CN103376701B - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及图像形成装置。图像形成装置能够执行彩色模式和单色模式，彩色模式用于使用多个显影剂承载部件来形成多种颜色的图像，单色模式用于使用多个显影剂承载部件中的一个显影剂承载部件来形成单色的图像。当执行彩色模式时，控制单元基于关于多个图像承载部件的信息来确定带电偏压以及对于各图像承载部件的第一激光功率和第二激光功率。当执行单色模式时，控制单元基于关于用于单色模式的图像承载部件的信息来确定带电偏压以及对于用于单色模式的图像承载部件的第一激光功率和第二激光功率。

Description

图像形成装置

技术领域

本公开涉及图像形成装置。

背景技术

常规上，利用所谓的接触带电处理的电子照相图像形成装置已被投入实用，其具有诸如低臭氧和低电力之类的优点。接触带电处理涉及在接触用作图像承载部件的感光部件的、用作带电部件的带电辊上施加电压，由此使感光部件的表面带电。并且，近年来，从低成本和节省空间的观点来看，使用向其仅施加直流（DC）电压的带电辊的DC带电处理被利用。

在DC带电处理中，存在带电均匀性不足的问题。在接触带电处理中，存在当感光部件的表面的膜厚伴随感光部件的频繁使用而减小时感光部件的表面电势上升的问题。

为了解决这些问题，已知存在如下曝光方法：使感光部件的表面电势一次过度带电到大于或等于图像形成所需要的电势，然后，用弱发射的激光照射在感光部件的表面上不执行图像形成的非图像区域，由此降低电势。该方法被称为“背景曝光”（参见日本专利申请公开No.8-171260）。并且，日本专利申请公开No.2002-296853讨论了如下控制方法：通过计算感光部件的膜厚并控制激光的激光功率，来将感光部件的表面电势形成为目标电势。通过执行这种控制，可以稳定地再现图像浓度、线宽度和灰度（gradation）。

另一方面，在上述的电子照相图像形成装置中，作为用于形成彩色图像的处理，一般使用所谓的级联类型的彩色图像形成处理。在级联类型的图像形成装置中，在感光部件上形成黄色、品红色、青色和黑色相应颜色的调色剂图像。然后，在这种级联类型的图像形成装置中，诸如带电设备和显影设备之类的处理单元均被单独地布置在形成相应颜色的调色剂图像的每个感光部件上。

在上述使得能够实现多种颜色的图像形成的级联类型的图像形成装置中，从尺寸减小和成本降低的观点来看，对于带电单元和显影单元中的每一个尽可能地共享电源的配置是优选的。然而，在共享电源的DC带电处理的图像形成装置中，预定的带电电势被恒定地形成在所有的感光部件上，并且由于感光部件的光疲劳，光灵敏度在一些情况下会恶化。因此，需要对于减少由于感光部件的光疲劳导致的光灵敏度的恶化进行改进。并且，为了执行背景曝光，有必要通过预定的激光功率将感光部件的表面变为希望的电势，并且，作为曝光单元的光源易于被消耗，因此从延长服役寿命的观点来看需要进行改进。

发明内容

本公开针对减少通过曝光设备产生的激光功率，并抑制图像承载部件的劣化。

根据这里公开的方面，一种在记录材料上形成图像的图像形成装置包括：多个图像承载部件；多个带电设备，被配置为通过从相互共享的第一电源供给的相同的带电偏压，使相应图像承载部件带电，并且在该图像承载部件的表面上形成预定带电电势；曝光设备，被配置为用第一激光功率曝光图像承载部件的表面的非图像区域以产生非图像区域电势，并用比第一激光功率大的第二激光功率曝光图像区域以产生图像区域电势，其中，不从显影剂承载部件向所述非图像区域供给显影剂，从显影剂承载部件向所述图像区域供给显影剂；多个显影剂承载部件，被配置为通过从相互共享的第二电源供给的相同的显影偏压，将显影剂供给到其表面上形成预定显影电势的相应图像承载部件的图像区域；存储设备，被配置为获取和存储关于所述多个图像承载部件的信息；以及控制单元，被配置为控制带电偏压以及对于各图像承载部件的第一激光功率和第二激光功率。所述图像形成装置能够执行彩色模式和单色模式，所述彩色模式用于使用所述多个显影剂承载部件来形成多种颜色的图像，所述单色模式用于使用所述多个显影剂承载部件中的一个显影剂承载部件来形成单色的图像。当执行彩色模式时，所述控制单元基于关于所述多个图像承载部件的信息来确定带电偏压以及对于各图像承载部件的第一激光功率和第二激光功率。当执行单色模式时，所述控制单元基于关于用于单色模式的图像承载部件的信息来确定带电偏压以及对于用于单色模式的图像承载部件的第一激光功率和第二激光功率。

参照附图从示例性实施例的以下详细描述中，本公开的其它特征和方面将变得清晰。

附图说明

包含于说明书中并构成其一部分的附图示出本公开的示例性实施例、特征和方面，并与描述一起用于解释在这里公开的原理。

图1是根据第一示例性实施例的图像形成装置的大体配置的示意性断面图。

图2是示出第一示例性实施例中的感光鼓的表面电势与激光功率之间的关系的示图。

图3是示出第一示例性实施例中的图像区域与非图像区域中的电势设置的示图。

图4是示出各个电源和各个处理盒之间的连接的布线图。

图5A和图5B是示意性地示出一次带电电势和暗部电势以及曝光控制的示图。

图6是示出第一示例性实施例中的激光功率控制的流程图。

图7是示出第二示例性实施例中的激光功率控制的流程图。

具体实施方式

以下将参照附图详细描述各种示例性实施例、特征和方面。

将参照图1描述根据第一示例性实施例的作为图像形成装置的实施例的利用电子照相处理的激光束打印机的大体配置。图1是根据第一示例性实施例的图像形成装置的大体配置的示意性断面图。

如图1所示，在第一示例性实施例中，图像形成装置主体1设有打印机控制单元（以下，简称为控制单元）100。控制单元100是控制图像形成装置的操作、并且将各种类型的电信息信号传输给通过接口201连接的打印机控制器（以下，简称为控制器）200和从打印机控制器200接收各种类型的电信息信号的单元。并且，控制单元100控制从各种类型的处理设备或传感器输入的电信息信号的处理、对于各种类型的处理设备的命令信号的处理、预定的初始序列控制、以及预定的图像形成序列。然后，根据第一示例性实施例的图像形成装置在作为记录材料的纸P上形成与从控制器200输入的图像数据（电图像信息）对应的图像，并且输出图像形成产品。控制器200是主机计算机、网络、图像读取器、传真机等。记录材料可以不仅是纸，而且可以是高架投影仪（OHP）片材、明信片、信封、标签等。

此外，将描述根据第一示例性实施例的图像形成装置设有的各组件。如图1所示，作为主要组件，根据第一示例性实施例的图像形成装置设有作为曝光单元（曝光设备）的激光器曝光单元20、中间转印带30、一次转印辊31、二次转印辊32和定影设备60。并且，根据第一示例性实施例的图像形成装置被配置为所谓的级联类型，在该级联类型中，以预定的间隔在基本上水平的方向上排列多个处理盒10，处理盒10使得能够关于黄色（Y）、品红色（M）、青色（C）和黑色（K）这四种颜色（多种颜色）实现图像形成。这四个处理盒除了图像形成的颜色相互不同以外具有相同的配置，并被配置为使得清洁单元和显影单元（显影设备）被一体化组装到盒中。各处理盒以可拆卸的方式被配置在设置于图像形成装置主体1中的与各处理盒对应的各图像站处。然后，例如，当包含于显影单元中的调色剂被消耗时，可通过单独地替换处理盒来补充调色剂。以下，将通过把下标Y、M、C和K附于附图标记以代表对于每种颜色设置每个组件来给出描述，但是，如果这种区分不必要，那么将通过省略这些下标来提供描述。

清洁单元设有作为第一图像承载部件的感光鼓11、作为带电单元（带电设备）的带电辊12和鼓清洁器14。并且，显影单元设有作为显影剂承载部件的显影辊13、显影剂刮刀15和容纳作为显影剂的调色剂的调色剂容器16。在第一示例性实施例中，使用带负电的非磁性单成分调色剂作为显影剂。

感光鼓11由铝制成的圆筒状基体和覆盖表面的有机光电导体（OPC）（有机半导体）感光层构成。感光层是由电荷传输层和下面的电荷产生层等形成的层。感光鼓11以120（mm/sec）的表面移动速度在图1中的箭头R1的方向上通过驱动单元（未示出）被驱动以旋转。

带电辊12具有芯棒以及围绕芯棒同心且一体化形成的导电性弹性体层，并使感光鼓11的表面带电。向带电辊12的芯棒施加预定的带电偏压。然后，带电辊12被布置为与感光鼓11基本上平行，并且带电辊12以与导电性弹性体层的弹性反作用的预定的加压力接触感光鼓11。在第一示例性实施例中，采用所谓的接触带电处理。并且，芯棒的两端通过轴承（未示出）被旋转支撑，并且带电辊12通过感光鼓11的旋转被驱动为在图1中的箭头R2的方向上旋转。

激光器曝光单元20包含诸如激光器元件之类的光源（激光器输出部分）、旋转多棱镜（多面镜）、f-θ透镜和反射镜等，所述光源输出响应于时间次序的电数字像素信号被调制的激光L（参见图4）。然后，通过旋转多面镜的旋转，通过在感光鼓11的纵向（主扫描方向）上偏转和扫描激光L来执行主扫描曝光。通过经由感光鼓11的旋转的副扫描曝光和主扫描曝光，激光器曝光单元20在感光鼓11上（在图像承载部件上）形成静电潜像。

显影辊13具有芯棒以及围绕芯棒同心且一体化形成的导电性弹性体层，并被布置为基本上与感光鼓11平行。并且，显影剂刮刀15由SUS制成的薄金属板形成，并且以预定的加压力接触显影辊13，由此使得显影辊13上（显影剂承载部件上）的调色剂层均匀。承载并运载调色剂的显影辊13通过摩擦向感光鼓11供给带负电的调色剂，以显影在感光鼓11上形成的静电潜像。

在第一示例性实施例中，采用所谓的接触显影处理，并且显影辊13被配置为通过接触/分离机构（未示出）重复相对于感光鼓11的接触和分离。于是，显影辊13在图像形成步骤期间接触感光鼓11，并且向显影辊13的芯棒施加预定的显影偏压。在这种情况下，显影辊13的表面电势变为作为显影偏压的预定的显影电势。

以环形形成的作为第二图像承载部件的中间转印带30被布置为与各处理盒10Y～10K的感光鼓11Y～11K接触。中间转印带30由具有10¹¹～10¹⁶（Ωcm）量级的电阻值和100～200（μm）的厚度的诸如聚偏氟乙烯（PVdf）、尼龙、聚乙烯对苯二酸盐（PET）、聚碳酸酯（PC）之类的树脂膜形成。在需要时，电阻值（体积电阻值）可被调整，以提供适当的电阻。并且，中间转印带30通过驱动辊34和二次转印对向辊33拉紧，并通过由电动机（未示出）驱动的驱动辊34的旋转被驱动为以处理速度循环。

可旋转设置的一次转印辊31被配置为辊形，使得导电性弹性体层被设置在旋转轴上，并被布置为基本上与感光鼓11平行。一次转印辊31通过中间转印带30以预定的加压力接触感光鼓11。并且，具有正极性的直流（DC）转印偏压通过一次转印偏压电源701（参见图4）被施加到一次转印辊31的旋转轴，由此在一次转印辊31与感光鼓11之间形成一次转印电场。控制单元100控制由一次转印偏压电源701施加的DC转印偏压，以具有考虑部件的特性和环境等的最佳值，使得一次转印步骤总是满足诸如高转印效率或低重新转印率之类的条件并且转印步骤被适当地实施。

可旋转设置的二次转印辊32被配置为辊形，使得导电性弹性体层被设置在旋转轴上，并且通过中间转印带30与二次转印对向辊33接触。然后，使用二次转印对向辊33作为对向电极，通过二次转印偏压电源702（参见图4）向二次转印辊32的旋转轴施加具有正极性的偏压，由此在二次转印辊32与感光鼓11之间形成二次转印电场。

处理盒10中的每一个设有作为存储单元（存储设备）的非接触非易失性存储器17。非接触非易失性存储器17具有用作信息传输单元的天线（未示出），并且与图像形成装置主体1侧的控制单元100无线通信，并且可读取和写入信息。在非接触非易失性存储器17中，在制造时存储关于感光鼓11的膜层和灵敏度的信息。非接触非易失性存储器17被配置为获取关于源自处理盒10的使用的感光鼓11的膜厚和灵敏度的变化量、显影辊13的转数和调色剂消耗等的信息，并且能够随机写入和读取这些信息。作为存储单元，可以使用接触非易失性存储器或具有电源的易失性存储器。

在图像形成装置主体1中，作为纸传送系统，设置纸盒50、拾取辊51和传送辊52～57。在纸盒50中存放纸P。拾取辊51逐张分离并传送存放于纸盒50中的纸P。传送辊52～57传送通过拾取辊51送出的纸P。

接下来，参照图1，将描述根据第一示例性实施例的图像形成装置的图像形成操作的概况。首先，带电辊12使感光鼓11的表面带电并形成预定的带电电势。然后，激光器曝光单元20发射激光L，并且曝光感光鼓11的表面并形成静电潜像。并且，显影辊13通过将调色剂供给到感光鼓11上将静电潜像可视化，并形成调色剂图像。在感光鼓11上形成的各颜色的调色剂图像通过在箭头R1的方向上旋转的感光鼓11被发送到一次转印位置并然后通过在一次转印辊31与感光鼓11之间形成的一次转印电场被依次一次转印到中间转印带30上。此时，由于以重叠的方式依次转印四种颜色的图像，因此，四种颜色的调色剂图像在中间转印带30上的位置相互一致。在这种情况下，在一次转印之后残留于感光鼓11上的残留调色剂被鼓清洁器14擦掉并回收。

另一方面，与中间转印带30的旋转同步地，通过拾取辊51从存放纸P的纸盒50逐张分离和传送作为记录材料的纸P。然后，通过传送辊52和53，纸P与图像形成操作同步地被传送到二次转印辊32。然后，在中间转印带30上形成的四种颜色的调色剂图像通过在二次转印辊32与感光鼓11之间形成的二次转印电场被一并二次转印到纸P上。在这种情况下，在二次转印之后残留于中间转印带30上的残留调色剂在图像形成步骤的一次转印位置处被转印到感光鼓11侧，并且被鼓清洁器14擦掉并回收。此时，具有正极性的电荷通过施加偏压的带电刷子（未示出）被施加到二次转印之后的残留调色剂。

并且，四种颜色的调色剂图像被转印到其上的纸P通过传送辊54和55被传送到定影设备60，并且，纸P上的调色剂图像通过热和压力经受定影处理，并且被定影到纸P。然后，其上定影了调色剂图像的纸P通过排出辊58作为形成有彩色图像的产品从片材排出端口被排出到布置于图像形成装置主体1的顶面上的片材排出托盘（未示出）。以这种方式，一系列的图像形成操作结束。

接下来，将描述形成根据第一示例性实施例的图像形成装置的技术的基础的背景（非图像区域）曝光。常规上，已知存在如下曝光方法：使感光部件的表面电势一次过度带电到大于或等于图像形成所需要的电势，然后用弱发射的激光L照射感光部件的表面上不执行图像形成的非图像区域，由此降低电势。这被称为背景曝光。执行背景曝光以确保感光鼓的表面电势的均匀性。在这种情况下，在感光鼓11和带电辊12相互接触的配置中，与第一示例性实施例同样，感光鼓11的表面在图像形成操作中由于感光鼓11的使用被刮擦，从而导致膜厚的减小。如果感光鼓11的表面的膜厚减小，那么感光鼓11的表面电势上升。因此，通过基于感光鼓11的表面的膜厚改变来自激光器曝光单元20的激光L的发光强度，来执行背景曝光。在第一示例性实施例中，基于图像形成的数量、通过图像形成装置的纸P的数量、感光鼓11的转数和由带电辊12引起的感光鼓11的带电时间中的至少一个，获得关于感光鼓11的膜厚的信息。

将详细描述第一示例性实施例中的由激光器曝光单元进行的潜像设置。在第一示例性实施例中，感光鼓11由铝制成的圆筒状基体和覆盖其表面的OPC（有机半导体）感光层构成，并且，感光层的初始膜厚为20（μm）。然后，当启动图像形成操作时，向带电辊12施加-1100（V）的一次带电偏压（DC电压），并且在感光鼓11的表面上形成作为预定带电电势的-500（V）的一次带电电势Vd0。

第一示例性实施例中的激光器曝光单元20被配置为在第一激光功率E1和第二激光功率E2这两个水平之间切换输出值，作为曝光感光鼓11的表面时的激光功率。在控制单元100中，设置有激光功率控制单元（未示出），该激光功率控制单元与感光鼓11的表面的形成图像的图像区域和不形成图像的非图像区域对应地控制从激光器曝光单元20输出的激光功率。

对于非图像区域，激光功率控制单元选择第一激光功率E1作为暗部电势Vd（暗部电势Vd作为非图像区域电势）的激光功率，并且对于图像区域，激光功率控制单元选择第二激光功率E2作为亮部电势Vl（亮部电势Vl作为图像区域电势）的激光功率。在第一示例性实施例中，在图像形成步骤中，通过将预定的偏压电流通过作为激光器元件的激光二极管来发射弱的激光，并且将其设置为第一激光功率E1。然后，在图像区域中，通过传递具有进一步增大的电流值的电流来设置第二激光功率E2。以这种方式，可通过改变流经作为激光器元件的激光二极管等的电流的量来控制激光功率E1和E2。对于激光器元件，不仅可以使用激光二极管，而且可以使用发光二极管（LED）等。

现在，将参照图2描述感光鼓的表面电势与激光功率之间的关系。图2是示出第一示例性实施例中的感光鼓电势与激光功率之间的关系的示图。在图2的示图中，纵轴表示感光鼓11的表面电势（-V），横轴表示感光鼓11的表面接收的曝光的激光功率E（μJ/cm²）。在该示图中，感光鼓11的膜厚为20（μm），这是初始使用阶段的膜厚。在第一示例性实施例中，激光器曝光单元20在感光鼓11的图像区域上用第二激光功率E2（μJ/cm²）执行曝光，由此形成约-150（V）的亮部电势Vl。同时，通过在非图像区域（背景）上用比第二激光功率E2小的第一激光功率E1（μJ/cm²）执行曝光，来形成约-450（V）的暗部电势Vd。

接下来，将参照图3描述图像区域和非图像区域中的电势设置。图3是示出第一示例性实施例中的图像区域和非图像区域中的电势设置的示图。在第一示例性实施例中，通过较弱地在非图像区域上发光（所谓的背景曝光），可形成防止感光鼓11的表面的带电不均匀的稳定的暗部电势Vd。并且，在第一示例性实施例中，向显影辊13施加约-300（V）的DC偏压，并且在显影辊13的表面上作为显影电势形成显影偏压电势Vdc。出于这种原因，通过感光鼓11上的亮部电势Vl与显影偏压电势Vdc之间的电势差（显影衬度电势）Vc带电到负极性的调色剂将从显影辊13被供给到感光鼓11上。于是，在感光鼓11上形成的静电潜像被可视化，并由此在感光鼓11上形成调色剂图像。以这种方式，在第一示例性实施例中，实施反向（reverse）的显影处理，其中，通过负电荷执行由带电辊12引起的感光鼓11的带电，并且通过带电到负极性的调色剂执行显影。

作为亮部电势Vl与显影偏压电势Vdc之间的电势差的显影衬度电势Vc是在设置图像区域的图像浓度和灰度中的因素。换句话说，当显影衬度电势Vc变小时，不能获得足够的图像浓度和灰度。因此，显影衬度电势Vc需要具有确保大于或等于预定值的值的希望值。

并且，显影偏压电势Vdc与暗部电势Vd之间的电势差（空白部分衬度电势）Vb是在确定纸P的空白部分处的所谓的蒙雾（fogging）（背景污染）量中的因素。如果空白部分衬度电势Vb变大而超出预定值，那么反向带电的调色剂（即，带电到正极性的调色剂）作为蒙雾粘附于纸P的空白部分，并且变为导致图像形成装置内的图像污染或脏污的触发原因。另一方面，如果空白部分衬度电势Vb变小而超出预定值，那么，正常带电的调色剂（即，带电到负极性的调色剂）变得难以从空白部分去除，作为结果，出现蒙雾。因此，需要在预定的范围内设置空白部分衬度电势Vb。

首先，通过使感光鼓11一次带电的带电辊12在感光鼓11的表面上形成一次带电电势Vd0。然后，在图像区域中，激光器曝光单元20执行曝光，使得感光鼓11的表面电势与显影偏压电势Vdc之间的差值变为允许从显影辊13向感光鼓11供给足够的用于图像形成的调色剂的希望差值。在第一示例性实施例中，受激光器控制单元控制的激光器曝光单元20通过激光功率E2执行曝光，所述激光功率E2导致感光鼓11的带电电势的绝对值下降（改变）为使得感光鼓11的图像区域上的电势变为亮部电势Vl。在非图像区域中，激光器曝光单元20执行曝光，使得感光鼓11的表面电势与显影偏压电势Vdc之间的电势差Vb变为不允许从显影辊13向感光鼓11供给调色剂的希望差值。在第一示例性实施例中，受激光器控制单元控制的激光器曝光单元20通过激光功率E1执行曝光，所述激光功率E1导致感光鼓11的带电电势的绝对值下降（改变）为使得感光鼓11的非图像区域中的电势变为暗部电势Vd。

接下来，将描述用于抑制蒙雾的电势设置的具体例子。如上所述，在第一示例性实施例中，向带电辊12施加-1100（V）的一次带电偏压（DC电压），并且在感光鼓11的表面上形成-500（V）的一次带电电势Vd0。作为具体例子，控制单元100计算获得-450（V）作为希望的暗部电势Vd所需要的激光功率E1（μJ/cm²）。然后，由控制单元100设有的激光器控制单元控制的激光器曝光单元20通过用激光功率E1曝光感光鼓11的表面的非图像区域，来形成-450（V）的暗部电势Vd。并且，激光器控制单元计算获得-150（V）作为希望的亮部电势Vl所需要的激光功率E2（μJ/cm²）。然后，由激光器控制单元控制的激光器曝光单元20通过用激光功率E2曝光感光鼓11的表面的图像区域，来形成-150（V）的亮部电势Vl。

接下来，将参照图4描述第一示例性实施例中的高电压电源电路。图4是示出第一示例性实施例中的带电偏压电源和显影偏压电源与各处理盒的连接的布线图。如图4所示，作为第一电源的带电偏压电源602与各处理盒10Y～10K的带电辊12Y～12K连接。换句话说，向带电辊12Y～12K施加带电偏压的电源是一个共享的电源，并且相同值的一次带电偏压被供给到带电辊12Y～12K。

并且，类似地，如图4所示，作为第二电源的显影偏压电源601与各处理盒10Y～10K的显影辊13Y～13K连接。换句话说，向显影辊13Y～13K施加显影偏压的电源是一个共享的电源，并且相同值的显影偏压被供给到显影辊13Y～13K。

以这种方式，根据第一示例性实施例的图像形成装置采用尽可能地为处理盒10Y～10K的带电辊12Y～12K和显影辊13Y～13K共享电源的配置。通过共享，可以实现图像形成装置的尺寸减小和成本降低。

根据第一示例性实施例的图像形成装置具有两种模式，即，用于通过四种颜色执行图像形成的作为第一模式的彩色图像形成模式（以下，称为彩色模式）、以及用于通过单一颜色执行图像形成的第二模式（以下，称为单色模式）。通过从控制器200向控制单元100发送的信号来控制彩色模式与单色模式之间的切换。在单色模式期间，由于仅在黑色K的图像站（以下，称为黑色站）中执行上述的图像形成操作，因此不必执行黄色（Y）、品红色（M）和青色（C）的图像形成。因此，黄色（Y）、品红色（M）和青色（C）的图像站的显影辊13Y、13M和13C在与感光鼓11Y、11M和11C分开的状态中待机，并且旋转驱动不被传输。换句话说，显影辊13Y、13M和13C处于停止状态。由于黑色（K）的感光鼓11K以外的感光鼓11Y、11M和11C与中间转印带30接触，因此这些鼓被驱动而旋转，使得不产生由于滑动摩擦导致的转印存储。

接下来，将参照图5描述第一示例性实施例中的各模式中的一次带电电势和曝光控制。图5A和图5B是示意性地示出第一示例性实施例中的一次带电电势和暗部电势以及曝光控制的示图。图5A是示意性地示出彩色模式中的一次带电电势和暗部电势以及曝光控制的示图。图5B是示意性地示出单色模式中的一次带电电势和暗部电势以及曝光控制的示图。与根据第一示例性实施例的图像形成装置类似，在共享向带电辊12施加带电偏压的电源的配置中，可以在所有的图像站处仅施加一致的一次带电偏压。另一方面，各处理盒10的各感光鼓11的状态根据使用的状态是不一致的，并且膜厚相互不同。因此，一次带电电势在各感光鼓11中相互不同，并且分别在各感光鼓11Y～11K上形成一次带电电势Vd1、Vd2、Vd3和Vd4。

类似地，在根据第一示例性实施例的图像形成装置中，由于向显影辊13施加显影偏压的电源被共享，因此可以在所有的图像站处仅施加一致的显影偏压。因此，在各感光鼓11中，在用类似的激光功率执行曝光的情况下，对于感光鼓11中的每一个，不可避免地，空白部分中的衬度电势Vb不同。以这种方式，当空白部分衬度电势Vb由于它们相互不同而变得不合适时，可能出现甚至在空白部分上显影调色剂的所谓的蒙雾现象。因此，在彩色模式中，通过基于各感光鼓11的膜厚状态执行背景曝光，有必要从各一次带电电势Vd1、Vd2、Vd3和Vd4形成暗部电势Vd。

例如，在彩色模式中的处理盒10K的感光鼓11K的膜厚为15μm的情况下，有必要设置电势以使得一次带电偏压变为-1100（V）、一次带电电势变为-550（V）、并且暗部电势变为-450（V）。

换句话说，在上述的尽可能地共享电源的根据第一示例性实施例的图像形成装置中，需要用恒定地在100（V）的范围中改变电势这样的激光功率来实施背景曝光。因此，感光鼓11总是被暴露于稍微更强的激光量，并且感光鼓11的电荷传输层和下面的电荷产生层会经受光疲劳。换句话说，除了感光层膜厚的变化以外，由于与感光鼓11的重复使用相关联的电势的变化，还出现由于曝光导致的灵敏度的变化（劣化）。这是由于通过曝光的重复导致的感光层内的剩余电荷的蓄积。灵敏度变化的程度根据激光功率、曝光时间和曝光面积而改变，并且，曝光蓄积的能量越多，电荷残留量就越多。

在经受了光疲劳的感光鼓11中，由于灵敏度劣化，因此出现不能充分地确保显影衬度电势Vc的现象，并且形成的图像的浓度变淡。此外，出现带电之后感光鼓11的表面电势随时间衰减的所谓“蒙雾”现象，并且不能充分地确保空白部分中的衬度电势Vb的大小，由此甚至会在空白部分上显影调色剂。

并且，由于当执行背景曝光时发光时间变长，因此出现激光器元件劣化的现象，从而导致光量的下降。并且，在这种情况下，存在不能确保足够的显影衬度Vc并且浓度下降的可能性。并且，为了执行背景曝光，一旦执行，感光鼓11的表面电势就需要与暗部电势Vd相比向着负侧被设置为更大的值。因此，在一次带电期间需要比通常情况多得多的放电量，并且感光鼓11的表面易于劣化并且容易被擦掉。

因此，在第一示例性实施例中，如图5B所示，为了尽可能地减少背景曝光量，可以使得在单色模式期间用小于或等于彩色模式期间的第一激光功率的激光功率执行背景曝光，或者不执行背景曝光。通过这样做，在单色模式期间，可以尽可能地阻止由曝光导致的感光鼓11的光劣化，并且可以抑制灵敏度的恶化。在常规上，黑色（K）的打印比率即使在彩色打印机中也是最高的，并且已知单色模式中的打印份数趋于增加。因此，黑色站处的感光鼓11K的服役寿命延长和激光器的服役寿命延长是非常重要的事项。

例如，当处理盒K的感光鼓11K的膜厚为15μm时，进行电势设置以使得带电偏压为-1020（V）、一次带电偏压为-470（V）、并且暗部电势为-450（V）。换句话说，在第一示例性实施例中，在单色模式期间，由背景曝光导致的感光鼓11的表面电势的绝对值的下降可被设置为约20V。以这种方式，通过尽可能地抑制一次带电电势和曝光量的大小，可以抑制感光鼓11的光劣化。

接下来，将参照图6描述第一示例性实施例中的激光功率控制方法。图6是示出第一示例性实施例中的激光功率控制的流程图。如上所述，仅在彩色模式期间需要在各感光鼓11上用强光量执行背景曝光。换句话说，在单色模式期间，没有必要执行在彩色模式期间执行的普通背景曝光控制。以下，将参照图6描述细节。

首先，在步骤S001中，图像形成装置主体1设有的控制单元100从控制器200接收具有用于图像形成的打印信息（图像信息）的打印信号（图像信号）。打印信息包含使得能够确定将要形成的图像是彩色图像还是单色图像的信息。在步骤S002中，控制单元100基于接收的打印信息来确定将要形成的图像是否是单色图像。如果控制单元100确定形成单色图像（在步骤S002中为是），那么，在步骤S003中，控制单元100选择单色模式。如果控制单元100确定形成彩色图像而不是单色图像（在步骤S002中为否），那么，在步骤S007中，控制单元100选择彩色模式。

如果控制单元100在步骤S003中选择单色模式，那么，在步骤S004中，控制单元100基于感光鼓11K（用于单色模式的感光鼓）的膜厚来设置将向带电辊12施加的希望带电偏压。希望带电偏压指的是如下偏压：当执行背景曝光时，该偏压使得能够在感光鼓11K的表面上形成将感光鼓11K的表面电势变为暗部电势Vd所需要的最小大小的一次带电电势Vd4。在这种情况下，作为带电偏压的替代，可以控制将向显影辊13施加的显影偏压的大小。然后，在步骤S005中，控制单元100设置与感光鼓11K的膜厚对应的背景曝光量。在第一示例性实施例中，控制单元100将用于形成暗部电势Vd的第一激光功率E1的光量设置为0.02（μJ/cm²）。控制单元100将用于形成亮部电势Vl的第二激光功率E2的光量设置为0.26（μJ/cm²）。然后，在步骤S006中，控制单元100在设置背景曝光量之后，仅在黑色站处执行图像形成。在第一示例性实施例中的单色模式中，感光鼓11K的表面电势与暗部电势Vd之间的差值变得小于或等于预定的大小，并且该表面电势与显影偏压电势Vdc之间的差值会变为几乎与空白部分中的衬度电势Vb相同的大小。此时，感光鼓11K的表面电势与显影偏压电势Vdc之间的差值落在适于图像形成的预定范围内。在这种情况下，即使当非图像区域中的表面电势不变时，在感光鼓11上也不出现蒙雾，并且不存在图像形成中的问题，并因此不需要执行背景曝光。

另一方面，在步骤S007中，控制单元100选择彩色模式。然后，在步骤S008中，控制单元100基于各感光鼓11Y～11K的膜厚来设置背景曝光量。例如，在黑色站处，控制单元100将用于形成暗部电势Vd的第一激光功率E1设置为0.05（μJ/cm²），并且将用于形成亮部电势Vl的第二激光功率E2设置为0.3（μJ/cm²）。然后，在步骤S009中，控制单元100在设置各背景曝光量之后，在所有的图像站处执行图像形成。然后，在图像形成结束之后，在步骤S010中，控制单元100确定是否存在下一打印信号。如果存在打印信号（在步骤S010中为是），那么控制单元100重复上述的步骤。如果不存在打印信号（在步骤S010中为否），那么在步骤S011中，图像形成操作结束。

通过执行上述的控制，在第一示例性实施例中，变得能够减少激光的发光量，并减少由感光鼓11接收的光量，同时保持彩色图像的质量。具体地，例如，在单色模式与彩色模式之比为二分之一的条件下执行打印的情况下，与常规配置相比，变得能够将激光的发光量限于约30%。因此，变得能够在约60～70%的范围中延长作为光源的激光器元件的服役寿命。并且，由于可类似地减少由感光鼓11接收的光量，因此变得能够抑制感光鼓11的灵敏度下降。

并且，当分别在单色模式和彩色模式中打印2500份（总共5000份）时，与常规配置中的30（V）左右的灵敏度下降相比，在第一示例性实施例中，灵敏度下降为10（V）左右。通过减少由感光鼓11接收的光量，还改善带电电势的衰减。并且，关于感光鼓11的表面的刮擦，可以确认约20%左右的改善趋势。

如上所述，在第一示例性实施例中，在单色模式期间，基于感光鼓11K的膜厚来设置一次带电偏压，并且向各感光鼓11施加比彩色模式期间的一次带电偏压低的一次带电偏压。因此，可以抑制各感光鼓11的膜厚减小和灵敏度下降。并且，在第一示例性实施例中，在单色模式期间，通过减少用于曝光感光鼓11K的激光功率，可以实现感光鼓11K的灵敏度下降的抑制和光源的服役寿命延长。

根据第二示例性实施例的图像形成装置，在单色模式中，如果由控制单元100接收的打印信息仅是文字信息，那么不执行背景曝光。另一方面，在单色模式中，如果在打印信息中包含图形或图像而不是文字的信息，那么，与第一示例性实施例类似，用比彩色模式中的光量弱的光量执行背景曝光。其它的配置（例如，感光鼓、电势设置和高电压电源）与第一示例性实施例中的类似。对于与第一示例性实施例相同的配置使用相同的附图标记，并且将不重复其描述。

与在第一示例性实施例中描述的同样，从带电的均匀性或稳定性的观点来看，在感光鼓11上执行背景曝光是有效的。并且，黑色站处的感光鼓11K的服役寿命延长和激光器的服役寿命延长是非常重要的事项。出于这种原因，对于上述的事项，在单色模式期间，用比彩色模式期间的曝光量弱的曝光量执行背景曝光或者不执行背景曝光是非常有效的手段。

当考虑感光鼓11的服役寿命延长、光源的服役寿命延长以及带电的稳定性的平衡、均匀性时，可以说，在单色模式期间基于图像信息切换背景曝光控制也是有效的手段。例如，在打印信息仅是文字信息的情况下，由于不存在图像的问题，因此不必执行背景曝光。另一方面，在诸如图形或中间色（halftone）图像之类的图像信息的情况下，从带电的均匀性、稳定性的观点来看，在一些情况下执行背景曝光会更好。

将参照图7描述第二示例性实施例中的激光功率控制方法。图7是示出第二示例性实施例中的激光功率控制的流程图。首先，在步骤S101中，图像形成装置设有的控制单元100从控制器200接收具有用于形成图像的打印信息（图像信息）的打印信号（图像信号）。打印信息包含使得能够确定将要形成的图像是彩色图像还是单色图像的信息、以及使得能够确定将要形成的图像仅具有文字还是具有文字以外的图像的信息。在步骤S102中，控制单元100基于接收的打印信息来确定将要形成的图像是否是单色图像。然后，如果确定将要形成单色图像（在步骤S102中为是），那么在步骤S103中，控制单元100选择单色模式。如果确定要形成彩色图像（在步骤S102中为否），那么在步骤S107中，控制单元100选择彩色模式而不是单色图像。

在步骤S103中，如果选择了单色模式，那么控制单元100同时确定打印信息是否仅包含文字信息。如果确定仅包含文字信息（在步骤S103中为是），那么在步骤S104中，控制单元100关断背景曝光控制，并且设置用于形成亮部电势Vl的、要向带电辊12施加的希望带电偏压。在这种情况下，控制单元100可控制将向显影辊13施加的显影偏压而不是带电偏压的大小。用于形成亮部电势Vl的第二激光功率E2被设置为0.26（μJ/cm²）。在以这种方式设置背景曝光量之后，在步骤S105中，控制单元100仅在黑色站处执行图像形成。

另一方面，如果选择了单色模式，并且如果确定包含图像信息（在步骤S103中为否），那么在步骤S106中，控制单元100基于感光鼓11K的膜厚来设置希望的带电偏压。希望的带电偏压指的是如下带电偏压：当执行背景曝光时，该带电偏压可在感光鼓11K的表面上形成用于将感光鼓11K的表面电势变为暗部电势Vd所需要的最小大小的一次带电电势Vd4。此时，作为带电偏压的替代，可以控制将向显影辊13施加的显影偏压。同时，在步骤S106中，控制单元100设置背景曝光量。在第二示例性实施例中，用于形成暗部电势Vd的第一激光功率E1被设置为0.02（μJ/cm²）。用于形成亮部电势Vl的第二激光功率E2被设置为0.28（μJ/cm²）。在以这种方式设置背景曝光量之后，在步骤S105中，控制单元100仅在黑色站处执行图像形成。

如果控制单元100在步骤S107中选择了彩色模式，那么在步骤S108中，控制单元100基于各感光鼓11Y～11K的膜厚来设置背景曝光量。例如，在黑色站处，用于形成暗部电势Vd的第一激光功率E1被设置为0.05（μJ/cm²），并且用于形成亮部电势Vl的第二激光功率E2被设置为0.3（μJ/cm²）。在所有的图像站处设置背景曝光量之后，在步骤S109中，控制单元100在所有的图像站处执行图像形成。在图像形成结束之后，在步骤S110中，控制单元100确定是否存在下一打印信号。如果存在打印信号（在步骤S110中为是），那么控制单元100重复上述的步骤。如果不存在打印信号（在步骤S110中为否），那么在步骤S111中，图像形成操作结束。

通过执行上述的控制，在第二示例性实施例中，变得能够减少激光的发光量，并减少由感光鼓11接收的光量，同时保持彩色图像的质量。具体地，例如，当在单色模式与彩色模式的比率为二分之一、并且在单色模式中仅包含文字信息的情况与包含图像信息的情况的比率为二分之一的条件下执行打印时，与常规配置相比，激光的发光量可减少到约40%。因此，变得能够在约50～60%的范围中延长激光器元件的服役寿命。并且，由于可类似地减少由感光鼓11接收的光量，因此变得能够抑制感光鼓11的灵敏度下降。

并且，当分别在单色模式和彩色模式中打印2500份（总共5000份）时，虽然在常规配置中出现了30（V）左右的灵敏度下降，但在第二示例性实施例中灵敏度下降为15（V）左右。通过减少由感光鼓11接收的光量，带电电势的衰减也得到改善。并且，关于感光鼓11的表面的刮擦，约15%左右的改善趋势被确认。

如上所述，在第二示例性实施例中，在单色模式期间，基于感光鼓11K的膜厚来设置一次带电偏压，并且向各感光鼓11施加比彩色模式期间的一次带电偏压低的一次带电偏压。因此，可以抑制各感光鼓11的膜厚减小和灵敏度下降。并且，在第二示例性实施例中，在单色模式期间，通过减少用于曝光感光鼓11K的激光功率，可以实现感光鼓11K的灵敏度下降的抑制以及光源的服役寿命延长。并且，在第二示例性实施例中，在单色模式期间，在打印信息中仅包含文字信息的情况下，由于不执行背景曝光，因此可以实现感光鼓11K的灵敏度下降的抑制和光源的服役寿命延长。

根据本公开，可以抑制用作图像承载部件的感光部件的劣化，并且可以减少曝光单元的激光功率。

虽然已参照示例性实施例描述了本公开，但是应理解的是，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释以包含所有的变更方式、等同的结构和功能。

Claims (9)

1.一种在记录材料上形成图像的图像形成装置，所述图像形成装置包括：

多个图像承载部件；

多个带电设备，被配置为通过从相互共享的第一电源供给的相同的带电偏压，使相应图像承载部件带电，并且在该图像承载部件的表面上形成预定带电电势；

曝光设备，被配置为用第一激光功率曝光图像承载部件的表面的非图像区域以产生非图像区域电势，并用比第一激光功率大的第二激光功率曝光图像区域以产生图像区域电势，其中，不从显影剂承载部件向所述非图像区域供给显影剂，从显影剂承载部件向所述图像区域供给显影剂；

多个显影剂承载部件，被配置为通过从相互共享的第二电源供给的相同的显影偏压，将显影剂供给到其表面上形成预定显影电势的相应图像承载部件的图像区域；

存储设备，被配置为获取和存储关于所述多个图像承载部件的信息；以及

控制单元，被配置为控制带电偏压以及对于各图像承载部件的第一激光功率和第二激光功率，

其中，所述图像形成装置能够执行彩色模式和单色模式，所述彩色模式用于使用所述多个显影剂承载部件来形成多种颜色的图像，所述单色模式用于使用所述多个显影剂承载部件中的一个显影剂承载部件来在所述多个图像承载部件中的第一图像承载部件上形成单色的图像，以及

其中，当执行彩色模式时，所述控制单元基于关于所述多个图像承载部件的信息来确定带电偏压以及对于各图像承载部件的第一激光功率和第二激光功率，

其中，当执行单色模式时，所述控制单元基于关于用于单色模式的图像承载部件的信息来确定带电偏压以及对于用于单色模式的图像承载部件的第一激光功率和第二激光功率，以及

其中，当执行单色模式时用于曝光所述第一图像承载部件的第一激光功率小于当执行彩色模式时用于曝光所述第一图像承载部件的第一激光功率。

2.根据权利要求1的图像形成装置，其中，执行单色模式时的带电偏压的绝对值被确定为不超过执行彩色模式时的带电偏压的绝对值。

3.根据权利要求2的图像形成装置，其中，当执行单色模式时，对于用于单色模式的图像承载部件的第一激光功率被确定为不超过在执行彩色模式时对于用于单色模式的图像承载部件所设置的激光功率，或者，当执行单色模式时，不在用于单色模式的图像承载部件的非图像区域上执行曝光。

4.根据权利要求1的图像形成装置，其中，关于图像承载部件的信息是关于图像承载部件的膜厚的信息。

5.根据权利要求4的图像形成装置，其中，在执行彩色模式时，图像承载部件的膜厚越薄，对于该图像承载部件的第一激光功率就越大，这由所述控制单元进行。

6.根据权利要求4的图像形成装置，其中，关于图像承载部件的膜厚的信息是基于图像形成的数量、通过所述图像形成装置的记录材料的数量、被可旋转地设置的图像承载部件的转数以及由带电设备引起的图像承载部件的带电时间中的至少一个被确定的。

7.根据权利要求1的图像形成装置，其中，所述多个图像承载部件中的每一个被组装到盒配置中，并且能够可拆卸地被安装到所述图像形成装置的装置主体。

8.根据权利要求1的图像形成装置，其中，在单色模式中执行图像形成的情况下，当在用于单色模式的图像承载部件的表面上形成的带电电势落在预定范围中时，所述曝光设备不在用于单色模式的图像承载部件的非图像区域上执行曝光。

9.根据权利要求1的图像形成装置，其中，在单色模式中仅执行文字的图像形成的情况下，不在用于单色模式的图像承载部件的非图像区域上执行曝光。