图像形成设备的制作方法

图像形成设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种图像形成设备，其具有：能够转动的感光体；能够转动的充电刷，其与感光体的表面接触，并且向感光体的表面注入电荷，来对感光体充电；电源，用于向带电刷施加电压；电位传感器，用于检测感光体的表面电位；执行部，用于在利用电位传感器检测到作为通过向充电刷施加第一电压而充电后的感光体的电位的第一电位之后，通过向充电刷施加与绝对值小于第一电位的第二电压来对感光体进行除电，以及利用电位传感器检测作为除电之后的感光体的电位的第二电位；以及通知部，用于基于第一电位和第二电位，来提供与充电刷的寿命有关的信息或与充电刷的更换有关的信息的通知。
【专利说明】图像形成设备

【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子照相型图像形成设备。
[0002] 顺便提及，作为该电子照相型图像形成设备，包括电子照相复印机、电子照相打印 机、传真装置、文字处理器和这些装置的多功能机等。

【背景技术】
[0003] 在电子照相型图像形成设备中，设置有用于使电子照相感光体（感光体）的表面 均匀带电的充电部件。作为这种充电部件的充电系统，已知有使用放电现象的电晕充电系 统和辊充电系统等。然而，在使用放电现象的充电系统中，在某些情况下由于放电产物而导 致图像质量下降。
[0004] 另一方面，作为不使用放电现象的充电系统（类型），已知有注入充电系统。该注 入充电系统是如下系统，其中在该系统中，向与感光体相接触的诸如充电辊、毛刷、磁刷或 刮板等的导电性充电构件施加预定的充电偏压，由此将电荷从充电构件直接注入被充电构 件，以使该被充电构件的表面带电。
[0005] 注入充电系统不使用放电现象，因此不形成放电产物，由此不会导致发生由于放 电产物所引起的图像质量的下降。可以将注入充电系统中的感光体的充电现象近似为包括 感光体的导电性基板和充电构件的接触区域作为电极的电容器的充电现象。为了稳定地进 行均匀充电，期望感光体的表面电位充分收敛于施加至充电构件的电压。
[0006] 然而，在某些情况下，会发生由于使用量的增加所引起的充电构件的通电劣化、以 及由于诸如调色剂和调色剂的外部添加剂等的高电气阻抗物质所引起的充电构件的污染。 然后，充电构件的电气阻抗增加并且充电能力下降，因此感光体的表面电位并不收敛于施 加至充电构件的电压并且导致电位不均匀。
[0007] 日本特开2001-117320公开了作为接触型充电构件的毛刷辊，其用作通过卷绕植 毛有纤维的基布所构成的充电刷。


【发明内容】

[0008] 在发明要解决的问是页
[0009] 在使用如日本特开2001-117320所述的毛刷辊作为注入充电所用的充电刷的情 况下，在注入充电型（系统）的图像形成设备中，由于诸如调色剂或调色剂的外部添加剂等 的沉积物所引起的充电刷的电气阻抗的局部增加、以及由于使用量的增加所引起的充电构 件的（部分）缺失（脱落），会导致在某些情况下能够注入电荷的充电刷中的刷丝（纤维） 的接触频率下降。
[0010] 能够注入电荷的刷丝的接触频率不足以及感光体的未带电区域变大成为电位不 均匀的原因。然后，在由于能够注入电荷的刷丝的接触频率的下降所引起的感光体的电位 不均匀性变大的情况下，图像质量下降。由于该原因，期望对电位不均匀性的大小进行评 价，然后在图像质量下降之前更换（替换）充电刷。 toon] 然而，该电位不均匀性是由于能够注入电荷的充电刷中的刷丝的接触频率不足而 引起的，因此电位不均匀性的空间周期非常微小，使得难以利用电位传感器或电流表直接 对电位不均匀性进行评价。
[0012] 因此，在感光体的微小的电位不均匀性因使用而变大并导致图像质量下降的注入 充电型设备的情况下，为了维持图像质量长期处于良好水平，期望在感光体的微小的电位 不均匀性变大并且图像质量开始下降时更换其中的充电构件。
[0013] 尽管通过预测充电构件的劣化来预先确定更换时间，但充电刷的劣化依输出图像 和操作环境而大幅波动，因此难以高效地使用充电刷。
[0014] 因此，本发明的目的是提供能够检测由于充电刷的劣化所引起的感光体的微小的 电位不均匀性的图像形成设备。
[0015] 用于解决问题的方案
[0016] 利用根据本发明的图像形成设备来实现上述目的。
[0017] 本发明的第一方面是一种图像形成设备，包括：能够转动的感光体；能够转动的 充电刷，用于通过以与所述感光体的表面相接触的方式向所述感光体的表面注入电荷，来 对所述感光体充电；电源，用于向所述充电刷施加电压；电位传感器，用于检测所述感光体 的表面电位；执行部，用于在利用所述电位传感器检测到作为通过向所述充电刷施加第一 电压而充电后的所述感光体的电位的第一电位之后，通过向所述充电刷施加绝对值小于所 述第一电位的第二电压来对所述感光体进行除电，以及用于利用所述电位传感器检测作为 除电之后的所述感光体的电位的第二电位；以及通知部，用于基于所述第一电位和所述第 二电位，来提供与所述充电刷的寿命有关的信息或与所述充电刷的更换有关的信息的通 知。
[0018] 此外，本发明的第二方面是一种图像形成设备，包括：能够转动的感光体；能够转 动的充电刷，用于通过以与所述感光体的表面相接触的方式向所述感光体的表面注入电 荷，来对所述感光体充电；电源，用于向所述充电刷施加电压；电位传感器，用于检测所述 感光体的表面电位；执行部，用于在利用所述电位传感器检测到作为通过向所述充电刷施 加第一电压而充电后的所述感光体的电位的第一电位之后，通过向所述充电刷施加绝对值 小于所述第一电位的第二电压来对所述感光体进行除电，以及用于利用所述电位传感器检 测作为除电之后的所述感光体的电位的第二电位；以及控制部，用于基于所述第一电位和 所述第二电位，来控制所述充电刷相对于所述感光体的相对速度。
[0019] 发明的效果
[0020] 根据本发明，可以检测由于充电构件的劣化所引起的感光体的微小的电位不均匀 性。

【专利附图】

【附图说明】
[0021] 图1是示出根据本发明实施例的图像形成设备的示意结构的示意截面图。
[0022] 图2是示出本发明实施例中的图像输出张数（图像输出张数）和颗粒度之间的关 系的图。
[0023] 图3是示出本发明实施例中的图像输出张数和充电率之间的关系的图。
[0024] 图4包括示出耐久性试验前后的毛刷辊的刷丝状态的示意图。
[0025] 图5是示出本发明实施例中的植毛密度和颗粒度之间的关系的图。
[0026] 图6是示出实施例中的植毛密度和充电率之间的关系的图。
[0027] 图7包括分别示出接触频率和电力线的状态之间的关系的示意图。
[0028] 图8包括示出在毛刷辊未劣化的状态下感光体的充电行为和除电行为的示意图。
[0029] 图9包括示出在毛刷辊劣化的状态下感光体的充电行为和除电行为的示意图。
[0030] 图10是用于例示获得电位不均匀性指数的评价序列的时序图。
[0031] 图11是示出本发明实施例中的图像输出张数和电位不均匀性指数之间的关系的 图。
[0032] 图12是示出本发明实施例中的电位不均匀性指数和颗粒度之间的关系的图。
[0033] 图13是示出本发明实施例中的图像输出张数和颗粒度之间的关系的图。
[0034] 图14是示出图像输出张数和电位不均匀性指数之间的关系的图。
[0035] 图15是示出本发明实施例中的更换之后的毛刷辊的图像输出张数和颗粒度之间 的关系的图。
[0036] 图16是示出本发明的另一实施例中的电位不均匀性指数和颗粒度之间的关系的 图。
[0037] 图17是示出本发明的另一实施例中的图像输出张数和颗粒度之间的关系的图。
[0038] 图18是示出本发明的另一实施例中的图像输出张数和电位不均匀性指数之间的 关系的图。
[0039] 图19是示出本发明的另一实施例中的更换之后的毛刷辊的图像输出张数和颗粒 度之间的关系的图。
[0040] 图20是示出本发明的又一实施例中的植毛密度和电位不均匀性指数之间的关系 的图。
[0041] 图21是示出本发明的又一实施例中的图像输出张数和颗粒度之间的关系的图。
[0042] 图22是示出本发明的又一实施例中的图像输出张数和电位不均匀性指数之间的 关系的图。
[0043] 图23是示出根据本发明实施例的图像形成设备的主要部分的示意控制示例的框 图。
[0044] 图24是示出本发明实施例中的毛刷辊的更换通知控制的过程的流程图（图示）。
[0045] 图25是示出本发明的另一实施例中的毛刷辊和感光体之间的相对速度控制的过 程的流程图。

【具体实施方式】
[0046] 以下将根据附图来具体说明根据本发明的图像形成设备。
[0047] 实施例1
[0048] L图像形成设各的整体结构和输出
[0049] 图1是示出根据本发明实施例的图像形成设备的示意结构的示意图。在本实施例 中，图像形成设备100是采用毛刷充电系统（类型）、反转显影系统和转印系统（类型）的 电子照相型图像形成设备。
[0050] 图像形成设备100包括作为表面可移动的感光体的感光鼓1。与图像信息相对应 的调色剂图像形成在该感光鼓1上。将感光鼓1的表面上所形成的调色剂图像转印到诸如 纸张或OHP薄片等的记录材料S上。然后，将该记录材料S引入作为定影部件的定影装置9 中，其中在该定影装置9中，进行用于将未定影的调色剂图像改变为定影图像的定影处理， 然后将该记录材料S作为图像形成物排出。
[0051] 以下将具体说明图像形成设备100的各个元件。
[0052] 感光鼓1是作为以中心轴Ia为中心可转动地设置的可转动构件的鼓状电子照相 感光体。使感光鼓1以预定的圆周速度（表面移动速度）在图中的箭头Rl方向上（顺时 针地）转动驱动。在本实施例中，感光鼓1的圆周速度为300mm/sec。
[0053] 在本实施例中，感光鼓1是负带电性的OPC感光体。该感光鼓1是通过在铝制鼓 状导电性基体（以下称为"铝基体"）上、从下开始、按照所列顺序设置以下五个（第一个至 第五个）功能层来构成的。
[0054] 第一层是底涂层。该底涂层是为了消除铝基体的缺陷以及为了防止由于激光曝光 的反射所引起的波纹的产生而设置的厚约20μm的导电层。
[0055] 第二层是正电荷注入防止层。该正电荷注入防止层是厚约Iym的中间阻抗层，其 中该中间阻抗层进行防止从铝基体注入的正电荷抵消在感光体表面处所带电的负电荷的 功能，并且在该中间阻抗层中，利用聚酰胺树脂和甲氧基甲基化尼龙将电气阻抗调整为约 IO6Ω·cm。
[0056] 第三层是电荷注入层。该电荷注入层是树脂中分散有双偶氮型颜料的、厚0. 3μm 的层，并且通过经受激光曝光来生成正负电荷对。
[0057] 第四层是电荷输送层。该电荷输送层包含分散在聚碳酸酯树脂中的腙，并且是P型半导体。因此，在感光鼓1的表面处所带电的负电荷无法从该层移动，而仅可以将在电荷 产生层中所产生的正电荷输送至感光鼓1的表面。
[0058] 第五层是电荷注入层。该电荷注入层是采用将70wt. % (质量百分比）的透光性 导电填料分散在作为粘结剂的光固化丙烯酸类树脂中的材料的厚约3μπι的涂层。作为导 电填料，使用用锑掺杂氧化锡来提供低阻抗（导电性）且颗粒大小为〇. 03μm的氧化锡的 超细颗粒。优选地，该电荷注入层的体积电阻率可以为IXlOici?1Χ1〇14Ω.cm，此体积电 阻率范围是获得充分的带电性且不会引起图像流的条件。在本实施例中，使用电荷注入层 的体积电阻率为IXIOnΩ.cm的感光鼓1。
[0059] 图像形成设备100包括在感光鼓1的周围、沿感光鼓1的转动方向、按所列顺序设 置的可作用于感光鼓1的以下各种处理部件。首先，存在作为除电部件（放电部件）的预 曝光灯（消电灯）2。接着，存在作为充电刷的毛刷充电器3。接着，存在作为图像曝光部件 的曝光装置4。接着，存在作为显影部件的显影装置5。接着，存在作为转印部件的为辊状 转印构件的转印辊6。接着，存在作为清洁部件的清洁装置（刮板清洁装置）7。
[0060]利用预曝光灯2使转动驱动的感光鼓1的表面除电（放电）。相对于感光鼓1的 转动方向的利用预曝光灯2的光照射位置是除电部位（放电部位）a。预曝光灯2用于消除 前次图像形成残留在感光鼓1的表面上的电气记忆。在本实施例中，预曝光灯2通过使用 波长为600nm的LED来使感光鼓1的表面整体曝光。
[0061] 利用毛刷充电器3使利用预曝光灯2进行除电后的感光鼓1的表面均匀地带电为 预定极性（在本实施例中为负极性）和预定电位。毛刷充电器3包括作为整体呈辊状形成 的充电刷的毛刷辊33,其中在该毛刷辊33中，在作为圆筒形支撑构件的充电套筒32的周面 上植设有刷丝31。毛刷辊33的转动轴方向和感光鼓1的转动轴方向彼此大致平行。
[0062] 作为构成毛刷辊33的刷丝31的纱线种类，使用6tex、即6g/10,OOOm的尼龙。刷 丝31的原纱阻抗为IO5 5Ω。该原纱阻抗是以50根刷丝31为一束的每15mm长的绒头的 阻抗值。此外，毛刷辊33的刷丝31的植毛密度为120XIO3根/英寸2。充电套筒（芯金 属）32的直径为16mm，并且毛刷辊33的外径为24mm且毛刷辊33的向感光鼓1的进入量 (穿透深度）为〇. 7mm。这里，利用感光鼓1的转动方向上的毛刷辊33和感光鼓1之间的 接触部的中央部分处的、相对于感光鼓1的法线方向的以下距离来表示该进入量。也就是 说，该距离是在假定毛刷辊33没有因感光鼓1而发生变形的情况下、毛刷辊33的外周（表 面）位置和感光鼓1的外周（表面）位置之间的距离。
[0063] 在充电操作期间，沿图中的箭头R2方向（顺时针地）转动驱动毛刷辊33,即使得 在与感光鼓1的接触部处，该毛刷辊33的外周面的前进方向与感光鼓1的外周面的前进方 向相反。
[0064] 此外，在充电操作期间，从作为用作电源的充电电压施加部件的充电电源34向充 电套筒32施加预定极性（在本实施例中为负极性）和预定电位的DC(直流）电压作为充电 偏压（充电电压）。据此，从毛刷辊33的刷丝31向感光鼓1注入电荷，由此对感光鼓1进 行充电。感光鼓1的转动方向上的毛刷辊33和感光鼓1之间的接触位置是充电部位（充 电棍隙）b。
[0065] 在本实施例中，在图像形成期间，感光鼓1的圆周速度为300mm/sec，并且毛刷棍 33的圆周速度为lOOOmm/sec。毛刷辊33转动，使得在充电部位b处，感光鼓1的外周面和毛 刷辊33的外周面在相反方向上移动，因此毛刷辊33和感光鼓1之间的相对速度为1300mm/ sec。此外，在本实施例中，施加至充电套筒32的充电偏压的初始值为-700V。
[0066] 利用曝光装置4对利用毛刷充电器3进行充电后的感光鼓1的表面进行图像曝 光。据此，在感光鼓1的表面上，顺次形成与图像曝光图案相对应的静电潜像（静电图像）。 相对感光鼓1的转动方向的利用曝光装置4的光照射位置是图像曝光部位C。
[0067] 曝光装置是作为数字曝光部件的激光扫描器。该激光扫描器输出与图像信号相对 应地进行了 0N/0FF(接通/断开）调制的激光，由此对感光鼓1的表面进行扫描曝光。据 此，在感光鼓1的表面上形成与图像信号（图像信息）相对应的静电潜像。
[0068] 顺便提及，图像曝光部件还可以是诸如使用LED阵列的曝光装置或者使用光源和 液晶快门的曝光装置等的其它数字曝光装置。此外，图像曝光部件还可以是利用成像光学 系统对原稿图像进行狭缝投影曝光的模拟曝光装置。
[0069] 利用显影装置5将感光鼓1上所形成的静电潜像显影为调色剂图像。在本实施例 中，显影装置5是使用双组分显影剂（负带电性的调色剂和正带电性的显影用磁性颗粒的 混合剂）的反转显影装置。显影装置5包括容纳双组分显影剂55的显影容器51和作为显 影剂承载构件的非磁性显影套筒52。显影套筒52可转动地设置在显影容器51内，使得该 显影套筒52的外周面的一部分露出至显影容器51的外部。沿图中的箭头R3方向（逆时 针地）以预定圆周速度转动驱动显影套筒52,即使得在与感光鼓1的对向部处，显影套筒 52的外周面的前进方向是与感光鼓1的外周面的前进方向相同的方向。然后，在显影套筒 52的外周面上，利用配置在显影套筒52内的磁辊53的磁力来吸附双组分显影剂55作为磁 刷层，然后随着显影套筒52的转动而进给双组分显影剂55。利用作为显影剂层厚度调节构 件的显影刮板54将显影套筒52上的双组分显影剂55调节成预定薄层。显影套筒52以预 定间隔与感光鼓1相对，并且被配置成与感光鼓1大致平行。感光鼓1的转动方向上的显 影套筒52和感光鼓1之间的对向部是显影部位d。
[0070] 此外，从作为显影电压施加部件的显影电源56向显影套筒52施加预定的显影偏 压（显影电压）。然后，借助于利用显影偏压在显影部位d处所形成的电场，使作为薄层而 涂布在转动中的显影套筒52上的双组分显影剂中的调色剂与静电潜像相对应地选择性地 沉积在感光鼓1的表面上。据此，将静电潜像显影为调色剂图像。在本实施例中，通过图像 曝光和反转显影的组合来形成调色剂图像。也就是说，通过在感光鼓1上的由于在均匀充 电之后进行曝光而导致电位的绝对值下降的曝光部上沉积被充电为与感光鼓1的带电极 性同极性（本实施例中为负极性）的调色剂，来形成调色剂图像。
[0071]此外，为了将显影容器51内的双组分显影剂55的调色剂含量（浓度）维持在预 定的大致一定范围内，利用例如光学调色剂含量传感器（未示出）来检测显影容器51内的 双组分显影剂55的调色剂含量。然后，根据其检测信息，对调色剂料斗58的调色剂供给辊 的驱动进行控制，以使得将调色剂料斗58内的调色剂t供给至显影容器51内的双组分显 影剂55。利用搅拌构件57来均匀地搅拌供给至双组分显影剂55的调色剂。
[0072]另一方面，从薄片进给机构部（未示出）逐一分离并进给记录材料S。然后，在预 定的控制时刻，将记录材料S引入到作为感光鼓1和转印棍6之间的接触部的转印棍隙中。 感光鼓1和转印棍6之间的接触部（转印棍隙）是转印部位e。
[0073] 转印辊6由导电性辊构成。在预定的控制时刻，从作为转印电压施加部件的转印 电源61向转印辊6施加极性与形成调色剂图像的调色剂的正常带电极性相反（在本实施 例中为正极性）的、预定电位的预定DC电压，作为转印偏压（转印电压）。据此，在通过转 印部位e的记录材料S的表面上，以静电方式连续转印感光鼓1的表面上的调色剂图像。
[0074] 将通过转印部位e的记录材料S从感光鼓1的表面分离，然后引入对调色剂图像 进行定影的定影装置9,然后将该记录材料S作为图像形成物排出到图像形成设备100的外 部。定影装置9是包括压接辊对的加热定影设备（装置），其中该压接辊对由加热调温至预 定的定影温度的加热器91和弹性加压辊92构成。
[0075] 此外，利用清洁装置7对与记录材料S分离之后的感光鼓1的表面进行诸如转印 残留调色剂等的残留沉积物的去除，然后对该表面重复进行图像形成。在本实施例中，清洁 装置7是包括厚2_的聚氨酯橡胶制清洁刮板71作为清洁构件的刮板清洁装置。使清洁 刮板71相对于感光鼓1在对向方向上接触感光鼓1。感光鼓1的转动方向上的清洁刮板 71和感光鼓1之间的接触部是清洁部位f。通过利用该清洁刮板71从感光鼓1的表面刮 落转印残留调色剂等来清洁感光鼓1。从感光鼓1的表面所刮落的转印残留调色剂等被容 纳在清洁容器72中。
[0076]2.毛刷辐的伞化和图像质量
[0077] 对使用本实施例的图像形成设备100来进行图像输出耐久性试验的情况下的图 像输出张数和图像质量之间的关系进行评价。
[0078] 作为充电刷的毛刷辊33的劣化对图像质量所产生的影响在半色调图像中特别明 显，因此将半色调图像的颗粒度作为图像质量的指标来进行评价。
[0079] 图2示出图像输出张数和颗粒度之间的关系。根据图2,可以理解，在图像输出张 数达到约24, 000张之后，颗粒度急剧变差。
[0080] 顺便提及，将颗粒度的变化最明显的黑色调色剂用作调色剂。此外，使用作为浓度 波动的功率谱的Wiener(维纳）谱来测量颗粒度。通过将Wiener谱乘以视觉空间频率特 性（视觉传递函数（VisualTransferFunction) :VTF)、然后对该乘积值进行积分所获得 的值是颗粒度（GS)。GS的值越大表示颗粒度越差。通过公式I示出GS值。
[0081] = exp(-1.8D) f^^)*V7T(-u)du. . . ( I )
[0082] 这里,u是空间频率,WS(U)是Wiener谱的传递函数,并且VTF(U)是视觉空间频率 的传递函数。此外，如下的项
[0083] exp(-].8/))
[0084] 是使用如下平均浓度（含量）
[0085] 万
[0086] 作为变量对浓度和人可感知的明度之间的差进行校正的函数。
[0087]3.充电率
[0088] 接着，对使用本实施例的图像形成设备100来进行图像输出耐久性试验的情况下 的图像输出张数和充电率之间的关系进行评价。
[0089] 充电率是感光鼓1的充电电位相对于施加至充电套筒32的充电偏压的比例。通 过将充电偏压的施加期间电位传感器8的输出值对感光鼓1的整个圆周的1/2求平均来获 得充电电位。作为表面电位检测部件的电位传感器8测量图像曝光部位c和显影部位d之 间的感光鼓1的表面电位。感光鼓1的转动方向上的电位传感器8的检测部和感光鼓1之 间的对向部是电位检测部位g。
[0090] 图3示出图像输出张数和充电率之间的关系。根据图3,可以理解，即使在图像输 出张数达到320, 000张的情况下，充电率也基本恒定。
[0091]4.颗粒度和充电率
[0092] 如上所述，由于图像输出张数的增加，颗粒度逐渐变差，但充电率没有下降。考虑 其原因如下。
[0093] 在毛刷辊33的使用量增加的情况下，由于刷丝31被诸如调色剂或调色剂的外部 添加剂等的沉积物污染或磨耗（磨损），因此不能注入电荷的刷丝31的数量增加。此外，也 有刷丝31从毛刷辊33脱落，尽管脱落的刷丝31的数量少。也就是说，由于使用量的增加， 因而部分无法实行注入充电的毛刷辊33的区域增加。
[0094] 图4(采用沿感光鼓1的转动轴方向所切割的截面）示意性示出在使用初始阶段 和劣化期间（诸如寿命末期等）的毛刷辊33的刷丝31的状态。在图4中，4(a)示出使用 初始阶段的状态，并且4(b)示出劣化期间的状态。
[0095] 这里，将刷丝31通过充电棍隙b期间、相对感光鼓1的长边方向（转动轴方向） 的该感光鼓1的每单位长度的与该感光鼓1接触的刷丝31的数量称为刷丝31的"接触频 率"。
[0096] 在劣化期间，如图4(b)所示，能够注入电荷的刷丝31的植毛密度下降，因此能够 注入电荷的刷丝31的接触频率减小。在由于毛刷辊33的使用量增加、因而能够注入电荷 的刷丝31的接触频率减小的情况下，感光鼓1的表面未充电区域增加，由此微小的电位不 均匀性变大。也就是说，将考虑能够注入电荷的刷丝31的接触频率的减小是颗粒度劣化的 原因。
[0097] 为了验证能够注入电荷的刷丝31的接触频率的减小是否构成图像劣化的原因， 对能够注入电荷的刷丝31的接触频率进行控制，然后检查该接触频率和颗粒度之间的关 系。
[0098] 这里，刷丝31的接触频率与植毛密度与毛刷辊33和感光鼓1之间的相对速度的 乘积成比例。
[0099] 因此，通过改变毛刷辊33的植毛密度来控制能够注入电荷的刷丝31的接触频率， 并且检查与此时的颗粒度的关系。此外，同时，还进行充电率的评价。在图5和6中示出结 果。
[0100] 根据图5,在植毛密度为80, 000根/英寸2以下的情况下，随着植毛密度下降，颗 粒度变差。也就是说，在能够注入电荷的刷丝31的接触频率为一定数量以下的情况下，可 以理解，随着接触频率减小，颗粒度变差。
[0101] 另一方面，根据图6,可以理解，在植毛密度为40, 000根/英寸2的情况下，充电率 有所降低，但在植毛密度为60, 000根/英寸2以上的情况下，充电率变为大致100%。也就 是说，植毛密度为60, 000根/英寸2的刷示出如下特性：与劣化期间的刷相同，颗粒度变差， 但充电率保持不变。
[0102] 根据该结果，可以认为如下想法是恰当的：由于毛刷辊33的使用量的增加所引起 的颗粒度劣化的原因是能够注入电荷的刷丝31的接触频率的减小。
[0103] 此外，认为即使在能够注入电荷的刷丝31的接触频率在一定程度上减小的情况 下、充电率也几乎没有下降的原因如下。
[0104] 图7示意性示出感光鼓1和刷辊33之间的各接触部的截面（沿感光鼓1的转动 轴方向所切割的各截面）。在图7中，以如下简化形式不出感光鼓1 :感光鼓1包括导电性 基板（铝基体）Ia和该导电性基板上的功能层（感光层）lb。
[0105] 在能够注入电荷的刷丝31的接触频率足够的情况下，如图7(a)所示，电荷均匀地 分布在感光鼓1的表面上，并且电力线与感光鼓1的导电性基板Ia垂直。
[0106] 在能够注入电荷的刷丝31的接触频率逐渐下降的情况下，如图7(b)和7(c)所 示，电力线逐渐变宽。由于该原因，针对每一个接触部（注入点）的电力线的数量增加。电 力线的数量与电荷量成比例，因此可以理解，在接触频率下降的情况下，每一点的充电电荷 量增加。
[0107] 也就是说，在如图7(b)所示、充电面积（接触频率）下降的情况下，针对每一点的 充电电荷量增加，因此将认为与充电率相对应的总电荷量保持不变。然而，电荷不是均匀地 存在，因此将认为感光鼓1的微小的表面电位不均匀性变大。
[0108] 通过以上考虑，将毛刷辊33因使用量的增加而劣化的现象概括如下。也就是说， 由于毛刷辊33的使用量的增加，能够注入电荷的刷丝31的接触频率减小，因而颗粒度变 差，但各注入点的电荷量因电力线的变宽而增加，由此充电率不下降。
[0109] 5.电位不均匀件指数
[0110] 如上所述，将考虑毛刷辊3的劣化引起图像劣化的原因是感光鼓1的微小的电位 不均匀性。
[0111] 根据利用曝光处理的电位平滑效果等，感光鼓1的充电电位的波动对图像质量的 影响在该电位波动变为一定大小以上之后开始。因此，即使可以以高精度测量到感光鼓1 的微小的电位不均匀性，也可以在电位不均匀对图像质量产生不利影响之前，更换毛刷辊 33〇
[0112] 然而，感光鼓1的微小的电位不均匀性超过图像形成设备实际所用的电位传感器 的空间分辨率，因此即使在利用电位传感器测量充电之后的感光鼓1的表面电位的情况 下,也难以直接检测到电位不均匀性。
[0113] 然而，在利用毛刷辊33来对感光鼓1的充电之后的表面电荷进行除电而无需通过 预曝光来进行除电、并且获得充电率/除电率的情况下，可以根据该充电率/除电率的大小 来检测感光鼓1的微小的电位不均匀性的大小。
[0114] 这里，在对感光鼓1进行充电的情况下施加至毛刷辊33的偏压（充电偏压）为 Vbl，并且在对感光鼓1进行除电的情况下施加至毛刷辊33的偏压（除电偏压）为Vb2。此 夕卜，充电之前的感光鼓1的表面电位（曝光前电位）为VdO,充电之后的感光鼓1的表面电 位（充电电位）为Vdl，并且除电之后的感光鼓1的表面电位（除电电位）为Vd2。此时， 可以通过以下公式来表示充电率、除电率和电位不均匀性指数。
[0115] 充电率（％) = !Vdl-VdOl/IVbl-VdOlXlOO…（1)
[0116] 除电率（％ ) =IVd2-VdlI/IVb2-VdlIX100 · · · (2)
[0117] 电位不均匀性指数=(充电率V(除电率）…（3)
[0118] 随着感光鼓1的微小的电位不均匀性变大，电位不均匀性指数变大。将说明其原 因。
[0119] 图8和图9各自示意性示出在使用初始阶段和使用之后毛刷辊33的刷丝31的状 态（沿感光鼓1的转动轴方向所切割的截面）、以及利用毛刷辊33进行了充电/除电的感 光鼓1的表面电位的状态。
[0120] 关于使用初始阶段的毛刷辊33,充分确保了能够注入电荷的刷丝31的接触频率， 使得不会导致感光鼓1的微小的电位不均匀性。由于该原因，如图8(a)所示，充电之后的 感光鼓1的表面均匀带电。此外，接触频率足够，因此如图8(b)所示，可以对通过充电所赋 予的几乎所有电荷进行除电。
[0121] 另一方面，在毛刷辊33的使用量增加的情况下，如上所述，由于污染和磨耗而导 致发生不能注入电荷的刷丝31的数量增加以及刷丝31脱落。由于该原因，能够注入电荷的 刷丝31的接触频率减小，使得部分无法进行注入电荷的区域增加。由于该原因，如图9(a) 所示，充电之后的感光鼓1的表面电位存在许多微小的电位不均匀部分。此外，此时的充电 率由于上述原因相对于使用初始阶段很少改变，因此无法将电位传感器的输出与使用初始 阶段的状态下的输出区分开。在对存在许多微小的电位不均匀部分的这种感光鼓1进行除 电的情况下，在刷丝31劣化的场所或刷丝31脱落的场所，无法对感光鼓1的表面的电荷进 行除电。由于该原因，无法使感光鼓1的表面电位下降为除电偏压。
[0122] 也就是说，如图4(b)所示，在能够注入电荷的刷丝31的接触频率由于毛刷辊33 的使用量的增加而下降的情况下，维持了充电能力，但对充电之后的电位进行除电的能力 下降。因此，在能够注入电荷的刷丝31的接触频率下降并且感光鼓1的微小的电位不均匀 性变大的情况下，充电率保持不变，但除电率下降。由于该原因，在（充电率V(除电率） =电位不均匀性指数成立的情况下，电位不均匀性指数增加。如果可以基本完全均匀地对 感光鼓1进行充电，则充电率和除电率彼此相等，因此电位不均匀性指数为1。
[0123] 6.评价序列
[0124] 本实施例的目的之一是对由于充电刷的劣化所引起的微小的电位不均匀性进行 评价，以适当地检测充电刷的更换时间并使图像质量长期维持在良好水平。
[0125] 为此目的，本实施例中的图像形成设备100在预定时刻执行用于评价作为充电刷 的毛刷辊33的劣化的评价序列。
[0126] 图10示出本实施例中用于获得电位不均匀性指数的评价序列。将说明该评价序 列。
[0127] 首先，在预曝光灯2接通的状态下，将作为第一电压的充电偏压Vbl施加至充电刷 的显影套筒32。此时，由于预曝光灯2接通，因此本实施例中在充电部位b的正前方的感光 鼓1的表面电位大致为OV。也就是说，充电前电位VdO= 0成立。
[0128] 这里，对于即使在预曝光灯2接通的情况下表面电位也不为OV的感光鼓1，可以按 以下方式获得充电前电位VdO。也就是说，在紧挨该序列之前、通过接通预曝光灯2并且断 开施加至充电套筒32的偏压而使毛刷辊33置于浮动状态的情况下感光鼓1的表面电位为 VdO。
[0129] 在本实施例中，VdO=0始终成立,因此无需测量充电前电位VdO。
[0130] 在接通预曝光灯2并且向充电套筒32施加充电偏压Vbl的状态下，对感光鼓1的 表面的一整个圆周以上进行充电，之后断开预曝光灯。
[0131] 然后，在预曝光灯2断开时位于除电部位a(预曝光灯2的正下方）的感光鼓1的 表面的位置到达充电部位M毛刷辊33的正下方）的时间为tl。在这种情况下，在从tl起 经过了At1之后，将施加至显影套筒32的偏压切换为作为第二电压的除电偏压Vb2。位于 充电部位b的正前方的感光鼓1的表面电位处于无法对通过注入充电所提供的电荷进行除 电的状态。
[0132] 在预曝光灯2断开时位于除电部位a(预曝光灯2的正下方）的感光鼓1的表面 的位置到达电位检测部位g(电位传感器8的正下方）的时间为t2。在这种情况下，从时间 t2起相对于负方向确保了（减去了）余量At2，并且将在感光鼓1转动了整个圆周的1/2 的时间内的表面电位的平均值视为作为第一电位的充电电位Vdl。
[0133] 在施加至充电套筒32的偏压改变为除电偏压Vb2时位于充电部位b(毛刷辊22 的正下方）的感光鼓1的表面的位置到达电位检测部位g(电位传感器8的正下方）的时 间为t3。在这种情况下，从时间t3起相对于正方向确保了（减去了）余量At3，并且将在 感光鼓1转动了整个圆周的1/2的时间内的表面电位的平均值视为作为第二电位的除电电 位Vd2。
[0134] 充电率、除电率和电位不均匀性指数分别由上述公式（1)、（2)和（3)来定义。此 夕卜，AtpAt2和At3可以是相同的值或不同的值。在本实施例中，设置了At1=At2 = At3 = 0.lsec。此外，在本实施例中，充电偏压Vbl为-600V，并且除电偏压Vb2为-100V。
[0135] 这里，充电偏压Vbl可以是与图像形成期间施加至充电套筒32的充电偏压相同 或不同的值。从抑制测量误差的观点，期望充电电位和除电电位之间的电位差为300V以 上。此外，从抑制对感光鼓1和毛刷辊33造成的损坏的观点，期望充电电位的绝对值可以为 700V以下。由于该原因，优选可以将充电偏压Vbl设置为例如与本实施例相同的-600V(例 如，-300V?-700V)，并且优选可以将除电偏压Vb2设置为例如-100V(例如，OV?-400V)。
[0136] 此外，在本实施例中，电位传感器8检测出感光鼓1的相对于转动轴方向的大致中 央位置处的感光鼓1的表面电位。可以适当地改变该位置，但问题点是图像区域中的刷污 染，因此优选可以将电位传感器8配置在感光鼓1上的图像形成区域内。
[0137] 顺便提及，在本实施例中，评价序列期间的感光鼓1的圆周速度和评价序列期间 的毛刷辊33的圆周速度与图像形成期间的上述速度相同。
[0138] 电位不均匀性指数最佳为1，并且表明随着值从1开始增大，电位不均匀性变差。
[0139] 这里，为了获得本实施例的图像形成设备100中的作为毛刷辊33的更换的指示的 电位不均匀性指数，针对每2, 000张图像输出张数进行上述评价序列，并且检查图像输出 张数和电位不均匀性指数之间的关系。在图11中示出结果。根据图11，可以理解，随着图 像输出张数的增加，电位不均匀性指数增大。
[0140] 此外，与电位不均匀性指数同时，还进行颗粒度的评价，由此获得电位不均匀性指 数和颗粒度之间的关系。在图12中示出结果。根据图12,可以理解，在电位不均匀性指数 超过1. 15的情况下，颗粒度开始劣化。
[0141] 因此，在本实施例中的图像形成设备100中，在电位不均匀性指数增大直至1. 15 的情况下，更换毛刷辊33,由此可以在图像质量下降之前更换毛刷辊33,并且可以使图像 质量维持在良好水平。
[0142] 由于该原因，在本实施例中，在执行评价序列并且电位不均匀性指数超过1. 15的 情况下，将利用通知部件输出用于向图像形成设备100的操作员通知用于促使操作员更换 毛刷辊33的消息等的信号（更换信号）（更换通知控制）。
[0143] 7.控制方法
[0144] 这里，可以在非图像形成时间执行评价序列。作为非图像形成时间，可以列举以下 时间。存在电源接通（电源致动）时间和预多次转动操作时间，其中在该预多次转动操作 时间内，诸如从休眠模式的恢复期间等执行定影温度的上升等所用的预定准备操作。此外， 存在预转动操作时间，其中在该预转动操作时间，从输入图像形成信号开始、直到实际写出 依赖于图像信息的图像为止，执行预定准备操作。此外，存在与连续图像形成期间的记录材 料和下一记录材料之间的间隔相对应的薄片（纸张）间隔时间。此外，存在在图像形成结 束之后执行预定处理操作（准备操作）的后转动操作时间。在本实施例中，作为非图像形 成时间，在后转动时间或薄片间隔时间，针对各预定的图像输出张数执行评价序列。
[0145] 图23示出本实施例中的图像形成设备100的主要部分的示意控制模式。利用作 为设置在图像形成设备100中的控制电路150所配备的控制部件的CPU151来对图像形成 设备100的操作进行集中控制。CPU151根据作为存储部件的ROM152中所存储的、根据期 望从RAM153读出的程序和数据来控制各部分的操作。
[0146] 例如，利用与本实施例的关系，CPU151在作为图像输出张数计数部件的计数器 (存储装置）160中读取在各图像输出时累积的图像输出张数信息，并且使用所读取的信息 来判断是否应执行评价序列。此外，作为执行部，CPU151控制预曝光灯2的0N/0FF、从充 电电源34施加至毛刷充电器3 (毛刷辊33)的偏压（充电偏压、除电偏压）的ΟΝ/OFF和输 出值等。此外，作为执行部，CPU151读取评价序列中电位传感器8的输出，然后共同使用 该输出以及充电电源34的输出设置值来计算电位不均匀性指数。
[0147] 此外，CPU151将实行预定显示的信号输出至作为设置在图像形成设备100中的 操作部190所配备的通知部的显示部191和作为设置在与图像形成设备100可通信地连接 的外部装置（个人计算机等）上的通知部的显示部（未示出）。
[0148] 另外，作为控制部，CPU151实行作为感光鼓1的驱动部件的鼓马达170和作为毛 刷辊33的驱动部件的刷驱动马达180的0N/0FF、以及驱动速度等的控制。
[0149] 图24是示出本实施例中的毛刷辊33的更换通知控制的过程的流程图。
[0150] 首先，作为执行部的CPU151执行评价序列并且作为计算部的功能而获得电位不 均匀性指数（SlOl)。每当计数器160的图像输出张数的计数数量达到2, 000张时，在后转 动时间或薄片间隔时间执行该评价序列。
[0151] 接着，CPU151判断评价序列中所获得的电位不均匀性指数是否超过预先存储在 ROM152中的、作为用于判断毛刷辊33的更换的阈值的1. 15 (S102)。
[0152] 在S102中，在CPU151判断为电位不均匀性指数超过1. 15的情况下，CPU151使 作为操作部190的通知部的显示器191显示促使操作员更换毛刷辊33的消息（S103)。之 后，将计数器160的计数数量重置为O(SKM)，由此结束毛刷辊33的更换通知控制。
[0153] 在S102中，在CPU151判断为电位不均匀性指数为1. 15以下的情况下，CPU151 将计数器的计数数量重置为〇 (S104)，并且结束毛刷辊3的更换通知控制。
[0154] 8.效果
[0155] 为了确认本实施例的效果，进行验证实验。
[0156] 首先，进行多达100, 000张的图像输出耐久性试验，并且验证是否维持了颗粒度。 通过针对每2, 000张图像输出张数进行评价序列来获得电位不均匀性指数。此外，还针对 每2, 000张图像输出张数评价颗粒度。此外，毛刷辊33的更换条件是电位不均匀性指数超 过1. 15的时间点。
[0157] 图13示出图像输出张数和颗粒度之间的关系。根据图13,可以理解，颗粒度始终 为3. 0以下并且保持在良好状态。
[0158] 图14示出图像输出张数和电位不均匀性指数之间的关系。在100, 000张的图像 输出耐久性试验期间，进行三次毛刷辊33的更换。
[0159] 接着，使用更换之后的毛刷辊33再次进行图像输出耐久性试验，并且评价此时的 颗粒度，由此验证是否在适当时刻进行了更换、即更换时刻是否过早。在这种情况下，关于 更换之后的三个毛刷辊33,针对每1，000张图像输出张数来评价颗粒度。
[0160] 图15示出图像输出张数和颗粒度之间的关系，根据图15,可以理解，关于任何刷， 在4, 000?6, 000张内，颗粒度开始劣化。可以评价为更换时刻是适当的。
[0161] 这样，在本实施例中，图像形成设备100包括：可转动的感光体1;毛刷辊33,通过 以与感光体1的表面相接触的方式供给电压，向该感光体的表面注入电荷；以及作为检测 感光体1的表面电位的检测部件8的电位传感器。此外，图像形成设备100还包括作为用 于基于检测部件8的检测结果来进行以下计算的计算部的计算部件。也就是说，该计算部 件获得与利用充电刷33对感光体1进行充电时的充电比例有关的信息（在本实施例中为 充电率），其中该充电比例是通过向充电刷33施加电压而进行充电后的感光体1的表面电 位相对于施加至充电刷33的电压的比例。此外，该计算部件获得与利用充电刷33对已利 用该充电刷33充电的感光体1进行除电时的除电比例有关的信息（在本实施例中为除电 率），其中该除电比例是通过向充电刷33施加电压而进行除电后的感光体1的表面电位相 对于施加至充电刷33的电压的比例。此外，该计算部件获得与上述充电比例和上述除电比 例之间的比率有关的信息（在本实施例中为电位不均匀性指数）。此外，图像形成设备100 包括判断部件，其中该判断部件用于基于与上述比率有关的信息来判断更换时刻。在本实 施例中，CPU151具有计算部件和判断部件的功能。
[0162] 特别地，在本实施例中，在所获得的上述比率超过阈值的情况下，判断部件输出促 使操作员更换充电刷33的信号。具体地，计算部件按以下方式计算该比率。也就是说， 通过将具有DC成分Vbl的电压施加至充电刷33来对具有表面电位VdO的感光鼓1的表 面进行充电，以使得充电后的感光鼓1的表面电位为Vdl。此外，通过将具有DC成分Vb2 的电压施加至充电刷33来对具有表面电位Vdl的感光鼓1的表面进行除电，以使得除 电后的感光鼓1的表面电位为Vd2。此时，计算部件获得作为与充电比例有关的信息的 Vdl-Vd〇|/|Vbl-Vd〇|和作为与除电比例有关的信息的|Vd2-Vdl|/|Vb2-Vdl|之间的比 率，作为与上述比率有关的信息。顺便提及，与充电比例有关的信息、与除电比例有关的信 息和与比率有关的信息可以是上述相除的结果本身、或者通过例如将这些比率转换成百分 比或对这些比率进行所需校正所推导出的相应量。
[0163] 如上所述，根据本实施例，通过对由于毛刷辊33的劣化所引起的感光鼓1的微小 的电位不均匀性进行评价，可以适当地检测毛刷辊33的更换时刻并且使图像质量长期维 持在良好水平。
[0164] 实施例2
[0165] 接着，将说明本发明的另一实施例。本实施例中的图像形成设备的基本构成和操 作与实施例1中的图像形成设备的基本构成和操作相同。因此，利用相同的附图标记或符 号来表示具有与实施例1中的图像形成设备的功能和构成相同或相对应的功能和构成的 元件，并且将省略针对这些元件的详细说明。
[0166] L概沭
[0167] 如上所述，电位不均匀性指数表示感光鼓1的微小的电位不均匀性的大小，并且 该微小的电位不均匀性依赖于能够注入电荷的刷丝31的接触频率。此外，能够注入电荷的 刷丝31的接触频率同毛刷辊33和感光鼓1之间的相对速度与能够注入电荷的刷丝31的 植毛密度的乘积成比例。由于该原因，通过减小毛刷辊33和感光鼓1之间的相对速度，可 以降低能够注入电荷的刷丝31的接触频率。也就是说，即使在相同的植毛密度的情况下， 在相对速度变小的情况下，能够注入电荷的刷丝31的接触频率也下降，因此电位不均匀性 指数变大。
[0168] 因此，电位不均匀性指数相对于能够注入电荷的刷丝31的接触频率的变化变大， 由此可以提高对毛刷辊33的劣化的检测灵敏度。
[0169] 在本实施例中，在进行图10的评价序列的情况下，以100mm/sec的圆周速度转动 驱动毛刷辊33,以使得在与感光鼓1的接触部处，该毛刷辊33的外周面的前进方向是相对 于感光鼓1的外周面的前进方向的反向。也就是说，与图像形成期间相比，毛刷辊33的圆 周速度减小。感光鼓1的圆周速度为300mm/sec，因此毛刷辊33和感光鼓1之间的相对速 度为 400mm/sec。
[0170] 这样，在本实施例中，在检测感光鼓1的表面电位以获得充电比例、除电比例和这 两者之间的比率时的感光鼓1和充电刷33之间的相对速度小于图像形成期间二者之间的 相对速度。
[0171] 为了检查这种条件下的电位不均匀性指数和颗粒度之间的关系，针对每2, 000张 图像输出张数进行评价序列，同时进行颗粒度的评价。
[0172] 在图16中示出结果。根据图16,可以理解，在电位不均匀性指数超过1.95的情况 下，颗粒度开始劣化。
[0173] 因此，在本实施例的图像形成设备100中，在电位不均匀性指数增加直至1. 95时， 更换毛刷辊33,由此可以在图像质量下降之前更换毛刷辊33,并且可以使图像质量维持在 良好水平。
[0174] 由于该原因，在本实施例中，在执行评价序列并且电位不均匀性指数超过1. 95的 情况下，将输出用于向图像形成设备100的操作员通知促使操作员更换毛刷辊33的消息等 的信号（更换信号）（更换通知控制）。
[0175]2.控制方法
[0176] 在本实施例中，与实施例1相同，每当图像输出张数达到预定数量（2,000张）时， 在非图像形成期间进行评价序列。
[0177] 本实施例中的图像形成设备100的控制模式是与图23所示的实施例1中的图像 形成设备100的控制模式相同。在本实施例中，特别地，作为控制部的CPU151在执行评价 序列期间控制刷驱动马达180,以使得毛刷辊33的圆周速度与图像形成期间相比变慢。
[0178] 此外，本实施例中的毛刷辊33的更换通知控制的过程与图24所示的实施例1中 的更换通知控制的过程相同。然而，在本实施例中，S102中所使用的用于判断毛刷辊33的 更换的阈值为1.95。
[0179]3.效果
[0180] 为了确认本实施例的效果，进行验证实验。
[0181] 首先，进行多达100, 000张的图像输出耐久性试验，并且验证是否维持了颗粒度。 通过针对每2, 000张图像输出张数进行评价序列来获得电位不均匀性指数。此外，还针对 每2, 000张图像输出张数评价颗粒度。此外，毛刷辊33的更换条件是电位不均匀性指数超 过1.95的时间点。
[0182] 图17示出图像输出张数和颗粒度之间的关系。根据图13,可以理解，颗粒度始终 为3. 0以下并且保持处于良好状态。
[0183] 图18示出图像输出张数和电位不均匀性指数之间的关系。在100, 000张的图像 输出耐久性试验期间，进行三次毛刷辊33的更换。
[0184] 接着，使用更换之后的毛刷辊33再次进行图像输出耐久性试验，并且评价此时的 颗粒度，由此验证是否在适当时刻进行了更换、即更换时刻是否过早。在这种情况下，关于 更换之后的三个毛刷辊33,针对每1，000张图像输出张数评价颗粒度。
[0185] 图19示出图像输出张数和颗粒度之间的关系。根据图19,可以理解，对于任何刷， 在2, 000?3, 000张内颗粒度开始劣化。在实施例1中，在4, 000?6, 000张内颗粒度劣 化，因此可以理解，与实施例1相比，提高了寿命预测的精度。
[0186] 如上所述，根据本实施例，通过减小评价序列的操作期间毛刷辊33的圆周速度， 来使毛刷辊33和感光鼓1之间的相对速度减小，由此可以提高劣化的检测灵敏度。结果， 可以更严格地检测到毛刷辊33的更换并且使图像质量长期维持在良好水平。此外，根据本 实施例，可以更高效地使用毛刷辊33。
[0187] 实施例3
[0188] 接着，将说明本发明的另一实施例。本实施例中的图像形成设备的基本构成和操 作与实施例1中的图像形成设备的基本构成和操作相同。因此，利用相同的附图标记或符 号来表示具有与实施例1中的图像形成设备的功能和构成相同或相应的功能和构成的元 件，并且将省略针对这些元件的详细说明。
[0189] L概沭
[0190] 如上所述，感光鼓1的微小的电位不均匀性依赖于能够注入电荷的刷丝31的接触 频率。此外，能够注入电荷的刷丝31的接触频率同毛刷辊33和感光鼓1之间的相对速度 与能够注入电荷的刷丝31的植毛密度的乘积成比例。
[0191] 因此，由于使用量的增加，毛刷处于如图4(b)所示的状态，由此在能够注入电荷 的刷丝31的接触密度下降的情况下，作为控制部的CPU实行使相对速度变大的控制。据 此，能够注入电荷的刷丝31的接触频率增加，由此可以使感光鼓1的微小的电位不均匀性 变小。
[0192] 例如，即使在能够注入电荷的刷丝31的植毛密度与使用初始阶段的植毛密度相 比为1/2的情况下，如果使相对速度变为两倍，则也能够注入电荷的刷丝31的接触频率等 于使用初期阶段的频率。据此，可以抑制感光鼓1的微小的电位不均匀性的劣化。
[0193] 顺便提及，如果预先使毛刷辊33和感光鼓1之间的相对速度增大，则即使在能够 注入电荷的刷丝31的植毛密度下降的情况下，也可以抑制感光鼓1的微小的电位不均匀性 的劣化。然而，在使毛刷辊33和感光鼓1之间的相对速度增大的情况下，毛刷辊33的寿命 本身会缩短，因此即使在相对速度相对于初始阶段增大了所需程度以上的情况下，也没有 高效地使用毛刷辊33。
[0194] 这样，认为可以通过与毛刷辊33的劣化状态相对应地控制毛刷辊33和感光鼓1 之间的相对速度来高效地使用毛刷辊33。
[0195] 在本实施例中，获得电位不均匀性指数，并且基于所获得的电位不均匀性指数来 控制毛刷辊33和感光鼓1之间的相对速度。
[0196] 首先，以毛刷辊33和感光鼓1之间的相对速度、即与实施例1相同的设置的 1300mm/sec来检查能够注入电荷的刷丝31的植毛密度和电位不均匀性指数之间的关系。
[0197] 在图20中示出结果。根据图20,通过获得在相对速度为1300mm/sec的情况下的 电位不均匀性指数，得知毛刷辊33中的能够注入电荷的刷丝31的植毛密度。
[0198] 与实施例1相同，根据图10的序列，在毛刷辊33和感光鼓1之间的相对速度为 1300mm/sec的情况下针对每2, 000张图像输出张数获得电位不均匀性指数。该电位不均匀 性指数为X。
[0199] 然后，在本实施例中，如果X<I. 1成立，则原样保持相对速度不变。另一方面，如 果x>l. 1成立，则根据如图20所示的能够注入电荷的刷丝31的植毛密度和电位不均匀性 指数之间的关系，获得能够注入电荷的刷丝31的植毛密度。该值为y。
[0200] 根据图20,在电位不均匀性指数为I. 1的情况下，能够注入电荷的刷丝31的植毛 密度为92, 000条/英寸2。因此，根据所获得的值y，与在电位不均匀性指数为I. 1的情况 下的能够注入电荷的刷丝31的植毛密度相比，可以理解，能够注入电荷的刷丝31的植毛密 度下降了y/92,000。
[0201] 因此，通过使毛刷辊33和感光鼓1之间的相对速度增大为1300X(92, 000/y) (mm/ sec)，来增大接触频率，由此可以使电位不均匀性指数为I. 1 (相对速度控制）。
[0202] 顺便提及，在本实施例中，通过如上所述的计算，获得提供电位不均匀性指数I. 1 的毛刷辊33和感光鼓1之间的相对速度，但还可以将电位不均匀性指数与使电位不均匀性 指数改变为预定值所需的对相对速度的校正值之间的关系存储为表等。
[0203] 这样，在本实施例中，图像形成设备包括控制部件，其中该控制部件用于基于与所 获得的充电比例和除电比例之间的比率有关的信息来控制充电构件33的操作条件。在本 实施例中，CPU151用作该控制部件。特别地，在本实施例中，在所获得的电位不均匀性指 数超过预定值的情况下，控制部件增大图像形成期间的感光体1和充电构件33之间的相对 速度。
[0204]2.控制方法
[0205] 在本实施例中，与实施例1相同，每当图像输出张数达到预定数量（2, 000张）时， 在非图像形成期间进行评价序列。
[0206] 本实施例中的图像形成设备100的控制模式与图23所示的实施例1中的控制模 式相同。在本实施例中，特别地，CPU151改变图像形成期间毛刷辊33的圆周速度，以使得 该速度是在相对速度控制中所获得的相对速度。然而，在每次评价序列的执行期间，使毛刷 棍33的圆周速度为恒定的圆周速度，从而作为预定的相对速度（1300mm/sec)。
[0207] 图25是示出本实施例中、用于获得图像形成期间毛刷辊33和感光鼓1之间的相 对速度的相对速度控制的过程的流程图。
[0208] 首先，作为执行部的CPU151执行评价序列，并且获得电位不均匀性指数（S201)。 每当计数器160的图像输出张数的计数数量达到2, 000张时，在后转动期间或在薄片间隔 期间执行该评价序列。
[0209] 接着，CPU151判断评价序列中所获得的电位不均匀性指数是否超过预先存储在 ROM152中的、作为用于判断相对速度的变化的阈值的I.I(S202)。
[0210] 在S202中CPU151判断为电位不均匀性指数超过I. 1的情况下，CPU151根据预 先存储在ROM152中的如图20所示的关系来获得植毛密度y(S203)。此外，根据所获得的 值y，通过预先存储在ROM152中的计算公式，CPU151获得图像形成期间毛刷辊33和感光 鼓1之间的相对速度（S204)。在本实施例中，感光鼓1的圆周速度没有改变，并且毛刷辊 33的转动方向也没有改变，因此在这种情况下，具体地，获得用于提供以上所获得的相对速 度的圆周速度。之后，将计数器160的计数数量重置为0(S205)，然后结束相对速度控制。
[0211] 在S202中，在CPU151判断为电位不均匀性指数为I. 1以下的情况下，CPU151将 计数器160的计数数量重置为0(S205)，然后结束相对速度控制。
[0212] 3.效果
[0213] 为了检查本实施例的效果，进行多达100,000张的图像输出耐久性试验，由此验 证是否维持了颗粒度以及是否高效地使用了毛刷。在这种情况下，针对每2,OOO图像输出 张数实行上述的相对速度校正控制，同时评价颗粒度G。
[0214] 电位不均匀性指数的劣化程度随着图像输出张数的增加而变早。为了防止在从本 控制到下一控制的时间段内颗粒度开始劣化，在电位不均匀性指数超过1. 4时更换毛刷辊 33〇
[0215] 图21示出图像输出张数和颗粒度之间的关系。根据图21，可以理解，颗粒度始终 为3. 0以下并且保持在良好状态。
[0216] 图22示出图像输出张数和电位不均匀性指数之间的关系。直到进行了100, 000 张的图像输出为止，进行了两次毛刷辊33的更换。
[0217] 在没有实行针对相对速度的速度控制的实施例1中，直到输出100, 000张图像为 止，进行三次毛刷辊33的更换，由此针对约28, 000张，毛刷33的更换频率为一次。另一方 面，在本实施例中，针对约41，000张，更换频率变为一次。结果，利用本实施例，可以更加高 效地使用毛刷辊33并且使图像质量长期维持在良好水平。
[0218] 其它实施例
[0219] 如上所述，根据特定实施例说明了本发明，但本发明不限于上述实施例。
[0220] 例如，在上述实施例中，使用毛刷辊作为充电刷。然而，本发明还可应用于毛刷中 包含细微颗粒的充电系统等。
[0221] 产业h的可利用件
[0222] 根据本发明，提供了能够检测由于充电构件的劣化所引起的感光体的微小的电位 不均匀性的图像形成设备。
[0223] 附图标记说明
[0224]1:感光鼓
[0225] 2:预曝光灯
[0226] 3:毛刷充电器
[0227] 8:电位传感器
[0228] 31:刷丝
[0229] 32:充电套筒
[0230] 33:毛刷辊
【权利要求】
1. 一种图像形成设备，包括： 能够转动的感光体； 能够转动的充电刷，用于通过以与所述感光体的表面相接触的方式向所述感光体的表 面注入电荷，来对所述感光体充电； 电源，用于向所述充电刷施加电压； 电位传感器，用于检测所述感光体的表面电位； 执行部，用于在利用所述电位传感器检测到作为通过向所述充电刷施加第一电压而充 电后的所述感光体的电位的第一电位之后，通过向所述充电刷施加绝对值小于所述第一电 位的第二电压来对所述感光体进行除电，以及用于利用所述电位传感器检测作为除电之后 的所述感光体的电位的第二电位；以及 通知部，用于基于所述第一电位和所述第二电位，来提供与所述充电刷的寿命有关的 信息或与所述充电刷的更换有关的信息的通知。
2. 根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，还包括计算部，所述计算部用于计算作 为所述第一电位和第三电位之间的电位差相对于所述第三电位和所述第一电压之间的电 位差的比例的充电比例，并且计算作为所述第一电位和所述第二电位之间的电位差相对于 所述第一电压和所述第二电压之间的电位差的比例的除电比例，其中所述第三电位是向所 述充电刷施加所述第一电压之前所述感光体的表面电位， 其中，所述通知部基于所述计算部计算出的所述充电比例和所述除电比例，来提供与 所述充电刷的寿命有关的信息或与所述充电刷的更换有关的信息的通知。
3. 根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，还包括控制部，所述控制部用于控制所 述感光体和所述充电刷之间的相对速度， 其中，在利用所述执行部执行所述第一电位和所述第二电位的检测期间，所述控制部 降低所述感光体和所述充电刷之间的相对速度。
4. 一种图像形成设备，包括： 能够转动的感光体； 能够转动的充电刷，用于通过以与所述感光体的表面相接触的方式向所述感光体的表 面注入电荷，来对所述感光体充电； 电源，用于向所述充电刷施加电压； 电位传感器，用于检测所述感光体的表面电位； 执行部，用于在利用所述电位传感器检测到作为通过向所述充电刷施加第一电压而充 电后的所述感光体的电位的第一电位之后，通过向所述充电刷施加绝对值小于所述第一电 位的第二电压来对所述感光体进行除电，以及用于利用所述电位传感器检测作为除电之后 的所述感光体的电位的第二电位；以及 控制部，用于基于所述第一电位和所述第二电位，来控制所述充电刷相对于所述感光 体的相对速度。
5. 根据权利要求4所述的图像形成设备，其中，还包括计算部，所述计算部用于计算作 为所述第一电位和第三电位之间的电位差相对于所述第三电位和所述第一电压之间的电 位差的比例的充电比例，以及计算作为所述第一电位和所述第二电位之间的电位差相对于 所述第一电压和所述第二电压之间的电位差的比例的除电比例，其中所述第三电位是向所 述充电刷施加所述第一电压之前所述感光体的表面电位， 其中，所述控制部基于所述计算部计算出的所述充电比例和所述除电比例，来控制所 述充电刷相对于所述感光体的相对速度。
6. 根据权利要求5所述的图像形成设备，其中，所述计算部计算所述充电比例相对于 所述除电比例的比例，以及 在所述计算部计算出的所述充电比例相对于所述除电比例的比例超过预定值的情况 下，所述控制部实行使所述充电刷相对于所述感光体的相对速度变大的控制。
7. 根据权利要求4所述的图像形成设备，其中，在利用所述执行部执行所述第一电位 和所述第二电位的检测期间，所述控制部降低所述感光体和所述充电刷之间的相对速度。
【文档编号】G03G15/02GK104380210SQ201380033153
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2013年6月21日 优先权日:2012年6月22日
【发明者】松本良太, 桥本浩一, 鸣海悠贵, 丰则祐嗣 申请人:佳能株式会社