(57)【要約】【課題】乾式現像剤を用いた電子写真システムにおいては、現像剤が環境変化の影響を大きく受けるという問題がある。摩擦帯電によって現像剤を帯電させるというプロセスを用いているため、湿度が低いと帯電の立ち上がりが速く、湿度が高いと帯電がなかなか立ち上がらないという問題が発生してしまう。そのため、環境変動や、最後の画像形成終了からの経過時間を用いて適正な帯電量を得るべく帯電条件にフィードバックをかけているが、環境センサが現像装置の外にあるため、正確な検知ができなかった。【解決手段】環境センサ７５を、現像剤に直接触れる位置に設置することにより、現像剤が実際に含んでいる水分によって環境状況を把握できるので、精度の高いフィードバックができ、画像形成の際に現像剤を所定の帯電量まで帯電させることができ、適正な画像形成ができる。【選択図】  図５
2007065581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾式現像剤を使用する現像装置において、該現像装置内に環境検知手段を設置し、現像剤の帯電立ち上げ動作時に前記現像装置内の環境条件を検知して現像剤攪拌条件にフィードバックすることを特徴とする現像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の現像装置において、前記環境検知手段は、湿度を計測する手段であることを特徴とする現像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の現像装置において、前記環境検知手段は、温湿度を計測する手段であることを特徴とする現像装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の現像装置において、前記現像剤攪拌条件は、現像剤攪拌手段の回転時間であることを特徴とする現像装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の現像装置において、前記現像剤攪拌条件は、現像剤攪拌手段の回転速度であることを特徴とする現像装置。
【請求項６】
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の現像装置において、前記現像剤攪拌条件は、現像剤攪拌手段の回転速度と回転時間の双方であることを特徴とする現像装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１つに記載の現像装置において、前記環境検知手段を設置する場所は、前記現像装置内の空中領域であることを特徴とする現像装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１つに記載の現像装置において、前記環境検知手段を設置する場所は、前記現像装置内の剤中領域であることを特徴とする現像装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１つに記載の現像装置において、前記環境検知手段による環境検知を、最後の画像形成動作終了時から定期的に行い、次回画像形成開始時に現像剤帯電量立ち上げ動作を行う際に、その環境履歴情報を現像剤攪拌条件にフィードバックすることを特徴とする現像装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１つに記載の現像装置において、さらに時間計測手段を有し、最後の画像形成動作終了時から次回画像形成動作開始時までの時間を計測し、環境情報と併せて時間情報を現像剤攪拌条件にフィードバックすることを特徴とする現像装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０の何れか１つに記載の現像装置と、それに加えて帯電手段、クリーニング手段、潜像担持体のうちの少なくとも１つとから構成されることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式画像形成装置、およびそれに用いる現像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
乾式現像剤を用いた電子写真システムにおいては、現像剤が環境変化の影響を大きく受けるという問題がある。温度変化によって現像剤の流動性が影響を受けるという問題点も報告されているが、本発明が取り上げるのは主に湿度に依存する問題点であり、摩擦帯電によって現像剤を帯電させるというプロセスであるが故に、湿度が低いと帯電の立ち上がりが速く、湿度が高いと帯電がなかなか立ち上がらないという問題が発生してしまう。特に湿度が高い雨の日などは、朝一番でマシンの電源をＯＮした後に現像剤の帯電量がなかなか立ち上がらず、帯電量の低いまま画像を形成してしまうと、地汚れ発生等の不具合が生じることになる。
最後の画像形成終了からの経過時間を求め、その経過時間に応じて現像剤担持体を所定時間動作させることにより、低下した現像剤帯電量を補い、画像不良の発生を防止する提案がある（例えば、特許文献１  参照。）。そして、装置本体の環境状態を検知する環境検知手段を設置し、前記経過時間と検知された環境情報とにより、現像剤担持体を所定時間駆動して、所望帯電量を回復するものとしている。この方式はかなり有効であるが、画像形成装置本体内に設置された温湿度検知手段（帯電ローラを例に挙げている）により、画像形成装置内の環境を検知するものとしている。実際に環境によって帯電量の放置低下特性や立ち上がり特性が変化する現像剤は、現像装置内に充填されているものであり、現像装置の構造上、画像形成装置内各所より機外環境変動の影響を受けにくくなっている。つまり機外環境が変動した場合、現像装置内を除く画像形成装置内各所は比較的速やかにその変動の影響を受け、機内各所に設置した温湿度センサはその変動を検知するのであるが、現像装置内は環境変動が機内各所よりかなり遅れて緩やかに発生するため、現像装置外の温湿度センサで測定した環境情報は正確には現像装置内の環境を表していないことになる。現像装置内に充填されている現像剤は、当然現像装置内の環境状態より直接的に影響を受けるため、環境情報の収集は現像装置内で行うべきである。特許文献１においては、環境情報の収集を現像装置内で行うとはしていないので、フィードバック制御の正確性を欠く恐れがある。
【０００３】
画像形成装置内に環境センサを設置し、直前の画像形成モードからの経過時間と検知される環境情報に応じて、現像剤の帯電量を立ち上げるモード（チャージアップモード）の起動、およびそのモードの実行時間の決定、を行うものがある（例えば、特許文献２  参照。）。この場合も、画像形成装置内（現像装置外）の環境を検知していることにより、特許文献１同様、実際に現像剤が影響を受けている環境条件と、センサによって検知された環境情報とがずれている可能性があり、適切な帯電立ち上げを実現できない恐れがある。
現像装置内に環境センサを設置する例がある（例えば、特許文献３  参照。）。特許文献３によれば、トナーの温度を測定したり、現像装置内雰囲気の湿度を測定したりしている。ただし、フィードバック先が現像剤の攪拌条件ではなく、検知した環境に応じて環境条件をフィードバック制御するものとなっている。このフィードバック制御を行う為には、環境条件自体を制御できる環境制御装置が必要であり、画像形成装置にとって付加設備となるのでコスト高になることは避けられない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１００１１号公報
【特許文献２】特開２００２−３７２８９８号公報
【特許文献３】特開２００４−１０２２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の問題点を解決せんとするものである。検知された環境条件のフィードバック先は現像剤攪拌条件であり、画像形成動作前に現像剤を所望量にまで帯電させるということは、公知例としてあげた各特許文献に記載されている内容に同様であるが、検知すべき環境条件の検知位置を現像装置内とすることにより、より適切な立ち上げ条件制御を行おうとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、乾式現像剤を使用する現像装置において、該現像装置内に環境検知手段を設置し、現像剤の帯電立ち上げ動作時に前記現像装置内の環境条件を検知して現像剤攪拌条件にフィードバックすることを特徴とする。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の現像装置において、前記環境検知手段は、湿度を計測する手段であることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項１に記載の現像装置において、前記環境検知手段は、温湿度を計測する手段であることを特徴とする。
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の現像装置において、前記現像剤攪拌条件は、現像剤攪拌手段の回転時間であることを特徴とする。
【０００８】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の現像装置において、前記現像剤攪拌条件は、現像剤攪拌手段の回転速度であることを特徴とする。
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の現像装置において、前記現像剤攪拌条件は、現像剤攪拌手段の回転速度と回転時間の双方であることを特徴とする。
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の現像装置において、前記環境検知手段を設置する場所は、前記現像装置内の空中領域であることを特徴とする。
【０００９】
請求項８に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の現像装置において、前記環境検知手段を設置する場所は、前記現像装置内の剤中領域であることを特徴とする。
請求項９に記載の発明では、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の現像装置において、前記環境検知手段による環境検知を、最後の画像形成動作終了時から定期的に行い、次回画像形成開始時に現像剤帯電量立ち上げ動作を行う際に、その環境履歴情報を現像剤攪拌条件にフィードバックすることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明では、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の現像装置において、さらに時間計測手段を有し、最後の画像形成動作終了時から次回画像形成動作開始時までの時間を計測し、環境情報と併せて時間情報を現像剤攪拌条件にフィードバックすることを特徴とする。
【００１０】
請求項１１に記載の発明では、請求項１ないし１０の何れか１つに記載の現像装置と、それに加えて帯電手段、クリーニング手段、潜像担持体のうちの少なくとも１つとから構成されるプロセスカートリッジを特徴とする。
請求項１２に記載の発明では、請求項１１に記載のプロセスカートリッジを備えた画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、現像装置内の環境変動を直接検知し、現像剤に対する環境の影響を考慮して現像剤攪拌条件を設定できるため、帯電量不足を生じさせないように適切な現像剤帯電立ち上げ動作を行うことができる。
環境変動の検知を湿度センサによる相対湿度としたので、放置低下特性および帯電立ち上がり特性が相対湿度に依存していると判断した現像剤に関して帯電量不足を生じさせないような適切な現像剤帯電立ち上げ動作を行うことができる。
環境変動の検知を温湿度センサによる絶対湿度としたので、放置低下特性および帯電立ち上がり特性が絶対湿度に依存していると判断した現像剤に関して帯電量不足を生じさせないような適切な現像剤帯電立ち上げ動作を行うことができる。また、放置低下特性と帯電立ち上がり特性の一方が相対湿度に依存し、他方が絶対湿度に依存している場合でも、温湿度センサを有しているので、それに対応した適切なフィードバック制御を実施することができる。
環境変動を現像剤攪拌時間にフィードバックすることによって攪拌負荷を調節し、必要充分量の帯電量を得ることができる。また時間制御だけなので、ＣＰＵのタイマ機能を使用すれば良く、ハード側の付加が生じないためコスト面の利点もある。
環境変動を現像剤攪拌手段の回転速度にフィードバックすることによって攪拌負荷を調節し、必要充分量の帯電量を得ることができる。回転速度制御なので速度可変のモータを用意する必要があり、コスト面では時間制御より不利になるが、攪拌時間を延ばさない制御が可能となるため、ユーザーを待たせる時間を延ばさなくて良いという利点がある。
【００１２】
環境変動を現像剤攪拌手段の回転速度と回転時間の双方にフィードバックすることによって攪拌負荷の調節自由度が増し、必要充分量の帯電量を得ることができる。
環境センサを現像装置内の空中領域に設置することにより、トナー付着によるセンサ汚れの影響が剤中領域設置に比較して少ないため、センサ出力値の信頼性を保持できるという利点がある。また、汚れ・清掃対策も剤中領域設置に比較して負荷が軽く、実用化しやすいという利点がある。
環境センサを現像装置内の剤中領域に設置することにより、剤中雰囲気の環境を直接測定することができるため、現像剤が影響を受けている環境をより正確に把握でき、より適切なフィードバック制御が可能となる。
環境変動の検知をインターバル期間中も定期的に行うので、環境変動の履歴が現像剤攪拌条件にフィードバックされ、必要充分な現像剤帯電量を得ることが可能となる。
装置の不使用状態にあった時間を環境変動検知と共に現像剤攪拌条件にフィードバックするので、より適切な現像剤帯電立ち上げ動作を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本発明が搭載される画像形成装置の一例の概略図である。
同図において符号１は感光体、２は中間転写ベルト、３は給紙搬送経路、４は給紙トレイ、５は帯電チャージャ、６は書込ユニット、７は現像ユニット、８は一次転写ローラ、９は二次転写ローラ、１０はレジストローラ、１１は定着ユニット、１２は排紙トレイ、１３は用紙反転部、１４は再給紙経路、１５は感光体クリーニングユニット、１６はクエンチングランプ、１７は中間転写ベルトクリーニングユニット、１８はピックアップローラ、１９は給紙ローラ、２０は搬送ローラ、２１はスイッチバックローラ、Ｓは記録紙をそれぞれ示す。
システムとしては４連タンデム型中間転写方式のフルカラー機として描かれているが、これは画像形成装置の代表例として描いているだけであり、４連タンデム型直接転写方式や１ドラム型中間転写方式などのフルカラー機でも良いし、直接転写方式のモノクロ機でも良い。同図に示す構成において、画像形成動作を説明する。
プリント開始命令が入力されると、感光体１周辺・中間転写ベルト２周辺・給紙搬送経路３等にある各ローラが回転し始め、下部の給紙トレイ４から記録紙Ｓの給紙が開始される。各感光体１は帯電チャージャ５によってその表面を一様な電位に帯電され、書込ユニット６から照射される書込光によってその表面を画像データに従って露光される。露光された後の電位パターンを静電潜像と呼ぶが、この静電潜像をその表面に担持した感光体１は、現像ユニット７においてトナーを供給されることにより、担持している静電潜像が特定色に現像される。
【００１４】
同図においては感光体が四色分あるので、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（色順はシステムによって異なる）のトナー像が各感光体１上に現像されることになる。感光体１上に現像されたトナー像は、中間転写ベルト２との接点において、感光体に対向して設置された一次転写ローラ８に印加される一次転写バイアス、および押圧力によって中間転写ベルト２上に転写される。これをタイミングを合わせながら四色分繰り返すことにより、中間転写ベルト２上にフルカラートナー像が形成される。中間転写ベルト２上に形成されたフルカラートナー像は、二次転写ローラ９部において、レジストローラ１０によってタイミングを合わせて搬送されてくる記録紙Ｓに転写される。この時、二次転写ローラ９によって印加される二次転写バイアス、および押圧力によって二次転写が行われる。フルカラートナー像を転写された記録紙Ｓは、定着ユニット１１を通過することにより、表面に担持しているトナー像が加熱定着される。
【００１５】
片面プリントならばそのまま直線搬送されて排紙トレイ１２へ、両面プリントならば搬送方向を下向きに変えられ、用紙反転部１３へ搬送されていく。用紙反転部１３へ到達した記録紙Ｓは、ここで搬送方向を逆転されて紙の後端から用紙反転部１３を出て行く。これをスイッチバックと言うが、この動作によって記録紙Ｓの表裏を反転させることができる。表裏反転された記録紙Ｓは定着ユニット１１方向には戻らず、再給紙経路１４を通過して本来の給紙経路３に合流する。この後は表面プリントの時と同じ様にトナー像を転写されて、定着ユニット１１部を通過して排紙される。これが両面プリント動作である。また各部の動作を最後まで説明すると、一次転写部を通過した感光体１はその表面に一次転写残トナーを担持しており、これを感光体クリーニングユニット１５によって除去される。その後、ＱＬ（クエンチングランプ）１６によってその表面を一様に除電されて次の画像の為の帯電に備える。また、二次転写部を通過した中間転写ベルト２に関しても、その表面に二次転写残トナーを担持しているが、こちらも中間転写ベルトクリーニングユニット１７によってこれを除去され、次のトナー像の転写に備える。この様な動作の繰り返しで、片面プリント若しくは両面プリントが行われていく。
【００１６】
図２は本発明が関わる電子写真式画像形成装置の電源ＯＮ時のイニシャルシーケンスの一例を示す図である。
通常、画像形成装置は電源ＯＮ時にイニシャル動作、およびプロセスコントロールが入るようになっている。機種によっては電源ＯＮ時ではなく、ファーストプリントのプリント直前に行うものもあるため、特に動作タイミングとしては本発明で特定するものではない。このイニシャルシーケンスは、同図に示すように各種プロセスコントロール用センサの調整、現像剤攪拌（現像剤帯電量の立ち上げ）、プロセスコントロール（電位制御、トナー濃度制御等）等から構成されており、本発明がターゲットとしているのは、この中の「現像剤攪拌」動作の部分である。イニシャルシーケンス時に現像剤を攪拌するのは、摩擦帯電により現像剤の帯電量を所定値まで立ち上げるためであり、その後の電位制御実行時等にパッチパターンを出力する関係上、プロセスコントロール以前に行っておく必要がある。この現像剤の攪拌に関しては、一律何秒と設定されていたり、公知資料に示されている様に前回の画像形成終了時（若しくは電源ＯＦＦ時）からの経過時間で決められたり、画像形成装置内のどこかに設置されている環境センサの出力値に基づいて決められたりする。
【００１７】
これらの方法のうち、まず一律何秒という決め方では、現像剤および周辺環境の状況によって帯電立ち上がり特性が異なるため、どの程度の帯電量になるのか分からないという不具合がある。前回画像形成終了時からの経過時間で決める方法はかなり合理的であり、現像剤の帯電量放置低下特性を予め把握しておけば、経過した時間によってどの程度帯電量が低下したかを概算できるので、その低下量を回復できるだけの攪拌負荷を投入すれば良いことになる。ただし、この帯電量放置低下特性や攪拌時の帯電立ち上がり特性は、環境条件の影響を大きく受けるので、上記した「環境センサの出力値に基づいて決める」ことが重要となる。環境条件が低湿である場合には、現像剤放置時において帯電量はあまり低下せず、剤攪拌時には帯電量が素速く立ち上がる。環境条件が高湿である場合には、現像剤放置時には帯電量が急激に低下していく反面、剤攪拌時には帯電量がなかなか立ち上がらない。現像剤の帯電立ち上げ動作時、現像装置内の環境条件を検知して現像剤攪拌条件にフィードバックする場合には、この様な現像剤の特性を考慮して現像剤攪拌条件を決定するのである。
【００１８】
また、現像剤攪拌後のプロセスコントロールを説明すると、まずトナー濃度制御は基本的にトナー濃度センサの出力を検知して行う。トナー濃度はトナー帯電量と相関性があり、トナー濃度が薄いとトナー帯電量が大きく、トナー濃度が濃いとトナー帯電量が小さくなるという関係がある。これに対し、同じ帯電量の潜像に対しては、帯電量の小さいトナーほど多く付着するという関係がある。これにより、トナー濃度が薄い場合には感光体上の画像濃度も薄く、トナー濃度が濃い場合には画像濃度も濃くなるという現象になる。この影響をなるべく小さくするため、トナー濃度は一定に保つように制御され、トナー濃度センサ（主に透磁率センサ：Ｔセンサ）の出力を検知しながらトナー補給・消費等を行うのである。またトナー濃度センサの出力だけでなく、トナー付着量センサ（Ｐセンサ）の出力や画素カウント値も用いて、トナー濃度制御を行う場合もある。トナー付着量センサの出力を参考にする場合は、感光体上にパッチパターンを出力する必要があり、この為には前述したように現像剤の帯電量が立ち上がっている必要がある。また電位制御に関しては、複数階調のパッチパターンを出力し、所望のダイナミックレンジが取れるように現像ポテンシャル（現像バイアス、帯電バイアス、露光パワー）を調整する。具体的には、階調パターンの最高濃度が所望値より薄い場合には、電位的なポテンシャル（現像ポテンシャル）を大きくすることにより、最高濃度を確保するのである。このようにして、トナー帯電量が所望の値からずれている場合においても、最高濃度を保証できるのである。
【００１９】
図３は現像剤の吸湿状態と帯電立ち上がり特性の関係を示した模式図である。
同図において符号Ａは低〜中湿環境下における帯電量変化、Ｂは高湿環境下における帯電量変化をそれぞれ示すグラフである。横軸は攪拌時間、縦軸は帯電量をそれぞれ示す。
以下の説明において低湿、中湿、高湿なる用語を用いているが、低湿としては３０％ＲＨ以下、中湿としては５０％ＲＨ〜６０％ＲＨ、高湿としては７０％ＲＨ以上という値を想定している。
現像剤は、高湿環境下に放置されると吸湿し、低湿環境下に放置されると乾燥する。同図中プロットＡに示すグラフは現像剤帯電量が素速く立ち上がっている様子を示しており、低〜中湿環境下（０〜６０％ＲＨ程度）程度まではほぼこの様に立ち上がることが経験上分かっている。しかし環境条件が高湿（７０％ＲＨ以上）に偏ってくると、徐々に帯電の立ち上がりが悪化してプロットＢの様なイメージとなる。攪拌してもなかなか帯電量が立ち上がらず、現像剤表面に吸着している水分量が蒸発する等して減少してくると徐々に立ち上がってくる。高湿環境下に放置されている時間が長いほど、現像剤表面に吸着する水分量が多くなり、帯電量がなかなか立ち上がらない傾向となる。
【００２０】
図４、５は実際の現像装置中に環境検知手段を設置した場合の構成例を示す図である。
同図において符号７１は現像ユニット本体、７２は現像ローラ、７３は搬送スクリュー、７４はＴセンサ、７５は環境センサをそれぞれ示す。
現像装置としては、フルカラー機の現像器としてよく使われているダブルスクリュー型を例示しているが、特にこの形式に拘るものではなくどの様な形式のものでも良い。現像装置内に環境検知手段が設置されている状態とは、これらの図に示されるような状態であり、同図中に示す環境センサで検知された現像装置内の環境条件に応じて、現像剤攪拌手段である同図中搬送スクリューの制御条件を変更するのである。現像剤の帯電量を立ち上げる際に、通常、搬送スクリューは一定速度で一定時間だけ回転するという制御が行われるが、現像装置内の環境条件に応じて回転時間の長さを変更したり、回転速度を変更したり、あるいはその双方を同時に制御したりすることにより、環境変化によって帯電立ち上がり特性の変化した現像剤を所望の帯電量まで立ち上げるのである。また環境センサとしては、相対湿度のみを測定する湿度センサを設ける場合と、温度と相対湿度を測定し絶対湿度を求められる温湿度センサを設ける場合とがある。帯電量の放置低下特性と立ち上がり特性に関しては、両方共に湿度の影響を受けるということははっきりしているものの、相対湿度に依存するのか絶対湿度に依存するのかははっきりしていない。よって現像剤の種類により、帯電量放置低下特性・帯電量立ち上がり特性が各々相対湿度に依存していると判断できる場合は、相対湿度のみを測定できる湿度センサで充分であるし、絶対湿度に依存していると判断できる場合は、絶対湿度を算出できる様に温湿度センサを設置しておく必要がある。
【００２１】
図４においては、これらの環境センサを現像装置内の空中領域に設置した。これに対して図５においては、剤中領域に設置した。
現像装置の構成は機種によって様々なものがあるが、現像剤が攪拌・搬送される現像剤溜まり部の上部には少し空間があるのが通常である。環境センサを現像剤に埋もれないように空中領域に設置する場合は、図４に示すようにこの領域への設置が考えられる。その他には、現像ローラ（現像スリーブ）背面の空間領域等が考えられる。空中領域への設置とは言え、現像装置の中で現像剤が攪拌・搬送されると、現像装置内はトナーが舞っている状態となり、センサはすぐにトナーによって汚れてしまう。このため、センサの検知部は通気性のフィルターによって保護されている必要があり、例えば素材としてはゴアテックス（商品名）等が考えられる。トナー粒径は通常６〜７μｍ程度なので、これよりも目の細かい素材であれば他の素材でも構わない。この様にセンサ検知部に設置されるフィルターであるが、目詰まりを起こしてしまうと通気性が損なわれ、検知能力の低下を招いてしまう。
【００２２】
この点において、現像剤に埋もれる剤中領域に設置するよりも、現像剤に埋もれない空中領域に設置した方がフィルターに対する負荷が減り、環境センサの性能劣化を招く可能性が減るので、より現実的な構成と考えられる。その反面、空中領域の環境測定では、雰囲気環境の現像剤中までの浸透度合を判断できないため、現像剤の大部分を占める、表層に出ていない現像剤に対する雰囲気環境の影響を把握できないデメリットがある。このため、現像剤中に埋もれる剤中領域に環境センサを設置する方法に分がある。剤中に環境センサを設置する場合も、センサの検知部自体はフィルターによって保護されているため、検知部周辺の雰囲気を測定する方式であることには変わりはない。しかし、フィルター外部が現像剤で満たされているため、フィルター内部の検知部雰囲気は現像剤に吸着している水分量の影響を受け、その湿度を変化させると考えられる。よって、剤中領域に環境センサを設置した場合は、より直接的に現像剤に吸着している水分量の影響を測定できるため、環境による現像剤への影響をより正確に把握できるというメリットがある。
【００２３】
図６は最後の画像形成動作時から次回の画像形成動作時までの環境変動の例を示した図である。
同図において符号Ｃは低湿度から高湿度に変化して後、高湿度を長時間保持する環境変動パターン（環境変動Ｃとする）を示すグラフ、Ｄは低湿度を長時間保持した後、高湿度になる環境変動パターン（環境変動Ｄとする）を示すグラフをそれぞれ示す。横軸は経過時間、縦軸は環境湿度をそれぞれ示す。
本例では、最後の画像形成時が「中湿または低湿」であった場合を想定している。
グラフＣは、最後の画像形成動作終了時から程なく湿度が上昇し、画像形成インターバル期間中においてほぼずっと高湿状態となっている環境、グラフＤは、最後の画像形成動作終了後もずっと湿度状態を（中湿または低湿に）維持し、次回画像形成動作の直前になって湿度が上昇し始めて高湿状態となった環境である。この様な環境変動は、オフィスでの日中の業務遂行中には起こりにくいと考えられるが、例えばインターバル期間を夜間と考えた場合には起こり得る環境である。例えば「環境変動Ｃ」は蒸し暑い夏の日の業務終了後に空調が停止した夜間の湿度環境と捉えられるし、「環境変動Ｄ」は明け方になって雨が降り始めた日の湿度環境と捉えられる。どちらの環境変動においても、画像形成動作時の環境を不連続な点情報（スポット情報）として測定（同図中の「最後の画像形成動作時」と「次回画像形成動作時」）した場合には見かけ上同様な環境であるため、画像形成動作時の環境条件をスポット的に反映するフィードバック制御方法であれば、どちらの環境変動条件においても同様な攪拌条件が設定されることになる。
【００２４】
しかし、インターバル期間中においてほぼ高湿環境を維持している「環境変動Ｃ」と、高湿環境になったのは次回画像形成動作の直前である「環境変動Ｄ」とでは、現像剤が環境から受けた影響が明らかに異なっている。「環境変動Ｃ」においては、高湿環境に長時間晒されているため現像剤の吸湿量が多く、「環境変動Ｄ」においてはあまり吸湿量が多くないはずである。この様な状態において一律に現像剤攪拌条件を設定してしまうと、「環境変動Ｃ」の現像剤は帯電量不足気味、「環境変動Ｄ」の現像剤は帯電量過剰気味になってしまう。よって環境変動の履歴情報を常時、例えば定期的に収集し、現像剤攪拌条件にフィードバックすることによって、各々の現像剤状態に応じた最適な攪拌条件を設定することができる。なお、環境変動履歴のフィードバック制御への反映方法であるが、例えば定期的に取り込んだ環境情報を単純にアベレージングする方法が考えられる。この方法によれば、「環境変動Ｃ」の平均湿度が「環境変動Ｄ」の平均湿度よりも高く算出されるため、高湿環境により長時間影響を受けた現像剤の攪拌条件を「環境変動Ｃ」の現像剤にフィードバックできることになる。但し、フィードバックのための環境情報演算方法はこれに限らず、履歴データの影響を適正に反映する方法ならどの様な演算方法でも構わない。
【００２５】
図７は環境条件の違いによる帯電量放置低下特性の違いを説明するための図である。
同図において符号Ｅは所定量帯電後の低湿・中湿環境下における帯電量変化、Ｆは同じく高湿環境下における帯電量変化、ｔ１、ｔ２は放置開始からの経過時間をそれぞれ示す。横軸は放置時間、縦軸は残留帯電量をそれぞれ示す。
帯電量放置低下特性は高湿環境下になると急速に悪化し、短時間で大きく帯電量を低下させてしまう。これに対し、低湿〜中湿環境下においてはその性質は大差なく、低下幅も少ない特性を示す。但し、これらの傾向は現像剤の種類によって異なってくるものであり、同図に示したグラフは典型例である。この様な放置低下特性を持つ現像剤を使用した場合、環境条件及び放置時間によって、現像剤がその時点で持っている帯電量が異なることは明白である。例えば、ｔ１とｔ２では放置時間の短いｔ１の方がより大きい帯電量を保っているし、同じｔ２で比較すると「低湿〜中湿環境」と「高湿環境」では、「低湿〜中湿環境」に晒された現像剤の方が大きい帯電量を保っていることになる。この様に、時間情報と環境情報を併せて現像剤攪拌条件にフィードバックすることにより、より正確な現像剤帯電量を推定でき、適切な現像剤攪拌条件を設定できることになる。
【００２６】
これまで説明してきたような環境検知手段を内蔵させた現像装置と、これに加えて帯電手段、クリーニング手段、潜像担持体、のうちの少なくとも１つとから構成されるプロセスカートリッジを構成することができる。このようなプロセスカートリッジによれば、現像剤環境検知による攪拌条件フィードバック制御の機能をもたせることができる。環境検知によって現像剤帯電量を適切に立ち上げることは、帯電不良による異常画像出力や、無用な攪拌負荷による現像剤劣化を生じることを回避し、プロセスカートリッジ内の限られた量の現像剤を無駄なく使い切ることに有効な手段となる。
また、このプロセスカートリッジを備えた画像形成装置においては、フィードバック制御によって適切な現像剤帯電量立ち上げを行うことができ、トナーの浪費、お待ち時間の増大、等を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明が搭載される画像形成装置の一例の概略図である。
【図２】本発明が関わる電子写真式画像形成装置の電源ＯＮ時のイニシャルシーケンスの一例を示す図である。
【図３】現像剤の吸湿状態と帯電立ち上がり特性の関係を示した模式図である。
【図４】実際の現像装置中に環境検知手段を設置した場合の構成例を示す図である。
【図５】実際の現像装置中に環境検知手段を設置した場合の構成例を示す図である。
【図６】最後の画像形成動作時から次回の画像形成動作時までの環境変動の例を示した図である。
【図７】環境条件の違いによる帯電量放置低下特性の違いを説明するための図である。
【符号の説明】
【００２８】
１      感光体
７      現像ユニット
７２      現像ローラ
７４      Ｔセンサ
７５      環境センサ
【図１】
2007065581.tif 000003
【図２】
2007065581.tif 000004
【図３】
2007065581.tif 000005
【図４】
2007065581.tif 000006
【図５】
2007065581.tif 000007
【図６】
2007065581.tif 000008
【図７】
2007065581.tif 000009