CN116266040A - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本公开内容涉及图像形成装置。一种图像形成装置包括感光构件、充电构件、曝光设备、显影设备、转印构件、刷子、电压施加部分，以及控制刷子接触位置处感光构件的表面电位的控制部分。当从刷子电压的值减去刷子接触位置中感光构件的表面电位的值而得到的值被定义为接触位置电位差时，控制部分控制刷子接触位置中感光构件的表面电位，使得接触位置电位差在预定方向上从第一电位差改变为第二电位差，然后接触位置电位差在预定方向上从第二电位差改变为第三电位差，该预定方向是增加方向或减少方向中的任一个。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及使用电子照相方法的图像形成装置，诸如激光打印机、复印机和传真机装置。

背景技术

使用电子照相方法的图像形成装置被广泛使用。在此类图像形成装置中，处理盒系统被广泛使用，其中感光鼓和与之一起工作的处理部件可从装置的主体上分离。

近年来，为了使图像形成装置的主体和处理盒小型化，提出了无清洁器系统(日本特许公开专利申请No.2003-91181)。在无清洁器图像形成装置中，没有在转印过程之后从感光鼓的表面移除和收集残留在感光鼓的表面上的残留转印调色剂的专用清洁单元。在无清洁器图像形成装置中，残留在感光鼓的表面上的残留转印调色剂在显影过程期间通过显影部件从感光鼓的表面被移除、被收集并再利用(显影期间同时清洁)。

但是，在无清洁器图像形成装置中，收集残留转印调色剂的清洁单元在感光鼓的旋转方向上不位于转印部分的下游和充电部分的上游。因此，感光鼓上在转印过程期间附着纸尘的位置在充电过程期间变得充电不充分，并且在显影过程期间会出现诸如斑点状漏墨之类的图像缺陷。

因此，已经提出了在感光鼓的旋转方向上在转印部分的下游和充电部分的上游放置刷子构件(固定刷子)以收集在转印过程期间附着到感光鼓的表面的纸尘的构造(日本特许公开专利申请No.2005-114754)。不仅是纸尘，而且残留的转印调色剂和感光鼓的非图像部分上的调色剂(雾化调色剂)也积聚在刷子构件上。如果过多的调色剂积聚在刷子构件上，那么刷子构件可能无法保持调色剂，并且调色剂可能从刷子构件上滑落并附着到例如作为充电部件的充电构件，从而导致充电失败。

相反，可以将电压施加到刷子构件以使调色剂更容易滑过。但是，即使当刷子构件导电并且以这种方式向刷子构件施加电压时，因为刷子构件与感光鼓基本恒定接触，所以调色剂也被收集并积聚在刷子构件上。因此，为了防止调色剂过多地积聚在刷子构件上，例如有必要周期性地从刷子构件排出调色剂并对其进行清洁。

关于用于收集纸尘的刷子构件，要求进一步的改进。例如，要求通过从刷子构件排出常规(正常)极性(显影过程期间调色剂的主要充电极性)和非常规极性(常规极性的相反极性)调色剂来支持清洁刷子构件。例如，当施加到刷子构件的电压与感光鼓的表面电位之间的电位差变化以清洁刷子构件时，如果大量调色剂瞬间从刷子构件被排出，那么大量调色剂会附着到充电的构件。例如，如果调色剂附着到作为充电构件的充电辊，那么在充电辊的旋转周期期间会出现图像缺陷。因此，还要求解决由刷子构件的清洁操作从刷子构件排出的调色剂造成的问题。此外，虽然无清洁器装置中的纸尘收集刷子抑制了由于纸尘收集的影响而引起的图像缺陷，但它也可能由于过多的调色剂积聚而引起图像缺陷。举例来说，在纸张在馈送期间进入转印构件和鼓之间的辊隙部分(下文中称为“转印辊隙部分”)的瞬间，鼓立即从与转印电压被施加到的转印构件接触的状态转变为具有电阻的纸张被夹在鼓和转印构件之间的状态。因此，在纸张进入的瞬间，鼓电位在转印辊隙部分中波动。当电位波动部分通过刷子相对部分时，积聚在刷子中的带电调色剂被排出到鼓上的电位波动部分中。排出的调色剂被转印到纸张，这会造成图像缺陷。此类图像缺陷可以通过控制转印构件的电位、刷子电压或两者控制鼓电位来控制刷子与鼓之间的电位差而抑制。换句话说，通过在不影响图像的时间段期间排出由这些控制积聚在刷子中的调色剂，可以抑制此类缺陷的发生。

例如，如果刷子电压由于共同电源而不能自由变化，那么通过控制刷子电位来进行刷子清洁可能不是可能的。此外，从小型化和成本降低的观点出发，期望转印构件的长边长度短(窄宽度)。特别地，当转印构件的长边长度比纸张的宽度窄时，当纸张通过转印部分时，因为纸芯没有被转印部分压在辊上，所以预期具有防止来自纸芯的纸尘附着到鼓的效果。但是，为了在图像形成区域中转印调色剂，转印构件在长边方向上的长度必须比图像形成区域宽。当为了这个效果而缩短转印构件的长边长度时，不能对超过转印构件的宽度的区域执行使用转印构件的刷子清洁。因此，在未被转印部分清洁的刷子边缘处可能发生调色剂排出和相关联的图像缺陷。

因此，本发明的目的是提高与感光构件接触定位的刷子构件的清洁性能。本发明还有一个目的是减少由清洁刷子造成的图像缺陷的发生，同时实现无清洁器图像形成装置的小型化和成本降低。

发明内容

上面提到的目的通过根据本发明的图像形成装置来实现。总之，本发明是一种图像形成装置，包括：可旋转的感光构件；充电构件，被配置为在充电部分处对感光构件的表面充电；曝光设备，在曝光位置处将充电的感光构件的表面暴露于光，并且被配置为在感光构件的表面上形成静电潜像；显影设备，在显影位置处向感光构件的表面的静电潜像供应用正常极性充电的调色剂，并且被配置为在感光构件的表面上形成调色剂图像；转印构件，被配置为在转印位置处将感光构件的表面上的调色剂图像转印到被转印材料；刷子，相对于感光构件的旋转方向在转印位置下游和充电位置上游的刷子接触位置处接触感光构件的表面；电压施加部分，被配置为向刷子施加刷子电压；以及控制部分，被配置为在刷子接触位置处控制感光构件的表面电位，其中转印之后残留在感光构件的表面上的调色剂被显影设备收集，并且其中当从刷子电压的值中减去处于刷子接触位置的感光构件的表面电位的值的值被定义为接触位置电位差时，控制部分控制处于刷子接触位置的感光构件的表面电位，使得接触位置电位差在预定方向上从第一电位差变为第二电位差，该预定方向是增加方向或减小方向中的任一个，然后接触位置电位差在该预定方向上从第二电位差变为第三电位差。

为了解决上面提到的问题，本发明具有以下配置。一种图像形成装置，包括：图像承载构件；充电部件，被配置为在充电部分处对图像承载构件的表面充电；曝光部件，被配置为将图像承载构件的表面暴露于光以在由充电部件充电的图像承载构件的表面上形成静电潜像；显影部件，被配置为用显影剂使在图像承载构件的表面上形成的静电潜像显影并形成显影剂图像；容纳部分，被配置为容纳要供应给显影部件的显影剂；转印部件，被配置为将由显影部件形成的显影剂图像转印到转印部分中的记录材料；接触构件，相对于图像承载构件的旋转方向在充电部分的上游和转印位置的下游提供，并且在第一接触部分中接触图像承载构件的表面；第一施加部件，被配置为向充电部件施加充电电压；第二施加部件，被配置为向显影部件施加显影电压；第三施加部件，被配置为向接触构件施加接触电压；预曝光部件，被配置为曝光第一接触部分下游和充电部分上游的图像承载构件的表面；以及控制部件，被配置为通过控制由第二施加部件施加的显影电压来经由显影部件控制将未被转印部件转印到记录材料的残留在图像承载构件上的调色剂收集到容纳部分；其中，在非图像形成操作期间，提供形成电位差以生成静电力的区段，该静电力使在第一接触部分中以正常极性充电的显影剂从接触构件朝着图像承载构件移动，并且其中在通过旋转图像承载构件在该区段中形成第一接触部分的图像承载构件的区域移动到第二接触部分之前，控制部件进行控制以切换要在该区域中形成的表面电位，使得形成电位差以生成静电力，该静电力使以正常极性充电的显影剂从图像承载构件朝着显影部件移动。

本发明的进一步特征将从以下参考附图对示例性实施例的描述中变得清晰。

附图说明

图1是图像形成装置的示意性横截面图。

图2是示出实施例1的控制的时序图。

图3是示出实施例1的修改示例的控制的时序图。

图4的部分(a)和部分(b)是示出调色剂积聚在刷子上的行为的示意图。

图5的部分(a)和部分(b)是示出刷子的姿势改变的示意图。

图6是示出实施例2的控制的时序图。

图7是示出图像形成装置的控制模式的示意性框图。

图8是示出图像形成装置的电源配置的示意性框图。

图9是示出如何控制感光鼓的表面电位的另一个示例的示意图。

图10是示出根据实施例3的图像形成装置的示意性横截面图。

图11是用于与实施例3的比较例的使用转印辊的常规清洁控制的图。

图12的部分(a)和部分(b)是实施例3中调色剂积聚在刷子构件上的行为的图。

图13是实施例3中的感光鼓和与感光鼓接触的构件的长度的图。

图14是实施例3中的刷子清洁控制的图。

图15是实施例3中刷子接触区域处的刷子电压与鼓表面电位之间的关系的图。

图16是实施例3中由清洁缺陷造成的图像缺陷的图。

图17是实施例5中的刷子清洁控制的图。

具体实施方式

以下是根据附图对根据本发明的图像形成装置的更详细描述。

1.图像形成装置的构造和操作

图1是本实施例的图像形成装置100的示意性横截面图。本实施例中的图像形成装置100是能够使用电子照相方法(电子照相图像形成过程)形成黑色单色图像的单色打印机。

图像形成装置100具有感光鼓1，感光鼓1是作为图像载体的可旋转鼓型(圆柱形)感光构件(电子照相构件)。在本实施例中，感光鼓1是带负电的有机感光构件。感光鼓1在接地的铝制鼓状基板上具有感光层，并由驱动单元(未示出)在图中箭头R1的方向(顺时针方向)以指定的处理速度驱动。在本实施例中，处理速度与感光鼓1的外围速度(表面移动速度)对应。围绕感光鼓1的是充电辊2、曝光单元4、显影单元3、转印辊5和刷子构件11，所有这些都在下面描述。

作为充电部件的辊型充电构件(接触充电构件)的充电辊2以预定压力接触力接触感光鼓1以形成充电部分。旋转的感光鼓1的表面被充电辊2均匀地充电至预定极性(在本实施例中为负极性)的预定电位。在充电过程期间，由作为充电电压施加部件(充电电压施加部分)的充电电源(高压电源)E1(图7)将预定的充电电压(充电偏压)施加到充电辊2。

在本实施例中，作为曝光部件的曝光单元4是激光扫描仪单元。曝光单元4输出与从诸如主机计算机之类的外部设备输入的图像信息对应的激光束，并对均匀充电的感光鼓1的表面进行扫描和曝光。这种曝光根据图像信息在感光鼓1的表面上形成静电潜像(静电图像)。曝光单元4不限于激光扫描仪单元，例如也可以使用沿着感光鼓1的旋转轴方向布置有多个LED的LED阵列。

在感光鼓1的表面上形成的静电潜像通过由作为显影部件的显影单元3供应作为显影剂的调色剂而被显影(可视化)，从而在感光鼓1的表面上形成调色剂图像(显影剂图像)。在本实施例中，接触显影方法被用作显影方法。显影单元3具有作为显影剂载体(显影构件)的显影辊31、作为显影部件的调色剂供应辊32、容纳调色剂的显影剂室33，以及作为控制显影辊31上的调色剂层的厚度的调节构件的显影刮刀34。由调色剂供应辊32从显影剂室33供应到显影辊31的调色剂在其通过显影辊31和显影刮刀34接触部分时被充电至预定极性。在本实施例中，使用单组分非磁性显影剂、平均粒径为6μm且具有负常规充电极性(正常极性)的调色剂作为显影剂。在本实施例中，采用单组分非磁性接触显影方法作为显影方法，但也可以采用其它显影方法，诸如双组分非磁性接触/非接触显影方法，或磁性显影方法。在感光鼓1的表面上形成的静电潜像在显影部分处显影，显影部分是显影辊31和感光鼓1之间的相对(接触)部分，在那里由显影辊31携带的调色剂被供应。在显影过程期间，通过作为显影电压施加部件(显影电压施加部分)的显影电源(高压电源)E2(图7)向显影辊31施加预定的显影电压(显影偏压)。在本实施例中，以与感光鼓1的极性相同的极性(在本实施例中为负极性)充电的调色剂在充电过程之后附着到感光鼓1的显影部分，在那里电荷由于曝光而衰减(图像部分)(逆向显影方法)。

作为转印部件的辊型转印构件的转印辊5与感光鼓1相对定位。转印辊5被压向感光鼓1以形成转印部分，在那里感光鼓1和转印辊5被压在一起。作为转印电压施加部件(转印电压施加部分)的转印电源(高压电源)E3(图7)连接到转印辊5，并且在预定定时施加预定电压。在感光鼓1的表面上形成的调色剂图像在转印部分中被转印到在感光鼓1和转印辊5之间馈送的记录材料S的表面。在转印过程期间，由转印电源(高压电源)E3(图7)向转印辊5施加预定的转印电压(转印偏压)，该电压是调色剂的常规极性的相反极性(在本实施例中为正极性)的DC电压。作为转印辊5，可以适当地使用具有由诸如聚氨酯橡胶、EPDM(乙烯丙烯二烯橡胶)或NBR(丁腈橡胶)之类的弹性构件形成的弹性层的辊。特别地，作为转印辊5，可以适当地使用例如具有由诸如海绵橡胶之类的发泡弹性构件形成的发泡弹性层的辊。

记录材料S存储在盒6中。存储在盒6中的记录材料S通过馈送单元7从盒6中一张接一张地送出，然后被馈送到电阻器辊对8。然后，根据在感光鼓1的表面上形成的调色剂图像到达转印部分的定时，记录材料S由电阻器辊对8馈送到转印部分。

其上已经转印了调色剂图像的记录材料S被馈送到作为定影部件的定影单元9。在本实施例中，定影单元9采用膜加热方法，具有定影膜91和压在定影膜91上的压力辊92。定影加热器和用于测量定影加热器的温度的热敏电阻等布置在环形定影膜91的内周侧。定影单元9通过对携带未定影的调色剂图像的记录材料S进行加热和加压、同时在定影膜91和加压辊92之间馈送它来将调色剂图像定影(熔化和附着)到记录材料S的表面。其上已经定影有调色剂图像的记录材料S通过排出辊对10排出(输出)到装置110的主体的外部(装置的外部)，并堆叠在在装置110的主体的上部提供的托盘15上。

在转印过程期间没有转印到记录材料S而残留在感光鼓1的表面上的诸如调色剂之类的附着材料(残留转印调色剂)在随后的过程中从感光鼓1的表面被移除。

残留转印调色剂主要是以负极性充电的调色剂，其为常规极性。但是，残留转印调色剂包括带正电的调色剂和带负电但没有足够电荷的调色剂。残留转印调色剂通过充电部分中的放电被再次充电至负极性。随着感光鼓1的旋转，在充电部分中再次充电至负极性的残留转印调色剂到达显影部分。如上所述，静电潜像在已经到达显影部分的感光鼓1的表面上形成。分别针对感光鼓1的表面的图像部分(曝光部分)和非图像部分(未曝光部分)描述到达显影部分的残留转印调色剂的行为。

附着到感光鼓1的非图像部分的残留转印调色剂在显影部分中通过感光鼓1的表面的非图像部分的电位与显影电压之间的电位差转印至显影辊31，从感光鼓1上被移除，并收集在显影剂室33中。显影电压的电位被设置为感光鼓1的表面的非图像部分的电位与图像部分(曝光部分)的电位之间的电位。收集在显影剂室33中的调色剂被再次用于图像形成。

附着到感光鼓1的表面的图像部分(曝光部分)的残留转印调色剂在显影部分中没有从感光鼓1转印到显影辊31。这个残留转印调色剂与从显影辊31供应给感光鼓1的调色剂一起构成调色剂图像，该调色剂图像在转印部分中被转印到记录材料S并从感光鼓1上被移除。

下面详细描述作为移除纸尘的部件的刷子构件11的构造和操作。

在本实施例中，感光鼓1、作为作用于其上的处理部件的充电辊2、显影单元3和稍后描述的刷子构件11一起构成可以附接到装置110的主体并从其分离的处理盒14。

在感光鼓1的旋转方向上执行充电辊2对感光鼓1的充电过程的位置是充电位置P1。在本实施例中，充电辊2使用在感光鼓1的旋转方向上在充电辊2和感光鼓1之间的接触部分的上游和下游形成的至少一个微小气隙中发生的放电来对感光鼓1的表面充电。但是，为了简单起见，感光鼓1上与充电辊2接触的位置(即，感光鼓1上形成上述充电部分的位置)可以是被认为是充电位置P1。更精确地说，充电位置P1可以被定义为在感光鼓1的旋转方向上充电辊2和感光鼓1的最上游和最下游的接触部分之间的位置。曝光位置P2是在感光鼓1的旋转方向上感光鼓1上被曝光单元4照射光的位置。在感光鼓1的旋转方向上感光鼓1上从显影辊31将调色剂供应在感光鼓1上的位置(显影辊31接触的位置)(即，感光鼓1上形成上述显影部分的位置)是显影位置P3。感光鼓1上在旋转方向上调色剂在感光鼓1上转印到记录材料S的位置(转印辊5接触的位置)(即，感光鼓1上形成上述转印部分的位置)是转印位置P4。此外，感光鼓1上在旋转方向上由下述刷子构件11在感光鼓1上移除纸尘的位置(刷子构件11接触的位置)(即，感光鼓1上形成下述刷子接触部分的位置)是刷子接触位置P5。显影位置P3、转印位置P4和刷子接触位置P5也可以被设置在感光鼓1的旋转方向上最上游和最下游位置之间的中间位置。

2.控制模式

图7是示出本实施例中的图像形成装置100的关键零件的控制部分的示意性框图。图像形成装置100具有控制部分50。控制部分50具有作为执行运算处理的中央元件的CPU51、作为存储部件的诸如ROM和RAM之类的存储器(存储元件)52，以及控制连接到控制部分50的元件之间的信号的交换的输入/输出部分(未示出)。RAM存储传感器检测结果、计算结果等，而ROM存储控制程序、预定的数据表等。

控制部分50是可以综合控制图像形成装置100的操作的控制部件。图像形成装置100的每个部分连接到控制部分50。在本实施例中，例如，充电电源E1、显影电源E2、转印电源E3、刷子电源E4(后述)和曝光单元4连接到控制部分50。在本实施例中，转印电源E3被配置为能够向转印辊5施加正极性电压和负极性电压。控制部分50可以控制上述各种电源(偏压供应部件)的操作(ON/OFF(开启/关闭)和输出值)、曝光单元4的操作(ON/OFF和曝光量)、这些操作的定时等，以执行下面描述的图像形成和刷子清洁操作。

图像形成装置100能够执行打印作业(打印操作、印刷操作)，打印作业是通过单个开始指令发起的在单个或多个记录材料S上形成图像的一系列操作。在本实施例中，从诸如个人计算机之类的外部设备向图像形成装置100输入开始指令。打印作业一般具有图像形成过程(打印过程)、旋转前过程、当在多个记录材料S上形成图像时的纸张间隔过程，以及旋转后过程。图像形成过程是期间在感光鼓1上实际形成静电潜像、显影静电潜像(调色剂图像形成)、转印调色剂图像和定影调色剂图像等的时段。更精确地说，图像形成的定时根据形成静电潜像、形成调色剂图像、转印调色剂图像和定影调色剂图像的这些过程被执行的位置而不同。旋转前过程是图像形成过程之前的准备操作的时段。纸张间隔过程(图像间过程)是当对多个记录材料S连续执行图像形成过程时(在连续图像形成期间)与两个记录材料S之间的时间对应的时段。旋转后过程是在图像形成过程之后执行组织操作(准备操作)的时间段。非成像时间是除图像形成时间以外的时间段，并且包括上面提到的旋转前过程、纸张间隔过程、旋转后过程，以及多旋转前过程，它是当图像形成装置100的电源打开时或当装置从睡眠模式返回时的准备操作。图像形成期间的定时与感光鼓1上的图像形成区域通过形成上述静电图像、形成调色剂图像、转印调色剂图像和定影调色剂图像的位置的时段对应。用于非图像形成的定时与感光鼓1上的非图像形成区域通过上述每个位置的时段对应。感光鼓1上的图像形成区域是转印到记录材料S并从图像形成装置100输出的图像可以被形成的区域，而非图像形成区域是图像形成区域以外的区域。

图8是示出可以应用于本实施例中的图像形成装置100的与图7中所示的电源配置不同的电源配置的示意性框图。在图8中，与图1和7中所示的那些具有相同或对应功能或配置的元件用与图1和7中相同的符号标示。下面的解释集中在图8中与图7中的配置不同的配置的部分上。在图8的配置中，显影电源E2除了向显影辊31施加显影电压之外，还向显影刮刀34和调色剂供应辊32施加电压。换句话说，用于显影辊31、显影刮刀34和调色剂供给辊32的电源是共同的。例如，通过显影电压E2分别将-380V的电压施加到显影辊31、-580V的电压施加到显影刮刀和-580V的电压施加到调色剂供应辊。充电电源E1(负电压源)向转印辊5和充电辊2施加负极性电压。换句话说，用于转印辊5和充电辊2的电源是共同的。向转印辊5施加负电压，例如，以当调色剂和纸尘附着到转印辊5时，将它们返回感光鼓1。电源E3(正电压源)向转印辊5施加正极性转印电压。电流检测电路801被用于恒定电流控制期间的电流检测。开关802打开/关闭从电源E1向转印辊5施加负电压。控制部分50在正常图像形成控制期间将开关802设置为OFF，并且仅将来自电源E3的正电压施加到转印辊5。图8还示出了预曝光灯，其未在图1中示出。在本实施例中，可以设置预曝光灯。根据图8中的配置，通过共享上述的相同的电源，可以简化装置的配置。当应用图8的配置时，电源部分E1、E3和开关802可以由控制部分50控制以执行下面描述的刷子清洁操作。

3.刷子构件

接下来，对本实施例中的刷子构件11的构造和动作进行描述。

如图1中所示，图像形成装置100的本实施例具有刷子构件11，其是作为纸尘移除部件(纸尘移除机构)的纸尘移除构件(收集构件)。纸尘是从纸张中得来的纤维状异物，并且一般由从纸张上分离的纸浆纤维(主要是纤维素)构成，并且也可以包括从纸张上分离的填充材料。

刷子构件11由作为摩擦感光鼓1的表面的多个刷毛(基材)的绒毛串11a和支撑绒毛串11a的底布11b构成。刷子构件11被布置为在感光鼓1的旋转方向(表面的移动方向)上形成在转印位置(转印部分)P4下游和充电位置(充电部分)P1上游与感光鼓1接触的刷子接触部分(收集部分)。刷子构件11由支撑构件(未示出)支撑并且相对于感光鼓1布置在固定位置，并且在感光鼓1的表面上随着感光鼓1移动而滑动。如上所述，刷子接触位置P5是感光鼓1上在感光鼓1的旋转方向上形成上述刷子接触区域的位置。

刷子构件11收集(回收)在转印位置P4处从记录材料S转印到感光鼓1上的纸尘和其它附着物，从而减少在感光鼓1的旋转方向上移动到位于刷子接触位置P5的下游的充电位置P1和显影位置P3的纸尘的量。

在本实施例中，刷子构件11的绒毛串11a由导电尼龙纤维制成，尼龙作为粘合材料，并混入碳作为导电材料。但是，刷子构件11的绒毛串11a的材料不限于此。例如，刷子构件11的绒毛串11a的材料可以是聚酯或亚克力作为粘合材料，只要该材料导电即可。

在本实施例中，刷子构件11在平行于感光鼓1的圆周方向的方向(下文中也称为“短边方向”)上的长度被设置为5mm。但是，刷子构件11在短边方向上的长度不限于此。刷子构件11在短边方向上的长度可以根据例如随着图像形成装置100和处理盒14的寿命而变化的纸尘的量而改变(其趋向于随着装置寿命的增加而增加)。

在本实施例中，刷子构件11的绒毛长度被设置为5mm。但是，刷子构件11的绒毛长度不限于此。但是，当刷子构件11被用于收集纸尘时，有必要确保刷子构件11进入感光鼓1的穿透量在一定量以上。因此，如果刷子构件11的绒毛长度短，那么对感光鼓1的接触压力变强，并且感光鼓1的表面可能因滑动而损坏。因此，期望刷子构件11的绒毛长度为4mm或更长。虽然不限于此，但刷子构件11的绒毛长度通常为10mm或更小。刷子构件11的绒毛长度是刷子构件11在其自身状态下(即，未施加外力以使绒毛串11a弯曲时)从底布11b到露出底布11b的绒毛串11a的前端的距离。

在本实施例中，刷子构件11在与感光鼓1的旋转轴方向平行的方向(下文中也称为“长边方向”)上的长度被设置为230mm。但是，刷子构件11在长边方向上的长度不限于此。刷子构件11在长边方向上的长度可以根据例如图像形成装置100的最大图像形成宽度而改变。

在本实施例中，刷子构件11的细度被设置为2d(意味着每9000m纤维2g)。“d”是丹尼尔(denier)的首字母缩写词。但是，刷子构件11的细度不限于此。但是，当刷子构件11的细度高时，每根纤维变硬并且刷子构件11对感光鼓1的压力变强，这会因摩擦而损坏感光鼓1的表面。因此，期望刷子构件11的细度为6d以下。虽然不限于此，但刷子构件11的细度通常为1d或更大。

在本实施例中，刷子构件11的密度被设置为240kF/inch²(kF/inch²是刷子密度的单位并且指示每平方英寸的细丝数)。但是，刷子构件11的密度不限于此。但是，当刷子构件11被用于收集纸尘时，低密度增加了纸尘滑过的可能性。因此，密度应当为120kF/inch²或更高。虽然不限于此，但是刷子构件11的密度通常为300kF/inch²或更小。

在本实施例中，刷子构件11的穿透量被设置为1.5mm。但是，刷子构件11的穿透量不限于此。当刷子构件被用于收集纸尘时，刷子构件11进入感光鼓1的小的穿透量增加了纸尘滑过的可能性。因此，刷子构件11的穿透量应当为1mm或更大。虽然不限于此，但刷子构件11的穿透量通常为3mm或更小。当上述绒毛长度为L1并且从固定到上述支撑构件的刷子构件11的基布11b到感光鼓1的最短距离为L2时，L2与L1之差是刷子构件11进入感光鼓1的穿透量。

在本实施例中，刷子电压施加部件(刷子电压施加部分)、刷子电源(高压电源)E4(图7)连接到刷子构件11，并且在预定的定时向刷子构件11施加预定电压。在本实施例中，从刷子电源E4向刷子构件11施加主要为负极性的电压，以便收集在转印位置P4处附着到主要为负极性的感光鼓1的表面的正极性的纸尘。在本实施例中，刷子电源E4对刷子构件11施加-500V至0V范围内的电压。

在本实施例中，当如下测量时，刷子构件11的电阻为1.0x10⁵Ω。即，刷子构件11固定到铝制圆筒，刷子构件11在刷子构件11的绒毛的长度方向上从绒毛串11a的前端前进1mm。通过在铝制圆筒以50mm/sec被旋转的同时向刷子构件11施加50V的电压来测量刷子构件11的电阻。但是，刷子构件11的电阻不限于此，并且可以使用电阻为1.0x10⁸Ω以下的相对高电阻的刷子构件11。

4.刷子清洁操作

<刷子清洁操作概述>

不仅纸尘，而且残留转印调色剂和感光鼓1的非图像部分上的调色剂(雾化调色剂)积聚在刷子构件11上。如果太多调色剂积聚在刷子构件11上，那么刷子构件11可能无法保持调色剂，并且调色剂可能从刷子构件11上滑落并附着到充电辊2上，导致充电失败。

因此，在本实施例中，图像形成装置100被配置为能够在预定定时在非图像形成期间执行刷子清洁操作(刷子清洁控制)以从刷子构件11排出调色剂。这可以抑制调色剂过度积聚在刷子构件11上。

在本实施例中，在作为非图像形成过程的示例的旋转后过程中执行刷子清洁操作。但是，刷子清洁操作可以在任何非图像形成过程处执行，并且可以在旋转前过程、多旋转前过程、纸张间过程等中执行。刷子清洁操作不限于在每次执行打印作业时在旋转后过程或其它过程中执行。例如，当与积聚在刷子构件11中的调色剂的量(刷子构件11使用的量)相关的任何指标值(诸如形成的图像的数量、感光鼓1旋转的次数或旋转时间，或电压施加到刷子构件11的时间)超过预定阈值时，可以执行该操作。

<本实施例的控制>

接下来，对本实施例的刷子清洁操作进行解释。图2是示出直到图像形成操作(例如，单页打印操作)之后图像形成装置100的操作停止之前当在旋转后操作中执行刷子清洁操作时本实施例的图像形成装置100中的每个部分的操作的时序图。该图示出了从充电电源E1施加到充电辊2的充电电压、从刷子电源E4施加到刷子构件11的刷子电压以及从转印电源E3施加到转印辊5的转印电压的时间过渡。该图中还示出了经受转印电压的转印之后感光鼓1的表面电位，以及刷子电压与转印之后感光鼓1的表面电位之间的差异的时间过渡。图2中所示的操作由控制部分50通过向每个电源部分发送控制信号来控制。

感光鼓1的表面电位被简称为“鼓电位”，并且转印之后感光鼓1的表面电位被简称为“转印后鼓电位”。在此，转印后鼓电位更精确地是感光鼓1在通过接触位置P5时的表面电位，即，感光鼓1在接触位置P5处的表面电位。但是，转印后鼓电位可以由感光鼓1在通过转印位置P4之后并且刚好在到达刷子接触位置P5之前的表面电位来表示。以负极性充电的调色剂也被称为“负调色剂”，而以正极性充电的调色剂也被称为“正调色剂”。在本实施例中，转印电压被控制在恒定电压。转印电压的恒定电压控制是调整转印电源E4的输出电压以使其变得大致恒定在目标电压的控制。刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差是指刷子电压减去转印后鼓电位的值(包括正和负号)，如下面详细描述的。

如图2中所示，在图像形成操作和刷子清洁操作期间，-1300V的充电电压被施加到充电辊2，并且鼓电位在感光鼓1的旋转方向上被均匀设置为大约-800V。在图像形成操作和刷子清洁操作期间，近似介于非图像部分中-800V的鼓电位与图像部分中0至-100V的鼓电位之间的-400V的刷子电压被施加到刷子构件11。因此，刷子电压应当被设置为使得由于刷子构件11与感光鼓1之间的放电而引起的图像缺陷不发生(即，绝对值应当被设置为低于刷子构件11与感光鼓1之间的放电阈值的电压)。此外，通过将刷子电压设置为非图像部分的鼓电位与图像部分的鼓电位的大致中间的电位，可以获得以下效果。换句话说，对于积聚在刷子构件11上的正和负极性调色剂两者，可以通过调整鼓电位将调色剂从刷子构件11移除到感光鼓1。此外，通过以这种方式设置刷子电压，还可以获得以下效果。换句话说，可以将刷子电压设置为允许包含在残留转印调色剂中的负调色剂(常规极性的调色剂)通过刷子接触位置P5而不附着到用于图像部分的刷子构件11的电位关系，鼓电位近似为0至-100V。这可以抑制调色剂过度积聚在刷子构件11上。

在形成操作期间，大约+1000V的转印电压被施加到转印辊5。图像形成操作期间的这个转印电压可以基于例如记录材料S的类型或转印部分的电阻的检测结果而改变。在过渡到旋转后操作(刷子清洁操作)之后，-400V的转印电压被施加到转印辊5，作为针对非图像部分中的-800V的鼓电位不因放电而而使绝对鼓电位降低的范围内的电压。这在不降低转印后鼓电位的绝对值的情况下加宽了刷子电压与转印后鼓电位之间的差，并且该电位差将积聚在刷子构件11上的正调色剂从刷子构件11排出到感光鼓1。此后，+1000V的转印电压(相当于图像形成操作期间的转印电压)被施加到转印辊5。这个操作将转印后鼓电位的绝对值降低至大约0V，从而将刷子电压与转印后鼓电位之间的差加宽到上述电位差的相反侧，并且将可能已经积聚在刷子构件11上的负调色剂从刷子构件11排出到感光鼓1。根据图2中所示的刷子清洁操作，常规极性(显影过程期间的主调色剂充电极性)和非常规极性(与常规极性相反的极性)调色剂都可以被处置，从而改进了与感光鼓1接触定位的用于收集纸尘的刷子构件11的清洁。

<本实施例的动作>

接下来，进一步解释本实施例中的刷子清洁操作的动作。通过增加刷子电压与鼓电位之间的电位差的绝对值，调色剂从刷子构件11排出到感光鼓1。如图4(a)中所示，如果相对于作为正常极性的负电位，鼓电位高于刷子电压(即，如果刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差为正)，那么正调色剂从刷子构件11排出到感光鼓1上。另一方面，如图4(b)中所示，如果相对于作为常规极性的负电位，鼓电位低于刷子电压(即，如果刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差为负)，那么负调色剂从刷子构件11排出到感光鼓1上。因此，通过将刷子电压与鼓电位之间的电位差改变为正和负，负和正调色剂都可以从刷子构件11排出到感光鼓1上。换句话说，可以改进刷子构件11收集纸尘的清洁性能。

除了刷子电压与鼓电位之间的电位差之外，还可以在感光鼓1的表面电位中形成间隙以更高效地将调色剂从刷子构件11排出到感光鼓1上。这一点使用图5进行解释。

图5(a)是示出在感光鼓1的旋转驱动操作期间相对于-400V的刷子电压将鼓电位设置为-400V时刷子构件11的姿势的示意图。由于刷子电压与感光鼓1之间的电位差小，因此静电吸附力小。因此，刷子构件11与感光鼓1之间的动态摩擦力使绒毛串11a的尖端在旋转方向上流向感光鼓1的下游，但刷子构件11的整体姿势改变小。

另一方面，图5(b)是示出在感光鼓1的旋转驱动操作期间相对于-400V的刷子电压将鼓电位设置为-200V时刷子构件11的姿势的示意图。由于与图5(a)的情况相比静电吸附力增加，因此更多地吸附绒毛串11a的尖端和感光鼓1。因此，绒毛串11a的尖端在感光鼓1的旋转方向上被拉到下游，并且整个刷子构件11在感光鼓1的旋转方向上被拉到位于下游的姿势。当姿势改变在整个刷子构件11中发生时，随后的调色剂与刷子构件11一起移动。换句话说，没有与感光鼓1接触的调色剂、仅靠电位差难以移动的具有低电荷的调色剂、或者被收集在刷子构件11上的纸尘捕获并且难以排出的调色剂。当这种调色剂接触或接近感光鼓1时，当它经受来自刷子构件11侧的力时从刷子构件11排出，从而从刷子构件11排出到感光鼓1上。因此，通过不仅利用电位差而且还利用刷子构件11的姿势改变，积聚在刷子构件11上的调色剂可以高效地排出到感光鼓1上。

如上面所提到的，刷子构件与鼓电位之间的相对电位差，包括正号和负号，对于刷子构件11的姿势改变是重要的。因此，在此，刷子电压与鼓电位之间的电位差是指刷子电压与鼓电位之间的包括正号和负号的相对电位差。

从刷子构件11排出到感光鼓1上的负调色剂通过充电位置P1。这是因为由于充电电压(-1300V)与鼓电位(-800V)之间的电位差，朝着感光鼓1的力在静电上高于朝着充电辊2的力。然后由于显影电压(-400V)与鼓电位(-800V)之间的电位差，负调色剂被收集在显影单元3中。

从刷子构件11排出到感光鼓1上的正调色剂在充电位置P1处受到放电的影响，反转电荷极性，并变成负调色剂，其以与上述负性调色剂相同的方式被收集在显影单元3中。

但是，图2中所示的刷子清洁操作的进一步改进是可能的。即，当从刷子构件11排出的调色剂的量大时，负调色剂可能由于上述充电电压与鼓电位之间的电位差而不能完全通过充电位置P1。而且，由于在上述充电位置P1处放电的影响，正调色剂可能不会完全转变为负调色剂。在任一种情况下，调色剂可能附着到充电辊2并用调色剂弄脏充电辊2。附着有调色剂的充电辊2不能在旋转方向上对感光鼓1的表面均匀充电，从而造成异常放电，这会导致半色调图像上的斑点图像缺陷(这里也称为“白点图像”)。也期望解决这个问题。以下是解决这个问题的本实施例的修改示例。

<修改示例的控制>

接下来，对修改示例中的刷子清洁操作进行解释。

图3是示出当在图像形成操作(例如，一张打印操作)之后直到图像形成装置100的操作终止之前的旋转后操作中执行刷子清洁操作时，根据修改示例的图像形成装置100的每个部分的操作的时序图。根据图3中的时序图的过程是通过控制部分50控制每个电源部分的电压输出而执行的过程。与图2中一样，图3示出了充电电压、刷子电压、转印电压、转印后鼓电位以及刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差的时间过渡。图3中所示的操作由控制部分50控制，它向每个电源部分发送控制信号。在本实施例中，转印电压也由恒定电压控制来控制。

图3中所示的修改示例中的感光鼓1的每个部分的操作，从感光鼓1的旋转驱动的开始到图像形成操作的结束，与图2中所示的相同。

在修改示例中，在过渡到旋转后操作(刷子清洁操作)之后，在T1处，在转印位置P4处对感光鼓1的表面逐次改变转印电压。在T2处，施加了比T1变化一阶梯的转印电压的感光鼓1的表面在感光鼓1的旋转方向上移动并到达刷子接触位置P5。此后，转印电压从图像形成操作期间的大约+1000V阶梯式地变化到-400V。换句话说，刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差从-400V到+400V阶梯式地变化。然后，在T3处，转印电压开始从-400V起在正极性方向上阶梯式地变化。在T4处，施加了从T3改变一阶梯的转印电压的感光鼓1的表面在感光鼓1的旋转方向上移动并到达刷子接触位置P5。此后，转印电压从-400V到+1000V以10阶梯变化。换句话说，刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差从+400V到-400V以10阶梯变化。在T5处，在修改示例中的刷子清洁操作中施加了+1000V的最终转印电压的感光鼓1的表面在感光鼓1的旋转方向上移动并且到达刷子接触位置P5。

从图像形成期间的转印电压到-400V阶梯式地改变转印电压时的一阶梯宽度与在10阶梯内从-400V到+1000V阶梯式地改变转印电压时的一阶梯宽度大致相同(修改示例中为140V)。从图像形成时的转印电压到-400V阶梯式地改变转印电压的阶梯数取决于图像形成时的转印电压。

<修改示例的动作>

接下来，对修改示例中的刷子清洁操作的动作进行解释。在此，在感光鼓1中形成电位间隙的情况下，通过比较图2(本实施例)中的刷子清洁操作与图3(修改示例)中的刷子清洁操作来解释图2(本实施例)中的刷子清洁操作和图3(修改示例)中的刷子清洁操作的动作。

在图2中的刷子清洁操作中，因为鼓电位的突然改变，刷子构件11的姿势从图5(a)中的前述姿势突然改变为图5(b)中的姿势或从图5(b)中的姿势突然改变为图5(a)中的姿势。因此，从刷子构件11瞬时排出到感光鼓1上的调色剂的量增加。

另一方面，在图3的刷子清洁操作中，通过逐步地改变鼓电位，刷子构件11的姿势从图5(a)的姿势逐步地改变为图5(b)的姿势或从图5(b)的姿势逐步地改变为图5(a)的姿势。因此，在图3中所示的刷子清洁操作中，可以抑制刷子构件11的姿势突然改变，从而每当鼓电位中的间隙通过刷子接触位置P5时，调色剂逐步地从刷子构件11排出到感光鼓1上。

图3中的刷子清洁操作也可以适应常规极性(显影过程期间调色剂的主要充电极性)和非常规极性(与常规极性相反的极性)调色剂两者，从而改进定位成与感光鼓1接触以用于收集纸尘的刷子构件11的清洁，由此改进与感光鼓1接触布置的用于收集纸尘的刷子构件11的清洁性能。

在此，刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差的逐步改变更准确地说意味着如下情况。例如，当电位差如图2中所示急剧改变时，800V的改变大约需要100ms。逐步地改变电位差意味着电位差应当比上述急剧改变充分慢地改变，从而可以充分减少从刷子构件11瞬时排出到感光鼓1上的调色剂的量。例如，当电位差如图3中所示改变时，800V的改变在大约500ms到3000ms内进行就足够了。换句话说，刷子电压与转印后鼓电位之间电位差的逐步改变通常意味着以大约0.2V/ms至2V/ms的速率改变。当刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差逐步地改变时，应当设置单阶梯改变宽度以使得获得上述改变率。例如，当电位差如图3中所示阶梯式地改变时，一阶梯的改变宽度可以被设置为大约50V至100V，并且可以在50ms至100ms内进行一阶梯的改变。在图2中所示的刷子清洁操作中，从刷子构件11排出的调色剂的量可以增加，而在图3中所示的刷子清洁操作中，停机时间可能延长，因为刷子接触位置P5处的电位差是逐步地改变的。因此，可以考虑从刷子构件11排出的调色剂的量来适当地设置条件。例如，当包含在刷子构件11中的调色剂少时，可以执行图2中所示的刷子清洁操作，而包含在刷子构件11中的调色剂多时，可以执行图3中所示的刷子清洁操作。作为示例，图2中的刷子清洁操作可以在一张一张打印记录材料S的片材的间歇操作期间执行，而图3中的刷子清洁操作可以在打印记录材料S的多个片材的连续操作期间执行。当然，上述条件可以通过预测残留转印调色剂等的量的控制来控制。

5.评估测试

接下来，对为了确认本实施例及修改示例的有效性而进行的评估测试的结果进行描述。

首先，进行关于充电辊2的调色剂沾污的评估测试(这里也称为“评估测试1”)。评估测试1在以下条件下进行。在温度32.5℃、相对湿度80％(高温高湿环境)下，使用Xerox公司生产的Xerox Vitality多用途打印纸(商标，基重75g)作为记录材料S连续打印10张全黑图像。然后，执行旋转后操作(刷子清洁操作)。通过连续打印全黑图像，更多残留转印调色剂被供应到刷子构件11。接下来，打印一个25％浓度的半色调图像。如果充电辊2的旋转周期的大量斑点白色图像出现在这个半色调图像中，那么该图像被判断为“X(坏)”。如果充电辊2的旋转周期出现一些斑点白色图像，那么该图像判断为“△(轻微，但可能有问题)”，如果基本没有出现，那么该图像被判断为“○(OK)。”

在上述评估测试1之后，还进行了对刷子清洁能力的评估测试(这里也称为“评估测试2”)。评估测试2在以下条件下进行。与评估测试1一样，连续打印了10张全黑图像。在打印10张之后，图像形成装置100的操作在进入旋转后操作之前被强制停止，此时积聚在刷子构件11上的调色剂的量用调色剂真空清洁器吸除并测量其重量以确定“清洁前附着的调色剂量”。然后，在清洁刷子构件11一次并从刷子构件11移除几乎所有调色剂之后，打印10个连续的全黑图像并执行旋转后操作(刷子清洁操作)。然后使用调色剂真空清洁器吸掉积聚在刷子构件11上的调色剂量，并测量其重量以确定“清洁后附着的调色剂量”。然后，将“清洁前附着的调色剂量”减去“清洁后附着的调色剂量”所得的值除以“清洁前附着的调色剂量”，再乘以100，得到清洁性能值(％)。这个清洁能力值越高，残留在刷子构件11上的调色剂越少，从刷子构件11排出的调色剂越多，并且清洁执行得越好。

上述针对本实施例(图2)和修改示例(图3)的评估测试1和2的结果在表1中示出。

[表1]

从表1中的评估测试1的结果可以看出，在图2中所示的刷子清洁操作中，由于如上所述的感光鼓1的电位间隙大，从刷子构件11瞬时排出到感光鼓1上的调色剂量大，并且充电辊2被调色剂污染，从而导致图像出现一些白色斑点。相对照地，在图3中所示的刷子清洁操作中，如上所述，调色剂从刷子构件11逐步地排出到感光鼓1上，因此充电辊2没有被调色剂污染并且没有出现白色斑点图像。

表1中的评估测试2的结果还表明，在图2中的刷子清洁操作中，虽然瞬时排出的调色剂的量较高，但清洁能力的值相对低(29％)，因为调色剂被排出的次数较低。另一方面，在图3中的刷子清洁操作中，虽然单个电位阶梯中排出的调色剂的量比图2中的少，但由于调色剂被排出的次数多，因此清洁性能值高(83％)。

因此，根据本实施例中的刷子清洁操作，可以容纳常规充电极性(显影过程期间调色剂的主要充电极性)和非常规极性(与常规极性相反的极性)调色剂，并且可以改进用于收集纸尘的刷子构件11的清洁性能。特别地，根据本实施例的修改示例中的刷子清洁操作，刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差逐步地改变(在修改示例中为阶梯式)。这减少了在刷子清洁操作中从刷子构件11瞬时排出到感光鼓1上的调色剂的量，抑制了充电辊2的调色剂污染，并且抑制了白色斑点图像的出现。

在本实施例和修改示例中，刷子电压保持恒定在-400V，并且通过控制转印电压来改变刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差。但是，本发明不限于这种布置，并且可以通过以其它手段改变转印后鼓电位来改变刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差。例如，可以通过控制充电电压、通过控制曝光单元3的曝光、或者通过控制被布置为在感光鼓1的旋转方向上在转印位置下游和刷子接触位置上游曝光感光鼓1的预曝光单元13(图9)的曝光、或者通过这些手段的组合，以与本实施例或修改示例中相同的方式控制转印后鼓电位。

在修改示例中，刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差逐步地变化以便逐步地改变刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差，但是电位差可以连续变化。在这种情况下，它可以以线性方式基本连续地变化或以曲线方式基本连续地变化。虽然如上所述的多个电位阶梯在改进清洁性能方面可以说是有利的，但是刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差的逐步改变可以具有抑制充电辊2的调色剂污染的效果。在这种情况下，例如，如下所述，通过增加刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差重复增加或减少的次数，可以获得期望的清洁能力。

在修改示例中，通过恒定电压控制施加的转印电压的电压值阶梯式地改变，但是当通过恒定电流控制施加转印电压时流动的转印电流也可以阶梯式地改变。转印电压的恒定电流控制是调整转印电源E4的输出电压以使在转印部分(转印构件)中流动的电流大致在目标电压下恒定的控制。如图2中所示，当刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差急剧改变时，情况也是如此。

在修改示例中，刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差被改变为逐步地增大然后逐步地减小。但是，本发明不限于这种布置，并且可以根据需要变化改变电位差的方法。例如，刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差可以逐步地减小然后逐步地增大。可以改变刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差，使得刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差逐步地增大，然后逐步地减小，然后再次逐步地增大，等等。刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差重复增加或减少的次数可以根据期望的清洁能力和其它因素而改变。如图2中所示，当刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差急剧改变时，情况也是如此。

要阶梯式地改变的转印电压值(或转印电流值)可以根据耐久波动和环境波动(诸如由于重复使用引起的感光鼓1的表面层磨损造成的电容的改变、由于重复使用和环境温度和湿度而引起的转印辊5的电阻的改变，等等)来调整。当刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差如图2中所示那样急剧改变时也是如此。这同样适用于当通过如上所述控制充电电压、曝光单元3的曝光和预曝光单元13的曝光来改变转印后鼓电位时每个控制目标的调整。

虽然本实施例和修改示例描述了用于收集纸尘的刷子构件11的效果，但是本发明不限于此。例如，用于在图像形成操作期间将残余转印调色剂充电至预定极性的刷子构件和用于在图像形成操作期间收集残余转印调色剂的至少一部分的刷子构件是示例。对于这些应用，可能有必要例如周期性从刷子构件排出调色剂并清洁刷子构件以防止刷子构件上过度积聚调色剂。因此，通过将本发明应用于用于这些应用的刷子构件，可以获得与用于纸尘收集的刷子构件11的情况相同的效果。例如，不限于用于纸尘收集的刷子构件，如果刷子构件经历大的姿势改变，那么包含在刷子构件中的调色剂可能飞散。因此，例如，通过将修改示例的刷子清洁操作应用于用于其它应用的刷子构件，可以获得与用于收集纸尘的刷子构件11的情况相同的效果。

因此，根据本发明的图像形成装置100具有可旋转的感光构件1、在充电位置P1处对感光构件1的表面充电的充电构件2，以及在曝光位置P2处对感光构件1的已充电表面进行曝光的曝光单元4以在感光构件1的表面上形成静电图像。根据本发明的图像形成装置100还具有显影单元3，其通过在显影位置P3处将以常规充电极性充电的调色剂供应给感光构件1的表面上的静电图像在感光构件1的表面上形成调色剂图像，以及在转印位置P4处将感光构件1的表面上的调色剂图像转印到被转印体(记录材料S)的转印构件5。根据本发明的图像形成装置100还具有刷子构件11，其在刷子接触位置P5处接触感光构件1的表面，该刷子接触位置P5在感光构件1的旋转方向上位于转印位置P4的下游和充电部分P1的上游，以及向刷子构件11施加刷子电压的刷子电压施加部分E4。根据本发明的图像形成装置100还具有控制刷子接触部分P5处感光构件1的表面电位的控制部分50，并且在上述转印部分之后残留在感光构件1的表面上的调色剂被显影单元3收集。在根据本发明的图像形成装置100中，当刷子接触位置P5处刷子电压的值减去感光构件1的表面电位的值是接触位置电位差时，控制部分50将接触位置电位差从第一电位差改变为第二电位差。此后，控制刷子接触位置P5处感光构件1的表面电位，使得接触位置电位差从第二电位差改变为第三电位差。当感光构件1上的非图像形成部分通过刷子接触位置P5时，控制部分50可以执行这种控制。

特别地，在本实施例(图2)中，控制部分50在预定方向上将接触位置电位差从第一电位差改变为第二电位差，该预定方向是增加方向或减小方向。此后，控制刷子接触位置P5处感光构件1的表面电位，使得接触位置电位差在上述预定方向的相反方向上从第二电位差改变为第三电位差。在本实施例中，控制部分50控制刷子接触位置P5处感光构件1的表面电位，使得接触位置电位差的符号为正和负。

特别地，在修改示例(图3)中，控制部分50在预定方向上将接触位置电位差从第一电位差改变为第二电位差，该预定方向是增加方向或减小方向。此后，控制刷子接触位置P5处感光构件1的表面电位，使得接触位置电位差在上述预定方向上从第二电位差改变为第三电位差。在修改示例中，除了使接触位置电位差在上述预定方向上从第一电位差经第二电位差改变为第三电位差以外，控制部分50还使接触位置电位差在增加和减小方向当中的上述预定方向的相反方向上从第四电位差改变为第五电位差。此后，控制刷子接触位置P5处感光构件1的表面电位，使得接触位置处的电位差在与上述相反的方向上从第五电位差改变为第六电位差。在修改示例中，控制部分50控制刷子接触位置P5处感光构件1的表面电位，使得接触位置电位差阶梯式地变化。但是，控制部分50也可以控制刷子接触位置P5处感光构件1的表面电位，使得接触位置电位差连续改变。在修改示例中，控制部分50控制刷子接触位置P5处感光构件1的表面电位，使得接触位置电位差的符号为正和负。

控制部分50可以通过控制以下至少之一来控制刷子接触位置P5处感光构件1的表面电位：施加到充电部分2的电压、感光构件1被曝光单元4的曝光、施加到转印部分5的电压，以及感光构件1的表面被预曝光单元13的曝光，预曝光单元13被提供成在感光构件1的旋转方向上在转印位置P4下游和刷子接触位置P5上游的点处曝光感光构件1的表面。在本实施例和修改示例中，图像形成装置100具有向转印构件5施加转印电压的转印电压施加部分E3，并且控制部分50控制转印电压施加部分E3以控制刷子接触位置P5处感光构件1的表面电位。在本实施例和修改示例中，刷子构件11从感光构件1的表面移除和收集纸尘。在本实施例和修改示例中，充电构件2接触感光构件1的表面以对其表面充电。

如上面所解释的，本实施例可以改进用于收集纸尘的刷子构件11的清洁能力。具体而言，可以容纳常规充电极性(显影过程期间调色剂的主要充电极性)和非常规极性(与常规极性相反的极性)调色剂，并且可以改进用于收集纸尘的刷子构件11的清洁能力。此外，根据本实施例的修改示例，通过清洁刷子构件11而不用调色剂污染充电辊2，刷子构件11的清洁能力和对由充电辊2的调色剂污染引起的图像缺陷的抑制两者都可以实现。

接下来，对本发明的其它实施例进行描述。本实施例中的图像形成装置的基本配置及操作与实施例1中的图像形成装置的那些相同。因此，本实施例中的图像形成装置的具有与实施例1中的图像形成装置的那些相同或对应功能或配置示例的要素用与实施例1中的图像形成装置的那些相同的符号标注，并省略详细解释。

1.本实施例的控制

下面描述本实施例中的刷子清洁操作。图6是示出直到图像形成操作(例如，单页打印操作)之后图像形成装置100停止操作之前在旋转后操作中执行刷子清洁操作时本实施例的图像形成装置100中的每个部分的操作的时序图。与图2和3中一样，图6示出了充电电压、刷子电压、转印电压、转印后鼓电位以及刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差的时间过渡。图6中所示的操作由控制部分50控制，它向每个电源部分发送控制信号。如在实施例1和实施例1的修改示例中那样，在本实施例中，转印电压被控制在恒定电压。

图6中所示的本实施例中的感光鼓1的每个部分的操作，从感光鼓1的旋转驱动的开始到成像操作的结束，与图2和3中所示的相同。

在本实施例中，首先，在过渡到旋转后操作(刷子清洁操作)之后，转印后鼓电位以阶梯式的方式改变以变得等于刷子电压。然后，控制转印电压，使得刷子电压与转印后鼓电位之间的负极性电位差在增加方向上逐渐地改变。此后，转印后鼓电位改变，使得它变得等于刷子电压。此后，控制转印电压，使得刷子电压与转印后鼓电位之间的正极性电位差在增加方向上逐渐地改变。

在实施例1的修改示例中，关于作为刷子清洁操作中的主要排出目标的正调色剂的排出，存在刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差的绝对值在减小方向上改变的时段。这是图3中刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差从+400V改变为0V的时段。相对照地，在本实施例中，刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差在其绝对值相对于正调色剂(这是刷子清洁操作中的主要排出目标)的排出增加的方向上改变。这是图6中刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差从0V改变为+400V的时段。此外，关于负调色剂的排出，也存在刷子电压与转印后鼓电位之间的电位的绝对值在增加方向上改变的时段。这是刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差从0V改变为-400V的时段。

2、评估测试

接下来，对为了确认本实施例的有效性而进行的评估测试的结果进行描述。在此，进行了上面提到的评估测试1和2。用于本实施例的评估测试1和2的结果与用于实施例1的修改示例的结果一起在表2中示出。用于评估测试1和2的评估方法与上述相同，但将充电辊2的旋转周期中的斑点白色图像得到更好抑制的情况判断为“◎(更好)”。

[表2]

表2中的结果表明，本实施例对于评估试验1(充电的辊2的调色剂沾污)获得了比实施例1的修改示例更好的结果。此外，在本实施例中，对于评估测试2(清洁能力)获得了与实施例1的修改示例类似的结果。

结果表明，在本实施例中，与实施例1的修改示例相比，在刷子清洁操作中进一步抑制了调色剂对充电辊2的污染。这被认为是因为出于以下原因在本实施例中比在示例1的修改示例中更少量的调色剂从刷子构件11排出到感光鼓1上。在本实施例中，对于负和正调色剂，都存在一段时间，其中负和正极性的刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差的绝对值分别从与刷子电压相同的转印后鼓电位逐步地增加。特别地，在本实施例中，关于作为刷子清洁操作中的主要排出目标的正调色剂的排出，刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差具有其绝对值在增加方向上而非减小方向上改变的时段。在此，刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差的绝对值越大，越有利于排出，但绝对值应当由小值改变为大值。换句话说，当电位差的绝对值比它较大时小时，积聚在刷子构件11上的调色剂优先从在调色剂粒径、调色剂带电量以及与刷子构件11附着方面容易移动的调色剂中选择，并移动到感光鼓1上。通过从小值逐步地增加电位差的绝对值，可以从容易地从刷子构件11移动到感光鼓1上的调色剂中排出少量调色剂。相对照地，如果电位差的绝对值从大值逐步地减小，那么在电位差的绝对值大的阶段瞬时排出到感光鼓1上的调色剂的量会增加。在实施例1的修改示例中，在图3中刷子电压与转印后鼓电位之间的电位差从+400V改变为0V的时段期间观察到这种电位关系。相对照地，在本实施例中，不存在电位关系的这种时段。因此，在本实施例中，与实施例1的修改示例相比，可以进一步抑制瞬时调色剂排出的量。

另一方面，在本实施例中，必须调整转印电压，使得转印后鼓电位等于刷子电压。如果在图像形成装置100内存在测量鼓电位的部件，这就相对容易。但是，如果没有测量鼓电位的部件，那么有必要设置转印电压，使得考虑到由于环境温度和湿度引起的鼓电位的波动、转印辊5的电阻以及感光鼓1的电容的改变，转印后电位等同于刷子电压。相对照地，在实施例1的修改示例中，不必知道在其下刷子电压与转印后鼓电位变为相同电平的转印电压的值。因此，实施例1的修改示例中的控制比本实施例的控制更简单。

因此，在本实施例中，控制部分50控制在刷子接触位置P5处感光构件1的表面电位，使得在接触位置电位差的符号变为调色剂的常规极性的相反符号的时段期间，接触位置电位差在接触位置电位差的绝对值增加的方向上改变。

如上面所解释的，根据本实施例，与实施例1的修改示例相比，有可能进一步抑制从刷子构件11瞬时排出更多的调色剂，并且在刷子清洁操作进一步抑制充电辊2被调色剂的污染。

已经根据上述具体实施例解释了本发明。上述实施例中描述的组件的维度、材料、形状和相对布置应当根据对其应用本发明的设备的构造以及各种其它条件而改变。换句话说，并非旨在将本发明的范围限制到上述实施例。

在本实施例中，打印机被图示为图像形成装置，但是本发明不限于这种类型的装置。本发明可以应用于其它图像形成装置(诸如复印机、传真机)，或其它图像形成装置(诸如将这些功能组合起来的多功能机)，并且可以获得与上述实施例中相同的效果。在本实施例中，图像形成装置是单色图像形成装置，但本发明也可以应用于彩色图像形成装置，并且可以获得与上述示例中相同的效果。彩色图像形成装置可以是配备有多个感光构件的串联型图像形成装置。串联型图像形成装置对于其中间转印方法是众所周知的，其中调色剂图像通过一次转印从多个感光构件转印到中间转印构件以通过二次转印转印到记录介质，并且对于其直接转印方法也是众所周知的，其中调色剂图像直接从多个感光构件转印到携带在记录材料载体上的记录材料。在使用中间转印构件(中间转印带)作为转印部件的图像形成装置中，纸尘可能经由中间转印构件附着到感光构件，因此可以想到提供纸尘移除构件以从感光构件移除纸尘。

根据本发明，可以改进与感光构件接触定位的刷子构件的清洁能力。

[图像形成装置]

图10是根据实施例3的图像形成装置的配置示例的示意图。实施例3中的图像形成装置是单色打印机。图像形成装置具有圆柱形感光构件或感光鼓1作为图像载体。包围感光鼓1的是作为充电部件的充电辊2以及显影单元3。在充电辊2和显影辊3之间，存在作为曝光部件的曝光单元4。此外，作为转印部件的转印辊5压在感光鼓1上。

感光鼓1是带负电的有机感光构件。感光鼓1的外径例如是24mm。感光鼓1在接地的铝制鼓状基板上具有感光层，并由驱动单元(未示出)在图中箭头的方向(顺时针方向)上以指定的处理速度驱动。处理速度与感光鼓1的圆周速度(感光鼓1的表面移动速度)对应。

充电辊2以预定压力接触力接触感光鼓1以形成充电部分。通过作为施加充电电压的第一部件的充电高压电源210使充电辊2经受预定充电电压，并且感光鼓1的表面被均匀充电至预定电位。感光鼓1例如通过充电辊2充电至负极性。

曝光单元4是例如激光扫描仪单元，其输出与从诸如主机计算机之类的外部设备输入的图像信息对应的激光束L，并对感光鼓1的表面进行扫描和曝光。这种曝光根据图像信息在感光鼓1的表面上形成静电潜像(静电图像)。曝光单元4不限于激光扫描仪设备，但是例如可以采用沿着感光鼓1的长边方向布置多个发光二极管(LED)的LED阵列。

例如，接触显影方法被用作显影方法。显影单元3具有作为显影剂载体的显影辊31、作为显影剂供应部件的调色剂供应辊32、容纳调色剂的显影剂室33，以及显影刮刀34。由调色剂供应辊32从显影剂室33供应到作为显影部件的显影辊31的调色剂在其通过与显影刮刀34的接触部分时被充电至预定极性。在实施例3中，例如，使用具有6μm粒径和负极性的常规充电极性的调色剂。虽然实施例3中采用单组分非磁性接触显影方法，但也可以采用双组分非磁性接触/非接触显影方法，或者可以采用磁性显影方法。

在显影辊31和感光鼓1之间的显影部分中，通过由显影辊31馈送的调色剂(显影剂)将形成在感光鼓1上(图像载体上)的静电潜像显影为调色剂图像(显影剂图像)。此时，作为用于施加显影电压的第二施加部件，由显影高压电源220向显影辊31施加显影电压。在实施例3中，例如，静电潜像通过反转的显影方法显影。换句话说，通过将具有与感光鼓1的极性相同极性的带电调色剂附着到感光鼓1的因充电过程之后曝光而失去其电荷的部分，将静电潜像显影为调色剂图像。

转印辊5可以适当地由弹性构件制成，诸如由聚氨酯橡胶、EPDM(三元乙丙橡胶)、NBR(丁腈橡胶)等制成的海绵橡胶。转印辊5被压向感光鼓1以形成感光鼓1与转印辊5压接的转印部分。转印辊5连接到作为用于施加转印电压的第四施加部件的转印高压电源230，并在预定定时施加预定电压。

在形成在感光鼓1上的调色剂图像到达转印部分的定时，存储在纸盒6中的记录材料S作为记录材料由纸张馈送单元7馈送，并且通过配准(下文中简称为“电阻器”)辊对8馈送并馈送到转印部分。形成在感光鼓1上的调色剂图像通过转印辊5转印到记录材料S上，由转印高压电源230向转印辊5施加预定的转印电压。图像形成装置具有刷子构件11(收集构件)，其是作为纸尘移除机构的接触构件。下面描述刷子构件11。

在转印未定影的调色剂图像之后，将记录材料S馈送到定影单元9。定影单元9是配备有定影膜91和压力辊92的膜定影方法定影单元。定影膜91结合定影加热器(未示出)和测量定影加热器的温度的热敏电阻(未示出)。加压辊92压在定影膜91上。记录材料S被定影单元9加热和加压以定影调色剂图像，并通过排出辊对10从装置排出。

图像形成装置配备有通过控制上述的各个部分控制整个图像形成装置的控制部分200，包括图像形成操作、记录材料S的馈送操作、刷子构件11的清洁操作(下文中称为“刷子清洁”)，等等。控制部分200具有例如CPU 200a，其在使用RAM 200c作为临时工作区的同时执行存储在ROM 200b中的程序，其定时由定时器200d控制。

[残留转印调色剂的移除]

未被转印到记录材料S而残留在感光鼓1上的调色剂(下文中称为“残留转印调色剂”)在以下过程中被移除。残留转印调色剂是带正电的调色剂和没有足够电荷的带负电的调色剂的混合物。残留转印调色剂通过充电部分中的放电被再次充电至负极性。随着感光鼓1的旋转，充电部分中再次以负极性充电的残留转印调色剂到达显影部分。在此，在到达显影部分的感光鼓1上形成静电潜像。已到达显影部分的残留转印调色剂的行为分别针对感光鼓1的曝光部分(换句话说，图像形成部分)和非曝光部分(换句话说，非图像形成部分)进行描述。

(非图像形成部分(非曝光部分))

附着到感光鼓1的非图像形成部分的残留转印调色剂在显影部分中通过感光鼓1的非图像形成部分的电位(下文中称为非图像形成部分电位)与显影电压之间的电位差而被转移到显影辊31，并被收集(存储)在作为存储部分的显影剂室33中。收集在显影剂室33中的调色剂被再次用于图像形成。以这种方式，控制部分200控制由显影高压电源220施加的显影电压以将未被转印辊5转印到记录材料S的残留在感光鼓1上的显影剂通过显影辊31收集到显影剂室33中。

(图像形成部分(曝光部分))

另一方面，附着到感光鼓1的曝光部分(图像形成部分)的残留转印调色剂在显影部分中没有从感光鼓1转移到显影辊31，而是与从显影辊31显影的调色剂一起转印到转印部分再转印到记录材料S，在那里它从感光鼓1被移除。

[刷子构件11]

接下来，描述实施例3的纸尘移除机构。如图10中所示，图像形成装置具有作为纸尘移除机构的刷子构件11(收集构件)。刷子构件11具有作为摩擦感光鼓1的表面的多根刷毛的绒毛串和支撑绒毛串的底布，如下面详细描述的。刷子构件11被布置为在感光鼓1的移动方向(旋转方向)上在转印部分的下游和充电部分的上游接触感光鼓1。刷子构件11由支撑构件(未示出)支撑并且相对于感光鼓1定位在固定位置，并且随着感光鼓1移动而在感光鼓1的表面上滑动。

刷子构件11连同调色剂一起收集在转印部分中从记录材料S转印到感光鼓1上的诸如纸尘之类的附着材料。刷子构件11减少在感光鼓1的移动方向(旋转方向)上移动到刷子构件11下游的充电部分和显影部分的纸尘的量。刷子构件11使用显影高压电源220作为施加刷子电压的第三施加部件。换句话说，第二和第三施加部件是共同电源，并且与施加到显影辊31的显影电压相同的电压被施加到刷子构件11作为刷子电压。以下描述的刷子清洁控制不限于从显影用高压电源220向刷子构件11施加刷子电压的构造。可以与显影高压电源220分开提供向刷子构件11施加刷子电压的第三施加部件。

在实施例3中，采用尼龙作为刷子构件11的绒毛串的粘结材料，并且采用混有碳的导电尼龙纤维作为导电材料，但不限于这些材料。例如，即使粘结材料是聚酯或丙烯酸，只要它是导电的，就可以以相同的方式使用。刷子构件11在感光鼓1的直径方向(下文中称为短边方向)上的长度例如被设置为5mm，但不限于此。例如，它可以根据随着图像形成装置或处理盒的寿命增加的纸尘量而改变。

刷子构件11的绒毛长度例如是5mm，但不限于此。但是，当刷子构件11被用于收集纸尘时，有必要确保刷子构件11进入感光鼓1的一定穿透量，因为如果绒毛长度太短，那么对感光鼓1的接触压力变得更强，并且感光鼓1的表面可能因摩擦而损坏。因此，期望刷子构件11的绒毛长度为4mm或更长。刷子构件11在长边方向上的长度例如被设置为230mm，但不限于此。例如，它可以根据图像形成装置的最大纸张宽度而改变。在此，纸张宽度是指记录材料S在垂直于记录材料S的馈送方向的方向上的长度，换句话说，在感光鼓1的长边方向上的长度。图像形成装置能够在各种纸张宽度的记录材料S上形成图像，并且各种纸张宽度中最长的被称为最大纸张馈送宽度(最大纸张宽度)。

刷子构件11的细度例如为2d，但不限于此。在此，2d的细度意味着每根纤维每9000m重2g。但是，高细度是不期望的，因为纤维是硬的并且与感光鼓1的接触压力变得变强，并且感光鼓1的表面可能因摩擦而损坏。因此，6d或更小的细度是期望的。刷子构件11的密度例如是240kF/inch²，但不限于此。在此，“kF/inch²”是刷子密度的单位并且指示每平方英寸的细丝数。但是，当刷子构件11被用于收集纸尘时，低密度增加了纸尘滑过的可能性。因此，期望120kF/inch²或更高的密度。

刷子构件11的穿透量例如被设置为1.5mm，但不限于此。但是，当刷子构件11被用于收集纸尘时，刷子构件11进入感光鼓1的微小穿透量增加了纸尘滑过的可能性。因此，1mm或更多的穿透量是期望的。当如下测量时，刷子构件11的电阻为1.0x10⁵Ω。即，将刷子构件11固定到铝制圆筒，使刷子构件11在刷子构件11的绒毛长度方向上从绒毛的前端进入1mm。刷子构件11的电阻通过在铝制圆筒以50mm/秒的速度旋转的同时向刷子构件11施加50V的电压来测量。但是，刷子构件11的电阻不限于此，并且可以使用具有近似1.0x10⁸Ω的高电阻的刷子。

[使用转印辊的刷子清洁控制]

接下来，使用图11解释非图像形成操作期间的刷子清洁控制的示例。刷子清洁控制由控制上面提到的施加部件中的每一个的控制部分200执行。图11示出了在常规图像形成装置中在图像形成操作和操作的终止之间的时段期间(下文中称为“旋转后操作”)执行的刷子清洁控制。(i)示出从充电高压电源210向充电辊2施加的充电电压，以及(ii)示出从常规刷子高压电源(未示出)向刷子构件11施加的刷子电压。(iii)示出从转印高压电源230施加到转印辊5的转印电压，以及(iv)示出向其施加转印电压(下文中称为“鼓电位”)的转印辊5转印之后(下文中称为“转印后”)感光鼓1的表面。

(v)指示刷子电压与转印后鼓电位之差，即，电位差(刷子电压-转印后鼓电位)。两个横轴都指示时间。

例如-1300V的充电电压被施加到充电辊2，充电辊2在长边方向上将鼓电位均匀地充电至大约-800V。此外，例如-400V的值(其大约是非图像形成部分中-800V的鼓电位与图像形成部分中的0至-100V的鼓电位之间的中间值)被施加到刷子构件11。这种设置防止由刷子构件11与感光鼓1之间的放电造成的图像缺陷。通过获取非图像形成部分的鼓电位和图像形成部分的鼓电位之间的电位，对于积聚在刷子构件11上的负和正极性的调色剂通过调整鼓电位将调色剂排出到感光鼓1侧。此外，对于鼓电位大约为0至-100V的图像形成部分，电位关系使得包含在残留转印调色剂中的负极性调色剂(下文中称为“负调色剂”)被允许通过刷子构件11而不被附着到它。这防止调色剂过度积聚在刷子构件11上(下文中称为“过度积聚”)。

在定时t1之后，当操作从图像形成操作转移到旋转后操作时，向转印辊5施加例如-400V，作为相对于非图像形成部分中的-800V的鼓电位不因放电而使鼓电位下降的范围内的电压。这在不降低转印后鼓电位的情况下增加了刷子电压与转印后鼓电位之间的差，并且电位差的量值使得积聚在刷子构件11中的正极性调色剂(下文中称为“正调色剂”)被排出到感光鼓1侧。接下来，在定时t2，例如+1000V的转印电压被施加到转印辊5以将转印后鼓电位降低至大约0V。这将刷子电压与转印后鼓电位之间的差增加到上面提到的电位差(+400V)的相对侧(-400V)，并且负调色剂从刷子构件11排出到感光鼓上1侧。通过上述操作，积聚在刷子构件11中的正调色剂和负调色剂被排出到感光鼓1上。

[刷子清洁控制的动作]

通过增加刷子构件11与鼓电位之间的电位差，调色剂从刷子构件11排出到感光鼓1上。图12示出了调色剂如何从刷子构件11排出到感光鼓1上，纵轴表示电位，横轴表示位置。在图12(a)中，鼓电位是-800V并且刷子电压是-400V，与图11中的定时t1到定时t2对应。因此，如果鼓电位的绝对值高于刷子电压的绝对值(|-800|V＞|-400|V)，那么正调色剂从刷子构件11排出到感光鼓1上。另一方面，在图12(b)中，鼓电位是0V并且刷子电压是-400V，与图11中的定时t2或更晚对应。因此，如果鼓电位的绝对值低于刷子电压的绝对值(|0|V<|-400|V)，那么负调色剂被排出。因此，通过将刷子构件11的刷子电压与鼓电位之间的电位差改变为相对于刷子电压的正和负，可以排出负和正调色剂。

(负调色剂)

在充电辊2接触感光鼓1的充电部分中，由于充电电压(-1300V)与鼓电位(-800V)之间的电位差，施加在负调色剂上的静电力朝着感光鼓1比朝着充电辊2相对更大。因此，从刷子构件11排出的负调色剂通过感光鼓1与充电辊2之间的接触区域(下文中称为充电接触区域)。由于感光鼓1的旋转而已经通过充电辊2的负调色剂朝向显影辊31和显影部分。在显影辊31和感光鼓1处，由于显影电位(-400V)与鼓电位(-800V)之间的电位差，施加在负调色剂上的静电力相对大于朝向显影辊31的力。因此，从刷子构件11排出的负调色剂在感光鼓1和显影辊31之间的接触部分处被显影辊31拉动，并被收集在显影单元(显影剂室33)中。

(正调色剂)

在感光鼓1和充电辊2之间的接触部分处发生放电。从刷子构件11排出的正调色剂受这种放电的影响并通过以负极性充电变成负调色剂，并通过与上述负调色剂相同的过程被收集在显影单元中。

如上面所解释的，这个刷子清洁控制通过控制转印电压经由转印辊5来控制鼓电位，并且使用鼓电位与刷子电压之间的电位差来执行清洁。因此，仅在与转印辊5的长边方向长度(下文中称为转印辊5的宽度)对应的区域中通过这个刷子清洁控制来执行清洁。

一般而言，转印构件仅需要具有最大图像形成区域的宽度，并且从降低成本的观点来看，该宽度应当尽可能短。在此，图像形成区域是指在宽度方向上形成调色剂图像的区域，并且最大图像形成区域是在宽度方向上形成最长调色剂图像的区域，即，与最大纸张宽度对应的区域。另一方面，安装有显影辊31的显影剂室33的开口的宽度(下文中称为“显影开口宽度”)应当比最大纸张宽度更长。这是因为如果显影开口宽度比图像形成区域宽但比纸张宽度窄，那么在纸张上与显影开口宽度对应的区域(下文中称为显影开口区域)的边界处会出现调色剂浓度的差异。涂覆在显影辊31上的调色剂的量在显影开口区域与非显影开口区域之间不同。这是因为涂覆在与显影辊31接触的感光鼓1上的调色剂的量在显影开口区域与非显影开口区域之间也不同，并且这被转印到纸张上。从纸尘收集的观点来看，刷子构件11需要长于最大纸张宽度，并且应当长于显影开口以防止异物进入显影开口部分中。

[实施例3的构造]

实施例3中每个构件在长边方向上的长度在图13中示出。图13左侧是感光鼓1的主要部分及与感光鼓1接触的构件的示意图，右侧示出了长边方向一端的长度之间的关系。在实施例3中，记录材料S以宽度方向上的中央为基准被馈送，并且与感光鼓1接触的构件全部以使得它们相对于中央在宽度方向上成线对象的方式被布置。在图10中所示的构造中，感光鼓1、与感光鼓1接触的充电辊2、显影辊31、转印辊5和刷子构件11被示为使得长边方向上的长度关系可以被理解。但是，显影辊31示出显影辊31上(显影部件上)有调色剂的每个辊的显影开口部分的长度。在图13中，还示出了假设为最大纸张宽度的信纸尺寸纸张的长度(宽度)。例如，感光鼓1的宽度为244mm，并且信纸尺寸纸张(虚线)的宽度为216mm。充电辊2比信纸尺寸纸张长并且比感光鼓1短，为230mm。刷子构件11是233mm，比充电辊2长并且比感光鼓1短。转印辊5是215mm，比信纸尺寸纸张短。显影辊31的显影开口宽度是222mm，比信纸尺寸纸张长并且比刷子构件11短。

在实施例3中，感光鼓1和与感光鼓1接触的每个构件的长边长度从短到长依次为转印辊5、显影辊31中的显影开口宽度、充电辊2和刷子构件11。换句话说，在转印辊5的外侧和显影辊31的显影开口部分的内侧的刷子构件11的端部附近存在区域。这种区域被定义为区域A。在区域A中，不能执行如上所述使用转印辊5的刷子清洁，并且负调色剂总是积聚在刷子构件11上，如图12(a)中所示。区域A的位置在图13中示出。

[实施例3中的刷子清洁控制]

使用图14解释实施例3中的各种类型的电位控制。实施例3中的清洁控制通过控制上面提到的施加部件中的每一个的控制部分200来执行。图14示出了与实施例3的图像形成装置中图13中所示的刷子构件11的边缘对应的区域A中单次打印操作之后的旋转后操作。从感光鼓1的旋转驱动的开始到图像形成操作的过程与常规情况相同。图14中的横轴示出时间(ms)，并且纵轴示出对每个组件施加的电压等。具体而言，(i)示出充电电压(V)，以及(ii)示出刷子/显影剂共同电压(V)，其中刷子电压和显影剂电压是共同的。(iii)指示显影辊31与感光鼓1之间的接触部分(下文中称为显影接触部分)处感光鼓1的表面电位(下文中称为鼓表面电位)(V)。(iv)示出刷子构件11与感光鼓1之间的接触区域(下文中称为刷子接触区域)处感光鼓的表面电位(V)。(v)示出显影部分处鼓表面电位与显影电压之间的电位差(V)。(vi)示出刷子接触区域处鼓表面电位与刷子电压之间的电位差(V)。时间(0、1500、1714等)示出了处理速度为139.67mm/sec时的示例。

为了简单起见，在图14中没有考虑切换施加到每个构件的电压所需的时间，因此假设电压在切换期间以矩形形状改变。在不考虑自然衰减和其它因素的影响的情况下，鼓的表面电位的改变也用矩形勾勒。虽然这些简化会导致部分波形与实际波形不完全匹配，但对于每个构件的电压切换次序保持相同，并且具体应当使用什么准则来确定切换定时将适当地进行描述。

(时段1)

在定时t11从图像形成控制过渡到旋转后控制之后的控制如图14中的圆圈数字1至圆圈数字5所示按时间次序描述。在下文中，时段圆圈数字1等将被简称为时段1等。在定时t11切换到时段1时，当图像形成操作完成并开始旋转后操作时，显影剂和刷子的共同电压从作为图像形成操作期间的电压的-400V改变为150V。充电电压从-1300V改变为0V，这是图像形成操作中的电压。通过改变刷子接触部分(和显影接触部分)和充电部分中所施加的电压，图像形成期间为-800V的感光鼓表面电位当鼓通过显影接触部分时，由于显影辊31与感光鼓1之间的放电而从-800V改变到正侧。为简单起见，图14示出了当显影电压从-400V切换到150V时，当显影接触部分的鼓表面电位在时段1开始时(t11)唯一地从-800V切换到0V时每个组件的电位的过渡。但是，实际上，感光鼓的表面可能不会在这种定时切换，因为电位切换需要时间，仅通过显影辊31和感光鼓1接触一次，电位不会变为0V，而是需要接触几次，等等。为此，鼓在充电之前或充电并通过显影部分之后的表面电位的绝对值小于-800V，但不一定为0V。在此，显影部分中的必要条件是应当适当地形成背向衬度(backcontrast)，其是充电后的感光鼓的表面电位与显影电压之间的电位差。换句话说，显影接触部分处的表面电位不需要为0V。背向衬度不限于150V并且应当适当地设置。为了解释的简单，在下面的描述中假设充电之前感光鼓的表面电位为0V。感光鼓充电之后的表面电位由于显影电压和刷子电压造成的电位差而绝对值更小。换句话说，如上所述，鼓表面电位在接近0V时向正侧改变。此外，作为正改变的结果，刚好在定时t13切换充电电压之前与充电辊2接触的鼓的表面电位应当比时段4中的共同刷子/显影电压更正。

(时段2)

从定时t12到定时t13的时段2是从鼓表面电位的-800V和0之间的边界到达刷子构件11的时刻直到充电电压从0V切换到-1300V的时段。换句话说，定时t12是鼓表面电位的-800V和0V之间的边界到达刷子构件11的时刻，由双点划线指示。在与充电辊2接触的鼓表面电位在后述的时段4中变为共同刷子/显影电压的正侧之后切换充电电压。图14示出了当显影接触部分的鼓表面电位在定时t11从-800V切换到0时每个构件的电位的过渡，定时t11是时段1的开始。但是，如果鼓表面电位的切换在实际控制中花费时间，那么有必要在时段2结束时延迟充电电位的切换，并且在与充电辊2接触的部分的鼓表面电位在时段4中从共同刷子/显影剂电压改变为正侧之后切换它。在实施例3中，如图14中所示，解释显影接触部分的鼓表面电位在显影电压从-400V切换到150V时从-800V切换到0V的情况。

(时段3)

在作为时段2结束的定时t13，充电电压从0V改变为-1300V，并且鼓表面电位在与充电辊2接触的部分处从0V充电至-800V。从充电电压切换到当鼓表面电位的0V和-800V之间的边界到达显影部分时的定时t14的时段被定义为时段3。

(时段4)

从定时t14到定时t15的时段4是从鼓表面电位的0V和-800V之间的边界到达显影部分、直到这个边界到达刷子构件11的时段。实线箭头指示由于在定时t13充电电压的切换而引起的鼓表面电位的边界部分在定时t14到达显影部分。在定时t14，就在时段4开始之后，刷子/显影剂共同电压从150V切换到-400V。在时段4中，与刷子构件11接触的部分的鼓表面电位与刷子电压之间的关系在图12(b)中示出，即，刷子电压的绝对值(|-400|V)大于鼓电位的绝对值(|0|V)。因此，积聚在刷子构件11上的负调色剂被排出到感光鼓1上。在此，当向刷子电压施加与调色剂的正常极性相同极性的刷子电压时，如果鼓电位的绝对值小于刷子电压的绝对值，那么负调色剂被排出到感光鼓1上。因此，作为刷子电压所需的电压根据感光鼓表面电位适当设置。换句话说，如上面所提到的，感光鼓的表面电位不必为0V。积聚在刷子构件11上的负调色剂应当被设置为使其被排出到感光鼓1上。图14(vi)的时段4示出了指示负调色剂被排出到感光鼓1上的图像。另一方面，显影辊31处的显影电压为-400V，而感光鼓的表面在鼓与显影辊31接触的部分处为-800V，因此具有常规极性的负调色剂从未在感光鼓1上显影。

(时段5)

定时t15之后的时段5是鼓表面电位的0V和-800V之间的边界到达刷子构件11之后的时段。换句话说，定时t15是鼓表面电位的0V和-800V之间的边界已到达刷子构件11时的定时，这由已经移动到刷子构件11的双点划线指示。由于刷子接触区域的鼓表面电位(-800V)变得比刷子电压(-400V)更负，因此完成从刷子构件11向感光鼓1上排出负调色剂。在时段4中，已经从刷子构件11排出负调色剂的感光鼓1的表面(下文中称为“鼓表面”)通过刷子接触部分，接触充电辊2，然后进入显影接触部分。在定时t13之后，当时段3开始时，-1300V的充电电压被施加到充电辊2。因此，已经排出负调色剂的鼓表面通过接触充电辊2被充电到-800V。当这个表面与向其施加-400V电压的显影辊31接触时，由于感光鼓1与显影辊31之间的电位差，负调色剂被收集在显影辊31侧。图14(v)中的时段5示出图示负调色剂被收集在显影辊31上的图像。在时段5中收集了足够的调色剂之后，终止对每个构件的电压的施加和驱动系统的操作。

在实施例3中，为了简单起见，当从图像形成切换到旋转后操作时，在定时t11改变充电电压并且也改变显影电压，但是并不限于此。例如，可以分别阶梯式地改变充电电压和显影电压。通过这样做，可以将显影接触部分的鼓电位与显影辊31之间的电位差控制在一定范围内以抑制以正极性充电的调色剂从显影辊31排出到感光鼓1上的现象。

虽然实施例3假设其中感光鼓1和显影辊31在图像形成装置的驱动期间始终彼此接触的图像形成装置，但是相同的控制可以应用于配备有可以任意分离这两个部分的触点分离机构的图像形成装置。在这种情况下，感光鼓1和显影辊31应当从图14中的时段1至时段4彼此分离，然后在时段5彼此接触。这具有在时段4中将调色剂从刷子构件11排出到感光鼓1上并在时段5中用显影辊31收集调色剂的效果，并且还防止雾化调色剂在时段1至4期间从显影辊31排出到感光鼓1上。控制部分200在图像形成装置操作时可以保持显影辊31与感光鼓1接触。

在实施例3中，通过控制在显影辊操作结束时施加到显影辊31的显影电压来改变鼓表面电位，但并不限于此。例如，用于感光鼓1的曝光单元可以安装在感光鼓1的旋转方向上刷子构件11的下游和充电辊2的上游，以将感光鼓表面的电位从-800V改变为0V。

在图14中，描述了其中转印辊5对鼓表面电位没有影响的转印辊5的外部(区域A)的控制，但不限于这个区域。在具有转印辊5的部分中，通过转印部分后的鼓表面电位可以通过任意改变施加到转印辊5的电压来调整。例如，如果将转印电压设置为与辊相对的感光鼓1的表面相同的电位，那么在具有转印辊5的部分中可以执行与图14中相同的操作。

例如，当向转印辊5施加负电压时，在长边方向上存在转印辊5的区域中通过转印部分之后的鼓表面电位与没有转印辊5的部分相比被充电至负侧。除了如图14中所示的控制，图15示出了在时段4期间当负电压施加到转印辊5时在刷子构件11处的刷子电压和在与刷子构件11接触的部分处的鼓表面电位。在图15中，横轴指示在长边方向上延伸的坐标(位置)，纵轴指示那个坐标(位置)处的刷子电压和鼓表面电位。在没有转印辊5的区域中，刷子电压为-400V并且鼓表面电位为0V，与图14的时段4中的电压相同。相对照地，在转印辊5存在(具有转印辊)的部分中，刷子接触部分中的感光鼓表面电位被充电至负侧。

如上所述，控制单元200控制充电高压电源210和显影高压电源220，使得在刷子构件11与感光鼓1接触的第一接触部分中由刷子构件11收集的显影剂从刷子构件11移动到感光鼓1的表面。控制部分200控制充电高压电源210和显影高压电源部分220，使得在显影辊31和感光鼓1彼此接触的第二接触部分处感光鼓1的表面上的显影剂通过显影辊31从感光鼓1的表面收集到显影剂室33中。控制部分200执行这种刷子清洁控制。移动到感光鼓1表面的显影剂从感光鼓1表面移动到显影辊31，因为在第二接触部分中鼓电位处于第一电位并且显影电压处于第三电压。

更精确地说，控制部分200将充电部分从第一电压(-1300V)切换到绝对值小于第一电压的第二电压(0V)，以通过从第一电位(-800V)切换到第二电位(0V)将鼓电位从第一电位(-800V)改变为第二电位(0V)。与此同时，控制部分200将作为显影电压和接触电压的刷子电压从第三电压(-400V)切换到具有比第三电压小的绝对值的第四电压(150V)。由于感光鼓1的旋转而在感光鼓1上从第一电位变为第二电位的第一边界部分到达第一接触部分之后，控制单元200通过将充电电压从第二电压返回到第一电压而将鼓电位从第二电位返回到第一电位。在第一边界部分到达第二接触部分之后，控制部分200通过将显影电压和刷子电压从第四电压返回到第三电压来将显影剂从刷子构件11移动到感光鼓1表面。

显影剂从刷子构件11向感光鼓1表面的转移在由于感光鼓1的旋转而在感光鼓1上从第二电位改变为第一电位的第二边界到达第一接触部分时完成。第一电压是当图像形成发生时的充电电压，并且第三电压是当图像形成发生时的显影电压和刷子电压。在实施例3中，在对记录材料S执行图像形成控制之后执行刷子清洁控制。转印辊5在长边方向(其是与旋转方向垂直的方向)上的长度比记录材料(例如，信纸尺寸纸张)的宽度短，该记录材料具有图像形成装置中可以在其上执行图像形成的记录材料的最长宽度，该最长宽度是长边方向上的长度。

[实施例3的动作]

如上面所提到的，当使用与感光鼓1接触的构件改变鼓表面电位时，随着感光鼓1旋转，鼓表面电位的边界以时间差快速地与每个构件接触。通过利用这一点，建立刷子接触部分的鼓表面电位与显影部分的鼓表面电位不同的时间段(时段4)。在这种情况下，与显影部分的鼓表面电位相比，当调色剂的常规极性为负时刷子接触部分的鼓表面电位应当为正，而当调色剂的常规极性为正时刷子接触部分的鼓表面电位应当为负。此外，在这个时段(时段4)期间，刷子/显影剂共同电压被设置为刷子接触部分的鼓表面电位与显影部分的鼓表面电位之间的电压。这使得刷子构件11将以常规极性充电的调色剂排出到感光鼓1上。另一方面，显影辊31上的大量常规充电的调色剂在显影接触部分中没有在感光鼓1上显影。从刷子构件11排出到感光鼓1上的调色剂被收集在显影部分中，从而完成刷子构件11的清洁。

[效果描述]

以下是为了确认实施例3的有效性而进行的纸张馈送测试的结果的描述。纸张馈送测试在以下条件下进行。首先，转印辊5的长度在长边方向上被修整以使其短于要馈送的记录材料S的宽度。这是确认实施例3的刷子清洁控制对转印辊5的宽度外侧的刷子构件11中的区域A的效果的过程并且其中使用转印辊5的清洁控制不起作用。

在32.5℃的温度和80％的相对湿度(高温高湿环境)下，使用由Xerox制造的XeroxVitality多用途打印纸(商标，基重75g)作为记录材料S。在记录材料S上连续打印十张，形成水平线图像(具有0.254mm宽的水平线和25.146mm宽的空白空间重复的图像)。然后重复图14中所示的清洁操作五次。

实施例3中纸张馈送期间的充电电压通常为-1300V，但是在这个连续10张馈送中，将其设置为-930V。这是为了通过使通过充电辊2之后的鼓表面电位接近显影电压来向刷子构件11供应大量雾化调色剂。通过从显影辊31也向感光鼓1上的非图像形成部分(边际部和水平线图像中的空白区域)供应调色剂而产生雾化调色剂。当充电电压为-1300V时，通过充电辊2之后的鼓表面电位为-800V，而当充电电压为-930V时，通过充电辊2之后的鼓表面电位为-430V。显影电压被设置为-400V。当充电电压为-1300V时，感光鼓的表面与显影电压之间的电位差为400V。由于这个电位差，作为常规充电极性的负调色剂在从感光鼓1被推向显影辊31的方向上受到力。另一方面，即使当充电电压被设置为-930V时，感光鼓的表面与显影电压之间的电位差为40V，并且负调色剂在被推向显影辊31的方向上从感光鼓1受到力。但是，当充电电压被设置为-930V时，与施加-1300V的常规充电电压时相比，电位差更小并且负调色剂受到的力更小。除了这些条件之外，为了比较，还准备了准备操作，其中在连续10张水平线图像通过之后不执行清洁操作。

接下来，在有刷子清洁操作和没有刷子清洁操作的情况下都馈送单个水平线图像。在这个纸张馈送中，充电电压被设置为-1300V。如果在从记录材料S的前端到感光鼓1的一周长度附近区域的、位于长边方向上被截断的转印辊5的宽度外侧的区域A中出现调色剂污迹，那么刷子清洁被判断为有缺陷。清洁缺陷的典型图像的示意图在图16中示出。图16还示出了转印辊5的宽度(小于215mm)、信纸尺寸纸张的宽度(216mm)、记录材料S的馈送方向以及每个构件的宽度方向。出于以下原因，这个调色剂污迹被转印到记录材料S上。由于在充电电压被设置为-930V的情况下连续馈送10张记录材料S，因此负调色剂积聚在刷子构件11中。如果随后的清洁不够有效，那么响应于记录材料S冲入转印辊隙部分而造成的鼓表面电位的波动而将调色剂从刷子构件11排出到感光鼓1上。

纸张馈送测试的结果在表3中示出。

[表3]

	带清洁	不带清洁
			清洁缺陷	否	是

表3示出了带清洁和不带清洁的清洁缺陷的发生，清洁缺陷发生时为“是”，清洁缺陷未发生时为“否”。在实施例3中进行清洁操作的情况下没有观察到清洁缺陷，而在没有清洁操作的情况下出现清洁缺陷。

基于这个结果，实施例3的刷子清洁操作将以常规极性充电的调色剂从刷子构件11排出到感光鼓1上，同时防止显影辊31上以常规极性充电的大量调色剂在显影接触部分中在鼓1上显影。无论转印辊5在宽度方向上的有无，这都允许清洁刷子构件11。因此，发现即使在未被转印辊5清洁的刷子构件11的边缘处，也有可能抑制调色剂的排出和相关联的图像缺陷的发生。

根据上述实施例3，有可能减小无清洁器图像形成装置的尺寸和成本，同时减少由清洁刷子造成的图像缺陷的发生。

接下来，对实施例4进行解释。根据实施例4的图像形成装置的基本构造和动作与根据实施例3的图像形成装置的那些相同。因此，实施例4中的图像形成装置的与实施例3的图像形成装置的要素具有相同的功能或构造的要素将使用与实施例3中的图像形成装置的标号相同的符号来标注，并且将省略详细解释。

[实施例4中的刷子清洁控制]

以下描述实施例4中的各种类型电位控制的控制。实施例4中的刷子清洁控制也是通过控制部分200控制上面提到的每个施加部件来执行的。在实施例3中，在图像形成操作结束之后，执行图14中所示的旋转后操作(时段1至时段5)并终止驱动系统操作。在实施例3中所示的控制中，在连续馈送纸张时，从馈送开始到全部馈送完成，不对刷子构件11进行清洁。因此，当连续馈送大量纸张时，调色剂可能积聚在刷子构件11中。

在实施例4中，在已经馈送了一定数量的片材之后并且在馈送下一片材的纸张之前(在下文中称为“纸张间隔”)执行刷子清洁。以下解释具体的控制示例。在实施例4中，在连续纸张馈送期间在纸张之间的间隔中执行图14中的时段1至5中所示的刷子清洁操作。在此，纸张间隔是指当在第一记录材料之后立即馈送第二记录材料并且连续执行图像形成时第一记录材料的后端和第二记录材料的前端之间的空间。纸张间隔也可以在转印到第一记录材料的第一调色剂图像的后端和转印到第二记录材料的第二调色剂图像的前端之间。如图14中所示，在时段5中，任何位置处的充电电压、刷子/显影剂共同电压和鼓表面电位与图像形成操作期间相同。因此，可以从时段5开始连续馈送后续纸张以在后续记录材料S上形成图像。换句话说，控制部分200在刷子清洁操作之后不停止驱动部分的操作的情况下执行下一次纸张馈送。例如，可以在每次纸张馈送之间执行刷子清洁操作，或者可以每隔预定张数执行刷子清洁操作，例如每馈送五张执行一次。控制部分200被设想保持跟踪所馈送的记录材料S的张数。

在这种类型的操作中，注意时段5的长度。如实施例3中所解释的，在时段4中从刷子构件11排出到感光鼓1上的调色剂一旦到达显影部分，就经由显影辊31被收集。如果在这个收集操作完成之前开始下一个图像形成操作，那么残留在感光鼓1上的调色剂可以被转印到记录材料S上，导致图像缺陷。为了抑制这种情况，控制部分200在开始图像形成部分之前持续时段5，直到从刷子构件11排出的调色剂被收集为止。

[实施例4的动作]

如上所述，通过在纸张之间执行刷子清洁操作，即使在执行连续馈送时也可以频繁地清洁刷子，并且可以抑制刷子构件11中的调色剂积聚。在实施例4中，例如，每5张纸张执行一次刷子清洁操作，但不限于这个频率。在连续图像形成期间执行刷子清洁操作的频率可以例如如下选择。即，可以通过考虑诸如因连续纸张馈送而引起的刷子构件11中调色剂积聚的程度、因调色剂积聚而造成图像缺陷的频率以及由于刷子清洁操作而引起的纸张馈送时间更长之类的因素来选择合适的张数。

因此，在实施例4中，在第一记录材料上的图像形成结束和第二记录材料上的图像形成开始之间执行刷子清洁控制，第二记录材料连续执行图像形成时跟着第一记录材料被馈送。每当在连续图像形成操作中形成预定数量的图像时，控制部分200执行刷子清洁控制。

根据上述实施例4，可以减少由清洁刷子造成的图像缺陷的发生，同时实现无清洁器图像形成装置的小型化和成本降低。

下面描述实施例5。根据实施例5的图像形成装置的基本构造和操作与根据实施例3的图像形成装置的那些相同。因此，实施例5的图像形成装置的与实施例3的图像形成装置的要素具有相同的功能或构造的要素以与实施例3的图像形成装置的那些相同的符号来标注，并省略详细解释。

[实施例5中的刷子清洁控制]

实施例5执行刷子清洁操作，作为开始图像形成操作之前的准备操作(下文中称为“旋转前操作”)。使用图17解释实施例5中的各种类型的电位控制的控制。图17示出了在实施例5中的图像形成装置中当图像形成操作开始时从关机的时间到定时t21至定时t25的旋转前操作之后的图像形成操作。图17(i)至17(vi)是与图14(i)至14(iv)相同的曲线图。横轴示出时间，并且纵轴示出向每个构件施加的电压、刷子接触部分和显影部分的鼓表面电位、与刷子电压相关的刷子接触部分的鼓表面电位，以及与显影电压相关的显影部分的鼓表面电位。直至定时t21的停止时间被指定为时段1'，并且从时段1'到时段5'依次通过切换施加到每个构件的电压的定时和切换鼓表面电位的定时沿着时间序列划分时段。

(时段2'至5')

在时段2'至5'中，操作分别与实施例3中的时段2至5的操作相同，因此省略详细解释。与实施例3中一样，保持在刷子构件11中的调色剂在时段4'中被排出到感光鼓1上，并且排出的调色剂在时段5'中由显影辊31收集。

(手段1')

时段1'表示停止时间。没有电压施加到每个构件(0V)，并且感光鼓1的表面电位为0V。在从时段1'切换到时段2'的定时t21，驱动系统被启动。此外，刷子/显影剂共同电压从0V切换到150V。在显影部分中感光鼓1与显影辊31之间形成电位差，使得以常规充电极性充电的调色剂从感光鼓1推向显影辊31。这防止占显影辊31上存在的调色剂的大部分的常规充电极性的带电调色剂附着到感光鼓1。

(时段5')

在从定时t24到定时t25的时段5'中，每个构件的电位和鼓表面电位与图像形成操作期间相同。在定时t25处时段5'结束之后，过程转移到连续图像形成操作。时段5'是用于收集从刷子构件11排出的调色剂的时段。因此，控制部分200必须继续时段5'直到调色剂收集完成，然后才转移到图像形成操作。因此，在实施例5中，在记录材料S上执行图像形成之前执行刷子清洁控制。

[实施例5的动作]

如实施例3中所述，调色剂由调色剂供应辊32从显影剂室33供应到显影辊31，并且当它通过与显影刮刀34的接触部分时被充电至预定极性(例如，负极性，其是实施例5中的常规充电极性)。但是，当图像形成操作完成并且图像形成装置停止时，调色剂所具有的电荷随着时间的推移而衰减。如果在调色剂没有充足电荷的情况下启动图像形成装置，那么会发生以下情况。即，沿着驱动方向(旋转方向)从显影刮刀34延伸至感光鼓1的区域中的显影辊31上存在的调色剂不通过与显影刮刀34的接触部分而接触感光鼓1。这种调色剂充电不足。即使形成电位关系使得在感光鼓1中与显影辊31的接触部分中以常规极性充电的调色剂从感光鼓1被压向显影辊31，一定量的调色剂也可能从显影辊31转移到感光鼓1上。即使电位关系使得以常规极性充电的调色剂在相反方向上被压向感光鼓1，也会发生这种情况。这种调色剂被称为启动雾化调色剂。通过在旋转前操作期间执行刷子清洁操作，可以清洁被启动雾化调色剂污染的刷子。

根据上述实施例5，可以减少由清洁刷子造成的图像缺陷的发生，同时实现无清洁器图像形成装置的小型化和成本降低。

在实施例5至5中，在刷子构件11中保持的调色剂从刷子构件11排出到感光鼓1的表面上的区段的第一接触部分中的感光鼓1的表面电位被控制到预定电位。通过在那个区段期间控制充电高压电源210、显影高压电源220和曝光单元4的光强度中的至少一个来控制预定电位。但是，并不限于这些。例如，可以在第一接触部分的下游和充电部分的上游提供预曝光部分(未示出)，该预曝光部分是使感光鼓1的表面的电位相等的预曝光部件。在这种情况下，可以通过在那个区段期间控制充电高压电源210、显影高压电源220、预曝光单元和曝光单元4的光强度中的至少一个来将那个区段中第一接触部分处感光鼓1的表面的电位控制到预定电位。

本发明可以减小无清洁器图像形成装置的尺寸和成本，同时减少由清洁刷子造成的图像缺陷的发生。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解的是，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以涵盖所有此类修改以及等同的结构和功能。

Claims (21)

1.一种图像形成装置，包括：

可旋转的感光构件；

充电构件，被配置为在充电部分处对感光构件的表面充电；

曝光设备，在曝光位置处将充电的感光构件的表面暴露于光，并且被配置为在感光构件的表面上形成静电潜像；

显影设备，在显影位置处向感光构件的表面的静电潜像供应以正常极性充电的调色剂，并且被配置为在感光构件的表面上形成调色剂图像；

转印构件，被配置为在转印位置处将感光构件的表面上的调色剂图像转印到被转印材料；

刷子，在刷子接触位置处接触感光构件的表面，刷子接触位置相对于感光构件的旋转方向在转印位置的下游和充电位置的上游；

电压施加部分，被配置为向刷子施加刷子电压；以及

控制部分，被配置为控制刷子接触位置处感光构件的表面电位，

其中转印之后残留在感光构件的表面上的调色剂被显影设备收集，以及

其中当从刷子电压的值减去刷子接触位置中的感光构件的表面电位的值而获得的值被定义为接触位置电位差时，控制部分控制刷子接触位置中感光构件的表面电位，使得接触位置电位差在预定方向上从第一电位差变为第二电位差，然后接触位置电位差在所述预定方向上从第二电位差变为第三电位差，所述预定方向是增加方向或减小方向中的任一个。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中控制部分控制刷子接触位置中感光构件的表面电位，使得

(i)接触位置电位差在所述预定方向上由第一电位差经由第二电位差变为第三电位差，

(ii)接触位置电位差在相反方向上从第四电位差变为第五电位差，所述相反方向是增加方向或减少方向中的任一个并且与所述预定方向相反，以及然后

(iii)接触位置电位差在所述相反方向上从第五电位差变为第六电位差。

3.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中控制部分控制刷子接触位置中感光构件的表面电位，使得接触位置电位差阶梯式地改变。

4.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中控制部分控制刷子接触位置中感光构件的表面电位，使得接触位置电位差连续改变。

5.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中控制部分控制刷子接触位置中感光构件的表面电位，使得接触位置电位差的符号变为正负两方。

6.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中控制部分控制刷子接触位置中感光构件的表面电位，以控制施加到充电构件的电压、曝光设备对感光构件的曝光、施加到转印构件的电压以及预曝光设备对感光构件的曝光中的至少一个，所述预曝光设备相对于感光构件的旋转方向设置在转印位置的下游和刷子接触位置的上游以便对感光构件的表面曝光。

7.根据权利要求1所述的图像形成装置，还包括被配置为向转印构件施加转印电压的转印电压施加部分，

其中控制部分通过控制转印电压施加部分来控制刷子接触位置中的感光构件的表面电位。

8.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中控制部分控制刷子接触位置中感光构件的表面电位，使得在接触位置电位差的符号成为与正常极性相反极性的符号期间，接触位置电位差在增加接触位置电位差的绝对值的方向上改变。

9.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中刷子从感光构件的表面移除并收集纸粉。

10.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中充电构件通过与感光构件的表面接触对感光构件的表面进行充电。

11.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中刷子具有与感光构件的表面接触的基材，以及

其中刷子的基材的密度为120kF/inch²或更大。

12.一种图像形成装置，包括：

图像承载构件；

充电部件，被配置为在充电部分处对图像承载构件的表面充电；

曝光部件，被配置为将图像承载构件的表面暴露于光，以在由充电部件充电的图像承载构件的表面上形成静电潜像；

显影部件，被配置为用显影剂使在图像承载构件的表面上形成的静电潜像显影并形成显影剂图像；

容纳部分，被配置为容纳要供应给显影部件的显影剂；

转印部件，被配置为在转印部分中将由显影部件形成的显影剂图像转印到记录材料；

接触构件，相对于图像承载构件的旋转方向设置在充电部分的上游和转印位置的下游，并且在第一接触部分中接触图像承载构件的表面；

第一施加部件，被配置为向充电部件施加充电电压；

第二施加部件，被配置为向显影部件施加显影电压；

第三施加部件，被配置为向接触构件施加接触电压；

预曝光部件，被配置为曝光在第一接触部分的下游和充电部分的上游的图像承载构件的表面；以及

控制部件，被配置为通过控制由第二施加部件施加的显影电压来经由显影部件进行将未被转印部件转印到记录材料的残留在图像承载构件上的调色剂收集到容纳部分的控制；

其中，在非图像形成操作期间，提供形成电位差以生成静电力的区段，该静电力使第一接触部分中以正常极性充电的显影剂从接触构件朝着图像承载构件移动，以及

其中直到在所述区段中形成第一接触部分的图像承载构件的区域通过旋转图像承载构件移动到第二接触部分之前，控制部件进行控制以切换要在所述区域中形成的表面电位，使得形成电位差以生成静电力，该静电力使以正常极性充电的显影剂从图像承载构件朝着显影部件移动。

13.根据权利要求12所述的图像形成装置，其中第二施加部件和第三施加部件是共同的电源。

14.根据权利要求12所述的图像形成装置，其中显影剂的收集在到记录材料的图像形成之前和到记录材料的图像形成之后执行，或者在执行连续图像形成的情况下从对第一记录材料的图像形成已经终止直到对第二记录材料的图像形成开始之前执行，第二记录材料是跟在第一记录材料之后输送的。

15.根据权利要求14所述的图像形成装置，其中在执行连续图像形成的情况下，控制部件针对每预定数量的记录材料的图像形成执行显影剂的收集。

16.根据权利要求12所述的图像形成装置，其中转印部件在垂直于旋转方向的长边方向上的长度短于如下记录材料的宽度，该记录材料在长边方向上的宽度是图像形成装置能够对其执行图像形成的记录材料中最长的。

17.根据权利要求12所述的图像形成装置，其中在图像形成装置的操作期间，显影部件与图像承载构件接触。

18.根据权利要求12所述的图像形成装置，其中控制部件通过在所述区段期间控制第一施加部件的充电电压、第二施加部件的显影电压和曝光部件的光量中的至少一个，来将所述区段的第一接触部分中的图像承载构件的表面电位控制到预定电位。

19.根据权利要求18所述的图像形成装置，其中控制部件通过在所述区段期间控制第一施加部件的充电电压、第二施加部件的显影电压、预曝光部件的光量以及曝光部件的光量中的至少一个，来将所述区段的第一接触部分中的图像承载构件的表面电位控制到预定电位。

20.根据权利要求12所述的图像形成装置，其中充电构件通过与图像承载构件的表面接触而对图像承载构件的表面充电。

21.根据权利要求12所述的图像形成装置，其中接触构件包括用于收集沉积在图像承载构件的表面上的纸粉的刷子，

其中刷子具有接触图像承载构件的表面的基材，以及

其中刷子的基材的密度为120kF/inch²或更大。

Images