CN102467028A - 图像形成设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像形成设备。基于关于图像承载部件的驱动量的第一信息和关于显影剂承载部件的驱动量的第二信息，在第一信息和第二信息的从显影装置的初始安装或替换以来的积分值大于预定值的情况下，控制装置根据图像承载部件和显影剂承载部件的驱动量的增加来减少电位差。

Description

图像形成设备

技术领域

本发明涉及使用电子照相方法或者静电记录方法的图像形成设备。特别地，本发明涉及包括保持在图像承载部件和显影剂承载部件之间的间隙的保持部件的诸如复印机、打印机或传真机之类的图像形成设备。

背景技术

传统地，使用电子照相方法的诸如复印机、打印机或传真机之类的图像形成设备包括布置在与感光鼓相对的位置中的显影套筒。感光鼓是其上形成有静电潜像的图像承载部件，而显影套筒是携带和传送显影剂的显影剂承载部件。然后图像形成设备一般执行在其中使用显影剂使静电潜像可视化的显影处理。

使用双组分显影方法的图像形成设备使用双组分显影剂，在该显影剂中以预定的比例混合非磁性调色剂和磁性载体。在这种图像形成设备执行显影处理时，感光鼓和显影套筒在彼此之间具有预定的间隙(即，S-D间隙)的情况下彼此相对地布置。然后将显影偏压施加到显影套筒，使得使用显影剂中的调色剂执行显影处理。在这种情况下，如果S-D间隙太宽，则降低在感光鼓与显影套筒之间的电场强度，使得变得更难以执行显影处理。另一方面，如果S-D间隙太窄，则电场强度变得过大，使得变得容易产生异常的放电，并且可能发生诸如环状点之类的图像缺陷。

为了解决这种问题，日本专利申请公开No.07-175321讨论了如下的将S-D间隙保持在预定范围内的图像形成设备。间隙保持部件被布置在显影套筒的边缘部分处以便邻接鼓表面。

然而，在如日本专利申请公开No.07-175321中所讨论的包括将间隙保持部件附接于显影套筒以便邻接感光鼓的图像形成单元的图像形成设备中出现问题。更具体地说，由于感光鼓或显影套筒的旋转而存在对间隙保持部件的摩擦。结果，间隙保持部件变得被磨损，使得S-D间隙改变。特别地，在其中在彼此相对布置的感光鼓与显影套筒之间设定圆周速度差的图像形成设备中，磨损是显著的。圆周速度差被设定以使得在显影单元(即，感光鼓与显影套筒彼此相对地布置的部分)中传送大量显影剂，从而提高显影性能。如果S-D间隙由于间隙保持部件的磨损而变窄，则显影套筒上携带并且由显影套筒传送的双组分显影剂变得难以通过S-D间隙。因此在S-D间隙周围的区域中发生显影剂的滞留。

显影剂包括磁性载体，该磁性载体的薄层被涂敷在显影套筒上，并且该磁性载体由布置在显影套筒中的磁体携带。如果如上所述地在S-D间隙周围的区域中发生显影剂的滞留，则显影剂移动到其中磁体的磁力不能保持包括磁性载体的显影剂的位置。然后，包括磁性载体的显影剂从显影装置溢出，并且最终变得从图像形成设备排出其上附着有磁性载体的转印材料。此外，从显影装置溢出的磁性载体与调色剂图像一起被传送到转印单元或定影单元，使得图像形成设备主体变得被极大地损坏。

发明内容

本发明的方面之一涉及能够减少由发生在显影套筒与感光鼓彼此相对地布置的部分附近的显影剂的滞留所引起的失效的图像形成设备。显影剂的这种滞留由通过邻接图像承载部件来保持显影剂承载部件与图像承载部件之间的间隙的间隙保持部件的磨损引起。

根据本发明的另一方面，一种图像形成设备包括：图像承载部件；显影装置，所述显影装置包括在显影区域中与所述图像承载部件相对地布置的显影剂承载部件，并且被配置为使在所述图像承载部件上形成的静电潜像显影，所述显影剂承载部件携带和传送包括非磁性调色剂和磁性载体的显影剂；间隙保持部件，所述间隙保持部件与所述显影装置一起被整体地替换，并且被配置为通过邻接所述图像承载部件和所述显影剂承载部件两者来保持在所述图像承载部件和所述显影剂承载部件之间的距离；以及控制单元，所述控制单元被配置为控制在所述图像承载部件的非图像部分的电位与施加到所述显影剂承载部件的显影偏压之间的电位差，其中基于关于所述图像承载部件的驱动量的第一信息和关于所述显影剂承载部件的驱动量的第二信息，在第一信息和第二信息的从所述显影装置的初始安装或替换以来的积分值大于预定值的情况下，所述控制单元根据所述图像承载部件和所述显影剂承载部件的驱动量的增加来减少所述电位差。

根据以下参考附图的示例性实施例的详细描述，本发明更多的特征和方面将变得清晰。

附图说明

被加入且构成说明书一部分的附图示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且与描述一起用来解释本发明的原理。

图1是示出根据本发明的图像形成设备的示例的配置的示意图。

图2是示出图1中示出的图像形成设备中的图像形成站的示意图。

图3是示出图1中示出的图像形成设备中的第一图像形成站Pa的示意图。

图4是示出根据第一示例性实施例的间隙保持部件49的示意图。

图5是示出根据第一示例性实施例的图像形成设备中的显影单元周围的区域的示意图。

图6A和图6B示出根据第一示例性实施例的图像形成设备中的显影单元中的电位。

图7是示出根据第一示例性实施例的图像形成设备中的除雾电位、S-D间隙和显影剂的滞留之间的关系的曲线图。

图8是示出根据第一示例性实施例的执行控制的控制单元和检测单元的框图。

图9是示出根据第一示例性实施例的用于基于显影套筒的驱动执行高压控制的过程的流程图。

图10示出用于根据显影计数值执行控制的Vback表。

图11是示出根据第一示例性实施例的用于基于间隙保持部件的磨损量执行高压控制的过程的流程图。

图12是示出根据第一示例性实施例的用于基于间隙保持部件的磨损量控制对比度(contrast)电位的过程的流程图。

图13是示出根据本发明的图像形成设备的另一个示例的示意图。

图14是示出根据第一示例性实施例的间隙保持部件49的另一个示例的示意图。

图15是示出根据第二示例性实施例的间隙保持部件49的示意图。

图16是示出根据第三示例性实施例的用于基于间隙保持部件的磨损量执行高压控制的过程的流程图。

图17是示出根据第四示例性实施例的用于基于间隙保持部件的磨损量指示替换处理盒的过程的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图来详细描述本发明的各个示例性实施例、特征以及方面。

下面将描述根据本发明的第一示例性实施例。图1和图2是示出根据本发明的使用中间转印方法的彩色图像形成设备的示例的截面图。根据本示例性实施例，图像形成设备是使用接触带电方法和双组分接触显影方法的无清洁器的电子照相式激光束打印机。

参照图1，根据本示例性实施例的图像形成设备100包括在图像前进方向上连续布置的四个图像形成站Pa、Pb、Pc和Pd。四个图像形成站Pa、Pb、Pc和Pd是可拆卸地附接于图像形成设备100的处理盒。

图2是示出图像形成站Pa的截面图。四个图像形成站Pa、Pb、Pc和Pd被类似地构成。参照图2，图像形成站Pa包括感光鼓1a(即图像承载部件)、带电装置2a、曝光装置3a、显影装置4a、上游辅助带电装置51a和下游辅助带电装置52a。此外，中间转印带11(即中间转印部件)被布置以使得可在由图2中示出的箭头指出的方向上移动。因此，中间转印带11通过图像形成站Pa、Pb、Pc和Pd中的每一个中的一次转印装置7a、7b、7c和7d以及感光鼓1a、1b、1c和1d。

回到图1，包含光源32、多面反射镜33和曝光窗口34的扫描器单元31被布置在图像形成设备100的下部中。多面反射镜33旋转和扫描从光源32发射的激光束，并且多个反光镜使扫描光的光束偏斜。fθ透镜使偏斜的光会聚并且利用会聚的光使感光鼓1a、1b、1c和1d中的每一个感光鼓的母线曝光。因此在感光鼓上形成根据图像信号的静电潜像。

四个图像形成站Pa、Pb、Pc和Pd中的显影装置4a、4b、4c和4d各被填充有预定量的双组分显影剂。更具体地说，在每种双组分显影剂中，黄色、品红色、青色或黑色非磁性调色剂分别以预定的混合比与磁性载体混合。因此，显影装置4a、4b、4c和4d使用每种颜色的调色剂来顺序地显影感光鼓上的潜像，并且形成调色剂图像。然后调色剂图像被一次转印到中间转印带11。此外，包含在转印材料盒子14中的转印材料P被传送到二次转印装置12，并且中间转印带11上携带的调色剂图像被二次转印到转印材料P。定影单元9执行加热和加压，以便使转印材料P上的调色剂图像定影，并且然后将其上定影有调色剂图像的转印材料P作为记录图像排出到图像形成设备100之外。

中间转印带清洁刮刀(blade)13清洁附着于中间转印带11的表面的二次转印残余调色剂或除雾调色剂。中间转印带清洁刮刀13在二次转印部分的相对于中间转印带11的移动方向的下游处一直邻接中间转印带11。另一方面，在上游辅助带电装置51a、下游辅助带电装置52a和带电装置2a执行带电量控制之后，在显影装置4a中收集留在图像形成站Pa中的感光鼓1a上的一次转印残余调色剂。也在其它图像形成站中执行类似的过程。

此外，图像形成设备100包括控制图像形成设备的中央处理单元(CPU)61。CPU 61与用作工作存储器的随机访问存储器(RAM)62和只读存储器(ROM)63连接，该只读存储器(ROM)63存储要由CPU 61执行的程序和各种数据。

下面将描述带电过程。下面将参考图2和图3描述根据本示例性实施例的感光鼓和周围组件中执行的图像形成过程。图3是示出图像形成设备中的第一图像形成站Pa的示意图。根据本示例性实施例，图像形成设备以130mm/sec的处理速度形成图像。

图像形成设备100在接触带电装置2a上施加高压，以便使感光鼓1a的表面均匀地带电。根据本示例性实施例，接触带电装置2a是带电辊。然而，接触带电部件还可以具有其它形状和材料，诸如毛刷和毡(felt)。此外，可以结合各种材料以便形成具有更合适的弹性、导电性、表面性质和耐久性的接触带电部件。

带电辊2a的芯(core)的每个端部被保持以使得可由承载部件(未示出)自由地旋转。此外，加压弹簧21a使带电辊2a偏向感光鼓1a，使得带电辊2a以预定的加压力与感光鼓1a的表面加压地接触。结果，带电辊2a随着感光鼓1a的旋转一起被可旋转地驱动。高压电源101a在带电辊2a的芯上施加预定条件的带电偏置电压。因此，旋转的感光鼓1a的表面被接触带电到预定的极性和电位。

根据本示例性实施例，施加到带电辊2a的带电偏置电压是其中直流(DC)电压和交流(AC)电压叠加的振荡电压。更具体地说，带电偏置电压是-700V的DC电压与具有1.3kHz频率和峰间电压Vpp＝1.5kV的正弦波的AC电压叠加的振荡电压。因此，带电偏置电压使感光鼓1a的表面均匀地带电到-700V(即，暗电位Vd)，其基本上与施加到带电辊2a的DC电压相同。

然后图像形成设备100使用曝光装置3a在带电的感光鼓1a上形成静电潜像。根据本示例性实施例，曝光装置3a是使用半导体激光器的激光束扫描器。

下面将描述显影过程。图像形成设备100中的显影装置4a根据在感光鼓1a上形成的静电潜像来供应调色剂，使得形成调色剂图像(即，显影剂图像)。根据本示例性实施例，显影装置使用双组分接触显影方法。在这种方法中，通过使由包括非磁性调色剂和磁性载体的双组分显影剂形成的磁性刷与感光鼓接触来显影静电潜像。

显影装置4a包括非磁性的显影套筒41a(即，显影剂承载部件)，在该显影套筒中磁体42a被固定地布置在其内部中。显影套筒41a的外圆周表面的一部分暴露于显影装置4a外部。显影套筒41a被布置在感光鼓1a附近以及在与感光鼓1a相对的位置处，保持与感光鼓1a最近的距离(即，S-D间隙)为300μm。

在其中感光鼓1a和显影套筒41a被彼此相对地放置的区域是显影区域。保持S-D间隙的间隙保持部件49附接到显影套筒41a的轴向上的两个端部，以便邻接感光鼓41a。此外，显影套筒41a在显影部分中在作为与感光鼓1a的旋转方向Y相反的方向的旋转方向X上被可旋转地驱动。结果，由下面要描述的辅助带电装置或带电装置再次带电的转印残余调色剂或除雾调色剂被有效地收集在无清洁器的图像形成设备中的显影装置中。

根据本示例性实施例，双组分显影剂中的磁性载体具有约1013Ω·cm的体电阻率以及约40μm的粒子直径(即，体积平均粒子直径，使用激光衍射型粒子尺寸测量设备HEROS(由Nippon Denshi Co.，Ltd制造)通过将0.5～350μm的范围对数地分成32个部分来测量该体积平均粒子直径，并且其中提供50％体积的中间直径被确定为体积平均粒子尺寸)。此外，非磁性调色剂由主要包括聚酯的树脂以及分散在其中的着色剂或电荷控制剂形成，以便提供具有约7μm的体积平均粒子直径的粉末材料。非磁性调色剂通过摩擦磁性载体而被摩擦带电为负极性。

高压电源102a对显影套筒41a施加预定显影偏压。根据本示例性实施例，显影偏置电压是DC电压和AC电压叠加的振荡电压。更具体地，显影偏置电压是-500V的DC电压与具有8.0kHz频率和峰间电压Vpp＝1.8kV的矩形波的AC电压叠加的振荡电压。因此，基于上述显影偏压和在感光鼓1a的表面上形成的静电潜像的电场而使静电潜像反转显影。

在上述过程中，在温度23℃和绝对水分量10g/m³的环境下，在感光鼓1a上显影的调色剂的带电量约为-25μC/g。

下面将描述转印过程。图像形成设备100中的一次转印装置7a将在感光鼓1a上形成的显影剂图像一次转印到中间转印带11。根据本示例性实施例，一次转印装置7a是被促使以预定的加压力与感光鼓1a加压接触的转印辊7a。高压电源103a向转印辊7a施加作为与调色剂的带电极性(即，负极性)相反的极性的正极性的转印偏压。根据本示例性实施例，将+2kV的转印偏压施加到转印辊7a。因此调色剂被一次转印到中间转印带11。

下面将描述辅助带电过程。可能存在没有从在感光鼓1a上显影的显影剂图像被一次转印的转印残余调色剂或雾调色剂。这种残余调色剂或雾调色剂被传送到上游辅助带电装置51a和下游辅助带电装置52a，并且然后调色剂的带电极性被调整到常规带电状态。根据本示例性实施例，上游辅助带电装置51a和下游辅助带电装置52a两者是带电刷。然而，辅助带电装置不限于固定的刷部件，并且可以是具有任何合适形状的部件，诸如刷形旋转部件、弹性辊或者片形部件。

上游辅助带电装置51a与高压电源104a连接，而下游辅助带电装置52a与高压电源105a连接。高压电源104a向上游辅助带电装置51a施加具有与调色剂的常规带电极性(即负极性)相反的极性的DC电压。根据本示例性实施例，将+300V的电压施加到上游辅助带电装置51a。此外，高压电源105a向下游辅助带电装置52a施加具有与调色剂的常规带电极性(即负极性)相同的极性的DC电压。根据本示例性实施例，将-800V的电压施加到下游辅助带电装置52a。因此上游辅助带电装置51a和下游辅助带电装置52a将在转印之后的残余调色剂的带电极性调整到作为常规带电状态的负极性。

然后其中DC电压和AC电压叠加的振荡电场调整已经被调整到常规带电极性的在转印之后的残余调色剂的带电量。因此调色剂的带电量分布变为窄区域分布。

然后，显影装置4a通过施加+200V的除雾电位(Vback)来收集其带电量已经被调整的转印残余调色剂和雾调色剂。显影装置4a在执行显影过程的同时收集调色剂。除雾电位(Vback)是在感光鼓的暗电位(Vd)(即，非成像部分的电位)与施加到显影套筒41的DC电压(Vdc)之间的电位差。

如上所述的四个无清洁器的图像形成站被并行地布置，并且因此由四个图像形成部分Pa、Pb、Pc和Pd形成彩色图像。

下面将描述间隙保持部件。图4是示出根据本示例性实施例的保持S-D间隙的间隙保持部件49的示意图。参照图4，间隙保持部件49具有曲面A和圆周表面B。曲面A与感光鼓1a接触，并且，显影套筒41的端部轴通过圆周表面B并且与圆周表面B接触。曲面A和圆周表面B的曲率各近似等于与其接触的感光鼓1a和显影套筒41。根据本示例性实施例，间隙保持部件49由聚酰胺(PA)形成。间隙保持部件49还可以由诸如聚邻苯二甲酰胺(PPA)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰胺酰亚胺(PAI)和聚甲醛(POM)之类的树脂形成。将间隙保持部件49从显影套筒侧压向感光鼓侧，以便邻接感光鼓，因此保持S-D间隙。

由于如图4所示地成形的间隙保持部件与感光鼓之间的接触面积大，因此加压力变得分散，并且减少间隙保持部件的磨损。此外，即使在调色剂成块(agglomerate)或者载体被夹在感光鼓与间隙保持部件之间时，也几乎不发生显影套筒与感光鼓之间的S-D间隙的周期性的改变。

然而，如果重复地执行大量的图像形成过程，则曲面A与感光鼓1接触并且引起与感光鼓1的摩擦，而圆周表面B与显影套筒41的轴的端部接触并且引起与显影套筒41的轴的端部的摩擦。因此间隙保持部件49的曲面A和圆周表面B变得被磨损，并且S-D间隙变窄。如果S-D间隙变得太窄，则显影套筒41上携带并且由显影套筒41传送的显影剂变得难以通过S-D间隙，使得在S-D间隙周围的区域中发生显影剂的滞留。

下面将描述由S-D间隙的改变引起的滞留的机制。下面将参考图5、图6A、图6B和图7描述显影剂的滞留。图5是示出根据本示例性实施例的图像形成设备中的显影单元周围的区域的示意图。参照图5，包括非磁性调色剂T和磁性调色剂C的双组分显影剂被固定布置在显影套筒41内的磁体42的磁力拉向显影套筒41。非磁性显影套筒41在图5所示的箭头X指出的方向上旋转，通过执行喷砂(blast)处理而将该非磁性显影套筒41的表面粗糙度Rz处理为10μm。因此在穗(ear)站立的同时，在由箭头X指示的方向上携带和传送双组分显影剂。

此外，感光鼓1在与显影套筒41相对地放置感光鼓1的位置处在由图5所示的箭头Y指示的方向上(即，在与显影套筒41的旋转相反的方向上)旋转。如果S-D间隙变窄，其穗站立的显影剂与感光鼓1接触，使得由显影套筒41的旋转引起的切向传送力变得中断。结果，显影剂变得难以通过S-D间隙，并且通过S-D间隙的显影剂的量变得小于携带且传送到S-D间隙的显影剂的量。因此发生显影剂的滞留。

如果保留的显影剂的量增大使得显影剂的滞留发生在远离显影套筒41的位置处，则磁体42的磁力(即，用于将显影剂保持朝向显影套筒41的力)变弱。结果，显影剂套筒41不能保持显影剂，并且因此沿感光鼓1的旋转方向Y传送显影剂。

图6A和图6B示出在空白部分中形成的电场(图6A)以及在纯色(solid)部分中形成的电场(图6B)。根据本发明，图像形成设备使用反转显影方法，并且在其中曝光装置已经形成静电潜像的部分上显影调色剂。此外，显影剂搅动显影装置4内部的非磁性调色剂和磁性载体，以便通过摩擦带电施加电荷。因此非磁性调色剂被带电为负极性(-)，而磁性载体被带电为正极性(+)。

参照图6A，空白部分中的感光鼓电位(Vd)和显影套筒电位(Vdc)处于除雾电位(Vback)状态。根据本示例性实施例，感光鼓电位Vd被设定为-700V，而显影套筒电位Vdc被设定为-500V。然后负极性的调色剂保持在显影套筒电位(Vdc)。然而，使正极性的载体朝向具有更负的电位的感光鼓电位(Vd)移动。然后与由显影套筒41的旋转所引起的切向力E不同的力F变得从显影套筒41施加到感光鼓1，使得显影剂的传送速度降低。因此变得可能在S-D间隙中发生显影剂的滞留。

此外，参照图6B，曝光装置使得纯色图像部分中的感光鼓电位变为潜像电位(VL)。在这种情况下，在显影套筒电位(Vdc)与潜像电位(VL)之间的电位差变为对比度电位(Vcont)。

根据本示例性实施例，即使在通过执行图像浓度控制改变潜像电位VL时，纯色图像中的潜像电位VL也被设定为大约-140V到-300V。因此力变得施加到负极性的调色剂，使得调色剂朝向其电位更加正的潜像电位(VL)移动。正极性的载体保持在显影套筒电位(Vdc)。

然而，在纯色图像的情况下，在感光鼓上显影的调色剂的量大，使得载体也与静电附着于载体表面的调色剂一起被显影在感光鼓上。因此发生纯色图像中的载体的粘附现象。然后与由显影套筒41的旋转所引起的切向力E不同的力F变得从显影套筒41施加到感光鼓1。结果，显影剂的传送速度降低，并且变得可能在S-D间隙中发生显影剂的滞留。

图7是示出根据本示例性实施例的除雾电位(Vback)、S-D间隙和显影剂的滞留之间的关系的曲线图。图7中示出的曲线图表示在其中在根据本示例性实施例的图像形成设备中发生滞留的条件。每1cm²的面积涂敷在显影套筒的显影位置上的显影剂量(M/S)是35mg/cm²。参照图7，如果间隙保持部件49被磨损并且S-D间隙变窄到240μm，并且Vback被设定为大于或等于200V，则在空白部分中发生显影剂的滞留。如果进一步产生磨损，并且S-D间隙变窄到210μm，则在Vback被设定为大于或等于80V时在空白部分中发生显影剂的滞留。由于以下原因而发生显影剂的滞留。在方向F上从显影套筒41施加到感光鼓1的力随着Vback增大而增大，使得显影套筒41的显影剂传送速度降低。换句话说，随着S-D间隙变更窄并且随着Vback增大，变得可能发生显影剂的滞留。类似地，随着对比度电位Vcont增大，变得更可能发生显影剂的滞留。

下面将参考图8、图9、图10、图11和图12描述根据本示例性实施例执行的控制。

下面将描述Vback的控制(即，第一控制)。图8是示出根据本示例性实施例的执行控制的控制单元和检测单元的框图。参照图8，控制单元包括CPU 61。CPU 61与要被用作工作存储器的RAM 62、存储要由CPU执行的程序和各种数据的ROM 63、检测图像形成设备周围的环境的环境传感器80以及感光鼓旋转检测单元71连接。此外，CPU 61与显影套筒旋转检测单元72、向用于使感光鼓1带电的带电装置2施加带电偏压的带电高压电源101、向显影套筒41施加显影偏压的显影高压电源102以及形成静电潜像的曝光装置3连接。

图9是示出用于根据显影套筒的驱动执行高压控制的过程的流程图。

在步骤S1中，图像形成设备开始操作。在步骤S2中，CPU 61从备份RAM 62读取在当前图像形成过程之前已经达到的显影计数值D(即，显影套筒的驱动量的积分值)。在步骤S3中，环境传感器80检测图像形成设备周围的湿度和温度。

在步骤S4中，显影套筒旋转检测单元72基于从显影装置的初始安装或替换以来检测的显影套筒的总驱动时间来计算显影计数值D。通过将显影套筒的驱动时间TS除以用于在一个片材上形成图像的显影套筒的驱动时间TS0来计算显影计数值D。因此将驱动时间TS转换成对应的已经形成的图像的张数。换句话说，显影计数值D与显影套筒的旋转的总数量对应。根据本示例性实施例，显影装置或者包括显影装置的处理盒被整体地替换。因此能够通过获取显影套筒的从显影装置的初始安装或替换开始的旋转数量来检测显影剂的劣化。

在执行在除了图像形成过程之外的过程中的各种控制(例如，图像浓度控制、颜色未对准校正控制和调色剂浓度控制)中驱动显影套筒时，显影套筒驱动时间TS被向上计数。此外，在图像形成设备被开启或者从休眠模式恢复的情况下在预备多旋转中驱动显影套筒时，显影套筒驱动时间TS被向上计数。

在步骤S5中，CPU 61基于所计算的显影计数值D和环境数据来确定如图10所示的除雾电位(Vback)的设定。在步骤S6中，CPU61基于包括带电偏压和显影偏压的环境表确定和施加带电高压电源101和显影高压电源102的电压。在步骤S7中，执行图像形成过程。

图10示出用于根据显影计数值D控制Vback的Vback表。参照图10，实线1表示低湿度环境(即，绝对水分为1.0g)中的除雾电位的使用表。虚线2表示高湿度环境(即，绝对水分为22.0g)中的除雾电位的使用表。参照实线1和虚线2，执行控制以便随着显影计数值D增大而增大除雾电位Vback。此外，在高湿度环境中，出于下面要描述的原因，与低湿度环境相比，随着显影套筒进一步被使用，除雾电位Vback进一步增大。

当驱动显影套筒41时，显影装置4中的双组分显影剂被搅动，图2所示的调节部件43调节并且在显影套筒41上涂敷显影剂的薄层。在这种情况下，发生显影剂之间的摩擦，或者显影剂被压在调节部件43的相对于显影套筒41的旋转方向的上游部分中的显影剂池(pool)处。结果，附着于显影剂中的调色剂的表面的硅石或钛变得被嵌入或脱离，或者调色剂变得被熔到磁性载体的表面，使得变得可能减少调色剂带电量。

低带电量的调色剂更不可能受到显影单元中的电场的影响。因此即使在施加除雾电位Vback时也发生诸如其中调色剂附着于感光鼓的空白部分的雾化之类的图像失效。为了解决这种问题，增大除雾电位Vback，使得在调色剂具有低带电量时不发生雾化。此外，在高湿度环境中，由于附着于载体、调色剂或外部添加剂的水分而使表面电阻率和体电阻率降低。因此变得难以通过摩擦来施加电荷，使得调色剂带电量变低。在这种情况下，除雾电位Vback进一步增大。

在上述的根据本示例性实施例的第一控制中，基于显影套筒的驱动时间TS和用于形成一张图像的显影套筒的驱动时间TS0来计算显影计数值D(即，显影套筒的驱动量的积分值)。然而，本发明不限于以上。例如，驱动时间TS可以被直接设定为显影计数值D。在这种情况下，检测精度被稍微降低。此外，在片材上形成的图像的数量的积分值可以被直接用作显影计数值D。此外，可以使用搅动显影装置中的显影剂的搅动螺钉的驱动时间或者感光鼓的驱动时间，而不是显影套筒的驱动时间。

下面将参考图11和图12描述响应于间隙保持部件49的磨损的Vback控制(即，第二控制)。

图11是示出用于根据间隙保持部件的磨损量执行高压控制的过程的流程图。

根据本示例性实施例，通过检测关于从显影装置的初始安装或替换以来显影套筒的驱动量的信息来获取间隙保持部件的磨损量Z。根据本发明，包括显影装置的处理盒或显影装置与间隙保持部件一起被整体地替换。因此从初始安装或替换以来显影套筒的旋转的数量与间隙保持部件的磨损量对应。

在步骤S11中，图像形成设备开始操作。在步骤S12中，CPU 61从备份RAM 62读取在当前图像形成过程之前产生的间隙保持部件的磨损量Z。在步骤S13中，环境传感器80检测图像形成设备周围的湿度和温度。在步骤S14中，使用由感光鼓旋转检测单元71检测的感光鼓1从显影装置的替换或初始安装以来的驱动时间TD来计算磨损量Z。还使用由显影套筒检测单元72检测的显影套筒41的驱动时间TS来计算磨损量Z。因此，磨损量Z被计算作为由感光鼓的驱动引起的磨损量和由显影套筒的驱动引起的磨损量的总和。

通过假定在感光鼓1被驱动为形成30000张图像时间隙保持部件49的曲面A被磨损10μm来计算由感光鼓的驱动引起的磨损量。通过将主体操作中的感光鼓1的驱动时间TD的增加量除以用于形成一张图像的感光鼓1的驱动时间TD0并且乘以10/30000(μm/张)来计算磨损量。此外，通过假定在感光鼓1被驱动为形成30000张图像时间隙保持部件49的圆周表面B被磨损20μm来计算由显影套筒的驱动引起的磨损量。通过将主体操作中的显影套筒41的驱动时间TS的增加量除以用于形成一张图像的显影套筒41的驱动时间TS0并且乘以20/30000(μm/张)来计算磨损量。因此预测间隙保持部件的磨损量。

根据本示例性实施例的图像形成设备不包括用于将一次转印装置7a、7b、7c和7d与感光鼓1a、1b、1c和1d分隔的机构。结果，在图像形成设备执行单色图像形成过程时，驱动感光鼓1a、1b、1c和1d。此外，在图像形成设备执行单色图像形成过程时，驱动在显影套筒41a、41b、41c和41d之中的包含黑色显影剂的显影套筒41d。然而，不驱动分别包含黄色显影剂、品红色显影剂和青色显影剂的显影套筒41a、41b和41c。如果图像形成设备然后执行全色图像形成过程，则在图像形成站Pa、Pb、Pc和Pd中的如图4中所示出的间隙保持部件49的与感光鼓1接触的曲面A和与显影套筒41接触的圆周表面B两者中皆发生磨损。

在图像形成设备执行单色图像形成过程时，在黑色图像形成站Pd中的间隙保持部件49的与感光鼓1接触的曲面A和与显影套筒41接触的圆周表面B两者中皆发生磨损。另一方面，在与黄色、品红色和青色对应的图像形成站Pa、Pb和Pc中仅仅间隙保持部件49的与感光鼓1接触的曲面A变得磨损。因此磨损量Z根据图像形成站和成像模式而不同。

在步骤S15中，CPU 61确定所计算的磨损量Z是否大于30μm。如果CPU 61确定磨损量Z大于30μm(在步骤S15中为“是”)，则过程进行到步骤S16。在步骤S16中，CPU 61根据磨损量计算Vback偏移量W。根据本示例性实施例，S-D间隙的设定值为包括容差的300±20μm，并且从280μm的设定值开始使用容差的下限的处理单元。如果如图7中所示出的间隙保持部件被磨损30μm并且S-D间隙变为250μm，则在除雾电位Vback被设定为大于或等于250V时发生显影剂的滞留。在这种情况下，执行控制以便减少Vback，从而防止显影剂的滞留。

如上所述，基于显影套筒的驱动时间的积分值，存在在其中Vback的值被减少到抑制由由于间隙保持部件的磨损而导致的S-D间隙的改变所引起的显影剂的滞留的时段。出于以下原因，通过对于在磨损量超过30μm时每1μm的磨损增加-6V的偏移量来计算Vback偏移量W。参照图7，在S-D间隙变窄10μm时，变得必须将Vback减少45V。如果将Vback减少了多于45V，则显影剂的滞留不发生。

在步骤S17中，CPU 61基于显影计数值D和环境数据将根据磨损量的Vback偏移量W加到图9中示出的除雾电位Vback的设定。在步骤S19中，然后CPU 61基于包括带电偏压和显影偏压的环境表确定和应用带电高压电源101和显影高压电源102的高压设定。在步骤S20中，执行图像形成过程。

如果CPU 61确定所计算的磨损量Z小于或等于30μm(在步骤S15中为“否”)，则过程进行到步骤S18。在步骤S18中，CPU 61如图9中所示出地基于显影计数值D来设定Vback。在步骤S19中，CPU 61然后确定和施加高压设定。在步骤S20中，执行图像形成过程。

根据本示例性实施例，与响应于显影剂的劣化执行的Vback控制(即，第一控制)相比，在响应于间隙保持部件的磨损执行的Vback控制(即，第二控制)中，Vback的改变量更大。结果，如果磨损量超过30μm，则执行控制以便随着显影套筒的旋转数量增大而降低Vback。

此外，在使用的较迟阶段处执行响应于间隙保持部件的磨损的Vback控制(即，第二控制)。另一方面，与第二控制相比，在更早的阶段处执行第一控制。因此，存在其中Vback增大以便防止显影剂劣化的时段以及然后其中Vback降低以便对应于由间隙保持部件的磨损而引起的显影剂的滞留的时段。随着图像形成设备的使用而执行时段之间的这种切换。

下面将描述响应于间隙保持部件的磨损而执行的对比度电位Vcont的控制。图12是示出用于根据间隙保持部件的磨损量控制对比度电位Vcont的过程的流程图。根据本示例性实施例，通过控制激光器(即，曝光单元)的光量来控制对比度电位。

在步骤22中，图像形成设备开始操作。在步骤S23中，CPU 61从备份RAM 62读取在当前图像形成过程之前的间隙保持部件的磨损量Z。在步骤S24中，环境传感器80检测图像形成设备周围区域的湿度和温度。在步骤S25中，CPU 61使用由感光鼓旋转检测单元71检测的感光鼓1的驱动时间TD以及由显影套筒旋转检测单元72检测的显影套筒41的驱动时间TS来计算磨损量Z。

在步骤S26中，CPU 61确定所计算的磨损量Z是否大于30μm。如果CPU 61确定所计算的磨损量Z大于30μm(在步骤S26中为“是”)，则过程进行到步骤S27。在步骤S27中，CPU 61根据磨损量计算曝光装置3的激光功率的上限。根据本示例性实施例，当感光鼓被均匀带电到Vd＝-700V时，如果潜像在图像形成设备中的感光鼓上被形成为使得激光功率变为0.32μJ/cm²的鼓表面光量，则潜像电位VL变为-140V。

此外，如果潜像被形成为使得激光功率变为0.26μJ/cm²的鼓表面光量，则潜像电位VL变为-172V。此外，如果潜像被形成为使得激光功率变为0.20μJ/cm²的鼓表面光量，则潜像电位VL变为-224V。当将Vback设为200V时，显影偏压电位Vdc＝-500V。由于对比度电位Vcont＝Vdc-VL，因此在激光功率小时对比度电位变得更低，并且更不可能发生显影剂的滞留。根据本示例性实施例，执行激光功率的上限的计算，使得上限变为光量的激光功率，在其中当磨损量超过30μm时对于1μm的磨损，潜像电位VL变低-5V。

在步骤S28中，如果通过执行图像浓度控制确定的激光功率大于激光功率的上限，则CPU 61将激光功率设定为激光功率的上限。另一方面，如果通过执行图像浓度控制确定的激光功率小于激光功率的上限，则CPU 61使用通过执行图像浓度控制确定的激光功率。在步骤S29中，CPU 61设定曝光装置3的激光功率。在步骤S30中，执行图像形成过程。

如果CPU 61确定所计算的磨损量Z小于或等于30μm(在步骤S26中为“否”)，则过程进行到步骤S29。在步骤S29中，CPU 61设定曝光装置3的激光功率为通过执行图像浓度控制而确定的激光功率。在步骤S30中，执行图像形成过程。

通过执行上述控制，根据感光鼓的驱动时间和显影套筒的驱动时间来预测感光鼓与显影套筒之间的间隙保持部件的磨损量。然后根据磨损量来控制除雾电位和对比度电位。结果，即使在S-D间隙由于由执行大量图像形成过程而引起的间隙保持部件的磨损而变窄时，也不发生显影剂的滞留。

根据本示例性实施例，感光鼓与显影套筒之间最近的距离(即，S-D间隙)由间隙保持部件保持。间隙保持部件附接到显影套筒的轴向上的两个端部，以便邻接感光鼓。因此图像形成设备中的图像形成站保持S-D间隙。然后根据感光鼓的驱动时间和显影套筒的驱动时间来预测间隙保持部件的磨损量。因此根据磨损量来降低除雾电位。此外，执行控制使得对比度电位不变大。结果，防止显影剂在显影套筒和感光鼓彼此面对的区域附近滞留。此外，能够防止由于包括磁性载体的显影剂从显影装置溢出而导致的失效。

根据本示例性实施例，无清洁器的图像形成设备包括上游辅助带电装置51和下游辅助带电装置52。然而，这不是限制，并且在包括清洁转印残余调色剂的感光鼓清洁装置而不是辅助带电装置的图像形成设备中通过执行上述控制能够获得类似的效果。在图13中描述了这种设备。

此外，根据本示例性实施例，间隙保持部件如图4所示地被成形。然而，也可以使用如图14所示的圆筒形间隙保持部件。当在显影套筒与感光鼓彼此相对的部分中在显影套筒与感光鼓之间存在圆周速度差时，总是产生与感光鼓和/或显影套筒的摩擦。因此，间隙保持部件49的与感光鼓1的接触表面A以及与显影套筒41的接触表面B变得被磨损，并且S-D间隙变窄。在包括这种间隙保持部件的处理单元中，也能够通过执行类似的控制来防止显影剂在显影套筒与感光鼓彼此相对的部分附近的滞留。

此外，根据本示例性实施例，图像形成设备采用其中在显影套筒和感光鼓彼此相对地放置的部分中显影套筒和感光鼓的旋转方向为相反方向的显影方法。然而，这不是限制。在采用其中在显影套筒和感光鼓彼此相对地放置的部分中显影套筒和感光鼓的旋转方向为相同方向的显影方法的图像形成设备中能够获得类似的效果。

下面将参考图15描述第二示例性实施例。根据第一示例性实施例，间隙保持部件49由聚酰胺树脂作为材料形成。根据本示例性实施例，间隙保持部件由树脂部件和轴承(bearing)形成。其它配置与第一示例性实施例类似，从而相同的附图标记被分配给相同的组件，并且将省略其描述。

图15示出根据第二示例性实施例的间隙保持部件49。参照图15，根据本示例性实施例的间隙保持部件49包括树脂部件491和轴承492。树脂部件491与第一示例性实施例类似地由聚酰胺作为材料形成。树脂部件491的曲面A邻接感光鼓1，并且显影套筒41的端部轴通过轴承492。因此间隙保持部件49被从显影套筒侧压为邻接感光鼓侧，并且保持S-D间隙。

在这种间隙保持部件中，当驱动感光鼓1时，曲面A变得被磨损，使得S-D间隙变窄。然而，由于间隙保持部件49的在显影套筒41上的邻接部分是轴承492，因此即使在驱动显影套筒41时也没有磨损，并且S-D间隙不变窄。根据本示例性实施例，因此如下地预测间隙保持部件的磨损量Z。通过将主体操作中的感光鼓的驱动时间TD的增加量除以用于形成一张图像的感光鼓的驱动时间TD0并且乘以10/30000(μm/张)来预测磨损量Z。

因此，如上所述地预测间隙保持部件49的磨损量Z，并且与第一示例性实施例类似地控制除雾电位和对比度电位。结果，即使在间隙保持部件由于执行大量的图像形成过程而被磨损时也不发生显影剂的滞留，并且S-D间隙变窄。此外，对于其上形成有图像的片材的数量而言，间隙保持部件的磨损量较小，使得获得更长的寿命。

下面将参考图16描述第三示例性实施例。根据第一示例性实施例，预测间隙保持部件的磨损量，并且在磨损量变得大于或等于预定量时控制除雾电位Vback和对比度电位Vcont。与之对比，根据本示例性实施例，在磨损量变得大于或等于预定值时，通知用户替换图像形成单元。结果，与催促用户替换图像形成单元一起执行与第一示例性实施例类似的控制。其它配置与第一示例性实施例类似，从而相同的附图标记被分配给相同的组件，并且将省略其描述。

图16是示出根据本示例性实施例的用于根据间隙保持部件的磨损量执行高压控制的过程的流程图。

在步骤S41中，图像形成设备开始操作。在步骤S42中，CPU 61从备份RAM 62读取在当前图像形成过程之前的间隙保持部件的磨损量Z。在步骤S43中，环境传感器80检测图像形成设备周围区域的湿度和温度。在步骤S44中，CPU 61使用感光鼓1的驱动时间TD和显影套筒41的驱动时间TS来计算磨损量Z。在步骤S45中，CPU61确定所计算的磨损量Z是否大于30μm。如果CPU 61确定所计算的磨损量Z大于30μm(在步骤S45中为“是”)，则过程进行到步骤S46。在步骤S46中，CPU 61在图像形成设备的操作面板上显示处理盒P的替换定时。

在步骤S47中，CPU 61根据磨损量计算Vback偏移量W。在步骤S48中，CPU 61基于显影计数值D和环境数据将根据磨损量的Vback偏移量W加到如图10中示出的除雾电位Vback的设定。在步骤S50中，然后CPU 61基于包括带电偏压和显影偏压的环境表确定和应用高压设定。在步骤S51中，执行图像形成过程。

如果CPU 61确定所计算的磨损量Z小于或等于30μm(在步骤S45中为“否”)，则过程进行到步骤S49。在步骤S49中，CPU 61如图9中所示出地基于显影计数值D来设定Vback。在步骤S50中，CPU 61确定和应用高压设定。在步骤S51中，执行图像形成过程。

通过执行上述控制，预测间隙保持部件的磨损量，并且当磨损量变得大于或等于预定值时，在操作面板上执行催促用户替换处理盒的显示。此外，即使在间隙保持部件由于执行大量的图像形成过程而被磨损，并且S-D间隙已经变窄时，通过执行除雾电位和对比度电位的控制也不发生显影剂的滞留。此外，通过催促用户替换处理盒并且使得用户在发生进一步磨损之前替换处理盒来安全地防止显影剂的滞留。

此外，当使用根据第二示例性实施例的间隙保持部件并且基于感光鼓的驱动时间来计算磨损量时，通过执行类似的控制可以实现类似的效果。

此外，根据本示例性实施例，包括感光鼓和显影装置的处理盒P被可拆卸地附接到图像形成设备100。然而，可以通过使用可拆卸地附接到图像形成设备100的包括间隙保持部件的显影装置4、并且催促用户替换显影装置4来获得类似的效果。

下面将参考图17描述第四示例性实施例。根据第一示例性实施例，预测间隙保持部件的磨损量，并且在磨损量变得大于或等于预定量时控制除雾电位和对比度电位。与之对比，根据本示例性实施例，在磨损量变得大于或等于预定值时，停止由图像形成设备执行的图像形成过程。然后通知用户替换处理盒。其它配置与第一示例性实施例类似，从而相同的附图标记被分配给相同的组件，并且将省略其描述。

图17是示出根据本示例性实施例的用于基于间隙保持部件的磨损量指示用户替换处理盒Pa、Pb、Pc和Pd的过程的流程图。

在步骤S61中，图像形成设备开始操作。在步骤S62中，CPU 61从备份RAM 62读取在当前图像形成过程之前的间隙保持部件的磨损量Z。在步骤S63中，环境传感器80检测图像形成设备周围区域的湿度和温度。在步骤S64中，CPU 61使用感光鼓1的驱动时间TD和显影套筒41的驱动时间TS来计算磨损量Z。在步骤S65中，CPU61确定所计算的磨损量Z是否大于30μm。如果CPU 61确定所计算的磨损量Z大于30μm(在步骤S65中为“是”)，则过程进行到步骤S66。

在步骤S66中，CPU 61在图像形成设备中的操作面板上显示替换处理盒P的指示。在步骤S67中，CPU 61停止在图像形成设备100中执行的图像形成过程，并且停止接收图像形成处理指令。另一方面，如果CPU 61确定所计算的磨损量Z小于或等于30μm(在步骤S65中为“否”)，则过程进行到步骤S69。在步骤S69中，执行图像形成过程。

通过执行上述控制，预测间隙保持部件的磨损量。在磨损量变得大于或等于预定值时，停止图像形成过程，并且在操作面板上显示替换处理盒的指示。结果，用户替换处理盒，使得严格地防止显影剂的滞留。

此外，可以通过在使用根据第二示例性实施例的间隙保持部件时执行类似的控制并且基于感光鼓的驱动时间计算磨损量来实现类似的效果。

此外，根据本示例性实施例，包括感光鼓和显影装置的处理盒P可拆卸地附接于图像形成设备100。然而，可以使用可拆卸地附接于图像形成设备100的包括间隙保持部件的显影装置4并且催促用户替换显影装置4来获取类似的效果。

根据本发明，图像形成设备能够减少由发生在其中显影套筒与感光鼓彼此相对地放置的区域中的显影剂的滞留所引起的失效。由于通过邻接图像承载部件来保持显影剂承载部件与图像承载部件之间的间隙的间隙保持部件的磨损而发生显影剂的这种滞留。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求的范围将被给予最宽的解释从而包括所有的修改、等同结构与功能。

Claims (4)

1.一种图像形成设备，包括：

图像承载部件；

显影装置，所述显影装置包括在显影区域中与所述图像承载部件相对地布置的显影剂承载部件，并且被配置为使在所述图像承载部件上形成的静电潜像显影，所述显影剂承载部件携带和传送包括非磁性调色剂和磁性载体的显影剂；

间隙保持部件，所述间隙保持部件与所述显影装置一起被整体地替换，并且被配置为通过邻接所述图像承载部件和所述显影剂承载部件两者来保持在所述图像承载部件和所述显影剂承载部件之间的距离；以及

控制装置，所述控制装置被配置为控制在所述图像承载部件的非图像部分的电位与施加到所述显影剂承载部件的显影偏压之间的电位差，

其中基于关于所述图像承载部件的驱动量的第一信息和关于所述显影剂承载部件的驱动量的第二信息，在第一信息和第二信息的从所述显影装置的初始安装或替换以来的积分值大于预定值的情况下，所述控制装置根据所述图像承载部件和所述显影剂承载部件的驱动量的增加来减少所述电位差。

2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中在第一信息和第二信息的积分值等于或小于预定值的情况下，所述控制装置根据所述显影剂承载部件的驱动量的积分值的增加来增大所述电位差。

3.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中所述间隙保持部件相对于所述显影剂承载部件的旋转轴滑动。

4.一种图像形成设备，包括：

图像承载部件；

显影装置，所述显影装置包括在显影区域中与所述图像承载部件相对地布置的显影剂承载部件，并且被配置为使在所述图像承载部件上形成的静电潜像显影，所述显影剂承载部件携带和传送包括非磁性调色剂和磁性载体的显影剂；

间隙保持部件，所述间隙保持部件与所述显影装置一起被整体地替换，并且被配置为通过邻接所述图像承载部件和所述显影剂承载部件两者来保持在所述图像承载部件和所述显影剂承载部件之间的距离；以及

通知装置，所述通知装置被配置为在基于所述图像承载部件的驱动量的积分值和所述显影剂承载部件的驱动量的积分值获取的信息大于预定值的情况下通知替换所述显影装置。

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