画像形成装置
【課題】カートリッジ、現像器、現像剤を新品に交換した場合、現像剤がその放置環境から推移して現在の本体内環境になじむまでの間の色味変動を抑制すること
【解決手段】過去の環境条件を用いて現在の画像形成条件を決定するような画像形成装置において、現像剤が交換された直後に基準トナー像のトナー付着量を検出し、その検出値に基づいて現像剤の保管されていた環境条件を求め、環境履歴制御のスタート値を決定する。また透磁率式トナー濃度センサを用いる際、設置時の透磁率の値に基づいて現像剤の保管されていた環境条件を求め、環境履歴制御のスタート値を決定する。
【解決手段】過去の環境条件を用いて現在の画像形成条件を決定するような画像形成装置において、現像剤が交換された直後に基準トナー像のトナー付着量を検出し、その検出値に基づいて現像剤の保管されていた環境条件を求め、環境履歴制御のスタート値を決定する。また透磁率式トナー濃度センサを用いる際、設置時の透磁率の値に基づいて現像剤の保管されていた環境条件を求め、環境履歴制御のスタート値を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は乾式電子写真方式のプリンタ、複写機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乾式電子写真においてはトナーの摩擦帯電を利用しているので、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ーである。そのため特許文献１、特許文献２のように、周囲の雰囲気を検知し画像形成条件を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許２８０８１０８号公報
【特許文献２】特開２００１−１４７６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、特許文献２においては、いずれも過去所定時間内の複数のタイミングでの雰囲気検知結果の履歴を記憶しその複数のデータに従って画像形成条件を制御する方式（以下、「環境履歴制御と記す」）が開示されている。このような制御の際、記憶手段に所定時間分の複数データが記憶されていない場合（例えば装置設置初期時、現像剤交換時）にどのように対処するかという課題があった。
【０００５】
この課題に対して特許文献１（「発明の効果」の箇所）、特許文献２（段落００５２）において以下のような方策を提示している。
【０００６】
従来手法１：常温常湿度の固定値、または最新の周辺雰囲気検知データで代用する方法。（特許文献１、特許文献２より）
従来手法２：サービスマンがキースイッチ等の入力手段の押下により雰囲気検知データを補正して用いる方法。（特許文献１より）
しかしこれらの技術は出願当時の市場の状況を十分満足するものであったが、文書のカラー化が進み出力物の色味安定に対するユーザー要望レベルは高くなっており、現在となってはこれを満足するものではない。従来手法１では、設置時の現像剤の湿度はその場合の周囲環境とも、製造された際の周囲環境とも異なる場合が多いので、湿度変化によるトナー帯電量の変化を拾ってしまい初期色味変動の要因となる。また従来手法２においては、画像の濃淡を人間の目で判断するため不安定であったり、用紙の表面性によって判断を誤る可能性があった。
【０００７】
よって本発明においては「カートリッジ、現像器、現像剤を新品に交換した場合、現像剤がその放置環境から推移して現在の本体内環境になじむまでの間に発生する色味変動」が解決すべき課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
少なくともトナーを含む現像剤を収容した現像器を備え、前記現像器周囲の湿度を検知するための湿度センサと、湿度センサの検出値を記憶する湿度記憶手段を備え、画像形成条件を決定する際にその湿度記憶手段に記憶された過去の被記憶湿度情報を用いるような画像形成装置において、
現像剤の初期状態において、前記トナーの帯電量を反映した帯電量関連パラメータを検出し、その帯電量関連パラメータに基づいて被記憶湿度情報を補正する。
【発明の効果】
【０００９】
過去の環境条件を用いて現在の画像形成条件を決定するような画像形成装置において、現像剤の初期状態でのトナーの帯電量を反映した帯電量関連パラメータを検出し被記憶湿度情報を補正することで、本発明の課題である「カートリッジ、現像器、現像剤を新品に交換した場合、現像剤がその放置環境から推移して現在の本体内環境になじむまでの間に発生する色味変動」を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１および２の、画像形成装置の概略図。
【図２】本発明の実施例１の、１色分のステーションを説明する図。
【図３】本発明の実施例１の、１色分相当のブロック図。
【図４】本発明の実施例１および２の、環境履歴制御を説明するフローチャート。
【図５】本発明の実施例１の、ｒｈ値とＶｃｏｎｔ、Ｖｂａｃｋの対応テーブル。
【図６】本発明の実施例１の、初期設置動作を説明するフローチャート。
【図７】本発明の実施例１の、トナー付着量と現像剤湿度の対応テーブル。
【図８】本発明の実施例２の、１色分のステーションを説明する図。
【図９】本発明の実施例２の、１色分相当のブロック図。
【図１０】本発明の実施例２の、初期設置動作を説明するフローチャート。
【図１１】本発明の実施例２の、透磁率と現像剤湿度の対応テーブル。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[実施例１]
図１に示すように、本実施例の画像形成装置はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの感光ドラム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。画像形成装置は各色のステーションにおいて各色のトナー像を作像し、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２次転写ローラー２３ｚによって転写紙２７に一括して２次転写する。４色分のトナー像を転写した転写紙２７は定着器２５による加熱および加圧をうけ、トナー像は転写紙２７に定着し、固着画像を得る。転写紙２７に転写されなかった残トナーは中間転写ベルトクリーナー２６ｚによって除去される。
【００１２】
図２および図３によって、各ステーションの構成を詳しく説明する。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、１次転写バイアスの印加のため、帯電バイアス電源４１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、現像バイアス電源４２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、１次転写バイアス電源４３（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）が備えられている。プリンタ制御部３００は内蔵するＣＰＵ３０１などによって、先述した画像形成装置の各部分やバイアス電源の動作を制御する。
【００１３】
感光ドラム２８の表面は１次帯電器２１に帯電バイアス電源４１から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、このような「ＡＣ帯電方式」では、Ｖｃｈｇ（Ｖ）の値がほぼＶｄ（Ｖ）になるように交流成分が調整される。
【００１４】
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２２を駆動し、感光ドラム２８上のＶｄ（Ｖ）部を照射することで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。
【００１５】
現像器１について詳しく説明すると、本実施例で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」を採用している。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。トナー樹脂は本実施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。また本実施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。
【００１６】
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が回転することで、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し、図２の垂直方向両端部で現像剤を受け渡すことにより現像剤を攪拌しながら循環させている。
現像器１の開口部には、感光ドラム２８に対向するように現像スリーブ３が設けられている。現像スリーブ３はその内部にマグネット５を備えていて、２成分現像剤を磁力によって担持して感光ドラム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を印加する。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、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出来、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。
【００１７】
各色のトナー像は１次転写帯電器２３によって中間転写ベルト２４上に重ねて１次転写される。１次転写後に感光ドラム２８上に残った残トナーはクリーナー２６により除去される。
【００１８】
図１および図３において、現像器温度センサ５１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は各色の現像器１にそれぞれ配置されていてその温度ｔ（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を検知する。一方画像形成装置内部には環境センサ５３が備えられていて、周辺の環境温湿度から環境温度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（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）及びＴ（℃）、ＲＨ（％）はプリンタ制御部３００に通知される。
【００１９】
次に図４のフローチャートにより、本実施例の画像形成装置の環境履歴制御をプリンタ制御部３００の具体的な動作として説明する。なおここでの説明は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。
【００２０】
まずプリンタ制御部３００はプリント指示の命令を受ける（ステップＳ１０１）と、画像形成装置本体内の温湿度センサ５３から現在の周辺環境の温度Ｔ（ｎ）と相対湿度ＲＨ（ｎ）の値を取得し（ステップＳ１０２）、これらの値から絶対水分量ＡＢＳ（ｎ）を求める（ステップＳ１０３）。温度および相対湿度から絶対水分量を求めるにはいくつか方法はあるが、本発明の画像形成装置はほぼ１気圧、温度０℃〜６０℃程度の環境で使用されるため、Ｔｅｔｅｎｓの近似式
Ｅ（ｔ）＝６．１１×１０＾（７．５×τ／（τ＋２３７．３））…式（１）
（Ｅ：飽和水分量、τ：摂氏温度）
により温度τ℃時の飽和水分量を求め、相対湿度の値を乗じて絶対水分量ＡＢＳ（ｎ）求める方式をとる。次にプリンタ制御部３００は現像器温度センサ５１の温度測定値ｔ（ｎ）を取得し（ステップＳ１０４）、式（１）に基づいて温度ｔ（ｎ）における飽和水分量を求める。ここでプリンタ制御部３００は現在の現像器１周辺の相対湿度ｒｈ（ｎ）を
ｒｈ（ｎ）＝ＡＢＳ（ｎ）／（温度ｔ（ｎ）における飽和水分量）…式（２）
とすることにより求める（ステップＳ１０５）。なお上記で取得または算出されたＴ（ｎ）、相対湿度ＲＨ（ｎ）、ＡＢＳ（ｎ）、ｒｈ（ｎ）には、制御部３００がそれらの値を取得あるいは算出したときの時刻情報ｃ（年月日、および時間、分、秒）が付帯されている。Ｔ（ｎ）、相対湿度ＲＨ（ｎ）、ＡＢＳ（ｎ）、ｒｈ（ｎ）の取得あるいは算出は秒単位で数える限りほぼ同時であるから、これらの時刻情報ｃ＝ｃ（ｎ）（現在時刻）である。次にプリンタ制御部３００は、前回のプリント動作において画像形成条件の決定に用いた現像器１内の現像剤の相対湿度の値ｒｈ（ｍ）、およびその付帯情報として制御部３００がｒｈ（ｍ）を算出したときの時刻情報ｃ（ｍ）を、内蔵されたメモリから取得する（Ｓ１０６）。
【００２１】
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。特許文献２の段落００１３によれば「例えば装置本体の雰囲気が急激に変化した場合、感光体ドラムや現像装置内のトナー、あるいはこられを包含したプロセスカートリッジなどが周囲環境の変化に追従できず、」との記載がある。これを本発明の表現に倣って書くと、現在の「現像剤」の湿度ｒｈは、とある時間（例えば時刻ｃ（ｍ））に算出された「現像剤の」湿度ｒｈ（ｍ）でも、現在算出された現像器１周辺の湿度ｒｈ（ｎ）でもなく、それらの値の間に位置することが予想される。
【００２２】
上記の考察、およびその考察を元に行った本発明者らの検討結果によれば、現在（時刻ｃ（ｎ））の現像剤の湿度ｒｈは、以下の式（３）によって良好に近似される。
【００２３】
ｒｈ＝（ｒｈ（ｍ）−ｒｈ（ｎ））×ｅｘｐ（−（ｃ（ｎ）−ｃ（ｍ））／β）＋ｒｈ（ｎ）…式（３）
ここでβは時間のディメンジョン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ものである。本実施例においてはβ＝１４４００（ｓｅｃ）である。プリンタ制御部３００は式（３）に基づいて、ｒｈ（ｍ）、ｒｈ（ｎ）、および時刻情報ｃ（ｍ）、ｃ（ｎ）から、現像剤の現在の湿度ｒｈを求める（ステップＳ１０７）。そしてプリンタ制御部３００は内蔵されたメモリ内のテーブル（図５）からｒｈに対応するＶｃｏｎｔ、Ｖｂａｃｋをもとめ、それに従って帯電バイアスの直流成分Ｖｃｈｇと現像バイアスの直流成分Ｖｄｅｖを算出して画像形成条件を決定する（ステップＳ１０８）。しかる後にプリンタ制御部３００は画像形成装置にプリントの実行を指示し、この時に画像形成条件の設定に用いた現像剤の湿度値ｒｈでメモリ内に記憶されたｒｈ（ｍ）の値を上書きする（ステップＳ１０９）。このとき同時に、ｒｈを算出した時刻であるｃ（ｎ）の値をもってメモリ内に記憶されたｃ（ｍ）の値を上書きする。
【００２４】
本実施例では以上のような環境履歴制御により画像形成条件を決定するが、現像器１の交換や現像剤の交換といった作業を行うと、記憶されたｒｈ（ｍ）はすでに画像形成装置から取り除かれた現像剤の湿度で、その後の画像形成装置の制御上は意味のない値となる。
【００２５】
この点について従来手法では、現像器１の交換や現像剤の交換の直後に、画像形成装置が検知し算出したｒｈ（ｎ）の値や、現像器１や現像剤が工場にて製造され密封された際の周囲環境で代用していた。しかしこの手段ではいずれも実際の現像器湿度とは異なるものであり初期色味変動の要因となっていた。あるいはこの点を鑑みてサービスマンが実際にその場でテストチャートなどを出力し、その画像の濃淡を人間の目で判断して補正していたが、不安定であったり、用紙の表面性によって判断を誤る可能性があった。そこで本実施例では以下に述べるような方法で現在の現像剤の湿度を精度よく算出しｒｈ（ｍ）の値として用いることで、従来手法では十分ではなかった点を解決するものである。
【００２６】
以下本実施例の画像形成装置において特徴的である初期化動作の具体例を、図６のフローチャートを用いて説明する。図６において、現像器１あるいは現像剤の交換が終わると、画像形成装置のプリンタ制御部３００は初期化動作の指示を受信する（ステップＳ２０１）。初期化動作の指示は、サービスマンによる所定の操作であったり、現像器１に取り付けられたメモリタグ上のデータであったり様々な方式が考えられる。次にプリンタ制御部３００は現像スリーブ３上に適正な量の現像剤が安定的に担持されるように、現像器１を１ｍｉｎ空回転駆動する（ステップＳ２０２）。
【００２７】
次に、プリンタ制御部３００は図５のテーブルのｒｈ＝５０％相当の画像形成条件で画像形成装置を駆動し、画像データ６４レベル（８ビットにおいて）としてレーザ２２を駆動して感光ドラム２８上を露光し基準潜像を形成する。この基準潜像を１ｍｉｎの空回転駆動を終了した現像器１で設定された現像バイアスを印加して現像し、トナーパッチを形成する。ここで、潜像条件が決められていて、なおかつ現像剤中のトナー重量比（トナー濃度）が（出荷直後であるから）定められており、さらにトナーやキャリアの劣化がない現像剤初期の状態では、トナーパッチのトナー付着量はほぼ一意に現像剤中のトナーの帯電量に対応する。
【００２８】
光学センサ５４は感光ドラム２８の現像器１と１次転写帯電器２３の間に、感光ドラム２８表面に対向するように設けられている。光学センサ５４は、形成されたトナーパッチの反射光量を測定することでトナー付着量ｘ（ｍｇ／ｃｍ＾２）を検出し、その値はプリンタ制御部３００に読み込まれる（ステップＳ２０４）。トナーパッチ読込動作が終了したことを検知すると（ステップＳ２０５）プリンタ制御部３００は図７の標準トナー付着量テーブルを参照し、トナー付着量ｘ（ｍｇ／ｃｍ＾２）に対応するｒｈ（ｘ）（％）の値を決定する（ステップＳ２０６）。例えばトナー付着量がｘ＝０．３５（ｍｇ／ｃｍ＾２）であればｒｈ（ｘ）＝８０（％）、トナー付着量がｘ＝０．２５（ｍｇ／ｃｍ＾２）であればｒｈ（ｘ）＝２０（％）となる。その後プリンタ制御部３００は、現像剤湿度の過去の値ｒｈ（ｍ）をｒｈ（ｘ）で上書きする（ステップＳ２０７）。このときもちろん、付帯する時刻情報ｃ（ｍ）もトナーパッチを形成した際の時刻ｃ（ｎ）の値で上書きする。この一連の初期化動作を終えれば、その後は図４のフローに従い湿度値を算出して画像形成条件を決定することで、現像剤が初期状態であった場合の濃度変動を精度よく補正することが出来、本発明の目的が達成されるのである。
【００２９】
なおこの初期化動作のように、トナーパッチのトナー付着量から現像剤の湿度を推定してその値を書き換えるような動作は、初期化動作以外の場合には行われない。その理由は現像剤中のトナー濃度（公知の方法によって制御される）や現像剤の劣化程度に伴いトナーパッチのトナー付着量は変化していくので、もはや現像剤の湿度が一意に反映されるとはいい難い状態になるからである。異なる目的で同様なトナーパッチ形成動作が用いられたとしても、その際のトナー付着量の値をもってｒｈ（ｍ）を書き換える動作は行わない。また、実際には図７の標準トナー付着量テーブルを参照した際、ｒｈ（ｘ）の値には誤差が発生する場合がある。例えば感光ドラム２８表面の機能樹脂層の膜厚があるが、公知の方法に従い補正することができる。また感光ドラム２８露光量に対して電位を減衰させる特性も誤差要因であるが、この誤差を回避するためにはＶｃｈｇとＶｄｅｖの相対関係を変化させＶｄ部を基準潜像として用いる方法（アナログパッチ）等がある。
【００３０】
［実施例２］
本実施例の画像形成装置の概略構成は実施例１と同じく図１のような構成であるが、各ステーションの構成は図８に、ブロック図は図９に示したような構成である。また現像剤交換手段として、現像器１を丸ごと交換する形態をとる。
【００３１】
図８および図９において、透磁率センサ５５はスクリュー対４付近に現像剤の循環経路に沿うように配置されていて、非磁性トナーと磁性キャリアの混合比によって透磁率が変化することを利用してトナー濃度を検出する構成である。スクリュー対４は多くの場合非磁性部材であり、透磁率センサ５５の生出力はスクリュー対４の回転周期にあわせて変動する。このため現像器１中の現像剤の透磁率を求めるためにはスクリュー対４の回転周期１回あたり好ましくは４箇所以上、スクリュー対４が内１回〜数回回転する時間だけ透磁率生検知を行い、これを平均化処理することで行われる。以下特に注記のない限り、「現像剤の透磁率」と述べた場合はこの平均化処理をした後の出力を指すものとする。
透磁率センサ５５は基準となる物体の透磁率に対しセンサ固有の出力ばらつきがあるので、これを補正して用いるために駆動電源とは別に制御電圧による出力調整を行う。この透磁率センサ制御電圧値の決定は、現像器１の製造時に安定的に所定の透磁率をもつ校正部材の透磁率を透磁率センサ５５に検知させ、所定の出力（例えばフルスケール５．０Ｖ出力に対し２．５Ｖ）となるよう調整することで行われる。より詳しく述べれば、校正部材の透磁率は本実施例における初期現像剤が初期のトナー濃度と初期の標準的な湿度（本実施例では５０％）である場合の透磁率と同一となるように調整されたものであり、不安定な粉体よりは安定的な固体を用いることが好ましい。
【００３２】
本実施例の画像形成装置の環境履歴制御については実施例１と同様、図４のフローチャートに基づいて行われる。
【００３３】
以下本実施例の画像形成装置において特徴的である初期化動作の具体例を、図１０のフローチャートを用いて説明する。図１０において、現像器１の交換が終わると、画像形成装置のプリンタ制御部３００は初期化動作の指示を受信する（ステップＳ３０１）。この時プリンタ制御部３００は現像器１のメモリタグ（不図示）に記憶された透磁率センサ制御値のデータを読み込む（ステップＳ３０２）。
【００３４】
次にプリンタ制御部３００はスクリュー対４によって、透磁率センサ５５の検知面に適正な量の現像剤が安定的に担持されるように現像器１を１ｍｉｎ空回転駆動し（ステップＳ３０３）、空回転が停止する直前に透磁率センサ５５の検出値ｙ（Ｖ）を取得する（ステップＳ３０４）。この時の透磁率センサ５５の検出値ｙは、初期のトナー濃度と「その時の」湿度をもつ現像剤を検知したものである。一般に本実施例のような２成分現像剤の透磁率は、トナー濃度およびかさ密度によって変化する。かさ密度は同じ重量の粉体が空気をふくんで見かけの体積が大きく／小さくなると減少／増加する。これに伴い透磁率センサ５５での検出値も小さく／大きくなる。このかさ密度は現像剤を構成するトナーとキャリアの帯電量によって変化することが知られていて、帯電量が大きく／小さくなるとキャリア同士の反発によってかさが増加／減少し、すなわちかさ密度は下がり／上がり、透磁率センサ５５の検出値も小さく／大きくなる。一方湿度の増加／減少に伴ってトナーとキャリアの帯電量は減少／増加することもよく知られている。すなわち、透磁率センサ５５の検出値ｙ（Ｖ）が２．５Ｖより大きい／小さいということは、その分だけ検知した現像剤の湿度が５０％に対し大きい／小さいということである。本実施例はその性質を考慮して初期現像剤の吸湿状態を検知するものである。
【００３５】
透磁率センサ５５の検出値ｙと初期現像剤の湿度との関係は図１１に示したテーブルとしてプリンタ制御部３００に記憶されている。プリンタ制御部３００は検出値ｙの取得後現像器１の駆動を停止させ、図１１のテーブルを参照して検出値ｙの値に相当する現像剤湿度値ｒｈ（ｙ）を算出する（ステップＳ３０５）。例えば検出値ｙ＝１．５Ｖであればｒｈ（ｙ）＝２０％、検出値ｙ＝３．５Ｖであればｒｈ（ｙ）＝８０％とする。即ちこの湿度値ｒｈ（ｙ）が、交換され新しくなった現像剤の湿度であるから、プリンタ制御部３００はこの値をｒｈ（ｍ）として上書きし記憶する（ステップＳ３０６）。この一連の初期化動作を終えれば、その後は図４のフローに従い湿度値を算出して画像形成条件を決定することで、現像剤が初期状態であった場合の濃度変動を精度よく補正することが出来、本発明の目的が達成されるのである。
【００３６】
なおこの初期化動作のように、透磁率センサ５５の値から現像剤の湿度を推定してその値を書き換えるような動作は、初期化動作以外の場合には行われない。その理由は、画像形成を繰り返すことで現像剤中のトナー濃度（公知の方法によって制御される）や現像剤の劣化程度に伴う透磁率変化分がしていくので、もはや現像剤の湿度が一意に反映されるとはいい難い状態になるからである。異なる目的で同様な透磁率検知動作が用いられたとしても、その際の透磁率の値をもってｒｈ（ｍ）を書き換える動作は行わない。
【００３７】
以上本発明の画像形成装置について２つの実施例を用いて説明したが、もちろん上記実施例の形態の詳細にとらわれる必要はない。例えばｒｈ（ｎ）によって変更される画像形成条件は帯電バイアス電源４１の出力値、現像バイアス電源４２の出力値に限らない。例えば、１次転写バイアス電源４２の出力値や、レーザー２２の最大露光量、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）などを調整することが考えられる。
【符号の説明】
【００３８】
３．現像スリーブ
４．スクリュー対
２１．１次帯電器
２２．レーザー
２３．１次転写帯電器
２８．感光ドラム
４１．帯電バイアス電源
４２．現像バイアス電源
４３．１次転写バイアス電源
５１．現像器温度センサ
５３．環境センサ
５４．光学センサ
５５．透磁率センサ
３００．プリンタ制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は乾式電子写真方式のプリンタ、複写機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
乾式電子写真においてはトナーの摩擦帯電を利用しているので、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ーである。そのため特許文献１、特許文献２のように、周囲の雰囲気を検知し画像形成条件を制御する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許２８０８１０８号公報
【特許文献２】特開２００１−１４７６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、特許文献２においては、いずれも過去所定時間内の複数のタイミングでの雰囲気検知結果の履歴を記憶しその複数のデータに従って画像形成条件を制御する方式（以下、「環境履歴制御と記す」）が開示されている。このような制御の際、記憶手段に所定時間分の複数データが記憶されていない場合（例えば装置設置初期時、現像剤交換時）にどのように対処するかという課題があった。
【０００５】
この課題に対して特許文献１（「発明の効果」の箇所）、特許文献２（段落００５２）において以下のような方策を提示している。
【０００６】
従来手法１：常温常湿度の固定値、または最新の周辺雰囲気検知データで代用する方法。（特許文献１、特許文献２より）
従来手法２：サービスマンがキースイッチ等の入力手段の押下により雰囲気検知データを補正して用いる方法。（特許文献１より）
しかしこれらの技術は出願当時の市場の状況を十分満足するものであったが、文書のカラー化が進み出力物の色味安定に対するユーザー要望レベルは高くなっており、現在となってはこれを満足するものではない。従来手法１では、設置時の現像剤の湿度はその場合の周囲環境とも、製造された際の周囲環境とも異なる場合が多いので、湿度変化によるトナー帯電量の変化を拾ってしまい初期色味変動の要因となる。また従来手法２においては、画像の濃淡を人間の目で判断するため不安定であったり、用紙の表面性によって判断を誤る可能性があった。
【０００７】
よって本発明においては「カートリッジ、現像器、現像剤を新品に交換した場合、現像剤がその放置環境から推移して現在の本体内環境になじむまでの間に発生する色味変動」が解決すべき課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
少なくともトナーを含む現像剤を収容した現像器を備え、前記現像器周囲の湿度を検知するための湿度センサと、湿度センサの検出値を記憶する湿度記憶手段を備え、画像形成条件を決定する際にその湿度記憶手段に記憶された過去の被記憶湿度情報を用いるような画像形成装置において、
現像剤の初期状態において、前記トナーの帯電量を反映した帯電量関連パラメータを検出し、その帯電量関連パラメータに基づいて被記憶湿度情報を補正する。
【発明の効果】
【０００９】
過去の環境条件を用いて現在の画像形成条件を決定するような画像形成装置において、現像剤の初期状態でのトナーの帯電量を反映した帯電量関連パラメータを検出し被記憶湿度情報を補正することで、本発明の課題である「カートリッジ、現像器、現像剤を新品に交換した場合、現像剤がその放置環境から推移して現在の本体内環境になじむまでの間に発生する色味変動」を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１および２の、画像形成装置の概略図。
【図２】本発明の実施例１の、１色分のステーションを説明する図。
【図３】本発明の実施例１の、１色分相当のブロック図。
【図４】本発明の実施例１および２の、環境履歴制御を説明するフローチャート。
【図５】本発明の実施例１の、ｒｈ値とＶｃｏｎｔ、Ｖｂａｃｋの対応テーブル。
【図６】本発明の実施例１の、初期設置動作を説明するフローチャート。
【図７】本発明の実施例１の、トナー付着量と現像剤湿度の対応テーブル。
【図８】本発明の実施例２の、１色分のステーションを説明する図。
【図９】本発明の実施例２の、１色分相当のブロック図。
【図１０】本発明の実施例２の、初期設置動作を説明するフローチャート。
【図１１】本発明の実施例２の、透磁率と現像剤湿度の対応テーブル。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[実施例１]
図１に示すように、本実施例の画像形成装置はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの感光ドラム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。画像形成装置は各色のステーションにおいて各色のトナー像を作像し、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２次転写ローラー２３ｚによって転写紙２７に一括して２次転写する。４色分のトナー像を転写した転写紙２７は定着器２５による加熱および加圧をうけ、トナー像は転写紙２７に定着し、固着画像を得る。転写紙２７に転写されなかった残トナーは中間転写ベルトクリーナー２６ｚによって除去される。
【００１２】
図２および図３によって、各ステーションの構成を詳しく説明する。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、１次転写バイアスの印加のため、帯電バイアス電源４１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、現像バイアス電源４２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、１次転写バイアス電源４３（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）が備えられている。プリンタ制御部３００は内蔵するＣＰＵ３０１などによって、先述した画像形成装置の各部分やバイアス電源の動作を制御する。
【００１３】
感光ドラム２８の表面は１次帯電器２１に帯電バイアス電源４１から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、このような「ＡＣ帯電方式」では、Ｖｃｈｇ（Ｖ）の値がほぼＶｄ（Ｖ）になるように交流成分が調整される。
【００１４】
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２２を駆動し、感光ドラム２８上のＶｄ（Ｖ）部を照射することで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。
【００１５】
現像器１について詳しく説明すると、本実施例で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」を採用している。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。トナー樹脂は本実施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。また本実施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。
【００１６】
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が回転することで、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し、図２の垂直方向両端部で現像剤を受け渡すことにより現像剤を攪拌しながら循環させている。
現像器１の開口部には、感光ドラム２８に対向するように現像スリーブ３が設けられている。現像スリーブ３はその内部にマグネット５を備えていて、２成分現像剤を磁力によって担持して感光ドラム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を印加する。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、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出来、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。
【００１７】
各色のトナー像は１次転写帯電器２３によって中間転写ベルト２４上に重ねて１次転写される。１次転写後に感光ドラム２８上に残った残トナーはクリーナー２６により除去される。
【００１８】
図１および図３において、現像器温度センサ５１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は各色の現像器１にそれぞれ配置されていてその温度ｔ（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を検知する。一方画像形成装置内部には環境センサ５３が備えられていて、周辺の環境温湿度から環境温度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（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）及びＴ（℃）、ＲＨ（％）はプリンタ制御部３００に通知される。
【００１９】
次に図４のフローチャートにより、本実施例の画像形成装置の環境履歴制御をプリンタ制御部３００の具体的な動作として説明する。なおここでの説明は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。
【００２０】
まずプリンタ制御部３００はプリント指示の命令を受ける（ステップＳ１０１）と、画像形成装置本体内の温湿度センサ５３から現在の周辺環境の温度Ｔ（ｎ）と相対湿度ＲＨ（ｎ）の値を取得し（ステップＳ１０２）、これらの値から絶対水分量ＡＢＳ（ｎ）を求める（ステップＳ１０３）。温度および相対湿度から絶対水分量を求めるにはいくつか方法はあるが、本発明の画像形成装置はほぼ１気圧、温度０℃〜６０℃程度の環境で使用されるため、Ｔｅｔｅｎｓの近似式
Ｅ（ｔ）＝６．１１×１０＾（７．５×τ／（τ＋２３７．３））…式（１）
（Ｅ：飽和水分量、τ：摂氏温度）
により温度τ℃時の飽和水分量を求め、相対湿度の値を乗じて絶対水分量ＡＢＳ（ｎ）求める方式をとる。次にプリンタ制御部３００は現像器温度センサ５１の温度測定値ｔ（ｎ）を取得し（ステップＳ１０４）、式（１）に基づいて温度ｔ（ｎ）における飽和水分量を求める。ここでプリンタ制御部３００は現在の現像器１周辺の相対湿度ｒｈ（ｎ）を
ｒｈ（ｎ）＝ＡＢＳ（ｎ）／（温度ｔ（ｎ）における飽和水分量）…式（２）
とすることにより求める（ステップＳ１０５）。なお上記で取得または算出されたＴ（ｎ）、相対湿度ＲＨ（ｎ）、ＡＢＳ（ｎ）、ｒｈ（ｎ）には、制御部３００がそれらの値を取得あるいは算出したときの時刻情報ｃ（年月日、および時間、分、秒）が付帯されている。Ｔ（ｎ）、相対湿度ＲＨ（ｎ）、ＡＢＳ（ｎ）、ｒｈ（ｎ）の取得あるいは算出は秒単位で数える限りほぼ同時であるから、これらの時刻情報ｃ＝ｃ（ｎ）（現在時刻）である。次にプリンタ制御部３００は、前回のプリント動作において画像形成条件の決定に用いた現像器１内の現像剤の相対湿度の値ｒｈ（ｍ）、およびその付帯情報として制御部３００がｒｈ（ｍ）を算出したときの時刻情報ｃ（ｍ）を、内蔵されたメモリから取得する（Ｓ１０６）。
【００２１】
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。特許文献２の段落００１３によれば「例えば装置本体の雰囲気が急激に変化した場合、感光体ドラムや現像装置内のトナー、あるいはこられを包含したプロセスカートリッジなどが周囲環境の変化に追従できず、」との記載がある。これを本発明の表現に倣って書くと、現在の「現像剤」の湿度ｒｈは、とある時間（例えば時刻ｃ（ｍ））に算出された「現像剤の」湿度ｒｈ（ｍ）でも、現在算出された現像器１周辺の湿度ｒｈ（ｎ）でもなく、それらの値の間に位置することが予想される。
【００２２】
上記の考察、およびその考察を元に行った本発明者らの検討結果によれば、現在（時刻ｃ（ｎ））の現像剤の湿度ｒｈは、以下の式（３）によって良好に近似される。
【００２３】
ｒｈ＝（ｒｈ（ｍ）−ｒｈ（ｎ））×ｅｘｐ（−（ｃ（ｎ）−ｃ（ｍ））／β）＋ｒｈ（ｎ）…式（３）
ここでβは時間のディメンジョン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ものである。本実施例においてはβ＝１４４００（ｓｅｃ）である。プリンタ制御部３００は式（３）に基づいて、ｒｈ（ｍ）、ｒｈ（ｎ）、および時刻情報ｃ（ｍ）、ｃ（ｎ）から、現像剤の現在の湿度ｒｈを求める（ステップＳ１０７）。そしてプリンタ制御部３００は内蔵されたメモリ内のテーブル（図５）からｒｈに対応するＶｃｏｎｔ、Ｖｂａｃｋをもとめ、それに従って帯電バイアスの直流成分Ｖｃｈｇと現像バイアスの直流成分Ｖｄｅｖを算出して画像形成条件を決定する（ステップＳ１０８）。しかる後にプリンタ制御部３００は画像形成装置にプリントの実行を指示し、この時に画像形成条件の設定に用いた現像剤の湿度値ｒｈでメモリ内に記憶されたｒｈ（ｍ）の値を上書きする（ステップＳ１０９）。このとき同時に、ｒｈを算出した時刻であるｃ（ｎ）の値をもってメモリ内に記憶されたｃ（ｍ）の値を上書きする。
【００２４】
本実施例では以上のような環境履歴制御により画像形成条件を決定するが、現像器１の交換や現像剤の交換といった作業を行うと、記憶されたｒｈ（ｍ）はすでに画像形成装置から取り除かれた現像剤の湿度で、その後の画像形成装置の制御上は意味のない値となる。
【００２５】
この点について従来手法では、現像器１の交換や現像剤の交換の直後に、画像形成装置が検知し算出したｒｈ（ｎ）の値や、現像器１や現像剤が工場にて製造され密封された際の周囲環境で代用していた。しかしこの手段ではいずれも実際の現像器湿度とは異なるものであり初期色味変動の要因となっていた。あるいはこの点を鑑みてサービスマンが実際にその場でテストチャートなどを出力し、その画像の濃淡を人間の目で判断して補正していたが、不安定であったり、用紙の表面性によって判断を誤る可能性があった。そこで本実施例では以下に述べるような方法で現在の現像剤の湿度を精度よく算出しｒｈ（ｍ）の値として用いることで、従来手法では十分ではなかった点を解決するものである。
【００２６】
以下本実施例の画像形成装置において特徴的である初期化動作の具体例を、図６のフローチャートを用いて説明する。図６において、現像器１あるいは現像剤の交換が終わると、画像形成装置のプリンタ制御部３００は初期化動作の指示を受信する（ステップＳ２０１）。初期化動作の指示は、サービスマンによる所定の操作であったり、現像器１に取り付けられたメモリタグ上のデータであったり様々な方式が考えられる。次にプリンタ制御部３００は現像スリーブ３上に適正な量の現像剤が安定的に担持されるように、現像器１を１ｍｉｎ空回転駆動する（ステップＳ２０２）。
【００２７】
次に、プリンタ制御部３００は図５のテーブルのｒｈ＝５０％相当の画像形成条件で画像形成装置を駆動し、画像データ６４レベル（８ビットにおいて）としてレーザ２２を駆動して感光ドラム２８上を露光し基準潜像を形成する。この基準潜像を１ｍｉｎの空回転駆動を終了した現像器１で設定された現像バイアスを印加して現像し、トナーパッチを形成する。ここで、潜像条件が決められていて、なおかつ現像剤中のトナー重量比（トナー濃度）が（出荷直後であるから）定められており、さらにトナーやキャリアの劣化がない現像剤初期の状態では、トナーパッチのトナー付着量はほぼ一意に現像剤中のトナーの帯電量に対応する。
【００２８】
光学センサ５４は感光ドラム２８の現像器１と１次転写帯電器２３の間に、感光ドラム２８表面に対向するように設けられている。光学センサ５４は、形成されたトナーパッチの反射光量を測定することでトナー付着量ｘ（ｍｇ／ｃｍ＾２）を検出し、その値はプリンタ制御部３００に読み込まれる（ステップＳ２０４）。トナーパッチ読込動作が終了したことを検知すると（ステップＳ２０５）プリンタ制御部３００は図７の標準トナー付着量テーブルを参照し、トナー付着量ｘ（ｍｇ／ｃｍ＾２）に対応するｒｈ（ｘ）（％）の値を決定する（ステップＳ２０６）。例えばトナー付着量がｘ＝０．３５（ｍｇ／ｃｍ＾２）であればｒｈ（ｘ）＝８０（％）、トナー付着量がｘ＝０．２５（ｍｇ／ｃｍ＾２）であればｒｈ（ｘ）＝２０（％）となる。その後プリンタ制御部３００は、現像剤湿度の過去の値ｒｈ（ｍ）をｒｈ（ｘ）で上書きする（ステップＳ２０７）。このときもちろん、付帯する時刻情報ｃ（ｍ）もトナーパッチを形成した際の時刻ｃ（ｎ）の値で上書きする。この一連の初期化動作を終えれば、その後は図４のフローに従い湿度値を算出して画像形成条件を決定することで、現像剤が初期状態であった場合の濃度変動を精度よく補正することが出来、本発明の目的が達成されるのである。
【００２９】
なおこの初期化動作のように、トナーパッチのトナー付着量から現像剤の湿度を推定してその値を書き換えるような動作は、初期化動作以外の場合には行われない。その理由は現像剤中のトナー濃度（公知の方法によって制御される）や現像剤の劣化程度に伴いトナーパッチのトナー付着量は変化していくので、もはや現像剤の湿度が一意に反映されるとはいい難い状態になるからである。異なる目的で同様なトナーパッチ形成動作が用いられたとしても、その際のトナー付着量の値をもってｒｈ（ｍ）を書き換える動作は行わない。また、実際には図７の標準トナー付着量テーブルを参照した際、ｒｈ（ｘ）の値には誤差が発生する場合がある。例えば感光ドラム２８表面の機能樹脂層の膜厚があるが、公知の方法に従い補正することができる。また感光ドラム２８露光量に対して電位を減衰させる特性も誤差要因であるが、この誤差を回避するためにはＶｃｈｇとＶｄｅｖの相対関係を変化させＶｄ部を基準潜像として用いる方法（アナログパッチ）等がある。
【００３０】
［実施例２］
本実施例の画像形成装置の概略構成は実施例１と同じく図１のような構成であるが、各ステーションの構成は図８に、ブロック図は図９に示したような構成である。また現像剤交換手段として、現像器１を丸ごと交換する形態をとる。
【００３１】
図８および図９において、透磁率センサ５５はスクリュー対４付近に現像剤の循環経路に沿うように配置されていて、非磁性トナーと磁性キャリアの混合比によって透磁率が変化することを利用してトナー濃度を検出する構成である。スクリュー対４は多くの場合非磁性部材であり、透磁率センサ５５の生出力はスクリュー対４の回転周期にあわせて変動する。このため現像器１中の現像剤の透磁率を求めるためにはスクリュー対４の回転周期１回あたり好ましくは４箇所以上、スクリュー対４が内１回〜数回回転する時間だけ透磁率生検知を行い、これを平均化処理することで行われる。以下特に注記のない限り、「現像剤の透磁率」と述べた場合はこの平均化処理をした後の出力を指すものとする。
透磁率センサ５５は基準となる物体の透磁率に対しセンサ固有の出力ばらつきがあるので、これを補正して用いるために駆動電源とは別に制御電圧による出力調整を行う。この透磁率センサ制御電圧値の決定は、現像器１の製造時に安定的に所定の透磁率をもつ校正部材の透磁率を透磁率センサ５５に検知させ、所定の出力（例えばフルスケール５．０Ｖ出力に対し２．５Ｖ）となるよう調整することで行われる。より詳しく述べれば、校正部材の透磁率は本実施例における初期現像剤が初期のトナー濃度と初期の標準的な湿度（本実施例では５０％）である場合の透磁率と同一となるように調整されたものであり、不安定な粉体よりは安定的な固体を用いることが好ましい。
【００３２】
本実施例の画像形成装置の環境履歴制御については実施例１と同様、図４のフローチャートに基づいて行われる。
【００３３】
以下本実施例の画像形成装置において特徴的である初期化動作の具体例を、図１０のフローチャートを用いて説明する。図１０において、現像器１の交換が終わると、画像形成装置のプリンタ制御部３００は初期化動作の指示を受信する（ステップＳ３０１）。この時プリンタ制御部３００は現像器１のメモリタグ（不図示）に記憶された透磁率センサ制御値のデータを読み込む（ステップＳ３０２）。
【００３４】
次にプリンタ制御部３００はスクリュー対４によって、透磁率センサ５５の検知面に適正な量の現像剤が安定的に担持されるように現像器１を１ｍｉｎ空回転駆動し（ステップＳ３０３）、空回転が停止する直前に透磁率センサ５５の検出値ｙ（Ｖ）を取得する（ステップＳ３０４）。この時の透磁率センサ５５の検出値ｙは、初期のトナー濃度と「その時の」湿度をもつ現像剤を検知したものである。一般に本実施例のような２成分現像剤の透磁率は、トナー濃度およびかさ密度によって変化する。かさ密度は同じ重量の粉体が空気をふくんで見かけの体積が大きく／小さくなると減少／増加する。これに伴い透磁率センサ５５での検出値も小さく／大きくなる。このかさ密度は現像剤を構成するトナーとキャリアの帯電量によって変化することが知られていて、帯電量が大きく／小さくなるとキャリア同士の反発によってかさが増加／減少し、すなわちかさ密度は下がり／上がり、透磁率センサ５５の検出値も小さく／大きくなる。一方湿度の増加／減少に伴ってトナーとキャリアの帯電量は減少／増加することもよく知られている。すなわち、透磁率センサ５５の検出値ｙ（Ｖ）が２．５Ｖより大きい／小さいということは、その分だけ検知した現像剤の湿度が５０％に対し大きい／小さいということである。本実施例はその性質を考慮して初期現像剤の吸湿状態を検知するものである。
【００３５】
透磁率センサ５５の検出値ｙと初期現像剤の湿度との関係は図１１に示したテーブルとしてプリンタ制御部３００に記憶されている。プリンタ制御部３００は検出値ｙの取得後現像器１の駆動を停止させ、図１１のテーブルを参照して検出値ｙの値に相当する現像剤湿度値ｒｈ（ｙ）を算出する（ステップＳ３０５）。例えば検出値ｙ＝１．５Ｖであればｒｈ（ｙ）＝２０％、検出値ｙ＝３．５Ｖであればｒｈ（ｙ）＝８０％とする。即ちこの湿度値ｒｈ（ｙ）が、交換され新しくなった現像剤の湿度であるから、プリンタ制御部３００はこの値をｒｈ（ｍ）として上書きし記憶する（ステップＳ３０６）。この一連の初期化動作を終えれば、その後は図４のフローに従い湿度値を算出して画像形成条件を決定することで、現像剤が初期状態であった場合の濃度変動を精度よく補正することが出来、本発明の目的が達成されるのである。
【００３６】
なおこの初期化動作のように、透磁率センサ５５の値から現像剤の湿度を推定してその値を書き換えるような動作は、初期化動作以外の場合には行われない。その理由は、画像形成を繰り返すことで現像剤中のトナー濃度（公知の方法によって制御される）や現像剤の劣化程度に伴う透磁率変化分がしていくので、もはや現像剤の湿度が一意に反映されるとはいい難い状態になるからである。異なる目的で同様な透磁率検知動作が用いられたとしても、その際の透磁率の値をもってｒｈ（ｍ）を書き換える動作は行わない。
【００３７】
以上本発明の画像形成装置について２つの実施例を用いて説明したが、もちろん上記実施例の形態の詳細にとらわれる必要はない。例えばｒｈ（ｎ）によって変更される画像形成条件は帯電バイアス電源４１の出力値、現像バイアス電源４２の出力値に限らない。例えば、１次転写バイアス電源４２の出力値や、レーザー２２の最大露光量、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）などを調整することが考えられる。
【符号の説明】
【００３８】
３．現像スリーブ
４．スクリュー対
２１．１次帯電器
２２．レーザー
２３．１次転写帯電器
２８．感光ドラム
４１．帯電バイアス電源
４２．現像バイアス電源
４３．１次転写バイアス電源
５１．現像器温度センサ
５３．環境センサ
５４．光学センサ
５５．透磁率センサ
３００．プリンタ制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともトナーを含む現像剤を収容した現像器を備え、前記現像器周囲の湿度を検知するための湿度センサと、前記湿度センサの検出値を記憶する湿度記憶手段を備え、画像形成条件を決定する際に前記湿度記憶手段に記憶された過去の被記憶湿度情報を用いるような画像形成装置において、
現像剤の初期状態において、前記トナーの帯電量を反映した帯電量関連パラメータを検出し、その帯電量関連パラメータに基づいて前記被記憶湿度情報を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
潜像担持体と、基準潜像を前記現像器によって現像することで得られる基準トナー像のトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段とを備えていて、現像剤の初期状態において、前記トナーの帯電量を反映した帯電量関連パラメータとして、前記基準潜像を前記現像器で現像して形成した基準トナー像のトナー付着量を用いることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤が非磁性トナーと磁性キャリアを少なくとも含む現像剤であって、前記現像器に収容された現像剤の透磁率を検知する透磁率センサを備えていて、現像剤の初期状態において、前記トナーの帯電量を反映した帯電量関連パラメータとして、前記透磁率センサの検知した透磁率を用いることを特徴とする請求項１または請求項２の画像形成装置。
【請求項４】
（１）画像形成装置周囲の温湿度を検知するための温湿度センサ、
（２）現像器近傍の温度を検知するための温度センサ、
（３）前記温湿度センサの検知した温湿度情報と前記温度センサの検知した温度情報から前記現像器近傍の湿度を算出する現像器湿度算出手段、として、前記湿度センサは、少なくとも前記（１）（２）（３）を含む構成であることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
少なくともトナーを含む現像剤を収容した現像器を備え、前記現像器周囲の湿度を検知するための湿度センサと、前記湿度センサの検出値を記憶する湿度記憶手段を備え、画像形成条件を決定する際に前記湿度記憶手段に記憶された過去の被記憶湿度情報を用いるような画像形成装置において、
現像剤の初期状態において、前記トナーの帯電量を反映した帯電量関連パラメータを検出し、その帯電量関連パラメータに基づいて前記被記憶湿度情報を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
潜像担持体と、基準潜像を前記現像器によって現像することで得られる基準トナー像のトナー付着量を検知するトナー付着量検知手段とを備えていて、現像剤の初期状態において、前記トナーの帯電量を反映した帯電量関連パラメータとして、前記基準潜像を前記現像器で現像して形成した基準トナー像のトナー付着量を用いることを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤が非磁性トナーと磁性キャリアを少なくとも含む現像剤であって、前記現像器に収容された現像剤の透磁率を検知する透磁率センサを備えていて、現像剤の初期状態において、前記トナーの帯電量を反映した帯電量関連パラメータとして、前記透磁率センサの検知した透磁率を用いることを特徴とする請求項１または請求項２の画像形成装置。
【請求項４】
（１）画像形成装置周囲の温湿度を検知するための温湿度センサ、
（２）現像器近傍の温度を検知するための温度センサ、
（３）前記温湿度センサの検知した温湿度情報と前記温度センサの検知した温度情報から前記現像器近傍の湿度を算出する現像器湿度算出手段、として、前記湿度センサは、少なくとも前記（１）（２）（３）を含む構成であることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−７８５６９（Ｐ２０１２−７８５６９Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２３８２７（Ｐ２０１０−２２３８２７）
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月１日（２０１０．１０．１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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