图像形成装置的制作方法

专利名称：图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图像形成装置。
背景技术：
未审查的日本专利申请公开No. 2007-086332披露了一种图像形成装置，其检测显影单元中的显影剂的浓度以及感光体的空白部分所粘附的色调剂，测量色调剂供应量的上限，并且根据所测量到的上限来改变由显影剂浓度控制单元所执行的控制。未审查的日本专利申请公开No. 2008-122537披露了一种图像形成装置，包括控制器，控制器基于对显影单元中的色调剂浓度进行检测的传感器的输出来控制对色调剂供应单元的驱动，修正浓度传感器的输出，从而获得不会产生雾的色调剂浓度，以及修正显影偏置电压。

发明内容
本发明的目的是提供一种图像形成装置，与由电压施加单元所施加的电压的设定值的上限和下限为恒定的结构相比，该图像形成装置在对色调剂浓度以及所施加电压的设定的选择方面更加灵活。根据本发明的第一方面，提供一种图像形成装置，包括潜像保持体，其保持潜像； 显影单元，其容纳显影剂，显影剂包括色调剂颗粒和载体颗粒，显影单元通过色调剂颗粒显影潜像，并且形成色调剂图像；电压施加单元，其向显影单元施加电压；色调剂浓度检测单元，其检测色调剂浓度，色调剂浓度是容纳在显影单元中的色调剂颗粒与显影剂的比值；以及设定单元，基于由色调剂浓度检测单元所检测到的色调剂浓度，设定单元设定由电压施加单元施加到显影单元上的电压的设定值，其中，由设定单元所设定的设定值的上限与下限之间的差值随着色调剂浓度的增大而增大。根据本发明的第二方面，基于本发明的第一方面，设定单元构造为随着色调剂浓度增大而增大设定值的上限。根据本发明的第三方面，基于本发明的第一或第二方面，图像形成装置进一步包括测量单元，其测量温度与湿度中的至少一者，其中，设定单元根据由测量单元所测量的温度与湿度中的至少一者来改变设定值，同时保持使设定值的上限与下限之间的差值增大的设定。根据本发明的第四方面，基于本发明的第一或第二方面，设定单元基于形成图像所花费的时间或所形成的图像的张数来改变设定值，同时保持使设定值的上限与下限之间的差值增大的设定。根据本发明的第五方面，基于本发明的第一或第二方面，图像形成装置进一步包括多个显影单元，其包括不同特性的色调剂颗粒，其中，设定单元为多个显影单元中的每一个设定设定值。根据本发明的第一方面，与由电压施加单元所施加的电压的设定值的上限与下限为恒定的情况相比，可以提供对色调剂浓度和所施加的电压的选择的灵活性。根据本发明的第二方面，与由电压施加单元所施加的电压的设定值的上限随着色调剂浓度的增大保持恒定的情况相比，无需增大色调剂浓度即可获得期望的图像浓度。根据本发明的第三方面，与由电压施加单元所施加的电压的设定值的上限和下限在色调剂浓度和所施加的电压的设定值根据温度和湿度中的至少一者而改变之后仍保持恒定的情况相比，本发明无需增大色调剂浓度即可获得期望的图像浓度。根据本发明的第四方面，与由电压施加单元所施加的电压的设定值的上限和下限在色调剂浓度和所施加的电压的设定值已基于形成图像所花费的时间或者所形成的图像的张数而改变之后仍保持恒定的情况相比，本发明无需增大色调剂浓度即可获得期望的图像浓度。根据本发明的第五方面，与将多个显影单元的色调剂浓度和所施加的电压的设定值设定为相同的情况相比，无需增大色调剂浓度即可获得期望的图像浓度。


基于以下附图详细说明本发明的示例性实施例，其中图1是根据本发明的第一示例性实施例的图像形成装置的总体图；图2是根据本发明的第一示例性实施例的图像形成单元的示意图；图3是示出根据本发明的第一示例性实施例以及比较例的色调剂浓度和显影偏置电压的设定范围的示图；图4是示出根据本发明的第一示例性实施例的设定范围内的色调剂浓度和显影偏置电压的设定值、以及根据比较例的设定范围内的色调剂浓度和显影偏置电压的设定值的示图；图5是示出根据本发明的第二示例性实施例的色调剂浓度和显影偏置电压的设定范围的示图；图6是示出根据本发明的第三示例性实施例的色调剂浓度和显影偏置电压的设定范围的示图；以及图7是示出根据本发明的第四示例性实施例的色调剂浓度和显影偏置电压的设定范围的示图。
具体实施例方式下面对根据本发明第一示例性实施例的图像形成装置的实例进行说明。图1示出根据第一示例性实施例的图像形成装置10。图像形成装置10形成彩色图像或单色图像，该图像形成装置10包括第一处理部分IOA和第二处理部分10B。在正视图中，第一处理部分IOA设置在左侧。第二处理部分IOB可以从第一处理部分IOA移离，并设置在右侧。第一处理部分IOA和第二处理部分IOB的壳体由多个框架组成。在第二处理部分IOB的相对于竖直方向(箭头Z的方向)的上部设置有控制器 100。控制器100包括图像信号处理机，其对从计算机传送来的图像数据进行图像处理。控制器100作为设定单元的实例，控制对图像形成装置10部件的驱动。在控制器100的下方设置有电力单元230。电力单元230将从外部供应的交流电转换成直流电，并且将直流电供应至图像形成装置10的部件。在第一处理部分IOA的相对于竖直方向的上部设置有色调剂盒14V、14W、14Y、 14M、14C和14K，色调剂盒14V、14W、14Y、14M、14C、14K内分别容纳有与第一特定颜色(V)、第二特定颜色(W)、黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)相对应的色调剂(显影剂)。 沿水平方向设置有可替换的色调剂盒。在本示例性实施例中，采用例如包括色调剂和载体的双组分显影剂。采用聚合色调剂作为色调剂，与粉状色调剂相比，聚合色调剂由球形颗粒构成。聚合色调剂比粉状色调剂更易变成云状(被分散)，并且更易凝聚，尤其将其用于以高速在纸张P上形成图像的高速机器时。因此，当增大色调剂浓度以增大色调剂图像浓度时，图像的质量受到色调剂分散等的影响。相应地，尤其当使用聚合色调剂时，需要控制色调剂浓度的上限。第一特定颜色和第二特定颜色是从黄色、品红色、蓝绿色和黑色以外的特定颜色 (包括透明色)中选出的。用于涂覆图像的清晰色调剂(clear toner)是特定颜色的色调剂的一个实例。在下述说明中，在需要识别颜色的地方，将字母V、W、Y、M、C和K中的一个加到附图标记后。在不需要识别颜色的地方，省略字母V、W、Y、M、C和K。在色调剂盒14的下方沿水平方向排列有六个用于各个颜色的图像形成单元16， 以与色调剂盒14相对应。图像形成单元16沿中间转印带34的旋转方向(朝着图1中的逆时针方向)按16V、16W、16Y、16M、16C、16K的顺序而设置。在色调剂盒14的下方设置有用于各个图像形成单元16的曝光单元40。每个曝光单元40从控制器100中接收已经过图像处理的图像数据，根据色阶数据调制半导体激光器(未示出)，并且从半导体激光器中发射曝光光束L。具体地说，曝光单元40以与各个颜色相对应的曝光光束L照射感光体18 的表面(将在下文说明，见图幻，并且在感光体18上形成静电潜像。如图2所述，图像形成单元16包括沿箭头A (图2中的顺时针方向)旋转的感光体18。感光体18是潜像保持体的实例。围绕感光体18设置有充电器20、显影单元22、清洁刮板M和静电消除灯26。充电器20是电晕放电型(非接触型)充电器，其对感光体18 进行充电。显影单元22利用对应颜色的显影剂(色调剂)，将已经由曝光单元40所发射的曝光光束L形成在感光体18上的静电潜像进行显影。清洁刮板M在转印结束之后清洁感光体18的表面。静电消除灯沈在转印结束之后通过照射感光体18的表面来清除电荷。 充电器20、显影单元22、清洁刮板M和静电消除灯沈面向感光体18的表面，并沿着感光体18旋转的方向按此顺序而排列。显影单元22设置在图像形成单元16的一侧(在本示例性实施例中位于图2中的右侧)。显影单元22包括显影剂容器22A、显影辊22B以及两个螺旋推运器23。显影剂容器22A容纳有包含色调剂的显影剂G。显影辊22B将容纳在显影剂容器22A中的色调剂移动至感光体18的表面。在显影剂容器22A中旋转的螺旋推运器23使色调剂循环。由电动机(未示出)驱动显影辊22B和螺旋推运器23旋转，电动机由控制器100 (见图1)进行控制。显影辊22B包括圆筒形显影套筒(未示出)和设置在显影套筒内的磁性部件。显影套筒旋转。显影辊22B与电压施加部分27电连接，电压施加部分27作为电压施加单元的实例。电压施加部分27与显影辊22B以及感光体18电连接。电压施加部分27将直流电压或交流电压(在下文中称为显影偏置电压)施加至显影辊22B。感光体18是接地的。在由电压施加部分27施加有显影偏置电压的显影辊22B与形成在感光体18的表面上的潜像之间形成了电位差。由于该电位差的缘故，色调剂从显影辊22B的外周面移动到感光体18的外周面(正面)，从而使显影得以执行。分配器(未示出)的一端与显影剂容器22A连接。分配器包括输送管和螺旋推运器(未示出)。分配器的另一端与色调剂盒14 (见图1)连接。当控制器100(见图1)驱动电动机(未示出)并使螺旋推运器旋转时，通过分配器将色调剂从色调剂盒14供应至显影剂容器22A。在显影剂容器22A的一侧(位于上、下螺旋推运器23之间并且位于轴向上的远端部(distal part)的一侧)设置有色调剂浓度传感器四。色调剂浓度传感器四的检测部分与容纳在显影剂容器22A中的显影剂G接触。色调剂浓度传感器四基于由检测部分所检测到的导磁率来检测色调剂浓度。所检测出的色调剂浓度的信息被送至控制器100 (见图1)。显影剂G包括主要由树脂材料制成的色调剂颗粒，以及主要由磁性材料制成的载体颗粒。术语“色调剂浓度”指的是容纳在显影剂容器22A中的色调剂颗粒的量与显影剂G的量的比值(％)。如图1所示，在图像形成单元16的下方设置有转印装置30。下面将对转印装置 30进行详细说明。在转印装置30的下方、第一处理部分IOA的下部设置有两个送纸盒48。 送纸盒48沿水平方向设置(箭头X的方向)，具有大的尺寸，并且能够容纳大量的纸张P。 由于各送纸盒48具有相同的结构，对送纸盒48中的一个进行说明，而对另一个送纸盒48 将不进行说明。每个送纸盒48可以从第一处理部分IOA中拉出。当从第一处理部分IOA中拉出送纸盒48时，在控制单元(未示出)的指令下使设置在送纸盒48内并且供纸张P放于其上的底板50降低。在降低底板50时，用户可以更换纸张P。在将送纸盒48插入第一处理部分IOA中时，底板50在控制器100的指令下升高。在送纸盒48的上端设置有给纸辊52。给纸辊52将纸张P从送纸盒48供应到传送路径60。给纸辊52与设置在底板50的最上方的纸张P接触。相对于给纸辊52，在纸张 P的传送方向的下游(在下文中简称为“下游”)设置有分离辊56。分离辊56防止纸张P 的双张供应。在分离辊56的下游设置有多对传送辊M。传送辊M将纸张P向下游传送。传送路径60设置在送纸盒48的上方。传送路径60构成为使已从送纸盒48送出的纸张P在第一折返部分60A处发生回转(朝向图1中的左侧)，并且在第二折返部分60B 处发生回转(朝向图1中的右侧)。传送路径60延伸到位于二次转印辊62与支撑辊42之间的二次转印部分T2 (如下所述)。在第二折返部分60B与二次转印部分T2之间设置有校准器(未示出)。校准器校准传送中的纸张P的倾斜。在校准器与二次转印部分T2之间设置有定位辊64。定位辊64 利用传送纸张P的时刻来调节色调剂图像移至中间转印带34上的时刻。辅助路径66从第一处理部分IOA的侧面延伸并且与传送路径60在第二折返部分 60B处结合。从邻近第一处理部分IOA设置的外部大容量堆纸机(未示出)中送出的纸张 P，通过辅助路径66传送至传送路径60。在第一处理部分IOA中的邻近曝光单元40K的位置设置有温度/湿度传感器31。 温度/湿度传感器31作为测量单元的实例，用于测量第一处理部分IOA内部的温度和湿度。由温度/湿度传感器31所检测的温度与湿度的信息被送至控制器100。在二次转印部分T2的下游设置有多个传送器70。传送器70将其上已转印有色调剂图像的纸张P传送至第二处理部分10B。传送器70包括环绕驱动辊和从动辊(未示出) 的多条带。驱动辊使带转动，从而向下游传送纸张P。其中一个传送器70的下游侧从第一处理部分IOA延伸至第二处理部分10B。纸张 P由该传送器70传送，由第二处理部分IOB的传送装置80接收，并继续向下游传送。传送装置80的下游设置有定影单元82。定影单元82通过热量和压力将已转印到纸张P的表面的色调剂图像定影。在定影单元82的下游设置有传送器108。传送器108将已从定影单元82中送出的纸张P向下游传送。在传送器108的下游设置有冷却单元110。冷却单元110冷却由定影单元82加热的纸张P。冷却单元110包括上传送单元112、下传送单元114和冷却部分 120。上传送单元112和下传送单元114分别设置于上侧和下侧，纸张P的传送路径60位于二者之间。冷却部分120包括散热片，用于冷却传送中的纸张P。上传送单元112包括热量接收带116和多个辊118。热量接收带116是环带，其与纸张P的图像形成表面接触，吸收纸张P的热量，并且传送纸张P。辊118与热量接收带 116的内周面接触，并且驱动或支撑该热量接收带116。热量接收带116朝着图1中的逆时针方向旋转。下传送单元114包括传送带130和多个辊132。传送带130是环带，将其设置为使其外周面面向热量接收带116。传送带130与纸张P的下表面接触，使纸张P压抵热量接收带116，并且传送纸张P。辊132与传送带130的内周面接触，并且驱动或支撑传送带130。 传送带130朝着图1中的顺时针方向旋转。在冷却单元110的下游设置有用于矫正纸张P的翘曲的平整单元140。在平整单元140的下游设置有输出辊198。输出辊198将其上已形成有图像的纸张P输出到输出部分196，输出部分196与第二处理部分IOB的侧面相连。当在纸张P的两侧形成图像时，将纸张P传送至设置在平整单元140下游的反向单元200。反向单元200包括反向路径202。反向路径202包括分支路径202A、纸张传送路径202B和反转路径202C。分支路径202A从传送路径60中分支出来。纸张传送路径202B 将已通过分支路径202A传送来的纸张P向着第一处理部分IOA进行传送。反转路径202C 将已通过纸张传送路径202B传送来的纸张P转回并反转。从而，将转回的纸张P在反转路径202C中传送到第一处理部分10A，进入位于送纸盒48上方的传送路径60中，并再次传送至二次转印部分T2。接下来，对转印装置30进行说明。如图1所示，转印装置30包括中间转印带34、六个一次转印辊36、驱动辊38、张力辊41、二次转印辊62、支撑辊42以及多个支撑辊44。中间转印带34与各感光体18接触 (见图幻。六个一次转印辊36设置在中间转印带34的环内侧，并且将形成在感光体18上的色调剂图像向中间转印带34进行多次转印。驱动辊38由电动机(未示出)驱动。张力辊41向中间转印带34施加张力。二次转印辊62将色调剂图像从中间转印带34转印到纸张P上。支撑辊42设置为对着二次转印辊62并且中间转印带34位于支撑辊42和二次转印辊62之间。
中间转印带34是环带，其环绕于六个一次转印辊36、驱动辊38、张力辊41、支撑辊42以及多个支撑辊44上。中间转印带34包括六个一次转印部分Tl (在图1中仅示出其中的一个)以及二次转印部分T2。在每个一次转印部分Tl中，一次转印辊36将色调剂图像从感光体18转印到中间转印带34上。在二次转印部分T2中，由二次转印辊62将所转印的色调剂图像从中间转印带34转印到纸张P上。中间转印带34以其外周面来保持色调剂图像，中间转印带；34由驱动辊38驱动，沿箭头B的方向(图1中的逆时针方向)从一次转印部分Tl向二次转印部分T2旋转。各个一次转印辊36设置成面向图像形成单元16的对应的一个感光体18，中间转印带34位于一次转印辊36与感光体18之间。电力单元(未示出)向一次转印辊36施加第一转印偏置电压。第一转印偏置电压具有与色调剂的偏置电压相反的极性。从而，将形成在感光体18上的色调剂图像一次转印到中间转印带34的一次转印部分Tl上。清洁刮板46设置为与驱动辊38相对，并且中间转印带34位于清洁刮板46与驱动辊38之间。清洁刮板46的边缘与中间转印带34接触并且从转动的中间转印带34上去除残留的色调剂和纸粉。电力单元(未示出)向二次转印辊62施加第二转印偏置电压。第二转印偏置电压具有与色调剂的偏置电压相反的极性。在二次转印部分T2中，二次转印辊62和中间转印带34将纸张P咬合在二者之间，并且将色调剂图像转印到纸张P上。从而，二次转印辊 62将已多次转印到中间转印带34上的不同颜色的色调剂图像二次转印到沿着传送路径60 传送来的纸张P上。位置检测单元(未示出)设置为与中间转印带34的外周面相对。位置检测单元用于检测中间转印带34上的由反射材料所形成的标记。位置检测单元以光照射中间转印带34的表面，根据是否接收到由该标记所反射的光来检测中间转印带的基准位置的移动， 并且向控制器100发送检测信息。接下来，将对色调剂浓度和显影偏置电压的设定进行说明。图3是色调剂浓度TC(水平轴)与显影偏置电压V(竖直轴)之间的关系的示图。 图3示出在控制器100中预设置的本示例性实施例的设定范围(设定值)Sl以及比较例的设定范围(设定值)S2。本示例性实施例的设定范围Sl为梯形ABCD。比较例的设定范围 S2为矩形EFGH。在比较例中，当色调剂浓度TC变化时，显影偏置电压V是恒定的(不变的)。在图3中，在色调剂浓度TC高于以直线Ll表示的水平的区域A2中，容易发生被称为“雾”的图像缺陷。雾也被称为高浓度背景，其为色调剂附着在纸张P(见图1)上应为空白区域的现象。因此，直线Ll表示可以使用的色调剂浓度TC的上限。在图3中，显影偏置电压V随着色调剂浓度TC的增大而沿着曲线L2降低，在曲线 L2下方的区域A3中，由于细线不能清晰地转印到纸张P或者变得不可见，而容易发生细线的再现性劣化。因此，曲线L2表示可以使用的显影偏置电压V的下限。在图3中，显影偏置电压V随着色调剂浓度TC的增大而沿着曲线L3升高，在曲线 L3以上的区域A4中，容易发生被称为白斑的图像缺陷。当色调剂未粘附在其本应粘附的位置并且形成图像时会产生白斑，例如当色调剂浓度TC低时向载体颗粒施加电荷。在该情况下，感光体18上的载体颗粒显影以产生图像中的空白区域。因此，曲线L3表示可以使用的显影偏置电压V的上限。由直线Li、曲线L2和曲线L3包围形成的区域Al是色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定区域。然而，在实践中，由于色调剂浓度TC和显影偏置电压V包含测量误差，因此设定范围可设定为独立于直线Li、曲线L2、曲线L3。本示例性实施例的设定范围Sl和比较例的设定范围S2包含在区域Al中。例如，当将色调剂浓度TC设定成TCl < TC2 < TC3 < TC4并且将显影偏置电压设定成Vl < V2 < V3 < V4时，本示例性实施例的设定范围Sl (梯形AB⑶)的顶点坐标为 A(TC1、V2)、B(TC3、V1)、C(TC3、V4)和 D(TC1、V3)。比较例的设定范围 S2 (矩形 EFGH)的顶点坐标为:E(TC2、V2)、F(TC4、V2)、G(TC4、V3)、和H(TC2、V3)。在比较例中，线段EH的长度等于线段re的长度，线段EH的长度表示用于色调剂浓度TC2的显影偏置电压V的设定范围，线段re的长度表示用于色调剂浓度TC4的显影偏置电压ν的设定范围。此外，线段re 接近线段Li。色调剂浓度TC3是这样的设定值，即使在高速机器中使用聚合色调剂时也不会产生雾，而色调剂浓度TC4是这样的设定值，虽然在使用粉状色调剂时不产生雾但是当使用聚合色调剂时会产生雾。在本示例性实施例的设定范围Sl中，线段BC的长度大于线段AD的长度，线段BC 的长度表示用于色调剂浓度TC3的显影偏置电压V的设定范围，线段AD的长度表示用于色调剂浓度TCl的显影偏置电压V的设定范围。此外，与比较例的线段re相比，线段BC离直线Ll更远。在本示例性实施例的设定范围Sl中，显影偏置电压V的上限(对应于线段DC) 随着色调剂浓度TC的增大而升高。此外，显影偏置电压V的下限(对应于线段AB)随着色调剂浓度TC的增大而降低。也就是，在本示例性实施例中，显影偏置电压V的上限和下限相对于色调剂浓度TC具有倾角，并且当色调剂浓度TC如在比较例中那样增大时，显影偏置电压V的上限和下限不会保持恒定。在图3中示出了曲线L4，其穿过本示例性实施例的设定范围Sl以及比较例的设定范围S2。曲线L4是如下所述的曲线，在曲线L4上，色调剂浓度TC和显影偏置电压V的乘积(TCXV)(即图像浓度)是恒定的。当图像浓度恒定时，由控制器100例如沿着设定范围 Sl和S2中的曲线L4执行对色调剂浓度TC和显影偏置电压V的控制。也就是说，如此进行控制，使得当增大色调剂浓度TC时降低显影偏置电压V。在图3中，为了明确说明，以曲线 L4表示色调剂浓度TC和显影偏置电压V。然而，在实践中，考虑到测量误差，将色调剂浓度 TC和显影偏置电压V确定在包含曲线L4的条形区域中。为各种图像浓度设定曲线L4。例如，图4中示出曲线L4上方的曲线L5表示比曲线L4更高的图像浓度。接下来，对第一示例性实施例中的操作进行说明。首先，对图像形成装置10所执行的图像形成处理进行说明。当如图1所示的那样对图像形成装置10的单元进行操作时，将已由控制器100进行了图像处理的图像数据转换为各种颜色的色阶数据，并且输出至曝光单元40。各个曝光单元40根据相应颜色的色阶数据发射曝光光束L，扫描并曝光已由充电器20 (见图幻充电的感光体18，并形成静电潜像。通过根据下述方法设定了色调剂浓度TC和显影偏置电压V 的显影单元22对已形成在感光体18(见图2、上的静电潜像进行显影，从而形成第一特定颜色(V)、第二特定颜色(W)、黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色⑷的各色色调剂图像。
接下来，通过六个一次转印辊36V、36W、36Y、36M、36C和36K，将形成在图像形成单元16V、16W、16Y、16M、16C和16K的感光体18上的色调剂图像相继地多次转印到中间转印带34上。通过二次转印辊62将已多次转印到中间转印带34上的各色色调剂图像二次转印到从送纸盒48传送出的纸张P上。由传送器70将其上已转印有色调剂图像的纸张P传送到设置在第二处理部分IOB中的定影单元82。接下来，由定影单元82通过对纸张P加热和加压将纸张P上的各色色调剂图像定影在纸张P上。使其上已定影有色调剂图像的纸张P穿过冷却单元110。在冷却单元110 中，在传送纸张P的同时将纸张P夹在热量接收带116与传送带130之间，并且由冷却部分 120冷却纸张P。将已冷却的纸张P传送至平整单元140，并且矫正纸张P的翘曲。由输出辊198将已矫正翘曲的纸张P输出到输出部分196。当在尚未形成图像的表面上形成图像(在双面打印的情况下)时，由切换部件 (未示出)将其正面已形成有图像的纸张P传送至反向单元200。将传送至反向单元200 的纸张P在穿过反向路径202时翻转，并传送至送纸盒48上方的传送路径60。然后，经过与上述相同的处理在背面形成色调剂图像，将色调剂图像定影并冷却，然后将纸张P输出至输出部分196。接下来，说明形成图像时对色调剂浓度和显影偏置电压的设定。在图4中，例如，点P0(TC5、V5)代表图像形成装置10的色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定值。控制器100(见图1)沿着曲线L4改变色调剂浓度TC和显影偏置电压 V。这里，V2 < V5 < V3，并且V5接近V3。假设图像色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定范围是比较例的设定范围S2。 当控制器100收到来自图像形成装置10的操作面板(未示出)的增大色调剂图像浓度的命令、并且控制器100试图通过从曲线L4切换到曲线L5来提高显影偏置电压V时，显影偏置电压V将超过上限。因此，为了增大比较例中的色调剂浓度TC，如此执行控制，使得设定值从曲线L4上的点PO变换到曲线L5上的点Pl (TC6、V5)，其中TC6 > TC5并且V5 < V6。然而，由于点Pl接近作为色调剂浓度TC上限的直线Li，考虑到误差，可能会产生雾。从而，采用比较例设定范围S2 (其为上限恒定的矩形)，难以沿着曲线L4增大显影偏置电压V。因此，必须增大色调剂浓度TC，这将引起雾。另一方面，假设图像色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定范围是本示例性实施例的设定范围Si。当控制器100收到来自图像形成装置10的操作面板(未示出)的增大色调剂图像浓度的命令时，控制器100可通过从曲线L4切换到曲线L5来提高显影偏置电压V，这是因为在设定范围Sl中，接近上限的显影偏置电压V的范围宽于比较例的显影偏置电压V的设定范围S2。例如，可以如此执行控制，将设定值从曲线L4上的点PO变换到曲线 L5上的点P2 (TC5、V6)，其中V6 > V5。因此，可通过将显影偏置电压V从V5提高到V6来增大图像浓度，而不必将色调剂浓度TC从TC5增大到TC6。因此，当采用本示例性实施例的设定范围Sl时，可以提供对色调剂浓度TC和显影偏置电压V的选择的灵活性(无需增大色调剂浓度TC即可改变显影偏置电压V的设定范围)，从而灵活地改变对色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定。从而，无需增大色调剂浓度TC即可增大色调剂图像的浓度，并且与比较例相比减少了雾的发生。在本示例性实施例中，在设定范围Sl中，显影偏置电压V的下限随着色调剂浓度TC的增大而降低。换句话说，显影偏置电压V的下限随着色调剂浓度TC的减小而升高。从而，设定范围Sl中的显影偏置电压V的下限与表示细线的再现性的阈值的曲线L2相分离， 从而确保了细线的再现性。色调剂浓度TC(% )和色调剂的带电量(μ C/g)成反比，并且色调剂的带电量随着色调剂浓度TC的降低而增大。在本示例性实施例中，色调剂浓度TC的下限(例如点A)低于比较例的色调剂浓度TC的下限(例如点E)。因此，在色调剂浓度TC较小的范围内，可使色调剂浓度TC小于比较例中的色调剂浓度。因此，可以抑制因色调剂的带电量不足而引起的图像缺陷(例如，低带电量的色调剂的分散)。在重新设定色调剂浓度(例如设定于图4中的曲线L5)从而增大如图1和图2中所示的图像形成装置10中的色调剂浓度TC时，控制器100使分配器供应色调剂并使螺旋推运器23旋转，从而使色调剂浓度达到目标值。当重新设定显影偏置电压V时，控制器100 改变电压施加部分27的输出电压。从而控制显影单元22的色调剂浓度TC和显影偏置电压V。接下来，对根据本发明第二示例性实施例的图像形成装置的实例进行说明。根据第二示例性实施例的图像形成装置具有与根据第一示例性实施例的图像形成装置10相同的机械结构。第二示例性实施例与第一示例性实施例的不同在于控制器100 中的色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定范围。因此，根据第二示例性实施例的图像形成装置将参照图像形成装置10。与根据第一示例性实施例的图像形成装置10相同的部件将采用相同的标记来表示，并且将省略对这些部件的说明。在第二示例性实施例中，第一示例性实施例的色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定范围(设定值)Sl是用于正常温度和正常湿度环境(例如，22°C和55%)的设定范围。 用于高温和高湿度环境的设定范围S3，以及用于低温和低湿度环境的设定范围S4也在控制器100中设定。高温和高湿度环境的实例为和85%，以及低温、低湿度环境的实例为 10°C 和 15%。如图5所示，设定范围S3由梯形ABC' D'表示，而设定范围S4由梯形ABC" D〃 表示。在设定范围S3和S4中，色调剂浓度TC的上限是TC3，而色调剂浓度TC的下限是 TC1，该上限和下限与设定范围Sl的上限和下限相同。在设定范围Si、S3和S4中，显影偏置电压V的下限相同。显影偏置电压V的上限以S3、Si、S4的顺序升高。梯形顶点的坐标为 C' (TC3、V3)、C〃(TC3、V8)、D' (TC1、V7)、D" (TCI、V4)，其中显影偏置电压 V2 < V7 < V3 < V4 < V8。用于高温、高湿度环境的设定范围S3最小，这是因为在这种环境下色调剂颗粒吸收水分并且容易带电。接下来，对第二示例性实施例的操作进行说明。如果温度/湿度传感器31 (见图1)检测出温度或湿度85%中的至少一者， 控制器100将色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定范围从Sl改变到S3。从而，显影偏置电压V的上限降低，并且将过量的显影偏置电压施加到显影辊22B上。如果温度/湿度传感器31 (见图1)检测到温度10°C和湿度15%中的至少一者， 则控制器100将色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定范围从Sl改变到S4。从而，显影偏置电压V的上限提高，并且可以将高于正常值的显影偏置电压V施加到显影辊22B上。因此，当环境条件变化时，根据变化后的环境条件来选择色调剂浓度TC和显影偏置电压V，以便获得适当浓度的色调剂图像。本示例性实施例的设定范围S3和S4大于比较例的设定范围S2(见图3)。因此， 可以提供对色调剂浓度TC和显影偏置电压V的选择的灵活性，并且能灵活地改变对色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定。在本示例性实施例中，在增大色调剂图像的浓度时，不需要增大色调剂浓度Tc。因此，与比较例相比，抑制了雾的产生。此外，在本示例性实施例中，在设定范围S3和S4中，随着色调剂浓度TC的增大，显影偏置电压V的下限降低。换句话说，随着色调剂浓度TC的降低，显影偏置电压V的下限升高。从而，设定范围S3和S4中的显影偏置电压V的下限与表示细线的再现性的阈值的曲线L2(见图3)相分离，从而确保了细线的再现性。接下来，对根据本发明的第三示例性实施例的图像形成装置的实例进行说明。根据第三示例性实施例的图像形成装置具有与根据第一示例性实施例的图像形成装置10相同的机械结构。第三示例性实施例与第一实施例的不同在于控制器100中的色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定范围。因此，根据第三示例性实施例的图像形成装置将参照图像形成装置10。与根据第一示例性实施例的图像形成装置10相同的部件将采用相同的附图标记来表示，并且将省略对这些部件的说明。在第三示例性实施例中，第一示例性实施例的色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定范围(设定值)Sl是用于图像形成张数较少的初始状态的设定范围。形成图像所花费的时间或者所形成的图像的张数超过预定值的时间消逝状态(time-elapsed state)的设定范围S5同样在控制器100中设定。如图6所示，设定范围S5由梯形AaBaCaDa表示。在设定范围S5中，色调剂浓度 TC的上限为TC6( > TC3)，而色调剂浓度TC的下限为TC5( > TCl)。显影偏置电压的上限和下限分别低于设定范围Sl中的显影偏置电压的上限和下限。设定范围S5的顶点坐标为 Aa(TC5.V10)、Ba(TC6、V9)、Ca(TC6、V3)和 Da(TC5、Vll)，其中显影偏置电压 V9 < VlO < Vl < V2 < Vll < V3 < V4。接下来，对第三示例性实施例的操作进行说明。当由控制器100所检测到的形成图像所花费的时间或者所形成的图像的张数超过预定值时，控制器100将色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定范围从Sl改变到S5。 因此，显影偏置电压V的上限和下限降低，从而不会将过量的显影偏置电压施加到显影辊 22B上。从而，根据使用阶段来选择色调剂浓度TC和显影偏置电压V，从而获得期望色调剂图像的浓度。本示例性实施例的设定范围S5大于比较例的设定范围S2(见图3)。因此，可以提供对色调剂浓度TC和显影偏置电压V的选择的灵活性，并且能灵活地改变对色调剂浓度TC 和显影偏置电压V的设定。在本示例性实施例中，在增大色调剂图像的浓度时，不需要增大色调剂浓度Tc。因此，与比较例相比，抑制了雾的产生。此外，在本示例性实施例中，在设定范围S5中，随着色调剂浓度TC的增大，显影偏置电压V的下限降低。换句话说，随着色调剂浓度TC的降低，显影偏置电压V的下限升高。因此，设定范围S5中的显影偏置电压V的下限与表示细线的再现性的阈值的曲线L2(见图3)相分离，从而确保了细线的再现性。接下来，对根据本发明的第四示例性实施例的图像形成装置的实例进行说明。根据第四示例性实施例的图像形成装置具有与根据第一示例性实施例的图像形成装置10相同的机械结构。第四示例性实施例与第一实施例的不同在于控制器100中的色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定范围。因此，根据第四示例性实施例的图像形成装置将参照图像形成装置10。与根据第一示例性实施例的图像形成装置10相同的部件将采用相同的标记来表示，并且将省略对这些部件的说明。在第四示例性实施例中，第一示例性实施例中的色调剂浓度TC和显影偏置电压V 的设定范围Sl是用于黄色(Y)色调剂和品红色(M)色调剂的设定范围。用于黑色(K)色调剂的设定范围(设定值)S7和用于蓝绿色(C)色调剂的设定范围(设定值)S6也在控制器100中设定。如图7所示，设定范围S6由梯形ABCbDb表示，而设定范围S7由梯形ABCcDc表示。在设定范围S6和S7中，色调剂浓度TC的上限是TC3，而色调剂浓度Tc的下限是TC1， 该上限和下限与设定范围Sl的上限和下限相同。对于设定范围S1、S6和S7，显影偏置电压 V的下限相同，而显影偏置电压V的上限则以S7、S1、S6的顺序升高。对于设定范围S1、S6 和S7，表示显影偏置电压V的上限的线段DC、DbCb和DcCc的斜率分别以α、β和γ (未示出)来标识。并且，在本示例性实施例中，α < Y < β。例如，由于线段DC的端点C和 D的坐标分别为(TC3、V4)和(TCI、V3)，表示线段DC的等式为V = α X (TC-TC1)+V3，其中TC为色调剂浓度，V为显影偏置电压，而α为斜率。该等式可以改写为α = (V4-V3)/ (TC3-TC1)。接下来，对第四示例性实施例的操作进行说明。在图像形成装置10中，由控制器100将用于黄色⑴色调剂和品红色(M)色调剂的设定范围设定为Si，将用于蓝绿色(C)色调剂的设定范围设定为S7，并将用于黑色(K) 色调剂的设定范围设定为S6，以上述设定范围作为显影单元22的色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定范围。从而，根据色调剂的特性来选择和设定色调剂浓度TC和显影偏置电压V，以便获得期望的色调剂图像浓度。本示例性实施例的设定范围S6和S7大于如上所述的比较例的设定范围S2 (见图 3)。因此，可以提供对色调剂浓度TC和显影偏置电压V的选择的灵活性，并且能灵活地改变对色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定。利用本示例性实施例，不需要通过增大色调剂浓度TC来增大色调剂图像的浓度。因此，与比较例相比，抑制了雾的产生。利用本示例性实施例，在设定范围S6和S7中，随着色调剂浓度TC的增大，显影偏置电压V的下限降低。 换句话说，随着色调剂浓度TC的降低，显影偏置电压V的下限升高。因此，设定范围S6和 S7中的显影偏置电压V的下限与表示细线的再现性的阈值的曲线L2(见图3)相分离，从而确保了细线的再现性。本发明不限于上述示例性实施例。色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定范围的形状不限于梯形。例如，上限或下限可沿着曲线而变化。显影偏置电压V的上限和下限中的一者可根据色调剂浓度TC的增大而变化，而上限和下限中的另一者不需要变化。设定范围S3和S4以及设定范围S5均可以设定为能够处理温度和湿度的变化以及取决于时间的变化。色调剂浓度TC和显影偏置电压V的设定范围不需要在控制器100 中预先设置。而是，可基于对色调剂浓度TC和显影偏置电压V的检测数据来估算显影偏置电压V的上限，并且可以将估算值用于后续的图像形成操作。
出于解释和说明的目的提供了本发明的示例性实施例的前述说明。这不表示将本发明穷举或者局限于所披露的确切形式。显然，本技术领域的技术人员可以进行多种修改和变型。选择和说明这些实施例是为了更好地解释本发明的原理及其实际应用，因此使得本技术领域的其他技术人员能够理解本发明所适用的各种实施例并预见到适合于特定应用的各种修改。目的在于通过所附权利要求及其等同内容限定本发明的范围。
权利要求
1.一种图像形成装置，包括潜像保持体，其保持潜像；显影单元，其容纳显影剂，所述显影剂包括色调剂颗粒和载体颗粒，所述显影单元通过所述色调剂颗粒显影潜像，并且形成色调剂图像；电压施加单元，其向所述显影单元施加电压；色调剂浓度检测单元，其检测色调剂浓度，所述色调剂浓度是容纳在所述显影单元中的所述色调剂颗粒与所述显影剂的比值；以及设定单元，基于由所述色调剂浓度检测单元所检测到的所述色调剂浓度，所述设定单元设定由所述电压施加单元施加到所述显影单元上的所述电压的设定值，其中，由所述设定单元所设定的所述设定值的上限与下限之间的差值随着所述色调剂浓度的增大而增大。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置， 其中，所述设定单元构造为随着所述色调剂浓度增大而增大所述设定值的上限。
3.根据权利要求1或2所述的图像形成装置，还包括测量单元，其测量温度与湿度中的至少一者，其中，所述设定单元根据所述测量单元所测量的温度与湿度中的至少一者来改变所述设定值，同时保持使所述设定值的所述上限与所述下限之间的差值增大的设定。
4.根据权利要求1或2所述的图像形成装置，其中，所述设定单元基于形成图像所花费的时间或所形成的图像的张数来改变所述设定值，同时保持使所述设定值的所述上限与所述下限之间的差值增大的设定。
5.根据权利要求1或2所述的图像形成装置，还包括多个显影单元，所述多个显影单元包括不同特性的色调剂颗粒，其中，所述设定单元为所述多个显影单元中的每一个设定所述设定值。
全文摘要
本发明公开一种图像形成装置，包括潜像保持体，其保持潜像；显影单元，其容纳显影剂，显影剂包括色调剂颗粒和载体颗粒，显影单元通过色调剂颗粒显影潜像，并且形成色调剂图像；电压施加单元，其向显影单元施加电压；色调剂浓度检测单元，其检测色调剂浓度，色调剂浓度是容纳在显影单元中的色调剂颗粒与显影剂的比值；以及设定单元，基于由色调剂浓度检测单元所检测到的色调剂浓度，设定单元设定由电压施加单元施加到显影单元上的电压的设定值，其中，由设定单元所设定的设定值的上限与下限之间的差值随着色调剂浓度的增大而增大。
文档编号G03G15/00GK102221800SQ201010588179
公开日2011年10月19日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年4月16日
发明者加藤正则, 浜顺一, 田中智 申请人:富士施乐株式会社