图像形成装置的制作方法

1.本发明涉及使用电子照相类型的图像形成装置，诸如复印机、打印机、传真设备、打印设备或具有这些机器的多个功能的多功能机器。


背景技术：

2.在使用电子照相类型的图像形成装置中，感光构件的表面被充电，然后感光构件的表面根据图像信息被曝光，由此在感光构件上形成静电潜像。另外，形成在感光构件上的静电潜像利用调色剂显影以在感光构件上形成调色剂图像，然后形成在感光构件上的调色剂图像被直接地或经由中间转印构件转印到记录材料上。然后，调色剂图像转印在其上的记录材料被加热和加压，使得调色剂图像被定影在记录材料上。
3.近年来，作为用于对感光构件进行充电的充电部件，从诸如低臭氧和低电力的优点的观点出发，用于通过使充电构件与感光构件的表面接触或邻近感光构件的表面来在向充电构件施加充电电压下对感光构件进行充电的充电设备已被广泛使用。
4.作为这样的充电设备的充电类型，存在“dc电压充电类型”，其中通过仅向充电构件施加dc电压来对感光构件进行充电。另外，存在“ac电压充电类型”，其中通过向充电构件施加振荡电压来对感光构件进行充电，该振荡电压是包括ac电压成分和dc电压成分的叠加形式并且电压值随时间周期性改变。近年来，在充电均匀性上优异的“ac电压充电类型”已被广泛使用。
5.在ac电压充电类型中，对于感光构件的表面电位，正和负电压被交替地施加，使得重复负放电和正放电(“ac放电”)，因此，在一些场合下由于放电感光构件的表面的劣化易于进展。另外，在一些场合下感光构件的表面的劣化部分因与接触构件(诸如接触感光构件的清洁刮板)的摩擦而擦伤和磨损。即，当放电量变大时，存在感光构件表面被大量擦伤、因此在感光构件的使用量(即，图像形成的张数)小时图像缺陷变得易于发生并且从充电构件到感光构件的泄漏变得易于发生的可能性。另一方面，已知通过与感光构件的充电极性相反的侧的放电(“逆放电”)(在感光构件的充电极性为负极性的情况下为正放电)使感光构件的表面电位均匀化，因此需要逆放电到感光构件的表面被均匀充电的程度。随着逆放电变强，感光构件的充电极性侧的放电(即，在感光构件的充电极性为负极性的情况下为负放电)也变强，使得逆放电量和总的放电量彼此相关，因此为了对感光鼓表面均匀充电，需要不小于某个阈值的放电量。
6.如上所述，关于ac电压充电类型中的放电电流量，当放电电流量过大时易于发生感光构件的表面擦伤，并且当放电电流量过小时变得难以对感光鼓表面均匀放电。
7.因此，已提出了检测放电电流量并且设置图像形成期间的充电电压(特别是ac电压值)的方法(日本专利no.3576738)。在这个方法中，通过执行以下处理来计算放电电流量并且进行图像形成期间的充电电压的设置。首先，检测非放电区域中的用于检测的ac电压的多个交流电流量，使得获取流过充电夹持部(充电构件与感光构件之间的接触部分)的交流电流(ac)的ac成分的电压-电流比例表达式(近似直线)。然后，检测放电区域中的预定ac
电压的总ac量，并且通过从总ac量减去利用上述比例表达式计算的ac量来获取预定ac电压的ac放电电流量。然后，依赖于获取的ac放电电流量，进行(确定)图像形成期间的合适的充电电压的设置，使得图像形成期间的ac放电电流量变为合适的值。这样的处理在充电构件与感光构件上的非图像形成区域对应的时段中执行，并且当充电构件与图像形成区域对应时，以通过上述处理确定的设置控制充电电压。
8.然而，在如上所述的传统方法中，在一些场合下，变得难以准确地将图像形成期间的充电电压(特别是ac电压值)设置为合适的值。即，在上述方法中，当获取非放电区域中的ac成分的电压-电流比例表达式时，在一些场合下ac量的检测结果由于噪声的影响等而波动。然后，基于ac量的检测结果获取比例表达式(近似直线)，使得ac量的检测误差被放大。当基于比例表达式获取放电电流量时，在一些场合下无法准确地提取放电电流量。


技术实现要素：

9.本发明的主要目的是要提供能够对图像形成设置合适的充电电压的图像形成装置。
10.根据本发明的一个方面，提供了一种图像形成装置，包括：图像承载构件；充电构件，所述充电构件被提供为与所述图像承载构件的待充电表面接触或提供在所述图像承载构件的待充电表面的邻近；电源部分，所述电源部分被配置为在图像形成期间向所述充电构件施加充电电压，所述充电电压是包括dc电压和ac电压并且具有预定的充电频率的叠加的振荡电压；波形获取部分，所述波形获取部分被配置为获取在所述电源部分向所述充电构件施加充电电压时流过所述充电构件的电流的电流波形和由所述电源部分向所述充电构件施加的充电电压的电压波形；处理部分，所述处理部分被配置为基于由所述波形获取部分获取的电流波形和电压波形执行运算处理；以及控制器，所述控制器被配置为控制所述电源部分，其中所述控制器执行用于通过在施加dc电压和ac电压被设置为不超过放电开始电压的振荡电压下执行用于获取非放电时的电流波形和非放电时的电压波形的第一获取控制、并且通过对非放电时的电流波形和非放电时的电压波形中的每一个进行快速傅立叶变换来计算非放电时的电流波形的充电频率的邻近的分析频率处的第一复数和非放电时的电压波形的分析频率处的第二复数的处理，用于通过在施加dc电压和ac电压被设置为超过放电开始电压的振荡电压下执行用于获取放电时的电流波形和放电时的电压波形的第二获取控制、并且通过对放电时的电流波形和放电时的电压波形中的每一个进行快速傅立叶变换来计算放电时的电流波形的分析频率处的第三复数和放电时的电压波形的分析频率处的第四复数的处理，以及用于基于所述第一复数、第二复数、第三复数、以及第四复数计算作为放电时的电流波形的放电电流成分的放电电流波形的复数、并且然后用于基于放电电流波形的复数的计算结果确定图像形成期间的充电电压的ac电压的值的处理，并且其中所述控制器控制所述电源部分以便向所述充电构件施加包括具有由所述处理部分确定的所述值的ac电压成分的充电电压。
11.本发明的另外的特征从以下参考附图对示例性实施例的描述将变得清楚。
附图说明
12.图1是图像形成装置的示意性截面图。
13.图2是示出图像形成部分和充电控制器的构成的示意图。
14.图3是示出充电电压控制的处理过程的流程图。
15.图4的部分(a)是示出充电电流波形和充电电压波形的示图，并且图4的部分(b)是示出非放电期间的充电电流波形和充电电压波形的频率特性的示图。
16.图5是示出非放电期间的充电电流波形和充电电压波形的频率特性中的充电频率的邻近的分析频率处的复数空间的示图。
17.图6的部分(a)是示出放电期间的充电电流波形和充电电压波形的示图，并且图6的部分(b)是示出放电期间的充电电流波形和充电电压波形的频率特性的示图。
18.图7是示出放电期间的充电电流波形和充电电压波形的频率特性中的充电频率的邻近的分析频率处的复数空间的示图。
19.图8是快速傅立叶变换之后的频率特性的图示。
20.图9的部分(a)是示出放电电流波形的示图，并且图9的部分(b)是示出放电电流波形的中央部分的示图。
21.图10的部分(a)是用于图示用于在放电电流波形的负放电与正放电之间分离的定时的示图，并且图10的部分(b)是示出正放电电流波形的示图。
22.图11是示出充电ac电压值与正放电电流量之间的关系的示图。
23.图12是示出在另一个实施例中的非放电期间和放电期间的波形的充电频率特性的邻近的分析频率处的复数空间的示图。
24.图13的部分(a)、(b)和(c)是各自用于图示充电电压控制的处理的执行定时的示例的时间图。
具体实施方式
25.将参考附图具体描述根据本发明的图像形成装置。
26.[实施例1]
[0027]
1.图像形成装置的总体构成
[0028]
图1是根据本发明的实施例1的图像形成装置100的示意性截面图。
[0029]
这个实施例的图像形成装置100是能够通过使用电子照相类型来形成全色图像的采用中间转印类型的串联类型打印机。
[0030]
图像形成装置100作为多个图像形成部分(站)包括分别用于形成黄色(y)、品红色(m)、青色(c)和黑色(k)的图像的第一至第四图像形成部分py、pm、pc和pk。第一至第四图像形成部分py、pm、pc和pk沿着稍后描述的图像要转印到其上的中间转印带60的表面的移动方向成行地布置和部署。在一些情况下，通过省略用于表示用于相关联的颜色的元素的后缀y、m、c和k来统一地描述各个图像形成部分py、pm、pc和pk中具有相同或对应的功能和构成的元素。
[0031]
由第一至第四图像形成部分py、pm、pc和pk形成的四个颜色调色剂图像在一次转印部分n1y、n1m、n1c和n1k中被叠置地一次转印到中间转印带60上。中间转印带60上一次转印的调色剂图像随着中间转印带60的旋转被朝着二次转印部分n2馈送，然后被二次转印到记录材料s上。记录材料s从记录材料容纳部分(未示出)一个接一个地被分离和馈送，并且被传送到对准辊对12。对准辊对12朝着二次转印部分n2馈送记录材料s，使得记录材料s与
中间转印带60上的调色剂图像合拍。
[0032]
调色剂图像被二次转印到其上的记录材料s被传送到定影设备13。定影设备13对携载未定影的调色剂图像的记录材料s进行加热和定影，并且将调色剂图像定影(熔化并且粘附)在记录材料s的表面上。此后，调色剂图像被定影在其上的记录材料s被排出(输出)到图像形成装置100的装置主组件的外部。
[0033]
顺便提及，图像形成装置100能够通过使用单个图像形成部分p或多个图像形成部分p来形成并且输出单色或多色图像。
[0034]
2.图像形成部分的总体结构
[0035]
图2是示出图像形成部分的结构和充电控制器的构成的示意图。在这个实施例中，图像形成部分py、pm、pc和pk的结构除了在显影设备4中使用的调色剂的颜色之外基本上相同，因此，作为代表将描述单个图像形成部分p。
[0036]
图像形成部分s包括作为图像承载构件的感光鼓1，该感光鼓1是可旋转的鼓状(圆筒形)感光构件(电子照相感光构件)。另外，图像形成部分p在感光鼓1的周围包括作为充电部件的充电辊2(其是辊状充电构件)、作为曝光部件的曝光设备(激光扫描仪)3、作为显影部件的显影设备4、作为清洁部件的清洁刮板5、以及作为一次转印部件的一次转印辊6(其是辊状一次转印构件)。
[0037]
在图像形成期间，感光鼓1在图1和2中的逆时针方向上被旋转驱动。在这个实施例中，感光鼓1的预定圆周速度(处理速度)是320mm/s。旋转的感光鼓1的表面被充电辊2均匀地充电到预定极性(在这个实施例中为负)和预定电位。在充电处理期间，作为充电电压(充电偏压)向充电辊2施加包括ac电压成分和dc电压成分的叠加形式的振荡电压。由曝光设备对充电的感光鼓1的充电表面进行扫描曝光，使得在感光鼓1上形成根据图像信息的静电潜像(静电图像)。形成在感光鼓1上的静电潜像利用由显影设备4供给的作为显影剂的调色剂显影(可视化)，使得在感光鼓1上形成调色剂图像。在这个实施例中，充电到与感光鼓1的充电极性相同的极性(在这个实施例中为负极性)的调色剂沉积在感光鼓1上的曝光部分(图像部分)上，在该曝光部分(图像部分)中电位的绝对值通过在对感光鼓1的表面均匀充电之后对感光鼓1的表面进行曝光来降低。在这个实施例中，作为显影期间的调色剂充电极性的正常调色剂充电极性是负极性。在显影期间，作为显影电压(显影偏压)向显影设备4中包括的作为显影剂携载构件的显影套筒41施加包括ac电压成分和dc电压成分的叠加形式的振荡电压。
[0038]
作为中间转印构件的由环形带构成的中间转印带60被提供为与四个感光鼓1相对。中间转印带60被用作多个拉伸辊(支撑辊)的驱动辊61、张紧辊62和内侧二次转印辊63拉伸。中间转印带60通过在图1中的顺时针方向上旋转驱动驱动辊61而被旋转(循环)。在中间转印带60的内周表面尺寸中，分别与感光鼓1y、1m、1c和1k对应地提供一次转印辊6y、6m、6c和6k。一次转印辊6被朝着感光鼓1压靠(推压)中间转印带60，使得形成其中感光鼓1和中间转印带60彼此接触的一次转印部分n1。
[0039]
另外，在中间转印带60的外周表面侧与内侧二次转印辊63相对的位置处，提供作为二次转印部件的另一个二次转印辊11(其是辊型二次转印构件)。外侧二次转印辊11被朝着内侧二次转印相对辊63压靠(推压)中间转印带60，并且形成其中中间转印带60和外侧二次转印辊11彼此接触的二次转印部分n2。如上所述，调色剂图像在一次转印部分n1处从感
光鼓1一次转印到中间转印带60上，然后在二次转印部分n2中从中间转印带60二次转印到外侧二次转印辊8上。在一次转印期间，向一次转印辊6中的每一个施加作为与调色剂的正常充电极性相反的极性的dc电压的一次转印电压(一次转印偏压)。在向外侧二次转印辊11的二次转印期间，施加作为与调色剂的正常充电极性相反的极性的dc电压的二次转印电压(二次转印偏压)。
[0040]
另外，在一次转印之后残留在感光鼓1上的调色剂被清洁设备5从感光鼓1的表面移除并且收集。
[0041]
这里，在这个实施例中，对于一次转印辊6，施加进行恒定电压控制的一次转印电压，使得当纯白图像部分在一次转印部分n1中时，-12μa的电流流过一次转印辊6。
[0042]
另外，在这个实施例中，作为中间转印带60，使用体积电阻率ρv为10
10
(ω.cm)且表面电阻率ρs为108(ω)并且由聚醚醚酮制成的带。中间转印带60的体积电阻率ρv可以优选地为108(ω.cm)至10
12
(ω.cm)，并且表面电阻率ρs可以优选地为108(ω)至10
13
(ω)。作为其材料，一般使用聚醚醚酮或聚酰亚胺。
[0043]
另外，在这个实施例中，充电辊2包括芯金属2a、形成在芯金属2a上的基层2b、以及形成在基层2b上的表面层2c。作为芯金属2a，使用镀铬的铁，而作为基层，使用hidrin橡胶。作为表面层2c，使用尼龙树脂基材料。充电辊2的表面层2c是通过混合含有尼龙树脂微粒的涂料、然后通过将涂料涂覆在基层2b上来制备的。顺便提及，充电辊2的材料和制造方法不限于上述那些，而是可以使用通用的橡胶和树脂材料。另外，在这个实施例中，作为充电辊2，使用外直径为12mm、体积电阻率为105(ω.cm)、并且硬度为66
°
(jis-a)的橡胶辊。另外，在这个实施例中，充电辊2具有在rz上为15μm并且在sm上为100μm的表面粗糙度。另外，在这个实施例中，充电辊2以预定的按压力与感光鼓1接触，并且形成充电夹持部(充电辊2与感光鼓1之间的接触部分)。
[0044]
在图像形成期间，向充电辊2施加作为包括ac电压成分(“充电ac电压”)和dc电压成分(“充电dc电压”)的叠加形式的振荡电压的充电电压。然后，交流电流(ac)流过充电夹持部，并且同时，在相对于感光鼓1的表面移动方向的充电夹持部的上游侧和下游侧在充电辊2与感光鼓1之间形成的间隙中的至少一个中发生放电(ac放电)。由此，感光鼓1的表面被充电，使得充电电位收敛到充电dc电压值。
[0045]
这里，图像形成装置100执行作业(图像输出操作、打印作业)，该作业是通过单个开始指令开始的一系列操作，并且在该作业中图像形成在单个记录材料s上或多个记录材料s上，然后输出记录材料s。作业一般包括图像形成步骤、旋转前步骤、在图像形成在多个记录材料s上的情况下的纸张间隔步骤、以及旋转后步骤。图像形成步骤是实际执行在记录材料s上形成并且输出的图像的静电潜像的形成、调色剂图像的形成、以及调色剂图像的一次转印和二次转印的时段，并且“在图像形成期间(图像形成时段)”是指这个时段。具体地，在实施静电潜像的形成、调色剂图像的形成、以及调色剂图像的一次转印和二次转印的步骤的位置中的每一个处，图像形成期间的定时是不同的。旋转前步骤是执行图像形成步骤之前的从输入开始指令直到实际开始图像形成的准备操作的时段。纸张间隔步骤(记录材料电压步骤)是与在对多个转印材料p连续地执行图像形成(连续图像形成)时记录材料s与后续的记录材料s之间的间隔对应的时段。旋转后步骤是执行图像形成步骤之后的后操作(准备操作)的时段。“非图像形成期间(非图像形成时段)”是指“图像形成期间”以外的时
段，并且包括旋转前步骤、纸张间隔步骤、旋转后步骤，并且还包括多旋转前步骤，其是图像形成装置100的主开关致动期间或从睡眠状态恢复期间的准备操作。
[0046]
3.充电电压控制(放电电流量控制)
[0047]
接下来，将描述这个实施例中的充电电压控制(放电电流量控制)。在这个实施例中，图像形成部分py、pm、pc和pk的与充电电压控制相关的构成和操作基本上相同，因此作为示例将描述单个图像形成部分p的那些。
[0048]
《构成》
[0049]
在这个实施例中，图像形成装置100包括用于向充电辊2施加电压的电源部分20。图像形成装置100还包括用于获取从电源部分20流动到充电辊2中的电流的电流波形的电流波形获取部分21和用于获取从电源部分20施加到充电辊2的电压波形的电压波形获取部分22。另外，图像形成装置100包括用于通过对分别由电流波形获取部分21和电压波形获取部分22获取的电流波形和电压波形进行傅立叶分析来确定图像形成期间的合适的充电电压(特别是ac电压值)的设置的作为处理部分的波形分析部分23。另外，图像形成装置100包括用于控制电源部分20以便输出由波形分析部分23确定的充电电压的控制器24。
[0050]
电流波形获取部分21通过包括电流检测部分(电流计)和用于存储电流值(电流波形)的存储部分来构成。另外，电压波形获取部分22是通过包括电压检测部分(电压计)和用于存储电压值(电压波形)的存储部分而形成的复合体。电流波形获取部分21和电压波形获取部分22分别获取电流值(电流波形)和电压值(电压波形)。波形分析部分23和控制器24中的每一个通过包括算术(运算)处理部分和存储部分来构成，并且运算处理部分根据存储在存储部分中的程序执行处理，因此实现相关联的功能。在这个实施例中，电流波形获取部分21、电压波形获取部分22、波形分析部分23和控制器24在图2中被示为单独的块，但是相关联的功能的一部分或全部可以通过任意相同(共同)的元件等实现。另外，在这个实施例中，电源部分20、电流波形获取部分21、电压波形获取部分22、波形分析部分23和控制部分24独立于每个图像形成部分p提供。然而，在这些部分中，至少一个可以被共同用于多个图像形成部分p。
[0051]
顺便提及，在这个实施例中，从电源部分20输出的ac电压的波形形状可以由正弦波表示。在以下中，将描述这个实施例中的具体分析方法。
[0052]
《非放电期间的充电电流波形与充电电压波形之间的相位差δθ和倍率α1的获取》
[0053]
图3是示出这个实施例中的充电电压控制(放电电流量控制)的过程的概要的流程图。在这个实施例中，每次执行作业时，在图像形成步骤之前的旋转前步骤中，执行下面描述的用于设置作业的图像形成步骤中的充电电压的充电电压控制。
[0054]
在s101中，分别由电流波形获取部分21和电压波形获取部分22获取非放电期间的充电电流波形和非放电期间的充电电压波形。这是为了应用非放电期间的充电电流波形与非放电期间的充电电压波形之间的相位差δθ和倍率α1，或者为了获取关于复数n'(非充电)(在本文中，也称为“波长特性值”)的信息。此时的充电电压是在充电ac电压值方面不为0的值，并且被设置使得不存在充电电压没有超过放电开始电压的定时。顺便提及，由电源部分20输出的充电电压的设置由控制器24进行。具体地，非放电期间的充电ac电压值可以优选地为0以便促成不存在充电电压没有超过放电开始电压的定时。另外，非放电期间的充
电电压的ac频率(“充电频率”)可以优选地与图像形成期间的充电频率相同(在这个实施例中，这些充电频率可以优选地相同，但是也可以在允许的误差范围的程度内彼此偏离。这在下文中同样适用)。即，图像形成期间的充电频率例如从充电性能良好以及诸如可以抑制莫尔纹的便利性的观点出发依赖于处理速度来确定。另外，如稍后所描述的，放电期间的充电频率被要求与非放电期间的充电频率相同，并且可以优选地与图像形成期间的充电频率相同。因而，非放电期间的充电频率可以优选地与图像形成期间的充电频率相同。顺便提及，在图像形成装置100可以多个处理速度操作的情况下，非放电期间的充电频率可以依赖于与作业的处理速度对应的图像形成期间的充电频率而改变。另外，非放电期间的充电ac电压值(峰到峰电压(vpp)值)被设置使得可以充分抑制噪声对充电电流波形和充电电压波形的影响并且使得不发生放电。在这个实施例中，非放电期间的充电电压被设置使得充电频率为1600v、充电ac电压值为500v、并且充电dc电压值为0v。另外，采样间隔为16μs(62500hz)，并且采样点的数量为1024点。
[0055]
这里，获取的非放电期间的充电电流波形和获取的非放电期间的充电电压波形分别被称为“非放电时的电流波形(i(t)-noncharge)”和“非放电时的电压波形(v(t)-noncharge)”。图4的部分(a)示出了i(t)-noncharge和v(t)-noncharge的获取结果的示例。然而，在图4的部分(a)中，示出了从0ms到2ms的区间。顺便提及，考虑到后续处理，对充电电流波形进行单位转换，使得1μa与1v对应。
[0056]
在i(t)-noncharge与v(t)-noncharge之间，产生基于rc电路主要由感光鼓1和充电辊2构成时的合成阻抗的相位差和电流-电压比。即，i(t)-noncharge是从v(t)-noncharge和合成阻抗获得的位移电流(非放电电流)，并且具有与v(t)-noncharge类似的形状。
[0057]
在s102中，波形分析部分23对i(t)-noncharge和v(t)-noncharge中的每一个进行快速傅立叶变换，使得获取i(t)-noncharge的每个频率的复数阵列(“fft(i-noncharge)”)和v(t)-noncharge的每个频率的复数阵列(“fft(v-noncharge)”)。图4的部分(b)示出了fft(i-noncharge)和fft(v-noncharge)的频率特性的获取结果的示例。在图4的部分(b)中，纵坐标表示信号强度值并且等于在频率的每一个处fft(i-noncharge)和fft(v-noncharge)中的每一个的复数的绝对值。如图4的部分(b)中所示，关于fft(i-noncharge)和fft(v-noncharge)中的任一个，峰出现在与充电频率对应的1600hz的邻近的分析频率处。
[0058]
在s103中，由波形分析部分23通过关注快速傅立叶变换之后1600hz的邻近的分析频率处的复数平面来进行以下分析。即，获取fft(i-noncharge)的充电频率的邻近的频率空间中的复数z(i-noncharge)和fft(v-noncharge)的充电频率的邻近的频率空间中的复数z(v-noncharge)。
[0059]
这里，将描述通过快速傅立叶变换获取的频率分辨率δf。频率分辨率δf由获取波形时的采样间隔和采样点的数量确定，并且其间的关系由以下公式表示。
[0060]
δf＝1/{(采样点的数量)x(采样间隔)}
[0061]
在这个实施例中，δf为大约61hz，因此，与1600hz的充电频率最接近的分析频率为大约1587hz(＝δf x 26)，并且第二最接近的分析频率为大约1648hz。因此，在最接近的分析频率和第二最接近的分析频率之间与1600hz的充电频率的差异不同的情况下，在许多
场合下在最接近的分析频率处的峰最强地出现。在这种情况下，作为在其处获取关于波长特性值的信息的分析频率，可以优选地选择与充电频率最接近的分析频率。这是因为关于在充电频率处振荡的充电电流波形和充电电压波形之间的波长特性值的信息被准确地获取。另一方面，在充电频率处于最接近的分析频率与第二最接近的分析频率之间的中间部分的邻近的情况下，在一些场合下在最接近的分析频率和第二最接近的分析频率两者处出现强的峰。在这种情况下，即使选择分析频率中的任一个，也可以几乎没有差异地进行分析。从这样的观点出发，在其处获取关于波长特性值的信息的充电频率的邻近的分析频率是最接近快速傅立叶变换之后的充电电流波形和充电电压波形中的每一个的分析频率的充电频率的不少于峰强度(图4)的50％的范围中的分析频率。
[0062]
在这个实施例中，(i-noncharge)是1.037x10
5-4.117x105i(i:虚数单位)，并且当改变为极坐标时表示如下。
[0063]
z(i-noncharge)＝α(i-noncharge)x(cosθ(i-noncharge) sinθ(i-noncharge)(其中α(i-noncharge)＝4.246x105,θ(i-noncharge)＝284.1
°
)
[0064]
另外，z(v-noncharge)是-1.099x10
5-0.506x105i，并且当改变为极坐标时表示如下。
[0065]
z(v-noncharge)＝α(v-noncharge)x(cosθ(i-noncharge) sinθ(v-noncharge)(其中α(v-noncharge)＝1.210x105,θ(v-noncharge)＝204.7
°
[0066]
在s104中，通过波形分析部分23，获取z(i-noncharge)与z(v-noncharge)之间的相位差δθ以及z(i-noncharge)和z(v-noncharge)的绝对值的倍率α1。在这个实施例中，δθ被获取为大约79.4
°
(＝284.1
°‑
204.7
°
)，并且α1被获取为大约3.51(＝4.246x105/1.210x105)。
[0067]
因此，对非放电期间的充电电流波形和非放电期间的充电电压波形进行快速傅立叶变换，此后仅切出充电频率的邻近的分析频率处的频率空间，并且计算充电电流的复数与充电电压的复数之间的相位差δθ和倍率(绝对比)α1。倍率α1和相位差δθ成为目前充电部分(测量系统)的特性值(波长特性值)。
[0068]
上述关于波长特性值的信息可以具体地通过以下计算获取。即，z(i-noncharge)和z(v-noncharge)被视为复数空间上的向量并且进行相除，因此可以被计算为关于以值α1和相位差δθ的放大(缩小)和旋转的复数z'(noncharge)信息。然后，z'(noncharge)可以由0.644 3.45i表示，并且这示出了合成阻抗。
[0069]
《从放电期间的充电电流波形和放电期间的充电电压波形分离放电电流成分》
[0070]
在s105中，分别由电流波形获取部分21和电压波形获取部分22获取放电期间的充电电流波形和放电期间的充电电压波形。这是因为稍后描述的放电期间的充电ac电压值和放电电流量之间的关系被获取。此时的充电电压被设置使得与感光鼓1的充电极性相同的侧(在这个实施例中为负放电)和与感光鼓1的充电极性相反的侧(在这个实施例中为正放电)的放电发生。顺便提及，由电源部分20输出的充电电压的设置由控制器24进行。具体地，放电期间的充电频率被要求与非检测期间的充电频率相同以便通过这个实施例中的充电电压控制检测放电电流量。顺便提及，如上所述，在图像形成装置100可以多个处理速度操作的情况下，处理期间的充电频率可以依赖于与作业的处理速度对应的图像形成期间的充电频率而改变。另外，从根据图像形成期间的条件检测放电电流量的观点出发，放电期间的
充电ac电压值可以优选地被设置为图像形成期间的充电ac电压值。顺便提及，图像形成期间的充电ac电压值基于例如感光鼓1的使用量(图像形成的张数、旋转时间、旋转的次数等)、环境(图像形成装置的内部和外部中的至少一个中的温度和湿度中的至少一个)等而改变。
[0071]
在这种情况下，放电期间的充电ac电压值可以优选地基于例如上述感光鼓1的使用量、上述环境等而改变，以便与图像形成期间的充电ac电压值对应。例如，可以使放电期间的充电ac电压值随着感光鼓1的使用量的增加而变大。另外，例如，可以使放电期间的充电ac电压值随着环境湿度的降低(或随着环境温度的降低)而变大。另外，放电期间的充电dc电压值可以为0v，但是可以说，根据图像形成期间的条件的控制可以通过使其为与图像形成期间的充电dc电压值对应的值来执行。另外，在执行稍后描述的充电电压的实时控制的情况下，这个放电期间的充电dc电压值成为图像形成期间的设置(参见实施例3)。顺便提及，与上述充电ac电压值的情况类似地，在图像形成期间的充电dc电压值改变的情况下，放电期间的充电dc电压值可以改变以便与图像形成期间的充电dc电压值对应。在这个实施例中，关于放电期间的充电电压，充电频率为1600hz，其与非放电期间的充电频率(s101)相同，充电ac电压值为1700v，其与图像形成期间的充电ac电压值对应，并且充电dc电压值为-700v，其与图像形成期间的充电dc电压值对应。另外，采样间隔为16μs(62500hz)，并且采样点的数量为1024点，其与非放电期间的获取条件(s101)相同。
[0072]
这里，如稍后所描述的，在这个实施例中，对于至少两个级别(level)的放电期间的充电电压，获取放电期间的充电电流波形和放电期间的充电电压波形。即，如上所述的其中发生放电的这个实施例中的至少两个级别的充电电压。因而，考虑到诸如例如感光鼓1的使用量和环境的各种条件，与图像形成期间的值对应的上述值可以仅要求是预先设置以便使放电与图像形成的情况下类似地发生的值。即，例如，放电期间的充电ac电压值的设置可以被设置得大于或小于这个实施例中的充电电压控制确定的充电ac电压值。
[0073]
这里，放电期间的充电电流波形和放电期间的充电电压波形分别被称为“放电时的充电电流波形(i(t)-charge)”和“放电时的充电电压波形(v(t)-charge)”。图6的部分(a)示出了i(t)-charge和v(t)-charge的获取结果的示例。然而，在图6的部分(a)中，示出了从0ms到2ms的区间。顺便提及，考虑到后续处理，对充电电流波形进行单位转换，使得1μa与1v对应。
[0074]
这里，i(t)-charge被认为是从v(t)-charge和合成阻抗获取的“位移电流成分(非放电电流位置)(i(t)-displacement)”与从感光鼓1和充电辊2之间的放电得到的“放电电流成分i(t)-spark”彼此叠加。
[0075]
在s106中，通过波形分析部分23，对i(t)-charge和v(t)-charge中的每一个进行快速傅立叶变换，获取i(t)-charge的每个频率的复数阵列“fft(i-charge)”和v(t)-charge的每个频率的复数阵列“fft(v-charge)”。图6的部分(b)示出了fft(i-charge)和fft(v-charge)的频率特性的获取结果的示例。顺便提及，在图6的部分(b)中，纵坐标表示频率中的每一个的信号强度值，并且这些值等于fft(i-charge)和fft(v-charge)的各个频率处的复数的绝对值。如图6的部分(b)中所示，关于fft(i-charge)和fft(v-charge)中的任一个，峰出现在与充电频率对应的1600hz的邻近的分析频率处。另外，关于fft(i-charge)，峰也出现在作为充电频率的奇数倍(3倍和5倍)的频率处。
[0076]
然后，通过波形分析部分23，通过关注快速傅立叶变换之后的1600hz的邻近的分析频率处的复数平面来进行以下分析。即，如图7中所示，获取fft(i-charge)的充电频率的邻近的频率空间中的复数z(i-charge)和fft(v-charge)的充电频率的的邻近的频率空间中的复数z(v-charge)。
[0077]
在这个实施例中，z(i-charge)是0.81719x10
6-1.229x106i，并且当改变为极坐标时表示如下。
[0078]
z(i-charge)＝α(i-charge)x(cosθ(i-charge) sinθ(i-charge)(其中α(i-charge)＝1.476x106,θ(i-charge)＝56.4
°
)
[0079]
另外，z(v-charge)是0.393x10
6-0.120x106i，并且当改变为极坐标时表示如下。
[0080]
z(v-noncharge)＝α-(v-charge)x(cosθ(i-charge) sinθ(v-charge)(其中α(v-charge)＝0.411x106,θ(i-charge)＝343.0
°
[0081]
在s107中，通过波形分析部分23，获取“非放电电流成分的复数(z(i-displacement))”。即，可以通过利用在步骤s104中从z(i-noncharge)和z(v-noncharge)获取的相位差δθ(大约79.4
°
)和绝对值倍率α1(大约3.51)旋转和放大z(v-charge)来获取z(i-displacement)。
[0082]
在s108中，通过波形分析部分23，获取“放电电流成分的复数(z(i-spark))”。即，z(i-charge)与z(i-displacement)之间的差为z(i-spark)。由于这个原因，可以通过获取这个差来计算z(i-spark)。
[0083]
上述z(i-spark)可以具体地通过以下计算获取。即，所有上述复数被视为向量，使得z(i-displacement)也可以通过z(v-charge)与z'(noncharge)之间的相乘获取。即，i(t)-charge是非放电电流成分(i-displacement)与放电电流成分(i-spark)之间的叠加，并且在频率空间中的充电频率的邻近的复数空间中表示如下。
[0084]
z(i-charge)＝z(i-displacement) z(i-spark)
[0085]
这里，以下关系成立。
[0086]
z(i-displacement)＝z(i-charge)x z'(noncharge)，或者
[0087]
z(i-displacement)＝α1xα(i-charge)x(cosθ(i-charge) δθ sinθ(i-charge) δθ)。
[0088]
由于这个原因，可以进行以下变形。z(i-spark)＝z(v-charge)-z(v-charge)x z'(noncharge)。即，在获取z(v-charge)、z(i-charge)、以及z'(noncharge)时，可以仅提取充电控制的放电电流成分。
[0089]
在这个实施例中，在s108中，波形分析部分23获取通过从充电电流仅提取放电电流成分而获得的波形(放电电流波形)。由于这个原因，对快速傅立叶变换之后的所有频率(通过快速傅立叶变换获取的频率特性中的所有分析频率)执行上述处理(利用波长特性值(倍率α1和相位差δθ)获取z(i-spark)的处理)。具体地，从fft(i-charge)减去fft(v-charge)x z'(noncharge)。由此得到的复数阵列与进行快速傅立叶变换的放电电流成分的复数阵列(fft(i-spark))对应。fft(i-charge)是放电时的电流波形的复数，fft(v-charge)xz'(noncharge)是作为放电时的电流波形中的位移电流成分的位移电流波形的复数，并且fft(i-spark)是作为放电时的电流波形中的放电电流成分的放电电流波形的复数。
[0090]
因此，通过使用作为目前充电部分(测量系统)的特性值的波长特性值(倍率α1和相位差δθ，或者z'(noncharge))，预测不存在放电的情况下的位移电流(非放电电流)。然后，从测量的充电电流预测的位移电流(非放电电流)进行与向量的相减，使得提取放电电流。即，放电电流可以被提取为频率域中的复数。由此提取的放电电流的复数能够被转换成实数域中的波形。
[0091]
在s109中，通过波形分析部分23，通过对上述fft(i-spark)进行快速傅立叶变换来获取实空间中的放电电流波形。
[0092]
然而，在这个实施例中，尽管dc电压成分叠加在v(t)-charge上，但是dc电压成分没有叠加在i(t)-charge上。由于这个原因，当上述放电被按照原样执行时，i-spark的dc电压成分被错误地计算，因此需要在执行上述处理之前预先移除v(t)-charge的dc电压成分。具体地，获取v(t)-charge的值的平均值，然后可以对通过从v(t)-charge减去平均值获得的值进行快速傅立叶变换。或者，可以使fft(v-charge)的第一个值为0(即，频率空间中的第一个值是实空间波形的值的总和(积分值)，因此第一个值0与波形被校正使得实空间波形的值的平均值变为0对应)。
[0093]
另外，当对例如n点的数据(“转换之前的数据”)进行快速傅立叶变换时，如图7中所示，获取频率空间中的n点的复数，但是其第一个值指示转换之前的数据的平均值并且是实数。另外，从第二个值到第n/2个值的复数是按从第((n/2) 2)个值到第n个值的次序替换的复共轭(复数)。另外，第((n/2) 2)个值具有频率为n/2的波形的强度，并且由于此时不存在相位而变为实数。鉴于以上，当获取fft(i-spark)时，关于从k＝第1个到k＝第512个的值，如上所述，仅要求fft(v-charge)(k)乘以z'(noncharge)，并且关于从k＝第514个到k＝第1024个的值，仅要求fft(v-charge)(k)乘以复共轭z'(noncharge)。另外，k＝第513个的值是在频率上为n/2的波形，因此，该值原本不具有相位信息并且变为实数。因此，关于fft(v-charge)(513)，仅要求fft(v-charge)(513)乘以z'(noncharge)的绝对值。
[0094]
在s109中，波形分析部分23通过对以上获取的fft(i-spark)进行快速傅立叶变换来执行从频率空间到实空间中的转换，并且因此计算放电电流成分(i(t)-spark)，即，放电电流波形。图9的部分(a)和(b)示出了由此计算的i(t)-spark的示例。在图9的部分(a)中，示出了进行处理的所有区域，但是在数据的相对的端部观察到失真，因此，例如，如图9的部分(b)中所示，可以优选地通过仅选择离相对于数据的中心的相对侧中的每一侧的数据的中心的1/4区域并且通过忽略数据的相对的端部的邻近的其它区域来执行处理。
[0095]
接下来，在s109中，波形分析部分23从i-spark计算实现感光鼓1的表面电位的平滑效果的正放电成分。当充电电压相对于充电dc电压值处于正侧时发生的放电是正放电。由于这个原因，如图10的部分(a)中所示，v(t)-charge相对于充电dc电压值处于正侧的区域被称为正充电区域，并且v(t)-charge相对于充电dc电压值处于负侧的区域被称为负充电区域。这是因为当v(t)-charge的极性为负时，对于在负充电区域中被负充电的感光鼓1，在正充电区域中发生相反极性的放电。然后，在s109中，如图10的部分(b)中所示，波形分析部分23从i(t)-spark仅提取正放电区域中的数据，然后通过获取提取的数据的平均值来计算正放电电流量。在这个实施例中，在充电ac电压值为1700v的情况下，平均信号值被获取为45.8，由此确认正放电电流量为45.8μa。
[0096]
《从多个充电ac电压值的分析结果获取目标充电ac电压值)
[0097]
在s110中，从电源部分20输出的充电电压的设置由控制器24改变，并且重复从s105到s109的处理，使得计算多个充电电压的设置中的每一个中的正放电电流量。此时的充电电压的设置如上所述。即，在发生正放电的范围内改变充电ac电压值，并且因此计算正放电电流量，使得获取充电ac电压值与正放电电流量之间的关系。例如，充电ac电压值从1700v降低100v(充电dc电压值和充电频率不改变)，然后通过从s105到s109的处理来计算正放电电流量。图11和下面的表1示出了在充电ac电压值以100v的增量从1400v改变到1700v时的正放电电流量的计算结果的示例。
[0098]
表1
[0099][0100]
*1：“cavv”是充电ac电压值。
[0101]
*2：“pdca”是正放电电流量。
[0102]
如图11和表1中所示，可以理解到，正放电电流量随着充电ac电压值的增加而增加。
[0103]
在s111中，通过波形分析部分23，基于在s110中获取的充电ac电压值与正放电电流量之间的关系，确定图像形成期间的充电ac电压值。即，在充电ac电压值低并且通过正放电的感光鼓表面电位平滑效果不充分的情况下，发生被称为“砂质图像(“砂(sand)”)”并且由于异常放电而造成的白点图像。然而，通过本发明人的研究，在这个实施例的构成中，发现在正放电电流量为25μa或更多的情况下不发生“砂质图像”。如图11中所示，例如，从充电ac电压值为1500v和1600v时充电ac电压值与正放电电流量之间的关系，可以计算出在充电ac电压值为1580v或更多时正放电电流量变为25μa或更多。顺便提及，例如，这对于从充电ac电压值为1600v和1700时充电ac电压与正放电电流量的关系计算正放电电流量变为25μa或更多的充电ac电压值的情况也是如此，并且目标充电ac电压值可以通过内插或外插获取。因此，在s111中，波形分析部分23基于在s110中获取的充电ac电压值与正放电电流量之间的关系获取正放电电流量变为预先设置的预定值(目标值)的充电ac电压值。充电ac电压值与正放电电流量之间的这个关系可以被获取为指示放电区域中的至少两个级别的充电ac电压值与在各个级别处计算的正放电电流量之间的关系的线性表达式。另外，可以预先获取正放电电流量的预定值，使得正放电电流量在可以充分抑制“砂质图像”的发生的范围内尽可能地降低。在这个实施例的构成中，在获取如图11中所示的关系的情况下，用于图像形成的充电ac电压值被确定为正放电电流量变为25μa的1580v。然后，波形分析部分23向控制器24发送(输出)指令使得用于图像形成的充电ac电压值被设置为以上确定的值。控制器24使存储部分存储关于这个充电ac电压值的信息，并且使用该信息作为用于后续图像形成的充电电压的设置。
[0104]
顺便提及，用于图像形成的充电dc电压值被单独地设置为预先设置的预定值或依
赖于例如感光鼓1的使用量、环境等的值。
[0105]
另外，在图11和表1中，为了解释，示出了与4个级别的充电ac电压值相关的值，但是如上所述，在这个实施例中，可以仅要求对放电区域中的至少两个级别的充电ac电压值获取充电ac电压值与放电电流量之间的关系。另外，多个充电ac电压值可以被改变为接连下降的值(诸如1700v和1600v)或者接连上升的值(诸如1600v和1700v)。
[0106]
另外，可以确定用于图像形成的充电ac电压值，使得放电电流量落在预定的第一阈值以上且预定的第二阈值(＞预定的第一阈值)以下的范围内。
[0107]
这里，在这个实施例中，在作业的旋转前步骤中执行上述充电电压控制，使得可以执行在图像形成期间通过适当的充电电压抑制砂质图像等的发生的充电处理(图13的部分(a))。顺便提及，对于充电部分的“在图像形成期间”是指在感光鼓1上形成图像(静电潜像、调色剂图像)的图像形成区域沿着感光鼓1的旋转方向经过充电部分(即，图像形成区域与充电辊2相对)的时间(时段)。另外，“在非图像形成期间”具体是指在感光鼓1上没有形成图像的非图像形成区域沿着感光鼓1的旋转方向经过充电部分(即，非图像形成部分与充电辊2相对)的时间(时段)。另外，充电部分具体是指相对于感光鼓1的旋转方向的由充电辊2执行充电处理的位置。在这个实施例中，通过形成在相对于感光鼓1的表面移动方向的充电夹持部的上游侧和下游侧的充电辊2与感光鼓1之间的间隙中的至少一个处生成的放电、由充电辊2对感光鼓1的表面充电。然而，为了简单，充电夹持部可以被视为充电部分。顺便提及，充电电压控制不限于在每个作业中的旋转前步骤中执行，而是可以以预定的频率在作业中的旋转前步骤中执行，诸如例如在预定数量的纸张上形成图像的情况。另外，充电电压控制也可以在诸如多旋转前步骤等的另一个非图像形成时间(时段)中执行。
[0108]
另外，例如，在连续图像形成等期间，存储从非放电期间的波形获取的关于波长特性值(α1和δθ或z'(noncharge))的信息，然后可以在纸张间隔步骤中执行放电期间的波形的获取和分析。具体地，如图13的部分(b)中所示，波形分析部分23在连续图像形成的作业中的旋转前步骤中执行非放电期间的波形的获取、关于波长特性值的信息的获取、以及获取的关于波长特性值的信息的存储。另外，波形分析部分23在连续图像形成的作业中的纸张间隔步骤中执行放电期间的波形的获取、利用以上存储的关于波长特性值的信息的放电电流量的获取、以及充电电压的确定。然后，在后续的图像形成步骤中，以以上确定的充电电压的设置执行充电处理。例如，用于在包括连续图像形成的作业中的第一纸张的单个或多个记录材料s(典型地，第一记录材料s)上形成图像的图像形成步骤中的充电电压被确定为预先设置的预定值。然后，从用于在作为第二纸张或以后的任意第n纸张的记录材料s(典型地，第二记录材料s或以后)上形成图像的图像形成步骤中的充电电压，充电电压可以被设置为基于在纸张间隔步骤中获取的放电电流量确定的充电电压。因此，在旋转前步骤中，不执行放电期间的波形的获取等，使得可以缩短第一印出时间(fpot：从图像形成指令的输入到其上形成图像的第一记录材料的输出的时间)。顺便提及，为了设置用于在连续图像形成的作业中的第一记录材料s上形成图像的图像形成步骤中的充电电压，也可以在旋转前步骤中执行放电期间的波形的获取等。另外，在旋转前步骤中获取的信息也可以在另一个非图像形成期间获取。
[0109]
4.效果
[0110]
因此，这个实施例的图像形成装置100包括图像承载构件1、部署为与图像承载构
件1的待充电表面接触或与图像承载构件1的待充电表面邻近的充电构件2、用于向充电构件2施加作为包括dc电压和ac电压的叠加形式的预定频率的振荡电压的充电电压的电源部分20、用于获取电流波形(该电流波形是在电源部分20向充电构件2施加电压时流过充电构件2的电流的波形)和电压波形(该电压波形是由电源部分20向充电构件2施加的电压的波形)的波形获取部分21和22、用于基于由波形获取部分21和22获取的电流波形和电压波形执行运算处理的处理部分23、以及用于控制电源部分20的控制器24。另外，处理部分23执行以下各条处理，其包含：用于通过在向充电构件2施加dc电压和ac电压被设置为不超过放电开始电压的振荡电压下执行用于由波形获取部分21和22获取非放电时的电流波形和非放电时的电压波形的第一获取控制、并且然后通过对非放电时的电流波形和非放电时的电压波形中的每一个进行快速傅立叶变换来计算上述非放电时的电流波形的上述充电频率的邻近的分析频率处的第一复数和非放电时的电压波形的分析频率处的第二复数的处理，用于通过在向充电构件2施加dc电压和ac电压被设置为超过放电开始电压的振荡电压下执行用于由波形获取部分21和22获取放电时的电流波形和放电时的电压波形的第二获取控制、并且然后通过对放电时的电流波形和放电时的电压波形中的每一个进行快速傅立叶变换来计算上述放电时的电流波形的上述分析频率处的第三复数和放电时的电压波形的分析频率处的第四复数的处理，用于基于第一复数、第二复数、第三复数、以及第四复数计算作为上述放电时的电流波形中的放电电流成分的放电电流波形的复数、并且用于基于计算的结果确定用于图像形成的充电电压的ac电压的值的处理。另外，控制器24控制电源部分20以便向充电构件2施加包括由处理部分23确定的值的ac电压成分的充电电压。在这个实施例中，处理部分23基于第一复数与第二复数之间的相位差和绝对值的倍率(波长特性值)以及基于第四复数计算作为上述放电时的电流波形中的位移电流成分的位移电流波形的复数，并且通过计算第三复数与位移电流波形的复数之间的差来计算上述放电时的电流波形的复数。另外，在这个实施例中，处理部分23通过对复数阵列进行快速傅立叶变换来计算放电电流波形，该复数阵列通过对快速傅立叶变换之后的所有频率计算放电时的电流波形的复数来获取。另外，在这个实施例中，处理部分23获取上述放电电流波形的上述预定的极性侧的放电电流，该放电电流是放电时的电压波形的电压值在与上述待充电表面的充电极性相反的极性侧大于在上述第二获取控制中向充电构件2施加的振荡电压的dc电压的值的情况下的放电电流。另外，在这个实施例中，处理部分23设置用于图像形成的充电电压的ac电压的值使得预定的极性侧的放电电流的值变为预定的值。
[0111]
另外，在这个实施例中，处理部分23在作业的图像形成步骤之前的准备操作中执行第一获取控制和第二获取控制，该作业是通过单个开始指令在单个或多个记录材料上形成图像的一系列图像输出操作。然而，处理部分23也能够在作业的上述图像形成步骤之前的准备操作中执行第一获取控制，并且也能够在作业的该图像形成步骤与后续的图像形成步骤之间的记录材料间隔步骤中执行第二获取控制。在这种情况下，处理部分23能够在准备操作中不执行第二获取控制。另外，在这个实施例中，在第二获取控制中，处理部分23通过向充电构件2施加ac电压值不同的至少两个级别的振荡电压来获取上述放电时的电流波形和放电时的电压波形中的每一个。另外，在这个实施例中，处理部分23使向充电构件2施加的振荡电压的dc电压的值基本上为0v。另外，在这个实施例中，处理部分23使在第二获取控制中向充电构件2施加的振荡电压的dc电压的值为与待充电表面的充电极性相同的极性
的值。另外，在这个实施例中，在上述放电时的电压波形的快速傅立叶变换之前或之后，处理部分23执行从放电时的电压波形移除在第二获取控制中向充电构件2施加的振荡电压的dc电压成分的处理。
[0112]
如上所述，根据这个实施例中的充电电压控制，获取非放电期间和放电期间的充电电流波形以及非放电期间和放电期间的充电电压波形，并且从放电期间的充电电流减去通过傅立叶变换估计的非放电电流成分(位移电流成分)，并且因此计算放电电流成分。由此，与使用非放电区域中的ac成分的电压与电流的比例表达式的传统方法不同，可以防止由于噪声的影响等引起的非放电区域中的ac量的检测误差在比例表达式中被放大并且因此不能准确地提取放电电流量。因而，根据这个实施例中的充电电压控制，放电电流量不受在使用非放电区域中的ac成分的电压与电流之间的近似直线的情况下可以发生的非放电区域中的ac量的检测误差的放大的影响被准确地检测，使得可以设置适当的充电电压。
[0113]
另外，在这个实施例中的充电电压控制中，非放电期间的充电电流波形和非放电期间的充电电压波形中的每一个通过一个级别的充电ac电压值来获取，并且放电期间的充电电流波形和放电期间的充电电压波形中的每一个通过两个级别的充电ac电压值来获取。因此，根据这个实施例中的充电电压控制，充电电流波形和充电电压波形的测量在总共三个级别的充电ac电压值下进行。因而，可以在相对短的时间中设置适当的充电电压。
[0114]
[实施例2]
[0115]
接下来，将描述本发明的另一个实施例。这个实施例中的图像形成装置的基本构成和操作与实施例1中的图像形成装置的基本构成和操作相同。因而，在这个实施例中的图像形成装置中，具有与实施例1中的图像形成装置中的功能和构成相同或对应的功能和构成的元素由与实施例1中的参考数字或符号相同的参考数字或符号表示，并且将省略详细描述。
[0116]
在实施例1中，当获取z(i-spark)时，通过使用以下关系来执行处理。
[0117]
z(i-spark)＝z(i-charge)-z(v-charge)x z'(noncharge)
[0118]
这是基于以下关系满足的前提。
[0119]
z(i-displacement)＝z(v-charge)x z'(noncharge)
[0120]
在v(t)-noncharge和v(t)-charge中的每一个是正弦波的情况下，以上关系满足。然而，例如，v(t)-noncharge和v(t)-charge中的每一个是与正弦波不同的矩形波或锯齿波，位移电流成分(i(t)-displacement)在波形上与v(t)-noncharge和v(t)-charge不同，因此不能基于上述关系满足的前提计算z(i-spark)。于是，不能计算放电电流成分(i(t)-spark)。
[0121]
在这个实施例中，将描述即使在充电电压波形不是正弦波的情况下也能够计算放电电流成分并且进一步计算正放电电流量的手段。具体地，在实施例1中，i(t)-displacement是从v(t)-charge计算的，但是在这个实施例中，i(t)-displacement从i(t)-noncharge计算。
[0122]
为了解释，待分析的波形与实施例1中待分析的波形相同。图12示出了在充电频率的邻近的分析频率中的每一个处的复数(z(i-noncharge)、z(i-charge)、z(v-noncharge)、z(v-charge)、z(i-displacement))，它们通过对每个波形进行快速傅立叶变换来获取。如图12中所示，θ的各个值如下。
[0123]
θ(v-charge)＝343.0
°
[0124]
θ(v-noncharge)＝204.7
°
[0125]
θ(i-noncharge)＝284.1
°
[0126]
当进行从z(i-displacement)的转换时，θ(i-displacement)被获取如下。
[0127]
θ(i-displacement)
[0128]
＝θ(i-noncharge) θ(v-charge)-θ(v-noncharge)
[0129]
＝284.1
°
343.0
°‑
204.7
°
[0130]
＝422.4
°
(62.4
°
)
[0131]
即，z(i-displacement)被预测为在422.4
°
。由于这个原因，z(i-noncharge)为284.1
°
，使得可以仅要求z(i-noncharge)旋转138.3
°
(＝422.4
°‑
284.1
°
)。另外，倍率的值如下。
[0132]
α(i-noncharge)＝4.246x105
[0133]
α(v-noncharge)＝1.210x105
[0134]
α(v-charge)＝0.411x105
[0135]
因此，当以下关系成立时，
[0136]
α2＝α(v-charge)/α(v-noncharge)＝3.397,
[0137]
α(i-displacement)＝α(i-noncharge)xα2＝1.442x106
[0138]
即，通过将z(i-noncharge)的绝对值放大α2(3.397)倍来获取z(i-displacement)的绝对值。
[0139]
以上获取的旋转和放大在快速傅立叶变换之后的i(t)-noncharge的所有频率区域上执行，使得可以获取“非放电电流成分的复数(z(i-displacement))”。另外，z(i-charge)与z(i-displacement)之间的差是“非放电电流成分的复数(z(i-spark))”。由于这个原因，可以通过获取这个差来计算z(i-spark)。
[0140]
以上计算也可以与实施例1中描述的类似地通过将所有复数视为向量并且通过执行复数的相乘来获取。
[0141]
另外，诸如正放电电流量的分离的后续处理与实施例1中的处理类似，因此将省略冗余的解释。
[0142]
因此，在这个实施例中，处理部分23基于非放电时的电压波形的充电频率的邻近的分析频率处的第二复数与放电时的电压波形的分析频率处的第四复数之间的相位差和绝对值的倍率(波长特性值)以及基于非放电时的电流波形的充电频率的邻近的分析频率处的第一复数计算作为放电时的电流波形中的位移电流成分的位移电流波形的复数，并且通过计算放电时的电流波形的分析频率处的第三复数与位移电流波形的复数之间的差来计算放电电流波形的复数。
[0143]
如上所述，根据这个实施例中的充电电压控制，即使在充电电压波形是正弦波以外的波形的情况下，也可以获得与实施例1的效果类似的效果。
[0144]
[实施例3]
[0145]
接下来，将描述本发明的另一个实施例。这个实施例中的图像形成装置的基本构成和操作与实施例1中的图像形成装置的基本构成和操作相同。因而，在这个实施例中的图像形成装置中，具有与实施例1中的图像形成装置中的功能和构成相同或对应的功能和构
成的元素由与实施例1中的参考数字或符号相同的参考数字或符号表示，并且将省略详细描述。
[0146]
作为根据本发明的充电电压控制的分析方法的特征，即使在施加充电dc电压值的状态下，在一些场合下也可以计算放电电流量。
[0147]
即，根据根据本发明的充电电压控制的分析方法，例如，即使在图像形成期间，也可以计算放电电流量，并且进一步基于其结果，可以对充电ac电压值顺次地(实时地)进行反馈控制以便提供适当的放电量。因此，根据根据本发明的充电电压控制的分析方法，可以实现充电电压的实时控制。
[0148]
顺便提及，这个实施例中的充电电压控制(放电电流量控制)的分析方法与实施例1和2中的分析方法类似，因此将省略冗余的解释。
[0149]
具体地，波形分析部分23如图13的部分(c)中所示执行非放电期间的波形的获取、关于波长特性值(α1和δθ或z'(noncharge)等)的信息的获取、以及获取的关于波长特性值的信息的存储。另外，用于在作业中的第一记录材料s上形成图像的图像形成步骤通过使用处于预先设置的预定电压的充电电压来开始。然后，在图像形成步骤期间，波形分析部分23顺次地执行放电期间的波形的获取、利用以上存储的关于波长特性值的信息的放电电流量的获取、以及充电电压的确定。由此，例如，可以从用于在第一记录材料s上形成图像的图像形成步骤的中间时间点实时地控制充电电压。此时，在目前充电ac电压值下实时地获取的放电电流量大于目标值的情况下可以使充电ac电压值小，并且在放电电流量小于目标值的情况下可以使充电ac电压值大。充电ac电压值可以每隔预定的改变范围改变或者也可以与每次改变时计算的改变量对应地改变使得放电电流量变为目标值。因此，执行充电电压的实时控制，使得可以基本上总是以适当的放电电流量执行充电处理。另外，在旋转前步骤中，不执行放电期间的波形的获取等，使得可以缩短fpot。
[0150]
这里，充电电压的实时控制不限于从用于在第一记录材料s上形成图像的图像形成步骤的时间点实时地控制充电电压的控制。例如，可以从连续图像形成作业中用于在第一记录材料s上形成图像的图像形成步骤与用于在第二记录材料s上形成图像的图像形成步骤之间的纸张间隔、或者从用于在第二记录材料s之后的任意编号的记录材料s上形成图像的图像形成步骤启用这样的实时控制。另外，可以任意设置获取放电电流量的间隔。在实时控制中，例如，除了使得通过基本上总是获取放电电流量来控制充电电压的控制之外，还包括使得通过以预定的转移(诸如用于在单个记录材料s或多个记录材料s上形成图像的每图像形成步骤)获取放电电流量来控制充电电压的控制。顺便提及，在旋转前步骤中获取的信息也可以在诸如多旋转前步骤的另一个非图像形成期间获取。
[0151]
另外，例如，在连续图像形成作业中，以预定的频率(诸如用于在多个记录材料s上形成图像的每图像形成步骤)，可以在纸张间隔期间执行非放电期间的波形的获取、关于波长特性值的信息的获取、以及获取的关于波长特性值的信息的存储(更新)。
[0152]
另外，而且，在执行充电电压的实时控制的情况下，例如，为了设置用于在连续图像形成作业中的第一记录材料s上形成图像的图像形成步骤中的充电电压，甚至在旋转前步骤中可以执行放电期间的波形的获取等。
[0153]
因此，在这个实施例中，处理部分23在作业中的图像形成步骤之前的准备操作中执行用于获取非放电时的电流波形信息和电压波形的第一获取控制，并且在图像形成步骤
中执行用于获取放电时的电流波形和放电时的电压波形的第二获取控制，该作业是通过单个开始指令在单个记录材料s或多个记录材料s上输出图像的一系列图像输出操作。控制器24通过使用在图像形成步骤中执行的第二获取控制的结果来在图像形成步骤中实时控制向充电构件2施加的充电电压。在这种情况下，处理部分23能够在上述准备操作中不执行第二获取控制。
[0154]
如上所述，根据这个实施例中的充电电压控制，通过执行充电电压的实时控制，可以基本上总是以适当的放电电流量执行充电处理。
[0155]
(其它实施例)
[0156]
本发明基于以上提到的具体实施例进行了描述，但是不限于上述实施例。
[0157]
在上述实施例中，充电构件与感光鼓的表面接触，该表面是待充电构件的待充电表面，但是不必要求与待充电构件的待充电表面接触。当在充电构件与待充电构件之间提供基于帕邢定律的可放电区域时，充电构件也可以被部署为以例如数10μm的间距(间隙)与待充电构件非接触。
[0158]
另外，在上述实施例中，充电构件是辊状构件，但是不限于辊状构件。充电构件也可以是由多个拉伸辊拉伸并且形成为环形带形状、叶片形状、或板形状的构件。作为待充电构件的感光构件不限于鼓状构件(感光鼓)，而是也可以是环形带状感光构件(感光构件带)。另外，作为待充电构件的图像承载构件不限于感光构件。当图像形成装置是静电记录类型时，图像承载构件是形成为鼓形状或环形带形状的静电记录电介质构件。
[0159]
另外，图像形成装置不限于包括多个图像形成部分的彩色图像形成装置，而是也可以是包括用于形成单色(单个颜色)图像的单个图像形成部分的单色图像形成装置。
[0160]
虽然已参考示例性实施例描述了本发明，但是要理解的是，本发明不限于公开的示例性实施例。以下权利要求的范围要被赋予最广泛的解释以便涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。