專利名稱：顯影設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯影設(shè)備，其用于在復(fù)印機(jī)或激光打印機(jī)中使用，用于根據(jù)來(lái)自色劑密度傳感器的輸出數(shù)據(jù)執(zhí)行色劑供給，以保持顯影設(shè)備中的雙組分顯影劑中的色劑密度恒定。
背景技術(shù)：
諸如復(fù)印機(jī)、激光打印機(jī)等的圖像形成裝置包含配置在感光體附近的顯影單元，以便通過(guò)使色劑從顯影單元附著到感光體上的靜電潛像進(jìn)行顯影，形成色劑圖像。供顯影使用的顯影劑有兩種類型，即，單組分型和雙組分型。單組分型顯影劑僅由色劑構(gòu)成，因而當(dāng)把顯影劑供給顯影單元時(shí)，無(wú)需控制色劑密度。相反，雙組分型由色劑和磁性載體構(gòu)成，該磁性載體在把色劑輸送到顯影區(qū)域的同時(shí)，使色劑帶電，其中僅消耗色劑用于顯影，而載體存留在顯影單元內(nèi)。因此，顯影劑中的色劑和載體之間的混合比變動(dòng)，使得有必要通過(guò)供給色劑來(lái)保持色劑密度恒定，以保持圖像形成質(zhì)量。
在現(xiàn)有的圖像形成裝置中，已使用磁導(dǎo)率傳感器(色劑密度傳感器)來(lái)檢測(cè)隨著載體量變化而變動(dòng)的顯影劑的磁導(dǎo)率，以確定色劑密度，從而控制色劑供給。具體地說(shuō)，如果傳感器輸出比基準(zhǔn)水平高的值，則追加色劑，這是因?yàn)榇艑?dǎo)率的增加被認(rèn)為是由增加的載體混合比例所引起的。如果傳感器輸出與基準(zhǔn)水平相比下降，則停止色劑供給，這是因?yàn)榇艑?dǎo)率的減少被認(rèn)為是由降低的載體混合比例所引起的。
然而，色劑密度傳感器具有的問(wèn)題是，該傳感器不能檢測(cè)正確值，這是因?yàn)闇y(cè)量可能會(huì)由于濕度和/或色劑的攪拌狀況而波動(dòng)。對(duì)于濕度，例如，如圖1所示，針對(duì)不同的色劑密度水平，濕度越低，傳感器輸出就越低，濕度越高，傳感器輸出就越高。因此，如圖2所示，針對(duì)不同的濕度狀況測(cè)量具有色劑密度4％的顯影劑，隨著濕度增高，傳感器輸出就增加。
該現(xiàn)象可按如下進(jìn)行說(shuō)明。在較低濕度環(huán)境下，顯影劑的水分含量減少，而電荷量增加。結(jié)果，顯影劑粒子間的排斥力增強(qiáng)，使得顯影劑的體積密度減少，從而使傳感器輸出降低。相比之下，在高濕度環(huán)境下，顯影劑的水分含量增加，而其上電荷量減少。結(jié)果，顯影劑粒子間的排斥力減弱，使得顯影劑的體積密度增加，從而使傳感器輸出增高。
而且，如圖3所示，當(dāng)顯影劑長(zhǎng)時(shí)間放置不用時(shí)，其上電荷量由于放電而降低，因此，顯影劑粒子間的排斥力減弱，使得顯影劑的體積密度增加，從而使傳感器輸出增高。當(dāng)在顯影單元內(nèi)攪拌顯影劑時(shí)，顯影劑上的電荷增加。結(jié)果，如圖4所示，顯影劑粒子間的排斥力增強(qiáng)，使得顯影劑的體積密度減少，從而使傳感器輸出降低。
按上述方式，當(dāng)顯影劑的體積密度減少而其上電荷增加時(shí)，磁導(dǎo)率傳感器誤檢測(cè)為色劑密度高。另一方面，當(dāng)顯影劑的體積密度增加而其上電荷減少時(shí)，磁導(dǎo)率傳感器誤檢測(cè)為色劑密度低。
對(duì)此，日本專利申請(qǐng)公報(bào)Sho 63 No.284581(專利文獻(xiàn)1)揭示了一種構(gòu)成，即當(dāng)由于顯影劑的流動(dòng)性的某種變動(dòng)而發(fā)生色劑供給過(guò)多，使得產(chǎn)生模糊圖像，或者發(fā)生色劑供給不足，使得圖像密度降低時(shí)，根據(jù)該流動(dòng)性手動(dòng)控制傳感器輸出，以便切換色劑密度輸出特性，從而提供良好圖像。
日本專利申請(qǐng)公報(bào)Hei 4 No.19765(專利文獻(xiàn)2)揭示了另一構(gòu)成，即通過(guò)使用磁導(dǎo)率傳感器來(lái)對(duì)使所供給的色劑行進(jìn)由兩個(gè)螺釘形成的色劑輸送路徑的一個(gè)循環(huán)所花的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)循環(huán)時(shí)間確定流動(dòng)性，以及根據(jù)該流動(dòng)性估計(jì)體積密度，試圖修正磁導(dǎo)率傳感器的輸出。
然而，在專利文獻(xiàn)1的技術(shù)中，只有當(dāng)用戶通知發(fā)生色劑供給過(guò)多或供給不足時(shí)，才起動(dòng)傳感器輸出的切換單元。即，該構(gòu)成不是檢測(cè)圖像劣化原因并在發(fā)生圖像劣化前控制色劑密度的構(gòu)成。
在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中，盡管根據(jù)所自動(dòng)檢測(cè)的流動(dòng)性對(duì)磁導(dǎo)率傳感器的輸出進(jìn)行校正，然而該構(gòu)成花費(fèi)太長(zhǎng)的測(cè)量時(shí)間，因此不能進(jìn)行實(shí)時(shí)校正，這是因?yàn)閭鞲衅鬏敵鲂枰ㄟ^(guò)以下方式來(lái)校正，即使用磁導(dǎo)率傳感器來(lái)對(duì)使色劑行進(jìn)色劑輸送路徑的一個(gè)循環(huán)所花的時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)色劑進(jìn)行一個(gè)循環(huán)的時(shí)間確定流動(dòng)性，以及根據(jù)該流動(dòng)性估計(jì)體積密度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于圖像形成裝置的色劑密度控制設(shè)備，其中可根據(jù)顯影劑的流動(dòng)性實(shí)時(shí)校正所檢測(cè)的磁導(dǎo)率，以便通過(guò)保持色劑密度恒定來(lái)提高圖像質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明，一種顯影設(shè)備，用于在通過(guò)攪拌部件對(duì)由色劑和載體構(gòu)成的雙組分顯影劑進(jìn)行攪拌的同時(shí)，使用所述雙組分顯影劑對(duì)形成在感光體上的靜電潛像進(jìn)行顯影，該顯影設(shè)備包括；色劑供給部，用于供給色劑；色劑密度檢測(cè)器，用于根據(jù)磁導(dǎo)率檢測(cè)顯影劑的色劑密度；以及流動(dòng)性檢測(cè)器，用于檢測(cè)顯影劑的流動(dòng)性；并且其特征在于，根據(jù)流動(dòng)性檢測(cè)器的檢測(cè)數(shù)據(jù)，校正色劑密度檢測(cè)器的輸出，并且根據(jù)該所校正的輸出執(zhí)行從色劑供給部的色劑供給，以保持色劑密度恒定。
流動(dòng)性檢測(cè)器是壓電振蕩器，并且根據(jù)壓電振蕩器的諧振振蕩的尖銳度檢測(cè)流動(dòng)性。這里，壓電振蕩器是單壓電晶體振蕩器或雙壓電晶體振蕩器。
本發(fā)明的特征還在于，流動(dòng)性檢測(cè)器根據(jù)攪拌部件上的負(fù)荷扭矩變動(dòng)檢測(cè)流動(dòng)性。在該情況下，流動(dòng)性檢測(cè)器可以根據(jù)攪拌部件的旋轉(zhuǎn)速率變化檢測(cè)負(fù)荷扭矩變動(dòng)，可以根據(jù)通過(guò)用于驅(qū)動(dòng)攪拌部件的電動(dòng)機(jī)的電流變化檢測(cè)負(fù)荷扭矩變動(dòng)，或者也可以根據(jù)顯影劑通過(guò)攪拌部件時(shí)色劑密度傳感器的輸出變化，檢測(cè)負(fù)荷扭矩變動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)伴隨體積密度變化的色劑密度傳感器的輸出進(jìn)行校正，以防止伴隨顯影劑的體積密度變動(dòng)的色劑密度誤檢測(cè)，因此可保持高的圖像質(zhì)量。
由于流動(dòng)性檢測(cè)器使用壓電振蕩器，因而可以高精度檢測(cè)流動(dòng)性。并且，由于根據(jù)諧振頻率的尖銳度校正色劑密度檢測(cè)值，因而可使用相對(duì)簡(jiǎn)單的電路進(jìn)行檢測(cè)，而無(wú)需用于保持精度的復(fù)雜電路。由于單壓電晶體振蕩器或雙壓電晶體振蕩器用作壓電振蕩器，因而振蕩器可構(gòu)成為在撓性模式中操作。因此，通過(guò)與使用諸如長(zhǎng)度振動(dòng)、伸展振動(dòng)、剪切振動(dòng)等等和其他模式的那些振蕩器相比減小振蕩器的剛性，可使由顯影劑引起的振動(dòng)狀態(tài)的變動(dòng)顯著。結(jié)果，可提高傳感器靈敏度并改善S/N比。
并且，通過(guò)根據(jù)攪拌部件上的負(fù)荷扭矩變動(dòng)檢測(cè)流動(dòng)性，修正磁導(dǎo)率傳感器的輸出。即，可直接檢測(cè)顯影劑的流動(dòng)性，因而可提高修正精度。
由于根據(jù)伴隨由攪拌元件引起的顯影劑的通過(guò)(這是與現(xiàn)有技術(shù)揭示的區(qū)別特征)的磁導(dǎo)率傳感器的輸出變動(dòng)來(lái)檢測(cè)流動(dòng)性，因而磁導(dǎo)率傳感器可用于色劑密度檢測(cè)和流動(dòng)性檢測(cè)雙方，從而可簡(jiǎn)化裝置構(gòu)成。


圖1是示出在不同濕度條件下的色劑密度和傳感器輸出之間的關(guān)系的圖；圖2是示出當(dāng)色劑密度是4％時(shí)的顯影劑的濕度和傳感器輸出之間的關(guān)系的圖；圖3是示出在顯影劑被放置不用的時(shí)間和傳感器輸出之間的關(guān)系的圖；圖4是示出在顯影劑被放置不用后的攪拌時(shí)間和傳感器輸出之間的關(guān)系的圖；圖5是示出具有根據(jù)本發(fā)明的顯影設(shè)備的圖像形成裝置的示意圖；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的顯影設(shè)備的示意圖；圖7是示出作為流動(dòng)性檢測(cè)傳感器的壓電振蕩器的電路圖；圖8是示出當(dāng)僅流動(dòng)性變動(dòng)時(shí)的頻率和歸一化導(dǎo)納之間的關(guān)系的圖；圖9是示出當(dāng)僅色劑密度變動(dòng)時(shí)的頻率和歸一化導(dǎo)納之間的關(guān)系的圖；圖10是用于對(duì)在上述情況下根據(jù)尖銳度Q校正色劑密度傳感器的輸出值進(jìn)行說(shuō)明的圖；圖11是用于對(duì)根據(jù)Fr/F0.5校正色劑密度傳感器的輸出值進(jìn)行說(shuō)明的圖；圖12是示出當(dāng)流動(dòng)性和體積密度變動(dòng)時(shí)的頻率和歸一化導(dǎo)納之間的關(guān)系的圖；圖13是用于對(duì)在上述情況下根據(jù)上述尖銳度Q校正色劑密度傳感器的輸出值進(jìn)行說(shuō)明的圖；圖14是用于對(duì)根據(jù)Fr/F0.5校正色劑密度傳感器的輸出值進(jìn)行說(shuō)明的圖；圖15是示出當(dāng)流動(dòng)性和體積密度變動(dòng)時(shí)的頻率和歸一化導(dǎo)納之間的關(guān)系的另一圖；
圖16是用于對(duì)在上述情況下根據(jù)上述尖銳度Q校正色劑密度傳感器的輸出值進(jìn)行說(shuō)明的圖；圖17是用于對(duì)根據(jù)Fr/F0.5校正色劑密度傳感器的輸出值進(jìn)行說(shuō)明的圖；圖18是示出流動(dòng)性檢測(cè)傳感器對(duì)電動(dòng)機(jī)電流進(jìn)行的檢測(cè)的電路圖；圖19是示出驅(qū)動(dòng)負(fù)荷扭矩和流動(dòng)性之間的關(guān)系的圖；圖20是用于對(duì)根據(jù)驅(qū)動(dòng)負(fù)荷扭矩校正色劑密度傳感器的輸出值進(jìn)行說(shuō)明的圖；圖21是示出針對(duì)不同的流動(dòng)性條件的色劑密度和傳感器輸出之間的關(guān)系的圖；以及圖22是用于對(duì)根據(jù)色劑密度傳感器的輸出值校正色劑密度傳感器的輸出值進(jìn)行說(shuō)明的圖。
具體實(shí)施例方式
優(yōu)選實(shí)施例說(shuō)明以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖5是示出具有根據(jù)本發(fā)明的顯影設(shè)備的圖像形成裝置的示意圖。該實(shí)施例的圖像形成裝置是數(shù)字復(fù)印機(jī)30，該數(shù)字復(fù)印機(jī)30主要由掃描器部31和激光打印機(jī)部(激光記錄部)32構(gòu)成。這在以下進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
掃描器部31包含透明玻璃的原稿臺(tái)35，上面放置有固定稿件；反向自動(dòng)稿件供給器(RADF)36，用于自動(dòng)把原稿輸送和饋送到原稿臺(tái)35；以及原稿圖像讀取單元，即，掃描器單元40，用于通過(guò)對(duì)放置在原稿臺(tái)35上的原稿的圖像進(jìn)行掃描來(lái)讀取該圖像。
由該掃描器部31所捕獲的原稿圖像以圖像數(shù)據(jù)形式被發(fā)送到后述的圖像處理器47，其中對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)定的圖像處理。
RADF36是這樣的設(shè)備，即每次在其頂部的稿件托盤(pán)上放置多個(gè)稿件，以便把所放置的稿件自動(dòng)逐一饋送到掃描器單元40的原稿臺(tái)35。為使掃描器單元40根據(jù)操作員的選擇讀取原稿的單面或兩面，RADF36由單面稿件饋送路徑、雙面稿件饋送路徑、饋送路徑切換設(shè)備、用于對(duì)通過(guò)多種位置的稿件的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)和管理的傳感器組、以及控制器等構(gòu)成。由于針對(duì)RADF36已提出了許多申請(qǐng)和產(chǎn)品，因而這里不再進(jìn)行說(shuō)明。
作為用于讀取原稿臺(tái)35上的原稿的圖像的掃描器部31的一部分的掃描器單元40包含燈反射器組件41，用于使稿件表面曝光；第一掃描單元40a，其設(shè)置有第一反射鏡42a，用于使來(lái)自原稿的反射光反射，以便把來(lái)自原稿的反射光圖像引導(dǎo)到光電變換器44；第二掃描單元40b，其設(shè)置有第二和第三反射鏡42b和42c，用于把來(lái)自第一反射鏡42a的反射光圖像引導(dǎo)到光電變換器44；光學(xué)透鏡43，用于使從原稿反射并通過(guò)上述反射鏡42a～42c的光聚集和聚焦在光電變換器44上；以及光電變換器44，其由用于把來(lái)自原稿的反射和聚焦的光圖像變換成電圖像信號(hào)的陣列狀CCD(電荷耦合設(shè)備)構(gòu)成。
掃描器部31構(gòu)成為通過(guò)RADF36和掃描器單元40的協(xié)同操作，在把要讀取的原稿順次放置在原稿臺(tái)35上的同時(shí)，使掃描器單元40沿著原稿臺(tái)35的下表面移動(dòng)來(lái)讀取原稿圖像。
具體地說(shuō)，第一掃描單元40a沿著原稿臺(tái)35從左向右以恒定速度V行進(jìn)，而第二掃描單元40b被控制成以V/2速度與第一掃描單元平行且在相同方向行進(jìn)。通過(guò)該操作，使放置在原稿臺(tái)35上的原稿的圖像聚焦在CCD44上，并由CCD44逐行順次讀取。
由掃描器單元40通過(guò)讀取原稿圖像所捕獲的圖像數(shù)據(jù)被發(fā)送到圖像處理器47，其中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多種處理。然后，把所處理的圖像數(shù)據(jù)臨時(shí)存儲(chǔ)在圖像處理器47的存儲(chǔ)器內(nèi)。響應(yīng)于輸出指令，從存儲(chǔ)器裝置圖像并將其傳送到激光打印機(jī)部32，從而在記錄紙上形成圖像。由于可考慮多種構(gòu)成來(lái)構(gòu)造圖像處理器47，因而這里不進(jìn)行說(shuō)明。
該激光打印機(jī)部32包含用于輸送作為形成有圖像的記錄介質(zhì)的紙張的紙輸送系統(tǒng)50，激光寫(xiě)入單元46以及用于形成圖像的電子照相處理部48。
激光寫(xiě)入單元46包含半導(dǎo)體激光源，用于根據(jù)由上述掃描器單元40所捕獲并從存儲(chǔ)器所裝載的圖像數(shù)據(jù)、或者從另一外部設(shè)備所傳送的圖像數(shù)據(jù)發(fā)射激光束；多角鏡，用于使激光束以等角速度偏轉(zhuǎn)；以及f-θ透鏡，用于把以等角速度所偏轉(zhuǎn)的激光束校正成使聚焦在電子照相處理部48的感光體鼓表面48a上的激光點(diǎn)以恒定速度移動(dòng)。
上述電子照相處理部48主要包含充電器48b，顯影單元48c，轉(zhuǎn)印單元48d，清理單元48e，以及除電單元(與充電器一起設(shè)置)，所有都配置在感光體鼓48的周圍。
感光體鼓48a基本上由采用諸如鋁的導(dǎo)電金屬所形成的導(dǎo)電基層和在外表面所形成的光導(dǎo)電層構(gòu)成作為其構(gòu)成層，并以預(yù)定的周速度(處理速度)旋轉(zhuǎn)。感光體鼓48a的表面由充電器48b使用預(yù)定極性在預(yù)定電位帶電。然后，該鼓進(jìn)行圖像曝光，以便在其上形成靜電潛像，其后來(lái)由顯影單元顯影，形成色劑圖像。
具體地說(shuō)，在顯影單元48c前的區(qū)域(圖像形成區(qū)域)內(nèi)，利用來(lái)自寫(xiě)入單元46激光束，對(duì)使用充電器48b均勻填充有負(fù)電荷的感光體鼓48的表面進(jìn)行照射。根據(jù)光電效應(yīng)，在照射有激光束的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生正電荷，使得電荷分布變化，從而電荷量已變動(dòng)的像素(pictureelement)形成靜電潛像。
本實(shí)施例中的充電器48b使用具有柵電極的Scorotron充電器。從未作圖示的電壓源把預(yù)定的充電電壓Vg施加給充電器48b的柵元件，以便通過(guò)電暈放電使感光體鼓48a帶電。
在實(shí)施例的顯影單元48c中，雙組分顯影劑的色劑由顯影輥在預(yù)定的顯影偏壓涂敷，使色劑依靠靜電力被吸引和附著到感光體鼓48a上，從而通過(guò)反轉(zhuǎn)顯影對(duì)感光體鼓48a上的靜電潛像進(jìn)行顯影。
轉(zhuǎn)印單元48d采用輥型構(gòu)成，具體地說(shuō)，是轉(zhuǎn)印輥使記錄紙張P朝感光體鼓48a上的色劑圖像形成區(qū)域擠壓，同時(shí)向其施加高的正電壓，以使色劑圖像依靠靜電吸引被吸引到記錄紙。
清理單元48e使用清理刀片刮去未被轉(zhuǎn)印并殘留在感光體鼓48a表面上的色劑，并把所去除的色劑收集到收集部?jī)?nèi)。這里，清理刀片采用引導(dǎo)型(leading type)矩形樹(shù)脂或金屬片構(gòu)成，其配置成使其刮擦邊緣被引導(dǎo)成與感光體鼓48a的旋轉(zhuǎn)方向相反，或者好象當(dāng)?shù)镀S著感光體鼓48a表面的移動(dòng)而咬入感光體鼓48a，從而刮去顯影劑。
關(guān)于紙張輸送系統(tǒng)50，其包括饋送部33，用于把紙張P饋送到用于執(zhí)行上述圖像形成的電子照相處理部48，特別是，設(shè)置有轉(zhuǎn)印單元48d的轉(zhuǎn)印站；紙饋送盒51、52和53，用于把紙張P送入饋送部33內(nèi)；手動(dòng)饋送器54，用于以合適的方式提供必要尺寸的紙；定影單元49，用于使轉(zhuǎn)印后的紙張上所形成的色劑圖像定影；以及紙?jiān)傺h(huán)路徑55，用于再饋送紙張P，以便可在圖像定影后的紙張P的背面上再次形成另一圖像。
配置在定影單元49的下游側(cè)的是后處理裝置，其接收上面記錄有圖像的記錄紙P，并對(duì)記錄紙P實(shí)施必要處理。
上面形成有圖像的紙從定影單元49經(jīng)由排紙驅(qū)動(dòng)輥57被輸送到紙輸出托盤(pán)部34(配置在頂部和底部用于分離紙的托盤(pán)341或342)的頂部。
下面，對(duì)本發(fā)明的顯影單元進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖6是示出顯影單元48c的示意圖。該顯影單元48c由以下構(gòu)成顯影槽(hopper)60，用于收容由色劑和載體構(gòu)成的雙組分顯影劑；色劑盒70，用于收容要供給顯影槽60的色劑；以及控制器80，用于進(jìn)行色劑密度控制。顯影槽60由以下構(gòu)成顯影輥61，用于把色劑供給感光體鼓48a，并使色劑附著到靜電潛像上；刮刀刀片(doctor blade)62，用于使要供給感光體鼓48a表面的顯影劑的量均勻；攪拌輥對(duì)63和64，用于攪拌顯影槽60內(nèi)的顯影劑；供給部65，通過(guò)其從色劑盒70供給色劑；壓電振蕩器66，用于檢測(cè)顯影劑的流動(dòng)性；以及色劑密度傳感器67，用于通過(guò)測(cè)量磁導(dǎo)率檢測(cè)色劑密度。色劑盒70由以下構(gòu)成供給輥71，用于把色劑供給顯影槽60；以及攪拌葉片72，用于攪拌色劑并將其運(yùn)送到供給輥71?？刂破?0根據(jù)由壓電振蕩器66所檢測(cè)的顯影劑的流動(dòng)性檢測(cè)數(shù)據(jù)，把由色劑密度傳感器67所檢測(cè)的色劑密度輸出數(shù)據(jù)修正為正確值，并根據(jù)該校正值控制供給輥71，以進(jìn)行色劑供給。
壓電振蕩器66和色劑密度傳感器67設(shè)置在顯影槽60的底部和攪拌輥63的附近，并對(duì)通過(guò)攪拌輥63和顯影槽60的底部之間的間隙的顯影劑的流動(dòng)性和色劑密度進(jìn)行檢測(cè)。
下面，對(duì)使用該顯影單元48c的圖像形成處理的概略進(jìn)行說(shuō)明。
在激光寫(xiě)入單元46和電子照相處理部48中，從圖像存儲(chǔ)器所讀出的圖像數(shù)據(jù)被供給激光寫(xiě)入單元46，該激光寫(xiě)入單元46根據(jù)圖像數(shù)據(jù)掃描激光束，以便在感光體鼓48a表面上再現(xiàn)靜電潛像。該潛像使用色劑成為可見(jiàn)的，以形成色劑圖像，其接下來(lái)被靜電轉(zhuǎn)印，然后被定影到從多個(gè)紙饋送單元中的一個(gè)紙饋送器所輸送的紙的表面上。
更具體地說(shuō)，從充電器48b把電壓施加給靜電電荷保持體(感光體鼓48a)的表面，以使該表面以負(fù)極性充電。然后，通過(guò)掃描激光束，使充電表面進(jìn)行圖像曝光來(lái)形成數(shù)字潛像。從包含刮刀刀片62和內(nèi)含磁體的色劑支撐體(顯影輥)61的顯影單元48c把色劑供給感光體鼓48a，以便執(zhí)行潛像的反轉(zhuǎn)顯影。在從偏壓電位源把直流偏壓供給顯影輥61的同時(shí)，使感光體鼓48a的導(dǎo)電基體接地。當(dāng)把紙輸送到轉(zhuǎn)印站時(shí)，紙的背面(與感光體鼓側(cè)相反的面)由從電壓施加源供電的轉(zhuǎn)印充電器48d充電，使得感光體鼓表面上的顯影圖像(色劑圖像)由轉(zhuǎn)印充電器轉(zhuǎn)印到紙上。與感光體鼓48a分離的紙被引入到定影單元49內(nèi)，其中通過(guò)加熱和加壓輥把色劑圖像定影到紙上。
轉(zhuǎn)印后殘留在感光體鼓48a上的色劑由彈性刀片清理并被收集到收集箱內(nèi)。使由清理單元48e清理后的感光體鼓48a準(zhǔn)備用于下一圖像形成處理，重復(fù)從充電器的充電步驟開(kāi)始的相同循環(huán)。
如已在背景技術(shù)中所述，顯影劑的電荷量由于濕度、顯影劑的攪拌狀態(tài)或者顯影劑放置不用的狀態(tài)來(lái)增加或減少。結(jié)果，顯影劑的體積密度變動(dòng)。這種體積密度變化對(duì)來(lái)自通過(guò)測(cè)量磁導(dǎo)率檢測(cè)色劑密度的色劑密度傳感器的輸出產(chǎn)生影響，因此不能獲得正確檢測(cè)。因此，有必要對(duì)該變動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，以保持色劑密度恒定。對(duì)此，在本發(fā)明中，注意由于體積密度變化引起的顯影劑的流動(dòng)性。即，根據(jù)顯影劑的流動(dòng)性檢測(cè)值對(duì)色劑密度傳感器的測(cè)量進(jìn)行校正，以便把色劑密度控制為均勻。
圖6所示的實(shí)施例使用單壓電晶體(Unimorph)振蕩器作為流動(dòng)性檢測(cè)器，并在該圖中示出電路圖?！皢螇弘娋w”(Unimorph)是由壓電板與金屬板的一個(gè)表面接合而成的壓電變換器。這里，在本實(shí)施例中，使用單壓電晶體(Unimorph)振蕩器，但也可以使用雙壓電晶體(Bimorph)振蕩器?！半p壓電晶體”(Bimorph)是使用一對(duì)壓電薄板和在其間所保持和貼合的金屬板構(gòu)成的壓電變換器。
如圖7所示，從交流電源91所輸出的交流電壓由放大器92放大并被施加給單壓電晶體振蕩器66的一個(gè)電極。另一電極通過(guò)電阻器R1接地。從該另一電極所取出的電流值由放大器93放大并由A/D轉(zhuǎn)換器94轉(zhuǎn)換。該數(shù)字值被定義為所檢測(cè)的流動(dòng)性值。
該壓電振蕩器66的振蕩方向平行于其與色劑的接觸表面。換句話說(shuō)，它產(chǎn)生橫波(厚度剪切振動(dòng))。因此，當(dāng)通過(guò)施加交流電壓使壓電振蕩器66振蕩時(shí)，諸如阻抗、導(dǎo)納等的電氣特性根據(jù)與壓電振蕩器66接觸的顯影劑的粘度而變動(dòng)。使用該性質(zhì)來(lái)檢測(cè)顯影劑的流動(dòng)性(作為該流動(dòng)性檢測(cè)器的壓電振蕩器應(yīng)參照日本專利申請(qǐng)公報(bào)Hei 6No.167437)。
根據(jù)來(lái)自壓電振蕩器的檢測(cè)值，可根據(jù)以下確定流動(dòng)性(1)根據(jù)阻抗或?qū)Ъ{的絕對(duì)值的變動(dòng)，(2)根據(jù)諧振頻率的變動(dòng)，或者(3)根據(jù)諧振時(shí)的尖銳度Q的變動(dòng)。
可根據(jù)上述方法中的任何一種確定流動(dòng)性；在任何情況下，通過(guò)測(cè)量檢測(cè)值與基準(zhǔn)值的偏差來(lái)確定流動(dòng)性，并校準(zhǔn)色劑密度。在本實(shí)施例中，根據(jù)導(dǎo)納的尖銳度Q的變動(dòng)確定流動(dòng)性。使用其他方法需要更復(fù)雜的電路，例如需要在現(xiàn)有技術(shù)揭示中所示的兩個(gè)振動(dòng)電路，以便獲得檢測(cè)精度，這是因?yàn)橹C振頻率的變動(dòng)太小，或者諧振頻率由于溫度變化和其他原因而偏移?；诩怃J度的檢測(cè)可使用相對(duì)簡(jiǎn)單的電路進(jìn)行。
首先，尖銳度Q被定義為
Q＝Fr/(F2-F1) …(1)式中，F(xiàn)r是諧振頻率，F(xiàn)1和F2是導(dǎo)納(電流)低到諧振時(shí)的導(dǎo)納的 的頻率。
圖8示出基于當(dāng)色劑密度不變動(dòng)而僅流動(dòng)性變動(dòng)時(shí)由單壓電晶體壓電振蕩器66所獲得的導(dǎo)納Y的歸一化導(dǎo)納(|Y|/|Yr|)。當(dāng)關(guān)于第一流動(dòng)性的導(dǎo)納和關(guān)于第二流動(dòng)性的導(dǎo)納分別由Y1和Y2表示時(shí)，它們都形成在諧振頻率Fr時(shí)具有最大值的正態(tài)分布。在該情況下，不發(fā)生色劑密度變化，因此表示第一流動(dòng)性和第二流動(dòng)性的諧振頻率在Fr時(shí)是共同的，這樣沒(méi)有必要進(jìn)行色劑密度的校正。
圖9示出當(dāng)流動(dòng)性不變動(dòng)而僅色劑密度變動(dòng)時(shí)由單壓電晶體壓電振蕩器66所獲得的歸一化導(dǎo)納。該圖示出色劑密度從5％變化到4％的情況。因此，在各密度時(shí)的諧振頻率與在其他密度時(shí)的諧振頻率不同，尖銳度Q也如此。圖10和圖11示出根據(jù)尖銳度Q的變化，對(duì)色劑密度傳感器的輸出值進(jìn)行校正的具體例。
當(dāng)色劑密度傳感器67的檢測(cè)值是5％和4％時(shí)，根據(jù)從單壓電晶體壓電振蕩器66通過(guò)檢測(cè)所獲得的圖9的圖，確定諧振頻率Fr、以及導(dǎo)納(電流)等于諧振時(shí)的導(dǎo)納的 的頻率F1和F2(參見(jiàn)圖10)。根據(jù)上述式(1)，確定作為基準(zhǔn)的色劑密度5％時(shí)的尖銳度的值并表示為(a)，并確定變動(dòng)后的色劑密度4％時(shí)的尖銳度的值并表示為(b)。色劑密度傳感器67的檢測(cè)值的校正系數(shù)(c)被確定如下(c)＝(b)/(a) …(2)當(dāng)色劑密度傳感器67的檢測(cè)值變動(dòng)時(shí)，可通過(guò)使用上述校正系數(shù)(c)按以下進(jìn)行校正。即，當(dāng)校正后的色劑密度被表示為(d)時(shí)，(d)可給出如下
(d)＝(變動(dòng)后的色劑密度)/(c)+0.3％ …(3)這里，0.3％是被設(shè)定成使修正值(d)取正確值的值，并取決于顯影劑特性以及壓電振蕩器66和色劑密度傳感器67的特性。
如圖10所示，當(dāng)把值代入式(3)時(shí)，獲得校正色劑密度(d)為4.0％，該值與檢測(cè)值一致。即，該變動(dòng)不是由體積密度變化引起的變動(dòng)，而是色劑密度實(shí)際變化的情況，并且按上述方式，可確定當(dāng)根據(jù)式(3)進(jìn)行校正時(shí)的正確值。
除了上述校正方法以外，還能采用更簡(jiǎn)單的方式確定校正色劑密度。
確定尖銳度Q需要復(fù)雜計(jì)算，這是因?yàn)橛斜匾_定導(dǎo)納(電流)變?yōu)榈扔谥C振時(shí)的導(dǎo)納的 的頻率F1和F2。為了避免該復(fù)雜性，可以根據(jù)從歸一化導(dǎo)納的圖中所獲得的近似于尖銳度Q的FR/F0.5進(jìn)行校正，其中Fr是諧振頻率，而F0.5是導(dǎo)納等于諧振時(shí)的導(dǎo)納的1/2的頻率。如圖11所示，假定色劑密度變動(dòng)前的FR/F0.5是(e)，色劑密度變動(dòng)后的FR/F0.5是(f)，則校正色劑密度可給出為(h)(h)＝(變動(dòng)后的色劑密度)/((1-(g)×2+1)+0.3％ …(4)式中，校正系數(shù)(g)＝(f)/(e)。
使用該式(4)所計(jì)算的校正色劑密度為4.1，從而可確定與色劑密度傳感器的測(cè)量結(jié)果接近的值。
圖12是示出當(dāng)色劑密度傳感器67的檢測(cè)值由于流動(dòng)性和體積密度的變化而從5％變動(dòng)到4％時(shí)由壓電振蕩器所獲得的歸一化導(dǎo)納分布的圖。
在該情況下，僅檢測(cè)色劑密度由于流動(dòng)性和體積密度的變化而變化，而實(shí)際色劑密度不變化。在該情況下，如圖13所示，根據(jù)從圖12所確定的尖銳度Q計(jì)算校正值。校正色劑密度(d)由式(3)給出為5.0，其約等于變動(dòng)前的測(cè)量結(jié)果。
在圖14中，示出根據(jù)式(4)使用簡(jiǎn)化校正式(h)所確定的校正值。而且，在該情況下，校正色劑密度等于5.0，其等于根據(jù)尖銳度Q所確定的校正值。
圖15是示出當(dāng)色劑密度傳感器67的檢測(cè)值由于流動(dòng)性和體積密度的變化而從5％變動(dòng)到6％時(shí)由壓電振蕩器所獲得的歸一化導(dǎo)納分布的圖。
而且，在該情況下，僅傳感器檢測(cè)的色劑密度由于流動(dòng)性和體積密度的變化而變化，而實(shí)際色劑密度不變動(dòng)。圖16示出根據(jù)從圖15所確定的尖銳度Q計(jì)算校正值的方式。校正色劑密度(d)由式(3)給出為5.0，其與變動(dòng)前的測(cè)量結(jié)果一致。盡管僅傳感器檢測(cè)的色劑密度由于流動(dòng)性和體積密度的變化而變動(dòng)，然而實(shí)際色劑密度不應(yīng)變化，該校正值(d)表示這一情況。
在圖17中，示出根據(jù)式(4)所示的簡(jiǎn)化校正式(h)所確定的校正值。而且，在該情況下，所校正的色劑密度等于5.0，其等于根據(jù)尖銳度Q所確定的校正值。
以上所述，顯然，可根據(jù)使用式(3)和(4)的色劑密度校正進(jìn)行合理校正。
盡管在本實(shí)施例中使用壓電振蕩器檢測(cè)流動(dòng)性，然而檢測(cè)方法不限于此。在以下說(shuō)明中，通過(guò)根據(jù)攪拌輥電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流變動(dòng)確定攪拌輥的負(fù)荷扭矩變動(dòng)，直接檢測(cè)顯影劑的流動(dòng)性。圖18示出負(fù)荷扭矩檢測(cè)用的電路圖。
該檢測(cè)設(shè)備由用于使攪拌輥63和64旋轉(zhuǎn)的脈沖電動(dòng)機(jī)101和用于驅(qū)動(dòng)脈沖電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器102構(gòu)成，并檢測(cè)流經(jīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器102的電流。為此目的，把電阻器R2設(shè)置在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器102和大地之間，并且通過(guò)與在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器102側(cè)的電阻器R2的端部連接的電阻器R3檢測(cè)電流。在該構(gòu)成中，一端部接地的電容器C1與R3的檢測(cè)側(cè)連接。
可根據(jù)該電流值確定用于使攪拌輥旋轉(zhuǎn)所需要的驅(qū)動(dòng)負(fù)荷扭矩。這在事先測(cè)量了電流和驅(qū)動(dòng)扭矩之間的關(guān)系時(shí)可容易進(jìn)行。并且，如圖19所示，當(dāng)確定了驅(qū)動(dòng)負(fù)荷扭矩和流動(dòng)性之間的關(guān)系時(shí)，可根據(jù)驅(qū)動(dòng)負(fù)荷扭矩確定流動(dòng)性。
圖20示出基于驅(qū)動(dòng)負(fù)荷扭矩的色劑密度傳感器的輸出值的色劑密度校正。
當(dāng)假定色劑密度的檢測(cè)值由(a)表示，以及驅(qū)動(dòng)負(fù)荷扭矩由(b)表示時(shí)，所校正的色劑密度可給出為(a)×(b)。
驅(qū)動(dòng)負(fù)荷扭矩可使用除了測(cè)量通過(guò)用于使攪拌輥旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)的電流以外的方法來(lái)確定。例如，攪拌輥的旋轉(zhuǎn)速率變動(dòng)可以使用光傳感器等來(lái)檢測(cè)，以便根據(jù)該變動(dòng)確定負(fù)荷扭矩。
還可根據(jù)隨著顯影劑通過(guò)攪拌輥而發(fā)生的色劑密度傳感器的輸出變動(dòng)，檢測(cè)負(fù)荷扭矩變動(dòng)。在該情況下，可使用色劑密度傳感器整體進(jìn)行流動(dòng)性檢測(cè)和色劑密度校正。
如圖21所示，事先測(cè)量色劑密度變動(dòng)圖形。這針對(duì)色劑密度傳感器的輸出值(檢測(cè)值)和實(shí)際色劑密度(校正值)之間的關(guān)系包含三種圖形(高、標(biāo)準(zhǔn)以及低的流動(dòng)性)。圖22示出針對(duì)各項(xiàng)目所測(cè)量的數(shù)據(jù)。當(dāng)確定校正值時(shí)，首先選擇符合傳感器輸出值變動(dòng)的圖形，然后根據(jù)該圖形確定校正值。
權(quán)利要求
1.一種顯影設(shè)備，用于在通過(guò)攪拌部件對(duì)由色劑和載體構(gòu)成的雙組分顯影劑進(jìn)行攪拌的同時(shí)，使用所述雙組分顯影劑對(duì)形成在感光體上的靜電潛像進(jìn)行顯影，該顯影設(shè)備包括色劑供給部，用于供給色劑；色劑密度檢測(cè)器，用于根據(jù)磁導(dǎo)率檢測(cè)顯影劑的色劑密度；以及流動(dòng)性檢測(cè)器，用于檢測(cè)顯影劑的流動(dòng)性；其特征在于，根據(jù)流動(dòng)性檢測(cè)器的檢測(cè)數(shù)據(jù)，校正色劑密度檢測(cè)器的輸出，并且根據(jù)該所校正的輸出執(zhí)行從色劑供給部的色劑供給，以保持色劑密度恒定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯影設(shè)備，其中流動(dòng)性檢測(cè)器是壓電振蕩器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯影設(shè)備，其中流動(dòng)性檢測(cè)器根據(jù)壓電振蕩器的諧振振蕩的尖銳度檢測(cè)流動(dòng)性。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的顯影設(shè)備，其中壓電振蕩器是單壓電晶體振蕩器或雙壓電晶體振蕩器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顯影設(shè)備，其中流動(dòng)性檢測(cè)器根據(jù)攪拌部件的負(fù)荷扭矩變動(dòng)檢測(cè)流動(dòng)性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯影設(shè)備，其中流動(dòng)性檢測(cè)器根據(jù)攪拌部件的旋轉(zhuǎn)速率變化檢測(cè)負(fù)荷扭矩變動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯影設(shè)備，其中流動(dòng)性檢測(cè)器根據(jù)通過(guò)用于驅(qū)動(dòng)攪拌部件的電動(dòng)機(jī)的電流變化檢測(cè)負(fù)荷扭矩變動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顯影設(shè)備，其中流動(dòng)性檢測(cè)器根據(jù)伴隨顯影劑通過(guò)攪拌部件時(shí)的色劑密度傳感器的輸出變化，檢測(cè)負(fù)荷扭矩變動(dòng)。
全文摘要
控制器根據(jù)由壓電振蕩器所檢測(cè)的顯影劑的流動(dòng)性檢測(cè)數(shù)據(jù)，確定壓電振蕩器的諧振振蕩的尖銳度。根據(jù)尖銳度，把由色劑密度傳感器所檢測(cè)的色劑密度輸出數(shù)據(jù)修正為正確值，根據(jù)該校正值控制供給輥，以執(zhí)行必要的色劑供給。
文檔編號(hào)G03G15/00GK1818808SQ20061000703
公開(kāi)日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2006年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月10日
發(fā)明者糸山元幸 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社