CN101561643B - 成像设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种成像设备,包括:湿度检测传感器(11),构成为设置在打印纸张(P)表面附近并与之相对;保持电极(41c),沿着安装在沿着打印纸张(P)的输送方向位于转印辊(41a)下游并且沿着打印纸张(P)输送方向位于定影装置(8)上游的位置处,并且通过在打印纸张(P)的与接触转印辊(41a)的表面相反的表面上施加偏压电位来保持转印到打印纸张(P)上的调色剂图像;以及控制装置(ST),用来根据从由湿度检测传感器(11)获得的湿度变化开始的时刻到其变化到达最大值的时刻中所需的时间间隔和最大湿度变化量测量出打印纸张的含水量,并且根据这样测量出的含水量来控制偏压电位。

Description

成像设备
技术领域
本发明涉及能够通过测量其上转印有调色剂图像的所复制打印纸张的含水量来防止出现调色剂图像(图画)缺陷例如白点或调色剂分散的成像设备。
背景技术
已知这样一种成像设备,它采用了电摄影方式,例如复印机、打印机、传真机或包括这些功能的多功能设备。在所述的成像设备中,通过成像操作形成在感光鼓上的调色剂图像通过转印装置转印在打印纸张即记录纸张上,于是通过定影装置将当前没有在打印纸张上定影的调色剂图像定影在打印纸张上。之后,将调色剂图像已经在其上定影的打印纸张输出,即排出到在成像设备外面的地方。
但是,其上已经转印调色剂图像的打印纸张的水分量或含水量(水分含量)随着例如成像设备所安装的环境或者设备的内部环境例如在设备内的温度或湿度而改变,并且为了获得高质量图像即高质量调色剂图像,需要根据打印纸张的水分量来控制成像条件例如转印偏压或定影温度。
打印纸张的含水量在图像质量上具有特别明显的影响,例如对于将形成在感光鼓上的调色剂图像转印在打印纸张上的转印部分而言,打印纸张的电阻值随着打印纸张的水分特性而改变,由于在由转印部分转印的调色剂比例即转印效率降低而在转印在打印纸张上的图像上出现变化,并且因此不能获得稳定可靠的图像质量。
作为所述环境的示例,彩色打印机是当前成像设备的发展趋势。彩色打印机通过以一系列重叠将多个调色剂图像转印来产生出色彩丰富的彩色图像,每个调色剂图像包括不同的颜色。被称为中间转印协议的转印方法已知作为这样形成的彩色图像的转印方法。中间转印协议转印方法涉及一开始在打印纸张之外的转印体上对多个调色剂图像进行多个重叠转印即初次转印,每个调色剂图像包括不同的颜色,之后在单个协同转印即二次转印中将这样形成的彩色调色剂图像转印在打印纸张上。
中间转印协议转印方法由于涉及在单个协同步骤中将彩色调色剂图像转印到打印纸张上所以经常被采用,由此带来的优点在于在打印纸张的输送布置方面的限制条件较少,因此能够减小整个设备的尺寸。但是,相反假设通过给定的转印偏压电位值在单个协同步骤中将由多个不同颜色的调色剂图像重叠形成的调色剂图像转印到打印纸张上,则取决于打印纸张的水分特性即电阻值,在从多个颜色不同的调色剂图像重叠形成的调色剂图像内存在出现图像缺陷的危险,例如远离打印纸张,没有转印到打印纸张上。因此至关重要的是根据打印纸张的含水量状态来控制转印偏压电位。
作为这种图像缺陷的代表性示例,涉及形成质量差的图像,其中涂覆在给定区域上并且称为实体图像的图像如此转印到打印纸张上,从而调色剂在图像的边界区域上扩散。这样出现的现象被称为调色剂扩散或实体区域扩散。另外,形成质量差的图像的另一个示例涉及如上面的情况那样本来要涂覆在整个图像上的调色剂没有完全转印到打印纸张上,从而导致这样转印的图像中出现断裂,就好像虫子在树叶上咬了一个洞。所述的情况被称为白条纹或白点。
在打印纸张的含水量较低时,或者换句话说在打印纸张的电阻值较高时,这里所述的两种图像缺陷出现的可能性上升,由转印偏压电位带来的电荷保持在打印纸张上,并且所述图像缺陷出现,其原因在于例如由于电场强度变弱而导致转印效率下降或者在高电阻期间施加的电压自身太强时即在转印偏压电位极大时出现异常放电。改变转印偏压电位可以改正这种情况。
但是在这里所述的两种图像缺陷之间存在折衷,例如在图26中所示一样,其中控制转印偏压电位以便纠正一种图像缺陷会引起另一种图像缺陷变得更加明显。
换句话说,按照纠正一种图像缺陷的方式设定转印偏压电位会使得另一种图像缺陷逐渐变得更加明显,并且反之亦然,即设定转印偏压电位以纠正第二种图像缺陷会使得第一种图像缺陷逐渐变得更加明显。因此,难以使两种成像缺陷都受到控制。因此一般将偏压电位设定为中间值,作为基准值,在该值下,任一个图像缺陷都不会明显出现。因此,打印纸张的含水状况改变,从而导致图像质量水平下降,如图27所示,由此导致其中出现白点或调色剂扩散的状态。
作为对在这里所述的图像缺陷进行控制和校正的方法,过去已经提出了许多成像设备,它包括与打印纸张的含水量特性相关的检测单元,其中根据由检测单元给出的检测结果来确定打印纸张的含水量特性,并且根据打印纸张的含水量特性来进行成像条件控制。
作为其示例,根据与打印纸张的含水量相关的信息对成像条件进行控制的成像设备以及探测打印纸张的含水量的单元已知有以下几种:
日本专利申请公开说明书No.2006-209070披露了一种成像设备,它包括:初次转印单元,用来将在感光体上形成并且带电的调色剂图像转印在中间转印体上;二次转印单元,它还包括接触转印体和电极,该二次转印单元将打印纸张夹在转印表面上,由此将调色剂图像转印在中间转印体上,并且将进一步夹在接触转印体和中间转印体之间的打印纸张输送,电极位于中间转印体的内部上,并且在夹在中间转印体和接触转印体之间的打印纸张上施加电压,其中该电极用来通过恒电流控制在调色剂图像上施加其极性与调色剂图像所包含的电荷极性相同的电压,并且该二次转印单元从中间转印体将调色剂图像转印到打印纸张上;以及温度和湿度传感器,用来检测在成像设备周围的环境,其中在温度和湿度传感器检测到低温或低湿度时,通过降低转印电流来进行对在图像特性中的恶化进行校正。
日本专利申请公开说明书No.2005-181701披露了一种成像设备,它包括在成像体上形成调色剂图像的显影单元和施加偏压的转印单元,由此将形成在成像体上的调色剂图像转印到转印材料上,其中安装有用来检测绝对湿度的绝对湿度检测单元,并且根据由绝对湿度检测单元检测到的结果通过沿着与转印材料的输送方向平行的方向平移转印单元来对图像的恶化进行校正。
日本专利申请公开说明书No.2007-304285披露了在记录介质在输送通道上运送期间使用通气管从记录介质正面附近去除空气,将传感器单元部分设置在排气口上,由此引导所去除的空气,并且将通过采用MEMS技术形成的导热式湿度传感器设置在排气口上,其中检测所引导的空气的湿度,并且控制单元根据湿度传感器输出的结果估计出记录介质正面层的含水量,并且根据这样估计出的含水量设定成像过程控制条件。
日本专利申请公开说明书2007-322558披露了一种含水量估计装置,包括与片材接触或者位于片材附近的第一检测单元,用来检测与片材含水量相关的第一信息,并且还包括以下步骤:检测与片材含水量相关的第一信息;检测与影响有关片材含水量的信息的因素相关的第二信息;根据第一信息和第二信息计算出片材含水量的预估值;并且根据这样计算出的含水量估计值调节成像过程控制条件,其中采用通过MEMS技术形成的导热式湿度传感器作为第一检测单元。
日本专利申请公开说明书H9-204080披露了这样一种结构,其中在成像设备的定影部分上安装有加热辊由此进行热定影控制,并且在打印纸张在其上通过的一部分打印纸张输送部分上安装有加热辊,其中加热辊用来加热打印纸张,通过湿度传感器检测由于这样施加在打印纸张上的热量而出现的水蒸汽,并且根据由湿度传感器检测到的信息通过改变每个相应的成像过程,即转印和定影,的控制条件来实现好的图像质量特性。
日本专利No.3486589披露了这样一种结构,它包括:充电单元,它在将调色剂图像形成在转印材料上之前通过用来以静电方式在转印材料上形成调色剂图像的成像单元给其上要形成调色剂图像的材料表面充电,从而充上其极性与调色剂的常规电荷极性相反的电荷;控制单元,根据沿着实际上与转印材料的输送方向垂直的方向的长度控制施加在充电单元上的电压;以及湿度检测单元,其中根据由湿度检测单元检测到的结果通过受到控制单元控制的施加在充电单元上的电压来实现高质量彩色图像特性。
日本专利申请公开说明书No.2006-242710披露了这样一种结构,它包括含水量检测传感器和控制单元,其中控制单元的CPU根据在其中打印纸张没有处于输送通道的静电容量区域内的状态下从含水量检测传感器获取的频率数据通过查询温度表来确定温度,根据在其中打印纸张没有处于输送通道的静电容量区域内的状态下从含水量检测传感器获取的频率数据、在其中打印纸张处于输送通道的静电容量区域内的状态下从含水量检测传感器获取的频率数据以及之前已经确定的温度通过查询含水量表来确定包含在打印纸张内的含水量,并且根据这样进行的确定结果对成像控制提供控制程度或控制量的反馈。
日本专利申请公开说明书No.2004-54163披露了这样一种结构,其中使得打印纸张即转印材料的正面与其上已经施加有电压的一对导电辊接触,检测打印纸张正面的电阻率,将这样检测到的打印纸张正面的该电阻率转换成打印纸张的含水量,并且在打印纸张的含水量低于标准值时通过向打印纸张施加水分来实现图像质量特性校正。
日本专利申请公开说明书No.2004-216883披露了这样一种结构,它包括作为检测单元的导电材料,其中在打印纸张通过导电材料或打印纸张与导电材料接触时,导电材料的电阻率根据打印纸张的含水量改变,将通过从中导致的电阻率变化而检测出的数值与存储在安装到设备中的存储部分内的信息和由此计算出的环境湿度进行比较,其中向打印纸张施加外力,由此同时获取打印纸张的特性例如打印纸张的厚度或硬度,并且根据这样获取的信息来控制相对于所打印的打印纸张的成像条件。
日本专利申请特许公开No.H7-234556披露了这样一种结构,它包括控制单元,它将光投射在打印纸张上,根据从打印纸张反射的光的波长推导出打印纸张的含水量比例,并且由此校正每个相应的成像条件。
日本专利申请公开说明书No.2005-249889披露了这样一种结构,其中安装有这样一种单元,它从在转印材料的两个表面上施加电压时出现的电阻值中推导出含水量,根据这样推导出的含水量改变在转印材料和成像体之间的接触条件以及转印偏压电位,并且保持令人满意的用于使转印材料与成像体分离的分离特性。
另外,有关水蒸汽分布的详细研究论文也是已知的:详细内容参见下面所引证的非专利参考文献1和2。
所引证的非专利参考文献1描述了存在这样一个区域,该区域公知为扩散层,其中在水分蒸发时,水分即水蒸汽的运动按照线性方式从水分蒸发开始的地方进行。
另外,所引证的非专利参考文献2指出,例如在水处于表层时,水可以实现水蒸汽以恒定量运动,并且对于扩散层的厚度而言在例如没有受到作用在其上的风的影响时可以存在于从表层到沿着垂直方向大约为10mm的高度的区域内,并且对于扩散层的厚度而言即使在风没有在其上施加作用的情况下也可以轻易到达大约2mm至3mm的高度。
但是对于打印纸张而言,打印纸张所包含的含水量根据打印纸张所处的大气环境变化。因此,水蒸汽运动不稳定,水蒸汽常数量也不稳定,从而在处理非常少的水分时,扩散层的厚度区域变得更小,并且需要在无限接近打印纸张正面的位置检测从打印纸张出现的水蒸汽以便精确检测出从中出现的水蒸汽。
所引证的非专利参考文献1:
Ueda,Masabumi:“Measurement of the Gradient of Water-vapourPressure and the Diffusion Coefficient”,Jpn.J.Appl.Phys.(OYO BUTURI),第25卷,第4期(1956),第145页,The Japan Society of Applied Physics(OYOBUTURI GAKKAI)
所引证的非专利参考文献2:Ueda,Masabumi:“Rate of Evaporationof Water by Forced Convection”,Jpn.J.Appl.Phys.(OYO BUTURI),第29卷,第7期(1960),第443页,The Japan Society of Applied Physics(OYOBUTURI GAKKAI)1960。
然而根据日本专利申请特许公开文献No.2006-209070的内容披露了这样一种结构,其中温度和湿度传感器检测转印装置或成像设备所安装的环境湿度,并且控制安装在转印部分上的电极的电流值,打印纸张的水分特性与图像质量特性显著相关,因此在检测设备或装置所处的环境温度和湿度以及将这样检测出的温度和湿度处理为打印纸张的水分特性中出现一定程度的不合理性。
例如,在设备或装置所处的环境为高湿度环境并且打印纸张长时间留在这样的环境中时,打印纸张最终将包含相当大的水分。如果设备或装置在这种状态中工作,则设备或装置所处的环境将处于与打印纸张类似的状态中,因此打印操作将在不会损害图像质量特性的情况下进行。
但是如果例如由于空调在大气环境中的湿度大幅度降低,包含在打印纸张内的水分不会迅速蒸叠放在用于将打印纸张装载到设备或装置中的纸匣中的打印纸张适应环境发。因此,打印纸张将在不确定的时间内保持在包含相当大水分的状态中。变化尤其慢,并且因此这样叠放的打印纸张的状态将明显不合适。
如果在这种状态中进行打印操作,设备或装置的环境将必须改变为低湿度环境,因此该设备或装置将根据低湿度环境条件设置进行成像控制。但是实际上在设备或装置上输送的打印纸张仍然处于高湿度状态,因此导致成像缺陷或在打印纸张的输送中出现故障。
如果在打印纸匣内只装有一张打印纸张,则打印纸张正面的大部分将与大气环境接触,从而打印纸张将更容易适应大气环境,并且打印纸张将因此更迅速地干燥。但是如果在成像设备内的打印纸匣中叠放有数十张打印纸张,则每张打印纸张材料正面的一小部分将与大气环境接触,从而每张打印纸张材料将干得更慢。
因此,在确定每张打印纸张的含水量状态与设备或装置所处的环境相同并且在电流值控制信息中考虑了其确定结果时,含水量的实际状态实际上与所确定的状态不同,并且从中可以看出对于基于它所得到的图像信息而言将出现错误信息。
根据日本专利申请公开说明书No.2005-181701的内容涉及使转印单元移动,将由绝对湿度检测单元检测出的结果处理作为转印材料即打印纸张的水分特性,该转印材料即打印纸张具有随着相对湿度变化的水分特性,因此例如在不同环境温度下检测具有相同水分特性的打印纸张,则相对湿度值将改变,这是相对湿度值的变化趋势。
因此,即使在采用由绝对湿度检测单元检测出的结果来控制转印单元,相对湿度值随着温度改变,从而与根据环境湿度进行的控制相干涉,并且因此妨碍了获得所期望的图像。
根据日本专利申请公开说明书No.2007-304285的内容具有这样一种结构,其中通过通气管从打印纸张材料正面去除的空气被引导,并且检测出所导出的空气的湿度,认为通过通气管从打印纸张材料正面去除的空气只有在打印纸张材料保持在其含水量高于这些单元所安装的环境的湿度的状态下输送时才被有效导出。
在打印纸张材料根据在打印纸张材料和大气环境之间的平衡而排出或吸收水分并且打印纸张材料在其含水量低于大气环境的状态下输送时,空气将不会在管道内流动。另外,即使在管道内的空气吸收在打印纸张材料内的情况下,管道的开口部分形状将包括阻碍空气相对于打印纸张材料逆流的形状。因此认为所输送的打印纸张材料在将空气引导至所输送的打印纸张材料之前将通过通气管,并且另外认为从这里所述的现象中将导致对所引导的空气湿度的检测延迟的问题,从而造成错误,其中将只能检测到包括特定水分特性的打印纸张的水分状态。
根据日本专利申请公开说明书No.2007-322558的内容包括这样一种结构,其中在打印纸张材料上进行图像处理操作时根据由在靠近打印纸张材料的位置中检测其湿度的第一检测单元检测出的数值和由安装在设备内输送通道周边内的第二检测单元检测出的信息估计出该打印纸张材料的含水量。换句话说,第二检测单元测量输送通道周围环境或在设备内的环境,并且估计出打印纸张的含水量,该含水量被认为是随着所测量的环境作用而改变。
但是在设备内环境或输送通道周边的大气温度和湿度内不可避免地存在温度和湿度的分布。例如,将检测单元安装在输送通道周围、在构成用来进行热定影的定影装置附近的地方内导致相对较高的温度环境。相反,将检测单元安装在输送通道周围、在存放打印纸张材料的打印纸张供应部分附近导致相对较低的温度环境。另外,认为用来将调色剂材料转印到打印纸张材料上的转印部分的环境将随着在这里所述的其它地方的环境改变。另外,即使在进行一系列打印操作时,每个相应成像处理部分的环境根据在打印序列中进行的打印量以及打印序列所需的时间随着在这些打印序列中的每个连续打印而改变。
打印纸张材料的含水量估计值因此明显根据检测单元所安装的位置改变。因此,不能认为根据这样估计出的含水量值对每个相应图像处理进行控制是理想的,并且需要为每个图像处理例如显影、转印和定影安装第三、第四和第五检测单元以便采用在这里所述的方法来解决所述的那些问题。但是认为这种结构造成零部件数量增加,并且不可避免地增加成本,从而使得在这里所述的方法不适合实际应用。
另外,即使在其中第一检测单元四处运动并且进行第一和第二检测单元两者的任务的结构中,根据第一检测单元所行进的距离,在打印纸张材料附近检测的数值和在设备内别的地方检测的数值中也不会发现任何明显差异。通过延长所行进的距离来避免出现这种问题将会增加这种行进所需的时间,从而导致不能支持高速打印环境(将在下面进行说明)的问题。另外,随着检测单元运动,在检测单元运动之前的环境自身将会运动到在检测单元运动之后的环境位置。
另外,由于预期在检测单元运动时会出现由于大气流动而导致的检测数值中断并且试图让检测单元缓慢运动以便防止出现这种问题,这导致近年来制造出的正在发展高速打印的成像设备存在检测不能与打印纸张的输送速度保持同步的问题。
例如在通过采用MEMS技术形成的导热式湿度传感器的情况下,传感器的灵敏度和响应性越高,则所述问题变得更严重,因此认为在这里所述的技术不适合实际应用。
在按照日本专利申请公开说明书No.H9-204080所披露的内容对打印纸张进行加热时,从中出现的水蒸汽含量根据由打印纸张所包含的含水量而改变。例如,在对包括相当水分的打印纸张进行加热时产生出大量水蒸汽。在尤其对于例如进行热定影处理的定影部分而言水蒸汽上升时,预计水蒸汽凝结成附着在设备周围的水滴,从而导致在其上出现结露状态。
存在这样的危险,即已经附着在设备内的液滴会保持在其上,从而造成图像缺陷、输送故障或者设备本身出现故障。因此需要从中去除液滴的排气部件。另外,打印纸张包括在形成图像时最佳的含水量或含水量比例,即4%至6%左右,因此在形成图像之前的输送期间对打印纸张进行加热控制时,含水量比例随之改变,从而存在打印纸张的含水量比例会降低的危险,由此导致图像质量变差。
根据日本专利申请公开说明书No.9-204080的内容包括对打印纸张进行局部加热并且确定因此出现的水蒸汽量,在打印纸张所包含的含水量自身非常小时,由此出现的水蒸汽量将非常少。在这种情况下,由此出现的水蒸汽将很容易适应大气环境,从而使之不可能识别出在水蒸汽和大气环境条件之间的差别,从而使得对打印纸张进行精确控制复杂化。
根据日本专利No.3486589的内容包括设置在其中堆叠存放有打印纸张的打印纸匣的上部上的温度和湿度传感器,该温度和湿度传感器从在打印纸匣的上部周围上检测出的绝对水分量计算出打印纸张的含水量。与其一起,测量其上叠放有打印纸张的装载匣的大气环境。例如,如果含水量状态在构成纸叠上部的打印纸张、构成纸叠中部的打印纸张和构成纸叠下部的打印纸张之间是变化的,则因此检测出各种含水量状态混合并且相互抵销的状态情况,从而能够根据打印纸叠和设备所处的大气环境确定出控制条件,而不用关注单张打印纸张的含水量。因此,由于在成像中使用了其水分特性与由在此所描述的过程检测出的水分特性不同的打印纸张的情况下控制条件将不匹配,所以会出现由于其输送缺陷而导致的成像缺陷。
根据日本专利申请公开说明书No.2006-242710的内容包括在其上施加高频电压的状态下将含水量检测传感器的线圈部分设置成与金属或其它导体相对,从而导致在含水量检测传感器的线圈部分和导体之间形成静电联接(conjunction),其中施加在线圈部分上的高频电压的频率根据在线圈部分和导体之间的距离而变化。为了采用在此所述的原理,含水量检测传感器设置成夹着打印纸张在其上输送的输送通道,并且与线圈部分和金属打印纸张输送引导件间隔一定距离并与之相对,从而在打印纸张通过形成在含水量检测传感器和与含水量检测传感器的线圈部分相对的打印纸张输送引导件之间的静电容量区域(electrostatic capacity region)时,静电电容区域的介电常数由于打印纸张从中穿过而增大,由此造成含水量检测传感器的振荡器电路的振荡频率改变。根据这样检测出的振荡频率的变化量来确定打印纸张的含水量。但是在这种情况中金属导体不可避免地需要设置成与线圈部分相对。因此,打印纸张输送引导件也不可避免地必须为金属的,并且在成为针对设备设计的约束条件之外,线圈部分和导体部分也需要安装成尽可能相互平行靠近。存在这样的危险,即如果线圈部分和导体部分不平行度只有1度那么小就不可能精确检测出含水量数值,从而要求在成像设备的制造过程中零部件组装精度要很高,这增加了制造过程数量,这在价格性能方面是不理想的。
另外,检测结果根据大气温度而改变,因此在根据含水量表的数据进行含水量确定期间,检测根据距离改变,并且如果含水量检测传感器或输送引导件的安装位置变形由此改变了在它们之间的距离,则不可能进行精确检测。另外,如果由于纸屑而出现的灰尘或者通过凝结形成的液滴附着到输送引导件,则静电电容将改变,从而导致含水量检测可靠性降低。
根据日本专利申请公开说明书No.2004-54163的内容包括以下基本步骤,在打印纸张的正面上施加电压,在施加电压之后测量出在一个或多个端子之间的电阻值,并且将测量结果转换成打印纸张的含水量,以便推导出打印纸张的正面和反面的电阻值并且将这样推导出的电阻值转换成打印纸张的含水量,如果施加在打印纸张上的电压为低电压,则不能进行稳定的测量。因此,在打印纸张上施加几百伏的高电压,从而需要一定的充电时间来获得所需的高电压。因此会出现这样的故障,在多张打印纸张高速输送时,例如在一次进行一系列打印作业时,打印纸张的电阻值测量将跟不上打印纸张输送的速度。
另外,打印纸张的电阻值在紧接着打印纸张施加电压之后不稳定,最好在打印纸张上施加电压之后大约一分钟测量打印纸张的电阻值。也需要一定时间来精确测量出打印纸张的电阻值,因此出现这样的问题,其中打印纸张的电阻值测量将跟不上同时进行的一系列打印作业。另外,打印纸张的电阻率根据在其上进行测量的环境的大气温度和大气湿度的影响而改变,因此存在这样的危险,即不能按照精确稳定的方式检测出打印纸张的含水量。
另外,成像设备所采用的新近打印纸张已经在其正面上涂覆有化学品或者在其上进行了特殊的正面处理,以便提高在其上形成的图像的质量。在使得经过处理的打印纸张与其上已经施加有电压的那对导电辊接触并且检测打印纸张正面的电阻率时,难以在普通环境下精确检测出打印纸张正面的电阻率,因此不能对打印纸张的含水量进行精确检测。而且,在检测电阻变化中的错误导致错误地得出在例如经特殊处理的纸张上的水分,由此限制了在该成像设备上采用该打印纸张。
另外,获取打印纸张特性的信息需要将由检测部分检测出的数值转变成打印纸张的特性的转换部分、用于存储用来区分打印纸张类型的打印纸张信息的存储器部分以及比较存储在存储器部分中的信息的判断部分。因此,将需要除了检测部分之外的结构,从而进一步使得设备结构复杂化。
用于施加外力以便获得打印纸张的厚度或硬度的信息的结构也很复杂,并且将需要专门的空间以便安装在成像设备内。
在让多张分别包含相同水分的打印纸张留在温度和湿度不同的环境中时,在打印纸张附近的大气湿度变化量在它们之间是不同的,并且会出现这样的故障,其中不能单独通过检测大气温度和湿度来确定出包含在打印纸张内的含水量。
在这里所述的结构通过将由检测部分检测出的数值与存储在存储器部分上的数据进行比较来获取数据,即使在只是考虑单种类型的打印纸张时,存储含水量与温度和湿度之间的所有关系将需要非常大的数据容量,并且出现这样的问题,即考虑成本-效益比会得出在这里所述的结构缺乏实用的结论。
即使在打印纸张包括相同的含水量,在其中该结构与打印纸张附近的空气和打印纸张接触的状态中,纸张附近的空气和打印纸张所处的空间内的温度和湿度的影响不同,因此存在这样的危险,即,打印纸张片材的含水量检测将改变。
可以想到,在没有通过在其上施加外力对打印纸张施加冲击的情况下不能区分打印纸张的特性,打印纸张正面的纤维特性将随着在其上施加外力而改变,由此导致图像质量出现问题。
根据日本专利申请公开说明书No.7-234556的内容提出了这样一种结构,它至少包括用来控制光信号的信号处理部分、发射光信号的发光部分、接收光信号的光接收部分和从所接收到的光信号中确定打印纸张的含水量的计算处理部分,其中发光部分和光接收部分必须分别彼此相对地设置在打印纸张通过的位置并且在发光部分和光接收部分夹着打印纸张的位置中。在其中要求成像设备小型化和降低成本的当前情况下,在这里所述的结构导致零部件数量增加,因此成本增大,同时需要形成两个空间以便将发光部分和光接收部分安装在这样的位置中,使得发光部分和光接收部分彼此相对地夹着打印纸张,这会导致妨碍成像设备的小型化。
另外,出现这样的危险,其中由于周围环境即温度、湿度或风改变或者例如由于附着到发光部分或光接收部分上的液滴或纸屑而出现检测区域或距离改变,从而导致可能出现不可预见的光反射或折射,所以检测操作会变得不稳定。
另外,出现这样的危险,其中如果例如液滴由于例如在其上凝结而附着在发光元件或光接收部分上,则不能在正常状态下反射或接收光,因此不能进行精确检测。另外,通常用作发光元件的LED光源的发光强度其特征在于与总发光时间成反比地弱化。在发光强度随着时间弱化时,从所要测量的材料反射出的光变暗,从而从光接收元件输出的信号变得不稳定,并且因此检测精度变差。
根据日本专利申请公开说明书No.2005-249889的内容包括这样的结构,其中打印纸张含水量检测单元还包括与根据日本专利申请公开说明书No.2004-216883所披露的结构大致相同的结构,并且根据对打印纸张的含水量的检测结果来控制转印部分的夹隙宽度和转印偏压电位。但是,会出现这样的故障,其中根据打印纸张的含水量状态对转印部分进行精确控制变得复杂。
而且,在多张打印纸张顺序通过打印纸张输送通道时,例如在其中顺序供应和打印打印纸张的情况即顺序成像的情况下,在成像设备内的环境根据打印纸张的含水量而改变。例如,在一系列含水量较高的打印纸张上进行顺序打印时,成像设备的内部将变为高湿度状态。因此,在用来使得图像热定影在打印纸张上的定影装置上会出现冷凝,或者在例如显影装置上会出现成膜现象,其中附着在感光鼓的正面上的放电材料吸收水分,这又会造成图像质量缺陷。
发明内容
因此本发明的目的在于提供这样一种成像设备,通过采用能够应用于除了检测打印纸张的含水量之外的用途上的测量打印纸张含水量的方法,它即使在例如进行顺序打印期间也能够用简单的结构在打印纸张输送期间按照稳定的方式在每张打印纸张的基础上对含水量进行迅速检测,能够根据含水量检测结果控制在打印纸张上转印图像,而且能够避免在转印的图像内出现所谓的白条纹或白点或调色剂扩散的图像缺陷。
为了实现该目的,根据本发明实施方式的成像设备将通过成像操作形成在成像体上的调色剂图像转印在打印纸张上,其中打印纸张通过转印辊朝着定影装置输送,该转印辊包括带状转印材料和用于在打印纸张上施加偏压电压的电极。
该成像设备包括:湿度检测传感器,它安装在靠近打印纸张正面并且与之相对的位置中;保持电极,它沿着安装在沿着打印纸张的输送方向位于转印辊下游并且沿着打印纸张输送方向位于定影装置上游的位置处,该保持电极在与接触着转印辊的打印纸张表面相反的打印纸张表面上施加偏压电位,由此保持调色剂图像转印在打印纸张上;以及控制装置,用来根据从通过湿度传感器的湿度检测而获得的湿度检测变化开始直到其变化到达最大所需要的时间测量出打印纸张的含水量,并且根据这样测量出的含水量来控制每个相应的偏压电位。
附图说明
图1为示意性结构图,显示出根据本发明第一实施方式的成像设备。
图2为方框图,显示出根据本发明第一实施方式的成像设备的控制装置。
图3显示出根据本发明第一实施方式的湿度检测传感器。
图4为示意图,显示出其中在图3中所示的湿度检测传感器确认来自打印纸张的水分运动的情况。
图5显示出在时间和湿度检测传感器的输出之间的关系。
图6显示出在时间和打印纸张的相对湿度变化之间的关系。
图7显示出在湿度受控环境中已经受到湿度控制的打印纸张,即其含水量大于在周围环境中的含水量的纸张,留在与湿度受控的环境不同的周围环境中时水分的运动状态。
图8显示出在湿度受控环境中已经受到湿度控制的打印纸张,即其含水量低于在周围环境中的含水量的纸张,留在与湿度受控的环境不同的周围环境中时水分的运动状态。
图9显示出在湿度受控环境的湿度和打印纸张的含水量之间的关系。
图10显示出在规定湿度受控环境中受到湿度控制的打印纸张留在包含20%RH的湿度的周围环境中时的湿度变化。
图11显示出在打印纸张附近的相对湿度和打印纸张的含水量之间的关系。
图12为流程图,描述了采用了根据本发明第一实施方式的测量打印纸张的含水量的方法的转印控制。
图13为存储表,显示出在根据打印纸张的含水量的转印偏压电位值和保持偏压电位值之间的关系。
图14为根据本发明第一实施方式的二次转印装置的局部放大图。
图15为示意性结构图,显示出根据本发明第二实施方式的成像设备。
图16为示意图,显示出根据本发明第二实施方式的湿度检测传感器的安装结构,其中图16A为正视图,并且图16B为沿着在图16A中的A-A线剖开的立视图。
图17显示出在时间、打印纸张运动时的湿度变化量和在打印纸张不动时的湿度变化量之间的关系。
图18显示出在湿度检测传感器和打印纸张之间的距离变化时在时间和湿度变化量之间的关系。
图19显示出在将在给定湿度环境中受到湿度控制的打印纸张放在不同的湿度环境中时的湿度变化量。
图20为流程图,显示出采用了根据本发明第二实施方式的测量打印纸张的含水量的方法的转印控制。
图21为示意图,显示出根据本发明第三实施方式的湿度检测传感器的安装结构,其中图21A为平面图,并且图21B为立视图。
图22为示意图,显示出根据本发明第四实施方式的湿度检测传感器的安装结构,其中图22A为平面图,并且图22B为立视图。
图23为示意图,显示出根据本发明第五实施方式的湿度检测传感器的安装结构。
图24为流程图,显示出根据本发明第六实施方式的转印控制。
图25为根据本发明第七实施方式的二次转印装置的局部放大图。
图26为曲线图,显示出在白点图像和调色剂扩散图像和转印偏压之间的关系,这些图像是在将调色剂图像转印到打印纸张上时会出现的异常现象。
图27为曲线图,显示出在打印纸张处于低含水量状态时在白点图像、调色剂扩散图像和转印偏压之间的关系。
具体实施方式
下面将参照这些附图对本发明的实施方式进行详细说明。
(第一实施方式)
图1为示意性结构图,显示出根据本发明第一实施方式的进行彩色打印的成像设备,例如电摄影式复印机,它包括二次转印机构。
在图1中,附图标记1表示成像设备。充电装置3、图像写入装置即曝光装置4、显影装置5、初次转印装置6和清洁装置7基于每种颜色设置在位于成像设备1内作为成像体的感光鼓2的周边上。在当前情况中,在这里所述的这些装置在C、Y、M和K基于每种颜色设置在其上。要理解的是,附图标记7a为清洁刮板。
成无限环形形状的转引带40作为转印材料设置在成像设备1内,以便与感光鼓2接触。清洁装置42设置在转引带40的运动方向的下游侧,并且二次转印装置41设置在转引带40的运动方向的上游侧。定影装置8设置在二次转印装置41的上部上。要理解的是附图标记42a为清洁刮板。
定影装置8主要由定影辊8a和加压辊8b构成。二次转印装置41主要由转印辊41a和41b和保持辊41c构成。
将打印纸张P成叠装载到打印纸张供应盒9中,并且经由一对拾纸辊12、打印纸张供应输送通道10、二次转印装置41和定影装置8输出。湿度检测传感器11位于那对拾纸辊12附近,并且靠近打印纸张供给盒的上部。
根据该成像设备,以规定的处理速度旋转驱动的感光鼓2的正面由充电装置3充上均匀电荷。之后,通过图像写入装置4根据通过读入装置(未示出)读入的源文件的图像信息进行曝光,并且在感光鼓2上形成静电潜像。之后,通过显影装置5的调色剂即显影剂进行显影,并且将每个相应颜色的调色剂图像形成在感光鼓2上。以多种颜色形成在感光鼓2上的调色剂图像通过初次转印装置6按照一系列叠层转印在以规定处理速度被旋转驱动的转引带40上。
相反,从打印纸张供给盒9将打印纸张P输送给二次转印装置41,从而在规定的时刻通过打印纸张输送通道10,并且通过二次转印装置41将形成在转引带40上的调色剂图像按照一系列叠层转印在打印纸张P上。将其上转印有调色剂图像的打印纸张朝着位于打印纸张P的输送方向下游侧的定影装置8输送,在那里调色剂图像通过在定影辊8a和加压辊8b之间受到加热和加压而定影在打印纸张P上。之后通过出纸辊(未示出)将其上定影有调色剂图像的打印纸张P排出到成像设备1外面。
要理解的是,通过清洁装置7的清洁刮板7a清除保留在感光鼓2的正面上而没有转印在转引带40的调色剂图像,并且之后使得感光鼓2的正面准备用于产生随后的图像。另外,通过清洁装置42的清洁刮板42a清除保留在转引带40上而没有转印到打印纸张P上的调色剂图像,并且之后使得转引带40的正面准备用于产生随后的图像。
湿度检测传感器11检测出从打印纸张供给盒9提供的打印纸张P的湿度,即水蒸汽。
该成像设备1包括控制装置ST,例如在图2中所示的。控制装置ST主要由测量部分13、存储器14、CPU 15、初次转印偏压控制部分31、二次转印偏压控制部分16、充电偏压控制部分17、输送控制部分18、定影控制部分19和环境控制部分30构成。将由湿度检测传感器11给出的检测结果输入给测量部分13,该测量部分13在测量部分13和存储器14之间进行信息的装载和卸载,并且将操作结果输出给CPU15。CPU 15操作作为用来控制成像设备1的整体操作的控制单元,以及根据从控制测量部分13输入给CPU 15的信息控制初次转印偏压控制部分31、二次转印偏压控制部分16、充电偏压控制部分17、输送控制部分18、定影控制部分19和环境控制部分30的控制单元。
初次转印偏压控制部分31控制初次转印偏压电位,二次转印偏压控制部分16控制二次转印偏压电位,充电偏压控制部分17控制充电偏压电位,输送控制部分18控制打印纸张P的输送速度,定影控制部分19控制定影温度,并且环境控制部分30控制风扇的转速。
将表示在环境湿度值和含水量w,即打印纸张的含水量之间的关系的数据预先装载到存储器14中;具体参见图11。测量部分13根据从湿度检测传感器11输出的检测输出数据和预先装载到存储器14中的数据测量或计算出从打印纸张供给盒9提供的打印纸张P的含水量。
在当前情况中,CPU 15根据从测量部分13输出的打印纸张P的含水量信息对二次转印偏压控制部分16进行控制。另外,CPU 15根据从测量部分13输出的环境湿度值控制环境控制部分30并且控制风扇电机以使得安装在设备内的风扇(未示出)转动。下面将提供CPU 15对环境控制部分39和风扇电机的控制的详细说明。
湿度检测传感器11包括用来检测打印纸张P的湿度,即水蒸汽的传感器部分11a和与传感器部分11a电连接的基板11b,如图3所示。基板11b通过信号线22与测量部分13电连接。
使用通过采用MEMS技术形成的导热式湿度传感器作为湿度检测传感器11的传感器部分11a。可以将传感器部分11a锚固在基板11b上,并且虽然基板11b可以包括任意能够从传感器部分11a提取电信号的材料,但是通常优选采用这样的电路板,它是通过采用玻璃环氧树脂材料制成的。传感器部分11a粘接在基板11b上,通过微观金属线(microscopic metallic wire)(未示出)贴在基板11b上并且通过信号线22与测量部分13电连接。
传感器部分11a在伸出的状态下设置在打印纸张供给盒9上,以便处于能够处于最靠近打印纸张P的正面的位置中。来自打印纸张P的水分的运动流因此尽可能迅速地到达传感器部分11a,并且可以按照令人满意的方式检测到在打印纸张P和周围环境之间的出现的水分运动,且不会干涉其他结构部件或湿度检测传感器的材料,基板11b代表会潜在地妨碍对在它们之间的水分运动进行检测的部件一个例子。
另外,通过采用MEMS技术形成传感器部分11a,因此能够将传感器本身的形状尺寸降低至小于10mm。因此,可以减小整个湿度传感器11的尺寸,由此有利于将该湿度检测传感器11安装到有限的空间中。
图4为示意图,显示出来自于已经受到湿度调节即受到湿度控制的打印纸张P的水分相对于安装成与处于所述条件下的打印纸张P接触的湿度检测传感器11的运动状态。在当前情况中,湿度检测传感器11的传感器部分11a如此设置,从而在湿度检测传感器11的传感器部分11a和打印纸张P的正面Pf之间的距离即间隔小于或等于1mm。
图5为曲线图,显示出在时间t和图4所示的湿度检测传感器11的检测输出H之间关系,采用时间和所检测出的湿度输出H之间的关系来说明当已经在高湿度环境条件受到湿度控制的打印纸张P留在其湿度低于所述湿度受控环境的湿度的外部环境即周围环境中时,在打印纸张P正面附近会出现的水分行为。
如图6所示,从打印纸张P自然蒸发的水分根据在打印纸张P上的水分和外部环境即周围环境之间的平衡具有缓慢变化的趋势,而不是一次大量蒸发。
在将打印纸张P留在外部环境即周围环境中时,在包含在打印纸张P内的水分状态和包含在外部环境即周围环境内的水分状态之间出现差异,并且因此通过试图保持在包含在打印纸张P内的水分状态和包含在外部环境即周围环境内的水分状态之间的平衡,打印纸张P将已经被该打印纸张P吸收的水分排出。
原因在于,这样排出的水分分布即水蒸汽密度分布随着时间如此形成,从而从打印纸张P排出的水分增加直到到达规定时间,另外为了试图保持在从打印纸张P排出的水分和其外面的大气之间的均衡,简要地减少从打印纸张P排出的含水量,并且湿度检测输出H到达接近外部环境的湿度即周围环境的湿度的数值,从而所排出的水分量分布曲线采取如图5所示的形式。
在从打印纸张供给盒9输出打印纸张P时,当在打印纸张P正面附近即在靠近打印纸张P的正面Pf的规定空间内观察到在这里所述的现象时,从打印纸张P排出的水分量从其中打印纸张P通过打印纸张P与湿度检测传感器11即传感器部分11a相对的位置的时间t0开始到从时间t0已经经过了给定时间间隔的时刻t1达到最大值。
图7为曲线图,显示出在与打印纸张P通过打印纸张P与湿度检测传感器11即传感器部分11a相对的位置的时间t0对应的时间,在打印纸张P与湿度检测传感器11相对地处于停止的状态下,在将在给定环境中已经受到湿度控制的打印纸张留在与所述湿度受控环境不同的环境中时出现的水分运动状态。在包含在打印纸张P内的含水量大于流经外部环境即周围环境的水分时,水分从打印纸张P中蒸发出,因此打印纸张P的湿度变化量减小,如图7所示。打印纸张P的含水量状态试图保持在打印纸张P的含水量和外部环境即周围环境的含水量之间的平衡,因此打印纸张P的含水量变化量稍微减少,从而接近外部环境即周围环境的含水量。
相反,在打印纸张P的含水量低于外部环境即周围环境的含水量时,打印纸张P会试图从打印纸张P的环境中吸收水分,因此打印纸张P的湿度变化量改变从而增加,如图8所示。打印纸张P的含水量状态试图保持在打印纸张P的含水量和外部环境即周围环境的含水量之间的平衡,因此打印纸张P的含水量变化量稍微减小,从而接近外部环境即周围环境的含水量。要理解的是,在打印纸张P的含水量状态和外部环境即周围环境的含水量状态之间不存在任何差异时,在湿度变化量方面不会出现任何改变。
因此显然打印纸张P的含水量一直根据外部环境即周围环境进行改变。换句话说,为了在任意时刻确定出打印纸张P的含水量状态,通过确定从对打印纸张P和外部环境即周围环境之间作为水分运动的含水量进行探测的开始到含水量变化量到达最大的时刻期间的最大值,从而可以通过湿度检测传感器11即传感器部分11a来确定在进行含水量检测时由打印纸张P所包含的含水量状态。
图9为曲线图,显示出在湿度受控环境的湿度即用来调节打印纸张P的含水量状态的相对湿度和受到湿度控制的打印纸张P的含水量即含水量W之间的关系。显然在湿度受控环境的湿度较低时,包含在打印纸张P内的水分即打印纸张P的含水量降低至其低状态,而在湿度受控环境的湿度较高时,包含在打印纸张P内的水分即打印纸张P的含水量进入其高状态,如图9所示。
另外,根据在被称为反应相对湿度RH的相对湿度的最大测量值和湿度受控环境的湿度rh之间的关系,描绘出在将湿度受控打印纸张P留在与湿度受控环境不同的外部环境中时在包括图9中所示的关系的湿度受控打印纸张P和外部环境即周围环境之间的含水量运动,产生出如图10所示的结果。
图10为曲线图,显示出在将在规定湿度受控环境中受到湿度控制的打印纸张P留在其相对湿度为20%的周围环境中时的湿度变化。例如,其含水量在相对湿度rh为75%的周围环境中受到调节的打印纸张P在湿度受控环境的湿度值处达到饱和状态,从而导致这样的状态,即:其中在打印纸张内包含大约为湿度受控环境的含水量,或者小于湿度受控环境的含水量的含水量。在将处于这种状态中的湿度受控打印纸张P留在其相对湿度RH为20%的环境中时,根据从打印纸张P排出的含水量的湿度在20%的相对湿度RH和75%的相对湿度RH之间变化。要理解的是,在图10中,反应相对湿度RH指的是相对湿度的最大测量值。
因此,从打印纸张P出现的水分根据在湿度受控环境的湿度和打印纸张P所处的环境的湿度之间的差异而变化,并且另外假设不是包含在打印纸张P内的所有水分都将排出,则即使在达到水分变化量的最大值时,打印纸张P所处的环境的湿度也将小于或等于湿度受控环境的湿度。
可以从在图9中所示的曲线图和在图10中所示的曲线图,通过采用例如如图11所示的由湿度检测传感器11检测到的相对湿度输出值的最大值来确定打印纸张P的含水量,图9显示出在湿度受控环境的湿度rh和含水量W之间的关系,并且图10显示出在湿度受控环境的湿度rh和反应相对湿度RH之间的关系。
要理解的是,在图11中,附图标记a表示在20%的环境湿度RH和包含在打印纸张P内的含水量之间的关系,附图标记b表示在50%的环境湿度RH和包含在打印纸张P内的含水量之间的关系,并且附图标记c表示在80%的环境湿度RH和包含在打印纸张P内的含水量之间的关系。
例如,经调节的环境湿度为在将打印纸张P留在打印纸张供给盒9内并且到达其平衡状态时打印纸张P的湿度,而环境湿度为在打印纸张P周围的空间的湿度。将在图11中所示的描绘出在相对湿度RH和以百分比计的含水量W之间的关系的曲线图预先装载到存储器14中。
如在这里所述的一样,根据在打印纸张P的正面和靠近打印纸张P正面的外部环境即周围环境之间出现的水分从打印纸张P的自然蒸发和水分在打印纸张P上的自然吸收,通过检测出相对于水分运动状态的环境湿度值的最大变化量,可以推导出在通过湿度检测传感器11检测湿度时包含在打印纸张P内的含水量。
下面参照在图12中所示的流程图对通过根据第一实施方式的测量打印纸张P含水量的方法进行的转印控制进行说明。
在测量部分13上如此设定存储器变量n和y,从而将存储器变量初始化为1,并且将存储器变量y初始化为0。另外,测量部分13包括比较数的预设定值z。
该过程从步骤S1开始,其中测量部分测量出在打印纸张P没有处于与湿度检测传感器11即传感器部分11a相对的位置处时的环境湿度数值。接着,在步骤S2中,测量部分13测量出在打印纸张P处于与湿度检测传感器11的传感器部分11a相对的位置处时的打印纸张P的第一瞬时检测湿度数值。
之后,在步骤S3中,从环境湿度的数值中减去在其第一次测量中由测量部分13获得的打印纸张的湿度检测值,并且相对于环境湿度的数值计算出湿度变化的部分X(n=1):
X(n)=环境湿度值-打印纸张湿度检测值
接着,在步骤S4中,确定测量部分13是否为n=1,如果n=1,则确定结果为“是”,并且该过程前进至步骤S5。如果不是n=1,则确定结果为“否”,并且该过程前进至步骤S6。假设将存储器变量n初始设定为1,该过程前进至步骤S5。
在步骤S5中,存储器变量增加1,并且该过程前进至步骤S2。在步骤S2中,对打印纸张P的湿度检测值进行第二次测量。之后,该过程前进至步骤S3。在S3中,从环境湿度值中减去在其数值的第二次测量中所获得的打印纸张的湿度检测值,并且相对于环境湿度数值计算出湿度变化的部分x(n=2)。之后,该过程前进至步骤S4。
在步骤S4中,n=2,因此确定结果为“否”,因此该过程前进至步骤S6。在步骤S6中,将随着第一次测量计算出的湿度变化的部分X(n=n-1)与随着第二次测量计算出的湿度变化的部分X(n=n)进行比较。
如果在步骤S6中随着第二次测量计算出的湿度变化的部分X(n=n)大于或等于随着第一次测量计算出的湿度变化的部分X(n=n-1),则认为在检测时还没有到达最大值,因此其确定结果为“否”,因此该过程前进至步骤S7。在步骤S7中,将存储器变量y与比较数z进行比较。
如果在步骤S7中存储器变量y小于比较数z,则该过程前进至步骤S8,其中将存储器变量y设定为y=y+1,并且将存储器变量n设定为n=n+1。之后,该过程前进至步骤S2,其中测量出打印纸张P湿度的第三检测值。之后,在步骤S3中,从环境湿度值中减去通过其第三次测量获得的打印纸张P的湿度检测值,并且计算出随着第三次测量而计算出的湿度变化部分X(n=3)。之后,该过程前进至步骤S4。在步骤S4中,存储器变量n为n=3,并且因此其确定结果为“否”,因此该过程前进至步骤S6。
在步骤S6中,将第二次测量即前一次测量计算出的湿度变化部分X(n=n-1)与第三次测量即当前测量计算出的湿度变化部分x(n=n)进行比较。在第二次和随后的测量中,如果在步骤S6中随着当前测量计算出的湿度变化的部分x(n=n)大于或等于前一次测量计算出的湿度变化部分X(n=n-1),则重复步骤S2、S3、S4、S6、S7和S8的过程直到存储器变量y的数值超过比较数z的数值。要理解的是,如果随着当前测量计算出的湿度变化部分x(n=n)不小于前一次测量计算出的湿度变化部分X(n=n-1),或者换句话说,如果在它们之间实际上没有任何差异,则即使在存储器变量y的数值超过比较数的数值,将确定打印纸张P适应于其外部环境的含水量状态,于是该过程前进至步骤S9。
如果在步骤S6中随着当前测量计算出的湿度变化部分x(n=n)小于前一次测量计算出的湿度变化部分X(n=n-1),则对于已经推导出最大变化值的判断结果为“是”,于是该过程前进至步骤S9。
在步骤S9中,测量部分13将在步骤S6中测量出的变化量的最大值x(n)应用于在图11中所示的曲线上,并且从例如环境湿度的数值和与在该图线图中描绘出的最大值x(n)对应的含水量线a、b和c,确定在含水量线上的位置。之后,在步骤S10中,以百分比形式推导出打印纸张P的含水量w,它对应于在图11中所示的含水量线a、b和c的那些位置。
根据以百分比形式的含水量w,与施加在转印辊41a和保持辊41c上的偏压电位值一起以表格形式,将在图11中所示的曲线图预装载到存储器14中,具体参见图13。在图13中所示的存储器表分成四行,其中分别通过小于4%、大于或等于4%并且小于6%、大于或等于6%并且小于9%以及大于或等于9%的打印纸张P的含水量w来确定出施加在转印辊41a和保持辊41c上的偏压电位值。在打印纸张P的含水量w减少时,打印纸张P的电阻值增大,而如果打印纸张P的含水量w上升,则打印纸张P的电阻值降低。结果,按照随着打印纸张P的含水量w增大而增加的方式确定出转印辊51a的电极的偏压电位值。相反,按照根据打印纸张P的含水量w的增加而降低的方式确定保持辊41c的保持电极的偏压电位值。要理解的是,在图13中的附图标记指的是偏压电位值。
在步骤S11和S12中,测量部分13将这样推导出的含水量w与在图13中所示的存储器表进行比较,并且根据含水量w确定出转印辊41a和保持辊41c的偏压电位值。在步骤S13中,将这样确定的与偏压电位值相关的信息输入到CPU 15中,并且CPU 15根据这样推导出的偏压电位值控制二次转印偏压控制部分16。
图14为在图1中所示的二次转印装置41的局部放大图。与相对于转印辊41a所推导出的打印纸张P的含水量对应的偏压电位值施加在转印辊41a的电极上并且将调色剂图像转印到打印纸张P上,而将与相对于保持辊41c所推导出的打印纸张P的含水量对应的偏压电位值施加在保持辊41c的保持电极41c上,并且在保持转印到打印纸张P上的调色剂图像期间,将打印纸张P输送给定影装置8。
由此例如可以在具有低含水量和高电阻状态的打印纸张P上采用转印辊41a来进行调色剂图像的转印,而不必施加过大的偏压电位。因此将调色剂图像有效转印在打印纸张P上,且不会引起异常放电,由此有利于防止出现白点图像。
另外,在转印之后采用保持辊41c来在打印纸张P上施加极性相反的偏压电位可以补充在打印纸张P上的调色剂图像的保持能力,因此将调色剂图像保持在打印纸张P上,而不会发生调色剂图像的保持能力下降,这又能够防止出现调色剂扩散,由此有利于根据打印纸张P的含水量状态进行转印控制,并且导致在其上的图像质量改善。
另外,与在这里所述的控制同时地,可以控制其它控制过程、充电偏压控制部分17、输送控制部分18或定影控制部分,并且由此可以根据打印纸张P的含水量分别适当地控制充电偏压电位、打印纸张的输送速度和定影温度。
根据第一实施方式通过存储器表方式来确定与含水量w对应的偏压电位值,但是要理解的是,在不需要高精度控制的成像设备的情况下,例如在不期望提供高图像质量的具有有限功能设置的廉价成像设备中,也可以采用不依赖于存储表方式的分段确定方法,例如二段或三段确定方法。
另外,根据第一实施方式的说明涉及采用转印辊41a和保持辊41c来在打印纸张P上施加偏压电位,但是材料的形状绝不局限于辊状,例如转印辊41a和保持辊41c,只要该材料为偏压电位施加材料,它能够在其材料与打印纸张P接触的状态中在打印纸张P上施加转印偏压电位和保持偏压电位即可。
换句话说,堆叠在成像设备内的打印纸张供应盒9内的打印纸张P的含水量不限于对于其上的每张打印纸张P而言都是相同的。该含水量根据叠放在例如打印纸张供给盘9内的打印纸张P的位置而改变,并且另外还根据在开始打印的时刻周围环境的状态而改变。另外,对于每个相应的过程在每张打印纸张P的基础上进行成像。因此,需要在进行成像之前立即基于从例如打印纸张供给盘9中抽取的每张打印纸张P获取打印纸张P的含水量信息。
作为对打印纸张P的含水量状态的传统检测,已知这样的方法,该方法采用了用来通过测量微波吸收率来检测打印纸张P的含水量状态的湿度计,或者采用用来通过红外方式检测打印纸张P的含水量程度的红外湿度计,以及通过检测打印纸张P的正面电阻以及体积电阻的方式来测量电阻的方法,或者采用通过使用例如湿度传感器来检测静电电容从而测量出周围大气的方法。但是所述的每一种方法即使在检测响应速度迅速的情况下无论怎样都需要几秒至几十秒。因此,在试图在成像设备内采用这样所述的检测方法时,在成像设备内单张打印纸张P的时刻变为其中打印纸张P在打印作业开始时正在输送的状态,并且打印纸张P的输送速度将为200mm/秒或更高。
虽然可以通过在打印纸张P输送期间使之暂停来获取打印纸张P的含水量信息以便检测出打印纸张P的含水量状态,但是在打印纸张P的输送期间使得打印纸张P暂停会影响打印速度,由此使得成像设备的打印速度性能明显下降。
另外,在所述的测量方法中难以认定通过这些测量能够获得打印纸张P的含水量程度或湿度值,由此精确地测量出其中在每张纸基础上打印纸张P的含水量受到其附近的环境湿度的影响的状态。因此,即采用了在这里所述的测量结果来确定在成像设备内的每个相应过程的控制条件将会使得校正伴随出现的图像异常的目的复杂化。
因此,根据本发明的实施方式,通过能够快速精确地测量单张打印纸张P的含水量状态并且反映出在确定转印辊41a的偏压电位值中所获得的测量结果的湿度检测传感器11,并且在成像过程的控制中,通过采用测量方法来进行实现防止图像异常的过程。
(第二实施方式)
根据第二实施方式,湿度检测传感器11设置在打印纸张输送通道10附近,该输送通道设置在打印纸张供给盒9和二次转印装置41之间,如图15所示。根据第二实施方式,在打印纸张P通过打印纸张输送通道10从打印纸张供给盒9输送出时进行打印纸张P的含水量w测量。根据第二实施方式的结构和控制方法的其它部分与根据第二实施方式的那些方面相同,并且下面将不再赘述。
换句话说,根据第二实施方式,湿度检测传感器11锚固在棒状轴21的中部上,该棒状轴21支撑着作为保持装置的一对导辊20a和20b,从而使得那对导辊20a和20b能够自由转动,并且该湿度检测传感器11还设置在打印纸张输送通道10附近,以便与打印纸张P相对,其中在湿度检测传感器11和打印纸张P之间开有规定的间隔,如图16(a)和图16(b)所示。
每个相应的导辊20a和20b在打印纸张P的输送期间与打印纸张P的正面接触,并且执行在湿度检测传感器11和打印纸张P的正面之间恒定保持给定距离的任务。在湿度检测传感器11的传感器部分11a和打印纸张P的正面之间的距离即间隔设定为大于或等于0.1mm并且小于或等于2mm。
使用通过采用MEMS技术形成的导热式湿度传感器作为传感器部分11a。因此可以将传感器部分11a本身的形状尺寸减小至小于10mm。因此,可以减小整个湿度检测传感器11的尺寸,由此有利于将湿度检测传感器11安装到打印纸张输送通道10的有限空间中。
位于传感器部分11a的任一侧上的每个相应的导辊20a和20b还按照相对于轴21自由转动的方式安装。打印纸张P部分压在那对导辊20a和20b之间,从而在传感器部分11a和打印纸张P之间的给定距离得以恒定保持,而且同样避免了在打印纸张P和传感器部分11a之间出现碰撞。
如果在导辊20a和20b与湿度检测传感器11即传感器部分11a之间的距离变得太短,则会出现在打印纸张P和周围环境之间水分运动之间出现干涉,因此最好将湿度检测传感器11安装成与导辊20a和20b分开一定距离(certain remove)。
但是如果湿度检测传感器11离导辊20a和20b太远,会出现这样的问题,即不能保持在打印纸张P和传感器部分11a之间的给定距离,同样由于打印纸张P因为其弯曲而卡在传感器部分11a上,从而会出现输送故障。因此,每个相应的导辊20a和20b最好安装在相对于湿度检测传感器11即传感器部分11a距离大约30mm至50mm的位置上。
图17为曲线图,显示出在规定湿度环境内受到湿度控制并且处于其中相对于湿度检测传感器11即传感器部分11a保持给定距离的打印纸张相对于湿度检测传感器运动时在运送的任意位置处湿度即含水量运动的以秒为基础的变化量,以及在规定湿度环境内受到湿度控制并且处于其中相对于湿度检测传感器11即传感器部分11a保持给定距离的打印纸张锚固即不动时在运送的任意位置处湿度即含水量运动的以秒为基础的变化量。要理解的是,相对于打印纸张P的输送条件,打印纸张P通过湿度检测传感器11即传感器部分11a的速度为210mm/秒,并且在这里所用的打印纸张P为A4规格打印纸张,它已经在恒定环境下受到湿度控制。
从在图17中的曲线图中可以看出,可以证明这个状态,其中湿度变化量即含水量运动在打印纸张P通过湿度检测传感器11即传感器部分11a时是变化的。在图17中,湿度变化量在小于每10秒的间隔上急剧波动。急剧波动的原因在于随着打印纸张P的运动在打印纸张P的正面Pf上出现大气流,并且由于其上的大气流所以在打印纸张P的正面Pf附近出现其中水分很多的区域以及其中水分较少的区域。
在将打印纸张P运动时的湿度变化量数值与打印纸张P不动时的湿度变化量数值进行比较时,可以看出在不动的打印纸张P上随着时间出现的湿度运动状态改变是与在运动的打印纸张P上出现的其状态变化类似地出现。但是在打印纸张P正在运动时检测打印纸张P的湿度变化量的情况下,如图17所示,在打印纸张P最初通过湿度检测传感器11即传感器部分11a时不能检测出由打印纸张P所包含的含水量变化的最大值,即在图17中用“A”表示的部分。
可以通过将湿度检测传感器11即传感器部分11a设置在最接近打印纸张P的正面Pf的距离,即大于或等于0.1mm并且小于或等于2mm的位置处来提高检测灵敏度并且另外通过采用用MEMS技术形成并且能够通过以小于10mm/秒单位的高速响应进行湿度测量的导热式湿度传感器作为传感器部分11a来改善检测灵敏度和响应速度,从而解决在这里所述的那些问题。所采用的测量方法可以采用大气的导热性随着水蒸汽浓度即湿度而出现的变化。例如,可以采用根据日本专利No.2889909的段落0081所披露的湿度传感器。
图18显示出通过距离打印纸张P的正面Pf的测量距离即在打印纸张P的正面Pf和传感器部分11a之间的距离中的差异检测出的相对湿度变化量即检测出变化量、与在其中打印纸张P设置成与传感器部分11a相对的状态中所测量出的相对湿度变化量的差别的曲线图。在相对于打印纸张P的正面Pf的测量距离为3mm或5mm时,如图18所示,在相对湿度变化量和室内环境之间实际上不存在任何可观察到的差异,因此不能确定水分从打印纸张P的运动,即其相对湿度的变化量。在从打印纸张P至传感器部分11a的距离小于或等于2mm时,可以确定打印纸张P的相对湿度变化量。
但是在从打印纸张P到传感器部分11a的距离为2mm时,即使在相对湿度变化量和室内环境之间可以发现明显的差异,该变化量也较小。因此,在其上作出的确定在含水量的运动状态变化一开始较小时通常被认为是复杂的。
根据所引证的非专利文献1和2,在水分蒸发时,认为存在被称为扩散层的区域,在该区域上水分即水蒸汽的运动从蒸发开始的位置按照线性的方式进行。例如,在水处于表层时,水可以进行固定量水蒸汽的稳定运动,并且在不受到风作用影响时在从表层到沿着垂直方向大约10mm的高度的区域内会存在一定厚度的扩散层,并且即使在风在其上施加影响的情况下扩散层的厚度也可以很容易到达2mm至3mm或其左右的高度。
但是,在该打印纸张P中,打印纸张P所包含的含水量首先根据周围环境变化。因此,水蒸汽的运动不稳定,并且另外水蒸汽量不恒定,从而在处理非常少量的水分时扩散层的厚度区域变得更小。另外,根据在打印纸张P的含水量状态和周围环境之间的平衡状态会出现水含量的反向运动,其中打印纸张P吸收周围环境的水分。认为扩散层在这种情况中以及在这里所述的其它情况中存在。在当前情况中的扩散层的厚度在周围环境内相对于打印纸张P形成小于1mm的区域,并且在从打印纸张P到传感器部分11a的距离超过1mm,则水分的运动变为非线性,这会更容易受到周围环境的影响,并且由此认为不可能对水含量运动的数值进行精确测量。
因此,优选甚至在相同的条件下将传感器部分11a设置在距离打印纸张P的正面Pf小于或等于2mm的空间中,从而可以基本上确定水含量的运动状态变化,即相对湿度变化量,并且即使在传感器部分11a与打印纸张P的正面Pf接触时也能够进行检测。但是在打印纸张P正在成像设备内以高速例如200mm/秒或更大的速度输送时使得传感器部分11a与打印纸张P的正面Pf接触,这会引起这样的问题,即打印纸张P的正面Pf会被撕破或者传感器部分11a会受损,并且在考虑打印纸张P在输送期间的翻转操作即不规则运动时,认为从打印纸张P的正面Pf到传感器部分11a的距离必须大于或等于0.1mm。
因此,从打印纸张P的正面Pf到传感器部分11a的距离优选大于或等于0.1mm并且小于或等于2mm,并且考虑了其中打印纸张P的含水量状态变化一开始较小,所以距离所要处理的打印纸张P的正面的距离最优选小于或等于1mm,这样可以基本上确定变化量。
因此,可以高精度、高速并且高灵敏度地确定在打印纸张P和周围环境之间出现的含水量的运动即相对湿度变化量,由此还可以在打印纸张P通过传感器部分11a时的间隔期间确定含水量状态变化的最大值。
另外,即使在传感器部分11a的检测灵敏度和响应速度得到改善的情况下,在检测小规格例如A6或B6规格的打印纸张的含水量时,打印纸张通过传感器部分11a所需的时间缩短。作为由于打印纸张P通过所需的时间缩短而在打印纸张P通过传感器部分11a期间出现可能不能确定打印纸张P的含水量状态变化的最大值的情况中的应对措施,可以从在打印纸张P通过传感器部分11a的期间内检测值的变化趋势中预测出含水量状态变化的最大值,并且采用这样预测出的数值来推导出打印纸张P的含水量。
图19为曲线图,显示出在将在不同湿度环境中受到湿度控制的打印纸张放在包括任意所测量湿度的环境中时含水量状态即湿度变化量。在图19中,其中分别在其中将湿度设定为75%RH和60%RH的环境中受到湿度控制的湿度受控打印纸张A和B并且将这样受到湿度控制的打印纸张A和B放在其中将湿度设定为20%RH的测量环境中,湿度变化量情况描述为通过采用设置在离打印纸张A和B的正面的距离为小于或等于1mm的位置中的湿度检测传感器11即传感器部分11a检测到的检测结果。
即使在湿度受控的打印纸张A和B的湿度水分特性改变的情况下,显然到达其最大值所需的时间和变化量的曲线图表示类似的趋势,如图19所示。因此可以采用这样所描绘的趋势来预测从在打印纸张P通过传感器部分11a时检测到的数值变化趋势开始的变化量趋势的最大值,并且从这样预测出的数值中推导出打印纸张P的含水量。
下面参照在图20中所示的流程图对采用了根据第二实施方式的测量含水量方法进行的转印控制进行说明。
按照与根据第一实施方式的转印控制类似的方式在测量部分13上设定存储器变量n和y。存储器变量n的初始值为1,并且存储器变量y的初始值为0。另外,测量部分13包括比较数z的预设定值。
该过程从步骤S21开始,其中测量部分13在打印纸张P输送到其上之前在与湿度检测传感器11即传感器部分11a相对的位置处测量环境湿度的数值。之后,在步骤S22中,在将打印纸张P输送到与湿度检测传感器11(传感器部分11a)相对的位置时测量部分13再次检测打印纸张P的湿度检测值。
之后,在步骤S23中,从环境湿度数值中减去在其第一次测量中通过测量部分3获得的打印纸张P的湿度检测值,并且相对于环境湿度的数值计算出湿度变化的小部分X(n=1)。接着,在步骤S24中,确定测量部分13是否为n=1,如果n=1,则确定结果为“是”,并且该过程前进至步骤S25。如果不是n=1,则确定结果为“否”,并且该过程前进至步骤S26。假设将存储器变量n初始设定为1,该过程前进至步骤S25。在步骤S25中,存储器变量增加1,并且该过程前进至步骤S22。在步骤S22中,对打印纸张P的湿度检测值进行第二次测量,之后该过程前进至步骤S23。在S23中,从环境湿度值中减去在其数值的第二次测量中所获得的打印纸张的湿度检测值,并且相对于环境湿度数值计算出湿度变化的部分x(n=2)。之后,该过程前进至步骤S24。
在步骤S24中,n=2,因此确定结果为“否”,因此该过程前进至步骤S26。在步骤S26中,将第一次测量计算出的湿度变化的部分X(n=n-1)与第二次测量计算出的湿度变化的部分X(n=n)进行比较。
如果在步骤S26中湿度变化的部分X(n=n-1)小于湿度变化的部分X(n=n),或者换句话说如果第二次测量计算出的湿度变化的部分X(n=n)大于或等于第一次测量计算出的湿度变化的部分X(n=n-1),则认为还没有到达在检测时的最大值,因此其确定结果为“否”,因此该过程前进至步骤S27。
如果在步骤S27中存储器变量y小于比较数z,则该过程前进至步骤S28,其中将存储器变量y设定为y=y+1,并且将存储器变量n设定为n=n+1。之后,该过程前进至步骤S22,其中测量出打印纸张P湿度的第三检测值。之后,在步骤S23中,从环境湿度值中减去通过其第三次测量获得的打印纸张P的湿度检测值,并且计算出利用第三次测量而计算出的湿度变化的部分X(n=3)。之后,该过程前进至步骤S24。在步骤S24中,存储器变量n为n=3,并且因此其确定结果为“否”,因此该过程前进至步骤S26。
在步骤S26中,将利用第二次测量即前一次测量计算出的湿度变化的部分X(n=n-1)与利用第三次测量即当前测量计算出的湿度变化的部分x(n=n)进行比较。在其第二次和随后的测量中,如果在步骤S26中随着当前测量计算出的湿度变化的部分x(n=n)大于或等于利用前一次测量计算出的湿度变化的部分X(n=n-1),则重复步骤S22、S23、S24、S26、S27和S28的过程直到存储器变量y的数值超过比较数z的数值。要理解的是,如果利用当前测量计算出的湿度变化的部分x(n=n)不小于利用前一次测量计算出的湿度变化的部分X(n=n-1),或者换句话说如果在它们之间实际上没有任何差异,则即使在存储器变量y的数值超过比较数的数值,将确定打印纸张P适应于其外部环境的含水量状态,于是该过程前进至步骤S29。
如果在步骤S26中利用当前测量计算出的湿度变化的部分x(n=n)小于利用前一次测量计算出的湿度变化的部分X(n=n-1),则对于已经推导出最大变化值的判断结果为“是”,于是该过程前进至步骤S29。在这里所述的过程在从打印纸张P的前缘通过传感器部分11a的时刻到打印纸张P的后缘通过传感器部分11a的时刻的时期内反复进行,并且由此获取湿度变化量。
在步骤S29中,从在打印纸张P通过传感器部分11a期间获得的多个变化量数值中推导出湿度变化量的变化趋势,从这样推导出的趋势中预测出所要到达的最大值,并且该过程前进至步骤S30。
在步骤S30中,测量部分13将在步骤S29中预测出的变化量的所要达到的最大值应用于在图11中所示的曲线图上,并且从例如环境湿度的数值和与在该图线图中描绘出的所要达到的最大值对应的含水量线a、b和c中在含水量线上确定位置。之后,在步骤S31中,以百分比形式推导出打印纸张P的含水量w,它对应于在图11中所示的含水量线a、b和c的那些位置。
测量部分13将这样推导出的含水量w与在图13中所示的存储器表进行比较,并且根据含水量w确定出转印辊41a和保持辊41c的偏压电位值。CPU 15根据在这里所述的偏压电位值进行在这里所述的控制。但是在这里所述的控制与在图12中所示的步骤S11至S13的过程类似,因此下面将省略对在图20中与在图12中的步骤S11至S13对应的步骤的说明。
另外,为了更精确地确定其中打印纸张通过与湿度检测传感器11的传感器部分11a相对的位置的时间,可以在传感器部分11a的附近安装开关(未示出),该开关在打印纸张P通过传感器部分11a时接通或断开,以在开关随着打印纸张P通过湿度检测传感器11而接通时通过使得检测传感器11进行检测,并且推导出在其中这样所述的电开关接通的时期内从所获取的湿度变化趋势开始所到达的最大值。要理解的是,优选采用能够检测打印纸张P的存在的光反射光学传感器开关或者能够以低负载进行接通和断开的微电路开关。
第三实施方式
图21A为示意性平面图,显示出根据第三实施方式的湿度检测传感器11的安装结构,并且图21B为其侧视图。
根据该第三实施方式,例如在图21A和21B中所示一样,湿度检测传感器11安装在打印纸张P的输送通道附近,从而粘帖在作为湿度检测传感器11的支撑单元的薄片状传感器安装部件23的前缘侧的背面上、即粘帖在面对着打印纸张输送通道的侧面上。
使得传感器安装部件23在棒状轴21的中部上自由转动,该轴穿过传感器安装部件23。沿着传感器安装部件23的侧面延伸的棒状引导部件23a安装在传感器安装部件23的底缘侧上,以便有效的包括具有传感器安装部件23的单个单元。引导部件23a的前缘部分能够与沿着其输送通道(未示出)运动的打印纸张P自由地接触。
引导部件23a短于传感器安装部件23,并且位于比传感器安装部件23更低的侧面上。在图21A和21B中,打印纸张P从右向左输送,即沿着由在图21A和21B中的箭头所示的方向输送。要理解的是该湿度检测传感器11的结构与根据第二实施方式的湿度检测传感器11的结构类似。
在根据第三实施方式的湿度检测传感器11的安装结构中,在打印纸张P在输送通道上运动时,轴21从中插入的传感器安装部件23的前缘部分如此设置,从而传感器安装部件23能够在轴21上自由转动,在引导部件23a的前缘部分与打印纸张P的正面Pf接触时传感器安装部件23的前缘部分朝着上侧转动,并且湿度检测传感器11安装并且保持在距离打印纸张P的正面Pf规定距离的位置处。根据第三实施方式,在引导部件23a和传感器安装部件23之间形成的夹角如此设定,从而在湿度检测传感器11的传感器部分11a和打印纸张P的正面Pf之间的距离小于或等于1mm。
引导部件23a的前缘部分最好包括圆化形状,从而打印纸张P不会在与引导部件23a的前缘部分接触时由于刮擦而被撕破。另外,在从中插入有轴21以便让传感器安装部件23能够自由转动的传感器安装部件23的摩擦即摩擦系数降低,从而传感器安装部件23其上受到较轻力的情况下转动。另外,减轻传感器安装部件23的重量使得传感器安装部件23能够以更轻的负载操作,因此优选在形成传感器安装部件23中采用塑料材料。
根据第三实施方式,为了即使在打印纸张P正在运动通过与湿度检测传感器11相对的位置期间出现打印纸张P的行为变化时也能够补偿打印纸张P的行为,传感器安装部件23和引导部件23a相对于打印纸张P垂直运动,由此在打印纸张P的正面Pf和传感器部分11a之间保持恒定的距离,并且另外传感器部分11a垂直运动以便补偿打印纸张P的行为,从而防止了传感器部分11a碰到打印纸张P。另外,可以在没有在打印纸张P上物理加压的情况下测量出打印纸张P的含水量w,因此,由于在其上的打印纸张P的行为出现一定程度的变化,即使在其中湿度检测传感器11安装在其中不可能在打印纸张P上物理加压的地方中的情况下也能够充分测量出打印纸张P的含水量w。
根据第三实施方式在检测其上的含水量时需要调节传感器部分11a相对于打印纸张P的距离,如果这样调节的距离在整个含水量测量中没有一直保持为常数,则在包含有相同含水量的打印纸张P上进行检测时不能保证能够获得相同的数值。因此,进行这样的改变,即使从传感器部分11a到打印纸张P的正面Pf的距离保持恒定。
换句话说,不能保证:在输送期间在设备内运动的打印纸张P将需要按照保持一致行为的方式运动,因此进行这样的改变,从而根据打印纸张P在它相对于用来检测其上打印纸张P的含水量的传感器部分11a运动时的行为,在所调节的距离一直保持为常数的情况下进行测量。
第四实施方式
图22A为示意性平面图,显示出根据第四实施方式的湿度检测传感器11的安装结构,并且图22B为其立视图。要理解的是,包括有与在图21A和21B中所示的部件相同的功能的在图22A和22B中所示的部件将用相同的附图标记表示,并且下面将省略其多余说明。
根据第四实施方式,一对滑动引导部件24a和24b安装在输送通道的任一侧上,并且安装在输送通道的上部上,例如在图22A和22B中所示一样。凹入部分24c由每个相应的滑动引导部件24a和24b形成,并且与打印纸张P的输送方向一致。轴21的两个端部插入穿过凹入部分24c。
将电机25和辊(未示出)锚固在滑动引导部件24b上,将驱动皮带26安装在电机25的推进轴和辊子之间。驱动皮带26与轴21联接,并且假设轴21可以沿着凹入部分24c在其上延伸的方向即打印纸张P的输送方向通过驱动皮带26来回运动。
使得传感器安装部件23和引导部件23a沿着打印纸张P的输送方向运动的运动单元由滑动引导部件24a和24b、凹入部分24c、电机25和驱动皮带26构成。
另外,在其上设有湿度检测传感器11的输送通道附近并且在与滑动引导部件24a和24b相对的侧面上安装有作为用来检测打印纸张P通过的光传感器27,并且在光传感器27和打印纸张P之间设有间隔,如图22(b)所示。在打印纸张P靠近滑动引导部件24a和24b输送并且光传感器27检测其上的打印纸张P时,电机25以与打印纸张P的运动速度对应的转速转动,并且根据电机25在其上的转动来驱动驱动皮带26,并且其上安装有湿度检测传感器11的轴21以与打印纸张P的输送速度相等的速度沿着打印纸张P的输送方向与凹入部分24c一致地运动。
要理解的是,用来检测打印纸张P的行进的检测单元可以为除了光传感器27之外的装置,例如按照机械方式操作的开关,只要用作检测单元的该装置能够检测打印纸张P。
其上粘接有湿度检测传感器11的传感器安装部件23根据打印纸张P的行为垂直运动,因此一直保持着在打印纸张P的正面Pf和传感器部分11a之间的恒定距离,并且湿度检测传感器11以与打印纸张P的速度对应的运动速度运动,从而即使在其中打印纸张P的运动速度很快的情况下也可以确保用于探测打印纸张P的含水量所需的足够时间。
根据第四实施方式,在将用于安装传感器部分11a的结构部分安装在打印纸张P在其上通过的部分上时,根据打印纸张P的行为,传感器部分11a可以在用于安装传感器部分11a的结构部分处与打印纸张P接触或碰撞,由此潜在地妨碍了打印纸张P的运动,因此将在这里所述的结构按照不会妨碍打印纸张P的运动的方式改进。
第五实施方式
在其中在输送通道10上输送的打印纸张P的垂直运动行为实际上没有出现的情况中,如图23所示,可以使得湿度检测传感器11粘接在薄片状传感器安装部件28的背面上,该传感器安装部件安装在其上运送着打印纸张P的输送通道10的上部、即面对着输送通道10的侧面上,并且朝着打印纸张P的正面Pf伸出。另外,在这种情况中,在传感器安装部件28和输送通道10之间的距离如此受到调节,从而在湿度检测传感器11的传感器部分11a和打印纸张P的正面Pf之间的距离大于或等于0.1mm并且小于或等于2mm。
根据第五实施方式,从打印纸张P出现的含水量运动沿着水蒸汽的流动方向是变化,并且是水蒸汽量的变化。因此,在流量中的变化从传感器部分11a的安装位置出现,并且为了防止不能确认含水量的变化量,已经向传感器部分11a施加了不会妨碍含水量的正常运动的形状和结构。
另外,在大气内的水分从液体或固体的表面蒸发,在靠近液体或固体表面的空间内的湿度改变,并且因此能够分布。根据液体或固体表面的形状、温度、湿度或风速,该分布可以采取任意状态方式,湿度明显变化的范围通常认为是在表面的1cm内的窄范围。在10cm的更大距离处出现对流,并且已经蒸发的水蒸汽与大气混合,从而实现了大致均匀的分布。在打印纸张P为A4规格时,已经经过适当调节的打印纸张P的含水量认为在4%和6%之间。其上的含水量因此为大约小于1000mg的微小量。
另外,从打印纸张P的正面Pf排出的水分也是微小量,因此在检测其上的含水量为微小量时,微小含水量更能够适应于在围绕着与打印纸张P间隔的距离更远的水分的地方中的环境,则更难以从周围环境中区分微小量水分。结果,一般将湿度检测传感器11安装在其中没有限定相对于打印纸张P的距离的位置中,例如设置在设备周边中或打印纸张盘9附近,这使得检测从打印纸张P出现的含水量复杂化。因此,传感器部分11a相对于打印纸张P的距离受到调节,并且也进行了含水量检测的改变。
第六实施方式
在其中多张打印纸张P顺序通过输送通道例如顺序提供打印纸张P以进行一系列打印作业即一系列成像的情况中,在成像设备内的环境根据打印纸张P的含水量而改变。因此,根据第六实施方式,在打印纸张P没有通过与湿度检测传感器11相对的位置时,根据通过用湿度检测传感器11检测湿度而获得的数值来确定在成像设备内的环境控制条件。
下面将参照在图24中所示的流程图对根据第六实施方式的控制进行说明。
该过程从步骤S41开始,其中针对成像设备的电源是否从断开到接通进行判断。在电源从断开切换至接通时,在步骤S41中的确定结果为“是”,并且该过程前进至步骤S42。在步骤S42中,获取在电源从断开切换到接通时环境湿度的数值。之后,也在步骤S42中,采用这样获取的环境湿度的数值来进行环境控制。
换句话说,在图2中所示的控制装置ST中,测量部分13根据从湿度检测传感器11输出的传感器输出获取在设备内的环境湿度的数值。另外,根据从测量部分13输出的环境湿度数值,CPU 15控制环境控制部分30,并且控制风扇电机(未示出)以使得安装在设备内的风扇(未示出)转动。
在设备内的环境因此受到通过以规定转速转动的风扇(未示出)引起的气流的控制。之后,该过程前进至步骤S45,其中进行根据在图12中所示的流程图中的步骤S1或者在图20中所示的流程图中的步骤S21获取环境湿度的数值。之后,执行与在图12中所示的流程图或在图20中所示的流程图中的随后步骤类似的过程。
接着,如果电源一直保持在接通状态中,而不是从断开切换至接通,则在步骤S41中的确定结果为“否”,并且在步骤S43中,针对打印操作即成像操作是否已经开始作出判断。如果打印操作已经开始,则在步骤S43中的确定结构为“是”,而在步骤S44中,针对打印纸张P是否通过与湿度检测传感器11相对的位置进行判断。如果在步骤S43中打印操作还没有开始,则确定结果为“否”,并且该过程前进至步骤S45。
如果在步骤S44中打印纸张P正在通过与湿度检测传感器11相对的地方,则在其上的判断结果为“是”,由此该过程前进至步骤S46,其中执行根据在图12中所示的流程图中的步骤S2或在图20中所示的流程图中的步骤S22获取在打印纸张检测出的湿度值,之后执行与在图12中所示的流程图或在图20中所示的流程图中的随后步骤类似的过程。
另外,如果在步骤S44中打印纸张P没有正在通过与湿度检测传感器11相对的地方,则在其上的确定结果为“否”,由此该过程前进至在图12中所示的流程图中的步骤S1或者在图20中所示的流程图中的步骤S21。
换句话说,在电源从断开切换为接通并且在步骤S42中根据环境湿度值进行环境控制时,执行以在图12中所示的流程图中的步骤S1或者在图20中所示的流程图中的步骤S21开始的过程,并且电源一直保持在接通状态,而不是从断开切换至接通,而如果打印操作还没有开始或者打印纸张P没有通过湿度检测传感器11的传感器部分11a,则同样执行以在图12中所示的流程图中的步骤S1或者在图20中所示的流程图中的步骤S21开始的过程,同时如果打印纸张P正在通过湿度检测传感器11的传感器部分11a,则执行以在图12中所示的步骤S2或者在图20中所示的步骤S22开始的过程。
要理解的是,例如通过安装在打印纸张通过与湿度检测传感器11相对的地方时接通或断开的开关来进行对打印纸张P通过与湿度检测传感器11相对的位置的确定。另外,不必在每次打印纸张P通过时检测环境湿度,并且可以调节所要顺序打印的张数,并且在进行了经这样调节的张数的打印之后在打印纸张P通过时检测环境湿度。
第七实施方式
根据第七实施方式,在图25中所示的二次转印装置41的结构与根据第一实施方式在图14中所示的二次转印装置41的结构不同。根据第七实施方式的剩余结构与根据第一实施方式的结构类似,因此它们之间相同的结构元件的说明将省略。
二次转印装置41的转印辊41b与包括电极的转印辊41a相对,并且转印辊41b另外安装在调节机构上。调节机构用来使得转印辊41b接近或进一步远离转印辊41a移动,并且例如由弹簧或螺线管构成。螺线管可以包括在线圈内的可动铁芯,其中转印辊41b由可动铁芯支撑,使得可动铁芯在使得电流通过线圈而产生出的电磁力沿着直线来回驱动,转印辊41b根据打印纸张P的含水量状态运动接近或远离转印辊41a,并且由此改变在转印辊41a和转印辊41b之间的间隙距离。
CPU 15根据由根据第一实施方式或第二实施方式的过程顺序推导出的打印纸张P的含水量信息来控制如下所述的二次转印偏压控制部分16。
在打印纸张P的含水量w较低时,即在打印纸张P的含水量为4%或更小时,例如,CPU 15使得电流沿着减小在转印辊41a和打印纸张P之间的间隙距离的方向流过螺线管,并且通过流经螺线管的电流使得转印辊41b沿着接近转印辊41a的方向运动。之后,将根据在图13中所示的存储器表确定的转印辊偏压电位值施加在包括电极的转印辊41a上,将调色剂图像转印在打印纸张P上,并且将这样转印有调色剂图像的打印纸张P朝着定影装置8输送。
因此,在没有在其上施加过大的偏压电位的情况下,并且在打印纸张P接近转印辊41a的距离处,在具有低含水量并且因此高电阻状态的打印纸张P上进行转印,由此有效地并且按照防止出现异常放电的方式将调色剂图像转印在打印纸张P上,因此防止了在这样转印的调色剂图像上出现白点。
另外,在打印纸张P和转印辊41a的电极之间的距离变窄,从而使得调色剂图像保留在打印纸张P上,并且在打印纸张P保留调色剂图像的能力方面不会下降,因此能够防止出现调色剂扩散。
如上所述,根据本发明,施加在转印辊上的转印偏压电位程度和施加在打印纸张上以便将调色剂保留在打印纸张上的偏压电位程度根据打印纸张的含水量的推导值进行控制,因此能够通过防止出现图像缺陷而获得高质量图像。具体地说,可以在含水量较低并且因此具有高电阻状态的打印纸张上进行转印,且不用在其上施加过大的偏压电位,由此有效地并且按照防止出现异常放电的方式将调色剂图像转印在打印纸张上,从而能够防止在其上出现白点图像缺陷。
另外,在调色剂图像转印在打印纸张上之后向打印纸张施加相反极性的偏压电位保持着调色剂图像,且在打印纸张保持调色剂图像的能力方面不会出现下降,因此能够防止出现调色剂扩散。
从打印纸张通过与湿度检测传感器相对的位置所花的时间和由湿度检测传感器在打印纸张通过所规定的位置所花的时间内检测出的湿度变化量中推导出打印纸张的含水量,这能够在输送期间在短时间内精确检测出打印纸张的含水量。而且,转印偏压电位所施加的程度和偏压电压电位所施加的程度以便将调色剂保持在打印纸张上,是根据在成像设备内输送的打印纸张的含水量在每张打印纸张的基础上受到控制,从而能够在每张所输送的打印纸张的基础上获得与根据权利要求1所披露的本发明的效果类似的效果。
由于转印辊的转印偏压电位所施加的大小和间隙距离根据打印纸张的含水量推导值进行控制,在没有在其上施加过大偏压电位的情况,并且通过使得打印纸张与之紧密接触,从而尤其可以在具有低含水量并且因此高电阻状态的打印纸张P上进行转印,由此有效地并且按照防止出现异常放电的方式将调色剂图像转印在打印纸张P上,因此防止了在其上出现白点图像缺陷。
另外,在转印辊的电极和打印纸张之间的距离变窄,由此来保持调色剂图像,且打印纸张保持调色剂图像的能力不会出现降低,因此能够防止调色剂出现扩散。
从打印纸张通过与湿度检测传感器相对的位置所花的时间和由湿度检测传感器在打印纸张通过所规定的位置所花的时间内检测出的湿度变化量中推导出打印纸张的含水量,这能够在输送期间在短时间内精确检测出打印纸张的含水量。而且,转印偏压电位所施加的大小和间隙距离根据在成像设备内输送的打印纸张的含水量在每张打印纸张的基础上受到控制,从而能够在每张所输送的打印纸张的基础上获得与根据权利要求3所披露的本发明的效果类似的效果。
湿度检测传感器在接近打印纸张正面的距离处包括用于保持湿度检测传感器的保持单元,从而在湿度检测传感器和所输送的打印纸张的正面之间的距离保持在恒定值,由此能够精确检测出打印纸张的含水量。
湿度检测传感器以与打印纸张的输送速度对应的速度运动,由此能够更加精确地检测出打印纸张的含水量。
使得湿度检测传感器的传感器部分伸出以便与打印纸张的正面接触,由此使得能够精确检测出打印纸张的含水量。
在湿度检测传感器的传感器部分和打印纸张的正面之间的距离大于或等于0.1mm并且小于或等于2mm,从而能够更加精确检测出打印纸张的含水量。
在从在一系列打印作业中的打印纸张通过湿度检测传感器的时刻到在该序列中的另一张打印纸张通过湿度检测传感器的时刻的时期内,以及在打印纸张没有通过与湿度检测传感器相对的地方时,例如在成像设备的电源从接通切换至断开时,从通过用湿度检测传感器进行湿度检测而获得的湿度值中确定在成像设备内的环境,这能够通过根据这样获得的湿度值来控制在成像设备内的环境,从而在成像设备内保持最佳的成像控制状态。
虽然已经对本发明的优选实施方式进行了说明,但是应该理解的是本发明不限于这些实施方式,并且可以对这些实施方式作出各种各样的变型和变化。

Claims (11)

1.一种成像设备,构成用来在将打印纸张经由带状转印材料和具有用来在打印纸张上施加第一偏压电位的电极的转印辊朝着定影装置输送时,将通过成像操作形成在成像体上的调色剂图像转印在打印纸张上,该成像设备包括:
湿度检测传感器,该湿度检测传感器被构成为设置在打印纸张表面附近并与之相对,并且用来检测打印纸张的湿度;
保持电极,该保持电极被构成为沿着打印纸张的输送方向安装于转印辊下游并且沿着打印纸张输送方向安装于定影装置上游的位置处,并且通过在位于打印纸张的与面对着转印辊的打印纸张表面相反的表面上在打印纸张上施加第二偏压电位来保持转印到打印纸张上的调色剂图像;以及
控制装置,该控制装置被构成用来根据由湿度检测传感器获得的湿度测量打印纸张的含水量,并且根据含水量来控制所述第一偏压电位和所述第二偏压电位,
其中所述控制装置被构成为根据从由湿度检测传感器获得的湿度变化开始的时刻到其变化到达最大值的时刻中所需的时间间隔和最大湿度变化量测量出打印纸张的含水量,并且根据这样测量出的含水量控制所述第一偏压电位和所述第二偏压电位。
2.一种成像设备,构成用来在将打印纸张经由带状转印材料和具有用来在打印纸张上施加第一偏压电位的电极的转印辊朝着定影装置输送时,将通过成像操作形成在成像体上的调色剂图像转印在打印纸张上,该成像设备包括:
湿度检测传感器,该湿度检测传感器被构成为设置在打印纸张表面附近并与之相对,并且用来检测打印纸张的湿度;
保持电极,该保持电极被构成为沿着打印纸张的输送方向安装于转印辊下游并且沿着打印纸张输送方向安装于定影装置上游的位置处,并且通过在位于打印纸张的与面对着转印辊的打印纸张表面相反的表面上在打印纸张上施加第二偏压电位来保持转印到打印纸张上的调色剂图像;以及
控制装置,该控制装置被构成用来根据由湿度检测传感器获得的湿度测量打印纸张的含水量,并且根据含水量来控制所述第一偏压电位和所述第二偏压电位,
其中所述控制装置被构成为根据打印纸张通过与湿度检测传感器相对的位置的时间和在打印纸张在其上通过的时间内由湿度检测传感器获得的湿度变化量来推导出湿度变化量的变化趋势,由此预测出最大湿度变化量,进而测量出打印纸张的含水量,并且根据这样测量出的含水量来控制所述第一偏压电位和所述第二偏压电位。
3.一种成像设备,被构成用来在打印纸张经由带状转印材料和具有用来在打印纸张上施加偏压电位的电极的转印辊朝着定影装置输送时,将通过成像操作形成在成像体上的调色剂图像转印在打印纸张上,该成像设备包括:
湿度检测传感器,该湿度检测传感器被构成为设置在打印纸张表面附近并与之相对,并且用来检测打印纸张的湿度;
调节机构,该调节机构被构成用来调节在转印辊和打印纸张之间的间隙距离;以及
控制装置,该控制装置被构成用来根据由湿度检测传感器获得的打印纸张湿度来测量打印纸张的含水量,并且根据这样测量出的含水量调节偏压电位和间隙距离,
其中所述控制装置被构成为根据从由湿度检测传感器获得的湿度变化开始的时刻到其变化到达最大值的时刻中所需的时间间隔和最大湿度变化量测量出打印纸张的含水量,并且根据这样测量出的含水量控制偏压电位和间隙距离。
4.一种成像设备,被构成用来在打印纸张经由带状转印材料和具有用来在打印纸张上施加偏压电位的电极的转印辊朝着定影装置输送时,将通过成像操作形成在成像体上的调色剂图像转印在打印纸张上,该成像设备包括:
湿度检测传感器,该湿度检测传感器被构成为设置在打印纸张表面附近并与之相对,并且用来检测打印纸张的湿度;
调节机构,该调节机构被构成用来调节在转印辊和打印纸张之间的间隙距离;以及
控制装置,该控制装置被构成用来根据由湿度检测传感器获得的打印纸张湿度来测量打印纸张的含水量,并且根据这样测量出的含水量调节偏压电位和间隙距离,
其中所述控制装置被构成为根据打印纸张通过与湿度检测传感器相对的位置的时间和在打印纸张在其上通过的时间内由湿度检测传感器获得的湿度变化量来推导出湿度变化量的变化趋势,由此预测出最大湿度变化量,进而测量出打印纸张的含水量,并且根据这样测量出的含水量来控制偏压电位和间隙距离。
5.如权利要求3所述的成像设备,其中
所述控制装置包括测量部分,该测量部分被构成用来根据从由湿度检测传感器获得的湿度变化开始的时刻到其变化到达最大值的时刻中所需的时间间隔和最大湿度变化量测量出打印纸张的含水量。
6.如权利要求4所述的成像设备,其中
所述控制装置包括测量部分,该测量部分被构成用来从打印纸张通过与湿度检测传感器相对的位置的时间和在打印纸张在其上通过的时间内由湿度检测传感器获得的湿度变化量来推导出湿度变化量的变化趋势,由此预测出最大湿度变化量,进而获得打印纸张的含水量。
7.如权利要求1或2所述的成像设备,
还包括保持单元,该保持单元被构成用来支撑着湿度检测传感器并且设在打印纸张的输送通道中,从而在安装着靠近打印纸张的正面设置的湿度检测传感器的位置处、在所要输送的打印纸张正面和湿度检测传感器的传感器部分之间保持恒定距离。
8.如权利要求1或2所述的成像设备,
还包括保持单元,该保持单元被构成用来在打印纸张的输送通道上支撑着湿度检测传感器,从而在湿度检测传感器靠近打印纸张的正面的的位置处、在所要输送的打印纸张正面和湿度检测传感器的传感器部分之间保持恒定距离;以及
运动单元,该运动单元被构成用来使得保持单元以与湿度检测传感器成一个单元的方式沿着打印纸张输送方向运动并且以与打印纸张的输送速度对应的速度运动。
9.如权利要求1或2所述的成像设备,其中:
使得所述湿度检测传感器的传感器部分伸出并且与打印纸张的正面接近。
10.如权利要求9所述的成像设备,其中:
在湿度检测传感器的传感器部分和打印纸张正面之间的距离构成为大于或等于0.1mm并且小于或等于2mm。
11.如权利要求1或2所述的成像设备,其中
所述控制装置被构成为在打印纸张没有通过与湿度检测传感器相对的位置时,根据通过用湿度检测传感器进行湿度检测而获得的湿度值来确定在成像设备内的环境控制条件。
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