專利名稱：成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用靜電照相或靜電記錄的成像設(shè)備，諸如復(fù)印機。具體地說，本發(fā)明涉及用于穩(wěn)定成像設(shè)備中的圖像濃度的部件，所述部件包括所謂的使用調(diào)色劑和載體的雙組分型顯影部件。
背景技術(shù)：
雙組分型顯影部件與近年來針對高質(zhì)量和高速度的成像設(shè)備的市場需要相匹配，并且已經(jīng)得到廣泛的使用。
在雙組分型顯影部件中，調(diào)色劑和載體之間的混合比隨調(diào)色劑的消耗而改變。由于混合比的改變，會導(dǎo)致圖像濃度發(fā)生變化并發(fā)生調(diào)色劑的泄漏。為此，已通過使用光學(xué)裝置等測量混合比。在該測量結(jié)果的基礎(chǔ)上，已保持混合比以穩(wěn)定圖像濃度。
然而，即使將調(diào)色劑和載體之間的混合比保持在固定值，在某些情況下也會使所形成的圖像濃度改變。這是因為，由于載體的退化或成像設(shè)備所使用的環(huán)境而導(dǎo)致調(diào)色劑的電荷量改變。
因此，已使用了這樣一種方法，即，將靜電潛像形成于圖像承載構(gòu)件上、使之在預(yù)定條件下顯影并經(jīng)歷關(guān)于圖像濃度的測量以調(diào)節(jié)調(diào)色劑和載體之間的混合比。通過這樣一種方法，可解決諸如由于載體退化和調(diào)色劑的電荷量根據(jù)成像設(shè)備所使用的環(huán)境而改變導(dǎo)致所形成的圖像濃度不穩(wěn)定的上述問題。
然而，如日本未審定公開專利申請(JP-A)平9-127757中所描述的，甚至在使用其中在預(yù)定條件下測量所顯影的潛像的濃度的上述方法的情況中，所形成的圖像濃度在某些情況中也是不穩(wěn)定的。
更具體地說，關(guān)于在相同條件下被顯影的靜電圖像，其濃度根據(jù)圖像承載構(gòu)件的表面層的厚度而改變。這是由于圖像承載構(gòu)件的電容根據(jù)圖像承載構(gòu)件的表面層的厚度的變化而改變。對于這樣一種在電容方面改變的圖像承載構(gòu)件來說，保持電荷的調(diào)色劑的附著量是不穩(wěn)定的。因此，調(diào)色劑和載體之間的混合比是根據(jù)濃度值而調(diào)節(jié)的。為此，由于在圖像承載構(gòu)件的表面層厚度方面的改變，會出現(xiàn)諸如所形成的圖像濃度不穩(wěn)定這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是防止出現(xiàn)這樣的問題，即，由于圖像承載構(gòu)件的表面層的厚度的改變而致使圖像濃度不穩(wěn)定。
本發(fā)明的一個特定目的是提供一種已解決了上述問題的成像設(shè)備。
依照本發(fā)明，提供了一種成像設(shè)備，所述設(shè)備包括具有表面層的圖像承載構(gòu)件，用于在表面層上形成靜電圖像的靜電圖像形成部件，至少容納調(diào)色劑和載體的顯影部件，用于使靜電圖像顯影，用于測量所顯影的靜電圖像的濃度的濃度測量部件，用于測量所述表面層的厚度的層厚度測量部件，用于調(diào)節(jié)顯影部件中的調(diào)色劑含量的調(diào)節(jié)部件，其中，所述調(diào)節(jié)部件根據(jù)層厚度測量部件的輸出調(diào)節(jié)混合比。
根據(jù)以下結(jié)合附圖所作出的對本發(fā)明優(yōu)選實施例的描述，本發(fā)明的這些和其他目的、特征和優(yōu)點將變得更加明晰。


圖1是示意性地表示本發(fā)明成像設(shè)備的一個實施例的總體結(jié)構(gòu)的縱向截面圖。
圖2是示意性地表示本發(fā)明成像設(shè)備的另一個實施例的總體結(jié)構(gòu)的縱向截面圖。
圖3是示意性地表示感光鼓的層結(jié)構(gòu)的縱向截面圖。
圖4是表示顯影裝置的結(jié)構(gòu)的縱向截面圖。
圖5是表示所檢測的電流量(DC電流量)與感光鼓的表面層厚度之間關(guān)系的圖表。
圖6是表示顯影偏壓的切換定時的時間表。
圖7(a)和圖7(b)是分別表示顯影偏壓(偏壓)A和B的時間方式(timewise)波形的視圖。
圖8(a)和圖8(b)是分別表示顯影偏壓A和B的顯影特性的圖表。
圖9是用于說明在成像時刻于感光鼓表面處的成像區(qū)域和非成像區(qū)域的視圖。
圖10是下文中出現(xiàn)的實施例1中的顯影電壓校正的流程圖。
圖11是表示當(dāng)未實現(xiàn)紋樣顯影電壓的校正時調(diào)色劑濃度的級數(shù)與表面層厚度上的變化的級數(shù)之間的關(guān)系的圖表。
圖12是表示當(dāng)實現(xiàn)了紋樣顯影電壓的校正時調(diào)色劑濃度的級數(shù)與表面層厚度上的變化的級數(shù)之間的關(guān)系的圖表。
圖13是實施例2中顯影電壓校正的流程圖。
圖14是實施例3中顯影電壓校正的流程圖。
圖15是表示感光鼓的層結(jié)構(gòu)的一個實施例的縱向截面圖。
具體實施例方式
在本發(fā)明中，當(dāng)顯影在圖像承載構(gòu)件上形成的靜電圖像并且測量其圖像濃度時，測量圖像承載構(gòu)件的表面層的厚度。然后，根據(jù)其厚度校正施加于顯影部件上的電壓與作為圖像承載構(gòu)件的感光鼓的表面層的電勢之間的電勢差或上述被顯影的靜電圖像的目標濃度。
這樣，就解決了諸如由于圖像承載構(gòu)件的表面層厚度上的變化而致使圖像濃度不穩(wěn)定的問題。
在下文中，將參照附圖更具體地描述根據(jù)本發(fā)明的成像設(shè)備的實施例。
在各個附圖中，由相同的參考數(shù)字或符號表示的構(gòu)件或部件具有相同的結(jié)構(gòu)或功能，并且將適當(dāng)?shù)厥÷詫ζ涞闹貜?fù)性解釋。
<實施例1>
圖1示出了根據(jù)作為本發(fā)明成像設(shè)備的一個實施例的實施例1的成像設(shè)備。圖1中所示的成像設(shè)備是一種根據(jù)電攝影方法的基于四色的全色打印機，并且在圖1中示意性地示出了其總體結(jié)構(gòu)。
下面，將參照圖1描述打印機(成像設(shè)備)的結(jié)構(gòu)。
參照圖1，該成像設(shè)備包括一個作為圖像承載構(gòu)件的鼓型電攝影感光構(gòu)件(在下文中稱其為“感光鼓”)1。感光鼓1以沿箭頭R1的方向可轉(zhuǎn)動的方式受到支撐件。在感光鼓1的周圍，基本上按照下述順序從上游側(cè)開始沿感光鼓1的轉(zhuǎn)動方向設(shè)置主充電器(充電部件)2、曝光裝置(曝光部件)3、顯影裝置(顯影部件)4、中間轉(zhuǎn)印帶5以及清潔裝置(清潔部件)6。此外，在中間轉(zhuǎn)印帶5的下面，布置有一個轉(zhuǎn)印運輸帶7。在沿記錄材料P的運輸方向(箭頭A所指示的方向)的下游側(cè)上，設(shè)置一個定影裝置(定影部件)8。
在該實施例中，使用直徑為60mm的鼓作為感光鼓1。如圖3所示，通過以下步驟制備感光鼓1，即，通過在接地的感光鼓支撐件1a的外圓周表面上涂覆鋁而形成普通有機光導(dǎo)體(OPC)的感光層1b，以及通過涂覆在其上形成耐久性卓越的保護層(外涂層OCL)。在這些層中，感光層1b是由包括底涂層(導(dǎo)電顏料層CPL)1b1、防噴射層(內(nèi)涂層UCL)1b2、電荷產(chǎn)生層(CGL)1b3以及電荷輸送層(CTL)1b4的四層構(gòu)成的。感光層1b通常是一個絕緣元件并且具有通過用特定波長的光線照射它而改變?yōu)閷?dǎo)電性元件的特性。這是由于在電荷產(chǎn)生層1b中產(chǎn)生了孔(電子對)并用作電子電荷載體。電荷產(chǎn)生層1b是0.2μm厚的酞菁化合物層，并且電荷輸送層1c是其中分散有腙化合物的大約2.5μm厚的聚碳酸酯層。感光鼓1由驅(qū)動部件(未示出)以預(yù)定的處理速度(圓周速度)沿箭頭R1的方向轉(zhuǎn)動驅(qū)動。
在該實施例中，使用柵控電暈器型電暈放電器作為主充電器2。這個電暈放電器是通過用在感光鼓1一側(cè)具有開口的金屬屏蔽2b覆蓋放電線2a而形成的。
在這個實施例中，將根據(jù)圖像信息進行激光的開/關(guān)動作的激光掃描器用作曝光裝置3。充電之后感光鼓1的表面通過反射鏡被曝光裝置3所產(chǎn)生的激光照射，從而除去激光照射部分處的電荷，以便允許形成靜電潛像。
在該實施例中，顯影裝置4使用一種轉(zhuǎn)動顯影方案。顯影裝置4包括一個由電動機(未示出)以可轉(zhuǎn)動的方式沿箭頭R4的方向圍繞軸線(軸)4a被驅(qū)動的轉(zhuǎn)動構(gòu)件4A和裝在轉(zhuǎn)動構(gòu)件4A中的黑色(4K)、黃色(4Y)、品紅色(4M)和青色(4C)四個顯影裝置。當(dāng)在感光鼓1上形成黑色顯影劑圖像(調(diào)色劑圖像)時，由黑色顯影裝置4K在更靠近感光鼓1的顯影位置D處進行顯影。同樣，當(dāng)形成黃色調(diào)色劑圖像時，使轉(zhuǎn)動構(gòu)件4A轉(zhuǎn)動90度，以將黃色顯影裝置4Y布置在顯影位置D處，從而實現(xiàn)顯影。以相同的方式實施品紅色調(diào)色劑圖像和青色調(diào)色劑圖像的形成。在以下的描述中，除非特別指定它們的顏色，顯影裝置4K、4Y、4M和4C被簡稱為“顯影裝置”。
上述的中間轉(zhuǎn)印帶5圍繞驅(qū)動輥10、初次轉(zhuǎn)印輥(初次轉(zhuǎn)印充電器)11、從動(隨動)輥12以及二次轉(zhuǎn)印相對輥13延伸，并且通過驅(qū)動輥10的轉(zhuǎn)動沿箭頭R5的方向轉(zhuǎn)動。帶式清潔器14抵靠在中間轉(zhuǎn)印帶5上。上述轉(zhuǎn)印運輸帶7圍繞驅(qū)動輥15、二次轉(zhuǎn)印輥16以及從動(隨動)輥17延伸，并且通過驅(qū)動輥15的轉(zhuǎn)動沿箭頭7的方向轉(zhuǎn)動。上述轉(zhuǎn)印輥8包括一個其中容納有加熱器(未示出)的定影輥18和一個被布置成從下面與所述定影輥相抵靠的壓力輥20。
下面將描述具有上述結(jié)構(gòu)的成像設(shè)備的操作。
參照圖1，通過將感光鼓1的表面暴露于曝光裝置3的光線下而在感光鼓1上形成靜電潛像。此時，從電源32將DC電壓或用AC偏壓的DC電壓施加到主充電器2上。通過容納所需顏色的顯影劑(調(diào)色劑)的顯影裝置，使調(diào)色劑附著在靜電潛像上，從而在感光鼓1上形成調(diào)色劑圖像。通過從初次轉(zhuǎn)印偏壓電源11a供應(yīng)初次轉(zhuǎn)印偏壓(電壓)，將該調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶5上。
在執(zhí)行基于四色的全色成像的情況中，首先，由黑色顯影裝置4K在感光鼓1上形成黑色調(diào)色劑圖像并將該圖像初次轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶5上。在初次轉(zhuǎn)印之后殘留在感光鼓1表面上的調(diào)色劑(殘余調(diào)色劑)通過被設(shè)在清潔裝置6上的彈性刮刀刮擦而被去除。然后，使轉(zhuǎn)動構(gòu)件1A轉(zhuǎn)動90度，使黃色顯影裝置4Y位于顯影位置D中，并且在感光鼓1上形成黃色調(diào)色劑圖像，并且將所述黃色調(diào)色劑圖像初次轉(zhuǎn)印并重疊在轉(zhuǎn)印到位于中間轉(zhuǎn)印帶5上的黑色調(diào)色劑圖像上。
關(guān)于品紅色顯影裝置4M和青色顯影裝置4C也依次地執(zhí)行這些操作，由此將四色調(diào)色劑圖像疊置在中間轉(zhuǎn)印帶5上。之后，通過向二次轉(zhuǎn)印輥16施加二次轉(zhuǎn)印偏壓(電壓)，將布置于中間轉(zhuǎn)印帶5上的四色調(diào)色劑圖像二次轉(zhuǎn)印到同時被保持在轉(zhuǎn)印運輸帶7上的記錄材料P上。
將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印于其上的記錄材料P從轉(zhuǎn)印運輸帶7上被剝離并在定影裝置8的定影輥18和壓力輥20之間被加熱和加壓，從而將調(diào)色劑圖像定影在記錄材料P的表面上以形成基于四色的全色圖像。在二次轉(zhuǎn)印之后殘留在中間轉(zhuǎn)印帶5上的調(diào)色劑(殘余調(diào)色劑)通過帶式清潔器14被除去。
順便提及的是，在進行單色成像的情況中，形成于感光鼓1上的靜電潛像由其中容納有所需顏色的調(diào)色劑的顯影裝置顯影。在被轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶5上之后，該調(diào)色劑圖像被立即二次轉(zhuǎn)印到記錄材料P上。其上轉(zhuǎn)印有調(diào)色劑圖像的記錄材料P從轉(zhuǎn)印運輸帶7上被剝離并經(jīng)受定影裝置8的加熱和加壓，從而將該調(diào)色劑圖像定影在記錄材料P上。
在該實施例中，圖像濃度檢測傳感器21沿感光鼓1的轉(zhuǎn)動方向設(shè)置在顯影位置D的下游并處于初次轉(zhuǎn)印輥11的上游，以便面對感光鼓1的表面。
下面將參照圖4來描述包含在圖1所示的轉(zhuǎn)動構(gòu)件4A中的各個顏色的顯影裝置4K、4Y、4M和4C。
參照圖4，在每個顯影裝置的顯影劑容器22中，容納有包括非磁性調(diào)色劑和磁性載體的雙組分型顯影劑。該顯影劑在初始階段具有約為8wt.％(其每份重量(調(diào)色劑和載體的總重量))的調(diào)色劑含量。然而，應(yīng)根據(jù)所使用的成像設(shè)備的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)該調(diào)色劑含量，有此所述含量不必一定約為8wt.％。
至于由于顯影而消耗的調(diào)色劑，從設(shè)置在轉(zhuǎn)動構(gòu)件4A的每個顯影裝置附近并可以以可拆卸的方式安裝在該轉(zhuǎn)動構(gòu)件4A的每個顯影裝置上的調(diào)色劑容器23向顯影劑中補充新的調(diào)色劑。
當(dāng)顯影裝置移動到顯影位置D時，其顯影區(qū)域朝向與其相對布置的感光鼓1打開，并且顯影套筒24可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在所述開口處，以便局部地暴露在所述開口處。
在顯影套筒24的內(nèi)部設(shè)置一個作為磁場產(chǎn)生部件的固定磁鐵25。顯影套筒24由一種非磁性材料制成并沿圖4中的箭頭24的方向(即，顯影區(qū)域中的重力方向(向下的方向))轉(zhuǎn)動，從而分層地保持在構(gòu)成顯影裝置的顯影劑容器22中的雙組分型顯影劑并將該顯影劑攜帶到顯影區(qū)域。因此，將顯影劑供給到與感光鼓1相對的顯影位置D，以顯影在感光鼓1上形成的靜電潛像。
為了適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)被輸送到顯影區(qū)域中的顯影劑的量，沿顯影套筒24的轉(zhuǎn)動方向?qū)⒁粋€調(diào)節(jié)刮刀(顯影劑調(diào)節(jié)元件)26設(shè)置在顯影區(qū)域的上游，以便與顯影套筒24相對。通過調(diào)節(jié)刮刀26來調(diào)節(jié)顯影套筒24上的顯影劑的層厚度。
在使靜電潛像顯影之后，通過顯影套筒的轉(zhuǎn)動運送顯影劑并將其回收在顯影容器22內(nèi)。顯影容器22包括第一循環(huán)螺桿27a(更靠近顯影套筒24)和第二循環(huán)螺桿27b(在顯影套筒24的遠側(cè)上)，作為顯影劑攪拌/運輸部件。在這些螺桿的攪拌下循環(huán)和混合顯影劑容器22中的顯影劑。顯影劑的循環(huán)方向是相對于第一循環(huán)螺桿27a從圖(圖4)的后側(cè)到前側(cè)的方向以及相對于第二循環(huán)螺桿27b從圖的前側(cè)到后側(cè)的方向。
在上述顯影劑方面，其中的調(diào)色劑成分隨著成像(復(fù)印)紙張數(shù)的增加而被消耗。與所消耗的調(diào)色劑量相對應(yīng)的調(diào)色劑的量經(jīng)由顯影劑補充孔23a和補充轉(zhuǎn)印通道28從設(shè)置在顯影劑容器22處的顯影劑補充孔22a供應(yīng)到顯影劑容器22中。所補充的調(diào)色劑朝向沿顯影劑容器22的第二循環(huán)螺桿27b的顯影劑轉(zhuǎn)印方向的料流供應(yīng)，并且在攪拌下與已存在于顯影劑容器22中的顯影劑以及顯影之后由第一循環(huán)螺桿27a傳送的顯影劑相混合。將所得到的顯影劑在受到良好攪拌的狀態(tài)下傳送到第一循環(huán)螺桿27a，之后再次供應(yīng)到顯影套筒24。補充螺桿30(調(diào)色劑補充部件)設(shè)在補充轉(zhuǎn)印通道28中并且其轉(zhuǎn)動時間由一個CPU29控制，以調(diào)節(jié)被供應(yīng)到顯影裝置的調(diào)色劑量。
在該實施例中，成像設(shè)備包括作為表面層檢測(測量)部件的表面層厚度檢測電路31，用于檢測成像設(shè)備主組件中的感光鼓1的厚度。表面層厚度檢測電路31根據(jù)這樣的方案(電流檢測方案)檢測表面層厚度，即，當(dāng)從充電的感光鼓1上去除電荷時，從流過感光鼓1的電流中檢測感光鼓1的表面層厚度。
圖2示出了包括另一個這種類型的表面層厚度檢測電路31的成像設(shè)備，其中在從將電荷從感光鼓1上去除的狀態(tài)使感光鼓1再次充電時測量流過感光鼓1的電流。
例如在JP-A平04-056914中詳細地描述了這種電流檢測方案。具體地說，在感光構(gòu)件的表面電勢從0V增加到Vd或在表面電勢從Vd增加到0V時流過感光構(gòu)件的DC電流IDC用以下等式(1)表示ABS(IDC)＝ε·ε0·L·vp·Vd/d (1)，其中，ε表示相對介電常數(shù)，ε0表示真空介電常數(shù)，L表示主充電輥的有效充電寬度，vp表示處理速度，以及d表示感光構(gòu)件的表面層厚度。
在上述等式中，ε、εp、L、vp和Vd可被看作是常量，從而發(fā)現(xiàn)DC電流IDC與感光構(gòu)件的表面層厚度成反比例。
因此，通過測量DC電流IDC，可檢測感光構(gòu)件的表面層厚度。
當(dāng)開啟成像設(shè)備時，該實施例中的表面層厚度檢測部件在轉(zhuǎn)動感光鼓1的同時只施加一定時期(相當(dāng)于感光鼓1轉(zhuǎn)一整圈)的充電偏壓。在這個時期內(nèi)，檢測10次DC電流，以將其平均值IDCave確定為電流檢測的最終結(jié)果(在下文中稱其為“表面層厚度檢測程序”)。
圖5示出了感光鼓1的表面層厚度與檢測的(DC)電流量之間的關(guān)系。
在該實施例中，成像設(shè)備包括用于儲存根據(jù)圖5所示曲線圖制備的電流-表面層厚度表的備份存儲器。
接下來，將描述該實施例中的調(diào)色劑紋樣檢測方案。
根據(jù)儲存在備份存儲器中并預(yù)先確定的環(huán)境表(預(yù)先儲存根據(jù)溫度/濕度信息確定的處理條件的設(shè)定值(諸如曝光強度、顯影偏壓和轉(zhuǎn)印偏壓))，通過將充電的感光鼓1曝光于激光下而形成紋樣潛像，并且將該紋樣潛像顯影，以形成紋樣圖像。該方案被稱為數(shù)字紋樣圖像方案。可在沒有用激光曝光感光鼓1的情況下，通過在由顯影偏壓和感光鼓電勢(是在感光鼓由主充電器2充電但未經(jīng)受曝光裝置3的曝光這樣一個區(qū)域中的電勢)之間的電勢差產(chǎn)生的對比電勢下顯影紋樣潛像而形成紋樣圖像。該方案被稱為模擬紋樣圖像方案。在控制調(diào)色劑補充量的情況中，如上所述，在初始安裝成像設(shè)備時，由圖像濃度檢測傳感器21檢測紋樣圖像的濃度，并且將其輸出值作為紋樣目標信號值輸入CPU(控制部件，未示出)中。控制從調(diào)色劑容器23供應(yīng)到顯影裝置的顯影劑容器23中的調(diào)色劑的量，從而輸入的紋樣目標信號值等于在隨后的濃度控制時檢測到的用于調(diào)色劑補充的紋樣圖像的濃度，即，來自于傳感器的輸出值。
順便提及的是，在該實施例中，通過數(shù)字曝光所形成的潛像在下文中被稱作數(shù)字潛像，而通過顯影數(shù)字潛像所形成的圖像被稱作數(shù)字圖像。為了辨別圖像，在不采用上述激光曝光而從數(shù)字潛像和數(shù)字圖像形成紋樣圖像的情況中，不采用激光曝光而形成的潛像被稱作模擬潛像，通過顯影所述模擬潛像而形成的圖像被稱作模擬圖像。
然而，在采用上述的數(shù)字紋樣圖像方案的情況中，與初始階段的情況相比較，在某些情況下，由于使用感光鼓1以及其環(huán)境變化而造成的退化，使感光鼓1的特性(具體來說是感光特性)發(fā)生變化。為此，通過用曝光裝置3的激光輸出曝光感光鼓1而獲得的電勢和在初始階段將獲得的電勢在其間形成差異。結(jié)果，由于電勢差使在感光鼓1上形成的圖像的圖像濃度偏離期望值。如果包括該誤差的圖像濃度值被用于控制補充調(diào)色劑的量，則顯影裝置中的調(diào)色劑含量在期望值的范圍之外。因此，存在著這樣的可能性，即，產(chǎn)生圖像濃度的變化和調(diào)色劑灰霧，導(dǎo)致圖像失敗。
具體地說，隨著生產(chǎn)成本和設(shè)備尺寸的減少，在省略(去除)了感光構(gòu)件電勢測量傳感器(其為昂貴的高性能零件)的狀態(tài)下，根據(jù)用于調(diào)色劑補充的紋樣圖像控制調(diào)色劑補充量，從而顯影部件中調(diào)色劑含量的變化變大了。結(jié)果，使施加在調(diào)色劑和載體上的載荷增加，從而存在著出現(xiàn)這樣的困難的可能性，即，所述困難包括增加諸如重像的不規(guī)則圖像以及降低載體的使用壽命。
鑒于上述困難，在本實施例中，為了消除由感光鼓1的感光特性方面的變化而引起的感光鼓1上激光照射部分處的電勢的變化，采用如下所述的模擬紋樣圖像方案，即，其中在不使用激光曝光的情況下在穩(wěn)定的電勢下形成用于調(diào)色劑補充的紋樣潛像，而后將其曝光以形成紋樣圖像。
接下來，將描述該實施例中的顯影偏壓。
如圖4所示，圖1的成像設(shè)備包括與作為控制部件的CPU29相連接的兩個高壓電源(顯影偏壓施加電源)29a和29b。對于每個顯影裝置來說，可有選擇地切換和施加從高壓電源29a供應(yīng)的顯影偏壓A和從高壓電源29b供應(yīng)的顯影偏壓B。
圖6示出了在成像期間顯影偏壓切換的時間圖。
參照圖6，“潛像(LATENT IMAGE)”表示形成潛像的時期，“顯影(DEVELOPING)”表示顯影套筒24轉(zhuǎn)動的時期，“顯影偏壓A(DEVELOPING BIAS A)”表示將顯影偏壓A施加于顯影套筒24上的時期，而顯影偏壓B(DEVELOPING BIAS B)”表示將顯影偏壓B施加于顯影套筒24上的時期。
圖7(a)和圖7(b)分別示出了當(dāng)AC電壓施加于顯影套筒24上時顯影偏壓A和B的時間波形(橫坐標時間；縱坐標施加于顯影套筒24上的電壓)。
圖8(a)和圖8(b)分別示出了顯影偏壓A和B的顯影特性(橫坐標顯影對比電勢(作為絕對值)；縱坐標由傳感器檢測的紋樣圖像濃度)。
圖9示出了在于多個記錄材料P上連續(xù)形成圖像的情況下的圖像區(qū)域C和D以及無圖像區(qū)域E。圖9中所示的箭頭表示在感光鼓1的表面處的移動方向。
下面將參照圖9描述連續(xù)成像期間的一部分操作。
將在感光鼓1上的圖像區(qū)域C中形成的普通圖像的靜電潛像被形成為數(shù)字潛像。當(dāng)該數(shù)字潛像到達與顯影裝置相對的顯影位置時，通過從高壓電源向顯影裝置的顯影套筒施加圖7(a)中所示的顯影偏壓A而使數(shù)字潛像顯影。在直到用于隨后的普通圖像的靜電潛像的時期中，存在一個無圖像區(qū)域E。在該無圖像區(qū)域E中，通過形成用于調(diào)色劑補充的紋樣圖像進行調(diào)色劑補充的控制。
在無圖像區(qū)域E中，通過在沒有進行感光鼓1的激光曝光的情況下只充電至Vd而在位于Vd(暗部分電勢)與顯影偏壓電勢Vdc1之間的電勢下形成模擬(紋樣)潛像。之后，當(dāng)紋樣潛像到達顯影位置時，將顯影偏壓A(圖7(a))切換為顯影偏壓B(圖7(b))。由切換的顯影偏壓B使?jié)撓耧@影，以形成模擬紋樣圖像。此后，當(dāng)隨后的圖像區(qū)域D到達顯影位置時，將顯影偏壓B再次切換為顯影偏壓A，使輸出圖像的潛像在圖像區(qū)域D中顯影。
圖7(a)中所示的顯影偏壓A具有這樣一種波形，即，包括以預(yù)定頻率(其中通過向顯影套筒24施加用AC電壓偏壓的DC電壓而產(chǎn)生交流電場的交流電壓部分)出現(xiàn)的矩形波的脈沖部分和消隱部分(其中通過只向顯影套筒施加DC電壓而產(chǎn)生一定電場的暫停部分)交替地存在。通過使用這樣的顯影偏壓A，如圖8(a)所示，由于即使顯影裝置中的調(diào)色劑含量發(fā)生改變，顯影裝置中的調(diào)色劑含量也不容易影響在感光鼓上形成的圖像濃度(調(diào)色劑圖像濃度)，可以獲得能夠穩(wěn)定所形成的圖像濃度的顯影特性。在圖8(a)中，實線表示理想的圖像濃度線，而虛線表示當(dāng)顯影裝置中的調(diào)色劑含量改變時的圖像濃度線。此外，消隱脈沖偏壓具有這樣的特性，即，在具有較少的背景灰霧的高光部分處有效地進行高質(zhì)量顯影，并且甚至在長期使用中也可使所形成的調(diào)色劑顆粒尺寸分布穩(wěn)定。另一方面，顯影偏壓A具有調(diào)色劑含量的改變不易影響所形成的調(diào)色劑的圖像濃度的上述特性，從而在該顯影偏壓A下，當(dāng)根據(jù)調(diào)色劑圖像濃度控制顯影劑含量時，施加于調(diào)色劑和載體上的載荷易于增加，由此加速調(diào)色劑和載體的退化。
另一方面，圖7(b)中所示的顯影偏壓B是矩形脈沖偏壓，其重復(fù)性地具有其中通過向顯影套筒24施加用AC電壓偏壓的DC電壓而產(chǎn)生交替電場的交替部分。通過使用如圖8(b)所示的這種顯影偏壓B，可獲得這樣的顯影特性，即，顯影裝置中的調(diào)色劑含量如實地反映在所形成(顯影)的調(diào)色劑圖像的圖像濃度方面。在圖8(b)中，實線曲線表示理想的圖像濃度曲線，而虛線曲線表示當(dāng)改變顯影裝置中的調(diào)色劑含量時的圖像濃度曲線。換句話說，顯影裝置中的調(diào)色劑含量的改變量被易感知地反映在所形成的調(diào)色劑圖像的圖像濃度的改變量中，從而顯影偏壓B適用于控制調(diào)色劑含量的情況，由此易于減少顯影劑上的載荷。結(jié)果，可抑制調(diào)色劑和載體的退化。此外，由于所形成的調(diào)色劑圖像濃度以易感知的方式被調(diào)色劑含量改變，還可通過感光鼓的表面層厚度方面的變化減輕調(diào)色劑含量上的改變。
如上所述，在該實施例中，在連續(xù)復(fù)印(成像)程序期間用于在無圖像區(qū)域中顯影用于調(diào)色劑補充的紋樣圖像的顯影偏壓從顯影偏壓A改變?yōu)轱@影偏壓B，所述顯影偏壓A在沒有根據(jù)調(diào)色劑含量的變化而引起圖像濃度改變的情況下穩(wěn)定調(diào)色劑圖像濃度，所述顯影偏壓B以易感知的方式將調(diào)色劑含量的變化反映成圖像濃度的改變。
此外，用于調(diào)色劑補充的紋樣圖像被形成為模擬圖像，該模擬圖像是從作為圖像區(qū)域中的數(shù)字圖像的輸出圖像轉(zhuǎn)換而成的，由此使紋樣圖像有效地形成在無圖像區(qū)域中。結(jié)果，可增強由傳感器檢測的輸出值的可靠性，從而可減輕調(diào)色劑和載體上的載荷并且可穩(wěn)定圖像區(qū)域中輸出圖像的濃度。
下面，將詳細地描述該實施例中使用的雙組分型顯影劑。
下面示出了構(gòu)成雙組分型顯影劑的調(diào)色劑和載體的特性。
調(diào)色劑包括粘結(jié)劑用樹脂、著色劑以及任選的包含另一種添加劑和外部添加劑(諸如硅膠)可從外部添加于其中的彩色顆粒的彩色樹脂顆粒。調(diào)色劑包含通過聚合工藝生產(chǎn)的可充負電荷的聚酯基樹脂，并且最好可具有5-8μm的體積-平均顆粒尺寸。在該實施例中，調(diào)色劑具有7.2μm的體積-平均顆粒尺寸。
載體可例如適合地如下構(gòu)成諸如鐵、鎳、鈷、錳、鉻和稀土元素的表面氧化或非氧化金屬的顆粒；它們的合金和氧化物；以及鐵酸鹽?？赏ㄟ^任何工藝生產(chǎn)這些磁性粒子。載體具有20-50μm，最好為30-40μm的加權(quán)平均顆粒尺寸，以及不低于107ohm.cm，最好不低于108ohm.cm的體積電阻率。在該實施例中，載體具有不低于108ohm.cm的體積電阻率。所述載體是低比重載體，其包括在酚醛樹脂粘結(jié)劑、磁性金屬氧化物以及非磁性金屬氧化物以預(yù)定比率混合之后通過聚合工藝形成的樹脂狀磁性載體。載體的體積-平均顆粒尺寸為35μm、真濃度為3.6到3.7g/cm3、磁化強度為53A·m2/kg。
在該實施例中所使用的體積-平均顆粒尺寸數(shù)值是通過下述設(shè)備和方法測量的。
將用于輸出數(shù)量-和體積-平均顆粒尺寸分布的庫耳特顆粒計數(shù)器(Counter counter)“型號TA-II”(可從Coulter ElectronicsInc.購買)和接口設(shè)備(可從Nikkaki株式會社購買)以及個人電腦(型號“CX-I”，可從Canon株式會社購買)用作測量設(shè)備。通過使用試劑級氯化鈉將1％的NaCl水溶液制備為電解溶液。為了測量，將0.1ml的表面活性劑(最好為烷基苯磺酸鹽的溶液)作為分散劑加入到100到150ml的電解溶液中，并且將0.5-50mg的樣品調(diào)色劑顆粒(或樣品調(diào)色劑)加入到其中。借助于超聲分散器使電解溶液中的樣品的最終分散體經(jīng)受大約1-3分鐘的分散處理，然后使用具有100μm的孔的上述設(shè)備(庫耳特顆粒計數(shù)器TA-II)使之經(jīng)受在2-40μm范圍內(nèi)的顆粒尺寸分布的測量，以獲得基于體積的分布和基于數(shù)量的分布。從基于體積的分布中計算體積-平均顆粒尺寸。
通過以下方法測量該實施例中使用的載體的體積電阻率。
通過使用包括一對測量電極(電極面積4cm2，其間的間距0.4cm)的夾式電池，在將1kg的載荷施加于一個電極上的情況下，在電極之間施加電壓E(V/cm)。從此時流過電路的電流中確定體積電阻率。
通過使用振蕩磁場型的磁特性自動記錄設(shè)備在79.6kA/m(1000奧斯特(Oe))的外部磁場中獲得充實成圓柱形的載體的磁化強度而確定載體的放大倍率(A·m2/kg)。
順便提及的是，在該實施例的成像設(shè)備中所使用的顯影劑具有5000張紙(復(fù)印件)的使用期限。
在該實施例中，在經(jīng)過感光鼓1的電流的檢測量的基礎(chǔ)上校正模擬紋樣對比。更具體地說，參照圖10，通過只暫停(hanging)紋樣顯影電勢并同時將紋樣充電電勢保持在恒定的水平來執(zhí)行紋樣對比的校正。下述的具體值僅是示例性數(shù)值，而且不局限于本發(fā)明中所采用的那些數(shù)值。
下面將描述在該實施例的一個特定示例中紋樣對比的校正定時的確定方法。
首先，參照圖10，當(dāng)執(zhí)行紋樣對比校正時確定厚度值CT_2到CT_7，并根據(jù)上述的電流值-表面層厚度表(圖5)將其轉(zhuǎn)換成電流值。所得到的(感光鼓的)電流值IDC_2到IDC_7用作用于校正定時的閾值。
在初始設(shè)定成像設(shè)備或更換感光鼓時，連續(xù)執(zhí)行三次上述的厚度檢測程序，并且將三次檢測結(jié)果的平均電流(IDC_1)取作感光鼓的初始電流值。
根據(jù)上述的曲線值-表面層厚度表將所得到的電流值IDC_1轉(zhuǎn)換成表面層厚度值，以獲得初始表面層厚度值CT_1。
根據(jù)如此獲得的CT_1，將表面層厚度值CT_2、CT_3、CT_4、CT_5、CT_6和CT_7確定為用于紋樣對比的校正點。在該實施例中，以相鄰兩點之間的間隔為-3μm的方式取得這些數(shù)值CT_2到CT_7。例如，如果CT_1＝30μm，則CT_2到CT_7分別是27μm、24μm、21μm、18μm、15μm和12μm。
在該實施例中，校正點的個數(shù)是6(CT_2到CT_7)，并且這足以在感光鼓1的使用期限內(nèi)校正紋樣對比。
根據(jù)CT_2到CT_7，確定對應(yīng)的電流值ID_2到ID_7并將其儲存在備份存儲器中。如上所述，電流值ID_2到ID_7被用作用于進行紋樣對比校正的閾值。當(dāng)檢測到的電流值超過這些閾值時，進行紋樣對比校正。
在成像設(shè)備的使用中，將表面層厚度檢測程序的最后3個檢測結(jié)果儲存起來，并且當(dāng)這3個檢測結(jié)果的平均值IDC_A滿足IDC_A_≥IDC_2時，將初始調(diào)色劑紋樣顯影電勢Vpdc_1校正為預(yù)定值(在該實施例中為-10V)，以獲得Vpdc_2。
在完成了上述紋樣對比校正之后，在成像設(shè)備的隨后使用中，將表面層厚度檢測程序的最后3個檢測結(jié)果儲存起來，并且當(dāng)這3個檢測結(jié)果的平均值IDC_B滿足IDC_B≥IDC_3時，將調(diào)色劑紋樣顯影電勢Vpdc_2校正為預(yù)定值(在該實施例中為-10V)，以獲得Vpdc_3。
以相似的方式，當(dāng)相應(yīng)的最后3個檢測結(jié)果的平均電流值IDC_C到IDC-F和用于檢測到的電流值IDC_4到IDC_7的閾值滿足以下關(guān)系時IDC_C≥IDC_4，IDC_D≥IDC_5，IDC_E≥IDC_6，IDC_F≥IDC_7，相應(yīng)的調(diào)色劑紋樣顯影電勢被校正，以獲得Vpdc_4到Vpdc_7。
如上所述，根據(jù)感光鼓1的表面層的檢測厚度校正紋樣對比。
在本實施例中所使用的成像設(shè)備通常用于在不進行上述紋樣對比校正的條件下形成黑色(單色的)圖像的情況中，結(jié)果如圖11中所示。
如圖11所示，盡管初始調(diào)色劑含量(即，調(diào)色劑占調(diào)色劑與載體總和的重量百分比)為7％，但是隨著感光鼓1的表面層的磨損，調(diào)色劑含量逐漸降低，由此在成像(復(fù)印)30000張之后導(dǎo)致調(diào)色劑含量為4.5％。由于調(diào)色劑含量的這種顯著的降低，在隨后的成像操作中，會出現(xiàn)諸如粗糙、載體附著以及圖像濃度降低等各種圖像故障。
另一方面，在圖12中示出了其中進行紋樣對比校正的成像的結(jié)果。參照圖12，甚至當(dāng)感光鼓表面層繼續(xù)磨損時，7％的初始調(diào)色劑含量基本上沒有降低，而且在成像3000張之后調(diào)色劑含量為6.5％。
如上所述，甚至當(dāng)感光鼓1表面層的厚度改變時，也可精確地檢測感光鼓1的表面層厚度，并且根據(jù)檢測到的結(jié)果，從調(diào)色劑容器23中將調(diào)色劑供應(yīng)到顯影裝置22中，從而可以在不改變調(diào)色劑含量的情況下一直穩(wěn)定地進行成像。
在該實施例中，當(dāng)根據(jù)表面層厚度的檢測結(jié)果校正模擬紋樣對比時，只改變了紋樣顯影電勢，同時將紋樣充電電勢保持在恒定水平。然而，在本發(fā)明中，可以改變紋樣充電電勢，同時將紋樣顯影電勢保持在恒定水平或可改變紋樣充電電勢和紋樣顯影電勢兩者。此外，本發(fā)明的成像設(shè)備不具體局限于該實施例中的成像設(shè)備，而是可適用于具有各種結(jié)構(gòu)的成像設(shè)備。例如，本發(fā)明的成像設(shè)備可適用于所謂的聯(lián)機型成像設(shè)備，其中作為圖像承載構(gòu)件的用于多種顏色的多個感光鼓中的每一個在處理站處設(shè)有一個對應(yīng)的顯影裝置，所述顯影裝置相對于轉(zhuǎn)印介質(zhì)布置，由此進行成像。此外，本發(fā)明的成像設(shè)備也適用于轉(zhuǎn)印式成像設(shè)備，其中調(diào)色劑圖像從感光鼓直接轉(zhuǎn)印到由記錄材料運載構(gòu)件(諸如傳送帶)運送的記錄材料上。
<實施例2>
在該實施例中，成像過程基本上與實施例1中的相同，從而將適當(dāng)?shù)厥÷灾貜?fù)性的描述。
在實施例1中，首先確定用于進行紋樣對比校正的感光鼓表面層的厚度值CT_2到CT_7，然后根據(jù)電流量-表面層厚度表將其轉(zhuǎn)換為電流值IDC_2到IDC_7，并且將電流值IDC_2到IDC_7用作閾值。
另一方面，在該實施例中，在不使用電流量-表面層厚度表的情況下，根據(jù)在初始設(shè)定成像設(shè)備或更換感光鼓1時檢測到的電流值直接確定在紋樣對比校正時用于檢測電流值的閾值IDC_II到IDC_VII。
更具體地說，參照圖12，與實施例1相似，在初始設(shè)定成像設(shè)備或更換感光鼓1時連續(xù)進行三次表面層厚度檢測程序，并且將三次檢測結(jié)果的平均電流(IDC_1)取作感光鼓的初始電流值。
從所得到的初始電流值IDC_1中，直接將電流值IDC_II到IDC_VII確定為用于紋樣對比的校正點。在該實施例中，以相鄰兩點之間的間隔為+3μA的方式取得這些值IDC_II到IDC_VII。例如，如果IDC_1＝35μA，則IDC_II到IDC_VII分別為38μA、41μA、43μA、46μA、49μA和52μA。
在成像設(shè)備的使用中，將表面層厚度檢測程序的最后3個檢測結(jié)果儲存起來，并且當(dāng)這3個檢測結(jié)果的平均值IDC_A滿足IDC_A≥IDC_II時，將初始調(diào)色劑紋樣顯影電勢Vpdc_1校正為預(yù)定值(在該實施例中為-10V)，以獲得Vpdc_2。
在完成了上述紋樣對比校正之后，在成像設(shè)備的隨后使用中，將表面層厚度檢測程序的最后3個檢測結(jié)果儲存起來，并且當(dāng)這3個檢測結(jié)果的平均值IDC_B滿足IDC_B≥IDC_III時，將調(diào)色劑紋樣顯影電勢Vpdc_2校正為預(yù)定值(在該實施例中為-10V)，以獲得Vpdc_3。
以相似的方式，當(dāng)相應(yīng)的最后3個檢測結(jié)果的平均電流值IDC_C到IDC_F和用于檢測到的電流值IDC_IV到IDC_VII的閾值滿足以下關(guān)系時IDC_C≥IDC_IV，IDC_D≥IDC_V，IDC_E≥IDC_VI，IDC_F≥IDC_VII，相應(yīng)的調(diào)色劑紋樣顯影電勢被校正，以獲得Vpdc_4到Vpdc_7。
如上所述，根據(jù)感光鼓1的表面層的檢測厚度校正紋樣對比。
如上所述，同樣在本實施例中，甚至當(dāng)感光鼓1表面層的厚度改變時，也可精確地檢測感光鼓1的表面層厚度并且根據(jù)檢測到的結(jié)果從調(diào)色劑容器23中將調(diào)色劑供應(yīng)到顯影裝置22中，從而可以在不改變調(diào)色劑含量的情況下一直穩(wěn)定地進行成像。
<實施例3>
在該實施例中，成像過程基本上與實施例1和實施例2中的相同，從而將適當(dāng)?shù)厥÷灾貜?fù)性的描述。
在實施例1和2中，根據(jù)表面層厚度的檢測結(jié)果校正模擬紋樣對比。
另一方面，在這個實施例中，根據(jù)表面層厚度的檢測結(jié)果，校正調(diào)色劑紋樣含量的目標信號值。
更具體地說，參照圖14，與實施例2相似地，在初始設(shè)定成像設(shè)備或更換感光鼓1時連續(xù)進行三次表面層厚度檢測程序，并且將三次檢測結(jié)果的平均電流(IDC_1)取作感光鼓的初始電流值。
根據(jù)所得到的初始電流值IDC_1，直接將電流值IDC_II到IDC_VII確定為用于紋樣對比的校正點。在該實施例中，以相鄰兩點之間的間隔為+3μA的方式取得這些值IDC_II到IDC_VII。例如，如果IDC_1＝35μA，則IDC_II到IDC_VII分別為38μA、41μA、43μA、46μA、49μA和52μA。
在成像設(shè)備的使用中，將表面層厚度檢測程序的最后3個檢測結(jié)果儲存起來，并且當(dāng)這3個檢測結(jié)果的平均值IDC_A滿足IDC_A≥IDC_II時，將初始調(diào)色劑紋樣目標信號值Sig-trg-I校正為預(yù)定值(在該實施例中為+25級)，以獲得Sig-trg-II。
在完成了上述紋樣對比校正之后，在成像設(shè)備的隨后使用中，將表面層厚度檢測程序的最后3個檢測結(jié)果儲存起來，并且當(dāng)這3個檢測結(jié)果的平均值IDC_B滿足IDC_B≥IDC_III時，將調(diào)色劑紋樣目標信號值Sig-trg-II校正為預(yù)定值(在該實施例中為+25級)，以獲得Sig-trg-III。
以相似的方式，當(dāng)相應(yīng)的最后3個檢測結(jié)果的平均電流值IDC_C到IDC_F和用于檢測到的電流值IDC_IV到IDC_VII的閾值滿足以下關(guān)系時IDC_C≥IDC_IV，IDC_D≥IDC_V，IDC_E≥IDC_VI，IDC_F≥IDC_VII，
相應(yīng)的調(diào)色劑紋樣目標信號值被校正，以獲得Sig-trg-IV到Sig-trg-VII。
如上所述，根據(jù)感光鼓1的表面層的檢測厚度，校正用于調(diào)色劑紋樣含量的目標信號值。
如上所述，同樣在本實施例中，甚至當(dāng)感光鼓1表面層的厚度改變時，也可精確地檢測感光鼓1的表面層厚度并且根據(jù)檢測到的結(jié)果從調(diào)色劑容器23中將調(diào)色劑供應(yīng)到顯影裝置22中，從而可以在不改變調(diào)色劑含量的情況下一直穩(wěn)定地進行成像。
權(quán)利要求
1.一種成像設(shè)備，包括具有表面層的圖像承載構(gòu)件；用于在所述表面層上形成靜電圖像的靜電圖像形成部件；至少容納調(diào)色劑和載體的顯影部件，用于使靜電圖像顯影；用于測量被顯影的靜電圖像的濃度的濃度測量部件；用于測量所述表面層的厚度的層厚度測量部件；用于調(diào)節(jié)所述顯影部件中的調(diào)色劑含量的調(diào)節(jié)部件，其特征在于，所述調(diào)節(jié)部件根據(jù)由所述層厚度測量部件測量的表面層的厚度調(diào)節(jié)調(diào)色劑含量。
2.依照權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于，所述靜電圖像形成部件包括用于為表面層充電的部件。
3.依照權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于，所述層厚度測量部件通過測量經(jīng)由所述靜電圖像形成部件流過所述圖像承載構(gòu)件的電流而測量表面層的厚度。
4.依照權(quán)利要求1中所述的設(shè)備，其特征在于，在調(diào)節(jié)時將形成的靜電圖像被形成于所述圖像承載構(gòu)件的無圖像區(qū)域中并由所述顯影部件顯影，所述顯影部件被供以電壓，從而將第一電壓施加于無圖像區(qū)域上，并將第二電壓施加于成像區(qū)域上；并且在施加第一電壓時所顯影的靜電圖像的濃度上的改變量與調(diào)色劑濃度上的改變量之比大于在施加第二電壓時所顯影的靜電圖像的濃度上的改變量與調(diào)色劑濃度上的改變量之比。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種成像設(shè)備，其包括具有表面層的圖像承載構(gòu)件；用于在表面層上形成靜電圖像的靜電圖像形成部件；至少容納調(diào)色劑和載體的顯影部件，用于使靜電圖像顯影；用于測量被顯影的靜電圖像的濃度的濃度測量部件；用于測量表面層的厚度的層厚度測量部件；用于調(diào)節(jié)所述顯影部件中的調(diào)色劑含量的調(diào)節(jié)部件。所述調(diào)節(jié)部件根據(jù)層厚度測量部件的輸出調(diào)節(jié)調(diào)色劑含量。
文檔編號G03G15/00GK1527150SQ20041000648
公開日2004年9月8日 申請日期2004年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月7日
發(fā)明者石田祐介, 石田 介 申請人:佳能株式會社