成像设备的制作方法

专利名称：成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用静电照相或静电记录的成像设备，诸如复印机。具体地说，本发明涉及用于稳定成像设备中的图像浓度的部件，所述部件包括所谓的使用调色剂和载体的双组分型显影部件。
背景技术：
双组分型显影部件与近年来针对高质量和高速度的成像设备的市场需要相匹配，并且已经得到广泛的使用。
在双组分型显影部件中，调色剂和载体之间的混合比随调色剂的消耗而改变。由于混合比的改变，会导致图像浓度发生变化并发生调色剂的泄漏。为此，已通过使用光学装置等测量混合比。在该测量结果的基础上，已保持混合比以稳定图像浓度。
然而，即使将调色剂和载体之间的混合比保持在固定值，在某些情况下也会使所形成的图像浓度改变。这是因为，由于载体的退化或成像设备所使用的环境而导致调色剂的电荷量改变。
因此，已使用了这样一种方法，即，将静电潜像形成于图像承载构件上、使之在预定条件下显影并经历关于图像浓度的测量以调节调色剂和载体之间的混合比。通过这样一种方法，可解决诸如由于载体退化和调色剂的电荷量根据成像设备所使用的环境而改变导致所形成的图像浓度不稳定的上述问题。
然而，如日本未审定公开专利申请(JP-A)平9-127757中所描述的，甚至在使用其中在预定条件下测量所显影的潜像的浓度的上述方法的情况中，所形成的图像浓度在某些情况中也是不稳定的。
更具体地说，关于在相同条件下被显影的静电图像，其浓度根据图像承载构件的表面层的厚度而改变。这是由于图像承载构件的电容根据图像承载构件的表面层的厚度的变化而改变。对于这样一种在电容方面改变的图像承载构件来说，保持电荷的调色剂的附着量是不稳定的。因此，调色剂和载体之间的混合比是根据浓度值而调节的。为此，由于在图像承载构件的表面层厚度方面的改变，会出现诸如所形成的图像浓度不稳定这样的问题。

发明内容
本发明的一个目的是防止出现这样的问题，即，由于图像承载构件的表面层的厚度的改变而致使图像浓度不稳定。
本发明的一个特定目的是提供一种已解决了上述问题的成像设备。
依照本发明，提供了一种成像设备，所述设备包括具有表面层的图像承载构件，用于在表面层上形成静电图像的静电图像形成部件，至少容纳调色剂和载体的显影部件，用于使静电图像显影，用于测量所显影的静电图像的浓度的浓度测量部件，用于测量所述表面层的厚度的层厚度测量部件，用于调节显影部件中的调色剂含量的调节部件，其中，所述调节部件根据层厚度测量部件的输出调节混合比。
根据以下结合附图所作出的对本发明优选实施例的描述，本发明的这些和其他目的、特征和优点将变得更加明晰。


图1是示意性地表示本发明成像设备的一个实施例的总体结构的纵向截面图。
图2是示意性地表示本发明成像设备的另一个实施例的总体结构的纵向截面图。
图3是示意性地表示感光鼓的层结构的纵向截面图。
图4是表示显影装置的结构的纵向截面图。
图5是表示所检测的电流量(DC电流量)与感光鼓的表面层厚度之间关系的图表。
图6是表示显影偏压的切换定时的时间表。
图7(a)和图7(b)是分别表示显影偏压(偏压)A和B的时间方式(timewise)波形的视图。
图8(a)和图8(b)是分别表示显影偏压A和B的显影特性的图表。
图9是用于说明在成像时刻于感光鼓表面处的成像区域和非成像区域的视图。
图10是下文中出现的实施例1中的显影电压校正的流程图。
图11是表示当未实现纹样显影电压的校正时调色剂浓度的级数与表面层厚度上的变化的级数之间的关系的图表。
图12是表示当实现了纹样显影电压的校正时调色剂浓度的级数与表面层厚度上的变化的级数之间的关系的图表。
图13是实施例2中显影电压校正的流程图。
图14是实施例3中显影电压校正的流程图。
图15是表示感光鼓的层结构的一个实施例的纵向截面图。
具体实施例方式
在本发明中，当显影在图像承载构件上形成的静电图像并且测量其图像浓度时，测量图像承载构件的表面层的厚度。然后，根据其厚度校正施加于显影部件上的电压与作为图像承载构件的感光鼓的表面层的电势之间的电势差或上述被显影的静电图像的目标浓度。
这样，就解决了诸如由于图像承载构件的表面层厚度上的变化而致使图像浓度不稳定的问题。
在下文中，将参照附图更具体地描述根据本发明的成像设备的实施例。
在各个附图中，由相同的参考数字或符号表示的构件或部件具有相同的结构或功能，并且将适当地省略对其的重复性解释。
<实施例1>
图1示出了根据作为本发明成像设备的一个实施例的实施例1的成像设备。图1中所示的成像设备是一种根据电摄影方法的基于四色的全色打印机，并且在图1中示意性地示出了其总体结构。
下面，将参照图1描述打印机(成像设备)的结构。
参照图1，该成像设备包括一个作为图像承载构件的鼓型电摄影感光构件(在下文中称其为“感光鼓”)1。感光鼓1以沿箭头R1的方向可转动的方式受到支撑件。在感光鼓1的周围，基本上按照下述顺序从上游侧开始沿感光鼓1的转动方向设置主充电器(充电部件)2、曝光装置(曝光部件)3、显影装置(显影部件)4、中间转印带5以及清洁装置(清洁部件)6。此外，在中间转印带5的下面，布置有一个转印运输带7。在沿记录材料P的运输方向(箭头A所指示的方向)的下游侧上，设置一个定影装置(定影部件)8。
在该实施例中，使用直径为60mm的鼓作为感光鼓1。如图3所示，通过以下步骤制备感光鼓1，即，通过在接地的感光鼓支撑件1a的外圆周表面上涂覆铝而形成普通有机光导体(OPC)的感光层1b，以及通过涂覆在其上形成耐久性卓越的保护层(外涂层OCL)。在这些层中，感光层1b是由包括底涂层(导电颜料层CPL)1b1、防喷射层(内涂层UCL)1b2、电荷产生层(CGL)1b3以及电荷输送层(CTL)1b4的四层构成的。感光层1b通常是一个绝缘元件并且具有通过用特定波长的光线照射它而改变为导电性元件的特性。这是由于在电荷产生层1b中产生了孔(电子对)并用作电子电荷载体。电荷产生层1b是0.2μm厚的酞菁化合物层，并且电荷输送层1c是其中分散有腙化合物的大约2.5μm厚的聚碳酸酯层。感光鼓1由驱动部件(未示出)以预定的处理速度(圆周速度)沿箭头R1的方向转动驱动。
在该实施例中，使用栅控电晕器型电晕放电器作为主充电器2。这个电晕放电器是通过用在感光鼓1一侧具有开口的金属屏蔽2b覆盖放电线2a而形成的。
在这个实施例中，将根据图像信息进行激光的开/关动作的激光扫描器用作曝光装置3。充电之后感光鼓1的表面通过反射镜被曝光装置3所产生的激光照射，从而除去激光照射部分处的电荷，以便允许形成静电潜像。
在该实施例中，显影装置4使用一种转动显影方案。显影装置4包括一个由电动机(未示出)以可转动的方式沿箭头R4的方向围绕轴线(轴)4a被驱动的转动构件4A和装在转动构件4A中的黑色(4K)、黄色(4Y)、品红色(4M)和青色(4C)四个显影装置。当在感光鼓1上形成黑色显影剂图像(调色剂图像)时，由黑色显影装置4K在更靠近感光鼓1的显影位置D处进行显影。同样，当形成黄色调色剂图像时，使转动构件4A转动90度，以将黄色显影装置4Y布置在显影位置D处，从而实现显影。以相同的方式实施品红色调色剂图像和青色调色剂图像的形成。在以下的描述中，除非特别指定它们的颜色，显影装置4K、4Y、4M和4C被简称为“显影装置”。
上述的中间转印带5围绕驱动辊10、初次转印辊(初次转印充电器)11、从动(随动)辊12以及二次转印相对辊13延伸，并且通过驱动辊10的转动沿箭头R5的方向转动。带式清洁器14抵靠在中间转印带5上。上述转印运输带7围绕驱动辊15、二次转印辊16以及从动(随动)辊17延伸，并且通过驱动辊15的转动沿箭头7的方向转动。上述转印辊8包括一个其中容纳有加热器(未示出)的定影辊18和一个被布置成从下面与所述定影辊相抵靠的压力辊20。
下面将描述具有上述结构的成像设备的操作。
参照图1，通过将感光鼓1的表面暴露于曝光装置3的光线下而在感光鼓1上形成静电潜像。此时，从电源32将DC电压或用AC偏压的DC电压施加到主充电器2上。通过容纳所需颜色的显影剂(调色剂)的显影装置，使调色剂附着在静电潜像上，从而在感光鼓1上形成调色剂图像。通过从初次转印偏压电源11a供应初次转印偏压(电压)，将该调色剂图像转印到中间转印带5上。
在执行基于四色的全色成像的情况中，首先，由黑色显影装置4K在感光鼓1上形成黑色调色剂图像并将该图像初次转印到中间转印带5上。在初次转印之后残留在感光鼓1表面上的调色剂(残余调色剂)通过被设在清洁装置6上的弹性刮刀刮擦而被去除。然后，使转动构件1A转动90度，使黄色显影装置4Y位于显影位置D中，并且在感光鼓1上形成黄色调色剂图像，并且将所述黄色调色剂图像初次转印并重叠在转印到位于中间转印带5上的黑色调色剂图像上。
关于品红色显影装置4M和青色显影装置4C也依次地执行这些操作，由此将四色调色剂图像叠置在中间转印带5上。之后，通过向二次转印辊16施加二次转印偏压(电压)，将布置于中间转印带5上的四色调色剂图像二次转印到同时被保持在转印运输带7上的记录材料P上。
将调色剂图像转印于其上的记录材料P从转印运输带7上被剥离并在定影装置8的定影辊18和压力辊20之间被加热和加压，从而将调色剂图像定影在记录材料P的表面上以形成基于四色的全色图像。在二次转印之后残留在中间转印带5上的调色剂(残余调色剂)通过带式清洁器14被除去。
顺便提及的是，在进行单色成像的情况中，形成于感光鼓1上的静电潜像由其中容纳有所需颜色的调色剂的显影装置显影。在被转印到中间转印带5上之后，该调色剂图像被立即二次转印到记录材料P上。其上转印有调色剂图像的记录材料P从转印运输带7上被剥离并经受定影装置8的加热和加压，从而将该调色剂图像定影在记录材料P上。
在该实施例中，图像浓度检测传感器21沿感光鼓1的转动方向设置在显影位置D的下游并处于初次转印辊11的上游，以便面对感光鼓1的表面。
下面将参照图4来描述包含在图1所示的转动构件4A中的各个颜色的显影装置4K、4Y、4M和4C。
参照图4，在每个显影装置的显影剂容器22中，容纳有包括非磁性调色剂和磁性载体的双组分型显影剂。该显影剂在初始阶段具有约为8wt.％(其每份重量(调色剂和载体的总重量))的调色剂含量。然而，应根据所使用的成像设备的结构适当地调节该调色剂含量，有此所述含量不必一定约为8wt.％。
至于由于显影而消耗的调色剂，从设置在转动构件4A的每个显影装置附近并可以以可拆卸的方式安装在该转动构件4A的每个显影装置上的调色剂容器23向显影剂中补充新的调色剂。
当显影装置移动到显影位置D时，其显影区域朝向与其相对布置的感光鼓1打开，并且显影套筒24可转动地设置在所述开口处，以便局部地暴露在所述开口处。
在显影套筒24的内部设置一个作为磁场产生部件的固定磁铁25。显影套筒24由一种非磁性材料制成并沿图4中的箭头24的方向(即，显影区域中的重力方向(向下的方向))转动，从而分层地保持在构成显影装置的显影剂容器22中的双组分型显影剂并将该显影剂携带到显影区域。因此，将显影剂供给到与感光鼓1相对的显影位置D，以显影在感光鼓1上形成的静电潜像。
为了适当地调节被输送到显影区域中的显影剂的量，沿显影套筒24的转动方向将一个调节刮刀(显影剂调节元件)26设置在显影区域的上游，以便与显影套筒24相对。通过调节刮刀26来调节显影套筒24上的显影剂的层厚度。
在使静电潜像显影之后，通过显影套筒的转动运送显影剂并将其回收在显影容器22内。显影容器22包括第一循环螺杆27a(更靠近显影套筒24)和第二循环螺杆27b(在显影套筒24的远侧上)，作为显影剂搅拌/运输部件。在这些螺杆的搅拌下循环和混合显影剂容器22中的显影剂。显影剂的循环方向是相对于第一循环螺杆27a从图(图4)的后侧到前侧的方向以及相对于第二循环螺杆27b从图的前侧到后侧的方向。
在上述显影剂方面，其中的调色剂成分随着成像(复印)纸张数的增加而被消耗。与所消耗的调色剂量相对应的调色剂的量经由显影剂补充孔23a和补充转印通道28从设置在显影剂容器22处的显影剂补充孔22a供应到显影剂容器22中。所补充的调色剂朝向沿显影剂容器22的第二循环螺杆27b的显影剂转印方向的料流供应，并且在搅拌下与已存在于显影剂容器22中的显影剂以及显影之后由第一循环螺杆27a传送的显影剂相混合。将所得到的显影剂在受到良好搅拌的状态下传送到第一循环螺杆27a，之后再次供应到显影套筒24。补充螺杆30(调色剂补充部件)设在补充转印通道28中并且其转动时间由一个CPU29控制，以调节被供应到显影装置的调色剂量。
在该实施例中，成像设备包括作为表面层检测(测量)部件的表面层厚度检测电路31，用于检测成像设备主组件中的感光鼓1的厚度。表面层厚度检测电路31根据这样的方案(电流检测方案)检测表面层厚度，即，当从充电的感光鼓1上去除电荷时，从流过感光鼓1的电流中检测感光鼓1的表面层厚度。
图2示出了包括另一个这种类型的表面层厚度检测电路31的成像设备，其中在从将电荷从感光鼓1上去除的状态使感光鼓1再次充电时测量流过感光鼓1的电流。
例如在JP-A平04-056914中详细地描述了这种电流检测方案。具体地说，在感光构件的表面电势从0V增加到Vd或在表面电势从Vd增加到0V时流过感光构件的DC电流IDC用以下等式(1)表示ABS(IDC)＝ε·ε0·L·vp·Vd/d (1)，其中，ε表示相对介电常数，ε0表示真空介电常数，L表示主充电辊的有效充电宽度，vp表示处理速度，以及d表示感光构件的表面层厚度。
在上述等式中，ε、εp、L、vp和Vd可被看作是常量，从而发现DC电流IDC与感光构件的表面层厚度成反比例。
因此，通过测量DC电流IDC，可检测感光构件的表面层厚度。
当开启成像设备时，该实施例中的表面层厚度检测部件在转动感光鼓1的同时只施加一定时期(相当于感光鼓1转一整圈)的充电偏压。在这个时期内，检测10次DC电流，以将其平均值IDCave确定为电流检测的最终结果(在下文中称其为“表面层厚度检测程序”)。
图5示出了感光鼓1的表面层厚度与检测的(DC)电流量之间的关系。
在该实施例中，成像设备包括用于储存根据图5所示曲线图制备的电流-表面层厚度表的备份存储器。
接下来，将描述该实施例中的调色剂纹样检测方案。
根据储存在备份存储器中并预先确定的环境表(预先储存根据温度/湿度信息确定的处理条件的设定值(诸如曝光强度、显影偏压和转印偏压))，通过将充电的感光鼓1曝光于激光下而形成纹样潜像，并且将该纹样潜像显影，以形成纹样图像。该方案被称为数字纹样图像方案。可在没有用激光曝光感光鼓1的情况下，通过在由显影偏压和感光鼓电势(是在感光鼓由主充电器2充电但未经受曝光装置3的曝光这样一个区域中的电势)之间的电势差产生的对比电势下显影纹样潜像而形成纹样图像。该方案被称为模拟纹样图像方案。在控制调色剂补充量的情况中，如上所述，在初始安装成像设备时，由图像浓度检测传感器21检测纹样图像的浓度，并且将其输出值作为纹样目标信号值输入CPU(控制部件，未示出)中。控制从调色剂容器23供应到显影装置的显影剂容器23中的调色剂的量，从而输入的纹样目标信号值等于在随后的浓度控制时检测到的用于调色剂补充的纹样图像的浓度，即，来自于传感器的输出值。
顺便提及的是，在该实施例中，通过数字曝光所形成的潜像在下文中被称作数字潜像，而通过显影数字潜像所形成的图像被称作数字图像。为了辨别图像，在不采用上述激光曝光而从数字潜像和数字图像形成纹样图像的情况中，不采用激光曝光而形成的潜像被称作模拟潜像，通过显影所述模拟潜像而形成的图像被称作模拟图像。
然而，在采用上述的数字纹样图像方案的情况中，与初始阶段的情况相比较，在某些情况下，由于使用感光鼓1以及其环境变化而造成的退化，使感光鼓1的特性(具体来说是感光特性)发生变化。为此，通过用曝光装置3的激光输出曝光感光鼓1而获得的电势和在初始阶段将获得的电势在其间形成差异。结果，由于电势差使在感光鼓1上形成的图像的图像浓度偏离期望值。如果包括该误差的图像浓度值被用于控制补充调色剂的量，则显影装置中的调色剂含量在期望值的范围之外。因此，存在着这样的可能性，即，产生图像浓度的变化和调色剂灰雾，导致图像失败。
具体地说，随着生产成本和设备尺寸的减少，在省略(去除)了感光构件电势测量传感器(其为昂贵的高性能零件)的状态下，根据用于调色剂补充的纹样图像控制调色剂补充量，从而显影部件中调色剂含量的变化变大了。结果，使施加在调色剂和载体上的载荷增加，从而存在着出现这样的困难的可能性，即，所述困难包括增加诸如重像的不规则图像以及降低载体的使用寿命。
鉴于上述困难，在本实施例中，为了消除由感光鼓1的感光特性方面的变化而引起的感光鼓1上激光照射部分处的电势的变化，采用如下所述的模拟纹样图像方案，即，其中在不使用激光曝光的情况下在稳定的电势下形成用于调色剂补充的纹样潜像，而后将其曝光以形成纹样图像。
接下来，将描述该实施例中的显影偏压。
如图4所示，图1的成像设备包括与作为控制部件的CPU29相连接的两个高压电源(显影偏压施加电源)29a和29b。对于每个显影装置来说，可有选择地切换和施加从高压电源29a供应的显影偏压A和从高压电源29b供应的显影偏压B。
图6示出了在成像期间显影偏压切换的时间图。
参照图6，“潜像(LATENT IMAGE)”表示形成潜像的时期，“显影(DEVELOPING)”表示显影套筒24转动的时期，“显影偏压A(DEVELOPING BIAS A)”表示将显影偏压A施加于显影套筒24上的时期，而显影偏压B(DEVELOPING BIAS B)”表示将显影偏压B施加于显影套筒24上的时期。
图7(a)和图7(b)分别示出了当AC电压施加于显影套筒24上时显影偏压A和B的时间波形(横坐标时间；纵坐标施加于显影套筒24上的电压)。
图8(a)和图8(b)分别示出了显影偏压A和B的显影特性(横坐标显影对比电势(作为绝对值)；纵坐标由传感器检测的纹样图像浓度)。
图9示出了在于多个记录材料P上连续形成图像的情况下的图像区域C和D以及无图像区域E。图9中所示的箭头表示在感光鼓1的表面处的移动方向。
下面将参照图9描述连续成像期间的一部分操作。
将在感光鼓1上的图像区域C中形成的普通图像的静电潜像被形成为数字潜像。当该数字潜像到达与显影装置相对的显影位置时，通过从高压电源向显影装置的显影套筒施加图7(a)中所示的显影偏压A而使数字潜像显影。在直到用于随后的普通图像的静电潜像的时期中，存在一个无图像区域E。在该无图像区域E中，通过形成用于调色剂补充的纹样图像进行调色剂补充的控制。
在无图像区域E中，通过在没有进行感光鼓1的激光曝光的情况下只充电至Vd而在位于Vd(暗部分电势)与显影偏压电势Vdc1之间的电势下形成模拟(纹样)潜像。之后，当纹样潜像到达显影位置时，将显影偏压A(图7(a))切换为显影偏压B(图7(b))。由切换的显影偏压B使潜像显影，以形成模拟纹样图像。此后，当随后的图像区域D到达显影位置时，将显影偏压B再次切换为显影偏压A，使输出图像的潜像在图像区域D中显影。
图7(a)中所示的显影偏压A具有这样一种波形，即，包括以预定频率(其中通过向显影套筒24施加用AC电压偏压的DC电压而产生交流电场的交流电压部分)出现的矩形波的脉冲部分和消隐部分(其中通过只向显影套筒施加DC电压而产生一定电场的暂停部分)交替地存在。通过使用这样的显影偏压A，如图8(a)所示，由于即使显影装置中的调色剂含量发生改变，显影装置中的调色剂含量也不容易影响在感光鼓上形成的图像浓度(调色剂图像浓度)，可以获得能够稳定所形成的图像浓度的显影特性。在图8(a)中，实线表示理想的图像浓度线，而虚线表示当显影装置中的调色剂含量改变时的图像浓度线。此外，消隐脉冲偏压具有这样的特性，即，在具有较少的背景灰雾的高光部分处有效地进行高质量显影，并且甚至在长期使用中也可使所形成的调色剂颗粒尺寸分布稳定。另一方面，显影偏压A具有调色剂含量的改变不易影响所形成的调色剂的图像浓度的上述特性，从而在该显影偏压A下，当根据调色剂图像浓度控制显影剂含量时，施加于调色剂和载体上的载荷易于增加，由此加速调色剂和载体的退化。
另一方面，图7(b)中所示的显影偏压B是矩形脉冲偏压，其重复性地具有其中通过向显影套筒24施加用AC电压偏压的DC电压而产生交替电场的交替部分。通过使用如图8(b)所示的这种显影偏压B，可获得这样的显影特性，即，显影装置中的调色剂含量如实地反映在所形成(显影)的调色剂图像的图像浓度方面。在图8(b)中，实线曲线表示理想的图像浓度曲线，而虚线曲线表示当改变显影装置中的调色剂含量时的图像浓度曲线。换句话说，显影装置中的调色剂含量的改变量被易感知地反映在所形成的调色剂图像的图像浓度的改变量中，从而显影偏压B适用于控制调色剂含量的情况，由此易于减少显影剂上的载荷。结果，可抑制调色剂和载体的退化。此外，由于所形成的调色剂图像浓度以易感知的方式被调色剂含量改变，还可通过感光鼓的表面层厚度方面的变化减轻调色剂含量上的改变。
如上所述，在该实施例中，在连续复印(成像)程序期间用于在无图像区域中显影用于调色剂补充的纹样图像的显影偏压从显影偏压A改变为显影偏压B，所述显影偏压A在没有根据调色剂含量的变化而引起图像浓度改变的情况下稳定调色剂图像浓度，所述显影偏压B以易感知的方式将调色剂含量的变化反映成图像浓度的改变。
此外，用于调色剂补充的纹样图像被形成为模拟图像，该模拟图像是从作为图像区域中的数字图像的输出图像转换而成的，由此使纹样图像有效地形成在无图像区域中。结果，可增强由传感器检测的输出值的可靠性，从而可减轻调色剂和载体上的载荷并且可稳定图像区域中输出图像的浓度。
下面，将详细地描述该实施例中使用的双组分型显影剂。
下面示出了构成双组分型显影剂的调色剂和载体的特性。
调色剂包括粘结剂用树脂、着色剂以及任选的包含另一种添加剂和外部添加剂(诸如硅胶)可从外部添加于其中的彩色颗粒的彩色树脂颗粒。调色剂包含通过聚合工艺生产的可充负电荷的聚酯基树脂，并且最好可具有5-8μm的体积-平均颗粒尺寸。在该实施例中，调色剂具有7.2μm的体积-平均颗粒尺寸。
载体可例如适合地如下构成诸如铁、镍、钴、锰、铬和稀土元素的表面氧化或非氧化金属的颗粒；它们的合金和氧化物；以及铁酸盐。可通过任何工艺生产这些磁性粒子。载体具有20-50μm，最好为30-40μm的加权平均颗粒尺寸，以及不低于107ohm.cm，最好不低于108ohm.cm的体积电阻率。在该实施例中，载体具有不低于108ohm.cm的体积电阻率。所述载体是低比重载体，其包括在酚醛树脂粘结剂、磁性金属氧化物以及非磁性金属氧化物以预定比率混合之后通过聚合工艺形成的树脂状磁性载体。载体的体积-平均颗粒尺寸为35μm、真浓度为3.6到3.7g/cm3、磁化强度为53A·m2/kg。
在该实施例中所使用的体积-平均颗粒尺寸数值是通过下述设备和方法测量的。
将用于输出数量-和体积-平均颗粒尺寸分布的库耳特颗粒计数器(Counter counter)“型号TA-II”(可从Coulter ElectronicsInc.购买)和接口设备(可从Nikkaki株式会社购买)以及个人电脑(型号“CX-I”，可从Canon株式会社购买)用作测量设备。通过使用试剂级氯化钠将1％的NaCl水溶液制备为电解溶液。为了测量，将0.1ml的表面活性剂(最好为烷基苯磺酸盐的溶液)作为分散剂加入到100到150ml的电解溶液中，并且将0.5-50mg的样品调色剂颗粒(或样品调色剂)加入到其中。借助于超声分散器使电解溶液中的样品的最终分散体经受大约1-3分钟的分散处理，然后使用具有100μm的孔的上述设备(库耳特颗粒计数器TA-II)使之经受在2-40μm范围内的颗粒尺寸分布的测量，以获得基于体积的分布和基于数量的分布。从基于体积的分布中计算体积-平均颗粒尺寸。
通过以下方法测量该实施例中使用的载体的体积电阻率。
通过使用包括一对测量电极(电极面积4cm2，其间的间距0.4cm)的夹式电池，在将1kg的载荷施加于一个电极上的情况下，在电极之间施加电压E(V/cm)。从此时流过电路的电流中确定体积电阻率。
通过使用振荡磁场型的磁特性自动记录设备在79.6kA/m(1000奥斯特(Oe))的外部磁场中获得充实成圆柱形的载体的磁化强度而确定载体的放大倍率(A·m2/kg)。
顺便提及的是，在该实施例的成像设备中所使用的显影剂具有5000张纸(复印件)的使用期限。
在该实施例中，在经过感光鼓1的电流的检测量的基础上校正模拟纹样对比。更具体地说，参照图10，通过只暂停(hanging)纹样显影电势并同时将纹样充电电势保持在恒定的水平来执行纹样对比的校正。下述的具体值仅是示例性数值，而且不局限于本发明中所采用的那些数值。
下面将描述在该实施例的一个特定示例中纹样对比的校正定时的确定方法。
首先，参照图10，当执行纹样对比校正时确定厚度值CT_2到CT_7，并根据上述的电流值-表面层厚度表(图5)将其转换成电流值。所得到的(感光鼓的)电流值IDC_2到IDC_7用作用于校正定时的阈值。
在初始设定成像设备或更换感光鼓时，连续执行三次上述的厚度检测程序，并且将三次检测结果的平均电流(IDC_1)取作感光鼓的初始电流值。
根据上述的曲线值-表面层厚度表将所得到的电流值IDC_1转换成表面层厚度值，以获得初始表面层厚度值CT_1。
根据如此获得的CT_1，将表面层厚度值CT_2、CT_3、CT_4、CT_5、CT_6和CT_7确定为用于纹样对比的校正点。在该实施例中，以相邻两点之间的间隔为-3μm的方式取得这些数值CT_2到CT_7。例如，如果CT_1＝30μm，则CT_2到CT_7分别是27μm、24μm、21μm、18μm、15μm和12μm。
在该实施例中，校正点的个数是6(CT_2到CT_7)，并且这足以在感光鼓1的使用期限内校正纹样对比。
根据CT_2到CT_7，确定对应的电流值ID_2到ID_7并将其储存在备份存储器中。如上所述，电流值ID_2到ID_7被用作用于进行纹样对比校正的阈值。当检测到的电流值超过这些阈值时，进行纹样对比校正。
在成像设备的使用中，将表面层厚度检测程序的最后3个检测结果储存起来，并且当这3个检测结果的平均值IDC_A满足IDC_A_≥IDC_2时，将初始调色剂纹样显影电势Vpdc_1校正为预定值(在该实施例中为-10V)，以获得Vpdc_2。
在完成了上述纹样对比校正之后，在成像设备的随后使用中，将表面层厚度检测程序的最后3个检测结果储存起来，并且当这3个检测结果的平均值IDC_B满足IDC_B≥IDC_3时，将调色剂纹样显影电势Vpdc_2校正为预定值(在该实施例中为-10V)，以获得Vpdc_3。
以相似的方式，当相应的最后3个检测结果的平均电流值IDC_C到IDC-F和用于检测到的电流值IDC_4到IDC_7的阈值满足以下关系时IDC_C≥IDC_4，IDC_D≥IDC_5，IDC_E≥IDC_6，IDC_F≥IDC_7，相应的调色剂纹样显影电势被校正，以获得Vpdc_4到Vpdc_7。
如上所述，根据感光鼓1的表面层的检测厚度校正纹样对比。
在本实施例中所使用的成像设备通常用于在不进行上述纹样对比校正的条件下形成黑色(单色的)图像的情况中，结果如图11中所示。
如图11所示，尽管初始调色剂含量(即，调色剂占调色剂与载体总和的重量百分比)为7％，但是随着感光鼓1的表面层的磨损，调色剂含量逐渐降低，由此在成像(复印)30000张之后导致调色剂含量为4.5％。由于调色剂含量的这种显著的降低，在随后的成像操作中，会出现诸如粗糙、载体附着以及图像浓度降低等各种图像故障。
另一方面，在图12中示出了其中进行纹样对比校正的成像的结果。参照图12，甚至当感光鼓表面层继续磨损时，7％的初始调色剂含量基本上没有降低，而且在成像3000张之后调色剂含量为6.5％。
如上所述，甚至当感光鼓1表面层的厚度改变时，也可精确地检测感光鼓1的表面层厚度，并且根据检测到的结果，从调色剂容器23中将调色剂供应到显影装置22中，从而可以在不改变调色剂含量的情况下一直稳定地进行成像。
在该实施例中，当根据表面层厚度的检测结果校正模拟纹样对比时，只改变了纹样显影电势，同时将纹样充电电势保持在恒定水平。然而，在本发明中，可以改变纹样充电电势，同时将纹样显影电势保持在恒定水平或可改变纹样充电电势和纹样显影电势两者。此外，本发明的成像设备不具体局限于该实施例中的成像设备，而是可适用于具有各种结构的成像设备。例如，本发明的成像设备可适用于所谓的联机型成像设备，其中作为图像承载构件的用于多种颜色的多个感光鼓中的每一个在处理站处设有一个对应的显影装置，所述显影装置相对于转印介质布置，由此进行成像。此外，本发明的成像设备也适用于转印式成像设备，其中调色剂图像从感光鼓直接转印到由记录材料运载构件(诸如传送带)运送的记录材料上。
<实施例2>
在该实施例中，成像过程基本上与实施例1中的相同，从而将适当地省略重复性的描述。
在实施例1中，首先确定用于进行纹样对比校正的感光鼓表面层的厚度值CT_2到CT_7，然后根据电流量-表面层厚度表将其转换为电流值IDC_2到IDC_7，并且将电流值IDC_2到IDC_7用作阈值。
另一方面，在该实施例中，在不使用电流量-表面层厚度表的情况下，根据在初始设定成像设备或更换感光鼓1时检测到的电流值直接确定在纹样对比校正时用于检测电流值的阈值IDC_II到IDC_VII。
更具体地说，参照图12，与实施例1相似，在初始设定成像设备或更换感光鼓1时连续进行三次表面层厚度检测程序，并且将三次检测结果的平均电流(IDC_1)取作感光鼓的初始电流值。
从所得到的初始电流值IDC_1中，直接将电流值IDC_II到IDC_VII确定为用于纹样对比的校正点。在该实施例中，以相邻两点之间的间隔为+3μA的方式取得这些值IDC_II到IDC_VII。例如，如果IDC_1＝35μA，则IDC_II到IDC_VII分别为38μA、41μA、43μA、46μA、49μA和52μA。
在成像设备的使用中，将表面层厚度检测程序的最后3个检测结果储存起来，并且当这3个检测结果的平均值IDC_A满足IDC_A≥IDC_II时，将初始调色剂纹样显影电势Vpdc_1校正为预定值(在该实施例中为-10V)，以获得Vpdc_2。
在完成了上述纹样对比校正之后，在成像设备的随后使用中，将表面层厚度检测程序的最后3个检测结果储存起来，并且当这3个检测结果的平均值IDC_B满足IDC_B≥IDC_III时，将调色剂纹样显影电势Vpdc_2校正为预定值(在该实施例中为-10V)，以获得Vpdc_3。
以相似的方式，当相应的最后3个检测结果的平均电流值IDC_C到IDC_F和用于检测到的电流值IDC_IV到IDC_VII的阈值满足以下关系时IDC_C≥IDC_IV，IDC_D≥IDC_V，IDC_E≥IDC_VI，IDC_F≥IDC_VII，相应的调色剂纹样显影电势被校正，以获得Vpdc_4到Vpdc_7。
如上所述，根据感光鼓1的表面层的检测厚度校正纹样对比。
如上所述，同样在本实施例中，甚至当感光鼓1表面层的厚度改变时，也可精确地检测感光鼓1的表面层厚度并且根据检测到的结果从调色剂容器23中将调色剂供应到显影装置22中，从而可以在不改变调色剂含量的情况下一直稳定地进行成像。
<实施例3>
在该实施例中，成像过程基本上与实施例1和实施例2中的相同，从而将适当地省略重复性的描述。
在实施例1和2中，根据表面层厚度的检测结果校正模拟纹样对比。
另一方面，在这个实施例中，根据表面层厚度的检测结果，校正调色剂纹样含量的目标信号值。
更具体地说，参照图14，与实施例2相似地，在初始设定成像设备或更换感光鼓1时连续进行三次表面层厚度检测程序，并且将三次检测结果的平均电流(IDC_1)取作感光鼓的初始电流值。
根据所得到的初始电流值IDC_1，直接将电流值IDC_II到IDC_VII确定为用于纹样对比的校正点。在该实施例中，以相邻两点之间的间隔为+3μA的方式取得这些值IDC_II到IDC_VII。例如，如果IDC_1＝35μA，则IDC_II到IDC_VII分别为38μA、41μA、43μA、46μA、49μA和52μA。
在成像设备的使用中，将表面层厚度检测程序的最后3个检测结果储存起来，并且当这3个检测结果的平均值IDC_A满足IDC_A≥IDC_II时，将初始调色剂纹样目标信号值Sig-trg-I校正为预定值(在该实施例中为+25级)，以获得Sig-trg-II。
在完成了上述纹样对比校正之后，在成像设备的随后使用中，将表面层厚度检测程序的最后3个检测结果储存起来，并且当这3个检测结果的平均值IDC_B满足IDC_B≥IDC_III时，将调色剂纹样目标信号值Sig-trg-II校正为预定值(在该实施例中为+25级)，以获得Sig-trg-III。
以相似的方式，当相应的最后3个检测结果的平均电流值IDC_C到IDC_F和用于检测到的电流值IDC_IV到IDC_VII的阈值满足以下关系时IDC_C≥IDC_IV，IDC_D≥IDC_V，IDC_E≥IDC_VI，IDC_F≥IDC_VII，
相应的调色剂纹样目标信号值被校正，以获得Sig-trg-IV到Sig-trg-VII。
如上所述，根据感光鼓1的表面层的检测厚度，校正用于调色剂纹样含量的目标信号值。
如上所述，同样在本实施例中，甚至当感光鼓1表面层的厚度改变时，也可精确地检测感光鼓1的表面层厚度并且根据检测到的结果从调色剂容器23中将调色剂供应到显影装置22中，从而可以在不改变调色剂含量的情况下一直稳定地进行成像。
权利要求
1.一种成像设备，包括具有表面层的图像承载构件；用于在所述表面层上形成静电图像的静电图像形成部件；至少容纳调色剂和载体的显影部件，用于使静电图像显影；用于测量被显影的静电图像的浓度的浓度测量部件；用于测量所述表面层的厚度的层厚度测量部件；用于调节所述显影部件中的调色剂含量的调节部件，其特征在于，所述调节部件根据由所述层厚度测量部件测量的表面层的厚度调节调色剂含量。
2.依照权利要求1中所述的设备，其特征在于，所述静电图像形成部件包括用于为表面层充电的部件。
3.依照权利要求1中所述的设备，其特征在于，所述层厚度测量部件通过测量经由所述静电图像形成部件流过所述图像承载构件的电流而测量表面层的厚度。
4.依照权利要求1中所述的设备，其特征在于，在调节时将形成的静电图像被形成于所述图像承载构件的无图像区域中并由所述显影部件显影，所述显影部件被供以电压，从而将第一电压施加于无图像区域上，并将第二电压施加于成像区域上；并且在施加第一电压时所显影的静电图像的浓度上的改变量与调色剂浓度上的改变量之比大于在施加第二电压时所显影的静电图像的浓度上的改变量与调色剂浓度上的改变量之比。
全文摘要
本发明涉及一种成像设备，其包括具有表面层的图像承载构件；用于在表面层上形成静电图像的静电图像形成部件；至少容纳调色剂和载体的显影部件，用于使静电图像显影；用于测量被显影的静电图像的浓度的浓度测量部件；用于测量表面层的厚度的层厚度测量部件；用于调节所述显影部件中的调色剂含量的调节部件。所述调节部件根据层厚度测量部件的输出调节调色剂含量。
文档编号G03G15/00GK1527150SQ20041000648
公开日2004年9月8日 申请日期2004年3月8日 优先权日2003年3月7日
发明者石田祐介, 石田 介 申请人:佳能株式会社