JP3902910B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真プロセスを利用した画像形成装置に関し、とくに環境条件に対応した画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真プロセスを利用した画像形成装置は、感光ドラム、帯電ローラ、露光装置、現像装置、転写ローラおよびクリーニングローラを備えており、このうち帯電ローラ、現像装置に含まれる現像ローラ、転写ローラおよびクリーニングローラは、それぞれバイアス電源に接続され、バイアス電圧が印加されるようになっている。
【０００３】
このような装置において、感光ドラムは帯電ローラにより帯電され、露光装置により静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置によりトナー像として形成される。そしてトナー像は、転写ローラにより用紙に転写され、定着装置により定着されて用紙は排出される。また転写後に感光ドラムの表面に残っているトナー像は、クリーニングローラによりクリーニングされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の画像形成装置においては、帯電ローラおよび感光ドラムのそれぞれの特性は、温度や湿度等の環境条件により変化する。例えば、低温低湿環境下では感光ドラムの表面電位（絶対値）が低くなり、印刷された画像が濃くなる。また高温高湿環境下では感光ドラムの表面電位（絶対値）が高くなり、印刷された画像濃度が薄くなったり、地かぶりが生じたりするという問題があった。また、印刷デューティの低いデータを印刷する時と印刷デューティの高いデータを印刷する時とで、次の周の感光ドラムの表面電位に差が生じ、この差はさらに環境条件により変化し、特に低温低湿時に差が大きくなり、印刷後の画像濃度に差が出るという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、帯電器にバイアス電圧を印加することにより感光ドラムを帯電して画像形成する画像形成装置において、環境状態を検出する環境状態検出手段と、環境状態に対応した帯電器へのバイアス電圧の値を複数格納する記憶手段と、環境状態検出手段の出力に対応するバイアス電圧の値を記憶手段から参照し、参照したバイアス電圧を帯電器に印加する制御手段とを設けたものである。記憶手段に格納されるバイアス電圧の値は、デューティ１００％の画像データで印刷する場合と、デューティ０％の画像データで印刷する場合とにおける環境状態に対する感光ドラムの表面電位の差から予め求められる。
【０００６】
また他の手段として、環境状態を検出する環境状態検出手段のほかに、画像データのデューティ情報および環境状態に対応する帯電器へのバイアス電圧の値を複数格納する記憶手段と、画像データのデューティ情報および環境状態検出手段の出力に対応するバイアス電圧の値を記憶手段から参照し、その参照したバイアス電圧を帯電器へ印加する制御手段とを設けるようにする。この制御手段では、感光ドラムが回転し、感光ドラムの一回転前に帯電された部分に対してその一回転前の帯電の後に露光された画像データのデューティ情報および環境状態検出手段の出力に対応するバイアス電圧の値を記憶手段から参照し、その一回転前に帯電された部分が帯電器により再び帯電される位置に到達すると、参照したバイアス電圧を帯電器に印加する。環境状態は絶対湿度とし、また画像データのデューティ情報は1ページ分を複数のバンド帯域に分割した各バンド帯域のデューティ情報であり、制御手段は帯電器へ印加するバイアス電圧をバンド帯域毎に変えるように制御する。各バンド帯域のデューティ情報は、上位装置にバンド情報を送信し、そのバンド情報に基いて上位装置で作成し、上位装置から受け取るようにする。
【０００７】
また他の解決手段として、環境状態を検出する環境状態検出手段のほかに、環境状態検出手段の出力に基いて帯電器へ印加するバイアス電圧を制御する第1の制御手段と、画像データのデューティ情報および環境状態検出手段の出力に基いてクリーニング部へ印加するバイアス電圧を制御する第２の制御手段とを設けるものとする。この第２の制御手段では、感光ドラムに露光された画像データのデューティが低いほど、クリーニング部へ印加するバイアス電圧を高く設定する。環境状態は絶対湿度とし、画像データのデューティ情報は1ページ分を複数のバンド帯域に分割した情報とし、第２の制御手段は各バンド帯域のデューティ情報に応じてクリーニング部へ印加するバイアス電圧をバンド帯域毎に変える制御を行うようにする。
【０００８】
また他の解決手段として、環境状態を検出する環境状態検出手段のほかに、印刷速度ごとに画像データのデューティ情報および環境状態に対応する帯電器へのバイアス電圧の値を複数格納する記憶手段と、印刷速度と画像データのデューティ情報および環境状態検出手段の出力とに対応するバイアス電圧の値を記憶手段から参照し、その参照したバイアス電圧を帯電器へ印加する制御手段とを設けるようにする。この制御手段では、感光ドラムが回転し、感光ドラムの一回転前に帯電された部分に対してその一回転前の帯電の後に露光された画像データのデューティ情報と、環境状態検出手段の出力と、その時の印刷速度とに対応するバイアス電圧の値を記憶手段から参照し、その一回転前に帯電された部分が帯電器により再び帯電される位置に到達すると、参照したバイアス電圧を帯電器に印加する。環境状態は絶対湿度とし、また画像データのデューティ情報は1ページ分を複数のバンド帯域に分割した各バンド帯域のデューティ情報であり、制御手段は帯電器へ印加するバイアス電圧をバンド帯域毎に変えるように制御する。
【０００９】
更に他の解決手段は、環境状態を検出する環境状態検出手段のほかに、画像データのデューティ情報および環境状態に対応する印刷速度の値を複数格納する記憶手段と、画像データのデューティ情報および環境状態検出手段の出力に対応する印刷速度の値を記憶手段から参照し、その参照した印刷速度に切り替える制御手段とを設けたものである。この制御手段では、感光ドラムが回転し、感光ドラムの一回転前に帯電された部分に対してその一回転前の帯電の後に露光された画像データのデューティ情報および環境状態検出手段の出力に対応する印刷速度の値を記憶手段から参照し、その一回転前に帯電された部分が帯電器により再び帯電される位置に到達すると、参照した印刷速度に切り替える。環境状態は絶対湿度とし、画像データのデューティ情報は1ページ分を複数のバンド帯域に分割した各バンド帯域のデューティ情報であり、制御手段は印刷速度をバンド帯域毎に変えるように制御する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の画像形成装置を示す構成図である。図１において、画像形成装置には、用紙カセット１の用紙を１枚ずつ搬送する給紙ローラ４、用紙カセット１の用紙有無を検出する用紙センサ２、用紙のサイズを検出するサイズセンサ３、給紙ローラ４から送られた用紙を搬送する搬送ローラ６ａ、６ｂ、画像を形成する画像形成ユニット８、画像形成ユニット８で形成された画像を用紙に転写する転写ローラ１０、画像形成ユニット８内の感光ドラム２１に静電潜像を形成するＬＥＤヘッド９、ヒータ１５および温度センサ１４およびローラ類から構成される定着器１１、印刷した用紙をスタックしておくスタッカ１３、給紙カセット１と搬送ローラ６ａ、６ｂの間に位置し用紙を検出する用紙センサ５、搬送ローラ６ａ、６ｂと転写ローラ１０の間に位置し用紙を検出する用紙センサ７、定着器１１とスタッカ１３の間に位置し用紙を検出する用紙センサ１２、装置内部の温度を検出する温度センサ２７、装置内部の湿度を検出する湿度センサ２８、そして機構動作を制御する制御部１９とから構成される。
【００１１】
画像形成ユニット８は、感光ドラム２１、感光ドラム２１の表面を帯電させる帯電ローラ２２、感光ドラム２１上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像とする現像ローラ２４、現像ローラ２４にトナーを供給するスポンジローラ２５、現像ローラ２４上のトナーの層厚を適正にする現像ブレード２６、転写後に感光ドラム２１上に残ったトナーを除去するクリーニングローラ２３とを具備する。
【００１２】
図２は第１の実施の形態の画像形成装置の制御部を示すブロック図である。図２において、マイクロプロセッサ３０は、プログラムおよびデータを格納するＲＯＭ、ＲＡＭおよびＡ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、シリアルインタフェース、タイマ／カウンタ等が内蔵されている。
【００１３】
マイクロプロセッサ３０の入力ポートは、用紙センサ２と用紙センサ信号線（ｂ）で接続され、用紙センサ５と用紙センサ信号線（ｃ）で接続され、用紙センサ７と用紙センサ信号線（ｅ）で接続され、用紙センサ１２と用紙センサ信号線（ｆ）で接続され、サイズセンサ３とサイズ情報信号線（ｄ）で接続されている。またマイクロプロセッサ３０のＡ／Ｄコンバータポートには、温度センサ信号線（ｉ）で温度センサ１４に接続され、温度センサ信号線（ｇ）で温度センサ２７に接続され、湿度センサ信号線（ｈ）で湿度センサ２８に接続されている。
【００１４】
マイクロプロセッサ３０の出力ポートは、モータＡ駆動信号（ｊ）とモータＡクロック信号線（ｊ２）でモータ駆動回路３２と接続され、モータＢ駆動信号（ｋ）とモータＢクロック信号線（ｋ２）でモータ駆動回路３３と接続され、モータＣ駆動信号（ｌ）とモータＣクロック信号線（ｌ２）でモータ駆動回路３４と接続される。
【００１５】
さらにマイクロプロセッサ３０の出力ポートは、ＣＨオン信号線（ｍ）とＣＨレベル信号線（ｎ）で帯電ローラ２２のバイアス電源であるＣＨ（帯電）用高圧電源３５に接続され、ＤＢオン信号線（ｏ）とＤＢ極性信号線（ｐ）で現像ローラ２４のバイアス電源であるＤＢ（現像）用高圧電源３６に接続され、ＳＢオン信号線（ｑ）とＳＢ極性信号線（ｒ）でスポンジローラ２５のバイアス電源であるＳＢ用高圧電源３７に接続され、転写オン信号線（ｓ）と転写極性信号線（ｔ）で転写ローラ１０のバイアス電源である転写用高圧電源３８に接続され、ＣＢオン信号線（ｕ）とＣＢ極性信号線（ｖ）でクリーニングローラ２３のバイアス電源であるＣＢ用高圧電源３９に接続され、ヒータオン信号線（ｗ）でヒータ駆動回路４０に接続されている。またマイクロプロセッサ３０のＤ／Ａコンバータは、ＣＨレベル信号線（ｎ）でＣＨ用高圧電源３５に接続される。
【００１６】
そしてモータ駆動回路３２は転写ローラ１０と画像形成ユニット８内の各ローラと定着器１１内の各ローラの駆動源であるモータＡ４１に接続され、モータ駆動回路３３は給紙ローラ４の駆動源であるモータＢ４２に接続され、モータ駆動回路３４は搬送ローラ６ａ、６ｂの駆動源であるモータＣ４３に接続され、ヒータ駆動回路４０はヒータ１５に接続される。
【００１７】
マイクロプロセッサ３０のシリアルインタフェース部は図示しない上位コントローラにシリアルインタフェース（ａ）で接続されている。またマイクロプロセッサ３０のアドレスバス、データバス、リード、ライト等の制御信号線（ｘ）でビデオコントロール回路３１に接続され、ビデオコントロール回路３１はビデオインタフェース（ｙ）で上位コントローラに接続されるとともに、ＬＥＤヘッドコントロール信号（ｚ）によりＬＥＤヘッド９に接続されている。
【００１８】
ＣＨ用高圧電源３５はＣＨオン信号（ｍ）がハイレベルのときにＣＨレベル信号（ｎ）の電圧に比例して出力絶対値が変えられる電源である。その他の各高圧電源３６〜３９は、オン信号がハイレベルのときに、極性信号のハイレベルで正極性の出力が与えられ、極性信号のローレベルで負極性の出力が与えられる。
【００１９】
モータＡ４１は２相励磁等のパルスモータであり、モータ駆動回路３２はモータＡ駆動信号（ｊ）がハイレベルでモータＡ４１に電流が流れ、ローレベルで電流が流れず、モータＡクロック信号線（ｊ２）のクロック立ち上がりでモータＡ４１の相電流を切り替える。モータＢ４２は２相励磁等のパルスモータであり、モータ駆動回路３３はモータＢ駆動信号（ｋ）がハイレベルでモータＢ４２に電流が流れ、ローレベルで電流が流れず、モータＢクロック信号線（ｋ２）のクロックの立ち上がりでモータＢ４２の相電流を切り替える。モータＣ４３は２相励磁等のパルスモータであり、モータ駆動回路３４はモータＣ駆動信号（ｌ）がハイレベルでモータＣ４３に電流が流れ、ローレベルで電流が流れず、モータＣクロック信号線（ｌ２）のクロックの立ち上がりでモータＣ４３の相電流を切り替える。
【００２０】
次に第１の実施の形態の動作を説明する。図３は第１の実施の形態の動作を示すタイムチャートであり、図３にしたがって印刷動作を説明する。図示しない上位コントローラからシリアルインタフエース（ａ）により印刷命令を受信すると、マイクロプロセッサ３０は、温度センサ信号（ｇ）と湿度センサ信号（ｈ）の電圧を読取り、装置内部の温度と湿度を検出し、その温度と湿度から絶対湿度を算出する。そして算出した絶対湿度に対応する帯電ローラ２２のバイアス電圧のテーブル（後述）を参照し、Ｄ／Ａコンバータにバイアス電圧の値をセットする。これによりＣＨレベル信号（ｎ）の電圧が確定する。これとほぼ同時に、ＤＢ極性信号（ｐ）とＳＢ極性信号（ｒ）をハイレベルとして正極性の設定にし、転写極性信号（ｔ）をハイレベルとして正極性の設定にし、ＣＢ極性信号（ｖ）をハイレベルとして正極性の設定にする。
【００２１】
そしてモータＡ駆動信号（ｊ）をハイレベルにし、モータＡクロック信号（ｊ２）に相切り替え用クロックを出力して、モータ駆動回路３２を介してモータＡ４０を回転させ、転写ローラ１０と画像形成ユニット８と定着器１１内のローラ類を回転させる。同時に、ＣＨオン信号（ｍ）、ＤＢオン信号（ｏ）、ＳＢオン信号（ｑ）、転写オン信号（ｓ）そしてＣＢオン信号（ｕ）をハイレベルにして、帯電ローラ２２に負極性電圧を印加し、現像ローラ２４に正極性電圧を印加し、スポンジローラ２５に正極性の電圧を印加し、転写ローラ１０に正極性の電圧を印加し、クリーニングローラ２３に正極性の電圧を印加する。その後、停止中に帯電ローラ２２と接触していた感光ドラム２１の接触部分が現像ローラ２４に到達して時点（Ｔｂ）でＤＢ極性信号（ｐ）とＳＢ極性信号（ｒ）をローレベルとし、負極性の電圧とする。
【００２２】
その後、モータＢ駆動信号（ｋ）をハイレベルにし、モータＢクロック信号（ｋ２）に相切り替え用クロックを出力して、モータ駆動回路３３を介してモータＢ４２を回転させる。これにより給紙ローラ４が回転し、用紙カセット1内の用紙が搬送ローラ６ａ、６ｂの方向へ送られ、用紙センサ５が用紙有り（ハイレベル）を検出してから予め定められた量（搬送ローラ６ａ、６ｂに用紙先端を少し押し当てる量）だけ用紙を送ったところでモータＢクロック信号（ｋ２）の出力を停止させ、モータＢ駆動信号（ｋ）をローレベルにすることにより、モータ駆動回路３３を介してモータＢ４２を停止させる。
【００２３】
そしてモータＣ駆動信号（ｌ）をハイレベルにし、モータＣクロック信号（ｌ２）に相切り替え用クロックを出力して、モータ駆動回路３４を介してモータＣ４３を回転させて搬送ローラ６ａ、６ｂを回転させ、用紙を転写ローラ１０の方向へ搬送する。用紙センサ７が用紙有り（ハイレベル）を検出したら、ビデオコントロール回路３１を動作させて、ビデオインタフェース（ｙ）により上位コントローラから送られてくる画像データをＬＥＤヘッド９へ転送開始し、規定ライン数の画像データを転送する。用紙センサ７が用紙無し（ローレベル）を検出したら、モータＣクロック信号（ｌ２）の出力を停止させ、モータＣ駆動信号（ｌ）によりモータ駆動回路３４を介してモータＣ４３を停止させる。
【００２４】
ＬＥＤヘッド９へ画像データを転送し、１ライン転送毎にＬＥＤヘッド９のＬＥＤを予め設定された時間だけ、画像データに基いて点灯させ、画像形成ユニット８の感光ドラム２１に書き込みを行い、現像ローラ２４により現像し、転写ローラ１０により用紙に転写を行う。そして温度センサ１４の温度センサ信号（ｉ）により温度を監視し、ヒータオン信号（ｗ）によりヒータ駆動回路４０を介してヒータ１５をオン／オフして一定温度に保っている定着器１１により用紙にトナー画像の定着を行う。用紙センサ１２が用紙有り（ハイレベル）から用紙無し（ローレベル）を検出してから用紙がスタッカ１３に排出完了するまでの時間が経過した後に、モータＡクロック信号（ｊ２）の出力を停止させ、モータＡ駆動信号（ｊ）をローレベルにしてモータ駆動回路３２を介してモータＡ４０を停止させる。同時に、ＣＨオン信号（ｍ）、ＤＢオン信号（ｏ）、ＳＢオン信号（ｑ）、転写オン信号（ｓ）そしてＣＢオン信号（ｕ）をローレベルにして、帯電ローラ２２、現像ローラ２４、スポンジローラ２５、転写ローラ１０、クリーニングローラ２３のそれぞれのバイアス電圧をオフにする。
【００２５】
次に絶対温度に対する帯電ローラ２２のバイアス電圧のテーブルについて説明する。図４は帯電ローラのバイアス電圧を固定値にした場合における絶対湿度と感光ドラム表面電位との関係を示すグラフである。図４に示すように、帯電ローラ２２のバイアス電圧を固定値にした場合に、絶対湿度が低い時には感光ドラムの表面電位の絶対値は小さくなり、逆に絶対湿度が高い時には感光ドラムの表面電位の絶対値は大きくなる。また感光ドラムの表面電位の変化の割合は、絶対湿度が低いほど大きく、絶対湿度が高いほど小さい。
【００２６】
また真っ白（全面白）印刷時（印刷デューティ０％）と真っ黒（全面黒）印刷時（印刷デューティ１００％）とで感光ドラムの次の帯電時における表面電位に差が生じ、図に示すようにその差は絶対湿度が低い場合ほど大きい。真っ白印刷時の特性に合わせて感光ドラムの表面電位が一定になるようにしたときに、印刷デューティの高いデータを印刷した場合、印刷濃度は必要以上に高くなる。逆に真っ黒印刷時の特性に合わせて感光ドラムの表面電位が一定になるようにしたときに、印刷デューティの低いデータを印刷した場合、印刷濃度が低くなってしまう。
【００２７】
本実施の形態では、真っ白印刷時（印刷デューティ０％）と真っ黒印刷時（印刷デューティ１００％）の平均値の特性（図４に点線で示す）に合わせて感光ドラムの表面電位が一定になるように、絶対湿度によって変わる帯電ローラ２２のバイアス電圧のテーブルを有する。このテーブルを表１に示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
表１において、絶対湿度はＨ１が最も小さい値で、Ｈ２、Ｈ３、…Ｈｎとなるにつれて順に大きな値となっており（Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜…＜Ｈｎ)、帯電ローラのバイアス電圧はＶ１が最も大きな絶対値で、Ｖ２、Ｖ３、…Ｖｎとなるにつれて順に小さい絶対値となっている（｜Ｖ１｜＞｜Ｖ２｜＞｜Ｖ３｜＞…＞｜Ｖｎ｜）。
【００３０】
表１に示す絶対湿度と帯電ローラのバイアス電圧の関係を図５に示す。図５に示すように、感光ドラムの表面電位の変化割合が大きい絶対湿度の低い領域においては、帯電ローラのバイアス電圧の絶対湿度に対する変化の割合を大きくしており、逆に絶対湿度が高い領域においては、帯電ローラのバイアス電圧の絶対湿度に対する変化の割合を小さくしている。
【００３１】
以上のように第１の実施の形態によれば、温度センサと湿度センサにより装置内部の絶対湿度を算出し、絶対湿度に対して適正な帯電ローラ２２のバイアス電圧のテーブルを参照してバイアス電圧を印加するようにしたので、環境変化、とくに湿度変化による印刷濃度の変化を最小限に抑えることができる。また、真っ白印刷時（印刷デューティ０％）と真っ黒印刷時（印刷デューティ１００％）の平均値の特性に合わせて感光ドラムの表面電位が一定になるように、絶対湿度によって変わる帯電ローラのバイアス電圧のテーブルを参照して帯電ローラ２２のバイアス電圧を印加するようにしたので、画像データデューティによる印刷濃度の差が減少し、印刷品質が向上する。
【００３２】
次に本発明の第２の実施の形態を説明する。図６は第２の実施の形態の画像形成装置を示す構成側面図、図７は第２の実施の形態の制御部を示すブロック図である。第２の実施の形態の画像形成装置の機構的な構成は、機構動作を制御する制御部２１９のみが前記第１の実施の形態と異なり、他の構成は第１の実施の形態と同様である。図７において、マイクロプロセッサ２３０は、プログラムおよびデータを格納するＲＯＭの内容が第１の実施の形態のマイクロプロセッサと相違する。
【００３３】
第２の実施の形態は、温度センサと湿度センサの出力から絶対湿度を算出し、さらに１ページ分の画像データを予め決められたｎ個のラインからなるいくつかのバンド（帯域）に分割し、バンド毎の画像データの印刷デューティ情報を上位コントローラから受け取り、バンド毎のデューティ情報から次の帯電時の感光ドラムの表面電位の変化を予測し、絶対湿度とバンド毎のデューティ情報により帯電ローラのバイアス電圧を変えて感光ドラムの表面電位を一定にコントロールするようにしたものである。
【００３４】
次の第２の実施の形態の印刷動作を図６、図７、図８、図９にしたがって説明する。図８は第２の実施の形態の印刷動作を示すタイムチャート、図９は第２の実施の形態の帯電ローラへのバイアス電圧の印加動作を示すタイムチャートである。
【００３５】
図示しない上位コントローラからシリアルインタエース（ａ）により印刷命令を受信すると、マイクロプロセッサ２３０は、温度センサ信号（ｇ）と湿度センサ信号（ｈ）の電圧を読取り、装置内部の温度と湿度を検出し、その温度と湿度から絶対湿度を算出する。そして算出した絶対湿度とバンド毎の画像データの平均デューティ情報に対する帯電ローラのバイアス電圧のテーブル（後述）を参照し、テーブルにおけるデューティ０％以上２０％未満のところのテーブル値を選択して、Ｄ／Ａコンバータにバイアス電圧の値としてセットする。これによりＣＨレベル信号（ｎ）の電圧が確定する。これとほぼ同時に、ＤＢ極性信号（ｐ）とＳＢ極性信号（ｒ）をハイレベルとして正極性の設定にし、転写極性信号（ｔ）をハイレベルとして正極性の設定にし、ＣＢ極性信号（ｖ）をハイレベルとして正極性の設定にする。
【００３６】
そしてモータＡ駆動信号（ｊ）をハイレベルにし、モータＡクロック信号（ｊ２）に相切り替え用クロックを出力して、モータ駆動回路３２を介してモータＡ４０を回転させ、転写ローラ１０と画像形成ユニット８と定着器１１内のローラ類を回転させる。同時に、ＣＨオン信号（ｍ）、ＤＢオン信号（ｏ）、ＳＢオン信号（ｑ）、転写オン信号（ｓ）そしてＣＢオン信号（ｕ）をハイレベルにして、帯電ローラ２２に負極性電圧を印加し、現像ローラ２４に正極性電圧を印加し、スポンジローラ２５に正極性の電圧を印加し、転写ローラ１０に正極性の電圧を印加し、クリーニングローラ２３に正極性の電圧を印加する。その後、停止中に帯電ローラ２２と接触していた感光ドラム２１の接触部分が現像ローラ２４に到達した時点（Ｔｂ）でＤＢ極性信号（ｐ）とＳＢ極性信号（ｒ）をローレベルとし、負極性の電圧とする。
【００３７】
その後、モータＢ駆動信号（ｋ）をハイレベルにし、モータＢクロック信号（ｋ２）に相切り替え用クロックを出力して、モータ駆動回路３３を介してモータＢ４２を回転させる。これにより給紙ローラ４が回転し、用紙カセット1内の用紙が搬送ローラ６ａ、６ｂの方向へ送られ、用紙センサ５が用紙有り（ハイレベル）を検出してから予め定められた量（搬送ローラ６ａ、６ｂに用紙先端を少し押し当てる量）だけ用紙を送ったところでモータＢクロック信号（ｋ２）の出力を停止させ、モータＢ駆動信号（ｋ）をローレベルにすることにより、モータ駆動回路３３を介してモータＢ４２を停止させる。
【００３８】
そしてモータＣ駆動信号（ｌ）をハイレベルにし、モータＣクロック信号（ｌ２）に相切り替え用クロックを出力して、モータ駆動回路３４を介してモータＣ４３を回転させて搬送ローラ６ａ、６ｂを回転させ、用紙を転写ローラ１０の方向へ搬送する。用紙センサ７が用紙有り（ハイレベル）を検出したら、ビデオコントロール回路３１に一定周期でラインスタート命令を出し、画像データをＬＥＤヘッド９へ転送し、ＬＥＤヘッド９のＬＥＤを予め設定した時間だけ点灯させ、感光ドラム２１の表面に静電潜像を書込む。
【００３９】
第２の実施の形態は、前述のように、１ページ分の画像データを予め決められたｎ個のラインからなるいくつかのバンドに分割し、バンド毎の画像データの印刷デューティ情報に基いて帯電ローラのバイアス電圧をコントロールするようにしたものであるが、具体的には、第１バンドのライン数は、例えば、感光ドラム２１上の静電潜像を書込んだ位置から現像ローラ２４、転写ローラ１０、クリーニングローラ２３を通過し、帯電ローラ２２に到達するまでの円周上の距離ｘ１分のライン数とし、第２〜第Ｎ−１バンドのライン数は、感光ドラム２１の１周分の円周距離ｘ２分のライン数とする。また第Ｎ番目のライン数は、（（１ページ分の全ライン数）−（第１バンドライン数））／（第２〜第Ｎ−１バンドのライン数）の余りとなり、全体のバンド数Ｎは、（（１ページ分の全ライン数）−（第１バンドライン数））／（第２〜第Ｎ−１バンドのライン数）の商＋１とする。
【００４０】
また例えば、第１〜第Ｎ−１バンドのライン数は、感光ドラム２１上の静電潜像を書込んだ位置から現像ローラ２４、転写ローラ１０、クリーニングローラ２３を通過し、帯電ローラ２２に到達するまでの円周上の距離ｘ１分のライン数とする。また第Ｎ番目のライン数は、（１ページ分の全ライン数）／（第１〜第Ｎ−１バンドのライン数）の余りとなり、全体のバンド数Ｎは、（１ページ分の全ライン数）／（第１〜第Ｎ−１バンドのライン数）の商＋１とする。
【００４１】
また例えば、１ページの総ライン数をＮ等分（Ｎ＝１、２、３、…、）したライン数を１つのバンドのライン数としてもよい。１つのバンドのライン数は任意に決めることができる。１つのバンドのライン数の最大値は、前述の感光ドラム1周分の距離ｘ２であり、最小値は１ラインである。１バンドに内におけるライン数は少ないほど正確なバイアス電圧の設定ができる。しかしながら以下の説明においては、最初の例に基いて説明する。
【００４２】
第１ラインの静電潜像を書込んだ部分が、現像ローラ２４、転写ローラ１０、クリーニングローラ２３を通過し、帯電ローラ２２に到達したら（図６に示す感光ドラム２１上の距離ｘ１）、予め上位コントローラから受け取った最初のバンド（Ｂ１）の画像データの平均デューティ情報と予め求めた絶対湿度とから、帯電ローラ２２のバイアス電圧のテーブルを参照し、Ｄ／Ａコンバータに値をセットし、ＣＨレベル信号（ｎ）の電圧を更新する。
【００４３】
第２番目のバンド（Ｂ２）の第１ラインの静電潜像を書込んだ部分が、帯電ローラ２２に到達したら、第１バンドの場合と同様に、予め上位コントローラから受け取った第２バンド（Ｂ２）の画像データの平均デューティ情報と予め求めた絶対湿度とから、帯電ローラ２２のバイアス電圧のテーブルを参照し、Ｄ／Ａコンバータに値をセットし、ＣＨレベル信号（ｎ）の電圧を再び更新する。
【００４４】
以降、第３バンド（Ｂ３）、第４バンド（Ｂ４）、…と第１、第２バンドと同様な処理を行い、規定ライン数分の画像データの転送を完了したら、ビデオコントロール回路３１にラインスタート命令を出すのを止め、画像データのデューティ情報に対する帯電ローラ２２のバイアス電圧のテーブルの予め計算しておいた絶対湿度とデューティ０％以上２０％未満のところのテーブル値を選択し、Ｄ／Ａコンバータに値をセットし、ＣＨレベル信号（ｎ）の電圧を更新する。
【００４５】
用紙センサ７が用紙無し（ローレベル）を検出したら、モータＣクロック信号（ｌ２）の出力を停止させ、モータＣ駆動信号（ｌ）によりモータ駆動回路３４を介してモータＣ４３を停止させる。
【００４６】
ＬＥＤヘッド９へ画像データを転送し、１ライン転送毎にＬＥＤヘッド９のＬＥＤを予め設定された時間だけ、画像データに基いて点灯させ、画像形成ユニット８の感光ドラム２１に書き込みが行われ、現像ローラ２４により現像され、転写ローラ１０により用紙に転写が行われる。そして温度センサ１４の温度センサ信号（ｉ）により温度を監視し、ヒータオン信号（ｗ）によりヒータ駆動回路４０を介してヒータ１５をオン／オフして一定温度に保っている定着器１１により用紙にトナー画像の定着が行われる。
【００４７】
用紙センサ１２が用紙有り（ハイレベル）から用紙無し（ローレベル）を検出してから用紙がスタッカ１３に排出完了するまでの時間が経過した後に、モータＡクロック信号（ｊ２）の出力を停止させ、モータＡ駆動信号（ｊ）をローレベルにしてモータ駆動回路３２を介してモータＡ４０を停止させる。同時に、ＣＨオン信号（ｍ）、ＤＢオン信号（ｏ）、ＳＢオン信号（ｑ）、転写オン信号（ｓ）そしてＣＢオン信号（ｕ）をローレベルにして、帯電ローラ２２、現像ローラ２４、スポンジローラ２５、転写ローラ１０、クリーニングローラ２３のそれぞれのバイアス電圧をオフにする。
【００４８】
バンド毎のデューティ情報は、マイクロプロセッサ２３０が上位コントローラから受け取るのであるが、バンドの大きさに関する情報は予めマイクロプロセッサ２３０から上位コントローラへ送信する。バンドの大きさは画像形成装置により異なるので、感光ドラムの大きさに応じて画像形成装置側でバンドの大きさを設定し、その設定したバンド情報を上位コントローラへ送るようにするのである。上位コントローラは、受け取ったバンド情報に基いてデューティ情報を画像形成装置へ送るようにする。
【００４９】
ここで図１０を参照して、モータＡクロック信号（ｊ２）とＬＥＤヘッド９のＬＥＤ点灯との関係を説明する。マイクロプロセッサ２３０のタイマ割込み処理で、モータＡクロック信号（ｊ２）の出力を反転させ、さらに画像データ転送時には、モータＡクロック信号（ｊ２）の立ち上がり時に制御信号（ｘ）でビデオコントロール回路３１にラインスタート命令を出し、１ライン分の画像データの転送とＬＥＤヘッド９のＬＥＤ点灯を行う。モータ駆動回路３２はモータＡクロック信号（ｊ２）のクロックの立ち上がりでモータＡ４１の相電流を切り替えるので、マイクロプロセッサ２３０のタイマ割込み処理で、ラインスタート命令を出すときの数をカウントすることにより、回転移動距離がわかる。
【００５０】
次に絶対湿度と印刷データのデューティに対する帯電ローラ２２のバイアス電圧のテーブルについて説明する。帯電ローラのバイアス電圧固定時における絶対湿度と感光ドラム表面電位との関係で第１の実施の形態でも説明したように、帯電ローラのバイアス電圧を固定の値とした場合に、絶対湿度が低い時には感光ドラムの表面電位の絶対値は小さくなり、逆に絶対湿度が高い時には感光ドラムの表面電位の絶対値は大きくなり、その表面電位の変化の割合は絶対湿度が低いほど大きく、絶対湿度が高いほど小さい。また真っ白印刷時（デューティ０％）と真っ黒印刷時（デューティ１００％）とで感光ドラムの次の帯電時（２周目）の表面電位に差が生じ、その差は絶対湿度が低いほど大きくなる。
【００５１】
真っ白印刷時の特性に合わせて感光ドラムの表面電位が一定になるようにしたときにデューティの高いデータを印刷した場合、濃度が高くなってしまう。逆に真っ黒印刷時の特性に合わせて感光ドラムの表面電位が一定になるようにしたときにデューティの低いデータを印刷した場合、濃度が低くなってしまう。そのため第２の実施の形態では、絶対湿度とバンド毎の画像データのデューティにより、次の周の感光ドラム表面電位の変化がなく、一定になるような帯電ローラのバイアス電圧を印加するようなテーブルとした。第２の実施の形態における帯電ローラのバイアス電圧のテーブルを表２に示す。
【００５２】
【表２】

【００５３】
表２において、絶対湿度はＨ１が最も小さい値で、Ｈ２、Ｈ３、…Ｈｎとなるにつれて順に大きな値となっており（Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜…＜Ｈｎ)、帯電ローラのバイアス電圧はＶｗ１が最も大きな絶対値で、Ｖｗ２、Ｖｗ３、…Ｖｗｎとなるにつれて順に小さい絶対値となっている（｜Ｖｗ１｜＞｜Ｖｗ２｜＞｜Ｖｗ３｜＞…＞｜Ｖｗｎ｜）。
【００５４】
Ｖｗ１〜Ｖｗｎは、０％デューティ印刷時において環境によらず同じ表面電位を得るための帯電ローラ２２のバイアス電圧値である。またＶｂ１〜Ｖｂｎは、１００％デューティ印刷時において環境によらず同じ表面電位を得るための帯電ローラ２２のバイアス電圧値であり、｜Ｖｂ１｜＞｜Ｖｂ２｜＞｜Ｖｂ３｜＞…＞｜Ｖｂｎ｜の関係があり、さらに、｜Ｖｗｎ｜＜｜Ｖｂｎ｜という関係にある。表２に示すＶｄ１〜Ｖｄｎは次式で示される。即ち、Ｖｄ１＝（Ｖｂ１―Ｖｗ１）／４、Ｖｄ２＝（Ｖｂ２―Ｖｗ２）／４、Ｖｄ３＝（Ｖｂ３―Ｖｗ３）／４、…Ｖｄｎ−１＝（Ｖｂｎ−１―Ｖｗｎ−１）／４、Ｖｄｎ＝（Ｖｂｎ―Ｖｗｎ）／４。
【００５５】
以上のように第２の実施の形態によれば、温度センサと湿度センサにより装置内部の絶対湿度を算出し、さらに１ページ分の画像データを予め決められたｎ個のラインからなるいくつかのバンドに分け、バンド毎の画像データのデューティ情報と絶対湿度とにより、帯電ローラ２２のバイアス電圧を変えて次の周の感光ドラム２１の表面電位を一定になるようにしたので、前記第１の実施の形態よりもさらに、環境変化、とくに湿度変化による印刷濃度の変化を最小限に抑えることができる。また、１ページの中での印刷濃度の変化が減少するので、印刷品位の更なる向上が期待できる。
【００５６】
次に本発明の第３の実施の形態を説明する。図１１は第３の実施の形態の画像形成装置を示す構成側面図、図１２は第３の実施の形態の制御部を示すブロック図である。第３の実施の形態の画像形成装置の機構的な構成は、機構動作を制御する制御部３１９のみが前記第１の実施の形態と異なり、他の構成は第１の実施の形態と同様である。図１２において、マイクロプロセッサ３３０は、プログラムおよびデータを格納するＲＯＭの内容およびクリーニングローラ２３のバイアス電圧用のＣＢ用高圧電源３３９にＣＢレベル信号（ｕ２）が追加され、マイクロプロセッサ３３０と接続されている点が第１の実施の形態のマイクロプロセッサと相違する。
【００５７】
ＣＢ用高圧電源３３９は、ＣＢオン信号（ｕ）がハイレベルのときにＣＢレベル信号（ｕ２）の電圧に比例して出力絶対値が変えられ、ＣＢ極性信号（ｖ）がハイレベルのときに正極性の出力がされ、ローレベルのときに負極性の出力がされる電源である。
【００５８】
第３の実施の形態は、温度センサと湿度センサの出力から絶対湿度を算出し、その絶対湿度により帯電ローラのバイアス電圧を変え、さらに１ページ分の画像データを予め決められたｎ個のラインからなるいくつかのバンド（帯域）に分割し、バンド毎の画像データの印刷デューティ情報を上位コントローラから受け取り、バンド毎のデューティ情報から次の帯電時の感光ドラムの表面電位の変化を予測し、絶対湿度とバンド毎のデューティ情報によりクリーニングローラのバイアス電圧を変えて感光ドラムの表面電位を一定にコントロールするようにしたものである。
【００５９】
例えば第１バンドのライン数は、感光ドラム２１上の静電潜像を書込んだ位置から現像ローラ２４、転写ローラ１０を通過し、クリーニングローラ２３に到達するまでの円周上の距離ｘ３分のライン数とし、第２〜第Ｎ−１バンドのライン数は、感光ドラム２１の１周分の円周距離ｘ２分のライン数とする。また第Ｎ番目のライン数は、（（１ページ分の全ライン数）−（第１バンドライン数））／（第２〜第Ｎ−１バンドのライン数）の余りとなり、全体のバンド数Ｎは、（（１ページ分の全ライン数）−（第１バンドライン数））／（第２〜第Ｎ−１バンドのライン数）の商＋１とする。
【００６０】
また例えば、第１〜第Ｎ−１バンドのライン数は、感光ドラム２１上の静電潜像を書込んだ位置から現像ローラ２４、転写ローラ１０を通過し、クリーニングローラ２３に到達するまでの円周上の距離ｘ３分のライン数とし、また第Ｎ番目のライン数は、（１ページ分の全ライン数）／（第１〜第Ｎ−１バンドのライン数）の余りとなり、全体のバンド数Ｎは、（１ページ分の全ライン数）／（第１〜第Ｎ−１バンドのライン数）の商＋１とする。
【００６１】
また例えば、１ページの総ライン数をＮ等分（Ｎ＝１、２、３、…、）したライン数を１つのバンドのライン数としてもよい。
【００６２】
次に第３の実施の形態の印刷動作をさらに図１３、図１４にしたがって説明する。図１３は第３の実施の形態の印刷動作を示すタイムチャート、図１４は第３の実施の形態の帯電ローラへのバイアス電圧およびクリーニングローラへのバイアス電圧の印加動作を示すタイムチャートである。
【００６３】
図示しない上位コントローラからシリアルインタエース（ａ）により印刷命令とバンド毎の印刷データのデューティ情報を受信すると、マイクロプロセッサ２３０は、温度センサ信号（ｇ）と湿度センサ信号（ｈ）の電圧を読取り、装置内部の温度と湿度を検出し、その温度と湿度から絶対湿度を算出する。そして算出した絶対湿度に対する帯電ローラのバイアス電圧のテーブル（後述）から適正な値を選択してＤ／Ａコンバータにセットする。これによりＣＨレベル信号（ｎ）の電圧が確定する。また算出した絶対湿度とバンド毎の印刷データの平均デューティ情報に対するクリーニングローラ２３のバイアス電圧のテーブル（後述）におけるデューティ０％以上２０％未満のところのテーブル値を選択して、Ｄ／Ａコンバータにバイアス電圧の値としてセットする。これによりＣＢレベル信号（ｕ２）の電圧が確定する。これとほぼ同時に、ＤＢ極性信号（ｐ）とＳＢ極性信号（ｒ）をハイレベルとして正極性の設定にし、転写極性信号（ｔ）をハイレベルとして正極性の設定にし、ＣＢ極性信号（ｖ）をハイレベルとして正極性の設定にする。
【００６４】
そしてモータＡ駆動信号（ｊ）をハイレベルにし、モータＡクロック信号（ｊ２）に相切り替え用クロックを出力して、モータ駆動回路３２を介してモータＡ４０を回転させ、転写ローラ１０と画像形成ユニット８と定着器１１内のローラ類を回転させる。同時に、ＣＨオン信号（ｍ）、ＤＢオン信号（ｏ）、ＳＢオン信号（ｑ）、転写オン信号（ｓ）そしてＣＢオン信号（ｕ）をハイレベルにして、帯電ローラ２２に負極性電圧を印加し、現像ローラ２４に正極性電圧を印加し、スポンジローラ２５に正極性の電圧を印加し、転写ローラ１０に正極性の電圧を印加し、クリーニングローラ２３に正極性の電圧を印加する。その後、停止中に帯電ローラ２２と接触していた感光ドラム２１の接触部分が現像ローラ２４に到達した時点（Ｔｂ）でＤＢ極性信号（ｐ）とＳＢ極性信号（ｒ）をローレベルとし、負極性の電圧とする。
【００６５】
その後、モータＢ駆動信号（ｋ）をハイレベルにし、モータＢクロック信号線（ｋ２）に相切り替え用クロックを出力して、モータ駆動回路３３を介してモータＢ４２を回転させる。これにより給紙ローラ４が回転し、用紙カセット1内の用紙が搬送ローラ６ａ、６ｂの方向へ送られ、用紙センサ５が用紙有り（ハイレベル）を検出してから予め定められた量（搬送ローラ６ａ、６ｂに用紙先端を少し押し当てる量）だけ用紙を送ったところでモータＢクロック信号線（ｋ２）の出力を停止させ、モータＢ駆動信号（ｋ）をローレベルにすることにより、モータ駆動回路３３を介してモータＢ４２を停止させる。
【００６６】
そしてモータＣ駆動信号（ｌ）をハイレベルにし、モータＣクロック信号線（ｌ２）に相切り替え用クロックを出力して、モータ駆動回路３４を介してモータＣ４３を回転させて搬送ローラ６ａ、６ｂを回転させ、用紙を転写ローラ１０の方向へ搬送する。用紙センサ７が用紙有り（ハイレベル）を検出したら、ビデオコントロール回路３１に一定周期でラインスタート命令を出し、画像データをＬＥＤヘッド９へ転送し、ＬＥＤヘッド９のＬＥＤを予め設定した時間だけ点灯させ、感光ドラム２１の表面に静電潜像を書込む。
【００６７】
第１ラインの静電潜像を書込んだ部分が、現像ローラ２４、転写ローラ１０を通過し、クリーニングローラ２３に到達したら（図１１に示す感光ドラム２１上の距離ｘ３）、予め上位コントローラから受け取った最初の第１バンド（Ｂ１）の画像データの平均デューティ情報と予め求めた絶対湿度とから、クリーニングローラ２３のバイアス電圧のテーブルを参照し、Ｄ／Ａコンバータに値をセットし、ＣＢレベル信号（ｕ２）の電圧を更新する。
【００６８】
そして第２番目のバンド（Ｂ２）の第１ラインの静電潜像を書込んだ部分が、クリーニングローラ２３に到達したら、第１バンドの場合と同様に、予め上位コントローラから受け取った第２バンド（Ｂ２）の画像データの平均デューティ情報と予め求めた絶対湿度とから、クリーニングローラ２３のバイアス電圧のテーブルを参照し、Ｄ／Ａコンバータに値をセットし、ＣＢレベル信号（ｕ２）の電圧を再び更新する。
【００６９】
以降、第３バンド（Ｂ３）、第４バンド（Ｂ４）、…と第１、第２バンドと同様な処理を行い、規定ライン数分の画像データの転送を完了したら、ビデオコントロール回路３１にラインスタート命令を出すのを止め、画像データのデューティ情報に対するクリーニングローラ２３のバイアス電圧のテーブルの予め計算しておいた絶対湿度とデューティ０％以上２０％未満のところのテーブル値を選択し、Ｄ／Ａコンバータに値をセットし、ＣＢレベル信号（ｕ２）の電圧を更新する。
【００７０】
用紙センサ７が用紙有り（ハイレベル）から用紙無し（ローレベル）を検出したら、モータＣクロック信号線（ｌ２）の出力を停止させ、モータＣ駆動信号（ｌ）によりモータ駆動回路３４を介してモータＣ４３を停止させる。
【００７１】
ＬＥＤヘッド９へ画像データを転送し、１ライン転送毎にＬＥＤヘッド９のＬＥＤを予め設定された時間だけ、画像データに基いて点灯させ、画像形成ユニット８の感光ドラム２１に静電潜像が書き込まれ、現像ローラ２４により現像され、転写ローラ１０により用紙に転写が行われる。そして温度センサ１４の温度センサ信号（ｉ）により温度を監視し、ヒータオン信号（ｗ）によりヒータ駆動回路４０を介してヒータ１５をオン／オフして一定温度に保っている定着器１１により用紙にトナー画像の定着が行われる。
【００７２】
用紙センサ１２が用紙有り（ハイレベル）から用紙無し（ローレベル）を検出してから用紙がスタッカ１３に排出完了するまでの時間が経過した後に、モータＡクロック信号（ｊ２）の出力を停止させ、モータＡ駆動信号（ｊ）をローレベルにしてモータ駆動回路３２を介してモータＡ４０を停止させる。同時に、ＣＨオン信号（ｍ）、ＤＢオン信号（ｏ）、ＳＢオン信号（ｑ）、転写オン信号（ｓ）そしてＣＢオン信号（ｕ）をローレベルにして、帯電ローラ２２、現像ローラ２４、スポンジローラ２５、転写ローラ１０、クリーニングローラ２３のそれぞれのバイアス電圧をオフにする。
【００７３】
ここで図１０を参照して、モータＡクロック信号（ｊ２）とＬＥＤヘッド９のＬＥＤ点灯との関係を説明する。マイクロプロセッサ３３０のタイマ割込み処理で、モータＡクロック信号（ｊ２）の出力を反転させ、さらに画像データ転送時には、モータＡクロック信号（ｊ２）の立ち上がり時に制御信号（ｘ）でビデオコントロール回路３１にラインスタート命令を出し、１ライン分の画像データの転送とＬＥＤヘッド９のＬＥＤ点灯を行う。モータ駆動回路３２はモータＡクロック信号（ｊ２）のクロックの立ち上がりでモータＡ４１の相電流を切り替えるので、マイクロプロセッサ２３０のタイマ割込み処理で、ラインスタート命令を出すときの数をカウントすることにより、回転移動距離がわかる。
【００７４】
次に絶対湿度と画像データのデューティに対するクリーニングローラ２３のバイアス電圧のテーブルについて説明する。転写後に感光ドラム上に残るトナー量は、画像データのデューティが低いとき転写効率が低下し、画像データのデューティが高いときに比べ感光ドラム上にトナーが残りやすい。逆に画像データのデューティが高いときには、転写効率が良く、感光ドラム上にトナーはほとんど残らない。
【００７５】
クリーニングローラ２３のバイアス電圧が感光ドラムの表面電位に与える影響は、クリーニングローラ２３のバイアス電圧が高すぎると、その影響で感光ドラムの表面電位が低下してしまう。逆にクリーニングローラ２３のバイアス電圧が低いと、クリーニング効率が低下し、残像が発生したり、感光ドラムの表面電位が高くなったりする。
【００７６】
したがって画像データのデューティが低いほど、クリーニングローラ２３のバイアス電圧値を高くすることにより、感光ドラムの表面電位を一定にすることができる。
【００７７】
本実施の形態における絶対湿度に対する帯電ローラのバイアス電圧のテーブルを表３に示し、絶対湿度と画像データデューティに対するクリーニングローラのバイアス電圧のテーブルを表４に示す。
【００７８】
【表３】

【００７９】
【表４】

【００８０】
表３、表４において、絶対湿度はＨ１が最も小さい値で、Ｈ２、Ｈ３、…Ｈｎとなるにつれて順に大きな値となっている（Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜…＜Ｈｎ)。表３において、帯電ローラのバイアス電圧はＶｂ１が最も大きな絶対値で、Ｖｂ２、Ｖｂ３、…Ｖｂｎとなるにつれて順に小さい絶対値となっている（｜Ｖｂ１｜＞｜Ｖｂ２｜＞｜Ｖｂ３｜＞…＞｜Ｖｂｎ｜）。Ｖｂ１〜Ｖｂｎは、クリーニングローラ２３のバイアス電圧Ｖｃを一定にしたときに、１００％デューティ印刷時に環境によらず感光ドラムの同じ表面電位を得るための帯電ローラ２２のバイアス電圧値である。
【００８１】
表４において、Ｖｙ１〜Ｖｙｎは、その環境における０％デューティのデータ印刷時に感光ドラムの表面電位を１００％デューティのデータ印刷時のときと同じにするためのクリーニングローラ２３のバイアス電圧値であり、その値の関係は、｜Ｖｙ１｜＞｜Ｖｙ２｜＞｜Ｖｙ３｜＞…＞｜Ｖｙｎ｜となっている。またＶｘ１〜Ｖｘｎは、Ｖｘ１＝（Ｖｙ１―Ｖｃ）／４、Ｖｘ２＝（Ｖｙ２―Ｖｃ）／４、Ｖｘ３＝（Ｖｙ３―Ｖｃ）／４、…Ｖｘｎ−１＝（Ｖｙｎ−１―Ｖｃ）／４、Ｖｘｎ＝（Ｖｙｎ―Ｖｃ）／４で示される。
【００８２】
以上のように第３の実施の形態によれば、温度センサと湿度センサにより装置内部の温度と湿度を検出し、その温度と湿度から絶対湿度を算出し、絶対湿度に対して帯電ローラ２２のバイアス電圧を変えると共に、バンド毎の画像データのデューティ情報と絶対湿度とにより、画像データのデューティが低いほどクリーニングローラ２３のバイアス電圧が高くなるように変えて感光ドラムの表面電位を一定にコントロールするようにしたので、第２の実施の形態と同様に、環境変化による印刷濃度の変化が減少することに加えて、１ページ中の印刷濃度の変化が減少し、さらに画像データのデューティの低いときのクリーニング効率が向上するので、印刷品質の更なる向上が期待できる。
【００８３】
上記第１〜第３の実施の形態においては、印刷速度は１種類のみを前提したものであるが、例えば、定着性を確保するために、厚紙では印刷速度を遅くするという方法が採られている装置においては、数種類の印刷速度を備えることになる。その場合、帯電ローラのバイアス電圧を固定したときにおける感光ドラムの表面電位の絶対値は、印刷速度が速いほど低くなり、また絶対湿度が低いほど低下率が大きい。また絶対湿度が低く、かつ印刷速度が速いほど、画像データデューティが０％のときと１００％のときとで感光ドラムの表面電位の絶対値の差がさらに大きくなる。
【００８４】
第４の実施の形態は、上記の問題点を鑑みてなされたもので、数種類の印刷速度を備える装置において、絶対湿度と画像データデューティと印刷速度によって適切な帯電ローラのバイアス電圧を得て感光ドラムの表面電位を一定にコントロールしようとするものである。
【００８５】
図１５は第４の実施の形態の画像形成装置を示す構成側面図、図１６は第４の実施の形態の制御部を示すブロック図である。第４の実施の形態の画像形成装置の機構的な構成は、機構動作を制御する制御部４１９のみが前記実施の形態と異なり、他の構成は前記第１、第２の実施の形態と同様である。図１６において、マイクロプロセッサ４３０は、プログラムおよびデータを格納するＲＯＭの内容が第１、第２の実施の形態のマイクロプロセッサと相違する。
【００８６】
第４の実施の形態は、第２の実施の形態における絶対湿度と画像データデューティに対する帯電ローラのバイアス電圧のテーブルを、印刷速度毎に備え、絶対湿度と印刷速度とバンド毎の画像データのデューティ情報とにより帯電ローラのバイアス電圧を変えて、感光ドラムの表面温度を一定にコントロールしようとするものである。
【００８７】
次に第４の実施の形態の印刷動作を説明する。図１７は第４の実施の形態の印刷動作を示すタイムチャート、図１８は第４の実施の形態の帯電ローラへのバイアス電圧の印加動作を示すタイムチャートである。第４の実施の形態では、印刷速度が２種類あるものとして説明する。
【００８８】
図示しない上位コントローラからシリアルインタエース（ａ）により印刷命令とバンド毎の画像データのデューティ情報、そして印刷速度情報を受信すると、マイクロプロセッサ４３０は、温度センサ信号（ｇ）と湿度センサ信号（ｈ）の電圧を読取り、装置内部の温度と湿度を検出し、その温度と湿度から絶対湿度を算出する。そして上位コントローラからの印刷速度情報によって選択される絶対湿度とバンド毎の画像データの平均デューティ情報に対する帯電ローラのバイアス電圧のテーブル（後述）を参照し、テーブルにおけるデューティ０％以上２０％未満のところのテーブル値を選択して、Ｄ／Ａコンバータにバイアス電圧の値としてセットする。これによりＣＨレベル信号（ｎ）の電圧が確定する。これとほぼ同時に、ＤＢ極性信号（ｐ）とＳＢ極性信号（ｒ）をハイレベルとして正極性の設定にし、転写極性信号（ｔ）をハイレベルとして正極性の設定にし、ＣＢ極性信号（ｖ）をハイレベルとして正極性の設定にする。
【００８９】
そして印刷速度情報に従い、マイクロプロセッサ４３０の内部タイマの値を設定し、モータＡクロック信号（ｊ２）として印刷速度の合った周波数の相切り替え用クロックを出力して、モータＡ駆動信号（ｊ）をハイレベルにし、モータ駆動回路３２を介してモータＡ４０を回転させ、転写ローラ１０と画像形成ユニット８と定着器１１内のローラ類を回転させる。同時に、ＣＨオン信号（ｍ）、ＤＢオン信号（ｏ）、ＳＢオン信号（ｑ）、転写オン信号（ｓ）そしてＣＢオン信号（ｕ）をハイレベルにして、帯電ローラ２２に負極性電圧を印加し、現像ローラ２４に正極性電圧を印加し、スポンジローラ２５に正極性の電圧を印加し、転写ローラ１０に正極性の電圧を印加し、クリーニングローラ２３に正極性の電圧を印加する。その後、停止中に帯電ローラ２２と接触していた感光ドラム２１の接触部分が現像ローラ２４に到達した時点（Ｔｂ）でＤＢ極性信号（ｐ）とＳＢ極性信号（ｒ）をローレベルとし、負極性の電圧とする。
【００９０】
その後、モータＢ駆動信号（ｋ）をハイレベルにし、モータＢクロック信号線（ｋ２）に相切り替え用クロックを出力して、モータ駆動回路３３を介してモータＢ４２を回転させる。これにより給紙ローラ４が回転し、用紙カセット1内の用紙が搬送ローラ６ａ、６ｂの方向へ送られ、用紙センサ５が用紙有り（ハイレベル）を検出してから予め定められた量（搬送ローラ６ａ、６ｂに用紙先端を少し押し当てる量）だけ用紙を送ったところでモータＢクロック信号線（ｋ２）の出力を停止させ、モータＢ駆動信号（ｋ）をローレベルにすることにより、モータ駆動回路３３を介してモータＢ４２を停止させる。
【００９１】
そして前述した印刷速度情報に従い、モータＣクロック信号線（ｌ２）として印刷速度に合った周波数の相切り替え用クロックを出力して、モータＣ駆動信号（ｌ）をハイレベルにし、モータ駆動回路３４を介してモータＣ４３を回転させて搬送ローラ６ａ、６ｂを回転させ、用紙を転写ローラ１０の方向へ搬送する。用紙センサ７が用紙有り（ハイレベル）を検出したら、ビデオコントロール回路３１に一定周期でラインスタート命令を出し、画像データをＬＥＤヘッド９へ転送し、ＬＥＤヘッド９のＬＥＤを予め設定した時間だけ点灯させ、感光ドラム２１の表面に静電潜像を書込む。
【００９２】
第４の実施の形態は、前述のように、１ページ分の画像データを予め決められたｎ個のラインからなるいくつかのバンドに分割し、バンド毎の画像データの印刷デューティ情報に基いて帯電ローラのバイアス電圧をコントロールするようにしたものであるが、具体的には、第１バンドのライン数は、例えば、感光ドラム２１上の静電潜像を書込んだ位置から現像ローラ２４、転写ローラ１０、クリーニングローラ２３を通過し、帯電ローラ２２に到達するまでの円周上の距離ｘ１分のライン数とし、第２〜第Ｎ−１バンドのライン数は、感光ドラム２１の１周分の円周距離ｘ２分のライン数とする。また第Ｎ番目のライン数は、（（１ページ分の全ライン数）−（第１バンドライン数））／（第２〜第Ｎ−１バンドのライン数）の余りとなり、全体のバンド数Ｎは、（（１ページ分の全ライン数）−（第１バンドライン数））／（第２〜第Ｎ−１バンドのライン数）の商＋１とする。
【００９３】
また例えば、第１〜第Ｎ−１バンドのライン数は、感光ドラム２１上の静電潜像を書込んだ位置から現像ローラ２４、転写ローラ１０、クリーニングローラ２３を通過し、帯電ローラ２２に到達するまでの円周上の距離ｘ１分のライン数とする。また第Ｎ番目のライン数は、（１ページ分の全ライン数）／（第１〜第Ｎ−１バンドのライン数）の余りとなり、全体のバンド数Ｎは、（１ページ分の全ライン数）／（第１〜第Ｎ−１バンドのライン数）の商＋１とする。
【００９４】
また例えば、１ページの総ライン数をＮ等分（Ｎ＝１、２、３、…、）したライン数を１つのバンドのライン数としてもよい。しかしながら以下の説明においては、最初の例に基いて説明する。
【００９５】
第１ラインの静電潜像を書込んだ部分が、現像ローラ２４、転写ローラ１０、クリーニングローラ２３を通過し、帯電ローラ２２に到達したら（図１５に示す感光ドラム２１上の距離ｘ１）、予め上位コントローラから受け取った最初のバンド（Ｂ１）の画像データの平均デューティ情報と印刷速度情報および、予め求めた絶対湿度とから、帯電ローラ２２のバイアス電圧のテーブルを参照し、Ｄ／Ａコンバータに値をセットし、ＣＨレベル信号（ｎ）の電圧を更新する。
【００９６】
第２番目のバンド（Ｂ２）の第１ラインの静電潜像を書込んだ部分が、帯電ローラ２２に到達したら、第１バンドの場合と同様に、予め上位コントローラから受け取った第２バンド（Ｂ２）の画像データの平均デューティ情報と印刷速度情報および、予め求めた絶対湿度とから、帯電ローラ２２のバイアス電圧のテーブルを参照し、Ｄ／Ａコンバータに値をセットし、ＣＨレベル信号（ｎ）の電圧を再び更新する。
【００９７】
以降、第３バンド（Ｂ３）、第４バンド（Ｂ４）、…と第１、第２バンドと同様な処理を行い、規定ライン数分の画像データの転送を完了したら、ビデオコントロール回路３１にラインスタート命令を出すのを止め、印刷データのデューティ情報に対する帯電ローラ２２のバイアス電圧のテーブルの予め計算しておいた絶対湿度と印刷速度とデューティ０％以上２０％未満のところのテーブル値を選択し、Ｄ／Ａコンバータに値をセットし、ＣＨレベル信号（ｎ）の電圧を更新する。
【００９８】
用紙センサ７が用紙無し（ローレベル）を検出したら、モータＣクロック信号（ｌ２）の出力を停止させ、モータＣ駆動信号（ｌ）によりモータ駆動回路３４を介してモータＣ４３を停止させる。
【００９９】
ＬＥＤヘッド９へ画像データを転送し、１ライン転送毎にＬＥＤヘッド９のＬＥＤを予め設定された時間だけ、画像データに基いて点灯させ、画像形成ユニット８の感光ドラム２１に書き込みが行われ、現像ローラ２４により現像され、転写ローラ１０により用紙に転写が行われる。そして温度センサ１４の温度センサ信号（ｉ）により温度を監視し、ヒータオン信号（ｗ）によりヒータ駆動回路４０を介してヒータ１５をオン／オフして一定温度に保っている定着器１１により用紙にトナー画像の定着が行われる。
【０１００】
用紙センサ１２が用紙有り（ハイレベル）から用紙無し（ローレベル）を検出してから用紙がスタッカ１３に排出完了するまでの時間が経過した後に、モータＡクロック信号（ｊ２）の出力を停止させ、モータＡ駆動信号（ｊ）をローレベルにしてモータ駆動回路３２を介してモータＡ４０を停止させる。同時に、ＣＨオン信号（ｍ）、ＤＢオン信号（ｏ）、ＳＢオン信号（ｑ）、転写オン信号（ｓ）そしてＣＢオン信号（ｕ）をローレベルにして、帯電ローラ２２、現像ローラ２４、スポンジローラ２５、転写ローラ１０、クリーニングローラ２３のそれぞれのバイアス電圧をオフにする。
【０１０１】
ここで図１０を参照して、モータＡクロック信号（ｊ２）とＬＥＤヘッド９のＬＥＤ点灯との関係を説明する。マイクロプロセッサ４３０のタイマ割込み処理で、モータＡクロック信号（ｊ２）の出力を反転させ、さらに画像データ転送時には、モータＡクロック信号（ｊ２）の立ち上がり時に制御信号（ｘ）でビデオコントロール回路３１にラインスタート命令を出し、１ライン分の画像データの転送とＬＥＤヘッド９のＬＥＤ点灯を行う。モータ駆動回路３２はモータＡクロック信号（ｊ２）のクロックの立ち上がりでモータＡ４１の相電流を切り替えるので、マイクロプロセッサ４３０のタイマ割込み処理で、ラインスタート命令を出すときの数をカウントすることにより、回転移動距離がわかる。
【０１０２】
次に印刷速度と絶対湿度と画像データのデューティに対する帯電ローラ２２のバイアス電圧のテーブルについて説明する。図１９は帯電ローラのバイアス電圧固定時における絶対湿度と感光ドラム表面電位との関係を示すグラフで、２種類の印刷速度ｖ１、ｖ２（ｖ１＜ｖ２）の場合を示している。図１９に示すように、帯電ローラのバイアス電圧を固定の値とした場合に、絶対湿度が低い時には感光ドラムの表面電位の絶対値は小さくなり、逆に絶対湿度が高い時には感光ドラムの表面電位の絶対値は大きくなり、その表面電位の変化の割合は絶対湿度が低いほど大きく、絶対湿度が高いほど小さい。また真っ白印刷時（デューティ０％）と真っ黒印刷時（デューティ１００％）とで感光ドラムの次の帯電時（２周目）の表面電位に差が生じ、その差は絶対湿度が低いほど大きくなる。
【０１０３】
真っ白印刷時の特性に合わせて感光ドラムの表面電位が一定になるようにしたときにデューティの高いデータを印刷した場合、濃度が高くなってしまう。逆に真っ黒印刷時の特性に合わせて感光ドラムの表面電位が一定になるようにしたときにデューティの低いデータを印刷した場合、濃度が低くなってしまう。
【０１０４】
さらに印刷速度に注目すると、帯電ローラのバイアス電圧を固定の値とした場合に、感光ドラムの表面電位の絶対値は、印刷速度が速いほど低くなり、また絶対湿度が低いほど低下率が大きい。また、絶対湿度が低く、かつ印刷速度が速いほど、画像データデューティが０％（真っ白印刷）のときと１００％（真っ黒印刷）のときとでの感光ドラムの表面電位の絶対値の差がさらに大きくなる。そのため第４の実施の形態では、印刷速度毎に、絶対湿度とバンド毎の画像データのデューティにより、次の周の感光ドラム表面電位の変化がなく、一定になるような帯電ローラのバイアス電圧を印加するようなテーブルとした。第４の実施の形態における印刷速度毎の帯電ローラのバイアス電圧のテーブルを表５、表６に示す。表５は印刷速度が遅い場合のテーブルであり、図６は印刷速度が速い場合のテーブルである。
【０１０５】
【表５】

【０１０６】
【表６】

【０１０７】
表５において、絶対湿度はＨ１が最も小さい値で、Ｈ２、Ｈ３、…Ｈｎとなるにつれて順に大きな値となっており（Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜…＜Ｈｎ)、帯電ローラのバイアス電圧はＶｗ１が最も大きな絶対値で、Ｖｗ２、Ｖｗ３、…Ｖｗｎとなるにつれて順に小さい絶対値となっている（｜Ｖｗ１｜＞｜Ｖｗ２｜＞｜Ｖｗ３｜＞…＞｜Ｖｗｎ｜）。
【０１０８】
Ｖｗ１〜Ｖｗｎは、０％デューティ印刷時において環境によらず同じ表面電位を得るための帯電ローラ２２のバイアス電圧値である。またＶｂ１〜Ｖｂｎは、１００％デューティ印刷時において環境によらず同じ表面電位を得るための帯電ローラ２２のバイアス電圧値であり、｜Ｖｂ１｜＞｜Ｖｂ２｜＞｜Ｖｂ３｜＞…＞｜Ｖｂｎ｜の関係があり、さらに、｜Ｖｗｎ｜＜｜Ｖｂｎ｜という関係にある。表５に示すＶｄ１〜Ｖｄｎは次式で示される。即ち、Ｖｄ１＝（Ｖｂ１―Ｖｗ１）／４、Ｖｄ２＝（Ｖｂ２―Ｖｗ２）／４、Ｖｄ３＝（Ｖｂ３―Ｖｗ３）／４、…Ｖｄｎ−１＝（Ｖｂｎ−１―Ｖｗｎ−１）／４、Ｖｄｎ＝（Ｖｂｎ―Ｖｗｎ）／４。
【０１０９】
表６において、絶対湿度はＨ１が最も小さい値で、Ｈ２、Ｈ３、…Ｈｎとなるにつれて順に大きな値となっており（Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜…＜Ｈｎ)、帯電ローラのバイアス電圧はＶｗ１′が最も大きな絶対値で、Ｖｗ２′、Ｖｗ３′、…Ｖｗｎ′となるにつれて順に小さい絶対値となっている（｜Ｖｗ１′｜＞｜Ｖｗ２′｜＞｜Ｖｗ３′｜＞…＞｜Ｖｗｎ′｜）。
【０１１０】
Ｖｗ１′〜Ｖｗｎ′は、０％デューティ印刷時において環境によらず同じ表面電位を得るための帯電ローラ２２のバイアス電圧値である。またＶｂ１′〜Ｖｂｎ′は、１００％デューティ印刷時において環境によらず同じ表面電位を得るための帯電ローラ２２のバイアス電圧値であり、｜Ｖｂ１′｜＞｜Ｖｂ２′｜＞｜Ｖｂ３′｜＞…＞｜Ｖｂｎ′｜の関係があり、さらに、｜Ｖｗｎ′｜＜｜Ｖｂｎ′｜という関係にある。表６に示すＶｄ１′〜Ｖｄｎ′は次式で示される。即ち、Ｖｄ１′＝（Ｖｂ１′―Ｖｗ１′）／４、Ｖｄ２′＝（Ｖｂ２′―Ｖｗ２′）／４、Ｖｄ３′＝（Ｖｂ３′―Ｖｗ３′）／４、…Ｖｄｎ−１′＝（Ｖｂｎ−１′―Ｖｗｎ−１′）／４、Ｖｄｎ′＝（Ｖｂｎ′―Ｖｗｎ′）／４。
【０１１１】
印刷速度で比較すると、｜Ｖｗ１｜＜｜Ｖｗ１′｜、｜Ｖｗ２｜＜｜Ｖｗ２′｜、｜Ｖｗ３｜＜｜Ｖｗ３′｜、…｜Ｖｗｎ−１｜＜｜Ｖｗｎ−１′｜、｜Ｖｗｎ｜＜｜Ｖｗｎ′｜、｜Ｖｂ１｜＜｜Ｖｂ１′｜、｜Ｖｂ２｜＜｜Ｖｂ２′｜、｜Ｖｂ３｜＜｜Ｖｂ３′｜、｜Ｖｂ４｜＜｜Ｖｂ４′｜、…、｜Ｖｄ１｜＜｜Ｖｄ１′｜、｜Ｖｄ２｜＜｜Ｖｄ２′｜、｜Ｖｄ３｜＜｜Ｖｄ３′｜、｜Ｖｄ４｜＜｜Ｖｄ４′｜、…、というように、印刷速度の速いときの方が帯電ローラへのバイアス電圧の絶対値が大きい値になるようなテーブルとなっている。
【０１１２】
以上のように第４の実施の形態によれば、バンド毎の画像データのデューティ情報と絶対湿度を印刷速度毎に備え、画像データデューティ情報と絶対湿度と印刷速度とにより、帯電ローラ２２のバイアス電圧を変えて次の周の感光ドラム２１の表面電位を一定になるようにしたので、環境変化による印刷濃度の変化を最小限に抑えること、１ページの中での印刷濃度の変化が減少することに加えて、印刷速度による印刷濃度の変化が減少し、印刷品位の更なる向上が期待できる。
【０１１３】
帯電ローラへのバイアス電圧の値を固定した場合における感光ドラムの表面電位の絶対値は、印刷速度が速いほど低くなり、さらに絶対湿度が低いほど低下率が大きい。また、絶対湿度が低く、かつ印刷速度が速いほど、画像データデューティが０％（真っ白印刷）のときと１００％（真っ黒印刷）のときとでの感光ドラムの表面電位の絶対値の差がさらに大きくなる。次に述べる第５の実施の形態は、この特性を利用して、絶対湿度と画像データデューティによって適切な印刷速度とすることにより、感光ドラムの表面電位を一定にコントロールするものである。
【０１１４】
図２０は第５の実施の形態の画像形成装置を示す構成側面図、図２１は第５の実施の形態の制御部を示すブロック図である。第５の実施の形態の画像形成装置の機構的な構成は、機構動作を制御する制御部５１９のみが他の実施の形態と異なり、その他の構成は第１の実施の形態と同様である。図２１において、マイクロプロセッサ５３０は、プログラムおよびデータを格納するＲＯＭの内容およびＡ／Ｄコンバータがないことが他の実施の形態のマイクロプロセッサと相違する。またＣＨ用高圧電源は、ＣＨレベル信号がなく、ＣＨオン信号のみで一定の電圧を出力する電源である。その他の構成は前記第１、第２の実施の形態の構成と同様である。
【０１１５】
次に第５の実施の形態の印刷動作を説明する。図２２は第５の実施の形態の印刷動作を示すタイムチャート、図２３は第５の実施の形態のモータ回転速度変化動作を示すタイムチャートである。
【０１１６】
図示しない上位コントローラからシリアルインタエース（ａ）により印刷命令とバンド毎の画像データのデューティ情報を受信すると、マイクロプロセッサ５３０は、温度センサ信号（ｇ）と湿度センサ信号（ｈ）の電圧を読取り、装置内部の温度と湿度を検出し、その温度と湿度から絶対湿度を算出する。そして後述する絶対湿度とバンド毎の画像データの平均デューティ情報に対する印刷速度のテーブルのデューティ０％以上２０％未満のところの印刷速度を選択する。同時に、ＤＢ極性信号（ｐ）とＳＢ極性信号（ｒ）をハイレベルとして正極性の設定にし、転写極性信号（ｔ）をハイレベルとして正極性の設定にし、ＣＢ極性信号（ｖ）をハイレベルとして正極性の設定にする。
【０１１７】
そして上記の選択された印刷速度になるように、マイクロプロセッサ５３０のモータＡ用内部タイマの値を設定し、モータＡクロック信号（ｊ２）として印刷速度に合った周波数の相切り替え用クロックを出力して、モータＡ駆動信号（ｊ）をハイレベルにし、モータ駆動回路３２を介してモータＡ４０を回転させ、転写ローラ１０と画像形成ユニット８と定着器１１内のローラ類を回転させる。同時に、ＣＨオン信号（ｍ）、ＤＢオン信号（ｏ）、ＳＢオン信号（ｑ）、転写オン信号（ｓ）そしてＣＢオン信号（ｕ）をハイレベルにして、帯電ローラ２２に負極性電圧を印加し、現像ローラ２４に正極性電圧を印加し、スポンジローラ２５に正極性の電圧を印加し、転写ローラ１０に正極性の電圧を印加し、クリーニングローラ２３に正極性の電圧を印加する。その後、停止中に帯電ローラ２２と接触していた感光ドラム２１の接触部分が現像ローラ２４に到達した時点（Ｔｂ）でＤＢ極性信号（ｐ）とＳＢ極性信号（ｒ）をローレベルとし、負極性の電圧とする。
【０１１８】
その後、モータＢ駆動信号（ｋ）をハイレベルにし、モータＢクロック信号（ｋ２）に相切り替え用クロックを出力して、モータ駆動回路３３を介してモータＢ４２を回転させる。これにより給紙ローラ４が回転し、用紙カセット1内の用紙が搬送ローラ６ａ、６ｂの方向へ送られ、用紙センサ５が用紙有り（ハイレベル）を検出してから予め定められた量（搬送ローラ６ａ、６ｂに用紙先端を少し押し当てる量）だけ用紙を送ったところでモータＢクロック信号（ｋ２）の出力を停止させ、モータＢ駆動信号（ｋ）をローレベルにすることにより、モータ駆動回路３３を介してモータＢ４２を停止させる。
【０１１９】
そして上記選択した印刷速度になるように、マイクロプロセッサ５３０のモータＣ用内部タイマの値を設定し、モータＣクロック信号（ｌ２）として印刷速度に合った周波数の相切り替え用クロックを出力して、モータＣ駆動信号（ｌ）をハイレベルにし、モータ駆動回路３４を介してモータＣ４３を回転させて搬送ローラ６ａ、６ｂを回転させ、用紙を転写ローラ１０の方向へ搬送する。用紙センサ７が用紙有り（ハイレベル）を検出したら、ビデオコントロール回路３１に一定周期でラインスタート命令を出し、画像データをＬＥＤヘッド９へ転送し、ＬＥＤヘッド９のＬＥＤを予め設定した時間だけ点灯させ、感光ドラム２１の表面に静電潜像を書込む。
【０１２０】
第５の実施の形態は、前述のように、１ページ分の画像データを予め決められたｎ個のラインからなるいくつかのバンドに分割し、バンド毎の画像データの印刷デューティ情報に基いて印刷速度をコントロールするようにしたものであるが、具体的には、第１バンドのライン数は、例えば、感光ドラム２１上の静電潜像を書込んだ位置から現像ローラ２４、転写ローラ１０、クリーニングローラ２３を通過し、帯電ローラ２２に到達するまでの円周上の距離ｘ１分のライン数とし、第２〜第Ｎ−１バンドのライン数は、感光ドラム２１の１周分の円周距離ｘ２分のライン数とする。また第Ｎ番目のライン数は、（（１ページ分の全ライン数）−（第１バンドライン数））／（第２〜第Ｎ−１バンドのライン数）の余りとなり、全体のバンド数Ｎは、（（１ページ分の全ライン数）−（第１バンドライン数））／（第２〜第Ｎ−１バンドのライン数）の商＋１とする。
【０１２１】
また例えば、第１〜第Ｎ−１バンドのライン数は、感光ドラム２１上の静電潜像を書込んだ位置から現像ローラ２４、転写ローラ１０、クリーニングローラ２３を通過し、帯電ローラ２２に到達するまでの円周上の距離ｘ１分のライン数とする。また第Ｎ番目のライン数は、（１ページ分の全ライン数）／（第１〜第Ｎ−１バンドのライン数）の余りとなり、全体のバンド数Ｎは、（１ページ分の全ライン数）／（第１〜第Ｎ−１バンドのライン数）の商＋１とする。
【０１２２】
また例えば、１ページの総ライン数をＮ等分（Ｎ＝１、２、３、…、）したライン数を１つのバンドのライン数としてもよい。しかしながら以下の説明においては、最初の例に基いて説明する。
【０１２３】
第１ラインの静電潜像を書込んだ部分が、現像ローラ２４、転写ローラ１０、クリーニングローラ２３を通過し、帯電ローラ２２に到達したら（図２０に示す感光ドラム２１上の距離ｘ１）、予め上位コントローラから受け取った最初のバンド（Ｂ１）の画像データの平均デューティ情報と予め求めた絶対湿度とから、絶対湿度とバンド毎の画像データの平均デューティ情報に対する印刷速度のテーブルを参照し、マイクロプロセッサ５３０のモータＡ用内部タイマの値とモータＣ用内部タイマの値を更新し、モータＡクロック信号（ｊ２）とモータＣクロック信号（ｌ２）が印刷速度に合った周波数の相切り替え用クロックとなり、印刷速度を更新する。
【０１２４】
第２番目のバンド（Ｂ２）の第１ラインの静電潜像を書込んだ部分が、帯電ローラ２２に到達したら、第１バンドの場合と同様に、予め上位コントローラから受け取った第２バンド（Ｂ２）の画像データの平均デューティ情報と予め求めた絶対湿度とから、絶対湿度とバンド毎の画像データの平均デューティ情報に対する印刷速度のテーブルを参照し、マイクロプロセッサ５３０のモータＡ用内部タイマの値とモータＣ用内部タイマの値を更新し、モータＡクロック信号（ｊ２）とモータＣクロック信号（ｌ２）が印刷速度に合った周波数の相切り替え用クロックとなり、印刷速度を更新する。
【０１２５】
以降、第３バンド（Ｂ３）、第４バンド（Ｂ４）、…と第１、第２バンドと同様な処理を行い、規定ライン数分の画像データの転送を完了したら、ビデオコントロール回路３１にラインスタート命令を出すのを止め、絶対湿度とバンド毎の画像データの平均デューティ情報に対する印刷速度のテーブルのデューティ０％以上２０％未満のところのテーブル値を選択し、マイクロプロセッサ５３０のモータＡ用内部タイマの値とモータＣ用内部タイマの値を更新し、モータＡクロック信号（ｊ２）とモータＣクロック信号（ｌ２）が印刷速度に合った周波数の相切り替え用クロックとなり、印刷速度を更新する。
【０１２６】
用紙センサ７が用紙無し（ローレベル）を検出したら、モータＣクロック信号（ｌ２）の出力を停止させ、モータＣ駆動信号（ｌ）によりモータ駆動回路３４を介してモータＣ４３を停止させる。
【０１２７】
ＬＥＤヘッド９へ画像データを転送し、１ライン転送毎にＬＥＤヘッド９のＬＥＤを予め設定された時間だけ、画像データに基いて点灯させ、画像形成ユニット８の感光ドラム２１に書き込みが行われ、現像ローラ２４により現像され、転写ローラ１０により用紙に転写が行われる。そして温度センサ１４の温度センサ信号（ｉ）により温度を監視し、ヒータオン信号（ｗ）によりヒータ駆動回路４０を介してヒータ１５をオン／オフして一定温度に保っている定着器１１により用紙にトナー画像の定着が行われる。
【０１２８】
用紙センサ１２が用紙有り（ハイレベル）から用紙無し（ローレベル）を検出してから用紙がスタッカ１３に排出完了するまでの時間が経過した後に、モータＡクロック信号（ｊ２）の出力を停止させ、モータＡ駆動信号（ｊ）をローレベルにしてモータ駆動回路３２を介してモータＡ４０を停止させる。同時に、ＣＨオン信号（ｍ）、ＤＢオン信号（ｏ）、ＳＢオン信号（ｑ）、転写オン信号（ｓ）そしてＣＢオン信号（ｕ）をローレベルにして、帯電ローラ２２、現像ローラ２４、スポンジローラ２５、転写ローラ１０、クリーニングローラ２３のそれぞれのバイアス電圧をオフにする。
【０１２９】
ここで図１０を参照して、モータＡクロック信号（ｊ２）とＬＥＤヘッド９のＬＥＤ点灯との関係を説明する。マイクロプロセッサ５３０のタイマ割込み処理で、モータＡクロック信号（ｊ２）の出力を反転させ、さらに画像データ転送時には、モータＡクロック信号（ｊ２）の立ち上がり時に制御信号（ｘ）でビデオコントロール回路３１にラインスタート命令を出し、１ライン分の画像データの転送とＬＥＤヘッド９のＬＥＤ点灯を行う。モータ駆動回路３２はモータＡクロック信号線（ｊ２）のクロックの立ち上がりでモータＡ４１の相電流を切り替えるので、マイクロプロセッサ５３０のタイマ割込み処理で、ラインスタート命令を出すときの数をカウントすることにより、回転移動距離がわかる。
【０１３０】
次に絶対湿度と画像データのデューティに対する印刷速度のテーブルについて説明する。図１９に示すように、帯電ローラのバイアス電圧を固定の値とした場合に、絶対湿度が低い時には感光ドラムの表面電位の絶対値は小さくなり、逆に絶対湿度が高い時には感光ドラムの表面電位の絶対値は大きくなり、その表面電位の変化の割合は絶対湿度が低いほど大きく、絶対湿度が高いほど小さい。また真っ白印刷時（デューティ０％）と真っ黒印刷時（デューティ１００％）とで感光ドラムの次の帯電時（２周目）の表面電位に差が生じ、その差は絶対湿度が低いほど大きくなる。
【０１３１】
真っ白印刷時の特性に合わせて感光ドラムの表面電位が一定になるようにしたときにデューティの高いデータを印刷した場合、濃度が高くなってしまう。逆に真っ黒印刷時の特性に合わせて感光ドラムの表面電位が一定になるようにしたときにデューティの低いデータを印刷した場合、濃度が低くなってしまう。
【０１３２】
さらに印刷速度に注目すると、帯電ローラのバイアス電圧を固定の値とした場合に、感光ドラムの表面電位の絶対値は、印刷速度が速いほど低くなり、また絶対湿度が低いほど低下率が大きい。また、絶対湿度が低く、かつ印刷速度が速いほど、画像データデューティが０％（真っ白印刷）のときと１００％（真っ黒印刷）のときとでの感光ドラムの表面電位の絶対値の差がさらに大きくなる。第５の実施の形態では、絶対湿度とバンド毎の画像データのデューティにより、次の周の感光ドラム表面電位の変化がなく一定になるような適切な印刷速度となるテーブルとした。第５の実施の形態における印刷速度のテーブルを表７に示す。
【０１３３】
【表７】

【０１３４】
表７において、絶対湿度はＨ１が最も小さい値で、Ｈ２、Ｈ３、…Ｈｎとなるにつれて順に大きな値となっており（Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３＜…＜Ｈｎ)、印刷速度はｖｗ１が最も遅い速度で、ｖｗ２、ｖｗ３、…ｖｗｎとなるにつれて順に速い速度となっている（ｖｗ１＜ｖｗ２＜ｖｗ３＜…＜ｖｗｎ）。
【０１３５】
ｖｗ１〜ｖｗｎは、０％デューティ印刷時において環境によらず同じ感光ドラムの表面電位を得るための印刷速度であり、またＶｂ１〜Ｖｂｎは、１００％デューティ印刷時において環境によらず同じ表面電位を得るための印刷速度であり、ｖｂ１＜ｖｂ２＜ｖｂ３＜…＜ｖｂｎの関係があり、さらに、ｖｗｎ＞ｖｂｎという関係にある。表７に示すｖｄ１〜ｖｄｎは次式で示される。即ち、ｖｄ１＝（ｖｗ１―ｖｂ１）／４、ｖｄ２＝（ｖｗ２―ｖｂ２）／４、ｖｄ３＝（ｖｗ３―ｖｂ３）／４、…ｖｄｎ−１＝（ｖｗｎ−１―ｖｂｎ−１）／４、ｖｄｎ＝（ｖｗｎ―ｖｂｎ）／４。
【０１３６】
以上のように第５の実施の形態によれば、バンド毎の画像データのデューティ情報と絶対湿度とによって適切な印刷速度とすることにより、次の周の感光ドラム２１の表面電位を一定になるようにしたので、環境変化による印刷濃度の変化を最小限に抑え、１ページの中での印刷濃度の変化が減少するので、印刷品位の向上が期待できる。さらにＤ／Ａコンバータが不要になり、ＣＨ用高圧電源出力を可変とせずに固定値としたので、ＣＨ用高圧電源が安価になるという効果が得られる。
【０１３７】
前記各実施の形態においては、温度センサと湿度センサを用いて絶対湿度を算出しているが、絶対湿度センサを用いて絶対湿度を算出するようにしてももちろんよい。上記第４の実施の形態では２種類の印刷速度の例で説明したが、もっと多くの種類の印刷速度への適用は容易に可能である。また上記第２〜第５の実施の形態においては、バンドの境界で直ぐに画像データデューティに対する制御値にしたが、隣接のバンド間で制御値の差が大きいときにはその過渡部で緩やかな変化になるようにコントロールすることも可能である。
【０１３８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、装置内部の絶対湿度を算出し、絶対湿度に対して適正な帯電器のバイアス電圧を印加するようにしたので、環境変化、とくに湿度変化による印刷濃度の変化を最小限に抑えることができるという効果を奏する。また、画像データのデューティを加味して、感光ドラムの表面電位が一定になるように、絶対湿度によって変わる帯電器のバイアス電圧を印加するようにしたので、画像データデューティによる印刷濃度の差が減少し、印刷品質が向上する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の画像形成装置を示す構成図である。
【図２】第１の実施の形態の画像形成装置の制御部を示すブロック図である。
【図３】第１の実施の形態の動作を示すタイムチャートである。
【図４】絶対湿度と感光ドラム表面電位との関係を示すグラフである。
【図５】絶対湿度と帯電ローラのバイアス電圧の関係を示すグラフである。
【図６】第２の実施の形態の画像形成装置を示す構成図である。
【図７】第２の実施の形態の画像形成装置の制御部を示すブロック図である。
【図８】第２の実施の形態の動作を示すタイムチャートである。
【図９】第２の実施の形態の帯電ローラへのバイアス電圧の印加動作を示すタイムチャートである。
【図１０】モータＡクロック信号とＬＥＤヘッド９のＬＥＤ点灯との関係を説明する図である。
【図１１】第３の実施の形態の画像形成装置を示す構成図である。
【図１２】第３の実施の形態の画像形成装置の制御部を示すブロック図である。
【図１３】第３の実施の形態の動作を示すタイムチャートである。
【図１４】第３の実施の形態の帯電ローラへのバイアス電圧およびクリーニングローラへのバイアス電圧の印加動作を示すタイムチャートである。
【図１５】第４の実施の形態の画像形成装置を示す構成図である。
【図１６】第４の実施の形態の画像形成装置の制御部を示すブロック図である。
【図１７】第４の実施の形態の動作を示すタイムチャートである。
【図１８】第４の実施の形態の帯電ローラへのバイアス電圧の印加動作を示すタイムチャートである。
【図１９】絶対湿度と感光ドラム表面電位との関係を示すグラフである。
【図２０】第５の実施の形態の画像形成装置を示す構成図である。
【図２１】第５の実施の形態の画像形成装置の制御部を示すブロック図である。
【図２２】第５の実施の形態の動作を示すタイムチャートである。
【図２３】第５の実施の形態のモータ回転速度変化動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
８ 画像形成ユニット
１９、２１９、３１９、４１９、５１９ 制御部
２１ 感光ドラム
２２ 帯電ローラ
２３ クリーニングローラ
２７ 温度センサ
２８ 湿度センサ
３０、２３０、３３０、４３０、５３０ マイクロプロセッサ

Claims (17)

1. 帯電部に電圧を印加することにより像担持体を帯電して画像形成する画像形成装置において、
   環境状態を検出する環境状態検出手段と、
   環境状態に対応した帯電部への印加電圧の値を複数格納する記憶手段と、
   前記環境状態検出手段の出力に対応する印加電圧の値を前記記憶手段から参照し、前記参照した印加電圧を帯電部に印加する制御手段とを設け、
   前記記憶手段に格納される印加電圧の値は、デューティ１００％の画像データで印刷する場合と、デューティ０％の画像データで印刷する場合とにおける環境状態に対する像担持体の表面電位の差から予め求められることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記環境状態は絶対湿度であり、
   前記記憶手段に格納される印加電圧の値は、デューティ１００％の画像データで印刷する場合における絶対湿度に対する像担持体の表面電位の値と、デューティ０％の画像データで印刷する場合における絶対湿度に対する像担持体の表面電位の値との平均値として予め求められる請求項１記載の画像形成装置。
3. 帯電部に電圧を印加することにより像担持体を帯電して画像形成する画像形成装置において、
   環境状態を検出する環境状態検出手段と、
   画像データのデューティ情報および環境状態に対応する帯電部への印加電圧の値を複数格納する記憶手段と、
   前記像担持体の一回転前に帯電された部分に対して前記一回転前の帯電の後に書込まれた画像データのデューティ情報および前記環境状態検出手段の出力に対応する印加電圧の値を前記記憶手段から参照し、前記帯電された部分が前記帯電部により再び帯電される位置に到達すると、前記参照した印加電圧を帯電部に印加する制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記環境状態は絶対湿度であり、
   前記画像データのデューティ情報は1ページ分を複数のバンド帯域に分割した各バンド帯域のデューティ情報であり、前記制御手段は前記帯電部へ印加する印加電圧をバンド帯域毎に変える請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記各バンド帯域のデューティ情報は、上位装置にバンド情報を送信し、そのバンド情報に基いて上位装置で作成され、上位装置から受け取る請求項４記載の画像形成装置。
6. 帯電部に電圧を印加することにより像担持体を帯電して画像形成するとともに、クリーニング部に電圧を印加することにより像担持体をクリーニングする画像形成装置において、
   環境状態を検出する環境状態検出手段と、
   前記環境状態検出手段の出力に基いて前記帯電部へ印加する電圧を制御する第１の制御手段と、
   画像データのデューティ情報および前記環境状態検出手段の出力に基いて前記クリーニング部へ印加する電圧を制御する第２の制御手段とを設け、
   前記第２の制御手段は、前記画像データのデューティの減少に対応して前記クリーニング部へ印加する電圧を増大させることを特徴とする画像形成装置。
7. 前記環境状態は絶対湿度であり、
   前記第１の制御手段は、デューティ１００％の画像データで印刷する場合における絶対湿度に対する像担持体表面電位特性に基いて帯電部への電圧を制御する請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記画像データのデューティ情報は1ページ分を複数のバンド帯域に分割され、前記第２の制御手段は各バンド帯域のデューティ情報に応じてクリーニング部へ印加する電圧をバンド帯域毎に変える請求項６記載の画像形成装置。
9. 複数種類の印刷速度を備え、帯電部に電圧を印加することにより像担持体を帯電して画像形成する画像形成装置において、
   環境状態を検出する環境状態検出手段と、
   印刷速度ごとに画像データのデューティ情報および環境状態に対応する帯電部への印加電圧の値を複数格納する記憶手段と、
   印刷速度と、前記像担持体の一回転前に帯電された部分に対して前記一回転前の帯電の後に書込まれた画像データのデューティ情報および前記環境状態検出手段の出力とに対応する印加電圧の値を前記記憶手段から参照し、前記帯電された部分が前記帯電部により再び帯電される位置に到達すると、前記参照した印加電圧を帯電部に印加する制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
10. 前記環境状態は絶対湿度であり、
    前記画像データのデューティ情報は1ページ分を複数のバンド帯域に分割した各バンド帯域のデューティ情報であり、前記制御手段は前記帯電部へ印加する印加電圧をバンド帯域毎に変える請求項９記載の画像形成装置。
11. 帯電部に電圧を印加することにより像担持体を帯電して画像形成する画像形成装置において、
    環境状態を検出する環境状態検出手段と、
    画像データのデューティ情報および環境状態に対応する印刷速度の値を複数格納する記憶手段と、
    前記像担持体の一回転前に帯電された部分に対して前記一回転前の帯電の後に書込まれた画像データのデューティ情報および前記環境状態検出手段の出力に対応する印刷速度の値を前記記憶手段から参照し、前記帯電された部分が前記帯電部により再び帯電される位置に到達すると、前記参照した印刷速度に切り替える制御手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
12. 前記環境状態は絶対湿度であり、
    前記画像データのデューティ情報は1ページ分を複数のバンド帯域に分割した各バンド帯域のデューティ情報であり、前記制御手段は前記印刷速度をバンド帯域毎に変える請求項１１記載の画像形成装置。
13. 1ページの総ライン数をＮ等分（Ｎ＝１，２，３，４，...）したライン数を１つのバンド帯域のライン数とする請求項４、８、１０、１２の何れか一項に記載の画像形成装置。
14. 第１バンド帯域のライン数は像担持体上の静電潜像を書込んだ位置から帯電部までの距離分のライン数とし、第２〜第Ｎ−１バンド帯域のライン数は像担持体1周分の距離のライン数とし、第Ｎ番目のライン数は、（（1ページ分の全ライン数）−（第1バンド帯域ライン数））／（第２〜第Ｎ−１バンド帯域のライン数）の余りとする請求項４、１０、１２の何れか一項に記載の画像形成装置。
15. 第１〜第Ｎ−１バンド帯域のライン数は像担持体上の静電潜像を書込んだ位置から帯電部までの距離分のライン数とし、第Ｎ番目のバンド帯域のライン数は、（1ページ分の全ライン数）／（第１〜第Ｎ−１バンド帯域のライン数）の余りとする請求項４、１０、１２の何れか一項に記載の画像形成装置。
16. 第１バンド帯域のライン数は像担持体上の静電潜像を書込んだ位置からクリーニング部までの距離分のライン数とし、第２〜第Ｎ−１バンド帯域のライン数は像担持体１周分の距離のライン数とし、第Ｎ番目のライン数は、（（1ページ分の全ライン数）−（第1バンド帯域ライン数））／（第2〜第Ｎ−１バンド帯域のライン数）の余りとする請求項８記載の画像形成装置。
17. 第１〜第Ｎ−１バンド帯域のライン数は像担持体上の静電潜像を書込んだ位置からクリーニング部までの距離分のライン数とし、第Ｎ番目のバンド帯域のライン数は、（1ページ分の全ライン数）／（第１〜第Ｎ−１バンド帯域のライン数）の余りとする請求項８記載の画像形成装置。

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