CN1430110A - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像形成装置，该装置中的控制装置进行如下控制：与从禁止图像形成操作的状态开始、到进行了规定时间的墨粉补给操作无关，在天线部件的输出未回复到第1级别时，停止墨粉补给操作。通过这样的构成能够防止在交换显影器时出现显影器无效地空转、或防止因空的墨粉CRG再度被装入图像形成装置，而使显影器无效地空转，从而抑制了图像模糊和墨粉浓度降低的问题。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及使用电子照相方式的图像形成装置，特别涉及复印机、打印机、传真机等图像形成装置。

背景技术

以往，显影装置被配置在利用一次静电器、曝光装置等在其表面上形成静电潜象的图像载体的周围。另外，还配置有为除去、回收图像载体上残留的显影剂的清洗装置。

在显影装置上，设置有向图像载体上喷洒该显影装置内的显影剂的显影剂载体，为使图像载体上的静电潜像成为可见图像而将该显影剂载体配置在大致与图像载体接触的位置。在所述显影剂载体上，形成厚度由显影片而定的显影剂层。另外，在显影装置上装备有为使显影剂向显影剂载体方向搅拌、传送的搅拌部件及检测显影剂的残留量的天线部件等。

对于显影装置来说检测内部的显影剂的量是非常重要的。在显影剂突然没有了的时候，图像上会产生白道或白带，给使用者带来不愉快。为此，有必要使用某种手段检测显影装置内的显影的量，将检测结果报告给使用者。

但是，为实现显影装置的小型化、盒式化、低运转消耗化，与将显影剂量的压力变换为电压的压电元件比较，理想的是，使用所述的天线部件。

作为使用所述天线部件的检测方式(以下称为天线方式)，已知的有方式：检测出天线部件上被感应的电压，将这个感应电压与基准电压相比较，判断是否必要补给显影剂，输出指令。

另一方面，在特开平5-35098号公报中提出了一种检测方式，即用够以更低的成本检测残量的显影片进行检测，因为此式与天线方式相比感应电压相对于显影剂量的变动非常大，不适合更准确地检测显影剂量。

另外，在特开平8-339118公报中提出了以下手段，用基于天线方式但使用两个基准电压的检测方式(以下称为2段检测方式)来检测显影装置内的显影剂量，预测补给时间。

但是，在所述的2段检测方式中，在应给显影装置补给显影剂的时候旋转驱动搅拌棒及显影套筒的情况下，由于不管有无显影剂搅拌棒及显影套筒都旋转，因此会发生浓度降低、显影剂的劣化、模糊(感光过度)等问题。另外，因为在到达第2基准信号后马上就能够复制，有发生误显示的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种图像形成装置，能够防止由于墨粉补给操作而发生图像的浓度降低、显影剂的劣化、模糊等问题。

本发明的其它目的可以通过参照附图的详细说明来了解。

图1是本发明的图像形成装置主要部分的截面图。

图2是展示本发明的图像形成装置的显影套筒和电压检测部件的等价电路图。

图3是展示本发明的图像形成装置的电压检测部件处理感应电压的显影剂量计算装置的电路图。

图4是展示本发明的图像形成装置的处理感应电压的显影剂量计算装置的电路图。

图5是展示显影器内显影剂量和静电电容及感应电压之间的关系的图。

图6是展示显影套筒和天线部件的最近距离与静电电容、感应电压的离散之间关系的图。

图7是展示长时间测试的感应电压变化的图。

图8是展示长时间测试的图像浓度变化的图。

图9是展示长时间测试的模糊变化的图。

图10是展示感应电压因显影剂补给时的空转而变化的图。

图11是展示模糊因显影剂补给时的空转而变化的图。

图12是展示图像浓度因显影剂补给时的空转而变化的图。

图13是实施例1的流程框图。

图14是实施例2的流程框图。

具体实施方式

以下根据附图说明本发明的实施例。

图1是本发明的图像形成装置的主要部分的截面图，图示的图像形成装置是复合机。

在图1上，1是图像载体，在该图像载体1的上方设置有曝光装置10。此曝光装置10由图上未示出的固定原稿台和原稿照射用灯、CIS传感器等构成。

另外，在图像载体1的周围，各种工艺设备被配置在沿着该图像载体1的旋转方向上。即，在图像载体1上方的位置，为使该图像载体1的表面均匀带电，设置有一次静电器19。另外，在图像载体1的侧面位置设置有显影装置12，此显影装置12使用墨粉作为显影剂使图像载体1上的静电潜像显像。

此外，在图像载体1下方位置设置有，一对定时滚筒13，使从图上未示出的给纸部分传送来的复印材料(复印纸)与在图像载体1上被显影了的显影剂图像位置相合，

复印静电器14，使在图像载体1上被显影了的显影剂图像复印在复印纸上，

分离静电器15，从图像载体1上剥离复印纸。在邻近此分离静电器15的位置设置有传送皮带16，将复印纸传送到图上未示出的定影器处。另外，在这个传送皮带16的上方、图像载体1的侧面位置处设置有清洗装置17，用于除去未被复印到复印纸上而残留在图像载体1上的残留显影剂。

下面，详细说明有关显影装置12。

显影装置12内容纳有：显影器20；显影剂容器21，被配置在此显影器20的斜上方、同时作为可以从显影器20的装配部分装卸的墨粉补给容器；将墨粉传送到显影器的传送部件23；以及显影剂载体24和电压检测部件26。

在接近所述显影器20的图像载体1的显影剂排出口，内装有图上未示出的磁铁的显影剂载体(以下称显影套筒)24被配置成可以自由旋转。另外，在所述显影剂容器21中设置有容纳显影剂的显影剂室22；显影剂室22设置有旋转式的传送部件23，用于将显影剂经由显影剂室22的开口部分22a扒出到显影器20。另外，在显影器20的内部，配置有具有旋转轴与显影套筒24的旋转轴平行的搅拌部件25，这个搅拌部件25在搅拌显影剂的同时，具有将显影剂向显影套筒24的方向传送的功能。还有，显影套筒24、传送部件23、搅拌部件25的旋转驱动结构是从共同的驱动装置(驱动马达)100接受驱动，在显影套筒24被旋转驱动的时候，传送部件23和搅拌部件25也自动地被旋转驱动。

进一步，在显影器20的内部，检测导电性的电压检测部件(以下称为天线部件)26被配置得接近显影套筒24。在这个天线部件26上，基于施加于显影套筒24上的显影偏压33、35(参照图2)感应出电压。在图4中展示了显影偏压33、35、显影套筒24和天线部件26的关系。

下面，根据图2及图3说明使用天线部件26的显影剂量的计算装置36。还有，图2是显影套筒和天线部件的等价电路，图3是显影剂量的计算装置的电路图。

在把显影偏压33、35施加在显影套筒24上后，相应于由显影套筒24和天线部件26构成的电容器C26的静电电容的电感应率，在天线部件26上感应出电压。

图5所示的是所述静电电容和显影器内的显影剂量之间的关系。

由此可知，所述静电电容相应于显影容器内的显影剂的容量而变化。显影剂量越少，电感应率、静电电容越上升。还有，在天线部件26上感应的电压，在显影剂量越少的情况下越降低。

在显示器30上会显示出，如图3所示的通过显影剂量计算装置36时感应电压进行处理而得出的显影器20内的显影剂残量或有无必要补给显影剂。还有，图2所示的显影偏压是由交流电源33和直流电源35组合而成的，电容器C24表现为作为电容器C26的电极的显影套筒24。在所述显影偏压的一例中，作为交流电源33可以使用例如2000Hz、1300V的正弦波或矩形波等。

所述显影剂量计算装置36用于对在天线部件上感应的电压进行处理、检测有无必要补给显影剂。在此，显影剂量计算装置36包括以下结构：由二极管D1、D2构成的整流电路，由可变电阻VR1、电阻R1及晶体管Q2构成的阻抗变换电路，和由电容器C1、电阻R2、R3构成的平滑电路。

在天线部件26上产生的感应电压，经整流电路整流，由可变电阻VR1、电阻R1及晶体管Q2进行阻抗变换后，再经平滑电路平滑求出显影剂残量检测信号(以下称为残检信号)V0。之后，通过比较器Q1对这个残检信号V0和基准信号Vs进行比较，判定显影剂残量相对于基准残量是多还是少，将结果输出到显示器30。

下面，在图6中展示天线部件26和显影套筒24之间的距离与感应电压的关系。

由图6可知显影套筒24和天线部件26的距离越远，静电电容越低。即，静电电容低则检测信号变小，无法检测到正确的显影剂量。另外，显影套筒24和天线部件26的距离近的情况下，静电电容变高，因为感应电压值偏离平均值非常大，也无法正确地检测显影剂量。由于这个结果，显影套筒24和天线部件26的距离为3mm～6.5mm是适当的。这是极端情况的例子，也有显影剂和显影剂载体、显影条件存在最适值的情况。

虽然，在所述说明中已经说明了通过使用所述显影剂量计算装置36由感应电压可以检测出显影器20内的显影剂量，但在此，再说明一下有关对显影剂容器21的显影剂量的推测。

显影装置12的显影剂容器21被配置在显影器20的斜上方，因显影剂容器21的开口部分21a与显影器20连通，在储藏在显影剂容器21中的显影剂的量多的情况下，通过传送部件23被传送到显影器20内的显影剂是不返回显影剂容器21的。

但是，当储藏在显影剂容器21的显影剂的量变少时，由于有通过传送部件23被传送并容纳在显影器20内的显影剂的高度变得比被储藏在显影剂容器21中的显影剂的高度还要高的情况，也有显影器20内的显影剂如山崩般返回显影剂容器21的事情。象这样的现象，是在显影剂被储藏有较多量的情况下，而且是伴随着显影剂量变少时发生的，通过计算出显影器20的显影剂量可以推测出显影剂容器21的显影剂残量，由此，就有可能检测出所有的显影剂残量。

下面，说明一下1段检测方式和2段检测方式。

使用一个基准信号的1段检测方式，因为会在感应电压达到基准信号时马上禁止复制，使操作者突然不能使用，因而带来不愉快。因此，将其设定为允许复制一定的页数。

但是，所述1段检测方式，因为感应电压在达到基准信号后的显影剂消耗量因操作者而不同，显影剂残留量会产生差别。图7所示的是在1段检测方式下、相对于不同图像比率的情况下复制页数的感应电压。图像比率为50.2％的情况，与4.2％相比，显影器内的显影剂量为100g，信号值发生0.6V的差别。

显影器内的显影剂量的差，对刚补给后的图像产生影响(特别是浓度偏低和纸面上的模糊增加等)。图8展示的是刚补给后的浓度的推移，图9展示的是刚补给后的模糊的推移。由此可知，当显影剂量极端少时，浓度偏低和模糊会增加。例如，显影剂量为80g的情况与100g相比，反射浓度减少0.15，模糊增加1.75％。进一步可知，到开始的模糊和浓度得到改善为止的复制页数，显影剂量80g时与100g时相比，浓度约多出2倍，模糊约多出1.6倍。

根据以上的说明得知，为使补给后的画质得到改善，补给时的显影剂残量必须保持一定。

此外，2段检测方式的特征是使用第1基准信号和第2基准信号(比第1基准信号大的输出信号)的两个基准信号。首先，显影剂残量变为第1基准值以下的时候，检测出后、将禁止复制显示在设置于图像形成装置上的液晶显示器上，进一步发送显示催促补给显影剂信息的指令(以下称为禁止判断装置)。另外，在显影剂量变为在第1基准值之上、第2基准值之下时，检测出后向显示器30发送显示显影剂的补给预告(催促操作者交换墨粉补给用具的新品)的指令。还有，“显示”，并不限于在设在图像形成装置上的所述显示器上的显示，网络打印机作为图像形成装置使用的时候，也可以向通过网络连接的个人计算机发送催促所述操作者的信息来构成。

举例来说，设定警告判断装置的显影剂残量约为70g，禁止判断装置的显影剂残量为50g时，从显示警告到显示禁止约有20g的显影剂量可以消耗。如此一来，因从基准表来看还可以复印500页，在此期间准备补给用的新的显影剂即可，因此可以安心地进行复制操作。使用这个禁止判断装置和警告判断装置的2段检测方式，与1段检测方式相比可以使禁止使用时的显影器内的显影剂量固定化。

但是，在2段检测方式，当补给的显影剂容器内没有显影剂时，会象所述那样发生浓度偏低和模糊等问题。在2段检测显示警告的状态下补给显影剂的情况，其原因是在感应电压达到第2基准信号为止持续地补给。补给显影剂的时候，达到第1基准信号的时间，因环境、容器状态等复杂原因而不同。

图10展示的是各容器状态下的感应电压的变化。已知当表示容器内的显影剂状态的凝集度越高(例如，低温潮湿环境时)，则感应电压值的上升越慢。例如，凝集度50％与20％相比感应电压值上升0.35，则需要约1.5倍的时间。以前，在2段检测方式，当显影剂容器内的显影剂的状态最差(凝集度高)时，显影剂被充分补给的时间决定了补给的最大时间。

但是，一旦从图像形成装置取出墨粉补给容器后，再次将那个使用过的墨粉补给器装在图像形成装置上的情况，和因交换显影器使显影剂没有的情况，由于信号值当然不上升，在补给前的状态下(即，显影剂少的状态)实施最大时间的空转。图11展示了相对于空转时间的模糊的变化，图12展示的是浓度的变化。一旦空转，显影剂载体上的显影剂全体的电荷量因与显影套筒的摩擦而过剩地上升。如此一来，使图像载体的静电潜像的空白部分带上不适当的电荷而使显影剂飞起，图像上出现模糊。另外，不论多大的空转，因为显影剂载体上的显影剂中包含的外添剂进入显影剂内部，都会产生图像浓度的偏低。

根据图11所示的实验得知，当显影剂量为80g时，模糊因100秒的空转而上升了6倍，浓度降低了20％。而且，可知显影剂量越少，所述的影响越大。

从以上的结果得知，减少空转(不进行图像形成操作而是靠驱动传送部件23而补给墨粉)是非常重要的。

在此，提出减少空转的3段检测方式。即，在第1基准信号和第2基准信号之间设置第3基准信号。

首先，实施对是否达到了第2基准信号的比较，其次，在被称为2阶段即进行与3基准信号比较的阶段判定显影器内的显影剂量。例如，通过设定从第1基准信号到第3基准信号的最大空转时间为30秒，从第3基准信号到第2基准信号的最大空转时间为30秒，给没有显影剂的容器补给只实施顶多不到30秒的空转就可以。

但是，在所述3段检测方式，在所述感应电压比第1基准信号还低时会发生问题。图像形成装置的设置时和显影装置与其他的交换的情况等，因为显影装置内的几乎没有显影剂，感应电压比第1基准信号低得多。如此一来，马上会显示禁止，完全不实施显影剂的补给，给使用者带来不愉快。

在此，为解决所述问题此外提出4段检测方式。

在这个4段检测方式中，设置比第1基准信号还低的第4的基准信号(禁止图像形成操作的基准信号)。由于是从比第1基准信号稍微大一点的状态开始到低于第1基准信号之间的图像形成任务的途中不中断、而可以实行到最后的方式，所以在图像形成任务中有大量的高图像比率原稿的情况下，该方式依据的理由是：存在着检测信号大幅度低于第1基准信号的危险性。在图像形成任务完成后，实行墨粉补给操作，即实行空转。也就是说，即使从图像形成操作被禁止状态到所定的最大空转时间的时间中实行空转(驱动传送部件23)，检测信号也不上升超过第1基准信号，而在显影剂依然不足的情况下就停止空转，进行图像形成操作的禁止显示。进一步的，在第4基准信号值以下超过设定的最大空转时间的情况下，在进行禁止显示的同时强制停止图像形成操作。由这个结果，4段检测方式与所述3段检测方式相比，在显影装置内没有显影剂的情况，能够充分补给显影剂，并且没有了无效的空转。

下面，说明感应电压在第2基准信号以上的场合发生的问题。

在2段检测方式、3段检测方式及4段检测方式中，感应电压上升到第2基准信号以上时，马上停止空转(通过驱动传送部件补给墨粉)，就能够复制。这之后，当通过全黑等的高图像比率的图表或局部为高图像比率的图表等原稿而大量消耗显影剂时，感应电压马上减低到第2基准信号以下。如此一来，因实施如所述那样的空转，所以很难进行复制，给使用者带来不愉快。

此外，通过对图6的说明可知，使用天线部件进行检测的方式，即使天线部件在最适合的位置，检测值也多少存在离散。信号离散的主要原因是作为显影剂载体和图像载体之间距离的SD间隔、以及因搅拌棒而产生的显影装置内的显影剂的分布变动等。为解决这个问题而提出了用4段检测方式、并且当感应电压变到低于第2基准信号的时候，随时实施规定时间的空转的方式。

再此，展示空转时间的一例。

由图10可以知道，在显影剂的凝聚度高的情况下，在约10秒的补给中信号值为0.1V，显影剂量约增加15g。假定信号值的分散在±0.05的情况下，显影剂的冗余部分则为7.5g左右。即，即使通过全黑(1g/页纸)的数页原稿，也不会有低于第2基准信号的情况了。在这个结果中，可以减少使用者不能复制的时间。另外，上述值是极端情况的例子，因各图像形成装置不同也有符合最适合条件的。

下面，说明有关作为具体例子的实施例1及实施例2。

[实施例1]

图11所示的是实施例1的流程框图。

在本实施例中，使用4段检测方式相应于各基准信号值实施所述的警告判断手段及所述的禁止判断手段。

对是否已装入显影剂容器的判断，一般采用对存储装置或检测显影剂容器的出、入进行检测的机构等对显影剂补给的有无进行判断。但是，因成本相当高，一般通过门开关或主机电源的关/开来判断是否补给了显影剂。

其次，通过施加显影偏压33、35检测出天线部件26上的感应电压。如此一来，通过所述显影剂量计算装置36将感应电压变换为所述残检电压V0，通过比较电路Q1与基准信号进行比较。按照第2基准信号、第3基准信号、第1基准信号、第4基准信号的顺序实施比较，再进行对每个信号值区域是否达到上限计数(t1～t4)的判断。

当V3＜V0＜＝V2时上限计数为t1，当V1＜V0＜＝V3时上限计数为t2，当V4＜V0＜＝V1时上限计数为t3，当t0＜＝t4时上限计数为t4。例如，由于图像形成操作而消耗墨粉，显影器内的墨粉残量徐徐减少的情况，感应电压V0在第1基准信号V1＜V0小于、等于第3基准信号V3区域内的情况，计数C2的值增加1。于是，在计数C2达到上限计数t2的情况下，实施警告显示30。另外，感应电压V0在第2基准信号V2以上的情况，把补给持续进行到达到所述计数t5为止。还有，因为本实施例中只进行的警告和禁止显示，仍可以进行复制，所以，对图像形成过程的停止与否由使用者来判断。

在展示本实施例1的具体例的图10中，设定第1基准信号V1为2.05V、第2基准信号V2为2.40V、第3基准信号V3为2.10V、第4基准信号V4为1.9V，另外设定最大警告时间t2为600秒，t1为300秒，t3为120秒，t4为30秒，t5为10秒。由这个结果可知，因与2段检测相比可以减少30秒的空转，当补给时的显影剂残量的分散在80g～100g时，模糊平均减少0.7％，浓度平均增加0.08。

而且，通过本实施例，与以前的技术相比能够正确把握补给显影剂时的显影装置内的显影剂量的同时，通过向操作者传达显影剂量，能够抑制模糊的增加和浓度降低，还能够防止补给后的误检测。[实施例2]

下面，说明有关显示禁止时停止图像形成过程、使之不能进行复制的实施例。

在所述实施例1中，由于在显示禁止后可以进行复制，补给显影剂前的显影器内显影剂量发生了离散。而且，因为显影剂量变少，而对模糊的增加和浓度降低产生了很大影响。

图14展示的是本实施例2的流程框图。

在本实施例2中，显示禁止后，停止图像形成过程，形成不能复制的状态。由这个结果能够得到如下效果，因为与所述实施例1相比能够使补给后的显影剂量的离散几乎没有，例如显影剂量为100g的情况，与80g相比模糊减少1.2％，浓度增加0.12。

通过以上说明可以明白，通过所述实施例，补给显影剂时，在所定的时间显影剂的残量检测信号未达到所定的信号值的情况下，通过停止显影剂载体的旋转，能够防止图像的浓度降低、显影剂的劣化、模糊等。

另外，补给显影剂时、显影剂的残量检测信号未在规定时间达到所定的信号值，这时，通过进行显示催促补给，能够适当地向操作者传达显影剂有无的信息。

此外，在补给显影剂时、显影剂的残量检测信号达到规定的信号值的情况下，通过只在所定的时间进一步补给显影剂，就能够减少不能进行复制的时间。

Claims (7)

1.一种图像形成装置，包括：

显影器，具备使用墨粉将形成在图像载体上的静电图像显影的显影剂载体；

墨粉补给容器，用于容纳补给用的墨粉；

传送部件，用于将墨粉从所述墨粉补给容器传送到所述显影器；

补给装置，用于通过驱动所述显影剂载体及所述传送部件实行墨粉补给操作；

检测装置，用于检测所述显影器内的墨粉残量；

控制装置，用于对应于所述检测装置的输出对装置主机进行控制；

其中，所述控制装置在所述检测装置的输出小于、等于第1级别、且比墨粉残量更少的第2级别大时，发出预告墨粉补给的催促警告，在所述检测装置的输出小于、等于上述第2级别、且比墨粉残量更少的第3级别大时，发出催促禁止图像形成操作的警告，并在图像形成完成以后实行墨粉补给操作，在所述检测装置的输出小于、等于所述第2级别时，禁止图像形成操作；以及

所述控制装置在所述检测装置的输出未恢复到所述第1级别的情况下，停止墨粉补给操作，而与从图像形成操作被禁止状态开始所实行的补给操作的规定时间无关。

2.如权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：所述控制装置在所述检测装置的输出未回复到所述第1级别和第2级别之间的第4级别的情况，停止墨粉补给操作，而与从图像形成操作被禁止的状态开始的实行墨粉补给操作比所述规定时间要短的时间无关。

3、如权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于：所述控制装置在所述检测装置的输出因墨粉补给操作而上升到所述第4级别之上时，停止墨粉补给操作。

4、如权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于：所述控制装置在所述检测装置的输出因图像形成操作而下降到所述第4级别之下时，实行墨粉补给操作。

5如权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：所述控制装置在所述检测装置的输出因墨粉补给操作上升到所述第1级别之上时，停止墨粉补给操作。

6、如权利要求1或5所述的图像形成装置，其特征在于：所述控制装置在所述检测装置的输出因图像形成操作而下降到所述第1级别之下的时候，实行墨粉补给操作。

7、如权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于：所述控制装置在所述检测装置的输出在所述第1级别以下、并且比所述第2级别大时，催促交换所述墨粉补给容器。

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