(57)【要約】【課題】現像剤を調湿して、現像剤のトナー帯電量を設置先の湿度に応じた適正な帯電量に調整できる画像形成装置の提供。【解決手段】制御部は撹拌スクリューの空回転を開始し（Ｓ１）、環境センサから湿度を取得する（Ｓ２）。制御部は湿度に応じて透磁率センサに印加する制御電圧を調整し（Ｓ３）、透磁率センサのセンサ出力値のサンプリングを開始する（Ｓ４）。制御部は、センサ出力値と基準センサ出力値との差分を計算し、差分の絶対値が「０．０５Ｖ」未満になると（Ｓ５のＹｅｓ）、透磁率センサの出力信号が安定したつまりは現像剤が設置先の湿度に調湿されたとして、現像剤の撹拌を行ったまま「自動階調補正処理」を実行する（Ｓ６）。このようにすると、輸送中の湿度による影響を除して現像剤を設置先の湿度に応じた状態に調湿でき、もって現像剤のトナー帯電量を適正な帯電量に調整し得る。【選択図】図７
2020020963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体と、
非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容する現像容器と、現像剤を担持して前記像担持体に形成された静電潜像をトナー像に現像するための現像剤担持体と、回転して前記現像容器内で現像剤を撹拌搬送する搬送手段とを有する現像装置と、
制御電圧の印加により前記現像容器内に収容された現像剤のトナー濃度に応じた出力値を出力可能な透磁率センサと、
湿度を検出可能な環境センサと、
前記現像装置の初回起動時に、前記搬送手段を回転開始すると共に、前記環境センサにより検出される湿度に応じた制御電圧を前記透磁率センサに印加し、前記搬送手段により前記透磁率センサの出力値が所定範囲内に収まるまで現像剤を撹拌してから、制御用トナー像を形成する制御手段と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記透磁率センサに印加する所定の制御電圧を保持した記憶手段を有し、
前記制御手段は、前記所定の制御電圧を前記環境センサにより検出される湿度に応じて補正し、前記透磁率センサに印加する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像装置は、装置本体に交換自在に設けられ、前記透磁率センサに印加する所定の制御電圧を保持した外部記憶手段を有し、
前記制御手段は、前記所定の制御電圧を前記環境センサにより検出される湿度に応じて補正し、前記透磁率センサに印加する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
静電潜像が形成される像担持体と、
非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容する現像容器と、現像剤を担持して前記像担持体に形成された静電潜像をトナー像に現像するための現像剤担持体と、回転して前記現像容器内で現像剤を撹拌搬送する搬送手段とを有する現像装置と、
制御電圧の印加により前記現像容器内に収容された現像剤のトナー濃度に応じた出力値を出力可能な透磁率センサと、
前記現像装置の初回起動時に、前記搬送手段を回転開始すると共に、所定の制御電圧を前記透磁率センサに印加し、前記透磁率センサの出力値の単位時間当たりの変化量が所定範囲内に収まる状態が所定時間に亘って続いた後に、制御用トナー像を形成する制御手段と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記所定範囲は、０以上０．００５（Ｖ／ｓｅｃ）未満である、
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
湿度を検出可能な環境センサを備え、
前記制御手段は、前記制御用トナー像を形成する前に、前記所定の制御電圧を前記環境センサにより検出される湿度に応じて補正し、前記透磁率センサに印加する、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの電子写真技術を用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機、ファクシミリあるいは複合機などの画像形成装置は、感光ドラム上に形成した静電潜像を現像剤により現像し、可視像化する現像装置を備えている。現像装置では、トナーとキャリアからなる二成分現像剤（以下、単に現像剤とも呼ぶ）が用いられている。現像装置には、現像剤のトナー濃度（現像剤の全重量に占めるトナーの重量比率）を検出するために透磁率センサ（インダクタンスセンサとも呼ばれる）が設けられ、また現像剤を撹拌搬送するためにスクリューが設けられている。これは、現像剤のトナー帯電量に起因して画像濃度変動などの画像不良を生じさせないためである。即ち、トナーはキャリアとの摩擦により帯電されることから、スクリューによる撹拌によってトナーの帯電を可能としている。そして、摩擦によるトナーの帯電ではトナー濃度により帯電量が変わり、また現像装置では現像に伴いトナーが消費される。そこで、トナー濃度に基づいて補給装置から現像装置に現像剤を補給し、トナー濃度を所定濃度に維持することで、トナーを適正な帯電量に帯電できるようにしている。トナー帯電量が高いほど現像されるトナー量は少なくなり、トナー帯電量が低いほど現像されるトナー量は多くなる。即ち、トナー帯電量によって画像濃度が変動する。それ故、画像濃度を安定させるにはトナー帯電量を適正に保つ必要がある。
【０００３】
ところで、現像装置内の現像剤が撹拌されないままであると、トナーの電荷は自然放電してしまうので、時間の経過に応じて現像剤のトナー帯電量が低下する。また、トナー帯電量は湿度によって変動する。この点に鑑み、長期に亘り停止された画像形成装置を再稼働する場合には、ウォーミングアップ時に現像剤のトナー帯電量を適正な帯電量に調整する必要がある。そこで、動作停止からの停止時間（放置時間）と、環境センサにより検出した停止前（放置前）と停止期間中の各湿度とに基づいて決定した回転時間に亘りスクリューを回転させることにより、トナー帯電量を調整する装置が提案されている（特許文献１）。特許文献１に記載の装置では、停止期間中の湿度を検出させるために、停止中でも環境センサに対し電源供給が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２１２３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、例えば画像形成装置をユーザの設置先に輸送して設置するような場合、輸送中の画像形成装置ひいては環境センサに対し電源供給が行われていない。環境センサに電源供給が行われていなければ、上述した特許文献１に記載の装置の場合、輸送中における湿度の変化を検出し得ない。環境センサによる輸送中の湿度変化（停止期間中の湿度に相当）を検出できなければ、設置後の初回起動時に、トナーを適切な帯電量に帯電できるだけの回転時間に亘りスクリューを回転させることができない。この場合、現像剤のトナー帯電量が設置先の湿度に応じた適正な帯電量に調整される前に、画像形成が開始され得る。
【０００６】
トナー帯電量が湿度に応じて調整される前に画像形成が開始された場合、開始直後において適正濃度の画像を出力するように調整しても、時間の経過に伴い撹拌による現像剤からの放湿や現像剤への吸湿に起因して、画像濃度が変動する虞があった。そこで、環境センサによる輸送中の湿度検出を行わなくても、トナー帯電量を設置先の湿度に応じた適正な帯電量に調整可能な装置が望まれていたが、未だそのような装置は提案されていない。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、環境センサにより輸送中の湿度検出を行わずとも、現像剤のトナー帯電量を設置先の湿度に応じた適正な帯電量に調整できる画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体と、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容する現像容器と、現像剤を担持して前記像担持体に形成された静電潜像をトナー像に現像するための現像剤担持体と、回転して前記現像容器内で現像剤を撹拌搬送する搬送手段とを有する現像装置と、制御電圧の印加により前記現像容器内に収容された現像剤のトナー濃度に応じた出力値を出力可能な透磁率センサと、湿度を検出可能な環境センサと、前記現像装置の初回起動時に、前記搬送手段を回転開始すると共に、前記環境センサにより検出される湿度に応じた制御電圧を前記透磁率センサに印加し、前記搬送手段により前記透磁率センサの出力値が所定範囲内に収まるまで現像剤を撹拌してから、制御用トナー像を形成する制御手段と、を備える、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体と、非磁性トナーと磁性キャリアとを含む現像剤を収容する現像容器と、現像剤を担持して前記像担持体に形成された静電潜像をトナー像に現像するための現像剤担持体と、回転して前記現像容器内で現像剤を撹拌搬送する搬送手段とを有する現像装置と、制御電圧の印加により前記現像容器内に収容された現像剤のトナー濃度に応じた出力値を出力可能な透磁率センサと、前記現像装置の初回起動時に、前記搬送手段を回転開始すると共に、所定の制御電圧を前記透磁率センサに印加し、前記透磁率センサの出力値の単位時間当たりの変化量が所定範囲内に収まる状態が所定時間に亘って続いた後に、制御用トナー像を形成する制御手段と、を備える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、環境センサによる輸送中の湿度検出を行わずとも、搬送手段による撹拌により現像剤を調湿し、現像剤のトナー帯電量を設置先の湿度に応じた適正な帯電量に調整することが容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図。
【図２】画像形成部の周辺の構成を示す概略図。
【図３】軸線方向を含む水平断面で見た現像装置及び補給装置を示す上面断面図。
【図４】透磁率センサの出力信号を示すグラフ。
【図５】制御部を説明するための制御ブロック図。
【図６】現像剤のトナー帯電量と透磁率センサのセンサ出力値との関係を示すグラフ。
【図７】第一実施形態の現像剤調湿処理を示すフローチャート。
【図８】スクリューの空回転時間と透磁率センサのセンサ出力値との関係を示すグラフ。
【図９】第二実施形態の現像剤調湿処理を示すフローチャート。
【図１０】スクリューの空回転時間とセンサ出力値の単位時間当たりにおける変化量との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第一実施形態＞
［画像形成装置］
まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１及び図２を用いて説明する。本実施形態の画像形成装置１００は、電子写真方式のタンデム型のフルカラー画像形成装置である。画像形成装置１００は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成する画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを有する。画像形成装置１００は、図示を省略したが、装置本体１００Ａに接続された原稿読取装置や、装置本体１００Ａに対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部機器等から送られる画像信号に従って、記録材にフルカラー画像を形成可能である。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。
【００１３】
画像形成装置１００が備える４つの画像形成部ＰＹ〜ＰＫは、現像色が異なることを除けば実質的に同一の構成を有する。そこで、以下では代表してブラックの画像形成部ＰＫを例に説明し、その他の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣについては説明を省略する。
【００１４】
画像形成部ＰＫには、図２に示すように、像担持体としての感光ドラム１が回転自在に設けられている。感光ドラム１は、図中矢印方向に回転駆動される。この感光ドラム１の周りに、帯電装置２、露光装置３（レーザースキャナ）、現像装置４、一次転写ローラ５２、クリーニング装置７が配置されている。
【００１５】
各画像形成部の上方には、中間転写装置５が配置されている。中間転写装置５は、無端状の中間転写ベルト５１が複数のローラに張設されて矢印方向に移動するように構成されている。中間転写ベルト５１は、後述するようにして一次転写されたトナー像を担持し移動し得る。中間転写ベルト５１を張架する二次転写内ローラ５３と中間転写ベルト５１を挟んで対向する位置には、図２に示すように、二次転写外ローラ５４が配置されている。これら二次転写内ローラ５３と二次転写外ローラ５４は、中間転写ベルト５１上のトナー像を記録材に二次転写する二次転写部Ｔ２を形成する。
【００１６】
画像形成装置１００の下方には、記録材が収容されたカセット９が配置されている。カセット９から給送された記録材は、搬送ローラ９１によりレジストレーションローラ９２に向けて搬送される。停止状態のレジストレーションローラ９２に記録材の先端が突き当たり、ループを形成することで記録材の斜行が補正される。その後、中間転写ベルト５１上のトナー像と同期してレジストレーションローラ９２が回転することにより、記録材は二次転写部Ｔ２に搬送される。
【００１７】
上述の画像形成装置１００により、フルカラー画像を形成するプロセスについて説明する。まず、画像形成動作の開始にあわせて回転された感光ドラム１の表面が、帯電バイアスが印加される帯電装置２によって一様に帯電される。次いで、感光ドラム１は、露光装置３から発せられる画像信号に対応したレーザ光により走査露光される。これにより、感光ドラム１上（像担持体上）に画像信号に応じた静電潜像が形成される。感光ドラム１上の静電潜像は、現像装置４内（現像装置内）に収容されている二成分現像剤（詳しくはトナー）によってトナー像に現像される。なお、本実施形態の場合、現像装置４は装置本体１００Ａに交換自在に設けられている。そして、新品の現像装置４には、未使用の初期状態で所定量の二成分現像剤が予め封入されている。本実施形態の場合、現像装置４に予め封入されている現像剤量（初期剤量）は例えば約２００ｇである。
【００１８】
感光ドラム１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５１を挟んで配置される一次転写ローラ５２との間で形成される一次転写部Ｔ１にて、中間転写ベルト５１に一次転写される。この際、一次転写ローラ５２には一次転写バイアスが印加される。一次転写後に感光ドラム１上に残るトナーは、クリーニング装置７によって除去される。
【００１９】
こうした動作をイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各画像形成部ＰＹ〜ＰＫで順次行い、中間転写ベルト５１上で４色のトナー像を重ね合わせる。その後、トナー像の形成タイミングに合わせてカセット９に収容されている記録材が、二次転写部Ｔ２に搬送される。そして、二次転写外ローラ５４に二次転写バイアスを印加することにより、中間転写ベルト５１上の４色のトナー像が記録材上に一括で二次転写される。二次転写部Ｔ２で転写しきれずに中間転写ベルト５１に残るトナーは、中間転写ベルトクリーナ５５により除去される。
【００２０】
トナー像が二次転写された記録材は、定着装置６に搬送される。定着装置６は、定着ローラ６１及び加圧ローラ６２を備え、定着ローラ６１と加圧ローラ６２とで定着ニップ部を形成している。なお、定着ローラ６１はフィルム、ベルトであってもよく、また加圧ローラ６２はベルトであってもよい。定着ニップ部に記録材を通過させることで、記録材は加熱、加圧される。これにより、記録材上のトナーが溶融、混合されて、フルカラーの画像として記録材に定着される。その後、記録材は排出ローラ１０により排出トレイ１１に排出される。こうして、一連の画像形成プロセスが終了する。
【００２１】
本実施形態では現像装置４の現像方式として二成分現像方式を採用し、マイナス帯電極性の非磁性トナーとプラス帯電極性の磁性キャリアを混合して二成分現像剤として用いている。一例として、非磁性トナーは例えばポリエステル、スチレンアクリル等の樹脂に着色料、ワックス成分などを内包し、粉砕あるいは重合によって粉体としたものに、酸化チタン、シリカ等の微粉末を表面に添加したものがある。本実施形態の場合、非磁性トナーの平均粒径は、画質とハンドリング性を考慮して約６μｍとした。さらに、必要に応じて、トナーの流動性や帯電付与性を確保する目的で、シリカ、アルミナ、チタニア、または有機樹脂粒子等を外添剤として添加することができる。
【００２２】
他方、磁性キャリアは、フェライト粒子や磁性粉を混錬した樹脂粒子からなるコアの表層に、シリコン、アクリル等の樹脂により樹脂コートを施したものである。磁性キャリアとしては、例えば５０％粒径（Ｄ５０）が４０μｍ程度の粒子を用いることができる。なお、本実施形態では初期剤量が封入された新品の現像装置４で、トナーとキャリアとが重量比で約９：９１の割合で混合された二成分現像剤、つまりはトナー濃度９％の二成分現像剤を用いた。
【００２３】
［現像装置］
次に、現像装置４について図２及び図３を用いて説明する。現像装置４は、上述した二成分現像剤（単に現像剤とも呼ぶ）を収容する現像容器４１を有する。図２に示すように、現像容器４１は感光ドラム１に対向した現像領域の部分が開口しており、この開口部に一部露出するようにして、現像スリーブ４４が回転可能に設けられている。現像スリーブ４４の内部には、周方向に沿って複数の磁極を有するマグネットロール４３が非回転に設けられている。現像剤担持体としての現像スリーブ４４は非磁性材料で形成され、現像動作時には図２の矢印方向に回転し、現像剤を担持して現像領域に搬送する。
【００２４】
現像容器４１内には現像剤を収納可能な現像室４１ａと撹拌室４１ｂとが形成され、これら現像室４１ａと撹拌室４１ｂとは現像剤を循環させる循環経路を形成する。現像容器４１内は、図３に示すように、現像室４１ａと撹拌室４１ｂとが現像容器４１の長手方向（回転軸線方向）両端側において連通口４１ｆ、４１ｇにより連通するように、隔壁４１ｃによって現像室４１ａと撹拌室４１ｂとに区画されている。
【００２５】
現像室４１ａと撹拌室４１ｂには、それぞれ現像スクリュー４６、撹拌スクリュー４７が設けられる。詳しくは、現像スクリュー４６が現像室４１ａに、撹拌スクリュー４７が撹拌室４１ｂに配置されている。これら現像スクリュー４６と撹拌スクリュー４７は、それぞれが回転軸の周囲に螺旋状の羽根（フィン）を設けて形成されたスクリューであり、現像剤を撹拌しながら搬送可能である。本実施形態の場合、現像室４１ａの現像剤は、現像スクリュー４６によって撹拌されながら図３の左方に向けて移動され、連通口４１ｆを介して現像室４１ａから撹拌室４１ｂへと受け渡される。他方、撹拌室４１ｂの現像剤は撹拌スクリュー４７によって撹拌されながら図３の右方に向けて移動され、連通口４１ｇを介して撹拌室４１ｂから現像室４１ａへと受け渡される。このように、現像剤は搬送手段としての現像スクリュー４６と撹拌スクリュー４７とによって、現像容器４１内（現像容器内）を撹拌搬送される。
【００２６】
本実施形態の場合、撹拌スクリュー４７には、透磁率センサ４５の検出ヘッド４５ａに対向する箇所に羽根４７ｂだけでなく、撹拌スクリュー４７の回転軸４７ａから径方向に突出するリブ４７ｃが設けられている。図３に示すように、透磁率センサ４５は、現像剤の透磁率を検出可能な検出ヘッド４５ａが撹拌スクリュー４７の一部に対向するようにして、撹拌室４１ｂ内に露出されている。リブ４７ｃは、検出ヘッド４５ａと撹拌スクリュー４７との隙間に現像剤が滞留するのを防止し、検出ヘッド４５ａ付近における現像剤の撹拌性を上げることで、現像剤の嵩密度を安定させる。
【００２７】
なお、現像スリーブ４４、現像スクリュー４６、撹拌スクリュー４７は、現像モータ４０によって不図示のギア部材を介して回転駆動される。現像モータ４０は、後述する制御部１１０（図５参照）により制御される。本実施形態では、現像スクリュー４６が回転速度２２０ｒｐｍに、撹拌スクリュー４７が回転速度２５０ｒｐｍに回転される。また、現像スリーブ４４は、回転速度１９２ｒｐｍに回転される。
【００２８】
現像室４１ａ内の現像剤は、現像スクリュー４６による搬送中に現像スリーブ４４に供給され得る。現像スリーブ４４に供給された現像剤は、マグネットロール４３が生じる磁界により現像スリーブ４４上に所定の量が担持されて現像剤溜まりを形成する。現像スリーブ４４に供給された現像剤は、現像スリーブ４４が回転することによって、現像剤溜まりを通過してブレード４２によって層厚が規制されると共に、感光ドラム１と対向する現像領域へと搬送される。現像領域で、現像スリーブ４４上の現像剤は穂立ちして磁気穂を形成する。そして、磁気穂を感光ドラム１に接触させて、現像剤のトナーを感光ドラム１に供給することで、感光ドラム１上に形成された静電潜像をトナー像として現像する。この際に、現像効率、即ち静電潜像へのトナーの付与率を向上させるために、通常、現像スリーブ４４には不図示の高圧電源により直流電圧と交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。この現像バイアスの印加により現像スリーブ４４と感光ドラム１との間に生じる電界に応じて、現像スリーブ４４に担持された現像剤によって感光ドラム１上の静電潜像がトナー像に現像される。感光ドラム１にトナーを供給した後の現像スリーブ４４上の現像剤は、さらに現像スリーブ４４が回転することによって現像室４１ａに戻る。このような現像工程でトナーが消費されることによってトナー濃度が低下した現像剤が、現像室４１ａから撹拌室４１ｂに受け渡される。
【００２９】
ところで、二成分現像剤を用いて現像を行う現像装置４の場合、トナー像の現像に伴いトナーが消費されるだけでなく、例えばトナーに対する帯電性能が低下するなどのキャリア劣化が生じ得る。キャリア劣化が生じると、濃度変動や飛散かぶり等の画像不良が生じやすくなるので、トナーを補充すると共に、キャリアを入れ替えてリフレッシュする補給制御が行われる。補給制御時には、補給装置８から例えばトナーとキャリアが重量比で９：１に混合された補給剤が補給される。
【００３０】
図３に示すように、撹拌室４１ｂの撹拌スクリュー４７の搬送方向下流側には、現像容器４１内に収容されている現像剤の一部（後述の余剰現像剤）を排出可能な排出部４８が形成されている。また、撹拌スクリュー４７の搬送方向下流側で排出部４８よりも上流側には、撹拌スクリュー４７と逆方向に現像剤を搬送する返しスクリュー４８Ａが設けられている。これにより、撹拌室４１ｂ内を搬送され、返しスクリュー４８Ａを超えた現像剤が排出部４８から現像容器４１外に排出されるようにしている。排出部４８から排出された現像剤は、不図示の回収容器に回収される。
【００３１】
他方、撹拌室４１ｂの撹拌スクリュー４７の搬送方向上流側には、補給装置８から補給される補給剤を受け入れる補給部４９が設けられている。補給装置８は、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫの現像装置４の上方にそれぞれ配置され（図１参照）、各画像形成部ＰＹ〜ＰＫの現像装置４に補給剤を補給し得る。図３に示すように、補給装置８は、補給剤を収容する補給容器８０と、補給容器８０内の補給剤を搬送する補給スクリュー８１と、補給スクリュー８１を回転させる補給モータ８２とを有する。
【００３２】
そして、透磁率センサ４５の出力信号に応じて、制御部１１０（図５参照）が補給モータ８２を制御する。補給装置８による補給剤の補給方法として、本実施形態ではブロック補給方式を採用している。ブロック補給方式とは、任意の補給量を随時補給するのでなく、補給スクリュー８１の一回転に応じて予め設定済みの補給量（ブロック補給量）の補給剤を、補給スクリュー８１を制御することにより補給する方式である。本実施形態では、制御部１１０により補給モータ８２の回転時間が制御されることで、補給剤の補給量は調整される。
【００３３】
撹拌室４１ｂに補給された補給剤は、撹拌室４１ｂ内で現像室４１ａから受け渡された現像剤と共に撹拌スクリュー４７に撹拌されつつ搬送される。補給剤の補給に伴い余剰になった余剰現像剤は、排出部４８から現像容器４１外へ排出される。このときに、現像装置４内の現像剤量によっては、劣化したキャリアが排出される。このように、補給装置８から補給剤が補給されることによって、現像に伴い消費されたトナーが補充されると共に、キャリアが入れ替えられる。
【００３４】
上記の補給制御は、後述する制御部１１０により実行される。制御部１１０は、例えば画像形成する画像の濃度や面積などから１枚の記録材ごとにトナー消費量を算出して、透磁率センサ４５を用いて検出される現像剤のトナー濃度に応じて適切な量のトナー補給量を求めることができる。現像容器４１内に収容されている現像剤のトナー濃度を検出するために、透磁率センサ４５が用いられる。透磁率センサ４５を用いると、画像形成中でも随時に補給制御が行われ得るので、もって画像形成装置１００の効率的な運用が実現される。
【００３５】
［透磁率センサ］
上述したように、現像剤はトナーとキャリアとを主成分としている。この現像剤のトナー濃度が変化すると、トナーとキャリアの混合比率による現像剤の透磁率が変化する。そこで、透磁率センサ４５により現像剤の透磁率の変化を検出するようにしている。本実施形態で用いる透磁率センサ４５はコイルのインダクタンスを利用して、現像剤の透磁率の変化に応じた出力信号を出力可能である。透磁率センサ４５は板状の基板部４５ｂに円柱状の検出ヘッド４５ａが形成され、検出ヘッド４５ａは基板部４５ｂ上から突出して設けられている。検出ヘッド４５ａには、通電に応じて磁界を形成する不図示のコイル（駆動コイル、検出コイル、基準コイル）が配置されている。他方、基板部４５ｂには、図示を省略したが、コイル以外の電子部品（コンデンサ、半導体集積回路（ＩＣ）、抵抗等）が配置され、これらの電子部品は検出ヘッド４５ａのコイルに電気的に接続されている。
【００３６】
本実施形態の透磁率センサ４５は、電磁誘導による差動トランスの原理を採用したセンサである。差動トランスは、駆動コイル、基準コイル、検出コイルを同一コアに設けて構成されている。このような透磁率センサ４５は、制御電圧（Ｖｉｎ）として高周波（例えば５００ｋＨｚ）の交流電圧が入力されることにより、「出力信号（Ｖｏｕｔ）＝Ｖ２−Ｖ３」を差動出力する。ここで、基準コイルのピーク電圧値を「Ｖ２」、検出コイルのピーク電圧値を「Ｖ３」で表している。例えば、未使用の初期状態で封入されている現像剤のトナー濃度（例えば９％）における、所定の制御電圧を印加した場合の検出コイルと基準コイルのピーク電圧値が「Ｖ３０」、「Ｖ２０」であるとする。その場合、任意のトナー濃度における検出コイルの電圧変化を「ΔＶ３」とすると、透磁率センサ４５は出力信号として「Ｖｏｕｔ＝Ｖ２０−（Ｖ３０＋ΔＶ３）＝−ΔＶ３」のピーク電圧値を差動出力する。
【００３７】
現像剤のトナー濃度と透磁率センサ４５の出力信号（Ｖｏｕｔ）との関係は、トナー濃度が低くなると、単位体積中の現像剤に含まれる磁性キャリアの割合が大きくなることに応じて現像剤の見かけの透磁率が高くなり、透磁率センサ４５の出力信号は高くなる。反対に、トナー濃度が高くなると、単位体積中の現像剤に含まれる磁性キャリアの割合が小さくなることに応じて現像剤の見かけの透磁率が低くなり、透磁率センサ４５の出力信号は低くなる。
【００３８】
本実施形態では、透磁率センサ４５として０Ｖから５Ｖの範囲内で出力信号を出力でき、トナー濃度が４％以上１２％以下、より好ましくは６％以上９％以下である場合に、出力信号が「２．５Ｖ」近傍でトナー濃度に対しほぼ直線的に変化し得るものを用いた。本実施形態の場合、例えば初期剤量が２００ｇでトナー濃度が９％であるときに、出力信号が約「２．５Ｖ」となるように、制御電圧（Ｖｉｎ）は調整されている。なお、透磁率センサ４５の出力信号に基づくトナー濃度の変換は、後述する制御部１１０（図５参照）が透磁率センサ４５の出力信号とトナー濃度との関係をデータ化した濃度テーブルを参照したり、そうした関係を表す近似式を演算するなどして行われ得る。
【００３９】
図４に、透磁率センサ４５の出力信号を示す。図４に示すように、透磁率センサ４５の出力信号は、撹拌スクリュー４７の一周期当たりで変動する。即ち、透磁率センサ４５の検出ヘッド４５ａと撹拌スクリュー４７の羽根４７ｂ（図３参照）とが離れているとき、検出ヘッド４５ａ近傍に存在する現像剤量は多くなる。この場合、単位体積中の現像剤に含まれる磁性キャリアの割合が大きくなり、透磁率センサ４５の出力信号は高くなる（図中Ｖｔ）。反対に、透磁率センサ４５の検出ヘッド４５ａと撹拌スクリュー４７の羽根４７ｂとが近接しているとき、検出ヘッド４５ａ近傍に存在する現像剤量は少なくなる。この場合、単位体積中の現像剤に含まれる磁性キャリアの割合が小さくなり、透磁率センサ４５の出力信号は低くなる（Ｖｂ）。
【００４０】
撹拌スクリュー４７のリブ４７ｃ（図３参照）が検出ヘッド４５ａに近接したときも、検出ヘッド４５ａ近傍に存在する現像剤量は減少するため、透磁率センサ４５の出力信号が低下する（Ｖｒ）。ただし、リブ４７ｃは薄い板状に形成され、羽根４７ｂに比べて体積が小さいことから、出力低下が小さい。また、透磁率センサ４５の検出ヘッド４５ａは所定幅に形成されていることから、リブ４７ｃが検出ヘッド４５ａを通過する時間は、連続的に通過する羽根４７ｂよりも短い故に、出力信号の変化がシャープになる。透磁率センサ４５の出力信号はこうした変化を繰り返し、撹拌スクリュー４７の一回転を一周期とした一定周期の波形となる。
【００４１】
本実施形態では、透磁率センサ４５として直径６ｍｍの円形に形成された検出ヘッド４５ａを有するものを用いた。撹拌スクリュー４７は外径１４ｍｍの羽根４７ｂと、厚さ１ｍｍで高さが羽根４７ｂと同じ高さに形成されたリブ４７ｃとを有するものを用いた。現像スクリュー４６は外径１４ｍｍの羽根を有するものを用い、現像スリーブ４４は外径１６ｍｍのものを用いた。
【００４２】
［制御部］
図１に示すように、画像形成装置１００は制御部１１０を有し、制御部１１０によって上記した画像形成装置１００を構成する各部が制御される。制御部１１０について、図５を用いて説明する。なお、制御部１１０には感光ドラム１、帯電装置２、露光装置３、一次転写ローラ５２、定着装置６、クリーニング装置７、中間転写ベルト５１等、またそれらを駆動するモータや電源等も接続されるが、ここでは発明の本旨でないので図示及び説明を省略する。
【００４３】
図５に示すように、制御手段としての制御部１１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１１と記憶装置１１２とを有する。記憶手段としての記憶装置１１２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１１３や、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１１４を有する。ＲＯＭ１１３には、例えば画像形成ジョブなどの各種プログラムや各種データ等が記憶されている。本実施形態の場合、ＲＯＭ１１３には各種データの一例として、後述する基準制御電圧、基準センサ出力値（出荷時のセンサ出力値）、制御電圧補正テーブル等が保持されている。ＣＰＵ１１１は、ＲＯＭ１１３に記憶されている各種プログラムを実行して、画像形成装置１００を動作させ得る。また、ＲＡＭ１１４には、作業用データや入力データが記憶される。ＣＰＵ１１１は、各種プログラム等に基づいてＲＯＭ１１３やＲＡＭ１１４に記憶された各種データを参照し得る。
【００４４】
上記した現像モータ４０、補給モータ８２、透磁率センサ４５は、制御部１１０によって制御される。本実施形態の場合、制御部１１０は、透磁率センサ４５の出力信号に基づき、補給モータ８２の駆動を制御することで、補給装置８（図１参照）に補給剤を補給させる。具体的には、透磁率センサ４５の出力信号は記憶装置１１２に一旦記憶され、ＣＰＵ１１１へ送られる。そして、ＣＰＵ１１１にて、記憶装置１１２に記憶されている目標トナー濃度（例えば６〜９％）と、透磁率センサ４５の出力信号に基づくトナー濃度とを比較する。ＣＰＵ１１１は、その結果にしたがって補給剤の補給制御を行って、現像装置４内の現像剤のトナー濃度を調整し得る。また、制御部１１０は電源４５０を制御して、透磁率センサ４５を動作させるために入力する制御電圧（Ｖｉｎ）を調整することができる。制御電圧としては、電源４５０により透磁率センサ４５に所定波形の電流を流す電圧が印加される。
【００４５】
制御部１１０には、上記した現像モータ４０、補給モータ８２、透磁率センサ４５、電源４５０の他に、環境センサ１２０が接続される。環境センサ１２０は装置本体１００Ａ内に配置され（図１参照）、現像装置４内に収容されている現像剤（主にトナー）に影響を及ぼし得る湿度を検出可能である。制御部１１０は、環境センサ１２０から検出された湿度を取得可能である。なお、環境センサ１２０は湿度に限らず温度も検出可能であってよい。
【００４６】
透磁率センサ４５による二成分現像剤のトナー濃度の検出は、本実施形態では以下のように行った。撹拌スクリュー４７の回転が開始されると、制御部１１０は２０ｍｓｅｃ毎に透磁率センサ４５から出力信号を取得する。撹拌スクリュー４７は回転速度２５０ｒｐｍで回転されるので、撹拌スクリュー４７が一回転する時間は２４０ｍｓｅｃである。よって、制御部１１０は２０ｍｓｅｃ毎に一個の出力信号を取得するから、撹拌スクリュー４７が一回転する間に１２個の出力信号を取得できる。そして、制御部１１０は、この１２個の出力信号を平均したセンサ出力値（平均出力値）に基づいて二成分現像剤のトナー濃度を求め得る。
【００４７】
ここで、トナー帯電量と透磁率センサ４５のセンサ出力値との関係を、図６に示す。図６には、透磁率センサ４５の制御電圧を一定値とし、トナー濃度を９％に保った状態で湿度を５％から９０％の間で可変してトナー帯電量（μＣ／ｇ）を変化させた場合における、透磁率センサ４５のセンサ出力値（Ｖ）を示した。センサ出力値は、上記したように撹拌スクリュー４７が一回転する間に得た１２個の出力信号を平均した値である。
【００４８】
図６から理解できるように、現像剤のトナー帯電量が高い場合には、センサ出力値が低くなる。即ち、現像剤のトナー帯電量が高いと、同極性同士の静電気力による反発力が強くなり、現像剤同士が反発しあって現像剤の嵩密度が低くなる。現像剤の嵩密度が低くなると、単位体積中の現像剤に含まれる磁性キャリアの密度が低くなり、現像剤のみかけの透磁率が低くなる故に、センサ出力値が低くなる。他方、現像剤のトナー帯電量が低い場合には、センサ出力値が高くなる。即ち、現像剤のトナー帯電量が低いと、同極性同士の静電気力による反発する力が弱くなり、現像剤同士が反発し難くなって現像剤の嵩密度が高くなる。現像剤の嵩密度が高くなると、単位体積中の現像剤に含まれる磁性キャリアの密度が高くなり、現像剤のみかけの透磁率が高くなる故に、センサ出力値が高くなる。
【００４９】
ところで、上述した画像形成装置１００はメーカーの製造工場からユーザの設置先に輸送されて設置される。その際に、画像形成装置１００が例えば温度３０℃／湿度８０％の環境下で輸送され、設置先として空調設備の整ったオフィス（例えば温度２３度／湿度４０％）に設置される場合がある。そうした場合、輸送中に現像剤が吸湿し、吸湿に起因して現像剤のトナー帯電量は吸湿前よりも低くなる。トナー帯電量が低下している場合、そのままでは現像されるトナー量が多くなって画像濃度が濃くなることから、それを防ぐべく予め画像濃度の調整を行うことが考えられる。しかし、そうした場合には、画像形成が進むにつれ、現像剤が撹拌されることにより現像剤中の水分が抜け（つまり放湿する）、放湿に起因して現像剤のトナー帯電量が放湿前よりも高くなる。そして、トナー帯電量が装置の設置直後よりも高くなると、現像されるトナー量が少なくなって画像濃度が薄くなる虞が生じ得る。
【００５０】
これを防止するには、設置先に設置された画像形成装置１００の初回起動時に、撹拌スクリュー４７を空回転させ、トナー帯電量を設置先の湿度に応じた適正な帯電量に調整する必要がある（言い換えれば現像剤の調湿）。しかし、既に述べたように、輸送中は環境センサ１２０に電源供給されないため、従来では環境センサ１２０により輸送中の湿度を検出できず、その結果、トナー帯電量を設置先の湿度に応じた適正な帯電量に調整し難かった。
【００５１】
そこで、本実施形態では上記点に鑑み、環境センサ１２０による輸送中の湿度検出を行わずとも、撹拌スクリュー４７を空回転させることにより現像剤を調湿し、もってトナー帯電量を設置先の湿度に応じた適正な帯電量に調整させるようにした。以下、説明する。
【００５２】
［現像剤調湿処理］
第一実施形態の現像剤調湿処理について、図３及び図５を参照しながら図７を用いて説明する。図７に、第一実施形態の現像剤調湿処理を示す。本実施形態の現像剤調湿処理は、制御部１１０により設置先に設置された画像形成装置１００の初回の電源オン時（初回起動時）に実行される。
【００５３】
図７に示すように、制御部１１０は、撹拌スクリュー４７の空回転を開始する（Ｓ１）。即ち、現像スリーブ４４に担持された現像剤による感光ドラム１上に形成された静電潜像の現像を行うことなく、撹拌スクリュー４７を回転させる。撹拌スクリュー４７の回転後、制御部１１０は環境センサ１２０から湿度を取得する（Ｓ２）。そして、制御部１１０は取得した湿度に応じて、透磁率センサ４５に印加する制御電圧を調整する（Ｓ３）。本実施形態において、取得した湿度に応じた制御電圧調整は、ＲＯＭ１１３等に予め記憶済みである基準制御電圧（ｃｔｒ_ｉｎｉ）と、湿度と電圧補正値との関係を規定した制御電圧補正テーブルに基づいて行われる。即ち、制御部１１０は検出された湿度に応じて電圧補正値を決定し、決定した電圧補正値によって基準制御電圧（ｃｔｒ_ｉｎｉ）を補正することで、透磁率センサ４５に印加する制御電圧を調整し得る。
【００５４】
本実施形態では、上記のようにＲＯＭ１１３に予め記憶済みである基準制御電圧（ｃｔｒ_ｉｎｉ）を用いて、透磁率センサ４５に印加する制御電圧を調整する。この基準制御電圧（ｃｔｒ_ｉｎｉ）は、メーカーにより画像形成装置１００の出荷前の検査工程で、所定湿度の環境下で現像装置４の初期化作業が行われ、その際に得られる電圧値がＲＯＭ１１３に記憶されたものである。基準制御電圧（ｃｔｒ_ｉｎｉ）を求めるために、制御電圧の公差の中心値の電圧を透磁率センサ４５に印加し、それに応じて出力される透磁率センサ４５の出力信号を取得する。即ち、透磁率センサ４５のセンサ出力値が目標信号値（Ｖ（ｔｒｇｔ_ｉｎｉ）＝１２８）よりも小さい場合は、目標信号値を超えるまで透磁率センサ４５に印加する制御電圧を例えば「０．３Ｖ」ずつ大きくしていく。反対に、透磁率センサ４５のセンサ出力値が目標信号値よりも大きい場合は、目標信号値を下回るまで透磁率センサ４５に印加する制御電圧を例えば「０．３Ｖ」ずつ小さくしていく。そして、透磁率センサ４５のセンサ出力値が目標信号値（Ｖ（ｔｒｇｔ_ｉｎｉ）＝１２８）をまたぐ前後２点を求め、これに基づき印加した制御電圧とセンサ出力値との関係を線形補完する。線形補完した結果に基づき、透磁率センサ４５のセンサ出力値が目標信号値となる制御電圧を基準制御電圧（ｃｔｒ_ｉｎｉ）とし、これをＲＯＭ１１３に記憶する。また、このときの透磁率センサ４５のセンサ出力値（目標信号値）が、基準センサ出力値Ｖ（ｓｉｇ_ｉｎｉ）としてＲＯＭ１１３に記憶される。本実施形態の場合、基準センサ出力値Ｖ（ｓｉｇ_ｉｎｉ）は約「２．５Ｖ」である。
【００５５】
図７の説明に戻り、制御部１１０は、透磁率センサ４５のセンサ出力値Ｖ（ｎ）のサンプリングを開始する（Ｓ４）。センサ出力値Ｖ（ｎ）は、上述したように撹拌スクリュー４７の一回転分における透磁率センサ４５の出力信号を平均した平均出力値である。ここでは、撹拌スクリュー４７を回転させて現像装置４内の現像剤を定常状態、即ち剤面高さが一定高さに保たれた状態で、透磁率センサ４５の出力信号を取得するのが好ましい。これは、輸送中に現像装置４内で現像剤が偏ってしまうことがあり、現像剤が偏った状態で取得した透磁率センサ４５の出力信号を用いると、正しいセンサ出力値Ｖ（ｎ）が得られない虞があるからである。
【００５６】
そして、制御部１１０は、センサ出力値Ｖ（ｎ）と基準センサ出力値Ｖ（ｓｉｇ_ｉｎｉ）とに基づいて、センサ出力値Ｖ（ｎ）が所定範囲内に収まるまで撹拌スクリュー４７により現像剤が撹拌されたか否かを判定する。即ち、制御部１１０は、センサ出力値Ｖ（ｎ）と基準センサ出力値Ｖ（ｓｉｇ_ｉｎｉ）との差分を計算し、差分の絶対値「ΔＶ＝｜Ｖ（ｓｉｇ_ｉｎｉ）−Ｖ（ｎ）｜」が「０．０５Ｖ」未満であるか否かを判定する（Ｓ５）。差分の絶対値ΔＶが「０．０５Ｖ」以上である場合（Ｓ５のＮｏ）、制御部１１０は上記Ｓ４の処理に戻り、引き続き撹拌スクリュー４７による現像剤の撹拌を行いながらセンサ出力値Ｖ（ｎ）を得る。他方、差分の絶対値ΔＶが「０．０５Ｖ」未満である場合（Ｓ５のＹｅｓ）、制御部１１０は透磁率センサ４５の出力信号が安定した、つまりは現像剤が設置先の湿度に調湿されたとして、現像剤の撹拌を行ったままで「自動階調補正処理」を実行する（Ｓ６）。
【００５７】
自動階調補正処理は公知の処理であるが、簡単に説明する。自動階調補正処理は、記録材に出力される画像の画像濃度を、全濃度領域で予め設定された目標とする階調特性（階調ターゲット）と合うように補正するために実行される処理である。具体的には、まず帯電バイアス及び各転写バイアスが調整され、その後、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の最大濃度（例えば８ｂｉｔＦＦｈ信号）の画像で構成されたテストパターン（制御用トナー像）が記録材に出力される。このテストパターンを不図示の原稿読取装置に読み込ませることで、予め設定された濃度ターゲットが得られる露光装置３の露光量を演算し、最大濃度を得るための新たな露光量を設定することができる。そして、この露光量設定後に、中間調の階調補正（所謂、γＬＵＴ補正）を行うために、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の６４階調の画像で構成されたテストパターンが記録材に出力される。この６４階調の画像からなるテストパターンを不図示の原稿読取装置に読み込ませることで、全濃度領域のエンジンγ特性を取得できる。このエンジンγ特性と予め設定された目標とする階調特性（階調ターゲット）とから、入力画像信号に対する補正テーブルである階調補正テーブル（γＬＵＴ）を作成する。以上の処理が終了すると、記録材に出力される画像の画像濃度が、全濃度領域で予め設定された目標とする階調特性（階調ターゲット）と合わせることができるようになる。
【００５８】
なお、自動階調補正処理以外のトナー帯電量の変動による影響を受けない処理、つまりは静電潜像の現像が行われない処理については、上述した撹拌による現像剤の調湿処理と同時に実行してよい。そうした処理としては、例えばレジ調整、各種画像位置調整（主走査倍率調整、副走査倍率調整、余白調整など）、ＡＴＲ（オート・トナー・リフレッシュ）処理用のパッチ検初期化、パッチ検の光量調整、一次転写バイアス調整などがある。
【００５９】
画像形成装置１００が出荷されてから設置先まで輸送されるのに伴い、例え輸送中に湿度が変動したとしても、現像剤のトナー濃度は変動しない。それにも関わらず、設置後の初回起動時に、透磁率センサ４５のセンサ出力値Ｖ（ｎ）が基準センサ出力値Ｖ（ｓｉｇ_ｉｎｉ）より高い値を示す場合は、輸送中に現像剤が吸湿しトナー帯電量が低下することに伴い嵩密度が高くなるからである。他方、設置後の初回起動時に、透磁率センサ４５のセンサ出力値Ｖ（ｎ）が基準センサ出力値Ｖ（ｓｉｇ_ｉｎｉ）より低い値を示す場合は、輸送中に現像剤が放湿しトナー帯電量が高くなることに伴い嵩密度が低くなるからである。なお、初期状態（出荷時）の現像剤のトナー帯電量は、工場の環境（温湿度）、現像剤のトナー濃度、現像剤（トナー及びキャリア）の製造ロットなどで決まるので、トナー帯電量は同一製造日であれば略同じになるが、基本的には同じでない。
【００６０】
上述したように、設置後の初回起動時において、制御部１１０は湿度に応じた電圧補正値により基準制御電圧（ｃｔｒ_ｉｎｉ）を補正することで、透磁率センサ４５に印加する制御電圧の調整を行っている（図７のＳ３参照）。ただし、設置後の初回起動時においては、補正後の制御電圧を透磁率センサ４５に印加しても、透磁率センサ４５は設置先の湿度の影響を受けた現像剤に関してのセンサ出力値Ｖ（ｎ）がすぐに出力されるわけでない。即ち、本来ならば補正後の制御電圧が印加された透磁率センサ４５のセンサ出力値Ｖ（ｎ）は、設置先の湿度の影響を受けた現像剤に関してのセンサ出力値Ｖ（ｎ）として基準センサ出力値Ｖ（ｓｉｇ_ｉｎｉ）を示すはずである。しかし、実際のセンサ出力値Ｖ（ｎ）は、基準センサ出力値Ｖ（ｓｉｇ_ｉｎｉ）よりも高い値（又は低い値）を示す場合がある。これは、トナー帯電量を変動させ得る現像剤への湿度の影響が設置先の湿度によるのでなく、輸送中の湿度によるからである。即ち、環境センサ１２０に検出される設置先の湿度に応じた制御電圧の補正は、輸送中の湿度による影響を反映しない。
【００６１】
そこで、本実施形態では、設置後の初回起動時に現像剤を撹拌して現像剤に吸湿又は現像剤から放湿させることにより、輸送中の湿度による現像剤への影響を除して、設置先の湿度による影響を反映した状態に現像剤を調湿している。こうして現像剤を調湿させてから自動階調補正処理を行った結果、輸送時の高湿環境（温度３０℃／湿度８０％）と設置先の低湿環境（２３℃／４０％）のような湿度差があっても、出力する画像の濃度が変動するという問題が生じなかった。
【００６２】
図８に、撹拌スクリュー４７の回転開始からの空回転時間と、透磁率センサ４５のセンサ出力値Ｖ（ｎ）との関係を示す。図８では、画像形成装置１００が温度３０℃／湿度８０％の高湿環境での輸送を経て、温度２３℃／湿度４０％の低湿環境の設置先に設置された場合における、初回起動時の空回転時間とセンサ出力値との関係を示す。本実施形態の場合、透磁率センサ４５のセンサ出力値が約２．５Ｖ（基準センサ出力値）に安定するのにかかる空回転時間は、約２００ｓｅｃであった。
【００６３】
以上のように、本実施形態の場合、設置後の初回起動時に、設置先の湿度に応じて補正した制御電圧を透磁率センサ４５に印加し、撹拌スクリュー４７を空回転させる。そして、透磁率センサ４５のセンサ出力値が安定してから、つまり輸送中の湿度による現像剤への影響を除し、設置先の湿度による影響を反映した状態に現像剤を調湿してから、自動階調補正処理を行っている。これによると、画像形成前に現像剤のトナー帯電量が設置先の湿度に応じた適正な帯電量に調整され、画像形成時に湿度に起因するトナー帯電量の変動が生じないことから、画像形成時に湿度に起因して画像濃度が変動するのを抑制できる。
【００６４】
＜第二実施形態＞
上述した第一実施形態では、画像形成装置１００の出荷前に現像装置４の初期化作業を行うことにより、基準制御電圧（ｃｔｒ_ｉｎｉ）と基準センサ出力値（ｓｉｇ_ｉｎｉ）とをＲＯＭ１１３に記憶させている。そして、画像形成装置１００の設置後の初回起動時に、透磁率センサ４５のセンサ出力値Ｖ（ｎ）と基準センサ出力値（ｓｉｇ_ｉｎｉ）とに基づいて現像剤が調湿されたか否かを判定できるようにしている（図７のＳ５参照）。これに対し、第二実施形態では基準制御電圧と基準センサ出力値とがＲＯＭ１１３に記憶されていなくとも、輸送中の湿度による影響を除すべく、現像剤を撹拌し吸湿又は放湿させ、現像剤を設置先の湿度に応じて調湿できるようにした。以下、第二実施形態の現像剤調湿処理について、図３及び図５を参照しながら図９を用いて説明する。なお、図９において第一実施形態と同様の処理については同じ符号を付し、説明を簡略又は省略する。
【００６５】
図９に示すように、制御部１１０は撹拌スクリュー４７の空回転を開始し（Ｓ１）、透磁率センサ４５のセンサ出力値Ｖ（ｎ）のサンプリングを開始する（Ｓ４）。ただし、本実施形態の場合、制御部１１０は、環境センサ１２０から取得した湿度に応じて透磁率センサ４５に印加する制御電圧を調整することなく、センサ出力値Ｖ（ｎ）のサンプリングを開始する。ここでは、透磁率センサ４５に対し制御電圧の公差の中心値を制御電圧として印加する。なお、センサ出力値Ｖ（ｎ）は、上述したように撹拌スクリュー４７の一回転分における透磁率センサ４５の出力信号を平均した平均出力値である。
【００６６】
そして、制御部１１０は、撹拌スクリュー４７の空回転時間に対するセンサ出力値Ｖ（ｎ）の単位時間当たりにおける変化量「ΔＶ／ｓ＝｜Ｖ（ｎ）−Ｖ（ｎ−２５）｜／６ｓｅｃ」が、例えば「０．００５Ｖ／ｓｅｃ」未満であるか否かを判定する（Ｓ１１）。本実施形態では、撹拌スクリュー４７の回転速度と現像剤の調湿性を考慮して、撹拌スクリュー４７の直近のセンサ出力値Ｖ（ｎ）と、６秒前つまりは２５回転前のセンサ出力値Ｖ（ｎ−２５）との差分から、単位時間当たりにおける変化量（ΔＶ／ｓ）を求める。そして、制御部１１０は、単位時間当たりにおける変化量（ΔＶ／ｓ）が「０．００５Ｖ／ｓｅｃ」未満であるか否かを判定する。
【００６７】
単位時間当たりにおける変化量（ΔＶ／ｓ）が「０．００５Ｖ／ｓｅｃ」以上である場合（Ｓ１１のＮｏ）、制御部１１０はカウンタを「０」にリセットし、Ｓ４の処理に戻る。他方、単位時間当たりにおける変化量（ΔＶ／ｓ）が「０．００５Ｖ／ｓｅｃ」未満である場合（Ｓ１１のＹｅｓ）、制御部１１０はカウンタに「１」を加算し、カウンタが「５０」以上であるか否かを判定する（Ｓ１２）。即ち、制御部１１０は、透磁率センサ４５の単位時間当たりにおける変化量（ΔＶ／ｓ）が所定範囲内（０以上０．００５（Ｖ／ｓｅｃ）未満）に収まる状態が、所定時間（５０回以上）に亘って連続して続いたか否かを判定する。
【００６８】
カウンタが「５０」未満である場合、つまりは「０．００５Ｖ／ｓｅｃ」以上の変化が５０回以上に亘って連続せずに途切れた場合（Ｓ１２のＮｏ）、制御部１１０はカウンタを「０」にリセットし、Ｓ４の処理に戻る。カウンタが「５０」以上となった場合、つまりは「０．００５Ｖ／ｓｅｃ」以上の変化が５０回以上に亘って連続した場合（Ｓ１２のＹｅｓ）、制御部１１０はＳ２の処理へ進む。この場合、制御部１１０は透磁率センサ４５の出力信号が安定した、つまりは現像剤が設置先の湿度に調湿されたと判定する。
【００６９】
ここで、上記した透磁率センサ４５の単位時間当たりにおける変化量（ΔＶ／ｓ）について、図１０を用いて説明する。図１０は、画像形成装置１００が温度３０℃／湿度８０％の輸送環境を経て空調設備の整ったオフィス（温度２３℃／湿度４０％）へ設置された場合における、初回起動時の単位時間当たりにおける変化量（ΔＶ／ｓ）を示す。
【００７０】
出荷から設置先までの輸送中、現像容器４１内のトナー濃度が変わることはない。つまり、出荷前の初期化作業時と設置時でトナーの濃度変動は生じない。それにも関わらず、透磁率センサ４５の単位時間当たりにおける変化量（ΔＶ／ｓ）に変化が生じるのは、撹拌による現像剤の吸湿又は放湿が行われることに応じてトナー帯電量が変動している最中であることを示している。撹拌による現像剤の吸湿又は放湿が終わり、現像剤が設置先の湿度に調湿されれば、トナー帯電量は変動しなくなることから単位時間当たりにおける変化量（ΔＶ／ｓ）に変化が生じない。この点に鑑み、本実施形態では、上述したように、単位時間当たりにおける変化量（ΔＶ／ｓ）が「０．００５Ｖ／ｓｅｃ」未満といった小さな変化が続いた場合に、現像剤が設置先の湿度に調湿されたと判定する。
【００７１】
図９の説明に戻り、制御部１１０は、環境センサ１２０から湿度を取得する（Ｓ２）。そして、制御部１１０は取得した湿度に応じて、透磁率センサ４５に印加する制御電圧を調整する（Ｓ３）。本実施形態においては、印加中の制御電圧（制御電圧の公差の中心値）を、取得した湿度に応じて、湿度と電圧補正値との関係を規定した制御電圧補正テーブル（不図示）により補正することで行われる。その後、制御部１１０は、現像剤の撹拌を行ったままで「自動階調補正処理」を実行する（Ｓ６）。
【００７２】
以上のように、第二実施形態では、設置後の初回起動時に、撹拌スクリュー４７を空回転させて透磁率センサ４５のセンサ出力値を安定させてから、設置先の湿度に応じて補正した制御電圧を透磁率センサ４５に印加する。この場合、透磁率センサ４５のセンサ出力値は、トナー帯電量が設置先の湿度に応じた適正な帯電量に調整された現像剤に基づいて出力され、これに従って自動階調補正処理が行われる。こうすると、画像形成時に湿度に起因するトナー帯電量の変動が生じないことから、画像形成時に湿度に起因して画像濃度が変動するのを抑制できる、という第一実施形態と同様の効果が得られる。
【００７３】
＜他の実施形態＞
なお、上述した各実施形態では、現像装置４を取り付けた画像形成装置１００を出荷する場合を例に説明したが、これに限られない。例えば、画像形成装置本体に現像装置（現像カートリッジ）が交換自在に設けられ、新品の現像装置を装着した際に上記した「現像剤調湿処理」を実行させてもよい。ただし、その場合には、基準制御電圧と基準センサ出力値とを保持する外部記憶手段としてのメモリタグ１３０を現像装置４に設け（図２参照）、制御部１１０はメモリタグ１３０から基準制御電圧と基準センサ出力値とを読み出して用いる。
【００７４】
なお、上述した現像剤調湿処理では、現像剤の調湿後に自動階調補正処理を実行する例を示したがこれに限らず、トナーの帯電量変動による影響を受ける処理であればどのような処理であってもよい。ただし、現像剤の調湿によりトナー帯電量が安定した状態で自動階調補正処理を実行させると、画像濃度にばらつきを生じさせることなく記録材に画像を形成できる。したがって、自動階調補正処理を実行するのが好ましい。
【符号の説明】
【００７５】
１…像担持体（感光ドラム）、４…現像装置、４１…現像容器、４４…現像剤担持体（現像スリーブ）、４５…透磁率センサ、４６…搬送手段（現像スクリュー）、４７…搬送手段（撹拌スクリュー）、１００…画像形成装置、１００Ａ…装置本体、１１０…制御手段（制御部）、１１２…記憶手段（記憶装置）、１２０…環境センサ、１３０…外部記憶手段（メモリタグ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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