清理单元和装载该清理单元的图像形成设备的制作方法

专利名称：清理单元和装载该清理单元的图像形成设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及清理单元，该清理单元在将调色剂像转印到纸上之后，通过除去残留在图像载体的表面上的调色剂来进行清理。本发明还涉及包括该清理单元的图像形成设备。
背景技术：
在电子照相图像形成设备中，通过诸如以下的方法来完成将形成在图像载体或者感光滚筒的表面上的调色剂像向纸上的转印，所述方法为，通过使纸直接与感光滚筒接触转印调色剂像，或者首先进行向由另外的滚筒或者带形成的中间转印体上的调色剂像的初次转印，然后进行调色剂像向纸上的二次转印。这些方法中，后一种利用中间转印体的转印方法被广泛地应用在使用多种不同颜色的彩印中。在这种情况下，首先将多种颜色的调色剂顺次转印到中间转印体上以便在其上形成彩色调色剂像，然后，将最终的调色剂像二次转印到纸上。
利用这种转印方法，即使在调色剂像被转印到纸上或者中间转印体上之后，也会有少量的调色剂残留在感光滚筒的表面上。这种残留在感光滚筒表面上的调色剂，会扰乱随后的一个新的像的形成，从而需要清理。用于这一目的的公知的清理方法包括将残留的调色剂转移到一个旋转构件上，例如，转移到一个辊或者一个旋转刷上，所述辊或旋转刷用于通过将旋转构件压紧到感光滚筒的表面上进行收集；利用与感光滚筒的表面接触的刮片将残留的调色剂刮掉；以及这些方法的组合。
对于利用调色剂的图像形成设备而言，为了形成清晰的高质量的图像，近年来，寻求缩小调色剂直径的尺寸。作为一个传统的调色剂制造方法，采用粉化法，在这种方法中，通过用很强的气压喷出被加热的塑料材料并使该材料撞击到墙壁上以将其粉化，制造调色剂粒子。但是，通过采用粉化法缩小调色剂的直径，会导致产量降低，从而增加调色剂的制造成本。
因此，代替粉化法，作为另外一种可供选择的调色剂制造方法，一种聚合法变得越来越普及。聚合法是一种通过化学反应将物质、调色剂源材料结合起来制造调色剂粒子的方法。与传统的粉化法相比，聚合法消耗更少的能量，从而作为对环境无害的调色剂制造方法是很引人注意的。聚合法可以制造相同形状和尺寸的调色剂，从而可以实现更加清晰、高质量的图像的形成。
但是，利用聚合法制造的调色剂，受到其小的直径及其更接近于球形的形状的不利影响，在它的清理当中遭遇到很大的困难。即，利用聚合法制造的调色剂，形成一种其表面作为一个整体很难被捕捉的形状。这就使得很难通过利用旋转构件或者刮片将其捕捉从而除去。已经提出过一些清理方法，所述方法在球形调色剂的清理过程中，除利用聚合法制造的球形调色剂之外，通过使用无定形调色剂，可以达到满意的清理性能。日本专利申请公开Japanese Patent ApplicationLaid-open No.H8-254873揭示了这种清理方法的一个例子。
借助在日本专利申请公开Japanese Patent Application Laid-openNo.H8-254873中描述的图像形成设备所使用的清理方法，在利用不同颜色的球形调色剂将图像部分显影之前，沿着感光滚筒的表面运动方向、在感光滚筒的前端侧的非图像区域上，利用无定形调色剂形成显影区域，从而，当清理时无定形调色剂介于刮片和球形调色剂之间，因此，使得可以比较容易地清理球形调色剂。但是，利用这种方法，在利用每一种不同颜色的球形调色剂进行的每一个显影工序中，都会在非图像区域上进行无定形调色剂的显影，从而，造成不必要的调色剂的浪费，这些调色剂永远不会被转印到纸上，这将导致更高的运行成本，从节省自然资源的观点出发，将导致不利的影响。
发明的内容鉴于上面所描述的问题而做出本发明，本发明的目的是提供一种清理单元，该清理单元在无损于通过利用球形调色剂获得的清晰、高质量的图像的情况下，在清理残留在图像载体的表面上的调色剂的过程中，可以保持令人满意的性能。本发明的另一个目的是，提供一种图像形成设备，该设备装配有这种清理单元，并在低的运行成本和照顾到资源和环境的同时提供高的性能。
为了达到上述目的，本发明的一个方面涉及一种清理单元，为了利用多种不同颜色的无定形和球形调色剂实现图像形成，该清理单元用于顺次清理残留在图像载体表面上的调色剂，该图像载体重复进行包括对于每一种颜色的显影、转印和清理的处理工序，通过对于每一处理工序使刮片与图像载体接触并将附着在图像载体表面上的调色剂刮掉，进行上述对残留在图像载体表面上的调色剂的顺次清理。该清理单元包括调色剂保留-去除切换机构，该机构设置在图像载体的旋转方向上的刮片的上游，并且，该机构允许进行切换，以便将被刮掉的调色剂保留在刮片和图像载体彼此接触的区域，或者将该调色剂从该区域去除；以及控制器，该控制器用于控制由调色剂保留-去除切换机构所进行的切换。在图像形成过程中首先进行利用无定形调色剂的处理工序。控制器对调色剂保留-去除切换机构进行切换，以便在最初的处理工序中在清理过程中被刮掉的调色剂保留在该区域，并保持保留在该区域上的调色剂，此后，将调色剂保留-去除切换机构进行切换，以便在从任何随后的处理工序开始、直到图像形成结束的清理过程中，将被刮掉的调色剂从该区域中除去。
根据上述结构，尽管对于一种颜色使用无定形调色剂，但是对于其它颜色使用能够以低成本制造并提供高质量的球形调色剂，从而，可以获得高质量的图像，而同时却容易地克服了与使用球形调色剂相关的清理方面的故障。
调色剂保留-去除切换机构由旋转构件构成，该旋转构件与图像载体接触，并且其旋转方向被控制器以这样的方式控制，即，为了使调色剂保留在该区域上，旋转构件的在一个部位处与图像载体接触的表面沿着与图像载体表面的运动方向相反的方向旋转，并且为了将调色剂从该区域除去，旋转构件的在该部位处与图像载体接触的表面沿着与图像载体表面的运动方向相同的方向旋转。
该调色剂保留-去除切换机构包括与图像载体接触的旋转构件，该旋转构件的在一个部位处与图像载体接触的表面沿着与图像载体的表面的运动方向相同的方向旋转；电源部，该电源部由控制器控制，以向旋转构件施加一个极性与调色剂的带电极性相反的偏压，以便使调色剂保留在所述区域上，并且，向旋转构件施加一个极性与调色剂的带电极性相同的偏压，以便将调色剂从所述区域除去。
该调色剂保留-去除切换机构包括与图像载体接触的旋转构件，该旋转构件的在一个部位处与图像载体接触的表面，沿着与图像载体表面的运动方向相同的方向旋转；刮刀，该刮刀被控制器所控制在与旋转构件的表面分离的位置上，以便使调色剂保留在所述区域上，并且该刮刀被控制器控制在与旋转构件的表面接触的位置上，以便将调色剂从所述区域中除去。
在上面描述的任何一种情况下，由于采用通常提供给清理单元的已经可利用的部件和结构，所以不需要额外的器件也不需要用于其附加的额外的空间，从而可以实现降低成本和节省空间的清理单元。


图1是一个垂直左侧剖视图，示意地表示装配有根据本发明的实施例的清理单元的彩色打印机的概略结构；图2是一个在垂直剖面中的局部放大图，示意地表示设置在本发明的清理单元上的调色剂保留-去除切换机构，并且是一个表示控制的概况的示意图；图3是一个曲线图，表示无定形调色剂相对于球形调色剂的重量比如何影响可清理的最小的线压力；图4是一个在垂直剖面中的局部放大图，示意地表示清理单元的周围，清理辊的表面沿着与感光滚筒的表面的运动方向相反的方向旋转；图5与图4类似，但是，清理辊的表面沿着与感光滚筒的表面的运动方向相同的方向旋转；
图6是一个由根据第一个实施例的清理单元执行的控制的图表，带有一个曲线，该曲线表示球形调色剂相对于无定形调色剂的重量比的变化；图7是一个由根据第二个实施例的清理单元执行的控制的图表，带有一个曲线，该曲线表示球形调色剂相对于无定形调色剂的重量比的变化；图8是一个由根据第三个实施例的清理单元执行的控制的图表，带有一个曲线，该曲线表示球形调色剂相对于无定形调色剂的重量比的变化；图9是一个在垂直剖面中的局部放大图，示意地表示清理单元的周围，与调色剂的带电电位的极性相反的偏压被施加到清理辊上；图10是一个在垂直剖面中的局部放大图，示意地表示清理单元的周围，一个与调色剂的带电电位的极性相同的偏压被施加到清理辊上；图11是一个由根据第四个实施例的清理单元执行的控制的图表，带有一个曲线，该曲线表示球形调色剂相对于无定形调色剂的重量比的变化；图12是一个由根据第五个实施例的清理单元执行的控制的图表带有用一个曲线，该曲线表示球形调色剂相对于无定形调色剂的重量比的变化；图13是一个在垂直剖面中的局部放大图，示意地表示清理单元的周围，其中，刮刀位于离开清理辊的位置上；图14是一个在垂直剖面中的局部放大图，示意地表示清理单元的周围，其中，该刮刀位于和清理辊接触的位置上；图15是一个由根据第六个实施例的清理单元执行的控制的图表，带有一个曲线，该曲线表示球形调色剂相对于无定形调色剂的重量比的变化；图16是一个由根据第七个实施例的清理单元执行的控制的图表，带有一个曲线，该曲线表示球形调色剂相对于无定形调色剂的重量比的变化；
图17是一个在垂直剖面中的局部放大图，示意地表示根据第八至第十个实施例的清理单元的周围，带有清理辊和偏压的控制；图18是一个在垂直剖面中的局部放大图，示意地表示根据第八至第十个实施例的清理单元的周围，带有清理辊和偏压的控制；图19是一个在垂直剖面中的局部放大图，示意地表示根据第十一至第十三个实施例的清理单元的周围，带有清理辊和刮刀的控制；图20是一个在垂直剖面中的局部放大图，示意地表示根据第十一至第十三个实施例的清理单元的周围，带有清理辊和刮刀的控制；图21是一个在垂直剖面中的局部放大图，示意地表示根据第十四至第十五个实施例的清理单元的周围，带有偏压和刮刀的控制；图22是一个在垂直剖面中的局部放大图，示意地表示根据第十一至第十三个实施例的清理单元的周围，带有偏压和刮刀的控制；图23是一个在垂直剖面中的局部放大图，示意地表示根据第十六至第十八个实施例的清理单元的周围，带有偏压和刮刀的控制；以及图24一个在垂直剖面中的局部放大图，示意地表示根据第十六至第十八个实施例的清理单元的周围，带有偏压和刮刀的控制。
具体实施例方式
下面将参照图1至24描述本发明的实施例。
首先，将参照图1描述装配有根据本发明的实施例的清理单元的图像形成设备的概略结构。图1是一个垂直左侧剖视图，示意地表示作为图像形成设备的一个例子的彩色打印机。这种彩色打印机是利用中间转印带的类型的彩色打印机。在图1中，右手侧对应于打印机的前侧，而左手侧对应于打印机的后侧。
如图1所示，在打印机1的主体2的内部底部配置存纸盒3，在该存纸盒3中顺序堆叠和储存纸P。如在图1中所看到的那样，该纸P被进给到存纸盒3的右顶端。可以将存纸盒3从主体2的前侧水平地拉出，即，如在图1中所看到的那样，从右侧拉出。
沿着纸的输送方向配置在存纸盒3的下游的是纸进给路径4、纸进给辊5、套准调节辊6以及图像形成部20。图像形成部20在其中心包括感光滚筒21、旋转图像载体。如图1所示，感光滚筒21逆时针旋转。围绕感光滚筒21，沿着其旋转方向依次配置带电装置22、显影装置23和用于感光滚筒21的清理单元30。
显影装置23主要包括旋转架23a，如图1所示，该旋转架是顺时针旋转的转动体。在该旋转架23a中，共计四个显影单元沿着圆周方向均匀间隔地配置。四个显影单元包括黑色显影单元23B、青色显影单元23C、品红显影单元23M以及黄色显影单元23Y。该旋转架23a由图中未示出的驱动机构旋转，以便顺序地将四个显影单元移动到面对感光滚筒21的位置上，从而使各个颜色的调色剂像形成在感光滚筒21的表面上。
在感光滚筒21的紧挨着的下方配置中间转印带24，即，以环形带的形式设置的中间转印体。从底部推压该中间转印带24，使之与感光滚筒21接触。通过围绕多个辊卷绕，支承该中间转印带24。如在图1中看到的那样，中间转印带24顺时针旋转。
在中间转印带24与纸输送路径结合的部位处，配置二次转印部40，该二次转印部40包括二次转印辊41。纸P被插入到通过压紧接触而在中间转印带24与二次转印辊41形成的夹持部内。二次转印辊41可以沿着图1中所示的上下方向移动，适当地与中间转印带24压紧接触或者与中间转印带24分离。在纸的输送方向上的二次转印部40的下游设置带清洁器25，该清洁器也可以适当地与中间转印带24压紧接触或者与之分离。
在图像形成部20的之上，设置光学部7，从该光学部7向感光滚筒21发射激光束L。在图1中，虚线表示激光束L。
在纸输送方向上的图像形成部20和二次转印部40的下游，设置定影部8、纸排出路径9、和纸排出部10。纸排出部10所处的位置允许从外部将位于主体2顶面上的已经打印完的纸P取出。
在定影部8和二次转印部40的之下、并且在这两个部分与存纸盒3之间，设置双面打印纸进给输送路径11，该进给输送路径11从纸排出路径9分支出来，并且在紧靠套准调节辊6的上游的位置上与纸进给路径4合并。
上面描述的打印机1执行下面的打印操作。在进行打印之前，纸P堆叠并储存在存纸盒3内，每张纸P从该存纸盒内单独地进给。被进给的纸P进入纸进给路径4，然后被纸进给辊5传送，从而到达套准调节辊6。套准调节辊6一面校正纸P的歪斜的进给，一面对图像形成部20内在中间转印带24的表面上形成彩色调色剂像的定时进行倒计时，然后将纸P进给到二次转印部40。
图中未示出的外部计算机向打印机1传送关于原始图像的诸如字符、图形、图样等图像数据的信号。根据该图像数据，发射由光学部7控制的激光束L，藉此，在图像形成部20内的感光滚筒21的表面上形成原始图像的静电潜影。
接着，为了在感光滚筒21的表面上形成作为四种不同颜色、即黑色、青色、品红及黄色中的第一种颜色的黑色的调色剂像，旋转架23a旋转，使得黑色显影单元23B面对感光滚筒21。黑色显影单元23B将形成在感光滚筒21的表面上的静电潜影显影，从而形成黑色调色剂像。随后，将该调色剂像转印到中间转印带24的表面上。在该转印之后，由用于该滚筒的清理单元30将残留在感光滚筒21的表面上的调色剂除去。然后，对于第二至第四种颜色重复进行和用于第一种颜色的同样的处理工序，藉此在中间转印带24的表面上形成最终的彩色调色剂像，在该最终的彩色调色剂像中，四种颜色、即黑色、青色、品红和黄色的调色剂像彼此叠加。
如上面所述，当各种颜色的调色剂像以顺次的方式一次转印到中间转印带24上时，二次转印部40的二次转印辊41和带清洁器25均远离中间转印带24。一旦在中间转印带24的表面上形成四种颜色的最终的彩色调色剂像，则使二次转印辊41与中间转印带24压力接触。将最终的彩色调色剂像转印到纸P上，所述纸P已被套准调节辊6同步地进给到通过在中间转印带24和二次转印辊41之间压力接触而形成的夹持部处。在这种转印操作中，向二次转印辊41上施加转印偏压，以便将调色剂转印到纸P上。
接着，将带有未定影的最终调色剂像的纸P进给到定影部8，在该处，利用加热辊和压力辊将最终的彩色调色剂定影。将从定影部8排出的纸P通过纸排出路径9向上进给，然后排出到设置在主体2的顶面上的纸排出部10处。
在双面打印中，在从定影部8排出的纸P即将通过纸排出路径9排出到纸排出部10之前，切换纸P的输送方向，使得纸P被进给到双面打印纸输送路径11，然后与紧靠套准调节辊6的上游的纸进给路径4合并，通过该路径，将纸P再次进给到二次转印部40。
下面，除参照图1之外，将参照图2描述根据本发明的清理单元的详细结构。图2是沿着垂直剖面的局部放大图，示意地表示设置在清理单元上的调色剂保留-去除切换机构，同时，该图是表示控制的概略的示意图。
如图1和2所示，图像形成部20包括作为图像载体的位于其中心的感光滚筒21。靠近感光滚筒21设置清理单元30。
感光滚筒21是一个无机光感受器，该光感受器通过真空蒸发或类似方法，将非晶硅作为无机光敏材料设置在由铝等形成的导电的辊状基体物质上，具有30mm的直径。感光滚筒21被未示出的驱动机构旋转，其圆周速度与纸的输送速度一致(150mm/s)。
用于感光滚筒21的清理单元30沿着感光滚筒21的旋转方向设置在比一次转印辊隙部更靠近下游处(见图1)。如图2所示，清理单元30包括清理刮片31；作为旋转构件的清理辊32；刮刀33；螺旋34；以及外壳35。
清理刮片31由具有硬度为77度(根据JIS Standard A日本工业标准A)的聚氨酯橡胶形成，其轴向长度基本上等于感光滚筒21的长度、厚度为2.2mm，与感光滚筒21接触。清理刮片31相对于感光滚筒21配置成使得由切线和接触区形成的角度为26度，接触区的线压力为30N/m。这种清理刮片31如何配置将在后面进行描述。清理刮片31以这样一种方式进行清理将残留在感光滚筒21的表面上的诸如调色剂等附着物刮掉。
清理辊32通过围绕直径8mm的芯金属设置具有硬度为55度(根据JIS Standard A日本工业标准A)的乙丙橡胶(EPDM)形成，并具有一个直径12mm的辊部。清理辊32设置成使得它被一个未示出的压紧机构以1,000gf(每一侧500gf)的力压紧到感光滚筒21上，该压紧机构设置在清理辊32的轴的两端。清理辊32起着收集残留在感光滚筒21的表面上和围绕着清理刮片31的调色剂的作用，并将所收集的调色剂进给到螺旋34。
进行有效地清理要求清理辊32以预定的表面速度旋转。当清理辊32的表面在与感光滚筒21接触的部位沿着与感光滚筒21的表面的运动方向相反的方向旋转时，清理辊32的表面速度为感光滚筒21的表面速度的1.2倍。当清理辊32的表面在与感光滚筒21的接触部位沿着与感光滚筒21的运动方向相同的方向旋转时，清理辊32的表面速度为感光滚筒21的表面的速度的0.8倍。
刮刀33用厚度0.08mm的不锈钢片形成，其轴向长度基本上等于清理辊32的轴向长度。刮刀33典型地与清理辊32接触，以帮助将从清理辊32的表面除去的调色剂向螺旋34进给。
更具体地说，在调色剂被转印到中间转印带24(见图1)上之后，残留在感光滚筒21上的调色剂被清理刮片31刮掉，然后附着在清理辊32上，或者残留的调色剂直接移动到清理辊32上。附着在清理辊32上的调色剂在其自身的重量的作用下在螺旋34附近下落，或者通过刮掉33进给到螺旋34，借助该螺旋34将调色剂携带到外壳35之外。
电源部40被一个控制器60所控制，如后面将要描述的，用于向清理辊32上施加偏压。
在本发明中，清理辊32的旋转方向、刮掉33的位置、或者通过电源部40施加到清理辊32上的偏压，或者它们的组合、作为一个调色剂保留-去除切换机构50，被控制器60所控制这种控制允许调色剂停留在起来刮片31和清理辊32之间的靠近感光滚筒21的区域内，并准备被除去。
现将对作为用于图像形成的显影剂的调色剂进行描述。对于黑色调色剂采用无定形调色剂，该黑色调色剂储存在图1所示的旋转架23a的显影单元23B内；利用球形调色剂作为青色调色剂、品红调色剂和黄色调色剂，分别储存在显影单元23C、23M和23Y内。
黑色无定形调色剂用下述方法制造。首先，将聚酯树脂与按重量计5份(将聚酯树脂的重量定义为100)的碳黑和作为电荷控制剂(CCA)的苯胺黑N21(由Orient Chemical Industries Ltd.制造)混合，然后，利用双辊捏合机在100摄氏度捏合30分钟。然后，该混合物经受粗粉化，然后利用碰撞板方法中提供的射流粉碎机进行细粉碎。其次，利用风力分级器将混合物分级，藉此，获得容重平均直径7.8μm的细颗粒。将1.5份重量的疏水性二氧化硅粉末添加到该细颗粒中，并用粉末混合器将它们混合在一起，可以提供无定形调色剂。利用抽吸法达到的电荷量为+12μC/g。利用Sysmex Corporation制造的流动式颗粒图像分析仪测得的这种无定形调色剂的球形度为0.91到0.93。
三种颜色的球形调色剂用下述方法制造。首先，将2份重量的聚合引发剂和2份重量的偶氮二异庚腈添加到包括以下成分的混合溶液中80份重量的苯乙烯，20份重量的乙基己基异丁酸脂，5份重量的着色剂，3份重量的低分子量聚丙烯，2份重量的电荷控制剂(季铵盐)，和1份重量的二乙烯基苯(交联剂)。然后将其加入到400份重量的净化水中，在该纯净水中，作为悬浮稳定剂添加有5份重量的磷酸钙和0.1份重量的十二烷基苯磺酸钠。接着，利用TOKUSHU KIKAIKOGYO CO.，LTD.制造的配料-分散机以700rpm的旋转速度搅拌该混合物20分钟，并以70摄氏度和100rpm引起聚合反应10分钟，从而获得容重平均直径6.4μm的球形调色剂。对于三种颜色利用抽吸法提供的电荷量为对于青色为+33μC/g，对于品红为+29μC/g，对于黄色为+32μC/g。利用Sysmex Corporation制造的流动式颗粒图像分析仪测得的这种无定形调色剂的球形度为0.96到0.99。
下面，将参照图3描述如何将清理刮片31和清理辊32配置在如上面所述的构成的清理单元30中。图3是曲线图，表示球形调色剂相对于无定形调色剂的重量比是如何影响可以进行清理的最小线压力的。
首先，参照只使用无定形黑色调色剂的情况，评价被清理刮片31提供的可以清理的最小线压力，通过在被感光滚筒21整个一周没有任何间隙地形成的图像进行显影、由清理刮片31清理和向纸上转印之后，目视地检查对于留下来未被清理刮片31清理的任何纸的区域的纸的表面，来进行这种评价。将被确定为具有均匀的微量的调色剂的纸的表面，被判断为一个清理不足的表面。其结果是，清理刮片31提供的能够清理的最小线压力为20N/m。这里，如上所述，清理辊32配置成使得它被以一个1,000gf的力压到感光滚筒21上。
然后，如图3所示，当从只使用无定形调色剂的条件开始，用于不同颜色的球形调色剂的重量逐渐增加时，评价能够清理的最小线压力。在图3中，横轴表示球形调色剂的重量Ws相对于无定形调色剂的重量Wa之比。在1.00处，在两种调色剂之间，调色剂重量相等，向着横轴的右方，球形调色剂的重量增大。纵轴表示由清理刮片31提供的可以清理的最小线压力。越向顶部，所需要的线压力增高。即，随着纵轴上的读数上升，需要利用逐渐增大的力将清理刮片31压到感光滚筒21上；从而，随着读数上升，清理性能变差，而随着读数降低，清理性能变得更好。
图3表示，在对于所有的颜色的处理过程中，当残留在清理刮片31与清理辊32之间、靠近感光滚筒21的表面的区域处的球形调色剂的重量Ws与无定形调色剂重量Wa之间的关系超过(Ws/Wa)＜1.5时，能够清理的最小线压力逐渐增大。即，超过(Ws/Wa)＜1.5的球形调色剂的增加，导致比较差的清理性能。
一般来说，球形调色剂具有高的转印效率，从而，残留在感光滚筒21的表面上的球形调色剂的重量为所供应的调色剂的重量(显影的调色剂重量)的5％或者以下(在本实验中，约4％)。另一方面，残留在感光滚筒21表面上的无定形调色剂的重量是所供应的调色剂重量的10％到20％(在本实验中为18％)。当所有四种颜色的调色剂在转印之后，直到图像形成结束为止，被残留在清理刮片31和清理辊32之间的靠近感光滚筒21处的区域内时，假定黑色无定形调色剂的残留量是最小量(10％)，而三种颜色的球形调色剂的残留量每一种都是最大量(3×5％)，在球形调色剂重量Ws与无定形调色剂的重量Wa之间的关系大致为(Ws/Wa)＝1.5。
因此，清理刮片31、清理辊32和刮刀33在本发明的清理单元中相对于感光滚筒21配置成使得在对于所有颜色的处理中，残留在清理刮片31和清理辊32之间的靠近感光滚筒21的表面的区域中的球形调色剂的重量Ws与无定形调色剂的重量Wa之间的关系变成(Ws/Wa)＜1.5。
在上述实验中，供应给感光滚筒21的显影调色剂的重量对于无定形调色剂为0.60mg/cm2，对于球形调色剂为0.52mg/cm2。通过改变转印效率、显影条件等，可以将球形调色剂的重量Ws与无定形调色剂重量Wa之间的关系保持在(Ws/Wa)＜1.5。
下面，将根据本发明的实施例描述残留在感光滚筒21的表面上的调色剂行为，如何基于清理辊32的旋转方向、刮刀33的位置、或者通过电源40施加到清理辊32的偏压、以及它们的组合，被调色剂保留-去除切换机构50的操作所影响。
在第一至第三个实施例中，保留-去除切换通过改变清理辊32的旋转方法来进行。在这些实施例中，刮刀33是固定的，与清理辊32接触。不向清理辊32施加偏压，或者为了进行清理向其上施加适当的偏压，但是该偏压的数值是固定不变的。图4是一个在纵剖面中的部分放大图，示意地表示清理单元的周围，清理辊32的表面沿着与感光滚筒21的表面的运动方向相反的方向旋转。图5与图4类似，但是，清理辊32的表面沿着与感光滚筒21的表面的运动方向相同的方向旋转。
如图4所示，当清理辊32在与感光滚筒21的接触部位沿着与感光滚筒21的表面的运动方向相反的方向旋转时，被清理刮片31从感光滚筒21的表面上刮掉的调色剂落到清理辊32上，从而再次被附着在感光滚筒21的表面上。进而，从感光滚筒21的表面直接附着到清理辊32上的调色剂也再次附着到感光滚筒21的靠近清理刮片31的表面上。这样，从感光滚筒21的表面清除掉的调色剂不被进给到螺旋34上，而是保留在清理刮片31和清理辊32之间的靠近感光滚筒21的区域处。
其次，如图5所示，当在与感光滚筒21接触的区域处的清理辊32的表面沿着与感光滚筒21的表面的运动方向相同的方向旋转时，被清理刮片31从感光滚筒21的表面上刮掉的调色剂以及从感光滚筒21的表面上直接附着在清理辊32上的调色剂，在重力的作用下，被清理辊32的旋转所引导，并在刮刀33的引导下，被进给到螺旋34，然后被螺旋34带到外壳35之外。
下面，除了图1、4和5之外，将参照图6描述本发明的第一个实施例。图6是一个由清理单元在清理过程中所进行的控制的图表，带有一个曲线，该曲线表示球形调色剂相对于无定形调色剂的重量比的变化。
对于清理辊32的驱动方法，“相反方向ON”表示清理辊32在与感光滚筒21接触的区域的表面沿着与感光滚筒21的表面的运动方向相反的方向旋转上的情况，“相同方向ON”表示清理辊32在与感光滚筒21接触的区域的表面沿着与感光滚筒21的表面的运动方向相同的方向旋转上的情况，并且“OFF”表示清理辊32跟随感光滚筒21的旋转而旋转。对于球形调色剂和无定形调色剂的重量比的变化，与图3相对应，利用“球形调色剂重量/无定形调色剂重量(Ws/Wa)”表示。在显影单元、清理辊32等被驱动时，在预定的定时围绕清理刮片31将调色剂取样之后，利用扫描电子显微镜(SEM)测量残留在清理刮片31和清理辊32之间靠近感光滚筒21的区域处的调色剂的重量比。
如图6所示，在感光滚筒21上进行的图像形成操作中，感光滚筒21开始旋转，然后，四个显影单元、黑色显影单元23B、青色显影单元23C、品红显影单元23M和黄色显影单元23Y相继被驱动，藉此，在中间转印带24(见图1)的表面上形成彩色调色剂像。
在图像形成操作过程中，清理辊32在与感光滚筒接触的部位的表面被控制器60沿着与感光滚筒21的表面的运动方向相反的方向旋转(见图4)，藉此，四种颜色的调色剂保持在清理辊32和清理刮片31的周围，直到图像形成操作即将结束之前。因此，球形调色剂的重量相对于无定形调色剂的重量之比，随着青色、品红和黄色调色剂被显影而增加，在即将结束图像形成操作之前，达到最大值0.69，但保持在低于1.5。
在所有四种颜色的显影刚一完成时，控制器60使得清理辊32在与感光滚筒21接触的部位的表面沿着与感光滚筒21的表面运动的方向相同的方向旋转(见图5)。所有四种颜色的调色剂，在重力的作用下，被清理辊32的旋转所引导，并在刮刀33的引导下，被进给到螺旋34，然后被螺旋34带到外壳35之外。通过这种清理操作，球形调色剂和无定形调色剂一起被从感光滚筒21的表面上除去。
下面，除参照图1、4和5之外，将参照图7，作为本发明的第二个实施例，描述在第一个实施例中的被清理单元30进行的清理操作的改型。图7是一个由清理单元在清理过程中进行的控制的图表，带有一个曲线，该曲线表示球形调色剂相对于无定形调色剂的重量比的变化。本实施例的清理单元的结构与第一个实施例的结构相同；因此，将省略它在图中的表示和对它的描述。图7中所使用的绘图方法和图6的绘图方法相同。
如图7所示，在感光滚筒21上进行的图像形成操作当中，感光滚筒21开始旋转，依次开始第一种颜色、即黑色的显影。在清理黑色调色剂、即清理无定形调色剂时，在与感光滚筒21接触的清理辊32的表面，被控制器60沿着与感光滚筒21的表面的运动方向相反的方向旋转(见图4)，藉此，黑色调色剂残留在清理辊32和清理刮片31之间的靠近感光滚筒21的区域内，一直到三种颜色、即球形调色剂开始被清理为止。
在黑色调色剂的显影完成之后，三种颜色的第一种颜色—青色的显影开始时，为了清理青色调色剂，清理辊32在与感光滚筒21接触的区域的表面，被控制器60沿着与感光滚筒21的表面的运动方向相反的方向旋转(见图5)。然后，接着继续进行球形调色剂品红和黄色的显影和清理。不同颜色的球形调色剂和黑色调色剂一起，顺次地在重力的作用下被清理辊32的旋转所引导，并在刮刀33的引导下被进给到螺旋34，然后被螺旋34带到外壳35之外。从而，随着青色、品红和黄色调色剂被相继显影，球形调色剂相对于无定形调色剂的重量比增大，在图像形成操作即将结束之前，达到最大值0.54，但保持在低于1.5。当图像形成操作完成时，所有四种颜色已被清除，从而，球形调色剂和无定形调色剂一起被从感光滚筒21的表面上除去。
图7表示一个控制的例子，这种控制使得一种调色剂在清理无定形的黑色调色剂的过程中保留下来，而被清理的调色剂在从下一个球形青色调色剂的清理直到图像形成操作结束的期间内，被从上面提到的区域内除去。作为没有示出的另一种可选择的控制，一种调色剂可以在清理黑色调色剂和青色调色剂的过程中保留下来，而一种调色剂可以在从品红调色剂的清理到图像形成操作结束的期间内被从上面提到的区域内除去。即使在这种情况下，测量表明，球形调色剂重量与无定形调色剂重量之比也保持在1.5或者以下。黑色、青色和品红调色剂在它们的清理过程中保留下来，而黄色调色剂在其清理过程中被从上面提到的区域中除去的控制，也提供和图6所示的例子相同的结果。
下面，除了参照图1、4和5之外，将参照图8，作为本发明的第三个实施例，将描述被第一个和第二个实施例中的清理单元30所进行的清理操作的改型。图8是一个被清理单元在清理过程中进行的控制的图表，带有一个曲线，该曲线表示球形调色剂相对于无定形调色剂的重量比。因此，将省略它在图中的表示和对它的描述。图8中所使用的绘图方法，和图6的绘图方法相同。
如图8所示，在感光滚筒21上所进行的图像形成操作当中，感光滚筒21开始旋转，接着开始第一种颜色、即黑色的显影。在清理黑色调色剂、即无定形与调色剂时，由控制器60使清理辊32的在与感光滚筒21接触部位的表面沿着与感光滚筒21的表面的运动方向相反的方向旋转(见图4)。
在黑色调色剂的显影完成之后，当青色——三种颜色的第一种颜色的显影开始时，清理辊32被控制器60控制，与感光滚筒21的旋转相一致地旋转(见图5)。从而，球形调色剂的重量相对于无定形调色剂的重量之比，随着青色、品红和黄色调色剂被依次显影而增大，在图像形成操作即将结束之前，达到1.28的最大值，但是，保持低于1.5。当图像形成操作完成时，所有四种颜色均已被清理，从而，球形调色剂和无定形调色剂一起被从感光滚筒21的表面上除去。
下面，除参照图1之外，参照图9和10描述第四和第五该实施例，在这些实施例中，通过向构成保留-去除切换机构50的清理辊32上施加偏压来进行保留-去除切换。图9是在纵剖面中的部分放大图，示意地表示清理辊的周围，将与调色剂的电荷电位的极性相反的偏压施加到清理辊上。图10是与图9类似的图示，但是，带有与调色剂的电荷电位的极性相同的偏压施加到清理辊上。在这些实施例中，在与感光滚筒21接触的区域处的清理辊32的表面，沿着与感光滚筒21的表面的运动方向相同的方向旋转，从而，该旋转方向在以后的时间内也不改变。刮刀33固定地与清理辊32接触。
当其极性与调色剂的电荷电位的极性相反时，该偏压为350V，当其极性与调色剂的电荷电位相同时，该偏压为900V。在DC电压上另外叠加AC电压，改进允许调色剂保持围绕着清理辊32或者被进给到螺旋34的效率。从而，特别是当偏压与调色剂的电荷电位相同时，可以缩短从最后的显影操作完成到清理辊32停止的时间期间。在清理操作过程中施加的偏压，可以由控制器60通过控制电源40进行切换。
如图9所示，当将极性与调色剂的电荷电位相反的偏压施加到清理辊32上时，清理辊32和调色剂相互吸引，从而，被清理刮片31从感光滚筒21的表面上刮掉的调色剂倾向于落到清理辊32上，并再次被附着在感光滚筒21的表面上。另外，由于偏压的极性相反，直接附着从感光滚筒21的表面附着在清理辊32中的调色剂，即使通过与清理辊32的表面接触的刮刀33，也从不会从清理辊32的表面上分离。从而，即使当在与感光滚筒21接触的区域的清理辊32表面与感光滚筒21的表面的运动方向相同的方向旋转时，被从感光滚筒21的表面清理掉的调色剂，在偏压的强烈影响下，也会被迫停留在清理辊32的周围，而不被进给到螺旋34。
其次，如图10所示，当施加与调色剂的电荷电位相同极性的偏压时，清理辊32和调色剂相互排斥，从而，被清理刮片31从感光滚筒21的表面上刮掉的调色剂，和直接从感光滚筒21的表面附着到清理辊32上的调色剂，在重力的作用下，被清理辊32引导并在刮刀33的引导下，被进给到螺旋34，然后被螺旋34带到外壳35的外部。
下面，除参照图1、9、和10之外，将参照图11描述第四个实施例。图11是一个在清理过程中被清理单元进行的控制的图表，带有一个曲线，该曲线表示球形调色剂相对于无定形调色剂的重量之比的变化。图11的绘图方法，除了在图表中所指出的，代替对清理辊32的旋转的控制，进行向清理辊32上施加的偏压的控制之外，基本上和描述第一个实施例的图6的绘图方法相同。
如图11所示，在向感光滚筒21上进行的图像形成操作中，感光滚筒21开始旋转，随后四个显影单元，黑色显影单元23B、青色显影单元23C、品红显影单元23M和黄色显影单元23Y，依次被驱动，然后在中间转印带24(见图1)的表面上形成彩色调色剂像。
在图像形成操作过程中，电源40被控制器60控制，向清理辊32上施加一个与调色剂的电荷电位极性相反的偏压(见图9)。其结果是，四种颜色的调色剂被吸引到清理辊32，并保留在清理刮片31和清理辊32之间的靠近感光滚筒21的区域内，直到图像形成操作即将结束之前。球形调色剂的重量与无定形调色剂的重量之比随着青色、品红和黄色调色剂的相继显影而增加，在图像形成操作即将结束之前，达到最大值0.69，但保持在低于1.5。
当所有四种颜色显影完成时，由控制器60控制电源40，向清理辊32上施加一个进行与调色剂的电荷电位极性相等的偏压(见图10)。所有四种颜色的调色剂与清理辊32排斥，在重力的作用下，被清理辊32的旋转所引导、并且的刮刀31的引导下，被进给到螺旋34，并被螺旋34带出到外壳35之外。这种清理操作允许球形调色剂和无定形调色剂一起被从感光滚筒21的表面上除去。当清理辊32的旋转停止时，也停止向清理辊32上施加偏压。
下面，除参照图1、9和10之外，将参照图12描述第五个实施例。图12是一个在清理过程中被清理单元进行的控制的图表，带有一个曲线，该曲线表示球形调色剂相对于无定形调色剂的重量比的变化。本实施例的清理单元的结构与第四个实施例的结构相同；因此，省略在图上的表示和对它的描述。图12中所使用的绘图方法，和图11的绘图方法相同。
如图12所示，在感光滚筒21上进行的图像形成操作中，感光滚筒21开始旋转，接着第一种颜色，即黑色的显影开始。在黑色调色剂、即无定形调色剂的清理时，电源40被控制器60所控制，向清理辊32上施加一个与调色剂的电荷电位的相反的极性的偏压(见图9)，藉此，黑色调色剂停留在清理辊32与清理刮片31之间的靠近感光滚筒21的区域处，直到三种颜色的调色剂、即球形调色剂开始被清理为止。
在黑色调色剂的显影完成之后，当三种颜色的第一种颜色的青色的显影开始时，为了清理青色调色剂，电源40被控制器60控制，向清理辊32上施加极性与调色剂的电荷电位相等的偏压(见图10)。然后，依次继续进行球形调色剂——品红和黄色的显影和清理。不同颜色的球形调色剂和黑色调色剂一起，在重力的作用下，排斥清理辊32，并且向刮刀33的引导下，被依次进给到螺旋34，然后被螺旋34带到外壳35之外。球形调色剂的重量相对于无定形调色剂的重量之比随着青色、品红黄色被显影相应地增大，在图像形成操作即将结束之前，达到一个最大值0.54，但保持低于1.5。当图像形成操作完成时，所有四种颜色已经被清理，从而，球形调色剂和无定形调色剂一起被从感光滚筒21的表面上除去。
图12表示这样一种控制的例子，即，在无定形的黑色调色剂的清理过程中，调色剂保留下来，而在从下一个球形青色调色剂的清理直到图像形成操作结束为止的期间内，被清理的调色剂被从上面提到的区域除去。作为另外一种可供选择的未示出的控制，在黑色调色剂的清理和青色调色剂的清理过程中，一种调色剂可能会保留下来，而在从品红调色剂的清理直到图像形成操作结束的期间内，可以从上述区域除去一种调色剂。即使在这种情况下，测量表明，球形调色剂的重量对无定形调色剂的重量之比，仍然保持在1.5或以下。黑色、青色、和品红调色剂在它们的清理操作过程中保留下来，而黄色调色剂在清理过程中被从上面提到的区域除去的控制，也提供如图11的例子的同样的结果。
下面，除参照图1之外，将参照图13和14对于与本发明的第六个和第七个实施例相关的内容进行描述，在所述实施例中，通过移动构成调色剂保留-去除切换机构50的刮刀33的位置，进行调色剂保留-除去的切换。图13是以一个在垂直剖面中的局部放大图，示意地表示清理单元的周围，带有一个处于离开清理辊32的位置上的刮刀31。图14是一个类似于图13的图示，但是，刮刀33处于和清理辊32接触的位置。在这些实施例中，清理辊32在与感光滚筒21接触的区域的表面，与感光滚筒21的表面的运动方向相同的方向旋转，并且，该旋转方向在以后时间里不改变。在清理辊32上不施加偏压，或者将一个清理所需的适当的偏压施加到清理辊32上，可是，其数值是固定不变的。
如图13所示，当刮刀33被控制器60移动到离开清理辊32的位置上时，刮刀33起着一个在清理辊32与螺旋34之间的间隔件的作用，从而，从感光滚筒21的表面上被清除的调色剂不能很容易地从清理辊32的周围区域被进给到螺旋34。从而，被清理刮片31从感光滚筒21的表面上刮掉的调色剂掉到清理辊32上，而从感光滚筒21的表面直接附着到清理辊32上的调色剂，保留附着到清理辊32的表面上。因此，调色剂保留在清理刮片31和清理辊32之间的靠近感光滚筒21的区域处。
如图14所示，当刮刀33被控制器60移动到与清理辊32接触的位置上时，附着在清理辊32上的调色剂被刮刀33刮掉，并且很容易地在重力的作用下被引导到螺旋34，然后被螺旋34带到外壳35之外。
下面，除参照图1、13、和14之外，将参照图15描述本发明的第六个实施例。图15是一个在清理过程中被清理单元进行的控制的图表，带有一个曲线，该曲线表示球形调色剂相对于无定形调色剂的重量比的变化。在图15中，当刮刀33移动到离开清理辊32的位置处时，将其表示为“分离”，当其被移动到与清理辊32接触的位置上时，将其表示为“接触”。其它标记与图11所示的一样，从而省略其描述。
如图15所示，在感光滚筒21上进行的图像形成操作中，感光滚筒21开始旋转，接着四个显影单元，黑色显影单元23B，青色显影单元23C，品红显影单元23M，以及黄色显影单元23Y，相继被强度，然后，在中间转印带24(见图1)上形成彩色调色剂像。
在图像形成操作过程中，控制器60控制刮刀33，使之移动到离开清理辊32的位置上(见图13)。其结果是，所有四种颜色的调色剂保留在清理刮片31与清理辊32之间的靠近感光滚筒21的区域处，直到所有颜色的显影结束为止。球形调色剂的重量与无定形调色剂的重量之比，随着青色、品红和黄色调色剂相继被显影而相应地增大，在图像形成操作即将结束之前，达到最大值0.69，但是保持低于1.5。
当所有颜色的显影完成时，控制器60控制刮刀33，使之移动到与清理辊32接触的位置(见图14)。所有四种颜色的调色剂被刮刀33刮掉，并且很容易地在重力的作用下被引导到螺旋34，然后被螺旋34带出到外壳35之外。当清理辊32停止时，刮刀33被强迫再次移动到与清理辊32分开的位置上。
下面，除了参照图1、13和14之外，将参照图16描述作为本发明的第七个实施例的被第六个实施例中的清理单元30所进行的清理操作的改型。图16是一个由清理单元在清理过程中所进行的控制的图表，带有一个曲线，该曲线表示球形调色剂相对于无定形调色剂的重量比的变化。本实施例的清理单元的结构与第六个实施例的结构相同；因此，将省略它在图中的表示以及对它描述。用于图16的绘图方法和用于图14的绘图方法相同。
如图16所示，在感光滚筒21上进行的图像形成操作中，感光滚筒21开始旋转，接着第一种颜色，即黑色的显影开始。当清理黑色调色剂，即无定形调色剂时，刮刀33被控制器60移动到离开清理辊32的位置(见图13)，藉此，无定形调色剂保留在清理辊32与清理刮片31之间的靠近感光滚筒21的区域处，直到三种颜色的调色剂，即球形调色剂开始被清理为止。
在黑色调色剂的显影完成之后，当三种颜色的第一种颜色——青色开始显影时，为了清理清扫调色剂，控制器60将刮刀33移动到与清理辊32接触的位置处(见图14)。然后，球形调色剂、品红和黄色的显影和清理依次继续进行。不同颜色的球形调色剂与无定形的黑色调色剂一起被顺序地越过刮刀33引导到螺旋34，然后被连续34带出外壳35之外。球形调色剂的重量相对于无定形调色剂的重量之比，随着青色、品红、和黄色调色剂随后被显影而相应地增大，在图像形成操作即将结束之前，达到一个最大值0.54，但保持在1.5以下。
图16表示一个控制的例子，该控制使得在无定形黑色调色剂的清理过程中，调色剂保留在上面所述的区域内，而在从下一个球形青色调色剂的清理起到图像形成操作结束的期间内，一种被清理的调色剂被从上面提到的区域中除去。作为另外一种未示出的可供选择的控制，在黑色调色剂的清理和青色调色剂的清理过程中，一种调色剂保留下来，而在从品红调色剂的清理开始到图像形成操作结束的期间内，即，在清理残留的球形调色剂的过程中，一种调色剂可能被从上面提到的区域除去。即使在这种情况下，测量表明，球形调色剂的重量相对于无定形调色剂重量之比，保持在1.5或以下。黑色、青色和品红调色剂在它们的清理操作过程中保留下来，而黄色调色剂在其清理过程中被从上面提到的区域除去这样的控制，提供如15所示的例子相同的结果。
在图像形成操作完成时，所有四种颜色的调色剂的清理也完成，从而，球形调色剂和无定形调色剂一起被从感光滚筒21的表面上除去。当清理辊32的旋转停止时，刮刀33再次被迫移动到离开清理辊32的位置上。
上面对这样一些实施例进行过描述，在所述实施例中，通过利用和控制清理辊32的旋转方向、刮刀33的位置、和施加到清理辊32上的偏压，以便达到调色剂的保留-去除切换，提供调色剂保留-去除切换机构50(图2)。但是，可以将它们当中的两个或者它们的全部组合起来，以便达到前面提到的切换，从而，允许更加可靠的调色剂保留和除去的控制。
下面将参照图17至24，简单描述由清理辊32的旋转方向、刮刀33的位置、和施加到清理辊32上的偏压中的两个或者全部的组合所进行的控制。
图17和18表示切换清理辊32的旋转和在施加偏压时切换偏压的极性的组合的控制。如图17所示，为了使调色剂停留，控制器60沿着与感光滚筒21的表面的运动方向相反的方向旋转在与感光滚筒21接触的部位的清理辊32的表面，并且与此同时，向清理辊32上施加一个极性与调色剂的电荷电位相反的偏压。如图18所示，为了使调色剂除去，控制器60沿着与感光滚筒21的表面的运动方向相反同的方向旋转在与感光滚筒21接触的部位的清理辊32的表面，并且，与此同时，向清理辊32上施加一个其极性与调色剂的电荷电位相等的偏压。在如何一种情况下，刮刀33固定的与清理辊32接触。
下面，将根据上面描述的结构，简单地描述第八到第十个实施例。在第八个实施例中，以相同的定时，并以和图6所示的相同的方式，如图6所描述的那样切换清理辊32的旋转方向。在第八个实施例中，以图11所示的同样的方法并如参照图11所描述的那样切换偏压的极性。在第九个实施例中，以相同的定时，以图7所示的相同的方式，如参照图7所描述的那样切换清理辊32的旋转方向。在第九个实施例中，以和图12所示的相同的方式，并如参照图12所描述的那样，切换偏压的极性。在第十个实施例中，以图8所示的相同的定时和相同的方式，并如参照图8所描述地切换清理辊32的旋转方向。在第十个实施例中，以和图12所示的相同的方式和如参照图12所描述的切换偏压的极性。
图19和20表示切换清理辊32的旋转方向和刮刀33的位置的组合控制。如图19所示，为了使调色剂停留，控制器60沿着与感光滚筒21的表面的运动方向相反的方向旋转清理辊32在与感光滚筒21接触的部位处的表面，并且，与此同时，将刮刀33移动到离开清理辊32的位置处。如图20所示，为了将调色剂除去，控制器60沿着与感光滚筒21的表面的运动方向相同的方向旋转清理辊32在与感光滚筒21接触的部位处的表面，并且，与此同时，将刮刀33移动到与清理辊32接触的位置处。在任何一种情况下，均不向清理辊32上施加偏压，或者向其上施加用于清理所要求的适当的偏压，但偏压的值使固定的。
根据上面描述的结构，将简单地描述第十一和第十三个实施例。在第十一个实施例中，以和图6所示的同样的定时和同样的方式并如参照图6所描述的切换清理辊32的旋转方向。在第十二个实施例中，以和图15所示的相同的方式并如参照图15所描述的那样切换刮刀33的位置。在第十二个实施例中，以和图7所示的定时和相同的方式、并如参照图7所描述的切换清理辊32的旋转方向。在第十二个实施例中，以和图16所示的相同的方式并如参照图16所描述地切换刮刀33的位置。在第十三个实施例中，以和图8所示的相同的定时和相同的方式并如参照图8所描述的那样切换清理辊32的旋转方向。在第十三个实施例中，以和图16所示的相同的方式并如参照图16所描述地切换刮刀33的位置。
图21和22表示在施加偏压时切换偏压的极性和切换刮刀33的位置的组合控制。如图21所示，为了使调色剂停留，控制器60向清理辊32上施加极性与调色剂的电荷电位相反的偏压，并且，与此同时，将刮刀33移动到离开清理辊32的位置上。如图22所示，为了将调色剂除去，控制器60向清理辊32上施加极性与调色剂的电荷电位相同的偏压，并且，与此同时，将刮刀33移动到与清理辊32接触的位置上。在如何一种情况下，与感光滚筒21接触部位的清理辊32的表面，均沿着与感光滚筒21的表面的运动方向相同的方向旋转，并且不切换其旋转方向。
根据上面描述的结构，将简单地描述第十四个到第十五个实施例。在第十四个实施例中，以和图11所示的相同的定时和相同的方式并如图11所描述的那样切换偏压的极性。在第十四个实施例中，以和图15所示的相同的方式并如参照图15所描述的那样，切换刮刀33的位置。在第十五个实施例中，以和图12所示的相同的方式并如图12所描述的那样，切换偏压的极性。在第十五个实施例中，和图16所示的相同的方式并如参照图16所描述的那样切换刮刀33的位置。
图23和24表示切换清理辊32的旋转方向、切换在施加偏压的偏压的极性、以及切换刮刀33的位置的组合的控制。如图23所示，为了使调色剂保留，控制器60沿着与感光滚筒21的运动方向相反的方向旋转与感光滚筒21接触的部位处的清理辊32的表面，并且，与此同时，向清理辊32上施加其极性与调色剂的电荷的电位相反的偏压，进而，将刮刀33移动到离开清理辊32的位置上。如图24所示，为了将调色剂除去，控制器60沿着与感光滚筒21的运动方向相同的方向旋转与感光滚筒21接触的部位处的清理辊32的表面，并且，与此同时，向清理辊32上施加其极性与调色剂的电荷的电位相等的偏压，并进而将刮刀33移动到与清理辊32接触的位置上。
下面将根据上述结构，简单地说明第十六到第十八个实施例。在第十六个实施例中，以和图6所示的定时和相同的方式、并如图6所描述的那样切换清理辊32的旋转方向。在第十六个实施例中，以和图11所示的相同的方式并如参照图11所描述的那样切换偏压。进而，在第十六个实施例中，以和图15所示的方式以及如参照图15所描述的那样切换刮刀33的位置。在第十七个实施例中，以和图7所示的定时和相同的方式、并如图7所描述的那样切换清理辊32的旋转方向。在第十七个实施例中，以和图12所示的相同的方式并如参照图12所描述的那样切换偏压的极性。进而，在第十七个实施例中，以和图16所示的相同的方式并如参照图16所描述的那样切换刮刀33的位置。在第十八个实施例中，以和图8所示的定时和相同的方式、并如图8所描述的那样切换清理辊32的旋转方向。。在第十八个实施例中，以和图12所示的相同的方式并如参照图12所描述的那样切换偏压的极性。进而，在第十八个实施例中，以和图16所示的相同的方式并如参照图16所描述的那样切换刮刀33的位置。
如上面所述，根据本发明，尽管对于一种颜色使用无定形调色剂，但是对于其它颜色使用能够以低成本生产并提供高质量的球形调色剂，所以，在可以很容易地克服与使用球形调色剂相关的清理方面的缺点的同时，可以实现高质量的图像。进而，在上面描述的任何一个实施例中，由于采用已经可以获得的通常对于清理单元所提供的部件和结构，所以，无需额外的器件和用于它们的安装的空间，从而可以实现降低成本和节省空间的清理单元。
在设有本发明的清理单元的图像形成设备中，在清理残留在感光滚筒21的表面上的调色剂时，可以保持有利的性能，而不会损及通过采用球形调色剂所获得的清晰的、高质量的图像。进而，与上面描述的传统技术达到例子不同，不使用对于真正图像形成不需要的调色剂，从而提供了一种考虑到资源和环境的低成本、高性能的图像形成设备。
上面参照实施例对本发明进行了描述。但是，本发明的范围并不局限于此，在不脱离本发明的主旨的情况下，可以进行各种改型。
权利要求
1.一种清理单元，为了利用多种不同颜色的无定形和球形调色剂实现图像形成，该清理单元用于顺次清理残留在图像载体表面上的调色剂，该图像载体重复进行包括对于每一种颜色的显影、转印和清理的处理工序，通过对于每一处理工序使刮片与图像载体接触并将附着在图像载体表面上的调色剂刮掉，进行上述对残留在图像载体表面上的调色剂的顺次清理，该清理单元包括调色剂保留-去除切换机构，该机构设置在图像载体的旋转方向上的刮片的上游，并且，该机构允许进行切换，以便将被刮掉的调色剂保留在刮片和图像载体彼此接触的区域，或者将调色剂从该区域去除；以及控制器，用于控制由调色剂保留-去除切换机构所进行的切换，其中，在图像形成过程中，首先进行利用无定形调色剂的处理工序，以及其中，控制器对调色剂保留-去除切换机构进行切换，以便在最初的处理工序中在清理过程中使被刮掉的调色剂保留在该区域，并保持保留在该区域上的调色剂，此后，对调色剂保留-去除切换机构进行切换，以便在从任何随后的处理工序开始、直到图像形成结束的清理过程中，将被刮掉的调色剂从该区域中除去。
2.如权利要求1所述的清理单元，其特征在于，所述调色剂保留-去除切换机构由旋转构件构成，该旋转构件与图像载体接触，并且其旋转方向被控制器以这样的方式控制，即，为了使调色剂保留在所述区域上，旋转构件的在一个部位处与图像载体接触的表面沿着与图像载体表面的运动方向相反的方向旋转，并且为了将调色剂从所述区域除去，旋转构件的在所述部位处与图像载体接触的表面沿着与图像载体表面的运动方向相同的方向旋转。
3.如权利要求2所述的清理单元，其特征在于，在第一处理工序中的清理过程中，控制器沿着所述相反的方向旋转所述旋转构件，此后保持沿着相反方向的旋转，然后，在图像形成中最后的处理工序中的清理过程中，沿着所述相同的方向旋转所述旋转构件。
4.如权利要求2所述的清理单元，其特征在于，在清理无定形调色剂的过程中，控制器沿着所述相反的方向旋转所述旋转构件，然后，在清理第一球形调色剂的过程中，沿着所述相同的方向旋转所述旋转构件，并且保持沿着所述相同方向的旋转，直到图像形成中最后的处理工序为止。
5.如权利要求2所述的清理单元，其特征在于，在清理无定形调色剂的过程中，控制器沿着所述相反的方向旋转所述旋转构件，并保持沿着相反方向的旋转，然后，在任何球形调色剂的清理过程中，沿着所述相同的方向旋转所述旋转构件，并且保持沿着所述相同方向的旋转，直到图像形成中最后的处理工序为止。
6.如权利要求4所述的清理单元，其特征在于，为了沿着所述相同的方向旋转所述旋转构件，控制器使所述旋转构件跟随所述图像载体的旋转。
7.如权利要求1所述的清理单元，其特征在于，所述调色剂保留-去除切换构件包括与所述图像载体接触的旋转构件，该旋转构件的在一个部位处与所述图像载体接触的表面沿着与所述图像载体的表面的运动方向相同的方向旋转，以及电源部，由所述控制器控制该电源部，以向所述旋转构件施加一个极性与调色剂的带电极性相反的偏压，以便使所述调色剂保留在所述区域上，并且，由控制器控制该电源部，以向所述旋转构件施加一个极性与调色剂的带电极性相同的偏压，以便将调色剂从所述区域除去。
8.如权利要求7所述的清理单元，其特征在于，在最初的处理工序中的清理过程中，控制器通过所述电源部向所述旋转构件施加具有所述相反极性的偏压，此后保持带有该相反极性的偏压，然后，在图像形成中最后的处理工序中的清理过程中，向所述旋转构件施加所述相同极性的偏压。
9.如权利要求7所述的清理单元，其特征在于，在无定形调色剂的清理过程中，控制器通过所述电源部向所述旋转构件施加具有所述相反极性的偏压，然后，在第一球形调色剂的清理过程中，向所述旋转构件施加具有所述相同极性的偏压，并保持该具有相同极性的偏压，直到图像形成中最后的处理工序为止。
10.如权利要求7所述的清理单元，其特征在于，在无定形调色剂的清理过程中，控制器通过所述电源部向所述旋转构件施加具有所述相反极性的偏压，然后，在任何球形调色剂的清理过程中，向所述旋转构件施加具有所述相同极性的偏压，并保持该具有相同极性的偏压，直到图像形成中最后的处理工序为止。
11.如权利要求1所述的清理单元，其特征在于，所述调色剂保留-去除切换机构包括与图像载体接触的旋转构件，该旋转构件的在一个部位处与图像载体接触的表面，沿着与图像载体表面的运动方向相同的方向旋转；以及刮刀，该刮刀被所述控制器控制在与旋转构件的表面分离的位置上，以便使调色剂保留在所述区域上，并且，该刮刀被所述控制器控制在与所述旋转构件的表面接触的位置上，以便将调色剂从区域中除去。
12.如权利要求11所述的清理单元，其特征在于，在最初的处理工序中的清理过程中，所述控制器将所述刮刀控制在所述分离的位置上，此后继续这种分离的位置，然后，在图像形成中最后的处理工序中的清理过程中，将所述刮刀控制在接触的位置。
13.如权利要求11所述的清理单元，其特征在于，在无定形调色剂的清理过程中，控制器将刮刀控制在所述分离的位置，然后，在清理第一球形调色剂的过程中，将刮刀控制在所述接触的位置，之后，保持所述接触的位置直到图像形成中最后的处理工序为止。
14.如权利要求11所述的清理单元，其特征在于，在无定形调色剂的清理过程中，控制器将刮刀控制在所述分离的位置，然后，在任何球形调色剂的清理过程中，将刮刀控制在所述接触的位置，之后，保持所述接触的位置直到图像形成中最后的处理工序为止。
15.如权利要求2所述的清理单元，其特征在于，所述调色剂保留-去除切换机构还包括电源部，该电源部被所述控制器控制，以向所述旋转构件施加具有与调色剂的带电极性相反的极性的偏压，以便当所述旋转构件沿着所述相反方向旋转时，帮助调色剂保留在所述区域上，并且，该电源部被所述控制器控制，以向所述旋转构件上施加具有与调色剂的带电极性相同的极性的偏压，以便当所述旋转构件沿着所述相同方向旋转时，帮助将调色剂从所述区域除去。
16.如权利要求2所述的清理单元，其特征在于，所述调色剂保留-去除切换机构还包括刮刀，该刮刀被所述控制器所控制，以与所述旋转构件的表面分离，以便当所述旋转构件沿着所述相反方向旋转时，帮助调色剂保留在所述区域上，并且，该刮刀被控制器所控制，以与所述旋转构件的表面接触，以便当所述旋转构件沿着所述相同方向旋转时，帮助将调色剂从所述区域除去。
17.如权利要求7所述的清理单元，其特征在于，所述调色剂保留-去除切换机构还包括刮刀，该刮刀被所述控制器所控制，以与所述旋转构件的表面分离，以便当把具有与调色剂的带电极性相反的极性的偏压施加到所述旋转构件上时，帮助调色剂保留在所述区域上，并且，该刮刀被所述控制器控制，以与所述旋转构件的表面接触，以便当把具有与调色剂的带电极性相同的极性的偏压施加到所述旋转构件上时，帮助将调色剂从所述区域除去。
18.如权利要求15所述的清理单元，其特征在于，所述保留-去除切换机构还包括刮刀，该刮刀被所述控制器控制，以与所述旋转构件的表面分离，以便当所述旋转构件沿着所述相反方向旋转时，帮助调色剂保留在所述区域上，并且，该刮刀被所述控制器控制，以与所述旋转构件的表面接触，以便当所述旋转构件沿着所述相同方向旋转时，帮助将调色剂从所述区域除去。
19.如权利要求1所述的清理单元，其特征在于，所述无定形调色剂是黑色调色剂，所述球形调色剂是除黑色以外的颜色的调色剂。
20.如权利要求1所述的清理单元，其特征在于，所述控制器控制由调色剂保留-去除切换机构所进行的转换，以便提供这样一种关系，即，在处理工序中的清理过程中，存在于被刮掉的调色剂中的球形调色剂的重量相对于存在于被刮掉的调色剂中的无定形调色剂的重量之比，恒定地为1.5或者以下。
21.一种图像形成设备，包括根据权利要求1所述的清理单元。
全文摘要
一种清理单元，通过利用多种不同颜色的无定形和球形调色剂实进行图像形成并依次进行对每一种颜色的清理，包括调色剂保留－去除切换机构，该切换机构设置在图像载体的旋转方向的刮片的上游侧，并允许进行切换，使得被刮掉的调色剂保留在刮片和图像载体相互接触的区域内，或者将该调色剂从所述区域内除去；以及控制器，用于控制被色素调色剂保留－除去机构所进行的切换。首先进行利用无定形调色剂的处理工序。控制器将保留－去除切换机构进行切换，使得在第一处理工序的清理过程中被刮掉的调色剂保留在上述区域内，并保持调色剂保持在所述区域内，然后，将调色剂保留－切换机构进行切换，使得从利用任何一种球形调色剂的一个处理过程开始直到图像形成结束的过程中，被刮刮掉的调色剂被除去。
文档编号G03G15/00GK1786850SQ200510022818
公开日2006年6月14日 申请日期2005年12月8日 优先权日2004年12月9日
发明者本田充信, 和田实, 行德荣二, 向高寿 申请人:京瓷美达株式会社