(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、前記像担持体の表面に接触し、直流電圧に交流電圧を重畳して印加することにより前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段の帯電条件を制御する制御手段と、画像形成装置の内部又は外部の温湿度を検知する環境検知手段と、を備え、前記制御手段は、前記環境検知手段により検知した温湿度に基づいて前記帯電条件を設定する画像形成装置において、
前記帯電手段と前記像担持体との間を流れる電流を検知する電流検知手段を有し、
前記制御手段は、
前記帯電手段に所定の電圧αを印加した際に前記電流検知手段により検知した電流値をγ、
前記環境検知手段により検知した温湿度で前記所定の電圧αを前記帯電手段に印加した場合に、前記帯電手段と前記像担持体との間に流れる適正電流値をβ、
σ＝（適正電流値β）−（検知した電流値γ）、
前記σの絶対値｜σ｜の前記環境検知手段により検知した温湿度に対応するリミット値を｜σ´｜とした場合に、
前記｜σ｜が前記｜σ´｜よりも大きい場合には、前記σの正負に基づいて、前記環境検知手段により検知した温湿度に対応する前記帯電条件を変更する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
変更する前記帯電条件は、前記帯電手段に印加する前記交流電圧の定電圧或いは交流電流の定電流の値と、前記交流電圧の周波数とのうちの少なくとも何れかである、
ことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記帯電手段に印加する前記交流電圧を、前記環境検知手段により検知した温湿度に対応する複数のサンプリング値に切り替えて、それぞれ前記電流検知手段により電流値を検知することにより、前記交流電圧と電流との関係を算出し、その算出結果に基づいて、前記検知した温湿度に対応するターゲット電流に対する前記交流電圧を決定して前記帯電条件を設定するものであり、
前記｜σ｜が前記｜σ´｜よりも大きい場合には、前記σの正負に基づいて、前記環境検知手段により検知した温湿度に対応する前記複数のサンプリング値と、前記ターゲット電流と、前記交流電圧の周波数とのうちの少なくとも何れかを変更して、前記帯電条件を設定する、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記帯電手段に前記所定の電圧αを印加して前記電流検知手段により前記電流値γを検知してから経過した時間を検知する時間検知手段を有し、
前記制御手段は、前記時間検知手段により検知した時間に基づいて、前記検知した電流値γをγ´に補正し、
σ＝（適正電流値β）−（検知した電流値γ´）、
前記σの絶対値｜σ｜の前記環境検知手段により検知した温湿度に対応するリミット値を｜σ´｜として、
前記｜σ｜が前記｜σ´｜よりも大きい場合には、前記σの正負に基づいて、前記環境検知手段により検知した温湿度に対応する前記帯電条件を変更する、
ことを特徴とする、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記帯電手段により帯電された前記像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、前記静電潜像を現像剤により現像して現像像を形成する現像手段と、前記現像像を別の像担持体に転写する転写手段と、を有し、
前記環境検知手段により検知した温湿度、及び、前記制御手段が設定した前記帯電条件に対応して、前記静電潜像形成手段、前記現像手段、前記転写手段の設定を行う、
ことを特徴とする、請求項１ないし４のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像像が転写された記録材を加圧、加熱することにより前記現像像を記録材に定着させる定着手段と、前記定着手段の温度設定を制御する定着制御手段と、を有し、
前記定着制御手段は、前記｜σ｜と前記｜σ´｜との大小関係、及び、前記σの正負に基づいて、前記定着手段の温度設定を制御する、
ことを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体を回転駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動を制御する駆動制御手段と、を有し、
前記駆動制御手段は、前記｜σ｜と前記｜σ´｜との大小関係、及び、前記σの正負に基づいて、前記駆動手段の駆動を制御する、
ことを特徴とする、請求項１ないし６のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成装置の内部の空気を排気する排気手段と、前記排気手段の運転及び風量の制御を行う排気制御手段と、を有し、
前記排気制御手段は、前記｜σ｜と前記｜σ´｜との大小関係、及び、前記σの正負に基づいて、前記排気手段の運転及び風量の調整を行う、
ことを特徴とする、請求項１ないし７のうちの何れか１項に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、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置に関する。特に、感光ドラムなどの像担持体の表面を帯電させる帯電手段として接触式のものを使用し、直流電圧に交流電圧を重畳して印加することにより像担持体の表面を帯電させる構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、像担持体である感光ドラムの表面を帯電し、露光することにより静電潜像を形成し、この静電潜像を現像剤により現像して現像像を形成し、この現像像を記録材などの別の像担持体に転写する。現像像が転写された記録材を定着装置で加圧、加熱することにより、現像像が記録材に定着される。転写後に感光ドラム上に残った現像剤は、クリーニング装置によりクリーニングされる。
【０００３】
このような画像形成の工程のうち、帯電を行う帯電手段としては、ローラ型、ブレード型などの帯電部材を感光ドラム表面に接触させ、接触帯電部材に電圧を印加して感光ドラム表面の帯電を行なう接触帯電方式が広く採用されている。特に、ローラ型の帯電部材（帯電ローラ）を用いた接触帯電方式は、長期にわたって、安定した帯電を行なうことができる。
【０００４】
また、接触帯電部材には、帯電バイアス印加手段から帯電バイアス電圧が印加される。帯電バイアス電圧として、所望のドラム上暗電位Ｖｄに相当する直流電圧Ｖｄｃに、直流電圧印加時の放電開始電圧の２倍以上のピーク間電圧Ｖｐｐをもつ交流電圧を重畳したバイアス電圧が用いられている構造が知られている。この帯電方法は、感光ドラム上を均一帯電するのに優れている。即ち、直流電圧に対して交流電圧を重畳印加することによって、感光ドラム上の局所的な電位ムラが解消され、感光ドラム表面の帯電電位Ｖｄは、直流印加電圧値Ｖｄｃに均一に収束する（特許文献１参照）。
【０００５】
ただし、この方式は、直流成分のみを帯電バイアス電圧として印加する場合に比べ、感光ドラムに対する放電量が増えるために、感光ドラム表面がクリーニング装置と摩耗することによって削れるなどの表面劣化が促進され易い。これに対処するため、帯電バイアス電圧の交流ピーク間電圧Ｖｐｐをできるだけ小さく抑え、帯電ローラが感光ドラムに対して過剰に放電することを防ぐ必要がある。
【０００６】
また、高温高湿な環境下においては、交流電圧の重畳によって、放電量が増えると、感光ドラム表面に放電生成物が付着する。そして、付着した放電生成物が空気中の水分を呼び込んで、感光ドラム上に形成されるべき潜像を不均一にし、潜像のドットが伸びたり、太ったり、飛び散ったりなどのいわゆる画像ボケを生じさせる原因となる。これに対処するため、帯電バイアス電圧の交流ピーク間電圧Ｖｐｐをできるだけ小さく抑え、帯電ローラが感光ドラムに対して過剰に放電することを防ぐ必要もある。
【０００７】
一方、交流ピーク間電圧Ｖｐｐと放電量の関係は、使用環境などによって異なるため常に一定ではない。例えば、帯電ローラに同じピーク間電圧を印加しても、低温低湿環境では帯電ローラのインピーダンスが上昇するので放電量が少なく、逆にインピーダンスが低下する高温多湿環境では放電量が多くなってしまう。この問題を回避するために、帯電バイアスの交流成分を定電流で制御する方法が提案されている。これは、感光ドラムに流れる交流電流Ｉａｃを検出してこれを一定になるように制御するものである。（特許文献２参照）。
【０００８】
また、交流電圧を複数のサンプリング値に切り替えて、それぞれ感光ドラムに流れる電流値を検知することにより、交流電圧と電流との関係を算出し、その算出結果に基づいて適正な交流電圧を決定する方式も知られている。即ち、非画像形成時に帯電装置の放電領域と未放電領域において、それぞれ交流ピーク間電圧Ｖｐｐを印加した場合の感光ドラムに流れる交流電流Ｉａｃを検出して両者の関係から放電電流量を算出する。そして、適正な放電量が得られる交流電圧を画像形成時の帯電バイアスとして印加する。この方式は、放電電流をより直接的に制御しているので、従来の定電流制御よりも、高精度に放電電流を制御することが可能である（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６３−１４９６６９号公報
【特許文献２】特公平０６−０９３１５０号公報
【特許文献３】特開２００１−２０１９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
近年、接触式の帯電部材として、長寿命を目指すが故に、例えば、イオン導電材のような電荷の応答性の高い物質を使用したものが多くなっている。このような構造の場合、耐久による変動に強い反面、電子導電剤を使用した帯電部材などと比較すると、環境変動による帯電特性の変化、すなわち交流ピーク間電圧Ｖｐｐと放電量の関係の変動が著しい。このため、単に、上述のような感光ドラムに流れる交流電流Ｉａｃを検出してこれを一定になるように制御しただけでは、帯電特性の変化に追従できない場合がある。この場合、過放電によるドラム削れや画像ボケといった現象を引き起こしたり、あるいは、放電不足による砂地などといった帯電不良画像を発生させたりしてしまう。
【００１１】
また、イオン導電剤を使用した帯電部材は低温環境下で著しく抵抗が増加し、感光ドラムに対して、かなり高い交流電圧ピークを印加しない限り放電を開始しないという問題を抱えている（放電を開始する交流電圧ピークを以後放電開始電圧と呼ぶ）。また、放電が開始しても、感光ドラムに充分なチャージを与えるために必要な放電する電流量（以後、必要放電量と呼ぶ）も多く必要になる。即ち、放電が開始する電圧よりもさらに交流電圧ピークを上げてやらないと感光ドラムに充分なチャージが得られず、所望の電位に感光ドラム表面の電位が達しないことによる、カブリ現象や、微小な帯電不良である砂地現象が発生する。
【００１２】
ここで、図１３及び図１４に、イオン導電剤を使用した帯電ローラの帯電特性を示す。図１３は、周囲の環境の絶対水分量と帯電ローラの放電開始電圧、及び必要放電量の関係を示したグラフである。図１４は、周囲の環境の温度と帯電ローラの放電開始電圧、及び必要放電量の関係を示したグラフである。
【００１３】
図１３、１４から明らかなように、イオン導電剤を使用した帯電ローラにおいては、一般的なオフィスの室内温度（２５±５度）であれば、放電開始電圧や、必要放電量は水分量に依存する分が支配的である。これに対して、低温環境（１５℃以下）においては、温度による依存が支配的となる。イオン導電剤の特性上、常温での電荷授受は活発であるが、低温での電荷授受能力は極端に低下し、帯電ローラの通電状態が低下する。即ち、抵抗が極端に上がって、放電開始電圧や、必要放電量に大きな影響を与えてしまう。
【００１４】
従って、イオン導電剤を使用した帯電ローラを使用する製品においては、低温環境下において、帯電ローラに印加する高圧条件を変えているものが存在する。前述のように低温環境下においては、放電開始電圧や必要放電量が著しく多く必要になるため、印加する交流電圧を通常環境よりも大きく設定したり、ターゲットとする必要放電量を大きく設定したりするのが一般的である。
【００１５】
上記のような特性から、イオン導電剤を含んだ帯電ローラを使用する際において、本体の温湿度センサから現在本体が置かれている環境を検知する。そして、低温環境に置かれている場合には、帯電ローラへの高圧印加条件を変えて、低温カブリや砂地などの現象を抑制する。但し、このような制御はあくまでも本体の温湿度センサが認識する温度と機内に格納されている帯電ローラの温度が一致している場合、即ち、本体の温湿度センサの周囲の温度に帯電ローラの周囲の温度が馴染んでいることが前提条件である。
【００１６】
しかしながら、本体の温湿度センサは、通常機外センサが多く、ユーザーの目に触れない場所に設置するのが一般的である。また機内の温湿度をより正確に判断したい場合に、機内センサを設置している製品もある。但し、これもドラムカートリッジ（ＣＲＧ）など頻繁に交換される消耗パーツの周囲に置くことは、汚染や断線などの可能性が高く、破損や誤検知のリスクを高めてしまうため、消耗パーツの出し入れの少ない場所を狙って設置することが多い。即ち、帯電ローラの近くに設置することは難しく、通常は、帯電ローラからはかなり離れた場所に設置されているため、機内温湿度センサの検知結果と、実際の帯電ローラの温度はかけ離れていることが多い。
【００１７】
また、イオン導電剤の帯電ローラは、低温環境下では、電荷の授受能力が低下している。このため、温度が瞬時に上がったからといって、その電荷授受能力が瞬時に復活するものではなく、周囲の温度変化につられて、徐々に電荷の応答性が良くなり、回復してくるものである。
【００１８】
ここで、図１５に、本体温湿度センサの検知温度に対応する場合と、実際の帯電ローラの温度が本体温湿度センサの検知温度よりも低い場合との、帯電ローラの交流電圧（Ｖｐｐ）とその際に感光ドラムに流れる交流電流（μＡ）との関係を示す。なお、本体温湿度センサの検知温度に対応する場合（図の破線）とは、本体の温湿度センサの検知温度に帯電ローラが馴染んでいる場合を想定したものである。また、実際の帯電ローラの温度が本体温湿度センサの検知温度よりも低い場合（図の実線）とは、帯電ローラが本体の温湿度センサの検出温度に馴染んでおらず、検知温度よりも低温環境下にある場合を想定したものである。
【００１９】
図１５から明らかなように、本体の温湿度センサの検知温度に帯電ローラが馴染んでいない場合は、インピーダンスが高くなっており、馴染んでいる場合と同じ交流電圧を印加しても、適正な交流電流が流れない。このため、感光ドラムを充分にチャージすることはできない。
【００２０】
従って、本体に設置されている温湿度センサに頼って帯電ローラに印加する高圧制御を行うと、帯電ローラが周囲の環境温度に十分に馴染んでいない場合、前述のような低温カブリや砂地の現象が発生する可能性がある。このように帯電ローラが馴染んでいない場合としては、例えば、次のようなケースが考えられる。冬場に、本体がユーザーの使用環境に既に設置されており、消耗パーツとして、サービスマンがドラムＣＲＧを交換するため、外の環境に放置されていたドラムＣＲＧをユーザー先に持ち込んで、即座に機内に交換設置するケース。この場合、本体の温湿度センサは本体の置かれているユーザー先の環境を検知して、帯電ローラに印加する高圧条件を設定しようとするが、実際の帯電ローラの温度は、外の環境の温度のままである。このため、前述のような低温カブリや砂地の現象が発生してしまう。また、低温で長い間さらされていた帯電ローラは、周囲の環境に充分に馴染んで始めて抵抗上昇が回復するので、低温カブリや砂地の現象からもすぐには回復できない。
【００２１】
また、設置時のみではなく、冬場の夜間に本体が置かれているユーザー先の空調がＯＦＦされて、本体が低温に曝されていた場合も同様である。もし、翌日、ユーザー先の環境の空調が再びＯＮにされて、周囲の環境が低温から回復したとしても、本体の温湿度センサの周囲のみが加温されて、帯電ローラの周囲の温度が加温できていない状況が存在する。このため、前記と同様に、低温カブリや砂地の現象が発生してしまう。また、低温で長い間さらされていた帯電ローラは、低温カブリや砂地の現象からもすぐには回復できないことも同様に発生する。
【００２２】
本発明は、このような事情に鑑み、本体の環境検知手段の検知結果と、実際の帯電手段の温度が異なっていても、帯電手段の帯電条件を適切に設定できる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、像担持体と、前記像担持体の表面に接触し、直流電圧に交流電圧を重畳して印加することにより前記像担持体の表面を帯電させる帯電手段と、前記帯電手段の帯電条件を制御する制御手段と、画像形成装置の内部又は外部の温湿度を検知する環境検知手段と、を備え、前記制御手段は、前記環境検知手段により検知した温湿度に基づいて前記帯電条件を設定する画像形成装置において、前記帯電手段と前記像担持体との間を流れる電流を検知する電流検知手段を有し、前記制御手段は、前記帯電手段に所定の電圧αを印加した際に前記電流検知手段により検知した電流値をγ、前記環境検知手段により検知した温湿度で前記所定の電圧αを前記帯電手段に印加した場合に、前記帯電手段と前記像担持体との間に流れる適正電流値をβ、σ＝（適正電流値β）−（検知した電流値γ）、前記σの絶対値｜σ｜の前記環境検知手段により検知した温湿度に対応するリミット値を｜σ´｜とした場合に、前記｜σ｜が前記｜σ´｜よりも大きい場合には、前記σの正負に基づいて、前記環境検知手段により検知した温湿度に対応する前記帯電条件を変更する、ことを特徴とする画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、σを算出することにより、本体の環境検知手段による検知結果と実際の帯電手段の温度との違いを把握できる。そして、これに基づいて帯電条件を変更するため、環境検知手段による検知結果と、実際の帯電手段の温度が異なっていても、帯電手段の帯電条件を適切に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】帯電バイアス制御のブロック図。
【図３】画像形成装置の制御ブロック図。
【図４】第１の実施形態の帯電条件の設定の制御の流れを示すフローチャート。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る帯電条件の設定の制御の流れを示すフローチャート。
【図６】ピーク間電圧と交流電流との関係を示す図。
【図７】交流電圧を設定する制御を説明するために示す、ピーク間電圧と交流電流との関係図。
【図８】交流電圧を設定する制御の流れを説明する図。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図。
【図１０】本体の環境検知手段の検知結果よりも実際の帯電手段の温度が低い場合の、時間経過に対する、（ａ）は交流電圧の、（ｂ）は周波数の設定値を示す図。
【図１１】本体の環境検知手段の検知結果よりも実際の帯電手段の温度が高い場合の、時間経過に対する、（ａ）は交流電圧の、（ｂ）は周波数の設定値を示す図。
【図１２】第３の実施形態の帯電条件の設定の制御の流れを示すフローチャート。
【図１３】イオン導電剤を使用した帯電ローラの周囲の絶対水分量に対する、（ａ）は放電開始電圧を、（ｂ）は必要放電量を示す図。
【図１４】イオン導電剤を使用した帯電ローラの周囲の温度に対する、（ａ）は放電開始電圧を、（ｂ）は必要放電量を示す図。
【図１５】帯電部材の実際の温度が低温のままである状態の、温湿度センサの検知結果に対する帯電部材の適正な交流電圧と電流との関係（Ｖ−Ｉ特性）と、実際の温度に対する帯電部材の交流電圧と電流との関係（Ｖ−Ｉ特性）とを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図４を用いて説明する。まず、図１を用いて、本実施形態の画像形成装置の概略構成について説明する。
【００２７】
［画像形成装置］
本実施形態の画像形成装置は、別の像担持体でもあるエンドレスベルト型の中間転写体（以下、中間転写ベルトと記す）の移動方向に沿って４個の画像形成ステーションをタンデム配設した４色フルカラーの画像形成装置である。画像出力部１Ｐは、大別して、画像形成ユニット１０（４つのステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが並設されており、その構成は同一である）、給紙ユニット２０、中間転写ユニット３０、定着ユニット４０及び制御ユニット（不図示）から構成される。さらに、個々のユニットについて詳しく説明する。
【００２８】
像担持体としての感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄがその中心で軸支され、矢印方向に回転駆動される。感光ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向してその回転方向に帯電ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、レーザスキャナユニット１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。
【００２９】
帯電手段である帯電ローラ１２ａ〜１２ｄにおいて、感光ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与え、ドラムの表面を帯電させる。次いで、静電潜像形成手段であるレーザスキャナユニット１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号に応じて変調したレーザービームなどの光線を感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。さらに、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックといった４色の現像剤（以下、これをトナーと呼ぶ）をそれぞれ収納した、現像手段である現像装置１４ａ〜１４ｄによって上記静電潜像を現像して現像像を形成する。なお、カラー用トナーの特性としては、重量平均粒径が５〜８μｍであることが、良好な画像を形成する上で好ましい。
【００３０】
各感光ドラム１１ａ〜１１ｄ上に形成された現像像は、１次転写部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄで転写手段である一次転写ローラ３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄに転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト３１に重ねて転写される。各感光ドラム１１ａ〜１１ｄの１次転写部Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの下流側では、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄにより、中間転写ベルト３１に転写されずに感光ドラム上に残されたトナーを掻き落としてドラム表面の清掃を行う。以上に示したプロセスにより、各トナーによる画像形成が順次行われる。
【００３１】
感光ドラム１１ａ〜１１ｄとしては、負極性のＯＰＣ感光ドラムを用いた。具体的には感光層としてアゾ顔料をＣＧＬ層（キャリア発生層）とし、その上にヒドラゾンと樹脂を混合したものをＣＴＬ層（キャリア輸送層）として２９μｍの厚さに積層した負極性有機半導体層（ＯＰＣ層）とした。詳細は後述する。
【００３２】
クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄについて説明すると、 クリーニング装置としては、カウンターブレード方式を用い、クリーニングブレードの自由長としては、８ｍｍである。クリーニングブレードはウレタンを主体とした弾性ブレードで、感光ドラムに対して、線圧約３５ｇ／ｃｍの押圧で当接されている。
【００３３】
給紙ユニット２０は，記録材Ｐを収納するためのカセット２１ａ、２１ｂおよび手差しトレイ２７を有する。また、カセット内もしくは手差しトレイより記録材Ｐを一枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２６、各ピックアップローラから送り出された記録材Ｐをレジストローラまで搬送するための給紙ローラ対２３を有する。更に、給紙ガイド２４、そして画像形成ユニット１０の画像形成タイミングに合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ２５ａ、２５ｂを有する。
【００３４】
中間転写ユニット３０について詳細に説明する。中間転写ベルト３１は、その材料として、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）などが用いられる。このような中間転写ベルト３１は、ベルトに駆動を伝達する駆動ローラ３２、ばね（不図示）の付勢によって中間転写ベルト３１に適度な張力を与えるテンションローラ３３、ベルトを挟んで二次転写部Ｔｅに対向する従動ローラ３４に巻回させる。これらのうち駆動ローラ３２とテンションローラ３３の間に一次転写平面Ａが形成される。駆動ローラ３２は金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタンまたはクロロプレン）をコーティングしてベルトとのスリップを防いでいる。駆動ローラ３２はパルスモータ（不図示）によって回転駆動される。
【００３５】
各感光ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する一次転写部Ｔａ〜Ｔｄには、中間転写ベルト３１の裏に一次転写ローラ３５ａ〜３５ｄが配置されている。また、従動ローラ３４に対向して二次転写ローラ３６が配置され、中間転写ベルト３１とのニップによって二次転写部Ｔｅを形成する。二次転写ローラ３６は中間転写体に対して適度な圧力で加圧されている。
【００３６】
また、中間転写ベルト３１上、二次転写部Ｔｅの下流には中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするためのブラシローラ（不図示）、および廃トナーを収納する廃トナーボックス（不図示）が設けられている。また中間転写ベルト３１上には２次転写残トナーを清掃するクリーニング装置１００が設けられている。
【００３７】
定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ４１ａとそのローラに加圧される加圧ローラ４１ｂ（このローラにも熱源を備える場合もある）を有する。また、定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂとのニップ部へ記録材Ｐを導くためのガイド４３、ニップ部から排出されてきた記録材Ｐをさらに装置外部に導き出すための内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５などを有する。このような定着ユニット４０は、現像像が転写された記録材を加圧、加熱することにより現像像を記録材に定着させる。
【００３８】
制御ユニットは、上記各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板やモータドライブ基板（不図示）などから成る。また、環境検知手段である環境センサ５０は、画像形成装置の内部又は外部の温湿度を検知する。本実施形態では、装置内で熱源となる定着ユニット４０などの影響を受けずに装置周囲の環境温度、湿度が正確に測定できるように、装置本体の内部で定着ユニット４０から離れた、図示の位置に配置されている。制御ユニットは、この環境センサ５０の出力に基づいて様々な制御を行う。
【００３９】
このような環境センサ５０の１例としては、センシリオン（ＳＥＮＳＩＲＩＯＮ）社製、温湿度センサＳＨＴ１Ｘシリーズが挙げられる。環境センサ５０は、センシング素子とバンドギャップ温度センサの出力をＡ／Ｄコンバータでカップリングし、デジタルインターフェースを通じてシリアル出力を行うＣＭＯＳデバイスである。センシング素子は、湿度検知デバイスであり、誘電体としてポリマーを挿入したコンデンサである静電容量ポリマーである。これは、湿度に応じてポリマーに吸着する水分量が線形に変化する特性を用いて静電容量を湿度に変換する湿度検知機能を有する。また、バンドギャップ温度センサは、温度検知デバイスであり、温度に対して線形に抵抗値が変化するサーミスタで構成され、抵抗値から温度が算出される。
【００４０】
また、定着ユニット４０の近傍には、画像形成装置の内部の空気を排気する排気手段である排気ファン３７を配置している。この排気ファン３７は、不図示の給気ファンと連動して作動し、画像形成装置内の空気を排気する。このような排気ファン３７は、風量の可変制御が可能である。
【００４１】
次に、帯電部材である帯電ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ（以下、まとめて帯電ローラ１２と表示する場合もある）の構成について説明する。帯電ローラ１２のローラ表層を、カーボンブラック等の導電剤を分散混入させた１〜２ｍｍの厚さを有する導電性ゴムとし、画像形成時の帯電ムラを防止するためにその抵抗値を１０５〜１０７Ωｃｍに制御した。また、帯電ローラ１２としては、その弾性を利用してギャップを作らずに感光ドラムと接触させる接触式帯電ローラを用い、低電圧で帯電させている。
【００４２】
なお、帯電ローラ１２として、ポリエーテルエステルアミド等のイオン導電性の高分子化合物を含有したものを使用しても良い。この構成の場合、イオン導電性の高分子化合物を含有し、抵抗値を１０５〜１０７Ωｃｍに制御したＡＢＳ樹脂を射出成形により導電性支持体の表面に０．５〜１ｍｍ被覆して抵抗調整層としている。また、抵抗調整層の表面に酸化スズなどの導電性微粒子が分散した熱可塑性樹脂組成物からなる保護層を順次形成、帯電電圧を印加するための導電性支持体として金属製軸部材が用いられる。この軸部材は、軸受部と、電圧印加用軸受部と、外径がφ1４ｍｍの被覆部が一体で構成される。そして、被覆部の周面上には、ポリエーテルエステルアミド等のイオン導電性の高分子化合物を含有した熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂の体積抵抗値１０５〜１０７Ωｃｍの抵抗調整層が射出成形で０．５〜１ｍｍの厚みで被覆成形加工される。
【００４３】
また、本実施形態の場合、帯電ローラ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、クリーニング装置１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、それぞれ一体のドラムカートリッジとして存在している。そして、ドラムカートリッジを交換することによって、帯電ローラ、感光ドラム、クリーニング装置を消耗品として一括で交換できる仕組みとなっている。このようなドラムカートリッジの形態は、サービスマンが交換するものからユーザー自ら交換できるものまで様々であるが、本実施例で使用するカートリッジは、ユーザーが自ら交換できる仕組みとなっている。交換の手順等は、本体に設置されているディスプレイ上に表示される仕組みである。
【００４４】
感光ドラム１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ（以下、まとめて感光ドラム１１と表示する場合もある）は、支持体の上に、下引き層、電荷発生層、電荷輸送層の順で積層構成された有機感光体である。支持体Ａとしては、導電性を示すものであって硬度の測定に影響を与えない範囲内のものであれば、特に制限なく使用することができる。例えばアルミニウム、銅、クロム、ニッケル、亜鉛およびステンレスなどの金属や合金をドラム状に成形したものなどが使用できる。
【００４５】
下引き層Ｂは感光層の接着性改良、塗工性改良、支持体の保護、支持体上の欠陥の被覆、支持体からの電荷注入性改良、または感光層の電気的破壊に対する保護などのために形成される。下引き層Ｂの材料としては、ポリビニルアルコール、ポリ−Ｎ−ビニルイミダゾール、ポリエチレンオキシド、エチルセルロース、エチレン−アクリル酸共重合体、カゼインなどを用いることができる。更には、ポリアミド、Ｎ−メトキシメチル化６ナイロン、共重合ナイロン、にかわおよびゼラチンなどを用いることができる。これらを適当な溶剤に溶解し、支持体上に塗布する。その際、下引き層Ｂの膜厚としては０．１〜２μｍが好ましい。
【００４６】
電荷発生層Ｃと電荷輸送層Ｄとを機能分離し積層させた積層型感光層を形成する場合には、下引き層Ｂ上に電荷発生層Ｃ、電荷輸送層Ｄの順で積層する。ここで、電荷発生層Ｃに用いる電荷発生物質としては、セレン−テルル、ピリリウム、チアピリリウム系染料、また各種の中心金属および結晶系などが挙げられる。より具体的には例えばα、β、γ、εおよびＸ型などの結晶型を有するフタロシアニン化合物、アントアントロン顔料、ジベンズピレンキノン顔料、ピラントロン顔料、トリスアゾ顔料、ジスアゾ顔料、モノアゾ顔料、インジゴ顔料、キナクリドン顔料。更には、非対称キノシアニン顔料、キノシアニンおよび特開昭５４−１４３６４５号公報に記載のアモルファスシリコーンなどが挙げられる。本実施例形態では、高画質を実現するために感度を高くできるフタロシアニン化合物を用いた電荷発生層を用いた。
【００４７】
［帯電バイアス制御］
続いて、本実施形態の帯電バイアスの制御について、図２を用いて説明する。図２は帯電ローラ１２に対する帯電バイアス印加系のブロック回路図である。電源Ｓ１から直流電圧に周波数ｆの交流電圧を重畳した所定の振動電圧（バイアス電圧Ｖｄｃ＋Ｖａｃ）が芯金を介して帯電ローラ１２に印加されることで、回転する感光ドラム１１の周面が所定の電位に帯電処理される。帯電ローラ１２に対する電圧印加手段である電源Ｓ１は、直流（ＤＣ）電源１０１と交流（ＡＣ）電源１０２を有している。
【００４８】
制御手段である制御回路１０３は、上記電源Ｓ１のＤＣ電源１０１とＡＣ電源１０２をオン・オフ制御して帯電ローラ１２に直流電圧と交流電圧のどちらか、若しくはその両方の重畳電圧を印加するように制御する。また、ＤＣ電源１０１から帯電ローラ１２に印加する直流電圧値と、ＡＣ電源１０２から帯電ローラ１２に印加する交流電圧のピーク間電圧値を制御する。１０４は、感光ドラム１１を介して帯電ローラ１２に流れる交流電流値を測定する、即ち、帯電手段と像担持体との間を流れる電流を検知する電流検知手段としての交流電流値測定回路である。この回路１０４から上記の制御回路１０３に測定された交流電流値情報が入力される。
【００４９】
５０は画像形成装置が設置されている環境を検知する環境検知手段としての環境センサである。この環境センサ５０から上記の制御回路１０３に検知された環境情報が入力される。制御回路１０３に入力される環境情報は、温度情報と相対湿度情報である。制御回路１０３は、入力された温湿度情報から絶対水分量を算出し、算出した絶対水分量に基づいて、帯電高圧条件（帯電条件）の設定、現像高圧条件の設定、転写高圧条件などの設定を行う。即ち、環境センサ５０により検知した温湿度に対応して、それぞれの条件の設定を行う。
【００５０】
また、環境センサ５０により検知した温湿度に対応する帯電条件は、後述する所定の条件により変更される。この変更は、本実施形態のように、直接、画像形成中の帯電高圧条件を変更する場合と、後述する第２の実施形態のように、画像形成中に印加する帯電交流ピーク電圧を決めるための制御に使用する制御条件を変更する場合が存在する。
【００５１】
制御回路１０３は、交流電流値測定回路１０４から入力の交流電流値情報、環境センサ５０から入力の環境情報から、印字工程の帯電工程における帯電ローラ１２に対する印加交流電圧の適切なピーク間電圧値の演算・決定プログラムを実行する。
【００５２】
即ち、先にも述べたように帯電ローラ１２のインピーダンスは、画像形成装置の使用環境により大きく変化する。このため、帯電ローラ１２から感光ドラム１１に流れる放電電流量を制御する上で、画像形成装置の使用環境、特に使用環境中の絶対水分量を考慮する必要がある。そのために本実施形態では、図２に示したように、画像形成装置内の温度及び相対湿度を検知する環境センサ５０を画像形成装置内に配設して、画像形成装置内の温度及び相対湿度情報を制御回路１０３に入力するようにしている。制御回路１０３は、環境センサ５０から入力される温度及び相対湿度から使用環境中の絶対水分量を計算する。そして、作像中に帯電ローラ１２に印加する帯電条件である交流電圧と、交流電圧の周波数とのうちの少なくとも何れかを使用環境（絶対水分量）に応じて可変制御している。
【００５３】
ここで、絶対水分量ｘは、相対湿度Ψ（％），乾式温度ｔ（℃）、湿り空気中の水蒸気分圧Ｐ（ｍｍＨｇ）、飽和湿り空気の水蒸気分圧ｐｓ（ｍｍＨｇ）、湿り空気の全圧力ｐ（ｍｍＨｇ）とすれば、次のように算出される。なお、７６０ｍｍＨｇで一定とする。
ｘ＝０．６２２×Ψ×ｐｓ／（Ｐ−Ψ×ｐｓ）（ｋｇ／ｋｇ´）・・・（１）
【００５４】
また、相対湿度Ψは、水蒸気分圧により次のように求められる。
Ψ＝ｐ／ｐｓ（％）・・・（２）
【００５５】
［帯電条件の設定］
次に、本実施形態での帯電条件の設定について説明する。まず、帯電ローラ１２に所定の電圧αを印加した際に交流電流値測定回路１０４により検知した電流値をγとする。また、環境センサ５０により検知した温湿度で所定の電圧αを帯電ローラ１２に印加した場合に、帯電ローラ１２と感光ドラム１１との間に流れる適正電流値をβとする。この場合に、適正電流値βと検知した電流値γとの差分をσとする。即ち、σ＝（適正電流値β）−（検知した電流値γ）とする。
【００５６】
次に、差分σの絶対値｜σ｜の環境センサ５０により検知した温湿度に対応するリミット値を｜σ´｜とする。そして、｜σ｜が｜σ´｜よりも大きい場合には、σの正負に基づいて、環境センサ５０により検知した温湿度に対応する帯電条件を変更する。言い換えれば、｜σ｜が｜σ´｜を超えた場合と、｜σ｜が｜σ´｜以下の場合とで、帯電条件を異ならせている。また、この場合に、σが正である場合、即ち、検知した電流値γが適正電流値βよりも小さい場合と、σが負である場合、即ち、検知した電流値γが適正電流値βよりも大きい場合とでも帯電条件を異ならせる。
【００５７】
より具体的に説明すると、まず、｜σ｜が｜σ´｜を超えた場合、即ち、適正電流値βと検知した電流値γとの差分が大きい場合、実際の帯電ローラ１２の温度は、環境センサ５０の検知結果に対して大きくずれていると判断できる。したがって、この場合には、環境センサ５０の検知結果に応じて設定されている帯電条件を、次のように、σの正負に応じて変更する。
【００５８】
即ち、σが正である場合（検知した電流値γが適正電流値βよりも小さい場合）、帯電ローラ１２のインピーダンスが高いと考えられるため、実際の帯電ローラ１２の温度が環境センサ５０の検知結果よりも低いと判断できる。一方、σが負である場合（検知した電流値γが適正電流値βよりも大きい場合）、帯電ローラ１２のインピーダンスが低いと考えられるため、実際の帯電ローラ１２の温度が環境センサ５０の検知結果よりも高いと判断できる。
【００５９】
このため、σが正である場合には、環境センサ５０の検知結果に応じて設定される帯電条件に対して、交流電圧は高くなるように、周波数は小さくなるように変更する。一方、σが負である場合には、環境センサ５０の検知結果に応じて設定される帯電条件に対して、交流電圧は低くなるように、周波数は大きくなるように変更する。なお、この場合に周波数を変更しないようにしても良い。
【００６０】
これに対して、｜σ｜が｜σ´｜以下の場合、即ち、適正電流値βと検知した電流値γとの差分が０或いは小さい場合、実際の帯電ローラ１２の温度と、環境センサ５０の検知結果とのずれは小さい、或いは、ないと判断できる。したがって、この場合には、環境センサ５０の検知結果に応じて設定されている帯電条件を変更せずに、そのまま使用する。このような、環境やσに対する各帯電条件、リミット値σ´は、予め、実験などにより求めておき、メモリに記憶しておく。
【００６１】
以下、図３及び図４を用いて、上述の帯電条件の設定の制御の流れの１例を説明する。なお、環境センサ５０の検知結果に対応して設定される帯電条件をＡ条件、上述のσによりＡ条件から変更される帯電条件をＢ条件とする。即ち、帯電ローラのインピーダンスが環境センサ５０の検知結果に対応したインピーダンスとは異なることを装置本体の制御手段であり、制御回路１０３に含まれるＣＰＵ２０１が認識する。そして、環境センサ５０の検知結果に対応して設定されたＡ条件から変更する条件をＢ条件とする。
【００６２】
本体のメイン電源をＯＮする（Ｘ１）と、本体ＣＰＵ２０１は本体の置かれている環境を知るために、環境センサ５０から装置本体の内部の温湿度情報を入手し、本体内のメモリ２０２に情報を記憶する。次に、ＣＰＵ２０１は帯電高圧制御手段２０５に対して、帯電ローラ１２に帯電交流電圧として定電圧であるαＶｐｐを印加することを指令する。なお、図２では、ＣＰＵ２０１と帯電高圧制御手段２０５とを合わせて、制御回路１０３としている。
【００６３】
本体ＣＰＵ２０１は、帯電交流電圧αＶｐｐを印加した際に感光ドラム１１に流れる帯電交流電流γ（μＡ）の情報を交流電流値測定回路１０４から検出し（Ｘ２）、本体メモリ２０２に情報を記憶する。続いて、本体ＣＰＵ２０１は、環境センサ５０から得られた現状の機内の温湿度設定に応じて、予めメモリ２０２に情報として記憶されている交流定電圧αＶｐｐ印加時の適正電流値βを情報として引き出す（Ｘ３）。そして、この予め記憶された適正交流電流値βと実際に得られた帯電交流電圧αＶｐｐを印加した際に感光ドラム１１に流れる帯電交流電流γ（μＡ）から式Ｘ´に基づいて、差分電流σ（μＡ）を算出する。
σ＝適正交流電流値β−実際の測定交流電流値γ・・・（式Ｘ´）
【００６４】
ＣＰＵ２０１は、算出された差分電流値の絶対値│σ│が、現状の機内の温湿度設定に応じて、予めメモリ２０２に情報として記憶されている環境リミット値│σ´│よりも大きいか否かを判断する（Ｘ４）。そして、ＣＰＵ２０１は、｜σ｜が環境リミット値│σ´│よりも大きい場合には、予め現状の機内の温湿度設定に応じて設定されている帯電設定条件Ａとは異なる帯電設定条件Ｂに変更する。この条件Ｂは、σの正負を考慮して定められている。変更される帯電条件としては、交流電圧の周波数、交流電圧値とのうちの少なくとも何れかである（Ｘ５）。
【００６５】
周波数は、通常頻繁に設定を変えるものではなく、感光ドラム１１の周速に合わせて、モアレの発生などに影響の無いように変更するのが一般的である。但し、周波数を下げることで、感光ドラム１１に対する異常放電を軽減する効果や、感光ドラム１１に対するチャージ能力を上げることが可能であることが知られている。従って、低温環境などでインピーダンスが急激に上がってしまった帯電ローラに対して、発生するカブリや、砂地などの現象に対しては、帯電周波数を下げることは、重大な効果を発揮する。即ち、周波数を下げることで、インピーダンス低下によるカブリや砂地などの現象を低減できる。
【００６６】
なお、本実施例形態では、帯電制御を定電圧制御としており、印加する帯電設定は交流電圧で決めているため、Ｂ条件で変更される帯電設定は帯電交流電圧である。但し、本体が帯電制御を定電流で行っている場合は、交流電流の値を変更することが好ましい。
【００６７】
ここで、差分電流│σ│や環境リミット値│σ´│を絶対値としているのは、次のような理由による。帯電ローラが周囲の温湿度よりも温度が低く、インピーダンスが高くなってしまっている状態では、適正電流βは、実際の交流電流γよりも大きくなり、差分電流σは、プラス側に大きくなる。一方、帯電ローラが周囲の温湿度よりも温度が高く、インピーダンスが低くなってしまっている状態では、適正電流βは、実際の交流電流γよりも小さくなり差分電流σは、マイナス側に大きくなる。したがって、差分σがどれだけ大きいかを判断するためには、絶対とする必要がある。
【００６８】
なお、帯電ローラの温度が周囲よりも高い場合としては、夏場に、装置本体がオフィス内で冷房環境下に設置されている状態で、外部で放置され、熱くなった帯電ローラの搭載されたドラムカートリッジが装置内に設置される場合が考えられる。この場合には、帯電ローラからの過電流によって、画像流れやクリーニング装置のブレード捲れなどの発生が懸念される。したがって、本実施形態では、これを防止するという目的で、適正電流βが実際の交流電流γよりも大きくなる場合も、帯電条件を変更するようにしている。
【００６９】
一方、ＣＰＵ２０１は、前述の差分電流│σ│が環境リミット値│σ´│以下である場合は、通常の予め現状の機内の温湿度設定に応じて設定された帯電設定条件Ａにで帯電設定を決定する。帯電条件としては、前述と同じく、帯電周波数、帯電交流電圧値などを設定するのが一般的である（Ｘ６）。
【００７０】
このようにＣＰＵ２０１は、前述の差分電流│σ│が環境リミット値│σ´│よりも大きいか否かを判断する。そして、それぞれの帯電条件Ａ、Ｂに合わせた帯電設定に変更し、決定された帯電設定に応じて、画像形成、あるいは初期設置動作、その他の画像形成条件を決める必要な制御を実行する（Ｘ７）。
【００７１】
初期設置動作とは、現像装置を設置した際の現像剤の初期イニシャライズ動作や、ドラムカートリッジを設置した際のドラムカートリッジ初期イニシャライズ動作などを指している。また、その他の画像形成条件を決める必要な制御とは、トナー濃度制御や、一次転写の設定などを決める制御などを指している。
【００７２】
具体的には、環境センサ５０により検知した温湿度、及び、ＣＰＵ２０１が設定した帯電条件に対応して、レーザ露光手段２０４、現像高圧制御手段２０６、転写高圧制御手段２０７の設定を行う。レーザ露光手段２０４は、レーザスキャナユニット１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの例えばＰＷＭ（パルス幅変調）制御を行う。現像高圧制御手段２０６は、現像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに印加する電圧（現像バイアス）を制御する。転写高圧制御手段２０７は、一次転写ローラ３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄや二次転写部Ｔｅに印加する電圧（転写バイアス）を制御する。即ち、帯電条件の変更に合わせて、各種装置の制御条件も変更する。
【００７３】
また、本体ＣＰＵ２０１は本体の置かれている環境を知るために、環境センサ５０から機内の温湿度情報を入手するタイミングは、メイン電源ＯＮ時のみではなく、常時入手しても良い。さらには、コピージョブの開始時に情報を入手してもよい。従って、上述の制御フローは、コピージョブ毎に常に行われ、帯電設定条件を決定しても良いし、常時温湿度情報を入手しておくことで、連続コピー動作中であっても、紙間等で設定を変えることも可能である。
【００７４】
表１に、各温湿度での、通常帯電条件Ａと、｜σ｜と｜σ´｜との大小関係、及び、σの正負に基づいて変更する特別帯電条件Ｂの具体例を示す。
【００７５】
【表１】
0005854846.tif 000002
【００７６】
本実施形態によれば、σを算出することにより、本体の環境センサ５０による検知結果と実際の帯電ローラ１２の温度との違いを把握できる。そして、これに基づいて帯電条件を変更するため、環境センサ５０による検知結果と、実際の帯電ローラ１２の温度が異なっていても、帯電ローラ１２の帯電条件を適切に設定できる。この結果、低温カブリや砂地の現象の発生を抑制できる。
【００７７】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について、図１ないし図３を参照しつつ、図５ないし図８を用いて説明する。上述の第１の実施形態では、帯電条件の変更は、直接、画像形成中の帯電高圧条件を変更したが、本実施形態では、画像形成中に印加する帯電交流ピーク電圧を決めるための制御に使用する制御条件を変更する。
【００７８】
即ち、本実施形態の場合、ＣＰＵ２０１は、帯電ローラ１２に印加する交流電圧を、環境センサ５０により検知した温湿度に対応する複数のサンプリング値に切り替えて、それぞれ交流電流値測定回路１０４により電流値を検知する。これにより、交流電圧と電流との関係を算出し、その算出結果に基づいて、検知した温湿度に対応するターゲット電流に対する交流電圧を決定して帯電条件を設定する。ここで、本実施形態の場合も、前述の第１の実施形態と同様に差分電流σを求め、図５に示すフローにより帯電条件を変更する。即ち、｜σ｜が｜σ´｜よりも大きい場合には、σの正負に基づいて、環境センサ５０により検知した温湿度に対応する複数のサンプリング値と、ターゲット電流と、交流電圧の周波数とのうちの少なくとも何れかを変更して、帯電条件を設定する。
【００７９】
以下、具体的に説明する。従来から、種々の検討により、以下の定義により数値化した放電電流量が実際のＡＣ放電の量を代用的に示し、感光ドラムの削れ、画像流れ、帯電均一性と強い相関関係があることが見出されている。即ち、図６に示すように、ピーク間電圧Ｖｐｐに対して交流電流Ｉａｃは帯電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）未満（未放電領域）で線形の関係にあり、それ以上から放電領域に入るにつれ徐々に電流の増加方向にずれる。放電の発生しない真空中での同様の実験においては直線が保たれたため、これが、放電に関与している電流の増分△Ｉａｃであると考える。
【００８０】
よって、放電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）未満のピーク間電圧Ｖｐｐに対して電流Ｉａｃの比をａとしたとき、放電による電流以外の、接触部へ流れる電流（以下、ニップ電流）などの交流電流はａ・Ｖｐｐとなる。したがって、放電開始電圧Ｖｔｈ×２（Ｖ）以上の電圧印加時に測定されるＩａｃと、このａ・Ｖｐｐとの差分から△Ｉａｃを放電の量を代用的に示す放電電流量と定義する。
△Ｉａｃ＝Ｉａｃ−ａ・Ｖｐｐ・・・式１
【００８１】
この放電電流量△Ｉａｃは、一定電圧または一定電流での制御下で帯電を行った場合、環境や、画像形成枚数（耐久）に応じて変化する。これはピーク間電圧と放電電流量の関係、交流電流値と放電電流量との関係が変動しているからである。ＡＣ定電流制御方式では、帯電部材（帯電ローラ）から被帯電体（感光ドラム）に流れる総電流で制御している。この総電流量とは、上記のように、ニップ電流ａ・Ｖｐｐと非接触部で放電することで流れる放電電流量△Ｉａｃの和になっている。そして、定電流制御では実際に被帯電体を帯電させるのに必要な電流である放電電流だけでなく、ニップ電流も含めた形で制御されている。そのため、実際に、放電電流量は制御できていない。
【００８２】
定電流制御において同じ電流値で制御していても、帯電部材の材質の環境変動によって、ニップ電流が多くなれば当然放電電流量は減り、ニップ電流が減れば放電電流量は増える。このため、ＡＣ定電流制御方式でも完全に放電電流量の増減を抑制することは不可能であり、長寿命を目指したとき、感光ドラムの削れと帯電均一性の両立を実現することは困難であった。そこで、従来より、常に所望の放電電流量を得るため、以下の要領で制御が行われている。
【００８３】
本実施形態で行っている所望の放電電流量（ターゲット電流）をＤとしたときに、この放電電流量Ｄとなるピーク間電圧を決定する方法について説明する。本実施形態では印字準備回転動作時において制御回路１０３で印字工程時の帯電工程における帯電ローラ１２に対する印加交流電圧の適切なピーク間電圧値の演算・決定プログラムを実行させている。具体的に、図７のＶｐｐ−Ｉａｃグラフと、図８の制御フロー図を参照して説明する。
【００８４】
制御回路１０３は印字準備回転動作時においてＡＣ電源１０２を制御して図７に示すように、帯電ローラ１２に放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を３点、未放電領域であるピーク間電圧を３点、それぞれサンプリング値として順次に印加する。そして、その時の感光ドラム１１を介して帯電ローラ１２に流れる交流電流値が、交流電流値測定回路１０４で測定されて制御回路１０３に入力される。次に、制御回路１０３は、上記測定された各３点の電流値から、最小二乗法を用いて、放電、未放電領域のピーク間電圧と交流電流の関係をそれぞれ直線近似し、以下の２つの式を算出する。
Ｙａ＝ａＸａ＋Ａ（放電領域の近似直線）・・・式２
Ｙｂ＝ｂＸｂ＋Ｂ（未放電領域の近似直線）・・・式３
【００８５】
その後、放電電流量Ｄとなるピーク間電圧Ｖｐｐが、上述の２つの式の差分により次式のように決定される。
Ｖｐｐ１＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（ａ−ｂ）・・・式４
【００８６】
ここで、未放電領域と放電領域でのピーク間電圧（Ｖｐｐ）と交流電流（Ｉａｃ）の関数ｆＩ１（Ｖｐｐ）とｆＩ２（Ｖｐｐ）は、それぞれ式３のＹｂ＝ｂＸｂ＋Ｂと式２のＹａ＝ａＸａ＋Ａに対応している。定数Ｄは上記の所望の放電電流量Ｄと対応している。
【００８７】
よって、ｆＩ２（Ｖｐｐ）−ｆＩ１（Ｖｐｐ）＝Ｄは、
Ｙａ−Ｙｂ＝（ａＸａ＋Ａ）−（ｂＸｂ＋Ｂ）＝Ｄ
となる。
【００８８】
また、ｆＩ２（Ｖｐｐ）−ｆＩ１（Ｖｐｐ）＝Ｄから、上述の
Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（ａ−ｂ）
の誘導は次のとおりである。
ｆＩ２（Ｖｐｐ）−ｆＩ１（Ｖｐｐ）＝Ｙａ−Ｙｂ＝Ｄ
（ａＸａ＋Ａ）−（ｂＸｂ＋Ｂ）＝Ｄ
【００８９】
今、ＤとなるＸの値を探しており、その点をＶｐｐとすると、
（ａＶｐｐ＋Ａ）−（ｂＶｐｐ＋Ｂ）＝Ｄ
よって、Ｖｐｐ＝（Ｄ−Ａ＋Ｂ）／（ａ−ｂ）となる。
【００９０】
そして、帯電ローラ１２に印加するピーク間電圧を上述の式４で求めたＶｐｐ１に切り替え、Ｖｐｐ１で定電圧制御し、前記した印字工程へと移行する。
【００９１】
印字工程時には、求めたピーク間電圧Ｖｐｐ１が帯電ローラ１２に印加され、その時に帯電ローラ１２に流れる交流電流値が、交流電流値測定回路１０４で測定されて制御回路１０３に入力される。このとき、Ｖｐｐ１は定電圧制御されている。画像形成領域と次の画像形成領域の間の非画像形成領域（紙間）において、帯電ローラ１２に未放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を１点印加し、その時に流れる交流電流値が交流電流値測定回路１０４で測定されて制御回路１０３に入力する。新たに測定されたピーク間電圧と交流電流値の関係と、印字準備回転動作時に測定したピーク間電圧と交流電流値の関係から、統計的処理を行なうことで、以下の２つの式を算出する。即ち、印字時の測定点と紙間時の測定点を、前回転時の制御において求められた測定点に追加して、測定点数を多くして最小二乗法を用いて再計算させる。
Ｙａ＝ａ'Ｘａ＋Ａ'（放電領域の近似直線）・・・式５
Ｙｂ＝ｂ'Ｘｂ＋Ｂ（未放電領域の近似直線）・・・式６
【００９２】
その後、印字工程時に帯電ローラ１２に印加するピーク間電圧Ｖｐｐ１を求める時と同様に、式７を用いて、式５の放電領域の近似直線と式６の未放電領域の近似直線の差分である放電電流量Ｄとなるピーク間電圧Ｖｐｐ２を決定する。
Ｖｐｐ２＝（Ｄ−Ａ'＋Ｂ）／（ａ'−ｂ’）・・・式７
【００９３】
ここで、未放電領域と放電領域での補正されたピーク間電圧（Ｖｐｐ）と交流電流（Ｉａｃ）との関数ｆＩ１’（Ｖｐｐ）とｆＩ２’（Ｖｐｐ）は、それぞれ上記式６のＹｂ＝ｂ’Ｘｂ＋Ｂと式５のＹａ＝ａ’Ｘａ＋Ａ’に対応している。関数ｆＩ１’（Ｖｐｐ）とｆＩ２’（Ｖｐｐ）からの式７の誘導は、前記の関数ｆＩ１（Ｖｐｐ）とｆＩ２（Ｖｐｐ）からの式４の誘導と同様である。
【００９４】
そして、帯電ローラ１２に印加するピーク間電圧を上記の式７で求めたＶｐｐ２に切り替え、次はＶｐｐ２で定電圧制御し、画像形成を行なう。次の印字工程時においても、同様に、印字工程時と紙間工程時にピーク間電圧と交流電流値の関係を測定し、印字工程時に帯電ローラ１２に印加するピーク間電圧を印字動作が行なわれている間常に補正する。
【００９５】
この様に、印字準備回転動作時ごとに、印字工程時に所定の放電電流量Ｄを得るために必要なピーク間電圧を算出し、印字工程中には求めたピーク間電圧を定電圧制御しながら帯電ローラ１２に印加する。更に、連続印字モード時には印字工程中の交流電流値と、紙間工程時に帯電ローラ１２に未放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を印加した時の交流電流を測定し、次の印字工程時に印加するピーク間電圧を補正する。それによって、帯電ローラ１２の製造ばらつきや材質の環境変動に起因する抵抗値のふれや、本体装置の高圧ばらつきを吸収する。また、これだけでなく、連続印字による帯電ローラ１２の抵抗値変動に対しても一枚ごとに補正を入れることで、確実に所望の放電電流量で制御すること可能となっている。前述のような制御方法を以後、放電電流量制御と呼ぶ。
【００９６】
本実施形態においては、放電電流制御を行う際の未放電領域であるピーク間電圧（Ｖｐｐ）を印加した時の交流電流を測定する際に、未放電領域内での３点のピーク間電圧（以後、サンプリング値と呼ぶ）で未放電領域の近似直線を得ている。そして、それぞれＶｐｐ１、Ｖｐｐ２、Ｖｐｐ３としている。また、放電領域内での３点のピーク間電圧（以後、サンプリング値と呼ぶ）で放電領域の近似直線を得ており、それぞれＶｐｐ１´、Ｖｐｐ２´、Ｖｐｐ３´としている。
【００９７】
次に、図３及び図５を用いて、本実施形態の帯電条件の設定の制御の流れの１例を説明する。なお、環境センサ５０の検知結果に対応して設定される帯電条件をＡ´条件、σによりＡ´条件から変更される帯電条件をＢ´条件とする。
【００９８】
本体のメイン電源をＯＮすると帯電制御が開始され（Ｙ１）、本体ＣＰＵ２０１は本体の置かれている環境を知るために、環境センサ５０から機内の温湿度情報を入手し、本体内のメモリ２０２に情報を記憶する。次に、ＣＰＵ２０１は帯電高圧制御手段２０５に対して、帯電ローラ１２に帯電交流電圧として定電圧であるαＶｐｐを印加することを指令する。本体ＣＰＵ２０１は帯電交流電圧αＶｐｐを印加した際に感光ドラム１１に流れる帯電交流電流γ（μＡ）の情報を交流電流値測定回路１０４から検出し（Ｙ２）、本体メモリ２０２に情報を記憶する。続いて、本体ＣＰＵ２０１は、環境センサ５０から得られた現状の機内の温湿度設定に応じて、予めメモリ２０２に情報として記憶されている交流定電圧αＶｐｐ印加時の適正電流値βを情報として引き出す（Ｙ３）。そして、前述の予め記憶された適正交流電流値βと実際に得られた帯電交流電圧αＶｐｐを印加した際に感光ドラム１１に流れる帯電交流電流γ（μＡ）から式Ｙ´に基づいて、差分電流σ（μＡ）を算出する。
σ＝適正交流電流値β−実際の測定交流電流値γ・・・（式Ｙ´）
【００９９】
ＣＰＵ２０１は、算出された差分電流値の絶対値│σ│が、現状の機内の温湿度設定に応じて、予めメモリ２０２に情報として記憶されている環境リミット値│σ´│よりも大きいか否かを判断する（Ｙ４）。
【０１００】
また、ＣＰＵ２０１は、前述の差分電流│σ│が環境リミット値│σ´│よりも大きい場合は、予め現状の機内の温湿度設定に応じて設定された帯電制御条件Ａ´とは異なる帯電制御条件Ｂ´に設定する。この条件Ｂ´は、σの正負を考慮して定められている。帯電制御条件Ｂ´で変更される制御条件としては、帯電周波数、前述の放電電流制御時の放電量のターゲット値（ターゲット電流）、及び、前述の放電電流制御時の放電、未放電領域のそれぞれのサンプリング値などがある（Ｙ５）。従って、前述の差分電流│σ│が環境リミット値│σ´│よりも大きい場合は、帯電制御条件Ｂ´で変更される制御条件を条件として前述の放電電流制御を実行する。そして、そこで決定された帯電設定に従って、画像形成や、初期イニシャライズ動作中の帯電設定を決定する（Ｙ６）。
【０１０１】
一方、ＣＰＵ２０１は、前述の差分電流│σ│が環境リミット値│σ´│以下である場合は、通常の予め現状の機内の温湿度設定に応じて設定された帯電制御条件Ａ´に従って、帯電設定を決定する（Ｙ７）。帯電制御条件としては、前述と同じく、帯電周波数、前述の放電電流制御時の放電量のターゲット値（ターゲット電流）、及び、前述の放電電流制御時の放電、未放電領域のそれぞれのサンプリング値などを変更するのが一般的である。従って、前述の差分電流│σ│が環境リミット値│σ´│より小さい場合は、帯電制御条件Ａ´で変更される制御条件を条件として前述の放電電流制御を実行する。そして、そこで決定された帯電設定に従って、画像形成や、初期イニシャライズ動作中の帯電設定を決定する（Ｙ８）。
【０１０２】
このようにＣＰＵ２０１は、前述の差分電流│σ│が環境リミット値│σ´│よりも大きいか否かを判断し、それぞれの帯電制御条件Ａ´、Ｂ´に合わせた帯電設定に変更する。そして、決定された帯電設定に応じて、画像形成、あるいは初期設置動作、その他の画像形成条件を決める必要な制御を実行している。初期設置動作とは、現像器を設置した際の現像剤の初期イニシャライズ動作や、ドラムカートリッジを設置した際のドラムカートリッジ初期イニシャライズ動作などを指している。またその他の画像形成条件を決める必要な制御とは、トナー濃度制御や、一次転写、一次転写の設定を決める制御などを指している。
【０１０３】
また、本体ＣＰＵ２０１は本体の置かれている環境を知るために、環境センサ５０9から機内の温湿度情報を入手するタイミングは、メイン電源ＯＮ時のみではなく、常時温湿度情報を入手しても良い。更には、コピージョブの開始時に情報を入手しても良い。従って、上述の制御フローは、コピージョブ毎に常に行われ、帯電制御条件を決定しても良い。また、常時温湿度情報を入手しておくことで、連続コピー動作中であっても、紙間等で制御フローに従って制御条件を決め、放電電流制御を実行することで設定を変えることも可能である。
【０１０４】
表２に、各温湿度での、通常帯電条件Ａ´と、｜σ｜と｜σ´｜との大小関係、及び、σの正負に基づいて変更する特別帯電条件Ｂ´の具体例を示す。
【０１０５】
【表２】
0005854846.tif 000003
【０１０６】
その他の構成及び作用は、前述の第１の実施形態と同様である。
【０１０７】
＜第３の実施形態＞
本発明の第３の実施形態について、図１及び図２を参照しつつ、図９ないし図１２を用いて説明する。本実施形態の場合、図９に示す様に、ＣＰＵ２０１に接続された時間検知手段２０８を有し、第１、第２の実施形態で説明した差分電流σの算出を実施してからの経過時間を検出する。差分電流σの算出し、帯電の放電電流制御を実施してからの経過時間を検出する事により、画像形成装置と帯電ローラ１２の温湿度が異なる事により発生するかぶりや砂地現象などを、より確実に防止できる。以下、詳しく説明する。
【０１０８】
ドラムカートリッジが交換等により異なる環境から持ち込まれる場合には、画像形成装置本体の温湿度とドラムカートリッジ内の帯電ローラ１２の温湿度に差が生じる。その場合、帯電ローラ１２の温湿度は、画像形成装置本体に設置されてから、画像形成装置本体の温湿度環境に徐々に近づいていく。このように、帯電ローラ１２の温湿度は、画像形成装置本体の温湿度に徐々に近づくため、差分電流σも時間経過に伴い変化することになる。したがって、より精密な制御を行うためには、帯電制御を実施してからも、温湿度変化に対応して数秒単位で放電電流量を調整する必要がある。
【０１０９】
そこで、差分電流｜σ｜が環境リミット値σ‘より小さくなるまでは、画像形成前に放電電流量制御を実施し、常に最適な設定を行う事が考えられる。しかしながら、差分電流｜σ｜が環境リミット値σ‘より小さくなるまでとは言え、毎回、放電電流量制御を実施すると、僅かではあるが放電が生じるため感光ドラム１１、帯電ローラ１２の劣化が促進する懸念がある。また、画像形成前にこのような制御を頻繁に実施するとなると、画像出力までの時間が通常より長くなってしまう。このように、放電電流量制御を頻繁に実施すると、低温かぶりなどは防止できるが、感光ドラム１１や帯電ローラ１２が劣化したり、画像出力までの時間がかかってしまったりする。
【０１１０】
このために本実施形態では、前回の放電電流量制御からの経過時間から、帯電ローラ１２の温度変化を予測する事により、放電電流量制御を頻繁に行うことなく、低温かぶりや砂地現象などを防止している。
【０１１１】
即ち、本実施形態の場合、図９に示す様に、帯電ローラ１２に所定の電圧αを印加して交流電流値測定回路１０４により電流値γを検知してから経過した時間を検知する時間検知手段２０８を有する。ＣＰＵ２０１は、時間検知手段２０８により検知した時間に基づいて、検知した電流値γをγ´に補正する。また、σ＝（適正電流値β）−（検知した電流値γ´）、σの絶対値｜σ｜の環境センサ５０により検知した温湿度に対応するリミット値を｜σ´｜とする。そして、｜σ｜が｜σ´｜よりも大きい場合には、σの正負に基づいて、環境センサ５０により検知した温湿度に対応する前記帯電条件を変更する。
【０１１２】
以下、このような本実施形態の制御について具体的に説明する。まず、図１０及び図１１により、σが正の場合と負の場合とのそれぞれで、時間経過による帯電の交流電圧及び周波数の変化について説明する。図１０は、σが正の場合の、（ａ）時間経過と交流電圧との関係、（ｂ）時間経過と周波数との関係を示している。即ち、画像形成装置本体の環境センサ５０の検知温度よりも、帯電ローラ１２の温度が低い場合である。
【０１１３】
この場合、時間ｔ1までは結露可能性があると判断し、帯電の交流電圧、周波数を印加しない。その間、後述する排気ファン３７のオフなどの結露防止動作により、帯電ローラ１２の温度を上昇し易くし、帯電ローラ１２の温度を装置本体の温度に近づける。ある程度、温度差がなくなり結露の可能性がなくなった時間ｔ２から、帯電高圧の印加を実施する。ここで、σが正の場合、帯電ローラ１２の温度が低く、電流が流れにくいため、最初は交流電圧を高めに設定し、時間経過に伴って交流電圧の設定を低くしていく。また周波数は、抵抗が高い状態において周波数が高いとかぶりが発生する可能性があるため、最初は低く設定し、時間経過に伴って高くしていく。
【０１１４】
図１１は、σが負の場合の、（ａ）時間経過と交流電圧との関係、（ｂ）時間経過と周波数との関係を示している。即ち、画像形成装置本体の環境センサ５０の検知温度よりも、帯電ローラ１２の温度が高い場合である。この場合、帯電ローラ１２の温度が高いので帯電ローラ１２の結露の可能性が低いため、画像形成装置本体側の異常が判断されなければ帯電高圧を印加できる。ここで、σが負の場合、帯電ローラ１２の温度が高く、電流が流れ易いため、最初は交流電圧を低めに設定し、時間経過に伴って交流電圧の設定を高くしていく。また周波数は、帯電ローラ１２の抵抗が高い状態ではないので、図のように時間経過に伴って変化させる（或いは一定にさせる）。
【０１１５】
なお、帯電ローラ１２の温度が低くて、既に帯電ローラ１２結露状態になっている場合、σが負として検出される可能性がある。即ち、帯電ローラ１２が結露していると、帯電ローラ１２の表面に水分が付着しているため、電流が流れ易い状態である。このため、σが負として非常に大きな値となる。この場合、後述する結露防止（回復）動作を実施し、結露状態から回復したら、図１０と同様の帯電高圧を印加する。ここで、帯電ローラ１２がすでに結露している場合には、結露状態から回復させるために、結露を回復させるための動作時間をより長くしたり、定着ユニット４０の温度設定をより高くするなど、制御内容を図１０の場合よりも、より結露を回復し易いようにする。
【０１１６】
次に、本実施形態の制御の流れについて、図９及び図１２を用いて説明する。まず、帯電制御の開始タイミングとなる（Ｚ１）。本体ＣＰＵ２０１は本体の置かれている環境を知るために、環境センサ５０から機内の温湿度情報を入手し、本体内のメモリ２０２に情報を記憶する。環境センサ５０により取得した温湿度情報から、予めメモリ２０２に情報として記憶されている交流定電圧αＶｐｐ印加時の適正電流値βを情報として引き出す（Ｚ２）。次に、以前に帯電ローラ１２に対して、αＶｐｐを印加した時の交流電流γを検出し、適正交流電流βとの差分を計算した、差分電流σを算出した事があるか確認する（Ｚ３）。
【０１１７】
（Ｚ３）において、以前の差分電流σを検出した記録がなければ、ＣＰＵ２０１は帯電高圧制御手段２０５に対して、帯電ローラ１２に帯電交流電圧として定電圧であるαＶｐｐを印加することを指令する。本体ＣＰＵ２０１は帯電交流電圧αＶｐｐを印加した際に感光ドラム１１に流れる帯電交流電流γ（μＡ）の情報を交流電流値測定回路１０４から検出し、本体メモリ２０２に情報を記憶する。そして、帯電交流電流γと（Ｚ２）において算出した適正交流電流βとの差分をとり、差分電流σを算出する（Ｚ７）。
【０１１８】
一方、（Ｚ３）において、以前に差分電流σを算出した経緯があれば、ＣＰＵ２０１に接続されている時間検知手段２０８より、以前の差分電流σを算出した時からの経過時間ｔを検出する。経過時間ｔから帯電ローラ１２の温湿度がどう変化しているかは予測できるので、以前の差分電流σ算出時からの温湿度変化分を予測する（Ｚ４）。例えば、事前検討により画像形成装置の動作別の温度収束値をデータベース化しておく。そして、動作前の初期値が分かれば、時間に対する温度変化量を加算（減算）していく方法により温度予測する事ができる。
【０１１９】
この際、経過時間だけでなく、画像形成装置本体の電源ＯＦＦ／ＯＮ、感光ドラム１１、中間転写ベルト３１の回転時間、ヒータ類の出力、排気ファン３７の速度、定着ユニット４０の温度などの本体の動作状況もメモリ２０２に記録しておく。そして、本体の動作状況も考慮して、帯電ローラ１２の温湿度を予測算出することが好ましい。即ち、上述のデータベースとして、このような本体の動作状況を考慮したものを使用する。
【０１２０】
続いて、（Ｚ４）において経過時間ｔより算出された予測温湿度に基づいて、予めメモリ２０２内に記録されている情報より、帯電手段にαＶｐｐ印加時の交流電流値γをγ´に補正する（Ｚ５）。そして、第１、第２の実施形態で算出した差分電流σと同様に、（式Ｚ）を用いて、補正した交流電流値γ´から適正交流電流βとの差分をとり、差分電流σを算出する（Ｚ６）。
│σ│＝適正電流値β−経過時間ｔを考慮した交流電流値γ´・・・（式Ｚ）
【０１２１】
ＣＰＵ２０１は、（Ｚ６）又は、（Ｚ７）で算出した差分電流σの絶対値｜σ｜を、現状の機内の温湿度設定に応じて、予めメモリ２０２に情報として記憶されている環境リミット値│σ´│よりも大きいか否かを判断する（Ｚ８）。そして、ＣＰＵ２０１は、｜σ｜が環境リミット値│σ´│よりも大きい場合には、予め現状の機内の温湿度設定に応じて設定された帯電制御条件Ａ´とは異なる帯電制御条件Ｂ´に設定する。この条件Ｂ´は、σの正負を考慮して定められている。帯電制御条件Ｂ´で変更される制御条件としては、帯電周波数、前述の放電電流制御時の放電量のターゲット値（ターゲット電流）、及び、前述の放電電流制御時の放電、未放電領域のそれぞれのサンプリング値などがある（Ｚ９）。
【０１２２】
なお、第１の実施形態のように制御する場合には、予め現状の機内の温湿度設定に応じて設定されている帯電設定条件Ａとは異なる帯電設定条件Ｂに変更する。この条件Ｂは、σの正負を考慮して定められている。変更される帯電条件としては、交流電圧の周波数、交流電圧値とのうちの少なくとも何れかである。
【０１２３】
従って、前述の差分電流│σ│が環境リミット値│σ´│よりも大きい場合は、帯電制御条件Ｂで変更される制御条件を条件として前述の放電電流制御を実行する。そして、そこで決定された帯電設定に従って、画像形成や、初期イニシャライズ動作中の環境に応じた画像形成条件を決定する（Ｚ１０）。
【０１２４】
例えば、画像形成装置の環境センサ５０が検知した温湿度より、（Ｚ３）〜（Ｚ８）の過程において予測される帯電ローラ１２の温湿度が低い場合は、画像形成装置本体の温度より、帯電ローラ１２の温度が低い事を意味する。さらに湿度が高い状態であれば、感光ドラム１１や帯電ローラ１２が結露状態となっている可能性がある。したがって、この場合には、結露防止（回復）動作を実施する（Ｚ１０）。
【０１２５】
この結露防止（回復）動作としては、画像形成装置の温度、エアフローを調整している排気ファン３７の速度をＯＦＦもしくは、低速にすることが挙げられる。即ち、排気手段である排気ファン３７の運転及び風量の制御を行う排気制御手段２０９は、｜σ｜と｜σ´｜との大小関係、及び、σの正負に基づいて、排気ファン３７の運転及び風量の調整を行う。この際、｜σ｜が非常に大きく、負の値であれば、結露が生じている可能性がある。また、σが正である場合、結露が生じ易い状態である。このため、排気制御手段２０９は、上述のように排気ファン３７を制御して、結露状態からの回復、或いは、結露防止を行う。
【０１２６】
また、定着ユニット４０の温度を通常より高めに設定することも考えられる。即ち、定着手段である定着ユニット４０の温度設定を制御する定着制御手段２１０は、｜σ｜と｜σ´｜との大小関係、及び、σの正負に基づいて、定着ユニット４０の温度設定を制御する。上述のように算出したσにより結露が生じている可能性が高かったり、結露が生じ易い状態である場合には、定着制御手段２１０は、定着ユニット４０の温度を通常より高めに設定して、結露状態からの回復、或いは、結露防止を行う。
【０１２７】
何れにしても、ｋの動作により帯電ローラ１２画像形成装置本体の温度差を小さくする方向へ制御する。これにより、帯電ローラ１２へ熱が早くまわり、帯電ローラ１２の温度が上がり易くなる。
【０１２８】
また、感光ドラム１１を空回転しても良い。即ち、感光ドラム１１を回転駆動するモータなどの駆動手段２１２の駆動を制御する駆動制御手段２１１は、｜σ｜と｜σ´｜との大小関係、及び、σの正負に基づいて、駆動手段２１２の駆動を制御する。上述のように算出したσにより結露が生じている可能性が高かったり、結露が生じ易い状態である場合には、駆動制御手段２１１は、駆動手段２１２を制御し、感光ドラム１１を空回転させて、結露状態からの回復、或いは、結露防止を行う。
【０１２９】
この際、結露状態であると、放電が生じる帯電、転写は好ましくないので、帯電、転写設定はＯＦＦもしくは、通常より弱くする。さらに、現像装置１４が現像可能な状態ならば、ベタ画像を現像し、クリーニング装置１５とのトナーによる摩擦により感光ドラム１１や帯電ローラ１２に付着した付着物を早期に除去できるため、結露による弊害を早期に良化できる。
【０１３０】
一方、画像形成装置の環境センサ５０が検知した温湿度より、（Ｚ３）〜（Ｚ８）の過程において予測される帯電ローラ１２の温湿度が高い場合について述べる。このような場合としては、夏場に、装置本体がオフィス内で冷房環境下に設置されている状態で、外部で放置され、熱くなった帯電ローラの搭載されたドラムカートリッジが設置された状態などが予測される。この場合、帯電ローラからの過電流によって、画像流れやクリーニング装置１５のブレードの捲れなどの発生が懸念されるため、前述の図１１のように、放電電流量を下げるなどの帯電条件へ変更することが望ましい。また、この場合、画像形成装置の温度、エアフローを調整している排気ファン３７の速度は、帯電ローラ１２の温度を下げるために高速にしたり、定着ユニット４０の温度を通常より低めに設定する。そして、帯電ローラ１２と画像形成装置本体の温度差を小さくする方向へ制御する。
【０１３１】
以上のように、画像形成装置と帯電ローラ１２の温度差に応じて適宜、実施すればよい。（Ｚ１０）の実施後には、帯電ローラ１２の温度を予測し、改めて温湿度差が小さくなっている事を確認して終了する事がより好ましい。
【０１３２】
（Ｚ８）において、差分電流│σ│が環境リミット値│σ´│以下である場合には、ＣＰＵ２０１は、通常の予め現状の機内の温湿度設定に応じて設定された帯電制御条件Ａ´に従って、帯電設定を決定する（Ｚ１１）。そして、決定された帯電設定に従って、画像形成や、初期イニシャライズ動作中の環境に応じた画像形成条件を決定する（Ｚ１２）。
【０１３３】
なお、（Ｚ９）、（Ｚ１１）で実施した、特別制御条件での帯電制御の実施は、長期間の間を予測する事は困難である。但し、異なる環境から持ち込んだドラムカートリッジの温度がなじむまでの間や、初期設置時のような短期間であれば以前の結果から温度変化から予測できるので、予測により省略することもできる。（Ｚ９）、（Ｚ１１）を予測する事により、放電回数を減らす事が出来、例えば結露状態にあった際などは放電による弊害を防止することができる。
【０１３４】
このようにＣＰＵ２０１は、差分電流│σ│が環境リミット値│σ´│よりも大きいか否かを判断し、それぞれの帯電制御条件Ａ´、Ｂ´に合わせた帯電設定に変更する。そして、決定された帯電設定に応じて、画像形成、あるいは初期設置動作、その他の画像形成条件を決める必要な制御を実行している。ここで、初期設置動作とは、現像装置を設置した際の現像剤の初期イニシャライズ動作や、ドラムカートリッジを設置した際のドラムカートリッジ初期イニシャライズ動作などを指している。
【０１３５】
なお、このような初期イニシャライズ動作の際に、感光ドラムに結露が生じていると、現像装置内のトナー濃度を検知する濃度センサの初期化の際にエラーが生じる可能性がある。即ち、このような場合、上述したようなかぶりが発生して、現像装置内のトナー濃度が変化してしまう。この結果、センサ感度の適性の範囲から外れてエラーが生じてしまう。このため、このような場合には、センサの初期化の際の許容範囲を通常よりも拡大してエラーを出さないようにする。即ち、上述したような差分電流を求めて環境リミット値と比較することにより、感光ドラムに結露が生じる状態か否かを判断し、生じる状態であれば、生じない状態である通常状態よりもセンサの初期化の際の許容範囲を拡大する。
【０１３６】
例えば、トナー濃度検出手段として８ｂｉｔのセンサーを用いる場合であれば、０〜２５５の範囲の検出値を処理するので、感度中心を検出範囲の中心となる１２８近傍に初期値を調整設定することが多い。その際、通常状態で、センサの許容範囲を１２８±１３の範囲で設定しているところを、図１２のフローにより差分電流｜σ｜が環境リミット値｜σ‘｜よりも大きい場合は、許容範囲を広げて１２８±２６とする。これにより、センサの初期化の際にエラーが生じにくくなる。
【０１３７】
上述のように、その他の画像形成条件を決める必要な制御とは、ファン制御、定着の温度調整、感光ドラムの回転制御、トナー濃度制御や、一次転写の設定制御などを指している。その他の構造及び作用は、上述の第２の実施形態と同様である。
【０１３８】
なお、上述の各実施形態においては、感光ドラムの清掃部材を有する系について述べたが、感光ドラムの清掃部材を有さない、いわゆるクリーナレスにおいても本発明は適用できる。クリーナレスにおいて、清掃部材の代わりに高圧を印加する帯電補助部材を有する場合、帯電や転写からの感光体ドラムへの放電の影響に応じて帯電補助部材の設定値を調整すればよい。
【０１３９】
また、本体ＣＰＵ２０１は本体の置かれている環境を知るために、環境センサ５０から機内の温湿度情報を入手するタイミングは、メイン電源ＯＮ次のみではなく、常時温湿度情報を入手してもよい。同様に、帯電ローラ１２の温度予測も画像形成装置本体の動作状況から常時、予測算出しておいても良い。当然、予測ではなく、ドラムカートリッジ内に温湿度検知手段を設ければ、より正確に制御できる。常時温湿度情報を入手しておくことで、連続コピー動作中であっても、紙間等で制御フローに従って制御条件を決め、放電電流制御を実行することで、不良画像の発生を防止する事ができる。
【０１４０】
また、上述の各実施形態は、適宜組み合わせて実施可能である。例えば、第３の実施形態で説明した結露防止（回復）動作を、第１、第２の実施形態で行っても良い。
【符号の説明】
【０１４１】
１１・・・感光ドラム（像担持体）、１２・・・帯電ローラ（帯電手段）、１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）・・・レーザスキャナユニット（静電潜像形成手段）、１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）・・・現像装置（現像手段）、３５（３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ）・・・一次転写ローラ（転写手段）、３７・・・排気ファン（排気手段）、４０・・・定着ユニット（定着手段）、５０・・・環境センサ（環境検知手段）、１０４・・・交流電流値測定回路（電流検知手段）、２０１・・・ＣＰＵ（制御手段）、２０８・・・時間検知手段、２０９・・・排気制御手段、２１０・・・定着制御手段、２１１・・・駆動制御手段、２１２・・・駆動手段
【図１】
0005854846.tif 000004
【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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【図１４】
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【図１５】
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