JP4480681B2 - 画像形成装置の帯電装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体に接触配置または近接配置され前記像担持体を帯電処理する帯電部材と、前記帯電部材に印加され直流電圧と交流電圧が重畳された振動電圧を生成する高圧発生回路と、前記交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐを制御する電圧制御手段とを備えて構成される画像形成装置の帯電装置に関する。

近年、低圧プロセス、低オゾン発生量、低コスト等の点から、ローラ型或いはブレード型等の帯電部材を像担持体の表面に接触配置または近接配置し、前記帯電部材に直流電圧と交流電圧が重畳された振動電圧を印加することにより像担持体表面を均一に帯電させる接触帯電方式が主流となりつつある。ここに、振動電圧は正弦波に限らず、矩形波、三角波、パルス波等周期的に変化する任意の振動波形であればよい。

このような接触帯電方式を採用する帯電装置として、特許文献１には、振動電圧のうち交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐを昇圧させると前記像担持体の帯電電圧がそれに比例して上昇し、前記ピーク間電圧値Ｖｐｐが直流電圧による帯電開始電圧の約２倍に達すると帯電電位が飽和し、それ以上に昇圧しても帯電電位が変わらないこと、帯電の均一性を確保するためには像担持体の諸特性等によって決定される直流電圧印加時の帯電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧を有する振動電圧を印加する必要があり、そのとき得られる帯電電圧は印加電圧の直流成分に異存することが開示されている。

そこで、特許文献２には、環境や製造時による帯電部材の抵抗値のばらつき等にかかわらず、常に一定量の放電を生じさせて像担持体の劣化、トナー融着、画像流れ等の問題なく均一な帯電を行なえるようにすることを目的として、像担持体を介して帯電手段に流れる交流電流値を測定する手段を備え、帯電部材に直流電圧を印加した時の像担持体への放電開始電圧をＶｔｈとしたときに、非画像形成時において、帯電手段に少なくとも１点以上のＶｔｈ の２倍未満のピーク間電圧を印加した時の電流値と、少なくとも２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧を印加した時の電流値を測定し、測定された交流電流値により、画像形成時に帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧を決定する帯電制御方法が開示されている。

詳述すると、Ｄを予め決められた定数とし、帯電手段に１点のＶｔｈの２倍未満のピーク間電圧を印加した時の電流値と０とを結ぶことで得られるピーク間電圧−交流電流関数ｆＩ１(Ｖｐｐ)と、少なくとも２点以上のＶｔｈの２倍以上のピーク間電圧を印加した時の電流値から得られるピーク間電圧−交流電流関数ｆＩ２(Ｖｐｐ)とを比較する事により、ｆＩ２(Ｖｐｐ)−ｆＩ１(Ｖｐｐ)＝Ｄとなるピーク間電圧値を所望の放電電流量として決定し、決定されたピーク間電圧値により、画像形成時に帯電手段に印加する交流電圧のピーク間電圧を定電圧制御するものである。

特開昭６３−１４９６６８号公報 特開２００１−２０１９２１号公報

しかし、上述した特許文献２に記載された技術を、例えば、膜厚２０μｍのアモルファスシリコンを感光層とするφ３０ｍｍの像担持体に押圧力１Ｋｇｆで接触させたエピクロルヒドリンゴム製の帯電ローラでなる帯電部材を備えた帯電装置に適用した場合に、図２に示すように、帯電部材の電気抵抗値が低くなる高温高湿度環境では、計測された交流電流値特性から所望の放電電流値Ｄを求めることができるが、常温常湿環境及び低温低湿環境では、計測された交流電流値特性に基づいて所望の放電電流値Ｄを求めることが困難であるという実験結果が得られた。

このような状況は、帯電装置を構成する部材の特性ばらつきや周辺環境の変動さらには像担持体の種類等による様々な変動要素に依存するものと考えられ、画像形成装置の様々な使用環境において適切にピーク間電圧値を設定するために、さらなる改良の必要性が望まれていた。

本発明の目的は、上述した従来の問題点に鑑み、温湿度等の環境変動や像担持体や帯電部材等の経年変化にかかわらず精度の良い適正ピーク間電圧値を設定できる画像形成装置の帯電装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明による画像形成装置の帯電装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、像担持体に接触配置または近接配置され前記像担持体を帯電処理する帯電部材と、前記帯電部材に印加され直流電圧と交流電圧が重畳された振動電圧を生成する高圧発生回路と、前記交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐを制御する電圧制御手段とを備えて構成される画像形成装置の帯電装置であって、前記ピーク間電圧値Ｖｐｐと前記帯電部材と前記像担持体間の直流電流値Ｉｄｃとの関係を表す二次元座標上の想定特性曲線に対して、前記ピーク間電圧値Ｖｐｐを昇圧したときに現れる変曲点の電圧値より低圧側と想定される異なる二つの低圧側ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ａ），Ｖｐｐ（Ｂ）が、前記帯電部材の帯電特性の変動要因に基づいて、予め設定されたテーブルデータを備え、前記電圧制御手段は、前記テーブルデータに従って選択した前記低圧側ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ａ），Ｖｐｐ（Ｂ）を印加したときに計測される直流電流値Ｉｄｃ（Ａ），Ｉｄｃ（Ｂ）に基づいて得られる座標Ａ（Ｖｐｐ（Ａ），Ｉｄｃ（Ａ））、Ｂ（Ｖｐｐ（Ｂ），Ｉｄｃ（Ｂ））を通る直線Ｌ１が予め設定されたターゲット電流値Ｉｄｃ（Ｔ）を示すピーク間電圧値Ｖｐｐを適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）として選択制御する点にある。

本発明者らは適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）の設定について検討を行う中で、種々の実験を通して高圧発生回路が帯電部材に印加する振動電圧により生じる帯電部材と像担持体との間に流れる電流の直流成分Ｉｄｃ（以後、「直流電流値Ｉｄｃ」と記す）を計測したところ、図３（ａ）に示すように、振動電圧に含まれる交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐを変化させたときの直流電流値Ｉｄｃの変化特性は、高温高湿度環境や、常温常湿環境、低温低湿環境等といった周囲環境にかかわらず、図３（ｂ）に示すように、振動電圧に含まれる交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐを変化させたときの像担持体における表面電位の変化特性と同様の振る舞いをすることを確認した。

つまり、直流電流値Ｉｄｃは、印加する振動電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐが増加するのに伴って増加するが、像担持体が均一に帯電される必要最小限のピーク間電圧値Ｖｐｐ以上の電圧範囲では、振動電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐが変化しても、直流電流値Ｉｄｃは、ほぼ一定値をとる或いは比較的緩やかにしか変化しないことを確認した。

従って、像担持体の均一な帯電状態は、ピーク間電圧値Ｖｐｐを変化させたときに、直流電流値Ｉｄｃが殆ど変化しないか比較的緩やかにしか変化しないようなピーク間電圧値Ｖｐｐにより得られることになる。

上述の構成によれば、交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐを制御する電圧制御手段が、ピーク間電圧値Ｖｐｐと直流電流値Ｉｄｃとの関係を表す二次元座標上の想定特性曲線に対して、前記ピーク間電圧値Ｖｐｐを昇圧したときに現れる変曲点の電圧値より低圧側と想定される異なる二つの低圧側ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ａ），Ｖｐｐ（Ｂ）を印加したときに計測される直流電流値Ｉｄｃ（Ａ），Ｉｄｃ（Ｂ）に基づいて得られる座標Ａ（Ｖｐｐ（Ａ），Ｉｄｃ（Ａ））、Ｂ（Ｖｐｐ（Ｂ），Ｉｄｃ（Ｂ））を通る直線Ｌ１が予め設定されたターゲット電流値Ｉｄｃ（Ｔ）を示すピーク間電圧値Ｖｐｐを適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）として選択制御するため、前記ターゲット電流値Ｉｄｃ（Ｔ）を、例えば、ピーク間電圧値Ｖｐｐを変化させたときに、殆ど変化しないか比較的緩やかにしか変化しないときの想定電流値として予め設定しておけば、適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）を前記像担持体が均一な帯電状態となるピーク間電圧値Ｖｐｐとして設定することができる。

また、前記ターゲット電流値Ｉｄｃ（Ｔ）を、前記変曲点における想定電流値として予め設定しておけば、前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）を、前記直流電流値Ｉｄｃが殆ど変化しないか比較的緩やかにしか変化しないようなピーク間電圧値Ｖｐｐのうち、最小の値となるピーク間電圧値Ｖｐｐとすることができる。換言すると、前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）を、前記像担持体が均一な帯電状態となるピーク間電圧値Ｖｐｐのうち、最小の値となるピーク間電圧値Ｖｐｐとすることができる。そして、このときには、ピーク間電圧値Ｖｐｐを前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）よりも高い値とすることなく前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）を設定することができる。つまり、前記像担持体に過剰に高いピーク間電圧値Ｖｐｐを加えることなく、前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）を設定することができるため、前記像担持体の早期劣化を防止することができる。

前記図３（ａ）、前記図３（ｂ）に示したように、変曲点におけるピーク間電圧値Ｖｐｐは、種々の要因により変動する。つまり、上述の構成とすることにより、例えば、予め設定されるテーブルデータにおける前記低圧側ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ａ），Ｖｐｐ（Ｂ）を、前記帯電部材における帯電特性の変動要因に対応して前記変曲点でのピーク間電圧値Ｖｐｐよりも低電圧側になるように設定しておけば、前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）の設定時に、前記低圧側ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ａ），Ｖｐｐ（Ｂ）を確実に、前記変曲点におけるピーク間電圧値Ｖｐｐよりも低電圧側として設定することができる。そして、前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）を、前記座標Ａ（Ｖｐｐ（Ａ），Ｉｄｃ（Ａ））、Ｂ（Ｖｐｐ（Ｂ），Ｉｄｃ（Ｂ））を通る直線Ｌ１が予め設定されたターゲット電流値Ｉｄｃ（Ｔ）を示すピーク間電圧値Ｖｐｐとして確実に設定することができる。

同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記テーブルデータが、前記帯電部材の環境温度、環境湿度若しくは累積使用時間、または、それらの何れかの組合せに基づいて設定されたテーブルデータである点にあり、前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）を確実に設定することができる。

同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第一または第二の特徴構成に加えて、前記電圧制御手段は、前記画像形成装置による画像形成処理期間外で前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）を選択制御する点にある。

上述の構成によると、前記適正ピーク間電圧の選択制御は画像形成処理期間外に行われ、画像形成処理の処理時間に影響を与えることはないので、前記画像形成装置の生産性を落とすことは無い。

同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第一から第三の何れかの特徴構成に加えて、前記ターゲット電流値Ｉｄｃ（Ｔ）を記憶する記憶手段を設けている点にあり、前記ターゲット電流値Ｉｄｃ（Ｔ）を確実に記憶させておくことができる。

以上説明した通り、本発明によれば、温湿度等の環境変動や像担持体や帯電部材等の経年変化にかかわらず精度の良い適正ピーク間電圧値を設定できる画像形成装置の帯電装置を提供することができるようになった。

以下、本発明による画像形成装置の帯電装置を画像形成装置としてのデジタル複写機に適用した実施形態について説明する。前記デジタル複写機１は、図４に示すように、原稿画像を原稿画像データとして読み取る画像読取手段２と、前記原稿画像データが変換された出力画像データに基づいて出力用紙である記録紙１０上に画像を形成して出力する画像形成手段３と、当該デジタル複写機１の各種ジョブの動作モードを設定するモード設定キーや設定されたジョブを起動するプリントスイッチなどが配置され、前記モード設定キーによる設定情報などが表示されるタッチパネル式の液晶表示部等からなる操作部４と、前記画像読取手段２や、前記画像形成手段３、前記操作部４等の各機能ブロックを統括制御するシステム制御部５を備えて構成されている。

前記画像読取手段２は、原稿が載置される原稿トレイ１２と、前記原稿トレイ１２に載置された原稿を給紙する原稿給紙部（図示せず）と、前記原稿給紙部により給紙された原稿の画像を画像データとして読み取るＣＣＤリニアセンサ（図示せず）を備えて構成されている。

前記画像形成手段３は、前記出力画像データに基づいて感光体６０としての像担持体６０にトナー画像を形成するとともに前記形成したトナー画像を記録紙１０上に転写するトナー画像形成部６と、前記トナー画像が転写されるまたは転写された記録紙１０を搬送する搬送部７と、前記トナー画像が転写された記録紙１０上のトナー画像を内部に挿入設置された加熱ヒータ（不図示）と温度センサ（付図示）により所定温度に加熱された定着ローラ８ａにより加熱溶融して定着させる定着部８とを備えて構成されている。

前記トナー画像形成部６は、前記像担持体６０と、前記像担持体６０の周囲に順に配置され、後述の適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）に基づいて前記像担持体６０の表面を均一に帯電処理する本発明の帯電装置の主要部となる帯電処理部６１と、前記帯電処理部６１により帯電処理された前記像担持体６０を露光して静電潜像を形成するプリントヘッド６２と、前記形成された静電潜像にトナーを静電付着させてトナー画像を顕像化する現像部６３と、前記顕像化したトナー画像を記録紙１０上に転写する転写部と、前記トナー画像の転写後に前記像担持体６０に残存するトナーを除去するクリーニング部６４と、前記像担持体６０表面の残留電位を落して均一にする除電ランプ６５を備えて構成されている。尚、前記現像部６３には、カラー画像を生成可能とするため、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの４色の現像ブロックが配置されている。また、前記像担持体６０は、アルミニウム製シリンダの表面に正帯電性光導電体であるアモルファスシリコン層が蒸着された感光体を有する感光体ドラムからなり、図示しない駆動装置により中心支軸を中心に定速回転駆動されるように構成されている。

前記搬送部７は、夫々サイズの異なる記録紙１０が収容された一般給紙カセット１１ａ或いは任意に異なるサイズの記録紙１０が設置される手差しカセット１１ｂから前記記録紙１０を１枚ずつ搬送する給紙搬送部７ａと、前記給紙された記録紙１０を前記転写部に搬送し、トナー像が転写された前記記録紙１０を前記定着部８に向けて搬送する転写搬送部７ｂと、前記定着部８を通過した前記記録紙１０をフェースアップで排紙トレイ９に排紙する第一排紙部７ｃと、フェイスダウン方式で排出する第二排紙部７ｄと、前記第二排紙部７ｄを経由して前記画像読取部１に搬送する第三排紙部７ｅと、両面プリント用の再搬送部７ｆとを備えて構成され、夫々には搬送用のローラが設けられている。

前記操作部４は、前記画像読取手段１の手前側に配置され、例えば、図５に示すように、左側に画像表示部としてのタッチパネル式のカラー液晶表示部２６を備え、また右側に種々の操作入力キー群２４を備えている。前記操作入力キー群２４は、例えば、コピー枚数などを設定する数値入力キー２１、スタートキー２２、クリア／ストップキー２３、カーソルキー２９、リセットキー１９等の複写動作の基本制御キー群と、特殊モード設定キー２５等により構成されている。

前記システム制御部５は、図６に示すように、前記画像読取手段２による原稿の読取動作を制御する画像読取制御部５Ａと、前記画像読取手段２により読み取られた原稿画像データに所定の処理を施して出力画像データを生成する出力画像データ生成部５Ｂと、前記画像形成手段３を制御する画像形成制御部５Ｃと、前記操作部４の入出力信号を制御する操作制御部５Ｄと、上述の各制御ブロック、つまり、前記画像読取制御部５Ａと前記出力画像データ生成部５Ｂと前記画像形成制御部５Ｃと前記操作制御部５Ｄとのタイミングを制御して複写動作などの実行を管理する統括制御部５Ｅを備えて構成され、前記各制御ブロックには、夫々ＣＰＵ及びＣＰＵによる動作プログラムが格納されたＲＯＭなどが設けられている。

前記画像読取制御部５Ａは、原稿給紙部１０１を駆動して前記原稿トレイ１２に載置された原稿を給紙するとともに、ＣＣＤリニアセンサ１０２により読み取られた原稿画像に対応するアナログ信号をＡ／Ｄ変換手段１０３によりデジタルデータに変換し、また、所定の変換テーブルが設けられた入力画像処理手段１０４により前記変換したデジタルデータに対してシェーディング補正処理やγ補正処理を実施することで原稿画像データを生成するように構成されている。

前記出力画像データ生成部５Ｂは、前記入力画像処理手段１０４から出力される前記原稿画像データに対して空間フィルタ処理、中間調処理、拡縮処理等の画像データ変換処理を行なう画像変換部２１と、前記画像変換部２１からの出力画像データを前記プリントヘッド６２に対する駆動信号に変換するデータ変換手段２２とを備えて構成され、前記変換された駆動信号が前記プリントヘッド６２の駆動回路に出力されるように構成されている。

上述のデジタル複写機１では、前記原稿トレイ１２に原稿を載置し、前記操作部４に複写枚数、出力用紙サイズ、複写倍率などのモード設定キーを適切に設定操作した後にプリントスイッチを押圧操作することにより複写動作が開始される。

即ち、前記システム制御部５は、前記画像読取制御部５Ａに原稿画像の読取りコマンドを出力して、前記出力画像データ生成部５Ｂへ読取られた画像データに基づいた出力画像の生成コマンドを出力し、前記画像出力制御部５Ｃに画像出力コマンドを出力する。そして、前記画像出力制御部５Ｃは、前記搬送部７を駆動して前記一般給紙カセット１１ａ或いは前記手差しカセット１１ｂから記録紙１０を搬送させた後に、所定のタイミングで前記画像出力制御部５Ｃに画像データ出力コマンドを出力して前記プリントヘッド６２を駆動する。また、前記プリントヘッド６２により露光された前記像担持体６０にトナー画像が形成されると、前記トナー像を前記記録紙１０に転写するとともに、前記記録紙１０上に転写された画像を前記定着部８で定着処理して、当該デジタル複写機１外に排出する。

また、前記デジタル複写機１は、上述の複写動作の際に実行される前記帯電処理部６１による前記像担持体６０への帯電処理において、前記像担持体６０の表面に電荷が均一に帯電されるように、前記複写動作の実行時以外、つまり、画像形成処理期間とは異なる期間に、前記複写動作の実行に備えて、予め、前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）を設定するためのキャリブレーション処理が実行されるように構成されている。つまり、前記キャリブレーション処理の目的は、例えば、気温や湿度といった当該デジタル複写機１の使用環境の変動、当該デジタル複写機１の構成部材の経時変化、或いは、後述の帯電部材３０や前記像担持体６０等の製造過程で生じる当該デジタル複写機１の性能及び特性のばらつきに対応した適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）を得ることにある。

そして、前記デジタル複写機１の動作の概要は、図７に示すように、当該デジタル複写機１が起動されると、前記キャリブレーション処理を実行する（ＳＡ１）。前記操作部４を介してユーザにより複写動作の指示が操作されると（ＳＡ２）、前記複写動作、つまり、画像形成処理を実行する（ＳＡ３）。一方、所定の時間以上連続して、前記操作部４を介したユーザからの複写動作の指示が操作されないときには（ＳＡ４）、再び前記キャリブレーション処理を実行する（ＳＡ１）。

以下、前記帯電処理部６１及び前記キャリブレーション処理について詳述する。前記帯電処理部６１は、図１に示すように、前記像担持体６０に接触配置され前記像担持体６０を帯電処理する帯電部材３０と、前記帯電部材３０に印加され直流電圧と交流電圧が重畳された振動電圧を生成する高圧発生回路３５と、前記交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐを制御する電圧制御手段３２を備えて構成されている。尚、前記電圧制御手段３２は、前記システム制御部５として構成されている。

前記帯電部材３０は、芯金３０ａに導電性のある弾性材料であるエクロルヒドリンゴム層３０ｂを被覆した帯電ローラ３０として構成されている。

前記高圧発生回路３５は、例えば、１．３［ｋＨｚ］の正弦波としての交流電圧を出力する交流定電圧電源３３と、直流電圧を出力する直流定電圧電源３４を備え、前記交流定電圧電源３３から出力される交流電圧と前記直流定電圧電源３４から出力される直流電圧とを重畳した振動電圧を生成し、前記帯電部材３０に前記振動電圧を印加するように構成されている。

また、前記高圧発生回路３５は、前記直流定電圧電源３４から出力される直流電流値Ｉｄｃを、前記帯電部材３０に印加される振動電圧により生じる前記帯電部材３０と前記像担持体６０との間に流れる電流の直流成分Ｉｄｃとして計測する直流電流計測手段３６を備え、前記計測した直流電流値Ｉｄｃを前記電圧制御手段３２に出力するように構成されている。

前記電圧制御手段３２は、前記キャリブレーション処理時に、前記交流定電圧電源３３から出力させる交流電圧の適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（ｏ）を導出し、前記複写処理実行時に、前記導出した適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（ｏ）の交流電圧を前記交流定電圧電源３３から出力させるように構成されている。

ここで、前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（ｏ）は、図８に示すように、前記交流定電圧電源３３から出力される交流電圧におけるピーク間電圧値Ｖｐｐと前記直流電流計測手段３６により計測される直流電流値Ｉｄｃとの関係を表す二次元座標上の想定特性曲線において、前記ピーク間電圧値Ｖｐｐの値にかかわらず、前記直流電流値Ｉｄｃの値が一定となる領域Ｒｃのうち、最小のピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｌ）、つまり、前記二次元座標上の想定特性曲線における変曲点Ｐｉに対応するピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｌ）であることが好ましい。そして、前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）の導出は、前記変曲点Ｐｉに対応するピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｌ）とほぼ等しくなるように導出される。

つまり、上述したように、前記ピーク間電圧値Ｖｐｐを変化させたときに、前記直流電流値Ｉｄｃが殆ど変化しないか比較的緩やかにしか変化しないようなピーク間電圧値Ｖｐｐのとき、即ち、前記二次元座標上の想定特性曲線における前記直流電流値Ｉｄｃの値が一定となる領域Ｒｃで、前記像担持体６０が均一な帯電状態となるため、前記領域Ｒｃでのピーク間電圧値Ｖｐｐを前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）として導出する。しかし、複写動作の実行時に不必要に過剰な電荷が前記像担持体６０に蓄積されることにより発生する前記像担持体６０の劣化を防止するために、前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）を、前記領域Ｒｃでのピーク間電圧値Ｖｐｐのうち、最小のピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｌ）、即ち、前記二次元座標上の想定特性曲線における変曲点Ｐｉに対応するピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｌ）とほぼ等しくなるように導出する。

具体的には、前記電圧制御手段３２に記憶手段としての内部メモリ（不図示）を備え、前記内部メモリに、図９に示すようなテーブルデータが記憶されている。前記テーブルデータには、前記帯電部材３０における帯電特性の変動要因、例えば、前記帯電部材３０の環境温度、環境湿度若しくは累積使用時間、または、それらの何れかの組合せ毎に、それぞれの条件に対応した二次元座標上の想定特性曲線に基づいて、それぞれが前記変曲点Ｐｉに対応するピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｌ）よりも低い電圧値となる第一低圧側ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ａ）と第二低圧側ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｂ）が記憶されているとともに、前記変曲点Ｐｉに対応する直流電流値Ｉｄｃが、ターゲット電流値Ｉｄｃ（Ｔ）として記憶されている。尚、前記第一低圧側ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ａ）と前記第二低圧側ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｂ）は異なった値として記憶されている。

また、図１０に示すように、前記電圧制御手段３２は、当該デジタル複写機１に備えられている前記帯電部材３０の環境温度や、環境湿度、累積使用時間を検出する変動要因検出手段、例えば、温度センサ７０や湿度センサ７１により、前記帯電部材３０における種々の変動要因を検出する（ＳＢ１）。そして、前記直流定電圧電源３４に対して予め設定されている値の基準直流電圧を出力させるとともに、前記テーブルデータに基づいて前記検出した種々の変動要因に対応した第一低圧側ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ａ）となっている第一交流電圧を前記交流定電圧電源３３に出力させる。

このとき、前記基準直流電圧と前記第一交流電圧は、図１１に示すように、当該高圧発生回路３５によって重畳され、第一振動電圧に変換される（ＳＢ２）。

そして、前記高圧発生回路３５により生成された第一振動電圧は、前記帯電部材３０を介して前記像担持体６０に印加される。

前記電圧制御手段３２は、前記第一振動電圧が前記像担持体６０に印加されると、前記帯電部材３０と前記像担持体６０との間に流れる直流電流値Ｉｄｃを、前記直流電流計測手段３６により第一直流電流値Ｉｄｃ（Ａ）として検出する（ＳＢ３）。

次に、前記電圧制御手段３２は、前記直流定電圧電源３４に対して予め設定されている値の基準直流電圧を出力させるとともに、前記テーブルデータに基づいて前記検出した種々の変動要因に対応した第二低圧側ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｂ）となっている第二交流電圧を前記交流定電圧電源３３に出力させる。

このとき、前記基準直流電圧と前記第二交流電圧は、前記図１１に示すように、当該高圧発生回路３５によって重畳され、第二振動電圧に変換される（ＳＢ４）。

そして、前記高圧発生回路３５により生成された第二振動電圧は、前記帯電部材３０を介して前記像担持体６０に印加される。

前記電圧制御手段３２は、前記第二振動電圧が前記像担持体６０に印加されると、前記帯電部材３０と前記像担持体６０との間に流れる直流電流値Ｉｄｃを、前記直流電流計測手段３６により第二直流電流値Ｉｄｃ（Ｂ）として検出する（ＳＢ５）。

ここで、前記第一直流電流値Ｉｄｃ（Ａ）及び前記第二直流電流値Ｉｄｃ（Ｂ）は、２．５［ｍｓ］毎に４０［ｍｓ］間計測された電流値の平均値とすることで、その計測精度を向上させている。

前記第二直流電流値Ｉｄｃ（Ｂ）が検出されると、前記電圧制御手段３２は、前記第一低圧側ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ａ）を印加したときに計測される第一直流電流値Ｉｄｃ（Ａ）と、前記第二低圧側ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｂ）を印加したときに計測される第二直流電流値Ｉｄｃ（Ｂ）とに基づいて、図１２に示すような、座標Ａ（Ｖｐｐ（Ａ），Ｉｄｃ（Ａ））、座標Ｂ（Ｖｐｐ（Ｂ），Ｉｄｃ（Ｂ））を通る直線Ｌ１を導出する（ＳＢ６）。

そして、前記導出した直線Ｌ１が前記検出した種々の変動要因に対応したターゲット電流値Ｉｄｃ（Ｔ）を示すときのピーク間電圧値Ｖｐｐを前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）として導出する（ＳＢ７）。

前記導出された適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）は、前記複写動作時に前記交流定電圧電源３３から出力される交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐとして設定される。

つまり、前記デジタル複写機１は、キャリブレーション動作実行時においても、前記像担持体６０に、前記変曲点Ｐｉに対応したピーク間電圧値Ｖｐｐよりも極端に大きな交流電圧を印加することなく、適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）を導出することで、前記像担持体６０の早期劣化を防止している。

また、前記デジタル複写機１は、前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）を前記帯電部材３０の帯電特性の変動要因に基づいて設定することで、温湿度等の環境変動や像担持体や帯電部材等の経年変化にかかわらず精度の良く設定することができる。

尚、前記ターゲット電流値Ｉｄｃ（Ｔ）は、前記像担持体６０毎に設定される構成とすれば、前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）の精度をより向上することができ好ましい。

以下、別の実施形態について説明する。上述の実施形態では、前記像担持体６０として、アルミニウム製シリンダの表面に正帯電性光導電体であるアモルファスシリコン層が蒸着された感光体を有する感光体ドラムを採用したが、前記感光体が有機光導電体であるＯＰＣドラムや、前記感光体がセレンなどであるその他の種類の光導電性半導体ドラムを採用する構成であっても良い

上述の実施形態では、前記帯電部材３０が芯金３０ａに導電性のある弾性材料であるエクロルヒドリンゴム層３０ｂを被覆した帯電ローラ３０として構成したものを説明したが、ファーブラシ・フェルト・布などの形状・材質のもので構成したものであっても良い。

上述の実施形態では、前記帯電部材３０は前記像担持体６０と接触配置される構成としたが、近接配置される構成であっても良い。

上述の実施形態では、前記直流電流計測手段３６を前記高圧発生回路３５に組み込んだ構成としたが、前記帯電部材３０と前記像担持体６０の間に流れる前記直流電流値Ｉｄｃを計測できる場所に前記直流電流計測手段３６を設置すればよい。

上述の実施形態では、前記振動電圧の交流電圧成分の波形は正弦波であるものについて説明したが、矩形波や、三角波、パルス波等であっても良い。

上述した実施形態は、本発明の一例に過ぎず、各機能ブロックの具体的な構成は本発明の作用効果を奏する範囲において適宜変更設計できることはいうまでもない。

帯電処理部の説明図 ピーク間電圧値を変化させたときに帯電部材と像担持体間に流れる交流電流値の変化特性の説明図 （ａ）直流電圧値を４００［Ｖ］とし、ピーク間電圧値を変化させたときの像担持体における表面電位の変化特性の説明図、（ｂ）直流電圧値を４００［Ｖ］とし、ピーク間電圧値を変化させたときに帯電部材と像担持体間に流れる直流電流値の変化特性の説明図 デジタル複写機の説明図 操作部の説明図 システム制御部の説明図 デジタル複写機の動作の概要を説明するためのフローチャート 二次元座標上の想定特性曲線の説明図 テーブルデータの説明図 適正ピーク間電圧値の導出を説明するためのフローチャート 振動電圧の説明図 座標Ａ（Ｖｐｐ（Ａ），Ｉｄｃ（Ａ））、座標Ｂ（Ｖｐｐ（Ｂ），Ｉｄｃ（Ｂ））を通る直線の説明図

１：デジタル複写機
３０：帯電部材
３２：電圧制御手段
３５：高圧発生回路
６０：像担持体
６１：帯電処理部

Claims (4)

1. 像担持体に接触配置または近接配置され前記像担持体を帯電処理する帯電部材と、前記帯電部材に印加され直流電圧と交流電圧が重畳された振動電圧を生成する高圧発生回路と、前記交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐを制御する電圧制御手段とを備えて構成される画像形成装置の帯電装置であって、
   前記ピーク間電圧値Ｖｐｐと前記帯電部材と前記像担持体間の直流電流値Ｉｄｃとの関係を表す二次元座標上の想定特性曲線に対して、前記ピーク間電圧値Ｖｐｐを昇圧したときに現れる変曲点の電圧値より低圧側と想定される異なる二つの低圧側ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ａ），Ｖｐｐ（Ｂ）が、前記帯電部材の帯電特性の変動要因に基づいて、予め設定されたテーブルデータを備え、
   前記電圧制御手段は、前記テーブルデータに従って選択した前記低圧側ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ａ），Ｖｐｐ（Ｂ）を印加したときに計測される直流電流値Ｉｄｃ（Ａ），Ｉｄｃ（Ｂ）に基づいて得られる座標Ａ（Ｖｐｐ（Ａ），Ｉｄｃ（Ａ））、Ｂ（Ｖｐｐ（Ｂ），Ｉｄｃ（Ｂ））を通る直線Ｌ１が予め設定されたターゲット電流値Ｉｄｃ（Ｔ）を示すピーク間電圧値Ｖｐｐを適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）として選択制御する画像形成装置の帯電装置。
2. 前記テーブルデータが、前記帯電部材の環境温度、環境湿度若しくは累積使用時間、または、それらの何れかの組合せに基づいて設定されたテーブルデータである請求項１記載の画像形成装置の帯電装置。
3. 前記電圧制御手段は、前記画像形成装置による画像形成処理期間外で前記適正ピーク間電圧値Ｖｐｐ（Ｏ）を選択制御する請求項１または２記載の画像形成装置の帯電装置。
4. 前記ターゲット電流値Ｉｄｃ（Ｔ）を記憶する記憶手段を設けている請求項１から３の何れかに記載の画像形成装置の帯電装置。

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