CN102004413A - 成像设备 - Google Patents

Abstract

一种成像设备，包括：图像承载部件，用于承载潜像；显影器，包括用于承载和输送包含调色剂和载体的显影剂至显影位置的显影剂承载部件，所述显影器用于使形成在所述图像承载部件上的潜像显影，在所述显影位置，所述显影剂与所述图像承载部件相对；排出部，用于使通过将显影剂补入所述显影器内而存在于所述显影器内的过剩显影剂排出；输送部件，用于在所述显影器内输送显影剂；控制器，用于通过改变显影剂承载部件和输送部件中的至少一者的驱动条件，来控制从所述排出部排出所述过剩显影剂的强制排出操作；以及检测装置，用于检测与所述显影器内的显影剂的流动性相关的信息。所述控制器能够基于检测装置的检测结果来控制所述强制排出操作。

Description

成像设备

技术领域

本发明涉及一种成像设备，其中，利用螺旋输送部件输送的显影剂的过剩部分稳定地从排出部排出。具体地，本发明涉及对在显影剂的过剩导致问题之前执行的强制排出模式的中断控制。

背景技术

包括显影器的成像设备已被普遍地使用，该显影器利用主要包含调色剂和磁性载体的显影剂(双组分显影剂)使图像承载部件上的潜像显影。在使用显影剂的显影器中，螺旋输送部件在搅拌显影剂的同时沿着形成在显影容器内的循环路径输送显影剂，以使调色剂和磁性载体摩擦带电。在调色剂随着成像而消耗的同时，磁性载体在显影容器内连续地循环，因而该磁性载体的表面被逐渐污染，以致其带电性能恶化。为此，磁性载体以大约10％的重量比混入补给用显影剂中，然后被补充给到显影容器中，同时由于补给而过剩的显影剂从设在循环路径中的排出部溢出，以使显影容器内的显影剂量保持恒定。

日本特开专利申请文献JP平10-48937A公开了一种显影器，其中，通过在与显影容器的抵接位置驱动闸门，排出部能够改变其开口面积至两种级别。在此情况下，随着补给用显影剂的补给而过剩的显影剂从排出部溢出，通过开放闸门，可执行一种以高于正常排出量的量排出所循环的显影剂的强制排出模式。

JP2004-206088A公开了一种显影器，其中，排出部设在位于显影剂承载部件相反侧的显影容器的壁面处，且显影容器内过剩的显影剂通过螺旋输送部件的转动从该排出部溢出。

JP2008-287079A公开了一种显影器，其中，专用于排出的螺旋排出件设在显影容器的底部处，且当显影容器内的显影剂量超过预定量时，执行一种使螺旋排出件转动预定时间的强制排出模式。

在采用双组分显影剂的显影器中，当显影容器内循环的显影剂量变得不足时，就不能给显影剂承载部件供应所需量的调色剂，以致易于出现由于显影剂的不良涂覆导致的图像缺陷。另一方面，当显影容器内循环的显影剂量变得过剩时，滞留时间长的劣化调色剂的比例增大，以致图像密度会变化且会出现诸如白底雾一类的图像缺陷。另外，螺旋输送部件的转动阻力增大，以致显影器的能耗也增大。为此，如在JP平10-48937A和JP2008-287079A中所述的，执行用于将显影容器内循环的显影剂量保持在预定范围内的控制。

顺便一提的是，当循环显影剂的流动性随着显影剂的温升或者显影剂在显影容器内滞留时间的延长而下降时，导致伴随显影剂的流动性下降的不便性。另外，在竖直设置一对螺旋输送部件的显影器(图2)中，与水平设置一对螺旋输送部件的显影器(图18)相比，伴随显影剂的流动性下降的不便性更严重。

当显影剂的流动性变化时，从显影器排出显影剂的排出特性也变化。一般地，在流动性高的情况下，显影剂易于排出，而在流动性低的情况下，显影剂不太易于排出。在某些情况下，导致发生显影剂的溢出。特别的，如图4所示，在显影器内的显影室23和搅拌室24被设置为相对于重力方向彼此重叠的显影器的情况下，当(显影剂的)流动性下降时，难以从搅拌室24经由开口11向上推动显影剂至显影室23。为此，搅拌室24内的显影剂量变得过剩。结果，在搅拌室24的下游侧，易于发生显影剂溢出。因此，为即使在流动性下降时也能够抑制显影剂溢出，可考虑降低排出部的高度并且由此使显影剂易于排出。然而，在以上构造的情况下，相反地，当显影剂的流动性高时，显影剂被过度地排出。结果，显影器内的显影剂量减少，从而导致发生显影套筒的不良涂覆。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种即便当显影容器内的显影剂的排出特性由于显影剂的流动性的变化而改变时，也能够抑制显影容器内的显影剂量的波动的成像设备。

依据本发明的一方面，提供一种成像设备，其包括：

图像承载部件，用于承载潜像；

显影器，包括用于承载和输送包含调色剂和载体的显影剂至显影位置的显影剂承载部件，所述显影器用于使形成在所述图像承载部件上的所述潜像显影，在所述显影位置，所述显影剂与所述图像承载部件相对；

排出部，用于使通过将显影剂补入所述显影器内而存在于所述显影器内的过剩显影剂排出；

输送部件，用于在所述显影器内输送显影剂；

控制器，用于通过改变所述显影剂承载部件和所述输送部件中的至少一者的驱动条件，来控制从所述排出部排出所述过剩显影剂的强制排出操作；以及

检测装置，用于检测与所述显影器内的显影剂的流动性相关的信息，

其中，所述控制器能够基于所述检测装置的检测结果来控制所述强制排出操作。

当结合附图考虑以下对本发明优选实施例的说明时，本发明的这些及其它目的、特征和优点将变得更明显。

附图说明

图1是成像设备的构造的说明图。

图2是显影器的说明图。

图3是形成在显影容器内的显影剂循环路径的说明图。

图4是显影容器内的显影剂的循环状态的说明图。

图5是显影剂的安息角的测量的说明图。

图6是显影器内的显影剂的排出特性的说明图。

图7是用于检测循环显影剂的温升的构造的说明图。

图8是显影剂伴随着累积成像而温升的说明图。

图9是强制排出模式下显影套筒停止的效果的说明图。

图10是实施例1的控制流程图。

图11是强制排出模式下的控制流程图。

图12是实施例3中输送螺旋器的驱动负载的检测的说明图。

图13是驱动马达的输出转矩与显影剂的流动性之间的关系的说明图。

图14是实施例3的控制流程图。

图15是实施例4中输送螺旋器的转速的检测的说明图。

图16是实施例4的控制流程图。

图17(a)和17(b)分别是驱动马达的致动控制和负载检查模式的说明图。

图18是实施例5的显影器的透视图。

具体实施方式

以下，将参照附图说明本发明的实施例。也可以其它实施例来实施本发明，在其它实施例中，以下实施例的部分或者全部构造被替代构造置换，只要当显影剂的流动性下降时，显影剂被强制排出显影容器即可。

因此，当成像设备包括使用显影剂的显影器时，即便在串列式和单鼓式成像设备中也能实施上述教导，且还能与它们的类型(例如中间转印式、记录材料传送式或直接转印式)无关地实施所述教导，其中在直接转印式下，调色剂图像一张张地转印到记录材料上。在以下实施例中，将仅说明成像设备上与调色剂图像的形成和转印有关的主要部分，但本发明也可在例如各种打印机、复印机、传真机和多功能机一类的多种设备或机器的领域中实施。

顺便一提的是，对于JP平10-48937A、JP2004-206088A和JP2008-287079A中描述的成像设备的一般事项，将省略图示和重复的说明。

<成像设备>

图1是成像设备100的构造的说明图。如图1所示，成像设备100是串列型中间转印式全色打印机，其中，黄色用成像部Pa、品红色用成像部Pb、青色用成像部Pc和黑色用成像部Pd沿着中间转印带5设置。

在成像部Pa处，黄色调色剂图像形成在感光鼓1a上，且然后一次转印到中间转印带5上。在成像部Pb处，品红色调色剂图像形成在感光鼓1b上，且然后一次叠加转印到在中间转印带5上的黄色调色剂图像上。在成像部Pc和Pd处，青色调色剂图像和黑色调色剂图像分别形成在感光鼓1c和感光鼓1d上，并类似地一次叠加转印到中间转印带5上。

一次转印到中间转印带5上的四色调色剂图像被传送至二次转印部T2，在那里，四色调色剂图像被集体地二次转印到记录材料P上。四色调色剂图像二次转印于其上的记录材料P在定影器16中被施加热量和压力，由此，将调色剂图像固定在该记录材料P的表面上。随后，记录材料P排出到堆垛托盘17上。

中间转印带5绕张紧辊53、驱动辊51和相对辊52伸展且利用该驱动辊驱动，由此朝箭头R2所示的方向以300mm/秒的处理速度转动。

从记录材料盒14拉出的记录材料P利用分离辊13一张张地分离，并被送向对准辊15。对准辊15以静止状态接收记录材料P，并使该记录材料P处于待命状态，然后在使记录材料P与中间转印带5上的调色剂图像同步的同时，把记录材料P送向二次转印部T2。

二次转印辊10接触由位于中间转印带5的内表面处的相对辊52支承的中间转印带5，以形成二次转印部T2。正极性的DC电压被施加给二次转印辊10，从而使中间转印带5上承载的已带负电的(四色)调色剂图像二次转印到记录材料P上。

除了显影器4a、4b、4c和4d使用的调色剂的颜色彼此不同外，成像部Pa、Pb、Pc和Pd具有基本相同的构造，其中，设在成像部Pa处的显影器4a使用黄色调色剂、设在成像部Pb处的显影器4b使用品红色调色剂、设在成像部Pc处的显影器4c使用青色调色剂、以及设在成像部Pd处的显影器4d使用黑色调色剂。在以下说明中，将说明成像部Pa，而对于其它成像部Pb、Pc和Pd，为说明成像部Pb、Pc和Pd的构成部件中的相关部件，表示成像部Pa的构成部件(装置)的附图标记(符号)的后缀a将分别读作b、c和d。

在成像部Pa处，电晕充电器2a、曝光器3a、显影器4a、一次转印辊6a和清洁器清洁器7a围绕作为图像承载部件的一例的感光鼓1a设置。感光鼓1a包括铝圆筒和形成在该铝圆筒的外周面上、绕箭头方向以300mm/秒的处理速度转动的可带负电的感光层。

感光鼓1a被伴随电晕充电器2a的电晕放电的带电粒子照射，以便将该感光鼓1a的表面均匀充电至负极性暗部电位VD。曝光器3a通过利用激光束经由旋转反射镜扫描感光鼓1a的带电表面来在该带电表面上写入(形成)图像的潜像，该激光束是通过ON-OFF调制从黄色用分解色图像展开的扫描线图像数据获得的。显影器4a如后所述使用显影剂将调色剂沉积在感光鼓1a上的潜像(经曝光部分)上，以把该潜像反转显影为调色剂图像。

一次转印辊6a推压中间转印带5的内表面以在感光鼓1a与中间转印带5之间形成一次转印部Ta。通过给一次转印辊6a施加正极性DC电压，将感光鼓1a上承载的负极性调色剂图像一次转印到经过一次转印部Ta的中间转印带5上。

清洁器清洁器7a利用清洁刀片刮擦感光鼓1a，以回收残留在该感光鼓1a上而没有转印到中间转印带5上的转印残留调色剂。带清洁器清洁器18利用清洁刀片刮擦中间转印带5，从而回收已经过二次转印部T2而没有转印到记录材料上且残留在该中间转印带5上的转印残留调色剂。

<显影器>

图2是显影器的构造的说明图。图3是形成在显影容器内的显影剂循环路径的说明图。

如图2所示，显影器4a是所谓的竖直搅拌型显影器，其中，第一螺旋输送部件25和第二螺旋输送部件26使(双组分)显影剂在显影容器22内循环。第一螺旋输送部件25在给显影剂承载部件(显影套筒)28供应显影剂的同时沿该第一螺旋输送部件的纵向输送显影剂。第二螺旋输送部件26沿着与第一螺旋输送部件25的显影剂输送方向相反的方向输送从显影剂承载部件28上回收的显影剂。如图3所示，排出部40配置在相对于第一螺旋输送部件25的显影剂输送方向所输送的显影剂已沿着该第一螺旋输送部件25经过显影剂承载部件28的位置。

显影器4a对显影容器22内的显影剂进行搅拌、使该显影剂带电、并使该显影剂以直立链状承载在显影套筒(显影剂承载部件)28上，从而利用显影剂刮擦感光鼓1a。通过给显影套筒28施加以AC电压偏置的DC电压形式的振动电压，将带负电的调色剂转印到相对于该调色剂为正极性的感光鼓1a的经曝光部分上，使得潜像被反转显影。

在显影容器22中以预定量充填包含黄色调色剂(非磁性)和磁性载体作为主要成分的(双组分)显影剂。在作为补给器的一例的送料斗31中，填充有把磁性载体混入黄色调色剂中的补给用显影剂，并以与成像所使用的调色剂对应的量向显影器4a内补充调色剂。结果，作为显影器4a内的调色剂相对于显影剂的重量比(T/D比)的调色剂含量或浓度维持在预定范围内。

在显影容器22的设于显影套筒28对着感光鼓1a位置(显影位置)的开口处，显影套筒28被设置成可转动且朝向感光鼓1a一侧局部地露出。显影套筒28由非磁性材料例如铝或不锈钢构成，且具有20mm的直径。感光鼓1a具有30mm的直径。在显影套筒28对着感光鼓1a的显影位置，该显影套筒28与感光鼓1a之间的相对距离被设定为约300μm。

显影容器的内侧利用分隔壁27在竖直方向上分隔成具有显影套筒28的显影室23以及搅拌室24，该搅拌室24在其(纵向)端部处与该显影室23连通。作为显影剂的搅拌输送装置，输送螺旋器(部件)25设在显影室23内，输送螺旋器(部件)26设在搅拌室24中。

作为输送部件的一例的输送螺旋器25基本平行于显影套筒28的轴向地设在显影室23的底部处，并相对于其纵向朝向一个方向在显影室23内输送显影剂。另一方面，作为输送部件的一例的输送螺旋器26基本平行于显影套筒28的轴向设置，并朝向与输送螺旋器25的输送方向相反的方向在搅拌室24内输送显影剂。

磁辊28m不转动地固定设在显影套筒28内部。磁辊28m具有被设置成在显影位置对着感光鼓1a的显影极(磁极)S2、被设置成对着调节刀片29的磁极S1、以及设在磁极S1和S2之间的磁极N2。磁辊28m还具有被设置成分别对着显影室23和搅拌室24的磁极N1和N3。

调节刀片29对着显影套筒28地设在靠近显影室23的开口的位置。调节刀片29是通过把由沿着显影套筒28的纵向设置的铝板材形成的非磁性部件29a和铁磁性部件29b结合到一起而构成的。调节刀片29相对于显影套筒28的转动方向设在感光鼓1a的上游，以使显影剂经过该调节刀片29的端部与显影套筒28之间并被输送至显影位置。

通过调整调节刀片29与显影套筒28之间的相对距离来调整对显影套筒28上承载的显影剂的磁刷链的削除量，以便调整被输送至显影位置的显影剂量。调节刀片29与显影套筒28之间的距离可设定为200-800μm，优选300-500μm。在本实施例中，此距离被设定为400μm，以将显影套筒28上的显影剂的每单位面积涂覆量调整为25mg/cm²。

显影套筒28在显影过程中以直立链状态承载和输送已利用调节刀片29进行层厚调节的显影剂，并绕箭头R4所示的方向转动。显影套筒28朝与感光鼓1a的转动方向相同的方向转动，且其相对于该感光鼓1a的周速比为1.75。周速比可设定在0.5-3.0的范围内，优选1.0-2.0的范围内。这是因为相对于显影套筒28的周速，显影效率随着周速增大而提高，但周速过高会导致调色剂飞散、调节刀片29使显影剂劣化等问题。

利用峰间电压Vpp为1800V且频率f为12kHz的矩形AC电压偏置的-500V的DC电压Vdc形式的振荡电压从电源D4施加给显影套筒28。一般地，在双组分磁刷显影方法中，当施加AC电压时，显影效率提高且因此图像具有高质量，然而另一方面，易于产生雾。为此，通过在施加给显影套筒28的DC电压Vdc与感光鼓1a的带电电位(暗部电位VD)之间提供电位差(除雾反差Vcont)来防雾。然而，对于施加给显影套筒28的电压，DC电压值、AC电压值和波形不限于以上描述的那些。

<双组分显影剂>

显影剂(双组分显影剂)包含作为主要成分的调色剂和磁性载体。调色剂是可带负电的聚酯基树脂，且优选具有4μm或更大和10μm或更小的体积平均粒度。为改善图像上的点再现性，所述粒度优选为8μm或更小，因而在此实施例中，采用粒度为5.5μm的调色剂。通过把诸如硅胶一类的外添加剂外添到包含粘着树脂、着色剂和其它添加剂的有色树脂颗粒中来准备调色剂。

另外，调色剂中，为抑制定影器16内的残留(沉积)，添加石蜡。蜡的添加量为5重量份。作为蜡的类型，可采用提纯的正常石蜡、酯蜡、石蜡、聚乙烯、聚丙烯等。也可采用这些蜡的任意混合物。

为测量调色剂的体积平均粒度，采用Coulter Counter T-II(由Coulter公司制造)。另外，采用输出数目平均分布和体积平均分布的界面(由Nikkaki Bios公司制造)和个人计算机(型号“CX-1”，可由佳能株式会社获得)。作为测量试样的电解液，采用通过使用试剂级别的氯化钠制备的1％NaCl水溶液。

100-150ml的电解液中添加0.1ml的表面活性剂作为分散剂，此表面活性剂优选为烷基苯磺酸盐，并向此混合物中添加0.5-50mg的测量试样。然后，在超声波分散器中对此测量试样悬浮于其内的电解液进行分散处理约1-3分钟，随后将其放置在Coulter Counter TA-II内。然后，采用装配有100μm孔的上述Coulter Counter TA-II测量尺寸在2-40μm范围内的调色剂颗粒的粒度分布，并获得体积平均分布。接着，由所获得的体积平均分布获得体积平均粒度。

作为磁性载体，可采用表面经氧化或未经氧化的铁磁性颗粒、镍磁性颗粒、钴磁性颗粒、锰磁性颗粒、铬磁性颗粒、稀土金属的磁性颗粒、前述金属的合金的磁性颗粒或铁氧体的磁性颗粒。磁性颗粒的制造方法不受特别限制。磁性载体的体积平均粒度在20-60μm、优选30-50μm的范围内。磁性载体的电阻率不小于10⁷Ω.cm，优选不小于10⁸Ω.cm。在此实施例中，磁性载体具有40μm的体积平均粒度和5×10⁸Ω.cm的电阻率。

采用测量电极面积为4cm²且电极间隙为0.4cm的夹层式电池测量磁性载体的电阻率。电压E(V/cm)在施加1kg重量(负载)的情况下施加于电池的两个电极之间，以由流经电路的电流量测量所述磁性载体的电阻率。

采用不同类型的激光粒度测量装置(“HEROS”，由Nippon DenshiK.K.制造)按照以体积为基础把0.5-350μm范围内的颗粒用对数分成32份的方式测量磁性载体的体积平均粒度。由各通路内的粒子数的计算结果，提供50％体积的中间直径被确定为体积平均粒度。

顺便一提的是，在利用电子照相方法形成全色图像的成像设备中，从着色性和混色性的观点来看，显影器内采用包含混合的调色剂和磁性载体的显影剂。在采用双组分显影剂的情况下，电荷通过磁性载体与调色剂之间的摩擦带电而被赋予给调色剂，且被赋予电荷的调色剂静电沉积在潜像上以形成调色剂图像。为此，有必要减小磁性载体的电荷赋予能力的下降。

显影器4a通过补给包含10％磁性载体的补给用显影剂来抑制磁性载体的电荷赋予能力的下降。另外，包含磁性载体的补给用显影剂被供应到显影容器22内，同时显影容器22内由于补给而过剩的显影剂从设在该显影容器22的壁面处的排出部40被排出和回收。

然而，当在许多情况下对打印率低的原稿进行成像处理时，显影剂的带电性能或流动性大幅下降。这是因为调色剂内包含的用于控制电荷或流动性的外添加剂由于输送螺旋器25和26的搅拌或滑擦或者由于与调节刀片29的滑擦而被分离或者嵌入调色剂表面内。结果，由于经由排出部40的排出不良，显影容器22内的过剩显影剂增加并从显影器4a溢出，从而在一些情况下污染所输出的图像。

另一方面，当流动性由于某些原因增大时，显影剂过度地排出且显影容器22内的显影剂量减少，以致不能给显影套筒28供应足够量的显影剂。为此，在某些情况下，发生不良涂覆和图像密度不均匀。

为解决上述问题，传统上已经专门进行显影剂排出部或输送螺旋器的设计优化。例如，JP平10-48937A中，描述了在显影容器的壁面处设有闸门部件的排出部。另外，JP2004-206088A中，提出了这样一种构造，其中，使排出部附近的输送螺旋器的输送力大于相对于显影剂的输送方向在排出部的下游和上游的区域中的输送力。

然而，在JP平10-48937A的构造中，需要用于开闭闸门的操纵(驱动)马达，因此显影器的构造复杂化，从而无论如何也使得整个显影器的尺寸增大。另外，难以利用闸门等精确地排出微(痕)量显影剂，以致不能稳定地维持显影容器22内的显影剂量。

另外，在JP2004-206088A的构造中，输送螺旋器(部件)的输送力相对于输送方向的差异提供在排出部附近，使得在该排出部附近生成显影剂的滞留部分。在此滞留部分处，显影剂的表面不稳定，因而在排出部处，重复不稳定的排出。

由此，在JP平10-48937A和JP 2004-206088A的构造中，难以防止显影剂溢出或者图像密度不均匀。另外，已发现显影剂的温度特性也成为显影剂的流动性变化的因素，这是JP平10-48937A、JP2004-206088A和JP2008-287079A中未描述的。另外，还发现在处理速度模式被切换为在厚纸上进行成像的低速模式的情况下，显影剂排出特性相当大地改变。

因此，希望即便在显影剂的排出特性由于显影剂的流动性变化或者由于处理速度的切换而改变的情况下，也确保显影剂所需的排出特性以抑制显影剂溢出或者图像密度不均匀。

<补给用显影剂的补给和显影剂的排出>

图4是显影容器内的显影剂的循环状态的说明图。如图4所示，当输送螺旋器25和26转动时，显影剂被输送、经由分隔壁27两端部处的开口11和12转移、并在显影室23与搅拌室24之间循环。输送螺旋器25和26中的每个都具有18mm的直径和20mm的节距，且在普通成像过程中以750rpm的转速转动。

用于容纳补给用显影剂的送料斗31设在显影器4a上方，补给用显影剂包含其内混有10％重量比的磁性载体的调色剂。作为补给器的一例的送料斗31的下部提供有补给螺旋器32，且该补给螺旋器32的一端部延伸至设在显影器4a前端部处的补给开口30的位置。

当补给用显影剂在通过补给开口30的同时被补给到显影容器22内时，与前次成像过程中所消耗的调色剂对应量的调色剂被补给到显影器4a内，与此同时，新磁性载体也被补给。

补给用显影剂的补给量依据补给螺旋器32的外径、节距和转动角度而变化。在此实施例中，为了稳定补给量，旋转编码器附接在补给螺旋器32上，且与该补给螺旋器32的一次转动(一个批次(one block))对应的显影剂量被作为补给用显影剂的一个补给单位。

也就是说，在成像的同时，各色曝光信号被累计以获得各色调色剂消耗量，且每当调色剂消耗量到达补给用显影剂的一个补给单位的调色剂量时，使补给螺旋器32转动一整周。

顺便一提的是，补给用显影剂的补给量控制也可与光学或者磁性检测调色剂含量(调色剂/显影剂(T/D)比)并调整补给量以维持调色剂含量在恒定水平的控制相组合。

另外，也可将补给用显影剂的补给量控制与这样的控制相组合，即，该控制在预定曝光条件下于感光鼓1a上形成块状图像并检测该块状图像的光学反射光以测量每单位面积的调色剂量，然后调整补给量以使该块状图像的每单位面积的调色剂量接近基准值。

允许显影容器22内变得过剩的显影剂排出的排出部40设在显影室23的内壁面处。通过输送螺旋器25的转动，被送入显影室的显影剂的一部分从排出部40溢出并从显影容器22排出。为使经由补给开口30补给的补给用显影剂不立即经由排出部40排出，该排出部40相对于输送螺旋器25的输送方向设在补给开口30的上游侧。

当补给用显影剂从送料斗31补充且显影容器22内的显影剂量增加时，与所增加的显影剂量对应量的显影剂经由排出部40排出。如图2所示，经由排出部40排出的显影剂被输送至成像设备的后侧，并被传送至和回收在废调色剂容器(未表示)中。

如图4所示，在显影器4a的显影室23内，输送螺旋器25在沿其纵向输送显影剂的同时将显影剂的一部分供应给显影套筒28。另一方面，涂覆在显影套筒28上的显影剂经过该显影套筒28对着感光鼓1a的显影位置，且随后在被输送螺旋器26回收的同时朝向与输送螺旋器25的输送方向相反的方向输送。

在显影器4a内，在普通成像过程中，显影剂在图4中实线所示的显影剂面相对于纵向倾斜的状态下于显影容器22内循环。在搅拌室24内，显影剂量倾向于相对于输送螺旋器26的输送方向朝向下游侧增大以升高显影剂面。在显影室23内，相反，显影剂量倾向于相对于输送螺旋器25的输送方向朝向下游侧减少以降低显影剂面。另外，显影剂面的坡度依据流动性(凝集性)而变化，当显影剂的流动性下降时，显影剂面的坡度如图4中的虚线所示增大。

当显影剂的流动性下降时，从搅拌室24经由开口11提升显影剂至显影室23的效率下降，使得滞留于搅拌室24内的显影剂量增加而在显影室23内循环的显影剂量减少。与此同时，利用输送螺旋器25在显影室23内输送显影剂的效率下降，使得在显影套筒28的下游部分A(图4)处易于发生不良涂覆。

当显影剂的流动性下降时，在显影室23内循环的显影剂量减少，且在排出部40位置的显影剂面的高度下降，使得显影剂不太易于经由排出部40溢出。另一方面，只要成像继续，补给用显影剂就不断地从送料斗31补入以补偿所消耗的调色剂，从而使得显影容器22内的显影剂量变得过剩。然而，显影剂面随着输送螺旋器25的转动而波动，使得即便在虚线所示的显影剂的倾斜状态下，显影剂也持续从排出部40排出。然而，显影剂排出的排出水平面下降，因此不能排出与由于补给而增加的显影剂量对应的量。

在此情况下，显影剂滞留在搅拌室24内的开口11附近且受到加压，使得输送螺旋器26的转动阻力增大且因此加压搅拌导致的显影剂的劣化加速。

另外，当滞留在搅拌室24内(输送方向)下游侧的显影剂过度增加时，在搅拌室24内的下游侧，承载在显影套筒28上且进行显影的显影剂不能正常地回收到显影容器22内。结果，在某些情况下发生显影剂溢出，使得显影套筒28上承载的显影剂就这样下落到显影容器22的外侧并飞散到中间转印带5上。

在下述实施例1中，当显影剂的流动性下降条件满足时，控制不依赖于显影剂经由排出部40的自然溢出。取而代之的，成像停止且输送螺旋器25和26以比正常速度更快的速度转动，以便执行从排出部40迅速地强制排出过剩显影剂的强制排出模式。通过高速转动输送螺旋器25和26，从搅拌室24经由开口11提升显影剂至显影室23的效率提高，以消除在搅拌室24内的开口11附近的显影剂的滞留。通过以比正常速度更快的速度转动输送螺旋器25，经过排出部40的显影剂面升高，以便促使显影剂经由排出部40排出。

<实施例1>

图5是显影剂的安息角(angle of repose)的测量的说明图。图6是显影器内的显影剂的排出特性的说明图。

在实施例1中，通过在圆锥状沉积的显影剂堆的基部测量显影剂的安息角来评价不同条件下的显影剂的流动性(凝集性)。采用测量设备(“POWDER TESTER PT-N”，由HOSOKAWA MICRONCORPORATION制造)并依据测量设备的操作手册中安息角的测量来测量安息角

如图5所示，筛网301被设定为具有710μm的网孔，180秒的振动时间和2mm的振幅。显影剂从漏斗303落到圆盘302上。获取以圆锥状沉积在圆盘302上的显影剂(调色剂)500的母线与该圆盘302的表面之间形成的角度作为安息角

在实施例1中，在温度以20℃、30℃、40℃和50℃四个级别变化而绝对水(水分)含量恒定的恒温箱中使黄色显影器4a空转1小时。随后，从显影器4a中取出显影剂并测量其安息角。显影器4a的空转是在与上述成像设备的条件相同的条件下执行的。安息角的测量结果表示在表1中。

表1

如表1所示，新显影剂(初始)的流动性取决于温度，以致安息角在高温环境下大且由此流动性下降。这归因于设在调色剂表面附近的蜡易于渗出到该调色剂表面上且显影剂颗粒之间的凝集性增强的现象。已确认此倾向依据所添加蜡的重量份、蜡的种类和调色剂的融点而有较大的差异。

然后，利用具有由上述实验获得的安息角的显影剂，如图6所示评价显影器4a内的显影剂的排出特性。在图6中，横轴代表显影剂的重量，纵轴代表每单位时间通过排出部40的显影剂排出量。

显影器4a具有以330g为中心值的显影剂量，且被调整为磁性载体相对于补给用显影剂的重量比(C/D比)为10％。另外，以整个面积最大密度进行A3尺寸实像成像所需的补给用显影剂的补给量为700mg。

如图6所示，且参照图4，通过排出部40的显影剂排出量如上所述需要被控制在一范围内，在此范围内，不会由于显影室23内的显影剂面的过度下降而导致下游部分A处发生显影套筒28的不良涂覆。在显影器4a内不发生不良涂覆的显影剂量的下限如左侧竖直线所示为250g。为此，即便在补给用显影剂的补给由于持续对低图像比的图像(白底图像)进行成像而停止的状态下，也需要确保在显影器4a内具有250g或更多的显影剂量。也就是说，当持续形成白底图像时，要求排出量为0mg且因此显影剂量不低于250g。

另外，为使显影器内的过剩显影剂排出而通过排出部40的显影剂排出量还要求被控制在这样一范围内，在此范围内，不由于搅拌室24内的显影剂量的过度增加而导致发生显影剂溢出。在显影器4a内，不发生显影剂溢出的显影剂量的上限如右侧竖直线所示为450g。为此，即便在补给用显影剂的补给量由于如实黑供给量所示持续对A3尺寸的整个面积的最大密度图像进行成像而最大时，也需要确保显影容器22内的显影剂量不超过450g。也就是说，在持续对A3尺寸的整个面积的最大密度图像进行成像的情况下，要求通过使显影剂以98mg/片材的速率经由排出部40排出而保持显影剂量为450g以下的值。

顺便一提的是，显影剂排出特性还可通过调整允许显影器中的过剩显影剂排出的排出部40的高度来调整。具体地，通过降低排出部40的高度，使显影剂易于溢出并促使显影器4a内的显影剂量处于减少状态(方向)，从而能够抑制显影剂溢出。另外，通过增大排出部40的高度，使显影剂不太易于溢出并促使显影器4a内的显影剂量处于增加状态(方向)，从而能够抑制不良涂覆。

然而，在显影器4a中，具有提供高流动性的40度安息角的显影剂易于经由排出部40排出，且因此显影室23内的显影剂量变得不足，从而发生不良涂覆。另一方面，具有提供低流动性的60度安息角的显影剂不太易于经由排出部40排出，且因此搅拌室24内的显影剂量变得过剩，从而发生显影剂溢出。由此，在显影剂的流动性于40度至60度的安息角范围内变化的前提下，不存在这样一个排出部40的高度能够兼实现防止不良涂覆和防止显影剂溢出，从而不能利用该排出部40的高度来解决不良涂覆和显影剂溢出的问题。

因而，在此实施例中，排出部40的高度被设定为提供图6中虚线所示的排出特性，以即便对于具有提供高流动性的40度安息角的显影剂，也不导致不良涂覆。在此情况下，与实线所示的排出特性相比，显影器4a内的显影剂量处于增加状态。为此，对于具有提供低流动性的60度安息角的显影剂，如图6中的点划线所示易于发生显影剂溢出。

因而，通过在连续成像中断后执行强制排出模式以从显影容器22强制排出显影剂，使得当听任显影剂放置时超过450g而导致显影剂溢出的显影剂保持远离450g。通过在显影套筒28停止的状态下高速转动输送螺旋器25和26，显影室23内的显影剂面暂时升高，以使图6中阴影线所示部分处的显影剂从排出部40溢出。

也就是说，在显影容器22内的显影剂量少时，发生显影套筒28的不良涂覆。为防止不良涂覆，当包含密度比循环着的显影剂的密度高的调色剂的补给用显影剂被补给时，显影器4a内的调色剂密度改变。具体地，当与所述一个批次对应的补给用显影剂被补给时，占补给量的90％数量的调色剂被补给到显影器4a内，以致调色剂相对于显影剂的重量比(T/D比)增大。另外，当补给用显影剂在打印率低且调色剂未消耗的状态下被补给时，调色剂相对于显影剂的重量比增大且由此调色剂带电量倾向于降低，以致调色剂飞散或者图像质量降低例如白底雾图像。

因此，首先，假设显影剂具有提供高流动性的40度安息角，设计不导致不良涂覆的排出部40的高度和长度。此高度被发现在比传统显影器4a的图6中实线所示位置高10mm的位置(图6中虚线)。然而，如上所述，当排出部40的高度增大10mm时，具有提供低流动性的60度安息角的显影剂的排出特性进一步恶化(图6中点划线)。

因而，在此实施例中，在显影剂的流动性下降且预计显影剂未经由排出部40适当排出的情况下，过剩的显影剂在显影剂强制排出模式下排出。在有意准备的不成像过程中，正常使用的输送螺旋器25和26的输送速度加快，以使显影剂经由正常排出所使用的排出部40强制排出。

<温度检测>

图7是用于检测循环显影剂的温升的构造的说明图。图8是显影剂伴随着累积成像而温升的说明图。在此实施例中，作为与显影剂的流动性相关的信息的一例的显影剂的温度通过提供温度检测装置T来直接测量，以便估计显影剂的流动性(表1)。

如图3所示，作为检测装置的温度/湿度传感器T被设置成显露在显影容器22内，以测量作为显影剂的流动性变化的贡献因素的温度。温度/湿度传感器T的配置位置可希望是该温度/湿度传感器T的检测部被埋入显影剂内以提高检测准确度的位置，因此该温度/湿度传感器T被设置在搅拌室24内的下游侧开口11附近。在此实施例中，温度/湿度传感器T直接检测温度，以通过提高显影剂的流动性变化的评估准确度来优化显影剂的强制排出模式，从而实现生产率与图像质量之间的最大兼容。然而，作为温度/湿度传感器T的替代物，可从附接在成像设备的主组件内的环境传感器来估计显影剂的温度。

作为温度/湿度传感器T，采用温度/湿度传感器(“SHT1X系列”，由Sensirion公司制造)。如图7所示，温度/湿度传感器T包括作为湿度检测器的静电电容聚合物的传感元件1001和作为温度检测器的带隙温度传感器1002。温度/湿度传感器T是一种利用A/D转换器1003结合传感元件1001和带隙温度传感器1002的输出并经由数字接口1004执行串行输出的CMOS设备。带隙温度传感器1002由电阻值相对于温度线性变化的热敏电阻构成，温度从该电阻值算出。

温度/湿度传感器T包括本身是电容器的传感元件1001，聚合物作为介电部件插入该电容器中，且所述传感元件1001还具有通过利用聚合物吸收的水含量依据湿度线性变化的特性，把静电电容转换为湿度的湿度检测功能。然而，在此实施例中，仅利用温度检测结果，因此温度/湿度传感器T也可由仅能检测温度的热敏电阻元件等代替。

如图8所示，当显影剂通过输送螺旋器25和26的转动而在显影容器22内循环时，显影剂的温度升高至50℃左右。在此实施例中，成像设备100设置在室温(25℃)且相对温度为50％RH的固定环境下，A4尺寸的普通纸横向定向并进行连续成像。在图8中，表示了设在黄色显影器4a内的温度/湿度传感器T的温度检测结果的进展(实线)和设在黑色显影器4d内的温度/湿度传感器T的温度检测结果的进展(虚线)。横轴代表输出片材数，纵轴代表所测出的显影剂温度。温升特性依据成像设备100内的各马达的自身温升以及由热源，例如设在感光鼓1a内的鼓加热器(未显示)或定影器16等导致的外壳内的温升特性而变化。即便在成像设备100的配置环境保持恒定(25℃室温和50％RH的相对湿度)时，显影剂的温升状态也变化。为此，显影剂的流动性对应于各显影器4a、4b、4c和4d变化，以致需要优化各显影器4a、4b、4c和4d中的强制排出模式。

在此实施例中，为了不导致显影剂在显影剂的流动性下降的过程中溢出，控制部(控制器)50利用以下显示的显影剂的流动性变化估计表来控制强制排出模式。

表2

表2中的值是各色依据显影剂温度的值。所示各值为显影剂在60分钟空转后的安息角相对于各色处于20℃环境下初始显影剂的安息角(具体地，黄色显影剂的40度安息角)的变化率。如自表2还显而易见的，流动性变化估计表依据显影剂的颜色、显影剂的材料组成、显影器的构造等变化，因此应当理解，流动性变化估计表需要被适当地计算和设定。

<显影套筒的停止>

图9是强制排出模式下显影套筒停止的效果的说明图。如图3所示，在此实施例中，不采用像在传统显影器中那样的显影套筒28与输送螺旋器25和26利用位于显影容器22外侧部分处的齿轮连接并利用同一马达驱动的构造。在此实施例中，显影剂承载部件(显影套筒)28利用与驱动螺旋输送部件25和26的马达相独立地进行致动和停止控制的单独马达M1驱动。为此，可在显影剂承载部件(显影套筒)28的转动停止的状态下，执行通过加快螺旋输送部件25的输送速度来经由排出部40强制排出显影剂的强制排出模式。通过提供与驱动显影套筒28的驱动马达M1相独立的驱动马达M2来驱动输送螺旋器25和26，能够任意设定显影套筒28的转速、输送螺旋器25和26的转速和它们的转速比。在强制排出模式下，通过在显影套筒28停止且显影剂的流出被切断的状态下转动输送螺旋器25，使排出部40处的显影剂面的高度有效地增大以加速经由该排出部40的溢出。结果，可强制从排出部40排出调色剂和载体两者。

在此实施例的强制排出模式下，输送螺旋器25和26的转速被设定为900rpm，这是普通成像过程中转速(750rpm)的1.2倍。结果，显影剂面相对于固定的排出部40升高，使得显影剂通过排出部40的排出量大于在普通成像过程中的排出量。

在此实施例中，采用显影套筒28与输送螺旋器25和26被独立驱动的独立驱动构造。为此，在强制排出模式下，显影套筒28的驱动马达M2停止，而仅驱动马达M1被驱动。

为确保仅驱动马达M2驱动的效果，利用具有提供低流动性的60度安息角的显影剂，考察输送螺旋器25和26的转速与通过排出部40的显影剂的排出特性之间的关系。比较以下四种情况，即仅驱动马达以600rpm的转速转动的情况(点划线)、以750rpm转速转动的正常排出特性的情况(实线)、两驱动马达M1和M2同时以正常排出特性下转速(750rpm)的1.2倍的900rpm的增大转速转动的情况(虚线)、以及仅驱动马达M2以正常排出特性下转速(750rpm)的1.2倍的900rpm的增大转速转动的情况(点线)。

如图9所示，与两驱动马达M1和M2同时以900rpm的转速驱动的情况(虚线)相比，在仅驱动马达M2以900rpm的转速驱动的情况(点线)下，使通过排出部40的显影剂排出量增加的效果更大。另外，对于仅使驱动马达M2驱动的情况，当输送螺旋器25和26的转速为比成像过程中的900rpm(实线)低的600rpm(点划线)时，使通过排出部40的显影剂排出量增加的效果不大。

为使通过排出部40的显影剂排出量增加，需要增大该排出部40附近的显影剂面的高度，且为此目的，希望显影室23侧的显影剂量增加。为此，需要朝向显影室23提升更大量的显影剂，增大输送螺旋器26的转速是有效的。在此情况下，当显影套筒28停止时，可抑制从输送螺旋器25供应给显影套筒28的显影剂量。为此，显影剂面的高度与显影套筒28转动的情况相比升高，使得到达排出部40的显影剂量增加且由此显影剂排出量增加。

<实施例1中的控制>

图10是实施例1的控制的流程图。图11是强制排出模式下的控制的流程图。如图10所示，参照图3，当成像开始时，控制部(控制器)50利用设在显影器4a内的温度/湿度传感器T测量显影剂的温度(S1)。

接着，控制部50基于温度/湿度传感器T的测量结果并参照表2的流动性变化估计表计算当前温度下显影剂的流动性变化量。(S2)。

接着，在成像过程中补给用显影剂被补给的情况下(S3：是)，控制部50合计并储存补给用显影剂的总补给次数(∑X)(S4)。

如上所述，送料斗31批量供应补给用显影剂，使得此实施例中，补给用显影剂的总补给次数等于总补给批数。补给螺旋器32的节距被设定为使每批补给的补给量为280mg，由此磁性载体以每批补给28mg的量被补入显影器4内。因而，控制部50能够通过合计补给批数来估计显影剂的增量。

在此实施例中，作为强制排出模式的切换条件，重新定义了切换至强制排出模式所需的批数表，该表通过使用表2中的显影剂流动性变化量和补给用显影剂的总补给次数(∑X)作为参数来准备。

也就是说，即便在显影剂流动性随着温升而改变的情况下，当补给用显影剂被补给而显影容器22内的显影剂量不增加时，不发生显影剂溢出。因而，在此实施例中，从特定显影剂温度下的补给批数(即补给量)估计显影剂量的增量和(显影剂)排出特性，并将它们反馈给控制。

表3中表示了此实施例中采用的切换至强制排出模式所需的批数表。

表3

这里，将说明此表的计算方法。首先，准备各安息角的显影剂。估计使330g的中心显影剂量增加约20g所需的显影剂补给量。具体地，例如，对于50℃下的黄色显影剂，如同样自图6认识到的，当显影剂量为330g时，显影剂不能排出。为此，当显影剂以与200批对应的量被补给时，显影剂量仅增加与所补给的载体量对应的20g。

因此，当在显影剂温度为50℃的状态下补给200批显影剂的时候执行强制排出模式时，可满足显影剂量为350g或更少。按照这种方式，对于各显影剂，计算用于使显影剂量从330g的中心显影剂量增加20g的补给批数，以便制备图表(表3)。

如表3所示，当补给用显影剂的补给次数到达依据测量温度的补给用显影剂的总补给次数(∑X)的预定次数时，成像设备的模式被切换至强制排出模式。因此，强制排出模式的执行频率由在前次强制排出模式的执行间隔期间操作补给器的次数来限定。按照这种方式，在执行前次强制排出模式以后，当被补给到显影容器22内的显影剂量的总和到达预定量时，执行强制排出模式。结果，显影容器22内的显影剂量落在此实施例中从330g至350g的容许范围内。

控制部(控制器)50在当前温度下参照表3计算切换至强制排出模式所需的批数(B)(S5)。然后，控制部50比较所需的批数(B)与当前的总补给次数(∑X)，以判断补给用显影剂是否以与所需批数对应的量或更多被补给(S6)。

在总补给次数(∑X)小于所需批数(B)，即B＞∑X的情况下(S6：否)，继续成像。然而，在总补给次数(∑X)不小于所需批数(B)，即∑X≥B的情况下(S6：是)，中断连续成像并执行强制排出模式(S7)。

如图11所示，且参照图3，控制部50在强制排出模式开始时通过停止驱动马达M1来使显影套筒停止(T1)。然后，控制部50增大驱动马达M2的转速至该驱动马达M2的转速的1.2倍，并将输送螺旋器25和26的转速从750rpm改变至900rpm(T2)。接着，输送螺旋器25和26转动预定时间(1.5秒)，以便从排出部40强制排出过剩的显影剂(T3)。

这里，希望输送螺旋器25和26的转动时间尽可能得短，以便使由于执行强制排出模式导致的停机时间最少，在此实施例中，转动时间一律设定为1.5秒。

在强制排出模式结束后，驱动马达M2的旋转速度(转速)返回成像过程中的原始值(T4)，然后驱动马达M1被致动以转动显影套筒28(T5)。

最后，将总补给次数(∑X)重设为零(T6)，强制排出模式结束(S8)，然后操作返回到普通成像(S9)。

以上描述了在黄色显影器4a内执行的强制排出模式，然而也可在品红色、青色和黑色显影器4b、4c和4d内独立地控制此强制排出模式。在各显影器4b、4c和4d内，独立地提供温度/湿度传感器T，在控制部(控制器)50中提供针对各色独立的控制图表，并以中断的方式在各色独立的时刻执行强制排出模式。

然而，为了使与执行强制排出模式相伴随发生的成像设备100的停机时间最少，希望同时执行各色的强制排出模式。为此，在例如黄色显影器4a满足强制排出模式的切换条件的情况下，也可同时对不满足强制排出模式的切换条件的品红色、青色和黑色显影器4b、4c和4d执行强制排出模式。此时，使得各色合计的总补给次数(∑X)越小，强制排出模式的执行时间越短。结果，可有效地避免总补给次数(∑X)少的显影色过度排出。

通过在以下条件(1)至(4)下对执行强制排出模式的实施例1的控制和不执行强制排出模式的传统控制进行不良涂覆和显影剂溢出的评估来确认实施例1的控制效果。

(1)在发生显影剂溢出的可能性增大的高温/高湿环境

(30℃/80％RH)下。

(2)对连续200×10³张片材进行工况变化剧烈评估。

(3)在工况变化剧烈评估中，交替地执行在连续20×10³张片材上输出“全色低打印率(0％)的图表”和在连续20×10³张片材上输出“全色高打印率(100％)的图表”。

(4)每输出连续20×10³张片材时卸下显影器并测量该显影器的整体重量。然后，通过从显影器的整体重量中减去未充填显影剂的显影器的初始重量，来测量显影剂量。

结果，在不执行强制排出模式的传统控制下，在工况变化剧烈评估中，显影剂量在300g至470g的范围内大幅波动。当累计片材张数为100×10³时，显影剂量到达470g，以致发生显影剂溢出和输出图像被显影剂污染。

另一方面，在实施例1的控制下，在工况变化剧烈评估中，显影剂量在300g至380g之间变化，且不发生显影剂溢出。

另外，在显影剂量增大的环境条件下执行工况变化剧烈评估，使得在实施例1的控制和传统控制下都不发生由于循环显影剂不足导致的不良涂覆。

顺便一提的是，在实施例1中，在控制部判定需要执行强制排出模式的情况下，通过中断成像和通过进行强制中断控制来执行强制排出模式。然而，也可在成像完成之后在后转动程序中执行强制排出模式。当采用此构造时，可控制显影剂量而不像中断控制那样降低成像设备100的生产率。

如上所述，依据实施例1的控制，即便在显影剂的温度升高并且流动性降低的情况下，也确保经由排出部40排出必要排出量的显影剂，以便防止显影剂溢出。

顺便一提的是，如在JP平10-48937A和JP2008-287079A中所述的，当提供用于强制排出的特定排出机构时，显影器的部件数量增加且制造成本提高，从而难以使显影器小型化。另外，在显影器小型化的前提下，赋予给特定排出机构的每单位时间排出量变少。在排出机构的每单位时间排出量少的情况下，当在循环的显影剂量到达其上限时致动排出机构，显影剂量超过上限且由此不能及时地执行强制排出。

另外，当在显影容器内的显影剂的上限和下限被设定后控制排出机构时，循环的显影剂量的波动范围变大。这是因为显影剂的流动性降低且显影剂经由显影器排出的性能下降，从而不执行强制排出模式直至显影剂量实际到达上限。另外，当波动范围变大时，调色剂带电量的精确控制变难，以致可能导致发生图像密度的波动。

另外，当循环的显影剂量增加时，滞留时间长的劣化调色剂的比例增大，以致图像密度波动或者导致发生诸如白底雾等一类的图像缺陷。螺旋输送部件的转动阻力增大，以致能耗也增大。

在实施例1中，当显影剂温度升高时，在显影剂由于抑制经由排出部40的正常显影剂排出而增加前，强制排出模式的执行频率可以预见性地增大。结果，显影容器内的流动性降低的显影剂的比例减少，从而恢复经由排出部40的正常显影剂排出性能。为此，显影容器内的显影剂量稳定地维持在相当小的范围内，从而能够可靠地避免发生由于显影剂过剩导致的显影剂溢出。

另外，利用既有的排出部40和输送螺旋器25和26执行显影剂的排出，从而不需要追加用于执行强制排出模式的部件，且因此通过对现有控制程序进行微小的改动就能够执行强制排出模式。通过利用显影器4a的现有部件构造，可提高显影容器22内的显影剂量的控制准确度，而不导致该显影器4a的尺寸变大等。

在显影器4a中，在循环显影剂的温度超过预定值的情况下，该循环显影剂的流动性降低且显影剂通过排出部的排出性能降低，使得显影容器内循环的显影剂量增加。然而，在实施例1中，当显影剂的流动性降低时，可以预见性地控制显影剂的排出量，而不等待显影剂量的实际增加或减少。为此，与通过检测显影剂量的增加来执行强制排出控制的情况相比，显影剂量能够稳定地维持在较狭窄的范围内。另外，通过控制显影剂量于较狭窄的范围内，显影剂容器内流动性降低的显影剂的比例下降，从而减轻由于显影剂的流动性下降导致的不便，使通过排出部的显影剂排出性能提高。通过间歇地消除显影剂的过剩，能够更直接地消除伴随显影剂的流动性变化产生的不便。另外，温度作为与循环显影剂的流动性相关的信息被检测，不需要检测和控制在显影容器内循环的显影剂本身的量。

<实施例2>

此实施例与实施例1的差异在于此实施例中强制排出模式的执行频率可依据处理速度变化。例如，在成像设备100中，在选择厚纸且处理速度降低的情况下，为图3所示的输送螺旋器25和26设定低操作速度(减速)。此时，显影剂通过排出部40的排出量减少，且为此，此实施例中强制排出模式的执行频率增大。

在此实施例中，可实行图像承载部件以第一转速成像的第一模式和图像承载部件以低于第一转速的第二转速成像的第二模式中的每种。控制器在第二模式下增大强制排出操作的频率以使之高于在第一模式下的频率，并增长第二模式下强制排出操作的实行时间以使之长于第一模式下的时间。

成像设备100除了可以在普通纸等上成像的普通模式下(处理速度＝300mm/秒)操作外，还可以在1/2速度模式下(处理速度＝150mm/秒)操作，所述1/2速度模式作为在厚纸或OHP片材上成像的减速模式。在1/2速度模式下，感光鼓1a、中间转速带5和定影器16的周速减少至普通模式的1/2，使得即便对转印性能和定影性能比普通纸差的厚纸和OHP片材，也能够实行充分的转印和定影。

在普通模式下，如实施例1所述，显影套筒28以处理速度的1.75倍的周速转动，且输送螺旋器25和26的转速为750rpm。另一方面，在减速模式下，显影套筒28的周速以与处理速度相同的减速比减小且是普通模式的1/2，而输送螺旋器25和26的转速是比750rpm的1/2高的600rpm。这是因为当输送螺旋器的转速为750rpm的1/2，即375rpm时，显影剂从搅拌室24经由图3所示的开口11至显影室23的转移受阻。另外，这还因为当输送螺旋器的转速为与普通模式下相等的750rpm时，每调色剂消耗量的搅拌次数变得过多，加速显影剂的劣化。

更具体地，若显影剂的输送效率不依据转速变化，则即便输送螺旋器25和26的转速以处理速度的减小比率减小，排出部40处的显影剂面的高度也不变化。然而，在显影器4a中，显影剂从搅拌室24至显影室23的转移利用输送螺旋器26朝向开口11的显影剂推力来实现。为此，当输送螺旋器26的转速减小时，推力也减小，使得显影剂不太易于经由开口11提升到显影室23中。为此，当减速模式持续时，显影剂面在排出部40处的高度逐渐降低，因而不能排出过剩的显影剂，使得显影容器22内的显影剂量变得过剩，且因此易于发生显影剂溢出。

为此，通过利用驱动马达M1和M2的驱动构造在400rpm至1000rpm之间步进地增大输送螺旋器25和26的转速，来评估显影剂的循环状态、输出图像的质量和显影剂溢出。

表4(在减速模式下)

＊1：“C.B.”代表循环平衡。

＊2：“D.O.”代表显影剂溢出。

评估标准如下。

A：无问题

B：无问题但略微不稳定

C：有问题

如表4所示，当输送螺旋器25和26的转速为600rpm或更大时，可获得与普通模式下同等的循环平衡。然而，当输送螺旋器25和26的转速为700rpm或更大时，输出图像中出现条纹(间距不均匀)。为此，详细地研究条纹的产生因素，发现由于当转速为700rpm或更大时输送螺旋器25和26的振动使曝光器3a的激光器的光路上的反射镜振动，所以产生间距不均匀。

这里，当在普通模式下输送螺旋器25和26的旋转速度(转速：750rpm)简单地减小至1/2时，反射镜的振动量与普通模式下没有变化。然而，处理速度减小至1/2，使得激光器的写入间距增至普通模式下的2倍，且由此对间距不均匀的视觉敏感度提高。

然而，如表4所示，在输送螺旋器25和26的转速为700rpm或更大之前，不能充分地确保通过排出部40的显影剂排出性能。在600rpm的输送螺旋器转速下，排出部40处的显影剂面降低且由此不能满足排出特性，以致易于发生显影剂溢出。当与普通模式下相类似地设定实施例1中的强制排出模式的执行频率时，不能充分地防止显影剂溢出。

在此实施例中，当选择1/2速度模式时，使强制排出模式的执行频率高于在实施例1的控制下的执行频率。具体地，使实施例1中使用的表3中的数值为表3中数值的0.8倍，从而在频率增大20％的各条件下执行强制排出模式。在前次强制排出模式之后选择的成像模式为减速模式的情况下，对显影剂溢出的冗余(redundancy)减小且因此在比普通模式下更早的时间执行强制排出模式。

表5

如表5所示，例如，在成像模式为减速模式且黄色显影剂的温度为50℃的情况下，以普通模式(表3)下的所需批数乘以0.8得到的24作为减速模式下的所需批数。

在此实施例中，在成像开始时，判断成像模式是普通模式还是减速模式。在成像模式被判定为减速模式的情况下，在用所需批数(B′)替换所需批数的状态下进行控制。如图10所示，且参照图3，当成像操作开始时，测量显影剂的温度(S1)，然后估计显影剂的流动性变化量(S2)。接着，如表5所示计算依据显影剂温度的所需批数(补给次数或补给量)(S4)。当每次补给合计的补给次数(S3)到达所需批数(S5：是)时，依据遵循图11所示流程图的控制来执行强制排出模式(S7)。

类似于在实施例1中所述条件(1)至(4)下执行的普通模式的情况，通过在执行强制排出模式的减速模式下和不执行强制排出模式的传统减速模式下执行工况变化剧烈评估，确认实施例2的控制效果。

结果，在不执行强制排出模式的传统减速模式下，在工况变化剧烈评估中，显影剂量在290g至450g的范围内大幅波动。另外，当累计片材张数到达50×10³时，显影剂量到达450g，以致发生显影剂溢出和输出图像被显影剂污染。

另一方面，在实施例2的减速模式下，在工况变化剧烈评估中，显影剂在290g至370g之间变化，以致不发生显影剂溢出。

在实施例2中，发生显影剂溢出的显影剂量和在工况变化剧烈评估中显影剂量的变化范围这两项结果与实施例1不同。这归因于显影器4a内的显影剂量的中心值由于在普通模式与减速模式下显影剂面的坡度彼此不同而发生变化。

在实施例2中，即便在减速模式被设定且显影剂排出特性下降的情况下，通过执行强制排出模式，显影容器22内循环的显影剂量也能够维持在适当范围内，从而能够抑制显影剂溢出。

依据实施例2的控制，在可以在减速模式操作下操作的成像设备中(其中在所述减速模式下以比普通模式低的速度进行成像操作)，以与普通模式不同的阈值执行强制排出模式，使得显影剂排出特性在减速模式下不降低。结果，可防止由于处理速度差异引起显影剂排出特性降低而导致发生显影剂溢出。

顺便一提的是，在实施例2中，描述了成像设备以1/2速度模式作为减速模式操作的情况，然而本发明也可在可以多种速度模式例如1/3速度模式、1/4速度模式和1.5速度模式等操作的成像设备内实施。在此情况下，修正系数仅需要依据与速度模式相关的各处理速度被设定为适当数值。

另外，在实施例2中，对所需批数(B)进行修正，然而也可对输送螺旋器25和26的转数(转动时间)进行修正。

<实施例3>

此实施例与实施例1的差异在于不基于显影剂的温度而基于驱动马达的驱动转矩来进行强制排出模式的执行判断。图12是此实施例中输送螺旋器的驱动负载的检测的说明图。图13是驱动马达的输出转矩与显影剂的流动性之间的关系的说明图。图14是此实施例的控制的流程图。在此实施例中，成像设备100和显影器4a的构造类似于实施例1和2。

如图3所示，在此实施例中，在驱动马达M2的驱动转矩超过预定值且从而增大的情况下，判定显影剂的流动性降低且通过排出部40的显影剂的排出量减少，且为此，强制排出模式的执行频率增大。

显影剂的流动性依据除显影剂温度以外的因素而变化，例如，显影剂的流动性随着累积成像而逐渐降低，使得在某些情况下当仅依靠显影剂的温度时不能准确地估计显影容器内循环的显影剂量。在这点上，驱动马达M2的驱动转矩与显影容器22内的显影剂量和显影剂的流动性两者相关，使得能够准确地判定强制排出模式的适当执行时刻，而无需依靠显影剂的温度。

如图12所示，用于搅拌显影剂的输送螺旋器25和26的驱动负载占驱动马达M2的输出转矩的绝大部分，且为此，该驱动马达M2提供有作为检测装置的转矩检测传感器。转矩检测传感器可检测“由输送螺旋器25和26导致的显影剂的输送阻力”的增大，这是与显影剂的流动性相关的信息的一例。

对于本身为DC无刷电机的驱动马达M2，所供给的电流与该驱动马达M2的输出转矩之间存在比例关系。在驱动马达M2中，提供用于检测负载电流的电流检测电阻作为转矩检测传感器K。控制部(控制器)50通过电流值检测部(A/D转换器)51获得在电流检测电阻的两端之间产生的电位差，并计算输送螺旋器25和26的驱动转矩。

在显影器4a中，当显影剂的流动性降低时，即，当安息角增大时，显影剂面的坡度增大。当显影剂面的坡度增大时，显影剂经由排出部40的溢出受阻，且由此显影容器22内的显影剂量增加，使得输送螺旋器25和26的驱动转矩增大。然后，当增加的显影剂滞留在搅拌室24的下游侧且处于局部压缩状态时，输送螺旋器25和26的驱动转矩进一步增大。

为此，如图13所示，随着安息角由于显影剂的流动性降低而越大以及随着显影容器22内的显影剂量越大，驱动转矩变大。

因此，通过检测驱动马达M2的输出转矩，可估计显影剂量和显影剂面的坡度。当驱动马达M2的输出转矩增大时，可判定显影剂量增大或者显影剂面的坡度增大。由此，在任一情况下，判定通过排出部40的显影剂的排出量减少，且显影剂溢出的可能性增大。为此，在本实施例中，强制排出模式的执行频率依据输出转矩的检测结果而变化。

如图14所示，且参照图12，控制部(控制器)50在成像开始时利用转矩检测传感器K测量被施加在输送螺旋器25和26上的驱动转矩(V1)。

然后，控制部50基于转矩检测传感器K的检测结果判断驱动转矩是否小于预定水平(具体地，3×10^-2Nm(300gf·cm))(V2)。

在驱动转矩不小于预定水平的情况下(U2：是)，控制部50判定需要执行强制排出模式并中断成像，然后依据遵循图11所示流程图的控制来执行强制排出模式(V3)。接着，强制排出模式结束(V4)且操作返回到普通成像操作(V5)。

在此实施例中，仅基于采用转矩检测传感器K的驱动马达M2的输出转矩的检测结果，判定强制排出模式的起动时刻。

然而，当采用与实施例1中提供的显影剂温度检测传感器T相组合的构造或与实施例2中实施的减速模式相组合的构造时，能够实现显影剂量的更稳定控制。

例如，在普通操作过程中，也可在检测输送螺旋器25和26的驱动转矩的同时，实行实施例1或实施例2中的控制。在此情况下，通过依据所检出的转矩量把表3或表5中表示的所需批数(B)乘以修正值来减小执行强制排出模式的阈值，以便优化执行频率。另外，通过把输送螺旋器25和26的转动时间乘以修正值来增大排出时间，以便还可调整在强制排出模式下显影剂的排出量。

依据实施例3中的控制，始终检测并控制显影剂量或显影剂面的坡度，使得即便在显影剂量变化的情况下或者即便在显影剂面的坡度变化的情况下，也可防止显影剂溢出或不良涂覆。

<实施例4>

此实施例与实施例1的差异在于不基于显影剂的温度而基于驱动马达的转速来进行强制排出模式的执行判断。图15是此实施例中输送螺旋器的转速的检测的说明图。图16是此实施例的控制的流程图。图17(a)和17(b)分别是驱动马达的致动控制和负载检查模式的说明图。在此实施例中，成像设备100和显影器4a的构造类似于实施例1和2。

在本身是DC无刷电机的驱动马达M2中，直到转速收敛于特定转速的时间依据驱动马达的加减速驱动条件、此时所驱动的负载等变化，使得在一些情况下当施加一定量或更大的负载时，转速不能到达预定转速。作为对此的对策，通常实行步进式加速操作控制，其中，转速以预定的步幅步进地变化直至转速到达最终目标转速。选择性的，还通常实行这样一种控制，其中，始终监视转速，并在判定转速未到达预定转速(以预定转速的约90％作为实际指标)的情况下，判定马达不良转动。

也就是说，驱动马达M2致动时转速的上升依据用于搅拌显影剂的输送螺旋器25和26的驱动负载变化。另外，在致动驱动马达M2时转速的上升时间与显影容器22内的显影剂量和显影剂的流动性两者相关，从而能够准确地判定强制排出模式的适当执行时刻而无需依靠显影剂的温度。

在此实施例中，提供转速传感器Z作为用于监视与显影剂的流动性相关的信息示例的输送螺旋器25和26的转速的检测装置。在作为用于输送螺旋器25和26的驱动马达M2的DC无刷电机中，磁性传感器设在转子的外周面上，作为转速传感器Z，且能够检测转速。另外，控制部50始终利用转速传感器Z经由转速(旋转速度)检测部51B监视输送螺旋器25和26的转速。控制部50在检测到转速异常降低时判定显影剂的流动性下降(或者显影剂量增加)，并经由控制电路52增大驱动马达M2的转速以执行强制排出模式。

如图16所示，且参照图15，控制部(控制器)50在成像开始时利用转速传感器K检测从开始转动起经过预定时间(此实施例中为500毫秒)后的转速(W1)。

这里，驱动马达的上升控制利用如图17(a)所示的转速每100毫秒逐渐增大的步进式加速操作控制来实现，以使转速在500毫秒后上升至预定转速(750rpm)。在图17(a)中，细线代表转速控制信号，粗线代表所测出的实际转速。

然后，控制部50判断所检出的转速是否为预定转速(750rpm)(W2)。在所检出的转速不超过作为预定值的一例的预定转速的95％(713rpm)的情况下(W2：是)，控制部50判定负载过大，并执行强制排出模式(W3)。控制部50中断成像，并依据遵循图11所示流程图的控制来执行强制排出模式。然后，强制排出模式结束(W4)，且操作返回到普通成像操作(W5)。

顺便一提的是，在此实施例中，在成像开始时执行转速检测，然而例如，在负载检查模式下，也可在完成成像后的后转动过程中执行转速检测。另外，在独立于成像执行转速检测的情况下，作为马达上升控制，可实行图17(b)所示的转速(旋转速度)一步加速到750rpm的最终目标转速的控制，而非图17(a)所示的五步加速操作控制。结果，易于出现由于过大负载导致的致动上升的延迟，从而可提高检测准确度。

在此实施例中，仅利用转速传感器Z基于驱动马达M2的致动上升的检测结果，判定强制排出模式的起动时间。

然而，当采用与实施例1中提供的显影剂温度检测传感器T相组合的构造或与实施例2中实施的减速模式相组合的构造时，能够实现显影剂量的更稳定控制。也可在显影剂的排出特性由于显影剂的流动性变化或者由于处理速度的切换而变化的情况下，执行用于排出过剩显影剂的强制排出模式。

例如，在普通操作过程中，也可在检测驱动马达M2的致动上升的同时，实行实施例1或实施例2中的控制。在此情况下，通过依据驱动马达M2的致动上升状态把表3或表5中表示的所需批数(B)乘以修正值来减小执行强制排出模式的阈值，以便优化执行频率。另外，通过把输送螺旋器25和26的转动时间乘以修正值来增大排出时间，以便还可调整强制排出模式下的显影剂排出量。

依据实施例4的控制，在驱动马达M2的致动过程中始终检测并控制显影剂量或显影剂面的坡度，使得即便在显影剂量变化的情况下或者即便在显影剂面的坡度变化的情况下，也可防止显影剂溢出或不良涂覆。

<实施例5>

图18是此实施例的显影器的透视图。

在实施例1至实施例4中，描述了应用于竖直搅拌式显影器的本发明的实施例，然而本发明也可应用于水平搅拌式显影器。

如图18所示，显影器4a包括利用分隔壁27相对于水平方向分成显影室23和搅拌室24的显影容器22。输送螺旋器25设在显影室23内，该输送螺旋器25在朝箭头B所示的方向输送显影剂的同时，把显影剂供应给显影套筒28。输送螺旋器26设在搅拌室24内，并朝箭头C所示的方向输送显影剂。

在该分隔壁27相对于分隔壁27纵向的两端部处形成有开口11和12，且显影剂经由该开口11和12在显影室23与搅拌室24之间转移，使得该显影剂在显影容器22内循环。

在搅拌室24相对于箭头C方向的抵接面处形成有排出部40。在输送螺旋器26相对于箭头C方向的端部处形成有用于朝相反方向推回显影剂的反向螺旋部26a。

在显影器4a中，包含磁性载体的补给用显影剂在开口12附近补给，由于补给用显影剂的补给而过剩的显影剂从排出部40溢出，由此循环的显影剂量维持恒定。

同样，在实施例5的显影器4a中，当显影剂的流动性降低时，不能实现通过排出部40的正常排出性能，因而执行强制排出模式。成像被中断以停止显影套筒28的转动，且输送螺旋器25和26以高于成像过程中的速度转动，使显影剂越过反向螺旋部26a并以大于普通操作过程中的量经由排出部40排出。

尽管已参照这里所公开的结构对本发明进行了说明，但不限于所阐述的细节，且本申请旨在覆盖落在改进目的或者以下权利要求书的范围内的变型或变更。

Claims (7)

1.一种成像设备，包括：

图像承载部件，用于承载潜像；

显影器，包括用于承载和输送包含调色剂和载体的显影剂至显影位置的显影剂承载部件，所述显影器用于使形成在所述图像承载部件上的所述潜像显影，在所述显影位置，所述显影剂与所述图像承载部件相对；

排出部，用于使通过将显影剂补入所述显影器内而存在于所述显影器内的过剩显影剂排出；

输送部件，用于在所述显影器内输送显影剂；

控制器，用于通过改变所述显影剂承载部件和所述输送部件中的至少一者的驱动条件，来控制从所述排出部排出所述过剩显影剂的强制排出操作；以及

检测装置，用于检测与所述显影器内的显影剂的流动性相关的信息，

其中，所述控制器能够基于所述检测装置的检测结果来控制所述强制排出操作。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器能控制所述强制排出操作，使得当所述显影器内的显影剂的流动性低于预定值时，所述强制排出操作的频率或执行时间高于或长于当所述显影器内的显影剂的流动性高于所述预定值时所述强制排出操作的频率或执行时间。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述控制器能控制所述强制排出操作，使得在所述显影器内的显影剂的流动性低于预定值时执行所述强制排出操作，以及当所述显影器内的显影剂的流动性高于所述预定值时不执行所述强制排出操作。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，当在前次强制排出操作完成之后补给到所述显影器内的显影剂量的总和达到预定值时，所述控制器能执行所述强制排出操作，以及

其中，所述预定值基于所述检测装置的检测结果变化。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，与所述显影剂的流动性相关的所述信息是所述成像设备的主体组件内的温度、所述输送部件的驱动转矩或者所述输送部件的转速。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述显影器包括用于容纳所述显影剂的第一室和相对于重力方向与所述第一室邻近设置的第二室，所述第二室用于与所述第一室一起形成循环路径，

其中，在所述第一室和所述第二室内的显影剂利用所述输送部件循环，以及

其中，所述第一室和所述第二室中的至少一者设置有排出口。

7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述成像设备能执行第一模式和第二模式，在所述第一模式下，以所述图像承载部件的第一转速进行成像，在所述第二模式下，以所述图像承载部件的第二转速进行成像，所述第二转速低于所述第一转速，且其中，所述控制器能控制所述强制排出操作，使得在所述第一模式下所述强制排出操作的频率或执行时间大于或长于在所述第二模式下所述强制排出操作的频率或执行时间。

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