JP2006011173A

JP2006011173A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2006011173A
Application number: JP2004190278A
Authority: JP
Inventors: Junichi Ishibashi; 準一石橋; Noritaka Ide; 典孝井出
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-06-28
Filing date: 2004-06-28
Publication date: 2006-01-12

Abstract

【課題】感光体ドラム等の像担持体を帯電する帯電器に印加するバイアス電圧等の画像形成条件を、絶対湿度等に応じて制御する画像形成装置において、画像形成条件を制御するために必要とする記憶手段の記憶容量が少なくて済み、記憶手段として安価なものを使用することができ、装置のコストダウンが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】帯電手段、前記潜像書き込み手段又は前記現像手段の少なくとも１つに印加するバイアス電圧を決定するバイアス条件の一部を記憶している記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたバイアス条件の一部に基づいて、前記帯電手段、前記潜像書き込み手段又は前記現像手段の少なくとも１つに印加する所望のバイアス電圧値を算出する算出手段を備えるように構成して課題を解決した。
【選択図】図１

Description

この発明は、電子写真方式を採用したプリンターや複写機等の画像形成装置に関し、特に、感光体ドラム等の像担持体を帯電する帯電器などの電圧印加部材に印加するバイアス電圧の制御に関するものである。

特開平１０−１３３４３６号公報

従来、この種の電子写真方式を採用したプリンターや複写機等の画像形成装置においては、像担持体としての感光体ドラムの表面を帯電器によって所定の電位に帯電した後、画像情報に応じて画像露光を施して静電潜像を形成し、この静電潜像を顕像化することによりトナー像として、当該トナー像を直接転写用紙上に転写定着するか、中間転写体を介して転写用紙上に転写定着することで、画像を形成するように構成されている。

かかる画像形成装置では、温度や湿度等の環境が変動した場合であっても、感光体ドラムの表面電位が所定の値となるように、帯電器に印加するバイアス電圧を制御するように構成されている。

ところで、このような画像形成装置において、感光体ドラムの帯電電位等の画像形成条件を制御する技術としては、例えば、特開平１０−１３３４３６号公報に開示されているものが既に提案されている。

この特開平１０−１３３４３６号公報に係る画像形成装置は、感光体と、感光体の表面を一様な所定電位に帯電するための帯電手段と、光源から発生される光で原稿を照明走査して感光体の表面に静電潜像を形成する手段と、形成された静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、現像された像を用紙に転写する転写手段とを備え、予め定められた複数の画像形成条件を調整することによって、用紙に形成される画像の濃度を調整することができる画像形成装置において、画像形成装置の雰囲気湿度を検出するための湿度センサと、各画像形成条件ごとに湿度に応じた画像形成条件調整量が記憶された記憶手段と、湿度センサの出力値が第１所定値未満の場合には、複数の画像形成条件のうちの予め特定された画像形成条件のみを、記憶手段に記憶された画像形成条件調整量に基づいて調整し、湿度センサの出力値が第１所定値以上の場合には、上記予め特定された画像形成条件以外の画像形成条件を、記憶手段に記憶された画像形成調整量に基づいてさらに調整する画像形成条件調整手段と、を含むように構成したものである。

しかし、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開平１０−１３３４３６号公報に係る画像形成装置の場合には、画像形成装置の雰囲気湿度を検出するための湿度センサと、各画像形成条件ごとに湿度に応じた画像形成条件調整量が記憶された記憶手段とを備え、湿度センサの検出結果に応じて、記憶手段に各画像形成条件ごとに湿度に応じて記憶された画像形成条件調整量に基づいて、画像形成条件を画像形成条件調整手段によって調整するように構成したものである。

したがって、この特開平１０−１３３４３６号公報に係る画像形成装置の場合には、同公報の図４、図５、図６、図７、図８に示すように、絶対湿度に応じて、トナー濃度や帯電器の印加電圧、あるいは露光光源の光量等の画像形成条件を調整するために、記憶手段に多数のデータを記憶させておく必要があり、記憶手段の記憶容量が膨大なものとなって、記憶手段として高価なものを使用しなければならず、装置のコストアップを招くという問題点を有していた。

そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、感光体ドラム等の像担持体を帯電する帯電器に印加するバイアス電圧等の画像形成条件を、絶対湿度等に応じて制御する画像形成装置において、画像形成条件を制御するために必要とする記憶手段の記憶容量が少なくて済み、記憶手段として安価なものを使用することができ、装置のコストダウンが可能な画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載された発明は、少なくとも像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された像担持体上に静電潜像を書き込む潜像書き込み手段と、前記潜像書き込み手段によって書き込まれた静電潜像を現像剤で可視化する現像手段を備えた画像形成装置において、
前記帯電手段、前記潜像書き込み手段又は前記現像手段の少なくとも１つに印加するバイアス電圧を決定するバイアス条件の一部を記憶している記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたバイアス条件の一部に基づいて、前記帯電手段、前記潜像書き込み手段又は前記現像手段の少なくとも１つに印加する所望のバイアス電圧値を算出する算出手段を備えたことを特徴とする画像形成装置である。

また、請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された画像形成装置において、前記記憶手段は、前記帯電手段、前記潜像書き込み手段又は前記現像手段の少なくとも１つに印加するバイアス電圧を決定する上で最小限必要とされる絶対湿度もしくは絶対湿度に相当する値Ｘi と、当該絶対湿度におけるバイアス電圧値もしくは前記バイアス電圧値に相当する値Ｖi を記憶していることを特徴とする画像形成装置である。

さらに、請求項３に記載された発明は、請求項２に記載された画像形成装置において、前記算出手段は、前記帯電手段、前記潜像書き込み手段又は前記現像手段の少なくとも１つに印加する所望のバイアス電圧値Ｖを、前記記憶手段に記憶された絶対湿度もしくは絶対湿度に相当する値Ｘi と、当該絶対湿度におけるバイアス電圧値もしくは前記バイアス電圧値に相当する値Ｖi に基づいて算出することを特徴とする画像形成装置である。

又、請求項４に記載された発明は、請求項３に記載された画像形成装置において、前記算出手段は、前記任意の絶対湿度をＸとしたとき、Ｘi ＜Ｘ＜Ｘi+1 を満たし、Ｘi のときのバイアス電圧値をＶi 、Ｘi+1 のときのバイアス電圧値をＶi+1 とすると、任意の絶対湿度もしくは絶対湿度に相当する値がＸのときの前記帯電手段、前記潜像書き込み手段又は前記現像手段の少なくとも１つに印加するバイアス電圧値もしくはバイアス電圧値に相当する値Ｖを、Ｖ＝（Ｖi+1 −Ｖi ）／（Ｘi+1 −Ｘi ）×（Ｘ−Ｘi ）＋Ｖi ＋αに基づいて算出する（αは定数）ことを特徴とする画像形成装置である。

この発明によれば、感光体ドラム等の像担持体を帯電する帯電器に印加するバイアス電圧等の画像形成条件を、絶対湿度等に応じて制御する画像形成装置において、画像形成条件を制御するために必要とする記憶手段の記憶容量が少なくて済み、記憶手段として安価なものを使用することができ、装置のコストダウンが可能な画像形成装置を提供することができる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンターを示すものであり、図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンターの画像形成部を示すものである。尚、図３中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。

このフルカラープリンター01は、図２及び図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム（像担持体）11, 12, 13, 14を有する画像形成ユニット1, 2, 3, 4と、これら感光体ドラム11, 12, 13, 14に接触又は近接する一次帯電用の帯電ロール（帯電手段）21, 22, 23, 24と、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34を照射して静電潜像を書き込む図２に示すレーザ光学ユニット（潜像書き込み手段）03と、現像装置（現像手段）41, 42, 43, 44と、上記４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14のうちの２つの感光体ドラム11, 12に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）51及び他の２つの感光体ドラム13, 14に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）52と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）53と、この二次中間転写ドラム53に接触する転写ロール（転写部材）60とで、その主要部が構成されている。

感光体ドラム11, 12, 13, 14は、図３に示すように、共通の接平面M を有するように一定の間隔をおいて互いに平行に配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52は、各回転軸が該感光体ドラム11, 12, 13, 14軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム53は、該感光体ドラム11, 12, 13, 14と回転軸が平行であるように配置されている。

各色毎の画像情報に応じた信号は、図示しない画像処理ユニットによりラスタライジングされて図２に示すレーザ光学ユニット03に入力される。このレーザ光学ユニット03では、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34が画像情報に応じて変調され、対応する色の感光体ドラム11, 12, 13, 14に照射されて静電潜像が書き込まれる。

上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが実行される。まず、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14としては、例えば、直径23.7ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム11, 12, 13, 14は、例えば、161 ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面は、図３に示すように、接触型帯電手段としての帯電ロール21, 22, 23, 24に、約-800ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約-300Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電手段としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。

その後、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面には、露光手段としてのレーザ光学ユニット03によってイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したレーザ光31, 32, 33, 34が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム11, 12, 13, 14は、レーザ光学ユニット03で静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は-60 Ｖ以下程度にまで除電される。

また、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置41, 42, 43, 44によって現像され、感光体ドラム11, 12, 13, 14上にイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。

この実施の形態では、現像装置41, 42, 43, 44として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この現像方式に限定されるものではなく、一成分現像方式や非接触型の現像方式など、他の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。

現像装置41, 42, 43, 44には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナーと、キャリアからなる二成分現像剤が充填されている。これらの現像装置41, 42, 43, 44は、図２に示すトナーカートリッジ04Y,04M,04C,04K からトナーが補給されると、この補給されたトナーは、図３に示すように、オーガー404 で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール401 の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール401 に現像剤を搬送するパドル403 によって、当該現像ロール401 の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材402 によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、300 〜600 ｇ／ｍ²であり、また、このとき現像ロール401 上に存在するトナーの帯電量は、概ね-20 〜35μＣ／g 程度である。

上記現像装置41, 42, 43, 44で使用されるトナーとしては、次式で規定される形状係数ＭＬＳ２が１００〜１４０、例えば、ＭＬＳ２＝１３０程度のもので、平均粒径が３μｍ〜１０μｍの所謂" 球形トナー" が用いられる。
ＭＬＳ２＝｛（トナー粒子の絶対最大長）×２）｝
／｛（トナー粒子の投影面積）×π×１／４×１００｝

上記現像ロール401 上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム11, 12, 13, 14と接触している。この現像ロール401 にAC＋DCの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール401 上のトナーを感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、現像バイアス電圧はＡＣが4 ｋＨｚ、1.3 ｋＶppで、ＤＣが-230Ｖ程度である。

次に、上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成されたイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム11, 12上に形成されたイエロー（Ｙ）及びマジェンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51上に、感光体ドラム13, 14上に形成されたシアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム52上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム51上には、感光体ドラム11または12のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム11及び12の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム52上にも、感光体ドラム13,14 から同様な単色像と二重色像が形成される。

上記第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 上に感光体ドラム11,12,13,14 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+250〜500 Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、図２に示すように、雰囲気温度及び湿度を検出する環境センサによって検出される。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位は、+380Ｖ程度が望ましい。

この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、例えば、外径が42ｍｍに形成され、抵抗値は１０8 Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝10²〜10³Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム51, 52の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層（Ｒ＝10⁵〜10⁹Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝10⁵〜10⁹Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。

このように第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム53上に静電的に二次転写される。従って、二次中間転写ドラム53上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。

この二次中間転写ドラム53上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+600〜1200Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム11, 12, 13, 14から第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位が+380Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム53の表面電位は、+880Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差は、+500Ｖ程度に設定することが望ましい。

この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム53は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と同じ42ｍｍに形成され、抵抗値は１０¹¹Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム53も第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝10²〜10³Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム53の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム53の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム53が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。

次に、上記二次中間転写ドラム53上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール60によって、用紙搬送路を通る転写用紙Ｐ上に３次転写される。この転写用紙Ｐは、図２に示すように、給紙カセット80から紙送り工程を経てレジストローラ90を通過し、二次中間転写ドラム53と転写ロール60のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、転写用紙101 上に形成された最終的なトナー像は、定着器70によって熱及び圧力で定着され、フルカラープリンター01の上部に設けられた排出トレイＴ上に排出され、一連の画像形成プロセスが完了する。

また、上記転写用紙Ｐの両面に画像を形成する場合には、図２に示すように、片面に画像が形成された転写用紙Ｐをそのまま排出トレイＴ上に排出せずに、表裏を反転した状態で転写用紙Ｐを両面用の用紙搬送路07を介して、当該転写用紙Ｐを再度転写部へと搬送し、転写用紙Ｐの裏面に画像が形成される。

なお、図２中、符号08は図示しない手差しトレイから供給される転写用紙Ｐを搬送する給紙ロール、09は制御回路、10は電源回路をそれぞれ示している。

ところで、この実施の形態は、少なくとも像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された像担持体上に静電潜像を書き込む潜像書き込み手段と、前記潜像書き込み手段によって書き込まれた静電潜像を現像剤で可視化する現像手段を備えた画像形成装置において、前記帯電手段、前記潜像書き込み手段又は前記現像手段の少なくとも１つに印加するバイアス電圧を決定するバイアス条件の一部を記憶している記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたバイアス条件の一部に基づいて、前記帯電手段、前記潜像書き込み手段又は前記現像手段の少なくとも１つに印加する所望のバイアス電圧値を算出する算出手段を備えるように構成されている。

また、この実施の形態は、前記記憶手段は、前記帯電手段、前記潜像書き込み手段又は前記現像手段の少なくとも１つに印加するバイアス電圧を決定する上で最小限必要とされる絶対湿度もしくは絶対湿度に相当する値Ｘi と、当該絶対湿度におけるバイアス電圧値もしくは前記バイアス電圧値に相当する値Ｖi を記憶しているように構成されている。

さらに、この実施の形態は、前記算出手段は、前記帯電手段、前記潜像書き込み手段又は前記現像手段の少なくとも１つに印加する所望のバイアス電圧値Ｖを、前記記憶手段に記憶された絶対湿度もしくは絶対湿度に相当する値Ｘi と、当該絶対湿度におけるバイアス電圧値もしくは前記バイアス電圧値に相当する値Ｖi に基づいて算出するように構成されている。

又、この実施の形態は、前記算出手段は、前記任意の絶対湿度をＸとしたとき、Ｘi ＜Ｘ＜Ｘi+1 を満たし、Ｘi のときのバイアス電圧値をＶi 、Ｘi+1 のときのバイアス電圧値をＶi+1 とすると、任意の絶対湿度もしくは絶対湿度に相当する値がＸのときの前記帯電手段、前記潜像書き込み手段又は前記現像手段の少なくとも１つに印加するバイアス電圧値もしくはバイアス電圧値に相当する値Ｖを、Ｖ＝（Ｖi+1 −Ｖi ）／（Ｘi+1 −Ｘi ）×（Ｘ−Ｘi ）＋Ｖi ＋αに基づいて算出する（αは定数）ように構成されている。

すなわち、この実施の形態では、図１に示すように、各画像形成ユニット1, 2, 3, 4の帯電ロール21,22,23,24 に、所定のバイアス電圧を印加する帯電用の帯電電源100 を備えており、当該帯電ロール21,22,23,24 に印加されるバイアス電圧は、算出手段及び制御手段としてのＣＰＵ101 によって算出され制御される。ＣＰＵ101 は、ＲＯＭ102 に記憶されたプログラムに基づいて、バイアス電圧値を算出したり、画像形成動作を制御するものであり、バイアス電圧値の算出に必要なパラメータ等は、記憶手段としてのＲＡＭ103 に記憶されている。このＲＡＭ103 としては、不揮発性のＮＶＲＡＭ等が使用される。また、上記ＣＰＵ101 には、環境センサ104 の検出値がＡ／Ｄ変換器105 によってデジタル信号に変換された状態で入力されるようになっている。上記環境センサ104 は、フルカラープリンター01が設置される環境の温度、及び相対湿度を検出し、例えば、図２に示すように、フルカラープリンター01の内部に配設されている。これら検出した温度、及び相対湿度をもとに絶対湿度を算出する。ここで、絶対湿度とは、空気１ｍ³中の水蒸気の量をグラム数で表したものである。

また、上記記憶手段としてのＲＡＭ103 には、ＣＰＵ101 が帯電ロール21,22,23,24 に印加するバイアス電圧を決定するバイアス条件の一部であって、当該バイアス電圧を算出する上で最小限必要とされるデータ、つまり絶対湿度もしくは絶対湿度に相当する値Ｘi と、当該絶対湿度におけるバイアス電圧値もしくは前記バイアス電圧値に相当する値Ｖi とが、複数の組で記憶されている。

具体的には、絶対湿度Ｘと、帯電ロール21,22,23,24 のバイアス電圧値Ｖi との関係を近似すると、例えば、図４に示すように、折れ曲がった３本の一次関数（直線）Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３で結ばれた関係を有している。なお、図示の例では、３本の一次関数（直線）Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３で近似した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、１〜２本の直線、又は４本以上の直線で近似しても良く、あるいは二次関数等によって近似するように構成しても良い。

そこで、この実施の形態では、ＲＡＭ103 に記憶されたパラメータのうち、帯電ロール21,22,23,24 に印加されるバイアス電圧Ｖを制御するパラメータとして、図５に示すように、絶対温度Ｘと帯電ロール21,22,23,24 の放電開始電圧Ｖの値が、４つの組だけ記憶されている。これら４組の絶対温度Ｘと帯電ロール21,22,23,24 の放電開始電圧Ｖの値としては、図４に示すように、絶対温度Ｘと帯電ロール21,22,23,24 の放電開始電圧Ｖの関係において、開始点Ｐ１の絶対温度Ｘ１と放電開始電圧Ｖ１の組、第１の変曲点Ｐ２の絶対温度Ｘ２と放電開始電圧Ｖ２の組、第２の変曲点Ｐ３の絶対温度Ｘ３と放電開始電圧Ｖ３の組、及び終了点Ｐ４の絶対温度Ｘ４と放電開始電圧Ｖ４の組からなる８つのデータのみが記憶されている。

また、上記ＣＰＵ101 では、環境センサ104 によって検知された絶対湿度Ｘの検出値に基づいて、帯電ロール21,22,23,24 に印加するバイアス電圧値Ｖを算出するにあたり、環境センサ104 における絶対湿度Ｘの検出値を求め、当該絶対湿度Ｘに対応する帯電ロール21,22,23,24 の放電開始電圧Ｖが、ＲＡＭ103 に記憶されたパラメータ（Ｘ₁，Ｖ₁）、（Ｘ₂，Ｖ₂）、（Ｘ₃，Ｖ₃）、（Ｘ₄，Ｖ₄）及び式Ｖ＝（Ｖ_i+1−Ｖ_i）／（Ｘ_i+1−Ｘ_i）×（Ｘ−Ｘ_i）＋Ｖ_i＋αに基づいて、次のように算出されるように構成されている。なお、この実施例では、定数α＝０としている。

Ｘ₁≦Ｘ≦Ｘ₂のとき
Ｖ０＝（Ｖ₂−Ｖ₁）／（Ｘ₂−Ｘ₁）×（Ｘ−Ｘ₁）＋Ｖ₁ （１）
Ｘ₂＜Ｘ≦Ｘ₃のとき
Ｖ０＝（Ｖ₃−Ｖ₂）／（Ｘ₃−Ｘ₂）×（Ｘ−Ｘ₂）＋Ｖ₂ （２）
Ｘ₃＜Ｘ≦Ｘ₄のとき
Ｖ０＝（Ｖ₄−Ｖ₃）／（Ｘ₄−Ｘ₃）×（Ｘ−Ｘ₃）＋Ｖ₃ （３）

なお、上記実施の形態では、絶対温度Ｘ及び帯電ロール21,22,23,24 の放電開始電圧Ｖの値に基づいて、帯電ロール21,22,23,24 に印加するバイアス電圧値Ｖを算出する場合について説明したが、ＲＡＭ103 には、絶対温度Ｘ及び放電開始電圧Ｖの値そのものを記憶させておく必要はなく、絶対湿度に相当する値、もしくはバイアス電圧値に相当する値を用いても良いことは勿論である。

以上の構成において、この実施の形態に係る画像形成装置では、次のようにして、感光体ドラム等の像担持体を帯電する帯電器に印加するバイアス電圧等の画像形成条件を、絶対湿度等に応じて制御する画像形成装置において、画像形成条件を制御するために必要とする記憶手段の記憶容量が少なくて済み、記憶手段として安価なものを使用することができ、装置のコストダウンが可能となっている。

すなわち、この実施の形態に係るフルカラープリンター01では、図２及び図３に示すように、プリント動作を開始するにあたって、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各画像形成ユニット1, 2, 3, 4において、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を帯電ロール21, 22, 23, 24によって所定の電位に帯電した後、当該感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面に、レーザ光学ユニット03によって、画像情報に基づいて各色のレーザ光31, 32, 33, 34を照射して静電潜像を書き込むとともに、当該静電潜像を現像装置41, 42, 43, 44によって対応する色のトナーで現像することにより、フルカラーの画像を形成するようになっている。

その際、上記フルカラープリンター01では、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を帯電ロール21, 22, 23, 24によって所定の電位に帯電するにあたって、当該帯電ロール21, 22, 23, 24の帯電特性が、環境の絶対湿度に応じて変動する。そのため、このフルカラープリンター01では、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を帯電ロール21, 22, 23, 24によって帯電するときに、当該帯電ロール21, 22, 23, 24に印加するバイアス電圧を、絶対湿度に応じて制御する必要がある。

そこで、上記実施の形態に係るフルカラープリンター01では、図２に示すように、当該フルカラープリンター01が設置されている環境の絶対湿度Ｘが、環境センサ104 によって検出される。この環境センサ104 によって検出された絶対湿度Ｘは、図１に示すように、Ａ／Ｄ変換器105 によってデジタル信号に変換された後、ＣＰＵ101 に入力される。すると、ＣＰＵ101 は、入力された絶対湿度Ｘが、Ｘ₁≦Ｘ≦Ｘ₂、Ｘ₂＜Ｘ≦Ｘ₃、Ｘ₃＜Ｘ≦Ｘ₄のいずれの範囲にあるかを判別し、入力された絶対湿度Ｘが、Ｘ₁≦Ｘ≦Ｘ₂の範囲にある場合には、前記（１）式に基づいて、Ｘ₂＜Ｘ≦Ｘ₃の範囲にある場合には、前記（２）式に基づいて、Ｘ₃＜Ｘ≦Ｘ₄の範囲にある場合には、前記（３）式に基づいて、帯電ロール21, 22, 23, 24に印加するバイアス電圧を算出する。

いま、入力された絶対湿度Ｘが、Ｘ₁≦Ｘ≦Ｘ₂の範囲にあるとすると、前記（１）式が選択され、ＣＰＵ101 は、ＲＡＭ103 に記憶された絶対温度Ｘ及び放電開始電圧値Ｖの組から、所定のアドレスに記憶されたパラメータ（Ｘ₁，Ｖ₁）、（Ｘ₂，Ｖ₂）を読出し、次の式（１）に基づいて、帯電ロール21, 22, 23, 24に印加するバイアス電圧である放電開始電圧値Ｖ０を算出する。
Ｖ０＝（Ｖ₂−Ｖ₁）／（Ｘ₂−Ｘ₁）×（Ｘ−Ｘ₁）＋Ｖ₁ （１）

次に、上記ＣＰＵ101 は、算出された放電開始電圧値Ｖ０に基づいて、帯電電源100 によって帯電ロール21, 22, 23, 24に所定の放電開始電圧値Ｖ０を印加することによって、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を所定の電位に帯電し、プリント動作を実行するようになっている。

このように、上記実施の形態では、帯電ロール21, 22, 23, 24に印加すべきバイアス電圧値を、個々の絶対湿度Ｘに応じて、記憶手段としてのＲＡＭ103 にすべて記憶させておく必要がなく、当該ＲＡＭ103 には、図５に示すように、帯電ロール21, 22, 23, 24に印加するバイアス電圧を決定するバイアス条件の一部のみを記憶させておけば良いので、ＲＡＭ103 の記憶容量は、従来に比べて大幅に少なくて済み、ＲＡＭ103 として安価なものを使用することができ、装置のコストダウンが可能となる。

また、上記ＲＡＭ103 として記憶容量の少ないものを使用した場合でも、検出された絶対湿度Ｘに応じて、帯電ロール21, 22, 23, 24に印加すべきバイアス電圧を個々に算出して制御することができるので、個々の絶対湿度Ｘに応じた最適なバイアス電圧を帯電ロール21, 22, 23, 24に印加することができ、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面電位を環境条件に応じて制御することにより、高画質のフルカラー画像を形成することができる。

なお、前記実施の形態では、帯電ロールに印加するバイアス電圧を個々に算出して制御する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、帯電手段、潜像書き込み手段又は現像手段の少なくとも１つに印加するバイアス電圧を決定する際に、同様に適用することができることは勿論である。

図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンターの要部を示す構成図である。図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンターを示す構成図である。図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンターの画像形成部を示す構成図である。図４は絶対湿度と帯電ロールの放電開始電圧との関係を示すグラフである。図５はＲＯＭに記憶されたデータを示す図表である。

符号の説明

１１：感光体ドラム、２１：帯電ロール、１００：帯電電源、１０１：ＣＰＵ（算出手段）、１０３：ＲＡＭ（記憶手段）、１０４：環境センサ。

Claims

少なくとも像担持体と、前記像担持体の表面を帯電する帯電手段と、前記帯電手段によって帯電された像担持体上に静電潜像を書き込む潜像書き込み手段と、前記潜像書き込み手段によって書き込まれた静電潜像を現像剤で可視化する現像手段を備えた画像形成装置において、
前記帯電手段、前記潜像書き込み手段又は前記現像手段の少なくとも１つに印加するバイアス電圧を決定するバイアス条件の一部を記憶している記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたバイアス条件の一部に基づいて、前記帯電手段、前記潜像書き込み手段又は前記現像手段の少なくとも１つに印加する所望のバイアス電圧値を算出する算出手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載された画像形成装置において、前記記憶手段は、前記帯電手段、前記潜像書き込み手段又は前記現像手段の少なくとも１つに印加するバイアス電圧を決定する上で最小限必要とされる絶対湿度もしくは絶対湿度に相当する値Ｘi と、当該絶対湿度におけるバイアス電圧値もしくは前記バイアス電圧値に相当する値Ｖi を記憶していることを特徴とする画像形成装置。
請求項２に記載された画像形成装置において、前記算出手段は、前記帯電手段、前記潜像書き込み手段又は前記現像手段の少なくとも１つに印加する所望のバイアス電圧値Ｖを、前記記憶手段に記憶された絶対湿度もしくは絶対湿度に相当する値Ｘi と、当該絶対湿度におけるバイアス電圧値もしくは前記バイアス電圧値に相当する値Ｖi に基づいて算出することを特徴とする画像形成装置。
請求項３に記載された画像形成装置において、前記算出手段は、前記任意の絶対湿度をＸとしたとき、Ｘi ＜Ｘ＜Ｘi+1 を満たし、Ｘi のときのバイアス電圧値をＶi 、Ｘi+1 のときのバイアス電圧値をＶi+1 とすると、任意の絶対湿度もしくは絶対湿度に相当する値がＸのときの前記帯電手段、前記潜像書き込み手段又は前記現像手段の少なくとも１つに印加するバイアス電圧値もしくはバイアス電圧値に相当する値Ｖを、Ｖ＝（Ｖi+1 −Ｖi ）／（Ｘi+1 −Ｘi ）×（Ｘ−Ｘi ）＋Ｖi ＋αに基づいて算出する（αは定数）ことを特徴とする画像形成装置。