专利名称：图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有利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，作为使用电子照相方式的图像形成装置的带电机构，广泛 采用具有抑制臭氧生成特征的带电辊方式。该带电辊根据环境或使用期 限不同，其电阻值会发生变化，所以为了给带电辊施加对应于该电阻变 化的最佳的偏压，提出了根据带电电流的检测结果确定输出偏压的方法。
但正确地检测出带电电流是非常难的课题。之所以这样说，是因为 特别是电阻值升高的带电辊中的电流(带电电流)从施加偏压(带电偏 压)开始起随时间的推移而变动，所以其检测结果根据检测该电流的时 间点不同而不同，最坏的情况是导致不能够输出适当的偏压。
为了解决该课题，例如日本专利公开公报特开2004 — 205583号中公 开了一种方法，即，多次循环检测施加偏压时流经带电构件的电流，当 与前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。但 在该方法中存在的问题是当带电辊的电阻值大幅度升高时，至所述变 化量小于阈值、即电阻值达到稳定需要很长时间，到图像形成动作开始 的时间(所谓成熟时间)会变得非常长。另一方面，还存在由于在带电 辊寿命后半程，带电电流与感光鼓的表面电位之间的关系同寿命前半程 时的关系不同，发生了变化，导致不能够适当地修正偏压的问题。对该 现象可以进行如下说明S卩，由于带电辊的电阻值随使用量(使用期限) 而渐渐升高，所以相应地施加的偏压也必须升高，但如果继续使用带电 辊到了寿命后半程，偏压值大到超过某个值，则开始发生向感光鼓漏电 的情况(但没有达到给感光鼓造成物理缺陷的程度)。 一旦成为这种状 态，即使带电电流流动正常，感光鼓的表面电位本身也不会升高到相应 程度。因此，即使想要检测出带电电流来进行偏压修正也得不到所需要
的表面电位。
发明内容
本发明的目的在于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，使用带电辊使感光体表面带有规定的电位， 包括偏压施加部，给所述带电辊施加带电偏压；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；目标信息存储部，存储将所述感光体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；以及使用量信息取得部，获 取关于所述带电辊使用量的使用量信息，其中，所述偏压修正部进行第 一偏压修正运算及第二偏压修正运算，所述第一偏压修正运算，是将在 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、与所述目标信息存储部中存储的目标带电电流值进行比较，并 根据该比较结果，进行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，是根据所述使用量信息取得部获取的使 用量信息，判定所述带电辊的使用量是规定的第一使用量，还是比该第 一使用量多的第二使用量，在判定是第二使用量的情况下，对应该带电 辊的使用量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，进行修正由所述第一偏压修正运算结果得到的被修正带电偏压、求 出新的带电偏压的运算。
根据此结构，由于进行将施加规定的带电偏压时的带电电流值与目 标带电电流值比较，并根据该比较结果修正该带电偏压、求出新的带电 偏压的第一偏压修正运算(不是为了修正带电偏压而不断执行收敛运算， 直到满足某个条件)，即使在带电辊的电阻值发生变化的情况下也不会 加长到图像形成动作开始之前的时间，可以输出合适的带电偏压。此外， 还进行把第一使用量作为可以得到所需要的带电偏压的带电电流与带电 偏压之间关系正常的使用量，并且把第二使用量作为因带电辊恶化等引 起的带电电流与带电偏压之间关系异常的使用量，判定带电辊的使用量 是第一使用量还是第二使用量，在判定是第二使用量的情况下，对应该 使用量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、求出新的带电偏压的第二偏压修正运算，所以考虑了 带电辊的寿命，即，即使在带电辊的寿命后半程，也可以输出适当的带 电偏压。
在本发明的图像形成装置中，修正运算部对应带电辊的使用量变更 目标带电电流值，使其阶梯式变化，所以变更该目标带电电流值时的控 制(运算)变得容易，进而可以高效地进行第二偏压修正运算。
在本发明的图像形成装置中，使用量信息取得部将对驱动带电辊的 时间进行累计的累计驱动时间作为使用量信息来获取(计量)，即，将 使用带电辊的累计驱动时间作为使用量信息，所以可以把用于判定带电 辊的使用量是第一使用量还是第二使用量的使用量信息，用累计驱动时 间这样简单的参数来处理，进而可以高效地进行第二偏压修正运算。
在本发明的图像形成装置中，使用量信息取得部将对打印的张数进 行累计的累计打印张数、或将对带电偏压施加部施加带电偏压的时间进 行累计的累计偏压施加时间作为使用量信息来获取，即，将使用累计打 印张数或累计偏压施加时间作为使用量信息，所以可以把用于判定带电 辊的使用量是第一使用量还是第二使用量的使用量信息，用累计打印张 数或累计偏压施加时间这样简单的参数来处理，进而可以高效地进行第 二偏压修正运算。
在本发 明的图像形成装置中，修正运算部在第二偏压修正运算中，
把使用式(Idca(T)— Idc (m))伞k计算出的偏压修正值加
算到被修正带电偏压上，求出新的带电偏压，所以利用简单的运算式就 可以高效地进行第二偏压修正运算。
在本发明的图像形成装置中，在通过更换检测传感器(或传感器部) 及控制部(或修正运算部)(更换检测部)检测到带电辊已更换为新的 带电辊的情况下，由所述使用量信息取得部将使用量信息重置为规定的 初始值，所以可以防止在实际中已更换新的带电辊却还继续使用更换前 的旧带电辊的使用量信息，即可以防止根据不正确的使用量信息执行第 二偏压修正运算的情况，进而能够高精度地进行带电偏压的修正。
此外，在本发明的图像形成装置中，由于感光鼓为高耐久性的a — S i鼓，加上通过第一及第二偏压修正运算进行偏压修正，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是简要表示本发明实施方式所涉及的图像形成装置(打印机) 的内部结构的剖视图。
图2是简要表示图l所示的打印机的图像形成部的局部放大图。
图3是表示图l所示的打印机的电结构的一个例子的框图。
图4是关于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是表示包含带电辊累计驱动时间与目标电流I d c (T)之间 关系的变更信息(变换特性)的一个例子的曲线图。
图6是表示进行带电偏压修正的情况与不进行带电偏压修正的情况 下的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是简要表示本发明实施方式的图像形成装置(打印机)的内部 结构的剖视图。本发明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 中例举打印机i作为该图像形成装置进行说明。打印机1在打印机主体 10内设置有图像形成部2。如该图所示，图像形成部2进行对纸的图像 形成，它包括感光鼓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为沿图中所 示的箭头方向可以转动地被支撑的像载体，本实施方式采用非晶态硅 (Amorphous Silicon, a — S i )制成的感光鼓(a — S i鼓)。该a 一S i鼓通过在规定的鼓状体(圆筒体)的表面利用蒸镀等方法形成非 晶态硅膜而构成。该非晶态硅膜具有膜表面硬度极高的特性，由此成为
高耐久性(耐环境性)的感光体。另外，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)转动。
带电部4使感光鼓3的表面(鼓表面)以规定的电位、例如约+ 250 V均匀带电。带电部4具有与感光鼓3相对配置的带电辊41，在把该带 电辊41向感光鼓3按压的状态下进行带电。带电辊41是例如在规定的 金属芯轴上形成表氯醇橡胶(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，使辊径达到例如约为12mm。另 外，该表氯醇橡胶的表面粗糙度R z例如约为m。
但是如上所述，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)，其电阻值会发生变动。特别是 随带电辊41的继续使用(累计使用时间变长)其电阻值也升高，到寿命 的后半程，会出现即使流过规定的带电电流，也不会升高到与之相应的 应该得到的表面电位水平的情形。因此，在该带电辊41的寿命后半程， 即使检测带电电流并根据该带电电流进行偏压修正，也不能使鼓表面以 所需要的表面电位带电。因此，在本实施方式中，考虑带电辊41的电阻 值变动、以及带电辊41继续被使用情况(在寿命后半程)下出现的该问 题，进行带电偏压(Vd c)的修正，以便能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是利用激光束对感光鼓3进行曝光的所谓激光扫描单元。 曝光部5通过根据从后述的图像数据存储部40等发送来的图像数据，通 过将由激光二极管输出的激光束L对鼓表面进行照射，在鼓表面上形成 静电潜影。另外，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包括与感光鼓3以非接触方式相对配置的显影辊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供给到显影辊61的调色剂量限制为合适 的量。具体说，对于在显影辊61的套筒(图中省略)的表面上以所谓麦 穗竖起状态(磁刷状态)附着的调色剂，像切麦穗那样切割该调色剂， 也就是限制层厚，将其附着量调整到一定量。通过调整该附着量，在套
筒上形成具有基本相同层厚的调色剂薄层。
转印部7把调色剂像转印到纸上。具体说，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所示的箭头方向运送来的纸P (转 印材料)通过转印辊71向感光鼓3抵压的状态下，将在鼓表面显影的调 色剂像转印到纸P上。
清洁部8具有清洁刮板81等，清除在所述转印部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，由此机械地除去鼓表面的残留调色剂。另外，清洁部8 等也可以具有电荷去除部(擦除光源)(图中省略)，通过LED光等 电荷去除用光线去除感光体表面的电荷，即去除残留电位(电荷)。
此外，打印机1具有向图像形成部2 (感光鼓3)进行供纸的供纸部 9、以及对转印到纸上的调色剂像进行定影的定影部ll。供纸部9包括 存放各种尺寸的纸的供纸盒91、用于取出所存放的纸的搓纸辊92、作为 运送纸的通道的运送通道93、以及输送运送通道93中的纸的运送辊94 等，从供纸盒91 一张张送出来的纸向转印辊71和感光鼓3之间的夹缝 部运送。供纸部9把转印有调色剂像的纸(所述纸P)经运送通道95运 送到定影部11，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运送到设置于打印机主体10上部的出纸盘12上。
定影部11包括热辊11 a及压辊11 b ，通过热辊11 a的热量使纸上 的调色剂溶化，通过压辊llb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l包括网络I / F (接口)部30、图像数据存储部40、操作面板 部50、记录部60、传感器部70、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 间的各种数据的发送和接收。图像数据存储部40临时存储通过网络I / F部30从P C等发送来的图像数据。操作面板部50设置在打印机1的 前部等处，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等中的图像数据对纸进行图像信息
的记录(打印)。传感器部70包括设置在打印机1各部位的各种传感器， 检测打印机1的各种动作或状态。
控制部100包括存储打印机1的控制程序等的R O M(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，并按照在操作面板部50等上所输入 的规定指示信息、或根据来自设置于打印机1的各部位的各种传感器(所 述传感器部70)的检测信号，进行装置总体控制。控制部100包括带 电偏压施加部IOI、带电电流检测部102、修正运算部103、比较信息存 储部104、变更信息存储部105、时间计量部106、以及张数计数部107。
带电偏压施加部101给带电辊41施加带电偏压Vd c (对带电偏压 的施加进行控制)。符号V d c表示带电电压的直流(DC)成分。该 带电偏压Vd c可以只有DC成分，也可以在DC成分上叠加交流(A C)成分。但鼓表面的带电电位本身由直流成分的偏压(DC偏压)V d c确定。
带电电流检测部102检测由带电偏压施加部101对带电辊41施加带 电偏压Vd c时的带电电流(DC电流)I d c。该带电电流I d c可 以在带电辊41一侧检测，即例如检测流经带电辊41的带电电流，也可 以在感光鼓3—侧检测，即例如检测从带电辊41流向鼓表面的带电电流。 另外，之所以不直接检测感光鼓3的表面电位而检测带电电流，是因为 测定表面电位的装置通常成本高，而且还需要设置空间，导致装置大型 化，所以回避直接检测感光鼓3的表面电位。
修正运算部103进行修正带电偏压V d c的修正运算(偏压修正处 理)，进行以下的第一偏压修正运算及第二偏压修正运算。
第一偏压修正运算
修正运算部103，作为第一偏压修正运算，利用在带电偏压施加部 101对带电辊41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I d c、和后述的目标电流I d c (T)的信息，对 它们进行比较运算。然后对带电电流I d c的电流值(电流值I d c) 与目标电流I d c (T)的电流值(电流值I d c (T))之差乘以修
正系数k (关于该修正系数"k"将在后面说明)得到偏压修正值，并
通过将该偏压修正值加算(on)到所述初始设定的带电偏压V d c上， 计算出新的带电偏压即对带电偏压修正后的被修正带电偏压。修正运算 部103将该被修正带电偏压的信息输出给带电偏压施加部101。
另外，在本实施方式中，如后述的流程图所示，修正运算部103只 循环进行一次所述运算，但也可以循环多次(循环次数越多修正精度越 高)。但，如果循环次数过多，则到图像形成动作开始的时间变长，所 以在多次循环的情况下，优选的是，设定为规定的适当的循环次数，例 如2到3次左右。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，也可以是例如根据带电偏压修正的变化情况(例如修正前和 修正后的带电偏压之差)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、几次就结束 的次数的水平)。
下面对在这种多次循环运算情况下的、针对所述第一次运算的第二 次运算进行具体说明。在这种情况下，检测在带电偏压施加部101将通 过第一次运算得到的被修正带电偏压施加给带电辊41时，由带电电流检 测部102检测出的带电电流I d c，与以上所述相同，对该检测出的带 电电流I d c与目标电流I d c (T)之差乘以修正系数k得到偏压修 正值，并将该偏压修正值加算到所述被修正带电偏压上，再计算出新的 带电偏压(该被修正带电偏压的信息也同样输出到带电偏压施加部101)。 这样，修正运算部103进行规定次数的循环运算，即循环进行将从带电 电流值(I d c )和比较值(I d c (T))求出修正值(偏压修正值)， 利用该修正值修正带电偏压，设定新的带电偏压，并将该带电偏压赋予 带电偏压施加部101的过程。
这样的循环运算可以说是将由下式(1)计算出的第n个偏压修正值 加算到第n个带电偏压上，求出第n+l个带电偏压的运算。
<formula>formula see original document page 11</formula>其中，符号"*"为乘号(以下相同)，"n"为循环次数的第n次 (n为自然数)，I d c (n)表示第n个带电电流。符号"k"为所
述修正系数。
另外，作为所述初始设定的带电偏压信息，例如存储在修正运算部
103或带电偏压施加部101中。此外，所述修正系数k的信息例如存储在 修正运算部103中。另外在以上所述中，为了求得新的带电偏压而将偏 压修正值"加算"到带电偏压，但这种加算也包含"减算"(即加上负 值)的意思。实际中由于带电偏压降低，为了填补该降低部分而使偏压 修正值升高。此外，偏压修正值也可以根据式(1)以外的式子求出，还 可以使用规定的变换表、通过数据变换等求出。利用该偏压修正值修正 带电偏压的运算方法还可以是所述加法或减法以外的算法(例如乘法或 除法)。
第二偏压修正运算
修正运算部103，作为第二偏压修正运算，当带电辊41的使用量达 到某个值以上时，对在所述第一偏压修正运算中使用的目标电流I d c (T)进行修正，并使用该修正的目标电流(设为I d c a; (T))来 修正带电偏压(再修正)。
图5表示在根据带电辊41的使用量将当前的目标电流I d c (T) 变更为新的目标电流I d c a (T)时所使用的变更信息。该变更信息 为包含带电辊41的累计驱动时间(以下会适当将带电辊41的累计驱动 时间简单表示为"累计驱动时间")与目标电流I d c (T)(相当于 目标电流I d ca (T))之间的对应关系的、即用例如纵轴为目标电 流I d c ( T ) ( u A )、横轴为累计驱动时间(h ， hour,小时)的 变换特性曲线表示的信息。在该变换特性曲线中，相对于累计驱动时间， 目标电流I d c (T)呈阶段性的(阶梯状)增加。另外，在本实施方 式中将该累计驱动时间作为表示带电辊41使用量的指标(参数)处理。 此外，该累计驱动时间的信息为关于带电辊41使用量的使用量信息。
修正运算部103根据所述变更信息判定带电辊41的使用量为第一使 用量还是比该第一使用量多的第二使用量。S卩，判定累计驱动时间例如 是否在用该图的符号201表示的时间(例如4500h )以上。用该符号201 表示的时间，在用于确定是否成为将目标电流I d c (T)更新为目标 电流I d c a (T)的阈值的累计驱动时间的意义上，称为"阈值时间"。
此外，未达到该阈值时间的累计驱动时间范围(在图5中从Oh到用符号 201表示的4500h (未达到)的范围)为所述第一使用量，该阈值时间 以上的累计驱动时间范围(4500h以上的范围)为所述第二使用量。另 夕卜，该阈值时间可以说是用于使目标电流I d c (T)变化(修正)的 所谓触发信息。
修正运算部103，在判定累计驱动时间为所述阈值时间以上的时间 (第二使用量)的情况下，将当前的目标电流I d c (T)值变更为与 该累计驱动时间对应的带电电流值，来设定新的目标电流I d ca(T)。 与该累计驱动时间相对应的目标电流I d c (T)的变更，具体说，是 当累计驱动时间达到阈值时间以上、例如为5000h (例如在阈值时间以 上、但未达到6000h)的情况下，将当前的例如80y A的目标电流值变 更为用符号202表示的水平的目标电流值。此外，如果累计驱动时间的 值例如为7000h (例如6000h以上，但不到7500h)，则变更为比用符 号202表示的水平还高的、用符号203表示的目标电流值。以下同样地 变更为与累计驱动时间相对应的目标电流值。
在如所述图5所示的例子中将阈值时间设定在4500h的位置，但也 可以设定该时间以外的时间。该阈值时间设定为对进行目标电流I d c (T)的变更(带电偏压的修正)适当的值。换言之，使阈值时间对应 带电辊41的寿命来确定适当的值，即，在第一使用量的范围内(寿命前 半程)，由于带电辊41没有恶化，所以不需要变更目标电流I d c (T)， 但在第二使用量的范围内(寿命后半程)，由于带电辊41不断恶化，所 以必须变更目标电流I d c (T)，将此作为判定界限来确定适当的值。 此外，当累计驱动时间达到4500h以上，即在达到4500h的时间点立即 将目标电流值的水平变更为用符号202表示的水平，但也可以是即使判 定累计驱动时间达到4500h以上，也不立即变更目标电流值的水平，例 如达到5000h为止，还保持目前的目标电流值80u A。
此外不限于此，变更该目标电流值水平的种类数即变换特性曲线的 阶梯数量，可以比如图5所示的数量多或少。此外，该变更中的目标电 流值的增加幅度或增加率，可以如图5所示是固定的，也可以是不固定 的，即例如可以为随着累计驱动时间的值增加，目标电流值的增加幅度
也增大。此外，关于目标电流值的增加，可以如图5所示呈数字性(阶 梯式)增加，也可以呈模拟性(直线)增加。总之，可以采用多种变更 信息(变换特性曲线)，只要能对应累计驱动时间变更目标电流I d C (T)即可。
另外，在所述目标电流I d c (T)的变更中，之所以使目标电流 I d c (T)对应于累计驱动时间而增加，是因为在实际中，若带电辊 41不断被使用，到了寿命后半程，则对应于某个大小的带电偏压的带电 电流值，就会变得比按照到当前的带电偏压与带电电流之间的关系推定 的值大。换言之，以到当前的目标电流I d c (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，比对应该带电电 流值(目标电流值)而应该得到的带电偏压值低。
然后，修正运算部103根据如上变更的目标电流I d c a (T)进 行带电偏压的再修正。所谓该带电偏压的再修正是指，例如由将所述式 (1)中的第一項I d c ( T )置换为Idea ( T )的下面的式(2)， 再计算出偏压修正值，将该偏压修正值加算到所述第一偏压修正运算后 的被修正带电偏压上，求出新的带电偏压。
<formula>formula see original document page 14</formula>…(2)
其中，I d c (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V d c时检测出的带电电流值。在 本实施方式中，I d c (m)为使用只执行一次循环运算(m = l)(只 执行第一次的循环运算)情况下得到的带电偏压(后述的Vd c (B)) 进行施加时检测出的带电电流值(后述的I d c (B))。
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)。该比较信息指通过预先测定等求出的、鼓表面具 有正常表面电位(所述+ 250V)时、即鼓表面以所需要的表面电位被带 电时成为所谓目标值的目标电流I d c (T)的信息。另外，严密地说， 每个感光鼓其感光体的带电电流一带电电压特性(I 一V特性)互不相 同，因此优选在制造设备时，分别针对各打印机的感光鼓测定目标电流 I d c (T)，并进行存储。此外，实际中并不只是存储目标电流I d
C (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I d c (T) —起存储。
变更信息存储部105存储如所述图5表示的变更信息(变换特性)。 在变更信息存储部105中存储的信息通过修正运算部103在第二偏压修 正运算时被适时读出并使用。
时间计量部106通过内部时钟等计量带电辊41的累计驱动时间。该 累计驱动时间是从现在的带电辊41被开始使用起计算的、对带电辊41 的驱动时间进行所谓软合计(由控制部的软件进行合计)的总驱动时间。 此外，带电辊41的驱动时间在此表示带电部4或包括带电部4构成的例 如鼓单元(由感光鼓3、带电部4及清洁部8等构成的单元；图中省略) 被接通、即被通电的时间(该时间也可以等于打印机1的电源被接通期 间的时间)。
时间计量部106，在带电辊41例如在其寿命中途被更换成新的带电 辊的情况下(实际中将包括带电辊41的当前的鼓单元更换为新的鼓单元 的情况下)，将该累.计驱动时间(及后述的累计偏压施加时间)重置为 初始值、例如零小时。而关于是否将该带电辊41或鼓单元更换为新品， 可以通过例如设置在鼓单元及/或打印机主体IO的鼓单元安装部位等处 的规定的传感器(称为更换检测传感器)进行检测，根据该传感器所检 测的检测信息，由控制部100或修正运算部103进行判定。时间计量部 106接收该判定结果，对该累计驱动时间进行重置。此外，该更换检测传 感器包含在所述传感器部70中。
另外，时间计量部106也可以计量由带电偏压施加部101给带电辊 41施加带电偏压的时间的合计值即累计偏压施加时间，来作为有关所述 带电辊41的使用量的使用量信息。在这种情况下，与所述累计驱动时间 的情况一样，修正运算部103将相当于累计偏压施加时间中的所述阈值 时间的规定时间(表述为阈值偏压时间)作为判定界线，判定带电辊41 的使用量为第一使用量，还是比该第一使用量多的第二使用量。而且这 种情况下的变更信息是将所述图5的曲线的横轴作为累计偏压施加时间 (h)的信息。此外，累计偏压施加时间为表示实际给带电辊41施加带 电偏压、即带电辊41实际被使用的时间的参数，可以比所述累计驱动时
间更正确地表示带电辊41的使用量。
张数计数部107对打印的张数进行计数。张数计数部107可以每当 一张的打印动作结束、例如每当转印部7的转印动作结束，就对此计数， 统计打印张数。此外，也可以在运送通道93或95中安装光耦合器等光 学传感器，通过检测纸通过了该光学传感器的位置来对它进行计数。当 然，也可以用机械的开关检测纸的通过。这些光学传感器或机械的开关 都包含在所述传感器部70中。
在这种结构中，张数计数部107也可以对作为有关所述带电辊41使 用量的使用量信息的累计打印张数进行计数(可以代替所述累计驱动时 间或累计偏压施加时间，将累计打印张数作为使用量信息)。其中，累 计打印张数为从现在的带电辊41被开始使用起计算的总打印张数。该累 计打印张数的信息存储在例如张数计数部107中。在这种情况下，修正 运算部103也将相当于累计打印张数中所述阈值时间的规定张数(表述 为阈值张数)作为判定界线，判定带电辊41的使用量为第一使用量，还 是比该第一使用量多的第二使用量。而且这种情况下的变更信息是将所 述图5的曲线的横轴作为累计打印张数(张)的信息。另外，与以上所 述相同，张数计数部107在带电辊41或鼓单元更换为新品的情况下，将 累计打印张数重置为初始值，例如零张。
在所述说明中，作为有关带电辊41的使用量的使用量信息，例举了 累计驱动时间、累计偏压施加时间或累计打印张数，但不限于此，可以 采用各种使用量信息。与此相应，说明的是打印机1具有时间计量部106 及张数计数部107的结构，但也可以是只具有其中一个的结构。
下面对修正运算部103进行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的值是例如从以下的式(1. 1)导出的 数值。
△ V= (AQ*d) / (e*e0*AS) …(1. 1) 其中，符号"/ "表示除号(以后相同)。
此外，A V表示表面电位的变化量，A Q表示电荷的变化量(即A Q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，e表示感光体的介电常数、￡()表示真空介电常数。
其中，所述式(l. 1)由对以下的式(l. 2)进行变形得到的式(1. 3)导出。
Q 二 C*V = e * e 0* ( S / d ) *V…(1. 2)
V= ( Q*d ) / ( e * e 0*S ) …(1. 3)
此处以具有某种性能的打印机(例如45张机)为例，例如如果将A Q=l、 d二16^m、 S= (220*307) mm2、及各介电常数代入所述式
(1. 1)中，得出AV^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 / s e c
(感光体在l秒钟内的移动距离)。
由该代入结果可见，每1P A电流表面电位变化约为2V。因此，在 考虑所述式(1)的(I d c (T) — I d c (n))伞k的情况下，在 45张机中，如果所检测的带电电流(I d c (n))为例如75wA，比 例如80 y A的目标电流Idc(T)低5ixA(Idc(T)—Idc(n) 二5uA)，则感光体的表面电位就降低5*2=10V，必须修正该10V部 分。
在其他例如30张机的情况下，线速度为178mm/ s e c，同样代入 所述式(1. 1)中，得出AV"4，感光体的表面电位降低5木4二20V， 必须修正该20V部分。总之，修正系数k为所述式(1. 1)所示的AV (k = A V)，其单位在本实施方式中为"V / y A",此外，该k为 根据感光体的移动速度(线速度)而变化的值。
图4为关于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，例如根据由用户从操作面板部50等输入的指示，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IOI在进行对该打 印作业的实际的图像形成动作之前，给带电辊41施加带电偏压Vd c (A)。此外，带电电流检测部102检测在施加该带电偏压V d c (A) 时的带电电流I d c (A)(步骤S2)。其中，该带电偏压Vd c (A) 为作为初始设定值的带电偏压。
然后，修正运算部103比较在所述步骤S2中检测出的带电电流Id c (A)与预先存储在比较信息存储部104中的目标电流I d c (T)， 具体说，从I d c (T)中减去I d c (A)，求出电流值之差(步骤 S3)。之后，修正运算部103根据(Idc(T)—Idc(A))* k (相当于所述式(1)中n^l的情况)计算出偏压修正值，并将该计 算出的偏压修正值加算(反映)到所述带电偏压Vd c (A)上，计算 出带电偏压Vd c (B)，且将该带电偏压Vd c (B)的信息输出到 带电偏压施加部IOI (步骤S4)。在本实施方式中，只执行一次这样的 循环运算(只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V d c (B)。
接着，修正运算部103作为第二偏压修正运算，首先从时间计量部 106获取(读出)带电辊41的累计驱动时间信息(步骤S5),并且读出 变更信息存储部105中存储的变更信息(变换特性，参照图5)，根据该 变更信息，判定累计驱动时间是否达到阈值时间以上(步骤S6)，如果 判定未达到阈值时间以上(在步骤S6为"否")，就不进行目标电流I d c (T)的变更(不进行带电偏压的进一步修正)，进入后述的步骤 S9的动作。如果判定达到阈值时间以上，即判定必须变更目标电流I d c (T)(在步骤S6为"是")，则将当前的目标电流I d c (T)的 值变更(设定)为与该累计驱动时间对应的新的目标电流I d c o; (T)
(步骤S7)。然后，修正运算部103利用该目标电流I d c o; (T)， 通过(Idca(T)— Idc(B))求k的所述式(2)，计算出偏 压修正值，并将该计算出的偏压修正值加算到从第一偏压修正运算结果 得到的被修正带电偏压即所述带电偏压Vd c (B)上，计算出新的带 电偏压Vd c (C)，再将该带电偏压Vd c (C)的信息输出到带电 偏压施加部101 (步骤S8)。其中，Idc (B)例如在该步骤S8中， 为带电偏压施加部101给带电辊41施加带电偏压Vd c (B)时，由带 电电流检测部102检测出的值。
这样，通过第一偏压修正运算进行偏压修正，接近由目标电流I d c (T)得到的带电偏压，而且还通过考虑了带电辊恶化影响的第二偏 压修正运算进行偏压修正，来确定实际用于进行图像形成动作的最终的 带电偏压值。由此，即使在带电辊的电阻值发生变化的情况下，到图像
形成动作开始的成熟时间也不会加长，可以输出适当的带电偏压，而且 考虑了带电辊的寿命，即，即使在带电辊寿命后半程也能够输出适当的 带电偏压。
此后，对在所述步骤S1中的打印作业执行图像形成处理(打印动 作)(步骤S9)。例如该打印作业是进行100张打印，如果确定的带电 偏压为Vd c (C)，则从第一张到第一百张分别将该带电偏压V d c (C)施加给带电辊41，依次进行打印(图像形成)。
在本流程图中，在步骤S9中从打印第一张开始就使用了通过第二 偏压修正运算得到的带电偏压V d c (C)，但也可以第一张使用通过 第一偏压修正运算得到的带电偏压Vd c (B)进行打印，在第二张以 后才使该Vd c (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I d c (T)，并根据该变更后的目标电流 I d c (T)对该被修正带电偏压进一步修正的结构即可，可以采用任 意的方法或时机将该进一步修正的带电偏压反映到实际打印(图像形成 处理)中。
另外，图6表示在进行本实施方式的带电偏压修正的情况与不进行 带电偏压修正的情况下的感光鼓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301表示在通过使用本实施 方式的所述式(1)的循环运算进行第一偏压修正运算后，进行使目标电 流I d c (T)变化的第二偏压修正运算情况下的表面电位变化情况。 此外，表面电位变化特性302表示在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即目标电流I d c (T)的值被固定的情况下 的表面电位变化。由此可知，表面电位变化特性302从寿命(耐久寿命) 的后半程起，表面电位VO就大幅度降低，但表面电位变化特性301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IOI (偏压施加部)，给带电辊41施加带电偏压(Vd c);带电 电流检测部102 (电流检测部)，检测在施加带电偏压时的带电电流(I d c );修正运算部103 (偏压修正部)，进行带电偏压的修正；比较信
息存储部104 (目标信息存储部)，存储将感光体(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I d c (T));以及使用量信息取得部(时间计量部106或张数计 数部107)，获取关于带电辊41使用量的使用量信息，其中，修正运算 部103进行将在带电偏压施加部101施加规定的带电偏压(作为初始设 定值的带电偏压Vd c (A))时由带电电流检测部102检测出的带电 电流值(I d c (A))、与比较信息存储部104中存储的目标带电电 流值进行比较，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(Vd c (B))的第一偏压修正运算，并且进行，根据由所 述使用量信息取得部获取的使用量信息，判定带电辊41的使用量是规定 的第一使用量，还是比该第一使用量多的第二使用量，在判定是第二使 用量的情况下，对应该带电辊的使用量对目标带电电流值进行变更，并 根据该变更后的目标带电电流值，修正由第一偏压修正运算结果得到的 被修正带电偏压(V d c (B))、求出新的带电偏压(V d c (C)) 的第二偏压修正运算。
这样，由于进行将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 压的第一偏压修正运算(不是为了修正带电偏压而不断执行收敛运算， 直到满足某个条件)，即使在带电辊41的电阻值发生变化的情况下，也 不会加长到图像形成动作开始之前的时间，可以输出适当的带电偏压。 此外，把第一使用量作为可以得到所需要的带电偏压的带电电流与带电 偏压之间的关系正常的使用量，并且把第二使用量作为因带电辊41恶化 等引起的带电电流与带电偏压之间的关系异常的使用量，并且进行判定 带电辊41的使用量是第一使用量还是第二使用量，在判定是第二使用量 的情况下，对应该使用量对目标带电电流值进行变更，并根据该变更后 的目标带电电流值，修正被修正带电偏压、求出新的带电偏压的第二偏 压修正运算，所以考虑了带电辊的寿命，即，即使在带电辊的寿命后半 程，也可以输出适当的带电偏压。
此外，由于修正运算部103对应带电辊的使用量变更目标带电电流 值，使其阶梯式变化(从目标电流I d c (T)变更为I d c ct ( T ))，
所以变更该目标带电电流值时的控制(运算)变得容易，进而可以高效 地进行第二偏压修正运算。
此外，时间计量部106 (使用量信息取得部)将对驱动带电辊41的 时间进行累计的累计驱动时间作为使用量信息来获取(计量)，即，使 用带电辊41的累计驱动时间作为使用量信息，所以可以把用于判定带电 辊41的使用量是第一使用量还是第二使用量的使用量信息，用累计驱动
时间这样简单的参数来处理，进而可以高效地进行第二偏压修正运算。
此外，时间计量部106 (使用量信息取得部)将对打印的张数进行 累计的累计打印张数、或将对带电偏压施加部101施加带电偏压的时间 进行累计的累计偏压施加时间作为使用量信息来获取，即，使用累计打 印张数或累计偏压施加时间作为使用量信息，所以可以把用于判定带电 辊41的使用量是第一使用量还是第二使用量的使用量信息，用累计打印 张数或累计偏压施加时间这样简单的参数来处理，进而可以高效地进行 第二偏压修正运算。
此外，修正运算部103在第二偏压修正运算中，把使用所述式(2) 计算出的偏压修正值加算到被修正带电偏压(Vd c (B))上，求出 新的带电偏压(Vd c (C))，所以利用简单的运算式就可以高效地 进行第二偏压修正运算。
此外，在更换检测传感器(或传感器部70)及控制部100 (或修正 运算部103)(更换检测部)检测到带电辊41已更换为新的带电辊的情 况下，由所述使用量信息取得部将使用量信息重置为规定的初始值，所 以可以防止在实际中已更换新的带电辊却还继续使用更换前的旧带电辊 41的使用量信息的情况，即可以防止根据不正确的使用量信息执行第二 偏压修正运算，进而能够高精度地进行带电偏压的修正。
此外，由于感光鼓3为高耐久性的a — S i鼓，加上通过第一及第 二偏压修正运算进行偏压修正，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l。
另外，在不脱离本发明宗旨的范围内可以对各种构成进行追加或变 更，例如可以采用以下的变形方式。 (A) 在所述实施方式中，关于带电辊41使用量的使用量信息(累 计驱动时间、累计偏压施加时间或累计打印张数)，通过时间计量部106 或张数计数部107检测获得，但不限于此，例如也可以通过网络I / F 部30等从PC等外部装置获取(接收)。
(B) 打印机l不限于如图l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，使用带电辊使感光体表面带有规定的电位，其特征在于包括偏压施加部，给所述带电辊施加带电偏压；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；目标信息存储部，存储将所述感光体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；以及使用量信息取得部，获取关于所述带电辊使用量的使用量信息，其中，所述偏压修正部进行第一偏压修正运算及第二偏压修正运算，所述第一偏压修正运算，是将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、与所述目标信息存储部中存储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，是根据所述使用量信息取得部获取的使用量信息，判定所述带电辊的使用量是规定的第一使用量，还是比该第一使用量多的第二使用量，在判定是第二使用量的情况下，对应该带电辊的使用量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，修正由所述第一偏压修正运算结果得到的被修正带电偏压、求出新的带电偏压的运算。
2. 根据权利要求l所述的图像形成装置，其特征在于，所述偏压修 正部对应所述带电辊的使用量，使所述目标带电电流值阶梯式变化。
3. 根据权利要求l所述的图像形成装置，其特征在于，所述使用量 信息取得部，将对驱动所述带电辊的时间进行累计的累计驱动时间作为 所述使用量信息来获取。
4. 根据权利要求l所述的图像形成装置，其特征在于，所述使用量 信息取得部，将对打印的张数进行累计的累计打印张数、或将对所述偏 压施加部施加带电偏压的时间进行累计的累计偏压施加时间作为所述使 用量信息来获取。
5. 根据权利要求l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，把使用下述式(a)计算出的偏压修正值加算到所述被修正带电偏压上，求出新的带电偏压，(I d c a ( T ) — I d c (m) ) *k…(a) 其中，Id(T)表示所述被变更后的目标带电电流值， I d c (m)表示在所述偏压修正部施加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。
6. 根据权利要求l所述的图像形成装置，其特征在于还包括 更换检测部，检测所述带电辊是否被更换为新的带电辊， 所述使用量信息取得部，在所述更换检测部检测到带电辊已被更换为新的带电辊的情况下，将所述使用量信息重置为规定的初始值。
7. 根据权利要求l所述的图像形成装置，其特征在于，所述感光体为非晶态硅制成的感光体。
全文摘要
本发明提供一种图像形成装置，包括偏压施加部、电流检测部、偏压修正部、目标信息存储部、以及使用量信息取得部，其中，偏压修正部进行将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、与目标信息存储部中存储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，和根据使用量信息取得部获取的使用量信息，判定带电辊的使用量是规定的第一使用量，还是比该第一使用量多的第二使用量，在判定是第二使用量的情况下，对应带电辊使用量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G03G15/00GK101097426SQ200710123528
公开日2008年1月2日 申请日期2007年6月29日 优先权日2006年6月29日
发明者丸山佳彦, 宫地信希 申请人:京瓷美达株式会社