JP5921127B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、乾式電子写真方式のプリンタ、複写機等の画像形成装置に関する。

乾式電子写真においては、画像形成の過程でトナーの摩擦帯電を利用している。このため、周囲の雰囲気（温度、相対湿度、絶対水分量等）は重要なパラメータである。そこで、周囲の雰囲気を検知し画像形成条件を制御する技術が数多く開示されている。特に、過去の環境情報を記憶しておき、現在の環境情報とともに画像形成条件を変更する「環境履歴制御」と呼ばれるものも多数開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１４７６２０

特許文献１の技術を用いた環境履歴制御を考慮するにあたり、画像形成装置の電源投入時を考える。図１９は、横軸に時刻、縦軸に湿度をプロットしたものである。湿度に対し５０％〜８０％の領域にある２つの曲線（湿度例（１）：実線、湿度例（２）：破線）が実際の画像形成装置周辺の環境条件の例である。１０％〜３０％の領域にある実線は、画像形成装置の電源のオンオフを模擬的に時系列のグラフに示したものである。環境は変化するため、図１９の値自体は一例を表したものに過ぎない。

環境履歴制御は、現在の環境情報及びそれより古い環境情報を用い、感光体ドラムや現像剤のような環境条件に対し履歴的に特性が変化する材料に対し、より適切な画像形成条件を設定する。

この場合に用いることのできる環境情報としては、図１９右側の「今回の環境検知」として矢印でタイミングを示した環境情報、及びそれよりも古い環境情報、即ち図１９の左側で「前回の環境検知」として矢印で示した環境情報である。画像形成装置はその間の湿度を、「現在の環境検知」「前回の環境検知」の２つの情報から推測する。簡単なのは横軸を時間として線形、あるいは指数関数的に補間する方法である。

画像形成装置の電源がオフされている間の環境情報が変動しない場合、例えば、湿度例（１）の場合には、上記のような補間は現実の湿度例（１）に対して概ね誤差なく算出できる。このため、この方式による画像形成条件の設定は有効である。

しかし、湿度例（２）のように、画像形成装置の電源がオフされている間に環境が大きく変わる場合もある。例えば、画像形成装置の電源がオフされている間に空調も電源を切られて室内が高温高湿で、さらに翌朝空調の電源が入ってから画像形成装置の電源がオンされる場合である。

この場合、画像形成装置は電源がオフされている間の環境を検知することができない。一方で、感光体ドラムや現像剤はこのような湿度変化にさらされて、その特性が変わってしまう。このため、画像形成条件の設定が必ずしも正確とはいえない場合があった。この結果、得られる画像は、例えば濃度変動がみられる等の問題が現れたものになってしまっていた。

これに対する最も簡単な代替手段として、電源オフ時にも画像形成装置の湿度測定に関わるプリンタ制御部などの部分のみを間欠的に駆動させる手段も考えられる。しかし、その駆動自体や、駆動のオンオフを制御するための制御手段の電源が入ることになり、いわゆる待機電力を消費してしまう。様々なかたちで事務機や家電製品に省電力性能が求められている現在、待機電力を前提とした制御を行うことは好ましくない。これは画像形成装置本体に（一次、あるいは二次）電池を搭載した場合でも、何らかの電力を消費しているという点では同様である。

本発明の目的は、環境履歴制御を行う画像形成装置において、電源オフ時の環境変化による画像濃度変化の影響を低減し、適切な画像形成を行うことである。

上述の目的を達成するための本発明の代表的な構成は、像担持体と、前記像担持体に担持された静電潜像をトナー像として可視像化する現像器と、時刻を取得する時刻取得部と、画像形成装置内の環境を測定する環境測定部と、前記環境測定部から得られた環境情報及び前記時刻取得部から得られた環境測定時刻情報を記憶する記憶部と、画像形成条件を決定する制御部と、前記制御部に電源を供給する制御部電源と、を有する画像形成装置において、周囲の湿度の変化に対して遅延を伴って湿度が追従するように変化する湿度追従遅延部材を備え、前記制御部は、前記制御部電源の前回の電源オフ時より前に取得された前記記憶部に記憶されている旧環境情報によって画像形成仮条件を設定し、前記旧環境情報と前記制御部の今回の電源オン時に前記湿度追従遅延部材から得られる新環境情報によって前記画像形成仮条件を補正することで画像形成条件を決定するにあたり、環境推移に対する現像剤のなじむ速度を示す時定数と、環境推移に対する湿度追従遅延部材の電気抵抗値の変化を示す時定数を用いて画像形成条件を決定し、かつ、決定に用いる時刻区間において前記現像器が駆動されている場合の第一画像形成条件変化量、前記現像器が駆動されていない場合の第二画像形成条件変化量の間に、第一画像形成条件変化量＞第二画像形成条件変化量とすることを特徴とする。

以上の構成により、環境履歴制御を行う画像形成装置において、電源オフ時の環境変化による画像濃度変化の影響を低減し、適切な画像形成を行うことができる。

第１参考例の画像形成装置の概略図。 第１参考例の１色分のステーションを説明する図。 第１参考例の１色分相当のブロック図。 第１参考例のプリント動作の概略を説明するフローチャート。 第１参考例の放電電流制御を詳しく説明するフローチャート。 第１参考例の放電電流制御を詳しく説明するグラフ。 第１参考例の帯電ローラの湿度推移を示したグラフ。 第１参考例の課題である環境変動を表わすグラフ。 第１参考例の時定数Ｄ、Ｃを説明するグラフ。 第１参考例の特徴である環境履歴補正制御を説明するフローチャート。 第２参考例のプリント動作を説明するフローチャート。 第１実施形態のプリント動作の概略を説明するフローチャート。 第１実施形態の転写電圧設定制御を説明するフローチャート。 第１実施形態の転写電圧設定制御を詳しく説明するグラフ。 第１実施形態の特徴である環境履歴補正制御を説明するフローチャート。 比較例のプリント動作の概略を説明するフローチャート。 比較例の湿度算出を説明するフローチャート。 比較例の湿度履歴制御を説明するフローチャート。 従来の課題である環境変動を表わすグラフ。

〔第１参考例〕
（本参考例の画像形成装置の概要）
図１は第１参考例の画像形成装置の概略図である。

図１に示すように、本参考例の画像形成装置Ａはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の感光体ドラム２８（２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋ）を並置して設けた、いわゆるタンデム方式のフルカラー画像形成装置である。感光体ドラム２８（像担持体）や、各感光体ドラム２８に対応するプロセス手段の構成は、画像形成色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に関わらず同様である。このため、以下の説明においては、画像形成色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）表示を適宜省略して説明する。

画像形成装置Ａは、まず、各色のステーション（画像形成部）において各色のトナー像を作像し、各感光体ドラム２８に担持された静電潜像を可視像化する。そして、一次転写ローラ２３（２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ）にて中間転写ベルト２４上で４色のトナー像を重ね合わせ、その後、二次転写ローラ２３ｚによって転写材２７に一括して二次転写する。

その後、４色分のトナー像が転写された転写材２７は、定着器２５による加熱および加圧を受ける。すると、トナー像は転写材２７に定着し、永久画像となる。転写材２７に転写されなかった残トナーは、感光体ドラムクリーナー２６（２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ）によって除去される。また、クリーニングの前には、除電部材２９（２９Ｙ、２９Ｍ、２９Ｃ、２９Ｋ）によって、感光体ドラム２８の電荷が除電される。

図２及び図３によって、各ステーションの構成を詳しく説明する。図２は第１参考例の１色分のステーションを説明する図である。図３は第１参考例の１色分相当のブロック図である。

以下の説明で符号の数字を単に示したものは、各ステーションに共通な部分である。各ステーションには帯電バイアス、現像バイアス、一次転写バイアスを印加する手段がある。即ち、帯電バイアス電源４１（４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ）、現像バイアス電源４２（４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋ）、一次転写バイアス電源４３（４３Ｙ、４３Ｍ、４３Ｃ、４３Ｋ）が備えられる。プリンタ制御部３００（制御部）は内蔵するＣＰＵ３０１などによって、先述した画像形成装置Ａの各部分やバイアス電源の動作を制御する。

感光体ドラム２８は、アルミニウム製のシリンダの表面に、下引き層と、光電荷発生層と、電荷輸送層（厚さ約２０μｍ）との３層を、下から順に塗り重ねた構成である。

感光体ドラム２８の表面は、帯電バイアス電源４１から帯電ローラ２１（帯電部材）に印加された帯電バイアスによって一様に帯電される。この一様に帯電された感光体ドラム２８上の電位を白地部電位またはＶｄ（Ｖ）と呼ぶ。帯電バイアスは、直流成分Ｖｃｈｇ（Ｖ）に交流成分を重畳したものであり、詳細については後述するが、Ｖｃｈｇ（Ｖ）の値はほぼＶｄ（Ｖ）になるように調整される。

次に画像データ（画像信号）のレベルに対応する信号に基づいてレーザー２２（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）の照射位置を制御し、感光体ドラム２８上のＶｄ（Ｖ）部に照射する。これにより、感光体ドラム２８上に静電潜像が形成される。レーザー２２による最大露光を行った部分の電位を最大濃度部電位またはＶｌ（Ｖ）と呼ぶ。

現像器１について詳しく説明する。本参考例の現像剤は、非磁性トナーと磁性キャリアを混合し現像剤として用いる「２成分現像方式」を採用する。

非磁性トナーはポリエステルを主体とし、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローそれぞれの色に応じた着色剤、および定着助剤であるワックスを混合した樹脂を粉砕分級したものである。トナー樹脂は本参考例で用いたポリエステルの他、スチレンアクリル系のものやそれらを混合したものなどを用いることが出来る。

また本参考例で用いた粉砕分級法のほかに、重合法を用いて作成した球状のトナーを用いることも出来る。磁性キャリアはフェライトからなるコアをシリコン系樹脂によりコートしたものを用いる。コアとしてはマグネタイトなどの磁性粉末をフェノール樹脂などで固めて球状とした磁性樹脂粒子などを用いてもよい。またコート剤としてはスチレンアクリル系、フッ素系、その他様々な材料を使用してもよい。

現像器１の内部には２本並列に設けられたスクリュー対４が回転する。これにより、現像剤を図２に対して垂直な方向に互いに逆方向に搬送することとなり、図２の垂直方向両端部で現像剤を受け渡す。このように、スクリュー対４があることにより、現像剤は、現像器１内で撹拌されつつ循環する。

現像器１の開口部には、感光体ドラム２８に対向するように現像スリーブ３が設けられる。現像スリーブ３は、内部に備えたマグネット５の磁力により、２成分現像剤を担持して感光体ドラム２８表面に搬送する。

現像スリーブ３には、現像バイアス電源４２から所定の直流成分Ｖｄｅｖ（Ｖ）に交流成分を重畳した現像バイアスが印加される。Ｖｌ−Ｖｄｅｖの差分の絶対値をＶｃｏｎｔと呼び、現像スリーブ３から見た静電潜像の最大濃度部の電位のことを指す。またＶｄ−Ｖｄｅｖの絶対値をＶｂａｃｋと呼び、これは、白地部のトナーかぶりを保証するために設けた電位差である。

ＶｃｏｎｔとＶｂａｃｋの和はＶｄとＶｌの差分に一致し、この値を潜像コントラストと呼ぶ。最大露光量が決まっていれば、Ｖｄに対してＶｌは一意に決まる。すなわちＶｄを調整することによって、潜像コントラストを調整することができ、そこには所定の関係式が存在する。プリンタ制御部３００はその所定の関係式を記憶していて、必要とされるＶｃｏｎｔ／Ｖｂａｃｋの値から適切なＶｄの値、即ち帯電バイアスの直流成分Ｖｃｈｇを決定する。またその値からＶｂａｃｋの値を差し引いたものが、即ち現像バイアスの直流成分Ｖｄｅｖとなる。

各色のトナー像は一次転写ローラ２３に一次転写バイアス電源４３から印加された一次転写バイアスＶｔｒ１によって中間転写ベルト２４（転写部材）上に重ねて一次転写される。

図３に示すように、制御部電源１００により電源を供給されるプリンタ制御部３００は、ＣＰＵ３０１、記憶部としての不揮発性メモリ３０２やＲＯＭ３０３、時刻を取得する時刻取得部３０４を有する。記憶部では、後述の環境測定部から得られた環境情報及び時刻取得部３０４から得られた環境測定時刻情報を記憶する。プリンタ制御部３００は、これらから画像形成条件を決定する。

また、プリンタ制御部３００は、環境測定部として現像器温度センサ５１及び環境センサ５３を有する。

現像器温度センサ５１（５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋ）から温度情報を、環境センサ５３から環状情報を取得する。現像器温度センサ５１は、図１に示すように、各色の現像器１にそれぞれ配置され、それぞれの現像器１の温度ｔ（ｔＹ、ｔＭ、ｔＣ、ｔＫ）を検知する。

環境センサ５３は画像形成装置内に備えられ、周辺の環境から環境温度Ｔ（℃）、ＲＨ（％）を検知する。環境センサ５３は、画像形成装置Ａの外壁に近く、かつ装置内の諸熱源からできるだけ離れた位置に配置されるとより好ましい。検知された温度ｔ及びＴ（℃）、ＲＨ（％）はプリンタ制御部３００に通知される。

現存する画像形成装置の多くが、プリンタ制御部３００のオン／オフを画像形成装置自体が制御する構成である。つまり、画像形成装置の電源オン時で且つプリンタ制御部３００も電源オンの状態となって初めてプリンタ制御部３００が作動する。以下の説明では、説明を簡単にするため、本参考例では画像形成装置本体の電源オン／オフが即ちプリンタ制御部３００のオン／オフであるとして説明する。またここでの説明は１つの画像形成ステーションについてのものであり、実際は４ステーション分の動作をプリンタ制御部３００が並列して行う。

〔比較例〕
本参考例の特徴をわかりやすく説明するために、まず本参考例と同様のデバイス構成をそなえた従来の画像形成装置を比較例として説明する。図１６は比較例のプリント動作の概略を説明するフローチャートである。

プリンタ制御部３００は、ステップＳ１０１でプリント待機の状態である。電源オン時はこのステップＳ１０１からフローを開始し、逆に電源オフは必ずステップＳ１０１に戻った場合に行われるものとする。

プリンタ制御部３００は、プリント指示の命令を受けると、画像形成装置本体内の環境センサ５３から現在の周辺環境温度ＴＭＰｎの値、相対湿度ＲＨｎの値を取得する。また、現像器温度センサ５１からは現像器温度ｔｍｐｎを取得する。プリンタ制御部３００は、これらの値から現像器周辺の湿度ｒｈｎ（相対湿度）を求める（ステップＳ１０２、詳細は後述）。

続いてプリンタ制御部３００は、内蔵の不揮発性ＲＡＭである不揮発性メモリ３０２から、以前現像剤の温湿度として測定、算出された温度ｔｍｐｍ、湿度ｒｈｍと、それを求めた時刻ｔｍとを読み出す。そして、現在の時刻ｔｎと記憶されていた時刻ｔｍとに基づいて湿度ｒｈｍと湿度ｒｈｎの間を補完する。そして、「現在の現像剤の平均的な」湿度ｒｈｒを算出する（ステップＳ１０３、詳細は後述）。このステップＳ１０３の過程が、「環境履歴制御」である。

プリンタ制御部３００はこの湿度ｒｈｒに基づいて、後述するような「放電電流制御」（ステップＳ１０４）、「転写電圧設定制御」（ステップＳ１０５）を行う。その後、求められた画像形成条件（帯電、露光、現像、転写）を設定し（ステップＳ１０６）、その後プリント動作を行う（ステップＳ１０７）。プリンタ制御部３００はプリント動作の終了（ステップＳ１０８）とともに、ここで用いた湿度ｒｈｒの値を湿度ｒｈｍ、それが算出された時刻をｔｍとして不揮発性メモリ３０２に記憶する（ステップＳ１０９）。

次に、ステップＳ１０２の詳細な動作を説明する。図１７は比較例の湿度算出を説明するフローチャートである。

図１７に示すように、まず、プリンタ制御部３００は、画像形成装置本体内の環境センサ５３から現在の周辺環境温度ＴＭＰｎの値、相対湿度ＲＨｎの値、現像器温度センサ５１から現像器温度ｔｍｐｎを取得する（ステップＳ２０１）。

一般に、温度及び相対湿度から絶対水分量を求めるには、まず空気の温度に基づいた飽和水蒸気圧を求める必要がある。本発明の画像形成装置はほぼ１気圧、温度は０℃〜６０℃程度の環境で使用されるため、プリンタ制御部３００はＴｅｔｅｎｓの近似式を用いてその温度における飽和水蒸気圧を求める（ステップＳ２０２）。

Ｅ（τ）＝６１１×１０＾（７．５×τ／（τ＋２３７．３）） …（１）
（Ｅ（τ）：飽和水蒸気圧（Ｐａ）、τ：摂氏温度（℃））
蒸気圧から絶対湿度を求める方法は２通りあって、重量絶対湿度（ｇ／ｋｇＤｒｙＡｉｒ）を用いる方法と、容積絶対湿度（ｇ／ｍ^３）を用いる方法がある。ここでは容積絶対湿度による算出方法について説明する。

空気中の水蒸気は分圧が小さいため、理想気体の状態方程式に従うものとする。即ち、
ＰＶ＝ｎＲＴ …（２）
ただし、Ｐ：分圧（Ｐａ）、Ｖ：体積（ｍ^３）、ｎ：モル数（ｍｏｌ）、
Ｒ：気体定数（Ｐａ・ｍ^３／Ｋ・ｍｏｌ）、Ｔ：温度（Ｋ）
を用いることができる。

本参考例で湿度計算に用いる容積絶対湿度の飽和値をＡＢＳ（σ）（ｇ／ｍ^３）とし、その時の水の重量をＭ（ｇ）とすると、
ＡＢＳ（σ）＝Ｍ／Ｖ、モル数ｎ＝Ｍ／（水の分子量）、さらにＰ＝Ｅ（τ）であるから、
ＡＢＳ（σ）＝水の分子量×Ｅ（τ）／Ｒ×（τ＋２７３．１５） …（３）
さらに、水の分子量＝１８．０１５４（１／ｍｏｌ）、気体定数Ｒ＝８．３１４４７（Ｐａ・ｍ^３／Ｋ・ｍｏｌ）であるから、周辺環境温度ＴＭＰｎ時の絶対湿度飽和値は、
ＡＢＳ（σ）（ｇ／ｍ^３）
＝２．１６６８×Ｅ（ＴＭＰｎ）／（ＴＭＰｎ＋２７３．１５） …（４）
となる。

さらにこの絶対湿度飽和値ＡＢＳ（σｎ）に相対湿度ＲＨｎ（％ＲＨ）を乗じることで、現在の空気の水分量ＡＢＳｎ（ｇ／ｍ^３）が求められ、
ＡＢＳｎ＝ＡＢＳ（σ）×ＲＨｎ …（５）
となるので、プリンタ制御部３００は式（２）〜式（５）に従いＡＢＳｎを算出する（ステップＳ２０３）。

次にプリンタ制御部３００は、式（１）に現像器温度センサ５１の温度測定値である現像器温度ｔｍｐｎを代入し、現像器温度ｔｍｐｎでの飽和水蒸気圧を、ＡＢＳ（σ（ｔｍｐｎ））を用いて求め（ステップＳ２０４）、
ｒｈｎ＝ＡＢＳｎ／ＡＢＳ（σ（ｔｍｐｎ）） …（６）
とすることにより、現在の現像器１周辺の湿度ｒｈｎ（相対湿度）を求める（ステップＳ２０５）。

次に、ステップＳ１０３の詳細を説明する。図１８は比較例の湿度履歴制御を説明するフローチャートである。

図１８に示すように、まずプリンタ制御部３００は、不揮発性メモリ３０２内に格納された、前回の画像形成条件設定に用いられた湿度ｒｈｍと、湿度ｒｈｍが算出された際の時刻ｔｍを読み出す（ステップＳ３０１）。次にステップＳ１０２の算出結果の湿度ｒｈｎと、その算出が行われた時刻ｔｎを読み出す（ステップＳ３０２）。

ここで、「現像器周囲の」環境が変化したときの「現像剤」の湿度について考察する。例えば、現像器１の中で周囲の空気にさらされている部分は周囲の環境に追従しやすいが、容器の底などの空気から遠い部分では周囲の環境に追従しにくい。この現象を現像剤全体で考えると、現在の「現像剤」の湿度ｒｈｒは、現在算出された現像器１周辺の湿度ｒｈｎと、ステップＳ１０２で算出された「現像剤の」湿度ｒｈｍとの値の間に位置することが予想される。

上記の考察、およびその考察を元に行った本出願人らの検討結果によれば、現在（時刻ｔｎ）の現像剤の湿度ｒｈｒは、
ｒｈｒ＝（ｒｈｍ−ｒｈｎ）×ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｍ）／βｄ）＋ｒｈｎ …（７）
によって近似的に求めることができる。

ここでβｄは時間のディメンジョン（次元）を持つ時定数であり、現像器１の構成や現像剤物性、現像剤量などによって決定、ないしは実験的に求められるものであり、現像剤が周囲の環境になじむ速度を表わす。本参考例においてはβｄ＝２４０（ｍｉｎ）である。

プリンタ制御部３００は式（７）に基づいて、湿度ｒｈｍ、湿度ｒｈｎ、及び時刻ｔｍ、時刻ｔｎから、現像剤の現在の湿度ｒｈｒを求める（ステップＳ３０３）。指数関数を用いた補完を行うことで、例えば、環境情報取得の間隔が長時間になっても、精度よく画像形成条件を設定できる。

尚、前述のように、この現像剤の現在の湿度ｒｈｒとそれを算出した時刻ｔｎは、それぞれ湿度ｒｈｍ、時刻ｔｍとして不揮発性メモリ３０２に記憶される（ステップＳ３０４）。

しかし「発明が解決しようとする課題」の項でも説明したとおり、画像形成装置本体の電源がオフであれば、プリンタ制御部３００の電源は入らない。このため、環境センサ５３、現像器温度センサ５１はその間の周辺環境温度ＴＭＰｎ、相対湿度ＲＨｎ、現像器温度ｔｍｐｎを取得することができない。

しかし、以下に説明するような本発明特有の構成によって、この課題を解決することができる。

（本参考例の特徴的な部分）
本参考例では、帯電ローラ２１の電気抵抗が「環境温湿度」と関連があり、かつ周囲の環境に対しその湿度が遅れて変化する性質を利用する。つまり、画像形成装置Ａの電源がオフになっている期間でも、帯電ローラ２１（湿度追従遅延部材）は周囲の環境に対し遅延しながらその湿度値を変化させている。そして、湿度値が変化したとき、帯電ローラ２１の部位には、電気的特性が変化する部位がある。このため、次回の電源オン時の帯電ローラ２１の電気抵抗が電源オフ期間中の湿度履歴を反映しているものと考えられる。

よって、最終電源オフ時、および電源オン時の帯電ローラ２１の電気抵抗特性を測定し比較すれば、電源オフ期間中の環境湿度履歴を推定することができる。すると、現像剤の現在（電源オン時）の湿度算出値を必要に応じて補正することができ、現像剤の湿度を精度よく算出できることになる。

図４は第１参考例のプリント動作の概略を説明するフローチャートである。図４のフローチャートに基づいて本参考例のプリント動作の概要を説明する。

図４に示すように、プリンタ制御部３００はステップＴ１０１でプリント待機の状態である。プリンタ制御部３００がプリント指示の命令を受けると、ステップＳ１０２と同様にして湿度ｒｈｎを求め、この湿度ｒｈｎの値から、一度画像形成条件を設定する（ステップＴ１０２）。

ここでの設定はこれに続くステップＴ１０３、ステップＴ１０４を行うための仮の条件（画像形成仮条件）であり、ここでの設定値は後述するステップＴ１０６で補正される。本参考例では、比較例のステップＳ１０３で示した「環境履歴制御」に相当する動作を行う前に、ステップＴ１０３として「放電電流制御」、ステップＴ１０４として「転写電圧設定制御」を行う。

その後、本参考例の特徴であるステップＴ１０５の「環境履歴補正制御」を行い、上述の一部設定値である画像形成仮条件を補正した後、画像形成条件を設定する（ステップＴ１０６）。ステップＴ１０７〜Ｔ１０９は比較例のステップＳ１０７〜Ｓ１０９と同様である。

次にステップＴ１０３の「放電電流制御」について詳しく説明する。

本参考例では帯電ローラ２１として、例えばカーボン分散により導電性とした発泡ＥＰＤＭゴムローラを芯金に被覆させたローラを用いる。帯電ローラ２１は帯電バイアス電源４１から帯電バイアスを印加される。帯電バイアス電源４１はその出力電圧値（直流分および交流分）を制御可能な低電圧電源であり、印加されたバイアスによる電流値（直流分および交流分）を測定することができる。

このような帯電ローラ２１を感光体ドラム２８に接触、付勢し、接触部分の両側にできる感光体ドラム２８との間の微小ギャップにて生じる放電現象を利用して感光体ドラム２８表面を一様に帯電する。

帯電ローラ２１の芯金には、帯電バイアス電源４１より直流成分Ｖｃｈｇにピークトゥピーク電圧Ｖａｃ、周波数２．３ｋＨｚの正弦波を重畳した帯電バイアスが印加される。Ｖａｃの大きさは、先述した「接触部分の両側にできる感光体ドラム２８との間の微小ギャップにて生じる放電現象」が発生し始める電圧として求めることができる。

さらに、図５のフローチャートおよび図６のグラフにより、「放電電流制御」によってＶａｃを決定する方法を説明する。これは、比較例における図１６のステップＳ１０４、本参考例における図４のステップＴ１０３に相当する。図５は第１参考例の放電電流制御を詳しく説明するフローチャートである。図６は第１参考例の放電電流制御を詳しく説明するグラフである。

まず、プリンタ制御部３００は、現像スリーブ３は駆動せず、Ｖｃｈｇ＝Ｖｄｅｖ＝Ｖｔｒ１＝０（Ｖ）とする（ステップＴ３０１）。これは、放電電流制御中に感光体ドラム２８への無用なトナー、キャリアの付着、および一次転写ローラ２３による感光体ドラムの無用な帯電を避けるためである。

次に、感光体ドラム２８を回転させ（ステップＴ３０２）、現像器温度ｔｍｐｎ、現像剤の湿度ｒｈｎ（相対湿度）に応じた放電電流目標値ＩｃｔｇｔをＲＯＭ３０３から読み出す（ステップＴ３０３）。

放電電流目標値Ｉｃｔｇｔは、放電現象を発生させることで感光体ドラム２８上を均一に帯電するのに十分な値で、且つ過剰放電により放電性物質の発生や、感光体ドラムクリーナー２６による感光体ドラム２８の磨耗を最小限に抑える値に設定する。仮にこの場合はＩｃｔｇｔ＝５０μＡとしておく。尚、放電性物質とは、例えば、オゾン、窒素酸化物などである。

次に、図６の「未放電領域」とあるエリア内で、Ｖａｃの値を３段階で変更しながら帯電ローラ２１に印加する（ステップＴ３０４）。具体的には、図６においては、５６６Ｖ、７６６Ｖ、９６６Ｖである。

このとき、先述の微小ギャップでは放電は発生しておらず、帯電ローラ２１の芯金と感光体ドラム２８のシリンダとの間に存在する機能層のＡＣ抵抗に応じたＡＣ電流Ｉａｃを、帯電バイアス電源４１によって検出する（ステップＴ３０５）ことができる。それぞれの検出値は９５４μＡ、１２７３μＡ、１５９９μＡで、プリンタ制御部３００の不揮発性ＲＡＭに記憶される（ステップＴ３０６）。

次に、図６の「放電領域」とあるエリアで、Ｖａｃの値を３段階に変更しながら帯電ローラ２１に印加する（ステップＴ３０７）。具体的には、図８においては、１４８９Ｖ、１５６７Ｖ、１６０６Ｖである。このとき先述の微小ギャップでの放電が発生していて、帯電バイアス電源４１はステップＳ３０５で検出した非放電電流分に加え、放電に伴い発生した放電電流分を加えた値を検出する（ステップＴ３０８）。それぞれの検出値は２４５９μＡ、２６１２μＡ、２６９８μＡで、その値はプリンタ制御部３００の不揮発性ＲＡＭに記憶される（ステップＴ３０９）。

以上で「未放電領域」について３点、「放電領域」について３点、ＶａｃとＩａｃの相関を示すデータが得られた。次にプリンタ制御部３００は、「未放電領域」「放電領域」について最小二乗法により近似直線を求める（ステップＴ３１０）。

未放電領域：Ｉａｃ＝１．６１２５×Ｖａｃ＋４０．１５８ …（８）
放電領域：Ｉａｃ＝２．０３１１×Ｖａｃ−５６６．７２０ …（９）
式（１１）、式（１２）の右辺の傾き、切片はプリンタ制御部３００によって不揮発性メモリ３０２に記憶される（ステップＴ３１１）。そしてこの２本の近似直線が交わる点が、微小ギャップでの放電が開始される「放電開始点」であり、Ｖａｃ＝１４５５Ｖの点である。また、放電開始点の右上の領域では、「放電領域」の近似直線と「未放電領域」の近似直線の差分
Ｉａｃ＝０．４１８６×Ｖａｃ−６０６．８７８ …（１０）
が、微小ギャップで発生する「放電分の電流値」を示す。ここで放電電流目標値Ｉｃｔｇｔが５０μＡであれば、Ｖａｃの設定はプリンタ制御部３００により１５７４Ｖと算出される（ステップＴ３１２）。

図６はＡＣ印加電圧とそれによって発生するＡＣ電流のグラフであるから、これらの近似式の傾きの逆数は帯電ローラ２１の電気抵抗であるＡＣ抵抗（以下、抵抗値ＺＣ（ＭΩ）と表記）を意味する。特に式（１１）の傾きの逆数には空気中への放電という付加的な現象が生じていないから、この式（１１）の傾きの逆数：０．６２０（Ｖ／μＡ）をもって帯電ローラ２１の抵抗値ＺＣとする（ステップＴ３１３）のが好ましい。加えていえば、この抵抗値ＺＣには感光体ドラム２８の樹脂層成分と帯電ローラ２１の弾性層分が含まれるが、膜圧と誘電率を考慮すると感光体ドラム２８分は無視してよい。

この帯電ローラ２１の抵抗値ＺＣは、その湿度以外に、温度および帯電バイアス印加総時間で変化する特性をもっている。本参考例では、電源オフ直前の抵抗値ＺＣと電源オン直後の抵抗値ＺＣの、帯電バイアス印加総時間的に近い値を比較することによって、帯電バイアス印加総時間による補正を不必要にしている。なぜなら電源オフ直前から電源オン直後の間はほとんど帯電バイアス印加総時間は変化しないからである。

さらに、抵抗値ＺＣは帯電バイアス印加総時間にして２００時間ほどかけて抵抗値として１０倍程度変化するようなゆっくりした変化である。このため、最後の放電電流制御から電源オフまでの時間、電源オンしてから最初の放電電流制御までの時間を考慮したとしても、ほとんど誤差分にすぎない。つまり、この間の帯電バイアス印加総時間のわずかな増加による抵抗値ＺＣの変化は無視してよい。

これらの理由から、電源オフ直前直後の抵抗値ＺＣを、温度変化分を補正した上で比較すれば、抵抗値ＺＣが電源オフ直前から電源オン直後の間の環境の変化が推定できる。放電電流制御によって求められた最新の抵抗値ＺＣは、不揮発性メモリ３０２に抵抗値ＺＣｒ（例えば０．６２０（Ｖ／μＡ））として記憶される（ステップＴ３１４）。

次に本参考例の特徴部分であるステップＴ１０５の「環境履歴補正制御」の詳細を説明する。

まず、周囲の湿度変化に対する抵抗値ＺＣの挙動を説明する。図７は第１参考例の帯電ローラの湿度推移を示したグラフである。具体的には、ある帯電ローラ２１が湿度５０％の環境から５％の環境へと移動した直後から、抵抗値ＺＣを測定したグラフである。

このようなプロットからＺＣ値の変化は、時間に対して指数関数を用いて以下のように近似することができる。

ＺＣｒ＝（ＺＣｍ−ＺＣｉ）×ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｍ）／βｃ）＋ＺＣｉ …（１１）
ただしＺＣｍは時刻ｔｍにおけるＺＣ値、ＺＣｉはＺＣ値の収束値である。図７から、その時定数βｃは１７００ｍｉｎと求められる。また、この式の抵抗値ＺＣｉ（収束値）は各環境湿度に対して求められ、帯電ローラ２１が周囲の環境になじみきった（１回あたり３日以上程度の放置時間が必要）状態を作り測定することで求められる。ある湿度ｒｈｍと仮想湿度ｒｈｉの湿度差に対して表現すると、以下のように近似式を立てることができる。

ＺＣｉ＝ＺＣｍ×（１−ε×（ｒｈｉ−ｒｈｍ）） …（１２）
図７のように、本参考例においては初期（湿度５０％時）０．６２ＭΩであったＺＣ値がＺＣｎ＝０．６８ＭΩへと収束していく様子が見られた。これにより、式（１２）での係数γ＝０．００２１５（１／％ＲＨ）と求められる。

次に仮想湿度ｒｈｉという仮想の湿度収束値について説明する。図８は第１参考例の課題である環境変動を表わすグラフである。図８では、時刻（横軸）に対する画像形成装置Ａの周辺の雰囲気湿度（縦軸）を示す。

例えば、電源オフ期間中に湿度が湿度例（３）のような挙動をしたとする。この履歴を平均的に表わすには、図８の湿度例（３）で表わした推移の積分（面積Ｓ）をとり、経過時間で割って平均するという方法がある。この例では面積Ｓが４０５００（ＲＨ％・ｍｉｎ）となるので、電源オフ時間に相当する時間９００ｍｉｎで割れば、その値（＝４５％ＲＨ）がその期間の仮想湿度ｒｈｉとなる。

このように「電源オフ中の雰囲気湿度が、時刻ｔｍ直後から時刻ｔｎ直前まで一定値の仮想湿度ｒｈｉであった」と仮定すると、この時求めたい湿度ｒｈｒは、
ｒｈｒ＝（ｒｈｍ−ｒｈｉ）×ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｍ）／βｄ）＋ｒｈｉ …（１３）
という形で求められる。ここで式（１１）、式（１２）、式（１３）からｔｍ＜ｔｎの条件下で
ｒｈｒ＝（１／ε）×（（１−Ｄ）／（１−Ｃ））×（１−ＺＣｒ／Ｚｃｍ）＋ｒｈｍ …（１４）
ただしＤ≡ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｍ）／βｄ）、Ｃ≡ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｍ）／βｃ）と表すことができる。

時刻ｔｎ、時刻ｔｍ、Ｚｃｍはプリンタ制御部３００が記憶、ないしは取得した値であり、ＺＣｒもプリンタ制御部がステップＴ１０３で求めた値であるから、このようにして湿度ｒｈｒを算出することができる。

式（１４）の意味するところを考えると、湿度ｒｈｒと湿度ｒｈｍの差分が、抵抗値ＺＣｍ（記憶値）と抵抗値ＺＣｒ（実測値）と、さらに時定数Ｄ、時定数Ｃという指数関数の値によって算出される。

図９は第１参考例の時定数Ｄ、Ｃを説明するグラフである。図９では、現像剤、帯電ローラ２１の指数部分のみをプロットした。

例えば、横軸５００ｍｉｎに着目すれば、本参考例の場合、現像剤に係る時定数Ｄの値と帯電ローラ２１に係る時定数Ｃの値を用いることで、時刻ｔｎにおける現像剤の湿度ｒｈｒを算出することができる。つまり、各部材が時刻ｔｍ〜ｔｎの間に「どの程度雰囲気湿度になじんだか」を表わす指標がここで用いた時定数Ｄ、Ｃだったということになる。

例えば、帯電ローラ２１の抵抗値ＺＣの実測値である抵抗値ＺＣｒが、図９の指数値でいうところの０．７４に相当した場合、本参考例では、途中の環境履歴を図９を用いて次のように決定する。

即ち、帯電ローラ２１の抵抗値ＺＣの実測値である抵抗値ＺＣｒが０．７４に相当した場合、帯電ローラ２１の抵抗値ＺＣとしては指数値（０．７４）に相当するだけの時間Δｔ（５００ｍｉｎ）が経過したと見なす。そして、現像剤もこの湿度履歴の残った抵抗値ＺＣから求めた仮の時間Δｔを用いる。これにより、これまで不明であった湿度履歴を適用することができ、精度のよい画像形成条件設定ができるようになる。

温度変化分について述べると、本来であれば式（１１）〜式（１４）において、抵抗値ＺＣｒ、抵抗値ＺＣｍ、抵抗値ＺＣｎについて温度変化分の補正をするのがより正確である。但し、説明を簡単にするためここでは言及しない。

プリンタ制御部３００の動作という観点から、上記動作を説明する。図１０は第１参考例の特徴である環境履歴補正制御を説明するフローチャートである。図１０では上記ステップＴ１０５の詳細を説明する。

まずプリンタ制御部３００は、不揮発性メモリ３０２内に格納された前回の電源オフ時より前の時刻ｔｍでの画像形成条件設定に用いられた旧環境情報を読み出す（ステップＴ５０１）。ここで、具体的な旧環境情報は、湿度ｒｈｍ、帯電ローラ２１の抵抗値ＺＣｍである。尚、湿度ｒｈｍ、抵抗値ＺＣｍを求めた時刻は厳密にいえば異なるが、略同一として時刻ｔｍに行われたものとする。

尚、旧環境情報を測定して記憶される時点は、次の３つの時点で取得した環境情報（第一旧環境情報、第二旧環境情報、第三旧環境情報）のうち、最新のものが好ましい。ここで、第一旧環境情報とは、画像形成部が前回の前記制御部電源のオフ前に行った最後の画像形成動作開始前から画像形成終了後までに取得した環境情報である。第二旧環境情報とは、画像形成部が前回の前記制御部電源のオフ前に行った最後の画像形成条件調整動作終了時の環境情報である。第三旧環境情報とは、前記第一旧環境情報及び前記第二旧環境情報を取得した時刻以降、前記制御部電源がオフされる前まで、前記制御部が所定の時間間隔をもって得た環境情報である。

次にプリンタ制御部３００はステップＴ１０２の算出結果である湿度ｒｈｎと、前回のステップＴ３１４で求めた抵抗値ＺＣｒと、その算出が行われた時刻ｔｎ（ｔｍと同様、略同一の時刻）を読み出す（ステップＴ５０２）。続いてプリンタ制御部３００は、式（１４）に基づき現在の現像剤の湿度ｒｈｒを求める（ステップＴ５０３）。

図４に戻り、ステップＴ１０５で求めた今回の画像形成時における湿度ｒｈｒ等の環境情報（新環境情報）に基づいて画像形成条件を再設定し（ステップＴ１０６）、プリント動作を行う（ステップＴ１０７）。プリンタ制御部３００はプリント動作の終了とともに、ここで用いた湿度ｒｈｒの値と、それが算出された時刻とを、湿度ｒｈｍ、時刻ｔｍとして不揮発性メモリ３０２に記憶する（ステップＴ１０８）。

以上説明したとおり、本参考例においては帯電ローラ２１のＡＣ抵抗値である抵抗値ＺＣを実測により、画像形成装置Ａの電源オフ期間中の環境推移の影響を示す時定数Ｄ、Ｃを算出して現像剤湿度に対する環境履歴制御に用いる。

ここで、時刻ｔｎにおいて式（７）より求められる湿度ｒｈｎが式（１４）には使われていない。即ち、湿度ｒｈｒと湿度ｒｈｎとは数式上お互いを拘束しないが、お互いの値が確からしいかどうかの判別に用いることができる。

また別の特徴として、ＡＣ抵抗の実測に用いる値は本来の画像形成においてすでに用いられている動作の中で得られる値であるから、別途それ用の動作を設ける必要がない。このため、生産性の観点で有利である。

またステップＴ１０３の放電電流制御、ステップＴ１０４の転写電圧設定制御は、毎プリントごとに行う必要がなければ省略することもできる。その場合はステップＴ１０５の環境履歴補正制御も使用できなくなるが、本体の電源が入っている間であれば必ずしも必要な制御ではないため、同様に省略することもできる。

〔第２参考例〕
本発明の第２参考例を説明する。

（本参考例の特徴的な部分）
本参考例の画像形成装置Ａの概要は第１参考例のものとほぼ同様であるが、基本動作として図４のフローチャートの代わりに図１１のフローチャートを用いた点が異なる。概略を述べると、第１参考例ではプリント開始の指示を受けた直後は抵抗値ＺＣｒ値を測定していなかった。このため最終プリントから時間がたった場合や、プリント枚数が多かった場合に、抵抗値ＺＣｒが実際の電源オフ時の値と異なる可能性が高くなる。本参考例はこの場合に、抵抗値ＺＣｒを再取得することに特徴をもたせたものである。

図１１のフローチャートに基づいて本参考例のプリント動作の概要を説明する。図１１は第２参考例のプリント動作を説明するフローチャートである。

プリンタ制御部３００は、ステップＴ１２１でプリント待機の状態である。待機の時間がある程度続くと、ステップＴ１２２でプリント指示があるかどうかを確認する。プリント指示のある場合（Ｙの場合）、ステップＴ１２３へと進む。一方、プリント指示のない場合（Ｎの場合）はステップＴ１２９へ進む。ステップＴ１２３〜Ｔ１２７までは、第１参考例のステップＴ１０２〜Ｔ１０６とそれぞれ同じである。

ステップＴ１２８でプリント動作が終了すると、ステップＴ１２９で「抵抗値ＺＣｒ再取得フラグ」を確認する。抵抗値ＺＣｒ再取得フラグとは、通常は０の値をとるが、抵抗値ＺＣｒを測定取得する必要がある場合に１となる。抵抗値ＺＣｒ再取得フラグが１になる場合として、本参考例では次の２つの場合がある。

一つは、最後に抵抗値ＺＣｒを測定取得した時刻ｔｍに対し、所定時間（本参考例では３０ｍｉｎ）以上経過した場合である。もう一つは、最後に抵抗値ＺＣｒを取得した時点から、所定枚数（本参考例では１０００枚）のプリントが行われた場合である。これらのような場合には、抵抗値ＺＣｒが実際の電源オフ時の値と異なる可能性が高くなるため、抵抗値ＺＣｒ再取得フラグを１とする。

プリンタ制御部３００は、ステップＴ１２９で抵抗値ＺＣｒ再取得フラグ＝１となった場合、ステップＴ１３０に進み、ステップＴ１２４と同じ放電電流制御を行う。ただしＡＣ放電開始より大きい領域の検知動作は省いてもよい。

ここで新たに求めた抵抗値ＺＣｒを用い、環境履歴補正制御を行い（ステップＴ１３１）、新たに算出した抵抗値ＺＣｒ、湿度ｒｈｒ、その時の時刻ｔｎを、抵抗値ＺＣｍ、湿度ｒｈｍ、時刻ｔｍとして記憶する（ステップＴ１３２）。

ステップＴ１２９で抵抗値ＺＣｒが１でない場合はステップＴ１３０、ステップＴ１３１を行わず、その時点まで記憶していた抵抗値ＺＣｒ、湿度ｒｈｒ、時刻ｔｎを、抵抗値ＺＣｍ、湿度ｒｈｍ、時刻ｔｍとして記憶する。

ステップＴ１２２においてＮの場合であっても、ステップＴ１２９にて抵抗値ＺＣｒ再取得フラグが１となる場合がある。これはプリント待機のまま所定時間が経過したことを示す。この時もステップＴ１３０へと進み、その後の処理を順次行ってからプリント待機に戻る。

以上説明したように、本参考例においては、抵抗値ＺＣｒの値が電源オフ時点での値と乖離しないように、必要な動作（放電電流制御、環境履歴補正制御）を行うこととした。

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態を説明する。

（本実施形態の特徴的な部分）
本実施形態の画像形成装置Ａの概要は第１参考例のものとほぼ同様であるが、以下のような特徴を備えている。

第１の特徴は、式（７）における時定数βｄとして、現像器の駆動有無によって値をβｉ／βｏ（＝３０ｍｉｎ／６００ｍｉｎ）と切り替えて用いる点（時定数β切替）である。第２の特徴は、第１参考例で用いた帯電ローラ２１の抵抗値である抵抗値ＺＣの代わりに一次転写ローラ２３を湿度追従遅延部材として用い、一次転写ローラ２３の抵抗値に基づいて、環境情報を決定する点である。

まず時定数βｄ切替について説明する。図３のブロック図に示すように、現像器１の駆動はプリンタ制御部３００によって現像駆動モーター５４を制御することで行われる。プリンタ制御部３００は、この現像駆動モーター５４に駆動指令を出力している間に時定数βｄの値を読み込む場合にはβｉ＝３０（ｍｉｎ）、現像指令を出力していない間ではβｏ＝３６０（ｍｉｎ）という値を読む。

現像剤が周囲の環境になじむ速度は現像器１の駆動状態によって異なる。このため、現像器１の駆動状態にあわせて時定数βｄを切り替える。これによって、現像器駆動有無での時定数をそれぞれ最適にすることができ、現像器駆動がない場合の時定数をより精密に設定することができる。

時定数β切替方式を用いた本実施形態の画像形成装置Ａの動作について、図１２のフローチャートにて説明する。図１２は第１実施形態のプリント動作の概略を説明するフローチャートである。

プリンタ制御部３００は、ステップＴ１４１でプリント待機の状態である。プリンタ制御部３００がプリント指示の命令を受けると、ステップＳ１０２と同様にして湿度ｒｈｎを求め、この湿度ｒｈｎから一度画像形成条件を設定するステップＴ１４２を行う。

ステップＴ１４１での設定はこれに続くステップＴ１４３、ステップＴ１４４を行うための仮の設定条件（画像形成仮条件）である。プリンタ制御部３００は、ステップＴ１４５の「環境履歴補正制御」を行った後、改めてステップＴ１４６で画像形成条件を再設定する。

本実施形態における特徴部分の一つは、プリンタ制御部３００は、画像形成条件を決定する際、決定に用いる時刻区間において、次のように画像形成条件変化量を設定する。即ち、現像器１が駆動されている場合の第一画像形成条件変化量とし、現像器１が駆動されていない場合の第二画像形成条件変化量とすると、「第一画像形成条件変化量＞第二画像形成条件変化量」とする。

具体的には、式（７）におけるβとして、現像器の駆動有無によって値をβｉ／βｏ（＝３０ｍｉｎ／６００ｍｉｎ）となるように、時定数βを切り替えて用いる。ステップＴ１４５の時点では現像器１が駆動していないので、βｄ＝βｏとして式（７）に従い計算すればよい。

本実施形態ではプリント動作を行う場合にのみ現像器１が駆動する。このため、ステップＴ１４８でプリント動作が行われるのに先んじて、ステップＴ１４７でβ＝βｏとしてプリント動作直前までの湿度ｒｈｒを算出する。

ステップＴ１４７での湿度ｒｈｒの算出はステップＴ１４５から経過したわずかな時間に対し再計算するものである。このため、この再計算によって算出精度が向上するものの、必要性が薄い場合には省略してもよい。

ステップ１４８でプリントが開始し終了したら、この時点で現像器１の駆動が停止する。そして、現像器１が駆動したここまでの湿度ｒｈｒを式（７）にてβｄ＝βｉとして算出する（ステップＴ１４９）。このステップは現像器１の動作中に次定数βｄが非駆動時のβｏに対し一桁少ないβｉを用いているため、省略すると本実施形態での特有の効果が得られない。

本実施形態における特徴部分のもう一つは、電源オフ時の環境変化履歴を、帯電ローラ２１の代わりに一次転写ローラ２３の抵抗を測定することによって求める点である。

ステップＴ１４４の「転写電圧設定制御」について詳しく説明する。

本実施形態では一次転写ローラ２３として、例えばカーボン分散により導電性とした発泡ウレタンを芯金に被覆させたローラを用いる。一次転写ローラ２３は一次転写バイアス電源４３から転写バイアスを印加される。一次転写バイアス電源４３はその出力電圧値（直流分）を制御可能な低電圧電源であり、印加されたバイアスによる電流値（直流分）を測定することができる。

さらに、図を用いて、Ｖｔｒを決定する方法を説明する。図１３は第１実施形態の転写電圧設定制御を説明するフローチャートである。図１４は第１実施形態の転写電圧設定制御を詳しく説明するグラフである。

まずプリンタ制御部３００は、時刻ｔｍで算出し、記憶した湿度ｒｈｍ、抵抗値ＺＴｍを不揮発性メモリ３０２から読み出す（ステップＴ４０１）。

次に現在の時刻ｔｎにて、現像剤の湿度ｒｈｎを読み出す。すでに本フローの前段階で回転している感光体ドラム２８の表面を帯電ローラ２１によって所定の電位Ｖｄに帯電する（ステップＴ４０２）。このＶｄに帯電された領域が中間転写ベルト２４とニップを形成する位置に達したときに、一次転写ローラ２３により所定の一次転写バイアスを印加する（ステップＴ４０３）。ここでは図１４のように、＋１０５０Ｖ、＋１４２５Ｖ、＋１９４１Ｖ、＋２１５６Ｖの４点を取っている。

このとき一次転写バイアス電源４３によって一次転写電流が測定される（ステップＴ４０４）。ここでの測定値は１８．９μＡ、２８．６μＡ、４２．４μＡ、４８．２μＡであって、プリンタ制御部３００の不揮発性ＲＡＭに記憶される（ステップＴ４０５）。この４点から最小二乗法によって近似直線を求める（ステップＴ４０６）。求めた式は以下のとおりである。

Ｉｔｒ１＝０．０２６５×Ｖｔｒ１−９．０４５ …（１５）
このとき湿度ｒｈｎの環境における目標一次帯電電流Ｉｔｔｇｔは４７．５μＡであるから、プリンタ制御部３００は、Ｖｔｒ＝２１３４Ｖと算出する（ステップＴ４０７）。

続いてプリンタ制御部３００は式（１５）の傾きの逆数（３７．７ＭΩ）を算出し（ステップＴ４０８）、中間転写ベルト２４分の抵抗値ＺＢ＝１１ＭΩを引いて、一次転写ローラ２３の抵抗値ＺＴ（＝２６．７ＭΩ）とする（ステップＴ４０９）。尚、本実施形態では中間転写ベルト２４にカーボン分散ＰＩを用いているので、温湿度もしくは通電時間による抵抗変化は少なく、本実施形態の場合は概ね１１ＭΩとして計算した。

抵抗値ＺＴの算出については第１実施形態の説明と同様で、一次転写ローラ２３の抵抗値ＺＴｒを計時的に求める式は、
ＺＴｒ＝（ＺＴｍ−ＺＴｉ）×ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｍ）／βｔ）＋ＺＴｉ …（１６）
続いて抵抗値ＺＴｒが周囲の湿度になじんだ環境変動分の補正値を考えると、
ＺＴｎ＝ＺＴｍ×（１−δ×（ｒｈｉ−ｒｈｍ）） …（１７）
ここで、βｔ＝１０００ｍｉｎ、δ＝０．００４（１／％ＲＨ）である。

以下は第１参考例と同様にして計算し、
ｒｈｒ＝（ｒｈｍ−ｒｈｉ）×ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｍ）／βｄ）＋ｒｈｉ …（１８）
よって、
ｒｈｒ＝（１／ε）×（（１−Ｄ）／（１−Ｔ））×（１−ＺＣｒ／Ｚｃｍ）＋ｒｈｍ …（１９）
ただしＤ≡ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｍ）／βｄ）、Ｔ≡ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｍ）／βｔ）
である。

図１５は第１実施形態の特徴である環境履歴補正制御を説明するフローチャートである。プリンタ制御部３００の動作は図１５のフローチャートのようになっているが、第１参考例のステップＴ１０５の説明の抵抗値ＺＣｍ、抵抗値ＺＣｒが抵抗値ＺＴｍ、抵抗値ＺＴｒに、Ｔ５０３の算出式が式（１９）になった点が異なるだけである。このため、説明は省略する。

以上説明したとおり、本実施形態においては一次転写ローラ２３の抵抗値の実測と推測に基づいて、画像形成装置Ａの電源オフ期間中の環境推移をΔｔとして算出して現像剤湿度に対する環境履歴制御に用いる。このことによって本発明の課題が解決される。

尚、上記実施形態において「画像形成条件」としては、次のようなものが挙げられる。例えば、帯電バイアス電源４１の出力値、現像バイアス電源４２の出力値、レーザー２２の最大露光量。また、画像データのレベルをレーザー２２の駆動時間に対応する信号に変換するためのテーブル（γルックアップテーブル）、一次転写バイアス電源４３の出力値などを調整することが考えられる。

〔他の実施形態〕
前述の実施形態においては、湿度追従遅延部材を帯電ローラ２１又は一次転写ローラ２３としたが、これに限るものではない。例えば、中間転写ベルト２４や、感光体ドラム２８にトナーを搬送してトナー像を形成するための現像スリーブ３（現像部材）としてもよい。また、トナー像として転写媒体へ転写されなかった残トナーを感光体ドラム２８から回収する感光体ドラムクリーナー２６（クリーニング部材）を用いてもよい。また、湿度追従遅延部材として除電部材２９を用いてもよい。

Ａ…画像形成装置
１…現像器
２４…中間転写ベルト
２８…感光体ドラム
５１…現像器温度センサ
５３…環境センサ
１００…制御部電源
３００…プリンタ制御部
３０１…ＣＰＵ
３０２…不揮発性メモリ
３０４…時刻取得部

Claims (4)

1. 像担持体と、前記像担持体に担持された静電潜像をトナー像として可視像化する現像器と、時刻を取得する時刻取得部と、画像形成装置内の環境を測定する環境測定部と、前記環境測定部から得られた環境情報及び前記時刻取得部から得られた環境測定時刻情報を記憶する記憶部と、画像形成条件を決定する制御部と、前記制御部に電源を供給する制御部電源と、を有する画像形成装置において、
   周囲の湿度の変化に対して遅延を伴って湿度が追従するように変化する湿度追従遅延部材を備え、
   前記制御部は、
   前記制御部電源の前回の電源オフ時より前に取得された前記記憶部に記憶されている旧環境情報によって画像形成仮条件を設定し、前記旧環境情報と前記制御部の今回の電源オン時に前記湿度追従遅延部材から得られる新環境情報によって前記画像形成仮条件を補正することで画像形成条件を決定するにあたり、環境推移に対する現像剤のなじむ速度を示す時定数と、環境推移に対する湿度追従遅延部材の電気抵抗値の変化を示す時定数を用いて画像形成条件を決定し、かつ、決定に用いる時刻区間において前記現像器が駆動されている場合の第一画像形成条件変化量、前記現像器が駆動されていない場合の第二画像形成条件変化量の間に、第一画像形成条件変化量＞第二画像形成条件変化量とすることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記憶部に記憶されている前記旧環境情報とは、
   ・第一旧環境情報：画像形成部が前回の前記制御部電源のオフ前に行った最後の画像形成動作開始前から画像形成終了後までに取得した環境情報。
   ・第二旧環境情報：画像形成部が前回の前記制御部電源のオフ前に行った最後の画像形成条件調整動作終了時の環境情報。
   ・第三旧環境情報：前記第一旧環境情報及び前記第二旧環境情報を取得した時刻以降、前記制御部電源がオフされる前まで、前記制御部が所定の時間間隔をもって得た環境情報。
   のうち、最新の前記旧環境情報であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記湿度追従遅延部材として、少なくとも、前記像担持体を帯電させる帯電部材、前記像担持体の電荷を除電する除電部材、前記像担持体にトナーを搬送してトナー像を形成する現像部材、前記像担持体の上に形成されたトナー像を転写材へと転写させる転写部材、前記トナー像として前記転写材へ転写されなかった残トナーを前記像担持体から回収するクリーニング部材、のいずれかを用いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記制御部電源の今回の電源オン時の後、所定の場合に前記新環境情報を再取得することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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