画像形成装置及び該画像形成装置に対する帯電バイアスキャリブレーション方法
【課題】クリーニングブレードの損傷を好適に抑止する画像形成装置及び帯電バイアスキャリブレーション方法を提供することが課題である。
【解決手段】像担持体と、像担持体にトナーを供給するトナー供給部と、帯電バイアスが与えられる帯電部材と、像担持体の面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードと、直流電圧と交流電圧を重畳させてなる帯電バイアスを印加する高圧発生回路と、交流電圧のピーク間電圧を所定の値に制御する電圧制御手段と、帯電バイアスのキャリブレーション制御を行なう制御手段を備え、帯電部材により帯電された像担持体の帯電周面の少なくとも一部がトナーに覆われた状態で、帯電周面を前記クリーニングブレードに向かわせることを特徴とする画像形成装置。
【解決手段】像担持体と、像担持体にトナーを供給するトナー供給部と、帯電バイアスが与えられる帯電部材と、像担持体の面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードと、直流電圧と交流電圧を重畳させてなる帯電バイアスを印加する高圧発生回路と、交流電圧のピーク間電圧を所定の値に制御する電圧制御手段と、帯電バイアスのキャリブレーション制御を行なう制御手段を備え、帯電部材により帯電された像担持体の帯電周面の少なくとも一部がトナーに覆われた状態で、帯電周面を前記クリーニングブレードに向かわせることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの画像形成装置の像担持体上の残留トナーを除去するクリーニングブレードを損傷させることなく、像担持体表面を均一に帯電させるための帯電バイアス（振動電圧）を定める帯電バイアスキャリブレーションを実行する画像形成装置及び帯電バイアスキャリブレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの画像形成装置の像担持体表面を帯電させる手法として、接触帯電方式が数多く採用されている。接触帯電方式は、ローラ型或いはブレード型等の帯電部材を像担持体表面に接触配置又は近接配置し、帯電部材に、直流電圧と交流電圧が重畳された帯電バイアスを印加し、像担持体表面を均一に帯電させる手法である。接触帯電方式は、低圧プロセスであり、オゾンの発生量を削減できるとともに、低コストに実現可能であるという利点を備える。
【０００３】
特許文献１は、印加される交流電圧と帯電電位の関係を開示する。特許文献１は、帯電バイアスを構成する交流電圧のピーク間電圧値を昇圧させると、像担持体の帯電バイアスが、交流電圧値の増加に対して、比例して増加すること並びに帯電バイアスを構成する直流電圧による帯電開始電圧の約２倍の電圧にピーク間電圧値が達すると、帯電電位が飽和し、ピーク間電圧を更に昇圧させても、帯電電位が変化しないことを開示する。特許文献１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り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帯電バイアスを印加する必要があると結論付けるとともに、帯電バイアスの印加により得られる帯電バイアスは、印加電圧の直流成分に依存するということに言及する。
【０００４】
特許文献１の示唆に基づき、接触帯電方式に用いられる帯電部材には、変曲点（交流電圧のピーク間電圧をそれ以上昇圧しても、帯電電位が変化しない値）以上の値にピーク間電圧の設定がなされた帯電バイアスの印加がなされる。
【０００５】
変曲点は、帯電部材の抵抗値、使用環境（温度等）及び経時変化などの諸条件により変動する。変曲点を超えるピーク間電圧が増加すると、逆放電による放電量が増加し、像担持体上に付着する放電生成物（NOxなど）の量が増加することとなる。この結果、像担持体表面の動摩擦抵抗が増大し、トナーのすり抜け（クリーニング不良）やブレードの捲れなどの不具合を引き起こすこととなる。これらの不具合を防止するため、帯電バイアスのキャリブレーションと呼ばれるバイアス制御を実行し、ピーク間電圧を必要最低限の電圧値（変曲点以上且つ変曲点近傍の電圧値）に設定している。
【０００６】
特許文献２は、帯電バイアスキャリブレーションの一実施例を開示する。特許文献２の帯電バイアスキャリブレーションは、電流検出手段を用いて、像担持体と帯電部材間の直流電流値を検出する段階と、検出される直流電流値が所定値以下になるまで、ピーク間電圧を徐々に増加させ、目標電圧を決定する段階を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−１４９６６８号公報
【特許文献２】特開２００８−２１６７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２の帯電バイアスキャリブレーションは、目標電圧を定めるために、ピーク間電圧を、変曲点を超える値にする段階を含む。この段階を実行している間、一時的に過剰放電を生じ、像担持体周面の一部の領域に過剰な放電生成物が付着することとなる。この結果、過剰な放電生成物が付着した領域の動摩擦係数は増加し、クリーニングブレードのエッジが損傷する（例えば、エッジの欠損やブレードの捲れなど）という問題を招来することとなる。
【０００９】
低温環境下で、特許文献２の帯電バイアスキャリブレーションを実行する場合には、帯電部材の抵抗値が、常温時と比べて、高くなるため、帯電バイアスキャリブレーションに用いられるピーク印加電圧は、通常よりも高めに設定される。このため、帯電バイアスキャリブレーションに温度センサが用いられるが、温度センサが検出する温度と、帯電部材の実際の温度に差異を生じ、帯電部材の実際の温度が検出温度よりも高い場合には、上述したピーク間電圧の過剰印加の問題は更に顕著となる。
【００１０】
本発明は、上述した問題を鑑みてなされたものであり、帯電バイアスキャリブレーションを実行している間の過剰なピーク間電圧の印加に起因するクリーニングブレードの損傷を好適に抑止する画像形成装置及び帯電バイアスキャリブレーション方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成する本発明の一局面に係る画像形成装置は、像担持体と、該像担持体近傍に配される現像ローラを介して、前記像担持体にトナーを供給するトナー供給部と、前記像担持体に接触又は近接して配置され、帯電バイアスが与えられる帯電部材と、前記像担持体の面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードと、直流電圧と交流電圧を重畳させてなる帯電バイアスを印加する高圧発生回路と、前記交流電圧のピーク間電圧を所定の値に制御する電圧制御手段と、帯電バイアスのキャリブレーション制御を行なう制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記電圧制御手段に、前記交流電圧のピーク間電圧を変化させながら、前記高圧発生回路から前記帯電バイアスを前記帯電部材に対して印加させ、更に、前記制御手段は、前記像担持体を回転させるとともに、前記トナー供給部に前記像担持体へのトナーの供給を開始させ、前記帯電部材により帯電された前記像担持体の帯電周面の少なくとも一部が前記トナーに覆われた状態で、前記帯電周面を前記クリーニングブレードに向かわせることを特徴とする（請求項１）。上記構成において、前記現像ローラがバイアスを印加するバイアス印加手段を備え、該バイアス印加手段が、前記現像ローラに現像バイアスを印加することにより、前記トナーが前記像担持体に供給される（請求項２）。
【００１２】
上記構成によれば、像担持体に供給されたトナーが、帯電バイアスキャリブレーションの間に生じた一時的な過剰なピーク間電圧に起因する高い動摩擦係数の領域を覆うため、クリーニングブレードと像担持体の間の摩擦力が低減し、好適に、クリーニングブレードの損傷を防止することができる。
【００１３】
上記構成において、画像形成装置は、電流検出手段を更に備え、該電流検出手段が、前記帯電バイアスが印加されている間、前記像担持体と前記帯電部材間を流れる直流電流を検出する（請求項３）。この構成において、前記電圧制御手段が、メモリを備え、該メモリ内に、予め定められた第１のピーク間電圧の値と、第２のピーク間電圧の値と、第３のピーク間電圧の値を格納し、前記第１のピーク間電圧の値及び前記第２のピーク間電圧の値は、所定の基準ピーク間電圧の値よりも低い値であり、前記第３のピーク間電圧の値は、前記基準ピーク間電圧よりも高い値である（請求項４）。尚、所定の基準ピーク間電圧を、例えば、像担持体の帯電電位を飽和させるピーク間電圧とすることができる。また、前記電圧制御手段のメモリは、互いに異なる複数の温度に対応する複数の前記第１のピーク間電圧の値、前記第２のピーク間電圧の値及び前記第３のピーク間電圧の値を格納する（請求項５）。
【００１４】
上記構成において、前記帯電部材の温度を検出するとともに該検出された温度に対応する信号を前記電圧制御手段に送信する検出センサを更に備え、前記電圧制御手段は、前記検出センサからの信号に基づき、前記検出センサが検出した温度に対応する前記第１のピーク間電圧の値、前記第２のピーク間電圧の値及び前記第３のピーク間電圧の値を読み出す段階と、前記帯電キャリブレーションの間、前記交流電圧のピーク間電圧を、前記読み出された第１のピーク間電圧の値、前記読み出された第２のピーク間電圧の値、前記読み出された第３のピーク間電圧に変化させる段階を実行し、前記電流検出手段が、前記第１のピーク間電圧の交流電圧を含む帯電バイアスを印加している間の第１の直流電流の値と、前記第２のピーク間電圧の交流電圧を含む帯電バイアスを印加している間の第２の直流電流の値と、前記第３のピーク間電圧の交流電圧を含む帯電バイアスを印加している間の第３の直流電流の値を検出する（請求項６）。
【００１５】
上記構成において、目的とする帯電バイアスを算出する手法は、様々であるが、ある特定の構成では、前記電流検出手段が、前記電圧制御手段に、前記第１の直流電流の値に関する信号と、前記第２の直流電流の値に関する信号と、前記第３の直流電流の値に関する信号を送信し、前記電圧制御手段が、前記読み出された第１のピーク間電圧、前記読み出された第２のピーク間電圧、前記送信された前記第１の直流電流の値に関する信号及び前記第２の直流電流の値に関する信号に基づき、回帰直線を算出する段階と、該算出された回帰直線の値が、前記第３の直流電流の値と等しくなるピーク間電圧の値を算出する段階を実行する（請求項７）。この特定の構成において、前記電圧制御手段が、前記回帰直線に基づき算出されたピーク間電圧の値に所定の補正値を加算する段階と、前記所定の補正値を加算して得られたピーク間電圧の値を帯電バイアスとして、前記メモリに記憶させる段階を実行する（請求項８）。
【００１６】
本発明の他の曲面に係る帯電バイアスキャリブレーション方法は、所定の基準ピーク間電圧よりも低いピーク間電圧を有する第１の交流電圧と直流電圧を重畳させてなる第１の帯電バイアスを、前記像担持体に接触又は近接して配置される帯電部材に印加する段階と、前記第１の交流電圧のピーク間電圧とは異なるピーク間電圧であるとともに前記基準ピーク間電圧よりも低いピーク間電圧を有する第１の交流電圧と前記直流電圧を重畳させてなる第２の帯電バイアスを前記帯電部材印加する段階と、前記基準ピーク間電圧よりも高いピーク間電圧を有する第３の交流電圧と前記直流電圧を重畳させてなる第３の帯電バイアスを前記帯電部材に印加する段階と、前記第１の帯電バイアス、前記第２の帯電バイアス及び前記第３の帯電バイアスを印加している間、前記帯電部材により帯電された前記像担持体の面にトナー層を形成する段階と、前記トナー層に前記像担持体と該像担持体の面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードの間に供給する段階からなることを特徴とする（請求項９）。上記構成によれば、像担持体に供給されたトナーが、帯電バイアスキャリブレーションの間に生じた一時的な過剰なピーク間電圧に起因する高い動摩擦係数の領域を覆うため、クリーニングブレードと像担持体の間の摩擦力が低減し、好適に、クリーニングブレードの損傷を防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
上述の如く、本発明に係る画像形成装置並びに帯電バイアスキャリブレーション方法は、好適にクリーニングブレードの損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用したデジタル複写機の外観図である。
【図２】本発明を適用したデジタル複写機の内部構造を示す概略図である。
【図３】デジタル複写機の制御手段のブロック構成図である。
【図４】本発明を適用した帯電制御装置のブロック構成図である。
【図５】帯電バイアスキャリブレーションに用いる交流電圧波形の一例を示す図である。
【図６】帯電バイアスキャリブレーションの一例を示すフローチャートである。
【図７】図６に示す帯電バイアスキャリブレーションを実行した後の像担持体を概略的に示す図である。
【図８】初期電圧調整手段９５による割込み作動について説明するためのフローチャートである。
【図９】初期電圧調整手段９５による割込み作動について説明するためのフローチャートである。
【図１０】図６に示す帯電バイアスキャリブレーションを実行して得られたキャリブレーション曲線を示す図である。
【図１１】帯電バイアスキャリブレーション曲線を利用して、目標とするピーク間電圧値を決定する手法を説明する図である。
【図１２】初期電圧調整手段のメモリ内に構築されたデータ構造を示す図である。
【図１３】図１１に関連して説明する帯電バイアスキャリブレーションのフローチャートである。
【図１４】図１３に関連して説明する帯電バイアスキャリブレーションを実行した後の像担持体を概略的に示す図である。
【図１５】トナー層の効果を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の例示的な実施例を詳しく説明する。尚、本発明の一実施形態として、以下の説明では、デジタル複写機を示すが、本発明は、これに限定されるものではなく、プリンタ、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの他の画像形成装置にも適用可能である。
【００２０】
図１は、デジタル複写機の斜視図である。図２は、デジタル複写機の内部構造を概略的に示す図である。デジタル複写機１は、原稿として用いられる用紙をセットする原稿載置部２と、原稿から読み込んだデータを電子データに変換する画像読取部３と、画像読取部３によって電子データに変換された画像データに基づいて用紙上にトナー像を形成して出力する画像形成部４と、用紙上に出力されたトナー像を加熱して用紙上に定着させる定着部５と、用紙を搬送する搬送部６と、夫々異なるサイズまたは種類の用紙が収容された複数の給紙カセット７（７ａ〜７ｄ）及び機械左側部に設けられた手差し給紙口（図示せず）と、各種のメニューを設定する複数のメニュー設定キー等が配置された操作部８を備える。
【００２１】
画像形成部４は、像担持体４１と、像担持体４１に接触配置されるとともに帯電処理を実行する帯電部材４２と、帯電された像担持体４１を露光し、静電潜像を形成するプリントヘッド４３と、像担持体４１に形成された静電潜像にトナーを静電付着させ、トナー像を顕像化する現像部４４（現像ローラ）と、内部に充填されたトナーを現像部４４へ供給するトナーカートリッジ４５と、現像されたトナー像を用紙に転写する転写部４６と、転写の後に像担持体４１に残留するトナーを除去並びに回収するクリーナ部４７（クリーニングブレード）と、像担持体４１表面の残留電位を落とすとともに均一化する除電ランプ４８を備える。尚、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り、駆動装置（図示せず）により中心支軸を中心に回転駆動される。また、帯電部材４２は、帯電ローラであり、芯金４２１と、芯金４２１を被覆するエピクロルヒドリンゴム層４２２から構成される。尚、エピクロルヒドリンゴム層４２２は、導電性を有する弾性層である。トナーカートリッジ４５は、交換ユニットであり、トナーが消費されたときに、新たなトナーカートリッジ４５に交換される。画像形成部４は、更に、帯電制御装置９を備える。帯電制御装置９は、帯電部材４２に接続する。帯電制御装置９は、帯電部材４２に電圧を印加することで、像担持体４１の帯電を制御する役割を担う。
【００２２】
図３は、デジタル複写機１の制御手段を示す概略的なブロック線図である。デジタル複写機１は、画像読取部３による原稿やデータに対する読取動作を制御する画像読取制御手段１００と、デジタル複写機１のシステムを統括するとともに、画像形成部４、定着部５、搬送部６及び給紙カセット７を制御する画像出力制御手段２００と、操作部８の入出力信号を制御する操作制御手段３００を備える。
【００２３】
制御手段１００、２００、３００それぞれは、単一または複数の制御基板と、制御基板に固定された単一または複数のＣＰＵと、ＣＰＵにより実行される制御プログラム等が格納されたＲＯＭと、制御データを格納するＲＡＭと、制御対象である各種の負荷に信号を出力し、各種のセンサからの検出値を入力する入出力インタフェース回路を備える。各ＣＰＵは相互にシリアル通信ライン４００により接続され、分散型の制御システムが構築される。各ＣＰＵにより実行される制御プログラム及び関連するハードウェアにより、デジタル複写機１に画像形成動作を実行させるための所定の機能が実現される。
【００２４】
図４は、帯電制御装置９の構成を示す概略図である。帯電制御装置９は、像担持体４１に接触配置された帯電部材４２に、直流電圧と交流電圧が重畳された帯電バイアスを印加する高圧発生回路９１と、像担持体４１と帯電部材４２間の直流電流値を検出する電流検出手段９２と、交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐを目標電圧に制御する電圧制御手段９６を備える。
【００２５】
電圧制御手段９６は、初期電圧調整手段９５と、交流電圧手段９４と、直流電圧制御手段９３を備える。高圧発生回路９１は、直流電圧電源９１１と、交流電圧電源９１２を備える。直流電圧電源９１１は、直流電圧制御手段９３の制御下において、パルストランス（図示せず）により、任意の直流電圧を出力する。また、交流電圧電源９１２は、交流電圧制御手段９４の制御下において、パルストランス（図示せず）により、交流電圧を出力する。交流電圧電源９１２からの交流電圧は、所定周波数の正弦波からなり、任意のピーク間電圧値Ｖｐｐを有することができる。
【００２６】
電流検出手段９２は、高圧発生回路９１から帯電部材４２に印加された帯電バイアスにより発生する像担持体４１と帯電部材４２との間に流れる直流電流値を検出する。
【００２７】
電圧制御手段９６は、交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐを目標電圧に制御する。電圧制御手段９６は、上述の如く、直流電圧を制御する直流電圧制御手段９３と、交流電圧を制御する交流電圧制御手段９４と、初期電圧調整手段９５を備える。初期電圧調整手段９５は、電流検出手段９２により検出された直流電流値の増加量が所定値以下となるまで、ピーク間電圧を次第に上昇させ、目標電圧を求める役割を担う。直流電圧制御手段９３は、初期電圧調整手段９５によって指示された値の直流電圧を、帯電部材４２に印加させるように直流電圧電源９１１を制御する。交流電圧制御手段９４は、初期電圧調整手段９５によって指示された値のピーク間電圧値Ｖｐｐの交流電圧を、帯電部材４２に印加させるように交流電圧電源９１２を制御する。なお、電圧制御手段９６の機能は、画像出力制御手段２００において、制御プログラムが実行されることによって実現されている。
【００２８】
以下、初期電圧調整手段９５について詳述する。初期電圧調整手段９５は、デジタル複写機１へ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。初期電圧調整手段９５は、操作制御手段３００から電源投入された旨の信号または省電力モードから復帰した旨の信号を受け取ると、直流電圧制御手段９３を制御し、所定の直流電圧を高圧発生回路９１から出力させる。ここで、所定の直流電圧とは、デジタル複写機１の組立時において、デジタル複写機１に搭載される像担持体４１の帯電電位が所定値（例えば、３００Ｖ）となるように調整した場合の直流電圧値（例えば、４００Ｖ）である。
【００２９】
図５は、初期電圧調整手段９５による制御下で、高圧発生回路９１から出力される交流電圧の一例を示す図である。初期電圧調整手段９５は、操作制御手段３００から電源投入された旨の信号または省電力モードから復帰した旨の信号を受け取ると、交流電圧制御手段９４を制御し、所定の交流電圧を高圧発生回路９１から出力させる。ここで、所定の交流電圧とは、図５に示す如く、時間経過に伴い、ピーク間電圧値Ｖｐｐ（正弦波の振幅に相当する電圧値）の値が増加していく交流電圧である。例えば、所定の交流電圧は、ピーク間電圧値Ｖｐｐを４００Ｖから１５００Ｖまで１００Ｖずつ増加させながら、各ピーク間電圧値Ｖｐｐの交流電圧が０．５秒間出力されるような交流電圧である。
【００３０】
初期電圧調整手段９５は、交流電圧制御手段９４を制御し、ピーク間電圧値Ｖｐｐを次第に増加させる。また、各値のピーク間電圧値Ｖｐｐが帯電部材４２に印加されたときの直流電流値を電流検出手段９２から受け取る。更に、受け取った直流電流値の増加量が所定値以下となったとき、初期電圧調整手段９５は、所定値以下の増分を生じさせたピーク間電圧を目標電圧に定める。
【００３１】
初期電圧調整手段９５は、検出された直流電流値を、画像出力制御手段２００に設けられているＲＡＭに記憶させる。電流検出手段９２から送られてきた最新の直流電流値と、ＲＡＭに記憶されているそれまで最新であった直流電流値との差分を算出する。初期電圧調整手段９５によって算出された差分が予め設定された所定値以下となった場合、電圧制御手段９６は、最新の直流電流値を検出した時のピーク間電圧値Ｖｐｐを新たなピーク間電圧値Ｖｐｐに定める。新たに定められたピーク間電圧Ｖｐｐは、その後、帯電制御装置９が、帯電部材４２に帯電バイアスを印加する際の目標電圧値となる。この目標電圧値は、ＲＡＭに記憶される。なお、初期電圧調整手段９５は、目標電圧値を記憶する際に、計算誤差等を考慮して、上述した目標電圧値より所定割合（例えば５〜１０％）だけ大きいピーク間電圧値Ｖｐｐを目標電圧値として記憶することもできる。一方、初期電圧調整手段９５によって算出された差分が、予め設定された値より大きい場合、電圧制御手段９６は、算出された差分が予め設定された値以下となるまで、または、ピーク間電圧値Ｖｐｐが最大値（本実施形態では、上述した所定の交流電圧の最大値である１５００Ｖ）より大きくなるまで、直流電圧制御手段９３と交流電圧制御手段９４を制御し、帯電バイアスの印加を続行させる。
【００３２】
デジタル複写機１への電源投入時または省電力モードからの復帰時において、初期電圧調整手段９５は、上述の如く、作動する。
【００３３】
図４に示す如く、デジタル複写機１は、環境センサ１０を備える。図４に示す例では、環境センサ１０は、帯電部材４２の上方に配されるが、本実施例はこれに限定されるものではなく、帯電部材４２の環境温度及び環境湿度を検出することができる任意の位置（帯電部材４２の近傍位置）に配される。環境センサ１０が検出する環境温度並びに環境湿度が所定の大きさの範囲であり、且つ、初期電圧調整手段９５により求められた目標電圧が所定の電圧以上である場合には、画像形成動作中に、初期電圧調整手段９５が割込み作動する。
【００３４】
初期電圧調整手段９５の割込み作動は、画像形成動作中に所定のインターバルを以って実行される。また、画像形成動作が所定時間継続すると、初期電圧調整手段９５の割込み作動は終了する。
【００３５】
初期電圧調整手段９５の割込み作動が実行されるとき、初期電圧調整手段９５は、デジタル複写機１の電源投入時または省電力モードからの復帰時に行なわれる目標電圧を求める処理中に、環境センサ１０によって検出された温度が予め設定された範囲（本実施例では１５度以下）、且つ、環境センサ１０によって検出された湿度が予め設定された範囲（本実施例では６０％ＲＨ以上）であるか否かを判断する。
【００３６】
上述の条件が満たされている場合、初期電圧調整手段９５は、特殊モード予備フラグを立てる。特殊モード予備フラグは、例えば、画像出力制御手段２００のＲＡＭに割り当てられた所定アドレスを０から１に変化させることによって立てられる。一方、上述の条件が満たされていない場合、初期電圧調整手段９５は、特殊モード予備フラグを立てない。
【００３７】
特殊モード予備フラグが立てられ、デジタル複写機１の電源投入時または省電力モードからの復帰時に行なわれる目標電圧を求める処理の結果、画像出力制御手段２００に設けられているＲＡＭに記憶された目標電圧値が予め設定された値（例えば、本実施例では１４００Ｖ）以上であるとき、初期電圧調整手段９５は、特殊モードフラグを立てる。特殊モードフラグは、特殊モード予備フラグと同様、画像出力制御手段２００のＲＡＭに割り当てられた所定アドレス（但し前記特殊モード予備フラグとは異なるアドレス）を０から１に変化させることによって立てられる。なお、特殊モード予備フラグは、特殊モードフラグが立てられた後に、初期電圧調整手段９５よって下ろされる（１から０へ戻される）。一方、目標電圧値が予め設定された値である１４００Ｖ未満である場合、または、特殊モード予備フラグが立てられていない場合、初期電圧調整手段９５は特殊モードフラグを立てない。
【００３８】
特殊モードフラグが立てられているとき、初期電圧調整手段９５は、デジタル複写機１の画像形成動作中に割込み作動して、特殊モードの動作を実行させる。一方、特殊モードフラグが立てられていないとき、初期電圧調整手段９５によって特殊モードの動作が実行させられることはなく、画像出力制御手段２００によって通常の画像形成動作が実行される。
【００３９】
特殊モードフラグが立てられた状態で画像形成動作が始まると、初期電圧調整手段９５は、一定時間毎（本実施例では６０秒毎）に、画像出力制御手段２００に中断信号を送り、画像出力制御手段２００の制御下にある画像形成動作を中断させる。その後、デジタル複写機１の電源投入時または省電力モードからの復帰時と同様に、初期電圧調整手段９５は、目標電圧を求める処理を実行する。
【００４０】
目標電圧を求める処理の実行が終了すると、初期電圧調整手段９５は、新たに求められた目標電圧値が予め設定された値（例えば、本実施形態では１４００Ｖ）以上である場合は、特殊モードフラグを立てられた状態を維持し、画像出力制御手段２００に画像形成動作を再開させる。画像出力制御手段２００によって再開された画像形成動作は、特殊モードフラグが立てられている状態であるので、初期電圧調整手段９５によって６０秒後に再び中断させられる。一方、新たに求められた目標電圧値が予め設定された値（例えば、本実施例では１４００Ｖ）未満である場合は、初期電圧調整手段９５は、特殊モードフラグを下ろし（１から０へ戻す）、画像出力制御手段２００に画像形成動作を再開させる。
【００４１】
上述の画像形成動作の中断を伴う目標電圧を求める処理が所定回数（例えば、本実施例では１０回）、即ち、合計で１０分間繰り返された場合には、初期電圧調整手段９５は特殊モードフラグを強制的に下ろし、画像出力制御手段２００による画像形成動作を中断または再開させる。
【００４２】
図６は、帯電バイアスキャリブレーションを実行し、帯電バイアスを決定する工程を説明するフローチャートである。デジタル複写機１の電源が投入されるとき或いはデジタル複写機１が省電力モードから復帰すると（Ｓ１００）、操作制御手段３００は、画像出力制御手段２００に帯電バイアスキャリブレーションを開始させるトリガー信号を送信する。画像出力制御手段２００が画像形成部４を動作させ、像担持体４１が回転する（Ｓ１０１）。同時に或いはその後、画像出力制御手段２００は、現像部４４が備えるバイアス用電源に作動信号を送信し、バイアス用電源が、現像ローラに現像バイアスを印加する。これにより、現像部４４からトナーを像担持体４１に付着させる（Ｓ１０２）。尚、このとき、画像出力制御手段２００は、転写部４６が備えるバイアス用電源に作動信号を送信し、転写部４６のバイアス用電源は、転写部に通常印字時の逆の極性バイアスを印加する。これにより、像担持体４１に付着したトナーがクリーナ部４７に到達することとなる。初期電圧調整手段９５は、直流電圧制御手段９３と交流電圧制御手段９４を制御し、直流電圧電源９１１から直流電圧を出力するとともに交流電圧電源９１２から所定のピーク間電圧値Ｖｐｐ（初期値）の交流電圧を出力し、帯電部材４２にこれら直流電圧及び交流電圧を重畳させてなる帯電バイアスを印加する（Ｓ１０３）。尚、図２に示す如く、現像部４４は、像担持体４１の回転方向において、帯電部材４２よりも下流に位置するので、帯電バイアスの印加が、現像バイアスの印加よりも前に行なわれてもよい。ただし、この場合には、帯電バイアスの印加がなされた像担持体４１の周面領域が、現像部４４を通過する前に、現像バイアスの印加がなされる。
【００４３】
電流検出手段９２は、帯電バイアスの印加によって帯電部材４２に流れる直流電流値を検出し、検出された直流電流値を初期電圧調整手段９５に送る（Ｓ１０４）。初期電圧調整手段９５は、送られてきた直流電流値と以前に送られてきて記憶されている直流電流値との差分を算出する（Ｓ１０５）。
【００４４】
初期電圧調整手段９５において算出された差分が予め設定された所定値（例えば略零以下）となった場合（Ｓ１０６）、初期電圧調整手段９５は、送られてきた直流電流値を検出した時のピーク間電圧値Ｖｐｐを目標電圧値として記憶する（Ｓ１０７）。一方、初期電圧調整手段９５において算出された差分が所定値より大きく（Ｓ１０６）、送られてきた直流電流値を検出した時のピーク間電圧値Ｖｐｐが最大値（例えば１５００Ｖ）以下である場合は（Ｓ１０８）、初期電圧調整手段９５は交流電圧制御手段９４を制御し、ピーク間電圧値Ｖｐｐを一定値（例えば、１００Ｖ）増加させ（Ｓ１０９）、増加したピーク間電圧値Ｖｐｐを用いて、帯電部材４２に帯電バイアスを印加させる（Ｓ１１０）。初期電圧調整手段９５において算出された差分が所定値より大きく（Ｓ１０６）、送られてきた直流電流値を検出した時のピーク間電圧値Ｖｐｐが最大値（例えば１５００Ｖ）より大きい場合（Ｓ１０８）は、初期電圧調整手段９５は、例えば、操作制御手段３００を制御し、デジタル複写機１の操作部８に設けられた液晶タッチパネル等へ警告メッセージを表示させた後、処理を終了する（Ｓ１１１）。
【００４５】
図７は、図６に示すフローチャートに従い目標電圧値を定める工程において、最初に帯電バイアスを印加された像担持体４１上の領域が、クリーナ部４７に到達した状態を示す模式図である。図７中、符号４１０で示す領域は、帯電部材４２により帯電された像担持体４１の周面領域である。図７中、符号４１１で示す層は、現像部４４からのトナーが像担持体４１の周面上に形成したトナー層である。上述の如く、帯電部材４２により帯電された先頭の領域が、現像部４４を通過する前に、現像バイアスが印加され、像担持体４１周面上にトナー層４１１が形成される。したがって、トナー層は、帯電部材４２により帯電された領域を被覆する。この結果、帯電部材４２により帯電された領域が、クリーナ部４７を通過するとき、クリーナ部４７と像担持体４１の間には、トナー層４１１が存在することとなる。トナー層４１１は、潤滑層としての役割を果たす。したがって、帯電バイアスの印加に起因して像担持体４１周面の動摩擦係数が局所的に増加したとしても、動摩擦係数が高い領域をトナー層が被覆するため、クリーナ部４７の損傷が防止されることとなる。
【００４６】
図８及び図９は、初期電圧調整手段９５による割込み作動を示すフローチャートである。デジタル複写機１の電源投入時又はデジタル複写機１が省電力モードから復帰すると（Ｓ２００）、初期電圧調整手段９５は、環境センサ１０によって検出された温度が予め設定された範囲、且つ、環境センサ１０によって検出された湿度が予め設定された範囲であるか否かを判断する（Ｓ２０１）。検出された温度並びに湿度がともに予め設定された範囲内の値であるとき、初期電圧調整手段９５は、特殊モード予備フラグを立てる（Ｓ２０２）。
【００４７】
その後、図６に示すフローチャートを用いて説明された目標電圧算出処理が行なわれ（Ｓ２０３）、初期電圧調整手段９５は、ステップＳ２０３で求められた目標電圧値が所定値以上であるか否かを判断する（Ｓ２０４）。求められた目標電圧値が予め設定された値（例えば、１４００Ｖ）以上であり、且つ、ステップＳ２０２にて特殊モード予備フラグが立てられている場合は、初期電圧調整手段９５は、特殊モードフラグを立てる（Ｓ２０５）。
【００４８】
デジタル複写機１が、画像形成動作を開始していない場合（Ｓ２０６）、デジタル複写機１の電源がオフされるかデジタル複写機１が省電力モードになると（Ｓ２０７）、デジタル複写機１の電源が投入されるかデジタル複写機１が省電力モードから復帰したときにステップＳ２００からの処理が再度繰り返される。
【００４９】
一方、デジタル複写機１が画像形成動作を開始している場合（Ｓ２０６）であって、且つ、特殊モードフラグが立てられていない場合には（Ｓ２０８）、画像出力制御手段２００によって通常の画像形成動作が実行される（Ｓ２１３）。デジタル複写機１が画像形成動作を開始している場合（Ｓ２０６）であって、且つ、特殊モードフラグが立てられている場合には（Ｓ２０８）、初期電圧調整手段９５によって画像形成動作の中断がなされ、ステップＳ２０３と同様の目標電圧算出処理が行なわれる（Ｓ２１０）。
【００５０】
初期電圧調整手段９５は、ステップＳ２１０における目標電圧算出処理で求められた目標電圧値が１４００Ｖ未満である場合（Ｓ２１１）、特殊モードフラグを下ろし（Ｓ２１２）、画像出力制御手段２００に画像形成動作を再開させる（Ｓ２１３）。
【００５１】
一方、ステップＳ２１０における目標電圧算出処理で求められた目標電圧値が１４００Ｖ以上であるが（Ｓ２１１）、６０秒間の画像形成動作の実行回数が１０回に達していない場合は（Ｓ２１４）、初期電圧調整手段９５は、画像出力制御手段２００に６０秒間の画像形成動作を実行させる（Ｓ２０９）。なお、初期電圧調整手段９５は、実行回数を１カウント増加させて記憶しておく。
【００５２】
ステップＳ２１０における目標電圧算出処理で求められた目標電圧値が１４００Ｖ以上であり（Ｓ２１１）、且つ、ステップＳ２０９における６０秒間の画像形成動作の実行回数が１０回に達している場合は（Ｓ２１４）、初期電圧調整手段９５は、特殊モードフラグを下ろしてから（Ｓ２１５）、例えば、操作制御手段３００を制御して、デジタル複写機１の操作部８に設けられた液晶タッチパネル等へ警告メッセージを表示させて処理を終了する（Ｓ２１６）。
【００５３】
図１０は、上述の如く、交流ピーク間電圧値Ｖｐｐを変化させて得られたキャリブレーション曲線を示すグラフであり、横軸は、交流ピーク間電圧Ｖｐｐを示し、縦軸は、直流電流検出値を示す。図１０に示す曲線のうち、低い交流ピーク間電圧Ｖｐｐでの直流電流検出値の増加を示す曲線は、２３℃の温度環境下で得られた曲線であり、高い交流ピーク間電圧Ｖｐｐでの直流電流検出値の増加を示す曲線は、１０℃の温度環境下で得られた曲線である。図１０に示すキャリブレーション曲線は、例えば、交流電圧電源９１２の出力信号、電流検出手段９２の出力信号並びに環境センサ１０の出力信号を、メモリ等の適切な記憶媒体或いはプロッタ等の記録媒体に出力することにより得ることができる。図１０に示す例では、２３℃の環境下において、直流電流検出値の曲線は、約１０００Ｖの交流ピーク間電圧で変曲点を迎え、１０℃の環境下において、約１６００Ｖの交流ピーク間電圧で変曲点を迎えることが分かる。
【００５４】
図１１は、図６に関連して詳述した目標電圧算出手法よりも簡便に目標電圧を算出する手法を説明する図である。図１０に示すようなキャリブレーション曲線が得られている場合或いは各環境温度に関して、直流電流検出値の増加率の減少が開始するピーク間電圧Ｖｐｐの大凡の値（即ち、変曲点）が経験則上判明している場合（即ち、像担持体４１の帯電電位が飽和するピーク間電圧Ｖｐｐの値が予測できる場合）、目標とするピーク間電圧Ｖｐｐを簡単に定めることができる。まず、変曲点に対応する交流ピーク間電圧Ｖｆを下回る２つの電圧値Ｖ１及びＶ２並びに交流ピーク間電圧Ｖｆを上回る１つの電圧値Ｖ３を任意に定める。図１１に示す例では、交流ピーク間電圧Ｖｆを下回る２つの電圧値Ｖ１は、電圧値Ｖ２よりも低い交流ピーク間電圧である。尚、キャリブレーション曲線が既に得られている場合には、直流電流検出値の増加率が略一定になっている交流ピーク間電圧の範囲から電圧値Ｖ１及びＶ２を決定することが好ましい。
【００５５】
画像出力制御手段２００を用いて、画像形成部４の像担持体４１を回転させながら、現像バイアスを印加し、像担持体４１周面上へのトナー層の形成を開始する。トナー層を形成しながら、更に、初期電圧調整手段９５の制御下で、選択されたピーク間電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を有する交流電圧成分を含む帯電バイアスを帯電部材４２に印加する。その後、選択されたピーク間電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３により生じる帯電部材４２と像担持体４１間の直流電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を、電流検出手段９２を用いて、それぞれ検出する。尚、図１１に示す例において、直流電流Ｉ１は、ピーク間電圧Ｖ１に対応し、直流電流Ｉ２は、ピーク間電圧Ｖ２に対応し、直流電流Ｉ３は、ピーク間電圧Ｖ３に対応する。この操作により、２次元座標中に点Ｐ１（Ｖ１，Ｉ１）、Ｐ２（Ｖ２，Ｉ２）を定めることができる。ここで、点Ｐ１、Ｐ２を通過する一次関数Ｆ（Ｖｐｐ）を算出し、関数Ｆ（Ｖｐｐ）の値が、Ｉ３となるピーク間電圧Ｖｇを算出する。更に、使用したキャリブレーション曲線と、交流電圧Ｖｐｐ−直流電流検出値間の実際の関係との誤差を考慮し、得られたピーク間電圧Ｖｇに任意の補正値ΔＶ（例えば、１００Ｖ）を足し、これを目標とする帯電バイアスＶｔとすることができる。
【００５６】
図１２は、初期電圧調整手段９５のメモリ内に格納されたデータ構造を示す。初期電圧調整手段９５内には、複数の温度に対応する３つのピーク間電圧値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が格納されている。図１２に示す例においては、１０℃の温度に対応するキャリブレーション曲線に基づき定められた３つのピーク間電圧と２３℃の温度に対応するキャリブレーション曲線に基づき定められた３つのピーク間電圧が示されている。環境センサ１０により、帯電部材４２の温度が検出され、検出された温度に対応する信号が初期電圧調整手段９５に送られると、初期電圧調整手段９５は、メモリ内のデータ構造を参照し、メモリに格納されたデータ構造から対応する３つの温度を読み出す。例えば、環境センサ１０が、２３℃の温度を検出すると、初期電圧調整手段９５は、２３℃の温度に対応するピーク間電圧Ｖ１（５００Ｖ）、Ｖ２（８００Ｖ）、Ｖ３（１４００Ｖ）を読み出す。初期電圧調整手段９５は、これら読み出された３つの電圧を順次印加するように交流電圧制御手段９４に信号を送る。この結果、５００Ｖのピーク間電圧の交流電圧成分を有する帯電バイアス、８００Ｖのピーク間電圧の交流電圧成分を有する帯電バイアス及び１４００Ｖのピーク間電圧の交流電圧成分を有する帯電バイアスが、順次、帯電部材４２に印加されることとなる。その後、図１１に関連して説明した原理に基づき、目標電圧の決定がなされる。
【００５７】
図１３は、図１１に関連した目標電圧算出手法を用いた場合のデジタル複写機１の作動を示すフローチャートである。デジタル複写機１の電源が投入されるとき或いはデジタル複写機１が省電力モードから復帰すると（Ｓ３００）、操作制御手段３００は、画像出力制御手段２００に帯電バイアスキャリブレーションを開始させるトリガー信号を送信する。環境センサ１０が帯電部材４２の温度を検出し、検出された温度に係る信号を初期電圧調整手段９５に送信する（Ｓ３０１）。初期電圧調整手段９５は、図１２に関連して説明したように、メモリ内のデータ構造を参照し、印加される３つのピーク間電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を決定する（Ｓ３０２）。その後、画像出力制御手段２００が画像形成部４を動作させ、像担持体４１が回転する（Ｓ３０３）。同時に或いはその後、画像出力制御手段２００は、現像部４４が備えるバイアス用電源に作動信号を送信し、バイアス用電源が、現像ローラに現像バイアスを印加する。これにより、現像部４４からトナーを像担持体４１に付着させる（Ｓ３０４）。尚、このとき、画像出力制御手段２００は、転写部４６が備えるバイアス用電源に作動信号を送信し、転写部４６のバイアス用電源は、転写部に通常印字時の逆の極性バイアスを印加する。これにより、像担持体４１に付着したトナーがクリーナ部４７に到達することとなる。初期電圧調整手段９５は、直流電圧制御手段９３と交流電圧制御手段９４を制御し、直流電圧電源９１１から直流電圧を出力するとともに交流電圧電源９１２から、ステップ３０２で決定された３つのピーク間電圧値Ｖｐｐの交流電圧を、順次、出力し、帯電部材４２にこれら直流電圧及び交流電圧を重畳させてなる帯電バイアスを印加する（Ｓ３０５）。尚、図２に示す如く、現像部４４は、像担持体４１の回転方向において、帯電部材４２よりも下流に位置するので、帯電バイアスの印加が、現像バイアスの印加よりも前に行なわれてもよい。ただし、この場合には、帯電バイアスの印加がなされた像担持体４１の周面領域が、現像部４４を通過する前に、現像バイアスの印加がなされる。
【００５８】
電流検出手段９２は、帯電バイアスの印加によって帯電部材４２に流れる直流電流値を検出し、検出された直流電流値を初期電圧調整手段９５に送る（Ｓ３０６）。初期電圧調整手段９５は、図１１に関連した手法を用いて、目標とするピーク間電圧値（目標電圧値）を決定する（Ｓ３０７）。
【００５９】
決定された目標電圧値が、ピーク間電圧Ｖｐｐに割り当てられた最大値（例えば１５００Ｖ）以下である場合は（Ｓ３０８）、決定された目標電圧値は、初期電圧調整手段９５のメモリ内に記憶される（Ｓ３０９）。一方、決定された目標電圧値が、ピーク間電圧Ｖｐｐに割り当てられた最大値（例えば１５００Ｖ）を超える場合（Ｓ３０８）、初期電圧調整手段９５は、例えば、操作制御手段３００を制御し、デジタル複写機１の操作部８に設けられた液晶タッチパネル等へ警告メッセージを表示させた後、処理を終了する（Ｓ３１０）。
【００６０】
図１４は、図１３に示すフローチャートに従い目標電圧値を定める工程を完了した状態を示す概略図である。図１４に示す例において、帯電部材４２により帯電された像担持体４１上の３つの領域４１０が示されている。図１４中、符号４１１で示す層は、現像部４４からのトナーが像担持体４１の周面上に形成したトナー層である。上述の如く、帯電部材４２により帯電された先頭の領域が、現像部４４を通過する前に、現像バイアスが印加され、像担持体４１周面上にトナー層４１１が形成される。したがって、トナー層は、帯電部材４２により帯電された領域を被覆する。この結果、帯電バイアスが印加された領域が、クリーナ部４７を通過するとき、クリーナ部４７と像担持体４１の間には、トナー層４１１が存在することとなる。トナー層４１１は、潤滑層としての役割を果たす。したがって、帯電バイアスの印加に起因して像担持体４１周面の動摩擦係数が局所的に増加したとしても、動摩擦係数が高い領域をトナー層が被覆するため、クリーナ部４７の損傷が防止されることとなる。また、図７に示す例と比較すると明らかであるが、図１３に示す手順に従って目標電圧を決定した場合、異なる大きさのピーク間電圧を用いて帯電された領域は３つしか存在せず、これら領域を被覆するトナーの量を格段に低減させることが可能となる。
【００６１】
図１１乃至図１４に関連して説明した実施例において、帯電部材４２の温度を利用して、目標値とするピーク間電圧Ｖｐｐを決定したが、帯電部材４２の温度に代えて、帯電部材４２周囲の湿度に基づいても、同様の手法を採用することができる。或いは、帯電部材４２の温度及び帯電部材４２周囲の湿度を用いて、３次元系のキャリブレーション曲線を利用することや３次元のデータ構造を用いることも、本実施形態に含まれる。
【００６２】
（試験例１）
図１５は、トナー層４１１の効果を示す図である。図１５（ａ）は、図１３に示すフローチャート中、現像バイアス印加を行なわず、トナー層４１１を形成することなく帯電バイアスキャリブレーションを実行したときの像担持体４１の回転トルクの変動を示し、図１５（ａ）は、図１３に示すフローチャートに示す手順に完全にしたがって、帯電バイアスキャリブレーションを実行したときの像担持体４１の回転トルクの変動を示す。尚、像担持体４１の回転トルクは、像担持体４１の駆動モータの電流値として測定された。
【００６３】
本試験例において、像担持体は、帯電バイアスキャリブレーションを実行している間、３００ｍｍ／ｓｅｃの線速度で回転された。また、本試験例に用いられたクリーニングブレードは、新品のものであり、反発弾性率１５％、硬度７３度、３００％モジュラス５００ｋｇｆ／ｃｍ２、ｔａｎδピーク温度９℃の特性を有していた。更に、逆放電を生じやすい環境とすべく、１０℃の低温環境にて、本試験例は実行された。３つのピーク間電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３はそれぞれ、８００Ｖ、１３００Ｖ、２２００Ｖとされ、各ピーク間電圧を用いた帯電バイアスの各印加時間は、４００ｍｓｅｃとされた。
【００６４】
現像バイアスの印加時間は、５０ｍｓｅｃに設定された。また、トナー層４１１を形成するときの、トナーの消費量は、０．２０ｍｇ／ｃｍ２であり、この消費量は、通常の印字時のトナーの消費量の約半分の値であった。したがって、図１５（ｂ）に示す試験例に用いられたトナーの総消費量は、８．９ｍｇ（０．２０ｍｇ／ｃｍ２×３００ｍｍ／ｓｅｃ×５０ｍｓｅｃ×用紙幅（Ａ３）２９７ｍｍ）であった。
【００６５】
図１５（ａ）を参照すると、トナー層４１１が形成されない場合には、変曲点を超えるピーク間電圧の交流電圧成分を含む帯電バイアスが印加されると、像担持体４１の回転トルクが顕著に増大することが分かる。このことは、変曲点を超えるピーク間電圧の交流電圧成分を含む帯電バイアスが印加された結果、像担持体４１上に放電生成物が付着したことを意味する。また、放電生成物が像担持体４１の周面の動摩擦係数を増大させ、クリーニングブレード４７と像担持体４１間に生ずる摩擦抵抗力を増加させたことを意味する。このことは、同時に、クリーニングブレード４７に対して、物理的な負荷（応力）が生じていることを意味する。一方、図１５（ｂ）を参照すると、図１５（ａ）で観察されたような、像担持体４１の回転トルクの増大は観察されない。このことは、トナー層４１１が、帯電部材４２により帯電された像担持体４１の周面領域を好適に被覆するとともに、潤滑層として機能していることを意味する。
【００６６】
（試験例２）
本試験例では、図１５（ａ）に関連して説明したトナー層４１１を形成せずに帯電バイアスキャリブレーションを複数回実行した後の全面ハーフ濃度画像の画像不良発生と、図１５（ｂ）に関連して説明したトナー層４１１を形成し、帯電バイアスキャリブレーションを複数回実行した後の全面ハーフ濃度画像の画像不良発生を比較した。表１に試験結果を示す。尚、画像不良は、帯電バイアスキャリブレーションの各実施回数において、３枚の画像を確認することにより判定された。
【００６７】
【表１】
【００６８】
トナー層４１１を形成しない場合、帯電バイアスキャリブレーションを５回以上実行すると、画像不良が現れた。帯電バイアスキャリブレーションを５回実施した後、画像を確認すると、２枚目の途中から、１本の縦筋画像が現れた。帯電バイアスキャリブレーションを１０回実施した後では、２本の縦筋画像を確認することができ、帯電バイアスキャリブレーションを１５回実施した後では、４本の縦筋画像を確認することができた。一方、トナー層４１１を形成した場合では、縦筋画像に係る画像不良は確認されなかった。
【００６９】
上記の画像不良の原因を検証するために、帯電バイアスキャリブレーションを５回繰り返し、１本の縦筋画像を確認した後に、クリーニングブレードのエッジを、顕微鏡を用いて観察した。この結果、長さ約１００μｍ、深さ約２５μｍの欠けが確認された。このことから、上述した高い動摩擦係数の領域が、クリーニングブレード４７に損傷を与えることが分かる。また、トナー層４１１が好適に、クリーニングブレード４７の損傷を防止していることが分かる。
【００７０】
上述の実施例では、像担持体４１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、感光体が有機光導電体であるＯＰＣドラムや、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よい。
【００７１】
更に、上述の実施例では、帯電部材４２が芯金４２１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４２２を被覆した帯電ローラ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よい。また、上述の実施形態では、帯電部材４２は像担持体４１に接触配置されている構成について説明したが、前記帯電部材４２は前記像担持体４１に近接配置されている構成であってもよい。
【００７２】
上述の実施例では、電流検出手段９２が高圧発生回路９１の外部に備えられた構成について説明したが、高圧発生回路９１の内部に備えられた構成であってもよい。
【００７３】
上述の実施例では、帯電バイアスの交流電圧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よい。
【００７４】
なお、上述の実施例は何れも本発明の一実施例に過ぎず、上述の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することができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、上記したデジタル複写機の他、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの各種の画像形成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１・・・・・デジタル複写機（画像形成装置）
１０・・・・環境センサ（検出センサ）
４１・・・・像担持体
４２・・・・帯電部材
４４・・・・現像部（現像ローラ）
４７・・・・クリーニングブレード
９１・・・・高圧発生回路
９２・・・・電流検出手段
９６・・・・電圧制御手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの画像形成装置の像担持体上の残留トナーを除去するクリーニングブレードを損傷させることなく、像担持体表面を均一に帯電させるための帯電バイアス（振動電圧）を定める帯電バイアスキャリブレーションを実行する画像形成装置及び帯電バイアスキャリブレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの画像形成装置の像担持体表面を帯電させる手法として、接触帯電方式が数多く採用されている。接触帯電方式は、ローラ型或いはブレード型等の帯電部材を像担持体表面に接触配置又は近接配置し、帯電部材に、直流電圧と交流電圧が重畳された帯電バイアスを印加し、像担持体表面を均一に帯電させる手法である。接触帯電方式は、低圧プロセスであり、オゾンの発生量を削減できるとともに、低コストに実現可能であるという利点を備える。
【０００３】
特許文献１は、印加される交流電圧と帯電電位の関係を開示する。特許文献１は、帯電バイアスを構成する交流電圧のピーク間電圧値を昇圧させると、像担持体の帯電バイアスが、交流電圧値の増加に対して、比例して増加すること並びに帯電バイアスを構成する直流電圧による帯電開始電圧の約２倍の電圧にピーク間電圧値が達すると、帯電電位が飽和し、ピーク間電圧を更に昇圧させても、帯電電位が変化しないことを開示する。特許文献１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り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帯電バイアスを印加する必要があると結論付けるとともに、帯電バイアスの印加により得られる帯電バイアスは、印加電圧の直流成分に依存するということに言及する。
【０００４】
特許文献１の示唆に基づき、接触帯電方式に用いられる帯電部材には、変曲点（交流電圧のピーク間電圧をそれ以上昇圧しても、帯電電位が変化しない値）以上の値にピーク間電圧の設定がなされた帯電バイアスの印加がなされる。
【０００５】
変曲点は、帯電部材の抵抗値、使用環境（温度等）及び経時変化などの諸条件により変動する。変曲点を超えるピーク間電圧が増加すると、逆放電による放電量が増加し、像担持体上に付着する放電生成物（NOxなど）の量が増加することとなる。この結果、像担持体表面の動摩擦抵抗が増大し、トナーのすり抜け（クリーニング不良）やブレードの捲れなどの不具合を引き起こすこととなる。これらの不具合を防止するため、帯電バイアスのキャリブレーションと呼ばれるバイアス制御を実行し、ピーク間電圧を必要最低限の電圧値（変曲点以上且つ変曲点近傍の電圧値）に設定している。
【０００６】
特許文献２は、帯電バイアスキャリブレーションの一実施例を開示する。特許文献２の帯電バイアスキャリブレーションは、電流検出手段を用いて、像担持体と帯電部材間の直流電流値を検出する段階と、検出される直流電流値が所定値以下になるまで、ピーク間電圧を徐々に増加させ、目標電圧を決定する段階を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−１４９６６８号公報
【特許文献２】特開２００８−２１６７５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２の帯電バイアスキャリブレーションは、目標電圧を定めるために、ピーク間電圧を、変曲点を超える値にする段階を含む。この段階を実行している間、一時的に過剰放電を生じ、像担持体周面の一部の領域に過剰な放電生成物が付着することとなる。この結果、過剰な放電生成物が付着した領域の動摩擦係数は増加し、クリーニングブレードのエッジが損傷する（例えば、エッジの欠損やブレードの捲れなど）という問題を招来することとなる。
【０００９】
低温環境下で、特許文献２の帯電バイアスキャリブレーションを実行する場合には、帯電部材の抵抗値が、常温時と比べて、高くなるため、帯電バイアスキャリブレーションに用いられるピーク印加電圧は、通常よりも高めに設定される。このため、帯電バイアスキャリブレーションに温度センサが用いられるが、温度センサが検出する温度と、帯電部材の実際の温度に差異を生じ、帯電部材の実際の温度が検出温度よりも高い場合には、上述したピーク間電圧の過剰印加の問題は更に顕著となる。
【００１０】
本発明は、上述した問題を鑑みてなされたものであり、帯電バイアスキャリブレーションを実行している間の過剰なピーク間電圧の印加に起因するクリーニングブレードの損傷を好適に抑止する画像形成装置及び帯電バイアスキャリブレーション方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成する本発明の一局面に係る画像形成装置は、像担持体と、該像担持体近傍に配される現像ローラを介して、前記像担持体にトナーを供給するトナー供給部と、前記像担持体に接触又は近接して配置され、帯電バイアスが与えられる帯電部材と、前記像担持体の面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードと、直流電圧と交流電圧を重畳させてなる帯電バイアスを印加する高圧発生回路と、前記交流電圧のピーク間電圧を所定の値に制御する電圧制御手段と、帯電バイアスのキャリブレーション制御を行なう制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記電圧制御手段に、前記交流電圧のピーク間電圧を変化させながら、前記高圧発生回路から前記帯電バイアスを前記帯電部材に対して印加させ、更に、前記制御手段は、前記像担持体を回転させるとともに、前記トナー供給部に前記像担持体へのトナーの供給を開始させ、前記帯電部材により帯電された前記像担持体の帯電周面の少なくとも一部が前記トナーに覆われた状態で、前記帯電周面を前記クリーニングブレードに向かわせることを特徴とする（請求項１）。上記構成において、前記現像ローラがバイアスを印加するバイアス印加手段を備え、該バイアス印加手段が、前記現像ローラに現像バイアスを印加することにより、前記トナーが前記像担持体に供給される（請求項２）。
【００１２】
上記構成によれば、像担持体に供給されたトナーが、帯電バイアスキャリブレーションの間に生じた一時的な過剰なピーク間電圧に起因する高い動摩擦係数の領域を覆うため、クリーニングブレードと像担持体の間の摩擦力が低減し、好適に、クリーニングブレードの損傷を防止することができる。
【００１３】
上記構成において、画像形成装置は、電流検出手段を更に備え、該電流検出手段が、前記帯電バイアスが印加されている間、前記像担持体と前記帯電部材間を流れる直流電流を検出する（請求項３）。この構成において、前記電圧制御手段が、メモリを備え、該メモリ内に、予め定められた第１のピーク間電圧の値と、第２のピーク間電圧の値と、第３のピーク間電圧の値を格納し、前記第１のピーク間電圧の値及び前記第２のピーク間電圧の値は、所定の基準ピーク間電圧の値よりも低い値であり、前記第３のピーク間電圧の値は、前記基準ピーク間電圧よりも高い値である（請求項４）。尚、所定の基準ピーク間電圧を、例えば、像担持体の帯電電位を飽和させるピーク間電圧とすることができる。また、前記電圧制御手段のメモリは、互いに異なる複数の温度に対応する複数の前記第１のピーク間電圧の値、前記第２のピーク間電圧の値及び前記第３のピーク間電圧の値を格納する（請求項５）。
【００１４】
上記構成において、前記帯電部材の温度を検出するとともに該検出された温度に対応する信号を前記電圧制御手段に送信する検出センサを更に備え、前記電圧制御手段は、前記検出センサからの信号に基づき、前記検出センサが検出した温度に対応する前記第１のピーク間電圧の値、前記第２のピーク間電圧の値及び前記第３のピーク間電圧の値を読み出す段階と、前記帯電キャリブレーションの間、前記交流電圧のピーク間電圧を、前記読み出された第１のピーク間電圧の値、前記読み出された第２のピーク間電圧の値、前記読み出された第３のピーク間電圧に変化させる段階を実行し、前記電流検出手段が、前記第１のピーク間電圧の交流電圧を含む帯電バイアスを印加している間の第１の直流電流の値と、前記第２のピーク間電圧の交流電圧を含む帯電バイアスを印加している間の第２の直流電流の値と、前記第３のピーク間電圧の交流電圧を含む帯電バイアスを印加している間の第３の直流電流の値を検出する（請求項６）。
【００１５】
上記構成において、目的とする帯電バイアスを算出する手法は、様々であるが、ある特定の構成では、前記電流検出手段が、前記電圧制御手段に、前記第１の直流電流の値に関する信号と、前記第２の直流電流の値に関する信号と、前記第３の直流電流の値に関する信号を送信し、前記電圧制御手段が、前記読み出された第１のピーク間電圧、前記読み出された第２のピーク間電圧、前記送信された前記第１の直流電流の値に関する信号及び前記第２の直流電流の値に関する信号に基づき、回帰直線を算出する段階と、該算出された回帰直線の値が、前記第３の直流電流の値と等しくなるピーク間電圧の値を算出する段階を実行する（請求項７）。この特定の構成において、前記電圧制御手段が、前記回帰直線に基づき算出されたピーク間電圧の値に所定の補正値を加算する段階と、前記所定の補正値を加算して得られたピーク間電圧の値を帯電バイアスとして、前記メモリに記憶させる段階を実行する（請求項８）。
【００１６】
本発明の他の曲面に係る帯電バイアスキャリブレーション方法は、所定の基準ピーク間電圧よりも低いピーク間電圧を有する第１の交流電圧と直流電圧を重畳させてなる第１の帯電バイアスを、前記像担持体に接触又は近接して配置される帯電部材に印加する段階と、前記第１の交流電圧のピーク間電圧とは異なるピーク間電圧であるとともに前記基準ピーク間電圧よりも低いピーク間電圧を有する第１の交流電圧と前記直流電圧を重畳させてなる第２の帯電バイアスを前記帯電部材印加する段階と、前記基準ピーク間電圧よりも高いピーク間電圧を有する第３の交流電圧と前記直流電圧を重畳させてなる第３の帯電バイアスを前記帯電部材に印加する段階と、前記第１の帯電バイアス、前記第２の帯電バイアス及び前記第３の帯電バイアスを印加している間、前記帯電部材により帯電された前記像担持体の面にトナー層を形成する段階と、前記トナー層に前記像担持体と該像担持体の面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードの間に供給する段階からなることを特徴とする（請求項９）。上記構成によれば、像担持体に供給されたトナーが、帯電バイアスキャリブレーションの間に生じた一時的な過剰なピーク間電圧に起因する高い動摩擦係数の領域を覆うため、クリーニングブレードと像担持体の間の摩擦力が低減し、好適に、クリーニングブレードの損傷を防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
上述の如く、本発明に係る画像形成装置並びに帯電バイアスキャリブレーション方法は、好適にクリーニングブレードの損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を適用したデジタル複写機の外観図である。
【図２】本発明を適用したデジタル複写機の内部構造を示す概略図である。
【図３】デジタル複写機の制御手段のブロック構成図である。
【図４】本発明を適用した帯電制御装置のブロック構成図である。
【図５】帯電バイアスキャリブレーションに用いる交流電圧波形の一例を示す図である。
【図６】帯電バイアスキャリブレーションの一例を示すフローチャートである。
【図７】図６に示す帯電バイアスキャリブレーションを実行した後の像担持体を概略的に示す図である。
【図８】初期電圧調整手段９５による割込み作動について説明するためのフローチャートである。
【図９】初期電圧調整手段９５による割込み作動について説明するためのフローチャートである。
【図１０】図６に示す帯電バイアスキャリブレーションを実行して得られたキャリブレーション曲線を示す図である。
【図１１】帯電バイアスキャリブレーション曲線を利用して、目標とするピーク間電圧値を決定する手法を説明する図である。
【図１２】初期電圧調整手段のメモリ内に構築されたデータ構造を示す図である。
【図１３】図１１に関連して説明する帯電バイアスキャリブレーションのフローチャートである。
【図１４】図１３に関連して説明する帯電バイアスキャリブレーションを実行した後の像担持体を概略的に示す図である。
【図１５】トナー層の効果を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の例示的な実施例を詳しく説明する。尚、本発明の一実施形態として、以下の説明では、デジタル複写機を示すが、本発明は、これに限定されるものではなく、プリンタ、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの他の画像形成装置にも適用可能である。
【００２０】
図１は、デジタル複写機の斜視図である。図２は、デジタル複写機の内部構造を概略的に示す図である。デジタル複写機１は、原稿として用いられる用紙をセットする原稿載置部２と、原稿から読み込んだデータを電子データに変換する画像読取部３と、画像読取部３によって電子データに変換された画像データに基づいて用紙上にトナー像を形成して出力する画像形成部４と、用紙上に出力されたトナー像を加熱して用紙上に定着させる定着部５と、用紙を搬送する搬送部６と、夫々異なるサイズまたは種類の用紙が収容された複数の給紙カセット７（７ａ〜７ｄ）及び機械左側部に設けられた手差し給紙口（図示せず）と、各種のメニューを設定する複数のメニュー設定キー等が配置された操作部８を備える。
【００２１】
画像形成部４は、像担持体４１と、像担持体４１に接触配置されるとともに帯電処理を実行する帯電部材４２と、帯電された像担持体４１を露光し、静電潜像を形成するプリントヘッド４３と、像担持体４１に形成された静電潜像にトナーを静電付着させ、トナー像を顕像化する現像部４４（現像ローラ）と、内部に充填されたトナーを現像部４４へ供給するトナーカートリッジ４５と、現像されたトナー像を用紙に転写する転写部４６と、転写の後に像担持体４１に残留するトナーを除去並びに回収するクリーナ部４７（クリーニングブレード）と、像担持体４１表面の残留電位を落とすとともに均一化する除電ランプ４８を備える。尚、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り、駆動装置（図示せず）により中心支軸を中心に回転駆動される。また、帯電部材４２は、帯電ローラであり、芯金４２１と、芯金４２１を被覆するエピクロルヒドリンゴム層４２２から構成される。尚、エピクロルヒドリンゴム層４２２は、導電性を有する弾性層である。トナーカートリッジ４５は、交換ユニットであり、トナーが消費されたときに、新たなトナーカートリッジ４５に交換される。画像形成部４は、更に、帯電制御装置９を備える。帯電制御装置９は、帯電部材４２に接続する。帯電制御装置９は、帯電部材４２に電圧を印加することで、像担持体４１の帯電を制御する役割を担う。
【００２２】
図３は、デジタル複写機１の制御手段を示す概略的なブロック線図である。デジタル複写機１は、画像読取部３による原稿やデータに対する読取動作を制御する画像読取制御手段１００と、デジタル複写機１のシステムを統括するとともに、画像形成部４、定着部５、搬送部６及び給紙カセット７を制御する画像出力制御手段２００と、操作部８の入出力信号を制御する操作制御手段３００を備える。
【００２３】
制御手段１００、２００、３００それぞれは、単一または複数の制御基板と、制御基板に固定された単一または複数のＣＰＵと、ＣＰＵにより実行される制御プログラム等が格納されたＲＯＭと、制御データを格納するＲＡＭと、制御対象である各種の負荷に信号を出力し、各種のセンサからの検出値を入力する入出力インタフェース回路を備える。各ＣＰＵは相互にシリアル通信ライン４００により接続され、分散型の制御システムが構築される。各ＣＰＵにより実行される制御プログラム及び関連するハードウェアにより、デジタル複写機１に画像形成動作を実行させるための所定の機能が実現される。
【００２４】
図４は、帯電制御装置９の構成を示す概略図である。帯電制御装置９は、像担持体４１に接触配置された帯電部材４２に、直流電圧と交流電圧が重畳された帯電バイアスを印加する高圧発生回路９１と、像担持体４１と帯電部材４２間の直流電流値を検出する電流検出手段９２と、交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐを目標電圧に制御する電圧制御手段９６を備える。
【００２５】
電圧制御手段９６は、初期電圧調整手段９５と、交流電圧手段９４と、直流電圧制御手段９３を備える。高圧発生回路９１は、直流電圧電源９１１と、交流電圧電源９１２を備える。直流電圧電源９１１は、直流電圧制御手段９３の制御下において、パルストランス（図示せず）により、任意の直流電圧を出力する。また、交流電圧電源９１２は、交流電圧制御手段９４の制御下において、パルストランス（図示せず）により、交流電圧を出力する。交流電圧電源９１２からの交流電圧は、所定周波数の正弦波からなり、任意のピーク間電圧値Ｖｐｐを有することができる。
【００２６】
電流検出手段９２は、高圧発生回路９１から帯電部材４２に印加された帯電バイアスにより発生する像担持体４１と帯電部材４２との間に流れる直流電流値を検出する。
【００２７】
電圧制御手段９６は、交流電圧のピーク間電圧値Ｖｐｐを目標電圧に制御する。電圧制御手段９６は、上述の如く、直流電圧を制御する直流電圧制御手段９３と、交流電圧を制御する交流電圧制御手段９４と、初期電圧調整手段９５を備える。初期電圧調整手段９５は、電流検出手段９２により検出された直流電流値の増加量が所定値以下となるまで、ピーク間電圧を次第に上昇させ、目標電圧を求める役割を担う。直流電圧制御手段９３は、初期電圧調整手段９５によって指示された値の直流電圧を、帯電部材４２に印加させるように直流電圧電源９１１を制御する。交流電圧制御手段９４は、初期電圧調整手段９５によって指示された値のピーク間電圧値Ｖｐｐの交流電圧を、帯電部材４２に印加させるように交流電圧電源９１２を制御する。なお、電圧制御手段９６の機能は、画像出力制御手段２００において、制御プログラムが実行されることによって実現されている。
【００２８】
以下、初期電圧調整手段９５について詳述する。初期電圧調整手段９５は、デジタル複写機１へ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。初期電圧調整手段９５は、操作制御手段３００から電源投入された旨の信号または省電力モードから復帰した旨の信号を受け取ると、直流電圧制御手段９３を制御し、所定の直流電圧を高圧発生回路９１から出力させる。ここで、所定の直流電圧とは、デジタル複写機１の組立時において、デジタル複写機１に搭載される像担持体４１の帯電電位が所定値（例えば、３００Ｖ）となるように調整した場合の直流電圧値（例えば、４００Ｖ）である。
【００２９】
図５は、初期電圧調整手段９５による制御下で、高圧発生回路９１から出力される交流電圧の一例を示す図である。初期電圧調整手段９５は、操作制御手段３００から電源投入された旨の信号または省電力モードから復帰した旨の信号を受け取ると、交流電圧制御手段９４を制御し、所定の交流電圧を高圧発生回路９１から出力させる。ここで、所定の交流電圧とは、図５に示す如く、時間経過に伴い、ピーク間電圧値Ｖｐｐ（正弦波の振幅に相当する電圧値）の値が増加していく交流電圧である。例えば、所定の交流電圧は、ピーク間電圧値Ｖｐｐを４００Ｖから１５００Ｖまで１００Ｖずつ増加させながら、各ピーク間電圧値Ｖｐｐの交流電圧が０．５秒間出力されるような交流電圧である。
【００３０】
初期電圧調整手段９５は、交流電圧制御手段９４を制御し、ピーク間電圧値Ｖｐｐを次第に増加させる。また、各値のピーク間電圧値Ｖｐｐが帯電部材４２に印加されたときの直流電流値を電流検出手段９２から受け取る。更に、受け取った直流電流値の増加量が所定値以下となったとき、初期電圧調整手段９５は、所定値以下の増分を生じさせたピーク間電圧を目標電圧に定める。
【００３１】
初期電圧調整手段９５は、検出された直流電流値を、画像出力制御手段２００に設けられているＲＡＭに記憶させる。電流検出手段９２から送られてきた最新の直流電流値と、ＲＡＭに記憶されているそれまで最新であった直流電流値との差分を算出する。初期電圧調整手段９５によって算出された差分が予め設定された所定値以下となった場合、電圧制御手段９６は、最新の直流電流値を検出した時のピーク間電圧値Ｖｐｐを新たなピーク間電圧値Ｖｐｐに定める。新たに定められたピーク間電圧Ｖｐｐは、その後、帯電制御装置９が、帯電部材４２に帯電バイアスを印加する際の目標電圧値となる。この目標電圧値は、ＲＡＭに記憶される。なお、初期電圧調整手段９５は、目標電圧値を記憶する際に、計算誤差等を考慮して、上述した目標電圧値より所定割合（例えば５〜１０％）だけ大きいピーク間電圧値Ｖｐｐを目標電圧値として記憶することもできる。一方、初期電圧調整手段９５によって算出された差分が、予め設定された値より大きい場合、電圧制御手段９６は、算出された差分が予め設定された値以下となるまで、または、ピーク間電圧値Ｖｐｐが最大値（本実施形態では、上述した所定の交流電圧の最大値である１５００Ｖ）より大きくなるまで、直流電圧制御手段９３と交流電圧制御手段９４を制御し、帯電バイアスの印加を続行させる。
【００３２】
デジタル複写機１への電源投入時または省電力モードからの復帰時において、初期電圧調整手段９５は、上述の如く、作動する。
【００３３】
図４に示す如く、デジタル複写機１は、環境センサ１０を備える。図４に示す例では、環境センサ１０は、帯電部材４２の上方に配されるが、本実施例はこれに限定されるものではなく、帯電部材４２の環境温度及び環境湿度を検出することができる任意の位置（帯電部材４２の近傍位置）に配される。環境センサ１０が検出する環境温度並びに環境湿度が所定の大きさの範囲であり、且つ、初期電圧調整手段９５により求められた目標電圧が所定の電圧以上である場合には、画像形成動作中に、初期電圧調整手段９５が割込み作動する。
【００３４】
初期電圧調整手段９５の割込み作動は、画像形成動作中に所定のインターバルを以って実行される。また、画像形成動作が所定時間継続すると、初期電圧調整手段９５の割込み作動は終了する。
【００３５】
初期電圧調整手段９５の割込み作動が実行されるとき、初期電圧調整手段９５は、デジタル複写機１の電源投入時または省電力モードからの復帰時に行なわれる目標電圧を求める処理中に、環境センサ１０によって検出された温度が予め設定された範囲（本実施例では１５度以下）、且つ、環境センサ１０によって検出された湿度が予め設定された範囲（本実施例では６０％ＲＨ以上）であるか否かを判断する。
【００３６】
上述の条件が満たされている場合、初期電圧調整手段９５は、特殊モード予備フラグを立てる。特殊モード予備フラグは、例えば、画像出力制御手段２００のＲＡＭに割り当てられた所定アドレスを０から１に変化させることによって立てられる。一方、上述の条件が満たされていない場合、初期電圧調整手段９５は、特殊モード予備フラグを立てない。
【００３７】
特殊モード予備フラグが立てられ、デジタル複写機１の電源投入時または省電力モードからの復帰時に行なわれる目標電圧を求める処理の結果、画像出力制御手段２００に設けられているＲＡＭに記憶された目標電圧値が予め設定された値（例えば、本実施例では１４００Ｖ）以上であるとき、初期電圧調整手段９５は、特殊モードフラグを立てる。特殊モードフラグは、特殊モード予備フラグと同様、画像出力制御手段２００のＲＡＭに割り当てられた所定アドレス（但し前記特殊モード予備フラグとは異なるアドレス）を０から１に変化させることによって立てられる。なお、特殊モード予備フラグは、特殊モードフラグが立てられた後に、初期電圧調整手段９５よって下ろされる（１から０へ戻される）。一方、目標電圧値が予め設定された値である１４００Ｖ未満である場合、または、特殊モード予備フラグが立てられていない場合、初期電圧調整手段９５は特殊モードフラグを立てない。
【００３８】
特殊モードフラグが立てられているとき、初期電圧調整手段９５は、デジタル複写機１の画像形成動作中に割込み作動して、特殊モードの動作を実行させる。一方、特殊モードフラグが立てられていないとき、初期電圧調整手段９５によって特殊モードの動作が実行させられることはなく、画像出力制御手段２００によって通常の画像形成動作が実行される。
【００３９】
特殊モードフラグが立てられた状態で画像形成動作が始まると、初期電圧調整手段９５は、一定時間毎（本実施例では６０秒毎）に、画像出力制御手段２００に中断信号を送り、画像出力制御手段２００の制御下にある画像形成動作を中断させる。その後、デジタル複写機１の電源投入時または省電力モードからの復帰時と同様に、初期電圧調整手段９５は、目標電圧を求める処理を実行する。
【００４０】
目標電圧を求める処理の実行が終了すると、初期電圧調整手段９５は、新たに求められた目標電圧値が予め設定された値（例えば、本実施形態では１４００Ｖ）以上である場合は、特殊モードフラグを立てられた状態を維持し、画像出力制御手段２００に画像形成動作を再開させる。画像出力制御手段２００によって再開された画像形成動作は、特殊モードフラグが立てられている状態であるので、初期電圧調整手段９５によって６０秒後に再び中断させられる。一方、新たに求められた目標電圧値が予め設定された値（例えば、本実施例では１４００Ｖ）未満である場合は、初期電圧調整手段９５は、特殊モードフラグを下ろし（１から０へ戻す）、画像出力制御手段２００に画像形成動作を再開させる。
【００４１】
上述の画像形成動作の中断を伴う目標電圧を求める処理が所定回数（例えば、本実施例では１０回）、即ち、合計で１０分間繰り返された場合には、初期電圧調整手段９５は特殊モードフラグを強制的に下ろし、画像出力制御手段２００による画像形成動作を中断または再開させる。
【００４２】
図６は、帯電バイアスキャリブレーションを実行し、帯電バイアスを決定する工程を説明するフローチャートである。デジタル複写機１の電源が投入されるとき或いはデジタル複写機１が省電力モードから復帰すると（Ｓ１００）、操作制御手段３００は、画像出力制御手段２００に帯電バイアスキャリブレーションを開始させるトリガー信号を送信する。画像出力制御手段２００が画像形成部４を動作させ、像担持体４１が回転する（Ｓ１０１）。同時に或いはその後、画像出力制御手段２００は、現像部４４が備えるバイアス用電源に作動信号を送信し、バイアス用電源が、現像ローラに現像バイアスを印加する。これにより、現像部４４からトナーを像担持体４１に付着させる（Ｓ１０２）。尚、このとき、画像出力制御手段２００は、転写部４６が備えるバイアス用電源に作動信号を送信し、転写部４６のバイアス用電源は、転写部に通常印字時の逆の極性バイアスを印加する。これにより、像担持体４１に付着したトナーがクリーナ部４７に到達することとなる。初期電圧調整手段９５は、直流電圧制御手段９３と交流電圧制御手段９４を制御し、直流電圧電源９１１から直流電圧を出力するとともに交流電圧電源９１２から所定のピーク間電圧値Ｖｐｐ（初期値）の交流電圧を出力し、帯電部材４２にこれら直流電圧及び交流電圧を重畳させてなる帯電バイアスを印加する（Ｓ１０３）。尚、図２に示す如く、現像部４４は、像担持体４１の回転方向において、帯電部材４２よりも下流に位置するので、帯電バイアスの印加が、現像バイアスの印加よりも前に行なわれてもよい。ただし、この場合には、帯電バイアスの印加がなされた像担持体４１の周面領域が、現像部４４を通過する前に、現像バイアスの印加がなされる。
【００４３】
電流検出手段９２は、帯電バイアスの印加によって帯電部材４２に流れる直流電流値を検出し、検出された直流電流値を初期電圧調整手段９５に送る（Ｓ１０４）。初期電圧調整手段９５は、送られてきた直流電流値と以前に送られてきて記憶されている直流電流値との差分を算出する（Ｓ１０５）。
【００４４】
初期電圧調整手段９５において算出された差分が予め設定された所定値（例えば略零以下）となった場合（Ｓ１０６）、初期電圧調整手段９５は、送られてきた直流電流値を検出した時のピーク間電圧値Ｖｐｐを目標電圧値として記憶する（Ｓ１０７）。一方、初期電圧調整手段９５において算出された差分が所定値より大きく（Ｓ１０６）、送られてきた直流電流値を検出した時のピーク間電圧値Ｖｐｐが最大値（例えば１５００Ｖ）以下である場合は（Ｓ１０８）、初期電圧調整手段９５は交流電圧制御手段９４を制御し、ピーク間電圧値Ｖｐｐを一定値（例えば、１００Ｖ）増加させ（Ｓ１０９）、増加したピーク間電圧値Ｖｐｐを用いて、帯電部材４２に帯電バイアスを印加させる（Ｓ１１０）。初期電圧調整手段９５において算出された差分が所定値より大きく（Ｓ１０６）、送られてきた直流電流値を検出した時のピーク間電圧値Ｖｐｐが最大値（例えば１５００Ｖ）より大きい場合（Ｓ１０８）は、初期電圧調整手段９５は、例えば、操作制御手段３００を制御し、デジタル複写機１の操作部８に設けられた液晶タッチパネル等へ警告メッセージを表示させた後、処理を終了する（Ｓ１１１）。
【００４５】
図７は、図６に示すフローチャートに従い目標電圧値を定める工程において、最初に帯電バイアスを印加された像担持体４１上の領域が、クリーナ部４７に到達した状態を示す模式図である。図７中、符号４１０で示す領域は、帯電部材４２により帯電された像担持体４１の周面領域である。図７中、符号４１１で示す層は、現像部４４からのトナーが像担持体４１の周面上に形成したトナー層である。上述の如く、帯電部材４２により帯電された先頭の領域が、現像部４４を通過する前に、現像バイアスが印加され、像担持体４１周面上にトナー層４１１が形成される。したがって、トナー層は、帯電部材４２により帯電された領域を被覆する。この結果、帯電部材４２により帯電された領域が、クリーナ部４７を通過するとき、クリーナ部４７と像担持体４１の間には、トナー層４１１が存在することとなる。トナー層４１１は、潤滑層としての役割を果たす。したがって、帯電バイアスの印加に起因して像担持体４１周面の動摩擦係数が局所的に増加したとしても、動摩擦係数が高い領域をトナー層が被覆するため、クリーナ部４７の損傷が防止されることとなる。
【００４６】
図８及び図９は、初期電圧調整手段９５による割込み作動を示すフローチャートである。デジタル複写機１の電源投入時又はデジタル複写機１が省電力モードから復帰すると（Ｓ２００）、初期電圧調整手段９５は、環境センサ１０によって検出された温度が予め設定された範囲、且つ、環境センサ１０によって検出された湿度が予め設定された範囲であるか否かを判断する（Ｓ２０１）。検出された温度並びに湿度がともに予め設定された範囲内の値であるとき、初期電圧調整手段９５は、特殊モード予備フラグを立てる（Ｓ２０２）。
【００４７】
その後、図６に示すフローチャートを用いて説明された目標電圧算出処理が行なわれ（Ｓ２０３）、初期電圧調整手段９５は、ステップＳ２０３で求められた目標電圧値が所定値以上であるか否かを判断する（Ｓ２０４）。求められた目標電圧値が予め設定された値（例えば、１４００Ｖ）以上であり、且つ、ステップＳ２０２にて特殊モード予備フラグが立てられている場合は、初期電圧調整手段９５は、特殊モードフラグを立てる（Ｓ２０５）。
【００４８】
デジタル複写機１が、画像形成動作を開始していない場合（Ｓ２０６）、デジタル複写機１の電源がオフされるかデジタル複写機１が省電力モードになると（Ｓ２０７）、デジタル複写機１の電源が投入されるかデジタル複写機１が省電力モードから復帰したときにステップＳ２００からの処理が再度繰り返される。
【００４９】
一方、デジタル複写機１が画像形成動作を開始している場合（Ｓ２０６）であって、且つ、特殊モードフラグが立てられていない場合には（Ｓ２０８）、画像出力制御手段２００によって通常の画像形成動作が実行される（Ｓ２１３）。デジタル複写機１が画像形成動作を開始している場合（Ｓ２０６）であって、且つ、特殊モードフラグが立てられている場合には（Ｓ２０８）、初期電圧調整手段９５によって画像形成動作の中断がなされ、ステップＳ２０３と同様の目標電圧算出処理が行なわれる（Ｓ２１０）。
【００５０】
初期電圧調整手段９５は、ステップＳ２１０における目標電圧算出処理で求められた目標電圧値が１４００Ｖ未満である場合（Ｓ２１１）、特殊モードフラグを下ろし（Ｓ２１２）、画像出力制御手段２００に画像形成動作を再開させる（Ｓ２１３）。
【００５１】
一方、ステップＳ２１０における目標電圧算出処理で求められた目標電圧値が１４００Ｖ以上であるが（Ｓ２１１）、６０秒間の画像形成動作の実行回数が１０回に達していない場合は（Ｓ２１４）、初期電圧調整手段９５は、画像出力制御手段２００に６０秒間の画像形成動作を実行させる（Ｓ２０９）。なお、初期電圧調整手段９５は、実行回数を１カウント増加させて記憶しておく。
【００５２】
ステップＳ２１０における目標電圧算出処理で求められた目標電圧値が１４００Ｖ以上であり（Ｓ２１１）、且つ、ステップＳ２０９における６０秒間の画像形成動作の実行回数が１０回に達している場合は（Ｓ２１４）、初期電圧調整手段９５は、特殊モードフラグを下ろしてから（Ｓ２１５）、例えば、操作制御手段３００を制御して、デジタル複写機１の操作部８に設けられた液晶タッチパネル等へ警告メッセージを表示させて処理を終了する（Ｓ２１６）。
【００５３】
図１０は、上述の如く、交流ピーク間電圧値Ｖｐｐを変化させて得られたキャリブレーション曲線を示すグラフであり、横軸は、交流ピーク間電圧Ｖｐｐを示し、縦軸は、直流電流検出値を示す。図１０に示す曲線のうち、低い交流ピーク間電圧Ｖｐｐでの直流電流検出値の増加を示す曲線は、２３℃の温度環境下で得られた曲線であり、高い交流ピーク間電圧Ｖｐｐでの直流電流検出値の増加を示す曲線は、１０℃の温度環境下で得られた曲線である。図１０に示すキャリブレーション曲線は、例えば、交流電圧電源９１２の出力信号、電流検出手段９２の出力信号並びに環境センサ１０の出力信号を、メモリ等の適切な記憶媒体或いはプロッタ等の記録媒体に出力することにより得ることができる。図１０に示す例では、２３℃の環境下において、直流電流検出値の曲線は、約１０００Ｖの交流ピーク間電圧で変曲点を迎え、１０℃の環境下において、約１６００Ｖの交流ピーク間電圧で変曲点を迎えることが分かる。
【００５４】
図１１は、図６に関連して詳述した目標電圧算出手法よりも簡便に目標電圧を算出する手法を説明する図である。図１０に示すようなキャリブレーション曲線が得られている場合或いは各環境温度に関して、直流電流検出値の増加率の減少が開始するピーク間電圧Ｖｐｐの大凡の値（即ち、変曲点）が経験則上判明している場合（即ち、像担持体４１の帯電電位が飽和するピーク間電圧Ｖｐｐの値が予測できる場合）、目標とするピーク間電圧Ｖｐｐを簡単に定めることができる。まず、変曲点に対応する交流ピーク間電圧Ｖｆを下回る２つの電圧値Ｖ１及びＶ２並びに交流ピーク間電圧Ｖｆを上回る１つの電圧値Ｖ３を任意に定める。図１１に示す例では、交流ピーク間電圧Ｖｆを下回る２つの電圧値Ｖ１は、電圧値Ｖ２よりも低い交流ピーク間電圧である。尚、キャリブレーション曲線が既に得られている場合には、直流電流検出値の増加率が略一定になっている交流ピーク間電圧の範囲から電圧値Ｖ１及びＶ２を決定することが好ましい。
【００５５】
画像出力制御手段２００を用いて、画像形成部４の像担持体４１を回転させながら、現像バイアスを印加し、像担持体４１周面上へのトナー層の形成を開始する。トナー層を形成しながら、更に、初期電圧調整手段９５の制御下で、選択されたピーク間電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を有する交流電圧成分を含む帯電バイアスを帯電部材４２に印加する。その後、選択されたピーク間電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３により生じる帯電部材４２と像担持体４１間の直流電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３を、電流検出手段９２を用いて、それぞれ検出する。尚、図１１に示す例において、直流電流Ｉ１は、ピーク間電圧Ｖ１に対応し、直流電流Ｉ２は、ピーク間電圧Ｖ２に対応し、直流電流Ｉ３は、ピーク間電圧Ｖ３に対応する。この操作により、２次元座標中に点Ｐ１（Ｖ１，Ｉ１）、Ｐ２（Ｖ２，Ｉ２）を定めることができる。ここで、点Ｐ１、Ｐ２を通過する一次関数Ｆ（Ｖｐｐ）を算出し、関数Ｆ（Ｖｐｐ）の値が、Ｉ３となるピーク間電圧Ｖｇを算出する。更に、使用したキャリブレーション曲線と、交流電圧Ｖｐｐ−直流電流検出値間の実際の関係との誤差を考慮し、得られたピーク間電圧Ｖｇに任意の補正値ΔＶ（例えば、１００Ｖ）を足し、これを目標とする帯電バイアスＶｔとすることができる。
【００５６】
図１２は、初期電圧調整手段９５のメモリ内に格納されたデータ構造を示す。初期電圧調整手段９５内には、複数の温度に対応する３つのピーク間電圧値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３が格納されている。図１２に示す例においては、１０℃の温度に対応するキャリブレーション曲線に基づき定められた３つのピーク間電圧と２３℃の温度に対応するキャリブレーション曲線に基づき定められた３つのピーク間電圧が示されている。環境センサ１０により、帯電部材４２の温度が検出され、検出された温度に対応する信号が初期電圧調整手段９５に送られると、初期電圧調整手段９５は、メモリ内のデータ構造を参照し、メモリに格納されたデータ構造から対応する３つの温度を読み出す。例えば、環境センサ１０が、２３℃の温度を検出すると、初期電圧調整手段９５は、２３℃の温度に対応するピーク間電圧Ｖ１（５００Ｖ）、Ｖ２（８００Ｖ）、Ｖ３（１４００Ｖ）を読み出す。初期電圧調整手段９５は、これら読み出された３つの電圧を順次印加するように交流電圧制御手段９４に信号を送る。この結果、５００Ｖのピーク間電圧の交流電圧成分を有する帯電バイアス、８００Ｖのピーク間電圧の交流電圧成分を有する帯電バイアス及び１４００Ｖのピーク間電圧の交流電圧成分を有する帯電バイアスが、順次、帯電部材４２に印加されることとなる。その後、図１１に関連して説明した原理に基づき、目標電圧の決定がなされる。
【００５７】
図１３は、図１１に関連した目標電圧算出手法を用いた場合のデジタル複写機１の作動を示すフローチャートである。デジタル複写機１の電源が投入されるとき或いはデジタル複写機１が省電力モードから復帰すると（Ｓ３００）、操作制御手段３００は、画像出力制御手段２００に帯電バイアスキャリブレーションを開始させるトリガー信号を送信する。環境センサ１０が帯電部材４２の温度を検出し、検出された温度に係る信号を初期電圧調整手段９５に送信する（Ｓ３０１）。初期電圧調整手段９５は、図１２に関連して説明したように、メモリ内のデータ構造を参照し、印加される３つのピーク間電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を決定する（Ｓ３０２）。その後、画像出力制御手段２００が画像形成部４を動作させ、像担持体４１が回転する（Ｓ３０３）。同時に或いはその後、画像出力制御手段２００は、現像部４４が備えるバイアス用電源に作動信号を送信し、バイアス用電源が、現像ローラに現像バイアスを印加する。これにより、現像部４４からトナーを像担持体４１に付着させる（Ｓ３０４）。尚、このとき、画像出力制御手段２００は、転写部４６が備えるバイアス用電源に作動信号を送信し、転写部４６のバイアス用電源は、転写部に通常印字時の逆の極性バイアスを印加する。これにより、像担持体４１に付着したトナーがクリーナ部４７に到達することとなる。初期電圧調整手段９５は、直流電圧制御手段９３と交流電圧制御手段９４を制御し、直流電圧電源９１１から直流電圧を出力するとともに交流電圧電源９１２から、ステップ３０２で決定された３つのピーク間電圧値Ｖｐｐの交流電圧を、順次、出力し、帯電部材４２にこれら直流電圧及び交流電圧を重畳させてなる帯電バイアスを印加する（Ｓ３０５）。尚、図２に示す如く、現像部４４は、像担持体４１の回転方向において、帯電部材４２よりも下流に位置するので、帯電バイアスの印加が、現像バイアスの印加よりも前に行なわれてもよい。ただし、この場合には、帯電バイアスの印加がなされた像担持体４１の周面領域が、現像部４４を通過する前に、現像バイアスの印加がなされる。
【００５８】
電流検出手段９２は、帯電バイアスの印加によって帯電部材４２に流れる直流電流値を検出し、検出された直流電流値を初期電圧調整手段９５に送る（Ｓ３０６）。初期電圧調整手段９５は、図１１に関連した手法を用いて、目標とするピーク間電圧値（目標電圧値）を決定する（Ｓ３０７）。
【００５９】
決定された目標電圧値が、ピーク間電圧Ｖｐｐに割り当てられた最大値（例えば１５００Ｖ）以下である場合は（Ｓ３０８）、決定された目標電圧値は、初期電圧調整手段９５のメモリ内に記憶される（Ｓ３０９）。一方、決定された目標電圧値が、ピーク間電圧Ｖｐｐに割り当てられた最大値（例えば１５００Ｖ）を超える場合（Ｓ３０８）、初期電圧調整手段９５は、例えば、操作制御手段３００を制御し、デジタル複写機１の操作部８に設けられた液晶タッチパネル等へ警告メッセージを表示させた後、処理を終了する（Ｓ３１０）。
【００６０】
図１４は、図１３に示すフローチャートに従い目標電圧値を定める工程を完了した状態を示す概略図である。図１４に示す例において、帯電部材４２により帯電された像担持体４１上の３つの領域４１０が示されている。図１４中、符号４１１で示す層は、現像部４４からのトナーが像担持体４１の周面上に形成したトナー層である。上述の如く、帯電部材４２により帯電された先頭の領域が、現像部４４を通過する前に、現像バイアスが印加され、像担持体４１周面上にトナー層４１１が形成される。したがって、トナー層は、帯電部材４２により帯電された領域を被覆する。この結果、帯電バイアスが印加された領域が、クリーナ部４７を通過するとき、クリーナ部４７と像担持体４１の間には、トナー層４１１が存在することとなる。トナー層４１１は、潤滑層としての役割を果たす。したがって、帯電バイアスの印加に起因して像担持体４１周面の動摩擦係数が局所的に増加したとしても、動摩擦係数が高い領域をトナー層が被覆するため、クリーナ部４７の損傷が防止されることとなる。また、図７に示す例と比較すると明らかであるが、図１３に示す手順に従って目標電圧を決定した場合、異なる大きさのピーク間電圧を用いて帯電された領域は３つしか存在せず、これら領域を被覆するトナーの量を格段に低減させることが可能となる。
【００６１】
図１１乃至図１４に関連して説明した実施例において、帯電部材４２の温度を利用して、目標値とするピーク間電圧Ｖｐｐを決定したが、帯電部材４２の温度に代えて、帯電部材４２周囲の湿度に基づいても、同様の手法を採用することができる。或いは、帯電部材４２の温度及び帯電部材４２周囲の湿度を用いて、３次元系のキャリブレーション曲線を利用することや３次元のデータ構造を用いることも、本実施形態に含まれる。
【００６２】
（試験例１）
図１５は、トナー層４１１の効果を示す図である。図１５（ａ）は、図１３に示すフローチャート中、現像バイアス印加を行なわず、トナー層４１１を形成することなく帯電バイアスキャリブレーションを実行したときの像担持体４１の回転トルクの変動を示し、図１５（ａ）は、図１３に示すフローチャートに示す手順に完全にしたがって、帯電バイアスキャリブレーションを実行したときの像担持体４１の回転トルクの変動を示す。尚、像担持体４１の回転トルクは、像担持体４１の駆動モータの電流値として測定された。
【００６３】
本試験例において、像担持体は、帯電バイアスキャリブレーションを実行している間、３００ｍｍ／ｓｅｃの線速度で回転された。また、本試験例に用いられたクリーニングブレードは、新品のものであり、反発弾性率１５％、硬度７３度、３００％モジュラス５００ｋｇｆ／ｃｍ２、ｔａｎδピーク温度９℃の特性を有していた。更に、逆放電を生じやすい環境とすべく、１０℃の低温環境にて、本試験例は実行された。３つのピーク間電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３はそれぞれ、８００Ｖ、１３００Ｖ、２２００Ｖとされ、各ピーク間電圧を用いた帯電バイアスの各印加時間は、４００ｍｓｅｃとされた。
【００６４】
現像バイアスの印加時間は、５０ｍｓｅｃに設定された。また、トナー層４１１を形成するときの、トナーの消費量は、０．２０ｍｇ／ｃｍ２であり、この消費量は、通常の印字時のトナーの消費量の約半分の値であった。したがって、図１５（ｂ）に示す試験例に用いられたトナーの総消費量は、８．９ｍｇ（０．２０ｍｇ／ｃｍ２×３００ｍｍ／ｓｅｃ×５０ｍｓｅｃ×用紙幅（Ａ３）２９７ｍｍ）であった。
【００６５】
図１５（ａ）を参照すると、トナー層４１１が形成されない場合には、変曲点を超えるピーク間電圧の交流電圧成分を含む帯電バイアスが印加されると、像担持体４１の回転トルクが顕著に増大することが分かる。このことは、変曲点を超えるピーク間電圧の交流電圧成分を含む帯電バイアスが印加された結果、像担持体４１上に放電生成物が付着したことを意味する。また、放電生成物が像担持体４１の周面の動摩擦係数を増大させ、クリーニングブレード４７と像担持体４１間に生ずる摩擦抵抗力を増加させたことを意味する。このことは、同時に、クリーニングブレード４７に対して、物理的な負荷（応力）が生じていることを意味する。一方、図１５（ｂ）を参照すると、図１５（ａ）で観察されたような、像担持体４１の回転トルクの増大は観察されない。このことは、トナー層４１１が、帯電部材４２により帯電された像担持体４１の周面領域を好適に被覆するとともに、潤滑層として機能していることを意味する。
【００６６】
（試験例２）
本試験例では、図１５（ａ）に関連して説明したトナー層４１１を形成せずに帯電バイアスキャリブレーションを複数回実行した後の全面ハーフ濃度画像の画像不良発生と、図１５（ｂ）に関連して説明したトナー層４１１を形成し、帯電バイアスキャリブレーションを複数回実行した後の全面ハーフ濃度画像の画像不良発生を比較した。表１に試験結果を示す。尚、画像不良は、帯電バイアスキャリブレーションの各実施回数において、３枚の画像を確認することにより判定された。
【００６７】
【表１】
【００６８】
トナー層４１１を形成しない場合、帯電バイアスキャリブレーションを５回以上実行すると、画像不良が現れた。帯電バイアスキャリブレーションを５回実施した後、画像を確認すると、２枚目の途中から、１本の縦筋画像が現れた。帯電バイアスキャリブレーションを１０回実施した後では、２本の縦筋画像を確認することができ、帯電バイアスキャリブレーションを１５回実施した後では、４本の縦筋画像を確認することができた。一方、トナー層４１１を形成した場合では、縦筋画像に係る画像不良は確認されなかった。
【００６９】
上記の画像不良の原因を検証するために、帯電バイアスキャリブレーションを５回繰り返し、１本の縦筋画像を確認した後に、クリーニングブレードのエッジを、顕微鏡を用いて観察した。この結果、長さ約１００μｍ、深さ約２５μｍの欠けが確認された。このことから、上述した高い動摩擦係数の領域が、クリーニングブレード４７に損傷を与えることが分かる。また、トナー層４１１が好適に、クリーニングブレード４７の損傷を防止していることが分かる。
【００７０】
上述の実施例では、像担持体４１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、感光体が有機光導電体であるＯＰＣドラムや、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よい。
【００７１】
更に、上述の実施例では、帯電部材４２が芯金４２１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４２２を被覆した帯電ローラ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よい。また、上述の実施形態では、帯電部材４２は像担持体４１に接触配置されている構成について説明したが、前記帯電部材４２は前記像担持体４１に近接配置されている構成であってもよい。
【００７２】
上述の実施例では、電流検出手段９２が高圧発生回路９１の外部に備えられた構成について説明したが、高圧発生回路９１の内部に備えられた構成であってもよい。
【００７３】
上述の実施例では、帯電バイアスの交流電圧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よい。
【００７４】
なお、上述の実施例は何れも本発明の一実施例に過ぎず、上述の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することができることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、上記したデジタル複写機の他、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、これらの機能を併せ持つ複合機などの各種の画像形成装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１・・・・・デジタル複写機（画像形成装置）
１０・・・・環境センサ（検出センサ）
４１・・・・像担持体
４２・・・・帯電部材
４４・・・・現像部（現像ローラ）
４７・・・・クリーニングブレード
９１・・・・高圧発生回路
９２・・・・電流検出手段
９６・・・・電圧制御手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
該像担持体近傍に配される現像ローラを介して、前記像担持体にトナーを供給するトナー供給部と、
前記像担持体に接触又は近接して配置され、帯電バイアスが与えられる帯電部材と、
前記像担持体の面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードと、
直流電圧と交流電圧を重畳させてなる帯電バイアスを印加する高圧発生回路と、
前記交流電圧のピーク間電圧を所定の値に制御する電圧制御手段と、
帯電バイアスのキャリブレーション制御を行なう制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記電圧制御手段に、前記交流電圧のピーク間電圧を変化させながら、前記高圧発生回路から前記帯電バイアスを前記帯電部材に対して印加させ、更に、前記制御手段は、前記像担持体を回転させるとともに、前記トナー供給部に前記像担持体へのトナーの供給を開始させ、
前記帯電部材により帯電された前記像担持体の帯電周面の少なくとも一部が前記トナーに覆われた状態で、前記帯電周面を前記クリーニングブレードに向かわせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像ローラがバイアスを印加するバイアス印加手段を備え、
該バイアス印加手段が、前記現像ローラに現像バイアスを印加することにより、前記トナーが前記像担持体に供給されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像出力制御手段が、電流検出手段を更に備え、
該電流検出手段が、前記帯電バイアスが印加されている間、前記像担持体と前記帯電部材間を流れる直流電流を検出することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電圧制御手段が、メモリを備え、
該メモリ内に、予め定められた第１のピーク間電圧の値と、第２のピーク間電圧の値と、第３のピーク間電圧の値を格納し、
前記第１のピーク間電圧の値及び前記第２のピーク間電圧の値は、所定の基準ピーク間電圧の値よりも低い値であり、
前記第３のピーク間電圧の値は、前記基準ピーク間電圧よりも高い値であることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電圧制御手段のメモリは、互いに異なる複数の温度に対応する複数の前記第１のピーク間電圧の値、前記第２のピーク間電圧の値及び前記第３のピーク間電圧の値を格納することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像出力制御手段が、前記帯電部材の温度を検出するとともに該検出された温度に対応する信号を前記電圧制御手段に送信する検出センサを更に備え、
前記電圧制御手段は、前記検出センサからの信号に基づき、前記検出センサが検出した温度に対応する前記第１のピーク間電圧の値、前記第２のピーク間電圧の値及び前記第３のピーク間電圧の値を読み出す段階と、
前記帯電キャリブレーションの間、前記交流電圧のピーク間電圧を、前記読み出された第１のピーク間電圧の値、前記読み出された第２のピーク間電圧の値、前記読み出された第３のピーク間電圧に変化させる段階を実行し、
前記電流検出手段が、前記第１のピーク間電圧の交流電圧を含む帯電バイアスを印加している間の第１の直流電流の値と、前記第２のピーク間電圧の交流電圧を含む帯電バイアスを印加している間の第２の直流電流の値と、前記第３のピーク間電圧の交流電圧を含む帯電バイアスを印加している間の第３の直流電流の値を検出することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電流検出手段が、前記電圧制御手段に、前記第１の直流電流の値に関する信号と、前記第２の直流電流の値に関する信号と、前記第３の直流電流の値に関する信号を送信し、
前記電圧制御手段が、前記読み出された第１のピーク間電圧、前記読み出された第２のピーク間電圧、前記送信された前記第１の直流電流の値に関する信号及び前記第２の直流電流の値に関する信号に基づき、回帰直線を算出する段階と、
該算出された回帰直線の値が、前記第３の直流電流の値と等しくなるピーク間電圧の値を算出する段階を実行することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記電圧制御手段が、前記回帰直線に基づき算出されたピーク間電圧の値に所定の補正値を加算する段階と、
前記所定の補正値を加算して得られたピーク間電圧の値を帯電バイアスに用いるピーク間電圧として、前記メモリに記憶させる段階を実行することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
所定の基準ピーク間電圧よりも低いピーク間電圧を有する第１の交流電圧と直流電圧を重畳させてなる第１の帯電バイアスを、前記像担持体に接触又は近接して配置される帯電部材に印加する段階と、
前記第１の交流電圧のピーク間電圧とは異なるピーク間電圧であるとともに前記基準ピーク間電圧よりも低いピーク間電圧を有する第１の交流電圧と前記直流電圧を重畳させてなる第２の帯電バイアスを前記帯電部材印加する段階と、
前記基準ピーク間電圧よりも高いピーク間電圧を有する第３の交流電圧と前記直流電圧を重畳させてなる第３の帯電バイアスを前記帯電部材に印加する段階と、
前記第１の帯電バイアス、前記第２の帯電バイアス及び前記第３の帯電バイアスを印加している間、前記帯電部材により帯電された前記像担持体の面にトナー層を形成する段階と、
前記トナー層に前記像担持体と該像担持体の面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードの間に供給する段階からなることを特徴とする帯電バイアスキャリブレーション方法。
【請求項１】
像担持体と、
該像担持体近傍に配される現像ローラを介して、前記像担持体にトナーを供給するトナー供給部と、
前記像担持体に接触又は近接して配置され、帯電バイアスが与えられる帯電部材と、
前記像担持体の面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードと、
直流電圧と交流電圧を重畳させてなる帯電バイアスを印加する高圧発生回路と、
前記交流電圧のピーク間電圧を所定の値に制御する電圧制御手段と、
帯電バイアスのキャリブレーション制御を行なう制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記電圧制御手段に、前記交流電圧のピーク間電圧を変化させながら、前記高圧発生回路から前記帯電バイアスを前記帯電部材に対して印加させ、更に、前記制御手段は、前記像担持体を回転させるとともに、前記トナー供給部に前記像担持体へのトナーの供給を開始させ、
前記帯電部材により帯電された前記像担持体の帯電周面の少なくとも一部が前記トナーに覆われた状態で、前記帯電周面を前記クリーニングブレードに向かわせることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記現像ローラがバイアスを印加するバイアス印加手段を備え、
該バイアス印加手段が、前記現像ローラに現像バイアスを印加することにより、前記トナーが前記像担持体に供給されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像出力制御手段が、電流検出手段を更に備え、
該電流検出手段が、前記帯電バイアスが印加されている間、前記像担持体と前記帯電部材間を流れる直流電流を検出することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電圧制御手段が、メモリを備え、
該メモリ内に、予め定められた第１のピーク間電圧の値と、第２のピーク間電圧の値と、第３のピーク間電圧の値を格納し、
前記第１のピーク間電圧の値及び前記第２のピーク間電圧の値は、所定の基準ピーク間電圧の値よりも低い値であり、
前記第３のピーク間電圧の値は、前記基準ピーク間電圧よりも高い値であることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記電圧制御手段のメモリは、互いに異なる複数の温度に対応する複数の前記第１のピーク間電圧の値、前記第２のピーク間電圧の値及び前記第３のピーク間電圧の値を格納することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像出力制御手段が、前記帯電部材の温度を検出するとともに該検出された温度に対応する信号を前記電圧制御手段に送信する検出センサを更に備え、
前記電圧制御手段は、前記検出センサからの信号に基づき、前記検出センサが検出した温度に対応する前記第１のピーク間電圧の値、前記第２のピーク間電圧の値及び前記第３のピーク間電圧の値を読み出す段階と、
前記帯電キャリブレーションの間、前記交流電圧のピーク間電圧を、前記読み出された第１のピーク間電圧の値、前記読み出された第２のピーク間電圧の値、前記読み出された第３のピーク間電圧に変化させる段階を実行し、
前記電流検出手段が、前記第１のピーク間電圧の交流電圧を含む帯電バイアスを印加している間の第１の直流電流の値と、前記第２のピーク間電圧の交流電圧を含む帯電バイアスを印加している間の第２の直流電流の値と、前記第３のピーク間電圧の交流電圧を含む帯電バイアスを印加している間の第３の直流電流の値を検出することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記電流検出手段が、前記電圧制御手段に、前記第１の直流電流の値に関する信号と、前記第２の直流電流の値に関する信号と、前記第３の直流電流の値に関する信号を送信し、
前記電圧制御手段が、前記読み出された第１のピーク間電圧、前記読み出された第２のピーク間電圧、前記送信された前記第１の直流電流の値に関する信号及び前記第２の直流電流の値に関する信号に基づき、回帰直線を算出する段階と、
該算出された回帰直線の値が、前記第３の直流電流の値と等しくなるピーク間電圧の値を算出する段階を実行することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記電圧制御手段が、前記回帰直線に基づき算出されたピーク間電圧の値に所定の補正値を加算する段階と、
前記所定の補正値を加算して得られたピーク間電圧の値を帯電バイアスに用いるピーク間電圧として、前記メモリに記憶させる段階を実行することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
所定の基準ピーク間電圧よりも低いピーク間電圧を有する第１の交流電圧と直流電圧を重畳させてなる第１の帯電バイアスを、前記像担持体に接触又は近接して配置される帯電部材に印加する段階と、
前記第１の交流電圧のピーク間電圧とは異なるピーク間電圧であるとともに前記基準ピーク間電圧よりも低いピーク間電圧を有する第１の交流電圧と前記直流電圧を重畳させてなる第２の帯電バイアスを前記帯電部材印加する段階と、
前記基準ピーク間電圧よりも高いピーク間電圧を有する第３の交流電圧と前記直流電圧を重畳させてなる第３の帯電バイアスを前記帯電部材に印加する段階と、
前記第１の帯電バイアス、前記第２の帯電バイアス及び前記第３の帯電バイアスを印加している間、前記帯電部材により帯電された前記像担持体の面にトナー層を形成する段階と、
前記トナー層に前記像担持体と該像担持体の面に残留するトナーを除去するクリーニングブレードの間に供給する段階からなることを特徴とする帯電バイアスキャリブレーション方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−２８６７６７（Ｐ２０１０−２８６７６７Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４２１６０（Ｐ２００９−１４２１６０）
【出願日】平成２１年６月１５日（２００９．６．１５）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１５日（２００９．６．１５）
【出願人】（０００００６１５０）京セラミタ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]