彩色图像形成装置的制作方法

专利名称：彩色图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用电子照相系统的诸如彩色复印机、彩色打印机以及彩色传真机等的彩色图像形成装置，特别涉及一种彩色图像形成装置的改进，该彩色图像形成装置在形成图像时再利用通过清洁单元回收的色调剂。
背景技术：
通常，作为这种使用电子照相系统的诸如彩色复印机、彩色打印机以及彩色传真机等的彩色图像形成装置，已提出了一种串联型彩色图像形成装置，并且其已经进入市场。在该串联型彩色图像形成装置中，串联设置了分别与黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)以及黑色(K)对应的四种图像形成单元；以重叠的方式将通过这些图像形成单元形成的黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)以及黑色(K)的色调剂像一次转印到中间转印带上；然后，通过将这些单色色调剂像重叠在中间转印带上而产生的全色色调剂像一齐被二次转印到记录介质上；在此之后，将该全色色调剂像定影在记录介质上以形成全色图像。
在该彩色图像形成装置中，已提出这样一种方法即，该方法包括通过清洁单元回收在中间转印带和感光鼓的表面上残留的色调剂，以及将通过清洁单元回收的色调剂返回到黑色显影单元以再利用该回收色调剂。
根据上面的方法，当中间转印带与位于二次转印位置的纸接触时，诸如纸粉等的异物会附着到中间转印带的表面上。通过中间转印带的清洁单元将中间转印带上附着的异物与转印之后的残余色调剂一起回收。将通过中间转印带的清洁单元回收的色调剂供给到显影单元中，然后对其进行再利用。如果对该色调剂进行了再利用，则该色调剂中混入的诸如纸粉等的异物会堵塞显影单元的集料器。另外，这些异物会附着到显影图像的背景部分，从而引起诸如色点等的图像缺陷。
已披露了解决这个问题的下述方法在通过中间转印带的清洁单元回收转印之后的残余色调剂之前，仅仅去除在中间转印带的表面上附着的诸如纸粉等的异物；或从通过清洁单元回收的色调剂中去除诸如纸粉等的异物。
JP 2002-311669 A披露了如下装置。已披露一种去除纸附着物的彩色图像形成装置，其通过转印在多个成像装置的各个图像载体上形成的色调剂像以在中间转印体上形成合成色调剂像，然后将该合成色调剂像进行转印以在纸上形成彩色图像。在该具有色调剂再循环装置的彩色图像形成装置中、沿纸张传送路径在图像转印位置的上游设置了该纸附着物去除装置，该色调剂再循环装置通过将转印之后的残余色调剂返回到成像装置中由黑色成像装置所使用的显影单元内，以再利用该转印之后的残余色调剂。
已披露了这样一种彩色图像形成装置，其包括至少具有图像载体和显影单元的多个图像形成单元；转印单元，其将在图像载体上形成的色调剂像转印到转印材料上；以及清洁单元，其在图像载体通过转印单元之后，刮除并回收图像载体上附着的残余色调剂。在该彩色图像形成装置中，清洁单元具有多个清洁部件，其刮除并回收图像载体上附着的残余色调剂；以及对应于通过各个清洁部件回收的色调剂的色调剂传送路径。多个色调剂传送路径中的至少一个传送路径形成连接到显影单元的再循环色调剂供给路径，其他的色调剂传送路径连接到废弃系统。
此外，已披露了这样一种图像形成装置，其包括多个图像载体；充电和曝光装置，其在各个图像载体上形成静电潜像；显影装置，其将色调剂附着在通过充电和曝光装置形成的静电潜像上以使图像可见；转印装置，其将在静电潜像上附着的色调剂转印到中间转印体上；以及清洁装置，其去除图像载体通过转印装置之后在图像载体上附着的色调剂。该清洁装置设置有作用于图像载体上的附着物的多个清洁部件和用于传送通过这些清洁部件回收的色调剂的多个传送路径。这些传送路径中的一个或多个传送路径是将再循环色调剂供给到显影装置的供给路径。为各个清洁部件选择路径。
在上述再利用转印之后的残余色调剂的方法中，通过清洁装置收集的再利用色调剂会受到清洁装置和显影单元的压力，这会使粉体特性和充电特性下降。从而，如果将大量的再生色调剂供给到显影单元中，则会产生图像模糊或污点。这是一个问题。
此外，在常规的彩色图像形成装置中，已提出另一种方法即，在转印黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)以及黑色(K)的色调剂像之后，将通过清洁装置收集的中间转印带或感光鼓上残留的混合色的色调剂返回到黑色显影单元中。然而，如果将大量混合色的色调剂供给到黑色显影单元中，则会使黑色变色。这又是一个问题。
为解决这些问题，已经提出了一些解决方法。
已提出这样一种电子照相复印机，其包括感光鼓；显影单元，其对感光鼓上的潜像进行显影；色调剂浓度检测装置，其被设置在显影单元内，以检测显影单元内的色调剂浓度；清洁装置，其回收在感光鼓上的残余色调剂；色调剂回收容器，其容纳回收色调剂中的废弃色调剂；色调剂回收装置，其收集通过清洁装置回收的色调剂并将其单向排出；以及切换装置，其被设置在色调剂回收装置的端部附近，以切换回收色调剂的传送方向。当色调剂浓度检测装置检测到显影单元内的色调剂浓度为预定值时，切换装置进行切换，以便将回收色调剂作为废色调剂进行收集。然后，色调剂浓度检测装置执行色调剂供给操作以维持适当的色调剂浓度。当对被供给的色调剂进行搅拌操作时，无论通过色调剂浓度检测装置获得的显影单元内的色调剂浓度的输出值如何，都收集通过清洁装置回收的色调剂用于再循环。
已提出这样一种方法即，当转印之后在感光鼓上的残余色调剂的浓度或显影单元内的色调剂的浓度超过预定值时，在接通电源后或将该装置直接放置预定时间后，将色调剂的路径从再生路径改变为废弃路径。
此外，已提出这样一种电子照相复印机，其包括感光鼓、显影单元、清洁装置、色调剂回收装置、色调剂回收容器、第一色调剂传送装置、第二色调剂传送装置以及切换装置。显影单元对在感光鼓上的潜像进行显影。清洁装置对在感光鼓上的残余色调剂进行回收。色调剂回收装置以预定传送方向从清洁装置回收色调剂。色调剂回收容器容纳被废弃的色调剂。沿传送方向在色调剂回收装置的上游设置第一色调剂传送装置，以便将色调剂传送到显影单元中。沿传送方向在色调剂回收装置的下游设置第二色调剂传送装置，以便将色调剂传送到色调剂回收容器内。在色调剂回收装置内设置切换装置，以便根据预定的复印张数在(a)传送来自第一色调剂传送装置和第二色调剂传送装置的色调剂与(b)单独传送来自第二色调剂传送装置的色调剂之间进行切换。
已提出这样一种电子照相装置其使用多个不同种类的色调剂，通过充电、记录和显影而在感光鼓上形成图像，并将形成的图像进行转印，以便在纸张上执行记录。与此同时，清洁单元去除和回收转印之后在感光鼓上的残余色调剂。该电子照相装置设置有检测装置，该检测装置检测回收色调剂的混合比例。

发明内容
然而，现有技术有如下缺点。在具有色调剂再循环装置的彩色图像形成装置中、沿纸张传送路径在图像转印位置的上游设置了纸附着物去除装置，该色调剂再循环装置通过将转印之后的残余色调剂返回到多个成像装置之中的黑色成像装置所使用的显影单元中，以对该转印之后的残余色调剂进行再利用。
在清洁单元的上游设置该纸附着物去除装置，以便与诸如电刷等的纸附着物去除单元接触或非接触。并将该纸附着物去除装置设计为这样即，通过将偏压施加到诸如电刷等的纸附着物去除单元上，以静电方式单独回收纸粉。
然而，由于将纸附着物去除装置设定为不同时对诸如纸粉等的异物和具有与该诸如纸粉等的异物相同极性的色调剂进行回收。因此，不能有效地去除异物。这是一个问题。
在上面披露了这样的装置即，该装置使用过滤器或分类单元从回收色调剂中去除诸如纸粉等的异物。然而，当使用过滤器时，出现了诸如网目堵塞等的耐久性问题。如果使用分类单元，则会使装置变大。这又是一个问题。
在上面披露的技术中，需要使用诸如开关等部件来切换传送路径。因此，色调剂可能会粘着到诸如开关等的部件上，从而引起开闭操作缺陷。这样的缺陷会使可靠性降低。此外，这些部件之间的滑动部分可能会使色调剂聚集而形成色调剂栅，从而导致诸如图像白斑等的图像缺陷。
鉴于上述情形而提出本发明，并提供一种彩色图像形成装置，其可以有效地去除诸如纸粉等的异物。
根据本发明的一个实施例，一种彩色图像形成装置包括多个图像形成单元、中间转印体以及多个清洁单元。这些图像形成单元形成彼此不同颜色的色调剂像。这些颜色包括黑色在内。各个图像形成单元均包括供给各色的色调剂的显影单元。首先，以重叠的方式将通过这些图像形成单元形成的各色的色调剂像一次转印到中间转印体上。然后，将已被转印到中间转印体上的色调剂像二次转印到记录介质上。接着，这些清洁单元去除在中间转印体上的残余色调剂。这些清洁单元包括第一清洁单元和第二清洁单元。在所有清洁单元之中，第一清洁单元从中间转印体上去除的异物量最多。并将至少通过第二清洁单元去除的残余色调剂返回到供给黑色色调剂的一个显影单元中。


根据下列各图对本发明的实施例进行详细描述，其中图1为示出根据本发明第一实施例的彩色图像形成装置的主要部分结构图；图2为示出根据本发明第一实施例的彩色图像形成装置的结构图；图3为示出根据本发明第一实施例的彩色图像形成装置的图像形成单元的结构图；图4为示出根据本发明第一实施例的彩色图像形成装置的实验结果图；图5为示出根据本发明第二实施例的彩色图像形成装置的主要部分结构图；图6为示出根据本发明第二实施例的彩色图像形成装置的实验结果图；图7为示出根据本发明第二实施例的彩色图像形成装置的另一个实验结果图；以及图8为示出根据本发明第二实施例的彩色图像形成装置的又一个实验结果图。
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。
第一实施例图2为示出用作根据本发明第一实施例的图像形成装置的彩色复合机的结构图；该彩色复合机具有复印机、打印机以及传真机的功能。
如图2所示，在彩色复合机1的上部设置有用作图像读取装置的扫描器2，并且彩色复合机1通过网络(未图示)连接个人计算机(未图示)等。
彩色复合机对通过扫描器读取的文件图像进行复印、根据来自个人计算机的图像数据打印出图像，以及通过电话线发送和接收图像数据。
在图2中，参考标号1表示彩色复合机主体。在彩色复合机主体1的上部设置有自动文件输送器(ADF)2和图像输入终端(IIT)3，该自动文件输送器一张接一张地自动输送文件(未图示)，该图像输入装置3读取通过自动文件输送器2输送的文件图像。图像输入终端3通过光源5照射放置于台板玻璃4上的文件，并将来自该文件的反射光像经由缩小的光学系统11曝光于由CCD组成的图像读取部件10上，缩小的光学系统11包括全比率反射镜(full rate mirror)6、半比率反射镜(half rate mirror)7和8以及成像透镜9。从而，图像读取部件10以预定的点密度(例如，16个点/mm)读取从文件反射来的彩色光像。
将通过图像输入终端3读取的从文件反射的光像作为红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)三种颜色的反射率数据(各种颜色均为8位)发送到图像处理系统(IPS)12中。图像处理系统12对文件图像数据执行预定的图像处理(在后面描述)。如果需要的话，图像处理可以包括明暗校正(shading correction)、位置偏差校正、亮度/色彩空间变换、伽玛校正、去除边框(frame stripping)、颜色/移动编辑等。此外，图像处理系统12对从个人计算机(未图示)输入的图像数据执行预定的图像处理。
通过图像处理单元12将已由其进行过预定的图像处理的图像数据转换为由黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)(各种颜色均为8位)的四种颜色成分组成的灰度数据。如下所述，将该灰度数据发送到对应于黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)的各个图像形成单元13Y、13M、13C和13K所共用的ROS(光栅输出扫描器)14中。用作图像曝光装置的ROS 14根据预定颜色的灰度数据用激光束LB对感光鼓15进行曝光。此外，不仅可以形成彩色图像，也可以形成黑白图像。
如图2所示，在彩色复合机1内设置图像形成装置A。在图像形成装置A中，以预定间隔水平地并排放置对应于黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)的图像形成单元13Y、13M、13C和13K。
图像形成单元13Y、13M、13C和13K以相同的方式构成。各个图像形成单元主要包括感光鼓15、充电辊16、ROS 14、显影单元17以及清洁单元18。驱动用作图像载体的感光鼓15，以使其以预定的速度旋转。一次充电用充电辊16对感光鼓15的表面进行均匀地充电。ROS 14用作图像曝光装置，其通过将与预定颜色对应的图像在感光鼓15的表面上曝光来形成静电潜像。显影单元17用预定颜色的色调剂来对感光鼓15上形成的静电潜像进行显影。清洁单元18对感光鼓15的表面进行清洁。在本实施例中，显影单元17容纳由载体和色调剂组成的双组分显影剂。将感光鼓15与围绕感光鼓15所设置的图像形成部件整体地组合为单元。因此能单独替换彩色复合机1中的各个单元。
如图2所示，图像形成单元13Y、13M、13C和13K共用ROS 14。ROS 14根据各色的灰度数据来调节(modulate)四种半导体激光器(未图示)，以便对应于灰度数据从半导体激光器输出激光束LB-Y、LB-M、LB-C和LB-K。多个图像形成单元中的每一个图像形成单元也可以单独设置ROS 14。将从半导体激光器输出的激光束LB-Y、LB-M、LB-C和LB-K经由f-θ透镜(未图示)照射到多棱镜19上。这样，通过多棱镜19对激光束LB-Y、LB-M、LB-C和LB-K进行偏转扫描。接着，被多棱镜19偏转扫描的激光束LB-Y、LB-M、LB-C和LB-K经由成像透镜和多个反射镜(未图示)从斜下方对感光鼓15上的曝光点进行扫描和曝光。
如图2所示，由于ROS 14从下方在感光鼓15上对图像进行扫描和曝光，所以来自显影单元17的色调剂可能会滴落到ROS 14上，从而使ROS 14被污损，显影单元17对应于位于上部位置的图像形成单元13Y、13M、13C和13K。为此，通过长方体机壳20来罩住ROS 14。在机壳20的上部形成有由玻璃制成并且用作遮挡部件的透明窗21Y、21M、21C和21K，以便通过激光束LB-Y、LB-M、LB-C和LB-K使对应于图像形成单元13Y、13M、13C和13K的感光鼓15曝光。
图像数据处理装置12将各色的图像数据顺序地输出到分别对应于黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)的图像形成单元13Y、13M、13C和13K所共用的ROS 14中。接着，将从ROS 14输出的对应于图像数据的激光束LB-Y、LB-M、LB-C和LB-K照射到感光鼓15的表面上，从而形成静电潜像。显影单元17Y、17M、17C和17K将感光鼓15上形成的静电潜像显影为分别对应于黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)的色调剂像。
通过四个一次转印辊26Y、26M、26C和26K将在与黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)分别对应的图像形成单元13Y、13M、13C和13K的感光鼓15上顺序形成的色调剂像，以重叠的方式转印到转印单元22的中间转印带25上，转印单元22被设置在图像形成单元13Y、13M、13C和13K的上方。将一次转印辊26Y、26M、26C和26K设置在中间转印带25的背面侧，以便与图像形成单元13Y、13M、13C和13K的感光鼓15对应。在本实施例中，在105～108Ωcm的范围之内调节一次转印辊26Y、26M、26C和26K的体积电阻值。此外，将一次转印辊26Y、26M、26C和26K连接到转印偏压电源(未图示)上。以预定定时将具有与预定色调剂相反极性(在本实施例中为正极性)的转印偏压施加到一次转印辊26Y、26M、26C和26K上。
如图2所示，以恒定张力使中间转印带25伸张在驱动辊27、张紧辊24和支撑辊28上。通过驱动辊27沿箭头表示的方向以预定速度对中间转印带25进行循环驱动。通过恒速性能优良的驱动马达(未图示)旋转地驱动该驱动辊27。中间转印带25例如由不引起充电的材料(橡胶或树脂)制成。
如图2所示，通过与支撑辊28接触的二次转印辊29，将以重叠的方式被转印到中间转印带25上的分别对应于黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)的色调剂像二次转印到用作片材的纸张30上。将其上已转印有各色的色调剂像的纸张30传送到位于上部的定影单元40。使二次转印辊29与支撑辊28接触，从而将各色的色调剂像二次转印到由下向上传送的纸张30上。
将从在彩色复合机主体1下部沿上下方向的多个层内设置的多个送纸托盘31、32、33和34中的一个托盘输送的纸张30沿传送路径38进行传送，传送路径38具有传送辊37。各个送纸托盘均容纳其自身预定大小的纸张，并且通过拾纸辊35和阻滞辊36来一张接一张地输送预定大小的纸张。通过阻挡辊39使从多个送纸托盘31、32、33和34中的一个托盘输送的纸张30暂且停止，然后通过阻挡辊39与中间转印带25上的图像同步地被再次输送到中间转印带25的二次转印位置。
如图2所示，通过定影单元40借助于热和压力对其上已转印有各色的色调剂像的纸张30执行定影处理。接着，通过传送辊41使形成图像的表面朝下，然后，通过排纸辊44将纸张30经由第一纸张传送路径43排出到形成于彩色复合机主体1的上部的面朝下托盘42中，第一纸张传送路径43用于将纸张30排出到用作第一排纸托盘的面朝下托盘42中，排纸辊44形成于第一纸张传送路径43的出口处。
如图2所示，当排出纸张30、同时形成图像的表面朝上时，通过形成于第二纸张传送路径46出口处的排纸辊47将纸张30经由第二纸张传送路径46排出到形成于彩色复合机主体1侧面(图中的左侧)的面朝上托盘45中，该第二纸张传送路径46用于以形成有图像的表面朝上的方式将纸张30排出到用作第二排纸托盘的面朝上托盘45中。
当在彩色复合机1中执行全色图像的双面复印时，并不通过排纸辊44将其单面上定影有图像的纸张30排出到面朝下托盘42中，而是通过切换门(未图示)切换传送方向，并且暂且停止排纸辊44之后，使传送方向反向。然后，如图2所示，通过排纸辊44将纸张30传送到双面纸张传送路径48中。在双面纸张传送路径48中，当通过沿传送路径48形成的传送辊49对纸张30进行反向传送时，将纸张30再次传送到阻挡辊39中。接着，将图像转印并定影到纸张30的背面之后，通过第一纸张传送路径43与第二纸张传送路径46中的任何一条路径将纸张30排出到面朝下托盘42与面朝上托盘45中的任何一个托盘中。
图2中的参考标号50Y、50M、50C和50K表示色调剂盒，这些色调剂盒将预定颜色的色调剂供给到与黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)对应的各个显影单元17中。
图3示出彩色复合机1中的各个图像形成单元。
以与图3所示相同的方式构成分别对应于黄色、品红色、蓝绿色和黑色的图像形成单元13Y、13M、13C和13K。如上所述，在图像形成单元13Y、13M、13C和13K中，以预定定时顺序地形成分别与黄色、品红色、蓝绿色和黑色对应的色调剂像。图像形成单元13Y、13M、13C和13K分别具有感光鼓15。如上所述，通过一次充电用充电辊16对各个感光鼓15的表面进行均匀充电。此后，通过基于图像数据而从ROS 14输出的图像形成用激光束LB对感光鼓15的表面进行曝光和扫描，从而形成对应于各色的静电潜像。对感光鼓15进行曝光和扫描的激光束LB是从感光鼓15表面的右侧斜下部分进行曝光的。通过分别对应于图像形成单元13Y、13M、13C和13K的显影装置17的显影辊17a，使用黄色、品红色、蓝绿色和黑色的各色的色调剂使感光鼓15上形成的静电潜像显影成可见色调剂像。由于一次转印辊26带电，该可见色调剂像能以重叠的方式被顺序地转印到中间转印带25上。
在完成转印色调剂像的处理之后，通过清洁单元18去除残留在感光鼓15表面上的色调剂，然后，使感光鼓15的表面准备作下一次图像形成处理。清洁单元18包括清洁刮板18a，清洁单元18利用清洁刮板18a来去除在感光鼓15上残留的色调剂。尽管未图示，但可以将通过清洁单元18回收的色调剂传送到各色的显影单元中并再利用。
根据第一实施例的彩色图像形成装置，包括多个图像形成单元、中间转印体以及多个清洁单元。这些图像形成单元形成彼此不同颜色的色调剂像。这些颜色包括黑色在内。各个图像形成单元包括供给各色的色调剂的显影单元。首先，以重叠的方式将通过各个图像形成单元形成的各色的色调剂像一次转印到中间转印体上。接着，将已被转印到中间转印体上的色调剂像二次转印到记录介质上。然后，清洁单元去除在中间转印体上的残余色调剂。清洁单元包括第一清洁单元和第二清洁单元。另外，在所有清洁单元中，第一清洁单元从中间转印体去除的异物量最多。而且，将至少通过第二清洁单元去除的残余色调剂返回到显影单元中的供给黑色色调剂的一个显影单元中。
在中间转印体移动方向的最上游设置所有清洁单元中的一个清洁单元。并将通过这一个清洁单元从中间转印体上去除的去除物废弃。
在中间转印体移动方向的最上游设置所有清洁单元之中的一个清洁单元。这一个清洁单元是刷形清洁单元。其他的清洁单元是从由刷形清洁单元和刮板形清洁单元组成的组中选出的清洁单元。
如图2所示，彩色图像形成装置具有清洁装置51，清洁装置51去除在转印之后残留于用作中间转印体的中间转印带25上的色调剂。在多个清洁单元之中，清洁装置51具有用作第一清洁单元的导电刷52和用作第二清洁单元的清洁刮板53。通过间壁57将导电刷52和清洁刮板53分开。防止通过导电刷52和清洁刮板53回收的诸如纸粉等的异物与色调剂混合。间壁57的前端与中间转印带25的表面间隔预定的距离(例如，几毫米)。
如图1所示，在清洁装置51中，将用作第一清洁单元的导电刷52设置在中间转印带25移动方向的上游，以便导电刷52沿与中间转印带25移动方向相反的方向或相同的方向以预定的旋转速度旋转。将导电刷52设计为这样即，以200,000/inch2的密度将2旦尼尔的细长导电纤维密集地植入圆筒形基材中。使导电刷52与中间转印带25的表面接触，这样使得导电刷52吃进中间转印带25的表面0mm～2.5mm深。将导电刷52的旋转速度设定为中间转印带25圆周速度的0.1倍～3倍。与此同时，当导电刷52以与中间转印带25相同的方向旋转时，将导电刷52的旋转速度设定为中间转印带25圆周速度的1.1倍～5倍。可以根据设计的容易性、色调剂种类、二次转印条件、中间转印带25的物性、取决于导电刷52种类的回收性能等，选出最佳旋转方向。
使导电刷52与驱动辊27相对且中间转印带25夹在二者之间，并且导电刷52保持具有与驱动辊27相同的电位。由于在转印之后的残余色调剂带电为负极性或正极性，所以导电刷52难以机械地回收被电附着到中间转印带25上的色调剂。然而，纸粉具有的电荷量比色调剂少，从而电附着力也弱。另外，纸粉比色调剂大。因此，与色调剂相比，通过导电刷52能更容易地捕获和回收中间转印带25上附着的纸粉。
在本实施例中使用被正常充电为具有负极性的色调剂。并将具有负极性的电压施加到被接地的中间转印带25上。因此，在对转印之后带电为负极性的残余色调剂进行回收时，能借助于电力进一步回收具有正极性的纸粉，从而提高纸粉(异物)的回收率。
根据上述的效果，能通过导电刷52优先地回收诸如纸粉等的异物。
此外，首先使导电刷52的表面与由金属辊形成的去色调剂辊54接触。接着，借助于静电力或物理附着力将通过导电刷52回收的诸如纸粉等的异物转移到去色调剂辊54的表面上。此刻，将电压施加到去色调剂辊54上以在导电刷52中产生负电场。刮板55刮掉转移到去色调剂辊54表面上的诸如纸粉等的异物。然后，诸如螺旋推运器等的传送部件56将异物传送到废弃路径上，从而将异物回收到回收盒(未图示)中。由金属材料制成的刮板55与去色调剂辊54进行压力接触。
可以将导电刷52设置成不与中间转印带25接触，而是单独用静电力来去除诸如纸粉等异物。此刻，将导电刷52与中间转印带25之间的间隙设定为小于2mm。
根据这种结构，当纸粉的回收率略微下降时，能增加通过位于下游的清洁单元回收并被后面描述的黑色显影单元再利用的色调剂量。
与此同时，例如，清洁刮板53由诸如具有预定厚度的聚氨酯橡胶等的合成树脂形成。清洁刮板53在与中间转印带25的移动方向相反的方向上与中间转印带25的表面压力接触，以便起到所谓“刮墨刀”的作用。由于在形成图像的过程中要再生通过清洁刮板53回收的色调剂，所以诸如长螺旋推运器等的传送部件58会将该色调剂向黑色显影单元17传送，将被传送的色调剂和新色调剂一起同时供给到黑色显影单元17内或以与新色调剂不同的定时供给到黑色显影单元17内。可以将由金属薄板制成的刮板、旋转电刷或导电刷用作第二清洁单元来代替清洁刮板53。
根据上述的结构，根据第一实施例的彩色图像形成装置，其能有效地去除诸如纸粉等的异物，并具有足够的耐久性。另外，并没有增加该彩色图像形成装置的大小。
如图2所示，在根据第一实施例的彩色图像形成装置中，首先，通过黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)的图像形成单元13Y、13M、13C和13K形成具有预定颜色的色调剂像。接着，以重叠的方式将通过各色的图像形成单元13Y、13M、13C和13K形成的色调剂像转印到中间转印带25上。再接着，将以重叠的方式被转印到中间转印带25上的色调剂像一齐二次转印到位于二次转印位置的纸张30上，然后，通过定影单元40进行定影。结果，形成了全色图像。
此刻，在二次转印黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)的色调剂像的处理完成之后，未被转印到纸张30上的残余色调剂60残留在中间转印带25上，并且由于中间转印带25与纸张30接触而使得诸如纸粉等的异物61附着在中间转印带25上。
然而，如上所述，在中间转印带25表面上的残余色调剂60与诸如纸粉等的异物61之中，通过位于上游的第一清洁单元选择性地去除其极性已被反转为正极性的残余色调剂60和诸如纸粉等的异物61，并使它们移动到位于下游的清洁刮板53上，以便通过清洁刮板53去除并回收在中间转印带25上附着的大部分残余色调剂60。此外，诸如长螺旋推运器等的传送部件58将残余色调剂60向黑色显影单元17传送，以便将残余色调剂60与新色调剂一起同时供给到黑色显影单元17内或以与新色调剂不同的定时供给到黑色显影单元17内，从而在显影中再次被再利用。
如上所述，根据第一实施例的彩色图像形成装置使用多个清洁单元，这些清洁单元包括导电刷52和用作清洁单元的清洁刮板53。通过位于上游的导电刷52选择性地回收诸如纸粉等的异物61，同时通过位于下游的清洁刮板53选择性地回收残余色调剂60，从而提高了从通过位于下游的清洁刮板53回收并且在黑色显影单元中再利用的色调剂中去除诸如纸粉等的异物61的效率。另外，彩色图像形成装置不具有滑动部件，并具有足够的耐久性。而且，并没有增加该彩色图像形成装置的大小。
此外，由于将多个清洁单元一体化，因此装置被小型化。而且，维护的可操作性也极好。
在第一实施例中，从残余色调剂的有效利用、保持画质以及使废弃色调剂的回收盒小型化的观点来看，更可取的是这样即，位于上游侧的导电刷52回收大约50％或更少的残余色调剂，位于下游侧的清洁刮板53回收大约50％或更多的残余色调剂。
本发明者等制造了作为样机的根据第一实施例的彩色图像形成装置。图4示出了通过测量由导电刷52和清洁刮板53回收的残余色调剂与诸如纸粉等的异物的回收率而获得的实验结果。
正如从图4中可以看出能通过位于上游侧的导电刷52选择性地去除大约93％的纸粉，能通过位于下游侧的清洁刮板53选择性地去除残余色调剂的71％。因此，如果在黑色显影单元17K中再使用通过位于下游侧的清洁刮板53回收的残余色调剂，则能防止混入在色调剂中的诸如纸粉等的异物堵塞显影单元的集料器。此外，能防止由于异物附着到显影图像的背景部分而引起诸如色点等的图像缺陷，从而形成令人满意的图像。
第二实施例图5示出本发明的第二实施例。在图5中，与第一实施例类似的构成部件由相同的参考标号表示。根据第二实施例的彩色图像形成装置具有形成不同颜色的色调剂像的多个图像形成单元。该彩色图像形成装置将通过这些图像形成单元形成的色调剂像转印到中间转印体上，然后将该色调剂像二次转印到记录介质上，从而形成图像。此外，还设置了多个清洁单元，这些清洁单元用于去除在转印之后残留于中间转印体上的色调剂。将通过多个清洁单元中的至少一个清洁单元回收的色调剂返回到黑色显影单元内，以便再利用。控制单元对通过清洁单元回收并返回到黑色显影单元以再利用的色调剂的量进行控制。
在第二实施例中，根据下列至少一个条件来调节返回到一个显影单元中的色调剂量图像信息、这个显影单元内的色调剂浓度以及环境条件。
在中间转印体移动方向的最上游设置所有清洁单元中的一个清洁单元。通过该清洁单元来调节返回到这个显影单元内的色调剂量。
调节施加到刷形清洁单元的电压，以调节至少通过第二清洁单元返回到这个显影单元内的色调剂量。
调节由刷形清洁单元吃进中间转印体的刷带干涉量，以调节至少通过第二清洁单元返回到这个显影单元内的色调剂量。
调节刷形清洁单元的旋转速度，以调节至少通过第二清洁单元返回到这个显影单元内的色调剂量。
即，如图5所示，根据第二实施例的清洁装置51包括调节单元71。该调节单元对通过位于上游侧的导电刷所回收的残余色调剂的量进行调节，从而调节通过由清洁刮板53组成的清洁单元所回收的残余色调剂的量，该清洁单元对要返回到黑色显影单元17以再利用的色调剂进行回收。
调节单元71被设计为这样即，根据图像信息(图像的颜色信息)、显影单元17K内的色调剂浓度以及诸如温度、湿度等的环境条件中的至少一个条件，通过MCU 72来调节通过导电刷52所回收的残余色调剂的量，该MCU 72控制彩色图像形成装置的全部操作。
至于图像信息，当Y色、M色和C色的色调剂像的比率大于K色色调剂像的比率时，通过位于下游侧的清洁单元回收的色调剂中Y色、M色和C色色调剂的比率高于K色色调剂的比率。因此，如果再利用黑色显影单元中大量的色调剂，则K色图像的亮度变得更明亮，或者K色图像看起来好像被其他的颜色成分染色似的。因此，当Y色、M色和C色图像的比率大于K色图像的比率时，调节单元71减少通过位于下游侧的清洁单元回收的用以再利用的色调剂的量。另一方面，当诸如字符图像等的K色图像的比率高于其他颜色图像的比率时，则调节单元71增加回收的色调剂的量。
与此同时，由于将不同的机械应力施加到通过清洁单元回收的色调剂上，所以回收的色调剂比新色调剂的电导率低。因此，在可能会使显影单元内的色调剂电导率降低的高湿度环境下，或是当色调剂浓度高时，如果将通过清洁单元回收的大量的色调剂供给到显影单元中，则会进一步使色调剂的电导率降低，并且会使来自显影单元的色调剂污尘增加，从而污染该装置的内部。
因此，在高湿度环境下，或是当色调剂浓度高时，调节单元71会减少通过位于下游的清洁单元回收的色调剂的量；反之，则增加回收的色调剂的量。
例如，如图6所示，调节单元71可以调节施加到导电刷52上的电压，以调节通过清洁单元回收的色调剂的量。调节单元71能在大约-400V至+400V的范围之内调节施加到导电刷52上的电压。
如图6所示，当将施加到导电刷52上的电压在-400V、0V、+400V三个阶段进行变化时，能将通过清洁刮板53回收的残余色调剂的回收率变成大约35％、65％和80％。当诸如彩色照片图像等的全色彩图像可能会在中间转印带25上产生包括高比率的Y色、M色和C色的色调剂的残余色调剂60时，或在高湿度环境之下，将施加到导电刷52上的电压设定为大约-400V，从而抑制通过清洁刮板53回收的残余色调剂的回收率。另一方面，当处理诸如字符图像或单色图像等K色图像时，或在低湿度环境下，将施加到导电刷52上的电压设定为大约+400V，从而增加通过清洁刮板53回收的残余色调剂的回收率。
用于调节施加到导电刷52上的电压的调节单元71具有相对简单的结构，并且容易实现。
此外，如图7所示，调节单元71可以调节导电刷52吃进中间转印带25的刷带干涉量，以调节通过清洁单元回收的残余色调剂的量。调节单元71能将导电刷52吃进中间转印带25的刷带干涉量调节到0.13mm、0.525mm以及1.15mm。
这样，如图7所示，通过调节导电刷52吃进中间转印带25的刷带干涉量，调节单元71能将通过清洁刮板53回收的残余色调剂的回收率调节为大约100％、大约70％～50％以及大约70％～30％的范围。
如图7所示，通过调节导电刷52吃进中间转印带25的刷带干涉量，调节单元71能在较宽范围内调节通过清洁刮板53回收的残余色调剂的回收率。
另外，如图8所示，调节单元71可以改变用于旋转/驱动导电刷52的驱动马达的旋转速度来调节导电刷52与中间转印带25的速度比，以便调节通过清洁单元回收的残余色调剂的量。例如，调节单元71能将导电刷52与中间转印带25的速度比调节为1.0和2.0的范围。
能调节导电刷52与中间转印带25的速度比的调节单元71具有相对简单的结构，并且容易实现。
根据第二实施例，可以提供这样的彩色图像形成装置即，该装置不需使用诸如开关等的开/闭部件就能可靠地进行操作，并且通过滑动部件来防止出现色调剂的聚集和诸如白斑等的图像缺陷。
为了说明和描述的目的，给出本发明实施例的上述描述。其意图并不是穷举或将本发明限定为所披露的明确形式。显而易见，本领域的技术人员能作出许多变形和改变。选择并描述这些实施例是为了更好地说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域的其他技术人员能理解本发明的各种实施例，并且能利用适合于预期的特殊用途的各种变形。其意图是由下列的权利要求和它们的等同替代来限定本
权利要求
1.一种彩色图像形成装置，包括多个图像形成单元，其形成彼此不同颜色的色调剂像，其中，所述颜色包括黑色，并且各个所述图像形成单元包括供给各色的色调剂的显影单元；中间转印体，以重叠的方式将通过所述图像形成单元形成的各色的色调剂像一次转印到其上，然后将已被转印到所述中间转印体上的色调剂像二次转印到记录介质上；以及多个清洁单元，其去除在所述中间转印体上的残余色调剂，所述清洁单元包括第一清洁单元和第二清洁单元，其中在所有清洁单元之中，所述第一清洁单元从所述中间转印体上去除的异物量最多，将至少通过所述第二清洁单元去除的残余色调剂返回到供给黑色色调剂的一个显影单元中。
2.根据权利要求1所述的装置，其中在所述中间转印体移动方向的最上游设置所有清洁单元中的一个清洁单元，以及将通过这一个清洁单元从所述中间转印体去除的去除物废弃。
3.根据权利要求1所述的装置，其中在所述中间转印体移动方向的最上游设置所有清洁单元中的一个清洁单元，所述这一个清洁单元为刷形清洁单元，以及其他的清洁单元是从由刷形清洁单元和刮板形清洁单元组成的组中选出的。
4.根据权利要求1所述的装置，其中在所述中间转印体移动方向的最上游设置所有清洁单元中的一个清洁单元，所述这一个清洁单元为刷形清洁单元，以及所述装置包括经由所述中间转印体而与所述这一个清洁单元相对的部件，将与所述部件相同极性的电压施加在所述这一个清洁单元上，所述部件与所述这一个清洁单元相对。
5.根据权利要求1所述的装置，其中在所述中间转印体移动方向的最上游设置所有清洁单元中的一个清洁单元，所述这一个清洁单元为刷形清洁单元，以及将负极性的电压施加到所述这一个清洁单元上。
6.根据权利要求1所述的装置，其中在所述中间转印体移动方向的最上游设置所有清洁单元中的一个清洁单元，以及所述这一个清洁单元与所述中间转印体处于接触状态。
7.根据权利要求1所述的装置，其中在所述中间转印体移动方向的最上游设置所有清洁单元中的一个清洁单元，以及所述这一个清洁单元与所述中间转印体处于非接触状态。
8.根据权利要求1所述的装置，其中在所述中间转印体移动方向的最上游设置所有清洁单元中的一个清洁单元，以及所述这一个清洁单元从所述中间转印体上回收残余色调剂的回收率比其他清洁单元从所述中间转印体上回收残余色调剂的回收率低，所述其他清洁单元沿所述中间转印体移动方向设置在所述这一个清洁单元的下游。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，一体地设置所述多个清洁单元。
10.根据权利要求1所述的装置，进一步包括调节单元，其调节返回到供给黑色色调剂的一个显影单元中的色调剂的量。
11.根据权利要求10所述的装置，所述调节单元根据如下条件中的至少一个条件来调节返回到所述这个显影单元中的色调剂的量，所述条件是图像信息，所述这一个显影单元内的色调剂浓度，以及环境条件。
12.根据权利要求10所述的装置，其中在所述中间转印体移动方向的最上游设置所有清洁单元中的一个清洁单元，以及所述调节单元调节通过所述这一个清洁单元返回到所述这一个显影单元内的色调剂的量。
13.根据权利要求10所述的装置，其中，所述调节单元调节施加到所述第二清洁单元上的电压，以调节返回到所述这一个显影单元的色调剂的量。
14.根据权利要求10所述的装置，其中，所述调节单元调节所述第二清洁单元吃进所述中间转印体的刷带干涉量，以调节返回到所述这一个显影单元的色调剂的量。
15.根据权利要求10所述的装置，其中，所述调节单元调节第二清洁单元的旋转速度，以调节返回到所述这一个显影单元的色调剂的量。
16.根据权利要求10所述的装置，其中，所述第二清洁单元是刷形清洁单元。
17.根据权利要求2所述的装置，其中，在所述中间转印体移动方向的最上游设置的所述这一个清洁单元是所述第一清洁单元。
全文摘要
一种彩色图像形成装置，包括图像形成单元、中间转印体以及清洁单元。该图像形成单元形成不同颜色的色调剂像。各个图像形成单元包括供给各色的色调剂的显影单元。接着，以重叠的方式将通过图像形成单元形成的各色的色调剂像一次转印到中间转印体上。然后，将已被转印到中间转印体上的色调剂像二次转印到记录介质上。清洁单元去除在中间转印体上的残余色调剂。清洁单元包括第一清洁单元和第二清洁单元。在所有清洁单元之中，第一清洁单元从中间转印体上去除的异物量最多。将至少通过第二清洁单元去除的残余色调剂返回到供给黑色色调剂的一个显影单元中。
文档编号G03G21/00GK1831660SQ20051010322
公开日2006年9月13日 申请日期2005年9月15日 优先权日2005年3月9日
发明者池田美穗, 织田康弘, 丸山彰久, 汤浅宏一郎 申请人:富士施乐株式会社