异物除去机构、异物除去方法、印刷装置和印刷方法

文档序号:2692504阅读:173来源:国知局
专利名称:异物除去机构、异物除去方法、印刷装置和印刷方法
技术领域
本发明涉及一种用于除去残留于电子显像方式的印刷装置中的承载体上异物的异物除去机构、具备该异物除去机构的印刷装置、以及使用于该异物除去机构的异物除去方法。
背景技术
就电子显像方式的印刷装置(图像形成装置)来说,通常,对感光体转鼓(像保持体)进行带电·曝光形成静电潜像,用调色剂使其显影形成调色剂像。而且,现在已经通过把该调色剂像转印到纸张(复印材料)上进行印刷。
对这种印刷装置中使用的显影材料而言,大致有单成分的和双成分的显影材料。
双成分的显影材料,除调色剂外,还包括由Fe(铁)和铁氧体等磁性体组成的载体,通过改变载体与调色剂的混合比,就可以调节带电性。并且,细线、坚固图像的显影特性、色调性的再现性方面优良,也适合于形成彩色图像。
另一方面,单成分显影材料是仅由调色剂组成的。在使用这种显影材料的场合,不需要使调色剂与载体混合搅拌,进而,具有不需要控制调色剂浓度和交换调色剂的优点。
尽管,在电子显像方式的印刷装置中,因为使感光体转鼓(被带电部件)带电,所以使用电晕放电(例如,参照文献①『日本特许公报特公平6-50416号公报(公告日1994年6月29日)』)。
另外,就该印刷装置来说,具有清扫显影装置中感光体转鼓的功能,因此,已经实现小型化。
可是,如使用电晕放电器进行带电,则容易受湿度、粉尘等使用环境的影响。并且,还随着电晕放电而发生放出臭氧造成的臭气和对人体有害的问题。
因而,众所周知,作为用于避免这个问题的方法,采用与施加重叠电压的带电辊等带电部件(导电性部件)接触的办法,进行感光体转鼓表面带电的接触带电方式。这里,所谓重叠电压,就是直流电压上叠加交流电压的电压。
但是,对这种接触带电方式而言,存在如下所述的问题,即,在印刷过程中,感光体转鼓表面或带电辊表面上,往往附着载体等比较硬的异物。这时,用接触带电方式,有时带电辊会以隔着异物的状态与感光体转鼓接触。因而,发生因异物,给感光体转鼓或带电辊的表面带来损伤的这样问题。
因此,为了解决这种接触带电方式的问题,同时为了达到最大优点的无臭氧,近年来,提出了带电辊接近感光体转鼓进行配置(非接触)的接近带电方式。
这种带电方式的印刷装置,例如,在文献②『日本公开特许公报特开2001-188403号公报(
公开日2001年7月10日)』中已经公开。该文献的装置具备双成分显影方式的显影装置。而且,设定带电辊的放电面与感光体转鼓的最接近位置处的间隙(带电间隙)大于显影剂的载体的粒径。
并且,在文献③『日本公开特许公报特开平5-307279号公报(
公开日1993年11月19日)』所记载的带电方法中,带电间隙(空气间隙)为120μm,在带电辊与感光体转鼓之间施加重叠电压(直流电压与低频交流电压重叠后的交变电压)。
并且,在文献④『日本公开特许公报特开平7-301973号公报(
公开日1995年11月14日)』中,提出了使带电间隙(空气间隙)为30μm~240μm,通过给带电辊加上直流成分的电极偏压,使感光体转鼓带电的方法。
文献②的印刷装置因为把带电间隙增加到大于显影剂的载体粒径,所以感光体转鼓与带电辊之间,不会导致夹带载体、或夹带附着于载体的调色剂的问题。因此,不会因为载体而损伤或污染感光体转鼓和带电辊。
可是,另一方面,存在由于带电间隙大,为了使感光体转鼓带电所需要的电压要相应地增大的问题。然而,感光体转鼓的带电状态,随着带电间隙增大而具有变得不稳定的倾向。因此,增大带电间隙成为图像质量低下的一个原因。
并且,如果为了避免这样的问题而缩小带电间隙(特别是,缩小到小于异物(小于显影剂的载体颗粒等)),则为了防止损伤和污染感光体转鼓和带电辊,就需要在带电辊的上游一侧对感光体转鼓进行清扫。
并且,感光体转鼓上的异物(残留物)也成为图像恶化的原因。以下,说明感光体转鼓上的残留物与图像恶化之间的关系。
就电子显像方式的印刷装置而言,把调色剂转印到纸张上的时候,不可能完全转印调色剂像,往往有调色剂像残留于感光体转鼓上。而且,这样残留的调色剂引起“调色剂像储存”等的图像恶化。因此,过去,为了防止调色剂像存储,用搅动刷来搅动残留调色剂像,然而如果搅动刷上积存调色剂而被污染的话,调色剂就会附着·积累在使感光体转鼓带电的带电辊上。
而且,一旦带电辊上积累残留的调色剂,带电辊的带电特性就恶化,招来异常放电的发生。而且,因为该异常放电,发生了感光体转鼓的带电不规则和图像模糊不清(对应未曝光的部分(还应是白底的部分)的黑点)。
图16(a)、(b)中,表示用通过清扫没有除去带电辊上残留的调色剂的印刷装置进行复印(拷贝)场合的结果。这里,图16(a)是表示原稿图像的说明图,图16(b)是表示通过复印而生成的图像说明图。
如这些图所示,如果没有除去带电辊的残留调色剂,在图像的白底部分出现黑点,并且,该黑点的影响随印刷装置的使用频度增加而增大。
进而,图17(a)~(h)是表示在没有除去带电辊上残留的调色剂的场合,产生黑点相对于使用频度(复印张数)的情况的说明图。由这些图所示可知,随复印张数增加,黑点的影响将增大。
并且,表4是表示通过清扫除去带电辊上残留的调色剂的场合和没有通过清扫除去的场合,印刷张数(P)与图像模糊值K的关系的表,图18是将表中值制成曲线的图。
另外,模糊值K是用公式『K=1-U/U0,U亮度,U0初始亮度』求出的值。
(表4)因带电辊上残留调色剂引起的图像模糊

为了防止这种图像模糊,文献⑤『日本公开特许公报特开平7-36322号公报(
公开日1995年2月7日)』中公开了以下技术,即,通过使用毛刷除去感光体转鼓上的残留调色剂,抑制带电辊附着调色剂。
另外,用该技术,毛刷上如果已积累了大量调色剂的话,就成为带电不良、曝光不良引起图像恶化的原因。因此,为了防止这种图像恶化,以与毛刷接触的状态设置调色剂除去辊。而且,构成为,借助于该调色剂除去辊,除去附着于毛刷上的调色剂。
但是,就文献⑤的技术而言,为了除去附着于毛刷的调色剂,需要使用调色剂除去辊。
因此,存在印刷装置的结构复杂,使制造成本上升这样的问题。
并且,为了防止图像模糊,在其他现有的装置中,使清扫刮片接触感光体转鼓,由此,在粘附到带电辊之前,从感光体转鼓上刮落并除去残留调色剂。
但是,对于用这种刮片刮落而言,仍有少许残留调色剂残存。因此,结果,随着印刷量的增加,带电辊上就会积累残留调色剂。
这样,为了解决带电辊上积累的残留调色剂引起的模糊问题,例如,文献⑥『日本公开特许公报特开平10-254224号公报(
公开日1998年9月25日)』公开了以下技术,即,在带电辊(非接触型)与感光体转鼓的最接近位置附近,设置用于产生空气流动的空气流发生装置。
而且,利用该技术,当带电辊被残留调色剂污染时,用空气流(气流)除去带电辊的残留调色剂,使残留调色剂又回到感光体转鼓。
并且,文献⑦『日本公开特许公报特开2001-209239号公报(
公开日2001年8月3日)』公开了以下技术,即,通过使电吸附调色剂的清扫部件接触带电辊(接触型),除去带电辊上的残留调色剂。
可是,对文献⑥的技术而言,因为需要设置空气流发生装置,因此,存在提高制造成本的缺点。
并且,对文献⑦的技术而言,要将带电辊设定为,使其转动方向与感光体转鼓相反(对置表面同向移动),因此带电辊与感光体转鼓之间,存在容易卷进异物的问题。

发明内容
本发明就是为解决上述现有的问题。而且,其第1目的在于提供一种异物除去机构,能够简单除去刷子上积累的残留调色剂,该刷子与感光体上的残留调色剂接触。
并且,本发明的第2目的提供一种印刷装置的异物除去机构,能够避免积累于带电辊的异物影响,同时能够防止异物卷进带电辊与感光体转鼓之间。
为了达到上述第1目的,本发明的第1异物除去机构(第1除去机构),用于除去电子显像方式的印刷装置中像保持体上残留异物,其特征是具备电源、用于搅动像保持体上异物的搅动部件、以及依靠吸附偏压吸附搅动后的异物的吸附部,所述搅动部件成为与由所述电源所施加的电压对应的带电状态,另一方面该电源交替切换搅动部件的带电极性。
第1除去机构是用于复印机、打印机、传真装置等所采用的电子显像方式的印刷装置里的机构。
在这种印刷装置中,使转动的像保持体表面带电·曝光形成静电潜像,用显影材料(调色剂等)使该潜像显影,形成可视像(调色剂像等)。而且,要把可视像转印到纸张(纪录用纸等)上。
而且,第1除去机构用于在可视像转印后,除去像保持体上所残留的异物(残留异物主要是显影材料)。
如上所述,第1除去机构具备搅动部件、吸附部以及电源。
吸附部是依靠吸附偏压从像保持体除去(吸附)异物。
即,在电子显像方式的印刷装置中,把像保持体上的图像(由显影材料构成的图像)静电转印到纸张上。因此,残留异物具有与转印电压对应的带电状态。而且,在第1除去机构中,依靠吸附部的吸附偏压,从像保持体上静电性剥离除去这种残留异物。
并且,搅动部件是在吸附于吸附部前的阶段,搅动(搅动)像保持体上的残留异物凝集块(异物块)。因此,像保持体上的异物块被七零八落解开而容易吸附,因而能够提高用吸附部除去残留异物的效率。
并且,电源是给这个搅动部件施加电压(搅动电压)的,搅动部件变成与搅动电压相应的带电状态。
因此,用第1除去机构,能够通过搅动部件,调整残留异物的带电状态。另外,就这种搅动部件而言,例如,可以使用导电性的刷子。
可是,在搅动像保持体上的残留异物的搅动部件上,因静电力、分子间力、粘附力等,往往附着·积累残留异物。
因此,在第1除去机构中,为了从搅动部件上除去这种残留异物,通过电源改变搅动电压的极性,交替切换搅动部件的带电极性。
即,通过给搅动部件施加正搅动电压,可从搅动部件上除去带正电的残留异物。另一方面,通过给搅动部件施加负搅动电压,可从搅动部件上除去带负电的残留异物。
因此,用第1除去机构,不管残留异物带有正极性还是负极性,都能从搅动部件上除去该残留异物。
并且,通过交替切换搅动部件的带电极性,能够防止过量吸引具有一种极性的残留异物。
并且,按照残留异物的带电特性,通过调整搅乱电压为正的时间和为负的时间(延长与残留调色剂平均极性为同极性的时间),能够更有效地抑制残留异物对搅动部件的附着。
并且,对第1除去机构而言,为了切换上述这种搅动部件的带电极性,可以把电源设定为给搅动部件施加交流电压。
因此,容易切换搅动部件的带电极性。
进而,采用电源给搅动部件施加交流搅乱电压的办法,使得对附着于搅动部件的正/负残留异物双方的静电力振动(变动)。
于是,借助于静电力来摇动残留异物,因而对于由于分子间力或粘附力附着于搅动部件的残留异物,也能从搅动部件上除去。
这样,就第1除去机构而言,是容易除去附着于搅动部件的残留异物的构成。所以,能够防止因残留异物附着于搅动部件引起的图像恶化。
并且,用具备上述这种第1除去机构的印刷装置,能够进行图像恶化少的印刷。
并且,为了达到上述第2目的,本发明的第2异物除去机构(第2除去机构),用于除去电子显像方式的印刷装置中像保持体上的残留异物,其特征是包括带电辊,相对于像保持体作对置面逆向旋转(againstrotation),同时依靠带电偏压,使像保持体带电,并且吸附像保持体上异物;以及清扫部,除去吸附于带电辊上的异物,清扫带电辊表面。
第2除去机构是用于复印机、打印机、传真装置等所采用的电子显像方式的印刷装置里的机构。
在这种印刷装置中,使转动的像保持体表面带电·曝光,形成静电潜像,用显影材料(调色剂等)使该潜像显影,形成可视像(调色剂像等)。然后,把可视像转印到纸张(纪录用纸等)上。
而且,第2除去机构就是用于在可视像转印后除去像保持体上所残留的异物(主要是显影材料)的机构。
如上所述,第2除去机构包括印刷装置的带电辊和异物除去机构。
带电辊被设置为以规定的间隙(带电间隙),使其与像保持体对置,并施加规定的带电偏压。而且,原来,在印刷装置的印刷过程中,利用带电偏压,使带电区的像保持体的表面带电。
另外,所谓带电区,是带电辊与像保持体之间发生气体中放电的区域(例如,可以用加到带电辊上的电压最大值代入帕邢(Paschen)实验式的办法求出)。
而且,在第2除去机构中,利用该带电辊的带电偏压,就把像保持体上的异物(与带电偏压相反极性的带电异物)吸附到带电辊上。
即,就第2除去机构而言,对带电辊,除带电功能外,还具有异物除去功能。因此,不需要为了从像保持体上除去异物而设置单独的部件(清扫刮片等)。所以,能够降低制造成本。
另外,依靠带电偏压可除去的异物,由带电偏压、异物、像保持体的带电极性和带电量来决定。
即,依靠带电偏压可除去的异物,主要是受到带电偏压的时候,对带电辊的吸附力超过对像保持体的吸附力。
并且,特别是,在第2除去机构中,该带电辊被设定为与像保持体作对置面逆向旋转(against rotation)。
这里,所谓带电辊逆向旋转,就是带电辊与像保持体沿同方向转动。在这种场合,带电辊和像保持体,在带电区域,互相对置的表面移动方向为相反方向(带电辊表面与像保持体表面互相以错车方式移动)。
于是,对第2除去机构而言,像保持体的异物,在带电区域的进入位置被带电辊吸附,随带电辊转动,向离开带电区域的方向移动。
因此,对第2除去机构而言,可以避免像保持体上异物通过带电区域(带电间隙),能够防止所述异物被吸进带电间隙(并且防止损伤像保持体和带电辊)。
并且,在带电区域内没有残留异物,因而不会因异物而妨碍带电。所以,能够防止因异物存在而使像保持体产生未带电部分。
并且,因为能够阻止异物进入带电间隙,不需要依照大尺寸异物而扩大带电间隙,因此可以缩小带电间隙。而且,这样,通过缩小带电间隙的间隔,由表示气体中放电的放电开始电压的「帕邢试验式」也很清楚,可以降低带电偏压。进而,能够实现第2除去机构或印刷装置的小型化。
另外,在带电辊与像保持体的对置面作顺向旋转(with rotation)的场合(沿互相相反方向转动的场合),带电辊抱着除去的异物依旧通过带电区域。可是,在带电区的下游侧(像保持体的下游侧),因为像保持体的表面电位,带有大致与带电偏压(直流成分)相同的电位,所以像保持体的异物吸附力与带电辊没有什么区别。因此,在作对置表面顺向旋转时,大大降低了从像保持体上静电回收异物的能力。
对此,在第2除去机构中,因为是对置面逆向旋转,从而带电辊在带电区域的上游一侧(像保持体上异物进入带电区域的一侧),从像保持体上除去异物。因此,可以避免像保持体的吸附力的影响。
并且,在第2除去机构中,因为带电辊相对于像保持体作对置面逆向旋转,从而,可以扩大带电区域的带电辊表面(带电面)与像保持体表面(被带电面)的相对行走距离。
因此,能够抑制带电辊局部的电阻值变动等引起的带电变动,因而提高像保持体的带电特性(带电均匀性)。
并且,在第2除去机构中,因为带电辊相对于像保持体作对置面逆向旋转,从而,在带电区域,重新变成带电面的辊面从带电区域的下游一侧进入。
因而,随着给像保持体的带电动作,在带电辊自身内部电容成分的带电引起电压下降的场合,也能缓和因内部电压下降引起的像保持体带电电位的下降。
并且,在带电区域的下游一侧,像保持体的表面电位随带电的进行而上升。因此,随表面电位上升,带电电流密度(相对于面积)也减少,由此,也起到缓和带电辊内部的电阻成分电压下降引起的像保持体带电电位下降的作用。
另外,在带电辊的电阻值很高的场合,其效果变得特别显著。即,在带电辊的电阻很高的场合,电容成分带电产生的电压降,和电阻成分产生的电压降将显著起来,难以使像保持体上升到正常带电电位。
并且,特别是,在第2除去机构中,具有清扫部,用于除去被吸附于带电辊上的异物,清扫带电辊的表面。
因此,能够防止异物在带电辊上的积累,因而能够防止异物积累造成带电辊的带电特性恶化和异常放电,稳定其带电特性。于是,就可以避免图像模糊等图像质量恶化的发生。
并且,借助于带电辊,可以防止一度除去的异物返回像保持体,因而能够避免这种异物引起的图像恶化。
并且,若构成具备如上所述的第2除去机构的印刷装置,就能够进行图像恶化少的印刷。
本发明的其它目的、特征和优点,通过以下所展示的记载将变得十分清楚。并且,本发明的优点,通过以下参照附图的说明将变得明显。


图1是表示本发明一个实施例的印刷装置的构成说明图。
图2是表示在没有清扫膜的场合,使用带电辊吸附的异物返回感光体的状态说明图。
图3是表示图1所示印刷装置的导电刷上积累正残留调色剂的状态说明图。
图4是表示从图1所示印刷装置的导电刷上除去正残留调色剂的状态说明图。
图5是表示刷子偏压(搅动偏压)与调色剂带电量的关系曲线图。
图6是表示图1所示印刷装置的异物搅动装置中,其构成具有用于收纳导电刷的壳体说明图。
图7是表示图1所示印刷装置中设定带电间隙为25μm时的感光体的带电稳定性曲线图。
图8是表示图1所示印刷装置中设定带电间隙为40μm时的感光体的带电稳定性曲线图。
图9是表示图1所示印刷装置中设定带电间隙为55μm时的感光体的带电稳定性曲线图。
图10是表示图1所示印刷装置中设定带电间隙为190μm时的感光体的带电稳定性曲线图。
图11是表示感光体的带电电位随设定间隙变化的曲线图。
图12是表示感光体的带电电位随设定间隙变化的另一曲线图。
图13(a)、(b)是表示图1所示印刷装置的异物除去机构,在反转显影(reversal development)的印刷装置中比在正常显影(normaldevelopment)的印刷装置中有效的说明图。
图14是表示使用直流搅动电压场合的印刷装置构成说明图。
图15是本发明另一实施例的印刷装置要部的概略构成图。
图16(a)、(b)是表示用没有通过清扫而除去带电辊的残留调色剂的印刷装置进行复印场合的结果说明图。
图17(a)~(h)是表示在没有除去带电辊的残留调色剂的场合,产生黑点相对于使用频度(复印张数)的情况说明图。
图18是表示通过清扫而除去带电辊的残留调色剂的场合与没有通过清扫而除去的场合,印刷张数(P)与模糊值K的关系曲线图。
具体实施例方式现在说明本发明的一个实施例。
本实施例的印刷装置(本印刷装置)是,使用包括调色剂和载体的双成分显影材料,把与图像数据对应的图像印刷到纸张(印刷用纸)上的电子显像方式的印刷装置。并且,本印刷装置的显影方式是反转显影。
图1是表示本印刷装置的构成说明图。
如该图所示,本印刷装置的构成为在感光体1的周围,从曝光位置(由LSU11发出激光12的照射位置)起,沿感光体1的转动方向,按顺序配设LSU11、显影装置21、转印装置31、异物搅动装置41、以及带电装置51。
感光体(像保持体)1是沿箭头R方向(顺时针)转动驱动的感光体转鼓(处理速度130mm/s)。
该感光体1的构成是,在接地的导电性坯管2表面上,形成由有机光电导材料等的电荷发生层(CGL)、电荷输送层(CTL)等构成的膜3。而且,在感光体1的表面上,形成带电电荷的静电潜像(潜像)和使静电潜像显影而形成调色剂像。
带电装置51就是在带电区5(与感光体1所用的带电装置51最接近部分;在带电辊52与感光体1之间引起气体中放电的区域(例如,采用把加到带电辊52的电压最大值代入帕邢实验式求出)),以规定的电位使感光体1的表面均匀带负电(-600V)。
如图1所示,带电装置51具有带电辊52、带电偏压电源53、清扫膜54、以及弹簧55。
弹簧55是借助于自身的弹性力,使带电辊52在不与感光体1接触的状态下,接近感光体1而配置。
即,该弹簧55就是要把带电辊52的放电面和与该面对置的感光体1表面的间隔(带电间隙C)控制在适当值。
带电辊52是具备导电性坯管52a和覆盖其表面的电阻层52b的磁铁辊。而且,具有利用加到导电性坯管52a的带电偏压电源53的带电偏压,通过电阻层52b使感光体1表面带电(-600V)的功能。
并且,带电装置51对带电区5也具有除去感光体1上异物(带正电的异物)的功能(作为异物除去机构的功能),然而对此(以及关于清扫膜54)将在后面详细说明。
LSU(激光束扫描单元曝光装置、潜像形成装置(曝光装置))11,沿箭头R方向,在离开感光体1的状态下配置在带电装置51的下游一侧。而且如图1所示,LSU11具有激光光源11a,并具有与图像数据对应,借助于调制后的激光12,曝光(扫描)带电的感光体1表面的功能。因此,LSU11的构成是,要选择性地消去感光体1表面的带电电荷(负电荷),形成与图像数据对应的静电潜像。
另外,上述图像数据是表示由未示出的扫描部(原稿读出装置)或与外部连接的未示出的主机等输入的图像信息,或者由通信等发送的FAX信息等的图像信息的数字数据(图像信号)。
显影装置21是在显影区4(与感光体1的显影装置21最接近部分),用调色剂61使感光体1的静电潜像反转显影,在感光体1上形成调色剂像。
这里,所谓反转显影是,感光体1上静电潜像的电荷消失部分(曝光部分)吸附调色剂的显影方式。并且,对反转显影而言,当设定感光体1的带电极性为负的时候,调色剂61的主带电极性,变成与感光体1同极性而带负电。
如图1所示,显影装置21具备收容含有调色剂61和载体62的双成分显影剂60的显影槽22、该显影槽22内收容的显影辊23和层厚限定部件24、以及用于对显影辊23施加显影偏压的显影偏压电源25。
显影槽22是收容显影剂60,同时借助于内部具有的搅拌辊(图中未示出)来搅拌显影剂60,并以规定的电位(负)带电的部件。
显影剂60是双成分显影剂,含有例如由苯乙烯-丙烯酸共聚物(styrene acryl)组成的调色剂61和由磁铁矿石、铁氧体等无机磁性体组成的载体62(调色剂载体,图1中,用「CA」表示)。
显影辊(吸附部)23是,以显影间隙B(例如2mm),与感光体1对向设置的辊。
而且,显影辊(显影剂供给装置)23,使用由显影偏压电源(电压(显影偏压)施加装置)25施加的规定显影偏压(-400V),在自身周围以磁刷形式,附着显影槽22内的调色剂61。于是,使得带负电的调色剂61吸附于感光体1上静电潜像的电荷消失部分,使静电潜像可视像(调色剂像)化。
并且,层厚限定部件24调节自身与感光体1的间隙(刮片间隙A;例如1.5mm),同时使用由图中未示出的电源来的规定偏压,调节附着于显影辊23的调色剂层厚度。而且,通过该调节,控制(调节)供给感光体1的调色剂量。
并且,显影装置21也具有在显影区4除去感光体1上异物(带负电的异物)的功能(作为异物除去机构的功能),对此将在后面详细说明。
转印装置(转印部)31是把感光体1上的调色剂像转印到纸张(复印材料)P上的装置,它具备转印辊32和转印偏压电源33。
转印辊(转印部)32,通过随感光体1的转动而从动转动,把纸张P输送到感光体1与转印辊32之间的非击打式印刷(nip)部(转印区),使其与感光体1压接。
而且,该转印辊32具有,使用由转印偏压电源33施加的规定转印偏压(+2kV),把感光体1上的调色剂像(带负电)吸引到纸张P一侧,转印到其上的功能。
因此,在显影区4带有负电荷的调色剂61,在转印区,由于转印偏压(+2kV)就变成带有若干正(+)电荷。
异物搅动装置(带电调整部件)41与带电装置51、显影装置21一起,构成本印刷装置的异物除去机构的一部分,至于其构成和功能将在以后说明。
接着,说明本印刷装置中的异物除去机构(本除去机构)。
一般来说,在电子显像方式的印刷装置中,纸张上转印调色剂像以后,感光体转鼓上会残留一部分调色剂像,并且,也往往有来自纸张的纸粉、显影材料中的载体等附着于感光体1表面。
而且,本除去机构采用清扫感光体1表面的办法,从感光体1表面除去这些残留调色剂、纸粉、以及载体,把可再利用的材料(调色剂和载体)回收到显影装置21(显影槽22)中。
如上所述,本除去机构包括异物搅动装置41、带电装置51、以及显影装置21。
这里,异物搅动装置41是搅动(搅拌)感光体1上的异物凝聚块并使之散开的装置。并且,带电装置51是用于除去(吸附)带正电异物的装置。并且,显影装置21是除去(吸附)带负电异物的装置。
以下,说明各部件41、21、51的构成(主要用作异物除去机构的构成)。
首先,说明异物搅动装置(带电调整部件)41。
如上所述,异物搅动装置41采用搅动(搅拌)感光体1上异物凝聚块并使其散开的办法,以提高带电装置51(带电辊52)和显影装置21(显影辊23)对异物的吸附效率。
这里,所谓感光体1上的异物就是,例如,转印工序后没有转印到纸张P上而残留在感光体1上的调色剂(残留调色剂;图1中所示的负残留调色剂61a和正残留调色剂61b)、载体62(图1中用「CA」表示)、或者附着于感光体1表面的纸粉63(图1中用「P」表示)等的残留异物。
如图1所示,异物搅动装置41沿箭头R方向配置在带电装置51的上游一侧(带电区5的上游一侧),具有导电刷42和搅动电压电源(搅动偏压电源)43。
导电刷(搅动部件、带电调整部件)42是将其顶端配置成与感光体1表面接触的刷子,搅动感光体1上的异物凝聚块。
搅动电压电源(电源)43用于对该导电刷42,施加与转印偏压相同极性(正)的直流搅动电压(刷子偏压(搅动偏压);+500V)。
因此,用异物搅动装置41可以调节感光体1上异物的电荷。
即,就本印刷装置而言,构成是使带负电的感光体1表面曝光形成静电潜像,在该潜像的电荷消失部分,借助于显影装置21,进行吸附带负电的调色剂61的反转显影。
于是,调色剂61直到转印区前,几乎全都带负电。并且,在越过转印区而残留在感光体1上的场合,因为+2kV转印偏压,使调色剂61的带电量变得分布很广,总体来说(平均值)变成带正电。
即,刚越过转印区以后的残留调色剂成了若干负残留调色剂61a(带负电的残留调色剂)和占大半的正残留调色剂61b(带正电的残留调色剂)混合的状态。
而且,对异物搅动装置41而言,通过给导电刷42施加正的搅动偏压(直流),使残留调色剂移动到更带正电侧,增加感光体1上的正残留调色剂61b,提高后述带电辊52的异物吸附效率。
并且,由于该导电刷42的直流搅动电压,调色剂以外的异物(例如纸粉63和载体)也变为带正电。
并且,对本印刷装置而言,也可以用搅动电压电源43,给导电刷42施加交流电压(交变电压),对此将在以后说明。
接着,说明带电装置51。
带电装置51,除同样使上述感光体1带电的功能外,还具有从感光体1上除去转印后残留于感光体1上的异物中带正电的异物的功能。
这里,所谓带正电的异物(正异物),例如为正残留调色剂61b(图1中用「+」表示)、载体62(图1中用「CA」表示)和纸粉63(图1中用「P」表示)。
即,带电装置51,通过把这些正异物(及其凝聚块)吸附于电阻层52b表面,将其从感光体1的表面上除去,是带电兼清除装置。
如图1所示,带电区5除上述的带电辊52、带电偏压电源53、弹簧55外,还具有清扫膜54。
带电辊(吸附部)52被设定为,用图中未示出的驱动系统,使其沿图1所示箭头G方向,即,与感光体1转动方向相同的方向转动(对置面逆向旋转)。
即,带电辊52和感光体1被设定为,用互相不同的驱动系统,在带电区5,使其互相对置表面的移动方向为相反方向。
并且,如上所述,带电辊52具备导电性坯管52a和覆盖其表面的电阻层52b,进而,成为在电阻层52b内侧具备磁铁的磁铁辊。
而且,带电辊52,利用加到导电性坯管52a上的带电偏压电源53的带电偏压,介以电阻层52b使感光体1表面带电(-600V),同时具有电吸附和磁性吸附残留于感光体1上异物的功能。
带电偏压电源53是给带电辊52施加带电偏压的电源。本印刷装置中,该带电偏压是在直流电压(-600V)上叠加了交流电压(峰间电压1.8KVpp、频率900Hz)的重叠电压(带电重叠电压)。
清扫膜(清扫部、回收部件)54被设置成,使之与带电辊52接触,通过刮取被吸附于带电辊52的异物,清扫带电辊52表面。
并且,清扫膜54也具有把刮取的异物输送(回收)到显影装置21的显影槽22内的功能,它包括清扫片和调色剂输送螺旋器(screw)。
另外,就该清扫膜54的材料而言,例如,可使用聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene phthalate)。
接着,说明显影装置21。
显影装置21除使静电潜像显影形成调色剂像的功能外,还具有从感光体1除去和回收转印后残留在感光体1上的异物中带负电的异物的功能。
这里,所谓带负电的异物(负异物),例如为负残留调色剂61a(图1中用「-」表示)、和纸粉63。
即,显影装置21,是通过把这些负异物(及其凝聚块)吸附于显影辊23的表面,将其从感光体1表面除去,是显影兼清除装置。
如上所述,显影装置21具备显影槽22、显影辊23、层厚限定部件24、以及显影偏压电源25。
再有,如图1所示,显影辊23具有磁性辊23a和覆盖它的套筒23b。
并且,对显影辊23而言,要这样设定,即,借助于由磁铁辊23a产生的磁力,将调色剂61磁性吸附到套筒23b的表面上,同时在同一套筒23b表面上能够形成磁刷子(图中未示出)。
并且,对显影辊23施加相对于感光体1表面电位(例如-600V)为正的显影偏压(例如-400V)。
即,将显影辊23构成为,在显影区4内向感光体1供给调色剂61使静电潜像显影,另外在显影区4箭头R方向的上游一侧,通过用磁刷子滑动擦除感光体1表面上残留的负异物,从感光体1的表面上静电除去(静电吸附)或机械地除去负异物。
另外,吸附于显影辊23的负异物(特别是负残留调色剂61a),随着显影辊23的转动,返回被配置在显影辊23之后的显影槽22中。然后,使负残留调色剂61a,在显影槽22内,借助于设于显影槽22的搅拌辊(图中未示出),给予充分地搅拌带电。
接着,简单地说明本印刷装置的印刷过程。
首先,用带电装置51使感光体1表面均匀带电。其次,用由LSU11的激光光源11a发出的激光12,对均匀带电后的感光体1表面进行曝光。该曝光按照外部输入的图像数据一边调制激光12,一边沿主扫描方向以1行为单位顺序进行。因此,在感光体1上形成静电潜像(曝光工序)。
其次,随着感光体1转动,静电潜像通过显影区4的时候,由显影装置21(显影辊23),向该潜像供给调色剂61。因此,调色剂61静电吸附于静电潜像的曝光部分,使静电潜像变成调色剂像而可视像化(调色剂像化)(显影工序)。
而且,通过感光体1与转印装置31的辊隙部(转印区)的时候,把感光体1上的调色剂像转印到从供纸盒(图中未示出)供给的纸张P上(转印工序)。
然后,把纸张P输送到定影装置(图中未示出),因而将调色剂像定影于纸张P上,成为永久可视像。而且,借助于排出辊,把定影完了的纸张P排放到排出托盘上(同样未示出)。
并且,在转印区,没有转印于纸张P上而残留在感光体1上的残留调色剂等残留物,用导电刷42进行搅动(搅拌)使其散开,另一方面用导电刷42,施加与转印偏压同极性的正搅动电压(直流)。
然后,借助于带电辊52,把感光体1上的带正电残留物,特别是正残留调色剂61b和载体62,磁力式或静电式吸附到带电区5的箭头R方向的上游一侧,将其清除。而且,利用清扫膜54,从带电辊52上除去吸附在带电辊52上的残留物,并使这些残留物返回显影槽22内(第1清除工序)。
并且,在显影区4的箭头R方向的上游一侧,借助于由显影辊23形成的磁刷子的滑动擦除,静电式或机械式除去通过带电区5以后还残留于感光体1上的带负电残留物(负残留调色剂61a),并使这些残留物返回显影槽22内(第2清除工序)。
而且,利用带电辊52,使除去残留物后的感光体1再次均匀带电,重复下次印刷的曝光、显影、转印、第1和第2清除工序。
如上所述,对本除去机构而言,要这样设定,即,用带电辊52除去(吸附)感光体1上残留的正异物,另一方面,用显影辊23除去(吸附)负异物。
因此,按照本除去机构,不需要专用于除去残留在感光体1上的异物的清除装置(清扫刮片等)。因此,实现了本印刷装置的小型化。
并且,能够防止在使用清扫刮片的场合发生感光体1的膜减薄、产生滑动擦痕、以及异物融合,同时可以降低感光体1的负荷转矩。
并且,带电装置51中,具备清扫膜54,用于除去附着于带电辊52的异物,清扫带电辊52的表面。
因此,因能够防止异物(残留调色剂)在带电辊52上的积累,而能够防止带电辊52带电特性恶化和异常放电,稳定其带电特性。于是,可以避免图像模糊的发生。
并且,如图2所示,在没有清扫膜54的场合,被带电辊52吸附的异物(正残留调色剂61b),有再次返回感光体1的危险。
与此相反,本印刷装置中,利用清扫膜54,把正残留调色剂61b回收到显影槽22内,因而可以避免重返感光体1。
并且,带电装置51中,要这样设定,即,使得利用清扫膜54从带电辊52上除去的正残留调色剂61b等异物返回显影槽22中。因此,对正残留调色剂61b,与负残留调色剂61a一样,在显影槽22内给予充分搅拌带电。其结果,正残留调色剂61b也可以再利用。
并且,借助于设置清扫膜54,除带电装置51外,不需要单独设置用于回收感光体1上异物的回收装置。因此,实现了印刷装置结构的简化。
并且,对带电装置51而言,要这样设定,即,在与感光体1相同方向使带电辊52转动(相对于感光体1作对置面逆向旋转)。
即,在带电辊52和感光体1按互相不同的方向转动(对置面顺向旋转两者最接近位置沿同方向移动)的场合,可以认为感光体1上的异物,例如在带电区5的上游侧被带电辊52吸附,然后,被夹在带电辊52与感光体1之间的状态下通过带电区5,在带电区5的下游侧离开感光体1。
因此,在异物尺寸很大的场合,侵入带电间隙,就会提高感光体1和带电辊52的转动负荷。并且,在这种异物比较硬(载体63等)的场合,也有损伤感光体1和带电辊52表面的危险。
进而,由于异物发生异常放电,也导致带电不匀、以及损伤感光体和带电辊的危险。
并且,如果就在夹着正残留调色剂61b等异物的状态下通过带电区5,则因带电偏压而使异物带电,另外,有时会使其下的感光体1部分不带电(产生未带电部分)。因此,在显影装置21中即使除去异物,但由于上述部分带电量少,这里吸附显影的调色剂,成为图像模糊的原因。
另一方面,带电辊52相对于感光体1作对置面逆向旋转的场合,带电区5的上游侧(R方向的上游侧)被带电辊52吸附的异物,随着带电辊52转动,向离开带电区5的方向移动。
因此,能够避免感光体1上异物通过带电区5(带电间隙C),能够防止侵入带电间隙C(以及损伤感光体1和带电辊52),同时能够防止在感光体1上出现上述那样的未带电部分。
并且,在带电装置51中,因为能够阻止异物进入带电间隙C,不需要随着尺寸大的异物(例如载体62)来扩大带电间隙C,所以,可以减窄带电间隙C。
这样,由于缩小了带电间隙C的间隔,因此,正如从表示气体中放电的放电开始电压的「帕邢实验式」也可知的那样,可降低带电偏压。进而,实现带电装置51的小型化。
并且,在对带电辊52施加上述带电重叠电压的场合,在带电区5的下游,感光体1的表面电位带有与带电重叠电压的直流成分几乎相同的电位。于是,对置面顺向旋转时,大幅度减小了从感光体1上静电式吸附正异物的能力。
与此相反,如果对置面逆向旋转,正残留调色剂61b就在比开始给感光体1带电的带电区5的感光体1转动方向上游侧近旁,被带电辊52吸附并输送。因此,能够把带有重叠电压的直流成分有效地利用到正残留调色剂61b的静电吸附。
进而,关于反转显影,如果显影时,与经过显影的调色剂相反带电的异物(本实施例中为正异物)残留于感光体1上,则调色剂容易被异物吸附。因此,在未曝光部分上残留有这种异物的场合,也存在明显发生图像模糊(带电不匀;白底污染)的问题。
并且,对带电辊52而言,因为带电辊52对感光体1作对置面逆向旋转,因而,能够扩大带电区5的带电辊52的带电面与感光体1的被带电面的相对行走距离。
因此,能够抑制带电辊52部分的电阻值变动等引起的带电变动,因而提高感光体1的带电特性(带电均匀性)。
并且,对带电辊52而言,因为相对于感光体1对置面逆向旋转,在带电区5(带电间隙C),重新变为带电面的面,从带电区5的下游侧进入,因此,随着感光体1的带电动作,即使在带电辊52自身内部发生电容成分带电而引起电压下降的场合,也能缓和内部压降引起的感光体1的带电电位下降。
并且,在带电区5的下游侧,感光体1的表面电位随着带电的进行而不断上升。因此,随表面电位的上升,带电电流密度(相对于面积)也减少,从而,由于带电辊52内部电阻成分的电压降低,也起到缓和感光体1带电电位下降的作用。
另外,在带电辊的电阻值高的时候,其效果特别显著。也就是说,在带电辊的电阻高时,电容成分带电造成的电压下降和电阻成分引起的电压下降将显著起来,难以使感光体1上升到正常带电电位。
并且,对带电装置51而言,作为带电偏压,是对带电辊52施加的、在负直流电压上叠加交流成分的带电重叠电压(-600V的直流成分上叠加峰间电压1.8kV、频率900Hz的交流成分)。
因此,利用负直流成分,使感光体1表面均匀带电,同时把正异物(特别是正残留调色剂61b)静电吸附到带电辊52上。
而且,利用交流成分,使感光体1表面的正负异物振动(可以激振)。因此,促使异物脱离感光体1,能够更有效地静电吸附正残留调色剂61b,因而提高正残留调色剂61b的除去效率。
即,采用在直流成分上重叠交流成分的办法,在带电区5的进入位置近旁(R方向上游侧),对感光体1上的正残留调色剂61b作用交流静电力(交变静电力)。
因此,能够促使正残留调色剂61b脱离感光体1,脱离后的正残留调色剂61b将变成烟云状。因此,提高了对带电辊52的吸附效率。
另外,微观地看,也定时将交流电场产生的推斥力作用于正残留调色剂61b。但是,由于有直流成分作用,因而微观上能够更有效地吸附正残留调色剂61b。
并且,在带电装置51中,带电辊52变成为在电阻层52b内侧具备磁铁的磁性辊。因此,不仅可以利用静电力,而且还可以利用磁力(磁吸引力)除去感光体1上的异物。
即,在静电吸附大质量载体62的场合,由于使带电辊52承受的负担增大,因此吸附效率恶化。对此,由于除静电力外,还把磁吸引力作用于载体62,从而能够提高其吸附效率。
表1中,表示借助于带电辊52吸附调色剂61和载体62的效果。
(表1)

*被载体遮挡如表1所示,通过利用带电辊52吸附调色剂61和载体62,能获得良好的图像。
并且,在本除去机构中,在带电区5的上游侧,设置具有导电刷42的异物搅动装置41。
因此,通过搅动(搅拌)感光体1表面的异物,使之散开,提高带电辊52和显影装置21的异物吸附效率。
并且,在异物搅动装置41中,具备刷状结构的导电刷42。因此,散开后的异物穿过刷子的间隙,因而能够防止在导电刷42中滞留异物,良好地进行异物搅动。进而,能够防止给感光体1表面带来损伤。
并且,在导电刷42中,把正的搅动偏压加到异物(残留调色剂等)上。
因此,使感光体1上的异物极性移向正侧,因而能够提高带电辊52的吸附效率。
并且,依靠搅动电压,可使显影时设定的异物(调色剂61)的电荷丧失。因此,在该调色剂61没有从感光体1上除去而再次进入转印区的场合,也能防止调色剂像存储引起的图像噪声(黑点)。
并且,依靠导电刷42的搅动偏压,可使感光体1上残留的残留电位平坦化,同时可以调整感光体1的电位和异物的电压。
并且,本印刷装置中,利用显影辊23吸附·回收感光体1上残留的负异物(特别是负残留调色剂61a),进而,把回收后的负残留调色剂61a送回到显影槽22,利用显影槽22内的搅拌辊给予充分搅拌带电。
因此,可将回收的负残留调色剂61a的电荷调整到规定的电荷量,因而,可再次利用于显影。其结果,能够防止调色剂像存储,再利用回收的负残留调色剂61a。
下面,对有关本除去机构的异物搅动装置41中,给导电刷42施加交流电压(交变电压)时的情况加以说明。
如上所述,在本除去机构中,直到转印区前,几乎全部调色剂61都带负电。而且,越过转印区而残留于感光体1上的场合,因为+2kV转印偏压,残留调色剂的带电量变成较宽的分布,作为整体为带正电。这时,残留调色剂为若干负残留调色剂61a和占大半的正残留调色剂61b混合状态。
而且,在异物搅动装置41中,搅动电压电源43通过给导电刷42施加正的搅动电压,使残留调色剂(和其它异物)变为带正电,增加感光体1上的正残留调色剂61b,提高带电辊52的异物吸附效率。
但是,若用这样的导电刷42进行搅乱,残留调色剂有时会附着·积累到导电刷42上。
即,残留调色剂的带电量分布,作为平均值表现为带正电。但是残留调色剂之中,即使带正电,也存在带电量(电荷量)小而静电推斥力弱的,或者,不带电的或具有若干带负电的异物。
而且,由于与导电刷42之间的分子间力和粘合力等,这些残留调色剂附着·积累在导电刷42上,带负电的残留调色剂是分子间力、粘合力与静电吸引力的复合效果起作用。
因此,在本除去机构中,是按照用户的指示,搅动电压电源43对导电刷42施加在交流电压上重叠直流电压(DC偏压)的重叠电压(搅动重叠电压;AC重叠偏压)作为搅动电压。
这样的搅动重叠电压,例如,对于130mm/s的处理速度,振幅1kVp-p、频率500~2000Hz、DC偏压+500V。
因此,如图3所示,即使导电刷42上积累正残留调色剂61b,加到导电刷42上的瞬间电压值(正)增大,因而如图4所示,可从导电刷42上电除去这些正残留调色剂61b。
并且,导电刷42的电压瞬间变成负值,因而也能除去附着于导电刷42的负残留调色剂61a。
进而,通过搅动电压电源43施加搅动重叠电压的办法,使对附着于导电刷42的残留调色剂61a、61b双方的静电力的值和极性进行振动(变动)。
于是,借助于静电力摇动残留调色剂61a、61b,因而由于分子间力和粘合力而附着于导电刷42的残留调色剂61a和61b,也都可以从导电刷42上除去。
并且,如给搅动电压电源43施加这种搅动重叠电压,就定时使感光体1上的残留调色剂带电量移向负极性侧。该区域移行到带电区域的时候,有可能造成带电辊52对调色剂61回收率稍稍下降。
但是,在本除去机构中,不仅回收由带电辊52生成的正残留调色剂61b,而且也回收相对于感光体1作对置面逆向旋转的显影辊23上的负残留调色剂61a(利用相对于感光体1作逆向旋转的磁刷子进行机械式和静电式回收),所以没有什么问题。
并且,作为搅动电压,施加搅动重叠电压的时候,与导电刷42接触的感光体1的表面,最好是非图像区(不是图像区)。
这里,所谓图像区就是感光体1的表面区域,通过导电刷42之前的时刻,由此到转动1周的区间(直到返回导电刷42之前的区间),是形成(曝光)图像的区域。
另一方面,所谓非图像区就是图像区以外的感光体1的表面区域(感光体1的表面区域,通过导电刷42之前的时刻,由此到转动1周的区间,是不形成(不曝光)图像的区域)。
即,如果利用搅动重叠电压作为加到导电刷42上的搅动电压,则附着·积累于导电刷42上的残留调色剂在感光体1的表面上移动。于是,该表面部分的残留调色剂量增多,因而有可能用带电辊52和显影辊23不能把残留调色剂全部除去。因此,如在这样的区域形成图像,就会发生带电不良、曝光不良,出现图像恶化。
为此,在本除去机构中,最好在转动1周区间内,不进行图像形成的非图像区来到导电刷42之前的时间(导电刷42与非图像区接触时),搅动电压电源43给导电刷42施加搅动重叠电压,除去导电刷42上积累的残留调色剂。由此,能够防止上述那种图像恶化。
这里,作为感光体1的非图像区的具体例,例如有预转动时、后转动时位于LSU11之前的区域,和对多张纸张进行印刷的时候与纸张间隙(纸张与纸张之间)对应的区域。
另外,所谓预转动时,是接收外部印刷指示(印字执行命令)时,用于对印刷进行导向,使定影装置预热、显影槽22内的显影剂60带电、带电装置51升起等,使本印刷装置进入可印刷状态的一连串动作进行的时间(印刷准备时间)。
并且,所谓后转动时,按照印刷指示结束最后图像形成(曝光)以后,用于纸张输出、带电停止等使本印刷装置成为停止状态的一连串处理动作进行的时间(停止准备时间)。
并且,关于感光体1上的区域是不是非图像区,由本印刷装置(或本除去机构)的图中未示出的控制部判断。
该控制部是用于控制本除去机构全部的(或一部分的)处理(印刷处理和异物除去处理)。特别是,该控制部按照用户的指示,或测定附着于导电刷42的残留调色剂量的传感器指示等,控制本除去机构(特别是搅动电压电源43),有调整加到导电刷42的搅动电压种类(或直流或重叠电压)或大小的功能。
并且,如上所述,本除去机构中,利用搅动电压电源43加到导电刷42上的搅动电压(直流)的极性最好为与转印偏压同极性的正电压。并且,关于利用搅动电压电源43加到导电刷42上的搅动重叠电压的直流电压(DC偏压),也最好为正电压。
表2是表示在以下场合(a)作为搅动电压施加+500V直流电压的场合,(b)同样施加-500V直流电压的场合,(c)不施加搅动电压的场合(floating,浮动),(d)导电刷42接地的场合(0V),图像质量状况(调色剂像储存的有无)的表(使用电阻值为104Ω·cm的导电刷42)。
(表2)

并且,图5是表示在上述(a)(b)(d)场合,在以下情况下①显影时、②即将转印前(未转印)、③通过导电刷42以后、④由带电辊52引起带电后,测定调色剂61带电量的结果曲线图。
另外,图5中,纵轴表示调色剂61的带电量(C),横轴表示①~④中所示的状态(timing,定时)。并且,图5中,「◇」表示(b)、「□」表示(d)、「▲」表示(a)、「○」表示不用导电刷42(无刷子)的场合。
如图5所示,在给导电刷42施加+500V直流电压的场合,正残留调色剂61b变多。
并且,由表2所示结果可知,借助于由导电刷42来增加正残留调色剂61b,能够大幅度抑制调色剂像存储(调色剂61丧失显影时具有的带电量(初始电荷))。
并且,加到导电刷42上的搅动电压的直流成分如果是负的,就由导电刷42吸引占残留调色剂大半的正残留调色剂61b。于是,如上所述,由于使搅动电压的直流成分与转印偏压同极性,因此,可以防止由导电刷42吸引大量的正残留调色剂61b。
并且,在本除去机构中,最好使利用搅动电压电源43加到导电刷42上的搅动重叠电压直流成分设定在放电开始电压以上。因此,能够提高带电辊52对正异物的吸附效率。
这是因为,用接触带电辊,正如已知的那样,对电荷注入困难的绝缘体,采用施加放电开始电压以上的电压的办法变成可以带电。于是,即使对于电荷注入困难的感光体1的调色剂,由于施加具有放电开始电压以上的直流成分的搅动电压,也就可以使带电电流有效地流动,使调色剂确实带电。
并且,在把加到导电刷42上的搅动电压直流成分设定为放电开始电压以上的场合,根据与上述同样的理由,接触到导电刷42的感光体1表面最好是非图像区(没有图像的区域)。
并且,作为搅动电压,加到导电刷42的搅动重叠电压最好设定为用静电力使导电刷42振动的电压。
由此,使附着于导电刷42的残留调色剂振落,因而可以更有效地除去残留调色剂,提高对导电刷42的清扫性能。
另外,在振动导电刷42的场合,通过以导电刷42固有振动频率附近的频率使之振动,可更有效地振动导电刷42。
下面,详细说明由静电力引起导电刷42的振动(静电振动)。
导电刷42的每一根纤维都是弹性体,作为一束使用。即,当给导电刷42施加搅动重叠电压时,在导电刷42与感光体1之间作用静电力。该静电力由把感光体1的基材(氧化铝坯管)表面起界面作用的与极性无关而只是吸引力的镜像力和由感光体1表面电荷所接受到的随极性而成为吸引力或排斥力的库仑(coulomb)力组成。例如,在感光体1的表面电位为0V的场合等,镜像力强于库仑力的场合,就是交流成分(AC成分)的二倍频成分的静电力。相反,在库仑力强的场合,就是与交流成分(AC成分)相等的频率成分的静电力。
由此,导电刷42振动(被激振)。
另外,在由搅动重叠电压产生的静电力的交流成分频率,接近导电刷42的固有振动频率的场合,即,搅动重叠电压的频率成分接近导电刷42的固有振动频率的1/2倍或等倍的场合,导电刷42的静电振动的振幅值增大。
并且,在算出导电刷42的固有振动数的时候,如上所述,多根刷子纤维用作一束。
即,把与感光体1的接触点(刷子纤维的毛端)作为支持端,另外,在纤维根部用树脂等固定起来,在这种情况下,以其根部作为固定端,由此对振动束进行计算。并且,在刷子纤维被植毛(栽毛)的场合,其根部用作第2支持端。
以下,简单叙述束的固有振动频率的计算。
设束的直径为d(cm)、长度为L(cm)、纵弹性系数为E(kg/cm2)、几何转动惯量(geometric moment of inertia)为I(cm4)、截面积为A(cm2)、单位体积重量为γ(kg/cm3)、重力加速度为g=981(cm/s2),按照边界条件的系数为λ,则固有振动频率f(Hz),可由下面(1)式求出。
f=λ2/(2π·L2)·{E·I·g/(γ·A)}1/2…(1)
其中,I=(π/64)·d4固定端-支持端时λ=3.927支持端-支持端时λ=π另外,关于该式,在文献⑧「日本机械学会『机械便览』(1974年(昭和49年)08月10日第5版第5次印刷发行)」中已有详细说明。
并且,刷子纤维的毛端,对感光体1以自由活动状态接触,对与毛端的交角没有约束,因而用作支持端是妥当的(但是,因为强烈振动(激振),毛端在离开感光体1的表面时变为自由端)。
并且,在刷子纤维根部用树脂固定起来的场合,根部的角度受约束(固定住),因而用作固定端。
进而,在刷子纤维是植毛(栽毛)的场合,根部的角度有自由度,因而用作支持端(第2支持端)是妥当的。
这样,在本除去机构中,搅动电压电源43对导电刷42施加搅动重叠电压,用静电力使导电刷42振动。于是,能够更有效地除去附着·积累于导电刷42的残留调色剂。
并且,不需要另外设置用于使刷子机械式振动的专用装置。于是,与这种可机械振动的刷子(可动刷子某种毛刷等)比较,可以降低制造成本。
并且,如图6所示,最好在异物搅动装置41中配备用于收纳导电刷42的壳体44(最好将导电刷42收容在壳体44内)。
对该构成而言,附着于导电刷42的残留调色剂无论落下或飞散都能把它收容到壳体44内(或者,保证使残留调色剂返回到感光体1的表面上)。因此,能够防止因残留调色剂落下飞散造成的本印刷装置内的污染、或对纸张的污染。
并且,如上所述,由施加搅动重叠电压对导电刷42上的残留调色剂的除去,最好在导电刷42之前位于感光体1的非图像区时来进行。
这里,从导电刷42返回到感光体1上的残留调色剂,带电量大幅度变动。进而,在对导电刷42的清扫(除去附着的残留调色剂)动作之际,在感光体1的非图像区域一度残留的调色剂返回,因此,在该区域,就部分地大量存在残留调色剂。
因而,在存在从导电刷42上除去的残留调色剂的非图像区进入转印区的时候,最好将转印辊32设定为浮动状态(解除电连接,空中电浮置的状态)。
由此,未被带电辊52和显影辊23回收的残留调色剂被输送到转印区的场合,借助于转印偏压的强电场,也能防止残留调色剂附着于转印辊32(静电性吸附)。
于是,可以避免污染转印辊32,因而能够防止这些残留调色剂由转印辊32转印(转移)到纸张的背面,污染纸张的背面。
并且,这时,只要能够避免给感光体1上的残留调色剂施加转印偏压,就不需要使转印辊32为浮动状态。
例如,存在从导电刷42上除去的残留调色剂的非图像区进入转印区的时候,也可以使其转印偏压电源33停止工作,而不必使转印辊32为浮动状态。
并且,本实施例中,对于加到导电刷42上的搅动重叠电压,设振幅1kVp-p、频率500~2000Hz、以及DC偏压+500V。但是,搅动重叠电压的技术条件不限于此,只要是能从导电刷42上有效地除去残留调色剂的值,什么样的值都可以。搅动重叠电压的技术条件,按照调色剂61、载体62的种类、或感光体1的材质、残留调色剂的带电分布、以及处理速度等,最好设定为能够从导电刷42上有效地除去残留调色剂的值。
并且,就上述而言,通过搅动电压电源43给导电刷42施加交流电压(交流电场),除去附着于导电刷42上的两种残留调色剂61a和61b。
但是,不限于此,即使给导电刷42施加直流搅动电压,通过交替切换其极性,也能除去附着于导电刷42上的两种残留调色剂61a和61b。
即,在给导电刷42施加正的搅动电压时,可从导电刷42上除去正残留调色剂61b,另一方面,在给导电刷42施加负的搅动电压时,可从导电刷42上除去负残留调色剂61a。
并且,通过调整切换搅动电压电源43加到导电刷42上的搅动电压(直流)极性的定时,可获得与施加交流搅动电压场合大致相同的效果。
并且,按照残留调色剂的带电特性,通过调整搅动电压为正的时间和为负的时间(延长与残留调色剂平均极性为同极性的时间),可以更有效地抑制残留调色剂的附着。
并且,本实施例中,本除去机构的搅动电压电源43对导电刷42,通常施加直流搅动电压,在除去附着于导电刷42的残留调色剂之际,施加搅动重叠电压。
但是,对导电刷42不需要经常施加这样的搅动电压。即,正常时,也可以不给导电刷42加电压。这时,导电刷42应该具有搅动并拆开感光体1上残留调色剂的功能。
并且,除去附着的残留调色剂之际,可以对导电刷42施加非重叠电压,没有直流成分的交流电压。
至于该构成,通过导电刷42的带电极性的变化,可从导电刷42上除去负残留调色剂61a和正残留调色剂61b的双方残留调色剂。并且,也给残留调色剂带来导电刷42极性变化产生的撼动。进而,也能使导电刷42静电振动。
并且,本实施例中,导电刷42用作搅动感光体1上残留调色剂。但是,不限于此,导电刷42也可以是不搅动残留调色剂,而仅进行其带电状态调整。
并且,本发明的异物除去机构是用于除去电子显像方式印刷装置内像保持体上残留的异物的异物除去机构,可以表现为,具备与像保持体上的异物接触而调整异物带电量的带电调整部件(导电刷42)、和用吸附偏压来吸附带电状态被调整后的异物的吸附部,将该带电调整部件的带电极性设定为交替切换。
并且,本发明的异物除去机构是用于除去电子显像方式印刷装置内像保持体上残留异物的异物除去机构,可以表现为,具备与像保持体上的异物接触而调整异物带电状态的带电调整部件、设定该带电调整部件的带电状态的电源(搅动电压电源43)、和用吸附偏压来吸附带电状态被调整后的异物的吸附部,将该电源设定为,使带电调整部件的带电极性交替切换。
并且,本发明的异物除去机构是用于除去电子显像方式印刷装置内像保持体上残留异物的异物除去机构,可以表现为,具备用于搅动感光体上异物的搅动部件、电源、用吸附偏压来吸附被搅动后的异物的吸附部,将上述搅动部件设定为,使其变为与由电源施加的电压对应的带电状态,接触像保持体上异物,调整异物的带电状态,同时电源被构成为,使带电调整部件的带电极性交替切换。
并且,本实施例中,在本印刷装置的带电装置51上具备清扫膜54,用它刮取吸附于带电辊52上的异物而加以清扫,将异物回收到显影槽22内。
但是,不限于此,本印刷装置中,只要能除去带电辊52上的异物,清扫带电辊52上异物,就不一定需要回收。
例如,用清扫片刮取并清扫带电辊52上异物,然后丢弃刮取的异物而不用清扫膜54,或者,使之回收到与显影装置21无关的回收容器内也可以。即,刮取的异物不返回显影槽22内(不再回收利用)也可以。
并且,就该清扫膜54来说,通过接触带电辊52的表面除去异物(调色剂),只要能清扫带电辊52的表面,怎么作的都没有关系。例如,可以是利用片或薄膜构成清扫膜54。如这样构成,可使清扫膜54廉价简单。
进而,最好由具有导电性的材料构成清扫膜54,并具备使清扫膜54上产生的电荷泄漏的机构(接地机构等)。
利用该机构,就能够防止由清扫膜54与带电辊52摩擦引起的对清扫膜54的电荷积累。于是,能够防止因清扫膜54自身带电引起的清扫性能随时间恶化。
另外,如果清扫膜54带电(负),则因静电吸引力,将从带电辊52上除去后的正异物(正残留调色剂61b)积累在清扫膜54上。
而且,在清扫膜54上,生长了调色剂积存物,随着生长,发生由于调色剂积存而增加挤入清扫部的调色剂量这样的问题。
并且,最好带电辊52的表面具有脱模性,于是,例如,最好由导电性氟树脂等构成带电辊52的电阻层52b。如这样,就可以提高清扫膜54的清扫能力。
并且,在带电装置51中,带电辊52上电阻层52b的电阻值,即,带电辊52的电阻,有助于防止异常放电,并且有利于重叠的带电平滑化。因此,如电阻过小,容易发生异常放电和带电不匀。另一方面,如电阻过高;所需带电时间变长,就难以上升到正常的带电电位,恐怕会导致带电不足引起电位降低和带电不匀。因此,作为电阻层52b的电阻值,最好设定为108Ω·cm以下。
并且,关于加到带电辊52的带电偏压(带电重叠电压),为了获得设定带电重叠电压的效果,最好设定在放电开始电压以上。并且,如带电重叠电压过高,就可能发生因异常放电而引起带电不匀。因而,作为带电重叠电压,将波峰值设为放电开始电压以上,感光体1绝缘承受力以下的电压值是所希望的,具体地说,设在450(Vo-p)~1300(Vo-p)范围内是所希望的。
并且,关于带电重叠电压的值,最好考虑支配放电开始电压的带电辊52与感光体1之间的带电间隙C再决定。
另一方面,关于由带电辊52产生的磁场,如过小,将难以吸附载体62。为此,将带电辊52的磁场设在400~800高斯范围内是所希望的。
并且,最好将带电装置51中的带电间隙C设为小于载体62的粒径(载体直径),而且大于调色剂61的粒径(调色剂直径)。
采用把带电间隙设定为小于载体62粒径的办法,确实能够排除载体62进入带电间隙。因此,确实能够防止因载体62进入带电间隙C而损伤感光体1和带电辊52。
图7~图10和表3中,表示各种变更带电间隙C的尺寸,进行感光体1带电稳定性评价的结果。测定条件如下对带电辊52,使用理光公司制造的I psio8000纯正带电辊(直径(Φ)11cm,电阻值40MΩ,电阻层52b的体电阻率107Ω·cm),作为带电偏压,是在-600V直流电压成分上,施加峰间电压1.8KVppV、频率900Hz交流电压(重叠电压)。并且,感光体1的直径(Φ)为30mm,膜3的厚度为17μm,处理速度为130mm/s。
(表3)

测定结果,如图7~图9所示,带电间隙C在25μm以上,55μm以下,特别是25μm以上,40μm以下的范围内,使感光体1稳定带电。另外,图7~图9中,纵轴表示感光体1的表面电位(-V),横轴表示时间(sec)。
由测定结果可知,通过把带电间隙C设为小于载体直径,能够稳定感光体1的带电状态。例如,在使用粒径60μm的载体62的场合,采用设定带电间隙C,使其缩小到比作为载体62粒径60μm还小的办法,能够提高带电辊52的载体吸附效率(载体回收效率)。
并且,在图11和图12中,表示感光体1的带电电位变动与带电间隙C的设定值(设定间隙)的关系。如图11和图12所示,如带电间隙C超过60μm,就容易发生异常放电。因此,通过把带电间隙C设为60μm以下,能够降低异常放电的发生,降低因异常放电引起的感光体1的带电不匀。
另外,在图11和图12中,纵轴表示带电电位变动(|ΔV|(V)),横轴表示带电间隙C的设定间隙(μm)。
如图11和图12所示,特别是在直流偏压下进行带电的场合,考虑到因加工误差等使带电间隙C离开设定值而变动(需要考虑约10μm左右)的情况,最好把带电间隙C设为55μm以下。由此,可以减少感光体1的带电电位变动。
如以上那样,因为通过将带电间隙C设定为小于载体直径,具体地说,小于60μm,能够稳定感光体1的带电状态,因而可以获得良好的图像质量。
并且,如图8、图9和表3所示,如带电间隙C超过55μm,则感光体1的带电状态难以稳定。因为显影特性,如感光体1的表面电位降低150V,就会发生图像模糊。所以,感光体1的表面电位,最好其变动值在150Vpp以下,为了确保中间色调的稳定,变动值最好在30Vpp以下。
为此,通过把带电间隙C设为55μm以下,特别是,如上所述设为40μm以下,进而降低异常放电的发生,能够防止因异常放电引起的感光体1的带电不匀(图像模糊)。
这样,通过提高带电辊52的载体回收效率,防止异常放电引起的感光体1的带电不匀,可预防复印纸白底出现黑点。
另一方面,采用把带电间隙C增加到大于附着于感光体1上的调色剂61的粒径的办法,可防止残留调色剂61a和61b对带电辊52的熔粘。另外,通常的调色剂直径约7μm,所以,带电间隙C最好设定在7μm以上。
进而,在粉体工程上,带电间隙C最好是调色剂直径的3倍以上,不到9倍。即,如调色剂直径为约7μm,则带电间隙C最好在21μm以上,63μm以下的范围内。
即,在粒径不足3倍下,显著发生粉体喷出现象。为此,采用把带电间隙C设为调色剂直径3倍以上的办法,可以防止调色剂61的喷出。
并且,在粒径的约9倍时显著发生所谓粉体桥拱(bridge arch)。为此,采用把带电间隙C设定为不足调色剂直径的9倍,能够防止由于调色剂61桥拱引起调色剂61熔粘到带电辊52上。而且,按照本构成,因为预防调色剂61的凝聚块通过带电间隙C,所以能够防止因调色剂61的凝聚块进入显影区4而造成图像恶化。
并且,一般的纸厚度在约70μm~100μm的范围内,由于设定带电间隙C比该厚度要狭小,从而防止卡(jam)纸进入带电间隙C,预防卡纸卷进带电辊52。因此,能够防止卡纸进入显影区4,所以容易除去卡纸。
以下,对带电辊52与感光体1的周速比(带电辊圆周速度/感光体圆周速度)进行说明。该周速比为0的场合(无周速比),即,固定时,因为不可能除去附着于带电辊52表面的异物,所以发生带电不良。
并且,如本印刷装置那样,相对于感光体1,使带电辊52对置面逆向旋转的场合,从带电特性方面看,并没有特别限定周速比(带电周速比)。
但是,如考虑到吸附后的异物飞散,和在带电辊52端部,环状卷起带(图中未示出)并且挤压到感光体1上,以按带厚进行带电间隙控制的场合的带接触面磨损减少等,希望将带电周速比设定在0.2~1.0的范围内(例如0.5)。
另外,带电辊52对感光体1有周速比,即,所谓带电辊52与感光体1有周速比,表示带电辊52在转动,而且在带电区5,带电辊52的表面与感光体1的表面有相对速度而转动。
并且,在本除去机构中,把显影辊23的磁场设定在400~800高斯(Gs)的范围内是所希望的。
并且,在本除去机构中,最好显影辊23与感光体1有周速比(例如2.25)。即,最好可转动地设置显影辊23。因此,能够进一步提高由显影辊23对负异物(负残留调色剂61a)的吸附效率(回收效率)。
另外,所谓显影辊23与感光体1有周速比,表示显影辊23在转动,而且在显影区4,对置的显影辊23的表面与感光体1的表面有相对速度而转动。
显影辊23对感光体1的周速比(显影周速比),根据规定显影剂层厚度的刮片间隙A和显影剂60的调色剂浓度(T/D)、以及要求显影量,进行适当设定,虽然没有特别限定,但是最好设定在1~4倍的范围内。
如显影周速比过小,显影量就容易不足,如过大,就加速显影剂60的恶化,导致缩短寿命和引起调色剂61熔粘到显影辊23上等问题。
并且,将显影辊23设置为使其与感光体1非接触,在感光体1的显影区4,最好使显影辊23的、与感光体1对着(对置)的面的移动方向,和感光体1的、与显影辊23对着(对置)的面的移动方向,为逆向旋转(对置面逆向旋转)。
即,在本印刷装置中,最好设定为,利用互相不同的驱动系统,使显影辊23和感光体1同方向转动。
因此,在通过显影区4之前(通过显影间隙B之前在显影区4的感光体1转动方向上游侧附近),能够吸附通过带电区5而残留的负异物(负残留调色剂61a等)。因此,可以进一步提高对负异物的吸附效率。
并且,本印刷装置的显影装置21最好设定为例如,在使用以苯乙烯-丙烯酸共聚物(styrene acryl)树脂为粘合树脂的粒径为8μm的调色剂61、和粒径为60μm的铁粉系列载体62的显影剂60的场合,设定感光体1的带电电位为-600V、显影偏压为-400V、刮片间隙A为1.5mm、显影间隙B为2mm,以显影周速比1.25使感光体1与显影辊23对置面逆向旋转。
并且,本实施例中,关于各偏压和搅动电压,示出了各种具体的电压值。但是,这些电压值只是一例。即,只要是能进行很好印刷的值,这些电压值为什么样的值均可。
并且,本实施例中,假如带电装置51的带电偏压是负的(使感光体1表面带负电),进而,对于显影装置21,把静电潜像设定为反转显影。
但是,不限于此,也可以这样设定本印刷装置,使带电偏压的极性为正。这时,至于作为其它偏压的显影偏压、转印偏压、搅动电压的直流成分,最好设定为与上述相反。
并且,本实施例中,设定显影装置21的显影方式为反转显影。但不限于此,设定显影装置21的显影方式为正常显影也行。
这时,在显影装置21中,因为在静电潜像的未曝光部分吸附调色剂,在显影槽22内,变成使调色剂带正电(调色剂的主带电极性变成正)。在这种场合,显影偏压是负(未曝光感光体电位也是绝对值小的值例如-400V),并且,转印偏压变成与调色剂主带电极性相反的负值。
并且,在正常显影的场合,加到导电刷42上的搅动电压(搅动重叠电压的场合,其直流成分)变成与调色剂的主带电极性(正)同极性(与转印偏压相反极性)的正极性。这是用于把感光体1上的异物高效率地吸附到带电辊52上的措施。
并且,当显影装置21的显影方式为反转显影时比显影方式为正常显影时,由带电辊52进行的异物吸附更有意义(更有效果)。
即,在正常显影时,调色剂的主带电极性变成正(用带正电的调色剂生成调色剂像)。因此,在带电辊52不进行异物除去的场合,返回到显影区4的正残留调色剂61b,被显影偏压俘获,吸附于感光体1的非曝光部分,形成调色剂像。
并且,返回到显影区4的负残留调色剂61a,因为感光体1带负电,所以难以残留于感光体1上的曝光部分(白底区),用显影辊23容易除去。
于是,即使带电辊52不进行异物除去,也可以说因残留调色剂61a和61b对图像模糊的影响也比较少。
另一方面,对反转显影而言,调色剂的主带电极性变成负(用带负电的调色剂生成调色剂像)。于是,在带电辊52不进行异物除去的场合,返回至显影区4的负残留调色剂61a被显影偏压俘获,吸附于感光体1的非曝光部分,形成调色剂像。
并且,返回至显影区4的正残留调色剂61b,因为感光体1带正电,受到强大的静电力,感光体1上非曝光部分(白底区;带负电)容易残留,难以用显影辊23除去。
于是,在带电辊52不进行异物除去的场合,可以说容易因正残留调色剂61b而产生对图像模糊的影响。
并且,本实施例中,作为显影剂60,使用含有调色剂61和载体62的双成分显影剂。不过,本印刷装置中可用的显影材料不限于此,使用只含有调色剂61而不含有载体62的单成分显影剂也是可以的。
这时,在带电装置51中,最好使用电阻层52b内没有磁铁的辊作为带电辊52。这是因为,不需要静电吸附大质量的载体62,因此,降低带电辊52的成本。
并且,这时,带电间隙C最好设定为小于纸张P的厚度,而大于调色剂61的粒径(调色剂直径)。
对电子显像方式的印刷装置所用的纸张P而言,如果是普通的印刷用纸,则薄的纸约60g/m2,厚度约为60~80μm。因此,如果将带电间隙C设定为纸张P的厚度以上,则在利用转印偏压剥离静电吸附于感光体1上的纸张P失败的场合(出现卡纸的场合),由于在通过带电区5的区域(显影区4等)进入纸张P,因此卡纸处理(复原作业)就变得困难。并且,还会产生调色剂61污染复原作业者的手和衣服这样的缺点。
然而,在带电间隙C小于纸张P厚度的场合,因为用带电辊52确实能够剥离吸附于感光体1上的纸张P,所以,可以减轻卡纸处理的麻烦,同时可以避免上述这种调色剂造成的污染。
并且,如果带电间隙C超过60μm,则变得容易引发异常放电。为此,通过设定带电间隙C在60μm以下,可减少异常放电的发生,能够防止异常放电造成感光体1的带电不匀。
并且,考虑到加工误差引起带电间隙C的偏差,为了减少带电电位变动,最好将带电间隙C设定在55μm以下。进而,为了实现更稳定的带电,最好将带电间隙C设定在40μm以下。
并且,通过把带电间隙C增加到大于调色剂61的粒径,可以防止带电辊52上不能用清扫膜54清扫的调色剂61的熔粘。另外,因为通常的调色剂直径约7μm,所以最好将带电间隙C设定在7μm以上。
并且,在本实施例中,显影剂60内所含有的载体62由磁铁和铁氧体等无机磁性体组成。不过,不限于此,就载体62的材料而言,只要是铁粉、四氧化三铁等无机磁性体等用作双成分显影材料载体的一般性材料,无论什么样的都能使用。
并且,本实施例中,感光体1的形状是感光体转鼓。但是,不限于此,感光体1也可以用环形导电带构成的所谓感光体带,其中,环形导电带铺设(架设)在支承辊之间,这些支承辊以一定的间隔、可转动地设置。
并且,在本实施例中,在转印装置31内具备转印辊32。但不限于此,可以不用转印辊32,而使用所谓的转印带,其中,环形转印带铺设(架设)在支承辊之间,这些支承辊以一定的间隔、可转动地设置。
并且,本印刷装置是这样的印刷装置,即,利用带电装置使像保持体表面带电以后,按照图像数据进行曝光而形成静电潜像,使该潜像显影的调色剂像转印到纸张上,这种印刷装置可以表现为带电装置吸附调色剂像转印后残留于像保持体上的异物;同时带电装置具有使像保持体带电的带电辊;将带电辊和像保持体设定为对置面逆向旋转;带电装置还具有清扫部,用于除去吸附于带电辊上的异物,清扫带电辊表面。
并且,在本实施例中,通过搅动电压电源43给导电刷42施加交流电压(交流电场),或者,交替切换直流搅动电压的极性,可以除去附着于导电刷42的残留调色剂61a和61b双方。但不限于此,如图14所示,也可以在搅动电压电源43上,施加单极性搅动电压(搅动偏压)。即使这种构成,也能获得使带电辊52和感光体1对置面逆向旋转的效果。
并且,在本实施例中,使带电辊52和感光体1作对置面逆向旋转。但不限于此,即使在带电辊52和感光体1对置面同向旋转的场合,也能获得交替切换导电刷42的带电极性的效果。
并且,如上所述,将带电辊52和感光体1的转动设置为,绕带电辊52的转动轴的转动方向和绕感光体1的转动轴的转动方向是相同的方向。即,将带电辊52和感光体1设置为,用互相不同的驱动系统,在与带电辊52和感光体1最接近位置,使互相对着的面的移动方向为反方向转动(对置面逆向旋转)。
因此,转印后残留于感光体1上的相反带电调色剂(正残留调色剂)61b和载体62等异物,在该异物通过带电辊52的放电面与感光体1之间最接近位置的之间的带电间隙C之前,被带电辊52吸附除去。并且,带电装置51,作为异物回收装置(残留显影剂成分回收装置),设置为与带电辊52接触,刮取吸附于带电辊52上的异物,并回收至设在比显影辊23还要往里的显影槽22内,具有由清扫片和调色剂输送螺旋器(screw)组成的清扫膜54。对该清扫膜54的材质而言,例如使用聚对苯二甲酸乙二醇酯。作为上述异物回收装置,通过设置清扫膜54,使吸附于带电辊52的相反带电调色剂61b等异物返回显影槽22,与正常带电调色剂(负残留调色剂)61a同样,在显影槽22内给予充分搅拌带电。其结果,带电有很大变化后的上述相反带电调色剂61b也能再利用。并且,这样由于在带电辊52上设置清扫膜54作为异物回收装置来回收感光体1表面上的异物,因此,除带电装置51以外就不需要单独设置用来除去、回收上述异物的装置,从而能够实现本印刷装置结构的简化。
如上所述,带电辊52相对于感光体1作对置面逆向旋转,这样,在转印后残留于感光体1上的上述异物被吸附于该带电辊52上,而从感光体1的表面上除去,从而,相反带电的调色剂61b和载体等异物不会进入带电辊52与感光体1之间的带电间隙C,防止因异物而造成图像模糊等图像质量恶化。当复印材料P在白底区附着相反带电调色涂料61b的情况下显影时,就会导致图像模糊。这里可以从感光体1的表面上确实而且积极地除去并回收所述异物。
即,在带电辊52和感光体1,绕带电辊52的转动轴的转动方向和绕感光体1的转动轴的转动方向为不同的方向,而两者最接近位置相互同方向转动(对置面同向旋转)的场合,相反带电调色剂61b要通过带电区5,但是,通过两者对置面逆向旋转,相反带电调色剂61b等异物,在带电区5靠感光体1的转动方向上游侧附近,被带电辊52吸附。其结果,可防止这些异物侵入带电间隙C,能够防止这些异物,特别是,相反带电调色剂61b通过带电区5。
并且,在给带电辊52施加重叠电压(AC重叠偏压)的场合,在带电区5的结束部附近,感光体1的表面电位带有大致与直流偏置的电压相同的电位,因而对对置面同向旋转而言静电式回收相反带电调色剂61b的能力大幅度降低,但是,对对置面逆向旋转而言,在比开始给感光体1带电的带电区5要靠感光体1转动方向上游侧附近,回收并输送该相反带电调色剂61b,因而带电辊52的AC叠偏压的直流(DC)成分,对相反带电调色剂61b的静电回收有效。
特别是对反转显影而言,如果相反带电调色剂61b以残留于未曝光部的状态侵入显影区4,则由于向感光体1的静电吸引力强,因而不能被显影辊23回收,在显影区4中,静电式吸引正常带电调色剂61a,在感光体1上的调色剂61的量增加的状态下转移到转印工序,因此发生显著的白底区污染。因此,对相反带电调色剂61b的回收,对置面逆向旋转是特别有效的。
因此,按照本印刷装置,不需要专门用于除去感光体1上残留的异物的清扫装置,可以实现装置的小型化,能够降低电源电压。并且,其结果,能够防止因清扫而造成感光体1减薄和出现滑动擦痕,同时降低感光体1的负荷转矩。
进而,按照本印刷装置,由于带电辊52对感光体1对置面逆向旋转,在上述异物通过带电辊52与感光体1之间带电间隙C之前,可把该异物吸附到带电辊52上,同时因为能够不通过带电间隙C除去并回收被带电辊52吸附的异物,所以能够防止由通过带电间隙C的异物引起的带电不匀。
即,如果带电间隙C内存在上述相反带电调色剂61b等异物,则例如使该相反带电调色剂61b进行电荷充电,在除去该相反带电调色利61b后的部分,就会产生不带电的影响。不过,按照上述构成,上述异物,特别是相反带电调色剂61b,在比带电区5靠感光体1的转动方向上游侧附近被带电辊52吸附,因而能够防止上述异物侵入带电间隙C,能够提高带电特性。
特别是,按照本印刷装置,对显影装置21,借助于在感光体1的转动方向上游侧所设置的带电辊52,回收作为图像质量恶化、特别是成为上述的图像模糊原因的相反带电调色剂61b,因此用显影装置和清扫装置一体化的显影清扫方式,能够维持良好的图像。并且,采用这样使显影装置和清扫装置一体化的办法,能够进一步实现本印刷装置的小型化。并且,按照本印刷装置,在带电辊52上,借助于载体62积极地刮取相反带电调色剂61b,因此能够提高正常带电调色剂61a的回收效率。
并且,按照本印刷装置,因为能够阻止异物侵入带电间隙C,就不需要把带电间隙C扩大到不使例如载体62夹在该带电间隙C中而使其通过,从而能够减窄带电间隙C。这样,由于缩小带电间隙C的间隔,因此,从表示气体中放电的放电开始电压的「帕邢实验式」可知,能够降低电源电压。至于本印刷装置,因为能够阻止异物侵入带电间隙C,因此,即使减窄带电间隙C,也不会产生因载体62等比较硬的异物通过给带电辊52表面或感光体1表面带来损伤的问题。
进而,由于带电辊52对感光体1对置面逆向旋转,从而扩大了带电辊52与感光体1最接近位置的带电辊52带电面与感光体1带电面的相对行走距离。因此,带电辊部分的电阻值变动等而引起的带电变动被均一化,提高该感光体1的带电特性,同时由于在带电区5,具体地说在带电间隙C,从感光体1的下游侧,即,从带电结束侧(带电区5下游侧)进入带电辊待变成带电面的面(被带电面),可以降低带电辊52自身带电的影响。
另外,上述效果在电阻层52b的电阻值很高的场合,变得特别显著。上述电阻层52b的电阻值,即,带电辊52的电阻,有利于防止异常放电,以及重叠的带电平滑化。因此,如上述电阻过小,就容易发生异常放电和带电不匀。另一方面,如上述电阻过高,所需的带电时间就变长,难以上升到正常带电电位,恐怕会导致带电不足造成电位低下和带电不匀。而且,就上述电阻层52b的电阻值而言,最好设定为108Ω·cm以下。
并且,带电辊52上所加的重叠电压如在放电开始电压以下,就不可能获得设定重叠电压的效果。另一方面,如上述重叠电压过高,则可能发生异常放电造成带电不匀。因此,就上述重叠电压而言,最好设定为在波峰值放电开始电压以上,感光体1绝缘承受力以下的电压值,具体地说,最好设定在450(Vo-p)~1300(Vo-p)的范围内。
另一方面,如上述磁场过小,就难以回收载体62。因此,带电辊52的磁场,与上述双成分显影所用的显影辊23同样,最好设定在400~800高斯(gauss)的范围内。
并且,带电辊52与感光体1之间的带电间隙C影响放电开始电压,并且影响上述重叠电压。
将带电辊52与感光体1之间的带电间隙C最好设定为,小于载体62的粒径(载体直径),而且大于调色剂61的粒径(调色剂直径)。由于设定带电间隙C小于附着于感光体1的载体62粒径,确实可排除载体62向带电间隙C的侵入。因此,能够更进一步确实防止因载体62侵入带电间隙C而损伤感光体1和带电辊52。
并且,也可以把本实施例的印刷装置表现为如以下所述的图像形成装置。即,本实施例的图像形成装置具备在表面上形成有潜像的像保持体、给在上述像保持体周围与上述像保持体表面非接触配置的带电部件施加电压并使上述像保持体带电的带电装置、用含有至少调色剂的显影剂对上述像保持体表面上由带电电荷形成的潜像进行显影并变成调色剂像的显影装置、以及把上述像保持体上形成后的调色剂像转印到复印材料上的转印装置;上述带电装置是转印后把上述像保持体上残留的残留显影剂成分吸附于上述带电部件并从上述像保持体上除去,同时使上述像保持体带电的带电兼清扫装置;上述带电部件和像保持体各自分别转动,在最接近位置对置的面的移动方向互为反方向。而且,特别是,本实施例的图像形成装置是双成分显影方式的图像形成装置,它使用含有调色剂和载体的双成分系显影剂,上述带电部件与像保持体的最接近位置的间隔设定为小于作为残留显影剂成分的载体的粒径,而且大于作为残留显影剂成分的调色剂的粒径。
更具体地说,本实施例的图像形成装置,在接近上述感光体表面配置使感光体带电的带电装置,上述带电装置具有具备导电性圆筒或圆柱形的部件和被覆于其表面的电阻层的带电辊或者具备电阻层的带电带、带电刷子等,在该图像形成装置中用含有至少调色剂的显影剂使上述感光体上形成的潜像显影,绕上述带电辊转动轴的转动方向和绕上述感光体转动轴的转动方向为相同方向(对置面逆向旋转),上述带电装置的放电面与上述感光体的最接近位置的间隔(带电间隙)设定为小于上述感光体上附着的载体,而且大于上述感光体上附着的调色剂。
并且,本实施例的图像形成方法,使用了图像形成装置,该图像形成装置具备在表面上形成潜像的像保持体、给在上述像保持体周围与上述像保持体表面非接触配置的带电部件施加电压使上述像保持体带电的带电装置、用含有至少调色剂的显影剂使上述像保持体表面上由带电电荷形成的潜像进行显影并使其变成调色剂像的显影装置、以及把上述像保持体上形成的调色剂像转印到复印材料上的转印装置,在这种方法中,使上述带电部件和像保持体各自分别转动,从而使其在最接近位置对置的面的移动方向互为相反方向,转印后把上述像保持体上残留的残留显影剂成分吸附于上述带电部件上,从上述像保持体上除去,另一方面使上述像保持体带电。
这样,按照本实施例,由于使上述带电部件和像保持体各自分别转动(对置面逆向旋转),从而使其在最接近位置对置的面的移动方向互为相反方向,由此,转印后像保持体上残留的相反带电调色剂等的残留显影剂成分,在通过上述带电部件放电面与像保持体的最接近位置的带电间隙之前,被上述带电部件吸附除去。因此,能够防止相反带电调色剂等残留显影剂成分侵入上述带电间隙,同时能够从像保持体表面确实而且积极地除去并回收该残留显影剂成分。因此,按照本实施例,能够提供一种小型而且降低电源电压,同时能够获得良好图像质量的图像形成装置和图像形成方法。另外,上述带电部件,在除去并回收上述残留显影剂成分的时候,对于由上述带电部件吸附的残留显影剂成分上所附着的复印材料屑等异物(残留物),也能同时从上述像保持体上除去和加以回收。即,上述带电装置,把转印后残留于上述像保持体的残留显影剂成分吸附上述带电部件上,从上述像保持体上除去包含该残留显影剂成分的异物(残留物)。
进而,上述间隔(带电间隙)也可以设定为调色剂直径的3倍以上,9倍以下。因为粉体的喷出现象在粒径3倍以下显著发生,按照上述构成,可以防止调色剂的喷出。并且,因为在带电间隙的间隔约为粒径的9倍的场合显著发生粉体变成桥接状填塞于带电间隙的状态,所以设定带电间隙小于调色剂直径的9倍,就能够防止因调色剂桥接导致调色剂向带电辊熔合,同时由于能够预防调色剂凝聚块通过带电间隙,所以能够防止因调色剂凝聚块侵入显影区域而发生的画质恶化。
如上所述,本发明的第1异物除去机构(第1除去机构),用于除去电子显像方式的印刷装置中像保持体上残留的异物,其特征在于具备电源、用于搅动像保持体上异物的搅动部件、以及借助于吸附偏压吸附搅动后的异物的吸附部,所述搅动部件变成与由所述电源施加的电压相应的带电状态,另外,所述电源交替切换搅动部件的带电极性。
第1除去机构用于复印机、打印机、传真机装置等所采用的电子显像方式的印刷装置之中。
在这种印刷装置中,使转动的像保持体带电和曝光,形成静电潜像,用显影材料(调色剂等)使该潜像显影,形成可视图像(调色剂像等)。而且,把可视像转印到纸张(记录用纸等)上。
而且,第1除去机构用于除去可视像转印后残留于像保持体上的异物(残留物主要是显影材料)。
如上所述,第1除去机构具备搅动部件、吸附部和电源。
吸附部利用吸附偏压从像保持体除去(吸附)异物。
即,在电子显像方式的印刷装置中,把像保持体上的图像(包括显影材料图像)静电转印到纸张上。因此,残留异物具有与转印电压相应的带电状态。而且,用第1除去机构,借助于吸附部的吸附偏压,从像保持体上静电式剥离除去这样的残留异物。
搅动部件,在吸附于吸附部前的阶段,搅动(搅拌)像保持体上的残留异物凝聚块(异物块)。由此,将像保持体上的异物块拆成七零八落而使其容易被吸附,因而能够提高吸附部的残留异物除去效率。
并且,电源给这种搅动部件施加电压(搅动电压),搅动部件变成与搅动电压对应的状态。
因此,利用第1除去机构,能够通过搅动部件调整残留异物的带电状态。另外,就这种搅动部件而言,例如,是可以使用导电刷。
但是,由于静电力或分子间力、粘合力等,有时会在搅动像保持体上的残留异物的搅动部件上附着并积累残留异物。
因而,在第1除去机构中,为了从搅动部件上除去这样的残留异物,可以通过电源改变搅动电压的极性,交替切换搅动部件的带电极性。
即,通过给搅动部件施加正的搅动电压,可从搅动部件上除去带正电的残留异物。另一方面,通过给搅动部件施加负的搅动电压,可从搅动部件除去带负电的残留异物。
因此,用第1除去机构,不管残留异物具有正、负哪一种极性,都能从搅动部件上除去该残留异物。
并且,通过交替切换搅动部件的带电极性,可以防止过量吸附具有一种极性的残留异物。
并且,由于按照残留异物的带电特性,调整使交流电压为正的时间和为负的时间(延长设定与残留异物的平均性极性同极性的时间),能够更有效地抑制残留异物对搅动部件的附着。
并且,在第1除去机构中,为了切换上述搅动部件的带电极性,也可以这样设定电源,即,给搅动部件施加交流电压。
由此,容易切换搅动部件的带电极性。
进而,采用电源给搅动部件施加交流搅动电压的办法,使对于附着于搅动部件的正、负残留异物双方的静电力进行振动(变动)。
于是,用静电力摇动残留异物,因而即使因分子间力和粘合力而附着于搅动部件的残留异物,也可以从搅动部件上除去。
这样,用第1除去机构,容易除去附着于搅动部件上残留的异物。所以,可以防止因在搅动部件上附着残留异物而引起的图像恶化。
并且,在具备上述这种第1除去机构的印刷装置中,能够进行画质恶化少的印刷。
并且,最好借助于电源,对搅动部件,施加在直流电压上重叠交流电压的重叠电压(搅动重叠电压)。
因此,可使接触搅动部件的残留异物的带电特性移到直流电压的极性一侧。于是,例如,通过把该直流电压保持与吸附偏压反极性,提高吸附部的残留异物吸附效率。
并且,在重叠电压的直流电压设定为与吸附偏压反极性的场合,最好利用电源,将重叠电压的直流电压设定为放电开始电压以上的值。
因此,能够提高吸附部的异物吸附效率。
这是因为,对电荷注入困难的绝缘体,通过施加放电开始电压以上的电压变成可带电的缘故。于是,即使在像保持体上的残留异物是电荷注入困难的场合,通过使所施加的重叠电压具有放电开始电压以上的直流电压,就能够使有效的带电电流流动,使残留异物确实带电。
并且,在具备第1除去机构的电子显像方式的印刷装置中,一般,具备转印部,用于借助于转印偏压把像保持体上的图像静电转印到纸张上。
所以,在使用重叠电压的场合,最好利用电源将重叠电压的直流电压设为与转印部的转印偏压同极性。
即,转印后像保持体上残留的残留异物,由于转印偏压的影响,平均地说,与该偏压极性同极性带电(残留异物的平均带电值的极性与转印偏压同极性)的可能性很高。
于是,假如重叠电压的直流电压为与转印偏压同极性,就能够抑制残留异物对搅动部件的附着。
并且,在使用重叠电压的场合,最好利用电源将重叠电压的交流电压设为用静电力来振动搅动部件的值。
因此,可把附着于搅动部件的残留异物振落,因而能够更有效地除去。
另外,对用于使搅动部件振动的交流电压值而言,例如,可以是搅动部件的固有振动频率的1/2倍或等倍附近的值。
并且,在第1除去机构中,为了除去附着于搅动部件的残留异物,用电源来切换搅动部件的带电极性。这里,最好在像保持体的非图像区(没有图像区的区域)接触搅动部件时(非图像区位于搅动部件前的时侯)进行这样的切换。
这里,所谓图像区是像保持体上的区域,就是在通过搅动部件前的时刻,由此直到回到搅动部件前的区间(1个周期的区间(像保持体转动1周的区间),形成图像的区域。
另一方面,所谓非图像区是图像区域以外的像保持体上的区域,即,像保持体上的区域,在通过搅动部件前的时刻,由此直到返回搅动部件之前的区间(1个周期的区间),不形成图像的区域。
也就是说,所谓图像区是像保持体上的区域,经过带电、曝光、显影、转印、搅动等各工序(实现工序的机器),进行图象形成的诸动作,是本来应形成图像的区域。
另一方面,所谓非图像区是图像区以外的像保持体上的区域,即,像保持体上的区域,经过各工序(实现工序的机器)时,不进行图像形成的诸动作,是不形成图像的区域。这样的非图像区包括,响应印字(印刷)命令,启动装置的时候,按照各工序等,在像保持体上进行图像形成的准备动作的“前转动”的区域、连续印刷时像保持体上的图像与下一次图像之间的“纸间”区域、因图像形成完了,为停止装置或转移到等待状态,按照各工序等,对像保持体上进行结束动作的“后转动”的区域。
即,如切换加到搅动部件的电压极性,搅动部件上附着并积累起来的残留异物就移动到像保持体表面。于是,该表面部分的残留异物量增多,因而有不能通过吸附部除去全部残留异物的可能性。
因而,如在这样的区域形成图像,在电子显像方式的印刷过程中,有时会发生带电不良、曝光不良,造成图像恶化。
所以,用第1除去机构,最好在1周期的区间内不进行图像形成的非图像区来到搅动部件前时(搅动部件接触到非图像区时),电源进行搅动部件的极性切换,使搅动部件上积累的残留异物掉落到非图像区。因此,可以避免从搅动部件除去的残留异物落到图像区,因而能够防止上述那种图像恶化。
并且,在非图像区除去附着于搅动部件的残留异物的场合,上述的转印部最好设定为,避免对非图像区施加转印偏压。
因此,即使在不能由吸附部彻底回收的残留异物输送到转印部前,依靠转印偏压,也能防止残留异物附着于转印装置(静电性吸附)。
于是,能够避免因残留异物而污染转印部,因而能够防止将转印部的污染转印到纸张上,污染纸张。
另外,例如,通过把转印部设定为浮动状态(解除电连接,处于电悬浮的状态),可以避免转印偏压的施加。
并且,对第1除去机构而言,最好把搅动部件收容在覆盖搅动部件的壳体内。
利用这种构成,即使附着于搅动部件的残留异物掉落到像保持体以外的场所或飞散,也能将其收容到壳体内(或让残留异物确实回到像保持体)。因此,能够防止因残留异物落下和飞散造成第1除去机构内(印刷装置内)的污染和对纸张的污染。
另外,作为第1除去机构的吸附部,例如,可以利用印刷装置的带电辊。
这种场合,带电辊用带电偏压使像保持体带电,同时用带电偏压作为吸附偏压,吸附像保持体上的异物。
并且,作为吸附部,也可以使用印刷装置的显影辊。
这时,显影辊用显影偏压使像保持体的静电潜像显影,同时把显影偏压用作吸附偏压,吸附像保持体上的异物。
这样,由于把带电辊或显影辊用作吸附部,就不需要为了从像保持体上除去异物而单设部件(清扫刮片)。所以,能够降低第1除去机构(和具备第1除去机构的印刷装置)的制造成本。
并且,在把这些带电辊和显影辊用作吸附部的场合,最好将这些辊设定为,相对于像保持体进行对置面逆向旋转。
这里,所谓带电·显影辊进行对置面逆向旋转是带电·显影辊与像保持体同方向转动。
在这个场合,带电·显影辊和像保持体,在带电区或显影区域,互相对置的表面移动方向是反方向(带电·显影辊的表面与像保持体的表面以互相错车的方式移动)。这里,所谓带电区(显影区)是在带电辊(显影辊)与像保持体对置部位的像保持体上的区域。
于是,这时,像保持体上残留异物在进入带电区(显影区)的位置被带电辊(显影辊)吸附,随着辊转动,向离开带电区的方向移动。
因此,可以避免像保持体上异物通过带电区(显影区),防止被吸进辊与像保持体之间(并且防止损伤像保持体和辊)。
并且,在带电区(显影区)没有残存的残留异物,因而不会因异物而防碍带电(显影)。
并且,特别是,作为吸附部,在使用与像保持体作对置面逆向旋转的带电辊的场合,能够阻止残留异物进入带电间隙(像保持体与带电辊的间隔)。因而,不需要根据大尺寸残留异物来扩大带电间隙,而是可以缩小带电间隙。而且,这样由于能够缩小单晶硅的间隙,由表示气体中放电的放电开始电压的「帕邢实验式」也可知,可以降低带电偏压。从而,可实现第1除去机构或印刷装置的小型化。
另外,在带电辊和像保持体对置面同向旋转的场合(互相反方向转动的场合),带电辊在抱着除去后的残留异物的状态下通过带电区。不过,在带电区的下游侧(对于像保持体来说的下游一侧),像保持体表面电位在与带电偏压(直流)大体相同的电位下带电,从而,像保持体对异物吸附力处于与带电辊没有什么差别的状态。所以,对于对置面同向旋转而言,会大幅度降低从像保持体上静电回收残留异物的能力。
另一方面,在第1除去机构中,由于对置面逆向旋转,从而在带电区的上游侧(像保持体上的残留异物进入带电区的一侧),带电辊从像保持体上除去残留异物。因此,能够避免像保持体的吸附力的影响。
并且,在第1除去机构中,因为带电辊相对于像保持体作对置面逆向旋转,所以,可以扩大在带电区的带电辊的表面(带电面)与像保持体的表面(被带电面)的相对行走距离。
因此,能够抑制带电辊的局部电阻值变动等造成的带电变动,因而提高像保持体的带电特性(带电均匀性)。
并且,在第1除去机构中,因为带电辊相对于像保持体作对置面逆向旋转,所以重新变成带电面的辊面,从带电区的下游侧进入。
因此,随着向像保持体的带电动作,即使在带电辊自身内部因电容成分的带电引起电压降低的场合,也能缓和内部电压降低引起的像保持体带电电位的下降。
并且,在带电区的下游侧,像保持体表面电位随带电的进行而逐渐上升。因此,随着表面电位上升,由于带电电流密度(相对于面积)也减少,也起到缓和带电辊内部的电阻成分产生的电压降造成的像保持体的带电电位下降的作用。
另外,在带电辊的电阻值高的场合,其结果变得特别显著。即,因为在带电辊的电阻高的场合,电容成分带电引起的电压降和电阻成分引起的电压降将变得显著,难以使像保持体上升到正常的带电电位。
并且,本发明的第1异物除去方法(第1除去方法),用于除去电子显像方式的印刷装置中残留于像保持体上的异物,其特征在于包括利用搅动部件搅动像保持体上异物的搅动工序;以及利用吸附偏压来吸附搅动后的异物的吸附工序,所述搅动工序包括交替切换搅动部件带电极性的带电切换工序。
第1除去方法是使用于上述第1除去机构中的方法。即,本异物除去方法,为了从搅动部件上除去残留异物,通过改变搅动电压的极性,交替切换搅动部件的带电极性。
即,在第1除去方法中,通过给搅动部件施加正的搅动电压,可从搅动部件上除去带正电的残留异物。另一方面,通过给搅动部件施加负的搅动电压,可从搅动部件上除去负的残留异物。
因此,对第1除去方法而言,不管残留异物带有正、负哪一种极性,都可以从搅动部件上除去该残留异物。
并且,通过交替切换搅动部件的带电极性,能够防止过量吸附具有一种极性的残留异物。
并且,按照残留异物的带电极性,通过调整设定搅动电压为正的时间和为负的时间(延长设定与残留异物的平均极性为同极性的时间),能够更有效地抑制残留异物的附着。
并且,本发明的第2异物除去机构(第2除去机构),用于除去电子显像方式的印刷装置中像保持体上的残留异物,其特征在于包括带电辊,相对于像保持体作对置面逆向旋转,同时依靠带电偏压,使像保持体带电,同时吸附像保持体上的异物;以及清扫部,除去吸附于带电辊上的异物并清扫带电辊表面。
第2除去机构用于复印机、打印机、传真装置等所采用的电子显像方式的印刷装置内。
在这种印刷装置,使转动的像保持体表面带电曝光,形成静电潜像,用显影材料(调色剂等)使该潜像显影,形成可视像(调色剂像等)。而且,把可视像转印到纸张(纪录用纸等)上。
而且,第2除去机构是用于除去可视像转印后残留于像保持体上的异物(主要是显影材料)的机构。
如上所述,第2除去机构包括印刷装置的带电辊和异物除去机构。
带电辊被设置为以规定的间隙(带电间隙),使其与像保持体对置,并施加规定的带电偏压。而且,原来,在印刷装置的印刷过程中,利用带电偏压,使带电区的像保持体的表面带电。
另外,所谓带电区,是带电辊与像保持体之间发生气体中放电的区域(例如,可以用加到带电辊上的电压最大值代入帕邢(Paschen)实验式的办法求出)。
而且,在第2除去机构中,利用该带电辊的带电偏压,就把像保持体上的异物(与带电偏压相反极性的带电异物)吸附到带电辊上。
即,就第2除去机构而言,对带电辊,除带电功能外,还具有异物除去功能。因此,不需要为了从像保持体上除去异物而设置单独的部件(清扫刮片等)。所以,能够降低制造成本。
另外,依靠带电偏压可除去的异物,由带电偏压、异物、像保持体的带电极性和带电量来决定。
即,依靠带电偏压可除去的异物,主要是受到带电偏压的时候,对带电辊的吸附力超过对像保持体的吸附力。
并且,特别是,在第2除去机构中,该带电辊被设定为与像保持体作逆向(against)旋转。
这里,所谓带电辊逆向旋转,就是带电辊与像保持体沿同方向转动。在这种场合,带电辊和像保持体,在带电区域,互相对置的表面移动方向为相反方向(带电辊表面与像保持体表面互相以错车方式移动)。
于是,对第2除去机构而言,像保持体的异物,在带电区域的进入位置被带电辊吸附,随带电辊转动,向离开带电区域的方向移动。
因此,对第2除去机构而言,可以避免像保持体上异物通过带电区域(带电间隙),能够防止所述异物被吸进带电间隙(并且防止损伤像保持体和带电辊)。
并且,在带电区域内没有残留异物,因而不会因异物而妨碍带电。所以,能够防止因异物存在而使像保持体产生未带电部分。
并且,因为能够阻止异物进入带电间隙,不需要依照大尺寸异物而扩大带电间隙,因此可以缩小带电间隙。而且,这样,通过缩小带电间隙的间隔,由表示气体中放电的放电开始电压的「帕邢试验式」也很清楚,可以降低带电偏压。进而,能够实现第2除去机构或印刷装置的小型化。
另外,在带电辊与像保持体的对置面作顺向旋转(with rotation)的场合(沿互相相反方向转动的场合),带电辊抱着除去的异物依旧通过带电区域。可是,在带电区的下游侧(像保持体的下游侧),因为像保持体的表面电位,带有大致与带电偏压(直流成分)相同的电位,所以像保持体的异物吸附力与带电辊没有什么区别。因此,在作对置表面顺向旋转时,大大降低了从像保持体上静电回收异物的能力。
对此,在第2除去机构中,因为是对置面逆向旋转,从而带电辊在带电区域的上游一侧(像保持体上异物进入带电区域的一侧),从像保持体上除去异物。因此,可以避免像保持体的吸附力的影响。
并且,在第2除去机构中,因为带电辊相对于像保持体作对置面逆向旋转,从而,可以扩大带电区域的带电辊表面(带电面)与像保持体表面(被带电面)的相对行走距离。
因此,能够抑制带电辊局部的电阻值变动等引起的带电变动,因而提高像保持体的带电特性(带电均匀性)。
并且,在第2除去机构中,因为带电辊相对于像保持体作对置面逆向旋转,从而,在带电区域,重新变成带电面的辊面从带电区域的下游一侧进入。
因而,随着给像保持体的带电动作,在带电辊自身内部电容成分的带电引起电压下降的场合,也能缓和因内部电压下降引起的像保持体带电电位的下降。
并且,在带电区域的下游一侧,像保持体的表面电位随带电的进行而上升。因此,随表面电位上升,带电电流密度(相对于面积)也减少,由此,也起到缓和带电辊内部的电阻成分电压下降引起的像保持体带电电位下降的作用。
另外,在带电辊的电阻值很高的场合,其效果变得特别显著。即,在带电辊的电阻很高的场合,电容成分带电产生的电压降,和电阻成分产生的电压降将显著起来,难以使像保持体上升到正常带电电位。
并且,特别是,在第2除去机构中,具有清扫部,用于除去被吸附于带电辊上的异物,清扫带电辊的表面。
因此,能够防止异物在带电辊上的积累,因而能够防止异物积累造成带电辊的带电特性恶化和异常放电,稳定其带电特性。于是,就可以避免图像模糊等图像质量恶化的发生。
并且,借助于带电辊,可以防止一度除去的异物返回像保持体,因而能够避免这种异物引起的图像恶化。
并且,若构成具备如上所述的第2除去机构的印刷装置,就能够进行图像恶化少的印刷。
并且,在第2除去机构中,清扫部最好具有把从带电辊除去后的异物回收到印刷装置的显影槽内的回收部件。
通常,转印后残留于像保持体上的异物,其大部分是显影材料的成分(调色剂和载体等)。这里,利用该构成,把借助于带电辊从像保持体上除去的异物回收到显影槽,可以再利用。由此,降低了印刷装置的运行成本(显影材料上所需的费用)。
并且,第2除去机构的清扫部,例如,可以由接触带电辊表面的片或薄膜构成。按照这种构成,就能廉价简单地制成清扫部。
并且,这时,最好由具有导电性的材料构成清扫部。进而,在第2除去机构中,最好具有使清扫部内产生的电荷泄漏的接地机构。
因此,能够避免因清扫部与带电辊的摩擦而造成电荷向清扫部的积累。从而,能够防止清扫部自身带电而引起的清扫性能随时间推移恶化。
并且,这时,最好由具有脱模性的材料(例如导电性氟树脂)构成带电辊表面。这样,能够提高清扫部的清扫性能。
并且,在第2除去机构中,最好把带电辊的带电偏压是在直流电压上重叠交流电压的重叠电压。
利用直流成分,可使像保持体表面一样带电。
而且,利用交流成分,可使像保持体表面的异物振动(可以激振)。因此促使异物脱离像保持体,能够高效率地静电吸附异物。
即,在该构成中,采用在直流成分上重叠交流成分的办法,在向带电区的进入位置附近(由像保持体看是上游侧),对像保持体的异物作用交变静电力。
因此,可以促使异物脱离感光体,脱离后的异物变成烟云状,因此,提高带电辊的吸附回收效率。
另外,第2除去机构中,最好在带电辊上形成磁场。
因此,不仅可以用带电偏压产生的静电力,而且还用磁力(磁吸引力)除去像保持体上的异物。
例如,在显影材料中含有大质量载体的场合,仅依靠带电偏压的老办法,回收效率低。对此,除静电力外还把磁吸引力作用于载体,以此来提高其回收效率。
并且,第2除去机构中,最好具备带电调整部件,使像保持体上异物具有带电量,其带电极性与带电偏压相反。
该带电调整部件被配备在带电区的上游侧。
因此,可调整异物的带电量,使之在带电偏压下容易被吸附,从而,提高带电辊的异物吸附效率。
并且,在第2除去机构中,最好包括使像保持体的静电潜像显影、同时吸附(除去)像保持体上残留的异物(不能由带电辊除去的异物)的显影辊。
该显影辊被设置成,以规定的间隙(显影间隙)与像保持体对置,并被施加规定的显影偏压。而且,与原来一样,在印刷装置的显影处理中,利用显影偏压和显影材料,使像保持体上的静电潜像显影。
另外,所谓显影区,是显影辊与像保持体之间发生空气放电的区域(例如,通过把加到显影辊上的电压最大值代入帕邢实验式来求出)。
而且,就第2除去机构而言,利用该显影辊的显影偏压,把像保持体上的异物(不能由带电辊吸附的异物)吸附到显影辊上。
即,就该构成而言,除显影功能外,显影辊还具有异物除去功能。因此,不需要为了从像保持体上除去异物而设置单独的部件(清扫刮片等),可以降低制造成本。
另外,可被显影偏压除去的异物,由显影偏压、异物、像保持体的带电极性和带电量决定。
即,可用显影偏压除去的异物,主要是在接受显影偏压时,向显影辊的吸附力强于向像保持体的吸附力。
这样,由于让显影辊具有异物除去功能,因此,能更切实除去像保持体上的异物。
并且,就第2除去机构而言,带电辊与像保持体的最接近位置的间隔(带电间隙),最好小于印刷装置中所用纸张的厚度,而且最好大于显影材料的调色剂粒径。
通常,在印刷装置中,在把像保持体上的可视像转印到纸张上的时候,利用转印偏压,把纸张粘附到像保持体上。而且,转印后,从像保持体剥离纸张。
而且,只要设定带电间隙小于纸张的厚度,因为某种不合适即使不能剥离像贴在保持体上的纸张,也能防止纸张进入带电区及其下游。因此,能够避免这样的纸张到达印刷装置的深处,从而容易进行纸张的除去处理(卡纸处理)。
并且,考虑到一般的纸张厚度,设定带电间隙小于该厚度,由此能够减少带电辊异常放电的发生,防止异常放电所造成的像保持体的带电不匀。进而,由于把带电间隙设定得这样之小,根据「帕邢实验式」可以看出,可降低放电开始电压,能减小电源电压。
并且,由于把带电间隙增加到比调色剂粒径还大,从而能够防止带电间隙内的调色剂熔粘(对带电辊或像保持体的熔粘)。
并且,在印刷装置中使用的显影材料是含有调色剂和载体的双成分显影剂的场合,最好带电间隙小于显影材料的载体粒径,而且大于调色剂粒径。
因此,完全能够排除载体进入带电间隙。并且,考虑到一般性载体粒径,设定带电间隙小于载体粒径,由此能够降低异常放电的发生,可防止异常放电所造成的像保持体的带电不匀。进而,由于把带电间隙设定得这样之小,根据「帕邢实验式」可以看出,可降低放电开始电压,能减小电源电压。
并且,为了在图像质量维持方面发挥显著的效果,最好把第2除去机构用于进行反转显影的印刷装置中。
也就是说,在正常显影的印刷装置中,具有可由带电辊除去的带电特性的异物与像保持体为同极性。因此,这种异物即使未被带电辊除去,可以认为也处于容易从像保持体脱离的状态,对以后印刷的影响变小。
另一方面,对反转显影的印刷装置而言,具有可用带电辊除去的带电特性的异物与像保持体为反极性,强的吸附力起作用,容易变成一直残留于像保持体上的状态。
于是,利用带电辊除去该异物的时候,在未除去并清扫带电辊上异物的场合,在带电辊上淀积异物,对像保持体的异物除去能力降低,或沉积的异物脱离,再次附着于像保持体上等,异物会残留在带电后的像保持体上,可能对以后的印刷有很大的影响。
于是,由于在进行反转显影的印刷装置中使用了第2除去机构,可以说能够更加良好地防止印刷装置的图像恶化。
并且,就该构成而言,最好带电辊将极性与像保持体相反的调色剂作为异物来吸附。
这种调色剂是在不清扫带电辊的场合产生的,成为图像恶化的主要原因。在第2除去机构中,用清扫部可以清扫吸附于带电辊上的上述调色剂,因此能够避免发生图像恶化。
并且,本发明的第2异物除去方法(第2除去方法),用于除去电子显像方式的印刷装置中像保持体上所残留的异物,其特征在于,包括带电和除去工序,使印刷装置的带电辊相对于像保持体作对置面逆向旋转,同时利用带电偏压,使像保持体带电,同时把像保持体上的异物吸附在带电辊上;以及清扫工序,除去吸附于带电辊上的异物,清扫带电辊表面。
第2除去方法是上述第2除去机构所使用的异物除去方法。
于是,可以用带电辊除去像保持体上的异物,因而不需要为了除去异物而单独设置除去装置。
并且,带电辊和像保持体是作对置面逆向旋转的,因而能够防止像保持体上的异物吸进带电间隙(以及防止损伤像保持体和带电辊),同时能够防止印刷装置的图像质量恶化。
进而,由于清扫带电辊,因此,可防止异物向带电辊上积累,能够避免由此造成的图像质量恶化。
并且,在第2除去方法中,最好包括显影·吸附工序,利用印刷装置的显影辊,使上述像保持体的静电潜像显影,同时吸附像保持体上所残留的异物。
该方法中,除显影功能外,还让显影辊带有异物除去功能,因此,从像保持体吸附用带电辊未吸附的异物。
于是,用该方法,不需要为了从像保持体上除去异物而设置单独的部件,能够降低制造成本,同时能够更切实地除去像保持体上的异物。
并且,本发明也可以表现为如以下所述的图像形成装置(印刷装置)和图像形成方法。即,本发明的图像形成装置,能够小型化而且降低电源电压,同时可获得良好的图像质量。即,这种图像形成装置是,具备在表面上形成潜像的像保持体(例如感光体转鼓、感光体带等感光体)、给在所述像保持体周围与所述像保持体表面非接触地配置的带电部件(例如带电辊、带电带)施加电压使所述像保持体带电的带电装置、用含有至少调色剂的显影剂使由带电电荷在所述像保持体表面上形成的潜像显影并使其变成调色剂像的显影装置(例如作为显影兼清扫装置的显影装置)、以及把在所述像保持体上形成的调色剂像转印到复印材料(例如记录纸)上的转印装置(例如具有转印辊、转印带等的转印装置),其特征在于,所述带电装置是把转印后残留在所述像保持体上的残留显影剂成分吸附于上述带电部件而从所述像保持体上除去,同时使所述像保持体带电的带电兼清扫装置,上述带电部件和像保持体被设置为使它们各自分别转动,在最接近位置对置的面的移动方向互为相反方向。
并且,本发明的图像形成方法,使用图像形成装置,该图像形成装置具备在表面上形成潜像的像保持体(例如感光体转鼓、感光体带等感光体)、给在所述像保持体周围与所述像保持体表面非接触地配置的带电部件(例如带电辊、带电带等)施加电压使所述像保持体带电的带电装置、用含有至少调色剂的显影剂使由带电电荷在所述像保持体表面上形成的潜像显影并使其变成调色剂像的显影装置(例如作为显影兼清扫装置的显影装置)、以及把所述像保持体上形成的调色剂像转印到复印材料上的转印装置(例如具备转印辊、转印带等的转印装置),其特征在于,使所述带电部件和像保持体各自分别转动,使其在最接近位置对置的面的移动方向互为相反方向,把转印后残留在所述像保持体上的残留显影剂成分吸附于所述带电部件上,从所述像保持体上除去,另一方面使所述像保持体带电。
按照上述各构成,上述带电部件和像保持体各自分别转动,使在最接近位置的对置的面的移动方向互为反方向(对置面逆向旋转),在这种情况下,转印后,像保持体上残留的相反带电调色剂等的残留显影剂成分,在通过上述带电部件的放电面与像保持体的最接近位置的带电间隙之前,被上述带电部件吸附并除去。因此,按照上述各构成,能够防止相反带电调色剂等的残留显影剂成分向上述带电间隙的侵入,同时能够从像保持体表面切实而且积极地除去并回收该残留显影剂成分。并且,在上述带电部件除去并回收上述残留显影剂成分之际,并且同时也能够从上述像保持体上除去并回收由上述带电部件吸附的残留显影剂成分上附着的复印材料碎屑等异物(残留物)。
因此,按照上述各构成,为了除去像保持体上残留的残留显影剂成分等异物,就不需要象现有技术那样的专用清扫装置,能够实现装置的小型化,能够降低电源电压。并且,其结果,能够防止因清扫而引起的像保持体膜厚减少和发生滑动擦痕,同时能够减少像保持体的负荷转矩。
进而,按照上述各构成,能够抑制上述残留显影剂成分向带电间隙侵入,所以,能够抑制因上述残留显影剂成分通过上述带电间隙、使显影剂成分变成形影而不带电的部分产生,可提高像保持体的带电特性。
然而,按照上述各构成,上述带电部件由于对上述像保持体作对置面逆向旋转,扩大了上述带电部件与像保持体的最接近位置的上述带电部件的带电面与上述像保持体的带电面的相对行走距离。因此,可防止因上述带电部件的电阻值局部变动等造成的带电不匀,可使带电均匀;同时,上述带电部件的带电面(带电的表面)从上述像保持体的下游侧,即,带电结束侧(带电区下游侧),进入带电区,具体地说,进入上述带电间隙,由此能够缓和因带电动作给带电部件自身带电而产生的影响,而且,从带电部件的表面上除去显影剂成分等,并且回收,使带电部件的被带电面更新,这样更新的带电部件的被带电面进入上述带电间隙,从而防止回收物的影响,提高该像保持体的带电特性。
因此,按照上述各构成,能够提供一种小型的且能降低电源电压,同时可获得良好图像质量的图像形成装置。
本发明的图像形成装置之特征在于,上述带电部件与像保持体的最接近位置的间隔(带电间隙)小于转印上述可视像的复印材料的厚度,并且,大于作为残留显影剂成分的调色剂的粒径。
并且,本发明的图像形成方法之特征在于,设定上述带电部件与像保持体的最接近位置的间隔(带电间隙),使该间隔小于转印上述可视像的复印材料厚度,并且,大于作为残留显影剂成分的调色剂的粒径。
按照上述各构成,通过设定述带电部件与像保持体的最接近位置的间隔(带电间隙)小于转印上述可视像的复印材料厚度,由于转印带电,而在剥离被像保持体静电吸附着的复印材料失败时,可以防止吸附的复印材料侵入显影区,防止卡纸后的恢复作业变得更加困难,同时防止调色剂污染恢复作业者的手和衣服,在转印区,用上述带电部件切实剥离吸附于上述像保持体的复印材料,能够防止该复印材料侵入显影区。并且,按照上述构成,从一般的复印材料厚度考虑,通过设定上述带电间隙小于上述复印材料的厚度,减少异常放电的发生,能够防止因异常放电而引起的上述像保持体的带电不匀。进而,由于设定上述带电间隙很小,根据「帕邢实验式」可以看出,可降低放电开始电压,因此,能够降低电源电压。
并且,为了进行对残留显影剂成分,特别是相反带电调色剂清扫,用带电部件捕获相反带电调色剂的场合,由于把上述带电间隙增加到比调色剂粒径大,从而可以防止调色剂向上述带电部件上熔粘(相反带电调色剂的熔粘)。
本发明的图像形成装置是双成分显影方式的图像形成装置,该图像形成装置使用含有调色剂和载体的双成分系显影剂,其特征在于,上述带电部件与像保持体的最接近位置的间隔(带电间隙)小于作为残留显影剂成分的载体的粒径,并且,大于作为残留显影剂成分的调色剂的粒径。
并且,本发明的图像形成方法,其特征在于,作为上述显影剂,在使用含有调色剂和载体的双成分系显影剂的场合,上述带电部件与像保持体的最接近位置的间隔(带电间隙)设定为小于作为残留显影剂成分的载体的粒径,并且,大于作为残留显影剂成分的调色剂的粒径。
按照上述各构成,由于将上述带电部件与像保持体的最接近位置的间隔(带电间隙)设定为小于作为残留显影剂成分的载体的粒径,从而能够完全排除载体向该带电间隙的侵入。并且,由于将上述带电间隙设定为小于载体的粒径,使像保持体的带电状态稳定,因此能够得到良好的图像质量。按照上述各构成,从一般的载体粒径考虑,通过设定上述带电间隙小于上述载体的粒径,可减少异常放电的发生,能够防止因异常放电而引起的上述像保持体的带电不匀。进而,由于把上述带电间隙设定得小,根据「帕邢实验式」可以看出,可降低放电开始电压,因此,能够降低电源电压。
并且,因为进行对残留显影剂成分,特别是相反带电调色剂和载体的清扫,在用带电部件捕获相反带电调色剂的场合,由于把上述带电间隙增加到比调色剂粒径还大,从而,可以防止调色剂往上述带电部件上熔粘(相反带电调色剂的熔粘)。
本发明的图像形成装置之特征在于,对上述带电部件施加在直流电压上重叠交流电压的电压(重叠电压)。
并且,本发明的图像形成方法之特征在于,对上述带电部件施加在直流电压上重叠交流电压的电压(重叠电压)。
在对上述带电部件上施加上述重叠电压的场合,在带电区的结束部附近,上述像保持体的表面电位随带电进行而上升到规定的电压,因而上述带电部件和像保持体,在最接近位置,互相同方向转动的对置面同向旋转时,对于静电性回收相反带电调色剂的能力大幅度降低,与此相反,如本发明那样,在对置面逆性旋转的场合,在比开始给上述像保持体带电的带电区靠近上述像保持体转动方向上游侧近旁,将该相反带电调色剂回收,并加以输送,因而上述重叠电压的直流成分(直流电压)使得相反带电调色剂能有效地静电回收。因此,按照上述构成,可以有效地静电吸收相反带电调色剂。并且,按照上述构成,通过给上述带电部件,施加在直流电压上重叠交流电压的电压,转印后可以给上述像保持体表面上残留的残留显影剂成分等异物(残留物)激振,能够促使上述残留显影剂成分等异物从上述像保持体的脱离。因此,能够提高上述相反带电调色剂的除去效率。
本发明的图像形成装置,其特征在于,在上述带电部件上形成磁场。
本发明的图像形成方法,其特征在于,在上述带电部件上形成磁场。
特别是,载体等质量大的异物(残留物),对静电吸附来说负荷太大,使回收效率降低。对此,按照上述各构成,由于利用上述带电部件形成磁场,可利用非机械的磁吸引力回收载体。因此,能够提高载体等质量大的异物(残留物)的回收效率。
所以,按照上述各构成,能够抑制载体和调色剂等异物侵入带电间隙。因此,能够防止因例如载体侵入带电间隙而损伤像保持体和带电部件。并且,可以除去相反带电调色剂,如果在本来白底区域上附着相反带电调色剂时,则会使显影模糊而导致图像模糊等图像质量恶化。
进而,在使用磁性单成分显影等磁性调色剂的装置中,静电式回收困难的正常带电调色剂、或带电量微少、或者未带电的调色剂也能进行磁回收。
本发明的图像形成装置,其特征在于,上述带电装置具有把吸附于上述带电部件的残留显影剂成分回收到上述显影装置的显影槽内的残留显影剂成分回收装置。
按照上述构成,由于上述带电装置具有回收吸附于上述带电部件上的残留显影剂成分的残留显影剂成分回收装置,从而,能够回收再利用被上述带电部件吸附的残留显影剂成分,同时能够把被带电部件吸附的残留显影剂成分再次进入带电区之际发生的带电不良防患于未然。
并且,按照上述构成,把被上述带电部件吸附的残留显影剂成分回收到上述显影装置的显影槽内,在该显影槽内通过对回收的残留显影剂成分给予充分的搅拌带电,把该残留显影剂成分调整到规定的电荷量以后,可再次利用于显影。其结果,可以防止调色剂像存储等的图像恶化。
本发明的图像形成装置,其特征在于,在比上述带电部件靠上述像保持体转动方向上游侧,具有搅动上述像保持体上异物的异物搅动装置。
按照上述构成,对于用转印装置没有转印而通过搅动(搅拌)来拆开的上述像保持体表面上残留的残留显影剂成分等异物,能够提高上述带电部件上的异物回收效率,同时能够机械性地防止因残留显影剂成分而产生的像存储。
本发明的图像形成装置,其特征在于,上述异物搅动装置具有电荷调节装置,用于调节上述像保持体上的残留显影剂成分的电荷,在反转显影的场合,对上述残留显影剂成分施加与调色剂的主带电极性反极性的偏压,或施加与转印偏压同极性的偏压,在正常显影的场合,对上述残留显影剂成分施加与调色剂的主带电极性同极性的偏压,或施加与转印偏压反极性的偏压。
本发明的图像形成方法,其特征在于,在把上述残留显影剂成分吸附于上述带电部件并且除去之前,预先调节上述像保持体上的残留显影剂成分的电荷,在反转显影的场合,对上述残留显影剂成分施加与调色剂的主带电极性反极性的偏压,或施加与转印偏压同极性的偏压,在正常显影的场合,对上述残留显影剂成分施加与调色剂的主带电极性同极性的偏压,或施加与转印偏压反极性的偏压。
按照上述各构成,上述异物搅动装置,通过上述电荷调节装置,给上述像保持体上的残留显影剂成分,具体地说给残留调色剂,在反转显影的场合,施加与调色剂的主带电极性(-)反极性(+)的偏压,或施加与转印偏压(+)同极性的偏压(+),在正常显影的场合,施加与调色剂的主带电极性(+)同极性(+)的偏压,或施加与转印偏压(-)反极性的偏压(+),调节上述残留显影剂成分(残留调色剂)的电荷,转印后,上述像保持体上残留的调色剂积极地相反带电,即,变成正(+)带电,因此,能够以更高效率,用上述带电部件,除去相反带电调色剂等的异物。
并且,按照上述各构成,通过上述电荷调节装置给上述像保持体上的残留显影剂成分施加上述偏置电压,残留显影剂成分,例如残留调色剂可能失去显影时有的初期电荷,能够防止调色剂像存储,同时可使像保持体上残留的残留电位平坦化,因而能够调整上述像保持体的电位和残留显影剂成分的电压。
按照上述各构成,通过给上述电荷调节装置施加的偏压,使残留显影剂成分等异物不会附着于该电荷调节装置,不会因该电荷调节装置附着异物而滞留异物,不会产生搅动效果降低的缺陷。
本发明的图像形成装置,其特征在于,上述异物搅动装置具备导电刷。
按照上述构成,上述异物搅动装置具备导电刷,上述的残留显影剂成分等异物能够穿过上述导电刷的间隙。因此,能够防止异物滞留,搅动该异物,同时能够防止损伤上述像保持体的表面。
本发明的图像形成装置,其特征在于,上述显影装置具有显影兼清扫装置,该显影兼清扫装置具有未除去残留显影剂成分回收装置,对通过上述带电装置后残留在上述像保持体上的未除去残留显影剂成分进行回收。
并且,本发明的图像形成方法,其特征在于,用上述显影装置回收通过上述带电装置后残留在上述像保持体上的未除去残留显影剂成分。
按照上述各构成,借助于上述带电兼清扫装置的带电部件,对相反带电调色剂等残留显影剂成分(残留物)进行回收,然后,可用上述显影兼清扫装置,回收通过上述带电部件(带电兼清扫装置)后残留在上述像保持体上的未除去的残留显影剂成分。按照上述各构成,利用位于比上述显影兼清扫装置靠近像保持体转动方向上游侧的上述带电部件,回收残留显影剂成分,特别是,回收成为图像质量恶化,其中特别成为图像模糊原因的相反带电调色剂,所以能够以显影清扫方式维持良好的图像。
并且,按照上述各构成,采用使显影装置和清扫装置一体化的办法,能够实现上述图像形成装置的小型化。
而且,这种场合,特别是,把通过上述带电装置后残留在上述像保持体上的未除去的残留显影剂成分,回收到该显影装置的显影槽内,可在该显影槽内对回收后的残留显影剂成分给予充分搅拌带电,把回收的残留显影剂成分上电荷调整到规定电荷量以后,可以再次用于显影。其结果,可以防止调色剂像存储,能够非常有效地再利用回收后的显影剂成分。
本发明的图像形成装置,其特征在于,上述显影剂供给装置和上述像保持体具有周速比。
按照上述构成,由于上述显影剂供给装置和上述像保持体具有周速比,因此能够进一步提高通过上述带电装置后残留在上述像保持体上的未除去残留显影剂成分的回收效率。另外,所谓上述显影剂供给装置和上述像保持体具有周速比,是表示上述显影剂供给装置(具体地说,显影辊)转动,而且在显影区,对置的显影剂供给装置(显影辊)的表面与像保持体的表面具有相对速度,并且转动。
本发明的图像形成装置,其特征在于,将上述显影剂供给装置设置成,在与上述像保持体的最接近位置,与上述像保持体对置的面的移动方向互相为相反方向而转动。
按照上述构成,可在该残留显影剂成分通过显影间隙之前,回收通过上述带电装置后残留在上述像保持体上的未除去的残留显影剂成分。因此,能够进一步提高上述未除去的残留显影剂成分的回收效率。
以下说明本发明的另一个实施例。
在上述实施例1中,举例说明了采用双成分显影方式的印刷装置,其中,使用含有调色剂61和载体62的双成分显影剂。本实施例中,举例说明采用单成分显影方式的印刷装置,而不采用双成分显影方式,其中,使用不含载体62的单成分显影剂。本实施例中,主要说明有关与上述实施例1不同点。为方便说明,对具有与上述实施例1同样功能的构成要素给予同一标号,并省略其说明。
图15是表示本实施例印刷装置(本印刷装置)构成的说明图。如该图所示,本印刷装置在作为像保持体的感光体1周围,按从曝光位置,即从上述LSU11的激光12照射位置起沿感光体1的转动方向顺序配置LSU11、显影装置71、转印装置31、异物搅动装置41、带电装置81。
本实施例中,作为显影剂90,使用单成分显影剂,该显影剂含有磁性的上述实施例1中所述的调色剂61。并且,本实施例中,也以反转显影的场合为例进行说明,但本发明并不限于此。
显影装置71具备作为将收容于显影槽72内的显影剂90供给感光体1的显影剂供给装置的显影辊73;以及向该显影辊73,供给收容于显影槽72内的显影剂90的供给辊74。并且,显影辊73和供给辊74接受由电源(电压施加装置)75、76施加的规定的显影偏压和供给偏压。用调色剂61,使按照其偏压,通过显影装置71中LSU11的曝光,在感光体1上形成的静电潜像显影(可视像(调色剂像)化)。并且,显影装置71具备限制显影辊73表面的显影剂层厚度的层厚限定部件77。该层厚限定部件77要这样构成,即,适当调节与感光体1的间隙,并且,由电源78施加规定的偏压。因此,层厚限定部件77与上述实施例1的显影装置21同样,能够调节向感光体1供给的显影剂量。显影装置71具有由导电性坯管73a和覆盖其表面的套筒73b构成的显影辊73。显影装置71借助于加到显影辊73上的显影偏压,就可把显影剂90静电吸附在套筒73b的表面上。而且,显影装置71(显影辊73)要这样构成,即,在显影区4,从显影槽72向感光体1供给显影剂90,使感光体1表面的静电潜像显影,另一方面,在回收区,从感光体1上表面除去负异物。
这里,显影区4是显影辊73和感光体1接近的区域,也是由显影辊73向感光体1供应显影剂90的供给位置。并且,回收区域是沿着感光体1的转动方向,位于显影区4上游侧的区域。
并且,所谓感光体表面的负异物,是通过带电区在感光体1表面上残留的、带负电的未除去残留显影剂成分(回收后残留物)。更具体地说,未转印而残留在感光体1上的显影剂90中,是未由带电装置81回收的负残留调色剂(正常带电调色剂)61a(图15中,用「-」表示)),以及附着于该调色剂61a的纸(纸粉)等。即,显影装置71,把这些负异物静电吸附到显影辊73的套筒73b的表面,而从感光体1表面除去。
这样,显影辊73,在回收区,与上述显影辊23同样,由于受到施加比感光体1表面电位(例如-600V)还正极性的显影偏压(如-420V),因此能静电吸附感光体1上的负异物。而且,该显影辊73在回收区,也把静电吸附的负异物回收到显影槽72内(显影清扫方式),起未除去残留显影剂成分回收装置(负残留调色剂回收装置)的作用。另外,显影偏压是比感光体1表面电位(例如-600V)还正的值(如-420V)。
这样,显影装置71是显影兼清扫装置,它用显影辊73,在显影区4进行显影,同时在回收区清扫(除去·回收)负异物。
另外,由显影辊73回收的负残留调色剂61a,返回设置于显影辊73后面的显影槽72中。因此,在显影槽72内,可以对回收的负残留调色剂61a,用图中未示出的搅拌辊,给予充分的搅拌带电。因此,可将回收的负残留调色剂61a调整到规定的电荷量,因而可再次用于显影。其结果,能够防止调色剂像存储,同时能再利用回收后的负残留调色剂61a。
并且,最好显影辊73也与显影辊23同样,对感光体1具有周速比。即,最好将显影辊73设置成可转动。
由此,进一步提高负残留调色剂61a的回收效率。另外,显影辊73对感光体1的周速比(显影周速比),只要根据规定了显影剂层厚度的刮片间隙、显影剂90的调色剂浓度(T/D)、以及所要的显影量,适当设定就行,而没有特别限制。例如,最好将周速比设定成与上述显影辊23一样。
并且最好将显影辊73设定为与感光体1非接触而且对置面逆向旋转。所谓对置面逆向旋转就是,显影辊73的与感光体1对置(对峙)的面和感光体1的与显影辊73对置(对峙)的面,在两者最接近位置互相沿相反方向移动,以这种方式使两者转动。即,最好显影辊73用与感光体1不同的驱动系统,与感光体1同方向转动。因此,能够进一步提高负异物(负残留调色剂61a)的回收效率。
并且,上述带电装置81除带电辊52中不用磁铁辊以外,具有与上述带电装置51同样的构成。即,带电装置81(带电辊82),作为圆筒状或圆柱状的带电部件,具有导电性坯管82a和覆盖其表面的电阻层82b。而且,构成为通过用电源53给导电性坯管82a施加电压,通过电阻层82b使感光体1表面带电。
并且,带电辊82也与带电辊52同样设置,通过作为带电间隙调整装置的弹簧55赋以势能,在上述感光体1周围,与上述感光体1非接触地接近。并且,带电辊82被设置成,用与感光体1不同的驱动系统,在与感光体1最接近的位置,使其与感光体1对置面逆向旋转。而且,带电辊82,通过施加负(-)的直流电压作为带电偏压,可以静电吸附具有正(+)电荷的相反带电调色剂61b。因此,带电装置81,作为带电兼清扫装置,把转印后在上述感光体1上残留的正异物吸附到电阻层82b的表面,与实施例1的带电装置51一样,在通过带电间隙D之前,从感光体1表面除去。这里,所谓负异物就是,残留显影剂成分,具体地说,未转印而残留在感光体1上的显影剂90的正残留调色剂(相反带电调色剂)61b(图1中,用「+」表示)、附着于正残留调色剂61b的负残留调色剂或附着于这些调色剂的纸粉等。并且,所谓带电间隙D就是带电辊82的放电面与感光体1的最接近位置的间隙。
另外,关于带电装置81,也给带电辊82施加在负(-)直流成分(直流电压)上叠加交流电压的重叠电压。因此,能够对感光体1表面的正异物进行激振,能够促使正异物从感光体1上脱离。因此,能够很有效地静电吸附正异物,因而提高对正异物的除去效率。
并且,关于带电装置81,也设置与带电辊接触,并且作为异物回收装置的清扫膜54。因此,使吸附于带电辊82的正异物返回显影槽72内,在其中给予充分搅拌带电。于是,可再利用已回收的正残留调色剂61b。并且,不需要把清扫膜与带电装置分开设置,因而可以简化本印刷装置。
最好将上述带电间隙D设定为小于转印时所使用的复印材料的厚度,即附着于感光体1的记录(转印)纸等的纸张P的厚度,并且,大于调色剂61的粒径(调色剂)。
本印刷装置的这种电子显像方式的图像形成装置中使用的纸张P是,例如记录纸,薄的纸约60g/m2,厚度约为60~80μm。因而,带电间隙D最好小于纸张P的厚度,即,60μm以下。因此,用转印电荷对静电吸附于感光体1上的纸张P(记录纸)的剥离失败时,可用带电辊82切实剥离纸张P。所以,能够防止纸张P(记录纸)侵入显影区4(这样的侵入使卡纸后的复原作业比较困难,同时调色剂61还会污染复原作业者的手和衣服)。
并且,如实施例1所述,如果带电间隙D的间隔超过60μm,就容易产生异常放电。因而,通过把带电间隙D的间隔设为60μm以下,减少异常放电的发生,能够防止因异常放电而引起的感光体1的带电不匀。
并且,如实施例1所述,最好考虑到因加工误差等而使带电间隙D的间隔随设定值而变动的场合。即,在减少带电电位变动方面,最好将带电间隙D设定为55μm以下。并且,就进行稳定带电方面而言,设定为40μm以下更好。
并且,本实施例中,还因为把带电间隙D设定得比附着于感光体1的调色剂61粒径大的间隔,所以能够防止残留调色剂,即调色剂61对带电辊82的熔粘。另外,因为通常的调色剂直径约为7μm,如上所述,最好将上述带电间隙D的间隔设定为7μm以上。
进而,本实施例中,从表示由气体中放电的放电开始电压的「帕邢实验式」也可理解,通过这样缩小带电间隙D的间隔,能够降低电源电压。
如上所述,本印刷装置,也具备在表面上形成潜像的像保持体;给在所述像保持体周围与所述像保持体表面非接触配置的带电部件施加电压使在所述像保持体带电的带电装置;用含有至少调色剂的显影剂使所述像保持体表面上由带电电荷形成的潜像显影并使其变成调色剂像的显影装置;把在所述像保持体上形成的调色剂像转印到复印材料上的转印装置,其中,所述带电装置是带电兼清扫装置,它把转印后残留在所述像保持体上的残留显影剂成分吸附于上述带电部件而从所述像保持体上除去,同时使所述像保持体带电,上述带电部件和像保持体被设置为,使其在最接近位置对置的面的移动方向互为相反方向,各自分别转动。
即,并且本实施例的印刷方法(印刷方法),如上述实施例1所述,也使用印刷装置,该印刷装置具备在表面上形成潜像的像保持体;给在所述像保持体周围与所述像保持体表面非接触配置的带电部件施加电压使所述像保持体带电的带电装置;用含有至少调色剂的显影剂使在所述像保持体表面上由带电电荷形成的潜像显影并使其变成调色剂像的显影装置;把所述像保持体上形成的调色剂像转印到复印材料上的转印装置,其中,所述带电部件和像保持体各自分别转动,使其最接近位置对置的面的移动方向互为相反方向;把转印后残留在所述像保持体上的残留显影剂成分吸附于所述带电部件上,从所述像保持体上除去,另一方面使所述像保持体带电。
而且,特别是,本印刷装置,将上述带电部件与像保持体的最接近位置的间隔设定为小于转印上述可视像的复印材料厚度,而且,大于作为残留显影剂成分的调色剂的粒径。
另外,本实施例中,举例说明使用单成分系显影剂的单成分显影方式印刷的本印刷装置(印刷装置)。可是,本印刷装置不限于此,作为印刷显影剂,也能适用于使用双成分系显影剂的场合。
更具体地说,在本印刷装置中,配置使感光体带电的带电装置,使带电装置接近上述感光体表面,上述带电装置具有带电辊,该带电辊具备导电性的圆筒或圆柱形状的部件和其表面所覆的电阻层,用含有至少调色剂和载体的显影剂使上述感光体上形成的潜像显影,其中,绕上述带电辊转动轴的转动方向和绕上述感光体转动轴的转动方向为相同方向转动(对置面逆向旋转),把上述带电装置的放电面与上述感光体最接近位置的间隔(带电间隙)设定为小于附着于上述感光体的记录纸的厚度,并且,大于附着于上述感光体的调色剂粒径。
这样,上述带电部件和像保持体,由于作对置面逆向旋转,转印后像保持体上残留的正残留调色剂等的残留显影剂成分,在通过带电间隙之前被上述带电部件吸附、除去。因此,能够防止残留显影剂成分侵入上述带电间隙,同时可从像保持体表面切实而且积极地除去并回收该残留显影剂成分。因此,按照本实施例,就能够提供小型而且可降低电源电压,同时能获得良好图像质量的印刷装置和印刷方法。并且,所谓上述带电部件和像保持体的对置面逆向旋转,就是使它们(对置面逆向旋转)在最接近位置对置的面的移动方向互为反方向,各自分别转动。并且,上述各实施例1和2中,给带电部件施加在直流电压上重叠交流电压的电压(重叠电压)。不过,本发明不限于此,给上述带电部件施加直流电压也行。即,本发明的印刷方法(印刷装置),给上述带电部件,施加直流电压、或在直流电压上重叠交流电压的电压(重叠电压)的方法(构成)都是可以的。
给上述带电部件施加上述电压的场合,在带电区的结束部近旁,上述像保持体的表面电位随带电的进行而上升到规定的电压。因此,在上述带电部件和像保持体在最接近位置互相相同方向转动的对置面同向旋转,大幅度降低了静电性回收正残留调色剂的能力。对此,在象本发明那样作对置面逆向旋转的场合,该正残留调色剂,在比使上述像保持体开始带电的带电区靠上述像保持体的转动方向上游侧近旁加以回收、输送。因此,上述重叠电压的直流成分(直流电压)能够有效地对正残留调色剂进行静电回收。因此,按照上述构成,能够有效地静电吸附正残留调色剂。而且,特别是,由于给上述带电部件施加在直流电压上重叠交流电压的电压,从而可以对转印后残留在上述像保持体上的残留显影剂成分等异物(残留物)进行激振。于是,可促使上述残留显影剂成分等异物脱离上述像保持体。因此,能够提高上述正残留调色剂的除去效率。
并且,这种场合,特别是,最好在给上述带电部件施加在直流电压上重叠交流电压的电压(重叠电压)的同时,形成磁场。在给上述带电部件施加上述重叠电压的场合,如上所述,在对置面同向旋转的情况下,大幅度降低静电性回收正残留调色剂能力。与此相反,在象本发明那样对置面逆向旋转的场合,如上所述,上述重叠电压的直流成分(直流电压)有利于有效地静电回收正残留调色剂,能够有效地静电吸附正残留调色剂。这时,特别是,载体等质量大的异物(残留物),对静电吸附来说负荷太大,使回收效率降低。不过,按照上述各构成,由于在上述带电部件上形成磁场,可用非机械的磁性吸引力回收载体。因此,可提高载体等质量大的异物(残留物)的回收效率。
从而,按照上述构成,能够抑制载体和调色剂等异物侵入带电间隙。于是,能够防止损伤像保持体和带电部件。并且,能够除去成为图像模糊等图像质量恶化原因的正残留调色剂。
进而,在使用磁性单成分显影等、磁性调色剂的装置中,对静电性回收困难、负残留调色剂、或带电量微少、或未带电调色剂也能进行磁性回收。
并且,本发明不限于上述各实施例,在权利要求书所记载的范围内可以有各种变更。
例如,可经由显影剂供给槽(漏斗)把吸附于带电部件的残留显影剂成分回收到显影槽内。
并且,采用给显影剂供给装置施加在直流上重叠交变电压的显影偏压的办法,对像保持体上的残留显影剂给予促使脱离的静电力,可促进从像保持体上的回收。
进而,关于适当组合不同实施例中分别披露的技术措施而得到的实施例,也包括在本发明的技术范围内。
并且,以往关于电子显像复印机等的印刷装置(印刷装置),也可以叙述如下。即,作为现有的印刷装置,例如,使用电晕放电方式的印刷装置是公知的。所谓电晕放电方式,就是用电晕放电装置,使感光体(被带电部件)以同样的特定极性带电,其次通过图像曝光,有选择地消除感光体上的电荷而形成静电潜像,利用施加适当显影偏压的显影剂供给体,把显影剂供给感光体表面,使上述静电潜像显影的方式。作为使用这种电晕放电方式的印刷装置的印刷方法,例如,有采用使用显影兼清扫装置的办法,不再配备专用的清扫装置。进而,提出了使用磁性调色剂的正常显影工艺过程,该工艺过程包括调色剂搅动工序,利用导电刷在转印工序后对没有转印而残留在感光体上的残留调色剂进行搅动(例如,参照文献①)。
按照文献①中记载的正常显影工艺过程,通过把显影装置和清扫装置一体化,实现印刷装置的小型化。不过,如上述文献①中记载的印刷装置那样,使用电晕放电装置的装置,容易受到湿度和粉尘等使用环境的影响,并且,有伴随电晕放电放出臭氧引起的臭气和对人体有害性的问题。
因而,作为解决上述问题的方法,例如,使用接触带电方式的带电方法是公知的。所谓接触带电方式是,使施加在直流电压上重叠交流电压的电压的带电辊等带电部件(导电性部件)接触被带电部件,从而使被带电部件进行带电的方式。
不过,这样的接触带电方式,在被带电部件表面或带电部件表面上附着载体等比较硬的异物的场合下,上述带电部件就变成在与上述被带电部件之间存有上述异物的状态下与上述被带电部件表面接触。因此,由于上述异物,造成对上述被带电部件表面和带电部件表面的损伤这样的问题。并且,在上述被带电部件上附着有载体等异物的场合,在被带电部件的,与上述带电部件上的异物附着部分对应的区域,造成发生带电不匀的问题。
因而,在解决有上述接触带电方式的、因异物附着于被带电部件和带电部件等造成的损伤和带电不匀等问题的同时,实现作为该接触带电方式最大优点的无臭氧是所希望的。而且,由此,近年来,提出了采用带电部件接近感光体配置(非接触)的接近带电方式的带电方法和使用该方法的印刷装置。
例如,关于具有使用双成分显影方式的显影装置的印刷装置,提出了使带电部件放电面与作为被带电部件的感光体的最接近位置的间隙大于显影剂的调色剂粒径的印刷装置(例如,参照文献②)。
并且,提出了对采用接近带电方式的被带电部件表面介以120μm以下的空气间隙配置带电部件,通过在这些部件间施加重叠直流电压和低频交流电压的交变电压,对被带电部件进行带电的带电方法(例如,参照文献③。)。
并且,提出了与被带电部件不接触而介以30μm~240μm的空气间隙来配置带电部件,通过给该带电部件施加直流成分的电极偏压,使被带电部件带电的带电方法(例如,参照文献④。)。
上述文献②中记载的印刷装置,因为使带电部件放电面与感光体的最接近位置的间隙大于显影剂的载体粒径,所以在感光体与带电部件之间,不会导致夹有载体和附着于该载体的调色剂这样的问题。从而,不会因载体而损伤、污染感光体和带电部件。
不过,另一方面,上述文献②中记载的印刷装置,使带电部件放电面与感光体的最接近位置的间隙大于显影剂的载体粒径。因此,存在使该部分感光体带电所需的电压要相应地加大的问题。但是,被带电部件的带电状态,随着上述间隙增大,有变得不稳定的倾向,增大上述间隙,成为图像质量降低的一个原因。
并且,为了避免这一问题,在缩小上述间隙的场合,特别是把上述间隙缩小到小于显影剂的载体粒径的场合,为了预防对被带电部件和带电部件的损伤、污染,在带电部件上游侧,需要确实地对被带电部件进行清扫。于是,导致由于清扫而引起的感光体1的负荷转矩的增加、感光体1上的膜厚减薄、滑动擦痕的发生之类的问题。
进而,这些清扫问题不限于使用双成分显影方式。即,如上述文献③和文献④中所公开的那样,在带电部件的放电面与被带电部件的最接近位置的间隙变小的场合,在调色剂通过间隙的时候,或者在该间隙内夹住调色剂,或者在带电部件上附着调色剂。因此,有时在被带电部件的、与带电部件上的调色剂附着部分对应的区域,发生带电不匀,图像质量降低的问题。为了防止这样的带电不匀,不管何种显影方式,在带电部件的上游侧都确实需要对被带电部件进行清扫。
并且,在这样使用接近带电方式的场合,与使用接触带电方式比较,使印刷装置大型化,同时存在电源电压升高的倾向。因此,迫切希望能有一种可解决上述现有问题的印刷装置和印刷方法。
并且,本发明的目的也可以说,在于提供一种小型而且能够降低电源电压,同时获得良好的图像质量的印刷装置和印刷方法。
并且,在实施例1中,作为上述显影装置21,使用具有由磁铁辊23a和覆盖该磁铁辊23a的套管23b构成显影辊23的显影装置。因此,上述显影装置21可以借助于由磁铁辊23a产生的磁力,把显影剂60磁性吸附于套管23b的表面。并且,由显影槽22向感光体1供给上述显影剂60,使感光体1表面的静电潜像显影,另一方面,在比上述显影辊23和感光体1相互接近的显影区4靠上述感光体1的转动方向上游侧,用上述套管23b表面上形成的图中未示出的磁刷来刷除感光体1表面上残留的未除去的残留显影剂成分(回收后残留物具体地说,对未转印而残留在感光体1上的显影剂60之中,未能用带电装置51回收的正常带电调色剂61a(图1中,用「-」表示))。因此,显影辊23,从上述感光体1表面,静电性或机械性除去正常带电调色剂61a和附着于该正常带电调色剂61a上的纸等异物。
即,上述显影辊23,在上述显影区4的上述感光体1的转动方向上游侧近旁,起着未除去残留显影剂成分回收装置(正常带电调色剂回收装置)的作用,把上述感光体1上残留的正常带电调色剂61a等异物回收到显影槽22内(显影清扫方式)。
因此,上述显影装置21,作为显影兼清扫装置,通过上述带电装置51后,在回收区回收上述感光体1上残留的未除去的正常带电调色剂61a等异物,在进行上述显影的同时,对上述感光体1进行清扫。这里,所谓回收区就是在上述显影区4中的上述感光体1转动方向上游侧近旁,例如比由上述显影辊23向感光体1供给显影剂60的位置还靠感光体1转动方向上游侧的区域。这样,配备作为显影兼清扫装置的上述显影装置21的实施例1的印刷装置,不限于双成分显影方式,即使在使用单成分显影方式的场合,也能把作为上述感光体1上残留物的正常带电调色剂61a回收到上述显影槽22内。
被上述显影辊23吸附的正常带电调色剂61a,随上述显影辊23转动返回到比显影辊23靠后(靠里)配备的显影槽22内。因此,在显影槽22内,借助于设于该显影槽22内图中未示出的搅拌辊,可对回收后的正常带电调色剂61a给予充分的搅拌带电。而且,把回收的正常带电调色剂61a的电荷调整到规定的电荷量以后,可再次用于显影。其结果,防止调色剂像存储,能够再利用回收的正常带电调色剂61a。
并且,转印装置31具备随上述感光体1转动而从动转动的作为转印装置的转印辊32,通过使绕上述转印辊32的转动轴的转动方向,沿着与绕上述感光体1的转动轴的转动方向相反的方向来使上述转印辊32转动,把复印材料P输送到上述感光体1和转印辊32的辊隙(nip)部(转印区)。给转印辊32施加来自作为电压(转印偏压)施加装置的电源33的规定转印偏压,该转印辊32介以复印材料P与感光体1接触(压接),把上述感光体1上形成的调色剂像转印到上述复印材料P上。
并且,例如,设转印偏压为+2kv,转动驱动转印辊32,使处理速度为130mm/s。由此,在显影区4,带有负(-)电荷的调色剂61,在转印区,利用转印偏压(+2kv),变成带有若干正(+)电荷。
并且,带电装置51具有带电辊(带电部件)52,利用作为带电间隙调整装置的弹簧55的势能,在感光体1的周围,使带电辊52非接触地接近上述感光体1。带电辊52是例如具备导电性坯管52a和覆盖于该导电性坯管52a表面的电阻层52b的磁铁辊,通过给该带电辊52的上述导电性坯管52a,施加来自作为电压(带电偏压)施加装置的电源53的电压,通过上述电阻层52b使感光体1表面带电。
并且,带电装置51是带电兼清扫装置,它从上述感光体1表面除去转印后残留在感光体1上的残留显影剂成分。所谓上述残留显影材料成分,具体地说,是通过把未转印而残留在感光体1上的显影剂60中的相反带电调色剂61b(图中,用「+」表示)和载体62(图1中,用「CA」表示)吸附到电阻层52b的表面上,这些相反带电调色剂61b和载体62,以及附着于这些相反带电调色剂61b和载体62的正常带电调色剂或纸等异物,例如,调色剂61、载体62、纸等的复印材料屑63的凝聚块。
给带电辊52施加在直流电压上重叠交流电压的电压(重叠电压),且形成磁场。如上所述,在-600V的直流成分上重叠峰间电压为1.8KVpp,频率为900Hz的交流电压,然后将该重叠电压施加到带电辊52上。
给带电辊52施加负(-)的直流电压作为带电偏压,就能够静电吸附具有正(+)电荷的相反带电调色剂61b。并且,特别是,给上述带电辊52施加上述重叠电压,这种场合下,施加在负(-)直流成分(直流电压)上重叠交流电压的重叠电压。因此,能够对作为感光体1表面上残留物的上述异物进行激振,促使上述异物脱离感光体1。并且,能够有效地静电吸附上述相反带电调色剂61b,可以提高上述相反带电调色剂61b的除去效率。
并且,因为载体62质量大,对上述带电辊52的静电吸附来说负荷太大,所以,用静电力回收载体62的效率很差。因此,用静电吸附法,载体62的回收效率低。不过,因为在上述带电辊52上形成磁场,通过用非机械的磁吸引力回收载体62,可提高载体62的回收效率。
并且,如图8、图9和表3所示,如果带电间隙C的间隔超过55μm,则感光体1的带电状态就难以稳定。根据显影特性,如果感光体1的表面电位降低150V,就会造成上述的图像模糊。因而,感光体1的表面电位,最好变动值为150Vpp以下,为了确保中间色调稳定,变动值为30Vpp以下更好。因此,作为复印材料例如使用复印纸的场合,有时该复印纸的白底上产生黑点。因而,通过把带电间隙C的间隔设定为55μm以下,特别是如上所述设定为40μm以下,进一步减少异常放电的发生,能够防止因异常放电而造成的感光体1带电不匀。
并且,为了对相反带电调色剂61b和载体62进行清扫,在用带电辊52捕获相反带电调色剂61b的场合,把带电间隙C的间隔最好大于上述感光体1上附着的调色剂61的粒径。因此,能够防止残留调色剂,即,调色剂61向带电辊52上熔粘。另外,因为通常的调色剂直径约为7μm,最好将上述带电间隙C的间隔设定为7μm以上。
并且,本印刷装置,如图14(或图1)所示,在搅动区,最好具备作为异物搅动装置的异物搅动装置41。而且,最好利用该异物搅动装置41,搅动上述感光体1上的异物,例如,转印工序后,没有转印到复印材料P上而在感光体1上残留的调色剂61(残留调色剂)、载体62等残留显影剂成分(残留物)和附着于感光体1表面的纸粉等。另外,所谓搅动区,是相对于上述带电装置51在感光体1的转动方向上游侧,更详细地说,在上述感光体1表面的接近上述带电辊52的区域,是在带电区5上游侧的区域。
异物搅动装置41具备导电刷42,在搅动区,导电刷42与上述感光体1接触配置,借助于导电刷42可以搅动上述感光体1上的异物。
也可以在上述导电刷42上施加直流电压。这种场合下,用作为电压(刷子偏压)施加装置的电源43,或是施加与正常显影或与反转显影相应的偏压。即,在反转显影的情况下,施加与调色剂61的主带电极性(-)相反极性(+),或者,与转印偏压(+)同极性的偏压(+)。并且,正常显影的场合下,施加与调色剂61的主带电极性(+)同极性(+),或者,与转印偏压(-)反极性的偏压(+)。因此,上述异物搅动装置41通过上述导电刷42,给感光体1上的异物,具体地说,对转印后残留在上述感光体1上的调色剂61(残留调色剂)施加偏压。施加的偏压,在反转显影的场合,施加与所用调色剂61的主带电极性(-)反极性(+),或与转印偏压(+)同极性的偏压(+);正常显影的场合,施加与所用调色剂61的主带电极性(+)同极性(+),或与转印偏压(-)反极性的偏压(+)。
如上所述,把异物搅拌装置作成刷子结构,上述残留显影剂成分穿过刷子的间隙,因此,能够防止异物的滞留并搅动该异物,同时可以防止给感光体1表面添加损伤。
这样在带电区5的上游侧设置异物搅动装置,通过搅动(搅拌)未转印而残留在感光体1表面上的残留显影剂成分等异物,将其拆开,能够提高对于带电辊52上异物的回收效率。
并且,如上所述,通过给上述导电刷42施加如上所述的偏压,可调节作为感光体1上异物的残留显影剂成分的电荷。也就是说,在进行反转显影的场合,在显影区4,带有(-)电荷的调色剂61,在如上所述的转印区,将用转印偏压(+2kV)使其带有若干正(+)电荷。这里,还用上述导电刷42,例如施加500kV电压的话,调色剂61就积极地相反带电,即,现在带正(+)电。因此,能够更有效地用带电辊52除去调色剂61,也就是说,除去相反带电调色剂61b。即,上述导电刷42其自身具有作为异物搅动装置的功能,同时兼有作为调整上述残留显影剂成分电荷的电荷调节装置的功能。
按照上述构成,由于给上述导电刷42施加上述偏压,因此,残留显影剂成分,例如残留调色剂可以消除在显影时有的初始电荷。于是,可以防止调色剂像存储,同时可使感光体1上残留的残留电位平坦化。因此,能够调整感光体1的电位和调整残留显影剂成分的电压。
另外,利用给上述导电刷42施加的偏置电压(刷子偏压),使残留显影剂成分等的异物不会附着于该导电刷42。所以,不会发生因该导电刷42上附着异物而滞留异物、降低搅动效果这样的缺点。
并且,也可以如下那样表达本印刷装置的印刷工艺。即,如图14(或图1)所示,首先,使感光体1的表面由带电装置51均匀带电。其次,根据形成的图像信息来调制LSU11激光光源11a的激光12,用该激光12照射该均匀带电的感光体1的表面,采用沿主扫描方向以一行为单位顺序使感光体1表面曝光的办法,在感光体1上形成静电潜像。
其次,该静电潜像通过显影装置21时,在显影区4,由显影辊23向上述感光体1上提供调色剂61,从而,在上述感光体1上的静电潜像上静电地吸附调色剂61,将静电潜像变成调色剂像,使之可视像化(调色剂像化)。
感光体1上形成的调色剂像在通过该感光体1和转印装置31的辊隙部(转印部)之际,被转印到由图中未示出的供纸装置供给的复印材料P上。然后,将复印材料P输送到图中未示出的定影装置,在此,通过使调色剂像在纸张(复印材料)P上定影,成为永久可视像。而且,定影完毕的复印材料P,借助于图中未示出的排出装置,排出到图中未示出的排出托盘上。
在转印部,对未转印到复印材料P而残留在感光体1上的残留显影剂,用导电刷42搅动(搅拌)拆开,另一方面,利用该导电刷42施加偏压进行电荷调节。所施加的偏压,在反转显影的场合,与调色剂61的主带电极性(-)是反极性(+),或者,与转印偏压(+)是同极性的偏压(+),并且,在正常显影的场合,施加与调色剂61的主带电极性(+)同极性(+),或者,与转印偏压(-)是反极性的偏压(+)。
然后,上述感光体1上残留的残留显影剂成分,特别是,相反带电调色剂61b和载体62,借助于带电辊52,在比带电间隙C靠感光体1转动方向上游侧,被磁性或静电吸附并予以清扫。被上述带电辊52吸附的残留显影剂成分,用清扫膜54从带电辊52上除去,并且返回显影槽22内。上述残留显影剂成分被除去后的感光体1,用上述带电辊52,再次使其均匀带电,重复曝光、显影、转印、清扫,直到规定张数的转印结束。
并且,通过上述带电辊52以后,残留在上述感光体1上的未除去的残留显影剂成分(正常带电调色剂61a),在通过上述显影装置21之际,在比显影区4靠感光体1转动方向上游侧,利用显影辊23上形成的图未示的磁刷的刷除,进行静电的或机械的回收,返回显影槽22内。
并且,在上述说明中,以感光体转鼓为例,说明了感光体1,但本发明不限于此。即,也可以用环形导电带构成的所谓感光体带来代替上述感光体转鼓,其中,环形导电带铺设在支承辊之间,这些支承辊以一定的间隔、可转动地设置。并且,同样,本实施例中,作为转印装置,以具有转印辊的转印装置31为例进行了说明。然而,作为上述转印装置,也可使用所谓的转印带,其中,环形导电带铺设在支承辊之间,这些支承辊以一定的间隔、可转动地设置。
并且,在上述说明中,带电装置51的构成具有作为异物回收装置的清扫膜54,利用该清扫膜54,刮取被带电辊52吸附的异物,回收到显影槽22内。不过,本发明不限于此,例如,通过用清扫刮片把刮取的异物回收到回收容器内,而不用上述清扫膜54,不使刮取的异物返回至显影槽22内进行回收或除去也可。不过,如上所述,上述印刷装置具有作为异物回收装置的清扫膜54,或具有作为未除去残留显影剂成分回收装置的显影辊23。因此,使载体62、带电变化大的相反带电调色剂61b、或正常带电调色剂61a返回比显影辊23靠里配备的显影槽22内,给予充分的搅拌带电,可再利用。
并且,也可以说,本发明涉及印刷装置,特别是涉及没有用于从感光体表面上除去残留调色剂的清扫装置的印刷装置。
并且,以往的印刷装置中,具有感光体、和接近感光体表面配置,使上述感光体带电的带电装置;用含有至少调色剂和载体的显影剂,使通过感光体带电、曝光所形成的静电潜像显影。在把调色剂像转印到复印材料上时,调色剂像没有完全转移到复印材料上,会在感光体上出现残留调色剂。
并且,为了抑制图像模糊的发生,文献⑤中公开了以下技术在印刷装置中,通过使用毛刷除去感光体上残留的调色剂,来抑制调色剂附着到带电辊上。另外,在该文献公开的印刷装置中,按照印刷装置的使用频度,会在上述毛刷上附着调色剂,因此为了不发生带电不良、曝光不良、图像恶化,使用与毛刷接触的调色剂除去辊,除去附着于毛刷上的调色剂。并且,该文献公开的印刷装置中,使用毛刷除去感光体上的残留调色剂,同时为了除去附着于毛刷上的调色剂,必须使用调色剂除去辊。
并且,本发明的目的在于提供一种印刷装置,即使没有毛刷那样的用于除去残留调色剂的清扫装置,也不会发生带电不良、曝光不良、图像质量恶化。
并且,本印刷装置,如图1所示,配置使感光体1带电的带电装置51,并且使带电装置51接近感光体1的表面。也可以说,带电装置51具有带电辊52,该带电辊52具备导电性的圆筒或圆柱形状的部件和被覆于其表面的电阻层。
并且,将带电辊52设定为与感光体1转动方向同方向转动(对置面逆向旋转),因而在带电辊52与感光体1之间不是吸进异物,而是积极地刮取异物。并且,通过对置面逆向旋转,用清扫膜(刮片,scraper)54更新过的带电辊52的带电面从感光体的下游侧进入,从而提高感光体1的带电特性。并且,由于带电辊52的带电面从感光体1的下游侧进入,从而能够减少带电辊52充电的影响。
并且,可以说,本印刷装置,如图1所示,在感光体1的表面上带电辊52附近区域的带电区5的上游侧,配置导电刷42(异物搅动装置)。可以说,导电刷42通过对没有转印到纸张P而残留在感光体1的表面上的异物(载体、纸、调色剂的凝聚块)进行搅动,来提高带电辊52的异物回收效率。
并且,也可以说,图5是用电荷调整装置(导电刷42)施加的电压与此时的调色剂带电量的关系曲线图。由图5可知,显影后,负残留调色剂61a受到转印影响,转印后反转,变成反极性。可以说在图像区域,防止转印后的正残留调色剂61b附着于导电刷42,并且为了除去附着的正残留调色剂61b,最好施加+500V的直流电压作为偏压。
并且,可以说,本除去机构中,最好通过给导电刷42施加的偏压与给转印器施加的偏压同极性,来除去附着于导电刷42的调色剂。这里,例如,在正常带电为负(-)带电的场合,如果加到导电刷42上的偏压为负(-)的话,就会由导电刷42吸引转印器吐出来的正(+)调色剂,然而,如果施加的偏压与给转印器施加的偏压同极性,就能够确实除去附着于导电刷42的调色剂,而不吸引从转印器吐出来的调色剂。
并且,在本除去机构中,在感光体1的图像区,最好在导电刷42与感光体1之间施加开始放电的电压(放电开始电压)以上的偏压。因此,通过把调色剂电荷调整到反极性侧(正侧),来提高在带电辊52上的相反带电调色剂(正带电残留调色剂61b)的回收效率。
进而,若利用静电力来振动导电刷42,就能够更有效地除去附着于导电刷42的调色剂,会提高清扫性能。这时,可以说,若以导电刷42的固有频率近旁的频率进行振动,就可更有效地使导电刷42振动。
并且,可以说,假如对导电刷42施加的偏压为在DC偏压上重叠AC偏压的AC重叠DC偏压,则通过切换DC偏压的极性,可借助于振动确实清扫附着于导电刷42的正常带电调色剂和相反带电调色剂这两种调色剂。
并且,导电刷42的形状不加以特别限定,然而用机械振动的可动刷子(某种毛刷等),因为刷子可动而能够防止调色剂的附着,但是对固定的刷子来说不可能如此。所以,本发明对固定的导电刷是特别有效的。
并且,可以说,所谓上述可动刷子,就是机械式地转动或移动的刷子,或者,机械式的来回移动数毫米或来回移动接触宽度(主扫描方向感光体1的延伸方向)以上距离的刷子,具有辊形状和带状。
并且,可以说,所谓本除去机构的搅动电压电源43这种固定刷子,是相对于感光体1固定的,或者是以数毫米的振幅来回振动。
并且,可以说,在除去附着于导电刷42的调色剂的非图像区,最好使转印装置31的转印辊32成为浮动。倘若这样,就造成单独进行除去附着于导电刷42上调色剂的场合,可以防止不要的调色剂对转印辊32的附着或调色剂和感光体1带电。
并且,也可以说,本发明的目的就是搅动残留调色剂和除去用于调整电荷(带电量)的异物搅动装置上的附着物。
并且,可以说,本印刷装置中,转印后残存在感光体1上的调色剂的带电量为宽分布,作为整体(平均值)是带正电(相反带电),为了防止正残留调色剂61b的附着,给导电刷42施加与正残留调色剂61b同极性(+)的直流偏置电压。
并且,可以推测,在本印刷装置中,因为转印后的调色剂带电分布宽广,作为平均值表示为正(相反带电),然而即使带正电,电荷量小,静电相斥力也小,或电荷量为零,由于与刷子的分子间力,因而导电刷42上存在附着的调色剂,并且,也存在少量带负电的调色剂,然而关于此,电荷量少,因分子间力和静电吸引力的复合效果,而附着于导电刷42。
并且,可以说,本印刷装置的非图像区是与前转动、纸间、后转动对应的区域。也可以说,这种场合的前转动是,用于接收印刷执行命令,在执行1张或多张印刷之前,开动定影装置的预热、显影槽22内显影剂60的带电、感光体1的带电等,用于进入可印刷状态的一连串动作。进而,对应于纸间(页间)的区域是,在连续印刷多张时,夹在纸面上空闲区为0时的图像区域之间的非图像区域。进而,后转动是按照印字执行命令,最后的图像区以后的用纸输出、带电停止等用于使机器变成停止状态的一连串处理动作(感光体表面基准)。
并且,在本除去机构中,为了电除去附着于搅动电压电源43上的残留调色剂,把加到搅动电压电源43上的电压换成负极性,则感光体1上残留调色剂的带电量移动到负极性一侧,使带电辊52的回收效率降低,未被带电辊52回收的调色剂经由曝光区输送到显影区4。然而,尽管输送的调色剂是相反带电(带正电),但是自身带电量减少到难以静电回收(或,反转为负极性),因而在显影区4利用对置面逆向旋转的磁刷,机械式(或静电式)地将所述调色剂回收到显影剂槽内。
并且,可以说,刷子(导电刷42)是弹性体,可以作为梁(brace)使用。施加AC重叠偏压(重叠电压)时,刷子42与感光体1之间作用具有施加偏压的AC成分2倍或等倍频率成分的静电力进行激振,在刷子42固有频率附近(对于施加偏压频率的1/2倍或等倍)振动增大而得到机械性的大振幅。在这种场合下,最好把刷子的一根纤维作为一束使用,把与感光体的接触点作为支持端,根部在用树脂等固定起来的场合作为固定端,在植毛的场合作为第2支持端,把刷子的纤维作为振动束使用。
并且,本发明也可以表现为以下的第1~第9印刷装置。即,第1印刷装置是,具有感光体和接近感光体表面配置使上述感光体带电的带电装置,用含有至少调色剂和载体的显影剂,使通过感光体的带电、曝光而形成的静电潜像显影的印刷装置,在具备搅动未转印到复印材料上而残留在感光体表面上的异物的异物搅动装置的印刷装置中,使上述感光体的转动和上述带电辊的转动为同方向,同时切换加到上述异物搅动装置的电场极性,在非图像区除去附着于上述异物搅动装置的调色剂。
在本第1印刷装置中,通过切换电场,在非图像区除去(清扫)附着于异物搅动装置(接触式刷子)的调色剂。这里,如果在图像区除去附着于异物搅动装置上的调色剂,就引起成为调色剂影的区域的带电不良、曝光不良,造成图像恶化,但是,由于在非图像区除去,因而没有发生这些问题,能够除去附着于异物搅动装置的调色剂。并且,由于带电辊与感光体转动方向同方向转动(对置面逆向旋转),扩大带电面的行走距离(可以理解为增大与感光体对置的带电辊表面面积),因而从感光体的下游侧更新带电面,提高感光体的带电特性。并且,能够减少带电辊充电的影响。并且,可以预防异物侵入带电间隙(在带电装置的放电面与感光体的最接近位置的间隙)。(可以预防有异物裹入。)并且,第2印刷装置的构成是在第1印刷装置中,对上述异物搅动装置施加交变电场,在非图像区除去附着于上述异物搅动装置上的调色剂。由于利用交变电场除去附着于异物搅动装置上调色剂,因此可以除去正常带电调色剂和相反带电调色剂这两种调色剂。
并且,第3印刷装置的构成是,在第1印刷装置中,通过对上述异物搅动装置施加与向转印器施加的偏压同极性的偏压,除去附着于上述异物搅动装置上的调色剂。由于施加与向转印器施加偏压同极性的偏压,从而不吸引由转印器吐出的调色剂,能够确实除去附着于异物搅动装置的相反带电调色剂。
并且,第4印刷装置的构成是,在第1印刷装置中,进而在上述感光体的图像区施加上述异物搅动装置与上述感光体之间开始放电的电压(放电开始电压)以上的偏压。在图像区,通过施加放电开始电压以上的偏压,把调色剂电荷调整到反极性侧,来提高带电辊上相反带电调色剂的回收效率。
并且,第5印刷装置的构成是,在第1印刷装置中,进而,利用静电力使上述异物搅动装置机械振动。通过用静电力使其机械振动,能够更高效地除去附着于异物搅动装置的调色剂。
并且,第6印刷装置的构成是,在第5印刷装置中,以异物搅动装置的固有振动频率附近的频率进行上述机械振动。因此,能够更高效地使异物搅动装置振动。
并且,第7印刷装置的构成是,在第1印刷装置中,给上述异物搅动装置施加在DC偏压上重叠AC偏压的AC重叠DC偏压,除去附着于上述异物搅动装置上的调色剂。通过切换DC偏压的极性,除去与正常带电调色剂和相反带电调色剂这两种调色剂对应的、异物搅动装置上的调色剂。
并且,第8印刷装置的构成是,在第1印刷装置中,将上述异物搅动装置装到壳体内。即使附着于异物搅动装置上的调色剂掉落或飞散,也使调色剂能收入壳体内,因而可防止因调色剂掉落、飞散而发生印刷装置内部污染和对复印材料(印刷物)的污染。
并且,第9印刷装置的构成是,在第1印刷装置中,在除去附着于上述异物搅动装置上调色剂的非图像区,使转印辊浮动。因此,能够防止单独进行除去附着于异物搅动装置上的调色剂的情况发生,防止不要的调色剂对转印辊附着,以及防止调色剂与感光体带电。
并且,也可以说,本发明涉及一种印刷装置,特别是涉及对与感光体非接触的带电辊施加电压,使用带电装置使感光体表面带电的印刷装置。
并且,以往,印刷装置具有感光体和接近感光体表面配置具备使上述感光体带电的带电辊的带电装置,用含有至少调色剂和载体的显影剂,使通过感光体的带电、曝光而形成的静电潜像显影,其中,把调色剂像转印到复印材料上时,调色剂像没有完全转移到复印材料上,在感光体上出现残留调色剂,但如果发生残留调色剂的话,就会给图像上带来恶劣影响,因而,以往,用与感光体接触的清扫装置的清扫刮片,把调色剂刮落除去。
不过,即使用清扫装置除去调色剂,残留调色剂多多少少会残存一些。而且该残存的调色剂,一点一点地附着于带电装置的带电辊上,随着印刷装置使用量增加而积累在带电辊上。
并且,也可以说,本发明的目的在于,提供一种印刷装置,以简便的手段,不让异物卷入带电辊与感光体之间,通过除去带电辊表面上的调色剂,防止感光体的带电不良(异常放电)、弹性不良、和飞散调色剂引起的图像不良。
并且,带电辊52也可以由导电性的圆筒或圆柱状的部件和被覆其表面的电阻层构成。
并且,也可以在带电辊52上接触清扫膜54,用清扫膜54刮取带电辊52表面上积累的调色剂(例如相反带电调色剂),清扫带电辊52表面。
并且,可以说,采用把带电装置51与感光体1的间隔(带电间隙)C设为载体直径以下的办法,能够排除载体进入(被吃进去)带电间隙C,借助于带电辊52,确实刮取质量大以静电难吸引的载体。
并且,可以说,给带电辊52施加在直流电压上重叠交流电压的电压(-600V的直流成分上,施加峰间电压1.8kV、频率900Hz的交流电压),而且形成磁场,因而可以静电吸附调色剂,可以提高相反带电调色剂的除去效率。并且,可以说,载体因为质量大,对用静电吸附来说负荷太大,载体的回收效率很低,然而在带电辊52上形成磁场,因而采用借助于非机械的磁吸引力回收载体的办法,可提高载体的回收效率。
并且,可以说,本印刷装置在接近感光体1表面的带电辊52区域的带电区5上游侧,具有用于搅拌感光体1上异物的异物搅动装置41,借此,通过搅拌对未转印而残留在感光体1表面上的异物(载体、纸、调色剂的凝聚块),使之拆开,提高带电辊52上异物的回收效率。
并且,可以说,利用异物搅动装置(电荷调整装置)41,残留调色剂可以消除显影时有的初期电荷(防止调色剂像存储),并且,可使感光体1上残留的电位平坦化,因而能调整感光体1的电位和残留物的电压。
并且,按照图13,说明本印刷装置反转显影比正常显影还要有效的方面。图13(a)(b)是分别说明利用正常显影、反转显影的印刷装置中调色剂与感光体的关系图。在正常显影的场合,如图13(a)所示,正常带电调色剂(具有主带电极性的调色剂)带正(+)电。这里,在显影区,例如对于显影偏压施加-200V电压的场合,作为相反带电(与正常带电调色剂反极性的调色剂)的带负(-)电调色剂不会被带电辊回收而通过带电区,被带正(+)电调色剂捕获(这时在成为白底的曝光部分的感光体电压为-50V,在将变成图像的未曝光部分的感光体电压为-600V)。并且,不能由带电辊回收的带正(+)电调色剂是正常带电调色剂,因而被显影偏压捕获。这样,在正常显影的场合,因为相反带电调色剂与感光体的电极为同极性,相反带电因相斥而难以残留在感光体上的白底区域上。
另一方面,在反转显影的场合,如图13(b)所示,正常带电调色剂带负(-)电。这里,对没有被带电辊回收的带(-)负电的正常带电调色剂,在显影区,例如施加显影偏压-400V电压的场合,正常带电调色剂被显影偏压捕获(这时在成为图像的曝光部分的感光体电压为-50V,将变成白底的未曝光部分的感光体电压为-600V)。但是,不能由带电辊回收的正(+)调色剂,即相反带电调色剂,在反转显影的场合,因为相反带电调色剂与变成白底的未曝光部分的感光体是反极性,所以相反带电调色剂受到很强的静电力,容易残余在感光体上。进而,因为显影偏压是负极性的,正常带电调色剂也被引向残留的相反带电调色剂,并附着于反极性调色剂。所以,可以说,在反转显影的印刷装置中由于相反带电调色剂使调色剂容易残留在作为白底的感光体上,因此本印刷装置在反转显影的场合更有效。
并且,在异物搅动装置41中,也可以通过给导电刷42,在反转显影的场合,施加与调色剂61的主带电极性(-)反极性(+),或与转印偏压(+)同极性的偏压(+),在正常显影的场合,施加与调色剂61的主带电极性(+)同极性(+),或与转印偏压(-)反极性的偏压(+),调整作为感光体1上异物的残留显影剂成分的电荷。
并且,所谓显影辊23与感光体1作对置面逆向旋转,也可以说是,显影辊23在与感光体1的最接近位置,与感光体1对置(对峙)的面移动方向跟感光体1的与显影辊23对置(对峙)的面移动方向成为相反方向转动,并且,显影辊23可以用与感光体1不同的驱动系统来转动,使得绕显影辊23转动轴的转动方向和绕感光体1转动轴的转动方向为同方向。
并且,所谓显影辊23和感光体1对置面同向旋转,也可以说是,带电辊52和感光体1是以绕带电辊52转动轴的转动方向和绕感光体1转动轴的转动方向在不同的方向转动,在两者最接近位置向互相同方向转动。
并且,按照本印刷装置,也可以说,在带电辊52上,借助于载体62,积极地刮取正残留调色剂61b,因此提高了负残留调色剂61a的回收效率。
并且,由于带电辊52对感光体1做对置面逆向旋转,扩大带电辊52与感光体1的最接近位置的带电辊52带电面与感光体1带电面的相对行走距离。因此,可以说使带电辊的局部电阻值变动等引起的带电变动均匀化,提高感光体1的带电特性,同时,带电辊52应变成带电面的面(被带电面),从感光体1的下游侧,即,带电结束侧(带电区5下游侧),进入带电区5,具体地说带电间隙C,从而能够减少带电辊52自身带了电的影响。并且,可以说,上述效果在电阻层52b的电阻值高的场合,将特别显著。
并且,电子显像方式的印刷装置中使用的纸张P,例如是记录纸,薄的纸约60g/m2,就厚度来说约为60~80μm。因此,可以说,在使用单成分显影材料的场合,由于把带电间隙C的间隔设为小于纸张P(记录纸),即,例如设为60μm以下,因此可以防止因转印电荷而对静电附着于感光体1上的纸张P(记录纸)的剥离失败的时候,吸附着的纸张P(记录纸)进入显影区4,使卡纸后的复原作业更加困难,同时可以防止调色剂61污染复原作业者的手和衣服,在转印区,用带电辊52确实剥离吸附于感光体1的纸张P(记录纸),能够防止纸张P(记录纸)进入显影区4。
并且,本印刷装置中,由于带电部件(带电辊52)和像保持体(感光体1)各自分别转动(对置面逆向旋转),使其在最接近位置对置的面的移动方向互为相反方向,转印后残留在像保持体上的相反带电调色剂等的残留显影剂成分,在通过带电部件的放电面与像保持体的最接近位置的带电间隙之前,被带电部件吸附除去。因此,能够防止相反带电调色剂等残留显影剂成分进入带电间隙,同时可从像保持体表面,确实而且积极地除去并回收残留显影剂成分。并且,带电部件在除去并回收残留显影剂成分之际,在被带电部件吸附的残留显影剂成分上附着的复印材料屑等异物(残留物)也可同时从像保持体上除去并回收。
因此,为了除去像保持体上残留的残留显影剂成分等异物,不需要象现有技术那样的专用清扫装置,可实现装置的小型化,降低电源电压。并且,其结果是,可以防止因清扫而造成的像保持体的膜层减薄,产生滑动擦痕,同时可降低像保持体的负荷转矩。
进而,由于能够抑制残留显影剂成分进入带电间隙,因而由于残留显影剂成分通过带电间隙,能够抑制变成显影剂成分的影产生没有带电的部分,可提高像保持体的带电特性。
而且,由于带电部件对上述像保持体做对置面逆向旋转,扩大上述带电部件与像保持体在最接近位置的上述带电部件的带电面与上述像保持体的带电面的相对行走距离。因此,可以说,防止带电部件的电阻值局部变动等引起的带电不匀,可使带电均匀,同时,由于带电部件应变成带电面的面(被带电面),从像保持体的下游侧,即,从带电的结束侧(带电区下游侧),进入带电区,具体地说进入带电间隙,因此,可以缓和由带电动作引起的、带电部件自身带电的影响,而且,由于回收后,除去带电部件上显影剂成分等以后的更新了带电部件的被带电面进入上述带电间隙,由此,防止回收物的影响,提高该像保持体的带电特性。
并且,本印刷装置中,最好由导电性材料构成清扫膜54,除去这里积存的电荷。这是因为,防止清扫膜54自身带电引起的清扫性能随时间恶化的缘故。另外,所谓该随时间恶化,是对正残留调色剂61b,通过与带电辊52的滑动,若清扫膜54带负电,静电吸引力起着正残留调色剂61b(正异物)的约束力的作用,将正残留调色剂61b不断沉积在清扫膜54上,在清扫膜54的顶端接触部形成调色剂积存,调色剂积存生长,随着其生长,意味着随调色剂积存会增加挤过清扫膜54的调色剂量。并且,本印刷装置中,假如对带电辊52施加包括交流电压的重叠电压作为带电偏压。即,采用重叠AC的办法,在带电区进入侧附近对感光体上的调色剂使用交变静电力,促使其脱离,脱离后的调色剂变成烟云状,促进带电辊的吸附回收。从微观看,排斥力作用的定时也有DC偏压作用,因而宏观上能够很有效地回收相反带电调色剂。并且,最好将上述显影辊73设置成与上述感光体1非接触,并且把在与上述感光体1的最接近位置与上述感光体1对置(对峙)的面移动方向设置成为使其与上述感光体1的上述显影辊73对置(对峙)的面移动方向变成相反方向转动(对置面逆向旋转)。即,最好把上述显影辊73设置成为用与上述感光体1不同的驱动系统,使得绕上述显影辊73转动轴的转动方向和绕感光体1转动轴的转动方向在相同方向转动。以此,能进一步提高上述未除去的残留显影剂成分(正常带电调色剂61a)的回收效率。因此,所谓对置面逆向旋转,也可以说是,使2个部件互相对置的面的移动方向互为相反方向进行转动。并且,所谓正异物,也可以说是正残留调色剂61b,和附着于正残留调色剂61b的负残留调色剂和纸等的异物,例如,是调色剂61、纸等复印材料屑63的凝聚块。
并且,本发明也可以表现为以下的第10~第19印刷装置。即,第10印刷装置的构成是,印刷装置具有感光体、和接近感光体表面配置具备使上述感光体带电的带电辊的带电装置,用含有至少调色剂和载体的显影剂,使通过感光体的带电、曝光而形成的静电潜像显影,其中,设置清扫上述带电辊表面的清扫装置,同时,设定上述带电辊的转动方向和上述感光体的转动方向为相同方向。
第10印刷装置中,用清扫装置,清扫带电辊的表面,因而可使带电辊的带电特性稳定。并且,带电辊在与感光体转动方向同方向进行转动(对置面逆向旋转),因而可以防止异物进入带电间隙(带电装置的放电面与感光体最接近位置的间隔)。(预防异物的裹入。)并且,由于对置面逆向旋转而扩大带电面的行走距离(增大带电辊与感光体对置的表面面积),因而从感光体下游侧更新带电面,提高感光体的带电特性。并且,可以减少带电辊自身带电的影响。
并且,第11印刷装置的构成是,在第10印刷装置中,上述带电装置的放电面与上述感光体在最接近位置的间隔(带电间隙)在上述载体直径以下。这样,通过把带电间隙的间隔设为载体直径以下,可以排除载体吸进(进入)带电间隙,可在带电辊上,确实回收质量大难以静电吸引的载体。
并且,第12印刷装置是,在第10印刷装置中,上述清扫装置是由刮片或薄膜构成的。由于用刮片或薄膜构成,因此可以制成简易的清扫装置。
并且,第13印刷装置的构成是,在第10印刷装置中,上述清扫装置具有导电性。通过消除摩擦带电的电荷,能够防止因清扫装置与带电辊的摩擦引起的清扫装置自身带电造成的清扫性能随时恶化。
并且,第14印刷装置的构成是,在第10印刷装置中,上述带电辊的表面是具有脱模性。作为带电辊的表面,例如由于使用具有脱模性的导电性氟树脂,进一步提高清扫装置的清扫性能。
并且,第15印刷装置的构成是,在第10印刷装置中,在上述带电辊上形成磁场,通过用非机械性地磁吸引力回收载体,提高载体的回收效率。
并且,第16印刷装置的构成,是在第10印刷装置中,进一步地,在带电区的上游侧具有把上述感光体上的调色剂的带电量调整到相反带电侧的电荷调整装置。因此,通过在进入带电区之前,把调色剂的带电量移到相反带电侧,可以更高效地用带电装置捕获调色剂。
并且,第17印刷装置的构成是,在第10印刷装置中,进一步地,具有把用上述清扫装置清扫的调色剂回收到显影槽内的回收装置。由于将借助于清扫装置清扫后的调色剂回收到显影槽内,因而能够防止调色剂返回感光体。
并且,第18印刷装置的构成是,在第10印刷装置中,为反转显影的印刷装置。作为反转显影的印刷装置,使第10印刷装置的效果变得更有效。
并且,第19印刷装置的构成是,在第10印刷装置中,除去的异物是相反带电调色剂。由于在不清扫带电辊的场合造成的图像质量恶化的主要原因是相反带电调色剂,因此变为非常有效的构成。
本发明的详细说明中所记载的具体实施方案或实施例,始终是用于明确说明本发明的技术内容。所以,本发明不应该以这些具体例中的限定来作狭义的解释。也就是说,在本发明的构思和下面记载的权利要求书范围内,对本发明可以进行各种变更。
权利要求
1.一种异物除去机构,用于除去在电子显像方式的印刷装置中像保持体上所残留的异物,其特征是具备电源;用于搅动像保持体上异物的搅动部件;以及借助于吸附偏压来吸附搅动后的异物的吸附部,所述搅动部件,变成与所述电源所施加的电压相应的带电状态,所述电源交替切换搅动部件的带电极性。
2.按照权利要求1所述的异物除去机构,其特征是,所述电源给搅动部件施加交流电压。
3.按照权利要求2所述的异物除去机构,其特征是,所述电源给搅动部件施加在直流电压上重叠交流电压的重叠电压。
4.按照权利要求3所述的异物除去机构,其特征是,所述电源把重叠电压的直流电压设定为与吸附偏压相反极性。
5.按照权利要求4所述的异物除去机构,其特征是,所述电源把重叠电压的直流电压设定为放电开始电压以上的值。
6.按照权利要求3所述的异物除去机构,其特征是,所述印刷装置中,具备利用转印偏压、把像保持体上的图像转印到纸张上的转印部,所述电源把重叠电压的直流电压设定为与转印偏压相同极性。
7.按照权利要求3所述的异物除去机构,其特征是,所述电源把重叠电压的交流电压设定为,用静电力使搅动部件振动这样的值。
8.按照权利要求7所述的异物除去机构,其特征是,所述电源设定重叠电压的交流电压频率为搅动部件的固有振动频率的1/2倍或相等倍数附近。
9.按照权利要求1所述的异物除去机构,其特征是,将所述电源设定为,在像保持体上的非图像区内搅动部件接触时,交替切换搅动部件的带电极性。
10.按照权利要求9所述的异物除去机构,其特征是,还具备转印部,利用转印偏压把像保持体上的图像转印到纸张上,将该转印部设定为,使其避免对所述非图像区施加转印偏压。
11.按照权利要求1所述的异物除去机构,其特征是,所述搅动部件收容在覆盖该搅动部件的壳体内。
12.按照权利要求1所述的异物除去机构,其特征是,所述搅动部件是搅动像保持体上异物的导电刷。
13.按照权利要求1所述的异物除去机构,其特征是,所述吸附部包括带电辊,该带电辊利用带电偏压使像保持体带电,同时把带电偏压用作吸附偏压,来吸附像保持体上的异物。
14.按照权利要求13所述的异物除去机构,其特征是,所述带电辊被设定为,使其相对于像保持体作对置面逆向旋转。
15.一种具有按照权利要求1~14中任一项所述的异物除去机构的印刷装置。
16.一种异物除去方法,用于除去在电子显像方式的印刷装置中像保持体上所残留的异物,其特征是包括利用搅动部件搅动像保持体上异物的搅动工序;以及利用吸附偏压来吸附搅动后的异物的吸附工序,所述搅动工序包括交替切换搅动部件带电极性的带电切换工序。
17.一种异物除去机构,用于除去在电子显像方式的印刷装置中像保持体上所残留的异物,其特征是包括带电辊,相对于像保持体作对置面逆向旋转,同时利用带电偏压,使像保持体带电,同时吸附像保持体上异物;以及清扫部,除去吸附于带电辊上的异物并清扫带电辊的表面。
18.按照权利要求17所述的异物除去机构,其特征是,所述清扫部具有回收部件,该回收部件把从带电辊除去的异物回收到印刷装置的显影槽内。
19.按照权利要求17所述的异物除去机构,其特征是,所述清扫部由与带电辊表面接触的片或薄膜构成。
20.按照权利要求19所述的异物除去机构,其特征是,所述清扫部具有导电性,同时具备使该清扫部所产生的电荷泄漏的接地机构。
21.按照权利要求19所述的异物除去机构,其特征是,所述带电辊表面由具有脱模性的材料构成。
22.按照权利要求17所述的异物除去机构,其特征是,所述带电偏压是在直流电压上重叠了交流电压的重叠电压。
23.按照权利要求17所述的异物除去机构,其特征是,在所述带电辊上形成有磁场。
24.按照权利要求17所述的异物除去机构,其特征是,具备带电调整部,该带电调整部使得所述像保持体上的异物带电量与所述偏压相反极性。
25.按照权利要求17所述的异物除去机构,其特征是,包括显影辊,该显影辊使所述像保持体的静电潜像显影,同时吸附像保持体上所残留的异物。
26.按照权利要求17所述的异物除去机构,其特征是,所述带电辊与像保持体的最接近位置的间隔小于印刷装置所用纸的厚度,而且,大于显影材料中的调色剂的粒径。
27.按照权利要求17~26中任一项所述的异物除去机构,其特征是,所述印刷装置中所用的显影材料是包括调色剂和载体的双成分显影剂,所述带电辊与像保持体的最接近位置的间隔小于显影材料中的载体的粒径,而且,大于调色剂的粒径。
28.按照权利要求17所述的异物除去机构,其特征是,所述印刷装置的显影方式是反转显影。
29.按照权利要求28所述的异物除去机构,其特征是,所述带电辊将与像保持体相反极性的调色剂作为异物而吸附。
30.一种具有按照权利要求17所述的异物除去机构的印刷装置。
31.一种异物除去方法,用于除去在电子显像方式的印刷装置中像保持体上残留的异物,其特征是,包括带电·除去工序,使印刷装置的带电辊相对于像保持体作对置面逆向旋转,同时利用带电偏压,使像保持体带电,同时在带电辊上吸附像保持体上的异物;以及清扫工序,除去吸附于带电辊上的异物,清扫带电辊表面。
32.按照权利要求31所述的异物除去方法,其特征是包括显影·吸附工序,利用印刷装置的显影辊,使所述像保持体的静电潜像显影,同时吸附像保持体上残留的异物。
33.一种印刷装置,具备表面上形成潜像的像保持体、给在所述像保持体周围与所述像保持体表面非接触配置的带电部件施加电压使所述像保持体带电的带电装置、用含有至少调色剂的显影剂使所述像保持体表面上由带电电荷形成的潜像显影并使其变成调色剂像的显影装置、和把所述像保持体上形成的调色剂像转印到复印材料上的转印装置,其特征是,所述带电装置是带电兼清扫装置,该带电兼清扫装置在转印后使在所述像保持体上所残留的残留显影剂成分吸附于所述带电部件而从所述像保持体上除去,同时使所述像保持体带电;将所述带电部件和像保持体设置为,各自分别转动,使其在最接近位置对置的面移动方向成为互相相反的方向。
34.按照权利要求33所述的印刷装置,其特征是,所述带电部件与像保持体的最接近位置的间隔小于转印所述可视像的复印材料的厚度,而且,大于作为残留显影剂成分的调色剂的粒径。
35.按照权利要求33所述的印刷装置,其特征是,该印刷装置是使用含有调色剂和载体的双成分系显影剂的双成分显影方式的印刷装置,所述带电部件与像保持体的最接近位置的间隔小于作为残留显影剂成分的载体的粒径,而且,大于作为残留显影剂成分的调色剂的粒径。
36.按照权利要求33~35中任一项所述的印刷装置,其特征是,给所述带电部件施加在直流电压上重叠了交流电压的电压。
37.按照权利要求33所述的印刷装置,其特征是,在所述带电部件上形成磁场。
38.按照权利要求33所述的印刷装置,其特征是,所述带电装置具有残留显影剂成分回收装置,该残留显影剂成分回收装置把吸附于所述带电部件的残留显影剂成分回收到所述显影装置中的显影槽内。
39.按照权利要求33所述的印刷装置,其特征是,在比所述带电部件还靠所述像保持体转动方向上游侧,具有异物搅动装置,用于搅动所述像保持体上的异物。
40.按照权利要求39所述的印刷装置,其特征是,所述异物搅动装置具有电荷调节装置,该电荷调节装置调节所述残留显影剂成分的电荷,给所述像保持体上的残留显影剂成分,在反转显影的场合施加与调色剂的主带电极性相反极性,或与转印偏压同极性的偏压;在正常显影的场合施加与调色剂的主带电极性同极性,或与转印偏压相反极性的偏压。
41.按照权利要求39所述的印刷装置,其特征是,所述异物搅动装置具备导电刷。
42.按照权利要求33所述的印刷装置,其特征是,所述显影装置是显影兼清扫装置,该显影兼清扫装置具有未除去残留显影剂成分回收装置,用于在所述带电装置通过后回收所述像保持体上残留的未除去残留显影剂成分。
43.按照权利要求42所述的印刷装置,其特征是,所述显影剂供给装置与所述像保持体具有周速比。
44.按照权利要求42所述的印刷装置,其特征是,将所述显影剂供给装置设置为,在与所述像保持体的最接近位置,使其与所述像保持体对置的面的移动方向成为互相相反方向,而转动。
45.一种使用印刷装置的印刷方法,所述印刷装置具备表面上形成潜像的像保持体、给在所述像保持体周围与所述像保持体表面非接触配置的带电部件施加电压使所述像保持体带电的带电装置、用含有至少调色剂的显影剂使所述像保持体表面上由带电电荷形成的潜像显影并使其变成调色剂像的显影装置、以及把所述像保持体上形成的调色剂像转印到复印材料上的转印装置,其特征是,使所述带电部件和像保持体各自分别转动,使其在最接近位置对置的面的移动方向成为互相相反方向,转印后把所述像保持体上残留的残留显影剂成分吸附于所述带电部件上,而从所述像保持体上除去,另一方面使所述像保持体带电。
46.按照权利要求45所述的印刷方法,其特征是,将所述带电部件与像保持体的最接近位置的间隔设定为小于转印所述可视像的复印材料厚度,而且,大于作为残留显影剂成分的调色剂的粒径。
47.按照权利要求45所述的印刷装置,其特征是,作为显影剂,在使用含有调色剂和载体的双成分系显影剂的场合,将所述带电部件与像保持体的最接近位置的间隔设定为,小于作为残留显影剂成分的载体的粒径,而且,大于作为残留显影剂成分的调色剂的粒径。
48.按照权利要求45~47中任一项所述的印刷方法,其特征是,给所述带电部件施加在直流电压上重叠了交流电压的电压。
49.按照权利要求45所述的印刷方法,其特征是,在所述带电部件上形成磁场。
50.按照权利要求45所述的印刷方法,其特征是,在把所述残留显影剂成分吸附于所述带电部件并除去之前,预先调节所述残留显影剂成分的电荷,给所述像保持体上的残留显影剂成分,在反转显影的场合施加与调色剂的主带电极性相反极性,或与转印偏压同极性的偏压;在正常显影的场合施加与调色剂的主带电极性同极性,或与转印偏压相反极性的偏压。
51.按照权利要求45所述的印刷方法,其特征是,在所述带电装置通过后,用所述显影装置回收残留在所述像保持体上的未除去残留显影剂成分。
全文摘要
本除去机构旨在简单地除去与感光体上的残留调色剂接触的刷子上所积累的残留调色剂。即,在这种除去机构中,按照用户的指示,对导电刷,施加在正的直流电压上重叠的交流电压(重叠电压)作为搅动电压。因此,即使导电刷上积累了正残留调色剂,但由于导电刷上所施加的瞬时电压值(正)变大,因而能够从导电刷上将正残留调色剂电除去。并且,导电刷(42)的电压瞬时变成负值,因而也能除去附着于导电刷的负残留调色剂。
文档编号G03G21/00GK1497333SQ03159820
公开日2004年5月19日 申请日期2003年9月25日 优先权日2002年9月25日
发明者富田章嗣, 加藤敦之, 恩田裕, 向井崇, 石井洋, 之 申请人:夏普株式会社
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