专利名称：显影设备和图像形成方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种显影设备和一种图像形成方法，其中每一个用于诸如复印机或打印机的图像形成设备。本发明尤其涉及其中通过双组分显影模式来使用有色调色剂和透明调色剂的显影设备和图像形成方法。
背景技术：
常规上，非磁性调色剂和磁性载体混合并用作为显影剂的双组分显影模式已经在采用电子照相模式的图像形成设备，尤其是执行彩色图像形成的图像形成设备中广泛使用。
双组分显影模式具有超越当前采用的任何其他显影模式的优点，诸如图像质量稳定性和应对长期使用的设备耐久性。然而，长期使用造成的显影剂的恶化，尤其是载体的恶化引起的调色剂电荷量(此后称为摩擦电)的降低导致显影能力的改变。结果，例如，随着其上输出图像的片材数目增加，发生诸如色泽波动或调色剂扩散的图像失败。因此，图像形成设备的长期使用需要用于替换显影剂的停工时间(例如由于设备的调整造成不能执行图像输出的一段时间)和劳动。
考虑到前述，日本专利已审公开No.H02-021591已经提出了一种节省用于替换显影剂的劳动力，同时将显影剂的性能维持在某种程度的方法，该方法包括逐渐收集恶化的显影剂；以及按对应于所收集的显影剂的量新补充显影剂。换句话说，恶化的显影剂(载体)逐渐由新的替换，结果是可以获得以下优势。即，载体恶化的明显进程停止，可以稳定整体显影剂的性质，并且显影剂的自动替换可以消除替换显影剂的操作。
特别地，近年来，在使用双组分显影模式的电子照相术中，例如在POD市场中对停工时间尽可能减少的稳定图像输出已经具有增长的需求。如日本专利已审公开No.H02-021591中提出的用于减少停工时间的技术在满足这种需求方面是有用的。此外，显影剂的恶化可以被稳定在某种级别，因此可以防止显影剂的恶化引起的图像质量的变动。
载体的恶化可以被表示为载体向调色剂提供摩擦电的能力的降低。具体地，由于载体上所涂覆的涂层剂的削刮、以及调色剂/外部添加剂向载体表面的粘着，造成提供摩擦电的能力逐渐降低，因此载体恶化。
日本专利已审公开No.H02-021591中提出的技术使得能够防止显影剂容器中的载体恶化。这是因为载体恶化的级别可以取决于每输出片材数目的载体补充/排出频率而改变。
简单地说，载体替换频率的增长使显影剂稳定地呈现出具有改进的新鲜度的状态。在此，将进一步描述载体恶化的级别随图像比率的变化。
每个载体在显影剂容器中使用的时间段被表示为以在其每一个上输出图像的A4尺寸记录材料的数目为单位的“年龄”。在此，令P(x)和W(g)分别为在耐久性测试中于其上输出图像的片材的某个数目x处显影剂容器中的载体的平均年龄，以及显影剂容器中载体的总量。此外，当另外形成一幅图像时，根据调色剂消耗，补充新载体d(g)，而在显影剂容器中的显影剂的d(g)被类似地排出。
为了计算方便，假设图像形成和载体替换以一种时间序列串行执行。令P(x)和Q(x)分别为x幅图像形成紧后面和载体替换紧前面载体的平均年龄，以及载体替换紧后面的载体的平均年龄。因此，可以获得以下表达式。
Q(x)＝P(x)×[(W-d)/W]+P(0)×[d/W] (1)在此，P(0)＝0，因为P(0)是初始平均年龄。因此，可以获得以下表达式。
Q(x)＝P(x)×[(W-d)/W] (2)
P(x+1)对应于平均年龄为Q(x)的状态下另外形成一幅图像的状态。由于假设在从平均年龄为Q(x)的状态开始且结束于由P(x+1)表示的状态的时间段中，载体相等地用于图像形成，可以获得以下表达式。
P(x+1)＝Q(x)+1 (3)合并式(2)和(3)得到以下表达式。
P(x+1)＝P(x)×[(W-d)/W]+1 (4)即，可以获得以下表达式。
P(x)＝[1-(1-d/W)x]×W/d (5)换句话说，自动替换显影剂之后载体平均年龄收敛到W/d(＝显影剂容器中的载体总量/每片材的替换的载体量)。
具体地，当显影剂容器中显影剂的量为375g且显影剂容器中显影剂的调色剂浓度(调色剂的重量与显影剂总重量的比此后称为“TD比”)为8％，载体的量大约为345g。接着，用于补充的显影剂(此后称为“补充显影剂”)的载体的重量比(载体重量与显影剂总重量的比此后称为“CD比”)为15％。当用于输出最大浓度的调色剂的承载量为0.7mg/cm2时，在图像比为5％的情况下，对于每A4尺寸记录材料使用21.3mg的调色剂。同时，每片材的替换载体的量是3.8mg。基于前述的计算结果在图3中被表示为示出平均年龄转变的图。
由图中的虚线指示的数据示出了补充显影剂的CD比为0％的情况，即，混合载体的量是0。在此线中，片材数等于载体的平均年龄。图3示出了图像比为10％的情况下的结果以及其中图像比为50％的情况下的结果。
从图3中可明显看出，在每一个其上输出图像比为5％的图像的片材的数目为300k(300,000)的时间点，使用CD比为15％的补充显影剂使得载体的平均年龄在90K片材饱和。相对比，使用CD比为0％的补充显影剂使得载体的平均年龄在同一时间点饱和于300K片材，结果不得不进行显影剂的替换。
如上所述，可以通过从显影剂容器中排出载体并且同时在补充调色剂时补充载体来抑制显影剂容器中的载体恶化的级别。
同时，为了额外改进图像质量，已经提出了用于改进图像质量的技术，该技术包括例如将透明调色剂定影到最上层以改进表面的光泽。
例如，日本专利申请公开No.H04-278967提出了用于提供色调接近卤化银照相术的彩色图像的技术，包括通过透明调色剂在可以形成图像的区域的整个表面上执行显影，以改进图像表面的光泽度。
此外，日本专利申请公开No.H05-006033、日本专利申请公开No.H05-127437、以及日本专利申请公开No.2000-147863的每一个提出了一种形成由于积累调色剂因此不规则度降低并且更接近卤化银照相术的图像的方法，包括通过透明调色剂在可以形成图像的区域的整个表面上执行显影以改进光泽度；并且调整透明调色剂的承载量来形成具有均匀表面特性和相等纹理的表面。
然而，发现在双组分显影模式中使用有色调色剂和透明调色剂引起下述问题。
换句话说，在可以形成图像的区域的整个表面上执行借助于透明调色剂的显影时，透明调色剂的图像比远大于有色调色剂的图像比。因此，只有在透明调色剂的情况下，每图像的调色剂消耗增加，并且补充显影剂的次数也因该增加而增加。结果，对显影器件补充的载体的量也增加。因此，替换仅用于透明调色剂的载体的频率增加，并且当载体的成本高时，在一些情况下运行成本也增加。
即，虽然显影剂在改进新鲜度的状态下稳定地呈现，但是因为载体替换频率高，所以就运行成本方面而言，高图像比是不利的。
如从图3中可以看出的，图像比为5％的情况下载体平均年龄是图像比为50％的情况下载体平均年龄的10倍。换句话说，图像比为50％的情况下载体成本是图像比为5％的情况下载体成本的10倍。
此外，与其上输出图像的片材数增加相关联的用于有色调色剂的载体的恶化程度以及与其上输出图像的片材数增加相关联的用于透明调色剂的载体的恶化程度不一致。因此，随着其上输出图像的片材数的增加，丧失了有色调色剂的承载量和透明调色剂的承载量之间的平衡，因此在一些情况下，丧失光泽度和平滑度。换句话说，仅仅有色部分的调色剂的厚度随着图像在其上输出的片材数的增加而增加，因此在一些情况下，丧失了光泽度和平滑度。
发明内容
本发明的一个目的是显著降低用于替换显影剂的停机时间，并且当在双组分显影模式中使用有色调色剂和透明调色剂时，满足低运行成本。本发明的另一个目的是形成光泽度好且平滑度好的图像。
为了实现上述目的，提供了一种显影设备，包括用于颜色的显影器件，其接收有色调色剂和载体，并且显影静电图像；用于透明的显影器件，其接收透明调色剂和载体，并且显影静电图像；用于颜色的显影剂补充容器，其接收用于颜色的补充显影剂，该补充显影剂至少包含将要补充给用于颜色的显影器件的有色调色剂和载体；用于透明的显影剂补充容器，其接收用于透明的补充显影剂，该补充显影剂至少包含将要补充给用于透明的显影器件的透明调色剂和载体，该用于透明的补充显影剂的载体重量比低于用于颜色的补充显影剂中的载体重量比；用于颜色的显影剂排出孔，其设置在用于颜色的显影器件中，并且与用于颜色的补充显影剂的补充相关联，将用于颜色的显影器件中的显影剂排出到显影器件的外部；以及用于透明的显影剂排出孔，其设置在用于透明的显影器件中，并且与用于透明的补充显影剂的补充相关联，将用于透明的显影器件中的显影剂排出到显影器件的外部。
进一步地，为了实现上述目的，提供了一种图像形成方法，包括如下步骤借助用于颜色的显影器件接收有色调色剂和载体来显影静电图像；
借助用于透明的显影器件接收透明调色剂和载体来显影静电图像；向用于颜色的显影器件补充用于颜色的补充显影剂，该补充显影剂至少包含将要从接收用于颜色的补充显影剂的用于颜色的显影剂补充容器补充给用于颜色的显影器件的有色调色剂和载体；向用于透明的显影器件补充用于透明的补充显影剂，该补充显影剂至少包含将要从接收用于透明的补充显影剂的用于透明的显影剂补充容器补充给用于透明的显影器件的透明调色剂和载体，该用于透明的补充显影剂的载体重量比低于用于颜色的补充显影剂中的载体重量比；与用于颜色的补充显影剂的补充相关联，将用于颜色的显影器件中的显影剂从设置在用于颜色的显影器件中的用于颜色的显影剂排出孔排出到显影器件之外；以及与用于透明的补充显影剂的补充相关联，将用于透明的显影器件中的显影剂从设置在用于透明的显影器件中的用于透明的显影剂排出孔排出到显影器件之外。
图1是根据本发明的图像形成设备的一个实施例的示意性构造视图。
图2是图1的图像形成设备的显影器件的示意性构造视图；图3是用于说明载体的平均年龄的图；图4是用于说明透明调色剂系统中的有色调色剂和透明调色剂的使用量的图；图5是示出了常规例子中的载体平均年龄的图；图6是示出了第一实施例中的载体平均年龄的图；图7是示出了第二实施例中的载体平均年龄的图；图8是示出了常规例子中定影之后图像的透明调色剂和有色调色剂之间的关系的示意性视图；以及图9是示出了第二实施例中定影之后图像的透明调色剂和有色调色剂之间的关系的示意性视图。
具体实施例方式
此后，将参照附图更加详细地描述根据本发明的显影设备和图像形成设备。
第一实施例[图像形成设备的整体构成和操作]首先，将描述图像形成设备的整体构成和操作。图1示出了此实施例的图像形成设备100的示意性构造。图像形成设备100是全色激光束打印机，其能够根据从诸如以通信方式连接到图像形成设备主体的个人计算机的外部器件发送的图像信息信号，按照电子照相模式，在诸如记录纸、OHP片材或布的记录材料上形成全色图像。
图像形成设备100具有鼓形的电子照相感光鼓部件作为图像承载部件，即，感光鼓1。围绕感光鼓1设置作为充电装置的充电器件2，作为曝光装置的激光曝光设备3，作为清洁装置的清洁器7，以及旋转显影设备8。悬吊在辊11、12、13和14上的作为中间转印部件的中间转印带5被设置得与感光鼓1相对。
旋转显影设备8具有设置得与感光鼓1相对且被旋转地支撑的旋转体(此后称为“显影旋转体”)8A。显影旋转体8A安装有用于五种颜色的有色调色剂的显影器件作为多个显影装置，即，用于黄色调色剂的显影器件4Y、用于品红色调色剂的显影器件4M、用于青色调色剂的显影器件4C、用于黑色调色剂的显影器件4K、以及用于浅黑色调色剂的显影器件4LK，以及此外，用于透明调色剂的显影器件4W。
例如，在形成全色图像时，首先，感光鼓1的表面由充电器件2进行充电。接着，感光鼓1的已充电表面由来自激光曝光设备3的光学图像E照射，从而静电图像(潜像)形成在感光鼓1上。该潜像由旋转显影设备8显影。换句话说，显影旋转体8A在箭头所指示的方向旋转，并且诸如显影器件4LK的预定显影器件被移动到与感光鼓1相对的显影部分。接着，操作显影器件4LK，从而显影剂图像即调色剂图像形成在感光鼓1上。
此后，在感光鼓1和中间转印带5彼此相对的部分(一次转印部分)，通过施加到作为一次转印装置的一次转印辊6的一次转印偏压的作用，在感光鼓1上形成的调色剂图像被转印到中间转印带5上。
上述操作的重复造成多调色剂图像的形成，其中黄色调色剂、品红色调色剂、青色调色剂、黑色调色剂、浅黑色调色剂、以及透明色按粉顺序彼此叠加到中间转印带5上。在此实施例中，为了能够改进图像的光泽度和平滑度，在其上可以形成图像的区域的整个表面中，有色调色剂的承载量大的部分具有对应于其上叠加的承载量的少量的透明调色剂，并且有色调色剂的承载量小的部分具有对应于其上叠加的承载量的大量的透明调色剂，以使得多调色剂图像变为基本上均匀的平面。可供替换地，调色剂图像可以通过下述而形成使在其上可以形成图像的区域的整个表面承载透明调色剂；并且使所得者以获得基本上均匀平面的方式来承载有色调色剂和透明调色剂。在本发明中包括使用透明调色剂的图像形成方法是任意的，并且可以适当选择并使用任何可用的方法。
在作为二次转印装置的二次转印辊15和中间转印带5彼此相对的部分(二次转印部分)，通过施加到二次转印辊15的二次转印偏压的作用，中间转印带5上形成的多调色剂图像被转印到记录材料P上。根据中间转印带5上的多调色剂图像的端部传送到二次转印部分的定时，记录材料P从记录材料供应部分(未示出)被传送到二次转印部分。
调色剂图像已经转印到其上的记录材料P由传送带16a和16b传送到作为定影装置的辊定影器件9。记录材料P由定影器件9加压/加热，因此调色剂图像作为永久图像被定影在其上。此后，记录材料P被排出到设备之外。
此外，清洁器7除去一次转印步骤之后保留在感光鼓1上的一次转印残余调色剂。此外，转印带清洁器(未示出)除去二次转印步骤之后保留在中间转印带5上的二次转印残余调色剂。
接着，将参考图2详细描述显影器件4(4Y、4M、4C、4K、4LK和4W)。在此实施例中，除了要使用的调色剂颜色之外，各显影器件4Y、4M、4C、4K、4LK和4W具有基本上相同的构成。
显影器件4的每一个都具有显影剂容器41，并且显影剂容器41接收包括非磁性调色剂(调色剂)和磁性载体(载体)的双组分显影剂(显影剂)T。显影剂容器41在与感光鼓1相对的区域中具有开口41a，并且旋转地设置作为显影剂载体的显影剂套筒42，使得套筒的一部分向开口41a暴露。显影剂套筒42由非磁性材料组成，并且在该套筒中设置作为磁场产生装置的固定磁体43。此外，搅动螺杆45和46设置在显影剂容器41中。显影剂容器41中的显影剂T在由搅动螺杆45和46搅动的同时被循环和传送。
在显影操作时刻，显影套筒42在图2中所示的箭头指示的方向旋转，并且在显影剂容器41中运载显影剂T。与显影套筒42的旋转相关联，作为显影剂调节部件的刮片44调节显影剂T的量以将显影剂变为层状。层状显影剂T被运送到与感光鼓1相对的显影区域A。接着，在显影区域A中，调色剂根据静电图像从显影剂T被提供给感光鼓1。结果，在感光鼓1上形成的静电图像作为调色剂图像被显影。静电图像显影之后的显影剂T根据显影套筒42的旋转被运送，并且接着被收集在显影剂容器41中。
通过将交流电压叠加到直流电压上获得的显影偏压从显影偏压产生装置(未示出)施加到显影套筒42。在此实施例中，显影偏压的交流电流分量的波形是例如频率为2kHz且Vpp为2kV的方波。显影偏压在显影套筒42和感光鼓1之间形成交流电场，并且调色剂从载体被以电子方式剥离以形成调色剂薄雾，从而提高显影效率。
下面将详细描述显影剂。要使用的有色调色剂是体积平均颗粒直径大约为8μm的有色调色剂，通过如下步骤获得将主要由聚酯构成的树脂粘合剂与颜料混合；研磨混合物；并且对所研磨的产品进行分类。在此实施例中，作为浅色调色剂的浅黑色调色剂通过降低将要合并到作为深色调色剂的黑色调色剂中的颜料部分的数目而制造。
此外，透明调色剂是由光透射率高的没有任何着色剂的、平均颗粒直径为1到25μm的树脂构成，例如通过诸如苯乙烯的苯乙烯基单体和诸如丙烯酸丁酯的丙烯酸脂单体，和/或诸如甲基丙烯酸甲酯的甲基丙烯酸酯单体的共聚合作用获得的苯乙烯-压克力共聚合树脂。也可使用诸如聚酯树脂的热塑性树脂，或任何其他热固性树脂用于该调色剂。透明调色剂基本上是无色的，并且至少很好地透射可见光而基本上没有散射。
进一步地，可以根据需要添加任意成分。例如，添加蜡、脂族酸、以及脂族酸的金属皂的任何一种很容易在定影时在透明调色剂热熔时刻形成均匀涂层，从而可以获得透明度改善且具有优秀表面光泽度的彩色图像。此外，通过加热的辊可在定影的时刻发挥防止偏移的效果。可供替换地，可以添加二氧化硅、氧化铝、氧化钛(钛的氧化物)、有机树脂颗粒等作为用于确保调色剂的流动性和带电性质的外部添加剂。
要使用的载体是通过在主要由铁氧体构成的核心上涂覆硅树脂而获得的，并且50％颗粒直径(D50)为40μm。
以大约8∶92的重量比混合这种调色剂和载体，并且用作为调色剂浓度(TD比)为8％的双组分显影剂。
下面将描述本发明的特征部分。
在此实施例中，显影设备8具有显影剂补充机制，用于为每个显影器件4的显影剂容器41补充至少包含作为补充显影剂的调色剂和载体的补充显影剂。此外，显影设备8具有显影剂排出机构，用于从每个显影器件4的显影剂容器41排出显影剂。
换句话说，当图像形成消耗调色剂时，所消耗的调色剂量从显影剂补充罐(显影剂补充容器)50补充。在此实施例中，从显影剂补充罐50补充的补充显影剂是调色剂和载体的混合物。与补偿图像形成所消耗的调色剂的同时，为显影剂容器41补充新载体。换句话说，在此实施例中，通过为每个显影器件4设置显影剂补充罐50和补充部件(未示出)来组成显影剂补充机构，该补充部件用于从显影剂补充罐50向布置在显影剂容器41中的补充孔(未示出)传送补充显影剂，并且用于将补充显影剂从补充孔提供给显影剂容器41。在此实施例中，补充部件是可旋转螺杆，并且根据与图像形成相关联而确定的要补充的补充显影剂的量被驱动，以将预定量的补充显影剂提供给显影剂容器41。因而，显影剂补充机构为每个显影器件4补充至少预定重量比的调色剂和载体。
要补充的补充显影剂的量可以通过任何方法来确定，例如可以适当使用本领域中的技术人员公知的感应检测自动调色剂补充设备(ATR)、光学检测ATR、斑片检测(patch detection)ATR、以及视频计数ATR中的任何一种、或全部或两种或更多种的组合。感应检测ATR通过用于检测显影剂的渗透性的感应传感器直接检测显影剂容器41中的显影剂的调色剂浓度，并且可以根据调色剂浓度确定要供应的补充显影剂的量。光学检测ATR通过例如反射光学传感器直接检测显影剂容器41中的显影剂的调色剂浓度，并且可以根据调色剂浓度确定要供应的补充显影剂的量。斑片检测ATR在感光部件(或中间转印部件或记录材料承载部件)上形成预定的标准调色剂图像(斑片图像)，通过例如反射光学传感器检测该图像的图像密度，间接地检测显影剂容器41中的显影剂的调色剂浓度，并且可以根据调色剂浓度确定要供应的补充显影剂的量。视频计数ATR基于要形成的图像的每个像素的密度信息的积分值计算调色剂使用量，估计显影剂容器41中的显影剂的调色剂浓度，并且可以根据该估计确定要供应的补充显影剂的量。在本发明中，控制补充显影剂的补充的方法完全是任意的，并且可以适当选择并使用任何可用的方法。
同时，显影剂容器41中存在的显影剂的量按补充到显影剂容器41中的新载体的量来增加。增加量从设置在显影剂容器41的壁表面上的显影剂排出孔60排出。以使得显影剂容器41中的显影剂的量稳定地为375g的方式调整显影剂排出孔60的位置。被排出的显影剂用布置在显影剂旋转体8A的中心的收集螺杆(未示出)收集，并且收集在废显影剂容器(未示出)中。换句话说，在此实施例中，显影剂排出机构由显影剂排出孔60和用于将从显影剂排出孔60排出的显影剂运载到废显影剂容器的运载装置(未示出)组成。
在此之后，将用于接收每种颜色(黄、品红、青、黑或浅黑)的每个显影剂补充罐50称为“用于有色调色剂的补充罐”，而将用于接收透明调色剂的显影剂补充罐50称为“用于透明调色剂的补充罐”。这些显影剂补充罐的的每一个可以被构成为可拆卸地安装到图像形成设备的主体上。
此外，在此实施例中，改变用于有色调色剂的补充罐50中所要装满的补充显影剂的载体的重量比，即CD比(载体重量与显影剂总重量的比)和用于透明调色剂的补充罐50的情况下的CD比，并且使得用于透明调色剂的补充罐中的补充显影剂的CD比低于用于有色调色剂的补充罐中的补充显影剂的CD比。
具体地说，用于透明调色剂的补充罐中的补充显影剂的CD比为6.4％，而用于有色调色剂的每个补充罐中的补充显影剂的CD比为15％。因此，每个显影剂补充罐50中的补充显影剂的初始总重量为400g。用于透明调色剂的补充罐由374.4g调色剂和25.6g载体装满，而用于有色调色剂的每个补充罐由340g调色剂和60g载体装满。即，在此实施例中，用于透明调色剂的补充罐所装满的透明调色剂的重量与用于有色调色剂的每个补充罐所装满的有色调色剂的重量不同。用于透明调色剂的补充罐所装满的透明调色剂的重量大于用于有色调色剂的每个补充罐所装满的有色调色剂的重量。
在此实施例中，如下所述地确定用于透明调色剂的补充罐中的补充显影剂的CD比和用于有色调色剂的每个补充罐中的补充显影剂的CD比之间的比值。换句话说，如图4所示，当通过用于改善图像的光泽度和平滑度的透明调色剂形成图像时，由在假设的普通方式中使用的透明调色剂产生的图像的平均图像比大约为70％，并且由每种有色调色剂产生的图像的平均图像比大约为30％。考虑到前述情况，基于用于透明调色剂的载体的平均年龄基本上等于或小于用于每种有色调色剂的载体的七分之三的事实，执行计算。以如下方式确定用于透明调色剂的补充罐中的补充显影剂的CD比和用于有色调色剂的每个补充罐中的补充显影剂的CD比之间的比值要装满用于有色调色剂的每个补充罐的补充显影剂的CD比与要装满用于透明调色剂的补充罐的补充显影剂的CD比之间的CD比率将是7/3或更小。
当然，平均图像比取决于图像形成设备100的用户和环境而变化。因此，可以根据该变化来调整补充显影剂的CD比，使得用于透明调色剂的补充罐中的补充显影剂的CD比低于用于有色调色剂的每个补充罐中的补充显影剂的CD比。
此后，将描述研究结果。
图5示出了在一个常规例子中，显影器件中的载体平均年龄和其每一个上输出图像的片材(A4-尺寸记录材料)的数目之间的关系。在该常规例子中，首先，用于透明调色剂的补充罐和用于有色调色剂的补充罐中的补充显影剂的所有的CD比均匀地为15％，并且每种有色调色剂产生的图像的图像比为30％，而透明调色剂产生的图像的图像比为70％。图5中的实线示出了用于每种有色调色剂的关系，并且图5中的虚线示出了用于透明调色剂的关系。
用于透明调色剂的载体的平均年龄低于用于每种有色调色剂的载体的平均年龄，这是由于以下原因。透明调色剂产生的图像的图像比高于有色调色剂产生的图像的图像比，因此用于透明调色剂的载体的替换率增加。
因此，图6中的实线和虚线示出了当考虑到上述现象而设定与平均图像比相称的CD比时，具体地，当用于有色调色剂的每个补充罐中的补充显影剂的CD比为15％并且用于透明调色剂的补充罐中的补充显影剂的CD比为6.4％时，显影器件中每种有色调色剂和透明调色剂的载体平均年龄与要在其上输出图像的片材的数目之间的关系。通过如上所述使得用于透明调色剂的补充罐中的补充显影剂的CD比低于用于有色调色剂的每个补充罐中的补充显影剂的CD比，可以使得用于每种有色调色剂的载体的平均年龄和用于透明调色剂的载体的平均年龄彼此相等而不具有差异。
表1示出了在常规例子和此实施例的每一个中，与其每一个上输出图像的片材(A4尺寸记录材料)的数目的增加相关联的，显影器件中的调色剂的摩擦电的转变、图像平滑度的转变、以及当用于有色调色剂的载体的成本被设定为1时用于透明调色剂的载体的成本(用于有色调色剂的载体本身的单位价格与用于透明调色剂的载体本身的单位价格相同)。
对图像的平滑度评价如下。视觉地评价基于包含人物的照相原稿创作的图像的图像质量。由20位评价者基于如下四个阶段评价图像的图像质量。
1在整幅图像中观察到结构线。该图像不是优选的，因为其与卤化银照相纸照片完全不同。
2结构线部分观察到并且很恼人。该图像并不是优选的，因为其与卤化银照相纸照片不同。
3结构线部分观察到，但是并不恼人。该图像是略微优选的，因为它接近卤化银照相纸照片。
4结构线观察不到。该图像是优选的，因为它接近卤化银照相纸照片。
接着，确定平滑度的平均值并且基于以下基准来评价该平滑度的平均值。
B平均值小于2.5A平均值等于或大于2.5并且小于3.5。
AA平均值等于或大于3.5。
图5示出了常规例子中与其上输出图像的片材的数目增加相关联的载体平均年龄的转变。进一步地，图6示出了本实施例中，与其上输出图像的片材的数目增加相关联的载体平均年龄的转变。
表1
如图5所示，当有色调色剂产生的图像的平均图像比为30％，而透明调色剂产生的图像的平均图像比为70％时，在用于有色调色剂的补充罐和用于透明调色剂的补充罐中的补充显影剂的全部的CD比均匀地为15％的情况下，用于透明调色剂的载体的平均年龄低于用于有色调色剂的载体的平均年龄。因此，如表1所示，在常规例子中，随着其上输出图像的片材数目的增长，发生有色调色剂和透明调色剂之间摩擦电的差异。结果，即使当承载有色调色剂的图像部分(有色部分)的调色剂厚度和承载透明调色剂的非图像部分(无色部分)的调色剂厚度在初始阶段彼此匹配时，随着其上输出图像的片材数目的增长，调色剂的承载量改变。结果，丧失图像的平滑度。
具体地说，有色调色剂的摩擦电低于透明调色剂的摩擦电。因此，即使当形成与初始阶段相同的潜像时，为了使得与其上输出图像的片材数目的增长相关联而摩擦电降低的有色调色剂可以补偿与初始阶段相同的潜像电位，调色剂的承载量大于初始阶段的调色剂承载量。另一方面，透明调色剂的摩擦电基本上与初始阶段的相同。因此，如图8所示，定影之后的记录材料P可以按仅仅有色调色剂增长的状态承载调色剂。然后，有色调色剂的不规则体的特征在于，它们易于被人类的眼睛观察到，结果图像的平滑度似乎丧失了。
相对比而言，在此实施例中，考虑到每种有色调色剂产生的图像的平均图像比为30％，而透明调色剂产生的图像的平均图像比为70％的事实，事先将用于有色调色剂的每个补充罐中的补充显影剂的CD比调整为15％，并且用于透明调色剂的补充罐中的补充显影剂的CD比调整为6.4％。结果，用于每种有色调色剂的载体的平均年龄和用于透明调色剂的载体的平均年龄基本上彼此相等。因此，如表1所示，在此实施例中，随着其上输出图像的片材的数目增加并不发生有色调色剂和透明调色剂之间的摩擦电差异。结果，当承载有色调色剂的图像部分(有色部分)的调色剂厚度和承载透明调色剂的非图像部分(无色部分)的调色剂厚度在初始阶段彼此匹配时，即使调色剂的摩擦电随着其上输出图像的片材的数目增加而改变，有色调色剂的摩擦电和透明调色剂的摩擦电之间的均衡也不丧失。图像上的有色调色剂的厚度和透明调色剂的厚度之间的均衡也没有丧失。结果，不丧失图像的平滑度。
改变用于透明调色剂的补充罐中的补充显影剂的CD比提供了另一个益处在显影剂补充罐50中的调色剂量中，用于透明调色剂的补充罐中的调色剂量很大。换句话说，透明调色剂的使用量典型地大于有色调色剂的使用量，并且在此实施例中，增加显影剂补充罐50中调色剂的量可以延长用于透明调色剂的补充罐的替换间隔。
此外，从表1所示的结果中可以看出，在此实施例中，可以降低透明载体的使用量，因此可以使得用于透明调色剂的载体的成本与用于有色调色剂的载体的成本之比低于常规值。
用于透明调色剂或有色调色剂的补充罐中的补充显影剂的CD比适当地在5％到50％的范围内。当CD比低于5％时，通过补充载体而提供的替换效果很小。当CD比超过50％时，调色剂量对显影的贡献很小，以至于显影时浓度跟随能力恶化。
因此，根据此实施例，在用于有色调色剂的每个显影器件中的载体恶化的程度，以及在用于透明调色剂的显影器件中的载体恶化的程度能够基本上彼此相等，并且可以保持图像的光泽度和平滑度。同时，可以降低运行成本。换句话说，根据此实施例，当采用以双组分显影模式使用有色调色剂和透明调色剂的系统时，可以良好地保持图像的平滑度和光泽度，并且可以满足运行成本，同时消除由于替换显影剂引起的停机时间。
第二实施例接着，将描述本发明的第二实施例。此实施例的图像形成设备的基本构造和操作与第一实施例的相同。因此，将相同的参考标号给予与第一实施例的图像形成设备中的功能基本上相同或对应的部件，并且省略这些部件的详细描述。
在此实施例中，当将用于透明调色剂的补充罐中的补充显影剂的CD比从6.4％进一步降低到5％时，进行研究。用于有色调色剂的每个补充罐中的补充显影剂的CD比与第一实施例中的相同，即15％。图7和表2示出了研究结果。与第一实施例的方法一致地评价图像。
表2
如图7所示，在此实施例中，用于透明调色剂的载体的平均年龄稍微高于用于有色调色剂的载体的平均年龄。因此，随着其上输出图像的片材数目增长，与有色调色剂的摩擦电相比，透明调色剂的摩擦电降低。因此，当其上输出图像的片材数目增加时，记录材料P上的透明调色剂的调色剂厚度大于有色调色剂的调色剂厚度，因此透明调色剂与有色调色剂相比略微增长。图9示出了在这种状态下定影后记录材料P如何承载调色剂。可以以这种方式发生定影与承载有色调色剂的部分相邻的透明调色剂的一部分在有色调色剂的部分中滚动。然而，透明调色剂本身是透明的，因此承载调色剂的轻微不规则并不立即导致平滑度的降低。透明调色剂的特征在于，即使当透明调色剂的承载量轻微变化，也几乎不发生图像色泽的波动和显著的图像失败。因此，与有色调色剂相比，不需要使显影器件中的显影剂以特别新鲜的状态稳定呈现。当载体的成本高时，宁可降低替换频率，这可以避免运行成本的升高。
从表2所示的结果中可以看出，在此实施例中，保持了图像的平滑度，并且可以使透明载体的使用量低于第一实施例。
因此，根据此实施例，可以进一步降低用于透明调色剂的载体的成本与用于有色调色剂的载体的成本之比，而不损害图像的平滑度和光泽度。
在上述第一和第二实施例中，可以采用以下程序。测量视频计数(诸如激光发射的积分值)以便计算图像比。从通过图4的特性计算的值来确定透明调色剂的使用比，并且选择具有与使用比一致的CD比的调色剂容器。在这种情况下，例如，图像形成设备的主体可以事先设置有具有多种CD比的显影剂补充罐(调色剂容器)，并且可以在替换罐时从这些比中自动选择最优的一个。可供替换地，该设备的主体可以显示最优CD比，并且用户可以安装具有与显示的值一致的CD比的容器。
此外，在上述每个实施例中，可以将显影剂的绝对量调整为低，以为了降低显影剂容器中的载体的平均年龄。这种行为的目的是通过降低显影剂的量而降低平均年龄，使得可以快速替换显影剂。例如，在图4所示的平均图像比大约是30％的情况下使用的图像形成设备中，在显影剂的量上彼此具有约2.3倍不同的显影器件之间发生使用比差异(要使用的透明调色剂的量大约是要使用的有色调色剂的量的2.3倍)。因此，平均图像比大约为30％的使用状况下，在用于有色调色剂的显影器件中的载体比和用于透明调色剂的显影器件中的载体比彼此相等的条件下，可以通过将用于透明调色剂的显影器件的显影剂容器中的显影剂的量设定为115g，并且将用于有色调色剂的显影器件的显影剂容器中的显影剂的量设定为50g，而使得用于透明调色剂的显影器件中的载体的平均年龄与用于有色调色剂的显影器件中的载体的平均年龄理论上基本彼此相等。
考虑到这种情形，当在假设的平均图像比下，用于透明调色剂的显影剂容器中的显影剂的量与用于有色调色剂的显影剂容器中的显影剂的量之比等于或小于透明调色剂与有色调色剂之间的使用比时，本发明的构造是有效的，其中在本发明的构造中考虑到用于透明调色剂的显影器件中的载体的平均寿命与用于有色调色剂的显影器件中的载体的平均寿命彼此相匹配，使得具有高使用比的透明调色剂的补充显影剂的载体比低于具有有色调色剂的补充显影剂的载体比。例如，当平均图像比为30％时，透明调色剂与有色调色剂的使用比大约为2.3，因此只要用于透明调色剂的显影剂容器中的显影剂的量与用于有色调色剂的显影剂容器中的显影剂的量之比等于或小于2.3，本发明就是有效的。
已经基于具体实施例在前文中描述了本发明。然而，本发明不限于上述实施例。
例如，在上述每一个实施例中，采用了图像形成设备具有一个设置有多个显影器件的感光部件的模式，并且已经特别给出了使用旋转显影器件的情况的描述。然而，本发明不限于此，例如，级联类型的图像形成设备对于本领域中的技术人员已经是公知的。在级联类型图像形成设备中，每一个具有感光鼓部件的多个图像形成部分(图像形成站)水平地或垂直地彼此级联地布置，并且形成在各图像形成部分的感光鼓部件上的调色剂图像叠加并转印到记录材料承载部件上的记录材料或中间转印部件上。本发明类似地可以应用于这种级联类型的图像形成设备。可供替换地，可以采用如下程序。在感光部件设置有多个显影器件的模式中，显影器件中至少之一被布置得与感光部件相对，并且在预定定时，使预定显影器件接近感光部件或与感光部件接触，从而通过预定显影器件显影感光部件上的静电图像。
此外，可以设置其中通过四种颜色(Y、M、C和K)形成图像的四色模式作为生产优先模式，以及其中通过六种颜色(W、Y、M、C、K和LK)或三种颜色(W、K和LK)形成图像的模式作为高图像质量模式或特殊模式。在这种情况下，可以根据各种用户的需要而实现调色剂消耗和生产率之间的兼容。进一步地，可以设置其中通过五种颜色(W、Y、M、C和K)形成图像的模式。可供替换地，当然也可以使用包括使用诸如浅黄调色剂、浅品红调色剂和浅青色调色剂的各种数目增加的浅颜色调色剂的显影器件的任何一种或全部的图像形成设备。
本申请要求2005年3月7日申请的日本专利申请No.2005-063180的优先权，该申请在此引入作为参考。
权利要求
1.一种用于通过有色调色剂和透明调色剂显影静电图像的显影设备，包括用于颜色的显影器件，其接收有色调色剂和载体，并且显影静电图像；用于透明的显影器件，其接收透明调色剂和载体，并且显影静电图像；用于颜色的显影剂补充容器，其接收用于颜色的补充显影剂，该补充显影剂至少包含将要补充给用于颜色的显影器件的有色调色剂和载体；用于透明的显影剂补充容器，其接收用于透明的补充显影剂，该补充显影剂至少包含将要补充给用于透明的显影器件的透明调色剂和载体，该用于透明的补充显影剂的载体重量比低于用于颜色的补充显影剂的载体重量比；用于颜色的显影剂排出孔，其设置在用于颜色的显影器件中，并且与用于颜色的补充显影剂的补充相关联地，将用于颜色的显影器件中的显影剂排出到该显影器件的外部；以及用于透明的显影剂排出孔，其设置在用于透明的显影器件中，并且与用于透明的补充显影剂的补充相关联地，将用于透明的显影器件中的显影剂排出到该显影器件的外部。
2.根据权利要求1所述的显影设备，其中在补充操作之前的状态下，由用于透明的显影剂补充容器接收的透明调色剂的重量大于由用于颜色的显影剂补充容器接收的有色调色剂的重量。
3.根据权利要求1或2所述的显影设备，其中用于透明的补充显影剂中的载体重量比和用于颜色的补充显影剂中的载体重量比的每一个都在5％到50％的范围内，包括5％和50％。
4.一种通过有色调色剂和透明调色剂显影静电图像的图像形成方法，包括如下步骤通过用于颜色的显影器件接收有色调色剂和载体来显影静电图像；通过用于透明的显影器件接收透明调色剂和载体来显影静电图像；向用于颜色的显影器件至少补充用于颜色的补充显影剂，该补充显影剂至少包含要从接收用于颜色的补充显影剂的用于颜色的显影剂补充容器补充给用于颜色的显影器件的有色调色剂和载体；向用于透明的显影器件补充用于透明的补充显影剂，该补充显影剂至少包含要从接收用于透明的补充显影剂的用于透明的显影剂补充容器补充给用于透明的显影器件的透明调色剂和载体，该用于透明的补充显影剂的载体重量比低于用于颜色的补充显影剂中的载体重量比；与用于颜色的补充显影剂的补充相关联，将用于颜色的显影器件中的显影剂从设置在用于颜色的显影器件中的用于颜色的显影剂排出孔排出到该显影器件的外部；以及与用于透明的补充显影剂的补充相关联，将用于透明的显影器件中的显影剂从设置在用于透明的显影器件中的用于透明的显影剂排出孔排出到该显影器件的外部。
5.根据权利要求4的图像形成方法，其中在补充操作之前的状态下，由用于透明的显影剂补充容器接收的透明调色剂的重量大于由用于颜色的显影剂补充容器接收的有色调色剂的重量。
6.根据权利要求4或5所述的图像形成方法，其中用于透明的补充显影剂中的载体重量比和用于颜色的补充显影剂中的载体重量比的每一个都在5％到50％的范围内，包括5％和50％。
全文摘要
一种显影设备包括用于颜色的显影器件，接收有色调色剂和载体并显影静电图像；用于透明的显影器件，接收透明调色剂和载体并显影静电图像；用于颜色的显影剂补充容器，接收将要补充给用于颜色的显影器件的用于颜色的补充显影剂；用于透明的显影剂补充容器，接收将要补充给用于透明的显影器件的用于透明的补充显影剂；用于颜色的显影剂排出孔，与用于颜色的补充显影剂的补充相关联地将用于颜色的显影器件中的显影剂排出到显影器件外部；用于透明的显影剂排出孔，与用于透明的补充显影剂的补充相关联地将用于透明的显影器件中的显影剂排出到显影器件外部，其中用于透明的补充显影剂中的载体重量比低于用于颜色的补充显影剂中的载体重量比。
文档编号G03G13/06GK1831668SQ20061005976
公开日2006年9月13日 申请日期2006年3月7日 优先权日2005年3月7日
发明者西浜正祥, 福田正史, 有元孝太, 野口彰宏 申请人:佳能株式会社