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：
本发明涉及诸如复印机、打印机或传真机的电子照相图像形成装置。
背景技术：
近年来，电子照相图像形成装置使用如下这样的方法，即为了使感光部件带电，该方法使辊或刮刀带电部件与感光部件接触以使感光部件带电。已知两种通过使用接触带电方法来使感光部件带电的方法。第一种方法是“AC带电方法”，其中向带电部件施加直流电压和交流电压的叠加电压以使感光部件带电，第二种方法是“DC带电方法”，其中仅向带电部件施加直流电压以使感光部件带电。由于交流电压的施加，因此“AC带电方法”与“DC带电方法”相比允许感光部件的表面更均勻的带电。另一方面，在“AC带电方法”中，向感光部件的放电量比“DC带电方法”中的大，因此，感光部件的表面更容易被刮擦。因此，如果通过使用“AC带电方法”使感光部件带电，那么，与通过使用“DC带电方法”使感光部件带电时相比，感光部件的寿命将较短。并且，“AC带电方法”需要AC电源。因此，“AC带电方法” 的初始成本和运行成本比“DC带电方法”大。换句话说，在运行成本和初始成本方面，“DC 带电方法”比“AC带电方法”更有利。但是，“DC带电方法”中的感光部件的表面电势的均勻性(带电均勻性)比“AC带电方法”中的带电均勻性低。特别地，已出现沿电子照相感光部件的纵向(与圆周方向垂直的方向)的带状带电不均勻性(带电横向条带)的问题，这是由感光部件的不均勻表面电势导致的。据推测，这是由于在沿感光鼓的旋转方向位于下游的带电间隙(微小间隙)中、在沿感光鼓的旋转方向位于上游的带电间隙中被带电的感光部件与带电辊之间发生分离放电而导致的。因此，在PTL 1中公开了用于抑制当通过使用“DC带电方法”使感光部件带电时出现的“带电横向条带”的形成的配置。具体地，在通过使带电辊和感光鼓相互接触而产生的带电间隙中，沿感光部件的旋转方向位于上游的带电间隙被光照射(压合前曝光)。因此，感光部件的电荷在位于上游的带电间隙中被消除，并且，感光部件在沿感光部件的旋转方向位于下游的带电间隙中被带电。这继而抑制了通过分离放电导致的带电横向条带的出现。引文列表专利文献PTL 1 日本专利公开 No. 5-341626

发明内容
技术问题此时，对于适于在各种介质上形成图像的电子照相设备的需求增加。用于通过根据介质的类型改变处理速度以在各种介质上形成图像的配置已被广泛采用。当调色剂图像被定影于具有相对高的基重的纸(以下，称为厚纸)上时，需要大量的热以保证与将调色剂图像定影于普通纸(具有约50 lOOmg/m2的基重的纸)上时的定影性能等同的定影性能。因此，如下这样的配置是已知的，其中当要在高基重的纸上形成图像时，降低定影设备的定影速度以增加加热时间以便给予纸大量的热。许多图像形成装置进一步采用如下这样的配置，其中在定影设备的定影速度降低时，还以与其相同的方式降低感光部件的处理速度。这样，具有以各处理速度移动的感光部件的装置具有这样的问题，S卩，如果不管处理速度(感光部件的旋转速度)如何，沿感光部件的旋转方向位于上游的带电间隙都被以恒定的光照射，则出现带电横向条带。具体地，当要在普通纸上形成图像时，如果位于上游的带电间隙以等于当在厚纸上形成图像时的位于上游的带电间隙的曝光量的光量被曝光， 则出现带电横向条带。据推测，这是由位于下游的带电间隙中的分离放电的发生而导致的， 因为如果处理速度低，则即使当位于上游的带电间隙被光进行除电时，感光部件仍在位于上游的带电间隙中被充分带电。问题的解决方案为了解决以上的问题，本发明提供一种图像形成装置，该图像形成装置包括可旋转感光部件、与感光部件接触以使感光部件带电的带电部件、向带电部件施加直流电压的电源、和用于用光照射带电部件使感光部件带电的带电间隙之中的沿感光部件的旋转方向位于上游的带电间隙的照射装置，其中，图像形成装置还包括控制装置，用于控制照射装置以在感光部件以第一速度旋转时以第一光量的光照射位于上游的带电间隙，并且当感光部件以比第一速度低的第二速度旋转时以比第一光量大的第二光量的光照射位于上游的带电间隙。发明的有利效果在向带电部件施加直流电压以使感光部件带电的图像形成装置中，即使当感光部件的旋转速度改变时，仍可抑制带电横向条带的出现。


图1包含描述根据示例性实施例的图像形成装置的示意性配置、感光鼓的层配置和带电辊的层配置的示图。图2是示出根据示例性实施例的图像形成装置的操作单元的示意性配置图。图3是根据示例性实施例的图像形成装置的框图。图4包含示出根据示例性实施例的图像形成装置中的压合前曝光量与在带电辊和感光鼓之间流动的电流的值之间的关系、并且示出电流值与感光鼓的刮擦量之间的关系的曲线图。图5是描述根据示例性实施例的图像形成装置的操作的流程图。图6是根据示例性实施例的图像形成装置的框图。图7是描述根据示例性实施例的图像形成装置的操作的流程图。图8包含描述压合前曝光量与由处理速度的改变导致的放电的偏差的示图。
具体实施例方式以下参照例子描述用于实施本发明的配置。应当注意，除非另外规定，否则，本发明不限于以下的配置。示例性实施例1
以下将描述根据示例性实施例的图像形成装置的配置。{图像形成装置的总体配置的描述}图1包含描述图像形成装置的总体配置的示意图。如图1的部分(a)中所示，根据示例性实施例的图像形成装置是使用辊带电设备以使感光鼓带电的电子照相图像形成装置。更具体而言，该图像形成装置是能够在可达A3尺寸的纸上形成图像的激光束打印机，该激光束打印机采用使带电辊与感光鼓接触的接触带电方法和使要形成调色剂图像的区域曝光的反转显影方法。在实施例中，作为鼓形感光部件的感光鼓1是具有30mm的外径的负带电性的有机光电导体(0PC)，并且被来自用作驱动设备的马达(未示出)的驱动力使得旋转。这里，感光鼓1被驱动，以当要在普通纸上形成图像时以210mm/s的圆周速度(以下，称为处理速度)沿箭头方向(逆时针方向)旋转，并且当要在厚纸上形成图像时以105mm/s的圆周速度沿箭头方向(逆时针方向)旋转。如图1的部分(b)所示，通过从底部起依次用具有用于在降低光干涉的同时提高上层的粘接性的底涂层lb、光电荷产生层 Ic和电荷传送层Id的三个层涂敷铝筒(导电鼓基体)Ia的表面，配置感光鼓1。在图像形成装置中，与感光鼓1接触的用作带电部件的带电辊2、显影设备4、转印辊5和清除设备7 沿感光鼓1的旋转方向(逆时针方向)被布置在感光鼓1周围。并且，在带电辊2和显影设备4之间在感光鼓1之上设置用作静电图像形成装置的曝光设备3。定影设备6被设置在由感光鼓1和转印辊5形成的转印部分d的沿转印材料传输方向的下游。以下将连同图像形成装置的步骤一起详细描述各配置。{带电步骤}使感光鼓1带电的带电辊2通过承载部件(未示出)以可旋转的方式被保持在芯金属加的两端。压力弹簧2e将带电辊2压向感光鼓1的中心，使得带电辊2被预定的挤压力压在感光鼓1的表面上。带电辊2根据感光鼓1的旋转驱动而旋转。感光鼓1和带电辊2相互接触以形成接触部分。感光鼓1和带电辊2之间的间隙从该接触部分起沿感光部件的旋转方向增大。这里，感光鼓1和带电辊2之间的挤压部分(接触部分)被称为带电压合部分。沿感光鼓1的旋转方向位于挤压部分的上游的微小间隙被称为上游侧带电间隙Al。类似地，沿感光鼓1的旋转方向位于挤压部分的下游的微小间隙被称为下游侧带电间隙A2。感光鼓1在相对于挤压部分的上游侧带电间隙Al和下游侧带电间隙A2中带电。 通过从带电辊2向感光鼓1放电执行感光鼓1的带电。因此，向带电辊2施加大于等于开始放电的阈值电压的电压。在示例性实施例中，当向带电辊2施加大于等于约-600V的电压时，感光部件的表面电势开始增加。感光鼓1的表面电势在施加约-600V之后在与施加的电压保持基本线性的关系的同时增加。在示例性实施例的图像形成装置中，如果向带电辊2施加-900V，那么感光鼓1的表面达到-300V。并且，如果向带电辊2施加-IlOOVjP 么感光鼓1的表面达到-500V。该阈值电压(-600V)以下被称为放电开始电压(带电开始电压)Vth (V)。即，在电子照相图像形成处理中，必须向带电辊2施加Vd+Vth (V)以使感光鼓1的表面上的电势带电到Vd(V)(暗电势)。换句话说，通过电源Sl向带电辊2的芯金属 2a施加Vd+Vth (V)的电压，由此允许感光鼓1的表面上的电势达到Vd(V)。在示例性实施例的图像形成装置中，为了形成图像，当感光鼓1带电时，暗电势Vd被设为-500V。因此，在图像形成期间，从直流电源Sl向带电辊2施加-1100V的直流电压(以下，称为DC偏压)。 这里，在该处带电辊通过放电使感光鼓1带电的沿感光鼓方向的带电间隙的宽度根据向带电辊施加的电压而改变。即，虽然带电间隙指的是通过放电的发生使感光鼓带电的部分，但是，已知当被施加电压时发生放电的微小间隙根据I^schen定律改变。注意，当在停止感光鼓1的旋转的状态中向带电辊2施加偏压时感光鼓1带电的部分与带电间隙对应。下面，将详细描述带电辊2。带电辊2的纵向长度为320mm。如图1的部分(b) 所示，带电辊2具有三层配置，其中底层2b、中间层2c和表面层2d被以此顺序围绕芯金属 (支撑部件) 层叠。底层2b是用于降低带电声音的发泡海绵层。并且，表面层2d用作保护层，用于即使感光鼓1在其上具有诸如针孔的缺陷仍防止电流的泄漏。芯金属加是具有 6mm的直径的不锈钢圆棒。此外，底层2b由具有3. Omm的厚度的其中分散有碳的发泡EPDM 构成。注意，使用具有0. 5g/cm3的比重和102 109Ωcm的体电阻的发泡EPDM。中间层2c 由具有700 μ m的厚度的具有分散的碳的基于NBR的橡胶(102 105 Ω cm的体电阻)构成。 表面层2d由具有10 μ m的厚度的作为氟化化合物的Toresin树脂形成。注意，使用其中分散有锡氧化物和碳并具有107 1010 Ω cm的体电阻的Toresin树脂。并且，带电辊2的表面粗糙度(JIS中的10点平均表面粗糙度Ra)为1. 5 μ m。{曝光步骤}将描述用作用于在带电的感光鼓1上形成静电图像的静电图像形成装置的曝光设备3。在示例性实施例中，曝光设备3是使用半导体激光器的激光束扫描仪。曝光设备3 输出根据从诸如图像读取设备(未示出)的主机处理器输入的图像信号被调制的激光束。 在带电的感光鼓1的表面上在曝光位置b处扫描激光束，并且，在感光鼓1上(在感光部件上)形成与输入的图像信号对应的静电图像。{显影步骤}下面将描述显影步骤。显影设备4使在感光鼓1上形成的静电图像显影。在示例性实施例中的图像形成装置中，使用二成分显影剂，并且，通过使用磁性刷子将静电图像显影。在示例性实施例中，由于图像形成装置采用反转显影方法，因此，通过使调色剂附着于感光鼓1的曝光部分(亮部)将静电图像显影。以下将详细描述显影设备4的配置。显影设备4包含显影容器如和设置在显影容器的开口处的包含固定的磁体辊如的可旋转非磁性显影套筒4b。为了用薄的显影剂层涂敷套筒4b，调节刮刀4d调节容纳于显影容器如中的包含调色剂和载体(磁性粒子)的显影剂4e以获得一定的厚度。在用作显影剂承载部件的显影套筒4b上，内部磁体通过载体导致磁性刷子直立，并且调色剂被传送到显影套筒 4b面对感光鼓1的显影部分c。显影容器如中的显影剂如是调色剂和磁性载体的混合物。 显影剂4e在通过两个显影剂搅拌部件4f (搅拌螺杆)的旋转被均勻搅拌的同时被向着显影套筒4b传送。在实施例中，磁性载体具有约1013 Ω cm的电阻值和约40 μ m的粒子直径。 调色剂与磁性载体摩擦，并因此摩擦带电为负极性。另外，浓度传感器(未示出)检测显影容器如中的调色剂浓度。并且，基于由浓度传感器检测的检测信息从调色剂料斗4g将调色剂补充到显影容器如中，从而可使得显影容器中的调色剂浓度均勻。显影套筒4b被设置为紧邻感光鼓1地面对感光鼓1，同时保持在显影部分c处与感光鼓1的最接近距离为 300 μ m0另外，显影套筒4b被驱动以在显影部分c处沿与感光鼓1的旋转方向(逆时针方向)相反的方向旋转。并且，从电源S2向显影套筒4b施加预定的显影偏压。在示例性实施例中，向显影套筒4b施加直流电压(Vdc)和交流电压(Vac)叠加的显影偏压。具体地， 交流电压的频率为8kHz，直流电压为-320V，并且，交流电压的峰到峰电压Vpp为1800V。
{转印步骤和清除步骤}通过显影步骤在感光鼓1上形成的调色剂图像在转印步骤中被转印到片材上。转印辊5通过预定的挤压力靠接感光鼓1，以形成转印部分d。并且，从电源S3向转印辊5施加转印偏压(具有与调色剂的正常带电极性、即负极性相反的极性的正转印偏压；在实施例中，为+500V)。因此，感光鼓1的表面上的调色剂图像被转印到被传送到转印部分d的片材上。清除设备7清除没有从感光鼓1转印到片材上的调色剂。在示例性实施例中，清除设备7包含清除刮刀7a。仍附着于感光鼓1的未转印的残留调色剂与清除刮刀7a接触并因此被去除。在图1的部分(a)中，附图标记e表示清除刮刀7a的感光鼓表面靠接部分。{定影步骤}下面，将描述定影在转印部分d中被转印到片材上的调色剂图像的定影步骤。将调色剂图像定影于片材上的定影设备6包含可旋转定影辊6a和压力辊6b。在通过定影辊 6a和压力辊6b形成的定影压合部分中，在传输保持于它们之间的片材的同时，定影设备6 通过对调色剂图像进行加热和挤压来定影被转印到片材上的调色剂图像。在示例性实施例中，控制电路根据片材的材料、厚度、基重等控制定影辊6a和压力辊6b的旋转速度。具体地，当要将图像定影于厚纸(具有101 200g/m2的基重)上时，定影辊6a和压力辊6b旋转，使得处理速度可达到105mm/s。并且，当要将图像定影于普通纸(具有50 100g/m2的基重)上时，定影辊6a和压力辊6b旋转，使得处理速度可达到210mm/s。{关于操作画面}下面将描述图像形成装置中的操作面板单元。图4包含描述操作面板的示图。图 4的部分(a)是描述操作面板100的外观的示图。操作面板100包含用于允许图像形成装置基于设定信息执行图像形成的开始按钮101。操作面板100还包含触摸面板显示器102。 在显示器102上显示图2的部分(b)中所示的画面。用户可选择在显示器102上显示的按钮以执行用于图像形成的各种设定。在示例性实施例中，特别地，将详细描述要在其上形成图像的片材的类型的设定和质量优先模式。在图2的部分(b)中，附图标记103表示用于设定要在其上形成图像的片材的类型的按钮。当选择附图标记103时，在显示器102上显示图2的部分(c)中的画面。在图2的部分(c)中，显示可用于图像形成的片材的列表。 用户可根据要用于图像形成的片材的类型选择普通纸104、厚纸105和涂布纸等中的一种。 如上所述，当选择普通纸104时，处理速度被设为210mm/s。当选择厚纸105时，处理速度被设为105mm/s。涂布纸是通过用透明树脂涂敷片材的表面来提高其表面平滑度的光泽片材。当要在涂布纸上形成图像时，如同厚纸的情况一样，处理速度也被设为105mm/s。片材的类型未必由用户设定，而可以通过使用传感器等被确定。在图2的部分(b)中，附图标记 104表示用于规定高质量模式的按钮。通过使用该按钮，当要在普通纸上形成图像时，处理速度也变为105mm/s。处理速度的降低允许在感光鼓1上形成与高处理速度时相比具有较高分辨率的静电图像。当在设定纸类型、模式等之后按压开始按钮101时，图像形成装置根据设定的条件形成图像。还可从诸如PC的外部终端输入打印指令。{关于压合前曝光设备}以下将描述用作为了抑制带电横向条带的形成而照射光的照射装置的压合前曝光设备。图3是描述将带电间隙曝光的压合前曝光设备的示图。从电源Sl向带电辊2施加直流电压使感光鼓1带电。并且，电源S4根据控制电路200的控制向压合前曝光设备8 供给电力。压合前曝光设备8向沿感光鼓1的旋转方向的上游侧带电间隙照射光。更具体而言，压合前曝光设备8使相对于感光鼓1和带电辊2之间的压合部分沿感光鼓1的旋转方向的上游侧带电间隙曝光，并且，沿感光鼓1的纵向将图像形成区域除电。在示例性实施例中，使用在室温(20°C)具有660(士 10)nm的峰值波长的LED(发光二极管)作为压合前曝光设备8。已知，发射的光的波长根据材料的温度和施加的电流而改变。在示例性实施例中，使用正向下降电压为1.4V、最大额定输出为3mW、最大操作电流为95mA、最大输出为 2. Imff并且发光效率为391m/W的LED。并排布置多个这种LED，并且，LED驱动器向LED施加PWM(脉冲宽度调制)电压以允许控制压合前曝光设备的光量。注意，上游侧带电间隙指的是在带电辊2和感光鼓1之间执行放电的小的区域。在示例性实施例中，上游侧带电间隙Al是位于沿感光鼓1的旋转方向在上游与感光鼓1和带电辊2之间的压合部分相距Imm 的位置处的区域。类似地，下游侧带电间隙A2是位于沿感光鼓1的旋转方向在下游距感光鼓1和带电辊2之间的压合部分Imm的位置处区域。用作控制装置的控制电路200包含CPU、RAM等，并且根据从用作操作单元的操作面板100或诸如PC的外部终端输入的图像形成信号控制图像形成装置的各个单元。例如， 控制电路200获得使用操作面板100规定的关于片材的信息等，并因此确定处理速度。并且，控制电路200根据处理速度控制各图像形成单元的图像形成条件。具体地，作为例子， 控制电路200能够控制要从电源S4供给到压合前曝光设备8的电力。根据从用作馈送装置的电源S4供给的电力，压合前曝光设备8可输出每单位时间0 151x · s的光。注意， 通过使用符合JIS C 1609-1 (2006年修订)的一般分类AA的照度计测量光量。照度计测量可见光区域G20 700nm)中的光量。因此，例如，可以使用光电二极管以检测可见光区域以外的区域中的光量的变化。为了检测可去除感光部件的表面上的电荷的波长中的光量的变化，优选地，光电二极管检测透过切除了感光部件较不敏感的波长的滤光器的光。{关于根据处理速度的变化所导致的带电横向条带的出现的机制}以下将描述不管处理速度如何都使得压合前曝光的光量恒定的情况。图8包含描述当沿感光鼓1的旋转方向的上游侧带电间隙被暴露于具有恒定光量的光以便抑制带电横向条带的形成时在感光鼓1中发生的分离放电现象的示意图。图8的部分(a)是当处理速度为210mm/s时被曝光的上游侧带电间隙的示意图。并且，图8的(b)是当处理速度为 105mm/s时被暴露于具有与处理速度为210mm/s时的光量相同的光量(71x -s)的光的上游侧带电间隙的示意图。首先，将描述不执行压合前曝光的情况。带电辊2相对于旋转的感光鼓1前向旋转，并且，感光鼓1带电。在上游侧带电间隙Al中，当感光鼓1和带电辊2之间的电势差超过放电开始阈值(基于I^schen定律)时，执行放电，并且，感光鼓1带电为带电电势(Vd)。 但是，如果带电辊2的一部分的电阻高或者感光鼓1的一部分厚，那么可能在上游侧带电间隙Al中不能完成均勻的带电。在这种情况下，在下游侧带电间隙A2中发生微小的放电，从而导致出现带电横向条带。因此，如图8的(a)所示，上游侧带电间隙Al被曝光以在下游侧带电间隙处使感光部件带电，以抑制带电横向条带的出现。如图8的(a)所示，通过压合前曝光设备8产生的激光束L使带电的感光鼓1在上游侧带电间隙Al中经受除电。因此， 感光鼓1在下游侧带电间隙A2中带电。因此，不太可能在下游侧带电间隙A2中发生微小的放电，并且，可以抑制带电横向条带的形成。下面，将描述当处理速度为105mm/s时、以与当处理速度为210mm/s时的光量相似的光量在上游侧带电间隙Al处执行除电的情况。即使上游侧带电间隙Al以相似的光量被曝光，感光鼓1在上游侧带电间隙Al处仍充分地带电。即，由于感光鼓1在上游侧带电间隙Al处带电，因此，在下游侧带电间隙A2处发生的微小放电不能被充分抑制。换句话说， 当要在厚纸上形成图像时，如果用与普通纸的情况相同的光量执行压合前曝光，那么观察到包含由带电横向条带导致的图像缺陷的输出打印物。因此，在示例性实施例中，图像形成装置执行控制以根据处理速度调整压合前曝光设备的光量。{关于处理速度和压合前曝光量}控制电路200基于通过使用操作单元100设定的关于片材的信息等改变处理速度。如上所述，如果不管处理速度如何上游侧带电间隙都被以恒定的光量曝光，那么产生带电横向条带。因此，对于各处理速度改变照射到带电间隙的光量，并且评价在当前输出打印物中出现的带电横向条带所导致的图像缺陷。表1是当处理速度为210mm/s (第一速度)和105mm/s (第二速度)时利用改变的曝光量输出的打印物的评价表。[表1]
权利要求
1.一种图像形成装置，所述图像形成装置包括可旋转感光部件、与感光部件接触以使感光部件带电的带电部件、向带电部件施加直流电压的电源、以及照射装置，所述照射装置用于用光照射在带电部件使感光部件带电的多个带电间隙之中的沿感光部件的旋转方向位于上游的带电间隙，其中，所述图像形成装置还包括控制装置，所述控制装置用于控制所述照射装置以当所述感光部件以第一速度旋转时以第一光量的光照射所述位于上游的带电间隙，并且当所述感光部件以比第一速度低的第二速度旋转时以比第一光量大的第二光量的光照射所述位于上游的带电间隙。
2.根据权利要求1的图像形成装置，其中，所述图像形成装置还包括用于在通过所述带电部件带电的所述感光部件上形成静电图像的静电图像形成装置、使用调色剂以使在所述感光部件上形成的静电图像显影的显影设备、将所述感光部件上显影的调色剂图像转印到转印目标部件上的转印部件、以及去除装置，所述去除装置用于通过对于从调色剂图像被转印到所述转印目标部件上时到调色剂图像被移动到所述位于上游的间隙时的时段用光照射所述感光部件的表面以去除电荷，其中，所述控制装置控制所述去除装置以在所述感光部件以第一速度旋转时以第三光量照射所述感光部件的表面，并且在所述感光部件以比第一速度低的第二速度旋转时以比第三光量小的第四光量照射感光部件的表面。
全文摘要
当带电辊通过被施加直流电压使感光鼓带电时，辊和感光鼓之间的间隙常规地被以预定光量曝光。但是，如果处理速度降低，那么出现带电不均匀性。提出了一种图像形成装置，其中，当处理速度低时，使得要照射到带电间隙的光量比处理速度高时高。
文档编号G03G15/02GK102356358SQ20098015814
公开日2012年2月15日 申请日期2009年9月10日 优先权日2009年9月10日
发明者渋谷健一 申请人:佳能株式会社