图像形成装置、以及墨粉回收方法

专利名称：图像形成装置、以及墨粉回收方法
技术领域：
本发明涉及一种在使用多种颜色的墨粉进行图像形成处理的 情况下的墨粉回收技术。
背景技术：
迄今为止，已知有一种采用所谓的无清洁器(cleaner-less)方 法的图像形成装置，其中在形成于感光体上的墨粉图像被转印到转 印件上之后，残留在感光体上的墨粉被收集到显影单元内，并被再 利用(参阅JP-A-5-341643、 JP-A-ll-249452、日本专利No. 2675554、 JP-A画2002-132002、 USP 4727395、 JP國B-6-77166 、日本专矛J No. 2879883 )。
但是，在采用无清洁器方法的图像形成装置中，尽管对于感光 体来说实现了无清洁器结构，但是在中间转印体上产生了废墨粉， 因此不能说在整个装置中不存在废墨粉。在相关技术中，产生于中 间转印体上的废墨粉被丟弃，并且存在墨粉消耗成本和维》务成本方 面的问题。
于是，公开了一种这样的结构，其中提供了用于中间转印体的 清洁器，并且从中间转印体上清除下来的墨粉被返回到黑显影单元 (参阅JP画A誦2002-189335、 JP-A-2002-311669、 JP-A-2001-154439 )。 在该结构的图4象形成装置中，虽然可以有效再利用在采用中间转印 体的情况下产生的大量二次转印残留墨粉，但是，回收机构变得复
杂。此外，当清洁器存在于传送带时，难以控制传送带的弯曲，并 且还存在需要复杂机构的问题。此外，传送带受清洁器刮擦，传送 带的寿命变短，并且另外，由于清洁器自身具有寿命，因此需要对 其进行更换操作等。
在该结构(其中从中间转印体上清除的墨粉被返回到黑显影单 元中)的技术中，还公开了这样的实例，即转印残留墨粉通过偏压 返回到感光体，并且最终被收集于黑显影单元中。但是，当通过这 种方法将全部墨并分返回到黑显影单元中时，黑显影单元中的不同颜 色的混合量增加，并且在一些情况下，黑色也产生变化，而这不是 优选的。
此外，公开了一种这样的技术，即各种颜色的墨粉被单独收集， 并且当收集量达到一定量时，将它们被混合并且^皮再利用(参阅
JP-A画2003-140428、 JP國A隱2003画345096 )，在这种情况下，^R集装置、 输送装置、混合装置等的机构变得复杂。另外，所有这些都不是无 清洁器的方法。

发明内容
本发明的实施例的目的在于4是供这样的4支术，即在利用多种颜 色的墨粉进行图像形成处理时，转印接收件(墨粉图像通过多个图 像形成单元被转印于其上)上的残留墨粉不被丟弃，而是作为黑色 墨粉被再利，并且防止了由于黑色墨粉的色调变化而引起的图片质 量劣化。
为了解决上述问题，根据本发明 一方面的图像形成装置是一种 用来通过多个图4象形成单元进4亍图 <象形成处理，以在沿特定方向移 动的转印接收件上形成颜色彼此不同的墨粉图像的图像形成装置， 并且该图像形成装置的特征在于包括墨粉收集单元，用于收集残
留于转印接收件上的墨粉；比率判断单元，用于判断包含于由墨粉 收集单元收集到的墨粉中的多种颜色的墨粉的混合比率；以及墨粉 补充单元，其基于由比率判断单元判断的混合比率而将不足的彩色 墨粉补充到由墨粉收集单元收集的墨粉中，从而使混合比率变为特 定比率。
此外，才艮据本发明 一方面的图像形成装置是一种用来通过多个 图像形成单元进行图像形成处理，以在沿特定方向移动的转印接收 件上形成颜色彼此不同的墨粉图像的图像形成装置，并且该图像形 成装置的特征在于包括墨粉收集装置，用于收集残留于转印接收 件上的墨粉；比率判断装置，用于判断包含于由墨粉收集装置收集 的墨粉中的多种颜色的墨粉的混合比率；以及墨粉补充装置，其基 于由比率判断装置判断的混合比率而将不足的彩色墨粉补充到由 墨粉收集装置收集的墨粉中，从而使混合比率变为特定比率。
此外，根据本发明一方面的墨粉回收方法是一种用于使图像形 成装置通过多个图像形成单元进行图像形成处理，以在沿特定方向 移动的转印接收件上形成颜色彼此不同的墨粉图像的墨粉回收方 法，其特征在于包括收集残留于转印接收件上的墨粉；判断包含 于所收集的墨粉中的多种颜色的墨粉的混合比率；以及基于所判断 的混合比率将不足的彩色墨粉补充到所收集的墨粉中，从而使混合 比率变为4争定比率。


图1是示出了根据实施例的图像形成装置中图像形成单元附近 的结构的纟从向截面一见图。
图2是用于详细说明与转印装置相关的部分的视图。
图3是用于说明中间转印系统的图像形成装置的视图。
图4是用于说明根据实施例的图像形成装置的功能框图。
图5是当单色墨粉沿感光体的纵向方向残留时，无清洁器系统 中的残留墨4分处理流程。
图6是示出了当发生卡纸时，当两种或多种颜色的墨粉沿感光 体的》从向方向残留时的处理的流禾呈图。
图7是用于说明废墨粉的收集方法的视图。
图8是示出了废墨粉的色调控制顺序的实例的流程图。
图9是用于说明废墨粉的收集方法的视图。
图10是用于说明废墨粉的回收方法的另 一实例的视图。
图11是示出了四旋转鼓中间转印带系统的图像形成装置的示 意结构的^L图。
图12是示出了色差与色调的感观评价结果之间的关系的表格。
具体实施例方式
下面，将参照附图对本发明的实施例进行描述。
图1是示出了根据实施例的图像形成装置中图像形成单元附近 的结构的纵向截面视图。在图1中，设置有图像形成单元(图像形 成装置)la、 lb、 lc和ld。各个图像形成单元分别包括作为图像 支承体的感光鼓3a、 3b、 3c和3d，并在感光体上形成显影剂图4象。
首先，将描述图像形成单元la。在图1中，感光鼓3a为具有 30mm直径的圆柱体，并^皮i殳置成可沿所示箭头方向旋转。以下部 件沿旋转方向设置在感光鼓3a的周围。首先，充电辊5a被设置成 与感光鼓3a的表面相接触。充电辊5a均匀地对感光鼓3a的感光 表面充以负(-)电。除了充电辊，还可以通过电刷、刮片等进行接 触充电，或者通过电暈线进行非4妄触充电。用于使带电的感光鼓3a 曝光以形成静电潜^f象的曝光装置7af殳置在充电辊5a的下游侧(图 1中的右侧)。作为此处的曝光装置，使用用来进行激光扫描或LED 曝光的装置。此外，显影单元9ai殳置在曝光装置7a的下游侧，该 显影单元包含黄色显影剂，并且通过该显影剂反转地显影由曝光装 置7a形成的静电潜像。作为显影剂，使用含有墨粉和载体的两种 组分显影剂或者仅含有墨粉的一种组分显影剂。作为显影系统，使 用4妄触显影系统或者非*接触显影系统。另外，传送带11 i殳置于显 影单元9a的下游侧，该传送带作为用于将用作图像形成介质的纸 张P传送到感光鼓3a的传送装置。传送带11将纸张P传送到感光 鼓3a， 乂人而形成于感光鼓3a上的显影剂图^f象与纸张P相4妾触。电 荷去除灯(charge removal lamp ) 19a i殳置于感光鼓3a与纸张P之 间的4妄触位置的下游侧。在转印之后，电荷去除灯19a通过均勻的 光辐射去除感光鼓3a的表面电荷。通过电荷去除灯19a去除电荷 而完成了图4象形成的一个周期，并且在下一个图l象形成过程中，充 电辊5a再次对不带电的感光l支3a均匀；也充电。处理单元Ua包括「 感光l支3a、充电4昆5a、显影单元9a和电4肓去除灯19a,并且该处 理单元可拆卸地安装于图^象形成装置的主体。另外，该处理单元可 以-故构造成^^寻充电单元和显影单元中的至少一个与感光体^皮一 体地支撑。传送带11沿垂直于纸张P的传送方向(所示箭头e的 方向)的方向(图中的深度方向)具有几乎与感光鼓3a的长度尺 寸相等的尺寸(宽度)。传送带ll具有环形(无接缝)带的形状， 并4皮支撑于以一定的速度旋转传送带11的驱动辊15和从动辊13 上。驱动辊15到从动辊13的距离为大约300 mm。驱动辊15和从动辊13分别祐 没置成可沿所示的箭头j和i方向(图中的逆时4十方 向)；旋转。通过驱动4昆15的旋转，传送带11 ^皮旋转，并且从动辊 13 ^皮驱动并S走转。通过乂人动辊13朝向外侧方向的加重而施加足够 的张力，从而所述带不会打滑。传送带11由其中均匀分散有碳且 具有100 (mi厚度的聚酰亚胺形成。传送带具有1(T10Qcm的电阻， 并呈现出半导电性。作为传送带的材料，可以使用任何材料，只要 其具有10A8 Qcm 10A13 ncm的体积电阻值并呈现出半导电性即 可。例如，除了其中分散有碳的聚酰亚胺之外，还可以使用通过将 碳等的导电颗粒分散到聚对苯二曱酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚四氟 乙烯、聚偏二氟乙烯等中而得到的材料。可以使用其中未使用导电 颗粒而通过调整组分来调节电阻的聚合物薄膜。另外，可以使用通 过将离子导电材料混合到这种聚合物薄膜、或者诸如具有相对较低 电阻的硅树脂橡胶的橡胶材料或聚氨酯橡胶中而得到的材料。
除了图l象形成单元la之外，图4象形成单元lb、 lc和ld也沿 纸张P的传送方向设置于驱动辊15与从动辊13之间的传送带11 的上方。图像形成单元lb、 lc和ld中的每一个均具有与图像形成 单元la相同的结构。充电辊5b、 5c和5d i殳置于各个感光鼓的周 围。曝光装置7b、 7c和7cH殳置于充电辊的下游侧。其中显影单元 9b、 9c和9d，以及电^肓去除灯19b、 19c和19d i殳置在曝光装置的 下游侧的结构也与图^f象形成单元la相似。区别在于，包含在显影 单元中的显影剂不同。显影单元9b包含品红色的显影剂，显影单 元9c包含青色的显影剂，显影单元9d包含黑色的显影剂。
由传送带11传送的纸张P依次与各个感光鼓相4妄触。在纸张P 与各个感光鼓之间的接触位置附近，作为转印装置的转印装置23a、 23b、 23c和23d相应地i殳置于各个感光鼓。即，转印装置23 i殳置 于相应的感光鼓下方，以与传送带11的背面相4妄触，并且通过传 送带11与图#>形成单元相对。转印件23a连4妾于作为电压施加装
置的正(+ ) DC电源25a。类合乂;也，4争印4牛23b、 23c和23d分别 连4妄于DC电源25b、 25c和25d。另一方面，在图1中，用于容纳 纸张P的供纸盒26i殳置于传送带11的右前方处。在图〗象形成装置 主体中，用于从供纸盒26中逐一拾取纸张P的拾纸辊27被设置成 可沿所示的箭头f方向S走转。对位辊对29可旋转i也i殳置于4合纸辊 27与传送带11之间。对位辊对29以特定的定时将纸张P供应到传 送带11上。此外，用于使纸张P被静电吸附到传送带11的表面上 的金属辊30设置于传送带11上。金属辊30被接地(通地)。此外， 为了使用于吸附纸张的传动带带电，电暈充电单元31通过传送带 11而安装于/人动辊13的下部处，同时传送带11的乂人动辊13作为 电极。此外，在图1中，在传送带11的左前方处，设置有定影 单元33,用于将显影剂定影于纸张P上；以及排纸盘34，被定影 单元定影的纸张P被排出到该排纸盘上。
下面，将描述如上述构造的图像形成装置的彩色图像形成过 程。当通过位于图像形成装置前方的操作面板(控制面板)指示图 4象形成开始时，感光鼓3a ^:收来自未示出的驱动才几构的驱动力， 并开始旋转。充电辊5a均匀地将感光鼓3a充电到大约-60V。曝光 装置7a辐射对应于待记录的图^f象的光至通过充电辊5a均匀带电的 感光鼓3a,并形成静电潜像。显影单元9a通过显影剂显影该静电 潜像，并形成黄色显影剂图像。与在感光鼓3a上形成显影剂图像 的程序相同，在感光鼓3b、感光鼓3c、感光鼓3d上也形成了各种 颜色的显影剂图像。
另一方面，拾纸辊27从供纸盒26拾取纸张P,并且对位辊对 29将纸张P供应到传送带11上。该传送带11将纸张P依次传送到 感光鼓3a、感光l支3b、感光鼓3c和感光l支3d。当纸张P到达由感 光鼓3a、传送带11和转印件23a形成的转印区域Ta时，大约+1000 V的偏压^皮施加到转印件23a。转印件23a与感光鼓3a之间形成转
印电场，并且感光鼓3a上的显影剂图像根据转印电场而被转印到 纸张P上。纸张P (显影剂图像已在转印区域Ta内被转印到其上) 被传送到转印区域Tb。在转印区域Tb，大约+1200 V的偏压从DC 电源施加到转印件23b， /人而品红色显影剂图傳3皮转印，以叠印于 黄色显影剂图像上。在转印品红色显影剂之后，纸张P进一步被传 送到转印区域Tc和转印区域Td。在转印区域Tc中大约+1400V的 偏压被施加到转印件23c,在转印区域Td中大约+1600 V的偏压4皮 施加到转印件23d，从而青色显影剂图像和黑色显影剂图像被依次 多重转印，以叠印于已被转印的显影剂图像上。上述各种颜色的多 重转印显影剂图l象通过定影单元33而^皮固定于纸张P上，并且形 成彩色图像。定影后的纸张被排出到排纸盘34上。
接着，将更详细地描述与转印装置有关的部分(参见图2)。转 印装置23a是通过分散碳而制成导电的导电聚氨酯泡沫辊。具有 €>18 mm的夕卜《圣的專昆41才莫制于<D10 mm的芯4干上。芯杆与辊表面之 间的电阻大约为10e6 Q。恒定电压DC电源25a连4妄于该芯4干。
转印装置的供电装置不限于辊，而是可以是导电刷、导电橡胶 刮片、导电板等。导电板是分散有碳的橡胶件或者是树脂薄膜，并 且可以是诸如硅酮橡胶、聚氨酯橡胶或EPDM的橡胶件，或者是诸 如聚碳酸酯的树脂件。体积电阻值理想地为10e5到10e7Qcm。
作为施力装置的弹簧设置于辊轴的两端处，并且转印辊23a被 该弹簧推压，从而该转印辊沿垂直方向与传送带11弹性接触。揭_ 供给每个转印辊的弹簧的推压力大小设定为600 gft。转印装置23b、 23c和23d中的每一个的结构类似于转印装置23a，并且在各个转 印件中，用于与传送带11弹性接触的结构也相同，因此，将省略 对转印装置23b、 23c和23d的结构的描述。
另外，在结构的实例中，转印带为传送装置，已经对直接转印 系统的实例进行了描述，在该实例中，形成于感光体上的墨粉图像 被直接转印到纸张上，并且传送带11相当于转印接收件。此外，
并不限于此，例如，如图3所示，本发明还可以用于中间转印系统 的图像形成装置，在该中间转印系统中，转印带不进行纸张传送， 并且形成于各个图像形成单元的感光体上的墨粉图像被直接转印 (所谓的首次转印)到诸如带或辊的中间转印体(转印接收件)上， 然后立即从带或辊转印到纸张等上。在这种情况下，形成于各个感 光体上的墨粉图像被转印到中间转印带上，并且二次转印辊和中间 转印带彼此协作，从而墨粉图像被立即转印到所传送的纸张上。然 后，纸张被传送到定影单元，图像被定影，并且纸张被排出到排纸 盘上。
上面是彩色图像形成装置的图像形成过程，如上所述，该图像 形成过程是通过多个图 <象形成单元进4亍的，以将颜色4皮此不同的墨 粉图像转印到沿特定方向移动的转印接收件上。
接着，将描述无清洁器方法。在图1所示的图像形成过程中， 在必要的情况下，转印之后残存于感光体上的残留墨粉通过扰乱 件，以扰乱未示出的转印残存图像，并且再次重复从感光体的充电 步骤开始的图像形成过程。此时，已经通过充电单元的残留墨粉由 于已经经过了充电步骤，因此纟皮充电成具有与感光体的带电电势相 同的极性(在该实施例中为负极性)。当该墨粉到达显影单元时， 图像部分在显影单元^L显影，同时该墨粉仍附着于感光体上，非图 像部分被收集到显影辊侧，进行所谓的同步显影/清洁。这样，即使 感光体的感光表面上不存在诸如刮片的清除装置，图像形成过程也 可连续进4亍。
在该实施例中所示的串联式彩色图像形成装置中
(a) 为了在感光体偏心之后在感光体上形成图像，校正带等 的弯曲，或者
(b) 当周围温度或湿度改变时，感光体的特性、墨粉的充电 特性等被改变，这改变了显影墨粉的数量，从而，以便应对显影墨 粉的数量变化。
在图像未打印(印刷)于诸如纸的图像形成介质上的状态下， 例如，在直接转印系统(其中形成于感光体上的墨粉图像被直接转 印到纸张上的系统)的情况下，将特定图像补片(patch)转印到作 为传送装置的带11上，通过传感器探测位置、反射率、反射密度 等，并且基于实际图像印刷时的数值进行反馈。此时，尽管图像补 片依次被从各个感光体转印到带上，但是，它们被转印于带表面的 这样的位置处，即在该位置处，各种颜色的补片沿感光体的纵向方 向彼此不交迭，并且在带上探测反射率、位置等之后，它们被返回 到各个感光体，并^皮收集于显影单元内。具体地说，第一彩色补片 ;故印刷在第一阶4殳感光体3a上，+350 V施加于第一阶段转印辊 23a,并且在第一彩色补片一皮转印于带11上之后，+350￥施加于第 二阶段转印辊23b，从而第二彩色补片在带上沿纵向方向不交迭地 从第二彩色感光体3b被转印。类似地，在第三和第四阶段进行转 印，然后，通过传感器在带上探测反射率、位置等之后，在第一彩 色补片与第一阶段感光体3a再次接触之前不久，使第一阶段转印 辊23a的转印偏压变为-500 V或更大。由于第一阶^殳感光体3a由 充电单元充电，表面电势为大约-500 V，所以在充有负电的带上的 第 一彩色墨粉通过电场被再次转印到第 一 阶段感光体3a，并且由于 显影单元具有大约-350 V,所以第一彩色墨粉被收集于第一阶段显 影单元9a中。然后，在转印于带上的第一彩色补片通过第一阶段 感光体3a之后，+350 V再次施加于第一阶,殳转印辊23a。这样， 即使第二彩色墨粉与第一阶段感光体3a相接触，第二彩色墨粉也
不会再反过来转印于第一阶段感光体3a上。此外，在第二彩色墨 粉与第二阶段感光体3b接触之前不久，第二阶段转印辊23b的偏 压变为-500V或更大。这样，第二彩色墨粉被再次转印于第二阶段 感光体3b，并且类似于第一阶段，该第二彩色墨粉被收集于第二阶 段显影单元9b中。如上所述，还在第三阶,殳和第四阶革殳，以类似 的定时，转印于带上的补片图像全部被返回到感光体(这些补片图 像从这些感光体上被转印)，并且被收集于显影单元中。另外，各 个偏压是进行实验的偏压的实例，并且任何偏压都是有效的，只要 通过改变转印辊偏压，墨粉可以通过电场返回到各个感光体即可。
此外，在前述实施例中，虽然已描述了其中中间转印体为带的 实例，但是，例如，该结构可以是这样的，即其中使用中间转印辊 (鼓)等。但是，在中间转印系统的情况下，优选地，当第二、第 三、和第四彩色墨粉补片(在印刷补片之后没有在第一阶段被收集 的补片)经过第一阶段工位(station)时，施加于第一阶段转印辊 23a的偏压被设为小于在正常印刷期间施加于第一阶段转印辊23a 的偏压，并且施加于感光体和带的电场被设为小于转印时的电场。
具体地，在正常印刷时，尽管例如向转印车昆施力口+400 V， <旦是， 在不收集补片时，将其设为+300V。这是因为，当偏压较高时，墨 粉的极性被反向，例如从负的变为正的，并且即使将正极性的偏压 施加于转印辊，"反向转印现象，，也经常发生，其中反向后的墨粉 被转印到感光体，并且例如，在第一阶段是黄色、第四阶段是黑色 的情况下，黑色和黄色相混合并不是优选的。此外，在第四阶段是 黑色显影单元的情况下，在黑色感光体3d处，可以在第一至第三 补片存在的所有位置处将负(-)极性的偏压施加于第四阶^殳转印辊 23d。这样，不能被第一至第三感光体收集的墨粉还可以通过黑色 感光体3d而净皮收集于黑色显影单元9d中。就墨粉粘附于带的情况而言，除了上述的图片质量的控制操作 之外，这种情况还会由卡纸等引起。当发生卡纸时，例如，图像被
印刷于第一感光体3a上，并且图像将被转印于带上的转印接收件 (诸如纸)上，但是，由于带上实际上没有纸，所以图像被直接印 刷于带上。在^f又有第一颜色图^f象转印于带上的情况下，可以在返回 操作时将该第一颜色图像返回至第一阶段感光体3a。在这种情况
下，类似于前述情况，当其中已发生卡纸的图像通过第一阶段感光 体3a时，施加于第一阶段转印辊23a的偏压被改变为例如-500 V 或更高，从而其中已发生卡纸的图像的第一颜色墨粉可以被返回到 第一阶段感光体。
此外，在当卡纸时不仅第 一颜色而且第二以及后续的颜色被印 刷在带上的情况下，可以将带上的墨粉返回到黑色感光体3d。在该 实例中，黑色显影单元9d i殳置于第四阶革殳，并且在卡纸返回才喿作 时，将施加于第一至第三转印辊的偏压i殳为大约+350 V,并且将第 四阶段转印辊23d的偏压设为-500 V或更高。这样，被充有负电的 墨粉在第一至第三阶段工位不返回至感光体，而是返回至第四阶段 黑色感光体3d,并且#1收集于黑色显影单元9d中。
在该情况下，问题在于，不同颜色的墨;盼混合于黑色显影单元 9d中，并且最初的黑色墨粉的色调被改变了。在该实施例的图像形 成装置中，提供了一种解决该问题的方法。此处，在中间转印系统 的情况下，期望的是，当在发生卡纸之后进行返回操作时，在经过 第 一阶段工位时施加于第 一阶段转印辊23a的偏压被设为小于在正 常印刷期间施加于第 一 阶段转印辊的偏压，并且施加于感光体和带 的电场比正常寿争印时的电场弱。
具体;也i兌，当正常印刷时，例如，向转印辊施加+400V, <旦是， 在卡纸之后的非收集期内施加+300 V。这是因为，当偏压高(电场 密度大)时，反向转印现象经常发生，并且在例如第一阶段是黄色、
且第四阶段是黑色的情况下，黑色和黄色相混合并不是优选的。在
中间转印系统的情况下，由于乂人诸如带的中间转印体到i者如纸的图 像形成介质进行二次转印，所以，在这个时候会在带上产生转印残 留墨粉。在本发明中，这些残留墨粉不是形成废墨粉，而是被收集 起来，具体地说，所有残留墨粉被返回到用于黑色的感光体，并被 收集于用于黑色的显影单元中。
此时，在串联式工位布置中，优选地，黑色工位位于最上游侧 (第一阶段)，并且通过改变偏压而将二次转印残留墨粉收集到黑 色感光体侧。首先，虽然二次转印残留墨粉到达第一阶段黑色转印 工位，但是，进行纸间操作，在该操作中，在带的一个周期内不进 4亍下一步的图^f象形成。即，与正常的四串联装置相比，印刷速度变 为1/2。
下面将以图3为实例进行描述。在纸间操作中，首先，将黑色
转印工位K6的转印辊K5的偏压设为大约-1.2kv,这样，在二次转
印残留墨粉中，具有负极性的墨粉被移动到黑色感光体Kl侧，因
此，正极性的墨粉残留于带上。在此后的颜色工位中，也将转印偏
压"i殳定为负的，并且正才及性的墨賴"f呆留于带上并^皮允许通过。此时，
当将用于黑色工位K6的转印负偏压设定为较低时(例如，大约-800
V),反向转印减少，因此，这在颜色混合方面变得有利。之后，作 为下一步骤的图^象形成步骤开始，并且当带上的正^L性墨;盼到达黑
色工位K6时，将正常转印偏压(例如，+400 V )施力口于转印辊K5, 感光体上的图像部分墨粉叠印于带上的正极性墨粉上并被转印，并 且带上的对应于非图像部分的正极性墨粉被转印于黑色感光体侧 Kl,并且^皮收集于黑色显影单元K4。应当注意到，由于黑色工^f立 布置于最上游侧，所以当在第二或随后的阶段发生反向转印时，黑
色墨粉混合于彩色显影单元中，存在颜色#:改变的危险。因而，将
第二阶段转印偏压设定得比第一阶段黑色工位K6弱，并且这对于
防止反向转印来说是必要的。例如，当黑色工位K6的转印辊K5 的偏压为+400 V时，并且当第二阶段和随后的偏压被设定为+300 V 时，可以有效防止反向转印。这样，可以将二次转印残留墨粉(在 使用中间转印系统的情况下，二次转印残留墨粉变成最严重的问 题)收集到黑色显影单元K4中，并且可以制造无废墨粉的装置。 如上所述，当中间转印体的所有转印残留墨粉被返回到黑色显影单 元时，尽管颜色是黑的，但颜色被混合并且颜色发生变化，从而必 须防止这一点。
图4是用于解释该实施例的图像形成装置的功能方框图。
墨粉收集单元(墨粉收集装置)901收集残留于诸如转印带或 中间转印辊的转印接收件上的墨粉。如图io所示，在设有用来去 除作为转印接收件的转印带上的墨粉的带清洁器(例如，清洁刮片) 16的情况下，带清洁器16相当于墨粉收集单元。在这种情况下， 从转印接收件上去除的墨粉以全部混合于带清洁器16中的状态而 被收集。另一方面，如图3所示，在采用无清洁器系统(其中，残 留于转印接收件上的墨粉被每个处理单元的感光体收集)的情况
下，每个处理单元具有作为墨粉收集单元的功能。
比率判断单元(比率判断装置)902基于多个处理单元中的每 一个中所使用的墨粉量(例如，基于作为印刷对象的图像数据而计 算出的墨粉的印刷比率)判断包含在由墨粉收集单元901收集的墨 粉中的多种颜色的墨粉的混合比率。具体地说，基于从当由墨粉补 充单元903进4于墨粉补充并且将混合比率调整到特定比率时开始 (从多种颜色的墨粉的混合平衡被调整的状态(运输时、当由于维 l奮而进^f亍更换时、当调整平4軒时)开始)多个处理单元中的每一个 中所使用的墨粉累计量，比率判断单元902判断包含在由墨粉收集 单元901收集的墨粉中的多种颜色的墨粉的混合比率。
墨粉补充单元(墨粉补充装置)903基于由比率判断单元902 判断的混合比而将不足的彩色墨粉补充到由墨粉收集单元901收集 的墨并分中，^^而^f吏混合比率变为特定比率。此处，在墨;盼补充单元 903中，由于具有高转印率的颜色的墨粉难以保留在转印带上，所 以对于这种具有高转印率的颜色的墨粉来说，补充量可以较大。
特定比率是这样的混合比率，即在多种颜色的墨粉混合的情况 下，与标准黑色墨粉的颜色的色差为8或者更小。此处，使色差为 8或更小的原因是， 一般来说，当色差超过"8"时，用户会对色调 方面与标准颜色的差异而感到奇怪。
另外，色差定量i也表示颜色的感觉差别，并且在I^aW颜色系 统中，色差由通过下面的AE*ab的表达式(1 )限定的凄t值来表示。
AE*ab = [(ALT2+(AaT2+(Ab氺;T2]A1/2 ( 1 )
墨粉供应部904将墨粉(其中，墨粉补充通过墨粉补充单元903 而进行，并且混合比率被调整到特定比率)供应给处理单元，以形 成黑色墨粉图像。
CPU801用来在图《象形成装置中进行各种处理，并且还用来通 过才丸行存储于存4诸器802中的程序而实现各种功能。存储器802包 括例如ROM、 RAM等，并用来存储在图像形成装置中使用的各种 信息和程序。
图5示出了当单色墨粉沿感光体的纵向方向残留时，无清洁器 系统中的残留墨粉处理流程。在图中所示的流程图中，进行这样的 处理，即其中将残留于转印接收件上的单色墨粉收集于该颜色的显 影单元中。在这样的情况下，在当形成图像时不发生用单色墨粉沿 主扫描方向在整个区域上进行印刷的情况下(S101,否)，由于不
可能通过颜色区分墨粉并将墨粉收集，所以转到用于黑色处理单元
的感光体的收集处理(S102)。
另一方面，在当形成图像时发生用单色墨粉沿主扫描方向在整 个区域上进行印刷的情况下(S101，是)，并且在不存在其上不印 刷第一颜色的线的情况下(S103，否)，由第一颜色处理单元对来 自转印接收件的残留墨粉进行收集(S104)。
在存在其上不印刷第一颜色的线(S103，是)，并且第二颜色 在该步骤中作为判断对象而被印刷于一位置的情况下(S105,否)， 由第二颜色处理单元对来自转印接收件的残留墨粉进行收集 (S106)。
在第二颜色未在该步骤中作为判断对象^皮印刷于所述位置 (S104，是)，而第三颜色在该步骤中作为判断对象而被印刷于所 述位置的情况下(S107，否)，由第三颜色处理单元对来自转印4妄 收件的残留墨粉进行收集(S108)。
在第四颜色在该步骤中作为判断对象^皮印刷于所述位置的情 况下(S107，是)，由第四颜色处理单元对来自转印接收件的残留 墨粉进行收集(S109)。
图6是示出了当发生卡纸时，当两种或多种颜色的墨粉沿感光 体的纵向方向残留时的处理的流程图。当处理残留墨粉时，基于由 CPU控制的印刷信息来识别沿感光体的纵向方向的颜色。将单色部 分收集于该颜色的处理单元的显影单元中，并且将混合颜色部分收 集于黑色处理单元(附图中，黑色工位)的显影单元中(参见图7)。
当开始印刷操作时，在黑色工位中开始图像形成操作之后，依 次在青色、品红色和黄色图像形成工位中开始图像形成#:作
(S201 )。
接着，开始从黑色工位到中间转印体的首次转印(S202)，并 且也开始不同颜色的首次转印处理(S203 )。接着，开始从中间转 印体到纸张的二次转印处理(S204),并且黑色工位的首次转印偏 压3皮改变为-1.2kv。对于多颜色工位来i兌，首次转印偏压净皮改变为 -800 V ( S205 )。
当二次转印后残留于转印接收件上的墨粉已通过了黑色工位 时(S206,是)，黑色转印辊的偏压被恢复到+400 V，以便开始下 一转印才喿作(S207)。同样对于多颜色来说，类似地，在二次4争印 后残留于转印接收件上的墨粉已通过黑色工位之后，转印偏压^C改 变为+ 300V或更大，以《更开始下一页图^f象的專争印(S208)。
如上所述，对于将彩色墨粉收集于黑色显影单元中来说，存在 两种收集(1 )在直接转印系统和间接转印系统中，将混合颜色墨 粉收集于黑色显影单元中，所述混合颜色墨粉已在卡纸时印刷于带 上，以及(2)在间接转印系统中，将带上的印刷图像的二次转印 残留墨粉收集于黑色显影单元中。即，在间接转印系统中，总是存 在将彩色墨粉和混合墨粉收集于黑色显影单元中的情况，并且这种 控制是重要的。
图8是示出了废墨粉的色调控制顺序的实例的流程图。CPU 801计算图^f象形成时各种颜色(Y、 M、 C)的印刷比率(S301至 S303 )。例如，当装置开始时，或者当一系列的印刷处理结束时， 通过累计的印刷比率来估算二次转印残留墨粉(收集的墨粉量)。
每种颜色墨粉的残留转印墨粉的量可以通过下式来估算
残留转印墨粉的量=印刷比率x图像面积x显影剂墨粉的量 x转印率
比率判断单元902估算Y、 M和C的各个差值(S304)， ^1寻不 足的墨粉转印到转印接收件上，从而基于被最频繁收集的墨粉来消 除各个差值，并且将所述不足的墨粉与所收集的墨粉相混合 (S305 )。例如，在印刷100页纸之后估计有1 mg的Y、 2 mg的M、 以及2 mg的C被收集的情况下，混合1 mg的Y。例如，在估计有 1 mg的Y、 2 mg的M、以及3 mg的C #1收集的情况下，混合2 mg 的Y和lmg的M。此时，为了4吏所收集的墨并分的色调与作为基准 的黑色墨粉的色调相近，为了使所收集的墨粉的混合比率变为特定 比率，由处理单元印刷不足的彩色墨粉，从而进行墨粉补充。因此， 在该实施例中，处理单元和转印带用作墨4分补充单元。当然，并不 仅限于此，可以使用任何装置，只要可以将所需颜色的墨粉的所需 量与由墨粉收集单元收集的墨粉相混合即可，例如，结构可以形成 为设置有墨粉供应单元，该墨粉供应单元能够单独供应各种颜色的 墨粉。
例如，在混合1 mg的Y墨粉时，1 mg的Y墨粉被显影且^皮转 印到带上。其^皮传送到BK感光体。当经过介于中间的M和C的 感光体时，大约+300 V的弱转印偏压被施加于M的转印辊(23b) 和C的转印辊(23c)。当到达BK感光体时，-1.21^￥被施加于8& 转印辊(23d)，带上的墨粉被转印到感光体侧，并且被收集于BK 显影单元中(参照图9)。如上所述，当进行控制使得各种颜色的所 收集的墨粉量的比率变得差不多相等时，可以保持黑色的色调。在 进行该控制之后，可以重置印刷比率计算器(S306)。
另外，在前述实施例中，虽然已描述了其中通过每个处理单元 中的感光体对残留于转印接收件上的墨粉进行收集的结构，但是并 不仅限于此，例如，如图10所示，设置有用于从作为转印接收件
的中间转印带的带表面上刮除墨粉的带清洁器，并且中间转印带上 的残留墨粉可以通过该带清洁器来收集。在这种情况下，由带清洁 器刮除的废墨粉被储存于带清洁器的废墨粉盒中。另外，用来收集 残留于感光体的感光表面上的墨粉的清洁器(感光表面上的墨粉的 收集单元)设置于用来形成颜色不同于黑色的墨粉图像的处理单元 中，并且由清洁器从感光表面上收集的墨粉可以被供应到其中设置 有清洁器的处理单元中的显影单元中。
另外，如图10所示，在用于形成黑色墨4分图^f象的处理单元沿
转印接收件的移动方向设置于最上游侧的情况下(在发生反向转印 时图片质量的劣化倾向于严重的情况下)，所述结构可以形成为4吏 得由清洁器(其位于用于形成颜色不同于黑色的墨粉图像的处理单 元中)从感光表面上收集的墨粉被供应到处理单元的显影单元，以 形成黑色墨粉图4象。
另外，在该实施例中，虽然将所谓的串联式系统图像形成装置 的结构用作实例，4旦是并不<又限于此，例如，在本发明应用于如图 11所示的所谓四旋转鼓中间转印带系统的图像形成装置的情况下， 也可以获得同样的效果。
下面，将对前述实施例中用于在墨粉补充单元中进行墨粉补充
以使得色差变为8或更小的根据进行描述。
以下为测得的凝:据，该凄t据表示，当混合比^皮多次改变时，Y (黄色)墨粉、M (品红色)墨粉、和C (青色)墨粉的混合比(重 量比)和与纯BK (黑色)墨粉的色差(AE*ab)之间的关系。
Y M C 色差
1 1 1 9.53
1.2 1 1.1 3.77
1.3 1 1.2 5.83
1.4 1 1 6.35 1.2 1 1 6.43
1 1 1.2 7.83
1 1.2 1 14.57
如上所述，Y:M:C=1.2:1:1.1为最优的混合比，在该混合比下， 与黑色墨粉的色差变得最小，并且色差为3.77。另外，可以理解， 在1.3:1:1.2时，色差也处于容许范围内。另外，当将其它两种颜色 设为"1"并改变剩余颜色的比率时，Y的容许范围较宽，即使当Y 的比率为"1.4"时，也不会发生色调方面的问题。对于C墨粉来 说，1.2是极限。
下面，将描述与标准黑色墨粉之间的色差的计算方法的实例。
在初始纯BK的1^*&*1)*为(20.0,1.5,-0.5)的情况下，当印刷 1000页纸之后BK印刷图像的1^*&*1)*为(20.5,5,5,-1.5)时，色差 变为
△E*ab = [(0.5)A2+4A2+(-l)A2]Al/2 = 4.2 ( 2 )
另夕卜，当已通过了 2000页纸之后BK印刷图像的I^a化承为(20.3 9.0,2.2)时，色差AE氺ab变为Al/2 = 8.0 ( 3 )
此夕卜，当已通过了 3000页纸之后BK印刷图^f象的I^a氺l^为(20.5 12.2，-3.1)时，色差厶￡*&1)变为Al/2 =11.0 ( 4 )
另外，为了测量色差，使用了 X-Rite, Inc.的X-Rite 938光密度 计。观测条件为光源为D50、可视角为2。，并且该测量在1^*&*1)* 颜色系统中进4亍。色差由AE*ab测;得。
图12是示出了色差与色调的感官评价结果之间的关系的表格。 如图所示，可以理解，当与作为基准的黑色墨4分之间的色差超过"8" 时，评价者会对色调的差别感到奇怪。因此，在该实施例中，色差 "8"为极限值。
另外，4艮据该实施例，可以纟是供一种墨并分回收方法，该方法用 于使图像形成装置通过多个图像形成单元进行图像形成处理，以将 颜色彼此不同的墨粉图像转印到沿特定方向移动的转印接收件上， 该方法包括收集残留于转印接收件上的墨粉；判断包含于所收集 的墨粉中的多种颜色的墨粉的混合比率；以及基于所判断的混合比 率将不足的彩色墨粉补充到所收集的墨粉中，从而使混合比率变为 特定比率。在上述的墨粉回收方法中，可以基于在多个图像形成单 元中的每一个中所使用的墨粉量，来判断包含于所收集的墨粉中的 多种颜色的墨粉的混合比率。此外，在上述的墨4分回收方法中，可 以基于从进行墨粉补充并将混合比率调整到特定比率时开始，在多 个图像形成单元中的每一个中所使用的墨粉累计量，来判断包含于 所收集的墨粉中的多种颜色的墨粉的混合比率。另外，在上述的墨 斗分回收方法中，当补充不足的彩色墨并分时，可以增加具有高转印率 的墨粉的补充量。此外，在上述的墨粉回收方法中，所述特定比率 可以被设定为这样的混合比率，即其中在多种颜色的墨粉混合的情 况下，与正常黑色墨粉的颜色之间的色差为8或更小。此外，在上 述的墨粉回收方法中，多个图像形成单元包括用来形成黑色墨粉图 像的图像形成单元，并且可以将其中进行了墨粉补充并且混合比率 被调整到特定比率的墨粉供应到该图像形成单元，以形成黑色墨粉 图像。此外，在上述的墨粉回收方法中，多个图像形成单元包括用
来形成黑色墨粉图像的图像形成单元，以及用来形成颜色不同于黑 色的墨粉图像的图像形成单元，并且在用来形成颜色不同于黑色的 墨粉图像的图像形成单元中，残留于感光体的感光表面上的墨粉被 收集，并且从感光体上收集到的墨粉可以被供应给设置有感光体的 图像形成单元中的显影单元。此外，在上述的墨4分回收方法中，多 个图像形成单元包括用来形成黑色墨粉图像的图像形成单元以及 用来形成颜色不同于黑色的墨粉图像的图像形成单元，用来形成黑 色墨粉图像的图像形成单元沿特定方向设置于最上游侧，并且在用 来形成颜色不同于黑色的墨粉图像的图像形成单元中，残留于感光 体的感光表面上的墨粉被收集，并且从感光体上收集到的墨粉还可 以被收集作为在用于形成黑色墨粉图像的图像形成单元中再利用 的墨粉。
根据该实施例，可以提供这种结构的图像形成装置，即，在该 结构中，诸如转印带的转印接收件上的残留墨粉被转印到黑色处理
单元中的感光体，并#1返回、收集于黑色显影单元中，且作为黑色 墨粉被再利用。即，还去除了用于转印带的清洁装置，并得到了完 全无清洁器的图像形成装置。这样，由于根本不产生废墨粉，所以 大大减少了墨粉消耗成本，并且废墨粉处理成本也变得多余。
而且，根据该实施例，可以提供将收集到的墨粉回收用作黑色 墨粉的方法。通过使用受控的黑色墨粉，从而使得黑色色调不会因 为混合另 一颜色的墨粉而改变，可以获得其中黑色图像的色调不发 生改变的图像。即，特征在于，计算彩色墨粉的每种颜色的印刷比
率，通过该计算来估算混合到BK显影单元中的该颜色的墨粉量， 并且在不足的情况下，混合该颜色，^v而自动控制黑色的色调，并 且还解决了黑色的色调发生改变的问题。这样，可以将以前曾被丢 弃的墨粉作为黑色墨粉再利用，并且可以提供图像形成装置和墨粉 回收方法，以减少墨粉消耗成本。
在该实施例中，尽管已经对预先记录在装置内部中执行本发明 的功能的情况进行了描述，但是并不仅限于此，也可以将相似的功 能从网络下载到该装置内，或者可以将储存于记录介质中的相似功 能安装于该装置内。记录介质可以具有任何形式，只要可以存储功
能并且该装置可以读取该功能即可，诸如CD-ROM。此外，通过预 先安装或下载而获得的功能与装置内部的OS (操作系统)等结合， 可以实it见该功能。
尽管已通过特定方面详细描述了本发明，但是，对于本领域技 术人员来i兌，4艮明显可以进4亍各种变4匕和改进，只要这些变4b和改 进不脱离本发明的精神和范围即可。
如上面所详细描述的，根据本发明，在进行具有多种颜色墨粉 的图像形成处理的情况下，可以提供这样的技术，即其中转印接收 件(墨粉图像通过多个图像形成单元被转印于其上)上的残留墨粉 不被丟弃，而是作为黑色墨粉被再利用，并且防止了由于黑色墨粉 的色调变化而引起的图片质量劣化。
权利要求
1.一种图像形成装置，其用来通过多个图像形成单元进行图像形成处理，以在沿特定方向移动的转印接收件上形成颜色彼此不同的墨粉图像，所述图像形成装置包括墨粉收集单元，被构造成收集残留于所述转印接收件上的墨粉；比率判断单元，被构造成判断包含于由所述墨粉收集单元收集到的所述墨粉中的多种颜色的墨粉的混合比率；以及墨粉补充单元，被构造成基于由所述比率判断单元判断的所述混合比率而将不足的彩色墨粉补充到由所述墨粉收集单元收集的所述墨粉中，从而使所述混合比率变为特定比率。
2. 根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述比率判断单 元基于所述多个图像形成单元中的每一个中所使用的墨粉量， 来判断包含于由所述墨粉收集单元收集到的所述墨粉中的所 述多种颜色的墨粉的所述混合比率。
3. 根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述比率判断单 元基于/人通过所述墨4分补充单元进4于墨4分补充并将所述混合 比率调整到所述特定比率时开始，在所述多个图^f象形成单元中 的每一个中所使用的墨粉累计量，来判断包含于由所述墨粉收集单元收集到的所述墨粉中的所述多种颜色的墨粉的所述混 合比率。
4. 根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，使用的墨粉量为 基于作为印刷对象的图像数据而计算的墨粉印刷比率。
5. 根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述墨粉补充单 元增加用于具有高转印率的颜色的墨粉的补充量。
6.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述特定比率是 这样的混合比率，即在多种颜色的墨粉混合的情况下，与标准 黑色墨并分的颜色之间的色差为8或者更小。
7. 根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述多个图像形成单元包括用于形成黑色墨粉图像的图 1象形成单元，并且墨粉供应单元将所述墨粉供应给所述图像形成单元以形 成所述黑色墨粉图像，在所述墨粉中，所述墨粉补充通过所述 墨4分补充单元而进行，并且所述混合比率被调整到所述特定比 率。
8. 根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述转印接收件 是中间转印体，所述墨粉图像从所述多个图像形成单元转印至 所述中间转印体，并且所述中间转印体将所述转印后的墨;除图 4象转印至纸张。
9. 根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述多个图像形成单元包括用来形成黑色墨粉图像的图 像形成单元，以及用来形成颜色不同于黑色的墨粉图像的图像 形成单元，用来形成所述颜色不同于黑色的墨粉图像的图像形成单 元包括感光表面墨粉收集单元，所述感光表面墨粉收集单元被 构造成收集残留于感光体的感光表面上的墨4分，并且 所述感光表面墨粉收集单元将从所述感光表面上收集到 的所述墨粉供应给其中设置有所述感光表面墨粉收集单元的 所述图像形成单元中的显影单元。
10. 根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述多个图像形成单元包括用来形成黑色墨粉图{象的图 像形成单元，以及用来形成颜色不同于黑色的墨粉图{象的图像 形成单元，用来形成所述黑色墨粉图 <象的所述图像形成单元沿 所述特定方向设置于最上游侧，用来形成所述颜色不同于黑色的墨粉图像的所述图像形 成单元包括感光表面墨粉收集单元，所述感光表面墨粉收集单 元用于收集残留于感光体的感光表面上的墨4分，并且所述墨粉收集单元收集通过所述感光表面墨粉收集单元 从所述感光表面上收集到的墨粉。
全文摘要
一种图像形成装置，用于通过多个图像形成单元进行图像形成处理，以在沿特定方向移动的转印接收件上形成颜色彼此不同的墨粉图像，包括墨粉收集单元，用于收集残留于转印接收件上的墨粉；比率判断单元，用于判断包含于由墨粉收集单元收集到的墨粉中的多种颜色的墨粉的混合比率；以及墨粉补充单元，基于由比率判断单元判断的混合比率而将不足的彩色墨粉补充到由墨粉收集单元收集的墨粉中，从而使混合比率变为特定比率。本发明还公开了一种用于图像形成装置的墨粉回收方法，当进行具有多种颜色的墨粉的图像形成处理时，转印接收件上的残留墨粉不被丢弃，而是作为黑色墨粉被再利用，防止了由于黑色墨粉的色调变化而引起的图片质量劣化。
文档编号G03G15/00GK101101468SQ200710122738
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月4日 优先权日2006年7月5日
发明者吉田稔, 渡边猛, 高桥雅司 申请人:株式会社东芝;东芝泰格有限公司