專利名稱：圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像形成裝置，其中施加AC偏壓和DC偏壓，從而以具有放電操作原理的接觸充電方法或緊鄰充電方法均勻地對感光體進(jìn)行充電，更具體地涉及一種感光體的膜厚的測量技術(shù)。
背景技術(shù)：
諸如充電輥、顯影刷(brash)和轉(zhuǎn)印輥、清潔刷、清潔刮刀等的各種組件與圖像形成裝置的感光體的表面物理接觸。隨著反復(fù)的圖像形成處理，這種物理接觸使光導(dǎo)層的表面逐漸磨損。具體地，由清潔刷或清潔刮刀施加的滑動摩擦力的大小足夠大而導(dǎo)致光導(dǎo)層磨損。
由于上述磨損，如果光導(dǎo)層的厚度減少一定量，則感光性會顯著退化或者充電特性會劣化。這使得不能以期望的電位對感光體的表面均勻地充電，從而不能形成清晰的圖像。
因此，隨著時間的流逝對感光體的光導(dǎo)層的厚度進(jìn)行測量，以估計感光體的使用壽命。
日本專利申請公報No.59-69774(以下稱為文獻(xiàn)1)描述了所述測量技術(shù)。在對感光體進(jìn)行充電之后，立即通過探測器對感光體表面上的兩個電位進(jìn)行測量，以計算具有暗衰減特性的表面電壓V0。然后，在下面的計算公式中，通過該表面電壓V0以及每單位放電長度的電流I來測量光導(dǎo)層的厚度L。
I＝(ε/L)·v·V0這里，ε表示感光體的介電常數(shù)，而v表示感光體的運動速度。
日本專利申請公開No.5-223513(以下稱為文獻(xiàn)2)也描述了所述測量技術(shù)。分別向充電輥提供等于或大于開始放電時的電壓的兩個電壓V1和V2，以測量電流I1和I2。通過(I2-I1)/(V2-V1)來計算V-I特性的梯度。此時，通過下面的方程來計算厚度d。
V-I特性的梯度＝ε·L·Vp/d(第一種方法)這里，Vp表示處理速度，ε表示感光體的介電常數(shù)，L表示有效充電寬度。作為前提，V2-V1需要表示表面電位差。
文獻(xiàn)2還描述了向充電輥施加AC偏壓和DC偏壓，以測量在感光體的表面電位從0充電到Vd時流動的電流I。然后，通過下面所示的公式來計算膜厚。
I＝ε·L·Vp·Vd/d(第二種方法)日本專利申請公報No.9-101654(以下稱為文獻(xiàn)3)描述了當(dāng)通過充電輥再次對已通過電荷消除燈消除了電荷的感光體的表面均勻充電時，測量在感光體與充電輥之間充電的充電輥的直流電流。可以如文獻(xiàn)3的圖1中的第一現(xiàn)象所示來檢測光導(dǎo)層的厚度。
然而，在文獻(xiàn)1至3所公開的測量技術(shù)中，盡管流經(jīng)感光體的電流I包括漏電流，但是仍使用該電流I來測量膜厚。因此，可以通過上述方程計算出的厚度在檢測精度方面較差。另外，即使電荷消除燈消除了感光體上的電，但是感光體的表面電位不能被減到0V。這導(dǎo)致這樣測得的電流I發(fā)生變化的問題。另外，在使用流經(jīng)感光體的電流I來檢測膜厚的方法中，測量直流電流以估計膜厚。如果在感光體中存在或出現(xiàn)因低擊穿電壓而導(dǎo)致的缺陷(例如，針孔等)，則與充電無關(guān)的漏電流過多地流入該缺陷中，導(dǎo)致不正確的測量。還存在另一問題，即處理速度的變化改變了待測量的直流電流。
此外，上述文獻(xiàn)1至3分別存在以下問題。
文獻(xiàn)1的問題在于，因為暗衰減特性對于環(huán)境并不穩(wěn)定，所以所計算的電位值V0并不精確。感光體的運動速度v也是變化的。
文獻(xiàn)2的問題在于，因為由于環(huán)境而導(dǎo)致的充電組件的電阻或污染對電阻產(chǎn)生不利影響并使電阻發(fā)生變化，所以V2-V1與表面電位差不對應(yīng)。在第二種方法中，由于Vp和I的精度影響，所以膜厚在精度方面并不優(yōu)異。
文獻(xiàn)3也存在如下問題。首先，充電輥上的直流電流容易因環(huán)境而改變。微直流電流受到高壓部分周圍的表面狀態(tài)的很大影響。包括調(diào)色劑粉末在內(nèi)的各種灰塵黏附在高壓部分的外周上。高濕度減小了表面上的電阻，增加了直流電流的泄漏，從而使膜厚的檢測精度劣化。
另外，另一問題在于，電荷消除燈的光量會改變直流電流。設(shè)置電荷消除燈以使得在通過充電輥對表面進(jìn)行充電之前，使感光體的表面電位為地電位。這樣設(shè)置的電荷消除燈的目的是檢測殘留圖像，從而感光體不必暴露在下述的強光下，該強光可能導(dǎo)致光疲勞并使得感光體完全處于地電位。因此，即使在從感光體消除了表面電位之后也通常剩余有電荷。這種剩余電荷根據(jù)電荷消除燈的強度、感光體的退化和環(huán)境而不同。因此，當(dāng)充電輥再次對感光體進(jìn)行充電時，直流電流并不總是相同。這使得膜厚的檢測精度劣化。
此外，另一問題在于，在沒有電荷消除燈的情況下不能檢測所述厚度。在殘留圖像對圖像質(zhì)量沒有不利影響的裝置中，并不設(shè)置電荷消除燈。在上述情況下，直流電流不會流過充電輥。因此，不能計算所述厚度。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種圖像形成裝置，其包括旋轉(zhuǎn)的感光體；充電組件，其被設(shè)置成與所述感光體接觸或緊鄰，以對所述感光體進(jìn)行充電；電荷量檢測部分，其在從所述充電組件施加電流的同時，累計流經(jīng)所述感光體的電流以獲得所述感光體的電荷量，直到所述感光體表面上的電壓基本上與由所述充電組件施加的電壓相對應(yīng)為止；以及控制器，其根據(jù)所述電荷量來計算所述感光體的膜厚。根據(jù)本發(fā)明，通過獲得直到感光體的表面電位飽和為止的電荷量來檢測膜厚，從而使得能夠精確地檢測感光體的膜厚而不會受到充電組件的電阻或污染或者環(huán)境變化的影響。因此，可以檢測到因膜厚減小而減小的感光體的使用壽命。此外，這對于向感光體提供更長的使用壽命也是有用的。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種圖像形成裝置，其包括旋轉(zhuǎn)的感光體；充電組件，其被設(shè)置成與所述感光體接觸或緊鄰，以對所述感光體進(jìn)行充電；電荷量檢測部分，其在對已充電的感光體進(jìn)行放電的同時，累計流經(jīng)所述感光體的電流以獲得所述感光體的電荷量，直到所述感光體表面上的電壓基本上與地電平相對應(yīng)為止；以及控制器，其根據(jù)所述電荷量來計算所述感光體的膜厚。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種圖像形成裝置，其包括旋轉(zhuǎn)的感光體；充電組件，其被設(shè)置成與所述感光體接觸或緊鄰，以對所述感光體進(jìn)行充電；具有已知電容的電容器，其與所述充電組件并聯(lián)連接；電流檢測組件，其檢測第一電流量和第二電流量，該第一電流量流入所述電容器中，該第二電流量從所述充電組件流經(jīng)所述感光體；以及控制器，其根據(jù)所述第一電流量與第二電流量的比率來檢測在所述充電組件與所述感光體之間的電容。根據(jù)本發(fā)明，具有已知電容的電容器與充電組件并聯(lián)連接，并根據(jù)流入電容器中的電流量與流經(jīng)感光體的電流量的比率來檢測充電組件與感光體之間的電容，由此使得能夠精確地獲得充電組件與感光體之間的電容，即使充電組件的電壓波形與理想波形不同。


下面將基于以下附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實施例，附圖中圖1是描述傳統(tǒng)技術(shù)的曲線圖；圖2是表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的圖像形成裝置的結(jié)構(gòu)的視圖；圖3表示電荷檢測部分的結(jié)構(gòu)；圖4表示感光體的旋轉(zhuǎn)次數(shù)、感光體的表面電位和流經(jīng)感光體的直流電流量之間的關(guān)系；圖5表示感光體的旋轉(zhuǎn)次數(shù)與直流電流之間的關(guān)系；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的圖像形成裝置的結(jié)構(gòu)的視圖；圖7表示感光體單元的結(jié)構(gòu)；圖8表示感光體和充電輥的偏心；圖9表示感光鼓和充電輥之間的距離如何隨偏心而變化；圖10至圖12表示整流電路和低通濾波器的結(jié)構(gòu)；圖13表示在根據(jù)本發(fā)明第三實施例的圖像形成裝置中的檢測電荷量的功能部分的結(jié)構(gòu)；圖14是表示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的操作過程的流程圖；以及圖15是表示模擬積分電路的結(jié)構(gòu)的視圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖給出對本發(fā)明的示例性實施例的描述。
(第一示例性實施例)參照圖2，現(xiàn)在將給出對本發(fā)明第一示例性實施例的描述。用作圖像保持器的感光體2是具有鼓的形狀的OPC感光體。感光體2以其垂直于紙面的中心軸為中心，以給定的處理速度(即，圓周速度)沿順時針方向(如箭頭所示)旋轉(zhuǎn)。
在感光體2的外圍設(shè)置有與感光體2接觸的充電輥3、用作曝光裝置的光柵光學(xué)掃描器(ROS)4、顯影裝置5、清潔刮刀7以及電荷消除燈8。
充電輥3根據(jù)感光體2的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。電源10提供通過在DC上疊加AC而生成的電流或電壓，以將這樣旋轉(zhuǎn)的感光體2的外表面均勻充電為給定極性和電位。根據(jù)本示例性實施例，感光體2被充負(fù)電。
隨后，從ROS 4輸出調(diào)制圖像的激光束并將其照射(以掃描曝光的形式)到這樣旋轉(zhuǎn)的感光體2的待充電外表面上。曝光部分的電位衰減并形成靜電潛像。
當(dāng)潛像根據(jù)感光體2的旋轉(zhuǎn)而到達(dá)與顯影裝置5相對的顯影位置時，從顯影裝置5提供充負(fù)電的調(diào)色劑，并通過反轉(zhuǎn)顯影而生成調(diào)色劑圖像。
在顯影裝置5的下游，當(dāng)從感光體2的旋轉(zhuǎn)方向看時，設(shè)置有與感光體2壓力接觸的導(dǎo)電轉(zhuǎn)印輥6，并且感光體2與轉(zhuǎn)印輥6的咬合部分構(gòu)成轉(zhuǎn)印部分。
當(dāng)在感光體2的表面上生成的調(diào)色劑圖像根據(jù)感光體2的旋轉(zhuǎn)而到達(dá)上述轉(zhuǎn)印部分時，以同步的定時向轉(zhuǎn)印位置提供紙張。同時，向轉(zhuǎn)印輥6施加給定電壓，從而將調(diào)色劑圖像從感光體2的表面轉(zhuǎn)印到紙張上。
將在轉(zhuǎn)印位置轉(zhuǎn)印了調(diào)色劑圖像的紙張輸入定影裝置9，以將調(diào)色劑圖像定影在紙張的表面上，然后從圖像形成裝置輸出。
同時，通過清潔刮刀7將在轉(zhuǎn)印后感光體2表面上的殘留調(diào)色劑刷掉。對感光體2的表面進(jìn)行清潔以進(jìn)行下一次圖像形成處理。通過電荷消除燈8除去靜電潛像。
根據(jù)本示例性實施例，還設(shè)置有電源10、電荷檢測部分11和控制器12。電源10向充電輥3提供通過在DC電壓上疊加AC電壓而生成的電壓。電荷檢測部分11檢測充電到感光體2上的電荷量。控制器12根據(jù)由電荷檢測部分11檢測的電荷量來控制從電源10提供的電壓。
圖3表示電荷檢測部分11的結(jié)構(gòu)。電荷檢測部分11包括電流-電壓轉(zhuǎn)換電阻器21、極性控制器22和累加器23。極性控制器22改變施加給累加器23中的計算電路的電壓的極性。累加器23檢測充電到感光體2上的電荷量。累加器23包括運算放大器24、電容器25和開關(guān)26，如圖3所示。
下面將描述根據(jù)由電荷檢測部分11檢測到的電荷量來計算膜厚d的處理。通過下面的表達(dá)式來計算膜厚d。
d＝ε·有效電荷長度·感光體直徑·π·V/Q(其中，Q表示電荷量，而V表示所施加的電壓)如從上述表達(dá)式可以看出，除了Q和V之外的各項均為常數(shù)。因此，能夠以比傳統(tǒng)技術(shù)更高的精度來檢測膜厚。下文中，感光體2的膜厚表示感光體2的最外層的厚度。
下面將描述通過電荷檢測部分11來檢測感光體表面上的電荷的方法。圖4表示當(dāng)施加具有足以對該表面進(jìn)行充電的電平的AC電壓和DC電壓時的表面電位和直流電流。水平軸表示感光體的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。作為DC電壓，在第一次旋轉(zhuǎn)時施加-750V。在施加該DC電壓之后充電電位立即接近-750V，但仍未飽和。需要兩次或更多次的旋轉(zhuǎn)來達(dá)到飽和(達(dá)到-750V)。僅流過與充電電位差相對應(yīng)的DC電流。因此，如果如文獻(xiàn)2所述在第一次旋轉(zhuǎn)之后測量膜厚，并且這樣施加的-750V的DC電壓在感光體表面上導(dǎo)致-700V，則存在作為檢測誤差的50V的差值。另外，由于第一次旋轉(zhuǎn)之后的電位根據(jù)感光體的膜厚、環(huán)境、充電組件的污染而改變，所以不能通過校正值進(jìn)行校正。相反，根據(jù)本發(fā)明，直到充電電位與DC電壓相對應(yīng)時才檢測充電電位。因此，可以精確地計算膜厚，而不受上述誤差的影響。
下面將描述如何處理漏電流。流過感光鼓2的電流小到幾十μA。因此，必須考慮漏電流的影響。實際上，存在大約1μA的漏電流，導(dǎo)致檢測中的大約10％的誤差。在傳統(tǒng)技術(shù)中，忽略了漏電流的影響。漏電流包括不取決于電壓值的與電流相關(guān)的泄漏、和取決于電壓值的與電阻相關(guān)的泄漏。
圖5表示感光鼓2的每一次旋轉(zhuǎn)時的DC電流。在感光體2的旋轉(zhuǎn)次數(shù)2的旋轉(zhuǎn)定時施加信號。在感光體2的旋轉(zhuǎn)次數(shù)1時流過與電流相關(guān)的泄漏。在旋轉(zhuǎn)次數(shù)2，包括與電流相關(guān)的泄漏、流經(jīng)電阻元件的與電阻相關(guān)的泄漏、以及有助于充電的充電電流。在旋轉(zhuǎn)次數(shù)5至7時，電位飽和并且不再流過充電電流，而僅流過漏電流。
因此，可以通過從旋轉(zhuǎn)次數(shù)2至4的電流的累計值中減去旋轉(zhuǎn)次數(shù)5至7的電流的累計值來僅獲得充電電流。通過選擇地改變極性控制器22的連接來執(zhí)行累計值的減除。在旋轉(zhuǎn)次數(shù)2至7累計電流的同時，通過在旋轉(zhuǎn)次數(shù)5至7使極性控制器22上的信號極性相反，來實現(xiàn)該減除。
根據(jù)本示例性實施例，在施加DC電壓的充電過程中通過電荷來檢測膜厚。然而，可以在充電狀態(tài)下在放電過程中檢測膜厚。也可以在曝光過程中使感光鼓2局部放電，并隨后對感光鼓2進(jìn)行充電，來檢測電荷量并檢測局部的膜厚。按照與上述相同的方式，可以通過局部放電來檢測膜厚。
下面將描述本發(fā)明的第二示例性實施例?，F(xiàn)在參照圖6，為充電輥3提供了多個電源(AC電源31和DC電源32)，并且這些電源與具有已知電容的電容器33并聯(lián)連接。根據(jù)流過具有已知電容的電容器33的電流與流過充電輥3的電流的比率，可以獲得充電輥3與感光鼓2之間的電容。更具體地，圖6中所示的除法器40計算流過具有已知電容的電容器33的電流與流過充電輥3的電流的比率，并將其與電容器33的電容相乘。
在上述計算中，電容不受施加給充電輥3的AC頻率或者AC電源的輸出阻抗的影響。即使波形不是正弦波，或者波形是矩形、三角形，或由于處于給定電壓或更高電壓的箝位電壓而變形，也可以向具有已知電容的電容器33施加相似波形，并且不會使測量精度下降。如果如文獻(xiàn)3中所述，光導(dǎo)層的介電常數(shù)根據(jù)環(huán)境而改變，則可以使用相同的材料來制造電容器33和感光鼓2的介電層以消除所述影響。
充電輥3與感光鼓2之間的有效電容由咬合部分的接觸面積確定。該咬合部分的接觸面積根據(jù)感光體而不同。因此，即使測量了電容，這樣測量的電容也不能轉(zhuǎn)換為膜厚。
感光鼓2與充電輥3被一體地設(shè)置成可消耗的。因此，咬合部分持續(xù)工作直到使用壽命結(jié)束?，F(xiàn)在參照圖7，將初始電容×感光體的膜厚＝感光體的介電常數(shù)×咬合部分的面積得到的值存儲在其中一體地形成有感光鼓2和充電輥3的感光體單元中。如果要獲知感光體的膜厚，則可以通過將該存儲值除以所述電容來得到該厚度。因此，可以在檢測電容之后通過計算來獲得絕對膜厚，這是因為感光體單元存儲有磨損之前的膜厚與電容的比率。
由于感光鼓2和充電輥3的偏心，而使接觸部分(即，咬合部分)的面積根據(jù)旋轉(zhuǎn)而改變，從而不能根據(jù)檢測時的電容值來獲得精確的膜厚。
現(xiàn)在參照圖8，感光鼓2和充電輥3偏心。ω1和ω2分別表示充電輥3和感光鼓2的角速度?？梢允褂忙?和ω2的相加值和相減值，通過下面的表達(dá)式，來獲得充電輥3的中心與感光體2的表面之間的距離或者充電輥3的中心與感光鼓2的中心之間的距離。圖9示出了感光鼓2和充電輥3之間的距離如何隨偏心而變化。如圖9所示，波形具有其中通過兩個頻率來進(jìn)行AC調(diào)制的形狀。
Cosω1t+Cosω2t＝2Cos((ω1t+ω2t)/2)×Cos((ω1-ω2)/2)這表明僅需對從充電輥3施加并流經(jīng)感光體2的電流在等于或大于ω1和ω2之差的周期內(nèi)進(jìn)行平均，以抑制由于距離改變而導(dǎo)致的膜厚的測量誤差。實際上，可以通過使其經(jīng)過截止頻率fc高于其周期的低通濾波器，或者通過使用該周期進(jìn)行積分，來以較小的誤差測量膜厚。
圖10至圖12表示整流電路41和低通濾波器42的結(jié)構(gòu)。圖10所示的電路包括比較器，其用作整流電路41，以使比較器接通和斷開開關(guān)A和B來進(jìn)行整流。低通濾波器42是通常使用的濾波器，其包括電阻器和電容器。
整流電路41使用多個二極管進(jìn)行整流。現(xiàn)在參照圖12，在二極管的前級設(shè)置有運算放大器，以對二極管的操作進(jìn)行補償。這樣，可以通過對經(jīng)過低通濾波器的信號進(jìn)行處理來減小誤差，并精確地獲得感光體的膜厚。
現(xiàn)在將給出本發(fā)明的第三示例性實施例的描述。在第三示例性實施例中，在檢測電荷量之前，將感光體的電位控制為具有初始電壓V1。然后，向感光體2施加電壓，以將感光體2的電位設(shè)定為給定電壓V2。此時，對流經(jīng)感光體2的電流進(jìn)行累計，以計算電荷量，并且隨后根據(jù)該電荷量來計算厚度。根據(jù)本示例性實施例，在檢測電荷量之前的表面電位V1和檢測電荷量之后的表面電位V2是必需的。因此，必須精確地控制表面電位V1和V2。在檢測電荷量之前，將感光體的電位設(shè)定為用于理想積分的給定電位。這使得能夠精確地計算電荷量并精確地測量厚度。
根據(jù)本示例性實施例，感光體2是直徑為30mm的鋁鼓，并且其外表面涂覆有OPC光導(dǎo)層。該感光體還包括設(shè)置在電荷發(fā)生層上的具有29μm膜厚的載流子(carrier)傳輸層。存在下述的一些情況，其中根據(jù)使用條件在感光體2上剩余電壓。即使向其上具有這種剩余電壓的感光體2施加0V的DC電壓，感光體2的電位也不為0V。如果在計算膜厚時所施加的電壓不等于感光體的電位，則會出現(xiàn)誤差。為此，施加等于或小于幾十伏的負(fù)DC電壓的給定電壓而不是0V，以使感光體的表面電位可以具有給定狀態(tài)。這消除了剩余電壓的影響。隨后，執(zhí)行檢測電荷量的處理。
通過向充電輥3施加通過在DC電壓上疊加AC電壓而生成的電壓，將表面電位V1控制為感光體2上的表面電位V2。此時，當(dāng)施加與表面電壓V1不同的表面電位V2作為DC電壓時，可以在感光體2的表面電位飽和時獲得表面電位V2。通過是否經(jīng)過了已經(jīng)由試驗獲得的用于飽和的預(yù)定時間段，來確定感光體2的表面電位是否飽和到足以具有表面電位V2。上述時間段可以由感光體2的旋轉(zhuǎn)次數(shù)來替代。另外，對流經(jīng)感光體2的DC電流進(jìn)行監(jiān)測，并且可以在DC電流不變化時確定飽和。另選地，可以使用廉價的相對表面電位靜電計來檢測和確定表面電位的飽和。
在通過向充電輥3施加通過在DC電壓上疊加AC電壓而生成的電壓來測量電荷量的同時，將顯影裝置5的顯影輥以及轉(zhuǎn)印輥6設(shè)定為具有高電阻。此外，將ROS 4和電荷消除燈8設(shè)定為關(guān)閉(off)。為了設(shè)定這種高電阻，使顯影輥和轉(zhuǎn)印輥6與感光體2機械地分離。另選地，將顯影輥和轉(zhuǎn)印輥6構(gòu)造成具有與處于電浮動狀態(tài)的感光體2相同的電位。另選地，將電源10控制為使得電流不會從顯影輥或轉(zhuǎn)印輥6流入到感光體2中?？刂破?2控制上述操作。然而，在已知從顯影輥或轉(zhuǎn)印輥6流入到感光體2中的電流的情況下，可以稍后對該電流進(jìn)行校正。
圖13表示功能部分的結(jié)構(gòu)，其中通過對流經(jīng)感光體2的DC電流進(jìn)行積分來計算電荷量，并且通過這樣計算的電荷量來計算膜厚。圖13中所示的功能部分包括電流-電壓轉(zhuǎn)換電阻器43、低通濾波器42、A/D轉(zhuǎn)換器13和控制器12。電流-電壓轉(zhuǎn)換電阻器43將流經(jīng)感光體2的電流轉(zhuǎn)換為電壓。下文中，將低通濾波器42簡稱為LPF 42。
由電流-電壓轉(zhuǎn)換電阻器43檢測到的電壓包括疊加在電源10的DC分量上的AC分量。因此，在LPF 42中AC頻率衰減。另外，LPF 42能夠去除AC分量并降低采樣頻率。根據(jù)采樣定理，該頻率被構(gòu)造為作為采樣周期的電源的AC周期的兩倍長或更長。在這種情況下，可以認(rèn)為隨著待采樣的數(shù)據(jù)量增加而增大了數(shù)字處理的負(fù)荷。為此，設(shè)置LPF 42以消除AC分量從而降低采樣頻率。這使得可以在不使檢測精度降低的情況下減小數(shù)字處理的負(fù)荷。
采樣周期的上限被構(gòu)造為使得在用于改變DC電壓的控制周期內(nèi)精度不會降低。如果DC電壓在50ms內(nèi)變化，則采樣周期必須設(shè)定在50ms內(nèi)。在厚度檢測期間，采樣周期可以在所有周期都相等。另選地，僅在存在變化時縮短該周期。
控制器12累計由A/D轉(zhuǎn)換器13轉(zhuǎn)換的數(shù)字電壓值以獲得電荷量。另外，可以如上所述通過感光體2的旋轉(zhuǎn)次數(shù)來確定累計周期，或者可以在監(jiān)測流經(jīng)感光體2的DC電流的同時DC電流沒有變化時確定累計周期。另外，可以采用廉價的相對表面電位靜電計來檢測和確定表面電位的飽和。
在以下表達(dá)式中使用通過對電壓進(jìn)行累計而獲得的電荷量來計算感光體的膜厚。
光導(dǎo)層的膜厚d＝ε·有效電荷長度·感光體直徑·π·|V2-V1|/QQ表示電荷量，V1表示在檢測前施加給感光體2的DC電壓，而V2表示在檢測時施加給感光體2的DC電壓。
在感光體2磨損之前已知初始膜厚的情況下，在感光體2磨損之前測量電荷量以將其設(shè)定為初始電荷量?？梢愿鶕?jù)初始電荷量與感光體2磨損之后測量的電荷量的比率來獲得膜厚d。
感光體的膜厚d＝初始厚度×初始電荷量/當(dāng)前檢測的電荷量在上述計算方法中無需任何參數(shù)項，從而消除了感光體2或充電輥3的個體差異，并使得能夠高精度地計算膜厚。
現(xiàn)在參照圖14，將描述根據(jù)本發(fā)明的操作過程。首先將表面電位控制為具有初始電位V1(在步驟S1)。這里，向充電輥3施加通過在DC電壓上疊加AC電壓而生成的電壓，并將感光體2的電位設(shè)定為V1。
接著，向充電輥3施加通過在DC電壓上疊加AC電壓而生成的電壓，并將感光體2的表面電位控制為具有電位V2(在步驟S2)。此時，施加與V1不同的電位V2作為DC電壓。當(dāng)感光體2的表面電位飽和時，將該表面電位改變?yōu)閂2。此時，通過電流-電壓轉(zhuǎn)換電阻器43將流經(jīng)感光體2的電流轉(zhuǎn)換成電壓。然后，通過A/D轉(zhuǎn)換器13對該電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換以獲得電荷量Q(在步驟S3)。將這樣獲得的電荷量Q、有效電荷長度、感光體直徑以及感光體2的表面電位V1和V2賦給上述表達(dá)式，以獲得感光體2的膜厚d。
現(xiàn)在參照圖15，可以使用模擬積分電路50來計算電荷量。該模擬積分電路50是不會產(chǎn)生積分誤差的理想方法，盡管通過數(shù)字積分方法積分的采樣周期會導(dǎo)致積分誤差。將流經(jīng)感光體2的電流存儲在電容器C51中作為電荷，并將該電荷量轉(zhuǎn)換為電壓并且隨后輸出。A/D轉(zhuǎn)換器13進(jìn)行電壓的AD轉(zhuǎn)換。設(shè)置開關(guān)S1和S3以選擇性地改變流經(jīng)電容器C51的電流的方向。通過將開關(guān)S1改變?yōu)榕c圖15中的端子A連接并將開關(guān)S3改變?yōu)榕c圖15中的端子C連接，來將流經(jīng)感光體2的電流存儲在電容器C51中。相反，可以通過將開關(guān)S1改變?yōu)榕c圖15中的端子B連接并將開關(guān)S3改變?yōu)榕c圖15中的端子D連接，來在電容器C51中減少流經(jīng)感光體2的電流。開關(guān)S2使電容器C51放電，并將這樣存儲的電荷復(fù)位為零。
下面將描述圖15中所示的模擬積分電路50的操作。首先使開關(guān)S2短路以使電容器C51放電，從而將電荷量設(shè)置為零。然后打開開關(guān)S2，向具有給定電位V1的感光體2施加充電電壓，以將表面電位控制為V2。此時，電容器C51存儲流經(jīng)感光體2的電流的電荷以及漏電流。然后，當(dāng)感光體2的表面電位飽和時改變開關(guān)S1和S3。將開關(guān)S1從與端子A連接改變?yōu)榕c端子B連接，并將開關(guān)S3從與端子C連接改變?yōu)榕c端子D連接。此時，電位是飽和的并且沒有電流流經(jīng)感光體2。因此，僅漏電流流動。另外，改變電流的極性并將電荷減少漏電流的量。在改變了開關(guān)S1和S3的連接，并且由于向感光體2施加電壓而經(jīng)過使感光體2的表面電位飽和的時間段之后，可以通過流經(jīng)感光體2的電流來獲得輸出值。將該輸出值作為所檢測的電荷量用于計算膜厚。
盡管已示出并描述了本發(fā)明的一些示例性實施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下，對這些示例性實施例進(jìn)行修改，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等價物限定。
本申請要求2005年3月29日提交的日本專利申請No.2005-095836和2006年1月13日提交的日本專利申請No.2006-006749的優(yōu)先權(quán)，在此通過引用將其并入。
權(quán)利要求
1.一種圖像形成裝置，其包括旋轉(zhuǎn)的感光體；充電組件，其被設(shè)置為與所述感光體接觸或緊鄰，以對所述感光體進(jìn)行充電；電荷量檢測部分，其在從所述充電組件施加電流的同時，累計流經(jīng)所述感光體的電流以獲得所述感光體的電荷量，直到所述感光體的表面上的電壓基本上與由所述充電組件施加的電壓相對應(yīng)為止；以及控制器，其根據(jù)所述電荷量來計算所述感光體的膜厚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中，當(dāng)在將所述感光體的表面電位設(shè)定為初始電位之后將表面電位充電到給定電位時，所述電荷量檢測部分累計從所述充電組件流經(jīng)所述感光體的電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中，所述電荷量檢測部分累計所述感光體飽和時的電流，并檢測所述電荷量中的由漏電流導(dǎo)致的誤差量；并且所述電荷量檢測部分從所述電荷量中減去所述誤差量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，還包括曝光部分，其使所述感光體的表面曝光，其中，所述電荷量檢測部分在通過所述曝光部分使所述感光體曝光之后再次從所述充電組件施加電流的同時，累計流經(jīng)所述感光體的電流以獲得所述感光體的電荷量，直到所述感光體的表面上的電壓基本上與由所述充電組件施加的電壓相對應(yīng)為止。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中，在檢測所述電荷量時，所述控制器將顯影部分和轉(zhuǎn)印部分控制為具有高電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中，當(dāng)獲得所述電荷量時，所述控制器關(guān)閉電荷消除燈和曝光部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中，所述電荷量檢測部分是模擬積分電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像形成裝置，其中，所述控制器將第一電荷量與第二電荷量的比率乘以所述感光體的第一膜厚，以計算所述感光體的第二膜厚，所述第一電荷量是在所述感光體磨損之前由所述電荷量檢測部分測量的，所述第二電荷量是在所述感光體磨損之后由所述電荷量檢測部分測量的，所述第一膜厚是在所述感光體磨損之前由所述電荷量檢測部分測量的，所述第二膜厚是在所述感光體磨損之后的當(dāng)前膜厚。
9.一種圖像形成裝置，其包括旋轉(zhuǎn)的感光體；充電組件，其被設(shè)置為與所述感光體接觸或緊鄰，以對所述感光體進(jìn)行充電；電荷量檢測部分，其在已經(jīng)充電的所述感光體放電的同時，累計流經(jīng)所述感光體的電流以獲得所述感光體的電荷量，直到所述感光體的表面上的電壓基本上與地電平相對應(yīng)為止；以及控制器，其根據(jù)所述電荷量來計算所述感光體的膜厚。
10.一種圖像形成裝置，其包括旋轉(zhuǎn)的感光體；充電組件，其被設(shè)置為與所述感光體接觸或緊鄰，以對所述感光體進(jìn)行充電；具有已知電容的電容器，其與所述充電組件并聯(lián)連接；電流檢測組件，其檢測第一電流量和第二電流量，該第一電流量流入到所述電容器中，該第二電流量從所述充電組件流經(jīng)所述感光體；以及控制器，其根據(jù)所述第一電流量與所述第二電流量的比率來檢測所述充電組件和所述感光體之間的電容。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像形成裝置，還包括存儲器部分，其存儲所述感光體的第一膜厚以及所述感光體和所述充電組件之間的第一電容，該第一膜厚是在使用所述感光體之前獲得的，該第一電容是在使用所述感光體之前由所述控制器檢測的，其中，所述控制器根據(jù)與所述第一電容進(jìn)行了相乘的所述第一膜厚與所述感光體和充電組件之間的第二電容的比率，來計算所述感光體的第二膜厚，該第二膜厚度是在使用所述感光體之后的當(dāng)前膜厚，該第二電容是在使用所述感光體之后由所述控制器檢測的。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的圖像形成裝置，還包括整流器，其對所述第二電流量進(jìn)行檢測和整流；以及低通濾波器，其使下述的頻率截止，該頻率與等于或大于所述感光體與所述充電組件之間的旋轉(zhuǎn)差的頻率相對應(yīng)。
全文摘要
一種圖像形成裝置，其包括旋轉(zhuǎn)的感光體；充電組件，其被設(shè)置為與所述感光體接觸或緊鄰，以對所述感光體進(jìn)行充電；電荷量檢測部分，其在從所述充電組件施加電流的同時，累計流經(jīng)所述感光體的電流以獲得所述感光體的電荷量，直到所述感光體的表面上的電壓基本上與由所述充電組件施加的電壓相對應(yīng)為止；以及控制器，其根據(jù)所述電荷量來計算所述感光體的膜厚。
文檔編號G03G15/00GK1841227SQ20061006599
公開日2006年10月4日 申請日期2006年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者守屋秀樹, 池田周穗, 山口英彥, 大森雅夫 申請人:富士施樂株式會社