图像形成装置的制作方法

文档序号:13685250
本发明涉及使用电子照相系统的图像形成装置。
背景技术
:传统上,已知有被配置为使用环形带作为中间转印部件的图像形成装置,诸如复印机和激光束打印机。在图像形成装置中,当电压从电压电源施加给布置在与感光鼓相对的部分处的一次转印部件时,形成于用作图像承载部件的感光鼓的表面上的调色剂图像被转印到带上,作为一次转印步骤。然后,针对多种颜色的调色剂图像重复执行一次转印步骤以在带的表面上形成该多种颜色的调色剂图像。随后,当电压被施加于二次转印部件时,形成于带的表面上的该多种颜色的调色剂图像被共同转印到诸如纸张的记录材料的表面上,作为二次转印步骤。之后,共同转印的调色剂图像被定影单元永久定影于记录材料上。按照上述方式,彩色图像被形成。日本专利申请特开No.2013-213990公开了一种配置,该配置允许在使得有可能执行图像形成装置的小型化和成本减少的同时改变带的表面电位。根据该配置,具有设定电压不同的多个齐纳二极管的电路被设置于带与接地部之间,并且设定电压根据使用环境来改变以改变带的表面电位并稳定一次转印效率。技术实现要素:一般来说,多个部件,诸如感光鼓、中间转印部件和一次转印部件,被插入作为一次转印部的配置,并且存在一次转印部的电阻改变的情形或者最佳的一次转印电流取决于周围环境或者图像形成装置的使用状况而改变的情形。在日本专利申请特开No.2013-213990的配置中,周围环境被检测,并且感光鼓的表面电位随着电压维持单元的改变而被轻微调节,以确保最佳的可转印性。但是,在感光鼓的表面电位的轻微调节中,显影电位和一次转印电位各自具有用于适当移动调色剂所需的电位差。因此,当感光鼓的表面电位被大幅度改变以进行调节时,会引起图像质量的下降。换言之,为了轻微调节由周围环境或图像形成装置的主体的使用状况引起的各种波动,有必要进一步增加用作电压维持单元的齐纳二极管的数量,这会导致难以维持装置的小型化。本发明的一个目的是提供一种图像形成装置,该图像形成装置能够使中间转印部件的表面具有用于一次转印的最佳电位,同时维持图像形成装置的小型化。为了实现以上目的,本发明的一种实施例提供了一种图像形成装置,该图像形成装置包括:承载调色剂图像的图像承载部件;与图像承载部件相接触地旋转的环形带;电流供应部件,该电流供应部件在与图像承载部件沿带的旋转方向接触带的位置不同的位置处接触带,并且向带供应电流;输出控制信号的控制部;与带接触的接触部件;以及电压调节部,该电压调节部具有连接到接触部件的电压调节部件并且根据从控制部输入的控制信号来改变经由带从电流供应部件流到电压调节部件的电流的量,由此改变在带与图像承载部件接触的部分处的转印电位的大小。根据本发明的一种实施例,可以使中间转印部件的表面具有用于一次转印的最佳电位,同时维持小型化。本发明的其它特征将从以下参照附图对示例性实施例的描述中变得清楚。附图说明图1是用于描述根据第一实施例的图像形成装置的示图;图2是用于描述根据第一实施例的与图像形成操作相关的控制器的框图;图3是用于描述在第一实施例中的一次转印部的电路的示图;图4是示出在第一实施例中的中间转印带的电位与转印效率之间的关系的示图;图5A和图5B是示出在第一实施例中的转印效率的波动的示图;图6是用于描述在第一实施例中的控制的流程图;图7是用于描述在第一实施例中的控制的流程图;图8是用于描述在第一实施例中的另一种配置示例的示图;图9是用于描述根据第二实施例的图像形成装置的示图;图10是用于描述在第二实施例中的一次转印部的电路的示图;图11是用于描述根据第三实施例的图像形成装置的示图;图12是是根据第三实施例的图像形成装置的转印部的配置图;图13是用于描述在第三实施例中的一次转印部的电路的修改例的示图;图14是示出在第三实施例中的一次转印部的转印效率的示图;图15是示出在第三实施例中的一次转印负载的电阻值与最佳一次转印电压之间的关系的示图;图16是根据第四实施例的图像形成装置的转印部的配置图;以及图17是根据比较例的图像形成装置的转印部的配置图。具体实施方式下文中,将参照附图给出关于本发明的实施例(示例)的描述。但是,在实施例中描述的构成要素的大小、材料、形状、它们的相对布置等可以根据应用本发明的装置的配置、各种条件等来恰当改变。因此,在实施例中描述的构成要素的大小、材料、形状、它们的相对布置等并非意在将本发明的范围限于以下实施例。[第一实施例]图1是根据本发明的第一实施例的图像形成装置的示意图。将参照图1给出对该实施例的图像形成装置的配置和操作的描述。本发明适用的图像形成装置的示例包括使用电子照相系统的复印机和打印机。在此,将描述本发明被应用于彩色激光打印机的情形。注意到,该实施例的图像形成装置是具有多个图像形成站a至图像形成站d的所谓级联型打印机。第一图像形成站a形成黄色(Y)的图像,第二图像形成站b形成品红色(M)的图像,第三图像形成站c形成青色(C)的图像,并且第四图像形成站d形成黑色(Bk)的图像。除了所容纳的调色剂的颜色外,各图像形成站的配置是相同的。在下文中,将描述第一图像形成站a。第一图像形成站a具有用作图像承载部件的鼓形电子照相感光部件(在下文中称为感光鼓)1a、用作带电部件的带电辊2a、显影器件4a和清洁器件5a。感光鼓1a是以规定的周向速度(处理速度)沿箭头方向被旋转地驱动并且承载着调色剂图像(显影剂图像)的图像承载部件。此外,显影器件4a是容纳用作显影剂的黄色调色剂并且通过使用黄色显影剂使形成于感光鼓1a上的静电潜像显影的器件。清洁器件5a是收集附着于感光鼓1a上的调色剂的部件。在该实施例中,清洁器件5a具有用作接触感光鼓1a的清洁部件的清洁刮刀(blade)以及容纳由清洁刮刀收集的调色剂的废调色剂盒。当图像形成操作以图像信号开始时,感光鼓1a被旋转地驱动。在旋转过程中,感光鼓1a通过带电辊2a被均匀带电,以具有规定极性(在该实施例中为负极性)和规定电位,并且然后由曝光单元3a根据图像信号进行曝光。因而,形成了与目标彩色图像的黄色分量图像对应的静电潜像。然后,静电潜像在显影位置处由显影器件(黄色显影器件)4a进行显影并且被可视化为黄色调色剂图像。在此,容纳于显影器件中的调色剂的正常带电极性为负。中间转印带10是环形带。中间转印带10在用作支撑部件的伸展部件11、伸展部件12和伸展部件13之间伸展,并且在其与感光鼓1a接触的相对部分处沿着与感光鼓1a相同的移动方向接触感光鼓1a的同时以基本上相同的周向速度被旋转驱动。当通过在感光鼓1a与中间转印带10之间的接触部分(在下文中称为一次转印辊隙)时,形成于感光鼓1a上的黄色调色剂图像被转印到中间转印带10上(一次转印)。将稍后描述用于表征该实施例的一次转印的方法。一次转印在感光鼓1a的表面上的未转印调色剂由清洁器件5a进行清洁并去除,并且然后经受跟随带电过程的图像形成过程。按照与以上方式相同的方式,第二种颜色的品红色调色剂图像、第三种颜色的青色调色剂图像以及第四种颜色的黑色调色剂图像分别由第二图像形成站b、第三图像形成站c和第四图像形成站d形成,并且以叠加状态被依次转印到中间转印带10上。因而,获得了与目标彩色图像对应的组合彩色图像。在通过由中间转印带10和二次转印辊20形成的二次转印辊隙时,在中间转印带10上的四种颜色的调色剂图像被共同转印到由送纸单元50送入的记录材料P的表面上(二次转印)。用作二次转印部件的二次转印辊20具有18mm的外直径,其中具有8mm的外直径的镀镍钢棒覆盖有主要由表氯醇橡胶和被调节为具有108Ω·cm的体积电阻率及5mm的厚度的NBR组成的发泡海绵体(blowingspongebody)。此外,二次转印辊20在50N的施加压力下与中间转印带10接触,并且形成二次转印部分(在下文中称为二次转印辊隙)。二次转印辊20跟随中间转印带10旋转。当中间转印带10上的调色剂正被二次转印到记录材料P(诸如纸张)上时,1800~2300V的电压被施加给二次转印辊20。承载着四种颜色的调色剂图像的记录材料P被引入定影单元30内,以被加热和加压。因而,这四种颜色的调色剂被融化并混合在一起,并且被定影在记录材料P上。在二次转印之后在中间转印带10上的未转印调色剂由清洁器件16进行清扫并去除。通过以上操作,全彩色打印图像被形成。将参照图2给出对控制该实施例的图像形成装置的主体的控制器100的配置的描述。如图2所示,控制器100具有用作控制部的CPU电路部150。CPU电路部150包括ROM151和RAM152。CPU电路部150根据存储于ROM151中的控制程序来整体控制曝光控制部101、带电控制部102、显影控制部103、一次转印控制部104和二次转印控制部105。此外,用于转印控制的环境表及各种表被存储于ROM151中,并且由CPU基于在用作用于检测在装置设定环境中的温度和湿度的检测单元的环境传感器106上的信息来调用和反映。RAM152暂时保留控制数据,并且用作用于与控制相关联的计算处理的工作区域。二次转印控制部105控制二次转印电源21,并且基于由电流检测电路(未示出)检测到的电流值来控制将从转印电源21输出的电压。此外,一次转印控制部向电压调节电路15传输信号,以将一次转印部的电位控制为恒定值。通过控制器100、二次转印电源21、电压调节电路15和环境传感器106,配置了根据该实施例的图像形成装置的打印机引擎99。当图像信息和打印指令从主计算机97发出时,控制器100接收由视频控制器98转换的各图像信号。然后,控制器100控制各控制部(曝光控制部101、带电控制部102和显影控制部103),以执行打印操作所需的图像形成操作。下文中,将给出表征该实施例的一次转印部的配置的描述。该实施例的特征在于沿中间转印带10的周向方向供应电流以执行一次转印的配置,即,沿中间转印带10的周向方向(旋转方向)在与感光鼓1a、1b、1c和1d的一次转印辊隙不同的位置处供应一次转印电流的配置。中间转印带10和感光鼓1a至1d利用中间转印带10的通过伸展辊11和伸展辊13的伸展来形成接触部分(一次转印辊隙),并且被连接至包括用作与伸展辊13连接的电压调节部件的晶体管的电压调节电路15。用作中间转印部件的中间转印带10被布置在其位置与各图像形成站a至d相对处。中间转印带10是其中导电剂被添加到树脂材料中以具有导电性的环形带。中间转印带10由驱动辊11、张紧辊12和二次转印相对辊13的三个轴伸展,并且由张紧辊12在60N的总压力下伸展。中间转印带10在其与感光鼓1a至感光鼓1d接触的相对部分处沿着相同的移动方向以与感光鼓1a至1d的周向速度基本上相同的周向速度被旋转驱动。此外,用作接触部件的二次转印相对辊13被连接至包括晶体管的作为电压调节单元(电压调节部)的电压调节电路15。该实施例中使用的中间转印带10具有700mm的周向长度以及90μm的厚度。中间转印带10由通过混合作为导电剂的离子基导电剂而模制成的环形聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂制成。作为其电特性,中间转印带10的特征在于:尽管电阻值相对于空气中的温度和湿度波动,但电阻值沿周向方向的不均匀性等是良好的,因为中间转印带10展现离子传导特性并且导电性在离子在高分子链之间传输时获得。在该实施例中,沿着中间转印带的移动方向供应电流以执行转印。因此,当中间转印带10的电阻高时,电压降变大。结果,中间转印带优选地具有低电阻层,因为存在其一次可转印性受损的可能性。在该实施例中,具有1×108Ω·cm或更小的体积电阻率的基层作为电阻被用来抑制中间转印带10中的电压降。为了测量体积电阻率,在由三菱化学公司(MitsubishiChemicalCorporation)制造的Hiresta-UP(MCP-HT450)中使用UR(MCP-HTP12)型的环形探头。在体积电阻率的测量中,室内温度被设定为23℃并且室内湿度被设定为50%。此外,施加10秒钟的100V的电压。而且,在该实施例中,中间转印带10由两个层配置。通过在其表面上布置高电阻层,中间转印带10抑制流过非图像部分的电流,以进一步增加其可转印性。但是,中间转印带10并不限于这种配置,而是可以由单个层或者三个层或更多个层配置。此外,该实施例中的中间转印带10由聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂制成,但是也可以由其他材料制成。其他材料的示例包括聚酯、聚碳酸酯、聚芳酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。此外,其他材料的示例包括聚苯硫醚(PPS)、聚偏二氟乙烯(PVdF)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。这些材料以及这些材料的混合树脂可以用作带10的材料。在该实施例中,具有晶体管的电压调节电路15作为电压调节部连接于二次转印相对辊13和接地部之间。电压调节电路15调节将经由二次转印辊20从二次转印电源21施加至中间转印带10的电压,以生成用于执行将各感光鼓1a至1d上的调色剂移动到中间转印带10上的一次转印的一次转印电压。通过施加由电压调节电路15调节至期望大小的一次转印电压,中间转印带10的表面电位变为所期望的一次转印电位。一次转印基于在中间转印带10的表面电位与各感光鼓1a至1d的表面电位之间的电位差(转印对比度(transfercontrast))来执行。将参照图3给出对由电压调节电路15进行的电压调节的细节的描述。图3是用于描述在本发明的第一实施例中的一次转印部的电路配置的示图。当二次转印电压Vt2(在此为2100V)从二次转印电源21输出时,电流经由二次转印辊20、中间转印带10和二次转印相对辊13从二次转印电源21流到电压调节电路15。电压调节电路15经由二次转印相对辊13电连接至中间转印带10,同时PWM信号从用作控制部的控制器100输入至电压调节电路15。电压调节电路15被配置为能够根据从控制器100输入的PWM信号的大小(即,导通占空比(on-dutyratio)的大小)来改变从用作电流供应部件的二次转印辊20流到中间转印带10的电流的量。换言之,当控制器100控制PWM信号的导通占空比时,从二次转印辊20流到中间转印带10的电流的量受到控制,并且由该电流形成的一次转印电压Vt1(在图3中的点A与接地部之间的电位差)受到控制。指示图3中的点A与接地部之间的电位差的一次转印电压Vt1是连接至电压调节电路15的二次转印相对辊13(的表面)与接地部之间的电位差,并且对应于在电压调节电路15中的晶体管Q1的集电极-发射极电压。此外,卷绕于二次转印相对辊13的表面上的中间转印带10的表面电位变为与二次转印相对辊13的表面电位基本上相同。当晶体管Q1的集电极电流受到控制时,晶体管Q1的集电极-发射极电压受到控制。换言之,一次转印电压Vt1(即,中间转印带10的表面电位)通过控制集电极电流来被控制。当电压被施加于晶体管Q1的基极端子时,通过施加二次转印电压Vt2而生成的电流作为集电极电流流过晶体管Q1。为控制集电极电流而输入至晶体管Q1的基极端子的电压是运算放大器IC1的输出电压。从控制器100输出的PWM信号通过电阻器R7和电容器C1来进行平滑化。经平滑化的控制电压V-被输入至运算放大器IC1的反相输入端子(-端子)。从运算放大器IC1输出的电压通过电阻器R9和R10来进行分压,并且被输入至晶体管Q1的基极端子。如上所述,当电压被施加于晶体管Q1的基极端子时,由二次转印电压Vt2生成的电流作为集电极电流流过晶体管Q1,由此在晶体管Q1的集电极和发射极之间生成电压并且该电压被用作一次转印电压Vt1。所生成的一次转印电压Vt1通过电阻器R5和R6来进行分压,并且所得到的电压被输入至运算放大器IC1的输入端子(+端子),作为监控电压V+。因此,一次转印电压Vt1的大小通过运算放大器IC1的虚拟短路(V+=V-)而根据控制电压V-的大小来确定。控制电压V-受PWM信号的导通占空度(on-duty)控制。换言之,当PWM信号的导通占空度增大时,控制电压V-和一次转印电压Vt1二者都变大。反过来,当PWM信号的导通占空度减小时,控制电压V-和一次转印电压Vt1二者都变小。如上所述,实施例采用其中晶体管Q1的电压由来自控制器的PWM信号控制以确定一次转印电压的配置。注意到,在图3中,电阻器R8和电容器C2被设置作为用于确定晶体管Q1的响应的元件。在该实施例中,来自控制器的PWM信号被用来控制控制电压V-,但是电压调节部可以具有其他配置。例如,即使是用使用控制器的D/A端口的配置,也可获得相同的效果。图4示出了具有该实施例的配置的一次转印部的转印效率的测量结果。在纵轴上的转印效率的值示出了通过用Macbeth浓度计(制造商:GretagMacbeth有限公司)测量一次转印残留浓度而获得的结果。由于一次转印残留浓度与该值成比例变大,因而转印效率恶化。作为图4中的测量条件,感光鼓1和中间转印带10是新的,并且测量在23℃的温度且50%的相对湿度处,即所谓的N/N环境(正常温度并且正常湿度的环境)下进行。在以上条件下,最佳的一次可转印性在250V的一次转印电位处获得。如图5A和图5B所示,转印效率随该实施例的配置中的中间转印带10的电阻值的环境波动或者耐久性波动而改变。图5A是示出了受中间转印带10的电阻值的环境波动影响的转印效率的示图。最佳的转印效率在高温度且高湿度的环境下(H/H:处于30℃的温度且80%的相对湿度时)在低电压处获得,并且在低温度且低湿度的环境下(L/L:处于15℃的温度且10%的相对湿度时)在高电压处获得。图5B是示出受中间转印带10的电阻值的耐久性波动影响的转印效率的示图。可以看出,随着已打印页数增加,即,随着图像形成操作的次数增加,为获得最佳转印效率的电压由于该实施例的中间转印带10的电阻增加而增加。鉴于以上情况,本发明人已经按照以下方式确定了用于一次转印的最佳电压。首先,为了处理转印效率的上述波动,使用可在0V~600V的范围内变化的晶体管Q1作为电压调节部件。预测中间转印带10根据周围环境的电阻值波动并提前生成与环境传感器106的输出值对应的偏压设定表,以确定最佳一次转印电压。在本发明的这种配置中,一次转印电压参照以下表1的偏压设定表来确定。[表1:绝对水量和一次转印偏压(偏压设定表)]绝对水量(g/m3)~1.5~5.0~10.0~15.0~18.018.0~一次转印电压450V350V250V210V170V150V将参照图6给出关于该实施例中的控制流程的描述。在接收到图像形成指令后,控制器100收集环境传感器106上的信息,以计算绝对水量(X)(S1)。然后,从偏压设定表(表1)中选择与绝对水量(X)的值对应的一次转印电压(S2至S12)。为了获得这里所选的值,一次转印控制部104控制电压调节电路15以设定一次转印电压。例如,当绝对水量为10.64g/m3时,210V被设定为在23℃的温度且50%的相对湿度处(即,在所谓的N/N环境下)的一次转印电压。从图4的曲线中可以看出,最佳电压被设定为一次可转印性,并从而获得优良的图像。如上所述,在该实施例中,通过使用晶体管Q1作为用于一次转印的电压调节单元,中间转印带10根据周围环境的电阻波动被预测,由此可以确定恰当的一次转印电压并且可以确保优良的一次可转印性。在该实施例中,中间转印带根据周围环境的电阻波动被预测,以确定一次转印电压。但是,如图5B所示,可以看出中间转印带的电阻值随着图像形成操作的次数的增加而波动。因此,根据表2中示出的中间转印带10的使用状况来执行校正,由此可以进一步稳定地确保一次可转印性。[表2:在中间转印带的使用状况方面的一次转印校正电压的校正值(校正表)]中间转印带的使用寿命100%~95%~90%~80%~60%~一次转印校正电压0V40V75V100V150V图7示出了使用关于带的使用寿命的信息的控制流程。即,如图7的控制流程所示,首先相对于在图6的控制流程中设定的一次转印电压来获取关于中间转印带的使用寿命(Y)的信息(S1)。然后,基于所获取的信息,从校正表(表2)中确定与中间转印带的使用寿命(Y)对应的一次转印校正电压(S2至S10)。在此,所确定的一次转印校正电压被加到以上的一次转印电压上,以确定最终的一次转印电位。具体地,当从偏压设定表中获得的一次转印电压被表示为Vt0并且从校正表中获得的校正电压被表示为Vtb时,最终确定的一次转印电压Vt1被计算如下。Vt1=Vt0+Vtb即,控制器100改变输出到电压调节电路15的控制信号的大小,以改变向中间转印带10供应的电流的量,使得一次转印电位的大小随着带的剩余使用寿命变短而变大。注意到,在该实施例中,中间转印带10的上述使用状况按照以下方式来确定:CPU150既用作控制部,也用作收集关于在图像形成装置的RAM152中累积的已打印页数的信息的获取单元。但是,也可以获取其他信息作为关于使用寿命的信息。例如,即使是使用诸如由图像形成操作获得的图像的总像素数、中间转印带的旋转时间以及中间转印带的旋转次数的图像信息,也可获得相同的效果。如上所述,在该实施例中,尽管一次转印电压在二次转印所需的电流从二次转印电源得以确保之后从二次转印电压生成,但是可以使用作为用于一次转印的电压调节单元的晶体管来单独设定一次转印电压。此外,不管周围环境以及中间转印带的使用状况如何,都可以确定恰当的一次转印电压并且可以确保优良的一次可转印性。此外,可以选择作为二次转印电压设定的最佳的设定。在该实施例中,晶体管被用作电压调节部件,以调节一次转印部的电压。但是,也可以使用诸如数字音量(digitalvolume)(数字可变电阻器)的元件,只要通过该元件可获得相同的效果。即,可能可以使用能够根据控制信号(诸如,大小可变的PWM信号)的大小来改变从二次转印辊20供应到中间转印带10的电流的大小的元件。图8是示出根据该实施例的修改例的图像形成装置的示意性配置的示意性截面图。该实施例基于施加给用作电流供应部件的二次转印辊20的电压。但是,该配置并不限于此。如图8的修改例所示,可以使用基于对清洁辊17施加电压使中间转印带上的调色剂带电的电流。此外,即使是使用上述用作第一电流供应部件的二次转印辊20和用作第二电流供应部件的清洁辊17二者的叠加电流,也可获得相同的效果。[第二实施例]将参照图9和图10给出对根据本发明的第二实施例的图像形成装置的描述。在根据第二实施例的图像形成装置中,与第一实施例的配置相同的配置将以相同的符号来表示,并且关于它们的描述将被省略。图9是根据本发明的第二实施例的图像形成装置的示意图,而图10是用于描述在本发明的第二实施例中的一次转印部的电路配置的示图。如图9所示,在该实施例的配置中,既用作一次转印部件也用作接触部件的转印辊14a、14b、14c和14d被分别布置在经由中间转印带10与感光鼓1a、1b、1c和1d相对的位置处。此外,使中间转印带10伸展的二次转印相对辊13以及转印辊14a至14d经由齐纳二极管接地,其中齐纳二极管用作串联连接至用作电压调节部件的晶体管的电压稳定元件(电压维持元件)。在夹着中间转印带10的状态下,一次转印辊14a至14d以规定的压力分别接触感光鼓1a至1d,并且跟随中间转印带10旋转。在该实施例中,一次转印辊的布置方式导致组件数量的增加,但是允许在中间转印带的选择上的高度灵活性。当通过感光鼓1a与中间转印带10之间的一次转印辊隙时,形成于感光鼓1a上的黄色调色剂图像被转印到中间转印带10上(一次转印)。用作一次转印部件的一次转印辊具有12mm的外直径,其中具有6mm的外直径的镀镍钢棒覆盖有主要由表氯醇橡胶和被调节为具有107Ω·cm的体积电阻率以及3mm的厚度的NBR组成的发泡海绵体。此外,一次转印辊14a以10N的施加压力与感光鼓1a接触,并且形成一次转印辊隙。将参照图10给出对在该实施例中的电压调节单元的描述。在该实施例中,一次转印辊14被布置为一次转印部件,并且一次转印所需的电压变为与第一实施例相比高出与一次转印部件的电阻对应的量。因此,如图10所示,用作电压维持单元的齐纳二极管ZD1被串联连接至用作电压调节部件的晶体管。当二次转印电压Vt2(在此为2100V)从二次转印电源21输出时,电流经由二次转印辊20、中间转印带10和二次转印相对辊13流过齐纳二极管ZD1。此时,电流充分流过以生成齐纳二极管ZD1的降伏电压(yieldvoltage),以维持降伏状态,并且齐纳二极管ZD1将降伏电压维持为规定电位。最终的一次转印电压是通过将从晶体管Q1输出的可变调节电压与由齐纳二极管ZD1维持于规定大小的降伏电压加在一起而获得的值。因此,允许选择更高的一次转印电压。该电路的具体操作与第一实施例中的电路的具体操作相同。在该实施例中,使用了用作用于维持500V的电位的电压维持单元的齐纳二极管ZD1,并且使用了用作像第一实施例一样可在0V~600V的范围内变化的电压调节单元的晶体管Q1。因此,在该实施例的配置中,变得可以将一次转印部的电位控制在500V~1100V的范围内。在该实施例的配置中,可以通过使用以下表3中示出的参考电压来确保最佳的一次可转印性。[表3:绝对水量和一次转印电压(参考表)]绝对水量(g/m3)~1.5~5.0~10.0~15.0~18.018.0~一次转印电压1050V850V750V650V570V550V实施例的控制流程与第一实施例中的控制流程相同。如上所述,实施例被这样配置:使用晶体管作为用于一次转印的电压调节单元,并且使用齐纳二极管作为电压维持单元,该晶体管和该齐纳二极管相互串联连接。因此,即使是使用具有高电阻的一次转印部件,也可以确定适当的一次转印电压并且可以确保优良的一次可转印性。注意到,同样地,在该实施例中,一次可转印性当然可以通过第一实施例中描述的根据中间转印带10的使用状况(剩余使用寿命)来执行校正的方式被进一步提高。此外,在该实施例中,使用齐纳二极管作为电压维持单元。但是,电压维持单元并不限于这种元件,而是可以使用诸如变阻器的元件,只要通过该元件可获得相同的效果。此外,在该实施例中,使用辊部件作为一次转印部件。但是,即使是使用例如导电刷或导电片材部件,也可以获得相同的效果。[第三实施例]图11是根据本发明的第三实施例的图像形成装置的示意图。在对该实施例的描述中,第一图像形成站至第四图像形成站将以符号70a至70d表示,感光鼓将以符号700a至700d表示,中间转印带将以符号600表示,驱动辊将以符号603c表示,张紧辊将以符号603b表示,二次转印相对辊将以符号603a表示,并且二次转印辊将以符号601表示。除了这些组件外,与第一实施例和第二实施例的配置相同的配置将以相同的符号表示,并且对它们的描述将在根据第三实施例的图像形成装置中被省略。在第三实施例中,将不会特别描述与第一实施例和第二实施例的事项相同的事项。注意到,根据该实施例的图像形成装置被如此配置:例如,在二次转印之后在中间转印带600上的调色剂(残留调色剂)由清洁刷602带电,并然后被反相转印到感光鼓700上,以待被清洁和去除。控制第三实施例的图像形成装置的主体的控制器100的配置与第一和第二(图2)实施例的控制器100的配置相同。(比较例)将参照图17给出对第三实施例的比较例的描述。图17示意性地示出了图像形成装置的转印部,该转印部被配置为利用来自二次转印相对辊603a的相对部件的电流供应来生成一次转印电流Itr1。一次转印电流Itr1从二次转印辊601和清洁刷602供应。此外,一次转印电压Vtr1基于二次转印电压源21和清洁电压源201来生成,并且被配置为允许在一定电压范围内的恒定电压控制。所生成的一次转印电压Vtr1形成了中间转印带600的表面电位。此外,基于中间转印带600的表面电位与感光鼓700a至700d的电位之间的电位差(转印对比度),在感光鼓700a至700d上的调色剂移动到中间转印带600上,以执行一次转印。用作控制部的CPU100将电压生成信号输出到二次转印电压源21和清洁电压源201。基于该信号,二次转印电压源21对二次转印辊601施加具有正极性的直流电,而清洁电压源201对清洁刷602施加具有正极性的直流电压。流过二次转印辊601的二次转印电流Itr2以及流过清洁刷602的清洁电流Iic1经由中间转印带600和二次转印相对辊603a相互融合。然后,该电流分流成一次转印所需的一次转印电流Itr1以及流过电流控制电路315的控制电流Icon。一次转印电流Itr1经由电阻器702a、702b、702c和702d、一次转印电刷701a、701b、701c和701d、中间转印带600,以及感光鼓700a、700b、700c和700d流入接地部。图17的图像形成装置是所谓的级联型图像形成装置,其中设置了四个图像形成站70a、70b、70c和70d。第一图像形成站70a形成黄色(Y)的图像,第二图像形成站70b形成品红色(M)的图像,第三图像形成站70c形成青色(C)的图像,并且第四图像形成站70d形成黑色(Bk)的图像。布置电阻器702a、702b、702c和702d以减少在图像形成站之间的一次转印电流的波动。另一方面,流过电流控制电路315的控制电流Icon经由晶体管307流入接地部。注意到,经由电阻器500和501流入接地部的电流没有予以考虑,因为它们很小。对一次转印电压Vtr1的控制通过控制晶体管307的集电极电流来执行,使得输入至运算放大器302的反相输入端子的控制电压V-与输入至运算放大器302的同相输入端子的监控电压V+是相同的。一次转印电压Vtr1与控制电压V-之间的关系通过以下的公式(1)来表示。Vtr1=(V-)×((R500+R501)/R501)(1)注意到,R500和R501分别是电阻器500和501的电阻值,并且流过运算放大器302的输入端子的电流没有予以考虑,因为它很小。监控电压V+是通过由电阻器500和电阻器501对一次转印电压Vtr1进行分压而获得的直流电。另一方面,控制电压V-是通过由电阻器300和电容器301对从CPU100输出的用作电流调节信号(大小可变的控制信号)的PWM信号进行平滑化而获得的直流电。控制电压V-随PWM信号的导通占空度(导通占空比)而改变。控制电压V-随着导通占空度增加而变大,于是一次转印电压Vtr1根据上述公式(1)变大。电阻器304和电容器303被连接作为用于确定运算放大器302的响应的元件。运算放大器302的输出电压由电阻器305和电阻器306进行分压,并且被输入至晶体管307的基极端子。因此,晶体管307的集电极电流受到控制。一次转印电压Vtr1被生成为晶体管307的集电极-发射极电压。在该配置中,通过对作为导电剂的离子导电剂等进行混合而获得的环形聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂被用作中间转印带。作为电特性,电阻值相对于空气中的温度和湿度发生波动,因为中间转印带展现出离子导电特性并且导电性在离子在高分子链之间传输时获得。此外,在该配置中使用的一次转印刷的电阻值随着由于图像形成装置的耐久性导致的通电恶化而增加。为了确保处理像这样的一次转印负载的电阻值波动所需的一次转印电流,有必要对一次转印电压进行改变。在上述比较例的配置中,当从周围环境和耐久性页数预测一次转印负载的电阻值并且根据所预测的一次转印负载的电阻值来确定一次转印电压时,存在着所确定的施加电压没有成为最佳的情形,这取决于负载电阻值的波动。图12是用于描述根据本发明的第三实施例的图像形成装置的转印部的示图。将省略对与以上比较例的功能相同的功能的描述,并且与比较例的组件相同的组件以相同的符号表示。该实施例与比较例的主要不同之处主要在于:一次转印负载的电阻值根据电流检测结果以及电压检测结果来计算和获取,该电流检测结果通过检测流过上游电负载或上游电流消耗件的电流的量而获得,该电压检测结果通过检测施加于下游电负载或下游电流消耗件的电压的值(第一电压值)而获得。该实施例的上游电负载包括经由中间转印带600从二次转印辊601到二次转印相对辊603a的电阻分量以及经由中间转印带600从清洁刷602到二次转印相对辊603a的电阻分量。此外,该实施例的下游电负载包括经由一次转印刷701a、701b、701c和701d从二次转印相对辊603a到接地部的电阻分量。此外,像比较例一样,电流控制电路315与下游电负载70并联连接,并且通过控制流过其自身的控制电流Icon来控制一次转印电压Vtr1。图12的图像形成装置被设计用于将一次转印电压Vtr1控制在0V~600V的范围内。晶体管307的集电极-发射极电压的耐受电压需要为600V或更高。在该实施例中,耐受电压为800V。此外,一次转印电压Vtr1由用作电压检测部的一次转印电压检测电路350的电阻器500和电阻器501进行分压,并且被输入至运算放大器302的同相输入端子作为监控电压V+,并被输入至CPU100的AD端口。当一次转印电压Vtr1在0V~600V的范围内改变时,由电阻器500和电阻器501分压的电压的值被设计成在0V~3.0V的范围内改变。另一方面,输入至运算放大器302的反相输入端子的控制电压V-随着从CPU100输出的用作电流调节信号的PWM信号的导通占空度来改变。控制电压V-在PWM信号的导通占空度被设定为0%时变为0V,并且在PWM信号的导通占空度被设定为100%时变为3.3V。控制电压V-被设计成落在可以覆盖监控电压V+的全部电压范围的电压范围内。图像形成装置具有作为电流检测部的二次转印电流检测电路400以及清洁电流检测电路401,其中二次转印电流检测电路400检测流过二次转印辊601的二次转印电流Itr2,并且清洁电流检测电路401检测流过清洁刷602的清洁电流Iic1。由各电流检测电路检测到的电流检测结果被输出至CPU100。一般来说,图像形成装置的二次转印部和清洁部通常具有各自的电流检测电路,并且这些电流检测电路可适用于该实施例的控制。在此,二次转印电流Itr2、清洁电流Iic1及一次转印电流Itr1之间的关系由以下的公式(2)表示。Itr2+Iic1=Itr1+Icon(2)Icon是流过电流控制电路315的控制电流。在计算一次转印负载的电阻值时,创建其中流过电流控制电路315的控制电流Icon为已知的状态。在该实施例中,设定用于关断晶体管307的条件,于是控制电流Icon被设定为0(零)以创建其中控制电流为已知的状态。具体地,从CPU100输出的PWM信号的导通占空度被设定为100%,并且控制电压V-被设定为3.3V。此外,施加二次转印电压Vtr2或清洁电压Vic1,使得在该二次转印电压Vtr2或清洁电压Vic1处,不管上游电负载60和下游电负载70的电阻值是多少,一次转印电压Vtr1都不超过600V。例如,当二次转印电压Vtr2被设定为600V并且清洁电压Vic1被设定为0V时,一次转印电压Vtr1不超过600V。此时,监控电压V+变为3.0V或更小,控制电压V-变为3.3V,运算放大器302的输出被固定于其下限,并且晶体管307被可靠地关断。但是,在这种情形下,有必要设计监控电压和控制电压,使得运算放大器的差分输入电压范围得以满足。在这种情形下,从以上的公式(2)获得以下的公式(3)。Itr1=Itr2+Iic1(3)由于二次转印电流Itr2和清洁电流Iic1由电流检测电路检测,因而一次转印电流Itr1可以被计算并获取。此外,由于一次转印电压Vtr1此时由电压检测电路350检测,因而一次转印负载的电阻值Rtr1可以通过以下的公式(4)来计算和获取。Rtr1=Vtr1/(Itr2+Iic1)(4)图13是示出该实施例的一次转印部的电路的修改例的示意图。在以上的实施例中,一次转印电压Vtr1被配置为能够被控制在0V~600V的范围内。当一次转印电压Vtr1通过使用具有与该实施例中使用的晶体管307的集电极-发射极电压相同的集电极-发射极电压的耐受电压的组件而被配置为能够被控制在400V~1000V的范围内时,存在电流控制电路被配置成如图13所示的情形。具有400V的齐纳电压的齐纳二极管800被布置成在晶体管307的集电极端子与上游电负载60之间以便与电压调节电路315串联的降压元件(也称为电压稳定元件或电压维持元件)。一次转印电压Vtr1被生成为晶体管307的集电极-发射极电压与齐纳二极管800的齐纳电压之和。为了给齐纳二极管800供应充足的齐纳电流并且稳定地生成400V的齐纳电压,布置电阻器308。当需要使用图13中示出的电流控制电路来创建控制电流Icon为已知的状态时,只需要按照与以上方式相同的方式来设定用于关断晶体管307的条件。此时,控制电流Icon可以由以下的公式(5)计算出,以成为已知的。Icon=(Vtr1-Vzd)/R308(5)注意到,Vzd是齐纳二极管800的齐纳电压,而R308是电阻器308的电阻值。此时,一次转印电流Itr1通过基于以上的公式(2)的以下的公式(6)来计算。Itr1=Itr2+Iic1–((Vtr1-Vzd)/R308)(6)此外,一次转印负载的电阻值Rtr1可以通过以下的公式(7)来计算。Rtr1=Vtr1/(Itr2+Iic1–((Vtr1–Vzd)/R308))(7)CPU100具有与所计算出的一次转印负载的电阻值Rtr1对应的最佳一次转印电压Vtr1的表,并且执行与在图像形成操作中计算出的一次转印负载的电阻值Rtr1对应的最佳一次转印电压Vtr1的恒定电压控制。图14示出了一次转印部的转印效率。在纵轴上的转印效率的值示出了一次转印残留浓度。由于一次转印残留浓度与该值成比例变大,因而转印效率恶化。也就是,当纵轴上的ISO状态I浓度的值变为最小时,获得最佳一次转印电压。注意到,作为图14中示出的测量条件,感光鼓和中间转印带是新的,并且测量在15℃的温度且10%的相对湿度,即,所谓的L/L环境下进行。在图15中,在纵轴上示出从图14中读取的最佳一次转印电压,并且在横轴上示出一次转印负载的电阻值。一次转印负载的电阻值包括中间转印带的电阻值的波动、一次转印刷的电阻值的波动等,并且波动最大约±26%。通过一次转印负载的电阻值的波动,图14中示出的曲线也改变。此外,最佳一次转印电压发生波动,如图15所示。最佳一次转印电压在一次转印负载具有中等电阻值时变为610V,在一次转印负载具有最高电阻值时变为770V,并且在一次转印具有最低电阻值时变为450V。在该比较例的控制方法中,待施加的一次转印电压根据具有中等电阻值的一次转印负载来确定,因此施加610V的电压。因此,所施加的电压比针对具有最高电阻值的一次转印负载所施加的电压小了大约160V,并且比针对具有最低电阻值的一次转印负载所施加的电压大了大约160V。另一方面,在该实施例的控制方法中,一次转印负载的电阻值被计算出,以确定所施加的电压。因此,即使在一次转印负载具有最高电阻值或最低电阻值时,也可以施加最佳一次转印电压。根据该实施例,即使在一次转印负载的电阻值发生波动时,也可以施加最佳一次转印电压,如上所述。因此,可以确保优良的一次可转印性。[第四实施例]图16是用于描述根据第四实施例的图像形成装置的转印部的示图。在图16中,与图12中的第三实施例的组件相同的组件将以相同的符号表示,并且它们的描述将被省略。图16示出的实施例与图12示出的第三实施例的不同之处在于:一次转印部的图像形成站中的每一个都具有电流控制电路、电压检测单元以及用于使感光鼓与中间转印带接触或分离的接触/分离单元。另一方面,该实施例与第三实施例的相同之处在于:一次转印负载的电阻值根据电流检测结果和电压检测结果来计算出,该电流检测结果通过检测流过上游电负载的电流而获得,该电压检测结果通过检测施加于下游电负载的电压而获得。在图12中示出的第三实施例中,一次转印电压Vtr1通过一个电流控制单元供应给四个图像形成站。因此,在每一个图像形成站中,一次可转印性有可能由于一次转印负载的电阻值的波动而发生波动。另一方面,在图16中示出的第四实施例中,为各图像形成站设置电流控制电路315a、315b、315c和315d来调节一次转印电压Vtr1a、Vtr1b、Vtr1c和Vtr1d,以消除对于每一个图像形成站的一次可转印性的波动。电流控制电路315a、315b、315c和315d中的每一个与图12中示出的第三实施例的电流控制电路315相同。用作降压元件的电阻器801a、801b、801c和801d被设置用于为每个站分离出一次转印电压。在图16的图像形成装置中,在二次转印电流Itr2、清洁电流Iic1以及流过各图像形成站的一次转印电流Itr1a、Itr1b、Itr1c和Itr1d之间的关系由以下的公式(8)表示。Itr2+Iic1=(Itr1a+Icona)+(Itr1b+Iconb)+(Itr1c+Iconc)+(Itr1d+Icond)(8)Icona、Iconb、Iconc和Icond是流过各图像形成站的电流控制电路315a、315b、315c和315d的控制电流。在计算对于每一个图像形成站的一次转印负载的电阻值时,流过全部图像形成站的电流控制电路的控制电流被设定为已知的,并且除了其一次转印负载的电阻值将被计算的图像形成站的感光鼓之外的感光鼓被分离。该控制针对全部四个图像形成站分开执行,对于每一个图像形成站都有时间偏差。像第三实施例一样,也在该实施例中设定用于关断晶体管的条件。通过将控制电流Icona、Iconb、Iconc和Icond设定为0,创建控制电流为已知的状态。此外,除了其电阻值将被计算的图像形成站之外的图像形成站的感光鼓通过接触/分离单元900a、900b、900c和900d被分离,以将流过除了其电阻值将被计算的图像形成站之外的图像形成站的电流设定为0。例如,当图像形成站70a的电阻值被计算时,图像形成站70b、70c和70d的感光鼓被分离,以将Iconb、Iconc和Icond设定为0。此时,从以上的公式(8)获得以下的公式(9)。Itr1a=Itr2+Iic1(9)因此,图像形成站70a的一次转印负载的电阻值Rtr1a可以通过以下的公式(10)来计算。Rtr1a=Vtr1a/(Itr2+Iic1)(10)针对图像形成站70b、70c和70d伴随时间偏差执行以上控制,由此可以计算出全部图像形成站的电阻值Rtr1a、Rtr1b、Rtr1c和Rtr1d。CPU100具有与所计算出的一次转印负载的电阻值对应的最佳一次转印电压的表,并且对与在图像形成操作中计算出的一次转印负载的电阻值对应的最佳一次转印电压Vtr1a、Vtr1b、Vtr1c和Vtr1d执行恒定电压控制。虽然已经参照示例性实施例描述了本发明,但是应当理解,本发明不限于所公开的示例性实施例。以下权利要求书的范围应当被赋予最广泛的解释,以便包含所有此类修改以及等同的结构和功能。当前第1页1 2 3 
再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1