CN105487358B - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像形成装置。该图像形成装置包括图像承载部件、充电部件、充电电压源、静电图像形成部分、显影设备、显影电压源、转印部分，转印电压源和控制器。在图像形成期间，在形成图像的同时将转印之后保持在图像承载部件上的调色剂收集在显影设备中。在于无图像形成期间执行的清洁操作中，在旋转图像承载部件的同时，控制器将调色剂从充电部件转印到图像承载部件上、使调色剂在推进状态下通过显影部分、在充电部分将调色剂的充电极性反转为正常极性并且然后在显影部分将充电极性反转的调色剂从图像承载部件转印到显影部件上以在显影设备中收集调色剂。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及图像形成装置，诸如电子照相式或者静电记录式的复印机、打印机或者传真机。

背景技术

在电子照相式的常规图像形成装置等中，图像承载部件被均匀地充电，并且在被充电的图像承载部件上形成静电潜像，使用调色剂来显影该静电潜像，此后产生的调色剂图像被从所述图像承载部件转印到调色剂图像接收部件。然后，在调色剂图像转印之后保持在图像承载部件上的残余调色剂被从该图像承载部件上去除并且被收集。

广泛地使用包括清洁部件(诸如清洁板)的清洁设备作为去除和收集残余调色剂的装置。由清洁设备收集的调色剂是废调色剂，但是从环境保护、对资源的有效使用等的角度出发，希望不产生废调色剂。另外，从图像形成装置小型化等的角度出发，希望不设置清洁设备。

因此，存在如下的无清洁器(cleaner-less system)系统，其中在显影设备中通过“同时显影和清洁”从图像承载部件去除和收集残余调色剂，并且然后重新使用残余调色剂(日本公开专利申请(JP-A)Sho 59-133573)。

在另一方面，近年来采用和发展了如下的接触充电式作为用于给图像承载部件充电的装置，其中充电部件与图像承载部件接触并且随后通过向充电部件施加电压来给图像承载部件充电。与电晕充电式相比较，接触充电式通过充电处理产生少量的臭氧并且所需的电压低，因此从环境和图像形成装置小型化的角度出发接触充电式是优选的，从而接触充电式被广泛地使用。

在采用无清洁器系统和接触充电式的图像形成装置中，在某些情况下，被充电为与显影过程中调色剂的充电极性(也被称为“正常极性”)相反的极性的调色剂的一部分沉积在充电部件上并且累积在充电部件上，因此充电能力退化。

因此，日本专利No.3030188提出被充电为与正常极性相反的极性并且沉积在充电部件上的调色剂被静电地沉积在图像承载部件上，并且然后通过使用显影设备的显影辊滑动调色剂来将调色剂的充电极性反转到正常极性，以在显影设备中收集调色剂。

然而，根据本发明人的研究，发现在某些情况下，取决于图像形成装置的操作环境和显影设备的设置，不可以通过使用显影辊滑动调色剂来充分均匀地反转被充电为与正常极性相反的极性的调色剂的充电极性。

出于这个原因，在采用无清洁器系统和接触充电式的图像形成装置中，需要用于在显影设备中收集沉积在充电部件上的并且被充电为与正常极性相反的极性的调色剂的新方法。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种图像形成装置，该图像形成装置能够将被充电为与沉积在充电部件上的调色剂的正常极性相反的极性的调色剂充电为正常极性，并且然后能够收集所述充电调色剂。

根据本发明的一个方面，提供了一种图像形成装置，包括:可旋转图像承载部件；充电部件，用于通过被供应电压而在与所述图像承载部件接触的充电部分给所述图像承载部件充电；充电电压源，用于向所述充电部件施加电压；静电图像形成装置，用于在被充电的所述图像承载部件上形成静电图像；显影设备，包括显影部件，所述显影部件用于通过被供应电压以在显影部分处向所述图像承载部件上的静电图像供应被充电到正常极性的调色剂从而形成调色剂图像；显影电压源，用于向所述显影部件施加电压；转印装置，用于通过被供应电压而在转印部分将调色剂图像从所述图像承载部件静电转印到调色剂图像接收部件上；转印电压源，用于向所述转印装置施加电压；以及控制器，用于执行清洁操作以在无图像形成期间减少在所述充电部件上沉积的调色剂的量，其中在图像形成期间，在通过将调色剂图像转印到调色剂图像接收部件上以形成图像的同时，转印后保持在所述图像承载部件上的调色剂被所述显影部件收集在所述显影设备中，以及其中在清洁操作中，在旋转所述图像承载部件的同时，所述控制器将沉积在所述充电部件上并且被充电为与正常极性相反的极性的调色剂从所述充电部件转印到所述图像承载部件上，在转印的调色剂被从显影部件向着所述图像承载部件静电地推进的状态下使转印的调色剂通过显影部分，在充电部分将通过的调色剂的充电极性反转为正常极性，并且然后在显影部分将充电极性反转的调色剂从所述图像承载部件静电转印到所述显影部件上以在所述显影设备中收集调色剂。

在结合附图考虑本发明的优选实施例的下列描述之后，本发明的这些以及其它目的、特征和优点将变得清楚。

附图说明

图1是图像形成装置的示意截面图。

图2是示出了图像形成装置的主要部分的示意控制方式的框图。

图3是充电辊的清洁操作的时序图。

具体实施方式

将参考实施例1详细描述根据本发明的图像形成装置。

[实施例1]

1.图像形成装置的总体结构和操作

图1是根据本发明的实施例1的图像形成装置100的示意截面图。本实施例中的图像形成装置100是采用无清洁器系统和接触充电式的电子照相式激光束打印机。

图像形成装置100包括感光鼓1，该感光鼓1是作为可旋转图像承载部件的鼓形(圆柱形)电子照相感光部件。当开始图像输出时，感光鼓1在图1中指示的箭头R1的方向上被驱动马达(未示出)旋转地驱动。

旋转感光鼓1的表面被充电辊均匀地充电为预定极性(在本实施例中为负(极性))和预定电势，该充电辊是作为充电装置的辊形充电部件。充电辊2被与感光鼓1接触地设置并且在图1中指示的箭头R2的方向上被驱动马达(未示出)旋转地驱动。此时，从作为充电电压施加装置的充电电压源E1(图2)向充电辊2施加预定的充电电压(充电偏压)，该充电电压是负直流电压。感光鼓1和充电辊2之间的接触部分是充电压合部a。另外，相对于感光鼓1的旋转方向，感光鼓1被充电辊2充电的位置是充电部分。通过在相对于感光鼓1的旋转方向的充电压合部a的上游侧和下游侧在充电辊2和感光鼓1之间形成的间隙中的至少一个中产生的放电，充电辊2给感光鼓1的表面充电。在本实施例中，为了方便容易理解起见，感光鼓1的表面的充电处理被认为在充电压合部处执行，并且在某些情况下，充电压合部被描述为充电部分a。

通过作为曝光装置(静电图像形成装置)的曝光设备(激光曝光单元)3，充电的感光鼓1的表面经受了根据图像数据调制的激光光束L的扫描曝光。通过在重复相对于感光鼓1的主扫描方向(旋转轴方向)的曝光的同时使感光鼓表面还相对于子扫描方向(表面运动方向)经受激光光束1的曝光，曝光设备3在感光鼓1上形成静电潜像(静电图像)。相对于感光鼓1的旋转方向，曝光设备3对感光鼓1的曝光位置是图像曝光部分b。

通过作为显影装置的显影设备4，使用作为显影剂的调色剂将形成在感光鼓1上的静电潜像显影(可视化)为调色剂图像。显影设备4包括显影容器45和被显影容器45可旋转地支撑的作为显影部件(显影剂装载部件)的显影套筒41。容纳有作为显影剂的磁性单一成分显影剂的黑色调色剂T。本实施例中的调色剂T可以带负电。即，在本实施例中，调色剂T的正常极性(显影期间的充电极性)为负。显影套筒41被布置于被设置在显影容器45的与感光鼓1的相对的位置处的开口处，以便被部分地曝露于显影容器45之外。通过在中空的非磁性金属(诸如铝)裸管的外围设置具有预定体电阻率的导电弹性橡胶层，来制备显影套筒41。在显影套筒41的中空部分处固定地设置作为磁场产生装置的磁性辊43。

容纳在显影容器45中的调色剂T不仅被搅拌部件44搅拌，而且被磁性辊43的磁力供应给显影套筒41的表面。随着显影套筒41的旋转，供应给显影套筒41的表面的调色剂通过作为显影剂调控部件的显影片42的相对部分，从而以薄层均匀地形成调色剂T并且调色剂T通过摩擦带电而被充负电。此后，随着显影套筒41旋转，显影套筒41上的调色剂被馈送到显影套筒41接触感光鼓1的显影位置并且根据感光鼓1上的静电潜像而被转印到感光鼓1上，从而使得感光鼓1上的静电潜像被调色剂显影。此时，从作为显影电压施加装置的显影电压源E2(图2)向显影套筒41施加预定的显影电压(显影偏压)，该预定的显影电压是负DC电压。在本实施例中，通过图像部分曝光和逆显影形成调色剂图像。即，感光鼓表面在被均匀地充电之后曝光，由此被充电为与感光鼓1的充电极性相同的极性(在本实施例中为负)的调色剂沉积在感光鼓1上的电势的绝对值减小的曝光部分(图像部分)上。相对于旋转方向，感光鼓1与显影套筒41相对(接触)的位置是显影部分c。

在本实施例中，显影套筒41在箭头R3的方向(图3)上被驱动马达(未示出)旋转地驱动，从而使得感光鼓1和显影套筒41在显影部分c处的移动方向是同一方向。在本实施例中，感光鼓1和显影套筒41被旋转地驱动从而在显影部分c处以感光鼓1和显影套筒41之间的预定圆周速度差移动。在本实施例中，使显影套筒41的圆周速度比感光鼓1的圆周速度快。

在感光鼓1上形成的调色剂图像被送到转印部分d，转印部分d是感光鼓1和转印辊5之间的接触部分，转印辊5是作为转印装置的辊式转印部件。与感光鼓1上的调色剂图像的时刻同步，作为调色剂图像接收部件的记录材料P(诸如记录片材)被输送辊9等从容纳部分8送到转印部分d。然后，感光鼓1上的调色剂图像在转印部分d通过转印辊5的动作转印到夹在感光鼓1和转印辊5中间的记录材料P上。此时，从作为转印电压施加装置的转印电压源E3(图2)向转印辊5施加预定的转印电压(转印偏压)，该转印电压是具有与调色剂的正常极性相反的极性(在本实施例中为正)的DC电压。结果，通过转印辊5和记录材料P之间所形成的电场的动作，调色剂图像被从感光鼓1静电地转印到记录材料P上。

调色剂图像被转印到其上的记录材料P被送到作为定影装置的定影设备7。在定影设备7中，向记录材料P施加热和压力，从而使得转印在材料P上的调色剂图像被定影于记录材料P上。

在另一方面，通过同时显影和清洁在显影设备4中收集保持在感光鼓1上而未被转印到记录材料P上的转印残余调色剂(残余调色剂)。即，显影设备4包括显影部件41，以用于通过向显影部件41供应电压以向显影部分c处的图像承载部件上的静电潜像供应被充电为正常极性的调色剂来形成调色剂图像。在形成调色剂图像的同时，显影设备4在显影设备4中收集在显影部件41的调色剂图像转印之后保持在图像承载部件上的调色剂。在下文中将描述同时显影和清洁的细节。

通过重复上述步骤执行图像输出操作。

此处，图像形成装置100执行一系列图像输出操作(作业)步骤，这些操作步骤开始于单个开始指令，并且其中单个或者多个记录材料P经受图像形成并且被从图像形成装置100的装置主要部件排出(输出)。所述作业一般包括图像形成步骤(打印步骤)、旋转前步骤、在所述图像在多个记录材料P上形成的情况下的片材间隔(记录材料间隔)步骤以及旋转后步骤。在其中实际执行感光鼓1上的静电潜像的形成、静电潜像的显影、调色剂图像的转印、调色剂图像的定影等的时间段中执行图像形成步骤。具体地，图像形成步骤的定时根据执行充电、曝光、显影、转印、定影等的各个步骤的位置而改变。在图像形成步骤之前执行准备操作的时间段中执行旋转前步骤。当相对于多个记录材料P连续地执行多个图像形成步骤时，在对应于转印部分d处的记录材料P和随后的记录材料P之间的间隔的时间段中执行片材间隔步骤。在执行图像形成步骤之后的操作后处理(准备操作)的时间段中执行旋转后步骤。在图像形成期间执行图像形成步骤，并且在图像形成期间之外的时间段(诸如旋转前步骤、片材间隔步骤、旋转后步骤等)中对应于无图像形成的期间。在本实施例中，在无图像形成期间的预定时刻，执行用于减少沉积在充电辊2上的调色剂的量的清洁操作。

2.同时显影和清洁

在本实施例中，保持在感光鼓1上而没有被转印在记录材料P上的转印残余调色剂(残余调色剂)通过同时显影和清洁被从感光鼓1上去除，并且在显影设备4中被收集并且然后被重新使用。

此处，转印残余调色剂在到达显影部分c之前进入充电部分a。在本实施例中，为了使转印残余调色剂通过充电部分a而以可能的程度不引起转印残余调色剂在充电辊2上的沉积，采用下面两个构造。

第一构造是如下的构造，其中设置曝光前设备(曝光前灯)6作为除电装置以用于相对于感光鼓1的旋转方向在转印部分d的下游和充电部分a的上游侧对感光鼓1进行除电。在感光鼓1进入充电部分a之前，曝光前设备6光去除感光鼓1的表面电势，以便在充电部分a处产生稳定的放电。曝光前设备6的曝光位置是相对于感光鼓1的旋转方向的除电部分e。转印残余调色剂主要包括被充电为与正常极性相反的极性的正电荷极性的调色剂、带负电但是不具有足够的电荷的调色剂等。由曝光前设备6对感光鼓1进行除电，由此可以在充电处理期间均匀地产生放电，并且同时可以将转印残余调色剂均匀地充电为负极性。

第二构造是如下的构造，其中充电辊2被根据感光鼓1的预定圆周速度差旋转地驱动。虽然大部分调色剂通过如上所述的放电被充电为负极性，但是在某些情况下，不可以被充分地充负电的调色剂在某种程度上保持并且沉积在充电辊2上。通过以该预定的圆周速度差驱动和旋转充电辊2和感光鼓1，通过感光鼓1和充电辊2之间的滑动(摩擦)，沉积在充电辊2上的调色剂可被充分地充电为负极性。结果，获得了抑制调色剂在充电辊2上的沉积的效果。在本实施例中，充电辊2被以比感光鼓1的圆周速度高的圆周速度旋转地驱动，从而使得充电辊2在与感光鼓1的接触部分处在与感光鼓1的移动方向相同的方向上移动。

如上所述，随着感光鼓1的旋转，在充电部分a处被充电为负极性的调色剂此后被送到显影部分c。然后，在无图像部分(无曝光部分)，由于感光鼓1的表面的暗部分电势(Vd)和显影偏压(Vdc)之间的电势差，带负电荷的调色剂被转印到显影套筒41上并且被随后在显影设备4中被收集。在另一方面，在图像部分(曝光部分)，由于感光鼓1的表面的亮部分电势(Vl)和显影偏压(Vdc)之间的电势差，带负电荷的调色剂不被转印到显影套筒41上。然而，这个部分是图像部分，并且因此调色剂可以按照原样保持在感光鼓1上，并且此后被转印到记录材料P上。附带地，Vdc被设置为Vd和Vl之间的电势。

3.控制方式

图2是示出了本实施例中的图像形成装置100的主要部分的示意控制方式(模式)的框图。在图像形成装置100中设置的作为控制装置的控制器150被如下地构成，其包括作为用于执行计算的中心元件(设备)的CPU 151，并且包括作为存储元件(设备)的存储器152(诸如ROM或者RAM)。在RAM中存储了传感器的检测结果、计算结果等，并且在ROM中存储了控制程序、事先获得的数据表等。控制器150是用于实现对图像形成装置100的操作的综合控制的控制装置，并且控制了各种电子信息信号、驱动定时等的传递，并且因此实现了预定的图像形成时序控制等。使用控制器150连接将被控制的各个对象。例如，充电电压源E1、显影电压源E2、转印电压源E3、曝光前设备6等与控制器150连接。特别地，在本实施例中，控制器150通过控制各个电压源E1、E2和E3的开/关和输出值以及以除电光照射的开/关等来执行后面描述的充电辊2的清洁操作。

4.充电辊的清洁操作

(本实施例中的充电辊的清洁操作的特征)

如上所述，转印残余调色剂在充电部分a处被充负电，并且通过充电部分a然后被送到显影部分c。然而，作为转印残余调色剂的一部分，存在连续地沉积在充电辊2上而没有被在充电部分a处被充分地充电为负极性的调色剂。当在调色剂沉积在充电辊2上的状态下继续图像形成时，由于调色剂附着到充电辊2上，所以在某些情况下产生充电性能的下降等。

出于这个原因，期望沉积在充电辊2上的调色剂被沉积在感光鼓1上并且被送到显影部分c，并且然后在预定的时刻返回显影设备4。然而，根据本发明人的研究，结果相对于充电辊2上的调色剂沉积发生了下面的现象。即，当调色剂沉积在充电辊2上时，当感光鼓1被来自充电辊2的放电充电时，沉积在充电辊2上的调色剂的正极性组分由于放电现象而增加。出于这个原因，即使当旨在通过摩擦将调色剂的电荷极性反转为负极性时，在某些情况下，被充正电的调色剂也不可以被充分地极性反转为负极性。

此后，在本实施例中，控制器150在无图像形成期间在预定的时刻执行以下用于减少沉积在充电辊2上的调色剂的量的清洁操作。即，在清洁操作中，控制器150将沉积在充电辊2上并且被充电为与正常极性相反的极性的调色剂从充电辊2转印到感光鼓1上。然后，在调色剂被从显影套筒41向着感光鼓1推进的状态下，控制器150使转印的调色剂通过显影部分c。然后，控制器150在充电部分a处将通过的调色剂的充电极性反转为正常极性。然后，控制器150在显影部分c处将充电极性反转的调色剂从感光鼓1静电地转印到显影套筒41上，并且然后在显影设备4中收集调色剂。下面将进行具体地描述。

在本实施例中，被充正电并沉积在充电辊2上的调色剂在被充正电的同时被静电沉积(以电场方式)在感光鼓1。即，施加到充电辊2上的电压相对于感光鼓1的表面电势改变为正极性侧的电压，从而使得调色剂在被充电为正极性的同时从充电辊2静电转印到感光鼓1上。然后，由于充电极性，沉积在感光鼓1上的被充正电的调色剂通过显影部分c而不会在显影设备4中于显影部分c处被收集。此后，不仅感光鼓1的其上沉积被充正电的调色剂的区域被来自充电辊2的放电而充电，而且被充正电的调色剂的充电极性也被反转为负极性。此时，在本实施例中，感光鼓1的其上沉积被充正电的调色剂的区域在经受曝光前设备6的光除电之后被充电辊2充电。然后，在通过充电部分a之后，被充负电的调色剂在显影部分c处被静电转印到显影套筒41上，其中在显影设备4中收集调色剂。

图3是本实施例中的充电辊2的清洁操作的时序图。通过由控制器150在图3所示的时刻控制各个部分的操作来执行充电辊2的清洁操作。在本实施例中，在经受图像输出的片材的数目不小于阈值的情况下，在旋转后执行充电辊2的清洁操作。

时刻(a):

当打印步骤结束时，转印偏压从“高”改变为“低”。通过将转印偏压改变为“低”，防止了来自转印辊5的电荷的流动，从而抑制感光鼓1通过转印部分d之后感光鼓1的表面电势的下降。同时，曝光前设备6关闭，从而消除了感光鼓1的表面电势由于感光鼓区域到达充电部分a之前去除的光电荷而产生的下降。以这种方式，转印偏压改变为“低”并且曝光前设备6关闭，由此使感光鼓1维持该充电电势。在打印步骤结束之后，充电偏压和显影偏压还保持为“高”。即，当充电的感光鼓1的区域通过显影部分c(步骤(a))时，不仅通过向充电辊2施加预定的充电电压来向感光鼓1充电，而且向显影套筒41施加预定的显影电压。当感光鼓1的当电压在后面描述的步骤(b)中改变之后被施加给充电辊2时应该通过充电部分a的区域通过转印部分d时，在图像形成期间向转印辊5施加在正常极性侧比施加到转印辊5的电压高的电压。当感光鼓1的当所述电压在后面描述的步骤(b)中改变之后被施加给充电辊2时应该通过充电部分a的区域通过电荷保持部分e时，不执行曝光前设备6对感光鼓1进行的除电处理。

时刻(b):

当不仅在转印偏压为“低”的状态通过转印部分d而且在曝光前设备6关闭状态下通过除电部分e的感光鼓1的区域到达充电部分a时，充电偏压从“高”改变为“低”。结果，充电偏压改变为在正极性侧比感光鼓1的表面电势高(例如，具有与感光鼓1的表面电势相同极性但是具有比感光鼓1的表面电势小的绝对值)的电压。在本实施例中，此时施加到充电辊2的“低”充电偏压被设置为使得在充电部分a处感光鼓1和充电辊2之间的电势差不小于电显影套筒开始电压Vth。出于这个原因，感光鼓1的表面电势的绝对值由于从感光鼓1向充电辊2的反向放电的产生而变小。即，通过使得该感光鼓区域通过充电部分a，感光鼓1的表面电势的绝对值小于感光鼓区域到达充电部分a以前感光鼓1的表面电势的绝对值。然后，沉积在充电辊2上的被充正电的调色剂在被充电为正极性的同时被静电沉积在感光鼓1上。另外，没有极性并且少量沉积在充电辊2上的调色剂被上面所述的反向放电负充充电。即，当在步骤(a)中被充电的感光鼓1的区域通过充电部分a时，施加到充电辊2的电压改变为在正常极性的相反极性侧比当该区域到达充电部分a时该感光鼓区域的表面位置高的电压(步骤(b))。

时刻(c):

当在充电偏压为“低”的状态下通过充电部分a的感光鼓1的区域到达显影部分c时，显影偏压从“高”改变为“低”。即，通过上述的反转放电，感光鼓1的表面电势的绝对值变小。出于这个原因，与之相应地，显影偏压改变为“低”从而成为在正极性侧比感光鼓1的表面电势高的电压(例如，具有与感光鼓1的表面电势相同的极性但是具有比感光鼓1的表面电势小的绝对值的电压)。通过将显影偏压改变为“低”状态，感光鼓1上的被充正电的调色剂中的大部分在被从显影套筒41向着感光鼓1静电推进的状态下通过显影部分c。此时，可在显影设备4中收集感光鼓1上的被充正电的调色剂中的一部分。即，当感光鼓的在于步骤(b)中被改变之后的电压被施加到充电辊时通过充电部分a的区域通过显影部分c时，施加到显影套筒的电压改变为在正常极性的相反极性侧上比上述的预定显影电压高的电压(步骤(c))。

时刻(d)：

在充电辊2在充电辊2的“低”状态下旋转过一个完整圆周或更多之后，充电偏压返回“高”。通过将充电偏压改变为在负极性侧比感光鼓1的表面电势高的电压(具有相同极性和更大的绝对值)，在施加“低”充电偏压下少量保持在充电辊2上的被充负电的调色剂静电沉积在感光鼓1上。附带地，充电偏压从“低”返回“高”的时刻可以优选地在充电辊2旋转过至少一个完整圆周之后，以便允许清洁充电辊2的整个圆周。另外，为了使充电辊2的清洁操作不会被不必要地延长，在感光鼓1的一个完整圆周的旋转之后，在感光鼓1的在充电偏压的“低”状态下通过充电部分a的区域到达充电部分a的时刻，充电偏压可以优选地从“低”返回“高”。然而，充电偏压从“低”返回“高”的时刻还可以在感光鼓的至少一个完整圆周的旋转之后。附带地，改变之后“高”充电偏压不限于改变为“低”电压之前的电压，而是可以仅仅需要是在调色剂的正常极性侧比“低”充电偏压高的电压。即，当感光鼓1的在步骤(b)中改变之后的电压被施加到充电辊2时通过充电部分a的区域通过充电部分a时，施加到充电辊2的电压改变为在正常极性侧比在步骤(b)中改变之后的电压高的电压(步骤(d))。

时刻(e)：

当感光鼓1的在如下状态中通过充电部分a的区域到达显影部分c时，显影偏压返回“高”，在该状态中，感光鼓1的在充电偏压的“低”状态中通过充电部分a的区域通过显影部分c并且然后充电偏压返回“高”状态。感光鼓1的在充电偏压的“低”状态中通过充电部分a的区域是其中感光鼓1的表面电势的绝对值变小的区域。另外，在本实施例中，感光鼓1的在充电偏压的“高”状态中通过充电部分a的区域是其中在正常图像形成期间感光鼓1具有充电电势的区域。显影偏压从“低”返回“高”的时刻可以根据充电偏压从“低”返回“高”的时刻而改变。另外，如上所述改变之后的“高”显影偏压不限于改变为“低”显影偏压之前的电压，而是可以仅仅需要是在调色剂的正常极性侧比“低”显影偏压高的电压。即，当感光鼓1的在步骤(d)中改变之后的电压被施加到充电辊2时通过充电部分a的区域通过显影部分c时，施加到显影套筒41的电压改变为在正常极性的相反极性侧比在步骤(c)中改变之后的电压高的电压(步骤(e))。

时刻(f):

当感光鼓1的在充电偏压的“低”状态下通过充电部分a的区域到达除电部分e时，曝光前设备6接通。即，感光鼓1的在充电偏压的“低”状态下通过充电部分a的区域是如下的区域：在该区域中被充正电的调色剂从充电辊2沉积在感光鼓1上，并且在该区域再次进入充电部分a之前，该区域经受曝光前设备6的光除电。使在曝光前设备6接通之后进入充电部分a的感光鼓1的表面电势的绝对值为小，从而加速从充电辊2对感光鼓1的放电。结果，沉积在感光鼓1上的被充正电的调色剂的充电极性被充分地反转为负极性。被充电为作为调色剂的正常极性的负极性的调色剂在从充电辊2到感光鼓1的静电推进状态中通过充电部分a，此后被在显影部分c处静电转印到显影套筒41上，从而在显影设备4中收集调色剂。即，当感光鼓1的当在后面描述的步骤(d)中改变之后的电压被施加到充电辊2时应该通过充电部分a的区域通过电荷保持部分e时，执行曝光前设备6对感光鼓1的除电处理。

(具体示例)

将描述本实施例中的充电辊2的清洁操作的具体示例。

在这个例子中，感光鼓1具有24毫米的外径，充电辊2具有9毫米的外径，并且感光鼓1的圆周速度(表面速度)为160毫米/秒。另外，充电辊2被以感光鼓1的圆周速度(表面速度)的1.2倍的速度旋转地驱动，并且因此充电辊2的圆周速度(表面速度)是192毫米/秒。图像形成期间的各个偏压包括+1000V(高)的转印偏压、+1400V(高)的充电偏压和-500V(高)的显影偏压。在图像形成期间，感光鼓1的表面被充电偏压充电为-800V(暗部分电势:Vd)的充电电势。另外，经受曝光前设备6的光除电的感光鼓1的表面电势变为大约-100V，等于曝光设备3在曝光部分的表面电势(亮部分电势:Vl)。

在打印步骤结束之后，大约-1300V(低)的转印偏压被施加到转印辊5上，并且曝光前设备6关闭(时刻(a))。出于这个原因，感光鼓1的表面电势在充电部分a之前为大约-800V。

当感光鼓1的具有-800V的表面电势的区域到达充电部分a时，充电偏压从-1400V(高)改变为0V(低)(时刻(b))。当充电偏压改变为0V时，在充电部分a处，感光鼓1的表面电势和充电辊2的电势之间的电势差不小于放电开始电压Vth。出于这个原因，产生从感光鼓1到充电辊2的反转放电，从而使得感光鼓1的表面电势变为大约-600V。在本实施例中，感光鼓1和充电辊2之间的放电开始电压Vth(绝对值)大约为600V。

当感光鼓1的其中表面电势变为-600V的区域到达显影部分c时，显影偏压从-500V(高)改变为0V(低)(时刻(c))。

在通过作为从充电偏压改变为0V(低)到充电辊2旋转至少一个完整圆周的时间的300毫秒之后，充电偏压从0V(低)返回-1400V(高)(时刻(d))。当充电偏压返回-1400V(高)时，通过充电部分a之后的感光鼓1的表面电势变为-800V。

当感光鼓1的具有-800V表面电势的区域到达显影部分c时，显影偏压从0V(低)返回-500V(高)(时刻(e))。

当感光鼓1的表面电势为-600V的区域(其中沉积了被充正电的调色剂)到达除电部分e时，曝光前设备6接通(时刻(f))。然后，感光鼓1的表面电势从该区域通过除电部分e之前的-600V降低到该区域通过除电部分e之后的100V。结果，从充电辊2到感光鼓1的表面电势降低到-100V的区域的放电量增加，从而到达该区域的被充正电的调色剂的充电极性被充分地反转为作为正常极性的负极性。充电极性被反转为负极性的调色剂通过充电部分a，并且此后被静电转印到显影套筒41上，并且然后在显影设备4的显影容器45中收集该调色剂。

如上所述，根据本实施例，在充电辊2的清洁操作中，从充电辊2沉积到感光鼓1上并且被充电为与正常极性相反的极性的调色剂被充分地充电为正常极性，从而使得调色剂被转印到显影套筒41上然后可以在显影设备4中被收集。根据本实施例，通过充电部分a处稳定的放电，被充电为与正常极性相反的极性的调色剂的充电极性被反转为正常极性，并且因此可以与操作条件(诸如操作环境、显影设备的设置)等无关地充分地进行充电极性的反转。

在本实施例中，充电偏压处于“低”状态的时间段是300毫秒，这是充电辊2旋转至少一个完整圆周的时间(少于感光鼓1的一个完整圆周)，但是其不限于此。还可以在将充电偏压置于“低”状态的同时将充电辊2旋转多个完整的圆周(不少于感光鼓1的一个完整圆周)。还可以重复充电偏压的“低”状态和“高”状态。在该情况下，还是相对于显影偏压，“低”状态和“高”状态可以反复地彼此改变。另外，时刻(a)到时刻(f)不必然需要被以列出的顺序设置。例如，转印偏压改变为“低”的时刻还可以不需要与曝光前设备关闭的时刻同步，并且这些时刻中的任一个可以较早。另外，充电偏压改变为“低”的时刻和显影偏压改变为“低”的时刻还可以使得这些时刻中的任一个较早或者这两个时刻彼此同步。

[其它实施例]

上面基于具体实施例描述了本发明，但是本发明不限于上面所述的实施例。

例如，在上面所述的实施例中，作为示例描述了本发明被应用于直流充电式的图像形成装置的情况，其中仅仅向充电部件施加直流电压，但是本发明也适用于交流充电式图像形成装置，其中使用被交流电压(交流分量)偏置的直流电压(直流分量)形式的振荡电压作为充电电压。在这种情况下，在清洁操作中，如果相对于充电电压的直流分量(直流偏压)满足类似于上述的实施例中的电势关系的电势关系，那么还可以获得类似于上述的实施例的效果的效果。

在上述的实施例中，相对于显影电压，仅描述了直流分量，但是显影电压还可以是被交流电压(交流分量)偏置的直流电压(直流分量)形式的振荡电压。在这种情况下，在清洁操作中，如果相对于显影电压的直流分量(直流偏压)满足类似于上述的实施例中的电势关系的电势关系，那么还可以获得类似于上面所述的实施例的效果的效果。

在上述的实施例中，充电部件被根据图像承载部件的圆周速度差旋转地驱动。结果，如上所述，诸如被充电为与正常极性相反的极性的调色剂的污染不容易沉积在充电部件上，但是充电部件还可通过图像承载部件的旋转而被旋转。

在上述实施例中，充电部件被描述为辊状部件，但是其不被限于此。例如，还可以适合地使用另一种形状的可旋转部件，诸如缠绕在多个支承辊上的无端的带状充电部件(例如，其中多个支承辊中的一个对着图像承载部件接触该带)。

在上述的实施例中，充电辊2的清洁操作被描述为在无图像形成期间的旋转后步骤中执行，但是其不限于此。如果时刻在无图像形成的时间段中，那么可以在任何时刻执行清洁操作。例如，在上述的实施例中，在某个作业中经受图像输出的片材的数目是预定阈值或更多的情况下，在该作业中的所有图像形成结束之后，在旋转后步骤中执行充电部件的清洁操作。在另一方面，在作业期间经受图像输出的片材的数目是预定阈值或更多的情况下，可以在延长的片材间隔等中执行充电部件的清洁操作。

在上述的实施例中，使用关于经受图像输出的片材的整体数目的信息作为用于估计污染(诸如被充电为与正常极性相反的极性的调色剂)在充电部件上的沉积(累积)程度的指标，但是该指标不限于此。可以适合地使用与充电部件的使用(操作)量(诸如充电部件的旋转数目、充电部件的旋转时间、充电电压的施加时间等等)有关的任何信息作为该指标，并且可以仅仅需要设置对应于这些指标中的每一个的阈值。

在上述的实施例中，在从时刻(c)到时刻(e)的时间段中，显影偏压保持为“低”，从而显影偏压是在正极性侧比感光鼓1的表面电势高的电压(例如，具有与感光鼓1的表面电势相同的极性但是具有比感光鼓1的表面电势小的绝对值的电压)。然而，本发明不限于此。即，当本发明采用显影套筒41可以在显影位置(接触位置)和间隔位置之间移动的结构时也可以执行下面的步骤，在该显影位置处显影套筒41接触感光鼓1，并且在该间隔位置处显影套筒41与感光鼓1间隔开。即，还可以执行如下的步骤，该步骤使得显影套筒41在时刻(c)处从显影位置移动到间隔位置并且然后在时刻(e)处从间隔位置移动到显影位置。通过执行这个步骤，在显影套筒41处于与感光鼓1间隔开的状态时，感光鼓1上的被充正电的调色剂中的大部分通过显影部分c。

虽然已经参考此处公开的结构描述了本发明，但是本发明不限于所阐述的细节，并且本申请旨在覆盖落在改进目的或者所附权利要求的范围内的修改或者改变。

Claims (12)

1.一种图像形成装置，其特征在于，包括：

可旋转的图像承载部件；

充电部件，用于通过被供应电压而在充电部分处与所述图像承载部件接触地对所述图像承载部件充电；

充电电压源，用于向所述充电部件施加电压；

静电图像形成装置，用于在被充电的所述图像承载部件上形成静电图像；

显影设备，包括显影部件，所述显影部件用于通过被供应电压以在显影部分处向所述图像承载部件上的静电图像供应被充电到正常极性的调色剂来形成调色剂图像；

显影电压源，用于向所述显影部件施加电压；

转印装置，用于通过被供应电压而在转印部分处将调色剂图像从所述图像承载部件静电地转印到调色剂图像接收部件上；

转印电压源，用于向所述转印装置施加电压；

除电装置，用于相对于所述图像承载部件的旋转方向在转印部分的下游和充电部分的上游的除电部分处对所述图像承载部件进行除电；以及

控制器，用于执行清洁操作以在无图像形成期间减少在所述充电部件上沉积的调色剂的量，

其中在图像形成期间，在通过将调色剂图像转印到调色剂图像接收部件上来形成图像的同时，转印后保持在所述图像承载部件上的调色剂被所述显影部件收集在所述显影设备中，并且

其中在清洁操作中，在旋转所述图像承载部件的同时，所述控制器

(i)将沉积在所述充电部件上并且被充电为与正常极性相反的极性的调色剂从所述充电部件静电地转印到所述图像承载部件上，

(ii)在转印的调色剂被从所述显影部件向着所述图像承载部件静电地推进的状态下使转印的调色剂通过显影部分，

(iii)在转印在所述图像承载部件上的调色剂通过显影部分之后、所述图像承载部件的被充电为相反极性的调色剂转印在其上的区域到达所述除电部分时，使所述除电部分通过所述除电装置执行所述图像承载部件的除电处理，

(iv)在充电部分处将通过的调色剂的充电极性反转为正常极性，并且

(v)在显影部分处将充电极性反转的调色剂从所述图像承载部件静电地转印到所述显影部件上以在所述显影设备中收集调色剂。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中在清洁操作中，所述控制器执行下面的步骤(a)到(e)，

(a)如下的步骤：通过从所述充电电压源向所述充电部件施加预定的充电电压而对所述图像承载部件充电，并且然后当被充电的所述图像承载部件的区域通过显影部分时从所述显影电压源向所述显影部件施加预定的显影电压，

(b)如下的步骤：当在所述步骤(a)中被充电的所述图像承载部件的区域通过充电部分时，将从所述充电电压源向所述充电部件施加的电压改变为在正常极性的相反侧比在所述步骤(a)中被充电的所述图像承载部件的区域到达充电部分时的表面电势高的电压，

(c)如下的步骤：当所述图像承载部件的区域通过显影部分时，所述图像承载部件的该区域在所述充电电压源向所述充电部件施加在所述步骤(b)中改变之后的电压时通过了充电部分，将从所述显影电压源施加到所述显影部件的电压改变为在正常极性的相反侧比所述预定的显影电压高的电压，

(d)如下的步骤：当所述图像承载部件的区域通过充电部分时，所述图像承载部件的该区域在所述充电电压源向所述充电部件施加在所述步骤(b)中改变之后的电压时通过了充电部分，将从所述充电电压源施加到所述充电部件的电压改变为在正常极性侧比在所述步骤(b)中的改变之后的电压高的电压，和

(e)如下的步骤：当所述图像承载部件的区域通过显影部分时，所述图像承载部件的该区域在所述充电电压源向所述充电部件施加在所述步骤(d)中改变之后的电压时通过了充电部分，将从所述显影电压源施加到所述显影部件的电压改变为在正常极性侧比在所述步骤(c)中改变之后的电压高的电压。

3.根据权利要求2所述的图像形成装置，其中在清洁操作中，当所述图像承载部件的区域通过转印部分时，所述图像承载部件的该区域将在所述充电电压源向所述充电部件施加在所述步骤(b)中改变之后的电压时通过充电部分，所述控制器从所述转印电压源向所述转印装置施加在正常极性侧比图像形成期间从所述转印电压源向所述转印装置施加的电压高的电压。

4.根据权利要求3所述的图像形成装置，其中施加到所述转印装置的在正常极性侧比图像形成期间施加到所述转印装置的电压高的电压具有与图像形成期间施加到所述转印装置的电压的极性相反的极性。

5.根据权利要求2所述的图像形成装置，其中通过当所述充电电压源向所述充电部件施加在所述步骤(b)中改变之后的电压时使所述图像承载部件的区域通过充电部分，所述图像承载部件的所述区域的表面电势的绝对值变得比紧接在所述图像承载部件的所述区域到达充电部分之前的表面电势的绝对值小。

6.根据权利要求2所述的图像形成装置，其中在所述步骤(b)中改变之后的电压被设置为使得在充电部分处所述充电部件和所述图像承载部件之间的电势差不小于放电开始电压。

7.根据权利要求2所述的图像形成装置，其中在所述步骤(b)中改变之后的电压是0V。

8.根据权利要求2所述的图像形成装置，其中在所述步骤(d)中改变之后的电压是所述预定的充电电压。

9.根据权利要求2所述的图像形成装置，其中在电压在所述步骤(b)中改变之后所述充电部件旋转至少一个完整圆周之后，并且在所述图像承载部件的当所述充电电压源向所述充电部件施加在所述步骤(b)中改变之后的电压时通过充电部分的区域在所述图像承载部件旋转一个完整圆周之后到达充电部分之前，进行所述步骤(d)中的电压改变。

10.根据权利要求2所述的图像形成装置，其中在所述步骤(c)中改变之后的电压是0V。

11.根据权利要求2所述的图像形成装置，其中在所述步骤(e)中改变之后的电压是所述预定的显影电压。

12.根据权利要求1或2所述的图像形成装置，其中所述充电电压源仅仅向所述充电部件施加直流电压。