专利名称：图像形成设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子照相类型的图像形成设备，并且涉及包括用于与图像承载部件接触地使图像承载部件充电的多个充电部件的图像形成设备。
背景技术：
传统地已经使如下的图像形成设备商业化，该图像形成设备采用其中使导电辊类型充电部件与图像承载部件直接接触或者接近于图像承载部件以便使图像承载部件充电 的充电类型。此外，近年来，图像形成设备已经被要求每单位时间输出大量的印刷品。为此，感光鼓的旋转速度增大，并且例如，充电辊与作为图像承载部件的感光鼓接触。此外，充电辊被构造为通过感光鼓的旋转而旋转，并且电压被供应到充电辊以便使感光鼓均匀地充电。然而，对于以高速旋转的感光鼓，充电辊与感光鼓之间的接触部分易于变得不稳定并且因此易于发生充电不均匀。因此，难以在高级图像形成设备中使用这种充电辊作为用于感光鼓等的充电装置，所述高级图像形成设备诸如为例如要求具有高可靠性并且提供大的复印量的高速复印机。因此，如在日本专利申请公开(JP-A)Hei 8-272194和JP-A2001-312125中所述的，为了从初始阶段开始长期地稳定接触充电装置处的表面电势以便改善图像质量，接触充电装置包括两个或更多个独立的接触件。此外，已知的是，具有叠加有AC(交流)电压的DC(直流)电压的形式的偏压被施加到第二接触充电部件，该第二接触充电部件被设置在首先接触图像承载部件表面的第一接触充电部件的下游，并且与图像承载部件表面接触。在使用充电辊的接触充电类型中，导电部件被加压接触到感光鼓并且被供应电压以便引起放电，因此使感光鼓充电。具体地，存在其中通过施加作为放电开始电压(在充电辊被加压接触到OPC感光部件的情况下为约600V)和感光鼓的必需的表面电势Vd的和的DC电压来使感光鼓充电的DC充电类型。此外，出于改善由耐久性和环境的波动引起的电势波动的目的，存在AC充电类型。在AC充电类型中，通过向充电辊施加具有用包括作为放电开始电压的两倍的峰间电压的AC(电压)成分偏置的与感光鼓的必需表面电势Vd对应的DC电压的形式的电压来使感光鼓充电。与AC充电类型相比，DC充电类型具有如下的优点，即其在电力消耗方面较少并且一般较便宜，并且充电装置在尺寸方面较小且因此可以实现空间节省。然而，与作为非接触类型的电晕(corona)充电类型相比，在使用充电辊的接触充电类型中，存在如下的现状，即由于随着时间的变化以及根据要形成的图像的类型，作为接触充电的充电辊通过诸如调色剂或外部添加剂之类的飞散物质的沉积而被污染。为了解决该问题，JP-A Hei 7-199604已经提出了如下的构造，在该构造中，通过设置其中用于充电部件的清洁部件被设置以用于允许通过接触充电部件的均匀充电的构造来去除沉积的物质，由此实现均匀的充电。然而，本发明人注意到，在包括用于充电辊的清洁部件的构造中留下下面的问题。
也就是说，即使在充电辊由充电部件清洁部件清洁时，清洁能力也随着时间而劣化，使得没有被完全去除的诸如调色剂或外部添加剂之类的飞散物质留在充电辊上。结果，充电棍的表面层的电阻分布由于剩余的飞散物质而波动，并且因此在施加有一定的充电高压的充电装置中，感光鼓不能被均匀地充电。
在以这种状态形成图像的复印件上，与打印方向平行地产生被称为充电不均匀的图像缺陷。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种图像形成设备，其包括能旋转的图像承载部件；第一充电部件，用于与所述图像承载部件接触地使所述图像承载部件充电；第二充电部件，被设置在所述第一充电部件的相对于所述图像承载部件的旋转方向的下游，用于与所述图像承载部件接触地使所述图像承载部件充电；施加装置，用于将电压施加到所述第一充电部件和所述第二充电部件；检测装置，用于检测经过所述第二充电部件的DC电流；以及控制器，用于在AC电压和DC电压被施加到所述第二充电部件而DC电压被施加到所述第一充电部件时控制施加到所述第二充电部件的DC电压以使得由所述检测装置检测的所述DC电流的绝对值在预定的范围之内。在考虑结合附图进行的以下本发明的优选实施例的描述后本发明的这些和其它目的、特征和优点将变得更清晰。
图I是根据本发明的实施例I中的图像形成设备的示意图。图2是在本发明中的充电辊的示意图。图3是根据本发明的图像形成设备的操作序列图。图4是对于充电辊的DC电压施加系统的电源电路图。图5是对于充电辊的AC电压施加系统的电源电路图。图6是示出在实施例I中的充电控制的执行期间的感光鼓的表面电势的示意图。图7是示出在施加到充电辊的DC电压与感光鼓表面电势之间的关系的图。图8是实施例I中的控制的流程图。图9是示出在CPU(控制装置)与图像形成设备的各个部分之间的关系的框图。图10是示出对于DC电流值的电势收敛性能的图。图11是示出对于突入(inrush)电势和施加的DC电压差的电势收敛性能的图。图12是示出在恒定的施加的DC电压期间对于突入电势的火花放电分布量的图。图13是示出在一系列表面层电阻的情况下的火花放电分布量的图。图14是实施例2中的控制的流程图。
具体实施例方式在下文中，将参考附图来描述根据本发明的图像形成设备。<实施例1>图I是根据本发明的图像形成设备的一实施例的示意图。在该实施例中，图像形成设备100是采用接触充电类型的电势电子照相类型的激光束打印机。如图I所示，图像形成设备100包括可旋转的鼓类型电子照相感光部件I (在下文中称为感光鼓)作为第一图像承载部件。在该实施例中，感光鼓I是具有30mm的外直径的可带负电的有机光电导体(OPC)感光部件，并且以130mm/sec的处理速度(外周速度)沿着由箭头Rl指示的方向(逆时针方向)绕着其中心轴被旋转地驱动。通过在铝制成的圆柱体(导电的鼓衬底)的表面上依次涂覆光电荷产生层和电荷输送层(厚度约20 u m)来构造感光鼓I。如图I所示，图像形成设备100包括作为用于使感光鼓表面均匀地充电的接触充电装置2的第一充电部件(充电辊)21和第二充电部件(充电辊)22，该第二充电部件(充电棍)22被设置在第一充电棍21的相对于感光鼓移动(旋转)方向的下游。充电棍21和 22中的每一个通过利用在自身与感光鼓I之间的微小间隙中产生的放电现象来使感光鼓I充电。这里，将描述第一充电辊21和第二充电辊22。在该实施例中，使用具有相同的尺寸和材料的第一充电辊21和第二充电辊22。在这里，描述了第一充电棍21,但是关于没有具体描述的部分,第二充电棍22具有相同的构造。如图2所示，充电辊21由轴承部件21e在芯金属(支撑部件)21a的每个端部处可旋转地保持(支撑)。此外，充电辊21被挤压(urge)弹簧21d挤压朝向感光鼓1，因此利用预定的挤压力与感光鼓I加压接触。结果，通过感光鼓I的旋转使充电辊21沿在图中由弯曲的箭头R2指示的方向(顺时针)旋转。在感光鼓I与充电辊21之间的加压接触部分是充电部分(充电压合部(nip))al。此外,在感光鼓I与充电棍22之间的加压接触部分是充电部分(充电压合部)a2。充电辊21具有330mm的纵向长度和14mm的直径。如图2中的层结构所示，充电辊21在芯金属(支撑部件)21a的周围具有三层结构，所述三层结构由依次连续层叠的下层21b、中间层21c和表面层21d组成。芯金属21a是具有6mm的直径的不锈钢棒。下层21b是分散有碳的海绵状的EPDM(三元乙丙橡胶)的层(比重0.5g/cm3，体电阻率107 IO9Q cm，层厚度约3.5_)。中间层21c是分散有碳的NBR(腈基丁二烯橡胶)橡胶的层(体电阻率102 IO5 Q cm，层厚度:约 500 V- m)。表面层21d是其中分散有锡氧化物和碳颗粒的、氟化的乙醇可溶解的尼龙树脂的层(体电阻率107 IOltlQ 表面粗糙度(JIS十点平均表面粗糙度Rz)层厚度约 5 ii m)。顺便说一下，在该实施例中，电源Sll仅由DC电源构成，并且电源S12由DC电源和AC电源构成。结果，旋转的感光鼓I的表面被接触充电为预定的极性和预定的电势。在该实施例中，感光鼓I被均勻地充电为-500V,但是稍后将描述具体的充电偏压控制。如图I所示，图像形成设备100包括作为曝光装置的曝光装置3，以作为用于在感光鼓I的充电表面上形成静电潜像的信息写入装置。
在该实施例中，曝光装置3是使用半导体激光器的激光束扫描器。激光束扫描器3输出与从诸如图像读出装置之类的未示出的主机处理装置向打印机侧发送的图像信号对应地调制的激光(束)L。然后,旋转的感光鼓I的均勻充电表面在曝光部分(曝光位置)b处经受激光扫描曝光(图像曝光)。通过该激光扫描曝光，已经用激光L照射的感光鼓I的表面的电势降低，使得与获得的图像信息对应地在旋转的感光鼓I表面上连续地形成静电潜像。如图I所示，图像形成设备100包括显影装置4，以作为用于通过根据感光鼓I上的静电潜像供应调色剂来将静电潜像反转地显影成调色剂图像(显影剂图像)的显影装置。在该实施例中，显影装置4采用双组分接触显影类型，在其中在使由调色剂和载 体组成的双组分显影剂的磁性刷与感光鼓I接触的同时实现显影。显影装置4包括显影容器4a和作为显影剂运载部件的非磁性的显影套筒4b。显影套筒4b的外周表面的一部分暴露于显影装置4的外面，并且显影套筒4b在显影容器4a中可旋转地布置。在显影套筒4b中，磁辊4c被插入并且被设置为被不可旋转地固定。与显影套筒4b相对地设置显影剂涂敷刀片(blade)4d。显影容器4a容纳双组分显影剂4e作为显影齐U，并且在显影容器4a中的底侧处设置显影剂搅拌部件4f。此外，用于补充的调色剂被容纳在未示出的调色剂料斗(hopper)中。显影容器4a中的双组分显影剂4e主要是非磁性的调色剂和磁性载体的混合物，并且由显影剂搅拌部件4f搅拌。在该实施例中，磁性载体的体电阻率为约IO13Q *011。磁性载体的颗粒尺寸(通过使用激光衍射类型颗粒尺寸分布测量装置(由JEOL Ltd.制造的“HER0S”)以0. 5 350 ii m的颗粒尺寸范围被对数性地分成32级(decades)并且体积50%的中径被用作体积平均颗粒尺寸的方式测量的体积平均颗粒尺寸)为约40i!m。通过与磁性载体的摩擦使调色剂摩擦起电地充电为负极性。在将与感光鼓I的最接近距离(S-D间隙)保持在350pm的同时，接近于感光鼓I并且与感光鼓I相对地布置显影套筒4b。在感光鼓I与显影套筒4b之间的该相对的部分是显影部分C。在显影部分c处沿与感光鼓I的移动方向(Rl方向)相反的方向(R3方向)旋转地驱动显影套筒4b。通过显影套筒中的磁辊4c的磁力，显影容器4a中的双组分显影剂4e的一部分被吸附并且保持作为显影套筒4b的外周表面上的磁性刷层。该磁性刷层通过显影套筒4b的旋转而被旋转地传送，并且其厚度被调整为提供预定的薄层，该磁性刷层与感光鼓I的表面接触以便在显影部分c处适当地摩擦感光鼓I的表面。从电源S2向显影套筒4b施加预定的显影偏压(电压)。在该实施例中，施加到显影套筒4b的预定的偏置电压是具有用AC电压(Vac)偏置的DC电压(Vdc)的形式的振荡电压。更具体地说，预定的偏置电压是具有用AC电压(频率8. 0kHz，峰间电压1. 8KV，矩形波)偏置的-350V的DC电压的形式的振荡电压。然后，与通过由显影偏压产生的电场的在感光鼓I的表面上的静电潜像对应地、选择性地沉积作为薄层涂敷在旋转的显影套筒4b的表面上的并且传送到显影部分c的显影剂4e中的调色剂，使得静电潜像被显影为调色剂图像。在该实施例中，调色剂被沉积在感光鼓I的表面上的曝光(亮)部分处，使得静电潜像被反转地显影。在这时候，感光鼓I上的经受显影的调色剂的电荷量在23°C的温度和10. 6g/m3的绝对含水量的环境中为约-25u C/go已经经过显影部分c的显影套筒上的薄的显影剂层通过显影套筒4b的进一步旋转而回到显影容器中的显影剂包含部分。为了将显影容器4a中的双组分显影剂4e的调色剂含量(浓度)保持在基本上恒定的范围内的水平，通过例如光学调色剂含量传感器来检测显影容器4a中的双组分显影剂4e的调色剂含量。然后，根据其检测信息，驱动和控制未示出的调色剂料斗，使得调色剂料斗中的调色剂被补充到显影容器4a中的双组分显影剂4e中。补充到双组分显影剂4e中的调色剂由搅拌部件4f搅拌。如图I所示，图像形成设备100包括转印装置5以作为转印装置。在该实施例中，转印装置5是转印辊。利用预定的挤压力使转印辊5加压接触到感光鼓1，并且它们的加压接触压合部是转印部分d。利用预定的控制定时将记录材料P从片材馈送机构(未示出)馈送和传送到该转印部分d。馈送到转印部分d的记录材料P在旋转的转印辊5与感光鼓I之间被压合并且被传送。在压合传输期间，与作为调色剂的正常充电极性的负极性相反的正极性的转印偏压(在该实施例中为+600V)被施加到转印辊5。结果，感光鼓I表面上的调色剂图像被连续地静电转印到被压合传输通过转印部分d的记录材料P的表面上。顺便说一下，图像形成设备100的构造不必限于其中调色剂图像被从感光鼓直接转印到记录材料P上的构造，而还可以是其中调色剂图像被从感光鼓转印到用于临时保持和传送调色剂图像的中间转印部件上并且然后被从中间转印部件转印到记录材料P上的构造。经过转印部分并且经受其上的调色剂图像的转印的记录材料P被连续地与感光鼓I的表面分离并且被传送到定影装置6。在该实施例中，定影装置6是加热辊定影装置，并且记录材料P经受通过该定影装置6的调色剂图像的定影，并且被输出作为形成有图像的产品(印刷品或复印件)。在转印部分d处调色剂图像转印到记录材料P上之后有点留在感光鼓I的表面上的转印残余调色剂被清洁装置7在清洁部分e处从感光鼓I的表面去除。这里，描述了使用清洁装置7作为转印残余调色剂去除装置的图像形成设备的示例，但是上面公开的技术概念也适用于其中设置用于转印残余调色剂的电荷优化装置并且与显影同时地收集转印残余调色剂的无清洁器类型的图像形成设备。接下来，将描述在该实施例中的图像形成设备的操作序列。图3示出了上述打印机的操作序列。(I)初始旋转操作(前多旋转步骤) 在打印机的启动期间的启动操作时段(预热(warm-up)时段)中，通过导通(主)电源开关，感光鼓I被旋转地驱动，并且执行预定的处理装置(装备)的准备操作(诸如定影装置6的到预定温度的预热)。(2)用于打印的准备旋转操作(前旋转步骤)在从打印信号输入直到实际执行图像形成(打印)步骤操作为止的图像形成之前的准备旋转操作时段中，在初始旋转操作期间输入打印信号时，继初始旋转操作之后执行该操作。在不输入打印信号时，在完成初始旋转操作之后，主电动机的驱动一旦被中断，从而停止感光鼓的旋转驱动，使得打印机被保持在待机(等待)状态中直到输入打印信号。在输入打印信号时，执行用于打印的准备旋转操作。(3)打印步骤(图像形成步骤)
当完成用于打印的准备旋转操作时，执行对于旋转感光鼓的图像形成过程，并且然后在旋转感光鼓表面上形成的调色剂图像被转印到记录材料上并且由定影装置定影，使得形成有图像的产品被打印出。在连续打印模式的情况下，与预设数量的片材(n个片材)对应地重复地执行上述打印步骤。(4)片材间隔步骤该步骤对应于从记录材料的后端经过转印位置d之后直到随后的记录材料的前端到达转印位置d为止的无片材经过的状态时段。(5)后旋转操作在预定的时段中，以使得即使在完成用于最后的记录材料的打印步骤之后也继续主电动机驱动一段时间的方式执行后旋转操作，以便旋转地驱动感光鼓，因此执行预定的后操作。(6)待机在完成预定的后操作时，停止主电动机驱动以便停止感光鼓的旋转驱动，并且随后打印机被保持在待机状态中直到输入后续的打印开始彳目号。在仅仅一个片材上的打印的情况下，在完成打印之后，在完成后旋转操作之后打印机处于待机状态中。在待机状态中，在输入打印开始信号时，打印机进行到前旋转步骤。上述(3)打印步骤期间对应于图像形成期间。此外，上述的(I)初始操作、⑵用于打印的准备旋转操作、⑷片材间隔和(5)后旋转操作期间对应于非图像形成期间。接下来，将描述对于第一充电棍21和第二充电棍22中的每一个的充电偏压施加系统。图4和图5分别是对于第一充电棍21和第二充电棍22的充电偏压施加系统的电源电路图。如图4所示，对于第一充电辊21，作为电压施加装置的电源Sll包括DC电源。从包括切换电路15-1和变压器Tl的DC电压产生部分恒定电压地输出DC电压。作为电源控制装置的控制电路14通过电压检测电路16-1经由电阻器Rl检测DC电压，并且随后基于电路16-1的输出信息稳定DC电压输出。通过从电源Sll经由芯金属21a向充电辊21施加DC电压(偏置电压Vdc)，使旋转的感光鼓I的外周表面充电到预定的电势。另一方面，如图5所示，对于第二充电辊22，作为电压施加装置的电源S12包括DC电源(DC电压产生部分)和AC电源(AC电压产生部分)。从包括切换电路15-2和变压器Tl的DC电压产生部分恒定电压地输出DC电压。控制电路14通过电压检测电路16-2经由电阻器Rl检测DC电压，并且随后基于电路16-2的输出信息稳定DC高压输出。从包括变压器T2的AC电压产生部分恒定电流地输出AC电压。控制电路14通过电流检测电路19经由电容器C2检测AC电流，并且然后基于电路19的输出信息来控制与正弦振荡电路17连接的放大器电路18的增益。最后，经由电阻器R3叠加DC和AC电压。从正弦波、矩形波、三角波等中适当地选择AC成分的波形。还可以使用通过周期性地导通和关闭电源而形成的矩形电压。通过从电源S12经由芯金属22a向充电辊22施加具有用具有频率f的AC电压偏置的DC电压的形式的预定振荡电压(即，偏置电压Vdc+Vac)，使旋转的感光鼓I的外周表面充电到预定电势。
如果在经过上游的充电辊之后的感光部件(辊)的充电电势与施加到下游的充电辊的DC电压之间存在差，则DC电流在下游的充电辊与感光部件之间流动。顺便说一下，根据由上游的充电辊充电的感光部件的表面电势与施加到下游的充电辊的DC电压之间的大小关系，流动方向不同，DC电流在下游的充电辊与感光部件之间流动。当在下游的充电辊与感光部件之间流动的DC电流较大时，下游的充电辊的在感光部件表面处的表面电势均匀性增强性能降低。因此，在本发明中，在向下游的充电辊施加DC电压的同时，DC电压被控制以使得流动的DC电流落入预定的范围之内。在该实施例中，设置DC电流值测量电路13以作为用于测量经由感光鼓I的经过第二充电辊22的DC电流的值的电流检测装置，并且关于测量的DC电流值的信息从该DC电流值测量电路13输入到控制电路14中。控制电路14具有控制要从DC电源Sll施加到第一充电辊21的DC电压的值、要从DC电源S12施加到第二充电辊22的DC电压的值以及要从电源S12施加到第二充电辊22的AC电压的峰间电压或AC电流的值的功能。此外，控制电路14具有如下的功能，即基于从DC电流值测量电路13输入的DC电流值信息来执行在打印(图像形成)步骤中的充电过程中要施加到充电辊21和22的DC偏压的算术计算和确定程序。接下来，将详细描述要施加到充电辊22的充电偏压的控制方法。顺便说一下，在23°C的温度和50% RH的湿度的环境中实现该实施例中的控制。在该实施例中，在施加到第一充电辊21的充电DC偏压为-1100V、施加到第二充电辊22的充电AC偏压为1500Vpp (峰间电压)、显影DC偏压为-350V并且转印偏压为+600V的恒定条件下在不形成图像的情况下操作图像形成设备。通过所谓的恒定电流控制来输出施加到第二充电辊22的充电DC偏压，使得第二充电辊22的经过DC电流测量电路13的DC电流的值为零。这里，为了说明，示出了在没有形成图像的情况下操作图像形成设备时的感光鼓电势，但是实际上，在图像形成期间(在图像形成步骤期间)同时实现充电偏压控制。图6是示出当实现该实施例中的充电偏压控制时在感光鼓I的各个位置处的表面电势的示意图。如图6所示，在位置(A)处，紧挨在第一充电辊21之前的感光鼓I的表面电势为OVo这里,首先,将考虑在经过第一充电棍21之后的感光鼓I的表面电势。对于施加到第一充电辊21的充电DC偏压，通过在DC充电类型中施加不小于放电开始电压的电压，表面电势可以被设定在图像形成期间的暗部分电势处并且因此可以被收敛。图7是示出在对于在上述环境中在该实施例中使用的充电辊21的DC电压与感光鼓表面电势之间的关系的图。在该实施例中，如图6所示，DC电压被设定在-1100V，使得在图6中的位置(B)处的感光鼓的表面电势为-500V。因此，理解的是，经过充电辊21的感光鼓I的表面电势通过施加到充电辊21的DC偏压而从OV (图6中的位置(A)处)变为-500V(图6中的位置⑶处)。接下来，将考虑在经过第二充电辊22之前和之后的感光鼓表面电势。施加到第二充电辊22的充电AC偏压可以仅被要求为作为在DC充电类型中的放电开始电压Vth的两倍的峰间电压(Vpp)。在这种条件中，已知的是，经过充电辊22的感光鼓的表面电势收敛到与施加的DC偏压相同的电势。如图7所示，放电开始电压Vth为约600V(绝对值)，并且因此要施加的AC偏压可以仅被要求为不小于作为放电开始电压Vth的两倍的1200Vpp。在该实施例中，鉴于安全因素，施加到第二充电辊22的AC电压为1500Vpp，因此使在经过充电辊22之后的感光鼓表面均匀充电到-500V的表面电势(图6中的位置(C)处)。另一方面，当经过用于第二充电辊22的DC电流测量电路13的DC电流的值为零时，在经过第二充电辊22之前和之后的感光鼓表面电势不改变。因此，最优选的是，在经过第一充电辊21之后的鼓电势被设定在-500V并且因此施加到第二充电辊22的DC电压被设定在_500V(图6中的位置⑶处)。因此，经过第二充电辊22的感光鼓I的表面电势使得由第一充电辊21充电的感光鼓I的表面电势进一步收敛到均匀化的电势。感光鼓I的充电的表面在将其表面电势保持在-500V的同时通过感光鼓I的旋转而到达显影部分c，但是在表面电势(-500V)与显影DC偏压(-350V)之间的电势差较小，并且因此即使在经过显影部分c之后鼓电势也不改变，因此被保持在_500V(图6中的位置⑶处)。然后，感光鼓I的充电的表面在将其表面电势保持在-500V的同时通过感光鼓I的旋转而到达转印部分d，并且表面电势通过由在表面电势(-500V)与转印偏压(+600V)之间的电势差引起的放电而变为OV(图6中的位置(E)处)，并且然后感光鼓表面再次到达充电部分。因此，通过在实现控制的同时可变地控制施加到第二充电辊22的DC偏压，可以使经过充电辊22之后的感光鼓表面充电到均匀的电势。实际上，在与图像形成同时地实现充电偏压控制的情况下，各种偏压被设定在恒定值，使得施加到第一充电辊21的充电DC偏压为-11 00V，施加到第二充电辊22的充电AC偏压为1250Vpp，显影偏压为-350V，并且转印偏压为+600V。与偏压控制期间类似，施加到第二充电辊22的DC偏压通过所谓的恒定电流控制而输出，使得经过用于第二充电辊22的DC电流测量电路13的DC电流的值为零。在该情况下，除施加到充电辊22的充电AC偏压以外的偏压与在图像形成期间的偏压设定中的那些类似。这里，充电AC偏压是稍微比作为放电开始电压的1200Vpp大的值，并且AC放电电流量为约10 PA。
在该情况下，施加到充电辊22的充电AC偏压不同，但是在通过施加不少于1200Vpp的AC偏压而实现AC放电方面没有改变，并且因此在图像形成期间在各个位置处的感光鼓I的电势与图6中的那些类似。图8示出了上述充电偏压控制中的流程图。图9是示出图像形成设备的各个处理装置和用于实现整个图像形成设备的集成控制的CPU(设备主要组件控制装置)301的框图。控制装置301与存储在存储器303中的程序对应地控制图像形成设备的各个部分。同样参考图3，将描述偏压控制操作。开始(主)电源开关导通。
SlOl :在电源开关导通时，控制装置301旋转地驱动感光鼓I以便执行初始旋转操作(前多旋转步骤)并且执行预定的处理装置的准备操作(诸如定影装置6的到预定温度的预热)。其后，打印机(图像形成设备)处于待机状态(S102)。S103和S104 :在待机状态中，在输入打印信号(导通)时，在直到实际执行图像形成(打印)步骤操作的时段中执行图像形成之前的准备旋转操作。此外在初始旋转操作期间输入打印信号时，在初始旋转操作结束之后，执行准备旋转操作。在不输入打印信号的情况下，在完成初始旋转操作之后，控制装置301 —旦中断主电动机的驱动，从而停止感光鼓的旋转驱动，并且保持打印机在待机(等待)状态中直到输入打印信号。S105:在预定的用于打印的准备旋转操作结束时，则开始图像形成步骤以便执行对于感光鼓I的图像形成过程。S106 :在开始图像形成步骤时，控制装置301开始充电控制并且首先判断充电控制定时。控制装置301在它判断时间是充电控制定时时执行充电控制步骤。在时间不是充电控制定时的情况下，控制装置301等待充电控制定时信号的输入并且随后执行充电控制步骤(在输入该信号之后)。在控制装置301判断时间不是充电控制定时的情况下，操作进行到没有执行充电控制步骤的S115，并且随后它还可以继续图像形成过程。S108 :在控制装置301判断时间是控制定时的情况下，控制装置301启动控制电路(电源控制装置)14以便连续地施加DC电压到第一充电辊21，因此执行放电电流控制以便实现DC偏压设定从而提供期望的电势。S109 :在上述放电电流控制期间，电压检测电路16-1检测对于第一充电辊21的放电开始电压Vth。SllO :控制电路14根据上述检测的结果来确定对于第二充电辊22的AC电压(VthX2)。Slll :在由第一充电辊21的偏压施加状态中，由第二充电辊22的DC电流检测电路13测量电流值Idcmax。SI 12 :执行关于电流值是否满足5 > Idcmax > _5的判断。SI 13 :在Idcmax在期望的范围之外的情况下，第二充电辊22的DC电压值被改变为使得Idcmax收敛于预定范围内的值。在该改变之后，操作回到Slll以便执行循环处理。S114 :在执行结果落入预定范围内的情况下，充电控制结束，并且控制装置301启动激光曝光装置3、显影装置4、转印装置15等以便开始图像形成(S115)。依照要求，图像形成在预定数量(N)的片材上(S116)，并且随后图像形成结束。在该实施例中，以下面的方式获得SI 12中的预定电流Idcmax。
图10示出了在该实施例中在外部添加剂(在该实施例中使用Si)被分离地并且局部地施加到第二充电辊22上并且沉积在第二充电辊22上而引起放电时并且结果得到的第二充电辊22被设置在该实施例中的构造中的状态。采取流到第二充电辊22中的DC电流的值作为横坐标，并且纵坐标表示在非污染(“N.C. ”)期间在经过之后的感光鼓表面的电势与污染的位置处的电势之间的电势差。
图10中的对于Si的数值表示在Si被施加到各个位置上时如由X射线分析显微镜(由HORIBA，Ltd.制造)测量的强度(cps/mA)，并且越大的值表示越大量的污染。顺便说一下，在该实施例中，相对介电常数￡ =3，膜(层)厚d = 2.50X10_5(m)，外周速度P = 0. 130 (m/s)，感光鼓的纵向长度L = 0. 33 (m)，真空中的空间介电常数e 0 =8. 85 X 10_12 (F/m)，并且由第二充电辊22充电之后的感光鼓I的表面电势V为V = -500 (V)。这里，当从实际图像判断对于纵坐标(在非污染期间在经过之后的感光鼓表面的电势与污染期间的电势之间的电势差)的图像的可容许的范围时，该可容许的范围为28V。根据图10，容许28V的电流值在± 5 ii A内(5 > Idcmax > -5)，即，在该实施例中的预定电流 Idcmax 为 ±5 ii A。接下来，通过使用作为上面获得的在该实施例中的预定电流Idcmax的±5ii A，将获得在一般条件下的预定电流Idcmax。这里，在感光鼓I的相对介电常数为e、感光鼓I的膜厚为d(m)、感光鼓I的外周速度为P(m/s)、感光鼓I的纵向长度为L(m)、真空中的空间介电常数为e 0(F/m)以及由第二充电辊22充电之后的感光鼓I的表面电势为V(V)的情况下，满足I =VX e X e OXPXL/d。在该实施例中，上述设定条件被应用并且因此在该实施例中为使感光鼓I充电所必需的电流 I 为 I = VX e X e OXPXL/d = -22. 8 U A0通过参考下面示出的表1，理解在一般的条件下的预定电流Idcmax为Idcmax =0. 22XVX e X e OXPXL/d。也就是说，根据本实施例，当由第二充电辊22充电之后的感光鼓I的表面电势为V(V)时，电流Idc的值(A)被构造为满足下面的关系I Idc| = |0. 22XVX e X e OXPXL/d表I
权利要求
1.一种图像形成设备，包括 能旋转的图像承载部件； 第一充电部件，用干与所述图像承载部件接触地使所述图像承载部件充电； 第二充电部件，被设置在所述第一充电部件的相对于所述图像承载部件的旋转方向的下游，用干与所述图像承载部件接触地使所述图像承载部件充电； 施加装置，用于将电压施加到所述第一充电部件和所述第二充电部件； 检测装置，用于检测经过所述第二充电部件的直流电流；以及控制器，用于在交流电压和直流电压被施加到所述第二充电部件而直流电压被施加到所述第一充电部件时控制施加到所述第二充电部件的直流电压以使得由所述检测装置检测的所述直流电流的绝对值在预定的范围之内。
2.根据权利要求I所述的图像形成设备，其中经过所述第二充电部件的电流值Idc满足下面的关系 Idc く 0. 22XVX e X e OXPXL/d 其中V表示所述图像承载部件的在由所述第二充电部件充电之后的表面电势，e表示所述图像承载部件的相对介电常数，e 0表示真空中的空间介电常数，P表示所述图像承载部件的外周速度，L表示所述图像承载部件的纵向长度，并且d表示所述图像承载部件的厚度。
全文摘要
本发明涉及图像形成设备。该图像形成设备包括能旋转的图像承载部件；第一充电部件，用于与所述图像承载部件接触地使所述图像承载部件充电；第二充电部件，被设置在所述第一充电部件的相对于所述图像承载部件的旋转方向的下游，用于与所述图像承载部件接触地使所述图像承载部件充电；施加装置，用于将电压施加到所述第一充电部件和所述第二充电部件；检测装置，用于检测经过所述第二充电部件的DC电流；以及控制器，用于在AC电压和DC电压被施加到所述第二充电部件而DC电压被施加到所述第一充电部件时控制施加到所述第二充电部件的DC电压以使得由所述检测装置检测的所述DC电流的绝对值在预定的范围之内。
文档编号G03G15/02GK102629090SQ201210023610
公开日2012年8月8日 申请日期2012年2月3日 优先权日2011年2月3日
发明者羽野雅美 申请人:佳能株式会社