CN1087844C

CN1087844C - 图象形成装置

Info

Publication number: CN1087844C
Application number: CN96103985A
Authority: CN
Inventors: 高桥贞夫
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 2002-07-17
Anticipated expiration: 2016-03-29
Also published as: EP0735434A3; EP0735434A2; KR960035176A; KR100197473B1; ES2144659T3; DE69606661D1; CN1164051A; JPH08328362A; JP3408918B2; DE69606661T2; US5805954A; EP0735434B1

Abstract

本发明公开一种图象形成装置，其包括以接触方式向图象载体加电荷的接触带电装置、把基准电压加到接触带电装置上的加电压装置、对图象载体的带电电位进行检测的电位检测装置、对接触带电装置的环境条件进行检测的环境条件检测装置、以及控制装置，其根据电位检测装置的检测结果和环境条件检测装置的检测结果控制加电压装置，为了使图象载体的带电电位达到目标电位，其对加电压装置的基准电压进行校正，并设定该校正作业的执行时间。

Description

图象形成装置

本发明涉及电子照像方式的图象形成装置，该装置的特点是：使带电辊等带电装置与感光体等图象载体(保持体)相接触，把电荷加在该图象载体上。

静电复印机、打印机等是人们早已熟悉的图象形成装置。在这种图象形成装置中设置了一种带电装置，用来把电荷加在作为图象载体的感光体上。这种带电装置广泛采用电晕方式的放电装置。这种电晕放电方式的带电装置，例如，为了向感光体施加500伏至800伏的带电电位，必须在带电装置本身上加4至8千伏的高压。因此，由于电晕放电而产生臭氧等电晕生成物。这种电晕生成物会造成图象形成装置中的各种零件和感光体性能劣化等故障。因此，对于使用这种电晕放电方式的带电装置的图象形成装置，设置了臭氧分解过滤器、气流发生风机，以便消除电晕生成物。然而，正因为要设置臭氧分解过滤器、气流发生风机，所以相应地使图象形成装置的结构复杂化。

因此，近几年，引人注目的是利用带电辊作为接触带电装置的图象形成装置，该带电装置利用与图象载体相接触的方式向图象载体加电荷。若采用这种接触带电方式的图象形成装置，则具有以下优点：在向感光体上加电荷时，可以降低在带电辊上应加的电压；在向图象载体上加电荷的过程中所产生的臭氧量可以降低到极小的程度，不再需要臭氧过滤器和气流发生风机。

然而，利用这种接触带电装置的图象形成装置，加在感光体上的带电电位受带电辊阻值的影响，即使在带电辊上加上一定的电压，也会使加在感光体上的带电电位随带电辊阻值的变化而变化。感光体的表面线速度越快，该感光体的带电电位的变化比例越大。

图1表示以感光体表面的线速度为参量，该带电辊的阻值与感光体的带电电位的关系。在该图1中，横坐标表示带电辊的阻值；纵坐标表示感光体的表面带电电位。图1表示，例如加在带电辊上的基准电压为一1600伏，感光体的表面线速度分别为50mm/秒、

200mm/秒、400m/秒时，带电电位随带电辊阻值的变化而变化的情况。该带电辊的阻值随周围环境，特别是温度、湿度的变化而变化。图2表示以温度为参量，温度与带电辊阻值的关系。在图2中横坐标表示温度、纵坐标表示带电辊的阻值，图2表示，例如当湿度为15％、图中为90％时带电辊阻值随温度的变化情况。这样，由于带电辊阻值随周围环境而变化，所以很难使感光体的表面带电电位保持一定。因此，为了使感光体的带电电位不受环境变化的影响，能保持在目标电位值上(例如-900伏)，现在，对周围环境条件进行检测，根据其检测结果对带电辊阻值进行预测，然后对该带电辊上应加的基准电太进行校正补偿。但是，由于受每个带电辊阻值误差和带电辊随时间增加而变化的影响，所以不一定能使感体的带电电位设定到目标电位值上。

另一方面，在电晕放电方式的带电装置中也是如此，由于受周围的环境条件的变化以及带电装置随时间增加而老化等的影响，所以感光体的带电电位发生变化。因此，过去，电晕放电方式的带电装置，对感光体的表面带电电位进行测量，对带电装置上应加的的基准电压进行校正，以便使该感光体的表面带电电位保持在目标电位值内。在进行这种校正时，要中断图象形成作业。

电晕放电方式的带电装置，由于造成感光体带电电位变动的环境条件逐渐有所改善，所以，这种校正的次数也可相应减少。例如，在电源接通时校正一次，或者在经过一定时间后校正一次，这样，在电源切断之前，即使在带电装置上一直加上这种校正后的基准电压，也几乎不会出现感光体的带电电位偏离目标电位的现象。所以，电晕放电方式的带电装置，其带电装置上应加的基准电压即使不进行频繁的校正，也能获得稳定质量的图象。

因此，在使用接触带电装置的图象形成装置中可以打用这种方式，即对感光体的表面带电电位进行测量，对带电辊上应加的基准电压进行校正，使该感光体的表面带电电位保持在目标电位值上。然而，当采用这种方式时，会产生下述的故障。

在图象形成装置中，有时每次要在许多张纸上，例如每分钟40张至60张，甚至每分钟60张以上的纸上连续进行图象形成(感光体的表面线速度很高)。在这种图象形成装置中，由于带电辊与感光体相接触进行摩擦而发热，再加上图象形成装置的内温度上升(主要是定影的热量)，所以，带电辊的温度急剧上升，从而在很短时间内就使该带电辊的阻值就发生变化，所以，如果当电源接通时校正一次，或者一天一次等经过很长时间才进行一次校正，那么，感光体的带电电位就产生很大变化，进而使图象浓度发生很大变化使图象质量下降。为了避免这种图象浓度的变化，必须按照很短的时间间隔频繁地对带电辊上应加的基准电压进行校正，从而必须频繁地中断图象形成作业。这就是所出现的问题。

本发明是鉴于以上情况而提出的。其目的在于提供一种图象形成装置，其特点是：在使用接触带电装置的图象形成装置中，对感光体的表面带电电位进行测量，对在接触带电装置上应加的基准电压进行校正，使该感光体的表面带电电位保持在目标电位值内，即使采用这种校正方式，也能一方面避免图象质量下降，一方面尽量减少图象形成作业的中断次数。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种图象形成装置，其特征在于包括：

以接触方式向图象载体加电荷的接触带电装置；

把基准电压加到上述接触带电装置上的加电压装置；

检测上述图象载体的带电电位的电位检测装置；

环境条件检测装置，用于检测影响上述接触带电装置的带电电位的环境条件；以及

控制装置，用于根据上述电位检测装置的检测结果和上述环境条件检测装置的检测结果来控制上述加电压装置，该控制装置包括：

基准电压校正装置，用于校正上述加电压装置的基准电压，使上述图象载体的带电电位达到目标电位；

设定装置，用于设定该基准电压校正装置的执行实施时间；

其中，上述环境条件检测装置是热敏元件；

为了使上述图象载体的带电电位接近目标电位，上述基准电压校正装置根据上述接触带电装置的温度来控制上述加电压装置的基准电压。

所述的图象形成装置，其特征在于：上述时间设定装置根据上述热敏元件的检测结果来决定上述基准电压校正装置的执行时间。

所述的图象形成装置，其特征在于：上述时间设定装置，在利用上述热敏元件检测出的上述接触带电装置的温度较低时，缩短对上述基准电压进行校正的时间间隔；在利用上述热敏元件检测出的上述接触带电装置的温度较高时，延长对上述基准电压进行校正的时间间隔。

所述的图象形成装置，其特征在于：上述时间设定装置建立了上述接触带电装置的温度与复印张数之间的对应关系，使得随着上述接触带电装置温度的上升，相应地延长上述基准电压校正装置的执行时间间隔。

所述的图象形成装置，其特征在于：当由上述热敏元件检测出的前次的温度和由上述热敏元件检测出的本次的温度的温度差超过比较基准值时，上述时间设定装置决定执行对上述基准电压进行校正。

所述的图象形成装置，其特征在于：为了随着上述接触带电装置温度的上升，相应地减少上述基准电压校正装置的执行次数，上述时间设定装置根据由上述热敏元件检测出的温度来更改上述比较基准值。

本发明具有以下效果：

根据上述构成，则使温度和复印张数之间保持一定关系，按照这一关系进行基准电压的校正。所以，可以不降低图象质量，且可减少基准电压校正过程的执行次数。

另外，本发明的图象形成装置，由于采用上述构成，即使采用下列方式，即在使用接触带电装置的图象形成装置中，对感光体的表面带电电位进行测量，对在接触带电装置上应加的基准电压进行校正，使该感光体的表面带电电位保持在目标电位上。这样也能一方面避免图象质量下降，一方面尽量减少图象形成作业的中断次数。

以下参照附图，对本发明的实施例做详细说明：

图1表示以感光体的表面线速度为参量，该带电辊的阻值与感光体的表面带电电位的关系曲线。

图2表示以湿度为参量，温度和带电辊的阻值的关系曲线。

图3是本发明的图象形成装置的主要部分的结构图。

图4表示带电辊的阻值与感光体鼓(轮)的带电电位的关系曲线。

图5是说明本发明的图象形成装置的实施形态的流程图，是表示基准电压校正时间的程序图。

图6是表示本发明的图象形成装置的基准电压校正装置的一个例子的流程图。

图7是说明本发明的图象形成装置实施形态的流程图，是表示在准电压校正时间的流程图。

图8是说明本发明的图象形成装置的实施形态的流程图，是表示基本电压校正时间的流程图。

图9是本发明的图象形成装置的基准电压校正控制的其他例子的说明图，是说明基准电压校正装置的流程图。

图10表示本发明的热敏元件的检测温度和基准电压的关系曲线。

图11是表示本发明的热敏元件的检测温度和基准电压的关系。

图3是表示涉及本发明的图象形成装置的一个实施例的主要部分结构图。在该图8中，1是作为图象载体的光电导性感光体鼓，2是作为接触带电装置的带电辊。感光体辊1可按箭头方向进行旋转。带电辊2以规定的接触压力被按压到感光体鼓1上，并随着感光体鼓1的旋转而进行从动旋转。在感光体鼓1的周围，按照感光体鼓1的旋转方向，依次配置3作为电位检测装置的电位检测元件10、电荷消除器12、显影装置5、转印辊6、残墨清除装置7、除电曝光装置8。利用作为中电压装置的电源21把基准电压(例如-1600伏)加到带电辊2上。在进行图象形成时，利用除电曝光装置8来对感光体鼓1进行除电，当其旋转时利用带电辊

2使其带负电荷，利用图中未示出的曝光装置进行曝光，在其感光体鼓1的表面上形成静电潜像。另外，在图3中箭头3表示曝光用的光。已形成静电潜像的感光体鼓1，接着，利用电荷清除器12来清除非图像部分的电荷。把正偏压加到显影装置5上，在感光体鼓1旋转的过程中从显影装置5供给的墨(碳)粉附着到感光体鼓1的表面上形成墨粉图象。转印纸9按规定的时间送到感光体鼓1和转印辊6之间，利用加负电压的转印辊6把在感光体鼓1上所形成的墨粉图象转印到转印纸9上。然后，把转印纸9传送到图中未示出的定影装置内，利用该定影装置使墨粉图象在转印纸9上进行定影。另一方面，感光体鼓1在转印结束后，利用残墨清除装置7来清除残存的墨粉，利用除电曝光装置8均匀地进行除电，以此完成一次图象形成作业(复印一张纸)。在连续进行图象形成的情况下，感光体鼓1继续旋转，继续进行用带电辊2进行带电处理等动作。电位检测元件10安装在离开感光体鼓1的表面2-3毫米的位置上。由电位检测元件10来检测感光体鼓1的表面的带电电位。

带电辊2是在导电性金属芯子上涂敷了一层由氯甲基氧丙环橡胶构成的弹性层而制成的。在该弹性层的表面上，可根据需要而形成一层对显影剂具有良好的脱模性的表面层。在带电辊2的旁边安装了热敏元件11作为环境条件检测装置。热敏元件11通过检测带电辊2的周围温度，间接地检测带电辊2的温度。在本发明的实施形态的情况下，热敏元件11安装在离开带电辊2的位置上。但是，也可以使热敏元件11与带电辊2相接触，直接地检测带电辊2的温度。

带电辊2的带电特性如上所述，取决于覆盖在导电性金属芯子周围的弹性层的电气特性。这是因为构成该弹性层的氯甲基氧丙环橡胶的电阻值随温度、湿度等环境条件的变化而变化。该氯甲基氧丙环橡胶的阻值变化量，随温度的升高而减小，换句话说，随温度的降低而增大。并且，带电辊2的阻值与感光体鼓1的带电电位的关系，如图4所示，几乎是直线的比例关系。例如，利用电源21把1600伏的直流加到带电辊2上作为基准电压。这时，若带电辊2的阻值从106Ωcm变化到108Ω.cm，则感光体鼓1的带电电位将从-900V变化到-700V。该电源21由作为控制装置的CPU20来进行控制，把来自电位检测元件10的输出信息和来自热敏元件11的输出信息均输入到CPU20内。

以下说明涉及本发明的图象形成装置的基准电压校正的进行时间(对带电辊2上应加的基准电压进行校正的过程执行时间)。

实施形态1

图5是对涉及本发明的图象形成装置的实施形态1进行说明的流程图，是表示基准电压校正过程的执行时间的流程图。

CPU20，在电源接通时，如图5所示，首先执行基准电压校正过程(S1)。该基准电压校正过程由图6所示的程序步S10-S16构成。

首先，CPU20，不管带电辊2的温度高低，在存储器的V1内设定基准电压-1600V，以此，使电源21的电压设定在-1600V(S10)。借助加在带电辊2上的-1600V的基准电压使感光体鼓1的带电电位达到规定电位(S11)。然后，由电位检测元件10来检测感光体鼓1的带电电位，并将其存储到存储器SV内(S12)。由CPU20对感光体鼓1上应当加的目标电位VO(在此，VO＝-900V)和保存在存储器SV中的带电电位之差(VO-SV)进行计算，并将该差值(VO-SV)存储到存储器A内(S13)。然后，由CPU20来判断该差值

(VO-SV)是否在作为允许误差范围20V以内(S14)。当该差值(VO-SV)不在20V以内时，

CPU20，利用适当的校正系数K，使存储在存储器A内的差值(VO-SV)增大到K倍，把存储在存储器A内的差值(VO-SV)的差值电压(V1-KA)存储到存储器V2内(S15)，把存储在该存储器V2内的差值电压(V1-KA)作为基准电压设定到存储器V1内(S16)。这样一来，电源21的电压就变成了新设定的基准电压，感光体鼓1按照更改后的基准电压进行带电，以达到规定的电位。反复进行程序步骤S11-S16，即可使感光体鼓1的带电电位达到目标电位VO。这时，若感光体鼓1的带电电位在允许误差范围内，达到了目标电位VO，则CPU20结束基准电压校正控制，转移到下一步S2。

CPU20在程序步S2以后，对基准电压校正的执行时间进行设定。其原因说明如下。

当进行数十次以上的图象形成动作时，由于感光体1和带电辊2之间产生接触摩擦发热等情况，使得带电辊2的温度上升。当该带电辊2的温度上升时，带电辊2的阻值如图2所示进行下降，当把在上升前的温度条件下设定的基准电压加到带电辊2上时，感光体鼓1的带电电位就高于目标电位VO。相反，当带电辊2的温度下降时，带电辊2的阻值就提高，当把下降前的温度条件下设定的基准电压加以带电辊2上时，感光体鼓1的带电电位就低于目标电位VO。也就是说，随着带电辊的温度变化，必须校正在该带电辊2上应加的基准电压。但是，在对该基准电压进行校正时，要中断图象形成作业。从减少该图象形成作业的中断次数考虑，最好是尽量降低这种校正的频度。并且，从感光体鼓1的寿命考虑，也应当尽量减少校正的次数。

当带电辊2的温度较高时，带电辊2的阻值变化量，从图2中可以看出将会减小。所以，也就可以减小对带电辊2上应加的基准电压的校正量。换句话说，即使几乎不校正基准电压，也能达到目标电位VO。所以，带电辊2的温度越高，进行校正的时间间隔就越长，这样就能减少图象形成作业的中断次数。

具体来说，例如，带电辊2的温度为15℃以下时，每复印10张进行一次校正；带电辊2的温度为15℃以上25℃以下时，每复印50张进行一次校正；带电辊的温度为25℃以上时，每复印100张进行一次校正。这样以来，实际上一方面能使感光体鼓1的带电电位保持在目标电位VO上，一方面能减少进行校正的次数，进而，能减少图象形成作业的中断次数，能防止感光体鼓1的老化。

图5表示根据复印的张数来设定基准电压校正时间的流程图。CPU20在程序步骤S2时，每进行一次图象形成作业，就对计数存储器X的数值进行“+1”。并且，CPU20把用热敏元件11检测出的温度读入9输入)到存储器ST内(S3)。然后，当用热敏元件11检测出的温度为15℃以下时，由CPU20把复印张数10设定到存储器a内作为比较标准值；当检测出的温度为15℃以上25℃以下的范围内时，把复印张数50设定到存储器a内作为比较标准值；当检测出温度为25℃以上时，把复印张数100设定到存储器a内作为比较标准值(S4)。然后，由CPU20来判断记录在计数存储器X内的得印张数是否超过了存储在存储器a内的比较基准值(S5)。当记录在计数存储器X内的复印张数未达到存储在存储器a内的比较基准值时，就进行图象形成动作；当记录在计数存储器X内的复印张数超过了存储在存储器a内的比较基准值时，停止进行图象形成动作，开始执行基准电压校正过程(S6)。并且，由CPU20把计数存储器X的数字设定为“0”，返回到程序步S2。

若利用本发明的实施形态1，则使温度和复印张数之间保持一定关系，按照这一关系进行基准电压的校正。所以，可以不降低图象质量，且可减少基准电压校正过程的执行次数。

实施形态2

图7是对本发明的图象形成装置的实施形诚2进行说明的流程图，是表示基准电压校正过程执行时间的流程图。

CPU20在接通总电源开关时，首先执行图6所示的基准电压校正过程(S1)。以此来把感光体鼓1设定到目标电压VO上。然后，由CPU20来读取由热敏元件11检测出的带电辊2的温度，并将其存储到存储器ST1内(S2)。把保存在该存储器ST1内的温度传送到存储器STR内(S3)。存储器ST1，其作用是暂时保存这次读取的温度数据，存储器STR的作用是暂时保存上次读取的温度数据。并且由CPU20来执行一次图象形成作业(S4)，读取由热敏元件11检测出的带电辊2的温度，将其保存在存储器ST1内(S5)。作为比较基准值的温度差Δt被保存在存储器a内，由CPU20来判断上次读取后保存在存储器STR内的温度和这次读取后保存在存储器ST1内的温度之差是否大于温度差Δt(S6)。当该差值小于温度Δt时，转移到程序步骤S4，继续进行图象形成作业；当该差值小于温度差Δt时，转移到S7，执行图6所示的基准电压校正过程。然后，转移到程序步骤S2。

实施形态3

图8是对涉及本发明的图象形成装置的实施形态3进行说明的流程图，是表示基准电压校正过程的执行时间的流程图。

带电辊2的阻值变化，如上所述，温度越高变化越小，所以，随着带电辊2温度的提高，也可以把该比较基准值Δt设定得大一些。

在采用本发明的实施形态3的情况下，当这次读取后存入到存储器ST1内的带电辊2的温度为15℃以下时，把“1”作为温度Δt存储到存储器a内；当这次读取后存入到存储器ST1内的带电辊2的温度为15℃以下时，把“2”作为温度差Δt存储到存储器a内；当这次读取后存入到存储器ST1内的带电辊2的温度为25℃以上时，把“3”作为温度差Δt存入到存储器a内。随着带电辊2温度的提高，逐渐提高温度差的设定值。

若采用本发明的实施形态3，则随着带电辊2温度的升高，基准电压校正过程的执行次数，与本发明实施形态2中的说明情况相比，可以减少。

实施形态4

图9-图11是对涉及本发明的图象形成装置的基准电压校正过程的其他例子进行说明的图，图9是对基准电压校正过程进行说明的流程图。

如果根据由热敏元件11检测出的带电辊2的温度，预测出带电辊2的阻值，再把根据该带电辊2的阻值而求出的基准电压加以带电辊2上，那么，从一开始就可以把接近于目标电位VO的带电电位加到感光体鼓1上。所以，可以缩短基准电压校正过程的执行时间。

图10是表示该带电辊2上应加的基准电压和带电辊2的检测温度的关系的曲线。根据该曲线图，把图11所示的带电辊2的检测温度和基准电压的关系存储到CPU20的表存储器内。CPU20，在总电源开关接通时，首先把由热敏元件11所检测出的带电辊2的温度读入到存储器ST内(S10)。然后，CPU20根据检测温度把与其相对应的基准电压读入到存储器V1内(S11)，再把读入到存储器V1内的基准电在加到带电辊2上(S12)。然后，CPU20把由电位检测元件10检测出的感光体鼓1的带电电位读入到存储器SV内(S18)，对目标电位VO和保存在存储器SV内的带电电位的差值(SO-SV)进行计算，把该差值(VO-SV)存入到存储器A内(S14)。然后，由CPU20来判断存储在该存储器A内的差值(VO-SV)是否在允许范围的20V以下(S15)。当该差值(VO-SV)超过20V的允许范围时，利用校正系数K使该差值(VO-SV)增大到K倍，从存储在存储器V1内的基准电压中减去K(VO-SV)，把减去后所得到的数值存储到存储器V2内(S16)。然后，由CPU20把存储在该存储器V2内的数值设定到存储器V1内(S17)，把存储在该存储器V1内的更改后的基准电压加到带电辊2眄(S12)，再次读入已检测出的带电电位(S13)。反复进行这一连串的程序步，即可迅速地把感光体鼓1的带电电位设定到目标电位VO上。并且，也可以用湿敏元件来代替热敏无件11，或者同时安装热敏元件11和湿敏元件，一起使用。

涉及本发明的图象形成装置，由于采用上述结构，所以，即使采用下列方式，即在使用接触带电装置的图象形成装置中，对感光体的表面带电电位进行测量，对在接触带电装置上应加的基准电压进行校正，使该感光体的表面带电电位保持在目标电位上。这样也能一方面避免图象质量下降，一方面尽量减少图象形成作业的中断次数。

Claims

1、一种图象形成装置，其特征在于包括：

以接触方式向图象载体加电荷的接触带电装置；

把基准电压加到上述接触带电装置上的加电压装置；

检测上述图象载体的带电电位的电位检测装置；

设定装置，用于设定该基准电压校正装置的执行实施时间；

其中，上述环境条件检测装置是热敏元件；

2、权利要求1所述的图象形成装置，其特征在于：上述时间设定装置根据上述热敏元件的检测结果来决定上述基准电压校正装置的执行时间。

3、权利要求2所述的图象形成装置，其特征在于：上述时间设定装置，在利用上述热敏元件检测出的上述接触带电装置的温度较低时，缩短对上述基准电压进行校正的时间间隔；在利用上述热敏元件检测出的上述接触带电装置的温度较高时，延长对上述基准电压进行校正的时间间隔。

4、权利要求2所述的图象形成装置，其特征在于：上述时间设定装置建立了上述接触带电装置的温度与复印张数之间的对应关系，使得随着上述接触带电装置温度的上升，相应地延长上述基准电压校正装置的执行时间间隔。

5、权利要求2所述的图象形成装置，其特征在于：当由上述热敏元件检测出的前次的温度和由上述热敏元件检测出的本次的温度的温度差超过比较基准值时，上述时间设定装置决定执行对上述基准电压进行校正。

6、权利要求5所述的图象形成装置，其特征在于：为了随着上述接触带电装置温度的上升，相应地减少上述基准电压校正装置的执行次数，上述时间设定装置根据由上述热敏元件检测出的温度来更改上述比较基准值。