(57)【要約】【課題】  本発明は、帯電バイアスの設定タイミングを適正化する画像形成装置を提供する。【解決手段】  感光ドラム１を帯電する帯電ローラ３と、環境の変化を判定するＣＰＵ１５（環境判定手段）と、ＣＰＵ１５（環境判定手段）が第１の環境の判定から第２の環境の判定に変化したこと及び前記第１の環境の判定から前記第２の環境の判定に変化するまでの時間に応じて帯電ローラ３の帯電条件を設定する帯電バイアス電源１９と、を有することを特徴とする。【選択図】      図６
2018010227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電手段と、
環境の変化を判定する環境判定手段と、
前記環境判定手段が第１の環境の判定から第２の環境の判定に変化したこと及び前記第１の環境の判定から前記第２の環境の判定に変化するまでの時間に応じて前記帯電手段の帯電条件を設定する帯電条件設定手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記環境判定手段が判定する前記第１の環境の判定から前記第２の環境の判定に変化するまでの時間が、前記帯電条件設定手段が前回帯電条件を設定したタイミングから、次に前記環境判定手段が環境の変化を判定したタイミングまでの経過時間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】
前記第１の環境の判定から前記第２の環境の判定に変化するまでの時間が、所定の時間よりも短い場合には、前記帯電条件設定手段が前回設定した帯電条件と同じ帯電条件を設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置
【請求項４】
前記第１の環境の判定から前記第２の環境の判定に変化するまでの時間が、所定の時間以上である場合には、現在の前記環境判定手段が判定した判定結果に基づいて、帯電条件を設定することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
像担持体と、
前記像担持体を帯電する帯電手段と、
環境を判定する環境判定手段と、
前記環境判定手段が第１の環境から第２の環境に変化したことを判定することに応じて前記帯電手段に第１の帯電条件を設定すると共に、前記環境判定手段が第３の環境から前記第２の環境に変化したことを判定することに応じて前記帯電手段に前記第１の帯電条件とは異なる第２の帯電条件を設定する帯電条件設定手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記環境判定手段が判定する前記第３の環境から前記第２の環境への変化が、温度の下降を伴う変化であ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】
前記環境判定手段が判定する前記第１の環境から前記第２の環境への変化が、温度の上昇を伴う変化であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記環境判定手段が、前記画像形成装置が設置された環境の温湿度から環境の変化を判定することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記環境判定手段の判定した環境の変化が、所定の変化量以上の温度変化量である場合に、前記環境判定手段が環境を判定する閾値を変更することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記所定の変化量が、温度下降方向の変化である場合に、前記環境判定手段が環境を判定する閾値を低温低湿方向へと変更することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記所定の変化量が、温度上昇方向の変化である場合に、前記環境判定手段が環境を判定する閾値を高温高湿方向へと変更することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記帯電条件設定手段が、前記環境判定手段によって判定した環境に応じて放電電流制御を行って帯電条件を設定することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか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、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式、或いは、静電記録方式の画像形成装置において、感光体（電子写真感光体）、或いは、静電記録誘電体からなる像担持体を帯電する帯電装置として、接触帯電方式の帯電装置が実用化されている。電子写真方式の画像形成装置に使用される接触帯電方式の帯電装置では、感光体に帯電部材を接触させ、該帯電部材に帯電電圧を印加して感光体を一様に帯電する。このような接触帯電方式は、非接触帯電方式であるコロナ帯電方式に比べて、電源の低電圧化が図れるため低コスト化できる。また、オゾンやＮＯｘ等の放電生成物の発生量も少ない。
【０００３】
コロナ帯電方式よりは放電生成物の発生量は抑えられるが、画像形成装置が使用される環境条件が高温高湿環境になるほど、放電現象が起こり易くなり、放電生成物の発生量も多くなる。これは接触帯電方式も同様である。長寿命を目的として表面が削れ難い保護層を持つ感光体を採用した場合は、クリーニング装置で感光体表面の放電生成物が除去されず、画像が滲（にじ）んだり、ぼやけたりする画像流れという画像不良を引き起こす要因になっている。
【０００４】
表面が削れ難い保護層を持つ感光ドラムは、該感光ドラムの表面を帯電させる際の放電現象によって生じた放電生成物が表層に堆積し易い。感光ドラムの表層に堆積した放電生成物は、印刷動作の停止中に空気中の水分を吸収し、感光ドラムの表面に低抵抗の膜を作ってしまう。このような放電生成物の膜により、感光ドラムの表面の電荷量が安定せず、画像がぼやけてしまう画像流れや濃度ムラ等の画像不良の原因となる。
【０００５】
長期に渡って高画質、高品質を安定して提供するにあたり、過剰放電を起こさずに均一な帯電が行なえるように、感光ドラムの表面に印加する電圧や電流を制御する。その帯電方法として、特許文献１では、少なくとも１点以上の放電開始電圧Ｖｔｈの２倍未満のピーク間電圧を印加したときの電流値と、少なくとも２点以上の放電開始電圧Ｖｔｈの２倍以上のピーク間電圧を印加したときの電流値とを測定する。放電開始電圧Ｖｔｈは、非画像形成時において帯電部材に直流電圧を印加したときの感光ドラムの表面に対する放電開始電圧である。
【０００６】
そして、測定された交流電圧のピーク間電圧と交流電流値との関係から画像形成時に帯電部材に印加する所望の放電電流量を得るのに必要な交流電圧のピーク間電圧を決定する。この方式を「放電電流量制御方式」という。
【０００７】
このような放電電流量制御方式では、通常、画像形成装置の使用環境を温湿度条件に基づいて、いくつかに区分けし（以下、「環境ゾーン設定」という）、その環境ゾーン設定に応じて放電電流量制御の実施内容を切り替える制御が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】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】
【０００９】
環境ゾーン毎に帯電バイアスの設定を適正化するために放電電流制御を含む帯電電圧制御を切り替えた場合、画像形成装置と帯電装置とが検知された環境ゾーンに充分馴染んでいる場合は、環境ゾーン毎に帯電電圧制御を実施することで適正化される。しかし、画像形成装置が設置されている環境の変動が大きい場合は、環境ゾーン毎の帯電電圧制御の実施により画像不良が生じることがある。環境変動が大きい場合として想定されるのは、夏場や冬場の温湿度環境において、室内空調が切られている状態で、画像形成装置が長時間放置された後、空調が入り室内温度が急勾配で変動した場合が例に挙げられる。
【００１０】
このような環境変動が起こった場合、画像形成装置の検知温度は、室内環境に追従するので環境ゾーンの区分に合わせて画像形成装置の制御が実施されるが、帯電装置は、室内環境に馴染むまでに時間がかかる場合が多い。このため室内温度に追従することができず制御が適正化されないことが起こる。
【００１１】
具体的には、環境温度が低温状態から高温状態に急激に変化した場合は、環境ゾーン切り替え時の帯電電圧制御の実施より電流量が小さくなる方向に帯電バイアスが適正化される。このため出力不足になり、形成画像に砂地が発生したり帯電不良が発生する。逆に、環境温度が高温状態から低温状態に急激に変化した場合は、環境ゾーン切り替え時の帯電電流制御の実施により電流量が大きくなる方向に帯電バイアスが適正化される。このため出力過多になり、放電生成物質の蓄積が助長されてしまう。その結果、高温高湿下の環境で画像流れ等の現象を引き起こす要因となる。
【００１２】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、帯電バイアスの設定タイミングを適正化する画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、像担持体を帯電する帯電手段と、環境の変化を判定する環境判定手段と、前記環境判定手段が第１の環境の判定から第２の環境の判定に変化したこと及び前記第１の環境の判定から前記第２の環境の判定に変化するまでの時間に応じて前記帯電手段の帯電条件を設定する帯電条件設定手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、帯電バイアスの設定タイミングを適正化することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面説明図である。
【図２】像担持体の層構成を示す断面説明図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の温度と湿度とからなる環境テーブルの環境ゾーン区分の一例を示す図である。
【図５】放電電流制御を説明する図である。
【図６】第１実施形態の放電電流制御を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の放電電流制御を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る画像形成装置の第３実施形態の放電電流制御を示すフローチャートである。
【図９】（ａ），（ｂ）は、第３実施形態の環境ゾーン切替ラインの変更例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図により本発明に係る画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。
【実施例１】
【００１７】
先ず、図１〜図６を用いて本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。
【００１８】
＜画像形成装置＞
図１は、画像形成装置７の一例を示す断面説明図である。図１に示す画像形成装置７は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、或いは、これらの少なくとも二つの機能を備えた複合機等として構成されるものである。図１に示す画像形成装置７において、ドラム状の感光体として構成された像担持体となる感光ドラム１は、ドラム軸線を中心に図１の矢印Ｈ方向に回転可能に支持されている。
【００１９】
画像形成動作の開始に伴って、制御手段となるＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算装置）１５により駆動制御される駆動源となるモータ１３により感光ドラム１が図１の矢印Ｈ方向に回転駆動される。図１の矢印Ｈ方向に回転する感光ドラム１の表面は、帯電部材となる帯電ローラ３により所定の極性の電位に一様に帯電される。
【００２０】
本実施形態の帯電ローラ３は、感光ドラム１の表面に接触した状態で、電圧印加手段となる帯電バイアス電源１９により振動電圧からなる帯電バイアス電圧が印加されることにより感光ドラム１の表面を一様に帯電する。帯電バイアス電源１９は、帯電ローラ３（帯電手段）の帯電条件を設定する帯電条件設定手段として構成される。帯電バイアス電源１９は、制御部１４に設けられた帯電電圧制御部１８により制御される。
【００２１】
帯電ローラ３は、導電性を有する芯金からなるローラ軸体３ａを有する導電性弾性ローラにより構成される。ローラ軸体３ａの両端部は、それぞれ軸受け部材を介して回転自在に支持されている。帯電ローラ３の回転中心となるローラ軸線を感光ドラム１の回転中心となるドラム軸線に対して平行に配置し、感光ドラム１の表面に対して所定の押圧力で帯電ローラ３を接触させている。帯電ローラ３の表面は、図１の矢印Ｍ方向に回転するクリーニング部材４によりクリーニングされる。
【００２２】
感光ドラム１が図１の矢印Ｈ方向に回転すると、帯電ローラ３が図示しない駆動装置により図１の矢印Ｊ方向に回転するか、或いは、感光ドラム１の表面に従動して図１の矢印Ｊ方向に回転する。帯電ローラ３が図１の矢印Ｊ方向に回転するとき、帯電バイアス電源１９から所定の直流電圧（ＤＣ帯電方式）、或いは、所定の直流電圧に所定の交流電圧を重畳した電圧（ＡＣ＋ＤＣ帯電方式）が帯電バイアスとして印加される。これにより図１の矢印Ｈ方向に回転する感光ドラム１の表面が所定の極性の電位に一様に接触帯電される。
【００２３】
帯電ローラ３により一様に帯電された感光ドラム１の表面は、像露光手段となる図示しないレーザスキャナから出射される画像情報に応じて光変調されたレーザ光１２が照射されて露光される。これにより感光ドラム１の表面の露光明部が電位減衰して像露光パターンに対応した静電潜像が形成される。像露光手段は、原稿画像を結像投影露光するアナログ露光装置でも良いし、レーザスキャナやＬＥＤ（Light Emitting Diode；発光ダイオード）アレイ等のデジタル露光装置であっても良い。
【００２４】
感光ドラム１の表面に形成された静電潜像は、現像手段となる現像装置２２から現像剤としてのトナーが供給されてトナー像として現像される。本実施形態の現像装置２２は、現像剤として一成分磁性ネガ極性トナーを用いたジャンピング反転現像装置を用いている。現像装置２２は、図１の矢印Ｋ方向に回転駆動される現像剤担持体となる現像スリーブ５と、該現像スリーブ５に現像剤を供給するためのホッパー部６を有する。そして、現像スリーブ５と感光ドラム１との間にそれぞれの長手方向に亘って一定の間隔を保つように配置されている。
【００２５】
現像スリーブ５には、現像バイアス電源２３から所定のＡＣ成分とＤＣ成分とを重畳した現像バイアス電圧が印加される。これにより現像スリーブ５の表面に担持されたトナーが感光ドラム１の表面に形成された静電潜像に対してジャンピング反転されてトナー像として現像される。
【００２６】
一方、図示しない給送ユニットから記録材Ｐが給送され、感光ドラム１に対向して配置された転写手段となる転写ローラ９に転写バイアス電源２４から転写バイアス電圧が印加される。これにより感光ドラム１の表面に形成されたトナー像が記録材Ｐ上に静電的に転写される。尚、感光ドラム１の表面上に形成されたトナー像を図示しない中間転写ベルト等の中間転写体に転写し、その転写トナー像を記録材Ｐ上に転写するように構成することもできる。
【００２７】
トナー像を記録材Ｐに転写した後の感光ドラム１の表面に付着する転写残トナー８は、感光ドラム１の表面に圧接したクリーニング手段となるクリーニング装置１１に設けられたクリーニングブレード２によって掻き取られて除去される。除去された回収トナーは、感光ドラム１の長手方向に配置された搬送スクリュー１０によって搬送され、クリーニング装置１１の長手方向の一端部から排出される。一方、トナー像が転写された記録材Ｐは、図示しない定着手段となる定着装置に設けられた定着ローラと加圧ローラとのニップ部を挟持搬送される間に加熱及び加圧されてトナーが熱溶融し、記録材Ｐ上に熱定着される。
【００２８】
感光ドラム１と帯電ローラ３とクリーニング部材４とは図示しないユニットケースに回転可能に組み付けられ、クリーニングブレード２の基端部が該ユニットケースに固定されている。これらの要素によって一体的なプロセスカートリッジが構成されている。このプロセスカートリッジを画像形成装置７本体の所定の位置に装着することができる。
【００２９】
＜像担持体＞
像担持体となる感光ドラム１は、潜像とよばれる画像を形成するために、レーザ光１２の照射により電荷の内部移動が生じるよう機能膜を何層か重ねた層構成を有する。図２は、感光ドラム１の層構成の一例を示す断面説明図である。感光体は、一般にアルミニウム等の金属できた素管１ａの表面に有機材料を塗布して生成されている。図２に示すように、素管１ａから順に、レーザ散乱防止層１ｂ、電荷発生層１ｃ、電荷輸送層１ｄが積層されている。
【００３０】
感光体の寿命は、一般に最表層の磨耗（削れ）や傷等により層構造が崩れ、適切な潜像が描けなくなることで判断される。感光体の寿命を延命するために、更に、図２に示す電荷輸送層１ｄの表面に保護層１ｅを設け、削れや傷を抑制する感光ドラム１も存在する。このように削れ難い保護層１ｅを有する感光ドラム１は、その表層に感光ドラム１を帯電させる際の放電現象によって生じた放電生成物が堆積し易い。感光ドラム１の表面に堆積した放電生成物は、印刷動作の停止中に空気中の水分を吸収し、感光ドラム１の表面に低抵抗の膜を作ってしまう。このような放電生成物の膜により感光ドラム１の表面の電荷量が安定せず、画像がぼやけてしまう画像流れや、濃度ムラ等の画像不良の原因となる。
【００３１】
画像形成時には、感光ドラム１の表面に画像情報に応じたレーザ光１２を照射し、該感光ドラム１の表面に電位差を生じさせた潜像を作像し、その上にトナーを飛翔させる。感光ドラム１の表面が低抵抗化した状態でレーザ光１２を照射した場合は、レーザ光１２を照射した部分に電荷が流れ込み、レーザ光１２を照射した部位と、レーザ光１２を照射していない部位との境界が曖昧になる。そのため潜像がぼやけてしまう画像流れという現象が発生する。
【００３２】
＜帯電部材＞
【００３３】
帯電部材となる帯電ローラ３は、複数の層構成を有しており、芯金からなる導電性のローラ軸体３ａと、その外周に形成された導電性を有する弾性体基層３ｂと、該弾性体基層３ｂの外周を被覆している表面層３ｃとを有する帯電ローラ３が一般的である。弾性体基層３ｂは、有極性の架橋ゴムのエピクロルヒドリンゴムを主成分とし、イオン導電剤を含有する。表面層３ｃは、ラクトン変性アクリルポリオールをイソシアネート架橋したアクリルウレタン樹脂を主成分とし、表層にチクソトロピー性付与粒子を含有する。
【００３４】
芯金からなる導電性のローラ軸体３ａは、炭素鋼合金表面に５μｍ厚さの工業ニッケルメッキを施した円柱からなる。導電性芯金を構成する材料としては、他にも例えば鉄、アルミニウム、チタン、銅及びニッケル等の金属が挙げられる。更に、これらの金属を含むステンレス、ジュラルミン、真鍮及び青銅等の合金、更に、カーボンブラックや炭素繊維をプラスチックで固めた複合材料等の剛直で導電性を示す公知の材料を使用することもできる。また、ローラ軸体３ａの形状としては、円柱形状の他に、中心部分を空洞とした円筒形状とすることもできる。
【００３５】
導電性を有する弾性体基層３ｂを構成する高分子弾性体は、有極性の架橋ゴムである。例えば、エチレンプロピレンゴム（Ethylene Propylene Rubber；ＥＰＭ）、エチレンプロピレンジエンゴム（Ethylene Propylene Diene Terpolymer；ＥＰＤＭ）が適用出来る。更に、ノルボーネンゴム、ニトリルブタジエンゴム（Nitril-Butadiene Rubber；ＮＢＲ）が適用出来る。
【００３６】
更に、クロロプレンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロスルフオン化ポリエチエン、エピクロロヒドリンゴム、ウレタンゴムが適用出来る。更に、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体（Styrene-Butadiene-Styrene block copolymer；ＳＢＳ）が適用出来る。
【００３７】
更に、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン共重合体（Styrene Ethylene-Butylene Styrene block copolymer；ＳＥＢＳ）及びシリコーンゴム等が挙げられる。高分子弾性体がそれ自身で導電性を有し、電気抵抗の均一化に役立つという意味でエピクロロヒドリンゴムが特に優れている。
【００３８】
弾性体に含有される導電剤としては、例えば、アルミニウム、パラジウム、鉄、銅及び銀等の金属系の粉体や繊維、カーボンブラック、金属粉や酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛等の金属酸化物、硫化銅、硫化亜鉛等の金属化合物粉が適用出来る。更に、適当な粒子の表面を酸化スズ、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化モリブデンや、亜鉛、アルミニウム、金、銀、銅、クロム、コバルト、鉄、鉛、白金、ロジウムを電解処理したものも適用出来る。
【００３９】
更に、それらをスプレー塗工、混合振とうにより付着させた粉体が適用出来る。更に、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ポリアクリロニトリル（Polyacrylonitrile；ＰＡＮ）系カーボン、ピッチ系カーボン等のカーボン粉が適用出来る。更に、イオン導電剤として、ＬｉＣｌＯ４やＮａＣｌＯ４等の過塩素酸塩及び４級アンモニウム塩等が挙げられる。これらを単独または２種類以上組み合わせて用いることができる。
【００４０】
弾性体基層３ｂの電気抵抗率のムラを小さくするという意味では、特に４級アンモニウム塩等のイオン系の導電剤が優れている。電子導電性の導電剤も、弾性体の電気抵抗にムラを生じさせない範囲で添加することができる。
【００４１】
これらの導電剤の配合量は、導電性弾性体の体積抵抗率が中抵抗領域（体積抵抗率が１×１０４Ω・ｃｍ〜１×１０７Ω・ｃｍ）になるように決める。導電性弾性体の体積抵抗率がこれよりも小さいと、感光体にピンホールがあった場合に大電流がピンホールに一気に集中してしまい、穴をより大きくしてしまう。
【００４２】
他に、穴以外の場所に電流が流れなくなって高精細なハーフトーン画像上に黒い帯となって帯電電位が不足した部分が現れてしまったりと行った不具合が発生する恐れがある。逆に体積抵抗率が大き過ぎると、導電性弾性層中で印加電圧が降下してしまい、必要な放電電流が得られずに感光体を所望する電位に均一に帯電させることができなくなる。
【００４３】
この他にも導電性弾性体には必要に応じて、可塑剤、充填剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、スコーチ防止剤、分散剤及び離型剤等の配合剤を加える。
【００４４】
成形方法としては、上記の材料を、例えば、押出し成形、射出成形及び圧縮成形等の公知の成形方法により成形することができる。芯金からなるローラ軸体３ａの外周面上に直接、弾性体を成形しても良いし、チューブ形状に成形した弾性体を芯金からなるローラ軸体３ａの外周面上に被覆しても良い。成形後に導電性支持体表面を研磨したりコーティング加工を行って形状を整えても良い。
【００４５】
導電性弾性体のアスカーＣ硬度は、５５°以下が好ましく、特には５０°以下が好ましい。このアスカーＣ硬度が５５°を超えると、帯電ローラ３と感光ドラム１の表面との間のニップ幅が小さくなり、帯電ローラ３と感光ドラム１の表面との間の当接力が狭い面積に集中し、当接圧力が大きくなる。これによって帯電が安定しなくなったり、或いは、感光ドラム１の表面や帯電ローラ３の表面に現像剤やその他の異物が付着し易くなったりする等の弊害が顕著になる。
【００４６】
尚、「アスカーＣ硬度」とは、日本ゴム協会標準規格ＳＲＩＳ０１０１に準拠したアスカーＣ型スプリング式ゴム硬度計（高分子計器株式会社製）を用いて測定したローラの硬度である。常温常湿（２３℃／５５％ＲＨ）の環境下に１２時間以上放置したローラに対して硬度計を１０Ｎの力で当接させてから３０秒後の測定値とする。
【００４７】
＜帯電電圧制御部＞
図３は、本発明に係る画像形成装置７の制御系の構成を示すブロック図である。図３に示すように、画像形成装置７の処理動作の命令を行う制御部１４は、制御手段となるＣＰＵ（Central Processing Unit；中央演算装置）１５を有する。更に、制御部１４は、該ＣＰＵ１５の動作プログラムや画像形成動作の制御データを記憶する記憶手段となるＲＯＭ（Read Only Memory；リードオンリメモリ）１６を有する。更に、制御部１４は、記憶手段となるＲＡＭ（Randam AccessMemory ；ランダムアクセスメモリ）１７を有する。
【００４８】
更に、制御部１４は、帯電ローラ３に高電圧からなる帯電バイアス電圧を印加する帯電バイアス電源１９を制御する帯電電圧制御部１８を有する。更に、制御部１４は、帯電ローラ３から感光ドラム１の表面に流れる放電電流を測定する電流測定部２０と、画像形成装置７が設置された温湿度（温度及び湿度）を検出する環境検出手段となる環境センサ２１を有して構成されている。更に、制御部１４は、時間測定手段となるタイマ２６が設けられている。
【００４９】
電流測定部２０は、帯電バイアス電源１９と接地Ｇとの間に配置され、帯電ローラ３から感光ドラム１の表面に流れる放電電流を測定する。本実施形態の電流測定部２０は、帯電ローラ３から感光ドラム１の表面に放電することで流れた放電電流に相当する帰還電流を検出している。
【００５０】
ＣＰＵ１５は、電流測定部２０で測定された電流値から、帯電ローラ３に印加する帯電バイアスの適正化を行う帯電電圧制御を実行する。また、ＣＰＵ１５は、環境センサ２１とも接続されており、画像形成装置７が設置されている環境の温湿度を常にモニタリングし、画像形成装置７の制御に反映している。本実施形態では、環境センサ２１が検出する温湿度情報を、予めＲＯＭ１６に記憶させた図４に示す環境ゾーンＡ〜Ｆが設定された環境テーブル２５と照合し、帯電電圧制御の実行を命令する際のトリガとしている。
【００５１】
ＣＰＵ１５は、環境センサ２１により検出された温湿度の変化から画像形成装置７が設置された環境の変化を判定する環境判定手段として構成される。ＣＰＵ１５（環境判定手段）は、画像形成装置７が設置された環境の温湿度から環境の変化を判定する。
【００５２】
帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御を実行する際の温湿度情報、帯電電圧制御時の内部演算情報は、ＲＯＭ１６、ＲＡＭ１７に記憶される。環境センサ２１は、温度と湿度の両方を検出できるものを用いるのが望ましいが、帯電部材となる帯電ローラ３の特性に応じて、温度のみ、湿度のみを検出できるものを適宜使用しても良い。帯電部材として多用されている帯電ローラ３は、内部抵抗の変動特性が温度依存性が強いものと、湿度依存性が強いものとに特性が分かれる場合が多いので、その点を考慮して環境センサ２１を選定すると良い。
【００５３】
帯電ローラ３に印加する帯電電圧の制御は、放電電流制御、定電圧制御、定電流制御等が挙げられる。画像形成装置７の使用環境、帯電バイアス電源１９から出力する帯電バイアス電圧の出力精度や電流測定部２０の電流検出精度、帯電ローラ３の特性等により制御方式の選択がなされる。
【００５４】
代表例としては、画像形成装置７の使用環境をいくつかの温湿度や絶対水分量に基づいて、図４に示すように、いくつかの環境ゾーンＡ〜Ｆの区分（複数の領域）に分けた環境テーブル２５を画像形成装置７に設けられるＲＯＭ１６に記憶させる。その区分に従って帯電ローラ３に印加する帯電電圧の制御を切り替えることがなされる。
【００５５】
環境ゾーンＡ〜Ｆの区分は、細分化すればするほど、帯電ローラ３の特性に応じた制御を実行できるが、その分、制御も複雑化する。そのため実際には、２〜１０程度に区分けした環境ゾーンＡ〜Ｆの区分毎に制御することが好ましい。
【００５６】
図４は、本実施形態の温度と湿度とからなる環境テーブル２５の温湿度情報を切り替えラインＬａｂ，Ｌｂｃ，Ｌｃｄ，Ｌｄｅ，Ｌｅｆにより複数の領域に区分けした各環境ゾーンＡ〜Ｆの一例を示す図である。図４に示す環境テーブル２５の列方向（図４の左右方向）に示される温度は、０℃〜３０℃の温度範囲を１℃刻みで区分し、環境テーブル２５の行方向（図４の上下方向）に示される湿度は、０％〜１００％の５％刻みで区分した。これにより環境ゾーンＡ〜Ｆの６ゾーンに区分している。
【００５７】
＜放電電流制御＞
制御手段となるＣＰＵ１５は、環境センサ２１（環境検出手段）により検出された温湿度に応じて帯電ローラ３から感光ドラム１（像担持体）に流れる放電電流を制御する。この放電電流制御は、前回の放電電流制御（前回帯電条件；前回設定した帯電条件）を実行したときに環境センサ２１により検出した温湿度情報と、現在、環境センサ２１により検出されている温湿度情報とを比較する。
【００５８】
そして、前回の放電電流制御を実行したときに環境センサ２１により検出した温湿度情報が属していた図４に示す環境ゾーンＡ〜Ｆの各領域を考慮する。その各領域から現在、環境センサ２１により検出されている温湿度情報が外れて区分けが変わったと判定されたときに判定結果に基づいて以下の制御が実行される。
【００５９】
図４に示す環境ゾーンＡ〜Ｆでは、それぞれ印刷中の放電電流量（帯電バイアスの狙い値）が異なって設定されている。そのため現在、環境センサ２１により検出されている温湿度情報が属する環境ゾーンＡ〜Ｆが変更された場合には、帯電ローラ３に印加する帯電バイアスの設定が適宜変更される。
【００６０】
図５を用いて放電電流制御の一例について説明する。図５は、放電電流制御を説明する図である。放電電流制御では、図５の横軸で示す交流のピーク間電圧Ｖｐｐにおいて、帯電バイアス電源１９により帯電ローラ３に交流の帯電電圧が印加されて該帯電ローラ３から感光ドラム１の表面に放電が開始される放電開始電圧Ｖｓが存在する。この放電開始電圧Ｖｓを境に未放電領域Ｒｎに設定される３点の測定点ｍ１〜ｍ３と、放電領域Ｒｄに設定される３点の測定点ｍ４〜ｍ６とで異なる帯電バイアスを印加する。
【００６１】
それぞれの印加点（測定点ｍ１〜ｍ６）での帯電ローラ３から感光ドラム１の表面に流れる放電電流を図３に示す電流測定部２０により検出する。未放電領域Ｒｎに設定される３点の測定点ｍ１〜ｍ３で電流測定部２０により放電電流値（帰還電流値）が検出される。更に、放電領域Ｒｄに設定される３点の測定点ｍ４〜ｍ６で電流測定部２０により放電電流値（帰還電流値）が検出される。両者の放電電流値（帰還電流値）から最小二乗法を用いてそれぞれ直線近似する。そして、放電領域Ｒｄの近似直線Ｙα（以下の数１式）から未放電領域Ｒｎの近似直線Ｙβ（以下の数２式）を引いた差分を放電電流量Ｉｄとする。
【００６２】
そして、放電電流量Ｉｄが図４に示す各環境ゾーンＡ〜Ｆの区分で定めた値となるような帯電バイアス（図５の縦軸で示す交流電流Ｉａｃ）において、印加点電流Ｉｆを算出し、印刷中に出力する。尚、以下の数１式、数２式に示されるα，βは、それぞれ放電領域Ｒｄの近似直線Ｙαの傾きαと、未放電領域Ｒｎの近似直線Ｙβの傾きβである。また、ａは、放電領域Ｒｄの近似直線Ｙαの図５の縦軸で示す交流電流Ｉａｃを示すＹ軸上の切片の値である。ｂは、未放電領域Ｒｎの近似直線Ｙβの図５の縦軸で示す交流電流Ｉａｃを示すＹ軸上の切片の値である。
【００６３】
［数１］
Ｙα＝αＸα＋ａ
【００６４】
［数２］
Ｙβ＝βＸβ＋ｂ
【００６５】
帯電ローラ３に異なる帯電バイアスを印加してから電流測定部２０により測定される帰還電流値を用いて、最適な帯電バイアスを出力するまで、およそ５秒程度の時間を要する。放電電流制御は、印刷前の前回転時に実行されるためファーストプリントまでの時間に放電電流制御時間が上乗せされてしまう。
【００６６】
そのため、放電電流制御の実施は、必要最小限に抑えることが望ましい。本実施形態では、放電電流制御の実施時の条件を追加することで、放電電流制御の実施回数を最適化し、ファーストプリント時間を短縮し、ユーザビリティ（usability；使い易さ）を向上させることができる。
【００６７】
＜帯電電圧制御の実施判断＞
次に、図６を用いて帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御の実施を判断する制御について説明する。図６は、本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成を示すフローチャートである。図６のステップＳ１０１において、印刷動作のフラグが立つと、制御手段となるＣＰＵ１５は、画像形成装置７本体に内蔵された環境センサ２１により該画像形成装置７が設置された環境の温湿度を検出する。
【００６８】
次に、ステップＳ１０２において、ＣＰＵ１５は、環境センサ２１により検出した現在の温湿度情報を画像形成装置７本体に内臓されたＲＯＭ１６に記憶している図４に示す環境テーブル２５と照合する。次に、ステップＳ１０３において、ＣＰＵ１５は、環境センサ２１により検出した現在の温湿度情報が前回の放電電流制御時の温湿度情報が属していた環境ゾーンＡ〜Ｆから外れる変更があったか否かを判断する。
【００６９】
前記ステップＳ１０３において、環境ゾーンＡ〜Ｆに変更があると判断された場合は、ステップＳ１０４に進む。前記ステップＳ１０４において、放電電流制御の実施判断を開始するフラグが立ち、ＣＰＵ１５は、タイマ２６（時間測定手段）により前回の放電電流制御の実施時刻から現在までの経過時間を算出する。具体的には、ＣＰＵ１５により前回放電電流を制御した時刻から環境センサ２１により温湿度情報が検出される現在の時刻までの経過時間をタイマ２６（時間測定手段）により測定する。
【００７０】
その後、ステップＳ１０５において、ＣＰＵ１５は、前回の放電電流制御の実施時刻から今回までの経過時間が予め設定した所定の経過時間（本実施形態では０．５時間）以上が経過しているか否かを判断する。前記ステップＳ１０５において、タイマ２６（時間測定手段）により測定された経過時間が予め設定した所定の経過時間（０．５時間）に到達する。その場合には、ステップＳ１０６に進み、ＣＰＵ１５は、環境センサ２１により検出した現在の温湿度情報に基づいて通常通り環境ゾーンＡ〜Ｆの変更後に適合した放電電流制御を実行する。
【００７１】
ステップＳ１０７において、ＣＰＵ１５は、放電電流制御で算出した帯電バイアスを印刷中の出力バイアスに設定し、ステップＳ１０８に進んで印刷動作を行う。その後、ステップＳ１０９において、印刷動作を終了する。
【００７２】
前記ステップＳ１０５において、前回の放電電流制御の実施時刻から今回までの経過時間が予め設定した所定時間（本実施形態では０．５時間）よりも短い場合がある。その場合には、ステップＳ１１０に進む。前記ステップＳ１１０において、ＣＰＵ１５は、放電電流制御は実行しない。そして、前回放電電流を制御した時刻において環境センサ２１により検出された温湿度情報に基づいて、その時点で設定されている現在の帯電バイアスの設定値で出力し、前記ステップＳ１０８に進んで、印刷動作を行う。
【００７３】
また、前記ステップＳ１０３において、環境ゾーンＡ〜Ｆに変更が無いと判断される場合がある。その場合もステップＳ１１０に進んで、ＣＰＵ１５は、放電電流制御は実行せず、その時点で設定されている現在の帯電バイアスの設定値で出力し、前記ステップＳ１０８に進んで、印刷動作を行う。
【００７４】
本実施形態では、図４に示すように、環境ゾーンＡ〜Ｆの６ゾーンに区分した環境テーブル２５を用いた。前回の放電電流制御の実行時刻から予め設定した所定時間以上が経過するまでは、放電電流制御は実行せず、前回の帯電バイアスの設定出力値を使用し続ける。すなわち、環境センサ２１により検出した現在の温湿度情報が前回の放電電流制御の実行時刻における温湿度情報が属する環境ゾーンＡ〜Ｆから外れて変更されたと判断されても放電電流制御は実行しない。そして、前回の帯電バイアスの設定出力値を使用し続ける。
【００７５】
これにより画像形成装置７の設置環境が短時間で変更される場合がある。その場合には、帯電ローラ３の帯電バイアス制御は、環境切替前に馴染んでいた環境に合わせた制御が実行される。即ち、環境センサ２１により検出した現在の温湿度情報に依らず、帯電ローラ３が画像形成装置７の設置環境に馴染むまでの間は、帯電ローラ３の状態に合わせた制御が実行される。これにより環境切替による画像不良や放電過多状態を回避することができる。
【００７６】
本実施形態における放電電流制御の実施判断の効果を確認するために、Ａ３系ＭＦＰ（Multi Function Printer；Ａ３サイズの複合機）を改造した機体を使用した。帯電ローラ３は弾性ソリッドローラで、基層（弾力層）、誘電層、保護層の３層構成のものを使用した。帯電ローラ３の外径は、直径が１６ｍｍ、アスカーＣ硬度は，４８±５°のものを使用した。放電電流制御の実施判断の効果確認に使用した機体は、画像形成装置７本体の基盤回路内に感光ドラム１と帯電ローラ３との間に流れる電流量を検知する帰還電流量の読み取り回路を有する電流測定部２０を備えている。この回路によれば、帰還電流量は、２ｍｓｅｃ間隔で電流値を読み取ることができる。
【００７７】
帯電バイアス電源１９により帯電ローラ３に印加する帯電バイアス電圧は、直流と交流とを重畳した電圧を使用する。帯電バイアス電圧の交流電圧は、各環境における放電開始点（放電開始電圧Ｖｓ）を考慮して、図５に示す未放電領域Ｒｎに設定される測定点ｍ１〜ｍ３の３点の電圧と、放電領域Ｒｄに設定される測定点ｍ４〜ｍ６の３点の電圧とを決定した。帯電バイアス電圧の直流電圧は、帯電ローラ３に−５８０Ｖを印加して、帰還電流量のデータを採取した。
【００７８】
画像形成装置７を設置した室内温度が５℃の設定から１時間かけて室内温度を１０℃上昇させて画像出力を行った。環境テーブル２５に基づいて即時に放電電流制御を実行すると、環境ゾーンＡ〜Ｆの境での制御切替後に帯電不良による砂地画像が発生した。本実施形態を適用したところ、砂地画像の発生を抑えることができた。
【００７９】
本実施形態では、図４に示す環境テーブル２５の環境ゾーンＡ〜Ｆの切り替え時において帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御を実施するか否かを判断する領域を設定する。そして、前回の帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御が実施されてから環境切替判断がされるまでの経過時間を予め設定した経過時間と照合する。更に、環境切替判断がされた時点で画像形成装置７に設けられた環境センサ２１により検出した温湿度情報と、前回の帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御を実施したときの温湿度情報とを照合する。そして、帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御を図４に示す環境テーブル２５の環境ゾーンＡ〜Ｆの設定に基づいて実施するか否かを判断する。
【００８０】
帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御を実施するか否かの判断の第一の基準は、前回の帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御の実施時刻から今回の環境切替判断がされるまでの経過時間とする。そして、該経過時間が予め設定された所定時間よりも短い場合は、帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御を行わない選択をする。一方、該経過時間が予め設定された所定時間以上が経過しているときには、図４に示す環境テーブル２５の環境ゾーンＡ〜Ｆの区分に従って帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御を行う。
【００８１】
これにより帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御が入るタイミングを所定時間以上が経過した後に設定する。これにより帯電ローラ３が馴染むまでの期間を稼ぐことができる。そのため、帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御を実施したときの帯電バイアスの設定の切替により生じ得る帯電不良や過多放電等の不具合を抑えることができる。
【００８２】
これにより印刷動作中の帯電バイアスの設定を最適化する放電電流制御を代表とする帯電電圧制御を実施するタイミングを適正化し、環境ゾーンＡ〜Ｆの切替時に起こり得る帯電不良現象や過剰放電を抑え、長期に安定した良質な画像を提供することが出来る。
【実施例２】
【００８３】
次に、図７を用いて本発明に係る画像形成装置７の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。図７は、本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成を示すフローチャートである。本実施形態では、前記第１実施形態と同様に前回の放電電流制御の実施時刻から現在までの経過時間を判断基準に用いているのに加えて、更に本実施形態では、経過時間内の温湿度の変化量も判断基準としている。
【００８４】
図７のステップＳ２０１において、印刷動作のフラグが立つと、ＣＰＵ１５は、画像形成装置７本体に内臓された環境センサ２１により画像形成装置７の設置環境の温湿度を検出する。次に、ステップＳ２０２において、ＣＰＵ１５は、環境センサ２１により検出した現在の温湿度情報を画像形成装置７本体に内臓されたＲＯＭ１６に記憶している図４に示す環境テーブル２５と照合する。その後、ステップＳ２０３において、ＣＰＵ１５は、図４に示す環境テーブル２５の環境ゾーンＡ〜Ｆに変更があったか否かを判断する。
【００８５】
前記ステップＳ２０３において、図４に示す環境テーブル２５の環境ゾーンＡ〜Ｆに変更があると判断される。その場合は、ステップＳ２０４に進んで、放電電流制御を実施するか否かの判断を開始するフラグが立ち、ＣＰＵ１５は、タイマ２６（時間測定手段）により前回の放電電流制御の実施時刻から現在までの経過時間を算出する。次に、ステップＳ２０５において、ＣＰＵ１５は、前回の放電電流制御の実施時刻から現在までの経過時間が所定時間（本実施形態では０．５時間）以上が経過しているか否かを判断する。
【００８６】
前記ステップＳ２０５において、タイマ２６（時間測定手段）により測定された前回の放電電流制御の実施時刻から現在までの経過時間が所定の経過時間（本実施形態では０．５時間）に到達する。その場合は、ステップＳ２０６に進む。
【００８７】
前記ステップＳ２０６において、ＣＰＵ１５は、前回の放電電流制御の実施時刻における温湿度情報と、今回の放電電流制御の実施時刻における温湿度情報との温湿度変化率を算出する。この温湿度変化率が予め設定した閾値（本実施形態の閾値は５℃／時間）よりも小さいか否かを判断する。これによりＣＰＵ１５は、前回の放電電流制御の実施時刻における温湿度情報と、今回の放電電流制御の実施時刻における温湿度情報との温湿度変化率により放電電流制御実行時の環境ゾーンＡ〜Ｆの設定を選択する。
【００８８】
前記ステップＳ２０６において、前回放電電流を制御した時刻において環境センサ２１により検出された第一の温湿度情報と、現在の時刻において環境センサ２１により検出された第二の温湿度情報との温湿度変化量を求める。温湿度変化量の一例として温度変化量が所定の変化量として設定された閾値（５℃／時間）よりも小さい場合には、ステップＳ２０７に進む。前記ステップＳ２０７において、ＣＰＵ１５は、環境センサ２１により検出された現在の第二の温湿度情報に基づいて図４に示す環境テーブル２５の環境ゾーンＡ〜Ｆの設定値で放電電流制御を実行する。
【００８９】
例えば、画像形成装置７が設置された温湿度環境が図４に示す環境テーブル２５の環境ゾーンＡから環境ゾーンＢに切り替わる。そのときには、切替後の環境ゾーンＢに合わせた放電電流制御を行い、帯電ローラ３に印加する帯電バイアスも環境ゾーンＢで設定される放電電流量狙いで決定される。即ち、ＣＰＵ１５は、図４に示す環境テーブル２５の環境ゾーンＡ〜Ｆの変更後に適合した放電電流制御を実行する。
【００９０】
前記ステップＳ２０７において、放電電流制御を実行した後は、ステップＳ２０８に進んで、ＣＰＵ１５は、算出した帯電ローラ３に印加する帯電バイアスを印刷中の出力バイアスに設定し、ステップＳ２０９に進んで、印刷動作を行う。その後、ステップＳ２１０に進んで印刷動作を終了する。
【００９１】
前記ステップＳ２０６において、前回放電電流を制御した時刻において環境センサ２１により検出された第一の温湿度情報と、現在の時刻において環境センサ２１により検出された第二の温湿度情報との温湿度変化量を求める。温湿度変化量の一例として温度変化量が所定の変化量として設定された閾値（５℃／時間）以上（所定の変化量以上）の場合がある。その場合には、ステップＳ２１１に進み、ＣＰＵ１５は、前回放電電流を制御した時刻において環境センサ２１により検出された第一の温湿度情報に基づいて図４に示す環境テーブル２５の環境ゾーンＡ〜Ｆの設定値で放電電流制御を実行する。
【００９２】
つまり、画像形成装置７が設置された温湿度環境が例えば、図４に示す環境テーブル２５の環境ゾーンＡから環境ゾーンＢに切り替わる。そのときには、切替前の環境ゾーンＡに合わせた放電電流制御を行い、帯電ローラ３に印加する帯電バイアスも環境ゾーンＡで設定される放電電流量狙いで決定される。
【００９３】
これは、判断基準のひとつである経過時間が所定時間（本実施形態では０．５時間）以上経過しても温湿度変化量が大きければ、帯電ローラ３が環境に馴染むためには、より多くの時間がかかる。そのため温湿度変化量によっては、図４に示す環境テーブル２５の環境ゾーンＡ〜Ｆの切替後の放電電流設定で帯電バイアスの最適化を実行したときに出力が足りなくなる場合を想定している。その後、前記ステップＳ２０８に進んで、ＣＰＵ１５は、算出した帯電ローラ３に印加する帯電バイアスを印刷中の出力バイアスに設定し、ステップＳ２０９に進んで、印刷動作を行う。その後、ステップＳ２１０に進んで印刷動作を終了する。
【００９４】
前記ステップＳ２０５において、タイマ２６（時間測定手段）により測定された前回の放電電流制御の実施時刻から現在までの経過時間が所定の経過時間（本実施形態では０．５時間）よりも短い場合がある。その場合には、ステップＳ２１２に進む。前記ステップＳ２１２において、ＣＰＵ１５は、放電電流制御は実行しない。そして、前回放電電流を制御した時刻において環境センサ２１により検出された第一の温湿度情報に基づいて既に設定されている帯電バイアスの設定値を出力し、前記ステップＳ２０９に進んで、印刷動作を行う。その後、ステップＳ２１０に進んで印刷動作を終了する。
【００９５】
前記ステップＳ２０３において、環境ゾーンＡ〜Ｆに変更が無いと判断された場合もステップＳ２１２に進む。、ＣＰＵ１５は、放電電流制御は実行せず、その時点で設定されている現在の帯電バイアスの設定値で出力し、前記ステップＳ２０９に進んで、印刷動作を行う。
【００９６】
本実施形態の効果を確認するために前記第１実施形態で用いた機体を用いて確認を行った。前記第１実施形態と同様に、画像形成装置７を設置した室内温度が５℃の設定から１時間かけて室内温度を１０℃上昇させて画像出力を行った。環境テーブル２５に基づいて即時に放電電流制御を実行すると、環境ゾーンＡ〜Ｆの境での制御切替後に帯電不良による砂地画像が発生した。本実施形態を適用したところ、砂地画像の発生を抑えることができた。
【００９７】
前回の帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御の実施時刻から所定時間よりも短い時間で、図４に示す環境テーブル２５の環境ゾーンＡ〜Ｆの切り替えが起こり温湿度変化量が所定の値よりも大きい場合がある。その場合は、帯電ローラ３がその時点で画像形成装置７に設けられた環境センサ２１により検出されている画像形成装置７の設置環境に充分馴染んでいないことが想定される。このため帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御を行わない選択をする。
【００９８】
前回の帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御の実施時刻から所定時間よりも短い場合で、温湿度変化量が所定の値よりも小さい場合も帯電バイアスの誤差範囲として吸収できる。これにより帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御を実施して帯電バイアスの適正化をしなくても画像不良の発生までには至らない。このため帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御を行わない選択をする。
【００９９】
この場合は、図４に示す環境テーブル２５の環境ゾーンＡ〜Ｆの境界付近で画像形成装置７が使用された場合に、必要最低限の帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御を実施する。これにより帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御にかかる時間を短縮する。これにより結果的にファーストプリント時間を短縮し、ユーザを待たせることなく画像出力することができ、ユーザビリティの向上にも繋がる。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【実施例３】
【０１００】
次に、図８及び図９を用いて本発明に係る画像形成装置の第３実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。図８は、本発明に係る画像形成装置の第３実施形態の構成を示すフローチャートである。図９（ａ），（ｂ）は、第３実施形態の環境ゾーン切替ラインの変更例を示す図である。
【０１０１】
本実施形態では、前記第１実施形態と同様に、前回の放電電流制御の実施時刻から現在までの経過時間を判断基準に用いているのに加えて、更に本実施形態では、温湿度の変化方向を判断基準としている。本実施形態のＣＰＵ１５は、環境センサ２１により検出された温湿度情報を複数の領域に区分けする切り替えラインＬを変更する変更手段を兼ねる。そして、制御手段を兼ねるＣＰＵ１５は、該ＣＰＵ１５（変更手段）により変更された切り替えラインＬで区分けされる領域の温湿度情報に応じて帯電ローラ３から感光ドラム１（像担持体）に流れる放電電流を制御する。
【０１０２】
図８のステップＳ３０１において、印刷動作のフラグが立つと、ＣＰＵ１５は、画像形成装置７本体に内臓された環境センサ２１により画像形成装置７が設置された温湿度を検出する。次に、ステップＳ３０２に進んで、ＣＰＵ１５は、環境センサ２１により検出された現在の温湿度情報を、画像形成装置７本体に内臓されたＲＯＭ１６に記憶している図４に示す環境テーブル２５と照合する。その後、ステップＳ３０３に進んで、ＣＰＵ１５は、図４に示す環境テーブル２５の環境ゾーンＡ〜Ｆに変更があったか否かを判断する。
【０１０３】
前記ステップＳ３０３において、環境ゾーンＡ〜Ｆに変更があると判断された場合は、ステップＳ３０４に進む。前記ステップＳ３０４において、放電電流制御を実施するか否かの判断を開始するフラグが立ち、ＣＰＵ１５は、タイマ２６（時間測定手段）により前回の放電電流制御の実施時刻から現在までの経過時間を算出する。
【０１０４】
次に、ステップＳ３０５に進んで、ＣＰＵ１５は、タイマ２６（時間測定手段）により測定された前回の放電電流制御の実施時刻から現在までの経過時間が予め設定された所定の経過時間（本実施形態では０．５時間）に到達したか否かを判断する。
【０１０５】
前記ステップＳ３０５において、前回の放電電流制御の実施時刻から現在までの経過時間が予め設定された所定の経過時間（本実施形態では０．５時間）に到達したと判断した場合がある。その場合には、ステップＳ３０６に進む。前記ステップＳ３０６において、ＣＰＵ１５は、放電電流制御を実行する。その際に、図４に示す環境テーブル２５の環境ゾーンＡ〜Ｆの変更手段により変更される前の初期設定の切り替えラインＬａｂ，Ｌｂｃ，Ｌｃｄ，Ｌｄｅ，Ｌｅｆで区分けされる領域の温湿度情報に基づいて放電電流制御を実行する。
【０１０６】
その後、ステップＳ３０７に進んで、ＣＰＵ１５は、算出された帯電バイアス設定値を印刷中の帯電バイアスに設定し、ステップＳ３０８に進んで、印刷動作を実行する。その後、ステップＳ３０９に進んで、印刷動作を終了する。
【０１０７】
前記ステップＳ３０５において、タイマ２６（時間測定手段）により測定された前回の放電電流制御の実施時刻から現在までの経過時間が予め設定された所定の経過時間（本実施形態では０．５時間）よりも短い場合がある。その場合には、ステップＳ３１０に進む。前記ステップＳ３１０において、ＣＰＵ１５は、前回放電電流を制御した時刻において環境センサ２１により検出された第一の温湿度情報と、現在の時刻において環境センサ２１により検出された第二の温湿度情報との変化量となる温湿度変化率を算出する。この温湿度変化率が予め設定した所定の変化量となる閾値よりも小さいか否かを判断する。
【０１０８】
本実施形態では、ＣＰＵ１５は、温湿度変化率の一例として温度変化率を算出して予め設定した閾値（本実施形態の閾値は５℃／時間）よりも小さいか否かを判断する。前記ステップＳ３１０において、ＣＰＵ１５は、温度変化率を算出する。この温度変化率は、前回放電電流を制御した時刻において環境センサ２１により検出された温度情報（第一の温湿度情報）と、現在の時刻において環境センサ２１により検出された温度情報（第二の温湿度情報）との変化量である。
【０１０９】
その温度変化率が、予め設定した所定の変化量となる閾値（本実施形態の閾値は５℃／時間）よりも小さい場合がある。その場合は、ステップＳ３１７に進んで、ＣＰＵ１５は、放電電流制御を実行せず、現在の帯電バイアス設定値を印刷中の帯電バイアスに設定し、前記ステップＳ３０８に進んで、その後の印刷動作を実行する。
【０１１０】
前記ステップＳ３１０において、ＣＰＵ１５は、温度変化率を算出する。この温度変化率は、前回放電電流を制御した時刻において環境センサ２１により検出された温度情報（第一の温湿度情報）と、現在の時刻において環境センサ２１により検出された温度情報（第二の温湿度情報）との変化量である。その温度変化率が予め設定した所定の変化量となる閾値（本実施形態の閾値は５℃／時間）以上の場合がある。その場合は、ステップＳ３１１に進む。前記ステップＳ３１１において、ＣＰＵ１５は、環境センサ２１により検出された現在の第二の温湿度情報が、前回の放電電流制御の実施時刻における第一の温湿度情報よりも上昇しているか否かを判断する。
【０１１１】
本実施形態では、前回の放電電流制御の実施時刻における第一の温湿度情報から環境センサ２１により検出された現在の第二の温湿度情報に変化する状況に合わせて切り替えラインＬを変更する。即ち、放電電流制御が遅延する方向へ図４に示す環境テーブル２５の各環境ゾーンＡ〜Ｆの初期設定の切り替えラインＬａｂ，Ｌｂｃ，Ｌｃｄ，Ｌｄｅ，Ｌｅｆを図９（ａ），（ｂ）に示すようにシフトさせる。
【０１１２】
即ち、前記ステップＳ３１１において、前回の放電電流制御の実施時刻において環境センサ２１により検出された第一の温湿度情報から環境センサ２１により検出された現在の第二の温湿度情報への変化が上昇する変化となる場合がある。その場合には、ステップＳ３１２に進む。
【０１１３】
前記ステップＳ３１２において、ＣＰＵ１５は、例えば、図９（ａ）に示すように、切り替えラインＬａｂ，Ｌｂｃ，Ｌｃｄ，Ｌｄｅ，Ｌｅｆを低温低湿側から高温高湿側に温度と湿度についてそれぞれ１セルずつシフトさせて変更する。即ち、ＣＰＵ１５（環境判定手段）が判定した環境の変化が所定の変化量以上の温度変化量である場合に、その所定の変化量が温度上昇方向の変化である場合に該ＣＰＵ１５（環境判定手段）が環境を判定する閾値を高温高湿方向へと変更する。
【０１１４】
切り替えラインＬａｂ，Ｌｂｃ，Ｌｃｄ，Ｌｄｅ，Ｌｅｆは、各環境ゾーンＡ〜Ｆの初期設定の切り替えラインＬである。これにより新たな切り替えラインＬａｂ（ｈ），Ｌｂｃ（ｈ），Ｌｃｄ（ｈ），Ｌｄｅ（ｈ），Ｌｅｆ（ｈ）として設定する。これにより環境ゾーンＡ〜Ｆの切り替え後の帯電バイアス値が小さくなる制御切替タイミングを遅らせて帯電不良が発生しないよう制御することができる。
【０１１５】
一方、前記ステップＳ３１１において、前回の放電電流制御の実施時刻において環境センサ２１により検出された第一の温湿度情報から環境センサ２１により検出された現在の第二の温湿度情報への変化が下降する変化となる場合がある。その場合には、ステップＳ３１３に進む。
【０１１６】
前記ステップＳ３１３において、ＣＰＵ１５は、例えば、図９（ｂ）に示すように、切り替えラインＬａｂ，Ｌｂｃ，Ｌｃｄ，Ｌｄｅ，Ｌｅｆを高温高湿側から低温低湿側に温度と湿度についてそれぞれ１セルずつシフトさせて変更する。即ち、ＣＰＵ１５（環境判定手段）が判定した環境の変化が所定の変化量以上の温度変化量である場合に、その所定の変化量が温度下降方向の変化である場合に該ＣＰＵ１５（環境判定手段）が環境を判定する閾値を低温低湿方向へと変更する。
【０１１７】
切り替えラインＬａｂ，Ｌｂｃ，Ｌｃｄ，Ｌｄｅ，Ｌｅｆは、各環境ゾーンＡ〜Ｆの初期設定の切り替えラインＬである。これにより新たな切り替えラインＬａｂ（ｌ），Ｌｂｃ（ｌ），Ｌｃｄ（ｌ），Ｌｄｅ（ｌ），Ｌｅｆ（ｌ）として設定する。これにより環境ゾーンＡ〜Ｆの切り替え後の帯電バイアス値が大きくなる制御切替タイミングを遅らせて過剰放電を回避することができる。
【０１１８】
また、前記ステップＳ３１１において、前回放電電流を制御した時刻において環境センサ２１により検出された第一の温湿度情報と、現在の時刻において、環境センサ２１により検出された第二の温湿度情報とが一致していて温湿度情報の変化が無い場合がある。その場合は、ステップＳ３１４に進んで、ＣＰＵ１５は、図４に示す環境テーブル２５の各環境ゾーンＡ〜Ｆの初期設定の切り替えラインＬａｂ，Ｌｂｃ，Ｌｃｄ，Ｌｄｅ，Ｌｅｆを変更しないで維持する。
【０１１９】
前記ステップＳ３１２、Ｓ３１３、Ｓ３１４からそれぞれステップＳ３１５に進む。前記ステップＳ３１５において、ＣＰＵ１５は、図９（ａ）に示すようにシフトさせた切り替えラインＬａｂ（ｈ），Ｌｂｃ（ｈ），Ｌｃｄ（ｈ），Ｌｄｅ（ｈ），Ｌｅｆ（ｈ）で温湿度領域を区分けする。
【０１２０】
或いは、ＣＰＵ１５は、図９（ｂ）に示すようにシフトさせた切り替えラインＬａｂ（ｌ），Ｌｂｃ（ｌ），Ｌｃｄ（ｌ），Ｌｄｅ（ｌ），Ｌｅｆ（ｌ）で温湿度領域を区分けする。このように区分けされる領域の温湿度情報に基づいてＣＰＵ１５は、変更後の各環境ゾーンＡ〜Ｆと、環境センサ２１により検出された現在の温湿度情報と、前回の放電電流制御の実施時刻における温湿度情報とを照合する。そして、各環境ゾーンＡ〜Ｆが切り替わって変化しているか否かを判断する。
【０１２１】
前記ステップＳ３１５において、環境ゾーンＡ〜Ｆが切り替わって変化していると判断された場合は、ステップＳ３１６に進む。前記ステップＳ３１６において、ＣＰＵ１５は、変更後の環境ゾーンＡ〜Ｆの切り替えラインＬで区分けされる領域の温湿度情報に基づいて放電電流制御を実行する。
【０１２２】
前記ステップＳ３１５において、環境ゾーンＡ〜Ｆが変化していないと判断された場合は、ステップＳ３１７に進む。前記ステップＳ３１７において、ＣＰＵ１５は、放電電流制御は実行しない。そして、現在の時刻において、環境センサ２１により検出された第二の温湿度情報に基づいて、その時点で設定されている帯電バイアスの設定値を出力し、前記ステップＳ３０８に進んで、印刷動作を行う。その後、ステップＳ３０９に進んで印刷動作を終了する。前記ステップＳ３０３において、環境ゾーンＡ〜Ｆに変更がないと判断された場合も前記ステップＳ３１７に進んでそれ以降の動作を行う。
【０１２３】
図９（ａ），（ｂ）に示す環境テーブル２５の各環境ゾーンＡ〜Ｆの切り替えラインＬのシフト量は、温度と湿度についてそれぞれ１セルずつシフトさせた一例である。他に、各環境ゾーンＡ〜Ｆの切り替えラインＬのシフト量とシフト方向は、各環境ゾーンＡ〜Ｆの境界でそれぞれ任意に設定することができる。
【０１２４】
即ち、各環境ゾーンＡ〜Ｆの境界で低温側、高温側、低湿側、高湿側へのシフト量を任意に設定することができる。例えば、図８のステップＳ３１０において、１時間に５℃以上の温度変化が認められるときには、ステップＳ３１１に進む。前記ステップＳ３１１において、ＣＰＵ１５は、少なくとも３℃〜５℃（図４の列方向で示す温度セルの３つ〜５つ分）の環境ゾーンＡ〜Ｆの切り替えラインＬのシフトをする等、温湿度状況に応じたシフト量を設定することが望ましい。
【０１２５】
本実施形態の効果を確認するために、前記第１実施形態で用いた機体を用いて確認を行った。図４に示す環境テーブル２５に基づいて即時に放電電流制御を実行すると、環境ゾーンＡ〜Ｆの境において制御切替後に帯電不良による砂地画像が発生したが、本実施形態を適用したところ、砂地画像の発生を抑えることができた。
【０１２６】
また、所定時間内で変化した温湿度変化量が大きい場合は、温度推移方向に応じて、図４に示す環境テーブル２５の環境ゾーンＡ〜Ｆの切り替えの境界を変更する。そして、変更後の境界に基づいて環境ゾーンＡ〜Ｆの切り替えが実施されたか否かで放電電流制御を実施するか否かを判断する。
【０１２７】
温度推移方向に応じて、環境ゾーンＡ〜Ｆの境界を変更することで帯電ローラ３が画像形成装置７の設置環境に追従するまで環境ゾーンＡ〜Ｆの切替判断が行われるのを遅らせることができる。これにより帯電ローラ３に印加する帯電電圧制御の実施における帯電バイアスの再設定で起こり得る帯電不良や過多放電等の不具合を抑制することができる。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【０１２８】
＜その他の実施形態＞
尚、前記各実施形態では、帯電ローラ３（帯電手段）に印加する帯電バイアスを設定するために放電電流制御を行う構成とした。他に、放電電流制御を行わずに環境センサ２１（環境検出手段）により検出された環境情報に基づいて帯電ローラ３（帯電手段）に印加する帯電バイアス設定する構成でも良い。
【符号の説明】
【０１２９】
１…感光ドラム（像担持体）
３…帯電ローラ（帯電部材）
１５…ＣＰＵ（環境判定手段；制御手段）
１９…帯電バイアス電源（帯電条件設定手段；電圧印加手段）
【図１】
2018010227.tif 000003
【図２】
2018010227.tif 000004
【図３】
2018010227.tif 000005
【図４】
2018010227.tif 000006
【図５】
2018010227.tif 000007
【図６】
2018010227.tif 000008
【図７】
2018010227.tif 000009
【図８】
2018010227.tif 000010
【図９】
2018010227.tif 000011