(57)【要約】  【課題】  周囲環境の湿度の変動があった場合でも，２成分現像剤のトナー濃度を適切に維持できること。  【解決手段】  ２成分現像剤を収容する現像槽内の現像剤の透磁率を検出する透磁率センサによる透磁率検出値とトナー補給判断用の基準値（補給基準値）との比較に基づいてトナー補給部により現像槽へトナーを補給する（Ｓ９，Ｓ１０）現像装置において，周辺空気の湿度を検出する湿度センサの湿度検出値に基づく補正値Ｎ２と，現像装置の前回の運転終了時から今回の運転開始時までの経過時間（放置時間）に基づく補正率Ｒ１と，今回の運転開始時からの経過時間（運転開始後経過時間）に基づく補正値Ｎ１と，に基づいて前記補給基準値を設定する（Ｓ５〜Ｓ８）。Ｓ７を，放置時間と放置中透磁率変化量とに基づいて，湿度に対応する間接的指標により前記補正値Ｎ２を設定する処理に置き換えてもよい。【選択図】図３
2005148368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上の静電潜像をトナーにより現像する現像手段と，前記トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像槽内の現像剤の透磁率を検出する透磁率検出手段と，その透磁率検出値とトナー補給判断用の基準値との比較に基づいて前記現像槽へトナーを補給するトナー補給手段とを具備する現像装置において，
周辺空気の湿度を検出する湿度検出手段と，
前記湿度検出手段の検出結果に基づいて前記トナー補給判断用の基準値を設定する第１の基準値設定手段と，
を具備してなることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記第１の基準値設定手段が，
さらに当該現像装置の前回の運転終了時から今回の運転開始時までの経過時間と今回の運転開始時からの経過時間とにも基づいて前記トナー補給判断用の基準値を設定してなる請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
像担持体上の静電潜像をトナーにより現像する現像手段と，前記トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像槽内の現像剤の透磁率を検出する透磁率検出手段と，その透磁率検出値とトナー補給判断用の基準値との比較に基づいて前記現像槽へトナーを補給するトナー補給手段とを具備する現像装置において，
当該現像装置の前回の運転終了時から今回の運転開始時までの経過時間と，前回の運転終了時と今回の運転開始時とにおける前記透磁率検出値の変化量と，に基づいて前記トナー補給判断用の基準値を設定する第２の基準値設定手段と，
を具備してなることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
前記第２の基準値設定手段が，
さらに当該現像装置の今回の運転開始時からの経過時間にも基づいて前記トナー補給判断用の基準値を設定してなる請求項３に記載の現像装置。
【請求項５】
前記第１又は第２の基準値設定手段が，前回の運転終了時から今回の運転開始時までの経過時間を変数とする指数関数に基づいて前記トナー補給判断用の基準値を設定してなる請求項２〜４のいずれかに記載の現像装置。
【請求項６】
前記第１又は第２の基準値設定手段が，今回の運転開始時からの経過時間を変数とする指数関数に基づいて前記トナー補給判断用の基準値を設定してなる請求項２〜５のいずれかに記載の現像装置。
【請求項７】
前記現像手段による現像終了から当該現像装置の運転終了までの間に，現像を行うことなく前記現像手段が備える前記現像剤の撹拌に寄与する駆動部を駆動させる後駆動制御手段を具備してなる請求項２〜６のいずれかに記載の現像装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の現像装置を具備してなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
像担持体上の静電潜像をトナーにより現像する現像手段と，前記トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像槽内の現像剤の透磁率を検出する透磁率検出手段と，その透磁率検出値とトナー補給判断用の基準値との比較に基づいて前記現像槽へトナーを補給するトナー補給手段とを具備する現像装置の制御方法において，
周辺空気の湿度を検出し，その検出結果に基づいて前記トナー補給判断用の基準値を設定する第１の基準値設定工程を有してなることを特徴とする現像装置の制御方法。
【請求項１０】
像担持体上の静電潜像をトナーにより現像する現像手段と，前記トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像槽内の現像剤の透磁率を検出する透磁率検出手段と，その透磁率検出値とトナー補給判断用の基準値との比較に基づいて前記現像槽へトナーを補給するトナー補給手段とを具備する現像装置の制御方法において，
前記現像装置の前回の運転終了時から今回の運転開始時までの経過時間と，前回の運転終了時と今回の運転開始時とにおける前記透磁率検出値の変化量と，に基づいて前記トナー補給判断用の基準値を設定する第２の基準値設定工程を有してなることを特徴とする現像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，像担持体上の静電潜像をトナーによって現像する現像装置及びそれを具備する画像形成装置，並びに現像装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は，感光体ドラム上の静電潜像が現像装置によって現像される。この現像装置は，静電潜像が形成されて回転する感光体ドラム（像担持体）に対して対向配置された現像ローラと，現像剤を収容する現像槽とを備え，現像ローラによって現像槽内の現像剤を感光体ドラム側へ搬送することにより，感光体ドラム上の静電潜像を現像する。ここで，現像剤がトナーとキャリアとを含む２成分現像剤である場合は，キャリアが現像槽内に残され，トナーのみが現像に用いられ消費される。消費された分のトナーは，トナー補給手段によって現像槽内に補給される。
このような２成分現像剤を用いた現像装置では，画像品質を維持するために，現像槽内のトナー濃度を適正な濃度に維持する必要がある。このため，２成分現像剤を用いる現像装置では，一般に，トナー濃度の指標として現像剤の透磁率を検出し，その透磁率検出値（検出信号レベル）がトナー補給判断用の基準値（以下，補給基準値という）を超えると，トナー濃度が所定値を下回ったものとしてトナーを補給するよう制御する。
ここで，現像剤の透磁率は，トナー濃度の他，現像剤の帯電量によっても変動する。即ち，現像剤の帯電量が下がると現像剤の粒子間の反発力が下がることによってかさ密度が大きくなる結果，透磁率検出値が上がる。そして，現像剤の帯電量は，現像装置の運転終了から次の運転開始までの放置時間が長くなるにつれて放電によって下がる。これに対し，装置の運転開始後の経過時間が長くなるにつれて，現像剤の撹拌によって帯電量が上がる。このような状況変化があった場合に，常に一定の前記補給基準値に基づいてトナー補給制御を行うと，トナー濃度が一定に維持されず，その結果，画像品質が悪化するという問題が生じる。
このため，従来，特許文献１には，放置前後のトナー濃度センサ（即ち，透磁率センサ）の出力が変化していた場合に，基準値（前記補給基準値に相当）を新たに設定し，その後に元の基準値に戻す画像形成装置が示されている。
一方，特許文献２の図８に示されるように，現像剤の帯電量は，現像剤の周辺空気の湿度によっても変化する。即ち，湿度が高い（低い）場合，現像剤からの放電量が大きくなる（小さくなる）ので，現像剤の帯電量が下がる（上がる）。このため，特許文献２には，装置停止後の放置時間と湿度とによってウォーミングアップ時の撹拌時間を補正する画像形成装置が示されている。
【特許文献１】特開平１１−１９０９３３号公報
【特許文献２】特開平１１−２１２３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら，特許文献１に示される技術では，放置中の帯電量変化に対応して前記補給基準値が変更されるが，結局，元の基準値に戻されるので，周囲環境の湿度が変化している場合には，やはり，トナー濃度制御に悪影響を及ぼすという問題点があった。
また，特許文献２は，前記補給基準値を適切に設定することについては何ら示されていない。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，周囲環境の湿度の変動があった場合でも，２成分現像剤のトナー濃度を適切に維持できる現像装置及びそれを具備する画像形成装置，並びに現像装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために第１の発明は，像担持体上の静電潜像をトナーにより現像する現像手段と，前記トナー及びキャリアを含む現像剤（２成分現像剤）を収容する現像槽内の現像剤の透磁率を検出する透磁率検出手段と，その透磁率検出値とトナー補給判断用の基準値（以下，補給基準値という）との比較に基づいて前記現像槽へトナーを補給するトナー補給手段とを具備する現像装置において，周辺空気の湿度を検出する湿度検出手段と，前記湿度検出手段の検出結果に基づいて前記補給基準値を設定する第１の基準値設定手段と，を具備してなることを特徴とする現像装置として構成されるものである。
これにより，周囲環境の湿度が変動しても，２成分現像剤のトナー濃度を適切に維持することができる。
この場合，前記第１の基準値設定手段が，さらに当該現像装置の前回の運転終了時（例えば，撹拌装置の停止時や現像ローラの回転停止時）から今回の運転開始時までの経過時間（以下，放置時間という）と今回の運転開始時からの経過時間（以下，運転開始後経過時間という）とにも基づいて前記トナー補給判断用の基準値を設定するものであれば，装置の放置中の現像剤の放電による帯電量低下，及び運転開始後の現像剤の撹拌による帯電量の上昇に対しても，適切な前記補給基準値を設定でき，その結果，適切なトナー濃度を維持できる。
【０００５】
一方，第２の発明は，像担持体上の静電潜像をトナーにより現像する現像手段と，前記トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像槽内の現像剤の透磁率を検出する透磁率検出手段と，その透磁率検出値と前記補給基準値との比較に基づいて前記現像槽へトナーを補給するトナー補給手段とを具備する現像装置において，当該現像装置の前記放置時間と，前回の運転終了時と今回の運転開始時とにおける前記透磁率検出値の変化量（以下，放置中透磁率変化量という）と，に基づいて前記トナー補給判断用の基準値を設定する第２の基準値設定手段と，を具備してなることを特徴とする現像装置として構成されるものである。
これは，実際の湿度を検出せずに，間接的に湿度変動に対応した前記補給基準値の設定を行うものである。
即ち，前記放置中透磁率変化量には，放置時間に起因する透磁率検出値の変化と，放置中の湿度変化に起因する透磁率検出値の変化との両方の要因が含まれている。一方，湿度変化がない場合における，放置時間に対する前記透磁率検出値の変化の関係は，予め測定することができる。このため，放置時間から求まる前記透磁率検出値の変化量と前記放置中透磁率変化量との差分は，他に透磁率検出値に大きな影響を与える要因の変化がないとすると，ほぼ湿度変化に起因するものであるとみなすことができ，これに基づいて湿度変化に対応した適切な前記補給基準値を設定することができる。
従って，このような構成によれば，湿度検出手段（湿度センサ）を設けることなく，周囲環境の湿度変動に対応して２成分現像剤のトナー濃度を適切に維持することができる。
ここで，前記第２の基準値設定手段としては，例えば，前記放置時間に基づく前記現像剤の透磁率の変化量の推定結果と前記放置中透磁率変化量との比較に基づいて前記補給基準値を設定するものや，あえて「透磁率の変化量の推定」という工程を経ずに，放置時間と前記放置中透磁率変化量とから前記補給基準値やその補正値等を直接的に求める変換式や変換テーブル等を予め用意し，これに基づいて設定するもの等が考えられる。
また，この場合においても，前記第２の基準値設定手段が，さらに当該現像装置の前記運転開始後経過時間にも基づいて前記補給基準値を設定するものであれば，放置時間と併せて処理することにより，装置の放置中の現像剤の放電による帯電量低下，及び運転開始後の現像剤の撹拌による帯電量の上昇に対しても，適切な前記補給基準値を設定でき，その結果，適切なトナー濃度を維持できる。
【０００６】
また，前記第１又は第２の基準値設定手段において，放置時間を用いる場合には放置時間を変数とする指数関数に基づいて前記トナー補給判断用の基準値を設定するものが考えられる。
放置中の放電による帯電量の変化（即ち，透磁率検出値の変化）は，指数関数的な変化を示すからである。
また，前回の運転終了時における前記透磁率検出値を前記補給基準値の設定に用いる場合，前記現像手段による現像終了から当該現像装置の運転終了までの間に，現像を行うことなく前記現像手段が備える前記現像剤の撹拌に寄与する駆動部を駆動させる後駆動制御手段を具備するものが考えられる。
これにより，運転終了時における現像剤が十分に帯電された状態となっていることをより確実化でき，その結果，前記補給基準値の設定精度を確実に確保できる。
【０００７】
また，本発明は，前記現像装置を具備する画像形成装置として捉えたものであってもよい。
同様に，本発明は，前記現像装置における前記補給基準値の設定処理に対応する現像装置の制御方法として捉えたものであってもよい。
即ち，第１の発明に係る現像装置に対応するものとして，像担持体上の静電潜像をトナーにより現像する現像手段と，前記トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像槽内の現像剤の透磁率を検出する透磁率検出手段と，その透磁率検出値とトナー補給判断用の基準値との比較に基づいて前記現像槽へトナーを補給するトナー補給手段とを具備する現像装置の制御方法において，周辺空気の湿度を検出し，その検出結果に基づいて前記トナー補給判断用の基準値を設定する第１の基準値設定工程を有してなることを特徴とする現像装置の制御方法である。
また，第２の発明に係る現像措置に対応するものとして，像担持体上の静電潜像をトナーにより現像する現像手段と，前記トナー及びキャリアを含む現像剤を収容する現像槽内の現像剤の透磁率を検出する透磁率検出手段と，その透磁率検出値とトナー補給判断用の基準値との比較に基づいて前記現像槽へトナーを補給するトナー補給手段とを具備する現像装置の制御方法において，前記現像装置の前回の運転終了時から今回の運転開始時までの経過時間と，前回の運転終了時と今回の運転開始時とにおける前記透磁率検出値の変化量と，に基づいて前記トナー補給判断用の基準値を設定する第２の基準値設定工程を有してなることを特徴とする現像装置の制御方法である。。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば，環境湿度の変動があった場合でも，２成分現像剤のトナー濃度を適切に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る現像装置Ｘを具備する画像形成装置Ａの概略断面図，図２は現像装置Ｘの概略断面図，図３は現像装置Ｘにおける現像及びトナー補給の処理手順を表すフローチャート，図４は放置時間及び運転開始後の経過時間と現像剤の帯電量との関係を表すグラフ，図５は放置時間及び運転開始後の経過時間と現像剤の透磁率センサの出力値との関係を表すグラフ，図６は湿度及びトナー濃度と現像剤の透磁率との関係を表すグラフである。
【００１０】
まず，図１の断面図を用いて，本発明の実施の形態に係る現像装置Ｘが搭載される画像形成装置Ａの構成について説明する。
画像形成装置Ａは，画像読取装置にて読み込まれた画像や，当該画像形成装置Ａに外部から接続された機器（例えばパーソナルコンピュータ等のホスト装置）からのデータを，前記電子写真方式により画像として記録出力するプリンタである。
画像形成装置Ａには，感光体ドラム３を中心に，画像形成プロセスの各機能を担う各プロセスユニットが配置され，これらにより画像形成部が形成されている。感光体ドラム３の周囲には，帯電手段５，光走査ユニット１１，現像装置Ｘ，転写手段６，クリーニングユニット４および除電ランプ１２等が順次配置されている。
帯電手段５により，感光体ドラム３の表面が均一に帯電され，光走査ユニット１１により，均一に帯電された感光体ドラム３上に光像が走査されて静電潜像が書き込まれる。さらに，現像装置Ｘが備える現像部１（前記現像手段の一例）により，光走査ユニット１１により書き込まれた静電潜像がトナーにより顕像化（現像）される。消費された分のトナーは，現像装置Ｘに設けられたトナー補給部２により，トナー補給槽７から現像槽２１へ補給される。
次に，転写手段６により，感光体ドラム３上に顕像化された画像が記録シート上に転写され，クリーニングユニット４により，感光体ドラム３上に残留した現像剤が除去されることによって，感光体ドラム３上に新たな画像を記録することが可能となる。また，除電ランプ１２は，感光体ドラム３表面の電荷を除去するものである。
画像形成装置Ａの下部には，該画像形成装置Ａ本体内に内装された供給トレイ１０が配置されている。供給トレイ１０は，記録シートを収容する記録材収容トレイである。供給トレイ１０に収容された記録シートは，ピックアップローラ１６等により１枚ずつ分離され，レジストローラ１４まで搬送され，レジストローラ１４により感光体ドラム３に形成された画像とのタイミングが計られた後，転写手段６と感光体ドラム３との間に順次供給される。そして感光体ドラム３上に記録再現された画像は記録シート上に転写される。なお，供給トレイ１０へのシートの補給は，画像形成装置Ａの正面側（操作側，図面手前側）に，供給トレイ１０を引き出して行う。
【００１１】
画像形成装置Ａの下面には，周辺装置として準備されている図示しない多段の記録シート供給トレイを有するデスク装置，および大量の記録シートを収容可能とした大容量記録材供給装置等から送られてくる記録シートを受け入れ，画像形成部に向かって記録シートを順次供給するためのシート受口１３が設けられている。
画像形成装置Ａ内上部には，定着装置８が配置されている。定着装置８は，画像が転写されたシートを順次受け入れて，定着ローラ８１と加圧ローラ８２等により，熱と圧力により記録シート上に転写された現像画像を定着するものである。これにより，記録シート上に画像が記録される。
画像が記録された記録シートは，搬送ローラ１７によりさらに上方へ搬送され，切換えゲート９を通過する。そして，記録シートの排出トレイが画像形成装置Ａの外装に備えられた積載トレイ１５に設定されている場合は，反転ローラ１８により積載トレイ１５に排出される。一方，両面画像形成や後処理が指定されている場合には，一旦反転ローラ１８により積載トレイ１５に向けて記録シートを途中まで排出し，シート後端を狭持させた状態で停止した後に反転ローラ１８を逆転させる。そして，上記シートを逆方向，つまり両面画像形成や後処理の為に選択的に装着されている記録材再供給搬送装置や後処理装置の装着されている方向に反転搬送する。
このとき，切換えゲート９は，図２の実線の状態から破線の状態に切換えられる。両面画像形成を行う場合は，反転搬送されたシートは，図示しない記録材再供給搬送装置を通り，再び画像形成装置Ａに供給される。後処理が成される場合は，記録材再搬送装置から別の切換えゲートにて，図示しない中継搬送装置を介して，後処理装置に搬送され，後処理が施されるようになっている。図１は，記録材再供給搬送装置および後処理装置が装着されていない例である。
光走査ユニット１１の上下空間部には，画像形成プロセスを制御する回路基板及び外部機器からの画像データを受け入れるインターフェイス基板等を収容する制御部１１０，そして，これら各種の上記インターフェイス基板，ならびに上記画像形成を行う各部に対して電力を供給する電源装置１１１等が配置されている。
【００１２】
図２は，本発明の実施の形態に係る現像装置Ｘの概略構成を表す断面図である。現像装置Ｘは，トナー及びキャリアからなる現像剤（２成分現像剤）を用いるものである。
現像装置Ｘは，大きくは現像部１とトナー補給部２とから構成される。
前記現像部１は，静電潜像が形成され回転する感光体ドラム３（前記像担持体の一例）に対向して回転する現像ローラ２４と，現像剤を収容する現像槽２１と，現像槽２１内の現像剤を撹拌する撹拌回転羽根２２及び撹拌ローラ２３とを備えている。そして，前記現像ローラ２４が回転することによって現像剤を現像槽２１から感光体ドラム３側へ搬送し，これにより感光体ドラム３上の静電潜像を現像する。
前記現像槽２１内の現像剤は，前記現像ローラ２４と前記撹拌回転羽根２２及び撹拌ローラ２３の回転により撹拌されて帯電する。さらに，前記現像ローラ２４には，前記感光体ドラム３との電位差を設けるため，現像バイアス電圧が印加されている。
さらに，現像装置Ｘは，前記現像槽２１内の２成分現像剤（トナー及びキャリアを含む現像剤）の透磁率を検出する透磁率センサ２５（前記透磁率検出手段の一例）と，現像装置Ｘの周辺空気の湿度（環境湿度）を検出する湿度センサ２６（前記湿度検出手段の一例）とを備え，その検出値によって現像剤中のトナー濃度と周辺の湿度とが検出される。
【００１３】
また，現像装置Ｘが備えるトナー補給部２は，前記現像槽２１に補給されるトナーを収容するトナー補給槽７と，その内部において回転することによりトナーを上方へ汲み上げるパドル７１と，汲み上げられたトナーを搬送するトナー搬送ローラ７２と，該トナー搬送ローラ７２から搬送されるトナーを補給口Ｑを通じて前記現像槽２１内に補給するトナー補給ローラ７３とを具備している。
前記トナー補給装部２においては，前記透磁率センサ２５により検出された透磁率検出値（トナー濃度）がトナー補給判断用の基準値Ｖref（前記補給基準値）以上となった場合に前記トナー補給ローラ７３が回転し，Ｖref−β（β＞０）以下となった場合に前記トナー補給ローラ７３が停止する。これによりトナーが間欠的に前記現像槽２１内に補給される。
前記トナー補給槽７には，トナーが充填されたトナーボトル３０が取り付けられており，随時，前記トナーボトル３０から前記トナー補給槽７にトナーが補給される。
前記トナー補給装部２を含む現像装置Ｘの運転制御（起動，停止，トナー濃度（透磁率検出値）に基づく前記トナー補給ローラ７３の回転駆動制御等）は，制御部４０によって行われる。該制御部４０は，ＣＰＵ及びこれにより実行されるプログラムを記憶するＲＯＭ，並びにその他周辺装置を備え，前記ＣＰＵが前記ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより後述する各処理を実行する。さらに，前記制御部４０は，クロック発信器を備え，これにより時刻の経時を行う機能を有する。
さらに，現像装置Ｘは，前記制御部４０の処理に用いる各種パラメータや式（式の係数等）が記憶されるＳＲＡＭ等からなるデータ記憶部５０を備えている。
【００１４】
次に，現像装置Ｘの現像処理について説明する前に，まず，前記透磁率センサ２５の特性について説明する。
図４（ａ）は，現像装置Ｘの前回の運転終了時から今回の運転開始時までの経過時間，即ち，放置時間と前記現像槽２１内の現像剤の帯電量との関係を表すグラフである。
図４（ａ）に示すように，放置時間が長くなるにつれて，放電により現像剤の帯電量が下がる。これは，放電現象であるため，指数関数的に帯電量が下降する。
一方，図４（ｂ）は，現像装置Ｘを放置後（運転停止状態を継続させた後）の運転開始時からの経過時間（運転開始後経過時間）と，現像剤の帯電量との関係を表すグラフである。
運転開始により，現像剤が撹拌（前記現像ローラ２４や前記撹拌ローラ２３等の駆動による撹拌）されるため，図４（ｂ）に示すように，運転開始後の経過時間が長くなるにつれて現像剤の帯電量が指数関数的に上昇する。
【００１５】
また，図５（ａ）は，現像装置Ｘの放置時間（前回の運転終了時から今回の運転開始時までの経過時間）と前記透磁率センサ２５の検出値（センサ出力電圧，図中では「センサ出力」と示す）との関係を表すグラフである。
図５（ａ）に示したように，放置時間が長くなるにつれて，現像剤の帯電量が指数関数的に下がるため（図４（ａ）参照），前記透磁率センサ２５の検出値（透磁率検出値）は指数関数的に上昇する。これは，帯電量が下がることによって現像剤の粒子間の反発力が下がる結果，現像剤のかさ密度が大きくなるためである。
ここで，透磁率検出値をＶ，放置時間をｔとすると，図５（ａ）に示す透磁率検出値Ｖの変化は，次の（１）式に示すように，放置時間ｔを変数とする指数関数によって表すことができる
Ｖ＝Ｖ0−Ｖh・｛１−ｅｘｐ（−ｔ／τd）｝  …（１）
なお，Ｖ0は現像剤を長期放置後安定したときの透磁率検出値，Ｖhは現像剤が十分帯電したときの長期放置後安定したときに対する透磁率検出値の低下幅，τdは放電の時定数を各々表す。図５（ａ）の例では，Ｖ0＝３，Ｖh＝０．５，τd≒３６（Ｈｒ）である。
また，図５（ｂ）は，現像装置Ｘを放置後の運転開始時からの経過時間（運転開始後経過時間）と，透磁率検出値との関係を表すグラフである。
図４（ｂ）に示したように，運転開始後の経過時間が長くなるにつれて，現像剤の帯電量が指数関数的に上昇するため，図５（ａ）に示したのとは逆に，前記透磁率センサ２５の検出値は指数関数的に下降する。
ここで，透磁率検出値をＶ，当該現像装置Ｘの運転開始後の経過時間をｔとすると，図５（ｂ）に示す透磁率検出値Ｖの変化は，次の（２）式に示すように，運転開始後経過時間ｔを変数とする指数関数によって表すことができる
Ｖ＝Ｖ0−Ｖh・｛１−ｅｘｐ（−ｔ／τc）｝  …（２）
なお，τcは放電の時定数を各々表す。図５（ｂ）の例では，Ｖ0＝３，Ｖh＝０．５，τc≒５（ｍｉｎ）である。
【００１６】
従来は，現像装置の運転開始後，現像剤が十分に帯電するまでのウォームアップ時間の経過後に現像を開始するよう制御されていた。このウォームアップ時間は，例えば，帯電に十分な一定の時間を事前の測定に基づいて設定したり，前記透磁率センサ２５の検出値が予め設定された設定値以下となるまでをウォームアップ時間として制御すること等が行われていた。
ここで，現像バイアス電圧の調節や，前記感光体ドラム３の周速に対する前記現像ローラ２４の周速の比（周速比）の調節を行う等ことにより，ウォームアップ時間を無くす或いは短縮した場合を考える。この場合，現像剤の帯電が未だ十分に行われていない状態において，現像が開始される（トナーが消費される）ので，帯電不十分の状態で透磁率検出によるトナー補給制御を動作させる必要が生じる。このとき，放置時間と運転開始後経過時間とに基づいて前記補給基準値を調節（設定）し，これに基づきトナー補給制御を行えば，帯電不十分の状態においても，誤動作なく適正なトナー濃度を維持できる。
【００１７】
図６（ａ）は，現像剤の実際のトナー濃度が一定（重量濃度４％）である場合における周辺空気の湿度と前記透磁率センサ２５の検出値（出力電圧）との関係を表すグラフである。
図６（ａ）に示すように，周辺空気の湿度が高い場合，現像剤からの放電量が大きくなるので，現像剤の帯電量が下がり，透磁率検出値が上がる。
また，図６（ｂ）は，前記現像槽２１内における現像剤の実際のトナー濃度と前記透磁率センサ２５の検出値（透磁率検出値）との関係を表すグラフである。図中，太い実線で示すグラフは通常湿度の場合を表し，一点鎖線で示すグラフは通常湿度より高湿の場合，破線で示すグラフは通常湿度より低湿の場合をそれぞれ表す。
湿度が一定の場合には，実際のトナー濃度と透磁率検出値（センサ出力）とは負方向の比例関係を有する。しかし，実際のトナー濃度が一定であっても，湿度が変化すれば透磁率検出値が変化する。
従って，前記補給基準値を湿度に応じて適切に設定しなければ，湿度が上昇した場合にはトナー補給が不十分となって実際のトナー濃度が目標とする濃度よりも低下し，湿度が低下した場合にはトナー補給が過剰となって実際のトナー濃度が目標とする濃度よりも高くなる。
【００１８】
（第１の発明）
次に，図３に示すフローチャートを用いて，現像装置Ｘにおける現像及びトナー補給の処理手順について説明する。この処理は，前記制御部４０が制御プログラムを実行することにより具現される。以下，Ｓ１，Ｓ２，…は，処理手順（ステップ）の番号を表す。
（Ｓ１）
前記ホスト装置からプリントデータが受信されると，前記制御部４０は，前記データ記憶部５０から前回の運転終了時刻及び前回補給基準値Ｖbas等のデータ読み出し，及び運転開始時刻の前記データ記憶部５０への記録（記憶）等の初期処理を実行する。
（Ｓ２）
次に，前記現像ローラ２４や前記撹拌ローラ２３等の駆動系を回転駆動させる。これにより，現像槽２１内の現像剤の撹拌が開始され，現像装置Ｘはウォームアップ運転状態に入る。
【００１９】
（Ｓ３）
次に，前記制御部４０は，ウォームアップが終了するまで現状のウォームアップ運転状態を維持する。
ウォームアップ終了の判断基準は，前記透磁率センサ２５（トナー濃度センサ）の透磁率検出値Ｖが，前回補給基準値Ｖbas＋α以下であればウォームアップ終了と判断し，そうでなければ未終了であると判断する。
（Ｓ４）
次に，前記制御部４０は，前記現像ローラ２４による現像を開始させる。
これにより，前記感光体ドラム３上の静電潜像の現像及び記録シートへの画像形成がなされる。
【００２０】
（Ｓ５：前記第１の基準値設定手段の処理の一例）
次に，前記制御部４０は，現像装置Ｘの今回の運転開始後の経過時間（即ち，運転開始時後経過時間）を算出し，その経過時間に基づいて，前記補給基準値Ｖref（トナー補給判断用の基準値）の補正値Ｎ１を設定する。
ここで，運転開始後経過時間の算出は，現在時刻から初期処理（Ｓ１）で記録された今回の運転開始時刻を差し引くことにより行う。
また，前記補正値Ｎ１の設定は，予め前記データ記憶部５０に記憶された「運転開始後経過時間から前記補正値Ｎ１への変換テーブル」に基づいて行う。この変換テーブルは，（２）式に示した前記運転開始後経過時間を変数とする指数関数に対応する変換テーブルである。この補正値Ｎ１は，後述するＳ８の処理によって前記補給基準値Ｖrefに反映されるため，前記運転開始後経過時間（今回の運転開始時からの経過時間）を変数とする指数関数に基づいてトナー補給判断用の基準値が設定されることになる（前記第１の基準値設定手段の処理の一例）。
【００２１】
（Ｓ６：前記第１の基準値設定手段の処理の一例）
次に，前記制御部４０は，今回の現像装置Ｘの運転前の放置時間（即ち，前回の運転終了時から今回の運転開始時までの経過時間）を算出し，その放置時間に基づいて，前記補給基準値Ｖrefの補正率Ｒ１を設定する。
ここで，放置時間の算出は，現在時刻から初期処理（Ｓ１）で読み出された前回の運転終了時刻を差し引くことにより行う。
また，前記補正率Ｒ１の設定は，予め前記データ記憶部５０に記憶された「放置時間から前記補正率Ｒ１への変換テーブル」に基づいて行う。
前述したように，Ｓ５において，図５（ｂ）のグラフに基づく変換テーブルを用いる。しかし，図５（ｂ）のグラフは，現像装置Ｘを十分長時間放置した後における運転開始後の透磁率検出値の変化を表すものであり，実際の透磁率の変化の程度は，その前の放置時間によって異なる。例えば，放置時間が０であれば，運転開始後に時間が経過しても，透磁率検出値はほぼ横ばいとなる。
そこで，本Ｓ６の処理では，それまでの放置時間によって前記補正値Ｎ１を０倍〜１倍の範囲で補正する前記補正率Ｒ１を設定する。
具体的には，（１）式に示した放置時間を変数とする指数関数において，放置時間＝０のときの透磁率検出値Ｖを前記補正率Ｒ１＝０と換算し，十分な放置時間（例えば，放置時間＝８Ｈｒ）のときの透磁率検出値Ｖを前記補正率Ｒ１＝１と換算した変換テーブルを求め，該変換テーブルに基づき前記補正率Ｒ１を設定する。この補正率Ｒ１は，後述するＳ８の処理によって前記補給基準値Ｖrefに反映されるため，放置時間（前回の運転終了時から今回の運転開始時までの経過時間）を変数とする指数関数に基づいてトナー補給判断用の基準値が設定されることになる（前記第１の基準値設定手段の処理の一例）。
【００２２】
（Ｓ７：前記第１の基準値設定手段の処理の一例）
次に，前記制御部４０は，前記湿度センサ２６の検出値（周辺空気の湿度）に基づいて，前記補給基準値Ｖrefの補正値Ｎ２を設定する。
ここで，前記補正値Ｎ２の設定は，予め前記データ記憶部５０に記憶された「湿度から前記補正値Ｎ２への変換テーブル」に基づいて行う。この補正値Ｎ２は，後述するＳ８の処理によって前記補給基準値Ｖrefに反映されるため，湿度に基づいてトナー補給判断用の基準値が設定されることになる（前記第１の基準値設定手段の処理の一例）。
前記変換テーブルは，図６（ａ）に示したグラフの縦軸（透磁率センサ出力）を，前記補正値Ｎ２に換算した変換テーブルを予め前記データ記憶部５０に記憶させておけばよい。
（Ｓ８）
次に，前記制御部４０は，Ｓ５〜Ｓ７で設定した補正値及び補正率に基づいて，前記補給基準値Ｖrefを設定する。
ここで，前記補給基準値Ｖrefは，例えば，
Ｖref＝Ｖbas＋（Ｒ１×Ｎ１＋Ｎ２）
等として設定する。
（Ｓ９，Ｓ１０）
さらに，前記制御部４０は，前記透磁率センサ２５による透磁率検出値Ｖが前記補給基準値Ｖref以上であるか否かを判別する（Ｓ９）。ここで，Ｖ≧Ｖrefである場合には，Ｖ≦Ｖref−β（β＞０，予め設定した値）となるまで，前記トナー補給部２を制御することによりトナーを前記現像槽２１内に補給（Ｓ１０）した後，Ｓ１１へ移行する。そうでない（Ｖ＜Ｖref）場合は，そのままＳ１１へ移行する。
【００２３】
（Ｓ１１〜Ｓ１４）
次に，前記制御部４０は，現像が終了したか否かをチェックし（Ｓ１１），終了していない場合は，Ｓ５へ戻って前述した処理を繰り返す。
一方，現像が終了した場合は，前記制御部４０は，予め定められた一定期間，前記現像ローラ２４や前記撹拌ローラ２３等の現像剤の撹拌に寄与する駆動系（駆動部）を，現像を行わない状態で継続して駆動させる後駆動処理を行い（Ｓ１２，前記後駆動制御手段の処理の一例），その後，前記現像ローラ２４や前記撹拌ローラ２３等の駆動系を停止させる（Ｓ１３）。即ち，前記現像部１（前記現像手段の一例）による現像終了から当該現像装置Ｘの運転終了までの間に，現像を行うことなく前記現像部１が備える現像剤の撹拌に寄与する駆動部を駆動させる。
これにより，運転終了時における現像剤が十分に帯電された状態となっていることをより確実化でき，その結果，前記補給基準値Ｖrefの設定精度を確実に確保できる。
さらに，前記制御部４０は，前記データ記憶部５０に記憶された前回の運転終了時刻（Ｓ６での放置時間の計算用）及び前回補給基準値Ｖbasを現在時刻及び現在の補給基準値Ｖrefに更新する等の終了処理を実行（Ｓ１４）した後，現像処理及びトナー補給処理を終了する。
以上示したように，Ｓ５〜Ｓ８の処理（前記第１の基準値設定手段の処理の一例）により，湿度の変動，放置時間及び運転開始後経過時間に対応した前記補給基準値Ｖrefの設定が可能となり，その結果，湿度等の変動にかかわらず，トナー濃度を適正な状態に維持できる。
【００２４】
（第２の発明）
図３に示した例では，Ｓ７において，前記湿度センサ２６による透磁率検出値に基づいて前記補給基準値Ｖrefの補正値Ｎ２を設定する処理を行ったが，これと同様の作用効果を示す処理として，実際の湿度を検出せずに，間接的に湿度変動に対応した前記補正値Ｎ２の設定（即ち，前記補給基準値Vrefの設定）を行うことも考えられる。
即ち，図３におけるＳ７の処理を，当該現像装置Ｘの放置時間と前記放置中透磁率変化量（即ち，前回の運転終了時と今回の運転開始時とにおける前記透磁率検出値の変化量）とに基づいて前記補正値Ｎ２を設定する処理に置き換え，この補正値Ｎ２を用いてＳ８において前記補給基準値Ｖref（トナー補給判断用の基準値）を設定するようにする（前記第２の基準値設定手段の処理の一例）。
より具体的には，図５（ａ）に対応する前記（１）式に実際の放置時間を適用して放置中の透磁率変化量を推定し，この推定結果と実際の前記放置中透磁率変化量との差分を求める。この差分は，他に透磁率検出値に大きな影響を与える要因の変化がないとすると，ほぼ湿度変化に起因するものであるとみなすことができ，図６（ａ）の縦軸の変化量とみなすことができる。従って，この差分を前記補正値Ｎ２とすれば，湿度変動に対応した前記補給基準値Ｖrefの設定が可能となる。
もちろん，あえて「透磁率の変化量の推定」という工程を経ずに，放置時間と前記放置中透磁率変化量とから前記補正値Ｎ２を直接的に求める変換式や変換テーブル等を予め用意し，これに基づいて設定してもよい。
なお，図３のＳ７を上記処理に置き換えた場合，図３のＳ５の処理は，前記第２の基準値設定手段の処理の一例となる。即ち，Ｓ８の処理で各補正値が前記補給基準値Ｖrefに反映されるため，放置時間と前記放置中透磁率変化量とに加え，さらに前記運転開始後経過時間（今回の運転開始時からの経過時間）にも基づいて前記補正値Ｎ２を設定（即ち，前記補給基準値Ｖrefを設定）する処理となる。
従って，このような処理によれば，湿度センサ（湿度検出手段）を設けることなく，周囲環境の湿度変動に対応して２成分現像剤のトナー濃度を適切に維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は，電子写真方式の画像形成装置における現像装置への利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係る現像装置Ｘを具備する画像形成装置Ａの概略断面図。
【図２】現像装置Ｘの概略断面図。
【図３】現像装置Ｘによる現像処理の手順を表すフローチャート。
【図４】放置時間及び運転開始後の経過時間と現像剤の帯電量との関係を表すグラフ。
【図５】放置時間及び運転開始後の経過時間と現像剤の透磁率センサの出力値との関係を表すグラフ。
【図６】湿度及びトナー濃度と現像剤の透磁率との関係を表すグラフ。
【符号の説明】
【００２７】
Ｘ…現像装置
１…現像部
２…トナー補給部
３…感光体ドラム
７…トナー補給槽
２１…現像槽
２４…現像ローラ
２５…透磁率センサ（画像濃度センサ）
２６…湿度センサ
４０…制御部
５０…データ記憶部
７３…トナー補給ローラ
Ｓ１，Ｓ２，，，…処理手順（ステップ）
【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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