JP2013195788A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置の停止期間中に現像剤の湿度が大きく変化した場合に、起動時にあまり空運転しなくても、湿度センサで検知される現像剤の湿度に基づいて、起動後の現像コントラストを適正に設定できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置内の現像剤に接触して現像剤の湿度を検知する湿度センサを設け、連続画像形成中は、湿度センサが検知した現像剤の湿度に応じて画像形成時の現像コントラストを設定する。しかし、現像装置の起動後３０秒間の画像形成については、現像装置の停止期間における現像剤の湿度変化の履歴に応じて現像コントラストを補正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、湿度センサで直接検知した現像剤の湿度に応じて画像形成の現像コントラストを設定する画像形成装置、詳しくは現像装置の停止期間中に環境湿度が大きく変化しても、現像装置の起動時の現像コントラストを適正に設定できる制御に関する。

現像装置内で現像剤を攪拌した後に現像剤担持体に担持させて像担持体の静電像をトナー像に現像する画像形成装置が広く用いられている。現像装置は、磁性トナーを用いる一成分現像方式と、磁性キャリアを用いる二成分現像方式とを含む。現像装置は、トナーの漏れ出しを防止できる程度には気密性を持たせてあるが、種々の隙間を通じて外気が出入りする。このため、現像装置を運転状態に保てば２０分程度、現像装置が停止状態であれば２０時間程度で、現像装置内の現像剤の湿度は、現像装置の環境と同一湿度に調湿される。

現像剤の湿度は、像担持体の静電像を現像する際のトナー帯電量Ｑ／Ｍに大きな影響を及ぼし、トナー帯電量Ｑ／Ｍは、所定の現像コントラストの静電像を現像して得られるトナー像のトナー載り量に大きな影響を及ぼす。このため、現像装置内の現像剤の平均湿度をトナー像の形成条件にフィードバックすることが好ましい。

特許文献１では、現像装置内の現像剤に沈めて湿度センサを配置して現像剤の湿度を直接検出しており、現像剤の湿度が高いほど現像コントラストが低くなるように、現像コントラストをリアルタイムに調整している。

特許文献２では、現像装置の周囲の空気の温度と湿度とを検出する環境センサを設けて、現像装置の停止期間には、環境センサで検出した環境の湿度の履歴を記録している。そして、現像装置の起動時には、記録された環境の湿度の変化の履歴に応じて現在の現像剤の湿度を推定して現像コントラストを設定している。

特開２００７−６５５８１号公報 特開２０１１−２４８１５４号公報

特許文献２の制御では、現像剤の湿度を直接には検知していないため、推定した湿度と実際の現像剤の湿度との間に差を生じて現像コントラストが不適切になる場合がある。一方、特許文献２の制御では、湿度センサを用いて現像剤の湿度を直接に検知するため、現像コントラストを現像剤の実際の湿度に応じてリアルタイムに再現性高く設定できる。

しかし、特許文献１の制御では、現像装置を起動させて数１０秒間が経過しない期間については、現像コントラストを適正に設定できず、数１０秒が経過した後の出力画像に比較して、画像濃度の再現性が低下していることが判明した。

現像装置の停止期間中、現像剤は、空気に触れる表面から深い位置へ向かって時間をかけて調湿が進行する。現像装置内の現像剤は、表面ほど外気に湿度が近く、深い位置ほど外気との湿度差が大きいため、停止期間を挟んで現像装置を起動すると、表面の現像剤と深い位置の現像剤とが混合される過程で湿度センサが検知する現像剤の湿度が急変する。このため、湿度センサで検知される現像剤の湿度と現像剤全体の平均的な湿度とに格差が生じて現像コントラストが不適正になっていた。

ここで、現像装置を起動させて３０秒程度、空運転すれば、湿度センサで検知した現像剤の湿度と現像剤全体の平均湿度とが一致するので、湿度センサで検知される現像剤の湿度をそのまま用いても現像コントラストを適正に設定できる。しかし、現像装置を空運転することは、現像剤の劣化、省電力、画像形成装置の生産性の観点から好ましくない。

本発明は、停止期間中に現像剤の湿度が大きく変化した場合に、現像装置をあまり空運転しなくても、湿度センサで検知される現像剤の湿度に基づいて、起動後の現像コントラストを適正に設定できる画像形成装置を提供することを目的としている。

本発明の画像形成装置は、像担持体と、現像剤担持体に現像剤を担持し、現像剤の攪拌を伴って前記像担持体にトナー像を現像する現像装置と、前記現像装置内の現像剤に接触して現像剤の湿度を検知する湿度センサと、前記現像装置が停止した状態から画像形成開始する場合において、前記現像装置の停止期間中における前記現像装置の雰囲気の湿度履歴と前記湿度センサの検知結果とに応じた現像コントラストを設定する第１モードと、前記現像装置の停止期間中における湿度履歴に関わらず前記湿度センサの検知結果に応じた現像コントラストを設定する第２モードと、を画像形成開始してからの経過時間に基づいて選択的に実行するモードを実行可能に制御する制御部とを備えるものである。

本発明の画像形成装置では、調湿が現像剤全体に及んでいない場合に、前記現像装置の停止期間における現像剤の湿度変化の履歴に応じて湿度センサの検知結果に応じた現像コントラストを補正する。このため、現像装置の起動後の画像形成について、起動から数１０秒が経過しなくても起動後の現像コントラストを適正に設定できる。

したがって、停止期間中に現像剤の湿度が大きく変化した場合に、現像装置をあまり空運転しなくても、湿度センサで検知される現像剤の湿度に基づいて、起動後の現像コントラストを適正に設定できる。

画像形成装置の構成の説明図である。 画像形成部の構成の説明図である。 現像装置の水平断面の構成の説明図である。 現像剤温度湿度センサの構造の説明図である。 現像剤温度湿度センサの回路ブロック図である。 画像形成装置の制御系のブロック図である。 環境の湿度変化に伴う現像剤の調湿現象の模擬実験の説明図である。 模擬実験における現像剤の深さと調湿時間の関係の説明図である。 検出湿度の補正値の測定結果の説明図である。 検出湿度の補正値のテーブルの説明図である。 現像装置の起動時における現像剤温度湿度センサの検知湿度の変化の説明図である。 実施例１の制御のフローチャートである。 実施例１における現像コントラストの設定の説明図である。 現像装置の停止後の現像剤の調湿曲線の説明図である。 現像装置の停止後の各時刻における湿度補正値の説明図である。 実施例３の制御のフローチャートである。 実施例４の制御のフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、現像装置内で測定した現像剤の湿度に基づいて攪拌開始後の現像剤の湿度を推定する限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。

従って、本発明は、現像装置内で現像剤が攪拌される限りにおいて、二成分現像方式のみならず一成分現像方式の画像形成装置でも実施できる。タンデム型／１ドラム型、中間転写型／記録材搬送型、枚葉転写型の画像形成装置のいずれでも実施できる。像担持体は、有機感光体に限らず、アモルファスシリコン感光体等の無機感光体を使用してもよく、感光ドラムに限らず、ベルト状の感光体を用いてもよい。帯電方式、現像方式、転写方式、クリーニング方式、定着方式に関しても、任意に選択可能である。本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途の画像形成装置で実施できる。

＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図２は画像形成部の構成の説明図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、キヤノン株式会社製レーザービームプリンタ「ＬＢＰ５９００」を基本としたタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。画像形成装置１００は、中間転写ベルト２４の下向き面に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのドラムカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋを配列して、各色の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを形成している。ドラムカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、感光ドラム、現像装置等を各色単位で一体に交換可能にユニット化したものである。

画像形成部１０Ｙでは、感光ドラム２８Ｙにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト２４に転写される。画像形成部１０Ｍでは、感光ドラム２８Ｍにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト２４に転写される。画像形成部１０Ｃ、１０Ｋでは、それぞれ感光ドラム２８Ｃ、２８Ｋにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト２４に転写される。

中間転写ベルト２４に転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ二次転写される。記録材カセット３１から取り出された記録材Ｐは、分離ローラ３２で１枚ずつに分離して、レジストローラ３３へ給送される。レジストローラ３３は、中間転写ベルト２４のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ記録材Ｐを送り出す。トナー像を転写された記録材Ｐは、定着装置２５で加熱加圧を受けて、表面にトナー像を定着された後に、排出ローラ３４から排出トレイ３５へ排出される。

画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、それぞれの現像装置で用いるトナーの色が異なる以外は、ほぼ同一に構成される。以下では、図２を参照して、画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの区別を表すＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを除いた一般的な画像形成部１０について説明し、画像形成部に関する重複した説明を省略する。

図２に示すように、画像形成部１０は、感光ドラム２８の周囲に、帯電ローラ２１、露光装置２２、現像装置１、一次転写ローラ２３、ドラムクリーニング装置２６を配置している。感光ドラム２８は、アルミニウムシリンダの外周面に負極性の帯電極性を持たせた感光層が形成され、所定のプロセススピード（周速度）で矢印Ｒ１方向に回転する。帯電ローラ２１は、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を帯電電源４１から印加されて、感光ドラム２８の表面を一様な負極性の暗部電位ＶＤに帯電させる。露光装置２２は、レーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム２８の表面に画像の静電像を書き込む。暗部電位ＶＤに帯電された感光ドラム２８の表面が露光を受けると、感光層の機能層から発生した正の電荷輸送体によって表面の負帯電電荷が打ち消されて明部電位ＶＬに電位を低下させる。

現像装置１は、静電像を現像して、感光ドラム２８の表面にトナー像を形成する。一次転写ローラ２３は、中間転写ベルト２４の内側面を押圧して、感光ドラム２８と中間転写ベルト２４との間にトナー像の転写部を形成する。転写電源４３が一次転写ローラ２３に正極性の直流電圧を印加することにより、感光ドラム２８に担持された負極性のトナー像が中間転写ベルト２４へ一次転写される。ドラムクリーニング装置２６は、記録材への転写を逃れて感光ドラム２８に残った転写残トナーを回収する。

＜現像装置＞
図３は現像装置の水平断面の構成の説明図である。図２に示すように、現像装置１は、現像容器２内に現像剤（二成分現像剤）を収納する。現像剤は、マイナス帯電極性のトナー（非磁性トナー）とプラス帯電極性のキャリア（磁性キャリア）とを混合して現像剤としている。初期状態の現像剤中のトナー濃度（現像剤中に含まれるトナーの重量比）は、７％である。

トナーは、ポリエステルを主体とした樹脂に着色料、ワックス成分などを混錬重合し、それを粉砕して分級することにより、体積平均粒径７μｍ程度の粉体としている。トナーの材料は、スチレンアクリル等も採用できる。トナーの製造方法は、粉砕による製造方法の他に、重合による製造方法がある。キャリアは、フェライトをコアとしてシリコン樹脂を表層にコートした体積平均粒径５０μｍの粒子を形成している。キャリアは、磁性粉をフェノール樹脂などに混合して球状にした粒子などを用いてもよい。

現像容器２の感光ドラム２８に対向した部分に開口部が形成され、開口部から外部へ一部露出させて現像スリーブ３が回転可能に配置されている。現像スリーブ３は、非磁性材料のアルミニウムパイプで構成されている。現像スリーブ３は、現像領域Ｇにおいて、感光ドラム２８に最短距離で対抗する。現像スリーブ３の内側にマグネット４が非回転に配置される。マグネット４は、外周に沿って複数の磁極を有する。層厚規制ブレード５は、現像領域Ｇよりも現像スリーブ３の回転方向上流側にマグネット４の磁極の１つに対向して配置される。層厚規制ブレード５は、マグネット４と協働して、穂立ち状態の現像剤の層厚を規制する。

現像動作時、現像スリーブ３は、矢印Ｒ３方向に回転し、マグネット４の磁力によって現像容器２内の現像剤を表面に保持する。現像剤は、層厚規制ブレード５によって層厚を規制されて、現像領域Ｇに担持搬送される。現像スリーブ３に担持された現像剤は、現像領域Ｇにおいて、マグネット４の磁極の１つに応答して穂立ちして磁気ブラシを形成する。現像剤の磁気ブラシを感光ドラム２８の表面に接触させた状態で、現像電源４２が、直流電圧Ｖｄｃに交流電圧Ｖａｃを重畳した振動電圧を現像スリーブ３に印加する。これにより、感光ドラム２８と現像スリーブ３との間に形成される電界の作用によって、トナーが感光ドラム２８へ移転する。感光ドラム２８の表面の露光を受けた明部電位ＶＬの部分に、現像剤中のトナーが移転して、静電像をトナー像に反転現像する。感光ドラム２８上の静電像を現像した後の現像剤は、現像スリーブ３の回転にしたがって搬送され、現像容器２の、現像室１１に回収される。

現像スリーブ３に印加されるマイナスの直流電圧をＶｄｃとする。感光ドラム２８のマイナスの暗部電位ＶＤの領域にはトナーが移転せず、露光によってＶｄｃよりも電位が相対的にプラス側となったマイナスの明部電位ＶＬの領域にトナーが移転する。このとき、トナー付着量を支配する現像コントラストＶｃｏｎｔ及びトナーの付着を抑制するかぶり取り電位Ｖｂａｃｋは以下のように定義される。
Ｖｃｏｎｔ＝｜Ｖｄｃ−ＶＬ｜
Ｖｂａｃｋ＝｜ＶＤ−Ｖｄｃ｜

図３に示すように、現像容器２は、隔壁１５によって現像室１１と攪拌室１２とに二分されている。現像室１１と攪拌室１２とは、隔壁１５の長手方向の両端の連通部１５ａ、１５ｂによって連通して現像剤の循環経路を形成する。現像室１１は、現像スリーブ３と平行に設けられ、現像室１１には、現像スクリュー１３が配置される。攪拌室１２は、現像室１１と平行に設けられ、攪拌室１２には、攪拌スクリュー１４が配置される。

現像スリーブ３、現像スクリュー１３、及び攪拌スクリュー１４は、不図示のギア列によって連結駆動され、不図示の現像装置駆動ギアからの駆動を受け取って一体に回転する。現像スクリュー１３と攪拌スクリュー１４とは、相互に逆方向へ現像剤を搬送して、現像室１１と攪拌室１２との間で現像剤を循環させる。現像スクリュー１３と攪拌スクリュー１４の回転によって現像剤が搬送及び攪拌される過程で、トナーとキャリアが相互に摩擦して、トナーがマイナスにキャリアがプラスに帯電する。

＜現像剤温度湿度センサ＞
図４は現像剤温度湿度センサの構造の説明図である。図５は現像剤温度湿度センサの回路ブロック図である。

電子写真方式の画像形成装置において、現像剤のトナー帯電量Ｑ／Ｍは、現像装置の環境条件、即ち、画像形成装置の周囲の温度及び湿度の影響を受け易い。画像形成装置の環境湿度が変化すると、現像装置内の現像剤が含む水分量が変わるために、トナー帯電量Ｑ／Ｍが変化して、出力画像の濃度変動が生じる。そのため、画像形成装置では、現像装置内に現像剤温度湿度センサを設けて、温度湿度の検出結果に基づいてトナー像の形成条件を変更している。

図２に示すように、現像剤温度湿度センサ５１は、ハッチングで示した停止状態の現像剤の内部に、浅く埋没する高さに取り付けられている。現像剤温度湿度センサ５１は、現像容器２内の現像剤に接触して、現像剤の湿度を直接測定する。プリンタ制御部３０１は、現像剤温度湿度センサ５１の出力する湿度情報に基づいて、トナー帯電量Ｑ／Ｍの変化を推測し、トナー像の形成条件に反映させて出力画像の濃度や色味を安定させる。

図３に示すように、現像剤温度湿度センサ５１は、攪拌室１２から現像室１１へ現像剤が受け渡される連通部１５ａの隔壁１５の端部に配置されている。

図４に示すように、現像剤温度湿度センサ５１は、共通の取付け部材５１ａの上に、静電容量ポリマーのセンシング素子を用いた湿度検出素子５１ｂと、バンドギャップ温度センサを用いた温度検出素子５１ｃとを実装している。湿度検出素子５１ｂは、誘電体として吸湿性の静電容量ポリマーを挿入したコンデンサである。湿度検出素子５１ｂは、湿度変化に伴い静電容量ポリマーに吸着する水分量が変化する結果、コンデンサの静電容量が変化することを利用して、湿度検出を行っている。温度検出素子５１ｃは、温度に対して線形に抵抗値が変化するサーミスタを用いて、その抵抗値から温度を算出している。現像剤温度湿度センサ５１の検出情報は、コネクタ５１ｄを通じて出力される。

図５に示すように、現像剤温度湿度センサ５１は、センシリオン社製・温度湿度センサＳＨＴ１Ｘを使用した。湿度検出素子５１ｂ及び温度検出素子５１ｃは、いずれも１４ビットＡ／Ｄコンバータ３０３にカップリングされ、デジタルインターフェース３０４を通じてプリンタ制御部（３０１：図２）にデータを送信する。

＜画像形成装置の制御系＞
図６は画像形成装置の制御系のブロック図である。図２を参照して図６に示すように、プリンタ制御部３０１には、現像剤温度湿度センサ５１、環境センサ５２、帯電電源４１、現像電源４２、転写電源４３が接続されている。プリンタ制御部３０１は、画像形成装置１００の本体の動作を統括的に制御する。プリンタ制御部３０１は、画像形成装置の様々な動作を制御する。プリンタ制御部３０１は、ＣＰＵ３０２を基本として動作し、インターフェースを通じて画像処理ユニット側の露光制御部２０９と連携を取る。露光制御部２０９は、パルス幅変調部２０７のパルス信号に基づいてレーザドライバ１０２を制御して露光装置２２を駆動し、感光ドラム２８上にレーザービームを照射させる。

外部入力インターフェース２１３は、必要に応じて、原稿読取装置（フラットベッドスキャナ）、外部コンピュータ（情報処理装置）等の外部装置からＲＧＢ画像データの形式でカラー画像データを入力される。ＬＯＧ変換部２０４は、ＲＯＭ２１０に格納されているルックアップテーブル（ＬＵＴ）に基づいて入力されたＲＧＢ画像データの輝度データをＹＭＣの濃度データ（ＹＭＣ画像データ）に変換する。マスキング・ＵＣＲ部２０５は、ＹＭＣ画像データから黒（Ｋ）成分データを抽出し、ＹＭＣＫ画像データにマトリクス演算を施して、各色の画像濃度を補正する。

ルックアップテーブル部（ＬＵＴ部）２０６は、γルックアップテーブルを用いて入力されたＹＭＣＫ画像データの各色毎に濃度補正を施して、プリンタ部の理想的な階調特性に合わせる。γルックアップテーブルは、ＲＡＭ２１１上に展開されたデータに基づいて作成され、そのテーブル内容は露光制御部２０９によって設定される。パルス幅変調部２０７は、ルックアップテーブル部２０６から入力された画像データ（画像信号）のレベルに対応するパルス幅のパルス信号を出力する。

＜現像剤の調湿ムラ＞
図７は環境の湿度変化に伴う現像剤の調湿現象の模擬実験の説明図である。図８は模擬実験における現像剤の深さと調湿時間の関係の説明図である。現像装置の周囲の空気の湿度変化に伴う現像剤の調湿にはある程度の時間が必要であるため、周囲の空気の湿度変化に伴う現像剤の調湿時間を見積もる模擬実験を行った。

図７に示すように、２００ｍｌのポリカップ３６を準備し、現像剤の調湿状態を確認できるように、高さ方向の３箇所の測定点Ａ、Ｂ、Ｃに孔を開けて温度湿度センサをそれぞれの孔に取り付けた。そして、温度２３℃湿度５％の恒温槽で十分調湿させた現像剤２５０ｇをポリカップ３６に入れ、ポリカップ３６全体を結露対策のためにビニール袋に入れた。ポリカップ３６を封じ込めたビニール袋を温度３０℃湿度８０％の恒温槽に移動して、温度３０℃に調温した後にビニール袋を開封した。測定点Ａ、Ｂ、Ｃの温度湿度センサが出力する温度湿度データを専用のデータ収集器３０５にて収集して、現像剤が湿度８０％に調湿される過程の湿度変化の推移を測定した。

図８に示すように、現像剤が湿度８０％に調湿されるために必要な時間は、現像面上部（Ａ）では１５分程度であるのに対し、現像剤面中部（Ｂ）では３３時間、現像剤底面（Ｃ）に至っては５０時間である。図８中、横軸は時間推移、縦軸は測定点Ａ、Ｂ、Ｃにおける現像剤湿度である。曲線の原点は、ビニール袋の開封時刻である。

したがって、現像装置の停止中に画像形成装置の周囲の温度湿度が大きく変わった場合、ポリカップ３６内と同様に、現像装置内においても、現像剤中の深さごとに大きな調湿速度差、すなわち調湿ムラが生じていると考えられる。

図２に示すように、現像装置１に対しても同様の実験を行って、現像剤温度湿度センサ５１の現像剤表面からの深さ位置によって調湿速度が変化することを確認した。その結果、現像装置１が停止している放置状態では、周囲の雰囲気に触れている現像剤面近くと現像剤の底とでは、調湿時間に大きな時間差があることが判明した。現像装置１の各部に現像剤温度湿度センサ５１を配置して、各部の湿度変化の挙動を調べた結果、現像剤の深さ位置によって現像剤の調湿速度が大きく異なることが判明した。

現像スリーブ３に薄層コートされた現像剤は数分単位で周囲の湿度に調湿され、現像装置１内の現像剤の表面も数分単位で周囲の湿度に調湿される。これに対して、現像装置１内の現像剤の内部に閉じ込められた領域は、周囲の湿度への調湿が遅く、周囲の湿度へ調湿されるまでに数十分〜十数時間を要する。このため、現像装置１の停止期間中、現像スリーブ３上及び現像装置１内の現像剤の表層は調湿されるが、現像剤の内部は調湿されにくい。しかし、現像装置１が運転を始めると、現像剤が現像スリーブ３上および現像装置１内の現像剤の表面を繰り返し通過するため、現像剤全体が速やかに調湿される。

したがって、現像装置１の停止期間中に周囲の湿度が変化すると、現像装置１内の現像剤に「調湿ムラ」が発生する。現像装置１が停止して間もない時期は、現像装置１内の現像剤は周囲の雰囲気に対する調湿が進んでいないため、調湿ムラが少ない。また、現像装置が２０時間以上停止していた場合は、現像装置１の底の空気に触れにくい部分でも調湿が完了しているため、調湿ムラが少ない。

しかし、その中間の６時間〜１２時間くらいの停止時間では、現像装置１内の現像剤の空気に触れている部分と空気に触れにくい部分とで現像剤の湿度差が大きくなる。また、現像剤に埋没させて現像剤温度湿度センサ５１を配置している場合、現像剤温度湿度センサ５１の深さ位置によって検出湿度が異なっている。

そのため、現像装置１内の現像剤の各部に湿度差がある状態で現像装置１を起動すると、起動から数１０秒〜数分の間、現像剤が攪拌されて各部の湿度差が解消される過程で現像剤温度湿度センサ５１による湿度の検出値が大きく変化する。このため、現像剤温度湿度センサ５１では、起動から数１０秒〜数分の間は、現像装置１内の現像剤の平均的な現像剤湿度を正確に検出することが難しく、現像剤の湿度の誤検知が発生し易くなる。現像剤の湿度の誤検知が発生すると、トナー帯電量Ｑ／Ｍを見積もって画像濃度を一定に保つ制御の誤差が増大して出力画像の濃度変動が発生し易くなる。

以下の実施例では、現像剤温度湿度センサ５１の位置を決めて現像装置１を停止状態に置いたときの湿度推移を測定して、現像装置１の停止後の経過時間に応じた現像剤の湿度の補正量を求めている。そして、現像剤温度湿度センサ５１の出力情報に現像装置１の停止後の経過時間に応じた補正を施した現像剤の湿度を用いてトナー像の形成条件を決定している。

＜実施例１＞
図９は検出湿度の補正値の測定結果の説明図である。図１０は検出湿度の補正値のテーブルの説明図である。図１１は現像装置の起動時における現像剤温度湿度センサの検知湿度の変化の説明図である。図１２は実施例１の制御のフローチャートである。図１３は実施例１における現像コントラストの設定の説明図である。

図２に示すように、現像装置１は、現像剤担持体の一例である現像スリーブ３に現像剤を担持し、現像剤の攪拌を伴って像担持体の一例である感光ドラムにトナー像を現像する。湿度センサの一例である現像剤温度湿度センサ５１は、現像装置内の現像剤に接触して現像剤の湿度を検知する。制御部の一例であるプリンタ制御部３０１は、現像装置１が停止した状態から画像形成開始する場合において、第１モードと第２モードとを画像形成開始してからの経過時間に基づいて選択して実行する。

現像剤温度湿度センサ５１は、攪拌室１２から現像室１１へ現像剤が受け渡される連通部の隔壁１５の中間高さで現像剤に浅く埋没させて配置され、現像剤の湿度を直接測定する。プリンタ制御部３０１は、現像剤温度湿度センサ５１の出力情報に基づいて、トナー帯電量Ｑ／Ｍの変化を推測し、推測値に基づいてトナー像形成時の現像コントラストを設定して、画像濃度や色味を安定させる。

現像装置１を停止したままの「調湿ムラがある条件下での」湿度推移、及び、現像装置１を少しだけ駆動して「仮にその時点での調湿ムラを解消した場合の」湿度推移を測定した。

最初に、画像形成装置１００の停止直後に湿度が急上昇した場合を想定した実験を行った。２３℃５％の低湿環境下で十分調湿させた現像剤を現像装置１に充填して、その現像装置１を２３℃８０％の高湿環境に持ち込んで、現像装置１の停止５９分３０秒と駆動３０秒とを繰り返した。

図９に示すように、現像剤温度湿度センサ５１が検出した現像剤の湿度推移は、細かい破線で示される湿度上昇時の曲線となった。湿度上昇時の曲線は、鋸歯状であり、歯の山の部分が「調湿ムラがある条件の」湿度推移、それに隣接する谷の部分は現像剤を攪拌して全体が調湿された「調湿ムラのない条件の」湿度推移である。谷の底の部分を滑らかにつないだ曲線が、現像装置１が停止した状態での「現像剤の全体で平均化した湿度」の推移となる。

次に、画像形成装置１００の停止直後に湿度が急低下した場合を想定した実験を行った。２３℃８０％の高湿環境下で十分調湿させた現像剤を現像装置１に充填して、その現像装置１を２３℃３０％の低湿環境に持ち込んで、現像装置１の停止１１９分３０秒と駆動３０秒とを繰り返した。

図９に示すように、現像剤温度湿度センサ５１が検出した現像剤の湿度推移は、粗い破線で示される湿度下降時の曲線となった。湿度下降時の曲線は、鋸歯状であり、歯の山の部分が攪拌前の現像剤温度湿度センサ５１位置の湿度推移、それに隣接する谷の部分は攪拌前の現像剤温度湿度センサ５１位置の湿度推移である。谷の底の部分を滑らかにつないだ曲線が、現像装置１が停止し続けた場合の現像剤全体の平均湿度の推移である。

図１０に示すように、図９の湿度上昇時の曲線の各時点で鋸歯の山と谷の差を求めて５％→８０％の曲線を得た。また、図９の湿度下降時の曲線の各時点で鋸歯の山と谷の差を求めて８０％→３０％の曲線を得た。さらに、５％→８０％の曲線に基づいて、０％→１００％の湿度変化に対応させた太い実線の曲線を求めた。太い実線の曲線は、湿度変化が０％→１００％であったとした場合に規格化した値（標準湿度差分）を示し、５％→８０％の曲線から規格化した場合と８０％→３０％の曲線から規格化した場合とで符号を含めて同一の曲線になる。

図１０に示すように、それぞれの曲線は、湿度変化後の経過時間が６時間の付近にピークを持つ曲線である。現像剤温度湿度センサ５１位置の湿度と現像剤全体の平均湿度との乖離は、湿度変化直後と、２０時間経過後は少なく、６時間に達するまでは次第に大きくなり、６時間を経過すると次第に小さくなる。

このため、現像剤温度湿度センサ５１の出力情報を用いて現像剤全体の平均湿度を推定する場合、湿度変化直後と湿度変化から２０時間経過後は補正をしないで、出力情報をそのまま現像剤全体の平均湿度として利用できる。そして、湿度変化直後から６時間に達するまでは次第に補正量を大きくし、６時間を経過すると次第に補正量を小さくする必要がある。

現像剤温度湿度センサ５１の検出する湿度に対する湿度補正値（ＲＨ％）は、図１０に示す太い実線の標準湿度差分より次式により求められる。
湿度補正値（ＲＨ％）＝標準湿度差分×（現在の湿度−前回停止時の湿度）・・・式（１）

図１０に示すように、標準湿度差分の値が負になるということは、湿度増加に対して負の補正を加える、または湿度減少に対して正の補正を加えるということである。これは、現像剤温度湿度センサ５１が平均調湿速度より早い湿度変化をとらえる、即ち現像装置１内の理想の温度湿度検知位置に対して現像剤の表面寄りの位置に配置されていて、補正値はこれを戻す方向に機能するということである。そのため、現像剤温度湿度センサ５１の位置が現像装置１の底に寄っていれば、標準湿度差の値は正となる。

例えば、画像形成装置１００の停止直後、湿度が５％→８０％に上昇した場合、停止から５時間後に画像形成装置１００を起動する際には、現像剤温度湿度センサ５１が検出した湿度よりも１．７５％低い湿度に基づいて現像コントラストを設定する。これにより、現像装置１を３０秒間以上も空運転することなく、直ちに画像形成を開始しても、現像剤全体の平均湿度に応じた適正な現像コントラストを設定することができる。湿度値としては２％ＲＨ弱の改善となるが、近年の市場の色味安定性に対する要求を考慮すると、本発明の湿度誤検知補正の効果は重要である。

図２を参照して図１１に示すように、現像装置１の停止直後に湿度が低下し、その状態で約６時間停止した現像装置１が再び駆動開始したとする。このとき、現像剤温度湿度センサ５１は、現像剤全体の平均湿度よりも低い現像剤を検知しているため、攪拌とともに検知する湿度が上昇する。そして、現像装置１の駆動をおよそ３０秒行うと、現像装置１内の平均湿度を検知するようになる。図１０のテーブルを用いて求められる湿度補正値は、図１１中の要補正湿度差である。

図６を参照して図１２に示すように、プリンタ制御部３０１は、画像形成開始してからの経過時間が第１所定時間以上の一例である３０秒以上では第２モードを選択する。しかし、画像形成開始してからの経過時間が第１所定時間未満の一例である３０秒未満では第１モードを選択する。第１モードは、現像装置１の停止期間中における現像装置１の雰囲気の湿度履歴と現像剤温度湿度センサ５１の検知結果とに応じた現像コントラストを設定する。第２モードは、現像装置１の停止期間中における湿度履歴に関わらず現像剤温度湿度センサ５１の検知結果に応じた現像コントラストを設定する。

第１モードでは、現像剤温度湿度センサ５１の検知結果に応じた現像コントラストを現像装置１の停止期間中における雰囲気の湿度履歴に応じて補正し、画像形成開始から時間が経過するほど、湿度履歴に基づく現像コントラストの補正量を少なくする。第１モードでは、停止期間における現像装置１の雰囲気の湿度変化からの経過時間が第２所定時間未満の一例である６時間未満では経過時間が長いほど湿度履歴に基づく現像コントラストの補正量を大きくする。第１モードでは、現像装置１の雰囲気の湿度変化からの経過時間が第２所定時間以上の一例である６時間以上では経過時間が長いほど湿度履歴に基づく現像コントラストの補正量を小さくする。第１モードでは、停止期間における現像装置１の雰囲気の湿度変化における湿度の変化量が大きいほど湿度履歴に基づく現像コントラストの補正量を大きくする。

プリンタ制御部３０１は、あらかじめ調べられた図１０の標準湿度差分を用いて、現像剤温度湿度センサ５１の誤検知分を補正する。プリンタ制御部３０１は、「一連の画像形成（ジョブ）」開始の指示を受けると、ジョブの先頭において起動後の経過秒数を計数するためのタイマー値Ｍ＝０（ｓｅｃ）とする（Ｓ１０１）。

プリンタ制御部３０１は、ＣＰＵ３０２内の計時手段により、前回の画像形成からの放置時間Δｔ（ｈｏｕｒｓ）を算出する（Ｓ１０２）。プリンタ制御部３０１は、現像剤温度湿度センサ５１の現在の湿度値を検出する（Ｓ１０３）。プリンタ制御部３０１は、図１０に示した放置時間Δｔと標準湿度差分のテーブルを記憶している。プリンタ制御部３０１は、放置時間Δｔで参照した標準湿度差分と現在の現像剤湿度値とから、上述した式（１）を用いて湿度補正値を算出する（Ｓ１０４）。

図１２に示すように、現像装置１の起動直後は、湿度補正値（要補正湿度差）を１００％修正する必要があるが、起動から時間が経ち、現像剤の調湿ムラが解消するにつれて、湿度補正量を小さくする必要がある。現像装置１の駆動をおよそ３０秒行うと、現像剤温度湿度センサ５１は現像剤の平均湿度を検出するようになるため、湿度補正量を０に収束させる必要がある。このため、プリンタ制御部３０１は、タイマー値Ｍ＜３０（ｓｅｃ）かどうかの判断を行い（Ｓ１０５）、タイマー値Ｍ＜３０（ｓｅｃ）の場合（Ｓ１０５のＹ）、次の式（２）に基づいて、制御用湿度を算出する（Ｓ１０６）。
制御用湿度（ＲＨ％）＝現在の現像剤湿度値＋湿度補正値×（３０−Ｍ）／３０・・・式（２）

式（２）に示すように、プリンタ制御部３０１は、現像装置１の停止後の経過時間Δｔに応じて湿度補正値が変更されるようにし、その湿度補正値の効き具合を画像形成中に徐々に少なくすることで、現像剤温度湿度センサ５１の測定誤差を補正する。

プリンタ制御部３０１は、タイマー値Ｍ≧３０（ｓｅｃ）の場合（Ｓ１０５のＮ）、制御用湿度（ＲＨ％）＝現在の現像剤温度湿度値とする（Ｓ１０７）。現像装置１の駆動を３０秒行うと、現像剤温度湿度センサ５１が現像装置１内の平均湿度を検知するので測定誤差が無くなるからである。プリンタ制御部３０１は、制御用湿度が算出されると、画像形成条件の設定を行う（Ｓ１０８）。図１３に示すように、プリンタ制御部３０１は、制御用湿度に対する現像コントラストＶｃｏｎｔの値を記憶していて、その値に応じて暗部電位ＶＤ、現像電圧の直流電圧Ｖｄｃ、露光装置２２のレーザー出力を設定する。

その後、１ページの画像形成を行うごとに（Ｓ１０９）、タイマー値Ｍの値を画像形成１枚分（本実施例では１ｓｅｃ）加算して更新する（Ｓ１１０）。その後、今回のジョブの所定ページ数が形成されると（Ｓ１１１のＹ）、その時点で画像形成を終了する。今回のジョブの所定ページ数に満たなければ（Ｓ１１１のＮ）、次ページ以降の画像形成を継続する（Ｓ１０５）。

実施例１の制御によれば、現像装置１が停止していた時間Δｔに対応して、停止していた時間が０に近い時は少なく、所定時間に達するまでは増加し、所定時間の経過後はふたたび減少するような補正量にする。このように「調湿ムラの挙動」に合わせて現像剤温度湿度センサ５１の検出値を補正することで、現像コントラストＶｃｏｎｔの設定精度を高めて画像濃度のばらつきを抑制できる。

実施例１の制御によれば、従来技術における課題「調湿ムラによる現像剤温度湿度の誤検知」が少なくなって、「その誤検知に起因する画像濃度変動を抑制する」目的が達成される。

実施例１では、現像装置１が停止していた時間に対応して、停止していた時間が０に近い時は少なく、所定の時間に達するまでは増加し、所定の時間後はふたたび減少するような補正量にする。調湿ムラの挙動に合わせて検出値を補正することで、本発明の目的を達成できる。

実施例１では、検出湿度と補正湿度との差分の絶対値を停止期間の増加に伴って次第に増加するため、停止期間が短い場合に検出湿度に過剰な補正を行うことが回避され、停止期間が所定時間に近付いた場合に検出湿度の補正が不足することを回避できる。また、停止期間が所定時間に達した後は、検出湿度と補正湿度との差分の絶対値を停止期間の増加に伴って次第に減少させるため、停止期間が所定時間に達した後に検出湿度に過剰な補正を行うことが回避される。

実施例１では、現像装置の停止期間中の外気の湿度変化によって現像剤に大きな湿度勾配が発生していても、現像装置をあまり空運転することなく、画像濃度の再現性の高いトナー像の形成条件を設定できる。

＜現像装置の３０秒の駆動について＞
図９の実験において、現像装置１の３０秒の駆動が現像剤全体の湿度測定に及ぼす影響について説明する。現像装置１の調湿する速度は、その変化を指数関数で近似した時の時定数で表現して、駆動時で３０分、停止時で３６０分である。

これに対し３０秒の駆動は、駆動時の時定数３０分に対して短く、かつ現像装置１内の調湿ムラが解消するのに十分な時間である。駆動を挟まない現像装置の放置実験は調湿ムラの影響を避けることができないため、上記のような実験方法とした。

＜実施例２＞
実施例１では、湿度に応じたトナー像の形成条件の調整として現像コントラストＶｃｏｎｔを例示した。しかし、図１２の画像形成条件の設定（Ｓ１０８）は、現像コントラストＶｃｏｎｔに限られない。転写電源４３の出力値やＬＵＴ部２０６で読み込むＬＵＴの変更など、様々に用いることができる。

実施例２では、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）の選択を以下のように行う。プリンタ制御部３０１は、周囲の雰囲気を温度で４段階、湿度で８段階に区分して温度湿度の組み合わせが異なる３２の環境区分を規定している。プリンタ制御部３０１は、３２の環境区分の第１環境区分から第３２環境区分のそれぞれにおいて３２本のγＬＵＴをＲＯＭ２１０に格納しており、露光制御部２０９からの指示に従って適正な１本のγＬＵＴをＲＡＭ２１１上に展開して用いる。

γＬＵＴは、入力された画像信号に対しどのくらいのパルス幅のレーザー露光を行えば画像形成装置の出力物が所望の濃度階調を得られるかを記述した、入力２５６レベルに対し出力２５６レベルを定めるためのテーブルである。プリンタ制御部３０１は、制御用湿度（ＲＨ％）の値を求めたら、その値に従い環境区分を決定し、相当するγＬＵＴを選択することで、露光装置２２の駆動に用いるパルス信号を調整する。これにより、感光ドラム２８表面を露光する時間が変化し、現像コントラストＶｃｏｎｔが変更されることで、濃度変化が適正に補正される。

実施例１では、現像剤温度湿度センサ５１は、第２所定時間において現像装置１が第１所定時間動作する前と後で検出される湿度が等しくなる現像剤の深さ位置よりも浅い位置の現像剤を検知する。このため、停止期間における現像装置１の雰囲気の湿度変化が湿度の上昇のとき、第１モードの現像コントラストは、第２モードの現像コントラストよりも高い。

しかし、現像剤温度湿度センサ５１が第２所定時間において現像装置が前記第１所定時間動作する前と後で検出される湿度が等しくなる現像剤の深さ位置よりも深い位置の現像剤を検知する場合は逆である。停止期間における現像装置１の雰囲気の湿度変化が湿度の上昇のとき、第１モードの現像コントラストは、第２モードの現像コントラストよりも低い。

＜実施例３＞
図１４は現像装置の停止後の現像剤の調湿曲線の説明図である。図１５は現像装置の停止後の各時刻における湿度補正値の説明図である。図１６は実施例３の制御のフローチャートである。

図２に示すように、実施例１では、予め実験を行って図１０に示す標準湿度差分のテーブルを準備しておき、標準湿度差分から湿度補正値（ＲＨ％）を求めた。これに対して、実施例３では、環境センサ５２の出力情報と現像剤温度湿度センサ５１の温度情報とに基づいて現像装置停止後の各時刻における個別の湿度補正値（ＲＨ％）を直接に演算する。

図９に示した５％→８０％の曲線について、鋸歯状の曲線の谷の部分のみを取り出してプロットすると、図１４の実線に示すような指数関数を描く。図１４の実線は、現像装置１の停止後の各時点において現像装置１内の現像剤の調湿ムラを解消して平均化された現像剤湿度の変化を示す。同様に、図９に示した５％→８０％の曲線について、鋸歯状の曲線の山の部分のみを取り出してプロットすると、図１４の点線に示すような指数関数を描く。図１４の点線は、現像装置１の停止後の各時点において現像装置１内の現像剤の調湿ムラを残した状態の、現像剤温度湿度センサ５１の位置での現像剤湿度を示す。

実施例３では、現像装置の停止直後に湿度変化が生じたと想定して、図１４に示す実線と破線の２つの指数関数で停止期間の現像剤の湿度変化を近似して、起動時の現像コントラストの補正量を求めている。補正量は、図１４に示す実線と破線の停止期間の終了時における差分量として求める。図１４に示す実線と破線の２つの指数関数は、環境センサ５２の出力情報と現像剤温度湿度センサ５１の温度情報とに基づいて推定される。

環境センサ５２は、現像装置１周辺の温度湿度を測定する。プリンタ制御部３０１は、現像装置１内の平均的な現像剤湿度を予測して、現在の現像剤平均湿度予測値ＲＨａを求める。プリンタ制御部３０１は、現像装置１内の、現像剤温度湿度センサ５１で計測される温度湿度を予測して、現像剤温度湿度センサ５１の位置における現像剤湿度予測値ＲＨｓを求める。プリンタ制御部３０１は、現像剤平均湿度予測値ＲＨａと現像剤湿度予測値ＲＨｓの差分として湿度補正値（ＲＨ％）を求める。

プリンタ制御部３０１は、画像形成装置１００内の環境センサ５２の出力情報から現像装置１の環境の重量絶対湿度Ｗ（ｇ／ｋｇＤ．Ａ．：１ｋｇの乾燥空気に含まれる水分重量）を演算する。プリンタ制御部３０１は、次に、現像剤温度湿度センサ５１の出力情報から現像装置１の内部温度Ｔｃ（℃）を取得する。内部温度Ｔｃは、現像剤そのものの温度に近い点で検知することが好ましいからである。しかし、現像装置１の近傍での温度測定値であったり、あるいは予測値であったりしてもよい。プリンタ制御部３０１は、Ｔｅｔｅｎｓの実験式よりＴｃ（℃）における飽和水蒸気圧Ｐ（Ｔｃ）を求める。
Ｐ（Ｔｃ）＝６１１×１０（７．５×Ｔｃ／（Ｔｃ＋２３７．３）） ・・・式（３）

内部温度Ｔｃ（℃）における飽和重量絶対湿度Ｗｓ及び相対湿度ｒｈは以下のようになる。
Ｗｓ＝６２２×Ｐ（Ｔｃ）／（１０１３００−Ｐ（Ｔｃ）） ・・・式（４）
ｒｈ＝Ｗ／Ｗｓ ・・・式（５）

ここで、前回、現像装置１が停止した時からの経過時間をΔｔとし、現像装置１が停止した時の現像剤温度湿度センサ５１の値をＲＨｍとし、現在の温度Ｔｃより求めた現在の現像装置１周辺の相対湿度をｒｈとする。このとき、現在の現像剤平均湿度予測値ＲＨａは、次式のようになる。
ＲＨａ（ＲＨ％）＝（ＲＨｍ−ｒｈ）×ｅｘｐ（−Δｔ／βａ）＋ｒｈ ・・・式（６）

式（６）中、βａは現像装置１内の現像剤の平均湿度の調湿速度を表す時定数（単位：ｈｏｕｒｓ）であり、図１４に実線で示すように、実施例３ではβａ＝６ｈｏｕｒｓである。また、現像剤温度湿度センサ５１の位置における現像剤湿度予測値ＲＨｓは、次式のようになる。
ＲＨｓ（ＲＨ％）＝（ＲＨｍ−ｒｈ）×ｅｘｐ（−Δｔ／βｓ）＋ｒｈ ・・・式（７）

式（７）中、βｓは現像剤温度湿度センサ５１の位置での現像剤湿度の調湿速度を表す時定数（単位：ｈｏｕｒｓ）であり、図１４に破線で示すように、実施例３ではβｓ＝５．５ｈｏｕｒｓである。

図１４に示すように、経過時間Δｔにおける湿度補正値（ＲＨ％）は、現在の現像剤平均湿度予測値ＲＨａと現像剤温度湿度センサ５１の位置における現像剤湿度予測値ＲＨｓの差分値である。
湿度補正値（ＲＨ％）＝ＲＨａ−ＲＨｓ ・・・式（８）

プリンタ制御部３０１は、式（３）〜式（８）の計算を実行することにより、現像装置１の停止後の各時刻における湿度補正値（ＲＨ％）を求める。図１０に示すように、予め実験を行ってテーブル化しなくても、環境センサ５２の出力情報と現像剤温度湿度センサ５１の温度情報に基づいて、図１５に示すように、湿度補正値（ＲＨ％）をリアルタイムに計算できる。

プリンタ制御部３０１は、実施例１と同様に、現像剤温度湿度センサ５１の検知する湿度値に湿度補正値（ＲＨ％）を加算して現像剤平均湿度を求めることで、調湿ムラによる湿度誤検知を補正する。プリンタ制御部３０１は、補正した現像剤平均湿度を用いて画像形成時の現像コントラストＶｃｏｎｔを設定する。図１３に示すように、プリンタ制御部３０１は、制御用湿度に対する現像コントラストＶｃｏｎｔの値を記憶していて、その値に応じて暗部電位ＶＤ、現像電圧の直流電圧Ｖｄｃ、露光装置２２のレーザー出力を設定する。

図６を参照して図１６に示すように、プリンタ制御部３０１は、画像形成ジョブの指示を受けると、ジョブの先頭において、起動後の経過時間を計数するためのタイマー値Ｍ＝０（ｓｅｃ）とする（Ｓ２０１）。

プリンタ制御部３０１は、ＣＰＵ３０２内の計時手段により、前回の画像形成からの放置時間Δｔ（ｈｏｕｒｓ）を算出する（Ｓ２０２）。プリンタ制御部３０１は、環境センサ５２及び現像剤温度湿度センサ５１の現在の出力情報を検出する（Ｓ２０３）。プリンタ制御部３０１は、式（３）〜式（８）の演算を行って湿度補正値を算出する（Ｓ２０４）。ステップＳ２０３、Ｓ２０４の意味するところは先述したとおりである。以降の制御は実施例１と同様である。

実施例３の制御によれば、図１０のテーブル読み出し方式では得られない補正が可能である。現像装置１内の現像剤の全体量の変化があった場合、実施例１では、図１１のグラフの横軸を拡大縮小することで計算可能である。実施例３も式（６）までは、平均的な現像剤湿度を取り扱うため時定数βａの変更で対応可能である。

しかし、実施例３の式（７）では、βｓを用いることで、現像剤面からみた現像剤温度湿度センサ５１の深さ位置のパラメータを反映させることが可能であり、実施例１では得ることができない効果を得ることができる。

実施例３の制御によれば、画像形成装置の水分量と、現像装置の温度とから、調湿ムラがある状態での現像剤温度湿度センサ５１の検知湿度を予測する。そして、攪拌により調湿ムラが解消し現像剤中湿度がほぼ一様となった状態での現像剤温度湿度センサ５１の検知湿度も予測する。そして、２つの予測値を比較することで、調湿ムラの挙動に合わせて現像コントラストを精密に補正することができる。また、現像剤面に対する補正も可能である。

＜実施例４＞
図１７は実施例４の制御のフローチャートである。実施例１、３では、画像形成装置の停止と同時に空調がＯＦＦされる等、停止期間中の初期に環境が第１環境から第２環境に変化した場合を想定している。このため、現像装置１の停止期間中に環境が第１環境から第２環境を経て第３環境に変化した場合や、環境が連続的に変化している場合については補正の精度が低くなる可能性がある。そこで、実施例４では、現像装置１の停止期間中に１時間ごとに停止期間の開始時刻を１時間先送りして実施例３の制御を適用している。１時間ごとに停止期間の始まり時刻とその際の現像剤の推定湿度を書き換え、最後に書き換えた現像剤の推定湿度と現在（起動時）の現像剤温度湿度センサ５１の検知湿度とに基づいて現像剤の湿度を補正して起動後３０秒までの制御用湿度値を求めている。そして、図１３に示すように、制御用湿度値に基づいて現像コントラストを設定している。

実施例４は、図１に示す画像形成装置１００において、実施例３と同様に、環境センサ５２の出力と現像剤温度湿度センサ５１の出力とに基づいて現像剤平均湿度予測値ＲＨａと現像剤湿度予測値ＲＨｓとを推定する。しかし、実施例４の制御では、現像装置１の停止後、１時間おきに現像剤平均湿度予測値ＲＨａと現像剤湿度予測値ＲＨｓの値を逐次計算させる。このとき、実施例３の式（６）、式（７）のＲＨｍの値の代わりに、１時間前に計算したＲＨｓ、ＲＨａの値（ＲＨｓｍ、ＲＨａｍ）をそれぞれ用いる点が特徴である。

このような制御によって、現像装置１の停止中の環境が複雑に変動した場合でも、湿度補正値となるＲＨｓ−ＲＨａの値を履歴的に算出することができ、より正確な補正値を得ることができる。

図６を参照して図１７に示すように、環境センサ５２は、現像装置１の設置環境の温度と湿度を検知する。履歴記録部の一例であるプリンタ制御部３０１は、現像装置１の停止期間において間欠的に環境センサ５２及び現像剤温度湿度センサ５１を作動させて、現像剤の湿度の履歴を記録する。第１モードでは、最後に記録された現像剤の湿度と現像装置１の起動時に現像剤温度湿度センサ５１が検知した現像剤の湿度とに基づいて現像コントラストを補正する。

プリンタ制御部３０１は、プリント指示を受信しない場合（Ｓ３０１のＮ）、プリントの待機開始又は前回の湿度計測から１時間が経過したか否かを判断する（Ｓ３０２）。

プリンタ制御部３０１は、１時間以上経過していない場合（Ｓ３０２のＮ）、プリントの待機を継続する（Ｓ３０１）。そして、１時間が経過すると（Ｓ３０２のＹ）、１時間前に算出した前回のＲＨａ、ＲＨｓの値であるＲＨａｍ、ＲＨｓｍから新たに今回のＲＨａ、ＲＨｓを求める（Ｓ３０４、Ｓ３０５）。

即ち、前回の補正値算出時からの経過時間Δｔ＝１時間を算出し（Ｓ３０３）、環境センサ５２から周辺環境の重量絶対水分量Ｗと、現像剤温度湿度センサ５１から現在の温度値Ｔ、湿度値ＲＨを検出する（Ｓ３０４）。続いて、以下の式（８）、式（９）からＲＨａ、ＲＨｓを求めて、式（１０）から湿度補正値（ＲＨ％）を求める（Ｓ３０５）。
ＲＨａ（ＲＨ％）＝（ＲＨａｍ−ｒｈ）×ｅｘｐ（−Δｔ／βａ）＋ｒｈ …式（８）
ＲＨｓ（ＲＨ％）＝（ＲＨｓｍ−ｒｈ）×ｅｘｐ（−Δｔ／βｓ）＋ｒｈ …式（９）
湿度補正値（ＲＨ％）＝ＲＨｓ−ＲＨａ …式（１０）

プリンタ制御部３０１は、プリント指示が受信された場合（Ｓ３０１のＹ）、起動後の経過時間を計数するためのタイマー値Ｍ＝０（ｓｅｃ）とする（Ｓ３０６）。続いて前回の補正値算出時からの放置時間Δｔ（ｍｉｎ）を算出する（Ｓ３０７）。

プリンタ制御部３０１は、環境センサ５２の出力から周辺環境の重量絶対水分量Ｗを求め、現像剤温度湿度センサ５１の出力から現在の温度値Ｔ、湿度値ＲＨを求める（Ｓ３０８）。

プリンタ制御部３０１は、式（８）と式（９）とから湿度補正値（＝ＲＨｓ−ＲＨａ）を算出する（Ｓ３０９）。以下は実施例２の図１６に示すステップＳ２０５以降と同じである。現像装置１の起動から３０秒が経過するまで（Ｓ２０５のＹ）、式（２）により次第に補正量を減らして制御用湿度値を求めている（Ｓ２０６）。図１３に示すように制御用湿度値に基づいて現像コントラストを設定して（Ｓ２０８）、画像形成を実行する（Ｓ２０９）。画像形成が終了すると（Ｓ２１１のＹ）、現像装置１を停止する。

＜その他の実施例＞
本実施例では、現像装置の停止期間中における現像装置の雰囲気の湿度履歴と、前記湿度センサの検知結果とに基づいて現像コントラストを設定する第１モードと、現像装置の停止期間中における湿度履歴に関わらず湿度センサの検知結果に基づいて現像コントラストを設定する第２モードと、を備える。そして、第１、２モードを画像形成開始してからの経過時間に基づいて選択的に実行する画像形成モードを例に説明した。しかし、画像形成装置は、常に上記画像形成モードを行う構成でなくてもよい。例えば、上記画像形成モードを選択的に実行可能に設けており、選択されたときにのみ上記画像形成モードを実行する構成としてもよい。例えば、画質を優先する画質優先モードを設けておき、従来のように、３０秒の空回転動作を実行して、そのあと湿度センサで検知される現像剤の湿度に基づいて現像コントラストを設定する。一方、速度を優先する場合は、本実施例の画像形成モード（速度優先モード）が設定部から設定可能な構成であってもよい。

１ 現像装置、２ 現像容器、３ 現像スリーブ、４ マグネット部材
１１ 現像室、１２ 攪拌室、１３ 現像スクリュー、１４ 攪拌スクリュー
２１ 帯電ローラ、２２ 露光装置、２３ 転写ローラ、２４ 中間転写ベルト
２８ 感光ドラム、５１ 現像剤温度湿度センサ、５２ 環境センサ
３０１ プリンタ制御部

Claims (8)

1. 像担持体と、
   現像剤担持体に現像剤を担持し、現像剤の攪拌を伴って前記像担持体にトナー像を現像する現像装置と、
   前記現像装置内の現像剤に接触して現像剤の湿度を検知する湿度センサと、
   前記現像装置が停止した状態から画像形成開始する場合において、前記現像装置の停止期間中における前記現像装置の雰囲気の湿度履歴と前記湿度センサの検知結果とに応じた現像コントラストを設定する第１モードと、前記現像装置の停止期間中における湿度履歴に関わらず前記湿度センサの検知結果に応じた現像コントラストを設定する第２モードと、を画像形成開始してからの経過時間に基づいて選択的に実行するモードを実行可能に制御する制御部と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、画像形成開始してからの経過時間が第１所定時間以上では前記第２モードを選択して実行し、画像形成開始してからの経過時間が前記第１所定時間未満では前記第１モードを選択して実行することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第１モードでは、前記湿度センサの検知結果に応じた現像コントラストを前記現像装置の停止期間中における前記現像装置の雰囲気の湿度履歴に応じて補正し、画像形成開始から時間が経過するほど、前記湿度履歴に基づく現像コントラストの補正量を少なくすることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記第１モードでは、停止期間における前記現像装置の雰囲気の湿度変化からの経過時間が第２所定時間未満では前記経過時間が長いほど前記湿度履歴に基づく前記現像コントラストの補正量を大きくし、前記現像装置の雰囲気の湿度変化からの経過時間が前記第２所定時間以上では前記経過時間が長いほど前記湿度履歴に基づく前記現像コントラストの補正量を小さくすることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記第１モードでは、停止期間における前記現像装置の雰囲気の湿度変化における湿度の変化量が大きいほど前記湿度履歴に基づく前記現像コントラストの補正量を大きくすることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記湿度センサは、前記第２所定時間において現像装置が前記第１所定時間動作する前と後で検出される湿度が等しくなる現像剤の深さ位置よりも浅い位置の現像剤を検知し、
   停止期間における前記現像装置の雰囲気の湿度変化が湿度の上昇のとき、前記第１モードの現像コントラストは、前記第２モードの現像コントラストよりも高いことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記湿度センサは、前記第２所定時間において現像装置が前記第１所定時間動作する前と後で検出される湿度が等しくなる現像剤の深さ位置よりも深い位置の現像剤を検知し、
   停止期間における前記現像装置の雰囲気の湿度変化が湿度の上昇のとき、前記第１モードの現像コントラストは、前記第２モードの現像コントラストよりも低いことを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
8. 前記現像装置の設置環境の温度と湿度を検知する環境センサと、
   前記現像装置の停止期間において間欠的に前記環境センサ及び前記湿度センサを作動させて、現像剤の湿度の履歴を記録する履歴記録部と、を備え、
   前記第１モードでは、最後に記録された現像剤の湿度と前記現像装置の起動時に前記湿度センサが検知した現像剤の湿度とに基づいて前記湿度センサの検知結果に応じた現像コントラストを補正することを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。

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