CN100414449C - 图像形成装置和墨粉供给方法 - Google Patents

Abstract

在彩色复印机中，在图像载体上方区之外的位置提供具有黄色、品红色和青色显影单元的转轮型彩色显影装置以及黑色显影装置。垂直传送路径通过转轮型彩色显影装置和黑色显影装置的下方区之外的装置。为检测转轮型彩色显影装置的显影单元中的墨粉浓度，使用了一个检测红外光的反射光量的墨粉浓度检测器，而一个磁性检测器用于检测黑色显影装置中的墨粉浓度。

Description

图像形成装置和墨粉供给方法

技术领域

本发明涉及诸如彩色打印机、彩色复印机等在纸张上形成彩色图像的图像形成装置以及墨粉供给方法。

背景技术

已知彩色激光打印机作为在纸张上形成彩色图像的图像形成装置，如日本专利申请出版物11-84801号中公开说明的那样。

这一彩色激光打印机有一个图像载体，在其上通过曝光形成潜像(1atent image)；多个显影装置，通过供给指定颜色显影剂对这一潜像显影；一个中间转印(transfer)带，通过彼此重叠来转印在图像载体上形成的彩色显影剂图像；转印装置，用于转印通过彼此重叠转印到中间转印带上的彩色显影剂图像；转印单元，将中间转印带上形成的彩色显影剂图像整体转印到纸上，以及容纳若干纸张的纸盒。

黄、品红和青色显影装置被置于图像载体一侧的可转动安排的一个显影装置轮转机(rotary)中，一个黑色显影装置是与显影装置轮转机分开的一个单独单元并被安排在图像载体上方与轮转机相对的位置。显影装置轮转机沿其外缘方向一个挨一个地容纳3个显影装置并通过转动使指定的彩色显影装置与图像载体相对。

使中间转印带从下方与图像载体接触。

从纸盒中取出的一张图像接收介质(纸)在处于中间转印带下方的几乎沿水平方向延伸的传送路径上被传送并穿过中间转印带。在此时，在中间转印带上被转印的处于重叠状态的彩色显影剂图像一次全部地被转印到图像接收介质(纸)上。

然而，有如上文描述的结构的传统打印机有如下文所示的一些问题。

首先，由于黑色显影装置被安排在图像载体上方，从这一显影装置中不希望地散漏的显影剂滴落在图像载体上。当显影剂落在图像载体上时，这一显影剂经由中间转印带转印到纸张上，从而使图像变差(变脏了)。

其次，因为纸是在中间转印带下方的传送路径上被传送，从置于显影装置轮转机中的各彩色显影装置不希望地散漏的彩色显影剂和从黑色显影装置中散漏的黑色显影剂落在在传送路径上被传送的纸张上。这样，当显影剂落在纸上时，图像变成有缺陷的。

这里公开的显影装置分别使用单成分(component)显影剂，并且不是必须检验各显影装置中显影剂的墨粉浓度(density)。

通常，两成分显影系统在图像质量方面有好处，如更宽地表现色彩层次，特别是极好地再现亮的中间色调。再有，关于墨粉填充量，两成分显影系统高于单成分显影剂，而且在字符、很小的点和细线周围墨粉的扩散小于单成分显影系统。再有，两成分显影系统的消耗品的可用时间长于单成分显影系统；例如，显影装置的使用寿命能达到主体的服务寿命，而且对每张纸的运行成本要比单成分显影系统便宜。近些年来，在市场上供应许多具有两成分显影系统的图像形成装置。

例如在日本专利申请出版物9-218589中公开说明了两成分显影系统图像形成装置的一个实例。

在这一实例中的图像形成装置有黑、青色、品红和黄显影装置。这些装置处在可转动的结构中并由主体支持。每个彩色显影装置可根据需要移动到使在光敏鼓上形成的潜像可视化的位置。在这些显影装置中保持的显影剂是两成分显影剂，必须检测每种墨粉的浓度和控制供给，以保持墨粉总是具有指定的浓度。

在这一实例中，该图像形成装置有黑、青色、品红和黄显影部分，它们被主体可转动地支持着，所以难于使用通常用于检测两成分显影剂墨粉浓度的磁性传感器。这是因为难于安装一个装置将来自传感器的输出信号传送到主体。

由于这一理由，在这一实例中，一个浓度传感器被安排在显影装置的光敏鼓的沿外缘方向的下游一侧，以检测在光敏鼓上显影的图像的浓度。向显影装置供给墨粉、对显影条件的改变等的执行都是根据来自浓度传感器的浓度信号，而且两成分显影剂的墨粉浓度受控制以总是保持在指定的墨粉浓度。

然而，为了根据这一墨粉浓度供给和控制方法检测墨粉浓度必须在连接打印期间每隔指定纸张数便中断打印作业以形成用于浓度检测的补片(patch)。再有，还必须根据被传送的一张纸和下一张纸之间的时间来形成用于浓度检测的补片。在这种情况中，存在着打印速度被降低和墨粉被不希望地消耗等缺陷。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种使用两成分显影剂的图像形成装置和一种墨粉供给和控制方法，以防止由于显影剂的附着而产生的有缺陷图像，同时不会因检测墨粉浓度而降低打印速度性能和不希望地消耗墨粉。

根据本发明的实施例，提供了一种图像形成装置，包含：图像载体，在其上重复形成多个潜像；彩色显影装置，其具有沿转动方向一个挨一个地排列的含有指定颜色显影剂的多个第一显影装置，并能转动所述多个第一显影装置以有选择地面对图像载体，并通过供给指定颜色显影剂使潜像显影，每一个第一显影装置具有含有各自颜色的显影剂的墨粉盒；沿图像载体外表面设置的第二显影装置，其所在位置不同于彩色显影装置的第一显影装置面对图像载体的位置，并且该第二显影装置面对图像载体，通过供给指定颜色显影剂使潜像显影；第一墨粉浓度检测器，用于检测第一显影装置中含有的显影剂的墨粉浓度，其中显影剂是两成分显影剂，至少包含非磁性墨粉和磁性载体，第一墨粉浓度检测器是单个单元，其设置在这样的位置，即在该位置第一墨粉浓度检测器在多个第一显影装置中的一个面对图像承载体时检测所述多个第一显影装置中处于待机位置的另一个第一显影装置的墨粉浓度；第二墨粉浓度检测器，用于检测第二显影装置中含有的显影剂的墨粉浓度，其检测方法不同于第一墨粉浓度检测器，其中的显影剂是两成分显影剂，至少包含非磁性墨粉和磁性载体；存储器，用于存储由第一和第二墨粉浓度检测器检测到的墨粉浓度值；以及控制器，用于当彩色显影装置被转动而且所述多个第一显影装置中的一个第一显影装置面对图像载体并在图像载体上形成显影剂图像时，根据第一墨粉浓度检测器检测的并在存储器中存储的墨粉浓度值，控制各墨粉盒向所述多个第一显影装置中面对图像载体的第一显影装置的墨粉供给。

再有，根据本发明的实施例，提供图像形成装置的墨粉供给方法，该图像形成装置具有：一个图像载体，在其上重复地形成多个潜像；沿转动方向安排的含有指定颜色显影剂的多个第一显影装置；彩色显影装置，用于安排所述多个第一显影装置使其有选择地与图像载体相对并使用指定颜色显影剂使潜像显影；以及安排在与图像载体相对的位置的第二显影装置，该位置不同于彩色显影装置的第一显影装置与图像载体相对的位置，该第二显影装置供给指定颜色显影剂以使潜像显影，该方法包含：当彩色显影装置被转动并且第一显影装置与图像载体相对时，检测被安排在该可应用的第一显影装置之后的下一个第一显影装置中含有的两成分显影剂的墨粉浓度；存储该第一显影装置的墨粉浓度检测值；以及当彩色显影装置被转动并且所述下一个第一显影装置被安排成与图像载体相对时，根据存储的该第一显影装置墨粉浓度检测值，控制向该可应用的第一显影装置的墨粉供给。

附图说明

图1是截面图，示意性显示本发明实施例中涉及的彩色复印机的内部结构；

图2是方块图，示意性显示图1中所示彩色复印机的控制系统的结构；

图3是流程图，用于解释图1中所示彩色复印机的彩色图像形成操作；以及

图4用于解释每个彩色墨粉的红外光反射系数特性。

具体实施方式

下面将参考附图详细解释本发明的实施例。

图1示意性显示本发明实施例中涉及的作为一个图像形成装置的彩色复印机1的内部结构。

彩色复印机1有扫描器单元2、图像形成单元4和供纸单元6。扫描器单元2照亮放在文档台(未画出)上的一个原件，通过多个光学部件将来自原件的反射光引导到光接收元件，并通过光电转换输出图像数据。图像形成装置4根据由扫描器单元2产生的来自原件的图像数据区的图像或从外部设备(未示出)输入的图像输出到纸P(图像接收介质)上。供纸单元6将纸P供给到图像形成单元4。

彩色复印机1有箱体3容纳上述单元。在箱体3的右侧表面，可拆卸地安装有纸面翻转单元8和手动供纸单元9。纸面翻转单元8使在其一面上形成图像的纸P翻转并再次供给到图像形成单元4。手动供纸单元9手动向图像形成单元4供纸。

图像形成单元4包括一个光敏鼓11(一个图像载体)，它有一个转动轴沿彩色复印机1的前后方向(走纸方向)延伸。在光敏鼓11周围，沿光敏鼓11的转动方向(图1中的箭头方向)提供主充电器12、曝光单元13、黑色显影装置14(第二显影装置)、转轮型彩色显影装置15(显影单元)、中间转印带16(中间转印装置)以及鼓清洁器(清洁装置)。需要光敏鼓的直径至少为50mm，从而能在它的周围安排上述多个装置。

主充电器12将光敏鼓11的外表面11a(下文中称作鼓表面11a)充电到一个指定电位。曝光单元13被安排在图像形成单元4的下缘附近，并根据图像数据通过使充电到指定电位的鼓表面11a曝光形成静电潜影。当形成彩色图像时，曝光单元13根据彩色分离的图像数据通过使鼓表面11a曝光形成各彩色的静电潜影。

黑色显影装置14被安排在光敏鼓11和曝光单元13之间，从几乎重力方向与光敏鼓11相对。黑色显影装置14向曝光单元13在鼓表面11a上形成的静电潜影供给黑色显影剂，以在鼓表面11a上显影和形成黑色显影剂图像(developer image)。黑色显影装置14有一个混合器用于搅动和供给显影剂，以及一个显影辊被安排成通过一个指定的显影间隙与鼓表面11a相对。再有，黑色显影装置14可转动地设置，以使显影辊脱离鼓表面11a。再有，由墨粉盒14a向黑色显影装置14供给显影剂。

黑色显影装置14具有一个磁性传感器101。

在图1中靠近左侧与光敏鼓11相邻处提供显影剂型彩色显影装置15。显影剂型彩色显影装置15有黄色显影装置15Y(第一显影装置)、品红色(magenta)显影装置15M(第一显影装置)和青色(cyan)显影装置15C(第一显影装置)，它们的结构与黑色显影装置14的结构基本相同。这些显影装置(15Y、15M和15C)被可拆卸地放在转轮型彩色显影装置15中，沿其转动方向一个挨一个地放置。每个显影装置具有墨粉盒15y、15m和15c，其装有各自彩色的显影剂，以及分别具有显影辊15YR、15MR和15CR。

再有，在转轮型彩色显影装置15附近提供一个墨粉浓度检测器100，用于感测每个显影装置(15Y、15M和15C)中的墨粉浓度。墨粉浓度检测器被放置在与可应用的显影单元的显影辊(15YR、15MR和15CR)相对的位置，在那里转轮型彩色显影装置15的要形成下一种颜色显影剂图像的显影装置(15Y、15M和15C)正在等待。墨粉浓度检测器100是感测两成分显影剂的墨粉浓度的传感器，传感器包含红外光发射元件和接收由显影辊(15YR、15MR和15CR)上的显影剂反射的红外光的光接收元件。

各颜色的显影单元15Y、15M和15C所在区域被安排成通过顺时针转动转轮型显影装置有选择地从几乎光敏鼓11的一侧与鼓表面11a相对。

与转轮型(revolver type)彩色显影装置15分开单独提供黑色显影装置14，这是因为它的使用频度高于其他彩色显影装置。结果，可以使黑色显影装置以及墨粉盒中的显影剂量做得较大，从而能减少更换显影剂、墨粉供给等维护次数。

再有，在这一实施例中黑色显影装置14和转轮型彩色显影装置15被放在沿重力方向光敏鼓11上方区域的外部，从而能防止显影剂不希望地从显影装置14、15Y、15M和15C散漏到光敏鼓11上。

中间转印带16被安排在几乎沿重力方向从上方与光敏鼓11接触的位置。中间转印带16在驱动辊16a、转印前辊16b、转印辊16c和张紧辊16d周围伸展，每个辊有转动轴沿前/后方向延伸。驱动辊16a静态地放在箱体3中转轮型彩色显影装置上方。转印前辊16b静态地放在箱体3中光敏鼓11上方。转印辊16c静态地放在与垂直转印路径(下文描述)接触的位置。张紧辊16d被加能以从中间转印带16内部向外张紧，从而给中间转印带16一个指定的张力。

此外，在中间转印带16内部提供一个主转印辊21，用于使中间转印带16与鼓表面11a接触并将鼓表面11a上形成的显影剂图像转印到中间转印带16上。主转印辊21被沿光敏鼓11的方向加能(energize)，从而使中间转印带16以指定压力压在鼓表面11a上。

再有，中间转印带16的长度被设置为接近光敏鼓11外周长的整数倍。换言之，中间转印带16的长度被设置成鼓表面11a的同一部分总是与中间转印带16的同一部分接触。中间转印带16的长度至少需要比最大纸张P(431.8mm)的长度长，而光敏鼓11还需要直径大于50mm。所以，在这一实施例中，中间转印带16的最小所需长度被设置为光敏鼓11的外周长的3倍。

在中间转印带16周围，提供带清洁器22(清洁装置)和第二转印辊24(转印装置)，它们处于能与带表面接触/分离的状态。带清洁器22设置在驱动辊16a的外表面上，中间转印带16介于二者之间，同时清洁器22位于转轮型彩色显影装置15的上方。换言之，带清洁器所在位置是在沿重力方向光敏鼓11上方区的外部。第二转印辊24处在夹紧垂直传送路径26(下文描述)的位置，中间转印带16介于第二转印辊24和转印辊16C之间。

鼓清洁器17从图1中的右侧与光敏鼓11接触。换言之，鼓清洁器17处在光敏鼓11上方区之外。

就是说，在这一实施例中，黑色显影装置14、转轮型彩色显影装置15、鼓清洁器17以及带清洁器22都处在光敏鼓11上方区之外。再有，在这一实施例中，中间转印带16被安排在光敏鼓11上方。所以，根据这一实施例，从黑色显影装置14、转轮型彩色显影装置15、鼓清洁器17以及带清洁器22不希望地散布或散漏的显影剂不会落在鼓表面11a和中间转印带16上，所以能避免由于附着显影剂造成有缺陷的图像。

供纸单元6有两个供纸盒27和28分层放置。在图1中，在供纸盒27和28的右上端有拾纸辊31用于分别从两个盒中取出顶上的纸P。在由拾纸辊31取纸的方向的下游一侧附近，推进辊32和分离辊33区保持彼此接触。

再有，在图1中，在供纸盒27和28右侧附近的位置提供一个垂直方向传送路径26，它几乎沿上部的垂直方向穿过与上述中间转印带16和第二转印辊24接触的第二转印区。在垂直传送路径26上，从下部向着第二转印区安排有夹持纸P转动的传送辊对34、感测纸P到达的对准传感器以及以指定供纸时间向第二转印区提供纸P的对准辊对36。

在通过第二转印区向上延伸的垂直传送路径26上，提供一个定影装置38，它通过加热和加压使转印的显影剂图像固定在纸P上。定影装置38有一个带有内置加热器的加热辊38b和一个压到加热辊38b上的压力辊38a。

就是说，在这一实施例中，垂直传送路径26穿过与转轮型彩色显影装置15分离的位置延伸，就是说，是在图1中光敏鼓11的右侧。换言之，垂直传送路径26穿过黑色显影装置14、转轮型彩色显影装置15以及带清洁器22的沿重力方向下方区之外的位置延伸。这样，便能避免从黑色显影装置14以及转轮型彩色显影装置15的显影装置15Y、15M和15C不希望地散漏的显影剂附着在穿过第二转印区传送的纸P上。因此，还能避免从鼓清洁器17和带清洁器22不希望地散漏的显影剂落在纸P上。

再有，由于采用上述垂直传送路径26，彩色复印机1的整体结构能减少尺寸，而且使卡纸处理变得容易。就是说，通过把比较大的转轮型彩色显影装置15安排在光敏鼓11的左侧(如图1中所示)使垂直方向的装置变小和通过采用垂直传送路径26使纸P传送路径变短，使得整个装置的尺寸能被做小。再有，通过打开纸翻转单元8和第二转印单元60，使在第二转印区附近的垂直传送路径26能容易地暴露于箱体3之外。结果，即使当在第二转印区附近造成卡纸时，也能容易地进行卡纸处理。

图2显示彩色复印机1的控制系统结构示意图。就是说，彩色复印机1包括：CPU50，用于控制整个装置；ROM51，用于存储控制程序等；RAM52，用于存储数据；非易失存储器53，用于一次性存储感测的墨粉浓度值，将在下文中描述；扫描器控制器54，用于控制扫描器单元2；过程控制器55，用于控制图像形成单元4；以及供纸控制器56，用于控制供纸单元6。

再有，CPU50与检测黄色显影装置15Y、品红色显影装置15M及青色显影装置15C中墨粉浓度的墨粉浓度检测器100以及在黑色显影装置14中提供的磁性传感器101相连。

接下来，将参考图3中所示流程图解释这一结构的彩色复印机1的彩色图像形成操作。再有，下文描述的操作由CPU50控制。

作为初始操作，黑色显影装置14被向下移动并与鼓表面11a分离，而转轮型彩色显影装置15被顺时针转动，使黄色显影装置15Y与鼓表面11a相对。再有，带清洁器22被以轴22a为中心逆时针转动并与中间转印带16分离。第二转印辊24被沿着与垂直传送路径26分离的方向(图1中的向右方向)移动，并与中间转印带16分离(ST1)。

然后，通过扫描器2从文档(未画出)中读取图像数据，或者图像数据从一个外部装置(未画出)转入(ST2)。再有，光敏鼓11被顺时针转动，鼓表面11a被主充电器12均一地充电到指定电位。在此时，中间转印带16也被逆时针转动。

再有，曝光单元13根据已被色彩分离的黄色图像数据进行操作，并在鼓表面11a上形成黄色的静电潜像。在此时，曝光时间是通过传感器(未画出)感测中间转印带16内侧上粘贴的传感标志(未画出)来获取的。

相继地，黄色显影剂通过黄色显影装置15Y提供给在鼓表面11a上形成的静电潜像，该黄色静电潜像被显影并在鼓表面11a上形成(ST3)。再有，当先前感测的黄色墨粉浓度值被存储在非易失存储器53中时，根据所感测的值控制从墨粉盒15y向黄色显影装置15Y的墨粉供给。

这样在鼓表面11a上形成的黄色显影剂图像被光敏鼓11的转动所移动并通过邻近中间转印带16的主转印区。

在此时，由主转印辊21给予鼓表面11a上形成的黄色显影剂图像一个与黄色显影剂图像的电位相反极性的偏压，于是黄色显影剂图像被转印到中间转印带16上。由于中间转印带16的长度被设置为光敏鼓11外周长的整数倍，所以显影剂图像被从鼓表面11a转印到中间转印带16的同一位置。

在黄色显影剂图像被转印到中间转印带16上之后，留在鼓表面11a上的没被转印的剩余黄色显影剂被鼓清洁器17去掉。在此时，在鼓表面11a上的剩余电荷也被去掉。当黄色显影装置15Y与鼓表面11a相对并在其上形成黄色显影剂图像时，品红色显影装置15M的显影剂墨粉浓度被检测。这一品红色墨粉浓度检测值被一次性存储在非易失存储器53中(ST4)。

然后，作为在鼓表面11a上形成下一个品红色静电潜像的准备，鼓表面11a被主充电器12均匀地充电。然后，转轮型彩色显影装置15被转动，使品红色显影装置15M与鼓表面11a相对，并在鼓表面11a上形成品红色显影剂图像。与此同时，根据非易失存储器53中存储的品红色墨粉浓度感测值，从墨粉盒15m向品红色显影装置15M的墨粉供给受到控制(ST5)。

再有，与此同时，为形成下一个彩色显影剂图像的青色显影剂装置15C的显影剂墨粉浓度被检测。青色墨粉浓度的这一检测值被一次性存储在非易失存储器53中(ST6)。

相继地，转轮型彩色显影装置15被转动，使青色显影装置与鼓表面11a相对并在鼓表面11a上形成青色显影剂图像。与此同时，根据非易失存储器53中存储的品红色墨粉浓度感测值，从墨粉盒15m向品红色显影装置15M的墨粉供给受到控制(ST5)。

再有，与此同时，为形成下一个彩色显影剂图像的青色显影剂装置15C的显影剂墨粉浓度被墨粉浓度检测器100检测。这一青色墨粉浓度检测值被一次性(once)存储在非易失存储器53中(ST6)。

相继地，转轮型彩色显影装置15被转动，使青色显影装置15C与鼓表面11a相对并在鼓表面11a上形成青色显影剂图像。与此同时，根据非易失存储器53中存储的青色墨粉浓度感测值，从墨粉盒15C向青色显影装置15c的墨粉供剂受到控制(ST7)。

上文描述了一系列操作，即曝光→显影→转印到中间转印带16被执行，而且品红色显影剂图像被转印到中间转印带16上的黄色显影剂图像上面。这样，在品红色显影剂图像被转印之后，青色显影剂图像被转印到中间转印带16上的品红色显影剂图像上面。

相继地，转轮型彩色显影装置15被转动，使青色显影装置15C与鼓表面相对，当正在形成青色显影图像的同时，黄色显影装置15Y的显影剂墨粉浓度被感测。这一被感测的黄色墨粉浓度值被一次性存储在非易失存储器53中(ST8)。

在下一个时间，当黄色显影装置15Y被转动并沿打印方向移动到与鼓表面11a相对的位置时，根据存储在非易失存储器53中的黄色墨粉浓度感测值准备从墨粉盒15y向黄色显影装置15Y中供给墨粉。

然后，转轮型彩色显影装置15被转动到每个显影装置15Y、15M和15C的不与鼓表面11a相对的起始位置，并且黑色显影装置14被提高以与鼓表面11a相对并形成黑色显影剂图像。与此同时，根据存储在非易失存储器53中的黑色墨粉感测值，使从墨粉盒14a向黑色显影装置14的墨粉供给受到控制(ST9)。在这一状态下，如上述的同一过程被执行，黑色显影剂图像被转印到中间转印带16的黄色、品红色和青色显影剂图像上。

再有，在黑白显影装置14中含有两成分黑色显影剂，其墨粉浓度被感测。这一黑色墨粉浓度感测值也被一次性存储在非易失存储器53中(ST10)。

根据存储的浓度值，从墨粉盒14a向黑色显影装置14中的墨粉供给受到控制。再有，黑色显示装置与转轮型彩色显影装置15分开构成并且安排成由一个凸轮(未画出)推动到和与鼓表面相对的位置分离的一个位置。

这样，当全部彩色显影剂图像彼此重叠在中间转印带16上时，第二转印辊24被向图1中的左侧移动并与中间转印带16接触。在这一状态下，重叠在中间转印带16上的全部彩色显影剂图像随着中间转印带16的转动而移动，并穿过带16和第二转印辊24之间的第二转印区。然后，当第二转印完成区的顶部到达带清洁器位置时，带清洁器22也与中间转印带16接触。

在此时，从盒27和28取出的纸P被传送辊对34向上传送到垂直传送路径26上，一旦被对准辊对36对准之后，在指定时间被传送到第二转印区。

然后，由第二转印辊24施加一个与彩色显影剂图像的电位极性相反的偏压，于是在中间转印带16上的彩色显影剂图像被转印到纸P上(ST11)。在显影剂图像被转印到纸P上之后，在中间转印带16上留下的显影剂被带清洁器22除掉。

在此之后，带有被整体转印的彩色显影剂图像的纸P穿过定影装置38，在其中它被加热和加压，于是彩色显影剂图像被固定在纸P上，一个彩色图像便形成了。带有这样形成的彩色图像的纸P被在定影装置38下游一侧提供的排纸辊42排出在排出文档接收托盘44上(ST12)。在这一实施例中，排纸托盘44设置在箱体3中。

接下来将解释两成分显影剂墨粉浓度检测器100，它包含一个红外光发射元件和一个接收从显影辊上的显影剂反射的红外光的光接收元件。

在这一实施例中，波长880nm的发光二极管(LED)用作红外光发射元件。关于发射波长，任何780nm以上的波长都是可用的。这取决于墨粉的频率反射系数。

通常，两成分显影剂的非磁性墨粉由树脂、蜡、电荷控制剂、颜料、填加剂等构成，而且黄色、品红色和青色墨粉有反射红外区间光的特性。在这一实施例中使用的磁性载体是当前在市场上可得到的用于彩色复印机的通用载体，是涂有树脂薄层的铁磁性载体。这种载体有吸收红外光的特性，当墨粉浓度变浓时，覆盖磁性载体表面的墨粉量增加，所以从墨粉反射的光也相应地增强。

黑色墨粉有吸收从可见光到红外光区范围的光的特性，所以墨粉浓度检测器100不能感测它的墨粉浓度。就是说，载体表面和墨粉的红外光反射特性几乎相同，所以难于感测墨粉浓度。

图4显示这些结果。关于黄色(Y)、品红色(M)和青色(C)墨粉，得到关于墨粉浓度的大大倾斜的线性输出。然而，对于黑色墨粉，输出是平的，不可用于感测墨粉浓度(这种感测不能由当前技术得到，但是将来有可能发展能感测黑色墨粉浓度的传感器和/或载体)。

上文描述了墨粉浓度检测器100被安装在与显影辊相对的位置。当更详细地解释时，如果墨粉浓度传感器与在主极(main pole)(在与光敏鼓11相对的位置处的形成显影剂图像用的磁极)位置的显影辊相对，则显影剂处于竖起状态，墨粉浓度检测器100大大地受到来自显影辊本身的反射光地影响，因而不能使用。

所以，在这一实施例中，墨粉浓度检测器100被安排在这些显影辊之间，从而与显影辊上的显影剂不处于竖起状态的那个位置相对。

安装墨粉浓度检测器100的地方希望是这样一个地方，在那里，当某个彩色显影装置处在与光敏鼓相对的位置时，另一个显影装置正在等候。在这一实施例中，墨粉浓度检测器被安装在从相对于光敏鼓11的显影装置起几乎是在那些显影装置上方逆时针转动120度的位置，所以几乎不受从显影装置散漏的墨粉的影响。并非不可能在与光敏鼓11相对的位置观看显影装置的显影辊上的显影剂，但这会使装置尺寸变大并作为产品可能有大的缺陷。

因此，当转轮型彩色显影装置15被转动只少一圈时，便可以感测转轮型彩色显影装置15中全部显影剂墨粉浓度。在形成彩色图像过程中，可在单张打印或连续打印过程中感测墨粉浓度，无需由于在纸张之间形成墨粉浓度感测用的补片而中断打印作业和不希望地浪费墨粉。

再有，当把含有黑色显影剂的黑色显影装置装在转轮型彩色显影装置中时，即使在将来利用某种技术开发出能感测黑色墨粉浓度的传感器或载体，墨粉浓度检测器100仍被安装在当某一个彩色显影装置处在与光敏鼓11相对的位置时另一个显影装置正在等待的那个地方。所以，在连续黑色打印作业过程中，黑色显影剂的墨粉浓度不能被墨粉浓度检测器100感测。因此，为了感测墨粉浓度，连续打印作业必须被中断而黑色显影剂墨粉浓度必须通过转动带有墨粉浓度检测器100的转轮型彩色显影装置15来感测，或者必须通过形成黑色显影剂图像补片，使用另一个浓度传感器，根据所附着的墨粉量来感测黑色墨粉浓度。

在任何情况下，都将造成打印速度性能下降、不希望的墨粉浪费和大的缺陷。然而，可以在转轮型彩色显影装置15中纳入一个在彩色图像形成过程中专用的黑色显影装置。在这种情况中，单个黑色打印显影装置必定绝对是第二显影装置。这是用于感测墨粉浓度而不存在单张打印以及连续打印彩色和黑色图像过程中的那些问题。将黄色、品红色、青色和黑色这4个彩色第一显影装置纳入转轮型彩色显影装置并安排第二显影装置专用于黑色打印，这些也被包括在本发明中。

在彩色图像形成过程中伴随转轮型彩色显影装置的转动操作，所以全部显影装置的显影剂墨粉浓度能被感测，而且不论是连续打印或单张打印，显影剂的墨粉浓度能被感测而无需在显影辊上形成用于感测墨粉浓度的补片。因此，可以在不降低连续打印速度性能和不会由于形成补片造成不希望的墨粉浪费的情况下形成图像。

接下来，将解释由彩色复印机1进行的黑色图像形成操作。

在初始状态，黑色显影装置14被向下移动并与鼓表面11a分离，而转轮型彩色显影装置的显影装置(15Y、15M、15C)处在不与鼓表面11a相对的位置。再有，带清洁器22被加能，以沿顺时针方向转动轴22a并与中间转印带16接触，第二转印辊24被移动(在图1中向右方向)以离开垂直方向传送路径并处在离开中间转印带16的位置。

然后，由扫描器单元2从文档(未画出)中读出图像数据或从外部设备(未画出)输入图像数据。再有，光敏鼓11被顺时针转动，鼓表面11a被主充电器12均一地充电到指定电位。在此时，中间转印带16还被逆时针转动。

接下来，根据黑色图像数据，曝光单元13被操作，于是在鼓表面11a上形成黑色静电潜像。在此时的曝光时刻不需要遵从在中间转印带16内侧粘贴的传感标记(未画出)，而是由另一个信号启动曝光。

这是因为不必要在中间转印带16上重叠各色彩，而且第一印刷时间能被做短。

相继地，黑色显影装置14被置于与鼓表面11a相对，黑色显影剂被供给到静电潜像，黑色静电潜像被显影，并在鼓表面11a上形成黑色显影剂图像。这样在鼓表面11a上形成的黑色显影剂图像随着光敏鼓11的转动被移动并穿过与中间转印带16接触的主(primary)转印区。

在此时，通过主转印辊给予与黑色显影剂图像电位极性相反的偏压，于是在鼓表面11a上的黑色显影剂图像被转印到中间转印带16上。

在此之后，黑色显影剂图像被传送到第二转印区并与中间转印带16接触。然后，与形成彩色图像类似，黑色显影剂图像被转印到纸P上，在定影装置38中被定影，并被排出在排出文档接收托盘44上。

在黑色打印的情况中，转轮型彩色显影装置15不被转动，所以，在单张打印和连续纸张打印两种情况中，能以上述相同的方式进行黑色图像打印，如同普通专用黑色图像形成装置那样。

至于墨粉浓度控制，用于黑色打印的两成分显影剂被包含在黑色显影装置14中，就如同在形成彩色图像中解释的那样，而其墨粉浓度由用于感测这一墨粉浓度的磁性感器传感测。被感测的墨粉浓度一次性存储在非易失存储器53中，根据这一感测的墨粉浓度值，从墨粉墨14a向黑色显影装置14的墨粉供给受到控制。

可在这同一打印作业期间，或者根据前一个打印作业中存储的感测值，来进行墨粉供给。

这一感测墨粉浓度和墨粉供给操作能在单张打印或连续打印过程中进行而没有问题，并且稳定的墨粉浓度能被控制。再有，不需要为感测墨粉浓度而进行不希望的补片打印，从而不会降低连续打印速度性能，也不会造成不希望地浪费墨粉。

如上所述，黑色显影装置14是与含有其他彩色显影装置的转轮型彩色显影装置15分开设置的。这样，在黑色显影装置中含有的黑色显影剂量和墨粉盒都能做得比其他显影单元要大，结果，能大大减少诸如显影剂更换、墨粉供给等维护次数。

本发明的图像形成装置使用两成分显影剂并能避免由于显影剂的附着造成有缺陷的图像，并减少维护次数而不会由于形成补片造成降低连续打印速度性能和不希望的墨粉浪费。

再有，本发明不限于上述实施例，各种修改都在其范围内。

例如，墨粉浓度检测器100由红外光发射元件和接收从显影剂反射的红外光的接收元件构成，其传感位置能是不与显影辊相对的任何位置。在显影单元的一部分上可提供一个透明窗口，以通过该窗口感测该单元内部显影剂的墨粉浓度。

再有，无需说明，各种公知的两成分彩色显影剂墨粉浓度传感器都是可用的。

此外，对于黑色显影装置的墨粉浓度检测方法，根据上述黑色显影装置，磁性传感器以外的其他公知的墨粉浓度传感器也是可用的。

Claims (10)

1. 一种图像形成装置，包含：

图像载体，在其上重复形成多个潜像；

彩色显影装置，其具有沿转动方向一个挨一个地排列的含有指定颜色显影剂的多个第一显影装置，并能转动所述多个第一显影装置以有选择地面对图像载体，并通过供给指定颜色显影剂使潜像显影，每一个第一显影装置具有含有各自颜色的显影剂的墨粉盒；

沿图像载体外表面设置的第二显影装置，其所在位置不同于彩色显影装置的第一显影装置面对图像载体的位置，并且该第二显影装置面对图像载体，通过供给指定颜色显影剂使潜像显影；

第一墨粉浓度检测器，用于检测第一显影装置中含有的显影剂的墨粉浓度，其中显影剂是两成分显影剂，至少包含非磁性墨粉和磁性载体，第一墨粉浓度检测器是单个单元，其设置在这样的位置，即在该位置第一墨粉浓度检测器在多个第一显影装置中的一个面对图像承载体时检测所述多个第一显影装置中处于待机位置的另一个第一显影装置的墨粉浓度；第二墨粉浓度检测器，用于检测第二显影装置中含有的显影剂的墨粉浓度，其检测方法不同于第一墨粉浓度检测器，其中的显影剂是两成分显影剂，至少包含非磁性墨粉和磁性载体；

存储器，用于存储由第一和第二墨粉浓度检测器检测到的墨粉浓度值；以及

控制器，用于当彩色显影装置被转动而且所述多个第一显影装置中的一个第一显影装置面对图像载体以在图像载体上形成显影剂图像时，根据第一墨粉浓度检测器检测的并在存储器中存储的墨粉浓度值，控制各墨粉盒向所述多个第一显影装置中面对图像载体的第一显影装置的墨粉供给。

2. 如权利要求1中所述的图像形成装置，其中所述控制器还被配置成根据第二墨粉浓度检测器检测的并在存储器中存储的墨粉浓度值，控制向第二显影装置的墨粉供给。

3. 如权利要求1中所述的图像形成装置，其中彩色显影装置被设置为面对图像载体的横向侧，并且第二显影装置面对图像载体的下侧表面.

4. 如权利要求1中所述的图像形成装置，其中第一墨粉浓度检测器包括一个传感器，用于检测辐射到显影剂上的红外光的反射光量.

5. 如权利要求1中所述的图像形成装置，其中第二墨粉浓度检测器包括一个磁性传感器.

6. 如权利要求1中所述的图像形成装置，其中在多个第一显影装置中含有的显影剂的色彩至少是黄色、品红色和青色.

7. 如权利要求1中所述的图像形成装置，其中在第二显影装置中含有的显影剂颜色是黑色.

8. 如权利要求1中所述的图像形成装置，其中在第二显影装置中含有的显影剂量比彩色显影装置中的第一显影装置中含有的显影剂量多得多.

9. 一种图像形成装置墨粉供给方法，该图像形成装置具有：一个图像载体，在其上重复地形成多个潜像；沿转动方向安排的含有指定颜色显影剂的多个第一显影装置；彩色显影装置，用于安排所述多个第一显影装置使其有选择地与图像载体相对并使用指定颜色显影剂使潜像显影；以及安排在与图像载体相对的位置的第二显影装置，该位置不同于彩色显影装置的第一显影装置与图像载体相对的位置，该第二显影装置供给指定颜色显影剂以使潜像显影，该方法包含：

当彩色显影装置被转动并且第一显影装置与图像载体相对时，检测被安排在该可应用的第一显影装置之后的下一个第一显影装置中含有的两成分显影剂的墨粉浓度；

存储该第一显影装置的墨粉浓度检测值；以及

当彩色显影装置被转动并且所述下一个第一显影装置被安排成与图像载体相对时，根据存储的该第一显影装置墨粉浓度检测值，控制向该可应用的第一显影装置的墨粉供给.

10. 如权利要求9中所述的墨粉供给方法，进一步包含：

检测第二显影装置中含有的两成分显影剂的墨粉浓度；

存储第二显影装置的墨粉浓度检测值；以及

根据存储的第二显影装置墨粉浓度检测值，控制向第二显影装置的墨粉供给.

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