JP5289148B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファックスなどの電子写真方式の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を利用した画像形成装置は、一般的に以下を備える。像担持体となる感光体。感光体表面を帯電する帯電装置（コロナ帯電器、帯電ローラなど）。感光体上に静電潜像を形成する為の像露光装置。静電潜像を現像するための現像装置。トナー像を転写材に転写するための転写装置。感光体上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置。感光体上の静電潜像を消去するための除電露光装置。更に転写材上のトナー像を定着するための定着装置。

従来、電子写真を利用した画像形成装置では、一般に静電潜像上にトナー保持する感光体は、電荷発生層及び電荷輸送層で構成された感光層を有する。

そして、プリント開始の信号により、感光体は一定方向に駆動されることで移動するようになっている。

そして、感光体を帯電装置によりバイアス印加をすることにより、感光体表面を一定の電位まで帯電を行う（以下、帯電工程と呼ぶ）。

このときの表面電位をＶＤ電位と呼ぶ。さらに、コントローラからの信号に基づいて、オン／オフ制御されたレーザー光或いはＬＥＤ光を感光体表面に照射する（以下、露光工程と呼ぶ）。感光体の光照射された位置は電位が低下することで、感光体表面には静電潜像が形成される。この光照射された部分の電位をＶＬと呼ぶ。

そして、感光体に対向配置した、トナーが充填された現像装置に現像バイアスを印加し、所定の電荷を付与されたトナーを感光ドラム等の感光体である感光体上の静電潜像に移すことにより、静電潜像をトナー像とする（以下、現像工程と呼ぶ）。なお、現像バイアスをＶｄｅｖと呼ぶ。

そして、感光体に隣接して配置され、感光体と略同速度で順方向に移動する転写ローラ等の転写部材に、感光体上のトナーと逆極性のバイアスを印加する。その状態で感光体と転写部材との間に転写材を通過させることにより、感光上に担持されたトナーを転写材上に転写する（以下、転写工程と呼ぶ）。

ところで、露光工程によって感光体中に残留電荷が発生し、画像形成中にＶＬが変動することがある。また、感光体は接触している帯電部材、露光部材、クリーニング部材等との摩擦や定着器等からの放熱による移動中の昇温により、ＶＬが変動する場合もある。すなわち、画像形成に伴う感光体の露光工程や移動により、ＶｄｅｖとＶＬの差である現像コントラストが変動してしまうことになる。これは、感光体上のトナー乗り量の変化につながり、転写材上の画像濃度変動を招く。なお、現像コントラストはＶｃｏｎｔと呼ぶ。

これまで、画像濃度を安定させるために、感光体のＶＬをセンサにより検知して、その結果に応じて画像形成条件制御を行う画像形成装置がある（特許文献１参照）。しかしながら、センサの設置およびセンサを設置するスペースなどにより、コストアップや装置の大型化を招く問題があった。

また、静電潜像形成前に行う、除電及び帯電を伴った感光体の回転の回数を、感光体近傍の温度及び湿度に応じて適宜選択することにより、同一画像を多数枚形成した際の画像濃度変動を抑える画像形成装置があった（特許文献２参照）。しかし、作像前の感光体の回転数を増加させることは、印刷スピードを落とし、画像形成装置の生産性を低下させる問題であった。

上記のような問題を解決する方法として、感光体周辺の温度と感光体回転時間と感光体停止時間から感光体のＶＬを予測し、それに応じてプロセス制御を行う画像形成装置が提案されている（特許文献３参照）。

特開２０００−１８１１５８号公報 特開２００５−３００７４５号公報 特開２００２−２５８５５０号公報

しかしながら、本発明者による検討によると、画像形成に伴うＶＬの変動は雰囲気の絶対湿度依存性を有すること、およびＶＬの変動はＶＬの絶対値の上昇だけではなくＶＬの絶対値が減少する挙動も確認された。したがって、特許文献３で提案されている従来技術では、感光体周辺の雰囲気の絶対湿度を考慮していないことや、感光体回転時間とともにＶＬの上昇とＶＬの低下が両方起こりうることを想定していないために、ＶＬの変動を精度よく予測することができなかった。そのため、適切な画像形成制御を行えず、安定した濃度の画像が得られない、という問題があった。以下、感光体回転時間とともにＶＬの絶対値を上昇させる方向に作用する現象を“ＶＬアップ”と称し、感光体回転時間とともにＶＬの絶対値を低下させる方向に作用する現象を“ＶＬダウン”と称する。

図２に感光体の表面電位の概念図を示す。図２に示すようにＶｄｅｖとＶＬの差である“Ｖｄｅｖ−ＶＬ”がＶｃｏｎｔとなる。このＶｃｏｎｔが大きいほど、感光体上に現像されるトナー量が多くなるため画像濃度が高くなる。ＶＬアップは、図２の矢印Ａの方向（絶対値が高くなる方向）にＶＬが変動するため、Ｖｃｏｎｔが小さくなり画像濃度が低下してしまう現象である。一方、ＶＬダウンは、図２の矢印Ｂの方向（絶対値が低くなる方向）にＶＬが変動するため、Ｖｃｏｎｔが大きくなり画像濃度が上昇してしまう現象である。

以下、ＶＬアップとＶＬダウンについて詳細に説明する。

まず、ＶＬアップで起こる現象についての説明を行う。Ｌ／Ｌ環境（低温低湿環境）、例えば１５℃／１０％ＲＨの環境においては、数枚の連続画像形成であっても、図３（ａ）に示すような画像形成に伴うＶＬアップが起こる。また、本発明者による検討では、ＶＬアップ現象において、絶対湿度が低い環境であるほど単位時間あたりのＶＬの上昇率が大きいことが確認されている。

更に、ＶＬアップは画像形成が行われる前に感光体が停止していた時間による影響を受け、この感光体停止時間が長いほど上昇量は大きくなる。例えば、感光体停止時間が長い場合には図３（ａ）に示すようにＶＬはＶ１まで上昇するが、感光体停止時間が短い場合には図３（ｂ）に示すようにＶＬはＶ１より少ないＶ２までしか上昇しない。

本発明者は、ＶＬアップの現象は画像形成の際の感光体に対する露光により感光層内の残留電荷数が増加したことが主原因であると考えている。つまり、絶対湿度が低い環境においては、感光層中のいずれかの層の抵抗が高くなることで、電荷の移動や注入がスムーズに行われにくくなったことがＶＬアップの原因と考えた。このように絶対湿度が低い環境においては、画像形成を行うとともに抵抗が高い層に残留電荷の蓄積が生じるために、ＶＬアップが起こる。画像形成の時間を感光体回転時間により推定することでもＶＬアップの量を予測することができる。

画像形成により発生した残留電荷は、画像形成が終わり画像形成を停止することによりだんだんと感光層からアースへと抜けていく。さらに画像形成停止時間が長いほど、前の画像形成時に発生した残留電荷が少なくなり、次に画像形成を行った時に残留電荷が溜まりやすい状態となる。よって、画像形成停止時間が長いほど、次の画像形成を行った時に、ＶＬアップの影響が顕著にでて、ＶＬの上昇量が大きくなる。

次に、ＶＬダウンの現象についての説明を行う。連続画像形成がなされた場合に、図３（ｃ）に示すように感光体回転時間とともにＶＬの低下が起こる。

ＶＬダウンによって低下したＶＬは、画像形成後に画像形成をしない時間、すなわち感光体停止時間が長いほど元のＶＬへと回復する傾向を示した。例えば、図３（ｃ）において、直前の画像形成によるＶＬダウンによって直前の画像形成時のＶＬがＶ４まで低下した場合、次の画像形成時の初期のＶＬは、図３（ｄ）に示すように感光体停止時間が長いほど元のＶＬであるＶ３に近い値を示した。

本発明者はＶＬダウンについて、感光層内の残留電荷数が減少したことが主原因であると考えた。つまり、画像形成を行うと感光体の昇温が起き、感光層の抵抗が低下するため、感光層中にトラップされていた残留電荷が感光体の外に移動することが、ＶＬダウンの原因と考えた。このように、感光体回転時間とともに感光体の昇温が起きて感光層の抵抗が低下し、トラップされていた残留電荷が減少するために、ＶＬダウンが起きる。なお、感光体回転時間とともに感光体が昇温する原因としては、感光体との接触部材である現像部材、帯電部材、クリーニング部材等との摩擦や定着器等からの放熱であると考えられる。

ＶＬアップとＶＬダウンは、画像形成装置の置かれている雰囲気環境の温湿度に応じて、どちらか一方のみが起こることもあるし、同時に起こることもある。図３（ｅ）に示すようにＶＬが一旦上昇してから、その後低下していく現象が起きることがある。また別の、ある環境においては、図３（ｆ）に示すように、ＶＬが一旦減少してから、その後上昇していく現象が起きることもある。

以上で述べたように、ＶＬの変動は、画像形成装置の設置されている環境の温度、または画像形成装置内の温度、または感光体周辺や感光体そのものの温度といった、温度による要因以外に、絶対湿度による要因もある。そのため、特許文献３で提案されているような従来技術では、絶対湿度に依存して起こるＶＬの変動を予測していないため、適切な画像形成制御を行うことができず、安定した濃度の画像を得られないという問題があった。

また、特許文献３で提案されているような従来技術では、ＶＬアップかＶＬダウンのどちらか一方が起こることを予測して画像形成制御を行う。そのため、ＶＬアップとＶＬダウンが同時に起きる場合には適切な画像形成制御を行うことができず、安定した濃度の画像を得られないという問題があった。

更に、本発明者の検討によると、両面プリントモード実行時は一度定着器を通過し、熱せられた転写材に対して再度転写工程を行うようになっている。そのような場合、転写材の熱が直接或いは間接的に感光体に伝わるため、片面プリントモードの場合よりも感光体が昇温しやすくなるため、片面プリントモードの場合よりもＶＬダウン量が大きくなる現象が発生した。

なお、転写材の熱が直接感光体に伝わるケースとしては、感光ドラムに直接転写材が接触し、感光ドラム上のトナー像を転写材に転写するような画像形成装置である。転写材の熱が間接的に感光体に伝わるケースとしては、感光ドラム上のトナー像を一度中間転写部材に転写し、中間転写材上のトナー像を転写材に一括転写するような画像形成装置が考えられる。

特許文献３で提案されているような従来技術では、両面プリント／片面プリントによるＶＬ電位変動の差が考慮されていないため、両面プリントモード実行時は、安定した濃度の画像を得られないという問題があった。

本発明は上記説明した従来技術の問題点を解決することを出発点としてなされたものである。その目的は、記録材の印刷モードにおうじて、画像形成条件の制御を適切にすることを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、以下の構成を有するものである。

表面が回転可能な感光体と、
前記感光体に画像を形成する画像形成手段と、
前記感光体が停止状態から回転を開始して経過した時間である回転時間に関する情報と、前記感光体が回転状態から停止して経過した時間である停止時間に関する情報とを取得する情報取得手段と、
画像形成装置の温湿度に関する情報を検知する温湿度検知手段と、記録材に転写されたトナー像を定着する定着装置と、を備える画像形成装置において、
前記画像形成手段による画像形成条件を制御する制御手段とを備え、
前記定着装置を通過した記録材が現像剤像を転写される位置を通過しないモードを第一の印刷モード、前記定着装置を通過した記録材が現像剤像を転写される位置を通過するモードを第二の印刷モードとして、前記制御手段は、次の画像形成の画像形成条件を、前記回転時間に関する情報と、前記停止時間に関する情報と、前記温湿度に関する情報と、次の画像形成よりも前の画像形成が第１の印刷モードか第２の印刷モードのどちらであるかと、に応じて決定することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、記録材の印刷モードに応じて、画像形成条件の制御を適切にすることが可能であり、印刷モードによらず最適な画像を提供することができる。

本発明に係るシステムブロック図である。 感光体の表面電位の概念を示す図である。 感光ドラム回転時間と感光ドラムの表面電位の関係を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の構成を示す図である。 本発明に係る感光ドラムの断面図である。 本発明に係るプロセス制御の概念図である。 本発明に係るＶＬアップテーブルの内容を示す図である。 本発明に係るＶＬダウンテーブルの内容を示す図である。 本発明に係る画像形成装置の動作を示すフローチャート図である。 Ｌ／Ｌ環境両面プリント時における、画像形成イメージ数に対する感光ドラムの表面電位と、画像形成イメージ数に対する画像濃度を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

（実施例１）
図４は、本実施の形態の画像形成装置の概略構成を示す。本実施の形態において、画像形成装置１００は、電子写真画像形成プロセスによって記録媒体（転写材）、例えば、記録用紙、ＯＨＰシート或いは布などに画像形成するレーザービームプリンタとされる。

本実施の形態の画像形成装置１００は、像担持体である円筒状の感光ドラム１を有し、その軸を中心に図４の矢印Ａの方向に回転可能に支持している。画像形成動作が開始すると、回転する感光ドラム１Ｙの表面は、ローラ状の帯電手段（帯電ローラ）２Ｙによって一様に負に帯電される。その後、露光手段である露光装置３Ｙが、画像情報に応じた光により感光ドラム１Ｙの表面を走査露光し、感光ドラム１Ｙの表面に静電潜像を形成する。感光ドラム１Ｙ上に形成した潜像は、現像装置５ＹがＹトナーを供給することで現像される。

現像装置５Ｙでは、現像スリーブ６Ｙに現像バイアスを印加することで前記感光ドラム１Ｙ上に書き込まれた潜像をＹトナー層として形成する。Ｙトナー層は、転写ローラ７Ｙに転写バイアスを印加することで、給紙カセット１１より給紙ローラ１２を介して給紙される転写ベルト９上の転写材Ｐの表面に転写される。転写材Ｐに転写されずに感光ドラム１Ｙの表面上に残ったトナーは、クリーニングブレード１６Ｙによって除去された後、廃トナー収容部８Ｙによって収容される。

転写ベルト９ａは４本のローラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに掛け渡されており、図４の矢印Ｂの方向に回転し、表面に担持した転写材Ｐを画像形成ステーションＳＹ〜ＳＢｋに順次搬送する。

上記の処理を他の色のステーションＳＣ、ＳＭ、ＳＢｋでも行うことにより、転写材Ｐ上には各色のトナー層が重ね合わされてできるトナー像（現像剤像）が形成される。その後、転写ベルト９の下流側に配置されたローラ１０ｂのさらに下流側に位置する定着装置１４によって、転写材Ｐの表面に転写されたトナー像は溶融固着され、カラー画像形成装置１００の外部に配置されたトレイ１５に排出される。

また、両面プリント実行時は、転写材Ｐは定着装置１４を通過後、両面搬送経路４０を矢印Ｃの方向に通過することによって印刷面を反転させる。印刷面を反転させた状態で、転写材Ｐは再度画像形成ステーションＳＹ〜ＳＢｋに順次搬送され、各色のトナー層が重ね合わされてトナー像が形成される。その後、再度定着装置１４を通過することにより、トナー像が溶融固着されることにより、両面プリント画像を得ることができる。このように、両面プリントモード実行時は一度定着器を通過し、熱せられた転写材に対して再度転写工程を行うようになっている。そのような場合、転写材の熱が直接或いは間接的に感光体に伝わるため、片面プリントモードの場合よりも感光体が昇温しやすくなる。そのため、片面プリントモードの場合よりも後述するＶＬダウン量が大きくなる現象が発生する。

画像形成装置１００には温湿度検知手段として温湿度センサ１８が設けられており、画像形成装置１００が使用されている雰囲気環境を検出する。検出した温度と湿度は、ＣＰＵ２２に出力される。ＣＰＵ２２は温湿度センサ１８より入力された温度と相対湿度から雰囲気環境の絶対湿度を算出し、雰囲気環境の温度と絶対湿度の情報をそれぞれ０．１℃と０．１ｇ／ｍ３の単位で記憶手段２０に保存する。なお、絶対湿度とは、雰囲気環境の単位体積あたりに含まれる水蒸気量（ｇ）を表すものであり、単位はｇ／ｍ^３である。温湿度センサ１８が設けられる場所はこれに限定されるものではなく、感光ドラム１の周辺に設けてもよいし、それ以外の場所であっても構わない。感光ドラム１の周辺に温湿度センサ１８を配置した場合においても、感光ドラム１の実際の温度と、温湿度センサ１８が検出する温度にはズレが発生する。そのため、感光ドラム１の周辺に置かれた温湿度センサ１８の温湿度情報のみで現像バイアスを切り替えることは、感光ドラムの回転時間に対して画像濃度は安定しない。そこで、本実施の形態で記載されているような温湿度センサ１８の検出結果に加え、感光ドラム１の回転時間、停止時間を考慮して予測した制御の方が好ましい。

また、本実施の形態においては、雰囲気環境の温度と絶対湿度の情報をそれぞれ０．１℃と０．１ｇ／ｍ３の単位で記憶手段２０に保存するとしたが、特に限定されるものではなく、これら以外の単位であってもよい。なお、本実施例では、温度と相対湿度から絶対湿度を計算しているが、直接絶対湿度を測定することが可能であればそれでも問題ない。

なお、本実施の形態では、一成分現像方式を用いているが、これに限らず二成分現像方式を用いたものであってもよい。また、本発明における現像手段は磁性現像剤及び非磁性現像剤のいずれを用いるものであってもよく、これらは特に限定されるものではない。また、本発明に用いられる現像剤も、電子写真法に用いられる公知のものを用いることができ、現像手段に合わせて適宜最適なものが選択される。なお、本実施の形態においては、現像剤として非磁性現像剤を用いている。

次に、画像形成装置１００の感光ドラム１について説明する。感光ドラム１の感光層は、電荷発生物質を含有する電荷発生層と、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層に機能分離された積層型である。さらに、この積層型の感光層上に保護層として表面層を形成している。

図５を用いて、感光ドラム１の感光層の層構成について説明する。

感光体の支持体ととなる導電性を有するＡｌ基体１ａの上に、バリアー機能と接着機能をもつ下引き層１ｂを設けている。更に下引き層１ｂの上には、アルミ基体１ａから注入された正電荷が感光ドラム１の表面に帯電された負電荷を打ち消すのを防止する役割を果たす、中抵抗の正電荷注入防止層１ｃを設けている。

その上に電荷発生物質を含有する電荷発生層１ｄを設けており、電荷発生層１ｄは、電荷発生物質を結着樹脂および溶剤と共に分散して得られる電荷発生層用塗布液を塗布し、これを乾燥させることによって形成することができる。

電荷発生層１ｄの上には、電荷輸送物質を含有する電荷輸送層１ｅを設けている。電荷輸送層は、電荷輸送物質と結着樹脂を溶剤に溶解して得られる電荷輸送層用塗布液を塗布し、これを乾燥させることによって形成することができる。

電荷輸送層１ｅの上には表面層として表面保護層１ｆを設けている。表面保護層１ｆは、硬化性フェノール樹脂を溶剤等で溶解又は希釈して得た塗工液を感光層上に塗工して成形し、これによって塗工後に重合反応が起きて硬化層が形成される。

次に、本実施の形態における、画像形成装置１００の画像濃度制御方法について述べる。

画像濃度制御の一部は、各色の最大濃度を一定に保つ事（以下Ｄｍａｘ制御と称す）と、ハーフトーンの階調特性を画像信号に対してリニアに保つこと（以下Ｄｈａｌｆ制御と称す）によって行っている。

Ｄｍａｘ制御は、各色の最大濃度が感光ドラム１の膜厚や雰囲気環境に影響されるため、所望の最大濃度が得られるように環境検知の結果及びＣＲＧタグ情報から帯電バイアスや現像バイアスなどの画像形成条件を設定する。

一方、Ｄｈａｌｆ制御は、電子写真特有の非線形的な入出力特性（γ特性）によって、入力画像信号に対して出力濃度がずれて自然な画像が形成できない事を防止するため、γ特性を打ち消して入出力特性をリニアに保つような画像処理を行う。入力画像信号が異なる複数のトナーパッチを光学センサで検知して、入力画像信号と濃度の関係を得る。その関係から入力画像信号に対して所望の濃度が出るよう、画像形成装置に入力する画像信号を変換する。このＤｈａｌｆ制御はＤｍａｘ制御により帯電バイアスや現像バイアスなどの画像形成条件を決定した後に行う。

ＶＬの変動によって出力画像の濃度が感光体回転時間とともに変化する場合、Ｄｍａｘ制御とＤｈａｌｆ制御を頻繁に、例えば５枚の印刷枚数ごとに行うことで、色味変動を抑制することは可能である。しかし、Ｄｍａｘ制御とＤｈａｌｆ制御を頻繁に行うことは印刷スピードを大幅に落とし、画像形成装置の生産性を著しく低下させるため現実的ではない。そのため、本実施の形態では、Ｄｍａｘ制御とＤｈａｌｆ制御は１０００枚の印刷枚数につき１度しか行っていない。なお、本実施の形態におけるＤｍａｘ制御とＤｈａｌｆ制御は１０００枚の印刷枚数につき１度のタイミングとしたが、これに限定されるものではなく、別のタイミングであっても構わないし、Ｄｈａｌｆ制御を全く行わない構成であってもよい。また、印刷枚数ではなくトナー消費量などを基準としてＤｍａｘ制御とＤｈａｌｆ制御を行うタイミングを決めてもよい。

本実施の形態では、Ｄｍａｘ制御とＤｈａｌｆ制御は１０００枚の印刷枚数につき１度しか行っていないため、制御と制御の間にＶＬが大幅に変動してしまう。そのため、画像濃度制御をＤｍａｘ制御とＤｈａｌｆ制御のみで行うと、安定した画像濃度が得られない。そこで、本実施の形態では、Ｄｍａｘ制御やＤｈａｌｆ制御以外の画像濃度制御を行なっている。即ち、感光体回転時間や感光体停止時間、温湿度から、ＶＬの変動を予測することでＤｍａｘ制御によって決められた帯電バイアス若しくは現像バイアス（Ｖｄｅｖ）を現像コントラスト（Ｖｃｏｎｔ）が一定になるように逐次補正する画像形成制御を行う。

図１は、本実施の形態における画像形成制御のシステムブロック図である。なお、記憶手段２０、ＣＰＵ２２、読み取り手段２１、書き込み手段２６は、図４に示すように画像形成装置１００のエンジン制御部１７に設けられている。なお、記憶手段２０は、周知の電子的なメモリを好適に用いることができるが、これに限定されるものではない。本実施の形態では、記憶手段２０として不揮発性のＥＥＰＲＯＭを使用した。

ＣＰＵ２２は以下を備えている。ＶＬの変動を予測する計算手段２５。計算手段２５によってＶＬの変動を予測した結果に基づいて画像形成条件の制御を行う制御手段２３。感光体回転時間や感光体停止時間の計測が可能な時間計測手段（情報取得手段）であるタイマー２４。現在のプリントが片面プリントモードで行われているか両面プリントモードで行われているかを判断する印刷条件判断手段３１を備えている。

なお、片面プリントモードとは、定着装置１４を一度も通過していない転写材Ｐのみがプリントされるモードである。両面プリントモードとは、定着装置１４を一度通過した転写材Ｐと定着装置１４を一度も通過していない転写材Ｐが交互にプリントされるモードである。

タイマー２４は、感光ドラム１が駆動している間は感光体回転時間のカウントを１秒単位で行い、感光ドラム１の駆動が停止している間は感光体停止時間のカウントを１秒単位で行う。なお、本実施の形態においてはタイマー２４のカウントを１秒単位としたが、特に限定されるものではなく、１秒以外の単位であってもよい。タイマー２４によって計測した感光体回転時間と感光体停止時間は書き込み手段２６を介して記憶手段２０に記憶される。なお、本実施の形態においては、感光体回転時間と感光体停止時間の計測をどちらもタイマー２４によって行ったが、感光体回転時間と感光体停止時間の計測を２つのタイマーがそれぞれ独立して行う構成であってもよい。

画像形成装置１００には、記憶手段２０に記憶された情報を読み取るための読み取り手段２１が設けられている。読み取り手段２１は、記憶手段２０から読み取った情報をＣＰＵ２２へ送る。ＣＰＵ２２内にある計算手段２５はこれらの情報に基づいて、後述する方法でＶＬの変動を予測する。制御手段２３は、計算手段２５で予測した結果に基づき、画像形成プロセスを制御するための情報を画像形成手段に送る。

次に本実施の形態の画像形成装置１００における画像形成制御について説明する。ＶＬアップやＶＬダウンが生じる場合において画像濃度を安定させるためには、感光体回転時間に対する感光ドラム１のＶＬの変動を補正するような画像形成制御を行うことが必要である。

このような画像形成制御のためには、前述したように現像バイアスの制御、帯電バイアスの制御を行うことが挙げられる。例えばＶＬダウンが生じる場合には、そのＶＬダウン分の帯電バイアスの絶対値を増加させるように作用する補正量（第１の補正量）を計算手段で計算する。ＶＬアップが生じる場合には、そのＶＬアップ分の帯電バイアスの絶対値を減少させるように作用する補正量（第２の補正量）を計算手段で計算する。また、例えばＶＬダウンが生じる場合には、そのＶＬダウン分の現像バイアスの絶対値を減少させるように作用する補正量（第３の補正量）を計算手段で計算する。ＶＬアップが生じる場合には、そのＶＬアップ分の現像バイアスの絶対値を増加させるように作用する補正量（第４の補正量）を計算手段で計算する。本実施の形態では現像装置５の現像バイアス制御を例として説明する。

図６は本実施の形態における、画像形成制御の概念図である。本実施の形態においては、計算手段２５は、ＶＬアップによる変動量であるΔＵをｔ１、ｔ２、Ｗ、Ｔｃの４つのパラメータより計算し、ＶＬダウンによる変動量であるΔＤをｔ１、ｔ２、Ｗ、Ｔｃの４つのパラメータより計算している。なお、ΔＵは０若しくは負の値であり、ΔＤは０若しくは正の値である。

ｔ１は、感光ドラムの回転時間である。ｔ２は、感光ドラムの停止時間である。環境温度Ｔｃ、絶対湿度Ｗは、画像形成装置の電源がＯＮとなったときの温湿度センサ１８が読み取った値を記憶手段２０へ保存した値である。

本実施例では、１つの画像形成（画像形成ジョブの一単位）の開始時にｔ１＝０として情報をリセットしている。したがって、感光体回転時間ｔ１は、画像形成開始から制御装置による画像形成条件の制御実行までの感光体回転時間に該当する。即ち、ｔ１は、感光体が停止状態から移動を開始して経過した時間である感光体回転時間に関する情報である。また、１つの画像形成（画像形成ジョブの一単位）の終了時にｔ２＝０として情報をリセットしている。したがって、感光体停止時間ｔ２は、前の画像形成終了の時から次の画像形成開始までの感光体回転停止時間に該当する。即ち、ｔ２は、感光体が移動状態から停止して経過した時間である感光体停止時間に関する情報である。

詳細は後述するが、本実施例では、ΔＵを計算する際は、ｔ１とｔ２から求められる実質的な感光ドラム回転時間ｔ１ｕｐと、Ｗと、ＴｃとからΔＵを計算する。同様に、ΔＤを計算する際は、ｔ１とｔ２から求められる実質的な感光ドラム回転時間ｔ１ｄｗと、Ｗと、ＴｃとからΔＵを計算する。

実質的な感光体回転時間は、ＶＬアップカウント用（以下ｔ１ｕｐと称する）とＶＬダウンカウント用（以下ｔ１ｄｗと称する）でそれぞれ独立のパラメータとして設ける構成とした。以下、ｔ１ｕｐ、ｔ１ｄｗとある場合は、実質的な感光体回転時間を示すものとする。

計算手段２５はＶＬの変動を予測し、制御手段はこの予測結果に基づいて、Ｖｃｏｎｔが一定になるように現像装置５に印加する現像バイアスを制御する。

ＶＬの変動を予測するためには、ＶＬアップによる変動とＶＬダウンによる変動を両方予測する必要がある。計算手段２５は、ＶＬアップによる変動量とＶＬダウンによる変動量をそれぞれ計算することによりＶＬの変動を予測している。

次に、計算手段２５がＶＬの変動を計算する方法について詳しく説明する。ＶＬの変動に関する特性は記憶手段２０の中に保存されているテーブルに与えられており、計算手段２５はこのテーブルを参照することによってＶＬの変動を計算している。

以下、ＶＬアップによる変動とＶＬダウンによる変動の計算方法についてそれぞれ述べる。

まず、ＶＬアップによる変動の計算方法について述べる。ＶＬアップによる変動は、図１に示すように、記憶手段２０の中に保存されている片面プリントモード用のＶＬアップテーブル２７、及び両面プリントモード用のＶＬアップテーブル２９を参照することで行われる。

ＶＬアップテーブルは図７に示すように、テーブルＡとテーブルＢ、及びテーブルＣから成り、これらのテーブルに基づいて感光体回転時間に対するＶＬアップによる変動量の計算を行う。テーブルＡは図７（ａ）に示すように、感光体回転時間ｔ１ｕｐに対するＶＬの変動量を示したものである。テーブルＢは図７（ｂ）に示すように、雰囲気環境の温度Ｔｃと絶対湿度Ｗの条件に基づいて選択される係数が、４×４のマトリクスとして示されている。

また、テーブルＣは感光体停止時間ｔ２に基づいて選択される係数を示している。例えばｔ２＝２００（Ｓ）であれば、λ＝０となる。これは感光体停止時間が増加するほど、感光ドラムの残留電荷の影響が元に戻ることを意味している。

感光体回転時間に対するＶＬアップによる変動量の計算は、テーブルＡに、テーブルＢから選択された係数を乗じることによって行われる。なお、図７（ａ）はテーブルの形にはなっていないが、実際には、このグラフがテーブルの形としてテーブルＡには記載されている。

前述したように、ＶＬアップによる変動量ΔＵは、ｔ１ｕｐ（ｔ１、ｔ２から求められる）、Ｗ、Ｔｃの３つのパラメータから計算される。この理由について説明をする。

テーブルＡから解かるように、感光体回転時間ｔ１が大きくなると、変動量ΔＵも大きくなる。例えば、テーブルＡでは、感光体回転時間ｔ１が３０（ｓ）より大きくなると、変動量ΔＵは１０．５（Ｖ）でほぼ飽和することになる。しかしながら、ｔ１のカウントを開始する時点において、すでに感光体が１０（ｓ）回転しておりΔＵが６になってる状態であるならば、感光体回転時間ｔ１が２０（ｓ）を経過した時点で、変動量ΔＵは１０．５Ｖに飽和することになる。このように、単純に感光体回転時間ｔ１に基づいて計算を行なってもΔＵを適当に求めることができない。そこで、ｔ１をカウントし始める時の感光体の状態を加味した、実質的な感光体回転時間ｔ１ｕｐを用いてΔＵを計算する。

本実施例では、画像形成ジョブの一単位の開始時にｔ１＝０として情報をリセットしてカウントをし始める。そこで、ｔ１をカウントし始めた時の、感光体の状態を加味することにしている。具体的には、Ｖｕｐｅｎｄとλから、感光体のＶＬアップの変動量の状態（ＶＬｕｐ）を求める。Ｖｕｐｅｎｄは、今回の画像形成ジョブの一つ前の画像形成ジョブ終了時のΔＵの値である。λは、一つ前の画像形成ジョブが終了してから今回の画像形成ジョブが始まるまでの感光体停止時間ｔ２から求められる補正係数である。

ＶＬｕｐは次式で示される。
ＶＬｕｐ＝λ×Ｖｕｐｅｎｄ
このＶＬｕｐの値を、テーブルＡを用いて感光体回転時間ｔ１に換算したものを、ｔ１ｕｐ＿ｌｋとする。ｔ１ｕｐ＿ｌｋは、ｔ１のカウントを開始し始めた時に、既にどの程度感光体が回転しているのと同じ状態なのかを表している。ΔＵを求める際には、ｔ１ｕｐ＿ｌｋとｔ１とを加算して実質的な感光体回転時間とすることで、適当なΔＵを求めることができる。

感光ドラム１が駆動中におけるＶＬアップの計算方法を説明する。画像形成時のＶＬアップによる変動量ΔＵは、感光体回転時間ｔ１ｕｐとテーブルＡから算出される。ここで、先に説明したように、実質的な感光ドラム１の回転時間であるｔ１ｕｐに関しては、数式１で示すような関係がある。つまり、今回の画像形成ジョブで感光ドラム１が回転開始してからの経過時間ｔ１と、今回の画像形成ジョブが開始された時の感光体の状態を表すｔ１ｕｐ＿ｌｋの合計値となっている。
ｔ１ｕｐ＝ｔ１＋ｔ１ｕｐ＿ｌｋ ・・・ 数式１
ｔ１・・・今回の画像形成ジョブで感光ドラム１が回転開始してからの経過時間
ｔ１ｕｐ＿ｌｋ・・・今回の画像形成ジョブが開始された時の感光体のＶＬアップ量をテーブルＡにより時間に逆換算した値
テーブルＡから算出されたＶＬアップ量に、図７（ｂ）で示すテーブルＢにて、雰囲気環境の温度Ｔｃと絶対湿度Ｗに基づいて選択される係数を掛ける事によって、制御手段２３で制御するＶＬアップ量ΔＵを決定する。

また、画像形成ジョブが終了し感光ドラム１が停止した時に、計算手段２５は感光ドラム１停止時のＶＬアップ量であるＶｕｐｅｎｄを記憶手段に保存し、タイマー２４にて感光体停止時間ｔ２のカウントを開始する。そして、今回の画像形成ジョブから次の画像形成ジョブまでの感光体停止時間ｔ２の値に応じて、図７（ｃ）で示すテーブルＣによりＶｕｐｅｎｄに掛ける係数λが選択される。次の画像形成ジョブが開始される時には、これらＶｕｐｅｎｄとλから数式２によりＶＬｕｐを求める。
ＶＬｕｐ＝λ×Ｖｕｐｅｎｄ ・・・ 数式２
今回の画像形成ジョブが開始された時の感光体のＶＬアップ量であるＶＬｕｐは数式２で示される。数式１にて説明したｔ１ｕｐ＿ｌｋはこのＶＬｕｐ量をテーブルＡにより時間に逆換算したものである。

なお、本実施例では、片面プリントモードでも、両面プリントモードでも同じテーブルＡを用いている。しかしながら、プリントモードに応じてテーブルを使い分けるようにしてもよい。

この場合ｔ１ｕｐ＿ｌｋを算出する際は、プリントモードに対応したテーブルＡにより逆換算する。例えば、前回のジョブが片面プリントモードで、今回のジョブが両面プリントモードであった場合は、ＶＬアップ量を両面プリントモードのテーブルＡを用いてｔ１ｕｐ＿ｌｋに逆換算するようにする。

このとき、感光体停止時間と、切り替え後のプリントモードによっては、感光ドラム開始直後のＶＬアップ量をｔ１ｕｐ＿ｌｋに逆換算できない場合が存在する。このような場合においては、ＶＬアップ量を感光ドラム開始直後のＶＬアップ量で固定値とし、テーブルＡによるＶＬアップ量の算出を行わないものとする。そして、次回感光ドラム１が停止した時に、再度、感光体停止時間に基づく計算を行うことで、実質上問題はない。

なお、テーブルＡをプリントモードに応じて専用のものとしてもよい。また、テーブルＢ及びテーブルＣを、片面プリントモード、両面プリントモードをプリントモードに応じて専用のものとしてもよい。

また、両面プリントモード時は片面プリントモードのテーブルに係数掛けを行うことにより同様の効果が得られることは言うまでもない。

次に、ＶＬダウンによる変動の計算方法について述べる。ＶＬダウンによる変動は、図１に示すように、記憶手段２０の中に保存されている片面プリントモード用のＶＬダウンテーブル２８、及び両面プリントモード用のＶＬダウンテーブル３０を参照することで行われる。

ＶＬダウンテーブルは図８に示すように、テーブルＤとテーブルＥ、及びテーブルＦから成り、これらのテーブルに基づいて感光体回転時間に対するＶＬダウンによる変動量の計算を行う。テーブルＤは図８（ａ）に示すように、感光体回転時間ｔ１ｄｗに対するＶＬの変動量を示したものである。テーブルＥは図８（ｂ）に示すように、画像形成開始時の条件（雰囲気環境の温度Ｔｃと絶対湿度Ｗ）に基づいて選択される係数が、４×４のマトリクスとして示されている。

また、テーブルＦは感光体停止時間ｔ２に基づいて選択される係数を示している。これは感光体停止時間が増加するほど、感光ドラムの昇温具合が元に戻る（すなわち、雰囲気温度に近づく）ことを意味している。感光体回転時間に対するＶＬダウンによる変動量の計算は、テーブルＤに、テーブルＥから選択された係数を乗じることによって行われる。なお、図８（ａ）はテーブルの形にはなっていないが、実際には、このグラフがテーブルの形としてテーブルＤには記載されている。

前述したように、ＶＬダウンによる変動量ΔＵは、ｔ１ｄｗ（ｔ１、ｔ２から求められる）、Ｗ、Ｔｃの３つのパラメータから計算される。実質的な感光体回転時間ｔ１ｄｗを用いる理由は、ＶＬｕｐのところで説明したものと同じである。

本実施例では、画像形成ジョブの一単位の開始時にｔ１＝０として情報をリセットしてカウントをし始める。そこで、ｔ１をカウントし始めた時の、感光体の状態を加味することにしている。具体的には、Ｖｄｗｅｎｄとλから、感光体のＶＬダウンの変動量の状態（ＶＬｄｗ）を求める。Ｖｄｗｅｎｄは、今回の画像形成ジョブの一つ前の画像形成ジョブ終了時のΔＤの値である。ｂは、一つ前の画像形成ジョブが終了してから今回の画像形成ジョブが始まるまでの感光体停止時間ｔ２から求められる補正係数である。

感光ドラム１が駆動中におけるＶＬダウンの計算方法を説明する。画像形成時のＶＬダウンによる変動量ΔＤは、感光体回転時間ｔ１ｄｗとテーブルＡから算出される。ここで、実質的な感光ドラム１の回転時間であるｔ１ｄｗに関しては、数式３で示すような関係がある。つまり、今回の画像形成ジョブで感光ドラム１が回転開始してからの経過時間ｔ１と、今回の画像形成ジョブが開始された時の感光体の状態を表すｔ１ｕｐ＿ｌｋの合計値となっている。
ｔ１ｄｗ＝ｔ１＋ｔ１ｄｗ＿ｌｋ ・・・ 数式３
ｔ１・・・今回の画像形成ジョブで感光ドラム１が回転開始してからの経過時間
ｔ１ｄｗ＿ｌｋ・・・今回の画像形成ジョブが開始された時の感光体のＶＬダウン量をプリントモードに対応したテーブルＤにより時間に逆換算した値
テーブルＤから算出されたＶＬダウン量に、図８（ｂ）で示すテーブルＥにて、雰囲気環境の温度Ｔｃと絶対湿度Ｗに基づいて選択される係数を掛ける事によって、制御手段２３で制御するＶＬダウン量ΔＤを決定する。

また、画像形成ジョブが終了し感光ドラム１が停止した時に、計算手段２５は感光ドラム１停止時のＶＬダウン量であるＶｄｗｅｎｄを記憶手段に保存し、タイマー２４にて感光体停止時間ｔ２のカウントを開始する。そして、今回の画像形成ジョブから次の画像形成ジョブまでの感光体停止時間ｔ２の値に応じて、図７（ｃ）で示すテーブルＦによりＶｄｗｅｎｄに掛ける係数ｂが選択される。次の画像形成ジョブが開始される時には、これらＶｄｗｅｎｄとλから数式４によりＶＬｄｗを求める。
ＶＬｄｗ＝ｂ×Ｖｄｗｅｎｄ ・・・ 数式４
感光ドラム１が回転直後のＶＬダウン量であるＶＬｄｗは数式４で示され、数式３にて説明したｔ１ｄｗ＿ｌｋはこのＶＬｄｗ量をプリントモードに対応したテーブルＤにより時間に逆換算したものである。

また、本実施の形態の特徴としては、ｔ１ｄｗ＿ｌｋを算出する際に感光ドラム１が回転直後のＶＬダウン量を、プリントモードに対応したテーブルＤにより逆換算することである。

本実施の形態の特徴としては、ｔ１ｄｗ＿ｌｋを算出する際に、ＶＬダウン量を、プリントモードに対応したテーブルＤにより逆換算することである。即ち、プリントモードに応じて画像形成条件を決めるための制御値（テーブルＤ）を変えることを特徴とする。例えば、前回のジョブが片面プリントモードで、今回のジョブが両面プリントモードであった場合は、感光ドラム開始直後のＶＬアップ量を両面プリントモードのテーブルＤを用いてｔ１ｕｐ＿ｌｋに逆換算するようにする。

このとき、感光体停止時間と、切り替え後のプリントモードによっては、感光ドラム開始直後のＶＬダウン量をｔ１ｄｗ＿ｌｋに逆換算できない場合が存在する。このような場合においては、ＶＬダウン量を感光ドラム開始直後のＶＬダウン量で固定値とし、テーブルＤによるＶＬダウン量の算出を行わないものとする。そして、次回感光ドラム１が停止した時に、再度、感光体停止時間に基づく計算を行うことで、実質上問題はない。

なお、本実施の形態においては、片面プリントモードと両面プリントモードでは、テーブルＤのみがそれぞれ専用のものとなっている。そして、テーブルＥ及びテーブルＦは片面プリントモード、両面プリントモード共に同じテーブルを使用するものとしたが、これに限定されるものではない。

また、本実施例ではテーブルＤを片面プリントモード、両面プリントモードでそれぞれ設ける構成としたが、両面プリントモード時は片面プリントモードのテーブルに係数掛けを行うことにより同様の効果が得られることは言うまでもない。

以上の方法により、計算手段２５は、ＶＬアップテーブルを用いてＶＬアップ２７、２９による変動量を計算し、ＶＬダウンテーブル２８、３０を用いてＶＬダウンによる変動量を計算する。制御手段２３は、これらの計算結果の情報に基づき現像装置５に現像バイアス制御のための情報を画像形成手段に送る。本実施の形態においては、現像コントラスト（Ｖｃｏｎｔ）が一定になるように現像バイアスを制御している。

次に、図９のフローチャートを参照して、本実施の形態の画像形成制御の流れを説明する。

画像形成開始が指示されると、ステップ１で感光体回転時間ｔ１が０として記憶手段２０に保存される。ステップ２にて、タイマー２４は１秒単位で時間をカウントし始める。その後ステップ３では、読み取り手段２１によって記憶手段２０より、環境温度Ｔｃ、絶対湿度Ｗ、画像形成開始時ＶＬアップ量ＶＬｕｐ、画像形成開始時ＶＬダウン量ＶＬｄｗが読み取られる。なお、このとき、読み取られる環境温度Ｔｃ、絶対湿度Ｗは、画像形成装置の電源がＯＮとなったときの温湿度センサ１８が読み取った値を記憶手段２０へ保存した値である。

ステップ４では、印刷条件判断手段３１は、画像形成条件が片面プリントモードであるか両面プリントモードであるかどうかの判断を行う。画像形成条件が両面プリントモードの場合は、ステップ５にて両面プリントモード用のＶＬアップテーブル２９、ＶＬダウンテーブル３０を記憶手段２０から読み取る。また、画像形成条件が片面プリントモードの場合は、ステップ６にて片面プリントモード用のＶＬアップテーブル２７、ＶＬダウンテーブル２８を記憶手段２０から読み取る。

ステップ７では、計算手段２５は、前述した方法により、環境温度Ｔｃ、環境絶対湿度Ｗ、画像形成開始時ＶＬアップ量ＶＬｕｐ、感光体回転時間ｔ１からＶＬアップによる変動量ΔＵを計算する。

ステップ８では、計算手段２５は、前述した方法により、環境温度Ｔｃ、環境絶対湿度Ｗ、画像形成開始時ＶＬダウン量ＶＬｄｗ、感光体回転時間ｔ１からＶＬダウンによる変動量ΔＤを計算する。

ステップ９では、計算手段２５は、ステップ７とステップ８で計算したＶＬアップによる変動量ΔＵとＶＬダウンによる変動量ΔＤから、ＶＬの変動量を”ΔＵ＋ΔＤ”として計算する。制御手段２３はこの計算結果を元に、Ｖｃｏｎｔが一定になるように現像装置５に印加する現像バイアスを制御する。

ステップ１０では、ＣＰＵ２２は画像形成が終了するか否かを判断する。画像形成が続行される場合（ステップ１０、Ｎｏ）は、ステップ１１にてタイマー２４は感光体回転時間ｔ１のカウントを１秒増やし、ステップ７からステップ１０の動作を画像形成が終了されるまで繰り返す。ステップ１０で画像形成が終了される場合（ステップ１０、ＹＥＳ）は、画像形成停止時の計算へと移行する。

ステップ１２では、ＣＰＵ２２は画像形成終了時のＶＬｕｐ量であるＶｕｐｅｎｄ、及びＶＬｄｗ量であるＶｄｗｅｎｄを記憶手段２０に保存する。

ステップ１３では、感光体停止時間ｔ２が０として記憶手段２０に保存され、ステップ１４にて、タイマー２４は１秒単位で時間をカウントし始める。

ステップ１５では、ＣＰＵ２２は画像形成が開始されるか否かを判断する。画像形成が停止のままである場合は（ステップ１５、Ｎｏ）、ステップ１６にて感光体停止時間ｔ２のカウントを１秒増やし、画像形成が開始されるまでステップ１５からステップ１６を繰り返す。画像形成が開始される場合（ステップ１５、Ｙｅｓ）は、ステップ１７にて感光体停止時間ｔ２に応じて、感光ドラム１停止時のＶＬアップ量、ＶＬダウン量を前述した数式２及び数式４に基づき算出し、記憶手段２０に保存を行う。その後ステップ１からの画像形成時の計算へと移行する。

本願発明の特徴としては、次の画像形成における画像形成条件を変更するために、次の画像形成のプリントモード（両面か片面か）ではなく、次の画像形成よりも前の画像形成のプリントモードを考慮している点である。これは、感光ドラムの昇温は、次の画像形成のプリントモードではなく、次の画像形成よりも前のプリントモードに依存するためである。ステップ３で読み込まれるＶＬｕｐ、ＶＬｄｗは、両方とも次の画像形成よりも前のプリントモードを考慮して求められるＶＬ変化量のパラメータである。また、ステップ７、ステップ８で計算されるＶＬの変動量も次の画像形成よりも前のプリントモードを考慮している点で同じである。

次に本実施の形態によって得られる効果について、本実施の形態のプロセス制御を行った場合と、行わなかった場合（比較例）を比較して説明する。ここで、比較例については、本実施の形態のプロセス制御を全く行わない、すなわち現像バイアスは固定値であるものを比較例１とした。背景技術で説明したように、両面プリント時のプロセス制御を考慮せず、片面プリントモードの予測制御で、両面プリントを実施した場合を比較例２とした。なお、従来例の画像形成装置は、上述の画像形成制御を行わない以外は、本実施の形態の画像形成装置１００と同一構成であった。

図１０（ａ）には、Ｌ／Ｌ（１５℃１０％ＲＨ、絶対湿度１．０６ｇ／ｍ^３）の環境下において、現像バイアス（Ｖｄｅｖ）とＶＬの推移を示してある。比較例、本実施の形態ともに、Ｄｍａｘ制御とＤｈａｌｆ制御を行った後、２５０枚まで連続で両面画像形成を行った場合、すなわち５００イメージ画像形成を行った場合におけるものである。また、このときの画像形成開始前の感光体停止時間ｔ２は１２０００秒であった。また、参考データとして、同様の条件下にて片面プリントモードにて５００イメージ画像形成を行った場合の、ＶＬの推移を示す。

図１０（ｂ）にはそのときのハーフトーン濃度の推移を示している。図１０（ｂ）においてプリント物の色度を測定する方法は以下のようにして行なった。転写材（製品名：カラーレーザーコピアペーパー８１．４ｇ／ｍ２ キヤノン株式会社製）上に、トナーパッチを各色１０段階の階調によって形成し、定着後の各トナーパッチを、ＧＲＥＴＡＧ Ｓｐｅｃｔｒｏｌｉｎｏ（グレタグマクベス社製）により測色する。図１０（ｂ）では一例として、マゼンタのハーフトーン（印字率５０％）パッチの濃度推移の結果を示している。

図１０（ａ）より、本実施の形態における画像形成装置１００は、Ｌ／Ｌ環境で５００イメージ両面プリントを行った場合は、最初の２５〜５０イメージで３〜４Ｖ程度ＶＬアップ後、３５Ｖ程度のＶＬダウンが発生している。このように、本実施の形態の画像形成装置では、一旦は感光ドラムの残留電荷によりＶＬアップが発生するものの、その後は感光ドラムの昇温の影響が大きくなったため、画像形成枚数とともにＶＬが低下し続け、やがて飽和する特性を示したものと考えられる。

また、片面プリントモードのＶＬアップ量は、最初の２５〜５０イメージで３〜４Ｖ程度と両面プリントモードと同様であるが、その後のＶＬダウン量は２１Ｖ程度であり、両面プリントモードと比較してＶＬダウン量は小さくなっている。

したがって、本実施の形態においては、両面プリントモード実行時によりＶＬダウン量を大きくするように現像バイアス制御を行うような予測を行っている。

比較例１では、常にＤｍａｘ制御によって決められた現像バイアス（−２５０Ｖ）で印刷を行うため、２５〜５０イメージの間で一旦Ｖｃｏｎｔが低下する。その後は画像形成枚数とともにＶｃｏｎｔが上昇してしまい、その上昇量は５００イメージで３５Ｖ程度となっている。そのため比較例１では、図１０（ｂ）のように、画像濃度が一旦低下後、その後画像形成枚数と共に上昇し、その上昇量は５００イメージにつき０．１１３となっている。

比較例２では、画像形成枚数に伴い、現像バイアスを逐次変更を行っているが、両面モードによるＶＬダウン量を考慮していない。そのため、２５〜５０イメージでのＶＬアップによるＶｃｏｎｔの低下は抑えられている。しかし、その後は画像形成枚数が増えるにつれ予測したＶＬダウン量よりも実際のＶＬダウン量の方が大きくなっているため、Ｖｃｏｎｔが上昇してしまい、その上昇量は５００イメージで１４Ｖ程度となっている。そのため、比較例２では、図１０（ｂ）のように、最初の２５〜５０イメージの画像濃度低下は抑えられているが、その後は画像形成枚数と共に上昇し、その上昇量は５００イメージで０．０４０となっている。

一方、本実施の形態を行った場合では、Ｄｍａｘ制御によって決められた現像バイアス（−２５０Ｖ）から、両面プリントモードにおけるＶＬの変動を計算して現像バイアスを逐次変更して印刷する。そのために、画像形成枚数によらずＶｃｏｎｔを一定にすることができる。図１０（ａ）に示すように、５００イメージ通紙につきＶｃｏｎｔの変動は数Ｖ程度に抑えられる。そのため、本実施の形態では図１０（ｂ）のように、画像濃度が画像形成枚数に係わらず安定し、その濃度は０．４１８〜０．４３５までと、０．０１７の濃度変動となり、安定した濃度が得られることが確認された。

なお、図１０（ｂ）ではマゼンタのハーフトーン（印字率５０％）パッチの結果のみを示したが、本実施の形態を用いた場合には、マゼンタの他の階調のパッチ濃度や他色のパッチ濃度も安定することも確認された。また、連続印刷のみではなく、断続的に印刷がなされたり、両面プリントモードから片面プリントモードに切り替わった場合でも本実施の形態の効果は得られた。またその逆に片面プリントモードから両面プリントモードに切り替わった場合においても、本実施の形態を用いた場合には濃度が安定することが確認された。

本実施の形態においては、感光ドラム１の表面電位としてＶＬの変動を予測した結果に基づいて現像バイアスの制御を行ったが、ハーフトーン画像部の電位変動を予測した結果に基づいて現像バイアスの制御を行ってもよい。

本実施の形態においては、１秒単位で現像バイアスの制御を行ったが、別の単位で現像バイアスの制御を行ってもよい。例えば、０．５秒単位で現像バイアスの制御を行ってもよいし、１ページ単位で現像バイアスの制御を行ってもよい。

本実施の形態では、ＶＬの変動を予測した結果に基づいて、Ｖｃｏｎｔを一定にするための画像形成制御として現像バイアスの制御を行ったが、帯電バイアスの制御を行ってもよい。つまり、現像バイアスを一定にしたまま、ＶＬの変動を予測した結果に基づいて帯電バイアスを逐次変更することによってＶｃｏｎｔを一定にする。そのためには、帯電バイアスと予測されたＶＬの関係を示したテーブルを記憶手段２０に保存しておき、ＶＬが常に一定になるように帯電バイアスを制御すればよい。ΔＵとΔＤの影響から、ＶＬがアップするような場合は、帯電バイアスを低くし、ＶＬがダウンするような場合は帯電バイアスを高く設定する。

以上の方法によって、画像形成制御として帯電バイアスの制御を行った場合においても、常に安定した濃度の画像を得ることができる。また、ＶＬの変動を予測した結果に基づいて、帯電バイアスと現像バイアスの両方の制御を行う構成であってもよい。

なお、本実施例では、記録材の印刷モードが一度も前記定着装置を通過しない記録材のみに対して転写を行うモードを片面プリントモード（第１の印刷モード）。前記定着装置を通過した記録材を少なくとも含む記録剤に対して転写を行うモードを両面プリントモード（第２の印刷モード）として説明を行なったがこれに限られることはない。例えば、片面プリントではあるが、記録紙にトナー像を転写後１回定着を行なった後に、再度定着画像の上にトナー像を転写するような場合は、第２の印刷モードとして取り扱ってもよい。なお、第１の印刷モードは、定着装置を通過した記録材が現像剤像を転写される位置を通過しないモードである。第２の印刷モードは、前記定着装置を通過した記録材が現像剤像を転写される位置を通過するモードである。

なお、本実施例では、図８（ａ）から解かるように、片面プリントよりも両面プリントの方が、ΔＤが大きくなる。したがって、温湿度、感光体回転時間、感光体停止時間の条件が同じ場合、両面印刷モード時は、片面印刷モード時よりも、帯電バイアスの絶対値を大きくする制御が行なわれることになる。現像バイアスを制御する場合は、両面印刷モード時は、片面印刷モード時よりも現像バイアスの絶対値を低くする制御が行なわれることになる。

１００ 画像形成装置
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光ドラム
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 帯電ローラ
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ 露光装置
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ 現像装置
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ 現像スリーブ
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ 転写ローラ
８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ 廃トナー収容部
９ 転写ベルト
１１ 給紙カセット
１３ レジローラ
１４ 定着装置
１６ クリーニングブレード
１７ エンジン制御部
１８ 温湿度センサ
２０ 記憶手段
２１ 読み取り手段
２２ ＣＰＵ
２３ 制御手段
２４ タイマー
２５ 計算手段
２６ 書き込み手段
２７ 片面プリントモード用のＶＬアップテーブル
２８ 片面プリントモード用のＶＬダウンテーブル
２９ 両面プリントモード用のＶＬアップテーブル
３０ 両面プリントモード用のＶＬダウンテーブル
３１ 印刷条件判断手段
４０ 両面搬送経路

Claims (15)

1. 表面が回転可能な感光体と、
   前記感光体に画像を形成する画像形成手段と、
   前記感光体が停止状態から回転を開始して経過した時間である回転時間に関する情報と、前記感光体が回転状態から停止して経過した時間である停止時間に関する情報とを取得する情報取得手段と、
   画像形成装置の温湿度に関する情報を検知する温湿度検知手段と、記録材に転写されたトナー像を定着する定着装置と、を備える画像形成装置において、
   前記画像形成手段による画像形成条件を制御する制御手段とを備え、
   前記定着装置を通過した記録材が現像剤像を転写される位置を通過しないモードを第一の印刷モード、前記定着装置を通過した記録材が現像剤像を転写される位置を通過するモードを第二の印刷モードとして、前記制御手段は、次の画像形成の画像形成条件を、前記回転時間に関する情報と、前記停止時間に関する情報と、前記温湿度に関する情報と、次の画像形成よりも前の画像形成が第１の印刷モードか第２の印刷モードのどちらであるかと、に応じて決定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の印刷モードとは、片面印刷モードであり、前記第２の印刷モードとは、両面印刷モードであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成手段は、
   前記感光体の表面を帯電する帯電装置、
   前記感光体に露光することにより静電潜像を形成する露光装置、
   前記静電潜像に現像剤を供給して現像剤像とする現像装置を備えることを特徴とする、請求項１乃至２記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、温度と相対湿度から絶対湿度を算出し、
   前記制御手段は、温度と、絶対湿度と、前記回転時間と前記停止時間に応じて前記画像形成条件を変更することを特徴とする請求項１乃至３記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成条件は、帯電装置に印加する帯電バイアス、現像装置に印加する現像バイアスの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項１乃至４記載の画像形成装置。
6. 前記第１の印刷モードとは、片面印刷モードであり、前記第２の印刷モードとは、両面印刷モードであり、
   前記温湿度、前記回転時間、前記停止時間の条件が同じ場合、次の画像形成よりも前の画像形成が前記両面印刷モードの時は、次の画像形成よりも前の画像形成が前記片面印刷モードの時よりも、帯電装置に印加する帯電バイアスの絶対値を大きくすることを特徴とする、請求項１乃至５記載の画像形成装置。
7. 前記第１の印刷モードとは、片面印刷モードであり、前記第２の印刷モードとは、両面印刷モードであり、前記温湿度、前記回転時間、前記停止時間の条件が同じ場合、次の画像形成よりも前の画像形成が前記両面印刷モードの時は、次の画像形成よりも前の画像形成が前記片面印刷モードの時よりも現像装置に印加する現像バイアスの絶対値を小さくすることを特徴とする、請求項１乃至５記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、帯電バイアスの絶対値を増加させるように作用する第１の補正量と、帯電バイアスの絶対値を減少させるように作用する第２の補正量と、を計算する第１の計算手段を備え、
   前記第１の補正量と、前記第２の補正量と、に応じて帯電バイアスを制御することを特徴とする、請求項５記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、現像バイアスの絶対値を減少させるように作用する第３の補正量と、と現像バイアスの絶対値を増加させるように作用する第４の補正量と、を計算する第２の計算手段を備え、
   前記第３の補正量と、前記第４の補正量と、に応じて、現像バイアスを制御することを特徴とする、請求項５記載の画像形成装置。
10. 前記第１の計算手段は、前記回転時間が増加するほど帯電バイアスの絶対値を増加させるように前記第１の補正量を計算し、前記停止時間が増加するほど帯電バイアスの絶対値を減少させるように前記第１の補正量を計算することを特徴とする、請求項８記載の画像形成装置。
11. 前記第１の計算手段は、前記回転時間が増加するほど帯電バイアスの絶対値を減少させるように前記第２の補正量を計算し、前記停止時間が増加するほど帯電バイアスの絶対値を増加させるように前記第２の補正量を計算することを特徴とする、請求項８に記載の画像形成装置。
12. 前記第２の計算手段は、前記回転時間が増加するほど現像バイアスの絶対値を減少させるように前記第３の補正量を計算し、前記停止時間が増加するほど現像バイアスの絶対値を増加させるように前記第３の補正量を計算することを特徴とする、請求項９に記載の画像形成装置。
13. 前記第２の計算手段は、前記回転時間が増加するほど現像バイアスの絶対値を増加させるように前記第４の補正量を計算し、前記停止時間が増加するほど現像バイアスの絶対値を減少させるように前記第４の補正量を計算することを特徴とする、請求項９に記載の画像形成装置。
14. 前記第２の印刷モード時、前記第１の計算手段は前記第１の補正量を、前記第１の印刷モード時における前記第１の補正量よりも、帯電バイアスの絶対値を増加させるような値に計算することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
15. 前記第２の印刷モード時、前記第２の計算手段は前記第３の補正量を、前記第１の印刷モード時における前記第３の補正量よりも、現像バイアスの絶対値を減少させるような値に計算することを特徴とする請求項９記載の画像形成装置。