CN109791390A - 成像设备 - Google Patents

Abstract

若混合器中液体显影剂的调色剂浓度高但液量小，则当设定载体供应泵的载体液供应流量时(S38)把供应流量优先分配给“浓度调节用载体量”(S33或S35)。将剩余的供应流量分配给“液量调节用载体量”(S36)。这样，与现有技术相比，可以减少通过非干涉功能要供应给混合器的补给剂。更具体地，与现有技术相比可以在减少补给剂的同时供应载体液，从而可以在提高调色剂浓度追随性的同时容易地实现合适的液量。

Description

成像设备

技术领域

本发明涉及用液体显影剂来成像的电子照相式成像设备。

背景技术

传统地，已经提出了利用包含调色剂和载体液的液体显影剂来成像的成像设备。在成像设备中，把容纳在混合器中的液体显影剂供应到显影装置并进行显影(日本特开专利申请2001－201943)。分别基于浓度传感器的检测结果调节混合器中液体显影剂的调色剂浓度，基于液量传感器的检测结果调节混合器中液体显影剂的液量。在液体显影剂的调色剂浓度低于预定目标值的情况下，将调色剂或高浓度液体显影剂(这些称为补给剂)从调色剂罐供应到混合器。另一方面，在液体显影剂的液量小于下限的情况下或者在液体显影剂的调色剂浓度高于预定目标值的情况下，把载体液从载体罐供应到混合器。通过混合器把供应给混合器的补给剂和载体液与已有的液体显影剂混合。

顺便提及，在液体显影剂的液量小于预定下限的情况下，当仅供应载体液时，供应载体液后的调色剂浓度降低。因此，在供应液量调节用载体液的同时，以对应于载体液供应量的量自动供应补给剂，使得在供应载体液之前和之后调色剂浓度不变(这被称为非干涉功能)。通过改变用于将补给剂从调色剂罐供应到混合器的泵的操作时间和用于将载体液从载体罐供应到混合器的泵的操作时间来控制补给剂和载体液的供应量。

本发明要解决的问题

顺便提及，在液体显影剂的调色剂浓度高但液量小的情况下，仅通过供应载体液应该能够降低调色剂浓度并增加液量。然而，传统上，尽管意图降低调色剂浓度，但是当供应载体液用于液量调节时，也可以通过非干涉功能供应补给剂。在这种情况下，与仅供应载体液的情况相比，浓度降低不容易追随其速度，因此，调色剂浓度降低到目标值为止需要一定时间，并且在该时间期间容易发生图像缺陷。因此，传统上，在液体显影剂的调色剂浓度高但液量小的情况下，需要一种设备能够通过尽可能减小非干涉功能用补给剂供应量来将调色剂浓度降低到目标值并增加液量，但尚未提出这种设备。

鉴于上述问题作出了本发明，本发明的目的是提供一种成像设备，能够在液体显影剂的调色剂浓度高而液量小的情况下通过尽可能减小非干涉功能用补给剂供应量来将调色剂浓度降低到目标值并增加液量。

解决问题的手段

一种成像设备，包括：成像部，用于利用包含调色剂和载体液的液体显影剂来成像；液体显影剂容纳用供应装置，用于在成像作业期间将液体显影剂供应到成像部；液量检测装置，用于检测液体显影剂容纳用供应装置中液体显影剂的液量；浓度检测装置，用于检测相对于液体显影剂容纳用供应装置中液体显影剂而言的调色剂浓度；载体液供应装置，用于将载体液供应给液体显影剂容纳用供应装置；补给剂供应装置，用于向液体显影剂容纳用供应装置供应浓度高于液体显影剂的补给剂；和控制装置，用于在成像作业期间根据液量供应装置和浓度检测装置各自的检测结果使载体液供应装置供应载体液并使补给剂供应装置供应补给剂，其中，在由浓度检测装置检测到的液体显影剂的浓度高于第一预定值并且由液量检测装置检测到的液体显影剂的液量小于第二预定值的情况下控制装置根据浓度检测装置的检测结果获得第一供应流量，并且在第一供应流量小于成像消耗液体显影剂的每单位时间消耗量的情况下控制装置设定液体显影剂消耗量与第一供应流量之间的差值为第二供应流量，并且不仅使载体液供应装置以第一供应流量和第二供应流量相加的量供应载体液，而且使补给剂供应装置以对应于第二供应流量的量供应补给剂。

发明效果

根据本发明，在液体显影剂的浓度高且液量小的情况下，当液体显影剂的浓度降低至目标值并且液量增加时，可以尽可能地减少非干涉功能补给剂供应量，从而与传统构造相比能够缩短液体显影剂的浓度调节所需时间。

附图说明

图1是示出根据该实施例成像设备结构的示意图；

图2是示出液体显影剂给送路径的示意图；

图3是示出补给剂和载体液的供应控制系统的控制框图；

图4是示出补给剂和载体液的供应控制处理的流程图；

图5是示出补给剂和载体液的供应量计算处理的流程图；

图6是示出液量调节用载体液的供应量计算处理的流程图；

图7包括用于说明非干涉功能的效果示意图，其中，分图(a)示出混合器中液体显影剂的液量随时间的变化，而分图(b)示出混合器中液体显影剂的调色剂浓度随时间的变化；

图8包括用于说明与比较例1相比调色剂浓度追随性的示意图，其中，分图(a)示出浓度调节用载体量随时间的变化，分图(b)示出液量调节用载体量随时间的变化，分图(c)示出非干涉功能补给剂量随时间的变化，分图(d)示出载体供应泵的供应量随时间的变化，而分图(e)示出混合器中液体显影剂的调色剂浓度随时间的变化；

图9包括用于说明与比较例2相比调色剂浓度相对于目标值偏离的示意图，其中，分图(a)示出了载体供应泵的供应量随时间的变化，以及分图(b)示出混合器中液体显影剂的调色剂浓度随时间的变化；

图10是示出通过单个载体罐将载体液供应到多个混合器的构造示意图。

具体实施方式

【成像设备】

将使用图1描述该实施例中成像设备的总体结构。该实施例中的成像设备100是电子照相式数字打印机，其中，在记录材料S(纸、诸如OHP片材等的片材)上形成调色剂图像。成像设备100基于图像信号工作，并且把由成像部12形成的调色剂图像转印到作为记录材料从每个盒11a、11b中依次进给的片材上，然后将调色剂图像定影在记录材料S上，从而获得图像。从外部终端(例如未示出的扫描仪或未示出的个人计算机)发送图像信号。

成像部12包括感光鼓13、充电器14、激光曝光装置15、显影装置16和鼓清洁器19。用对应于第一信号来自激光曝光装置15的激光E照射由充电器14充电的感光鼓13的表面，使得在感光鼓13上形成静电潜像。通过显影装置16把静电潜像显影为调色剂图像。在本实施例中，在显影装置16中容纳有液体显影剂D(在液体显影剂D中，作为分散质的粉状调色剂分散在作为分散介质的载体液中)，并使用该液体显影剂D进行显影。

通过以预定比率将调色剂混合和分散在载体液中而生成液体显影剂D。关于液体显影剂D，在作为混合装置的混合器31中将载体液C和高浓度补给用液体显影剂(以下称为补给剂T)混合以便调节调色剂浓度(固体组分的浓度)，并将液体显影剂D供应给显影装置16。载体液C容纳在载体罐32中，并且补给剂T容纳在补给剂罐33中。然后，根据混合器31中(供应装置中)的调色剂浓度和液量，从各个罐供应载体液C和补给剂T。稍后将描述将载体液C和补给剂T供应到混合器31。在混合器31中，容纳有由未示出的电机驱动的搅拌叶片，并且供应的载体液C和供应的补给剂被搅拌并与已有的液体显影剂混合。

把从混合器31供应到显影装置16的液体显影剂D涂覆(供应)在显影辊18上并用来显影。显影辊18在其表面上承载并给送液体显影剂D，并且用调色剂把形成在感光鼓13(图像承载构件)上的静电潜像显影。显影后残留在显影辊18上的调色剂和载体液C被回收在显影装置16的回收部16b中。这里，将液体显影剂从涂布辊17涂布到显影辊18上以及通过显影辊18显影感光鼓13上的静电潜像都是利用电场进行的。

利用电场把形成在感光鼓13上的调色剂图像转印到中间转印辊20上，然后将其给送到由中间转印辊20和转印辊21形成的夹持部。在调色剂图像转印到中间转印辊20上之后残留在感光鼓13上的调色剂T和载体液C由鼓清洁器19回收。顺便提及，中间转印辊20和转印辊21二者的至少之一也可以是环形带。

通过由进给辊构成的相关进给部22a或22b把容纳在每个盒11a、11b中的记录材料S朝向对准进给部23进给。通过与调色剂图像转印在中间转印辊20上的时间同步，对准进给部23将记录材料S进给到中间转印辊20和转印辊21之间的夹持部。

在中间转印辊20和转印辊21之间的夹持部中，调色剂图像被转印到穿过夹持部的记录材料S上，并且通过进给带24把转印有调色剂图像的记录材料S进给到定影装置25，以便把转印在记录材料S上的调色剂图像定影。把定影有调色剂图像的记录材料S排出到成像设备外部，从而完成了成像步骤。

中间转印辊20和转印辊21分别设置有中间转印辊清洁器26和转印辊清洁器27，用于回收残留在相关辊上的调色剂和载体液C。

(液体显影剂)

接下来，将描述液体显影剂。作为液体显影剂D，也可以使用常规使用的液体显影剂，但是在该实施例中使用可紫外线固化的液体显影剂D并将在下文描述。

液体显影剂D是可紫外线固化的液体显影剂，其含有可阳离子聚合的液体单体、光聚合引发剂和不溶于可阳离子聚合液体单体的调色剂颗粒。可阳离子聚合的液体单体是乙烯醚化合物，光聚合引发剂是由下式(化学式1)表示的化合物。

具体地，首先，调色剂颗粒包括着色剂和掺入着色剂的调色剂树脂材料。与调色剂树脂材料和着色剂一起，还可以包含其它材料，例如电荷控制剂。作为调色剂颗粒的制造方法，可以采用公知的技术，例如：凝聚法，其中，分散着色剂并逐渐聚合树脂材料，以使着色剂掺入聚合物中；或者内部粉碎法，其中，熔化树脂材料等，并把着色剂掺入熔融树脂材料中。作为调色剂树脂材料，使用环氧树脂、苯乙烯丙烯酸树脂等。着色剂可以是通用有机或无机着色剂。在制造方法中，为了提高调色剂分散性，使用分散剂，但也可以使用增效剂。

接下来，通过用于向调色剂表面施加电荷的电荷控制剂、用于通过紫外(UV)照射产生酸的光聚合剂(引发剂)和可由酸键合的单体构成作为载体液的可固化液体。单体是乙烯醚化合物，可通过阳离子聚合反应来聚合。除了光聚合引发剂，也可以含有敏化剂。通过光聚合，保存性能会降低，因此还可以以10﹣5000ppm的量加入阳离子聚合抑制剂。此外，在某些情况下也可以使用电荷控制助剂、其他添加剂等。

显影剂的UV固化剂(单体)是约10％(重量％)的由下面化学式(化学式2)表示的具有一个乙烯醚基团的单官能单体和约90％(重量％)的由下面化学式(化学式3)表示的具有两个乙烯醚基团的双官能单体的混合物。

化学式2

化学式3

作为光聚合引发剂，混入0.1％的由下式(化学式4)表示的化合物。通过使用该光聚合引发剂，与离子光酸发生剂的情况不同，获得了高电阻液体显影剂，同时能够实现令人满意的定影。

(化学式4)

顺便提及，可阳离子聚合的液体单体可以最好是选自以下组中的化合物：二氯戊二烯乙烯醚、环己烷二甲醇二乙烯醚、三环癸烷乙烯醚、三羟甲基丙烷三乙烯醚、2-乙基-1,3-己二醇二乙烯醚、2,4-二乙基1,5-戊二醇二乙烯醚、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇二乙烯醚、新戊二醇二乙烯醚、季戊四醇四乙烯醚和1,2-癸二醇二乙烯醚。

作为电荷控制剂，可以使用公知的化合物。作为具体示例，可以使用：油脂，例如亚麻籽油和大豆油；醇酸树脂；卤素聚合物；氧化缩合物，例如芳族多羧酸、含酸性基团的水溶性染料和芳族多胺；金属皂，如环烷酸钴、环烷酸镍、环烷酸铁、环烷酸锌、辛酸钴、辛酸镍、辛酸锌、十二烷酸钴、十二烷酸镍、十二烷基锌、硬脂酸铝和2-乙基己酸钴；磺酸金属盐，例如石油酸金属盐和磺基琥珀酸金属盐；磷脂，例如卵磷脂；水杨酸金属盐，例如叔丁基水杨酸金属络合物；聚乙烯吡咯烷酮树脂；聚酰胺树脂；含磺酸树脂；和羟基苯甲酸衍生物。

(液体显影剂的给送)

接下来，将使用图2描述该实施例中液体显影剂D的给送。从载体罐32到混合器31的连通管和从补给剂罐33到混合器31的连通管分别设置有载体供应泵41和补给剂供应泵42，并调节载体液C和补给剂T的供应量，以便把载体液C和补给剂T供应到混合器31。使用泵44从混合器31供应显影所需的液体显影剂D。显影装置16设置有显影剂量检测装置160，显影剂量检测装置160检测显影装置16中液体显影剂D的量。将液体显影剂D供应到显影装置16，使得显影剂量检测装置160的检测值不小于预定值(例如200cc±10cc)。然后，通过循环泵43把显影后残留在显影辊18上并被回收到显影装置16的回收部16b中的调色剂和载体液返回到混合器31，并再次使用。顺便提及，回收到显影装置16的回收部16b中的调色剂和载体液也可以给送到分离提取装置34。

如上所述，由鼓清洁器19、中间转印辊清洁器26和转印辊清洁器27回收的调色剂和载体液C分别通过泵48、49和50给送到作为分离装置的分离提取装置34。分离提取装置34通过电解分离系统来分离调色剂和载体液C，并使载体液可再用。

在载体液和调色剂分离期间，分离提取装置34将液体显影剂分离成可再用的载体液和含有杂质(例如调色剂和纸粉)的废液W，通过回收载体给送泵45把分离的可再用载体液给送到载体罐32中。另一方面，通过泵47把分离的废液W给送到废液回收容器35。

混合器31设置有固体组分浓度(含量)检测装置311作为浓度(含量)检测装置，以便检测混合器32中的调色剂浓度(具体地，液体显影剂中的固体组分浓度)。固体组分浓度检测装置311例如设置有发光部和光接收部，并且用来自发光部的光照射混合器31中液体显影剂D通过的部分，然后透过该部分的光由光接收部接收。此时，取决于液体显影剂中的固体组分(诸如调色剂)的量，由光接收部接收的光的光量会改变，因此根据光量的变化，能够检测混合器31中液体显影剂D的调色剂浓度。

在混合器31中，设置第一浮子传感器310，作为用于检测液体显影剂D液量的液量检测装置。此外，在载体罐32中，设置第二浮子传感器320，作为用于检测载体液C液量的载体液量检测装置。第一浮子传感器310和第二浮子传感器320检测位置，即浮在液面上的浮子的液位，并且能够检测混合器31中液体显影剂D的液量和载体罐32中载体液C的液量。作为第一浮子传感器310和第二浮子传感器320，例如可以采用这样的浮子传感器，其中，提供设置有磁铁和簧片开关的浮子并且通过簧片开关检测浮子的位置。顺便提及，液量检测装置可以是除浮子传感器之外的其他液量检测装置。

【补给剂的供应】

本实施例的成像设备100包括补给剂供应装置33A，用于将补给剂T供应到混合器31。补给剂供应装置33A设置有补给剂罐33和补给剂供应泵42，补给剂供应泵42设置在用于连通补给剂罐33和混合器31的连通管中。在补给剂罐33中，容纳有调色剂或高浓度液体显影剂(补给剂T)。补给剂T的浓度高于混合器31中液体显影剂的浓度。

在混合器31中液体显影剂D的调色剂浓度低于目标值(第一预定值)的情况下，补给剂供应装置33A以预定供应流量将补给剂T从补给剂罐33供应到混合器31。此外，在混合器31中液体显影剂D的液量小于预定量(第二预定值)的情况下伴随着执行后文描述的非干涉功能，补给剂供应装置33A以预定供应流量将补给剂T从补给剂罐33供应到混合器31。通过补给剂供应泵42把补给剂T从补给剂罐32供应到混合器31。

【载体液的供应】

本实施例的成像设备100包括用于将载体液C供应到混合器31的载体液供应装置32A。载体液供应装置32A设置有载体罐32和载体供应泵41，载体供应泵41设置在用于连通载体罐32和混合器31的连通管中。在载体罐32中，容纳有载体液C，在载体液C中，由分离提取装置34分离的载体液和由后述补给装置36A补给的补给用载体液混合。

根据第一浮子传感器310的检测结果，载体液供应装置32A将载体液C从载体罐32供应到混合器31中。具体地，根据第一浮子传感器310的检测结果，当检测到混合器31中液体显影剂D液量小于预定量时，载体液C以预定供应流量从载体罐32供应到混合器31。此外，在液体显影剂D的调色剂浓度为目标值以上的情况下，载体液供应装置32A以预定供应流量将载体液C从载体罐32供应到混合器31。通过泵41将载体液C从载体罐32供应到混合器31。

【补给用载体液的补给】

在该实施例中，成像设备100包括补给装置36A，用于将补给用载体液补给到载体罐32。补给装置36A包括补给用载体的补给载体罐36和供应泵51，供应泵51设置在用于连通补给载体罐36与载体罐32的连通管中。在补给载体罐36中，容纳有新(新鲜)载体液作为补给用载体液。例如，新载体液具有不小于1.0E+14Ω.cm的体积电阻率。

根据第二浮子传感器320的检测结果，补给装置36A以预定供应流量将补给用载体液从补给载体罐36补给到载体罐32中。具体地，根据第二浮子传感器320的检测结果，当检测到载体罐32中载体液C液量小于第三预定值时，通过泵51把补给用载体液从补给载体罐36补给到载体罐32。

【控制器】

上述补给剂T和载体液C的供应以及补给用载体液的补给由控制器200控制(参见图3)。在参考图1和2的情况下使用图3至图9的分图(b)描述补给剂T和载体液C的供应控制。

成像设备100包括如图3所示的控制器200。作为控制装置的控制器200执行成像设备100的各种控制(例如成像操作)，并且控制器200包括例如未示出的CPU(中央处理单元)。例如，存储器201是诸如ROM、RAM或硬盘装置之类的存储装置。在存储器201中，存储有用于控制成像设备100的各种控制程序、数据等。控制器200执行存储在存储器201中的成像作业(成像程序)，并使成像设备100执行成像。顺便提及，存储器201能够临时存储执行各种控制程序的计算处理结果等。

成像作业是根据用于在记录材料S上形成图像的打印信号而从成像开始直到成像操作完成为止的一系列操作。即，成像作业是从进行成像所需的准备操作(所谓的旋转前操作)开始、经过成像步骤、直到结束成像所需的准备操作(所谓的旋转后操作)为止的一系列操作。具体地，成像作业是指在收到打印信号(成像作业输入)之后从旋转前操作(成像之前的准备操作)到旋转后操作(成像后的操作)期间的操作，并且包括成像期间和片材间隔在内。

控制器200执行存储在存储器201中的“补给剂和载体液的供应控制”(参见后面描述的图5至图6)，并控制成像设备100(具体地，补给剂供应装置33A和载体液供应装置32A)以供应补给剂T和载体液C。此时，控制器200使泵驱动器208操作载体供应泵41和补给剂供应泵42。控制载体供应泵41，以便把载体液C以由载体供应量计算部206获取的载体液C供应流量(称为载体供应量)供应到混合器31。另一方面，控制补给剂供应泵42，以便以补给剂供应量计算部207获取的补给剂T供应流量(称为补给剂供应量)将补给剂T供应到混合器31。在本实施例的情况下，泵驱动器208通过根据由载体供应量计算部206获取的载体供应量向未示出的电机施加预定电压而使载体供应泵41工作，并且使载体供应泵41供应载体液C。此外，泵驱动器208通过根据由补给剂供应量计算部207获取的补给剂供应量向未示出的电机施加预定电压而使补给剂供应泵42工作，并使补给剂供应泵42供应补给剂T。

载体供应量计算部206把由浓度调节供应量计算部(PI控制器)203计算的“浓度调节用载体量(供应量)”与由液量调节供应量计算部204计算的“液量调节用载体量(供应量)”相加，并获得载体供应量。补给剂供应量计算部207把由浓度调节供应量计算部203计算的“浓度调节用补给剂量(供应量)”与由非干涉功能计算部205计算的“非干涉功能补给剂量(供应量)”相加，并获得补给剂供应量。差值计算部202获取根据固体组分浓度检测装置311检测结果所得混合器31中当前调色剂浓度与目标值之间的差。浓度调节供应量计算部203根据情况计算浓度调节用载体量或浓度调节用补给剂量。稍后将描述上面提到的浓度调节供应量计算部203、液量调节供应量计算部204、非干涉功能计算部205、载体供应量计算部206和补给剂供应量计算部207的计算等。

【补给剂和载体液的供应控制】

在参考图2和图3的情况下将参照图4至图6描述由控制器200执行的补给剂和载体液的供应控制。与执行成像作业并行地，即在成像设备100的成像操作期间，每隔预定时间间隔(例如，100毫秒)重复执行图4中示出的补给剂和载体液的供应控制处理。

如图4所示，控制器200根据载体罐32中(载体液供应装置中)第二浮子传感器320的检测结果来检测载体罐32中载体液C的液量(S1)。控制器200判断载体罐32中载体液C液量是否不小于预定补给阈值(第三预定值)(S2)。在载体液C液量不小于预定补给阈值的情况下，即在不需要补给补给用载体液的情况下(S2中为是)，控制器200设定载体供应泵41的最大排出流量作为“载体供应泵41的流量上限”(S3)。

另一方面，在载体液C液量小于预定补给阈值的情况下，即在需要补给补给用载体液的情况下(S2中为否)，控制器200将补给用载体供应泵51的最大排出流量设定为“载体供应泵41的流量上限”(S4)。在这种情况下，当载体供应泵41的流量不小于补给用载体供应泵51的最大排出流量时，即使补给用载体液补给到载体罐32，载体罐32中的液量也逐渐减少，从而存在载体罐32变空的可能性。为了避免这种情况，在载体罐32中载体液C液量小于补给阈值的情况下，“载体供应泵41的流量上限”从载体供应泵41的最大排出流量切换到补给用载体供应泵51的最大排出流量。

控制器200执行“补给剂供应量和载体供应量的计算处理”，从而获取从载体罐32供应到混合器31的载体供应量以及从补给剂罐33供应到混合器31的补给剂供应量(S5)。具体地，如后文所述(参见图5和图6)，在“补给剂供应量和载体供应量的计算处理”中，根据第一浮子传感器310和固体组分浓度检测装置311的检测结果获取补给剂供应量和载体供应量。在执行“补给剂供应量和载体供应量的计算处理”之后，控制器200控制补给剂供应装置33A(具体地，补给剂供应泵42)，并且根据所获取的补给剂供应量将补给剂T供应到混合器31(S6)。此外，控制器200控制载体液供应装置32A(具体地，载体供应泵41)，并根据所获取的载体供应量将载体液C供应到混合器31(S6)。

将使用图5描述上述“补给剂供应量和载体供应量的计算处理”(参见图4的S5)。如图5所示，差值计算部202根据固体组分浓度检测装置311的检测结果检测混合器31中液体显影剂D的调色剂浓度(S11)。然后，差值计算部202根据下文所示公式1获取在所获取的调色剂浓度“F”和目标值“Fref”之间的差值“ΔF”(S12)。目标值“Fref”预先存储在存储器201中。

ΔF＝F－Fref...公式1

浓度调节供应量计算部203(PI控制器)根据由差值计算部202获取的差值“ΔF”和直到前次计算为止的差值“ΔF”的累积值来计算补给要求(补给要求值)(S13)。差值“ΔF”的累积值是从没有进行显影的液体显影剂初始剂的时间起直到执行第n次“补给剂供应量和载体供应量的计算处理”之前的第(n－1)次止所计的各差值“ΔF”的总和。也就是说，补给要求是按照下面的公式2计算：

补给要求＝(α×ΔF(n))+(β×ΣΔF(n－1))......公式2

顺便提及，公式2中的常数α和常数β是考虑到控制稳定性而预先计算的增益值，这里常数“α”和“β”都是正的。也就是说，在混合器31中调色剂浓度高的情况下，与补给剂T相比把更多量载体液C供应到混合器31，从而混合器31中的调色剂浓度降低。此外，在浓度调节供应量计算部203中使用调色剂浓度差值“ΔF”累积值的原因是消除所获取的调色剂浓度“F”与目标值“Fref”之间的稳态偏差。

浓度调节供应量计算部203判断补给要求是否大于0，即补给要求是正还是负(S14)。在补给要求大于0的情况下(S14中为是)，即在调色剂浓度低于目标值的情况下，浓度调节供应量计算部203将补给要求乘以正校正系数“γ1”并设定为补给剂供应要求结果值(S15)。另一方面，在补给要求为0以下的情况下(S114中为否)，即在调色剂浓度高于目标值的情况下，浓度调节供应量计算部203将补给要求乘以负校正系数“γ2“并设定为载体供应要求结果值(S31)。上述校正系数“γ1”和“γ2”是用于调节载体供应泵41和补给剂供应泵42的输出的系数，以便在补给剂和载体液的供应期间，相对于相同的补给要求产生相同量的浓度波动。

在设定上述补给剂供应要求(S15)之后，调节供应量计算部204通过执行“液量调节用载体量的计算处理”来获取“液量调节用载体量”(S16)。此外，非干涉功能计算部205计算“非干涉功能补给剂量”(S17)。此外，在这种情况下，补给剂供应量计算部207判断在S17中获得的“非干涉功能补给剂量”和在S15中设定的“补给剂供应要求”的组合(总)值是否大于补给剂供应泵42的最大排出流量(S18)。在组合值大于补给剂供应泵42的最大排出流量的情况下(S18中为是)，补给剂供应量计算部207把供应到混合器的补给剂供应量设定为补给剂供应泵42的最大排出流量(S19)。在这种情况下，浓度调节供应量计算部203不执行对由差值计算部202获取的差值“ΔF”的累积(上述公式1和2)(S20)。

另一方面，在组合值不大于补给剂供应泵42的最大排出流量的情况下(S18中为否)，补给剂供应量计算部207设定“浓度调节用补给剂量”和“非干涉功能补给剂量”的组合值作为供应到混合器的补给剂供应量(S21)。在这种情况下，浓度调节供应量计算部203累积由差值计算部202获取的差值“ΔF”(上述公式1和2)。

在设定载体供应要求(S31)之后，浓度调节供应量计算部203判断载体供应要求是否大于在上述S3或S4中获取的“载体供应泵41的流量上限”(S32)。在载体供应要求大于“载体供应泵41的流量上限”的情况下(S32中为“是”)，浓度调节供应量计算部203设定“载体供应泵41的流量上限”作为“浓度调节用载体量(第一供应流量)”(S33)。在这种情况下，浓度调节供应量计算部203不执行对由差值计算部202获取的差值“ΔF”的累积(上述公式1和2)(S34)。

另一方面，在载体供应要求不大于“载体供应泵41的流量上限”的情况下(S32中为否)，浓度调节供应量计算部203将载体供应要求设定为“浓度调节用载体量(第一供应流量)”(S35)。在这种情况下，浓度调节供应量计算部203累积由差值计算部202获取的差值“ΔF”(上述公式1和2)。此后，液量调节量计算部204执行“液量调节用载体量的计算处理”并设定“液量调节用载体量(第二供应流量”(S36)。此外，非干涉功能计算部205计算“非干涉功能补给剂量”(S37)。此外，在这种情况下，载体供应量计算部206将“浓度调节用载体量”和“液量调节用载体量”相加获得的值设定为供应给混合器31的载体供应量(S38)。

【液量调节用载体量的计算处理】

将使用图6描述上述“液量调节用载体量的计算处理”(参见图5的S19和S36)。液量调节量计算部204根据混合器31中第一浮子传感器310的检测结果检测混合器31中液体显影剂D的液量(S51)。液量调节量计算部204判断混合器31中检测到的液体显影剂D液量是否不大于预定量(例如2.9升)(S52)。在混合器31中液体显影剂的液量大于预定量的情况下(S52中为否)，液量调节量计算部204将“0”设定为“液量调节用载体量”(S56)。

另一方面，在混合器31中液体显影剂D的液量不大于预定量的情况下(S52为是)，液量调节量计算部204根据图像比率(也称作图像占空比)获取供应到混合器31的载体供应量(下限)(S53)。该载体供应量是在成像作业期间混合器31中液体显影剂D不会耗尽的最小供应量(下限)，并且是根据成像期间形成图像的图像比率在混合器31中消耗液体显影剂D的消耗量。例如，这里使用的图像比率可以优选地是每100张记录材料S计算的平均图像比率。顺便提及，在该实施例的情况下，通过乘以预定系数来更新上述载体供应量。这是因为要更快地恢复混合器31中液体显影剂的液量。具体地，例如，系数约为1.2。

然后，液量调节量计算部204把通过上述S53获取的载体供应量与在上述S18(或S34)中设定的浓度调节用载体量进行比较(S54)。在浓度调节用载体量不小于载体供应量的情况下(S54中为否)，液量调节量计算部204将“0”设定为“液量调节用载体量”(S56)。在这种情况下，可以仅通过以对应于浓度调节用载体量的量供应载体液C来恢复混合器31中液体显影剂D的液量，从而在以对应于浓度调节用载体量的量供应了载体液C之后，不再需要单独供应液量调节用载体液C。因此，“液量调节用载体量”设定为“0”。另一方面，在浓度调节用载体量小于载体供应量的情况下(S54中为是)，液量调节量计算部204从载体供应量中减去“浓度调节用载体量”并且将结果值设定为“液量调节用载体量”(S55)。换句话说，把成像消耗液体显影剂D的每单位时间消耗量和“浓度调节用载体量”之间的差值设定为“液量调节用载体量”。在这种情况下，当仅以与浓度调节用载体量相对应的量供应载体液C时，不能恢复混合器31中液体显影剂D的液量；因此，除了浓度调节用载体量以外，还需要单独供应载体液。因此，以上述方式来设定“液量调节用载体量”。

【对非干涉功能补给剂量的计算】

将描述对上述“非干涉功能补给剂量”的计算(参见图5的S20和S37)。如上所述，在操作载体供应泵41并且从载体罐32供应载体液C以增加混合器31中液体显影剂D液量的情况下，混合器31中液体显影剂D的调色剂浓度随着载体液C供应而降低。因此，为了防止由于增加液量用载体液C的供应而在供应载体液C之前和之后液体显影剂D的调色剂浓度发生变化，即为了保持调色剂浓度，除了载体液C之外，将补给剂T供应到混合器31。根据下面的公式3计算此时供应的“非干涉功能补给剂量”。

Q2＝x/(x0－x)×Q1...公式3

在此，公式3中的“Q1”表示由载体供应泵41供应到混合器31的载体液C液量(液量调节用载体量)。公式3中的“Q2”是这样的供应量：即使当载体供应泵41以液量“Q1”供应载体液C时，也可以在供应载体液C之前和之后保持液体显影剂D的调色剂浓度。公式3中的变量“x”是在以液量“Q1”供应载体液C之前混合器31中液体显影剂D的调色剂浓度。公式3中的变量“x0”表示补给剂罐33中补给剂T的调色剂浓度。

在非干涉功能中，当载体供应泵41以液量“Q1”供应载体液C时，为了在供应载体液C之前和之后保持液体显影剂D的调色剂浓度，由补给剂供应泵42以液量“Q2”供应补给剂T。这里，在参照图2的同时将使用图7的分图(a)和分图(b)描述非干涉功能的效果。图7的分图(a)示出了混合器31中液体显影剂D液量随时间的变化，图7的分图(b)示出了混合器31中液体显影剂D的调色剂浓度随时间的变化。在图7的分图(b)中，实线表示执行非干涉功能的情况，虚线表示不执行非干涉功能的情况。顺便提及，这里，将描述这样的情况为例，即，混合器31中液体显影剂D的调色剂浓度目标值为7.0％并且混合器31中液体显影剂D的液量下限(预定量)为2.9升。

如图7的分图(a)所示，当混合器31中液体显影剂D的液量低于2.9升时，操作载体供应泵41，使得将载体液C从载体罐32供应到混合器31。然后，混合器31中液体显影剂D的液量增加。在这种情况下，如图7的分图(b)的虚线所示，当不执行非干涉功能时，随着开始向混合器31供应载体液C，调色剂浓度暂时降低，并且偏离目标值。另一方面，如图7的分图(b)的实线所示，当根据载体液C的供应执行非干涉功能时，供应补给剂T，使得调色剂浓度保持为目标值而不减小。

如上所述，混合器31中液体显影剂D的调色剂浓度因液量调节用载体液C的供应而降低，因此，为了避免这种情况，以能够在因非干涉功能供应载体液C之前和之后保持调色剂浓度不变的供应量来供应补给剂。同样，在该实施例的情况下，当混合器31中液体显影剂的液量小于预定量时，随着供应液量调节用载体液C，因非干涉功能也供应补给剂T。然而，在这种情况下，当调色剂浓度高于目标值时，尽管要降低调色剂浓度，但仍供应补给剂T，使得与仅通过供应载体液C来降低调色剂浓度的情况相比，调色剂浓度到达目标值需要一定时间。也就是说，调色剂浓度相对于载体液C和补给剂T供应的追随性不好，因此易于发生图像缺陷。

鉴于上述问题，在为了浓度调节和液量调节的目的而将载体液供应到混合器31的成像设备100中，要求液量调节用载体量尽可能小。因此，仅在浓度调节用载体量不足以恢复混合器31的液量的情况下，优选的是另外供应液量调节用载体液。这样，在本实施例中，在液体显影剂D的调色剂浓度高且液量小的情况下，与常规情况相比，通过上述非干涉功能供应的补给剂T的量减少，使得能够改善调色剂浓度的追随性。顺便提及，供应到混合器31的载体液C和补给剂T的总供应流量不小于成像所消耗液体显影剂的每单位时间消耗量，以便防止混合器31耗空。

将使用图8的分图(a)至图8的分图(e)来描述该实施例中的调色剂浓度的追随性。图8的分图(a)至图8的分图(e)是用于说明本实施例和比较例1中调色剂浓度的追随性。在不管浓度调节用载体量如何液量调节用载体量总是恒定量的情况中在附图中用虚线示出了比较例1。顺便提及，假设这样一种状态，其中，混合器31中液体显影剂的调色剂初始浓度为7.5％并且需要供应液量调节用载体液C。此外，假设这样一种图像输出模式，其中，用于恢复混合器31中液量要供应载体液所需的载体供应泵41流量为0.5cc/sec。此外，假设载体供应泵41的流量上限为约1.6cc/sec。

如上述图5的S53中所述，将0.5cc/sec流量乘以一系数所得的值是可以恢复混合器31中液体显影剂D液量的最小补给量(下限)，因此，当系数为1.2时，下限为0.6cc/sec。在上述状态的情况下，为了降低混合器31中液体显影剂的调色剂浓度，从载体供应泵41将载体液C供应到混合器31中。此外，混合器31中液体显影剂的调色剂初始浓度高于目标值，因此如图8的分图(a)所示，在0﹣150秒的时间内浓度调节所需的供应载体量变大，使得如图8的分图(d)所示流量达到载体供应泵41的流量上限。此时，在比较例1中，不管用于浓度调节的流量大小如何，用于液量调节的流量保持恒定，因此图8的分图(b)中所示的值是一定值。另一方面，在本实施例中，浓度调节用载体量是足以恢复混合器31液量的量，因此，如图8的分图(b)所示，在浓度调节用载体量超过0.6cc/sec的时间内，液量调节用载体量未设定并且为0。此外，当浓度调节用载体量低于0.6cc/sec时，设定液量调节用载体量，以便供应液量调节用载体液C。

如图8的分图(c)所示，在比较例1中，以对应于图8分图(b)流量的供应量供应非干涉功能补给剂T，使得通过非干涉功能也在0﹣150秒的时间内连续供应补给剂T。另一方面，在本实施例的情况下，在0﹣150秒的时间内，用于液量调节的流量为0，从而不执行非干涉功能补给剂T的供应。结果，如图8的分图(e)所示，与比较例1相比，本实施例中收敛到目标值更快。即，调色剂浓度的追随性好。

如上所述，在本实施例中，在载体供应泵41同时进行浓度调节和液量调节的情况下设定载体液供应流量时，优先分配“浓度调节用载体量”，并将剩余载体量分配给“液量调节用载体量”。通过这样做，在混合器31中液体显影剂D的调色剂浓度高而液量小的情况下，与常规构造相比，通过非干涉功能供应到混合器31的补给剂T的量较小。也就是说，可以在比常规构造更多地减少补给剂T的同时更多地供应载体液C，使得可以在提高调色剂浓度追随性(即，较之常规构造缩短液体显影剂浓度调节所需的时间)的同时容易地满足液量。

顺便提及，在上述浓度调节供应量计算部203(PI控制器)中，当计算载体液补给要求时(参见图5的S13)，使用各差值“ΔF”的累积值。这是因为要消除所获得调色剂浓度“F”(即当前调色剂浓度)和目标值“Fref”之间的稳态偏差。然而，在当前调色剂浓度与目标值之间的偏差由于例如大干扰等的影响而增大时，调色剂浓度的差值变大，使得在一些情况中补给要求会超过载体供应泵41的最大排出流量。在这种情况下，当如通常那样计算供应到混合器31的载体量时，即使当前调色剂浓度达到目标值，基于之前累积差值计算的载体供应量也会变得过大，结果是调色剂浓度会相对于目标值过冲。

鉴于此问题，尽管在该实施例中在图5的S23和S34中进行了描述，但是在补给剂供应要求或载体供应要求分别超过补给剂供应泵42或载体供应泵41的流量上限的情况下，不进行调色剂浓度差值“ΔF”的累积。停止将通过上述公式(1)计算的差值“ΔF”相加到差值累积“ΣΔF”，然后当在下一个时刻执行图5的S13的计算时，在此基础上计算浓度调节用补给剂量和浓度调节用载体量。顺便提及，载体供应泵41的流量上限是在图4的S3或S4中设定的值，并且补给剂供应泵42的流量上限是该泵42的最大排出流量。

在不做出上述调色剂浓度差值“ΔF”累积的执行选择的情况下，执行补给剂T和载体液C的供应控制(PI控制)，以进行混合器31中液体显影剂的调色剂浓度调节。即，即使当补给要求是任何值时，执行控制将相对于目标值的差值ΔF相加到差值累积ΣΔF并且基于差值和差值累积来计算补给剂T和载体液C的后续供应量。将这作为比较例2，图9的分图(a)和图9的分图(b)示出在本实施例和比较例2的情况下补给剂T和载体液C供应控制效果的比较结果。

在混合器31中调色剂浓度高(例如，7.2％)的情况下，通过载体供应泵41将载体液C供应到混合器31以进行浓度调节。但是，如图9的分图(a)所示，当载体液的补给要求超过载体供应泵41的流量上限(参见图4的S3和S4)时，载体液C的实际供应量受限于载体供应泵41的流量上限。然而，浓度调节供应量计算部203(PI控制器)计算差值累积“ΣΔF”，使得补给要求变大。结果，差值累积“ΣΔF”以偏离实际值的值来累积，从而调色剂浓度偏离目标值，如图9的分图(b)的粗虚线所示。另一方面，在本实施例中，在载体供应要求超过载体供应泵41的流量上限的情况下，不进行差值累积“ΣΔF”的计算，从而与图9中分图(b)的实线所示的比较例2相比，调色剂浓度相对于目标值的偏离较小。

<其他实施例>

在上述实施例中，如图2所示，示出了一种构造，其中，示出了用于将载体液C从载体罐32供应到单个混合器31的单色成像部12，但是本发明不限于此。例如，也可以采用包括四个成像部的构造，这四个成像部能够形成黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)各颜色调色剂图像。在这种情况下，也可以采用这样一种构造，其中，可以通过单个载体罐32将载体液供应到多个成像部中每一个成像部的混合器。换句话说，可以优选地实现各颜色成像部的载体罐的共用性。这是因为调色剂颜色不同因此不能在各颜色成像部共用，但是载体液可以在各颜色成像部共用。在图10中示出了一种构造，其中，载体液能够通过单个载体罐供应到四个混合器。

四个成像部(未示出)分别包括混合器31Y、31M、31C和31K，用于向显影装置供应不同颜色的液体显影剂，如图10所示，类似于图1中所示的成像部12。从多个补给剂罐33Y、33M、33C和33K将含有各颜色调色剂的高浓度补给剂供应到混合器31Y，31M，31C和31K中。在混合器31Y、31M、31C和31K中，设有未示出的固体组分浓度检测装置。根据未示出固体组分浓度检测装置的检测结果对补给剂供应泵42Y、42M、42C和42K的控制，从补给剂罐33Y、33M、33C和33K将补给剂适当地供应到混合器31Y，31M，31C和31K中。

此外，从载体罐32将载体液适当地供应到混合器31Y、31M、31C和31K中。然而，与提供多个补给剂罐33Y、33M、33C和33K不同，只提供一个载体罐32。也就是说，单个载体罐32将载体液供应到多个混合器31Y、31M、31C和31K。给载体罐32提供用于补给补给用载体液的补给载体罐36。单个载体罐32和多个混合器31Y、31M、31C和31K通过连通管连通，并且各连通管设置有载体供应泵41Y、41M、41C和41K。根据设置在混合器31Y、31M、31C和31K中的未示出固体组分浓度检测装置和未示出浮子传感器的检测结果来控制载体供应泵41Y、41M、41C和41K。顺便提及，也可以仅仅设置一个分离提取装置用于从每种颜色成像部回收的液体显影剂中分离载体液和调色剂(参见图2)，并且该分离提取装置也可以在各颜色成像部共用。

在多个混合器31Y、31M、31C和31K共用单个载体罐32的情况下，必须改变上述载体供应泵41流量上限的计算方法(参见图4的S3或S4)。这是因为设置了四个载体供应泵41Y、41M、41C和41K，而仅仅设置了一个补给用载体供应泵51。在下文中，将描述在该实施例的情况下载体供应泵41Y、41M、41C和41K的流量上限的计算方法。

在上述图5的S31中，计算浓度调节用载体供应要求。该值暂时称为Qa。另一方面，根据上述图6的S53中的图像比率，将在未补给补给剂T和载体液C的状态下与混合器31中液体显影剂D下降速度相同值的量计算为给混合器31的供应量下限。这里，该值被称为Qb。Qa和Qb之和是总补给要求，从该总补给要求中忽略了载体供应泵41的流量上限。该值称为Qc。也就是说，Qc＝Qa+Qb。

对各个颜色按此计算的值称为QcY、QcM、QcC和QcK。当各颜色的载体供应泵41Y至41K的流量上限分别称为QlimY、QlimM、QlimC和QlimK时，通过下文所示的公式4来计算它们。这里，仅示出了QlimY，但是关于QlimM、QlimC和QlimK，QlimY和公式4中的分母的QcY的符号“Y”仅需分别写为“M”、“C”和“K”。顺便提及，公式4中的Q51max是补给用载体供应泵51的最大排出流量。

QlimY＝QcY/(QcY+QcM+QcC+QcK)×Q51max

......公式4

从公式4可以理解，当载体供应泵41Y至41K所需的补给要求较大时，提供较大的上限，而当补给要求较小时，提供较小的上限。此外，四个载体供应泵41Y至41K的流量上限之和不超过补给用载体供应泵51的最大排出流量。因此，不会发生以下情况，即，尽管补给用载体供应泵51以最大排出流量将补给用载体液供应到载体罐32，但是载体罐32中的液量还是连续减小。

顺便提及，在上述实施例中，也可以采用直接从补给载体罐36将补给用载体液供应到混合器31的构造。此外，还可采用这样的构造，其中，不提供专门用于补给补给用载体液的补给载体罐36，并且补给用载体液直接补给到载体罐32和混合器31。

【实用性】

根据本发明，提供一种采用液体显影剂的成像设备，能够较之常规构造而言缩短液体显影剂浓度调节所需的时间。

【附图标记】

12 成像部

31 供应装置(混合器)

32A 载体液供应装置

33A 补给剂供应装置

36A 补给装置

100 成像设备

200 控制装置(控制器)

310 液量检测装置(第一浮子传感器)

311 浓度检测装置(固体组分浓度检测装置)

320 载体液量检测装置(第二浮子传感器)

Claims (12)

1.一种成像设备，包括：

图像承载构件；

显影部，用于利用包含调色剂和载体液的液体显影剂来显影形成在图像承载元件上的静电图像；

液体显影剂容纳用供应装置，用于将液体显影剂供应到显影部；

液量检测装置，用于检测液体显影剂容纳用供应装置中液体显影剂的液量；

浓度检测装置，用于检测相对于液体显影剂容纳用供应装置中液体显影剂而言的调色剂浓度；

载体液供应装置，用于将载体液供应到液体显影剂容纳用供应装置；

调色剂供应装置，用于将调色剂供应到液体显影剂容纳用供应装置；和

控制装置，用于控制从载体液供应装置供应到液体显影剂容纳用供应装置的载体液量和从调色剂供应装置供应到液体显影剂容纳用供应装置的调色剂量，以便把基于浓度检测装置检测结果相对于液体显影剂而言调色剂浓度处于设定浓度的液体显影剂再基于液量检测装置检测结果在液体显影剂容纳用供应装置中处于预定量，

其中，控制装置能够在由浓度检测装置检测到液体显影剂的浓度高于所述设定浓度的情况下执行载体液供应模式，在载体液供应模式中，从载体液供应装置供应第一供应量的载体液以在液体显影剂容纳用供应装置中提供调色剂的设定浓度并且把此载体液供应到液体显影剂容纳用供应装置中。

2.根据权利要求1所述的成像设备，其中，在除了第一供应量以外还将第二供应量的载体液供应到液体显影剂容纳用供应装置的情况下，把与载体液第二供应量相对应量的调色剂从调色剂供应装置供应到液体显影剂容纳用供应装置，使得调色剂浓度为设定浓度。

3.根据权利要求2所述的成像设备，其中，当在成像操作期间执行载体液供应模式时，在第一供应流量小于成像所消耗液体显影剂的每单位时间消耗量的情况下，液体显影剂消耗量与第一供应流量之间的差值设定为第三供应流量，并且不仅以第一供应流量和第三供应流量的相加量将载体液供应到载体液供应装置，而且以对应于第三供应流量的量将补给剂供应到所述补给剂供应装置。

4.根据权利要求3所述的成像设备，其中，控制装置根据要形成图像的图像比率来获取液体显影剂消耗量。

5.根据权利要求3所述的成像设备，其中，在第一供应流量不小于成像消耗液体显影剂的每单位时间消耗量的情况下，控制装置将第三供应流量设定为0。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的成像设备，其中，控制装置根据由浓度检测装置检测到液体显影剂的浓度和所述设定浓度之差值的累积值来获取第一供应流量。

7.根据权利要求6所述的成像设备，其中，在第一供应流量超过载体液供应装置的最大排出流量的情况下，控制装置不累积所述差值。

8.根据权利要求1所述的成像设备，其中，在基于液量检测装置而以第一供应量供应载体液的情况下液体显影剂容纳用供应装置中显影剂量未达到设定量的情况中，设定用于使显影剂量达到设定量的第四供应量，并且从载体液供应装置向液体显影剂容纳用供应装置以第四供应量供应载体液和从调色剂供应装置向液体显影剂容纳用供应装置以对应于载体液第四供应量的量供应调色剂，使得液体显影剂容纳用供应装置中的调色剂浓度为设定浓度。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的成像设备，还包括：清洁部，用于回收残留在图像承载构件上的液体显影剂；以及分离装置，用于把由清洁部回收的液体显影剂分离成调色剂和载体，

其中，把通过分离装置从液体显影剂分离的载体液供应到载体液供应装置。

10.根据权利要求9所述的成像设备，还包括回收部，能够安装在成像设备中和能够从成像设备拆卸，用于回收由分离装置从液体显影剂分离的调色剂。

11.根据权利要求9所述的成像设备，还包括载体液容器，载体液容器包括要供应到载体液供应装置的载体液并且能够安装在成像设备中和从成像设备拆卸，

其中，载体从载体液容器供应到载体液供应装置的路径不同于载体从分离装置供应到载体液供应装置的路径。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的成像设备，还包括调色剂容器，调色剂容器包括要供应到调色剂供应装置的调色剂并且能够安装在成像设备中和从成像设备拆卸。