專利名稱：圖像形成設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子照相類型的圖像形成設備，并且涉及包括用于與圖像承載部件接觸地使圖像承載部件充電的多個充電部件的圖像形成設備。
背景技術：
傳統(tǒng)地已經使如下的圖像形成設備商業(yè)化，該圖像形成設備采用其中使導電輥類型充電部件與圖像承載部件直接接觸或者接近于圖像承載部件以便使圖像承載部件充電 的充電類型。此外，近年來，圖像形成設備已經被要求每單位時間輸出大量的印刷品。為此，感光鼓的旋轉速度增大，并且例如，充電輥與作為圖像承載部件的感光鼓接觸。此外，充電輥被構造為通過感光鼓的旋轉而旋轉，并且電壓被供應到充電輥以便使感光鼓均勻地充電。然而，對于以高速旋轉的感光鼓，充電輥與感光鼓之間的接觸部分易于變得不穩(wěn)定并且因此易于發(fā)生充電不均勻。因此，難以在高級圖像形成設備中使用這種充電輥作為用于感光鼓等的充電裝置，所述高級圖像形成設備諸如為例如要求具有高可靠性并且提供大的復印量的高速復印機。因此，如在日本專利申請公開(JP-A)Hei 8-272194和JP-A2001-312125中所述的，為了從初始階段開始長期地穩(wěn)定接觸充電裝置處的表面電勢以便改善圖像質量，接觸充電裝置包括兩個或更多個獨立的接觸件。此外，已知的是，具有疊加有AC(交流)電壓的DC(直流)電壓的形式的偏壓被施加到第二接觸充電部件，該第二接觸充電部件被設置在首先接觸圖像承載部件表面的第一接觸充電部件的下游，并且與圖像承載部件表面接觸。在使用充電輥的接觸充電類型中，導電部件被加壓接觸到感光鼓并且被供應電壓以便引起放電，因此使感光鼓充電。具體地，存在其中通過施加作為放電開始電壓(在充電輥被加壓接觸到OPC感光部件的情況下為約600V)和感光鼓的必需的表面電勢Vd的和的DC電壓來使感光鼓充電的DC充電類型。此外，出于改善由耐久性和環(huán)境的波動引起的電勢波動的目的，存在AC充電類型。在AC充電類型中，通過向充電輥施加具有用包括作為放電開始電壓的兩倍的峰間電壓的AC(電壓)成分偏置的與感光鼓的必需表面電勢Vd對應的DC電壓的形式的電壓來使感光鼓充電。與AC充電類型相比，DC充電類型具有如下的優(yōu)點，即其在電力消耗方面較少并且一般較便宜，并且充電裝置在尺寸方面較小且因此可以實現(xiàn)空間節(jié)省。然而，與作為非接觸類型的電暈(corona)充電類型相比，在使用充電輥的接觸充電類型中，存在如下的現(xiàn)狀，即由于隨著時間的變化以及根據要形成的圖像的類型，作為接觸充電的充電輥通過諸如調色劑或外部添加劑之類的飛散物質的沉積而被污染。為了解決該問題，JP-A Hei 7-199604已經提出了如下的構造，在該構造中，通過設置其中用于充電部件的清潔部件被設置以用于允許通過接觸充電部件的均勻充電的構造來去除沉積的物質，由此實現(xiàn)均勻的充電。然而，本發(fā)明人注意到，在包括用于充電輥的清潔部件的構造中留下下面的問題。
也就是說，即使在充電輥由充電部件清潔部件清潔時，清潔能力也隨著時間而劣化，使得沒有被完全去除的諸如調色劑或外部添加劑之類的飛散物質留在充電輥上。結果，充電棍的表面層的電阻分布由于剩余的飛散物質而波動，并且因此在施加有一定的充電高壓的充電裝置中，感光鼓不能被均勻地充電。
在以這種狀態(tài)形成圖像的復印件上，與打印方向平行地產生被稱為充電不均勻的圖像缺陷。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明的一個方面，提供了一種圖像形成設備，其包括能旋轉的圖像承載部件；第一充電部件，用于與所述圖像承載部件接觸地使所述圖像承載部件充電；第二充電部件，被設置在所述第一充電部件的相對于所述圖像承載部件的旋轉方向的下游，用于與所述圖像承載部件接觸地使所述圖像承載部件充電；施加裝置，用于將電壓施加到所述第一充電部件和所述第二充電部件；檢測裝置，用于檢測經過所述第二充電部件的DC電流；以及控制器，用于在AC電壓和DC電壓被施加到所述第二充電部件而DC電壓被施加到所述第一充電部件時控制施加到所述第二充電部件的DC電壓以使得由所述檢測裝置檢測的所述DC電流的絕對值在預定的范圍之內。在考慮結合附圖進行的以下本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述后本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點將變得更清晰。


圖I是根據本發(fā)明的實施例I中的圖像形成設備的示意圖。圖2是在本發(fā)明中的充電輥的示意圖。圖3是根據本發(fā)明的圖像形成設備的操作序列圖。圖4是對于充電輥的DC電壓施加系統(tǒng)的電源電路圖。圖5是對于充電輥的AC電壓施加系統(tǒng)的電源電路圖。圖6是示出在實施例I中的充電控制的執(zhí)行期間的感光鼓的表面電勢的示意圖。圖7是示出在施加到充電輥的DC電壓與感光鼓表面電勢之間的關系的圖。圖8是實施例I中的控制的流程圖。圖9是示出在CPU(控制裝置)與圖像形成設備的各個部分之間的關系的框圖。圖10是示出對于DC電流值的電勢收斂性能的圖。圖11是示出對于突入(inrush)電勢和施加的DC電壓差的電勢收斂性能的圖。圖12是示出在恒定的施加的DC電壓期間對于突入電勢的火花放電分布量的圖。圖13是示出在一系列表面層電阻的情況下的火花放電分布量的圖。圖14是實施例2中的控制的流程圖。
具體實施例方式在下文中，將參考附圖來描述根據本發(fā)明的圖像形成設備。<實施例1>圖I是根據本發(fā)明的圖像形成設備的一實施例的示意圖。在該實施例中，圖像形成設備100是采用接觸充電類型的電勢電子照相類型的激光束打印機。如圖I所示，圖像形成設備100包括可旋轉的鼓類型電子照相感光部件I (在下文中稱為感光鼓)作為第一圖像承載部件。在該實施例中，感光鼓I是具有30mm的外直徑的可帶負電的有機光電導體(OPC)感光部件，并且以130mm/sec的處理速度(外周速度)沿著由箭頭Rl指示的方向(逆時針方向)繞著其中心軸被旋轉地驅動。通過在鋁制成的圓柱體(導電的鼓襯底)的表面上依次涂覆光電荷產生層和電荷輸送層(厚度約20 u m)來構造感光鼓I。如圖I所示，圖像形成設備100包括作為用于使感光鼓表面均勻地充電的接觸充電裝置2的第一充電部件(充電輥)21和第二充電部件(充電輥)22，該第二充電部件(充電棍)22被設置在第一充電棍21的相對于感光鼓移動(旋轉)方向的下游。充電棍21和 22中的每一個通過利用在自身與感光鼓I之間的微小間隙中產生的放電現(xiàn)象來使感光鼓I充電。這里，將描述第一充電輥21和第二充電輥22。在該實施例中，使用具有相同的尺寸和材料的第一充電輥21和第二充電輥22。在這里，描述了第一充電棍21,但是關于沒有具體描述的部分,第二充電棍22具有相同的構造。如圖2所示，充電輥21由軸承部件21e在芯金屬(支撐部件)21a的每個端部處可旋轉地保持(支撐)。此外，充電輥21被擠壓(urge)彈簧21d擠壓朝向感光鼓1，因此利用預定的擠壓力與感光鼓I加壓接觸。結果，通過感光鼓I的旋轉使充電輥21沿在圖中由彎曲的箭頭R2指示的方向(順時針)旋轉。在感光鼓I與充電輥21之間的加壓接觸部分是充電部分(充電壓合部(nip))al。此外,在感光鼓I與充電棍22之間的加壓接觸部分是充電部分(充電壓合部)a2。充電輥21具有330mm的縱向長度和14mm的直徑。如圖2中的層結構所示，充電輥21在芯金屬(支撐部件)21a的周圍具有三層結構，所述三層結構由依次連續(xù)層疊的下層21b、中間層21c和表面層21d組成。芯金屬21a是具有6mm的直徑的不銹鋼棒。下層21b是分散有碳的海綿狀的EPDM(三元乙丙橡膠)的層(比重0.5g/cm3，體電阻率107 IO9Q cm，層厚度約3.5_)。中間層21c是分散有碳的NBR(腈基丁二烯橡膠)橡膠的層(體電阻率102 IO5 Q cm，層厚度:約 500 V- m)。表面層21d是其中分散有錫氧化物和碳顆粒的、氟化的乙醇可溶解的尼龍樹脂的層(體電阻率107 IOltlQ 表面粗糙度(JIS十點平均表面粗糙度Rz)層厚度約 5 ii m)。順便說一下，在該實施例中，電源Sll僅由DC電源構成，并且電源S12由DC電源和AC電源構成。結果，旋轉的感光鼓I的表面被接觸充電為預定的極性和預定的電勢。在該實施例中，感光鼓I被均勻地充電為-500V,但是稍后將描述具體的充電偏壓控制。如圖I所示，圖像形成設備100包括作為曝光裝置的曝光裝置3，以作為用于在感光鼓I的充電表面上形成靜電潛像的信息寫入裝置。
在該實施例中，曝光裝置3是使用半導體激光器的激光束掃描器。激光束掃描器3輸出與從諸如圖像讀出裝置之類的未示出的主機處理裝置向打印機側發(fā)送的圖像信號對應地調制的激光(束)L。然后,旋轉的感光鼓I的均勻充電表面在曝光部分(曝光位置)b處經受激光掃描曝光(圖像曝光)。通過該激光掃描曝光，已經用激光L照射的感光鼓I的表面的電勢降低，使得與獲得的圖像信息對應地在旋轉的感光鼓I表面上連續(xù)地形成靜電潛像。如圖I所示，圖像形成設備100包括顯影裝置4，以作為用于通過根據感光鼓I上的靜電潛像供應調色劑來將靜電潛像反轉地顯影成調色劑圖像(顯影劑圖像)的顯影裝置。在該實施例中，顯影裝置4采用雙組分接觸顯影類型，在其中在使由調色劑和載 體組成的雙組分顯影劑的磁性刷與感光鼓I接觸的同時實現(xiàn)顯影。顯影裝置4包括顯影容器4a和作為顯影劑運載部件的非磁性的顯影套筒4b。顯影套筒4b的外周表面的一部分暴露于顯影裝置4的外面，并且顯影套筒4b在顯影容器4a中可旋轉地布置。在顯影套筒4b中，磁輥4c被插入并且被設置為被不可旋轉地固定。與顯影套筒4b相對地設置顯影劑涂敷刀片(blade)4d。顯影容器4a容納雙組分顯影劑4e作為顯影齊U，并且在顯影容器4a中的底側處設置顯影劑攪拌部件4f。此外，用于補充的調色劑被容納在未示出的調色劑料斗(hopper)中。顯影容器4a中的雙組分顯影劑4e主要是非磁性的調色劑和磁性載體的混合物，并且由顯影劑攪拌部件4f攪拌。在該實施例中，磁性載體的體電阻率為約IO13Q *011。磁性載體的顆粒尺寸(通過使用激光衍射類型顆粒尺寸分布測量裝置(由JEOL Ltd.制造的“HER0S”)以0. 5 350 ii m的顆粒尺寸范圍被對數(shù)性地分成32級(decades)并且體積50%的中徑被用作體積平均顆粒尺寸的方式測量的體積平均顆粒尺寸)為約40i!m。通過與磁性載體的摩擦使調色劑摩擦起電地充電為負極性。在將與感光鼓I的最接近距離(S-D間隙)保持在350pm的同時，接近于感光鼓I并且與感光鼓I相對地布置顯影套筒4b。在感光鼓I與顯影套筒4b之間的該相對的部分是顯影部分C。在顯影部分c處沿與感光鼓I的移動方向(Rl方向)相反的方向(R3方向)旋轉地驅動顯影套筒4b。通過顯影套筒中的磁輥4c的磁力，顯影容器4a中的雙組分顯影劑4e的一部分被吸附并且保持作為顯影套筒4b的外周表面上的磁性刷層。該磁性刷層通過顯影套筒4b的旋轉而被旋轉地傳送，并且其厚度被調整為提供預定的薄層，該磁性刷層與感光鼓I的表面接觸以便在顯影部分c處適當?shù)啬Σ粮泄夤腎的表面。從電源S2向顯影套筒4b施加預定的顯影偏壓(電壓)。在該實施例中，施加到顯影套筒4b的預定的偏置電壓是具有用AC電壓(Vac)偏置的DC電壓(Vdc)的形式的振蕩電壓。更具體地說，預定的偏置電壓是具有用AC電壓(頻率8. 0kHz，峰間電壓1. 8KV，矩形波)偏置的-350V的DC電壓的形式的振蕩電壓。然后，與通過由顯影偏壓產生的電場的在感光鼓I的表面上的靜電潛像對應地、選擇性地沉積作為薄層涂敷在旋轉的顯影套筒4b的表面上的并且傳送到顯影部分c的顯影劑4e中的調色劑，使得靜電潛像被顯影為調色劑圖像。在該實施例中，調色劑被沉積在感光鼓I的表面上的曝光(亮)部分處，使得靜電潛像被反轉地顯影。在這時候，感光鼓I上的經受顯影的調色劑的電荷量在23°C的溫度和10. 6g/m3的絕對含水量的環(huán)境中為約-25u C/go已經經過顯影部分c的顯影套筒上的薄的顯影劑層通過顯影套筒4b的進一步旋轉而回到顯影容器中的顯影劑包含部分。為了將顯影容器4a中的雙組分顯影劑4e的調色劑含量(濃度)保持在基本上恒定的范圍內的水平，通過例如光學調色劑含量傳感器來檢測顯影容器4a中的雙組分顯影劑4e的調色劑含量。然后，根據其檢測信息，驅動和控制未示出的調色劑料斗，使得調色劑料斗中的調色劑被補充到顯影容器4a中的雙組分顯影劑4e中。補充到雙組分顯影劑4e中的調色劑由攪拌部件4f攪拌。如圖I所示，圖像形成設備100包括轉印裝置5以作為轉印裝置。在該實施例中，轉印裝置5是轉印輥。利用預定的擠壓力使轉印輥5加壓接觸到感光鼓1，并且它們的加壓接觸壓合部是轉印部分d。利用預定的控制定時將記錄材料P從片材饋送機構(未示出)饋送和傳送到該轉印部分d。饋送到轉印部分d的記錄材料P在旋轉的轉印輥5與感光鼓I之間被壓合并且被傳送。在壓合傳輸期間，與作為調色劑的正常充電極性的負極性相反的正極性的轉印偏壓(在該實施例中為+600V)被施加到轉印輥5。結果，感光鼓I表面上的調色劑圖像被連續(xù)地靜電轉印到被壓合傳輸通過轉印部分d的記錄材料P的表面上。順便說一下，圖像形成設備100的構造不必限于其中調色劑圖像被從感光鼓直接轉印到記錄材料P上的構造，而還可以是其中調色劑圖像被從感光鼓轉印到用于臨時保持和傳送調色劑圖像的中間轉印部件上并且然后被從中間轉印部件轉印到記錄材料P上的構造。經過轉印部分并且經受其上的調色劑圖像的轉印的記錄材料P被連續(xù)地與感光鼓I的表面分離并且被傳送到定影裝置6。在該實施例中，定影裝置6是加熱輥定影裝置，并且記錄材料P經受通過該定影裝置6的調色劑圖像的定影，并且被輸出作為形成有圖像的產品(印刷品或復印件)。在轉印部分d處調色劑圖像轉印到記錄材料P上之后有點留在感光鼓I的表面上的轉印殘余調色劑被清潔裝置7在清潔部分e處從感光鼓I的表面去除。這里，描述了使用清潔裝置7作為轉印殘余調色劑去除裝置的圖像形成設備的示例，但是上面公開的技術概念也適用于其中設置用于轉印殘余調色劑的電荷優(yōu)化裝置并且與顯影同時地收集轉印殘余調色劑的無清潔器類型的圖像形成設備。接下來，將描述在該實施例中的圖像形成設備的操作序列。圖3示出了上述打印機的操作序列。(I)初始旋轉操作(前多旋轉步驟) 在打印機的啟動期間的啟動操作時段(預熱(warm-up)時段)中，通過導通(主)電源開關，感光鼓I被旋轉地驅動，并且執(zhí)行預定的處理裝置(裝備)的準備操作(諸如定影裝置6的到預定溫度的預熱)。(2)用于打印的準備旋轉操作(前旋轉步驟)在從打印信號輸入直到實際執(zhí)行圖像形成(打印)步驟操作為止的圖像形成之前的準備旋轉操作時段中，在初始旋轉操作期間輸入打印信號時，繼初始旋轉操作之后執(zhí)行該操作。在不輸入打印信號時，在完成初始旋轉操作之后，主電動機的驅動一旦被中斷，從而停止感光鼓的旋轉驅動，使得打印機被保持在待機(等待)狀態(tài)中直到輸入打印信號。在輸入打印信號時，執(zhí)行用于打印的準備旋轉操作。(3)打印步驟(圖像形成步驟)
當完成用于打印的準備旋轉操作時，執(zhí)行對于旋轉感光鼓的圖像形成過程，并且然后在旋轉感光鼓表面上形成的調色劑圖像被轉印到記錄材料上并且由定影裝置定影，使得形成有圖像的產品被打印出。在連續(xù)打印模式的情況下，與預設數(shù)量的片材(n個片材)對應地重復地執(zhí)行上述打印步驟。(4)片材間隔步驟該步驟對應于從記錄材料的后端經過轉印位置d之后直到隨后的記錄材料的前端到達轉印位置d為止的無片材經過的狀態(tài)時段。(5)后旋轉操作在預定的時段中，以使得即使在完成用于最后的記錄材料的打印步驟之后也繼續(xù)主電動機驅動一段時間的方式執(zhí)行后旋轉操作，以便旋轉地驅動感光鼓，因此執(zhí)行預定的后操作。(6)待機在完成預定的后操作時，停止主電動機驅動以便停止感光鼓的旋轉驅動，并且隨后打印機被保持在待機狀態(tài)中直到輸入后續(xù)的打印開始彳目號。在僅僅一個片材上的打印的情況下，在完成打印之后，在完成后旋轉操作之后打印機處于待機狀態(tài)中。在待機狀態(tài)中，在輸入打印開始信號時，打印機進行到前旋轉步驟。上述(3)打印步驟期間對應于圖像形成期間。此外，上述的(I)初始操作、⑵用于打印的準備旋轉操作、⑷片材間隔和(5)后旋轉操作期間對應于非圖像形成期間。接下來，將描述對于第一充電棍21和第二充電棍22中的每一個的充電偏壓施加系統(tǒng)。圖4和圖5分別是對于第一充電棍21和第二充電棍22的充電偏壓施加系統(tǒng)的電源電路圖。如圖4所示，對于第一充電輥21，作為電壓施加裝置的電源Sll包括DC電源。從包括切換電路15-1和變壓器Tl的DC電壓產生部分恒定電壓地輸出DC電壓。作為電源控制裝置的控制電路14通過電壓檢測電路16-1經由電阻器Rl檢測DC電壓，并且隨后基于電路16-1的輸出信息穩(wěn)定DC電壓輸出。通過從電源Sll經由芯金屬21a向充電輥21施加DC電壓(偏置電壓Vdc)，使旋轉的感光鼓I的外周表面充電到預定的電勢。另一方面，如圖5所示，對于第二充電輥22，作為電壓施加裝置的電源S12包括DC電源(DC電壓產生部分)和AC電源(AC電壓產生部分)。從包括切換電路15-2和變壓器Tl的DC電壓產生部分恒定電壓地輸出DC電壓?？刂齐娐?4通過電壓檢測電路16-2經由電阻器Rl檢測DC電壓，并且隨后基于電路16-2的輸出信息穩(wěn)定DC高壓輸出。從包括變壓器T2的AC電壓產生部分恒定電流地輸出AC電壓?？刂齐娐?4通過電流檢測電路19經由電容器C2檢測AC電流，并且然后基于電路19的輸出信息來控制與正弦振蕩電路17連接的放大器電路18的增益。最后，經由電阻器R3疊加DC和AC電壓。從正弦波、矩形波、三角波等中適當?shù)剡x擇AC成分的波形。還可以使用通過周期性地導通和關閉電源而形成的矩形電壓。通過從電源S12經由芯金屬22a向充電輥22施加具有用具有頻率f的AC電壓偏置的DC電壓的形式的預定振蕩電壓(即，偏置電壓Vdc+Vac)，使旋轉的感光鼓I的外周表面充電到預定電勢。
如果在經過上游的充電輥之后的感光部件(輥)的充電電勢與施加到下游的充電輥的DC電壓之間存在差，則DC電流在下游的充電輥與感光部件之間流動。順便說一下，根據由上游的充電輥充電的感光部件的表面電勢與施加到下游的充電輥的DC電壓之間的大小關系，流動方向不同，DC電流在下游的充電輥與感光部件之間流動。當在下游的充電輥與感光部件之間流動的DC電流較大時，下游的充電輥的在感光部件表面處的表面電勢均勻性增強性能降低。因此，在本發(fā)明中，在向下游的充電輥施加DC電壓的同時，DC電壓被控制以使得流動的DC電流落入預定的范圍之內。在該實施例中，設置DC電流值測量電路13以作為用于測量經由感光鼓I的經過第二充電輥22的DC電流的值的電流檢測裝置，并且關于測量的DC電流值的信息從該DC電流值測量電路13輸入到控制電路14中?？刂齐娐?4具有控制要從DC電源Sll施加到第一充電輥21的DC電壓的值、要從DC電源S12施加到第二充電輥22的DC電壓的值以及要從電源S12施加到第二充電輥22的AC電壓的峰間電壓或AC電流的值的功能。此外，控制電路14具有如下的功能，即基于從DC電流值測量電路13輸入的DC電流值信息來執(zhí)行在打印(圖像形成)步驟中的充電過程中要施加到充電輥21和22的DC偏壓的算術計算和確定程序。接下來，將詳細描述要施加到充電輥22的充電偏壓的控制方法。順便說一下，在23°C的溫度和50% RH的濕度的環(huán)境中實現(xiàn)該實施例中的控制。在該實施例中，在施加到第一充電輥21的充電DC偏壓為-1100V、施加到第二充電輥22的充電AC偏壓為1500Vpp (峰間電壓)、顯影DC偏壓為-350V并且轉印偏壓為+600V的恒定條件下在不形成圖像的情況下操作圖像形成設備。通過所謂的恒定電流控制來輸出施加到第二充電輥22的充電DC偏壓，使得第二充電輥22的經過DC電流測量電路13的DC電流的值為零。這里，為了說明，示出了在沒有形成圖像的情況下操作圖像形成設備時的感光鼓電勢，但是實際上，在圖像形成期間(在圖像形成步驟期間)同時實現(xiàn)充電偏壓控制。圖6是示出當實現(xiàn)該實施例中的充電偏壓控制時在感光鼓I的各個位置處的表面電勢的示意圖。如圖6所示，在位置(A)處，緊挨在第一充電輥21之前的感光鼓I的表面電勢為OVo這里,首先,將考慮在經過第一充電棍21之后的感光鼓I的表面電勢。對于施加到第一充電輥21的充電DC偏壓，通過在DC充電類型中施加不小于放電開始電壓的電壓，表面電勢可以被設定在圖像形成期間的暗部分電勢處并且因此可以被收斂。圖7是示出在對于在上述環(huán)境中在該實施例中使用的充電輥21的DC電壓與感光鼓表面電勢之間的關系的圖。在該實施例中，如圖6所示，DC電壓被設定在-1100V，使得在圖6中的位置(B)處的感光鼓的表面電勢為-500V。因此，理解的是，經過充電輥21的感光鼓I的表面電勢通過施加到充電輥21的DC偏壓而從OV (圖6中的位置(A)處)變?yōu)?500V(圖6中的位置⑶處)。接下來，將考慮在經過第二充電輥22之前和之后的感光鼓表面電勢。施加到第二充電輥22的充電AC偏壓可以僅被要求為作為在DC充電類型中的放電開始電壓Vth的兩倍的峰間電壓(Vpp)。在這種條件中，已知的是，經過充電輥22的感光鼓的表面電勢收斂到與施加的DC偏壓相同的電勢。如圖7所示，放電開始電壓Vth為約600V(絕對值)，并且因此要施加的AC偏壓可以僅被要求為不小于作為放電開始電壓Vth的兩倍的1200Vpp。在該實施例中，鑒于安全因素，施加到第二充電輥22的AC電壓為1500Vpp，因此使在經過充電輥22之后的感光鼓表面均勻充電到-500V的表面電勢(圖6中的位置(C)處)。另一方面，當經過用于第二充電輥22的DC電流測量電路13的DC電流的值為零時，在經過第二充電輥22之前和之后的感光鼓表面電勢不改變。因此，最優(yōu)選的是，在經過第一充電輥21之后的鼓電勢被設定在-500V并且因此施加到第二充電輥22的DC電壓被設定在_500V(圖6中的位置⑶處)。因此，經過第二充電輥22的感光鼓I的表面電勢使得由第一充電輥21充電的感光鼓I的表面電勢進一步收斂到均勻化的電勢。感光鼓I的充電的表面在將其表面電勢保持在-500V的同時通過感光鼓I的旋轉而到達顯影部分c，但是在表面電勢(-500V)與顯影DC偏壓(-350V)之間的電勢差較小，并且因此即使在經過顯影部分c之后鼓電勢也不改變，因此被保持在_500V(圖6中的位置⑶處)。然后，感光鼓I的充電的表面在將其表面電勢保持在-500V的同時通過感光鼓I的旋轉而到達轉印部分d，并且表面電勢通過由在表面電勢(-500V)與轉印偏壓(+600V)之間的電勢差引起的放電而變?yōu)镺V(圖6中的位置(E)處)，并且然后感光鼓表面再次到達充電部分。因此，通過在實現(xiàn)控制的同時可變地控制施加到第二充電輥22的DC偏壓，可以使經過充電輥22之后的感光鼓表面充電到均勻的電勢。實際上，在與圖像形成同時地實現(xiàn)充電偏壓控制的情況下，各種偏壓被設定在恒定值，使得施加到第一充電輥21的充電DC偏壓為-11 00V，施加到第二充電輥22的充電AC偏壓為1250Vpp，顯影偏壓為-350V，并且轉印偏壓為+600V。與偏壓控制期間類似，施加到第二充電輥22的DC偏壓通過所謂的恒定電流控制而輸出，使得經過用于第二充電輥22的DC電流測量電路13的DC電流的值為零。在該情況下，除施加到充電輥22的充電AC偏壓以外的偏壓與在圖像形成期間的偏壓設定中的那些類似。這里，充電AC偏壓是稍微比作為放電開始電壓的1200Vpp大的值，并且AC放電電流量為約10 PA。
在該情況下，施加到充電輥22的充電AC偏壓不同，但是在通過施加不少于1200Vpp的AC偏壓而實現(xiàn)AC放電方面沒有改變，并且因此在圖像形成期間在各個位置處的感光鼓I的電勢與圖6中的那些類似。圖8示出了上述充電偏壓控制中的流程圖。圖9是示出圖像形成設備的各個處理裝置和用于實現(xiàn)整個圖像形成設備的集成控制的CPU(設備主要組件控制裝置)301的框圖?？刂蒲b置301與存儲在存儲器303中的程序對應地控制圖像形成設備的各個部分。同樣參考圖3，將描述偏壓控制操作。開始(主)電源開關導通。
SlOl :在電源開關導通時，控制裝置301旋轉地驅動感光鼓I以便執(zhí)行初始旋轉操作(前多旋轉步驟)并且執(zhí)行預定的處理裝置的準備操作(諸如定影裝置6的到預定溫度的預熱)。其后，打印機(圖像形成設備)處于待機狀態(tài)(S102)。S103和S104 :在待機狀態(tài)中，在輸入打印信號(導通)時，在直到實際執(zhí)行圖像形成(打印)步驟操作的時段中執(zhí)行圖像形成之前的準備旋轉操作。此外在初始旋轉操作期間輸入打印信號時，在初始旋轉操作結束之后，執(zhí)行準備旋轉操作。在不輸入打印信號的情況下，在完成初始旋轉操作之后，控制裝置301 —旦中斷主電動機的驅動，從而停止感光鼓的旋轉驅動，并且保持打印機在待機(等待)狀態(tài)中直到輸入打印信號。S105:在預定的用于打印的準備旋轉操作結束時，則開始圖像形成步驟以便執(zhí)行對于感光鼓I的圖像形成過程。S106 :在開始圖像形成步驟時，控制裝置301開始充電控制并且首先判斷充電控制定時?？刂蒲b置301在它判斷時間是充電控制定時時執(zhí)行充電控制步驟。在時間不是充電控制定時的情況下，控制裝置301等待充電控制定時信號的輸入并且隨后執(zhí)行充電控制步驟(在輸入該信號之后)。在控制裝置301判斷時間不是充電控制定時的情況下，操作進行到沒有執(zhí)行充電控制步驟的S115，并且隨后它還可以繼續(xù)圖像形成過程。S108 :在控制裝置301判斷時間是控制定時的情況下，控制裝置301啟動控制電路(電源控制裝置)14以便連續(xù)地施加DC電壓到第一充電輥21，因此執(zhí)行放電電流控制以便實現(xiàn)DC偏壓設定從而提供期望的電勢。S109 :在上述放電電流控制期間，電壓檢測電路16-1檢測對于第一充電輥21的放電開始電壓Vth。SllO :控制電路14根據上述檢測的結果來確定對于第二充電輥22的AC電壓(VthX2)。Slll :在由第一充電輥21的偏壓施加狀態(tài)中，由第二充電輥22的DC電流檢測電路13測量電流值Idcmax。SI 12 :執(zhí)行關于電流值是否滿足5 > Idcmax > _5的判斷。SI 13 :在Idcmax在期望的范圍之外的情況下，第二充電輥22的DC電壓值被改變?yōu)槭沟肐dcmax收斂于預定范圍內的值。在該改變之后，操作回到Slll以便執(zhí)行循環(huán)處理。S114 :在執(zhí)行結果落入預定范圍內的情況下，充電控制結束，并且控制裝置301啟動激光曝光裝置3、顯影裝置4、轉印裝置15等以便開始圖像形成(S115)。依照要求，圖像形成在預定數(shù)量(N)的片材上(S116)，并且隨后圖像形成結束。在該實施例中，以下面的方式獲得SI 12中的預定電流Idcmax。
圖10示出了在該實施例中在外部添加劑(在該實施例中使用Si)被分離地并且局部地施加到第二充電輥22上并且沉積在第二充電輥22上而引起放電時并且結果得到的第二充電輥22被設置在該實施例中的構造中的狀態(tài)。采取流到第二充電輥22中的DC電流的值作為橫坐標，并且縱坐標表示在非污染(“N.C. ”)期間在經過之后的感光鼓表面的電勢與污染的位置處的電勢之間的電勢差。
圖10中的對于Si的數(shù)值表示在Si被施加到各個位置上時如由X射線分析顯微鏡(由HORIBA，Ltd.制造)測量的強度(cps/mA)，并且越大的值表示越大量的污染。順便說一下，在該實施例中，相對介電常數(shù)￡ =3，膜(層)厚d = 2.50X10_5(m)，外周速度P = 0. 130 (m/s)，感光鼓的縱向長度L = 0. 33 (m)，真空中的空間介電常數(shù)e 0 =8. 85 X 10_12 (F/m)，并且由第二充電輥22充電之后的感光鼓I的表面電勢V為V = -500 (V)。這里，當從實際圖像判斷對于縱坐標(在非污染期間在經過之后的感光鼓表面的電勢與污染期間的電勢之間的電勢差)的圖像的可容許的范圍時，該可容許的范圍為28V。根據圖10，容許28V的電流值在± 5 ii A內(5 > Idcmax > -5)，即，在該實施例中的預定電流 Idcmax 為 ±5 ii A。接下來，通過使用作為上面獲得的在該實施例中的預定電流Idcmax的±5ii A，將獲得在一般條件下的預定電流Idcmax。這里，在感光鼓I的相對介電常數(shù)為e、感光鼓I的膜厚為d(m)、感光鼓I的外周速度為P(m/s)、感光鼓I的縱向長度為L(m)、真空中的空間介電常數(shù)為e 0(F/m)以及由第二充電輥22充電之后的感光鼓I的表面電勢為V(V)的情況下，滿足I =VX e X e OXPXL/d。在該實施例中，上述設定條件被應用并且因此在該實施例中為使感光鼓I充電所必需的電流 I 為 I = VX e X e OXPXL/d = -22. 8 U A0通過參考下面示出的表1，理解在一般的條件下的預定電流Idcmax為Idcmax =0. 22XVX e X e OXPXL/d。也就是說，根據本實施例，當由第二充電輥22充電之后的感光鼓I的表面電勢為V(V)時，電流Idc的值(A)被構造為滿足下面的關系I Idc| = |0. 22XVX e X e OXPXL/d表I
權利要求
1.一種圖像形成設備，包括 能旋轉的圖像承載部件； 第一充電部件，用干與所述圖像承載部件接觸地使所述圖像承載部件充電； 第二充電部件，被設置在所述第一充電部件的相對于所述圖像承載部件的旋轉方向的下游，用干與所述圖像承載部件接觸地使所述圖像承載部件充電； 施加裝置，用于將電壓施加到所述第一充電部件和所述第二充電部件； 檢測裝置，用于檢測經過所述第二充電部件的直流電流；以及控制器，用于在交流電壓和直流電壓被施加到所述第二充電部件而直流電壓被施加到所述第一充電部件時控制施加到所述第二充電部件的直流電壓以使得由所述檢測裝置檢測的所述直流電流的絕對值在預定的范圍之內。
2.根據權利要求I所述的圖像形成設備，其中經過所述第二充電部件的電流值Idc滿足下面的關系 Idc く 0. 22XVX e X e OXPXL/d 其中V表示所述圖像承載部件的在由所述第二充電部件充電之后的表面電勢，e表示所述圖像承載部件的相對介電常數(shù)，e 0表示真空中的空間介電常數(shù)，P表示所述圖像承載部件的外周速度，L表示所述圖像承載部件的縱向長度，并且d表示所述圖像承載部件的厚度。
全文摘要
本發(fā)明涉及圖像形成設備。該圖像形成設備包括能旋轉的圖像承載部件；第一充電部件，用于與所述圖像承載部件接觸地使所述圖像承載部件充電；第二充電部件，被設置在所述第一充電部件的相對于所述圖像承載部件的旋轉方向的下游，用于與所述圖像承載部件接觸地使所述圖像承載部件充電；施加裝置，用于將電壓施加到所述第一充電部件和所述第二充電部件；檢測裝置，用于檢測經過所述第二充電部件的DC電流；以及控制器，用于在AC電壓和DC電壓被施加到所述第二充電部件而DC電壓被施加到所述第一充電部件時控制施加到所述第二充電部件的DC電壓以使得由所述檢測裝置檢測的所述DC電流的絕對值在預定的范圍之內。
文檔編號G03G15/02GK102629090SQ201210023610
公開日2012年8月8日 申請日期2012年2月3日 優(yōu)先權日2011年2月3日
發(fā)明者羽野雅美 申請人:佳能株式會社