专利名称：图像形成设备以及图像形成方法
技术领域：
本发明涉及一种图像形成设备以及一种图像形成方法，具体地说，涉及一种能够获得良好的转印特性的图像形成设备以及图像形成方法。
背景技术：
最近，已提出了一种具有图像载体和与该图像载体相对的转印件的图像形成设备，以及一种通过将转印电压施加于转印件，使转印材料在图像载体与转印件之间传送，从而将图像载体上的墨粉转印到转印材料上的转印过程。在这种图像形成设备中，作为施加于转印件的转印电压的施加方法，已知有恒定电压控制系统和恒定电流控制系统。
在恒定电压控制系统的情况下，在N/N环境(23℃和55％RH的环境)中，墨粉能够被适当地转印，而在L/L环境(10℃和20％RH的环境)中，转印材料、转印件、以及图像载体的电阻增加，并且不能获得必需的转印电流，因此可能会发生转印不良。另一方面，在恒定电流控制系统的情况下，在N/N和L/L两种环境中，尽管发生其它问题，但是墨粉也能够被适当地转印。即，例如，如果转印材料的最大宽度为A3尺寸，则当把墨粉转印到宽度比转印材料最大宽度窄的转印材料(例如A4-R的尺寸)上时，由于转印材料的宽度较窄，因此转印件直接与图像载体接触，并且未涂覆转印材料的部分携带大部分的电流，而涂覆转印材料的部分不携带电流，从而不能获得必需的转印电流，导致转印不良。
因此，例如，如第2-264278号日本专利申请出版物所示，提出了一种结合了恒定电压控制和恒定电流控制的控制系统，使得没有装载纸张(转印材料)时转印带可以与转印辊接触，对于转印辊执行恒定电流控制，从而测量转印辊上所产生的电压V1，并且当实际转印到纸张上时，在高于V1的电压V2下执行恒定电压控制。
根据第2-264278号日本专利申请出版物中提出的控制方法，考虑到由于纸张与墨粉之间的电阻而导致的转印偏置分压，通过以预定的系数R乘以V1来确定V2，从而在每种环境中，并且无论转印材料的尺寸如何改变，总是能够获得稳定且良好的转印特性。
此外，例如，如第8-190285号日本专利申请出版物所述，提出了一种用于在感光鼓的表面上形成墨粉图像的方法，通过恒定电流而将偏置电压直接施加于表面以检测电压V1，使转印材料的表面可以与感光鼓表面的图像形成区域和空白区域相接触，通过恒定电流而将偏置电压施加于转印材料背面的与空白区域相对的部位以检测V2，根据这些电压V1和V2计算预定的转印电压，并将计算出的转印电压施加于与转印材料背面的图像形成区域相对的部位。
根据第8-190285号日本专利申请出版物中提出的控制方法，转印电压是不仅考虑到转印装置(例如转印辊)的电阻而且还考虑到转印材料的电阻而计算的。因此，对于不同种类和重量的转印材料，在各种环境中都能够获得稳定且良好的转印特性。
然而，根据第2-264278号日本专利申请出版物和第8-190285号日本专利申请出版物中提出的控制方法，正确地测量或估计转印辊、转印带、转印材料、以及墨粉的电阻，从而可以设定适当的转印电压。然而，转印电压随着墨粉带电量的大小而变化，因此如果墨粉带电量由于某种原因而偏离正常值，就会发生不能施加适当的转印电压的问题。
发明内容
考虑到上述内容而披露了本发明，并且本发明的目的在于提供一种即使墨粉带电量和环境改变，也能够获得良好的转印特性的图像形成设备和图像形成方法。
根据本发明的实施例，提供了一种图像形成设备，包括控制装置，用于控制显影对比电压，以便获得期望的图像浓度；转印条件控制装置，用于控制转印墨粉图像的转印条件；环境检测装置，用于检测环境；以及修正系数设定装置，参照预先登记修正系数的数据库来修正对应于显影对比电压和环境的转印条件，并基于由控制装置控制的显影对比电压以及由环境检测装置检测的环境来设定修正系数。
另外，根据本发明的实施例，提供了一种图像形成方法，包括控制显影对比电压，以便获得期望的图像浓度；控制用于转印墨粉图像的转印条件；检测环境；以及参照预先登记修正系数的数据库来修正对应于显影对比电压和环境的转印条件，并基于所控制的显影对比电压和所检测的环境来设定修正系数。
图1是示出了本发明所适用的图像形成设备的示意性截面的机械构造的结构图；图2是示出了图1中所示的图像形成设备内部的控制系统的示意性和功能性构造的框图；图3是用于说明显影对比电压的示意图；图4是用于说明由图像质量维持控制过程所计算出的显影对比电压VC与墨粉带电量之间的相互关系的图形；图5是用于说明根据墨粉带电量来修正转印电压的方法的图形；图6是用于说明图2中所示的图像形成设备的图像质量维持控制过程的流程图；图7是用于说明以栅极偏置电压的绝对值表示的感光鼓的未曝光部电位、感光鼓的曝光部电位、以及显影偏置电压之间的关系的曲线图；图8是用于说明形成在感光鼓上的高浓度图案区域和低浓度图案区域的视图；图9是用于说明图2中所示的图像形成设备的主转印控制过程的流程图；图10A和图10B是示出了由图2中所示的修正系数数据库所管理的数据库的构造实例的图表；
图11是用于说明图2中所示的图像形成设备的辅转印控制过程的流程图；图12是示出了本发明所适用的图像形成设备的另一示意性截面的机械构造的结构图；图13是示出了图12中所示的处理盒(process cartridge)的内部示意性机械构造的结构图；以及图14是示出了图12中所示的处理盒的外观构造的透视图。
具体实施例方式
在解释本发明的实施例之前，将说明权利要求中所阐述的本发明与“本发明的实施例”之间的对应关系。该说明证实在该说明书中描述了支持权利要求中所阐述的本发明的实施例。因此，即使有一些实施例在“本发明的实施例”中未作为与本发明相对应的实施例被正面描述，这也不意味该实施例不与本发明相对应。相反，即使该实施例作为与本发明相对应的实施例而在这里描述，这也不意味该实施例不对应于本发明以外的发明。
下面，将参照附图对本发明的实施例进行说明。
图1示出了本发明所适用的图像形成设备1的示意性截面的构造。
图像形成设备1在壳体14中储存有扫描仪单元11、图像形成单元12、以及供纸单元13。扫描仪单元11将光照射至放置于文档台上的文档(未画出)，通过多个光学元件将反射光从文档引导至光接收元件，将其进行光电转换，然后输出图像数据。接着，图像形成单元12将由扫描仪单元11从文档读取的图像数据，或者基于从外部设备(未画出)输入的图像数据的图像，输出到纸张(转印材料)上。此外，供纸单元13将纸张供应至图像形成单元12。
自动双面(duplex)单元15和手动供纸单元16可拆卸地安装在壳体14上。自动双面单元15将一侧上已经通过图像形成单元12形成图像的纸张翻转，再次将纸张供应至图像形成单元12，然后在另一侧上形成图像。手动供纸单元16手动地将纸张供应至图像形成单元12。
下面，将详细说明图像形成单元12。图像形成单元12具有作为图像载体的感光鼓17，其中该图像载体具有沿图像形成设备1的纵向方向(图的纵深方向)延伸的管身。此外，图像载体不局限于鼓的形状，并且其可以是感光带。在感光鼓17的周围，作为辅助装置，沿感光鼓17的旋转方向(图中所示的箭头方向)依次安装有主充电器18、曝光单元19、黑色显影装置20、作为彩色显影装置的旋转器21、作为墨粉图像形成介质的中间转印带22、以及鼓清洁器23。此外，处理盒(未画出)包括感光鼓17、主充电器18、黑色显影装置20或旋转器21、以及鼓清洁器23，并且那些单元可拆卸地安装在图像形成设备1中。
主充电器18以预定的电位对感光鼓17的外圆周表面充电。曝光单元19设置在图像形成单元12的下端附近，并且对充有预定电位的感光鼓17的表面进行曝光，并根据图像数据形成静电潜像。当形成彩色图像时，曝光单元19基于分辨颜色的图像数据对感光鼓17的表面进行曝光，并形成各种颜色的静电潜像。
黑色显影装置20设置在感光鼓17与曝光单元19之间，即，从下面与感光鼓17相对。黑色显影装置20粘附黑色墨粉并将其显影成通过曝光单元19形成在感光鼓17表面上的用于黑色的静电潜像，并在感光鼓17的表面上形成黑色墨粉图像。黑色显影装置20包括搅拌器，用于搅拌并供应墨粉；以及显影辊，设置成在感光鼓17的表面上通过预定的显影间隔与搅拌器相对。黑色显影装置20可移动地安装，使得显影辊与感光鼓17的表面分离或接触。此外，墨粉从墨粉盒20a通过供应路径(未画出)被供应至黑色显影装置20。
旋转器21安装在感光鼓17的附近，以便可以顺时针旋转。旋转器21包括与黑色显影装置20具有相同结构的黄色显影装置21Y、品红色显影装置21M、以及青色显影装置21C。这些显影装置沿旋转器21的旋转方向以可拆卸方式并排收容在旋转器21中。并且，通过顺时针旋转旋转器21，各种颜色的显影装置21Y、21M、和21C选择性地设置成从感光鼓17的一侧至其表面彼此相对。
由于黑色显影装置的使用频率高于其它颜色的显影装置，因此黑色显影装置20独立于收容其它颜色的显影装置的旋转器21而安装。这样，该显影装置和墨粉盒的墨粉存储量可以不同于其它颜色的显影装置的墨粉存储量，从而可以减少维护次数(例如墨粉补给)。
中间转印带22设置在感光鼓17的上方。中间转印带22通过具有沿图像形成设备1的纵向方向(图的纵深方向)延伸的转轴的驱动辊24a、从动辊24b、从动辊24c、以及张力辊24d卷绕并张紧。驱动辊24a固定地安装在壳体14上并位于旋转器21上方。张力辊24d被从中间转印带22的内侧向其外侧挤压，以便给中间转印带22提供预定的张力。
在中间转印带22的内侧安装有主转印辊25，使得中间转印带22可以与感光鼓17的表面接触，并将形成在感光鼓17表面上的墨粉图像转印至中间转印带22。为了能够在预定的压力下将中间转印带22压至感光鼓17的表面，主转印辊25被压向感光鼓17。此外，主转印单元由主转印辊25和安装在其周围的中间转印带22形成。
在中间转印带22的周围，带清洁器26和辅转印辊27可拆卸地安装在带表面上。带清洁器26通过旋转器21上方的中间转印带22安装在驱动辊24a的外圆周上。本实施例中所示的图像形成设备1的辅转印辊27具有以下构造外径为几十mm(例如28mm)，并且由表氯醇橡胶制成的海绵体表面覆盖有表氯醇橡胶管，且橡胶的硬度为几十度(例如25至30度)，以及体积电阻率为10Ω(例如13Ω)。此外，辅转印辊27通过其本身与从动辊24c之间的中间转印带22安装在横穿竖直输送路径28的位置处，并且该部分形成辅转印单元。此外，在辅转印辊27上方，设置有纸张分离单元29。鼓清洁器23布置成与感光鼓17相接触。
供纸单元13具有两个供纸盒13a和13b。在图中示出的供纸盒13a和13b的右上端处，安装有用于将存放在供纸盒中的最上面的纸张取出的拾纸辊30(30a和30b)。在使用拾纸辊30的取纸方向中的下游侧上的邻近位置处，供纸辊31和分离辊32彼此相对设置。此外，在图中示出的供纸盒13a和13b右侧的邻近位置处，设置有几乎竖直穿过中间转印带22与辅转印辊27相接触的辅转印区域而延伸的竖直输送路径28。在竖直输送路径28上，安装有用于挟持并旋转纸张的多个输送辊对33。
在辅转印区域中的排纸单元上方，沿竖直输送路径28安装有纸张分离单元29。在穿过记录介质分离单元29并再向上延伸的竖直输送路径28上，安装有用于加热、加压、以及定影转印到纸张上的墨粉图像的定影装置34。
此外，安装有用于将形成有图像的纸张排出到收纸盘36的排纸辊35。
此外，在感光鼓17的附近，安装有用于测量感光鼓17的表面电位的感光鼓表面电压测量器37。此外，在图像形成设备1中的预定位置处，安装有用于检测图像形成设备1内部的环境(例如温度和相对湿度)的环境传感器38。此外，在感光鼓17的附近，安装有用于测量粘附至感光鼓17的墨粉粘附量的墨粉粘附量测量器39。
下面，将说明使用图像形成设备1的彩色图像形成操作。
作为初始操作，黑色显影装置20向下移动并与感光鼓17的表面分离，并且旋转器21顺时针旋转，从而黄色显影装置21Y面对感光鼓17的表面。此外，带清洁器26以其支撑轴为中心逆时针旋转并与中间转印带22分离，并且辅转印辊27沿着与竖直输送路径28分离的方向(图中向右)移动并与中间转印带22分离。
然后，通过扫描仪单元11从文档(未画出)读取图像数据，或者从外部设备(未画出)输入图像数据。此外，感光鼓17顺时针旋转，并且感光鼓17的表面通过主充电器18以预定的电位被均匀地充电。此时，中间转印带22以与感光鼓17的圆周速度相同的速度逆时针旋转。
首先，基于分辨颜色的黄色图像数据，曝光单元19工作，并且在感光鼓17的表面上，形成用于黄色的静电潜像。这时，曝光计时通过由检测器(未画出)检测附于中间转印带22内侧的检测标记(未画出)而同步。
通过黄色显影装置21Y形成在感光鼓17表面上的用于黄色的静电潜像粘附有黄色墨粉并被显影，从而在感光鼓17的表面上形成黄色墨粉图像。这样形成在感光鼓17表面上的黄色墨粉图像通过感光鼓17的旋转而移动，并且经过与中间转印带22接触的主转印区域。
此时，将带有与墨粉的带电电位极性相反的偏置电压提供至主转印辊25，并将感光鼓17表面上的黄色墨粉图像转印到中间转印带22上。
在将黄色墨粉图像转印到中间转印带22上之后，残留在感光鼓17表面上的没有被转印的黄色墨粉由鼓清洁器23去除。此时，也同时去除感光鼓17表面上残留的电荷。
为了在感光鼓17上准备接着形成用于品红色的静电潜像，通过主充电器18对感光鼓17的表面均匀地充电，并且旋转器21旋转，从而品红色显影装置21M面对感光鼓17的表面。
在这种状态中，执行上述一系列的过程，即，曝光、显影、以及转印到中间转印带22上的主转印，并将品红色墨粉图像叠加并转印到中间转印带22上的黄色墨粉图像上。
在类似地转印青色墨粉图像之后，旋转器21旋转，使得显影装置21Y、21M、和21C不面对感光鼓17的表面，并且黑色显影装置20改为向上移动并面对感光鼓17的表面。在这种状态中，执行与上述过程相同的过程，并将黑色墨粉图像叠加到黄色墨粉图像、品红色墨粉图像、以及青色墨粉图像上，从而将这些图像转印到中间转印带22上。
当所有颜色的墨粉图像以这种方式叠加到中间转印带22上时，辅转印辊27朝向从动辊24c移动，并与中间转印带22接触。此外，带清洁器26也与中间转印带22接触。在这种状态中，叠加在中间转印带22上的所有颜色的墨粉图像通过中间转印带22的旋转而移动，并穿过中间转印带22和辅转印辊27互相接触的辅转印区域。
此时，通过拾纸辊30a和30b从供纸盒13a和13b取出的纸张通过输送辊149在竖直输送路径28上被向上输送，并在预定的时间被送到辅转印区域中。
接着，通过由电源(未画出)提供的与每个颜色的墨粉图像的电位极性相反的偏置电压的辅转印辊27，将中间转印带22上的各种颜色的墨粉图像转印到纸张上。在墨粉图像被转印到纸张上之后，中间转印带22上残余墨粉由带清洁器26去除。之后各种颜色的墨粉图像全部被转印到其上的纸张穿过记录介质分离单元29，并通过定影装置34加热和加压，并将各种颜色的墨粉图像定影在纸张上，从而形成彩色图像。其上形成有彩色图像的纸张通过安装在定影装置34下游侧上的排纸辊35排出到收纸盘36上。
图2示出了图1中所示的图像形成设备1内部的控制系统的示意性和功能性构造。
如图2所示，输入单元42、墨粉粘附量测量单元44、环境检测单元45、主转印电压检测单元46、以及辅转印电压检测单元47连接至控制装置41。
控制装置41被构造成可以通过输入/输出接口57连接主控制单元51、印刷数据获取单元52、存储单元53、图像质量维持控制单元54、主转印电压控制单元55、以及辅转印电压控制单元56。
主控制单元51包括中央处理器(CPU)或微处理器(MPU)、和随机存储器(RAM)，并且产生各种控制信号并共同控制图像形成设备1。
印刷数据获取单元52通过用户操作显示面板或按钮从输入单元42获取印刷数据，或通过电缆从外部设备(未画出)获取印刷数据，并将所获取的印刷数据提供给存储单元53的数据存储单元58。印刷数据包括，例如与其上印刷有图像和字符的纸张(转印材料)的种类和尺寸有关的数据，以及待印刷的图像和字符的印刷数据。
存储单元53包括数据存储单元58和修正系数数据库59。
数据存储单元58获取从印刷数据获取单元52提供的印刷数据，并储存所获取的印刷数据。此外，数据存储单元58根据主控制单元51的指令适当地提供储存在图像形成设备1的各个单元中的各种数据。
修正系数数据库59包括主转印电压修正系数数据库和辅转印电压修正系数数据库，并且在主转印电压修正系数数据库中，彼此相应地预先登记有关于主转印电压、温度和相对湿度、以及用于温度和相对湿度的修正系数，并且在辅转印电压修正系数数据库中，彼此相应地预先登记有关于辅转印电压、温度和相对湿度、以及用于温度和相对湿度的修正系数。
图像质量维持控制单元54包括计算单元60、比较和判定单元61、以及显影电压改变单元62。
基于作为已知数据预先储存在数据存储单元58中的系数K1至K4(曝光部电位VL和未曝光部电位VO与栅极偏置电压VG之间的关系)，计算单元60计算标准显影对比电压VC和背景电压(本底电压background voltage)VBG，并且计算与所计算的标准显影对比电压VC和背景电压VBG相对应的栅极偏置电压VG和显影偏置电压VD。显影对比电压是感光鼓的表面电位与显影偏置电位之间的电压差。如图3所示，关于形成在感光鼓17表面上的静电潜像，假设未曝光部的电位为-600V、曝光部的电位为-50V、以及显影偏置电压为-300V，则显影对比电压为+250V。
此外，基于从比较和判定单元61提供的比较和判定结果计算偏差，并且基于所计算出的偏差，计算单元60计算修正显影对比电压ΔVC和修正背景电压ΔVBG。基于标准显影对比电压VC和背景电压VBG以及所计算出的修正显影对比电压ΔVC和修正背景电压ΔVBG，计算单元60计算实际施加的显影对比电压VC和背景电压VBG，计算与所计算出的显影对比电压VC和标准的背景电压VBG相对应的栅极偏置电压VG和显影偏置电压VD，并将计算结果提供给显影电压改变单元62。
比较和判定单元61读取与储存在数据存储单元58中的墨粉粘附量的标准值有关的数据，参照与所读取的墨粉粘附量的标准值有关的数据，将该数据与从墨粉粘附量测量单元44提供的墨粉粘附量的测量数据进行比较和判定，并将比较和判定结果提供给计算单元60。
基于从计算单元60提供的计算结果，显影电压改变单元62改变显影对比电压VC、背景电压VBG、栅极偏置电压VG、以及显影偏置电压VD。显影电压改变单元62将与实际施加的显影对比电压VC、背景电压VBG、栅极偏置电压VG、以及显影偏置电压VD有关的数据提供给数据存储单元58。
主转印电压控制单元55包括感光鼓表面电位设定单元63、主转印电压计算单元64、主转印电压修正系数设定单元65、以及主转印电压改变单元66。
感光鼓表面电位设定单元63读取与储存在数据存储单元58中的改变后的栅极偏置电压VG有关的数据。基于与所读取的和改变后的栅极偏置电压VG有关的数据，感光鼓表面电位设定单元63控制主充电器18施加栅极偏置电压VG，并且在图像形成时以适当的电压VO对感光鼓17充电。
主转印电压计算单元64基于从主转印电压检测单元46提供的主转印电压检测信号来计算主转印单元的电阻，并且基于所计算出的主转印单元的电阻来计算用于产生预定电流的标准主转印电压。主转印电压计算单元64基于所计算出的标准主转印电压以及从主转印电压修正系数设定单元65提供的主转印电压修正系数数据，根据墨粉带电量来计算修正之后的主转印电压，并将计算结果提供给主转印电压改变单元66。
主转印电压修正系数设定单元65读取由存储单元53的修正系数数据库59管理的数据库，并读取与储存在数据存储单元58中的显影对比电压VC有关的数据。主转印电压修正系数设定单元65参照由所读取的修正系数数据库59管理的主转印电压修正系数数据库，基于从环境检测单元45提供的环境检测信号以及与所读取的显影对比电压VC有关的数据，设定主转印电压修正系数，并将主转印电压修正系数数据(其为所设定的主转印电压修正系数的数据)提供给主转印电压计算单元64。
主转印电压改变单元66基于从主转印电压计算单元64提供的计算结果来改变主转印电压。
辅转印电压控制单元56包括辅转印电压计算单元67、相对湿度纸张修正电压计算单元68、辅转印电压修正系数设定单元69、以及辅转印电压改变单元70。
辅转印电压计算单元67基于从辅转印电压检测单元47提供的辅转印电压检测信号来计算辅转印单元的电阻，并且基于所计算出的辅转印单元的电阻来计算用于产生预定电流的标准辅转印电压。辅转印电压计算单元67基于所计算出的标准辅转印电压、从相对湿度纸张修正电压计算单元68提供的计算结果、以及从辅转印电压修正系数设定单元69提供的辅转印电压修正系数数据，根据墨粉带电量计算修正之后的辅转印电压，并将计算结果提供给辅转印电压改变单元70。
相对湿度纸张修正电压计算单元68读取与储存在数据存储单元58中的印刷数据中所包含的纸张种类有关的数据，基于与所读取的纸张种类有关的数据以及从环境检测单元45提供的环境检测信号，计算与用户所选择的纸张种类以及所检测的相对湿度有关的相对湿度纸张修正电压，并将计算结果提供给辅转印电压计算单元67。
辅转印电压修正系数设定单元69读取由存储单元53的修正系数数据库59管理的辅转印电压修正系数数据库，并读取与储存在数据存储单元58中的显影对比电压VC有关的数据。辅转印电压修正系数设定单元69参照由所读取的修正系数数据库59管理的辅转印电压数据库，基于从环境检测单元45提供的环境检测信号以及与所读取的显影对比电压VC有关的数据，设定辅转印电压修正系数，并将辅转印电压修正系数数据(其为所设定的辅转印电压修正系数的数据)提供给辅转印电压计算单元。
辅转印电压改变单元70基于从辅转印电压计算单元67提供的计算结果来改变辅转印电压。
输入单元42安装在图像形成设备1的上部上，并且具有包括用于输入用户的各种指令的显示面板和按钮的输入装置。
墨粉粘附量测量单元44包括例如墨粉粘附量测量器39(图1中示出)，根据主控制单元51的指令测量粘附至感光鼓17的墨粉粘附量，并将测得的墨粉粘附量数据提供给图像质量维持控制单元54。
环境检测单元45包括例如环境传感器38(图1中示出)，根据主控制单元51的指令检测图像形成设备1内部的环境(诸如温度和相对湿度)，基于所检测的温度和相对湿度产生环境检测信号，并将该信号提供给控制装置41的各个单元。此外，环境检测信号包括环境数据，例如图像形成设备1内部的温度和相对湿度。
主转印电压检测单元46检测施加到由主转印辊25和其周围的中间转印带22构成的主转印单元的电压，基于所检测到的电压产生主转印电压检测信号，并将该信号提供给主转印电压计算单元64。此外，主转印电压检测信号包括与所检测到的施加于主转印单元的电压有关的数据。
辅转印电压检测单元47检测施加到由辅转印辊27和其周围的中间转印带22构成的辅转印单元的电压，基于所检测到的电压产生辅转印电压检测信号，并将该信号提供给辅转印电压计算单元67。此外，辅转印电压检测信号包括与所检测到的施加于辅转印单元的电压有关的数据。
另一方面，转印电压随墨粉带电量的多少而变化，从而当计算适当的转印电压时，即使不能直接测量墨粉带电量，也必须首先测量墨粉带电量。然而，在通过图像质量维持控制处理改变的显影对比电压VC与墨粉带电量之间，具有较强的相互关系，如图4所示。
下面将参照图4，说明通过图像质量维持控制处理计算的显影对比电压VC与墨粉带电量之间的相互关系。
如图4中的实线a所示，可以看出在显影对比电压VC与墨粉带电量之间具有预定宽度的线性相互关系。即，当墨粉带电量较少时，较低的显影对比电压VC就足够了，而当墨粉带电量较多时，需要较高的显影对比电压VC。
因此，使用图4所示的显影对比电压VC与墨粉带电量之间的相互关系，能够估计出当通过图像质量维持控制处理计算出的显影对比电压VC较低时，墨粉带电量减少，而当显影对比电压VC较高时，墨粉带电量增加。
因此，当通过图像质量维持控制处理计算出的显影对比电压VC与预定值偏离较大时，就判定出墨粉带电量与预定值范围偏离较大，并且基于该判定结果能够修正转印电压。
具体地说，当从与墨粉带电量的大小有关的判定结果修正转印电压时，根据以下说明进行修正。
即，当如果施加固定电压使得墨粉带电量增加时，通常，墨粉粘附量减少。因此，为了将墨粉粘附量保持在固定范围内，必须根据墨粉带电量的多少增加电压。
因此，如图4所示，例如，显影对比电压VC的下限值和上限值(在该值，可以认为墨粉带电量处于预定值范围内)分别预设为200V和400V。并且，根据显影对比电压VC的值，电压范围被分为三个区间(适当的带电区、低带电区、以及高带电区)，作为可以认为墨粉带电量在预定值范围内的显影对比电压VC的范围(a-b区间)，设定为200V至400V的情况；并且作为墨粉带电量低于预定值范围的显影对比电压VC的范围(A区间)，设定为小于200V的情况；而作为墨粉带电量高于预定值范围的显影对比电压VC的范围(B区间)，设定为大于400V的情况。
在图4中所示的环境条件下，在a-b区间中(其为适当的带电区)，转印电压修正系数为1，并直接施加通过普通转印电压控制过程计算出的转印电压；在A区间中(其为低带电区)，转印电压修正系数例如为0.9，并施加通过将普通主转印电压控制过程计算出的转印电压乘以转印电压修正系数(例如0.9)而获得的值；而在B区间中(其为高带电区)，转印电压修正系数例如为1.1，并施加通过将普通主转印电压控制过程计算出的转印电压乘以转印电压修正系数(例如1.1)而获得的值。这样，即使墨粉带电量改变，也能够获得良好的转印特性。此外，转印电压修正系数是随着环境条件(例如温度和相对湿度)而变化的值。
下面，将利用显影对比电压VC与墨粉带电量之间的相互关系说明主转印电压控制过程和辅转印电压控制过程。
下面将参照图6中所示的流程图，说明图2中所示的图像形成设备1的图像质量维持控制处理。此外，当完成图像形成设备1的预热过程时，执行图像质量维持控制处理。
在步骤S1，主控制单元51控制图案产生电路(未画出)，从而产生灰度数据，因此曝光单元19通过用于墨粉粘附量测量的高浓度和低浓度的两个灰度图案来曝光感光鼓17。
参照图6，将说明感光鼓17的表面电位VO(以下称为未曝光部电位)与从主充电器18的栅电极所输出的栅极偏置电压的绝对值VG(以下称为栅极偏置电压)之间的关系、通过曝光单元19在固定的光通量下全面曝光而被减弱的感光鼓17的表面电位VL(以下称为曝光部电位)、以及显影偏置电压VD。此外，图6中示出的实例执行逆转显影，使得电压的极性为负的。
如图6所示，当栅极偏置电压VG增加时，未曝光部电位VO和曝光部电位VL的绝对值分别减少。当曝光部电位VL和未曝光部电位VO线性地接近栅极偏置电压VG时，可以通过公式1和公式2表示它们。
公式1VO(VG)＝K1×VG+K2公式2VL(VG)＝K3×VG+K4这里，符号K1至K4表示系数，而VO、VL、和VG表示绝对值，以及VO(VG)和VL(VG)表示对于任意VG来说VO和VL的大小。
通常，墨粉粘附量(显影浓度)随着显影偏置电压VD、曝光部电位VL、以及未曝光部电位VO这三个值之间的关系而变化。
这里，首先如公式3和公式4那样定义显影对比电压VC和背景电压VBG。
公式3VC＝VD(VG)-VL(VG)公式4VBG＝VO(VG)-VD(VG)这里，VD(VG)表示对于任意VG来说VD的大小。
显影对比电压VC特别地参与固体部分(solid portion)的浓度，并且背景电压VBG在使用脉冲宽度调制的多级系统中主要参与低浓度部分的浓度。因此，可以通过显影对比电压VC和背景电压VBG来改变墨粉粘附量。
即，利用公式1至公式4可以获得公式5和公式6。
公式5VG(VC，VBG)＝(VC+VBG-K2+K4)/(K1-K3)公式6VD(VBG，VG)＝K1×VG+K2-VBG如上所述，当曝光部电位VL和未曝光部电位VO与栅极偏置电压VG之间的关系(系数K1至K4)已知时，通过确定显影对比电压VC和背景电压VBG，根据它们利用公式5和公式6能够唯一地计算出栅极偏置电压VG和显影偏置电压VD。
即，基于曝光部电位VL和未曝光部电位VO与栅极偏置电压VG之间的关系(系数K1至K4)，该关系作为已知数据预先储存在数据存储单元58中，确定显影对比电压VC和背景电压VBG。
在步骤S2，图像质量维持控制单元54的计算单元60读取作为已知数据预先储存在数据存储单元58中的系数K1至K4。
在步骤S3，计算单元60，基于所读取的系数K1至K4，计算标准显影对比电压VC和背景电压VBG，并计算与所计算出的标准显影对比电压VC和标准背景电压VBG相对应的栅极偏置电压VG和显影偏置电压VD。
主控制单元51控制图像形成设备1的各个单元，以便基于所计算出的标准显影对比电压VC、背景电压VBG、以及与它们相对应的栅极偏置电压VG和显影偏置电压VD执行显影过程，并且如图8所示，在感光鼓17上，形成与高浓度图案的灰度数据相对应的高浓度图案区域(高密度补片(patch))以及与低浓度灰度图案相对应的低浓度图案区域(低密度补片)，该低浓度图案的浓度比高浓度图案的浓度低。
在步骤S4，在曝光于感光鼓17上的高浓度和低浓度灰度图案通过黑色显影装置20被显影之后，在墨粉粘附量测量单元44移动到可测量位置的同时，墨粉粘附量测量单元44测量感光鼓17上的墨粉粘附量，并将测得的墨粉粘附量数据提供给比较和判定单元61。
在步骤S5，比较和判定单元61获取从墨粉粘附量测量单元44提供的墨粉粘附量的测得数据，并读取预先储存在数据存储单元58中的墨粉粘附量的预定标准值。比较和判定单元61参照所读取的墨粉粘附量的预定标准值，基于所获取的墨粉粘附量的测得数据进行比较，并判定测得数据是否在公差范围内。
当判定出在步骤S5获取的墨粉粘附量的测得数据不在公差范围内时，比较和判定单元61将比较和判定结果提供给计算单元60。在步骤S6，计算单元60基于从比较和判定单元61提供的比较和判定结果来计算偏差。在步骤S7，计算单元60基于所计算出的偏差来计算修正显影对比电压ΔVC和修正背景电压ΔVBG。
在步骤S8，基于标准显影对比电压VC和背景电压VBG以及所计算出的修正显影对比电压ΔVC和修正背景电压ΔVBG，计算单元60计算所施加的显影对比电压VC和背景电压VBG，并计算与它们相对应的栅极偏置电压VG和显影偏置电压VD。之后，该过程返回到步骤S4，并且重复步骤S4和随后步骤的过程。即，主控制单元51控制图像形成设备1的各个单元，以便基于计算出的标准显影对比电压VC、背景电压VBG、以及与它们相对应的栅极偏置电压VG和显影偏置电压VD执行显影过程，并在感光鼓17上形成高浓度图案区域(高浓度补片)和低浓度图案区域(低浓度补片)，并且通过墨粉粘附量测量单元44来测量墨粉粘附量，并将该墨粉粘附量与预定的标准值比较，并且重复相似的过程，直到判定出测得数据在公差范围内。
这样，能够计算出适当的显影对比电压VC、背景电压VBG、以及与它们相对应的栅极偏置电压VG和显影偏置电压VD。
当判定出在步骤S5获取的墨粉粘附量的测得数据不在公差范围内时，比较和判定单元61将比较和判定结果提供给计算单元60。基于从比较和判定单元61提供的比较和判定结果，计算单元60将测得数据与预定的标准值进行比较，确认其处于公差范围内，并将当前的显影对比电压VC和背景电压VBG以及与它们相对应的栅极偏置电压VG和显影偏置电压VD的计算结果提供给显影电压改变单元62。
在步骤S9，基于从计算单元60提供的计算结果，显影电压改变单元62改变显影对比电压VC、背景电压VBG、栅极偏置电压VG、以及显影偏置电压VD。显影电压改变单元62将已改变的与显影对比电压VC、背景电压VBG、栅极偏置电压VG、以及显影偏置电压VD有关的数据提供给数据存储单元58。
通过参照图8所示的流程图，将说明图2中所示的图像形成设备1的主转印电压控制过程。
在步骤S11，感光鼓表面电位设定单元63读取与储存在数据存储单元58中的已改变的栅极偏置电压VG有关的数据。感光鼓表面电位设定单元63控制主充电器18，基于与所读取的已改变的栅极偏置电压VG有关的数据，施加栅极偏置电压VG，以在图像形成时在适当的电压VO下对感光鼓17充电。
在步骤S12，主转印电压检测单元46将预定的电流(检测电流)施加给主转印单元，在经过预定时间之后(即，在待施加的检测电流稳定之后)，根据主控制单元51的指令，检测当将检测电流施加到主转印单元时所提供的电压，产生主转印电压检测信号，并将该信号提供给主转印电压计算单元64。此外，主转印电压检测信号包括与当将预定电流(检测电流)施加到主转印单元时所检测到的电压有关的数据。
在步骤S13，基于施加给主转印单元的预定电流(检测电流)以及从主转印电压检测单元46提供的主转印电压检测信号，主转印电压计算单元64计算主转印单元的电阻。
在步骤S14，基于计算出的主转印单元的电阻，主转印电压计算单元64计算用于产生预定转印电流的标准主转印电压。当检测电流和预定转印电流相同时，尽管实际上墨粉的电阻增加，但是实质上检测到的电压直接变为主转印电压，因此，主转印电压通常比检测到的电压高。
在步骤S15，根据主控制单元的指令，主转印电压修正系数设定单元65读取由修正系数数据库59管理的主转印电压修正系数数据库。
图10A示出了由修正系数数据库59管理的主转印电压修正系数数据库的实例。此外，如图10A和图10B所示，修正系数数据库59包括主转印电压修正系数数据库和辅转印电压修正系数数据库。
在图10A示出的主转印电压修正系数数据库的第一列到第五列中，记录了“相对湿度(％)”、“下限值(V)”、“上限值(V)”、“α”、以及“β”，并且它们分别表示图像形成设备1中的相对湿度值、显影对比电压VC的下限值(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)、显影对比电压VC的上限值(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)、低带电区中的主转印电压的修正系数α、以及高带电区中的主转印电压的修正系数β。
在图10A示出的第一行中，“相对湿度(％)”为“～29.9％”，表示图像形成设备1中的相对湿度为～29.9％。“下限值(V)”为“200V”，表示显影对比电压VC的下限值为200V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“上限值(V)”为“400V”，表示显影对比电压VC的上限值为400V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“α”为“0.95”，表示低带电区中的主转印电压的修正系数为0.95。“β”为“1.05”，表示高带电区中的主转印电压的修正系数为1.05。
在图10A示出的第二行中，“相对湿度(％)”为“30.0～44.9％”，表示图像形成设备1中的相对湿度为30.0～44.9％。“下限值(V)”为“180V”，表示显影对比电压VC的下限值为180V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“上限值(V)”为“380V”，表示显影对比电压VC的上限值为380V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“α”为“0.90”，表示低带电区中的主转印电压的修正系数为0.90。“β”为“1.10”，表示高带电区中的主转印电压的修正系数为1.10。
在图10A示出的第三行中，“相对湿度(％)”为“45.0～59.9％”，表示图像形成设备1中的相对湿度为45.0～59.9％。“下限值(V)”为“160V”，表示显影对比电压VC的下限值为160V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“上限值(V)”为“360V”，表示显影对比电压VC的上限值为360V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“α”为“0.90”，表示低带电区中的主转印电压的修正系数为0.90。“β”为“1.10”，表示高带电区中的主转印电压的修正系数为1.10。
在图10A示出的第四行中，“相对湿度(％)”为“60.0～74.9％”，表示图像形成设备1中的相对湿度为60.0～74.9％。“下限值(V)”为“140V”，表示显影对比电压VC的下限值为140V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“上限值(V)”为“340V”，表示显影对比电压VC的上限值为340V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“α”为“0.85”，表示低带电区中的主转印电压的修正系数为0.85。“β”为“1.15”，表示高带电区中的主转印电压的修正系数为1.15。
在图10A示出的第五行中，“相对湿度(％)”为“75.0％～”，表示图像形成设备1中的相对湿度为75.0％～。“下限值(V)”为“120V”，表示显影对比电压VC的下限值为120V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“上限值(V)”为“320V”，表示显影对比电压VC的上限值为320V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“α”为“0.80”，表示低带电区中的主转印电压的修正系数为0.80。“β”为“1.20”，表示高带电区中的主转印电压的修正系数为1.20。
在步骤S16，主转印电压修正系数设定单元65读取与储存在数据存储单元58中的显影对比电压VC有关的数据。
在步骤S17，根据主控制单元51的指令，环境检测单元45检测图像形成设备1内部的环境(温度、相对湿度等)，产生环境检测信号，并将该信号提供给主转印电压修正系数设定单元65。环境检测信号包括与图像形成设备1内部的环境有关的数据。
在步骤S18，主转印电压修正系数设定单元65参照由所读取的修正系数数据库59管理的主转印电压修正系数数据库，并基于与所读取的显影对比电压VC有关的数据以及从环境检测单元45提供的环境检测信号，设定主转印电压修正系数。
具体地，在图10A示出的实例中，当相对湿度为35％并且显影对比电压VC为450V时，其位于高带电区中，从而将主转印电压修正系数设定为1.10。
这样，能够根据墨粉带电量和环境来设定主转印电压修正系数。
主转印电压修正系数设定单元65将主转印电压修正系数数据(其为主转印电压修正系数的数据)提供给主转印电压计算单元64。
在步骤S19，主转印电压计算单元64获取从主转印电压修正系数设定单元65提供的主转印电压修正系数数据，基于所获取的主转印电压修正系数数据以及所计算出的标准主转印电压，根据墨粉带电量来计算修正之后的主转印电压(即，计算通过将标准主转印电压乘以主转印电压修正系数而获得的值)，并将计算出的结果提供给主转印电压改变单元66。
在步骤S20，主转印电压改变单元66基于从主转印电压计算单元64提供的计算结果，改变主转印电压。
在本发明实施例中示出的图像形成设备1中，参照由修正系数数据库59管理的主转印电压修正系数数据库，从而基于与通过图像质量维持控制处理改变的显影对比电压VC有关的数据以及从环境检测单元45提供的环境检测信号中所包含的环境数据(与温度和相对湿度有关的数据)，能够设定主转印电压修正系数。这样，当墨粉带电量与预定的标准值范围偏离较大时，能够基于所设定的主转印电压修正系数来修正主转印电压。因此，即使墨粉带电量和环境改变时，也能够获得良好的转印特性。
下面，将参照图11中示出的流程图，说明图2中示出的图像形成设备1的辅转印电压控制过程。
在步骤S31，辅转印电压检测单元47向辅转印单元施加预定的电流(检测电流)，在经过预定时间之后(即，在待施加的检测电流稳定之后)，根据主控制单元51的指令，检测当将检测电流施加给辅转印单元时所提供的电压，产生辅转印电压检测信号，并将该信号提供给辅转印电压计算单元67。此外，辅转印电压检测信号包括与当将预定电流(检测电流)施加给辅转印单元时所检测到的电压有关的数据。
在步骤S32，基于施加给辅转印单元的预定电流(检测电流)以及从辅转印电压检测单元47提供的辅转印电压检测信号，辅转印电压计算单元67计算辅转印单元的电阻。
在步骤S33，基于所计算出的辅转印单元的电阻，辅转印电压计算单元67计算用于产生预定转印电流的标准辅转印电压。当检测电流和预定转印电流相同时，尽管当处理速度不同时预定转印电流也不同，但是实质上检测到的电压直接变为辅转印电压，因此，检测到的电压可以与辅转印电压不同。
在步骤S34，修正电压计算单元68读取储存在数据存储单元58中的印刷数据，并基于与所读取的印刷数据中所包含的纸张种类有关的数据来判定纸张种类。
在步骤S35中，环境检测单元45检测图像形成设备1内部的环境，产生环境检测信号，并将该信号提供给修正电压计算单元68。
在步骤S36，基于纸张种类的判定结果以及从环境检测单元45提供的环境检测信号，修正电压计算单元68计算与纸张种类和相对湿度相对应的相对湿度纸张修正电压，并将计算结果提供给辅转印电压计算单元67。
在步骤S37，根据主控制单元的指令，辅转印电压修正系数设定单元69读取由修正系数数据库59管理的辅转印电压修正系数数据库。
图10B示出了由修正系数数据库59管理的辅转印电压修正系数数据库的实例。此外，图10B中示出的辅转印电压修正系数数据库的第一列至第三列中的“相对湿度(％)”、“下限值(V)”、以及“上限值(V)”与图10A中示出的主转印电压修正系数数据库的第一列至第三列中的“相对湿度(％)”、“下限值(V)”、以及“上限值(V)”相同，因此省略其说明以避免重复。
在图10B中示出的第四和第五列中记录了“γ”和“δ”，它们分别表示低带电区中的辅转印电压修正系数和高带电区中的辅转印电压修正系数。
在图10B示出的第一行中，“相对湿度(％)”为“～29.9％”，表示图像形成设备1中的相对湿度为～29.9％。“下限值(V)”为“200V”，表示显影对比电压VC的下限值为200V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“上限值(V)”为“400V”，表示显影对比电压VC的上限值为400V(在该值下，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“γ”为“0.95”，表示低带电区中的辅转印电压修正系数为0.95。“δ”为“1.05”，表示高带电区中的辅转印电压修正系数为1.05。
在图10B示出的第二行中，“相对湿度(％)”为“30.0～44.9％”，表示图像形成设备1中的相对湿度为30.0～44.9％。“下限值(V)”为“180V”，表示显影对比电压VC的下限值为180V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“上限值(V)”为“380V”，表示显影对比电压VC的上限值为380V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“γ”为“0.90”，表示低带电区中的辅转印电压修正系数为0.90。“δ”为“1.10”，表示高带电区中的辅转印电压修正系数为1.10。
在图10B示出的第三行中，“相对湿度(％)”为“45.0～59.9％”，表示图像形成设备1中的相对湿度为45.0～59.9％。“下限值(V)”为“160V”，表示显影对比电压VC的下限值为160V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“上限值(V)”为“360V”，表示显影对比电压VC的上限值为360V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“γ”为“0.90”，表示低带电区中的辅转印电压修正系数为0.90。“δ”为“1.10”，表示高带电区中的辅转印电压修正系数为1.10。
在图10B示出的第四行中，“相对湿度(％)”为“60.0～74.9％”，表示图像形成设备1中的相对湿度为60.0～74.9％。“下限值(V)”为“140V”，表示显影对比电压VC的下限值为140V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“上限值(V)”为“340V”，表示显影对比电压VC的上限值为340V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“γ”为“0.80”，表示低带电区中的辅转印电压修正系数为0.80。“δ”为“1.20”，表示高带电区中的辅转印电压修正系数为1.20。
在图10B示出的第五行中，“相对湿度(％)”为“75.0％～”，表示图像形成设备1中的相对湿度为75.0％～。“下限值(V)”为“120V”，表示显影对比电压VC的下限值为120V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“上限值(V)”为“320V”，表示显影对比电压VC的上限值为320V(在该值，可以认为墨粉带电量在预定值范围内)。“γ”为“0.75”，表示低带电区中的辅转印电压修正系数为0.75。“δ”为“1.25”，表示高带电区中的辅转印电压修正系数为1.25。
在步骤S38，辅转印电压修正系数设定单元69读取与储存在数据存储单元58中的显影对比电压VC有关的数据。
在步骤S39，根据主控制单元51的指令，环境检测单元45检测图像形成设备1内部的环境(温度、相对湿度等)，产生环境检测信号，并将该信号提供给辅转印电压修正系数设定单元69。环境检测信号包括与图像形成设备1内部的环境有关的数据。
在步骤S40，辅转印电压修正系数设定单元69参照由所读取的修正系数数据库59管理的辅转印电压修正系数数据库，并基于与所读取的显影对比电压VC有关的数据以及从环境检测单元45提供的环境检测信号，来设定辅转印电压修正系数。
具体地，在图10B示出的实例中，当相对湿度为48％并且显影对比电压VC比Va3(V)低时，其位于低带电区中，从而将辅转印电压修正系数设定为X3。
这样，能够根据墨粉带电量和环境来设定辅转印电压修正系数。
辅转印电压修正系数设定单元69将辅转印电压修正系数数据(其为辅转印电压修正系数的数据)提供给辅转印电压计算单元67。
在步骤S41，辅转印电压计算单元67获取从辅转印电压修正系数设定单元69提供的辅转印电压修正系数数据，基于所获取的辅转印电压修正系数数据、所计算出的标准辅转印电压、以及相对湿度纸张修正电压，根据墨粉带电量来计算修正之后的辅转印电压(即，计算通过将标准辅转印电压与相对湿度修正电压的和乘以辅转印电压修正系数而获得的值)，并将计算出的结果提供给辅转印电压改变单元70。
在步骤S42，辅转印电压改变单元70基于从辅转印电压计算单元67提供的计算结果，改变辅转印电压。
在本发明实施例中示出的图像形成设备1中，参照由修正系数数据库59管理的辅转印电压修正系数数据库，从而基于与通过图像质量维持控制处理改变的显影对比电压VC有关的数据以及从环境检测单元45提供的环境检测信号中所包含的环境数据(与温度和相对湿度有关的数据)，能够设定辅转印电压修正系数。这样，当墨粉带电量与预定的标准值范围偏离较大时，能够基于所设定的辅转印电压修正系数来修正辅转印电压。因此，即使墨粉带电量和环境改变时，也能够获得良好的转印特性。
此外，在本发明实施例中示出的图像形成设备1中，计算主转印电压或辅转印电压，然后基于显影对比电压VC来设定主转印电压修正系数或辅转印电压修正系数。然而，本发明并不限于此，并且只要显影对比电压VC改变，就可以设定主转印电压修正系数或辅转印电压修正系数。
此外，在本发明实施例中示出的图像形成设备1中，根据显影对比电压VC的值，电压范围被分为三个区间(适当的带电区、低带电区、以及高带电区)，并且设定修正系数，使得区间之间的修正系数彼此不同。然而，本发明并不限于此，并且电压范围可以被分为两个或四个或更多区间，并且根据显影对比电压VC的值可以计算并设定适当的修正系数。在这种情况下，至少一个区间被设为适当的带电区。
此外，在本发明实施例示中出的图像形成设备1中，通过图像质量维持控制处理来测量感光鼓17上的墨粉粘附量(图6中的流程图)，但也可以测量中间转印带22上的墨粉粘附量。本发明可以应用于四连串联式的图像形成设备。然而，特别地，当将本发明应用于四连串联式的图像形成设备(如图12所示)时，设置四个感光鼓，从而当测量中间转印带上的墨粉粘附量时，墨粉粘附量测量器的数量可以减少至一个，从而能够减少图像形成设备的成本。
图12示出了本发明所适用的图像形成设备1的另一示意性截面的机械构造。
如图12所示，图像形成设备1包括扫描仪单元72、图像形成单元73、以及供纸单元74。
扫描仪单元72将光照射至放置于文档台上的文档，通过多个光学元件将反射光从文档引导至光接收元件，将其进行光电转换，然后将图像信号提供给图像形成单元73。
如图12至图14所示，在图像形成单元73中安装有处理盒81a、81b、81c、和81d。处理盒81a、81b、81c、和81d具有各自的作为图像载体的感光鼓82a、82b、82c、和82d，并且在这些感光鼓上形成有显影剂图像。
处理盒81包括感光鼓82、充电单元83、显影装置85、以及清洁器86，并且可拆卸地安装在图像形成设备1上。
感光鼓82a，例如是直径为30mm的圆柱形状，并被安装成可以沿着图中示出的箭头方向旋转。在感光鼓82a周围，沿旋转方向设置有辅助设备。首先，主充电器83a作为辅助设备安装在与其相对的感光鼓82a的表面上。主充电器83a对感光鼓82a均匀地充负电。在主充电器83a的下游侧上，安装有用于对带电的感光鼓82a曝光并形成静电潜像的曝光单元84a。曝光单元84a将对应于从扫描仪单元72提供给感光鼓82a的图像信号进行光调制后的激光束曝光。此外，曝光单元84a可以使用LED(发光二极管)代替激光束。
此外，在曝光单元84a的下游侧上，安装有显影装置85a，该显影装置用于储存黄色显影剂并对使用该显影剂由曝光单元84a形成的静电潜像进行逆转显影。此外，中间转印带87(其为图像形成介质)被安装成与感光鼓82a相接触。
在感光鼓82a与中间转印带87相接触位置的上游侧，安装有清洁器86a。清洁器86a去除并储存转印之后光电导体上的残余墨粉。放电灯(未画出)通过均匀的光照射中和感光鼓82a的表面电荷。这样，就完成了图像形成的一个循环，并且在下一个图像形成过程中，主充电器83a再一次对未充电的感光鼓82a进行充电。
中间转印带87沿着与输送方向垂直的方向(图的纵深方向)具有的长度(宽度)几乎等于感光鼓82a的长度。中间转印带87为环形形状，并且张紧并悬挂在驱动辊88和辅转印相对辊89(其为从动辊)上，该驱动辊用于使带以预定的速度旋转。此外，数字97表示用于以固定的张力保持中间转印带87的张力辊。
中间转印带87为包含均匀扩散碳的聚酰亚胺带，具有例如100μm的厚度。中间转印带87具有10-9Ωcm电阻，并表现出半导体特性。作为中间转印带87的材料，具有10-8-10-11Ωcm体积电阻的半导体特性的材料也是可取的。例如，除了包含扩散碳的聚酰亚胺之外，还可以使用其中扩散有导电颗粒(例如碳)的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、或聚偏二氟乙烯。在不使用导电颗粒的情况下，可以使用聚合物膜(其电阻通过成分调节被调整)。此外，还可以使用混有离子导电材料的聚合物膜或具有比较低的电阻的橡胶材料(例如，硅橡胶和聚氨酯橡胶)。
在中间转印带87上，在驱动辊88与从动辊89之间，沿中间转印带87的输送方向依次设置有处理盒81a以及具有与处理盒81a相同构造的处理盒81b、81c、和81d。
感光鼓82b、82c、和82d几乎安装在对应处理盒的中心。与感光鼓82b、82c、和82d的表面相对，分别安装有主充电器83b、83c、和83d。在主充电器83b、83c、和83d的下游侧，安装有用于对充电的感光鼓82b、82c、和82d曝光并形成静电潜像的曝光单元84b、84c、和84d。在曝光单元84b、84c、和84d的下游侧，安装有用于对通过曝光单元84b、84c、和84d形成的静电潜像进行逆转显影的显影装置85b、85c、和85d。在感光鼓82b、82c、和82d与中间转印带87的接触位置的上游侧，安装有清洁器86b、86c、和86d。此外，显影装置85b、85c、和85d分别储存品红色显影剂、青色显影剂、以及黑色显影剂。
中间转印带87依次与各个感光鼓82a至82d进行接触。在中间转印带87与各个感光鼓的每个接触位置的附近，与各个感光鼓相对应地安装有主转印辊90a、90b、90c、和90d。即，主转印辊90a至90d被安装成在相应的感光鼓上方与中间转印带87的背面进行接触，并通过中间转印带87与处理盒81a至81d相对。主转印辊90a至90d连接至正(+)DC电源(未画出，其为电压施加装置)。此外，在每个主转印辊90a至90d的附近，安装有主转印辊电压检测单元(未示出)，用于检测施加给主转印辊90a至90d的电压。
此外，在驱动辊88的附近，安装有中间转印带清洁器91，用于去除并储存中间转印带87上的残余墨粉。
另一方面，在图像形成单元73的下部上，安装有用于储存纸张(转印材料)的供纸单元74的供纸盒93。在供纸单元74上，安装有用于一张接一张地拾取纸张的拾纸辊94。在图像形成单元73的辅转印辊92的附近，可旋转地安装有对准辊对95。对准辊对95在预定时间将纸张提供给辅转印单元，其中辅转印辊92和从动辊89横过中间转印带87彼此面对面地设置。
此外，在中间转印带87的上方，安装有用于将显影剂定影在纸张上的定影装置96。定影装置96向保持有墨粉图像的纸张施加预定的热量和压力，并将熔融的墨粉图像定影在纸张上。
此外，在中间转印带87下面的预定位置处，安装有用于检测图像形成设备1内部的环境(例如温度和相对湿度)的环境传感器98。
下面，将说明图像形成设备1的彩色图像形成操作(印刷过程)。
当指示图像形成操作开始(即，指示打印开始)时，感光鼓82a从驱动机构(未画出)接收驱动力，并开始旋转。主充电器83a例如以-600V对感光鼓82a均匀地充电。曝光单元84a根据待印刷的图像(字符)将光照射到通过主充电器83a被均匀充电的感光鼓82a，以形成静电潜像。显影装置85a储存显影剂(黄色的Y墨粉+铁氧体载体的双组分显影剂)，从显影偏压电源(未画出)向显影套(未画出)提供例如-380V的偏压值，以在感光鼓82a与显影装置本身之间形成显影电场。带负电的Y墨粉粘附在感光鼓82a上由光照射的区域中并被逆转显影。
接着，显影装置85b通过品红色显影剂使静电潜像显影，并在感光鼓82b上形成品红色的M墨粉图像。此时，M墨粉具有与Y墨粉类似的大约几微米(例如7微米)的平均颗粒直径，并且由于与具有大约60微米的平均颗粒直径的铁氧体磁性载体颗粒(未画出)摩擦带电而带负电。显影偏压值为例如大约-380V，与显影装置85b类似，并且显影偏置电压通过偏压电源(未画出)被施加给显影套(未画出)。显影电场的方向在成像单元中从感光鼓82b的表面指向显影套，并且带负电的M墨粉被粘附至潜像的高电位部。
显影装置85c通过青色显影剂使静电潜像显影，并在感光鼓82c上形成青色的C墨粉图像。此时，C墨粉具有与Y墨粉类似的大约几微米(例如7微米)的平均颗粒直径，并且由于与具有大约60微米的平均颗粒直径的铁氧体磁性载体颗粒(未画出)摩擦带电而带负电。显影偏压值为例如大约-380V，与显影装置85c类似，并且显影偏置电压通过偏压电源(未画出)被施加给显影套(未画出)。显影电场的方向在成像单元中从感光鼓82c的表面指向显影套，并且带负电的C墨粉被粘附至潜像的高电位部。
显影装置85d通过黑色显影剂使静电潜像显影，并在感光鼓82d上形成黑色的B墨粉图像。此时，B墨粉具有与Y墨粉类似的大约几微米(例如7微米)的平均颗粒直径，并且由于与具有大约几十微米(例如60微米)的平均颗粒直径的铁氧体磁性载体颗粒(未画出)摩擦带电而带负电。显影偏压值为例如大约-380V，与显影装置85d类似，并且显影偏置电压通过偏压电源(未画出)被施加给显影套(未画出)。显影电场的方向在成像单元中从感光鼓82d的表面指向显影套，并且带负电的B墨粉被粘附至潜像的高电位部。
在由感光鼓82a、中间转印带87、以及主转印辊90a形成的转印区域Ta中，向主转印辊90a施加所需的电压，例如大约+1000V的偏置电压。在主转印辊90a与感光鼓82a之间形成转印电场，并且感光鼓82a上的Y墨粉图像根据转印电场被转印到中间转印带87上。
主转印辊90b、90c、和90d的构造与主转印辊90a的构造基本相同，并且将省略其说明以避免重复。
中间转印带87上的图像朝向转印区域Tb输送，其中Y墨粉图像在转印区域Ta中被转印到该中间转印带上。在转印区域Tb中，从DC电源向主转印辊90b施加所需的电压(例如大约+1200V的偏置电压)，从而品红色的M墨粉图像被叠加在Y墨粉图像上。在转印区域Tc中，向主转印辊90c施加所需的电压(例如大约+1400V的偏置电压)，并且在转印区域Td中，向主转印辊90d施加所需的电压(例如大约+1700V的电压)，从而青色显影剂图像和黑色显影剂图像被依次多重转印到已经被转印的显影剂图像上。另一方面，拾纸辊94从供纸盒93取出纸张，并且对准辊对95将纸张提供给辅转印单元。
在辅转印单元中，向从动辊89施加所需的偏置电压，并且在横过中间转印带87的从动辊89与辅转印辊92之间形成转印电场，并且中间转印带87上的多种颜色的墨粉图像被成批转印至纸张。这样被成批转印的各种颜色的显影剂图像通过定影装置96定影在纸张上，并且形成彩色图像。定影的纸张被排出到主体内部的排纸单元(未画出)上。
此外，本发明的实施例示出了流程图的步骤按记录顺序以时间序列执行的处理实例，但是该处理实例也可以包括并列或分别(而不是按时间序列)执行的过程。
根据本发明，即使墨粉带电量和环境改变，也能够获得良好的转印特性。
权利要求
1.一种图像形成方法，包括控制显影对比电压，以便获得期望的图像浓度；控制用于转印墨粉图像的转印条件；检测环境；以及参照预先登记修正系数的数据库来修正相应于所述显影对比电压和所述环境的转印条件，并基于所控制的显影对比电压和所检测的环境，来设定所述修正系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所设定的修正系数，来修正所述转印条件。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，预先登记在所述数据库中的所述修正系数在根据所述显影对比电压预先划分的多个区间之间彼此不同。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，根据所述显影对比电压划分的所述多个区间为低带电区、适当的带电区、以及高带电区中的任何一个，其中在所述低带电区中，墨粉带电量较少，在所述适当的带电区中，所述墨粉带电量在预定的标准值范围内，在所述高带电区中，所述墨粉带电量较多，并且预先登记在所述数据库中的所述修正系数在所述低带电区、所述适当的带电区、以及所述高带电区中分别为小于1的值、等于1的值、以及大于1的值。
5.一种图像形成设备，包括显影对比电压控制装置，用于控制显影对比电压，以便获得期望的图像浓度；转印条件控制装置，用于控制转印墨粉图像的转印条件；环境传感器，用于检测环境；以及修正系数设定单元，用于参照预先登记修正系数的数据库来修正相应于所述显影对比电压和环境的转印条件，并基于由所述显影对比电压控制装置控制的所述显影对比电压以及由所述环境感测装置检测的环境，来设定所述修正系数。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述显影对比电压是其上形成有图像的图像载体的表面电位与显影偏置电位之间的电压差。
7.根据权利要求5所述的设备，其中，所述转印条件控制装置基于通过所述修正系数设定单元所设定的修正系数来修正所述转印条件。
8.根据权利要求5所述的设备，其中，预先登记在所述数据库中的所述修正系数在根据所述显影对比电压预先划分的多个区间之间彼此不同。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，根据所述显影对比电压划分的所述多个区间为低带电区、适当的带电区、以及高带电区中的任何一个，其中在所述低带电区中，墨粉带电量较少，在所述适当的带电区中，所述墨粉带电量在预定的标准值范围内，在所述高带电区中，所述墨粉带电量较多，并且预先登记在所述数据库中的所述修正系数在所述低带电区、所述适当的带电区、以及所述高带电区中分别为小于1的值、等于1的值、以及大于1的值。
10.根据权利要求5所述的设备，其中，预先登记在所述数据库中的所述修正系数为对应于所述环境的值。
全文摘要
一种图像形成设备，包括显影对比电压控制装置，用于控制显影对比电压，以便获得期望的图像浓度；转印条件控制器，用于控制用于转印墨粉图像的转印条件；环境传感器，用于检测环境；以及修正系数设定单元，用于参照预先登记修正系数的数据库来修正相应于显影对比电压和环境的转印条件，并基于由显影对比电压控制装置控制的显影对比电压以及由环境传感装置检测的环境，来设定修正系数。
文档编号G03G15/00GK101030062SQ20071000047
公开日2007年9月5日 申请日期2007年2月26日 优先权日2006年2月28日
发明者泉贵雄, 小笠原真人 申请人:株式会社东芝, 东芝泰格有限公司