元即使在单色图像形成的情况下也有可能持续接触中间转印体。

如上所述，当与图像形成无关的图像形成站的感光体接触中间转印带时，停止施加充电偏压和显影偏压并且旋转地驱动感光体。因此，要供应到清洁刮刀的转印残留调色剂不再存在，并且可以给出控制，以便执行用于向清洁刮刀供应调色剂以更积极地限制清洁失败的模式。

本发明不限于上述实例并且在不背离本发明的精神和范围的情况下可以被改变和修改。由此，为了使本发明的范围清楚，权利要求书所附如下。

本申请要求2012年7月18日提交的日本专利申请No.2012-159517的权益，其全文通过引用并入于此。

附图标记列表

100 图像形成装置

1 感光鼓(感光体)

2 充电辊(充电器)

101 充电电源(施加工具)

4 显影设备(显影单元)

51 清洁刮刀(清洁工具)

Pa至Pd 图像形成站(图像形成单元)

11 中间转印带(中间转印体)

613 控制器、控制单元(执行单元)

614 安培表(检测工具)

Claims

1.一种图像形成装置，其特征在于，包括：

第一图像形成单元，包括能旋转的第一感光体、被配置为使第一感光体充电的第一充电器、被配置为对经充电的第一感光体进行曝光并且在第一感光体上形成静电潜像的第一曝光单元、以及被配置为通过使用包含调色剂和载体的显影剂来使在第一感光体上形成的静电潜像显影并且形成调色剂图像的第一显影单元；

第二图像形成单元，包括能旋转的第二感光体、被配置为使第二感光体充电的第二充电器、被配置为对经充电的第二感光体进行曝光并且在第二感光体上形成静电潜像的第二曝光单元、以及被配置为用调色剂来使在第二感光体上形成的静电潜像显影并且形成调色剂图像的第二显影单元；

2.如权利要求1所述的图像形成装置，其中，在执行调色剂供应控制期间，控制单元通过在不向第一充电器施加直流电压的情况下向第一充电器施加峰-峰电压为放电起始电压的至少两倍的交流电压并且向第一显影单元施加显影偏压，来使调色剂附着到感光体上的不与中间转印体上的要在其上转印所形成的调色剂图像的区域接触的区域，并且向清洁刮刀供应调色剂。

3.如权利要求1所述的图像形成装置，还包括：

使中间转印体与至少第一感光体彼此接触和分离的机构，

其中，在执行所述模式期间，执行单元使第一和第二感光体与中间转印体接触，并且减小第一和第二感光体以及中间转印体的速度。

4.如权利要求1所述的图像形成装置，其中，如果自从开始执行所述模式起，经受连续图像形成的记录材料的数量达到预定数量，则控制器执行调色剂供应控制。

5.如权利要求1所述的图像形成装置，其中第一充电器接触第一感光体并且使该感光体充电。

6.如权利要求1所述的图像形成装置，其中，执行单元能够执行用于通过使用第一和第二图像形成单元来执行具有在记录材料上转印的图像形成的模式。