(57)【要約】【課題】現像装置の駆動／停止時の現像剤調湿挙動を考慮して、より精度の高い画像形成条件制御を行うことが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】電子写真画像形成プロセスによって画像を形成する画像形成装置１００は、環境履歴情報と、現像装置の駆動状態に係る情報と、に基づいて画像形成条件を制御する制御手段であって、温湿度センサ５１によって測定される温湿度環境が、記憶手段３０３に記憶された第１の時点の環境情報が示す温湿度環境とは異なる温湿度環境に変化した後に、画像形成条件を第１の時点の環境情報が示す温湿度環境に対応する画像形成条件とは異なる画像形成条件に変更する際に、該画像形成条件の変更の前に現像装置１が駆動された場合と駆動されなかった場合とで、異なる画像形成条件に変更する制御手段３０２を有する構成とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体と、前記感光体に形成された静電像をトナーで現像してトナー像を形成する現像装置と、温湿度センサと、前記温湿度センサの測定結果に基づく環境情報及び該環境情報に係る時間情報を記憶する記憶手段と、を有し、電子写真画像形成プロセスによって画像を形成する画像形成装置において、
前記温湿度センサの測定結果に基づく複数の前記環境情報及び各環境情報に係る時間情報と、前記現像装置の駆動状態に係る情報と、に基づいて画像形成条件を制御する制御手段であって、前記温湿度センサによって測定される温湿度環境が、前記記憶手段に記憶された第１の時点の前記環境情報が示す温湿度環境とは異なる温湿度環境に変化した後に、画像形成条件を前記第１の時点の前記環境情報が示す温湿度環境に対応する画像形成条件とは異なる画像形成条件に変更する際に、該画像形成条件の変更の前に前記現像装置が駆動された場合と駆動されなかった場合とで、異なる画像形成条件に変更する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成条件の変更の後の画像形成条件は、該画像形成条件の変更の前に前記現像装置が駆動された場合よりも、駆動されなかった場合の方が、前記第１の時点の前記環境情報が示す温湿度環境に対応する画像形成条件に近似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】
前記温湿度環境の変化の後に、前記画像形成条件の変更を複数回にわたり順次に行う場合には、該画像形成条件の変化率は、各画像形成条件の変更の前に前記現像装置が駆動された場合の方が、駆動されなかった場合よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１の時点の前記環境情報及び該環境情報に係る前記時間情報と、前記第１の時点より後の第２の時点の前記環境情報及び該環境情報に係る時間情報とを、所定の相関式に適用して、前記第２の時点の前記環境情報が示す温湿度環境とは異なる予測温湿度環境を算出し、前記第２の時点おける画像形成条件を前記予測温湿度環境に対応する画像形成条件に設定するようになっており、前記画像形成条件の変更の前に前記現像装置が駆動された場合と駆動されなかった場合とで前記所定の相関式を異なせることによって、前記画像形成条件の変更の後の画像形成条件を異ならせることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
変更される画像形成条件は、電子写真画像形成プロセスにおける、前記感光体の表面の電位、前記感光体に光を照射して前記静電像を形成する露光装置の露光量、前記現像装置に印加される現像バイアスの直流成分、前記現像装置に印加される現像バイアスの交流成分、トナー像を転写する転写手段に印加される前記転写バイアス、又は前記現像バイアスの直流成分と前記感光体の表面の電位との差分の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像装置を駆動することは、前記現像剤の内部の現像剤を前記感光体へと搬送する動作又は前記現像装置の内部の現像剤を攪拌する動作の少なくとも一方を行うことを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項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、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置では、電子写真感光体（感光体）に形成した静電潜像に帯電したトナーを付着させることでトナー像を形成し、このトナー像を転写材に転写することによって記録画像を得る。
【０００３】
このような画像形成装置において、画像形成装置の雰囲気の温湿度とトナー帯電量との関係に応じて、画像形成装置の動作を制御することが行われている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、湿度検知手段により装置内の相対湿度を検出し、それにより画像形成条件を変更する制御方法や、装置内の絶対湿度（単位体積当たりの水分量）を検出し、画像形成条件を変更する制御方法について記載されている。
【０００５】
又、特許文献２には、トナーホッパーや現像器の近傍の湿度の履歴を記憶し、過去の一定期間内の湿度の平均値を求め、一定時間所定の高湿状態が続いたかを判定することによって現在の現像剤の吸湿状態を推定して、画像形成条件を制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１３９１４０号公報
【特許文献２】特許第２８０８１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、従来、画像形成装置の雰囲気の温湿度の変動に対する画像濃度の変動を抑制することが試みられている。しかし、従来の方法では、近年の濃度や色味の安定性に対する要求レベルを満たすことができないことがあった。
【０００８】
即ち、本発明者の検討によれば、現像剤の調湿（以前に置かれていた雰囲気状態から、現在置かれている雰囲気状態になじんでいく現象）の挙動をより正確に把握することが、より精度の高い画像形成条件制御のために重要であることが分かった。
【０００９】
しかしながら、従来は、現像装置の駆動／停止時の現像剤調湿挙動を正確に把握できていなかったために、不正確な制御をしてしまうことがあった。
【００１０】
従って、本発明の目的は、現像装置の駆動／停止時の現像剤調湿挙動を考慮して、より精度の高い画像形成条件制御を行うことが可能な画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、感光体と、前記感光体に形成された静電像をトナーで現像してトナー像を形成する現像装置と、温湿度センサと、前記温湿度センサの測定結果に基づく環境情報及び該環境情報に係る時間情報を記憶する記憶手段と、を有し、電子写真画像形成プロセスによって画像を形成する画像形成装置において、前記温湿度センサの測定結果に基づく複数の前記環境情報及び各環境情報に係る時間情報と、前記現像装置の駆動状態に係る情報と、に基づいて画像形成条件を制御する制御手段であって、前記温湿度センサによって測定される温湿度環境が、前記記憶手段に記憶された第１の時点の前記環境情報が示す温湿度環境とは異なる温湿度環境に変化した後に、画像形成条件を前記第１の時点の前記環境情報が示す温湿度環境に対応する画像形成条件とは異なる画像形成条件に変更する際に、該画像形成条件の変更の前に前記現像装置が駆動された場合と駆動されなかった場合とで、異なる画像形成条件に変更する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、現像装置の駆動／停止時の現像剤調湿挙動を考慮して、より精度の高い画像形成条件制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る画像形成装置が備えるドラムカートリッジの概略断面図である。
【図３】本発明の一実施例に係る画像形成装置が備える現像装置の内部を示す概略平面図である。
【図４】本発明の一実施例に係る画像形成装置の概略制御ブロック図である。
【図５】本発明に従う画像形成条件制御の一例のフローチャート図である。
【図６】参考例と本発明に従う具体例とにおけるＡＢＳの値の変化を説明するためのグラフ図である。
【図７】参考例と本発明に従う具体例とにおけるＶｃｏｎｔの値の変化を説明するためのグラフ図である。
【図８】本発明に従う画像形成条件制御の他の例のフローチャート図である。
【図９】本発明に従う画像形成条件制御の他の例のフローチャート図である。
【図１０】本発明の他の実施例に係る画像形成装置の概略断面図である。
【図１１】参考例の画像形成条件制御のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１５】
実施例１
１．画像形成装置の全体構成及び動作
本発明の一実施例の画像形成装置について説明する。図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面を示す。本実施例の画像形成装置１００は、電子写真画像形成プロセスによりフルカラー画像の形成が可能なタンデム方式のレーザービームプリンタである。
【００１６】
画像形成装置１００は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成する第１、第２、第３、第４の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを有する。各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋには、各色のトナー像形成動作を行うドラムカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが配置されている。これら４個のドラムカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、中間転写ベルト２４の画像転写面の移動方向に沿って並列に配置されている。例えば、フルカラー画像の形成時（カラーモード）には、各ドラムカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋで形成されたトナー像が、被転写体たる中間転写ベルト２４上に重ね合わせて転写される。
【００１７】
尚、以下の説明において、各画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに共通して設けられた要素については、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの符号を省略した参照番号を付して総括的に説明することがある。
【００１８】
図２は、本実施例の画像形成装置１００のドラムカートリッジ２０の概略断面を示す。図２をも参照してドラムカートリッジ２０におけるトナー像形成動作について説明する。先ず、矢印Ｒ１方向に回転駆動される像担持体としてのドラム型（円筒形）の電子写真感光体（感光体）、即ち、感光ドラム２８の表面が、帯電手段としての１次帯電器２１によって一様に帯電処理される。帯電した感光ドラム２８の表面は、露光手段としての露光装置（レーザースキャナー）２２から照射されるレーザー光によって画像情報に従って露光される。これにより、感光ドラム２８上に静電潜像（静電像）が形成される。この静電潜像は、現像手段としての現像装置１によって現像剤を用いてトナー像として現像される。このトナー像は、１次転写手段としての１次転写ローラ２３によって、矢印Ｒ２に方向に回転駆動される、中間転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト２４に転写（１次転写）される。１次転写ローラ２３には、１次転写電圧印加手段としての１次転写バイアス電源（図示せず）からトナーの正規の帯電極性（本実施例では負極性）とは逆極性の直流電圧である１次転写バイアスが印加される。トナー像を中間転写ベルト２４に転写した後に感光ドラム２８上に残ったトナー（１次転写残トナー）は、感光体クリーニング手段としての感光体クリーナー２６により除去される。
【００１９】
中間転写ベルト２４上に転写されたトナー像は、２次転写手段としての２次転写ローラ２７によって、被転写体たる記録用紙などの転写材Ｐに一括して転写（２次転写）される。２次転写ローラ２７には、２次転写電圧印加手段としての２次転写バイアス電源（図示せず）からトナーの正規の帯電極性とは逆極性の直流電圧である２次転写バイアスが印加される。その後、転写材Ｐに転写されたトナー像は、定着手段としての定着器２５によって転写材Ｐが加圧及び加熱されることで、転写材Ｐ上に定着される。トナー像が定着された転写材Ｐは画像形成装置１００の外部に排出される。こうしてフルカラーの記録画像が得られる。トナー像を転写材Ｐに転写した後に中間転写ベルト２４上に残ったトナー（２次転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーナ２９により除去される。
【００２０】
尚、白黒画像などの単色画像の形成時（単色モード）には、対応する画像形成部１０においてのみトナー像を形成し、このトナー像を中間転写ベルト２４を介して転写材Ｐに転写すればよい。
【００２１】
次に、感光ドラム２８について説明する。本実施例の感光ドラム２８は、負帯電性のＯＰＣ（有機光導電体）感光体であり、接地されたアルミニウム製のドラム基体上に主として樹脂からなる機能層を順次に設けたものである。感光ドラム２８の表面は、１次帯電器２１によって一様に帯電処理される。この一様に帯電された部分の電位を、白地部電位又はＶｄ（Ｖ）と呼ぶ。そして、この部分を露光装置２２が画像情報に基づいてレーザー光によって露光すると、上記機能層から発生した正極性の電荷輸送体によって、表面の負極性の電荷が打ち消され、アースに近い電位となる。この電荷が減衰した部分の電位を、画像部電位又はＶｌ（Ｖ）と呼ぶ。
【００２２】
次に、１次帯電器２１について説明する。本実施例では、１次帯電器２１は、感光ドラム２８の表面に接触してこれを帯電処理するローラ形状の接触帯電器（帯電ローラ）である。少なくとも感光ドラム２８に静電潜像を形成する時には、１次帯電器２１に、１次帯電電圧印加手段としての１次帯電バイアス電源（図示せず）から、所定の１次帯電バイアスが印加される。本実施例では、１次帯電ローラ２１に１次帯電バイアスとして負極性の直流電圧が印加される。
【００２３】
次に、現像装置１について説明する。現像装置１は、後述する２成分現像剤を収容する現像容器２を有する。現像容器２の開口部には、現像剤担持体としての現像スリーブ３が配置されている。本実施例では、現像方式として２成分現像方式を採用しており、現像剤として、負帯電性の非磁性トナーと、磁性キャリアと、を混合した２成分現像剤を用いる。非磁性トナーとしては、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、それを粉砕し分級することで体積平均粒径が７μｍ程度の粉体としたものを用いた。磁性キャリアとしては、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、体積平均粒径が５０μｍのものを用いた。本実施例では、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。
【００２４】
更に説明すると、現像容器２は、感光ドラム２８に対向した一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、現像剤担持体としての現像スリーブ３が回転可能に配置されている。現像スリーブ３は、非磁性材料で構成され、磁界発生手段としての固定のマグネット４を内包する。本実施例では、マグネット４は、外周に沿って複数の磁極を有する。そして、現像動作時には、現像スリーブ３は、矢印Ｒ３方向に回転し、現像容器２内の二成分現像剤を層状に保持して、感光ドラム２８と対向する現像領域に担持搬送する。現像スリーブ３上に担持された現像剤は、現像領域において穂立ちした磁気ブラシを形成する。この磁気ブラシが感光ドラム２８の表面に接触させられるか近接させられて、感光ドラム２８の表面に形成されている静電潜像に応じて、２成分現像剤中のトナーが感光ドラム２８に供給される。これにより、静電潜像はトナー像として現像される。又、現像スリーブ３上に担持する現像剤量を規制するために、現像領域より現像スリーブ３の回転方向上流側において、マグネット４と協働して磁界の作用によって現像剤層厚を規制するブレード５が設けられている。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の回転によって搬送され、現像容器２の、後述する現像室（第１現像剤収容室）１１に回収される。
【００２５】
図３をも参照して、現像容器２は、隔壁１５により現像室（第１現像剤収容室）１１（現像スリーブ３に近い側）と、攪拌室（第２現像剤収容室）１２（現像スリーブ３から遠い側）と、に略二分されている。現像室１１及び攪拌室１２は、それぞれ本実施例では現像スリーブ３の軸方向に沿って延在する。隔壁１５は、その長手方向両端では、現像容器２の内部の長手方向両端部側壁までは達しておらず、これにより現像室１１と攪拌室１２との間で現像剤の通過を許す連通部が形成されている。現像室１１と攪拌室１２とには、現像室１１と攪拌室１２との間で現像剤を循環させる循環搬送部材（攪拌手段）として、第１スクリュー１３と第２スクリュー１４とがそれぞれ設けられている。現像スリーブ３、第１スクリュー１３及び第２スクリュー１４は、ギア列（図示せず）によって連結駆動される構成になっており、現像装置駆動ギア（図示せず）からの駆動を受けて回転する。これら第１、第２スクリュー１３、１４の回転により、現像剤は、現像容器２内を循環しつつ混合及び攪拌される。
【００２６】
通常、少なくとも現像動作時には、現像スリーブ３に、現像電圧印加手段としての現像バイアス電源（図示せず）から、所定の現像バイアスが印加される。そして、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り、トナーは現像スリーブ３から感光ドラム２８へと転移する。本実施例では、現像バイアスは、直流成分Ｖｄｅｖ（Ｖ）に交流成分を重畳したものである。ＶｌとＶｄｅｖとの差分の絶対値を、コントラスト電位又はＶｃｏｎｔ（Ｖ）と呼ぶ。又、ＶｄとＶｄｅｖとの差分の絶対値を、かぶり保証電位又はＶｂａｃｋ（Ｖ）と呼ぶ。
【００２７】
本実施例では、１次帯電器２１へ１次帯電バイアスを印加する電源及び現像スリーブ３に現像バイアスを印加する電源は、第１、第２、第３の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃのためのものと、第４の画像形成部１０Ｋのためのものとの２つが設けられている。これによって、白黒単色画像の出力時には第１、第２、第３の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃの１次帯電器２１と現像スリーブ３にはバイアスを印加する必要がなくなる。
【００２８】
次に、露光装置２２による露光について説明する。図４は、本実施例の画像形成装置１００のシステム構成を示すブロック図である。図４を参照して、画像処理ユニット２００は、外部入力インターフェース（外部入力Ｉ／Ｆ）２１３を介して、必要に応じて原稿スキャナ、コンピュータ（情報処理装置）などの外部装置（図示せず）からＲＧＢ画像データとしてカラー画像データを入力する。ＬＯＧ変換部２０４は、ＲＯＭ２１０に格納されているデータなどにより構成され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イエロー、マゼンタ、シアンの各色の濃度データ（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）色の成分データを抽出し、記録色材の色濁りを補正すべく、ＹＭＣＫ画像データにマトリクス演算を施す。ルックアップテーブル部（ＬＵＴ部）２０６は、当該画像形成装置１００の理想的な階調特性に合わせるために、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す。尚、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ＣＰＵ２０９によって設定される。パルス幅変調部２０７は、ＬＵＴ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。このパルス信号に基づいてレーザドライバ１０２が露光装置２２を駆動し、感光ドラム２８上にレーザー光が照射されることで、感光ドラム２８上に静電潜像が形成される。
【００２９】
本実施例では、画像形成装置１００の装置本体Ａの動作は、後述する画像形成条件制御を含めて、本体制御部３０１によって統括的に行われる。本体制御部３０１は、該本体制御部３０１に設けられたＣＰＵ３０２を基本として動作する。ＣＰＵ３０２は、ＲＯＭ３０４やデータメモリ保持手段（データメモリ）３０３に格納されたプログラム、データに従って演算処理することによって装置の各部を制御する。又、本体制御部３０１のＣＰＵ３０２は、インターフェースを通じて画像処理ユニット側のＣＰＵ２０９と連携を取る。本実施例では、データメモリ３０３は、後述するように、温湿度センサの測定結果に基づく環境情報及び該環境情報に係る時間情報を記憶する記憶手段である。又、本実施例では、ＣＰＵ３０２は、後述するように、温湿度センサ５１の測定結果に基づく複数の環境情報及び各環境情報に係る時間情報と、現像装置１の駆動状態に係る情報と、に基づいて画像形成条件を制御する制御手段として機能する。
【００３０】
画像形成装置１００には、検知手段として画像形成装置１００の雰囲気の温湿度を測定する温湿度センサ５１が配設されている。そして、詳しくは後述するように、ＣＰＵ３０２が温湿度センサ５１の検出結果などに基づいて処理することによって、画像形成条件を決定する。
【００３１】
２．画像形成条件制御
次に、画像形成条件制御について説明する。以下、１つの画像形成部１０に関する画像形成条件制御に着目して説明する。
【００３２】
２−１．検討結果
前述のように、従来の方法では、近年の濃度や色味の安定性に対する要求レベルを満たすことができないことがあった。そこで、本発明者は、次のような実験を行った。即ち、キヤノン株式会社製のレーザービームプリンタであるＬＢＰ５９００のドラムカートリッジの現像容器の部分の各部に、小型の温湿度センサ（スイス、Ｓｅｎｓｉｒｏｎ社製ＳＨＴ１５）を、現像剤に接触又は埋没させるように複数配置した。そして、その温湿度センサによって測定される湿度変化の挙動を詳細に調べた。その結果、現像剤の調湿（以前に置かれていた雰囲気状態から、現在置かれている雰囲気状態になじんでいく現象）に関して、次のようなことが分かった。尚、ＬＢＰ５９００は、本発明は適用されていないが、その基本的な機械的、電気的構成は、本実施例の画像形成装置と同じである。
【００３３】
検討結果１：
現像剤の調湿速度は、その現像剤の位置によって大きく異なる。具体的には、現像スリーブ上に薄層コートされた現像剤は速やかに（数十秒単位で）調湿される。又、現像容器内の現像剤の表層も、比較的速やかに（数分単位で）調湿される。現像容器内の現像剤の、内部に閉じ込められた領域は調湿が遅く、数十分〜数時間かかる。
【００３４】
尚、本明細書では、「調湿速度」は、測定された現像剤の湿度の変化曲線を指数関数で近似したときの時定数にて表現する。
【００３５】
検討結果２：
上述のような調湿速度の特性に従い、現像容器内の現像剤の湿度は、次のような挙動をする。即ち、現像装置が駆動されていないときには、現像スリーブ上及び現像容器内の現像剤の表層は調湿されるが、現像容器内の現像剤の内部は調湿され難い。現像装置が駆動を始めると、現像剤が、順次、現像スリーブ上及び現像容器内の現像剤の表面を通過することにより、速やかに調湿されていく。
【００３６】
この現象を現像剤の調湿速度としてとらえると、当該実験に用いたＬＢＰ５９００の場合、現像装置の駆動を駆動／停止しているときの調湿の時定数は、それぞれ５分／２４０分であった。
【００３７】
つまり、従来は、このような現像装置の駆動／停止時の現像剤調湿挙動を正確に把握できていなかったために、不正確な制御をしてしまうことがあった。そして、そのために、濃度、色味の安定性が近年の高い要求レベルに応えられないことがあった。
【００３８】
そこで、本実施例の目的の１つは、現像装置の駆動／停止時の現像剤調湿挙動を正確に把握することで精度の高い制御を行うことである。そして、これによって、濃度、色味の安定性に関して近年の高い要求レベルに応えることも本実施例の目的の１つである。
【００３９】
２−２．参考例
従来、最も簡単な画像形成条件の制御方式は、温湿度センサの出力に対しＶｃｏｎｔ、Ｖｂａｃｋ及びγルックアップテーブルのうち少なくとも１つを対応させて制御する方式である。しかし、この方式では、現像剤などの機能部材が画像形成装置の雰囲気の湿度になじむまでの時間が勘案されていない。そこで、特許文献２に記載されるように、環境履歴情報を用いて現在の画像形成条件を制御する方式が知られている。
【００４０】
ここで、先ず、本発明に従う後述の具体例の理解を容易とするために、環境履歴情報を用いて現在の画像形成条件を制御する参考例について説明する。本発明は適用されていないが、本参考例の画像形成装置の基本的な機構的、電気的構成は、本実施例のものと同じである。図１１は、本参考例における制御のフローチャートを示す。
【００４１】
先ず、装置本体Ａの電源が投入される（Ｓ９０１）。次に、後述のＶｃｏｎｔ１の値を決定するために用いられる絶対水分量の値ＡＢＳ（ｇ／ｍ3）が計算される（Ｓ９０３）。
【００４２】
ＡＢＳは、本体制御部３０１において、次の各データから計算により求められる。先ず、直前に記憶されていた絶対水分量データＡＢＳｍ、及びＡＢＳｍを取得した時の時刻データｔｍ（年月日及び時間・分・秒）である。加えて、温湿度センサ５１によって測定された現在の温度（℃）の値と相対湿度（％）の値とから求められた現在の絶対水分量データＡＢＳｎ、及び現在の時刻データｔｎ（年月日及び時間・分・秒）である。これらのデータは、本体制御部３０１のデータメモリ３０３に更新されて記憶される。本体制御部３０１には電池が搭載されており、装置本体Ａの電源が投入されていなくても、時刻計測手段及びデータメモリ保持手段を駆動することができる。
【００４３】
ＡＢＳは、時刻の異なる２つの絶対水分量データから所定の傾きに従って線形近似して求めてもよいし、時刻の異なる２つの絶対水分量データの間の挙動を指数関数によって近似して求めてもよい。本参考例では、指数関数によって近似して求める。本参考例における指数関数近似式（相関式）は、次の通りである。
ＡＢＳ（ｇ／ｍ3）
＝（ＡＢＳｍ−ＡＢＳｎ）×ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｍ）／α）＋ＡＢＳｎ  ・・・（１）
【００４４】
ここで、ｔｎとｔｍとの差分は０．０１分単位で計算され、指数関数の時定数たるαは２４０（分）である。
【００４５】
このようにして求められたＡＢＳは、画像形成装置１００の周囲の雰囲気の温湿度の推移から推定された画像形成装置１００の内部の雰囲気の絶対水分量、即ち、現像容器２の内部の現像剤の含む空気の絶対水分量（予測温湿度情報）とみなされる。
【００４６】
このＡＢＳの値から、画像形成条件の１つであるＶｃｏｎｔの最新の設定値Ｖｃｏｎｔ１の値が、所定のＶｃｏｎｔルックアップテーブルから算出され、本体制御部３０１のデータメモリ３０３に記憶されて、プリント待機状態となる（Ｓ９０４）。又、このとき同時に、本体制御部３０１のデータメモリ３０３に記憶されている絶対水分量データＡＢＳｍは、新しく計算されたＡＢＳの値に更新して記憶される。ＡＢＳとＶｃｏｎｔとの関係は、予め実験によって求められて、本体制御部３０１のＲＯＭ３０４にルックアップテーブルとして記憶されている。
【００４７】
尚、本実施例において環境履歴情報として絶対水分量の履歴を用いたのは、本実施例で用いた２成分現像剤のトナー帯電量が、相対湿度よりも絶対水分量に対する相関が高いためである。
【００４８】
次に、プリントの指示があるか否かが判断される（Ｓ９０５）。Ｓ９０５にてプリントの指示がないと判断された場合は、ｔｎ−ｔｍの値が計算されて、１分以上か否かが判断される（Ｓ９０６）。Ｓ９０６にて１分以上であると判断された場合は、Ｓ９０３に戻ってＡＢＳが再び計算される。一方、Ｓ９０６にて１分未満であると判断された場合は、ＡＢＳの再度の計算はされずに、Ｓ９０４に戻ってプリント待機状態となる。
【００４９】
Ｓ９０５にてプリントの指示があると判断された場合は、Ｖｃｏｎｔの値が上記Ｖｃｏｎｔ１の値になるように、１次帯電器２１及び現像スリーブ３に印加する高圧バイアスの値が設定される（Ｓ９０７）。そして、この設定で、１ページ分の画像形成が行なわれる（Ｓ９０８）。通常、プリントの指示は「どのような画像をどのような順序で何枚プリントせよ」という「ジョブ」単位でなされる。本参考例では、先ず１ページ分の画像形成が終了したかどうかが判断され、次にジョブが終了したか否かが判断される（Ｓ９１０）。Ｓ９１０にてジョブが終了していないと判断された場合は、ＡＢＳが再度計算される（Ｓ９１１）。
【００５０】
次に、Ｓ９０４でＶｃｏｎｔ１が呼び出されたのと同じルックアップテーブルから、新しく計算されたＡＢＳに対応するＶｃｏｎｔ２が算出される（Ｓ９１２）。又、このとき同時に、本体制御部３０１のデータメモリ３０３に記憶されている絶対水分量データＡＢＳｍは、新しく計算されたＡＢＳの値に更新して記憶される。
【００５１】
次に、Ｖｃｏｎｔ２／Ｖｃｏｎｔ１の値が０．９７以上１．０３以下の条件を満たすか否かが判断される（Ｓ９１３）。Ｓ９１３にて当該条件を満たすと判断された場合、即ち、新たに計算されたＶｃｏｎｔであるＶｃｏｎｔ２が今までのＶｃｏｎｔ１に比べ±３％以内の変動量である場合には、Ｖｃｏｎｔの値はＶｃｏｎｔ１のままでＳ９０８に戻り、次の画像形成が行なわれる。一方、Ｓ９１３にて当該条件を満たさないと判断された場合、即ち、Ｖｃｏｎｔ２が今までのＶｃｏｎｔ１に比べ±３％を超えて変動した場合には、Ｖｃｏｎｔ１の値が、新たに計算されたＶｃｏｎｔ２の値に置き換えられる（Ｓ９１４）。そして、Ｓ９０７に戻って、Ｖｃｏｎｔが新たに置き換えられたＶｃｏｎｔ１の値になるように、高圧バイアスの値が再び設定される。
【００５２】
上述のようなＳ９０７、Ｓ９０８、Ｓ９１０〜Ｓ９１４のステップに係る動作が、１つのジョブが終了するまで繰り返される。そして、Ｓ９１０にてジョブが終了したと判断された場合には、次に、装置本体Ａの電源が切られたか否かが判断される（Ｓ９１５）。その後、Ｓ９１５で電源が切られたと判断されない限り、Ｓ９０３に戻り、以降の処理が繰り返される。
【００５３】
このように、本参考例では、時刻ｔｍとｔｎにおける絶対水分量ＡＢＳｍ、ＡＢＳｎの値、即ち、絶対水分量の履歴情報から、時定数２４０分の指数関数に基づいて、画像形成装置１００の内部の絶対水分量が予測される。この予測された画像形成装置１００の内部の絶対水分量は、現像容器２の内部の現像剤の含む空気の絶対水分量とみなされる。そして、この予測された絶対水分量から、現在の現像剤の現像特性が決定される。本参考例では、このような前提に基づいて、画像形成条件としてのＶｃｏｎｔの値が決定される。
【００５４】
２−３．具体例
次に、本発明に従う具体例について説明する。本具体例は、現像装置１の現像剤などの機能部材が画像形成装置の雰囲気の湿度になじむ速度（時定数）が、現像装置１の駆動の有無に対応して２つ設定されており、適切な時定数αが切り替えて用いられる点が上述の参考例とは異なる。
【００５５】
図５は、本具体例における制御のフローチャートを示す。
【００５６】
先ず、装置本体Ａの電源が投入される（Ｓ１０１）。次に、現像装置１の駆動が停止していることが検知されて、時定数αがαｗ＝２４０分に設定される（Ｓ１０２）。
【００５７】
尚、現像装置１の駆動が停止していること、又は後述のように駆動していることは、現像装置１に駆動力を伝達する駆動手段の作動状態を確認することで検知することができる。例えば、駆動モータのＯＮ／ＯＦＦ状態、駆動連結器（クラッチ）のＯＮ／ＯＦＦ状態などの作動状態を確認すればよい。
【００５８】
次に、後述のＶｃｏｎｔ１の値を決定するために用いられる絶対水分量の値ＡＢＳ（ｇ／ｍ3）が計算される（Ｓ１０３）。ＡＢＳは、上述の参考例と同様にして求められるが、ここではα＝αｗと設定されるところが参考例と異なる。
【００５９】
即ち、ＡＢＳは、本体制御部３０１において、次の各データから計算により求められる。先ず、直前に記憶されていた絶対水分量データＡＢＳｍ、及びＡＢＳｍを取得した時の時刻データｔｍ（年月日及び時間・分・秒）である。加えて、温湿度センサ５１によって測定された現在の温度（℃）の値と相対湿度（％）の値とから求められた現在の絶対水分量データＡＢＳｎ、及び現在の時刻データｔｎ（年月日及び時間・分・秒）である。これらのデータは、本体制御部３０１のデータメモリ３０３に更新されて記憶される。本体制御部３０１には電池が搭載されており、装置本体Ａの電源が投入されていなくても、時刻計測手段及びデータメモリ保持手段を駆動することができる。
【００６０】
上述の参考例と同様、本具体例では、ＡＢＳは、時刻の異なる２つの絶対水分量データの間の挙動を指数関数によって近似して求める。本具体例におけるＳ１０３で用いられる指数関数近似式は、次の通りである。
ＡＢＳ（ｇ／ｍ3）
＝（ＡＢＳｍ−ＡＢＳｎ）×ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｍ）／αｗ）＋ＡＢＳｎ  ・・（２）
【００６１】
ここで、ｔｎとｔｍとの差分は０．０１分単位で計算され、指数関数の時定数たるαｗは２４０（分）である。
【００６２】
このＡＢＳの値から、画像形成条件の１つであるＶｃｏｎｔの最新の設定Ｖｃｏｎｔ１の値が、所定のＶｃｏｎｔルックアップテーブルから算出され、本体制御部３０１のデータメモリ３０３に記憶されて、プリント待機状態となる（Ｓ１０４）。又、このとき同時に、本体制御部３０１のデータメモリ３０３に記憶されている絶対水分量データＡＢＳｍは、新しく計算されたＡＢＳの値に更新して記憶される。ＡＢＳとＶｃｏｎｔとの関係は、予め実験によって求められて、本体制御部３０１のＲＯＭ３０４にルックアップテーブルとして記憶されている。
【００６３】
次に、プリントの指示があるか否かが判断される（Ｓ１０５）。Ｓ１０５にてプリントの指示がないと判断された場合は、ｔｎ−ｔｍの値が計算されて、１分以上か否かが判断される（Ｓ１０６）。Ｓ１０６にて１分以上であると判断された場合は、Ｓ１０３に戻ってＡＢＳが再び計算される。一方、Ｓ１０６にて１分未満であると判断された場合は、ＡＢＳの再度の計算はされずに、Ｓ１０４に戻ってプリント待機状態となる。
【００６４】
Ｓ１０５にてプリントの指示があると判断された場合は、Ｖｃｏｎｔの値が上記Ｖｃｏｎｔ１の値になるように、１次帯電器２１及び現像スリーブ３に印加する高圧バイアスの値が設定される（Ｓ１０７）。そして、この設定で、１ページ分の画像形成が行なわれる（Ｓ１０８）。
【００６５】
次に、上述の参考例とは異なり、本具体例では、現像装置１が駆動していることが検知されて、時定数αがαｐ＝５分に設定される（Ｓ１０９）。
【００６６】
そして、先ず１ページ分の画像形成が終了したか否かが判断され、次にジョブが終了したか否かが判断される（Ｓ１１０）。Ｓ１１０にてジョブが終了していないと判断された場合は、ＡＢＳが再度計算される（Ｓ１１１）。本具体例におけるＳ１１１で用いられる指数関数近似式は、次の通りである。
ＡＢＳ（ｇ／ｍ3）
＝（ＡＢＳｍ−ＡＢＳｎ）×ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｍ）／αｐ）＋ＡＢＳｎ  ・・（３）
【００６７】
ここで、ｔｎとｔｍとの差分は０．０１分単位で計算され、指数関数の時定数たるαｐは５（分）である。
【００６８】
このように、本具体例では、現像装置１が駆動されたか否かに対応して、時定数αをαｐ＝５分とαｗ＝２４０分の２種類設定する。これは、前述のＬＢＰ５９００を用いた検討において、現像装置の駆動を駆動／停止しているときの調湿の時定数は、それぞれ５分／２４０分であった、という本発明者の新たな知見を画像形成条件制御に反映させたものである。
【００６９】
以降は、概ね上述の参考例と同様の処理となる。即ち、次に、Ｓ１０４でＶｃｏｎｔ１が呼び出されたのと同じルックアップテーブルから、新しく計算されたＡＢＳに対応するＶｃｏｎｔ２が算出される（Ｓ１１２）。又、このとき同時に、本体制御部３０１のデータメモリ３０３に記憶されている絶対水分量データＡＢＳｍは、新しく計算されたＡＢＳの値に更新して記憶される。
【００７０】
次に、Ｖｃｏｎｔ２／Ｖｃｏｎｔ１の値が０．９７以上１．０３以下の条件を満たすか否かが判断される（Ｓ１１３）。Ｓ１１３にて当該条件を満たすと判断された場合、即ち、新たに計算されたＶｃｏｎｔであるＶｃｏｎｔ２が今までのＶｃｏｎｔ１に比べ±３％以内の変動量である場合には、Ｖｃｏｎｔの値はＶｃｏｎｔ１のままでＳ１０８に戻り、次の画像形成が行なわれる。一方、Ｓ１１３にて当該条件を満たさないと判断された場合、即ち、Ｖｃｏｎｔ２が今までのＶｃｏｎｔ１に比べ±３％を超えて変動した場合には、Ｖｃｏｎｔ１の値が、新たに計算されたＶｃｏｎｔ２の値に置き換えられる（Ｓ１１４）。そして、Ｓ１０７に戻って、Ｖｃｏｎｔが新たに置き換えられたＶｃｏｎｔ１の値になるように、高圧バイアスの値が再び設定される。
【００７１】
本具体例では、上述の参考例に対してＶｃｏｎｔ２を求めるためのＡＢＳの値の求め方が異なるため、同じような環境変動下で画像形成装置１００を動作させた場合、Ｓ１１３の判断やＶｃｏｎｔとして用いられるＶｃｏｎｔ２の値は上述の参考例とは変わってくる。
【００７２】
上述のようなＳ１０７〜Ｓ１１４のステップに係る動作が、１つのジョブが終了するまで繰り返される。そして、Ｓ１１０にてジョブが終了したと判断された場合には、次に、装置本体Ａの電源が切られたか否かが判断される（Ｓ１１５）。その後、Ｓ１１５で電源が切られたと判断されない限り、Ｓ１０２に戻り、現像装置１の駆動が停止していることが検知されて、時定数αがαｗ＝２４０分に再度設定され、以降の処理が繰り返される。
【００７３】
このように、温湿度センサ５１によって測定される温湿度環境が、データメモリ３０３に記憶された第１の時点の環境情報（ＡＢＳｍ）が示す温湿度環境とは異なる温湿度環境に変化することがある。そして、本実施例では、制御手段たるＣＰＵ３０２は、このように温湿度環境が変化した後に、画像形成条件を該第１の時点の環境情報が示す温湿度環境に対応する画像形成条件とは異なる画像形成条件に変更する際に、次のように画像形成条件を制御する。即ち、該画像形成条件の変更の前に現像装置１が駆動された場合と駆動されなかった場合とで、異なる画像形成条件に変更する。尚、現像装置１を駆動することは、現像剤の内部の現像剤を感光体へと搬送する動作又は現像装置１の内部の現像剤を攪拌する動作の少なくとも一方を行うことを含むが、本実施例ではその両方が行われる。
【００７４】
特に、本実施例では、ＣＰＵ３０２は、温湿度センサ５１の測定結果に基づく複数の環境情報及び各環境情報に係る時間情報（環境履歴情報）から、所定の相関式により、画像形成条件制御に反映させるべき画像形成装置１００の内部の予測温湿度環境を算出する。即ち、第１の時点の環境情報（ＡＢＳｍ）及び該環境情報に係る時間情報と、第１の時点より後の第２の時点の環境情報（ＡＢＳｎ）及び該環境情報に係る時間情報とを、所定の相関式に適用する。そして、第２の時点の環境情報が示す温湿度環境とは異なる予測温湿度環境（ＡＢＳ）を算出する。ＣＰＵ３０２は、第２の時点おける画像形成条件を、この予測温湿度環境に対応する画像形成条件に設定する。そして、ＣＰＵ３０２は、画像形成条件の変更の前に現像装置１が駆動された場合と駆動されなかった場合とで上記所定の相関式を異なせることによって、画像形成条件の変更の後の画像形成条件を異ならせる。
【００７５】
以上、１つの画像形成部１０に関する画像形成条件制御に着目して説明した。ここで、各画像形成部１０のそれぞれに関する画像形成条件制御の適用の仕方の一例について説明する。本実施例の画像形成装置では、第１、第２、第３の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃの１次帯電バイアス電源及び現像バイアス電源をひとまとめにして制御し、第４の画像形成部１０Ｋの１次帯電バイアス及び現像バイアス電源をひとまとめにして制御する。尚、白黒単色モードの場合、図５に示すような画像形成条件制御は第４の画像形成部１０Ｋに関してのみ行えばよく、第１〜第３の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃに関しては図５に示すような画像形成条件制御を行う必要はない。
【００７６】
２−４．対比
次に、図６及び図７を参照して、上述の参考例と具体例との差異について更に詳しく説明する。説明のため、前回装置本体Ａの電源を切る前に計算されて記憶されたＡＢＳ（０）の値が２０（ｇ／ｍ3）、そのＡＢＳ（０）が計算された時刻がｔ（０）＝０（分）であったものとする。又、その次に装置本体Ａの電源が投入された時刻がｔ（１）＝１２０分、その時に温湿度センサ５１によって検知された温度が２３℃、相対湿度が５７％、即ち、絶対水分量が１０（ｇ／ｍ3）であったものとする。そして、温湿度が一定の２３℃、５７％の環境下において、画像形成装置１００にてＡ４の画像を３０枚（ＬＢＰ５９００においては１分）出力し、１０分休止、という動作を繰り返した。
【００７７】
図６は、計算されたＡＢＳの経時推移を示す。参考例のＡＢＳの推移は、単調な変化しかしていない（グラフの傾斜は小さいまま一定）。これに対し、具体例のＡＢＳの推移は、画像形成動作に伴う現像装置１の駆動時に、その単位時間あたりの変化率が大きく変わっている（グラフの傾斜が大きくなる）ことが分かる。
【００７８】
図７は、画像形成条件として設定されるＶｃｏｎｔの経時推移を示す。具体例では、Ｖｃｏｎｔは、現像装置１の駆動によって現像装置１内の現像剤の調湿が進行するのに合わせて、トナー像のトナー量、即ち、画像濃度を一定に保つように変化する。即ち、具体例のＶｃｏｎｔの推移は、画像形成動作に伴う現像装置１の駆動時に、その単位時間あたりの変化率が大きく変わっている（グラフの傾斜が大きくなる）。これに対して、参考例では、現像剤の調湿速度に対しＶｃｏｎｔの変化が追いつかないため、画像濃度は徐々に低下してしまう。即ち、参考例のＶｃｏｎｔの推移は、単調な変化しかしていない（グラフの傾斜は小さいままで一定）。ここで、例えば参考例の画像形成条件制御において、Ｖｃｏｎｔの変化が具体例における画像形成条件制御に近づくように時定数を合わせたと仮定する。仮にそのようにしても、それは「Ａ４の画像を３０枚（ＬＢＰ５９００においては１分）出力し、１０分休止」という画像形成動作を繰り返した場合にのみ適合すると考えられ、汎用性に欠けるため現実的でない。
【００７９】
本実施例では、温湿度環境が第１の時点の環境情報が示す環境から変化した後に画像形成条件を変更する場合、変更後の条件は、変更前に現像装置１が駆動された場合よりも駆動されなかった場合の方が第１の時点の温湿度環境に対応する条件に近似する。即ち、図７のグラフにおいて、現像装置１が駆動されない制御開始時から傾斜が大きくなる前の期間よりも、現像装置１が駆動されて傾斜が大きくなった後の期間の方が、Ｖｃｏｎｔは制御開始時における第１の時点の環境に対応するＶｃｏｎｔに近似する。又、上記環境の変化の後に画像形成条件の変更を複数回にわたり順次に行う場合、該画像形成条件の変化率は、各画像形成条件の変更の前に現像装置が駆動された場合の方が、駆動されなかった場合よりも大きい。即ち、図７のグラフにおいて、各Ｖｃｏｎｔの変更前に現像装置１が駆動されずに傾斜が小さい期間よりも、各Ｖｃｏｎｔの変更前に現像装置１が駆動されて傾斜が大きくなっている期間の方が、Ｖｃｏｎｔの変化率は大きい。
【００８０】
以上、本実施例によれば、現像装置の駆動／停止時の現像剤調湿挙動を正確に把握することで精度の高い制御を行うことができる。そして、これによって、濃度、色味の安定性に関して近年の高い要求レベルに応えることができる。
【００８１】
実施例２
次に、本発明に係る他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、主に実施例１と異なる点について以下説明する。
【００８２】
先ず、本実施例では、トナーとして懸濁重合法を用いた重合トナーを用いた。その重合トナーの体積平均粒径は６μｍである。又、磁性キャリアとしては、マグネタイトなどの磁性粉をフェノール樹脂中に分散し重合して粒状にした後、アクリル系の樹脂にて表層コートを施した磁性樹脂キャリアを用いた。その磁性キャリアの体積平均粒径は３５μｍである。これらのトナーとキャリアとを、トナー濃度が７％になるように混合して用いた。
【００８３】
本実施例で用いた２成分現像剤のトナー帯電量は、絶対水分量よりも相対湿度に対する相関性が高い。これは、２成分現像剤に実施例１とは異なる材料を用いていることが理由と考えられる。このような、トナー帯電量がどのような湿度指標（絶対水分量、相対湿度、又はその中間に想定される指標）に従うかは、トナーの樹脂、キャリアの樹脂などに添加する荷電制御剤、トナーの外添剤などによって様々であると考えられる。従って、一般に、トナー帯電量がどのような湿度指標に伴うかは実験にて確認する必要がある。本実施例では、予め行われた実験の結果に基づいて、画像形成条件制御において環境履歴情報として相対湿度の履歴を用いるものとした。
【００８４】
又、本実施例では、画像形成装置１００は、１次帯電バイアス及び現像バイアスを発生するバイアス電源（図示せず）を、第１、第２、第３、第４の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに対して独立して有する。以下、１つの画像形成部１０に関する画像形成条件制御に着目して説明する。
【００８５】
又、本実施例では、画像形成条件制御として、Ｖｃｏｎｔの制御に加えて、γルックアップテーブル（γＬＵＴ）による濃度補正も行う。本実施例では、相対湿度（後述のＲＨの値）が８つに区分され、第１環境区分から第８環境区分のそれぞれの環境に対してＶｃｏｎｔが設定されている。この各環境区分とＶｃｏｎｔとの関係は、予め本体制御部３０１のＲＯＭ３０４に記憶されている。更に、８つに区分された各環境が、該区分内の相対湿度によって５つに区分される。そして、Ｖｃｏｎｔと相対湿度とから定められる第１から第５の５本のγルックアップテーブル、即ち、計４０本（４色分合わせると計１６０本）のγルックアップテーブルが、ＲＯＭ２１０に格納されている。このγルックアップテーブルは、ＣＰＵ２０９からの指示に従って、ＲＡＭ２１１上に展開されて用いられる。ここで、γルックアップテーブルは、入力された画像信号に対して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。
【００８６】
図８は、本実施例における制御のフローチャートを示す。
【００８７】
先ず、装置本体Ａの電源が投入される（Ｓ２０１）。次に、現像装置１の駆動が停止していることが検知されて、後述の時定数βがβｗ＝２４０分に設定される（Ｓ２０２）。次に、後述のＶｃｏｎｔ１の値を決定するために用いられる相対湿度の値ＲＨ（％）が計算される（Ｓ２０３）。相対湿度とは、その温度、気圧における飽和水蒸気圧に対し、現在の水蒸気圧の比率を求めたものである。尚、本実施例の画像形成装置１００の用いられる雰囲気の気圧はほぼ一定と考えてよい。
【００８８】
ＲＨは、本体制御部３０１において、次の各データから、指数関数近似による計算によって求められる。先ず、直前に記憶されていた相対湿度データＲＨｍ、及びＲＨｍを取得した時の時刻データｔｍ（年月日及び時間・分・秒）である。加えて、温湿度センサ５１によって測定された現在の相対湿度データＲＨｎ、及び現在の時刻データｔｎ（年月日及び時間・分・秒）である。これらのデータは、本体制御部３０１のデータメモリ３０３に更新されて記憶される。本体制御部３０１には電池が搭載されており、装置本体Ａの電源が投入されていなくても、時刻計測手段及びデータメモリ保持手段を駆動することができる。本実施例における指数関数近似式は、次の通りである。
ＲＨ（％）
＝（ＲＨｍ−ＲＨｎ）×ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｍ）／βｗ）＋ＲＨｎ  ・・・（４）
【００８９】
ここで、ｔｎとｔｍとの差分は０．０１分単位で計算され、指数関数の時定数たるβｗは２４０（分）である。
【００９０】
次に、Ｓ２０４において、ＣＰＵ３０２が、このＲＨの値に応じた環境区分のＶｃｏｎｔ１の値を選択する。又、ＣＰＵ３０２を経由して、ＣＰＵ２０９が、その環境区分の中の５つのγルックアップテーブルから上記ＲＨの値に応じたγルックアップテーブルを選択し、ＲＡＭ２１１に展開して、プリント待機状態となる（Ｓ２０４）。又、このとき同時に、本体制御部３０１のデータメモリ３０３に記憶されている相対湿度データＲＨｍは、新しく計算されたＲＨの値に更新して記憶される。このようにすることで、Ｖｃｏｎｔを粗く変更しても、出力画像の階調性はγルックアップテーブルをきめ細かく変更することで保たれる。
【００９１】
次に、プリントの指示があるか否かが判断される（Ｓ２０５）。Ｓ２０５にてプリントの指示がないと判断された場合は、ｔｎ−ｔｍの値が計算されて、１分以上か否かが判断される（Ｓ２０６）。Ｓ２０６にて１分以上であると判断された場合は、Ｓ２０３に戻ってＲＨが再び計算される。一方、Ｓ２０６にて１分未満であると判断された場合は、ＲＨの再度の計算はされずに、Ｓ２０４に戻ってプリント待機状態となる。
【００９２】
Ｓ２０５にてプリントの指示があると判断された場合は、Ｖｃｏｎｔの値が上記Ｖｃｏｎｔ１の値になるように、１次帯電器２１及び現像スリーブ３に印加する高圧バイアスの値が設定される（Ｓ２０７）。そして、このＶｃｏｎｔの設定で、上述のように選択されたγルックアップテーブルに基づいて露光装置２２による露光が行われて、１ページ分の画像形成が行なわれる（Ｓ２０８）。
【００９３】
次に、現像装置１が駆動していることが検知されて、時定数βがβｐ＝５分に設定される（Ｓ２０９）。
【００９４】
そして、先ず１ページ分の画像形成が終了したか否かが判断され、次にジョブが終了したか否かが判断される（Ｓ２１０）。Ｓ２１０にてジョブが終了していないと判断された場合は、ＲＨが再度計算される（Ｓ２１１）。本実施例におけるＳ２１１で用いられる指数関数近似式は、次の通りである。
ＲＨ（％）
＝（ＲＨｍ−ＲＨｎ）×ｅｘｐ（−（ｔｎ−ｔｍ）／βｐ）＋ＲＨｎ  ・・・（５）
【００９５】
ここで、ｔｎとｔｍとの差分は０．０１分単位で計算され、指数関数の時定数たるβｐは５（分）である。
【００９６】
次に、新しく計算されたＲＨに対応するＶｃｏｎｔ２を選択する（Ｓ２１２）。又、このとき同時に、本体制御部３０１のデータメモリ３０３に記憶されている相対湿度データＲＨｍは、新しく計算されたＲＨの値に更新して記憶される。
【００９７】
次に、呼び出したＶｃｏｎｔ２の値がＶｃｏｎｔ１と等しいか否かが判断される（Ｓ２１３）。Ｓ２１３にて等しいと判断された場合には、Ｖｃｏｎｔの値はＶｃｏｎｔ１のままで、新しく計算されたＲＨの値に基づくγルックアップテーブルが選択され（Ｓ２１４）、Ｓ２０８に戻って、次の画像形成が行なわれる。一方、Ｓ２１３にてＶｃｏｎｔ２が今までのＶｃｏｎｔ１から変化したと判断された場合には、Ｖｃｏｎｔ１の値がＶｃｏｎｔ２の値に置き換えられ（Ｓ２１５）、新しく計算されたＲＨの値に基づくγルックアップテーブルが選択される（Ｓ２１６）。そして、Ｓ２０７に戻って、Ｖｃｏｎｔが新たに置き換えられたＶｃｏｎｔ１の値になるように、高圧バイアスの値が再び設定される。
【００９８】
上述のようなＳ２０７〜Ｓ２１６のステップに係る動作が、１つのジョブが終了するまで繰り返される。そして、Ｓ２１０にてジョブが終了したと判断された場合には、次に、装置本体Ａの電源が切られたか否かが判断される（Ｓ２１７）。その後、Ｓ２１７で電源が切られたと判断されない限り、Ｓ２０２に戻り、現像装置１の駆動が停止していることが検知されて、時定数βがβｗ＝２４０分に再度設定され、以降の処理が繰り返される。
【００９９】
尚、本実施例では、各環境区分におけるＶｃｏｎｔの値を所定の値に固定した。しかし、ＲＨの値に応じて、各Ｖｃｏｎｔの中間の値を補完して算出するようにしてもよい。この場合、Ｖｃｏｎｔの変化がある程度の値を超えたかどうかを、Ｓ２１３に相当するステップで行うなどすればよい。又、本実施例では、各環境区分におけるγルックアップテーブルを複数用意して、それを選択して用いた。しかし、ＲＯＭの容量の削減のために、各環境区分におけるγルックアップテーブルを１つとし、そのγルックアップテーブルに所定の比率を乗じたり、或いは差分を加減したりすることで、γルックアップテーブルの変更を行ってもよい。
【０１００】
以上、本実施例によれば、実施例１と同様、現像装置の駆動／停止時の現像剤調湿挙動を正確に把握することで精度の高い制御を行うことができる。そして、これによって、濃度、色味の安定性に関して近年の高い要求レベルに応えることができる。
【０１０１】
実施例３
次に、本発明に係る他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例１のものと同じである。従って、実施例１のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、主に実施例１と異なる点について以下説明する。
【０１０２】
先ず、本実施例では、各画像形成部１０に関して、現像スリーブ３の駆動と、第１及び第２スクリュー１３及び１４の駆動とが独立しており、現像スリーブ３と第１及び第２スクリュー１３及び１４とを独立して作動させ得るようになっている。そして、装置本体Ａの電源を投入した際に、前回装置本体Ａの電源が切られた時に記憶していたＡＢＳｍの値に対し、その時温湿度センサ５１の検出結果から算出したＡＢＳｎの値が所定値以上変化しているか否かを判断する。そして、所定値以上変化していた場合に、現像スリーブ３は回転させずに第１、第２スクリュー１３、１４のみを回転させることによって、現像容器２の内部の現像剤を攪拌して、該現像剤の周囲の雰囲気の湿度を画像形成装置１００の周囲の雰囲気と混合する。この時、現像スリーブ３を回転させないのは、層厚規制による現像剤へのストレス付与をなるべく軽減させるためである。
【０１０３】
このように、本実施例では、画像形成装置１００は、第１、第２スクリュー１３、１４のみが回転するスクリュー駆動モードが設けられている。そして、このスクリュー駆動モードに対応したＡＢＳ算出のための時定数αｓを設定する。本実施例では、αｓ＝３０分とした。
【０１０４】
図９は、本実施例の制御のフローチャートを示す。尚、図５のフローチャートのステップと同じ処理には図５のフローチャートにおけるものと同じステップ番号を付している。
【０１０５】
先ず、装置本体Ａの電源が投入される（Ｓ１０１）。電源が投入された直後に、ＡＢＳｎが計算される（Ｓ３０１）。そして、ＡＢＳｍ−ＡＢＳｎの差分の絶対値が５（ｇ／ｍ3）以内か否かが判断される（Ｓ３０２）。Ｓ３０２にて５（ｇ／ｍ3）以内であると判断された場合は、Ｓ１０２へと進み、以降は図５のＳ１０２〜Ｓ１１５と同様の処理が行われる。一方、Ｓ３０２にて５（ｇ／ｍ3）以内ではないと判断された場合は、時定数αがαｓ＝３０分に設定される（Ｓ３０３）。そして、１分間のスクリュー駆動モード（現像スリーブ３は回転させず、第１、第２スクリュー１３、１４のみを回転させる）の動作が実行される（Ｓ３０４）。この動作が終了した時点で、ＡＢＳが計算される（Ｓ３０５）。又、このとき、本体制御部３０１のデータメモリ３０３に記憶されている絶対水分量データＡＢＳｍは、新しく計算されたＡＢＳの値に更新して記憶される。次に、この新たに計算されたＡＢＳと、装置本体Ａの電源投入時に算出されたＡＢＳｎとの差分の絶対値が５（ｇ／ｍ3）以内かどうかが判断される（Ｓ３０６）。Ｓ３０６にて５（ｇ／ｍ3）以内であると判断された場合は、Ｓ１０２に進み、以降は図５のＳ１０２〜Ｓ１１５と同様の処理が行われる。又、Ｓ３０６にて５（ｇ／ｍ3）以内ではないと判断された場合は、Ｓ３０４に戻る。
【０１０６】
このようにすることで、電源投入時に前回の使用時と大きく画像形成装置１００の雰囲気の湿度が異なる場合に、速やかに現像剤の雰囲気の湿度を現在の画像形成装置１００の雰囲気の湿度に近づけて、その後の画像濃度をより安定させることができる。
【０１０７】
又、本実施例では、計算されたＡＢＳの値に応じて１次転写ローラ２３に印加する１次転写バイアスも制御する。具体的には、１次転写バイアスルックアップテーブルが予めＲＯＭ３０４に記憶されており、Ｖｃｏｎｔルックアップテーブルからの読み出しタイミングと同時に、１次転写バイアスルックアップテーブルから最適な１次転写バイアス電流値が選択される。そして、選択された１次転写バイアス電流値となるように、１次転写バイアスが制御される。電流値の制御は、定電流制御が可能な電気回路によってなされてもよいし、定電圧回路に流れる電流を予め測定しておいて、その電流が流れるように電圧値を制御してもよい。これにより、トナーの帯電量が変化することによる転写特性の変化に対し、より適正に対応することが可能となる。
【０１０８】
以上、本実施例によれば、実施例１、２と同様の効果を奏し得ると共に、画像形成装置１００の電源投入後の画像濃度の安定性を更に向上することができる。
【０１０９】
実施例４
次に、本発明に係る他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は実施例２のものと同じである。従って、実施例２のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付して詳しい説明は省略し、主に実施例１と異なる点について以下説明する。
【０１１０】
先ず、本実施例では、図１０に示すように、ドラムカートリッジの近傍に温度センサ５２が設けられている。
【０１１１】
又、本実施例で用いる２成分現像剤は、実施例２のものと若干その組成が異なっており、トナーの帯電量は相対湿度だけではなく、温度にも依存する。このため、温度センサ５２を使って現像剤の近傍の温度を実測し、その結果と、予測された相対湿度の値とから、Ｖｃｏｎｔの算出及びγルックアップテーブルの選択を行う。即ち、湿度予測制御の結果に加え、実測した温度データを用いて画像形成条件を決定する。そのため、より画像濃度の安定性が増す。
【０１１２】
尚、本実施例のように、ドラムカートリッジの近傍に温度センサ５２を配置する構成には限られず、各色の現像容器２の外壁など、適切と思われるところに温度センサ５２をそれぞれ配置する構成をとってもよい。
【０１１３】
他の実施例
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例の構成に限定されるものではない。
【０１１４】
例えば、上記実施例では、本発明に従って制御する画像形成条件は、現像コントラストＶｃｏｎｔ、露光装置の露光量、又は転写バイアスであった。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。変更される画像形成条件は、感光体の表面の電位、露光装置の露光量、現像バイアスの直流成分、現像バイアスの交流成分、転写バイアス電圧又は電流、又は現像バイアスの直流成分と感光体の表面電位との差分の少なくとも１つの画像形成パラメーターを含む。
【０１１５】
例えば、画像形成条件の制御としては、温湿度センサの測定結果に応じて、現像バイアスの交流成分（振幅、波形、周波数など）を変えて濃度調整することなどが考えられる。
【０１１６】
但し、現像装置の駆動が無い場合とある場合とで変更されるパラメーターの値をそれぞれＰｗ、Ｐｐとしたとき、次式、
１．５×Ｐｗ≦Ｐｐ≦１００×Ｐｗ  ・・・（６）
を満たすことが好ましい。上記パラメーターの値Ｐｗ、Ｐｐとしては、例えば、Ｖｃｏｎｔ、ＡＢＳやＲＨを求める際の時定数、又はγルックアップテーブルを適用した結果の露光装置の露光量が挙げられる。
【０１１７】
一般に、上記式（６）において、現像装置の中の現像剤の容量が少なければ（例えば現像剤量が５０ｇ以下程度）左辺の条件に近づき、多ければ（例えば現像剤量が２０００ｇ以上程度）右辺の条件に近づくことになる。これは、現像装置が駆動されるときに比べて静止しているときの現像剤の体積が大きく、表面積が少ない場合の方が、調湿は進み難く、現像装置の駆動の有無による調湿速度の差が大きくなるからである。勿論、調湿の速度は現像剤の体積と表面積の比にもよるので、現像装置の構成にも依存する。しかし、Ｐｐ＜１．５×Ｐｗであると、現像装置の駆動の有無による時定数の差が小さくなり、本発明の効果が少なくなる。又、Ｐｐ＞１００×Ｐｗであると、現像装置の駆動が無いときの環境履歴情報を用いた画像形成条件制御が遅くなり過ぎるか、駆動があるときの制御が早過ぎることになり好ましくない。
【符号の説明】
【０１１８】
１          現像装置
２          現像容器
３          現像スリーブ
１３        第１スクリュー
１４        第２スクリュー
２８        感光ドラム
５１        温湿度センサ
５２        温度センサ
【図１】
2011248154.tif 000003
【図２】
2011248154.tif 000004
【図３】
2011248154.tif 000005
【図４】
2011248154.tif 000006
【図５】
2011248154.tif 000007
【図６】
2011248154.tif 000008
【図７】
2011248154.tif 000009
【図８】
2011248154.tif 000010
【図９】
2011248154.tif 000011
【図１０】
2011248154.tif 000012
【図１１】
2011248154.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月19日(2011.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に形成された静電像をトナーで現像する現像装置と、
画像形成装置の雰囲気湿度に関する情報を検知する湿度センサと、
前記湿度センサによって異なる時点で検知された湿度情報に基づいて、転写材に形成される画像濃度に関するパラメーターを制御する制御手段と、
を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記湿度センサの検知結果が変化した後に一定となる一定期間中において、第１の画像形成ジョブと、前記第１の画像形成ジョブの終了時点から所定時間経過後に、少なくとも前記パラメーターが変化する期間を含む第２の画像形成ジョブと、が実行される場合、前記所定時間経過中に前記現像装置が駆動されている時間の割合が大きいほど、前記第１の画像形成ジョブの最終の画像形成時に設定される前記パラメーターである第１の設定値と、前記第２の画像形成ジョブの一枚目の画像形成時に設定される前記パラメーターである第２の設定値との差分が大きくなるように前記パラメーターの値を制御可能であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記湿度情報及び該湿度情報に係る時間情報と、を記憶する記憶手段を備え、前記制御手段は、前記湿度センサで検知した検知結果と、該検知結果を取得した時間情報と、前記記憶手段に記憶された湿度情報及び該記憶された湿度情報に係る時間情報と、に基づいて前記パラメーターを制御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】
前記パラメーターは、前記現像装置に印加されるバイアスの直流成分と前記像担持体の画像部電位との差分であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像装置を駆動することは、前記現像装置の内部の現像剤を前記像担持体へと搬送する動作又は前記現像装置の内部の現像剤を攪拌する動作の少なくとも一方を行うことを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記湿度センサは、前記現像装置の周囲の湿度を検知する湿度検知センサであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、像担持体と、前記像担持体に形成された静電像をトナーで現像する現像装置と、画像形成装置の雰囲気湿度に関する情報を検知する湿度センサと、前記湿度センサによって異なる時点で検知された湿度情報に基づいて、転写材に形成される画像濃度に関するパラメーターを制御する制御手段と、を有する画像形成装置において、前記制御手段は、前記湿度センサの検知結果が変化した後に一定となる一定期間中において、第１の画像形成ジョブと、前記第１の画像形成ジョブの終了時点から所定時間経過後に、少なくとも前記パラメーターが変化する期間を含む第２の画像形成ジョブと、が実行される場合、前記所定時間経過中に前記現像装置が駆動されている時間の割合が大きいほど、前記第１の画像形成ジョブの最終の画像形成時に設定される前記パラメーターである第１の設定値と、前記第２の画像形成ジョブの一枚目の画像形成時に設定される前記パラメーターである第２の設定値との差分が大きくなるように前記パラメーターの値を制御可能であることを特徴とする画像形成装置である。