(57)【要約】【課題】どのような温度湿度の変化パターンが発生した場合でも、現像コントラストとトナー帯電量のミスマッチを発生させないで、出力画像濃度を一定に保つことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】温度湿度センサ５０は、現像装置１の内部の現像剤に接してトナーの温度と湿度を検出する。プリンタ制御部３００は、現在のトナーの温度と過去のトナーの湿度変化の経緯とに応じて現像コントラストを変更する。トナーの温度変化とトナーの湿度変化とが並行して発生した場合には、トナーの温度変化に応じた制御を行った後に、温度湿度センサ５０によって検出されたトナーの湿度がトナーの表面抵抗に反映されるまでの時間差を置いてトナーの湿度変化に応じた制御を行う。【選択図】図２
2012123099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
前記像担持体に静電像を形成する静電像形成手段と、
現像剤担持体に現像剤を担持させて前記静電像をトナー像に現像する現像手段と、
前記像担持体で形成されたトナー像を転写媒体に転写させる転写手段と、
トナーの温度を検出するための温度検出手段と、
トナーの湿度を検出するための湿度検出手段と、
前記静電像形成手段と前記現像手段と前記転写手段のうち少なくとも１つを、所定の出力画像濃度が得られるように前記トナーの温度及び前記トナーの湿度の検出結果に基づいて制御する制御手段と、を備え、
前記制御において反映される前記トナーの湿度は、前記制御において反映される前記トナーの温度よりも過去に遡ったトナーの湿度であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、トナーの温度変化とトナーの湿度変化とが並行して発生した場合には、前記トナーの温度変化に応じた前記制御を行った後に所定時間の遅れを持たせて前記トナーの湿度変化に応じた前記制御を行い、
前記所定時間は、前記湿度検出手段によって検出されたトナーの湿度がトナーの表面抵抗に反映されるまでの時間差に相当していることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記温度検出手段及び前記湿度検出手段は、現像装置の内部の現像剤に接してトナーの温度と湿度を検出する温度湿度センサであって、
前記制御手段は、現在のトナーの温度と過去のトナーの湿度変化の経緯とに応じた前記制御を行うことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記温度検出手段は、前記現像装置の内部の現像剤に接してトナーの温度を検出する温度センサであって、
前記湿度検出手段は、前記現像装置の外側で前記現像装置に接する空間の相対湿度を検出する湿度センサを含み、
前記制御手段は、現在のトナーの温度と過去のトナーの湿度変化の経緯とに応じた前記制御を行うことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御は、前記現像剤担持体に印加した現像電圧の直流成分と前記静電像の差電位であって前記像担持体に現像されるトナー像のトナー載り量に相関性を有する現像コントラスト、を変更する制御であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記静電像形成手段は、露光パルスのパルス幅変調によって出力画像濃度を調整可能な露光手段を含み、
前記制御は、最大濃度階調に対応する露光パルスのパルス幅を変更する制御であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御は、前記転写手段が前記転写媒体へトナー像を転写する際に用いる電圧条件を変更して転写効率を変化させる制御であることを特徴とする請求項１乃至４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、検出されたトナーの温度とトナーの湿度に応じて現像コントラストが調整される画像形成装置、詳しくはトナーの温度とトナーの湿度が同時に変化した際の出力画像濃度の変動を抑制する制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
像担持体に形成した静電像にトナーを電気的に移転させてトナー像を形成する画像形成装置が広く用いられている。画像形成装置において出力画像濃度の再現性を高めるためには、現像装置によって像担持体の静電像を現像して形成されるトナー像のトナー載り量の再現性を高める必要がある。そして、トナー像のトナー載り量の再現性を高めるためには、現像剤担持体に印加した現像電圧の直流成分と静電像の差電位である現像コントラストをトナー帯電量の変化に応じて調整する必要がある。
【０００３】
そして、トナー帯電量は、トナーの温度とトナーの湿度とに応じて変化するため、トナーの温度とトナーの湿度とを測定して現像コントラストを調整する制御が提案されている（特許文献１、２）。
【０００４】
特許文献１には、過去に遡った湿度データに基づいて、現在の現像コントラストを調整する制御が示される。これにより、画像形成装置内の空間の湿度変化が現像装置内のトナーの湿度に反映されるまでの時間差による現像コントラストの設定誤差を無くしている。
【０００５】
特許文献２には、現像装置内に、現像剤に接触させて温度湿度センサを配置した画像形成装置が示される。現像装置内に温度湿度センサを配置することで、特許文献１よりも現像剤の温度変化と湿度変化とを速やかに検出できるため、現像装置の起動後に発生する現像剤の急激な温度湿度変化にも追従させて、現像コントラストを調整できる。
【０００６】
非特許文献１には、トナー帯電量とトナーの温度との関係、及びトナー帯電量とトナーの湿度との関係が記載されている。ここには、トナーの湿度とトナー帯電量との間には負の相関性があることが報告されている。トナーの雰囲気の湿度上昇が発生すると、トナーの表面抵抗が下がって帯電電荷を放電し易くなるため、トナー帯電量が低下する傾向となる。しかし、トナーの温度とトナー帯電量との関係は、トナーの材料や温度範囲によって、正の相関性、負の相関性、フラットな相関性のいずれもあり得ることが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−１７７１７７号公報
【特許文献２】特開２００７−６５５８１号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「トナーの帯電に及ぼす雰囲気の影響」日本画像学会誌  第３９巻  第３号（２０００）竹内  学（２０００．８．１５受理）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２に示されるように、現像装置内のトナーの温度湿度を検出してリアルタイムに現像コントラストを調整する場合、出力画像濃度を一定に保つことが難しいことが判明した。特に、現像装置の起動後のように、トナーの温度変化とトナーの湿度変化とが並行して発生している場合に、出力画像濃度を一定に保つための現像コントラストの調整によって新たな出力画像の濃度が発生する場合があることが判明した。
【００１０】
そこで、いくつかの温度湿度の変化パターンについて実際のトナー帯電量の変化を調べたところ、湿度変化に対するトナー帯電量の追従性は、温度変化に対するトナー帯電量の追従性よりも相当に遅いことが確認された。このため、現在の温度と現在の湿度とに応じて調整された現像コントラストでは、実際のトナー帯電量に対してミスマッチを生じていることが確認された。
【００１１】
本発明は、どのような温度湿度の変化パターンが発生した場合でも、現像コントラスト等の画像形成条件とトナー帯電量のミスマッチを発生させないで、出力画像濃度の変動を抑制できる画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体に静電像を形成する静電像形成手段と、現像剤担持体に現像剤を担持させて前記静電像をトナー像に現像する現像手段と、前記像担持体で形成されたトナー像を転写媒体に転写させる転写手段と、トナーの温度を検出するための温度検出手段と、トナーの湿度を検出するための湿度検出手段と、前記静電像形成手段と前記現像手段と前記転写手段のうち少なくとも１つを、所定の出力画像濃度が得られるように前記トナーの温度及び前記トナーの湿度の検出結果に基づいて制御する制御手段とを備えるものである。そして、前記制御において反映される前記トナーの湿度は、前記制御において反映される前記トナーの温度よりも過去に遡ったトナーの湿度である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の画像形成装置では、トナーの温度変化に対するトナー帯電量の追従性とトナーの湿度変化に対するトナー帯電量の追従性との時間差だけ、トナーの温度よりも過去に遡らせたトナーの湿度を用いる。トナーの温度変化とトナーの湿度変化とが同時に発生した際には、発生した湿度変化に対する現像コントラストの追従を、発生した温度変化に対する現像コントラストの追従よりも遅らせる。
【００１４】
これにより、トナーの温度とトナーの湿度とを現像コントラストに反映させた場合に発生する現像コントラストとトナー帯電量のミスマッチを解消して、トナー帯電量に応じた適正な現像コントラストが設定される。
【００１５】
したがって、トナーの温度変化と湿度変化が同時に発生した場合でも、設定された現像コントラストと実際のトナー帯電量のミスマッチを解消して、出力画像濃度の変動を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】画像形成装置の制御系のブロック図である。
【図３】暗部電位と明部電位の関係の説明図である。
【図４】現像コントラストの説明図である。
【図５】温度湿度センサの構成の説明図である。
【図６】比較例の現像コントラスト設定制御のフローチャートである。
【図７】実施例１の現像コントラスト設定制御のフローチャートである。
【図８】別の画像形成装置の構成の説明図である。
【図９】別の画像形成装置の制御系のブロック図である。
【図１０】実施例２の現像コントラスト設定制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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、トナー温度とトナー湿度が同時に変化した際に現像コントラストの温度変化への追従が湿度変化への追従よりも早い限りにおいて、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。
【００１８】
従って、像担持体の静電像をトナーで現像する画像形成装置であれば、モノクロ／フルカラー、枚葉型／記録材搬送型／中間転写型、一成分現像剤／二成分現像剤、タンデム型／１ドラム型、帯電形式、露光形式、転写方式、定着方式の区別無く実施できる。
【００１９】
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。
【００２０】
なお、特許文献１、２に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００２１】
＜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は画像形成装置の制御系のブロック図である。図１に示すように、画像形成装置１００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、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。
【００２２】
感光ドラム２８は、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負帯電極性のＯＰＣ感光体である。感光ドラム２８は、所定のプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。
【００２３】
帯電ローラ２１は感光ドラム２８の表面を一様な暗部電位ＶＤに帯電させる。露光装置２２は、レーザービームを走査して感光ドラム２８に静電像を形成する。現像装置１は、静電像にトナーを移転させて感光ドラム２８にトナー像を形成する。
【００２４】
転写手段の一例である転写ローラ２３は、感光ドラム２８で形成されたトナー像を転写媒体の一例である記録材Ｐに転写させる。転写ローラ２３は、感光ドラム２８に当接して、感光ドラム２８との間に転写部Ｔ１を形成する。転写部Ｔ１が感光ドラム２８のトナー像に記録材Ｐを重ねて挟持搬送する過程で、転写電源Ｄ１は、転写ローラ２３にトナーの帯電極性と逆極性（プラス）の直流電圧を印加する。これにより、感光ドラム２８に担持されたトナー像が記録材Ｐへ転写される。ドラムクリーニング装置２６は、感光ドラム２８にクリーニングブレードを摺擦させて、感光ドラム２８に残った転写残トナーを回収する。
【００２５】
記録材Ｐは、記録材カセット１０からピックアップローラ１１により引き出され、分離ローラ１２により１枚ずつに分離され、レジストローラ１３により、感光ドラム２８上のトナー像にタイミングを合わせて転写部Ｔ１へ給送される。
【００２６】
トナー像を転写された記録材Ｐは、感光ドラム２８から分離して定着装置２５へ搬送され、定着装置２５で加熱加圧を受けてトナー像を定着された後に、機体外へ排出される。
【００２７】
図２に示すように、プリンタ制御部３００は、内蔵するＣＰＵなどによって、画像形成装置１００の各部分や、帯電電源４１、現像電源４２などの動作を制御する。外部入力インタフェース（外部入力Ｉ／Ｆ）２１３は、必要に応じて、原稿スキャナ、コンピュータ（情報処理装置）等の不図示の外部装置から画像データを入力される。
【００２８】
＜帯電ローラ＞
静電像形成手段の一例である帯電ローラ２１及び露光装置２２は、像担持体の一例である感光ドラム２８に静電像を形成する。帯電ローラ２１は、感光ドラム２８に当接して従動回転し、帯電バイアス電源４１から、直流成分Ｖｃｈｇ（Ｖ）に交流成分を重畳した帯電電圧（振動電圧）を印加されることにより、感光ドラム２８の表面を一様に帯電させる。帯電された電位を白地部電位または暗部電位ＶＤ（Ｖ）と呼ぶ。このような「ＡＣ帯電方式」では、直流成分Ｖｃｈｇ（Ｖ）の値がほぼＶＤ（Ｖ）になるように交流成分が調整される。
【００２９】
＜露光装置＞
図３は暗部電位と明部電位の関係の説明図である。露光装置２２は、入力画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを、回転ミラーにより走査して、感光ドラム２８の表面を露光して、静電像を形成する。
【００３０】
暗部電位ＶＤ（Ｖ）部に、画像情報に基づいてレーザービームによる最大露光を行うと、その部分が除電されて電位が接地側に近づく。この部分の電位を最大濃度部電位または明部電位ＶＬ（Ｖ）と呼ぶ。
【００３１】
図２に示すように、ＬＯＧ変換部２０４へ取り込まれた画像の輝度データは、ＲＯＭ２１０に格納されているデータ等により構成されるγＬＵＴ（ルックアップテーブル）に基づいて、グレースケールの濃度データに変換される。
【００３２】
ＬＵＴ部２０６は、画像データをプリンタ部の理想的な階調特性に合わせるために、γＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いて、グレースケールの濃度データに濃度補正を施す。なお、γＬＵＴは、ＲＡＭ２１１上に展開された画像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。
【００３３】
パルス幅変調部２０７は、ＬＵＴ部２０６から入力された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がレーザー光源２２を駆動し、発生したレーザービームを多面体ミラーで走査して感光ドラム２８上を照射することで、画像の静電像が形成される。
【００３４】
＜現像装置＞
図３は明部電位と暗部電位の関係の説明図である。図４は現像コントラストの説明図である。現像手段の一例である現像装置１は、現像剤担持体の一例である現像スリーブ３に現像剤を担持させて静電像をトナー像に現像する。
【００３５】
現像装置１は、現像剤として磁性トナーを用いた磁性一成分現像方式により感光ドラム２８の静電像を反転現像する。磁性トナーは、ポリエステルを主体とした樹脂に磁性体かつ着色料であるマグネタイトなどを混錬重合したものを粉砕分級し、体積平均粒径６〜７μｍ程度の粉体としたものである。
【００３６】
現像装置１は、現像剤担持体として、固定配置されたマグネット５を非磁性金属素管に内包した現像スリーブ３を用いる。現像スリーブ３に薄層担持された磁性トナーは、感光ドラム２８に近接対向する。
【００３７】
現像スリーブ３には、現像バイアス電源４２から所定の直流成分Ｖｄｅｖ（Ｖ）に交流成分を重畳した現像電圧を印加する。現像電圧の交流成分は矩形波であり、周波数は３ｋＨｚ、ピークトゥピーク電圧Ｖｐｐは１．５ｋＶである。これにより、現像スリーブ３に薄層担持された磁性トナーは、いわゆるジャンピング現像によって感光ドラム２８へ移転する。
【００３８】
ジャンピング現像では、実施例２の二成分現像剤による磁気ブラシ現像に比較して現像効率がかなり低くなり、その結果、現像コントラストＶｃｏｎｔの電位を埋め合わせるだけのトナーを静電像に移転させることができない。そして、静電像の現像コントラストＶｃｏｎｔに現像されるトナー像のトナー載り量は、トナー帯電量に対して正の相関性を持つ。
【００３９】
このため、トナー帯電量が下がると、現像されるトナー像のトナー載り量が低下するため、現像コントラストＶｃｏｎｔを高める必要がある。逆に、トナー帯電量が上がると、現像されるトナー像のトナー載り量が増加するため、現像コントラストＶｃｏｎｔを低くする必要がある。
【００４０】
図３に示すように、帯電ローラ２１に印加される帯電電圧の直流成分Ｖｃｈｇ（Ｖ）がそのまま暗部電位ＶＤ（Ｖ）となる。露光装置２２による一定の露光を受けることで、感光ドラム２８の表面電位は、暗部電位ＶＤ（Ｖ）から明部電位ＶＬ（Ｖ）に低下する。
【００４１】
図４に示すように、明部電位ＶＬと直流成分Ｖｄｅｖの差分の絶対値は、現像コントラストＶｃｏｎｔと呼ばれ、現像スリーブ３から見た静電像の最大濃度部の電位のことを指す。また、暗部電位ＶＤと直流成分Ｖｄｅｖの絶対値は、かぶり取りコントラストＶｂａｃｋと呼ばれ、白地部のトナーかぶりを保証するために設けた電位差である。
【００４２】
＜温度湿度センサ＞
図５は温度湿度センサの構成の説明図である。
【００４３】
図１に示すように、温度湿度センサ５０は、現像装置１の内部の現像剤に接してトナーの温度と湿度を検出する。温度湿度センサ５０は、現像装置１内の現像剤に埋没する位置に配置されていて、現像容器２内で撹拌される現像剤に常に接した状態で現像剤の温度湿度を検出する。これは、現像装置１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することで、様々な制御動作の精度を向上させるためである。
【００４４】
温度湿度センサ５０は、具体的には、センシリオン（ＳＥＮＳＩＲＩＯＮ）社製、温度湿度センサＳＨＴ１Ｘシリーズを用いた。
【００４５】
図５に示すように、温度湿度センサ５０は、デジタルインタフェース１００４を通じてシリアル出力を行う仕様のＣＭＯＳデバイスである。温度湿度センサ５０は、湿度検知デバイスとして静電容量ポリマーのセンシング素子１００１、温度検知デバイスとしてバンドギャップ温度センサ１００２を実装している。センシング素子１００１とバンドギャップ温度センサ１００２は、いずれも１４ビットＡ／Ｄコンバータ１００３にカップリングされている。
【００４６】
温度検知デバイスであるバンドギャップ温度センサ１００２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おり、温度に応じて変化する抵抗値から温度を算出している。
【００４７】
また、湿度検知デバイスであるセンシング素子１００１（静電容量ポリマー）は、誘電体としてポリマーを挿入したコンデンサである。コンデンサの電極は、それぞれ微細な櫛葉構造を有しているものを、その歯が互い違いになるように組み合わせた状態にし、その極間に湿度によって誘電率が変わるポリマーを挿入したものである。
【００４８】
湿度に応じて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湿度に対して線形に変化することを利用して、静電容量を湿度に変換している。
【００４９】
湿度変化に対する応答速度は４秒である。応答速度とは、時間に対する応答値を指数関数近似した際の時定数に相当する値である。
【００５０】
＜現像コントラストの制御＞
プリンタ制御部３００は、温度湿度で参照して現像コントラストＶｃｏｎｔを設定する環境／Ｖｃｏｎｔテーブルを有する。環境／Ｖｃｏｎｔテーブルとは、様々な温度湿度環境において、出力濃度が標準最大画像濃度１．４となるような現像コントラストＶｃｏｎｔの条件をあらかじめ調べておき、参照テーブルとして記録したものである。反射濃度は、米Ｘ−ｒｉｔｅ社製５００シリーズにて測定した。環境／Ｖｃｏｎｔテーブルは、表１に挙げたようなものであり、各ポイントの間の区間は線形に補完されるものとする。
【００５１】
【表１】
2012123099.tif 000003
【００５２】
表１に示すように、現像装置１の磁性トナーは、湿度の上昇に対してはトナー帯電量が低下し、温度の上昇に関してもトナー帯電量が低下する傾向である。このため、上述したジャンピング現像の性質により、温度が高まるほど、また湿度が高まるほど、画像濃度１．４を得るために必要な現像コントラストＶｃｏｎｔは大きくなる。
【００５３】
もちろん、この環境／Ｖｃｏｎｔテーブルを作成する際には、画像形成装置１００が標準的な状態にあるときに、現像剤を周囲の環境に十分な時間（少なくとも数日）をかけてなじませることが必要である。
【００５４】
プリンタ制御部３００は、温度湿度で参照して温度湿度に応じたかぶり取りコントラストを設定する環境／Ｖｂａｃｋテーブルを有する。環境／Ｖｂａｃｋテーブルとは、様々な温度湿度環境において、画像の白地部にトナーが付着する白地かぶりが発生しないようなかぶり取りコントラストＶｂａｃｋの条件をあらかじめ調べておき、参照テーブルとして記録したものである。環境／Ｖｂａｃｋテーブルは、表２に挙げたようなものであり、各ポイントの間の区間は線形に補完されるものとする。
【００５５】
【表２】
2012123099.tif 000004
【００５６】
プリンタ制御部３００は、現像装置１内の現像剤中の温度湿度をプリンタ制御部３００に接続された温度湿度センサ５０から取得する。そして、温度湿度の検出結果に基づき環境／Ｖｃｏｎｔテーブル（表１）を参照して現像コントラストＶｃｏｎｔ（Ｖ）を設定する。また、温度湿度の検出結果に基づき環境／Ｖｂａｃｋテーブル（表２）を参照してかぶり取りコントラストＶｂａｃｋ（Ｖ）を設定する。
【００５７】
図４に示すように、現像コントラストＶｃｏｎｔとかぶり取りコントラストＶｂａｃｋの和は、暗部電位ＶＤと明部電位ＶＬの差分に一致し、この値を静電像コントラストと呼ぶ。露光装置２２による最大露光量が決まっていれば、暗部電位ＶＤに対して明部電位ＶＬが一意に決まり、その関係は、概略図３に示したようになる。暗部電位ＶＤを調整することによって、潜像コントラストを調整することができ、そこには図３に示した関係式が存在する。
【００５８】
プリンタ制御部３００は、図３の関係式を記憶していて、必要とされる現像コントラストＶｃｏｎｔ及びかぶり取りコントラストＶｂａｃｋの値から適切な暗部電位ＶＤの値、即ち帯電電圧の直流成分Ｖｃｈｇを決定する。そして、帯電電圧の直流成分Ｖｃｈｇの値からかぶり取りコントラストＶｂａｃｋの値を差し引いた値を、現像電圧の直流成分Ｖｄｅｖとして決定する。
【００５９】
＜比較例＞
図６は比較例の現像コントラスト設定制御のフローチャートである。比較例では、特許文献１、２と同様に、リアルタイムに測定した温度と湿度とを、時間差無しに組み合わせて現像コントラストを設定している。このため、温度変化に対するトナー帯電量の追従性と温度変化に対するトナー帯電量の追従性の差によって、設定した現像コントラストと実際のトナー帯電量との間にミスマッチが発生して、出力画像濃度の変動を引き起こす。
【００６０】
図２を参照して図６に示すように、画像形成装置１００は、待機状態にあって、常時、プリントスタート、コピースタートなどのプリントジョブに備えている（Ｓ９０１）。プリンタ制御部３００は、プリント開始の指示がない場合（Ｓ９０２のＮ）、１分おきに温度湿度センサ５０から温度Ｔｍｐ（℃）、相対湿度ＲＨ（％）の値を読み込む（Ｓ９０３）。プリンタ制御部３００は、温度Ｔｍｐと相対湿度ＲＨの値から、表１のテーブルを参照して直接、現像コントラストＶｃｏｎｔの値を求める（Ｓ９０４）。
【００６１】
ところで、一定の現像コントラストＶｃｏｎｔの静電像を現像した際の画像濃度は、トナー帯電量に相関がある。
【００６２】
【表３】
2012123099.tif 000005
【００６３】
表３に示すように、ジャンピング現像を行う画像形成装置１００では、現像コントラストＶｃｏｎｔ＝２３０Ｖに対して、温度の低下や湿度の低下に伴ってトナー帯電量が高まると、画像濃度（反射濃度）が高くなる。逆に、温度の上昇や湿度の上昇に伴ってトナー帯電量が低下すると画像濃度（反射濃度）が低くなる。
【００６４】
ここで、現像装置１内のトナーの帯電量は、「トナーの内部における電子の移動し易さ（トナー帯電量が大きくなる方向）」と、「トナーの表面における電荷の減衰し易さ（トナー帯電量が０に近づく方向）」とによって決定される。
【００６５】
「トナーの内部における電子の移動し易さ」は、主としてトナー樹脂自体の誘電率に相関があるが、トナー樹脂自体の誘電率は、低温領域では温度が高まると上昇するが、高温領域では温度が上がると低下し、その中間領域では温度によって変化しない性質がある。そして、樹脂材料によって誘電率のそれぞれの変化が現れる温度範囲が異なるため、温度上昇に伴って誘電率が上がるトナーと下がるトナーとが存在する。
【００６６】
一方、「トナーの表面における電荷の減衰し易さ」は、主としてトナー表面の抵抗値に相関があるため、トナー表面の抵抗値は、トナー表面の水分量（絶対湿度）が高まると下降し、絶対湿度が下がると低下する性質がある。
【００６７】
したがって、温度湿度センサ５０を設けてトナーの温度と絶対湿度を正確に測定すれば、トナー帯電量を精密に推定して、画像濃度が一定になるような現像コントラストＶｃｏｎｔを決定できる。
【００６８】
また、プリンタ制御部３００は、温度Ｔｍｐと相対湿度ＲＨの値から、表２のテーブルを参照して直接、かぶり取りコントラストＶｂａｃｋの値を求める（Ｓ９０４）。
【００６９】
プリンタ制御部３００は、新たに求めた現像コントラストＶｃｏｎｔ及びかぶり取りコントラストＶｂａｃｋをプリンタ制御部３００内のメモリに記録する。そして、最も古い６０分前の現像コントラストＶｃｏｎｔ及びかぶり取りコントラストＶｂａｃｋを消去する（Ｓ９０５）。このようにして、最近１時間分の現像コントラストＶｃｏｎｔ及びかぶり取りコントラストＶｂａｃｋの値（６０個）をプリンタ制御部３００内に蓄積した状態で再びステップＳ９０１のプリント待機状態に戻る（Ｓ９０１）。
【００７０】
プリント開始の指示がきた場合（Ｓ９０２のＹ）、プリンタ制御部３００は、メモリに記憶した最近１時間分、６０個ずつの現像コントラストＶｃｏｎｔとかぶり取りコントラストＶｂａｃｋの値を呼び出す（Ｓ９０６）。プリンタ制御部３００は、１時間分の現像コントラストＶｃｏｎｔの平均値を求めてＶｃｏｎｔ（ｐ）とし、１時間分のかぶり取りコントラストＶｂａｃｋの平均値を求めてＶｂａｃｋ（ｐ）とする（Ｓ９０７）。
【００７１】
プリンタ制御部３００は、Ｖｃｏｎｔ（ｐ）、Ｖｂａｃｋ（ｐ）を実現するようなＶｃｈｇ、Ｖｄｅｖを図３のデータに基づいて算出して高圧設定し（Ｓ９０８）、続いてプリントを実行する（Ｓ９０９）。
【００７２】
比較例では、現在の温度Ｔｍｐと現在の相対湿度ＲＨから絶対水分量を求め、その値から「現像コントラスト計算時の変数」を求めている。これは、特許文献１に示された「現像剤の吸湿状態を推定し、その吸湿状態に応じて出力画像濃度に応じた現像コントラストを設定する」という実施形態に相当している。なお、特許文献１では、平均をとっていた時間範囲が過去８時間と長いのに対して、比較例では、その時間を１時間としている。これは、温度湿度センサ５０が、特許文献２に示されるように、現像装置１内の現像剤の温度湿度を直接測定する方式のため、周囲の雰囲気から現像剤内にいたるまでの温度湿度のディレイ分を考慮する必要がないからである。
【００７３】
しかし、比較例では、出力画像濃度の安定性において不十分な場合があった。例えば、表１において、現像装置１の起動後、温度湿度が２０℃８０％から１時間かけて４０℃４０％に移動していった場合、表１では現像コントラストＶｃｏｎｔの値は変化しない。しかし、結果として画像出力濃度が高くなる傾向があった。
【００７４】
そこで、本発明者らは、上記のメカニズムをもとに、比較例の制御では結果として画像出力濃度が安定しない理由について次のように考察した。
（１）「トナーの内部における電子の移動し易さ」において支配的である、トナー樹脂自体の誘電率は、温度によって変化する。非特許文献１によれば、一般に単調に増加するものでも減少するものでもないことが示唆されている。しかし、温度から誘電率の変化が生じる過程には、時間的な遅れはないものとみてよい。
（２）「トナーの表面における電荷の減衰し易さ」と「トナー表面の水分量」との間にも、時間的な遅れは考えにくい。トナー樹脂表面の水分量がトナーの帯電量に（概ね時間的な遅延なく）反映されていると考えられる。
（３）しかし、温度湿度センサ５０によって検出される相対湿度の変化に対して、「トナー表面の水分量」は、ある程度の時間をおいて変化すると考えられる。温度湿度センサ５０が測定している相対湿度は、トナーを取り囲んでいる「空気」の相対湿度であるため、これとトナー表面の水分量との間には、時間的に差があると考えられる。
【００７５】
すなわち、「トナー表面の水分量」と「トナーが含む空気」の相対湿度とは、時間的な遅れを伴って変化する可能性がある。温度湿度センサ５０が測定しているのは「トナーが含む空気」の相対湿度であるため、その空気とトナー表面との間で水分をやり取りするために必要となる時間が少なからず存在する可能性がある。この時間が測定された相対湿度に対するトナー帯電量のタイムラグとなって観測されている可能性がある。
【００７６】
そこで、以下の実施例では、現像コントラストの温度湿度による調整を行うにあたり、温度情報は現在に最も近い検知データを用い、湿度情報は最近１時間の平均値、すなわち３０分間だけ過去に遡った相対湿度を用いている。これにより、比較例の制御で現像装置１の起動後に発生していた画像濃度の上昇が無くなり、出力画像濃度の安定性が向上した。
【００７７】
＜実施例１＞
図７は実施例１の現像コントラスト設定制御のフローチャートである。実施例１では、現在のトナー温度と３０分前相当のトナー湿度とで表１を参照して現像コントラストＶｃｏｎｔを設定する。
【００７８】
図２に示すように、温度検出手段の一例である温度湿度センサ５０は、トナーの温度を検出する。湿度検出手段の一例である温度湿度センサ５０は、トナーの湿度を検出する。制御手段の一例であるプリンタ制御部３００は、静電像形成手段と現像手段と転写手段のうち少なくとも１つの一例である静電像形成手段の暗部電位ＶＤを、所定の出力画像濃度が得られるように、トナーの温度及びトナーの湿度の検出結果に基づいて制御する。
【００７９】
プリンタ制御部３００の制御において反映されるトナーの湿度は、その制御において反映されるトナーの温度よりも過去に遡ったトナーの湿度である。したがって、トナーの温度変化とトナーの湿度変化とが並行して発生した場合には、トナーの温度変化に応じた制御を行った後に所定時間の遅れを持たせてトナーの湿度変化に応じた制御を行う。そして、所定時間は、温度湿度センサ５０によって検出されたトナーの湿度がトナーの表面抵抗に反映されるまでの時間差に相当している。
【００８０】
プリンタ制御部３００は、現在のトナーの温度と過去のトナーの湿度変化の経緯とに応じて現像コントラストを変更する制御を行う。現像コントラストは、現像剤担持体に印加した現像電圧の直流成分と静電像の差電位であって像担持体に現像されるトナー像のトナー載り量に相関性を有する。
【００８１】
図２を参照して図７に示すように、画像形成装置１００は待機状態にあって、常時、プリントスタート、コピースタートなどのプリントジョブに備えている（Ｓ１０１）。
【００８２】
プリンタ制御部３００は、プリント開始の指示がない場合（Ｓ１０２のＮ）、１分おきに温度湿度センサ５０から温度Ｔｍｐ（℃）、相対湿度ＲＨ（％）の値を読み込む（Ｓ９０３）。
【００８３】
プリンタ制御部３００は、新たに測定した温度Ｔｍｐ（℃）及び相対湿度ＲＨ（％）の値をプリンタ制御部３００内のメモリに記録する。そして、最も古い６０分前の温度Ｔｍｐ（℃）及び相対湿度ＲＨ（％）の値を消去する（Ｓ９０５）。このようにして、最近１時間分の温度Ｔｍｐ（℃）及び相対湿度ＲＨ（％）の値（６０個）をプリンタ制御部３００内に蓄積した状態で再びプリント待機状態に戻る（Ｓ１０１）。
【００８４】
プリンタ制御部３００は、プリント開始の指示がきた場合（Ｓ１０２のＹ）、メモリに記憶した最近１時間分、６０個の相対湿度ＲＨの値を呼び出し、平均値を算出してＲＨａｖｅとする（Ｓ１０６）。
【００８５】
プリンタ制御部３００は、温度の値としては最も最近に読み込まれたＴｍｐの値を用い、相対湿度の値としてはＲＨａｖｅを用いて、表１のテーブルを参照して現像コントラストＶｃｏｎｔを求める。
【００８６】
プリンタ制御部３００は、温度の値としては最も最近に読み込まれたＴｍｐの値を用い、相対湿度の値としてはＲＨａｖｅを用いて、表２のテーブルを参照してかぶり取りコントラストＶｂａｃｋの値を求める（Ｓ１０７）。
【００８７】
その後、現像コントラストＶｃｏｎｔ及びかぶり取りコントラストＶｂａｃｋを実現するようなＶｃｈｇ、Ｖｄｅｖを図３のデータに基づいて算出し、高圧設定して（Ｓ１０８）、プリントを実行する（Ｓ１０９）。
【００８８】
プリントが終了したら、プリンタ制御部３００は、再び、画像形成装置１００を待機状態にする（Ｓ１０１）。
【００８９】
実施例１では、温度の値としては最も最近に読み込まれた値を用いることで、トナー樹脂自体の誘電率と温度との時間的遅延の少ない関係性からトナーの「電子の移動しやすさ」を正確に潜像形成条件に反映させている。
【００９０】
しかし、湿度の値としては１時間分の平均値を用いて静電像形成条件を決定することで、「トナー樹脂表面の水分量」と、「トナーが含む空気」の湿度との間にある時間的な遅れを考慮した上で静電像形成条件に反映させる。このことによって、実施例では、比較例では不十分であった現像装置１の起動後１時間の出力画像濃度の安定性を飛躍的に向上させることができた。
【００９１】
すなわち、トナーの摩擦帯電におけるトナー帯電量は、トナー粒子における「移動した電子を保持する力」と「電子の偏りを緩和する力」とが釣り合った点で決まる。そして、「移動した電子を保持する力」は、トナー材料の分子内での電子の偏りが大きい（＝「誘電率」が高い）場合に大きくなる。また、「電子の偏りを緩和する力」は、トナー表面の電荷を減衰させるトナー表面の抵抗率であって、トナー表面の電荷が減衰し易くなることは、トナー表面の抵抗率が下がることである。
【００９２】
トナー粒子を取り囲む空気の相対湿度は、空気の含む水分が、空気が含むことのできる水分に対し何％かを表した値である。そして、トナー粒子の隙間にある空気とトナー表面との間で水分の授受が行われているため、トナー表面に付着できる水分付着量の最大値で現在の付着量を割ると、擬似的にトナー表面の相対湿度という値を得ることができる。
【００９３】
そして、トナー粒子の隙間にある空気とトナー表面との間で行われる水分の授受の速度に関しては種々の要因が関与している。種々の相対湿度環境について、測定された相対湿度と出力画像の実濃度データの相関を見たところ、１０分〜１時間程度のタイムラグを想定すれば出力画像の濃度を一定に保つことができるという知見が得られている。
【００９４】
実施例１においては、次のように、時刻Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄを定義する。
（１）時刻ＴａはステップＳ１０９でプリントを開始する時刻である。
（２）時刻ＴｂはステップＳ１０３で温度湿度センサ５０からＴｍｐ、ＲＨの値を読み込んだ時刻である。
（３）時刻ＴｄはステップＳ１０４でメモリに格納された１時間分のデータのうち最も過去のものを取得した時刻である。
（４）時刻ＴｃはステップＳ１０４でメモリに格納された１時間分のデータを取得した時刻の平均時刻である。
【００９５】
このとき、時刻Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの間には、以下の関係がある。
Ｔａ≧Ｔｂ＞Ｔｃ≧Ｔｄ
【００９６】
プリンタ制御部３００のメモリは、時刻Ｔａにおける温度検知結果Ｔｍｐａ、時刻Ｔａにおける湿度検知結果Ｈｕｍａ、時刻Ｔｄにおける湿度検知結果Ｈｕｍｄを記憶している。ここで、時刻Ｔｂにおける温度情報Ｔｍｐｂとは、時刻Ｔｂにおける温度検知結果、ないしは少なくとも温度検知結果Ｔｍｐａと時刻Ｔｄにおける温度検知結果Ｔｍｐｄとから算出された温度算出結果である。また、時刻Ｔｃにおける湿度情報Ｈｕｍｃとは、時刻Ｔｃにおける湿度検知結果、ないしは少なくとも湿度検知結果Ｈｕｍａと湿度検知結果Ｈｕｍｄとから算出された湿度算出結果である。
【００９７】
そして、画像形成動作開始時刻Ｔａにおける画像形成条件に対し、最も大きく影響する温度情報は、時刻Ｔｂにおける温度情報Ｔｍｐｂ（＝ステップＳ１０３で読み込まれたＴｍｐ）である。現像装置内の雰囲気を検知し、温度は、測定された値を逐次そのまま用いて最も影響が大きくなるようにしている。
【００９８】
これに対して、最も大きく影響する湿度情報は、時刻Ｔｂから所定時間さかのぼった時刻Ｔｃにおける湿度情報Ｈｕｍｃ（＝ステップＳ１０５で平均値として得られたＲＨａｖｅ）である。現像装置内の雰囲気を検知し、湿度は、それ以前に測定ないしは算出された値を用いて最も影響が大きくなるようにしている。
【００９９】
そして、これらを含む温度湿度情報に基づいて表１により現像コントラストＶｃｏｎｔの設定制御を行うことで、温度と湿度が同時に変化した場合でも、出力画像濃度の変動を阻止している。
【０１００】
なお、時刻Ｔｂは、必ずしも実施例１のような時刻である必要はなく、画像形成条件の決定に用いる温度情報も、画像形成に近い時刻近辺の温度情報を平均、ないしは加重平均するなどして用いてもよい。
【０１０１】
また、時刻Ｔｃは、必ずしも実施例１のような最近１時間の平均時刻である必要はなく、画像形成条件の決定に用いる湿度情報も、画像形成から所定時間さかのぼった時刻近辺の湿度情報を１点利用してもよい。あるいは、その近辺の区間の湿度情報を平均ないしは加重平均するなどして用いてもよい。
【０１０２】
また、実施例１では、現像コントラストＶｃｏｎｔを調整するための画像形成条件は、感光ドラム２８の暗部電位ＶＤとしたが、これには限られない。現像装置で用いる現像電圧の直流成分Ｖｄｅｖを調整してもよく、露光強度を調整してもよい。
【０１０３】
また、画像形成装置１００は、現像装置１によって感光ドラム２８に形成されたトナー像を記録材Ｐへ転写する転写ローラ２３を備える。トナー帯電量に応じて調整される画像形成条件は、転写ローラ２３に印加される転写電圧又は転写電流を含む。
【０１０４】
＜別の画像形成装置＞
図８は別の画像形成装置の構成の説明図である。図９は別の画像形成装置の制御系のブロック図である。
【０１０５】
図８に示すように、画像形成装置２００は、中間転写ベルト２４に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを配列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。
【０１０６】
画像形成部ＰＹ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に一次転写される。画像形成部ＰＭ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に一次転写される。画像形成部ＰＣ、ＰＫでは、感光ドラム１Ｃ、１Ｋにそれぞれシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト２４に順次一次転写される。
【０１０７】
記録材Ｐは、不図示の給送系によって中間転写ベルト２４上のトナー像にタイミングを合わせて二次転写部Ｔ２へ給送されて、中間転写ベルト２４の４色のトナー像を二次転写される。四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置２５へ搬送され、定着装置２５で加熱加圧を受けてトナー像を定着された後に、機体外へ排出される。
【０１０８】
画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、現像装置１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的に同一に構成される。以下では、ブラックの画像形成部ＰＫについて説明し、他の画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣについては、説明中の構成部材に付した符号の末尾のＫをＹ、Ｍ、Ｃに読み替えて説明されるものとする。
【０１０９】
画像形成部ＰＫは、所定のプロセススピードで回転する感光ドラム２８Ｋの周囲に、帯電ローラ２１Ｋ、露光装置２２Ｋ、現像装置１Ｋ、一次転写ローラ２３Ｋ等を配置している。
【０１１０】
帯電ローラ２１Ｋは、感光ドラム２８Ｋの表面を一様な暗部電位ＶＤに帯電させる。露光装置２２Ｋは、レーザービームを走査して感光ドラム２８Ｋに画像の静電像を書き込む。現像装置１Ｋは、静電像にトナーを移転させて感光ドラム２８Ｋにトナー像を形成する。一次転写ローラ２３Ｋは、直流電圧を印加されることにより、感光ドラム２８Ｋに担持されたトナー像を中間転写ベルト２４へ一次転写させる。
【０１１１】
＜別の現像装置＞
現像装置１Ｋは、非磁性トナーと磁性キャリアを混合した現像剤を用いる二成分現像方式を採用している。非磁性トナーは、ポリエステルを主体とし、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローそれぞれの色に応じた着色剤、および定着助剤であるワックスを混合した樹脂を粉砕分級したものである。体積平均粒径は５．５μｍであって、高精細性を実現している。トナー樹脂は、ポリエステルの他、スチレンアクリル系のものやそれらを混合したものなどを用いることができる。また、粉砕分級法のほかに、重合法を用いて作成した球状のトナーを用いることもできる。
【０１１２】
一方、磁性キャリアは、フェライトからなるコアをシリコン系樹脂によりコートしたものを用いる。コアとしては、マグネタイトなどの磁性粉末をフェノール樹脂などで固めて球状とした磁性樹脂粒子などを用いてもよい。また、コート剤としては、スチレンアクリル系、フッ素系、その他様々な材料を使用してもよい。
【０１１３】
現像装置１Ｋは、現像スリーブ３Ｋに磁気ブラシ状態で二成分現像剤を担持させ、磁気ブラシの穂先を感光ドラム２８Ｋに摺擦させる。特許文献２に示されるように、現像スリーブ３Ｋには、所定の直流成分Ｖｄｅｖ（Ｖ）に交流成分を重畳した現像電圧を印加する。これにより、現像スリーブ３の磁気ブラシを構成する磁性キャリアに担持されたトナーは、いわゆる磁気ブラシ現像によって感光ドラム２８Ｋへ移転する。
【０１１４】
図３に示すように、帯電ローラ２１に印加される帯電電圧の直流成分Ｖｃｈｇ（Ｖ）がそのまま暗部電位ＶＤ（Ｖ）となる。露光装置２２による一定の露光を受けることで、感光ドラム２８の表面電位は、暗部電位ＶＤ（Ｖ）から明部電位ＶＬ（Ｖ）に低下する。
【０１１５】
図４に示すように、明部電位ＶＬと直流成分Ｖｄｅｖの差分の絶対値は、現像コントラストＶｃｏｎｔと呼ばれ、現像スリーブ３から見た静電像の最大濃度部の電位のことを指す。また、暗部電位ＶＤと直流成分Ｖｄｅｖの絶対値は、かぶり取りコントラストＶｂａｃｋと呼ばれ、白地部のトナーかぶりを保証するために設けた電位差である。
【０１１６】
＜別の温度湿度センサ＞
現像装置１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋには、それぞれの内部に、温度センサ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋを配置している。温度センサ５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、５１Ｋは、現像剤の現在温度を速やかに反映させるように、循環する現像剤に接触させて配置され、常に現像剤と近接しながらその温度を検知している。
【０１１７】
また、上述したように、湿度に関しては、上述したように、現像剤の過去の相対湿度を使用すれば足りるため、現像装置の外側に、温度湿度を検知するための共通の温度湿度センサ５２が配置されている。
【０１１８】
図９に示すように、画像形成部ＰＫには、帯電電圧印加のための帯電バイアス電源４１Ｋ、現像電圧印加のための現像バイアス電源４２Ｋ、及び現像装置１Ｋ内の刻々の現像剤温度を測定するための温度センサ５１Ｋが配置されている。
【０１１９】
プリンタ制御部３００は、画像形成部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを接続されており、現像装置１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ内の温度検知、湿度検知、現像コントラストの設定、及び帯電電圧、現像電圧の制御を行う。プリンタ制御部３００には、画像形成装置内の温度湿度を検知するための温度湿度センサ５２も接続されている。
【０１２０】
温度センサ５１は、相対湿度を測定する必要がないため、実施例１で述べたような、内部にＡ／Ｄコンバータを備えた高価なデジタル出力式のＣＭＯＳデバイスを用いなくてもよい。サーミスタ等の安価なアナログ素子やその他の素子を利用することができる。
【０１２１】
また、温度センサ５１は、実施例１の温度湿度センサ５０と異なり、温度のみを検知し湿度は検知しない。このため、例えば現像装置１の外壁や近傍など、現像剤の温度とほぼ同等の温度条件の箇所であれば、その箇所に設置することも可能である。
【０１２２】
温度湿度センサ５２は、高速応答性が必要とされないため、温度湿度を電気信号として取り出せる限りにおいて、様々な素子を利用可能である。
【０１２３】
ＬＯＧ変換部２０４は、ＲＯＭ２１０に格納されているデータ等により構成されるγＬＵＴ（ルックアップテーブル）に基づいて入力されたＲＧＢ画像データの輝度データをＣＭＹの濃度データ（ＣＭＹ画像データ）に変換する。マスキング・ＵＣＲ部２０５は、ＣＭＹ画像データから黒（Ｋ）成分データを抽出し、各色トナーの色濁りを補正すべく、ＣＭＹＫ画像データにマトリクス演算を施す。
【０１２４】
＜実施例２＞
図１０は実施例２の現像コントラスト設定制御のフローチャートである。実施例２では、現在のトナー温度と現像装置の起動後のトナー湿度の平均値とに応じて現像コントラストＶｃｏｎｔを設定する。図１０に示したのは、プリンタ制御部３００が各画像形成部の制御ユニットに対して並列して行う処理を、あるひとつの画像形成部Ｐｘに着目して説明するフローチャートである。
【０１２５】
図９に示すように、温度検出手段の一例である温度センサ５１Ｋは、現像装置１Ｋの内部の現像剤に接してトナーの温度を検出する。湿度検出手段の一例である温度湿度センサ５２は、現像装置１の外側で現像装置１Ｋに接する空間の相対湿度を検出する湿度センサを含む。  露光手段の一例である露光装置２２Ｋは、露光パルスのパルス幅変調によって出力画像濃度を調整可能である。
【０１２６】
プリンタ制御部３００は、現在のトナーの温度と過去のトナーの湿度変化の経緯とに応じて露光装置２２ＫのγＬＵＴを設定して、最大濃度階調に対応する露光パルスのパルス幅を変更する。
【０１２７】
画像形成装置２００の動作は、プリンタ制御部３００によって統括的に制御される。プリンタ制御部３００内部の不図示のＣＰＵは、不図示のインタフェースを通じて画像処理部ＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫのそれぞれのＣＰＵ２０９と連携を取る。
【０１２８】
ＬＵＴ部２０６は、画像データをプリンタ部の理想的な階調特性に合わせるためにγＬＵＴ（ルックアップテーブル）を用いて、入力されたＣＭＹＫ画像データの各色毎に濃度補正を施す。なお、γＬＵＴは、ＲＡＭ２１１上に展開された画像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。
【０１２９】
γＬＵＴは、画像形成装置２００のグラデーションが各環境において異なるため、それを補正するためのものである。最大濃度を表す入力２５６レベル目に、大きい値を格納しておけば濃度薄を補正することができる。小さい値を格納しておけば濃度の出すぎを補正することができる。
【０１３０】
実施例２では、出力画像濃度を制御するために、γＬＵＴ（ルックアップテーブル）の選択を行う。実施例２においては、周囲の雰囲気を温度で４段階、湿度で８段階のマトリックスを組み、３２の領域に区分して、第１環境区分から第３２環境区分のそれぞれの環境において３２本のγＬＵＴを図９のＲＯＭ２１０に格納してある。プリンタ制御部３００は、ＣＰＵ２０９を制御して、ＣＰＵ２０９からの指示に従って選択したγＬＵＴを、ＲＡＭ２１１上に展開して階調制御に用いさせる。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２００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。
【０１３１】
図１０に示すように、プリンタ制御部３００は、画像形成装置２００を待機状態に保って、常時、プリントスタート、コピースタートなどのプリントジョブに備えている（Ｓ２０１）。実施例１と異なり、実施例２では、待機中の湿度情報の収集をしない。
【０１３２】
プリンタ制御部３００は、時刻Ｔｄにプリント開始の指示がきた場合（Ｓ２０２のＹ）、温度湿度センサ５２から画像形成装置内の温度湿度情報Ｔｍｐ、ＲＨを読み込み（Ｓ２０３）、それらの値から絶対水分量ＡＢＳを算出する（Ｓ２０４）。時刻Ｔｄまでは現像装置１ｘが停止しているため、現像装置１ｘ内の温度湿度は、温度湿度センサ５２で測定された値と等しいとみなせるからである。
【０１３３】
プリンタ制御部３００は、その後、画像形成部Ｐｘの温度センサ５１ｘから、現像装置１ｘの内部の現像剤の温度Ｔｍｐｘを読み込む（Ｓ２０５）。そして、先に計算したＡＢＳと読み込んだ温度Ｔｍｐｘとから現像剤の相対湿度ＲＨｘを求める（Ｓ２０６）。このようにして算出された相対湿度ＲＨｘは、一時的にプリンタ制御部３００の揮発性メモリに格納される。相対湿度ＲＨｘのデータは、その算出された時刻情報と共に、所定の時間分だけプリンタ制御部３００内の不揮発性メモリに記憶されている。
【０１３４】
実施例２では、現在時刻Ｔａに最も近い時刻Ｔｂにおける温度情報Ｔｍｐｂ、および時刻Ｔａよりも１０分前の時刻Ｔｃにおける湿度情報Ｈｕｍｃとに基づいて、γＬＵＴ（ルックアップテーブル）の選択を行う。γＬＵＴを通じて二値画像のドット露光量を制御することにより、最終的な出力画像濃度を所定値に合わせ込んでいる。
【０１３５】
そして、１０分前の時刻Ｔｃにおける湿度情報Ｈｕｍｃを求めるために、メモリ内の情報を利用するが、メモリ内に１０分前の時刻Ｔｃの湿度情報Ｈｕｍｃ情報がない場合には、プリント開始の指示がきた時刻Ｔｄにおける湿度検知結果Ｈｕｍｄを用いて演算を行う。
【０１３６】
すなわち、プリンタ制御部３００は、これら記憶されたＲＨｘデータのうち最新のものに付帯する時刻情報Ｔａを読み出す（Ｓ２０７）。
【０１３７】
プリンタ制御部３００は、不揮発性メモリ内の時刻ＴｄにおけるＲＨｘの値ＲＨｘ（Ｔｄ）を読み出す（Ｓ２０９）。揮発性メモリ内から読み出した時刻ＴａのＲＨｘの値と時刻ＴｄにおけるＲＨｘ（Ｔｄ）の値とから、次式にしたがってＲＨｘ（Ｔｃ）を算出する（Ｓ２１０）。
ＲＨｘ（Ｔｃ）＝（ＲＨｘ（Ｔｄ）−ＲＨｘ）×  ｅｘｐ（−（Ｔｃ−Ｔｄ）／β）＋ＲＨｘ  ・・・（１）
【０１３８】
すなわち、時刻Ｔｄにおける相対湿度ＲＨｘ（Ｔｄ）と時刻Ｔａにおける相対湿度ＲＨｘの間を指数関数で近似し、その近似曲線の中から約１０分前の時刻であるＴｃの点を選び、ＲＨｘ（Ｔｃ）とする。
【０１３９】
ここで、βは、時間のディメンジョンをもった定数であり、現像装置１ｘが周囲の環境になじんでいく「調湿速度」情報をもった調湿時定数である。実施例２では、β＝２４０分としておくが、温度条件や現像装置１ｘの駆動状態などに応じて変化させることが可能である。
【０１４０】
以上のように、約１０分前の湿度情報であるＲＨｘ（Ｔｃ）の値を算出される。ＲＨｘ（Ｔｃ）の値が求まったら、その値と、ステップＳ２０５で読み込んだＴｍｐｘの値とに基づいて３２本のγＬＵＴの中から相当するγＬＵＴを選択する（Ｓ２１１）。その後、実際のプリント動作を行う（Ｓ２１２）。最後に、不揮発性メモリにＲＨｘ（Ｔｃ）の値を時刻情報と共に記憶して（Ｓ２１３）プリント待機に戻る（Ｓ２０１）。算出された時刻情報と共に、所定の時間分だけプリンタ制御部３００内の不揮発性メモリにＲＨｘ（Ｔｃ）の値が記憶される（Ｓ２１３）。以上のようにして、出力画像濃度の安定性に優れた画像形成装置２００の制御を行うことが出来る。
【０１４１】
以上のように、実施例２では、時刻Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄの間にはＴａ≧Ｔｂ＞Ｔｃ≧Ｔｄの関係がある。そして、現在時刻Ｔａに最も近い温度情報Ｔｍｐｂ、および時刻Ｔａよりも約１０分前の時刻Ｔｃにおける湿度情報Ｈｕｍｃとに基づいて画像形成条件を決定する。そして、約１０分前の時刻Ｔｃにおける湿度情報Ｈｕｍｃを求めるためにメモリ内の情報を利用するが、メモリ内にその時刻近辺の情報がない場合にはＴｃ≧Ｔｄなる時刻Ｔｄにおける湿度検知結果Ｈｕｍｄを用いて演算を行う。
【０１４２】
プリンタ制御部３００は、時刻Ｔａにおける温度検知結果Ｔｍｐａ、時刻Ｔａにおける湿度検知結果Ｈｕｍａ、時刻Ｔｄにおける湿度検知結果Ｈｕｍｄを記憶している。
【０１４３】
時刻Ｔｂにおける温度情報Ｔｍｐｂとは、時刻Ｔｂにおける温度検知結果、ないしは少なくとも温度検知結果Ｔｍｐａと時刻Ｔｄにおける温度検知結果Ｔｍｐｄとから算出された温度算出結果である。また、時刻Ｔｃにおける湿度情報Ｈｕｍｃとは、時刻Ｔｃにおける湿度検知結果、ないしは少なくとも湿度検知結果Ｈｕｍａと湿度検知結果Ｈｕｍｄとから算出された湿度算出結果である。
【０１４４】
現在時刻Ｔａにおける画像形成条件を決定する温度情報は、時刻Ｔｂにおける温度情報Ｔｍｐｂのみである。また、現在時刻Ｔａにおける画像形成条件を決定する湿度情報は、時刻Ｔｂから所定時間さかのぼった時刻Ｔｃにおける湿度情報Ｈｕｍｃのみである。
【０１４５】
実施例２では、各環境区分におけるγＬＵＴをそれぞれ用意してそれを選択する方法をとったが、ＲＯＭ容量の削減のために、記憶するγＬＵＴの数を減らし、そのγＬＵＴに所定の比率を乗じたり差分を加減したりすることで変更を行ってもよい。
【０１４６】
実施例２では、現像装置１ｘ内の温度を直接あるいはそれに近い値が得られるように検出し、その測定された温度の値は逐次そのまま用いる。しかし、湿度に関しては、周囲の雰囲気の温度湿度と現像装置内の温度とから算出された湿度推定値に基づいて湿度変化の履歴に応じた出力画像濃度の制御を行う。
【０１４７】
実施例２では、画像形成装置内の温度湿度を検知する温度湿度検知手段と、現像装置内の温度を検知する現像装置温度検知手段と、温度湿度検知手段の検知結果と現像装置温度検知手段の検出結果に基づいて現像装置の湿度を算出するプリンタ制御部とからなる。
【０１４８】
＜実施例３＞
以上２つの実施例に基づいて本発明を説明したが、本発明の主旨に従う形で様々な様態をとることができるのはいうまでもない。例えば、実施例１では、ジャンピング現像における出力画像濃度の調整のために、感光ドラムの帯電電位、および露光量から決まる静電像の表面電位を変更した。しかし、実施例１において、出力画像濃度の調整のために現像電圧の交流成分を変更してもよい。
【０１４９】
また、転写工程（一次、二次を含む）における転写電圧の制御電流値及び／または制御電圧値を変更してもよい。出力画像濃度を一定に保つ制御は、転写手段の一例である一次転写部が中間転写ベルト２４へ、又は転写手段の別の例である二次転写部が記録材へトナー像を転写する際に用いる電圧条件を変更して転写効率を変化させる制御に置き換え可能である。
【０１５０】
また、実施例２では、出力画像濃度の制御を行うために、γＬＵＴ（ルックアップテーブル）の選択を行ったが、実施例１と同様に、現像コントラストを調整してもよい。
【０１５１】
図８に示すように、磁気ブラシ現像では、ジャンピング現像よりもトナーの移動距離が短いため、トナー帯電量が低くても現像効率が１００％近くなる。その結果、現像コントラストＶｃｏｎｔの電位を埋め合わせるだけのトナーが静電像に移転することになり、静電像の現像コントラストＶｃｏｎｔに現像されるトナー像のトナー載り量は、トナー帯電量に反比例する。
【０１５２】
したがって、実施例１とは少し異なる方向に、現像コントラストが調整されることになる。トナー帯電量が下がるほど、等しい現像コントラストＶｃｏｎｔの静電像に現像されるトナー像のトナー載り量が増加するため、現像コントラストＶｃｏｎｔを下げることになる。逆に、トナー帯電量が上がるほど、現像されるトナー像のトナー載り量が減少するため、現像コントラストＶｃｏｎｔを高くすることになる。
【０１５３】
＜特許文献１との比較＞
特許文献１（特開昭６３−１７７１７７号公報）には、温度湿度の蓄積データに基づいて現像コントラストを調整する制御が示される。記憶手段に過去所定時間内の複数のタイミングでの湿度の履歴を記憶しておく。制御部は、記憶された複数のデータに従って、現像剤の吸湿状態を推定し、その吸湿状態に応じて画像濃度に関する像形成条件を制御する。これにより、現在の湿度だけでなく、湿度が高くなる方向に変化しているのか低くなる方向に変化しているのかが分かり、現像剤の現在の吸湿状態に適した現像コントラストを選択することにより、常に濃度が適正な高画質の画像形成が可能である。
【０１５４】
具体的には、制御部は、割込処理等で、温度と湿度を環境センサで例えば３０分ごとに１回又は３０分間に数回測定してその平均値を測定し、８時間分をメモリ内のバッファエリアに格納している。
【０１５５】
そして、現像コントラストの設定時には、その８時間分のデータを基に絶対湿度を計算する。これは、画像濃度が絶対湿度（空気中の水分量）に比例するからである。絶対湿度の計算を８時間分行なったかどうかを判断し、８時間分行った後に、２時間、４時間、８時間のそれぞれの平均値ｘ、ｙ、ｚを求める。これら平均値ｘ、ｙ、ｚは、以下の条件判断を行なって現像コントラスト計算時の変数となる。
（１）２時間平均値ｘが混合比１６．５ｇ以上の場合は、２時間以上高湿状態が続いたと判定する。
（２）２時間平均値ｘが混合比１６．５ｇ未満で現在値が１６．５ｇ以上の場合は、２時間低湿であったが現在高湿に向かいつつあると判定する。
（３）８時間の平均値ｚが９ｇ以上の場合、湿度は８時間以上中湿状態であると判定する。
（４）８時間の平均値ｚが９ｇ未満で４時間の平均値ｙが９ｇ以上の場合、低湿から中湿に向かっていると判定する。
（５）４時間平均値ｙが９ｇ未満の場合、低湿状態と判定する。
【０１５６】
特許文献１の制御の特徴は２つある。特徴のひとつは雰囲気湿度の指標として、相対湿度（％）ではなく絶対水分量（ｇ／乾燥空気１ｋｇ）が用いられている点である。相対湿度とは、その温度において飽和水蒸気圧にある空気の絶対水分量に対し、対象となる空気の絶対水分量が何％かを表わす数値である。そして、測定した温度と相対湿度に基づいて時々刻々の絶対水分量を求めているため、雰囲気湿度を示すパラメータとして、時々刻々の温度と相対湿度を一緒に取り扱っている。
【０１５７】
もうひとつの特徴は、絶対湿度（混合比）の計算を８時間分行なったかどうかを判断し、８時間分行った後に、２時間、４時間、８時間のそれぞれの平均値ｘ、ｙ、ｚを求めることである。すなわち、過去の絶対湿度の履歴データをいくつかサンプルして扱っている点である。
【０１５８】
＜特許文献２との比較＞
特許文献２（特開２００７−６５５８１号公報）には、現像装置内の現像剤に接して温度湿度センサを配置している画像形成装置が示される。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している。これにより、トナーの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。
【０１５９】
比較例の制御で明らかなように、電子写真方式の画像形成装置の画像濃度安定性に大きく関与するトナーの帯電量の変化は、周囲の温度湿度の変動に大きく依存している。このため特許文献１、特許文献２などの技術が提案されており、あるいはこれらを組み合わせた技術を応用することも可能であった。しかし、本発明者らの検討によれば、単にこれらの技術の組合せだけでは、近年市場において高まっている濃度の安定性の要望に十分に応えられていない場合が生じている。
【０１６０】
本願発明者らは、その理由について、非特許文献１などを参考にして様々に考察した。その結果、本発明の課題に対して重要なパラメータである温度湿度の扱いに工夫を凝らすことにした。具体的には、現像装置内の雰囲気を直接あるいは間接的に検知し、温度は測定された値を逐次そのまま用い、湿度はそれ以前に測定ないしは算出された値に基づいて履歴制御を行うことで、本発明の課題を解決することが出来るのである。
【０１６１】
＜非特許文献１との比較＞
非特許文献１は、「トナーの帯電に及ぼす雰囲気の影響」日本画像学会誌  第３９巻  第３号（２０００）竹内  学（２０００．８．１５受理）である。非特許文献１によれば、トナーの帯電量は「電子の移動しやすさ」と、「電荷の減衰しやすさ」とによって決定される。電荷の移動しやすさは、トナー樹脂自体の誘電率とその表面の水分量に相関があり、電荷の減衰しやすさはその表面の水分量に相関があると報告されている。この誘電率が温度によって、また表面の水分量が湿度によって変化することが、温度湿度変化によってトナーの帯電量が変化する理由である。
【符号の説明】
【０１６２】
１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  現像装置
２１、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋ  帯電ローラ
２２、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ  露光装置
２３、２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ  転写ローラ
２８、２８Ｙ、２８Ｍ、２８Ｃ、２８Ｋ  感光ドラム
４１  帯電バイアス電源、４２  現像バイアス電源
５０  温度湿度センサ、５１  温度センサ、５２  温度湿度センサ
２０６  ＬＵＴ部、２０９  ＣＰＵ、３００  プリンタ制御部
【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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