CN102279539A - 图像形成装置及图像形成方法 - Google Patents

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Abstract

一种图像形成装置及图像形成方法，该图像形成装置包括：静电潜像形成部，在图像载体上形成静电潜像；显影部，施加电压，通过双成分显影剂，显影静电潜像以形成色调剂图像；装置信息获取部，获取有关图像形成装置的信息即装置信息；色调剂图像条件信息获取部，使用装置信息，获取色调剂图像条件信息；参照色调剂图像形成部，基于色调剂图像条件信息，控制静电潜像形成部及显影部，以在图像载体上形成参照色调剂图像；色调剂附着量信息获取部，获取与通过参照色调剂图像形成部形成的参照色调剂图像中的色调剂附着量有关的信息；供给量校正部，使用与通过色调剂附着量信息获取部获取的色调剂附着量有关的信息，校正向显影部提供的色调剂的供给量。

Description

图像形成装置及图像形成方法
相关申请的交叉参照
本申请基于并要求于2010年6月9日提交的美国临时申请第61/352960号的优先权权益，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明的实施方式涉及有关即使不具有色调剂浓度传感器也能够缩小显影剂的色调剂浓度的变动范围的图像形成装置及图像形成方法。
背景技术
目前，作为电子照相方式的图像形成装置的显影剂，从耐久性以及画质的观点考虑广泛使用着将色调剂与载体混合而成的双成分显影剂。在使用双成分显影剂的双成分显影器中需要向显影器中补给因形成图像而引起的色调剂消耗量，通常在显影器中设置磁式或光学式的色调剂浓度传感器来检测显影剂的色调剂浓度并进行色调剂补给控制。并且，提案有根据图像数据的像素数来估计消耗色调剂量从而进行色调剂补给的像素计数器色调剂补给控制方式、以及为了通过色调剂补给控制来进行图像浓度控制而使用光学式色调剂附着量传感器来检测测试图案(test pattern)的色调剂附着量进行色调剂补给的色调剂附着量检测色调剂补给控制方式。
此外，还提案有将像素计数器色调剂补给控制方式以及色调剂附着量检测色调剂补给控制方式并用的方式。该并用方式是使用在规定定时(timing)得到的测试图案的色调剂附着量(色调剂浓度)的检测结果来校正(增减)根据图像信息信号的图像浓度信息求得的每一张色调剂补给量，从而进行色调剂补给控制。
但是，因为温度以及湿度环境的变动、及随着开始使用显影剂等之后时间的流失导致显影剂的特性变化，成为过量的色调剂(over toner)(色调剂浓度过高)或者不足的色调剂(under toner)(色调剂浓度过低)状态，有时候会发生灰雾(质地污点)、色调剂飞散、载体附着(载体显影)的情况。
发明内容
本发明实施方式的图像形成装置包括静电潜像形成部、显影部、装置信息获取部、色调剂图像条件信息获取部、参照色调剂图像形成部、色调剂附着量信息获取部、供给量校正部。
静电潜像形成部在图像载体上形成与图像信号相对应的静电潜像。显影部被施加有电压，且通过包括色调剂和载体的双成分显影剂，显影静电潜像以形成色调剂图像。装置信息获取部获取有关图像形成装置的信息、即装置信息。色调剂图像条件信息获取部使用在所述装置信息获取部中获取的所述装置信息，获取色调剂图像条件信息，所述色调剂图像条件信息是与通过所述静电潜像形成部以及所述显影部形成色调剂图像时的条件有关的信息。参照色调剂图像形成部基于在所述色调剂图像条件信息获取部中获取的所述色调剂图像条件信息，控制所述静电潜像形成部以及所述显影部，以在所述图像载体上形成参照色调剂图像。色调剂附着量信息获取部获取与通过所述参照色调剂图像形成部形成的所述参照色调剂图像中的色调剂附着量有关的信息。供给量校正部使用与通过所述色调剂附着量信息获取部获取的所述色调剂附着量有关的信息，校正向所述显影部提供的色调剂的供给量。
附图说明
图1是本实施方式的图像形成装置的概略示意图。
图2是本实施方式的图像形成装置涉及的转印部的概略示意图。
图3是本实施方式的图像形成装置涉及的色调剂附着量传感器的概略示意图。
图4是本实施方式的图像形成装置中的控制模块的示意图。
图5是本实施方式的图像形成装置中的功能模块的示意图。
图6是本实施方式的图像形成装置中的色调剂补给量校正处理流程的示意图。
图7是表示色调剂附着量偏差的阈值的模式图。
图8是表示色调剂补给控制的基本操作的流程图。
图9是表示色调剂补给控制的定时的模式图。
图10是表示累计像素数与色调剂补给时间之间的关系的坐标图。
图11是表示显影时的电位关系的模式图。
图12是表示感光体系数的数据的表的示例图。
图13是表示显影时的带电栅极偏压与感光体表面电位之间的关系的坐标图。
图14是表示基于温度以及湿度的显影对比电位Vc的开环(openloop)控制的坐标图。
图15是表示基于显影剂寿命的显影对比电位Vc的开环控制的坐标图。
图16是表示利用感光鼓温度的激光功率的开环控制的坐标图。
图17是表示利用感光体寿命的激光功率的开环控制的坐标图。
图18是表示显影对比电位Vc相对于通过纸张张数的推移的坐标图。
图19是表示色调剂浓度相对于通过纸张张数的推移的坐标图。
图20是表示图像浓度相对于通过纸张张数的推移的坐标图。
图21是其他实施方式中的图像形成装置的概略截面图。
具体实施方式
首先，使用图1对作为本实施方式中的图像形成装置的一个例子的MFP(Multi Function Peripheral，多功能***设备)的结构进行说明。图1是表示图像形成装置的概略的外观图。
图像形成装置300具有供纸盒320，在供纸盒320中收容有多张纸张。供纸盒320既可以设置一个，且也可以设置多个。通过拾取辊逐张地分离收容在供纸盒320中的多张纸张，并提供给纸张输送路径。然后，通过纸张输送路径将纸张提供给转印部302。
CPU 30执行在图像形成装置300中的各种处理。CPU 30执行通过存储器354存储的程序来实现各种功能。
存储器354由例如作为易失性的存储装置的RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、作为非易失性的存储装置的ROM(Read OnlyMemory，只读存储器)、HDD(Hard disk drive，硬盘驱动器)等构成。
此外，图像形成装置300还可以具有ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)。并且，当然也可以通过能够执行同等运算处理的MPU(Micro Processing Unit，微处理器)来代替CPU 30。并且，也同样可以通过例如闪存等的存储装置来代替构成存储器354的HDD等。
图像读取装置303通过扫描纸张原稿以及书籍(book)原稿的图像来生成图像数据。在图1中示出了图像读取装置303的一部分。在图像读取装置303的上面配置有用于对图像读取装置303自动输送原稿的装置(ADF：Auto Document Feeder，自动进稿器)304。
在图像形成装置300的上部设置有用于对图像形成装置300输入各种信息的操作面板305。操作面板305可以由例如按键开关、液晶面板构成。
转印部302基于图像数据在纸张上形成色调剂图像。在图像数据中包括例如从外部机器(例如Personal Computer(个人计算机))发送至图像形成装置300的图像数据、通过图像读取装置303的读取动作而生成的图像数据。在转印部302中，具体而言，在形成了与图像数据相对应的静电潜像之后，对感光体的感光面提供色调剂以形成色调剂图像。
将形成在感光体的表面上的色调剂图像转印在纸张上。具体而言，通过使纸张接触感光体的表面，从而能够将感光体上的色调剂图像转印在纸张上。可在将感光体上的色调剂图像转印在中间转印带之后，再从中间转印带转印至纸张上。
转印在纸张上的色调剂图像通过定影装置26加热定影在纸张上。定影有色调剂图像的纸张通过纸张输送路径排出至排纸空间S。在排纸空间S配置有用于装载纸张的排纸托盘306。
并且，本实施方式的图像形成装置300具备用于检测装置内的温度的温度传感器31、以及用于检测装置内的湿度的湿度传感器32。
下面，对本实施方式的图像形成装置300所具备的转印部302进行说明。
如图2所示，转印部302的感光鼓1(相当于图像载体)在支撑部件表面上具有有机感光体(OPC)，转印部302的感光鼓1沿箭头方向旋转。在感光鼓1的周围配置有电晕带电器2、激光曝光单元9、显影器4、色调剂附着量传感器5、转印辊8、清洁器6、除电灯7。
对电晕带电器2(相当于带电部)施加电压(带电栅极偏压)，以使图像载体的表面均匀带电。具体而言，电晕带电器2可以是例如栅格电极(scorotron)型的电晕带电器，从高压电源17分别向电线电极11和栅极电极12施加负极性电压，从而使感光鼓1均匀带负电。并且，在本实施方式中，激光曝光单元9(相当于曝光部)以规定的曝光量(激光功率)对通过电晕带电器2带电后的感光鼓1进行与图像信号对应的图像曝光。数字信号化后的图像信号通过图像处理电路22被图像处理后发送至激光驱动电路23，根据图像信号使激光(半导体激光)18发光，通过激光曝光单元9以600dpi的分辨度进行激光3的扫描曝光，从而在感光鼓1上形成静电潜像。
收容了包括色调剂和载体且色调剂带负极性电荷的双成分显影剂D的显影器4(相当于显影部)被施加电压(显影偏压)，其显影感光鼓1上的静电潜像后形成色调剂图像。具体而言，显影器4包括：一对输送螺旋钻15，用于搅拌输送双成分显影剂D；显影辊14，用于在从高压电源17被施加使负极性直流电压重叠于交流电压的显影偏压，且在内部具有由未图示的多个磁极组成的磁石，以层状承载双成分显影剂D使其沿箭头方向旋转；以及修理刮片16，用于限制在显影辊14上形成一定厚度的色调剂层。此外，在本实施方式中，在显影器4上没有设置用于检测双成分显影剂的色调剂浓度的色调剂浓度传感器。
收容有色调剂T的色调剂盒10与显影器4连接，通过与色调剂电机驱动电路21连接的色调剂电机20的驱动，色调剂补给螺旋19旋转，从色调剂盒10向显影器4补给色调剂T。在感光鼓1上形成的色调剂图像通过从未图示的高压电源施加正极性的转印偏压的转印辊，被转印到从未图示的供纸装置提供的纸张P上，在被定影装置26定影之后，被排出至机体外。另一方面，感光鼓1上的转印残留色调剂被清洁器6清洁之后，感光鼓1被除电灯7除电以用于形成后续的静电潜像。
与激光驱动电路23连接的像素计数器25是累计每一张(每一像素)的激光的发光像素数的计数器(电路)，其用于求出每一张的色调剂消耗量。并且，与激光驱动电路23连接的测试图案产生电路24是色调剂附着量检测用的测试图案产生电路。
图3是色调剂附着量传感器5的概略截面图，其是由壳体5a、壳体5a中设置的发光元件5b和受光元件5c、设置有未图示的传感器电路的传感器基板5d构成的光学性传感器。与由铝制鼓1a和有机光导电体1b构成的感光鼓1相对设置的色调剂附着量传感器在规定的定时向形成在感光鼓1上的测试图案照射投射光L1，并接收发射光L2，从而检测测试图案的色调剂附着量。
图4是本实施方式的图像形成装置300的有关色调剂补给量控制的控制模块图。在图4中，在图像形成控制器(CPU)30通过模拟-数字转换器(A/D)36连接作为输入侧的用于测定装置内温度的温度传感器31、用于测定装置内湿度的湿度传感器32、用于测定感光鼓1的表面温度的鼓热敏电阻33、以及色调剂附着量传感器5，图像形成控制器(CPU)30还连接有上述像素计数器25。另一方面，作为输出侧，通过数字-模拟转换器(D/A)输出带电栅极偏压控制电压、显影偏压控制电压、激光功率控制电压、色调剂补给电机接通(ON)信号。并且，在图像形成控制器30上连接有用于存储控制程序和控制数据的ROM 42、以及用于保存控制参数和感光鼓等消耗品的计数值的RAM 43。在本实施方式中，存储器354是具有该ROM 42和RAM 43的结构。此外，在图像形成控制器30上连接有未图示的其他输入输出端口(I/O)，以进行有关图像形成的控制。
接着，图5是本实施方式图像形成装置300的有关色调剂补给量控制的功能模块图。
如图5所示，本实施方式的图像形成装置包括装置信息获取部71、色调剂图像条件信息获取部73、参照色调剂图像形成部75、色调剂附着量信息获取部77、供给量校正部79以及存储部72。各功能模块通过例如图像形成控制器(CPU)30执行在存储器354读出的程序能够得以实现。
存储部72存储有关感光鼓1开始使用之后的驱动时间(简称为感光体寿命)的信息、有关显影剂开始使用之后的显影次数(简称为显影剂寿命)的信息。此外，图像形成控制器30基于执行的图像形成处理的记录(日志)，更新有关存储部72存储的感光体寿命的信息、有关显影剂寿命的信息。
装置信息获取部71获取作为有关图像形成装置300的信息的装置信息。
在本实施方式中，装置信息包括有关感光鼓1的温度的信息、有关感光体寿命的信息、有关图像形成装置内的温度的信息、有关图像形成装置内的湿度的信息、以及有关显影剂寿命的信息。
装置信息获取部71从鼓热敏电阻33获取有关感光鼓1的温度(具体地是感光鼓1的表面的温度)的信息。并且，装置信息获取部71从温度传感器31获取有关图像形成装置内的温度的信息，同时从湿度传感器32获取有关图像形成装置内的湿度的信息。并且，装置信息获取部71从存储部72获取有关感光体寿命的信息以及有关显影剂寿命的信息。
色调剂图像条件信息获取部73使用由装置信息获取部71获取的装置信息，获取由静电潜像形成部(电晕带电器2以及激光曝光单元9)以及显影部(显影器4)形成色调剂图像时的条件有关的信息即色调剂图像条件信息。在本实施方式中，色调剂图像条件信息包括有关对电晕带电器2施加的电压(带电栅极偏压)、进行从激光光学***单元9向感光鼓1的扫描曝光时的曝光量(激光功率)、以及向显影器4施加的电压(显影偏压)的信息。
具体而言，色调剂图像条件信息获取部73使用有关感光鼓1的温度的信息、以及有关感光体寿命的信息来获取有关激光功率的信息。
并且，色调剂图像条件信息获取部73使用有关图像形成装置内的温度的信息、有关图像形成装置内的湿度的信息、以及有关显影剂寿命的信息，获取有关显影对比电位的信息。显影对比电位是指显影偏压和感光鼓1的曝光后电位的电位差。接着，色调剂图像条件信息获取部73使用有关显影对比电位的信息、有关感光鼓1的温度的信息、有关感光体寿命的信息、有关激光功率的信息来获取带电栅极偏压的信息和有关显影偏压的信息。将在后面对由色调剂图像条件信息获取部73获取有关激光功率、带电栅极偏压、以及显影偏压的信息进行详细叙述。
参照色调剂图像形成部75基于由色调剂图像条件信息获取部73获取的色调剂图像条件信息来控制电晕带电器2、激光曝光单元9以及显影器4，并在感光鼓1形成参照色调剂图像(测试图案)。具体而言，参照色调剂图像形成部75使用色调剂图像条件信息，通过调整带电栅极偏压的大小、激光功率的大小、以及显影偏压的大小来控制电晕带电器2、激光曝光单元9以及显影器4，从而调整测试图案的色调剂浓度。
色调剂附着量获取部77基于参照色调剂图像形成部75的控制，从色调剂附着传感器5获取有关在感光鼓1的表面形成的测试图案中的色调剂附着量的信息。
供给量校正部79使用有关由色调剂附着量信息获取部77获取的测试图案的色调剂附着量的信息，校正向显影器4的色调剂的提供量。
图6是色调剂补给量校正控制的处理流程的一个例子的示意图。色调剂补给量校正控制是根据测试图案的色调剂附着量检测结果来校正由像素计数器求得的每一张的色调剂补给量的控制。色调剂补给量校正控制的实施定时(启动定时)没有特别的限制，技术人员可以适当设定。作为实施定时的一个例子，可以列举有例如在图像形成装置300的电源接通(ON)以及休眠模式恢复(定影装置26的电源接通(ON))时刻、从上次控制开始后累计印刷张数达到规定张数的时刻、连续印刷张数达到规定张数的时刻、以及在上次控制时刻开始后温度以及湿度变动规定以上的时刻等。
如图6所示，在本实施方式中，首先，图像形成控制部30利用开环控制获取色调剂图像条件信息。
具体而言，在动作101中，装置信息获取部71获取有关图像形成装置300的信息即装置信息。动作102中，色调剂图像条件信息获取部73使用由装置信息获取部71获取的装置信息，获取色调剂图像条件信息。具体而言，色调剂图像条件信息获取部73通过使用装置信息的开环控制来计算带电栅极偏压Vg、显影偏压(更具体而言为直流显影偏压)Vdc、激光功率(LD-P)来获取色调剂图像条件信息。
接着，图像形成控制部30进行图像形成装置300的有无预运行的判断(动作103)，有预运行时进行规定时间的预运行(动作104)。预运行的主要目的在于在形成测试图案前搅拌显影器4中的显影剂D，根据本控制的启动定时来决定有无实施预运行，例如图像形成装置从放置状态启动时进行预运行。接着，图像形成控制部30进行色调剂附着量传感器5的未图示的挡板的打开动作和发光单元5b的光量校正(调整发光元件的光量，以基于来自没有测试图案的状态下的感光鼓1的表面的反射光量的受光元件的输出为固定)(动作105)。受光元件的输出以及发光元件的调整值为异常值时判断为光量校正异常(挡板故障、色调剂附着量传感器故障、感光鼓1清洁不良等)(动作106为否)，从而停止控制并显示错误(呼叫维修)(动作107)。
接着，在动作106为是的情况下，参照色调剂图像形成部75根据在动作102中得到的色调剂图像条件信息，在感光鼓1上形成在测试图案发生电路24中生成的色调剂附着量检测用的测试图案(补片)的色调剂补片(动作108)。色调剂附着量获取部77从色调剂附着量传感器5获取有关测试图案的色调剂附着量的信息(以下简称为检测值)(动作109)。色调剂附着量信息获取部77将有关色调剂附着量信息保存在存储部72(RAM 43)中(动作110)。色调剂附着量信息获取部77将在存储部72中保存了有关色调剂附着量的信息的情况通知给供给量校正部79。
接着，图像形成控制部30判断测试图案的检测值是否是异常值(动作111)。在判断为图案异常(图像形成***的故障)的情况下，停止控制并显示错误(呼叫维修)(动作112)。本实施方式中，测试图案是面积率为100％、宽度为20mm、长度为30mm的满版补片图案。并且，测试图案的检测例如以10msec的周期检测10次，并采用除去上下后的8次的平均值。此外，测试图案还可以是面积率为100％的满版图案以外的半色调图形。
接着，如图7所示，供给量校正部79使用针对作为色调剂附着量检测值和色调剂附着量目标值之间的偏差、即色调剂附着量偏差而设定的上限值和下限值有关的信息，判断是否执行用于将该色调剂附着量偏差设定得少于上限值且大于下限值的处理。
具体而言，供给量校正部79首先判断是否是色调剂附着量偏差为下限值以下的情况(动作113)。在判断为色调剂附着量偏差为下限值以下的情况下，显影剂D的色调剂浓度过浅(不足的色调剂)，供给量校正部79执行用于使色调剂附着量偏差大于下限值的强制色调剂补给模式(动作115、动作116、动作131、动作132、动作133)下的处理。供给量校正部79最初进行强制色调剂补给模式的动作次数的判断(动作115)、如果在规定次数以下则从例如存储部72获取有关色调剂补给模式执行时的色调剂补给量的信息(动作131)。然后，供给量校正部79基于有关色调剂补给量的信息来接通(ON)色调剂电机20以进行强制色调剂补给(动作132)，计算(count up)强制色调剂补给次数(动作133)，返回动作108的测试图案形成。在动作115中在判断为色调剂强制补给模式的动作次数大于规定次数的情况下，供给量校正部79为色调剂用完的状态，停止控制并通知用户色调剂用完了(动作116)。此外，在动作132的强制色调剂补给动作中，为了防止显影剂的搅拌不充分，还可以不连续补给以间歇补给方式进行色调剂补给。
接着，在动作113中判断为色调剂附着量偏差没有在下限值以下的情况下，在动作114中，供给量校正部79判断色调剂附着量偏差是否是上限值以上。在上限值以上时，判断为显影剂D的色调剂浓度过浓(过量的色调剂)，供给量校正部79执行用于使色调剂附着量偏差小于上限值的强制色调剂消耗模式(动作118、动作119、动作121、动作122、动作123)下的处理。供给量校正部79在最初进行强制色调剂消耗模式的动作次数的判断(动作118)，如果在规定次数以下，则根据色调剂附着量偏差，从例如存储部72获取有关强制色调剂消耗模式执行时的色调剂消耗量的信息(具体而言是有关测试图案形成次数的信息)(动作121)。然后，供给量校正部79根据有关色调剂消耗量的信息，进行规定次数的在测试图形发生电路24中使用动作102中得到的调色剂图像条件信息而生成的图案的图像形成，并进行强制色调剂消耗(动作122)。供给量校正部79计算强制色调剂消耗次数(动作123)，返回动作108的测试图案形成。另一方面，动作118中色调剂强制消耗模式的动作次数判断为大于规定次数的情况下，供给量校正部79判断为异常(图像形成***的故障)，停止控制并显示呼叫维修(动作119)。
接着，在动作114中，供给量校正部79判断色调剂附着量偏差没有在上限值以上的情况下(即色调剂附着量偏差在规定范围内(小于上限值且大于下限值)的情况下)，根据色调剂附着量偏差而算出并保存校正由像素计数器求得的每一张的色调剂补给量的补给系数KTD(动作117)，结束控制。此外，将光量校正异常的阈值、图案异常的阈值、色调剂附着量目标值、色调剂附着量偏差的上下限值、强制色调剂补给模式下的色调剂的补给量有关的信息、强制色调剂消耗模式下的色调剂的消耗量有关的信息保存在由例如RAM 43实现的存储部72中。
并且，在图像形成装置300中，开始使用显影剂时的调整动作、色调剂盒交换后的色调剂空恢复动作、错误的故障检查之后的恢复操作时也能够执行图6的色调剂补给量校正控制。
图8是表示色调剂补给控制的基本动作的流程图。在色调剂补给控制中，使用根据测试图案的色调剂附着量检测结果求得的补给系数KTD校正由像素计数器25求得的每一张的色调剂补给量并进行色调剂补给。
图9是表示色调剂补给控制的定时的模式图，与进行与图像数据相对应的一张激光曝光同时地由像素计数器25计算像素累计值，几乎与一张激光曝光结束同时地进行色调剂补给。
在图8中，与图像形成同步，首先，与像素计数器25形成图像同步地计算每一张像素累计值(动作201)。接着，供给量校正部79根据在像素累计值和上述色调剂补给量校正控制中得到的补给系数KTD计算色调剂补给时间(动作202)，判断色调剂补给时间是否为最小补给时间以下(动作203)。在最小补给时间以下时，供给量校正部79不补给色调剂，而是加到下一张的补给时间上(动作204)。在色调剂补给时间在最小补给时间以上时，供给量校正部79驱动色调剂补给电机20以进行色调剂补给(动作205)。于是，当图像形成结束时，色调剂补给控制就结束。
图10是表示累计像素数和色调剂补给时间之间的关系的坐标图，针对每个补给系数KTD示出了用补给系数KTD进行校正的情况。补给系数KTD数值在色调剂附着量检测值和色调剂附着量目标值的偏差即色调剂附着量偏差的数值为0时KTD＝1，色调剂附着量偏差为正数(浓)时KTD＜1，色调剂附着量偏差为负数(薄)时KTD＞1，本实施方式的情况下，加上补给系数KTD进行色调剂附着量的校正。通过这样的校正，调整色调剂补给量为接近规定的色调剂附着量即规定的图像浓度。并且，为了避免色调剂补给时间过短、色调剂补给量不稳定而设定色调剂补给时间下限值，针对每一张算出的色调剂补给时间在色调剂补给时间下限值以下时，不在该张进行色调剂补给而转入并加上下张的色调剂补给时间。
[色调剂图像条件的获取]
接着，对通过色调剂图像条件信息获取部73在开环控制下获取色调剂图像条件信息的情况进行以下说明。
图11是表示显影时的电位关系的模式图。图11中，Vo表示感光体带电电位，Vdc表示直流显影偏压、VL表示测试图案的曝光后电位、Vc表示根据Vdc和VL之差确定的显影对比电位、Vbg表示由Vo和Vdc之差确定的背景对比电位。Vo、Vdc、VL的极性为正被省略。在图11中，位于Vdc的电位带正电的色调剂T(即，施加有Vdc的显影辊14上的显影剂D中的色调剂T)对曝光部分侧的电位即VL的电位进行翻转显影，显影色调剂量即色调剂附着量利用Vc进行调整。另一方面，根据作为非曝光部分(非图像部分)侧的电位即Vbg调整非图像部分的灰雾色调剂和载体的附着量，并设定两者都是小电平的数值的Vbg。
图12与图11的显影时的电位关系相对应，是表示显影时的带电栅极偏压Vg和感光体表面电位(感光体带电电位Vo、满版曝光后电位VL)的关系的坐标图。图12中，Vo以及VL对于带电栅极偏压Vg可以通过下式的直线(一次近似式)表示。此外，VL用VL1和与VL1比较Vg的数值大的VL2这两条直线来表示。
Vo＝K1Vg+K2   (1式)
VL1＝K3Vg+K4  (2式)
VL2＝K5Vg+K6  (3式)
此外，将这些一次近似式的系数K1～K6作为感光体系数。以Vbg为固定、与Vo平行的直线(假设线)来表示Vdc。
图13表示有关K1和K3的感光体系数的数据的表。作为图像形成装置300的信息，所赋予的感光体的温度(℃)、激光功率(μW)、感光鼓1的驱动时间(感光体寿命)(Ksec)这三点的数值在表中符合条件的二点之间进行线性插补，从而计算K1和K3。在图13中，寿命1表示从驱动开始之后经过500K秒，且寿命2表示从驱动开始之后经过800K秒。对于K2、K4、K5、K6虽然没有示出数据，但是与K1、K3同样地被算出。
图14是表示利用温度以及湿度的显影对比电位Vc的开环控制的坐标图。横轴用对于赋予的温度(℃)和相对湿度(％RH)、对于温度(℃)根据后续的tetens的近似式求出饱和水蒸气压(hPa)、在饱和水蒸气压(hPa)加上相对湿度(％RH)得到的水蒸气压(hPa)、相当于绝对湿度的湿度表示。并且，纵轴用显影对比电位Vc(V)表示。
饱和水蒸气压(T)＝6.11×107.5T/(T+237.3)(hPa)T：温度(℃)
由图14可知，根据作为图像形成装置的信息而赋予的温度(℃)和相对湿度(％RH)求出水蒸气压(hPa)，在符合条件的2点间进行线性内插，计算温度以及湿度因素的显影对比电位Vc(V)。
图15是利用显影剂寿命的显影对比Vc的开环控制的坐标图，横轴为显影寿命(显影剂张数计数)，纵轴是与显影剂寿命相对应的显影对比电位的校正系数(显影对比寿命校正系数)。在图15中，根据作为图像形成装置的信息而赋予的显影剂张数计数，在符合条件的二点间进行线性内插，计算显影对比寿命校正系数。此外，在考虑了在图14中得到的温度以及湿度因素的显影对比Vc加上考虑了在图15中得到的显影剂寿命因素的显影对比寿命校正系数，从而可以得到色调剂图像条件信息中包括的最终显影对比电位Vc(V)。
图16是利用表示感光鼓温度的激光功率的开环控制的坐标图，横轴用感光鼓温度(鼓热敏电阻，℃)表示，纵轴用激光功率(μW)表示。在图16中，根据作为图像形成装置的信息而赋予的鼓温度(℃)在符合条件的二点间进行线性内插，从而计算激光功率(μW)。
图17是表示利用感光体寿命的激光功率的开环控制的坐标图，横轴是感光鼓驱动时间(感光体寿命)(Ksec)，纵轴是与感光体寿命相对应的激光功率的校正系数(激光功率寿命校正系数)。在图17中，根据作为图像形成装置的信息而赋予的感光鼓驱动计数(Ksec)，在符合条件的二点间进行线性内插，从而计算激光功率寿命校正系数。然后，在图16中得到的感光鼓温度的激光功率上加上在图17中得到的寿命因素的激光功率寿命校正系数，从而可以得到色调剂图像条件信息中包括的最终激光功率(LD-P)(μW)。
在图6中说明的色调剂补给量校正控制中的动作102中进行利用以上说明的制作测试图案时的开环控制的图像形成条件的计算。该计算概括起来可以按照以下的(1)～(3)的顺序进行。
(1)根据有关作为图像形成装置的信息而赋予的温度以及湿度和显影剂寿命的信息而算出显影对比电位。并且，根据有关感光鼓温度和感光体寿命的信息而算出激光功率。
(2)通过将作为图像形成装置的信息而赋予的感光体的温度、有关感光体寿命的信息、以及在(1)中得到的激光功率适用于感光体系数表，从而可以得到感光体系数K1～K6。
(3)将在(1)中得到的显影对比电位Vc、设定的(固定值)背景对比电位Vbg以及感光体系数K1～K6适用于展开(1式)、(2式)的下式，从而可以得到带电栅极偏压Vg和直流显影偏压Vdc。
与VL1相对应，
Vg＝(Vc+Vbg+(K2-K4))/(K1-K3)  (4式)
Vdc＝(K1-K3)Vg-Vbg            (5式)
与VL2相对应，
Vg＝(Vc+Vbg+(K2-K6))/(K1-K5)  (6式)
Vdc＝(K1-K5)Vg-Vbg            (7式)
此外，背景对比电位Vbg的数值、图13～图17中所例示的坐标图、表、带电栅极偏压Vg或显影偏压Vdc的计算式可以存储在例如存储部72中。基于例如所要的图像浓度的值与得到其图像浓度的值时的各偏压、各电位、激光功率等的值之间的关系，技术人员可以适当设定制作坐标图以及表时的值。
在本实施方式中，色调剂图像信息除色调剂补给量校正控制的测试图案形成时以外都没有更新。因此，更新后的色调剂图像条件信息进行下面的色调剂补给量校正控制之前适用作为通常的图像形成条件。即，在执行新的色调剂补给量校正控制之前的期间，使用得到的色调剂图像条件信息执行该图像形成装置中的色调剂图像形成。
[通过纸张试验]
使用适用了本实施方式的黑白激光打印机进行通过纸张试验。本激光打印机的处理速度(感光鼓的周速度)为150mm/sec，印刷速度为45张/分。环境以NN(23℃50％RH)、HH(30℃85％RH)、LL(10℃20％RH)、NN(23℃50％RH)的顺序各环境20K张、合计80K张、通过纸张以6％印字率表的5张间歇的方式使纸张通过(反复连续5张的印刷)。显影剂使用色调剂浓度8.5wt％的新的显影剂(开始显影剂)。
并且，在以下情况下执行有关色调剂补给量校正控制的启动定时：电源开启时；关于休眠恢复时启动(定影器电源从断开(OFF)变为接通(ON))定影器温度为50℃以下时；用A4换算按累计印刷张数进行了100张以上的印刷时；用A4换算按连续印刷张数进行了120张印刷时；关于湿度变动为15％RH(对于上次的色调剂补给量校正控制时的湿度)以上的变动时。
并且，在基于累计印刷张数进行色调剂补给量校正控制的情况下，在印刷结束时进行色调剂补给量校正控制。并且，在基于连续印刷张数进行色调剂补给量校正控制的情况下，进行120张印刷之后，中断印刷，进行色调剂补给量校正控制。累计印刷张数以及连续印刷张数的计数器通过实施任意启动的色调剂补给量校正控制而进行清零。
图18是表示显影对比电位Vc相对于通过纸张张数的推移的坐标图，是通过开环控制设定的数据，与现有例(显影对比电位固定)进行比较后示出。
图19是表示色调剂浓度相对于通过纸张张数的推移的坐标图，与现有例(显影对比电位固定)进行比较后示出。在图19中，基于本实施方式，使用有关图像形成装置内的温度、湿度以及显影剂寿命的信息，进行显影对比电位的变更(开环控制)时的显影剂的色调剂浓度的变动幅度为±1.5wt％左右。
对此，现有的显影对比电位为固定时的显影剂的色调剂浓度的变动幅度为±4wt％，特别是在HH环境下色调剂浓度极度降低(不足的色调剂)，在图像部分、非图像部分上同时产生大量的载体附着。另一方面，在LL环境下色调剂浓度极度上升(过量的色调剂)，在非图像部分大量的灰雾发生。
图20是表示图像浓度相对于通过纸张张数的推移的坐标图。此外，因为在现有例(显影对比电位固定)中多发图像不良，图20没有示出。由图20可以确认基于本实施方式，通过根据温度、湿度以及显影剂寿命进行显影对比电位的变更(开环控制)，从而可以抑制由环境变动或显影剂使用时间产生的影响，且可获得稳定的图像浓度。
[其他实施方式的概略结构]
图21是其他实施方式中的图像形成装置的概略截面图，其是具有使用黄色、品红色、青色、黑色这四色的色调剂且具有包括每种颜色的感光体的图像形成单元的串联式彩色图像形成装置。在图21中，首先，黄色的图像形成单元100Y在表面上具有有机光导电体(OPC)，在沿箭头方向旋转的感光鼓101Y的周围配置有电晕带电器102Y、从激光曝光单元109照射的激光束103Y、显影器104Y、清洁器106Y、除电灯107Y。同样地，品红色的图像形成单元100M、青色的图像形成单元100C、黑色的图像形成单元100K也在各自的感光鼓101M、101C、101K的周围配置有图像形成部件。在四色的感光鼓101M、101C、101K的转印位置(一次转印)接触的中间转印带的内侧以适度的压力接触地设置有针对每个颜色施加一次转印偏压的一次转印辊130Y、130M、130C、130K。一次转印辊130Y、130M、130C、130K从动旋转于中间转印带131的旋转，在各自的感光鼓101M、101C、101K上形成的色调剂图像被转印在中间转印带上。中间转印带131被连接在未图示的驱动源上的驱动辊132和从动辊133、134、135架设且沿箭头方向旋转。从动辊134为张力辊。在驱动辊132的位置处设置有中间转印带的清洁器136。在从动辊133的位置处以适度的压力接触地设置有施加二次转印偏压的二次转印辊108。二次转印辊108从动旋转于中间转印带131的旋转，中间转印带131上的色调剂图像被转印在未图示的供纸装置中在中间转印带131和二次转印辊之间供纸的纸张P上。并且，黑色图像形成单元100K的下游的从动辊135的位置处与中间转印带131对向地设置有色调剂附着量传感器105，测定中间转印带131上依次形成的黄色、品红色、青色、黑色的测试图案的色调剂附着量。
即，在其他实施方式中图像形成装置除了第一图像载体(感光鼓)之外，还具有转印有形成在第一图像载体上的色调剂图像的第二图像载体(中间转印带131)。色调剂附着量信息获取部77获取有关中间转印带131上形成的色调剂图像的色调剂附着量的信息。
如本实施方式中所述，具有如下的优点：通过在中间转印带131上设置色调剂附着量传感器105而用一个色调剂附着量传感器105就能够测定四色的色调剂附着量。
在图21的彩色图像形成装置中通过四色平行进行例如图6中说明的包括利用开环控制计算的图像形成条件的色调剂补给量校正控制、以及色调剂补给控制，从而也可以得到与所述黑白图像形成同样的效果。
如上所述，根据本实施方式的图像形成装置，随着从温度以及湿度环境的变动、以及使用开始之后的时间的经过，即使显影剂的特性变化，也能够提供防止显影剂的过量的色调剂(色调剂浓度过多)或者不足的色调剂(色调剂浓度过少)，且不会发生灰雾(质地污点)、色调剂飞散、载体附着(载体显影)的图像浓度稳定的图像形成装置。并且，因为无需在显影器中设置色调剂浓度传感器，所以能够提供便宜的图像形成装置、特别是便宜的彩色图像形成装置。
虽然就某种实施方式进行了说明，但这些实施方式只是举例，不用于限制本发明的范围。实际上在此所述的新的装置和方法可用其他各种方式体现，此外，在此所述的方法和***的各种省略、替换以及改变都属于本发明宗旨的范围内。所附本发明的保护范围及其等价物意在涵盖所有与本发明范围和宗旨相符的任何方式和修改。
如以上所详细叙述，根据本发明说明书所记载的技术，能够提供例如即使不具有色调剂浓度传感器也能够缩小显影剂的色调剂浓度的变动范围并能够形成图像浓度稳定的图像的图像形成装置。

Claims (8)

1.一种图像形成装置，其特征在于，包括：
静电潜像形成部，用于在图像载体上形成与图像信号相对应的静电潜像；
显影部，被施加有电压，且通过包括色调剂和载体的双成分显影剂，显影静电潜像以形成色调剂图像；
装置信息获取部，用于获取有关图像形成装置的信息、即装置信息；
色调剂图像条件信息获取部，用于使用在所述装置信息获取部中获取的所述装置信息，获取色调剂图像条件信息，所述色调剂图像条件信息是与通过所述静电潜像形成部以及所述显影部形成色调剂图像时的条件有关的信息；
参照色调剂图像形成部，用于基于在所述色调剂图像条件信息获取部中获取的所述色调剂图像条件信息，控制所述静电潜像形成部以及所述显影部，以在所述图像载体上形成参照色调剂图像；
色调剂附着量信息获取部，用于获取与通过所述参照色调剂图像形成部形成的所述参照色调剂图像中的色调剂附着量有关的信息；以及
供给量校正部，用于使用与通过所述色调剂附着量信息获取部获取的所述色调剂附着量有关的信息，校正向所述显影部提供的色调剂的供给量。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，
所述静电潜像形成部包括：带电部，被施加有电压，使所述图像载体的表面带电；以及曝光部，对通过所述带电部带电后的所述图像载体的表面进行与图像信号相对应的图像曝光，
所述色调剂图像条件信息获取部获取包括与对所述带电部施加的电压有关的信息、与来自所述曝光部的曝光量有关的信息、以及与对所述显影部施加的电压有关的信息的所述色调剂图像条件信息。
3.根据权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于，
所述装置信息获取部获取包括与所述图像载体的温度有关的信息、以及与开始使用所述图像载体之后的驱动时间有关的信息的所述装置信息，
所述色调剂图像条件信息获取部使用与所述图像载体的温度有关的信息、以及与开始使用所述图像载体之后的驱动时间有关的信息来获取与所述曝光量有关的信息。
4.根据权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，
所述装置信息获取部获取还包括与所述图像形成装置内的温度有关的信息、与所述图像形成装置内的湿度有关的信息、以及与开始使用显影剂之后的显影次数有关的信息的所述装置信息，
所述色调剂图像条件信息获取部使用与所述图像形成装置内的温度有关的信息、与所述图像形成装置内的湿度有关的信息、以及与开始使用显影剂之后的显影次数有关的信息，获取与对所述显影部施加的电压和所述图像载体的曝光后电位之间的电位差、即显影对比电位有关的信息，
所述色调剂图像条件信息获取部使用与所述显影对比电位有关的信息、与所述图像载体的温度有关的信息、与所述图像载体的驱动时间有关的信息以及与所述曝光量有关的信息，获取与对所述带电部施加的电压有关的信息、以及与对所述显影部施加的电压有关的信息。
5.一种图像形成方法，其特征在于，包括：
获取与图像形成装置有关的信息即装置信息，所述图像形成装置包括：静电潜像形成部，用于在图像载体上形成与图像信号相对应的静电潜像；以及显影部，所述显影部被施加有电压，且通过包括色调剂和载体的双成分显影剂，显影静电潜像以形成色调剂图像；
使用获取到的所述装置信息，获取色调剂图像条件信息，所述色调剂图像条件信息是与通过所述静电潜像形成部以及所述显影部形成色调剂图像时的条件有关的信息；
基于获取到的所述色调剂图像条件信息，控制所述静电潜像形成部以及所述显影部，以在所述图像载体上形成参照色调剂图像；
获取与形成的所述参照色调剂图像中的色调剂附着量有关的信息；以及
使用与获取到的所述色调剂附着量有关的信息，校正向所述显影部提供的色调剂的供给量。
6.根据权利要求5所述的图像形成方法，其特征在于，
所述静电潜像形成部包括：带电部，被施加有电压，使所述图像载体的表面带电；以及曝光部，对通过所述带电部带电后的所述图像载体的表面进行与图像信号相对应的图像曝光，
在所述图像形成方法中，获取包括与对所述带电部施加的电压有关的信息、与来自所述曝光部的曝光量有关的信息、以及与对所述显影部施加的电压有关的信息的所述色调剂图像条件信息。
7.根据权利要求6所述的图像形成方法，其特征在于，
获取包括与所述图像载体的温度有关的信息、以及与开始使用所述图像载体之后的驱动时间有关的信息的所述装置信息，
使用与所述图像载体的温度有关的信息、以及与开始使用所述图像载体之后的驱动时间有关的信息来获取与所述曝光量有关的信息。
8.根据权利要求7所述的图像形成方法，其特征在于，
获取还包括与所述图像形成装置内的温度有关的信息、与所述图像形成装置内的湿度有关的信息、以及与开始使用显影剂之后的显影次数有关的信息的所述装置信息，
使用与所述图像形成装置内的温度有关的信息、与所述图像形成装置内的湿度有关的信息、以及与开始使用显影剂之后的显影次数有关的信息，获取与对所述显影部施加的电压和所述图像载体的曝光后电位之间的电位差、即显影对比电位有关的信息，
使用与所述显影对比电位有关的信息、与所述图像载体的温度有关的信息、与所述图像载体的驱动时间有关的信息以及与所述曝光量有关的信息，获取与对所述带电部施加的电压有关的信息、以及与对所述显影部施加的电压有关的信息。
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