图像显影方法,图像显影设备以及成像设备的制作方法

专利名称：图像显影方法,图像显影设备以及成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电子照相成像设备的图像显影方法，其通过利用显 影剂、潜像载体上的潜像进行显影，涉及一种利用该图像显影方法的图像显 影设备，以及一种具有该图像显影设备的成像设备。
背景技术：
在电子照相成像设备的相关技术中，图像数据被光学记录在潜像载体上 (例如，传导光电的物体，下面称之为"光电导体")，其被提前统一充电， 静电潜像通过来自原稿的反射光线的曝光，或者通过用光写入设备写入获
得；静电潜像通过调色剂(调色剂图像)转换成可视图像，所述调色剂充当显 影剂并从显影设备的显影剂载体(例如显影辊)提供。可视调色剂图像被转 印到诸如复印纸之类的转印元件并熔合到复印纸上，从而形成期望的图像。 另外，为了移除图像转印之后光电导体上残留的调色剂，在图像转印位置的 下游部分设置清洁单元。
成像设备中的显影设备使用的显影方法包括单组分显影和两组分显影， 单组分显影中仅调色剂用作显影剂，两组分显影中调色剂和磁性载体用作显 影剂。在具有利用单组分显影的显影设备的现有技术的成像设备中，随着时 间过去，显影剂载体(显影辊)上的调色剂可以形成薄膜。下面，调色剂薄 膜的形成被称为"调色剂覆膜"。当出现调色剂覆膜时，调色剂的充电性能变 得不稳定，并且这造成背景上出现污点、图像密度降低、或者其它异常图像。 尤其是，显影辊表面上的调色覆膜表明由于薄膜状调色剂层覆盖显影辊的表 面，因此用显影辊的表面给调色剂充电变得困难，并且这使得调色剂的充电 性能变得不稳定。
调色剂覆膜的形成机制如下。
当仅显影辊的调色剂承载宽度的一部分用于连续成像时，例如，当图像 的右半边是白色时，在一系列显影操作中，成像部分之外的区域中的调色剂 (下面，成像部分之外的区域被称为"非图像部分，，)和显影无关，而仅仅通过库仑力粘附到显影辊的表面。另外，由于用于调整显影辊表面上的调色剂 的厚度，以使显影剂层变薄的调节片的末端被配置成可滑动接触显影辊的表 面，因此， 一旦所述调节片经过，粘附到显影辊的非图像部分的调色剂被该 调节片压向所述显影辊表面。由于调节片的压力，调色剂的一部分不断地粘 附在显影辊的表面，并多次被调节片按压。注意到一些调色剂通过调节片的 压力被从显影辊擦除，而一些调色剂通过调节片的反复按压新粘附到显影辊 的表面上。
这样，当调色剂受到来自调节片的压力时，由于压力产生热，因此调色 剂变成薄膜状并可以很容易粘附到显影辊的表面，其中调色剂连续粘附到显 影辊的表面，并多次被调节片按压。粘附到显影辊表面上的这些调色剂进一 步反复受到来自调节片的压力；因而，粘附调色剂的电荷量增大，从而，从 显影辊表面分离粘附的调色剂变得越来越困难。
在称作调色剂覆膜的现象中，粘附到显影辊的非图像部分的调色剂被调 节片反复按压，无法从显影辊表面分离，并因而形成调色剂薄膜。
相同的问题出现在具有利用两组分显影的显影设备的成像设备中。
此外，由于显影设备中的调色剂转印部件和搅拌部件搅动，因此添加剂 可以混合在调色剂中，或者被剥离，而这降低了调色剂的充电性能，添加剂 被加入显影剂以提高流动性。
例如，日本已公开专利申请9-258553 (此后，称作"参考文件l)公开了 一种用于防止调色剂在显影辊上覆膜的技术。这种技术包括执行一个闪光操 作以通过将显影剂载体上的调色剂移动到潜像载体来移除显影剂载体上的 调色剂；由于该闪光操作，显影剂载体上的调色剂被移动到潜像载体上，并 且该调色剂被用于或返回显影设备。
另外，日本专利公报序3029648号(此后，称作"参考文件2 )公开了 一 种技术，其中为每个原稿计算打印速率；当打印速率小于某个值时，具有对 应于打印速率比的尺寸的显影剂的校验模式在下一成像操作之前形成，因而 强制消耗显影剂。
在参考文件l公开的技术中，为了防止调色剂生成量减少，如上所述， 执行闪光操作来再循环被移除的调色剂。然而，通过参考文件l中公开的技 术，防止在诸如搅动、显影和回收之类的操作中由机械压力造成的调色剂退 化是困难的，并且调色剂再循环可能造成图像质量降低。再者，考虑道颜色复制，在参考文件l公开的技术中，假设在连续打印的两张纸之间执行闪光 操作；然而，由于为了在颜色复制器中进行颜色混合，执行来自转印单元的 反转印是必需的，因此将参考文件1公开的技术应用于颜色复制器是困难的。 另外，出于维护的目的，例如调色剂填充，需要向用户示出残留的调色 剂或所消耗的调色剂的量。 一般而言，在调色剂容器中设置光学传感器来探 测残留的调色剂的量。然而，在颜色复制器中，必需为每种颜色提供一个传
感器，而因此部件数量增加，设备成本增大；减小设备尺寸很困难。

发明内容
本发明可以解决相关技术的 一个或多个问题。
本发明的优选实施例可以提供一种图像显影方法和图像显影设备，该图 像显影设备能有效地移除显影剂载体上已退化的调色剂，防止形成异常图 像，确保随时间过去也能拥有良好的图像质量，以及提高设备的使用寿命。 另外，该图像显影方法和图像显影设备可以包括低成本的残留调色阶探测 机，因此能精确测定残留的调色剂。另外，可以提供具有图像显影设备的成 像设备。
根据本发明的第一个方面，提供一种成像设备的显影方法，其用于通过 利用显影剂载体提供的显影剂，在旋转潜像载体上显影潜像，该方法包括步
骤为
通过利用调色剂消耗计算单元和用于执行强制调色剂消耗模式的强制 调色剂消耗模式执行单元，计算成像过程中显影剂的消耗量以及在成像和强 制调色剂消耗模式之间的不同计算条件下强制调色剂消耗模式中的显影剂 消耗量；在所述强制调色剂消耗模式中，不同于成像过程中使用的显影偏压 的显影偏压被施加预定时间周期以将显影剂载体上的残留显影剂卸载到潜 像载体上。
优选地，潜像电压和强制调色剂消耗^莫式中使用的显影偏压之间的差的 绝对值大于潜像电压和成像过程中使用的显影偏压之间的差的绝对值。
优选地，通过利用探测单元和相关计算单元控制强制调色剂消耗模式中 使用的显影偏压，这样被卸载到潜像载体的每个单位面积的残留显影剂的量 等于预定目标值，所述探测单元配置成通过改变显影偏压来探测形成在潜像 载体上的多个测试块的显影剂粘附量，所述相关计算单元配置成计算测试块的显影剂粘附量与显影偏压之间的相互关系。
优选地，强制调色剂消耗模式中卸载到潜像载体每单位面积的残留显影 剂量的目标值随成像设备的使用环境而变化，成像设备的所述使用环境由使 用环境确定单元确定。
优选地，强制调色剂消耗模式中每单位时间被卸载到潜像载体上的残留
显影剂的量预先存储；并且
强制调色剂消耗模式中显影剂的消耗量被计算为等于每单位时间卸载 的残留显影剂的量与强制调色剂消耗模式的执行时间的乘积。
优选地，根据要形成在潜像载体上的图像的曝光数据来计算显影剂的消
耗量；
成像过程中用于在潜像载体上显影的每单位面积的显影剂的量与强制 调色剂消耗模式中每单位面积的显影剂的量的比率预先存储；
成像过程中显影剂的消耗量被确定为等于根据曝光数据计算得到的显 影剂消耗量；以及
强制调色剂消耗模式中显影剂的消耗量确定为等于根据曝光数据计算 得到的显影剂的消耗量与所述比率的乘积，该比率为成像过程中潜像载体上 每单位面积显影剂的量与强制调色剂消耗模式中每单位面积显影剂的量的 比率。
优选地，当来自上一操作的显影设备的驱动时间大于或等于预定值，并 且来自该上一操作的显影剂的消耗量小于或等于预定值时，执行强制调色剂 消耗模式。
优选地，根据来自上一操作的显影剂的消耗量，调整强制调色剂消耗模 式的执行时间周期。
优选地，强制调色剂消耗模式的执行时间周期大于或等于显影剂载体的 旋转周期。
根据本发明的第二方面，提供了一种显影设备，其通过利用显影剂在旋 转潜像载体上显影潜像，包括
显影剂载体，其配置成提供显影剂载体；
调色剂消耗计算单元，其配置成计算显影剂的消耗量；以及
强制调色剂消耗模式执行单元，其配置成执行强制调色剂消耗模式，在 该强制调色剂消耗模式中，将不同于成像过程中使用的显影偏压的显影偏压施加预定时间周期以将显影剂载体上的残留显影剂卸载到潜像载体上，. 其中
调色剂消耗计算单元和强制调色剂消耗模式执行单元计算成像过程中 显影剂的消耗量，以及成像和强制调色剂消耗模式之间的不同计算条件下的 强制调色剂消耗模式中显影剂的消耗量。
优选地，潜像电压和强制调色剂消耗模式中使用的显影偏压之间差值的 绝对值大于潜像电压和成像过程中使用的显影偏压之间差值的绝对值。
优选地，显影设备还包括
探测单元，其配置成通过改变显影偏压来探测多个测试块的显影剂粘附 量，所述测试块形成于潜像载体上；以及
相关计算单元，其配置成计算测试块的显影剂粘附量与显影偏压之间的 相互关系，
其中
探测单元和相关计算单元控制强制调色剂消耗模式中使用的显影偏压， 从而卸载到潜像载体上每单位面积的残留显影剂的量等于预定目标值。 优选地，显影设备还包括
使用环境确定单元，其配置成确定成像设备的使用环境， 其中
强制调色剂消耗模式中卸载到潜像载体的每单位面积的残留显影剂量 的目标值的改变被控制为取决于成像设备的使用环境。 根据本发明的第三方面，提供一种成像设备，包括 潜像载体，其在旋转时具有形成于其上的潜像，以及 显影单元，其通过利用显影剂在潜像载体上显影潜像， 其中
所述显影单元包括
显影剂载体，其配置成提供显影剂载体；
调色剂消耗计算单元，其配置成计算显影剂的消耗量；以及
强制调色剂消耗模式执行单元，其配置成执行强制调色剂消耗模式，在 这种模式下，将不同于成像过程中使用的显影偏压的显影偏压施加预定时间 周期，从而将显影剂载体上的残留显影剂卸载到潜像载体上。
其中调色剂消耗计算单元和强制调色剂消耗模式执行单元计算成像过程中显影剂的消耗量，以及成像与强制调色剂消耗模式之间的不同计算条件 下的强制调色剂消耗模式中的显影剂消耗量。 优选地，所述成像设备还包括
转印单元，其将形成于潜像载体上的图像转印到目标转印对象； 清除单元，其移除并收集潜像载体上的显影剂；
调色剂收集计算单元，其计算由清除单元移除及收集的调色剂的量；以
及
第二强制调色剂消耗模式执行单元，其配置成执行第二强制调色剂消耗 模式，在这种模式中，将不同于成像过程中使用的显影偏压的显影偏压施加 预定时间周期，从而将显影剂载体上的残留显影剂卸载到潜像载体上，并且 潜像载体上的显影剂由清除单元移除，而不用^f皮转印到转印单元，
其中
调色剂消耗计算单元和第二强制调色剂消耗模式执行单元计算在成像 过程中以及成像与第二强制调色剂消耗模式之间的不同计算条件下的第二 强制调色剂消耗模式中由清洁单元移除及收集的显影剂量。
根据本发明的上述实施例，通过利用调色剂消耗计算单元和强制调色剂 消耗模式执行单元，计算在不同计算条件下成像过程中显影剂的消耗量以及 强制调色剂消耗模式中显影剂的消耗量，强制调色剂消耗模式执行单元用于 执行强制调色剂消耗模式，在这种模式下，将不同于成像过程中使用的显影 偏压的显影偏压施加预定时间周期，以将显影剂载体上残留的显影剂卸载到 潜像载体。
因此，由于强制调色剂消耗模式下使用的显影偏压不同于成像过程中使 用的显影偏压，并且在不同计算条件下精确计算不同模式中显影剂的消耗 量，即使在不提供调色剂端传感器时，也可以移除已退化的调色剂，保持好 的图像质量，以及以精确的时间通知用户调色剂不足，从而使成本降低。
因此，根据本发明，可以有效地移除显影剂载体上已退化的调色剂，避 免形成异常图像，确保随时间过去也能保有好的图像质量，增大设备的使用 寿命，并且可以提供低成本的残留调色剂探测器，以及能够进行精确的残留 调色剂探测。
通过随附图所给出的优选实施例的下列详细描述，本发明的这些及其它 目标、特征和优点将更显而易见。


图1是说明了根据本发明一个实施例的串联成像设备的主要部分的简要 分割视图，该串联成像设备包括多个成像单元；
消耗模式操作的流程图；以及
图3是说明了在连续打印模式和间断打印模式中显影辊的驱动状态的时 序图。
具体实施例方式
下面，参考

本发明的优选实施例。
如上所述，由于显影设备中的不同机械压力，调色剂的充电特性随时间 退化。机械压力包括和薄膜厚度调节片或显影剂供应辊的摩擦力，或者显影 设备中调色剂的转印或搅拌。当调色剂的充电性能退化时，将显影剂载体(诸 如显影辊)上的残留调色剂被充电到具有反向传导性并且粘附到潜像载体 (例如，光电导体)的非图像部分；由于没有足够量的调色剂粘附到潜像上， 所以这造成图像背景上出现污点，或者造成图像密度降低。
为了防止由于调色剂退化引起的图像质量下降，可以执行强制调色剂消 耗模式，在这种模式下，施加合适的显影偏压以强制地将显影辊上已退化的 残留显影剂卸载到光电导体。
当执行强制调色剂消耗模式时，为了方便维护，例如调色剂填充，需要 向用户示出残留的调色剂或已消耗的调色剂的数量。出于这个目的，必需探 测成像操作过程中或在强制调色剂消耗模式中消耗的调色剂的量。
为了解决上述问题，在本发明的显影方法中，调色剂消耗计算单元和强 制调色剂消耗模式执行单元用来计算成像过程中显影剂的消耗量以及在不 同计算条件下的强制调色剂消耗模式中的显影剂消耗量，并且在强制调色剂 消耗模式中，将不同于成像过程中使用的显影偏压的显影偏压施加特定时间 周期以将显影辊上残留的显影剂卸载到光电导体上。
也就是说，在本发明中，由于在强制调色剂消耗模式中使用的显影偏压 不同于成像过程中使用的显影偏压，并且不同模式中显影剂的消耗量被在不 同的计算条件下精确计算，即使当没有提供调色剂端传感器时，可以移除已退化的调色剂，维持好的图像质量，以及以精确的时序通知用户调色剂不足， 从而实现降低成本的效果。
优选地，在本发明的显影方法中，潜像电压VL与强制调色剂消耗模式
中的显影偏压Vb之间的差值的绝对值大于潜像电压VL与成像过程中的显 影偏压Vb之间的差值的绝对值。
因此，由于潜像电压VL与强制调色剂消耗模式中显影偏压Vb之间的 差值大于潜像电压VL与通常成像过程中的显影偏压Vb之间的差值，因此 无法由通常显影偏压移除的已退化的调色剂可以从显影辊移除，并因而可以 防止出现异常图像。因此，可以防止图像背景上出现污点，并避免调色剂在 显影辊上覆膜，并从而增大显影设备的使用寿命。
另外，在本发明中，探测单元和相关计算单元被用来控制强制调色剂消 耗模式中使用的显影偏压，从而使卸载到光电导体的每单位面积的残留显影 剂的量等于指定目标值，所述探测单元通过更改显影偏压来探测形成于潜像 载体上的多个测试块的显影剂粘附量，相关计算单元计算测试块的显影剂粘 附量与显影偏压之间的相互关系。
例如，探测单元可以是光学密度传感器；相关计算单元可以是控制器的 CPU (中央处理单元)；而该指定目标值可提前存储在控制器或其它设备的 存储器中。
因此，可以有效地移除显影辊上已退化的调色剂。另外，由于避免图像 质量退化需要的每单位面积的强制调色剂消耗量的下限通过实验提前确定， 因此可以将强制调色剂消耗量降低到下限，从而确保调色剂收益。
另外，在本发明中，强制调色剂消耗模式中卸载到光电导体的每单位面 积的残留显影剂数量的目标值随成像设备的使用环境而改变，而成像设备的 使用环境由使用环境确定单元确定。
调色剂的电荷随环境而改变，显影辊上的转印量亦改变，这样，当强制 调色剂消耗量(即，显影偏压的设置)响应于显影辊上的转印量调整时，可 以有效地将已退化的调色剂卸载到光电导体上。
另外，在本发明中，强制调色剂消耗模式中每单位时间卸载到光电导体 的残留显影剂的量预先存储，并且强制调色剂消耗模式中显影剂的消耗量计 算为等于每单位时间卸载的残留显影剂的量与强制调色剂消耗模式的执行 时间之间的乘积。由于提前知道强制调色剂消耗模式中形成的图像模式，因此当强制调色 剂消耗模式中需要的每单位面积的调色剂消耗量通过实验提前确定时，可以 正确地确定强制调色剂消耗模式中的调色剂消耗量。
另外，在本发明中，显影剂的消耗量D是根据将形成于光电导体上的图
像的曝光数据计算的，比率a预先存储在控制器的的存储器中，该比率a为
用于在成像过程中于光电导体上显影的每单位面积的显影剂的量与强制调 色剂消耗模式中每单位面积的显影剂的量的比率。成像过程中显影剂的消耗
量被确定为等于D,而强制调色剂消耗模式中显影剂的消耗量被确定为等于 aD。
由于强制调色剂消耗模式中使用的显影偏压不同于成像过程中使用的 显影偏压，因此即使当潜像面积相同时，调色剂消耗量也是不同的。如上所 述，通过基于每单位面积的粘附量来校正以与通常的成像中相同的方式计算 得出的调色剂的消耗量，可以正确地计算调色剂的消耗量。
然而，在通常成像过程中，当形成的图像的调色剂消耗量小时，由于显 影辊上的调色剂反复受到机械压力，而不用其它调色剂调换，因此这部分调 色剂严重退化。为了减小调色剂退化等级，以便不影响图像质量，当形成的 图像的调色剂消耗量小时，需要规则地喷射显影辊上的调色剂以阻止调色剂 退化。
此外，当调色剂消耗量相对于显影设备的驱动时间来说较小时，调色剂 易于退化。因此，如果用要打印的份数作为触发器，即使当相同的图像打印 相同的份数时，在连续打印模式和间断打印模式之间，显影设备的驱动时间 也是不同的；在间断打印模式下显影设备的驱动时间长，并因而调色剂退化 很严重。
为了解决这个问题，在本发明中，当来自上一操作的显影设备的驱动时 间AT大于或等于指定值时，并且来自上一操作的显影剂的累计消耗量Am 小于或等于指定值时，执行强制调色剂消耗模式。
由于执行强制调色剂消耗模式的触发器是显影设备的驱动时间AT，因 此可以处理由于打印任务造成的调色剂退化等级( 一项工作中打印的数目)。
此外，在本发明中，根据来自上一操作的显影剂的消耗量来调整强制调 色剂消耗模式的执行时间周期At。
为了在尽量避免减少调色剂回收量同时移除显影辊上已退化的调色剂，由于当成^f象过程中调色剂消耗量小时；已退化的调色剂可能累计地非常多， 强制调色剂消耗模式的驱动时间被延长以增大喷射的调色剂的量。相反，当 成像过程中调色剂消耗量大时，累计的已退化的调色剂的量小，强制调色剂 消耗模式的驱动时间(也就是说，降低强制调色剂消耗量)被缩短。
另外，在本发明中，强制调色剂消耗模式的执行时间周期At大于或等
于显影辊的旋转周期Atl。
为了彻底移除留在显影辊整个表面上的已退化的调色剂，需要在显影辊 的整个表面执行强制调色剂消耗模式，也就是说，必需至少覆盖显影辊的周 长。另外，由于通过调色剂覆膜形成于显影辊上的调色剂薄膜几乎无法移除， 因此优选施加高显影偏压来执行强制调色剂消耗模式以覆盖显影辊的 一 个 或更多个周长。
另外，本发明中的成像设备包括光电导体和显影单元，当旋转时，所述 光电导体在其上形成潜像，所述显影单元通过利用显影剂在光电导体上显影 潜像。该显影单元包括显影剂载体、调色剂消耗计算单元以及强制调色剂消 耗模式执行单元，显影剂载体用于提供显影剂，调色剂消耗计算单元用于计 算显影剂的消耗量，强制调色剂消耗模式执行单元用于执行强制调色剂消耗 模式。调色剂消耗计算单元和强制调色剂消耗模式执行单元计算成像过程中 显影剂的消耗量以及成像与强制调色剂消耗模式之间的不同计算条件下强 制调色剂消耗模式中显影剂的消耗量。
或者，成像设备还包括转印单元、清除单元、调色剂收集计算单元以及 第二强制调色剂消耗模式执行单元，转印单元用于将形成于光电导体上的图 像转印到目标转印对象，清除单元用于移除及收集光电导体上的显影剂，调 色剂收集计算单元用于计算由清除单元移除及收集的调色剂的量，第二强制 调色剂消耗模式执行单元用于执行第二强制调色剂消耗模式。在第二强制调 色剂消耗^f莫式中，将不同于成像过程中使用的显影偏压的显影偏压施加预定 时间周期，从而将显影剂载体上残留的显影剂卸载到光电导体上，并且由清 除单元移除光电导体上的显影剂而不用被转印到转印单元。调色剂消耗计算 单元和第二强制调色剂消耗模式执行单元计算成像过程中以及成像与第二 强制调色剂消耗模式之间不同计算条件下第二强制调色剂消耗模式中由清 除单元移除和收集的显影剂的数量。
例如，目标转印对象是像转印纸一样的复印纸，或者中间转印单元。成像过程中由清除单元收集的废弃的调色剂的量与在强制调色剂消耗 模式中的量有很大不同，在这种模式中，不执行转印。由于在通常成像过程 中和在强制调色剂消耗模式中使用不同的计算条件，因此可以正确地计算所 收集的调色剂的量，并且即使当没有设置废弃调色剂端传感器时，也可以以 正确时序发送信息给用户，从而促使用户更换调色剂，并实现降低成本的结 果。
下面，参照附图详细说明本发明的优选实施例的特定配置、操作和优点。 图1是说明了根据本发明一个实施例的串联成像设备的主要部分的剖视 图，该串联成像设备包括多个成像单元。
在图l示出的成像设备中，包括四个成像单元1Y、 1M、 1C、 1K,它们 具有不同的显影颜色，诸如黄(Y)、洋红(M)、蓝绿(C)和黑色(K)， 并且四个图像单元1Y、 1M、 1C、 1K是具有相同结构的处理盒。
每个处理模块1Y、 1M、 1C、 1K包括光电导鼓2、充电辊3、显影器4 以及清洁器5，它们集成在一起。每个处理盒1Y、 1M、 1C、 1K可拆卸连接 到图l示出的成像设备，并且可以通过解开其制动器进行更换。
每个处理盒1Y、 1M、 1C、 1K中的光电导鼓2按照图1中箭头表明的 方向以150mm/sec的旋转速度(表面线速度)进行旋转。
充当充电装置的充电辊3被靠着光电导鼓2的表面按压，并且由光电导 鼓2的旋转驱动旋转。
全会定偏压(直流偏压，或者重叠在直流之上的交流的偏压)净皮乂人未示出 的高电压电源施加于充电辊3上，从而将充电辊的表面充电到3到-500V。
应该注意到，充电装置并不局限于充电辊3，而可以是充电刷，非接触 充电设备等。
曝光设备6设置为响应于输入图像数据发射光束到光电导鼓2上，从而 形成静电潜像。例如，曝光设备6可以是包括光源(例如激光二极管)的激 光束扫描仪，耦合光学系统(例如包括耦合透镜、孔径、柱面透镜以及其它 的光学系统)，光偏转器，扫描成像光学系统以及其它。
光源可以是激光二极管。耦合光学系统可以包括耦合透镜、孔径、柱面 透镜以及其它。光偏转器可以是多角镜，或者棱镜，或者振动镜。扫描成像 光学系统可以是光学系统，其包括诸如伤透镜之类的恒定速度扫描透镜、 用于较正失常或图像表面弯曲的透镜，以及反射镜。除了上述例子之外，曝光设备6也可以是线形光写入设备，该设备包括
光反射二极管(LED)阵列和诸如微透镜阵列或棒透镜阵列之类的成像单元阵列。
显影器4是接触显影设备，其利用单组分显影剂(调色剂)。显影器4
潜像，从而将静电潜像转换为可视调色剂图像。
将来自未示出的高电压电源的指定显影偏压施加到显影器4的显影辊上。
光电导体清洁器5是用于移除停留在光电导鼓2的表面上残留的调色剂 的清洁设备,具有清洁片、毛刷或其它清洁部件。
处理盒1Y、 1M、 1C、 1K在中间转印带7的移动方向(图1中箭头所 示)并排排列，所述中间转印带悬挂在多辊轮上(驱动辊和从动辊)。
在顺次的每个处理盒1Y、 1M、 1C、 1K中，充电辊3对光电导鼓2的 表面充电，曝光设备6发射光束到光电导鼓2上，并且显影器4显影光电导 鼓2上的静电潜像，因而按照黄(Y)、洋红(M)、蓝绿(C)和黑(K)的 顺序获得可视调色剂图像。
在中间转印带7的背面和面对处理盒1Y、 1M、 1C、 1K的每个光电导 鼓2的位置上设置第一转印辊8。 A^未示出的高电压电源开始，某一第一转 印偏压施加到第一转印辊8上，以便光电导鼓2表面上的调色剂图像按顺序 地被转印和重叠在中间转印带7的表面上。所述中间转印带7由未示出的驱 动马达驱动以按图1中箭头所示的方向旋转。当不同颜色的调色剂图像被按 顺序转印和重叠在中间转印带7的表面上时，获得全色调图像。
用于供给纸张的纸张供给部分设置在图1的成像设备的主体的下部，并 且该纸张供给部分包括纸盒11A和纸盒11B,用于容纳不同尺寸的转印纸P。 操作未示出的操作盘来选择特定的纸张尺寸，从纸盒11A和纸盒11B之一 来传送给定纸张尺寸的转印纸P，通过纸进给辊12和分离辊13将转印纸P 一张接一张地送入并通过传送辊14被传送到套准调节辊15上。接着，中间 转印纸P按时序由套准调节辊15送入中间转印带7和第二转印辊9之间的 夹子中，与到中间转印带7的第一转印一致。
从未示出的高电压电源将特定的第二转印偏压施加到第二转印辊9上； 因而，形成于中间转印带7上的彩色图像被转印到转印纸P上。在熔化器16的加热辊16a和加热辊16b之间的夹子处加热转印到转印 纸P上的全色图像，并因此将全色图像熔合在转印纸P上。将其上形成有彩 色图像的转印纸P输出到未示出的转印托盘或其它后续处理设备上。注意 到，保持在中间转印带7上不能由第二转印辊9转印的残留调色剂由中间转 印带清洁器IO收集。
在图l示出的全色成像设备中，设置控制器以控制上述组件的操作，并 控制成像操作，或下述的强制消耗模式操作。虽然图1中未示出，例如，控 制器可以包括微控制器单元或其它CPU (中央处理单元)；像ROM (只读存 储器)、RAM (随机存储器)、非易失性RAM —样的各种存储器；像I/O端 口一样的输入和输出设备；各种接口，各种控制电路、时钟、定时器、计算 器等等。控制程序或数据可以预先存储在存储器中。另外，诸如温度传感器、 湿度传感器、密度传感器和纸张探测传感器之类的各种传感器设置在图l示 出的全色成像设备的上述组件上，并且来自这些传感器的探测信息被输入控 制器中。控制器基于来自传感器的探测信息来执行控制。
图2是示例说明了根据本发明的当前实施例的显影设备和成像设备中的 强制消耗模式操作的流程图。
用于执行强制消耗模式操作的程序和控制数据存储在未示出控制器的 存储器中，并且在使用控制数据时由CPU执行程序。CPU具有执行各种计 算的功能，因而也充当消耗量计算设备。
注意到虽然图2中示出的操作由四个成像单元1Y、 1M、 1C、 IK执行， 但是由于由四个成像单元(处理盒)1Y、 1M、 1C、 IK执行的操作是相同的， 因此，图2中示出的操作用四个成像单元1Y、 1M、 1C、 IK中的任何一个 作为例子进行说明。
在图2中，步骤Sl,成像设备开始打印操作。
步骤S2，未示出控制器的CPU基于曝光数据为每页计算调色剂消耗量D。
步骤S3, CPU从显影器4开始运行时将调色剂消耗量D累计到调色剂 消库C量M中。
步骤S4， CPU从上一强制消耗模式操作中将调色剂消耗量D累计入调 色剂消耗量Am中，以获得累计的调色剂消耗量(Am = Am + D)。
步骤S5，当打印完一页时，CPU从上一强制消耗模式操作中计算显影器4的累计驱动时间(称作"显影器驱动时间")AT。
步骤S6， CPU比较显影器驱动时间AT和阈值Tr。
当AT大于阈值Tr时，程序前进到步骤S7;否则，当AT小于或等于 阈值Tr时，程序完成，以^^允许下一页的打印。
步骤S7, CPU比较累计调色剂消耗量Am和某一阈值Mr。
当Am小于阚值Mr时，程序前进到步骤S8;否则，当Am大于或等于 阈值Mr时，程序完成，以1更允许下一页的打印。
步骤S8, CPU执行强制消耗模式操作。
强制消耗模式的执行可以逐页触发。然而，当一页的打印速率小于目标 值时，如果逐页执行强制消耗模式，则总调色剂消耗量可能大于目标值。换 句话说，调色剂回收量可能急速衰减。
如果每当打印若干页时就执行强制消耗模式，则由于打印N页的显影器 4的驱动时间非常依赖打印模式，例如，连续打印模式或间断打印模式，即 使当打印相同的图像时，调色剂的退化等级也随打印模式而改变。
图3是说明了连续打印模式和间断打印模式中显影辊的驱动状态的时序图。
如图3所示，打印N页的显影器4的驱动时间根据打印模式是连续打印
模式还是间断打印模式而变化很大，即使打印相同图像时也是如此。
基于此，在本实施例中，显影器4的驱动时间AT用作执行强制调色剂 消耗模式的触发器，而不是要打印的页数；因此，可以以最适宜的时序移除 已退化的调色剂，而无论采用连续打印模式还是间断打印模式。
在本实施例中，假设Vb表示成像过程中的通常显影偏压，Vbr表示用 于卸载强制调色剂消耗模式中显影辊上已退化的调色剂的显影偏压，而VL 表示光电导鼓2上潜像(图像部分)的电压，通常显影偏压Vb、强制调色
剂消耗模式中的显影偏压Vbr和潜像电压VL满足下列关系。
-叫,-叫
也就是说，强制调色剂消耗模式中显影偏压Vbr大于成像中的通常显影 偏压Vb。因此，通常打印操作中难于由通常显影偏压从显影辊分离的退化 调色剂可以有效地从光电导鼓上移除,并因而可以防止调色剂在显影辊上覆 膜，并可以保持好的质量。另外，可以防止在图像背景上出现污点，从而降 低由于图像背景上的污点造成的调色剂消耗，并且这提高了调色剂回收量而且还增大了显影设备的使用寿命。
在根据本实施例的成像设备中，不同显影偏压的若干测试块形成于光电 导鼓2上，设置未示出的光学密度传感器来探测每个测试块的密度，该光学 密度传感器具有光放射单元和光接收单元，并且指定最终的显影偏压，以便 于光电导鼓2上每单位面积的显影剂的量等于目标值。下面，光电导鼓2上
每单位面积的显影剂的量表示为M/A。
将强制调色剂消耗模式中M/A的目标值设置为高于通常打印操作中 M/A的目标值，并且Vb和Vbr分别响应于它们的目标值设置。强制调色剂 消耗模式中M/A的目标值随成像设备的使用环境而改变，例如温度和湿度。 当温度和湿度改变时，调色剂的充电性能改变，显影辊上的调色剂传送量亦 改变，而这导致足以移除退化调色剂所需的强制调色剂消耗模式的适当等级 改变。
在本实施例中，响应于使用环境来调整强制调色剂消耗模式中M/A的 目标值；因而，可以有效地从显影辊移除已退化的调色剂。
例如，当成像设备的使用环境的温度和湿度变化大于指定值时，或者当 处理盒1Y、 1M、 1C、 1K被更换时，可以设置Vb和Vbr。
应该注意到，虽然上面已经描述了测试块形成于光电导鼓2上，以及读 取和探测测试块的密度，但是本实例并不局限于此。例如，测试块可以形成 在中间转印带7上。
在本实施例中，强制调色剂消耗模式的执行时间周期At根据来自上一 强制调色剂消耗模式的调色剂消耗量调整。这里，来自上一强制调色剂消耗 模式的调色剂消耗量表示为Am。
已知当通常打印操作过程中的调色剂消耗量较小时，大量退化的调色剂 保留在显影辊上。当调色剂消耗量Am小时，需要将强制调色剂消耗模式的 执行时间周期At设置为较长以有效地卸载退化的调色剂。另一方面，当调 色剂消耗量Am较大时，需要将强制调色剂消耗模式的执行时间周期At设 置为较短以最小化调色剂回收量的减小。然而，为了彻底移除粘附到显影辊 整个表面上所残留的退化调色剂，需要在显影辊的整个表面上执行强制调色 剂消耗模式，也就是说，要至少覆盖显影辊的周长。换句话说，需要将强制 调色剂消耗模式的执行时间周期At设置为大于或等于显影辊的旋转周期 Atl。返回图2，步骤S8，执行强制调色剂消耗模式。
步骤S9，未示出的控制器的CPU计算强制调色剂消耗模式中的调色剂
消耗量。
在本实施例中，在不同计算条件下计算强制调色剂消耗模式中调色剂的 消耗量和成像过程中调色剂的消耗量。特别是，强制调色剂消耗模式中每单 位时间卸载的调色剂的消耗量预先存储在控制器的存储器中(下面，强制调
色剂消耗模式中每单位时间卸载的调色剂的消耗量表示为mr),而强制调色 剂消耗模式中调色剂的消耗量被计算为等于，x At 。
步骤SIO， CPU将强制调色剂消耗模式中所获得的调色剂的消耗量加到 从显影器4开始操作时起的调色剂累计消耗量。
步骤Sll，在执行强制调色剂消耗模式之后，重新设置调色剂的消耗量 (即，Am = 0 )。
步骤S12，重新设置显影器4的驱动时间AT (即，AT = 0)。 然后，完成程序。
在本发明的另 一个实施例中，可以以下列方式计算强制调色剂消耗模式 中的调色剂消耗量。首先，正如通常打印操作一样，根据给定模式的曝光数 据计算调色剂的消耗量，接着，这样获得的调色剂消耗量乘以比率a，该比
率a是成像过程中光电导体上的M/A与强制调色剂消耗模式中M/A的比率。
例如，比率a可以预先存储在控制器的存储器中。
特别是，控制器的CPU根据形成于光电导鼓2上的图形的曝光数据来
计算显影剂的消耗量D;成像过程中光电导体2上每单位面积的显影剂的量 (M/A)与强制调色剂消耗模式中光电导体2上每单位面积的显影剂的量 (M/A)的比率a预先存储在控制器的存储器中；控制器的CPU求出强制
调色剂消耗模式中调色剂的消耗量等于aD。
还在本发明的另一个实施例中，在强制调色剂消耗模式中，光电导鼓2
上被卸载的调色剂没有被传输到中间转印带7上，而是由光电导体清洁器5清除。
控制器的CPU计算由光电导体清洁器5移除和收集的废弃调色剂的数 量；特别是，控制器的CPU确定通常成像过程中由光电导体清洁器5收集 的废弃调色剂的量作为调色剂的消耗量与(l-传输效率)的乘积，并确定 强制调色剂消耗模式中由光电导体清洁器5收集的废弃调色剂的量作为调色剂的消耗量。
因此，即使当没有提供废弃调色剂传感器时，也可以正确地计算所收集 的调色剂的量。即使没有废弃调色剂传感器，也可以以正确时序在未示出的 操作面板上显示信息，从而促使使用者更换处理盒，因而避免了废弃的调色 剂从清洁器5中溢出并使成本降低。
虽然出于说明的目的参照选择的特定实施例说明了本发明，本发明并不 局限于这些实施例应当是很明显的，本领域技术人员可以对其进行很多修改 而不脱离本发明的基本概念和范围。
本专利申请基于日本优先权专利申请，其序号为2007-126834，于2007 年5月11日申请，其全部内容在此以参考文献引入。
权利要求
1、一种成像设备的显影方法，其通过利用显影剂载体提供的显影剂，在旋转潜像载体上显影潜像，该方法包括步骤通过利用调色剂消耗计算单元和用于执行强制调色剂消耗模式的强制调色剂消耗模式执行单元计算成像过程中显影剂的消耗量以及在成像和强制调色剂消耗模式之间不同计算条件下的强制调色剂消耗模式中显影剂的消耗量，并且在所述强制调色剂消耗模式中，将不同于成像过程中使用的显影偏压的显影偏压施加预定的时间周期以将显影剂载体上的残留显影剂卸载到潜像载体上。
2、 根据权利要求1所述的显影方法，其中潜像电压和强制调色剂消耗模式中使用的显影偏压之间的差的绝对值 大于潜像电压和成像过程中使用的显影偏压之间的差的绝对值。
3、 根据权利要求1所述的显影方法，其中利用探测单元和相关计算单元控制强制调色剂消耗模式中使用的显影 偏压，从而使被卸载到潜像载体的每个单位面积的残留显影剂的量等于预定 目标值，所述探测单元配置成通过改变显影偏压来探测形成于潜像载体上的 多个测试块的显影剂粘附量，所述相关计算单元配置成计算测试块的显影剂 粘附量与显影偏压之间的相互关系。
4、 根据权利要求3所述的显影方法，其中强制调色剂消耗模式中卸载到潜像载体上的每单位面积的残留显影剂 的量的目标值随成像设备的使用环境而变化，成像设备的所述使用环境由使 用环境确定单元确定。
5、 根据权利要求1所述的显影方法，其中预先存储强制调色剂消耗模式中每单位时间卸载到潜像载体上的残留 显影剂的量；并且强制调色剂消耗模式中显影剂的消耗量被计算为等于每单位时间卸载 的残留显影剂的量与强制调色剂消耗模式的执行时间的乘积。
6、 根据权利要求1所述的显影方法，其中显影剂的消耗量根据将要形成在潜像载体上的图像的曝光数据计算； 预先存储成像过程中用于在潜像载体上显影的每单位面积的显影剂的量与强制调色剂消耗模式中每单位面积显影剂的量的比率；成像过程中显影剂的消耗量被确定为等于根据曝光数据计算得到的显影剂消耗量；以及强制调色剂消耗模式中显影剂的消耗量确定为等于根据曝光数据计算 得到的显影剂的消耗量与比率的乘积，该比率为成像过程中潜像载体上每单 位面积显影剂的量与强制调色剂消耗模式中每单位面积显影剂的量的比率。
7、 根据权利要求1所述的显影方法，其中当来自上一操作的显影设备的驱动时间大于或等于预定值，并且来自该 上 一操作的显影剂的消耗量小于或等于预定值时，执行强制调色剂消耗模 式。
8、 根据权利要求7所述的显影方法，其中强制调色剂消耗模式的执行时间周期根据来自上一操作的显影剂的消 耗量调整。
9、 根据权利要求8所述的显影方法，其中强制调色剂消耗模式的执行时间周期大于或等于显影剂载体的旋转周期。
10、 一种显影设备，其利用显影剂在旋转潜像载体上显影潜像，包括 显影剂载体，其配置成提供显影剂载体； 调色剂消耗计算单元，其配置成计算显影剂的消耗量；以及 强制调色剂消耗模式执行单元，其配置成执行强制调色剂消耗模式，在该强制调色剂消耗^f莫式中，将不同于成像过程中所使用的显影偏压的显影偏 压施加预定的时间周期以将显影剂载体上的残留显影剂卸载到潜像载体上， 其中调色剂消耗计算单元和强制调色剂消耗模式执行单元计算成像过程中 的显影剂消耗量以及成像和强制调色剂消耗模式之间不同计算条件下的强 制调色剂消耗模式中显影剂的消耗量。
11、 根据权利要求IO所述的显影设备，其中潜像电压和强制调色剂消耗模式中使用的显影偏压之间差值的绝对值 大于潜像电压和成像过程中使用的显影偏压之间差值的绝对值。
12、 根据权利要求IO所述的显影设备，还包括探测单元，其配置成通过改变显影偏压来探测多个形成于潜像载体上的测试块的显影剂粘附量；以及相关计算单元，其配置成计算测试块的显影剂粘附量与显影偏压之间的 相互关系，探测单元和相关计算单元控制强制调色剂消耗模式中使用的显影偏压， 从而使卸载到潜像载体上每单位面积的残留显影剂的量等于预定目标值。
13、 根据权利要求12所述的显影设备，还包括使用环境确定单元，其配置成确定成像设备的使用环境， 其中强制调色剂消耗模式中卸载到潜像载体的每单位面积残留的显影剂的 量的目标值根据成像设备的使用环境而改变。
14、 根据权利要求10所述的显影设备，其中预先存储强制调色剂消耗模式中每单位时间卸载到潜像载体上的残留 显影剂的量；以及强制调色剂消耗模式中显影剂的消耗量被计算为等于每单位时间卸载 的残留显影剂的量与强制调色剂消耗模式的执行时间的乘积。
15、 根据权利要求IO所述的显影设备，其中成像过程中显影剂的消耗量被确定为等于根据形成于潜像载体上的图 像的曝光数据计算得出的显影剂的消耗量；以及强制调色剂消耗模式中的显影剂的消耗量被确定为等于根据曝光数据 计算得出的显影剂的消耗量与一个比率的乘积，该比率是成像过程中用于在 潜像载体上显影的每单位面积显影剂的量与强制调色剂消耗模式中每单位 面积显影剂的量的比率。
16、 根据权利要求10所述的显影设备，其中当来自上一操作的显影设备的驱动时间大于或等于预定值，并且来自该 上一操作的显影剂的消耗量小于或等于预定值时，执行强制调色剂消耗模 式。
17、 根据权利要求16所述的显影设备，其中根据来自上一操作的显影剂的消耗量调整强制调色剂消耗模式的执行 时间周期。
18、 根据权利要求17所述的显影设备，其中强制调色剂消耗模式的执行时间周期大于或等于显影剂载体的旋转周期。
19、 一种成像设备，包括潜像载体，其在旋转时在其上形成潜像，和 显影单元，其利用显影剂在潜像载体上显影潜像，其中显影单元包括显影剂载体，其配置成提供显影剂载体；调色剂消耗计算单元，其配置成计算显影剂的消耗量；以及强制调色剂消耗模式执行单元，其配置成执行强制调色剂消耗模式，在 这种模式下，将不同于成像过程中使用的显影偏压的显影偏压施加预定的时 间周期以将显影剂载体上的残留显影剂卸载到潜像载体上，其中调色剂消耗计算单元和强制调色剂消耗模式执行单元计算成像过 程中显影剂的消耗量以及成像与强制调色剂消耗模式之间不同计算条件下 的强制调色剂消耗模式中显影剂的消耗量。
20、 根据权利要求19所述的成像设备，还包括转印单元，其将形成于潜像载体上的图像转印到目标转印对象； 清除单元，其移除并收集潜像载体上的显影剂；调色剂收集计算单元，其计算由清除单元移除及收集的调色剂的量；以及第二强制调色剂消耗模式执行单元，其配置成执行第二强制调色剂消耗 模式，在这种模式中，将不同于成像过程中所使用的显影偏压的显影偏压施 加预定的时间周期以将显影剂载体上的残留显影剂卸载到潜像载体上，并且 潜像载体上的显影剂由清除单元移除，而不用被转印到转印单元，其中调色剂消耗计算单元和第二强制调色剂消耗模式执行单元计算在成像 过程中以及成像与第二强制调色剂消耗模式之间不同计算条件下的第二强 制调色剂消耗模式中由清除单元移除及收集的显影剂的量。
全文摘要
本发明公开了一种图像显影方法，其能有效地移除显影剂载体上退化的调色剂，防止形成异常图像，确保随时间过去也能拥有良好的图像质量，并提高设备的使用寿命。这种显影方法包括步骤计算成像过程中显影剂的消耗量，以及在成像和强制调色剂消耗模式之间不同计算条件下的强制调色剂消耗模式中显影剂的消耗量。在强制调色剂消耗模式中，不同于成像过程中所使用的显影偏压的显影偏压被施加预定时间周期，从而将显影剂载体上的残留显影剂卸载到潜像载体上。
文档编号G03G15/08GK101303540SQ20081012772
公开日2008年11月12日 申请日期2008年5月12日 优先权日2007年5月11日
发明者中川秀一, 井上龙次, 大西一臣, 小西瑠美, 山田晋太郎, 村山伸 申请人:株式会社理光