图像形成设备及其控制方法

专利名称：图像形成设备及其控制方法
技术领域：
本发明涉及使用电子照相方法或电图记录方法(electrographic recordingmethod)的诸如复印机、打印机或传真机的图像形成设备。
背景技术：
近年来，图像形成设备被配置为在图像形成期间根据例如记录材料的类型或要形成的图像改变图像形成速度。可通过将速度设为适当的图像形成速度，形成高质量图像。但是，在切换图像形成速度时在感光鼓与中间转印部件之间的速度差的产生造成了由部件的磨损导致的形成图像的劣化。 例如，日本专利申请公开No. 2003-207981讨论了通过使用编码器检测感光鼓的速度与中间转印部件的速度以减小感光鼓与中间转印部件之间的速度差从而使得它落入预定的范围内的技术。由此，可以减少由感光鼓和中间转印部件的磨损导致的图像劣化。但是，即使当如在日本专利申请公开No. 2003-207981中讨论的那样执行控制时，也难以完全消除感光鼓与中间转印部件之间的圆周速度差，这可导致归因于感光鼓或中间转印部件的磨损的轻微的劣化。鉴于以上的情况，也可考虑如下的控制方法，在改变图像形成速度时，该控制方法停止感光鼓与中间转印部件并然后以新的希望的速度重新驱动感光鼓与中间转印部件以抑制圆周速度差的产生。但是，存在这样的问题，即当执行这种控制时，改变图像形成速度所花费的时间增加。

发明内容
本发明针对能够减少当改变图像形成速度时感光鼓与中间转印部件的磨损所导致的劣化并抑制改变图像形成速度所需要的时间的图像形成设备。根据本发明的一个方面，图像形成设备包括在上面形成潜像的图像承载部件；被配置为显影在图像承载部件上形成的潜像的显影单元；接触图像承载部件并且图像承载部件上形成的调色剂图像被转印到其上的中间转印部件；以及被配置为控制速度的控制单元，其中，控制单元在通过在改变图像承载部件与中间转印部件的速度之前驱动显影单元供给的图像承载部件上的调色剂被设置在图像承载部件与中间转印部件相互接触的压合部中的状态下改变图像承载部件和中间转印部件的速度。参照附图阅读示例性实施例的以下的详细的描述，本发明的其它特征和方面将变得清晰。


包含于说明书中并构成其一部分的附图示出本发明的各示例性实施例、特征和方面，并与描述一起用于解释本发明的原理。图I是图像形成设备的示意性构成图。
图2A 2C示出被配置为在显影辊3与感光鼓I之间的靠接(abutment)与分离之间切换的机构。图3示出被配置为检测凸轮的相位的机构。图4是示出感光鼓与显影辊之间的靠接状态的凸轮图。图5A和图5B是记录材料判别(discrimination)装置43的示意性构成图。图6是示出记录材料判别装置43的操作控制的框图。图7A 7E示出由记录材料判别装置43的成像单元49捕获的表面图像。图8是示出用于从由记录材料判别装置43的成像单元49捕获的表面图像判别记 录材料S的类型的方法的流程图。图9示出各图像形成站的显影辊3和感光鼓I之间的靠接状态、在感光鼓I上显影的调色剂图像的位置、以及感光鼓I、显影辊3与作为中间转印部件的中间转印带8的驱动速度。图10是示出在显影辊3与感光鼓I相互靠接的状态下或者在显影辊3与感光鼓I不相互靠接的状态下执行速度改变时的情况的曲线图。图11是示出在中间转印部件与感光鼓之间存在圆周速度差时的中间转印部件的驱动扭矩的示图。图12 (12A+12B)是示出用于执行控制以改变图像形成速度的方法的流程图。图13示出使用跳动显影方法的显影装置。图14是示出在施加显影偏压的状态下和不施加显影偏压的状态下的中间转印部件的驱动扭矩的曲线图。图15是第三示例性实施例中的图像形成设备的示意性构成图。图16是示出在使用清洁辊时的中间转印部件的驱动扭矩的曲线图。
具体实施例方式以下，将参照附图详细描述本发明的各种示例性实施例、特征和方面。以下描述的示例性实施例不应被解释为限制本发明的范围。并且，对于本发明的问题的解决，在示例性实施例中描述的特征的所有组合未必总是必需的。以下描述的本发明的实施例中的每一个可单独地实现，或者在必要的情况下或者将来自各个实施例的要素或特征组合在单个实施例中有益的情况下作为多个实施例或其特征的组合实现。图I是图像形成设备的示意性构成图。以下，作为图像形成设备的例子，示出使用电子照相方法的图像形成设备之中的使用中间转印带的四鼓全色图像形成设备。图I所示的全色图像形成设备(以下，也称为设备主体)包括可附接/可拆卸处理盒P (PY、PM、PC和PK)。这四个处理盒PY、PM、PC和PK具有类似的结构。存放于处理盒中的调色剂的颜色相互不同。即，通过黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)的调色剂形成图像。处理盒PY、PM、PC和PK分别包含调色剂容器23Y、23M、23C和23K。并且，处理盒PY> PM、PC和PK分别包含作为图像承载部件的感光鼓1Y、1M、1C和1K。并且，处理盒PY、PM,PC和PK分别包含带电辊2Y、2M、2C和2K ;显影辊3Y、3M、3C和3K ;鼓清洁刮刀4Y、4M、4C和4K ;以及废调色剂容器24Y、24M、24C和24K。
激光单元7Y、7M、7C和7K分别被设置在处理盒PY、PM、PC和PK下面，并且基于图像信号执行感光鼓1Y、1M、1C和IK的曝光。感光鼓1Y、1M、1C和IK分别通过带电辊2Y、2M、2C和2K被带电到预定的负电势。然后，分别通过激光单元7Y、7M、7C和7K在感光鼓1Y、1M、1C和IK上形成静电潜像。静电潜像中的每一个通过显影辊3Y、3M、3C和3K中的每一个经受反转显影。因此，负极性的调色剂附着于静电潜像中的每一个上，并且，在感光鼓中的每一个上形成Y、M、C和K颜色中的每一个的调色剂图像。中间转印带单元包含中间转印带8、驱动辊9和从动辊10。一次转印辊6Y、6M、6C和6K被分别面对感光鼓1Y、1M、1C和IK地设置在中间转印带8内侧，以通过偏压施加单元(未示出)向其施加转印偏压。作为光学传感器的颜色重合失调检测传感器27检测在中间转印带上形成的用于校准的调色剂图案。颜色重合失调检测传感器27被设置在驱动辊9的附近。 通过沿箭头的方向旋转感光鼓中的每一个、沿箭头A的方向旋转中间转印带8并向一次转印辊6Y、6M、6C和6K施加正极性的偏压，转印在感光鼓I Y、1M、IC和IK (即图像承载部件)上形成的调色剂图像中的每一个。在感光鼓1Y、1M、1C和IK上形成的调色剂图像中的每一个被从感光鼓IY上的调色剂图像开始依次一次转印到中间转印带8上。然后，四种颜色的调色剂图像在重叠状态下被传输到二次转印辊11。馈送和传输装置12包含从容纳记录材料S的馈送盒13馈送记录材料S的馈送棍14和传输被馈送的记录材料S的传输辊对15。从馈送和传输装置12传输的记录材料S通过对齐辊对6被传输到二次转印辊11。记录材料判别装置43用光照射记录材料S，以判别由对齐辊对16保持的记录材料S的类型。记录材料判别装置43基于通过捕获记录材料S获得的结果来判别记录材料S。将在后面详细描述记录材料判别装置43。这里作为用于判别记录材料S的例子已描述了成像型传感器。但是，记录材料判别装置43不限于此。可以使用光量检测型传感器，或者可以使用超声型传感器。正极性的偏压被施加到二次转印辊11，以将调色剂图像从中间转印带8转印到记录材料S。由此，在中间转印带8上形成的调色剂图像被二次转印到正被传输的记录材料S上。具有转印的调色剂图像的记录材料S被传输到定影装置17。然后，定影装置17通过用定影膜18和压力辊19施加热和压力将调色剂图像定影到记录材料S的表面上。随后，具有定影的调色剂图像的记录材料S通过排出辊对20被排出。在调色剂被转印到记录材料S之后残留于感光鼓1Y、1M、IC和IK的表面上的调色剂通过清洁刮刀4Y、4M、4C和4K被去除。在二次转印到记录材料S之后残留于中间转印带8上的调色剂通过清洁刮刀21被去除，并且，去除的调色剂被收集到废调色剂容器22中。控制基板25安装用于控制设备主体的电路以及作为控制单元的中央处理单元(CPU)26。CPU 26总体控制设备主体的操作，包括与记录材料S的传输有关的驱动源(未示出)的控制、与处理盒PY、PM、PC和PK有关的驱动源(未示出)的控制、与图像形成有关的控制和与故障检测有关的控制。
以下将参照图2描述用于在显影辊3与感光鼓I的靠接与分离之间切换的机构。使用步进马达作为靠接/分离马达31，其是用于在显影辊3与感光鼓I的靠接与分离之间切换的驱动源。靠接/分离马达31通过小齿轮与驱动改变轴32连接。在本示例性实施例中，虽然使用步进马达作为靠接/分离马达31的例子，但是，靠接/分离马达的类型不限于步进马达。作为驱动源，也可以使用DC有刷马达或DC无刷马达。在驱动改变轴32上设置用于驱动四种颜色的凸轮齿轮34的蜗轮33。当驱动改变轴32旋转时，凸轮齿轮34的凸轮35的相位改变 。凸轮35挤压处理盒P的侧面或释放对于处理盒P的侧面的挤压，由此靠接/分离马达31可在感光鼓I与显影辊3的靠接与分离之间进行切换。图2A示出待机状态(完全分离状态)，其中凸轮35(35Y、35M、35C和35K)用凸轮的最大半径挤压处理盒P (PY、PM、PC和PK)的侧面，使得所有的显影辊3 (3Y、3M、3C和3K)与所有的感光鼓I (1￥、现、1(和110分离。图2B示出全色靠接状态，其中所有凸轮35(35Y、35M、35C和35K)在处理盒P(PY、PM、PC和PK)的侧面上的挤压被释放，使得所有的显影辊3 (3Y、3M、3C和3K)靠接所有的感光鼓 I (1Y、1M、1C 和 1K)。在图2C中，黄色(Y)、品红色(M)和青色(C)的凸轮35 (35Y、35M和35C)用最大半径挤压相应的处理盒P (PY、PM和PC)的侧面。图2C示出单色靠接状态，其中仅黑色(K)的凸轮35K的挤压被从处理盒PK的侧面释放，因此只有黑色的显影辊3K靠接感光鼓1K。下面，将描述从图2A所示的待机状态向图2B所示的全色靠接状态的状态变化，以及从图2A所示的待机状态到图2C所示的单色靠接状态的状态变化。当靠接/分离马达31在图2A所示的待机状态中向前旋转时，凸轮35Y、35M、35C和35K中的每一个沿顺时针方向旋转。相对于凸轮35Y，凸轮35M、35C和35K的各相位按凸轮35M、凸轮35C和凸轮35K的次序沿逆时针方向具有相位偏移。由于该相位偏移，当凸轮35Y、35M、35C和35K中的每一个沿顺时针方向旋转时，凸轮35Y首先释放对于处理盒PY的侧面的挤压。随后，根据相位偏移，凸轮35M、35C和35K按凸轮35M、凸轮35C和凸轮35K的次序释放对于相应的处理盒的侧面的挤压。因此，当靠接/分离马达31从图2A所示的待机状态向前旋转时，显影辊3以Y、M、C和K的次序分别靠接感光鼓I。然后，机构的状态变为图2B所示的全色靠接状态。当状态从全色靠接状态变为待机状态时，靠接/分离马达31向前旋转。然后，显影辊3中的每一个以Y、M、C和K的次序与感光鼓I中的每一个分离。如果靠接/分离马达31在图2A所示的待机状态中反向旋转，那么凸轮35Y、35M、35C和35K中的每一个沿逆时针方向旋转。如果靠接/分离马达31反向旋转，那么凸轮35K首先从处理盒PK的侧面释放挤压。当靠接/分离马达31的驱动在该状态中停止时，结果是图2C所示的单色靠接状态。当状态从单色靠接状态变为待机状态时，靠接/分离马达31向前旋转，由此，凸轮35K重新挤压处理盒PK的侧面，由此导致待机状态。因此，图像形成设备可通过控制靠接/分离马达31的旋转方向和旋转量控制显影辊3和感光鼓I的靠接和分离状态作为图2A 2C中的三种状态。由于如图3所示的那样在Y (黄色)的凸轮齿轮34Y上部分地设置肋板41，因此，可以实现上述的控制。当凸轮齿轮34Y旋转时，肋板41也旋转并在光电断路器42中遮光。因此，可基于从光电断路器42输出的信号检测随凸轮齿轮34Y旋转的凸轮35Y的相位。通过将光电断路器42中的光被遮蔽的位置设为基准位置并从管理该位置起的靠接/分离马达31的驱动步级(step)的数量，控制凸轮35的相位(待机状态、全色靠接状态和单色靠接状态)。图4是示出凸轮齿轮34的相位变化和三种可控状态之间的关系的凸轮图。如图4的凸轮图所示，通过控制凸轮35Y、35M、35C和35K的相位偏移，靠接/分离状态转变(changeover)是可能的。
图4所示的凸轮图表示设计中心值。通过图2A、图2B和图2C所示的部件的尺寸变化等，也可在凸轮图中产生变化。当执行普通的打印操作时，根据开始图像形成的定时，显影辊3的靠接和分离从待机状态变为全色靠接状态或从待机状态变为单色靠接状态。首先，以下将描述执行全色打印时的靠接/分离状态转变控制。以下，包含显影辊3与感光鼓I的构成被定义为图像形成站(image forming station)。通过黄色调色剂执行图像形成的图像形成站被定义为图像形成站I (也被称为第I图像形成站)。类似地，通过品红色、青色和黑色调色剂执行图像形成的图像形成站分别被定义为图像形成站2 (第2图像形成站)、图像形成站3 (第3图像形成站)和图像形成站4 (第4图像形成站)。当执行全色打印时，根据开始图像形成的定时，靠接/分离马达31以预定的步级数向前旋转。当靠接/分离马达31开始向前旋转时，各图像形成站经受各显影辊3和感光鼓I可相互靠接或者可以不相互靠接的不定持续期。然后，如图3所示，以图像形成站I (黄色)、图像形成站2 (品红色)、图像形成站3(青色)和图像形成站4 (黑色)的次序，建立显影辊3和感光鼓I之间的靠接。在图像形成站处完成靠接时，在该图像形成站开始图像形成。靠接/分离马达31的驱动步级的数量在于使得在所有的图像形成站完成靠接时靠接/分离马达31停止。在完成图像形成时，靠接/分离马达31再次以预定的步级数重新向前旋转。当靠接/分离马达31开始向前旋转时，显影辊3和感光鼓I经受不定的持续期。然后，以图像形成站I (黄色)、图像形成站2 (品红色)、图像形成站3 (青色)和图像形成站4 (黑色)的次序，建立显影辊3和感光鼓I之间的分离，以结束打印。靠接/分离马达31的驱动步级的数量在于使得在所有的图像形成站完成分离时靠接/分离马达31停止。第二，以下将描述执行单色打印时的靠接/分离状态转变控制。当执行单色打印时，靠接/分离马达31根据开始图像形成的定时以预定的步级数反向旋转。当靠接/分离马达31开始反向旋转时，只有图像形成站4 (黑色)的显影辊3K和感光鼓IK通过不定的持续期如图2所示的那样相互靠接，并且，图像形成站4 (黑色)开始图像形成。靠接/分离马达31的驱动步级的数量在于，使得当仅图像形成站4 (黑色)完成靠接时靠接/分离马达31停止。在图像形成结束时，靠接/分离马达31以预定数量的驱动步级向前旋转。当靠接/分离马达31开始向前旋转时，建立站4 (黑色)的显影辊3K与感光鼓IK之间的分离，并完成打印。靠接/分离马达31的驱动步级的数量在于，使得在所有的站完成分离时靠接/分离马达31停止。图5A和图5B示出记录材料判别装置43的示意性构成图的例子。图5A是从传输方向侧观察的记录材料判别装置的断面图。图5B是从上侧观察的记录材料判别装置的平面图。作为部分透视图示出上部盖子，以阐明诸如光源的部件的位置。记录材料判别装置43通过使用设置于基板44上的芯片LED作为光源，利用通过在折叠反射单元46中形成的光路47的光照射盖部件C的内部。记录材料判别装置43发光以使其向着沿图5A中的箭头所示的方向移动的记录材料S穿过盖部件C，并且以约10度 15度的窄的角度上用光照射记录材料S。折叠反射单元46可以是由玻璃或丙烯酸树脂(acrylic)等制成的板材，并且具有上面形成有反射膜等的表面。折叠反射单元46可具有通过双面胶带等粘附于具有高的反射率的板材的表面。板材的例子包括通过使由Toray Industries, Inc.制造的PET基材经受铝气相沉积而获得的Metalumy (注册商标)。从记录材料S的表面不规则反射的光通过会聚元件(杆透镜阵列)48被会聚，并且通过设置在基板44上的成像元件(互补金属氧化物半导体(CMOS)线传感器)49被捕获为记录材料S的表面图像。从记录材料S的表面不规则反射的光入射到光捕捉(light trapping)单元50中，并且在光捕捉单元50中自衰减。这阻挡了到成像单元49的杂散光。对向部件51提高记录材料S的传输性能，并抑制记录材料S的传输颤振(flutter)。虽然本示例性实施例的光捕捉单元50被示为简单的沟槽,但是,可通过具有更高的消光比的形状和用于光吸收的材料的添加和改变实现光捕捉单元50。图6示出了示出记录材料判别装置43的操作控制的框图的例子。照射单元45用光照射要被传输的记录材料S的表面。成像单元49通过会聚元件48捕获来自记录材料S的反射光作为表面图像。通过成像单元49捕获的记录材料S的表面图像被输出到记录材料判别单元450。记录材料判别单元450使接收的记录材料S的表面图像在AD转换单元451中经受AD转换，以在与记录材料S的传输方向垂直的相同的线上获得图像。在本示例性实施例中，AD转换单元451通过使用12比特的AD转换IC输出O 4095的值。图像提取单元452和存储区域单元455沿传输方向连接接收的记录材料S的表面图像以获取二维表面图像。在本示例性实施例中，记录材料S的传输速度被设为180_/秒，并且，成像单元49的分辨率被设为一个线的600dpi (约每个点42μπι)。因此，当记录材料S的IOmmX 5mm的区域被图像捕获时，图像尺寸为236点X 118点。以42 μ m/ (180mm/秒)执行成像单元49的图像捕获，并且，以约220 μ sec的间隔执行成像单元49的光蓄积。由此，可以在不重叠要被传输的成像区域的情况下捕获记录材料S上的成像区域。当不传输记录材料S时，也可捕获对向部件51的表面图像。从获得的二维表面图像，基于存储于存储区域单元455中的诸如光轴和有效图像范围的信息提取用于判别记录材料S的类型的表面图像。此时，表面图像经受明暗校正(shading correction)。这是在特征量计算单元453中从提取的表面图像执行特征量计算所需要的处理。在记录材料S不被传输时，记录材料头部检测单元457检测记录材料S的前端。在记录材料头部检测单元457检测到记录材料S的前端之后，记录材料头部检测单元457确定记录材料S被传输，并且从记录材料头部检测单元457向记录材料类型判别单元454通知记录材料S的前端到达。记录材料类型判别单元454基于通过特征量计算单元453计算的结果判别记录材料S的类型。记录材料类型判别单元454将记录材料类型判别单元454的结果输出到图像形成控制单元100的图像形成条件控制单元101。图像形成条件控制单元101基于判别结果控制图像形成条件。图像形成条件是诸如转印电压、记录材料S的传输速度或定影单元的温度的条件。
例如，当记录材料类型判别单元454作为判别记录材料的类型的结果判别记录材料S是文件纸(bond paper)时,对于普通纸的图像形成条件,定影性未必良好。因此,记录材料S的传输速度下降，以延长定影装置17中的定影压合部(未示出)中的加热时间，由此
改善定影性。存储区域单元455存储控制照射单元45以发光的电流值、需要的光量目标值、用于校正光量的不均匀性(后面描述)的照射单元45被关断时的暗电流数据、和照射单元45时被接通时的光量分布数据。照射控制单元102基于获取光量分布数据时的信息控制照射单元45的光量。将参照图7A 7E和图8描述从通过记录材料判别装置43的成像单元49捕获的表面图像判别记录材料S的类型的例子。在步骤SlOO中，CPU 26开始记录材料的判别控制。在步骤SlOl中，CPU 26开始记录材料S向记录材料判别装置43的传输。当记录材料头部检测单元457检测到记录材料S的前端时，成像单元49在成像范围中捕获记录材料S的表面图像。成像单元49重复捕获表面图像，直到表面图像达到判别记录材料S所需要的面积。图7A是示出在检测记录材料S的头部之前获取的暗电流校正数据的例子的曲线图。图7B是示出在检测记录材料S的前端之前被获取的或者被存储于存储单元(未示出)中的明暗校正数据的例子的曲线图。即使不对于各打印传输标准片材，存储单元也保持明暗校正数据，由此可以省略检测。图7C示出了捕获的记录材料S (商标名称Neenah Bond 60)的图像数据的例子。在步骤S102中，CPU 26从记录材料S的表面图像确认由图7C的白虚线包围的记录材料判别区域的总光量。执行该处理以确认记录材料S的亮度。在本示例性实施例中，作为记录材料的表面的特征量中的一个，对于用于判别记录材料的信息使用总光量。在步骤S103中，CPU 26通过使用明暗校正数据使捕获的表面图像经受明暗校正，以检测记录材料S的表面粗糙度。CPU 26使表面图像经受明暗校正，以使得能够校正表面图像的光量不均匀性并能够实现记录材料S的表面粗糙度的精确检测。图7D示出捕获的记录材料S的经受明暗校正后的表面图像。可以理解，与图7C的表面图像相比，光量不均匀性被消除。在步骤S104中，CPU 26基于经受明暗校正的图7D的白虚线所包围的记录材料判别区域的表面图像提取记录材料S的表面粗糙度的特征量。特征量的例子包括明暗校正之后的图像亮度分布范围(记录材料的表面的衬度)、和通过计算图像捕获时的一个线的最大值和最小值作为各连续获取的图像的峰值并将该值积分获得的积分。在本示例性实施例中，使用图像亮度分布范围作为特征量。
在步骤S105中，CPU 26基于在S102中计算的记录材料判别区域的总光量和在S104中计算的记录材料判别区域中的特征量，判别记录材料S。图7E示出将PPC纸(在常用的打印机或复印机等中使用的记录材料)、铜版纸(具有经受各种涂敷以提高平滑性的表面的记录材料)、文件纸(具有粗糙表面性能的记录材料)和加色PPC纸(添加颜色的PPC纸)分类的基准表的例子。它被用作记录材料的判别基准表。纵轴代表光量，横轴代表记录材料S的表面粗糙度。通过在曲线上绘制值的交点来判别记录材料S。在步骤S106中，CPU 26确定CPU 26是否继续图像形成。当CPU26继续图像形成(在步骤S106中为“是”(YES))时，程序返回SlOl。当CPU 26结束图像形成(在步骤S106中为“否”(NO))时，CPU 26在S107中停止成像单元49的驱动，并且关断照射单元45。在步骤S108中，CPU 26停止记录材料判别装置的操作。将描述如下操作，该操作用于在以1/1速度激活图像形成设备之后，在记录材料判别装置43确定记录材料S是被应用低速模式的文件纸和铜版纸时，在不停止图像形成设备的情况下将图像形成设备的速度变为1/2速度的低速度模式。图9示出各图像形成站的显影辊3和感光鼓I之间的靠接状态、在感光鼓I上显影的调色剂图像的位置、以及感光鼓I、显影辊3与作为中间转印部件的中间转印带8的驱动速度。在本示例性实施例中，直至从图像形成站4 (黑色)的显影辊3转印到感光鼓I上的调色剂到达转印位置之前，其它的图像形成站I (黄色)、2 (品红色)和3 (青色)中的每一个被连续以1/1速度驱动。在本示例性实施例中，与普通的图像形成中的显影条件不同，假定从显影辊3到感光鼓I的调色剂的转印在不施加显影偏压的情况下产生。因此，只要与普通图像形成时所形成的调色剂图像不同，调色剂量可用作用于感光鼓I与中间转印部件的润滑剂，就可使用任何其它的调色剂图像。因此，通过施加例如比普通显影偏压低的显影偏压，也可向感光鼓I供给预定量的调色剂作为用于速度改变的调色剂图像。然后，显影辊3、感光鼓I和中间转印部件的速度同时从与1/1速度对应的α减速到与1/2速度对应的β。另外，α被设为1/1速度的速度(180mm/秒)，并且，β被设为1/2速度的速度(90mm/秒).在对于FPOT (首页打印输出时间，First Print Out Time)没有影响的执行定时检测要以普通的速度传输的记录材料S。具体而言，检测执行定时被设为在记录材料S到达记录材料判别装置43之后，关于在图9中由1/1速度Top代表的图像的书写定时，足以通知当以1/1速度执行图像形成时的判别结果的定时。
如果判别结果的通知及时，那么记录材料S的检测定时可在各颜色的显影辊3的靠接定时前后或者在靠接定时期间。当完成向1/2速度的减速时，在图像形成站I (黄色)中以1/2速度开始图像形成。常规上，在紧接着记录材料S的判别的执行之后，当在感光鼓I与中间转印部件相互靠接的同时改变感光鼓I和中间转印部件的速度时，感光鼓I或中间转印部件会由于圆周速度差受到磨损。由于本示例性实施例在所有的图像形成站处于调色剂介于感光鼓I与中间转印部件之间的状态中之后开始速度改变，因此，由于调色剂的润滑效果，本示例性实施例可减少感光鼓I与中间转印部件的磨损的可能性。图10是示出在显影辊3与感光鼓I相互靠接的状态下或者在显影辊3与感光鼓I不相互靠接的状态下执行速度改变时的情况的曲线图。横轴表示速度改变的重复次数，纵轴表示图像等级(rank)。这里，图像等级表示要形成的图像的图像质量。当图像等级的数 值增加时，图像不能精确地形成。 等级I代表可形成正常的图像的状态。等级3表示由本发明的发明人主观评价和形成的图像可被确定为不具有问题的状态。等级4或更大表示形成的图像不能被确定为不具有问题的状态。图10中的虚线示出通过在非靠接状态中重复显影辊3与感光鼓I的速度变化获得的结果。图像等级表示在重复约100次的速度变化之后图像等级超过3的状态，并表示形成的图像不能被确定为不具有问题的状态。另一方面，图10中的实线表示在本示例性实施例的构成中在显影辊3与感光鼓I相互靠接的状态下通过在调色剂介于感光鼓I与中间转印部件之间的状态下重复速度改变而获得的结果。即使速度改变被重复约10000次，图像等级也为2，并且，形成的图像可被确定为不具有问题。因此，可以理解，当感光鼓I的寿命等于10000张片材时，即使在所有的图像形成中都产生速度改变，也可减少由感光鼓I或中间转印部件的磨损导致的劣化。图11示出在中间转印部件与感光鼓之间存在圆周速度差时的中间转印部件的驱动扭矩。横轴是通过测量感光鼓I上的雾调色剂的量获得的数值。雾调色剂指的是通过导致显影辊3靠接感光鼓I而在感光鼓I上显影的调色剂。由于雾调色剂的量非常少并且难以测量其重量，因此，雾调色剂的量由反射率限定。具体地，通过诸如市售的由Nichiban Co. Ltd.制造的玻璃纸带、由Nitto DenkoCorporation制作的聚酯带或由Sumitomo 3M Ltd.制造的修补带(mending tape)的透明粘接带收集感光鼓I上的调色剂。该带被粘贴于诸如复印纸的白纸上，并且，在具有调色剂的部分和不具有调色剂的部分的测量反射率值之间的差值被定义为雾反射率(flogreflectance) (%)。作为反射光量的测量装置，使用DENSITOMETER TC-6DS (由Tokyo DenshokuTechnical Center制造)。纵轴表示在中间转印部件的驱动轴上测量的驱动扭矩。在根据本示例性实施例的图像形成设备中，普通使用中的驱动扭矩为约0. 2^0. 4N*m0当扭矩超过0.6Ν·πι时，齿轮系上的负载增加。当在这种状态下执行图像形成时，可产生异常的噪声，或者，齿轮可被磨损，导致不施加驱动扭矩。图11示出中间转印部件的表面速度比感光鼓I的表面速度快5. 0%的状态。该状态被定义为圆周速度差5. 0%。感光鼓I上的雾反射率为0%的状态是显影辊3不靠接感光鼓I并且雾调色剂不粘附于感光鼓I上的状态。当在这种状态下圆周速度差为5. 0%时，中间转印部件的驱动扭矩为O. SN -m或更大的数值。另一方面，当显影辊3靠接感光鼓I并且雾调色剂粘附于感光鼓I上时，即使雾反射率为约1%的极小量，中间转印部件的驱动扭矩也可降低到约O. 3N · m。即使诸如显影辊3和感光鼓I的部件中的每一个处于新品状态(mintcondition)，感光鼓I上的雾反射率也不是1%或更小。由此，如果调色剂被设置在感光鼓I与中间转印部件之间，那么可以充分地减小驱动扭矩并使其稳定化。即使当感光鼓I上的雾调色剂的量增加到1%或更大时，也可类似地减小驱动扭矩。如果调色剂被设置在感光鼓I与中间转印部件之间，那么可以充分地减小驱动扭矩并使其稳定化。因此，从图11可以理解，当在感光鼓I与中间转印部件之间设置调色剂时，即使感光鼓I与中间转印部件之间的速度差增加(诸如速度从1/2速度变为1/1速度)，仍可以抑制中间转印部件的驱动扭矩并使其稳定化。因此，可以减少由感光鼓I或中间转印部件的磨损导致的劣化的产生。将参照图12 (图12A+12B)的流程图描述用于执行图像形成速度改变控制的方法。这里，以1/1速度和1/2速度为图像形成速度的例子描述该方法。但是，图像形成速度不限于此。在步骤S201中，如果CPU 26接收以1/1速度的图像形成命令，那么CPU 26开始以1/1速度的图像形成。在步骤S202中，CPU 26开始以1/1速度的感光鼓I与中间转印部件的驱动。在步骤S203中，CPU 26开始靠接/分离马达的驱动。在步骤S204中，CPU 26根据记录材料判别装置43开始记录材料S的判别。
在步骤S205中，CPU 26基于记录材料S的判别结果确定图像形成速度是否改变。当图像形成速度不改变(在步骤S205中为“否”(NO))时，在步骤S206中，CPU 26确定显影辊3Y是否靠接感光鼓1Y。由于CPU 26可在显影辊3Y靠接感光鼓IY时开始Y站的图像形成(在步骤S206中为“是”(YES))，因此，CPU 26在步骤S207中依次开始图像形成站I (Y)中的图像形成。在步骤S208中，CPU 26确定所有颜色的显影辊是否都靠接感光鼓以进入全色靠接状态。当所有的显影辊都靠接感光鼓时，CPU在步骤S209中停止靠接/分离马达31的驱动。在步骤S210中，CPU 26结束显影辊与感光鼓的靠接处理。另一方面，在步骤S205中，当图像形成速度根据记录材料S的判别结果改变(在步骤S205中为“是”(YES))时，处理前进到S211。将基于图像形成速度变为1/2速度的情况描述本示例性实施例。但是，图像形成速度也可被设为1/2速度以外的速度。在步骤S211中，CPU 26驱动靠接/分离马达31，直到显影辊靠接感光鼓以进入全色靠接状态。在靠接/分离状态中，CPU 26在步骤S212中停止靠接/分离马达31的驱动。在步骤S213中，CPU 26结束显影辊与感光鼓的靠接处理。在CPU 26在步骤S213中结束靠接处理之后，CPU 26待机预定的时间，直到所有图像形成站的调色剂均被传输到转印位置。在经过了预定的时间之后并且所有图像形成站的调色剂都被传输到转印位置时，在步骤S215中，CPU 26将图像形成速度从1/1速度变为1/2速度。通过清洁刮刀清洁这里使用的调色剂。如果CPU 26完成图像形成速度的改变，那么CPU 26在步骤S216中依次开始图像形成站I (Y)中的图像形成。实验性地，在以普通的1/1速度完成图像形成之后直至排出记录材料S所花费的时间为10秒的图像形成设备执行常规的控制和本示例性实施例的控制。作为常规的方式，在以1/1速度的图像形成速度激活图像形成设备之后，根据记录材料S的类型的判别结果执行速度改变。在这种情况下，当执行控制以在执行后旋转之后重新以1/2速度的图像形成速度激活图像形成设备时，在完成图像形成之后直至排出记录材料S的时间为25秒。另一方面，在本示例性实施例的控制中，在以1/1速度的图像形成速度激活图像形成设备之后，根据记录材料S的类型的判别结果执行速度改变。在这种情况下，在不执行 后处理的情况下将调色剂传输到转印部分之后，图像形成速度变为1/2速度。因此，在完成图像形成之后直至排出记录材料S所花费的时间为13秒。从该结果可以理解，与常规的控制相比，在本示例性实施例的控制中改变图像形成速度所需要的时间可缩短。因此，当改变图像形成速度时，执行控制以在调色剂被设置在感光鼓与中间转印部件之间的状态下改变感光鼓与中间转印部件的速度。由此，当改变图像形成速度时，可减少由感光鼓与中间转印部件的磨损导致的劣化，并可抑制改变图像形成速度所需要的时间。已通过使用接触型的显影方法描述了第一示例性实施例。将通过使用作为非接触型的显影方法的跳动显影方法描述第二示例性实施例。跳动显影方法通过在显影辊3与感光鼓I处于非接触状态的状态下在作为最接近显影辊3与感光鼓I的部分的显影区域中使用通过重叠在显影辊3与感光鼓I之间施加的DC偏压所获得的AC偏压电压将调色剂显影。图13示出使用跳动显影方法的显影装置的例子。跳动显影方法的显影装置在显影位置在显影辊3与感光鼓I之间具有间隙D (以下，也称为“SD间隙”)。SD间隙优选通过被显影辊轴旋转支撑的感光鼓靠接辊被设为100^500 μ m,并且更优选被设为300 μ m或更小。当SD间隙小于100 μ m时，电场易于从显影辊3泄漏到感光鼓1，这使得难以将潜像显影。另一方面，当SD间隙大于500 μ m时，调色剂趋于难以飞向感光鼓I。本示例性实施例在SD间隙被设为250 μ m以及向显影辊3施加的DC和AC重叠电压的情况下执行跳动显影。此时，以被设为1900V的峰峰电压和被设为3000Hz的频率施加交变电场。使用上面具有树脂涂层的铝管作为显影辊3。铝管具有8. 3 μ m的十点平均表面粗糙度Rz和O. 8 μ m的中心线表面粗糙度Ra。图14示出在施加显影偏压的状态以及在不施加显影偏压的状态下的中间转印部件的表面速度比感光鼓I的表面速度快5%的状态。该状态被定义为圆周速度差5. 0%。在圆周速度差0%中，与第一示例性实施例同样地，中间转印部件的驱动扭矩为O. SN · m或更大的大的数值，圆周速度差0%为在不施加显影偏压的情况下不在感光鼓上显影雾调色剂的状态。另一方面，可以理解，在施加显影偏压的状态下中间转印部件的驱动扭矩可降低到约O. 2^0. 3N · m。因此，可以理解，如果如在接触显影方法中那样在跳动显影方法中也在感光鼓I与中间转印部件之间设置雾调色剂，那么可充分地减小驱动扭矩并使其稳定化。
因此，在使用跳动显影方法的图像形成设备中，与第一示例性实施例同样地，在雾调色剂被设置在中间转印部件与感光鼓之间的状态下改变图像形成速度。由此，可减少由感光鼓与中间转印部件的磨损导致的劣化的产生，并可抑制改变图像形成速度所需要的时间。在第一示例性实施例和第二示例性实施例中，描述了用于使用清洁刮刀作为中间转印部件的清洁单元的方法。在第三示例性实施例中，将描述使用清洁辊作为中间转印部件的清洁单元的方法。图15是根据本示例性实施例的图像形成设备的示意性配置图。由于图15与图I之间的差异仅是清洁辊55，因此，清洁辊55以外的部件的描述被省略。清洁辊55使残留于中间转印部件上的残留调色剂带电到与通过显影辊3带电的极性相反的极性。因此，残留调色剂带电到相反的极性，由此，在被配置为一般通过转印辊将调色剂从感光鼓I转印到中间转印部件的一次转印部分中，残留调色剂可从中间转印部件被反向转印(reverse transfer)到感光鼓I。因此，通过将中间转印部件上的残留调色剂反向转印到感光鼓1，清洁中间转印部件。清洁辊55是具有被调整到10E5 10E9欧姆的电阻的实心橡胶辊。从高电压电源(未示出)向清洁辊55施加O. 3^+1. OkV的电压。形成图像时的调色剂带电到负极性，并且，通过向一次转印辊6与二次转印辊11施加正偏压来静电转印调色剂。因此，在残留于中间转印部件上而不通过二次转印被转印到记录材料上的残留调色剂主要保持带电到负极性。因此，中间转印部件上的残留调色剂通过清洁辊55带电到具有正极性的适当的电荷量。然后，在感光鼓I的一次转印部分中反向转印残留调色剂。本示例性实施例在感光鼓I与中间转印部件之间传输中间转印部件上的残留调色剂，并且，执行控制以在提供残留调色剂的状态下改变速度。图16示出研究通过中间转印部件上的残留调色剂的在中间转印部件与感光鼓I之间被施加圆周速度差时的扭矩减少效果获得的结果。图16示出中间转印部件的表面速度比感光鼓I的表面速度快5. 0%的状态。该状态被定义为圆周速度差5. 0%。在感光鼓I上的雾反射率为0%的状态下，中间转印部件的驱动扭矩为约O. 65N · m。这样，与使用清洁刀片的第一示例性实施例中的约O. 85N · m相比，通过使用清洁辊产生约O. 2N · m的扭矩减少效果。但是，当通过约O. 65N · m的驱动扭矩驱动中间转印部件时，中间转印部件和感光鼓被磨损。另一方面，在本示例性实施例中，同样，当显影辊3靠接感光鼓I并且雾调色剂粘附于感光鼓I上时，中间转印部件的驱动扭矩可降低到约O. 3N · m。
由此，如果雾调色剂被设置在感光鼓I与中间转印部件之间，那么可以充分地减小驱动扭矩并使其稳定化。因此，在使用清洁辊的图像形成设备中，与第一示例性实施例同样，也在雾调色剂被设置在中间转印部件与感光鼓之间的状态中改变图像形成速度。由此，可减少由感光鼓与中间转印部件的磨损导致的劣化的产生，并可抑制改变图像形成速度所需要的时间。 虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有的变更方式、等同的结构和功能。
权利要求
1.一种图像形成设备，包括 图像承载部件，在该图像承载部件上形成潜像； 显影单元，被配置为将在图像承载部件上形成的潜像显影为调色剂图像； 中间转印部件，被配置为接触图像承载部件，并且图像承载部件上形成的调色剂图像被转印到中间转印部件上；以及 控制单元，被配置为控制图像承载部件和中间转印部件的速度， 其中，控制单元被配置为在改变图像承载部件和中间转印部件的速度之前通过驱动显影单元供给的图像承载部件上的调色剂被设置在图像承载部件与中间转印部件相互接触的压合部中的状态下改变图像承载部件和中间转印部件的速度。
2.根据权利要求I的图像形成设备，还包括记录材料判别单元，被配置为判别记录材料的类型， 其中，控制单元被配置为根据由记录材料判别单元产生的信息改变图像承载部件与中间转印部件的速度。
3.根据权利要求I或2的图像形成设备，其中，显影单元被配置为通过接触图像承载部件显影潜像。
4.根据权利要求I或2的图像形成设备，其中，显影单元被配置为在不接触图像承载部件的情况下显影潜像。
5.根据权利要求I的图像形成设备，还包括清洁单元，被配置为清洁在中间转印部件上形成的调色剂图像， 其中清洁单元是清洁刮刀。
6.根据权利要求I的图像形成设备，还包括清洁单元，被配置为清洁在中间转印部件上形成的调色剂图像， 其中清洁单元是清洁棍。
7.根据权利要求I的图像形成设备，其中，在改变图像承载部件和中间转印部件的速度时供给到压合部的调色剂是在没有在图像承载部件上形成潜像的情况下从显影单元移动到图像承载部件的调色剂。
8.根据权利要求2的图像形成设备，其中，在改变图像承载部件和中间转印部件的速度时供给到压合部的调色剂是在没有在图像承载部件上形成潜像的情况下从显影单元移动到图像承载部件的调色剂。
9.根据权利要求3的图像形成设备，其中，在改变图像承载部件和中间转印部件的速度时供给到压合部的调色剂是在没有在图像承载部件上形成潜像的情况下从显影单元移动到图像承载部件的调色剂。
10.根据权利要求4的图像形成设备，其中，在改变图像承载部件和中间转印部件的速度时供给到压合部的调色剂是在没有在图像承载部件上形成潜像的情况下从显影单元移动到图像承载部件的调色剂。
11.一种控制图像形成设备的方法，所述图像形成设备包括在上面形成潜像的图像承载部件；被配置为将在图像承载部件上形成的潜像显影为调色剂图像的显影单元；被配置为与图像承载部件接触并且图像承载部件上形成的调色剂图像被转印到其上的中间转印部件；和被配置为控制图像承载部件和中间转印部件的速度的控制单元，该方法包括 在改变图像承载部件和中间转印部件的速度之前通过驱动显影单元供给的图像承载部件上的调色剂被设置在图像承载部件与中间转印部件相互接触的压合部中的状态下，改变图像承载部件和中间转印部件的速度。
全文摘要
本发明涉及图像形成设备及其控制方法。提供了在调色剂被设置在感光鼓与中间转印部件之间的状态下改变图像形成速度的图像形成设备。因此，即使产生感光鼓与中间转印部件之间的速度差，也可抑制驱动扭矩，并且，可减少由感光鼓与中间转印部件的磨损导致的劣化。
文档编号G03G15/00GK102866610SQ20121023393
公开日2013年1月9日 申请日期2012年7月6日 优先权日2011年7月7日
发明者斋藤益朗, 八木靖贵, 关浩行 申请人:佳能株式会社