专利名称：图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有用带电辊使感光体表面带电的功能的图像形成装置，特别是涉及可以修正带电偏压的图像形成装置。
背景技术：
近年来，使用电子照相方式的图像形成装置的带电机构广泛采用具有可以抑制臭氧生成的特征的带电辊方式。该带电辊的电阻值因环境或使用期限而变化，所以为了给带电辊施加对应于该电阻变化的最合适的偏压，提出了根据检测带电电流的结果，确定输出偏压的方法。
可是，正确检测带电电流是非常困难的课题。因为特别是电阻值增大后的带电辊上的电流(带电电流)从施加偏压(带电偏压)后起，随时间的推移而发生变化，所以其检测结果根据检测该电流的时间点不同而不同，最坏的情况是不能输出适当的偏压。
为了解决这样的课题，例如在日本专利公开公报特开2004-205583号中公开了一种方法，即，施加偏压时多次循环检测流经带电构件的电流，在与前一次检测时的变化量小于某个阈值的情况下，开始图像形成动作。可是在该方法中，当带电辊的电阻值大幅度增大时，至所述变化量比阈值小、也就是电阻值达到稳定需要很长时间，存在有到图像形成动作开始之前的时间(所谓的成熟时间)非常长的问题。另一方面，还存在有在带电辊的寿命后半程，带电电流和感光鼓表面电位的关系与在寿命前半程中的关系不同，发生了变化，导致不能适当修正偏压的问题。对该现象可以说明如下。也就是，带电辊由于随使用量(使用期限)的增加，电阻值逐渐增加，相应施加的偏压也必须提高，随着其继续使用，到了寿命的后半程，偏压值变大到超过某个值，就开始产生向感光鼓的漏电的情况(但是，不会给感光鼓带来物理缺陷)。一旦成为这种状态，即使带电电流顺畅流动，感光鼓表面电位本身也不会升高到相应的程度。因此，即使检测带电电流后进行偏压修正，也不能得到所需要的表面电位。
发明内容
本发明的目的是提供一种即使在带电辊的电阻值等发生变化的情况下，也能够输出合适的带电偏压的图像形成装置。
本发明的图像形成装置，用带电辊使感光体的表面带有规定的电位，包括偏压施加部，在所述带电辊上施加带电偏压；电流检测部，检测在施加所述带电偏压时的带电电流；偏压修正部，进行所述带电偏压的修正；以及目标信息存储部，存储以所述感光体的表面带有所需要的表面电位时的带电电流值作为目标的目标带电电流值，其中，所述偏压修正部进行第一偏压修正运算和第二偏压修正运算，所述第一偏压修正运算，是对在所述偏压施加部施加规定的带电偏压时由所述电流检测部检测出的带电电流值、以及存储在所述目标信息存储部中的目标带电电流值进行比较，并根据该比较结果，修正所述规定的带电偏压，求出新的带电偏压的运算，所述第二偏压修正运算，是判定从所述第一偏压修正运算结果得到的被修正带电偏压是规定的第一水平还是比所述第一水平高的第二水平，在判定是第二水平的情况下，对应于所述被修正带电偏压，变更所述目标带电电流值，并根据该变更后的目标带电电流值，修正该被修正带电偏压，求出新的带电偏压的运算。
据此，由于进行第一偏压修正运算，对施加规定的带电偏压时的带电电流值与目标带电电流值进行比较，并根据该比较结果，修正该带电偏压，求出新的带电偏压(不是为了修正带电偏压而在达到某个条件为止不断执行收敛运算)，所以即使在带电辊的电阻值变化的情况下，到图像形成动作开始之前的时间也不会变长，可以输出适当的带电偏压。此外，由于还进行第二偏压修正运算，把第一水平作为可以得到所需要的带电偏压的带电电流和带电偏压的关系正常的水平，并且把比第一水平高的第二水平作为因带电辊恶化等引起带电电流和带电偏压的关系异常的水平等，判定被修正带电偏压是第一水平还是第二水平，在判定是第二水平的情况下，对应于被修正带电偏压，变更目标带电电流值，并根据该变更后的目标带电电流值，修正被修正带电偏压，求出新的带电偏压，所以已考虑到带电辊的寿命，也就是，即使在带电辊寿命的后半程，也可以输出适当的带电偏压。
在本发明的图像形成装置中，通过修正运算部变更目标带电电流值，使其对应于被修正带电偏压进行阶段性变化，所以在变更该目标带电电流值时的控制(运算)变得容易，进而可以有效地进行第二偏压修正运算。
在本发明的图像形成装置中，由修正运算部进行以存储在特性信息存储部中的、包含带电偏压和带电电流关系的第一偏压特性(Vdc-Idc特性)，或者包含带电偏压和鼓表面电位关系的第二偏压特性(Vdc-VO特性)中规定的拐点为判定界限时，被修正带电偏压是第一水平和第二水平中的哪个水平(是第一水平还是第二水平)的判定，在判定被修正带电偏压为第二水平的情况下，对应于被修正带电偏压，变更目标带电电流值，也就是，由于使用该第一偏压特性或者第二偏压特性中的拐点的信息，来判定是第一水平还是第二水平，所以根据该偏压特性，可以容易而且高精度地判定是否需要变更目标带电电流值，进而可以有效地而且高精度地进行第二偏压修正运算。
在本发明的图像形成装置中，由于在修正运算部的第二偏压修正运算中，是把使用式(Idcα(T)-Idc(m))*k计算出的偏压修正值加到被修正带电偏压上，求出新的带电偏压，所以使用简单的计算式就可以有效地进行第二偏压修正运算。
此外，在本发明的图像形成装置中，由于感光鼓是采用高耐久性的a-Si鼓，加上还通过第一和第二偏压修正运算进行偏压修正，所以可以提供长时间保持良好的图像形成动作(稳定性)的打印机。
图1是简要表示本发明的实施方式所涉及的图像形成装置(打印机)内部结构的剖视图。
图2是简要表示图1所示的打印机的图像形成部的局部放大图。
图3是表示图1所示的打印机电结构的一个例子的框图。
图4是有关本实施方式所涉及的带电偏压修正动作的一个例子的流程图。
图5是表示包含带电偏压Vdc和带电电流Idc关系的Vdc-Idc特性的一个例子的曲线图。
图6是表示包含带电偏压Vdc和目标电流Idc(T)关系的变更信息(变换特性)的一个例子的曲线图。
图7是表示包含带电偏压Vdc和鼓表面电位VO关系的Vdc-VO特性的一个例子的曲线图。
图8是表示在进行带电偏压修正的情况下和不进行带电偏压修正的情况下，感光鼓表面电位变化的一个例子的曲线图。
具体实施例方式 图1是简要表示本发明的实施方式所涉及的图像形成装置内部结构的剖视图。本发明所涉及的图像形成装置以通过电子照相方式使用调色剂进行静电潜影显影的复合机、打印机或传真机等为对象。在本实施方式中，以打印机1作为该图像形成装置的例子进行说明。打印机1在打印机主体10内设有图像形成部2。如该图所示，图像形成部2进行对纸的图像形成，它具有感光鼓3、配置在感光鼓3周围的带电部4、曝光部5、显影部6、转印部7以及清洁部8。
图2是简要表示图像形成部2的局部放大图。感光鼓3是沿图中所示的箭头方向可以转动地被支撑的像载体，本实施方式采用由非晶态硅(Amorphous Silicon，a-Si)制成的感光鼓(a-Si鼓)。该a-Si鼓通过在规定的鼓形体(圆筒体)表面利用蒸镀等方法形成非晶态硅膜。该非晶态硅膜具有膜表面硬度非常高的特性，因此成为耐久性(耐环境性)高的感光体。此外，本实施方式中采用的感光鼓3的鼓直径约为30mm，并以约310mm/sec的速度(线速度；圆周速度)旋转。
带电部4使感光鼓3表面(鼓表面)以规定的电位、例如约+250V均匀带电。带电部4具有与感光鼓3相对配置的带电辊41，并以使该带电辊41按压感光鼓3的状态进行带电。带电辊41是在例如规定的金属芯轴上形成由表氯醇橡胶(Epichlorhydrin rubber)等离子导电材料(具有半导电特性的材料)制成的弹性层，使辊径达到例如约12mm。此外，该表氯醇橡胶的表面粗糙度Rz例如约为10μm。
可是，如上所述，通常带电辊41使用离子导电材料，所以，根据环境(温度或湿度)或使用期限(经过的时间)其电阻值会变动。特别是随带电辊41的继续使用(累积使用时间变长)，其电阻值也增大，到了寿命的后半程，就会出现即使流过规定的带电电流，也不能升高到与之对应的应该得到的表面电位水平的情况。因此，在该带电辊41寿命的后半程，即使检测带电电流后，根据该带电电流进行偏压修正，也不能使鼓表面带有所需要的表面电位。所以在本实施方式中，在考虑带电辊41的电阻值变化，还考虑带电辊41继续被使用情况下(在寿命后半程)出现的该问题，来进行带电偏压(Vdc)的修正，以得到所需要的表面电位。关于该带电偏压的修正将在后面详细叙述。
曝光部5是用激光束使感光鼓3曝光的所谓激光扫描单元。曝光部5根据从后面叙述的图像数据存储部40等发送来的图像数据，通过把由激光二极管输出的激光束L向鼓表面照射，在鼓表面上形成静电潜影。此外，图2所示的曝光部5是图1中的曝光部5的简略表示。
显影部6使调色剂附着在形成于鼓表面的静电潜影上，以此使图像显影。显影部6具有与感光鼓3非接触相对配置的显影辊61、贮存调色剂的调色剂贮存部62、以及限制刮板63(麦穗切割板)等。限制刮板63将从调色剂贮存部62向显影辊61提供的调色剂量限制为合适的量。具体地说，对于以所谓的麦穗竖起状态(磁刷状态)附着在显影辊61的套筒(图中省略)表面上的调色剂，像切麦穗那样切割该调色剂，也就是对层厚进行限制，把其附着量调整到一定量。利用调整该附着量，在套筒上形成层厚大体相同的调色剂薄层。
转印部7把调色剂像转印到纸上。具体地说，转印部7具有与感光鼓3相对配置的转印辊71，在把沿符号A所示的箭头方向输送来的纸P(转印材料)用转印辊71抵压在感光鼓3上的状态下，把在鼓表面上显影的调色剂像转印到纸P上。
清洁部8具有清洁刮板81等，清扫在所述转印部7转印结束后残留在鼓表面上的调色剂(转印残留调色剂)。清洁刮板81例如其端部与鼓表面压力接触，以此机械地去除鼓表面上的残留调色剂。此外，在清洁部8等中也可以具有电荷去除部(擦除光源)(图中省略)，用LED光等的电荷去除用光线除去感光体表面的电荷，也就是消除残留的电位(电荷)。
此外，打印机1具有向图像形成部2(感光鼓3)供纸的供纸部9、以及对转印到纸上的调色剂像进行定影的定影部11。供纸部9包括装有各种尺寸纸的供纸盒91、用于把装入的纸取出的搓纸辊92、作为运送纸的路径的运送通道93、以及在运送通道93中输送纸的运送辊94等，把从供纸盒91一张张送出来的纸，向转印辊71和感光鼓3的夹缝部运送。供纸部9把转印了调色剂像的纸(所述纸P)，经过运送通道95向定影部11运送，再把在定影部11进行定影处理后的纸，通过运送辊96和排出辊97运送到设置在打印机主体10上部的出纸盘12上。
定影部11包括热辊11a和压辊11b，利用热辊11a的热量使纸上的调色剂溶化，利用压辊11b施加压力，使调色剂像定影在纸上。
图3是表示打印机1的电结构的一个例子的框图。如该图所示，打印机1具有网络I/F(接口)部30、图像数据存储部40、操作面板部50、记录部60、以及控制部100等。网络I/F部30控制通过LAN等网络与所连接的PC等信息处理装置(外部设备)之间的各种数据的接收和发送。图像数据存储部40临时存储通过网络I/F部30从PC等发送来的图像数据。操作面板部50设置在打印机1的前部等，起到作为用户输入各种指示信息(命令)的输入键的功能，或显示规定的信息。记录部60包括所述图像形成部2、供纸部9、以及定影部11，根据存储在图像数据存储部40等中的图像数据，在纸上进行图像信息的记录(打印)。
控制部100包括存储打印机1的控制程序等的ROM(只读存储器)、临时保存数据的RAM(随机存取存储器)、以及从ROM中读出并执行所述控制程序等的微型计算机等，根据在操作面板部50等中输入的指定的指示信息、或来自设置在打印机1各部位的各种传感器的检测信号，对装置总体进行控制。控制部100具有带电偏压施加部101、带电电流检测部102、修正运算部103、比较信息存储部104、特性信息存储部105以及变更信息存储部106。
带电偏压施加部101对带电辊41施加带电偏压Vdc(进行带电偏压的施加控制)。符号Vdc表示带电电压的直流(DC)成分。该带电偏压Vdc可以仅是DC成分，也可以在其上叠加交流(AC)成分。但是，鼓表面的带电电位本身由偏压的直流成分(DC偏压)Vdc确定。
带电电流检测部102检测在由带电偏压施加部101在带电辊41上施加了带电偏压Vdc时的带电电流(DC电流)Idc。可以在带电辊41一侧检测该带电电流Idc，也就是，例如检测流经带电辊41的带电电流，也可以在感光鼓3一侧进行检测，也就是，例如检测从带电辊41流向鼓表面的带电电流。此外，之所以不直接检测感光鼓3的表面电位，而是检测带电电流，是因为测量表面电位的装置一般成本高，此外，为此还需要设置空间，装置会变得大型化，所以要避免直接检测感光鼓3的表面电位。
修正运算部103进行修正带电偏压Vdc的修正运算(偏压修正处理)，进行下面的第一偏压修正运算和第二偏压修正运算。
第一偏压修正运算 修正运算部103，作为第一偏压修正运算，使用在由带电偏压施加部101在带电辊41上施加作为初始设定的带电偏压时、由带电电流检测部102检测出的带电电流Idc、以及后面叙述的目标电流Idc(T)的信息，对它们进行比较运算。然后，对带电电流Idc的电流值(电流值Idc)和目标电流Idc(T)的电流值(电流值Idc(T))的差乘上修正系数k(关于该修正系数“k”在后面进行说明)，得到偏压修正值，通过把该偏压修正值加(on)到所述初始设定的带电偏压Vdc上，计算出新的带电偏压，也就是计算出对带电偏压进行修正后得到的被修正带电偏压。修正运算部103把该被修正带电偏压的信息输出到带电偏压施加部101。
此外，在本实施方式中，如后面叙述的流程图所示，修正运算部103对所述计算仅循环一次，但也可以多次循环(循环次数越多，修正精度越高)。但是，如果循环次数过多，到图像形成动作开始之前的时间变长，在多次循环的情况下，优选的是，规定适当的循环次数，例如设定为2、3次左右的次数。该循环次数可以是作为预先确定的值(固定值)而设定的次数，也可以是例如根据修正带电偏压的变化程度(例如修正前和修正后的带电偏压的差)达到规定水平时，使该循环运算结束的次数(即使在这种情况下，规定水平被设定为不使循环次数变多的的、几次就结束的次数的水平)。
下面对在多次循环运算情况下的、针对所述第一次运算的第二次运算进行具体地说明。在这种情况下，检测在把第一次运算得到的被修正带电偏压由带电偏压施加部101施加到带电辊41上时，由带电电流检测部102检测的带电电流Idc，与以上所述相同，对该检测的带电电流Idc和目标电流Idc(T)的差乘以修正系数k得到的偏压修正值，并将其加到该被修正带电偏压上，再计算出新的带电偏压(该被修正带电偏压的信息也同样向带电偏压施加部101输出)。这样修正运算部103进行规定次数的循环运算，即循环进行从带电电流值(Idc)和比较值(Idc(T))求出修正值(偏压修正值)，使用该修正值修正带电偏压，设定新的带电偏压，并把该带电偏压赋予带电偏压施加部101的过程。
这样的循环运算可以说是把用下述式(1)计算出的第n个偏压修正值，加到第n个带电偏压上，求出第n+1个带电偏压的运算。
(Idc(T)-Idc(n))*k……(1) 其中，符号“*”表示乘号(以后相同)，“n”表示循环次数的第n次(n为自然数)，Idc(n)表示第n个带电电流。符号“k”是所述修正系数。
此外，作为所述初始设定的带电偏压的信息例如存储在修正运算部103或带电偏压施加部101中。所述修正系数k的信息例如存储在修正运算部103中。此外，在以上所述中为了求出新的带电偏压，把偏压修正值加算到带电偏压上，而所述加算也包括“减去”(也就是加上负值)的含义。实际中由于带电偏压降低，为了填补该降低的部分，使偏压修正值升高。此外，偏压修正值可以根据式(1)以外的式子求出，还可以用规定的变换表通过数据变换等求出。用该偏压修正值修正带电偏压的计算方法也可以用所述加减法以外(例如乘法或除法)的方法。
第二偏压修正运算 修正运算部103，作为第二偏压修正计算，在所述第一偏压修正运算后的带电偏压的电压值达到带电偏压-带电电流特性(Vdc-Idc特性)中的某个曲率开始变化电压以上的值的情况下，对在所述第一偏压修正运算中所用的目标电流Idc(T)进行修正，并使用该修正后的目标电流(称为Idcα(T))进行带电偏压的修正(再修正)。下面对该修正进行详细叙述。
图5是表示带电偏压Vdc和带电电流Idc的关系的所述Vdc-Idc特性的一个例子，曲线图的纵轴为带电电流Idc(μA)，横轴为带电偏压Vdc(V)。该Vdc-Idc特性是由感光鼓3(感光体)的原始膜厚决定的特性，在此，用201、202分别表示原始膜厚例如约为15μm或约为20μm的a-Si鼓的Vdc-Idc特性。如图5所示，Vdc-Idc特性201、202当带电偏压Vdc的值(电压值)达到某个值以上，特性曲线就发生曲率变化(弯曲)。换句话说，Vdc-Idc特性201、202分别从用符号203和符号204所示的点(称为拐点203、204)的位置附近开始，其曲线斜率以指数形式增加。把在该拐点203、204上曲线的曲率开始变化的电压值(带电偏压Vdc)表示为“曲率开始变化电压”。此外，设小于该拐点的电压值的电压水平范围为第一水平，设比该第一水平高的、在该拐点以上的电压水平范围为第二水平。
例如在使用膜厚为15μm的a-Si鼓的情况下，也就是Vdc-Idc特性201的情况下，曲率开始变化电压例如约为600V，带电偏压Vdc一旦在该600V以上，特性的斜率就开始变化(尽管在600V之前特性也稍有变化，但把该变化作为误差处理)。这样，一旦进入到特性变化区域，对应于某个大小的带电偏压的带电电流值，就变得比从当前的带电偏压和带电电流的关系推断的值大。换句话说，把当前的目标电流Idc(T)作为目标，将带电电流值设定成接近该值的值，其所得到的带电偏压值就低于对应该带电电流值(目标电流值)而应该得到的带电偏压值。为此，在带电偏压变成Vdc-Idc特性的拐点以上(在此为600V以上)的值的情况下，需要变更目标电流Idc(T)的值，具体地说必须提高目标电流Idc(T)的值。从这个意义可以说，该曲率开始变化电压是变更(修正)目标电流Idc(T)的所谓触发带电偏压值。
此外，膜厚越厚所述曲率开始变化电压就越高。严格地说a-Si鼓由多层构成，各层的层厚分别影响曲率开始变化电压，所以层数越多曲率开始变化电压就越高。因此，如图5所示，在膜厚为大于15μm的20μm的情况下，在Vdc-Idc特性202中，曲率开始变化电压比600V大，例如约为700V。
考虑所述情况，修正运算部103在第一偏压修正运算后的带电偏压(此后可称为修正后带电偏压)达到曲率开始变化电压以上的情况下，根据该带电偏压的大小，变更目标电流Idc(T)的值，并用该变更后的目标电流Idc(T)进行带电偏压的偏压修正。作为实际的动作，修正运算部103利用所述Vdc-Idc特性的信息，判定由第一偏压修正运算而计算出的带电偏压(例如后面叙述的Vdc(B))是处于所述第一水平还是第二水平，也就是，判定带电偏压Vdc(B)是否是曲率开始变化电压以上(或小于)的电压值，如果是曲率开始变化电压以上的电压值(第二水平)，例如用下面的图6所示的变更信息，把当前的目标电流Idc(T)值变更为对应于该修正后带电偏压的带电电流值，设定新的目标电流Idcα(T)。然后，根据该目标电流Idcα(T)，进行带电偏压的再修正。此外，所谓该带电偏压的再修正，就是例如根据以下的式(2)再计算出偏压修正值，并把该偏压修正值加到修正后带电偏压，求出新的带电偏压。所述式(2)是把所述式(1)中的第一项的Idc(T)置换成Idcα(T)的式。
(Idcα(T)-Idc(m))*k……(2) 其中，Idc(m)表示在施加了进行第一偏压修正运算中的第m次循环运算后得到的被修正带电偏压Vdc时检测出的带电电流值。在本实施方式中，Idc(m)是在施加了仅执行一次循环运算(m＝1)(仅执行第一次循环运算)的情况下得到的带电偏压(后面叙述的Vdc(B))时检测出的带电电流值(后面叙述的Idc(B))。
图6是在对应于修正后带电偏压Vdc把当前的目标电流Idc(T)变更成新的目标电流Idcα(T)时使用的、包含该修正后带电偏压Vdc和目标电流Idc(T)(相当于目标电流Idcα(T))的对应关系的变更信息。该变更信息在此是对应使用所述Vdc-Idc特性201时的情况，例如是用纵轴为目标电流Idc(T)(μA)、横轴为修正后带电偏压Vdc(V)的变换特性曲线表示的信息。在该变换特性曲线中，目标电流Idc(T)相对于修正后带电偏压Vdc所谓阶段性的(阶梯形)增加。修正运算部103在修正后带电偏压Vdc值是曲率开始变化电压600V以上的值、例如是670V(650V以上、但小于700V的值)的情况下，从当前的例如80μA的目标电流值变更为用符号301表示的水平的目标电流值。此外，如果修正后带电偏压Vdc例如是730V(700V以上、但小于750V的值)，则变更为比符号301的水平高的、用符号302表示的水平的目标电流值。此后同样变更成对应于修正后带电偏压Vdc的目标电流值。
在所述图6所示的例子中，即使判定修正后带电偏压Vdc的值为600V以上，也不立即变更目标电流值的水平，在650V之前一直保持当前的目标电流值80μA，但也可以一旦到了600V以上，也就是在变成600V的时刻，就立即变更目标电流值的水平。
此外不限于此，也可以使该目标电流值变更水平的种类数、也就是变换特性曲线的段数，比图6所示的段数多或少。此外，在该变更中的目标电流值的增加幅度或增加率可以如图6所示是固定的，也可以是不固定的，也就是，例如可以随修正后带电偏压Vdc的值增加，使目标电流值的增加幅度变大。此外，关于目标电流值的增加，可以如图6所示数字性(阶段性)增加，也可以是模拟性(直线)增加。总之，可以采用多种变更信息(变换特性曲线)，只要可以对应修正后带电偏压Vdc变更目标电流Idc(T)即可。
此外，在判定是否要变更目标电流Idc(T)时，也可以采用图7所示的、表示带电偏压Vdc(V)和鼓表面电位VO(V)关系的带电偏压-表面电位特性(Vdc-VO特性401)，来替代所述图5所示的Vdc-Idc特性。在这种情况下，在Vdc-VO特性401中，也可以从带电偏压Vdc和鼓表面电位VO的比例关系不成立开始，例如当带电偏压Vdc变成600V以上的条件下，进行目标电流Idc(T)的变更。此外，在这种情况下，在Vdc-VO特性401中600V的电压值的点相当于所述拐点，此外，该600V的电压值相当于所述曲率开始变化电压。在Vdc-VO特性401的情况下，小于该拐点电压值的电压值范围相当于所述第一水平，拐点以上的电压值范围相当于第二水平。
比较信息存储部104存储与施加带电偏压时得到的带电电流进行比较的信息(比较值)。所谓该比较信息是通过预先测定等求出的、在鼓表面具有正常的表面电位(所述+250V)时的所述目标电流Idc(T)的信息，也就是，鼓表面带有所需要的表面电位时作为所谓目标值的所述目标电流Idc(T)的信息。此外，严密地说，每个感光鼓其感光体的带电电流-带电电压特性(I-V特性)互不相同，所以优选的是，在制造设备时针对各打印机的感光鼓分别测定目标电流Idc(T)，并进行存储。此外，实际上，不仅存储目标电流Idc(T)的信息，带有正常的表面电位(所述+250V)的电压值的信息也与该目标电流Idc(T)一起存储。
特性信息存储部105存储如所述图5所示的Vdc-Idc特性以及图7所示的Vdc-VO特性。变更信息存储部106存储如所述图6所示的变更信息(变换特性)。这些存储到特性信息存储部105和变更信息存储部106中的信息，由修正运算部103在第二偏压修正运算中适当读出后使用。
在此，对修正运算部103的第一偏压修正运算中的所述修正系数“k”进行说明。该修正系数k的值例如是从以下的式(1.1)导出的数值。
ΔV＝(ΔQ*d)/(ε*ε0*ΔS)……(1.1) 其中，符号“/”表示除号(以后相同)。
此外，ΔV表示表面电位的变化量，ΔQ表示电荷的变化量(也就是，ΔQ表示电流量)，d表示感光体厚度(感光体的膜厚)，S表示带电面积，ε表示感光体的介电常数，ε0表示真空介电常数。
其中，所述式(1.1)从式(1.3)导出，而式(1.3)是由下面的式(1.2)变化后得到。
Q＝C*V＝ε*ε0*(S/d)*V ……(1.2) V＝(Q*d)/(ε*ε0*S) ……(1.3) 在此，以具有某种性能的打印机(例如45张机)为例，例如把ΔQ＝1、d＝16μm、S＝(220*307)mm2、以及各介电常数代入所述式(1.1)，ΔV≈2。其中，S中的数值220表示带电辊的带电有效宽度为220mm，数值307表示该45张机的线速度为307mm/sec(感光体在1秒钟内的移动距离)。
由该代入的结果可见，每1μA电流的表面电位的变化约为2V。因此，在考虑所述式(1)的(Idc(T)-Idc(n))*k的情况下，在45张机中，检测出的带电电流(Idc(n))例如为75μA，例如比80μA的目标电流Idc(T)低5μA的话(Idc(T)-Idc(n)＝5μA)，则感光体的表面电位降低5*2＝10V，必须修正该10V的部分。
在另外的、例如30张机的情况下，线速度为178mm/sec，同样代入所述式(1.1)，ΔV≈4，感光体的表面电位降低5*4＝20V，必须修正该20V部分。总之，修正系数k是所述式(1.1)所示的ΔV(k＝ΔV)，其单位在本实施方式中为“V/μA”，此外，该k是根据感光体的移动速度(线速度)而变化的值。
图4是有关本实施方式的带电偏压修正动作的一个例子的流程图。首先，例如由用户从操作面板部50等输入指示，发出关于某个打印作业的打印开始指令(步骤S1)。带电偏压施加部101在对该打印作业实际进行图像形成动作之前，在带电辊41上施加带电偏压Vdc(A)。此外，带电电流检测部102检测在施加该带电偏压Vdc(A)时的带电电流Idc(A)(步骤S2)。其中，该带电偏压Vdc(A)是作为初始设定值的带电偏压。
然后，修正运算部103对在所述步骤S2中检测到的带电电流Idc(A)和预先存储在比较信息存储部104中的目标电流Idc(T)进行比较。具体地说，从Idc(T)中减去Idc(A)后，求出电流值的差(步骤S3)。然后，修正运算部103由(Idc(T)-Idc(A))*k(相当于所述式(1)的n＝1的情况)，计算出偏压修正值，并把该计算出的偏压修正值加(反映)到所述带电偏压Vdc(A)上，计算出带电偏压Vdc(B)，且把该带电偏压Vdc(B)的信息向带电偏压施加部101输出(步骤S4)。在本实施方式中，如上所述，只执行一次循环运算(仅进行第一次的循环运算)，得到作为第一偏压修正运算结果的该带电偏压Vdc(B)。
接着，修正运算部103作为第二偏压修正运算，读出存储在特性信息存储部105中的Vdc-Idc特性(或者Vdc-VO特性)的信息，根据该特性信息得到第一偏压修正运算结果的修正后带电偏压，也就是在所述步骤S4中得到的带电偏压Vdc(B)，以Vdc-Idc特性(或者Vdc-VO特性)的拐点为判定界限，判定Vdc(B)是第一水平还是比第一水平高的第二水平，也就是，判定Vdc(B)是否是曲率开始变化电压以上的电压值(步骤S5)。在判定不是曲率开始变化电压以上的电压值的情况下(在步骤S5中为“否”)，不进行目标电流Idc(T)的变更(不进行带电偏压的进一步修正)，转移到后面叙述的步骤S8的动作。在判定是曲率开始变化电压以上的电压值的情况下(在步骤S5中为“是”)，读出存储在变更信息存储部106中的变更信息，并根据该变更信息，把当前的目标电流Idc(T)的值变更(设定)成对应于该带电偏压Vdc(B)的新的目标电流Idcα(T)(步骤S6)。然后，修正运算部103利用该目标电流Idcα(T)，由(Idcα(T)-Idc(B))*k的所述式(2)计算出偏压修正值，并把该计算出的偏压修正值加到带电偏压Vdc(B)上，计算出新的带电偏压Vdc(C)，再把该带电偏压Vdc(C)的信息向带电偏压施加部101输出(步骤S7)。其中，Idc(B)例如是在该步骤S7中，由带电偏压施加部101把带电偏压Vdc(B)施加在带电辊41上时用带电电流检测部102检测的结果。
这样，通过第一偏压修正运算进行偏压修正，接近目标电流Idc(T)所能得到的带电偏压，而且通过考虑带电辊恶化影响的第二偏压修正运算，进行偏压修正，来确定用于实际中进行图像形成动作的最终的带电偏压值。据此，即使在带电辊的电阻值变化了的情况下，到图像形成动作开始之前的成熟时间也不会变长，可以输出适当的带电偏压，而且，即使在带电辊寿命的后半程，也能输出适当的带电偏压。
此后，对所述步骤S1中的打印作业执行图像形成处理(打印动作)(步骤S8)。例如该打印作业是进行100张的打印，设确定的带电偏压为Vdc(C)，从第1张到第100张分别把该带电偏压Vdc(C)施加在带电辊41上，依次进行打印(图像形成)。
在本流程图中，在步骤S8中从打印第一张开始就使用了由第二偏压修正运算得到的带电偏压Vdc(C)，但也可以第一张使用由第一偏压修正运算得到的带电偏压Vdc(B)进行打印，第二张以后才使该Vdc(C)反映出来。总之，只要是对应第一偏压修正运算后的带电偏压，变更目标电流Idc(T)，并根据该变更后的目标电流Idc(T)，再修正该修正后带电偏压的结构就可以，可以采用任何方法或时机使该再修正的带电偏压反映在实际的打印(图像形成处理)中。
此外，图8表示进行本实施方式的带电偏压修正的情况、以及不进行带电偏压修正的情况下的、感光鼓的表面电位变化的一个例子。纵轴表示表面电位VO(V)，横轴表示耐久性测试中的总打印张数(单位1000(k)张)。该图所示的表面电位变化特性601表示在用本实施方式中的所述式(1)进行循环运算的第一偏压修正运算后，进行变更目标电流Idc(T)的第二偏压修正运算的情况下的表面电位的变化。此外，表面电位变化特性602表示进行第一偏压修正运算后，不进行第二偏压修正运算的情况下，也就是把目标电流Idc(T)值固定的情况下的表面电位的变化。由此可以看出，在表面电位变化特性602中，从寿命(耐久性的寿命)的后半程开始，表面电位VO大幅度降低，而在表面电位变化特性601中，表面电位基本保持一定(表示表面电位保持性良好)。
如上所述，本发明的图像形成装置(打印机1)包括带电偏压施加部101(偏压施加部)，把带电偏压(Vdc)施加在带电辊41上；带电电流检测部102(电流检测部)，检测在施加了带电偏压时的带电电流(Idc)；修正运算部103(偏压修正部)，进行带电偏压修正；以及比较信息存储部104(目标信息存储部)，存储以感光体(感光鼓3)表面带有所需要的表面电位时的带电电流值作为目标的目标带电电流值(目标电流Idc(T))，其中，由修正运算部103进行对由带电偏压施加部101施加规定的带电偏压(作为初始设定值的带电偏压Vdc(A))时，由带电电流检测部102检测出的带电电流值(Idc(A))、与存储在比较信息存储部104中的目标带电电流值进行比较，并根据该比较结果，修正所述规定的带电偏压，求出新的带电偏压(Vdc(B))的第一偏压修正运算；并且还进行判定从第一偏压修正运算的结果得到的被修正带电偏压(Vdc(B))是规定的第一水平还是比第一水平高的第二水平，在判定是第二水平的情况下，对应于被修正带电偏压，变更目标带电电流值，并根据该变更后的目标带电电流值，修正该被修正带电偏压，求出新的带电偏压(Vdc(C))的第二偏压修正运算。
这样，由于进行第一偏压修正运算，对施加规定的带电偏压时的带电电流值与目标带电电流值进行比较，并根据该比较结果，修正该带电偏压，求出新的带电偏压(不是为了修正带电偏压而在达到某个条件为止不断执行收敛运算)，所以即使在带电辊41的电阻值变化的情况下，到图像形成动作开始之前的时间也不会变长，可以输出适当的带电偏压。此外，由于还进行第二偏压修正运算，把第一水平作为可以得到所需要的带电偏压的带电电流和带电偏压的关系正常的水平，并且把比第一水平高的第二水平作为因带电辊41恶化等引起带电电流和带电偏压的关系异常的水平等，判定被修正带电偏压(Vdc(B))是第一水平还是第二水平，在判定是第二水平的情况下，对应于被修正带电偏压，变更目标带电电流值，并根据该变更后的目标带电电流值，修正被修正带电偏压，求出新的带电偏压，所以已考虑到带电辊的寿命，也就是，即使在带电辊寿命的后半程，也可以输出适当的带电偏压。
此外，由于通过修正运算部103变更目标带电电流值(从目标电流Idc(T)变更为Idcα(T))，使其对应于被修正带电偏压(Vdc(B))进行阶段性变化，所以在变更该目标带电电流值时的控制(计算)变得容易，进而可以有效地进行第二偏压修正运算。
此外，由修正运算部103进行以存储在特性信息存储部105(特性信息存储部)中的、包含带电偏压和带电电流关系的第一偏压特性(Vdc-Idc特性201或202)，或者包含带电偏压和鼓表面电位关系的第二偏压特性(Vdc-VO特性401)中规定的拐点为判定界限时，判定被修正带电偏压是第一水平和第二水平中的哪个水平(是第一水平还是第二水平)的判定，在判定被修正带电偏压为第二水平的情况下，对应于被修正带电偏压，变更目标带电电流值，也就是，由于使用该第一偏压特性或者第二偏压特性中的拐点的信息，来判定是第一水平还是第二水平，所以根据该偏压特性，可以容易而且高精度地判定是否需要变更目标带电电流值，进而可以有效地而且高精度地进行第二偏压修正运算。
此外，由于在修正运算部103的第二偏压修正运算中，是把使用所述式(2)计算出的偏压修正值加到被修正带电偏压(Vdc(B))上，求出新的带电偏压(Vdc(C))，所以使用简单的计算式就可以有效地进行第二偏压修正运算。
此外，由于感光鼓3是采用高耐久性的a-Si鼓，加上还通过第一和第二偏压修正运算进行偏压修正，所以可以提供长时间保持良好的图像形成动作(稳定性)的打印机1。
此外，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可以对各种构成进行追加、或变更。例如，打印机1不限于图1所示的进行黑白打印的结构，也可以是进行彩色打印的结构(彩色打印机)。
权利要求
1.一种图像形成装置，用带电辊使感光体的表面带有规定的电位，其特征在于包括
偏压施加部，在所述带电辊上施加带电偏压；
电流检测部，检测在施加所述带电偏压时的带电电流；
偏压修正部，进行所述带电偏压的修正；以及
目标信息存储部，存储将所述感光体的表面带有所需要的表面电位时的带电电流值作为目标的目标带电电流值，
其中，所述偏压修正部进行第一偏压修正运算和第二偏压修正运算，
所述第一偏压修正运算，是对在所述偏压施加部施加规定的带电偏压时由所述电流检测部检测出的带电电流值和存储在所述目标信息存储部中的目标带电电流值进行比较，并根据该比较结果，修正所述规定的带电偏压，求出新的带电偏压的运算，
所述第二偏压修正运算，是判定从所述第一偏压修正运算结果得到的被修正带电偏压是规定的第一水平还是比所述第一水平高的第二水平，在判定是第二水平的情况下，对应于所述被修正带电偏压，变更所述目标带电电流值，并根据该变更后的目标带电电流值，修正该被修正带电偏压，求出新的带电偏压的运算。
2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，所述偏压修正部使所述目标带电电流值对应于所述被修正带电偏压阶梯式变化。
3.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于还包括
特性信息存储部，存储包含所述带电偏压和所述带电电流关系的第一偏压特性，或者存储包含所述带电偏压和所述感光体表面电位关系的第二偏压特性，
所述偏压修正部以所述第一偏压特性或者第二偏压特性中的规定的拐点为判定界限，判定所述被修正带电偏压是所述第一水平还是第二水平，
在判定所述被修正带电偏压是所述第二水平的情况下，对应于所述被修正带电偏压，变更目标带电电流值。
4.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，
所述偏压修正部在所述第二偏压修正运算中，把用下述式(a)计算出的偏压修正值，加到所述被修正带电偏压上，求出新的带电偏压，
(Idcα(T)-Idc(m))*k……(a)
其中，Idcα(T)表示所述被变更后的目标带电电流值，
此外，Idc(m)表示在由所述偏压施加部施加了所述被修正带电偏压时，由所述电流检测部检测出的带电电流值，“k”表示修正系数，符号“*”表示乘号。
5.根据权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，所述感光体是由非晶态硅制成的感光体。
全文摘要
本发明提供一种用带电辊使感光体的表面带有规定的电位的图像形成装置，包括偏压施加部、电流检测部、偏压修正部、以及目标信息存储部，其中，偏压修正部进行对在偏压施加部施加规定的带电偏压时由电流检测部检测出的带电电流值和存储在目标信息存储部中的目标带电电流值进行比较，并根据该比较结果，修正规定的带电偏压、求出新的带电偏压的第一偏压修正运算、和判定从第一偏压修正运算结果得到的被修正带电偏压是规定的第一水平还是比第一水平高的第二水平，在判定是第二水平的情况下，对应于被修正带电偏压，变更目标带电电流值，并根据该变更后的目标带电电流值，修正已得到的被修正带电偏压，求出新的带电偏压的第二偏压修正运算。
文档编号G03G15/00GK101097425SQ20071012312
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月27日 优先权日2006年6月29日
发明者宫地信希, 丸山佳彦 申请人:京瓷美达株式会社