(57)【要約】【課題】本発明は、画像形成装置が使用される環境条件に影響されることなく像担持体の表面を一様に帯電させ、像担持体の使用状態に応じた制御を行い、形成される画像の画質を向上させることを目的とする。【解決手段】本発明の画像形成装置は、感光体ドラムと、この感光体ドラムを帯電させる帯電ロールと、この帯電ロールに対して電圧を印加する高圧ユニット１２０と、低温かつ低湿の環境にあることを認識するための環境センサ１３０と、この環境センサ１３０による認識に基づいて、高圧ユニット１２０により帯電ロールに印加される電圧を定電圧に制御する制御回路１００とを含む。また、カートリッジ化して収納された感光体ドラムの過去の使用実績情報を格納するカートリッジメモリ１４１がさらに備えられており、制御回路１００は、この使用実績情報に基づいて感光体ドラムの使用状況を把握し、帯電ロールに印加する電圧の値を制御する。【選択図】　　　　図４
2004094125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に対して電圧を印加する帯電器を備えた画像形成装置であって、
温度、湿度等の環境条件を把握する環境条件把握手段と、
前記環境条件把握手段により把握された環境条件に基づいて定電圧にて前記帯電器に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記像担持体の使用状況を把握する使用状況把握手段と、
前記使用状況把握手段により把握された前記使用状況に基づいて、前記電圧印加手段により印加すべき電圧の値を決定する電圧値決定手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記使用状況把握手段は、
前記像担持体によるプリント枚数または当該像担持体の帯電時間から当該像担持体の使用状況を把握す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】
前記像担持体と前記帯電器とがカートリッジ化されて前記装置に収納されると共に、当該カートリッジ単位で当該像担持体の過去の使用実績情報を格納する格納手段をさらに備え、
前記使用状況把握手段は、
前記格納手段に格納された前記使用実績情報に基づいて前記使用状況を把握す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４】
装置の起動または復帰からの使用に関する情報である使用情報を保持する使用情報保持手段をさらに備え、
前記電圧値決定手段は、
前記使用情報保持手段に保持された前記使用情報に基づいて前記電圧の値を決定す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５】
前記電圧印加手段は、
前記環境条件把握手段にて把握された環境条件と前記電圧印加手段により電圧を印加すべき環境条件との閾値とを比較し、把握された当該環境条件が当該閾値を下回った場合に当該電圧印加手段により電圧を印加す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６】
像担持体と、
前記像担持体を帯電させる帯電器と、
前記帯電器に対して電圧を印加する高圧ユニットと、
低温かつ低湿の環境にあることを認識するための環境センサと、
前記環境センサによる認識に基づいて、前記高圧ユニットにより前記帯電器に印加される電圧を定電圧に制御する制御部と
を含む画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体と前記帯電器とがカートリッジ化されて収納されると共に、当該カートリッジ単位で当該像担持体の過去の使用実績情報を格納するカートリッジメモリをさらに備え、
前記制御部は、
前記カートリッジメモリに格納された前記使用実績情報に基づいて前記像担持体の使用状況を把握し、前記帯電器に印加する電圧の値を制御することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
装置の起動または復帰からの使用に関する情報である使用情報を格納する装置メモリをさらに備え、
前記制御部は、
前記装置メモリに格納された前記使用情報に基づいて前記像担持体の使用状況を把握し、前記帯電器に印加する電圧の値を決定することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式などを採用したフルカラーや白黒の画像等を形成することが可能なプリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置等に関し、より詳しくは、複数の画像形成ユニットから構成される画像形成装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、カラー画像を高速且つ高画質に形成することを目的として、所謂フルカラーのタンデム機が提案されている。このタンデム機の代表的なものとしては、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニットを互いに並列的に配置し、これらの各画像形成ユニットにて順次形成される各色のトナー像（イエロー、マゼンタ、シアン、黒）を、中間転写ベルト上に一旦、多重に一次転写した後、この中間転写ベルトから転写紙上に一括して二次転写し、この転写紙上に形成されたトナー像を定着することによって、フルカラーや白黒（モノクロ）の画像を形成するものが挙げられる。
【０００３】
図９は、かかるタンデム機の一例を示した図である。この図９に示す画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各々色の異なるトナー像を形成する４つの画像形成ユニット３００Ｙ，３００Ｍ，３００Ｃ，３００Ｋを備え、これらの画像形成ユニット３００Ｙ，３００Ｍ，３００Ｃ，３００Ｋは、水平方向に沿って一定間隔を隔て、並列的に配置されている。この画像形成ユニット３００Ｙ，３００Ｍ，３００Ｃ，３００Ｋは、形成するトナー像の色が異なる他は、ほぼ同様な構成を備えており、感光体ドラム３０１の表面を接触型の帯電装置３０２によって一様に帯電した後、露光装置３０３によって感光体ドラム３０１の表面に画像露光を施し、各色の画像情報に応じた静電潜像を形成している。この感光体ドラム３０１の表面に形成された静電潜像は、対応する色の現像装置３０４により顕像化されてトナー像となり、このトナー像は、一次転写用の帯電器３０５によって中間転写ベルト３０６上に、順次、多重に転写される。また、感光体ドラム３０１の表面に残留したトナーはクリーニング装置３０７によって除去され、次の画像形成工程に備える。
【０００４】
中間転写ベルト３０６は、駆動ローラを含む複数本のローラ３０８、３０９、３１０、３１１、３１２によって、感光体ドラム３０１の回転速度と等しい速度で循環駆動される。この中間転写ベルト３０６上に多重に転写されたイエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像は、この中間転写ベルト３０６の下方に設けられた二次転写位置（ローラ３１１の位置）において、中間転写ベルト３０６の表面と接触する二次転写ロール３１３により、この二次転写位置に所定のタイミングで給紙される転写用紙３１４上に一括して転写される。その後、この転写用紙３１４は、定着装置（図示せず）まで搬送され、この定着装置によって熱および圧力で定着処理を受けることで、カラーや白黒の画像が形成される。
【０００５】
ここで、静電潜像を形成する画像形成装置において感光体ドラム３０１を帯電させる手法としては、定電流制御と定電圧制御とが知られている。この定電流制御は、帯電装置３０２に流れる電流値を一定に保つことにより、この感光体ドラム３０１を一様に帯電させる。また、この定電圧制御は、帯電装置３０２に印加する電圧値を一定に保つことにより、この感光体ドラム３０１を一様に帯電させる。但し、定電圧制御を行う際、例えば、感光体ドラム３０１の表面に微小な欠陥がある場合には、この感光体ドラム３０１に帯電した電荷がリークするおそれがある。これに対して定電流制御では、感光体ドラム３０１の表面に欠陥がある場合であっても、帯電した電荷がリークしにくい。そこで、一般に、帯電装置３０２によって感光体ドラム３０１を帯電させるには、この感光体ドラム３０１に欠陥があった場合においても電荷がリークしにくい定電流制御が行われていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、定電流制御された画像形成装置は、様々な環境条件下で使用されることから、これらの環境条件の変化に応じて、画像形成装置全体または帯電装置の抵抗値が変化してしまう。すると、この帯電装置に印加される電圧値が変化し、ある環境条件では感光体ドラムに対して帯電不良（帯電のムラ）が生じる。このように、感光体ドラムにおいて帯電不良が生じると、帯電不良が生じた部分に静電潜像が形成されず、記録用紙に形成される画像の中に、白い点として顕れる画像の抜け（以下、白点群と称する）が発生してしまう。例えば、温度が１０℃以下、湿度が１５％以下である低温／低湿の環境条件においては、この白点群の発生が顕著に現れる。
【０００７】
ここで、例えば特開平９−１７９３８３号公報では、接触帯電装置の帯電ローラに使用される材料の体積抵抗の変化が、帯電ローラへの印加電圧およびこの帯電ローラに流れる帯電電流に及ぼす影響に着目し、環境状況に応じて定電圧制御と定電流制御とを切り換える技術が示されている。しかしながら、かかる公報記載の技術では、通常時は常に定電圧制御を行っており、感光体ドラムに欠陥があった場合には電荷がリークしやすく好ましくない。さらに、記録用紙に形成される画像は、温度や湿度等の環境条件ばかりでなく、トータルのプリント枚数や帯電時間等、この感光体の使用状態に応じた影響を受けるが、上記の公報記載技術では、かかる課題に対処できるものではない。
【０００８】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、画像形成装置が使用される環境条件に影響されることなく像担持体の表面を一様に帯電させることにある。
また他の目的は、像担持体の使用状態に応じた制御を行い、形成される画像の画質を向上させるシステムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明では、温度や湿度などの環境条件に基づいて、定電圧制御を行うにあたり、像担持体または画像形成装置の使用状況に基づいて、この定電圧制御において印加される電圧値を制御することを可能にした。これによって、環境条件及び使用状況に応じた画像形成を行って像担持体の表面を一様に帯電させ、この像担持体により形成される画像における白点群の発生を抑制する。
すなわち、本発明は、像担持体に対して電圧を印加する帯電器を備えた画像形成装置であって、温度、湿度等の環境条件を把握する環境条件把握手段と、この環境条件把握手段により把握された環境条件に基づいて定電圧にて帯電器に電圧を印加する電圧印加手段と、像担持体の使用状況を把握する使用状況把握手段と、この使用状況把握手段により把握された使用状況に基づいて、電圧印加手段により印加すべき電圧の値を決定する電圧値決定手段とを備える。
【００１０】
ここで、この使用状況把握手段は、像担持体によるプリント枚数または像担持体の帯電時間からこの像担持体の使用状況を把握する。より具体的には、本発明の画像形成装置において、像担持体と帯電器とがカートリッジ化されて収納されており、このカートリッジ単位で像担持体の過去の使用実績情報を格納する格納手段がさらに備えられている。そして、使用状況把握手段は、この格納手段に格納された使用実績情報に基づいて使用状況を把握する。また、本発明の画像形成装置には、装置の起動または復帰からの使用に関する情報である使用情報を保持する使用情報保持手段がさらに備えられている。そして、電圧値決定手段は、この使用情報保持手段に保持された使用情報に基づいて電圧の値を決定する。
さらに、電圧印加手段は、環境条件把握手段にて把握された環境条件と電圧印加手段により電圧を印加すべき環境条件との閾値とを比較し、把握された環境条件がこの閾値を下回った場合に電圧印加手段により電圧を印加する。
【００１１】
また、本発明の画像形成装置は、像担持体と、この像担持体を帯電させる帯電器と、この帯電器に対して電圧を印加する高圧ユニットと、低温かつ低湿の環境にあることを認識するための環境センサと、この環境センサによる認識に基づいて、高圧ユニットにより帯電器に印加される電圧を定電圧に制御する制御部とを含む構成とすることができる。
【００１２】
ここで、この画像形成装置においては、像担持体と帯電器とがカートリッジ化されて収納され、このカートリッジ単位で像担持体の過去の使用実績情報を格納するカートリッジメモリがさらに備えられている。そして、制御部は、このカートリッジメモリに格納された使用実績情報に基づいて像担持体の使用状況を把握し、帯電器に印加する電圧の値を制御する。
また、この画像形成装置には、装置の起動または復帰からの使用に関する情報である使用情報を格納する装置メモリがさらに備えられている。そして、制御部は、この装置メモリに格納された使用情報に基づいて像担持体の使用状況を把握し、帯電器に印加する電圧の値を決定する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図１に示す画像形成装置は、本体１に、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、記録用紙（シート）を搬送するシート搬送系４０、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理系であるＩＰＳ（Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）５０を備えている。
【００１４】
画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列的に配置される、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ、この画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２１上に多重転写させる転写ユニット２０、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに対してレーザ光を照射する光学系ユニットであるＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ　Ｏｕｔｐｕｔ　Ｓｃａｎｎｅｒ）３０を備えている。また本体１には、転写ユニット２０によって二次転写された記録用紙（シート）上の画像を、熱および圧力を用いて記録用紙に定着させる定着器２９を備えている。更に、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ１９Ｙ，１９Ｍ，１９Ｃ，１９Ｋが設けられている。
【００１５】
転写ユニット２０は、中間転写体である中間転写ベルト２１を駆動するドライブロール２２、中間転写ベルト２１に一定のテンションを付与するテンションロール２３、重畳された各色のトナー像を記録用紙に二次転写するためのバックアップロール２４、中間転写ベルト２１上に存在する残留トナー等を除去するクリーニング装置２５を備えている。中間転写ベルト２１は、このドライブロール２２とテンションロール２３およびバックアップロール２４との間に一定のテンションで掛け回されており、定速性に優れた専用の駆動モータ（図示せず）によって回転駆動されるドライブロール２２により、矢印方向に所定の速度で循環駆動される。この中間転写ベルト２１は、例えば、チャージアップを起こさないベルト素材（ゴムまたは樹脂）にて抵抗調整されたものが使用されている。クリーニング装置２５は、クリーニングブラシ２５ａおよびクリーニングブレード２５ｂを備えており、トナー像の転写工程が終了した後の中間転写ベルト２１の表面から残留トナーや紙粉等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。
【００１６】
ＲＯＳ３０は、図示しない半導体レーザ、変調器の他、半導体レーザから出射されたレーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）を偏向走査するポリゴンミラー３１を備えている。図１に示す例では、ＲＯＳ３０は、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの下方に備えられることから、トナー等の落下による汚損の危険性を有している。そこで、ＲＯＳ３０は、各構成部材を密閉するための直方体状のフレーム３２を設け、レーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）が通過するガラス製のウィンドウ３３をこのフレーム３２の上方に設けて、走査露光と共にシールド効果を高めるように構成されている。
【００１７】
シート搬送系４０は、画像が記録される記録用紙（シート）を積載して供給する給紙装置４１、給紙装置４１から記録用紙を取り上げて供給するナジャーロール４２、ナジャーロール４２から供給された記録用紙を１枚ずつ分離して搬送するフィードロール４３、フィードロール４３により１枚ずつに分離された記録用紙を画像転写部に向けて搬送する搬送路４４を備えている。また、搬送路４４を介して搬送された記録用紙に対し、二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール４５、二次転写位置に設けられバックアップロール２４に圧接して記録用紙上に画像を二次転写する二次転写ロール４６を備えている。更に、定着器２９によってトナー画像が定着された記録用紙を本体１の機外に排出する排出ロール４７、排出ロール４７によって排出された記録紙を積載する排出トレイ４８を有する。また、定着器２９によって定着された記録用紙を反転させて両面記録を可能とする両面用搬送ユニット４９を備えている。
【００１８】
次に、図１に示す画像形成装置の動作について説明する。図示しない原稿読み取り装置によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各８ビットの反射率データとしてＩＰＳ５０に入力される。ＩＰＳ５０では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色の色材階調データに変換され、ＲＯＳ３０に出力される。
【００１９】
ＲＯＳ３０では、入力された色材階調データに応じて、半導体レーザ（図示せず）から出射されたレーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）を、ｆ−θレンズ（図示せず）を介してポリゴンミラー３１に出射している。ポリゴンミラー３１では、入射されたレーザ光を各色の階調データに応じて変調し、偏向走査して、図示しない結像レンズおよび複数枚のミラーを介して画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの感光体ドラム１２に照射している。画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの感光体ドラム１２では、帯電された表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋにて、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。
【００２０】
画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの感光体ドラム１２上に形成されたトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト２１上に多重転写される。このとき、黒色のトナー像を形成する黒の画像形成ユニット１１Ｋは、中間転写ベルト２１の移動方向の最下流側に設けられ、黒色のトナー像は、中間転写ベルト２１に対して最後に一次転写される。
【００２１】
一方、シート搬送系４０では、画像形成のタイミングに合わせてナジャーロール４２が回転し、給紙装置４１から所定サイズの記録用紙が供給される。フィードロール４３により１枚ずつ分離された記録用紙は、搬送路４４を経てレジストロール４５に搬送され、一旦、停止される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト２１の移動タイミングに合わせてレジストロール４５が回転し、記録用紙は、バックアップロール２４および二次転写ロール４６によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙には、圧接力および所定の電界を用いて、４色が多重されているトナー像が副走査方向に順次、転写される。そして、各色のトナー像が転写された記録用紙は、定着器２９によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ロール４７によって本体１の上部に設けられた排出トレイ４８に排出される。尚、排出トレイ４８にそのまま排出せずに、図示しない切り換えゲートによって搬送方向を切り換え、定着器２９によって定着された記録用紙を両面用搬送ユニット４９によって反転させることもできる。この反転された記録用紙をレジストロール４５に搬送した後、前述と同様な流れによって、印刷されていない他の面について画像を形成することで、記録用紙の両面に画像を形成することが可能となる。
【００２２】
次に、画像プロセス系１０における画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋについて詳述する。
図２は、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの構成を説明するための図であり、ここでは、イエロー（Ｙ）の画像形成ユニット１１Ｙとマゼンタ（Ｍ）の画像形成ユニット１１Ｍとが示されている。他の画像形成ユニット１１Ｃ，１１Ｋもほぼ同様に構成されている。
【００２３】
画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、トナー像を担持させる像担持体としての感光体ドラム１２、帯電ロール１３ａを用いて感光体ドラム１２を帯電させる帯電器１３、帯電器１３によって帯電され、ＲＯＳ３０からのレーザ光（ＬＢ−Ｙ，ＬＢ−Ｍ，ＬＢ−Ｃ，ＬＢ−Ｋ）によって感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像ロール１４ａによって現像する現像器１４、中間転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１２に対向して設けられ、感光体ドラム１２上に現像されたトナー像を中間転写ベルト２１上に転写する一次転写ロール１５、転写後に感光体ドラム１２上に残った残留トナーを除去するクリーニング装置１６を備えている。
【００２４】
尚、本実施の形態では、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの感光体ドラム１２、帯電器１３、およびクリーニング装置１６を一体化し、カートリッジ化することで、画像形成装置の本体１からこのカートリッジだけを取り外し、また、カートリッジだけを本体１に対して取り付け可能に構成されている。そして、この各々のカートリッジには、使用実績を格納する不揮発性メモリ（後述する）が搭載されている。この不揮発性メモリには、例えば、感光体ドラム１２の回転数、帯電器１３への電流付与および電圧印加時間、プリント枚数など、所定の画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋにて、そのカートリッジが装着された際の、各々のカートリッジにおける過去の使用実績（使用状況）に関する情報が格納される。これらのカートリッジは、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの間で差し替えて用いることもできる。各々のカートリッジに夫々不揮発性メモリが搭載されていることにより、カートリッジが異なるユニットで用いられた場合であっても、トータルとしての自らの使用実績情報（使用履歴情報）を、カートリッジ自らが保存することができる。その結果、カートリッジ毎に、例えば、正しい寿命を判断することができる。
【００２５】
次に、画像形成装置における駆動制御について説明する。
図３は、本実施の形態が適用される画像形成装置の制御を説明するための図である。ここでは、駆動系の制御に重点を置いて説明する。ＩＰＳ５０により画像処理がなされた画像信号に基づき、制御回路１００のＣＰＵ（図示せず）は、ＲＯＭ（図示せず）に記憶されたプログラムに従って処理を実行する。制御回路１００は、駆動系として、二次転写ロール４６や定着器２９、シート搬送系４０、黒の画像形成ユニット１１Ｋにおける現像器１４（１４Ｋ）等を駆動させるメインモータ１０１、転写ユニット２０の中間転写ベルト２１等を駆動する中間転写体駆動モータ１０２、黒の画像形成ユニット１１Ｋを除くカラー用の画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃにおける感光体ドラム１２（１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｋ）を駆動する感光体駆動モータ１０３、黒の画像形成ユニット１１Ｋにおける感光体ドラム１２（１２Ｋ）を駆動する黒用感光体駆動モータ１０４、黒の画像形成ユニット１１Ｋを除くカラー用の画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃにおける現像器１４（１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ）を駆動する現像器駆動モータ１０５を制御している。また、制御回路１００は、メインモータ１０１に連結されシート搬送系４０の駆動を切り換えるクラッチ１１１、およびメインモータ１０１に連結され黒の画像形成ユニット１１Ｋにおける現像器１４（１４Ｋ）を切り換えるクラッチ１１２を制御している。
【００２６】
制御回路１００は、これらの各種モータ、クラッチの動作を制御することで、画像形成装置における各箇所のタイミングを図り、前述した動作によって記録用紙に対する画像形成を可能としている。また、制御回路１００は、図３に示した駆動制御の他に、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの帯電器１３に付与する電流値または帯電器１３に印加する電圧値の制御や、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの現像器１４に対する電圧の印加等を制御している。この帯電器１３に対して付与する電流値の制御、及び印加する電圧の制御については、以下に示す図４を用いて詳細に説明する。
【００２７】
尚、前述のように、本実施の形態では、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの一部をカートリッジ化し、各カートリッジに各々設けられた不揮発性メモリに対して、自らの使用実績情報を格納している。例えば、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに設けられたカートリッジを夫々第１カートリッジ〜第４カートリッジとすると、制御回路１００は、これらのカートリッジから使用実績情報を読み出し、読み出された使用実績情報に基づいて、各画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋごとに、個別に、プロセス形成条件を変更することができる。また、制御回路１００は、各カートリッジに対して、新たな使用実績情報を書き込む作業も行っている。
【００２８】
次に、画像形成装置における定電流制御と定電圧制御との切り換え制御について説明する。図４は、本実施の形態において制御回路１００によって実行される定電流制御と定電圧制御とを説明するための図である。図４に示す制御回路１００は、高圧ユニット（ＨＶＰＳ電源）１２０を制御しており、この高圧ユニット１２０は、帯電器１３（１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ）に所定の電流を付与または所定の電圧を印加している。この制御回路１００において制御演算部１１０及び定電流／定電圧切り換え制御部１１１は、制御回路１００のＣＰＵ（図示せず）の機能として、ＲＯＭ（図示せず）に記憶されたプログラムに従って動作する。
【００２９】
また、本体１の内部であって画像プロセス系１０の近傍には、この画像プロセス系１０の温度や湿度などの環境条件を検知（把握）する環境条件把握手段としての環境センサ１３０が設けられている。そして環境センサ１３０は、画像形成装置の本体１が置かれている環境下における画像プロセス系１０の環境条件を検知する。尚、この環境センサ１３０は、例えば画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ毎に個々に設けられ、個々の画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋにおける環境条件を検知するように構成しても構わない。
【００３０】
また、図４に示すように、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの一部を形成するカートリッジに各々搭載されたカートリッジメモリ１４１、及び画像形成装置の本体１に搭載された本体メモリ１４２が、制御演算部１１０に接続されている。このカートリッジメモリ１４１には、前述のように各々のカートリッジにおける過去の使用実績に関する情報（使用実績情報）が格納される。すなわちカートリッジメモリ１４１は、このカートリッジメモリ１４１の使用実績を格納する格納手段として用いられる。また本体メモリ１４２には、ＰＶ（Ｐａｇｅ　Ｖｏｌｕｍｅ）カウンタによって計数された記録用紙のプリント枚数や、サイクルカウンタによって計数された感光体ドラムの回転数等の情報と共に、画像形成装置の本体１の電源がＯＦＦからＯＮとなってから、または省電力モードから復帰してからの使用に関する情報（使用情報）が保持される。すなわち本体メモリ１４２は、本体１の使用に関する情報を保持する使用情報保持手段として用いられる。そして制御演算部１１０では、カートリッジメモリ１４１および本体メモリ１４２から受信された各情報に基づく制御が実行される。
【００３１】
高圧ユニット１２０内には、制御演算部１１０の制御に従って定電流制御を行う定電流回路１２１と、定電圧制御を行う定電圧回路１２２とが設けられている。さらに、制御演算部１１０に制御される定電流／定電圧切り換え制御部１１１の制御に従って定電流回路１２１と定電圧回路１２２との切り換えを行う切り換えスイッチ１２３が設けられている。定電流回路１２１および定電圧回路１２２は制御演算部１１０に、切り換えスイッチ１２３は定電流／定電圧切り換え制御部１１１にそれぞれ接続されている。
【００３２】
ところで、環境センサ１３０によって検知される環境条件が、例えば温度が２８℃、湿度が８５％であると認識された場合（以下、この状態をＡ−ｚｏｎｅと称する）には、画像形成装置の本体１内部の抵抗値は、一般的に低い状態になっている。一方、環境条件が低温／低湿、例えば温度が１０℃、湿度が１５％以下であると認識された場合（以下、この状態をＣ−ｚｏｎｅと称する）には、画像形成装置の本体１内部の抵抗値は、一般的に高い状態となる。本実施の形態では、この環境条件がＣ−ｚｏｎｅとなる温度及び湿度の状態を、制御回路１００が定電流制御と定電圧制御とを切り換える閾値として用いている。
【００３３】
ここで制御演算部１１０は、環境センサ１３０によって環境条件がＡ−ｚｏｎｅであると検知された場合に、定電流回路１２１によって、帯電器１３に付与する電流値を一定に保つ制御、すなわち定電流制御を行う。例えばＡ−ｚｏｎｅにおいては、帯電器１３に付与する帯電電流の電流値が１．７［ｍＡ］の一定値となるように制御される。このとき帯電器１３に印加される電圧は約１．５［ｋＶ］である。このように、環境条件がＡ−ｚｏｎｅの場合において、帯電器１３に付与する帯電電流の制御を定電流制御とすることにより、感光体ドラム１２に欠陥がある場合であってもリーク電流の発生が抑制される。これにより、帯電不良が発生することなく感光体ドラム１２の表面を一様に帯電させることができる。帯電器１３に対して定電流制御を行う場合には、感光体ドラム１２の表面に残存する帯電電位の影響を防止するために、感光体ドラム１２の除電を十分に行い、この感光体ドラム１２の表面電位の状態を均一化しておくことが望ましい。
【００３４】
ところで、上述したように帯電器１３の帯電不良が原因である白点群は、定電流制御下において環境条件がＣ−ｚｏｎｅを下回った場合に発生する。以下図５では、Ｃ−ｚｏｎｅにおいても白点群が発生しないように感光体ドラム１２を帯電させるための条件についての実験結果を示す。
図５は、所定の環境条件において帯電器１３に印加される電圧値と、この電圧を印加して感光体ドラム１２を帯電させて画像を形成した際に記録用紙の画像中に発生する白点の数との関係を示す図である。ここでは、環境条件がＣ−ｚｏｎｅである場合について例示しており、横軸は電圧値Ｖｐｐ［ｋＶ］、縦軸は白点個数［個／ｃｍ２］を示している。図示した例において、帯電器１３に印加される交流電圧の各周波数として、○は８１９Ｈｚ、●は９７９Ｈｚ、△は１１４５Ｈｚ、▲は１３０６Ｈｚの場合を示す。発明者による鋭意検討の結果、図５に示すデータより、どの周波数においても、電圧値Ｖｐｐが２．１５［ｋＶ］を超えたところで、白点が発生する数がほぼ０個になった。すなわち、この実験結果により、環境条件がＣ−ｚｏｎｅであっても、帯電器１３に印加する電圧が２．１５［ｋＶ］以上、好ましくは２．２［ｋＶ］以上、さらに好ましくは２．４［ｋＶ］以上であれば、白点群の発生を抑制することができる。つまり、ほぼ２．２［ｋＶ］以上、または２．４［ｋＶ］以上の一定電圧を印加すれば、感光体ドラム１２の表面において帯電不良が発生するのを未然に抑制することが可能となる。
【００３５】
かかる実験結果を得て、本実施の形態における制御演算部１１０は、環境センサ１３０によって環境条件がＣ−ｚｏｎｅの閾値（温度１０℃、湿度１５％）以下であると検知された場合には、定電圧回路１２２によって、帯電器１３に印加する電圧値を一定に保つ制御、すなわち定電圧制御を行うように構成した。例えばＣ−ｚｏｎｅにおいては、帯電器１３に印加する帯電電圧の電圧値が２．４［ｋＶ］となるように制御される。つまり高圧ユニット１２０は、環境センサ１３０によって検知された環境条件に基づいて、定電圧にて帯電器１３に対して電圧を印加する電圧印加手段として動作する。上述の実験結果で示したように、環境条件がＣ−ｚｏｎｅの場合において、帯電器１３を帯電させるための制御を定電圧制御とすることにより、感光体ドラム１２の表面において帯電不良が発生することなく、この感光体ドラム１２の表面を一様に帯電させることができる。そしてこの定電圧制御下では、環境条件がＣ−ｚｏｎｅの場合であっても白点群の発生を未然に抑制することができる。
【００３６】
さらに定電流／定電圧切り換え制御部１１１は、環境センサ１３０によって検知された環境条件に応じた制御演算部１１０の制御に基づいて切り換えスイッチ１２３を制御する。切り換えスイッチ１２３は、制御回路１００の制御に従って定電流制御から定電圧制御への切り換えを行う。この切り換えを行う際には、切り換えの直前の印加電圧の値を維持するように定電圧制御が行われる。そうすることにより、環境条件の変化が繰り返される場合であっても、定電圧制御の電圧値のずれは生じず、制御の切り換えを行った際の形成画像の濃度への影響を無くすことができる。また、それとは逆に、定電圧制御から定電流制御への切り換えを行う際にも、その直前の帯電電流の値を維持するように定電流制御を行うので、制御の切り換えを行った際に形成画像の濃度の変化は生じない。
【００３７】
図６は、環境条件の変化に伴い、制御回路１００によって実行される処理を示すフローチャートである。図示しない原稿読み取り装置やパーソナルコンピュータからＩＰＳ５０に入力された反射率データが制御回路１００に送信されると、まず、制御回路１００は、ユーザからなされたプリントスタートの指示に伴い、画像形成装置における駆動系や電気系の制御を開始する（ステップ６０１）。そして、環境センサ１３０によって検知された画像プロセス系１０の環境条件と、白点群が発生する環境条件の閾値（温度および湿度）との比較を行う（ステップ６０２）。
【００３８】
このとき、ステップ６０２において比較された閾値（Ｃ−ｚｏｎｅとの境界である温度１０℃、湿度１５％）以下であるか否かの判断を行う（ステップ６０３）。ステップ６０３において、環境センサ１３０によって検知された環境条件が、ステップ６０２に示した閾値以下であると判断された場合、制御回路１００は、切り換えスイッチ１２３を制御して定電圧回路１２２を選択して動作させることにより、定電圧制御に切り換える（ステップ６０４）。そして制御回路１００は、環境センサ１３０によって検出された環境条件のうち温度と湿度の読み値から、当該制御回路１００のＲＯＭまたはメモリ（図示せず）に格納された電圧制御テーブルを読み出し、定電圧制御値Ｘ１を決定する（ステップ６０５）。この電圧制御テーブルには、環境条件がＣ−ｚｏｎｅである場合において定電圧制御を行う際の電圧値が、環境条件毎に複数段階に分けて記録されている。そこで制御回路１００は、環境条件の読み値に応じた電圧値を電圧制御テーブルから読み出すことにより、帯電器１３に印加する定電圧制御値Ｘ１を決定することができる。本実施の形態では、この定電圧制御値Ｘ１の電圧値を、例えば図５に示した２．２［ｋＶ］とする。
【００３９】
また、制御回路１００は、各画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋのカートリッジに搭載されたメモリに格納された過去の使用実績情報に基づいて感光体ドラム１２の使用状況を判断し、制御値Ｘ２を決定する（ステップ６０６）。ステップ６０６における制御値Ｘ２の決定については、後に図７を用いて詳しく説明する。さらにこの制御回路１００は、本体メモリ１４２に保持された画像形成装置の本体１の使用情報に基づいてＲｅｓｔ時間を判断し、制御値Ｘ３を決定する（ステップ６０７）。ステップ６０７における制御値Ｘ３の決定については、後に図８を用いて詳しく説明する。
【００４０】
以上のように、本実施の形態では、カートリッジメモリ１４１に格納された使用実績情報、または本体メモリ１４２に格納された使用情報に基づいて、感光体ドラム１２の使用状況が把握される。すなわち、制御演算部１１０は、感光体ドラム１２の使用状況を把握する使用状況把握手段としての制御を行う。そしてさらに、電圧値決定手段としての制御を行う制御演算部１１０は、この使用状況把握手段により把握された使用状況に基づいて、各帯電器１３から感光体ドラム１２に印加する電圧の値を決定する。この制御回路１００によって定電圧制御の制御値が決定されると、定電圧回路１２２は、各帯電器１３に対して定電圧制御された値の電圧を印加する。そうすることにより、環境条件がＣ−ｚｏｎｅの場合であっても帯電不良が発生することがないように各感光体ドラム１２（１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ）をそれぞれ一様に帯電させることができる。
【００４１】
またステップ６０３において、環境センサ１３０によって検知された環境条件が、閾値以下ではないと判断された場合には、制御回路１００は、切り換えスイッチ１２３を制御して定電流回路１２１を選択して動作させることにより、定電流制御に切り換える（ステップ６０８）。すなわち、環境条件がＣ−ｚｏｎｅ以外の場合において制御回路１００は、定電流制御を行うことにより帯電器１３に一定の値の電流を付与し、この帯電器１３により各感光体ドラム１２（１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ）を一様に帯電させることができる。
【００４２】
図７は、本実施の形態におけるプリント枚数（感光体ドラム１２の使用状況）と、定電圧制御値との関係を示す図である。ここでは、横軸はトータルプリント枚数［ｋＰＶ］、縦軸は定電圧制御値［ｋＶ］を示している。図６のステップ６０６では、カートリッジメモリ１４１または本体メモリ１４２に格納された使用実績情報に基づいて使用状況を判断し、定電圧制御による印加電圧の制御値を変化させている。ここで制御回路１００は使用実績情報の中から、このカートリッジを用いてプリントしたトータルのプリント枚数を読み出す。本実施の形態では、感光体ドラム１２の使用状況に基づいて、このカートリッジを用いて所定の枚数をプリントする毎に帯電器１３に印加する電圧値を所定の率にて低下させる。例えば１００００枚プリントする毎に３０Ｖの率で低下させる。カートリッジにおけるプリント枚数をＰ１とすると、制御値Ｘ２は、
Ｘ２＝Ｘ１−３０×Ｐ１／１０
とすることができる。つまり図７に示すように、カートリッジの使用実績情報に応じて、例えば４００００枚プリントした場合における定電圧制御による印加電圧の制御値は、上記の式に基づいて初期値の２．２０［ｋＶ］から２．０８［ｋＶ］に変化させることが好ましい。また同様に、使用実績情報として格納されている定電圧制御により電圧を印加した時間、すなわち帯電時間に基づいて定電圧制御の制御値を変化させることも可能である。
【００４３】
図８は、本実施の形態におけるプリント枚数（感光体ドラム１２の使用状況）と、定電圧制御値との関係を示す図である。ここでは、横軸はトータルプリント枚数［ｋＰＶ］、縦軸は定電圧制御値［ｋＶ］を示している。図６のステップ６０７では、カートリッジメモリ１４１または本体メモリ１４２に格納された使用に関する情報（使用情報）に基づいて、また直前のプリント動作からのＲｅｓｔ時間に基づいて、使用状況を判断し、定電圧制御による印加電圧の制御値を変化させている。ここで制御回路１００は使用情報の中から、このカートリッジを用いてプリントしたプリント枚数を読み出し、帯電器１３に印加する電圧値を、例えば５０００枚プリントする毎に４０Ｖの率で低下させる。カートリッジにおけるプリント枚数をＰ２とすると、制御値Ｘ３は、
Ｘ３＝Ｘ２−４０×Ｐ２
とすることができる。つまり図８に示すように、カートリッジの使用状況に応じて例えば５０００枚プリントした場合における定電圧制御による印加電圧の制御値は、上記の式に基づいて初期値の２．２［ｋＶ］から２．０［ｋＶ］に変化させることが好ましい。この定電圧制御による印加電圧の制御値の最大下げ値を例えば２００［Ｖ］に設定しておけば、これ以上の枚数をプリントした場合においても２．０［ｋＶ］以下に変化することはない。
【００４４】
また、直前に行われたプリント動作から、新たなプリント動作までの時間をＲｅｓｔ時間とし、このＲｅｓｔ時間に応じて定電圧制御値を変化させることも可能である。
さらに、画像形成装置のパワーがＯＦＦの状態からＯＮの状態に切り換えられる場合を起動時、省エネルギーモード（節電モード）で待機している状態から復帰する場合を復帰時とすると、この起動時または復帰時から次の起動時または復帰時までの時間（Ｒｅｓｔ時間）におけるプリント枚数に応じた定電圧制御を行うことができる。この場合、図８に示すように、所定枚数プリントすることにより２．０［ｋＶ］まで低下した定電圧制御値は、起動または復帰と共に初期値の２．２［ｋＶ］に戻る。そして、それ以降は、前述したのと同様にプリント枚数に応じた定電圧制御を行う。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態では、環境条件を検知し、この環境条件と閾値とを比較することにより、像担持体の表面を帯電させる帯電器に対する定電流制御と定電圧制御とを選択的に切り換えている。より詳しくは、検知された環境条件が低温／低湿である場合に、所定の電圧値以上で定電圧制御を行っている。そうすることにより、低温／低湿の環境条件下においても像担持体の表面は帯電不良を発生することなく、所定の帯電電圧によって一様に帯電させることができるようになる。そして、この像担持体の表面に静電潜像を形成した際に、この静電潜像の中における画像の抜けを抑制し、記録用紙上における白点群の発生を未然に抑制することができる。
【００４６】
また本実施の形態では、定電圧制御を行う際、カートリッジの使用状況に応じて電圧値をさらに制御している。より詳しくは、このカートリッジを使用してプリントを行ったプリント枚数、このカートリッジの帯電器の帯電時間に応じて、定電圧制御における電圧値を所定の率で低下させている。さらにプリント動作のＲｅｓｔ時間に応じて、低下した電圧値を初期状態に戻す制御を行っている。そうすることにより、環境条件ばかりでなく、このカートリッジの使用状況をも考慮した制御が可能となり、帯電器による像担持体の帯電における帯電不良を防止し、記録用紙に形成される画像の画質を向上させることができる。
【００４７】
尚、本実施の形態では、環境条件がＣ−ｚｏｎｅである場合に定電圧制御を行う場合について説明したが、例えば図７および図８に示したようなカートリッジの使用状況に応じた制御は、環境条件が例えばＡ−ｚｏｎｅであって定電流制御を行う際にも適用することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像形成装置が使用される環境条件に影響されることなく像担持体の表面を一様に帯電させることができ、この画像形成装置によって記録紙に形成される画像の画質の低下を抑制することができる。また、本発明によれば、像担持体の使用状態に応じた制御を行い、記録紙に形成される画像の画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】画像形成ユニットの構成を説明するための図である。
【図３】本実施の形態が適用される画像形成装置の制御を説明するための図である。
【図４】本実施の形態において制御回路の制御によって切り換えられる定電流制御と定電圧制御とを説明するための図である。
【図５】所定の環境条件において帯電器に印加される電圧値と、この電圧を印加した際に発生する白点の数との関係を示す図である。
【図６】環境条件の変化に伴い、制御回路によって実行される処理を示すフローチャートである。
【図７】本実施の形態におけるプリント枚数（感光体ドラムの使用状況）と、定電圧制御による電圧値との関係を示す図である。
【図８】本実施の形態におけるプリント枚数（感光体ドラムの使用状況）と、定電圧制御による電圧値との関係を示す図である。
【図９】従来技術としてタンデム機の一例を示した図である。
【符号の説明】
１…本体、１０…画像プロセス系、１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ…画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１３…帯電器、１４…現像器、１５…一次転写ロール、１６…クリーニング装置、２０…転写ユニット、２１…中間転写ベルト、４０…シート搬送系、５０…ＩＰＳ（Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）、１００…制御回路、１１０…制御演算部、１１１…定電流／定電圧切り換え制御部、１２１…定電流回路、１２２…定電圧回路、１２３…切り換えスイッチ、１３０…環境センサ、１４１…カートリッジメモリ、１４２…本体メモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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