專利名稱：圖像形成裝置與充電輥的充電控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子照相圖像形成裝置及其控制方法，以及，具體涉及一種圖像形成裝置與充電輥的充電控制方法，用于延長感光體的壽命，并防止伴隨感光體磨損而出現(xiàn)的圖像缺陷。
背景技術(shù)：
至今，在基于接觸充電的圖像形成裝置中，延長感光體壽命已經(jīng)成為一個(gè)重要的問題，要求與環(huán)境、使用頻度、批量差異(lotdifference)等無關(guān)而穩(wěn)定地延長感光體的壽命。
為了解決這種問題，提出了一種圖像形成裝置，旨在通過執(zhí)行接觸式充電輥的充電控制，延長感光體的壽命(例如，參見JP-A-2004-333789)。
JP-A-2004-333789披露了一種技術(shù)，采用以預(yù)定比值乘以非圖像形成時(shí)在預(yù)定定時(shí)逐漸增加或者減少交流電場(電流)，以使直流電流值(感光體的充電電勢)飽和時(shí)的交流電場值而得到的值，作為在圖像形成時(shí)的充電偏置值，從而，設(shè)定最小必要的交流偏置，以避免感光體的過量充電。
然而，在JP-A-2004-333789披露的相關(guān)技術(shù)中，為了獲得充電偏置，需要轉(zhuǎn)動感光體、逐漸增大或者減小交流偏置、以及施加交流偏置的處理，這樣，當(dāng)充電偏置值變?yōu)檩^大時(shí)，會出現(xiàn)感光體上電暈產(chǎn)物的沉積量、圖像流的圖像缺陷等，而且，施加交流偏置的處理還增加了感光體的額外磨損；這是一個(gè)問題。
此外，由于施加交流電場，以測量伴隨時(shí)效磨損的感光體感光層的厚度(也稱為膜厚)，例如，如果出現(xiàn)不影響圖像形成的微小感光體漏電等，就不能適當(dāng)?shù)販y量感光層的膜厚；這也是一個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容
所以，本發(fā)明的目的是，提供一種圖像形成裝置，并提供一種充電輥的充電控制方法，使得能夠優(yōu)化施加到感光體的交流偏置，以減少電暈產(chǎn)物的沉積，省略輔助交流電施加處理，從而減輕感光體的磨損，并且實(shí)現(xiàn)簡單的充電控制。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種圖像形成裝置，包括感光體，其包括感光層，該感光層具有在其上形成靜電潛像的表面；充電輥，對其施加交流分量疊加在直流分量上的偏置，用于以預(yù)定電勢充電感光體；膜厚檢測裝置，不施加交流分量，檢測感光體感光層的膜厚；環(huán)境測量部，對至少環(huán)境溫度和濕度之一進(jìn)行測量；交流分量設(shè)定部，基于膜厚檢測裝置和環(huán)境測量部的檢測結(jié)果，設(shè)定偏置的交流分量值；以及充電控制裝置，基于由交流分量設(shè)定部設(shè)定的交流分量值，對施加于充電輥的電壓和電流至少之一進(jìn)行控制。
根據(jù)此配置，一種圖像形成裝置，具有涂敷有感光層的感光體和充電輥，向該充電輥施加交流分量疊加在直流分量上的偏置用于以預(yù)定電勢充電感光體，該圖像形成裝置包括膜厚檢測裝置，用于檢測感光體感光層的膜厚而不施加交流分量；環(huán)境測量部，用于測量至少環(huán)境溫度和濕度之一；交流分量設(shè)定部，用來基于膜厚檢測裝置和環(huán)境測量部的檢測結(jié)果，設(shè)定偏置的交流分量；以及，充電控制裝置，用來基于由交流分量設(shè)定部設(shè)定的交流分量值，控制向充電輥施加的電壓和電流至少之一，因而，根據(jù)此簡單的配置，這種圖像形成裝置能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化向感光體施加的交流偏置，以減少在感光體表面上電暈產(chǎn)物的沉積；省略輔助交流電施加處理，以減輕感光體的磨損；以及，避免圖像流的圖像異常等。
膜厚檢測裝置可以基于感光體的電荷量檢測膜厚。
通常，已知感光體膜厚與電荷量之間存在關(guān)聯(lián)性。
于是，在這種配置中，膜厚檢測裝置基于感光體的電荷量檢測膜厚，從而可以只用直流偏置而不施加用于檢測膜厚的交流偏置來檢測膜厚，并且，能減少由交流偏置施加所導(dǎo)致的感光體磨損。
膜厚檢測裝置基于感光體的充電歷史信息檢測膜厚。
通常，已知感光體膜厚與感光體充電歷史之間有關(guān)聯(lián)性。感光體的充電歷史大致等效于打印張數(shù)計(jì)數(shù)器的累計(jì)數(shù)和感光體累計(jì)旋轉(zhuǎn)數(shù)。
于是，在這種配置中，膜厚檢測裝置基于感光體的歷史信息檢測膜厚。這樣，例如，即使出現(xiàn)不影響圖像形成的微小感光體漏電，仍然可能檢測膜厚，而且可以實(shí)施適用性高的膜厚檢測。
此外，交流分量設(shè)定部可基于由膜厚檢測裝置檢測出的膜厚值的-1/2次方與基于由環(huán)境測量部測量出的環(huán)境溫度/濕度的環(huán)境補(bǔ)償系數(shù)的乘積，來設(shè)定偏置的交流分量。
在這種配置中，交流分量設(shè)定部基于預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系式(由膜厚檢測裝置檢測出的膜厚值的-1/2次方與基于由環(huán)境測量部測量出的環(huán)境溫度/濕度的環(huán)境補(bǔ)償系數(shù)的乘積)設(shè)定偏置的交流分量，因而，可以省略設(shè)定最優(yōu)交流偏置值的交流電施加處理，可以減少感光體的額外磨損，并且可以實(shí)現(xiàn)對應(yīng)于使用狀態(tài)的更簡單的充電控制。
如果由膜厚檢測裝置檢測出的膜厚值超過規(guī)定值，基于在(i)環(huán)境溫度/濕度和膜厚與(ii)交流偏置之間的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系，交流分量設(shè)定部可以設(shè)定偏置的交流分量，以及，如果膜厚值小于等于規(guī)定值，交流分量設(shè)定部可通過逐漸增大或減小交流分量并將交流分量施加到感光體上，來實(shí)際測量直流分量飽和時(shí)的交流分量，并且，可基于實(shí)際測量值設(shè)定偏置的交流分量。
在這種配置中，如果由膜厚檢測裝置檢測出的膜厚超過規(guī)定值，交流分量設(shè)定部基于預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系設(shè)定偏置的交流分量；如果膜厚小于等于規(guī)定值，交流分量設(shè)定部實(shí)際測量直流分量飽和時(shí)的交流分量，并且設(shè)定偏置的交流分量，因而，通過執(zhí)行最少必要的交流電施加，可以設(shè)定對應(yīng)于使用狀態(tài)的更高精確度的交流偏置值。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種充電輥的充電控制，包括使用一種包括感光層的感光體，感光層具有在其上形成靜電潛像的表面，以及使用一種充電輥，向該充電輥施加交流分量疊加在直流分量上的偏置，用于以預(yù)定電勢充電感光體；檢測感光體感光層的膜厚，以及測量環(huán)境溫度/濕度，而不施加交流分量；如果膜厚超過規(guī)定值，基于在(i)檢測出的膜厚和測量出的環(huán)境溫度/濕度與(ii)交流偏置之間的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系，設(shè)定偏置的交流分量，并且將該交流分量施加到充電輥上；以及，如果膜厚值小于等于規(guī)定值，實(shí)際測量直流分量飽和時(shí)的交流分量的值，基于實(shí)際測量值，設(shè)定偏置的交流分量，并且將該交流分量施加到充電輥上。
根據(jù)這種配置，使用涂敷有感光層的感光體，感光層具有其上形成靜電潛像的表面，以及使用充電輥，向該充電輥上施加交流分量疊加在直流分量上的偏置，用于以預(yù)定電勢充電感光體，測量感光體感光層的膜厚和環(huán)境溫度/濕度，而不施加交流分量，以及，如果膜厚超過規(guī)定值，基于檢測出的膜厚和測量出的環(huán)境溫度/濕度與交流偏置之間的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系，設(shè)定偏置的交流分量，并將交流分量施加到充電輥上；如果膜厚值小于等于規(guī)定值，實(shí)際測量直流分量飽和時(shí)的交流分量的值，基于實(shí)際測量值設(shè)定偏置的交流分量，并將交流分量施加到充電輥上，因而，可以省略在檢測膜厚過程中的交流電施加處理，可以減少感光體的磨損，而且，基于對應(yīng)于使用狀態(tài)的膜厚，切換偏置的交流分量的設(shè)定方法，從而，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制的簡化和精度改善。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種圖像形成裝置和一種充電輥的充電控制方法，使得能優(yōu)化向感光體施加的交流偏置，以減少電暈產(chǎn)物的沉積，省略輔助交流電施加處理，以減輕感光體的磨損，并且能簡化充電控制。


參照以下附圖，對本發(fā)明的示例性實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述，其中圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的圖像形成裝置一個(gè)實(shí)施方式的配置示意圖；圖2是示意性圖示根據(jù)本發(fā)明的充電控制的配置方框圖；圖3是圖示飽和交流基準(zhǔn)值的理論值和實(shí)測值趨勢的圖；以及圖4是描述根據(jù)本發(fā)明的充電控制流程圖。
具體實(shí)施例方式
<第一示例性實(shí)施方式>
下面，參照附圖，說明本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。
首先，參照圖1，討論根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方式的圖像形成裝置的示意配置。圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的串聯(lián)式彩色圖像形成裝置100的配置示意圖。
在圖像形成裝置100中，通過圖像讀取裝置102讀出的彩色原件的彩色圖像信息，從個(gè)人計(jì)算機(jī)(未示出)、圖像數(shù)據(jù)輸入單元(未示出)等發(fā)送過來的彩色圖像信息等，將上述信息輸入，并對輸入的圖像信息進(jìn)行圖像處理。
在圖1中，1Y、1M、1C、以及1K代表圖像形成單元，用于分別形成黃色(Y)、品紅色(M)、青色(C)、以及黑色(K)的調(diào)色劑圖像，并且，沿繃緊在多個(gè)張緊輥上的環(huán)形中間轉(zhuǎn)印帶9的運(yùn)行方向，按上述順序串聯(lián)布置。中間轉(zhuǎn)印帶9是一種中間轉(zhuǎn)印體，由圖像形成單元1Y、1M、1C、以及1K依次形成的彩色調(diào)色劑圖像，以彼此重合的狀態(tài)轉(zhuǎn)印在中間轉(zhuǎn)印帶9上。中間轉(zhuǎn)印帶9插在靜電潛像載體的感光鼓2Y、2M、2C、以及2K與一次轉(zhuǎn)印輥6Y、6M、6C、以及6K之間，感光鼓2Y、2M、2C、以及2K對應(yīng)于圖像形成單元1Y、1M、1C、以及1K，一次轉(zhuǎn)印輥6Y、6M、6C、以及6K正對感光鼓2Y、2M、2C、以及2K布置，而且中間轉(zhuǎn)印帶9形成為能在箭頭方向運(yùn)行。多次轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶9上的彩色調(diào)色劑圖像，一并轉(zhuǎn)印到從紙盒17等送入的作為記錄介質(zhì)的記錄紙18上，然后經(jīng)定影裝置15定影在記錄紙18上，并且，將其上形成有彩色圖像的記錄紙18排出到外部。符號CR代表由CPU、ROM、RAM等組成的裝置控制裝置，用于控制圖像形成裝置100中的整個(gè)處理過程。
圖像讀取裝置102用光源(未示出)照亮放置在平板玻璃上的原件，并且通過掃描光學(xué)系統(tǒng)，用CCD傳感器等圖像讀取裝置，以預(yù)定分辨率讀取來自原件的反射光圖像。
各圖像形成單元1Y、1M、1C、以及1K配置相同，并且大致由以下部件組成，包括感光鼓2Y、2M、2C、以及2K，用于沿箭頭方向按預(yù)定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動；充電輥3Y、3M、3C、以及3K，作為充電部，用于均勻地充電感光鼓2Y、2M、2C、以及2K的表面；曝光裝置4Y、4M、4C、以及4K，用于曝光對應(yīng)于各顏色的圖像，以在感光鼓2Y、2M、2C、以及2K的表面上形成靜電潛像；顯影裝置5Y、5M、5C、以及5K，用于使在感光鼓2Y、2M、2C、以及2K上形成的靜電潛像顯影；調(diào)色劑盒10Y、10M、10C、以及10K，可拆卸方式布置，用于向顯影裝置5Y、5M、5C、以及5K供應(yīng)預(yù)定顏色的調(diào)色劑；清潔裝置7Y、7M、7C、以及7K，等等。
此外，在本示例性實(shí)施方式中，感光鼓2Y、2M、2C、以及2K，在于箭頭方向轉(zhuǎn)動的金屬鼓的表面上，涂敷有由有機(jī)感光材料、非晶形硒基感光材料、非晶形硅基感光材料等構(gòu)成的感光層，以及，充電輥3Y、3M、3C、以及3K與感光鼓2Y、2M、2C、以及2K的表面接觸，并且用交流分量疊加在直流分量上的偏置，以預(yù)定電勢充電感光層。
下面，以用于形成黃色調(diào)色劑圖像的圖像形成單元1Y為例，討論上述圖像形成裝置的圖像形成處理。
首先，當(dāng)交流分量疊加在預(yù)定直流分量上的偏置施加到充電輥3Y時(shí)，使感光鼓2Y的表面(感光層)均勻地充電。然后，例如，用基于通過圖像讀取裝置102讀取的圖像信息從曝光裝置4Y輸出的激光束，執(zhí)行對應(yīng)于黃色圖像的掃描曝光，并且，在感光鼓2Y的表面(感光層)上形成對應(yīng)于黃色圖像的靜電潛像。
由顯影裝置5Y使與黃色圖像對應(yīng)的靜電潛像成為黃色調(diào)色劑圖像，以及，借助于形成一次轉(zhuǎn)印部一部分的一次轉(zhuǎn)印輥6Y的壓接力和靜電吸引力，將黃色調(diào)色劑圖像一次(首次轉(zhuǎn)印)轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶9上。在一次轉(zhuǎn)印之后殘留在感光鼓2Y上的黃色調(diào)色劑，由鼓清潔裝置7Y刮掉。此后，由靜電消除裝置8Y消除感光鼓2Y表面上的電，然后，由充電輥3Y再次對其充電，用于下一圖像形成循環(huán)。
在用于形成多色圖像的圖像形成裝置100中，在考慮了圖像形成單元1Y、1M、1C、以及1K間相對位置差的定時(shí)，在圖像形成單元1M、1C、以及1K中也執(zhí)行與上述類似的圖像形成處理，并且在中間轉(zhuǎn)印帶9上以重合狀態(tài)形成全色調(diào)色劑圖像。作為中間轉(zhuǎn)印帶9，例如，用具有撓性的聚酰亞胺等合成樹脂膜形成為帶狀，并且通過熔接等將形成如帶狀的合成樹脂膜的兩端連接起來，從而形成環(huán)形帶。
由用于支撐中間轉(zhuǎn)印帶9的支承輥13和預(yù)定定時(shí)壓靠支承輥13的二次轉(zhuǎn)印輥12的壓接力和靜電吸引力，將一次轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶9上的全色調(diào)色劑圖像，二次轉(zhuǎn)印到在預(yù)定定時(shí)傳送到二次轉(zhuǎn)印位置的記錄紙18上。
另一方面，通過送紙輥17a，從放置在圖像形成裝置100底部作為記錄紙儲存部的紙盒17，送出預(yù)定尺寸的記錄紙18。送出的記錄紙18，由多個(gè)傳送輥19和多個(gè)校準(zhǔn)輥20，在預(yù)定定時(shí)傳送到中間轉(zhuǎn)印帶9的二次轉(zhuǎn)印位置。如上所述，由作為二次轉(zhuǎn)印部的支承輥13和二次轉(zhuǎn)印輥12，將全色調(diào)色劑圖像從中間轉(zhuǎn)印帶9一并轉(zhuǎn)印到記錄紙18上。
使從中間轉(zhuǎn)印帶9二次轉(zhuǎn)印有全色調(diào)色劑圖像的記錄紙18與中間轉(zhuǎn)印帶9分離，然后將其傳送到布置于二次轉(zhuǎn)印部下游的定影裝置15，由定影裝置15通過加熱和加壓，使調(diào)色劑圖像定影在記錄紙18上。定影調(diào)色劑圖像之后的記錄紙18，通過出紙輥23排出到出紙盤24中。
此外，中間轉(zhuǎn)印帶9上不能由二次轉(zhuǎn)印部轉(zhuǎn)印到記錄紙18的剩余調(diào)色劑，以使剩余調(diào)色劑沉積在中間轉(zhuǎn)印帶9上的狀態(tài)，原封不動地傳送到帶清潔裝置14，并且由帶清潔裝置14將其從中間轉(zhuǎn)印帶9上除去，以用于下次圖像形成。
順便提及，在所描述的圖像形成裝置中，當(dāng)偏置施加到充電輥3Y、3M、3C、以及3K上時(shí)，在充電輥3Y、3M、3C、以及3K與和其對應(yīng)的感光鼓2Y、2M、2C、以及2K之間出現(xiàn)放電，導(dǎo)致以預(yù)定電勢充電感光鼓2Y、2M、2C、以及2K。
當(dāng)施加偏置時(shí)，特別地，如果增大交流分量，可能損壞感光體的表面，如由于交流分量的振幅而導(dǎo)致裂紋，引起感光鼓2Y、2M、2C、以及2K的磨損，并且縮短感光鼓2Y、2M、2C、以及2K的壽命。
另一方面，如果減弱偏置中的交流分量，出現(xiàn)充電不足的缺陷，如斑點(diǎn)現(xiàn)象，并且出現(xiàn)白斑圖像缺陷。
于是，在根據(jù)本發(fā)明的圖像形成裝置中，在對應(yīng)于感光鼓2的膜厚和周圍的溫度/濕度以避免圖像缺陷出現(xiàn)的同時(shí)，設(shè)定為了減小感光鼓2磨損的最優(yōu)交流分量，亦即不出現(xiàn)伴隨充電不足的圖像缺陷，在該條件下的交流偏置分量的下限值(下文也稱之為最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt)，并且，基于最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt，改變向充電輥3施加的偏置中的交流分量。
下面，參照圖2，討論在所描述的根據(jù)本發(fā)明的圖像形成裝置中的充電控制。圖2是示意性圖示根據(jù)本發(fā)明的充電控制的配置的方框圖。各圖像形成單元1Y、1M、1C、以及1K具有相同的配置，并且其零部件(例如，感光鼓2Y、2M、2C、以及2K)也具有相同的配置，所以，為了簡便，將其標(biāo)號描述成類屬標(biāo)號(例如，感光鼓2)。
如圖2所示，根據(jù)本示例性實(shí)施方式的圖像形成裝置包括接觸式充電輥3，用來接觸感光鼓2的表面，即，形成在鼓芯2a上的感光層2b，充電輥3施加有預(yù)定偏置；由高壓電源30a和電源控制裝置30b組成的充電控制裝置30，高壓電源30a用于向充電輥3施加偏置，電源控制裝置30b用于控制高壓電源30a的電壓/電流施加；環(huán)境傳感器S，用于測量裝置中的溫度和濕度；膜厚檢測裝置33，用于檢測感光鼓2的感光層2b的膜厚；以及，交流分量設(shè)定部35，用來基于環(huán)境傳感器S和膜厚檢測裝置33的輸出設(shè)定最優(yōu)交流偏置值，以減少感光層2b的磨損，同時(shí)避免圖像缺陷的出現(xiàn)。例如，可以使用已知的溫度/濕度傳感器作為環(huán)境傳感器S。
充電輥3設(shè)置為，通過在金屬如不銹鋼制成的芯棒3a的表面上，涂敷由導(dǎo)電合成樹脂、導(dǎo)電合成橡膠等制成，并具有調(diào)整到預(yù)定值的電阻值的導(dǎo)電層3b，并且按要求在導(dǎo)電層3b的表面上形成脫模層。例如，由高壓電源30a向芯棒3a施加其上疊加有直流電壓的交流電壓，籍此，使充電輥3與感光鼓2之間的細(xì)微間隙中出現(xiàn)間隙放電，從而使感光鼓2表面充電。
在本示例性實(shí)施方式中，例示說明的是接觸式充電輥3，但本發(fā)明并不局限于接觸式充電輥3，而是也能應(yīng)用于非接觸式充電輥。
在本示例性實(shí)施方式中，施加到充電輥3上的偏置是疊加在直流分量(電壓/電流)上的交流分量(電壓/電流)；具體地，例如，直流偏置電壓設(shè)定為大致等于感光鼓2充電電勢的-800V直流至-700V直流，交流偏置電壓設(shè)定為1.5kV交流至2.5kV交流，以及，頻率設(shè)定為1.3至1.5kHz。
當(dāng)如下所述檢測感光鼓2的感光層2b的膜厚時(shí)，根據(jù)本示例性實(shí)施方式的膜厚檢測裝置33容易檢測感光層2b的膜厚而不用施加交流分量，從而，能省略檢測膜厚用交流偏置的施加處理，并且更有效地減少感光鼓2的磨損。
通常，已知感光層的膜厚與電荷量之間存在線性關(guān)聯(lián)性。于是，基于該關(guān)聯(lián)性，例如，根據(jù)在感光鼓2的初始電荷量與對應(yīng)于使用(對應(yīng)于膜厚的磨損)的電荷量增長之間的比，膜厚檢測裝置33計(jì)算對應(yīng)于使用狀態(tài)的膜厚。
具體地，當(dāng)檢測膜厚時(shí)，只給感光鼓2施加直流偏置，并檢測此時(shí)的電荷量，從而得到電荷量與初始電荷量之比，并且用得到的比乘以初始膜厚，籍此，可以容易地檢測出(計(jì)算出)在使用狀態(tài)下的膜厚。
這樣，膜厚檢測裝置33容易檢測膜厚而不施加交流偏置，籍此，使其可以省略以前轉(zhuǎn)動感光鼓2并施加交流偏置的處理，減少感光鼓2的額外磨損，并且根據(jù)簡單的配置檢測膜厚。
膜厚檢測裝置33不僅可以基于上述的電荷量檢測膜厚，而且，也可以基于例如在充電輥3與感光鼓2之間流動的直流電流值來檢測膜厚。在這種情況下，和基于電荷量檢測相比，雖然降低了檢測精度，但可以使用低成本的電流測量電路。
同樣已知的是，感光鼓2的膜厚與感光鼓2的充電歷史有關(guān)聯(lián)性。于是，膜厚檢測裝置33也可以配置成基于例如感光鼓2的充電歷史信息來檢測膜厚。例如，已知的打印張數(shù)計(jì)數(shù)器或者已知的感光鼓2累計(jì)旋轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器的測量結(jié)果，都可以用作感光鼓2的充電歷史信息。
對于這樣基于感光鼓2的充電歷史信息檢測感光層2b的膜厚而言，也可以省略有關(guān)施加直流偏置的需要，因此，例如，即使在感光鼓2中出現(xiàn)不影響圖像形成的微小漏電，也可以適當(dāng)?shù)貦z測膜厚。
此外，根據(jù)本發(fā)明的交流分量設(shè)定部35配置成設(shè)定最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt，從而能夠基于環(huán)境傳感器S和膜厚檢測裝置33輸出，兼顧避免圖像缺陷與減少感光鼓2磨損。
通常，最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt，其延長感光鼓2的壽命而不給感光鼓2增加負(fù)擔(dān)，并且避免由隨感光體膜厚而改變的充電不足所導(dǎo)致的充電缺陷。
感光鼓2的表面電勢由直流偏置(直流電壓/電流)確定。具體地，感光鼓2的表面電勢，隨交流偏置(交流電壓/電流)方面的增大而增長，直到交流偏置成為大約兩倍于根據(jù)Paschen定律導(dǎo)出的放電開始電壓的振幅，而且，當(dāng)交流偏置超過大約兩倍的放電開始電壓的振幅時(shí)，感光鼓2的表面電勢收斂于大致等于所施加的直流偏置的電勢(給定電勢)。
已知的是，最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt，是指能避免由施加過大的交流偏置而導(dǎo)致的感光體磨損，并且避免由施加太小的交流偏置而導(dǎo)致的圖像缺陷出現(xiàn)，最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt是用隨感光體膜厚和環(huán)境溫度/濕度而變化的預(yù)訂校正值A(chǔ)Crev，乘以在使感光鼓2的表面電勢飽和并收斂于大致等于偏置的直流分量值的值時(shí)的交流分量值(以下也稱之為飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat)而得到的值。
此外，通過發(fā)明人等人的研究證實(shí)使直流偏置飽和時(shí)的交流偏置值(飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat)，與感光體膜厚和環(huán)境溫度/濕度具有以下預(yù)定關(guān)聯(lián)性具體地，假設(shè)飽和交流基準(zhǔn)值為ACsat(mA)，感光體膜厚為d(μm)，以及，基于絕對濕度(g/l)的環(huán)境補(bǔ)償系數(shù)為α，已經(jīng)證實(shí)存在下列關(guān)聯(lián)關(guān)系A(chǔ)Csatαd-1/2(式1)
本示例性實(shí)施方式中的交流分量設(shè)定部35，基于環(huán)境傳感器S和膜厚檢測裝置33的測量結(jié)果，通過用校正值A(chǔ)Crev乘以基于該關(guān)系式而得的飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat，設(shè)定避免圖像缺陷并減少感光鼓2磨損的最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt以及，充電控制裝置30基于交流分量設(shè)定部35的設(shè)定結(jié)果，將最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt疊加在預(yù)定直流偏置值上，并且將偏置施加到充電輥3上。
如果每次都實(shí)際測量這種實(shí)際避免圖像缺陷出現(xiàn)的校正值A(chǔ)Crev，就需要反復(fù)進(jìn)行交流電施加處理，并且對感光鼓2造成不必要的損害，而且控制也變得復(fù)雜。于是，將校正值A(chǔ)Crev放在數(shù)據(jù)庫中，作為對應(yīng)于膜厚和環(huán)境溫度/濕度的校正值表，并且，基于環(huán)境傳感器S和膜厚檢測裝置33的測量結(jié)果，根據(jù)上述關(guān)系式，得到飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat，然后參照校正值表，并且用校正值A(chǔ)Crev乘以飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat，來設(shè)定最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt。
為了設(shè)定最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt，對應(yīng)于環(huán)境傳感器S和膜厚檢測裝置33的測量結(jié)果，適當(dāng)?shù)赜?jì)算基于上述關(guān)系式的飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat，然后可以考慮有關(guān)設(shè)定的校正值A(chǔ)Crev，或者基于上述關(guān)系式包含飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat的最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt與感光體膜厚和環(huán)境溫度/濕度之間的關(guān)聯(lián)性，而且，可以預(yù)先得到校正值A(chǔ)Crev并放入交流偏置數(shù)據(jù)庫，基于環(huán)境傳感器S和膜厚檢測裝置33的測量結(jié)果就可以適當(dāng)?shù)貐⒄赵摂?shù)據(jù)庫，并可以直接設(shè)定最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt。當(dāng)然，構(gòu)成手段的控制功能，可以利用裝置控制裝置CR提供，或者也可以利用專用控制裝置提供。
在上述根據(jù)示例性實(shí)施方式的圖像形成裝置中，簡單配置的膜厚檢測裝置33不需要交流電施加，并且，交流分量設(shè)定部35設(shè)定最優(yōu)交流偏置值也不需要基于環(huán)境溫度/濕度和膜厚進(jìn)行交流電施加，因而，根本不需要輔助交流電施加處理，以便如相關(guān)技術(shù)中那樣檢測膜厚以及設(shè)定交流偏置，以及，急劇減小感光鼓2上的應(yīng)力，從而能延長感光鼓2的壽命。另外，因不需要設(shè)置用于檢測膜厚的膜厚檢測傳感器，從而可以減少零部件數(shù)量，以實(shí)現(xiàn)小型化并降低成本。
<第二示例性實(shí)施方式>
下面，參照附圖3和附圖4，討論根據(jù)本發(fā)明的圖像形成裝置充電控制的另一示例性實(shí)施方式。圖3是圖示飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat的理論曲線與實(shí)測值關(guān)系的圖，而圖4是描述根據(jù)本示例性實(shí)施方式的充電控制的流程圖。根據(jù)本示例性實(shí)施方式的充電控制，旨在改善最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt的精度，并且，通過執(zhí)行采用對應(yīng)于膜厚的最小必要交流電施加的實(shí)際測量，使充電控制得到簡化，而且，基本上可以根據(jù)與第一示例性實(shí)施方式中相同的裝置配置加以執(zhí)行。在第二示例性實(shí)施方式中，用相同的標(biāo)號代表與先前第一示例性實(shí)施方式中所描述的相同部分，并且不再進(jìn)行說明。
經(jīng)本發(fā)明人等人的進(jìn)一步研究證實(shí)關(guān)于感光體膜厚d、環(huán)境溫度/濕度、以及飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat之間的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系，設(shè)定規(guī)定值為感光體膜厚成為初始膜厚的70％至80％(在本例中，大約30μm)，從初始狀態(tài)開始，當(dāng)時(shí)效磨損沒有超過該規(guī)定值，理論值與實(shí)測值準(zhǔn)確保持一致；然而，當(dāng)感光鼓2的磨損繼續(xù)進(jìn)行，并且膜厚變?yōu)樾∮诘扔谝?guī)定值時(shí)，隨著磨損的進(jìn)行，理論值與實(shí)測值之間出現(xiàn)差別，如圖3所示。
于是，考慮上述的相關(guān)特性，根據(jù)本示例性實(shí)施方式的充電控制，旨在改善對應(yīng)于膜厚的最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt的設(shè)定精度，并且得到簡化。具體地，如果由膜厚檢測裝置33檢測(計(jì)算)出的膜厚超過規(guī)定值(本例中，大約30μm)，交流分量設(shè)定部35基于上述關(guān)系式(理論曲線)設(shè)定對應(yīng)于感光體膜厚d和環(huán)境溫度/濕度的最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt，并且，只是在由膜厚檢測裝置33檢測(計(jì)算)出的膜厚小于等于規(guī)定值的情況下，交流分量設(shè)定部35才實(shí)際測量偏置的直流分量值飽和時(shí)的交流分量值(飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat)，并且基于實(shí)際測得的飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat設(shè)定最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt。
首先，為了執(zhí)行根據(jù)本示例性實(shí)施方式的充電控制，與第一示例性實(shí)施方式一樣，圖像形成裝置包括列出了校正值A(chǔ)Crev的表，關(guān)于各環(huán)境溫度/濕度和膜厚，由校正值A(chǔ)Crev乘以飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat。
首先，膜厚檢測裝置33檢測使用狀態(tài)下感光鼓2感光層2b的膜厚，以及，環(huán)境傳感器S測量此時(shí)的環(huán)境溫度/濕度，如圖4所示。
其次，如果由膜厚檢測裝置33檢測出的感光體膜厚的結(jié)果超過規(guī)定值(初始膜厚的70％至80％；在圖3所示的實(shí)例中，大約30μm)，交流分量設(shè)定部35基于上述關(guān)系式設(shè)定飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat，并且用校正值A(chǔ)Crev乘以飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat，來設(shè)定最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt。
在這樣一種膜厚范圍內(nèi)，飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat并不隨膜厚或者環(huán)境溫度/濕度變化許多，如圖3所示，所以，基于初始飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat(例如，交流1.1mA)，通過考慮校正值A(chǔ)Crev，而不改變飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat，可以簡單地設(shè)定最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt。因此，能大大簡化充電控制。
另一方面，如果由膜厚檢測裝置33檢測出的感光體膜厚的結(jié)果小于等于規(guī)定值，給感光鼓2施加偏置電壓，使其逐漸增大/減小，并且實(shí)際測量直流分量飽和時(shí)的交流分量(飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat)?；诃h(huán)境傳感器S的測量結(jié)果，參照校正表，并且用校正值A(chǔ)Crev乘以實(shí)際測得的飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat，從而設(shè)定最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt。
這樣，只是在感光體膜厚變得小于等于規(guī)定值的情況下，才實(shí)際測量飽和交流基準(zhǔn)值A(chǔ)Csat，從而，使得能夠通過執(zhí)行最少的必要交流電施加，設(shè)定對應(yīng)于使用狀態(tài)的高度精確的最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt，并且使感光鼓2上的負(fù)擔(dān)減輕到必要的最小值，以延長感光鼓2的壽命。另外，如果感光體膜厚超過規(guī)定值，基于預(yù)定的關(guān)系式設(shè)定最優(yōu)交流偏置值A(chǔ)Copt，從而，可以實(shí)現(xiàn)控制的簡化。
為了說明和描述的目的，給出了本發(fā)明示例性實(shí)施方式的上述描述。這不表示將本發(fā)明窮舉或者局限于所披露的確切形式。容易理解，本領(lǐng)域的技術(shù)人員易于進(jìn)行各種改進(jìn)和變化。選擇并且描述了這些示意性實(shí)施例，以更好地闡明本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，從而使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明，并且以適合于特定應(yīng)用設(shè)想的各種變化而應(yīng)用本發(fā)明。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等效置換所限定。
權(quán)利要求
1.一種圖像形成裝置，包括感光體，其包括感光層，所述感光層具有在其上形成靜電潛像的表面；充電輥，對其施加交流分量疊加在直流分量上的偏置，用于以預(yù)定電勢充電所述感光體；膜厚檢測裝置，不施加所述交流分量，檢測所述感光體感光層的膜厚；環(huán)境測量部，對至少環(huán)境溫度和濕度之一進(jìn)行測量；交流分量設(shè)定部，基于所述膜厚檢測裝置和所述環(huán)境測量部的檢測結(jié)果，設(shè)定所述偏置的交流分量值；以及充電控制裝置，基于由所述交流分量設(shè)定部設(shè)定的所述交流分量值，控制施加于所述充電輥的電壓或者電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中，所述膜厚檢測裝置基于檢測膜厚時(shí)所述感光體的電荷量檢測所述感光層的膜厚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中，所述膜厚檢測裝置基于所述感光體的充電歷史信息檢測所述膜厚。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中，基于所述膜厚檢測裝置檢測出的膜厚值的-1/2次方與環(huán)境補(bǔ)償系數(shù)的乘積，所述交流分量設(shè)定部設(shè)定所述偏置的交流分量，該環(huán)境補(bǔ)償系數(shù)是基于所述環(huán)境測量部測量出的環(huán)境溫度和濕度至少之一。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中，在所述膜厚檢測裝置檢測出的膜厚值超過規(guī)定值時(shí)，所述交流分量設(shè)定部基于下述兩項(xiàng)之間的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系設(shè)定所述偏置的交流分量值(i)所測量出的環(huán)境溫度和濕度至少之一以及所述膜厚，以及(ii)交流偏置，以及，在所檢測出的膜厚值小于等于所述規(guī)定值時(shí)，所述交流分量設(shè)定部通過逐漸增大或減小交流分量并將所述交流分量施加到所述感光體，實(shí)際測量所述直流分量飽和時(shí)的交流分量，并且，基于所述實(shí)際測量值設(shè)定所述偏置的交流分量。
6.一種充電輥的充電控制方法，包括提供感光體和充電輥，該感光體具有感光層，該感光層具有用于形成靜電潛像的表面，對該充電輥施加交流分量疊加在直流分量上的偏置，用于以預(yù)定電勢對所述感光體充電；不施加所述交流分量，檢測所述感光體感光層的膜厚以及至少環(huán)境溫度和濕度之一；在所述膜厚超過規(guī)定值時(shí)，基于下述兩項(xiàng)之間的預(yù)定關(guān)聯(lián)關(guān)系設(shè)定所述偏置的交流分量值，并且對該充電輥施加所述交流分量，所述兩項(xiàng)為(i)所檢測到的膜厚和至少環(huán)境溫度和濕度之一，以及(ii)交流偏置；以及在所述膜厚值小于等于所述規(guī)定值時(shí)，實(shí)際測量所述直流分量飽和時(shí)的交流分量值，基于所述實(shí)際測量值設(shè)定所述偏置的交流分量值，并且對所述充電輥施加所述交流分量。
全文摘要
一種圖像形成裝置，包括感光體，其包括感光層，感光層具有其上形成靜電潛像的表面；充電輥，向其上施加交流分量疊加在直流分量上的偏置，用于以預(yù)定電勢充電感光體；膜厚檢測裝置，檢測感光體感光層的膜厚而不施加交流分量；環(huán)境測量部，對至少環(huán)境溫度和濕度之一進(jìn)行測量；交流分量設(shè)定部，基于膜厚檢測裝置和環(huán)境測量部的檢測結(jié)果，設(shè)定偏置的交流分量值；以及，充電控制裝置，基于由交流分量設(shè)定部設(shè)定的交流分量值，對向充電輥施加的電壓和電流至少之一控制。
文檔編號G03G15/00GK101021701SQ20061015030
公開日2007年8月22日 申請日期2006年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月14日
發(fā)明者萩原拓郎, 北野賀久, 半田修 申請人:富士施樂株式會社