(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に接触配置または近接配置されたイオン導電性の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高圧発生回路と、前記像担持体と前記帯電部材間の直流電流値を検出する電流検出部と、検出された直流電流値が目標電流範囲に維持されるように前記交流電圧の電圧値を制御する交流電圧制御部を備えている画像形成装置であって、
前記交流電圧及び前記直流電圧を予め設定された所定電圧値に保持するとともに、前記交流電圧の周波数を画像形成動作時の周波数より低い周波数に設定して像担持体を回転駆動するエージング制御部を備え、
前記エージング制御部は、前記交流電圧制御部により前記直流電流値を前記目標電流範囲に制御できないとき、または前記画像形成装置の環境温度が所定温度未満のときに作動し、前記電流検出部により検出された直流電流値が前記目標電流範囲に達したとき、または、予め設定された所定時間が経過したときに、エージングを終了するように構成されている画像形成装置。
【請求項２】
前記エージング制御部は、前記画像形成装置の電源投入時または省電力モードからの復帰時に作動する請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記所定時間が前記画像形成装置の環境温度に基づいて設定される請求項１または２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像担持体に接触配置または近接配置された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高圧発生回路と、前記像担持体と前記帯電部材間の直流電流値を検出する電流検出部と、検出された直流電流値が目標電流範囲に維持されるように前記交流電圧の電圧値を制御する交流電圧制御部を備えている画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、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。
【０００３】
特許文献１には、このような接触帯電方式を採用する画像形成装置が記載され、振動電圧の交流電圧のピーク間電圧値を昇圧させると像担持体の帯電電位がそれに比例して上昇し、ピーク間電圧値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、ピーク間電圧値をそれ以上に昇圧しても帯電電位が変わらないことが開示されている。
【０００４】
更に、特許文献１には、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値を有する交流電圧が重畳された振動電圧を帯電部材に印加する必要があり、そのとき得られる帯電電位は印加電圧の直流成分に依存することが開示されている。
【０００５】
また、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関わらず、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、帯電部材に少なくとも１点以上のＶｔｈの２倍未満の電圧値のピーク間電圧を印加した時の交流電流値と、少なくとも２点以上のＶｔｈの２倍以上の電圧値のピーク間電圧を印加した時の交流電流値を測定し、測定された交流電流値により、画像形成時に帯電部材に印加する交流電圧のピーク間電圧値を決定する帯電制御方法が開示されている。
【０００６】
特許文献２に開示された帯電制御方法について詳述すると、Ｄを予め決められた定数とし、帯電部材に１点のＶｔｈの２倍未満の電圧値のピーク間電圧を印加した時の交流電流値と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倍以上の電圧値のピーク間電圧を印加した時の交流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決定し、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当該ピーク間電圧値に定電圧制御するものである。
【０００７】
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、帯電部材の電気抵抗値が比較的低い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った。
【０００８】
そこで、本願出願人は、特許文献３に示すように、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像担持体の帯電電位を制御できる技術として、像担持体に接触配置または近接配置された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高圧発生回路に対してその出力電圧を制御する画像形成装置の帯電制御装置であって、前記帯電部材と前記像担持体間の直流電流値Ｉｄｃを検出する電流検出手段と、前記電流検出手段により検出された直流電流値Ｉｄｃが目標電流範囲に維持されるように前記直流電圧を制御する直流電圧制御手段を備えている帯電制御装置を提案している。
【０００９】
特許文献３によれば、振動電圧を帯電部材に印加して、像担持体と帯電部材間の直流電流値Ｉｄｃを計測すると、図１２（ａ）に示すように、直流電流Ｉｄｃと帯電電位Ｖｏとが比例関係にあること、この関係は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よって大きく変化しないことが明らかにされ、直流電流Ｉｄｃを調整することで帯電電位Ｖｏを目標の電位に設定できることが確認されている。
【００１０】
特許文献１には、直流電圧Ｖｄｃが放電開始電圧Ｖｔｈ以上であるときは直流電圧Ｖｄｃと帯電電位Ｖｏとが一次関数の関係にあることが記載されており、当該記載と、上述した直流電流Ｉｄｃと帯電電位Ｖｏの比例関係に基づき、直流電圧Ｖｄｃが放電開始電圧Ｖｔｈ以上であるときには、図１２（ｂ）に示すように、直流電圧Ｖｄｃと直流電流Ｉｄｃは一次関数の関係となる。
【００１１】
さらに、特許文献１には、交流電圧のピーク間電圧値を放電開始電圧値Ｖｔｈの２倍以上に制御することにより帯電電位Ｖｏが安定し、このとき、帯電電位Ｖｏは印加される直流電圧Ｖｄｃに依存することが示されていることから、所定の帯電電位Ｖｏに対応する電圧値（放電開始電圧値Ｖｔｈ以上）となるように直流電圧Ｖｄｃを設定し、交流電圧のピーク間電圧値を放電開始電圧値Ｖｔｈの２倍程度の値に調整することにより、直流電流値Ｉｄｃを所定の電流値に安定させると、過剰なレベルの交流電圧の印加による放電生成物の発生を回避しながら、像担持体を安定した所定の帯電電位Ｖｏに設定することができる。
【特許文献１】特開昭６３−１４９６６８号公報
【特許文献２】特開２００１−２０１９２１号公報
【特許文献３】特開２００７−１９９３７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
帯電部材にエピクロルヒドリンゴム等を採用する場合には、図１３に示すように、低温環境（図中低温環境１）で内部の導電イオンの運動が鈍く高い電気抵抗値を示すため、像担持体の帯電電位を安定した目標電位に調整するために、交流電圧のピーク間電圧値を常温環境のピーク間電圧値Ｖｐｐ１よりも大きなピーク間電圧Ｖｐｐ２に制御する必要がある。特に、極端に低い０℃のような低温状態（図中低温環境２）になると、ピーク間電圧値をいくら大きくしても像担持体の帯電電位を目標電位に調整できないために、当該画像形成装置により形成された画像にカブリや濃度ムラなどが発生するという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明者らは、帯電部材に印加する交流電圧及び直流電圧を予め設定された所定電圧に保持して像担持体を回転駆動するエージング制御を実行することにより、エピクロルヒドリンゴム内の導電イオンの運動を促進して抵抗値を低下させるべく試行しているが、エージング効果に周波数特性が見られ、周波数の高い交流電圧を印加すると導電イオンの運動が対応できず、十分なエージング効果が得られないという事実に直面した。
【００１４】
特に、高速の画像形成装置では、像担持体の回転速度を上昇させる必要があり、そのような像担持体を十分に帯電させるためには、交流電圧の周波数を高く設定して、像担持体の周方向の単位長さ当りの帯電量を確保する必要があるが、上述したように、交流電圧の周波数を高く設定すると、低温時に十分なエージング効果が得られず、画像のカブリや濃度ムラなどの問題を解消できない。
【００１５】
本発明の目的は、上述の問題に鑑み、環境温度が低いときであっても、画像のカブリや濃度ムラなどの発生を招くことなく、像担持体を所定の帯電電位に制御可能な画像形成装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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たイオン導電性の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高圧発生回路と、前記像担持体と前記帯電部材間の直流電流値を検出する電流検出部と、検出された直流電流値が目標電流範囲に維持されるように前記交流電圧の電圧値を制御する交流電圧制御部を備えている画像形成装置であって、前記交流電圧及び前記直流電圧を予め設定された所定電圧値に保持するとともに、前記交流電圧の周波数を画像形成動作時の周波数より低い周波数に設定して像担持体を回転駆動するエージング制御部を備え、前記エージング制御部は、前記交流電圧制御部により前記直流電流値を前記目標電流範囲に制御できないとき、または前記画像形成装置の環境温度が所定温度未満のときに作動し、前記電流検出部により検出された直流電流値が前記目標電流範囲に達したとき、または、予め設定された所定時間が経過したときに、エージングを終了するように構成されている点にある。
【００１７】
上述の構成によれば、エージング制御部により、交流電圧の周波数を画像形成動作時の周波数よりも低い周波数に設定して像担持体を回転駆動するために、周波数特性を有する帯電部材であっても、その特性にマッチした交流電圧の周波数でエージングされ、その結果、帯電部材内の導電イオンの運動が十分に促進されて抵抗値が低下するため、低温環境下であっても速やかに帯電電位を目標電位に設定することができるようになる。
【００１８】
エージング制御部は、交流電圧制御部により直流電流値を目標電流範囲に制御できないとき、または前記画像形成装置の環境温度が所定温度未満のときに、帯電部材の抵抗が高く像担持体の帯電電位を目標電位に設定することが困難であると判断して、エージング制御を実行し、像担持体の帯電電位を目標電位に設定することが可能な状態になればエージングを終了する。また、予め設定された所定時間が経過したときにも、帯電部材の抵抗値が十分に低下したと判断してエージングを終了する。尚、予め設定された所定時間とは、実験や試験を通じて得られ、帯電部材の抵抗値が十分に低下する迄の時間である。
【００１９】
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、前記エージング制御部は、前記画像形成装置の電源投入時または省電力モードからの復帰時に作動する点にある。
【００２０】
エージング制御部は、画像形成装置の電源投入時や省電力モードからの復帰時に、画像形成装置の環境温度が低い可能性が高いと推定してエージング制御を実行するのである。
【００２１】
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、前記所定時間が前記画像形成装置の環境温度に基づいて設定される点にある。
【００２２】
エージング制御の実行時の環境条件により、帯電部材の抵抗値が十分に低下する迄の時間が変動する可能性がある。そこで、画像形成装置の環境温度に基づいて所定時間を設定することにより、適正なエージング効果を得ることができるようになる。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明した通り、本発明によれば、環境温度が低いときであっても、画像のカブリや濃度ムラなどの発生を招くことなく、像担持体を所定の帯電電位に制御可能な画像形成装置を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に、画像形成装置の一例であるデジタル複写機に搭載された本発明による帯電制御装置の実施形態について説明する。
【００２５】
図２に示すように、デジタル複写機１００は、オペレータとのマンマシンインタフェースである操作部２００と、原稿から原稿画像を光電変換して画像データとして読み取る画像読取部３００と、画像読取部３００によって読み取られた画像データに基づいてトナー像を形成し、前記トナー像を転写した用紙を定着処理した後、出力する画像形成部４００などの機能ブロックを備える。
【００２６】
操作部２００は、デジタル複写機１００の動作状態を表示するとともに、ソフトウェアキーでなる操作キーが配置された操作画面等を表示するタッチパネル式の液晶表示部と、ハードウェアキーでなる操作キーを備えて構成され、操作制御部２０により制御される。
【００２７】
画像読取部３００は、原稿給紙台３０１に載置された原稿を順次給紙する原稿自動送り装置と、原稿を照明する光源と、複数のミラー及びレンズを介して入光する原稿からの反射光を光電変換して原稿画像の画像データを読み取るＣＣＤ等の撮像素子を備える。画像読取部３００の画像読取動作は画像読取制御部３０により制御される。
【００２８】
図３に示すように、画像形成部４００は、像担持体４１と、像担持体４１の周囲に順に配置され、像担持体４１に接触配置され像担持体４１を帯電処理する帯電部材４２と、画像読取部３００で読み取られた画像データに基づいて像担持体４１を露光して静電潜像を形成するプリントヘッド４３と、トナーが充填されたトナーカートリッジ４５から供給されたトナーを当該静電潜像に静電付着させて顕像化し、像担持体４１にトナー像を形成する現像装置４４と、像担持体４１に形成されたトナー像を用紙に転写する転写ローラ４６と、像担持体４１に残留するトナーを除去するクリーナ４７と、像担持体４１の残留電位を除電する除電ランプ４８を備える。
【００２９】
像担持体４１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る。帯電部材４２は芯金４２ａに導電性のある弾性材料であるエピクロルヒドリンゴム層４２ｂを被覆した帯電ローラで構成される。
【００３０】
転写ローラ４６によりトナー像が転写される用紙は、複数の給紙カセット（４３１〜４３４）でなる用紙収容部４３０から供給される。用紙収容部４３０に収容された用紙は、複数の搬送ローラや搬送ベルト４９でなる搬送機構４２０により、画像形成部４００に給紙される。当該用紙には、像担持体４１に形成されたトナー像が転写ローラ４６によって転写される。トナーが転写された用紙は、定着ローラと加圧ローラでなる定着部４１０により定着処理された後、排出される。画像形成部４００による画像形成動作は画像形成制御部４０により制御される。
【００３１】
操作部２００を制御する操作制御部２０と原稿読取部３００を制御する画像読取部３０と画像形成部４００を制御する画像形成制御部４０は、夫々に対応する動作プログラムや制御データが格納されたＲＯＭや作業領域となるＲＡＭを内蔵したマイクロコンピュータと、インタフェース回路などの周辺回路が搭載された制御基板で構成される。
【００３２】
図４に示すように、各制御部は、通信バス５を介して互いに接続され、夫々の制御に必要な制御データを他の制御部と送受信する。各制御部のマイクロコンピュータは、ＲＯＭに格納された動作プログラムを実行し、動作プログラムで規定されるアルゴリズムに基づいて、夫々の制御対象を制御する。
【００３３】
図１に示すように、画像形成制御部４０は、高圧発生回路９１の直流電圧Ｖｄｃの電圧値を制御する直流電圧制御部５１と、高圧発生回路９１の交流電圧Ｖｄｃの電圧値を制御する交流電圧制御部５２と、像担持体駆動部６０を介して像担持体４１を予め設定された所定の回転速度で駆動する駆動制御部５３を備える。
【００３４】
高圧発生回路９１は、基板９０に配置され、高圧直流電圧を出力する直流電圧電源９２と、直流電圧電源９２の出力端子と接続されて当該高圧直流電圧から所望の電圧値の安定した直流電圧Ｖｄｃを出力するシャントレギュレータ９３と、シャントレギュレータ９３の出力端子と接続されてコンデンサＣ９４を介して入力される直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃを重畳して出力する交流電圧電源９５を備える。
【００３５】
図５に示すように、直流電圧電源９２は、直流電圧制御部５１から入力されるリモート駆動信号Ｓｄｃに基づいてパルス信号を出力するパルス信号発生部９２１と、パルス信号発生部９２１からのパルス信号が一次側に入力され、二次側から所定電圧に昇圧された高圧交流電圧を出力するパルストランスＴ９２２と、ダイオードＤ９２３とコンデンサＣ９２４でなり、トランスＴ９２２から出力された高圧交流電圧を平滑化して所定の高圧直流電圧を出力する平滑回路を備える。
【００３６】
図６に示すように、直流電圧電源９２から高圧直流電圧が入力されるシャントレギュレータ９３は、差動増幅器としてのオペアンプＯＰ９３１と、オペアンプＯＰ９３１の出力電流により駆動されるトランジスタＱ９３２と、トランジスタＱ９３２のコレクタに接続された所定の降伏電圧を有するツェナーダイオードＺＤ９３３等を備えて構成される。
【００３７】
シャントレギュレータ９３の出力電圧である直流電圧Ｖｄｃは抵抗Ｒ９３４、Ｒ９３５により分圧され、当該分圧電圧がオペアンプＯＰ９３１の非反転入力端子に入力される。オペアンプＯＰ９３１の反転入力端子には基準電圧が入力される。従って、前記基準電圧と分圧電圧が等しくなるようにオペアンプＯＰ９３１からトランジスタＱ９３２にベース電流が供給される。その結果、ツェナーダイオードＺＤ９３３に流れる電流により直流電圧Ｖｄｃが調整される。
【００３８】
前記基準電圧は予め固定の電圧値に設定された比較電圧Ｖｒｅｆと直流電圧制御部５１により制御される制御電圧Ｖｃｎｔにより可変に調整することができる。像担持体４１を所定の帯電電位に設定するのに必要な直流電圧値が記憶されたＲＯＭが像担持体４１に備えられている。直流電圧制御部５１は、当該ＲＯＭを参照して、制御電圧Ｖｃｎｔを制御して帯電部材４２に印加される直流電圧Ｖｄｃを当該直流電圧値に調整する。
【００３９】
図７に示すように、交流電圧電源９５は、交流電圧制御部５２から入力されるリモート駆動信号Ｓａｃに基づいてパルス信号を出力するパルス信号発生部９５１と、パルス信号発生部９５１からのパルス信号が一次側に入力され、二次側から正弦波でなり、任意のピーク間電圧値を持つ交流電圧Ｖａｃを出力するパルストランスＴ９５２を備える。
【００４０】
交流電圧制御部５２は、電流検出部９６により検出された直流電流値Ｉｄｃが目標電流範囲に維持されるように交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値を制御する。当該目標電流範囲は、像担持体４１が所定の帯電電位となるように設定された電流値Ｉｄｃ（Ｏ）を中心とした所定の電流範囲であり、像担持体４１の備えるＲＯＭに記憶されている。
【００４１】
交流電圧電源９５の二次側に、シャントレギュレータ９３からの直流電圧ＶｄｃがコンデンサＣ９４を介して入力されており、交流電圧電源９５からは、直流電圧Ｖｄｃと交流電圧Ｖａｃが重畳された振動電圧が出力される。
【００４２】
電流検出部９６は、基板９０に配置され、図８に示すように、電流電圧変換用のオペアンプＯＰ９６２と増幅用のオペアンプＯＰ９６１を備えて構成される。オペアンプＯＰ９６２の反転入力端子は直流電圧電源９２の二次側低圧端子ｔ２と接続され、オペアンプＯＰ９６２の非反転入力端子は抵抗Ｒ９６３と抵抗Ｒ９６４の接続ノードと接続される。抵抗Ｒ９６３と抵抗Ｒ９６４により比較電圧Ｖｒｅｆが分圧され、当該分圧電圧がオペアンプＯＰ９６２の非反転入力端子に基準電圧として入力される。
【００４３】
当該基準電圧と反転入力端子に入力される二次低圧側端子ｔ２間の電圧が等しくなるように、フィードバック用の抵抗Ｒ９６５に電流が流れる。オペアンプＯＰ９６２は当該電流を電圧に変換して出力する。当該電流は帯電部材４２から像担持体４１を介してグランドに流れた直流電流、即ち像担持体４１と帯電部材４２間に流れる直流電流であり、オペアンプＯＰ９６２により電圧変換された当該直流電流の直流電流値ＩｄｃがオペアンプＯＰ９６１で増幅された後に画像形成制御部４０に入力される。
【００４４】
デジタル複合機１００の画像形成動作時には、像担持体４１を所定の帯電電位に設定するため、帯電部材４２に振動電圧が印加される。直流電圧制御部５１は、直流電圧電源９２とシャントレギュレータ９３を制御して、像担持体４１のＲＯＭに記憶されている直流電圧値を放電開始電圧値Ｖｔｈとする直流電圧Ｖｄｃを出力する。
【００４５】
交流電圧制御部５２は、交流電圧電源９５を制御して、プロセス速度に応じて設定された所定の周波数で、且つ、放電開始電圧値Ｖｔｈの二倍以上のピーク間電圧値Ｖｐｐの交流電圧Ｖａｃを出力する。本実施形態では、画像形成動作時の交流電圧Ｖａｃの周波数は２．０［ｋＨｚ］に設定される。
【００４６】
画像形成動作時の像担持体４１を所定の帯電電位に設定するピーク間電圧値Ｖｐｐは、キャリブレーションにより決定される。キャリブレーションの際、駆動制御部５３により像担持体４１は所定の回転速度で回転駆動されるとともに、高圧発生回路９１から当該直流電圧Ｖｄｃと当該交流電圧Ｖａｃが重畳された振動電圧が帯電部材４２に印加される。電流検出部９６は、像担持体４１と帯電部材４２との間に流れる直流電流値Ｉｄｃを検出する。
【００４７】
交流電圧制御部５２は、検出された直流電流値Ｉｄｃに応じて交流電圧電源９５を制御して交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値Ｖｐｐを変化させる、所謂フィードバック制御を行なう。
【００４８】
詳述すると、交流電圧制御部５２は、電流検出部９６により検出された直流電流値Ｉｄｃを読み取って、読み取った直流電流値Ｉｄｃが目標電流範囲内であるか否かを判断する。
【００４９】
交流電圧制御部５２は、判断した結果、目標電流範囲内である場合は、ピーク間電圧値Ｖｐｐを現在値に維持し、目標電流範囲より小さい場合は、ピーク間電圧値Ｖｐｐを予め設定された所定値だけ現在値より大きくし、目標電流範囲より大きい場合は、ピーク間電圧値Ｖｐｐを予め設定された所定値だけ現在値より小さくするように、交流電圧電源９５を制御し、直流電流値Ｉｄｃが目標電流範囲内となるまで上述の処理を繰り返す。直流電流値Ｉｄｃが目標電流範囲内になると、そのときのピーク間電圧値Ｖｐｐを画像形成動作時のピーク間電圧値Ｖｐｐに決定し、キャリブレーションは終了する。
【００５０】
しかし、デジタル複写機１００の機内温度、即ち、環境温度が低いときには、帯電部材４２の抵抗値が高く、出力上限値のピーク間電圧値Ｖｐｐが出力されても、直流電流値Ｉｄｃが目標電流範囲内にならず、キャリブレーションが正常に実行できないことがある。
【００５１】
そこで、画像形成制御部４０にエージング制御部５４を備え、キャリブレーションが正常に実行できないとき、つまり交流電圧制御部５２により直流電流値Ｉｄｃを目標電流範囲に制御できないとき、または、正常に実行できない虞のあるとき、つまりデジタル複写機１００の環境温度が所定温度未満のとき、或はデジタル複写機１００の電源投入時または省電力モードからの復帰時に、帯電部材４２の抵抗値を低下させるエージングを行い、当該エージングによりキャリブレーションを正常に実行できる環境を整えた後、キャリブレーションを実行するように構成されている。
【００５２】
ここで、環境温度とは、デジタル複写機１００の機内温度を指し、帯電部材４２近傍に設置された環境温度センサでなる環境温度計測部６１により計測され、エージング制御部５４に出力される。
【００５３】
エージング制御部５４は、交流電圧Ｖａｃ及び直流電圧Ｖｄｃを予め設定された所定電圧値に保持するとともに、交流電圧Ｖａｃの周波数を画像形成動作時の周波数と異なる周波数に設定して像担持体４１を回転駆動する。
【００５４】
詳述すると、エージング制御部５４は、駆動制御部５３を介して像担持体４１を所定の回転速度で回転駆動し、直流電圧制御部５１を介して直流電圧Ｖｄｃを放電開始電圧値Ｖｔｈに保持し、交流電圧制御部５１を介して交流電圧Ｖａｃを放電開始電圧値Ｖｔｈの三倍程度のピーク間電圧値Ｖｐｐ、具体的には１．５［ｋＶ］に保持するとともに、交流電圧Ｖａｃの周波数を画像形成動作時の周波数と異なる適正なエージング周波数に設定する。
【００５５】
本実施形態では、交流電圧制御部５２は、交流電圧Ｖａｃの周波数を画像形成動作時の周波数である２．０［ｋＨｚ］より低い周波数である１．３［ｋＨｚ］に設定する。これにより、帯電部材４２内の導電イオンの運動が促進されて、帯電部材４２の抵抗値が徐々に低下していく。図９に示すように、交流電圧Ｖａｃの周波数を画像形成動作時の周波数より低い周波数に設定することにより帯電電位が速く上昇し、帯電部材４２の抵抗値が速く低下する。尚、エージング制御時の交流電圧Ｖａｃの周波数は予め実験等の結果に基づいて設定される値である。
【００５６】
エージング制御部５４の作動中、電流検出部９６は常に直流電流値Ｉｄｃを検出するように構成され、エージング制御部５４は、電流検出部９６により検出された直流電流値Ｉｄｃが目標電流範囲に達したとき、または、予め設定された所定時間が経過したときに、エージングを終了する。
【００５７】
所定時間はデジタル複写機１００の環境温度に基づいて設定される。具体的には、環境温度計測部６１により計測された環境温度が入力されると、エージング制御部５４は、画像形成制御部４０の備えるＲＯＭに記憶された環境温度についてのテーブルデータ、例えば、図１０に示すような環境温度テーブルを参照してエージングを実行する最長の時間である最大エージング時間としての所定時間を決定する。
【００５８】
当該環境温度テーブルでは、環境温度が１５度以上の時は、最大エージング時間が「０」であるので、エージング制御部５４によるエージングは実行されない。環境温度が１５度未満の時は、環境温度テーブルに設定された最大エージング時間だけ、エージング制御部５４によるエージングが実行される。
【００５９】
これにより、エージング制御部５４によるエージングは早期に終了し、画像形成制御部４０は早期にキャリブレーションを実行することができる。
【００６０】
以下に、デジタル複写機１００のエージング動作について、図１１に示すフローチャートを用いて説明する。
【００６１】
デジタル複写機１００に電源が投入され、又は、省電力モードから復帰すると、エージング制御部５４は作動され、環境温度計測部６１により計測されたデジタル複写機１００の環境温度を取得して、環境温度テーブルを参照して、最大エージング時間を決定する。（Ｓ１、Ｓ２）。
【００６２】
最大エージング時間が「０」となる環境温度が１５度以上のとき（Ｓ３）、画像形成制御部４０によるキャリブレーションが実行され（Ｓ４）、直流電流値Ｉｄｃが目標電流範囲に維持されると（Ｓ５）、そのときの交流電圧Ｖａｃのピーク間電圧値Ｖｐｐが画像形成動作時のピーク間電圧値Ｖｐｐに決定され、キャリブレーションが終了する。
【００６３】
キャリブレーションによって直流電流値Ｉｄｃが目標電流範囲に維持できないとき（Ｓ５）、エージング制御部５４は作動し、最大エージング時間を予め設定された所定時間に決定して、エージングを開始する（Ｓ４）。尚、当該所定時間は環境温度テーブルが記憶されたＲＯＭに記憶されている。
【００６４】
また、環境温度が１５度未満のとき、エージング制御部５４はエージングを開始し（Ｓ４）、ピーク間電圧値Ｖｐｐが放電開始電圧値Ｖｔｈの３倍程度の電圧値に保持されるともに、周波数が１．３［ｋＨｚ］に設定された交流電圧Ｖａｃと、電圧値が放電開始電圧値Ｖｔｈに保持された直流電圧Ｖｄｃが重畳された振動電圧が帯電部材４２に印加される。また、像担持体４１が所定の回転速度で回転駆動される。
【００６５】
直流電流値Ｉｄｃが目標電流範囲に維持されるまで、または、最大エージング時間が経過するまでエージング制御部５４によるエージングが実行され、直流電流値Ｉｄｃが目標電流範囲に維持され、または、最大エージング時間が経過すると、エージング制御部５４によるエージングが終了する（Ｓ８〜Ｓ１０）。
【００６６】
エージングが終了すると、画像形成制御部４０は、交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐを所定の電圧値に保持するとともに、周波数を２．０［ｋＨｚ］に設定して、キャリブレーションを実行する（Ｓ１１、Ｓ１２）。
【００６７】
以下に、別実施形態について説明する。
【００６８】
上述の実施形態では、本発明を適用したデジタル複写機１００を用いて本発明の画像形成装置について説明したが、複写機以外にプリンタ等、帯電部材により像担持体を所定の帯電電位に設定するように構成された画像形成装置であれば、本発明を適用することが可能である。
【００６９】
上述の実施形態では、エージング制御部５４によるエージングが終了するまでの所定時間が、デジタル複写機１００の環境温度に基づいて設定されるものとしたが、環境温度によらず一定時間に設定されるものであってもよい。これにより、環境温度が設定されたテーブルデータを記憶するＲＯＭの容量を削減することができる。
【００７０】
上述の実施形態では、帯電ローラでなる帯電部材４２を備えた画像形成装置について説明したが、本発明は、帯電部材４２が像担持体に接触配置または近接配置されたブレードで構成される場合でも適用可能である。
【００７１】
尚、上述した実施形態は何れも本発明の一実施例に過ぎず、当該記載により本発明の範囲が限定されるものではなく、各部の具体的構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】画像形成制御部と高圧発生回路の説明図
【図２】デジタル複写機の機能ブロック図
【図３】画像形成部の説明図
【図４】各制御部の説明図
【図５】直流電圧電源の説明図
【図６】シャントレギュレータの説明図
【図７】交流電圧電源の説明図
【図８】電流計即部の説明図
【図９】エージング時間と帯電電位のグラフ
【図１０】環境温度テーブルの説明図
【図１１】エージング動作を説明するフローチャート
【図１２】（ａ）は直流電流と帯電電位のグラフ、（ｂ）は直流電圧と直流電流のグラフ
【図１３】温度変化に伴うピーク間電圧と帯電電位の関係グラフ
【符号の説明】
【００７３】
４０：画像形成制御部
４１：像担持体
４２：帯電部材
４２ａ：芯金
４２ｂ：エピクロルヒドリンゴム層
５１：直流電圧制御部
５２：交流電圧制御部
５３：駆動制御部
５４：エージング制御部
６０：像担持体駆動部
６１：環境温度計測部
９０：基板
９１：高圧発生回路
９２：直流電圧電源
９３：シャントレギュレータ
９４：コンデンサ
９５：交流電圧電源
９６：電流検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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