图像形成装置的制作方法

专利名称：图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像形成装置，更详细地讲，涉及在对图像承载部件充电的同时形成图像的电摄影型图像形成装置。
背景技术：
电摄影型图像形成装置，如众所周知那样，进行使作为鼓型电摄影感光体的感光鼓的表面均匀地充电的处理。以前，作为充电方式，一般采用电晕充电方式，即在细的电晕放电导线上施加高电压后产生的电晕作用在感光鼓表面上来进行充电。近年来，在低压处理、低臭氧产生量、低成本等方面有利的接触充电方式正在成为主流。该方式例如是使作为充电辊部件的充电辊与感光鼓表面接触，在该充电辊上施加电压来使感光鼓充电的方式。
加在充电辊上的施加电压可以只是直流电压，也可以再施加交流电压，通过交替地向正极侧、负极侧放电使充电均匀。例如，众所周知，当施加一个交流电压时，通过将交流电压与直流电压(直流偏压)叠加可以得到一个振荡电压，例如其峰-峰电压等于或高于放电起始阈值电压(充电起始电压)时，即将被充电的部件能够被均匀充电。
当在该充电辊上施加正弦波交流电压时，在充电辊和感光鼓之间的电阻性负载上流动电阻负载电流，在充电辊和感光鼓之间的容性负载中有容性负载电流。在充电辊上流过这些电流的总电流。这时，为了维持放电的稳定，经验表明，最好使放电电流量在预定值以上。
图1是表示在充电辊上施加了充电电压Vc时在充电辊上流动的电流Ic的特性的图。横轴的Vc表示交流电压的峰值电压值，纵轴的充电电流Ic表示交流电流的有效值。
当充电电压Vc的幅值慢慢上升时，与其相伴流动充电电流。在充电电压等于或小于预定电压Vh以下，交流电压的幅值和充电电流大致成比例。这时由于电阻负载电流和电容负载电流与电压幅值成比例且因电压幅值小而没有产生放电现象，放电电流不流动。然而，当再加大施加电压时，在预定电压(Vh)处开始产生放电现象，充电电流Ic与电压幅值脱离比例关系，多流动了放电电流Is部分。为了得到稳定的充电，最好设定充电电压使该放电电流成为预定值以上。
但是，在加向感光鼓的放电量(放电电流Is)增加的情况下，有时会促进感光鼓表面被损坏等感光鼓老化，同时因放电产生物产生在高温高湿环境下的图像流动等异常图像。因此，为了得到稳定的充电并解决这些问题，有必要通过必要的最小限度的电压施加，把交替地向正极侧、负极侧的放电限制在最小限度内。
实际上，施加到感光鼓上的施加电压和放电量的关系通常不总是恒定的，因感光鼓的感光体层或介电体层的膜厚、充电辊部件的材料和诸如空气的条件等环境条件的变动等而变化。在低温低湿环境下，由于材料干燥且电阻值上升而难以放电，为了得到均匀的充电，需要一定值以上的峰-峰电压。当在高温高湿环境中进行充电动作而与操作电压设定到适于在低温低湿环境中得到均匀充电的充电操作的最低的电压值无关时，由于材料吸湿而使电阻值下降，导致过度放电。其结果，当放电量增加时，引起诸如图像不良、调色剂融化、感光鼓表面出现裂纹或感光鼓寿命缩短等问题。
由放电量的变化引起的故障，除了前述的环境变动的原因而外，也会因充电辊部件的制造的偏差或污染引起的电阻值变动、随着时间而产生的感光鼓的静电容量变动、图像形成装置本体的高压产生装置的特性偏差等而产生。
为了抑制这样的放电量的变化，提出了“放电电流控制方法”(日本特开2001-201921号公报)。在该方法中，施加在充电辊部件上的交流电压可变，分别利用至少两个电压电平，即在放电现象开始的电压Vh以下的电压电平和等于或高于电压Vh的另一个电压电平，的电流采样装置对AC电流值进行采样，算出成为最佳放电量的交流电压值，确定施加在充电辊部件上的交流电压的电平。
在图1中，用圆圈和对应的字母A、B、C、D表示的各点，表示进行采样的点。通过在放电现象开始的电压Vh以下的电压下取样A、B2两个点，测定不产生放电电流区域的充电交流电压Vc和充电电流Ic的特性。同样地，通过取样C、D两个点，测定放电电流产生区域中施加的充电交流电压Vc和充电电流Ic的特性。由于放电区域中的上述两个特性之差相当于放电电流，所以从用这样的方法得到的两个特性的关系中，可以算出用于得到预定电平的放电电流所需的充电交流电压的电平，与此相应通过控制充电交流电压，进行控制放电量的变动的控制。
但是，在原有的放电控制方式中，存在下述的问题。
(1)在电流检测机构检测的检测值产生误差的情况下，放电电流的控制精度大大恶化。
如上所述，在原有的放电电流控制中，从在放电开始电压Vh以下的点(图1中的点A，B)上检测的放电交流施加电压Vc和放电电流Ic的特性和在放电开始电压Vh以上的点(图1中的C，D点)上检测的Vc和Ic的特性的两个特性关系中计算放电电流。但是，由于在A，B点和C，D点上充电电流的电平差大，在检测值产生误差的情况下，在放电电流值上产生大的误差。由此，存在不能进行最佳的放电电流值的控制的问题。
(2)在进行连续打印操作的情况下，存在放电电流变化的问题。
在连续地进行打印操作的连续打印方式的情况下，在感光鼓周边的温度上升，加到充电辊上的施加电压和放电电流的关系发生变化，放电电流值发生变动。由此，存在不能进行最佳放电电流值的控制的问题。对于该问题，考虑了下述方法，即，在连续打印方式时，以预定的时间间隔在一定期间停止打印操作，使充电交流电压下降到放电开始电压Vh以下并进行交流电流检测，再次设定最佳的放电电流。用该方法，由于降低了图像形成装置的打印速度，所以不能成为有效的对策。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种图像形成装置，其可以通过维持高精度的预定放电强度，提供不引起图像不良等问题的均匀的充电，而与环境条件和制造工艺变化引起的充电辊部件的特性偏差无关，其还能够提供不使打印速度下降，不使图像质量变差等的高精度预定充电，而与在连续打印时充电辊部件的特性变动等无关，并且还可以长时间地稳定并维持高画质、高品质。
本发明的一个实施例，在使图像承载部件充电，把形成在该图像承载部件上的潜像转印在记录媒体上并形成图像的图像形成装置中，包括产生交流电压的交流电压产生机构；施加来自前述交流电压产生机构的交流电压的充电辊部件；控制前述交流电压产生机构使在从前述交流电压产生机构向前述充电辊部件供给电流的路径上流动与控制值对应的恒定电流的控制机构；输出与施加在前述充电辊部件上的交流电压的峰值电压对应的信息的第一输出机构；输出与施加在前述充电辊部件上的交流电压的变化对应的信息的第二输出机构，前述控制机构，根据前述交流电压产生机构产生的交流电压的峰值等于或大于前述图像承载部件的放电电压时的前述第一输出机构及前述第二输出机构的输出结果，设定前述控制值。
本发明的另一个实施例，在使图像承载部件充电，把形成在该图像承载部件上的潜像转印在记录媒体上并形成图像的图像形成装置中，包括产生交流电压的交流电压产生机构；施加来自前述交流电压产生机构的交流电压的充电辊部件；控制前述交流电压产生机构使在从前述交流电压产生机构向前述充电辊部件供给电流的路径上流动与控制值对应的恒定电流的控制机构；输出与施加在前述充电辊部件上的交流电压的峰值电压对应的信息的第一输出机构；输出与施加在前述充电辊部件上的交流电压的相位成为预定相位时的前述交流电压对应的信息的第二输出机构，前述控制机构，根据前述交流电压产生机构产生的交流电压的峰值等于或大于前述图像承载部件的放电电压时的前述第一输出机构的输出结果及前述第二输出机构的输出结果，设定前述控制值。
根据本发明的设备，不管环境条件或制造条件引起的充电辊部件的特性偏差如何，均可以高精度地产生定量的放电，提供没有图像承载部件的老化、调色剂融化、图像不良等问题的均匀的充电，即使在连续打印时，也可以进行不使打印速度下降的打印操作，并且还提供与充电辊部件的污染和环境条件变化无关的均匀充电，由此，可以长时间维持高画质和高品质。
另外，根据本发明的图像形成装置，可以高精度地产生定量的放电。
通过结合附图所作的对实施例的下述说明，本发明的上述和其他目的、效果、特征和优点将变得更加显而易见。


图1是常规图像形成装置的放电电流控制中的充电交流电压和充电电流的特性图。
图2是第一～第七实施例的图像形成装置的构成图。
图3是表示第一实施例的图像形成装置的充电高压输出电路的电路图。
图4A～4C是第一实施例的充电交流电压波形的说明图。
图5是第一实施例的打印操作时的顺序图。
图6是第一实施例的充电交流电压和充电电流的特性图。
图7第一实施例的前转处理的流程图。
图8A和图8B是第一实施例的前转处理时的检测信号特性图。
图9A和图9B是第一实施例的打印处理时的检测信号特性图。
图10是第一实施例的打印处理的流程图。
图11是表示第二实施例的图像形成装置的充电高压输出电路的电路图。
图12和图13是第二实施例的过零信号说明图。
图14A和图14B是第一实施例的检测信号特性图。
图15是第二实施例中的处理的流程图。
图16A和图16B是第三实施例的前转处理时的检测信号特性图。
图17是第三实施例的前转处理的流程图。
图18是第三实施例的打印处理前后的检测信号特性图。
图19A和图19B是第三实施例的检测信号特性图。
图20是第四实施例中的处理的流程图。
图21是表示第五实施例的图像形成装置的充电高压输出电路的电路图。
图22A～22C是用于说明放电时的特性的充电交流电压波形图，其中图22A表示非放电时，图22B表示放电时(没有扼流圈)，图22C表示第五实施例的放电时(有扼流圈)的情况。
图23是表示第五实施例的充电交流电压和充电电流的关系的特性图。
图24A和图24B是用于说明第五实施例的充电高压输出电路的充电高压控制方法的说明图。
图25是表示第五实施例的充电控制处理顺序的一个例子的流程图。
图26是表示第六实施例的图像形成装置的充电高压输出电路的电路图。
图27是表示第七实施例的图像形成装置的充电高压输出电路的电路图。
图28是表示第七实施例的高压变压器的构成的剖面图。
图29是图28所示的高压变压器的等效电路图。
具体实施例方式
(第一实施例)下面根据附图对本发明的第一实施例进行说明，图2是本实施例和第二～第七实施例的激光打印机100的构成图。
激光打印机100包括收纳记录纸P的台面101、设置检测台面101内的记录纸P的有无的台面内记录纸传感器102、检测台面101内的记录纸P的尺寸的纸尺寸检测传感器103、从台面101抽出记录纸P的拾取辊104、输送由拾取辊104抽出的记录纸P的台面供纸辊105、与台面供纸辊105成为一对的用于防止输送叠置的记录纸P的阻碍辊106。
在台面供纸辊105的下游，配置供纸传感器107，用于通过反转机构检测从台面101来的供纸的输送状态，再下游配置了用于输送记录纸P的供纸输送辊108、用于使记录纸同步输送的定位辊109、和一个检测输向定位辊109的记录纸P的输送状态的预定位传感器110。另外，在定位辊109的下游，配置基于来自激光扫描部111的激光束在感光鼓1上形成调色剂图像的处理盒112、用于把在感光鼓1上形成的调色剂图像转印到记录纸P上的作为辊构件的转印辊113、用于去除记录纸P上电荷且促进与感光鼓1的分离的作为放电构件的放电针114。
在放电针114的下游，配置输送导轨115、一对定影辊117，包含其内部的用于加热的卤素加热器116，一个加压辊118、一个用于排出的定影图像承载部件纸张传感器119，一个用于切换记录纸P从定影机构传输到排纸机构或者反转机构的两面挡板120。在排纸机构侧的下游，配置检测排纸机构的纸输送状态的排纸传感器121、对记录纸进行排纸的一对排纸辊122。
在用于反转纸张的打印侧以便传输回图像形成装置，使另一侧用于其他打印的反转机构的反转侧，配置通过正转和反转使记录纸P返回的反转辊对123、检测向反转辊对123输纸的输送状态的反转传感器124、用于输送来自用于调整记录纸P的横向位置的横向定位机构(未图示)的记录纸P的切成D型的辊125、检测反转机构的记录纸P的输送状态的两面传感器126、用于从反转机构向供纸机构输送记录纸P的输送辊对127。
激光扫描部111由发出由从外部装置128送出的图像信号调制的激光的激光单元129、用于用来自激光单元129的激光在感光鼓1上扫描的多边形反射镜130和扫描器马达131的组合、成像透镜群132和折返反射镜133构成。处理盒112具备公知的电摄影过程必需的感光鼓1、作为充电辊部件的充电辊2和显影辊134、调色剂存储容器135等，相对于激光打印机100能装卸。另外，高压电源部3，除了后述的充电高压电路而外，还有其他高压电路。高压电路向显影辊134、转印辊113和放电针114供给所希望的电压。
主马达136向各部分供给电功率。打印机控制部4由包括RAM5a、ROM5b、记时器5c、数字输入输出(I/O)口5d、模拟—数字变换(A/D)输入口5e、数字—模拟变换(D/A)输出口5f等的MPU(微处理器)5和各种输入输出控制电路(未图示)等构成。打印机控制部4控制激光打印机100。打印机控制部4经接口138与个人计算机等外部装置128连接。
根据图3的充电高压电路的电路图说明充电高压控制。充电高压电路产生由在直流电压上叠加交流高压的充电高压，由输出端子200输出。输出端子200连接与感光鼓1接触的充电辊2。
晶体管239的基极经基极电阻238与CPU245的I/O口245d连接，基极电阻238与上拉电阻260连接，发射极接地，集电极经二极管240与运算放大器265的输出端子连接，同时与上拉电阻237连接。因此，当从CPU245的I/O口245d输出时钟脉冲(PRICLK)时，经上拉电阻260、基极电阻238，使晶体管239进行开关动作。
通过晶体管239的开关动作，输出放大的输出脉冲，其幅值对应于与经二极管240与负载电阻237连接的运算放大器265的输出。
该时钟脉冲输入滤波电路235，从滤波电路235中输出以+12V为中心的正弦波。滤波电路235包括电容器242、电阻223～232、电容器216～220，运算放大器217和220。
滤波电路235的正弦波输出的功率，由推挽的高压变压器驱动电路205进行放大，经电容器210和扼流圈2100输入高压变压器204的初级线圈，由此，在次级线圈上产生正弦波的交流高压。
高压变压器204的次级线圈，其一方的端子经电阻246与直流高压产生电路247连接，另一方的端子经输出保护电阻203与输出端子200连接。在来自直流高压产生电路247的直流高压上叠加了在次级线圈上产生的交流高压的高压偏压，经输出保护电阻203从输出端子200输出，给充电辊2供电。
接下来，对交流高压电路的电流检测部进行说明。由前述的交流高压产生电路的驱动产生的交流电流，通过电容器248，箭头A方向的半波，流经二极管250，箭头B方向的半波，流经二极管249，通过二极管250的箭头A方向的半波输入由运算放大器256、电阻253、电容器252构成的积分电路变换成直流电流。运算放大器256的输出端子电压V1的特性由下式表示。
V1＝-(Rs×Imean)+Vt (1)在此，Imean是交流电流的半波的平均值，Rs是电阻253的电阻值，Vt是输入运算放大器256的非反相输入端的电压。运算放大器256的输出端与运算放大器256的非反相输入端连接，与连接到反相输入端的电流控制信号PRICNT的电平进行比较。由电流控制信号PRICNT设定交流电流值。在运算放大器256的输出电压V1比电流控制信号PRICNT大的情况下，运算放大器256的输出变大。如前述那样，当运算放大器256的输出变大时，输入滤波电路235的时钟脉冲的幅值变大，高压交流电压变大。
通过组成这样的系统，控制高压交流电压的电平，使得交流电流成为与电流控制信号PRICNT对应的值，即，进行与电流控制信号PRICNT对应的恒定电流控制。
接下来，对充电高压输出电路的电压检测部进行说明。充电高压输出电路包括电压检测电路201、电压检测电路202的两个电压检测电路。
电压检测电路201检测充电交流电压的峰值电压。充电输出电压由电容器271、电阻272和电阻273进行分压，变换成低的电压电平并输入运算放大器281的非反相输入端。构成电压跟随器的运算放大器281用正负的两个电源驱动。在运算放大器281的输入端子上输入正/负的两极性的电压，在输出端子上输出正/负的两极性的电压。后述的运算放大器278、1003也是同样的。
另外，电容器271的阻抗比电阻272和电阻273的和阻抗小很多，在电容器271两端上产生的相位差被设定得很小。再有，由于直流高压电压被电容器271切断，所以在运算放大器281的非反相输入端只能输入交流成分。该交流电压通过运算放大器281，由用二极管288、电容器289、电阻290构成的峰值保持电路，变换成与充电交流电压的峰值对应的直流电压后，作为检测信号PRIVS输入CPU245的模拟输入端子245f。
图4A和图4B表示充电交流波形和电压检测电路201的检测值的关系。图4A是交流波形为正弦波的情况。在该情况下，Vp1被电压检测电路201检测出来。另外，图4B表示在交流波形产生变形时的波形，图4B中的时刻t1与图4A中的时刻t1是同一时刻，图4B中的时刻t2与图4A中的时刻t2是同一时刻。虚线表示作为正弦波的图4A的波形，在成为峰值的部分产生变形，峰值电压比不产生变形时的Vp1低。在该情况下，由电压检测电路201检测Vp2的值。
当充电交流电压的峰值为Vp，二极管288的顺正常方向下降电压值为Vf时，检测信号PRIVS的电平用下式表示。
PRIVS＝λ×Vp-Vf(2)在此，λ是由电阻272、273、电容器271确定的常数，用下式表示。
λ=2×π×f×C271×(R272+R273)×{2×π×f×C271×(R272+R273)}2+11+{2×π×f×C271×(R272+R273)}2×R273R273+R272--(3)]]>在(3)式中，R272表示电阻272的电阻值，R273表示电阻273的电阻值，C271表示电容器271的电容值。以下的公式也用同样的表现方法表示。f是充电交流高压的频率。
电压检测电路202检测充电交流电压波形的微分波形的峰值。
充电输出电压通过由电容器275和电阻276构成的微分电路微分，微分电压输入运算放大器278的非反相输入端，通过把电容器275的阻抗设定成比电阻276的阻抗足够大，向构成电压跟随器的运算放大器278的输入部，供给相当于充电交流电压的微分值的交流电压。该交流电压通过运算放大器278，通过由二极管284、电容器285、电阻286构成的峰值保持电路变换成与充电交流电压的微分值的峰值对应的直流电压，作为检测信号PRIDV输入CPU245的模拟输入端子245f。
图4C表示充电交流电压波形和电压检测电路202的瞬时电压检测信号的关系。图4C表示交流电压波形(图4B)的微分波形，图4C中的时刻t1与图4A和图4B中的时刻t1是同一时刻，图4C中的时刻t2与图4A和图4B中的时刻t2是同一时刻。虚线部分表示正弦波的形状。在图4B中，波形在峰值附近的区域变形，在图4C的情况下，变形遍及整个正弦波。另外，在图4C中所示波形的情况下，没有产生变形的部分的值与图4B的波形的vp1的值一致。即，电压检测电路202，即使在产生了变形的图4B的充电交流波形中，也可以检测到与没有变形时的检测值相同的电压。把充电交流电压微分值的峰值作为Vp′时的电压检测电路202的检测信号PRIDVS的电平用下式表示。
PRIDVS＝φ×Vp′-Vf(4)在此，Vf是二极管284的顺方向下降电压。而φ是由电阻276、电容器275确定的值，用下式表示。
φ=2×π×f×C275×R276×(2×π×f×C275×R276)2+11+(2×π×f×C275×276)2--(5)]]>再有，通过设置在上述电压检测电路201和电压检测电路202中使用的电阻272、273、276和电容器271、275的值使得常数φ和常数λ相同，能使检测值PRIVS和PRIDVS的检测范围一致。
下面对本实施例的图像形成装置的打印操作时的充电高压控制方法进行说明。
图5是表示本图像形成装置的打印操作时的顺序的图。当装置本体100的主电源被接通时，执行驱动定影装置并进行使定影装置上升到预定温度等的一系列的处理的前多转处理，然后成为待机状态。接下来，当接受来自个人计算机等外部装置128的开始打印的命令时，执行预定的作为打印准备阶段的前转处理，然后进入根据一系列的电摄影程序在记录纸上进行打印操作的打印处理。在进行多页的打印操作的方式的情况下，执行在打印下一页之前的预定的预打印处理，直到对下一页记录纸进行打印操作，之后移向第二页以后的打印处理。当最后(第N页)的记录纸的打印处理结束时，在后转处理之后，再返回到待机状态。
在本实施例的图像形成装置中，执行确定前多转处理期间和打印处理或者预打印处理中的充电交流高压电平的处理，根据其结果控制打印操作时的充电交流高压。
图6表示在充电辊上施加充电交流高压时的充电交流电流Ic(纵轴)与充电交流电压峰值和充电交流电压微分值的峰值(横轴)的特性。在图6中，特性曲线LINE A表示充电交流电压峰值和充电交流电流的特性，特性曲线LINE B表示充电交流微分值的峰值和充电交流电流的特性。充电交流电流Ic用充电交流电流的半波的平均电流值表示。充电交流电压的峰值由前述的电压检测电路201检测，充电交流电压微分值的峰值由前述的电压检测电路202检测。
当加到充电辊上的充电交流电压上升时，特性曲线LINE A和曲线LINE B一起表示的充电交流电流，与两交流电压成比例地线性增加。该区域是不产生放电的区域(非放电产生区域)，只流动与充电辊和感光鼓之间的电阻性负载和电容性负载对应的辊隙电流。再有，当使交流电压进一步上升时，成为放电现象产生的区域(放电产生区域)，流动着在前述的辊隙电流上加上放电电流的充电电流。
在非放电产生区域和放电产生区域的分界点上，充电电流值是不连续的，在各自的区域中，相对于交流高压的电平几乎直线地变化。另外，特性曲线LINE B与放电产生没有关系且遍及两个区域，相对于交流高压的电平连续地直线地变化。放电产生区域中的特性曲线LINE A和曲线LINE B的特性的差别，是由从放电开始时产生的充电交流电压波形的变形产生的。当充电交流电压超过放电开始电压时，在交流电压的峰值附近的时段产生放电，使放电电流流动。该放电电流急剧上升且瞬间地流动。
当在产生充电交流电压的高压变压器204上流动放电电流时，由于在高压变压器204的输出端子之间因高压变压器204的漏电感作用产生电压降，所以输出电压波形上产生变形。这时的波形成为前述的图4B的形状。因为在充电交流电压上产生变形，由于前述的理由，所以在充电交流电压的峰值和充电交流电压微分值的峰值上产生差异，在特性曲线LINE A和曲线LINE B之间产生差异。
特性曲线LINE B的特性与放电的有无没有关系，相对于交流高压的电平直线地进行变化，成为除放电电流之外与充电辊和感光鼓之间的电阻性负载和电容性负载对应的辊隙电流的特性类似的直线特性，因此，图6中的特性曲线LINE A和曲线LINE B之差对应于放电电流Is。
在本实施例的充电高压控制中，检测特性曲线LINE A和曲线LINE B的特性，从检测的两个特性中算出放电电流成为预定值的充电电流Ic，根据其结果控制打印操作时的充电交流高压。曲线特性的算出，是通过图6中的点αa和点βa的2点的取样，算出特性曲线LINE A的特性，通过点αb和点βb的2点的取样算出特性曲线LINEB的特性。上述4点设定在放电产生区域内。以下对确定充电交流高压电平的一系列的处理进行说明。
(1)前转处理期间的处理在图像形成装置从待机状态转移到打印的情况之前，执行前转处理期间的充电交流高压电平的确定处理方法。用图7对前转处理期间的一系列的处理进行说明。
在S702步中，接通直流高压产生电路247的充电直流高压。接下来，在S703～S708步中实行4点的取样。图8A和图8B表示了各自的取样的点。图8A和图8B的点αa、αb、βa、βb分别相当于前述的图6中的点αa、αb、βa、βb。
首先，在S703～S705步中进行αa、αb的取样。在S703步中把电流控制信号PRICNT(纵轴)设定为Vc1，再把充电交流电压驱动信号PRION作为低电平并输出充电交流电压。接着在S704步中进行电压检测电路201的检测值PRIVS(图8A横轴)的读取。把该读取值作为Va1。再在S705步中由电压检测电路202进行瞬时电压检测信号PRIDVS(图8B横轴)的读取。把该读取值作为Vb1。
在S706～S708步中进行点βa、βb的取样。在S706步中把电流控制信号PRICNT的设定从Vc1变更为Vc2且变更充电交流电压的输出电平。在S707步中进行电压检测电路201的检测值PRIVS的读取。把该读取值作为Va2。在S708步中由电压检测电路202进行瞬时电压检测信号PRIDVS的读取。把该读取值作为Vb2。
接着，用前述的方法用取样的4点计算特性曲线LINE A和曲线LINE B的特性(S709)。特性曲线LINE A、曲线LINE B的特性，可以近似的分别用下述那样的1次式表示，从取样的4点算出下式的常数α、β、γ、θ。
PRICNT＝α×PRIVS+β (6)PRICNT＝γ×PRIDVS+θ(7)接着，从(6)、(7)式，使放电电流成为预定值，算出电流控制信号PRICNT的值Vc0(S710)。如上所述，特性曲线LINE A和曲线LINE B的差相当于放电电流。当把相当于预定放电电流值的电流控制信号PRICNT的幅值定为ΔVc时，Vc0用下式表示。
Vc0=ΔVcα-γ+α×θ-β×γα-γ--(8)]]>再有，相当于预定放电电流值的电流控制信号PRICNT的幅值ΔVc预先存储在CPU245的ROM245b内。接着，在S711步中，通过把电流控制信号PRICNT设定为在S710步中算出的Vc0，把充电交流电压设定为打印值并结束一系列的处理。处理结束后转移到第一页的打印处理中。
(2)打印处理中的处理前述说明的是从待机状态开始打印的第一页的打印操作中的充电交流高压电平的确定处理方法。在本实施例的图像形成装置中，在执行连续打印的情况下，即使在进入打印处理之后，也重复确定交流充电高电压电平的处理，从而根据处理结果更正盖交流电压电平的设定值。该处理从待机状态开始打印后，执行到用连续打印方式打印50页。执行的判断，根据设置在CPU245内部的计算打印页数的记数器的值来进行。
用图10对打印处理期间的充电交流高压电平的修正进行说明。修正处理与在前述的前转处理期间进行的情况下相同，进行4点的取样，通过再次检测特性曲线LINE A、曲线LINE B的特性，算出放电电流成为预定值的电流控制信号PRICNT的值。
图9A和图9B表示本处理中的特性曲线LINE A和曲线LINE B的取样点。
首先，在S1002和S1003步中把电流控制信号PRICNT(纵轴)设定为现状值Vc0并进行取样。在此，所谓的现状值，是在执行本处理以前执行的交流电压电平的确定处理中算出的电流控制信号PRICNT的设定值。读取电压检测电路201的检测值PRIVS(图9A横轴)和电压检测电路202的检测值PRIDVS(图9B横轴)。把各自的读取值定为Va1′、Vb1′。
接下来，在S1004～S1006步中，使电流控制信号PRICNT的值在Vc0上增加Vk到Vc0并进行取样。即，使充电交流电压比现状值高并进行取样。读取电压检测电路201的检测值PRIVS和电压检测电路202的检测值PRIDVS。把各自的读取值定为Va2′、Vb2′。
在使电流控制信号PRICNT相对于现状值Vc0增大充电电流值的点上进行取样，是为了通过提高感光鼓上的放电电流量，防止充电交流电压电平变更产生图像不良等。在相对于现状值Vc0减小充电电流值的点上进行取样的情况下，有可能使感光鼓上的充电量太低并产生不良图像。
接下来，与在前转处理中进行的处理同样地使用取样的4点计算特性曲线LINE A和曲线LINE B的特性(S1007)，再算出电流控制信号PRICNT的值Vc0，从而得到与放电电流的预定值一致的值(S1008)。接下来，在S1009步中，把电流控制信号PRICNT的设定从Vc0变更为Vc0′，变更充流充电电压的输出电平并结束一系列的处理。处理结束后，计算前述的打印页数的记数器被复位，再打印50页时，进行同样的处理。
按照以上的说明，在本实施例的充电高压控制中，测定充电交流电压微分值的峰值并用上述测定值进行辊隙电流的检测。利用这样的构成，可以在放电产生区域内检测辊隙电流，可以实现高精度地控制放电电流量。因此，与环境变动和制造时的充电辊部件的特性偏差等无关，不会引起感光鼓的老化和图像不良问题，可以得到均匀的充电。再有，在连续打印时，不会使充电电流比现状值低，可以进行放电电流量的再设定处理，即使在连续打印时，也与环境变动和制造时的充电辊部件偏差等无关，不会引起感光鼓的老化和图像不良等问题，可以达到均匀的充电。
(第二实施例)下面对本发明的第二实施例进行说明。在第一实施例中，通过检测充电交流电压的微分值的峰值来进行辊隙电流的检测。在第二实施例中，根据交流电压在预定相位区间的相位偏移进行辊隙电流的检测。
图11是第二实施例的图像形成装置的充电高压输出电路的电路图，其基本构成与第一实施例的电路相同。
与第一实施例的差别在于，没有设置作为第一实施例的微分电压检测电路的电压检测电路202，设置了检测交流波形的正极和负极切换的过零点的过零检测电路1009和检测充电交流电压的瞬时值的电路。
充电交流电压经电容器1001、电阻1002、电阻1005、电阻1004、电阻1007与比较器1003连接。电容器1001的容量被设定成阻抗为比电阻1002、电阻1004、电阻1005、电阻1007的组合电阻值小很多的值，因此，在电容器1001的两端的相移(相对)小，从而在比较器1003的非反相输入端和反相输入端上，输入与输出端子同相位的交流信号。在充电交流电压为正极性的电压的情况下，比较器1003的反相输入的电位比非反相输入的电位高且输出为0V，在负极性的情况下，比较器1003的反相输入的电位比非反相输入的电位低且输出为5V。
二极管1006用于防止比较器1003的电位成为预定电压以下。比较器1003的输出作为过零检测电路1009的检测信号PRIZERO连接到CPU245上。检测信号PRIZERO输入CPU245的I/O口245d的外部中断端子，其中在输入信号的下降边发生中断。
图12是充电交流电压的波形图和过零检测信号PRIZERO的时间图。在充电交流电压为负极性的时段，过零检测信号PRIZERO为5V，对应于CPU245的高电平。在交流电压从负极性变为正极性的时刻，过零检测信号PRIZERO的电压切换到0V。即，可以用CPU245读取充电交流电压的过零的时刻。再有，使用CPU245的内部记时器，可以检测从过零检测信号PRIZERO的下降时刻开始经过预定时间φ以后的时刻。
在第二实施例的图像形成装置中，检测充电交流电压电路的充电交流电压在相位上相当于30deg的时间φt，检测该时间上的充电交流电压的电平Vt。Φt的大小，考虑在充电交流电压波形上产生变形的大小来设定φt的值，使在φt的范围内不产生变形。
Φt把充电交流电压的频率作为f并用下式表示。
Φt＝1/f×30/360 (9)另外，Vt的检测由输入CPU245的A/D输入口245f的瞬时电压检测信号PRIDVS进行。
瞬时电压检测信号PRIRVS是与充电交流电压的瞬时值对应的电平信号，是把由电压检测电路201的输入部的电容器271、电阻272、电阻273分压的充电交流电压经用运算放大器1013和二极管1022构成的电压跟随器变换而得到的。由于二极管1022使用与电压检测电路201的二极管288同样特性的二极管，所以瞬时电压检测信号PRIRVS和电压检测电路201的检测信号PRIVS成为同样的检测范围。
图13表示充电交流电压波形、φt、Vt的关系。图13中的虚线部分表示正弦波，其峰值是Va1。充电交流电压与第一实施例中说明的一样，在峰值附近产生变形，峰值Va2成为比正弦波的峰值小的值。在φt的范围内不产生充电交流电压的波形变形。由于φt是正弦波的30deg的位置中的时间，所以在30deg中的电压电平Vt和正弦波的峰值Va1上，下式的关系成立。
Vt＝SIN(30deg)×Va1＝0.5×Va1 (10)即，在φt的时间内，电压电平Vt的2倍值为正弦波的峰值Va1。
由于正弦波的峰值和充电交流电流的特性与第一实施例的图6的特性曲线LINE B的特性相同，所以可以使用Vt的2倍值测定辊隙电流。在第二实施例的充电交流输出控制中，测定Vt且从其2倍值测定辊隙电流的特性，再以与第一实施例的情况下同样的顺序把放电电流值控制到预定值。
接下来，用图14A和图14B表示第二实施例的前转处理的充电交流高压电平的确定处理方法的一系列处理。一系列处理的基本顺序与第一实施例的情况下相同，只有特性曲线LINE B的检测方法不同。
在图15中，在S1502步中，接通充电直流偏压之后，在S1502～S1508步中执行4点取样。取样在图14中的αa、βa、αb、βb点上进行。图14A是检测信号PRIVS(横轴)和充电电流控制信号PRICNT(纵轴)的特性，图14B是检测作为瞬时电压检测信号PRIRVS的2倍值的PRIRVS×2(横轴)和电流控制信号PRICNT(纵轴)的特性。
首先，在S1503～S1505步中进行αa、αb的取样。在S1503步中把电流控制信号PRICNT设定为Vc1，再把充电交流电压驱动信号PRION作为低电平并输出充电交流电压。接着，在S1504步中进行电压检测电路201的检测值PRIVS的读取。把该读取值定为Va1，再在S1505步中进行瞬时电压检测信号PRIRVS的读取，把该值的2倍值定为Vt1。
在S1506～S1508步中，进行点βa、βb的取样。在S1506步中把电流控制信号PRICNT的设定值从Vc1变更为Vc2，变更充电交流电压的输出电平。在S1507步中进行电压检测电路201的检测值PRIVS的读取。把该读取值定为Va2。在S1508步中进行瞬时电压检测信号PRIRVS的读取，把该值的2倍值定为Vt2。
接下来进入S1509步，用前述的方法用取样的4点计算特性曲线LINE A和曲线LINE B的特性。特性曲线LINE A、曲线LINE B可以分别近似地用下述那样的1次式表示，从取样的4点算出下式的常数α、β、γ、θ。
PRICNT＝α×PRIVS+β (11)PRICNT＝γ×(PRIRVS×2)+θ (12)接着，从(11)、(12)式中算出放电电流值成为预定值的电流控制信号PRICNT的值Vc0(S1510)。
与第一实施例的情况下相同，当把相当于预定放电电流值的电流控制信号PRICNT的范围定为ΔVc时，Vc0用下式表示。
Vc0=ΔVcα-γ+α×θ-β×γα-γ--(13)]]>接下来，在S1511步中，通过把电流控制信号PRICNT设定成在S1510步中算出的Vc0，把充电交流电压设定为打印值并结束一系列的处理。处理结束后转移到第一页的打印处理。在此，说明了前转处理时的处理中的使用例，但是对于打印处理时的处理与第一实施例的情况下一样可以适用。
按照以上说明的那样，在第二实施例的充电高压控制中，测定充电交流电压的预定区间内的相位偏移并用上述测定值检测辊隙电流。利用如此构成的系统，可以在放电产生区域内检测辊隙电流，可以实现高精度地控制放电电流量。因此，与环境变动和制造时的充电辊部件的特性偏差等无关，不会引起感光鼓的老化和图像不良问题。可以得到均匀的充电。再有，在连续打印时，不会使充电电流比现状值低，可以进行放电电流量的再设定处理，即使在连续打印时，也与环境变动和制造时的充电辊部件偏差等无关，不会引起感光鼓的老化和图像不良等问题，可以达到均匀的充电。
(第三实施例)图16A表示第三实施例的充电交流电压的峰值及充电交流电压的微分值的峰值(横轴)和充电电流Ic(纵轴)的关系，对于第三实施例的充电高压控制，参照图16A进行说明。在本实施例中，在充电辊上加上充电交流电压使充电电流Ic成为预定的值Iac1，接下来进行下面那样的处理。
开始，由电压检测电路201检测与特性曲线LINE A(充电交流电压的峰值)和表示充电电流Iac1的直线的交点a对应的充电交流电压的峰值Vac1，由电压检测电路202检测与特性曲线LINE B(充电交流电压的微分值的峰值)和表示充电电流Iac1的直线交点a′对应的充电交流电压的微分值的峰值Vac1′。接着，使充电电流Ic变化，求出电压检测电路202的检测值Vac1′与电压检测电路201的开始的检测值Vac1成为同值时的充电电流值Iac1′。
然后，算出作为表示充电电流Iac1的直线和特性曲线LINE A的交点a和表示充电电流为Iac1′的直线和特性曲线LINE B的交点b之差的实际放电电流Is′成为预定的放电电流Is的充电电流Iac1，根据算出的结果控制打印操作时的充电交流电压。这些点a、a′、b全部设定在放电产生的区域内。下面，对确定充电交流高压电平的一系列的处理详细地进行说明。
(1)前转处理期间的处理在图像形成装置从待机状态转移到打印的情况下，在前转处理期间进行充电交流电压电平的确定处理。参照图17对前转处理期间的一系列的处理进行说明。
首先，在S1702步中，接通充电直流高压机构。接着，通过S1703～S1708步的处理，求出充电交流电压的峰值和充电交流电压微分值的峰值相等时(电压检测电路202的检测值Vac1′与电压检测电路201的初始的检测值Vac1成为相同值时)的充电电流Ic的值。所谓图17的处理中的“成为相等的情况下”是指差值小于0.03V的情况。
在S1703步中，把电流控制信号PRICNT设定为Vc1，再把充电交流电压驱动信号PRION作为低电平并输出充电交流电压。另外，把充电交流电压微分值的峰值Vac1′接近充电交流电压的峰值Vac1时的电流控制信号PRICNT的初始值定为Vc1′＝Vc1。在此，把Vc1的值设定成比最终设定的充电电流大很多的值，在以后的S1707步中只向减少方向进行控制。
各参数设定后，在S1704步中，进行电压检测电路201的检测值PRIVS(充电交流电压的峰值Vac1)的读取，在S1705步中，进行电压检测电路202的瞬时电压检测信号PRIDVS(充电交流电压的微分值的峰值Vac1′)的读取。然后，反复执行S1705～S1708步的处理，使Vc1′的值每次减少0.1V直到充电交流电压的峰值Vac1和充电交流电压微分值的峰值Vac1′之差不到0.03V，把Vc1′的值输入电流控制信号PRICNT中。
图16B表示交流电压的峰值/交流电压的微分值的峰值(横轴)和电流控制信号PRICNT(纵轴)的关系，当把满足S1706步且成为Vc1′(与Vac1的差的绝对值不到0.03V)时的充电电流值定为Iac1′时，与Iac1对应的电流控制信号是Vc1，与Iac1′对应的电流控制信号是Vc1′。因此，把与实际放电电流Is′对应的电流控制信号的电压差定为Vis＝Vc1-Vc1′。
接着，执行S1709～S1715步的处理，求出特性曲线LINE A(充电交流电压的峰值)和曲线LINE B(充电交流电压的微分值的峰值)之差(放电电流)成为预定值Is那样的充电电流值。首先在S1709步中，求出与实际放电电流相对的检测电压Vis＝Vc1-Vc1′，在S1710步中，比较与预定放电电流值Is对应的检测电压差Vs和Vis。在实际放电电流值(Is′＝Iac1-Iac1′)比Is大的情况下，即在不是Vs-Vis＞0时进行S1711步并调查Vis是否比Vs大0.03V以上。在此，当Vis比Vs大的时候(不是Vis-Vs＜0.03时)进入S1712步并使Vc1的值减少0.1V后，反复执行S1703步以下的处理。
另一方面，在实际放电电流值(Iac1-Iac1′)比Is还小，并且Vs＞Vis的情况下，从S1710步经S1713步进入S1714步。即，在S1710步中，当Vs-vis＞0时进入S1713步并调查是否Vs-Vis＝0，在不是Vs-Vis＝0的情况下，在S1714步中调查Vs是否比Vis大0.03V以上。在此，当Vs较大的时候(不是Vs-Vis＜0.03V时)进入S1715步并在使Vc1的值增加0.1V以后反复执行S1703步以下的处理。
在S1713步中，在Vs和Vis相等的情况下，或者在S1711步或S1714步判断为Vis和Vs之差不到0.03V的情况下，把电流控制信号PRICNT＝Vc1作为确定值并输出充电电流Iac1，放电电流由预定值Is控制，转移到第一页的打印操作中。
在第三实施例中，把Vc1的最小控制幅度定为0.1V，把S1706步(S1716、S1714)中的控制范围定为最小控制幅度的2倍的0.03V，但这些值根据实际使用的电路构成、处理速度，可以选择靠近0V的任意的值，不局限于第三实施例的值。另外，对于从十分大的值减少Iac1来进行Vc1的控制的方法已叙述了，但是也可以通过从十分小的值进行增加来进行Vc1的控制。
(2)打印处理中的处理。
在前述中说明的是从待机状态开始的第一页的打印操作中的充电交流电压电平的确定处理方法。
在继续进行连续打印的情况下，根据充电辊的温度变化、表面的污染等，从初期状态改变充电特性。图18作为一个例子表示500页连续打印前后的充电交流电流Ic(纵轴)和充电交流电压峰值及充电交流电压微分值的峰值(横轴)的特性。在图18中，细实线(充电交流电压微分值的)和点划线(充电交流电压峰值)表示连续打印前的初期特性，粗实线和点划线表示连续打印后的特性。
在第三实施例中，由于前述的电流控制信号PRICNT被Vc1的确定值控制，所以如图18那样，当特性曲线LINE A、曲线LINE B的倾斜比初期特性小时，实际放电电流Is′的值增加成为Is″。即，把用恒定电流值Iac1控制时的充电交流电压的微分值的峰值电压Vac1′形成与充电交流电压的峰值Vac1″同值的充电电流Iac1″比Iac1′小。为此，连续打印后的实际放电电流Is″比打印初期的实际放电电流Is′增大。
因此，在第三实施例中，在执行连续打印的情况下，在转移到打印处理之后也要再次进行充电交流电压电平的确定处理，根据该处理结果修正交流电压的设定。在第三实施例中，该设定修正处理，在从待机状态起始的打印开始后，执行到连续打印50页左右。执行时的判断，根据设置在CPU245内部的计算打印页数的记数器的值来进行。在打印处理期间，对于充电交流电压电平修正处理，通过进行与图17所示的处理相同的处理来实现。
处理结束后，记数打印页数的前述的记数器被复位，在下一个50页连续打印的时候，通过进行同样的处理，在每个50页连续打印上反复实施充电交流电压电平的确定处理。该处理的执行区间，不局限于进行50页连续打印的区间，可以参照记数器值在别的页数上执行。
按照以上的说明，在第三实施例的充电高压控制中，测定充电交流电压微分值的峰值并用上述测定值进行辊隙电流的检测。利用如此构成的系统，可以在放电产生区域内检测辊隙电流，可以高精度控制放电电流。因此，与环境变动和制造时的充电辊部件的特性偏差等无关，不会引起感光鼓的老化和图像不良问题。可以得到均匀的充电。再有，在连续打印时，不会使充电电流比现状值低，可以进行放电电流量的再设定处理，即使在连续打印时，也与环境变动和制造时的充电辊部件偏差等无关，不会引起感光鼓的老化和图像不良等问题，可以达到均匀的充电。
再有，在第三实施例中，由于在连续打印预定页数的每一区间都反复实施充电交流电压电平的确定处理来控制充电电压，所以，即使是图像形成装置的状态因工作状况而变化的情况下，通常也能进行最适当的感光鼓的充电。
(第四实施例)下面对本发明的第四实施例进行说明。在第一和第三实施例中，检测用预定的充电电流进行控制时的充电交流电压的峰值和充电交流电压微分值的峰值，从使充电交流电压的微分值的峰值与充电交流电压的峰值同值时的充电电流值和最初加上的充电电流之差，直接求出放电电流，实施把该值控制成恒定的方法。
在第四实施例中，求出用预定充电电流控制时的充电交流电压的峰值和充电交流电压的微分值的峰值，从图19A和图19B所示的相似的关系中算出实际放电电流Is′，实时控制充电电流值。对于充电高压输出电路，由于使用与图3所示的第一和第三实施例相同构成的电路，故省略说明。
在图19A中，在输出交流电压使电流成为预定充电电流值Iac2的情况下，ΔABC和ΔBDE，由于错角θ相等并且包括直角，所以是相似的三角形。ΔABC的底边AB成为充电交流电压的微分值的峰值Vac2′和充电交流电压Vac2的差值(Vac2′-Vac2)，ΔBDE的底边DE成为充电交流电压的微分值的峰值Vac2′。另外，ΔABC的高度AC表示实际放电电流Is′，ΔBDE的高度BD表示充电电流Iac2。
因此，根据这些关系，由下式可以求出实际放电电流Is′。
Is′=(1-Vac2Vac2′)Iac2--(14)]]>下面参照图20的流程，对用于把实际放电电流Is′控制成预定值的处理方法进行说明。
在图像形成装置从待机转移到打印处理的情况下，在前转处理期间进行充电交流电压电平的确定处理。
当开始处理时，首先在S2002步中接通充电直流电压。接下来在S2003～S2005步中，求出充电交流电压的峰值和充电交流电压微分值的峰值相等时(电压检测电路202的检测值Vac1′与电压检测电路201的初始的检测值Vac1等值时)的充电电流Ic的值。所谓图20的处理中的“相等的情况下”，与第三实施例的情况下同样，是指差值不到0.03V的情况下，但是如前述那样不局限于该值。
在S2003步中把电流控制信号PRICNT设定为Vc2，再把充电交流电压驱动信号PRION作为低电平并输出充电交流电压。在此，Vc2的值最终被设定为比设定的充电电流值大很多的值。接着在S2004步中进行电压检测电路201的检测值PRIVS(充电交流电压的峰值Vac2)的读取。再在S2005步中进行电压检测电路202的瞬时电压检测信号PRIDVS(充电交流电压微分值的峰值Vac2′)的读取。
图19B表示交流电压的峰值/交流电压的微分值的峰值(横轴)和电流控制信号PRICNT(纵轴)的关系。图19B表示，在作为电流控制信号PRICNT的值输入Vc2的情况下，在充电辊上施加Vac2的交流峰值电压，流动Iac2的充电电流和当时的交流电压的微分值的峰值为Vac2′。
当把二极管288及二极管284的顺方向电压降定为Vf时，由于ΔFGH和ΔIJG是相似三角形，所以与实际放电电流Is′对应的充电电流控制电压的差Vis′可用下式求得。
Vis′=Vac2′-Vac2Vac2′+Vf×Vc2--(15)]]>在此，在S2006步中进行Vis′和与预定放电电流Is对应的电压差Vs的比较，其差的绝对值如果不到0.03V，则反复执行S2004～2006步。
另一方面，在Vs和Vis′之差的绝对值是0.03V以上的情况下，进入S2007步并比较Vs和Vis′的大小。在实际放电电流的Vis′比预定放电电流的Vs小的情况下(Vs-Vis′＞0时)，进入S2008步并在使电流控制信号PRICNT的输入值Vc2增加0.1V后，返回S2004步。另外，在实际放电电流的Vis′比预定放电电流的Vs大的情况下(不是Vs-Vis′＞0时)，进入S2009步并在使Vc2的值减少0.1V后返回S2004步。
这样，通过实时控制电流控制信号PRICNT的输入值Vc2，可以把从充电控制开始时在充电辊上流动的放电电流量维持在预定值上，同时由于即使在打印中也能控制，所以平时可以稳定地进行充电控制。
在第四实施例中，把Vc2的最小控制幅度定为0.1V，把S2006步中的控制范围加倍，设为0.03V，但是这些值根据实际使用的电路构成、处理速度可以选择0V附近的任意的值，不局限于第四实施例的值。
(第五实施例)图21表示本发明的第五实施例的图像形成装置的充电高压输出电路。本实施例与第一实施例的差异在于，没有设置电压检测电路202，但是在高压变压器204的一次侧和电容器210之间包括扼流圈2100。
在此，当充电交流电压的电平超过放电开始电压时，产生加在辊隙电流上的放电电流Is。在充电辊2中流动辊隙电流和放电电流的叠加电流。这时，即使高压变压器204的1次侧电流瞬时急剧增大，由于在扼流圈2100的两端产生电压降，所以高压变压器204的输入电压进行下降。其结果，通过扼流圈2100，使供电给充电辊2的充电交流电压的波形被调节，放电电流相对于加上的充电高电压的特性产生变化。
图22C表示在施加其峰值电压等于或大于放电起始电压的充电交流电压时的辊隙电流和放电电流的波形。通过插入扼流圈2100，充电交流电压波形的变形增大，放电电流Is的电平也增大。放电电流Is在与产生充电交流电压的变形的时间τb相同的期间内流动。
为了比较，把不发生放电时，即，充电交流电压的峰值Va在放电开始电压以下的区域的辊隙电流和放电电流的波形表示在图22A中。在该区域中，只流动与充电辊2和感光鼓1之间的电阻性负载和电容性负载对应的辊隙电流。
另外，为了比较，把图21的电路中不插入扼流圈2100时的辊隙电流和放电电流的波形表示在图22B中。在交流电压的峰值Vb大干放电开始电压时，放电电流Is进行流动，在交流电压的峰值产生波形变形，这是由于在交流电压的峰值期间产生放电电流，在高压变压器204的次级侧及初级侧瞬间流动急剧变化的电流，高压变压器204的输出下降。该电压下降是由在高压变压器204的初级侧及次级侧寄生的漏电感成分产生的。
在充电交流电压的峰值附近，在时间幅度τa内产生变形，与此相应，辊隙电流成为变形的波形。放电电流Is在与充电交流电压的变形产生时间τa(＜τb)相同的期间内流动。
下面，参照图23更详细地说明由扼流圈2100的插入产生的效果，图23表示充电交流电压和充电交流电流的特性，横轴表示交流电压的峰值，纵轴用半波的平均电流表示充电电流Ic。
在图23中，用LINE C表示的曲线是插入扼流圈时的特性曲线(以下称“特性曲线C”)，用曲线LINE B表示的曲线，是不插入扼流圈2100时的特性曲线(以下称“特性曲线LINE B”)，用曲线LINEA表示的曲线是非放电产生区域的特性曲线(以下称“特性曲线LINEA”)。用A、B及C表示的点，表示图22A、图22B、图22C所示的各状态下的特性。
在交流电压峰值小于放电开始电压Vh的区域中，特性曲线LINEB、曲线LINE C的特性是相同的。但在放电开始电压Vh以上的区域中，起因于扼流圈2100，放电产生区域的特性曲线C的特性和特性曲线LINE B的特性不同。即，相对于特性曲线LINE A，特性曲线C比特性曲线LINE B的偏移更大。
由于插入扼流圈2100时的特性曲线C和放电产生区域中的特性曲线LINE A的差别变大，所以根据本实施例，当插入扼流圈2100时，得到了相对于交流施加电压放电产生量变大的效果。
图24A表示在充电辊2上施加充电交流高压时的充电交流电流Ic(纵轴)和充电交流电压峰值(横轴)的特性。图24B与图24A对应，表示电压检测信号PRIVS(横轴)和电流控制信号PRICNT(纵轴)的特性。在图24A和图24B中，特性曲线LINE A是不产生放电的非放电产生区域中的特性曲线，特性曲线LINE B是产生放电的放电产生区域的特性曲线。
在本实施例的充电控制中，算出表示特性曲线LINE A和曲线LINE B的特性的式子，从得到的两个式子算出放电电流成为预定值的充电电流值，确定打印时的充电交流高压电平。
图25是表示充电交流高压电平的一系列的充电控制处理顺序的一个例子的流程图。接通直流高压产生电路247的充电直流高压(S2502)，在充电辊2上施加预定的直流偏压之后，在S2503～S2508步中算出特性曲线LINE A的特性。
(1)求出表达特性曲线LINE A的式子非放电产生区域的特性曲线LINE A的特性，在处于图24A所示的非放电产生区域内的A1点、A2点上取样并进行计算。首先，通过把充电电流控制信号PRICNT的电平设定为Vc1(S2503)，把充电交流ON信号PRION切换到低的电平。在充电辊2上施加交流电压(S2504)。然后，检测当时的电压检测信号PRIVS，进行A1点的取样(S2505)。把当时的电压检测信号PRIVS的值定为Vt1。
接下来，把充电电流控制信号PRICNT的值切换成Vc2(S2506)，检测电压检测信号PRIVS，进行A2点的取样(S2507)。把当时的电压检测信号PRIVS的值定为Vt2。从用上述方法检测的非放电产生区域内的A1点和A2点，计算作为特性曲线LINE A的特性式的y＝fa(x)(S2508)。当把a、b作为常数时，y＝fa(x)可以用下式近似地表示y＝fa(x)＝ax+b ......(16)(2)求出表示特性曲线LINE B的式子在S2509～S2513步中进行特性曲线LINE B的计算。放电产生区域的特性曲线LINE B的特性，在处于图24A的放电产生区域内的B点、C点上进行取样并进行计算。首先，把充电电流控制信号PRICNT的电平切换成Vc3(S2509)，检测当时的电压检测信号PRIVS，进行B点的取样。把当时的电压检测信号PRIVS的值定为Vt3(S2510)。
把充电电流控制信号PRICNT的值切换成Vc4(S2511)，检测电压检测信号PRIVS，进行C点的取样。把当时的电压检测信号PRIVS的值定为Vt4(S2512)。从用上述方法检测的放电产生区域内的B点和C点，计算作为特性曲线LINE B的特性式的y＝fb(x)(S2513)。当把c、d作为常数时，y＝fb(x)用下式表示。
y＝fb(x)＝cx+d ......(17)在此，常数c、d成为与特性曲线LINE A的特性式的常数a、b非常不同的值。这是因为由于扼流圈2100的效果，在特性曲线LINEA和曲线LINE B之间的特性的差异很大。
(3)充电电流控制值的确定计算放电电流成为预定的值的充电电流控制信号PRICNT的电平Vc(cnt)(S2514)。放电电流相当于特性曲线LINE B和曲线LINEA的差。在图24A中，当把放电电流的目标控制值定为Is的情况下，如果把充电电流值控制为Ic(cnt)，可以得到目标的放电电流值Is。因此，充电电流控制信号PRICNT的电平Vc(cnt)可以使用由上述方法算出的两个特性式即y＝fa(x)和y＝fb(x)进行计算。
在把相当于放电电流的目标控制值Is的充电电流控制信号PRICNT的范围定为ΔK的情况下，得到目标控制值Is的电压检测信号PRIVS的值Vt(cnt)，根据式(16)、(17)并用下式表示。
Vt(cnt)＝(d-b+ΔK)/(a-c)......(18)Vc(cnt)用下式表示。
Vc(cnt)＝{c(d-b+ΔK)/(a-c)}+d......(19)(4)打印时的充电电流的设定进行把充电电流切换成打印时的电流的处理。通过把充电电流控制信号PRICNT设定为式(19)的值进行切换处理(S2515)，结束一系列的处理(S2516)。
通过上述一系列的处理，充电电流成为最适当的值，转移到打印处理。
在本实施例的充电控制的情况下，对于放电电流的控制目标值Is和实际得到的放电电流值，因充电高压输出电路上产生的各种偏差而产生误差。误差的最大的因素在S2503～S2514步的处理中产生。作为误差的具体例子，有充电电流控制信号PRICNT(Vc1、Vc2、Vc3、Vc4)的控制误差和充电电压检测信号PRIVS(Vt1、Vt2、Vt3、Vt4)的检测误差。
在上述控制误差和检测误差产生的情况下，在充电电压—充电交流电流的特性(即特性曲线LINE A及曲线LINE B)的计算中产生误差，在放电电流的控制值上产生误差。上述控制误差及检测误差的影响，与特性曲线LINE A和曲线LINE B的特性差成反比。
但是，本实施例的图像形成装置中的充电高压输出电路，由于在产生充电交流电压的高压变压器204的1次侧包括扼流圈2100，所以，可以使特性曲线LINE A和曲线LINE B的特性差增大。因此，上述控制误差和检测误差对实际的放电电流的影响很小。即，由于非放电产生区域中的充电交流电压—充电交流电流特性(特性曲线LINE A)和放电产生区域中的充电交流电压—充电交流电流特性(特性曲线LINE B)的特性差大，所以可以高精度地进行用于得到所希望的放电电流的充电交流电流的检测。
再有，通过增加相对于充电交流电压的放电产生量，可以使用于得到所希望的放电电流的必要的充电交流电压的值比原有的小，所以充电高压输出电路及图像形成装置本体可以小型化。
如上所述，在本实施例的图像形成装置中的充电高压输出电路中，通过施加预定的充电电流，检测当时的充电电压，检测非放电产生区域中的充电交流电压—充电交流电流特性(特性曲线LINE A)和放电产生区域中的充电交流电压—充电交流电流特性(特性曲线LINE B)，还计算成为所希望的放电电流的充电交流电流的值并形成进行最佳控制的构成。充电交流电流值的最佳控制，即使用与其不同的构成也可以实现。即，通过施加预定的充电电压，检测当时的充电电流，可以检测非放电产生区域中的充电交流电压—充电交流电流特性(特性曲线LINE A)和放电产生区域中的充电交流电压—充电交流电流特性(特性曲线LINE B)，计算成为所希望的放电电流的充电交流电流的值并由进行最佳控制的构成来实现。
(第六实施例)图26表示本实施例的图像形成装置中的充电高压输出电路的例子。本实施例与第五实施例比较，扼流圈的插入位置不同。即，在第五实施例中，在高压变压器204的初级侧插入扼流圈2100。而在本实施例中，在高压变压器204的次级侧插入扼流圈2600。
在图26所示的充电高压输出电路中，插入高压变压器204的次级侧的扼流圈2600，与插入高压变压器204的初级侧的扼流圈2100(第五实施例的情况下)本质上进行同样的动作。因此，由于非放电产生区域中的充电交流电压—充电交流电流特性(特性曲线LINE A)和放电产生区域中的充电交流电压—充电交流电流特性(特性曲线LINE B)的特性差大，所以可以精度高地进行用于得到所希望的放电电流的充电交流电流的检测。
(第七实施例)图27表示本实施例的图像形成装置中的充电高压输出电路。该充电高压输出电路，与第五和第六实施例比较，对充电交流电压波形进行调节的输出部的构成不同，本实施例的充电高压输出电路的高压变压器2700，是代替第五实施例的扼流圈2100及高压变压器204而采用的，也是代替第六实施例中的高压变压器204及扼流圈2600而采用的。
高压变压器2700，采用图28所示的构成，是使初级侧和次级侧的结合度降低的构造。
高压变压器2700，包括由E型铁心2801A和I型铁心2801b组成的EI型铁心。在E型铁心2801A上形成平行的3个部分2806a、2806b、2806c。在2806a部分上卷绕初级绕组2802，而在2806c部分上卷绕次级绕组2803。在中央部分2806b上没有卷绕绕组。参照符号2804a、2804b表示初级绕组2802的输入端。参照符号2805a、2805b表示次级绕组2803的输出端。
电流在初级绕组2802中流动后在E型铁心2801A的部分2806a中产生的磁通φ，形成通过铁心的中央的部分2806b的磁回路M1和通过边缘部分2806c的磁回路M2。因此，磁回路M2与次级绕组2803进行交错。
图29表示高压变压器2700的等价电路。
在图29中，输入端子2905a经电感元件2903与变压器2902的初级绕组的一端连接，输入端子2905b与变压器2902的初级绕组的另一端连接，输出端子2906a经电感元件2904与变压器2902的次级绕组的一端连接，输出端子2906b与变压器2902的次级绕组的另一端连接。变压器2902的初级侧和次级侧的结合度非常高。
如上所述，本实施例的充电高压输出电路中的高压变压器2800，等同于在变压器2902的初级侧设置了电感元件2903及在次级侧设置了电感元件2904的构成。因此，由于本实施例的充电高压输出电路的动作与第五及第六实施例的电路的动作没有本质的区别，所以在本实施例中，由于非放电产生区域中的充电交流电压—充电交流电流特性(特性曲线LINE A)和放电产生区域中的充电交流电压—充电交流电流特性(特性曲线LINE B)的特性差大，所以可以高精度地进行用于得到所希望的放电电流的充电交流电流的检测。
以上对于本发明的图像形成装置的实施例进行了说明，但作为本发明的实施例，除了进行图像承载部件的充电过程之外，也可以实施涉及该图像形成装置中的充电控制装置和充电控制的其他方法。
已经通过实施例详细描述了本发明，对本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明较宽方案的精神的情况下可以进行各种变更。因此，在本发明中，所附的权利要求书覆盖落入本发明的真正精神范围内的所有这样的修改和变更。
权利要求
1.一种图像形成装置，用于使图像承载部件充电，并把形成在该图像承载部件上的潜像转印到记录媒体上，以形成图像，所述装置包括生成交流电压的交流电压生成机构；施加来自所述交流电压生成机构的交流电压的充电辊部件；控制机构，用于控制所述交流电压生成机构，从而根据一个控制值使在从所述交流电压生成机构到所述充电辊部件的电流通路上流过一个恒定电流；第一输出机构，用于根据施加在所述充电辊部件上的所述交流电压的峰值电压输出信息；第二输出机构，用于根据施加在所述充电辊部件上的所述交流电压的变化输出信息，其中，根据当所述交流电压生成机构生成的所述交流电压具有大于或等于所述图像承载部件的放电开始电压的峰值电压时，所述控制机构基于所述第一输出机构及所述第二输出机构的输出结果，设定所述控制值。
2.如权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，所述第二输出机构输出的基于所述交流电压变化的所述信息，是与所述交流电压变化率的峰值对应的信息。
3.如权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于，根据由第一输出机构输出的基于所述交流电压的所述峰值电压的信息和由所述第二输出机构输出的基于所述交流电压的所述变化率的所述峰值的信息，所述控制机构设定所述控制值，使从所述充电辊部件流向所述图像承载部件的放电电流值成为预定的电流值。
4.如权利要求3所述的图像形成装置，其特征在于，根据当所述控制值设定为第一控制值时，所述第一输出机构及所述第二输出机构的输出结果和当所述控制值设定为第二控制值时，所述第一输出机构及所述第二输出机构的输出结果，所述控制机构将所述控制值设定第三控制值，使从所述充电辊部件流向所述图像承载部件的所述放电电流值成为预定的电流值。
5.如权利要求4所述的图像形成装置，其特征在于，所述第一控制值对应的所述恒定电流值小于所述第二控制值对应的所述恒定电流值。
6.如权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，在所述交流电压生成机构生成的所述交流电压的峰值电压小于所述图像承载部件的所述放电开始电压时，所述第一输出机构及所述第二输出机构产生相同的输出，并且在所述交流电压生成机构生成的所述交流电压的峰值电压大于或等于所述图像承载部件的放电开始电压时，所述第一输出机构及所述第二输出机构输出值的差对应于从所述充电辊部件流向所述图像承载部件的放电电流的值。
7.如权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，根据所述第一输出机构及所述第二输出机构的输出结果，所述控制机构为形成图像设定所述控制值。
8.如权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，根据所述第一输出机构输出第一输出值时的第一控制值和所述第二输出机构输出所述第一输出值时的控制值，所述控制机构为图像形成设定所述控制值。
9.一种图像形成装置，用于使图像承载部件充电，并把形成在该图像承载部件上的潜像转印到记录媒体上，以形成图像，所述装置包括生成交流电压的交流电压生成机构；施加来自所述交流电压生成机构的交流电压的充电辊部件；控制机构，用于控制所述交流电压生成机构，从而根据一个控制值使在从所述交流电压生成机构到所述充电辊部件的电流通路上流过一个恒定电流；第一输出机构，用于根据施加在所述充电辊部件上的所述交流电压的峰值电压输出信息；第二输出机构，用于当所述交流电压在预定相位时根据施加在所述充电辊部件上的所述交流电压输出信息，其中，根据当所述交流电压生成机构生成的所述交流电压具有大于或等于所述图像承载部件的放电开始电压的峰值电压时，所述控制机构基于所述第一输出机构及所述第二输出机构的输出结果，设定所述控制值。
10.如权利要求9所述的图像形成装置，其特征在于，根据所述第一输出机构及所述第二输出机构的输出结果，所述控制机构设定所述控制值，使从所述充电辊部件流向所述图像承载部件的放电电流值成为预定的电流值。
11.如权利要求10所述的图像形成装置，其特征在于，根据当所述控制值设定为第一控制值时，所述第一输出机构及所述第二输出机构的输出结果和当所述控制值设定为第二控制值时，所述第一输出机构及所述第二输出机构的输出结果，所述控制机构将所述控制值设定第三控制值，使从所述充电辊部件流向所述图像承载部件的放电电流值成为预定的电流值。
12.如权利要求11所述的图像形成装置，其特征在于，基于所述第一控制值的所述恒定电流值小于基于所述第二控制值的所述恒定电流值。
13.如权利要求9所述的图像形成装置，其特征在于，在所述交流电压生成机构生成的所述交流电压的峰值电压小于所述图像承载部件的所述放电开始电压时，所述第一输出机构及所述第二输出机构产生相同的输出，并且；在所述交流电压生成机构生成的所述交流电压的峰值电压大于或等于所述图像承载部件的所述放电开始电压时，所述第一输出机构及所述第二输出机构输出值的差对应于从所述充电辊部件流向所述图像承载部件的放电电流的值。
14.如权利要求9所述的图像形成装置，其特征在于，根据所述第一输出机构及所述第二输出机构的输出结果，所述控制机构为形成图像设定所述控制值，在所述记录介质上形成图像。
15.如权利要求9所述的图像形成装置，其特征在于，根据所述第一输出机构输出第一输出值时的第一控制值和所述第二输出机构输出所述第一输出值时的第二控制值，所述控制机构设定第三控制值。
16.如权利要求1所述的图像形成装置，其特征在于，所述第二输出机构输出的基于所述交流电压变化的所述信息，是与所述交流电压的微分值对应的信息。
17.如权利要求2所述的图像形成装置，其特征在于，所述预定值是恒定值。
18.如权利要求9所述的图像形成装置，其特征在于，所述第二输出机构输出的基于所述交流电压变化的所述信息，是与所述交流电压的微分值对应的信息。
19.如权利要求10所述的图像形成装置，其特征在于，所述预定值是恒定值。
全文摘要
一种图像形成装置，其中一个交流电压生成机构产生交流电压。在充电辊上施加来自交流电压生成机构的交流电压。CPU控制交流电压生成机构，使在从交流电压生成机构向充电辊供给电流的路径上流动与控制值对应的恒定电流，CPU输出与施加在充电辊上的交流电压的峰值电压对应的信息，并当交流电压为预定相位时输出与施加在充电辊上的交流电压的变化对应的信息。
文档编号G03G15/00GK1536450SQ20041000843
公开日2004年10月13日 申请日期2004年3月10日 优先权日2003年4月10日
发明者酒井宏明, 高见洋 申请人:佳能株式会社